JPH07248856A

JPH07248856A - 電池管理装置

Info

Publication number: JPH07248856A
Application number: JP6040208A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sugiyama; 秀樹杉山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】電池管理装置に関し、バックアップ用電池を
管理することを目的とする。【構成】電源装置(2) が切断されている間、該電源装
置に代わり装置(40)に電力を供給するバックアップ用の
電池(30)を管理する電池管理装置であって、該電池の充
放電電流を測定する電流測定部(32)と、放電時間および
充電時間を測定する時間測定部(31)と、放電時間と該放
電期間中における放電電流および充電時間と該充電時間
における充電電流に基づき該電池の所定時点の残存容量
を演算し、該残存容量を含む所定の電池管理情報を出力
する電池管理制御部(33)とを有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックアップ用電池の
残存容量，充放電電流等を管理する電池管理装置に関す
る。

【０００２】データ処理装置等において、装置電源が切
断されてもデータを保存する必要がある場合、バッテリ
（電池）バックアップされたメモリが使用される。この
メモリとして、ＣＭＯＳメモリのように、極力消費電力
の少ないメモリが使用されるが、近年では休日が増加し
てバックアップ時間が増大しているため、バックアップ
時間中におけるバッテリの容量切れの恐れが生じてい
る。

【０００３】このため、大容量のバッテリを使用すると
か、早めにバッテリを交換する等の対策が講じられてい
るが、効率的でないといった課題がある。このため、バ
ッテリの残存容量等を監視する電池管理装置が求められ
ている。

【０００４】

【従来の技術】図６は従来例（その１）の構成図で、充
電不可能なバッテリ（一次電池）を使用した場合のバッ
テリバックアップ構成例を示したもの、図７は従来例
（その２）の構成図で、充電可能なバッテリ（二次電
池）を使用し、電源装置（装置電源）２が投入されてい
るときは充電される構成例を示したものである。

【０００５】図６において、ＣＭＯＳメモリ５，時計４
は、電源装置２が切断されてもそれぞれデータの保存ま
たは時間を計数するようにバッテリバックアップされた
回路部分で、電源装置２が投入されているときは、時計
４およびＣＭＯＳメモリ５は、ダイオードＤ２を通し
て、電源装置２より電力が供給され、その他の制御部分
はＤ２を通さず直接電力が供給される。この際、一次電
池３の電圧は電源装置２から出力される電圧より低いの
で、一次電池３からは供給されない。

【０００６】業務終了等において電源装置２が切断され
ると、他の制御部分の電力供給は切断されるが、時計４
およびＣＭＯＳメモリ５には、ダイオードＤ１を経由し
て一次電池３より電力が自動的に供給される。この結
果、時計４，ＣＭＯＳメモリ５は常時その機能を発揮す
るようになっている。

【０００７】図７は、電源装置２が投入状態のとき、二
次電池６が電源装置２から充電されるように構成された
もので、バックアップ方法は図６のものと同様である
が、電源装置２が投入されると、電流制限用の抵抗Ｒ
１，逆流防止用のダイオードＤ３を通して充電電流が二
次電池６に供給されて充電される。つまり、業務時間中
に二次電池６は充電され、業務終了以後の電源装置２の
切断時に時計４，ＣＭＯＳメモリ５に電力を供給する。
このため、二次電池６の電池容量は補充されて残存容量
が増大する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】バックアップ用電池は
業務休止中に装置のメモリ等に電力を供給するため、一
次電池はもとより、充電可能な二次電池であっても、休
止期間が長くなり、且つ休止頻度が多くなると、バック
アップ時間中に容量切れが発生する恐れがある。

【０００９】また、バッテリの負荷の一部に異常が発生
し、異常放電による容量切れが発生する可能性もある。
このため、交換頻度を多くしたり、容量の大きい電池を
使用したりするが、効率的でないといった課題がある。

