CN109219755A - 二次电池的劣化判断装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种二次电池的劣化判断装置，其以良好的精度而判断数据中心或便携电话基站等的多个电池串联的电池组按照多个而并联的应急电源的各电池的劣化，并且可简单而低价格地制造。包括：与各电池(2)连接的多个电压传感器(7)；计量用电流外加装置(9)，其将包括交流成分的计量用电流外加于每个电池组(3)上；控制器(11)。设置以无线方式将交流成分的电压的计量值发送给各电压传感器(7)的传感器对应无线通信机构(10)。相对电池组(3)的并联连接体(3B)，设置1个电流传感器(8)。控制器(11)接收传感器对应无线通信机构(10)发送的计量值，采用该计量值，计算各电池(2)的内部电阻，根据内部电阻来判断电池(2)的劣化。

Description

二次电池的劣化判断装置

相关申请

本申请要求申请日为2016年6月2日，申请号为JP特愿2016－110656的申请的优先权，通过参照，将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及判断二次电池的劣化的劣化判断装置，该二次电池用于数据中心、便携电话基站、或其它各种要求电力稳定供给的电源装置中的应急电源等。

背景技术

在数据中心和便携电话基站等中，电力的稳定供给是重要的，在稳定时采用交流商用电源，但是作为交流商用电源停止的场合的不间断电源装置，装备采用二次电池的应急电源。作为应急电源的充电方式，包括采用充电电路，在稳定时，以微小电流而充电的涓流充电的类型；负荷与二次电池相对整流器而并联，一边外加一定的电流，一边使负荷运转而充电的浮充电的类型。一般，应急电源多采用涓流充电的类型

对于上述应急电源，由于要求可进行通过商用电源而驱动的负荷的驱动的电压和电流，一个二次电池(也称为“电池”)的电压低，另外容量也小，故形成多个电池串联的电池组按照多个而并联的结构。各自的电池为铅蓄电池、锂离子电池等。

在这样的应急电源中，由于电池的电压因劣化而降低，故人们希望，为了确保可靠性，进行电池的劣化判断，更换已劣化的电池。但是，没有提出有可以良好的精度而判断数据中心、便携电话基站等的大规模的应急电源中的多个电池的劣化的装置。

作为过去的电池的劣化判断的提出方案的例子，人们提出有：作为车载电池检测器的一起地计量电池整体的方案(比如，专利文献1)；在电池上外加脉冲状电压，根据输入电压和响应电压，计算电池整体的内部阻抗的方案(比如，专利文献2)；计量电池的串联的各自单元的内部电阻，对其劣化进行判断的方法(比如，专利文献3)等。另外，作为计量电池的内部电阻等的非常小的电阻值的电池检测器，交流4端子法电池测试器正在商品化(比如，非专利文献1)。

在上述专利文献1、2中，还提出无线的数据发送，还提出组的取回、手工作业的削减、计算机的数据管理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平10—170615号公报

专利文献2：JP特开2005—100969号公报

专利文献3：JP特开2010—164441号公报

非专利文献1：交流4端子法バッテリーテスタ内部抵抗計測器IW7807-BP(Rev.1.7.1，2015年2月16日，東京バイセズ)(https://tokyodevices.jp/system/attachments/files/000/000/298/original/IW7807-BP-F_MANUAL.pdf)

发明内容

发明要解决的课题

过去的上述电池检查器(非专利文献1)在几十、几百个电池连接的应急电源的场合，计量部位过多，不具有实现性。专利文献1、2的技术均计量由电池构成的电源的整体，不进行各自的电池，即各自单元的计量。由此，劣化判断的精度低，另外无法指定劣化的各自的电池。

专利文献3的技术涉及通过计量串联的各自单元的内部电阻，劣化判断的精度提高，指定劣化的各自的电池的技术。但是，各电压传感器的基准电位(接地电平)为各单元的负端子电位。于是，到此，数十～数百个电池串联的电池组的各电池的基准电位全部不同。在该文献中没有公开该基准电位的不同的应对措施。一般，为了获得各自的电位，必须要求通过差动运算而检查电位差，或采用绝缘变压器，形成复杂而高价的方案。

作为消除这些课题的方案，人们在先提出了图10所示的二次电池的劣化判断装置(JP第2016－032945号申请)。即，在判断分别为二次电池的多个电池2串联的电池组3按照多个并联的电源1中的上述电池2的劣化的二次电池的劣化判断装置中，包括：多个电压传感器7，该多个电压传感器7分别与上述各电池2连接；计量用电流外加装置9，该计量用电流外加装置9对上述每个电池组3，外加包括交流成分的计量用电流；传感器对应无线通信机构10，该传感器对应无线通信机构10设置于上述各电压传感器7中，通过无线方式发送经过计量的交流成分的电压的计量值；控制器11，该控制器11接收传感器对应无线通信机构10发送的上述计量值，采用该已计量的计量值，计算各电池2的内部电阻，根据内部电阻，判断上述电池2的劣化。另外，在附图中，与后述的实施方式相对应的部分采用同一标号。

