JP3272874B2 - Battery capacity / remaining time display - Google Patents

Battery capacity / remaining time display

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JP3272874B2
JP3272874B2 JP19387694A JP19387694A JP3272874B2 JP 3272874 B2 JP3272874 B2 JP 3272874B2 JP 19387694 A JP19387694 A JP 19387694A JP 19387694 A JP19387694 A JP 19387694A JP 3272874 B2 JP3272874 B2 JP 3272874B2
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discharge
time
storage battery
capacity
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広海 清水
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は整流装置と蓄電池より構
成され負荷に電力を供給する直流給電システムにおける
蓄電池の残存容量及び放電残時間を推定し、その値を表
示する表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for estimating a remaining capacity and a remaining discharge time of a storage battery in a DC power supply system comprising a rectifier and a storage battery for supplying power to a load, and displaying the values. .

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は整流装置と据置蓄電池より構成さ
れ負荷に電力を供給する直流給電システムを示すもの
で、蓄電池2の充放電電流Iは、シャント4によって検
出される整流装置1の出力電流I0 と、シャント5によ
って検出される負荷3の電流ILとの差を求めることに
より得られる。この2つのシャント電流を容量・残時間
表示装置6により単位時間毎に計測し、演算することに
より蓄電池2の残存容量を知ることができる。従来の容
量・残時間表示装置6(以下表示装置と略称する)の回
路例を図8に示す。図8において、入出力手段7は整流
装置1からの停電信号や故障信号を入力する回路、及び
表示装置6に対して均等充電信号や警報信号を出力する
回路である。計測手段8は前記シャント4及び5よりの
検出信号をA/D変換器により読み取り、演算手段9に
より差分を求め演算することにより残存容量を求めるこ
とができる。また、入出力手段7により停電信号を検出
した場合は、前記残存容量をシャント5より検出される
負荷電流IL で除算することにより、その時点における
放電残時間を求めることができる。そしてこの残存容量
及び放電残時間はLCDやLED等の表示手段10によ
り表示するものである。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a DC power supply system which comprises a rectifier and a stationary storage battery and supplies power to a load. A charge / discharge current I of a storage battery 2 is detected by a shunt 4 and is an output of the rectifier 1. the current I 0, is obtained by finding the difference between the current I L in the load 3 that is detected by the shunt 5. The remaining capacity of the storage battery 2 can be known by measuring and calculating the two shunt currents by the capacity / remaining time display device 6 for each unit time. FIG. 8 shows a circuit example of a conventional capacity / remaining time display device 6 (hereinafter abbreviated as a display device). 8, the input / output means 7 is a circuit for inputting a power failure signal or a failure signal from the rectifier 1 and a circuit for outputting a uniform charging signal or an alarm signal to the display device 6. The measuring means 8 reads the detection signals from the shunts 4 and 5 with an A / D converter, and calculates and calculates the difference by the calculating means 9 to obtain the remaining capacity. Further, when detecting the power failure signal by input means 7, by dividing the remaining capacity by the load current I L to be detected from the shunt 5, it is possible to obtain the discharge remaining time at that point. The remaining capacity and the remaining discharge time are displayed by display means 10 such as an LCD or LED.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す計測手段8で計測し、演算手段9によって得られる
単位時間当りの放電量は蓄電池放電電流の大きさのみに
依存する。即ち、実際の直流給電システムにおいては、
図7に示す蓄電池2と負荷3との電圧降下の大きさによ
り、蓄電池許容最低電圧も変わり、定格容量を100%
放電することはできない場合がある。また、蓄電池は放
電率により放電特性が著しく変化し、この放電特性も温
度依存性が大きいことが知られている。従って、放電電
流の大きさのみによる方法は誤差が大きく緊急時のバッ
クアップ作業に及ぼす影響が大きいという問題がある。
本発明は、これら問題点を解決し、蓄電池の残存容量及
び放電残時間の推定精度の向上を図ろうとするものであ
る。
However, the amount of discharge per unit time measured by the measuring means 8 shown in FIG. 2 and obtained by the calculating means 9 depends only on the magnitude of the battery discharge current. That is, in an actual DC power supply system,
Depending on the magnitude of the voltage drop between the storage battery 2 and the load 3 shown in FIG.
It may not be possible to discharge. Further, it is known that the discharge characteristics of a storage battery vary significantly depending on the discharge rate, and the discharge characteristics also have a large temperature dependence. Therefore, the method using only the magnitude of the discharge current has a problem that the error is large and the backup operation in an emergency is greatly affected.
The present invention is intended to solve these problems and improve the accuracy of estimating the remaining capacity and remaining discharge time of a storage battery.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、整流装置と蓄
電池より負荷に電力を供給する直流給電システムの表示
装置であって、前記整流装置との間で信号の入出力を行
う入出力手段と、前記整流装置の出力電流と負荷電流を
計測する第1計測手段と、該第1計測出力で計算された
出力電流と負荷電流との差より蓄電池電流を求める演算
手段を備えた蓄電池の容量・残時間表示装置において、
前記蓄電池のケース温度を測定する第2計測手段と、前
記整流装置及び蓄電池の種別,定格容量及び許容最低電
圧の仕様設定項目とその設定値を集めたテーブル・デー
タを記憶する第1記憶手段と、第1記憶手段に記憶さ
れた前記仕様設定項目より選択して実際の運用条件に合
わせて設定できる条件設定手段と、蓄電池種別毎に用意
され、蓄電池の許容最低電圧,ケース温度をパラメータ
とし、蓄電池の所定の規格に定められた容量換算時間
(K)と放電時間(T)特性を利用して、定格容量が既
知である蓄電池を放電した場合の放電電流(C−Rat
e)に対する放電係数を求めてテーブル・データとして
記憶する第2記憶手段と、前記第1計測手段及び第2計
測手段により一定の単位時間毎に計測した蓄電池の放電
電流とケース温度に対応する放電係数を前記第2記憶手
段により求め、該放電係数に前記放電電流と単位時間を
乗じて所定の時間率放電に換算した放電量を算出して、
満充電を初期値とする蓄電池容量から前記放電量を順次
減算して残存容量を求め、満充電に対する百分率を算出
し、かつ前記残存容量を前記放電係数とその時点の放電
電流で除算し、動作条件における放電残時間を推定する
演算手段と、前記条件設定手段により設定された前記仕
様設定項目に対応して前記演算手段により求められた
算結果を計測の単位時間毎に更新して表示する表示手段
とを備えたものである。
The present invention relates to a display device of a DC power supply system for supplying power from a rectifier and a storage battery to a load, and an input / output means for inputting and outputting signals to and from the rectifier. And a first measuring means for measuring an output current and a load current of the rectifier, and a calculating means for calculating a storage battery current from a difference between the output current and the load current calculated by the first measured output.・ In the remaining time display device,
A second measuring means for measuring a case temperature of the storage battery; a type, a rated capacity, and a minimum allowable power of the rectifier and the storage battery;
First storage means for storing the table data gathered specification setting items and the setting value of the pressure, the storage of the said first memory means
Condition setting means that can be selected from the above specification setting items and set according to actual operating conditions, and prepared for each storage battery type
The minimum allowable voltage of the storage battery and the case temperature are set as parameters.
Using a capacity conversion time (K) and a discharge time (T) characteristics defined in a predetermined standard of the storage battery, a discharge current (C-Rat) when the storage battery whose rated capacity is known is discharged.
e) a second storage means for obtaining a discharge coefficient for table data and storing the same as table data, and a discharge corresponding to the discharge current of the storage battery and the case temperature measured by the first measurement means and the second measurement means for each fixed unit time. A coefficient is obtained by the second storage means, and the discharge coefficient is multiplied by the discharge current and a unit time to calculate a discharge amount converted to a predetermined time rate discharge,
The remaining capacity is obtained by sequentially subtracting the discharge amount from the storage battery capacity with a full charge as an initial value, calculating a percentage with respect to a full charge, and dividing the remaining capacity by the discharge coefficient and the discharge current at that time. Calculating means for estimating the remaining discharge time under the condition; and the specification set by the condition setting means.
Display means for updating and displaying the calculation results obtained by the calculation means in correspondence with the various setting items for each unit time of measurement.

