JPH08254573A - Battery measuring apparatus - Google Patents

Battery measuring apparatus

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JPH08254573A
JPH08254573A JP8208695A JP8208695A JPH08254573A JP H08254573 A JPH08254573 A JP H08254573A JP 8208695 A JP8208695 A JP 8208695A JP 8208695 A JP8208695 A JP 8208695A JP H08254573 A JPH08254573 A JP H08254573A
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battery
internal resistance
current
means
voltage
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JP8208695A
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Inventor
Ikuo Minamino
Seiji Oka
郁夫 南野
誠治 岡
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Omron Corp
オムロン株式会社
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Abstract

PURPOSE: To obtain a battery measuring apparatus for determining the deterioration of a battery accurately by determining the total quantity of charges stored in the battery accurately through a simple constitution. CONSTITUTION: A measured discharge current I is fed to a current accumulating section 17 and a curve generating section 18 which is also fed with a measured voltage between terminals. The current accumulating section 17 accumulates the current value to determine the discharged charges and delivers the operation results to the curve generating section 18 where the internal resistance is determined based on given voltage V and current I and plotted with the charges as abscissa. The internal resistance curve is fed to an inclination detecting section 20 where the inclination is determined based on two points on the curve. The inclination is fed to a deterioration detecting section 21 where the total quantity of charges discharged before the end of discharge is predicted based on the inclination. Finally, the deterioration is determined based on the total quantity of discharged charges and presented at a display section 16.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリー計測装置に関するもので、より具体的にはバッテリーの劣化度や寿命判定などの各種特性(性能)等を測定するための装置に関する。 The present invention relates to relates to a battery measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring various properties such as deterioration degree and life determination of the battery (performance) and the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】充電が行えるバッテリー(蓄電池)は、 BACKGROUND OF THE INVENTION charging can be performed battery (battery) is,
無停電電源システムや、車載並びに太陽光発電システム等様々な分野に利用されている。 And uninterruptible power supply systems, have been used-vehicle and solar power generation systems, and the like in various fields. そして、車載用としては、フォークリフトやゴルフカート等の電気自動車用のものや、ガソリン自動車におけるスタータ用等に種々の分野に用いられている。 Then, as the automotive, those for electric vehicles forklifts and golf carts, etc. and have been used in various fields starter or the like in gasoline vehicles. そして、それら各バッテリーは、容器本体内に電解液を充填するとともにその電解液内に電極を挿入配置した構成となっている。 Then, each of these batteries has a structure in which insertion electrodes arranged on the electrolyte in conjunction with filling the electrolyte solution in the container body.

【0003】ところで、バッテリーの劣化度を知ることは、バッテリーの交換時期を知る上で重要なことであり、係る劣化度計測装置として、従来種々のタイプのものが提案されている。 [0003] Knowing the degree of deterioration of the battery is that important in knowing the time to replace the battery, as according deterioration degree measurement device, the conventional various types have been proposed. そして、その一例を示すと、例えば特開平1−253175号公報に開示された「シール鉛蓄電池の劣化状態検知方法」がある。 When an example thereof, for example, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-253175 "deterioration state detection method of sealed lead-acid battery". この方法は、充電電流を流しながら特定周波数の内部抵抗の変化を計測し、その内部抵抗の値を元に劣化度を予測する方法である。 This method measures the change in the internal resistance of a particular frequency while supplying the charging current, a method of predicting a degradation degree based on the value of the internal resistance.

【0004】また、別の従来技術としては、特開平5− [0004] In addition, as another prior art, JP-A-5
281309号公報に開示された「鉛蓄電池の劣化判定方法」がある。 Disclosed in 281309 JP been a "deterioration determination method for a lead-acid battery". この方法は、放電開始前の開放電圧V0 This method, open-circuit voltage before the start of discharge V0
と一定時間経過後の電圧Vの差分データと、そのときの放電電流に基づいて内部抵抗を求め、その内部抵抗の絶対値から劣化度を求める(内部抵抗が大きいほど劣化度も大きい)方法である。 In the differential data of the voltage V after a certain time, determine the internal resistance based on the discharge current at that time, (greater deterioration degree higher the internal resistance larger) determining the deterioration degree from the absolute value of the internal resistance method is there.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来の装置では以下に示す問題を有する。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the conventional apparatus described above has the following problems. すなわち、 That is,
前者の方法では、バッテリーの内部抵抗は非常に小さく、無停電電源システムにおけるバックアップ用バッテリーでは約100mΩとなり、フォークリフト等に搭載されるバッテリーでは約10mΩとなる。 In the former method, the internal resistance of the battery is very small, about 100mΩ next in backup battery in the uninterruptible power supply system, is approximately 10mΩ a battery to be mounted on a forklift. そして仮に1 And if 1
0mΩのの抵抗を1%精度で1mV感度の電圧計で計測しようとすると、計測時に抵抗に流すべき電流IR は、 IR =V/R=10 [A] となり、10[A]の電流を流す必要があり、しかも、 When the resistance of the 0mΩ 1% accuracy attempting measured by voltmeter 1mV sensitivity, current IR to flow through the resistor at the time of measurement, IR = V / R = 10 [A], and the electric current of 10 [A] There is a need, moreover,
測定精度を上げるためには正確な正弦波で充電電流を供給する必要がある。 In order to increase the measurement accuracy, it is necessary to supply a charging current in a precise sine wave. 従って、正弦波で10A出力できる電流源を備えた特別な充放電装置(発振器とパワーアンプから構成される)が必要となる。 Therefore, (consisting of an oscillator and power amplifier) ​​special rechargeable device having a current source capable 10A outputs a sine wave is required.

【0006】また、上記計測を行うためには、バッテリーに対して充電する必要があるので、例えばフォークリフト等の駆動用の電源として使用している(バッテリーは放電状態にある)ような場合には、フォークリフト(バッテリーで駆動している装置)を停止させる必要がある。 Further, in order to perform the measurements, so it is necessary to charge the battery, for example when being used as a power source for driving the forklift (battery is in the discharged state), such as the , it is necessary to stop the forklift (devices that are driven by a battery). すなわち、仮に充電電流を流しながらフォークリフト等を作動させると、バッテリーの両端子間のインピーダンスを測定しても、その値は内部抵抗と駆動モータ等の負荷側の抵抗を合成した値となり、正確に内部抵抗を求めることができないためである。 That is, assuming that the operating the forklift while flowing charging current, be measured impedance between the terminals of the battery, the value becomes a synthesized value of resistance of the load side, such as the internal resistance drive motor, accurately it can not be determined internal resistance.

【0007】一方、後者の方法では、使用状態(バッテリー放電状態)のままで劣化度を求めることができるため、上記1番目と2番目の問題は解決されるものの、以下に示す問題を生じる。 On the other hand, in the latter method, it is possible to determine the deterioration degree while using state (battery discharged state), although the first and second problems are solved, resulting in the following problem.

【0008】さらに、現実のバッテリーの放電カーブは、図24(A)に示すようにばらつきを生じる。 Furthermore, the discharge curve of the actual battery produces a variation as shown in FIG. 24 (A). 従って、この電圧−放電電流特性にしたがって内部抵抗を求めると、同図(B)のようになる。 Therefore, the voltage - when determining the internal resistance according to the discharge current characteristic is as shown in FIG. (B). 従って、放電電流と放電開始後の電圧に基づいて内部抵抗の絶対値を求めても、それが必ずしも満充電状態における内部抵抗の大小に相関が採れず、また、満充電状態の内部抵抗が大きいからと言って、必ずしも劣化度が小さいとも言えない。 Therefore, even if the absolute value of the internal resistance based on the discharge current and the voltage after the discharge start, it does not necessarily take a correlation of the magnitude of the internal resistance in the fully charged state, also, a large internal resistance of the fully charged state to say that from, not say necessarily degree of deterioration is small.
すなわち、図示の例ではBの方が劣化していると誤認定してしまうことになり、精度が悪い。 In other words, will be in the illustrated example will be erroneously recognized as the B side has deteriorated is poor accuracy.

【0009】これは、製品間のばらつきにも影響するが、さらに劣化している場合には、蓄積できる総電荷量が少なく、その結果短時間で放電終了となるため、一般的には満充電状態での内部抵抗が高いほど、劣化していないと言えるが、バッテリーのI−V特性は非線形となる。 [0009] This is also affected by variations between products, if you are further degraded, the total charge amount is small, which can accumulate, therefore the result becomes a short time discharge end, generally full charge the higher the internal resistance in the state, although it can be said that not deteriorated, I-V characteristics of the battery becomes nonlinear. 従って、蓄積される電荷が同じであったとしても放電電流が異なると、その電流と電圧から求めた内部抵抗は異なることにも起因する。 Therefore, when the charge stored is also the discharge current is different as was the same, the internal resistance obtained from the current and voltage due to different.

【0010】そしてこのようにI−V特性並びにI−R [0010] and this way I-V characteristics, as well as I-R
特性は、非線形であるので、内部抵抗の絶対値に対する劣化度の特性も非線形となる。 Characteristics, since it is non-linear, it becomes non-linear characteristics of the deterioration degree for the absolute value of the internal resistance. 従ってある時期で内部抵抗の絶対値を求めても、フォークリフトなどの電気自動車等の負荷変動が激しい場合にはそれにともない放電電流も大きく変化するため、計測された内部抵抗のその後の変動予測がたちにくく、上記非線形は測定誤差を生む一因となる。 Therefore, even if the absolute value of the internal resistance at some point, because if the load fluctuation of an electric vehicle such as forklift intense greatly changes the discharge current due to, stood subsequent change prediction of the internal resistance that is measured Nikuku, the nonlinear contribute to produce measurement errors.

【0011】さらに、上記した各従来例に対する共通の問題として、以下の点がある。 Furthermore, a common problem for the prior art example described above, the following points. すなわち、バッテリーの充/放電は、電解液と電極板間での化学反応に基づいて生じるため、充/放電中並びにその後一定時間は、電極板の周囲の電解液濃度と、電極板から離れた領域での電解液濃度が異なる。 That is, charging / discharging of the battery, to produce on the basis of the chemical reaction in the electrolyte and the electrode plates, charge / discharge as well as during subsequent predetermined time, the electrolytic solution concentration around the electrode plate, apart from the electrode plate electrolytic solution concentration in the region is different. そして係る濃度差に基づく自然拡散により電解液全体の濃度が均一になるのには数時間から数日間かかる。 And for the concentration of total electrolyte homogeneity by natural diffusion based on the concentration difference of such several hours to several days. すなわち、図24(A)に示すように、 That is, as shown in FIG. 24 (A),
ある時刻t1〜t2間での間に一定の電流値でもって放電した場合の出力電圧の変化は、同図(B)に示すようになる。 Change in the output voltage when discharged with a constant current value during between certain time t1~t2 is as shown in FIG. (B). 図示するように、時刻t1で負荷に接続して放電することにより、まず瞬時に内部抵抗に相当する電圧降下ΔV(=iR)を生じ、その後放電終了時刻t2まで、端子電圧は徐々に降下する。 As shown, by discharging and connected to the load at time t1, first instantly create a voltage corresponding to the internal resistance drop [Delta] V (= iR), to then discharge the end time t2, the terminal voltage is gradually lowered . そして、時刻t2以降は開放電圧となるため瞬時に内部抵抗に伴う電圧降下分だけ電圧が上昇し、その後、開放電圧は徐々に上昇し、 Then, after the time t2 the voltage by the voltage drop due to the internal resistance increases instantaneously to become the open circuit voltage, then open voltage increases gradually,
所定の電圧値に収束する。 It converges to a predetermined voltage value. この様に、電圧の変化は所定の遅れがある。 In this way, the change in voltage is there is a predetermined delay. なお、この現象は、充電時にも同様に発生する。 It should be noted that this phenomenon occurs in the same way even at the time of charging.

