JP2004032881A - バッテリ装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のバッテリからなるバッテリ群5と、これらのバッテリを切り替える複数のバッテリ切替え部と、各バッテリ切替え部の動作を制御するバッテリ制御部1とを備え、バッテリ制御部1は、前記各バッテリ切替え部へ切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部2と、バッテリラインに接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視し、バッテリ状態信号13を前記バッテリ切替え制御部2に出力するバッテリ状態認識部3とを備える。また、これにより、バッテリ異常が発生してもシステム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能になる。また、各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部備えてもよい。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ装置に関し、特に瞬断等が頻繁に発生する環境に用いられるバッテリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、コンピュータシステム等に用いられる電源装置(バッテリ装置)として、例えば、外部の商用電源(交流電源)を整流して直流とし、その出力をDC/DCコンバータに出力し、このDC/DCコンバータの出力を負荷に供給するように構成されている。そして、外部電源が正常に供給されているときには、内部に備えているバッテリ(充放電が可能な二次電池)に充電を行い、外部電源が断となったとき、これを検出してDC/DCコンバータに出力して、このDC/DCコンバータを介して負荷に電力を供給するものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバッテリ装置は、システム運用環境により瞬断等が頻繁に発生する環境では、瞬断が発生するたびに全てのバッテリの充放電が繰り返していた。そのため、バッテリ全体の寿命が短くなるという欠点があった。また、バッテリ交換時には、システム全体の縮退運転への切替え等が必要であり、そのような場合には、システム性能が低下するという欠点があった。
【0004】
本発明の目的は、かかる課題に鑑みてなされたもので、瞬断等が頻繁に発生する環境であってもシステム性能を維持でき、また、バッテリ異常が発生したとき、システム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能なバッテリ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のバッテリ装置は、複数のバッテリからなるバッテリ群と、出力ラインとの接続を入力ラインまたは前記複数のバッテリに切り替える複数のバッテリ切替え手段と、これら各バッテリ切替え手段の切替え動作を制御するバッテリ制御部とを備えるバッテリ装置において、前記バッテリ制御部は、前記各バッテリ切替え部に対して切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部と、前記バッテリ群に接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視しバッテリ状態信号を前記バッテリ切替え制御部に出力するバッテリ状態認識部とを備えることを特徴とする。
【0006】
また、バッテリ制御部内にバッテリ状態認識部が出力するバッテリ状態信号を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部を備えることを特徴とする。
【0007】
本発明のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧低下が発生すると、バッテリ切替え部に前記入力ラインからバッテリへの切替えを指示し、バッテリ運転に切り替えることを特徴とする。
【0008】
バッテリ運転中において、入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超えており、かつ、使用中のバッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替えることを特徴とする。
【0009】
入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間継続する間に、使用中のバッテリの電圧低下が認識されたときは、他のバッテリに切り替えた後、前記使用したバッテリは“故障”であると判断し、ラインから切り離すことを特徴とする。
【0010】
他のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧を監視し、電圧低下が発生したことを認識すると、充電が完了しているバッテリ、かつ、各バッテリ運転時間カウンタ部が計測した最もバッテリ運転累計時間の短いバッテリへの切替えをバッテリ切替え部に指示することを特徴とする。
【0011】
バッテリ入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、次にバッテリ運転累計時間の短く、かつ、バッテリ充電が完了しているバッテリに切り替えることを特徴とする。
【0012】