按照该方案，通过无线方式，将电压传感器7的计量值发送给控制器11。为了像这样通过无线方式进行发送，即使在构成电池组3的串联的电池2具有多个的情况下，比如，即使在数十～数百个的情况下，仍均可共用各自的电压传感器7的基准电位(接地电平)，不必要求注意基准电位。由此，不必要求差动运算、绝缘变压器。另外，由于通过无线方式发送多个电压传感器的计量值，故不必要求复杂的布线。由于这些原因，可形成简单而价格低的方案。另外，由于不判断劣化判断对象的电源1的整体，而判断各自的电池2的劣化，故可以良好的精度而判断电池2的劣化。

但是，针对电池2串联的每个电池组3，设置电流传感器8，由此，电流传感器8的个数多，结构复杂而价格高。具有通过减少该电流传感器8的个数，形成更简单的价格低的方案的余地。

本发明的目的在于提供一种二次电池的劣化判断装置，其中，可以良好的精度而判断电源中的上述各电池的劣化，并且可简单而低价格地制造，在该电源中，分别为二次电池的多个电池串联的电池组按多个而并联。

用于解决课题的技术方案

在下面，为了容易理解，参照方便的实施方式的标号，对本发明进行说明。

本发明涉及一种二次电池的劣化判断装置，其判断电源1中的各电池2的劣化，该电源1由多个电池组3并联而成，该电池组3由分别为二次电池的多个电池2串联而成，该二次电池的劣化判断装置包括：

多个电压传感器7，该多个电压传感器7分别与上述各电池2连接；

电流传感器8，相对于多个上述电池组3并联的并联连接体3B而设置1个该电流传感器8，检测流过上述并联连接体3B的整体的电流；

计量用电流外加装置9，该计量用电流外加装置9针对每个上述电池组3，外加包括交流成分的计量用电流；

传感器对应无线通信机构10，该传感器对应无线通信机构10设置于上述各电压传感器7上，以无线方式发送经过计量的交流成分的电压的计量值；

控制器11，该控制器11接收上述传感器对应无线通信机构10发送的上述计量值，采用该已接收的计量值和上述电流传感器8的计量值，计算各电池2的内部电阻，根据内部电阻来判断上述电池2的劣化。

另外，在本说明书中所说的交流成分为电压的值反复地变化的成分，既可电压的朝向通常一定，也可为比如脉动电流、脉冲电流。上述“电池”既可为多个单元串联的类型，也可为单独的单元。另外，上述“控制器”不限于单体，也可分为比如主控制器11A和数据服务器13等的信息处理装置，该主控制器11A具有接收上述计量值的机构，该信息处理装置经由LAN等的通信机构12而与该主控制器11A连接，计算上述各电池2的内部电阻。

按照该方案，通过无线方式，将电压传感器7的计量值发送给控制器11。由于构成电池组3的串联的电池2既可具有多个，也可为比如数十～数百个，以无线方式进行发送，故各自的电压传感器7的基准电位(接地电平)均可共用，不必要求注意基准电位。由此，不必要求差动运算、绝缘变压器。另外，由于以无线方式发送具有多个的各自的电压传感器的计量值，故不必要求复杂的布线。由于这些原因，可形成简单而低价格的方案。

另外，由于不对劣化判断对象的电源1的整体，而对各自的电池2的劣化进行判断，此外，关于该判断，外加包括交流成分的计量用电流，采用已发送的上述计量值和上述电流传感器8的计量值，计算各电池2的内部电阻，根据内部电阻来判断上述电池2的劣化，故可以良好的精度而判断劣化。电池2的内部电阻与电池2的容量，即劣化的程度具有密切的关系，如果知晓内部电阻，则可以良好的精度而判断电池2的劣化。

关于内部电阻的计算，即使在仅仅电压的计量的情况下，通过将电流假定为一定值等的处理，内部电阻的计算仍是可能的，但是，可通过计量实际上流过电池2的电流，求出电压和电流这两者，以更进一步良好的精度而计算内部电阻。针对该电流的计量，即使在电流传感器8为1个，检测流过电池组3的并联连接体3B的整体的电流的情况下，就求出各电池2的内部电阻的动作，针对每个电池组3而设置电流传感器8，在此场合，人们认为，在实际使用上几乎不产生差别。由此，针对电池组3的每个并联连接体3B而设置1个电流传感器8，由此，在维持劣化的检测精度的同时，谋求电流传感器8的使用数量的削减而造成的结构的简化和成本的降低。

具体来说，比如，在上述计量用电流外加装置9由放电电路构成，采用电流限制电阻26(图7)的场合，由于电流限制电阻26充分地大于电池2的内部电阻，故即使在电池内部电阻因劣化而变化的情况下，仍几乎不对电流值造成影响。由此，即使在多个电池组3并联的情况下，仍在放电电路(计量用电流外加装置9)的位置测定电流值，可将除以电池组3的并联个数后的值作为各自的电池2的测定用电流。比如，在电流限制电阻为20～30Ω的场合，由于电池内部电阻为数m～10mΩ，故在该电池内部电阻为10mΩ，150个串联的场合，其总值为1.5Ω。如果3个并联，则其总值为0.5Ω，小于电流限制电阻26。在这里，即使在因10％的电阻劣化，内部电阻为2倍的情况下，其总值为0.55Ω，总阻抗为20.55Ω，但是为20.5Ω的程度，对测定用电流的影响小。由此，也可共用电流传感器8。

