專利名稱：電源系統(tǒng)以及蓄電池的充電控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用由自然能轉換的電能的電源系統(tǒng)以及蓄電池的充電控制方法。
背景技術：
以往，構成蓄電部的蓄電池按照電池的種類設定有在充電時停止充電的充電停止電壓，以免因過充電而導致構成要素(正極、負極、隔膜、電解液等)劣化。在將自然能轉換為電能時，供應至蓄電池的電流值因自然環(huán)境的變化(太陽能發(fā)電時為日照量的變動)而顯著變動。一般對蓄電池而言，減小電流值進行充電的方式的充電效率(實際充入蓄電池的電量/供應至蓄電池的電量)高。因此，將自然能供應至蓄電池進行充電時，即使電池電壓達到充電停止電壓，但由于每次充電時的充電電流不同，因此實際充入蓄電池的電量并不是等量的。為此，專利文獻I中記載了通過微型計算機等累計蓄電池的充放電電量來測量蓄電池的蓄電電量的技術。另外，專利文獻2中記載了在利用太陽能電池的輸出對蓄電池進行充電的情況下，當蓄電池的電池電壓達到一定值以上時斷開充電電路，當電池電壓降低至某個值以下時再次接通充電電路進行再充電，從而反復充電停止和再充電的技木。而且，記載了當從太陽能電池獲得的蓄電池的充電電流為設定電流值以下吋，即使電池電壓上升到一定值以上也不斷開充電電路而是持續(xù)充電，從而防止充電不足的技木。另外，可推測通過以設定電流值以下的微小的充電電流持續(xù)進行充電，從而避免因大電流造成的顯著的過充電導致的蓄電池的劣化、例如避免電解液分解而導致電解液減少造成的劣化。但是，如專利文獻I所記載的技術所示，在通過累計蓄電池的充放電電量來測量蓄電池的蓄電電量，并進行充電直到據(jù)此求出的蓄電電池量(應為“蓄電電量”)達到蓄電池的滿充電電量為止的方法中，有可能因充放電電量的累計誤差積累導致蓄電電池量(應為“蓄電電量”)的測量誤差増大。另外，因脈沖雜訊等導致累計充放電電量的微型計算機誤動作時，充放電電量的累計值有可能被重置。在這種情況下，蓄電電量的測量值也有可能達到與實際的狀態(tài)完全不同的值。因此，使蓄電池滿充電的充電精度下降。另外，如專利文獻2所記載的技術所示，在由太陽能電池獲得的蓄電池的充電電流為設定電流值以下時通過持續(xù)充電來防止充電不足的技術中，如果在滿充電之前日落，則由于沒有太陽能電池的輸出而導致無法充電，因此使蓄電池滿充電的充電精度下降。另夕卜，當因日落導致太陽能電池的輸出下降從而充電電流達到設定電流值以下吋，即使之后試圖停止反復充電停止與再充電，而通過連續(xù)地持續(xù)充電來消除充電不足，也會因日落而無法得到充電所需的發(fā)電量，其結果也有可能使蓄電池滿充電的充電精度下降。專利文獻I :日本專利公開公報特開昭63-103627號專利文獻2 :日本專利公開公報特開2002-315226號
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種易于提高蓄電池的充電精度的電源系統(tǒng)以及蓄電池的充電控制方法。本發(fā)明的一方面所涉及的電源系統(tǒng)，包括能量轉換部，將自然能轉換為電能；蓄電部，蓄積從所述能量轉換部供應的電能；供應控制部，控制從所述能量轉換部向所述蓄電部的所述電能的供應；指令部，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時使所述供應控制部開始所述電能的供應，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及信息獲取部，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中，所述指令部，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間，使所述供應控制部向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于由所述信息獲取部獲取的充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。
另外，本發(fā)明另一方面所涉及的蓄電池的充電控制方法，包括能量轉換步驟，將自然能轉換為電能；供應控制步驟，控制向蓄電部供應所述電能；指令步驟，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時停止向所述蓄電部供應所述電能，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時開始向所述蓄電部供應所述電能，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及信息獲取步驟，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中，在所述指令步驟，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于所述充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。


圖I是表示使用本發(fā)明的第I實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖2是表示在圖I所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖3是表示由圖I、圖7所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖4是表示由圖I、圖11所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖5是表示圖I所示的電源系統(tǒng)的變形例的框圖。圖6是表示圖3所示的流程圖的變形例的流程圖。圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖8是表示在圖7所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖9是表示由圖7、圖14所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖10是表示圖9所示的流程圖的變形例的流程圖。
圖11是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖12是表示在圖7所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖13是表示由圖11所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖14是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。
圖15是表示在圖14所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖16是表示由圖14所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖17是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖18是表示在圖17所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖19是表示由圖17所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖20是表示由圖17、圖20(應刪除“圖20”)所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。圖21是表示圖19所示的流程圖的變形例的流程圖。圖22是表示本發(fā)明的第6實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖23是表示在圖22所示的電源系統(tǒng)中對蓄電池進行充電時的充放電曲線的一例的說明圖。圖24是表示由圖22所示的電源系統(tǒng)執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。
具體實施例方式太陽能電池或風カ發(fā)電等將自然能轉換為電能并將其至少一部分一度充入蓄電池中并供應至負荷的電源系統(tǒng)為眾所周知。這種電源系統(tǒng)作為不具有如水力發(fā)電或火力發(fā)電等之類的大規(guī)模的電能供應源的孤島等的獨立電源而被寄予厚望。但是，上述的自然能伴隨自然環(huán)境的周期性或未預料的變動而變動。因此，具有無法從自然能穩(wěn)定地供應電能的課題。下面，作為將自然能轉換為電能的電源系統(tǒng)的一例，從易于說明的觀點出發(fā)，對使用太陽能電池將自然能(太陽能)轉換為電能而利用的電源系統(tǒng)進行說明。在太陽能電池的情況下，與睛天的日間相比，在陰天、雨天、日出或日落等日照量減少的時間段發(fā)電量顯著降低。當蓄電系統(tǒng)為無法追隨這種自然環(huán)境的變動的結構時，會發(fā)生各種問題。例如，當太陽能發(fā)電的發(fā)電電量相對于蓄電池的標稱容量顯著小吋，無法充分地對蓄電池進行充電。因此，無法從蓄電池向負荷供應充分的電能。另外，由于通過充電蓄積在蓄電池中的電量少，蓄電池易于處為過放電狀態(tài)。因此，蓄電池以過放電狀態(tài)放置的期間變長，有可能加速劣化。相反，當太陽能發(fā)電的發(fā)電電量相對于蓄電池的標稱容量顯著大時，蓄電池有可能被過充電而導致劣化。
因此，對組合太陽能發(fā)電等利用自然能的發(fā)電和蓄電池的電源系統(tǒng)中導入考慮自然能的變動的各種方法來控制蓄電池的充電較為理想。下面根據(jù)

本發(fā)明所涉及的實施方式。此外，在各圖中標注相同符號的結構表示相同的結構，并省略其說明。(第I實施方式)圖I是表示使用本發(fā)明的第I實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)的一例的框圖。在圖I中，作為將自然能轉換為電能的能量轉換部，示出了使用太陽能電池板I的例子。另外，作為充入從能量轉換部供應的電能并放電供應至負荷的蓄電部，示出了使用蓄電池10的例子。圖I所示的電源系統(tǒng)100包括太陽能電池板I、逆流防止用ニ極管2、控制部3、 蓄電池10、分流阻抗13、總電壓測量端子14以及輸出端子101、102。另外，控制部3包括DC/DC轉換器4、PWM(Pulse Width Modulation)控制部5以及微型計算機部6。微型計算機部6包括充電控制部7、計時器8以及A/D轉換器9。太陽能電池板I的高電位側輸出端子與ニ極管2的正極連接。ニ極管2的負極與DC/DC轉換器4的高電位側輸入端子連接。另外，太陽能電池板I的低電位側輸出端子與DC/DC轉換器4的低電位側輸入端子連接。據(jù)此，太陽能電池板I的發(fā)電電カ經(jīng)由ニ極管2向DC/DC轉換器4輸出。DC/DC轉換器4的高電位側輸出端子經(jīng)由分流阻抗13與蓄電池10的正極端子連接。另外，DC/DC轉換器4的高電位側輸出端子和分流電阻13的連接點與輸出端子101連接。DC/DC轉換器4的低電位側輸出端子與蓄電池10的負極端子及輸出端子102連接。輸出端子101、102例如與DC/AC轉換器12的輸入端子連接。DC/AC轉換器12的輸出端子與負荷11連接。據(jù)此，從輸出端子101、102輸出的直流電壓通過DC/AC轉換器12轉換為交流電壓并向負荷11供應。此外，當負荷11為直流負荷時，也可以不包括DC/AC轉換器12，輸出端子101、102直接與負荷11連接，或者還可以使用DC/DC轉換器來代替DC/AC轉換器12。DC/DC轉換器4的輸入輸出電壓的升壓率(輸出電壓/輸入電壓)，例如根據(jù)從PWM控制部5輸出的PWM信號的占空比而變化。例如當PWM信號的占空比增大吋，DC/DC轉換器4的升壓率増大，從而DC/DC轉換器4的輸出電壓上升。當DC/DC轉換器4的輸出電壓上升吋，向蓄電池10供應的電流増大。另外，例如當PWM信號的占空比減少時，DC/DC轉換器4的升壓率下降，從而DC/DC轉換器4的輸出電壓下降。當DC/DC轉換器4的輸出電壓下降吋，向蓄電池10供應的電流減小。此外，DC/DC轉換器4例如在PWM信號的占空比達到零時，遮斷從太陽能電池板I向蓄電池10的電流供應。另外，當DC/DC轉換器4的負荷電流大時，即使DC/DC轉換器4進行增減升壓率的動作，實際的輸出電壓有時也無法得到與其升壓率相應的電壓。在這種情況下，DC/DC轉換器4使升壓率増大的動作為使DC/DC轉換器4的輸出電流增大的動作，DC/DC轉換器4使升壓率下降的動作為使DC/DC轉換器4的輸出電流減少的動作。DC/DC轉換器4相當于供應控制部的一例。此外，在以下的說明中，假設DC/DC轉換器4以及后述的DC/DC轉換器4a、4b不產(chǎn)生能量的轉換損失。PWM控制部5例如使用邏輯電路或脈沖生成電路等構成。而且，PWM控制部5根據(jù)從微型計算機部6輸出的控制信號，生成周期性的脈沖信號即PWM信號，并輸出至DC/DC轉換器4。PWM控制部5例如當從微型計算機部6輸出指示升壓率的增大的控制信號時，使PWM信號的占空比増大，當從微型計算機部6輸出指示升壓率的減少的控制信號時，使PWM信號的占空比減少。另外，PWM控制部5當從微型計算機部6輸出指示充電停止的控制信號時，使PWM信號的占空比為零，即輸出低電平的信號作為PWM信號。此外，并不必須具備PWM控制部5，只要能夠根據(jù)從微型計算機部6輸出的控制信號控制DC/DC轉換器4的動作即可。蓄電池10例如由多個鉛蓄電池串聯(lián)連接而構成。此外，蓄電池10并不限于多個鉛蓄電池串聯(lián)連接的例子。例如，蓄電池10也可以由多個鉛蓄電池并聯(lián)連接而構成，也還 可以組合并聯(lián)與串聯(lián)而連接多個鉛蓄電池而構成。另外，蓄電池10也還可以由一個鉛蓄電池構成?？傠妷簻y量端子14將蓄電池10的兩端子間的電壓作為電池電壓Vb輸出至微型計算機部6。