JPH0799068A - Storage battery device with the number of short-circuit cell detecting function - Google Patents
Storage battery device with the number of short-circuit cell detecting functionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルカドミウム蓄
電池等と、セル短絡が発生したセルの数を検出するため
の短絡セル数検出装置とを備えた短絡セル数検出機能付
蓄電池装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage battery device with a short-circuit cell number detection function, which includes a nickel-cadmium storage battery or the like and a short-circuit cell number detection device for detecting the number of cells in which a cell short circuit has occurred.
【0002】[0002]
【従来の技術】ニッケルカドミウム蓄電池は、正極側の
ニッケル電極と負極側のカドミウム電極との間にセパレ
ータを介しアルカリ性の電解液を充填した2次電池であ
る。また、蓄電池装置は、このようなニッケルカドミウ
ム蓄電池のセルを複数直列に接続して高電圧を得るよう
にしている。そして、この蓄電池装置には、短絡セル数
検出装置が設けられ、セル短絡を起こしたニッケルカド
ミウム蓄電池のセル数を検出するようにしたものがあ
る。また、これに加えて、ドライアップ検出装置が設け
られ、電解液の消耗によるドライアップを検出したり、
積算電池容量算出装置が設けられて、ニッケルカドミウ
ム蓄電池にそのとき実際に蓄積されている電池容量を示
す積算電池容量を随時算出するようにしたものもある。2. Description of the Related Art A nickel-cadmium storage battery is a secondary battery in which an alkaline electrolyte is filled between a nickel electrode on the positive electrode side and a cadmium electrode on the negative electrode side through a separator. Further, the storage battery device is configured such that a plurality of cells of such nickel-cadmium storage battery are connected in series to obtain a high voltage. In some of the storage battery devices, a short-circuit cell number detection device is provided to detect the number of cells of the nickel-cadmium storage battery in which a cell short circuit has occurred. In addition to this, a dry-up detection device is provided to detect dry-up due to exhaustion of the electrolyte,
In some cases, an integrated battery capacity calculation device is provided so that an integrated battery capacity indicating the battery capacity actually stored in the nickel-cadmium storage battery at that time is calculated at any time.
【0003】セル短絡は、蓄電池装置が充放電を何度も
繰り返すことにより、ニッケルカドミウム蓄電池のセル
内部のセパレータ中に針状の金属カドミウムが生成さ
れ、これが正負の電極板間を短絡させる現象である。そ
して、このようなセル短絡が発生すると、そのセルはも
はや蓄電池としての用をなさなくなる。そこで、蓄電池
装置の短絡セル数検出装置は、充電時に蓄電池装置内で
直列接続された全セルの端子電圧を測定し、この端子電
圧が一部のセルの内部抵抗の低下により異常に低くなっ
た場合にセル短絡が発生していると判断し、このセル短
絡が発生したセルの数を検出するようになっている。ま
た、このセル短絡が多数のセルで発生した場合には、蓄
電池装置が十分な電圧を供給することができなくなるの
で、電池異常として外部に通知を行う。A cell short circuit is a phenomenon in which acicular metal cadmium is generated in a separator inside a cell of a nickel-cadmium storage battery when the storage battery device is repeatedly charged and discharged, and this short-circuits between positive and negative electrode plates. is there. When such a cell short circuit occurs, the cell is no longer used as a storage battery. Therefore, the short-circuit cell number detection device of the storage battery device measures the terminal voltage of all cells connected in series in the storage battery device during charging, and this terminal voltage becomes abnormally low due to a decrease in internal resistance of some cells. In this case, it is determined that a cell short circuit has occurred, and the number of cells in which this cell short circuit has occurred is detected. In addition, when this cell short circuit occurs in a large number of cells, the storage battery device cannot supply a sufficient voltage, and therefore a battery abnormality is notified to the outside.
【0004】ドライアップは、過充電等によりニッケル
カドミウム蓄電池のセル内部の電解液がガス化し消耗す
ることにより内部抵抗が異常に上昇する現象である。そ
して、蓄電池装置のドライアップ検出装置は、充電時に
蓄電池装置内で直列接続された全セルの端子電圧を測定
し、この端子電圧が一部のセルの内部抵抗の上昇により
異常に高くなった場合にこのドライアップを検出するよ
うになっている。また、このようなドライアップが1個
のセルにでも発生すると、内部抵抗の上昇により蓄電池
装置が十分な電流を供給することができず充電を行うこ
とも困難になるので、この場合には直ちに電池異常とし
て外部に通知を行う。The dry-up is a phenomenon in which the internal resistance is abnormally increased due to gasification and exhaustion of the electrolytic solution inside the cell of the nickel-cadmium storage battery due to overcharge or the like. Then, the dry-up detection device of the storage battery device measures the terminal voltage of all cells connected in series in the storage battery device at the time of charging, and when this terminal voltage becomes abnormally high due to an increase in internal resistance of some cells. It is designed to detect this dry-up. Further, if such dry-up occurs even in one cell, the increase in internal resistance makes it difficult for the storage battery device to supply sufficient current, making it difficult to perform charging. Notify outside as battery abnormality.
【0005】積算電池容量は、例えばニッケルカドミウ
ム蓄電池の完全放電状態のときの値を0mAm秒(ミリ
アンペアミリ秒)として、充電時には充電電流を時間積
分して得た充電容量を加算し、放電時には放電電流を時
間積分して得た放電容量を減算する積算処理を繰り返す
ことにより算出した値である。従って、この積算電池容
量は、蓄電池装置にそのとき実際に貯えられている電池
容量を表すことになり、充電時には、定格電池容量に対
する割り合いを求めて充電の進捗状況を示すために利用
でき、また、放電時には、この積算電池容量がそのまま
残存容量を示すことになり、以降充電を行うことなく利
用可能な残りの電池容量を知らせることができる。ただ
し、このような充電容量と放電容量の積算を繰り返すと
誤差が累積されるので、蓄電池装置の積算電池容量算出
装置は、例えばニッケルカドミウム蓄電池の端子電圧が
所定電圧以下になると完全放電されたものとみなして、
そのときの積算電池容量を0mAm秒に再設定して積算
の初期化を行うようにしている。The integrated battery capacity is, for example, 0 mAmsec (milliampere millisecond) when the nickel cadmium storage battery is in a completely discharged state, and the charge capacity obtained by time integration of the charging current is added at the time of charging and discharged at the time of discharging. It is a value calculated by repeating the integration process of subtracting the discharge capacity obtained by integrating the current over time. Therefore, this integrated battery capacity represents the battery capacity actually stored in the storage battery device at that time, and at the time of charging, it can be used to show the progress of charging by obtaining the ratio to the rated battery capacity. In addition, at the time of discharging, the integrated battery capacity directly indicates the remaining capacity, and the remaining available battery capacity can be notified without performing subsequent charging. However, since the error is accumulated when such integration of the charge capacity and the discharge capacity is repeated, the accumulated battery capacity calculation device of the storage battery device is, for example, one that is completely discharged when the terminal voltage of the nickel-cadmium storage battery becomes equal to or lower than a predetermined voltage. Assuming that
At that time, the integrated battery capacity is reset to 0 mAm second to initialize the integration.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、ニッケルカ
ドミウム蓄電池の端子電圧は、充電時の充電電流の大き
さに影響されるものであり、急速充電のために大きな充
電電流を供給すると、この端子電圧も上昇することにな
る。しかしながら、従来の短絡セル数検出装置は、セル
短絡の基準となる1セル当たりのセル電圧を一定の値と
し、測定した端子電圧がこのセル電圧と実装されたセル
の数を示す定格セル数との積よりも何セル分だけ低電圧
であるかによって短絡セル数を検出していたため、充電
電流が小さい場合にはこの短絡セル数が過剰に検出さ
れ、また充電電流が大きい場合にはこの短絡セル数が実
際より少なく検出されるという問題があった。そして、
このように短絡セル数が不正確になると、電池異常が誤
検出されるおそれも生じる。However, the terminal voltage of a nickel-cadmium storage battery is affected by the magnitude of the charging current during charging, and if a large charging current is supplied for rapid charging, this terminal voltage Will also rise. However, in the conventional short-circuit cell number detection device, the cell voltage per cell, which is a reference for cell short-circuiting, is set to a constant value, and the measured terminal voltage is equal to this cell voltage and the rated cell number indicating the number of mounted cells. Since the number of short-circuit cells was detected by the number of cells lower than the product of, the number of short-circuit cells was detected excessively when the charging current was small, and this short-circuit was detected when the charging current was large. There was a problem that the number of cells was detected to be smaller than the actual number. And
When the number of short-circuited cells becomes incorrect as described above, a battery abnormality may be erroneously detected.
