JP2004364445A

JP2004364445A - バックアップ電池の放電制御装置

Info

Publication number: JP2004364445A
Application number: JP2003161805A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagaoka; 隆永岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24
Also published as: US20040257044A1; CN1574543A

Abstract

【課題】電池の長寿命化を阻害せず、安価で構成でき得るバックアップ電池の放電制御装置を提供する。
【解決手段】負荷への放電をオン／オフする放電スイッチと、組電池の状態検出手段と、前記検出手段から得られる残量値を算出する残量演算手段と、減算手段と、比較手段との構成を有したバックアップ電池の放電制御装置とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池で駆動する電子機器の充放電装置、特に通常は商用電源から電力が供給され、商用電源が停止した際などに使用されるバックアップ電池の充放電装置の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バックアップ電池は情報処理装置などの電子機器や非常用照明などで、商用電源が停止した時の電源バックアップとして幅広く利用されている。
【０００３】
バックアップ電池の重要要素の一つに電池の長寿命化がある。電池の長寿命化の為に、電池自身の長寿命化に加えて、充放電装置の改善もなされている。バックアップ電池の放電の際、電池が過放電状態になって長寿命化を阻害させない為に、適正な状態で電池の放電を停止させる方法が、従来より研究されてきた。放電を停止させる為に、従来は、図４に示す様に、放電電圧を検出し、放電電圧が設定電圧値（例えば、ニッケル−水素蓄電池の場合、１セルあたり１．０Ｖなど）に達した時に放電停止信号が出され、それによって放電スイッチをオフにし、放電を停止させる方法が一般的であった（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６９９２５号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池電圧は周囲温度や放電電流値によって最適な設定電圧値が変動するので、上記従来の構成を用いると設定電圧値を、温度や放電電流値によって補正する必要があり、この放電電流値を検出するために精度の高い電流検出抵抗を用いることや、放電時の電流検出抵抗の発熱を防ぐために抵抗値を小さくすることが必要となってくる。また電流検出抵抗間の電位差が小さい為、電流値を算出するための電位差を増幅する必要がある。
【０００６】
この電流値算出の精度を向上させるには、上記電位差の増幅に、回路のバラツキによって生じるオフセット電圧を補正する回路も設ける必要があり、回路の規模も大きくなるので、コスト高になってしまうという欠点を有していた。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、電池の長寿命化を阻害することなく、安価で構成でき得るバックアップ電池の放電制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のバックアップ電池の放電制御装置は、負荷への放電をオン／オフする放電スイッチと、組電池の電池状態検出手段と、電池状態検出手段から得られる残量値を算出する残量演算手段と、減算手段と、比較手段との構成を有したものであり、上記構成によって、計算された放電直後の容量が、予め設定してある容量と同じ値か、又は小さい場合に放電停止信号が出力される。これにより放電制御装置の簡易性・安価性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、１個、又は複数の組になった２次電池で、主電源をバックアップするバックアップ電池の放電制御装置であって、負荷への放電をオン／オフする放電スイッチと、電池の状態を検出する状態検出手段と、状態検出手段より検出されたデータを基に、前記２次電池の残容量を算出する残量演算手段とを有し、前記残量演算手段より算出した残容量を基に、予め記憶手段に記憶させてある設定放電容量を減算し、その減算データと、予め記憶手段に記憶させてある設定容量とを比較し、前記設定容量が、前記減算データと同じ値か、又は大きい場合に前記放電スイッチを停止させる為の放電停止制御信号を出力することを特徴としたものである。
【００１０】
また本発明は、１個、又は複数の２次電池の電圧を検出する電圧検出手段を有し、電圧検出手段により検出された電圧データと、予め記憶手段に記憶させてある設定電圧とを比較する手段とを有することを特徴としたものである。
【００１１】
さらに本発明は、予め記憶手段に記憶させてある設定放電容量、及び／又は設定容量を不揮発性メモリーに記憶させることを特徴としたものである。
【００１２】
さらにまた、本発明は、予め記憶手段に記憶させた設定電圧を不揮発性メモリーに記憶させることを特徴としたものである。
【００１３】
このような構成を用いることにより、電池の残容量から、予め分かっているバックアップ時の放電容量を減算して放電直後の残量を予想し、その予想残量値が電池の長寿命化を阻害しないように設定された値と同じか、又は小さい場合に放電停止信号を出力して放電を停止させることができる。よって、このバックアップ電池の放電制御装置の簡易性・安価性を向上させることが可能となり、電池の長寿命化を阻害することもなくなる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例におけるバックアップ電池の放電装置のブロック構成を示すものである。
【００１６】
図１において、１は組電池、２は負荷、３は放電スイッチとなっており、商用電源が停止した時は、放電スイッチ３はオンとなり、組電池１からの電流が負荷２に放電されるように構成されている。４は状態検出手段、５は残量演算手段となっており、残量演算手段５は、状態検出手段４から得たデータを基に、組電池１の残量を算出する。６は放電容量設定手段であり、それに用いる放電容量値は予め設定しておく。７は減算手段であり、残量演算手段５内で演算された残量を基に、放電容量設定手段６内の設定容量を減算する。８は容量設定手段であり、電池の長寿命化を阻害しないよう、予め容量設定８内での容量値を設定する。
【００１７】
また比較手段９は、減算手段７によって減算された容量値と、容量設定手段８内に設定されている容量値とを比較し、減算手段７によって減算された容量値が、容量設定手段８内に設定されている値と同じか、又は、小さい場合に放電停止信号を放電スイッチ３に送り、その信号を放電スイッチ３が受ける事により、スイッチ３をオフにし、組電池１から負荷２への放電を停止させる。
【００１８】
以下に動作を詳しく説明する。
【００１９】
組電池１の残量は、状態検出手段４によって検出され、満充電容量値、電圧値、温度、自己放電量等のデータを用いて残量演算手段５内で演算される。商用電源が停止した場合、バックアップ電池からのエネルギー供給を受けた時に行なう動作は、決まっていることから（情報処理装置の場合、データ退避、装置シャットダウン処理等）、どの放電電流が、どの位の時間流れるかの放電パターンが予め決まっており、その放電容量を予め設定出来るようになっている。減算手段７では、現容量から放電動作時の放電容量を減算しており、バックアップが完了した直後（放電完了直後）の組電池１の残量を見いだすことができる。容量設定手段８内には、前述のように電池の長寿命化を阻害しないよう設定された容量値を入力する。又、組電池１の間欠充電を開始する容量値（例えば満充電容量値の８０％程度）から、前述の設定放電容量値を減算した値より小さく設定する。通常は満充電容量の１０〜２０％の値の容量値を入力する。
【００２０】
減算手段７によって減算された容量値が容量設定手段８の設定容量値と同じか、又は小さい場合に、比較手段９は放電スイッチ３に放電停止信号を出力し、放電を停止し、組電池１の過放電による寿命劣化を防止する。
【００２１】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例におけるバックアップ電池の放電装置のブロック構成を示すものである。
【００２２】
図２において、１から９は実施例１と同様である為、説明を省略する。１０は組電池１の電圧を検出する手段である。状態検出手段４にも電圧を検出する手段を含んでいるが、わかりやすくする為に別途、電圧検出手段を設けた。１１は電圧設定手段、１２は比較手段であり、電圧検出手段１０により検出された検出電圧と、予め記憶手段に設定させてある設定電圧とを比較し、検出電圧が設定電圧と同じか、又は小さい場合に、比較手段１２は、放電停止信号を出力する。１３はＯＲ回路であり、比較手段９又は、比較手段１２のどちらかから放電停止信号が出力された場合に放電スイッチ３をオフにする。
【００２３】
通常は、先に比較手段９から放電停止信号が出力されるように、容量設定手段８内の容量値、電圧設定手段１１内の電圧値を予め設定しておく。前述のように、容量設定手段８の容量値は満充電容量の１０〜２０％に設定し、電圧設定手段１１の電圧値は、ニッケル−水素蓄電池の場合、１セルあたり、０．９５Ｖから１．０５Ｖに設定される。比較手段９からの放電停止信号を主制御信号とし、比較手段１２からの放電停止信号を、副制御信号としているので、従来例で説明した電圧設定手段１１内の電圧値の温度補正や、放電電流値補正は、不要となる。
【００２４】
（実施例３）
図３は本発明の第３の実施例におけるバックアップ電池の放電装置のブロック構成を示すものである。
【００２５】
図３において、１から１３は、実施例１および実施例２と同様である為、説明を省略する。１４は不揮発性メモリーである。
【００２６】
放電容量設定手段６内に入力された放電容量値、容量設定手段８内に入力された容量値、電圧設定手段１１内に入力された電圧値を不揮発性メモリー１４に記憶する。これによりバックアップ電池の長期放置による自己放電等によって、放電制御装置に供給される電源電圧が低下して回路動作が停止した時に設定データが失われることを防止する。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、バックアップ電池の計算された放電直後の容量値が設定容量値と同じ値か、より小さい値になった時に放電停止信号を出力して放電を停止させることにより、電池の寿命特性を劣化させることなく、簡易で安価な放電制御装置を構成することができ、優れたバックアップ電池の放電制御装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるバックアップ電池の放電制御装置のブロック構成を示す図
【図２】本発明の実施例２におけるバックアップ電池の放電制御装置のブロック構成を示す図
【図３】本発明の実施例３におけるバックアップ電池の放電制御装置のブロック構成を示す図
【図４】従来例のバックアップ電池の放電制御装置のブロック構成を示す図
【符号の説明】
１組電池
２負荷
３放電スイッチ
４状態検出手段
５残量演算手段
６放電容量設定手段
７減算手段
８容量設定手段
９比較手段
１０電圧検出手段
１１電圧設定手段
１２比較手段
１３ＯＲ手段
１４不揮発性メモリー

