JP2014150610A - Dc power supply device, method for charging storage battery, and device for monitoring and controlling dc power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部負荷と蓄電池とに電力を供給する直流電源装置と、この直流電源装置を用いた蓄電池の充電方法及び直流電源装置の監視制御装置に関するものである。 The present invention relates to a DC power supply device that supplies electric power to an external load and a storage battery, a storage battery charging method using the DC power supply device, and a monitoring control device for the DC power supply device.
従来、例えば、下記の特許文献１には、電源ユニットの出力電流を制限することにより充電電流を制御する方法が記載されている。
Conventionally, for example,
しかしながら、従来の直流電源装置及び直流電源装置を用いた蓄電池の充電方法では、負荷装置の要求する電流が電源ユニットの最大出力電流に対して非常に小さく、かつ蓄電池が十分に充電されていない状況において、放電状態から充電状態に切り替わった直後に、電源ユニットから蓄電池に過大な充電電流が流れ、蓄電池の寿命の劣化や破損のおそれがある。 However, in the conventional DC power supply device and the storage battery charging method using the DC power supply device, the current required by the load device is very small with respect to the maximum output current of the power supply unit, and the storage battery is not sufficiently charged. In FIG. 5, immediately after switching from the discharged state to the charged state, an excessive charging current flows from the power supply unit to the storage battery, and there is a risk that the life of the storage battery may be deteriorated or damaged.
本発明の目的は、過大な充電電流による蓄電池の寿命の劣化や破損を回避できると共に、負荷装置が停止するおそれがない直流電源装置、蓄電池の充電方法及び直流電源装置の監視制御装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC power supply apparatus, a storage battery charging method, and a DC power supply monitoring and control apparatus that can avoid deterioration and damage of the storage battery life due to an excessive charging current and that the load device does not stop. That is.
本発明のうちの第１発明の直流電源装置は、出力電圧と出力電流とを、外部負荷と充放電端子を有する蓄電池とに供給する電源部と、前記電源部から前記蓄電池へ供給する充放電電流を計測して一定時間間隔毎に充放電電流値を出力する電流計測部と、前記充放電端子の電圧である充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出し、算出した前記内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池へ所望の充電電流が供給されるように前記出力電圧を制御する監視制御部と、を備えたことを特徴とする。 A DC power supply device according to a first aspect of the present invention includes a power supply unit that supplies an output voltage and an output current to an external load and a storage battery having a charge / discharge terminal, and a charge / discharge that is supplied from the power supply unit to the storage battery. A current measuring unit that measures current and outputs a charge / discharge current value at regular time intervals, and measures a charge / discharge terminal voltage, which is a voltage of the charge / discharge terminal, and calculates a charge / discharge terminal voltage value at each regular time interval. Based on the voltage measurement unit to be output, the charge / discharge current value and the charge / discharge terminal voltage value input at every certain time interval, the internal resistance value of the storage battery is calculated, and based on the calculated internal resistance value And a monitoring control unit that controls the output voltage so that a desired charging current is supplied to the storage battery.
第２発明の蓄電池の充電方法は、第１発明の直流電源装置を用いた蓄電池の充電方法であって、前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて前記蓄電池の前記内部抵抗値を算出する処理と、算出された前記内部抵抗値に基づいて前記蓄電池に所望の充電電流が供給されるように前記出力電圧を制御する処理と、を有することを特徴とする。 A charging method for a storage battery according to a second invention is a charging method for a storage battery using the DC power supply device according to the first invention, wherein the charging / discharging current value and the charging / discharging terminal voltage value input at every predetermined time interval. And a process of calculating the internal resistance value of the storage battery based on the above and a process of controlling the output voltage so that a desired charging current is supplied to the storage battery based on the calculated internal resistance value. It is characterized by.
第３発明の監視制御装置は、第１発明の直流電源装置における電流計測部と、電圧計測部と、監視制御部と、を第１発明の直流電源装置から独立させたことを特徴とする。 A monitoring control device according to a third aspect of the invention is characterized in that the current measurement unit, the voltage measurement unit, and the monitoring control unit in the direct-current power supply device of the first invention are independent from the direct-current power supply device of the first invention.
本発明の直流電源装置、蓄電池の充電方法及び直流電源装置の監視制御装置によれば、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値及び充放電端子電圧値に基づいて蓄電池の内部抵抗値を算出し、この算出した内部抵抗値に基づいて蓄電池へ所望の充電電流が供給されるように、電源部の出力電圧を制御している。そのため、過大な充電電流による蓄電池の寿命の劣化や破損を回避できると共に、従来の最大出力電流を抑制して充電電流を制限する方式で問題であった負荷装置へ流れる電流が制限電流を超えて変動した時に起こる電流不足による負荷装置の停止のおそれがない。 According to the direct current power supply device, the storage battery charging method, and the direct current power supply device monitoring and control device of the present invention, the internal resistance value of the storage battery is determined based on the charge / discharge current value and the charge / discharge terminal voltage value input at regular time intervals. Based on the calculated internal resistance value, the output voltage of the power supply unit is controlled so that a desired charging current is supplied to the storage battery. Therefore, it is possible to avoid the deterioration and damage of the storage battery life due to excessive charging current, and the current flowing to the load device, which was a problem with the conventional method of limiting the charging current by suppressing the maximum output current, exceeds the limiting current. There is no risk of the load device being stopped due to a shortage of current that occurs when it fluctuates.
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における直流電源装置１０の構成の概略を示すブロック図である。
(Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a DC
直流電源装置１０は、入力電圧Ｖｉｎが入力されると、出力電圧Ｖｏｕｔを出力して外部負荷としての負荷装置５０及び蓄電池６０に直流電流を供給する機能を有している。直流電源装置１０は、入力電圧Ｖｉｎが入力されると出力電圧Ｖｏｕｔを出力する電源部としての電源ユニット２０と、電流計測部４１と、電圧計測部４２と、監視制御部３０と、を有している。
When the input voltage Vin is input, the DC
電流計測部４１は、電源ユニット２０から蓄電池６０へ供給する充電電流と、電源ユニット２０の出力停止時等に蓄電池６０から負荷装置５０へ供給されるバックアップ電流としての放電電流と、を計測して一定時間間隔（例えば、１０ｍｓ）毎に充放電電流値Ｓ４１を出力するものである。電圧計測部４２は、蓄電池６０の充放電端子の電圧である充放電端子電圧Ｖｂを計測して一定時間間隔毎に充放電端子電圧値Ｓ４２を出力するものである。
The
監視制御部３０は、電流計測部４１及び電圧計測部４２から一定時間間隔毎にそれぞれ入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、前記蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、算出した内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０へ所望の充電電流Ｉｃｈｇが供給されるように電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを制御するものである。
The
監視制御部３０は、アナログ／デジタル（以下「Ａ／Ｄ」という。）変換部３１と、記憶部３２と、演算部３３と、電圧指令信号生成部３４と、を有している。
The
Ａ／Ｄ変換部３１は、アナログ値の充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２をデジタル値に変換するものである。記憶部３２は、デジタル値に変換された充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２を一時記憶しておくものである。
The A /
演算部３３は、デジタル値に変換された充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２のそれぞれの一定時間間隔毎の差分値を求め、これらの差分値における正負の符号の変化から放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後の充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出するものである。
The calculating
電圧指令信号生成部３４は、演算部３３において算出された蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０へ所望の充電電流Ｉｃｈｇが供給されるように、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを制御する電圧指令信号Ｓ３０を電源ユニット２０内の出力電圧調整回路２３へ与えるものである。
The voltage command
図２は、図１中の電源ユニット２０の一例を示す回路図である。
電源ユニット２０は、この電源ユニット２０の制御を行う中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）２１と、このＣＰＵ２１に接続されている警報回路２２及び出力電圧調整回路２３と、トランスＴ１と、駆動信号Ｖｄｒｖによってオン・オフ動作するスイッチング素子ＳＷ１と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、インダクタＬ１と、有極性コンデンサＣ１とを有している。電源ユニット２０は、内部バス１０ａにより監視制御部３０と接続されている。内部バス１０ａは、電源ユニット２０内のＣＰＵ２１と、監視制御部３０とを相互に通信可能に接続している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the
The
出力電圧調整回路２３は、この電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが一定になるように制御する回路である。出力電圧調整回路２３は、この電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出して検出電圧Ｖｄｅｔを出力する電圧検出回路２５と、検出電圧ＶｄｅｔとＣＰＵ２１が出力する基準電圧Ｖｒｅｆとの電圧差を増幅して誤差電圧Ｖｄｉｆを出力する誤差増幅回路２６と、その誤差電圧Ｖｄｉｆに基づいてスイッチング素子ＳＷ１に駆動信号Ｖｄｒｖを出力する駆動信号形成回路２７とを有している。出力電圧調整回路２３は、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差をフィードバックして、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に制御する回路である。
The output
電源ユニット２０の入力端子Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｍは、図示しない素子群を介してトランスＴ１の一次巻線とスイッチング素子ＳＷ１に直列に接続されている。このトランスＴ１の二次巻線は、トランスＴ１の交流出力を整流する整流出力回路に接続されている。
The input terminals Vinp and Vinm of the
整流出力回路は、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、インダクタＬ１と、有極性コンデンサＣ１を有している。整流出力回路には、トランスＴ１の二次巻線が接続されている。整流出力回路の出力側には、この電源ユニット２０の出力端子Ｖｏｕｔｐ，Ｖｏｕｔｍが接続されている。
The rectified output circuit includes diodes D1, D2, and D3, an inductor L1, and a polar capacitor C1. The secondary winding of the transformer T1 is connected to the rectification output circuit. Output terminals Voutp and Voutm of the
トランスＴ１の二次巻線には、整流出力回路のダイオードＤ１が順方向に接続されている。このダイオードＤ１のカソード端子は、ダイオードＤ２のカソード端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は、グランドＧＮＤに接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子は、インダクタＬ１を介して有極性コンデンサＣ１の正極側に接続され、更に順方向に接続されたダイオードＤ３を介して出力端子Ｖｏｕｔｐに接続されている。整流出力回路のグランドＧＮＤは、出力端子Ｖｏｕｔｍに接続されている。 The diode D1 of the rectification output circuit is connected to the secondary winding of the transformer T1 in the forward direction. The cathode terminal of the diode D1 is connected to the cathode terminal of the diode D2, and the anode terminal of the diode D2 is connected to the ground GND. The cathode terminal of the diode D1 is connected to the positive electrode side of the polar capacitor C1 via the inductor L1, and further connected to the output terminal Voutp via the diode D3 connected in the forward direction. The ground GND of the rectification output circuit is connected to the output terminal Voutm.