【0007】また、ドライアップ検出装置や積算電池容
量算出装置は、測定した端子電圧から蓄電池装置のセル
数を除算して1セル当たりのセル電圧を算出し、このセ
ル電圧が所定値以上であればドライアップを検出すると
共に、所定値以下であれば完全放電状態を検出し積算電
池容量を0mAm秒に再設定するようになっているの
で、計算に用いる蓄電池装置のセル数は、実装された定
格セル数から既にセル短絡を起こした短絡セル数を差し
引いた値とする必要がある。従って、この短絡セル数が
不正確な場合にはドライアップ検出装置によるドライア
ップの検出や積算電池容量算出装置による完全放電状態
の検出が信頼性の低いものになるという問題も発生する
ことになる。Further, the dry-up detection device and the integrated battery capacity calculation device calculate the cell voltage per cell by dividing the number of cells of the storage battery device from the measured terminal voltage, and if the cell voltage is a predetermined value or more. For example, when dry-up is detected, if it is less than a predetermined value, the complete discharge state is detected and the integrated battery capacity is reset to 0 mAm second, so the number of cells of the storage battery device used for the calculation is set. It is necessary to set the value obtained by subtracting the number of short-circuited cells that have already caused a cell short-circuit from the rated number of cells. Therefore, if the number of short-circuited cells is inaccurate, there is a problem that the dry-up detection by the dry-up detection device and the complete discharge state detection by the integrated battery capacity calculation device become unreliable. .
【0008】本発明は、上記事情に鑑み、充電電流に応
じた1セル当たりの予測セル電圧に基づき正確な短絡セ
ル数を求めることができる短絡セル数検出機能付蓄電池
装置を提供することを目的としている。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a storage battery device with a short-circuit cell number detection function, which can accurately determine the number of short-circuit cells based on the predicted cell voltage per cell according to the charging current. I am trying.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の短絡セル数検出機能付蓄電池装置は、複
数のセルからなる充電可能な蓄電池と、充電時に蓄電池
に流入する充電電流を検出する充電電流検出手段と、充
電時における蓄電池の端子電圧を検出する端子電圧検出
手段と、充電電流検出手段が検出した充電電流に基づい
て、充電電流が大きくなるほど高い電圧値を得る所定の
変換手順に従い、この電圧値を1セル当たりのセル電圧
を予測した予測セル電圧として算出する予測セル電圧算
出手段と、蓄電池の定格セル数を記録する定格セル数記
録手段と、予測セル電圧算出手段が算出した予測セル電
圧と定格セル数記録手段に記録された定格セル数との積
から端子電圧検出手段が検出した端子電圧を減算し、こ
の減算結果をさらに予測セル電圧で除算することにより
短絡セル数を求める短絡セル数算出手段とを備えたこと
を特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a storage battery device with a short-circuit cell number detecting function according to claim 1 is a rechargeable storage battery comprising a plurality of cells and a charging current flowing into the storage battery at the time of charging. Based on the charging current detection means for detecting, the terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the storage battery at the time of charging, and the charging current detected by the charging current detection means, a higher voltage value is obtained as the charging current increases. According to the conversion procedure, a predicted cell voltage calculation unit that calculates this voltage value as a predicted cell voltage that predicts the cell voltage per cell, a rated cell number recording unit that records the rated cell number of the storage battery, and a predicted cell voltage calculation unit. The terminal voltage detected by the terminal voltage detection means is subtracted from the product of the predicted cell voltage calculated by and the rated cell number recorded in the rated cell number recording means, and the subtraction result is further calculated. It is characterized in that a number of short cells calculating means for determining a number of short cells divided by the predicted cell voltage.
【0010】請求項2の短絡セル数検出機能付蓄電池装
置は、請求項1の構成に加え、短絡セル数算出手段が算
出した短絡セル数の小数点以下の値を切り捨てて短絡セ
ル数を整数化する短絡セル数整数化手段が設けられたこ
とを特徴としている。A storage battery device with a short-circuit cell number detection function according to a second aspect of the present invention is, in addition to the configuration of the first aspect, rounds down the value after the decimal point of the short-circuit cell number calculated by the short-circuit cell number calculation means to make the short-circuit cell number an integer. It is characterized in that a means for converting the number of short-circuit cells into an integer is provided.
【0011】[0011]
【作用】本発明の短絡セル数検出機能付蓄電池装置に装
備される充電可能な蓄電池としては、ニッケルカドミウ
ム蓄電池等の全ての2次電池が含まれる。All rechargeable batteries such as nickel-cadmium rechargeable batteries are included as rechargeable rechargeable batteries equipped in the rechargeable battery device with a short-circuit cell number detection function of the present invention.
【0012】充電電流検出手段は、例えば抵抗値の極め
て低い抵抗器を蓄電池に直列に接続しておき、この蓄電
池に流入する方向の電流による抵抗器での電圧降下を測
定することにより充電電流を検出することができる。端
子電圧検出手段は、この充電時における蓄電池の複数の
セル全体の端子電圧を検出する。The charging current detecting means, for example, has a resistor having an extremely low resistance value connected in series with a storage battery, and measures the voltage drop in the resistor due to the current flowing in the storage battery to measure the charging current. Can be detected. The terminal voltage detecting means detects the terminal voltage of all the plurality of cells of the storage battery at the time of charging.
【0013】予測セル電圧算出手段は、この充電電流検
出手段が検出した充電電流に基づいて、充電電流が大き
くなるほど高い電圧値を得る所定の変換手順に従い予測
セル電圧を算出する。予測セル電圧は、セル短絡が発生
していないセルについて、1セル当たりのセル電圧を充
電電流の大きさに応じて予測したものである。従って、
セル短絡が発生していなければ、蓄電池装置に実装され
た蓄電池の定格セル数にこの予測セル電圧を乗算した値
は、充電時に端子電圧検出手段が検出する端子電圧に一
致する筈である。この蓄電池装置の定格セル数は、定格
セル数記録手段に記録されている。定格セル数は、蓄電
池装置の種類ごとに固定であるため、定格セル数記録手
段は読み出し専用の記録手段を用いることができる。The predictive cell voltage calculating means calculates the predictive cell voltage based on the charging current detected by the charging current detecting means according to a predetermined conversion procedure for obtaining a higher voltage value as the charging current increases. The predicted cell voltage is a prediction of the cell voltage per cell for cells in which no cell short circuit has occurred, according to the magnitude of the charging current. Therefore,
If the cell short circuit does not occur, the value obtained by multiplying the rated cell number of the storage battery mounted in the storage battery device by the predicted cell voltage should match the terminal voltage detected by the terminal voltage detection means during charging. The rated cell number of this storage battery device is recorded in the rated cell number recording means. Since the rated cell number is fixed for each type of storage battery device, the rated cell number recording means can use a read-only recording means.
