JPH06189471A - バッテリのバックアップ時間を決定する方法 - Google Patents
バッテリのバックアップ時間を決定する方法Info
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- JPH06189471A JPH06189471A JP5192332A JP19233293A JPH06189471A JP H06189471 A JPH06189471 A JP H06189471A JP 5192332 A JP5192332 A JP 5192332A JP 19233293 A JP19233293 A JP 19233293A JP H06189471 A JPH06189471 A JP H06189471A
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 10
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリの劣化、実際の充電状態および放電
中の充電量の変化を考慮することができ且つ大容量のメ
モリを必要としないバッテリのバックアップ時間を決定
する方法を提供する。 【構成】 バッテリのバックアップ時間（Ｔ）は、バッ
テリの放電を仮想放電時間（ΔＴ）づつ連続的に繰り返
した場合についてのシミュレーションを行うことによっ
て得られる。各仮想放電時間（ΔＴ）においては、実際
の放電電力（Ｐ）に基づいて換算される放電電流のシミ
ュレーション値（ｉ）と、電圧のシミュレーション値
（Ｅ）、充電状態のシミュレーション値（Ｓ）とを、バ
ッテリと等価な数学的モデルを用いて計算する。バッテ
リのバックアップ時間（Ｔ）は、電圧のシミュレーショ
ン値（Ｅ）がその時点でのしきい値（Ｅmin ）に達した
仮想放電時間（ΔＴ）の総和に等しい。この発明では、
バッテリの劣化を考慮して、バッテリの寿命が短くなっ
たときにアラームを発することができる。
中の充電量の変化を考慮することができ且つ大容量のメ
モリを必要としないバッテリのバックアップ時間を決定
する方法を提供する。 【構成】 バッテリのバックアップ時間（Ｔ）は、バッ
テリの放電を仮想放電時間（ΔＴ）づつ連続的に繰り返
した場合についてのシミュレーションを行うことによっ
て得られる。各仮想放電時間（ΔＴ）においては、実際
の放電電力（Ｐ）に基づいて換算される放電電流のシミ
ュレーション値（ｉ）と、電圧のシミュレーション値
（Ｅ）、充電状態のシミュレーション値（Ｓ）とを、バ
ッテリと等価な数学的モデルを用いて計算する。バッテ
リのバックアップ時間（Ｔ）は、電圧のシミュレーショ
ン値（Ｅ）がその時点でのしきい値（Ｅmin ）に達した
仮想放電時間（ΔＴ）の総和に等しい。この発明では、
バッテリの劣化を考慮して、バッテリの寿命が短くなっ
たときにアラームを発することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの端子電圧を
測定する過程と、バッテリの充電電流または放電電流を
測定する過程と、これらの測定電圧および測定電流から
該バッテリの放電電力を算出する過程と、この放電電力
からバッテリのバックアップ時間を決定する過程とを備
えた、バッテリのバックアップ時間を決定する方法に関
するものである。
測定する過程と、バッテリの充電電流または放電電流を
測定する過程と、これらの測定電圧および測定電流から
該バッテリの放電電力を算出する過程と、この放電電力
からバッテリのバックアップ時間を決定する過程とを備
えた、バッテリのバックアップ時間を決定する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在の技術水準では、バッテリ群、特に
無停電電源装置のバッテリ群によってバックアップを行
うことができる時間（バックアップ時間）は、バッテリ
から流れ出す電流や、このバッテリの端子電圧、およ
び、バッテリの放電曲線（実験的に得られたものまたは
バッテリ製造業者から提供されたもの）を考慮して決定
されている。
無停電電源装置のバッテリ群によってバックアップを行
うことができる時間（バックアップ時間）は、バッテリ
から流れ出す電流や、このバッテリの端子電圧、およ
び、バッテリの放電曲線（実験的に得られたものまたは
バッテリ製造業者から提供されたもの）を考慮して決定
されている。
【０００３】また、マイクロプロセッサをベースとする
システムの現在の技術水準では、バッテリの放電曲線
は、例えばテーブル等の形にして、マイクロプロセッサ
に付随するメモリに記憶される。
システムの現在の技術水準では、バッテリの放電曲線
は、例えばテーブル等の形にして、マイクロプロセッサ
に付随するメモリに記憶される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この放電曲線はバッテ
リのタイプによって異なり、また、電源によって与えら
れる放電曲線の形状が常に同じであるとは限らない。
リのタイプによって異なり、また、電源によって与えら
れる放電曲線の形状が常に同じであるとは限らない。
【０００５】また、使用されたバッテリの放電曲線は、
バックアップ時間を決定するデバイスに格納されるが、
この格納には大容量のメモリが必要である。
バックアップ時間を決定するデバイスに格納されるが、
この格納には大容量のメモリが必要である。
【０００６】加えて、このように大容量のメモリが必要
であることより、バッテリの劣化、実際の充電状態およ
び放電中の充電量の変化を考慮することは困難である。
であることより、バッテリの劣化、実際の充電状態およ
び放電中の充電量の変化を考慮することは困難である。
【０００７】本発明の目的は、これらの欠点を解消する
ことにある。
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、バッテリの
放電を所定のシミュレーション時間（simulated timein
tervals；以下、仮想放電時間と記す）ずつ連続的に繰
り返した場合についてのシミュレーションを行うことに
より、バックアップ時間を決定する。このシミュレーシ
ョンでは、仮想放電時間ごとに、電力と予め定められた
バッテリ特性のパラメータとを用いてバッテリの端子電
圧のシミュレーション値を算出し、この端子電圧のシミ
ュレーション値とバッテリの最小放電電圧とを比較し、
そして、このシミュレーションの仮想放電時間の総和を
算出する。バッテリのバックアップ時間は、シミュレー
ションによる端子電圧が最小放電電圧以上となるような
