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JPH11234909A - 蓄電池を用いた電源装置 - Google Patents

蓄電池を用いた電源装置

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Publication number
JPH11234909A
JPH11234909A JP10051410A JP5141098A JPH11234909A JP H11234909 A JPH11234909 A JP H11234909A JP 10051410 A JP10051410 A JP 10051410A JP 5141098 A JP5141098 A JP 5141098A JP H11234909 A JPH11234909 A JP H11234909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage battery
power supply
series
supply device
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10051410A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Adachi
昌紀 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10051410A priority Critical patent/JPH11234909A/ja
Publication of JPH11234909A publication Critical patent/JPH11234909A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄電池セル数を最小限度に抑え、蓄電池関連す
る蓄電池重量の軽量化を可能とする蓄電池を用いた電源
装置を提供する。 【解決手段】蓄電池1の正及び負電極側にそれぞれ切り
替えスイッチ11〜14を有する蓄電池セルを備え、こ
の蓄電池セルの切り替えスイッチ11〜14の動作を介
して複数個の蓄電池の直列/並列接続構成を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池を用いた電
源装置に関し、特に、人工衛星搭載用に適した蓄電池を
軽量化した蓄電池を用いた電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】人工衛星搭載用の電子機器には、蓄電池
を利用した電源装置が搭載されており、この電子機器に
は、太陽光が当たる期間(日照)に太陽電池から電力が
供給され、地球の陰に人工衛星が入るなどして太陽電池
からの電力発生が期待できない期間(日陰)は搭載され
ている蓄電池から電力が供給されている。また、消費電
力が太陽電池発生電力を超えた場合には、太陽電池/蓄
電池両方から電力が供給される。この蓄電池は、日照中
に太陽電池の余剰電力で充電される。
【0003】ところで、人工衛星の電力消費について言
えば、人工衛星保温用ヒーター等、いわゆる抵抗性負荷
の電力消費の割合が高い場合が多い。したがって、蓄電
池の放電電圧を高くすればするほど、消費電力自身を低
減することができるだけでなく、蓄電池自体の重量も重
くすることが可能となる。
【0004】一方、電池の直並列構成を変えない限り放
電電圧と充電電圧は比例関係にあるため、蓄電池充電電
圧を太陽電池出力電圧よりも高くしてしまうと、充電不
能になってしまう。したがって、蓄電池の直列数の上限
は充電電圧と太陽電池出力との関係で制約されてしま
う。
【0005】パーソナルコンピュータ等への接続を対象
としたモジュラー機器用のバックアップ電源システムと
して、定常充電電圧で充電不能な場合には、直列の2つ
の電池を並列にして、より低い電圧で充電するシステム
が特表平8−505039号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
蓄電池を用いた電源装置は、蓄電池の直列数の上限が充
電電圧と太陽電池出力電圧との関係で制約されてしま
い、蓄電池の放電電圧が低く抑えられることで、消費電
力も消費電流も大きくなり、必要な蓄電池容量が増大
し、蓄電池セルの並列数を増やすか、より大容量のセル
を用いるかの対応を余儀なくされる。したがって、蓄電
池の放電電圧を充分に高く設定できず、結果的に蓄電池
重量が重くなってしまうという問題がある。
【0007】また、蓄電池の充電電圧を充分に高く設定
できず、太陽電池の発生電力を無駄にしてしまう。すな
わち、蓄電池セル一つ当たりの充電電流には上限値があ
るため、どんなに余剰電力があっても、ある電流以上は
充電できず、したがって、余剰電力はダミー負荷等に流
され、負荷の発熱によって無意味に消費されてしまう。
その結果、充電完了までの時間がかかり、充電時間が充
分とれないことが予想される場合には、蓄電池の容量を
増やすなどして対応する必要があり、更なる蓄電池の重
量増につながる。
【0008】特表平8−50503号公報に開示される
バックアップ電源システムは、直列構成、並列構成が開
示されているだけで、上記のような人工衛星に搭載され
る要望に応えるものではない。
【0009】そこで、本発明の目的は、上述した制約を
除き、蓄電池セル数を最小限度に抑え、蓄電池関連する
蓄電池重量の軽量化を可能とする蓄電池を用いた電源装
置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明による蓄電池を用いた電源装置は、次のよ
うな特徴的な構成を備えている。
【0011】(1)蓄電池の正及び負電極側にそれぞれ
切り替えスイッチを有する蓄電池セルを備え、前記蓄電
池セルの切り替えスイッチを介して複数個の蓄電池の直
列/並列接続構成を設定することを特徴とする蓄電池を
用いた電源装置。
【0012】(2)前記正または負電極側に設けられた
切り替えスイッチは、それぞれ2個である(1)の蓄電
池を用いた電源装置。
【0013】(3)前記複数個の蓄電池の直列/並列接
続構成は、余剰電力に応じて設定される(1)の蓄電池
を用いた電源装置。
【0014】(4)前記複数個の蓄電池の直列/並列接
続構成は、消費電力の抵抗性負荷、電力性負荷の割合に