【0005】[0005]

【実施例】図1は本発明による表示装置60を図7に示
した直流給電システムに用いた実施例であって、温度セ
ンサ11により蓄電池のケース温度を検出している。図
2は本発明による装置60の回路構成を示したものであ
って、図8に示した従来の表示装置6のブロック図に第
2計測手段12,条件設定手段13,第1記憶手段1
4,第2記憶手段15,通信インタフェース回路16を
追加し、放電時の残存容量及び放電残時間の推定精度の
向上と、表示装置60を定格の異なる整流装置に搭載可
能とし汎用化を図ることを目的としたものである。な
お、図8に示した計測手段8を、図2においては第2計
測手段12と区別するため、第1計測手段8と記載し
た。以下に図2の各機能について説明する。
FIG. 1 shows an embodiment in which a display device 60 according to the present invention is used in the DC power supply system shown in FIG. 7, in which a temperature sensor 11 detects the case temperature of a storage battery. FIG. 2 shows a circuit configuration of the device 60 according to the present invention. The block diagram of the conventional display device 6 shown in FIG.
4. Addition of the second storage means 15 and the communication interface circuit 16 to improve the accuracy of estimating the remaining capacity and remaining discharge time at the time of discharge, and to enable the display device 60 to be mounted on a rectifier having a different rating for general use. It is intended for. Note that the measuring means 8 shown in FIG. 8 is described as a first measuring means 8 in FIG. 2 to distinguish it from the second measuring means 12. Hereinafter, each function of FIG. 2 will be described.

