JPH07101229B2 - 蓄電池充放電監視装置 - Google Patents

蓄電池充放電監視装置

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JPH07101229B2
JPH07101229B2 JP61018975A JP1897586A JPH07101229B2 JP H07101229 B2 JPH07101229 B2 JP H07101229B2 JP 61018975 A JP61018975 A JP 61018975A JP 1897586 A JP1897586 A JP 1897586A JP H07101229 B2 JPH07101229 B2 JP H07101229B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は蓄電池の充放電により変動する蓄電池の充電電
気量を常時計測し表示する蓄電池の充放電監視装置に関
するものである。
(従来の技術) 従来、蓄電池の充放電監視装置は蓄電池の放電電気量お
よび充電電気量を加減積算して蓄電池の残存電気量を計
測しこれを表示しているものである。尚それぞれ放電効
率、充電効率を加味し蓄電池放電量に対しその120%の
充電により蓄電池が100%充電すなわち満充電されるよ
うにするのが一般的であった。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら蓄電池の充放電を繰り返すにしたがって計
測値の充・放電効率と実際のそれとの差が大きくなり蓄
電池の残存電気量の正しい表示ができなくなり、実際は
蓄電池が満充電状態でも、表示が未だ満充電状態ではな
いかの様に表示し、蓄電池を過充電してしまうと言う様
な不具合があった。
(課題を解決する為の手段) 本発明は上記の欠点を解消し、常に正しい蓄電池の残存
電気量を表示すべくしたもので、前記充放電による加減
積算とは別に充電電圧が所定の補正電圧値になった時か
らの補正充電電気量を積算し、該補正充電電気量が所定
の値になったときに、前記充放電による加減積算による
充電電気量の表示が満充電を表示していない場合はこれ
を満充電の表示に補正することを特徴とするものであ
る。
(実施例) 以下本発明装置の一例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明装置の一実施例の回路図である。(1)
は例えば鉛蓄電池等の蓄電池で、これと直列に接続され
たシヤント抵抗(2)およびリレーの接点(ry)によっ
て充・放電共用回路(3)を形成し、該充・放電共用回
路(3)の両端から各々充電専用回路(4)および放電
専用回路(5)に分岐してそれぞれの先端に充電端子
(4a)(4b)および放電端子(5a)(5b)が設けられて
いる。
充電専用回路(4)にはその充電端子間に抵抗(R1)と
トランジスタ(Tr1)の直列回路(6)が接続され、該
トランジスタ(Tr1)のベースにフォトカプラ(PC1)の
フォトトランジスタのエミッタが接続されて前記トラン
ジスタ(Tr1)のON、OFFがフォトカプラ(PC1)によっ
て制御し得るようにしている。
また該充電専用回路(4)にはダイオード(D)を挿入
して該回路(4)に放電電流が流れないようにしてい
る。
一方、放電専用回路(5)にはリレー(RY)とトランジ
スタ(Tr2)の直列回路(7)が放電端子間に接続さ
れ、トランジスタ(Tr2)の直列回路(7)が放電端子
間に接続されトランジスタ(Tr2)のベースにはフォト
カプラ(PC2)のフォトトランジスタのエミツタが接続
されて、前記トランジスタ(Tr2)のON、OFFがフォトカ
プラ(PC2)によって制御し得るようになっている。
(8)はアナログマルチプレクサで、それぞれ共用回路
(3)上の情報すなわちシヤント抵抗(2)による蓄電
池(1)の充放電電流値、蓄電池(1)両端からの蓄電
池電圧値および温度センサ(9)による蓄電池温度等を
測定する装置、(10)はアナログ/デジタルコンバータ
で前記アナログマルチプレクサ(8)で得た情報をデジ
タル値に変換する装置、(CPU)は中央情報処理装置で
いわゆるコンピューター、(ROM)は読み出し専用メモ
リー、(RAM)は読み書きメモリー、(PIO)は並列入出
力コントローラーで容量表示出力信号を出すとともに、
前記フォトカプラ(PC1)(PC2)のフォトダイオードが
接続されて、蓄電池(1)の満充電および過放電出力信
号をそれぞれ該フォトカプラ(PC1)(PC2)のフォトト
ランジスタに伝導する。(11)は、前記並列入出力コン
トローラー(PIO)に接続された発光ダイオードの制御
部で、並列入出力コントローラー(PIO)の出力信号に
より動作し、多数の発光ダイオードを配した容量表示バ
ーグラフ(12)の各発光ダイオードの点滅を制御するも
のである。