微型計算機部6例如包括執(zhí)行指定的運算處理的CPU(Central ProcessingUnit)、存儲指定的控制程序和數(shù)據(jù)的非易失性ROM (Read Only Memory)、臨時存儲數(shù)據(jù)的RAM(RandomAccess Memory)、計時器8、A/D轉換器9以及它們的周邊電路等而構成。而且，CPU通過執(zhí)行存儲在ROM中的控制程序，從而作為充電控制部7而發(fā)揮功能。充電控制部7相當于指令部的一例。計時器8相當于信息獲取部以及時間測量部的一例。A/D轉換器9將分流阻抗13的兩端間的電壓轉換為數(shù)字值。而且，A/D轉換器9將該數(shù)字值作為表示從太陽能電池板I向蓄電池10供應的充電電流值以及從蓄電池10向負荷11供應的放電電流值、即充放電電流值Ib的數(shù)據(jù)輸出至充電控制部7。充放電電流值Ib例如以正號表不蓄電池10的充電電流，以負號表不蓄電池10的放電電流。另外，A/D轉換器9將從總電壓測量端子14輸出的電池電壓Vb轉換為數(shù)字值。而且，A/D轉換器9將該數(shù)字值作為表示電池電壓Vb的數(shù)據(jù)輸出至充電控制部7。ROM中例如預先存儲有充電停止電壓Vl和充電開始電壓V2。鉛蓄電池的充電效率根據(jù)充電電壓而變化。因此，充電停止電壓Vl被設定成蓄電池10能夠獲得高充電效率的充電電壓。另外，蓄電池10如被充電則在電極活性物質(zhì)的周邊生成硫酸。而且，當充電停止時，在電極活性物質(zhì)的周邊生成的硫酸會擴散。伴隨該硫酸的擴散，電池電壓Vb緩慢地下降。例如通過實驗求出蓄電池10被充電至充電停止電壓Vl之后充電停止而電池電壓Vb下降，并大致處于穩(wěn)定狀態(tài)時的電池電壓Vb，將其設定為充電開始電壓V2。例如，當蓄電池10的標稱電壓為12V時，作為充電停止電壓Vl為15V左右，作為充電開始電壓V2為13V至14V左右的電壓較為適合。充電控制部7持續(xù)接收表示通過從太陽能電池板I供應的電能(進入充電期間)而上升的電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)。而且，當電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl以上吋，充電控制部7對PWM控制部5發(fā)送指示充電停止的控制信號。
PWM控制部5當接收指示充電停止的控制信號吋，將開關用PWM信號的占空比設為零并向DC/DC轉換器4輸出。由此，通過DC/DC轉換器4遮斷來自太陽能電池板I的電流而處于休止期間。在休止期間，充電控制部7也持續(xù)接收表示電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)。而且，當電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl以上(應為“充電開始電壓V2以下”)時，充電控制部7對PWM控制部5發(fā)送指示増大升壓率的控制信號。PWM控制部5當接收指示增大升壓率的控制信號時，増大開關用PWM信號的占空比并向DC/DC轉換器4輸出。由此，通過DC/DC轉換器4再次向蓄電池10供應來自太陽能電池板I的電流(處于充電期間)。如此，蓄電池10在充電停止電壓Vl與充電開始電壓V2之間，反復進行充電(充電期間)與充電的休止(休止期間)。另ー方面，計時器8反復測量充電期間的時間(充電時間Tl)和緊接之后的休止期間的時間(休止時間T2)，并將這些時間作為時間數(shù)據(jù)向充電控制部7發(fā)送。在充電控制部7中，根據(jù)該時間數(shù)據(jù)反復計算充電時間Tl與休止時間T2的比率T1/T2。
圖2是表示在圖I所示的電源系統(tǒng)100中對蓄電池10進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、充放電電流值Ib)的一例的圖。將充電期間的時間(充電時間Tl)和緊接之后的休止期間的時間(休止時間T2)作為ー個周期時，隨著重復周期，充電時間Tl逐漸變短，休止時間T2逐漸變長。例如在初期的周期中，充電時間Tl長于休止時間T2(T1 > Τ2、Tl/T2> I)，但當充電進行至從中期到末期的周期為止時，充電時間Tl短于休止時間Τ2 (Tl< Τ2、Τ1/Τ2 < I)。因此，充電時間Tl與休止時間Τ2的比率Τ1/Τ2逐漸減小。充電時間Tl和休止時間Τ2大致為數(shù)秒到最大I分鐘左右的時間。在比率Τ1/Τ2大的初期的周期的充電中，蓄電池10在短時間內(nèi)迎來充電停止電壓VI。但是，如果充電進行到從中期到末期的周期為止，則由于休止時間Τ2的比例增高，因此在ー個周期充入的電量減少。即，越接近充電末期，ー個周期的平均充電電量、即每單位時間的充電電量越減少，充電的效率越下降。充電控制部7，在比率Τ1/Τ2達到指定的判定比率Rj以下的緊接之后的充電中，即使在讓電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl的強制開始時機，也不對PWM控制部5發(fā)送指示遮斷來自太陽能電池板I的電流的控制信號。此時，充電控制部7通過DC/DC轉換器4向蓄電池10供應來自太陽能電池板I的電流。下面，將從強制開始時機起到經(jīng)過充電持續(xù)時間Τ3為止所執(zhí)行的充電稱為強制充電(force-in charge)。計時器8測量從強制開始時機起的經(jīng)過時間作為計時時間t。而且，當計時器8的計時時間t達到充電持續(xù)時間T3時，充電控制部7對PWM控制部5發(fā)送指示遮斷來自太陽能電池板I的電流的控制信號，結束一系列的充電。此外，判定比率Rj能夠適宜設定，但從兼顧使直到一系列的充電結束為止的每單位時間的充電電量増大的觀點以及實際充入蓄電池10的電量的均勻性的觀點來看，優(yōu)選O. I ^ Rj ^ 10。另外，當比率T1/T2小于I時，在ー個周期的充電時間Tl短于休止時間T2，每單位時間的充電的效率下降。因此，判定比率Rj例如被設定為I。據(jù)此，由于當比率T1/T2達到I以下時轉移至強制充電，因此，因休止時間T2的増大造成的充電的效率下降得到降低。此外，示出了在強制充電模式(充電持續(xù)期間)中充電控制部7通過反饋控制進行恒流充電的例子，但也可以使用恒流電路向蓄電池10供應強制電流值Ag。
另外，示出了作為供應控制部使用DC/DC轉換器4的例子，但也可以不使用DC/DC轉換器4及PWM控制部5，而使用固態(tài)繼電器等開關元件來作為供應控制部，以代替DC/DC轉換器4。代替DC/DC轉換器4，在分流阻抗13和輸出端子101的連接點、與ニ極管2的負極之間連接開關元件。而且，充電控制部7還可以在充電期間接通該開關元件，在休止期間斷開該開關元件，在充電持續(xù)期間接通該開關元件。
在圖I中，作為蓄電部的蓄電池10可以為鋰離子二次電池或鎳氫蓄電池等，但更優(yōu)選鉛蓄電池。在鉛蓄電池中，因所謂被稱為硫酸化(sulfation)的現(xiàn)象，在正極和負極生成的放電生成物(硫酸鉛)易于固定(固著化(fixation))。因此，優(yōu)選在放電生成物(硫酸鉛)進展到固定(固著化)之前，消除這種放電生成物的蓄積。根據(jù)圖I所示的電源系統(tǒng)100，通過在蓄電池10接收指定量的充電電量(比率Tl/T2達到判定比率Rj以下)之后直到達到充電持續(xù)時間T3為止還進行強制充電，從而能夠消除放電生成物的蓄積。特別是蓄電池10由多個鉛蓄電池構成時，如果不進行強制充電，則無法消除實際充入的電量在各個鉛蓄電池之間發(fā)生偏差的現(xiàn)象，其結果有可能導致蓄電池10的循環(huán)壽命特性下降。但是，根據(jù)圖I所示的電源系統(tǒng)100，通過進行強制充電，能夠降低在各個鉛蓄電池之間的實際充入的電量的偏差。圖3、圖4是表示由圖I所示的電源系統(tǒng)100執(zhí)行的蓄電池的充電控制方法的一例的流程圖。下面，對照圖I所示的電源系統(tǒng)100的結構，對圖3的流程圖進行詳細描述。此外，在以下的流程圖中，標注相同的步驟編號的步驟表示進行相同的動作。例如，因日出等太陽能電池板I開始發(fā)電時，在步驟SOOl，充電控制部7對PWM控制部5發(fā)送指示増大升壓率的控制信號，開始蓄電池10的充電。這樣，PWM控制部5増大PWM信號的占空比，例如將占空比設為100 %并向DC/DC轉換器4輸出。由此，通過DC/DC轉換器4開始從太陽能電池板I向蓄電池10供應電能(充電)。這樣，伴隨著充電，電池電壓Vb上升。此外，充電控制部7及PWM控制部5在步驟SOOl控制DC/DC轉換器4，以便在DC/DC轉換器4的性能所允許的范圍內(nèi)從DC/DC轉換器4輸出接近由太陽能電池板I發(fā)出的電カ的100%的電力，即從DC/DC轉換器4輸出由太陽能電池板I發(fā)出的全部電力。將PWM信號的占空比設為100%是這種控制的示例。充電控制部7例如還可以監(jiān)視充放電電流值Ib，通過控制DC/DC轉換器4以使從DC/DC轉換器4輸出從太陽能電池板I供應的所有電力，以便獲得最大的充放電電流值Ib?；蛘?，還可以通過指示DC/DC轉換器4能夠執(zhí)行的最大的升壓率，以使從DC/DC轉換器4輸出從太陽能電池板I供應的所有電力。而且，為了測量充電時間Tl，由計時器8測量從充電開始起的經(jīng)過時間來作為計時時間t (步驟S002)。接著，在步驟S003，充電控制部7基于從A/D轉換器9輸出的表示電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)，判斷電池電壓Vb是否達到充電停止電壓Vl以上(Vb彡VI)。當Vb < Vl時(在步驟S003為“否”)，充電控制部7返回到步驟S002持續(xù)進行蓄電池10的充電和計時時間t的計時。另ー方面，當Vb彡Vl時(在步驟S003為“是”)，充電控制部7將達到Vb彡Vl時的計時器8的計時時間t作為充電時間Tl (步驟S004)。接著，充電控制部7對PWM控制部5發(fā)送指示停止充電的控制信號。接著，由PWM控制部5將PWM信號的占空比設為零并向DC/DC轉換器4輸出。這樣，從太陽能電池板I向蓄電池10的電流被遮斷，充電休止(步驟S005)。而且，為了測量休止時間T2，由計時器8測量從充電休止起的經(jīng)過時間來作為計時時間t (步驟S006)。另外，當蓄電池10的充電休止時，因充電而在蓄電池10的電極附近生成的硫酸擴散到蓄電池10的電解液中。與該硫酸的擴散相應地電池電壓Vb逐漸下降。接著，充電控制部7基于從A/D轉換器9輸出的表示電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)，判斷充電休止中的蓄電池10的電池電壓Vb是否達到充電開始電壓V2(是否Vb ^ V2)(步驟S007)。當Vb > V2時(在步驟S007為“否”)，充電控制部7返回至步驟S006持續(xù)進行充電休止和計時時間t的計時。另ー方面，當Vb <V2時(在步驟S007為“是”)，充電控制部7將達到Vb ^ V2時的計時器8的計時時間t作為休止時間T2 (步驟S008)。接著，充電控制部7判斷充電時間Tl與休止時間T2的比率T1/T2是否達到判定比率Rj (是否T1/T2 ^ Rj)(步驟S009)。當T1/T2 > Rj時(在步驟S009為“否”)，充電控制部7返回至步驟SOOl而反復進行步驟SOOl至S009。另ー方面，當T1/T2 < Rj時(在步驟S009為“是”)，充電控制部7轉移至步驟S010。以上，通過步驟SOOl至S009的動作，如圖2所示，在充電的初期、中期及末期，脈沖狀的充電電流被供應至蓄電池10，蓄電池10被充電。由于圖4所示的步驟S010、SOll的動作與步驟S001、S003的動作相同，因此省略其說明。接著，當電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl以上(VbSVl)時，即達到強制開始時機時(在步驟SOll為“是”)，充電控制部7開始強制充電(步驟S012)。作為一例，在步驟S012進行與步驟SOlO (S001)相同的動作。接著，由計時器8測量從強制開始時機起的經(jīng)過時間作為計時時間t (步驟S013)。然后，充電控制部7判斷計時器8的計時時間t是否達到表示強制充電的結束的充電持續(xù)時間T3(是否t彡T3)(步驟S014)。當t < T3時(在步驟S014為“否”)，充電控制部7返回至步驟S013持續(xù)進行強制充電和計時時間t的計時。另ー方面，充電控制部7在t ST3吋(在步驟S014為“是”)轉移至步驟S105，結束一系列的充電。在鉛蓄電池中存在作為放電反應生成物的結晶化達到一定程度的硫酸鉛蓄積在正極和負極而導致難以充電的被稱為硫酸化的現(xiàn)象。通過步驟S012至S015的強制充電，能夠消除鉛蓄電池的硫酸化。與電源系統(tǒng)100不同，當以施加恒定的充電電壓的恒壓充電對蓄電池10進行充電吋，由于在電極附近始終生成硫酸，因此電極附近的硫酸不擴散而電極附近的硫酸濃度保持上升的狀態(tài)。因此，因電解液中的離子的移動引起的阻抗上升，從而充電電流減少。而且，如果充電電流減少，則充電時間變長。另ー方面，如電源系統(tǒng)100所示，當通過脈沖狀的充電電流對蓄電池10進行充電時，在休止時間Tl期間，由于在蓄電池10的電解液中離子的移動充分進行，因此在充電期間生成的硫酸在休止期間擴散，電極附近的硫酸濃度下降。據(jù)此，由于能夠去除電解液中的硫酸的濃度分布等使阻抗上升的主要因素，因此充電反應平穩(wěn)。據(jù)此，能夠以較大的電流進行充電。 因此，通過步驟SOOl至S009對蓄電池10供應脈沖狀的充電電流，從而與通過恒壓充電對蓄電池10進行充電時相比，總的充電效率提高。而且，如果充電效率提高，則易于縮短充電時間。為了得到這樣的效果，優(yōu)選將充電停止電壓Vl與充電開始電壓V2之差(V1-V2)設為蓄電池10的標稱電壓的1%至10%的范圍。另外，通過適當設定充電停止電壓Vl及充電開始電壓V2，能夠以較大的電流值反復進行脈沖狀的充電，因此與上述的恒壓充電相比能夠在短時間內(nèi)進行指定量的充電。因此，如果充電持續(xù)時間T3的設定適當，則易于在自然環(huán)境呈現(xiàn)顯著的變化(日落作為一例)之前，迅速地對蓄電池進行完全充電。