还可在本发明中，多个上述电池组3串联，构成串联连接体3A；

多个该串联连接体3A并联，在多个上述串联连接体3A之间，相互对应的各自的上述电池组3之间的部位a相互连接；

在多个上述串联连接体3A之间，相互并联的电池组3之间构成上述并联连接体3B，针对每一个并联连接体3B，设置上述电流传感器8。

在上述电源1为数据中心的应急电源等的场合，电源1的整体的电池的各串联连接体的电压为比如超过300V的高电压。由此，如果相对上述电源1的整体设计计量用电流外加装置9，比如放电电路，则作为用于外加测定电流的电源元件的开关元件27必须要求耐压高的类型。但是，通过像这样，形成在串联方向将电池2的串联连接体分割为多个的结构，上述放电电路中的作为测定电流外加用的电源元件的上述开关元件27可采用耐压低的类型。在形成在串联方向而将这样的电池2的串联连接体分割为多个的结构的场合，通过针对该已分割的串联连接体3A的并联连接体3B的每个，设置电流传感器8，适当地获得电池2的内部电阻的计算的电流值。

也可在本发明中，在控制器11的内部设置计量用电流外加装置9(比如，放电电路)和上述电流传感器8。由此，该劣化判断装置的结构更进一步地简化，其整体更加紧凑。

还可在此场合，或者在本发明的上述的任意的方案的场合，上述电流传感器8安装于与上述计量用电流外加装置9相同的布线用的基板31上。由此，该劣化判断装置的结构进一步地简化，其整体更进一步紧凑。

也可在本发明中，上述计量用电流外加装置为放电电路。在本方案的场合，在用于计量的场合，不采用单独的商用电源，而采用流入使劣化判断对象的电源1放电的电路中的电流，产生计量用的(比如交流的)电流。由此，使计量用电流外加装置9简化。还可这样形成，即，上述放电电路为比如由与上述电池组3并联的电流限制电阻26和开关元件27的串联电路构成的放电电路，包括按照流过该放电电路的电流为脉冲状或正弦波状的电流的方式，对上述开关元件27进行开闭驱动的电流外加控制部11e。

还可在本发明中，上述各电压传感器7包括转换部7bc，该转换部7bc将已计量的上述计量值转换为通过数字信号而表示的实效值或平均值，上述传感器对应无线通信机构10发送作为计量值的通过上述转换部7bc而转换的实效值或平均值。电池2的内部电阻的计算通过实效值或平均值，以良好的精度而进行。另外，如果通过实效值或平均值，发送电压传感器7的计量值，则与发送电压波形的信号的场合相比较，发送数据量显著地少。

也可在本发明中，上述控制器11包括内部电阻运算部13a和判断部13b，该内部电阻运算部13a根据上述各电压传感器7的上述计量值与设置该电压传感器7的上述电流传感器8的计量值，对上述各电池2的内部电阻进行运算，该判断部13b根据该内部电阻运算部13a的运算结果来判断上述各电池2的劣化。通过该方案，可以良好的精度而简单地判断电池2的劣化。

还可在本发明中，包括下述的各项方案。比如，上述传感器对应无线通信机构10具有接收命令，将与上述命令相对应的指令提供给电压传感器7的传感器功能部7a的指令的功能，上述控制器11具有将上述命令发送给上述传感器对应无线通信机构10的功能。

另外，上述控制器11将作为上述命令的计量开始命令发送给上述传感器对应无线通信机构10。在此场合，传感器对应无线通信机构10接收计量开始命令，开始电压传感器的计量。像这样，通过从控制器11，向传感器对应无线通信机构10发送计量开始命令，可使各电压传感器7的计量时刻一致。

在此场合，上述控制器11同时地以串行传送或并行传送的方式，向上述各电压传感器7发送计量开始命令，各电压传感器7在计量开始延迟时间之后同时地进行计量。还可在计量结束后，控制器11依次向上述电压传感器7，发送数据发送的请求命令，已接收了命令的电压传感器7发送数据，通过反复以上处理，进行数据通信。还可在本发明中，上述控制器11在从数据发送请求命令的发送起的一定时间后，向无法接收数据的上述电压传感器7，进行再次发送请求。作为另外的例子，上述控制器11同时地以串行传送或并行传送的方式，向上述各电压传感器7发送计量开始命令，各电压传感器7在经过针对每个电压传感器而确定的计量开始延迟时间之后进行计量，按照已设定的顺次，依次发送已计量的数据。

像这样，通过各电压传感器7在经过针对每个电压传感器而确定的计量开始延迟时间后进行计量，即使在同时向各传感器无线通信机构10发送计量开始命令的情况下，仍可按照发送没有障碍的方式依次进行多个各电压传感器7的计量，进行发送。另外，也可同时进行各电压传感器7的计量，针对每个电压传感器7，设定发送延迟时间，针对发送，通过缓冲器等而存储，依次进行。由此，获得与上述相同的效果。在要依次进行计量的场合，发送等待用的数据存储机构是不需要的。