仮想放電時間ΔＴの総和に等しい。
放電を所定のシミュレーション時間（simulated timein
tervals；以下、仮想放電時間と記す）ずつ連続的に繰
り返した場合についてのシミュレーションを行うことに
より、バックアップ時間を決定する。このシミュレーシ
ョンでは、仮想放電時間ごとに、電力と予め定められた
バッテリ特性のパラメータとを用いてバッテリの端子電
圧のシミュレーション値を算出し、この端子電圧のシミ
ュレーション値とバッテリの最小放電電圧とを比較し、
そして、このシミュレーションの仮想放電時間の総和を
算出する。バッテリのバックアップ時間は、シミュレー
ションによる端子電圧が最小放電電圧以上となるような
仮想放電時間ΔＴの総和に等しい。
【０００９】特別な実施例では、シミュレーションによ
って電圧を算出する過程は、シミュレーションによって
放電電流を算出する過程と、シミュレーションによって
バッテリの放電状態を算出する過程とを含んでいる。シ
ミュレーションによって充電電流を算出する過程は、次
式に従って行われる。
って電圧を算出する過程は、シミュレーションによって
放電電流を算出する過程と、シミュレーションによって
バッテリの放電状態を算出する過程とを含んでいる。シ
ミュレーションによって充電電流を算出する過程は、次
式に従って行われる。
【００１０】 ｉ ＝ ｛Ｅ0 −（Ｅ0 2 −４・Ｐ・Ｒ）1/2 ｝／２Ｒ ここで、Ｅ0 はバッテリの電圧特性と等価であり、Ｒは
バッテリの内部抵抗であり、Ｐはバッテリの放電電力で
ある。
バッテリの内部抵抗であり、Ｐはバッテリの放電電力で
ある。
【００１１】一方、シミュレーションによって充電状態
を算出する過程は、シミュレーションによる電流値と仮
想放電時間との積を算出し、この積とバッテリの特性パ
ラメータとしての静電容量との比を算出し、そして、こ
の比を前回のシミュレーションによる充電状態から減じ
ることによって行う。この過程は、仮想放電時間ごとに
実行することが好ましい。バッテリの内部抵抗は、バッ
テリの特性パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値
とバッテリの充電状態を示す値とを用い、仮想放電時間
ごとに算出される。
を算出する過程は、シミュレーションによる電流値と仮
想放電時間との積を算出し、この積とバッテリの特性パ
ラメータとしての静電容量との比を算出し、そして、こ
の比を前回のシミュレーションによる充電状態から減じ
ることによって行う。この過程は、仮想放電時間ごとに
実行することが好ましい。バッテリの内部抵抗は、バッ
テリの特性パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値
とバッテリの充電状態を示す値とを用い、仮想放電時間
ごとに算出される。
【００１２】加えて、このバックアップ時間決定方法に
は、バッテリの実際の充電状態を計算する過程を含ませ
ることができる。この実際の充電状態は、バッテリの放
電をシミュレーションする際に、充電状態の初期値とし
て使用される。
は、バッテリの実際の充電状態を計算する過程を含ませ
ることができる。この実際の充電状態は、バッテリの放
電をシミュレーションする際に、充電状態の初期値とし
て使用される。
【００１３】さらに、このバックアップ時間決定方法に
は、バッテリの劣化を考慮に入れるために、バッテリの
特性パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値とその
ときの静電容量とを更新する過程を含ませることができ
る。
は、バッテリの劣化を考慮に入れるために、バッテリの
特性パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値とその
ときの静電容量とを更新する過程を含ませることができ
る。
【００１４】好適な実施例においては、バッテリの特性
パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値を更新する
過程は、前記内部抵抗の増加の進行度を予め決定してお
く過程を含んでいる。一方、静電容量を更新する過程
は、更新された最大充電時の内部抵抗値との比が一定と
なるように静電容量の新しい値を算出する過程と、関係
する２個のパラメータの初期値を積算することによって
得られる係数を算出する過程とを含んでいる。
パラメータとしての最大充電時の内部抵抗値を更新する
過程は、前記内部抵抗の増加の進行度を予め決定してお
く過程を含んでいる。一方、静電容量を更新する過程
は、更新された最大充電時の内部抵抗値との比が一定と
なるように静電容量の新しい値を算出する過程と、関係
する２個のパラメータの初期値を積算することによって
得られる係数を算出する過程とを含んでいる。
【００１５】さらに、このバックアップ時間決定方法
は、バックアップ時間を用いてバッテリの残りの寿命を
決定する過程を含ませることができる。
は、バックアップ時間を用いてバッテリの残りの寿命を
決定する過程を含ませることができる。
【００１６】
【実施例】図１は、バッテリのバックアップ時間を決定
するための装置１に、ＵＰＳのバッテリ２を適用した場
合を示している。同図に示された従来タイプのＵＰＳ
は、ＡＣ電源３によって電力を供給される。そして、Ｄ
Ｃ／ＡＣコンバータ（またはインバータ）５に直列に接
続されたＡＣ／ＤＣコンバータ４と、負荷６と、ＡＣ／
ＤＣコンバータ４の出力端子に接続されたバッテリ２と
を備えている。
するための装置１に、ＵＰＳのバッテリ２を適用した場
合を示している。同図に示された従来タイプのＵＰＳ
は、ＡＣ電源３によって電力を供給される。そして、Ｄ
Ｃ／ＡＣコンバータ（またはインバータ）５に直列に接
続されたＡＣ／ＤＣコンバータ４と、負荷６と、ＡＣ／
ＤＣコンバータ４の出力端子に接続されたバッテリ２と
を備えている。
【００１７】装置１はマイクロプロセッサを備えた電子
処理回路７を有し、この電子処理回路７はディスプレイ
装置８に接続されている。電子処理回路７は、電流計９
から与えられた、バッテリ２の充電電流または放電電流
Ｉb を示す入力信号と、バッテリ２の端子電圧Ｕb を示
す入力信号とを取り込む。
処理回路７を有し、この電子処理回路７はディスプレイ
装置８に接続されている。電子処理回路７は、電流計９
から与えられた、バッテリ２の充電電流または放電電流
Ｉb を示す入力信号と、バッテリ２の端子電圧Ｕb を示
す入力信号とを取り込む。
【００１８】電子処理回路７は、パラメータを登録する
手段も備えている。この登録手段は、図１ではキーボー
