JPH0843508A - 蓄電池の容量・残時間表示装置 - Google Patents
蓄電池の容量・残時間表示装置Info
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- JPH0843508A JPH0843508A JP6193876A JP19387694A JPH0843508A JP H0843508 A JPH0843508 A JP H0843508A JP 6193876 A JP6193876 A JP 6193876A JP 19387694 A JP19387694 A JP 19387694A JP H0843508 A JPH0843508 A JP H0843508A
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- storage battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】直流給電システムにおける蓄電池電流を検出
し、残存容量及び放電時間を推定し表示する汎用性を有
する装置を提供する。 【構成】整流装置１及び蓄電池２の仕様設定データ・テ
ーブルを記憶する第１記憶手段１４より運用条件に合わ
せて初期設定できる条件設定手段１３と、蓄電池電流を
計測する第１計測手段８と、温度を計測する第２計測手
段１２と、動作時の放電電流と温度を検出し、所定の時
間率放電に換算するための放電係数を記憶する第２記憶
手段１５より放電電流に対する放電係数を求めて放電量
を算出し、初期値の満充電時の容量より順次減算して残
存容量をその時の放電電流と放電係数で除算して放電残
時間を推定する演算手段９と、演算結果を表示する表示
手段１０とを備えた表示装置。
し、残存容量及び放電時間を推定し表示する汎用性を有
する装置を提供する。 【構成】整流装置１及び蓄電池２の仕様設定データ・テ
ーブルを記憶する第１記憶手段１４より運用条件に合わ
せて初期設定できる条件設定手段１３と、蓄電池電流を
計測する第１計測手段８と、温度を計測する第２計測手
段１２と、動作時の放電電流と温度を検出し、所定の時
間率放電に換算するための放電係数を記憶する第２記憶
手段１５より放電電流に対する放電係数を求めて放電量
を算出し、初期値の満充電時の容量より順次減算して残
存容量をその時の放電電流と放電係数で除算して放電残
時間を推定する演算手段９と、演算結果を表示する表示
手段１０とを備えた表示装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は整流装置と蓄電池より構
成され負荷に電力を供給する直流給電システムにおける
蓄電池の残存容量及び放電残時間を推定し、その値を表
示する表示装置に関するものである。
成され負荷に電力を供給する直流給電システムにおける
蓄電池の残存容量及び放電残時間を推定し、その値を表
示する表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は整流装置と据置蓄電池より構成さ
れ負荷に電力を供給する直流給電システムを示すもの
で、蓄電池２の充放電電流Ｉは、シャント４によって検
出される整流装置１の出力電流Ｉ0 と、シャント５によ
って検出される負荷３の電流ＩLとの差を求めることに
より得られる。この２つのシャント電流を容量・残時間
表示装置６により単位時間毎に計測し、演算することに
より蓄電池２の残存容量を知ることができる。従来の容
量・残時間表示装置６（以下表示装置と略称する）の回
路例を図８に示す。図８において、入出力手段７は整流
装置１からの停電信号や故障信号を入力する回路、及び
表示装置６に対して均等充電信号や警報信号を出力する
回路である。計測手段８は前記シャント４及び５よりの
検出信号をＡ／Ｄ変換器により読み取り、演算手段９に
より差分を求め演算することにより残存容量を求めるこ
とができる。また、入出力手段７により停電信号を検出
した場合は、前記残存容量をシャント５より検出される
負荷電流ＩL で除算することにより、その時点における
放電残時間を求めることができる。そしてこの残存容量
及び放電残時間はＬＣＤやＬＥＤ等の表示手段１０によ
り表示するものである。
れ負荷に電力を供給する直流給電システムを示すもの
で、蓄電池２の充放電電流Ｉは、シャント４によって検
出される整流装置１の出力電流Ｉ0 と、シャント５によ
って検出される負荷３の電流ＩLとの差を求めることに
より得られる。この２つのシャント電流を容量・残時間
表示装置６により単位時間毎に計測し、演算することに
より蓄電池２の残存容量を知ることができる。従来の容
量・残時間表示装置６（以下表示装置と略称する）の回
路例を図８に示す。図８において、入出力手段７は整流
装置１からの停電信号や故障信号を入力する回路、及び
表示装置６に対して均等充電信号や警報信号を出力する
回路である。計測手段８は前記シャント４及び５よりの
検出信号をＡ／Ｄ変換器により読み取り、演算手段９に
より差分を求め演算することにより残存容量を求めるこ
とができる。また、入出力手段７により停電信号を検出
した場合は、前記残存容量をシャント５より検出される
負荷電流ＩL で除算することにより、その時点における
放電残時間を求めることができる。そしてこの残存容量
及び放電残時間はＬＣＤやＬＥＤ等の表示手段１０によ
り表示するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示す計測手段８で計測し、演算手段９によって得られる
単位時間当りの放電量は蓄電池放電電流の大きさのみに
依存する。即ち、実際の直流給電システムにおいては、
図７に示す蓄電池２と負荷３との電圧降下の大きさによ
り、蓄電池許容最低電圧も変わり、定格容量を１００％
放電することはできない場合がある。また、蓄電池は放
