JP5750224B2

JP5750224B2 - 蓄電池管理装置および蓄電池管理方法

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Publication number: JP5750224B2
Application number: JP2009257046A
Authority: JP
Inventors: 傑松下; 辻川　知伸; 知伸辻川; 火峰薮田
Original assignee: NTT Facilities Inc
Current assignee: NTT Facilities Inc
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: JP2011102727A

Description

本発明は、主に、通信用の小型端末機器などに搭載される蓄電池の蓄電池管理装置および蓄電池管理方法に関する。

通信用の小型端末機器、例えば公衆電話回線と複数の電話機との間の通信接続を行うビジネス主装置などには、停電時のバックアップ用の予備電源として、蓄電池が搭載されている。蓄電池が経年とともに劣化し、この劣化した蓄電池をそのまま放置すると、蓄電池内部に封じ込められている電解液が外部に漏れることがある。これにより、漏れた電解液によって近傍の電源装置が障害を受け、あるいは、電解液を通じた短絡回路が形成され蓄電池が焼損することがある。
このような事態を回避するため、例えば、蓄電池の劣化を判定する劣化判定手段を備える電流検出装置および蓄電装置の制御装置がある（特許文献１参照）。

特開２００５−２０１７１６号公報

しかしながら、通信用の小型端末機器等は、専用の保守員が常駐しないユーザ側に設置されることから、劣化判定手段等により蓄電池が劣化しているか否かを判定し、判定結果が劣化していることを示す場合、あるいは電源装置側が障害を受けた場合、これら発生したエラーの内容を保守員が確認できない問題があった。
そのため、ユーザが現場で発生したエラーの内容を確認できず、現場での迅速なエラー解決ができない問題があった。また、現場でエラーが確認できないため、離れた場所にいる保守員にエラーの内容を伝達することができず、発生したエラー内容の如何に関わらず、保守員が現場に駆けつけなければならないため、保守性が悪いという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、蓄電池管理装置で発生したエラーの内容を確認し、保守性を向上できる蓄電池管理装置、および蓄電池管理方法を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明は、直列に接続されている複数の単電池から構成される蓄電池と、前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理部と、前記蓄電池を構成する前記複数の単電池のうち劣化判定に用いる任意の単電池がパイロット単電池として定められ、該パイロット単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給する放電部と、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の第１の電圧値と、順に接続されている前記パイロット単電池と他の単電池とにおける各単電池どうしの接続点の第２の電圧値とを検出する第１の検出部と、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の電流値を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の電圧値に基づき、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値を算出し、前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値より高く、かつ、前記第１電圧閾値より大きい第２電圧閾値より低い場合に、前記複数の単電池の何れかに劣化が生じていると判定する電圧監視部と、前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の検出部により検出された前記電流値とに基づき算出される前記パイロット単電池の内部抵抗値が所定の内部抵抗閾値よりも低いか否かを判定し、前記パイロット単電池の内部抵抗値が前記内部抵抗閾値よりも高いと判定した場合に前記蓄電池が劣化していると判定する電池劣化判定処理を実行する内部抵抗値判定部と、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値とを比較し、前記蓄電池管理部の異常を判定する電流範囲判定部とを含む第１の判定部と、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値に達しているか否かを判定し、少なくとも１つの単電池の電圧値が前記第１電圧閾値に達していない場合に前記蓄電池に接続不良があると判定する接続不良判定処理を実行する第２の判定部と、を備えることを特徴とする蓄電池管理装置である。

また、本発明に係る蓄電池管理装置は、前記第２の判定部が、前記蓄電池と接続された場合、前記接続不良判定処理を実行し、前記第１の判定部が、前記第２の判定部により接続不良でないと判定された場合、予め決められた劣化判定周期をあけて前記電池劣化判定処理を繰り返し、前記単電池が劣化していると連続して判定した回数が、予め決められた回数を超えた場合、表示部に前記単電池の劣化を示す警報を表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる蓄電池装置は、前記蓄電池と接続され、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池の異常が判定された場合、前記蓄電池管理装置から供給されている前記電力を遮断する切離部をさらに有することを特徴とする。

また、本発明にかかる蓄電池装置は、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部と接続され、時間の経過を計測する計時部をさらに有し、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部は、前記計時部が所定時間の経過を検出することで、前記判定を実行することを特徴とする。

また、本発明にかかる蓄電池装置は、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、判定内容に応じた警報を表示する表示部をさらに有することを特徴とする。

また、本発明にかかる蓄電池装置は、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、前記表示部によって表示される警告を解除する警報解除部を、外部から操作可能な位置に有することを特徴とする。

また、本発明は、直列に接続されている複数の単電池から構成される蓄電池と接続され、前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理装置における蓄電池管理方法であって、放電部が、前記蓄電池を構成する前記複数の単電池のうち劣化判定に用いる任意の単電池がパイロット単電池として定められており、該パイロット単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給し、第１の検出部が、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の第１の電圧値と、順に接続されている前記パイロット単電池と他の単電池とにおける各単電池どうしの接続点の第２の電圧値とを検出し、第２の検出部が、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の電流値を検出し、電圧監視部が、前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の電圧値に基づき、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値を算出し、前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値より高く、かつ、前記第１電圧閾値より大きい第２電圧閾値より低い場合に、前記複数の単電池の何れかに劣化が生じていると判定し、第１の判定部が、前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の検出部により検出された前記電流値とに基づき算出される前記パイロット単電池の内部抵抗値が所定の内部抵抗閾値よりも低いか否かを判定し、前記パイロット単電池の内部抵抗値が前記内部抵抗閾値よりも高いと判定した場合に前記蓄電池が劣化していると判定する電池劣化判定処理を実行し、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値とを比較し、前記蓄電池管理装置の異常を判定し、第２の判定部が、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値に達しているか否かを判定し、少なくとも１つの単電池の電圧値が前記第１電圧閾値に達していない場合に前記蓄電池に接続不良があると判定する接続不良判定処理を実行することを特徴とする蓄電池管理方法である。