ド１０として示されているが、他の実施態様を採ること
ができることはもちろんである。マイクロプロセッサ
は、通常の方法では記憶手段１１としてのＲＡＭおよび
レジスタに接続されており、パラメータ、測定値（Ｉ
b，Ｕb ）および種々の演算値を格納することができ
る。
手段も備えている。この登録手段は、図１ではキーボー
ド１０として示されているが、他の実施態様を採ること
ができることはもちろんである。マイクロプロセッサ
は、通常の方法では記憶手段１１としてのＲＡＭおよび
レジスタに接続されており、パラメータ、測定値（Ｉ
b，Ｕb ）および種々の演算値を格納することができ
る。
【００１９】バッテリ２は、図２に示した回路と同等で
あるとみなすことができ、直列に接続された定電圧ＤＣ
電源Ｅ0 および内部抵抗Ｒを備えている。仮に、バッテ
リ２によって与えられる電流をｉとし、このバッテリ２
の端子電圧をＥとすると、式 Ｅ ＝ Ｅ0 −Ｒ・ｉ ・・・（１） が成立する。
あるとみなすことができ、直列に接続された定電圧ＤＣ
電源Ｅ0 および内部抵抗Ｒを備えている。仮に、バッテ
リ２によって与えられる電流をｉとし、このバッテリ２
の端子電圧をＥとすると、式 Ｅ ＝ Ｅ0 −Ｒ・ｉ ・・・（１） が成立する。
【００２０】バッテリ２の内部抵抗は、 Ｒ ＝ Ｒ0 ／Ｓk ・・・（２） の形で表すことができる。ここで、Ｒ0 は、バッテリ２
が最大量まで充電されたとき、すなわち充電状態Ｓ＝１
のときの、このバッテリ２の内部抵抗である。また、こ
こで、ｋはバッテリ２に固有の係数である。
が最大量まで充電されたとき、すなわち充電状態Ｓ＝１
のときの、このバッテリ２の内部抵抗である。また、こ
こで、ｋはバッテリ２に固有の係数である。
【００２１】バッテリ２の充電状態は、以下のような形
で表される。
で表される。
【００２２】
【数１】 ここで、Ｃはバッテリのキャパシティであり、Ａ×ｈで
表される。
表される。
【００２３】Ｐ＝Ｅｉはバッテリ２が供給する電力であ
り、このとき電流ｉは以下のように表される。
り、このとき電流ｉは以下のように表される。
【００２４】 ｉ ＝ ｛Ｅ0 −（Ｅ0 2 −４ＲＰ）1/2 ｝／２Ｒ ・・・（４） この数学的モデルは、バッテリ２のバックアップ時間を
決定するために使用される。
決定するために使用される。
【００２５】電子処理回路７のマイクロプロセッサは、
図３に示した概略フローチャートの個々の段階を連続的
に実行する。
図３に示した概略フローチャートの個々の段階を連続的
に実行する。
【００２６】バッテリ２のバックアップ時間を決定する
ために、装置１のスイッチがオンされると、マイクロプ
ロセッサは、バッテリが充電されているか否かをチェッ
クする（Ｆ１）。この情報は、例えば、外部モニタ手段
（図示せず）から供給されて電子処理回路７の入力端子
１２（図１参照）に印加される論理信号Ａ1 や、装置１
に備えられて例えば最小充電時間（例えば１２時間）後
に作動するスイッチ等によって、装置１に供給すること
が好ましい。
ために、装置１のスイッチがオンされると、マイクロプ
ロセッサは、バッテリが充電されているか否かをチェッ
クする（Ｆ１）。この情報は、例えば、外部モニタ手段
（図示せず）から供給されて電子処理回路７の入力端子
１２（図１参照）に印加される論理信号Ａ1 や、装置１
に備えられて例えば最小充電時間（例えば１２時間）後
に作動するスイッチ等によって、装置１に供給すること
が好ましい。
【００２７】バッテリ２が充電されていないとき（Ａ1
＝０）は、これに相当する情報、例えば「バッテリを充
電せよ」が、マイクロプロセッサによってディスプレイ
装置８に表示される（Ｆ２）。
＝０）は、これに相当する情報、例えば「バッテリを充
電せよ」が、マイクロプロセッサによってディスプレイ
装置８に表示される（Ｆ２）。
【００２８】バッテリが充電されている場合（Ａ1 ＝
１）、マイクロプロセッサは、続いて、図７により詳細
に表されたような初期化段階を実行する（Ｆ３）。
１）、マイクロプロセッサは、続いて、図７により詳細
に表されたような初期化段階を実行する（Ｆ３）。
【００２９】初期化段階の後、各仮想放電時間ΔＴ
1 （例えば１秒）についての、バッテリ２のバックアッ
プ時間Ｔの決定が、実行される。この決定は、電流セン
サ９から供給された電流Ｉb をマイクロプロセッサが読
み取ることによって行われる（Ｆ４）。このとき、マイ
クロプロセッサは、放電電流が存在するのか否かをチェ
ックする（Ｆ５）。この情報は、例えば電子処理回路７
に印加される第２の論理信号Ａ2 や、符号が決定された
電流Ｉb 等によって、装置１に供給することが好まし
い。
1 （例えば１秒）についての、バッテリ２のバックアッ
プ時間Ｔの決定が、実行される。この決定は、電流セン
サ９から供給された電流Ｉb をマイクロプロセッサが読
み取ることによって行われる（Ｆ４）。このとき、マイ
クロプロセッサは、放電電流が存在するのか否かをチェ
ックする（Ｆ５）。この情報は、例えば電子処理回路７
に印加される第２の論理信号Ａ2 や、符号が決定された
電流Ｉb 等によって、装置１に供給することが好まし
い。
【００３０】バッテリ２が放電サイクル（Ａ2 ＝１）に
ある場合は、マイクロプロセッサはバッテリによって供
給される電力Ｐおよび実際の充電状態Ｓb を計算する
（Ｆ６）。この計算段階は、図５に詳細に示されてい
る。
ある場合は、マイクロプロセッサはバッテリによって供
給される電力Ｐおよび実際の充電状態Ｓb を計算する
（Ｆ６）。この計算段階は、図５に詳細に示されてい
る。
【００３１】バッテリ２が放電を行っていない場合（Ａ
2 ＝０）は、マイクロプロセッサは、充電時間であるの
か否か、または、放電をさせる旨の命令がされてないの
か否かを、チェックする（Ｆ７）。この情報は、入力端
子１２に印加される第３の論理信号Ａ3 の値を、充電中
であれば「１」とし、充電中でない場合や電流の測定結
果が零である場合は「０」とすること（電流Ｉb は、バ
ッテリ２に対する命令が行われていなければ零となる）
によって、提供することができる。
2 ＝０）は、マイクロプロセッサは、充電時間であるの
か否か、または、放電をさせる旨の命令がされてないの
か否かを、チェックする（Ｆ７）。この情報は、入力端
子１２に印加される第３の論理信号Ａ3 の値を、充電中
であれば「１」とし、充電中でない場合や電流の測定結
果が零である場合は「０」とすること（電流Ｉb は、バ
ッテリ２に対する命令が行われていなければ零となる）
によって、提供することができる。
【００３２】バッテリ２に対する命令が行われていない
