JP3539822B2 - 無停電電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電池交換の時期を知らせる機能を持った無停電電源装置（ＵＰＳ）を供給するものである。
【従来の技術】
ＵＰＳは停電発生時のバックアップ動作を確実に実行するため、使用している電池の寿命を判定して電池の交換作業を行なうことが必要である。
もし、停電発生時に電池が劣化し、バックアップ動作を行なうに必要とする容量を保持していないとＵＰＳはその役目を果たすことができない。したがって、ＵＰＳの電池のメンテナンスは非常に重要である。
（２）
【０００２】
従来においてはＵＰＳの稼働時間を表すタイマにてある一定の期間、例えば３年と設定した稼働時間が設定値の３年に達したとき、一義的に電池交換の信号を出力し電池交換していた。
その他の方法としては、停電検出器を設けて、停電発生時の電池放電回数を計測して、その累積値が所定の回数に達したとき、電池交換の信号を出力し電池交換の時期を知らせていた。
【０００３】
しかしながら、一般的にはユーザーのＵＰＳの設置環境により電池の温度は著しく異なる。ＵＰＳは通常時、トリクル充電状態にあり、このときの電池寿命は２５℃を境として、高温になるほど、著しく低下することが定性的に確認されている。
従って、一義的に交換時期を定めることは危険でもあると共に、使用可能であっても交換を早めることになり不経済であった。
【０００４】
また、停電回数による判定は停電発生時の温度や停電時間のバラツキ、その時のユーザーの負荷電流の状態等により電池の放電深度も異なり特定の回数に限定し、判定することは電池の交換にとって適切であるとはいえないといった問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決し、電池温度と電池固有の充放電特性のバラツキとを考慮して、無停電電源装置の運転状態に合わせて電池の適当な交換の時期を知らせる機能を持たせた。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
無停電電源装置の運転状態に合わせて参照するトリクル寿命算出テーブル、放置寿命算出テーブル、サイクル寿命算出テーブルを設け、
（３）
トリクル寿命算出テーブルまたは放置寿命算出テーブルを参照して電池の劣化による電池容量を計算する演算と、前記停電検出回路により停電発生および停電回復を検出し、サイクル寿命算出テーブルを参照して所定の寿命を計算する演算部と、両演算結果を比較しいづれか早い時期を寿命と判定する判定部を持ち、それを警報出力して電池交換時期を知らせる機能を付加した。
【０００７】
【実施例】
図１はＵＰＳの基本回路の概要を示すものであって、１は入力スイッチ、２はＤＣ／ＡＣ変換部、３はフィルタ部、４は電池である。図２は図１における電池４の寿命判定方法の一実施例であって、５は停電検出器、６は電池電圧検出器、７は電池電流検出器、８は電池温度検出器、９はトリクル寿命算出テーブル、１０はサイクル寿命算出テーブル、１１は放置寿命算出テーブル、１２は前記各種検出器により、前記テーブルを参照して演算を行なう演算部、１３は前記演算部１２での演算結果を判定する判定部、１４は前記判定部１３の判定に基づき電池交換警報を出力する警報出力部である。
【０００８】
図３は前記トリクル寿命算出テーブル９の特性値をグラフで示したものであって、ＵＰＳの経年に対して、電池の初期定格容量から劣化により減少する容量の割合を低減率（％）として表している。
電池温度が高い程、また、経年が大きくなるほど劣化が進行する傾向を示している。
【０００９】
図４は所定の放電寿命サイクル数が電池温度に対して減少する率をグラフで示したものである。
図５は前記サイクル寿命算出テーブル１０のポイント表の１例であって、前記図４の特性を基にして定めた停電発生前後の平均温度に依存するポイントと停電期間により異なるポイントの組み合わせを定めたものである。
図６は前記放置寿命算出テーブル１１の特性をグラフで示したものであって、（４）
放置期間によって定格容量の減少する割合を低減率（％）として表したものである。
【００１０】
図７は前記図２の判定方法を実施するための回路構成の１例であって、
