JPH09121473A - 交流電源装置 - Google Patents

交流電源装置

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Publication number
JPH09121473A
JPH09121473A JP7303761A JP30376195A JPH09121473A JP H09121473 A JPH09121473 A JP H09121473A JP 7303761 A JP7303761 A JP 7303761A JP 30376195 A JP30376195 A JP 30376195A JP H09121473 A JPH09121473 A JP H09121473A
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JP
Japan
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storage battery
voltage
internal resistance
discharging
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP7303761A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Yamamoto
利男 山本
Yukio Tada
幸生 多田
Katsuhisa Michinaga
勝久 道永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication of JPH09121473A publication Critical patent/JPH09121473A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流電源装置に用いる蓄電池は経年劣化する
ので常に劣化状況の監視が必要である。蓄電池の劣化状
況を把握する方法として内部抵抗を測定する方法がある
が、測定装置はその構成が複雑になり、寸法、重量、価
格などの面で不利であった。また、従来装置では、信頼
性の面でも問題があった。 【解決手段】 瞬時放電手段で蓄電池を瞬時放電させ、
その時の蓄電池の電圧降下を電圧測定手段で測定する。
測定された蓄電池の電圧降下値と瞬時放電手段による蓄
電池の放電電流値とは内部抵抗導出手段に取り込まれ、
内部抵抗導出手段は電圧降下値を放電電流値で除算し
て、蓄電池の内部抵抗を導出する。この導出した内部抵
抗から、蓄電池の状態を監視して劣化状況を把握するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流回路に蓄電池
とチョークコイルとを備えた交流電源装置の信頼性向上
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術について、図面を参照して説
明する。
【0003】図3は従来の交流電源装置の構成を示すブ
ロック図である。この図において、1は入力端子、2は
整流器、3はインバータ、4は出力端子であり、11は
コンデンサ、12は蓄電池、16はチョークコイルであ
る。
【0004】入力端子1は交流電源装置に交流電力を入
力するためのものであり、出力端子4は交流電源装置か
ら交流電力を出力するためのものである。一般に、入力
端子1には商用電源系統が接続され、出力端子4には負
荷が接続される。また、整流器2は交流電力を入力して
直流電力を出力するものであり、インバータ3は直流電
力を入力して交流電力を出力するものである。整流器2
の交流入力側は入力端子1に、直流出力側はインバータ
3の直流入力側に接続され、さらにインバータ3の交流
出力側は出力端子4に接続される。また、コンデンサ1
1はインバータ3の直流入力側に並列に接続され、蓄電
池12はチョークコイル16と直列に接続された上でイ
ンバータ3の直流入力側に並列に接続される。
【0005】交流電源装置の動作は以下のとおりであ
る。入力端子1に接続された商用電源系統が健全なとき
は、整流器2が商用電源系統から交流電力の供給を受け
て動作し、インバータ3に直流電力を供給するととも
に、蓄電池12の充電を行う。インバータ3は整流器2
から供給された直流電力を負荷に最適な交流電力に変換
し、出力端子4を介して負荷に供給する。蓄電池12が