場合（Ｆ７の出力Ｎ）、マイクロプロセッサは、前もっ
て記憶手段１１に格納されていた電力Ｐの値を、理論上
の電力Ｐthに代入する。この理論上の電力Ｐthは、例え
ばバッテリ２を備えた電源の最大電力、この最大電力の
半分の電力、または、電源が実際に出力する電力に相当
する。
場合（Ｆ７の出力Ｎ）、マイクロプロセッサは、前もっ
て記憶手段１１に格納されていた電力Ｐの値を、理論上
の電力Ｐthに代入する。この理論上の電力Ｐthは、例え
ばバッテリ２を備えた電源の最大電力、この最大電力の
半分の電力、または、電源が実際に出力する電力に相当
する。
【００３３】図３において、バッテリが充電中であれば
（Ｆ７の出力Ｙ）バックアップ時間は計算されないが、
マイクロプロセッサは、図６により詳細に示されている
ような方法でバッテリの実際の充電状態Ｓb を更新す
る。その後、新しいバックアップ時間決定サイクルを開
始するために、フェイズＦ４に戻る。図示していない代
替実施例によれば、マイクロプロセッサは、フェイズＦ
９で算出された実際の充電状態Ｓb を考慮することによ
り、充電中であってもバッテリ２に対する命令が行われ
ていない場合と同様にして、バックアップ時間の計算を
行うことができる。
（Ｆ７の出力Ｙ）バックアップ時間は計算されないが、
マイクロプロセッサは、図６により詳細に示されている
ような方法でバッテリの実際の充電状態Ｓb を更新す
る。その後、新しいバックアップ時間決定サイクルを開
始するために、フェイズＦ４に戻る。図示していない代
替実施例によれば、マイクロプロセッサは、フェイズＦ
９で算出された実際の充電状態Ｓb を考慮することによ
り、充電中であってもバッテリ２に対する命令が行われ
ていない場合と同様にして、バックアップ時間の計算を
行うことができる。
【００３４】フェイズＦ６またはＦ８を実行した後で、
マイクロプロセッサは、バッテリの実際の充電状態Ｓb
を充電状態Ｓに代入し（Ｆ１０）、その後、バックアッ
プ時間Ｔの計算を実行する（Ｆ１１）。このバックアッ
プ時間Ｔの計算フェイズは、図４に、より詳細に示され
ている。そして、マイクロプロセッサは、ディスプレイ
装置８に表示されたバックアップ時間Ｔの内容をチェッ
クし、その後、新しいバックアップ時間決定サイクルを
開始するために、フェイズＦ４に戻る。
マイクロプロセッサは、バッテリの実際の充電状態Ｓb
を充電状態Ｓに代入し（Ｆ１０）、その後、バックアッ
プ時間Ｔの計算を実行する（Ｆ１１）。このバックアッ
プ時間Ｔの計算フェイズは、図４に、より詳細に示され
ている。そして、マイクロプロセッサは、ディスプレイ
装置８に表示されたバックアップ時間Ｔの内容をチェッ
クし、その後、新しいバックアップ時間決定サイクルを
開始するために、フェイズＦ４に戻る。
【００３５】バックアップ時間Ｔを計算するフェイズＦ
１１を、図４に示す。このフェイズは、式（２）に従っ
てバッテリ２の内部抵抗Ｒを計算するフェイズＦ１３か
ら開始される。バッテリ２の特性を示す値であるＲ0 お
よびｋは、製造業者が提供するデータから得られるもの
であり、メモリ１１に格納されている。また、充電状態
ＳはフェイズＦ１０で決定される。このフェイズＦ１３
に続いて実行されるフェイズＦ１４では、バッテリが供
給する電流のシミュレーション値ｉを、その前のフェイ
ズであるＦ１３とＦ６またはＦ８とでそれぞれ算出され
た値Ｒ，Ｐおよびメモリ１１に格納されたバッテリの特
性値Ｅ0 を用いて、式（４）に従って計算する。
１１を、図４に示す。このフェイズは、式（２）に従っ
てバッテリ２の内部抵抗Ｒを計算するフェイズＦ１３か
ら開始される。バッテリ２の特性を示す値であるＲ0 お
よびｋは、製造業者が提供するデータから得られるもの
であり、メモリ１１に格納されている。また、充電状態
ＳはフェイズＦ１０で決定される。このフェイズＦ１３
に続いて実行されるフェイズＦ１４では、バッテリが供
給する電流のシミュレーション値ｉを、その前のフェイ
ズであるＦ１３とＦ６またはＦ８とでそれぞれ算出され
た値Ｒ，Ｐおよびメモリ１１に格納されたバッテリの特
性値Ｅ0 を用いて、式（４）に従って計算する。
【００３６】フェイズＦ１４に続いて実行するフェイズ
Ｆ１５では、バッテリ２の端子電圧のシミュレーション
値Ｅを、式（１）に従って計算する。その後、このシミ
ュレーションで得られた電圧を、予め定められた値Ｅ
min と比較する（Ｆ１６）。このＥmin は、予め定めら
れたものであり、バッテリ２の放電電圧の最小値に相当
する。
Ｆ１５では、バッテリ２の端子電圧のシミュレーション
値Ｅを、式（１）に従って計算する。その後、このシミ
ュレーションで得られた電圧を、予め定められた値Ｅ
min と比較する（Ｆ１６）。このＥmin は、予め定めら
れたものであり、バッテリ２の放電電圧の最小値に相当
する。
【００３７】ＥがＥmin よりも大きい場合（Ｆ１６の出
力Ｎ）には、次のフェイズＦ１７で、予め定められた期
間Δｔの放電の後の新しい充電状態Ｓを計算する。充電
状態Ｓの新しい値は、Ｓ＝Ｓ−ｉΔｔ／Ｃで得られる。
バッテリ２の静電容量Ｃは、製造業者が提供するデータ
から得られるものであり、予めメモリ１１に格納されて
いる。これと同時に、バックアップ時間Ｔが（フェイズ
Ｆ１１の実行開始時点では零である）、Ｔ＋Δｔに変更
される。そして、マイクロプロセッサはフェイズＦ１３
まで戻る。
力Ｎ）には、次のフェイズＦ１７で、予め定められた期
間Δｔの放電の後の新しい充電状態Ｓを計算する。充電
状態Ｓの新しい値は、Ｓ＝Ｓ−ｉΔｔ／Ｃで得られる。
バッテリ２の静電容量Ｃは、製造業者が提供するデータ
から得られるものであり、予めメモリ１１に格納されて
いる。これと同時に、バックアップ時間Ｔが（フェイズ
Ｆ１１の実行開始時点では零である）、Ｔ＋Δｔに変更
される。そして、マイクロプロセッサはフェイズＦ１３
まで戻る。
【００３８】このフェイズＦ１３からフェイズＦ１７ま
での計算プロセスは、シミュレーションによる電圧Ｅが
Ｅmin 以上となっている間は、繰り返して実行される。
このようにして、仮想放電時間がΔｔで実際の充電状態
がＳb のときのバッテリ２の放電のシミュレーション
が、図２の説明として記載した数学的モデルを用い、バ
ッテリ２の特性を示す値であるＲ0 ，ｋ，Ｅ0 およびＣ
とバッテリ２の実際の電力Ｐとを考慮して、反復して行
われる。シミュレーションの仮想放電時間Δｔの総和
は、ＥがＥmin よりも小さくなるまで行う必要があり、
バックアップ時間Ｔと一致する。このバックアップ時間
Ｔは、電圧のシミュレーション値ＥがＥminよりも小さ
くなったとき（Ｆ１６の出力Ｙ）に、表示される（Ｆ１
