JP2014063628A - バッテリー電源の劣化予兆検知方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確にバッテリー電源の劣化予兆検知ができる、バッテリー電源の劣化予兆検知方法および装置を提供することを課題とする。
【解決手段】バッテリー電源の給電後からの電圧値時間変化からバッテリー特有の劣化曲線を求め、該劣化曲線から給電後の電圧値が所定の電圧閾値までに降下する時間を求め、該降下する時間が、所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合に、バッテリー電源の劣化予兆として警報を発する。
【選択図】図３

Description

本発明は、バッテリー電源の劣化を予兆検知する、バッテリー電源の劣化予兆検知方法および装置に関するものである。

連続鋳造機内のロール間隔（ギャップ）を測定するセンサー（以降、ロールギャップ計とも称する）には、測定時の電源供給にバッテリー電源を用いているが、これまでバッテリー電源の劣化を予兆検知することは行っていなかった。
バッテリーの電源寿命を判断する従来技術としては、例えば、特許文献１または特許文献２に開示した技術がある。
特許文献１には、バッテリーを充電するステップと、バッテリーの残りの寿命の推定を行うステップとを有する、再充電可能バッテリーの寿命を予測する技術が開示されており、バッテリーを充電するステップにおいて、バッテリーの充電状態からバッテリー経年劣化を示すバッテリー特性をモニタすることにより、バッテリーの残りの寿命の推定を行うことを特徴としている。
また、特許文献２には、無停電電源装置の交換時期を判断することを目的に、放電時間しきい値、または同一条件で過去に使用した無停電電源装置のデータとの比較によって電源供給用バッテリーの寿命を予測する技術が開示されている。

特表２０１１−５２１２０６号公報 特開２００３−９４２３号公報

しかしながら、上記特許文献１および２の技術では、一時点での局所的な時間変化からバッテリー劣化を計算し寿命予測しており、計算誤差またはデータのバラツキによる異常変化を捉えてしまい、正確なバッテリー劣化または寿命予測ができない事態が生ずるという課題がある。

本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、正確にバッテリー電源の劣化を予兆検知することができる、バッテリー電源の劣化予兆検知方法および装置を提供することを課題とする。

上記課題は、以下の発明によって解決できる。

［１］ バッテリー電源の給電後からの電圧値時間変化からバッテリー特有の劣化曲線を求め、該劣化曲線から給電後の電圧値が所定の電圧閾値まで降下する時間を求め、該降下する時間が、所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合に、バッテリー電源の劣化予兆として警報を発することを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知方法。

［２］ 上記［１］に記載のバッテリー電源の劣化予兆検知方法において、
前記バッテリー電源は、
連続鋳造機内のロール間隔を測定するロールギャップ計用のバッテリー電源であることを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知方法。

［３］ 連続鋳造機内のロール間隔を測定するロールギャップ計に電源を供給するバッテリー電源と、
該バッテリー電源の給電後からの電圧値時間変化をデータ収集するシーケンサーと、
収集したデータからバッテリー特有の劣化曲線を求め、該劣化曲線から給電後の電圧値が所定の電圧閾値まで降下する時間を求め、該降下する時間が、所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合に、バッテリー電源の劣化予兆として警報を発するコンピュータとを具備することを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知装置。

本発明によれば、正確にバッテリー電源の劣化予兆検知ができる。これにより、連続鋳造機内のロール間隔を測定するロールギャップ計用のバッテリー電源を対象にした場合には、バッテリー電源劣化によるロール間隔が測定できない事態を未然に防ぐことができるとともに、品質不良スラブの製造することを防止できる。

連続鋳造機の設備概要およびダミーバーを用いた操業を示す図である。 ダミーバーの構造を模式的に示す図である。 本発明を実施するためのシステム構成例を示す図である。 劣化予兆判定の方法を模式的に示す図である。 劣化予兆判定処理フローの一例を示す図である。

以下では、バッテリー電源として、連続鋳造機のダミーバーに内蔵した、ロール間隔を測定するロールギャップ計に用いるバッテリー電源を例にして説明することとする。

図１は、連続鋳造機の設備概要およびダミーバーを用いた操業を示す図である。図中、１は連続鋳造機、２はモールド、３はロール、４はダミーバー、５はダミーバー回収装置、６は給電装置（地上側）、および７はダミーバーカーをそれぞれ表す。

連続鋳造機１は、溶鋼を流し込むモールド２、鋳片をサポートする・挟んで引き抜く・曲げる・矯正するためのロール３、スプレーノズル群（図示せず）、鋳片切断用ガス切断機（図示せず）およびダミーバー４などから成る。

連続鋳造機１においては、ダミーバー４は、溶鋼注入時のヘッダーの役割を果たすと共に、内部にロールギャップ計を内蔵することによりロール３の間隔を鋳造前に測定することが可能である。前者は、最初の溶鋼注入前にモールド２の出口をダミーバー４で閉鎖することによって、モールド２からの溶鋼の直接的な流出が防止される。そして、モールド２の冷却によって最初に形成された鋳片は、ダミーバー４によってモールド２から繰り出され、ロール３によって搬送される。さらに、連続鋳造機の出口まで到達した、ダミーバー４は、次の鋳造開始で用いるべく、ダミーバー回収装置５にてダミーバーカー７まで搬送され、待機している間に給電装置（地上側）６から給電されるという循環工程(図１矢印のダミーバー進行方向)をとる。

図２は、ダミーバーの構造を模式的に示す図である。図中、４１はセンサー、４２はデータ収集用シーケンサー、４３はバッテリー電源、４４は給電装置（機上側）、および４５はデータ通信用無線装置（機上側）をそれぞれ表す。