另外，如圖2所示，將在開始充電之后因蓄電池10達到充電停止電壓Vl而停止充電、在休止過程中因蓄電池10達到充電開始電壓V2而結束充電的休止(開始下一充電)為止作為ー個周期吋，實際充入蓄電池10的電量隨著重復周期而減少。具體而言，充電時間Tl逐漸縮短，與休止時間T2的比率T1/T2逐漸減小。電源系統(tǒng)100利用該現(xiàn)象，在比率T1/T2達到判定比率Rj以下時(在步驟S009為“是”)，判斷實際在蓄電池10中蓄積有指定的電量。而且，以該指定的電量被充入的狀態(tài)為 基準，進ー步在緊接之后的充電中即使蓄電池10達到充電停止電壓VI，從蓄電池10的蓄電量達到指定量起的充電時間達到充電持續(xù)時間T3為止持續(xù)供應電能，從而提高蓄電池10的充電精度。另外，在將自然能轉換為電能時，由于充電電流伴隨自然環(huán)境的變化而變動，因此與使用電流量恒定的商用電源的以往的脈沖充電相比，難以累計并準確把握供應給蓄電池10的電量。然而，在電源系統(tǒng)100中，通過利用比率T1/T2伴隨充電而減少、以及比率Tl/T2達到判定比率Rj時實際充入蓄電池10的累計電量為指定量(大致相同)的情況，即使在充電電流伴隨自然環(huán)境的變化而變動時，也能夠使開始強制充電時的蓄電池10的充電狀態(tài)大致一致。而且，如果能夠使開始強制充電時的蓄電池10的充電狀態(tài)大致一致，則強制充電結束后的最終的蓄電池10的充電狀態(tài)也能夠大致一致，即能夠提高蓄電池10的充電精度。在此，在步驟S012，通過持續(xù)進行在步驟SOlO開始的充電，從而也可以使強制充電的動作為與如上所述在步驟SOOl或步驟SOlO開始的充電相同的動作。但是，作為強制充電，通過執(zhí)行如下所示的恒流充電，能夠使強制充電的電流值不依賴于自然環(huán)境的變化(太陽能發(fā)電時為日照量的變化)而達到恒定值。據(jù)此，能夠降低因強制充電中充入的電量即過充電電量的變動而引起的、偏離所需狀態(tài)的可能性，即因過充電的不足造成僅差一點而無法達到完全充電，或因過剩的過充電而造成蓄電池略微劣化。具體而言，強制充電中的更為理想的方式為如下所示。在從步驟S012開始的強制充電中，充電控制部7基于充放電電流值Ib進行反饋控制，從而對PWM控制部5發(fā)送控制信號，以使從太陽能電池板I向蓄電池10供應的充電電流的電流值達到恒定的強制電流值Ag。PWM控制部5接收該控制信號，調(diào)整開關用PWM信號的占空比井向DC/DC轉換器4輸出，將來自太陽能電池板I的電流調(diào)整為強制電流值Ag并供應至蓄電池10。具體而言，充電控制部7當充放電電流值Ib超過強制電流值Ag時向PWM控制部5發(fā)送指示減小升壓率的控制信號，當充放電電流值Ib小于強制電流值Ag時向PWM控制部5發(fā)送指示増大升壓率的控制信號，從而執(zhí)行基于反饋控制的恒流充電，以此作為強制充電。例如可預先通過實驗求出從強制開始時機到充電持續(xù)時間T3的期間以強制電流值Ag進行恒流充電，從而在不會招致蓄電池10的劣化的情況下就能夠使蓄電池10充分滿充電的電流值，將其設定為強制電流值Ag。在圖I中，作為能量轉換部舉出了太陽能電池板1，但也可以采用能夠將風カ發(fā)電、潮汐發(fā)電等自然能轉換為電能的其他結構。只是太陽能電池板I具有易于預測自然環(huán)境的變化并反映于充電系統(tǒng)的優(yōu)點。具體而言，如果能夠采用在日間使蓄電池10集中充電(僅在夜間放電)的方法，則不用擔心在充電過程中不定期放電而難以把握比率T1/T2。另外，充電控制部7取得氣象局等的天氣預報作為信息，例如預測與睛天相比陰天達到比率T1/T2的時間變長，向PWM控制部5發(fā)送控制信號使得在強制充電中與睛天相比増大脈沖用PWM信號的占空比，與睛天相比增大強制電流值Ag而縮短充電持續(xù)時間T3(使過充電電量為恒定的情況下短時間內(nèi)結束過充電)，則能夠不受氣候的影響而在大致相同時間內(nèi)結束一系列的充電。具體而言，能夠采用如圖5所示的電源系統(tǒng)100a。圖5所示的電源系統(tǒng)IOOa具備 微型計算機部6a來代替電源系統(tǒng)100中的微型計算機部6。微型計算機部6a包括充電控制部7a (指令部)、計時器8、A/D轉換器9、時鐘部21以及存儲部22。時鐘部21為對當前時刻進行計時的時鐘電路。作為時鐘部21可以使用所謂的RTC (Real Time Clock，實時時鐘)。存儲部22 例如使用 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ReadOnly Memory，電可擦編程只讀存儲器)等非易失性存儲元件而構成。而且，在存儲部22中存儲有日落的時刻。作為日落的時刻，例如可以預先在存儲部22中存儲一年的平均日落時刻，也可以由用戶使用省略圖示的操作部輸入日落時刻，從而在存儲部22中存儲日落時亥IJ，還可以例如使用省略圖示的通信裝置，從外部接收每天的日落時刻而存儲在存儲部22中，還可以通過其他方法將日落時刻存儲在存儲部22中。充電控制部7a除了以下點之外與充電控制部7的結構同樣地構成。充電控制部7a在強制開始時機(步驟S012)，計算從時鐘部21計時的當前時刻到存儲在存儲部22中的日落的時刻為止的時間作為剩余時間Tr。而且，充電控制部7 (應為“7a”)在剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3時，通過DC/DC轉換器向蓄電池10供應下述式(I)所示的電流值Ir的充電電流，從而以恒流充電進行強制充電。電流值Ir = (T3/Tr) XAg ……(I)據(jù)此，當剰余時間Tr短于充電持續(xù)時間T3吋，使強制充電中的充電電流大于強制電流值Ag，能夠通過強制充電對蓄電池10充入與在充電持續(xù)時間T3期間持續(xù)進行強制電流值Ag的恒流充電時大致同等程度的電量。因此，能夠降低在強制充電結束前因日落造成太陽能電池板I無法發(fā)電，而無法充分地對蓄電池10進行充電的可能性。此外，當蓄電池10為鉛蓄電池時，充電持續(xù)時間T3優(yōu)選O. I至4小時。如果充電持續(xù)時間T3小于O. I小時，則有可能無法充分消除蓄電池10的硫酸化。相反，如果充電持續(xù)時間T3超過4小吋，則有可能因過度的過充電引起循環(huán)壽命特性的下降。另外，當利用太陽能發(fā)電時，如果考慮一天的日照時間，則充電持續(xù)時間T3超過4小時的控制方法并不現(xiàn)實。另外，當蓄電池10為鉛蓄電池時，強制電流值Ag、電流值Ir優(yōu)選100時間率以上且10時間率以下。在此，100時間率為能夠以100小時將蓄電池10充電至SOC(State OfCharge)從0%達到100%的電流值，10時間率為能夠以10小時將蓄電池10充電至SOC從0%達到100%的電流值。存在充電電流越大則蓄電池10的充電效率越下降，而實際充入的電能以外的能量被用于電解液的電分解的傾向。因此，如果強制電流值Ag、電流值Ir超過10時間率，則蓄電池10的電解液被電分解而作為氣體散失而減少，從而有可能引起循環(huán)壽命特性的下降。相反，如果強制電流值Ag、電流值Ir小于100時間率，則有可能無法充分消除蓄電池10的硫Ife化。 此外，示出了滿足比率T1/T2達到指定的判定比率Rj以下的判定條件之后，將電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl的時機作為強制開始時機，從該強制開始時機開始強制充電的例子。但是，開始強制充電的時機并不要求嚴格的精度。例如，對于滿足指定的判定條件的時機，即使從充電與充電休止的周期提前或延后I至2周期左右的時機開始強制充電，也不會對蓄電池10的充電精度造成實質(zhì)性影響。因此，強制開始時機只要是基于滿足指定的判定條件的時機的時機即可，換言之，強制開始時機為與滿足指定的判定條件的時機實質(zhì)上相同的時機即可。例如，作為強制開始時機，可以直接使用滿足指定的判定條件的時機，還可以使用滿足指定的判定條件之后的所述周期的反復例如為2周期以內(nèi)的時機作為強制開始時機。強制開始時機只要是與滿足指定的判定條件的時機實質(zhì)上相同的時機即可，也可如上所述地或多或少地提前延后，這點在后述的其他實施方式中也一祥。例如，在圖3的步驟S009，還可以采用將T1/T2彡Rj (在步驟S009為“是”)的時機作為強制開始時機，而不執(zhí)行圖4的步驟S010、SOll的結構。另外，在圖3的步驟S004至S009示出了將充電時間Tl與在緊靠其后由計時器8測量的休止時間T2的比率T1/T2達到判定條件Rj以下的條件作為指定的判定條件的例子。但是，例如圖6所示，也可以在執(zhí)行步驟S001、S003、S005之后，執(zhí)行步驟S006至S008，然后執(zhí)行步驟SOOl至S004、以及步驟S009，從而將計時器8測量的充電時間Tl與在緊靠其之前測量的休止時間T2的比率T1/T2達到判定比率Rj以下的條件作為指定的判定條件。(第2實施方式)下面，對采用本發(fā)明的第2實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)進行說明。圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖7所示的電源系統(tǒng)IOOb與圖I所示的電源系統(tǒng)100在微型計算機部6b的結構上不同。微型計算機部6b與微型計算機部6在充電控制部7b (指令部)的結構上不同。充電控制部7b在強制充電中進行通過以脈沖狀向蓄電池10供應充電電流從而對蓄電池10充電的脈沖充電，這點與充電控制部7不同。ROM中除了充電停止電壓Vl和充電開始電壓V2以外，還預先存儲有脈沖充電停止電壓V3和脈沖充電開始電壓V4。充電停止電壓Vl、充電開始電壓V2、脈沖充電停止電壓V3以及脈沖充電開始電壓V4的各電壓值被設定成滿足V2 < Vl < V4 < V3的關系。例如，當蓄電池10的標稱電壓為12V時，作為充電停止電壓Vl為15V左右，作為充電開始電壓V2為13V至14V，作為脈沖充電停止電壓V3為16V至17V，作為脈沖充電開始電壓V4為(V3-0. 5)至(V3-1.0V)左右的電壓適當。
充電控制部7b在強制開始時機之后，當電池電壓Vb達到脈沖充電停止電壓V3以上時，對PWM控制部5發(fā)送指示充電停止的控制信號。據(jù)此，充電控制部7b通過DC/DC轉換器4遮斷來自太陽能電池板I的充電電流。而且，當電池電壓Vb達到脈沖充電開始電壓V4以下吋，充電控制部7b對PWM控制部5發(fā)送指示升壓率的增大的控制信號、例如使PWM信號的占空比為100%的控制信號。由此，從DC/DC轉換器4向蓄電池10供應充電電流。充電控制部7b如此通過反復向蓄電池10供應充電電流與遮斷向蓄電池10供應的充電電流，從而使電池電壓Vb在脈沖充電停止電壓V3與脈沖充電開始電壓V4之間上下變化，在充電持續(xù)時間T3期間以脈沖充電執(zhí)行強制充電。其他結構與圖I所示的電源系統(tǒng)100 —祥，因此省略其說明，以下對本實施方式的特征點進行說明。圖8是表示在圖7所示的電源系統(tǒng)IOOb中對蓄電池10進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、充放電電流值Ib)的一例的圖。圖3、圖9是表示圖7所示的電源系統(tǒng)IOOb的動作的一例的流程圖。此外，在上述的流程圖的說明中，與充電控制部7、7a執(zhí)行的步驟 相同的步驟編號的處理由充電控制部7b執(zhí)行。圖3所示的步驟SOOl至S009與電源系統(tǒng)100的動作一祥，因此省略其說明。在步驟S009，當T1/T2 ^ Rj時(在步驟S009為“是”)，充電控制部7b轉移至圖9所示的步驟S010。步驟SOlO至S013與圖4所示的步驟SOlO至S013相同，因此省略其說明。接著，在步驟SlOI，充電控制部7b基于從A/D轉換器9輸出的表示電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)，判斷電池電壓Vb是否為脈沖充電停止電壓V3以上(Vb彡V3)。當Vb < V3時(在步驟SlOl為“否”)，充電控制部7b反復進行步驟S101，持續(xù)進行蓄電池10的充電。另一方面，當Vb > V3時(在步驟SlOl為“是”)，充電控制部7b對PWM控制部5發(fā)送指示充電停止的控制信號。接著，由PWM控制部5將PWM信號的占空比設為零并輸出至DC/DC轉換器4。由此，從太陽能電池板I向蓄電池10的電流被遮斷而充電休止(步驟S102)。另外，當蓄電池10的充電休止吋，因充電而在蓄電池10的電極附近生成的硫酸擴散到蓄電池10的電解液中。電池電壓Vb與該硫酸的擴散相應地逐漸下降。接著，充電控制部7b基于從A/D轉換器9輸出的表示電池電壓Vb的電壓數(shù)據(jù)，判斷充電休止中的蓄電池10的電池電壓Vb是否達到充電開始電壓(應為“脈沖充電開始電壓”)V4(是否為Vb彡V4)(步驟S103)。當Vb > V4時(在步驟S103為“否”)，充電控制部7b反復進行步驟S103，持續(xù)充電休止。另ー方面，當Vb <V4時(在步驟S103為“是”)，充電控制部7b則轉移至步驟S104。而且，充電控制部7b判斷計時器8的計時時間t是否達到充電持續(xù)時間T3 (是否為t彡T3)(步驟S104)。當T < T3時(在步驟S104為“否”)，充電控制部7b例如與步驟SOlO同樣地開始充電(步驟S105)，再次反復進行步驟SlOl至S104。據(jù)此，作為強制充電而執(zhí)行脈沖充電。而且，當t>T3時(在步驟S104為“是”)則轉移至步驟S106，結束ー系列的充電。以上如步驟S012至S106所示，以脈沖充電作為強制充電，從而在接近充電末期的滿充電的區(qū)域，對蓄電池10施加高于充電停止電壓VI的脈沖充電停止電壓V3，從而使結晶化的硫酸鉛再次恢復到易于充電的狀態(tài)，増大消除硫酸化的效果。在此，也可以在步驟S012持續(xù)進行在步驟SOlO開始的充電，或在步驟S105執(zhí)行與步驟SOlO同樣的充電。但是，例如通過下述的第一及第二方法，使強制充電中充入的充電電量大致一定，從而能夠使以強制充電而充入的電量不依賴于自然環(huán)境的變化(太陽能發(fā)電時為日照量的變化)而為恒定值。據(jù)此，能夠降低因以強制充電充入的過充電電量的變動而偏離所需狀態(tài)的可能性，即因過充電電量的不足造成僅差一點而無法達到完全充電，或因過剩的過充電造成蓄電池略微劣化。