【００１０】本発明は上記課題に鑑み、電池の残存容
量、異常放電電流等を測定し、効率的に電池の交換を促
す電池管理装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電池管理装置は、図１の本発明の原理図に
示すように、 (1) 電源装置２が切断されている間、電源装置２に代わ
り装置40に電力を供給するバックアップ用の電池30を管
理する電池管理装置であって、電池30の充放電電流を測
定する電流測定部32と、放電時間および充電時間を測定
する時間測定部31と、放電時間とその放電時間中におけ
る放電電流および充電時間とその充電時間中における充
電電流に基づき電池30の所定時点における残存容量を演
算し、その残存容量を含む所定の電池管理情報を出力す
る電池管理制御部33とを有するように構成する。 (2) 上記(1) において、電源装置２から装置40への電力
供給の切断および接続を行うスイッチ15と、電源スイッ
チ16の切断により、スイッチ15を切断して放電電流を測
定させ、得られた測定値を保存させた後、電源装置２の
電源を切断し、電源スイッチ投入により電源装置２の電
源を投入して放電電流を測定させた後、スイッチ15を接
続させる測定制御部34とを設け、電源スイッチ16の切断
および投入時点で放電電流を測定し、その放電電流の平
均値を使用して残存容量を演算するように構成する。 (3) 上記(1),(2) において、装置40の運用スケジュール
表を設け、演算した残存容量と運用スケジュール表とに
基づき、次のバックアップ時における電力供給が可能か
否かを判別し、供給不能と判別したときはアラームを発
生するように構成する。 (4) 上記(1),(2),(3) において、一定時間間隔で残存容
量を演算し、電池管理情報を更新して出力するように構
成する。 (5) 上記(1),(2),(3),(4) において、測定した放電電流
または充電電流が所定値以上のときアラームを発生する
ように構成する。

【００１２】

【作用】

(1) 電池管理制御部33は、時間測定部31で測定される放
電時間とその放電時間中における放電電流および充電時
間とその充電時間における充電電流（充電を行わない装
置の場合は充電電流は零）に基づき、電池30の所定時点
の残存容量を演算し、その残存容量を含む所定の電池管
理情報を出力する。

【００１３】以上により、任意の時点における電池30の
残存容量を知ることができ、装置40の休止期間における
バックアップ可能か否かを判断することが容易となる。 (2) 上記(1) において、本電池管理装置を電源装置２で
動作させるため、電源装置２に電源が投入されている状
態（電池管理装置にのみ電力が供給されている）で、装
置40が電池30によりバックアップされている状態を作り
出し、電池30の放電電流を測定させる。

【００１４】このため、測定制御部34は、電源装置２の
電源スイッチ16が切断操作されたとき、スイッチ15を切
断状態にして電池30から装置40に電力を供給させ、電流
測定部32に放電電流を測定させる。そしてその測定値
を、不揮発性メモリ等に保存させた後、電源装置２を切
断する。以後、電源装置２の電源が投入されるまで、電
池30によるバックアップが行われ、電池30は放電を続け
る。

【００１５】電源スイッチ16が投入されたときは電源装
置２の電源を投入する。これにより、本電池管理装置に
電力が供給される。このとき、スイッチ15は切断状態で
装置40は電池30よりバックアップされた状態である。

【００１６】この状態で、測定制御部34は、電流測定部
32に対して測定指示を出力し、電流測定部32は電池30の
放電電流を測定する。続いて測定制御部34はスイッチ15
を接続する。

【００１７】このようにすると、バックアップ開始時点
とバックアップ終了時点の放電電流が測定されるから、
この２組の測定値の平均を使用して残存容量を測定す
る。なお、この方法において、充電電流は装置40に電源
が投入されている状態で任意に測定されるが、電源投入
時と電源切断時の２点で充電電流を測定し、その平均値
を使用すると、電源切断時点、即ちバックアップ開始時
点の残存容量が簡易に演算できる。なお、充電を行わな
い装置では充電電流は零であり、本電池管理装置はバッ
テリが一次電池か二次電池かを意識する必要はない。 (3) 上記(1),(2) において、電源切断時に装置40の運用
スケジュール表を参照し、その時点の残存容量から次の
電源切断時間においてバックアップ可能か否かを判別
し、不可能と判別したときアラームを発生する。

