JP7188758B2 - Battery monitoring life extension method and battery monitoring life extension device used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、非常用(バックアップ用)電源として用いられるバッテリ(鉛蓄電池)をリアルタイムで監視しながら、必要な延命措置を施すことにより、バッテリの品質維持及び長寿命化を図るバッテリ監視延命方法及びそれに用いられるバッテリ監視延命装置に関する。 The present invention provides a battery monitoring life extension method for maintaining the quality and extending the life of the battery by performing necessary life extension measures while monitoring the battery (lead storage battery) used as an emergency (backup) power source in real time. It relates to a battery monitoring life extension device used therefor.
従来、商業施設、公共施設、工場、又は病院等の各種施設の多くには、非常用(バックアップ用)電源として、バッテリを搭載した無停電電源装置等が設置されている。この非常用電源は、商用電源に停電等の異常事態が発生した際に、商用電源に代わって電力を供給できるように備えるものであり、安全上、非常に重要な役割を担っている。したがって、いつ停電事故が発生しても対応できるように、バッテリには常に充分な充電が行われていなければならない。そこで、非常用電源は、負荷に対し商用電源と並列に接続され、通常はフロート充電と呼ばれる小さな電流で商用電源からバッテリに充電されて、満充電状態に維持されている。しかし、絶えずフロート充電が行われているバッテリは、徐々に劣化し、やがては負荷に対して充分な電力を供給できない状態に至ることが知られている。したがって、日常的に点検を行うことが望ましいが、人手と手間がかかるため、通常は、半年に1回又は1年に1回程度の定期点検を行っている。その場合でも、バッテリの数が増えると、多額の人件費が発生するという問題がある。また、バッテリは、使用機会が少なくても、経年変化によっても劣化するため、設置から一定期間(例えば、6~10年)が経過する毎に新品と交換され、廃棄処分されている。このような定期交換では、良好な性能が維持されている(劣化が発生していない)バッテリでも交換されてしまうため、極めて不経済で省資源性に欠けるという問題がある。特に、通信機器や制御装置等に備え付けられている全てのバッテリを定期的に交換する場合、対象となる装置の数は膨大であり、バッテリの購入、搬送、交換及び回収に多大な費用と労力を必要とするという問題もある。
そこで、例えば、特許文献1では、遠隔のローカルコントローラ及びシステムコントローラで、通信ネットワークを介して蓄電システムを監視及び制御し、蓄電池(バッテリ)に含まれる複数の単位電池(セル)の状態や余寿命を把握する蓄電池監視方法及び監視コントローラが提案されている。また、特許文献2では、バックアップ電源用のバッテリの劣化状態を自動的に測定して遠隔監視を行うバッテリ劣化監視システムが提案されている。
一方、非常用電源として好適に用いられる鉛蓄電池(バッテリ)では、充電と放電を繰返すことによって、電解液中の硫酸と電極板の鉛が化学反応を起こし、負極表面において、結晶化した不導体の硫酸鉛(PbSO4)が皮膜となって電極板に付着して、電極の電気化学的な活性が失われる現象(サルフェーション)が発生し、これがバッテリの劣化の原因となっている。よって、鉛蓄電池の電極に付着した硫酸鉛の皮膜を除去することにより、鉛蓄電池の長寿命化を図ることができる。例えば、特許文献3では、鉛蓄電池のサルフェーション現象によって生じる硫酸鉛の皮膜を溶解還元又は分解還元することにより除去し、鉛蓄電池を再生する方法及び該方法に用いられる硫酸鉛皮膜除去装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in many facilities such as commercial facilities, public facilities, factories, and hospitals, an uninterruptible power supply or the like equipped with a battery is installed as an emergency (backup) power supply. This emergency power supply is prepared so that it can supply electric power in place of the commercial power supply when an abnormal situation such as a power failure occurs in the commercial power supply, and plays a very important role in terms of safety. Therefore, the battery must always be sufficiently charged so as to be able to cope with any power outage accident. Therefore, the emergency power supply is connected to the load in parallel with the commercial power supply, and the battery is charged from the commercial power supply with a small current, usually called float charge, and maintained in a fully charged state. However, it is known that a battery that is continuously float-charged gradually deteriorates and eventually reaches a state where it cannot supply sufficient power to the load. Therefore, it is desirable to carry out inspections on a daily basis, but since this takes time and effort, regular inspections are usually carried out once every six months or once a year. Even in that case, there is a problem that if the number of batteries increases, a large amount of labor costs are incurred. In addition, the battery deteriorates due to aging even if it is used infrequently, so it is replaced with a new one every time a certain period of time (for example, 6 to 10 years) elapses after installation and then disposed of. In such periodic replacement, even a battery that maintains good performance (no deterioration has occurred) is replaced, which is extremely uneconomical and lacks resource saving. In particular, when all the batteries installed in communication devices, control devices, etc., are to be replaced regularly, the number of target devices is enormous, and the purchase, transportation, replacement and collection of batteries requires a great deal of cost and labor. There is also the problem of requiring