【0014】上記予測セル電圧算出手段が実行する変換
手順は、充電電流をパラメータとして所定の計算を行う
手順の他、例えば予め各充電電流の値ごとに設定された
予測セル電圧の値のテーブルを参照して当該充電電流に
対応する予測セル電圧を求める手順等であってもよく、
本来の演算処理以外の方法によって予測セル電圧を算出
することができる。また、この変換手順は、任意の2種
類の充電電流に対して、大きな充電電流の方が小さい充
電電流よりも低い予測セル電圧が得られようなことがあ
ってはならないが、局所的には大小の充電電流に対して
同じ値の予測セル電圧が得られる場合があってもよい。The conversion procedure executed by the predictive cell voltage calculating means is, in addition to the procedure of performing a predetermined calculation using the charging current as a parameter, for example, a table of predicted cell voltage values set in advance for each charging current value. It may be a procedure or the like for obtaining a predicted cell voltage corresponding to the charging current by referring to
The predicted cell voltage can be calculated by a method other than the original calculation process. Also, this conversion procedure should not result in a lower predicted cell voltage for a large charging current than for a small charging current for any two types of charging current, but locally. The same predicted cell voltage may be obtained for large and small charging currents.
【0015】短絡セル数算出手段は、まず予測セル電圧
算出手段が算出した予測セル電圧と定格セル数記録手段
に記録された定格セル数との積から端子電圧検出手段が
検出した端子電圧を減算する。即ち、上記のように、セ
ル短絡が発生していなければこの減算結果はほぼ0Vと
なる筈であるが、セル短絡が発生している場合には、セ
ル短絡を起こしたセルの内部抵抗がほぼ0Ωとなるた
め、短絡セル数に比例してこの減算結果が大きな電圧値
を示すようになる。従って、短絡セル数算出手段は、こ
の減算結果をさらに予測セル電圧で除算することにより
短絡セル数を求めることができる。The short-circuit cell number calculation means first subtracts the terminal voltage detected by the terminal voltage detection means from the product of the predicted cell voltage calculated by the predicted cell voltage calculation means and the rated cell number recorded in the rated cell number recording means. To do. That is, as described above, the subtraction result should be approximately 0 V unless the cell short circuit occurs, but when the cell short circuit occurs, the internal resistance of the cell in which the cell short circuit occurs is almost zero. Since it is 0Ω, the subtraction result shows a large voltage value in proportion to the number of short-circuited cells. Therefore, the short-circuit cell number calculation means can obtain the short-circuit cell number by further dividing the subtraction result by the predicted cell voltage.
【0016】この結果、請求項1の短絡セル数検出機能
付蓄電池装置によれば、充電電流の大きさに応じて1セ
ル当たりのセル電圧を予測した予測セル電圧を算出し、
この予測セル電圧に基づいて実際の端子電圧から短絡セ
ル数を計算するようにしているので、正確な短絡セル数
を検出することができるようになる。As a result, according to the storage battery device with a short-circuit cell number detection function of claim 1, the predicted cell voltage for predicting the cell voltage per cell is calculated according to the magnitude of the charging current,
Since the number of short-circuit cells is calculated from the actual terminal voltage based on this predicted cell voltage, it becomes possible to detect the accurate number of short-circuit cells.
【0017】なお、短絡セル数算出手段等での演算手順
は、実質的に同じ演算であれば、具体的な演算形式は問
わない。即ち、例えば予測セル電圧算出手段が全てのセ
ルを直列接続したときの端子電圧を予測した予測端子電
圧を求めるものとし、短絡セル数算出手段では、この予
測端子電圧から端子電圧検出手段が検出した端子電圧を
減算し、この減算結果をさらに予測端子電圧で除算する
と共に定格セル数記録手段に記録された定格セル数を乗
算して短絡セル数を求めることもできる。The calculation procedure in the short-circuit cell number calculating means or the like may be of any specific calculation form as long as the calculation is substantially the same. That is, for example, the predicted cell voltage calculation means obtains a predicted terminal voltage that predicts the terminal voltage when all cells are connected in series, and the short circuit cell number calculation means detects the terminal voltage detection means from this predicted terminal voltage. It is also possible to obtain the short-circuited cell number by subtracting the terminal voltage, further dividing the subtraction result by the predicted terminal voltage, and multiplying by the rated cell number recorded in the rated cell number recording means.
【0018】ここで検出される短絡セル数は頻繁に変化
するものではないため、充電時において、通常は例えば
充電容量が定格電池容量の所定の割り合いを超えたとき
にのみ1回の検出を行うようにする。また、この短絡セ
ル数の検出精度をさらに高めるために、端子電圧検出手
段による端子電圧の検出を複数回行ってその平均値を採
用することによりノイズの影響を排除したり、検出結果
の短絡セル数も複数回同じ値が検出されなければ有効な
結果として採用しないようにして誤検出を回避させるよ
うにすることもできる。Since the number of short-circuited cells detected here does not change frequently, one detection is usually performed only when the charging capacity exceeds a predetermined ratio of the rated battery capacity during charging. Try to do it. Further, in order to further improve the detection accuracy of the number of short-circuited cells, the terminal voltage detection means detects the terminal voltage a plurality of times and adopts the average value thereof to eliminate the influence of noise or detect the short-circuited cells. If the same value is not detected a plurality of times, it is also possible to avoid erroneous detection by not adopting it as a valid result.
【0019】請求項2の短絡セル数検出機能付蓄電池装
置では、短絡セル数整数化手段が上記短絡セル数算出手
段によって算出された短絡セル数を整数化する。短絡セ
ル数算出手段による実際の演算では、結果に小数点以下
の端数が発生するのが通常である。しかし、セル短絡
は、セル内の正負の電極板間が短絡する現象であるた
め、直列接続されたセルの内部がさらに分割されて部分
的に短絡するという状態は考えられず、このため短絡セ
ル数も普通は整数となる。従って、請求項2では、短絡
セル数算出手段が算出した短絡セル数を整数化すること
により、この短絡セル数を一般概念通りの整数の値とし
て得ることができるようにしている。According to another aspect of the storage battery device with a short-circuit cell number detecting function, the short-circuit cell number integer conversion means integerizes the short-circuit cell number calculated by the short-circuit cell number calculation means. In the actual calculation by the short-circuited cell number calculation means, a fractional part after the decimal point is usually generated in the result. However, since a cell short circuit is a phenomenon in which positive and negative electrode plates in the cell are short-circuited, it is not considered that the inside of the cells connected in series is further divided and partially short-circuited. Numbers are also usually integers. Therefore, according to the second aspect, the number of short-circuit cells calculated by the short-circuit cell number calculation means is converted into an integer, and the number of short-circuit cells can be obtained as an integer value according to the general concept.
【0020】[0020]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0021】図1乃至図5は本発明の一実施例を示すも
のであって、図1は図2に示した短絡セル数検出処理の
動作を示すフローチャート、図2はマイクロコンピュー
タにおける割り込みルーチンの動作を示すフローチャー
ト、図3は蓄電池装置の構成を示すブロック図、図4は
充電電流と予測セル電圧との関係を示す図、図5はEE
PROMにおける短絡セル数の記録領域のメモリマップ
である。1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flow chart showing the operation of the shorted cell number detection processing shown in FIG. 2, and FIG. 2 is an interrupt routine of a microcomputer. Flow chart showing the operation, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the storage battery device, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the charging current and the predicted cell voltage, and FIG.
6 is a memory map of a recording area for the number of short-circuited cells in a PROM.
【0022】本実施例の蓄電池装置は、1チップマイク
ロコンピュータによって短絡セル数検出装置の演算制御
部を構成した場合について説明する。In the storage battery device of this embodiment, a case where the arithmetic control unit of the short-circuit cell number detecting device is constituted by a one-chip microcomputer will be described.