【0006】第2計測手段12は温度センサ11の検出
信号が電圧信号の場合は増幅して、また、インピーダン
ス信号の場合は電圧信号に変換した後、A/D変換する
計測回路で蓄電池2の充放電状態の温度を監視する。条
件設定手段13は図1に示すシステムで運用されるシャ
ント4及び5の定格値,蓄電池種別,定格容量及び許容
最低電圧の各値を設定すると共に、蓄電池残存容量が減
少し、警報出力動作を行う警報レベルを設定する回路部
である。これらの設定値は現場の状況に合わせて設定さ
れるので、汎用性が高く極めて広範囲に適用することが
できる。
The second measuring means 12 amplifies the detection signal of the temperature sensor 11 if it is a voltage signal, and converts it to a voltage signal if it is an impedance signal. Monitor the temperature of the charge / discharge state. The condition setting means 13 sets the rated value of the shunts 4 and 5 operated in the system shown in FIG. 1, the type of the storage battery, the rated capacity, and the allowable minimum voltage, and also reduces the remaining capacity of the storage battery, thereby reducing the alarm output operation. This is a circuit section for setting an alarm level to be performed. Since these set values are set according to the situation at the site, they are highly versatile and can be applied to an extremely wide range.

【0007】例えば図1に示したシャント4の定格電流
値は蓄電池2の放電電流と負荷3への電流を加算した値
で整流装置1の定格容量と共に決定され、シャント5の
定格値は負荷電流の大きさで決定される。従って、蓄電
池定格容量は、前記シャント5で検出される最大負荷電
流が停電時に保持される時間によって決定される。この
ように多様化するシステムの設定条件に合わせて、キー
・スイッチ及び表示器等により設定できる条件設定手段
13を設け、動作時に容易に初期設定できることは極め
て有効である。そして、図2に示すようにこの設定され
た値に合わせて、第1計測手段8により読み取った値は
演算手段9により換算されて実測値となる。第1記憶手
段14は、前記条件設定手段13の各設定項目毎の選択
可能な範囲の値又は定格表示等の設定データ・テーブル
であって、通常ROMに記憶されている。前記条件設定
手段13により選択され設定された後は不揮発性のRA
M等に書き込まれ保持される。
For example, the rated current value of the shunt 4 shown in FIG. 1 is determined by adding the discharge current of the storage battery 2 and the current to the load 3 together with the rated capacity of the rectifier 1, and the rated value of the shunt 5 is the load current. Is determined by the size of Therefore, the rated capacity of the storage battery is determined by the time during which the maximum load current detected by the shunt 5 is maintained during a power failure. It is extremely effective to provide the condition setting means 13 which can be set by a key switch, a display, and the like in accordance with the setting conditions of the system which is diversified in this way, and to easily perform initial setting at the time of operation. Then, as shown in FIG. 2, in accordance with the set value, the value read by the first measuring means 8 is converted by the calculating means 9 to become an actually measured value. The first storage means 14 is a setting data table such as a value of a selectable range or a rating display for each setting item of the condition setting means 13 and is normally stored in the ROM. After being selected and set by the condition setting means 13, the nonvolatile RA
It is written and held in M etc.

【0008】第2記憶手段15は蓄電池種別毎に用意さ
れ、蓄電池の許容最低電圧,ケース温度をパラメータと
して定格容量に対する放電電流(C−Rate)と放電
係数αとの関係を示すデータ・テーブルである。このデ
ータ・テーブルは図3に示した放電電流(C−Rat
e)と放電係数特性を細分化しテーブル化したもので、
許容最低電圧と蓄電池のケース温度をパラメータとし
て、通常ROMに記憶されている。図3の放電係数αは
シャント5及び第1計測手段8により計測した放電電流
が設置した既知の定格容量(通常は25℃における10
時間率放電容量)に対して放電条件の厳しさを表す放電
係数であって、放電率及び許容最低電圧が大きい程、ま
た反対に温度が低い程大きくなる。この特性は蓄電池の
放電特性曲線が示す傾向と一致している。
The second storage means 15 is prepared for each storage battery type, and is a data table showing a relationship between a discharge current (C-Rate) with respect to a rated capacity and a discharge coefficient α by using the allowable minimum voltage and the case temperature of the storage battery as parameters. is there. This data table corresponds to the discharge current (C-Rat) shown in FIG.
e) and a table obtained by subdividing the discharge coefficient characteristics.
The minimum allowable voltage and the case temperature of the storage battery are usually stored in the ROM as parameters. The discharge coefficient α in FIG. 3 is a known rated capacity (usually 10 at 25 ° C.) set by the discharge current measured by the shunt 5 and the first measuring means 8.
It is a discharge coefficient indicating the severity of the discharge condition with respect to the discharge rate (time rate discharge capacity). This characteristic is consistent with the tendency indicated by the discharge characteristic curve of the storage battery.

