JP2010019856A - 二次電池監視装置および二次電池監視方法 - Google Patents
二次電池監視装置および二次電池監視方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】二次電池をバックアップ電源として備えた電力供給システムの二次電池監視装置であって、負荷電流を計測する負荷電流計測手段と、負荷電流計測手段による計測時間を計時する計時手段と、負荷電流計測手段による負荷電流と計時手段による計測時間とに基づいて単位時間当たりの電気量を算出する電気量算出手段と、電気量算出手段による所定の単位時間当たりの電気量を二次電池の電池容量から順次差し引き、二次電池の放電持続可能時間を算出する放電持続可能時間算出手段とを具備する。
【選択図】図1
Description
C=(1/L)・K・I
ここで、使用蓄電池は、CS形鉛蓄電池であり、保守率L=0.8、最低蓄電池温度:5℃、許容最低電圧:1.8V/セルという条件が与えられるものとする。ゆえに、L=0.8、I=50、K=5.6となる。したがって、上記C=(1/L)・K・I=(1/0.8)×5.6×50=350Ah/10HRとなる。
C:電池容量
K:容量換算時間
I:電流
θ:保守率
ゆえに、L=0.8、I1=10、I2=20、I3=120となる。また、T1=60、T2=20、T3=0.167(10秒)、K1=1.40、K2=0.70、K3=0.255である。ここでは、C=(1/L)・(K1・I1+(K2(I2−I1)+K3(I3−I2)=(1/0.8)×(1.40×10+0.70(20−10)+0.255(120−20))=59Ah/5HRとなる。したがって、59Ah/5HR以上の蓄電池、例えば、アルカリ蓄電池が適当である。
したがって、Ch、Cn、Ccのうち、最大値3750Ah/10HR以上の鉛蓄電池(4000Ah/10HR)が適当である。
本発明は、上記の発明において、二次電池の経年変化に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する補正手段を具備することを特徴とする。
本発明は、上記の発明において、周囲温度に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する補正手段を具備することを特徴とする。
また、本発明によれば、補正手段により、二次電池の経年変化に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する。したがって、二次電池の放電持続可能時間をより正確に算出することができるという効果が得られる。
また、本発明によれば、補正手段により、周囲温度に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する。したがって、二次電池の放電持続可能時間をより正確に算出することができるという効果が得られる。
図1は、本発明の実施形態による二次電池保持時間判定装置の基本構成を示すブロック図である。図1において、二次電池保持時間判定装置1は、演算部2、電流測定部3、測定処理部4、データ記憶部5、表示部6、入力部7、電流センサ部8、および電源部9からなる。データ記憶部5は、電池データとしての各種情報、例えば、製造メーカ、製造年、機種、ロット毎の電池データ、容量経年低下データ、容量の温度変化データなどを記憶する。
演算部2は、データが収集されると、指定された計算開始時刻から放電開始を想定し、蓄電池の放電持続可能時間Tを計算する。表示部6は、データ記憶部5に記憶されている各種データや計算された放電持続可能時間T等を表示する。また、表示部6は、上記放電持続可能時間Tが十分でないと判断された場合に、その旨を通知(警報)する。入力部7は、電池データの入力や、負荷パターン上の計算開始時刻等を指示する。電源部9は、商用電源10から所定の直流電圧を生成して各部に供給する。
そこで、本実施形態では、上記関係から、経時的に電流が変化するような任意の負荷電流パターンであっても、数式(1)で示されるように、電流と時間の単純な積から求まる電気量を順次加算することで、二次電池に必要とされる電池容量を求めている。
したがって、鉛蓄電池と異なり、リチウムイオン二次電池では、電流が経時的に変化する負荷であっても、時間で区切った電気量の積算が可能である(例えば図4参照)。本実施形態では、この原理に従って電池容量の算出を行う。また、負荷電流から、放電持続可能時間の算出を行う場合には、この逆の計算で行う。
したがって、本実施形態で提案する電池容量の算出法と放電持続可能時間の算出法とは妥当で有ることが分かる。安全を見込むとすれば、負荷の消費する最大電流で設計することであるが、電池容量が過剰すぎる可能性が高い。したがって、負荷の電流変化を考慮した容量計算が望ましく、本実施形態による電池容量計算法は、容易である上に精度が高いので効果が極めて大きいことが容易に理解できる。本実施形態では、上述した、電流と経過時間の積による算出法を、第1の特徴とする。
負荷電流が設計値よりも減少する場合には、電池からの放電によるバックアップ可能な時間は延長させる方向となり、過大な容量の電池が設置されていると点を除けば、安全サイドであり問題は無い。問題は、実際の負荷電流が設計値よりも大きくなった場合であり、通信等の例で言えば、通信の需要が増した場合、または、電源設備に接続される通信設備数が増加した場合、等が挙げられる。このような場合、実際の負荷の消費電流は、電池設置当初の値から増加しており、蓄電池からの放電によるバックアップが行われた場合、当初のバックアップ時間の確保が困難となり、サービス障害となる恐れがある。
