JP3345185B2 - 蓄電池の残存容量表示装置 - Google Patents
蓄電池の残存容量表示装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池電流の検出誤差
と時間に比例して拡大する残存容量の誤差を補正する手
段を有する蓄電池の残存容量表示装置に関するものであ
る。
と時間に比例して拡大する残存容量の誤差を補正する手
段を有する蓄電池の残存容量表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は整流装置１と据置蓄電池２により
構成され、負荷３に電力を供給する直流給電システムに
おける従来の蓄電池の残存容量表示装置を示すもので、
蓄電池２の充放電電流Ｉは、電流検出器４によって検出
される整流装置１の出力電流Ｉ0 と、電流検出器５によ
って検出される負荷３の電流ＩL との差を求めることに
より得られる。この２つの電流検出器４，５は、一般的
にはシャント抵抗器やホール素子を利用したものであっ
て、微小信号を出力する。従って、シャント抵抗器の場
合は検出信号の絶縁と電圧増幅を行うトランスデューサ
が、ホール素子の場合は電圧増幅を行うトランスデュー
サが後段に接続される。このトランスデューサは図６に
示す表示装置６に内蔵される場合と、表示装置６と分離
して電流検出器４または５の近くに設置される場合があ
る。
構成され、負荷３に電力を供給する直流給電システムに
おける従来の蓄電池の残存容量表示装置を示すもので、
蓄電池２の充放電電流Ｉは、電流検出器４によって検出
される整流装置１の出力電流Ｉ0 と、電流検出器５によ
って検出される負荷３の電流ＩL との差を求めることに
より得られる。この２つの電流検出器４，５は、一般的
にはシャント抵抗器やホール素子を利用したものであっ
て、微小信号を出力する。従って、シャント抵抗器の場
合は検出信号の絶縁と電圧増幅を行うトランスデューサ
が、ホール素子の場合は電圧増幅を行うトランスデュー
サが後段に接続される。このトランスデューサは図６に
示す表示装置６に内蔵される場合と、表示装置６と分離
して電流検出器４または５の近くに設置される場合があ
る。
【０００３】後者の場合は表示装置６と電流検出器４ま
たは５との距離が大きい時の処理方法で、電流検出器
４，５の微小信号に直接ノイズが重畳されるのを避ける
ために実施される。いずれも原理的には同一であるので
以下の説明は表示装置６にトランスデューサを内蔵した
場合について述べる。トランスデューサにより変換され
た電圧信号は表示装置６の計測手段により計測サイクル
・タイム毎に計測され、その整数倍の時間を単位時間と
し、単位時間当りの計測値の平均化を行いノイズの影響
や計測誤差を少なくする。平均値処理された計測値に前
記単位時間を乗算して充放電量を算出し、初期値の満充
電容量より順次減算又は加算することにより蓄電池の残
存容量を求めることができる。
たは５との距離が大きい時の処理方法で、電流検出器
４，５の微小信号に直接ノイズが重畳されるのを避ける
ために実施される。いずれも原理的には同一であるので
以下の説明は表示装置６にトランスデューサを内蔵した
場合について述べる。トランスデューサにより変換され
た電圧信号は表示装置６の計測手段により計測サイクル
・タイム毎に計測され、その整数倍の時間を単位時間と
し、単位時間当りの計測値の平均化を行いノイズの影響
や計測誤差を少なくする。平均値処理された計測値に前
記単位時間を乗算して充放電量を算出し、初期値の満充
電容量より順次減算又は加算することにより蓄電池の残
存容量を求めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の蓄電池の残存容量を算出し表示する装置は、次の２
つの課題がある。第１の課題は、蓄電池の充放電特性の
相違により、計算結果が合わないという問題である。即
ち、一般に蓄電池は放電率が大きくなると、得られる放
電量が小さくなることが知られており、回復充電時の充
電電流は整流装置１の動作特性に基づき、初めは定電流
で充電されるがその後は定電圧で充電される。しかし、
放電電流は負荷によって変動する任意の値で放電され
る。従って、充放電量の計算結果が合わず、実際には蓄
電池は満充電に達していても計算上は満充電に達したこ
とにはならないため、充電動作を継続することになり当
該蓄電池は過充電になる危険性が生ずる。
来の蓄電池の残存容量を算出し表示する装置は、次の２
つの課題がある。第１の課題は、蓄電池の充放電特性の
相違により、計算結果が合わないという問題である。即
ち、一般に蓄電池は放電率が大きくなると、得られる放
電量が小さくなることが知られており、回復充電時の充
電電流は整流装置１の動作特性に基づき、初めは定電流
で充電されるがその後は定電圧で充電される。しかし、
放電電流は負荷によって変動する任意の値で放電され
る。従って、充放電量の計算結果が合わず、実際には蓄
電池は満充電に達していても計算上は満充電に達したこ
とにはならないため、充電動作を継続することになり当
該蓄電池は過充電になる危険性が生ずる。
【０００５】第２の課題は電流検出器４，５の誤差及び
トランスデューサの調整誤差に起因する問題である。蓄
電池電流は前述のとおり出力電流Ｉ0 と負荷電流ＩL の
差により求められ、一般にはＩ0 ≧ＩL であるので、電
