JP3177721B2 - 無停電電源装置の蓄電池残存容量測定法 - Google Patents
無停電電源装置の蓄電池残存容量測定法Info
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- JP3177721B2 JP3177721B2 JP34160292A JP34160292A JP3177721B2 JP 3177721 B2 JP3177721 B2 JP 3177721B2 JP 34160292 A JP34160292 A JP 34160292A JP 34160292 A JP34160292 A JP 34160292A JP 3177721 B2 JP3177721 B2 JP 3177721B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は夜間電力利用によるロー
ドレベリング機能を付加した無停電電源装置に関し、特
に夜間の充電電力を均等化するために必要となる、蓄電
池の残存容量測定法に関する。
ドレベリング機能を付加した無停電電源装置に関し、特
に夜間の充電電力を均等化するために必要となる、蓄電
池の残存容量測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】図４は従来の一般的な無停電
電源装置の構成例である。図４において１は交流電源、
２は蓄電池、３は電力変換装置、４は負荷である。また
電力変換装置３は交流を直流に変換し蓄電池を充電する
順変換装置３１と、直流を交流に変換する逆変換装置３
２とから構成されている。このような無停電電源装置で
は、交流電源１の停電時にそなえて常時蓄電池２を満充
電状態としておくのが一般的であり、停電時以外は蓄電
池２の残存容量を測定する必要はない。
電源装置の構成例である。図４において１は交流電源、
２は蓄電池、３は電力変換装置、４は負荷である。また
電力変換装置３は交流を直流に変換し蓄電池を充電する
順変換装置３１と、直流を交流に変換する逆変換装置３
２とから構成されている。このような無停電電源装置で
は、交流電源１の停電時にそなえて常時蓄電池２を満充
電状態としておくのが一般的であり、停電時以外は蓄電
池２の残存容量を測定する必要はない。
【０００３】また、図３は無停電電源装置の他の構成例
で、パラレルプロセッシング方式と呼ばれる方式であ
る。図３において、５は交流電源との連系をおこなう連
系リアクトル、６は交流電源の停電時に連系を遮断する
スイッチで、電力変換装置３は順逆両変換型のものが用
いられる。他は図４と同様である。
で、パラレルプロセッシング方式と呼ばれる方式であ
る。図３において、５は交流電源との連系をおこなう連
系リアクトル、６は交流電源の停電時に連系を遮断する
スイッチで、電力変換装置３は順逆両変換型のものが用
いられる。他は図４と同様である。
【０００４】図３の方式では、常時交流電源１と電力変
換装置３が連系運転をおこなうことにより、電力変換装
置３を介して交流電源１と蓄電池２の電力を自由にやり
とりすることが可能で、蓄電池２の容量を大きく設定す
ることにより、無停電電源装置としての機能だけではな
く、夜間電力を利用したロードレベリングとしての機能
をもたせることができる。すなわち夜間に電力変換装置
３を順変換動作させることにより、交流電源１より安価
な夜間電力を蓄電池２に蓄え、昼間は電力変換装置３を
逆変換動作させて負荷４に供給するほか、交流電源１に
逆潮流させることもできる。
換装置３が連系運転をおこなうことにより、電力変換装
置３を介して交流電源１と蓄電池２の電力を自由にやり
とりすることが可能で、蓄電池２の容量を大きく設定す
ることにより、無停電電源装置としての機能だけではな
く、夜間電力を利用したロードレベリングとしての機能
をもたせることができる。すなわち夜間に電力変換装置
３を順変換動作させることにより、交流電源１より安価
な夜間電力を蓄電池２に蓄え、昼間は電力変換装置３を
逆変換動作させて負荷４に供給するほか、交流電源１に
逆潮流させることもできる。
【０００５】また、万一交流電源１に停電が発生した場
合は、スイッチ６を瞬時に開放することにより、すみや
かに交流電源１との連系を遮断し独立運転に移行できる
ので、常時の蓄電池２の放電量を適当に制限することに
より、昼夜間を問わず無停電機能を維持させることがで
きる。
合は、スイッチ６を瞬時に開放することにより、すみや
かに交流電源１との連系を遮断し独立運転に移行できる
ので、常時の蓄電池２の放電量を適当に制限することに
より、昼夜間を問わず無停電機能を維持させることがで
きる。