【0009】次に、本発明の残存容量を推定するうえで
重要な根拠となる図3の特性の算出方法について述べ
る。図4に示す特性は日本蓄電池工業会規格SBA60
01「据置蓄電池の容量算出法」の容量換算時間Kと放
電時間Tの標準特性図の一例であって、通常K−T曲線
と呼ばれ、蓄電池の種別と蓄電池温度毎に用意され、必
要とする放電時間に対応するK値に放電電流を乗ずれば
必要な定格容量(10HR)を簡単に求めることができ
るもので、一般によく用いられる。図3はこの図4に示
したK−T標準特性を利用し、以下のように作図したも
のである。
Next, a description will be given of a method of calculating the characteristics shown in FIG. 3, which is an important basis for estimating the remaining capacity according to the present invention. The characteristics shown in FIG.
01 is an example of a standard characteristic diagram of the capacity conversion time K and the discharge time T of the “method of calculating the capacity of the stationary storage battery”, which is usually called a KT curve, which is prepared for each type of storage battery and storage battery temperature. The required rated capacity (10 HR) can be easily obtained by multiplying the K value corresponding to the discharge time to be performed by the discharge current, and is commonly used. FIG. 3 is a drawing using the KT standard characteristics shown in FIG. 4 as follows.

【0010】蓄電池容量が決定していて、一定の放電電
流を流した場合、図4に示した横軸の放電時間Tの10
Hを10時間率放電(10HR)に相当する放電電流
0.1Cとして表し、この時の図4の縦軸の容量換算時
間K(約10H)を横軸の放電時間10Hで除算した値
を放電係数αとして求め、他の放電時間についても同様
に求めグラフ化したものが図3である。前記規格SBA
6001では、放電電流が図5の放電パターンに示すよ
うにCI ,CII,CIII と変化した場合、全体の放電に
必要な蓄電池容量Cは(1)式によって与えられる。
When the storage battery capacity is determined and a constant discharge current is applied, the discharge time T of 10 on the horizontal axis shown in FIG.
H is expressed as a discharge current 0.1 C corresponding to a 10-hour rate discharge (10 HR), and a value obtained by dividing the capacity conversion time K (about 10 H) on the vertical axis in FIG. FIG. 3 shows a graph obtained as a coefficient α and similarly obtained for other discharge times. The standard SBA
In 6001, when the discharge current changes to CI, CII, and CIII as shown in the discharge pattern of FIG. 5, the storage battery capacity C required for the entire discharge is given by equation (1).

【0011】[0011]

【数1】 C=CI +CII+CIII =K1 1 +K2 (I2 −I1 )+K3 (I3 −I2 ) (1)[Number 1] C = CI + CII + CIII = K 1 I 1 + K 2 (I 2 -I 1) + K 3 (I 3 -I 2) (1)

【0012】即ち、放電電流I1 ,I2 ,I3 の変化パ
ターンに対して、蓄電池容量が放電電流の大きさに直接
関係するのは第1項のI1 のみで、第2項及び第3項で
は(I2 −I1 ),(I3 −I2 )の差が関係してい
る。従って、放電パターンの変化がわからないと必要な
容量は決定できないが、一般的には蓄電池の使用におけ
る最悪条件を考慮し、その時の放電電流の大きさを一定
と仮定して決定される。また、(1)式を用いて、既知
の容量を放電させた場合の放電量の求め方は、図5の放
電パターンに示した初期値の放電時間T1 が不明である
ので、放電電流を測定するサイクルタイム毎に時間を加
算して放電時間T1 を変更し、更に、その時の放電電流
の変化に合わせて容量換算時間K値を選択し(1)式の
第1項から計算し直すことを繰り返すことになるのが、
この方法では計算が複雑で実用的でない。そこで図3に
示した放電電流をC−Rateに換算し対応する放電係
数αを求め、放電電流Iと計測のサイクルタイムとして
の単位時間Δtを乗じて、10時間率(10HR)に換
算した単位時間当りの放電量(α×I×Δt)を求め
る。この放電量を10HRに換算した定格初期容量C10
(t0 )より、順次減算しこれを繰り返すことにより、
任意の放電時刻tn における10HRに換算した蓄電池
残存容量C10(tn )を(2)式により求めることがで
きる。
That is, for the change pattern of the discharge currents I 1 , I 2 , I 3 , the storage battery capacity is directly related to the magnitude of the discharge current only in the first term I 1 , and the second term and the second term The third term relates to the difference between (I 2 −I 1 ) and (I 3 −I 2 ). Therefore, although the required capacity cannot be determined unless the change in the discharge pattern is known, it is generally determined on the assumption that the magnitude of the discharge current at that time is constant in consideration of the worst conditions in the use of the storage battery. Also, using the equation (1), the discharge amount of Determination of when to discharge the known volume, the discharge time T 1 of the initial values shown in the discharge pattern of Figure 5 is unknown, the discharge current by adding the time for each cycle time of measuring change the discharge time T 1, further re-calculated from that time to meet changing discharge current select capacitance conversion time K value (1) the first term of The thing that will be repeated
This method is computationally complex and impractical. Therefore, the discharge current shown in FIG. 3 is converted into a C-Rate to obtain a corresponding discharge coefficient α, and the discharge current I is multiplied by a unit time Δt as a cycle time of measurement to convert it into a 10-hour rate (10 HR). The discharge amount per hour (α × I × Δt) is obtained. The rated initial capacity C 10 obtained by converting this discharge amount to 10 HR
By sequentially subtracting and repeating this from (t 0 ),
The storage battery remaining capacity C 10 (t n ) converted to 10 HR at an arbitrary discharge time t n can be obtained by the equation (2).

【0013】[0013]

【数2】 (Equation 2)

【0014】ここでαi は時刻t0 からtn までの間の
任意の放電係数であって、この時の計測値である放電電
流Ii ,蓄電池温度および設定された許容最低電圧によ
って決定される値である。また、第2記憶手段15に記
憶されるデータ・テーブルは、前述のように図3を適度
に細分化し、蓄電池種別および温度毎にまとめたもので
あって、任意の放電係数αi がこのデータ・テーブルか
ら直接求められる機会は少なく、テーブルの中間に位置
することが通常である。このような場合は、放電電流I
i はC−Rateに換算された値、許容最低電圧,温度
に関係する前後のデータ値が選び出され、これらの点を
結ぶ直線近似計算が演算手段9によって行われ、最適な
放電係数αi が求められる。従って、残存容量C10(t
n )は精度的に充分高いと言える。
Here, α i is an arbitrary discharge coefficient from time t 0 to t n , and is determined by the measured values of the discharge current I i , the temperature of the storage battery, and the set allowable minimum voltage. Value. Further, the data table stored in the second storage means 15, suitably subdivided to Figure 3 as described above, there is a summary for each battery type and temperature, any discharge coefficient alpha i is the data・ There are few opportunities to be obtained directly from the table, and it is usually located in the middle of the table. In such a case, the discharge current I
As i, a value converted into a C-Rate, a data value before and after relating to a permissible minimum voltage and a temperature are selected, and a linear approximation calculation connecting these points is performed by the calculating means 9 to obtain an optimum discharge coefficient α i. Is required. Therefore, the remaining capacity C 10 (t
n ) can be said to be sufficiently high in accuracy.

【0015】C10(tn )の満充電に対する残存容量
(%)は(3)式により表される。
The remaining capacity (%) of C 10 (t n ) with respect to full charge is expressed by equation (3).

【数3】 残存容量(%)=C10(tn )/C10(t0 ) (3) 次に任意の時刻tn における放電残時間td は、先ず
(4)式により放電電流In 時の条件における残存容量
x (tn )に戻すため(2)式で求めた容量をαn
除算して求める。
Equation 3] remaining capacity (%) = C 10 (t n) / C 10 (t 0) (3) then discharging the remaining time at an arbitrary time t n t d, first (4) by the discharge current I In order to return to the remaining capacity C x (t n ) under the condition of n , the capacity obtained by the equation (2) is divided by α n .

【数4】 Cx (tn )=C10(tn )/αn (4) 次に放電電流In で除算すると、放電電流In が時刻t
n 以降も継続したと仮定した場合の放電残時間td
(5)式により求めることができる。
Equation 4] C x (t n) = C 10 (t n) / α n (4) now to divide the discharge current I n, the discharge current I n the time t
The remaining discharge time t d when it is assumed that the discharge has continued after n can be obtained by equation (5).

【数5】 td =Cx (tn )/In (5) 一方、時刻tn において停電が回復したと仮定して、単
位時間Δt後の時刻tn+1 における残存容量C10(t
n+1 )の変化は(6)式に示すように充電電流In+1
単位時間Δtを乗じて加算する。
T d = C x (t n ) / I n (5) On the other hand, assuming that the power failure has recovered at the time t n, the remaining capacity C 10 (at the time t n + 1 after the unit time Δt has elapsed) t
The change of ( n + 1 ) is added by multiplying the charging current In + 1 by the unit time Δt as shown in the equation (6).

【数6】 C10(tn+1 )=C10(tn )+In+1 ×Δt (6)C 10 (t n + 1 ) = C 10 (t n ) + I n + 1 × Δt (6)

【0016】このように蓄電池の充放電における演算処
理は、図2に示す演算手段9により行われる。充電と放
電の計算方法による差は残存容量の差となって表れるの
で、停電回復時の充電において、充電電流がある一定
値、例えば0.01C以下に減少してから充電タイマを
スタートさせ、タイムアップにて例え残存容量が100
%に達していなくても、満充電の100%として見なす
ことにより計算誤差の補正をすることが可能であり、こ
れらの補正も演算手段9にて行う。上記により求められ
た残存容量及び放電残時間はLED,液晶,EL等の表
示手段10によりサイクルタイムΔt毎に更新し表示さ
れる。
The arithmetic processing in charging and discharging the storage battery is performed by the arithmetic means 9 shown in FIG. Since the difference due to the calculation method of charging and discharging appears as a difference in the remaining capacity, in charging at the time of recovery from power failure, the charging current is reduced to a certain value, for example, 0.01 C or less, and then the charging timer is started. Even if the remaining capacity is 100
%, It is possible to correct the calculation error by considering it as 100% of full charge, and these corrections are also performed by the arithmetic means 9. The remaining capacity and remaining discharge time obtained as described above are updated and displayed for each cycle time Δt by the display means 10 such as an LED, a liquid crystal, and an EL.