【0012】従って、現在のバッテリーの開放電圧を正確に測定するためには、電流を零にした状態でさらに所定時間またなければならない。 Accordingly, in order to accurately measure the open-circuit voltage of the current of the battery should further predetermined time also there in a state in which the current to zero. よって、充/放電を頻繁に行い、しかも、その時に流れる電流も変動する太陽光発電システムや電気自動車その他の車載用バッテリーに適用することはできない。 Thus, frequently subjected to charge / discharge, moreover, it can not be applied to the solar power generation systems and electric vehicles and other automotive battery that also vary the current flowing at that time. また、無停電電源装置などのバックアップ用のバッテリーでしかも待機中は電流の充/放電が行われないような構成のものには適用する余地はあるものの、やはり、測定のためには一定時間充電または放電直後のデータに基づいて行う従来技術のものでは、上記遅れにともなう誤差を生じ、さらに安定状態(電解液中の各領域での濃度差がなくなる)になったことを確認することは困難であるため、やはり、誤差を含むものとなる。 Although only a battery for backup, such as uninterruptible power supply also includes waiting room to apply to those of the charge / that discharge is not performed configuration of the current is again, a certain time charge for the measurement or those of the prior art made based on data immediately after discharge, cause errors due to the delay, it is difficult to confirm that the further a stable state (disappear density difference in each region in the electrolyte) because it is, still, the one containing the error.

【0013】本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成でもってバッテリーに蓄積された電荷を正確に求めることができ、また充/放電にともなう化学反応の遅れや、電流− [0013] The present invention has been made in view of the background described above, it is an object of the accumulated in the battery with a simple configuration the charge can be accurately obtained, also due to charge / discharge of chemical reaction delay and, current -
電圧特性の非線形性の影響を受けることがないとともに負荷変動の激しい場合であってもリアルタイムで内部抵抗を瞬時かつ正確に計測することができ、それにともない正確な劣化度や寿命判定等の各種の特性を求めることのができ、さらに温度依存性のないバッテリー計測装置を提供することにある。 Can measure the internal resistance instantaneously and accurately in real time even with the case of load change intense is not affected by the nonlinearity of the voltage characteristic, the accompanying accurate deterioration degree and life determination and various of its characteristics can the be obtained, in further provide a temperature-independent battery measuring device. さらに、フロート充電を行いつつ上記各処理目的を達成でき、さらには計測中に停電があったとしても瞬時にバックアップ可能にすることも他の目的とする。 Further, while performing a float charge can achieve the above respective processing purposes, and even the other object also enable backup instantly if there is a power failure during the measurement.

【0014】 [0014]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、本発明に係るバッテリー計測装置では、繰り返し充放電可能なバッテリーの劣化度や寿命判定等の所定の特性を計測するバッテリー計測装置であって、バッテリーの放電電流を計測する電流計測手段と、バッテリーの端子間電圧を計測する電圧計測手段と、前記両計測手段から与えられる情報に基づいて内部抵抗の変化を特定する傾きを求める手段と、その求められた内部抵抗の傾きに基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を検出する手段とを備えて構成した。 To achieve the above object SUMMARY OF THE INVENTION In a battery measuring apparatus according to the present invention, a battery measuring device for measuring a predetermined characteristic of the deterioration degree and life determination or the like of repeatedly rechargeable battery a is obtained and current measuring means for measuring the discharge current of the battery, a voltage measuring means for measuring the voltage between the battery terminals, the inclination to identify the change in the internal resistance based on the information provided by the two measuring means means, constituted by a means for detecting a predetermined characteristic, such as the deterioration degree or life determination on the basis of the slope of the the obtained internal resistance.

【0015】そしてより具体的には、前記傾きを求める手段の一例を示すと、前記計測される電流に基づいて放電電荷を算出する手段と、前記計測される電流及び電圧に基づいて内部抵抗を求めるとともに、その内部抵抗と前記放電電荷とに基づいて内部抵抗カーブを作成するカーブ作成手段と、そのカーブ作成手段により作成される前記内部抵抗カーブ上の所定の2点間を通る直線の傾きを求める傾き検出手段とから構成される。 [0015] and more specifically, an example of means for determining the slope, means for calculating the discharge charge based on the current to be the measurement, the internal resistance based on the current and voltage is the measured together with obtaining a curve creating means for creating an internal resistance curve based on said discharge charge and its internal resistance, the slope of the straight line passing through between predetermined two points on the internal resistance curve created by the curve creating means composed of an inclination detecting means for obtaining.

【0016】ここで内部抵抗カーブとは、内部抵抗の変化の履歴をプロットして得られる特性(カーブ)のことをいい、横軸としては経過時間,放電電荷等を取ることができる。 [0016] The here internal resistance curve refers to a characteristic obtained by plotting the history of the internal resistance change (curve), the elapsed time on the horizontal axis, it is possible to take the discharge charge like. そして、横軸を放電電荷とすると、たとえ放電電流が断続的の場合であっても、一時停止期間が特性に影響しないので好ましい。 When the horizontal axis and discharge charge, even if the discharge current is a case of intermittent, since the pause period does not affect the characteristics preferred.

【0017】そして好ましくは、内部抵抗を求める際に、計測される電流をI,計測される電圧をVとし、 R=V/(I (1-K ) ) K:補正次数 なる演算処理を行ってRを求めると好ましい。 [0017] and preferably when determining the internal resistance, the current to be measured I, the voltage measured and V, R = V / (I (1-K)) K: performing correction degree becomes processing preferably Request R Te.

【0018】また、化学反応の遅れをキャンセルするキャンセル手段をさらに設け、前記電圧計測手段で計測された電圧を前記キャンセル手段に与えて補正された電圧と前記電流とに基づいて内部抵抗を求めるか、或いは前記電圧と電流に基づいて求めた内部抵抗を前記キャンセル手段に与えて補正するようにするとなおよい。 Further, if further include canceling means for canceling the delay of the chemical reactions, the voltage voltage measured by the measurement means determine the internal resistance based on the voltage corrected by applying said current to said canceling means or the internal resistance obtained based on the voltage and current still good when is corrected by applying to said canceling means.

【0019】そして、その場合に使用するキャンセル手段としては、1次IIRフィルタからなるディジタルフィルタで構成したり、オペアンプを用いたアナログフィルタで構成することができる。 [0019] Then, as the canceling means used in this case can be constituted by an analog filter using or constituted by a digital filter comprising a primary IIR filter, an operational amplifier.

【0020】一方、計測対象のバッテリーがフロート充電を行っている場合には、バッテリーの充電電流を計測する電流計測手段と、バッテリー電圧を計測する電圧計測手段と、前記バッテリーに対し疑似停電を起こさせるスイッチ手段と、前記スイッチ手段を開閉制御することにより、前記両計測手段から得られる充電電流,端子間電圧並びに開放電圧に基づいて内部抵抗を求める手段と、その求められた内部抵抗に基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を検出する手段とを備え、かつ、前記内部抵抗を求める手段が、 R=VR /(I (1-K ) ) 但し、K:補正次数 VR :充電電流を流した際の内部抵抗電圧 なる演算処理を行う機能を含むように構成することができる。 Meanwhile, if the battery to be measured is performing float charging, to put a current measuring means for measuring a charge current of the battery, a voltage measuring means for measuring the battery voltage, the pseudo power failure to the battery a switching means for, by opening and closing control the switch means, the charging current obtained from both measuring means, means for determining the internal resistance based on the terminal voltage and the open-circuit voltage, based on the internal resistance thereof obtained and means for detecting a predetermined characteristic, such as the deterioration degree or life determination, and means for determining the internal resistance, R = VR / (I ( 1-K)) where, K: correction degree VR: charge can be configured to include a function of performing internal resistance voltage becomes operational process when a current flows.

【0021】そして係る場合に、前記スイッチ手段と並列に、放電電流の流れる方向が順方向となるようにダイオードを設け、前記スイッチ手段が開状態の時も、前記ダイオードを介して前記バッテリーから負荷への電力供給を可能とするとよい。 [0021] And a case, in parallel with the switch means, the direction of flow of discharge current provided a diode such that the forward direction, also when said switch means is open, the load from the battery via the diode it may allow the power supply to the.

【0022】さらに、上記各構成のバッテリー計測装置において、さらに前記バッテリーの温度を直接または間接的に検出する温度計測手段を設け、計測した温度に基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を算出する際に正規化するようにするとより好ましい。 Furthermore, the battery measuring apparatus of the above configuration, further provided with a temperature measuring means for directly or indirectly detecting the temperature of the battery, a predetermined characteristic of said deterioration degree or lifetime determination or the like on the basis of the measured temperature more preferable so as to normalize when calculating the.

【0023】 [0023]

【作用】 [Action]

請求項1〜6の発明 例えば電流計測手段により計測された放電電流を積算などして放電電荷を求める。 The like integrating the discharge current measured by the inventors for example, a current measuring means of the preceding claims to determine the discharge charge. また、その積算とともに前記計測された放電電流と、電圧計測手段により計測された放電時のバッテリーの端子間電圧に基づいて内部抵抗を求める。 Moreover, obtaining said measured discharge current with the integrated, the internal resistance based on the terminal voltage of the battery at the time was measured discharge by the voltage measuring means. そして放電電荷を横軸とし内部抵抗をプロットして内部抵抗カーブを求める。 Then the discharge charge by plotting the internal resistance on the horizontal axis and calculates an internal resistance curve. そして、その内部抵抗カーブの傾きを求める。 Then, a slope of the internal resistance curve. この傾きは、例えば内部抵抗カーブ上の所定の2点を抽出し、その2点を通る直線の傾きを求めることにより行える。 This inclination may for example extracts the predetermined two points on the internal resistance curve, performed by determining the slope of the straight line passing through the two points. そして、バッテリーの電流と電圧の関係は非線形であり、劣化度が同一であるとしても、負荷が異なり放電電流が異なると、その時の端子間電圧と放電電流により求めた内部抵抗はばらつくが、 The relationship between the battery current and voltage is nonlinear, even as the deterioration degree is the same, the discharge current is different loads are different, the internal resistance obtained by the discharge current and the terminal voltage at that time is varied,
上記のように傾きを用いると、2点が共に同一方向に変動するので得られる傾きは電流が異なっていてもばらつかない。 With the inclination as described above, the slope obtained because two points varies both in the same direction does not vary even with different currents. そして、劣化するほど傾きは大きくなる(蓄積される電荷が少ないので、すぐに放電終了となるので傾きが大きくなる)。 Then, as the degradation slope increases (since charges stored is small, the inclination is increased so quickly become discharge end). 従って、その傾きから劣化度が正確に求められる。 Therefore, the deterioration degree of the slope is accurately determined.