また、本発明にかかる蓄電池管理方法は、第３の検出部は、前記蓄電池の電圧値を検出し、第２の判定部は、前記第３の検出部により検出された前記電圧値に基づき、前記蓄電池の異常を判定することを特徴とする

また、本発明にかかる蓄電池管理方法は、前記第１の判定部および前記第２の判定部は、計時部により計測された時間情報に基づき、前記蓄電池の判定を所定のタイミングで複数回実行することにより、前記蓄電池の異常を判定することを特徴とする。

なお、上記構成要素は、下に説明する実施形態において詳細に説明されるものであって、放電部は放電回路３４に、第１の検出部は劣化判定用電圧検出部３０５に、第２の検出部は劣化判定用電流検出部３０６に、第１の判定部は劣化判定部５に、第３の検出部は、単電池４１電圧検出部３０１、単電池４１−４２間電圧検出部３０２、単電池４１−４３間電圧検出部３０３、および単電池４１−４４間電圧検出部３０４に、第２の判定部は電圧監視部７に、切離部は電池切離部３６に、計時部はタイマー３１０に、警報解除部は警報解除部３７および入力部３９に、それぞれ相当する。

本発明の一実施の形態による蓄電池管理装置は、複数の単電池から構成される蓄電池と、前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理部と、前記蓄電池のうち任意の単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給する放電部と、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記単電池の電圧値を検出する第１の検出部と、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記単電池の電流値を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部により検出された前記電圧値に基づき算出される前記単電池の内部抵抗値と、所定の内部抵抗閾値を比較し、前記蓄電池の異常を判定する内部抵抗値判定部と、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値を比較し、前記蓄電池管理部の異常を判定する電流範囲判定部とを含む第１の判定部とを有する。
この構成により、蓄電池管理装置は、蓄電池の異常や劣化あるいは蓄電池管理装置の異常の少なくともいずれか一方を判定することができる。よって、劣化した蓄電池がそのまま放置される状況が回避され、劣化した蓄電池が放置され電解液が外部に漏れることにより発生する、近傍の電源装置の障害や蓄電池の焼損を防止することができる。
また、これにより、蓄電池管理装置は、任意の単電池に放電路を形成し、放電電流を供給した際に得られる電圧値あるいは電流値に基づき、蓄電池の側の異常や劣化あるいは蓄電池管理装置の側の異常を、それぞれ判定することができる。このため、現場で蓄電池あるいは蓄電池管理装置の正常性を容易に確認することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、前記蓄電池の電圧値を検出する第３の検出部と、前記第３の検出部により検出された前記電圧値に基づき、前記蓄電池の異常を判定する第２の判定部をさらに有する。これにより、蓄電池管理装置は、蓄電池を構成している単電池のいずれか一つに異常があった場合であっても、この異常を判定することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、前記蓄電池と接続され、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池の異常が判定された場合、前記蓄電池管理装置から供給されている前記電力を遮断する切離部をさらに有する。これにより、蓄電池管理装置は、蓄電池あるいは蓄電池管理装置の異常が判定された場合、蓄電池への電力の供給を遮断できるため、異常のある蓄電池に電力が供給される電力消費の無駄を防止し、蓄電池管理装置のコストの低減化を実現することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部と接続され、時間の経過を計測する計時部をさらに有し、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部は、前記計時部が所定時間の経過を検出することで、前記判定を実行する。これにより、蓄電池管理装置は、所定のタイミングで蓄電池あるいは蓄電池管理装置の異常判定を実行することができるため、点検のために保守員が現場に赴く必要がなく、保守性を向上することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、判定内容に応じた警報を表示する表示部をさらに有する。これにより、蓄電池管理装置は、判定部により判定された異常の内容に応じた警告を、蓄電池管理装置の周辺に表示することができる。よって、ユーザが異常の内容を容易に確認できる。また、ユーザが異常解除の方法がわからない場合であっても、ユーザが確認した異常の内容を保守員等に伝達することができるため、保守員が現場に駆けつけることなく異常を解除することが可能となり、保守性を向上することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、前記表示部によって表示される警告を解除する警報解除部を、外部から操作可能な位置に有する。
これにより、現場で容易に異常警報を解除することができ、保守性を向上することができる。また、環境温度が低くなる冬期には、低温環境が原因で蓄電池の内部抵抗が増加する場合があるが、この場合、蓄電池や蓄電池管理装置には異常が発生していないにも関わらず警報が頻繁に発生することがある。このような誤検出が発生した場合であっても、現場で警報を解除することができるため、保守員が現場に駆けつけることなく警報を解除することが可能となり、保守性を向上することができる。

