JP2001166016A - 蓄電池の寿命検知装置及びそれを備えた無停電電源装置、電源システム - Google Patents

蓄電池の寿命検知装置及びそれを備えた無停電電源装置、電源システム

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JP2001166016A
JP2001166016A JP34622899A JP34622899A JP2001166016A JP 2001166016 A JP2001166016 A JP 2001166016A JP 34622899 A JP34622899 A JP 34622899A JP 34622899 A JP34622899 A JP 34622899A JP 2001166016 A JP2001166016 A JP 2001166016A
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power supply
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light
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Yoshiaki Yamazaki
義明 山崎
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NEC Fielding Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池が破損しないように蓄電池の寿命を検
知する。 【解決手段】 蓄電池15の寿命を検知する蓄電池の寿
命検知装置において、蓄電池15の膨張を検出する検出
手段18と、検出手段18の検出値が所定のしきい値よ
り大きいときに蓄電池15が寿命である旨を報知する報
知手段17とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用に伴う蓄電池
の寿命を検知する蓄電池の寿命検知装置及びそれを備え
た無停電電源装置、電源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、充電を行うことにより繰り返し使
用できる蓄電池を、過充電することによって生じる破損
を防止する防止装置がある。たとえば、特開平9−74
1610号公報に記載されている防止装置は、蓄電池を
充電する充電回路と、蓄電池の電槽壁面に設けられ蓄電
池の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段が蓄
電池の異常を検出したとき、充電装置の充電電流を制限
する充電制御手段とを備えている。
【0003】そして、この防止装置によって、寿命など
によって蓄電池に異常が発生すれば、それを検知して蓄
電池の充電を制限することにより、過充電にともなう蓄
電池の破損を防止していた。なお、蓄電池が破損する
と、蓄電池内の希硫酸などが液漏れすることがあり、こ
れによって他の回路がショートして発火障害等が起こる
場合がある。
【0004】また、無停電電源装置の寿命は、たとえ
ば、特開平11−98700号公報に記載されているよ
うに、無停電電源装置に備えている蓄電池のたとえば温
度を測定することにより検知されていた。これは、蓄電
池の使用期間に伴って、蓄電池の温度が上昇するという
特性を利用したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術
は、温度を測定することによって蓄電池の寿命を検知し
ていたため、以下のような問題があった。
【0006】すなわち、上記のように、蓄電池の温度は
蓄電池の使用期間に伴って上昇するが、実際には、蓄電
池の使用期間を追従するように上昇することが多い。そ
のため、蓄電池の温度を測定することによって蓄電池の
寿命を検知しようとしても、正確に蓄電池の寿命を検知
することができず、蓄電池が破損する可能性があった。
【0007】そこで、本発明は、蓄電池が破損しないよ
うに、蓄電池の寿命を検知することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、蓄電池の寿命を検知する蓄電池の寿命検知
装置において、前記蓄電池の膨張を検出する検出手段
と、前記検出手段の検出値が所定のしきい値より大きい
ときに前記蓄電池が寿命である旨を報知する報知手段と
を備える。
【0009】また、本発明の無停電電源装置は、上記蓄
電池の寿命検知装置と、前記寿命検知装置によって寿命
が検知される蓄電池とを備える。
【0010】さらに、本発明の電源システムは、上記無
停電電源装置と、前記無停電電源装置を介してサーバへ
電力を供給する電力供給源と、前記電力供給源からの前
記電力によって駆動するサーバとを備える。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0012】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1の電源システムの構成を示すブロック図である。図1
の電源システムは、サーバ3に電流を供給する通常商用
電源2と、非常時などに通常商用電源2から電流が供給
されなくなった場合にサーバ3に電流を供給する無停電
電源装置1とを備えている。