【０００６】ところで、夜間に蓄電池２を充電する場
合、通常の充電方法では充電開始時に大きな電流が流
れ、蓄電池２が充電されると急激に充電電流が減少す
る。すなわち、夜間の最初には大きな充電電力を消費す
るが、明け方には充電電力をほとんど消費しなくなり、
交流電源１に対して電力のピークを発生することにな
る。
合、通常の充電方法では充電開始時に大きな電流が流
れ、蓄電池２が充電されると急激に充電電流が減少す
る。すなわち、夜間の最初には大きな充電電力を消費す
るが、明け方には充電電力をほとんど消費しなくなり、
交流電源１に対して電力のピークを発生することにな
る。
【０００７】これを避けるには、充電をおこなう前にあ
らかじめ蓄電池２の残存容量を測定し、満充電に対する
充電量と夜間の充電時間より充電電流を計算して、一定
の電流で充電すればよい。たとえば蓄電池２の容量が１
００Ａｈで、充電前の蓄電池の残存容量が６０Ａｈであ
るとき、夜間を８時間とすれば充電電流は約５Ａと容易
に求められる。また残存容量が２０Ａｈであれば、充電
電流は約１０Ａとなる。
らかじめ蓄電池２の残存容量を測定し、満充電に対する
充電量と夜間の充電時間より充電電流を計算して、一定
の電流で充電すればよい。たとえば蓄電池２の容量が１
００Ａｈで、充電前の蓄電池の残存容量が６０Ａｈであ
るとき、夜間を８時間とすれば充電電流は約５Ａと容易
に求められる。また残存容量が２０Ａｈであれば、充電
電流は約１０Ａとなる。
【０００８】このように夜間に電力のピークを発生させ
ることなく蓄電池２を均等に充電するには、充電に際し
て蓄電池２の残存容量を正確に知ることが必要である。
従来よりその方法のひとつとして蓄電池２の充放電量を
積算する方法が知られているが、この方法は蓄電池の充
放電電流を積算するので、定期的に蓄電池２を満充電状
態または完全放電状態として積算計をリセットしない
と、僅かな誤差が積算されて積算値が不正確になるとい
う欠点がある。
ることなく蓄電池２を均等に充電するには、充電に際し
て蓄電池２の残存容量を正確に知ることが必要である。
従来よりその方法のひとつとして蓄電池２の充放電量を
積算する方法が知られているが、この方法は蓄電池の充
放電電流を積算するので、定期的に蓄電池２を満充電状
態または完全放電状態として積算計をリセットしない
と、僅かな誤差が積算されて積算値が不正確になるとい
う欠点がある。
【０００９】ところが電力のピークを発生させることな
く蓄電池２を満充電とするには、そのもととなる残存容
量が必要であるため原理的に不可能であり、また無停電
機能を維持するためには蓄電池２を完全に放電すること
は許されない。
く蓄電池２を満充電とするには、そのもととなる残存容
量が必要であるため原理的に不可能であり、また無停電
機能を維持するためには蓄電池２を完全に放電すること
は許されない。
【００１０】一方、蓄電池２の残存容量を測定する他の
方法として、蓄電池２の開放電圧を測定する方法があ
る。この方法は蓄電池の開放電圧が蓄電池の残存容量に
比例することを利用したものであり、充電直後を除いて
比較的精度が得られる。しかしこの方法では蓄電池２を
完全に開放状態とする必要があり、充放電電流が流れて
いる状態では測定することができない。
方法として、蓄電池２の開放電圧を測定する方法があ
る。この方法は蓄電池の開放電圧が蓄電池の残存容量に
比例することを利用したものであり、充電直後を除いて
比較的精度が得られる。しかしこの方法では蓄電池２を
完全に開放状態とする必要があり、充放電電流が流れて
いる状態では測定することができない。
【００１１】したがって、測定時には蓄電池２を切り離
す必要があるが、これでは交流電源１の停電時に蓄電池
２を放電することができず、無停電機能を維持すること
ができないという問題がある。
す必要があるが、これでは交流電源１の停電時に蓄電池
２を放電することができず、無停電機能を維持すること
ができないという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では蓄電池と該蓄
電池を充放電する機能を有する電力変換装置とを備える
無停電電源装置において、前記蓄電池と直列に接続さ
れ、前記蓄電池の放電時のみ導通する整流素子と、該整
流素子を短絡する短絡手段と、前記蓄電池の電圧を測定
する電圧測定手段とを備え、測定時、前記短絡手段を開
放するとともに、前記電力変換装置による蓄電池充電電
圧を前記蓄電池の開放電圧以上となし、かつ一定時間経
過後に前記蓄電池の開放電圧を前記電圧測定手段により
測定することにより、前記蓄電池の残存容量を算定する
ようにした。
電池を充放電する機能を有する電力変換装置とを備える