ダイオードＤ３のアノード端子とカソード端子、整流出力回路のグランドＧＮＤは、電圧検出回路２５に接続されている。ノードＮＤ−Ｄ３Ａは、ダイオードＤ３のアノード端子である。ノードＮＤ−Ｄ３Ｃは、ダイオードＤ３のカソード端子である。
The anode terminal and the cathode terminal of the diode D3 and the ground GND of the rectification output circuit are connected to the
電圧検出回路２５は、ダイオードＤ３のアノード端子（＝ＮＤ−Ｄ３Ａ）の電圧Ｖａとカソード端子（＝ＮＤ−Ｄ３Ｃ）の電圧Ｖｃとを測定することによって、この電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔに応じた検出電圧Ｖｄｅｔを出力する。
The
誤差増幅回路２６は、基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｄｅｔの電圧差を増幅して、誤差電圧Ｖｄｉｆを出力する回路である。誤差増幅回路２６は、演算増幅回路（以下「オペアンプ」という。）ＡＭＰ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備えている。オペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子には、検出電圧Ｖｄｅｔが入力され、反転入力端子には、抵抗Ｒ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。更に、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗Ｒ２が接続されている。
The
図３は、図２中の電圧検出回路２５の一例を示す回路図である。
電圧検出回路２５は、電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出して、この検出結果に対応する検出電圧Ｖｄｅｔを出力する回路である。電圧検出回路２５は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５と、ダイオードＤ１０，Ｄ１１と、を有している。電圧検出回路２５には、ノードＮＤ−Ｄ３Ａ（＝ダイオードＤ３のアノード端子）、ノードＮＤ−Ｄ３Ｃ（＝カソード端子）及びグランドＧＮＤが接続されている。ノードＮＤ−Ｄ３Ａからはアノード電圧Ｖａが入力され、ノードＮＤ−Ｄ３Ｃからはカソード電圧Ｖｃが入力されている。電圧検出回路２５の出力端子には、誤差増幅回路２６が接続されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the
The
ノードＮＤ−Ｄ３Ａは、順方向に接続されたダイオードＤ１０と、直列接続された抵抗Ｒ１０，Ｒ１５と、を介してグランドＧＮＤに接続されている。ダイオードＤ１０は、順方向の下降電圧がダイオードＤ３と等しいか、又は極めて近い特性である。ノードＮＤ−Ｄ３Ｃは、直列接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を介して、グランドＧＮＤに接続されている。更に、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２間と抵抗Ｒ１０，Ｒ１５間とには、ダイオードＤ１１が順方向に接続されている。検出電圧Ｖｄｅｔは、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４間から出力される。検出電圧Ｖｄｅｔは、この電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔに対応する電圧であり、誤差増幅回路２６に入力されている。
The node ND-D3A is connected to the ground GND through a diode D10 connected in the forward direction and resistors R10 and R15 connected in series. The diode D10 has a characteristic in which the forward voltage drop is equal to or very close to that of the diode D3. The node ND-D3C is connected to the ground GND through resistors R11, R12, R13, and R14 connected in series. Furthermore, a diode D11 is connected in the forward direction between the resistors R11 and R12 and between the resistors R10 and R15. The detection voltage Vdet is output from between the resistors R13 and R14. The detection voltage Vdet is a voltage corresponding to the output voltage Vout output from the
（実施例１の動作）
（Ｉ）電源ユニット２０の動作と、（II）蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出の原理と、（III）蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理の詳細と、（IＶ）実施例１の充電制御の処理と、に分けて説明する。
(Operation of Example 1)
(I) Operation of the
（Ｉ） 電源ユニット２０の動作
図２に基づいて、電源ユニット２０の動作を説明する。
(I) Operation of
電源ユニット２０には、入力端子Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｍ間に、入力電圧Ｖｉｎが印加されている。スイッチング素子ＳＷ１がオンすると、図示しない素子群を介して直流電流がトランスＴ１の一次巻線に流れ、トランスＴ１の二次巻線を介して整流出力回路に放出され、更に負荷装置５０へ電力が供給される。
An input voltage Vin is applied to the
この電源ユニット２０は、出力端子Ｖｏｕｔｐから内部への逆流を防ぐため、ダイオードＤ３が出力端子Ｖｏｕｔｐに接続されている。電圧検出回路２５は、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖａと、ダイオードＤ３のカソード電圧Ｖｃから、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた検出電圧Ｖｄｅｔを検出している。誤差増幅回路２６によって検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆの差が増幅されて誤差電圧Ｖｄｉｆとして出力される。駆動信号形成回路２７は、この誤差電圧Ｖｄｉｆが一定になるように駆動信号Ｖｄｒｖを出力し、出力電圧Ｖｏｕｔが一定電圧になるようにフィードバック制御している。
In the
更に、ＣＰＵ２１は、誤差増幅回路２６に与える基準電圧Ｖｒｅｆを切り替え、出力電圧Ｖｏｕｔを任意の値に切り替えている。
Further, the
図３に示す電圧検出回路２５は、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを示す検出電圧Ｖｄｅｔを検出する回路である。本実施例１の電源ユニット２０には、出力端子Ｖｏｕｔｐから内部への逆流を防ぐために出力端子Ｖｏｕｔｐに整流器であるダイオードＤ３が接続されている。このダイオードＤ３のカソード端子は、ノードＮＤ−Ｄ３Ｃである。ダイオードＤ３のアノード端子は、ノードＮＤ−Ｄ３Ａである。
The
カソード電圧Ｖｃが、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧よりも低いか又は等しい場合は、カソード電圧Ｖｃを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして出力される。カソード電圧Ｖｃが、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧よりも高い場合は、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧を、更に抵抗Ｒ１０，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして出力される。 When the cathode voltage Vc is lower than or equal to the voltage obtained by subtracting the decrease due to the diode D10 from the anode voltage Va, the voltage obtained by dividing the cathode voltage Vc by the resistors R11, R12, R13, and R14 is the detection voltage Vdet. Is output. When the cathode voltage Vc is higher than the voltage obtained by subtracting the decrease due to the diode D10 from the anode voltage Va, the voltage obtained by subtracting the decrease due to the diode D10 from the anode voltage Va is further divided by the resistors R10, R12, R13, and R14. The pressed voltage is output as the detection voltage Vdet.
