JPH0554275A - 鉛蓄電池の電圧低下警告装置 - Google Patents

鉛蓄電池の電圧低下警告装置

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JPH0554275A
JPH0554275A JP3216865A JP21686591A JPH0554275A JP H0554275 A JPH0554275 A JP H0554275A JP 3216865 A JP3216865 A JP 3216865A JP 21686591 A JP21686591 A JP 21686591A JP H0554275 A JPH0554275 A JP H0554275A
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JP
Japan
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voltage
warning
storage battery
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lead storage
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Pending
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JP3216865A
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English (en)
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Hiroshi Ueda
浩 上田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

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  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉛蓄電池の放電特性のバラツキに関係なく、
その電池の端子電圧が放電終止電圧に達する時点に対し
て、ほぼ一定の時間前に警告を発生することができる鉛
蓄電池の電圧低下警告装置。 【構成】 鉛蓄電池の端子電圧の単位時間当たりの変化
を順次経時的に求める演算手段と、この演算値が基準値
と比較する比較手段と、その演算値が基準値以上となっ
た時点で警告を発生する警告手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、鉛蓄電池の端子電圧
が放電終止電圧に達することを、その事前に警告によっ
て知らせる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 鉛蓄電池を電源とする機器において
は、一般に、電池の端子電圧が放電終止電圧に達した時
点で、警報を発生すると同時に機器の駆動を停止する機
能を備えている。なお、放電終止電圧とは、これ以上の
放電を行うと過放電となって電池の劣化をもたらす電圧
を言う。ところが、鉛蓄電池を搭載した機器によって
は、何の前ぶれもなく急に、警報と同時に駆動が即座に
停止されると不都合を生じるものがある。このような機
器においては、警報を発生する前に、その旨をあらかじ
め報知する機能が必要となる。
【0003】そこで、この種の機器には、従来、鉛蓄電
池の端子電圧をA/D変換器を介してCPU内に採り込
み、このCPUで、その端子電圧を経時的にモニタし
て、端子電圧があるレベルになった時点でまずは警告回
路に指令信号を出力し、次いで端子電圧が放電終止電圧
に達した時点で、警報回路に指令信号を出力すると同時
に機器の駆動を停止するといった装置を設けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、鉛蓄電池
は、図5の特性線図(曲線N)に示すように、放電開始
時点からP点に至るまでは、端子電圧が時間に比例して
低下してゆくが、P点以降においては、端子電圧が放物
線状に急降下する放電特性があり、このような特性を考
慮して、従来では、上述の警告を発生させる電圧レベル
L1 を、そのP点と放電終止電圧との間に設定してい
る。
【0005】ところが、鉛蓄電池においてP点の位置お
よびその点以降の電圧降下は、電池個々の性能や使用頻
度(充放電回数)などによって大きく相違する。例え
ば、図5に示した特性線図において、曲線Nを一般的な
放電特性曲線とすると、電池の性能のバラツキから、新
品の電池であっても曲線Mの放電特性を持つものも存在
する。また、曲線Nの放電特性を持つ電池であっても、
充放電を繰り返してゆくうちに、曲線Mの特性に移行す
るものもでてくる。
【0006】従って、従来の装置においては、警告を発
生した時点から警報を発生するまでの時間にバラツキが
生じる。このようなバラツキがあると、使用者サイド
で、警告発生後に、まだ通常使用が可能な状態であると
認識しているにも関わらず、警報が発生される場合が発
生する。そこで、従来では、警告電圧レベルを高く設定
して安全サイド、すわなち図5の曲線Mにおける警告か
ら警報までの時間X1 を基準としており、その時間X1
を仕様書などに記載している。
【0007】しかしながら、安全サイドの設定を行う
と、鉛蓄電池が一般的な放電特性(曲線N)を持つ電池
である場合には、図5に示すように、警告発生から警報
