JP3199202B2 - 直列接続組電池の放電容量試験方法 - Google Patents
直列接続組電池の放電容量試験方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、停電バックアップ電源
の組電池構成法に係わり、特にバックアップ機能を継続
したまま電池の保有電力量を自動的に計測する直列接続
組電池の放電容量試験方法に関するものである。
の組電池構成法に係わり、特にバックアップ機能を継続
したまま電池の保有電力量を自動的に計測する直列接続
組電池の放電容量試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の停電バックアップ電源の
一例を示す回路図である。
一例を示す回路図である。
【０００３】この従来例において、２次電池セルが直列
接続されて２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３を構成し、
２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３が直列接続されて組電
池Ｂを構成している。充電回路Ｃは、入力電源Ｅの電圧
を、２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３を充電する電圧に
整合するものであり、負荷Ｌに供給する電圧を出力電圧
安定化回路Ｓが安定化している。
接続されて２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３を構成し、
２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３が直列接続されて組電
池Ｂを構成している。充電回路Ｃは、入力電源Ｅの電圧
を、２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３を充電する電圧に
整合するものであり、負荷Ｌに供給する電圧を出力電圧
安定化回路Ｓが安定化している。
【０００４】この従来例において、通常状態（入力電源
Ｅの電圧が正常な状態）では、充電回路Ｃによって、組
電池Ｂ内の２次電池セル列Ａ１〜Ａ３を充電するに適当
な電圧に入力電源Ｅの出力電圧が整合され、組電池Ｂの
充電を行い、停電状態（入力電源Ｅが停止した状態）で
は、組電池Ｂから負荷Ｌに電力が供給されるとともに、
出力電圧安定化回路Ｓが、負荷Ｌが必要とする電圧に組
電池Ｂの端子電圧を整合させて出力する。
Ｅの電圧が正常な状態）では、充電回路Ｃによって、組
電池Ｂ内の２次電池セル列Ａ１〜Ａ３を充電するに適当
な電圧に入力電源Ｅの出力電圧が整合され、組電池Ｂの
充電を行い、停電状態（入力電源Ｅが停止した状態）で
は、組電池Ｂから負荷Ｌに電力が供給されるとともに、
出力電圧安定化回路Ｓが、負荷Ｌが必要とする電圧に組
電池Ｂの端子電圧を整合させて出力する。
【０００５】また、組電池Ｂは、負荷Ｌが必要とする電
力と、出力電圧安定化回路Ｓで消費される電力損失との
和の電力に、保証すべき許容停電継続時間を乗じて得ら
れる必要電力容量を保有している必要がある。さらに、
組電池Ｂを構成する２次電池セルは時間の経過とともに
生じる経年劣化によってその最大保有電力容量が減少す
るので、必要期間に劣化して減少する電力容量分を当初
から余分に含んだ初期電力容量を、組電池Ｂに準備して
おく必要がある。このように組電池を構成することによ
って、バックアップ電源は、必要期間において許容停電
継続時間、停電バックアップを持続することが可能とな
る。
力と、出力電圧安定化回路Ｓで消費される電力損失との
和の電力に、保証すべき許容停電継続時間を乗じて得ら
れる必要電力容量を保有している必要がある。さらに、
組電池Ｂを構成する２次電池セルは時間の経過とともに
生じる経年劣化によってその最大保有電力容量が減少す
るので、必要期間に劣化して減少する電力容量分を当初
から余分に含んだ初期電力容量を、組電池Ｂに準備して
おく必要がある。このように組電池を構成することによ
って、バックアップ電源は、必要期間において許容停電
継続時間、停電バックアップを持続することが可能とな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２次電池セ
ルが劣化する特性は、その２次電池セルが置かれている
温湿度環境条件、充放電回数等に影響されるので、ある
時点において組電池Ｂの保有電力が必要電力容量を実際
に保有しているか否かについては、その組電池Ｂを実際
に放電することによって、放電容量試験（保有電力量の
計測）を実施しなければ確定できない。この場合、放電
容量試験のために組電池Ｂを放電すると、組電池Ｂの再
充電が完了するまでの間は、バックアップ機能が低下ま
たは停止することになる。
ルが劣化する特性は、その２次電池セルが置かれている
温湿度環境条件、充放電回数等に影響されるので、ある
時点において組電池Ｂの保有電力が必要電力容量を実際
に保有しているか否かについては、その組電池Ｂを実際
に放電することによって、放電容量試験（保有電力量の
計測）を実施しなければ確定できない。この場合、放電
容量試験のために組電池Ｂを放電すると、組電池Ｂの再
充電が完了するまでの間は、バックアップ機能が低下ま
たは停止することになる。
【０００７】上記従来例においては、放電容量試験時に
バックアップ機能の低下または停止を阻止するために、
放電容量試験中またはその試験の直後であって組電池Ｂ
が再充電されていない間に、停電が発生しても支障が生
じないように、組電池Ｂと同等以上の電力容量を有する
充電された組電池を予備として事前に用意し、この予備
の組電池と実際の組電池Ｂとを交換または並列接続した
後に、放電容量試験を実施している。しかし、上記のよ
うに予備の組電池と実際の組電池Ｂとを交換または並列
接続した後に、放電容量試験を実施するようにすると、
予備の組電池分のコストの上昇、設置スペースの増大と
いう問題が生じる。
バックアップ機能の低下または停止を阻止するために、
放電容量試験中またはその試験の直後であって組電池Ｂ
が再充電されていない間に、停電が発生しても支障が生