（II） 蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出の原理
図４（ａ），（ｂ）は、図１中の蓄電池６０の充放電時の等価回路を示す図であり、図５は、図４中の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの時間的な変化を示す波形図である。
(II) Principle of Calculation of Internal Resistance Value r of
図５には、図４（ａ）に示された充電状態と図４（ｂ）に示された放電状態との間を移行する時の蓄電池６０の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの波形が示されている。
FIG. 5 shows the charging / discharging current Ib and the charging / discharging terminal voltage Vb of the
図４（ａ）は充電時の等価回路であり、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、定格電圧値Ｖｏに設定されている。但し、定格電圧Ｖｏは、出力電流Ｉｏｕｔ＞０を維持するための電圧であって、Ｖｏｍｉｎ≦Ｖｏ≦Ｖｓｅｔを満たす任意の電圧とする。
FIG. 4A is an equivalent circuit during charging, and the output voltage Vout of the
この場合、電源ユニット２０から流出する出力電流Ｉｏｕｔは、ノードＮで負荷装置５０に供給される負荷電流ＩＬと蓄電池６０に流れる充放電電流Ｉｂとに分流され、この負荷電流ＩＬと充放電電流Ｉｂとが、ノードＭで合流して電源ユニット２０へ流入するようになっている。ここで、蓄電池６０は、内部抵抗値ｒと内部起電力Ｅが直列接続されたものとして、図４（ａ）の等価回路にキルヒホッフの法則を適用すると、
Ｉｏｕｔ＝Ｉｂ＋ＩＬ ・・・（１）
Ｖｂ＝Ｉｂ×ｒ＋Ｅ ・・・（２）
＝（Ｉｏｕｔ−ＩＬ）×ｒ＋Ｅ ・・・（３）
となる。
In this case, the output current Iout flowing from the
Iout = Ib + I L ··· ( 1)
Vb = Ib × r + E (2)
= (Iout-I L ) × r + E (3)
It becomes.
図５を参照すると、充電期間Ｔｃにおける出力電流Ｉｏｕｔ、充放電電流Ｉｂ及び負荷電流ＩＬは、（１）式の関係を満たしている。 Referring to FIG. 5, the output current Iout, the charge / discharge current Ib, and the load current IL in the charging period Tc satisfy the relationship of the expression (1).
一方、図４（ｂ）は放電時の等価回路であり、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、定格電圧Ｖｏ未満（即ち、Ｖｏｕｔ＜Ｖｏｍｉｎ）に設定されている。ここで、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧Ｖｏ未満に設定されている場合には、停電等により電源ユニット２０に入力電圧Ｖｉｎが供給されない場合も含まれている。この場合、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが蓄電池６０の充放電端子電圧Ｖｂより低い電圧になるため、出力電流Ｉｏｕｔ＝０となり、充放電電流Ｉｂ＝負荷電流ＩＬとなる。
On the other hand, FIG. 4B is an equivalent circuit during discharge, and the output voltage Vout of the
ここで、図４（ｂ）の等価回路にキルヒホッフの法則を適用すると、
Ｉｏｕｔ＋Ｉｂ＝ＩＬ ・・・（４）
Ｖｂ＝−Ｉｂ×ｒ＋Ｅ ・・・（５）
＝−（ＩＬ−Ｉｏｕｔ）×ｒ＋Ｅ ・・・（６）
となる。
Here, when Kirchhoff's law is applied to the equivalent circuit of FIG.
Iout + Ib = I L ··· ( 4)
Vb = −Ib × r + E (5)
= − (I L −Iout) × r + E (6)
It becomes.
図５を参照すると、放電期間Ｔｄにおける出力電流Ｉｏｕｔ＝０であり、充放電電流Ｉｂ及び負荷電流ＩＬは、（４）式の関係を満たしている。 Referring to FIG. 5, the output current Iout = 0 in the discharge period Td, the charge-discharge current Ib and a load current I L, satisfies the equation (4) relationship.
図５において、図４（ｂ）の等価回路に対応する放電期間Ｔｄでは、充放電端子電圧Ｖｂは定格電圧Ｖｏより値の小さい放電電圧値Ｖｄｉｓであり、充放電電流Ｉｂは負の放電電流値Ｉｄｉｓとなる。一方、図４（ａ）の等価回路に対応する充電期間Ｔｃでは、充放電端子電圧Ｖｂは定格電圧Ｖｏの範囲内の充電電圧値Ｖｃｈｇとなり、充放電電流Ｉｂの波形は、放電期間Ｔｄから充電期間Ｔｃへの変化の直後に充電電流値Ｉｃｈｇまで急激に上昇し、その後緩やかに減少している。 In FIG. 5, in the discharge period Td corresponding to the equivalent circuit of FIG. 4B, the charge / discharge terminal voltage Vb is a discharge voltage value Vdis having a value smaller than the rated voltage Vo, and the charge / discharge current Ib is a negative discharge current value. Idis. On the other hand, in the charging period Tc corresponding to the equivalent circuit of FIG. 4A, the charging / discharging terminal voltage Vb becomes the charging voltage value Vchg within the range of the rated voltage Vo, and the waveform of the charging / discharging current Ib is charged from the discharging period Td. Immediately after the change to the period Tc, it rapidly increases to the charging current value Ichg and then gradually decreases.
図５における放電電圧値Ｖｄｉｓ、放電電流値Ｉｄｉｓ、充電電圧値Ｖｃｈｇ、及び充電電流値Ｉｃｈｇを用いると、放電状態から充電状態に切り替わる直前と充電開始直後の蓄電池６０の内部起電力Ｅは、ほぼ等しいと仮定できるため、（２）式と（５）式の内部起電力Ｅが等しいと仮定すると、図４（ａ），（ｂ）中の蓄電池６０の内部抵抗値ｒは、次式で与えられる。
ｒ＝（Ｖｃｈｇ−Ｖｄｉｓ）／（Ｉｃｈｇ−Ｉｄｉｓ） ・・・（７）
When the discharge voltage value Vdis, the discharge current value Idis, the charge voltage value Vchg, and the charge current value Ichg in FIG. 5 are used, the internal electromotive force E of the
r = (Vchg−Vdis) / (Ichg−Idis) (7)
従って、図１で示された直流電源装置１０における電流計測部４１及び電圧計測部４２から一定時間間隔で入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、放電電圧値Ｖｄｉｓ、放電電流値Ｉｄｉｓ、充電電圧値Ｖｃｈｇ、及び充電電流値Ｉｃｈｇの値を算出できれば、（７）式により、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出することができる。
Therefore, from the charge / discharge current value S41 and the charge / discharge terminal voltage value S42 input from the
図６は、図１中の充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２を説明する図である。
図６には、一定時間間隔Δｔ毎に出力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２が示されている。例えば、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔ≦０となる直前の充放電電流値Ｉｂ＝Ｉｃｈｇであり、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングの直前の充放電電流値Ｉｂ＝Ｉｄｉｓである。同様に、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングの直前の充放電端子電圧値Ｖｂ＝Ｖｄｉｓであり、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ＝０となる直前の充放電端子電圧値Ｖｂ＝Ｖｃｈｇである。
FIG. 6 is a diagram for explaining the charge / discharge current value S41 and the charge / discharge terminal voltage value S42 in FIG.
FIG. 6 shows a charge / discharge current value S41 and a charge / discharge terminal voltage value S42 that are output at regular time intervals Δt. For example, the temporal change dIb / dt ≦ 0 of the charge / discharge current value S41 is the charge / discharge current value Ib = Ichg, and the charge / discharge current value Ib = Idis immediately before the timing of switching from the discharge state to the charge state. . Similarly, the charge / discharge terminal voltage value Vb = Vdis immediately before the timing of switching from the discharge state to the charge state, and the charge / discharge terminal voltage value Vb immediately before the charge change / discharge terminal voltage value S42 becomes dVb / dt = 0. = Vchg.