【0024】ところで、劣化度計測・寿命判定中に負荷変動があると、上記2点での電流変動に伴う内部抵抗の変動量が異なるので傾きも変化してしまう。 By the way, if there is a load change in the degradation degree measurement and life determination, the variation amount of the internal resistance due to current variations at the two points will also change the slope is different. そこで請求項3のように構成すると、内部抵抗が正規化され、負荷変動(電流変動)に関係なく劣化度が等しければ一定となる。 So when configured according to claim 3, the internal resistance is normalized, the constant being equal degree of deterioration regardless of the load fluctuations (current fluctuation). よって、計測中に電流が変動しても傾きに影響が出ないので、より正確に各種の計測ができる。 Thus, since the current in the measurement does not affect the slope be varied, it is more accurately a variety of measurement.

【0025】さらに、バッテリーが充/放電する時には、まず、電極の周囲の電解液(電解質)から化学反応を生じ、電極から離れた領域に位置する電解液は充/放電開始後すぐには化学反応を起こさない。 Furthermore, when the battery is charged / discharged, first, produce a chemical reaction from the electrolyte around the electrodes (the electrolyte), electrolyte charge / discharge start immediately after the chemical is located away from the electrode region It does not cause a reaction. そのため、電解液の中で濃度差を生じる。 Therefore, it results in a density difference in the electrolyte. そして、その濃度差にともない、平衡状態になるべく電荷の移動(拡散)が生じる。 Then, due to the density difference, possible movement of the charge equilibrium (diffusion) occurs. そして、この電荷の移動は、電解液の濃度が均一(濃度差零)になるまで行われる。 The movement of the charge is continued until the concentration of the electrolytic solution becomes homogeneous (the concentration difference zero).

【0026】ところで、バッテリーの端子電圧は、電極の周囲に存在する電解液の濃度(電荷)に対応するものであるため、例えば一定電流で放電し、その後、停止した場合の端子電圧の変化は、放電中は徐々に減少していき、放電停止後は徐々に上昇し放電した電荷分だけ放電開始時の電圧から低い電圧値に収束する。 By the way, the terminal voltage of the battery, since it corresponds to the concentration of the electrolyte present around the electrode (charge), for example, then discharged at a constant current, then the change in the terminal voltage when stopped , during discharge gradually decreases after the discharge stops gradually converge from elevated discharged charge amount corresponding discharge start voltage to a lower voltage value. すなわち、所定の遅れ現象が生じる。 That is, predetermined delay phenomenon.

【0027】そこで、請求項4〜6のように構成すると、係る遅れがキャンセルされるので、断続的に負荷への電力供給があり、電流が断続的に放電されるような場合であっても、化学反応の遅れの影響はなく、正確な計測処理が行われる。 [0027] Therefore, when configured as claims 4-6, because according delay is canceled, there is power supply to intermittently load, even when the current is intermittently discharged not influence the delay in chemical reactions, accurate measurement process is performed.

【0028】請求項7,8の発明 この発明は、フロート充電などを行っているバックアップ用のバッテリーに対する各種の計測装置である。 The Invention The invention of claim 7 and 8, a variety of measuring apparatus for a battery for backup is performed, such as float charging. まずスイッチ手段を閉じておき、充電時に充電電流とその時の端子間電圧を求める。 First it kept closed switch means, the charging current during charging and determining the terminal voltage at that time. そして、スイッチ手段を開くことによりバッテリーを回路から遮断(開放)し、バッテリーの開放電圧を測定する。 Then, disconnected from the circuit to the battery by opening the switching means and (open), to measure the open circuit voltage of the battery. すると開放電圧と端子間電圧の差が内部抵抗電圧VR である。 Then the difference between the open-circuit voltage and the terminal voltage is the internal resistance voltage VR. 但し、化学反応の遅れからスイッチ手段を開いた後、一定時間遅れて開放電圧に収束するので、電圧計測手段を用いた開放電圧の計測は、一定時間放置後行う。 However, after opening the switch means from a delay of a chemical reaction, so converges on the open-circuit voltage with certain delay, measurement of open circuit voltage using voltage measuring means performs after left for a certain time. そして、求めたVR を充電電流Iで除算すると、内部抵抗が求まるが、上記したように電流−電圧特性が非線形であるので、VR /(I When dividing the VR determined by the charging current I, but the internal resistance is determined, current as described above - because voltage characteristic is nonlinear, VR / (I
(1-K ) )なる補正を行い求める。 Seek performs a (1-K)) composed of correction. すると、電流に依存せず劣化度に対応した内部抵抗が求まるので、その内部抵抗から正確に劣化度が抽出され、寿命判定が行われる。 Then, the internal resistance corresponding to the deterioration degree without depending on current is obtained, its exact degradation level of the internal resistance is extracted, the lifetime determination is performed.

【0029】さらに請求項8のように構成すると、バッテリーから負荷へ放電電流の経路はダイオードにより確保されているので、判定中に停電があると、瞬時にバッテリーが負荷への電力供給を行う。 [0029] Still constituted as claimed in claim 8, the path of the discharge current from the battery to the load because it is ensured by the diode, if there is a power failure during the determination, instantly battery to supply power to the load.

【0030】請求項9の発明 バッテリーに蓄積された電荷が同じであっても、その端子間電圧は温度により変化する。 [0030] Even the charge accumulated in the invention battery of claim 9 are the same, the inter-terminal voltage varies with temperature. 換言すれば計測した端子間電圧が等しくても、その時の温度により蓄積されている電荷量は異なる。 Even equal terminal voltage measured in other words, the amount of charge that is accumulated by the temperature at that time is different. これは、温度変化により内部抵抗Rが変動するためである。 This is to change the internal resistance R by the temperature change. よって、バッテリーの温度を温度計測手段により計測し、その計測した温度に基づいて、劣化度を正規化する。 Therefore, the temperature of the battery is measured by the temperature measurement means, based on the measured temperature, to normalize the deterioration degree. すなわち、検出された電荷を基準温度のものに正規化し、それに基づいて劣化度を算出したり、寿命判定を行う。 That is, to normalize the detected charge to that of the reference temperature, or to calculate the deterioration degree based thereon, perform lifetime determination. これにより、温度の影響を受けず、より正確な判定が行われる。 Thus, without being influenced by the temperature, a more accurate determination is made.

【0031】 [0031]

【実施例】以下、本発明に係るバッテリー計測装置の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。 EXAMPLES The following will be described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a battery measuring apparatus according to the present invention. 図1,図2は本発明の第1実施例を示している。 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. 同図に示すように、本実施例では、バッテリー10から負荷であるフォークリフトや電気自動車を駆動するモータ11に対して断続的に電力供給を行っている(バッテリー10は断続的に放電している)ようなバッテリー10に対するバッテリー状態(劣化度)を測定する場合に適用した例を示している。 As shown in the figure, in this embodiment, intermittently doing power supply (battery 10 to the motor 11 for driving the forklift and electric car is a load from the battery 10 is intermittently discharged It shows an example of application to a case of measuring the battery state (deterioration degree) with respect to the battery 10 such as). すなわち、バッテリー10の端子に電圧測定部12を接続してそのバッテリーの端子間電圧Vを測定し、また、バッテリー10の正極端子に電流測定部13 That is, by connecting the voltage measuring unit 12 to the terminals of the battery 10 by measuring the terminal voltage V of the battery, also, the current measuring unit 13 to the positive terminal of the battery 10
を接続し、バッテリー10から負荷11へ流れる放電電流Iを計測するようにしている。 Connect, and so as to measure the discharge current I flowing from the battery 10 to the load 11. さらに、バッテリー1 In addition, the battery 1
0の側面には温度計14を装着し、バッテリーの温度(液温)を間接的に測定するようにしている。 The thermometer 14 is mounted on the side of 0, so that indirectly measures the battery temperature (liquid temperature). そして、 And,
それら両測定部12,13にて検出した電圧V,電流I Voltage detected them at both measuring unit 12, 13 V, current I
並びに温度計14で検出した温度Tを寿命計15に与え、そこにおいて与えられた各データに基づいて劣化度を求め、それを表示部15に表示するようになっている。 And given temperature T detected by the thermometer 14 to the life gauge 15 obtains the deterioration degree based on the data given in which, and displays it on the display unit 15.

【0032】この寿命計15における劣化度を算出する処理は、基本的には端子間電圧Vと放電電流Iに基づいて内部抵抗Rを求め、内部抵抗の傾きからバッテリーに蓄積された総電荷量を求めそれに基づき劣化度を求めるようになっている。 The process of calculating the deterioration degree of the life meter 15 obtains an internal resistance R is basically based on the voltage V and the discharge current I between the terminals, the total charge amount accumulated from the slope of the internal resistance in the battery the calculated and obtains the deterioration degree based thereon. この時、温度Tにより補正して正規化する。 In this case, it normalized to correct the temperature T. そして具体的な構成は、図2に示すようになっている。 The specific configuration is as shown in FIG. 同図に示すように計測した電流値Iを電流積算部17とカーブ作成部18にそれぞれ与えるようにし、 To give respectively the current value I measured as shown in the drawing on the current integrated unit 17 and the curve generating unit 18,
計測した電圧値Vを上記カーブ作成部18と満充電検出部19に与えるようにしている。 The measured voltage value V is to give to the curve generating unit 18 and the full-charge detector 19.

【0033】電流積算部17は、時々刻々と与えられる電流値を積算することにより、電流×時間を求め、それまでに放出した電荷[Ah]を求め、その演算結果をカーブ作成部18に与えるように機能する。 The current accumulating section 17, by integrating the current value given every moment, obtains the current × time charge released so far sought [Ah], and gives the calculation results to the curve generating unit 18 functions to. また、カーブ作成部18は、与えられた電圧Vと電流Iに基づいて、 R=V/I を演算処理して内部抵抗Rを求める。 Further, curve generating unit 18, based on the voltage V are given a current I, and calculates an internal resistance R by processing the R = V / I. そして、電流積算部17より与えられる電荷[Ah]と、上記算出した内部抵抗を関連付けて記憶し、時系列データとして再現することにより、横軸を電荷とした内部抵抗カーブを作成する。 Then, the charge given from current accumulating section 17 [Ah], and stored in association with the internal resistance calculated above, by reproducing a time-series data to create the internal resistance curve was charged horizontal axis. そして、係る作成した内部抵抗カーブの一例を示すと図3のようになる。 Then, it is as shown in FIG. 3 As an example of the internal resistance curve created according.

【0034】また、満充電検出部19は、測定した電圧Vを受け取り、その電圧Vと基準電圧Vjを比較する。 Further, full-charge detection unit 19 receives the measured voltage V, and compares the voltage V and the reference voltage Vj.
そして図4に示すように、充電電流をバッテリーに供給することにともない電圧が上昇するが、この時の電圧V Then, as shown in FIG. 4, the voltage due to supply a charging current to the battery is increased but the voltage V at this
が一度基準電圧Vjを越え、次に基準電圧Vjより下がった時を満充電であると判定するようにし、係る判定に基づき電流積算部17に対して制御信号を出力するようになっている。 There has been a time exceeds the reference voltage Vj, then so determined to be a full charge when lower than the reference voltage Vj, and outputs a control signal to the current accumulating section 17 based on the determination of. そして、具体的な処理は、図5に示すフローチャートのように機能する。 The specific processing functions to the flowchart shown in FIG. また上記電流積算部1 The above-mentioned current integration unit 1
7は、満充電検出部19から与えられる制御信号をリセット信号とし、電流積算を開始するようになっている。 7, a control signal supplied from the full-charge detector 19 and a reset signal, and starts the current integration.