还可在本发明中，上述控制器11在从上述计量开始命令的发送起的一定时间后，向无法进行数据接收的上述电压传感器7进行再次发送请求。具有下述的情况，即，因某种的临时的发送的障碍等的原因，无法通过一部分的电压传感器7的传感器对应无线通信机构10，接收计量开始命令。即使在这样的情况下，仍可通过进行上述再次发送请求而进行发送，可获得电源的全部的电池2的电压计量值。是否接收计量开始命令可通过在控制器11侧判断是否接收到电压的计量值的方式进行。

也可在本发明中，上述控制器11不像前述那样同时地发送计量开始命令，上述控制器11针对上述各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10，分别发送计量开始命令，依次接收数据。上述计量开始命令还可为数据请求命令。在该方案的场合，在电压传感器侧，延迟机构是不需要的，使电压传感器侧的结构简化。

还可在本发明中，上述控制器11包括判断部13b，该判断部13b对应于已运算的上述内部电阻的值，输出多个等级的警报。如果输出与内部电阻的值相对应的多级的警报，则知晓电池更换的必要性的紧急度，不进行无用的电池更换，维修的计划与准备顺利而快速地进行。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由后附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为本发明的第1实施方式的二次电池的劣化判断装置的电路图；

图2为表示该二次电池的劣化判断装置中的电压传感器和控制器的构思方案的方框图；

图3为表示该二次电池的劣化判断装置的动作例子的流程图；

图4为表示该二次电池的劣化判断装置的变形例子的控制器和电流传感器等的关系的方框图；

图5为表示该二次电池的劣化判断装置的变形例子中的控制器和布线用的基板与电流传感器等的关系的方框图；

图6为本发明的另一实施方式的二次电池的劣化判断装置的电路图；

图7为变更本实施方式的一部分的变形例子的二次电池的劣化判断装置的电路图；

图8为本发明的还一实施方式的二次电池的劣化判断装置的电路图；

图9为本发明的又一实施方式的二次电池的劣化判断装置的电路图；

图10为建议方案例子的二次电池的劣化判断装置的电路图。

具体实施方式

根据图1～图3，对本发明的二次电池的劣化判断装置的第1实施方式进行说明。在图1中，劣化判断装置的电源1为应急电源，该应急电源为数据中心、便携电话基站或其它各种要求电力稳定供给的电源装置中的电源。该电源1具有多个电池组3，在该电池组3中，分别串联有多个作为二次电池的电池2，这些电池组3并联，构成后述的并联连接体3B，与负荷4连接。各电池2既可为1个单元，也可为多个单元串联的电池。

该应急电源1经由充电电路6和二极管15而与和负荷4的正负的端子连接的主电源5的正负的端子5A、5B中的正端子5A连接，而直接与负端子5B连接。二极管15为以使电流从应急电源1流向负荷4的朝向，与充电电路6并联。主电源5由比如直流电源等构成，该直流电源经由整流电路和平滑电路(均在图中没有示出)而与交流商用电源连接，转换为直流电。

应急电源1的正电位低于主电源5的正电位，通常不流向负荷4，但是如果主电源5停止或功能降低，由于主电源5侧的电位降低，故通过积蓄于应急电源1中的电荷，经由二极管15对负荷4进行供电。另外，像上述那样，连接充电电路6的充电形式称为涓流充电形式。

该二次电池的劣化判断装置为判断这样的电源1的各电池2的劣化的装置。该二次电池的劣化判断装置包括：多个电压传感器7，该多个电压传感器7分别与上述各电池2连接；1个电流传感器8，该1个电流传感器8与各电池组3的作为并联连接体3B的电源1连接；计量用电流外加装置9，该计量用电流外加装置9将包括交流成分的计量用电流外加于上述电池组3上；传感器对应无线通信机构10，该传感器对应无线通信机构10设置于各电压传感器7上，通过无线方式而发送经过计量的交流成分的电压的计量值；控制器11，该控制器11接收上述传感器对应无线通信机构10发送的上述计量值，采用该已接收的计量值，计算各电池2的内部电阻，根据内部电阻来判断上述电池2的劣化。

上述计量用电流外加装置9由对电源1的电池组3外加包括交流成分的计量用电流的充电器或通过使电池组3放电，实现该计量用电流外加的放电器构成。计量用电流外加装置9与电池组3的正负的端子端连接，将具有呈脉冲状或正弦波状而变化的交流成分的电流，比如，脉动电流提供给电源1。在计量用电流外加装置9的正的端子端和电池组3的正的端子端之间，介设有电流传感器8。

电压传感器7为进行电压的交流成分和直流成分的检测的传感器，如图2所示那样，其包括传感功能部7a和运算处理部7b。传感功能部7a由电压检测元件等构成。在运算处理部7b中，设置：控制部7ba，该控制部7ba执行已提供的命令(具体来说，与该命令相对应的指令)；延迟部7bb，该延迟部7bb相对于命令，以一定的时间而使传感功能部7a的计量的开始延迟；转换部7bc，该转换部7bc将通过上述传感功能部7a而检测的交流电压的模拟的检测值转换为数字信号的实效值或平均值。电压传感器7还包括检测直流电压的直流检测部7c，通过直流检测部7c而检测的直流成分的检测值也由上述传感器对应无线通信机构10发送。另外，直流检测部7c也可兼作传感功能部7a。另外，对于各电压传感器7，通过上述延迟部7bb，或其它的手段，预先以发送延迟时间而设定发送顺序，计量值按照从各电压传感器7而时间多重地发送的方式，以已设定的顺序，在发送延迟时间后依次发送。