流検出器４，５の定格値が異なる場合もあり、それぞれ
の検出誤差とトランスデューサの誤差の組合せの影響は
複雑である。いずれにしても求められた蓄電池電流がプ
ラス誤差の場合は蓄電池容量の演算結果が１００％に達
するとそれ以上にはならないので問題は生じないが、マ
イナス誤差の場合は実際には浮動充電にて微小充電電流
が蓄電池に流れ続けているにもかかわらず、計測上は微
小放電電流と認識され、残存容量は計算上では徐々に減
少し、極端な場合、長時間経過後には空になるという問
題がある。本発明はこれらの問題点を解決し、残存容量
の補正手段を備えた残存容量表示装置を提供することに
より精度の高い残存容量の推定結果を表示し得るように
したものである。
トランスデューサの調整誤差に起因する問題である。蓄
電池電流は前述のとおり出力電流Ｉ0 と負荷電流ＩL の
差により求められ、一般にはＩ0 ≧ＩL であるので、電
流検出器４，５の定格値が異なる場合もあり、それぞれ
の検出誤差とトランスデューサの誤差の組合せの影響は
複雑である。いずれにしても求められた蓄電池電流がプ
ラス誤差の場合は蓄電池容量の演算結果が１００％に達
するとそれ以上にはならないので問題は生じないが、マ
イナス誤差の場合は実際には浮動充電にて微小充電電流
が蓄電池に流れ続けているにもかかわらず、計測上は微
小放電電流と認識され、残存容量は計算上では徐々に減
少し、極端な場合、長時間経過後には空になるという問
題がある。本発明はこれらの問題点を解決し、残存容量
の補正手段を備えた残存容量表示装置を提供することに
より精度の高い残存容量の推定結果を表示し得るように
したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明における第１の発
明は、整流装置と蓄電池より負荷に電力を供給する直流
給電システムの表示装置であって、前記整流装置との間
で停電信号の検出入力と均等充電信号又は警報信号を出
力する入出力手段と、前記整流装置の出力電流と負荷電
流を検出する各電流検出器とのインタフェース手段を備
えた蓄電池の残存容量表示装置において、前記各電流検
出器からの信号を電圧変換するトランスデューサと、該
トランスデューサの出力電圧を計測する計測手段と、前
記蓄電池の蓄電池定格容量とその許容放電量および前記
各電流検出器の定格値を設定することができる条件設定
手段と、前記計測手段で計測した出力電流と負荷電流の
差より蓄電池電流を求め、その値に計測サイクル・タイ
ムを基準とする単位時間を乗じて充放電量を算出し、満
充電を初期値とする容量から前記充放電量を順次減算し
て残存容量を求めると共に、前記条件設定手段で設定し
た許容放電量を前記出力電流およびトランスデューサの
許容誤差より求めた蓄電池電流で除算して放電補正時間
を算出する演算手段と、前記条件設定手段で設定した各
設定値および前記演算手段で求めた残存容量等の演算結
果を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の残存容量を
表示する表示手段と、前記蓄電池が前記停電により前記
許容放電量を超えて放電した場合において、前記停電回
復後の充電により充電電流が所定値に減少した時点から
所定の間行う充電時間、及び前記放電補正時間を計数す
るタイマ回路と、前記入出力手段により停電信号を検出
してから停電回復するまでの放電量が前記許容放電量よ
り大きい場合のみ、前記充電時間を前記タイマ回路に設
定し、前記タイマ回路を動作せしめ、そのタイム・アッ
プを検出して前記メモリ回路に記憶されている残存容量
を満充電に書替える第１の補正手段と、該第１の補正手
段による補正時点から前記放電補正時間を前記タイマ回
路に設定し、前記入出力手段により停電信号を検出しな
いで前記蓄電池電流が放電状態 である期間は前記タイマ
回路を動作せしめ、そのタイム・アップを検出して前記
満充電に書替えられた残存容量から減算された放電量と
前記許容放電量とを比較して前者の方が小さい場合はメ
モリ回路の残存容量を満充電に書替える第２の補正手段
とを具備したものである。
明は、整流装置と蓄電池より負荷に電力を供給する直流
給電システムの表示装置であって、前記整流装置との間
で停電信号の検出入力と均等充電信号又は警報信号を出
力する入出力手段と、前記整流装置の出力電流と負荷電
流を検出する各電流検出器とのインタフェース手段を備
えた蓄電池の残存容量表示装置において、前記各電流検
出器からの信号を電圧変換するトランスデューサと、該
トランスデューサの出力電圧を計測する計測手段と、前
記蓄電池の蓄電池定格容量とその許容放電量および前記
各電流検出器の定格値を設定することができる条件設定
手段と、前記計測手段で計測した出力電流と負荷電流の
差より蓄電池電流を求め、その値に計測サイクル・タイ
ムを基準とする単位時間を乗じて充放電量を算出し、満
充電を初期値とする容量から前記充放電量を順次減算し
て残存容量を求めると共に、前記条件設定手段で設定し
た許容放電量を前記出力電流およびトランスデューサの
許容誤差より求めた蓄電池電流で除算して放電補正時間
を算出する演算手段と、前記条件設定手段で設定した各
設定値および前記演算手段で求めた残存容量等の演算結
果を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の残存容量を