これらの回路を有する装置は次の様に動作する。
充電用端子(4a)(4b)には太陽電池(13)が接続さ
れ、放電用端子(5a)(5b)には負荷(14)が接続され
て蓄電池(1)が使用される。すなわち昼間は太陽電池
(13)により負荷(14)へ電力が供給されるとともに蓄
電池(1)が充電される。夜間は蓄電池(1)が放電し
負荷(14)へ電力を供給する。このようにして蓄電池
(1)は充放電が繰り返される。この充放電状態をシヤ
ント抵抗(2)により電流の大きさと向き、蓄電池
(1)の両端よりその電圧、また蓄電池(1)に近接し
た温度センサー(9)により蓄電池温度の各情報を得て
これをアナログマルチプレクサ(8)に入力し、次いで
アナログ/デジタルコンバーター(10)によりデジタル
信号に変換し、これをコンピューター(CPU)に入力す
る。コンピューター(CPU)は第2図のフローチャート
図に示す如き動作をするようにあらかじめプログラミン
グされている。すなわち割り込みタイマー(15)の動作
によって電流(I)とその向き、蓄電池電圧(V)、蓄
電池温度(T)のデーターが所定時間(h)間隔で測定
されコンピューター(CPU)に入力される。コンピュー
ター(CPU)は入力されたこれらのデーターによりまず
電流(I)の向きにより蓄電池が充電されているか放電
されているかを判断し、充電の場合はあらかじめ算出さ
れている充電効率Xを乗じたX・I・hをそれまでの記
憶充電電気量(AH)に加算し、新たな充電電気量(AH)
を導き記憶する。この充電電気量(AH)が蓄電池(1)
の100%充電(満充電)に相当するかあるいはそれ以上
ならば100%充電出力信号を出し、コンピューター(CP
U)の動作は終了し、各データの入力待ちの状態とな
る。コンピューター(CPU)が出力した100%充電の出力
充電は並列入出力コントローラー(PIO)に入力され、
これに接続されているフォトカプラ(PC1)を導通させ
トランジスタ(Tr1)をONして蓄電池(1)への充電電
流を小さくするとともに、制御部(11)を動作せしめ容
量表示バーグラフ(12)の発光ダイオードを全て点灯さ
せ蓄電池(1)が100%充電されていることを表示す
る。
一方、放電の場合はあらかじめ算出されている放電効率
Zを乗じたZ・I・hをそれまでの記憶充電電気量(A
H)から減算し残存する新たな充電電気量(AH)を導き
記憶する。この電気量(AH)が蓄電池の20%充電に相当
するかあるいはそれ以下ならば過放電出力信号を出し、
コンピューター(CPU)の動作は終了し、各データの入
力待ちの状態となる。コンピューター(CPU)が出力し
た過放電出力信号は並列入出力コントローラ(PIO)に
入力され、これに接続されているフォトカプラ(PC2)
を導通させトランジスタ(Tr2)をONしてリレー(RY)
を動作させてその接点(ry)を開きこれ以上の蓄電池
(1)の放電を防止するとともに、制御部(11)を動作
せしめ容量表示バーグラフ(12)の発光ダイオードを全
て消灯して蓄電池(1)の放電が終了したことを表示す
る。
蓄電池(1)の充電電気量(AH)がいずれの場合でも該
当しないときは蓄電池(1)は充放電状態により異な
り、蓄電池(1)が充電したときは補正充電電気量(AH
x)が積算状態にあるか否かを確認し、未だ積算状態に
なければ蓄電池電圧(V)を所定の補正電圧値(E)と
比較し、該蓄電池電圧値(V)が補正電圧値(E)と等
しいかあるいは大きいときは補正充電電気量(AHx)を
積算状態とし、小さいときは積算状態とはせず元の積算
不可状態としそのときの充電電気量の出力信号を出し、
コンピューター(CPU)の動作は終了し、各データの入
力待ちの状態となる。この出力信号は並列入出力コント
ローラー(PIO)に入力され、該並列入出力コントロー
ラー(PIO)はこの出力信号に見合うべく制御部(11)
を動作せしめ容量表示バーグラフ(12)の各発光ダイオ
ードの点滅を行い蓄電池(1)の残存電気量として加減
積算した充電電気量(AH)を表示する。
ここで補正電圧値(E)は例えば蓄電池(1)への供給
充電電気量が95%に達したときの蓄電池電圧値に設定さ
れる。すなわち第3図の充電特性図に示す如く蓄電池の
端子電圧は充電電気量によって変化するので、蓄電池
(1)の端子電圧によってその充電電気量が判ることに
なる。したがって補正電圧値(E)を供給充電電気量が
95%に相当する電圧値に設定すれば100%充電(満充
電)すなわち120%の充電電気量を供給するまでは残り2
5%充電すればよいことになる。尚この補正電圧値
(E)は充電電流(I)および温度(T)により変動す
るので、その時々の充電電流(I)および温度(T)の
各データによりコンピューター(CPU)が計算して補正
し、該補正した補正電圧値(E)と蓄電池電圧(V)を
比べるものである。
一方、蓄電池(1)が放電のときは補正充電電気量(AH