２）。
での計算プロセスは、シミュレーションによる電圧Ｅが
Ｅmin 以上となっている間は、繰り返して実行される。
このようにして、仮想放電時間がΔｔで実際の充電状態
がＳb のときのバッテリ２の放電のシミュレーション
が、図２の説明として記載した数学的モデルを用い、バ
ッテリ２の特性を示す値であるＲ0 ，ｋ，Ｅ0 およびＣ
とバッテリ２の実際の電力Ｐとを考慮して、反復して行
われる。シミュレーションの仮想放電時間Δｔの総和
は、ＥがＥmin よりも小さくなるまで行う必要があり、
バックアップ時間Ｔと一致する。このバックアップ時間
Ｔは、電圧のシミュレーション値ＥがＥminよりも小さ
くなったとき（Ｆ１６の出力Ｙ）に、表示される（Ｆ１
２）。
【００３９】数学的モデルを使用することにより、通常
のバックアップ時間に対して非常に小さいステップΔｔ
を用いた放電のシミュレーションを行うことができるの
で、バッテリ２の特性の曲線をメモリ１１に格納してお
かなくても、正確な値のバックアップ時間Ｔを得ること
ができる。例えば、ステップΔｔは、１０秒〜３０秒と
することができる。
のバックアップ時間に対して非常に小さいステップΔｔ
を用いた放電のシミュレーションを行うことができるの
で、バッテリ２の特性の曲線をメモリ１１に格納してお
かなくても、正確な値のバックアップ時間Ｔを得ること
ができる。例えば、ステップΔｔは、１０秒〜３０秒と
することができる。
【００４０】使用されるモデルは、バッテリ２から供給
された実際の電力Ｐを考慮し且つ可能であればさらに実
際の充電状態Ｓb も考慮して行うバックアップ時間Ｔの
計算に関する限り、自己適応型である。加えて、バッテ
リ２の劣化に対する考慮は、後に詳細に説明するような
方法で初期値Ｒ0 およびＣを変更することによって、行
うことができる。
された実際の電力Ｐを考慮し且つ可能であればさらに実
際の充電状態Ｓb も考慮して行うバックアップ時間Ｔの
計算に関する限り、自己適応型である。加えて、バッテ
リ２の劣化に対する考慮は、後に詳細に説明するような
方法で初期値Ｒ0 およびＣを変更することによって、行
うことができる。
【００４１】図５に、フェイズＦ６を詳細に示す。最初
のフェイズＦ１８では、図６を用いて説明された量Ｔ1
が、「０」にセットされる。そして、バッテリ２の端子
の電圧値Ｕb がマイクロプロセッサによって読み取られ
（Ｆ１９）、そして、バッテリ２の電力Ｐb ＝Ｕb ・Ｉ
b が計算される（Ｆ２０）。バッテリ２の充電状態Ｓb
は、仮想放電時間ΔＴ1 中の放電電流Ｉb を考慮して、
最新の値 Ｓb ＝ Ｓb −Ｉb ・ΔＴ1 ／Ｃ ・・・（５） に更新される（Ｆ２１）。
のフェイズＦ１８では、図６を用いて説明された量Ｔ1
が、「０」にセットされる。そして、バッテリ２の端子
の電圧値Ｕb がマイクロプロセッサによって読み取られ
（Ｆ１９）、そして、バッテリ２の電力Ｐb ＝Ｕb ・Ｉ
b が計算される（Ｆ２０）。バッテリ２の充電状態Ｓb
は、仮想放電時間ΔＴ1 中の放電電流Ｉb を考慮して、
最新の値 Ｓb ＝ Ｓb −Ｉb ・ΔＴ1 ／Ｃ ・・・（５） に更新される（Ｆ２１）。
【００４２】前回のバックアップ時間決定サイクルから
電力が同じ値のままである場合は、バックアップ時間Ｔ
は、単に更新するだけでよい。この更新を行うため、フ
ェイズＦ２２で、前回のサイクルで計算された電力Ｐを
電力Ｐb と比較する。Ｐ＝Ｐｂ（Ｆ２２の出力Ｙ）の場
合は、新しいバックアップ時間Ｔは、 Ｔ ＝ Ｔ−ΔＴ1 ・・・（６） で与えられ（Ｆ２３）、表示される（Ｆ１２）。
電力が同じ値のままである場合は、バックアップ時間Ｔ
は、単に更新するだけでよい。この更新を行うため、フ
ェイズＦ２２で、前回のサイクルで計算された電力Ｐを
電力Ｐb と比較する。Ｐ＝Ｐｂ（Ｆ２２の出力Ｙ）の場
合は、新しいバックアップ時間Ｔは、 Ｔ ＝ Ｔ−ΔＴ1 ・・・（６） で与えられ（Ｆ２３）、表示される（Ｆ１２）。
【００４３】一方、電力が変化した場合（Ｆ２２の出力
Ｎ）は、増加しているか減少しているかに係わらず、新
しい電力値Ｐと新しい実際の充電状態Ｓb とを考慮して
バックアップ時間Ｔが再計算される。フェイズＦ２４で
は、マイクロプロセッサは、電力Ｐに電力Ｐb を代入
し、そして、バックアップ時間Ｔを初期化して「０」に
すること（Ｆ２５）により、放電のシミュレーションに
よる新しい計算結果Ｔを得ること（Ｆ１０およびＦ１
１）が可能となる。
Ｎ）は、増加しているか減少しているかに係わらず、新
しい電力値Ｐと新しい実際の充電状態Ｓb とを考慮して
バックアップ時間Ｔが再計算される。フェイズＦ２４で
は、マイクロプロセッサは、電力Ｐに電力Ｐb を代入
し、そして、バックアップ時間Ｔを初期化して「０」に
すること（Ｆ２５）により、放電のシミュレーションに
よる新しい計算結果Ｔを得ること（Ｆ１０およびＦ１
１）が可能となる。
【００４４】図６に、バッテリ２が充電中であった場合
に実際の充電状態Ｓb を更新する方法（Ｆ９）を、より
詳細に示す。フェイズＦ２６では、Ｓb の新しい値を次
式にしたがって計算する。
に実際の充電状態Ｓb を更新する方法（Ｆ９）を、より
詳細に示す。フェイズＦ２６では、Ｓb の新しい値を次
式にしたがって計算する。
【００４５】 Ｓb ＝ Ｓb ＋（Ｉb ・ΔＴ1 ）／（ａ・Ｃ） ・・・（７） ここで、ａはバッテリ２の能力に応じて定められる係数
である。例えば、この係数は１．１２（新しいバッテ
リ）から１．１４（劣化したバッテリ）まで変化し、
１．１３となるように選ぶこともできる。
である。例えば、この係数は１．１２（新しいバッテ
リ）から１．１４（劣化したバッテリ）まで変化し、
１．１３となるように選ぶこともできる。
【００４６】充電時間Ｔ1 は、フェイズＦ５中のフェイ
ズＦ１８では放電の直後に零にリセットされたが、フェ
イズＦ２７では、次式によって更新される。
ズＦ１８では放電の直後に零にリセットされたが、フェ
イズＦ２７では、次式によって更新される。
【００４７】 Ｔ1 ＝ Ｔ1 ＋ΔＴ1 ・・・（８） 実際の充電状態Ｓb が１に達すると（Ｆ２８の出力
Ｙ）、マイクロプロセッサは、フェイズＦ４からのバッ
クアップ時間決定サイクルを再開する。この決定サイク
ルの再開は、可能であれば、フェイズＦ３１でＲ0 の算
出を行った後で行う。測定上のエラーを防止するため
に、パラメータＳb は充電の１２時間後にリセットされ
る。Ｓｂが１でなく（Ｆ２８の出力Ｎ）且つＴ1 が１２
時間であるとき（Ｆ２９の出力Ｙ）は、フェイズＦ４に
戻る前に、フェイズＦ３０でマイクロプロセッサがＳb