電率により放電特性が著しく変化し、この放電特性も温
度依存性が大きいことが知られている。従って、放電電
流の大きさのみによる方法は誤差が大きく緊急時のバッ
クアップ作業に及ぼす影響が大きいという問題がある。
本発明は、これら問題点を解決し、蓄電池の残存容量及
び放電残時間の推定精度の向上を図ろうとするものであ
る。
示す計測手段８で計測し、演算手段９によって得られる
単位時間当りの放電量は蓄電池放電電流の大きさのみに
依存する。即ち、実際の直流給電システムにおいては、
図７に示す蓄電池２と負荷３との電圧降下の大きさによ
り、蓄電池許容最低電圧も変わり、定格容量を１００％
放電することはできない場合がある。また、蓄電池は放
電率により放電特性が著しく変化し、この放電特性も温
度依存性が大きいことが知られている。従って、放電電
流の大きさのみによる方法は誤差が大きく緊急時のバッ
クアップ作業に及ぼす影響が大きいという問題がある。
本発明は、これら問題点を解決し、蓄電池の残存容量及
び放電残時間の推定精度の向上を図ろうとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、整流装置と蓄
電池より負荷に電力を供給する直流給電システムの表示
装置であって、前記整流装置との間で信号の入出力を行
う入出力手段と、前記整流装置の出力電流と負荷電流を
計測する第１計測手段と、該第１計測出力で計算された
出力電流と負荷電流との差より蓄電池電流を求める演算
手段を備えた蓄電池の容量・残時間表示装置において、
前記蓄電池のケース温度を測定する第２計測手段と、前
記整流装置及び蓄電池の仕様設定項目とその設定値を集
めたテーブル・データを記憶する第１記憶手段と、前記
第１記憶手段より選択して実際の運用条件に合わせて設
定できる条件設定手段と、蓄電池の所定の規格に定めら
れた容量換算時間（Ｋ）と放電時間（Ｔ）特性を利用し
て、定格容量が既知である蓄電池を放電した場合の放電
電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）に対する放電係数を求めてテーブ
ル・データとして記憶する第２記憶手段と、前記第１計
測手段及び第２計測手段より一定の単位時間毎に計測し
た蓄電池の放電電流と温度に対応する放電係数を前記第
２記憶手段により求め、その値に前記放電電流と単位時
間を乗じて所定の時間率放電に換算した放電量を算出し
て、満充電を初期値とする蓄電池容量から前記放電量を
順次減算して残存容量を求め、満充電に対する百分率を
算出し、かつ前記残存容量を前記放電係数とその時点の
放電電流で除算し、動作条件における放電残時間を推定
する演算手段と、その演算結果を計測の単位時間毎に更
新して表示する表示手段とを備えたものである。
電池より負荷に電力を供給する直流給電システムの表示
装置であって、前記整流装置との間で信号の入出力を行
う入出力手段と、前記整流装置の出力電流と負荷電流を
計測する第１計測手段と、該第１計測出力で計算された
出力電流と負荷電流との差より蓄電池電流を求める演算
手段を備えた蓄電池の容量・残時間表示装置において、
前記蓄電池のケース温度を測定する第２計測手段と、前
記整流装置及び蓄電池の仕様設定項目とその設定値を集
めたテーブル・データを記憶する第１記憶手段と、前記
第１記憶手段より選択して実際の運用条件に合わせて設
定できる条件設定手段と、蓄電池の所定の規格に定めら
れた容量換算時間（Ｋ）と放電時間（Ｔ）特性を利用し
て、定格容量が既知である蓄電池を放電した場合の放電
電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）に対する放電係数を求めてテーブ
ル・データとして記憶する第２記憶手段と、前記第１計
測手段及び第２計測手段より一定の単位時間毎に計測し
た蓄電池の放電電流と温度に対応する放電係数を前記第
２記憶手段により求め、その値に前記放電電流と単位時
間を乗じて所定の時間率放電に換算した放電量を算出し
て、満充電を初期値とする蓄電池容量から前記放電量を
順次減算して残存容量を求め、満充電に対する百分率を
算出し、かつ前記残存容量を前記放電係数とその時点の
放電電流で除算し、動作条件における放電残時間を推定
する演算手段と、その演算結果を計測の単位時間毎に更
新して表示する表示手段とを備えたものである。
【０００５】
【実施例】図１は本発明による表示装置６０を図７に示
した直流給電システムに用いた実施例であって、温度セ
ンサ１１により蓄電池のケース温度を検出している。図
２は本発明による装置６０の回路構成を示したものであ
って、図８に示した従来の表示装置６のブロック図に第
２計測手段１２，条件設定手段１３，第１記憶手段１
４，第２記憶手段１５，通信インタフェース回路１６を
追加し、放電時の残存容量及び放電残時間の推定精度の
向上と、表示装置６０を定格の異なる整流装置に搭載可
能とし汎用化を図ることを目的としたものである。な
お、図８に示した計測手段８を、図２においては第２計
測手段１２と区別するため、第１計測手段８と記載し
た。以下に図２の各機能について説明する。
した直流給電システムに用いた実施例であって、温度セ
ンサ１１により蓄電池のケース温度を検出している。図
２は本発明による装置６０の回路構成を示したものであ
って、図８に示した従来の表示装置６のブロック図に第
２計測手段１２，条件設定手段１３，第１記憶手段１
４，第２記憶手段１５，通信インタフェース回路１６を
追加し、放電時の残存容量及び放電残時間の推定精度の
向上と、表示装置６０を定格の異なる整流装置に搭載可
能とし汎用化を図ることを目的としたものである。な
お、図８に示した計測手段８を、図２においては第２計
測手段１２と区別するため、第１計測手段８と記載し
た。以下に図２の各機能について説明する。