表示する表示手段と、前記蓄電池が前記停電により前記
許容放電量を超えて放電した場合において、前記停電回
復後の充電により充電電流が所定値に減少した時点から
所定の間行う充電時間、及び前記放電補正時間を計数す
るタイマ回路と、前記入出力手段により停電信号を検出
してから停電回復するまでの放電量が前記許容放電量よ
り大きい場合のみ、前記充電時間を前記タイマ回路に設
定し、前記タイマ回路を動作せしめ、そのタイム・アッ
プを検出して前記メモリ回路に記憶されている残存容量
を満充電に書替える第１の補正手段と、該第１の補正手
段による補正時点から前記放電補正時間を前記タイマ回
路に設定し、前記入出力手段により停電信号を検出しな
いで前記蓄電池電流が放電状態 である期間は前記タイマ
回路を動作せしめ、そのタイム・アップを検出して前記
満充電に書替えられた残存容量から減算された放電量と
前記許容放電量とを比較して前者の方が小さい場合はメ
モリ回路の残存容量を満充電に書替える第２の補正手段
とを具備したものである。
【０００７】本発明における第２の発明は、前記第１の
発明において、前記放電補正時間内に前記入出力手段に
より停電信号が検出された場合であって、前記蓄電池の
前記放電量が前記許容放電量を超えない状態で停電が回
復した場合は、前記放電補正時間の前記タイマ回路の計
数から前記停電回復による単なる充電期間を除くように
したものである。
発明において、前記放電補正時間内に前記入出力手段に
より停電信号が検出された場合であって、前記蓄電池の
前記放電量が前記許容放電量を超えない状態で停電が回
復した場合は、前記放電補正時間の前記タイマ回路の計
数から前記停電回復による単なる充電期間を除くように
したものである。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の蓄電池の残存容量表示装置の
実施例のブロック回路図である。以下この実施例回路の
概要について説明する。図６に示した電流検出器４，５
よりの出力電流Ｉ0 と負荷電流ＩL の信号をトランスデ
ューサ７により増幅して計測手段８により読取る。条件
設定手段９はキー・スイッチ及び表示器等で構成され、
本表示装置の機能及び動作の基準となる各種の条件を設
定することができる。特に本発明の残存容量推定誤差の
補正レベルの設定条件と、装置の汎用性と使い易さを実
現する重要な構成要素である。前述の計測手段８にて読
取った計測値は、条件設定手段９で設定した電流検出器
４，５の定格値に基づき演算手段１０により換算され実
測値となる。演算手段１０は更にこの実測値に前述した
ように、単位時間を乗じて充放電量を算出し、満充電を
初期値とする容量から順次、加減算することにより残存
容量をリアルタイムで求めることができる。求められた
残存容量等の演算結果及び前記条件設定手段９で設定し
た設定値はメモリ回路１５に記憶される。そしてメモリ
回路１５に記憶された残存容量はＬＥＤ，ＬＣＤ等の表
示手段１６により表示される。
実施例のブロック回路図である。以下この実施例回路の
概要について説明する。図６に示した電流検出器４，５
よりの出力電流Ｉ0 と負荷電流ＩL の信号をトランスデ
ューサ７により増幅して計測手段８により読取る。条件
設定手段９はキー・スイッチ及び表示器等で構成され、
本表示装置の機能及び動作の基準となる各種の条件を設
定することができる。特に本発明の残存容量推定誤差の
補正レベルの設定条件と、装置の汎用性と使い易さを実
現する重要な構成要素である。前述の計測手段８にて読
取った計測値は、条件設定手段９で設定した電流検出器
４，５の定格値に基づき演算手段１０により換算され実
測値となる。演算手段１０は更にこの実測値に前述した
ように、単位時間を乗じて充放電量を算出し、満充電を
初期値とする容量から順次、加減算することにより残存
容量をリアルタイムで求めることができる。求められた
残存容量等の演算結果及び前記条件設定手段９で設定し
た設定値はメモリ回路１５に記憶される。そしてメモリ
回路１５に記憶された残存容量はＬＥＤ，ＬＣＤ等の表
示手段１６により表示される。
【０００９】入出力手段１１は、整流装置１からの停電
信号を検出する入力回路と、液式蓄電池においては停電
回復動作時に均等充電信号を出力し、又警報信号を出力
する出力回路とから構成されている。入出力手段１１に
より停電信号を検出し、その停電期間における蓄電池放
電量が前記条件設定手段９で設定した設定値に基づき演
算手段１０で算出した後述の許容放電量以上である場
合、第１の補正手段１２が有効となり、停電回復動作に
おいてタイマ回路１４が充電タイマとして計数を開始
し、タイム・アップを検出して残存容量を満充電にする
第１の補正が行われる。また、前記条件設定９で設定し
た設定値に基づき、演算手段１０で算出した後述の放電
補正時間は、本表示装置の動作開始時及び前述の第１の
補正による満充電設定時に第２の補正手段１３によって
タイマ回路１４に設定される。タイマ回路１４のタイム
・アップを検出してこの放電補正時間における放電量が
前記許容放電量と比較され、前者（放電量）が後者（許
容放電量）より小さい場合は残存容量を満充電にする第
２の補正が行われる。
信号を検出する入力回路と、液式蓄電池においては停電
回復動作時に均等充電信号を出力し、又警報信号を出力
する出力回路とから構成されている。入出力手段１１に