【0035】さらに、カーブ作成部18の出力は傾き検出部20に送られ、そこにおいて内部抵抗カーブの傾きを算出し、その算出した傾きを劣化度検出部21に送り、そこにおいて劣化度を求め、求めた劣化度を表示部16に表示するようになる。 Furthermore, the output of the curve generating portion 18 is transmitted to the tilt detection unit 20 calculates the inclination of the internal resistance curve in which, sends the calculated slope to the deterioration degree detecting unit 21 obtains the deterioration degree in which It will be displayed on the display unit 16 the deterioration degree obtained. そして、傾き検出部20 Then, the tilt detection unit 20
は、図3に示すように予め定めた傾き検出範囲の始点と終点の内部抵抗R0,R1をそれぞれ抽出し、検出範囲における放電電荷q1と両点における内部抵抗の差(R The internal resistance of the start and end points of a predetermined inclination detection range as shown in FIG. 3 R0, R1 extracted respectively, a difference of the internal resistance in the discharge charge q1 and Ryoten in the detection range (R
1−R0)を用い、 傾き=(R1−R0)/q1=d により求める。 1-R0) using a determined by the slope = (R1-R0) / q1 = d. なお、後述するようにこの傾きにより放電終了時の内部抵抗に基づく放電電荷を推定するため、 In order to estimate the discharge charge based on the internal resistance at the end of discharge by the inclination as described below,
傾き検出範囲の設定を誤ると精度良い推定ができない。 Can not accurate estimate Incorrect setting of tilt detection range.
すなわち、内部抵抗カーブは指数関数的に増加していくので、放電開始直後の比較的短い区間に基づいて傾きを求めると、所望の値よりも小さくなり、放電電荷量が実際よりも非常に多くあると誤判定されるおそれがある。 That is, since the internal resistance curve increases exponentially, when determining the tilt based on the relatively short period immediately after the start of discharge, is smaller than a desired value, so many amount discharged electric charge than the actual it may be erroneously determined that there.
従って、係るカーブの傾向がわかるように、ある程度充分に放電させる必要がある。 Thus, as can be seen a tendency of the curve according, it is necessary to some extent sufficiently discharged. そして、どの程度に設定するかは各種の実験を繰り返し行い経験則に基づき決定することができ、例えば25〜50%の範囲で行うのがよい。 Then, to set the degree can be determined based on the performed heuristics repeated various experiments, for example, may be carried out in the range of 25-50%.

【0036】また、劣化度検出部21は、与えられた傾きに基づいて全放電したときの総電荷量qa を推論し、 Further, the deterioration degree detecting unit 21 infers the total charge quantity qa at the time of full discharge, based on the given slope,
その求めたqa と、使用するバッテリについてのカタログ値(新品の時の総電荷量)に基づいて下記式により求める。 And the determined qa, determined by the following equation on the basis of the catalog value for the battery to be used (total amount of charge of when new).

【0037】 [0037]

【数1】 [Number 1] そして、総電荷量q0は、以下のようにして求める。 Then, the total charge amount q0 is obtained as follows. 全放電したときの内部抵抗RE は一定であるとする。 Internal resistance RE when the total discharge is constant. すると図6に示すように、放電カーブは曲線であるので放電終了時における上記求めた傾きの直線Lで対応する内部抵抗はRE とはならない。 Then, as shown in FIG. 6, the discharge curve is internal resistance corresponding with a linear L slope determined above at the end of discharge because the curve does not become RE. そこで、係る放電終了時の上記求めた傾きの直線で対応する内部抵抗をR2と仮定すると、傾き検出範囲の始点から放電終了までの電荷量q Therefore, assuming that the internal resistance R2 corresponding with a linear gradient obtained above at the end of discharge of the charge amount from the starting point of the inclination detection range to the discharge end q
2は下記式により求められる(R2は定数であり、R0 2 is obtained by the following formula (R2 is a constant, R0
は傾き検出部20を介して取得する。 To get through the tilt detection unit 20.

【0038】 [0038]

【数2】 [Number 2] 但し、R2は予め全放電させた時に得られる代表的カーブ(図6中カーブ1)からq1,q3,R1,R0を読取り、次式に代入して演算することにより求め、劣化度検出部21に登録しておく。 However, R2 is determined by pre-from a representative curve obtained when is totally discharged (in FIG. 6 the curve 1) reads q1, q3, R1, R0, is calculated by substituting the following equation, the deterioration degree detecting unit 21 It is registered to. なお、代表的カーブは、新品の時でも良く、或いは一定期間使用し適度に劣化したものでも良く任意の状態のものを使用できる。 Incidentally, a representative curve may even when new, or a period of time used appropriately obtained by deteriorated well any state ones may be used.

【0039】 [0039]

【数3】 [Number 3] そして、図6から明らかなように、上記のようにして求めたq2′は、本来の電荷q2とほぼ等しくなり、 q2=q2′ とみなせる。 As is apparent from FIG. 6, to the q2 to asking the above 'is approximately equal to the original charge q2, q2 = q2' regarded as.

【0040】さらに本実施例では、傾き検出範囲を満充電から一定量だけ放電された後の所定区間としたため、 [0040] To further In the present embodiment, the predetermined interval after it is discharged inclination detection range of full charge by a predetermined amount,
求める全放電電荷qa は、上記満充電から傾き検出範囲に至までの放電電荷をq0とおくと、 qa =q2+q0 (3) により求められる。 All the discharge charge qa seeking, when put between q0 the discharge charge up optimum to the inclination detection range from the fully charged is calculated by qa = q2 + q0 (3). そして、劣化度検出部21では、上記各演算処理を行うことにより(式(2)→式(3)→ Then, the deterioration degree detecting unit 21, by performing the above-described processing (equation (2) → Formula (3) →
式(1)の順で実行)、傾きに基づいて劣化度を求めるようになる。 Executed in the order of formula (1)), so obtaining the deterioration degree based on the inclination. なお、傾き検出範囲を満充電の時から行うようにすると、R0は満充電の時の電圧となり、q0= Incidentally, when to perform the inclination detection range when fully charged, R0 becomes a voltage when fully charged, q0 =
0、すなわち、上記した式(3)の処理が不要となり、 qa =(R2−R0)/d (2)′ を実行後、求めたqa を式(1)に代入することにより劣化度を求めるようになる。 0, ie, the processing of the above formula (3) is not required, after executing the qa = (R2-R0) / d (2) ', obtains the deterioration degree by substituting qa obtained in Equation (1) so as to. そして、電流が一定であれは、その電流が異なっていても係る傾きは劣化度に依存し、内部抵抗のようにばらつきを生じない(内部抵抗のばらつきに比べ小さい)。 Then, any current is constant, the slope of even if the current is different depending on the degree of deterioration, (smaller than the variation in internal resistance) which does not cause variations as internal resistance. よって、傾きを求めることにより、劣化度を正確に推定することができる。 Therefore, by determining the slope, it is possible to accurately estimate the deterioration degree.

【0041】さらに本実施例では、温度補正を行い、より正確に劣化度を求めるようになっている。 [0041] Furthermore, in this embodiment, it performs a temperature correction, and obtains the more accurate deterioration degree. すなわち、 That is,
電荷が同じであっても、その端子間電圧は温度により変化する。 Even charges are the same, the inter-terminal voltage varies with temperature. 換言すれば計測した端子間電圧が等しくても、 Even equal terminal voltage measured in other words,
その時の温度により蓄積されている電荷量は異なる。 Amount of charges accumulated by the temperature at that time is different. これは、温度変化により内部抵抗Rが変動するためである。 This is to change the internal resistance R by the temperature change. よって、図1に示すように、バッテリー10に近接して温度センサ14を、検出した温度を劣化度検出部2 Therefore, as shown in FIG. 1, the temperature sensor 14 in close proximity to the battery 10, the deterioration degree detecting the detected temperature portion 2
1に与えるようにする。 So as to provide to 1. そして、この劣化度検出部21 Then, the deterioration degree detection unit 21
は、温度に対する電荷qa の換算表をテーブルとして保持しておき、与えられた温度と式(3)または式(2)′により求めた電荷qa から、基準温度(25 It is holds the conversion table of charges qa respect to temperature as a table, from a charge qa determined by a given temperature and equation (3) or formula (2) ', the reference temperature (25
℃)に換算した電荷を抽出し、その抽出した電荷を式(1)に代入して劣化度を求めるようにしている。 Extracting the charge in terms of ° C.), and to determine a deterioration level by substituting the extracted charges in equation (1).

【0042】なお、温度センサ並びにそれにより検出された温度に基づく補正処理は、本発明では必ずしも行う必要はなく、使用温度環境がほぼ一定していたり、その変化の幅が少ない場合や、精度を要求されない場合には、上記温度補正を行わないようにしてももちろん良い。 [0042] The correction process based on the temperature sensor and thereby detected temperature is not necessarily performed in the present invention, or have a certain use temperature environment substantially, and when the width of the change is small, the precision if not required, of course, may be set not the temperature correction.

【0043】さらに、劣化の程度が大きくなるほど傾きは大きくなり、この傾向は製品間や電流の変動でのばらつきが少なく、一様に現われる。 [0043] Further, inclination greater the degree of deterioration is large increases, this tendency has less variation in the variation of the product and between current, appear uniform. 従って、上記した演算により劣化度を求めるのではなく、傾きと劣化度の換算表をテーブルとして持たせておき、傾きが与えられたならテーブル参照により劣化度を求めても良い。 Therefore, instead of obtaining a deterioration degree by calculation as described above, advance to have a conversion table of the slope and the degree of deterioration as a table, it may be obtained degree of deterioration table reference if the slope is given.

【0044】そして、上記した装置の作用について説明すると、図7に示すフローのように、まず満充電検出部17にて、与えられた端子間電圧に基づき満充電か否かが判断される(ST11)。 [0044] Then, to explain the action of the device described above, as in the flow shown in FIG. 7, at first full-charge detector 17, or the full charge or not based on a given terminal voltage is determined ( ST11). そして、満充電でない場合には寿命判定は行わず、満充電になるまでステップ11 The life determination is not performed when not fully charged, step until the full charge 11
の分岐判断を繰り返し行う。 Repeatedly carried out of the branch decision.

【0045】満充電になったならば、放電を開始するとともに満充電検出部19から電流積算部17に対して制御信号を送り、それに基づき電流積算部17にて電流の積算を行い、さらにそれと同時にカーブ作成部にて電流,電圧から内部抵抗を求め内部抵抗カーブを作成する(ST12,13)。 [0045] Once fully becomes charged, sends a control signal to the current accumulating section 17 from the full-charge detecting unit 19 starts the discharge, performs multiplication of current by the current integration unit 17 based thereon, further therewith current at curve generating unit at the same time, to create an internal resistance curve calculated internal resistance from the voltage (ST12,13). そして、この処理は、放電量が充分される、すなわち放電電荷が傾き検出範囲を越えるまで行われる(ST14)。 Then, this process is, discharge amount is sufficient, i.e. discharge electric charge is performed until exceeds the detection range slope (ST14).