じないように、組電池Ｂと同等以上の電力容量を有する
充電された組電池を予備として事前に用意し、この予備
の組電池と実際の組電池Ｂとを交換または並列接続した
後に、放電容量試験を実施している。しかし、上記のよ
うに予備の組電池と実際の組電池Ｂとを交換または並列
接続した後に、放電容量試験を実施するようにすると、
予備の組電池分のコストの上昇、設置スペースの増大と
いう問題が生じる。
【０００８】本発明は、予備の組電池を設けなくても、
バックアップ機能を確保することができる直列接続組電
池の放電容量試験方法を提供することを目的とするもの
である。
バックアップ機能を確保することができる直列接続組電
池の放電容量試験方法を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、２次電池セル列を少なくとも１つ冗長に直列に接続
するように組電池を構成し、組電池を充電した後、組電
池内の冗長な数以下の２次電池セル列を選択し、組電池
から出力される電流の通路を形成するように、選択され
た２次電池セル列をバイパスする経路を設け、選択され
た２次電池セル列を組電池から切り離し、選択された２
次電池セル列を放電したときの放電電力量を計測するこ
とによって、選択された２次電池セル列の保有電力量を
求める方法である。
は、２次電池セル列を少なくとも１つ冗長に直列に接続
するように組電池を構成し、組電池を充電した後、組電
池内の冗長な数以下の２次電池セル列を選択し、組電池
から出力される電流の通路を形成するように、選択され
た２次電池セル列をバイパスする経路を設け、選択され
た２次電池セル列を組電池から切り離し、選択された２
次電池セル列を放電したときの放電電力量を計測するこ
とによって、選択された２次電池セル列の保有電力量を
求める方法である。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明にさらに、放電した２次電池セル列について、組
電池内への接続、バイパス経路の解除、再充電を行った
後に、上記保有電力量を求めた２次電池セル列以外の２
次電池セル列のそれぞれについて、バイパス経路の設
置、組電池からの切り離し、放電、放電電力量の計測、
組電池内への接続、バイパス経路の解除、再充電の一連
の動作を、順次実行することによって、組電池全体の放
電容量試験を行う方法である。
の発明にさらに、放電した２次電池セル列について、組
電池内への接続、バイパス経路の解除、再充電を行った
後に、上記保有電力量を求めた２次電池セル列以外の２
次電池セル列のそれぞれについて、バイパス経路の設
置、組電池からの切り離し、放電、放電電力量の計測、
組電池内への接続、バイパス経路の解除、再充電の一連
の動作を、順次実行することによって、組電池全体の放
電容量試験を行う方法である。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明は、２次電池セル列を少
なくとも１つ冗長に直列に接続するように組電池を構成
し、組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以下の２
次電池セル列を選択し、この選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求めるので、予備
の組電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を
確保することができ、しかも、組電池を構成する複数の
２次電池セル列を同時期に設置すれば、各２次電池セル
列の放電容量は互いにほぼ同じであることが多いことか
ら、１つの２次電池セル列のみを放電させ、その放電量
を測定し、他の２次電池セル列の放電量もそれと同じで
あると仮定すれば、組電池全体の放電容量の測定操作が
容易である。
なくとも１つ冗長に直列に接続するように組電池を構成
し、組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以下の２
次電池セル列を選択し、この選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求めるので、予備
の組電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を
確保することができ、しかも、組電池を構成する複数の
２次電池セル列を同時期に設置すれば、各２次電池セル
列の放電容量は互いにほぼ同じであることが多いことか
ら、１つの２次電池セル列のみを放電させ、その放電量
を測定し、他の２次電池セル列の放電量もそれと同じで
あると仮定すれば、組電池全体の放電容量の測定操作が
容易である。
【００１２】請求項２に記載の発明は、全ての２次電池
セル列について、バイパス経路の設置、組電池からの切
り離し、放電、放電電力量の計測、組電池内への接続、
バイパス経路の解除、再充電の一連の動作を、順次実行
することによって、組電池全体の放電容量試験を行うの
で、予備の組電池を設けなくても、組電池のバックアッ
プ機能を確保することができ、しかも、より確実な放電
容量測定データを得ることができる。
セル列について、バイパス経路の設置、組電池からの切
り離し、放電、放電電力量の計測、組電池内への接続、
バイパス経路の解除、再充電の一連の動作を、順次実行
することによって、組電池全体の放電容量試験を行うの
で、予備の組電池を設けなくても、組電池のバックアッ
プ機能を確保することができ、しかも、より確実な放電
容量測定データを得ることができる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【００１４】この第１実施例は、互いに直列接続された
複数の２次電池セルで構成された２次電池セル列Ａ１、
Ａ２、Ａ３〜Ａｎが直列接続されることによって組電池
Ｂ１が構成され、この組電池Ｂ１に蓄積された電力によ
って、電源の持続性を保証する停電バックアップ電源で
あり、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの１つを除外しても所
定時間のバックアップ動作が可能なように、１つの２次
電池セル列が冗長なものである。
複数の２次電池セルで構成された２次電池セル列Ａ１、
Ａ２、Ａ３〜Ａｎが直列接続されることによって組電池
Ｂ１が構成され、この組電池Ｂ１に蓄積された電力によ
って、電源の持続性を保証する停電バックアップ電源で
あり、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの１つを除外しても所
定時間のバックアップ動作が可能なように、１つの２次
電池セル列が冗長なものである。
【００１５】充電回路Ｃは、入力電源Ｅの出力電圧を昇
圧したり降圧することによって、入力電源Ｅの出力電圧
を、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎを充電する電圧に整合す
る回路であり、出力電圧安定化回路Ｓは、負荷Ｌに供給
する電圧を安定化する回路である。放電容量測定回路Ｊ
は、放電している２次電池セル列の放電容量を測定する
回路であり、たとえば、図示しない所定の負荷に放電電
流を流したときの電流値と、この負荷の両端電圧と、放
電時間とに基づいて電力容量を計測し、この測定データ
を出力するものである。
圧したり降圧することによって、入力電源Ｅの出力電圧
を、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎを充電する電圧に整合す
る回路であり、出力電圧安定化回路Ｓは、負荷Ｌに供給
する電圧を安定化する回路である。放電容量測定回路Ｊ
は、放電している２次電池セル列の放電容量を測定する
回路であり、たとえば、図示しない所定の負荷に放電電
流を流したときの電流値と、この負荷の両端電圧と、放
電時間とに基づいて電力容量を計測し、この測定データ
を出力するものである。
【００１６】バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３〜Ｄ
ｎは、それぞれ、２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３〜Ａ
ｎと並列に接続されるべきダイオードであり、２次電池
セル列Ａ１〜Ａｎのうちで１つの２次電池セル列が組電
池Ｂ１から切り離されたときに、この切り離された２次
電池セル列を除く２次電池セル列が負荷Ｌに電流を供給
することができるように、組電池Ｂ１から出力される電
流の通路を形成するものである。
ｎは、それぞれ、２次電池セル列Ａ１、Ａ２、Ａ３〜Ａ
ｎと並列に接続されるべきダイオードであり、２次電池
セル列Ａ１〜Ａｎのうちで１つの２次電池セル列が組電
池Ｂ１から切り離されたときに、この切り離された２次
電池セル列を除く２次電池セル列が負荷Ｌに電流を供給
することができるように、組電池Ｂ１から出力される電
流の通路を形成するものである。
【００１７】スイッチＳ１は、２次電池セル列Ａ１を組
電池Ｂ１から切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ
１を放電容量測定回路Ｊに接続させるものであり、スイ
ッチＳ２ａ、Ｓ２ｂは、２次電池セル列Ａ２を組電池Ｂ
１から切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ２を放
電容量測定回路Ｊに接続させるものであり、スイッチＳ
３ａ、Ｓ３ｂは、２次電池セル列Ａ３を組電池Ｂ１から
切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ３を放電容量
測定回路Ｊに接続させるものであり、スイッチＳｎａ、
Ｓｎｂは、２次電池セル列Ａｎを組電池Ｂ１から切り離
し、切り離された２次電池セル列Ａｎを放電容量測定回
路Ｊに接続させるものである。
電池Ｂ１から切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ
１を放電容量測定回路Ｊに接続させるものであり、スイ
ッチＳ２ａ、Ｓ２ｂは、２次電池セル列Ａ２を組電池Ｂ
１から切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ２を放
電容量測定回路Ｊに接続させるものであり、スイッチＳ
３ａ、Ｓ３ｂは、２次電池セル列Ａ３を組電池Ｂ１から
切り離し、切り離された２次電池セル列Ａ３を放電容量
測定回路Ｊに接続させるものであり、スイッチＳｎａ、
Ｓｎｂは、２次電池セル列Ａｎを組電池Ｂ１から切り離
し、切り離された２次電池セル列Ａｎを放電容量測定回
路Ｊに接続させるものである。
【００１８】すなわち、スイッチＳ１の切換接片が２次
電池セル列Ａ１の＋端子に接続され、スイッチＳ１の接
点ＸがダイオードＤ１のカソード端子に接続され、スイ
ッチＳ１の接点Ｙが放電容量測定回路Ｊに接続されてい
る。また、スイッチＳ２ａの切換接片が２次電池セル列
Ａ２のプラス端子に接続され、スイッチＳ２ａの接点Ｘ
がダイオードＤ２のカソード端子とダイオードＤ３のア
ノード端子とに接続され、スイッチＳ２ａの接点Ｙが放
電容量測定回路Ｊに接続され、スイッチＳ２ｂの切換接
片が２次電池セル列Ａ２のマイナス端子に接続され、ス
イッチＳ２ｂの接点ＸがダイオードＤ２のアノード端子
とダイオードＤ４のアノード端子とに接続され、スイッ
チＳ２ｂの接点Ｙが入力電源Ｅのマイナス側端子に接続
されている。
電池セル列Ａ１の＋端子に接続され、スイッチＳ１の接
点ＸがダイオードＤ１のカソード端子に接続され、スイ
ッチＳ１の接点Ｙが放電容量測定回路Ｊに接続されてい
る。また、スイッチＳ２ａの切換接片が２次電池セル列
Ａ２のプラス端子に接続され、スイッチＳ２ａの接点Ｘ
がダイオードＤ２のカソード端子とダイオードＤ３のア
ノード端子とに接続され、スイッチＳ２ａの接点Ｙが放
電容量測定回路Ｊに接続され、スイッチＳ２ｂの切換接
片が２次電池セル列Ａ２のマイナス端子に接続され、ス
イッチＳ２ｂの接点ＸがダイオードＤ２のアノード端子
とダイオードＤ４のアノード端子とに接続され、スイッ
チＳ２ｂの接点Ｙが入力電源Ｅのマイナス側端子に接続
されている。
【００１９】スイッチＳ３ａ〜Ｓ３ｎは、スイッチＳ２
ａと同様に接続され、スイッチＳ３ｂ〜Ｓｎｂは、スイ