【0023】この蓄電池装置は、図3に示すように、ニ
ッケルカドミウム蓄電池1と共にマイクロコンピュータ
基板2をケース内に収納したものである。ニッケルカド
ミウム蓄電池1は、複数のセル1aを直列に接続したも
のであり、正極が蓄電池装置の正極端子3に接続される
と共に、負極がシャント抵抗4を介して負極端子5に接
続されている。そして、蓄電池装置の充放電は、これら
正極端子3と負極端子5を通じて行われる。シャント抵
抗4は、抵抗値が数mΩ程度の極めて低抵抗の抵抗器で
あり、ここに流れる電流の大きさを検出するための検流
器の役割を果たすものである。また、この蓄電池装置内
には、サーモスタット6とサーミスタ7がニッケルカド
ミウム蓄電池1の近傍に配置され、それぞれの導通状態
や抵抗値を外部端子から読み出せるようになっている。
サーモスタット6は、温度が所定値以上に上昇すると遮
断されるので、この導通状態を外部から読み出すことに
よりニッケルカドミウム蓄電池1の充電末期を検出する
ことができる。サーミスタ7は、ニッケルカドミウム蓄
電池1の温度に応じて抵抗値が変化するので、この抵抗
値を外部から読み出すことにより、充電完了の時期等を
検出するのに利用することができる。As shown in FIG. 3, this storage battery device has a microcomputer board 2 housed in a case together with a nickel-cadmium storage battery 1. The nickel-cadmium storage battery 1 is formed by connecting a plurality of cells 1a in series, and the positive electrode is connected to the positive electrode terminal 3 of the storage battery device and the negative electrode is connected to the negative electrode terminal 5 via the shunt resistor 4. Then, the storage battery device is charged and discharged through the positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 5. The shunt resistor 4 is a very low resistance resistor having a resistance value of about several mΩ, and plays a role of a galvanic detector for detecting the magnitude of the current flowing therethrough. Further, in this storage battery device, a thermostat 6 and a thermistor 7 are arranged in the vicinity of the nickel-cadmium storage battery 1 so that the respective conduction states and resistance values can be read from the external terminals.
Since the thermostat 6 is cut off when the temperature rises above a predetermined value, the end of charge of the nickel-cadmium storage battery 1 can be detected by reading this conduction state from the outside. Since the resistance value of the thermistor 7 changes according to the temperature of the nickel-cadmium storage battery 1, the thermistor 7 can be used to detect the timing of completion of charging by reading the resistance value from the outside.
【0024】マイクロコンピュータ基板2は、マイクロ
コンピュータ2aとその周辺回路を実装した回路基板で
ある。マイクロコンピュータ2aは、アナログ信号を入
力してAD変換を行うアナログポートAD1 〜AD3 を
備えている。そして、第1のアナログポートAD1 に
は、上記ニッケルカドミウム蓄電池1の端子電圧が端子
電圧入力回路2bを介して入力され、第2のアナログポ
ートAD2 には、上記シャント抵抗4の充電電流による
電圧降下が充電電流入力回路2cを介して入力され、第
3のアナログポートAD3 には、このシャント抵抗4の
放電電流による電圧降下が放電電流入力回路2dを介し
て入力されるようになっている。端子電圧入力回路2b
は、ニッケルカドミウム蓄電池1の端子電圧を抵抗分圧
によりAD変換可能な電圧範囲に変換して第1のアナロ
グポートAD1 に送るインターフェイス回路である。ま
た、充電電流入力回路2cと放電電流入力回路2dは、
オペアンプ(演算増幅器)に負帰還を施すことにより所
定の利得を得るようにした反転増幅器と非反転増幅器で
あり、充電電流と放電電流に対応する電圧降下をそれぞ
れAD変換可能な電圧範囲に変換して第2と第3のアナ
ログポートAD2 ,AD3 に送るインターフェイス回路
である。ただし、充電電流入力回路2cは、シャント抵
抗4に充電電流が流れた場合に正となる電圧を出力し、
放電電流入力回路2dは、シャント抵抗4に放電電流が
流れた場合に正となる電圧を出力するようになってい
て、それぞれ負電圧は0Aの電流値として取り扱われる
ので、第2と第3のアナログポートAD2 ,AD3 に
は、充電電流と放電電流とが区別して入力される。この
結果、これらのアナログポートAD1 〜AD3 には、そ
れぞれニッケルカドミウム蓄電池1の端子電圧,充電電
流及び放電電流の各値が入力され内部でディジタル信号
に変換されることになる。なお、第1のアナログポート
AD1 に入力される端子電圧の値には、実際にはシャン
ト抵抗4の電圧降下も含まれることになるが、この電圧
降下はほとんど無視できる。The microcomputer board 2 is a circuit board on which the microcomputer 2a and its peripheral circuits are mounted. The microcomputer 2a includes analog ports AD1 to AD3 for inputting analog signals and performing AD conversion. Then, the terminal voltage of the nickel-cadmium storage battery 1 is input to the first analog port AD1 via the terminal voltage input circuit 2b, and the voltage drop due to the charging current of the shunt resistor 4 is input to the second analog port AD2. Is inputted via the charging current input circuit 2c, and the voltage drop due to the discharging current of the shunt resistor 4 is inputted to the third analog port AD3 via the discharging current input circuit 2d. Terminal voltage input circuit 2b
Is an interface circuit for converting the terminal voltage of the nickel-cadmium storage battery 1 into a voltage range capable of AD conversion by resistance voltage division and sending the voltage range to the first analog port AD1. Further, the charging current input circuit 2c and the discharging current input circuit 2d are
An inverting amplifier and a non-inverting amplifier that obtain a predetermined gain by applying negative feedback to an operational amplifier (operational amplifier), and convert the voltage drop corresponding to the charging current and the discharging current into a voltage range in which AD conversion is possible. Is an interface circuit for sending to the second and third analog ports AD2 and AD3. However, the charging current input circuit 2c outputs a positive voltage when the charging current flows through the shunt resistor 4,
The discharge current input circuit 2d outputs a positive voltage when a discharge current flows through the shunt resistor 4, and the negative voltage of each is treated as a current value of 0 A. A charging current and a discharging current are separately input to the analog ports AD2 and AD3. As a result, the terminal voltage, the charging current and the discharging current of the nickel-cadmium storage battery 1 are input to the analog ports AD1 to AD3, respectively, and internally converted into digital signals. The value of the terminal voltage input to the first analog port AD1 actually includes the voltage drop of the shunt resistor 4, but this voltage drop can be almost ignored.
【0025】このマイクロコンピュータ2aは、ディジ
タル入出力を行うIOポートD0 〜D10を備えている。
IOポートD0 〜D3 には、外部記憶装置であるEEP
ROM2eが接続されている。EEPROM2eは、電
気的な書き込みが可能な不揮発性の半導体記憶装置であ
るEEPROM[Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory] からなり、このIOポートD0 〜D
3 を介してEEPROM2eに対してデータの読み書き
を行うことができるようになっている。このEEPRO
M2eには、予め定格電池容量や定格セル数等の当該蓄
電池装置に固有の電池情報が書き込まれ記憶されると共
に、短絡セル数等の動的な電池情報も随時書き込み更新
されて記憶されている。IOポートD4 〜D8 には、5
個のLED[Light Emitting Diode]を備えたLEDアレ
イ2fが接続され、各IOポートD4 〜D8 に対応する
LEDを任意に点灯させることができるようになってい
る。IOポートD9 には、蓄電池装置の外部端子である
通信端子9が接続され、この通信端子9を介して充電器
等と通信を行うことができるようになっている。IOポ
ートD10には、蓄電池装置表面に操作部が設けられた操
作スイッチ8が接続され、この操作スイッチ8の操作を
読み込むことができるようになっている。The microcomputer 2a has IO ports D0 to D10 for digital input / output.