Therefore, for example, in
On the other hand, in a lead-acid battery (battery), which is suitable for use as an emergency power source, repeated charging and discharging causes a chemical reaction between the sulfuric acid in the electrolyte and the lead in the electrode plate, resulting in a crystallized nonconductor on the negative electrode surface. Lead sulfate (PbSO 4 ) forms a film and adheres to the electrode plate, causing a phenomenon (sulfation) in which the electrochemical activity of the electrode is lost, which causes deterioration of the battery. Therefore, by removing the film of lead sulfate adhering to the electrodes of the lead-acid battery, it is possible to extend the life of the lead-acid battery. For example,
しかしながら、特許文献1及び特許文献2のような遠隔監視では、バッテリの劣化(又は異常)が発生した際に、各種報知手段により報知され、劣化したバッテリが定期交換まで放置されることなく、新たなバッテリと交換されるので、監視や点検の作業負担は軽減されるものの、バッテリの延命を図ることはできなかった。一方、特許文献3は、既に寿命と判断されて廃棄(回収)された鉛蓄電池を対象に再生を行うものであり、使用中の鉛蓄電池(バッテリ)の延命を図るものではなかった。また、再生された鉛蓄電池は、充分な能力を有するにも関わらず、ユーザの品質の安定性及び耐久性等に対する不安から、需要が低く、用途も限定されていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、非常用電源のバッテリをリアルタイムで監視しながら、必要な延命措置を施すことにより、バッテリの延命を図り、特に再生された鉛蓄電池の品質を安定的に維持することができるバッテリ監視延命方法及びそれに用いられるバッテリ監視延命装置を提供することを目的とする。
However, in the remote monitoring as disclosed in
The present invention has been devised in view of such circumstances, and aims to prolong the life of the battery by taking necessary life-prolonging measures while monitoring the battery of the emergency power supply in real time, and in particular, stabilizing the quality of the regenerated lead-acid battery. It is an object of the present invention to provide a battery monitoring life extension method and a battery monitoring life extension device used therein.
前記目的に沿う第1の発明に係るバッテリ監視延命方法は、非常用電源のバッテリをリアルタイムで監視しながら、延命措置を施すバッテリ監視延命方法であって、
複数のセルを有する前記バッテリの劣化を判定する基となる前記各セルの特性データを定期的に取得する特性データ取得工程と、前記各セルの電極に定期的にパルス電流を供給する定期的延命工程と、前記特性データ取得工程で取得された前記特性データを基に、前記各セルが劣化傾向にあるか否かを判定する劣化傾向判定工程と、該劣化傾向判定工程で劣化傾向にあると判定された前記セルの電極に集中的にパルス電流を供給する集中的延命工程とを有する。
A battery monitoring life-prolonging method according to a first invention that meets the above object is a battery monitoring life-prolonging method that performs life-prolonging measures while monitoring a battery of an emergency power supply in real time, comprising:
A characteristic data acquisition step of periodically acquiring characteristic data of each cell, which is used as a basis for determining deterioration of the battery having a plurality of cells, and periodically supplying a pulse current to the electrode of each cell periodically to prolong life. a deterioration tendency determination step of determining whether or not each of the cells is in a deterioration tendency based on the characteristic data acquired in the characteristic data acquisition step; and a concentrated life-prolonging step of applying concentrated pulse currents to the electrodes of the determined cells.
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記劣化傾向判定工程で劣化傾向にあると判定された前記セルに対し、劣化傾向にあると判定されなくなるまで前記集中的延命工程を連続して行うことが好ましい。 In the battery monitoring life-prolonging method according to the first invention, the intensive life-prolonging step is continuously performed on the cell judged to have a deterioration tendency in the deterioration tendency judgment step until it is no longer judged to have a deterioration tendency. is preferred.