第一方法如下所示。圖10是用于說明第一方法的電源系統(tǒng)IOOb的動作的流程圖。首先，與圖9所示的流程圖同樣地執(zhí)行步驟S010、S011之后，在步驟S012b達到強制開始時機吋，充電控制部7b通過DC/DC轉換器4向蓄電池10供應恒定的強制電流值Ag，從而執(zhí)行恒流充電(步驟S107)。之后的步驟S013至S103與圖9所示的步驟S013至S103 —祥，因此省略其說明。接著，在步驟S104b，當t < T3時(在步驟S104b為“否”)，充電控制部7b再次反復進行步驟 S107 至 S104b。在此種情況下，預先通過實驗求出這樣ー種電流值，并將其設為強制電流值Ag，即、在強制開始時機到充電持續(xù)時間T3的期間，通過將充電時(充電脈沖)的電流值作為強制電流值Ag而進行脈沖充電，從而在不會招致蓄電池10的劣化的情況下能夠使蓄電池10充分地滿充電的電流值。此外，微型計算機部6b可以與圖5所示的電源系統(tǒng)IOOa同樣地包括時鐘部21以及存儲部22，充電控制部7b在圖10中的強制開始時機(步驟S012b)，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3時，在步驟S107通過DC/DC轉換器向蓄電池10供應上述式(I)所示的電流值Ir的充電電流，從而進行將充電脈沖的電流值作為電流值Ir的強制充電。第二方法如下所示。在圖9所示的流程圖中，當達到強制開始時機時(步驟S012)，充電控制電路(應為“充電控制部”)7b根據(jù)充放電電流值Ib使脈沖充電開始電壓V4變化。具體而言，充放電電流值Ib越小，則充電控制電路(應為“充電控制部”)7b使脈沖充電開始電壓V4越上升而接近脈沖充電停止電壓V3。據(jù)此，相對地縮短休止時間，并使充電電量増大，以補充因充放電電流值Ib小而造成的強制充電期間的充電電量的減少。另外，充放電電流值Ib越大，則充電控制電路(應為“充電控制部”)7b使脈沖充電開始電壓V4越下降而遠離脈沖充電停止電壓V3。據(jù)此，相對地延長休止時間，并抵消因充放電電流值Ib大而造成的強制充電期間的充電電量的増大。據(jù)此，即使伴隨著自然環(huán)境的變化(太陽能發(fā)電時為日照量的變化)，產(chǎn)生充電電流的變化吋，也能夠使強制充電期間的充電電量幾乎維持恒定。此外，當蓄電池10為鉛蓄電池時，即使以脈沖充電進行強制充電時，也與以恒流充電等進行強制充電時一祥，充電持續(xù)時間T3優(yōu)選O. I至4小吋。另外，強制電流值Ag、電流值Ir優(yōu)選100時間率以上且10時間率以下。(第3實施方式)下面，對使用本發(fā)明的第3實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)進行說明。圖11是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖11所示的電源系統(tǒng)IOOc與圖I所示的電源系統(tǒng)100在微型計算機部6c的結構上不同。
微型計算機部6c例如通過執(zhí)行指定的控制程序，從而也作為充電電量測量部15(信息獲取部)發(fā)揮功能，這點與微型計算機部6不同。另外，充電控制部7c(指令部)與充電控制部7相比，在強制充電開始時機的判定條件上不同。其他結構與圖I所示的電源系統(tǒng)100(100a、100b) —祥，因此省略其說明，以下對本實施方式的特征點進行說明。充電電量測量部15在通過充電期間與休止期間的反復來對蓄電池10進行充電時，測量在各充電期間充入蓄電部(應為“蓄電池”)10的充電電量。例如因日出等太陽能電池板I開始發(fā)電時，充電控制部7c使DC/DC轉換器4開始向蓄電池10供應電流。而且，當電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl以上時，停止DC/DC轉換器4向蓄電池10的電流供應，并且當比率Qn/Q2達到預先設定的判定比率Rq以下時，判定為強制充電開始時機，其中，Q2是在停止電流供應之后的最初的充電期間由充電電量測 量部15測量的充電電量，Qn是在該最初的充電期間之后由充電電量測量部15測量的充電電量。圖12是表示在圖11所示的電源系統(tǒng)IOOc中對蓄電池10進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、充放電電流值Ib)的一例的圖。圖13、圖4是表示圖11所示的電源系統(tǒng)IOOc的動作的一例的流程圖。此外，在上述的流程圖的說明中，充電控制部7c執(zhí)行與充電控制部7、7a、7b執(zhí)行的步驟一祥的步驟編號的處理。充電控制部7c確認太陽能電池板I的發(fā)電是否開始，即確認是否從太陽能電池板I開始向DC/DC轉換器4供應電能(步驟S201)。如果太陽能電池板I的發(fā)電未開始(在步驟S201為“否”)，則充電控制部7c反復進行步驟S201。另ー方面，例如因日出等太陽能電池板I開始發(fā)電時(在步驟S201為“是”)，充電控制部7c轉移至步驟SOOl。充電控制部7c也可以例如在從太陽能電池板I接收表示開始發(fā)電的信號時判定為太陽能電池板I開始發(fā)電，還可以例如在太陽能電池板I的輸出電壓從小于預先設定的判定電壓的電壓上升并超過判定電壓時判定為太陽能電池板I開始發(fā)電，還可以通過其他方法檢測太陽能電池板I開始發(fā)電。之后通過充電控制部7c執(zhí)行與圖3同樣的步驟SOOl，通過DC/DC轉換器4對蓄電池10進行充電，充電控制部7c轉移至步驟S003。而且，當電池電壓Vb上升而達到Vb ^ Vl時(在步驟S003為“是，，)’即從太陽能電池板I開始發(fā)電起，電池電壓Vb第一次達到充電停止電壓Vl以上時，DC/DC轉換器4對蓄電池10的充電被休止(步驟S005)。而且，當電池電壓Vb達到充電開始電壓V2以下時(在步驟S007為“是”)，充電控制部7c開始通過DC/DC轉換器4對蓄電池10進行充電(步驟S001)。而且，由充電電量測量部15測量充入蓄電池10的充電電量來作為充電電量Q2(步驟S202)。充電電量Q2相當于第一充電電量。充電電量測量部15例如也可以計算通過分流阻抗13檢測的充放電電流值Ib與由計時器8測量的充電時間Tl的積作為充電電量，還可以在充電期間內(nèi)通過以每単位時間累計充放電電流值Ib從而計算充電電量。此外，在步驟S201開始發(fā)電之后的充電電量Ql根據(jù)之前的放電電量或開始發(fā)電時的蓄電池10的充電狀態(tài)而較大地變動。因此，不使用充電電量Ql而使用充電電量Q2。第二次以后的充電電量Q2……Qn隨著經(jīng)過充電與充電休止的周期，而以幾乎一定的比率減小。因此，能夠使用比率Qn/Q2作為表示進行步驟SOOlc的充電后的蓄電池10的充電狀態(tài)的指標。接著，當電池電壓Vb上升而達到Vb彡Vl時(在步驟S003為“是”)，充電控制部7c休止充電直到在步驟S005、S007達到Vb ^ V2(直到在步驟S007為“是”)為止，之后轉移至步驟SOOlc。在步驟SOOlc，通過與步驟SOOl同樣的動作開始對蓄電池10進行充電。對蓄電池10的充電持續(xù)到在步驟S003達到Vb ^ Vl為止，在該充電期間充入蓄電池10的充電電量由充電電量測量部15測量并作為充電電量Qn(步驟S203)。充電電量Qn表示從太陽能電池板I開始發(fā)電起第η次充電期間的充電電量(η為3以上的任意的整數(shù))。另外，充電電量Qn相當于第二充電電量。 接著，當電池電壓Vb上升而達到Vb彡Vl時(在步驟S003為“是”)，充電控制部7c使充電休止直到在步驟S005、S007達到Vb ^ V2(直到在步驟S007為“是”)為止后，轉移至步驟S204。在步驟S204，充電控制部7c判定充電電量Q2與充電電量Qn的比率Qn/Q2是否為判定比率Rq以下。當Qn/Q2 > Rq吋(在步驟S204為“否”)，充電控制部7c返回到步驟SOOlc反復進行步驟SOOlc至S204。另ー方面，當Qn/Q2彡Rq時(在步驟S204為“是”)，充電控制部7c轉移至圖4的步驟S010。之后的在圖4的步驟SOlO至S105的強制充電的動作如上述所示，因此省略其說明。如圖12所示，當將開始充電之后因蓄電池10達到充電停止電壓Vl而停止充電、在休止中因蓄電池10達到充電開始電壓V2而取消充電的休止(開始下一充電)為止的期間作為ー個周期吋，實際充入蓄電池10的電量Ql……Qn隨著周期的重復而減小。此處，依賴于之前蓄電池10放電的放電電量而電量變化的僅是第一次的充電電量Q1。第二次以后的充電電量Q2……Qn與之前的放電電量無關地根據(jù)蓄電池10的狀態(tài)以大致恒定的比率減小。在初期的周期中因充電電量Qn顯示大值而比率Qn/Q2顯示大值，但從中期至末期的周期的充電電量Qn逐漸減小，因此比率Qn/Q2也逐漸減小。這種傾向即使如圖12所示在每次充電中的充電電流不規(guī)則變化時也不變。電源系統(tǒng)IOOc利用該現(xiàn)象，在比率Qn/Q2達到判定比率Rq以下時(在步驟S204為“是”)，判斷實際在蓄電池10中蓄積有指定的電量。而且，以該指定的電量被充入的狀態(tài)為基準，進而在之后的充電中蓄電池10達到充電停止電壓Vl而達到強制開始時機(步驟S012)后的充電時間達到充電持續(xù)時間T3以上為止，即自蓄電池10的蓄電量大致達到指定量起的充電時間達到充電持續(xù)時間T3為止保持電能的供應，從而提高蓄電池10的充電精度。此外，將自然能轉換為電能時，由于充電電流伴隨自然環(huán)境的變化而變動，因此與使用電流量恒定的商用電源的以往的脈沖充電相比，難以累計并準確把握供應給蓄電池10的電量。然而，在電源系統(tǒng)IOOc中，通過利用比率Qn/Q2隨著充電減少、以及當比率Qn/Q2為判定比率Rq時實際充入蓄電池10的累計電量為指定量(大致相同)的情況，即使在充電電流伴隨自然環(huán)境的變化而變動時，也能夠使開始強制充電時的蓄電池10的充電狀態(tài)大致一致。而且，如果能夠使開始強制充電時的蓄電池10的充電狀態(tài)大致一致，則強制充電結束后的最終的蓄電池10的充電狀態(tài)也能夠大致一致，即能夠提高蓄電池10的充電精度。在電源系統(tǒng)100、100a、100b的情況下，合計充電時間Tl和休止時間T2的周期為I分鐘左右，因此在該周期內(nèi)的日照量等自然環(huán)境的變化小。因此，在電源系統(tǒng)100、100a、IOOb的情況下，自然環(huán)境的變化對強制開始時機的判定精度造成的影響小。但是，即使是I分鐘左右的時間，如果在這期間自然環(huán)境變化而充放電電流值Ib變動，則強制開始時機的判定精度也有可能下降。另ー方面，電源系統(tǒng)IOOc通過以充電電量的比率為基準判定強制開始時機，從而與電源系統(tǒng)100、100a、100b那樣以充電時間為基準的情況相比，能夠降低自然環(huán)境的變化(太陽能發(fā)電時為日照量的變動)引起的電流值的變化的影響，提高蓄電池10的充電精度。而且，如果充電精度提高，則通過適當設定充電持續(xù)時間T3，從而易于在自然環(huán)境呈現(xiàn)顯著變化(以日落作為一例)之前，迅速地對蓄電池進行完全充電。此外，判定比率Rq能夠適宜設定，但從兼顧使直到一系列的充電結束為止的每單 位時間的充電電量増大的觀點、以及實際充入蓄電池10的電量的均勻性的觀點來看，優(yōu)選O. I 彡 Rq 彡 I。此外，作為第一充電電量不出了使用充電電量Q2的例子,但第一充電電量只要為受之前的放電電量等影響的充電電量Ql以外的充電電量即可。即只要是電池電壓Vb達到充電停止電壓Vl以上，從而通過充電控制部7c停止來自DC/DC轉換器4的充電電流的供應之后，在最初的充電期間通過充電電量測量部15測量的充電電量即可。例如，作為第一充電電量可以使用充電電量Q3至Q(n-l)。但是，隨著每重復周期，在該周期中的充電電量與在欲檢測作為強制開始時機的充電狀態(tài)下檢測的充電電量Qn(第二充電電量)之差減小。因此，與使用充電電量Q3至Q(n-l)作為第一充電電量相比,使用充電電量Q2作為第一充電電量時第一充電電量與第ニ電量(應為“第二充電電量”)之差増大。由此，當?shù)谝怀潆婋娏颗c第二充電電量之差小時，隨著經(jīng)過周期，第一充電電量與第二充電電量的比率的變動減小，而當?shù)谝怀潆婋娏颗c第二充電電量之差大時，隨著經(jīng)過周期，第一充電電量與第二充電電量的比率的變化大，因此與使用充電電量Q3至Q(n-l)作為第一充電電量的情況相比，使用充電電量Q2作為第一充電電量時，強制開始時機的檢測精度提聞。而且，如果強制開始時機的檢測精度提聞，則畜電池10的充電精度提聞。另外，微型計算機部6c與圖5所示的微型計算機部6b同樣地也可以具備時鐘部