（III） 蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理の詳細
図７は、本発明の実施例１における蓄電池６０の内部抵抗値の算出処理を示すフローチャートである。
(III) Details of Calculation Process of Internal Resistance Value r of
図１、図４〜図６を参照しつつ、図７のフローチャートに沿って、実施例１の蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理を説明する。
The calculation process of the internal resistance value r of the
図７のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１が電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧Ｖｏ未満に設定して放電状態にする処理であり、ステップＳＴ２〜ＳＴ９が放電状態から充電状態に切り替わるタイミングを検出して、このタイミングの直前の充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１をそれぞれ放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓとする処理であり、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１８が放電状態から充電状態に切り替わった後に充放電端子電圧値Ｓ４２が零、かつ充放電電流値Ｓ４１の時間的変化が零又は負となるタイミングを検出し、このタイミングにおける充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１をそれぞれ充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇとする処理であり、更に、ステップＳＴ１９は、上述した（７）式により、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出する処理である。
In the flowchart of FIG. 7, step ST1 is a process for setting the output voltage Vout of the
図１中の監視制御部３０の処理が開始されると、ステップＳＴ１へ進み、ステップＳＴ１において、電圧指令信号生成部３４は、電圧指令信号Ｓ３０を電源ユニット２０へ出力し、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧Ｖｏ未満に設定し、ステップＳＴ２へ進む。電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧Ｖｏ未満に設定されると、図４（ｂ）に示された等価回路の放電状態となる。尚、電源ユニット２０中の図２に示されたＣＰＵ２１により、出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧Ｖｏ未満に設定しても良い。
When the process of the
ステップＳＴ２において、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２をそれぞれ記憶部３２へ保存し、ステップＳＴ３へ進む。ステップＳＴ３において、電圧指令信号生成部３４は、電圧指令信号Ｓ３０を電源ユニット２０へ出力し、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧Ｖｏに再設定し、ステップＳＴ４へ進む。
In step ST2, the charge / discharge current value S41 and the charge / discharge terminal voltage value S42 that are input at regular time intervals are stored in the
ステップＳＴ４において、一定時間間隔毎に入力される充放電端子電圧値Ｓ４２の最新の充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）の値と、１つ前の充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ−１）の値と、一定時間間隔Δｔとから、充放電端子電圧Ｖｂの値の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔを次式により算出する。
ｄＶｂ／ｄｔ＝{Ｖｂ（ｎ）−Ｖｂ（ｎ−１）}／Δｔ ・・・（８）
In step ST4, the value of the latest charge / discharge terminal voltage Vb (n) of the charge / discharge terminal voltage value S42 input at regular time intervals, and the value of the previous charge / discharge terminal voltage Vb (n-1) Then, a temporal change dVb / dt of the value of the charge / discharge terminal voltage Vb is calculated from the constant time interval Δt by the following equation.
dVb / dt = {Vb (n) −Vb (n−1)} / Δt (8)
同様に、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１の最新の充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値と、１つ前の充放電電流Ｉｂ（ｎ−１）の値と、一定時間間隔Δｔとから、充放電電流Ｉｂの値の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔを次式により算出する。
ｄＩｂ／ｄｔ＝{Ｉｂ（ｎ）−Ｉｂ（ｎ−１）}／Δｔ ・・・（９）
Similarly, the value of the latest charge / discharge current Ib (n) of the charge / discharge current value S41 input at regular time intervals, the value of the previous charge / discharge current Ib (n-1), and the constant time interval. From Δt, the temporal change dIb / dt of the value of the charge / discharge current Ib is calculated by the following equation.
dIb / dt = {Ib (n) −Ib (n−1)} / Δt (9)
ステップＳＴ４において、演算部３３は、（８）式、（９）式の演算を行い、充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１のそれぞれの時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ及びｄＩｂ／ｄｔを算出し、ステップＳＴ５へ進む。
In step ST <b> 4, the
ステップＳＴ５において、演算部３３は、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正か否かを判定し、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又は負であれば（Ｎ）、ステップＳＴ６へ進む。ステップＳＴ６において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ４へ戻り、ステップＳＴ５において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ４及びＳＴ５の処理を繰り返し、ステップＳＴ５において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ７に進む。
In step ST5, the
ステップＳＴ７において、演算部３３は、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正か否かを判定し、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零又は負であれば（Ｎ）、ステップＳＴ８へ進む。ステップＳＴ８において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ４へ戻り、ステップＳＴ７において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ４〜ＳＴ７の処理を繰り返し、ステップＳＴ７において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ９に進む。
In step ST7, the
ステップＳＴ９において、放電状態から充電状態へ変化する直前の放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓとして、それぞれ１つ前の充放電端子電圧値Ｖｂ（ｎ−１）及び充放電電流値Ｉｂ（ｎ−１）を代入し、ステップＳＴ１０へ進む。 In step ST9, as the discharge voltage value Vdis and the discharge current value Idis immediately before the change from the discharge state to the charge state, the previous charge / discharge terminal voltage value Vb (n-1) and charge / discharge current value Ib (n- Substitute 1) and proceed to step ST10.
ステップＳＴ１０において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ進み、ステップＳＴ１１において、ステップＳＴ４と同様に、演算部３３は、（８）式、（９）式の演算を行い、充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１のそれぞれの時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ及びｄＩｂ／ｄｔを算出し、ステップＳＴ１２へ進む。
In step ST10, n = n + 1 is set, and the process proceeds to step ST11. In step ST11, similarly to step ST4, the
ステップＳＴ１２において、演算部３３は、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又負か否かを判定し、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｎ）、ステップＳＴ１３へ進む。ステップＳＴ１３において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ戻り、ステップＳＴ１２において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又負（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１３の処理を繰り返し、ステップＳＴ１２において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又負であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１４に進む。
In step ST12, the
ステップＳＴ１４において、演算部３３は、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零か否かを判定し、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ１５へ進む。ステップＳＴ１５において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ戻り、ステップＳＴ１４において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理を繰り返し、ステップＳＴ１４において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１６に進む。
In step ST14, the
ステップＳＴ１６において、演算部３３は、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正であるか否かを判定し、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ１７へ進む。ステップＳＴ１７において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１へ戻り、ステップＳＴ１６において、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１〜ＳＴ１７の処理を繰り返し、ステップＳＴ１６において、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１８に進む。
In step ST16, the
ステップＳＴ１８において、放電状態から充電状態へ変化して充電電流が減少に転じる直前の充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇとして、それぞれ１つ前の充放電端子電圧値Ｖｂ（ｎ−１）及び充放電電流値Ｉｂ（ｎ−１）を代入し、ステップＳＴ１９へ進み、ステップＳＴ１９において、ステップＳＴ９にて代入された放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓと、ステップＳＴ１８にて代入された充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇと、を（７）式に代入して、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理を終了する。算出された蓄電池６０の内部抵抗値ｒは、記憶部３２に保存される。
In step ST18, as the charging voltage value Vchg and the charging current value Ichg immediately before the charging current changes from the discharging state to the charging state, the charging / discharging terminal voltage value Vb (n-1) and the charging / discharging terminal voltage value Vch (n-1) and charging The discharge current value Ib (n-1) is substituted, and the process proceeds to step ST19. In step ST19, the discharge voltage value Vdis and the discharge current value Idis substituted in step ST9, and the charge voltage value substituted in step ST18. By substituting Vchg and charging current value Ichg into equation (7), the internal resistance value r of the
（IＶ） 実施例１の充電制御の処理
図８は、本発明の実施例１における充電制御の処理を示すフローチャートである。
(IV) Charging Control Processing in
図１〜図３を参照しつつ、図８のフローチャートに沿って、実施例１における充電制御の処理を説明する。 With reference to FIGS. 1 to 3, the charging control process in the first embodiment will be described along the flowchart of FIG. 8.
実施例１の充電制御の処理が開始されると、ステップＳＴ２１へ進む。ステップＳＴ２１において、監視制御部３０は、蓄電池６０の内部抵抗値ｒが算出済か否かを判定し、内部抵抗値ｒが算出済であれば（Ｙ）、ステップＳＴ２３へ進み、内部抵抗値ｒが算出済でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ２２へ進む。ステップＳＴ２２において、図７に示された内部抵抗値の算出フローチャートに従い、蓄電池６０の内部抵抗値ｒが算出され、ステップＳＴ２３へ進む。
When the charging control process of the first embodiment is started, the process proceeds to step ST21. In step ST21, the monitoring
ステップＳＴ２３において、監視制御部３０は、蓄電池６０への充電電流Ｉｃｈｇの許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸと、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔの最大値である定格出力電圧値Ｖｓｅｔとを設定し、ステップＳＴ２４へ進む。ステップＳＴ２４において、蓄電池６０は放電を開始し、ステップＳＴ２５へ進む。
In step ST23, the
ステップＳＴ２５において、一定時間間隔Δｔ（ｍｓ）毎に、充放電端子電圧値Ｖｂ（ｎ）及び充放電電流値Ｉｂ（ｎ）を測定し、ステップＳＴ２６へ進む。ステップＳＴ２６において、電源ユニット２０の充電電圧値Ｖｃｈｇｒを次式により求め、ステップＳＴ２７へ進む。
Ｖｃｈｇｒ＝Ｖｂ（ｎ）＋{ＩｃｈｇＭＡＸ−Ｉｂ（ｎ）}×ｒ ・・・（１０）
In step ST25, the charge / discharge terminal voltage value Vb (n) and the charge / discharge current value Ib (n) are measured at regular time intervals Δt (ms), and the process proceeds to step ST26. In step ST26, the charging voltage value Vchgr of the
Vchgr = Vb (n) + {IchgMAX−Ib (n)} × r (10)
ここで、充電電圧値Ｖｃｈｇｒは、蓄電池６０の内部抵抗値ｒにおける、蓄電池６０への充電電流Ｉｃｈｇが許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えない充電電圧値である。
Here, the charging voltage value Vchgr is a charging voltage value at which the charging current Ichg to the
ステップＳＴ２７において、電源ユニット２０の出力電圧設定値を、（１０）式で求めた充電電圧値Ｖｃｈｇｒに変更し、ステップＳＴ２８へ進む。ステップＳＴ２８において、（９）式で求まる充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔが正か否かを判定し、正でなければ（Ｎ）、ステップ２９へ進み、ステップＳＴ２９において、ｎ＝ｎ＋１とされ、ステップＳＴ２６へ戻り、ステップＳＴ２８において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔが正となるまで、ステップＳＴ２６〜ＳＴ２９の処理を繰り返し、ステップＳＴ２８において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔが正となれば（Ｙ）、ステップＳＴ３０へ進む。
In step ST27, the output voltage setting value of the
ステップＳＴ３０において、（８）式で求まる充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔが正か否かを判定し、正でなければ（Ｎ）、ステップ３１へ進み、ステップＳＴ３１において、ｎ＝ｎ＋１とされ、ステップＳＴ２６へ戻り、ステップＳＴ３０において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔが正となるまで、ステップＳＴ２６〜ＳＴ３１の処理を繰り返し、ステップＳＴ３０において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔが正となれば（Ｙ）、ステップＳＴ３２へ進む。 In step ST30, it is determined whether or not the temporal change dVb / dt of the charge / discharge terminal voltage value S42 obtained by the equation (8) is positive. If not positive (N), the process proceeds to step 31, and in step ST31, n = N + 1, and the process returns to step ST26. In step ST30, the process of steps ST26 to ST31 is repeated until the temporal change dVb / dt of the charge / discharge terminal voltage value S42 becomes positive. In step ST30, the charge / discharge terminal voltage If the temporal change dVb / dt of the value S42 is positive (Y), the process proceeds to step ST32.