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記劣化傾向判定工程での判定とは関係なく、複数の前記セルの中から選択した特定の前記セルの電極に集中的にパルス電流を供給する強制延命工程を有することもできる。 In the battery monitoring life extension method according to the first invention, irrespective of the judgment in the deterioration tendency judging step, the compulsion to intensively supply the pulse current to the electrode of the specific cell selected from among the plurality of cells. It can also have a life extension step.
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記特性データは、前記各セルの内部抵抗、電圧、及び温度のいずれか1以上であることが好ましい。 In the battery monitoring life extension method according to the first invention, it is preferable that the characteristic data is one or more of internal resistance, voltage, and temperature of each cell.
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記劣化傾向判定工程では、前記特性データ取得工程で取得された前記内部抵抗が、予め設定された規定抵抗値以上となった前記セルを劣化傾向にあると判定することが好ましい。 In the battery monitoring life extension method according to the first invention, in the deterioration tendency determination step, the cell in which the internal resistance obtained in the characteristic data obtaining step is equal to or higher than a preset specified resistance value is regarded as a deterioration tendency. It is preferable to determine that there is
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記特性データ取得工程で取得された前記内部抵抗が、予め設定された上限抵抗値以上となった前記セルの交換を指示する抵抗異常セル交換指示工程を有することが好ましい。 In the battery monitoring life extension method according to the first invention, a resistance-abnormal cell replacement instruction step of instructing replacement of the cell in which the internal resistance obtained in the characteristic data obtaining step is equal to or greater than a preset upper limit resistance value. It is preferred to have
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記特性データ取得工程で取得された前記電圧が、予め設定された下限電圧値以下となった前記セルの交換を指示する電圧異常セル交換指示工程を有することが好ましい。 In the battery monitoring life extension method according to the first invention, a voltage abnormal cell replacement instructing step of instructing replacement of the cell in which the voltage acquired in the characteristic data acquiring step is equal to or lower than a preset lower voltage limit value. It is preferable to have
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法において、前記特性データ取得工程で取得された前記温度が、予め設定された規定温度範囲から外れた前記セルの異常を報知する温度異常報知工程を有することが好ましい。 The battery monitoring life extension method according to the first invention may further include a temperature abnormality reporting step of reporting an abnormality of the cell in which the temperature acquired in the characteristic data acquisition step is out of a preset specified temperature range. preferable.
前記目的に沿う第2の発明に係るバッテリ監視延命装置は、第1の発明に係るバッテリ監視延命方法に用いられるバッテリ監視延命装置において、前記各セルの特性データを定期的に取得する特性データ取得手段と、該特性データ取得手段で取得された前記特性データを基に、前記各セルが劣化傾向にあるか否かを判定する劣化傾向判定手段と、該劣化傾向判定手段での判定に基づいて、前記各セルの電極に供給するパルス電流の供給パターンをそれぞれ設定するパルスパターン設定手段と、該パルスパターン設定手段で設定されたそれぞれの前記供給パターンに従って前記各セルの電極に前記パルス電流を供給するパルス電流供給手段とを有し、前記各セルは、前記劣化傾向判定手段で劣化傾向にあると判定されるまでは、前記パルスパターン設定手段で設定された前記供給パターンに従って前記各セルの電極に定期的に前記パルス電流が供給され、前記劣化傾向判定手段で劣化傾向にあると判定された前記セルは、該セルに接続された前記パルス電流供給手段に対して、前記パルスパターン設定手段から前記パルス電流の前記供給パターンの変更が指示され、該セルの電極に集中的に前記パルス電流が供給される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a battery monitoring and life-prolonging device for use in the battery monitoring and life-prolonging method of the first aspect, wherein characteristic data acquisition is performed to periodically acquire characteristic data of each cell. means, deterioration tendency determination means for determining whether or not each cell is in a deterioration tendency based on the characteristic data acquired by the characteristic data acquisition means, and based on the determination by the deterioration tendency determination means pulse pattern setting means for setting a supply pattern of the pulse current to be supplied to the electrode of each cell; and supplying the pulse current to the electrode of each cell according to each of the supply patterns set by the pulse pattern setting means. and a pulse current supply means for supplying current to the electrodes of the cells according to the supply pattern set by the pulse pattern setting means until the deterioration tendency determination means determines that the cells tend to deteriorate. is periodically supplied with the pulse current to the cell, and the cell determined by the deterioration tendency determination means to have a deterioration tendency is supplied from the pulse pattern setting means to the pulse current supply means connected to the cell. A change in the supply pattern of the pulse current is instructed, and the pulse current is supplied intensively to the electrode of the cell .