上述したように、本発明のバッテリ装置は、電源異常時にバッテリ群を構成しているバッテリ単体を個々に制御可能とする構成を取ることにより、バッテリ運転しているバッテリ以外のバッテリ寿命を短縮することなく運用可能となる。また、冗長構成をしているバッテリ単体の交換が可能となり、バッテリ交換時にシステム性能を低下させることなく交換が可能である。さらに、バッテリに異常が発生した場合は、切り離しを行うため、たとえ運用中であっても、故障したバッテリの交換がシステム性能を低下させることなく可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【0014】
図1を参照すると、本発明のバッテリ装置は、バッテリ単体であるバッテリ5a,バッテリ5b,…,バッテリ5nからなるバッテリ群5と、バッテリライン14a,バッテリライン14b,…,バッテリライン14nを介して各バッテリ5a,5b,…,5nを入力ライン(以下バッテリ入力ライン11という)またはバッテリライン14に切り替える複数のバッテリ切替え部4a,バッテリ切替え部4b,…,バッテリ切替え部4nと、これらのバッテリ切替え部4a,4b,…,4nの切替え動作を制御するバッテリ制御部1とから構成されている。また、このバッテリ制御部1は、バッテリ切替え制御部2とバッテリ状態認識部3とを備えている。
【0015】
バッテリ状態認識部3は、バッテリライン14に接続されており、常に各バッテリ5a,5b,…,5nの状態(電圧)を監視し、その結果をバッテリ状態信号13としてバッテリ切替え制御部2に出力する。
【0016】
バッテリ切替え制御部2は、バッテリ状態信号13を入力しバッテリ入力ライン11の電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ切替え部4a,4bおよび4nに対してバッテリ切替え信号12を出力し、出力ライン(以下バッテリ出力ライン15という)への出力をバッテリ入力ライン11からバッテリライン14a,バッテリライン14b,…,バッテリライン14nに接続するように切り替える。
【0017】
また、バッテリ切替え制御部2は、バッテリ状態認識部3から入力しているバッテリ状態信号13を監視するとともに、バッテリ入力ライン11の電圧低下の状態が一定時間を超え、かつバッテリの電圧低下が発生したことを認識すると、同様にバッテリ切替え信号12を出力し、バッテリ5aから5b,…,5nへと順次切り替える。
【0018】
続いて、上述したように構成された本実施例の動作について図を参照して説明する。図2は、図1の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【0019】
図1および図2を参照すると、通常、バッテリ出力ライン15には、バッテリ入力ライン11→バッテリ切替え部→バッテリライン14→バッテリ状態認識部3を介して外部直流電源(図示せず)から電力が供給されている。このとき、バッテリ制御部1内のバッテリ状態認識部3は、バッテリ入力ライン11の電圧を常時監視してバッテリ状態信号13をバッテリ切替え制御部2に出力している。
【0020】
ここで、バッテリ切替え制御部2がバッテリ入力ライン11に電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ切替え信号12を出力して各バッテリ切替え部を順次作動させ外部直流電源からバッテリによる電力供給、すなわちバッテリ運転に切り替える。
【0021】
また、バッテリ運転中において、バッテリ入力ライン11の電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替える。
【0022】
本発明では、バッテリ入力ラインの電圧低下の監視時間を、例えば1分間とし、バッテリ電圧が低下した場合には、例えば、バッテリを5a→5b→5c→へと順次に切り替える。
【0023】
ここで、まず時刻T1にバッテリ入力ライン11の電圧低下が発生すると、バッテリ切替え制御部2はバッテリ切替え信号12をバッテリ切替え4aに出力する。そうするとバッテリ切替え部4aは、バッテリライン14を介してバッテリ5aのバッテリライン14aとバッテリ出力ライン15とを接続し、バッテリ入力ライン11による電力供給からバッテリ5aによるバッテリ運転に切り替える。
【0024】
次に、バッテリ入力ライン11の電圧低下が時刻T2までの1分間継続し、かつ、その後にバッテリ状態認識部3が監視しているバッテリライン14において、バッテリ5aの電圧低下が認識されると、バッテリ切替え制御部2は、バッテリ切替え信号12をバッテリ切替え4bに出力する。これにより、バッテリ切替え部4aからバッテリ切替え部4bへの切替えを実施し、バッテリ運転をバッテリ5aからバッテリ5bに切り替える。
【0025】
また、バッテリ入力ライン11の電圧低下の状態が時刻T1からT2までの1分間継続される前にバッテリ5aの電圧低下が認識されたときは、バッテリ運転をバッテリ5bに切り替えた後に、バッテリ5aの運転可能時間が期待値より少ないのでバッテリが故障しているものと判断し、この場合は“バッテリエラー”としてバッテリ5aをバッテリ入力ライン11およびバッテリライン14から切り離す。
【0026】
また、バッテリ切替え制御部2は、バッテリ5bにバッテリ運転が切り替わった後、バッテリ入力ライン11の時間カウントを初期化して再度時間のカウントを実施する。
【0027】
その後、バッテリ切替え制御部2は、バッテリ入力ライン11の電圧低下の状態が時刻T3から時刻T4までの1分間継続され、かつ、その後にバッテリ状態認識部3が監視しているバッテリ5bの電圧低下が認識されたときはバッテリ切替え信号12を出力し、上述と同様に、バッテリ切替え部4b,4cの切替えを実施し、バッテリ運転をバッテリ5bからバッテリ5cに切替えを実施する。
【0028】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して詳細に説明をする。図3は、本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。