x)が積算状態が否かを判断し、積算状態でなければそ
のときの充電電気量(AH)に応じた出力信号を出し、又
積算状態であれば記憶する補正充電電気量(AHx)から
放電効率Zを乗じたZ・I・hを減じて新たな補正充電
電気量(AHx)を算出し記憶するとともに該補正充電電
気量(AHx)が0およびそれ以下になったか否かを判断
し、該補正充電電気量(AHx)が0およびそれ以下でな
い場合はそのときの充電電気量(AH)に応じた出力信号
を出し、該補正充電電気量(AHx)が0およびそれ以下
の場合はほ補正充電電気量(AHx)を元の積算不可状態
としそのときの充電電気量(AH)に応じた出力信号を出
し、コンピューター(CPU)の動作は終了し、各データ
の入力待ちの状態となる。この出力信号により前記と同
様容量表示バーグラフ(12)が残存する充電電気量を表
示する。
次に、充電において蓄電池電圧(V)が補正電圧値
(E)より大きくなったときは補正充電電気量(AHx
は積算状態とされ、そしてその後は補正充電電気量(AH
x)が積算状態であることを確認して充電電気量(AH)
の積算とともに補正充電電気量(AHx)も充電効率Xを
乗じたX・I・hが加算されて補正充電電気量(AHx
が積算されその積算量が蓄電池(1)を25%充電するに
必要な量になったか否かを判断し、25%以下ならそのと
きの充電電気量(AH)に応じた出力信号を出し、25%ま
たはそれ以上ならば充放電を加減積算して計測している
充電電気量(AH)の値が未だ100%充電を示していなく
ともこれを100%充電の値に直し100%充電出力信号を出
し、コンピューター(CPU)の動作は終了し、各データ
の入力待ちの状態となる。そしてこの出力信号により前
記100%充電のときの動作をさせるものである。したが
って充放電の長期の繰り返しによって充放電電気量を加
減積算して計測して得た蓄電池の充電電気量と実際の蓄
電池の残存充電量に誤差が生じても、上記補正充電電気
量により100%充電、すなわち満充電の表示に補正でき
るので、充電電気量の正しい表示をすることが出来る。
そしてこのことにより、蓄電池への過充電を防ぐことが
できる。又、満充電を正しく表示することにより、この
満充電の充電電気量から放電電気量を減算するので、従
来の如く誤差のある満充電表示の充電電気量からの減算
にならず、表示が正確になると共に過放電をも防止でき
る。
尚、補正電圧値(E)は、蓄電池電圧が急に立ち上がる
充電末期の電圧値とすることにより設定電圧値の誤差範
囲も大きくとれ回路設計上も有利でありまた充電終了間
際であるので補正充電電気量の積算誤差も小さくでき
る。
また、上記実施例においては充・放電効率を特に補正充
電電気量を積算する際は例えば残り25%分のみのそれぞ
れの効率を乗じるようにしてもよい。
また実施例における各データの測定間隔は割り込みタイ
マー(15)により1分に設定され、1分間隔で割り込み
タイマー(15)が瞬時動作し各データがコンピューター
(CPU)に入力されるようにした。
(発明の効果) 以上の如く本発明によれば、長期に渡る蓄電池の充放電
の繰り返しにおいても蓄電池の充電電気量を正しく表示
でき、蓄電池を過充電や過放電から防止し得る等の効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例回路図、第2図はコンピュータ
ーの動作説明チャート図、第3図は蓄電池の充電特性図
である。 (1)……蓄電池、(2)……シヤント抵抗、(8)…
…アナログマルチプレクサ、(9)……温度センサー、
(10)……アナログ/デジタルコンバータ、(11)……
発光ダイオードの制御部、(12)……容量表示バーグラ
フ、(13)……太陽電池、(14)……負荷、CPU……コ
ンピューター、PIO……並列入出力コントローラー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蓄電池の充放電電気量を加減積算して計測
    した蓄電池の充電電気量を表示する蓄電池充放電監視装
    置において、蓄電池の充電電圧が、蓄電池の充電末期に
    おける充電電圧の急激な立ち上がり時における所定の補
    正電圧値になったときからの補正充電電気量を積算し、
    該補正充電電気量が所定の値になったときに、蓄電池の
    充放電電気量を加減積算して計測した蓄電池の充電電気
    量の表示が未だ満充電を表示していないときは、これを
    満充電の表示に補正する補正手段を備えたことを特徴と
    する蓄電池充放電監視装置。
JP61018975A 1986-01-30 1986-01-30 蓄電池充放電監視装置 Expired - Fee Related JPH07101229B2 (ja)

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