【０００６】第２計測手段１２は温度センサ１１の検出
信号が電圧信号の場合は増幅して、また、インピーダン
ス信号の場合は電圧信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換する
計測回路で蓄電池２の充放電状態の温度を監視する。条
件設定手段１３は図１に示すシステムで運用されるシャ
ント４及び５の定格値，蓄電池種別，定格容量及び許容
最低電圧の各値を設定すると共に、蓄電池残存容量が減
少し、警報出力動作を行う警報レベルを設定する回路部
である。これらの設定値は現場の状況に合わせて設定さ
れるので、汎用性が高く極めて広範囲に適用することが
できる。
信号が電圧信号の場合は増幅して、また、インピーダン
ス信号の場合は電圧信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換する
計測回路で蓄電池２の充放電状態の温度を監視する。条
件設定手段１３は図１に示すシステムで運用されるシャ
ント４及び５の定格値，蓄電池種別，定格容量及び許容
最低電圧の各値を設定すると共に、蓄電池残存容量が減
少し、警報出力動作を行う警報レベルを設定する回路部
である。これらの設定値は現場の状況に合わせて設定さ
れるので、汎用性が高く極めて広範囲に適用することが
できる。
【０００７】例えば図１に示したシャント４の定格電流
値は蓄電池２の放電電流と負荷３への電流を加算した値
で整流装置１の定格容量と共に決定され、シャント５の
定格値は負荷電流の大きさで決定される。従って、蓄電
池定格容量は、前記シャント５で検出される最大負荷電
流が停電時に保持される時間によって決定される。この
ように多様化するシステムの設定条件に合わせて、キー
・スイッチ及び表示器等により設定できる条件設定手段
１３を設け、動作時に容易に初期設定できることは極め
て有効である。そして、図２に示すようにこの設定され
た値に合わせて、第１計測手段８により読み取った値は
演算手段９により換算されて実測値となる。第１記憶手
段１４は、前記条件設定手段１３の各設定項目毎の選択
可能な範囲の値又は定格表示等の設定データ・テーブル
であって、通常ＲＯＭに記憶されている。前記条件設定
手段１３により選択され設定された後は不揮発性のＲＡ
Ｍ等に書き込まれ保持される。
値は蓄電池２の放電電流と負荷３への電流を加算した値
で整流装置１の定格容量と共に決定され、シャント５の
定格値は負荷電流の大きさで決定される。従って、蓄電
池定格容量は、前記シャント５で検出される最大負荷電
流が停電時に保持される時間によって決定される。この
ように多様化するシステムの設定条件に合わせて、キー
・スイッチ及び表示器等により設定できる条件設定手段
１３を設け、動作時に容易に初期設定できることは極め
て有効である。そして、図２に示すようにこの設定され
た値に合わせて、第１計測手段８により読み取った値は
演算手段９により換算されて実測値となる。第１記憶手
段１４は、前記条件設定手段１３の各設定項目毎の選択
可能な範囲の値又は定格表示等の設定データ・テーブル
であって、通常ＲＯＭに記憶されている。前記条件設定
手段１３により選択され設定された後は不揮発性のＲＡ
Ｍ等に書き込まれ保持される。
【０００８】第２記憶手段１５は蓄電池種別毎に用意さ
れ、蓄電池の許容最低電圧，温度をパラメータとして定
格容量に対する放電電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放電係数α
との関係を示すデータ・テーブルである。このデータ・
テーブルは図３に示した放電電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放
電係数特性を細分化しテーブル化したもので、許容最低
電圧と蓄電池のケース温度をパラメータとして、通常Ｒ
ＯＭに記憶されている。図３の放電係数αはシャント５
及び第１計測手段８により計測した放電電流が設置した
既知の定格容量（通常は２５℃における１０時間率放電
容量）に対して放電条件の厳しさを表す放電係数であっ
て、放電率及び許容最低電圧が大きい程、また反対に温
度が低い程大きくなる。この特性は蓄電池の放電特性曲
線が示す傾向と一致している。
れ、蓄電池の許容最低電圧，温度をパラメータとして定
格容量に対する放電電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放電係数α
との関係を示すデータ・テーブルである。このデータ・
テーブルは図３に示した放電電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放
電係数特性を細分化しテーブル化したもので、許容最低
電圧と蓄電池のケース温度をパラメータとして、通常Ｒ
ＯＭに記憶されている。図３の放電係数αはシャント５
及び第１計測手段８により計測した放電電流が設置した
既知の定格容量（通常は２５℃における１０時間率放電
容量）に対して放電条件の厳しさを表す放電係数であっ
て、放電率及び許容最低電圧が大きい程、また反対に温
度が低い程大きくなる。この特性は蓄電池の放電特性曲
線が示す傾向と一致している。
【０００９】次に、本発明の残存容量を推定するうえで
重要な根拠となる図３の特性の算出方法について述べ
る。図４に示す特性は日本蓄電池工業会規格ＳＢＡ６０
０１「据置蓄電池の容量算出法」の容量換算時間Ｋと放
電時間Ｔの標準特性図の一例であって、通常Ｋ−Ｔ曲線
と呼ばれ、蓄電池の種別と蓄電池温度毎に用意され、必
要とする放電時間に対応するＫ値に放電電流を乗ずれば
必要な定格容量（１０ＨＲ）を簡単に求めることができ
るもので、一般によく用いられる。図３はこの図４に示
したＫ−Ｔ標準特性を利用し、以下のように作図したも
のである。
重要な根拠となる図３の特性の算出方法について述べ
