(57)【要約】【課題】直列に接続された複数のバッテリの均等充電を、各バッテリの充電電圧検出手段、充電量制御手段などを使用せずに、簡単な回路で行う。【解決手段】バッテリ１０のセルＢ１〜Ｂｎにそれぞれ特性の揃ったコンデンサＣ１〜Ｃｎを接続し、交流電源をＯＮとしてダイオード２から出力される交流成分を有する直流電圧で充電する。この充電中コンデンサＣ１〜Ｃｎには交流電流がながれる。充電初期はバッテリセルＢ１〜Ｂｎの内部インピーダンスが略揃っているので、各バッテリセルＢ１〜Ｂｎは略均等に充電される。充電末期に近づいて一部のセルの内部インピーダンスが増加した場合は、コンデンサＣ１〜Ｃｎに交流電流が流れるていため、バッテリセルＢ１〜ＢｎとコンデンサＣ１〜Ｃｎとで構成されている各並列回路のインピーダンスは均等化され、各バッテリセルＢ１〜Ｂｎの端子電圧、すなわち充電電圧のばらつきは、小さくなる。【選択図】  図１
2004173345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数のバッテリの充電方法であって、
前記複数のバッテリにそれぞれ特性の揃ったコンデンサを並列接続し、
交流成分を有する直流電源で充電することを特徴とするバッテリの充電方法。
【請求項２】
複数のバッテリセルが直列に接続されてなるバッテリの充電方法であって、
前記複数のバッテリセルにそれぞれ特性の揃ったコンデンサを並列接続し、
交流成分を有する直流電源で充電することを特徴とするバッテリの充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列に接続された複数のバッテリを均等に充電するバッテリの充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力用モータ駆動源などの高電圧が必要とされる分野で使用されるバッテリは、低い端子電圧の複数のバッテリを直列接続し、高電圧を得て使用される。この直列に接続された複数のバッテリを充電する充電器は、バッテリを過充電させないために最大出力電圧を制限しているが、鉛畜電池などのバッテリは充電末期になると一部のバッテリの内部抵抗が急激に増加し、内部抵抗が増加したバッテリの端子電圧が上昇する。この結果、端子電圧が高いバッテリと低いバッテリを生じることになり、過充電、不足充電のバッテリが混在することになる。
【０００３】
従来、直列接続されたバッテリの充電は、各バッテリにそれぞれバイパスデバイスを接続し、各バッテリの電圧検出し、検出した各電圧もとに各バッテリの充電状態を算出し、それぞれのバッテリ充電電圧が均等になるように各バッテリのバイパスデバイスを駆動して各バッテリの端子電圧が均等となるように各バッテリの電流を制御しているいる（例えば、特許文献１参照。）。また、直列接続されたバッテリの充電方式として、バツテリユニット数と同数のサブ充電器を用意し、各バツテリユニットを各々サブ充電器で各バツテリユニットの電圧を等しく充電するようにしたものもある。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−２９４３３７号公報（第１図）
【０００５】
【特許文献２】
特開平０６−２９５７４６号公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記各のバッテリ電圧を検出して個々のバッテリヘの充電電流を制御する方式は、回路構成が複雑になるため高コストとなり、また、部品点数の増加による信頼性の低下も懸念される。また、上記直列に接続された各バツテリユニットを各々サブ充電器で充電する方式では、バツテリユニット数と同数のサブ充電器と、各サブ充電器を絶縁するための複数の２次巻線を有するトランスを必要とする。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、個々のバッテリの充電電流を制御することなく、簡単な回路で直列に接続された複数のバッテリを均等に充電することができるバッテリの充電方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る発明は、直列に接続された複数のバッテリの充電方法であって、前記複数のバッテリにそれぞれ特性の揃ったコンデンサを並列接続し、交流成分を有する直流電源で充電することを特徴とする。
【０００９】
また、本願請求項２に係る発明は、複数のバッテリセルが直列に接続されてなるバッテリの充電方法であって、前記複数のバッテリセルにそれぞれ特性の揃ったコンデンサを並列接続し、交流成分を有する直流電源で充電することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１
本発明の実施形態１係るバッテリ充電回路を図１に示す。図１において、１は交流電源、２は交流電源１に接続された整流用ダイオード、１０はダイオード２の出力で充電される直列に接続された複数のバッテリセルＢ１〜Ｂｎからなるバッテリ、Ｃ１〜Ｃｎはバッテリ１０のセルＢ１〜Ｂｎとそれぞれ並列に接続した特性の揃ったコンデンサである。