ＣＰＵ１５は図２における演算部１２、判定部１３の機能を実現するための制御回路である。ＲＯＭ１６は前記ＣＰＵ１５の実行プログラムと前記トリクル寿命テーブル９、サイクル寿命テーブル１０、放置寿命テーブル１１を格納する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１７は各種データの記憶をすることができるデータの書換え可能なメモリである。
【００１１】
警報出力部１４は警報出力を実現するための回路で、表示回路、通信インタフェイス回路等である。カレンダ・タイマ１８は前記９〜１１のテーブルを参照する時期を決定するタイマ回路である。電池１９は前記カレンダ・タイマ１８の機能を維持するための小容量電池である。
【００１２】
以下図７の機能について、図８に示すフローチャトを用いて説明する。先ず、定格容量の減少による寿命についてのフローの流れは下記の通りである。ＵＰＳの定常運転状態においては、ルートＡの処理にてカレンダ・タイマにより一定間隔、例えば、１日一回、図３に示す定格容量低減率をその日の平均電池温度を基に、前記トリクル寿命算出テーブル９を参照して求めて、その結果をＣＰＵ１５にて演算し、電池定格容量として更新する処理を繰り返す。
【００１３】
図１に示す入力スイッチ１がオフしている期間の放置寿命はルートＢの処理にて、カレンダ・タイマ１８からのデータにより放置期間を算出し、その結果を図６の特性を示す前記放置寿命算出テーブル１１より定格容量低減率を求めて、ＣＰＵ１５により演算し、電池定格容量を更新する。電池定格容量は上記２つの要因により更新され、請求項２では初期定格容量の１／２に減少したとＣＰＵ１５により判定したとき、警報を前記警報出力部１４に出力する。
（５）
【００１４】
次に、サイクル寿命による判定については、ルートＣにて示され、停電検出器５による信号を検出して、停電期間と停電前後の電池温度より平均電池温度を求めて、更に前記サイクル寿命テーブル１０を参照し、停電発生によるポイントを求め、ＣＰＵ１５により前回までのポイント値に加算して、サイクル寿命判定ポイントに達したかを比較判定する、判定ポイント未達の場合には停電検出を継続して監視し、もし、判定ポイントに達している場合には、前記と同様に警報を出力する。
【００１５】
【作用】
警報出力は前述のように電池定格容量が初期定格容量の１／２に減少した時期か、またはサイクル寿命判定ポイントに達した時期かのいづれか早い方の要因にて決定される。また、図８では省略してあるが、警報出力部１４は判定条件が成立しなくても、ホストコンピュータからデータの送信要求があれば、定格容量値、サイクル寿命ポイント等の管理データの送信ができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による方法はＵＰＳに用いられた電池の特性に基づき交換時期を推定しているので、ＵＰＳのメンテナンス作業を実施する上において有益である。
即ち、ユーザーによるＵＰＳの設置環境の相違に基づく、電池温度、停電発生回数等の影響、電池特性のバラツキを考慮して交換時期を推定しているので、早くも遅くもない適切な時期による交換作業が可能である。
【００１７】
また、電池定格容量の変化の状況、サイクル寿命ポイントの値等、劣化による寿命の進行状態を表す数値を常に管理しているので、これらのデータをホストコンピュータ側で要求して、警報出力部を介して受信することにより寿命の時期をホスト側にて事前に予測することが可能となる。更に、ＵＰＳを含む系統のコンピュータ・システムがダウンしたとき、警報出力部から送信された事前のデータ
（６）
により状況証拠として原因調査を進めることも可能である。ＵＰＳは電池の状態を維持、管理することが非常に重要であるので本発明による効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＵＰＳの基本回路
【図２】本発明における電池４の寿命判定方法概念図
【図３】前記トリクル寿命算出テーブル９の特性値
【図４】所定の放電寿命サイクル数が電池温度に対して減少する率
【図５】サイクル寿命算出テーブル１０のポイント表の１例
【図６】放置寿命算出テーブル１１の特性
【図７】図２の判定方法を実施するための回路構成の１例
【図８】本発明一実施例フローチャート
【符号の説明】
１ 入力スイッチ
２ ＤＣ／ＡＣ変換
３ フィルタ部
４ 電池
５ 停電検出器
６ 電池電圧検出器
７ 電池電流検出器
８ 電池温度検出器
９ トリクル寿命算テーブル
１０ サイクル寿命算出テーブル
１１ 放置寿命算出テーブル
１２ 演算部
１３ 判定部