に１を代入する。その後、フェイズＦ３１（後述）が実
行される場合には、この実行を行う。Ｔ1 が１２時間で
ないときは（Ｆ２９の出力Ｎ）、マイクロプロセッサは
フェイズＦ２６で計算した新しい値Ｓb をそのまま維持
し、フェイズＦ４に戻る。
Ｙ）、マイクロプロセッサは、フェイズＦ４からのバッ
クアップ時間決定サイクルを再開する。この決定サイク
ルの再開は、可能であれば、フェイズＦ３１でＲ0 の算
出を行った後で行う。測定上のエラーを防止するため
に、パラメータＳb は充電の１２時間後にリセットされ
る。Ｓｂが１でなく（Ｆ２８の出力Ｎ）且つＴ1 が１２
時間であるとき（Ｆ２９の出力Ｙ）は、フェイズＦ４に
戻る前に、フェイズＦ３０でマイクロプロセッサがＳb
に１を代入する。その後、フェイズＦ３１（後述）が実
行される場合には、この実行を行う。Ｔ1 が１２時間で
ないときは（Ｆ２９の出力Ｎ）、マイクロプロセッサは
フェイズＦ２６で計算した新しい値Ｓb をそのまま維持
し、フェイズＦ４に戻る。
【００４８】図７に詳細に示されている初期化フェイズ
Ｆ３では、電力Ｐが零にセットされ（Ｆ３１）、Ｓb の
値は１にセットされる（Ｆ３２）。
Ｆ３では、電力Ｐが零にセットされ（Ｆ３１）、Ｓb の
値は１にセットされる（Ｆ３２）。
【００４９】バッテリ２が劣化したときは、このバッテ
リ２の内部抵抗は増加し、静電容量は減少する。Ｒ0 お
よびＣの値は、最初にメモリ１１に格納されているが、
このような現象を考慮して周期的に新しい値と交換され
る。
リ２の内部抵抗は増加し、静電容量は減少する。Ｒ0 お
よびＣの値は、最初にメモリ１１に格納されているが、
このような現象を考慮して周期的に新しい値と交換され
る。
【００５０】例えば、図６のフェイズＦ３０の後で、バ
ッテリ２が最大量まで充電されているとき（Ｓ＝１）
は、フェイズＦ３１でＲ0 が新しい値に書き換えられ
る。
ッテリ２が最大量まで充電されているとき（Ｓ＝１）
は、フェイズＦ３１でＲ0 が新しい値に書き換えられ
る。
【００５１】バッテリ２が最大量まで充電されていると
きは、 Ｕb ＝ Ｅ0 −Ｒ0 ・Ｉb ・・・（９） が成り立つ。
きは、 Ｕb ＝ Ｅ0 −Ｒ0 ・Ｉb ・・・（９） が成り立つ。
【００５２】したがって、測定値Ｕb およびＩb から、
次式で表されるような新しい値Ｒ0bを得ることができ
る。
次式で表されるような新しい値Ｒ0bを得ることができ
る。
【００５３】 Ｒ0b ＝ （Ｅ0 −Ｕb ）／Ｉb ・・・（１０） Ｒ0 を更新するフェイズＦ３１は、図８に示したよう
に、Ｕb を測定するフェイズＦ３２を有している。続い
て、フェイズＦ３３では、初期の内部抵抗Ｒ0 の測定値
であるＲ0bを、式（１０）を用いて計算する。
に、Ｕb を測定するフェイズＦ３２を有している。続い
て、フェイズＦ３３では、初期の内部抵抗Ｒ0 の測定値
であるＲ0bを、式（１０）を用いて計算する。
【００５４】新しい値Ｒ0bが、その時点でのしきい値ば
かりでなく、前回に格納されたＲ0をも超えている場合
は、この値Ｒ0 は更新される。そして、Ｒ0bは、フェイ
ズＦ３４でｋ1 ・Ｒ0 と比較される。ここで、ｋ1 は、
その時点での係数値である。例えばｋ1 ＝１．０５とす
ると、これにより、前回の値を超えた直後に評価された
Ｒ0 の新しい値の増加分は、５％以上である。Ｒ0bがｋ
1 ・Ｒ0 よりも大きい場合（Ｆ３４の出力Ｙ）は、メモ
リ１１内のＲ0bはＲ0 に変更される。他の場合（Ｆ３４
の出力Ｎ）は、Ｒ0 は変更されずに維持される。
かりでなく、前回に格納されたＲ0をも超えている場合
は、この値Ｒ0 は更新される。そして、Ｒ0bは、フェイ
ズＦ３４でｋ1 ・Ｒ0 と比較される。ここで、ｋ1 は、
その時点での係数値である。例えばｋ1 ＝１．０５とす
ると、これにより、前回の値を超えた直後に評価された
Ｒ0 の新しい値の増加分は、５％以上である。Ｒ0bがｋ
1 ・Ｒ0 よりも大きい場合（Ｆ３４の出力Ｙ）は、メモ
リ１１内のＲ0bはＲ0 に変更される。他の場合（Ｆ３４
の出力Ｎ）は、Ｒ0 は変更されずに維持される。
【００５５】好適な実施例では、図８に示したように、
Ｒ0 の設定変更（Ｆ３５）に続いて、Ｃについての同様
の変更が、次式に従って行われる（Ｆ３６）。
Ｒ0 の設定変更（Ｆ３５）に続いて、Ｃについての同様
の変更が、次式に従って行われる（Ｆ３６）。
【００５６】 Ｃ ＝ ｋ2 ／Ｒ0 ・・・（１１） ここで、Ｒ0 とＣとの積は一定であるとみなされる。ま
た、ｋ2 は、初期に格納された積Ｒ0 ・Ｃに対応させて
予め決定された係数である。
た、ｋ2 は、初期に格納された積Ｒ0 ・Ｃに対応させて
予め決定された係数である。
【００５７】バッテリ２の端子電圧Ｕb が最小値Ｅmin
に達した時には、Ｃも更新される。この更新は、体系的
に行われる。放電の場合であれば、ＰおよびＳb の計算
を行うフェイズＦ６中の、フェイズＦ１９とフェイズＦ
２０との間またはフェイズＦ２０とフェイズＦ２１との
間に追加されたフェイズで行う（図５参照）。
に達した時には、Ｃも更新される。この更新は、体系的
に行われる。放電の場合であれば、ＰおよびＳb の計算
を行うフェイズＦ６中の、フェイズＦ１９とフェイズＦ
２０との間またはフェイズＦ２０とフェイズＦ２１との
間に追加されたフェイズで行う（図５参照）。
【００５８】更新を行うための追加フェイズの詳しい実
施例を、図９に詳細に示す。電圧Ｕb は、最初にＥmin
と比較される（Ｆ３７）。Ｕb とＥmin とが一致してい
なければ（Ｆ３７の出力Ｎ）、バッテリ２の放電の開始
とともに減少する値Ａｈに対応する量Ａが、次式に従っ
て計算される（Ｆ３８）。
施例を、図９に詳細に示す。電圧Ｕb は、最初にＥmin
と比較される（Ｆ３７）。Ｕb とＥmin とが一致してい
なければ（Ｆ３７の出力Ｎ）、バッテリ２の放電の開始
とともに減少する値Ａｈに対応する量Ａが、次式に従っ
て計算される（Ｆ３８）。
【００５９】Ａ ＝ Ａ＋Ｉb ・ΔＴ1 この値Ａは、バッテリ２が最大量まで充電されるたび
に、すなわち、初期化フェイズであるフェイズＦ３２
（図７参照）と、フェイズＦ２８の出力Ｙまたはバッテ
リ２を再充電するフェイズＦ３０に続くフェイズである
Ｆ４６（図６参照）とにおいて、「０」にセットされ
る。
に、すなわち、初期化フェイズであるフェイズＦ３２
（図７参照）と、フェイズＦ２８の出力Ｙまたはバッテ
リ２を再充電するフェイズＦ３０に続くフェイズである
Ｆ４６（図６参照）とにおいて、「０」にセットされ
る。
【００６０】放電が終了すると（Ｆ３７の出力Ｙ）、バ
ッテリ２の内部抵抗Ｒが次式に従って計算される（Ｆ３