【００１１】
バッテリ１０の充電は、上記のようにバッテリ１０のセルＢ１〜ＢｎにそれぞれコンデンサＣ１〜Ｃｎを接続し、交流電源１をＯＮとしてダイオード２から出力される整流出力である交流成分を有する直流電圧をバッテリ１０に印加して行う。このバッテリ１０の充電中、バッテリ１０のセルＢ１〜Ｂｎに並列に接続されているコンデンサＣ１〜Ｃｎには直流電流に含まれている交流成分に基づく交流電流が流れる。コンデンサＣ１〜Ｃｎは特性が揃っているので、バッテリセルＢ１〜Ｂｎの内部インピーダンスが揃っていればバッテリセルＢ１〜Ｂｎの各端子電圧は直流電圧の１／ｎの均等な電圧となる。充電初期は各バッテリセルＢ１〜Ｂｎの内部インピーダンスが略揃っているので、各バッテリセルＢ１〜Ｂｎは均等に充電される。
【００１２】
充電末期に近づいて一部のセルの内部インピーダンスが増加した場合は、コンデンサＣ１〜Ｃｎに交流電流が流れるていることにより、バッテリセルＢ１〜ＢｎとコンデンサＣ１〜Ｃｎとで構成されている各並列回路のインピーダンスは均等化される。このため一部のセルの内部インピーダンスが増加しているにも拘わらず、各バッテリセルＢ１〜Ｂｎの端子電圧、すなわち充電電圧のばらつきは小さくなる。
【００１３】
実施形態２
本発明の実施形態２係るバッテリ充電回路を図２に示す。図２において、１は交流電源、２は交流電源１に接続された整流用ダイオード、２０はダイオードの整流出力で充電される直列に接続された複数のバッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎからなるバッテリユニット群で、各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎそれぞれ複数のバッテリセルＢ１〜Ｂｍで構成されている。Ｃ１〜ＣｎはバッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎとそれぞれ並列に接続された特性の揃ったコンデンサである。
【００１４】
バッテリユニット群２０の充電は、上記のようにバッテリユニット群２０を構成している各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎにそれぞれコンデンサＣ１〜Ｃｎを接続し、交流電源をＯＮとしてダイオード２から出力される整流出力である交流成分を有する直流電圧をバッテリユニット群２０に印加して行う。
【００１５】
このバッテリユニット群２０の充電中、バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎとそれぞれ並列に接続されているコンデンサＣ１〜Ｃｎには整流出力に含まれている交流成分に基づく交流電流が流れる。コンデンサＣ１〜Ｃｎは特性が揃っているので、バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎの内部インピーダンスが揃っていれば各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎの電圧は直流電圧の１／ｎの均等な電圧となる。充電初期は各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎの内部インピーダンスが揃っているので、各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎは均等に充電される。
【００１６】
充電末期に近づいて一部のバッテリユニットの内部インピーダンスが増加した場合は、コンデンサＣ１〜Ｃｎに交流電流が流れることにより、バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎとコンデンサＣ１〜Ｃｎとで構成されている各並列回路のインピーダンスが均等化される。このため一部のバッテリユニットの内部インピーダンスが増加しているにも拘わらず、各バッテリユニットＢＵ１〜ＢＵｎの電圧、すなわち充電電圧は、ばらつきが小さくなる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、
（１）従来直列接続されたバッテリの充電に必要であった直列接続されたバッテリの充電電圧の検出手段、検出電圧からそれぞれのバッテリヘの充電量を演算する演算手段及び各バッテリの充電電流を制御するバイパス手段などを必要としないので、コスト低減が可能となる。
（２）受動部品のコンデンサのみでバッテリ充電電圧の均等化が図られ、充電回路の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るバッテリの充電回路図。
【図２】本発明の実施形態１に係るバッテリの充電回路図。
【符号の説明】
１…交流成分を持つ電源、交流電源
２…整流用ダイオード
１０…バッテリ
２０…バッテリユニット群
Ｂ、Ｂ１〜Ｂｎ…バッテリセル
ＢＵ１〜ＢＵｎ…バッテリユニット
Ｃ１〜Ｃｎ…コンデンサ
【図１】
2004173345.tif 000003
【図２】
2004173345.tif 000004