応じて設定される(1)の蓄電池を用いた電源装置。
【0015】(5)人工衛星に搭載されて成る(1)の
蓄電池を用いた電源装置。
【0016】(6)前記複数個の蓄電池の直列/並列接
続構成は、放電時には直列数を増やし、充電時には並列
数を増やす(1)の蓄電池を用いた電源装置。
【0017】上述のように構成することにより、放電電
圧を上げることにより、蓄電池に要求される容量を容量
を抑え、充電電圧を下げることにより充電電圧による放
電時直列数の制限を緩和することができるようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる蓄電池を用いた電源装置の好適実施形態を詳細に説
明する。
【0019】本発明では、蓄電池システム内の蓄電池セ
ルの直並列構成を、目的に応じて簡単な手段により変化
/再構成させ、つまり、放電時には直列数を増やし、逆
に充電時には並列数を増やしている。
【0020】図1は、本発明の蓄電池を用いた電源装置
の一実施形態における切り替え最小単位を示す模式図で
ある。蓄電池セル1の正及び負電極側には、それぞれ切
り替えスイッチ11,12及び13,14が接続されて
おり、各切り替えスイッチ11、12及び14は、それ
ぞれスイッチ制御信号S1,S2,S3及びS4によ
り、切り替え(ON/OFF)制御される。
【0021】図2は、これら切り替え単位を6個(蓄電
池1〜6及び切り替えスイッチ11〜14、21〜2
4、31〜34、41〜44、51〜54、61〜6
4)接続した場合の系統図で、ここでは、図示のよう
に、切り替えスイッチ12,14,22,23,31,
33,42,44,52,53,61及び63をONと
することにより、図3に示すように、3直列×2並列に
構成された蓄電池を用いた電源装置を得ている。
【0022】本発明を人工衛星に搭載した場合の具体的
に構成及びその特有の効果を図面を参照しながら説明す
る。本例では、ある人工衛星について次の2つの設計上
の制約があると仮定する。 (1) 必要蓄電池容量は、蓄電池出力電圧が6直列以
上であれば、1並列分であり、3直列以上6直列未満な
らば、2並列必要。 (2) 但し、充電電圧の関係で、充電時の最大許容直
列数は4直列以下である。
【0023】従来の蓄電池を用いた電源装置では、軌道
上で蓄電池の直並列構成を変えることはできないので、
図4に示すように、蓄電池セル101〜104の直列数
をできる限り大きく4直列に、また、容量を確保するた
めにセルで2並列(蓄電池セル105〜108)に、計
8蓄電池セルを用いて蓄電池を構成している。
【0024】一方、本発明では、図1に示すような切り
替え最小単位を6個用いて、切り替えスイッチをON/
OFF制御することにより、図5〜図7に示す構成を得
て、6セルで蓄電池を構成することができ、2セル分の
軽量化が図れる。
【0025】すなわち、放電時には、図5に示すよう
な、蓄電池1〜6を直列接続して、6直列×1並列の構
成を得、充電時には図6に示すような、それぞれ直列に
接続した蓄電池1〜3と、蓄電池4〜6を並列に接続し
て、3直列×2並列の構成を得、更に余剰電力が豊富
で、短期間に充電を完了したい場合には、更に直列数を
減らし、図7に示すように、それぞれ直列に接続した蓄
電池1、2と、蓄電池3、4と、蓄電池5,6とを並列
に接続して、2直列×3並列の構成を得ている。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄電池を
用いた電源装置によれば、次のような顕著な効果が得ら
れる。すなわち、正及び負電極側に切り替えスイッチを
設けた蓄電池セルの切り替えスイッチを制御することに
より、従来から蓄電池の直並列構成に課せられていた種
々の制約を取り払い、所望の直並列構成を得るのに、蓄
電池セル数を最小限に抑えつつ、蓄電池関連重量の軽量
化も達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蓄電池を用いた電源装置の一実施形態
における切り替え最小単位を示す構成図である。
【図2】図1に示す切り替え最小単位を用いた本発明の
具体的蓄電池構成例を示し、放電時の構成図である。
【図3】図2に示す構成例の蓄電池の接続図である。
【図4】本発明の具体的構成と効果を説明するための従
来構成図である。
【図5】図1に示す切り替え最小単位を用いた本発明の
具体的蓄電池構成例を示し、放電時の構成図である。
【図6】図1に示す切り替え最小単位を用いた本発明の
具体的蓄電池構成例を示し、比較的余剰電力の小さい場
合の充電時の構成図である。
【図7】図1に示す切り替え最小単位を用いた本発明の
具体的蓄電池構成例を示し、比較的余剰電力の大きい場
合の充電時の構成図である。
【符号の説明】
1〜6、101〜108 蓄電池 11〜14、21〜24、31〜34、41〜44 切
り替えスイッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蓄電池の正及び負電極側にそれぞれ切り替
    えスイッチを有する蓄電池セルを備え、前記蓄電池セル
    の切り替えスイッチを介して複数個の蓄電池の直列/並
    列接続構成を設定することを特徴とする蓄電池を用いた
    電源装置。
  2. 【請求項2】前記正または負電極側に設けられた切り替
    えスイッチは、それぞれ2個である請求項1に記載の蓄
    電池を用いた電源装置。
  3. 【請求項3】前記複数個の蓄電池の直列/並列接続構成
    は、余剰電力に応じて設定される請求項1に記載の蓄電
    池を用いた電源装置。
  4. 【請求項4】前記複数個の蓄電池の直列/並列接続構成
    は、消費電力の抵抗性負荷、電力性負荷の割合に応じて
    設定される請求項1に記載の蓄電池を用いた電源装置。
  5. 【請求項5】人工衛星に搭載されて成る請求項1に記載
    の蓄電池を用いた電源装置。
  6. 【請求項6】前記複数個の蓄電池の直列/並列接続構成
    は、放電時には直列数を増やし、充電時には並列数を増
    やす請求項1に記載の蓄電池を用いた電源装置。
JP10051410A 1998-02-16 1998-02-16 蓄電池を用いた電源装置 Pending JPH11234909A (ja)

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