JPS62187266A - 蓄電池監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、蓄電池の保有電気量の演算計測における積
算誤差を、効率良く且つ蓄電池の弁傘を損なうことなく
自動補正できる蓄電池監視装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に蓄電池は、過充電又は過放電を繰り返せば方向が
低下し、又、過充電は電力損失及び電解液の減少を招き
、過放電は著しい電圧低下を沼く。

従って、これを防ぐため、蓄電池の充電限界及び放電限
界を検出し、この限界内で蓄電池を運用することが要求
されている。

第３図は従来の蓄電池監視装置を一部ブロック図で示す
回路図である１図において、（１）は太陽電池などの不
安定な直流電源装置、（２）は直流電源装置（１）の電
流供給側に接続された逆流防止用のダイオード、（３）
はダイオード（２）に接続された電源開閉器である。

（４）は電源開閉器（３）と直流電源装置（１）の他端
側との間に接続された電力貯蔵装置としての蓄電池であ
り、電源開閉器（３）が閉成すると直流電源装置（１）
により充電されるようになっている。

〈５）は蓄電池（４）に直列接続された分流器であり、
蓄電池（４）に流れる電流即ち充放電電流１Ｂを検出す
るようになっている。

（６）は電源開閉器（３）にそれぞれ一端が接続された
複数の負荷開閉器、（７）は各負荷開閉器（６）の他端
に接続された複数の負荷であり、各負荷開閉器（６）が
閉成するとそれに接続された負荷（７）に蓄電池（４）
からの電力が供給されるようになっている。

（８）は蓄電池（４）及び分流器（５）からなる直列回
路の両端に接続された補助電源であり、交流電源（８＆
）とサイリスタなどのスイッチング素子（８ｂ）とを有
し、スイッチング素子（８ｂ）の通流率を適当に制御す
ることにより、蓄電池（４）に適宜電流を供給して充電
するようになっている。

（９）は蓄電池監視装置であり、分流器（５）で検出さ
れた充放電電流ＩＢから蓄電池（４）の保有電気量＾Ｉ
＋（アンペアアワー）を演算し、その結果に基づいて、
電源開閉器（３）、負荷開閉器（６）及び補助電源（８
）のスイッチング素子（８ｂ）を開閉制御するようにな
っている。

従来の蓄電池監視装置は上記のように構成され、Ｍ電池
（４）の保有電気量＾１］を連続的に演算計測すること
により、蓄電池（４）を充電限界及び放電限界内で運用
し、直流電源装置（１）と負荷（７）の所要電力との差
を蓄電池（４）の放電電力によって補い、負荷（７）に
対して常に安定した電力供給を行なっている。

即ち、保有電気量＾）が上限値以上になれば、電源開閉
器（３）を開放して過充電を防ぎ、その後、電源開閉器
（３）のボンピングを防止するため、上限値から規定量
以上保有電気量＾■が減少したときに電源開閉器（３）
を再投入する。

又、太陽電池などの直流電源装置（１）が天候状態など
で能力不足となり、保有電気量＾■が規定値以下になっ
たときは、負荷開閉器（６）を適宜開放し、負荷量を減
少させて電流消費を抑える。このとき、電源遮断ができ
ない負荷（７）に対しては、図示しないバックアップ電
源により給電を行う。

負荷量を減少させても更に保有電気量＾１１が減少して
下限値に達したときは、補助電源（８）内のスイッチン
グ素子（８ｂ）をオンさせて、蓄電池（４）の保有電気
量＾Ｈが規定値以上に回復するまで充電する。

このような制御を行うためには、蓄電池（４）の保有電
気量＾Ｈを連続的に演算して計測することが必要である
が、その演算方法は以下の０式の通りである。

八〇＝ＡＨｏ＋［（ＩＢｉ＋＋ｌＢｉ２＋−＋ｒＢｉｊ
）７（）Ｂ＋＊１　＋　　１８１１２　＋　−＋　ＴＢ
ＩＩｎ）Ｉｔ／３６００　−■但し、＾Ｈ０：初期保有
電気量 ｒＢｉ　、〜ｒＢｉｊ：充電電流（Ａ）η：充電効率 ＩＢｌ〜ｒＢｍｎ：放電電流（Ａ＞ ｔ：演算周期（秒） ｊ＋ｎ：を秒間のサンプリング数 即ち、充放電を繰り返している蓄電池（４）の充放電電
流Ｉｓを常時検出し、一定周期り秒毎に平均値を求め、
そのときの保有電気量＾Ｈを積算演算している。

しかし、実際には、僅かの演算誤差でも長期間のうちに
積Ｗ−誤差として大きくなること、又、充電効率７７の
値が充放電電流値及び保有電気量によって変化し、特に
充電終期では充電効率が極端に低下すること等から、長
期間のうちに実際の蓄電池〈４）の保有電気量＾Ｈと演
算結果との間に大きな誤差が発生ず・ることになる。こ
れを防ぐため、従来の蓄電池監視装置（９）は、例えば
１週間に１回程度の割きて定期的に補助電源（８）のス
イッチング米子（８ｂ）をオンさせて、保有電気量＾Ｈ
が１２０％程度になるまで蓄電池（４）を過充電し、そ
の後、保有電気Ｊｔ八Ｈを１００％にリセットして、積
算誤差を補正していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の蓄電池監視装置は以上のように、積算誤差をリセ
ットするために定期的に蓄電池（４）を過充電していた
ので、保有電気量＾（１が１００％以上の電気量が全て
電力損失となるうえ、蓄電池（４）の弁傘低下が起こり
、又、過充電に伴うガス発生によって電解液の減少が著
しくなり補水周期が短くなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、定期的な過充電を行うことなく、蓄電池の保
有電気ＪＬＡＩ（の演算計測の積算誤差を自動補正でき
る蓄電池監視装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る蓄電池監視装置は、蓄電池の実際の保有
電気量の上限値に対応する要素値を検出する上限検出手
段と、蓄電池の実際の保有電気量の下限値に対応する要
素値を検出する下限検出手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、各検出手段が上限値又は下限値を
検出したとき、演算計測により求められた保有電気量を
上限値又は下限値に対応した値に自動的に補正し、蓄電
池を常に上限値と下限値との間で運用する。

し実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を一部ブロック図で示す回路図で
ある０図において、（１）〜（８）は前述の従来装置と
同様のものであり、（９＾）は蓄電池監視装置（９）に
対応している。

（１０）は蓄電池（４）の端子電圧Ｖｓを検出する上限
検出手段としての分圧器であり、蓄電池（４）及び分流
器（５）からなる直列回路の両端に接続されており、直
列接続された３つの抵抗器（１０ａ）〜（１０ｃ）から
なっている、そして、中央の抵抗器（１０ｂ）の両端の
電圧が蓄電池監視装置（９＾）に入力されている。

（１１）は蓄電池（４）の電槽（４ａ）内に取り付けら
れ、蓄電池（４）の電解液の比重を検出する下限検出手
段としての例えばフロート式の比重センサであり、電解
液の比重が規定値以下になると閉成（メイク）する接点
（ｌｌａ）を有している。そして、接点（ｌｌａ）によ
る検出信号が蓄電池監視装置（９＾）に入力されている
。

次に、第１図に示したこの発明の実施例の動作について
説明する。蓄電池監視装置（９＾）は蓄電池（４）の充
放電電流１．を用いて、前述と同様に■式の演算により
蓄電池（４）の保有電気１八１１を計測し、その結果に
基づいて各開閉器（３）、（６）及びスイッチング素子
（８ｂ）を制御している。

ここで、前述の理由によ、り蓄電池監視装置（９＾）に
おける演算計測値に積算誤差を生じた渇きについて述べ
る。

まず、積算誤差が負のときは、蓄電池（４）の実際の保
有電気量＾Ｈは、■式による演算計測値よりも徐々に上
限方向く充電）に向かう、しかし、蓄電池（４）の端子
電圧ｖＢは、第２図に示したように、保有電気量＾Ｈの
上限付近（充電終期）において急峻に上昇する傾向があ
る。従って、蓄電池監視装置（９＾）は、端子電圧Ｖｅ
を常時検出し、規定の上限電圧値ＶＢＭに達したときに
、演算計測による保有電気１八１１を、端子電圧の上限
電圧値ＶＢＭに対応した保有電気ヱの上限値へＨＮ’に
補正することができる。

尚、充電特性は充電電流値ＩＢ及び環境温度によって変
化するので、充電電流値■８及び環境温度によって上限
電圧値ＶＢＮを可変にすれば、更に精度の高い補正分行
うことができる。

次に、積算誤差が正のときは、蓄電池（４）の実際の保
有電気量＾Ｈは演算計測値よりも徐々に下限方向く放電
）に向かう、しかし、放電時に限れば、蓄電池（４）の
電槽（４ａ）内の電解液の比重は放電量にほぼ比例して
低下するので、電解液の比重値から蓄電池（４）の実際
の保有電気量＾Ｈを知ることができる。又、比重センサ
（１１）は、蓄電池〈４）の電解液の比重が規定の下限
比重値に達したときに接点（ｌｌａ）が閉成するように
設定されている。従って、比重センサ（１１）からの接
点（ｌｌａ）閉成信号により、蓄電池監視装置（９＾）
は、電解液の下限比重値に対応した保有電気１＾Ｈの下
限値に補正することができる。

尚、電解液の比重値は、電解液温度即ち環境温度によっ
て多少変化するが、フロート式の比重センサク１１）の
場合、熱膨張の適当な材質をフロート材として選定すれ
ば、環境温度の変化による接点（ｌｌａ）の動作点の変
動を補償でき、比較的再現性の良い比重センサ（１１）
を実現することができる。

こうして、演算計測結果に積算誤差が生じても、蓄電池
（４）の保有電気量＾■を、規定の上限値と下限値との
間に管理することができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、蓄電池の実際の保有電
気量の上限値に対応する要素値を検出する上限検出手段
と、蓄電池の実際の保有電気量の下限値に対応する要素
値を検出する下限検出手段とを備え、各検出手段が上限
値又は下限値を検出したとき、演算計測により求められ
た保有電気量を上限値又は下限値に対応した値に自動的
に補正するようにしたので、定期的な過充電を行うこと
なく蓄電池を常に上限値と下限値との間で運用でき、蓄
電池の電力損失及び寿命低下を抑え、且つ電解液の減少
を防ぐことが可能な蓄電池監視装置が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を一部ブロック図で示す回
路図、第２図は蓄電池の保有電気量と端子電圧との関係
を示す特性図、第３図は従来の蓄電池監視装置を一部ブ
ロック図で示す回路図である。 （１）・・直流電源装置　　（４）・・・蓄電池（４ａ
）・・・電槽　　　　　　（５）・・・分流器（９＾）
・・・蓄電池監視装置　（１ｏ）・・・分圧器（１０ａ
）〜（１０ｃ）・・・抵抗器　（１１）・・・比重セン
サ（Ｉｌａ）・・・接点　　　　　　ＩＢ・・・充放電
電流Ｖｅ・・・端子電圧　　　　ＶＢＮ・・・上限電圧
値へト・・保有電気量　　　Ａｌ１　、、・・上限値尚
、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 保有ＩＩ気置−ＡＨ 手続補正帯（自発） 昭和　　イし、−足。　「１ ６１゜

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄電池の充放電電流を検出して前記蓄電池の保有
   電気量を演算計測する蓄電池監視装置において、前記蓄
   電池の実際の保有電気量の上限値に対応する要素値を検
   出する上限検出手段と、前記蓄電池の実際の保有電気量
   の下限値に対応する要素値を検出する下限検出手段とを
   備え、前記各検出手段が上限値又は下限値を検出したと
   き、前記演算計測により求められた保有電気量を前記上
   限値又は下限値に対応した値に補正することを特徴とす
   る蓄電池監視装置。
2. （２）蓄電池の実際の保有電気量の上限値に対応する要
   素値が、前記蓄電池の端子電圧値であり、上限検出手段
   が、前記蓄電池の両端に接続された分圧器であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄電池監視装置
   。
3. （３）分圧器が、直列接続された３つの抵抗器からなり
   、前記抵抗器のうち中央の１つの両端から電圧値を取り
   出すことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の蓄電
   池監視装置。
4. （４）蓄電池の実際の保有電気量の上限値に対応する電
   圧値を、充放電電流値及び環境温度によって可変にした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載
   の蓄電池監視装置。
5. （５）蓄電池の実際の保有電気量の下限値に対応する要
   素値が、前記蓄電池内の電解液の比重値であり、下限検
   出手段が、前記蓄電池に設けられた比重センサであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
   れかに記載の蓄電池監視装置。
6. （６）比重センサが、蓄電池の電槽内に取り付けられた
   フロート式の比重センサであることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の蓄電池監視装置。
7. （７）比重センサが、熱膨張の適当な材質のフロート材
   を有し、環境温度の変化による検出値の変化を補償する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   の蓄電池監視装置。
8. （８）比重センサは、電解液の比重が下限値以下になる
   と閉成する接点を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第５項乃至第７項のいずれかに記載の蓄電池監視装置
   。