第2の発明に係るバッテリ監視延命装置において、前記特性データ取得手段で取得した前記特性データを、ネットワーク回線を介して入手し、遠隔地から前記バッテリを監視する遠隔監視手段を有し、前記劣化傾向判定手段での判定とは関係なく、前記遠隔監視手段で選択された特定の前記セルの電極に対し、前記パルス電流供給手段から集中的に前記パルス電流を供給することもできる。 In the battery monitoring life extending device according to the second invention, the characteristic data acquired by the characteristic data acquisition means is obtained via a network line, and remote monitoring means is provided for monitoring the battery from a remote location , and the degradation The pulse current can be intensively supplied from the pulse current supply means to the electrode of the specific cell selected by the remote monitoring means regardless of the determination by the trend determination means .
第2の発明に係るバッテリ監視延命装置において、前記特性データ取得手段は、前記各セルの内部抵抗を測定する内部抵抗測定手段、電圧を測定する電圧測定手段、及び温度を測定する温度測定手段のいずれか1以上を有することが好ましい。 In the battery monitoring life extending device according to the second invention, the characteristic data acquiring means includes internal resistance measuring means for measuring the internal resistance of each cell, voltage measuring means for measuring voltage, and temperature measuring means for measuring temperature. It is preferable to have any one or more.
第2の発明に係るバッテリ監視延命装置において、前記劣化傾向判定手段は、前記内部抵抗測定手段で取得された前記内部抵抗が、予め設定された規定抵抗値以上となった前記セルを劣化傾向にあると判定することが好ましい。 In the battery monitoring life extending device according to the second invention, the deterioration tendency judging means determines the deterioration tendency of the cell in which the internal resistance obtained by the internal resistance measuring means exceeds a preset specified resistance value. It is preferable to determine that there is
第2の発明に係るバッテリ監視延命装置において、(1)前記内部抵抗測定手段で取得された前記内部抵抗が、予め設定された上限抵抗値以上となった前記セル及び(2)前記電圧測定手段で取得された前記電圧が、予め設定された下限電圧値以下となった前記セルの交換を指示するセル交換指示手段を有することが好ましい。
In the battery monitoring life extending device according to the second invention, (1) the cell in which the internal resistance obtained by the internal resistance measuring means is equal to or higher than a preset upper limit resistance value, and (2) the voltage measuring means It is preferable to have a cell replacement instructing means for instructing replacement of the cell in which the voltage obtained in
第2の発明に係るバッテリ監視延命装置において、前記温度測定手段で取得された前記温度が、予め設定された規定温度範囲から外れた前記セルの異常を報知する温度異常報知手段を有することが好ましい。 In the battery monitoring life extending device according to the second invention, it is preferable to have temperature abnormality reporting means for reporting abnormality of the cell when the temperature acquired by the temperature measuring means is out of a preset specified temperature range. .
第1の発明に係るバッテリ監視延命方法及び第2の発明に係るバッテリ監視延命装置は、非常用電源のバッテリの各セルに対して定期的に延命措置を施しながら、劣化傾向を監視し、劣化傾向にあるセルの電極には集中的に(例えば定期的な延命措置より短い周期又は高い頻度で)パルス電流を供給して、劣化の進行を遅らせることができる。また、各セルの各種特性データの変化に応じて、適宜、セルの交換を指示することや、異常を報知することができる。さらに、バッテリを遠隔から監視することもできる。これらにより、バッテリの品質を長期間にわたって安定的に維持し、非常時の電力供給に確実に備えることができる。特に、バッテリが、再生された鉛蓄電池(以下、再生鉛蓄電池ともいう)である場合の品質保証に好適に用いることができ、再生鉛蓄電池の需要及び用途の拡大を図ることができる。 A battery monitoring life-extending method according to a first invention and a battery monitoring life-extending device according to a second invention periodically perform life-extending measures on each cell of a battery of an emergency power supply, monitor the deterioration tendency, and Electrodes in prone cells can be pulsed current intensively (eg, at a shorter period or more frequently than regular life-prolonging measures) to slow the progression of degradation. In addition, it is possible to issue an instruction to replace a cell or report an abnormality, as appropriate, according to changes in various characteristic data of each cell. Additionally, the battery can be monitored remotely. As a result, the quality of the battery can be stably maintained for a long period of time, and it is possible to reliably prepare for power supply in an emergency. In particular, it can be suitably used for quality assurance when the battery is a regenerated lead-acid battery (hereinafter also referred to as a regenerated lead-acid battery), and the demand and application of the regenerated lead-acid battery can be expanded.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1及び図2に示す本発明の一実施の形態に係るバッテリ監視延命方法に用いられるバッテリ監視延命装置10は、非常用(バックアップ用)電源として用いられるバッテリ(例えば鉛蓄電池)11をリアルタイムで監視しながら、必要な延命措置を施すことにより、バッテリ11の品質維持及び長寿命化を図るためのものである。
ここで、バッテリ11は、複数のセル(単位電池)12が直列に接続されているが、バッテリの構成は、これに限定されるものではなく、複数のセルが、直列と並列を組合せて接続されたものでもよいし、並列に接続されたものでもよい。
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings for better understanding of the present invention.