９）。
ッテリ２の内部抵抗Ｒが次式に従って計算される（Ｆ３
９）。
【００６１】 Ｒ ＝ （Ｅ0 −Ｕb ）／Ｉb ・・・（１３） そして、Ｓk が、次式に従って計算される（Ｆ４０）。
【００６２】 Ｓk ＝ Ｒ0 ／Ｒ ・・・（１４） さらに、このＳk を用いてＳが求められ（Ｆ４１）、値
Ａが更新される（Ｆ４２）。これにより、静電容量の新
しい値Ｃb が、次式に従って計算される（Ｆ４３）。
Ａが更新される（Ｆ４２）。これにより、静電容量の新
しい値Ｃb が、次式に従って計算される（Ｆ４３）。
【００６３】 Ｃb ＝ Ａ／（１−Ｓ） ・・・（１５） Ｃb の新しい値がその時点でのしきい値ばかりか前回格
納された値Ｃも超えると、値Ｃは更新される。そして、
Ｃb は、フェイズＦ４４でｋ3 ・Ｃと比較される。ここ
で、ｋ3 はその時点での値の係数であり、例えばｋ3 ＝
０．９５である。Ｃb がｋ3 ・Ｃよりも小さい場合（Ｆ
４４の出力Ｙ）は、Ｃb はメモリ１１内のＣと交換され
る。他の場合（Ｆ４４の出力Ｎ）は、Ｃはそのままの値
に維持される。
納された値Ｃも超えると、値Ｃは更新される。そして、
Ｃb は、フェイズＦ４４でｋ3 ・Ｃと比較される。ここ
で、ｋ3 はその時点での値の係数であり、例えばｋ3 ＝
０．９５である。Ｃb がｋ3 ・Ｃよりも小さい場合（Ｆ
４４の出力Ｙ）は、Ｃb はメモリ１１内のＣと交換され
る。他の場合（Ｆ４４の出力Ｎ）は、Ｃはそのままの値
に維持される。
【００６４】バッテリ２に対する命令が非常に長い期間
なされない場合には、Ｒ0 およびＣの値を体系的に更新
する方が好都合である。実際、バッテリ２は使用されな
くても劣化し、その寿命Ｄ、すなわちバックアップ時間
が当初の半分まで減少するために要する時間は、例えば
５年である。好適な実施例によれば、Ｒ0 の値は徐々に
増加し、静電容量Ｃは徐々に減少して、積Ｒ0 ・Ｃは一
定値に維持される。バッテリ２のバックアップ時間の線
形的な減少に対しては、以上のように、時間についての
シミュレーションが行われる。このようなバックアップ
時間の更新は、例えば、設置されたモニタ回路或いは適
当な管理用回路からマイクロプロセッサの入力端子１２
へ所定の信号を送ること等により、一定の時間間隔（例
えば１か月）毎に体系的に命令される。
なされない場合には、Ｒ0 およびＣの値を体系的に更新
する方が好都合である。実際、バッテリ２は使用されな
くても劣化し、その寿命Ｄ、すなわちバックアップ時間
が当初の半分まで減少するために要する時間は、例えば
５年である。好適な実施例によれば、Ｒ0 の値は徐々に
増加し、静電容量Ｃは徐々に減少して、積Ｒ0 ・Ｃは一
定値に維持される。バッテリ２のバックアップ時間の線
形的な減少に対しては、以上のように、時間についての
シミュレーションが行われる。このようなバックアップ
時間の更新は、例えば、設置されたモニタ回路或いは適
当な管理用回路からマイクロプロセッサの入力端子１２
へ所定の信号を送ること等により、一定の時間間隔（例
えば１か月）毎に体系的に命令される。
【００６５】製造業者が提供するＣと温度との関係から
Ｃの値を選択することにより、精度をさらに向上させる
ことができる。最初に格納されるＣの値は、その時点の
温度（例えば２０〜２５℃）に対応している。
Ｃの値を選択することにより、精度をさらに向上させる
ことができる。最初に格納されるＣの値は、その時点の
温度（例えば２０〜２５℃）に対応している。
【００６６】バックアップ時間の決定は、バッテリの寿
命が迫っていることを発見するために使用することがで
きる。実際、バッテリのバックアップ時間は、通常は、
その寿命の終了時には半減する。バックアップ時間Ｔの
変化をモニタすることにより、残りの寿命を告知するこ
とができる。Ｔthはバッテリの理論上のバックアップ時
間であり、Ｔ＝Ｔth／２になったときにバッテリの寿命
が尽きたものとみなされる。図１０は、バッテリの残り
の寿命Ｄとバックアップ時間Ｔとの関係を示しており、
理論上の寿命Ｄth（例えば５年）はバックアップ時間Ｔ
th（例えば１０分）に対応している。Ｔ＝Ｔth／２のと
き、残りの寿命は零である。推定によれば、バッテリの
残りの寿命は、各時間Ｔを決定することによって、決定
することができる。曲線Ｄ（Ｔ）が図１０に示したよう
に線形であれば、以下のように記述することができる。
命が迫っていることを発見するために使用することがで
きる。実際、バッテリのバックアップ時間は、通常は、
その寿命の終了時には半減する。バックアップ時間Ｔの
変化をモニタすることにより、残りの寿命を告知するこ
とができる。Ｔthはバッテリの理論上のバックアップ時
間であり、Ｔ＝Ｔth／２になったときにバッテリの寿命
が尽きたものとみなされる。図１０は、バッテリの残り
の寿命Ｄとバックアップ時間Ｔとの関係を示しており、
理論上の寿命Ｄth（例えば５年）はバックアップ時間Ｔ
th（例えば１０分）に対応している。Ｔ＝Ｔth／２のと
き、残りの寿命は零である。推定によれば、バッテリの
残りの寿命は、各時間Ｔを決定することによって、決定
することができる。曲線Ｄ（Ｔ）が図１０に示したよう
に線形であれば、以下のように記述することができる。
【００６７】 Ｄ ＝ ２・Ｄth×（Ｔ／Ｔth）−Ｄth ・・・（１６） ＤthおよびＴthの値は前もってメモリ１１に格納されて
いるので、マイクロプロセッサは、Ｔの算出を新しく行
うたびに、このＴと式（１４）とからバッテリの実際の
寿命Ｄの値を推定することができる。
いるので、マイクロプロセッサは、Ｔの算出を新しく行
うたびに、このＴと式（１４）とからバッテリの実際の
寿命Ｄの値を推定することができる。
【００６８】Ｄの算出は、例えば、Ｔを計算するフェイ
ズｆ１１（図３参照）の後に追加されたフェイズＦ４６
を実行することにより、自動的に行うことができる。
ズｆ１１（図３参照）の後に追加されたフェイズＦ４６
を実行することにより、自動的に行うことができる。
【００６９】この追加フェイズＦ４６には、予めセット
された最小のしきい値との比較を行うフェイズを設ける
ことができる。そして、このしきい値よりもＤが小さい
ときは、寿命が目前に迫っていることを知らせるアラー
ムが、マイクロプロセッサによって駆動される。
された最小のしきい値との比較を行うフェイズを設ける
ことができる。そして、このしきい値よりもＤが小さい
ときは、寿命が目前に迫っていることを知らせるアラー
ムが、マイクロプロセッサによって駆動される。
【図１】ＵＰＳに使用されるバッテリのバックアップ時
間を決定するために本発明を適用した場合の、本発明を