ステップＳＴ３２において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が正か否かが判断され、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が正でなければ、ステップＳＴ３３へ進み、ステップＳＴ３３において、ｎ＝ｎ＋１とされ、ステップＳＴ２６へ戻り、ステップＳＴ３２において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が正となるまで、ステップＳＴ２６〜ＳＴ３３の処理を繰り返し、ステップＳＴ３２において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が正となれば（Ｙ）、ステップＳＴ３４へ進む。 In step ST32, it is determined whether or not the value of the charge / discharge current Ib (n) is positive. If the value of the charge / discharge current Ib (n) is not positive, the process proceeds to step ST33, and in step ST33, n = n + 1. Then, the process returns to step ST26, and the processing of steps ST26 to ST33 is repeated until the value of charge / discharge current Ib (n) becomes positive in step ST32, and in step ST32, the value of charge / discharge current Ib (n) is positive. If (Y), the process proceeds to step ST34.
ステップＳＴ３４において、許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸ以下の充電電流Ｉｃｈｇで、充電を開始し、ステップＳＴ３５へ進む。ステップＳＴ３５において、充電電流Ｉｃｈｇを許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸ以下に保ちつつ、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格出力電圧値Ｖｓｅｔになるまで、徐々に上昇させ、充電制御の処理を終了する。
In step ST34, charging is started with a charging current Ichg equal to or smaller than the allowable maximum charging current value IchgMAX, and the process proceeds to step ST35. In step ST35, while maintaining the charging current Ichg below the allowable maximum charging current value IchgMAX, the output voltage Vout of the
図９は、実施例１の充電制御の前後の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの時間的な変化を示す波形図である。 FIG. 9 is a waveform diagram showing temporal changes in the charge / discharge current Ib and the charge / discharge terminal voltage Vb before and after the charge control of the first embodiment.
図９には、実施例１の充電制御を行わない場合の充放電端子電圧Ｖｂ及び充放電電流Ｉｂが破線で、実施例１の充電制御を行った場合の充放電端子電圧Ｖｂ及び充放電電流Ｉｂが実線で表されている。実施例１の充電制御を行わない場合は、蓄電池６０の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えた充電電流Ｉｃｈｇが流れている。充電池６０に許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えた充電電流Ｉｃｈｇが供給されると、蓄電池６０の寿命の劣化や破損のおそれがある。
In FIG. 9, the charge / discharge terminal voltage Vb and the charge / discharge current Ib when the charge control of Example 1 is not performed are broken lines, and the charge / discharge terminal voltage Vb and the charge / discharge current when the charge control of Example 1 is performed Ib is represented by a solid line. When the charging control of the first embodiment is not performed, the charging current Ichg exceeding the allowable maximum charging current value IchgMAX of the
これに対して、実施例１の充電制御を行った場合は、図９に実線で示されているように、放電状態から充電状態に切り替わった直後の充電電流Ｉｃｈｇの値は、出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｈｇｒにおける充電電流値Ｉｃｈｇｒであり、許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えない。実施例１の充電方式は、図９に示された充電期間Ｔｃの充放電端子電圧（充電制御有）の波形を参照すると、放電状態から充電状態に切り替わった直後に、出力電圧Ｖｏｕｔが充電電圧値Ｖｃｈｇｒに制御され、その後、一定の定格出力電圧値Ｖｓｅｔに漸近するように制御されている。このように、出力電圧Ｖｏｕｔを一定の定格出力電圧値Ｖｓｅｔに漸近するように制御する充電方式を定電圧充電方式という。 On the other hand, when the charge control of the first embodiment is performed, as indicated by a solid line in FIG. 9, the value of the charging current Ichg immediately after switching from the discharging state to the charging state is the output voltage Vout = The charging current value Ichgr at Vchgr does not exceed the allowable maximum charging current value IchgMAX. With reference to the waveform of the charging / discharging terminal voltage (with charging control) in the charging period Tc shown in FIG. 9, the charging method of Example 1 is that the output voltage Vout is the charging voltage immediately after switching from the discharging state to the charging state. It is controlled to the value Vchgr and then controlled to approach the constant rated output voltage value Vset. A charging method for controlling the output voltage Vout so as to approach the constant rated output voltage value Vset as described above is called a constant voltage charging method.
（実施例１の効果）
本発明の実施例１の直流電源装置１０、及び蓄電池６０の充電方法によれば、電源ユニット２０から蓄電池６０へ流れる充放電電流Ｉｂを計測して一定時間間隔毎に充放電電流値Ｓ４１を出力する電流計測部４１と、充放電端子電圧Ｖｂを計測して一定時間間隔毎に充放電端子電圧値Ｓ４２を出力する電圧計測部４２と、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、算出した内部抵抗値ｒに基づいて、放電状態から充電状態に変化した直後の充電電流Ｉｃｈｇが蓄電池６０の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えないように、出力電圧Ｖｏｕｔを制御している。そのため、次の（１）、（２）のような効果がある。
(Effect of Example 1)
According to the DC
（１） 放電状態から充電状態に変化した直後の充電電流Ｉｃｈｇが蓄電池６０の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えない。これにより、電源ユニット２０から蓄電池６０に過大な充電電流Ｉｃｈｇが流れるのを防止し、蓄電池６０の寿命の劣化や破損のおそれを回避できる。
(1) The charging current Ichg immediately after changing from the discharging state to the charging state does not exceed the allowable maximum charging current value IchgMAX of the
（２） 負荷電流の増減に応じて電源ユニット２０の出力電流Ｉｏｕｔの最大値を制御する必要はなく、電源ユニット２０の出力電流制限値が負荷電流値未満となることにより電源ユニット２０が垂下するということがないため、負荷電圧ＶＬが負荷装置５０の動作電圧範囲の下限値を下回ることはなく、負荷装置５０が停止してしまうおそれを回避できる。
(2) It is not necessary to control the maximum value of the output current Iout of the
（実施例２の構成）
図１０は、本発明の実施例２における直流電源装置１０Ａの概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
(Configuration of Example 2)
FIG. 10 is a block diagram showing an outline of a DC
本実施例２の直流電源装置１０Ａは、実施例１と同様の電源ユニット２０と、電流計測部４１と、電圧計測部４２と、実施例１とは異なる監視制御部３０Ａと、を有している。直流電源装置１０Ａには、実施例１と同様の負荷装置５０と蓄電池６０とが接続されている。
The DC
実施例２の監視制御部３０Ａは、実施例１と同様のＡ／Ｄ変換部３１、記憶部３２及び演算部３３と、実施例１とは異なる電圧指令信号生成部３４Ａとを有している。
The
電圧指令信号生成部３４Ａは、演算部３３から与えられる蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０を略一定の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＡＸで充電するために必要な増加電圧ΔＥを算出し、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを、増加電圧ΔＥだけ増加した値に制御する電圧指令信号Ｓ３０Ａを電源ユニット２０内の出力電圧調整回路２３へ出力するものである。実施例２のその他の構成は、実施例１と同様である。
Based on the internal resistance value r of the
（実施例２の動作）
本実施例２における電源ユニット２０の動作、及び蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理は、実施例１と同様であるので省略し、実施例１と異なる実施例２の充電制御の処理について説明する。
(Operation of Example 2)
Since the operation of the
実施例１では、充電期間Ｔｃにおいて、充放電端子電圧Ｖｂが一定値の充電電圧Ｖｃｈｇに制御されていることが図９に示されている。充電期間Ｔｃにおける充放電電流Ｉｂが零に収束して、蓄電池６０が満充電状態になるのに時間を要していることが、図９に示された充放電電流Ｉｂの波形から分かる。これに対し、実施例２では、以下に述べるように制御される。
In the first embodiment, FIG. 9 shows that the charge / discharge terminal voltage Vb is controlled to a constant charge voltage Vchg during the charging period Tc. It can be seen from the waveform of the charging / discharging current Ib shown in FIG. 9 that the charging / discharging current Ib during the charging period Tc converges to zero and it takes time for the
図１１は、図１０中の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの時間的な変化を示す波形図である。 FIG. 11 is a waveform diagram showing temporal changes in charge / discharge current Ib and charge / discharge terminal voltage Vb in FIG.