る。図４に示す特性は日本蓄電池工業会規格ＳＢＡ６０
０１「据置蓄電池の容量算出法」の容量換算時間Ｋと放
電時間Ｔの標準特性図の一例であって、通常Ｋ−Ｔ曲線
と呼ばれ、蓄電池の種別と蓄電池温度毎に用意され、必
要とする放電時間に対応するＫ値に放電電流を乗ずれば
必要な定格容量（１０ＨＲ）を簡単に求めることができ
るもので、一般によく用いられる。図３はこの図４に示
したＫ−Ｔ標準特性を利用し、以下のように作図したも
のである。
【００１０】蓄電池容量が決定していて、一定の放電電
流を流した場合、図４に示した横軸の放電時間Ｔの１０
Ｈを１０時間率放電（１０ＨＲ）に相当する放電電流
０．１Ｃとして表し、この時の図４の縦軸の容量換算時
間Ｋ（約１０Ｈ）を横軸の放電時間１０Ｈで除算した値
を放電係数αとして求め、他の放電時間についても同様
に求めグラフ化したものが図３である。前記規格ＳＢＡ
６００１では、放電電流が図５の放電パターンに示すよ
うにＣI ，ＣII，ＣIII と変化した場合、全体の放電に
必要な蓄電池容量Ｃは（１）式によって与えられる。
流を流した場合、図４に示した横軸の放電時間Ｔの１０
Ｈを１０時間率放電（１０ＨＲ）に相当する放電電流
０．１Ｃとして表し、この時の図４の縦軸の容量換算時
間Ｋ（約１０Ｈ）を横軸の放電時間１０Ｈで除算した値
を放電係数αとして求め、他の放電時間についても同様
に求めグラフ化したものが図３である。前記規格ＳＢＡ
６００１では、放電電流が図５の放電パターンに示すよ
うにＣI ，ＣII，ＣIII と変化した場合、全体の放電に
必要な蓄電池容量Ｃは（１）式によって与えられる。
【００１１】
【数１】 Ｃ＝ＣI ＋ＣII＋ＣIII ＝Ｋ1 Ｉ1 ＋Ｋ2 （Ｉ2 −Ｉ1 ）＋Ｋ3 （Ｉ3 −Ｉ2 ） （１）
【００１２】即ち、放電電流Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 の変化パ
ターンに対して、蓄電池容量が放電電流の大きさに直接
関係するのは第１項のＩ1 のみで、第２項及び第３項で
は（Ｉ2 −Ｉ1 ），（Ｉ3 −Ｉ2 ）の差が関係してい
る。従って、放電パターンの変化がわからないと必要な
容量は決定できないが、一般的には蓄電池の使用におけ
る最悪条件を考慮し、その時の放電電流の大きさを一定
と仮定して決定される。また、（１）式を用いて、既知
の容量を放電させた場合の放電量の求め方は、図５の放
電パターンに示した初期値の放電時間Ｔ1 が不明である
ので、放電電流を測定するサイクルタイム毎に時間を加
算して放電時間Ｔ1 を変更し、更に、その時の放電電流
の変化に合わせて容量換算時間Ｋ値を選択し（１）式の
第１項から計算し直すことを繰り返すことになるのが、
この方法では計算が複雑で実用的でない。そこで図３に
示した放電電流をＣ−Ｒａｔｅに換算し対応する放電係
数αを求め、放電電流Ｉと計測のサイクルタイムとして
の単位時間Δｔを乗じて、１０時間率（１０ＨＲ）に換
算した単位時間当りの放電量（α×Ｉ×Δｔ）を求め
る。この放電量を１０ＨＲに換算した定格初期容量Ｃ10
（ｔ0 ）より、順次減算しこれを繰り返すことにより、
任意の放電時刻ｔn における１０ＨＲに換算した蓄電池
残存容量Ｃ10（ｔn ）を（２）式により求めることがで
きる。
ターンに対して、蓄電池容量が放電電流の大きさに直接
関係するのは第１項のＩ1 のみで、第２項及び第３項で
は（Ｉ2 −Ｉ1 ），（Ｉ3 −Ｉ2 ）の差が関係してい
る。従って、放電パターンの変化がわからないと必要な
容量は決定できないが、一般的には蓄電池の使用におけ
る最悪条件を考慮し、その時の放電電流の大きさを一定
と仮定して決定される。また、（１）式を用いて、既知
の容量を放電させた場合の放電量の求め方は、図５の放
電パターンに示した初期値の放電時間Ｔ1 が不明である
ので、放電電流を測定するサイクルタイム毎に時間を加
算して放電時間Ｔ1 を変更し、更に、その時の放電電流
の変化に合わせて容量換算時間Ｋ値を選択し（１）式の
第１項から計算し直すことを繰り返すことになるのが、
この方法では計算が複雑で実用的でない。そこで図３に
示した放電電流をＣ−Ｒａｔｅに換算し対応する放電係
数αを求め、放電電流Ｉと計測のサイクルタイムとして
の単位時間Δｔを乗じて、１０時間率（１０ＨＲ）に換
算した単位時間当りの放電量（α×Ｉ×Δｔ）を求め
る。この放電量を１０ＨＲに換算した定格初期容量Ｃ10
（ｔ0 ）より、順次減算しこれを繰り返すことにより、
任意の放電時刻ｔn における１０ＨＲに換算した蓄電池
残存容量Ｃ10（ｔn ）を（２）式により求めることがで
きる。
【００１３】
【数２】
【００１４】ここでαi は時刻ｔ0 からｔn までの間の
任意の放電係数であって、この時の計測値である放電電
流Ｉi ，蓄電池温度および設定された許容最低電圧によ
って決定される値である。また、第２記憶手段１５に記
憶されるデータ・テーブルは、前述のように図３を適度
に細分化し、蓄電池種別および温度毎にまとめたもので
あって、任意の放電係数αi がこのデータ・テーブルか
ら直接求められる機会は少なく、テーブルの中間に位置
することが通常である。このような場合は、放電電流Ｉ
i はＣ−Ｒａｔｅに換算された値、許容最低電圧，温度
に関係する前後のデータ値が選び出され、これらの点を
結ぶ直線近似計算が演算手段９によって行われ、最適な
放電係数αi が求められる。従って、残存容量Ｃ10（ｔ
n ）は精度的に充分高いと言える。
任意の放電係数であって、この時の計測値である放電電
流Ｉi ，蓄電池温度および設定された許容最低電圧によ
って決定される値である。また、第２記憶手段１５に記
憶されるデータ・テーブルは、前述のように図３を適度
に細分化し、蓄電池種別および温度毎にまとめたもので
あって、任意の放電係数αi がこのデータ・テーブルか
ら直接求められる機会は少なく、テーブルの中間に位置