【0017】表示手段10が残存容量・放電残時間の変
化の様子を図示するのに充分な分解能を有するドットピ
ッチの表示手段を用いるなら、図6に示すような放電状
態の軌跡(太い実線表示)と推定(鎖線表示)を演算手
段9の指令により図示することができる。以下にこの図
6に示されている概要について述べる。停電検出時刻t
0 後、最初の計測サイクルタイムとしての単位時間Δt
において、放電電流I1 について(2)式から(5)式
までの計算を行い、放電残時間td =t4 なるB点を求
めることができる。放電電流I1 は時刻t1 まで一定で
あるので、A点とB点を結ぶ直線と時刻t1 の交点であ
るC点までは残存容量及び放電時間の軌跡はAC間の直
線に沿って減少する。そして時刻t1 において、蓄電池
電流がI2 に増加した場合の軌跡は次のようになる。
If the display means 10 uses a dot pitch display means having a sufficient resolution to show the change of the remaining capacity / discharge remaining time, the locus of the discharge state as shown in FIG. ) And estimation (indicated by a dashed line) can be illustrated by a command from the calculating means 9. The outline shown in FIG. 6 will be described below. Power failure detection time t
After 0 , the unit time Δt as the first measurement cycle time
In the above, the calculation from the equations (2) to (5) is performed for the discharge current I 1 , and the point B where the remaining discharge time t d = t 4 can be obtained. Since the discharge current I 1 is constant up to time t 1, the point C is the intersection of the straight line and the time t 1 connecting point A and point B locus of remaining capacity and discharge time along a straight line between AC reduction I do. At time t 1 , the locus when the battery current increases to I 2 is as follows.

【0018】時刻t0 における放電電流I1 にてB点を
求めたと同様の方法で、放電電流I2 についても求める
と放電時刻t2 なるD点が求められる。点A,D間を結
ぶ直線をこの時の傾斜(t4 /t2 )を変えずに放電電
流I2 への変化点である時刻t1 のC点まで平行移動
し、横軸の経過時間と交わる点Eが時刻t1 における新
しい放電残時間の推定値で前の推定時刻t4 から時刻t
3 に変化し短くなる。任意の時刻tx において放電電流
2 は一定であるので、残存容量C10(tx)は点Cと
Eを結ぶ直線上のF点に求められる。一方、放電残時間
は今後も放電電流I2 が流れると仮定した場合のE点の
時刻t3 が限界値で、この点を通り時間の経過は放電電
流の大きさには依存しないので、直線CBに平行移動す
ると時刻t1 にてG点が求められる。
[0018] At the discharge current I 1 at time t 0 in the same manner as it was determined point B, also obtaining a discharge time t 2 becomes point D for the discharge current I 2 is determined. Point A, moves parallel to the point C at time t 1 is the change point of the discharge current I 2 without changing the straight inclination at this time (t 4 / t 2) connecting the D, the elapsed time on the horizontal axis Is a new estimated value of the remaining discharge time at the time t 1, and the time E from the previous estimated time t 4 to the time t
Changes to 3 and becomes shorter. Since the discharge current I 2 is constant at an arbitrary time t x , the remaining capacity C 10 (t x ) is obtained at a point F on a straight line connecting the points C and E. On the other hand, at time t 3 is a limit value of the E point when discharge remaining time is assumed to future discharge current flows I 2, since the course of this point as time does not depend on the magnitude of the discharge current, the straight line G points are determined at time t 1 when translated CB.

【0019】即ち、時刻t1 において放電残時間は(t
4 −t1 )から(t3 −t1 )に急激に減少し、その後
は時刻tx までは直線的に減少する軌跡を示している。
またその後の推定される残存容量の変化は点F,Eを結
ぶ鎖線で示され、放電残時間の変化は点H,Eを結ぶ一
点鎖線で示される。もし、時刻tx 以降についても放電
電流の変化が発生しても同様に求めることができ、これ
らを作図して表示する手段を有することはマン・マシン
・インタフェースとして有益である。
That is, at time t 1 , the remaining discharge time is (t
4 -t rapidly decreased from 1) to (t 3 -t 1), then until the time t x represents the trajectory decreases linearly.
Further, a change in remaining capacity estimated thereafter is indicated by a chain line connecting points F and E, and a change in remaining discharge time is indicated by a chain line connecting points H and E. If both can be obtained similarly by changing the discharge current is generated for after time t x, it is useful as a man-machine interface having a means for displaying and plotting them.