21、存儲部22。而且，充電控制部7c與充電控制部7a同樣地也可以在強制開始時機剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3時，通過DC/DC轉換器向蓄電池10供應上述式(I)所示的電流值Ir的充電電流，從而以恒流充電進行強制充電。(第4實施方式)下面，對使用本發(fā)明的第4實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)進行說明。圖14是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖14所示的電源系統(tǒng)IOOd與圖11所示的電源系統(tǒng)IOOc在微型計算機部6d的結構上不同。微型計算機部6d與微型計算機部6c在充電控制部7d(指令部)的結構上不同。充電控制部7d在強制充電中進行與電源系統(tǒng)IOOb同樣的脈沖充電，這點與充電控制部7c不同。其他結構與圖11所示的電源系統(tǒng)IOOc —祥，因此省略其說明，以下對本實施方式的特征點進行說明。圖15是表示在圖14所示的電源系統(tǒng)IOOd中對蓄電池10進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、充放電電流值Ib)的一例的圖。圖16、圖9是表示圖14所示的電源系統(tǒng)IOOd的動作的一例的流程圖。此外，在上述的流程圖的說明中，與充電控制部7、7a、7b、7c執(zhí)行的步驟相同的步驟編號的處理由充電控制部7d執(zhí)行。圖16所示的步驟S201至S204的處理與圖13所示的步驟S201至S204—祥，因此省略其說明。電源系統(tǒng)IOOd通過圖16所示的步驟S201至S204的動作，與電源系統(tǒng)IOOc同樣地基于比率Qn/Q2判定強制開始時機，其結果，能夠提高強制開始時機的判定精度，進而能夠提高蓄電池10的充電精度。而且，充電控制部7d當在步驟S204滿足強制開始時機的判定條件時(在步驟S204為“是”)，執(zhí)行圖9所示的步驟SOlO至S106，從而以脈沖充電執(zhí)行強制充電。通過圖9所示的步驟S012至S106的強制充電(脈沖充電)，能夠得到硫酸化的消除效果増大等與電源系統(tǒng)IOOb同樣的效果。此外，電源系統(tǒng)IOOd也可以與電源系統(tǒng)IOOb同樣地將強制充電中的充電脈沖的電流值作為強制電流值Ag。另外，電源系統(tǒng)IOOd也可以與電源系統(tǒng)IOOb同樣地具備時鐘部21以及存儲部22，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3時，進行將充電脈沖的電流值作為電流值Ir的強制充電。(第5實施方式)下面，對使用本發(fā)明的第5實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)進行說明。圖17是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe與圖I所示的電源系統(tǒng)100在以下方面不同。g卩，電源系統(tǒng)IOOe在電源系統(tǒng)100的結構的基礎上還包括蓄電池20、分流阻抗13a、13c、以及總電壓測量端子14a、14c。另外，電源系統(tǒng)IOOe包括控制部3e來代替控制部3?？刂撇?e包括DC/DC轉換器4a、4b、PWM控制部5a、5b以及微型計算機部6e。微型計算機部6e包括充電控制部7e (指令部)、計時器8以及A/D轉換器9e。其他結構與圖I所示的電源系統(tǒng)100 —祥，因此省略其說明，以下對本實施方式的特征點進行說明。ニ極管2的負極與DC/DC轉換器4b的高電位側輸入端子連接。分流阻抗13a連接于太陽能電池板I的低電位側輸出端子與DC/DC轉換器4b的低電位側輸入端子之間。而且，分流阻抗13a的兩端子間的電壓通過A/D轉換器9e轉換為數(shù)字值。而且，該數(shù)字值通過A/D轉換器9e而作為表示從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電流的電流值As的數(shù)據(jù)而輸出至充電控制部7e。總電壓測量端子14a將DC/DC轉換器4b的輸入端子間的電壓、即太陽能電池板I的輸出電壓作為發(fā)電電壓Vs而輸出至A/D轉換器9e。而且,通過A/D轉換器9e,表不發(fā)電 電壓Vs的數(shù)字數(shù)據(jù)被輸出至充電控制部7e。據(jù)此，充電控制部7e能夠獲取電流值As以及發(fā)電電壓Vs。
DC/DC轉換器4b的高電位側輸出端子經(jīng)由分流阻抗13c與蓄電池20的正極端子連接。另外，DC/DC轉換器4b的高電位側輸出端子和分流阻抗13c的連接點與DC/DC轉換器4a的高電位側輸入端子連接。DC/DC轉換器4b的低電位側輸出端子與蓄電池20的負極端子及DC/DC轉換器4a的低電位側輸入端子連接。DC/DC轉換器4a的高電位側輸出端子與輸出端子101連接，DC/DC轉換器4a的低電位側輸出端子與輸出端子102連接。蓄電池20例如與蓄電池10同樣地構成。此外，蓄電池20為能夠儲存電能的設備即可。蓄電池20例如可以是雙電層電容或各種電容。蓄電池20相當于輔助蓄電部的一例。分流阻抗13a 的兩端子間的電壓通過A/D轉換器9e轉換為數(shù)字值。而且，該數(shù)字值通過A/D轉換器9e而作為表示蓄電池20的充放電電流值Ibb的數(shù)據(jù)被輸出至充電控制部7e。充放電電流值Ibb例如以正號表不蓄電池20的充電電流，以負號表不蓄電池20的放電電流?？傠妷簻y量端子14c將蓄電池20的兩端子間的電壓作為電池電壓Vbb而輸出至A/D轉換器9e。A/D轉換器9e將表示電池電壓Vbb的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出至充電控制部7e。如上所示，除了與A/D轉換器9同樣的充放電電流值Ib及電池電壓Vb以外，A/D轉換器9e還向充電控制部7e輸出表示電流值As、發(fā)電電壓Vs、充放電電流值Ibb以及電池電壓Vbb的數(shù)據(jù)。DC/DC轉換器4a、4b分別與DC/DC轉換器4同樣地構成。PWM控制部5a、5b分別與PWM控制部5同樣地構成。而且，DC/DC轉換器4a的輸入輸出間的升壓率根據(jù)從PWM控制部5a輸出的PWM信號而變化，DC/DC轉換器4b的輸入輸出間的升壓率根據(jù)從PWM控制部5b輸出的PWM信號而變化。DC/DC轉換器4a、4b相當于供應控制部的一例。充電控制部7e通過向PWM控制部5a輸出指示升壓率的增減的控制信號，使從PWM控制部5a向DC/DC轉換器4a輸出與控制信號相應的PWM信號，由此控制DC/DC轉換器4a的升壓率。另外，充電控制部7e通過向PWM控制部5b輸出指示升壓率的增減的控制信號，使從PWM控制部5b向DC/DC轉換器4b輸出與控制信號相應的PWM信號，由此控制DC/DC轉換器4b的升壓率。而且，充電控制部7e如上所述通過控制DC/DC轉換器4a、4b的升壓率，分別控制DC/DC轉換器4a、4b的輸出電壓、輸出電流。充電控制部7e例如計算充電期間的發(fā)電電壓Vs的值與電流值As的積作為發(fā)電功率值Ws。發(fā)電功率值Ws相當于從太陽能電池板I供應的每單位時間的電能的量。另外，分流阻抗13a、總電壓測量端子14a以及A/D轉換器9e相當于能量檢測部的一例。另外，充電控制部7e例如計算電池電壓Vb與充放電電流值Ib的積作為蓄電池10的充放電功率量Wb，例如計算電池電壓Vbb與充放電電流值Ibb的積作為蓄電池20的充放電功率量Wbb。另外，充電控制部7e通過控制DC/DC轉換器4a、4b的動作，在上述充電期間使從太陽能電池板I供應的電能充入蓄電池10，在上述休止期間使從太陽能電池板I供應的電能充入蓄電池20。另外，如后所述，優(yōu)選當太陽能電池板I的發(fā)電電力小于負荷11的消耗電カ時，通過DC/DC轉換器4a、4b，與從蓄電池10向負荷11(DC/AC轉換器12)的電能供應相比，優(yōu)先執(zhí)行從蓄電池20向負荷11 (DC/AC轉換器12)的電能供應，從而充電控制部7e使蓄電池20優(yōu)先于蓄電池10而放電，對負荷11供應電能。圖18是表示在圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe中對蓄電池10、20進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、Vbb、充放電電流值Ib)的一例的說明圖。圖19、圖20是表示圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe的動作的一例的流程圖。圖19所示的流程圖將圖3所示的流程圖中的步驟S001、S005分別變更為步驟S301、S302。關于其他步驟，在圖19中由充電控制部7e執(zhí)行在圖3中由充電控制部7執(zhí)行的處理。關于其他方面，由于圖19所示的流程圖與圖3所示的流程圖一祥，因此省略其說明。在步驟S301，充電控制部7e通過DC/DC轉換器4a、4b開始蓄電池10的充電，并休止蓄電池20的充電。如此，充電期間為對蓄電池10進行充電、且休止對蓄電池20的充電的期間。具體而言，例如充電控制部7e在步驟S301，當通過分流阻抗13c檢測的充放電電流值Ibb為負值時使DC/DC轉換器4b的升壓率増大，當充放電電流值Ibb為負值(應為“正值”)時使DC/DC轉換器4b的升壓率下降，從而控制DC/DC轉換器4b的動作以使蓄電池20的充放電電流值Ibb為零。據(jù)此，蓄電池20的充電停止。另外，充電控制部7e以通過DC/DC轉換器4b使充放電電流值Ibb維持為零的方式進行控制，并且通過DC/DC轉換器4a對蓄電池10供應充電電流，從而開始蓄電池10的充電。充電控制部7e在步驟S301控制DC/DC轉換器4a的動作，以使例如通過分流阻抗13檢測的充放電電流值Ib為最大。據(jù)此，從太陽能電池板I向控制部3e供應的電能全部被充入蓄電池10。在步驟S302，充電控制部7e通過DC/DC轉換器4a、4b停止蓄電池10的充電，并開始蓄電池20的充電。如此，休止期間為休止對蓄電池10的充電、且對蓄電池20進行充電的期間。具體而言，例如充電控制部7e通過DC/DC轉換器4a遮斷電流輸出，從而休止蓄電池10的充電。另ー方面，充電控制部7e通過DC/DC轉換器4b對蓄電池20供應充電電流，從而開始蓄電池20的充電。充電控制部7e在步驟S302，使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電力。為了使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電カ，充電控制部7e控制DC/DC轉換器4b的動作，以使例如通過分流阻抗13c檢測的充放電電流值Ibb為最大即可。據(jù)此，從太陽能電池板I向控制部3e供應的電能全部被充入蓄電池20。在電源系統(tǒng)100、100a、100b、100c、IOOd中，由于在休止期間通過太陽能電池板I發(fā)出的電カ未被充入蓄電池10而產(chǎn)生能量的損失。而在電源系統(tǒng)IOOe中，由于在休止期間太陽能電池板I發(fā)出的電カ被充入蓄電池20，因此能夠降低基于自然能得到的電能的損失。而且，在步驟S009，當T1/T2 < Rj時(在步驟S009為“是”)，充電控制部7e轉移至圖20所示的步驟S301。圖20所示的流程圖將圖4所示的流程圖中的步驟SOlO變更為步驟S301。關于其他步驟，在圖20中由充電控制部7e執(zhí)行在圖4中由充電控制部7執(zhí)行的處理。關于其他、方面，由于圖20所示的流 程圖與圖4所示的流程圖一祥，因此省略其說明。此外，作為電源系統(tǒng)IOOe整體，為了高效儲存從太陽能電池板I供應的電能，優(yōu)選在圖20所示的步驟SO15結束對蓄電池10的一系列的充電之后，執(zhí)行向蓄電池20的充電。在此，向蓄電池20的充電優(yōu)選例如在蓄電池20的電池電壓Vbb達到作為充電結束電壓(滿充電電壓)而預先設定的上限值Vu以上時結束。此外，如圖21所示，也可以與圖6所示的流程圖同樣地使用計時器8測量的充電時間Tl與緊靠其之前測量的休止時間T2的比率T1/T2達到判定比率Rj以下的條件作為指定的判定條件。另外，也可以不執(zhí)行圖20中的步驟S301、S011。另外，充電控制部7e也可以與充電控制部7同樣地在步驟S012以后的強制充電中控制DC/DC轉換器4a，以使充放電電流值Ib達到強制電流值Ag，從而將強制充電作為恒流充電。另外，充電控制部7e也可以與充電控制部7b同樣地在強制充電中進行通過向蓄電池10以脈沖狀供應充電電流而對蓄電池10充電的脈沖充電。此外，電源系統(tǒng)IOOe也可以在強制充電中進行脈沖充電時，與電源系統(tǒng)IOOb同樣地將強制充電中的充電脈沖的電流值作為強制電流值Ag。另外，電源系統(tǒng)IOOe也可以與電源系統(tǒng)IOOa同樣地包括時鐘部21以及存儲部22，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3時，將恒流充電的充電電流作為電流值Ir而進行強制充電。另外，電源系統(tǒng)IOOe也可以與電源系統(tǒng)IOOb同樣地包括時鐘部21以及存儲部22，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3吋，進行將充電脈沖的電流值作為電流值Ir的強制充電。另外，充電控制部7e也可以在強制充電中進行強制電流值Ag的恒流充電時，將從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電能中減去通過DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流而使用的能量后的剰余的電能，通過DC/DC轉換器4b向蓄電池20供應。具體而言，在強制充電中，充電控制部7e與通過DC/DC轉換器4a執(zhí)行基于充放電電流值Ib的反饋控制下的強制電流值Ag的恒流充電并行，使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電力。據(jù)此，在強制充電中，將從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電能中減去通過DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流而使用的能量后的剩余的電能，通過DC/DC轉換器4b充入蓄電池20。據(jù)此，通過將強制充電設定為恒流充電，從而提高蓄電池10的充電精度，并且在強制充電中，能夠向蓄電池20充入從太陽能電池板I供應的多余的電能，因此能夠降低從自然能得到的電能的損失。另外，充電控制部7e也可以在強制充電中進行將充電脈沖的電流值作為強制電流值Ag的脈沖充電時，在充電脈沖的供應期間，通過與上述恒流充電的強制充電同樣的方法，將從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電能中減去通過DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流而使用的能量后的剰余的電能，通過DC/DC轉換器4b向蓄電池20供應。此外，充電控制部7e在蓄電池20的電池電壓Vbb達到上限值Vu時，通過將DC/DC轉換器4b的輸出電壓調(diào)整為與上限值Vu相等的值，從而遮斷向蓄電池IOb (應為“20”)的電流。據(jù)此，能夠防止蓄電池20的過充電。