【0013】無停電電源装置1は、通常商用電源2から
供給される電流によってシール型鉛蓄電池15を浮動充
電させる充電回路14と、シール型鉛蓄電池15の外部
に備えられシール型鉛蓄電池15の膨張の有無を検出す
る膨張検出手段18と、シール型鉛蓄電池15の寿命が
検出された場合にその旨をサーバ3側及び図示しないス
ピーカ若しくは表示部17などの報知手段へ通知する通
知手段16とを備えている。
【0014】また、無停電電源装置1は、通常商用電源
2から供給される交流を直流に変換する順変換器11
と、順変換器11によって変換された直流を交流に逆変
換する逆変換器12と、通常商用電源2に障害が生じた
ときにサーバ3への電流の供給元をシール型鉛蓄電池1
5に切り替えるサイリスタスイッチなどの切替手段13
とを備えている。
【0015】図2は、膨張検出手段18の構成を示すブ
ロック図である。膨張検出手段18は、シール型鉛蓄電
池15の膨張を検知するとたとえば電気信号を出力する
圧電変換素子などを備える圧力センサ21と、圧力セン
サ21からの電気信号値とあらかじめ設定されメモリ2
2に格納されているしきい値とを比較する比較回路23
と、比較した結果しきい値よりも検知した電気信号値の
方が大きいとされた場合にその旨の信号を報知する報知
手段24とを備えている。
【0016】図3(a)〜図3(c)は、無停電電源装
置1の内部構成図であり、図3(a)は上面図、図3
(b)は図3(a)のA−A’の断面図、図3(c)は
図3(a)のB−B’の断面図である。図3(a)〜図
3(c)に示すように、シール型鉛蓄電池15の上面に
は鉛電極31が設けられている。また、圧力センサ21
は、シール型鉛蓄電池15の側面を覆うように備えてい
る。
【0017】つづいて、図1に示す電源システムの動作
について説明する。まず、停電などが発生していないよ
うな通常時には、通常商用電源2からサーバ3に対して
電流が供給されている。この電流は、順変換器11によ
って直流に変換され、さらに逆変換器12により交流に
変換され、サーバ3に供給される。
【0018】また、通常商用電源2から流れる電流は、
無停電電源装置1の内部の充電回路14にも供給され
る。充電回路14は、供給された電流に基づいて、シー
ル型鉛蓄電池15の鉛電極31に電流を流す。
【0019】シール型鉛蓄電池15は、鉛電極31を通
じて電流が供給されると、シール型鉛蓄電池15内部の
希硫酸と鉛電極31の鉛との間で化学反応が生じること
によって浮動蓄電される。
【0020】一方、停電などの発生により、通常商用電
源2からサーバ3へ電流が供給されなくなった場合に
は、切替手段13によってサーバ3への電流供給源が通
常商用電源2からシール型鉛蓄電池15へと切り替えら
れる。
【0021】ここで、シール型鉛蓄電池15内部の希硫
酸と鉛電極31の鉛との間で化学反応が起こり、鉛電極
31のうち希硫酸が接触している部分が酸化して、鉛電
極31に化合物が生成される。これが、鉛電極31を膨
張させ、ひいてはシール型鉛蓄電池15を膨張させる。
【0022】シール型鉛蓄電池15が膨張すると、圧力
センサ21に圧力がかかる。圧力センサ21は、圧電変
換素子を備えているため、圧力がかかると電気信号を出
力し、これは比較回路23へ入力される。比較回路23
は、この信号の入力をトリガにしてメモリ22に格納さ
れているしきい値を抽出する。そして、圧力センサ21
から出力される電気信号値とメモリ22から抽出したし
きい値とを比較する。
【0023】ここで、しきい値は、たとえばシール型鉛
蓄電池15が破損しないような値とすれば十分である
が、シール型鉛蓄電池15に異常がない場合には、そも
そも膨張しないと考えられるため、「0」としてもよ
い。
【0024】比較結果は、通知手段16により報知手段
24へ出力される。報知手段24は、入力した比較結果
を表示部17及びサーバ3へ各々出力する。ここで、比
較結果として、電気信号値がしきい値よりも大きい場合
には、表示部17及びサーバ3は、図示しない表示器を
点灯などさせることにより、ユーザにシール型鉛蓄電池
15が寿命であることを報知する。
【0025】なお、本実施形態では、シール型鉛蓄電池
15の側壁を覆うように圧力センサ21を備えた場合を
例に説明したが、圧力センサ21はたとえばシール型鉛
蓄電池15の側壁と無停電電源装置1との内壁との間に
備えて、シール型鉛蓄電池15の膨張に伴って、シール
型鉛蓄電池15の側壁と無停電電源装置1との内壁とで
圧力センサに圧力がかかるようにしてもよい。
【0026】(実施形態2)図4は、本発明の実施形態
2に係る膨張検出手段18の構成を示すブロック図であ
り、図2に相当する。図5(a)〜図5(c)は、無停
電電源装置1の内部構成図であり、図5(a)は上面
図、図5(b)は短手方向の側面図、図5(c)は長手
方向の側面図である。なお、図4,図5において、図
2,図3と同様の部分には、同一の符号を付している。
【0027】図4及び図5(a)〜図5(c)に示すよ
うに、本実施形態では、シール型鉛蓄電池15の膨張を
発光部41a及び受光部41bによって検出する。具体
的には、発光部41aから随時光を発光させる。この光
は、受光部41bによって受光される。受光部41b
は、たとえば光電変換素子からなり、受光光に基づいた
電気信号を出力するようにしている。ここで、電気信号
は、受光光の光量が少なくなるにつれて強くなるように
している。