より停電信号を検出し、その停電期間における蓄電池放
電量が前記条件設定手段９で設定した設定値に基づき演
算手段１０で算出した後述の許容放電量以上である場
合、第１の補正手段１２が有効となり、停電回復動作に
おいてタイマ回路１４が充電タイマとして計数を開始
し、タイム・アップを検出して残存容量を満充電にする
第１の補正が行われる。また、前記条件設定９で設定し
た設定値に基づき、演算手段１０で算出した後述の放電
補正時間は、本表示装置の動作開始時及び前述の第１の
補正による満充電設定時に第２の補正手段１３によって
タイマ回路１４に設定される。タイマ回路１４のタイム
・アップを検出してこの放電補正時間における放電量が
前記許容放電量と比較され、前者（放電量）が後者（許
容放電量）より小さい場合は残存容量を満充電にする第
２の補正が行われる。
【００１０】次に第１の補正手段１２及び第２の補正手
段１３により補正を行うための条件設定と、この第１及
び第２の補正手段の詳細について説明する。第１の補正
手段１２で用いられる許容放電量は、図６に示す直流給
電システムの蓄電池２の必要とする容量によって異なる
ので、蓄電池定格容量Ｃ10（通常２５℃における１０時
間率放電容量）とその百分率（％）で表すのが適当であ
る。ここでは前記百分率をａ％とし、許容放電量をＣL
とするとＣL は（１）式によって与えられ、演算手段１
０により算出される。
段１３により補正を行うための条件設定と、この第１及
び第２の補正手段の詳細について説明する。第１の補正
手段１２で用いられる許容放電量は、図６に示す直流給
電システムの蓄電池２の必要とする容量によって異なる
ので、蓄電池定格容量Ｃ10（通常２５℃における１０時
間率放電容量）とその百分率（％）で表すのが適当であ
る。ここでは前記百分率をａ％とし、許容放電量をＣL
とするとＣL は（１）式によって与えられ、演算手段１
０により算出される。
【数１】 ＣL ＝Ｃ10×ａ（％） ………（１） ここでａは、通常数％の小さい値に設定される。
【００１１】第２の補正手段１３で用いられる放電補正
時間をｔS とすると、ｔS は微小な蓄電池電流が放電電
流として流れると仮定した場合に、その放電量が前記許
容放電量ＣL に達するまでの時間と定義する。蓄電池電
流は前述のように図６に示す出力電流Ｉ0 と負荷電流Ｉ
L との差であるので、満充電状態におけるようにＩ0 と
ＩL がほぼ等しい場合においては、実際には微小な充電
電流が流れている場合であっても放電か充電かは微妙
で、それぞれの電流検出器４，５およびトランスデュー
サ７の誤差とその組合せによる総合誤差によって決定さ
れ、その現象は複雑である。出力電流Ｉ0 の検出器定格
値をＩ0S，負荷電流ＩL の検出器定格値をＩLSとする
と、設置される検出器の定格値はＩ0S≧ＩLSであるの
で、蓄電池電流ＩはＩ0Sによる影響の方が大きいと仮定
し、前記組合せ総合誤差は一実施例として近似的にＩ0S
に対する百分率ｂ％にて代表することにする。換言すれ
ば、電流検出器４，５及びトランスデューサ７の組合せ
総合誤差はＩ0Sのｂ％以内で調整が行われるものとす
る。
時間をｔS とすると、ｔS は微小な蓄電池電流が放電電
流として流れると仮定した場合に、その放電量が前記許
容放電量ＣL に達するまでの時間と定義する。蓄電池電
流は前述のように図６に示す出力電流Ｉ0 と負荷電流Ｉ
L との差であるので、満充電状態におけるようにＩ0 と
ＩL がほぼ等しい場合においては、実際には微小な充電
電流が流れている場合であっても放電か充電かは微妙
で、それぞれの電流検出器４，５およびトランスデュー
サ７の誤差とその組合せによる総合誤差によって決定さ
れ、その現象は複雑である。出力電流Ｉ0 の検出器定格
値をＩ0S，負荷電流ＩL の検出器定格値をＩLSとする
と、設置される検出器の定格値はＩ0S≧ＩLSであるの
で、蓄電池電流ＩはＩ0Sによる影響の方が大きいと仮定
し、前記組合せ総合誤差は一実施例として近似的にＩ0S
に対する百分率ｂ％にて代表することにする。換言すれ
ば、電流検出器４，５及びトランスデューサ７の組合せ
総合誤差はＩ0Sのｂ％以内で調整が行われるものとす
る。
【００１２】従って、放電補正時間ｔS の関係式は
（２）式によって与えられ演算手段１０によって算出さ
れる。
（２）式によって与えられ演算手段１０によって算出さ
れる。
【数２】 ｔS ×Ｉ0S×ｂ（％）＝Ｃ10×ａ（％） ｔS ＝Ｃ10×ａ／Ｉ0S×ｂ ………（２） ここで、ｂは通常数％に選択される。（２）式によって
算出されるｔS は、総合誤差としてのパラメータａ，ｂ
や蓄電池及び電流検出器の定格値によっても異なるが、
一般的には１０時間以上に選択されることが適切であ
る。これらの算出結果はメモリ回路１５に記憶される。
算出されるｔS は、総合誤差としてのパラメータａ，ｂ
や蓄電池及び電流検出器の定格値によっても異なるが、
一般的には１０時間以上に選択されることが適切であ
る。これらの算出結果はメモリ回路１５に記憶される。
【００１３】次に第１の補正手段１２の動作について、
図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は図６の
直流給電システムにおける停電及び停電回復時の動作特
性を示したものであって、停電期間における任意の放電
電流による放電量が満充電容量の１００％から（１）式