電圧レベル(放電終止電圧)に達するまでの時間X3
が、基準としたX1 よりもかなり長くなってしまう。本
発明は、上記の従来の問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的とするところは、鉛蓄電池の放電特性のバ
ラツキに関係なく、その電池の端子電圧が放電終止電圧
に達する時点に対して、ほぼ一定の時間前に警告を発生
することができる装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ための構成を、図1に示す基本概念図に基づいて説明す
ると、本発明は、鉛蓄電池1の端子電圧を検出する電圧
検出手段aと、この検出値を採り込んで、その検出値の
単位時間当たりの変化を順次算出してゆく演算手段b
と、その演算値を基準値Rと比較する比較手段cと、演
算手段bによる演算値が基準値R以上となった時点で警
告を発生する警告手段dを備えていることによって特徴
づけられる。
【0009】
【作用】 演算手段bでは、単位時間当たりの電圧変化
が演算されるので、その演算値は、図5に示した放電特
性曲線の傾きを示す値となる。ここで、図5の曲線Mお
よびNにおいて、端子電圧が同じレベル、例えば電圧レ
ベルL1 でのそれぞれの傾きは、曲線Mに対して曲線N
が緩やかとなっている。従って、比較手段cに採用する
基準値Rを、曲線Mが警告電圧レベルL1 と交差する点
の傾きに対応した値をしておけば、曲線Mの特性を持つ
電池では、端子電圧が警告電圧レベルL1 とほぼ同レベ
ルになった時点で警告が発生され、一方、曲線Nの特性
を持つ電池では、そのレベルL1 以下で警告が発生され
ることになる。しかも、警告発生時点での曲線Mおよび
Nのそれぞれの傾きは、実際には時間軸に対して90°
近くとなるので、その警告発生から放電終止電圧に達す
るまでの双方の時間X1 とX2 とは、ほぼ同じ時間とな
る。
【0010】
【実施例】 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて
説明する。図2は本発明実施例の構成を示すブロック図
で、輸液ポンプの鉛蓄電池に本発明を適用した例を示
す。鉛蓄電池1には、輸液ポンプの駆動源となるモータ
10等の負荷が接続されている。この鉛蓄電池1の端子
電圧は、二つの抵抗器2a,2bおよびコンデンサ2c
によって外部へと取り出され、A/D変換器6によって
デジタル信号に変換された後、CPU3へと導かれる。
【0011】CPU3は、ROM4に書き込まれたプロ
グラムに従って、入力電圧信号の読込み、その演算処理
ならびにモータ10の駆動制御および警告・警報発生回
路5への指令などを行う。なお、ROMには、後述する
警告電圧レベルL1 、警報電圧レベルL2 および基準値
Rがあらかじめ設定されている。また、その警告電圧レ
ベルL1 は、図5に示した曲線Mの放電特性を持つ電池
に適用した値を設定している。
【0012】図3および図4は、それぞれROM4に書
き込まれたプログラム内容を示すフローチャートで、以
下、この二つの図および先の図2,図5を参照しつつ、
CPU3の動作について説明する。まず、電源が投入さ
れた否かを判断し(ST1) 、電源が投入された時点で、鉛
蓄電池1の端子電圧を読込み(ST2) 、その電圧値が警告
電圧レベルL1 よりも高いかどうかを判断して(ST3) 、
そのレベルL1 以上であれば、モータ10が駆動される
まで、先の電圧読込み・比較を順次繰り返す(ST4) 。
【0013】次に、モータ10が駆動された時点でT時
間をカウントする(ST5) 。このT期間においては端子電
圧の読込みを中止する。そして、そのT時間が経過した
後に一度、端子電圧を読込み(ST6) 、その電圧値が警告
電圧レベルL1 よりも高いがどうかを判断し(ST7) 、そ
のレベルL1 以上であれば電圧値を一時記憶する。この
時点からΔt時間をカウントし(ST8) 、そのΔt時間が
経過した時点で、端子電圧を読込み、この読込み電圧値
と先に読み込んだ電圧値との差を演算する(ST9) 。次い
で、その演算値Dが基準値R以下である否かを判断して
(ST10)、以下である場合には、ステップ(ST8) へと戻
る。ここで、ステップST8 〜ST10においては、Δt時間
が経過するごとに端子電圧を読込み、そのΔt時間の経
過前後の電圧差D、つまり単位時間当たりの端子電圧の
変化が演算される。そして、この電圧読込み・演算は、
演算値Dが基準値R以上となるまで順次繰り返して行わ
れる。
【0014】次に、演算値Dが基準値R以上となった時
点で、警告・警報発生回路5に、警告発生の旨の指令信
号を出力した後(ST11)、端子電圧が警報電圧レベルL2
まで降下したか否かをモニタして(ST12,ST13) 、警報電
圧レベルL2 以下となった時点で、警告・警報発生回路
5に警報発生の旨の指令信号を出力すると同時に、モー
タ10の駆動を停止する(ST14)。
【0015】一方、判断ステップST3 において、電源投
入後の端子電圧値が警告電圧レベルL1 以下であるとき
には、その端子電圧値が警報電圧レベルL2 よりも高い
か否かを判断し(ST15)、警報電圧レベルL2 以上である
ときには、ステップST11へとジャンプし、また、以下で
あるときには、ステップST14へとジャンプする。さら
に、判断ステップST7 において、モータ駆動開始からT
時間経過後の端子電圧値が警告レベルL1 以下であると
きには、ステップST11へとジャンプする。
【0016】ここで、判断ステップST10で使用する基準
値Rは、図5の曲線Mと警告電圧レベルL1 とが交差す