【0028】電気信号は、比較回路23へ入力される。
比較回路23は、実施形態1と同様の手順により、受光
部41bから出力される電気信号値とメモリ22から抽
出したしきい値とを比較して、比較結果を報知手段24
へ出力する。報知手段24は、入力した比較結果を表示
部17及びサーバ3へ各々出力する。
【0029】表示部17及びサーバ3は、電気信号値が
しきい値よりも大きい場合には、図示しない表示器を点
灯などさせることにより、ユーザにシール型鉛蓄電池1
5が寿命であることを報知する。
【0030】なお、本実施形態では、シール型鉛蓄電池
15の側壁のうち二面に発光部41a及び受光部41b
を備えた場合を例に説明したが、蓄電池の側面の少なく
とも一面のたとえば重心などの膨張部分を発光光が通過
するようにすればよい。また、発光部41a及び受光部
41bをシール型鉛蓄電池15の側壁の全面に備えても
よい。
【0031】以上、実施形態1,2では、充電回路14
を用いてシール型鉛蓄電池15を浮遊充電する場合を例
に説明したが、たとえば順変換器11と逆変換器12と
の間の直流部にシール型鉛蓄電池15を接続して、通常
商用電源2などの障害があったときに限らず、常時接続
しておいてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の蓄電池
の寿命検知装置は、使用に伴う蓄電池の膨張を検出し
て、その検出値が所定のしきい値より大きいときに蓄電
池が寿命である旨を報知する。そのため、蓄電池が破損
しないように、蓄電池の寿命を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の電源システムの構成を示
すブロック図である。
【図2】図1に示した膨張検出手段の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】図1に示した無停電電源装置の内部構成図であ
る。
【図4】本発明の実施形態2に係る膨張検出手段の構成
を示すブロック図である。
【図5】図4に示した無停電電源装置の内部構成図であ
る。
【符号の説明】
1 無停電電源装置 2 通常商用電源 3 サーバ 11 順変換器 12 逆変換器 13 切替手段 14 充電回路 15 シール型鉛蓄電池 16 通知手段 17 表示部 18 膨張検出手段 21 圧力センサ 22 メモリ 23 比較回路 24 報知手段 31 鉛電極 41a 発光部 41b 受光部
フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 CA07 CB05 CC04 CD16 CF01 2G036 AA24 BA37 BB08 CA07 5B011 DA03 DA13 DB26 GG02 GG16 HH04 KK01 5G003 AA01 BA01 DA05 DA15 DA18 EA08 GB06 GC05 5G015 FA06 GA03 HA11 JA10 JA31 JA53 JA55 KA03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄電池の寿命を検知する蓄電池の寿命検
    知装置において、 前記蓄電池の膨張を検出する検出手段と、前記検出手段
    の検出値が所定のしきい値より大きいときに前記蓄電池
    が寿命である旨を報知する報知手段とを備えることを特
    徴とする蓄電池の寿命検知装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は前記蓄電池の外部に備え
    られている圧電変換素子を備える圧力センサであって、 前記圧力センサにかかる圧力に応じた電気信号に基づい
    て前記蓄電池の膨張を検出することを特徴とする請求項
    1に記載の蓄電池の寿命検知装置。
  3. 【請求項3】 前記圧力センサは、前記蓄電池の側壁を
    覆うように備えられていることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の蓄電池の寿命検知装置。
  4. 【請求項4】 前記検出手段は前記蓄電池の側面のうち
    少なくとも一面の膨張部分を通過するように設けられた
    発光する発光部及び該発光部からの光を受光して電気信
    号に変換する受光部であって、 前記受光部で受光する光に応じた前記電気信号に基づい
    て前記蓄電池の膨張を検出することを特徴とする請求項
    1に記載の蓄電池の寿命検知装置。
  5. 【請求項5】 前記発光部及び前記受光部は、前記側面
    の全面に備えられていることを特徴とする請求項4に記
    載の蓄電池の寿命検知装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄
    電池の寿命検知装置と、 前記寿命検知装置によって寿命が検知される蓄電池とを
    備えることを特徴とする無停電電源装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の無停電電源装置と、 前記無停電電源装置を介してサーバへ電力を供給する電
    力供給源と、 前記電力供給源からの前記電力によって駆動するサーバ
    とを備えることを特徴とする電源システム。
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