による許容放電量ＣL を差し引いた許容放電量限界値を
越えた場合を図２に、また、前記放電量が前記許容放電
量限界値を越えないで停電回復した場合を図３に示す。
図２（ａ）から明らかなように、時刻ｔ3 にて放電量が
前記許容放電量限界値を越え、換言すれば残存容量ＣS
が許容放電量限界値より小さくなり、時刻ｔ4において
停電回復した場合には、後述するように第１の補正手段
１２が動作し、液式蓄電池の場合においては蓄電池充電
電圧を上げるための信号として図２（ｃ）のように均等
充電信号を整流装置１に出力される。
図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は図６の
直流給電システムにおける停電及び停電回復時の動作特
性を示したものであって、停電期間における任意の放電
電流による放電量が満充電容量の１００％から（１）式
による許容放電量ＣL を差し引いた許容放電量限界値を
越えた場合を図２に、また、前記放電量が前記許容放電
量限界値を越えないで停電回復した場合を図３に示す。
図２（ａ）から明らかなように、時刻ｔ3 にて放電量が
前記許容放電量限界値を越え、換言すれば残存容量ＣS
が許容放電量限界値より小さくなり、時刻ｔ4において
停電回復した場合には、後述するように第１の補正手段
１２が動作し、液式蓄電池の場合においては蓄電池充電
電圧を上げるための信号として図２（ｃ）のように均等
充電信号を整流装置１に出力される。
【００１４】この時図２（ｂ）に示すように整流装置１
からは、初め定電流充電が行われ時刻ｔ5 にて充電電流
が減少し、時刻ｔ6 において所定値（通常０．０１Ｃ程
度の充電電流）が検出された場合、即ち許容放電量まで
にほぼ回復した時点から第１の補正手段１２によりタイ
マ回路１４による充電タイマがスタートする。この充電
タイマは通常６時間から１２時間程度に設定されるもの
で、蓄電池の各セルの充電のバラツキを補正するために
実施されるもので比較的長時間を要する。充電タイマの
設定期間ＴＭが時刻ｔ7 にてタイム・アップすると、前
記第１の補正手段１２により、例え残存容量が１００％
に達していなくても図２（ａ）に示すように１００％に
達したものとして、メモリ回路１５に記憶されている残
存容量の値を１００％に書替える補正動作が行われる。
なお、シール式蓄電池においては、均等充電出力信号は
出力されないが他の動作については上記と同様に行われ
る。
からは、初め定電流充電が行われ時刻ｔ5 にて充電電流
が減少し、時刻ｔ6 において所定値（通常０．０１Ｃ程
度の充電電流）が検出された場合、即ち許容放電量まで
にほぼ回復した時点から第１の補正手段１２によりタイ
マ回路１４による充電タイマがスタートする。この充電
タイマは通常６時間から１２時間程度に設定されるもの
で、蓄電池の各セルの充電のバラツキを補正するために
実施されるもので比較的長時間を要する。充電タイマの
設定期間ＴＭが時刻ｔ7 にてタイム・アップすると、前
記第１の補正手段１２により、例え残存容量が１００％
に達していなくても図２（ａ）に示すように１００％に
達したものとして、メモリ回路１５に記憶されている残
存容量の値を１００％に書替える補正動作が行われる。
なお、シール式蓄電池においては、均等充電出力信号は
出力されないが他の動作については上記と同様に行われ
る。
【００１５】一方、図３（ａ）に示すように、放電量が
前記許容放電量限界値に達せずに時刻ｔ2 にて停電回復
した場合は、蓄電池定格容量のａ％以下に過ぎないの
で、均等充電も行われず、またタイマ回路１４も動作す
ることがなく、第１の補正手段１２は動作せず第１の補
正処理は行われない。許容放電量を用いたもう一つの利
点は、短時間放電に対して均等充電信号を送出し、タイ
マ動作を行うことは、蓄電池が過充電となる危険性が大
きいので、これを防止することにある。このような危険
防止のために従来は停電時間を監視するタイマ回路や蓄
電池の端子電圧を検出することにより行われているが、
放電電流に直接関係する要因ではないので簡易的な方法
でもあり安全性に対して充分な手段とは言えなかった。
本発明による許容放電量により判定する方法は、限界と
なる放電時間が設置される蓄電池定格容量に比例し、実
際の放電電流に反比例して変化するので過充電の防止に
適切に対応することができる。
前記許容放電量限界値に達せずに時刻ｔ2 にて停電回復
した場合は、蓄電池定格容量のａ％以下に過ぎないの
で、均等充電も行われず、またタイマ回路１４も動作す
ることがなく、第１の補正手段１２は動作せず第１の補
正処理は行われない。許容放電量を用いたもう一つの利
点は、短時間放電に対して均等充電信号を送出し、タイ
マ動作を行うことは、蓄電池が過充電となる危険性が大
きいので、これを防止することにある。このような危険
防止のために従来は停電時間を監視するタイマ回路や蓄
電池の端子電圧を検出することにより行われているが、
放電電流に直接関係する要因ではないので簡易的な方法
でもあり安全性に対して充分な手段とは言えなかった。
本発明による許容放電量により判定する方法は、限界と
なる放電時間が設置される蓄電池定格容量に比例し、実
際の放電電流に反比例して変化するので過充電の防止に
適切に対応することができる。
【００１６】次に第２の補正手段１３の動作について図
４及び図５を用いて説明する。第２の補正手段１３の動