The IO ports D0 to D3 are provided with EEP, which is an external storage device.
The ROM 2e is connected. The EEPROM 2e is an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device such as an EEPROM [Electrically Erasable Programmable].
Read-Only Memory], and these IO ports D0 to D
It is possible to read / write data from / to the EEPROM 2e via 3. This EEPRO
In the M2e, battery information such as the rated battery capacity and the number of rated cells that is unique to the storage battery device is written and stored in advance, and dynamic battery information such as the number of short-circuited cells is also written and updated at any time and stored. . 5 for IO ports D4 to D8
An LED array 2f including a plurality of LEDs [Light Emitting Diodes] is connected so that the LEDs corresponding to the IO ports D4 to D8 can be arbitrarily turned on. A communication terminal 9 which is an external terminal of the storage battery device is connected to the IO port D9, and communication with a charger or the like can be performed via the communication terminal 9. An operation switch 8 having an operation unit provided on the surface of the storage battery device is connected to the IO port D10, and the operation of the operation switch 8 can be read.
【0026】上記マイクロコンピュータ2aは、ニッケ
ルカドミウム蓄電池1から電源回路2gを介して定電圧
電源の供給を受けるようになっている。また、このマイ
クロコンピュータ2a内部のAD変換回路やEEPRO
M2e及びLEDアレイ2fも図示しない電源回路を介
してニッケルカドミウム蓄電池1から電源の供給を受け
るようになっている。ただし、これらAD変換回路等の
電源は、マイクロコンピュータ2aによって必要時にの
み供給が行われるように制御され、無駄な電力を消費し
ないようになっている。The microcomputer 2a is adapted to receive a constant voltage power supply from the nickel-cadmium storage battery 1 via the power supply circuit 2g. In addition, an AD conversion circuit and EEPRO inside the microcomputer 2a
The M2e and the LED array 2f are also adapted to receive power supply from the nickel-cadmium storage battery 1 via a power supply circuit (not shown). However, the power supplies for these AD conversion circuits and the like are controlled by the microcomputer 2a so that the power is supplied only when necessary, so that unnecessary power is not consumed.
【0027】上記構成の蓄電池装置の短絡セル数検出装
置の動作を図1及び図2のフローチャートに基づいて説
明する。The operation of the short-circuited cell number detecting device of the storage battery device having the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1 and 2.
【0028】マイクロコンピュータ2aは、内部のPR
OM[Programmable Read-Only Memory] に格納されたプ
ログラムに従ってCPU[Central Processing Unit] が
各ポートAD1 〜AD3 及びD0 〜D10の入出力を行う
ことにより制御動作を行う。また、このマイクロコンピ
ュータ2aは、内部にタイマ割り込み機能を備え、タイ
マに設定された時間間隔ごとにハードウエア割り込みに
よってプログラムの割り込みルーチンを呼び出すことが
できるようになっている。そして、短絡セル数検出装置
は、この割り込みルーチンによって実現される。The microcomputer 2a has an internal PR
The CPU [Central Processing Unit] performs a control operation by inputting and outputting the ports AD1 to AD3 and D0 to D10 in accordance with a program stored in the OM [Programmable Read-Only Memory]. Further, the microcomputer 2a has a timer interrupt function therein, and can call a program interrupt routine by a hardware interrupt at every time interval set in the timer. The short-circuit cell number detection device is realized by this interrupt routine.
【0029】この割り込みルーチンは、制御が待機状態
にある場合には、電力消費を抑制するために比較的長い
タイマ時間T1 間隔で呼び出されるように設定されてい
る。そして、この割り込みルーチンが呼び出されると、
図2に示すように、まず最初のステップ(以下「S」と
いう)において、アナログポートAD2 に入力された充
電電流の値をAD変換することにより検出を行う(S
1)。次に、充電状態の設定が行われているかどうかを
調べ(S2)、充電状態が設定されていない場合には、
検出した充電電流の値が充電開始電流Imin 以上かどう
かの判断を行う(S3)。そして、充電開始電流Imin
に満たないと判定された場合には、制御が通常の待機状
態かその他の状態にあり、かつ、充電も開始されていな
いことを示すので、直ちに割り込みルーチンを終了す
る。This interrupt routine is set to be called at a relatively long timer time T1 interval in order to suppress power consumption when the control is in the standby state. And when this interrupt routine is called,
As shown in FIG. 2, in the first step (hereinafter referred to as "S"), the value of the charging current input to the analog port AD2 is AD-converted to perform detection (S).
1). Next, it is checked whether or not the charging state is set (S2). If the charging state is not set,
It is determined whether the value of the detected charging current is greater than or equal to the charging start current Imin (S3). Then, the charging start current Imin
If it is determined that the condition is not satisfied, it means that the control is in the normal standby state or another state and that the charging is not started, so the interrupt routine is immediately terminated.
【0030】ここで、蓄電池装置の充電が開始される
と、その後最初に呼び出された割り込みルーチンの上記
S3の処理において充電電流が充電開始電流Imin 以上
になったと判定されるので、まず自身のタイマ割り込み
の時間をタイマ時間T1 よりも短いタイマ時間T2 間隔
に設定すると共に(S4)、充電状態の設定を行い(S
5)、制御を待機状態から充電状態に移行させる。そし
て、検出した充電電流の値にタイマ割り込みの時間間隔
であるタイマ時間T2 を乗算することにより充電容量の
算出を行う(S6)。ここで算出した充電容量を積算す
れば、充電電流を時間積分したことになるので、これに
より充電によってニッケルカドミウム蓄電池1に蓄積さ
れた電荷量を検出することができる。また、この際、充
電電流にこの充電電流の大きさや充電回数に応じて変化
する充電効率も合わせて乗算しておけば、より正確な充
電容量を算出することができるようになる。なお、この
充電状態でタイマ割り込みの時間を待機状態のタイマ時
間T1 間隔よりも短いタイマ時間T2 間隔に設定するの
は、充電電流に基づき充電容量を精密に検出するためで
あり、これにより、充電電流が不安定な場合や著しく変
化する場合にも対応することができる。Here, when the charging of the storage battery device is started, it is determined that the charging current has become equal to or higher than the charging start current Imin in the processing of S3 of the interrupt routine that is first called after that. The interrupt time is set to the timer time T2 interval shorter than the timer time T1 (S4), and the charging state is set (S4).
5) The control shifts from the standby state to the charging state. Then, the charge capacity is calculated by multiplying the detected charge current value by the timer time T2 which is the time interval of the timer interrupt (S6). If the charging capacity calculated here is integrated, it means that the charging current is integrated over time, and thus the amount of charge accumulated in the nickel-cadmium storage battery 1 by charging can be detected. Further, at this time, if the charging current is also multiplied by the charging efficiency that changes according to the magnitude of the charging current and the number of times of charging, a more accurate charging capacity can be calculated. In this charging state, the timer interrupt time is set to the timer time T2 interval shorter than the timer time T1 interval in the standby state in order to accurately detect the charging capacity based on the charging current. It is possible to deal with the case where the current is unstable or changes significantly.
【0031】上記のようにして充電容量が算出される
と、マイクロコンピュータ2aの内部のRAM[Random
Access Memory]に記憶されている充電電流の値と積算電
池容量の更新を行うと共に(S7)、短絡セル数検出処
理を実行する(S8)。S7における充電電流の値の更
新は、RAMに記憶されている値を新たに検出した値に
書き換えることにより行う。また、積算電池容量の更新
は、まずRAMから読み出した前回の積算電池容量に今
回算出した上記充電容量を加算し、この加算結果を新た
な積算電池容量としてRAMに書き込むことにより行
う。When the charge capacity is calculated as described above, the RAM [Random
The value of the charging current and the integrated battery capacity stored in [Access Memory] are updated (S7), and the short-circuit cell number detection process is executed (S8). The value of the charging current in S7 is updated by rewriting the value stored in the RAM with the newly detected value. Further, the cumulative battery capacity is updated by first adding the above-mentioned charge capacity calculated this time to the previous cumulative battery capacity read from the RAM and writing the addition result in the RAM as a new cumulative battery capacity.