１４ 警報出力部
１５ ＣＰＵ
（７）
１６ ＲＯＭ
１７ データ記憶ＲＡＭ
１８ カレンダタイマ
【産業上の利用分野】
本発明は電池交換の時期を知らせる機能を持った無停電電源装置（ＵＰＳ）を供給するものである。
【従来の技術】
ＵＰＳは停電発生時のバックアップ動作を確実に実行するため、使用している電池の寿命を判定して電池の交換作業を行なうことが必要である。
もし、停電発生時に電池が劣化し、バックアップ動作を行なうに必要とする容量を保持していないとＵＰＳはその役目を果たすことができない。したがって、ＵＰＳの電池のメンテナンスは非常に重要である。
（２）
【０００２】
従来においてはＵＰＳの稼働時間を表すタイマにてある一定の期間、例えば３年と設定した稼働時間が設定値の３年に達したとき、一義的に電池交換の信号を出力し電池交換していた。
その他の方法としては、停電検出器を設けて、停電発生時の電池放電回数を計測して、その累積値が所定の回数に達したとき、電池交換の信号を出力し電池交換の時期を知らせていた。
【０００３】
しかしながら、一般的にはユーザーのＵＰＳの設置環境により電池の温度は著しく異なる。ＵＰＳは通常時、トリクル充電状態にあり、このときの電池寿命は２５℃を境として、高温になるほど、著しく低下することが定性的に確認されている。
従って、一義的に交換時期を定めることは危険でもあると共に、使用可能であっても交換を早めることになり不経済であった。
【０００４】
また、停電回数による判定は停電発生時の温度や停電時間のバラツキ、その時のユーザーの負荷電流の状態等により電池の放電深度も異なり特定の回数に限定し、判定することは電池の交換にとって適切であるとはいえないといった問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決し、電池温度と電池固有の充放電特性のバラツキとを考慮して、無停電電源装置の運転状態に合わせて電池の適当な交換の時期を知らせる機能を持たせた。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
無停電電源装置の運転状態に合わせて参照するトリクル寿命算出テーブル、放置寿命算出テーブル、サイクル寿命算出テーブルを設け、
（３）
トリクル寿命算出テーブルまたは放置寿命算出テーブルを参照して電池の劣化による電池容量を計算する演算と、前記停電検出回路により停電発生および停電回復を検出し、サイクル寿命算出テーブルを参照して所定の寿命を計算する演算部と、両演算結果を比較しいづれか早い時期を寿命と判定する判定部を持ち、それを警報出力して電池交換時期を知らせる機能を付加した。
【０００７】
【実施例】
図１はＵＰＳの基本回路の概要を示すものであって、１は入力スイッチ、２はＤＣ／ＡＣ変換部、３はフィルタ部、４は電池である。図２は図１における電池４の寿命判定方法の一実施例であって、５は停電検出器、６は電池電圧検出器、７は電池電流検出器、８は電池温度検出器、９はトリクル寿命算出テーブル、１０はサイクル寿命算出テーブル、１１は放置寿命算出テーブル、１２は前記各種検出器により、前記テーブルを参照して演算を行なう演算部、１３は前記演算部１２での演算結果を判定する判定部、１４は前記判定部１３の判定に基づき電池交換警報を出力する警報出力部である。
【０００８】
図３は前記トリクル寿命算出テーブル９の特性値をグラフで示したものであって、ＵＰＳの経年に対して、電池の初期定格容量から劣化により減少する容量の割合を低減率（％）として表している。
電池温度が高い程、また、経年が大きくなるほど劣化が進行する傾向を示している。
【０００９】
図４は所定の放電寿命サイクル数が電池温度に対して減少する率をグラフで示したものである。
図５は前記サイクル寿命算出テーブル１０のポイント表の１例であって、前記図４の特性を基にして定めた停電発生前後の平均温度に依存するポイントと停電期間により異なるポイントの組み合わせを定めたものである。
図６は前記放置寿命算出テーブル１１の特性をグラフで示したものであって、（４）
放置期間によって定格容量の減少する割合を低減率（％）として表したものである。
【００１０】
図７は前記図２の判定方法を実施するための回路構成の１例であって、