作は本表示装置の初期処理または第１の補正手段１２に
より残存容量ＣS を１００％に補正し、タイマ回路１４
に前記放電補正時間ｔS を設定し計数動作を許可した時
より開始される。図４（ａ）に示す蓄電池の＋許容誤差
及び−許容誤差は前述の通りＩ0S×ｂ（％）である。満
充電時には、通常蓄電池に点線で示すような浮動充電電
流Ｉ1 が流れていて、この時の残存容量ＣS は１００％
を維持している。しかし、斜線で示すように電流検出器
４，５及びトランスデューサ７の組合せ誤差がマイナス
に作用した場合、蓄電池電流は充電電流Ｉ1 から放電電
流Ｉ2 に変化したことに相当する。このような場合の残
存容量ＣS は、図４（ｂ）に示すＣS2のように変化し、
放電補正時間ｔ S のタイム・アップの時刻ｔS1において
許容放電量限界値と比較判定され、この許容放電量限界
値に達していないので、本発明の第２の補正手段１３に
よる第２の補正が行われて１００％に書替えられる。
４及び図５を用いて説明する。第２の補正手段１３の動
作は本表示装置の初期処理または第１の補正手段１２に
より残存容量ＣS を１００％に補正し、タイマ回路１４
に前記放電補正時間ｔS を設定し計数動作を許可した時
より開始される。図４（ａ）に示す蓄電池の＋許容誤差
及び−許容誤差は前述の通りＩ0S×ｂ（％）である。満
充電時には、通常蓄電池に点線で示すような浮動充電電
流Ｉ1 が流れていて、この時の残存容量ＣS は１００％
を維持している。しかし、斜線で示すように電流検出器
４，５及びトランスデューサ７の組合せ誤差がマイナス
に作用した場合、蓄電池電流は充電電流Ｉ1 から放電電
流Ｉ2 に変化したことに相当する。このような場合の残
存容量ＣS は、図４（ｂ）に示すＣS2のように変化し、
放電補正時間ｔ S のタイム・アップの時刻ｔS1において
許容放電量限界値と比較判定され、この許容放電量限界
値に達していないので、本発明の第２の補正手段１３に
よる第２の補正が行われて１００％に書替えられる。
【００１７】一方、蓄電池電流が図４（ａ）のＩ3 に示
すように−許容誤差を越えて放電している場合は、残存
容量ＣS は図４（ｂ）のＣS3に示すように、放電補正時
間ｔ S のタイム・アップの時刻ｔS1において前述と同様
に比較判定され、前記限界値を越えて放電しているので
実放電と見なされ前記第２の補正は行われない。図４
（ｂ）に示す放電補正時間ｔ S は前述のように１０時間
以上の比較的長い時間であるので、この間に短時間停電
が発生した場合の動作を図５に示す。図５（ｂ）に示す
ように時刻ｔ1 からｔ2 までの放電時間における放電電
流で残存容量ＣS が減少しても、時刻ｔ2 における停電
回復時には許容放電量限界値まで達していないので、第
１の補正手段１２による第１の補正は行われない。時刻
ｔ2 からｔ3 までは単なる充電期間で、前記放電補正時
間ｔS の定義によりこの間のタイマ回路１４の計数は中
止される。そして放電電流となった時刻ｔ3 より再びタ
イマ回路１４の計数は開始され、（３）式に示すように
時刻ｔ4 にて放電補正時間ｔS に達した時、第２の補正
処理により残存容量の値を１００％に書替えられる。
すように−許容誤差を越えて放電している場合は、残存
容量ＣS は図４（ｂ）のＣS3に示すように、放電補正時
間ｔ S のタイム・アップの時刻ｔS1において前述と同様
に比較判定され、前記限界値を越えて放電しているので
実放電と見なされ前記第２の補正は行われない。図４
（ｂ）に示す放電補正時間ｔ S は前述のように１０時間
以上の比較的長い時間であるので、この間に短時間停電
が発生した場合の動作を図５に示す。図５（ｂ）に示す
ように時刻ｔ1 からｔ2 までの放電時間における放電電
流で残存容量ＣS が減少しても、時刻ｔ2 における停電
回復時には許容放電量限界値まで達していないので、第
１の補正手段１２による第１の補正は行われない。時刻
ｔ2 からｔ3 までは単なる充電期間で、前記放電補正時
間ｔS の定義によりこの間のタイマ回路１４の計数は中
止される。そして放電電流となった時刻ｔ3 より再びタ
イマ回路１４の計数は開始され、（３）式に示すように
時刻ｔ4 にて放電補正時間ｔS に達した時、第２の補正
処理により残存容量の値を１００％に書替えられる。
【数３】 ｔS ＝ｔ2 ＋（ｔ4 −ｔ3 ） ………（３） もし、停電期間が図５に示すｔ1 〜ｔ2 より長く継続し
て、停電回復時に残存容量ＣS が許容放電量限界値を越
えて減少した場合には、第２の補正手段１３の動作は解
除され図２に示した第１の補正手段１２が有効となるこ
とは言うまでもない。
て、停電回復時に残存容量ＣS が許容放電量限界値を越
えて減少した場合には、第２の補正手段１３の動作は解
除され図２に示した第１の補正手段１２が有効となるこ
とは言うまでもない。
【００１８】なお、図１に示した本発明の実施例は、第
１の補正手段と第２の補正手段の２つの補正手段を有す
る蓄電池の残存容量表示装置として示してあるが、この
２つの補正手段は一体的に用いなければならないもので
はなく、必要に応じてそれぞれ個別に用いることもでき
る。また、本発明の実施例においては、蓄電池の残存容
量表示装置として整流装置に付加して使用するような形
態で示してあるが、整流装置に内蔵させることも可能で
あり、本発明の利用形態は実施例に限定されるものでは