ッチＳ２ｂと同様に接続されている。なお、スイッチＳ
３ａとＳ３ｂとのように、「Ｓ」の次に続く数字が同じ
スイッチは同時に切り換わり、しかも、一方のスイッチ
がＸ接点に接続されれば他方のスイッチもＸ接点に接続
されようになっている。
ａと同様に接続され、スイッチＳ３ｂ〜Ｓｎｂは、スイ
ッチＳ２ｂと同様に接続されている。なお、スイッチＳ
３ａとＳ３ｂとのように、「Ｓ」の次に続く数字が同じ
スイッチは同時に切り換わり、しかも、一方のスイッチ
がＸ接点に接続されれば他方のスイッチもＸ接点に接続
されようになっている。
【００２０】なお、２次電池セル列Ａ１を切り換えるス
イッチはスイッチＳ１のみであるが、これは上記回路構
成における電位関係からマイナス側のスイッチを省略し
たためである。
イッチはスイッチＳ１のみであるが、これは上記回路構
成における電位関係からマイナス側のスイッチを省略し
たためである。
【００２１】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
る。
【００２２】まず、スイッチＳ１、Ｓ２ａ〜Ｓｎａ、Ｓ
２ｂ〜Ｓｎの全てを、端子Ｘに切り換えておき、入力電
源Ｅの出力電圧が正常であれば、この出力電圧を充電回
路Ｃが、組電池Ｂ１内の２次電池セル列Ａ１〜Ａｎを充
電するに適当な電圧に整合して充電する。この結果、最
終的には組電池Ｂ１が満充電になる（組電池Ｂ１が完全
に充電された状態になる）。
２ｂ〜Ｓｎの全てを、端子Ｘに切り換えておき、入力電
源Ｅの出力電圧が正常であれば、この出力電圧を充電回
路Ｃが、組電池Ｂ１内の２次電池セル列Ａ１〜Ａｎを充
電するに適当な電圧に整合して充電する。この結果、最
終的には組電池Ｂ１が満充電になる（組電池Ｂ１が完全
に充電された状態になる）。
【００２３】この満充電状態において、組電池Ｂ１内の
任意の１つの２次電池セル列、たとえば２次電池セル列
Ａ１について放電容量試験を行う。つまり、スイッチＳ
１のみを、端子Ｘから端子Ｙに切り換える。これによっ
て、２次電池セル列Ａ１の充電電流が放電容量測定回路
Ｊに流れ、放電容量測定回路Ｊによって、２次電池セル
列Ａ１の保有電力量が計測される。
任意の１つの２次電池セル列、たとえば２次電池セル列
Ａ１について放電容量試験を行う。つまり、スイッチＳ
１のみを、端子Ｘから端子Ｙに切り換える。これによっ
て、２次電池セル列Ａ１の充電電流が放電容量測定回路
Ｊに流れ、放電容量測定回路Ｊによって、２次電池セル
列Ａ１の保有電力量が計測される。
【００２４】この放電容量試験中には、２次電池セル列
Ａ１が組電池Ｂ１から切り離されているが、ダイオード
Ｄ１によって組電池Ｂ１の負荷Ｌへの放電電流路が形成
され、しかも１つの２次電池セル列が冗長なものである
ように設定されているので、停電バックアップには支障
がない。
Ａ１が組電池Ｂ１から切り離されているが、ダイオード
Ｄ１によって組電池Ｂ１の負荷Ｌへの放電電流路が形成
され、しかも１つの２次電池セル列が冗長なものである
ように設定されているので、停電バックアップには支障
がない。
【００２５】そして、２次電池セル列Ａ１の放電試験が
終了した後に、スイッチＳ１をＸ端子に切り換え、充電
回路Ｃから２次電池セル列Ａ１に再び充電を行う。組電
池Ｂ１をたとえばトリクル充電によって充電するのであ
れば、２次電池セル列Ａ１の接続を組電池Ｂ１に戻す前
に充電する必要がないので、スイッチＳ１をＸ接点に切
り換えるだけで、充電電流路が形成され、ダイオードＤ
１が逆バイアスされて放電バイパス電流路が遮断され、
充電回路Ｃからの充電電流の供給が再開し、２次電池セ
ル列Ａ１への充電を開始する。
終了した後に、スイッチＳ１をＸ端子に切り換え、充電
回路Ｃから２次電池セル列Ａ１に再び充電を行う。組電
池Ｂ１をたとえばトリクル充電によって充電するのであ
れば、２次電池セル列Ａ１の接続を組電池Ｂ１に戻す前
に充電する必要がないので、スイッチＳ１をＸ接点に切
り換えるだけで、充電電流路が形成され、ダイオードＤ
１が逆バイアスされて放電バイパス電流路が遮断され、
充電回路Ｃからの充電電流の供給が再開し、２次電池セ
ル列Ａ１への充電を開始する。
【００２６】なお、放電容量試験に供した２次電池セル
列Ａ１を組電池Ｂ１に戻した直後であって、この２次電
池セル列Ａ１の充電が未完了な時点で停電が生じた場
合、その２次電池セル列Ａ１は完全に放電し、両端電圧
が零になるまでは電流を通過させるが、それ以後はダイ
オードＤ１が導通し、放電電流を２次電池セル列Ａ１か
らバイパスするので、他の２次電池セル列Ａ２〜Ａｎの
放電によって２次電池セル列Ａ１が逆充電される危険は
ない。
列Ａ１を組電池Ｂ１に戻した直後であって、この２次電
池セル列Ａ１の充電が未完了な時点で停電が生じた場
合、その２次電池セル列Ａ１は完全に放電し、両端電圧
が零になるまでは電流を通過させるが、それ以後はダイ
オードＤ１が導通し、放電電流を２次電池セル列Ａ１か
らバイパスするので、他の２次電池セル列Ａ２〜Ａｎの
放電によって２次電池セル列Ａ１が逆充電される危険は
ない。
【００２７】この２次電池セル列Ａ１への充電が完了し
た後に、別の２次電池セル列、たとえば２次電池セル列
Ａ２について、放電容量試験を行う。この場合は、スイ
ッチＳ２ａとＳ２ｂとをともに、端子Ｘから端子Ｙに切
り換える。これによって、２次電池セル列Ａ２の充電電
流が放電容量測定回路Ｊに流れ、放電容量測定回路Ｊに
よって、２次電池セル列Ａ２の保有電力量が計測され
る。
た後に、別の２次電池セル列、たとえば２次電池セル列
Ａ２について、放電容量試験を行う。この場合は、スイ
ッチＳ２ａとＳ２ｂとをともに、端子Ｘから端子Ｙに切
り換える。これによって、２次電池セル列Ａ２の充電電
流が放電容量測定回路Ｊに流れ、放電容量測定回路Ｊに
よって、２次電池セル列Ａ２の保有電力量が計測され
る。
【００２８】次に、２次電池セル列Ａ３について、対応
する２つのスイッチＳ３ａ、Ｓ３ｂを切り換えて、２次
電池セル列Ａ３を組電池Ｂ１から切り離し、放電し、放
電電力量を計測し、組電池Ｂ１内へ接続し、再充電する
という一連の動作を実行し、２次電池セル列Ａ４〜Ａｎ
のそれぞれについても、２次電池セル列Ａ２、Ａ３と同
