JPH07239373A - Calculator for residual capacity of battery - Google Patents
Calculator for residual capacity of batteryInfo
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器の電源に付
加する無停電電源装置のバッテリ残存容量の推定に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to estimation of a battery remaining capacity of an uninterruptible power supply unit added to a power supply of electronic equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、例えば実告昭60−6767号
公報に示された従来のバッテリ制御方式の機能ブロック
図を示したものであり、図において1はバッテリ、2は
バッテリの放電量を検知する残存容量計、3はバッテリ
使用時間を記憶する時間記憶部、4は対数増幅器、5は
減算回路である。なおこの減算回路は、残存容量計の出
力から対数増幅器の出力を減算して補正後のバッテリ残
存容量を出力する。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a functional block diagram of a conventional battery control system disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 60-6767, in which 1 is a battery and 2 is a discharge amount of the battery. Is a remaining capacity meter for detecting the time, 3 is a time storage unit for storing battery usage time, 4 is a logarithmic amplifier, and 5 is a subtraction circuit. The subtraction circuit subtracts the output of the logarithmic amplifier from the output of the remaining capacity meter and outputs the corrected remaining capacity of the battery.
【0003】次に上記構成の制御方式の動作について説
明する。残存容量計2は、バッテリ放電時の電流と端子
電圧を検出して、その値からバッテリの残存容量に応じ
た電圧を出力するように設計された回路である。一方、
バッテリは一般的に3年程度で充電可能な容量が大幅に
減少して寿命となるが、この寿命に近づくにしたがって
充電可能な容量が使用時間とともに減少する特性があ
る。この従来例ではこの特性を加味するため、時間記憶
部によりバッテリ使用時間を記憶するとともに、この出
力を対数増幅することによってバッテリ寿命曲線に近似
した結果を得て、上記バッテリの残存容量から減算する
補正を加えたものである。Next, the operation of the control system having the above configuration will be described. The remaining capacity meter 2 is a circuit designed to detect a current and a terminal voltage when the battery is discharged and output a voltage corresponding to the remaining capacity of the battery from the detected values. on the other hand,
Generally, a battery has a significantly reduced chargeable capacity in about 3 years and reaches the end of its life. However, as the battery approaches its life, the chargeable capacity thereof decreases with time of use. In this conventional example, in order to take this characteristic into consideration, the battery storage time is stored by the time storage unit, and the output is logarithmically amplified to obtain a result approximate to the battery life curve, which is subtracted from the remaining capacity of the battery. It has been corrected.
【0004】また特開平3−163375号公報ではそ
の従来の技術の欄で、二次電池の入出力電流値を積算し
計器に表示されている残存容量値に加減算することによ
って適宜残存容量の再表示を行うシステムの開示があ
り、また特開平1−313782号公報でもその課題を
解決する手段の欄で、充電完了後の実使用時間を積算す
ると共に電池の実使用時の放電電流を積算し、電池の充
電完了時の電池容量から放電電流積算値を減算すること
によって電池の残存容量を算出する方式が開示されてい
る。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-163375, in the column of the prior art, the input / output current value of the secondary battery is integrated and added / subtracted to / from the remaining capacity value displayed on the instrument to re-calculate the remaining capacity appropriately. There is a disclosure of a system for displaying, and in Japanese Patent Laid-Open No. 1-313782, in the section of means for solving the problem, the actual use time after completion of charging is integrated and the discharge current during actual use of the battery is integrated. There is disclosed a method of calculating the remaining capacity of the battery by subtracting the discharge current integrated value from the battery capacity when the battery is completely charged.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のバッテリ制御方
式は以上のように構成されているので、下記の課題があ
った。 (1)対象となるバッテリ特性に合わせた残存容量計お
よび対数増幅器を用いる必要があるため、調整が難し
く、また装置が複雑で高価となる。また、充電/放電電
流を積算する方式のものは残存容量の推定が不正確であ
る。 (2)停電復帰後の充電中に再び停電が発生した場合の
残存容量を正しく求めることができない。 (3)バッテリが充電も放電もされず放置されている期
間があると、残存容量を正しく求めることができない。 (4)バッテリの負荷は常に全負荷運転であり、バッテ
リ容量が不足したり、充電時間が十分でないときには充
分なバックアップが不可能となる。Since the conventional battery control system is constructed as described above, it has the following problems. (1) Since it is necessary to use a remaining capacity meter and a logarithmic amplifier that match the target battery characteristics, adjustment is difficult, and the device is complicated and expensive. In addition, the estimation of the remaining capacity is inaccurate in the method of integrating the charge / discharge current. (2) It is not possible to correctly obtain the remaining capacity when a power failure occurs again during charging after recovery from a power failure. (3) If there is a period in which the battery is left uncharged or discharged, the remaining capacity cannot be calculated correctly. (4) The battery load is always full load operation, and sufficient backup becomes impossible when the battery capacity is insufficient or the charging time is insufficient.