ない。また、本発明の実施例に示して表示手段は、必ず
しも残存容量表示装置と一体的でなく、通信回線介して
遠隔地の表示手段に表示せしめ、あるいは表示データを
プリンタ等による可視情報として出力させることも可能
である。特に、本発明を整流装置に組み込んで使用する
場合は、表示手段を遠隔地に設け、複数の整流装置を集
中管理することもできる。
１の補正手段と第２の補正手段の２つの補正手段を有す
る蓄電池の残存容量表示装置として示してあるが、この
２つの補正手段は一体的に用いなければならないもので
はなく、必要に応じてそれぞれ個別に用いることもでき
る。また、本発明の実施例においては、蓄電池の残存容
量表示装置として整流装置に付加して使用するような形
態で示してあるが、整流装置に内蔵させることも可能で
あり、本発明の利用形態は実施例に限定されるものでは
ない。また、本発明の実施例に示して表示手段は、必ず
しも残存容量表示装置と一体的でなく、通信回線介して
遠隔地の表示手段に表示せしめ、あるいは表示データを
プリンタ等による可視情報として出力させることも可能
である。特に、本発明を整流装置に組み込んで使用する
場合は、表示手段を遠隔地に設け、複数の整流装置を集
中管理することもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、整流装置と
蓄電池とにより構成され、負荷に電力を供給する直流給
電システムにおいては、蓄電池電流を検出する電流検出
器及びトランスデューサの誤差は避けることができず、
又、整流装置の出力電流と負荷に流れる電流をそれぞれ
検出する２つの検出器の差で蓄電池電流を検出している
ので、総合的な組合せの誤差が問題となる。そして、こ
の誤差が例え僅かな誤差であっても、長い期間には前記
検出誤差以上に残存容量の誤差は拡大してしまうので補
正は不可欠である。本発明はこの補正を自動的にかつ適
切に行うことができると共に、必要に応じて条件設定を
変更することも可能であるため、この種の直流給電シス
テムの信頼性の維持と保守上の対策として極めて有益で
ある。また、停電回復時の過充電防止を停電期間の放電
量管理により実施しようとするもので、従来の装置に比
較してもより正確な判断に基づいて実施するものである
ため、過充電を適切に防止することができる。
蓄電池とにより構成され、負荷に電力を供給する直流給
電システムにおいては、蓄電池電流を検出する電流検出
器及びトランスデューサの誤差は避けることができず、
又、整流装置の出力電流と負荷に流れる電流をそれぞれ
検出する２つの検出器の差で蓄電池電流を検出している
ので、総合的な組合せの誤差が問題となる。そして、こ
の誤差が例え僅かな誤差であっても、長い期間には前記
検出誤差以上に残存容量の誤差は拡大してしまうので補
正は不可欠である。本発明はこの補正を自動的にかつ適
切に行うことができると共に、必要に応じて条件設定を
変更することも可能であるため、この種の直流給電シス
テムの信頼性の維持と保守上の対策として極めて有益で
ある。また、停電回復時の過充電防止を停電期間の放電
量管理により実施しようとするもので、従来の装置に比
較してもより正確な判断に基づいて実施するものである
ため、過充電を適切に防止することができる。
【図１】本発明の残存容量表示装置の一実施例ブロック
図である。
図である。
【図２】本発明における停電及び停電回復時の蓄電池の
動作特性図で、放電量が許容放電量限界値を越えた場合
を示したものである。
動作特性図で、放電量が許容放電量限界値を越えた場合
を示したものである。
【図３】本発明における停電及び停電回復時の蓄電池の
動作特性図で、放電量が許容放電量限界値を越えない場
合を示したものである。
動作特性図で、放電量が許容放電量限界値を越えない場
合を示したものである。
【図４】本発明における蓄電池容量の補正動作特性図で
ある。
ある。
【図５】本発明において一時的に停電があった場合の蓄
電池容量の補正動作特性図である。
電池容量の補正動作特性図である。
【図６】従来の残存容量表示装置のブロック図である。
１ 整流装置 ２ 蓄電池 ３ 負荷 ４，５ 電流検出器 ６ 表示装置 ７ トランスデューサ ８ 計測手段 ９ 条件設定手段 １０ 演算手段 １１ 入出力手段 １２ 第１の補正手段 １３ 第２の補正手段 １４ タイマ回路 １５ メモリ回路 １６ 表示手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−18637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−260532（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−20884（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−87896（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322135（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11552（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−29248（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 G01R 31/36