在強制充電(步驟S012)中，如果減小DC/DC轉換器4b的輸出電壓并增大DC/DC轉換器4a的輸出電壓，則也能夠從蓄電池20向蓄電池10供應電能并進行強制充電。但是，當從太陽能電池板I有指定的輸出吋，不是如上所述地減小DC/DC轉換器4b的輸出電壓而是對蓄電池10優(yōu)先供應來自太陽能電池板I的電能，能夠有效率地儲存電能，因此較為理想。然而，在強制充電(步驟S012)中，僅靠來自太陽能電池板I的輸出無法完成強制充電吋，只要不改變DC/DC轉換器4a的輸出電壓，就會自動地持續(xù)進行對蓄電池10的強制充電。由以上記載可知，在一系列的充電中，只要不出現(xiàn)蓄電池20被過充電的可能性的狀況，則將DC/DC轉換器4b的輸出電壓維持為最大，并調(diào)整DC/DC轉換器4a的輸出電壓的方法是簡便且有效的。
另外，充電控制部7e也可以在強制充電中從DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流的情況下，當從太陽能電池板I供應的電能、即太陽能電池板I的發(fā)電量小于為供應強制電流值Ag的充電電流而所需的能量時，通過DC/DC轉換器4a向蓄電部(應為“蓄電池”)10供應從蓄電池20放出的電能。具體而言，充電控制部7e在強制充電中控制DC/DC轉換器4b，以使通過分流阻抗13c檢測的充放電電流值Ibb為最大、即蓄電池20被充電時其充電電流最大，蓄電池20被放電時其充電電流最小，從而通過DC/DC轉換器4b取得從太陽能電池板I供應的所有電能并向DC/DC轉換器4a及蓄電池20輸出。由此，充電控制部7e使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電能，并且通過DC/DC轉換器4a執(zhí)行基于充放電電流值Ib的反饋控制下的強制電流值Ag的恒流充電。在此狀態(tài)下，當太陽能電池板I的發(fā)電量小于為供應強制電流值Ag的充電電流而所需的能量吋，DC/DC轉換器4a獲取的電流量大于DC/DC轉換器4b的輸出電流量。由此，DC/DC轉換器4b無法維持輸出電壓，DC/DC轉換器4b的輸出電壓下降。而且，當DC/DC轉換器4b的輸出電壓小于蓄電池20的OCV(Open circuit voltage,開路電壓)時,蓄電池20開始放電。據(jù)此，DC/DC轉換器4a能夠基于從蓄電池20放出的電能，向蓄電池20 (應為“10”)供應強制電流值Ag的充電電流。S卩，充電控制部7e在強制充電中通過DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電能，并且通過DC/DC轉換器4a執(zhí)行強制電流值Ag的恒流充電，從而當太陽能電池板I的發(fā)電量小于為供應強制電流值Ag的充電電流而所需的能量時，能夠通過DC/DC轉換器4a向蓄電部(應為“蓄電池”)10供應從蓄電池20放出的電能。例如，在能量轉換部為太陽能電池的情況下，當因充電持續(xù)時間T3期間為陰天或夜間而導致從能量轉換部向蓄電池10的電能供應量不足(或者沒有)時，通過向蓄電池10供應蓄電池20儲存的電能，從而能夠在毫不浪費蓄電池20儲存的自然能的情況下，使蓄電池10達到較為理想的滿充電狀態(tài)。其結果，能夠提高電源系統(tǒng)自身的循環(huán)壽命。另外，關于使蓄電池10、20滿充電所需的電量(滿充電電量)，當設蓄電池10滿充電所需的電量為電量E1、蓄電池20滿充電所需的電量為電量E2時，電量El、E2如下所述地決定較為理想。首先，使用太陽能電池板I的設置場所的日照量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，求出一年間每天的日照量之中最小的日照量即最小日照量、以及最大的日照量即最大日照量。而且，求出太陽能電池板I可通過最小日照量發(fā)電的電量作為預想最小轉換電量EL。另外，求出太陽能電池板I可通過最大日照量發(fā)電的電量作為預想最大轉換電量EU。而且，使電量El與最小轉換電量EL大致相等(ELhElh另外，使蓄電池10及蓄電池20滿充電所需的電量E1+E2與預想最大轉換電量EU大致相等(EUNE],トE2)。據(jù)此，能夠設計理想的充電系統(tǒng)。電源系統(tǒng)IOOe在向負荷11供應電カ時，如下所示地進行動作。充電控制部7e監(jiān)視通過分流阻抗13檢測的充放電電流值Ib。而且，當充放電電流值Ib顯示負值時，充電控制部7e判斷DC/AC轉換器12為了向負荷11供應電力，開始從輸出端子101、102取得電流(負荷11請求電カ輸出)。 這樣，充電控制部7e使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電能，且指示DC/DC轉換器4a的升壓率的上升直到充放電電流值Ib為零，從而增大DC/DC轉換 器4a的輸出電流。如此增大的DC/DC轉換器4a的輸出電流被輸出至DC/AC轉換器12，進行向負荷11的電カ供應。此外，在陰天時、黃昏時及夜間等，來自太陽能電池板I的輸出相對于負荷11的消耗電力不足的狀態(tài)下對負荷11供應電能吋，使蓄電池20優(yōu)先于蓄電池10而放電來供應電能較為理想。其理由如下所示。在圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe中，在蓄電池10的休止時間T2被充電的蓄電池20與蓄電池10不同，并不具有精密地控制充電的機會。因此，蓄電池20在接近滿充電的狀態(tài)下迎來蓄電池10的休止時間T2時，有可能被過充電。所以，如陰天時或黃昏時，當在來自太陽能電池板I的電能供應量不足的狀態(tài)下負荷11對電源系統(tǒng)IOOe請求電力輸出時、或者如夜間，當在從太陽能電池板I實質(zhì)上不供應電能的狀態(tài)下負荷11對電源系統(tǒng)IOOe請求電カ輸出時，首先讓蓄電池20先于蓄電池10對負荷11放電。由此，當蓄電池10迎來下一休止時間T2時(蓄電池20開始充電時)，由于蓄電池20的SOC充分下降，因此蓄電池20被過充電的可能性降低。另外，由于在休止時間T2期間為了避免蓄電池20的過充電而不得不停止向蓄電池20的充電的可能性得以降低，因此能夠降低來自太陽能電池板I的一部分輸出浪費的可能性。具體而言，如上所述，電源系統(tǒng)IOOe進行向負荷11的電カ供應時，充電控制部7e使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電能，且控制DC/DC轉換器4a的輸出電流以使充放電電流值Ib為零。在該狀態(tài)下，當從太陽能電池板I供應的電力(電能的量)小于負荷11的消耗電力吋，DC/DC轉換器4a獲取的電流量多于DC/DC轉換器4b的輸出電流量，DC/DC轉換器4b的輸出電壓下降。而且，當DC/DC轉換器4b的輸出電壓小于蓄電池20的OCV時，蓄電池20開始放電。據(jù)此，DC/DC轉換器4a、4b不讓蓄電池10放電，而首先優(yōu)先開始蓄電池20的放電，從而能夠進行向負荷11的電カ供應。如此，充電控制部7e在太陽能電池板I的發(fā)電電力小于負荷11的消耗電カ時，使蓄電池20優(yōu)先于蓄電池10放電而對負荷11供應電能。并且，當即使將從太陽能電池板I供應的電力和蓄電池20的放電電カ相加，還小于負荷11的消耗電カ吋，DC/DC轉換器4a的輸出電壓下降。而且，當DC/DC轉換器4a的輸出電壓小于蓄電池10的OCV時，蓄電池10開始放電，因此能夠向DC/AC轉換器12輸出從太陽能電池板I供應的電力和蓄電池10、20的放電電カ來作為負荷11的消耗電力。另外，充放電控制部7e監(jiān)視蓄電池20的電池電壓Vbb，當電池電壓Vbb為放電下限電壓以下時，使DC/DC轉換器4b輸出從太陽能電池板I供應的所有電能，且控制DC/DC轉換器4a的升壓率來控制DC/DC轉換器4a獲取的電流，以使電池電壓Vbb維持放電下限電壓以上。據(jù)此，由于蓄電池20的放電停止，因此能夠避免蓄電池20的過放電。另外，充電控制部7e取得氣象局等的天氣預報作為信息，例如預測與睛天相比陰天達到比率T1/T2的時間變長。而且，充電控制電路(應為“充電控制部”)7e發(fā)出使陰天的強制充電模式的強制電流值Ag大于睛天時的強制電流值Ag的指令，根據(jù)該指令，PWM控制部5b向DC/DC轉換器4b發(fā)送信號，以使其輸出電壓小于睛天時的輸出電壓。由此，對蓄電池20充電的電流相對減小，其結果，向蓄電池10分配的電流相對増大?；蛘撸陉幪鞎r，為了增加向蓄電池10的電流，充電控制電路(應為“充電控制 部”)7e通過PWM控制部5b向DC/DC轉換器4b指令與PWM控制部5a向DC/DC轉換器4a指令的輸出電壓相同大小的輸出電壓，從而遮斷向蓄電池20的電流并相對增大向蓄電池10供應的電流，由此，在不受氣候的影響的情況下容易在大致相同時間結束一系列的充電。(第6實施方式)下面，對使用本發(fā)明的第6實施方式所涉及的蓄電池的充電控制方法的電源系統(tǒng)進行說明。圖22是表示本發(fā)明的第6實施方式所涉及的電源系統(tǒng)的一例的框圖。圖22所示的電源系統(tǒng)IOOf與圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe的不同點在于，微型計算機部6f包括與電源系統(tǒng)IOOc同樣的充電電量測量部15、以及充電控制部7f (指令部)與充電控制部7c同樣地基于充電電量的比率判定強制開始時機。其他結構與圖17所示的電源系統(tǒng)IOOe相同，因此省略其說明，以下對本實施方式的特征點進行說明。圖23是表示在圖22所示的電源系統(tǒng)IOOf中對蓄電池10、20進行充電時的充放電曲線(電池電壓Vb、Vbb、充放電電流值Ib)的一例的說明圖。圖24、圖20是表示圖22所示的電源系統(tǒng)IOOf的動作的一例的流程圖。此外，在上述的流程圖的說明中，與充電控制部7、7a、7b、7c、7d、7e執(zhí)行的步驟相同的步驟編號的處理由充電控制部7f執(zhí)行。圖24所示的流程圖將圖13所示的流程圖中的步驟S001、S005、S001c分別變更為步驟S301、S302、S301f。另外，圖24的步驟S301、S301f的動作與圖21所示的步驟S301一祥，圖24的步驟S302的動作與圖21所示的步驟S302 —祥。圖24的其他步驟與圖13所示的流程圖一祥，因此省略其說明。如上所述，電源系統(tǒng)IOOf在步驟S201以后直到在步驟S204進行強制開始時機的判定為止的動作，與電源系統(tǒng)IOOc同樣地能夠提高強制開始時機的判定精度，且與電源系統(tǒng)IOOe同樣地能夠降低基于自然能得到的電能的損失。另外，電源系統(tǒng)IOOf通過執(zhí)行與電源系統(tǒng)100、100a、IOOb同樣的強制充電，能夠提高蓄電池10的充電精度。此外，充電控制部7f也可以與充電控制部7同樣地在圖20的步驟S012以后的強制充電中控制DC/DC轉換器4a，以使充放電電流值Ib達到強制電流值Ag，從而將強制充電作為恒流充電。
另外，充電控制部7f也可以在強制充電中以強制電流值Ag進行恒流充電吋，與充電控制部7e同樣地將從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電能中減去通過DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流而使用的能量后的剰余的電能，通過DC/DC轉換器4b向蓄電池20供應。另外，充電控制部7f也可以在強制充電中從DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流吋，當從太陽能電池板I供應的電能、即太陽能電池板I的發(fā)電量小于為供應強制電流值Ag的充電電流而所需的能量時，與充電控制部7e同樣地通過DC/DC轉換器4a向蓄電部(應為“蓄電池”)10供應從蓄電池20放出的電能。另外，充電控制部7f也可以與充電控制部7b同樣地在強制充電中進行通過向蓄電池10以脈沖狀供應充電電流來對蓄電池10進行充電的脈沖充電。另外，電源控制部7f也可以在強制充電中進行脈沖充電時，與電源系統(tǒng)IOOb同樣 地將強制充電中的充電脈沖的電流值作為強制電流值Ag。另外，充電控制部7f也可以在強制充電中進行將充電脈沖的電流值作為強制電流值Ag的脈沖充電時，通過與充電控制部7e同樣的方法，在充電脈沖的供應期間，將從太陽能電池板I向DC/DC轉換器4b供應的電能中減去通過DC/DC轉換器4a向蓄電池10供應強制電流值Ag的充電電流而使用的能量后的剩余的電能，通過DC/DC轉換器4b向蓄電池20供應。另外，電源系統(tǒng)IOOf也可以與電源系統(tǒng)IOOa同樣地包括時鐘部21以及存儲部22，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3吋，將恒流充電的充電電流作為強制電流值Ag進行強制充電。此外，電源系統(tǒng)IOOf也可以與電源系統(tǒng)IOOb同樣地包括時鐘部21以及存儲部22，當剩余時間Tr小于充電持續(xù)時間T3吋，進行將充電脈沖的電流值作為電流值Ir的強制充電。S卩，本發(fā)明所涉及的電源系統(tǒng)，包括能量轉換部，將自然能轉換為電能；蓄電部，蓄積從所述能量轉換部供應的電能；供應控制部，控制從所述能量轉換部向所述蓄電部的所述電能的供應；指令部，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時使所述供應控制部開始所述電能的供應，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及信息獲取部，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中，所述指令部，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間，使所述供應控制部向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于由所述信息獲取部獲取的充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。另外，本發(fā)明所涉及的蓄電池的充電控制方法，包括能量轉換步驟，將自然能轉換為電能；供應控制步驟，控制向蓄電部供應所述電能；指令步驟，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時停止向所述蓄電部供應所述電能，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時開始向所述蓄電部供應所述電能，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及信息獲取步驟，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中，在所述指令步驟，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于所述充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。根據(jù)該結構，當蓄電部的端子電壓為充電停止電壓以上時，由自然能轉換的電能向蓄電部的供應停止，當蓄電部的端子電壓為低于充電停止電壓的充電開始電壓以下吋，開始向蓄電部的所述電能的供應。當向蓄電部的電能供應停止時，蓄電部的端子電壓逐漸下降。另外，當向蓄電部的電能供應開始時，蓄電部的端子電壓逐漸上升。因此，交替反復對蓄電部供應電能的充電期間與停止向蓄電部的電能供應的休止期間。