蓄電池６０を略一定の充電電流値Ｉｃｈｇ２で充電する実施例２の充電制御について、図１１に基づいて説明する。
Charging control according to the second embodiment for charging the
時刻ｔ０において、出力電圧ＶｏｕｔをＶｃｈｇ１に設定することにより、放電状態から充電状態に切り替わり、時刻ｔ１における充放電電流Ｉｂが略一定の許容最大充電電流ＩｃｈｇＭＡＸに制限される。 By setting the output voltage Vout to Vchg1 at time t0, the discharge state is switched to the charge state, and the charge / discharge current Ib at time t1 is limited to a substantially constant allowable maximum charge current IchgMAX.
出力電圧Ｖｏｕｔが充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ１に固定されている間に、蓄電池６０が除々に充電されて、蓄電池６０の内部起電力Ｅが増加するので、時刻ｔ２において、充放電電流Ｉｂが所定の最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮまで低下する。
While the output voltage Vout is fixed at the charge / discharge terminal voltage value Vchg1, the
時刻ｔ２からｔ３の間に、出力電圧Ｖｏｕｔは、充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ１に、蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて算出された増加電圧ΔＥを加算した充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ２に変更され、時刻ｔ３からｔ４の間、出力電圧Ｖｏｕｔは、充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ２に固定されている。
Between times t2 and t3, the output voltage Vout is changed to the charge / discharge terminal voltage value Vchg2 obtained by adding the increased voltage ΔE calculated based on the internal resistance value r of the
出力電圧Ｖｏｕｔを充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ２に固定している時刻ｔ３からｔ４の間に、蓄電池６０が除々に充電されて、蓄電池６０の内部起電力Ｅが増加するので、時刻ｔ４において、充放電電流Ｉｂが所定の最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮまで低下する。
The
時刻ｔ４からｔ５の間に、出力電圧Ｖｏｕｔは、充放電端子電圧値Ｖｃｈｇ２に、蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて算出された増加電圧ΔＥを加算した値に制御されているが、時刻ｔ５において、出力電圧Ｖｏｕｔが定格出力電圧値Ｖｓｅｔに達すると、出力電圧Ｖｏｕｔは、定格出力電圧値Ｖｓｅｔに固定される。その後、充放電電流Ｉｂは、急速に減少し、０に近づき、時刻ｔ６において充電を終了する。
Between time t4 and t5, the output voltage Vout is controlled to a value obtained by adding the increased voltage ΔE calculated based on the internal resistance value r of the
図１１に示された充放電電流Ｉｂの波形を、図９に示された実施例１における充放電電流Ｉｂの波形と比較すると、実施例２の充電方法の方が、許容最大充電電流ＩｃｈｇＭＡＸで充電する期間が長くなるため、短時間で充電が完了することが分かる。 Comparing the waveform of the charging / discharging current Ib shown in FIG. 11 with the waveform of the charging / discharging current Ib in Example 1 shown in FIG. 9, the charging method of Example 2 is more allowable maximum charging current IchgMAX. It can be seen that charging is completed in a short time because the charging period becomes longer.
図１２は、本発明の実施例２における充電制御の処理を示すフローチャートである。
実施例２の充電制御の処理が開始されると、ステップＳＴ４１へ進み、ステップＳＴ４１において、最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮを設定し、ステップＳＴ４２へ進む。ステップＳＴ４２において、演算部３３は、充電電流Ｉｃｈｇが最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮとなった場合における電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔの増加電圧ΔＥを、次式により算出し、ステップＳＴ４３へ進む。
ΔＥ＝（ＩｃｈｇＭＡＸ−ＩｃｈｇＭＩＮ）×ｒ ・・・（１１）
FIG. 12 is a flowchart showing a charge control process according to the second embodiment of the present invention.
When the charging control process according to the second embodiment is started, the process proceeds to step ST41. In step ST41, the minimum charging current value IchgMIN is set, and the process proceeds to step ST42. In step ST42, the
ΔE = (IchgMAX−IchgMIN) × r (11)
ステップＳＴ４３において、一定時間間隔Δｔ（ｍｓ）毎に、充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）の値及び充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値を計測し、ステップＳＴ４４へ進む。ステップＳＴ４４において、図８に示されたフローチャートにおけるステップＳＴ３４と同様に、許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸ以下の充電電流Ｉｃｈｇで、充電を開始し、ステップＳＴ４５へ進む。 In step ST43, the value of charge / discharge terminal voltage Vb (n) and the value of charge / discharge current Ib (n) are measured at regular time intervals Δt (ms), and the process proceeds to step ST44. In step ST44, similarly to step ST34 in the flowchart shown in FIG. 8, charging is started with a charging current Ichg equal to or smaller than the allowable maximum charging current value IchgMAX, and the process proceeds to step ST45.
ステップＳＴ４５において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮ以下か否かが判定され、以下でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ４６へ進み、ステップＳＴ４６において、ｎ＝ｎ＋１とされ、ステップＳＴ４５へ戻り、ステップＳＴ４５において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮ以下（Ｙ）と判定されるまで、ステップＳＴ４５及びＳＴ４６の処理が繰り返される。ステップＳＴ４５において、充放電電流Ｉｂ（ｎ）の値が最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮ以下（Ｙ）と判定されると、ステップＳＴ４７へ進む。 In step ST45, it is determined whether or not the value of the charging / discharging current Ib (n) is equal to or less than the minimum charging current value IchgMIN. If not (N), the process proceeds to step ST46, and in step ST46, n = n + 1 is set. Returning to step ST45, steps ST45 and ST46 are repeated until it is determined in step ST45 that the value of the charge / discharge current Ib (n) is equal to or less than the minimum charge current value IchgMIN (Y). If it is determined in step ST45 that the value of the charging / discharging current Ib (n) is equal to or less than the minimum charging current value IchgMIN (Y), the process proceeds to step ST47.
ステップＳＴ４７において、増加電圧ΔＥ増加後の充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）＋ΔＥの値が、電源ユニット２０の定格出力電圧値Ｖｓｅｔ以上か否かを判定し、定格出力電圧値Ｖｓｅｔ以上でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ４８へ進み、ステップＳＴ４８において、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）＋ΔＥの値に変更し、ステップＳＴ４５へ戻り、ステップＳＴ４７において、増加電圧ΔＥ増加後の充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）＋ΔＥの値が、電源ユニット２０の定格出力電圧値Ｖｓｅｔ以上（Ｙ）と判定されるまで、ステップＳＴ４５〜ＳＴ４８の処理が繰り返される。ステップＳＴ４７において、増加電圧ΔＥ増加後の充放電端子電圧Ｖｂ（ｎ）＋ΔＥの値が、電源ユニット２０の定格出力電圧値Ｖｓｅｔ以上と判定されると（Ｙ）、ステップＳＴ４９へ進み、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔの設定値を定格出力電圧値Ｖｓｅｔに固定し、実施例２の充電制御の処理を終了する。
In step ST47, it is determined whether or not the value of the charge / discharge terminal voltage Vb (n) + ΔE after the increase in the increase voltage ΔE is equal to or greater than the rated output voltage value Vset of the
図１１の充電期間Ｔｃにおける充放電電流Ｉｂの波形を参照すると、時刻ｔ１〜ｔ５の間において、充放電電流Ｉｂが略一定の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸとなるように、出力電圧Ｖｏｕｔが制御されている。このように、充放電電流Ｉｂが略一定の電流値になるように、出力電圧Ｖｏｕｔを制御する充電方式を定電流充電方式という。 Referring to the waveform of the charging / discharging current Ib in the charging period Tc in FIG. 11, the output voltage Vout is controlled so that the charging / discharging current Ib becomes a substantially constant allowable maximum charging current value IchgMAX between times t1 and t5. ing. In this way, the charging method for controlling the output voltage Vout so that the charging / discharging current Ib has a substantially constant current value is referred to as a constant current charging method.