【0029】
図3を参照すると、本実施例のバッテリ装置には、図1に示す構成とは異なり、バッテリ制御部1内にバッテリ状態認識部3から出力するバッテリ状態信号13を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部6を備えている。
【0030】
本実施例では、バッテリ切替え制御部2がバッテリ入力ライン11の電圧を監視し電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ状態信号13からバッテリ充電が完了しているバッテリ、および各バッテリ運転時間カウンタ部6から一番バッテリ運転累計時間の短いバッテリを確認する。
【0031】
ここで、例えば、バッテリ5aはバッテリ充電が実施されており、かつ、バッテリ運転累計時間が一番短いバッテリであると判断されると、バッテリ切替え制御部2は、バッテリ切替え部4aにバッテリ切替え信号12を出力しバッテリ運転に切り替える。
【0032】
また、バッテリ入力ラインの電圧低下時間が一定時間を超えており、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、バッテリ切替え制御部2は、次にバッテリ運転累計時間の短くバッテリ充電が実施されているバッテリ5b(バッテリ5bは充電が実施されており、かつ、バッテリ運転累計時間が次に短いものと仮定する)に切り替える。
【0033】
本実施例は、バッテリ運転への切替えの際に、バッテリ充電状態の確認とバッテリ運転の累計時間が一番短いもの確認して切替えを実施し、バッテリ運転に切り替えることにより、バッテリ運転が特定のバッテリに偏ることなく平準化がはかれる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のバッテリ装置は、電源異常時にバッテリ群を構成しているバッテリ単体を個々に制御可能とする構成を採用することにより、特定のバッテリ寿命を短縮することなく運用できるという効果がある。
【0035】
また、バッテリ異常が発生したバッテリ以外は通常運転の実施が可能であり、バッテリ交換時にバッテリにシステム全体のシステム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図3】本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 バッテリ制御部
2 バッテリ切替え制御部
3 バッテリ状態認識部
4a,4b,4n バッテリ切替え部
5 バッテリ群
5a,5b,5n バッテリ
6 各バッテリ運転時間カウンタ部
11 バッテリ入力ライン
12 バッテリ切替え信号
13 バッテリ状態信号
14 バッテリライン
14a,14b,14n バッテリライン
15 バッテリ出力ライン
Claims (7)
- 複数のバッテリからなるバッテリ群と、出力ラインとの接続を入力ラインまたは前記複数のバッテリに切り替える複数のバッテリ切替え手段と、これら各バッテリ切替え手段の切替え動作を制御するバッテリ制御部とを備えるバッテリ装置において、
前記バッテリ制御部は、前記各バッテリ切替え部に対して切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部と、前記バッテリ群に接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視しバッテリ状態信号を前記バッテリ切替え制御部に出力するバッテリ状態認識部とを備えることを特徴とするバッテリ装置。 - バッテリ制御部内にバッテリ状態認識部が出力するバッテリ状態信号を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部を備えることを特徴とする請求項1に記載のバッテリ装置。
- 請求項1記載のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧低下が発生すると、バッテリ切替え部に前記入力ラインからバッテリへの切替えを指示し、バッテリ運転に切り替えることを特徴とするバッテリ装置の制御方法。
- バッテリ運転中において、入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超えており、かつ、使用中のバッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替えることを特徴とする請求項3に記載のバッテリ装置の制御方法。
- 入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間継続する間に、使用中のバッテリの電圧低下が認識されたときは、他のバッテリに切り替えた後、前記使用したバッテリは“故障”であると判断し、ラインから切り離すことを特徴とする請求項4に記載のバッテリ装置の制御方法。
- 請求項2記載のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧を監視し、電圧低下が発生したことを認識すると、充電が完了しているバッテリ、かつ、各バッテリ運転時間カウンタ部が計測した最もバッテリ運転累計時間の短いバッテリへの切替えをバッテリ切替え部に指示することを特徴とするバッテリ装置の制御方法。
- バッテリ入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、次にバッテリ運転累計時間の短く、かつ、バッテリ充電が完了しているバッテリに切り替えることを特徴とする請求項6に記載のバッテリ装置の制御方法。
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