そこで、定期的に負荷電流の計測を行い、設置蓄電池の容量が、必要とされるバックアップ時間に適したものであるか否かのチェックが必要となる。本実施形態では、このような電池容量の確認を行い、時間が不足する場合には、例えば、監視装置に対して通知(警報)を行うようになっている。
当初の電池容量の計算においては、想定された負荷電流において、所定の持続時間の確保が求められている。しかし、負荷電流が増加した場合、この時間の確保が困難になる。
そこで、上記計算によって、このような状態が検出された場合、警報を発する。
なお、監視センタに、本実施形態による二次電池保持時間判定装置1(またはその機能)が設けられる場合には、予め、電流計測と放電可能時間算出のインターバルを設定しておくことが可能である。
また、図16は、本実施形態による二次電池保持時間判定装置1を監視センタに設けた際のブロック図である。この場合、各通信ビルの蓄電池設備40〜43からの負荷電流データを監視センタ45任意に収集し、本実施形態による二次電池保持時間判定装置1によって放電持続可能時間の一括して計算を行う。
2 演算部(電池容量算出手段、電気量算出手段、放電持続可能時間算出手段、判定手段、警報手段、補正手段)
3 電流測定部(負荷電流計測手段、計時手段)
4 測定処理部
5 データ記憶部(記憶手段)
6 表示部(警報手段)
7 入力部
8 電流センサ部(負荷電流計測手段)
9 電源部
10 商用電源
30 商用電源
31 整流器
32 負荷装置
40〜43 蓄電池設備
45 監視センタ
51 AC/DC変換部
52 DC/AC変換部
Claims (5)
- 二次電池をバックアップ電源として備えた電力供給システムの二次電池監視装置であって、
負荷電流を計測する負荷電流計測手段と、
前記負荷電流計測手段による計測時間を計時する計時手段と、
前記負荷電流計測手段による負荷電流と前記計時手段による計測時間とに基づいて単位時間当たりの電気量を算出する電気量算出手段と、
前記電気量算出手段による所定の単位時間当たりの電気量を前記二次電池の電池容量から順次差し引き、前記二次電池の放電持続可能時間を算出する放電持続可能時間算出手段と
を具備することを特徴とする二次電池監視装置。 - 前記二次電池がバックアップ電源として用いられた場合に必要とされる放電持続時間を記憶する記憶手段と、
前記放電持続可能時間算出手段による放電持続可能時間に基づいて、前記二次電池電の電池容量が前記記憶手段に記憶されている放電持続時間だけ放電可能であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により放電持続時間だけ放電可能でないと判定された場合、警報を発する警報手段と
を具備することを特徴とする請求項1記載の二次電池監視装置。 - 前記二次電池の経年変化に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する補正手段を具備することを特徴とする請求項2記載の二次電池監視装置。
- 周囲温度に基づいて、前記放電持続可能時間を補正する補正手段を具備することを特徴とする請求項2記載の二次電池監視装置。
- 二次電池をバックアップ電源として備えた電力供給システムの二次電池監視方法であって、
負荷電流を計測するステップと、
前記負荷電流の計測時間を計時するステップと、
前記負荷電流と前記計測時間とに基づいて単位時間当たりの電気量を算出するステップと、
前記単位時間当たりの電気量を前記二次電池の電池容量から順次差し引き、前記二次電池の放電持続可能時間を算出するステップと
を含むことを特徴とする二次電池監視方法。
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| JP2009240573A JP5318725B2 (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 二次電池監視装置および二次電池監視方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2019049482A (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | 電池出力監視装置及び方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04140678A (ja) * | 1990-10-01 | 1992-05-14 | Seiko Epson Corp | 二次電池の電力残量監視方法 |
| JPH05315015A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-11-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池の容量劣化率演算方法と劣化診断装置 |
| JPH1092474A (ja) * | 1996-09-17 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | プログラマブルコントローラ |
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2009
- 2009-10-19 JP JP2009240573A patent/JP5318725B2/ja not_active Expired - Fee Related
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