A battery monitoring life-extending
Here, the
まず、バッテリ監視延命装置10は、図1に示すように、各セル12に接続されてそれぞれのセル12の特性データを定期的に取得する特性データ取得手段13と、特性データ取得手段13で取得された特性データを基に、各セル12が劣化傾向にあるか否かを判定する劣化傾向判定手段14を有している。また、バッテリ監視延命装置10は、劣化傾向判定手段14での判定に基づいて、各セル12の電極(図示せず)に供給するパルス電流の供給パターンをそれぞれ設定するパルスパターン設定手段15と、パルスパターン設定手段15で設定されたそれぞれの供給パターンに従って各セル12の電極にパルス電流を供給するパルス電流供給手段16とを有している。そして、劣化傾向判定手段14で劣化傾向にあると判定されたセル12の電極に対して、パルス電流供給手段16から、他のセル12の電極よりも集中的にパルス電流を供給することにより、サルフェーションを低減(電極に付着した不導体の皮膜を部分的に破壊(除去)、或いは電極に付着する不導体の皮膜の付着量を削減(成長を抑制))して、セルの劣化の進行を遅らせ、延命を図ることができる。
First, as shown in FIG. 1, the battery monitoring
ここで、各セル12の電極にパルス電流を供給する場合、通常は、所定の周期でパルス電流を繰返し供給した後、休止時間を挟んで、再度、所定の周期でパルス電流を繰返し供給するというパターン(パルスパターン)を繰返す。よって、パルスパターン設定手段15で設定されるパルス電流の供給パターンのパラメータとしては、パルス電流を繰返し供給する際の周期T1、パルス電流の電流値I、パルス電流のパルス幅TW、パルス電流を所定の周期T1で繰返し供給する際の繰返し回数n、所定の周期T1でパルス電流をn回繰返し供給した後、次にパルス電流の供給を開始するまでの休止時間TSがある。そして、集中的にパルス電流を供給することには、例えば劣化傾向にあると判定されたセル12の電極にパルス電流を供給する際に、他の(正常な)セル12の電極よりも、a)周期T1を短くすること、b)電流値Iを高くすること、c)パルス幅TWを長くすること、d)繰返し回数nを多くすること、e)休止時間TSを短くすること、及びf)a)~e)のいずれか2以上を組合せることが含まれる。具体的には、例えば、通常状態では(正常なセル12の電極に対しては)、1カ月に1回(定期的に)、5日間だけパルス電流を所定の周期で供給するようにし、劣化傾向にあると判定されたセル12の電極に対しては、繰返し行われる劣化傾向判定手段14による判定で、劣化傾向にあると判定されなくなるまで毎日(連続的に)、パルス電流を所定の周期で供給することにより、集中的にパルス電流を供給することができる。
このように、各セル12の状態(劣化傾向の有無)に応じて、パルスパターン設定手段15で、各セル12の電極に供給するパルス電流の供給パターンをそれぞれ設定することにより、必要な延命措置を施すことができる。
Here, when a pulse current is supplied to the electrode of each
In this way, by setting the supply pattern of the pulse current supplied to the electrode of each
また、バッテリ監視延命装置10は、特性データ取得手段13で取得した特性データを、ネットワーク回線17を介して入手し、遠隔地からバッテリ11を監視する遠隔監視手段18を有することもできる。これにより、バッテリ11の設置場所から離れた場所からもリルタイムでバッテリ11の状態を確認することができ、省力性に優れる。特に、バッテリ11が複数の設置場所に設置されている場合でも、ネットワーク回線17を介して、1つの遠隔監視手段18で集中管理(一元管理)することができ、見回り及び保守に要する費用を削減できる。ネットワーク回線17は有線でも無線でもよい。
さらに、劣化傾向判定手段14での判定とは関係なく、管理者が、遠隔監視手段18を用いて特定のセル12を選択し、選択された特定のセル12の電極に対し、パルス電流供給手段16から集中的にパルス電流を供給するようにしてもよい。この場合、遠隔監視手段18からパルスパターン設定手段15に指示して、特定のセル12の電極に供給するパルス電流の供給パターンを設定することができる。これにより、劣化傾向判定手段14での判定のみに頼らず、強制的に延命措置を施すことができ、汎用性に優れる。この強制的延命措置は、例えば、特性データ取得手段13で取得した特性データを管理者が確認して、劣化傾向判定手段14での判定が間違っていた場合、劣化傾向にはないが、劣化傾向に近い状態が継続している場合等に有益である。
The battery monitoring life-prolonging
Furthermore, regardless of the determination by the deterioration tendency determination means 14, the administrator selects a
次に、特性データ取得手段13の詳細について説明する。