既に満充電されている場合は、整流器2は蓄電池12の
自己放電分を補うような微小な充電を行う。
【0006】商用電源系統が停電したときは、整流器2
が動作できなくなって停止するので、代わりに蓄電池1
2が放電を行ってインバータ3に直流電力を供給する。
一般に、蓄電池12は整流器2が停止すると直ちに放電
を開始するので、インバータ3は負荷に交流電力を瞬断
することなく連続的に供給することができる。商用電源
系統が復電したときは、整流器2は動作を再開してイン
バータ3に直流電力を供給するとともに、蓄電池12を
回復充電する。
【0007】一般に、インバータ3には半導体素子を応
用した静止型インバータが用いられ、その半導体素子が
高速にスイッチング動作を行うことによって直流電力を
交流電力に変換している。その際、インバータ3の出力
電流に比例した大きさのリップル電流が、インバータ3
の直流入力側に流れる。コンデンサ11はこのリップル
電流の主たる供給源として備えられている。なお、リッ
プル電流はコンデンサ11と蓄電池12とに分流するた
め、蓄電池12もリップル電流の供給源として機能す
る。
【0008】ただし、一般に蓄電池は過大なリップル電
流が流れると自己発熱して寿命が短縮されてしまうの
で、リップル電流値が適正範囲に収まるように設計しな
ければならない。図3に示す交流電源装置においてチョ
ークコイル16が蓄電池12に直列に接続されているの
は、蓄電池12に流れるリップル電流を制限するためで
ある。ただし、チョークコイル16を省略してもリップ
ル電流値が適正範囲に収まる場合は、これを省略するこ
とが多い。
【0009】周知のとおり、蓄電池は経年劣化によって
実容量が次第に低下し、ついには寿命に達して使用に耐
えなくなる。図3の交流電源装置において、経年劣化に
よって蓄電池12の実容量が低下すると、商用電源系統
の停電時に負荷への給電ができなくなる場合がある。従
って、装置の信頼性を確保するためには、蓄電池12の
劣化状況を定期的に把握し、劣化しておれば新品に交換
するということが重要になる。
【0010】蓄電池の劣化状況を把握する方法としては
様々な方法が提案されているが、有力な方法の一つとし
て蓄電池の内部抵抗又は内部インピーダンスを測定する
という方法がある。一般に、劣化した蓄電池は内部抵抗
及び内部インピーダンスが大きくなるためである。そこ
で、蓄電池の内部インピーダンスを測定する装置がいく
つか提案されている。蓄電池の内部インピーダンスの測
定方法としては、蓄電池を所定の電流で充電又は放電さ
せ、その時の蓄電池の電圧上昇分又は電圧降下分を測定
し、通電電流で除算する方法が広く用いられている。
【0011】図4は放電方式の蓄電池内部インピーダン
ス測定装置を備えた交流電源装置の構成を示すブロック
図である。この図において、100は蓄電池内部インピ
ーダンス測定装置であり、101は蓄電池放電用の模擬
負荷、102は蓄電池電圧測定用の電圧測定手段、10
3は蓄電池回路開閉用のスイッチ、104はバイパス用
のダイオード、105は演算制御手段である。蓄電池内
部インピーダンス測定装置100は、模擬負荷101と
電圧測定手段102とスイッチ103とダイオード10
4と演算制御手段105とから構成される。また、この
図ではチョークコイル16が省略された場合の例を示し
ている。これら以外の構成は図3と共通するので、同じ
符号を付して説明を省略する。
【0012】模擬負荷101と電圧測定手段102とは
蓄電池12に並列に接続され、スイッチ103は蓄電池
12に直列に接続される。また、ダイオード104はス
イッチ103に並列に接続され、その向きは蓄電池12
の充電電流に対しては非導通だが放電電流に対しては導
通する向きである。演算制御手段105は、模擬負荷1
01、電圧測定手段102、スイッチ103の動作を制
御し、必要な演算処理を行うものである。なお、蓄電池
12はスイッチ103と直列に接続された上でインバー
タ3の直流入力側に並列に接続される。
【0013】蓄電池内部インピーダンス測定装置100
の動作は以下のとおりである。蓄電池12の内部インピ
ーダンスを測定するときは、スイッチ103を開いて蓄
電池12を整流器2から切り離し、模擬負荷101を動
作させて蓄電池12を放電させ、その時の蓄電池12の
電圧降下分を電圧測定手段102にて測定する。測定し
た電圧降下分を模擬負荷101での放電電流で除算すれ
ば、蓄電池12の内部インピーダンスが求められる。一