【００１８】これにより、オペレータは電源を切断した
時点で電池交換の要否が判る。 (4) 上記(1),(2) において、一定時間ごとに充電電流を
測定して残存容量を更新して表示させると、極め細かな
管理を行うことができる。また、本電池管理装置を別電
源で動作させると、放電電流も任意の時点で測定でき、
表示させることができる。 (5) 一定時間間隔で放電電流を測定して残存容量の更
新、異常放電電流の監視を行うこともできる。この場合
は、本電池管理装置の電源を電源装置２を測定期間自動
的に投入／切断するか、または別電源を測定期間の間投
入する必要がある。これによると、放電電流異常、残存
容量不足等がアラームでき、電源装置２を投入して電池
交換を行う等の対処が可能となる。

【００１９】以上のごとく、バックアップ用の電池の放
電電流／充電電流を所定時点で測定することにより残存
容量が測定でき、次のバックアップ時の容量不足が確認
できるため、電池交換が合理的に行なえる効果がある。
また放電電流監視による電池の負荷異常を検出すること
もできる。

【００２０】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に示
す。図２は一実施例の構成図、図３は管理情報テーブル
例を表す図、図４は動作フローチャート図、図５は動作
タイムチャート図である。なお、全図を通じて同一符号
は同一対象物を表す。

【００２１】（第１の実施例）第１の実施例ではバック
アップ用電池として二次電池を使用した例を示す。バッ
クアップ対象装置（装置40に対応する）は従来例で示し
た時計４，メモリ５とし、且つ装置本体の構成部分を使
用して本電池管理装置を構成したものを示すとともに、
電源切断時にバックアップ容量不足か否かを検証し、不
足のときはアラームを発生する例を示す。

【００２２】図２において、16はオペレータが操作する
電源スイッチSWで、装置10の電源の投入／切断を行うと
きに操作される。15はスイッチSWで、投入状態のときは
電源装置２からバックアップ対象装置である時計４，メ
モリ５に電力を供給するとともに二次電池６を充電し、
切断状態のときは二次電池６から時計４，メモリ５に電
力を供給する。つまり、電源切断時にはバックアップ対
象装置が装置10より先に電源装置２から切断され、電源
投入時には装置10より後から投入されてそれぞれ放電電
流が測定される。

【００２３】Ｒ２は電流検出用の抵抗で、アナログディ
ジタル変換器ＡＤＣ 9はその両端の電圧差を測定してデ
ィジタル値に変換する。この電圧差は、電池管理制御部
20により、正負判別とＲ２とにより放電電流値または充
電電流値に変換される。

【００２４】21は測定制御部で、SW 16 のオン／オフに
より、SW 15 のオン／オフを制御して電池管理制御部20
に測定タイミングを通知するとともに、時間測定部22に
時間測定を通知する。

【００２５】22は時間測定部で、バックアップＯＮ／Ｏ
ＦＦ時刻をバッテリバックアップされた時計４から出力
される時刻により認識し、管理情報テーブル23に記録す
る。20は電池管理制御部で、測定制御部21からの通知に
よりＡＤＣ 9の値を読み取り、その電圧差を放電電流ま
たは充電電流に変換して管理情報テーブル23に格納す
る。また、測定指示時の放電電流, 充電電流，演算した
残存容量を管理情報テーブル23に格納する。

【００２６】24はアラーム発生部で、電源切断時におい
て、残存容量と次の電源切断時間に必要な容量とを比較
し、バックアップ不足と判定したときは、アラーム（鳴
動または表示）を発生する。なお、アラーム発生時には
電源装置２の切断を禁止し、電池交換を待つ。