することが通常である。このような場合は、放電電流Ｉ
i はＣ−Ｒａｔｅに換算された値、許容最低電圧，温度
に関係する前後のデータ値が選び出され、これらの点を
結ぶ直線近似計算が演算手段９によって行われ、最適な
放電係数αi が求められる。従って、残存容量Ｃ10（ｔ
n ）は精度的に充分高いと言える。
【００１５】Ｃ10（ｔn ）の満充電に対する残存容量
（％）は（３）式により表される。
（％）は（３）式により表される。
【数３】 残存容量（％）＝Ｃ10（ｔn ）／Ｃ10（ｔ0 ） （３） 次に任意の時刻ｔn における放電残時間ｔd は、先ず
（４）式により放電電流Ｉn 時の条件における残存容量
Ｃx （ｔn ）に戻すため（２）式で求めた容量をαn で
除算して求める。
（４）式により放電電流Ｉn 時の条件における残存容量
Ｃx （ｔn ）に戻すため（２）式で求めた容量をαn で
除算して求める。
【数４】 Ｃx （ｔn ）＝Ｃ10（ｔn ）／αn （４） 次に放電電流Ｉn で除算すると、放電電流Ｉn が時刻ｔ
n 以降も継続したと仮定した場合の放電残時間ｔd を
（５）式により求めることができる。
n 以降も継続したと仮定した場合の放電残時間ｔd を
（５）式により求めることができる。
【数５】 ｔd ＝Ｃx （ｔn ）／Ｉn （５） 一方、時刻ｔn において停電が回復したと仮定して、単
位時間Δｔ後の時刻ｔn+1 における残存容量Ｃ10（ｔ
n+1 ）の変化は（６）式に示すように充電電流Ｉn+1 に
単位時間Δｔを乗じて加算する。
位時間Δｔ後の時刻ｔn+1 における残存容量Ｃ10（ｔ
n+1 ）の変化は（６）式に示すように充電電流Ｉn+1 に
単位時間Δｔを乗じて加算する。
【数６】 Ｃ10（ｔn+1 ）＝Ｃ10（ｔn ）＋Ｉn+1 ×Δｔ （６）
【００１６】このように蓄電池の充放電における演算処
理は、図２に示す演算手段９により行われる。充電と放
電の計算方法による差は残存容量の差となって表れるの
で、停電回復時の充電において、充電電流がある一定
値、例えば０．０１Ｃ以下に減少してから充電タイマを
スタートさせ、タイムアップにて例え残存容量が１００
％に達していなくても、満充電の１００％として見なす
ことにより計算誤差の補正をすることが可能であり、こ
れらの補正も演算手段９にて行う。上記により求められ
た残存容量及び放電残時間はＬＥＤ，液晶，ＥＬ等の表
示手段１０によりサイクルタイムΔｔ毎に更新し表示さ
れる。
理は、図２に示す演算手段９により行われる。充電と放
電の計算方法による差は残存容量の差となって表れるの
で、停電回復時の充電において、充電電流がある一定
値、例えば０．０１Ｃ以下に減少してから充電タイマを
スタートさせ、タイムアップにて例え残存容量が１００
％に達していなくても、満充電の１００％として見なす
ことにより計算誤差の補正をすることが可能であり、こ
れらの補正も演算手段９にて行う。上記により求められ
た残存容量及び放電残時間はＬＥＤ，液晶，ＥＬ等の表
示手段１０によりサイクルタイムΔｔ毎に更新し表示さ
れる。
【００１７】表示手段１０が残存容量・放電残時間の変
化の様子を図示するのに充分な分解能を有するドットピ
ッチの表示手段を用いるなら、図６に示すような放電状
態の軌跡（太い実線表示）と推定（鎖線表示）を演算手
段９の指令により図示することができる。以下にこの図
６に示されている概要について述べる。停電検出時刻ｔ
0 後、最初の計測サイクルタイムとしての単位時間Δｔ
において、放電電流Ｉ1 について（２）式から（５）式
までの計算を行い、放電残時間ｔd ＝ｔ4 なるＢ点を求
めることができる。放電電流Ｉ1 は時刻ｔ1 まで一定で
あるので、Ａ点とＢ点を結ぶ直線と時刻ｔ1 の交点であ
るＣ点までは残存容量及び放電時間の軌跡はＡＣ間の直
線に沿って減少する。そして時刻ｔ1 において、蓄電池
電流がＩ2 に増加した場合の軌跡は次のようになる。
化の様子を図示するのに充分な分解能を有するドットピ
ッチの表示手段を用いるなら、図６に示すような放電状
態の軌跡（太い実線表示）と推定（鎖線表示）を演算手
段９の指令により図示することができる。以下にこの図
６に示されている概要について述べる。停電検出時刻ｔ
0 後、最初の計測サイクルタイムとしての単位時間Δｔ
において、放電電流Ｉ1 について（２）式から（５）式
までの計算を行い、放電残時間ｔd ＝ｔ4 なるＢ点を求
めることができる。放電電流Ｉ1 は時刻ｔ1 まで一定で
あるので、Ａ点とＢ点を結ぶ直線と時刻ｔ1 の交点であ
るＣ点までは残存容量及び放電時間の軌跡はＡＣ間の直
線に沿って減少する。そして時刻ｔ1 において、蓄電池
電流がＩ2 に増加した場合の軌跡は次のようになる。
【００１８】時刻ｔ0 における放電電流Ｉ1 にてＢ点を
求めたと同様の方法で、放電電流Ｉ2 についても求める
と放電時刻ｔ2 なるＤ点が求められる。点Ａ，Ｄ間を結
ぶ直線をこの時の傾斜（ｔ4 ／ｔ2 ）を変えずに放電電
流Ｉ2 への変化点である時刻ｔ1 のＣ点まで平行移動
し、横軸の経過時間と交わる点Ｅが時刻ｔ1 における新
しい放電残時間の推定値で前の推定時刻ｔ4 から時刻ｔ
3 に変化し短くなる。任意の時刻ｔx において放電電流
Ｉ2 は一定であるので、残存容量Ｃ10（ｔx）は点Ｃと
Ｅを結ぶ直線上のＦ点に求められる。一方、放電残時間
は今後も放電電流Ｉ2 が流れると仮定した場合のＥ点の
時刻ｔ3 が限界値で、この点を通り時間の経過は放電電
流の大きさには依存しないので、直線ＣＢに平行移動す
ると時刻ｔ1 にてＧ点が求められる。
求めたと同様の方法で、放電電流Ｉ2 についても求める
と放電時刻ｔ2 なるＤ点が求められる。点Ａ，Ｄ間を結
ぶ直線をこの時の傾斜（ｔ4 ／ｔ2 ）を変えずに放電電
流Ｉ2 への変化点である時刻ｔ1 のＣ点まで平行移動
し、横軸の経過時間と交わる点Ｅが時刻ｔ1 における新
しい放電残時間の推定値で前の推定時刻ｔ4 から時刻ｔ
3 に変化し短くなる。任意の時刻ｔx において放電電流
Ｉ2 は一定であるので、残存容量Ｃ10（ｔx）は点Ｃと
Ｅを結ぶ直線上のＦ点に求められる。一方、放電残時間
は今後も放電電流Ｉ2 が流れると仮定した場合のＥ点の
時刻ｔ3 が限界値で、この点を通り時間の経過は放電電
流の大きさには依存しないので、直線ＣＢに平行移動す
ると時刻ｔ1 にてＧ点が求められる。
【００１９】即ち、時刻ｔ1 において放電残時間は（ｔ
4 −ｔ1 ）から（ｔ3 −ｔ1 ）に急激に減少し、その後
は時刻ｔx までは直線的に減少する軌跡を示している。
またその後の推定される残存容量の変化は点Ｆ，Ｅを結
ぶ鎖線で示され、放電残時間の変化は点Ｈ，Ｅを結ぶ一
点鎖線で示される。もし、時刻ｔx 以降についても放電
電流の変化が発生しても同様に求めることができ、これ
らを作図して表示する手段を有することはマン・マシン
・インタフェースとして有益である。
4 −ｔ1 ）から（ｔ3 −ｔ1 ）に急激に減少し、その後
は時刻ｔx までは直線的に減少する軌跡を示している。
またその後の推定される残存容量の変化は点Ｆ，Ｅを結
ぶ鎖線で示され、放電残時間の変化は点Ｈ，Ｅを結ぶ一
点鎖線で示される。もし、時刻ｔx 以降についても放電
電流の変化が発生しても同様に求めることができ、これ
らを作図して表示する手段を有することはマン・マシン
・インタフェースとして有益である。
【００２０】実例として前記時刻ｔ1 における急激な残
時間の変化は負荷電流の変動に追従して変化するので直
感的で理解し易く、例えば、ある時刻にて放電残時間の
値が期待する保持時間に達しない小さい値の場合は、負
荷の重要度に応じて優先順位の低いレベルの負荷を順次
切り放す等の方法が行われる。負荷の切り放しに追従し
て放電残時間は大きくなり、現状まままでよいのか、更
に負荷の切り放しが必要なのか容易に判断できる。ま
た、残存容量が条件設定手段１３により設定された警報
レベルにどの時点で達するのか推定することも容易であ
る。
時間の変化は負荷電流の変動に追従して変化するので直
感的で理解し易く、例えば、ある時刻にて放電残時間の
値が期待する保持時間に達しない小さい値の場合は、負
荷の重要度に応じて優先順位の低いレベルの負荷を順次
切り放す等の方法が行われる。負荷の切り放しに追従し
て放電残時間は大きくなり、現状まままでよいのか、更
に負荷の切り放しが必要なのか容易に判断できる。ま
た、残存容量が条件設定手段１３により設定された警報
レベルにどの時点で達するのか推定することも容易であ
る。
【００２１】以上述べたように本発明による残存容量の
求め方は規格ＳＢＡ６００１による容量算出法の（１）
式に忠実に基づいてはいないが、近似的な方法として有
効であり、そのうえ従来の電流と時間との積による算出
方法に比較して極めて精度が向上している。前述したよ
うに、実際の蓄電池容量の決定は、放電パターンが一般
的にはわからないので、最悪値の最大放電電流を一定と
仮定した保持時間で決定しているので、（１）式による
誤差を論じることは適正でなく、本発明は比較的簡単な
計算でしかも前記規格ＳＢＡ６００１による考え方を取
り入れているので精度的にも高く実用的である。
求め方は規格ＳＢＡ６００１による容量算出法の（１）
式に忠実に基づいてはいないが、近似的な方法として有
効であり、そのうえ従来の電流と時間との積による算出
方法に比較して極めて精度が向上している。前述したよ
うに、実際の蓄電池容量の決定は、放電パターンが一般
的にはわからないので、最悪値の最大放電電流を一定と
仮定した保持時間で決定しているので、（１）式による
誤差を論じることは適正でなく、本発明は比較的簡単な
計算でしかも前記規格ＳＢＡ６００１による考え方を取
り入れているので精度的にも高く実用的である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は標準的な直流給電システムに適
用できるように整流装置の定格が異なっても、また、蓄
電池種別や定格が異なってもそれらの条件設定できる手
段を設けて登録，保持される。また、シャント４および
５による２つの電流の計測値は設定値に対して定められ
た比率で換算され、蓄電池の種別，許容最低電圧，放電
率，温度に関する補正が演算手段９により行われるの
で、残存容量及び残時間表示に対する精度は極めて高
い。また、高性能な表示手段を用いれば、上記の軌跡や
予測値を図示することもできる。更に必要により通信イ
ンタフェース回路を設けることにより、これらの情報を
監視するホスト・コンピュータに送信することも可能で
ある。従って、近年、整流装置に蓄電池容量をモニタす
る機能が要求されることが多くなっているので汎用性を
有する本発明の表示装置を直流給電システムに搭載する
ことは極めて有益である。
用できるように整流装置の定格が異なっても、また、蓄
電池種別や定格が異なってもそれらの条件設定できる手
段を設けて登録，保持される。また、シャント４および
５による２つの電流の計測値は設定値に対して定められ
た比率で換算され、蓄電池の種別，許容最低電圧，放電
率，温度に関する補正が演算手段９により行われるの
で、残存容量及び残時間表示に対する精度は極めて高
い。また、高性能な表示手段を用いれば、上記の軌跡や
予測値を図示することもできる。更に必要により通信イ
ンタフェース回路を設けることにより、これらの情報を
監視するホスト・コンピュータに送信することも可能で
ある。従って、近年、整流装置に蓄電池容量をモニタす
る機能が要求されることが多くなっているので汎用性を
有する本発明の表示装置を直流給電システムに搭載する
ことは極めて有益である。