様に、対応する２つのスイッチを切り換えて、２次電池
セル列を組電池Ｂ１から切り離し、放電し、放電電力量
を計測し、組電池Ｂ１内へ接続し、再充電するという一
連の動作を実行することによって、組電池Ｂ１の全体の
放電容量試験を行う。
する２つのスイッチＳ３ａ、Ｓ３ｂを切り換えて、２次
電池セル列Ａ３を組電池Ｂ１から切り離し、放電し、放
電電力量を計測し、組電池Ｂ１内へ接続し、再充電する
という一連の動作を実行し、２次電池セル列Ａ４〜Ａｎ
のそれぞれについても、２次電池セル列Ａ２、Ａ３と同
様に、対応する２つのスイッチを切り換えて、２次電池
セル列を組電池Ｂ１から切り離し、放電し、放電電力量
を計測し、組電池Ｂ１内へ接続し、再充電するという一
連の動作を実行することによって、組電池Ｂ１の全体の
放電容量試験を行う。
【００２９】このようにして、最終的に組電池Ｂ１内の
全ての２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの各電力容量を計測
し、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの電力容量の総和を求め
ることによって、組電池Ｂ１全体の電力容量を計測する
ことができる。
全ての２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの各電力容量を計測
し、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの電力容量の総和を求め
ることによって、組電池Ｂ１全体の電力容量を計測する
ことができる。
【００３０】したがって、上記第１実施例においては、
組電池Ｂ１内の全ての２次電池セル列について放電容量
測定を確実に行うことができ、放電容量測定を行う２次
電池セル列が冗長構成分であるので、放電容量試験中ま
たはその直後であって再充電が未了状態のときに入力電
源Ｅが停止したとしても、必要期間の間はバックアップ
機能を保証でき、しかも予備の組電池分ほどのコストの
上昇がなく、設置スペースの増大が少ない。
組電池Ｂ１内の全ての２次電池セル列について放電容量
測定を確実に行うことができ、放電容量測定を行う２次
電池セル列が冗長構成分であるので、放電容量試験中ま
たはその直後であって再充電が未了状態のときに入力電
源Ｅが停止したとしても、必要期間の間はバックアップ
機能を保証でき、しかも予備の組電池分ほどのコストの
上昇がなく、設置スペースの増大が少ない。
【００３１】上記実施例においては、組電池Ｂ１が満充
電となったときに、組電池Ｂ１内の１つの２次電池セル
列についてのみ放電容量試験を行っているが、組電池Ｂ
１が満充電となったときに、２つ以上の２次電池セル列
について同時に放電容量試験を行うようにしてもよい。
ただし、同時に放電容量試験を行う２次電池セル列の数
は、２次電池セル列の冗長な数以下である必要がある。
電となったときに、組電池Ｂ１内の１つの２次電池セル
列についてのみ放電容量試験を行っているが、組電池Ｂ
１が満充電となったときに、２つ以上の２次電池セル列
について同時に放電容量試験を行うようにしてもよい。
ただし、同時に放電容量試験を行う２次電池セル列の数
は、２次電池セル列の冗長な数以下である必要がある。
【００３２】上記実施例において、複数の２次電池セル
を互いに直列接続することによって２次電池セル列を構
成しているが、複数の２次電池セルを直並列接続するこ
とによって２次電池セル列を構成するようにしてもよ
い。上記実施例において、複数の２次電池セルによって
２次電池セル列を構成しているが、１つの２次電池セル
によって２次電池セル列を構成するようにしてもよい。
また、上記実施例では、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎまで
ｎ個設けられているが、このｎは任意の数であり、２次
電池セル列を２つ設けてもよく、３つ設けるようにして
もよく、また、２次電池セル列の冗長な数を２以上とし
てもよい。
を互いに直列接続することによって２次電池セル列を構
成しているが、複数の２次電池セルを直並列接続するこ
とによって２次電池セル列を構成するようにしてもよ
い。上記実施例において、複数の２次電池セルによって
２次電池セル列を構成しているが、１つの２次電池セル
によって２次電池セル列を構成するようにしてもよい。
また、上記実施例では、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎまで
ｎ個設けられているが、このｎは任意の数であり、２次
電池セル列を２つ設けてもよく、３つ設けるようにして
もよく、また、２次電池セル列の冗長な数を２以上とし
てもよい。
【００３３】すなわち、上記第１実施例は、２次電池セ
ル列を１つ以上冗長に直列に接続するように組電池を構
成し、この組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以
下の２次電池セル列を選択し、組電池から出力される電
流の通路を形成するように、選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求め、放電した２
次電池セル列について、組電池内への接続、バイパス経
路の解除、再充電を行った後に、保有電力量を求めた２
次電池セル列以外の２次電池セル列のそれぞれについ
て、上記バイパス経路の設置、上記組電池からの切り離
し、上記放電、上記放電電力量の計測、上記組電池内へ
の接続、上記バイパス経路の解除、上記再充電の一連の
動作を、順次実行することによって、組電池全体の放電
容量試験を行うものである。
ル列を１つ以上冗長に直列に接続するように組電池を構
成し、この組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以
下の２次電池セル列を選択し、組電池から出力される電
流の通路を形成するように、選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求め、放電した２
次電池セル列について、組電池内への接続、バイパス経