而且，伴隨蓄電部的充電越推進，在充電期間充入蓄電部的充電電量越減少。因此，在各充電期間充入蓄電部的充電電量與蓄電部的充電狀態(tài)具有相關關系。因此,信息獲取部獲取與在各充電期間充入蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息。而且，指令部在從作為基于充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機即強制開始時機到經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間即充電持續(xù)期間，通過供應控制部向蓄電部供應電能。由此，在強制開始時機的蓄電部的充電狀態(tài)幾乎恒定。因此，指令部在從強制開始時機到預先設定的充電持續(xù)時間的期間，通過供應控制部向蓄電部供應電能，從而能夠從幾乎恒定的充電狀態(tài)起開始充電持續(xù)時間的充電，其結果，易于提高蓄電池(應為“蓄電部”)的充電精度。另外，較為理想的是，所述信息獲取部，為將所述各充電期間的長度作為充電時間而計時、將所述各休止期間的長度作為休止時間而計時的時間測量部，所述指令部將所述充電時間作為所述充電信息，所述判定條件為，由所述時間測量部計時的充電時間與緊接該充電時間之后由所述時間測量部計時的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下。充電時間與在各充電期間充入蓄電部的充電電量具有相關關系。因此，信息獲取部獲取各充電時間作為充電信息。另外，充電時間與緊接其后的休止時間的比率伴隨蓄電部的充電的推進而減小。因此，通過將充電時間與在緊接其后測量的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下作為判定條件，從而在強制開始時機的蓄電部的充電狀態(tài)幾乎恒定。另外，測量充電時間與休止時間，要比測量在各充電期間充入蓄電部的充電電量更為容易。據(jù)此，指令部能夠從幾乎恒定的充電狀態(tài)起開始充電持續(xù)時間的充電，其結果，易于提高蓄電池(應為“蓄電部”)的充電精度。另外，還可以為，所述信息獲取部，為將所述各充電期間的長度作為充電時間而計吋、將所述各休止期間的長度作為休止時間而計時的時間測量部，所述指令部將所述充電時間作為所述充電信息，所述判定條件為，由所述時間測量部計時的充電時間與緊靠該充電時間之前由所述時間測量部計時的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下。根據(jù)該結構，充電時間與在各充電期間充入蓄電部的充電電量具有相關關系。因此，信息獲取部獲取各充電時間作為充電信息。另外，充電時間與在緊靠其之前測量的休止時間的比率伴隨蓄電部的充電推進而減小。因此，通過將充電時間與在緊靠其之前測量的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下作為判定條件，從而在強制開始時機的蓄電部的充電狀態(tài)幾乎恒定。據(jù)此，指令部能夠從幾乎恒定的充電狀態(tài)起開始充電持續(xù)時間的充電，其結果，易于提高蓄電池(應為“蓄電部”)的充電精度。另外，較為理想的是，所述信息獲取部，為測量在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量的充電電量測量部，所述指令部將所述各充電電量作為所述充電信息，所述判定條件為，第二充電電量與第一充電電量的比率達到預先設定的判定比率以下，其中，所述第一充電電量為所述蓄電部的端子電壓達到所述充電停止電壓以上從而由所述指令部使所述供應控制部停止所述電能的供應之后，在最初的所述充電期間由所述充電電量測量部測量的充電電量，所述第二充電電量為在所述最初的充電期間之后的所述充電期間由所述充電電量測量部測量的充電電量。根據(jù)該結構，通過作為信息獲取部的充電電量測量部，測量在各充電期間充入蓄電部的充電電量作為充電信息。另外，伴隨蓄電部的充電越推進，在充電期間充入蓄電部的充電電量越減少。因此，通過使用第二充電電量與在之前測量的上述的第一充電電量的比率達到預先設定的判定比率以下作為判定條件，從而在強制開始時機的蓄電部的充電狀態(tài)幾乎恒定。另外，即使因自然能的變動導致供應給蓄電部的電流變動時，由于在充電期間充入蓄電部的充電電量并不變動，因此通過基于充電電量判定強制開始時機，從而強制開始時機的判定精度提高。據(jù)此，指令部能夠從幾乎恒定的充電狀態(tài)起開始充電持續(xù)時間的充電，其結果，易于提高蓄電池(應為“蓄電部”)的充電精度。另外，較為理想的是，所述第一充電電量為在所述各充電期間之中自所述能量轉換部開始所述電能的供應起至最初所述蓄電部的端子電壓達到所述充電停止電壓以上從而由所述指令部使所述供應控制部停止所述電能的供應之后的最初的充電期間，由所述充電電量測量部測量的充電電量。根據(jù)該結構，將在能量轉換部開始電能的供應而開始反復上述的休止期間與充電期間后的最初的充電期間由充電電量測量部測量的充電電量作為第一充電電量而使用。由此，將充電初期的、充電電量還未減少前的充電期間的充電電量作為第一充電電量而使用，其結果，第一充電電量與第二充電電量之差擴大。如此，通過基于差較大的第一充電電量與第二充電電量的比率判定強制開始時機，從而能夠提高強制開始時機的判定精度。另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，進行恒流充電。根據(jù)該結構，即使因自然能的變動導致從能量轉換部供應的電能變動吋，由于在充電持續(xù)期間內(nèi)蓄電部被進行恒流充電，因此在充電持續(xù)期間充入蓄電部的電量恒定。據(jù)此，畜電部的充電精度提聞。另外，較為理想的是還包括時鐘部，對當前時刻進行計時；以及存儲部，存儲日落的時刻，其中，所述能量轉換部為太陽能電池，所述指令部，計算從所述當前時刻起至所述日落的時刻為止的時間來作為剩余時間，當所述剩余時間小于所述充電持續(xù)時間時，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應以所述充電持續(xù)時間相對于所述剩余時間的比率與所述強制電流值的乘積作為電流值的充電電流，進行恒流充電。根據(jù)該結構，由于使用太陽能電池作為能量轉換部，因此日落時，太陽能電池不供應電能。因此，指令部在從當前時刻到日落的時刻的剰余時間小于充電持續(xù)時間時，通過從供應控制部向蓄電部供應充電持續(xù)時間相對于剩余時間的比率與強制電流值的乘積的充電電流，從而能夠在日落之前對蓄電部充入與在充電持續(xù)時間進行強制電流值的恒流充電時同等的電量。據(jù)此，蓄電部的充電精度提高。另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，當所述蓄電部的端子電壓達到高于所述充電停止電壓的脈沖充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到脈沖充電開始電壓以下時使所述供應控制部開始所述電能的供應，從而進行向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的脈沖充電，其中，脈沖充電開始電壓低于所述脈沖充電停止電壓且所述充電停止電壓以上。根據(jù)該結構，在充電持續(xù)期間以高于充電停止電壓的脈沖充電停止電壓(應為“脈沖充電開始電壓”)以上的脈沖電壓，向蓄電部以脈沖狀供應充電電流而進行脈沖充電。如此，在充電持續(xù)期間，通過對蓄電部進行脈沖充電，從而充電持續(xù)期間的充電效率提高。另外，較為理想的是還包括時鐘部，對當前時刻進行計時；以及存儲部，存儲日落的時刻，其中，所述能量轉換部為太陽能電池，所述指令部，計算從所述當前時刻起至所述日落的時刻為止的時間作為剩余時間，當所述剩余時間超過所述充電持續(xù)時間時，將所述脈沖狀的充電電流的電流值作為預先設定的強制電流值，當所述剩余時間小于所述充電持續(xù)時間時，將所述脈沖狀的充電電流的電流值設定為所述充電持續(xù)時間相對于所述剩余時間的比率與所述強制電流值的乘積。
根據(jù)該結構，由于使用太陽能電池作為能量轉換部，因此日落時，太陽能電池不供應電能。因此，指令部在從當前時刻到日落的時刻的剰余時間小于充電持續(xù)時間時，通過從供應控制部向蓄電部以脈沖狀供應充電持續(xù)時間相對于剩余時間的比率與強制電流值的乘積的充電電流，從而能夠在日落之前對蓄電部充入與在充電持續(xù)時間進行將脈沖電流的電流值作為強制電流值的脈沖充電時同等的電量。據(jù)此，蓄電部的充電精度提高。另外，較為理想的是還包括輔助蓄電部，蓄積從所述能量轉換部供應的電能，其中，所述供應控制部還控制從所述能量轉換部向所述蓄電部及所述輔助蓄電部的所述電能的供應，所述指令部使所述供應控制部向所述輔助蓄電部供應在所述休止期間從所述能量轉換部供應的電能。根據(jù)該結構，在蓄電部未被充電的休止期間，從能量轉換部供應的電能被充入輔助蓄電部。據(jù)此，從自然能獲得的電能即使在休止期間也不會浪費而是充入輔助蓄電部，因此能量的損失降低。另外，較為理想的是，所述供應控制部還控制從所述蓄電部及所述輔助蓄電部向負荷的電能供應，所述指令部，當從所述能量轉換部供應的電能小于所述負荷的消耗電カ吋，讓所述供應控制部將從所述輔助蓄電部向所述負荷的電能供應優(yōu)先于從所述蓄電部向所述負荷的電能供應而執(zhí)行。輔助蓄電部與輔助蓄電部的充電狀態(tài)無關地在休止期間被進行充電。因此，在輔助蓄電部接近滿充電的狀態(tài)下達到休止期間時，輔助蓄電部有可能被過充電。根據(jù)該結構，當從能量轉換部供應的電能小于負荷的消耗電カ時，由干與從蓄電部向負荷的電能供應相比，優(yōu)先執(zhí)行從輔助蓄電部向負荷的電能供應，因此與蓄電部相比輔助蓄電部的放電機會增多。因此，輔助蓄電部被充電至接近滿充電的狀態(tài)的可能性減小，其結果，輔助蓄電部被過充電的可能性降低。另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，進行恒流充電。根據(jù)該結構，即使因自然能的變動導致從能量轉換部供應的電能變動吋，由于在充電持續(xù)期間內(nèi)蓄電部被進行恒流充電，因此在充電持續(xù)期間充入蓄電部的電量恒定。據(jù)此，畜電部的充電精度提聞。
另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，使從所述能量轉換部供應的所述電能減去用于向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的電能后的剰余的電能充入所述輔助蓄電部。根據(jù)該結構，在充電持續(xù)期間，即使從能量轉換部供應超過用于向蓄電部供應強制電流值的充電電流的電能的電能時，剰余的電能也不會浪費而是充入輔助蓄電部。據(jù)此，能夠降低從自然能獲得的電能的損失。另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，當所述蓄電部的端子電壓達到高于所述充電停止電壓的脈沖充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到脈沖充電開始電壓以下時，使所述供應控制部 向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，從而進行向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的脈沖充電，其中，所述脈沖充電開始電壓低于所述脈沖充電停止電壓且所述充電停止電壓以上。根據(jù)該結構，在充電持續(xù)期間，以高于充電停止電壓的脈沖充電停止電壓(應為“脈沖充電開始電壓”)以上的脈沖電壓，向蓄電部供應強制電流值的脈沖電流而進行脈沖充電。如此，在充電持續(xù)期間，通過對蓄電部進行脈沖充電，充電持續(xù)期間的充電效率提高。另外，較為理想的是，所述指令部，在向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的期間，使從所述能量轉換部供應的所述電能減去用于向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的電能后的剰余的電能充入所述輔助蓄電部。根據(jù)該結構，在向蓄電部以脈沖狀供應充電電流的期間，即使從能量轉換部供應超過用于向蓄電部供應強制電流值的充電電流的電能的電能時，剰余的電能也不會浪費而是充入輔助蓄電部。據(jù)此，能夠降低從自然能獲得的電能的損失。另外，較為理想的是，所述指令部，在所述充電持續(xù)期間從供應控制部向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的情況下，當從所述能量轉換部供應的所述電能小于供應所述強制電流值的充電電流所需的電能吋，讓所述供應控制部向所述蓄電部供應蓄積在所述輔助蓄電部中的電能。在充電持續(xù)期間，從能量轉換部供應的電能小于為供應強制電流值的充電電流而所需的能量時，因充電電量不足而有可能導致蓄電部的充電精度下降。根據(jù)該結構，在充電持續(xù)期間，從能量轉換部供應的電能小于為供應強制電流值的充電電流而所需的能量吋，通過向蓄電部供應蓄積在輔助蓄電部中的電能，從而能夠補充從能量轉換部供應的電能的不足，因此能夠提高蓄電部的充電精度。另外，較為理想的是，所述能量轉換部為太陽能電池。太陽能電池適合用作將自然能即太陽能轉換為電能的電源轉換部。另外，較為理想的是，所述蓄電池為鉛蓄電池。鉛蓄電池伴隨充電越推進，在所述充電期間充入的充電電量越減少的傾向顯著。因此，鉛蓄電池適合用作所述蓄電池。另外，較為理想的是，所述充電持續(xù)時間為O. I小時以上4小時以下的時間。當將充電持續(xù)時間設定為O. I小時以上4小時以下時，可消除鉛蓄電池的硫酸化，并能夠降低產(chǎn)生過度的過充電的可能性。另外，較為理想的是，所述蓄電池為鉛蓄電池，所述強制電流值為100時間率以上10時間率以下的電流值。