無停電電源装置において、前記蓄電池と直列に接続さ
れ、前記蓄電池の放電時のみ導通する整流素子と、該整
流素子を短絡する短絡手段と、前記蓄電池の電圧を測定
する電圧測定手段とを備え、測定時、前記短絡手段を開
放するとともに、前記電力変換装置による蓄電池充電電
圧を前記蓄電池の開放電圧以上となし、かつ一定時間経
過後に前記蓄電池の開放電圧を前記電圧測定手段により
測定することにより、前記蓄電池の残存容量を算定する
ようにした。
【００１３】このようにすることにより、蓄電池を切り
離すことなく蓄電池を開放状態とし、無停電機能を維持
したままで蓄電池の開放電圧より残存容量を測定するこ
とができる蓄電池の残存容量測定法を提供することがで
きる。
離すことなく蓄電池を開放状態とし、無停電機能を維持
したままで蓄電池の開放電圧より残存容量を測定するこ
とができる蓄電池の残存容量測定法を提供することがで
きる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明実施のための構成例を示したも
のであり、以下図をもって説明する。図１において７は
蓄電池放電時にのみ導通する整流素子、８は蓄電池の充
電時に整流素子を短絡する接点、９は蓄電池の開放電圧
を測定する電圧検出器、他は図３と同様である。
のであり、以下図をもって説明する。図１において７は
蓄電池放電時にのみ導通する整流素子、８は蓄電池の充
電時に整流素子を短絡する接点、９は蓄電池の開放電圧
を測定する電圧検出器、他は図３と同様である。
【００１５】図１において夜間に蓄電池２を充電する場
合まず接点８を開放し、電力変換装置３の充電電圧を蓄
電池２の開放電圧以上に制御する。その結果整流素子７
が非導通状態となり蓄電池２は開放状態となる。この場
合蓄電池２は昼間の放電状態にあったので、開放後比較
的短時間で開放電圧が残存容量を示し、一定時間後にこ
の電圧を電圧検出器９にて測定することにより精度よく
残存容量を知ることができる。たとえばある密閉シール
型鉛蓄電池の場合は、開放電圧と残存容量の関係が図２
のようになっており、満充電時の開放電圧が２．１７Ｖ
／セル、完全放電時の開放電圧が１．９４Ｖ／セルであ
る。したがって例えば測定電圧が２．００Ｖ／セルの場
合は、図２より残存容量が２６％であることがわかる。
蓄電池２の残存容量が以上のように求まれば、充電時間
から充電電流を計算し接点８を閉じて充電を開始すれば
よい。また接点８を開放している場合でも整流素子７に
より蓄電池２は常時放電可能であるので、交流電源１に
停電が発生したとしても負荷４への電力の供給は続けら
れ、無停電機能を損なうことはない。
合まず接点８を開放し、電力変換装置３の充電電圧を蓄
電池２の開放電圧以上に制御する。その結果整流素子７
が非導通状態となり蓄電池２は開放状態となる。この場
合蓄電池２は昼間の放電状態にあったので、開放後比較
的短時間で開放電圧が残存容量を示し、一定時間後にこ
の電圧を電圧検出器９にて測定することにより精度よく
残存容量を知ることができる。たとえばある密閉シール
型鉛蓄電池の場合は、開放電圧と残存容量の関係が図２
のようになっており、満充電時の開放電圧が２．１７Ｖ
／セル、完全放電時の開放電圧が１．９４Ｖ／セルであ
る。したがって例えば測定電圧が２．００Ｖ／セルの場
合は、図２より残存容量が２６％であることがわかる。
蓄電池２の残存容量が以上のように求まれば、充電時間
から充電電流を計算し接点８を閉じて充電を開始すれば
よい。また接点８を開放している場合でも整流素子７に
より蓄電池２は常時放電可能であるので、交流電源１に
停電が発生したとしても負荷４への電力の供給は続けら
れ、無停電機能を損なうことはない。
【００１６】なお、従来例の場合も本発明を適用し放電
後の残存容量を測定して充電電流を制御することによ
り、再充電時の不必要な電力のピークをおさえることが
できる。また直流無停電電源装置の場合も同様である。
後の残存容量を測定して充電電流を制御することによ
り、再充電時の不必要な電力のピークをおさえることが
できる。また直流無停電電源装置の場合も同様である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、蓄電池を
切り離すことなく蓄電池を開放状態とし、蓄電池が常時
放電可能な状態のままで蓄電池の開放電圧を測定するこ
とができるようにしたので、無停電機能を維持したまま
で開放電圧から精度よく蓄電池の残存容量を測定するこ
とができ、この測定値を用いて充電電流を制御すること
により、再充電時の不必要な電力のピークをおさえるこ
とができる。
切り離すことなく蓄電池を開放状態とし、蓄電池が常時