【0046】そして、充分放電されたなら、傾き検出部20にて内部抵抗カーブの傾きを求め、その傾きに基づいて劣化度検出部21にて劣化度を検出する。 [0046] Then, if the method was sufficiently discharged, determined the slope of the internal resistance curve at the inclination detecting unit 20 detects the deterioration degree at the deterioration degree detecting unit 21 based on the inclination. この時同時に温度に基づく補正も行なう。 At this time, also performed at the same time based on the temperature correction. そして、このようにして求めた劣化度を表示部16に表示する(ST15〜1 Then, to display the deterioration degree determined in this manner on the display unit 16 (ST15~1
7)。 7).

【0047】ところで、上記カーブ作成部18における内部抵抗の算出は、オームの法則に従い、 R=V/I により行なっている。 By the way, the calculation of the internal resistance in the curve generating unit 18, in accordance with Ohm's law, is performed by R = V / I. しかし、フォークリフトのように負荷変動が激しい装置に実装されたバッテリーを実際に運転しながら劣化度を測定しようとすると、係る負荷変動により電流−電圧特性が図8に示すように非線形となる。 However, when the load varies as a forklift to be measured actually deterioration degree while operating a battery mounted on the heavy equipment, the current due to load fluctuation of - voltage characteristic becomes nonlinear, as shown in FIG. 従って、本来では内部抵抗が一定であると、電流と電圧は比例関係にあるため、上記した演算式に基づき正確な内部抵抗を求めることができるが、図8のような特性の場合、上記オームの法則にしたがって内部抵抗を求めると、図9中破線で示すように一定値とならない。 Accordingly, when the original is the internal resistance is constant, the current and voltage are proportional, can be obtained an accurate internal resistance based on the arithmetic expression described above, when the characteristic as shown in FIG 8, the ohmic When obtaining the internal resistance according to the laws of, not constant value as indicated by a broken line in FIG. よってそのまま第1実施例の装置を用いて内部抵抗カーブを求めると、図10(A)のように負荷変動などにともない電流が大きく変動すると同図(B)に示すように電圧に追従して変化するが、上記したように比例関係にはないので、その時の積算電流(放電電荷)に対する内部抵抗の変化は、図同(C)に示すように断続的になるおそれがある。 Thus when determining the internal resistance curve as it is using the apparatus of the first embodiment, and follows the voltage as shown in FIG when current due to such load variation greatly varies as shown in FIG. 10 (A) (B) varies, there is no proportional as described above, the change in the internal resistance to the integrated current (discharge charge) at that time, may become intermittent, as shown in FIG same (C). そして、この不連続点での差が大きい(図は誇張して示している)とともに係る不連続点が傾き検出範囲に存在すると、上記した傾きを正確に求めることができなくなり、最終的に求める劣化度に誤差を生じる。 When the discontinuity according with a large difference in the discontinuity point (figure exaggerated) is present in the detection range slope, it can not be accurately obtained the inclination described above, finally obtaining produce an error in the degree of deterioration.

【0048】そこで上記カーブ作成部18における内部抵抗を求める際に、 R=V/(I (1-K ) ) なる式を用いて修正内部抵抗を求めるようにした。 [0048] Therefore in determining the internal resistance of the curve generating unit 18, and to obtain the modified internal resistance with R = V / (I (1 -K)) becomes equation. ここでKは補正次数である。 Where K is a correction degree. そして、Kを適宜に設定すると、電流−電圧特性が負荷変動に影響を受けなくなり、 When appropriately setting the K, current - voltage characteristic is not affected by the load fluctuation,
図9中実線で示すように、電流が変わっても求めた内部抵抗を一定とすることができた。 As shown by a solid line in FIG. 9, it was possible to a constant internal resistance obtained even when the current is changed. そして、この補正次数の具体的な値としては、実験を繰り返し行ったところ、 And, as a specific value of the correction order, it was repeated experiments,
0.6〜0.8の間の所定の値が良好な結果が得られた。 Predetermined value of 0.6 to 0.8 good results were obtained. このように内部抵抗が電流値に依存しないので、図10(C)に示すような不連続点が発生せず、負荷変動の有無に関係なく、図3,図6等に示す所定の連続したカーブが得られ、正確な劣化度算出が行える。 Since the internal resistance does not depend on the current value, without the occurrence of discontinuities, as shown in FIG. 10 (C), with or without a load variation, FIG. 3, continuous predetermined shown in FIG. 6, etc. curve is obtained, enabling an accurate deterioration level calculating.

【0049】また、補正次数を調整することにより、通常であれば放電電荷に対する内部抵抗の変化は、図11 [0049] Further, by adjusting the correction degree, a change in the internal resistance to the discharge charge if Typically, 11
(A)に示すように曲線となるが、その特性を同図(B)に示すようにほぼ直線にすることができた。 Although a curve (A), the could be the characteristics in substantially straight line as shown in FIG. (B). このようにすると、放電終了付近で内部抵抗が大きく変化することがないので、放電開始から比較的短い期間だけ放電させるだけで、その後の予測を正確に行うことができるので、短時間で劣化度の推定が行える。 In this way, since there is no the internal resistance greatly changes near the discharge end, simply by only discharging a relatively short period from the discharge start, since the subsequent prediction can be performed accurately in a short time deterioration degree It can be carried out of the estimation.

【0050】そして、上記補正次数を用いた演算式により内部抵抗算出する処理を行う機能を付加したのが、本発明の第2実施例であり、当該部分以外の構成並びに作用効果は上記した第1実施例と同様であるのでその詳細な説明を省略する。 [0050] Then, the had an additional function of performing processing for the internal resistance calculated by the calculation equation using the above correction degree is a second embodiment of the present invention, structure and effects other than the portions described above since 1 is similar to the embodiment and the detailed description thereof is omitted.

【0051】図12は本発明の第3実施例の要部である寿命計15を示している。 [0051] Figure 12 shows a life meter 15 is a main part of a third embodiment of the present invention. 同図に示すように、本実施例では上記した第1実施例,第2実施例を基本構成とし、 As shown in the figure, the first embodiment in the present embodiment described above, the second embodiment and the basic configuration,
さらに遅れキャンセル部22を設け、計測された電圧V Further delay is provided a canceling unit 22, the measured voltage V
を満充電検出部19とともに遅れキャンセル部22にも与え、その遅れキャンセル部22にて計測電圧に対して化学反応による遅れの影響を補正し、その補正後の電圧をカーブ作成部18に与えるようになっている。 Also applied to the delay cancellation unit 22 together with the full-charge detecting unit 19, to correct the influence of delay due to a chemical reaction with respect to the measuring voltage at its late cancellation unit 22 provides a voltage after the correction curve generating unit 18 so It has become. そして、この遅れキャンセル部22以外の各部の機能は上記した各実施例と同様であるので、以下、本実施例の特徴である遅れキャンセル部22の機能について詳述する。 Then, the function of each section other than the delay cancellation unit 22 are similar to the respective embodiments described above, it will be described below in detail functions of the delay canceller 22 which is a feature of the present embodiment.

【0052】すなわち、上述した各実施例における電圧測定部12にて検出した電圧Vは、電解液中の濃度差に基づく拡散の影響から所定の遅れを生じるため、その時のバッテリー10が本来の出力すべき電圧(濃度差がないとした場合の電圧)と異なる。 [0052] That is, the voltage V detected by the voltage measuring unit 12 in each of the embodiments described above, since the influence of diffusion based on the concentration difference in the electrolyte results in a predetermined delay, the battery 10 at that time original output different from the should do voltage (in the case of that there is no density difference). 従って、係る異なる電圧Vに基づいて各種の特性を求めても誤差を生じてしまう。 Therefore, even seek various characteristics based on according different voltages V occurs an error. 一例を示すと、負荷に対して断続的に電力供給すると、時間経過にともなう電流Iの変動は図13(A)に示すようになり、その時の電圧値Vの変動は同図(B) As an example, when intermittently supply power to a load, the variation of the current I with time is as shown in FIG. 13 (A), the drawing fluctuation of the voltage value V at the time (B)
のようになる。 become that way. そして、一定電流が流れている区間では本来電圧は平均して低下するところ、同図(B)に示すように一定の遅れによる曲線となる。 And, originally in a section of constant current is flowing the voltage where decreases in average, a curve with a constant delay, as shown in FIG. (B). また、電流が流れていない区間では電圧は一定になるはずであるが、 Further, although the section where no current flows should the voltage becomes constant,
同図(B)のように電圧変動がある。 There is a voltage variation as shown in FIG. (B). したがって、係る電圧,電流に基づいて内部抵抗を求め、横軸を放電電荷とした時の内部抵抗Rの変化は、図14(A)に示すように、不連続なぎざぎざ状となり、しかもその不連続点でノイズのようなピークが発生する。 Thus, obtains the internal resistance based voltage and current according the change of the internal resistance R when the horizontal axis and the discharge charge, as shown in FIG. 14 (A), becomes discontinuous jagged, yet its non peaks as a noise successive points is generated.

【0053】そこで本発明は、係る遅れ現象に着目し、 [0053] Accordingly, the present invention is focused on the delay phenomenon of,
バッテリーを係る遅れのある制御対象ととらえ、遅れキャンセル部22にて所定の進み補償を行うことにより上記遅れを補正し、リアルタイムで正確な残存容量等の特性を求めることができるようにした。 Regarded as a controlled object with a delay of a battery, the delay is corrected by performing a predetermined lead compensation by delay cancellation unit 22, which make it possible to determine characteristics such as accurate remaining capacity in real time. そしてたとえば図13(A)のような電流特性の場合における時間経過にともなう電圧変動を図13(C)に示すようになるように補正する。 And correcting for example so as shown in FIG. 13 (C) the voltage fluctuation due to the elapsed time in the case of the current characteristics as shown in FIG. 13 (A).

【0054】そして、具体的には、 [0054] and, specifically,

【0055】 [0055]

【数4】 [Number 4] になるような特性のフィルタを用いる。 The characteristics of the filter such that use.

【0056】すなわち、バッテリーの等価回路は、図1 [0056] In other words, the equivalent circuit of the battery, as shown in FIG. 1
5(A)に示すように、内部抵抗RとコンデンサC1 , 5 (A), the internal resistance R and the capacitor C1,
C2 の直並列回路で現わすことができ、電流をiとおくと、電圧v1 は Reveal that it is in series-parallel circuit C2, when put current is i, the voltage v1 is

【0057】 [0057]

【数5】 [Number 5] となるので、同図(A)中のC1 の効果を外し、同図(B)に示すような等価回路を考えた場合の電圧v2 Since the, remove the C1 effect of in FIG (A), the voltage of when considering an equivalent circuit as shown in FIG. (B) v2
は、 It is,

【0058】 [0058]

【数6】 [6] となる。 To become.

【0059】そして、上記の等価回路における化学反応遅れの伝達関数は、下記に示す展開により、(1+SC [0059] Then, the transfer function of the chemical reaction delay in the above equivalent circuit, the expansion shown below, (1 + SC
2 R)が遅れを現わす式となる。 2 R) is the delay and reveal the formula.

【0060】 [0060]

【数7】 [Equation 7] したがって、上記遅れを考慮した内部抵抗Rの算出は、 Therefore, the calculation of the internal resistance R in consideration of the above delays,
下記式により求まる。 Calculated by the following equation.