また、本発明の一実施の形態による蓄電池管理方法は、複数の単電池から構成される蓄電池と接続され、前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理装置における蓄電池管理方法であって、放電部が、前記単電池のうち任意の単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給し、第１の検出部が、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記単電池の電圧値を検出し、第２の検出部が、前記放電部により放電電流が供給された際の、前記単電池の電流値を検出し、第１の判定部が、前記第１の検出部により検出された前記電圧値に基づき算出される前記単電池の内部抵抗値と、所定の内部抵抗閾値を比較し、前記蓄電池の異常を判定し、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値を比較し、前記蓄電池管理部の異常を判定し、第３の検出部が、前記蓄電池の電圧値を検出し、第２の判定部が、前記第３の検出部により検出された前記電圧値に基づき、前記蓄電池の異常を判定し、前記第１の判定部および前記第２の判定部が、計時部により計測された時間情報に基づき、前記蓄電池の判定を所定のタイミングで複数回実行することにより、前記蓄電池の異常を判定することを特徴とする。これにより、蓄電池管理装置は、蓄電池の異常判定の際の誤検出を低減することができる。

本実施の形態にかかる蓄電池管理システムの一例を示すブロック図である。本実施の形態にかかる蓄電池管理装置の一例を示すブロック図である。本実施の形態にかかる劣化判定方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態にかかる劣化判定方法の他の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態にかかる蓄電池管理システムの構成を示す概略ブロック図である。
図１に示すように、蓄電池管理システム１は、ビジネスホン主装置本体２と、蓄電池管理装置３と、蓄電池４とを有する。

ビジネスホン主装置本体２は、通信用の小型端末機器、例えば公衆電話回線と複数の電話機との間の通信接続を行う装置である。

蓄電池管理装置３は、蓄電池４からビジネスホン主装置本体２に供給される電力を制御する装置であって、例えば、停電時のバックアップ用の予備電力の供給を制御する。この蓄電池管理装置３は、予備電力を生成する蓄電池４と接続され、制御部３１と、電源３２と、計測回路３３と、放電回路３４と、常時全電池電圧監視部３５と、電池切離部３６と、警報解除部３７と、表示部３８と、入力部３９とを備える。また、蓄電池管理装置３は、ビジネスホン主装置本体２の本体の内部に搭載され、表示部３８および入力部３９が、ビジネスホン主装置本体２の外部から認識あるいは操作可能な位置に設けられている。

蓄電池４は、電池切離部３６を介して、電源３２、あるいはビジネスホン主装置本体２と接続されている。これにより、電池切離部３６により接続が切断されると、電源３２から蓄電池４に供給される電力が遮断される。
電池４は、直列に接続されている単電池４１，４２，４３，４４から構成される組電池である。単電池４１〜４４は、例えば鉛蓄電池である。これら複数の単電池４１〜４４のうちの任意の一つ、例えば単電池４１を、劣化判定用のパイロット電池４１とする。

制御部３１は、蓄電池管理装置３を統括的に制御する。
電源３２は、蓄電池管理装置３を駆動するために必要な電力、あるいは蓄電池４を充電するために必要な充電電力を供給する。
計測回路３３は、蓄電池４と接続され、単電池４１〜４４に供給される電力の電圧値や電流値を計測する。また、計測回路３３は、蓄電池４全体の電圧値あるいは単電池４１〜４４の個々の出力電力の電圧値を計測する。
放電回路３４は、パイロット電池４１と接続され、制御部３１による放電制御信号に応じて、パイロット電池４１に対する放電路を短時間だけ形成し、形成された放電路に所定の放電電流を供給する。

常時全電池電圧監視部３５は、計測回路３３と接続され、計測回路３３により計測された単電池４１〜４４の出力電力の電圧値に応じて、蓄電池４の充電電圧が十分か否かの充電電圧の正常性、および蓄電池４の電圧降下があるか否かの電池電圧の正常性を監視する。常時全電池電圧監視部３５は、蓄電池４の異常性が検出された場合、電池切離部３６を制御し、蓄電池４に供給される電力を停止させる。

電池切離部３６は、ビジネスホン主装置本体２と電源３２とを接続する通電ラインと、蓄電池４との間に接続されている。電池切離部３６は、常時全電池電圧監視部３５による制御信号に基づき、通電ラインと蓄電池４との接続を切断することによって、電源３２から蓄電池４へ供給される電力を停止する。なお、電池切離部３６は、常時全電池電圧監視部３５の制御によって、切断した接続を回復する（オンにする）切り替えも可能である。

警報解除部３７は、制御部３１とビジネスホン主装置本体２との間に配置され、制御部３１から出力される制御信号に基づき、あるいは入力部３９から入力される物理的な接続解除により、制御部３１とビジネスホン主装置本体２との接続を切断する。
また、あとで詳細に説明するが、本実施の形態にかかる蓄電池管理装置３は、制御部３１から出力される警報制御信号に基づき、表示部３８が警報を表示する構成を有し、警報解除部３７は、制御部３１から表示部３８に通知される警報制御信号を切断することができる。

表示部３８は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等であって、蓄電池管理装置３により判定された異常内容に応じた警報を表示する。表示部３８は、例えば、蓄電池管理装置３の異常が検出された場合、等間隔に点滅を繰り返す点灯パターン１でＬＥＤを点灯させることができる。また、表示部３８は、蓄電池４の劣化が検出された場合、等間隔に２回の点滅を繰り返す点灯パターン２でＬＥＤを点灯させ、蓄電池４の接続不良が検出された場合、一定時間点灯し続ける点灯パターン３でＬＥＤを点灯させることができる。なお、表示部３８は、制御部３１からの警報制御信号に基づき、これら表示方法で警報を表示する。