【0032】S8の短絡セル数検出処理は、ニッケルカ
ドミウム蓄電池1の複数のセル1aのうちからセル短絡
が発生したセル1aの数を検出しEEPROM2eに記
録する処理である。ただし、この短絡セル数の検出は、
1回の充電で1度だけ行うようになっている。即ち、こ
の短絡セル数検出処理は、図1に示すように、まずS7
の処理による更新前の積算電池容量がEEPROM2e
に記憶されている定格電池容量のR%未満であるかどう
かを判断し(S21)、次にS7の処理による更新後の
積算電池容量が定格電池容量のR%以上であるかどうか
を判断する(S22)。そして、更新前の積算電池容量
が定格電池容量のR%未満でないか、又は、更新後の積
算電池容量が定格電池容量のR%以上でない場合には、
このS8の短絡セル数検出処理を直ちに終了する。しか
し、更新前の積算電池容量が定格電池容量のR%未満で
あり、かつ、更新後の積算電池容量が定格電池容量のR
%以上である場合、即ち充電により積算電池容量が定格
電池容量のR%を丁度超えたときには、1度だけ短絡セ
ル数の検出を行う。この短絡セル数の検出は、まずアナ
ログポートAD1 に入力された端子電圧の値をAD変換
することにより検出を行うと共に(S23)、先に検出
した充電電流の値に基づいて内部のPROMから予測セ
ル電圧を読み出す(S24)。The short-circuit cell number detection process of S8 is a process of detecting the number of cells 1a having a cell short circuit among the plurality of cells 1a of the nickel-cadmium storage battery 1 and recording the result in the EEPROM 2e. However, the detection of the number of short-circuit cells is
It is designed to be performed only once with one charge. That is, as shown in FIG.
The accumulated battery capacity before updating due to
It is determined whether or not it is less than R% of the rated battery capacity stored in (S21), and then whether or not the integrated battery capacity after the update by the processing of S7 is R% or more of the rated battery capacity. (S22). If the integrated battery capacity before updating is not less than R% of the rated battery capacity or if the integrated battery capacity after updating is not more than R% of the rated battery capacity,
The process of detecting the number of short-circuited cells in S8 is immediately terminated. However, the integrated battery capacity before updating is less than R% of the rated battery capacity, and the integrated battery capacity after updating is R of the rated battery capacity.
When the total battery capacity exceeds R% of the rated battery capacity by charging, that is, when the total battery capacity is just over%, the number of short-circuit cells is detected only once. The number of short-circuited cells is detected by first AD-converting the value of the terminal voltage input to the analog port AD1 (S23), and predicting it from the internal PROM based on the previously detected value of the charging current. The cell voltage is read (S24).
【0033】S23の端子電圧の検出では、ノイズの影
響を避けるために、アナログポートAD1 に入力された
端子電圧の値を連続して複数回AD変換して読み込み、
これらの値の最大値と最小値を除いた残りの値の平均を
求めて、これを有効な端子電圧としている。また、充電
時におけるニッケルカドミウム蓄電池1の1個のセル1
aのセル電圧は、このセル1aが正常であれば、1.3
V〜1.6V程度の範囲内で充電電流が大きいほど高い
電圧となる。そこで、本実施例では、この1個のセル1
aのセル電圧を予測セル電圧Vsel として充電電流Iの
一次式で近似し、式Vsel =Vsel0+kIを計算するこ
とにより求める。ここでVsel0は、充電電流Iが0Aの
ときの仮想的な予測セル電圧の初期値である。また、k
は、0に近い正の定数である。従って、この充電電流と
予測セル電圧との関係は、図4に示すような右上がりの
直線で表され、充電電流が大きくなるほど、予測セル電
圧が徐々に高くなることになる。S24の処理では、充
電電流の値に基づいてこの式Vsel =Vsel0+kIの計
算を行うことにより予測セル電圧を算出することもでき
る。しかしながら、このような演算はマイクロコンピュ
ータ2aに無駄な負担をかけることになるため、ここで
は、予め内部のPROMに記憶させておいた予測セル電
圧を読み出すROMテーブル方式を用いている。即ち、
充電電流を適当な範囲ごとに分類し、各範囲を代表する
充電電流に対する予測セル電圧を予め計算してそれぞれ
PROMに書き込んでおくことにより、S24の処理で
は、検出した充電電流に対応するこのPROMの予測セ
ル電圧を読み出すだけで済むようにしている。In the detection of the terminal voltage in S23, in order to avoid the influence of noise, the value of the terminal voltage input to the analog port AD1 is continuously AD-converted and read,
The average of the remaining values excluding the maximum value and the minimum value of these values is obtained, and this is taken as the effective terminal voltage. Also, one cell 1 of the nickel-cadmium storage battery 1 during charging
The cell voltage of a is 1.3 if the cell 1a is normal.
The higher the charging current in the range of V to 1.6 V, the higher the voltage. Therefore, in this embodiment, this one cell 1
It is obtained by approximating the cell voltage of a as the predicted cell voltage Vsel by a linear expression of the charging current I and calculating the expression Vsel = Vsel0 + kI. Here, Vsel0 is an initial value of a virtual predicted cell voltage when the charging current I is 0A. Also, k
Is a positive constant close to zero. Therefore, the relationship between the charging current and the predicted cell voltage is represented by a straight line rising to the right as shown in FIG. 4, and the predicted cell voltage gradually increases as the charging current increases. In the process of S24, the predicted cell voltage can also be calculated by calculating this formula Vsel = Vsel0 + kI based on the value of the charging current. However, since such a calculation puts an unnecessary burden on the microcomputer 2a, the ROM table method for reading the predicted cell voltage stored in the internal PROM in advance is used here. That is,
The charging currents are classified into appropriate ranges, the predicted cell voltages for the charging currents representing the respective ranges are calculated in advance, and the predicted cell voltages are written in the PROMs. It is designed so that only the predicted cell voltage of is read.
【0034】上記のようにして予測セル電圧が読み出さ
れると、この予測セル電圧と先に検出した端子電圧とE
EPROM2eに記憶された定格セル数から短絡セル数
を算出し(S25)、この検出した短絡セル数をEEP
ROM2eに記録して(S26)、S8の短絡セル数検
出処理を終了する。When the predicted cell voltage is read out as described above, this predicted cell voltage and the previously detected terminal voltage and E
The number of short-circuit cells is calculated from the number of rated cells stored in the EPROM 2e (S25), and the detected number of short-circuit cells is EEP.
The data is recorded in the ROM 2e (S26), and the shorted cell number detection process of S8 is completed.