另外，在本实施方式中，设置对电池2的周围的温度、电池的温度进行计量的温度传感器18，至少通过电压传感器7与温度传感器18，构成传感单元17。温度传感器18的检测温度与电压传感器7的上述实效值或平均值的电压计量值一起地，通过传感器对应无线通信机构10发送给控制器11。

上述控制器11在本实施方式中，经由通信网络12，将数据服务器13和监视器14连接于主控制器11A上。通信网络12在本实施方式中，由AN构成，具有集线器12a(图1)。通信网络12也可为广域通信网络。数据服务器13可通过上述通信网络2、其它的通信网络，与远程的个人计算机(在图中没有示出)等进行通信，从任何地方均可进行数据监视。

图2的主控制器11A包括：接收部11a，该接收部11a接收从传感器对应无线通信机构10而发送的电压传感器7的检测值；转送部11b，该转送部11b将通过接收部11a而接收的计量值转送给通信网络12；命令发送部11c，该命令发送部11c通过无线方式，将发送开始等的命令发送给各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10；后述的等待部11d；电流外加控制部11e。电流外加控制部11e控制计量用电流外加装置9(图1)。在图2中，命令发送部11c和接收部11a的无线发送接收经由天线19而进行。

如图1所示那样，电流传感器8通过布线而与主控制器11A连接，该电流的计量值从图2的上述转送部11b，与电压计量值一起地转送。上述主控制器11A的上述命令发送部11c也可本身产生命令，但是在本实施方式中，对从数据服务器13而发送的计量开始命令作出响应，将上述计量开始命令转送给各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10。另外，在主控制器11A或电流传感器8中，设置换算部(在图中没有示出)，该换算部将该电流传感器8的计量值换算为实效值或平均值。

像上述那样，控制器11具有将上述命令发送给传感器对应无线通信机构10的功能，传感器对应无线通信机构10具有在接收该命令时，将与该命令相对应的指令提供给设置于电压传感器7中的运算处理部7b的功能。

数据服务器13具有内部电阻运算部13a和判断部13b。内部电阻运算部13a采用从主控制器11A发送而接收的交流电压值(实效值或平均值)、直流电压值(单元电压)，检测温度、电流值(实效值或平均值)，按照已确定的计算式，计算电池2的内部电阻。检测温度用于温度补偿。

判断部13b设定阈值，在经计算的内部电阻大于等于阈值时，判定为劣化。对于上述阈值，设定多个(比如，2～3等级用)，进行多等级的劣化判断，像后述的那样，输出与该多个等级相对应的警报。判断部13b具有将判断结果经由上述通信网络12，或经由专用的布线，显示于监视器14中的功能。此外，数据服务器13包括：命令发送部13c，该命令发送部13c将计量开始命令发送给主控制器11A；数据存储部13d，该数据存储部13d存储从主控制器11A而发送的电压计量值等的数据。

此外，在上述方案中，主控制器11A和计量用电流外加装置9也可构成放入同一外壳内的一体的控制器。另外，控制器11在本实施方式中，由主控制器11A和数据服务器13构成，但是该主控制器11A和数据服务器13既可构成放入同一外壳内的一体的控制器11，也可在不区分主控制器11A和数据服务器13的情况下形成于由一个基板等构成的一个信息处理装置中。

对上述结构的劣化判断装置的动作进行说明。图3为其动作的一个例子的流程图。数据服务器13从命令发送部13c发送计量开始命令(步骤S1)。主控制器11A从数据服务器13接收计量开始命令(步骤S2)，将计量开始命令发送各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10和各电流传感器8(步骤S3)。与该发送之后的处理并行，通过等待部11d，进行等待时间的结束判断(步骤S20)和等待时间的计数(步骤S22)。如果已设定的等待时间结束，则通过计量用电流外加装置9进行电流的外加(步骤S21)。对于该电流的外加，如果计量用电流外加装置9为放电器，则开始放电，如果计量用电流外加装置9为充电器，则开始充电。

通过步骤S3而发送的计量开始命令由全部的电压传感器7接收(步骤S4)，各电压传感器7等待本身的计量延迟时间的结束(步骤S5)，计量电池2的DC电压(端子之间电压)(步骤S6)。然后，电压传感器7等待等待时间的结束(步骤S7)，计量电池2的AC电压(步骤S8)。关于AC电压的计量，将直接的计量值换算为实效电压或平均电压，将该换算值作为计量值而输出。

已计量的DC电压和AC电压等待本身的发送延迟时间，通过传感器对应无线通信机构10而以无线方式发送(步骤S9)，控制器11的主控制器11A以无线而接收(步骤S10)。主控制器11A将已接收的DC电压和AC电压，与电流传感器8和温度传感器18(图2)的检测值一起地，通过LAN等的通信网络12而发送给数据服务器13(步骤S11)。数据服务器13接收依次发送的各电压传感器7等的传感器的数据，将其存储于数据存储部13d中(步骤S12)。进行从上述无线发送的步骤S9，到数据服务器13的数据存储的处理，直至全部电压传感器7的数据的接收和存储结束(在步骤S12中为“否”)。