入力部３９は、ビジネスホン主装置本体２を外部から制御するため、ユーザからの指示が入力される操作手段である。入力部３９は、例えば、押しボタン式のスイッチ素子であって、制御部３１とビジネスホン主装置本体２、あるいは制御部３１と表示部３８の接続を切断する。入力部３９の押しボタン式のスイッチ素子が押下されることで、接続が切断され、表示部３８において表示されている警報を解除することができる。
また、蓄電池管理装置３は、入力部３９が、１秒以上長押しされることで、蓄電池管理装置３の異常判定機能あるいは蓄電池４の劣化判定機能の少なくとも一方を動作させる構成であってもよい。この構成により、蓄電池管理装置３は、手動操作により、任意のタイミングで異常判定機能あるいは劣化判定機能を実現することができる。

次に、図２を用いて、蓄電池管理装置３の一例について詳細に説明する。なお、図１に示す構成部材と同じ機能や構成を有する構成部材については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略し、あるいは文章で以下説明することにより図示を省略する。

図２に示すとおり、蓄電池管理装置３は、劣化判定部５と、タイミング制御部６と、電圧監視部７と、単電池４１電圧検出部３０１と、単電池４１−４２間電圧検出部３０２と、単電池４１−４３間電圧検出部３０３と、単電池４１−４４間電圧検出部３０４と、劣化判定用電圧検出部３０５と、劣化判定用電流検出部３０６と、記憶部３０７と、内部抵抗値算出部３０８、外部出力部３０９と、タイマー３１０とを備える。

単電池４１電圧検出部３０１は、単電池４１と接続され、単電池４１に供給された電圧値を検出し、検出された電圧値を電圧監視部７に出力する。
単電池４１−４２間電圧検出部３０２は、単電池４１および単電池４２と接続され、単電池４１−４２間に供給された電圧値を検出し、検出された電圧値を電圧監視部７に出力する。
単電池４１−４３間電圧検出部３０３は、単電池４１および単電池４３と接続され、単電池４１−４３間に供給された電圧値を検出し、検出された電圧値を電圧監視部７に出力する。
単電池４１−４４間電圧検出部３０４は、単電池４１および単電池４４と接続され、単電池４１−４４間に供給された電圧値を検出し、検出された電圧値を電圧監視部７に出力する。
電圧監視部７は、これら検出された電圧値に基づき、蓄電池４全体の電圧値、および単電池４１〜４４の個々の電圧値を算出することができる。なお、電圧監視部７は、これら検出された電圧値の差分を算出することにより、単電池４１〜４４の個々の電圧値を算出することができる。

劣化判定用電圧検出部３０５は、パイロット電池４１と接続され、パイロット電池４１に供給された電圧値を検出し、検出された電圧値を内部抵抗値算出部３０８に出力する。
劣化判定用電流検出部３０６は、パイロット電池４１と接続され、パイロット電池４１に流れる電流値を検出し、検出された電流値を内部抵抗値算出部３０８に出力する。

記憶部３０７は、劣化判定部５による制御において利用される所定の情報を予め記録する。記憶部３０７は、例えば、内部抵抗値算出部３０８により算出されたパイロット電池４１の内部抵抗値と比較される内部抵抗閾値ＲＴ、劣化判定用電流検出部３０６により検出されるパイロット電池４１の電流値と比較される電流閾値ＩＴ、電圧監視部７により照合される蓄電池４全体と比較される電圧閾値ＶＴ１あるいは単電池４１〜４４のそれぞれと比較される電圧閾値ＶＴ２を記憶している。

内部抵抗値算出部３０８は、劣化判定用電圧検出部３０５および劣化判定用電流検出部３０６から出力されたパイロット電池４１の電圧値および電流値に基づき、パイロット電池４１の内部抵抗値を算出する。内部抵抗値算出部３０８は、例えば、放電回路３４により一定の放電電流が供給された際に、劣化判定用電圧検出部３０５により検出された電圧値に基づき、パイロット電池４１の内部抵抗値を算出することができる。内部抵抗値算出部３０８は、一定の放電電流が供給された際の電圧値を、供給された放電電流の値で除算することで、パイロット電池４１の内部抵抗値を算出する。

外部出力部３０９は、劣化判定部５、タイミング制御部６、電圧監視部７、入力部３９により出力された警報制御信号に基づき、警報内容に応じた表示方法によって、表示部３８を点灯させることができる。

劣化判定部５は、電流範囲判定部５１と、内部抵抗値判定部５２を含み、蓄電池４の劣化および蓄電池管理装置３の異常を判定する。

電流範囲判定部５１は、劣化判定用電流検出部３０６により検出された電流値に基づき、記憶部３０７に記憶されている電流閾値ＩＴを参照して比較し、蓄電池管理装置３の異常の有無を判定する。電流範囲判定部５１は、放電回路３４によりパイロット電池４１に放電路が形成され、一定の放電電流が供給された際に、パイロット電池４１を流れる電流値を、劣化判定用電流検出部３０６から得ることができる。電流範囲判定部５１は、パイロット電池４１の放電路を流れる電流値を、電流閾値ＩＴの範囲を規定している上限値および下限値と比較し、許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲外である場合、すなわち、上限値より大きい、あるいは下限値より小さい場合、蓄電池管理装置３に異常が発生していること表す警報制御信号を外部出力部３０９に出力する。