將強制電流值設為100時間率以上10時間率以下時，可消除鉛蓄電池的硫酸化，并能夠降低鉛蓄電池的電解液被電分解而作為氣體逸散而減少的可能性。本申請以2009年12月3日提出的日本專利申請?zhí)卦?009-275119號、2009年12月11日提出的日本專利申請?zhí)卦?009-281264號、2010年I月19日提出的日本專利申請?zhí)卦?010-008761號、2010年I月20日提出的日本專利申請?zhí)卦?010-009778號和特愿2010-009779、以及2010年2月3日提出的日本專利申請?zhí)卦?010-021766號為基礎，其內(nèi)容包含在本申請中。此外，在具體實施方式
的項目中描述的具體的實施方式或實施例只是為了明確本發(fā)明的技術內(nèi)容，不應僅限定于這樣的具體例而進行狹義解釋，在本發(fā)明的主g和權利要求的范圍內(nèi)，能夠進行各種變更并實施。產(chǎn)業(yè)上的可利用性利用本發(fā)明的電源系統(tǒng)以及蓄電池的充電控制方法可以說在自然能的有效利用、特別是在運用自然能的獨立電源的通用化方面非常有用。
權利要求
1.ー種電源系統(tǒng),其特征在于包括 能量轉換部，將自然能轉換為電能； 蓄電部，蓄積從所述能量轉換部供應的電能； 供應控制部，控制從所述能量轉換部向所述蓄電部的所述電能的供應； 指令部，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時使所述供應控制部開始所述電能的供應，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及 信息獲取部，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中， 所述指令部，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間，使所述供應控制部向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于由所述信息獲取部獲取的充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。
2.根據(jù)權利要求I所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述信息獲取部，為將所述各充電期間的長度作為充電時間而計時、將所述各休止期間的長度作為休止時間而計時的時間測量部， 所述指令部將所述充電時間作為所述充電信息， 所述判定條件為，由所述時間測量部計時的充電時間與緊接該充電時間之后由所述時間測量部計時的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下。
3.根據(jù)權利要求I所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述信息獲取部，為將所述各充電期間的長度作為充電時間而計時、將所述各休止期間的長度作為休止時間而計時的時間測量部， 所述指令部將所述充電時間作為所述充電信息， 所述判定條件為，由所述時間測量部計時的充電時間與緊靠該充電時間之前由所述時間測量部計時的休止時間的比率達到預先設定的判定比率以下。
4.根據(jù)權利要求I所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述信息獲取部，為測量在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量的充電電量測量部， 所述指令部將所述各充電電量作為所述充電信息， 所述判定條件為，第二充電電量與第一充電電量的比率達到預先設定的判定比率以下，其中，所述第一充電電量為所述蓄電部的端子電壓達到所述充電停止電壓以上從而由所述指令部使所述供應控制部停止所述電能的供應之后，在最初的所述充電期間由所述充電電量測量部測量的充電電量，所述第二充電電量為在所述最初的充電期間之后的所述充電期間由所述充電電量測量部測量的充電電量。
5.根據(jù)權利要求4所述的電源系統(tǒng)，其特征在干 所述第一充電電量為在所述各充電期間之中自所述能量轉換部開始所述電能的供應起至最初所述蓄電部的端子電壓達到所述充電停止電壓以上從而由所述指令部使所述供應控制部停止所述電能的供應之后的最初的充電期間，由所述充電電量測量部測量的充電電量。
6.根據(jù)權利要求I至5中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，進行恒流充電。
7.根據(jù)權利要求6所述的電源系統(tǒng)，其特征在于還包括 時鐘部，對當前時刻進行計時；以及 存儲部，存儲日落的時刻，其中， 所述能量轉換部為太陽能電池， 所述指令部，計算從所述當前時刻起至所述日落的時刻為止的時間來作為剩余時間，當所述剩余時間小于所述充電持續(xù)時間時，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應以所述充電持續(xù)時間相對于所述剩余時間的比率與所述強制電流值的乘積作為電流值的充電 電流，進行恒流充電。
8.根據(jù)權利要求I至5中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，當所述蓄電部的端子電壓達到高于所述充電停止電壓的脈沖充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到脈沖充電開始電壓以下時使所述供應控制部開始所述電能的供應，從而進行向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的脈沖充電，其中，脈沖充電開始電壓低于所述脈沖充電停止電壓且所述充電停止電壓以上。
9.根據(jù)權利要求8所述的電源系統(tǒng)，其特征在于還包括 時鐘部，對當前時刻進行計時；以及 存儲部，存儲日落的時刻，其中， 所述能量轉換部為太陽能電池， 所述指令部，計算從所述當前時刻起至所述日落的時刻為止的時間作為剩余時間，當所述剩余時間超過所述充電持續(xù)時間時，將所述脈沖狀的充電電流的電流值作為預先設定的強制電流值，當所述剩余時間小于所述充電持續(xù)時間時，將所述脈沖狀的充電電流的電流值設定為所述充電持續(xù)時間相對于所述剩余時間的比率與所述強制電流值的乘積。
10.根據(jù)權利要求I至5中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于還包括 輔助蓄電部，蓄積從所述能量轉換部供應的電能，其中， 所述供應控制部還控制從所述能量轉換部向所述蓄電部及所述輔助蓄電部的所述電能的供應， 所述指令部使所述供應控制部向所述輔助蓄電部供應在所述休止期間從所述能量轉換部供應的電能。
11.根據(jù)權利要求10所述的電源系統(tǒng)，其特征在干 所述供應控制部還控制從所述蓄電部及所述輔助蓄電部向負荷的電能供應， 所述指令部，當從所述能量轉換部供應的電能小于所述負荷的消耗電カ時，讓所述供應控制部將從所述輔助蓄電部向所述負荷的電能供應優(yōu)先于從所述蓄電部向所述負荷的電能供應而執(zhí)行。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，通過使所述供應控制部向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，進行恒流充電。
13.根據(jù)權利要求12所述的電源系統(tǒng)，其特征在干 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，使從所述能量轉換部供應的所述電能減去用于向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的電能后的剰余的電能充入所述輔助蓄電部。
14.根據(jù)權利要求10或11所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間，當所述蓄電部的端子電壓達到高于所述充電停止電壓的脈沖充電停止電壓以上時使所述供應控制部停止所述電能的供應，當所述蓄電部的端子電壓達到脈沖充電開始電壓以下時，使所述供應控制部向所述蓄電部供應預先設定的強制電流值的充電電流，從而進行向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的脈沖充電，其中，所述脈沖充電開始電壓低于所述脈沖充電停止電壓且所述充電停止電壓以上。
15.根據(jù)權利要求14所述的電源系統(tǒng)，其特征在干 所述指令部，在向所述蓄電部以脈沖狀供應充電電流的期間，使從所述能量轉換部供應的所述電能減去用于向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的電能后的剰余的電能充入所述輔助蓄電部。
16.根據(jù)權利要求12至15中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述指令部，在所述充電持續(xù)期間從供應控制部向所述蓄電部供應所述強制電流值的充電電流的情況下，當從所述能量轉換部供應的所述電能小于供應所述強制電流值的充電電流所需的電能吋，讓所述供應控制部向所述蓄電部供應蓄積在所述輔助蓄電部中的電倉^:。
17.根據(jù)權利要求I至6、以及8至16中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述能量轉換部為太陽能電池。
18.根據(jù)權利要求I至17中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述蓄電池為鉛蓄電池。
19.根據(jù)權利要求18所述的電源系統(tǒng)，其特征在干 所述充電持續(xù)時間為O. I小時以上4小時以下的時間。
20.根據(jù)權利要求6、7、9、12至16中任ー項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于 所述蓄電池為鉛蓄電池，所述強制電流值為100時間率以上且10時間率以下的電流值。
21.—種蓄電池的充電控制方法，其特征在于包括 能量轉換步驟，將自然能轉換為電能； 供應控制步驟，控制向蓄電部供應所述電能； 指令步驟，當所述蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時停止向所述蓄電部供應所述電能，當所述蓄電部的端子電壓達到低于所述充電停止電壓的充電開始電壓以下時開始向所述蓄電部供應所述電能，從而交替反復對所述蓄電部供應所述電能的充電期間與停止向所述蓄電部供應所述電能的休止期間；以及 信息獲取步驟，將與在所述各充電期間充入所述蓄電部的充電電量相關的信息作為充電信息而獲取，其中， 在所述指令步驟，在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間向所述蓄電部供應所述電能，其中，所述強制開始時機是基于所述充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)以及蓄電池的充電控制方法。所述電源系統(tǒng)包括將自然能轉換為電能的能量轉換部；蓄電部；控制向蓄電部供應電能的供應控制部；當蓄電部的端子電壓達到預先設定的充電停止電壓以上時使供應控制部停止電能的供應，當蓄電部的端子電壓達到充電開始電壓以下時開始電能供應，從而交替反復對蓄電部供應電能的充電期間與停止向蓄電部供應電能的休止期間的指令部；以及將在各充電期間充入蓄電部的充電電量作為充電信息而獲取的信息獲取部，其中，指令部在作為從強制開始時機起至經(jīng)過預先設定的充電持續(xù)時間為止的期間的充電持續(xù)期間使供應控制部向蓄電部供應電能，該強制開始時機是基于充電信息滿足預先設定的判定條件的時機的時機。
文檔編號H01M10/44GK102648564SQ201080054638
公開日2012年8月22日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2009年12月3日
發(fā)明者吉嶺俊文, 安藤和成, 門內(nèi)英治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社