路の解除、再充電を行った後に、保有電力量を求めた２
次電池セル列以外の２次電池セル列のそれぞれについ
て、上記バイパス経路の設置、上記組電池からの切り離
し、上記放電、上記放電電力量の計測、上記組電池内へ
の接続、上記バイパス経路の解除、上記再充電の一連の
動作を、順次実行することによって、組電池全体の放電
容量試験を行うものである。
【００３４】さらに、上記実施例においては、スイッチ
Ｓ１、Ｓ２ａ〜Ｓｎａ、Ｓ２ｂ〜Ｓｎｂは機械的なスイ
ッチであるとして表示してあるが、これらのスイッチＳ
１、Ｓ２ａ〜Ｓｎａ、Ｓ２ｂ〜Ｓｎｂをトランジスタ等
で構成した電子的なスイッチとし、マイクロコンピュー
タ等の指令によって切り換え制御されるものであるとし
てもよい。
Ｓ１、Ｓ２ａ〜Ｓｎａ、Ｓ２ｂ〜Ｓｎｂは機械的なスイ
ッチであるとして表示してあるが、これらのスイッチＳ
１、Ｓ２ａ〜Ｓｎａ、Ｓ２ｂ〜Ｓｎｂをトランジスタ等
で構成した電子的なスイッチとし、マイクロコンピュー
タ等の指令によって切り換え制御されるものであるとし
てもよい。
【００３５】図２は、本発明の第２実施例を示す回路図
である。
である。
【００３６】この第２実施例は、図１に示す第１実施例
と基本的には同じであるが、第１実施例におけるスイッ
チＳ１、Ｓ３ａ〜Ｓｎａ、Ｓ３ｂ〜Ｓｎｂとダイオード
Ｄ１、Ｄ３〜Ｄｎが削除され、２次電池セル列Ａ３〜Ａ
ｎが直列接続され、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂを介して２
次電池セル列Ａ１とＡ２とＡ３とが直列接続され、放電
容量測定回路ＪがスイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂを介して２次
電池セル列Ａ２にのみ接続されている点が異なる。
と基本的には同じであるが、第１実施例におけるスイッ
チＳ１、Ｓ３ａ〜Ｓｎａ、Ｓ３ｂ〜Ｓｎｂとダイオード
Ｄ１、Ｄ３〜Ｄｎが削除され、２次電池セル列Ａ３〜Ａ
ｎが直列接続され、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂを介して２
次電池セル列Ａ１とＡ２とＡ３とが直列接続され、放電
容量測定回路ＪがスイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂを介して２次
電池セル列Ａ２にのみ接続されている点が異なる。
【００３７】図２に示す第２実施例においては、まず、
スイッチＳ２ａとＳ２ｂとをＸ端子に切り換えておき、
入力電源Ｅの出力電圧が正常であれば、この出力電圧が
充電回路Ｃによって適当な電圧に変圧され、２次電池セ
ル列Ａ１〜Ａｎを充電し、組電池Ｂ１が満充電になる。
この満充電状態で、２次電池セル列Ａ２について放電容
量試験を行うために、スイッチＳ２ａとＳ２ｂとをＹ端
子に切り換える。これによって、２次電池セル列Ａ２の
充電電流が放電容量測定回路Ｊに流れ、放電容量測定回
路Ｊによって、２次電池セル列Ａ２の保有電力量が計測
される。
スイッチＳ２ａとＳ２ｂとをＸ端子に切り換えておき、
入力電源Ｅの出力電圧が正常であれば、この出力電圧が
充電回路Ｃによって適当な電圧に変圧され、２次電池セ
ル列Ａ１〜Ａｎを充電し、組電池Ｂ１が満充電になる。
この満充電状態で、２次電池セル列Ａ２について放電容
量試験を行うために、スイッチＳ２ａとＳ２ｂとをＹ端
子に切り換える。これによって、２次電池セル列Ａ２の
充電電流が放電容量測定回路Ｊに流れ、放電容量測定回
路Ｊによって、２次電池セル列Ａ２の保有電力量が計測
される。
【００３８】この場合、組電池Ｂ１を構成する２次電池
セル列Ａ１〜Ａｎを同時期に設置すれば、２次電池セル
列Ａ１〜Ａｎのそれぞれの放電容量は互いにほぼ同じで
あることが多いことから、１つの２次電池セル列Ａ２の
みを放電させ、その放電量を測定し、他の２次電池セル
列の放電量もそれと同じであると考えれば、放電容量の
測定操作が容易である。しかも、組電池Ｂ１内の２次電
池セル列Ａ２は冗長構成分であるから、放電容量試験
中、またはその直後であって再充電が未了状態のときに
入力電源Ｅが停止したとしても、バックアップ機能を保
証できる。
セル列Ａ１〜Ａｎを同時期に設置すれば、２次電池セル
列Ａ１〜Ａｎのそれぞれの放電容量は互いにほぼ同じで
あることが多いことから、１つの２次電池セル列Ａ２の
みを放電させ、その放電量を測定し、他の２次電池セル
列の放電量もそれと同じであると考えれば、放電容量の
測定操作が容易である。しかも、組電池Ｂ１内の２次電
池セル列Ａ２は冗長構成分であるから、放電容量試験
中、またはその直後であって再充電が未了状態のときに
入力電源Ｅが停止したとしても、バックアップ機能を保
証できる。
【００３９】すなわち、上記第２実施例は、２次電池セ
ル列を１つ以上冗長に直列に接続するように組電池を構
成し、この組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以
下の２次電池セル列を選択し、組電池から出力される電
流の通路を形成するように、選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求めるものであ
る。
ル列を１つ以上冗長に直列に接続するように組電池を構
成し、この組電池を充電した後、組電池内の冗長な数以
下の２次電池セル列を選択し、組電池から出力される電
流の通路を形成するように、選択された２次電池セル列
をバイパスする経路を設け、選択された２次電池セル列
を組電池から切り離し、選択された２次電池セル列を放
電したときの放電電力量を計測することによって、選択
された２次電池セル列の保有電力量を求めるものであ
る。
【００４０】図３は、図１に示す第１実施例の変形例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【００４１】この変形例は、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎ
を放電容量試験している途中でも、放電容量試験に供す
る２次電池セル列以外の２次電池セル列の充電を継続で