在该数据的接收和存储结束(在步骤S12中为“是”)之后，通过从该结束信号的数据服务器13向主控制器11A的发送，以及主控制器11A的电流外加控制信号，停止上述计量用电流外加装置9的电流外加(步骤S16)，在数据服务器13中，通过内部电阻运算部13a，对各电池2的内部电阻进行运算(步骤S13)。

数据服务器13的判断部13b将所运算的内部电阻与适当确定的第1阈值进行比较(步骤S14)，在小于第1阈值的场合，判定电池2正常(步骤S15)。在不小于第1阈值的场合，进一步将其与第2阈值进行比较(步骤S17)，在小于第2阈值的场合，输出作为提醒注意的警报的警告(步骤S18)。在不小于第2阈值的场合，输出比警告强的告之的警报(步骤S19)。上述警报和警告通过监视器14(图1)而显示。在上述正常的场合，也可在监视器14中显示正常的内容，另外还可不特别地进行显示。上述监视器14的警报和警告的显示比如，既可通过已确定的图标的标记而实施，也可通过规定的灯的点亮等而实施。像这样，进行应急电源1的全部的电池2的劣化判定。另外，图3为2级的劣化判定(和警报等的显示)的例子。

按照该二次电池的劣化判断装置，由于像这样，各电压传感器7针对每个电池2而设置，通过无线通信，借助数字信号而进行数据的收取、转交，故即使在为具有数十～数百个电池2的应急电源1的情况下，针对各电池2，仍不必要求以电气方式而注意基准电位(接地电平)。由此，不必要求差动运算、绝缘变压器。另外，由于以无线方式而发送这样的具有多个的各自的电压传感器7的计量值，故不必要求复杂的布线。由于这些情况，可形成简单而低价格的方案。

此外，不判断劣化判断对象的电源1的整体，而判断各自的电池2的劣化，另外由于关于该判断，外加包括交流成分的计量用电流，采用传感器对应无线通信机构10发送的上述计量值，对各电池2的内部电阻进行运算，根据内部电阻来判断上述电池2的劣化，故可以良好的精度而进行劣化判断。电池2的内部电阻与电池2的容量，即，劣化的程度具有密切的关系，如果知晓内部电阻，则可以良好的精度而判断电池2的劣化。

此外，由于将各电压传感器7计量的上述计量值转换为通过数字信号而表示的实效值或平均值，对其进行发送，故与发送电压波形的信号的场合相比较，发送数据量显著地少。电池2的内部电阻的计算通过实效值或平均值而以良好的精度进行。关于电池2的内部电阻的计算，即使在仅仅为电压的计量的情况下，仍可将电流假定为一定值，计量实际上流过电池2的电流，求出电压与电流这两者，由此，可以更进一步良好的精度而计算内部电阻。

在图1中，由于相对作为一个并联电源体3B的电源1，电流传感器8为1个，故与针对每个电池组3设置电流传感器的场合相比较，结构简单，部件数量少，成本降低。在各电池组3中的串联的各电池2中流动的电流相同，另外，在每个电池组3的电池2的连接个数和各电池2的连接个数和各电池2的额定的电压相同的场合，人们认为，流过各电池组3的电流基本相等，人们认为，其差值按照在实用上对电池2的寿命判断用的内部电阻的运算造成影响的程度是不大的。由此，通过使电流传感器8为1个，可一边使在实用上对电池2的内部电阻的运算造成影响的情况为最小限，一边实现结构的简化，成本的降低。

由于上述控制器11将计量开始命令发送给上述各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10，通过该命令，开始电压传感器7的计量，故可使具有多个的各电压传感器7的计量开始时刻一致。在此场合，上述控制器11同时地以串行传送或并行传送而将计量开始命令发送给上述各电压传感器7，各电压传感器7在经过计量开始延迟时间之后同时地进行计量。还可在计量结束后，上述控制器11也可依次将数据发送的请求命令发送给上述各电压传感器7，接收了命令的电压传感器7发送数据，反复进行以上的步骤，由此进行数据通信。在本实施方式中，上述控制器11还可在从数据发送请求命令的发送起的一定时间后，向无法进行数据接收的上述电压传感器7进行再发送请求。

作为另外的例子，在于要经过针对每个电压传感器7而确定的计量开始时间后，进行计量的场合，即使在同时地向传感器对应无线通信机构10发送计量开始命令的情况下，仍可按照无线接收没有妨碍的方式依次地进行具有多个的各电压传感器7的计量，进行发送。比如，发送开始命令为全程序命令，电压传感器7同时地获得。

上述控制器11在从计量开始命令的发送起的一定时间后，向无法进行数据接收的上述电压传感器7进行再发送请求。具有因某临时的发送的障碍等，无法通过一部分的电压传感器7的传感器对应无线通信机构10，接收计量开始命令的情况。即使在这样的情况下，通过进行上述再次发送请求，可计量电压，对其进行发送，可获得电源的全部的电池2的电压计量值。是否可接收计量开始命令可通过在控制器11侧，判断是否接收到电压的计量值的方式进行。