なお、詳細は後述するが、電流範囲判定部５１は、パイロット電池４１の放電路を流れる電流値として、所定の時間内に複数回検出された電流値の平均値を、電流閾値ＩＴとの比較に利用することができる。これにより、電流範囲判定部５１は、電流値にもとづく蓄電池管理装置３の異常判定の精度を向上させることができる。

内部抵抗値判定部５２は、内部抵抗値算出部３０８により算出されたパイロット電池４１の内部抵抗値に基づき、記憶部３０７に記録されている内部抵抗閾値ＲＴを参照して比較し、蓄電池４の劣化を判定する。内部抵抗値判定部５２は、パイロット電池４１の内部抵抗値が内部抵抗閾値ＲＴ以上であった場合、蓄電池４が劣化していると判定し、蓄電池４が劣化していること表す警報制御信号を外部出力部３０９に出力する。

タイミング制御部６は、パルス発振部６１と、ゲート回路６２と、パルスカウンタ６３とを含み、電流範囲判定部５１により利用される、パイロット電池４１を流れる電流値を平均化するためのタイミングを制御する。タイミング制御部６は、例えば、一分間に等間隔に５回の電流値を検出された電流値に基づき、電流値を平均化するよう、電流範囲判定部５１を制御することができる。

電圧監視部７は、単電池４１電圧検出部３０１、単電池４１−４２間電圧検出部３０２、単電池４１−４３間電圧検出部３０３、および単電池４１−４４間電圧検出部３０４から出力される電圧値に基づき、蓄電池４全体の電圧値および単電池４１〜４４の個々の電圧値を算出し、電圧閾値ＶＴ１あるいは電圧閾値ＶＴ２と比較することで、蓄電池４の劣化を判定する。電圧監視部７は、蓄電池４全体の電圧値が電圧閾値ＶＴ１より低い場合、蓄電池４全体の劣化を判定し、単電池４１〜４４の個々の電圧がそれぞれ電圧閾値ＶＴ２より低い場合、単電池４１〜４４のうちいずれか一つが劣化していることを判定する。
また、電圧監視部７は、単電池４１〜４４の個々の接続を確認するための所定の電圧閾値ＶＴ３を利用することにより、蓄電池４の接続不良を判定することができる。電圧閾値ＶＴ３は、劣化判定に利用される電圧閾値ＶＴ２よりも小さい値であって、例えば、単電池４１〜４４のそれぞれが１２．０Ｖの単電池であった場合、電圧閾値ＶＴ２＝１２．０Ｖ＞電圧閾値ＶＴ３＝５．０Ｖであって、蓄電池４に電源３２からの電力が供給されているか否かを判定するための所定の閾値である。電圧監視部７は、単電池４１〜４４の個々の電圧値を、それぞれ電圧閾値ＶＴ３と比較し、電圧値が電圧閾値ＶＴ３以下であった場合、蓄電池４の接続不良を判定し、外部出力部３０９に接続不良を表す警報制御信号を出力する。

次に、図３を用いて、本実施の形態にかかる劣化判定部５の蓄電池管理装置３の異常判定および蓄電池４の劣化判定の方法の一例について説明する。図３は、本実施の形態にかかる劣化判定方法の一例を示すフローチャートである。

放電回路３４は、パイロット電池４１に放電路を形成し、放電路に所定の放電電流を供給する（ＳＴ１）。劣化判定用電流検出部３０６は、放電路に放電電流が供給された際、パイロット電池４１を流れる電流値を検出し、劣化判定部５の電流範囲判定部５１に出力する。電流範囲判定部５１は、タイミング制御部６により制御されたタイミングでパイロット電池４１を流れる電流の電流値を検出し、平均的な電流値を算出する。電流範囲判定部５１は、例えば、タイミング制御部６により、１分間に５回、パイロット電池４１を流れる電流値を検出するよう制御され、検出された５つの電流値の最大値と最小値を除いた３つの電流値に基づき平均値を算出する。

電流範囲判定部５１は、得られた平均の電流値と、記憶部３０７に記憶されている電流閾値ＩＴの上限値および下限値とを比較し、平均の電流値が電流閾値ＩＴの範囲内であるか否かを判定する（ＳＴ２）。

電流範囲判定部５１により平均の電流値が電流閾値ＩＴの範囲内であると判断された場合（ＳＴ２−ＹＥＳ）、劣化判定部５は、蓄電池管理装置３は正常であると判断し、内部抵抗値判定部５２に蓄電池４の異常の有無を判定させる（ＳＴ３）。すなわち、劣化判定用電圧検出部３０５が、放電回路３４により放電路に所定の放電電流が供給された際のパイロット電池４１の電圧値を検出し、内部抵抗値算出部３０８に出力する。内部抵抗値算出部３０８は、劣化判定用電圧検出部３０５から出力された電圧値を、供給された放電電流の値で除算することで、パイロット電池４１の内部抵抗値を算出し、内部抵抗値判定部５２に出力する。