きるように改良した例である。つまり、図１におけるダ
イオードＤ１〜Ｄｎの代わりに、２次電池セル列Ａ１〜
Ａｎの最大端子電圧よりも高い降伏電圧を有する定電圧
ダイオードＤ１ｚ〜Ｄｎｚを設けたものである。
を放電容量試験している途中でも、放電容量試験に供す
る２次電池セル列以外の２次電池セル列の充電を継続で
きるように改良した例である。つまり、図１におけるダ
イオードＤ１〜Ｄｎの代わりに、２次電池セル列Ａ１〜
Ａｎの最大端子電圧よりも高い降伏電圧を有する定電圧
ダイオードＤ１ｚ〜Ｄｎｚを設けたものである。
【００４２】これによって、たとえば２次電池セル列Ａ
２が放電容量試験のために、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂに
よって切り離されても、定電圧ダイオードＤ２ｚの降伏
電圧と、定電圧ダイオードＤ２ｚに直列に接続される２
次電池セル列Ａ１、Ａ３〜Ａｎの端子電圧との総和を越
える電圧を、充電回路Ｃが供給すれば、定電圧ダイオー
ドＤ２ｚを介して充電電流通路が確保される。したがっ
て、２次電池セル列Ａ２を放電容量試験している途中で
も、放電容量試験に供する２次電池セル列Ａ２以外の２
次電池セル列Ａ１、Ａ３〜Ａｎへの充電を継続できる。
なお、２次電池セル列Ａ２以外の２次電池セル列が放電
容量試験のために組電池Ｂ１から切り離された場合も、
上記と同様である。また、上記動作以外の動作は、図１
に示す第１実施例の動作と同じである。
２が放電容量試験のために、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂに
よって切り離されても、定電圧ダイオードＤ２ｚの降伏
電圧と、定電圧ダイオードＤ２ｚに直列に接続される２
次電池セル列Ａ１、Ａ３〜Ａｎの端子電圧との総和を越
える電圧を、充電回路Ｃが供給すれば、定電圧ダイオー
ドＤ２ｚを介して充電電流通路が確保される。したがっ
て、２次電池セル列Ａ２を放電容量試験している途中で
も、放電容量試験に供する２次電池セル列Ａ２以外の２
次電池セル列Ａ１、Ａ３〜Ａｎへの充電を継続できる。
なお、２次電池セル列Ａ２以外の２次電池セル列が放電
容量試験のために組電池Ｂ１から切り離された場合も、
上記と同様である。また、上記動作以外の動作は、図１
に示す第１実施例の動作と同じである。
【００４３】図４は、図２に示す第２実施例の変形例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【００４４】この変形例は、２次電池セル列Ａ２を放電
容量試験している途中でも、放電容量試験に供する２次
電池セル列以外の２次電池セル列の充電を継続できるよ
うに改良した例である。つまり、図２におけるダイオー
ドＤ２の代わりに、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの最大端
子電圧よりも高い降伏電圧を有する定電圧ダイオードＤ
２ｚを設けたものである。
容量試験している途中でも、放電容量試験に供する２次
電池セル列以外の２次電池セル列の充電を継続できるよ
うに改良した例である。つまり、図２におけるダイオー
ドＤ２の代わりに、２次電池セル列Ａ１〜Ａｎの最大端
子電圧よりも高い降伏電圧を有する定電圧ダイオードＤ
２ｚを設けたものである。
【００４５】この場合も、２次電池セル列Ａ２が放電容
量試験のために、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂによって切り
離されても、定電圧ダイオードＤ２ｚの降伏電圧と、定
電圧ダイオードＤ２ｚに直列に接続される２次電池セル
列Ａ１、Ａ３〜Ａｎの端子電圧との総和を越える電圧
を、充電回路Ｃが供給すれば、定電圧ダイオードＤ２ｚ
を介して充電電流通路が確保され、２次電池セル列Ａ２
を放電容量試験している途中でも、放電容量試験に供す
る２次電池セル列Ａ２以外の２次電池セル列Ａ１、Ａ３
〜Ａｎへの充電を継続できる。
量試験のために、スイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂによって切り
離されても、定電圧ダイオードＤ２ｚの降伏電圧と、定
電圧ダイオードＤ２ｚに直列に接続される２次電池セル
列Ａ１、Ａ３〜Ａｎの端子電圧との総和を越える電圧
を、充電回路Ｃが供給すれば、定電圧ダイオードＤ２ｚ
を介して充電電流通路が確保され、２次電池セル列Ａ２
を放電容量試験している途中でも、放電容量試験に供す
る２次電池セル列Ａ２以外の２次電池セル列Ａ１、Ａ３
〜Ａｎへの充電を継続できる。
【００４６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、予備の
組電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を確
保することができ、しかも、１つの２次電池セル列のみ
を放電させたときの放電量を測定し、他の２次電池セル
列の放電量もそれと同じであると推測すれば、放電容量
の測定操作が容易であるという効果を奏する。
組電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を確
保することができ、しかも、１つの２次電池セル列のみ
を放電させたときの放電量を測定し、他の２次電池セル
列の放電量もそれと同じであると推測すれば、放電容量
の測定操作が容易であるという効果を奏する。
【００４７】請求項２に記載の発明によれば、予備の組
電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を確保
することができ、しかも、より確実な放電容量測定デー
タを得ることができるという効果を奏する。
電池を設けなくても、組電池のバックアップ機能を確保
することができ、しかも、より確実な放電容量測定デー
タを得ることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す回路図である。
【図３】第１実施例の変形例を示す回路図である。
【図４】第２実施例の変形例を示す回路図である。
【図５】従来の停電バックアップ電源の一例を示す回路