Claims

１個、又は複数の組になった２次電池で、主電源をバックアップするバックアップ電池の放電制御装置であって、負荷への放電をオン／オフする放電スイッチと、電池の状態を検出する状態検出手段と、状態検出手段より検出されたデータを基に、前記２次電池の残容量を算出する残量演算手段とを有し、前記残量演算手段より算出した残容量を基に、予め記憶手段に記憶さてある設定放電容量を減算し、その減算データと、予め記憶手段に記憶させてある設定容量とを比較し、前記設定容量が、前記減算データと同じ値か、又は大きい場合に前記放電スイッチを停止させる為の放電停止制御信号を出力することを特徴としたバックアップ電池の放電制御装置。
１個、又は複数の２次電池の電圧を検出する電圧検出手段を有し、検出された電圧データと、予め記憶手段に記憶させてある設定電圧とを比較する手段とを有することを特徴とした請求項１記載のバックアップ電池の放電制御装置。
予め記憶手段に記憶させてある設定放電容量、及び／又は設定容量を不揮発性メモリーに記憶させることを特徴とした請求項１記載のバックアップ電池の放電制御装置。
予め記憶手段に記憶させてある設定電圧を不揮発性メモリーに記憶させることを特徴とした請求項２記載のバックアップ電池の放電制御装置。