（実施例２の効果）
本発明の実施例２の直流電源装置１０Ａ、及び蓄電池６０の充電方法によれば、蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０を略一定の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸで充電するために必要な増加電圧ΔＥを算出し、充電電流Ｉｃｈｇが最小充電電流値ＩｃｈｇＭＩＮとなった場合に、出力電圧Ｖｏｕｔを、出力電圧Ｖｏｕｔに増加電圧ΔＥを加算した値に制御している。そのため、実施例２の充電方法では、充電開始から蓄電池６０が満充電状態となって充電が終了するまでの時間を実施例１の充電方法に比べて大幅に短縮することができる。
(Effect of Example 2)
According to the DC
（実施例１、２の変形例）
図１３は、図１中の蓄電池６０の蓄電池セル個別測定回路を示す図である。
(Modification of Examples 1 and 2)
FIG. 13 is a diagram showing a storage battery cell individual measurement circuit of the
図１中の蓄電池６０が、蓄電池セル６０１１〜６０１ｎの直列回路と、蓄電池セル６０２１〜６０２ｎの直列回路と、が並列接続されて構成された例が、図１３に示されている。
FIG. 13 shows an example in which the
実施例１、２では、図１及び図１０中の蓄電池６０は、蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの集合した一塊の電池として、内部抵抗値ｒを算出している。ここで、蓄電池セル６０１１〜６０１ｎの直列回路の合成の内部抵抗値Σｒ１は、
Σｒ１＝ｒ１１＋ｒ１２＋・・・＋ｒ１ｎ ・・・（１２）
となり、蓄電池セル６０２１〜６０２ｎの直列回路の合成の内部抵抗値Σｒ２は、
Σｒ２＝ｒ２１＋ｒ２２＋・・・＋ｒ２ｎ ・・・（１３）
となる。蓄電池６０の一塊としての内部抵抗値ｒは、Σｒ１とΣｒ２の並列接続なので、
ｒ＝１／（１／Σｒ１＋１／Σｒ２） ・・・（１４）
となる。
In Examples 1 and 2, the
Σr1 = r11 + r12 +... + R1n (12)
The internal resistance value Σr2 of the combined series circuit of the
Σr2 = r21 + r22 +... + R2n (13)
It becomes. Since the internal resistance value r as a lump of the
r = 1 / (1 /
It becomes.
蓄電池６０の一塊としての内部抵抗値ｒを算出する方法では、Σｒ１とΣｒ２に差がある場合、内部抵抗の低い直列接続された蓄電池へ充電電流が多く分流するため、蓄電池６０の許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えるおそれがある。
In the method of calculating the internal resistance value r as a lump of the
これに対して、蓄電池セル６０１１〜６０２ｎ毎に、複数の電流計測部４１ａ，４１ｂ及び電圧計測部４２１１，・・・４２１ｎ、４２２１，・・・４２２ｎを設けた蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路によれば、個々の電池セル６０ｉｊの内部抵抗値ｒ１１，ｒ１２，・・・を個別に算出できるので、内部抵抗値の低い蓄電池セル６０ｉｊに合わせて充電電圧値Ｖｃｈｇを制御することで、並列接続している蓄電池セル６０ｉｊの内部抵抗値ｒｉｊに差があっても、個々の蓄電池セル６０ｉｊに流れる充電電流Ｉｃｈｇが許容最大充電電流値ＩｃｈｇＭＡＸを超えないように制御できる。
In contrast, for each battery cell 60 11 to 60 2n, a plurality of
図１４は、本発明の実施例３における監視制御装置７０の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 14 is a block diagram illustrating an overview of the
実施例３の監視制御装置７０は、実施例１の直流電源装置１０における電流計測部４１と、電圧計測部４２と、監視制御部３０と、を直流電源装置１０Ｂから独立させた構成になっている。
The
監視制御装置７０の動作は、実施例１における電流計測部４１、電圧計測部４２、及び監視制御部３０の動作と同様である。
The operation of the
（実施例３の効果）
本発明の実施例３の監視制御装置７０によれば、実施例１の直流電源装置１０の電流計測部４１と、電圧計測部４２と、監視制御部３０と、を直流電源装置１０Ｂから独立させた構成にしている。そのため、図２及び図３に基づいて構成及び動作を説明した実施例１の直流電源装置１０以外の直流電源装置を含む直流電源装置１０Ｂに適用し、内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０へ所望の充電電流Ｉｃｈｇが供給されるように、直流電源装置１０Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔを制御することができる。
(Effect of Example 3)
According to the
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の（１）〜（７）のようなものがある。
(Modification)
This invention is not limited to the said Examples 1-3, A various utilization form and a modification are possible. For example, there are the following forms (1) to (7) as usage forms and modifications.
（１） 実施例１〜３では、一定時間間隔で入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出するとして説明したが、充放電端子電圧値Ｓ４２に代えて、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔの値を用いても良い。充放電端子電圧Ｖｂは、直流電源装置１０，１０Ａ，１０Ｂの出力が停止した場合を除いて、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔに連動して変化するためである。
(1) In the first to third embodiments, it has been described that the internal resistance value r of the
（２） 実施例１〜３では、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出するとして説明したが、蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出方法は、別の方法であっても良い。
(2) In the first to third embodiments, the timing of switching from the discharged state to the charged state is detected, and the internal resistance value r of the
（３） 実施例１〜３では、充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出するとして説明したが、記憶部３２に格納されている蓄電池６０の内部抵抗値ｒを読み出して、読み出した蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて、蓄電池６０へ所望の充電電流Ｉｃｈｇが供給されるように出力電圧Ｖｏｕｔを制御しても良い。
(3) In the first to third embodiments, it has been described that the internal resistance value r of the
（４） 実施例１〜３では、蓄電池６０の内部抵抗値ｒに基づいて蓄電池６０へ所望の充電電流Ｉｃｈｇが供給されるように出力電圧Ｖｏｕｔを制御する例として、定電圧充電方式と定電流充電方式の２種類の例を示したが、２種類の方式に限定されない。鉛蓄電池、ニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等、蓄電池６０の種類に応じて、所望の充電制御に適用可能である。
(4) In Examples 1 to 3, as an example of controlling the output voltage Vout so that a desired charging current Ichg is supplied to the
（５） 実施例１〜３では、直流電源装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、電源ユニット２０が１つであるとして説明したが、複数の電源ユニット２０を並列接続して充電制御を行う場合においても、適用可能である。
(5) In the first to third embodiments, the DC
（６） 蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路については、説明の都合上、実施例１及び２の変形例として説明したが、蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路は実施例１及び２に限定されず、実施例３にも適用可能である。 (6) For specific measuring circuit of the storage battery cells 60 11 to 60 2n, for convenience of explanation, has been described as a modification of Examples 1 and 2, the individual measurement circuit of the storage battery cells 60 11 to 60 2n Example 1 However, the present invention is not limited to 2 and 2, and can also be applied to the third embodiment.
（７） 実施例１〜３の説明では、電流計測部４１及び電圧計測部４２は、充放電電流及び充放電端子電圧を一定時間間隔（例えば、１０ｍｓ）で計測するとして説明したが、充放電電流及び充放電端子電圧を計測する時間間隔は一定時間に限定されない、例えば、充放電電流及び充放電端子電圧の変化幅が大きいときに、計測する時間間隔を狭くするようにしても良い。充放電電流及び充放電端子電圧の変化幅が大きいときに、計測する時間間隔を狭くすれば、放電状態から充電状態に切り替わるタイミングを精度良く検出できるようになる。
(7) In the description of Examples 1 to 3, the
１０，１０Ａ，１０Ｂ 直流電源装置
２０ 電源ユニット
２３ 出力電圧調整回路
３０，３０Ａ 監視制御部
３３ 演算部
３４，３４Ａ 電圧指令信号生成部
４１，４１ａ，４１ｂ 電流計測部
４２ 電圧計測部
５０ 負荷装置
６０ 蓄電池
６０１１〜６０２ｎ 蓄電池セル
７０ 監視制御装置
10, 10A, 10B DC
Claims (11)
前記電源部から前記蓄電池へ供給する充放電電流を計測して一定時間間隔毎に充放電電流値を出力する電流計測部と、
前記充放電端子の電圧である充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出し、算出した前記内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池へ所望の充電電流が供給されるように前記出力電圧を制御する監視制御部と、
を備えたことを特徴とする直流電源装置。 A power supply for supplying output voltage and output current to an external load and a storage battery having a charge / discharge terminal;
A current measurement unit that measures charge / discharge current supplied from the power supply unit to the storage battery and outputs a charge / discharge current value at regular time intervals; and
A voltage measuring unit that measures a charge / discharge terminal voltage, which is a voltage of the charge / discharge terminal, and outputs a charge / discharge terminal voltage value at each predetermined time interval; and
An internal resistance value of the storage battery is calculated based on the charge / discharge current value and the charge / discharge terminal voltage value input at every predetermined time interval, and a desired value is supplied to the storage battery based on the calculated internal resistance value. A monitoring control unit for controlling the output voltage so that a charging current is supplied;
A DC power supply device comprising:
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値から、前記出力電圧の変化に伴って生ずる前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記電源部から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、前記タイミングの前後における前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の前記内部抵抗値を算出することを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。 The monitoring controller is
From the charging / discharging current value and the charging / discharging terminal voltage value that are input at every certain time interval, from the discharge state from the storage battery to the external load that occurs with the change of the output voltage, from the power supply unit to the storage battery The internal resistance value of the storage battery is calculated on the basis of the charge / discharge current value and the charge / discharge terminal voltage value before and after the timing. The direct current power supply device described.