図である。
図である。
Ｅ…入力電源、 Ｃ…充電回路、 Ｓ…出力電圧安定化回路、 Ｌ…負荷、 Ｂ１…組電池、 Ｊ…放電容量測定回路、 Ｓ１、Ｓ１ａ〜Ｓｎａ、Ｓ１ｂ〜Ｓｎｂ…切換スイッ
チ、 Ｘ、Ｙ…切換スイッチの接点、 Ａ１〜Ａｎ…組電池Ｂ１を構成する２次電池セル列、 Ｄ１〜Ｄｎ…電流バイパスダイオード、 Ｄ１ｚ〜Ｄｎｚ…電流バイパスダイオードとしての定電
圧ダイオード。
チ、 Ｘ、Ｙ…切換スイッチの接点、 Ａ１〜Ａｎ…組電池Ｂ１を構成する２次電池セル列、 Ｄ１〜Ｄｎ…電流バイパスダイオード、 Ｄ１ｚ〜Ｄｎｚ…電流バイパスダイオードとしての定電
圧ダイオード。
フロントページの続き (72)発明者 山下 隆司 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/36
Claims (2)
- 【請求項１】 １つまたは複数の２次電池セルで構成さ
れる２次電池セル列が、複数直列接続されることによっ
て組電池が構成され、この組電池に蓄積された電力によ
って、電源の持続性を保証する停電バックアップ電源に
おいて、 上記２次電池セル列を１つ以上冗長に直列に接続するよ
うに上記組電池を構成し、上記組電池を充電した後、上
記組電池内の冗長な数以下の上記２次電池セル列を選択
し、上記組電池から出力される電流の通路を形成するよ
うに、上記選択された２次電池セル列をバイパスする経
路を設け、上記選択された２次電池セル列を上記組電池
から切り離し、上記選択された２次電池セル列を放電し
たときの放電電力量を計測することによって、上記選択
された２次電池セル列の保有電力量を求めることを特徴
とする直列接続組電池の放電容量試験方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記選択された２次電池セル列を放電したときの放電電
力量を計測することによって上記選択された２次電池セ
ル列の保有電力量を求め、上記放電した２次電池セル列
について、上記組電池内への接続、上記バイパス経路の
解除、再充電を行った後に、上記保有電力量を求めた２
次電池セル列以外の２次電池セル列のそれぞれについ
て、上記バイパス経路の設置、上記組電池からの切り離
し、上記放電、上記放電電力量の計測、上記組電池内へ
の接続、上記バイパス経路の解除、上記再充電の一連の
動作を、順次実行することによって、組電池全体の放電
容量試験を行うことを特徴とする直列接続組電池の放電
容量試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21799293A JP3199202B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 直列接続組電池の放電容量試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21799293A JP3199202B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 直列接続組電池の放電容量試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755901A JPH0755901A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3199202B2 true JP3199202B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16712931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21799293A Expired - Lifetime JP3199202B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 直列接続組電池の放電容量試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199202B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1698003A4 (en) * | 2003-12-17 | 2009-09-02 | Exide Technologies | BATTERY ENERGY STORAGE MODULE |
| JP4993679B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-08-08 | オリジン電気株式会社 | 蓄電池放電制御装置 |
| US7948211B2 (en) | 2008-04-18 | 2011-05-24 | International Business Machines Corporation | System and methods to extend the service life of portable devices |
| JP6237179B2 (ja) | 2013-12-06 | 2017-11-29 | 富士通株式会社 | 電源装置 |
| JP7054453B2 (ja) * | 2018-11-29 | 2022-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システム |
| CN114137434B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-09-20 | 中国农业银行股份有限公司天津市分行 | 一种不间断电源设备测试方法、设备及系统 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP21799293A patent/JP3199202B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755901A (ja) | 1995-03-03 |
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