【図１】本発明に係る直流給電システムのブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明の容量・残時間表示装置の一実施例ブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明における残存容量を推定する放電電流
（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放電係数の特性曲線図である。
（Ｃ−Ｒａｔｅ）と放電係数の特性曲線図である。
【図４】蓄電池の所定規格に基づく容量換算時間Ｋと放
電時間Ｔの特性曲線図である。
電時間Ｔの特性曲線図である。
【図５】蓄電池の所定規格に基づく放電パターン図であ
る。
る。
【図６】本発明における演算結果の一例を表示手段に表
示される表示例図である。
示される表示例図である。
【図７】従来の直流給電システムのブロック図である。
【図８】従来の容量・残時間表示装置のブロック図であ
る。
る。
１ 整流装置 ２ 蓄電池 ３ 負荷 ４，５ シャント ６，６０ 表示装置 ７ 入出力手段 ８ 第１計測手段 ９ 演算手段 １０ 表示手段 １１ 温度センサ １２ 第２計測手段 １３ 条件設定手段 １４ 第１記憶手段 １５ 第２記憶手段 １６ 通信インタフェース回路
Claims (3)
- 【請求項１】 整流装置と蓄電池より負荷に電力を供給
する直流給電システムの表示装置であって、前記整流装
置との間で信号の入出力を行う入出力手段と、前記整流
装置の出力電流と負荷電流を計測する第１計測手段と、
該第１計測出力で計算された出力電流と負荷電流との差
より蓄電池電流を求める演算手段を備えた蓄電池の容量
・残時間表示装置において、 前記蓄電池のケース温度を測定する第２計測手段と、 前記整流装置及び蓄電池の仕様設定項目とその設定値を
集めたテーブル・データを記憶する第１記憶手段と、 前記第１記憶手段より選択して実際の運用条件に合わせ
て設定できる条件設定手段と、 蓄電池の所定の規格に定められた容量換算時間（Ｋ）と
放電時間（Ｔ）特性を利用して、定格容量が既知である
蓄電池を放電した場合の放電電流（Ｃ−Ｒａｔｅ）に対
する放電係数を求めてテーブル・データとして記憶する
第２記憶手段と、 前記第１計測手段及び第２計測手段より一定の単位時間
毎に計測した蓄電池の放電電流と温度に対応する放電係
数を前記第２記憶手段により求め、その値に前記放電電
流と単位時間を乗じて所定の時間率放電に換算した放電
量を算出して、満充電を初期値とする蓄電池容量から前
記放電量を順次減算して残存容量を求め、満充電に対す
る百分率を算出し、かつ前記残存容量を前記放電係数と
その時点の放電電流で除算し、動作条件における放電残
時間を推定する演算手段と、 その演算結果を計測の単位時間毎に更新して表示する表
示手段とを具備することを特徴とする蓄電池の容量・残
時間表示装置。 - 【請求項２】 前記表示手段が前記演算手段による演算
結果を計測の単位時間毎に更新して表示すると共に、演
算結果を軌跡として図示表示することができる表示手段
である請求項１記載の蓄電池の容量・残時間表示装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２計測手段による計測値
並びに前記演算手段による演算データを、外部に転送す
るための通信インタフェース回路を備えた請求項１また
は２記載の蓄電池の容量・残時間表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19387694A JP3272874B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄電池の容量・残時間表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19387694A JP3272874B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄電池の容量・残時間表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843508A true JPH0843508A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3272874B2 JP3272874B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=16315221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19387694A Expired - Lifetime JP3272874B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄電池の容量・残時間表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272874B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018626A1 (fr) * | 1997-10-06 | 1999-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source d'alimentation a batteries |
| KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
| JP2002236155A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の残容量演算方法 |
| WO2003085411A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-16 | I.D.X Company Ltd. | Battery management system |