方、蓄電池12の内部インピーダンスを測定しないとき
は、スイッチ103を閉じて蓄電池12を整流器2に接
続する。以上の動作は演算制御手段105にて制御され
る。
【0014】ここで、蓄電池12の内部インピーダンス
を測定するときにスイッチ103を開いて蓄電池12を
整流器2から切り離すのは、整流器2から模擬負荷10
1へ電流が流れ込まないようにするためである。また、
ダイオード104を備えているのは、スイッチ103を
開いているときに商用電源系統が停電しても、蓄電池1
2からの放電を確保するためである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術で
は、蓄電池12の内部インピーダンスを測定するため
に、蓄電池内部インピーダンス測定装置100において
スイッチ103及びダイオード104を備えているた
め、交流電源装置の構成が複雑になり、寸法、重量、価
格等の面で不利であった。また、スイッチ103が故障
すると蓄電池12が充電できなくなることがあり、信頼
性の面でも問題点があった。
【0016】本発明の目的は、チョークコイルを備えた
交流電源装置において蓄電池を瞬間的に充電又は放電さ
せることにより、簡単な構成で蓄電池の劣化状況を把握
することを可能とした交流電源装置を提供することにあ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本第1発明では蓄電池の電圧を測定する電圧測定手
段と、蓄電池を瞬間的に放電させる瞬時放電手段と、瞬
時放電手段によって蓄電池を瞬時放電させた時の蓄電池
の電圧降下を電圧測定手段によって測定して、蓄電池の
内部抵抗を導出する内部抵抗導出手段とを備えることと
した。
【0018】また、本第2発明では蓄電池の電圧を測定
する電圧測定手段と、蓄電池を瞬間的に充電する瞬時充
電手段と、瞬時充電手段によって蓄電池を瞬時充電した
時の蓄電池の電圧上昇を電圧測定手段によって測定し
て、蓄電池の内部抵抗を導出する内部抵抗導出手段とを
備えることとした。
【0019】
【発明の実施の形態】本第1発明による交流電源装置で
は、瞬時放電手段が蓄電池を瞬時放電させ、その時の蓄
電池の電圧降下を電圧測定手段が測定する。測定された
蓄電池の電圧降下値と瞬時放電手段による蓄電池の放電
電流値とは内部抵抗導出手段に取り込まれ、内部抵抗導
出手段は電圧降下値を放電電流値で除算して、蓄電池の
内部抵抗を導出する。
【0020】本第2発明による交流電源装置では、瞬時
充電手段が蓄電池を瞬時充電し、その時の蓄電池の電圧
上昇を電圧測定手段が測定する。測定された蓄電池の電
圧上昇値と瞬時充電手段による蓄電池の充電電流値とは
内部抵抗導出手段に取り込まれ、内部抵抗導出手段は電
圧上昇値を充電電流値で除算して、蓄電池の内部抵抗を
導出する。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
【0022】図1は本第1発明を実施した交流電源装置
の構成を示すブロック図である。この図において、13
は蓄電池12の電圧を測定する電圧測定手段、14は蓄
電池12を瞬間的に放電させる瞬時放電手段、15は瞬
時放電手段14によって蓄電池12を瞬時放電させた時
の蓄電池12の電圧降下を電圧測定手段13によって測
定して、蓄電池12の内部抵抗を導出する内部抵抗導出
手段である。これら以外の構成は図3と共通するので、
同じ符号を付して説明を省略する。
【0023】電圧測定手段13は蓄電池12の電圧を測
定する目的なので蓄電池12に並列に接続され、瞬時放
電手段14は蓄電池12を瞬間的に放電させる目的なの
でやはり蓄電池12に並列に接続される。そして、蓄電
池12とチョークコイル16とを直列に接続したもの
が、インバータ3の直流入力側に並列に接続される。
【0024】電圧測定手段13にて測定された蓄電池1
2の電圧降下値と、瞬時放電手段14による蓄電池12
の放電電流値とは、内部抵抗導出手段15に取り込まれ
る。内部抵抗導出手段15は電圧降下値を放電電流値で
除算して蓄電池12の内部抵抗を導出し、その劣化状況
を把握する。
【0025】瞬時放電手段14が蓄電池12を放電させ
る時間は、整流器2の自動制御系が応答しないような瞬
間的な時間とする。すると、瞬時放電手段14が蓄電池
12を放電させても整流器2の出力電圧は変化しない。
また、チョークコイル16を蓄電池2に直列に接続して
いるので、整流器2から瞬時放電手段14へ電流が流れ