る点での、単位時間Δtあたりの電圧変化D1 をあらか
じめ実験により求めておき、その値に設定しておけば、
使用する鉛蓄電池が曲線Mの放電特性を持つ電池である
場合には、その端子電圧が警告電圧レベルL1 とほぼ同
じレベルに達した時点で警告が発生されることになる。
また、曲線Nの放電特性を持つ電池の場合には、その端
子電圧が警告電圧レベルL1 よりも低いレベルで警告が
発生される。すなわち、曲線Nが警告電圧レベルL1 と
交差する点での曲線の傾きは、曲線Mに対して緩やか
で、このL1 レベル位置では電圧変化が基準値R以上と
はならず、そのレベル以下の位置で始めて基準値以上と
なる。しかも、警告発生時点での曲線MおよびNのそれ
ぞれの傾きは、実際には時間軸に対して90°近くとな
るので、その警告発生から警報発生までの双方の時間X
1 とX2 とは、ほぼ同じ時間となる。従って、曲線Nの
放電特性をもつ鉛蓄電池においては、その端子電圧が警
告電圧レベルL1 に達した時点で警告を発生させる従来
の手法に対して、(X3 −X2 )時間分だけ有効に使用
できることになる。
【0017】なお、以上の実施例において、モータ10
の駆動後にT時間の期間は、端子電圧の読込みを中止し
ているのは、モータ駆動開始時に、端子電圧が急峻な降
下を示した際に警告が発生されることを防止するためで
ある。すなわち、輸液ポンプが負荷である場合の電池の
放電特性は、図6に示すように、電源投入時は比較的軽
負荷であるが、ポンプ動作を開始するとモータの回転に
より負荷が増大して、その負荷変動直後の電圧降下が大
きくなる。この電圧降下の大きな期間において端子電圧
を読込むと、端子電圧が警告電圧レベル以上であるのに
も拘わらず、警告を発生してしまうことになる。そこ
で、電圧降下が大きい期間よりも僅かに長い期間(T時
間)においては端子電圧の読込みを中止することで、異
常な警告発生を防止している。
【0018】以上の実施例では、輸液ポンプの鉛蓄電池
に本発明を適用した例について説明したが、これに限ら
れることなく、他の機器に搭載される鉛蓄電池にも適用
可能であることは勿論である。なお、その適用する機器
が、例えば電源投入後に負荷が変化せず、常に一定であ
る機器の場合には、図3および図4の示したフローチャ
ートのステップST4 から ST7まで削除して、ステップST
3 から直にステップ ST8へと移行するプログラムとすれ
ばよい。
【0019】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、鉛蓄電池の端子電圧の単位時間当たりの変化を、順
次経時的に求めてゆき、その演算値があらかじめ設定し
た基準値以上となった時点で警告を発生するよう構成し
たので、警告発生から警報発生までの時間を、鉛蓄電池
の放電特性のバラツキに関係なく、ほぼ一定とすること
ができる。これによって、鉛蓄電池における動作時間つ
まり警告発生までの時間を最大限に有効使用することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明実施例の構成を示すブロック図
【図3】 本発明実施例のROM4に書き込まれたプロ
グラム内容を示すフローチャート
【図4】 本発明実施例のROM4に書き込まれたプロ
グラム内容を示すフローチャート
【図5】 鉛蓄電池の放電特性を示す図
【図6】 輸液ポンプを負荷とする鉛蓄電池の放電特性
【符号の説明】
1・・・・鉛蓄電池 2a,2b・・・・抵抗器 2c・・・・コンデンサ 3・・・・CPU 4・・・・ROM 5・・・・警告・警報発生回路 6・・・・A/D変換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出
    手段と、この検出値を採り込んで、その検出値の単位時
    間当たりの変化を順次算出してゆく演算手段と、その演
    算値を基準値と比較する比較手段と、上記演算手段によ
    る演算値が上記基準値以上となった時点で警告を発生す
    る警告手段を備えてなる鉛蓄電池の電圧低下警告装置。
JP3216865A 1991-08-28 1991-08-28 鉛蓄電池の電圧低下警告装置 Pending JPH0554275A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3216865A JPH0554275A (ja) 1991-08-28 1991-08-28 鉛蓄電池の電圧低下警告装置

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JP3216865A JPH0554275A (ja) 1991-08-28 1991-08-28 鉛蓄電池の電圧低下警告装置

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JPH0554275A true JPH0554275A (ja) 1993-03-05

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ID=16695122

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008044454A1 (fr) * 2006-10-06 2008-04-17 Panasonic Corporation Dispositif de commande de décharge
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