| KR100433783B1 (ko) * | 2002-02-18 | 2004-06-04 | 에스케이텔레텍주식회사 | 이동통신 단말기의 배터리의 잔존용량 측정 장치 및 방법 |
| WO2006096002A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of setting initial value of soc of battery using ocv temperature hysteresis |
| JP2008185473A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Origin Electric Co Ltd | 蓄電池の放電残存時間予測装置及び方法及びプログラム |
| JP2014107113A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電池の運用管理装置及び方法 |
| JP2014202732A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリの充電量検出装置およびバッテリの充電量検出方法 |
| CN104991195A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-21 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 锌银电池高温加速贮存试验方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103185863B (zh) * | 2011-12-31 | 2017-06-20 | 山特电子（深圳）有限公司 | 变负载情况下电池备电时间的估算方法和系统 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP19387694A patent/JP3272874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018626A1 (fr) * | 1997-10-06 | 1999-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source d'alimentation a batteries |
| US6225788B1 (en) * | 1997-10-06 | 2001-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery power source device |
| US6344728B1 (en) | 1997-10-06 | 2002-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery power source supply with coolant flow |
| KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
| JP2002236155A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の残容量演算方法 |
| KR100433783B1 (ko) * | 2002-02-18 | 2004-06-04 | 에스케이텔레텍주식회사 | 이동통신 단말기의 배터리의 잔존용량 측정 장치 및 방법 |
| WO2003085411A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-16 | I.D.X Company Ltd. | Battery management system |
| WO2006096002A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of setting initial value of soc of battery using ocv temperature hysteresis |
| JP2008185473A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Origin Electric Co Ltd | 蓄電池の放電残存時間予測装置及び方法及びプログラム |
| JP4677416B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2011-04-27 | オリジン電気株式会社 | 蓄電池の放電残存時間予測装置及び方法及びプログラム |
| JP2014107113A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電池の運用管理装置及び方法 |
| JP2014202732A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリの充電量検出装置およびバッテリの充電量検出方法 |
| CN104991195A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-21 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 锌银电池高温加速贮存试验方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3272874B2 (ja) | 2002-04-08 |
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