特性データ取得手段13は、図2に示すように、各セル12の内部抵抗を測定する内部抵抗測定手段20、電圧を測定する電圧測定手段21、及び温度を測定する温度測定手段22を有している。これにより、劣化傾向判定手段14は、内部抵抗測定手段20で取得された内部抵抗が、予め設定された規定抵抗値(例えば基準抵抗値の1.5倍)以上となったセル12を劣化傾向にあると判定することができる。
また、バッテリ監視延命装置10は、各セル12が寿命に近付いた際に、該当するセル12の交換を指示するセル交換指示手段23を有している。そして、セル交換指示手段23は、内部抵抗測定手段20で取得された内部抵抗が、予め設定された上限抵抗値(例えば基準抵抗値の2倍)以上となったセル12及び電圧測定手段21で取得された電圧が、予め設定された下限電圧値(例えば基準電圧値の75%)以下となったセル12の交換を指示することができる。
さらに、バッテリ監視延命装置10は、各セル12に温度異常が発生した際に、該当するセル12の異常を報知して点検を促す温度異常報知手段24を有している。そして、温度異常報知手段24は、温度測定手段22で取得された温度が、予め設定された規定温度範囲(例えば0~40℃)から外れたセル12の温度異常を報知することができる。
Next, the details of the characteristic data acquisition means 13 will be described.
As shown in FIG. 2, the characteristic
The battery monitoring
Further, the battery monitoring life-prolonging
ここで、バッテリ監視延命装置10は、RAM、CPU、ROM、I/O、及びこれらの要素を接続するバス(図示せず)を備えた従来公知の汎用のコンピュータを、バッテリ監視延命装置10全体を制御する制御部25として好適に用いることができる。そして、そのコンピュータを基本ハードウェアとして、CPUに所定のプログラムを実行させることにより、コンピュータを劣化傾向判定手段14、パルスパターン設定手段15、セル交換指示手段23、及び温度異常報知手段24として機能させることができる。所定のプログラムは、予めコンピュータにインストールしてもよいし、CD-ROM等の記憶媒体に記憶したものを適宜、読み出して実行させてもよい。
セル交換指示手段23及び温度異常報知手段24は、制御部(コンピュータ)25及び遠隔監視手段18に接続されるモニタ(図示せず)上で、文字若しくは記号等の表示、点滅、又は色の変化等を用いて、セル12の交換指示及び温度異常の報知を行うことができる。また、モニタでの表示に加えて又は代えて、スピーカから音声若しくは警告音を発したり、警告灯を点灯若しくは点滅させたりしてもよい。さらに、遠隔監視手段18として、メール受信機能を有するコンピュータ又は携帯端末等を用いる場合は、メールで通知することもできる。
制御部25は、特性データ取得手段13で取得した特性データ及び各セル12に供給したパルス電流の供給パターンの履歴等を記憶及び集計することができる。これにより、バッテリ監視延命装置10のユーザ(管理者)は、必要に応じて、それらのデータを取り出し、各セル12に異常が発生するまでの経緯を確認することができる。
なお、本実施の形態では、コンピュータを劣化傾向判定手段14、パルスパターン設定手段15、セル交換指示手段23、及び温度異常報知手段24として機能させたが、これらの各手段は、協同して上記の動作を行うことができればよく、その構成は特に限定されず、それぞれが独立していてもよいし、一部が一体化されていてもよい。
Here, the battery monitoring life-prolonging
The cell exchange instructing means 23 and the temperature abnormality reporting means 24 display characters or symbols, blink, or change colors on a monitor (not shown) connected to the control section (computer) 25 and the remote monitoring means 18. and the like can be used to issue an instruction to replace the
The
In the present embodiment, the computer functions as the deterioration tendency determination means 14, the pulse pattern setting means 15, the cell replacement instruction means 23, and the temperature abnormality notification means 24. The configuration is not particularly limited as long as it can perform the operation of , and each may be independent, or a part thereof may be integrated.