控制器11也可不像前述的那样同时地发送计量开始命令，而向上述各电压传感器7的传感器对应无线通信机构10，分别地发送数据请求命令，依次接收数据。在该方案的场合，在电压传感器7侧，延迟部7bb是不需要的，简化电压传感器7侧的结构。由于上述控制器11对应于已计算的上述内部电阻的值，输出多等级的警报，故理解电池更换的必要性的紧急度，不进行无用的电池更换，顺利并且快速地进行维护的计划和准备。

控制器11和其内部的组成部件具体来说，由通过软件，硬件而实现的LUT(查询表)，或接收于软件的数据库(Library)中的规定的转换函数、与其等效的硬件等，另外根据需要采用数据库的比较函数、四则运算函数、与其等效的硬件，可进行运算，输出结果的硬件电路或处理器(在图中没有示出)上的软件函数构成。

图4表示电流传感器8等的配置的变形例子。在图1所示的实施方式中，电流传感器8和上述计量用电流外加装置9设置于控制器11的外部，但是，也可如图4所示那样，将电流传感器8和上述计量用电流外加装置9设置于控制器11的内部，比如，主控制器11A的内部(在图1中，通过矩形的虚线而表示)。计量用电流外加装置9也可为结合图7而在后面描述的放电电路。另外，也可仅仅将上述电流传感器8和上述计量用电流外加装置9中的任意一者设置于上述控制器11的内部，比如，主控制器11A的内部，虽然关于这一点的图示在图中省略。通过像这样形成，该劣化判断装置的结构更进一步地简化，其整体更加紧凑。

还可在像这样，于控制器11的内部设置电流传感器8、计量用电流外加装置9的场合，如图5所示那样，于相同布线用的基板31上安装计量用电流外加装置9和电流传感器8。另外，还可在与构成控制器11的其它的部件和该布线用的基板31上安装电流传感器8、计量用电流外加装置9中的仅仅一者，虽然关于这一点的图示省略。通过像这样，使该劣化判断装置的结构进一步简化，谋求它们的紧凑化、低成本化。

图6表示在图1～图3所示的上述实施方式中，使上述计量用电流外加装置9具体化的另外的实施方式。在本实施方式中，计量用电流外加装置9从交流的商用电源21，产生包括交流成分的计量用电流，将其外加于上述各电池组3上。上述计量用电流外加装置9更具体地说，包括：变压器22，该变压器22按照上述交流的商用电源21的电压适合于上述特殊用的电源1的电压的方式进行电压转换；电容器23，该电容器23从通过该变压器22而转换的电流中，仅仅分离交流成分，将其外加于上述各电池组3上；电流限制部24，该电流限制部24限制外加于上述各电池组3上的电流。在上述变压器22的一次电路中，设置使商用电源21开闭的开闭开关25。开闭开关25通过上述控制器11的主控制器11A中的上述电流外加控制部11e(参照图2)，控制其开闭。在图6中，上述电流限制部24也可为电流限制电阻。

在本方案的场合，由于从交流的商用电源21产生包括交流成分的计量用电流，故可通过简单的结构，将包括交流成分的计量用电流外加于电池组3上。通过设置变压器22和电容器23，即使在商用电源21和电池组3的电压不同的情况下，仍可使计量用电流的电压与电池组3的电压一致，并且可仅仅将交流成分外加于电池组3上。另外，由于设置电阻等的电流限制部24，故可对外加于电池组3上的电流进行限制，可防止电池组3受到过电流的影响。本实施方式的其它的结构、效果与结合图1～图3而在前面描述的第1实施方式相同。

图7表示针对该另外的实施方式，变更其一部分的变形例子。在该变形例子中，针对图1～图3所示的第1实施方式，计量用电流外加装置9由放电电路构成，该放电电路由电流限制用电阻26和开关元件27的串联电路构成，该放电电路与上述电池组3并联。在开关元件27上，设置旁路用的二极管28。通过控制器11的上述主控制器11A的上述电流外加控制部11e，按照流过放电电路的电流为脉冲状，甚至正弦波的电流的方式，使上述开关元件27进行开关驱动。另外，在该场合，电流外加控制部11e不同于图6的例子，其为下述结构，其按照为上述那样的脉冲状，甚至正弦波的电流的方式提供驱动开关元件27的指令。

在该方案的场合，在用于计量的场合，不采用商用电源，而利用外加于对劣化判断对象的应急电源1充电的电路上的电流，形成计量用的电流。由此，与利用图6的商用电源的实施方式相比较，计量用电流外加装置9的简化。其它的结构、效果与图1～图3所示的第1实施方式相同。

图8、图9表示表示此外的实施方式。在这些实施方式中，特别说明的事项的其它的结构与图1～图3所示的第1实施方式相同，另外，获得针对第1实施方式而说明的各种效果。

在图8中，在电源1中，并联有多个(在图示的例子中，为3个)串联连接体3A，在串联连接体3A中，多个(在图示的例子中，为2个)电池组3串联。在多个串联连接体3A之间，相互对应的(构成串联连接体3A的)各自的上述电池组3之间的部位a之间相互连接，在多个串联连接体3A之间，相互并联的电池组3之间构成并联连接体3B。针对每一个并联连接体3B，设置电流传感器8和计量用电流外加装置9(放电电路)。