ダミーバー４には、ロールギャップを実測するためのセンサー４１、実測したロールギャップデータを収集するためのデータ収集用シーケンサー４２、および収集したデータを無線で送信するためのデータ通信用無線装置（機上側）４５が内蔵されている。さらに、ダミーバー４は、連続鋳造機１の内部を独立して移動するようになっていることから、上記機器のためのバッテリー電源４３、および充電のための給電装置（機上側）４４が必須である。

ダミーバー４内のバッテリー電源４３は、ダミーバーカー７上に待機している間に給電装置（地上側）６と給電装置（機上側）４４によって充電される。連続鋳造機１内ではバッテリー電源４３により、データ収集用シーケンサー４２、センサー４１、およびデータ通信用無線装置（機上側）４５への給電を行い、データ測定、無線通信が行われる。

ダミーバー４が連続鋳造機１外に出て回収された後、元の定位置に戻り次回の鋳造開始まで充電しつつ待機状態となる。異常がなければ充電〜データ測定時の給電〜充電というサイクルを繰り返すため、時間が経過すると共にバッテリーの劣化が生ずる。そして、バッテリーの劣化が進行して、データ測定・収集する機器に十分な給電を行えない場合には、データ収集不能となる事態が生ずる。

図３は、本発明を実施するためのシステム構成例を示す図である。図中、図１または図２に記載の他、８はデータ通信用無線装置（地上側）、９は制御用シーケンサー、および１０はコンピュータをそれぞれ表す。

連続鋳造機１内にダミーバー４が滞在する最中は、データ収集用シーケンサー４２にバッテリー電圧値と経過時間を収集しておき、ダミーバー４が待機位置に戻った際には、データ通信用無線装置（機上側）４５とデータ通信用無線装置（地上側）８との無線通信により制御用シーケンサー９に、センサー４１で収集したデータとともにバッテリー電圧値と経過時間のデータを送る。そして測定毎に制御用シーケンサー９からデータ表示／蓄積のためのコンピュータ１０にデータを送り過去の実測データと共に管理する。ここで、バッテリー電圧値と経過時間のデータから、バッテリー特有の劣化曲線を得る。

図４は、劣化予兆判定の方法を模式的に示す図である。新設時データと比較して充電／放電を繰り返すことによって、一般のリチウムイオン蓄電池などのバッテリー電源は、電圧降下時間（後述）がだんだん短くなることが知られている。この特徴を利用し、測定毎にバッテリー電圧値と経過時間を収集し、バッテリー特有の劣化曲線を求め、この劣化曲線から予め設定した所定の電圧閾値までに降下する時間（前述の電圧降下時間）を求める。そして、求めた電圧閾値までに降下する時間が、予め設定した所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合はバッテリー電源劣化予兆警報を発報する。

図５は、劣化予兆判定処理フローの一例を示す図である。先ず、Step01にて、地上の給電装置から切り離して、ダミーバーを待機位置から離脱させる。次に、Step02にて、給電装置からの切り離し時刻をデータ収集用シーケンサーに記憶させる。

そして、Step03にて、ロールギャップなどのデータ収集におけるバッテリー電圧値を、特定周期にてシーケンサーで収集する。データ収集時が終り、ダミーバーが待機位置に帰着した時点(Step04)にて、Step05の給電装置切り離しから待機位置に帰着するまでの時間とその間に収集したバッテリー電圧値をコンピュータに蓄積し、バッテリー特有の劣化曲線を得る。

その後、Step06にて判定を行う。すなわち、収集した電圧値が電圧閾値に降下するまでの時間が電圧降下時間の閾値未満でない場合(図４の測定１)は、正常と判定する(Step07)。

反対に、収集した電圧値が電圧閾値に降下するまでの時間が電圧降下時間の閾値未満である場合(図４の測定２)は、劣化が進んでいると判定し、コンピュータ上に警報表示をするとともに、必要な場合はバッテリー交換を行う(Step08)。

Step07またはStep08が終了後は、次回測定時まで待機／充電(Step09)とし、Step01に戻るというサイクルを繰り返す。

１ 連続鋳造機
２ モールド
３ ロール
４ ダミーバー
４１ センサー
４２ データ収集用シーケンサー
４３ バッテリー電源
４４ 給電装置（機上側）
４５ データ通信用無線装置（機上側）
５ ダミーバー回収装置
６ 給電装置（地上側）
７ ダミーバーカー
８ データ通信用無線装置（地上側）
９ 制御用シーケンサー
１０ コンピュータ

Claims (3)

1. バッテリー電源の給電後からの電圧値時間変化からバッテリー特有の劣化曲線を求め、該劣化曲線から給電後の電圧値が所定の電圧閾値まで降下する時間を求め、該降下する時間が、所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合に、バッテリー電源の劣化予兆として警報を発することを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知方法。
2. 請求項１に記載のバッテリー電源の劣化予兆検知方法において、
   前記バッテリー電源は、
   連続鋳造機内のロール間隔を測定するロールギャップ計用のバッテリー電源であることを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知方法。
3. 連続鋳造機内のロール間隔を測定するロールギャップ計に電源を供給するバッテリー電源と、
   該バッテリー電源の給電後からの電圧値時間変化をデータ収集するシーケンサーと、
   収集したデータからバッテリー特有の劣化曲線を求め、該劣化曲線から給電後の電圧値が所定の電圧閾値まで降下する時間を求め、該降下する時間が、所定の電圧降下時間の閾値を下回った場合に、バッテリー電源の劣化予兆として警報を発するコンピュータとを具備することを特徴としたバッテリー電源の劣化予兆検知装置。