【0020】実例として前記時刻t1 における急激な残
時間の変化は負荷電流の変動に追従して変化するので直
感的で理解し易く、例えば、ある時刻にて放電残時間の
値が期待する保持時間に達しない小さい値の場合は、負
荷の重要度に応じて優先順位の低いレベルの負荷を順次
切り放す等の方法が行われる。負荷の切り放しに追従し
て放電残時間は大きくなり、現状まままでよいのか、更
に負荷の切り放しが必要なのか容易に判断できる。ま
た、残存容量が条件設定手段13により設定された警報
レベルにどの時点で達するのか推定することも容易であ
る。
As a practical example, a sudden change in the remaining time at the time t 1 changes in accordance with a change in the load current, so that it is intuitive and easy to understand. In the case of a small value that does not reach the time, a method of sequentially cutting off loads of lower priority levels according to the importance of the load is performed. The remaining discharge time increases with the release of the load, and it is easy to determine whether the current state is good or whether the load needs to be released. Further, it is easy to estimate when the remaining capacity reaches the alarm level set by the condition setting means 13.

【0021】以上述べたように本発明による残存容量の
求め方は規格SBA6001による容量算出法の(1)
式に忠実に基づいてはいないが、近似的な方法として有
効であり、そのうえ従来の電流と時間との積による算出
方法に比較して極めて精度が向上している。前述したよ
うに、実際の蓄電池容量の決定は、放電パターンが一般
的にはわからないので、最悪値の最大放電電流を一定と
仮定した保持時間で決定しているので、(1)式による
誤差を論じることは適正でなく、本発明は比較的簡単な
計算でしかも前記規格SBA6001による考え方を取
り入れているので精度的にも高く実用的である。
As described above, the method of obtaining the remaining capacity according to the present invention is based on the method (1) of the capacity calculation method based on the standard SBA6001.
Although not based on the formula, it is effective as an approximate method, and has extremely improved accuracy as compared with the conventional calculation method using the product of current and time. As described above, the actual storage battery capacity is determined by the holding time assuming that the worst value of the maximum discharge current is constant because the discharge pattern is not generally known. It is not appropriate to discuss the present invention, and the present invention is a relatively simple calculation and incorporates the concept based on the standard SBA6001, so that it is highly accurate and practical.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は標準的な直流給電システムに適
用できるように整流装置の定格が異なっても、また、蓄
電池種別や定格が異なってもそれらの条件設定できる手
段を設けて登録,保持される。また、シャント4および
5による2つの電流の計測値は設定値に対して定められ
た比率で換算され、蓄電池の種別,許容最低電圧,放電
率,温度に関する補正が演算手段9により行われるの
で、残存容量及び残時間表示に対する精度は極めて高
い。また、高性能な表示手段を用いれば、上記の軌跡や
予測値を図示することもできる。更に必要により通信イ
ンタフェース回路を設けることにより、これらの情報を
監視するホスト・コンピュータに送信することも可能で
ある。従って、近年、整流装置に蓄電池容量をモニタす
る機能が要求されることが多くなっているので汎用性を
有する本発明の表示装置を直流給電システムに搭載する
ことは極めて有益である。
As described above, the present invention provides a means for registering and maintaining the condition of the rectifier even if the rating of the rectifier is different or the storage battery type or the rating is different so that it can be applied to a standard DC power supply system. Is done. In addition, the measured values of the two currents by the shunts 4 and 5 are converted at a ratio determined with respect to the set value, and the correction relating to the type of the storage battery, the allowable minimum voltage, the discharge rate, and the temperature is performed by the calculating means 9. The accuracy for the indication of the remaining capacity and the remaining time is extremely high. If a high-performance display unit is used, the above-described trajectory and predicted value can be illustrated. Further, by providing a communication interface circuit as necessary, it is possible to transmit such information to a host computer for monitoring. Therefore, in recent years, the function of monitoring the capacity of the storage battery is often required of the rectifier. Therefore, it is extremely useful to mount the versatile display device of the present invention in the DC power supply system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る直流給電システムのブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of a DC power supply system according to the present invention.

【図2】本発明の容量・残時間表示装置の一実施例ブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a capacity / remaining time display device of the present invention.

【図3】本発明における残存容量を推定する放電電流
(C−Rate)と放電係数の特性曲線図である。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram of a discharge current (C-Rate) for estimating a remaining capacity and a discharge coefficient in the present invention.

【図4】蓄電池の所定規格に基づく容量換算時間Kと放
電時間Tの特性曲線図である。
FIG. 4 is a characteristic curve diagram of a capacity conversion time K and a discharge time T based on a predetermined standard of a storage battery.

【図5】蓄電池の所定規格に基づく放電パターン図であ
る。
FIG. 5 is a discharge pattern diagram based on a predetermined standard of a storage battery.

【図6】本発明における演算結果の一例を表示手段に表
示される表示例図である。
FIG. 6 is a display example diagram in which an example of a calculation result in the present invention is displayed on a display unit.

【図7】従来の直流給電システムのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional DC power supply system.