【0061】 [0061]

【数8】 [Equation 8] 但し、上記式中(1+ST1 )は、高周波数を無限に増幅する働きがあるのでそのままではノイズを増幅してしまう。 However, in the formula (1 + ST1) it can be used as such because of the function of infinitely amplify high frequencies would amplify the noise. したがって実際の回路を構成する際には、高周波カットのための時定数T2 のローパスフィルタ(1/ Thus when configuring an actual circuit, the low pass filter time constant T2 for high-frequency cut (1 /
(1+ST2 ))を直列に挿入するようにした(T2 < (1 + ST2)) was to be inserted in series (T2 <
<T1 )。 <T1).

【0062】よって、内部抵抗Rを求める演算式は、下記式のように定義することができる。 [0062] Thus, calculation formula for obtaining the internal resistance R can be defined as the following equation.

【0063】 [0063]

【数9】 [Equation 9] そして、上記式中1/T2 =α(1/T1 )とおくと、 When put a in the formula 1 / T2 = α (1 / T1),
下記式が得られ、上記したキャンセルフィルタfk The following formula is obtained, cancel filter fk described above
(S)が成り立つ。 (S) is established.

【0064】 [0064]

【数10】 [Number 10] したがって、遅れキャンセル部22では、fk (S)なる特性を有するフィルタを実装することにより、その出力はV・fk (S)となるので、カーブ作成部18における内部抵抗算出処理では、その出力(V・fk Therefore, the delay cancellation unit 22, by implementing a filter having fk (S) becomes properties, since its output is V · fk (S), the internal resistance calculation processing in curve generating unit 18, the output ( V · fk
(S))を電流Iで除算する処理が実行され、これは上記した内部抵抗の算出式が実行されることにほかならない。 (S)) the process of dividing the current I is run, and this is nothing but the calculation formula of the internal resistance described above is executed. よって、ここで求められる内部抵抗は化学反応の遅れが解消された値となるので、作成される横軸電荷に対する内部抵抗カーブは滑らかな曲線となる。 Therefore, the internal resistance obtained here because the value of delay is eliminated in the chemical reactions, the internal resistance curve for the horizontal axis charge created a smooth curve. なお、この内部抵抗カーブを求める際に、上記した第2実施例のように、電流−電圧特性の非線形性に基づく補正を同時に行うようにしても良く、係る構成にするとより正確な劣化度の算出が行える。 In this when determining the internal resistance curve, as in the second embodiment described above, the current - may be performed nonlinearity based correction voltage characteristics at the same time, a more accurate deterioration degree when the configuration according calculation can be performed.

【0065】そして、上記フィルタ特性を有するフィルタの具体的な回路構成を示すと、ディジタル処理する場合には、図16に示すようなIIRフィルタで構成することができる。 [0065] Then, when illustrating the specific circuit configuration of the filter having the filter characteristic, in the case of digital processing, it can be configured with an IIR filter as shown in FIG. 16. そして、このような回路構成になったのは、上記したキャンセルフィルタfk (S)を、以下のように双1次近似を使ってZ変換を行うことにより求め、最終的な近似式に基づいて回路を設計したためである。 Then, became such a circuit configuration, the cancellation filter fk (S) described above, determined by performing Z conversion with the bilinear approximation as follows, based on the final approximation expression This is because you have designed your circuit.

【0066】 [0066]

【数11】 [Number 11]

【0067】 [0067]

【数12】 [Number 12] また、アナログ回路で実現する場合には、図17に示すような回路を用いることができる。 Further, when implemented in analog circuits, it is possible to use a circuit such as that shown in FIG. 17. なお、同図(A)がブロック図で示したもので、同図(B)がそのブロックの内部を示したものである。 Incidentally, in which FIG. (A) is shown in block diagram, in which FIG. (B) showed the interior of the block. 係る構成にすると、Z1 , When the configuration of, Z1,
Z2 は、それぞれ下記式のようになり、それにともない下記式のように展開することができる。 Z2 each is as the following equation can be expanded it along as the following equation.

【0068】 [0068]

【数13】 [Number 13] すると、上記最終の式中の各係数が、R2 /R1 =1, Then, each coefficient in the equation of the final is, R2 / R1 = 1,
C1 ・R1 =T1 ,C2 ・R2 =T1 /αを満足するように設定すると、キャンセルフィルタの特性式fk When set to satisfy the C1 · R1 = T1, C2 · R2 = T1 / α, of the cancellation filter characteristic equation fk
(S)と等しくなる。 Equal to (S). よって、図17に示すアナログフィルタが所望の特性を有するキャンセルフィルタであることが確認できる。 Therefore, it can be confirmed that the analog filter shown in FIG. 17 is a cancellation filter having the desired characteristics.

【0069】そして、上記した装置の作用について説明すると、図18に示すフローのように、まず満充電検出部17にて与えられた端子間電圧に基づき満充電か否かが判断される(ST21)。 [0069] Then, to explain the action of the device described above, as in the flow shown in FIG. 18, full or charged or not based on the first inter-terminal voltage applied at full charge detection unit 17 is determined (ST21 ). そして、満充電でない場合には寿命判定は行わず、満充電になるまでステップ21 The life determination is not performed when not fully charged, step until the full charge 21
の分岐判断を繰り返し行う。 Repeatedly carried out of the branch decision.

【0070】満充電になったならば、放電を開始するとともに満充電検出部19から電流積算部17に対して制御信号を送り、それに基づき電流積算部17にて電流の積算を行い、さらにそれと同時にカーブ作成部にて電流,電圧から内部抵抗を求め内部抵抗カーブを作成する。 [0070] Once fully becomes charged, sends a control signal to the current accumulating section 17 from the full-charge detecting unit 19 starts the discharge, performs multiplication of current by the current integration unit 17 based thereon, further therewith at the same time current in curve generating unit, to create an internal resistance curve calculated internal resistance from the voltage. この時内部抵抗を求める際に用いる電圧Vは、遅れキャンセル部22によって上記フィルタリング処理がされており、進み補償がされているので、例え断続的に放電されたりしていても内部抵抗カーブ作成部18で作成される内部抵抗の時系列データは、化学反応の遅れの影響を受けず、図14(B)に示すように滑らかな曲線となる(ST22〜24)。 Voltage V used to obtain the time internal resistance is the filtering process due to a delay canceller 22 proceeds Compensation is, for example the internal resistance curve generating part be in or intermittently discharged time-series data of the internal resistance that is created in 18, without being delayed effect of the chemical reaction, a smooth curve as shown in FIG. 14 (B) (ST22~24). そして、この処理は、充分放電される、すなわち放電電荷が傾き検出範囲を越えるまで行われる(ST25)。 Then, this process is fully discharged, i.e. discharge electric charge is performed until exceeds the detection range slope (ST25).

【0071】そして、充分放電されたなら、傾き検出部20にて内部抵抗カーブの傾きを求め、その傾き基づいて劣化度検出部21にて劣化度を検出する。 [0071] Then, if the method was sufficiently discharged, determined the slope of the internal resistance curve at the inclination detecting unit 20 detects the deterioration degree at the deterioration degree detecting unit 21 on the basis that the slope. この時同時に温度に基づく補正も行なう。 At this time, also performed at the same time based on the temperature correction. そして、このようにして求めた劣化度を表示部16に表示する(ST26〜2 Then, to display the deterioration degree determined in this manner on the display unit 16 (ST26~2
8)。 8).

【0072】図19は、本発明の第4実施例を示している。 [0072] Figure 19 shows a fourth embodiment of the present invention. 同図に示すように、上記した各実施例では、フォークリフトなどの負荷変動のある負荷に対して電力供給するバッテリーに対し、実際に運転(放電)している時に劣化度を求める装置に適用した例であるが、本実施例ではそれと相違して、バックアップ用のバッテリーに対する劣化度を求める装置に適用した実施例である。 As shown in the drawing, in the embodiments described above, with respect to the power supply battery to a load with a load change, such as forklifts, and applied to a device for determining the deterioration degree when it is actually operated (discharged) is an example, in this embodiment differs from that, an embodiment applied to a device for determining the deterioration degree for battery backup.

【0073】すなわち、図外の商用電源等から整流器2 [0073] That is, the rectifier 2 from an unillustrated commercial power supply, etc.
5を介して直流電圧が負荷11に印加され、また、この直流電圧はバッテリー11にも印加される。 5 via a DC voltage is applied to the load 11, also the DC voltage is also applied to the battery 11. これにより、整流器25から出力される電圧が、バッテリー電圧よりも高い場合には、整流器25からバッテリー10に対して充電電流が供給され電荷が蓄積される。 Thus, the voltage output from the rectifier 25 is higher than the battery voltage, the charging current charge is supplied is accumulated from the rectifier 25 relative to the battery 10. この時、 At this time,
負荷11に対しては整流器25から電力供給される。 Powered from the rectifier 25 to the load 11. また、停電などにより整流器25の出力が0になると、バッテリー10が蓄積された電荷を放出し、負荷11に対して電力供給をする。 When the output of the rectifier 25 becomes zero due to power failure or the like to release the charge battery 10 is accumulated, the power supply to the load 11. すなわち、この回路は平常時はバッテリー10に対して常時(満充電にならない限り)充電するフロート充電方式をとっている。 In other words, this circuit (as long as it does not become fully charged) normal at the time of all times for the battery 10 is taking a float charging method to charge.

【0074】そして、寿命計15には、上記各実施例と同様に電圧測定部12,電流測定部13により計測されたバッテリー10の端子間電圧Vと充電電流Iが与えられるようになっている。 [0074] Then, the lifetime total of 15, so that the above embodiments as well as the voltage measuring unit 12, the charging current I and terminal voltage V of the battery 10 measured by the current measuring unit 13 is provided . なお、この電圧測定部12で検出される電圧Vは、バッテリー10と整流器25を接続するスイッチ26が閉じている時には端子間電圧となり、スイッチ26が開いているときには開放電圧となる。 The voltage V detected by the voltage measuring unit 12, becomes a terminal voltage when the switch 26 connecting the battery 10 and rectifier 25 are closed, the open circuit voltage when the switch 26 is open. そして、両電圧の差は、充電電流が流れている時の内部抵抗の電圧降下と等しくなる。 The difference between the voltages is equal to the voltage drop across the internal resistance when the charging current is flowing.

【0075】さらに、スイッチ26(常閉接点)は、寿命計15から出力される制御信号に基づいて稼働するリレー27によりその開閉が制御される。 [0075] Further, the switch 26 (normally closed contact), the opening and closing is controlled by a relay 27 to operate based on a control signal outputted from the life meter 15. すなわち、リレー27は、トランジスタ28を介してアースに接続されており、寿命計15より出力される制御電圧VsがHの時にトランジスタ28がオンになり、整流器25の出力がリレー27に印加されるので、スイッチ26を開くように制御される。 That is, the relay 27 is connected to ground through the transistor 28, the transistor 28 is turned on when the control voltage Vs output from the life meter 15 is H, the output of the rectifier 25 is applied to the relay 27 so it is controlled to open the switch 26. さらに、スイッチ26と並列にダイオード29が接続されている。 Furthermore, the diode 29 in parallel with the switch 26 are connected. このダイオード29は、バッテリー10から負荷11に電流が流れる方向を順方向としている。 The diode 29 has a direction of current flowing through the load 11 from the battery 10 to the forward direction.