放電可能な状態のままで蓄電池の開放電圧を測定するこ
とができるようにしたので、無停電機能を維持したまま
で開放電圧から精度よく蓄電池の残存容量を測定するこ
とができ、この測定値を用いて充電電流を制御すること
により、再充電時の不必要な電力のピークをおさえるこ
とができる。
【図１】本発明実施のための構成例を示す図
【図２】蓄電池の開放電圧と残存容量の関係を示す図
【図３】無停電電源装置の他の構成例を示す図
【図４】従来の一般的な無停電電源装置の構成例を示す
図 １ 交流電源 ２ 蓄電池 ３ 電力変換装置 ４ 負荷 ５ 連系リアクトル ６ スイッチ ７ 整流素子 ８ 接点 ９ 電圧検出器
図 １ 交流電源 ２ 蓄電池 ３ 電力変換装置 ４ 負荷 ５ 連系リアクトル ６ スイッチ ７ 整流素子 ８ 接点 ９ 電圧検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭51−156427（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−145173（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】蓄電池と該蓄電池を充放電する機能を有す
る電力変換装置とを備える無停電電源装置において、前
記蓄電池と直列に接続され、前記蓄電池の放電時のみ導
通する整流素子と、該整流素子を短絡する短絡手段と、
前記蓄電池の電圧を測定する電圧測定手段とを備え、測
定時、前記短絡手段を開放するとともに、前記電力変換
装置による蓄電池充電電圧を前記蓄電池の開放電圧以上
となし、かつ一定時間経過後に前記蓄電池の開放電圧を
前記電圧測定手段により測定することにより、前記蓄電
池の残存容量を算定することを特徴とする無停電電源装
置の蓄電池残存容量測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34160292A JP3177721B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 無停電電源装置の蓄電池残存容量測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34160292A JP3177721B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 無停電電源装置の蓄電池残存容量測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169533A JPH06169533A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3177721B2 true JP3177721B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=18347352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34160292A Expired - Fee Related JP3177721B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 無停電電源装置の蓄電池残存容量測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177721B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7714535B2 (en) | 2006-07-28 | 2010-05-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
| FR2916098B1 (fr) * | 2007-05-11 | 2009-07-03 | Commissariat Energie Atomique | Procede de charge d'un element de stockage d'un systeme autonome |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP34160292A patent/JP3177721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06169533A (ja) | 1994-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |