JPH0878065A - 電池の残存容量検出回路および間欠充電回路 - Google Patents
電池の残存容量検出回路および間欠充電回路Info
- Publication number
- JPH0878065A JPH0878065A JP6213479A JP21347994A JPH0878065A JP H0878065 A JPH0878065 A JP H0878065A JP 6213479 A JP6213479 A JP 6213479A JP 21347994 A JP21347994 A JP 21347994A JP H0878065 A JPH0878065 A JP H0878065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- remaining capacity
- assembled battery
- table data
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、比較的安価なサイクル用のニッカド
電池や高容量でカドミウム等の環境を汚染する物質を使
用しないニッケル水素電池を無停電電源の予備電源とし
て使用することを可能とする電池の残存容量検出回路お
よび間欠充電回路を提供することを目的とする。 【構成】少なくとも１個以上のニッケルカドミウム電池
またはニッケル水素電池によって構成される組電池１ａ
と、組電池１ａの残存容量（Ｑ）とその時の開回路電圧
（Ｖ）との関係を対応づけた表データ（Ｖ、Ｑ）群をメ
モリ回路４ａに記憶させておき、組電池１ａの開回路電
圧の測定値（Ｅ）と表データ（Ｖ、Ｑ）群を比較回路３
ａに入力して、Ｅ＝Ｖの時の組電池１ａの残存容量
（Ｑ）を求める。
電池や高容量でカドミウム等の環境を汚染する物質を使
用しないニッケル水素電池を無停電電源の予備電源とし
て使用することを可能とする電池の残存容量検出回路お
よび間欠充電回路を提供することを目的とする。 【構成】少なくとも１個以上のニッケルカドミウム電池
またはニッケル水素電池によって構成される組電池１ａ
と、組電池１ａの残存容量（Ｑ）とその時の開回路電圧
（Ｖ）との関係を対応づけた表データ（Ｖ、Ｑ）群をメ
モリ回路４ａに記憶させておき、組電池１ａの開回路電
圧の測定値（Ｅ）と表データ（Ｖ、Ｑ）群を比較回路３
ａに入力して、Ｅ＝Ｖの時の組電池１ａの残存容量
（Ｑ）を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無停電電源に係り、ニ
ッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等の二次電池
を予備電力源とした電池の残存容量検出回路および間欠
充電回路に関するものである。
ッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等の二次電池
を予備電力源とした電池の残存容量検出回路および間欠
充電回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来のトリクル充電を行う無停
電電源である。１ａはニッケルカドミウム電池の単電池
または組電池、１ｂは充電回路、２ｂはダイオード、３
ｂは直流電源、４ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ、５ｂは負
荷である。図７の無停電電源において、通常、直流電源
３ｂは負荷５ｂにＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介して直
流電力を供給している。それと同時に、直流電源３ｂは
充電回路１ｂを介して電池１ａに常に充電電流を流して
いる。一方、直流電源３ｂが停電した場合、電池１ａが
ダイオード２ｂおよびＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介し
て負荷５ｂに直流電力を供給する。ここで、この無停電
電源に用いられているニッケルカドミウム電池１ａに
は、自己放電による電池の容量の低下を補償し常に満充
電状態を保つため、常時微小な電流を電池に流すトリク
ル充電方法が用いられている。
電電源である。１ａはニッケルカドミウム電池の単電池
または組電池、１ｂは充電回路、２ｂはダイオード、３
ｂは直流電源、４ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ、５ｂは負
荷である。図７の無停電電源において、通常、直流電源
３ｂは負荷５ｂにＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介して直
流電力を供給している。それと同時に、直流電源３ｂは
充電回路１ｂを介して電池１ａに常に充電電流を流して
いる。一方、直流電源３ｂが停電した場合、電池１ａが
ダイオード２ｂおよびＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介し
て負荷５ｂに直流電力を供給する。ここで、この無停電
電源に用いられているニッケルカドミウム電池１ａに
は、自己放電による電池の容量の低下を補償し常に満充
電状態を保つため、常時微小な電流を電池に流すトリク
ル充電方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のトリクル充電で
は、電池に常時電流を流しているために、電池にとって
は過充電状態が長時間続く。この結果、電池の電解液や
電極板の劣化を促進し電池寿命が短くなるという問題が
発生する。このため、逆にトリクル充電によっても寿命
が短くならない、トリクル充電用の電池を使用する必要
があるが、トリクル充電用電池は通常のサイクル充電用
電池と比較してセパレータの厚さを増したり電極に添加
物を加えて強化しているために、高価であるなどの問題
がある。
は、電池に常時電流を流しているために、電池にとって
は過充電状態が長時間続く。この結果、電池の電解液や
電極板の劣化を促進し電池寿命が短くなるという問題が
発生する。このため、逆にトリクル充電によっても寿命
が短くならない、トリクル充電用の電池を使用する必要
があるが、トリクル充電用電池は通常のサイクル充電用
電池と比較してセパレータの厚さを増したり電極に添加
物を加えて強化しているために、高価であるなどの問題
がある。
【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、電流を常時流して満充電状態を維持するのではな
く、満充電後に開回路状態にし、自己放電等によって低
下する電池容量を温度を考慮して検出し、ある容量まで
低下した段階で充電を開始し、満充電状態を回復させる
といった間欠充電を行うことにより、比較的安価なサイ
クル用のニッカド電池や高容量でカドミウム等の環境を
汚染する物質を使用しないニッケル水素電池を無停電電
源の予備電源として使用することを可能とする電池の残
存容量検出回路および間欠充電回路を提供することを目
的とする。
で、電流を常時流して満充電状態を維持するのではな
く、満充電後に開回路状態にし、自己放電等によって低
下する電池容量を温度を考慮して検出し、ある容量まで
低下した段階で充電を開始し、満充電状態を回復させる
といった間欠充電を行うことにより、比較的安価なサイ
クル用のニッカド電池や高容量でカドミウム等の環境を
汚染する物質を使用しないニッケル水素電池を無停電電
源の予備電源として使用することを可能とする電池の残
存容量検出回路および間欠充電回路を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、まず、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池の残存容量検出の手段として、ニッケルカド
ミウム電池やニッケル水素電池の組電池において、前記
組電池の開回路電圧と残存容量の関係を示す表データを
あらかじめ用意し、前記組電池の開回路電圧の測定値と
前記表データ群とを比較することによって、前記組電池
の残存容量を決定する。
に本発明では、まず、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池の残存容量検出の手段として、ニッケルカド
ミウム電池やニッケル水素電池の組電池において、前記
組電池の開回路電圧と残存容量の関係を示す表データを
あらかじめ用意し、前記組電池の開回路電圧の測定値と
前記表データ群とを比較することによって、前記組電池
の残存容量を決定する。
【０００６】また、残存容量と前記組電池の開回路電圧
の関係を示す表データ群が前記組電池の温度と共に変化
するので、表データ群を２種類以上の前記組電池の温度
について用意し、前記組電池の測定温度に一番近い前記
表データ群と前記組電池の開回路電圧の測定値とを比較
するか、もしくは電池の測定温度と同じ温度を持った表
データ群を得るために数値補間を用いて計算した表デー
タ群と開回路電圧の測定値とを比較することにより、前
記組電池のより正確な残存容量の検出を行う。
の関係を示す表データ群が前記組電池の温度と共に変化
するので、表データ群を２種類以上の前記組電池の温度
について用意し、前記組電池の測定温度に一番近い前記
表データ群と前記組電池の開回路電圧の測定値とを比較
するか、もしくは電池の測定温度と同じ温度を持った表
データ群を得るために数値補間を用いて計算した表デー
タ群と開回路電圧の測定値とを比較することにより、前
記組電池のより正確な残存容量の検出を行う。
【０００７】さらに、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池は、残存容量１００％から７５％の範囲内で
開回路電圧が比較的大きく変化するので、残存容量１０
０％から７５％の範囲内の残存容量の検出が精度良くで
きる。
ル水素電池は、残存容量１００％から７５％の範囲内で
開回路電圧が比較的大きく変化するので、残存容量１０
０％から７５％の範囲内の残存容量の検出が精度良くで
きる。
【０００８】以上の残存容量検出の手段を用いて、前記
組電池の残存容量を測定し、前記電池の残存容量が所定
の値まで低下した段階で、前記組電池の充電を開始し、
満充電状態に回復させ、再び開回路状態に戻し、前記手
段によって容量低下を検出するまで待機する。以上の動
作を繰り返し、常に前記組電池の容量を所定の値以上に
維持することを特徴とする。
組電池の残存容量を測定し、前記電池の残存容量が所定
の値まで低下した段階で、前記組電池の充電を開始し、
満充電状態に回復させ、再び開回路状態に戻し、前記手
段によって容量低下を検出するまで待機する。以上の動
作を繰り返し、常に前記組電池の容量を所定の値以上に
維持することを特徴とする。
【０００９】従来の技術とは、電池の保有電力を維持す
るのに、常時充電電流を流すのではなく、所定の値まで
残存容量が減少したことを正確に検出する点およびその
段階で再充電を行ういわゆる間欠充電を行う点が異な
る。
るのに、常時充電電流を流すのではなく、所定の値まで
残存容量が減少したことを正確に検出する点およびその
段階で再充電を行ういわゆる間欠充電を行う点が異な
る。
【００１０】
【作用】本発明ではニッケルカドミウム電池やニッケル
水素電池の自己放電による容量の低下の検出手段として
残存容量検出回路を用いている。この残存容量検出回路
は、開回路状態にあるニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池の組電池において、前記組電池の残存容量と
放電電池の開回路電圧との表データ群を前もって用意
し、前記組電池の開回路電圧の測定値と前記表データ群
を比較することにより、前記組電池の残存容量を検出す
る。また、前記組電池の温度が変化した場合の残存容量
の補正の手段としては、前記組電池の使用温度範囲内の
表データ群を多数用意しておき、実際に前記組電池の残
存容量を測定する段階で、前記組電池の測定温度にいち
ばん近い表データ群または数値補間により計算された表
データ群と前記組電池の開回路電圧とを比較することに
よって、正確な前記組電池の残存容量の検出を行う。さ
らに、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池で
は、残存容量１００％から７５％の範囲内で開回路電圧
が比較的大きく変化するので、残存容量１００％から７
５％の範囲内において、精度良く残存容量の決定を行う
ことができる。
水素電池の自己放電による容量の低下の検出手段として
残存容量検出回路を用いている。この残存容量検出回路
は、開回路状態にあるニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池の組電池において、前記組電池の残存容量と
放電電池の開回路電圧との表データ群を前もって用意
し、前記組電池の開回路電圧の測定値と前記表データ群
を比較することにより、前記組電池の残存容量を検出す
る。また、前記組電池の温度が変化した場合の残存容量
の補正の手段としては、前記組電池の使用温度範囲内の
表データ群を多数用意しておき、実際に前記組電池の残
存容量を測定する段階で、前記組電池の測定温度にいち
ばん近い表データ群または数値補間により計算された表
データ群と前記組電池の開回路電圧とを比較することに
よって、正確な前記組電池の残存容量の検出を行う。さ
らに、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池で
は、残存容量１００％から７５％の範囲内で開回路電圧
が比較的大きく変化するので、残存容量１００％から７
５％の範囲内において、精度良く残存容量の決定を行う
ことができる。
【００１１】以上のような機能を有する残存容量検出回
路によって、前記組電池の残存容量を測定し、電池の残
存容量が所定の値まで低下した段階で、前記組電池の再
充電を開始し、満充電状態を回復させるリサイクル動作
を行うことが可能となり、間欠充電による充電を行うこ
とが出来るようになる。
路によって、前記組電池の残存容量を測定し、電池の残
存容量が所定の値まで低下した段階で、前記組電池の再
充電を開始し、満充電状態を回復させるリサイクル動作
を行うことが可能となり、間欠充電による充電を行うこ
とが出来るようになる。
【００１２】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の請求項１に対応する残存容量
検出回路であって、１ａは少なくとも１個以上のニッケ
ルカドミウム電池またはニッケル水素電池によって構成
される組電池、２ａが電圧計、３ａは比較回路（演算回
路）、４ａはメモリ回路である。前記組電池１ａは高イ
ンピーダンスの端子を持つ電圧計２ａと接続されている
場合、組電池１ａは開回路状態と見なすことができる。
比較回路３ａは演算機能を有するプログラム回路であ
り、残存容量（Ｑ）と開回路電圧（Ｖ）の関係を示す表
データ（Ｖ、Ｑ）群と電圧計２ａで測定された前記組電
池１ａの開回路電圧の測定値Ｅを入力して、Ｅ＝Ｖとな
るときのＱの値を出力するようにプログラムする。
説明する。図１は本発明の請求項１に対応する残存容量
検出回路であって、１ａは少なくとも１個以上のニッケ
ルカドミウム電池またはニッケル水素電池によって構成
される組電池、２ａが電圧計、３ａは比較回路（演算回
路）、４ａはメモリ回路である。前記組電池１ａは高イ
ンピーダンスの端子を持つ電圧計２ａと接続されている
場合、組電池１ａは開回路状態と見なすことができる。
比較回路３ａは演算機能を有するプログラム回路であ
り、残存容量（Ｑ）と開回路電圧（Ｖ）の関係を示す表
データ（Ｖ、Ｑ）群と電圧計２ａで測定された前記組電
池１ａの開回路電圧の測定値Ｅを入力して、Ｅ＝Ｖとな
るときのＱの値を出力するようにプログラムする。
【００１３】図２は、単体のニッケルカドミウム電池の
１００％から０％までの残存容量（Ｑ）と開回路電圧
（Ｖ）の関係を示す表データ（Ｖ、Ｑ）群をグラフ化し
たものである。前記表データ（Ｖ、Ｑ）群をあらかじめ
前記メモリ回路４ａに記憶させておき、前記比較回路３
ａに前記表データ（Ｖ、Ｑ）群と開回路電圧の測定値
（Ｅ）を入力し、Ｖ＝ＥとなるときのＱの値を決定し、
残存容量（Ｑ）として出力する。
１００％から０％までの残存容量（Ｑ）と開回路電圧
（Ｖ）の関係を示す表データ（Ｖ、Ｑ）群をグラフ化し
たものである。前記表データ（Ｖ、Ｑ）群をあらかじめ
前記メモリ回路４ａに記憶させておき、前記比較回路３
ａに前記表データ（Ｖ、Ｑ）群と開回路電圧の測定値
（Ｅ）を入力し、Ｖ＝ＥとなるときのＱの値を決定し、
残存容量（Ｑ）として出力する。
【００１４】図３は本発明の請求項２に対応する残存容
量検出回路であって、１ａは少なくとも１個以上のニッ
ケルカドミウム電池またはニッケル水素電池によって構
成される組電池、２ａが電圧計、３ａは比較回路（演算
回路）、４ａはメモリ回路、５ａは温度計である。前記
組電池１ａは高インピーダンスの端子を持つ電圧計２ａ
と接続されている場合、組電池１ａは開回路状態と見な
すことができる。図４は、単体のニッケルカドミウム電
池の１００％から７５％までの二次電池の残存容量
（％）と電池の開回路電圧（Ｖ）の関係のデータを１０
度から５０度までの５種類の温度（Ｔ）を変化させて測
定したときのデータをグラフ化したものである。図４の
前記電池の温度（ＴA ）と開回路電圧（Ｖ）と残存容量
（Ｑ）との関係を示す表データ（ＴA 、Ｖ、Ｑ）群をあ
らかじめメモリ回路４ａに記憶させておく。比較回路３
ａは演算機能を有するプログラム回路であり、その演算
方法としては２通りある。一つは、前記組電池１ａの電
池温度ＴB に一番近い表データ（ＴA 、Ｖ、Ｑ）群を選
択して取り出し、その表データ群と前記組電池１ａの開
回路電圧Ｅとの比較によりＱを決定する。もう一つは、
前記組電池１ａの電池温度ＴB がＴA1＜ＴB ＜ＴA2の関
係となる時の表データ（ＴA1、Ｖ1 、Ｑ1 ）群と表デー
タ（ＴA2、Ｖ2 、Ｑ2 ）群を抽出し、前記の２つの表デ
ータ（ＴA1、Ｖ1、Ｑ1 ）群と表データ（ＴA2、Ｖ2 、
Ｑ2 ）群から数値補間によって前記組電池の温度がＴB
＝ＴA12 となる時の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ12）群
を新たに導きだし、前記組電池の開回路電圧の測定値
（Ｅ）と前記表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ12）群との比
較を行うことによって残存容量（Ｑ）を決定する。数値
補間の例として線形補間を行う場合の関係式は以下のよ
うに表すことができる。
量検出回路であって、１ａは少なくとも１個以上のニッ
ケルカドミウム電池またはニッケル水素電池によって構
成される組電池、２ａが電圧計、３ａは比較回路（演算
回路）、４ａはメモリ回路、５ａは温度計である。前記
組電池１ａは高インピーダンスの端子を持つ電圧計２ａ
と接続されている場合、組電池１ａは開回路状態と見な
すことができる。図４は、単体のニッケルカドミウム電
池の１００％から７５％までの二次電池の残存容量
（％）と電池の開回路電圧（Ｖ）の関係のデータを１０
度から５０度までの５種類の温度（Ｔ）を変化させて測
定したときのデータをグラフ化したものである。図４の
前記電池の温度（ＴA ）と開回路電圧（Ｖ）と残存容量
（Ｑ）との関係を示す表データ（ＴA 、Ｖ、Ｑ）群をあ
らかじめメモリ回路４ａに記憶させておく。比較回路３
ａは演算機能を有するプログラム回路であり、その演算
方法としては２通りある。一つは、前記組電池１ａの電
池温度ＴB に一番近い表データ（ＴA 、Ｖ、Ｑ）群を選
択して取り出し、その表データ群と前記組電池１ａの開
回路電圧Ｅとの比較によりＱを決定する。もう一つは、
前記組電池１ａの電池温度ＴB がＴA1＜ＴB ＜ＴA2の関
係となる時の表データ（ＴA1、Ｖ1 、Ｑ1 ）群と表デー
タ（ＴA2、Ｖ2 、Ｑ2 ）群を抽出し、前記の２つの表デ
ータ（ＴA1、Ｖ1、Ｑ1 ）群と表データ（ＴA2、Ｖ2 、
Ｑ2 ）群から数値補間によって前記組電池の温度がＴB
＝ＴA12 となる時の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ12）群
を新たに導きだし、前記組電池の開回路電圧の測定値
（Ｅ）と前記表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ12）群との比
較を行うことによって残存容量（Ｑ）を決定する。数値
補間の例として線形補間を行う場合の関係式は以下のよ
うに表すことができる。
【００１５】 Ｖ12＝（ＴA2Ｖ1 ＋ＴA1Ｖ2 ）／（ＴA1＋ＴA2） Ｑ12＝（ＴA2Ｑ1 ＋ＴA1Ｑ2 ）／（ＴA1＋ＴA2） 上記の関係式を使用することによって、前記組電池１ａ
の電池温度がＴA12 の時の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ
12）群を算出し、その表データ群と前記組電池１ａの開
回路電圧Ｅとの比較によって残存容量Ｑを決定する。以
上、２通りの方式のどちらかの方式を比較回路３ａにプ
ログラムする。この比較回路３ａに組電池１ａの温度Ｔ
B と開回路電圧Ｅとメモリ回路４ａの表データ群を入力
して前記の演算を行うことにより、残存容量（Ｑ）を求
めることができる。
の電池温度がＴA12 の時の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ
12）群を算出し、その表データ群と前記組電池１ａの開
回路電圧Ｅとの比較によって残存容量Ｑを決定する。以
上、２通りの方式のどちらかの方式を比較回路３ａにプ
ログラムする。この比較回路３ａに組電池１ａの温度Ｔ
B と開回路電圧Ｅとメモリ回路４ａの表データ群を入力
して前記の演算を行うことにより、残存容量（Ｑ）を求
めることができる。
【００１６】図５は単体のニッケルカドミウム電池の１
００％から０％までの残存容量（Ｑ）と開回路電圧
（Ｖ）の関係を示す表データ（Ｖ、Ｑ）群をグラフ化し
たものである。図５より、残存容量１００％から７５％
の範囲内において前記の電池の開回路電圧の急激な変化
が見られる。したがって、残存容量１００％から７５％
の範囲内に限定した残存容量の検出を行う場合、残存容
量の値の変化に対する開回路電圧の変化が大きいので、
残存容量を精度よく決定することができる。
００％から０％までの残存容量（Ｑ）と開回路電圧
（Ｖ）の関係を示す表データ（Ｖ、Ｑ）群をグラフ化し
たものである。図５より、残存容量１００％から７５％
の範囲内において前記の電池の開回路電圧の急激な変化
が見られる。したがって、残存容量１００％から７５％
の範囲内に限定した残存容量の検出を行う場合、残存容
量の値の変化に対する開回路電圧の変化が大きいので、
残存容量を精度よく決定することができる。
【００１７】図６は本発明の請求項４に対応する図であ
って、１ａは少なくとも１個以上のニッケルカドミウム
電池またはニッケル水素電池によって構成される組電
池、２ａは電圧計、３ａは比較回路（演算回路）、４ａ
はメモリ回路、５ａは温度計、１ｂは充電電流発生回
路、２ｂはダイオード、３ｂは直流電源、４ｂはＤＣ／
ＤＣコンバータ、５ｂは負荷である。通常の動作では、
直流電源３ｂからＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介して負
荷５ｂに直流電力を供給している。そして、直流電源３
ｂの電圧が組電池１ａの電圧より高い場合、ダイオード
２ｂには逆方向電圧が印加されるためにオフの状態とな
るので、組電池１ａは開回路状態である。直流電源３ｂ
からの電力が停止した場合、ダイオード２ｂにかかる電
圧は順方向になるので、ダイオード２ｂはオンとなり、
組電池１ａからＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを通して負荷
５ｂに電力が供給される。今、組電池１ａの充電状態を
ある容量以上（例えばＱP ＝８０％以上）に維持する方
法を以下に説明する。直流電源３ｂから負荷５ｂに電力
が供給されている時、ダイオード２ｂはオフ状態である
ので、組電池１ａは開回路状態である。その状態で組電
池１ａを図１〜図５に示す残存容量検出回路を用いて残
存容量を常時監視し、その残存容量のデータＱを充電電
流発生回路１ｂに送っている。組電池１ａの残存容量が
例えば８０％まで低下した段階で、充電電流発生回路１
ｂは充電動作を始め、満充電に達した段階で、充電を停
止し前記組電池１ａを開回路状態にする。以上の一連の
開回路状態と充電動作を繰り返すことにより、常に組電
池１ａの充電状態を８０％以上に保つことができる。
って、１ａは少なくとも１個以上のニッケルカドミウム
電池またはニッケル水素電池によって構成される組電
池、２ａは電圧計、３ａは比較回路（演算回路）、４ａ
はメモリ回路、５ａは温度計、１ｂは充電電流発生回
路、２ｂはダイオード、３ｂは直流電源、４ｂはＤＣ／
ＤＣコンバータ、５ｂは負荷である。通常の動作では、
直流電源３ｂからＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介して負
荷５ｂに直流電力を供給している。そして、直流電源３
ｂの電圧が組電池１ａの電圧より高い場合、ダイオード
２ｂには逆方向電圧が印加されるためにオフの状態とな
るので、組電池１ａは開回路状態である。直流電源３ｂ
からの電力が停止した場合、ダイオード２ｂにかかる電
圧は順方向になるので、ダイオード２ｂはオンとなり、
組電池１ａからＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを通して負荷
５ｂに電力が供給される。今、組電池１ａの充電状態を
ある容量以上（例えばＱP ＝８０％以上）に維持する方
法を以下に説明する。直流電源３ｂから負荷５ｂに電力
が供給されている時、ダイオード２ｂはオフ状態である
ので、組電池１ａは開回路状態である。その状態で組電
池１ａを図１〜図５に示す残存容量検出回路を用いて残
存容量を常時監視し、その残存容量のデータＱを充電電
流発生回路１ｂに送っている。組電池１ａの残存容量が
例えば８０％まで低下した段階で、充電電流発生回路１
ｂは充電動作を始め、満充電に達した段階で、充電を停
止し前記組電池１ａを開回路状態にする。以上の一連の
開回路状態と充電動作を繰り返すことにより、常に組電
池１ａの充電状態を８０％以上に保つことができる。
【００１８】以上説明したように、ニッケルカドミウム
電池やニッケル水素電池の残存容量と開回路電圧との関
係を対応づける表データ群を前もって用意し、前記の電
池の開回路電圧の測定値と前記表データを比較すること
により、開回路状態にある前記組電池の残存容量を検出
することができる。
電池やニッケル水素電池の残存容量と開回路電圧との関
係を対応づける表データ群を前もって用意し、前記の電
池の開回路電圧の測定値と前記表データを比較すること
により、開回路状態にある前記組電池の残存容量を検出
することができる。
【００１９】また、前記組電池の温度が変化した場合で
も正確に残存容量を測定するために、前記組電池の使用
温度範囲内の表データ群を異なった温度について多数用
意し、実際に電池の残存容量を測定する段階で電池の温
度にいちばん近い表データ群を採用して比較に使用する
か、あるいは数値補間により電池の温度の時点での表デ
ータ群を算出して比較に使用することによって、より正
確に残存容量の測定を行うことができる。
も正確に残存容量を測定するために、前記組電池の使用
温度範囲内の表データ群を異なった温度について多数用
意し、実際に電池の残存容量を測定する段階で電池の温
度にいちばん近い表データ群を採用して比較に使用する
か、あるいは数値補間により電池の温度の時点での表デ
ータ群を算出して比較に使用することによって、より正
確に残存容量の測定を行うことができる。
【００２０】そして、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池は、残存容量１００％から７５％の範囲内で
開回路電圧が比較的大きく変化するので、残存容量１０
０％から７５％の範囲内での測定によって、精度良く残
存容量の決定を行うことができる。
ル水素電池は、残存容量１００％から７５％の範囲内で
開回路電圧が比較的大きく変化するので、残存容量１０
０％から７５％の範囲内での測定によって、精度良く残
存容量の決定を行うことができる。
【００２１】また、残存容量検出回路を用いた充電回路
を使用することにより、常時充電電流を流すトリクル充
電方式に代えて、残存容量がある程度低下した段階で間
欠充電を行うことができ、その結果、電池本体の負担を
軽減することができ、電池の寿命をのばすことができ
る。さらに、本実施例により、従来トリクル充電に不向
きであった、比較的安価なサイクル用ニッケルカドミウ
ム電池や高容量のニッケル水素電池を無停電電源に使用
することが可能となるという効果が得られる。
を使用することにより、常時充電電流を流すトリクル充
電方式に代えて、残存容量がある程度低下した段階で間
欠充電を行うことができ、その結果、電池本体の負担を
軽減することができ、電池の寿命をのばすことができ
る。さらに、本実施例により、従来トリクル充電に不向
きであった、比較的安価なサイクル用ニッケルカドミウ
ム電池や高容量のニッケル水素電池を無停電電源に使用
することが可能となるという効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電流
を常時流して満充電状態を維持するのではなく、満充電
後に開回路状態にし、自己放電等によって低下する電池
容量を温度を考慮して検出し、ある容量まで低下した段
階で充電を開始し、満充電状態を回復させるといった間
欠充電を行うことにより、比較的安価なサイクル用のニ
ッカド電池や高容量でカドミウム等の環境を汚染する物
質を使用しないニッケル水素電池を無停電電源の予備電
源として使用することを可能とする電池の残存容量検出
回路および間欠充電回路を提供することができる。
を常時流して満充電状態を維持するのではなく、満充電
後に開回路状態にし、自己放電等によって低下する電池
容量を温度を考慮して検出し、ある容量まで低下した段
階で充電を開始し、満充電状態を回復させるといった間
欠充電を行うことにより、比較的安価なサイクル用のニ
ッカド電池や高容量でカドミウム等の環境を汚染する物
質を使用しないニッケル水素電池を無停電電源の予備電
源として使用することを可能とする電池の残存容量検出
回路および間欠充電回路を提供することができる。
【図１】本発明に係る電池の残存容量検出回路の一実施
例を示す構成説明図である。
例を示す構成説明図である。
【図２】単体のニッケルカドミウム電池の１００％から
０％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データの
一例を示す特性図である。
０％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データの
一例を示す特性図である。
【図３】本発明に係る電池の残存容量検出回路の他の実
施例を示す構成説明図である。
施例を示す構成説明図である。
【図４】単体のニッケルカドミウム電池の１００％から
７５％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データ
の温度による変化の一例を示す特性図である。
７５％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データ
の温度による変化の一例を示す特性図である。
【図５】単体のニッケルカドミウム電池の１００％から
０％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データの
一例を示す特性図である。
０％までの残存容量と開回路電圧の関係の測定データの
一例を示す特性図である。
【図６】本発明に係る電池の間欠充電回路の一実施例を
示す構成説明図である。
示す構成説明図である。
【図７】従来のトリクル充電を行う無停電電源の一例を
示す構成説明図である。
示す構成説明図である。
１ａ…少なくとも１個以上のニッケルカドミウム電池ま
たはニッケル水素電池によって構成される組電池、２ａ
…電圧計、３ａ…比較回路、４ａ…メモリ回路、５ａ…
温度計、１ｂ…充電電流発生回路、２ｂ…ダイオード、
３ｂ…直流電源、４ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５ｂ…
負荷。
たはニッケル水素電池によって構成される組電池、２ａ
…電圧計、３ａ…比較回路、４ａ…メモリ回路、５ａ…
温度計、１ｂ…充電電流発生回路、２ｂ…ダイオード、
３ｂ…直流電源、４ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５ｂ…
負荷。
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも１個以上のニッケルカドミウ
ム電池またはニッケル水素電池によって構成される組電
池と、前記組電池の開回路電圧を測定する電圧計と、前
記組電池の開回路電圧と残存容量との関係を対応付けた
表データ群を記憶するメモリ回路と、前記電圧計で測定
された開回路電圧と前記メモリ回路内の表データ群との
比較を行う比較回路とを有し、 前記組電池の残存容量（Ｑ）とその残存容量の時の開回
路電圧（Ｖ）との関係を対応づけた前記表データ（Ｖ、
Ｑ）群を前記メモリ回路に記憶させておき、前記組電池
の開回路電圧の測定値（Ｅ）と前記表データ（Ｖ、Ｑ）
群を前記比較回路に入力して、Ｅ＝Ｖの時の残存容量
（Ｑ）の値を前記表データから抽出することにより、前
記組電池の残存容量（Ｑ）を求めることを特徴とする残
存容量検出回路。 - 【請求項２】 少なくとも１個以上のニッケルカドミウ
ム電池またはニッケル水素電池によって構成される組電
池と、前記組電池の開回路電圧を測定する電圧計と、前
記組電池の温度を測定する温度計と、前記組電池の開回
路電圧と残存容量との関係を対応付けた表データ群を記
憶するメモリ回路と、前記電圧計で測定された開回路電
圧と前記メモリ回路内の表データ群との比較を行う比較
回路とを有し、 前記組電池の温度（ＴA ）が異なる場合の開回路電圧
（Ｖ）と残存容量（Ｑ）との関係の表データ（ＴA 、
Ｖ、Ｑ）群を少なくとも２種類以上の温度について前記
メモリ回路に記憶させておき、前記組電池の測定温度
（ＴB ）に最も近い前記表データ（ＴA 、Ｖ、Ｑ）群と
前記組電池の開回路電圧の測定値（Ｅ）とによって比較
を行うことによって残存容量（Ｑ）を決定するか、もし
くは、前記組電池の測定温度（ＴB ）がＴA1＜ＴB ＜Ｔ
A2の関係となる時の表データ（ＴA1、Ｖ1 、Ｑ1 ）群と
表データ（ＴA2、Ｖ2 、Ｑ2 ）群を抽出し、前記の２つ
の表データ（ＴA1、Ｖ1 、Ｑ1 ）群と表データ（ＴA2、
Ｖ2 、Ｑ2 ）群から数値補間によって前記組電池の温度
がＴB ＝ＴA12 となる時の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ
12）群を新たに導き出し、前記組電池の開回路電圧の測
定値（Ｅ）と前記の表データ（ＴA12 、Ｖ12、Ｑ12）群
とを比較することによって残存容量（Ｑ）を決定するこ
とによって前記組電池の残存容量（Ｑ）を求めることを
特徴とする残存容量検出回路。 - 【請求項３】 少なくとも１個以上のニッケルカドミウ
ム電池またはニッケル水素電池によって構成される組電
池の前記残存容量（Ｑ）を１００％から７５％の範囲内
で検出することを特徴とする請求項１又は２記載の残存
容量検出回路。 - 【請求項４】 開回路状態におかれた組電池の容量が満
充電から自己放電等による内部放電によって所定の容量
まで低下したことを検出する請求項１、２又は３記載の
残存容量検出回路と、 この残存容量検出回路からの検出信号をトリガとして、
前記組電池に対して充電を開始し、前記組電池を満充電
の状態に回復させ、再び前記組電池を開回路状態にし残
存容量が所定の容量に低下するまで待機する動作を繰り
返すことによって、前記組電池の残存容量を常に所定の
容量以上に保つ充電電流発生回路とを具備することを特
徴とする間欠充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6213479A JPH0878065A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 電池の残存容量検出回路および間欠充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6213479A JPH0878065A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 電池の残存容量検出回路および間欠充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878065A true JPH0878065A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16639886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6213479A Pending JPH0878065A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 電池の残存容量検出回路および間欠充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999017392A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for measuring residual capacity of secondary cell having nickel hydroxide positive plate |
| US6097176A (en) * | 1997-12-03 | 2000-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for managing back-up power source |
| EP1100170A2 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-16 | Makita Corporation | Battery charging device |
| KR101308280B1 (ko) * | 2011-11-23 | 2013-09-13 | (주)아이비티 | 무정전전원공급장치용 전지 충전방법 및 장치 |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP6213479A patent/JPH0878065A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999017392A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for measuring residual capacity of secondary cell having nickel hydroxide positive plate |
| US6265877B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for determining an end of discharge voltage for a secondary battery |
| US6097176A (en) * | 1997-12-03 | 2000-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for managing back-up power source |
| EP1100170A2 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-16 | Makita Corporation | Battery charging device |
| KR101308280B1 (ko) * | 2011-11-23 | 2013-09-13 | (주)아이비티 | 무정전전원공급장치용 전지 충전방법 및 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pop et al. | State-of-the-art of battery state-of-charge determination | |
| JP4001708B2 (ja) | 二次電池の交換方法 | |
| US6700383B2 (en) | Method of detecting and resolving memory effect | |
| CN1074597C (zh) | 电子设备中智能电池的充电和放电方法 | |
| CN103545564B (zh) | 充电电池单元及其缺陷检测方法 | |
| CN101765941A (zh) | 电池的内部短路检测装置、方法、电池组件以及电子设备*** | |
| JPH11329512A (ja) | 二次電池の容量劣化判断方法およびその判断装置 | |
| WO2017183241A1 (ja) | 充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法 | |
| JP2002107427A (ja) | 二次電池の残存容量検知方法 | |
| CN101443672A (zh) | 使用充电甩鞭效应管理一组可再充电的电池的方法 | |
| KR20190056743A (ko) | 배터리 저항 추정 장치 및 방법 | |
| JP6301048B1 (ja) | 組電池の管理装置および組電池システム | |
| US20240012065A1 (en) | Battery diagnosis apparatus and method | |
| JP2013064697A (ja) | 二次電池システム | |
| CN113075558B (zh) | 一种电池soc估算方法、装置及*** | |
| JP6631377B2 (ja) | 充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法 | |
| JPH0878065A (ja) | 電池の残存容量検出回路および間欠充電回路 | |
| CN107356880B (zh) | 电池电量检测方法 | |
| JP6672976B2 (ja) | 充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法 | |
| US20230184838A1 (en) | Device and method for diagnosing battery | |
| US20230032837A1 (en) | Method for determining the value of a parameter related to the state of health of an electrochemical cell in a battery, system for electronic management of a battery, and corresponding battery | |
| JP3551084B2 (ja) | 二次電池の状態管理方法及びこの方法を用いた電池パック | |
| JP2977183B2 (ja) | 二次電池の劣化判定方法 | |
| JP3743439B2 (ja) | ２次電池の劣化判定回路 | |
| CN113451671A (zh) | 备用电池模块的充电方法及电子装置 |