【0035】S25の処理では、予測セル電圧をVsel
,端子電圧をV及び定格セル数をNとして、短絡セル
数NS を式NS =INT((N×Vsel −V)/Vsel
)によって算出している。即ち、部分式(N×Vsel
−V)は、定格セル数Nと予測セル電圧Vsel との積に
よって端子電圧を予測し、この予測した端子電圧N×V
sel から実際に検出した端子電圧Vを減算したものであ
り、各セル1aでセル短絡が起きていなければ減算結果
はほぼ0Vとなる筈である。しかし、セル短絡が発生し
ている場合には、セル短絡を起こしたセル1aの内部抵
抗がほぼ0Ωとなるため、短絡セル数に比例してこの部
分式(N×Vsel −V)が大きな電圧値を示すようにな
る。従って、この部分式(N×Vsel −V)を予測セル
電圧Vsel で除算すれば、セル短絡を起こしているセル
1aの数である短絡セル数を求めることができる。ただ
し、この除算によって求めた短絡セル数は、通常は小数
点以下の端数を有するが、セル短絡はセル1a内の正負
の電極板間が短絡する現象であり、セル1a内が部分的
に短絡するという状態は考えられないため短絡セル数も
一般には整数となる。従って、S25の演算では、引数
の値を整数化するINT関数を用いて小数点以下の端数
を切り捨て整数の短絡セル数NS を求めている。In the process of S25, the predicted cell voltage is set to Vsel
, The terminal voltage is V and the number of rated cells is N, the number of short-circuit cells NS is expressed by the equation NS = INT ((N * Vsel-V) / Vsel
). That is, the partial expression (N × Vsel
−V) is a terminal voltage predicted by the product of the rated cell number N and the predicted cell voltage Vsel, and the predicted terminal voltage N × V
It is a value obtained by subtracting the actually detected terminal voltage V from sel, and the subtraction result should be approximately 0 V unless a cell short circuit occurs in each cell 1a. However, when a cell short circuit occurs, the internal resistance of the cell 1a in which the cell short circuit has occurred becomes approximately 0Ω, so this partial expression (N × Vsel −V) is a large voltage in proportion to the number of short circuit cells. To show the value. Therefore, if this partial expression (N × Vsel −V) is divided by the predicted cell voltage Vsel, the number of short-circuit cells, which is the number of cells 1a in which a cell short circuit occurs, can be obtained. However, the number of short-circuited cells obtained by this division usually has a fractional part below the decimal point, but cell short-circuiting is a phenomenon in which positive and negative electrode plates in the cell 1a are short-circuited, and the cell 1a is partially short-circuited. Since such a state cannot be considered, the number of short-circuit cells is generally an integer. Therefore, in the operation of S25, the INT function for converting the value of the argument into an integer is used to round down the fraction below the decimal point to obtain the integer number of short-circuit cells NS.
【0036】このようにして検出した短絡セル数は、S
26の処理によりEEPROM2eに記録される。EE
PROM2eは、各アドレスに16ビットのデータを記
憶できるようになっていて(16ビットアドレス)、短
絡セル数の記録領域には、図5に示すように、連続する
12のアドレスにそれぞれ1セルから12セルまでの各
短絡セル数を割り当てると共に、それぞれのアドレスに
0から65535までの検出回数の数値が記録できるよ
うになっている。また、各アドレスの数値は、蓄電池装
置の工場出荷時には全て0に初期化される。そして、S
26の処理は、例えば2セルが短絡セル数として検出さ
れたとすると、この短絡セル数の2セルに対応するEE
PROM2e上のアドレスに記録された数値をインクリ
メントして更新することになる。従って、ここで検出さ
れた短絡セル数は、EEPROM2e上でヒストグラム
状の表として記録されることになる。なお、ここで記録
された短絡セル数を電池異常の判断等に利用する場合に
は、検出の慎重を期すために、検出回数が3回以上のセ
ル数のうちで最大のセル数のものを有効な短絡セル数と
する。従って、例えば1回又は2回だけ5セルの短絡セ
ル数が検出され記録されたとしても、3回以上検出され
た短絡セル数の最大値が4セルであったとすれば、有効
な短絡セル数は4セルとされる。The number of short-circuited cells thus detected is S
It is recorded in the EEPROM 2e by the processing of 26. EE
The PROM 2e can store 16-bit data at each address (16-bit address), and in the recording area for the number of short-circuited cells, as shown in FIG. Each short-circuited cell number up to 12 cells is assigned, and a numerical value of the number of times of detection from 0 to 65535 can be recorded in each address. The numerical values of the addresses are all initialized to 0 when the storage battery device is shipped from the factory. And S
In the processing of 26, for example, if 2 cells are detected as the number of short-circuited cells, the EE corresponding to the number of short-circuited cells is 2.
The numerical value recorded in the address on the PROM 2e is incremented and updated. Therefore, the number of short-circuited cells detected here is recorded as a histogram-like table on the EEPROM 2e. In addition, when using the number of short-circuit cells recorded here for the judgment of battery abnormality etc., in order to be careful of detection, the one with the maximum number of cells detected three times or more is selected. Use the number of effective short-circuit cells. Therefore, for example, even if the number of short-circuit cells of 5 cells is detected and recorded only once or twice, if the maximum value of the number of short-circuit cells detected three times or more is 4, the effective number of short-circuit cells is Is 4 cells.
【0037】一旦充電が開始されると、以降に呼び出さ
れる割り込みルーチンでは、上記S2の処理において充
電状態が設定されていると判定される。そして、この場
合にも、引き続いて、検出した充電電流の値が充電開始
電流Imin 以上かどうかの判断を行い(S9)、充電開
始電流Imin 以上であると判定された場合には、上記S
6〜S8の処理を実行した後に割り込みルーチンを終了
する。Once the charging is started, it is determined in the interrupt routine called thereafter that the charging state is set in the process of S2. Then, also in this case, subsequently, it is determined whether or not the value of the detected charging current is not less than the charging start current Imin (S9), and if it is determined that it is not less than the charging start current Imin, the above S
After executing the processes of 6 to S8, the interrupt routine is ended.
【0038】上記充電作業は、作業者が蓄電池装置を充
電器から外したり、充電器が−ΔV充電方式等によって
自動的に満充電を検出した場合に完了する。充電が完了
すると、充電電流が供給されなくなるため、その後最初
に呼び出される割り込みルーチンでの図2に示すS9の
処理において、この充電電流が充電開始電流Imin 未満
になったと判定されるので、タイマ割り込みの時間をタ
イマ時間T1 間隔に戻すと共に(S10)、充電状態の
解除を行い(S11)、RAMの充電電流の値を0Aに
更新して(S12)から割り込みルーチンを終了する。
そして、これにより制御が充電状態から最初の待機状態
に戻る。ただし、充電開始時の残存容量が定格電池容量
のR%以上であったり、積算電池容量が定格電池容量の
R%に達するまでに充電を中止した場合には、上記S8
の処理で短絡セル数の検出が実際に行われることはな
い。The charging operation is completed when the worker removes the storage battery device from the charger or when the charger automatically detects full charge by the -ΔV charging method or the like. When the charging is completed, the charging current is not supplied. Therefore, in the processing of S9 shown in FIG. 2 in the interrupt routine that is first called after that, it is determined that this charging current has become less than the charging start current Imin. The timer state is returned to the timer time T1 interval (S10), the charging state is released (S11), the value of the charging current in the RAM is updated to 0A (S12), and the interrupt routine is ended.
Then, this returns the control from the charging state to the first standby state. However, if the remaining capacity at the start of charging is R% or more of the rated battery capacity or if the charging is stopped before the integrated battery capacity reaches R% of the rated battery capacity, the above S8
The number of short-circuited cells is not actually detected by the processing of.
【0039】以上説明したように、本実施例の蓄電池装
置の短絡セル数検出装置によれば、予測セル電圧に基づ
いて予測した端子電圧と実際に検出した端子電圧との差
から短絡セル数を計算する際に、充電電流の大きさに応
じたセル電圧の変化を考慮するので、正確な短絡セル数
を検出することができるようになる。そして、これによ
り、例えば短絡セル数が所定数以上になると電池異常で
あると判断する場合に、この判断の信頼性を高めること
ができるようになる。As described above, according to the short-circuit cell number detection device for the storage battery device of this embodiment, the number of short-circuit cells can be calculated from the difference between the terminal voltage predicted based on the predicted cell voltage and the terminal voltage actually detected. Since the change in the cell voltage according to the magnitude of the charging current is taken into consideration in the calculation, it becomes possible to accurately detect the number of short-circuited cells. Then, for example, when it is determined that the battery is abnormal when the number of short-circuit cells exceeds a predetermined number, the reliability of this determination can be improved.