换言之，如果将上述电源1中的串联连接体3A视为一个电池组3，则该一个电池组3分割为于串联方向而并列的多个(2个)电池组组合体3a，该电池组组合体3a与构成其它的电池组3的电池组组合体3a并联。形成针对该电池组组合体3a并联的每个连接体(即，并联连接体3B)，并列地设置上述计量用电流外加装置9(放电电路)的结构。虽然分割数量是没有关系的，但是，在各自的电池组组合体3a中，多个上述电池2串联。

在上述电源1为数据中心的应急电源等的场合，电源1的整体的电池2的串联连接体的电压为比如超过300V的高电压。由此，如果相对上述电源1的整体，设置计量用电流外加装置9(放电电路)，则对于作为用于外加测定电流的电源元件的上述开关元件27，必须要求耐压高的类型。但是，通过像本实施方式那样，形成在串联方向而将电池2的串联连接体分为2个的结构，上述计量用电流外加装置9(放电电路)中的作为测定电流外加用的电源元件的上述开关元件27可采用耐压低的类型。

图9的实施方式为针对图8所示的实施方式，将3个以上的电池组3串联，形成串联连接体3A的例子。换言之，在将电源1的电池2的串联连接体视为一个电池组3的场合，通过3个以上的电池组组合体3a而构成。形成在多个串联连接体3A之间，相互对应的(构成串联连接体3A)各自的上述电池组3之间的部位a之间相互连接，针对每个像这样构成的并联连接体3B，并列地按照3个以上的数量而设置上述计量用电流外加装置9(放电电路)和电流传感器8的结构。同样在本实施方式中，在作为测定电流外加用的电源元件的上述开关元件27可采用耐压低的类型。

如上面所述，在参照附图的同时，对用于实施本发明的优选的形式进行了说明，但是，在不脱离本发明的实质的范围内，可进行各种的追加、变更、删除。于是，这样的方式也包括在本发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示电源；

标号2表示电池；

标号3表示电池组；

标号3A表示串联连接体；

标号3B表示并联连接体；

标号4表示负荷；

标号5表示主电源；

标号5A、5B表示端子；

标号6表示充电电路；

标号7a表示传感功能部；

标号7b表示运算处理部；

标号7ba表示控制部；

标号7bb表示延迟部；

标号7bc表示转换部；

标号7c表示直流检测部；

标号8表示电流传感器；

标号9表示计量用电流外加装置；

标号10表示传感器对应无线通信机构；

标号11表示控制器；

标号11A表示主控制器；

标号11a表示接收部；

标号11b表示转送部；

标号11c表示命令发送部；

标号11d表示等待部；

标号11e表示电流外加控制部；

标号12表示通信网络；

标号13表示数据服务器；

标号13a表示内部电阻运算部；

标号13b表示判断部；

标号14表示监视器；

标号15表示二极管；

标号17表示传感单元；

标号18表示温度传感器；

标号19表示天线；

标号25表示开闭开关；

标号26表示电流限制用电阻；

标号27表示开关元件；

符号a表示部位。

Claims (7)

1.一种二次电池的劣化判断装置，其判断电源中的各电池的劣化，该电源由多个电池组并联而成，该电池组由分别为二次电池的多个电池串联而成，该二次电池的劣化判断装置包括：

多个电压传感器，该多个电压传感器分别与上述各电池连接；

电流传感器，相对于多个上述电池组并联的并联连接体而设置1个该电流传感器，检测流过上述并联连接体的整体的电流；

计量用电流外加装置，该计量用电流外加装置针对每个上述电池组，外加包括交流成分的计量用电流；

传感器对应无线通信机构，该传感器对应无线通信机构设置于上述各电压传感器上，以无线方式发送经过计量的交流成分的电压的计量值；

控制器，该控制器接收上述传感器对应无线通信机构发送的上述计量值，采用该已接收的计量值和上述电流传感器的计量值，计算各电池的内部电阻，根据内部电阻来判断上述电池的劣化。

2.根据权利要求1所述的二次电池的劣化判断装置，其中，多个上述电池组串联，构成串联连接体；

多个该串联连接体并联，在多个上述串联连接体之间，相互对应的各自的上述电池组之间的部位相互连接；

在多个上述串联连接体之间，相互并联的电池组之间构成上述并联连接体，针对每个并联连接体，设置上述电流传感器。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池的劣化判断装置，其中，上述计量用电流外加装置和上述电流传感器设置于上述控制器的内部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池的劣化判断装置，其中，上述电流传感器安装于与上述计量用电流外加装置相同的布线用的基板上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池的劣化判断装置，其中，上述计量用电流外加装置为放电电路。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池的劣化判断装置，其中，上述各电压传感器包括转换部，该转换部将已计量的上述计量值转换为通过数字信号而表示的实效值或平均值，上述传感器对应无线通信机构发送作为计量值的通过上述转换部而转换的实效值或平均值。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池的劣化判断装置，其中，上述控制器包括内部电阻运算部和判断部，该内部电阻运算部根据上述各电压传感器的上述计量值，设置该电压传感器的上述电流传感器的计量值，对上述各电池的内部电阻进行运算，该判断部根据该内部电阻运算部的运算结果来判断上述各电池的劣化。