実施するための装置を概略的に示す図である。
間を決定するために本発明を適用した場合の、本発明を
実施するための装置を概略的に示す図である。
【図２】バッテリの等価回路図である。
【図３】図１に示した装置の操作手順を示す概略フロー
チャートである。
チャートである。
【図４】図３に示したフローチャートの、バックアップ
時間を算出するフェイズの実施例を詳細に示すフローチ
ャートである。
時間を算出するフェイズの実施例を詳細に示すフローチ
ャートである。
【図５】図３に示したフローチャートの、電力および充
電状態を算出するフェイズの実施例を詳細に示すフロー
チャートである。
電状態を算出するフェイズの実施例を詳細に示すフロー
チャートである。
【図６】バッテリが充電された時に該バッテリの充電状
態を示す値を更新するフェイズを詳細に示すフローチャ
ートである。
態を示す値を更新するフェイズを詳細に示すフローチャ
ートである。
【図７】図３に示したフローチャートの、初期化フェイ
ズを詳細に示すフローチャートである。
ズを詳細に示すフローチャートである。
【図８】バッテリの内部抵抗の初期値を更新する過程を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図９】バッテリの静電容量を更新するフェイズの最適
な実施例を示すフローチャートである。
な実施例を示すフローチャートである。
【図１０】バッテリの残りの寿命と該バッテリのバック
アップ時間との関係を示すグラフである。
アップ時間との関係を示すグラフである。
Claims (10)
- 【請求項１】バッテリ（２）の端子電圧（Ｕb ）の測定
および当該バッテリ（２）の充電電流または放電電流
（Ｉb ）の測定を行う過程（Ｆ１９，Ｆ４）と、電圧お
よび電流の測定値からバッテリ（２）の放電電力（Ｐb
）を算出して（Ｆ６，Ｆ２０）当該放電電力によりバ
ッテリ（２）のバックアップ時間（Ｔ）を決定する過程
とを備えたバッテリのバックアップ時間を決定する方法
において、 前記バックアップ時間（Ｔ）を決定する過程が、バッテ
リ（２）の放電を所定の仮想放電時間（ΔＴ）づつ連続
的に繰り返した場合について当該仮想放電時間（ΔＴ）
ごとに行われるシミュレーションを含み、 このシミュレーションが、 電力（Ｐb ）および予め定められたバッテリ（２）の特
性パラメータ（Ｒ0 ，Ｃ，ｋ）から当該バッテリ（２）
の端子電圧のシミュレーション値（Ｅ）を計算する過程
（Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ１７）と、 この電圧のシミュレーション値（Ｅ）とバッテリ（２）
の最小放電電圧（Ｅmi n ）とを比較する過程と、 バッテリ（２）のバックアップ時間（Ｔ）と電圧のシミ
ュレーション値（Ｅ）が最小放電電圧（Ｅmin ）以上と
なる仮想放電時間（ΔＴ）の総和とが等しいことを利用
して、当該仮想放電時間（ΔＴ）の和を求めることによ
りバックアップ時間（Ｔ）を算出する過程と、 を有することを特徴とするバッテリのバックアップ時間
を決定する方法。 - 【請求項２】電圧のシミュレーション値（Ｅ）を計算す
る過程が、 放電電流のシミュレーション値（ｉ）を計算する過程
（Ｆ１４）と、 バッテリ（２）の充電状態のシミュレーション値（Ｓ）
を計算する過程（Ｆ１７）と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載のバッテリのバ
ックアップ時間を決定する方法。 - 【請求項３】放電電流のシミュレーション値（ｉ）を計
算する過程（Ｆ１４）が、計算式 ｉ ＝ ｛Ｅ0 −（Ｅ0 2 −４・Ｐ・Ｒ）1/2 ｝／２Ｒ ここで、Ｅ0 ；バッテリ（２）の電圧特性と等価な値 Ｒ ；バッテリ（２）の内部抵抗 Ｐ ；バッテリ（２）の放電電力 による計算を行う過程を有することを特徴とする請求項
２記載のバッテリのバックアップ時間を決定する方法。 - 【請求項４】電流のシミュレーション値（ｉ）と仮想放
電時間（ΔＴ）との積を算出し、この積とバッテリ
（２）の特性パラメータとしての静電容量（Ｃ）との比
を算出し、そして、この比を充電状態のシミュレーショ
ン値から減じることにより、仮想放電時間（ΔＴ）ごと
のバッテリ（２）の充電状態のシミュレーション値
（Ｓ）を計算する過程（Ｆ１７）を有することを特徴と
する請求項２記載のバッテリのバックアップ時間を決定
する方法。 - 【請求項５】仮想放電時間（ΔＴ）ごとのバッテリ
（２）の内部抵抗（Ｒ）を、このバッテリ（２）が最大
量充電されたときの当該内部抵抗を示すバッテリ（２）
の特性パラメータ（Ｒ0 ）と当該バッテリ（２）の充電
状態（Ｓ）とを用いて計算する過程（Ｆ１３）を有する
ことを特徴とする請求項３記載のバッテリのバックアッ
プ時間を決定する方法。 - 【請求項６】バッテリ（２）の実際の充電状態（Ｓb ）
を計算する過程（Ｆ６，Ｆ９）を有し、このバッテリ
（２）の放電のシミュレーションを行う際（Ｆ１１）
に、実際の充電状態が充電状態のシミュレーション値
（Ｓ）の初期値として使用されることを特徴とする請求
項２記載のバッテリのバックアップ時間を決定する方
法。 - 【請求項７】バッテリ（２）が最大量充電されたときの
内部抵抗を示す当該バッテリ（２）の特性パラメータ
（Ｒ0 ）と、このときの静電容量を示す特性パラメータ
（Ｃ）とを、バッテリ（２）の劣化を考慮して新しい値
に変更する過程を有することを特徴とする請求項１記載
のバッテリのバックアップ時間を決定する方法。 - 【請求項８】バッテリ（２）が最大量充電されたときの
内部抵抗を示す当該バッテリ（２）の特性パラメータ
（Ｒ0 ）を新しい値に変更する過程が、内部抵抗
（Ｒ0 ）の増加の進行度を予め定めておく過程を有する
ことを特徴とする請求項７記載のバッテリのバックアッ
プ時間を決定する方法。 - 【請求項９】バッテリ（２）の静電容量（Ｃ）を新しい
値に変更する過程が、静電容量の新しい値、すなわちこ
のバッテリ（２）が最大量充電されているときの内部抵
抗（Ｒ0 ）の新しい値と２個のパラメータ（Ｃ，Ｒ0 ）
の初期値の積算によって得られる係数（ｋ2 ）との比を
計算する過程（Ｆ３６）を有することを特徴とする請求
項７記載のバッテリのバックアップ時間を決定する方
法。 - 【請求項１０】決定されたバックアップ時間（Ｔ）を用
いてバッテリ（２）の残りの寿命（Ｄ）を決定する過程
（Ｆ４６）を有することを特徴とする請求項１記載のバ
ッテリのバックアップ時間を決定する方法。
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