【００２７】25は管理情報表示制御部で、図示省略した
入力部より表示指示入力が成されたとき、管理情報テー
ブル23のうちの所定管理情報を表示部26に表示する。23
は管理情報テーブルで、バッテリバックアップされたメ
モリ５に格納されており、図３にその１例を示してい
る。ここで、２〜４項に示す充電効率は13項の電池容量
（現残存容量）に対する充電効率を示したもので、充電
による残存容量の加算を行うときは、平均充電電流×充
電時間（テーブル中のＯＮ時間とＯＦＦ時間との差、正
確にはSW 15 がＯＮされている間の時間）×充電効率の
演算を行い、この値に13項の電池容量を加算する。

【００２８】５項の運用モードは装置10の運用スケジュ
ールによる電源切断時間が設定されたもので、ここで
は、３連休に対処できるように設定されている。７項は
電源投入時間（ＯＮ時間）で、８，９項はその時点の放
電電流，充電電流を表す。

【００２９】１０項は電源切断時間（ＯＦＦ時間）で、
11項, 12項はその時刻の放電電流,充電電流が記録され
る。なお、図３の値は、93' 年 09 月 13 日 08 時 40
分における値を示すもので、８項の放電電流（今回のバ
ックアップ終了時の値）と11項の放電電流（バックアッ
プ開始時の値）により13項の電池容量が計算されたこと
を表す。また、９項の充電電流は次のOFF 時間の充電電
流により電池容量が計算されるために使用される。つま
り、12項の充電電流は前回のもので、次の充電電流によ
り更新される。

【００３０】以上のごとく本電池管理装置が構成され、
以下に示す管理動作が行われる。図４，図５参照 (1) オペレータがSW 16 を投入する。 (2) この投入操作により電源装置２の電源が投入され、
装置10、従って本電池管理装置が動作する。そして、測
定制御部21は、SW 15 の切断状態を確認した後電池管理
制御部20に測定を指示し、電池管理制御部20はＡＤＣ 9
の値を読み取り、抵抗Ｒ２により電流値に変換する。こ
れにより放電電流が測定される。（図５の時刻） (3) 次に測定制御部21は、SW 15 を接続し（図５の
）、測定を指示する。これにより、(2) と同じ処理に
より充電電流Ａが電池管理制御部20によって測定され
る。（図５の） (4) これらの電流値は管理情報テーブル23に格納され、
アラーム発生部24に参照される。そして、放電電流値が
管理情報テーブル23の６項の規定放電電流より大きけれ
ばアラームを発生する。 (5) 一方、電池管理制御部20は管理情報テーブル23を参
照し、今回測定した放電電流と前回OFF 時の放電電流と
から平均放電電流を計算し、且つON時間とOFF 時間とか
らバックアップ時間を算定して、前回バックアップ時の
使用電池容量を計算し、前回の電池容量（13項の値) に
減算してその値を13項に書き込む。 (6) 管理情報テーブル23の内容は、この時点で自動的に
表示してもよく、また、表示要求があったとき表示して
もよい。 (7) 充電状態を管理する必要がある場合は、本ステップ
を追加する。つまり、時間測定部22に一定時間おきに通
知させて充電電流を測定し、電池容量を更新する。この
場合は、管理情報テーブル23内に充電電流測定間隔, 前
回／今回の充電電流の記入欄等を設ける。 (8) SW 16 が切断操作されると、測定制御部21は、先ず
充電電流Ｂを測定させ（図５の）、続いて、SW 15 を
切断して、放電電流Ａを測定させる。 (9) 電池管理制御部20は、これらの測定値を管理情報テ
ーブル23に格納するとともに、今回測定されたOFF 時間
の充電電流Ｂと管理情報テーブル23内のON時間の充電電
流Ａにより、平均充電電流を計算し、充電時間から補充
された電池容量を計算して13項の値に加算して13項に書
き込む。 (10) アラーム発生部24は、この残存容量と次の電源切
断時間に要する電池容量（５項の値と平均放電電流とを
使用する）とを比較し、バックアップ不足と判断したと
きは、アラームを発生し、電源装置２に通知して、電源
切断を抑止する。

【００３１】これにより、オペレータが電源装置２が投
入された状態で二次電池６を交換する。この際、管理情
報テーブル23は新たな管理情報に更新され、例えば、再
度SW16を切断することにより、電源装置２が切断され
る。 (11) バックアップに十分な残存容量と判別されたとき
は、電源装置２に切断指令が出力され、電源が切断され
る。