【0040】また、ドライアップの検出の際には、ニッ
ケルカドミウム蓄電池1の各セル1aのセル電圧が異常
に高い電圧になっていないかどうかを判断するために、
定格セル数から短絡セル数を差し引いた値で端子電圧を
除算している。従って、本実施例の短絡セル数検出装置
によって正確な短絡セル数を検出することにより、ドラ
イアップの検出も信頼性の高いものとすることができ
る。When detecting the dry-up, in order to judge whether the cell voltage of each cell 1a of the nickel-cadmium storage battery 1 is abnormally high,
The terminal voltage is divided by the value obtained by subtracting the number of short-circuited cells from the number of rated cells. Therefore, by detecting the number of short-circuited cells accurately by the short-circuited cell number detection device of the present embodiment, the detection of dry-up can be made highly reliable.
【0041】さらに、RAMに記憶される積算電池容量
は、例えばニッケルカドミウム蓄電池1が完全放電状態
となっている蓄電池装置の製造直後に0mAm秒の値に
設定し、以降、充電時には上記充電容量を加算すると共
に、放電時には本実施例では説明していない方法によっ
て算出した放電容量を減算する積算処理を繰り返すこと
により、ニッケルカドミウム蓄電池1にそのとき実際に
貯えられている電池容量を随時表すようになっている。
そして、この際、放電時にニッケルカドミウム蓄電池1
の各セル1aのセル電圧が所定電圧以下になると完全放
電されたものとして、積算電池容量を0mAm秒の値に
再設定し、積算による誤差の累積を防止している。従っ
て、この場合にも、セル電圧を所定電圧と比較するため
に、定格セル数から短絡セル数を差し引いた値で端子電
圧を除算する必要があり、本実施例の短絡セル数検出装
置によって正確な短絡セル数を検出することにより、こ
の積算電池容量の再設定も適切に行うことができるよう
になる。Further, the integrated battery capacity stored in the RAM is set to a value of 0 mAm seconds immediately after the production of the storage battery device in which the nickel-cadmium storage battery 1 is in a completely discharged state, and thereafter, the above-mentioned charge capacity is set at the time of charging. In addition to the addition, by repeating the integration process of subtracting the discharge capacity calculated by the method not described in the present embodiment at the time of discharging, the battery capacity actually stored in the nickel-cadmium storage battery 1 at that time is represented at any time. Has become.
At this time, the nickel-cadmium battery 1 is discharged at the time of discharging.
When the cell voltage of each of the cells 1a becomes equal to or lower than the predetermined voltage, it is assumed that the cells have been completely discharged, and the cumulative battery capacity is reset to a value of 0 mAm second to prevent the accumulation of errors due to the accumulation. Therefore, also in this case, in order to compare the cell voltage with the predetermined voltage, it is necessary to divide the terminal voltage by a value obtained by subtracting the number of short-circuited cells from the number of rated cells. By detecting the number of short-circuited cells, the integrated battery capacity can be properly reset.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の短絡セル数検出機能付蓄電池装置によれば、予測セル
電圧に基づいて予測した端子電圧と実際に検出した端子
電圧との差から短絡セル数を計算する際に、充電電流の
大きさに応じたセル電圧の変化を考慮するので、正確な
短絡セル数を検出することができるようになる。As is apparent from the above description, according to the storage battery device with a short-circuit cell number detecting function of the present invention, the difference between the terminal voltage predicted based on the predicted cell voltage and the terminal voltage actually detected is obtained. When calculating the number of short-circuited cells, the change in cell voltage according to the magnitude of the charging current is taken into consideration, so that the number of short-circuited cells can be accurately detected.
【図1】本発明の一実施例を示すものであって、図2に
示した短絡セル数検出処理の動作を示すフローチャート
である。FIG. 1 is a flow chart showing an operation of a short-circuit cell number detection process shown in FIG. 2, showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例を示すものであって、マイク
ロコンピュータにおける割り込みルーチンの動作を示す
フローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing an operation of an interrupt routine in a microcomputer, showing an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例を示すものであって、蓄電池
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention and is a block diagram showing a configuration of a storage battery device.
【図4】本発明の一実施例を示すものであって、充電電
流と予測セル電圧との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention and is a diagram showing a relationship between a charging current and a predicted cell voltage.
【図5】本発明の一実施例を示すものであって、EEP
ROMにおける短絡セル数の記録領域のメモリマップで
ある。FIG. 5 shows an embodiment of the present invention, which is an EEP
It is a memory map of the recording area of the number of short-circuit cells in the ROM.
1 ニッケルカドミウム蓄電池 2 マイクロコンピュータ基板 2a マイクロコンピュータ 2b 端子電圧入力回路 2c 充電電流入力回路 2e EEPROM 4 シャント抵抗 1 Nickel Cadmium Storage Battery 2 Microcomputer Substrate 2a Microcomputer 2b Terminal Voltage Input Circuit 2c Charging Current Input Circuit 2e EEPROM 4 Shunt Resistor
Claims (2)
検出手段と、 充電時における蓄電池の端子電圧を検出する端子電圧検
出手段と、 充電電流検出手段が検出した充電電流に基づいて、充電
電流が大きくなるほど高い電圧値を得る所定の変換手順
に従い、この電圧値を1セル当たりのセル電圧を予測し
た予測セル電圧として算出する予測セル電圧算出手段
と、 蓄電池の定格セル数を記録する定格セル数記録手段と、 予測セル電圧算出手段が算出した予測セル電圧と定格セ
ル数記録手段に記録された定格セル数との積から端子電
圧検出手段が検出した端子電圧を減算し、この減算結果
をさらに予測セル電圧で除算することにより短絡セル数
を求める短絡セル数算出手段とを備えたことを特徴とす
る短絡セル数検出機能付蓄電池装置。1. A rechargeable storage battery comprising a plurality of cells, a charging current detection means for detecting a charging current flowing into the storage battery at the time of charging, a terminal voltage detection means for detecting a terminal voltage of the storage battery at the time of charging, and a charging operation. Based on the charging current detected by the current detecting means, a predicted cell voltage for calculating this voltage value as a predicted cell voltage for predicting a cell voltage per cell according to a predetermined conversion procedure for obtaining a higher voltage value as the charging current increases. Detecting the terminal voltage from the calculation means, the rated cell number recording means for recording the rated cell number of the storage battery, and the product of the predicted cell voltage calculated by the predicted cell voltage calculating means and the rated cell number recorded in the rated cell number recording means. Means for calculating the number of short-circuit cells by subtracting the terminal voltage detected by the means and further dividing the result of the subtraction by the predicted cell voltage. The number of short-circuit cell and feature detection function with a storage battery device.
の小数点以下の値を切り捨てて短絡セル数を整数化する
短絡セル数整数化手段が設けられたことを特徴とする請
求項1に記載の短絡セル数検出機能付蓄電池装置。2. The short-circuit cell number integer conversion means for rounding down the value after the decimal point of the number of short-circuit cells calculated by the short-circuit cell number calculation means to convert the short-circuit cell number into an integer, is provided. The storage battery device with the described short-circuit cell number detection function.
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---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100534818B1 (en) * | 2000-05-23 | 2005-12-08 | 캐논 가부시끼가이샤 | Detecting method and device for internal state of a rechargeable battery |
US7917175B2 (en) | 2004-01-16 | 2011-03-29 | Kt Corporation | Device and method for remotely measuring and monitoring antenna system using mobile terminal |
CN106887647A (en) * | 2017-03-13 | 2017-06-23 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | A kind of failure sodium-sulphur battery monomer detection and partition method |
CN114252792A (en) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 | Method and device for detecting internal short circuit of battery pack, electronic equipment and storage medium |
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1993
- 1993-09-29 JP JP5267858A patent/JP2985613B2/en not_active Expired - Fee Related
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