内部抵抗値判定部５２は、内部抵抗値算出部３０８により算出されたパイロット電池４１の内部抵抗値と、記憶部３０７に記憶されている内部抵抗閾値ＲＴを比較し、パイロット電池４１の内部抵抗値が内部抵抗閾値ＲＴ以上であるか否かを判定する（ＳＴ４）。内部抵抗値判定部５２により、パイロット電池４１の内部抵抗値が内部抵抗閾値ＲＴより低いと判定された場合（ＳＴ４−ＹＥＳ）、劣化判定部５は、蓄電池管理装置３は正常であり、かつ、蓄電池４は劣化していないと判定する（ＳＴ５）。

一方、ステップＳＴ２において、電流範囲判定部５１により、平均の電流値が電流閾値ＩＴの範囲外であると判定された場合（ＳＴ２−ＮＯ）、劣化判定部５は、蓄電池管理装置３の異常を検出し（ＳＴ６）、外部出力部３０９に対して、蓄電池管理装置３において異常が発生していること表す警報制御信号を出力する。この外部出力部３０９は、この警報制御信号に基づき、「蓄電池管理装置３の交換」を意味する表示方法である点灯パターン１でＬＥＤ（表示部３８）を点灯させる。

また、ステップＳＴ４において、内部抵抗値判定部５２により、内部抵抗値算出部３０８により算出された内部抵抗値が内部抵抗閾値ＲＴより高いことが判断された場合（ＳＴ４−ＮＯ）、劣化判定部５は、蓄電池４の劣化を検出し（ＳＴ７）、外部出力部３０９に蓄電池４が劣化していること表す警報制御信号を出力する。この外部出力部３０９は、警報制御信号に基づき、「蓄電池４の交換」を意味する表示方法である点灯パターン２でＬＥＤ（表示部３８）を点灯させる。

これにより、劣化判定部５は、パイロット電池４１から検出される電流値および電圧値に基づき、蓄電池管理装置３の異常判定、および蓄電池４の劣化判定を同時に行うことができる。

なお、上述の劣化判定部５の劣化判定方法は一例であって、例えば、タイマー３１０により検出される所定のタイミングで、蓄電池管理装置３の異常判定と蓄電池４の劣化判定を、個々に行う構成であってもよい。よって、劣化判定部５は、パイロット電池４１から検出される電流値あるいは電圧値に基づき、蓄電池管理装置３の異常判定、あるいは蓄電池４の劣化判定のうち、少なくもいずれか一方を実施することができる。

次に、図４を用いて、本実施の形態にかかる蓄電池管理装置３における蓄電池管理方法の一例について説明する。
図４に示すとおり、ビジネスホン主装置本体２、蓄電池管理装置３および蓄電池４が接続されることにより、蓄電池管理装置３の運用が開始されると（ＳＴ２１）、電圧監視部７は、単電池４１〜４４のそれぞれの電圧値が電圧閾値ＶＴ２に達しているか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。

そして、単電池４１〜４４のうち、少なくとも１つでも電圧値が電圧閾値ＶＴ２に達していない（未満である）単電池がある場合（ステップＳＴ２２−ＹＥＳ）、電圧監視部７は、蓄電池４の接続不良を検出し、外部出力部３０９に接続不良を意味する警報制御信号を出力する。外部出力部３０９は、警報制御信号に基づき、「蓄電池４の接続不良」を意味する表示方法である点灯パターン３でＬＥＤ（表示部３８）を点灯させる（ステップＳＴ２３）。
一方、単電池４１〜４４の各電圧値が、全て、電圧閾値ＶＴ２に達している（以上である）単電池がある場合、電圧監視部７は、タイマー３１０により運用開始時点から１２時間が経過されたか否かを検出する（ＳＴ２４）。タイマー３１０により、１２時間が経過したことが検出された場合（ＳＴ２４−ＹＥＳ）、蓄電池４が劣化しているか否かを電圧監視部７が判定するとともに、蓄電池４が劣化しているか否かを劣化判定部５が判定する（ＳＴ２５）。

すなわち、電圧監視部７は、単電池４１電圧検出部３０１、単電池４１−４２間電圧検出部３０２、単電池４１−４３間電圧検出部３０３、および単電池４１−４４間電圧検出部３０４により検出された電圧値に基づき、例えば、単電池４１〜４４の個々の電池に供給される電圧値が、記憶部３０７に記録されている電圧閾値ＶＴ２に達しているか否かを判定する。電圧監視部７は、単電池４１〜４４の個々の電池に供給されている電圧値が電圧閾値ＶＴ２より小さい場合、蓄電池４の正常性を判定する。また、劣化判定部５は、図３を用いて上述したとおり、内部抵抗値判定部５２において蓄電池４が劣化しているか否かを判定する（ＳＴ２６）。

電圧監視部７および劣化判定部５の両方において、蓄電池４の劣化が検出されなかった場合、蓄電池４が正常であることが判定される（ＳＴ２６−ＹＥＳ）。
蓄電池４が正常であることが判定されると、タイマー３１０が、運用開始時点から１回目の劣化判定周期（例えば３０日）が経過したか否かを検出する（ＳＴ２７）。タイマー３１０により、３０日が経過したことが検出された場合（ＳＴ２７−ＹＥＳ）、ステップ２３と同様にして、電圧監視部７により蓄電池４の劣化が判定されるとともに、劣化判定部５により蓄電池４の劣化が判定される（ＳＴ２８）。