【００３２】次のSW 16 投入により放電電流Ｂが測定さ
れる等、上記(2) からの動作が繰り返される。そして、
主として電源切断時に二次電池６の容量不足が判別され
たときはアラームが発生される。さらに、放電電流異常
が発生したときもアラームが発生される。

【００３３】このため、二次電池６の交換タイミングが
合理的に行うことができるとともに、時計４、メモリ５
等のバッテリ負荷異常も検出することができる。（第２の実施例）以上は二次電池６を使用し、且つ充電
する場合を示したが、一次電池を使用する場合も同様で
ある。この場合の構成は、図２において、抵抗Ｒ１，ダ
イオードＤ３の充電回路が省かれたものとなる。そし
て、この場合充電電流は零であるから、動作は第１の実
施例において充電電流が零であるとして扱うと動作が同
じとなる。

【００３４】以上の結果、バックアップ用電池が一次電
池の場合でも、二次電池の場合でも、同じように残存容
量等を測定することができ、効率的な電池交換ができる
とともに、異常放電電流等が監視できる効果がある。

【００３５】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の電池管理装置
は、バックアップ用電池の残存容量，異常放電電流等を
監視，管理するもので、効率的な電池交換ができる、異
常放電電流が監視できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図

【図２】第１の実施例の構成図

【図３】管理情報テーブル例を表す図

【図４】動作フローチャート図

【図５】動作タイムチャート図

【図６】従来例（その１）の構成図

【図７】従来例（その２）の構成図

【符号の説明】

１装置２電源装置３一次電池４時計５ＣＭＯＳメモリ，メモリ６二次電池９アナログディジタル変換器ＡＤＣ 10 装置 15 スイッチSW 16 電源スイッ
チSW 20 電池管理制御部 21 測定制御部 22 時間測定部 23 管理情報テ
ーブル 24 アラーム発生部 25 管理情報表
示制御部 26 表示部 30 電池 31 時間測定部 32 電流測定部 33 電池管理制御部 34 測定制御部 40 装置Ｄ１，Ｄ２ダイオードＲ１，Ｒ２抵
抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源装置(2) が切断されている間、該
電源装置に代わり装置(40)に電力を供給するバックアッ
プ用の電池(30)を管理する電池管理装置であって、該電池の充放電電流を測定する電流測定部(32)と、放電時間および充電時間を測定する時間測定部(31)と、放電時間と該放電時間中における放電電流および充電時
間と該充電時間中における充電電流に基づき該電池の所
定時点における残存容量を演算し、該残存容量を含む所
定の電池管理情報を出力する電池管理制御部(33)とを有
することを特徴とする電池管理装置。
【請求項２】該電源装置(2) から該装置(40)への電
力供給の切断および接続を行うスイッチ(15)と、電源スイッチ(16)の切断により、前記スイッチを切断し
て該放電電流を測定させ、得られた測定値を保存させた
後該電源装置の電源を切断し、該電源スイッチ投入によ
り該電源装置の電源を投入して該放電電流を測定させた
後、該スイッチを接続させる測定制御部(34)とを設け、
前記電源スイッチの切断および投入時点で放電電流を測
定し、その放電電流の平均値を使用して残存容量を演算
することを特徴とする請求項１記載の電池管理装置。
【請求項３】該装置の運用スケジュール表を設け、
該残存容量と該運用スケジュール表とに基づき、次のバ
ックアップ時における電力供給が可能か否かを判別し、
供給不能と判別したときはアラームを発生するように構
成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の電池管理装置。
【請求項４】一定時間間隔で残存容量を演算し、該
電池管理情報を更新して出力するように構成したことを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載
の電池管理装置。
【請求項５】測定した放電電流または充電電流が所
定値以上のときアラームを発生するように構成したこと
を特徴とする請求項１または請求項２または請求項３ま
たは請求項４記載の電池管理装置。