算出した前記内部抵抗値に基づいて前記放電状態から前記充電状態に変化した直後の充電電流が前記蓄電池の許容最大充電電流値を超えないように、前記出力電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の直流電源装置。 The monitoring controller is
The output voltage is controlled based on the calculated internal resistance value so that a charging current immediately after changing from the discharging state to the charging state does not exceed an allowable maximum charging current value of the storage battery. Item 3. The DC power supply device according to Item 1 or 2.
算出した前記内部抵抗値に基づいて前記蓄電池に略一定の充電電流値を供給するために必要な増加電圧値を算出し、前記出力電圧を、前記出力電圧に前記増加電圧値を加算した値に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の直流電源装置。 The monitoring controller is
Based on the calculated internal resistance value, an increased voltage value necessary for supplying a substantially constant charging current value to the storage battery is calculated, and the output voltage is set to a value obtained by adding the increased voltage value to the output voltage. 3. The direct current power supply device according to claim 1, wherein the direct current power supply device is controlled.
前記出力電圧が、前記出力電圧に前記増加電圧値を加算した値に制御された状態における前記充電電流が所定の電流値まで低下したときに、前記出力電圧を、前記出力電圧に更に前記増加電圧値を加算した値に制御することを特徴とする請求項４記載の直流電源装置。 The monitoring control unit further includes:
When the charging current in a state in which the output voltage is controlled to a value obtained by adding the increased voltage value to the output voltage is reduced to a predetermined current value, the output voltage is further increased to the output voltage. 5. The DC power supply device according to claim 4, wherein the value is controlled to a value obtained by adding the values.
前記出力電圧が、定格出力電圧値に達したとき、前記出力電圧を前記定格出力電圧値に固定することを特徴とする請求項４又は５記載の直流電源装置。 The monitoring control unit further includes:
6. The DC power supply device according to claim 4, wherein when the output voltage reaches a rated output voltage value, the output voltage is fixed to the rated output voltage value.
前記監視制御部は、
前記複数の蓄電池セル毎に計測されたセル充放電電流値及びセル充放電端子電圧に基づいて前記蓄電池セル毎の内部抵抗値を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の直流電源装置。 The storage battery is configured by connecting a plurality of storage battery cells in series and / or in parallel,
The monitoring controller is
The internal resistance value for each of the storage battery cells is calculated based on a cell charge / discharge current value and a cell charge / discharge terminal voltage measured for each of the plurality of storage battery cells. The direct current power supply device described.
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて前記蓄電池の前記内部抵抗値を算出する第１処理と、
算出された前記内部抵抗値に基づいて前記蓄電池へ所望の前記充電電流が供給されるように前記出力電圧を制御する第２処理と、
を有することを特徴とする蓄電池の充電方法。 A method for charging the storage battery connected to the DC power supply device using the DC power supply device according to any one of claims 1 to 7,
A first process for calculating the internal resistance value of the storage battery based on the charging / discharging current value and the charging / discharging terminal voltage value input at every certain time interval;
A second process for controlling the output voltage so that a desired charging current is supplied to the storage battery based on the calculated internal resistance value;
A method for charging a storage battery, comprising:
前記放電状態から前記充電状態に変化した直後の充電電流が前記蓄電池の許容最大充電電流値を超えないように前記出力電圧を制御することを特徴とする請求項８記載の蓄電池の充電方法。 The second process includes
9. The method for charging a storage battery according to claim 8, wherein the output voltage is controlled so that a charging current immediately after changing from the discharging state to the charging state does not exceed an allowable maximum charging current value of the storage battery.
前記蓄電池の充電により内部起電力が徐々に上昇して、前記充電電流が最小充電電流値以下となった場合に、前記充電電流を略一定の充電電流値にするために必要な増加電圧値を加算した前記出力電圧に制御する第３処理を有することを特徴とする蓄電池の充電方法。 The storage battery charging method according to claim 9 further includes:
When the internal electromotive force gradually rises due to the charging of the storage battery and the charging current becomes less than the minimum charging current value, an increased voltage value necessary for making the charging current a substantially constant charging current value is set. A method for charging a storage battery, comprising a third process for controlling the added output voltage.
前記充放電端子の電圧である充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて前記蓄電池の内部抵抗値を算出し、算出した前記内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池へ所望の充電電流が供給されるように前記出力電圧を制御する監視制御部と、
を有することを特徴とする直流電源装置の監視制御装置。 The charging / discharging current supplied to the storage battery is measured from a DC power supply device having a power supply unit that supplies the output voltage and output current to an external load and a storage battery having a charging / discharging terminal, and the charging / discharging current is measured at regular time intervals A current measurement unit that outputs a value;
A voltage measuring unit that measures a charge / discharge terminal voltage, which is a voltage of the charge / discharge terminal, and outputs a charge / discharge terminal voltage value at each predetermined time interval; and
An internal resistance value of the storage battery is calculated based on the charging / discharging current value and the charging / discharging terminal voltage value that are input at every predetermined time interval, and the storage battery is charged based on the calculated internal resistance value. A supervisory controller for controlling the output voltage so that a current is supplied;
A monitoring control device for a DC power supply device, comprising:
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5984700B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6176378B1 (en) * | 2016-09-14 | 2017-08-09 | 富士電機株式会社 | Lead storage battery device, lead storage battery control device, and lead storage battery control method |
| WO2018043315A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 日本電気株式会社 | Power storage device, information processing device, reporting method, estimation method, recording medium, and power storage system |
| WO2018051866A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 富士電機株式会社 | Lead storage battery device, device for controlling lead storage battery, and method for controlling lead storage battery |
| EP3517986A3 (en) * | 2017-12-25 | 2019-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inspection method and manufacturing method of electrical storage device |
| CN112513652A (en) * | 2018-08-22 | 2021-03-16 | 株式会社自动网络技术研究所 | Internal resistance detection device and power supply device |
| CN113514766A (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 矢崎总业株式会社 | Battery monitoring device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07240235A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method for secondary battery |
| JPH0919073A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of boosting charge for secondary battery |
| JPH1127874A (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | Power storage system usign secondary battery |
| JP2000021455A (en) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Nissan Motor Co Ltd | Method for detecting internal resistance of battery for hybrid vehicle |
| JP2002142379A (en) * | 2000-11-06 | 2002-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method for battery |
| JP2012178953A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Method of detecting state of assembled battery and controller |
-
2013
- 2013-01-31 JP JP2013016615A patent/JP5984700B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07240235A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method for secondary battery |
| JPH0919073A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of boosting charge for secondary battery |
| JPH1127874A (en) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | Power storage system usign secondary battery |
| JP2000021455A (en) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Nissan Motor Co Ltd | Method for detecting internal resistance of battery for hybrid vehicle |
| JP2002142379A (en) * | 2000-11-06 | 2002-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method for battery |
| JP2012178953A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Method of detecting state of assembled battery and controller |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018043315A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 日本電気株式会社 | Power storage device, information processing device, reporting method, estimation method, recording medium, and power storage system |
| JP6176378B1 (en) * | 2016-09-14 | 2017-08-09 | 富士電機株式会社 | Lead storage battery device, lead storage battery control device, and lead storage battery control method |
| WO2018051866A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 富士電機株式会社 | Lead storage battery device, device for controlling lead storage battery, and method for controlling lead storage battery |
| JP2018045857A (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 富士電機株式会社 | Lead-acid battery device, controller of lead-acid battery, control method of lead-acid battery |
| US10976373B2 (en) | 2016-09-14 | 2021-04-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Lead acid battery device, control device for lead acid battery, and control method for lead acid battery |
| EP3517986A3 (en) * | 2017-12-25 | 2019-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inspection method and manufacturing method of electrical storage device |
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