次に、本発明の一実施の形態に係るバッテリ監視延命方法をバッテリ監視延命装置10の動作に基づいて説明する。
図3に示すように、バッテリ監視延命装置10が動作を開始すると、まず、各セル12の電極に対して定期的にパルス電流が供給される。このパルス電流の供給パターンは、図1に示したパルスパターン設定手段15で設定され、各パルス電流供給手段16から各セル12にパルス電流が供給される(以上、定期的延命工程)。
これと並行して、バッテリ監視延命装置10は、バッテリ11の劣化を判定する基となる各セル12の特性データを定期的に取得する。この特性データの取得は、図1に示した特性データ取得手段13によって行われる。具体的には、図2に示した内部抵抗測定手段20、電圧測定手段21、及び温度測定手段22により、各セル12の内部抵抗、電圧、及び温度を測定する。なお、特性データを取得する周期は、各セル12にパルス電流を供給する周期と関係なく、適宜、選択することができる(以上、特性データ取得工程)。
Next, a battery monitoring life extension method according to one embodiment of the present invention will be described based on the operation of the battery monitoring
As shown in FIG. 3 , when the battery monitoring life-prolonging
In parallel with this, the battery monitoring life-prolonging
そして、バッテリ監視延命装置10は、特性データ取得工程で取得された特性データを基に、次に行う動作を決定する。まず、電圧測定手段21で取得された電圧が、予め設定された下限電圧値以下となったか否かを判定する。ここで、電圧が下限電圧値以下となったセル12については、電圧異常セルと判定してセル交換指示手段23から交換を指示する(以上、電圧異常セル交換指示工程)。
電圧が下限電圧値以下ではないセル12については、次に、特性データ取得工程で取得された温度が、予め設定された規定温度範囲から外れたか否かを判定する。ここで、温度が規定温度範囲外となったセル12については、温度異常セルと判定して温度異常報知手段24から温度異常を報知する(以上、温度異常報知工程)。
温度が規定温度範囲外ではないセル12については、次に、特性データ取得工程で取得された内部抵抗が、予め設定された規定抵抗値以上となったか否かを判定する。ここで、内部抵抗が規定抵抗値以上となったセル12については、劣化傾向にある(劣化傾向セル)と判定し、内部抵抗が規定抵抗値以上ではないセル12については、正常セルと判定する(以上、劣化傾向判定工程)。
Then, the battery monitoring life-prolonging
For the
For the
そして、劣化傾向にあると判定されたセル12については、さらに、特性データ取得工程で取得された内部抵抗が、予め設定された上限抵抗値以上となったか否かを判定する。ここで、内部抵抗が上限抵抗値以上となったセル12については、抵抗異常セルと判定してセル交換指示手段23から交換を指示する(以上、抵抗異常セル交換指示工程)。
また、内部抵抗が規定抵抗値以上で上限抵抗値以上ではないセル12の電極には、集中的にパルス電流を供給する。このとき、図1に示したパルスパターン設定手段15から、該当するセル12に接続されたパルス電流供給手段16に対して、パルス電流の供給パターンの変更が指示され、該当するセル12の電極に連続的に(短い周期で)パルス電流が供給される。パルス電流の供給パターンは適宜、選択することができるが、例えば繰返し行われる劣化傾向判定工程で劣化傾向にあると判定されなくなるまで連続的に(或いは長期間にわたって断続的に)行うことが好ましい。(以上、集中的延命工程)。
以上の動作を各セル12について定期的(周期的)に繰返すことにより、バッテリ11の品質を長期間にわたって安定的に維持し、非常時の電力供給に確実に備えることができる。
なお、図1に示したように、バッテリ監視延命装置10が遠隔監視手段18を有する場合は、劣化傾向判定工程での判定とは関係なく、複数のセル12の中から選択した特定のセル12の電極に集中的にパルス電流を供給する強制延命工程を行うこともできる。
Then, for the
In addition, a pulse current is intensively supplied to the electrodes of the
By periodically (periodically) repeating the above operation for each
As shown in FIG. 1, when the battery monitoring life-prolonging
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、バッテリ監視延命方法において、電圧異常セル、温度異常セル、抵抗異常セル、及び劣化傾向セルを判定する順番や組合せ等は適宜、選択することができる。
また、セルの電極に対してパルス電流を集中的に(短い周期で連続的に)供給する場合、同じ波形のパルス電流を繰返し供給してもよいし、波形(電流値やパルス幅等)の異なるパルス電流を順次、供給してもよい。さらに、パルス電流を集中的(連続的)に供給する場合の周期は、全て同一である必要はなく、異なっていてもよい。なお、パルス電流の波形としては、矩形波以外にも、レイズドコサイン波、三角波、及び鋸歯状波等の波形やこれらを合成した波形も適用可能である。
また、劣化傾向判定工程は、特性データ取得工程と同様に、定期的(周期的)に行われるが、劣化傾向判定工程の周期と、特性データ取得工程の周期は必ずしも一致している必要はなく、特性データ取得工程の周期よりも長い周期でもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and can be considered within the scope of the matters described in the claims. Other embodiments and modifications are also included.