込むことがない。従って、整流器2やインバータ3に影
響を与えることなく、蓄電池12のみを瞬間的に放電さ
せることが可能となる。
【0026】図2は本第2発明を実施した交流電源装置
の構成を示すブロック図である。この図において、14
aは蓄電池12を瞬間的に充電する瞬時充電手段、15
は瞬時充電手段14aによって蓄電池12を瞬時充電し
た時の蓄電池12の電圧上昇を電圧測定手段13によっ
て測定して、蓄電池12の内部抵抗を導出する内部抵抗
導出手段である。これら以外の構成は図1と共通するの
で、同じ符号を付して説明を省略する。
【0027】瞬時充電手段14aは蓄電池12を瞬間的
に充電する目的なので蓄電池12に並列に接続される。
そして、電圧測定手段13にて測定された蓄電池12の
電圧上昇値と、瞬時充電手段14aによる蓄電池12の
充電電流値とは、内部抵抗導出手段15に取り込まれ
る。内部抵抗導出手段15は電圧上昇値を充電電流値で
除算して蓄電池12の内部抵抗を導出し、その劣化状況
を把握する。
【0028】第2発明を実施した交流電源装置は、第1
発明を実施した交流電源装置と比較して蓄電池12を充
電するのか放電させるのかが異なっているだけであり、
充電又は放電させた時の蓄電池の電圧変化分を測定して
その内部抵抗を導出し、蓄電池の劣化状況を把握すると
いう本発明の趣旨は共通している。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、チョークコイルを備え
た交流電源装置において蓄電池を瞬間的に充電又は放電
させることにより、簡単な構成で蓄電池の劣化状況を把
握することが可能となるので、交流電源装置の寸法、重
量、価格、信頼性等を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本第1発明を実施した交流電源装置の構成を示
すブロック図
【図2】本第2発明を実施した交流電源装置の構成を示
すブロック図
【図3】従来の交流電源装置の構成を示すブロック図
【図4】放電方式の蓄電池内部インピーダンス測定装置
を備えた交流電源装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 入力端子 2 整流器 3 インバータ 4 出力端子 11 コンデンサ 12 蓄電池 13 電圧測定手段 14 瞬時放電手段 14a 瞬時充電手段 15 内部抵抗導出手段 16 チョークコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 7/00 H02J 7/00 Q H02M 1/14 H02M 1/14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を入力して交流電力を出力する
    インバータと、蓄電池と、前記蓄電池に直列に接続され
    たチョークコイルとを備え、前記蓄電池と前記チョーク
    コイルとの直列回路が前記インバータの直流入力側に並
    列に接続された交流電源装置において、前記蓄電池の電
    圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電池を瞬間的に放
    電させる瞬時放電手段と、前記瞬時放電手段によって前
    記蓄電池を瞬時放電させた時の前記蓄電池の電圧降下を
    前記電圧測定手段によって測定して、前記蓄電池の内部
    抵抗を導出する内部抵抗導出手段とを備えることを特徴
    とする交流電源装置。
  2. 【請求項2】 直流電力を入力して交流電力を出力する
    インバータと、蓄電池と、前記蓄電池に直列に接続され
    たチョークコイルとを備え、前記蓄電池と前記チョーク
    コイルとの直列回路が前記インバータの直流入力側に並
    列に接続された交流電源装置において、前記蓄電池の電
    圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電池を瞬間的に充
    電する瞬時充電手段と、前記瞬時充電手段によって前記
    蓄電池を瞬時充電した時の前記蓄電池の電圧上昇を前記
    電圧測定手段によって測定して、前記蓄電池の内部抵抗
    を導出する内部抵抗導出手段とを備えることを特徴とす
    る交流電源装置。
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