電圧監視部７および劣化判定部５の両方において、蓄電池４の劣化が検出されなかった場合、蓄電池４が正常であることが判定される（ＳＴ２９−ＹＥＳ）。１回目の劣化判定処理において正常であることが判定されると、ステップＳＴ２５に移行し、タイマー３１０が、１回目の劣化判定周期の検出から、さらに劣化判定周期（例えば３０日）が経過したか否かを検出する。タイマー３１０により、２回目の劣化判定周期が経過したことが検出されると、ステップＳＴ２６に移行し、上述の処理が繰り返される。

一方、ステップＳＴ２７において、電圧監視部７あるいは劣化判定部５のうち少なくともいずれか一方が、蓄電池４の劣化を検出した場合（ＳＴ２９−ＮＯ）、タイマー３１０が、ステップ２７において検出された１回目の劣化判定周期の検出時点から所定時間（１２時間）の経過を検出する。タイマー３１０により１２時間経過が検出されると、電圧監視部７が、ステップ２３，２６と同様にして、蓄電池４の劣化を判定するとともに、劣化判定部５が蓄電池４の劣化を判定する（ＳＴ３０）。これは、所定の劣化判定周期内における、２回目の劣化判定処理である。

この２回目の劣化判定処理において、再度、電圧監視部７あるいは劣化判定部５のうち少なくともいずれか一方が、蓄電池４の劣化を検出した場合（ＳＴ３０−ＮＯ）、タイマー３１０が、ステップＳＴ２８における２回目の劣化判定処理後、所定時間（１２時間）が経過したか否かを検出する。タイマー３１０により、１２時間経過が検出されると、電圧監視部７および劣化判定部５は、３回目の劣化判定処理を行う（ＳＴ３１）。この３回目の劣化判定処理においても、電圧監視部７あるいは劣化判定部５のうち少なくともいずれか一方が、蓄電池４の劣化を検出した場合（ＳＴ３１−ＮＯ）、電圧監視部７および劣化判定部５は、所定回数、例えば８回、この劣化判定処理を繰り返す（ＳＴ３２）。

８回目の劣化判定処理において、電圧監視部７あるいは劣化判定部５のうち少なくともいずれか一方が、蓄電池４の劣化を検出した場合（ＳＴ３２−ＮＯ）、蓄電池管理装置３は、蓄電池４の劣化を判定し、電圧監視部７あるいは劣化判定部５から、蓄電池４が劣化していること表す警報制御信号が外部出力部３０９に出力される。
これにより、外部出力部３０９は、この警報制御信号に基づき、「蓄電池４の交換」を意味する表示方法である点灯パターン２で表示部３８のＬＥＤを点灯させる（ＳＴ３３）。

この構成により、蓄電池管理装置３は、蓄電池４の異常や劣化あるいは蓄電池管理装置３の異常の少なくともいずれか一方を判定することができる。よって、劣化した蓄電池４がそのまま放置される状況が回避され、劣化した蓄電池が放置され電解液が外部に漏れることにより発生する、近傍の電源装置の障害や蓄電池の焼損を防止することができる。
また、蓄電池管理装置３は、パイロット電池４１に放電路を形成し、放電電流を供給した際に得られる電圧値あるいは電流値に基づき、蓄電池４の側の異常や劣化あるいは蓄電池管理装置３の側の異常を、それぞれ判定することができる。このため、現場で蓄電池４あるいは蓄電池管理装置３の正常性を容易に確認することができる。
また、電圧監視部７は、蓄電池４を構成している単電池４１〜４４のいずれか一つに異常があった場合であっても、この異常を判定することができる。

また、電圧監視部７は、蓄電池４あるいは蓄電池管理装置３の異常が判定された場合、電池切離部３６を制御することにより、蓄電池４への電力の供給を遮断できる。このため、異常のある蓄電池４に電力が供給され続け、充電され続けることによって発生するおそれのある液漏れを防止することができる。また、異常の可能性がある蓄電池４および蓄電池管理装置３を迅速に切り離すことで、ビジネスホン主装置本体２側に与える悪影響を軽減することができる。

また、蓄電池管理装置３は、タイマー３１０により計時される時間に基づき、所定のタイミングで蓄電池４あるいは蓄電池管理装置３の異常判定を実行することができるため、点検のために保守員が現場に赴く必要がなく、保守性を向上することができる。

さらに、蓄電池管理装置３は、劣化判定部５あるいは電圧監視部７により判定された異常の内容に応じた警告を表示部３８によって、蓄電池管理装置３の周辺に伝達することができる。これにより、ユーザが異常の内容を容易に確認することができる。また、ユーザが異常解除の方法がわからない場合であっても、ユーザが確認した異常の内容を保守員等に伝達することができるため、保守員が現場に駆けつけることなく異常を解除することが可能となり、保守性を向上することができる。

また、環境温度が低くなる冬期には、低温環境が原因で蓄電池の内部抵抗が増加する場合があるが、この場合、蓄電池４や蓄電池管理装置３には異常が発生していないにも関わらず警報が頻繁に発生することがある。このような誤検出が発生した場合であっても、現場で警報を解除することができるため、保守員が現場に駆けつけることなく警報を解除することが可能となり、保守性を向上することができる。
さらに、蓄電池管理装置３は、蓄電池４の判定を、劣化判定周期に応じて、この周期内に複数回実行することができる。これにより、蓄電池４の異常判定の際の誤検出を低減することができる。