Claims (2)
- 【請求項１】 整流装置と蓄電池より負荷に電力を供給
する直流給電システムの表示装置であって、前記整流装
置との間で停電信号の検出入力と均等充電信号又は警報
信号を出力する入出力手段と、前記整流装置の出力電流
と負荷電流を検出する各電流検出器とのインタフェース
手段を備えた蓄電池の残存容量表示装置において、 前記各電流検出器からの信号を電圧変換するトランスデ
ューサと、 該トランスデューサの出力電圧を計測する計測手段と、前記蓄電池の 蓄電池定格容量とその許容放電量および前
記各電流検出器の定格値を設定することができる条件設
定手段と、 前記計測手段で計測した出力電流と負荷電流の差より蓄
電池電流を求め、その値に計測サイクル・タイムを基準
とする単位時間を乗じて充放電量を算出し、満充電を初
期値とする容量から前記充放電量を順次減算して残存容
量を求めると共に、前記条件設定手段で設定した許容放
電量を前記出力電流およびトランスデューサの許容誤差
より求めた蓄電池電流で除算して放電補正時間を算出す
る演算手段と、 前記条件設定手段で設定した各設定値および前記演算手
段で求めた残存容量等の演算結果を記憶するメモリ回路
と、 該メモリ回路の残存容量を表示する表示手段と、前記蓄電池が前記停電により前記許容放電量を超えて放
電した場合において、前記停電回復後の充電により充電
電流が所定値に減少した時点から所定の間行う 充電時
間、及び前記放電補正時間を計数するタイマ回路と、前記入出力手段により停電信号を検出してから停電回復
するまでの放電量が前記許容放電量より大きい場合の
み、 前記充電時間を前記タイマ回路に設定し、前記タイ
マ回路を動作せしめ、そのタイム・アップを検出して前
記メモリ回路に記憶されている残存容量を満充電に書替
える第１の補正手段と、該第１の補正手段による補正時点から前記放電補正時間
を前記タイマ回路に設定し、前記入出力手段により停電
信号を検出しないで前記蓄電池電流が放電状態である期
間は前記タイマ回路を動作せしめ、そのタイム・アップ
を検出して前記 満充電に書替えられた残存容量から減算
された放電量と前記許容放電量とを比較して前者の方が
小さい場合はメモリ回路の残存容量を満充電に書替える
第２の補正手段と を具備することを特徴とする蓄電池の
残存容量表示装置。 - 【請求項２】 前記放電補正時間内に前記入出力手段に
より停電信号が検出された場合であって、前記蓄電池の
前記放電量が前記許容放電量を超えない状態で停電が回
復した場合は、前記放電補正時間の前記タイマ回路の計
数から前記停電回復による単なる充電期間を除くように
した請求項１に記載の蓄電池の残存容量表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22087394A JP3345185B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 蓄電池の残存容量表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22087394A JP3345185B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 蓄電池の残存容量表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0865903A JPH0865903A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3345185B2 true JP3345185B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=16757881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22087394A Expired - Lifetime JP3345185B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 蓄電池の残存容量表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345185B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4157317B2 (ja) * | 2002-04-10 | 2008-10-01 | 株式会社日立製作所 | 状態検知装置及びこれを用いた各種装置 |
| JP2012127744A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Sony Corp | 電子機器、バッテリパック及びバッテリパックの容量算出方法 |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP22087394A patent/JP3345185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0865903A (ja) | 1996-03-08 |
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