ＣＰＵ１５は図２における演算部１２、判定部１３の機能を実現するための制御回路である。ＲＯＭ１６は前記ＣＰＵ１５の実行プログラムと前記トリクル寿命テーブル９、サイクル寿命テーブル１０、放置寿命テーブル１１を格納する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１７は各種データの記憶をすることができるデータの書換え可能なメモリである。
【００１１】
警報出力部１４は警報出力を実現するための回路で、表示回路、通信インタフェイス回路等である。カレンダ・タイマ１８は前記９〜１１のテーブルを参照する時期を決定するタイマ回路である。電池１９は前記カレンダ・タイマ１８の機能を維持するための小容量電池である。
【００１２】
以下図７の機能について、図８に示すフローチャトを用いて説明する。先ず、定格容量の減少による寿命についてのフローの流れは下記の通りである。ＵＰＳの定常運転状態においては、ルートＡの処理にてカレンダ・タイマにより一定間隔、例えば、１日一回、図３に示す定格容量低減率をその日の平均電池温度を基に、前記トリクル寿命算出テーブル９を参照して求めて、その結果をＣＰＵ１５にて演算し、電池定格容量として更新する処理を繰り返す。
【００１３】
図１に示す入力スイッチ１がオフしている期間の放置寿命はルートＢの処理にて、カレンダ・タイマ１８からのデータにより放置期間を算出し、その結果を図６の特性を示す前記放置寿命算出テーブル１１より定格容量低減率を求めて、ＣＰＵ１５により演算し、電池定格容量を更新する。電池定格容量は上記２つの要因により更新され、請求項２では初期定格容量の１／２に減少したとＣＰＵ１５により判定したとき、警報を前記警報出力部１４に出力する。
（５）
【００１４】
次に、サイクル寿命による判定については、ルートＣにて示され、停電検出器５による信号を検出して、停電期間と停電前後の電池温度より平均電池温度を求めて、更に前記サイクル寿命テーブル１０を参照し、停電発生によるポイントを求め、ＣＰＵ１５により前回までのポイント値に加算して、サイクル寿命判定ポイントに達したかを比較判定する、判定ポイント未達の場合には停電検出を継続して監視し、もし、判定ポイントに達している場合には、前記と同様に警報を出力する。
【００１５】
【作用】
警報出力は前述のように電池定格容量が初期定格容量の１／２に減少した時期か、またはサイクル寿命判定ポイントに達した時期かのいづれか早い方の要因にて決定される。また、図８では省略してあるが、警報出力部１４は判定条件が成立しなくても、ホストコンピュータからデータの送信要求があれば、定格容量値、サイクル寿命ポイント等の管理データの送信ができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による方法はＵＰＳに用いられた電池の特性に基づき交換時期を推定しているので、ＵＰＳのメンテナンス作業を実施する上において有益である。
即ち、ユーザーによるＵＰＳの設置環境の相違に基づく、電池温度、停電発生回数等の影響、電池特性のバラツキを考慮して交換時期を推定しているので、早くも遅くもない適切な時期による交換作業が可能である。
【００１７】
また、電池定格容量の変化の状況、サイクル寿命ポイントの値等、劣化による寿命の進行状態を表す数値を常に管理しているので、これらのデータをホストコンピュータ側で要求して、警報出力部を介して受信することにより寿命の時期をホスト側にて事前に予測することが可能となる。更に、ＵＰＳを含む系統のコンピュータ・システムがダウンしたとき、警報出力部から送信された事前のデータ
（６）
により状況証拠として原因調査を進めることも可能である。ＵＰＳは電池の状態を維持、管理することが非常に重要であるので本発明による効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＵＰＳの基本回路
【図２】本発明における電池４の寿命判定方法概念図
【図３】前記トリクル寿命算出テーブル９の特性値
【図４】所定の放電寿命サイクル数が電池温度に対して減少する率
【図５】サイクル寿命算出テーブル１０のポイント表の１例
【図６】放置寿命算出テーブル１１の特性
【図７】図２の判定方法を実施するための回路構成の１例
【図８】本発明一実施例フローチャート
【符号の説明】
１ 入力スイッチ
２ ＤＣ／ＡＣ変換
３ フィルタ部
４ 電池
５ 停電検出器
６ 電池電圧検出器
７ 電池電流検出器
８ 電池温度検出器
９ トリクル寿命算テーブル
１０ サイクル寿命算出テーブル
１１ 放置寿命算出テーブル
１２ 演算部
１３ 判定部