【0076】ここで寿命計15について説明すると、その内部構成は図20のようになっている。 [0076] When now to life meter 15, the internal structure is as shown in Figure 20. 動作にしたがって説明すると、第1タイマ30から一定期間ごとにトリガパルスV0 が出力される(図21に示すタイムチャート参照)。 To be in accordance with the operation, the trigger pulse V0 is output every fixed period from the first timer 30 (see the time chart shown in FIG. 21). このトリガパルスV0 は、寿命判定の開始命令であり、本例では1週間に1回の割合で出力されるようになっている。 The trigger pulse V0 is the start command of the life determination, in this example are outputted at a rate of once a week. これにより自動的に寿命判定が行われる。 Thus done automatically lifetime determination. なお、この期間は任意であり、マニュアルによりトリガパルスV0 を入力できるようにしても良い。 Note that this period is arbitrary, it may be allowed to enter the trigger pulse V0 by manual.

【0077】そして、このトリガパルスのオンに基づいて第1リレー31がオンになり、常開接点31aを閉じるようになっている。 [0077] Then, the first relay 31 on the basis of on this trigger pulse is turned on, so as to close the normally open contact 31a. この常閉接点31aが閉じることにより、電圧測定部12で計測される端子間電圧V1 By this normally closed contact 31a is closed, between the terminals is measured by the voltage measuring unit 12 voltage V1
と、電流測定部13で計測される充電電流If が内部抵抗検出部33に取り込まれる。 When the charging current If measured by the current measuring unit 13 is taken into the internal resistance detector 33.

【0078】また、第1タイマ30の出力を第1遅延部34に与え、上記トリガパルス発生から1時間遅らせて第2タイマ35と第2遅延部36にそれぞれスタート信号を送る。 [0078] Moreover, given the output of the first timer 30 to the first delay unit 34, and sends each start signal to the second timer 35 and the second delay unit 36 ​​and delayed by one hour from the trigger pulse generator. このスタート信号に基づき、第2タイマ35 Based on this start signal, second timer 35
では、一定時間(本例では2時間)計測し、当該計測時間にわたって出力VsをH(オン)に保持する。 In a predetermined time (in this example 2 hours) was measured, to hold the output Vs over the measurement time in H (ON). これにより、上記したように2時間にわたってリレー27が通電され、スイッチ26が開き、バッテリー10が回路から遮断され開放状態が維持となる。 Thus, the relay 27 for 2 hours as described above is energized and opens the switch 26, the battery 10 is cut off from the circuit open is maintained.

【0079】また第2遅延部36では、スタート信号を受けてから1時間遅れて開放電圧の読み込み命令となるトリガパルスVtを出力する。 [0079] Also in the second delay unit 36, and outputs a trigger pulse Vt as a read instruction 1 hour later open circuit voltage after receiving a start signal. このトリガパルスVtのオンに基づいて、一定時間第2リレー37aをオンにし、常開接点37aを閉じるようになっている。 Based on on the trigger pulse Vt, to select the fixed time second relay 37a, it is adapted to close the normally open contact 37a. この常閉接点37aが閉じることにより、電圧測定部12で計測される開放電圧V2が内部抵抗検出部33に取り込まれる。 By this normally closed contact 37a is closed, the open circuit voltage V2 measured by the voltage measuring unit 12 is taken into the internal resistance detector 33.

【0080】このようにして、内部抵抗検出部33には、充電電流If ,充電時におけるバッテリー10の端子間電圧V1及び開放電圧V2が読み込まれるので、それら3つの情報に基づいて内部抵抗Rを求める。 [0080] Thus, the internal resistance detection unit 33, charging current If, since the terminal voltage V1 and the open circuit voltage V2 of the battery 10 is loaded at the time of charging, the internal resistance R based on their three information Ask. すなわち、フロート充電から開放状態に切り替わった時の各測定部12,13で計測される電圧,電流は、図22に示すようになる。 That is, the voltage measured by the measuring unit 12, 13 when switching from float charge to the open state, the current is as shown in FIG. 22. そして、端子間電圧V1と開放電圧V2 Then, the inter-terminal voltage V1 open-circuit voltage V2
の差であるVR が、充電電流If における内部抵抗電圧である。 VR is the difference, the internal resistance voltage in the charging current If. したがって、抵抗Rは、 R=VR /If =(V1−V2)/If により、求められる。 Therefore, the resistance R is the R = VR / If = (V1-V2) / If, is determined.

【0081】そして、内部抵抗電圧VR を求めるためには、図22からも明らかなように、開放電圧に収束(安定)した時の電圧V2を取得する必要がある。 [0081] Then, in order to obtain the internal resistance voltage VR, as is apparent from FIG. 22, the open-circuit voltage converged (stability) is necessary to acquire the voltage V2 when the. 従って、 Therefore,
それを考慮して、第2遅延部36における遅延時間も十分長くする必要がある(本例では1時間としている)。 In view thereof, the delay time in the second delay unit 36 ​​also needs to be long enough (which is 1 hour in this example).

【0082】さらに、上記した第2実施例で説明したように、バッテリーの場合には充電電流と端子間電圧は、 [0082] Further, as described in the second embodiment described above, when the battery charging current and the terminal voltage is
線形性がなく電流が大きいと内部抵抗は小さくなり電流が小さい時には内部抵抗は大きくなる。 The internal resistance is increased when the linearity is no current is large internal resistance decreases current is small. したがって、下記式に基づき、電流が1Aの時の内部抵抗R′で正規化する。 Therefore, based on the following equation, the current is normalized by the internal resistance R 'at the time of 1A.

【0083】R′=VR /(If (1-K ) ) =(V1−V2)/(If (1-K ) ) すなわち、本実施例の内部抵抗検出部33の機能は、取得したV1,V2,If を上記したR′を求める式に代入し演算処理をし、求めた補正後の内部抵抗R′を次段の劣化度検出部38に与えるようになっている。 [0083] R '= VR / (If ( 1-K)) = (V1-V2) / (If (1-K)) That is, the function of the internal resistance detection unit 33 of this example was acquired V1, V2, the If R described above the adapted to provide 'the assignment to arithmetic processing equation for the internal resistance R after correction obtained' in the next stage of the deterioration degree detecting unit 38.

【0084】劣化度検出部38では、図23に示す特性図に従い、与えられた内部抵抗R′からその時の劣化度を抽出し、その求めた劣化度を表示部16に出力するようになっている。 [0084] In the deterioration degree detecting unit 38, in accordance with the characteristic diagram shown in FIG. 23, to extract the degradation degree at that time from the internal resistance R 'given, so as to output the calculated degradation degree to the display unit 16 there. そしてこの劣化度の抽出は、図示のように特性図から求めても良く、或いは内部抵抗R′と劣化度の相関をテーブルとしてもたせておき、そのテーブルを参照して求めるようにしても良い。 The extraction of the degradation degree may be determined from the characteristic diagram as shown, or keep remembering degradation degree correlation between the internal resistance R 'as a table, it may be obtained by referring to the table. そして、本実施例では、電流−電圧特性の非線形性を補正し、内部抵抗を正規化したため、満充電状態の内部抵抗に基づいて正確な寿命判定を行える。 In the present embodiment, the current - to correct the nonlinearity of the voltage characteristic, since the normalized internal resistance, allows an accurate life determination on the basis of the internal resistance of a fully charged state.

【0085】ところで、この寿命判定処理を行っている最中に停電,瞬停が生じたとすると、負荷11へはダイオード29を介して接続されているので、バッテリー1 [0085] Incidentally, power failure while performing the life determination process, when the instantaneous blackout occurs, since the load 11 is connected via a diode 29, a battery 1
0に蓄積された電荷は、そのダイオード29を介して負荷11へ向けて放電される。 0 accumulated charge in is discharged toward the load 11 through the diode 29. そして、係る停電を検出してスイッチ26を閉じるものではないので、停電とともに瞬時にバッテリー10からの電力供給に切り替えることができる。 Then, according since a power failure does not close the switch 26 to detect, it can be switched to the power supply from the battery 10 immediately with a power failure. なお、通常状態であればスイッチ26が開いている時は、整流器25からバッテリー10に充電電流が流れ込むことはなく、またダイオード29の両端の電位差(開放状態のバッテリーの場合には、上記したように整流器の出力電圧V1に対し内部抵抗電圧VR だけ低くなる)の関係から、バッテリー10から負荷11に対して放電電流が流れ込むこともないので、寿命判定に何等影響を与えない。 Incidentally, as when if the normal state switch 26 is open, when the rectifier 25 never charging current flowing into the battery 10, also at both ends of the potential difference (open battery diode 29, and the since the relationship between the just lower) the internal resistance voltage VR to the output voltage V1 of the rectifier, that no flowing discharge current from the battery 10 to the load 11 to not provide anything like effect on the life determination.

【0086】また、寿命判定を行わない通常のフロート充電時や、停電発生時には、ダイオード29はスイッチ26により短絡されているので、ダイオード29による損失はない。 [0086] Moreover, typical and during float charge is not performed life determination, the power failure, the diode 29 because they are short-circuited by the switch 26, the loss by diode 29 is not.

【0087】さらに、本実施例では、上記したようにフロート充電によりバッテリーは満充電状態に維持されるとともに、寿命判定の際も放電させないので、蓄積した電荷をムダに放電することなく、判定中に停電等か生じたとしても、確実に所望の時間にわたってバックアップ処理が行える。 [0087] Further, in this embodiment, with the battery by the float charging as described above it is maintained in a fully charged state, nor discharged during the life determination, without discharging the accumulated charges in waste, determination of to be generated or a power failure or the like, can be performed reliably backup process over the desired time. なお、本実施例でも上記した各実施例のように温度を検出し、その温度に基づく正規化処理をしても良いのはもちろんである。 Note that detects the temperature as in each embodiment described above in the present embodiment, it is of course may be a normalization process based on the temperature. また、上記した第3実施例のように、化学反応の遅れに対する補正機能を付加しても良い。 Also, as in the third embodiment described above may be added a correction function for delays in chemical reactions. その場合には、上記した開放電圧V2を取得する時期を早くすることができ、短時間で劣化度検出を行うことができる。 In that case, it is possible to quickly when to obtain the open-circuit voltage V2 described above, can be performed in a short time deterioration degree detection.

【0088】なお、上記した実施例では、いずれも劣化度を求め、それを表示するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、劣化度を所定のしきい値(設定するしきい値は複数でも良い)と比較し、劣化度が一定値以上になった時に、ランプ,ブザーなどの出力装置を用い、 [0088] In the embodiment described above, both calculated degree of deterioration has been to display it, the present invention is not limited to this, the deterioration degree predetermined threshold (set to Threshold compares with also good) in multiple, used when the deterioration degree is a certain value or more, the lamp, the output device such as a buzzer,
寿命がきたことを知らせるようにしても良い。 It may be notified that the life has come. そしてしきい値を複数設定すると、寿命が近付いてきたことを段階的に知らせることができる。 When the setting a plurality of thresholds, it is possible to indicate that the lifetime is approaching stepwise.