１蓄電池管理システム
２ビジネスホン主装置本体
３蓄電池管理装置
４蓄電池
５劣化判定部
６タイミング制御部
７電圧監視部
３１制御部
３２電源
３３計測回路
３４放電回路
３５常時全電池電圧監視部
３６電池切離部
３７警報解除部
３８表示部
３９入力部
５１電流範囲判定部
５２内部抵抗値判定部
３０１単電池４１電圧検出部
３０２単電池４１−４２間電圧検出部
３０３単電池４１−４３間電圧検出部
３０４単電池４１−４４間電圧検出部
３０５劣化判定用電圧検出部
３０６劣化判定用電流検出部
３０７記憶部
３０８内部抵抗値算出部

Claims

直列に接続されている複数の単電池から構成される蓄電池と、
前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理部と、
前記蓄電池を構成する前記複数の単電池のうち
劣化判定に用いる任意の単電池がパイロット単電池として定められ、該パイロット単電池

劣化判定用とする任意のパイロット単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給する放電部と、
前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の第１の電圧値と、順に接続されている前記パイロット単電池と他の単電池とにおける各単電池どうしの接続点の第２の電圧値とを検出する第１の検出部と、
前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の電流値を検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の電圧値に基づき、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値を算出し、前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値より高く、かつ、前記第１電圧閾値より大きい第２電圧閾値より低い場合に、前記複数の単電池の何れかに劣化が生じていると判定する電圧監視部と、
前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の検出部により検出された前記電流値とに基づき算出される前記パイロット単電池の内部抵抗値が所定の内部抵抗閾値よりも低いか否かを判定し、前記パイロット単電池の内部抵抗値が前記内部抵抗閾値よりも高いと判定した場合に前記蓄電池が劣化していると判定する電池劣化判定処理を実行する内部抵抗値判定部と、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値とを比較し、前記蓄電池管理部の異常を判定する電流範囲判定部とを含む第１の判定部と、
前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値に達しているか否かを判定し、少なくとも１つの単電池の電圧値が前記第１電圧閾値に達していない場合に前記蓄電池に接続不良があると判定する接続不良判定処理を実行する第２の判定部と、を備えることを特徴とする蓄電池管理装置。
前記第２の判定部が、
前記蓄電池と接続された場合、前記接続不良判定処理を実行し、
前記第１の判定部が、
前記第２の判定部により接続不良でないと判定された場合、予め決められた劣化判定周期をあけて前記電池劣化判定処理を繰り返し、前記単電池が劣化していると連続して判定した回数が、予め決められた回数を超えた場合、表示部に前記単電池の劣化を示す警報を表示させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池管理装置。
前記蓄電池と接続され、前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池の異常が判定された場合、前記蓄電池管理装置から供給されている前記電力を遮断する切離部をさらに有することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の蓄電池管理装置。
前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部と接続され、時間の経過を計測する計時部をさらに有し、
前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部は、前記計時部が所定時間の経過を検出することで、前記判定を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。
前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、判定内容に応じた警報を表示する表示部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。
前記第１の判定部あるいは前記第２の判定部により、前記蓄電池あるいは前記蓄電池管理装置の異常が判定された場合、前記表示部によって表示される警告を解除する警報解除部を、外部から操作可能な位置に有することを特徴とする請求項５に記載の蓄電池管理装置。
直列に接続されている複数の単電池から構成される蓄電池と接続され、前記蓄電池に電力を供給する蓄電池管理装置における蓄電池管理方法であって、
放電部が、
前記蓄電池を構成する前記複数の単電池のうち劣化判定に用いる任意の単電池がパイロット単電池として定められており、該パイロット単電池に放電路を形成し、この放電路に所定の放電電流を供給し、
第１の検出部が、
前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の第１の電圧値と、順に接続されている前記パイロット単電池と他の単電池とにおける各単電池どうしの接続点の第２の電圧値とを検出し、
第２の検出部が、
前記放電部により放電電流が供給された際の、前記パイロット単電池の電流値を検出し、
電圧監視部が、
前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の電圧値に基づき、前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値を算出し、前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値より高く、かつ、前記第１電圧閾値より大きい第２電圧閾値より低い場合に、前記複数の単電池の何れかに劣化が生じていると判定し、
第１の判定部が、
前記第１の検出部により検出された前記第１の電圧値と前記第２の検出部により検出された前記電流値とに基づき算出される前記パイロット単電池の内部抵抗値が所定の内部抵抗閾値よりも低いか否かを判定し、前記パイロット単電池の内部抵抗値が前記内部抵抗閾値よりも高いと判定した場合に前記蓄電池が劣化していると判定する電池劣化判定処理を実行し、前記第２の検出部により検出された前記電流値と、所定の電流閾値とを比較し、前記蓄電池管理装置の異常を判定し、
第２の判定部が、
前記蓄電池に含まれる前記単電池の個々の電圧値が第１電圧閾値に達しているか否かを判定し、少なくとも１つの単電池の電圧値が前記第１電圧閾値に達していない場合に前記蓄電池に接続不良があると判定する接続不良判定処理を実行することを特徴とする蓄電池管理方法。
第３の検出部は、
前記蓄電池の電圧値を検出し、
第２の判定部は、
前記第３の検出部により検出された前記電圧値に基づき、前記蓄電池の異常を判定することを特徴とする請求項７に記載の蓄電池管理方法。
前記第１の判定部および前記第２の判定部は、
計時部により計測された時間情報に基づき、前記蓄電池の判定を所定のタイミングで複数回実行することにより、前記蓄電池の異常を判定することを特徴とする請求項８に記載の蓄電池管理方法。