【図8】従来の容量・残時間表示装置のブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional capacity / remaining time display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 整流装置 2 蓄電池 3 負荷 4,5 シャント 6,60 表示装置 7 入出力手段 8 第1計測手段 9 演算手段 10 表示手段 11 温度センサ 12 第2計測手段 13 条件設定手段 14 第1記憶手段 15 第2記憶手段 16 通信インタフェース回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 rectifier 2 storage battery 3 load 4,5 shunt 6,60 display 7 input / output means 8 first measurement means 9 calculation means 10 display means 11 temperature sensor 12 second measurement means 13 condition setting means 14 first storage means 15 2 storage means 16 communication interface circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 整流装置と蓄電池より負荷に電力を供給
する直流給電システムの表示装置であって、前記整流装
置との間で信号の入出力を行う入出力手段と、前記整流
装置の出力電流と負荷電流を計測する第1計測手段と、
該第1計測出力で計算された出力電流と負荷電流との差
より蓄電池電流を求める演算手段を備えた蓄電池の容量
・残時間表示装置において、 前記蓄電池のケース温度を測定する第2計測手段と、 前記整流装置及び蓄電池の種別,定格容量及び許容最低
電圧の仕様設定項目とその設定値を集めたテーブル・デ
ータを記憶する第1記憶手段と、 該第1記憶手段に記憶された前記仕様設定項目より選択
して実際の運用条件に合わせて設定できる条件設定手段
と、蓄電池種別毎に用意され、蓄電池の許容最低電圧,ケー
ス温度をパラメータとし、 蓄電池の所定の規格に定めら
れた容量換算時間(K)と放電時間(T)特性を利用し
て、定格容量が既知である蓄電池を放電した場合の放電
電流(C−Rate)に対する放電係数を求めてテーブ
ル・データとして記憶する第2記憶手段と、 前記第1計測手段及び第2計測手段より一定の単位時
間毎に計測した蓄電池の放電電流とケース温度に対応す
る放電係数を前記第2記憶手段により求め、該放電係数
に前記放電電流と単位時間を乗じて所定の時間率放電に
換算した放電量を算出して、満充電を初期値とする蓄電
池容量から前記放電量を順次減算して残存容量を求め、
満充電に対する百分率を算出し、かつ前記残存容量を前
記放電係数とその時点の放電電流で除算し、動作条件に
おける放電残時間を推定する演算手段と、前記条件設定手段により設定された前記仕様設定項目に
対応して前記演算手段により求められた 演算結果を計測
の単位時間毎に更新して表示する表示手段とを具備する
ことを特徴とする蓄電池の容量・残時間表示装置。
1. A display device of a DC power supply system for supplying power from a rectifier and a storage battery to a load, comprising: an input / output means for inputting and outputting a signal between the rectifier and an output current of the rectifier. And first measuring means for measuring the load current,
A storage battery capacity / remaining time display device including a calculation unit for calculating a storage battery current from a difference between an output current calculated by the first measurement output and a load current, wherein a second measurement unit for measuring a case temperature of the storage battery; The type, rated capacity and allowable minimum of the rectifier and storage battery
First storage means for storing voltage specification setting items and table data in which the setting values are collected; and selecting from the specification setting items stored in the first storage means , the setting items can be set according to actual operating conditions. Condition setting means and the minimum allowable voltage of the storage battery,
Using the storage temperature as a parameter, and utilizing the capacity conversion time (K) and discharge time (T) characteristics defined in the predetermined standard of the storage battery, the discharge current (C− a second storage means for storing a table data seeking discharge coefficient for Rate), corresponding to the discharge current and the case temperature of the first measuring means and the storage battery measured more every predetermined unit time to the second measuring means calculated discharge coefficients by said second storage means, to calculate a discharge amount in terms of a predetermined time-rate discharging by multiplying the discharge current and the unit time the discharge coefficient <br/>, the initial value of the full charge The remaining capacity is obtained by sequentially subtracting the discharge amount from the storage battery capacity,
Calculating means for calculating a percentage of a full charge, dividing the remaining capacity by the discharge coefficient and the discharge current at that time, and estimating a remaining discharge time under operating conditions; and setting the specifications set by the condition setting means. Item
Display means for updating and displaying the operation result obtained by the operation means for each unit time of measurement in response to the request .
【請求項2】 前記表示手段前記演算手段による演算
結果を計測の単位時間毎に更新して表示すると共に、演
算結果を軌跡として図示表示することができる表示手段
である請求項1記載の蓄電池の容量・残時間表示装置。
2. The storage battery according to claim 1, wherein said display means is a display means capable of updating and displaying a calculation result by said calculation means for each unit time of measurement and displaying the calculation result as a locus. Capacity / remaining time display device.
【請求項3】 前記第1及び第2計測手段による計測値
並びに前記演算手段による演算結果を、外部に転送する
ための通信インタフェース回路を備えた請求項1または
2記載の蓄電池の容量・残時間表示装置。
3. The capacity / remaining time of a storage battery according to claim 1, further comprising a communication interface circuit for externally transferring a value measured by said first and second measurement means and a calculation result by said calculation means. Display device.
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