【0089】 [0089]

【発明の効果】以上のように、本発明に係るバッテリー計測装置では、内部抵抗の傾きに基づいて劣化度などを求めるようにしたため、電流−電圧特性が非線形なバッテリーであっても電流変動にともない内部抵抗の変化がキャンセルされ、バッテリーに蓄積された総電荷量を精度よく求めることができ、それにともない正確な劣化度計測,寿命判定等の各種計測を行うことができる(請求項1〜6)。 As it is evident from the foregoing description, the battery measuring apparatus according to the present invention, since you seek and deterioration degree based on the slope of the internal resistance, the current - voltage characteristics even current fluctuation a nonlinear battery and cancel the change in the internal resistance nor the total amount of charge stored in the battery can be accurately obtained, accurate deterioration degree measurement Correspondingly, it is possible to perform various measurements of lifetime judgment, etc. (the preceding claims ). 特に、請求項3のようにすると、内部抵抗が正規化されので、電流変動によらず補正後の内部抵抗は一定となるので、たとえ負荷変動の激しい負荷に対して電力供給をしながらであっても劣化度等を精度良く計測することができる。 In particular, when as claimed in claim 3, in the internal resistance that is normalized, because the internal resistance of the corrected regardless of the current variation is constant, there is while if the power supplied to the heavy load of the load variation even it can be measured accurately the deterioration degree or the like. さらに、請求項4〜6のようにすると、化学反応の遅れがキャンセルされるので、断続的に電力供給(放電)されるような場合であっても、係る影響を受けずリアルタイムで内部抵抗を瞬時かつ正確に計測することができ、それにともない正確な劣化度や寿命判定等の各種の特性を求めることができる。 Further, when such claims 4-6, the delay of the chemical reactions is canceled, intermittently even when the electric power is supplied (discharged), the internal resistance in real time without being affected according instantaneously and can be accurately measured, it is possible to determine the various characteristics such as accurately determining deterioration degree and life accordingly.

【0090】また、請求項7,8のように構成すると、 [0090] Further, when configured as claims 7,8,
フロート充電を行いつつ上記各処理の効果を得ることができ、さらに請求項8のように構成すると、計測中に停電になったとしても、確実にバックアップを行うことができる。 While performing float charge effect can be obtained above processes, further configured to claim 8, even became a power failure during measurement, it is possible to reliably back up. さらに請求項9のように構成すると、温度の影響を受けないので、温度変化の激しい環境下で使用した場合であっても正確な判定処理が行える。 With further configured to claim 9, since not affected by the temperature, allows accurate determination process even when used in severe environment of temperature change.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施例を示す全体構成図である。 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の要部である寿命計の内部構成を示す図である。 2 is a diagram showing an internal configuration of a life meter is a main part of the first embodiment.

【図3】傾き検出部の動作原理を説明する図である。 3 is a diagram for explaining the operation principle of the tilt detection unit.

【図4】満充電検出部の動作原理を説明する図である。 4 is a diagram for explaining the operation principle of the full-charge detection section.

【図5】満充電検出部の機能を説明するフローチャートである。 5 is a flowchart for explaining the function of the full-charge detection section.

【図6】劣化度検出部の動作原理を説明する図である。 6 is a diagram for explaining the operation principle of the deterioration degree detection unit.

【図7】第1実施例の作用を説明するフローチャートである。 7 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.

【図8】本発明の第2実施例の有効性を説明するための図である。 8 is a diagram for explaining the effectiveness of the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施例の有効性を説明するための図である。 9 is a diagram for explaining the effectiveness of the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施例の有効性を説明するための図である。 Is a diagram for explaining the effectiveness of the second embodiment of the present invention; FIG.

【図11】本発明の第2実施例の有効性を説明するための図である。 11 is a diagram for explaining the effectiveness of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3実施例の要部である寿命計の内部構成を示す図である。 It is a diagram illustrating an internal configuration of the third is a main part of the embodiment lifetime meter of the present invention; FIG.

【図13】第3実施例の作用を説明する図である。 13 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.

【図14】第3実施例の作用を説明する図である。 14 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.

【図15】バッテリーの等価回路を示す図である。 FIG. 15 is a diagram showing an equivalent circuit of the battery.

【図16】遅れキャンセル部の具体的な回路構成を示す図である。 16 is a diagram showing a specific circuit configuration of the delay canceller.

【図17】遅れキャンセル部の具体的な回路構成を示す図である。 17 is a diagram showing a specific circuit configuration of the delay canceller.

【図18】第3実施例の作用を説明する図である。 18 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.

【図19】本発明の第4実施例を示す図である。 19 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図20】第4実施例の要部である寿命計の内部構成を示す図である。 20 is a diagram showing an internal configuration of a life meter is a main part of a fourth embodiment.

【図21】タイマ並びに遅延部の動作を説明するタイムチャートである。 21 is a timer and a time chart for explaining the operation of the delay unit.

【図22】第4実施例の動作原理を説明する図である。 22 is a diagram for explaining the operation principle of the fourth embodiment.

【図23】劣化度検出部の動作原理を説明する図である。 23 is a diagram for explaining the operation principle of the deterioration degree detection unit.

【図24】従来技術の問題点を説明する図である。 24 is a diagram of the problem will be described in the prior art.

【図25】従来技術の問題点を説明する図である。 25 is a diagram of the problem will be described in the prior art.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 バッテリー 11 負荷 12 電圧測定計 13 電流測定計 14 温度計 15 寿命計 16 表示部 17 電流積算部 18 カーブ作成部 19 満充電検出部 20 傾き検出部 21 劣化度検出部 22 遅れキャンセル部 33 内部抵抗検出部 38 劣化度検出部 10 battery 11 load 12 voltage measuring meter 13 the current measuring meter 14 thermometer 15 life meter 16 the display unit 17 the current integration unit 18 curve generating unit 19 full charge detector 20 tilt detection unit 21 deterioration degree detecting section 22 delay cancellation unit 33 internal resistance detection unit 38 deterioration degree detection unit

Claims (9)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 繰り返し充放電可能なバッテリーの劣化度や寿命判定等の所定の特性を計測するバッテリー計測装置であって、 バッテリーの放電電流を計測する電流計測手段と、 バッテリーの端子間電圧を計測する電圧計測手段と、 前記両計測手段から与えられる情報に基づいて内部抵抗の変化を特定する傾きを求める手段と、 その求められた内部抵抗の傾きに基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を検出する手段を備えたバッテリー計測装置。 1. A repeat battery measuring device for measuring a predetermined characteristic of the deterioration degree and life determination or the like of a rechargeable battery, a current measuring means for measuring the discharge current of the battery, the voltage across battery terminals a voltage measuring unit for measuring the means for determining the slope of identifying a change in the internal resistance based on the information provided from both measuring means, the determined was based on the slope of the internal resistance of such a deterioration degree or life determination battery measuring apparatus comprising means for detecting a predetermined characteristic.
  2. 【請求項2】 前記傾きを求める手段が、 前記計測される電流に基づいて放電電荷を算出する手段と、 前記計測される電流及び電圧に基づいて内部抵抗を求めるとともに、その内部抵抗と前記放電電荷とに基づいて内部抵抗カーブを作成するカーブ作成手段と、 そのカーブ作成手段により作成される前記内部抵抗カーブ上の所定の2点間を通る直線の傾きを求める傾き検出手段とからなる請求項1に記載のバッテリー計測装置。 Wherein means for determining the slope, means for calculating the discharge charge based on the current to be the measured portions to determine the internal resistance based on the current and voltage is the measurement, the discharge and internal resistance claims consists of a curve creating means for creating an internal resistance curve based on the charge, the inclination detecting means for determining the slope of the straight line passing through between predetermined two points on the internal resistance curve created by the curve creating means battery measuring device according to 1.
  3. 【請求項3】 前記電流Iと前記電圧Vを下記式に代入して前記内部抵抗Rを求めるようにした請求項1または2に記載のバッテリー計測装置。 3. A battery system as claimed in claim 1 or 2, as by substituting the voltage V and the current I in the following equation obtains the internal resistance R. R=V/(I (1-K ) ) K:補正次数 R = V / (I (1 -K)) K: correction order
  4. 【請求項4】 化学反応の遅れをキャンセルするキャンセル手段をさらに設け、 前記電圧計測手段で計測された電圧を前記キャンセル手段に与えて補正された電圧と前記電流とに基づいて内部抵抗を求めるか、或いは前記電圧と電流に基づいて求めた内部抵抗を前記キャンセル手段に与えて補正するようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリー計測装置。 Wherein further include canceling means for canceling the delay of the chemical reaction, or obtains the internal resistance based on the voltage measured by the voltage measuring means and the current correction voltage given to said canceling means or the battery measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, the internal resistance obtained based on the voltage and current and is corrected by applying to said canceling means.
  5. 【請求項5】 前記キャンセル手段が、1次IIRフィルタからなる請求項4に記載のバッテリー計測装置。 Wherein said canceling means, the battery measuring apparatus according to claim 4 comprising a primary IIR filter.
  6. 【請求項6】 前記キャンセル手段が、オペアンプを用いたアナログフィルタからなる請求項4に記載のバッテリー計測装置。 Wherein said canceling means, the battery measuring apparatus according to claim 4 consisting of an analog filter using an operational amplifier.
  7. 【請求項7】 繰り返し充放電が可能なバッテリーの劣化度や寿命判定等の所定の特性を計測するバッテリー計測装置であって、 バッテリーの充電電流を計測する電流計測手段と、 バッテリー電圧を計測する電圧計測手段と、 前記バッテリーに対し疑似停電を起こさせるスイッチ手段と、 前記スイッチ手段を開閉制御することにより、前記両計測手段から得られる充電電流,端子間電圧並びに開放電圧に基づいて内部抵抗を求める手段と、 その求められた内部抵抗に基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を検出する手段とを備え、 かつ、前記内部抵抗を求める手段が、 R=VR /(I (1-K ) ) 但し、K:補正次数 VR :充電電流を流した際の内部抵抗電圧 なる演算処理を行う機能を含むものであるバッテリー計測装置。 7. A repetition battery measuring device for measuring a predetermined characteristic of the deterioration degree and life determination or the like of the charging and discharging can be battery, a current measuring means for measuring a charge current of the battery, to measure the battery voltage a voltage measuring means, a switching means to cause pseudo power failure to the battery, by controlling opening and closing said switch means, the charging current obtained from the two measuring means, the internal resistance based on the terminal voltage and the open-circuit voltage It means for determining, and means for detecting a predetermined characteristic, such as the deterioration degree or lifetime determined based on the internal resistance thereof obtained, and means for determining the internal resistance, R = VR / (I ( 1 -K)) where, K: correction degree VR: battery measuring apparatus is intended to include a function of performing internal resistance voltage is processing of which was obtained by applying the charging current.
  8. 【請求項8】 前記スイッチ手段と並列に、放電電流の流れる方向が順方向となるようにダイオードを設け、 前記スイッチ手段が開状態の時も、前記ダイオードを介して前記バッテリーから負荷への電力供給を可能とした請求項7に記載のバッテリー計測装置。 8. in parallel with the switch means, the diode so that the direction of flow of discharge current in the forward direction is provided, wherein even when the switch means is open, power to the load from the battery via the diode battery measuring apparatus according to claim 7 which enables supply.
  9. 【請求項9】 前記バッテリーの温度を直接または間接的に検出する温度計測手段を設け、 計測した温度に基づいて前記劣化度または寿命判定等の所定の特性を算出する際に正規化するようにした請求項1〜8のいずれか1項に記載のバッテリー計測装置。 9. provided the temperature measuring means for directly or indirectly detecting the temperature of the battery, so as to normalize when calculating a predetermined characteristic, such as the deterioration degree or life determination on the basis of the measured temperature battery measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8 and.
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