For example, in the battery monitoring life extension method, it is possible to appropriately select the order and combination of judging the abnormal voltage cell, the abnormal temperature cell, the abnormal resistance cell, and the deterioration tendency cell.
In addition, when pulse current is intensively supplied (continuously in a short cycle) to the electrode of the cell, the pulse current with the same waveform may be repeatedly supplied, or the waveform (current value, pulse width, etc.) may be changed. Different pulse currents may be supplied sequentially. Furthermore, the periods when the pulse current is supplied intensively (continuously) do not have to be the same, and may be different. As the waveform of the pulse current, besides the rectangular wave, a raised cosine wave, a triangular wave, a sawtooth wave, and the like, and a combined waveform of these can also be applied.
In addition, the deterioration tendency determination process is performed regularly (periodically) in the same manner as the characteristic data acquisition process, but the period of the deterioration tendency determination process and the period of the characteristic data acquisition process do not necessarily match. , the cycle may be longer than the cycle of the characteristic data acquisition step.
10:バッテリ監視延命装置、11:バッテリ、12:セル、13:特性データ取得手段、14:劣化傾向判定手段、15:パルスパターン設定手段、16:パルス電流供給手段、17:ネットワーク回線、18:遠隔監視手段、20:内部抵抗測定手段、21:電圧測定手段、22:温度測定手段、23:セル交換指示手段、24:温度異常報知手段、25:制御部 10: Battery monitoring life extension device 11: Battery 12: Cell 13: Characteristic data acquisition means 14: Degradation tendency determination means 15: Pulse pattern setting means 16: Pulse current supply means 17: Network line 18: Remote monitoring means, 20: internal resistance measuring means, 21: voltage measuring means, 22: temperature measuring means, 23: cell replacement instructing means, 24: temperature abnormality reporting means, 25: control section
Claims (6)
複数のセルを有する前記バッテリの劣化を判定する基となる前記各セルの特性データを定期的に取得する特性データ取得工程と、前記各セルの電極に定期的にパルス電流を供給する定期的延命工程と、前記特性データ取得工程で取得された前記特性データを基に、前記各セルが劣化傾向にあるか否かを判定する劣化傾向判定工程と、該劣化傾向判定工程で劣化傾向にあると判定された前記セルの電極に集中的にパルス電流を供給する集中的延命工程とを有することを特徴とするバッテリ監視延命方法。 A battery monitoring life extension method that performs life extension measures while monitoring a battery of an emergency power supply in real time,
A characteristic data acquisition step of periodically acquiring characteristic data of each cell, which is used as a basis for determining deterioration of the battery having a plurality of cells, and periodically supplying a pulse current to the electrode of each cell periodically to prolong life. a deterioration tendency determination step of determining whether or not each of the cells is in a deterioration tendency based on the characteristic data acquired in the characteristic data acquisition step; and a concentrated life-extending step of intensively supplying a pulse current to the electrodes of the determined cell.
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