１４ 警報出力部
１５ ＣＰＵ
（７）
１６ ＲＯＭ
１７ データ記憶ＲＡＭ
１８ カレンダタイマ
Claims (2)
- 電池電圧、電池電流、電池温度、及び停電の期間並びに回数を検出する手段を備えた無停電電源装置において、無停電電源装置の運転状態に合わせて参照するトリクル寿命算出テーブル、放置寿命算出テーブル、サイクル寿命算出テーブルを設け、前記トリクル寿命算出テーブルまたは放置寿命算出テーブルを参照して電池の劣化による電池の定格容量を計算する演算部と、前記停電検出回路により停電発生および停電回復を検出し、前記サイクル寿命算出テーブルを参照してサイクル寿命判定ポイントを求め、そのサイクル寿命判定ポイントを用いて所定の寿命を計算する演算部と、両演算結果を比較しいずれか早い時期を寿命と判定する判定部とを持ち、それを警報出力して電池交換時期を知らせる機能を付加したことを特長とする無停電電源装置。
- 請求項１の無停電電源装置において、トリクル寿命及び放置寿命により電池の定格容量の１／２に達した時点と、前記サイクル寿命判定ポイントを用いたサイクル寿命とを比較することによって電池交換時期を算出するようにしたことを特長とする無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316596A JP3539822B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316596A JP3539822B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 無停電電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269360A JPH09269360A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3539822B2 true JP3539822B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=14346905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10316596A Expired - Fee Related JP3539822B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3539822B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4511673B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2010-07-28 | Ｎｅｃフィールディング株式会社 | 交流無停電電源装置 |
| DE10061665A1 (de) * | 2000-12-11 | 2002-06-20 | Francotyp Postalia Gmbh | Verfahren zur Ermittlung eines Erfordernis zum Austausch eines Bauteils und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| JPWO2014141834A1 (ja) * | 2013-03-13 | 2017-02-16 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電池パック、電気機器およびその制御方法 |
| DE202015106539U1 (de) | 2015-12-01 | 2017-03-06 | Rp-Technik Gmbh | Zustandsindikator und Kommunikationssystem zur Kontrolle von Akkumulatoren |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP10316596A patent/JP3539822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09269360A (ja) | 1997-10-14 |
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