【0006】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、下記に示すバッテリ残存容量算出
装置を得ることを目的とする。 (1)調整が簡単であり、かつ特別な回路を必要とせず
小規模な装置とする。 (2)停電復帰後の充電中に再び停電が発生した場合で
あっても、残存容量を正しく求められる。 (3)装置が放置されている(充電も放電もされない状
態)期間がある場合でも、残存容量を正しく求められ
る。 (4)残存容量が少ない場合は、運転モードを変更し、
縮退運転モードとして重要度の高い動作のみを行わせ、
更にわずかとなった時は緊急停止モードとして負荷側を
異常のないように切り離すことができるようにした。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a battery remaining capacity calculating device shown below. (1) Adjustment is easy, and a small-scale device is required without requiring a special circuit. (2) Even when a power failure occurs again during charging after recovery from a power failure, the remaining capacity can be calculated correctly. (3) Even when there is a period in which the device is left uncharged (a state in which it is neither charged nor discharged), the remaining capacity can be accurately calculated. (4) If the remaining capacity is low, change the operation mode,
Only the operation of high importance is performed as the degenerate operation mode,
When the number becomes even smaller, the emergency stop mode was set so that the load side could be disconnected without abnormality.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係るバッテリ
残存容量算出装置は、それまでのバッテリの使用履歴を
記憶する履歴記憶手段と、このバッテリが充電状態にあ
るか放電状態にあるかを検出する充電/放電状態検出手
段と、このバッテリが充電状態または放電状態にある時
間を測定する時計と、充電状態にある充電時間から充電
量を算出する充電関数テーブルを備え、上記履歴から得
られる充電前の充電量に、上記関数から充電時間に対応
する充電量を加算して最新の充電量を得るようにした。A battery remaining capacity calculation apparatus according to the present invention detects history storage means for storing a history of battery usage up to that time, and whether the battery is in a charged state or a discharged state. Charging / discharging state detection means, a clock for measuring the time during which the battery is in a charging state or a discharging state, and a charging function table for calculating the amount of charge from the charging time during the charging state, and the charging obtained from the history The latest charge amount is obtained by adding the charge amount corresponding to the charge time from the above function to the previous charge amount.
【0008】また更に、充電状態にある時間が所定の時
間以下の場合は時間に比例する充電量があるとし、該所
定の時間以上の場合は充電換算テーブルで充電量を求め
て、関数テーブルに換えた。Further, when the time in the charged state is a predetermined time or less, it is assumed that there is a charge amount proportional to the time, and when it is longer than the predetermined time, the charge conversion table is used to obtain the charge amount and the function table is set. I changed it.
【0009】また更に、負荷量と放電状態にある放電時
間から放電容量を算出する放電関数テーブルを備え、放
電後の再充電時間には、履歴記憶手段に記憶する残存容
量から上記放電関数テーブルを利用して補正充電時間を
推定して再充電時間に加算するようにした。Furthermore, a discharge function table for calculating the discharge capacity from the load amount and the discharge time in the discharge state is provided, and at the time of recharging after the discharge, the discharge function table is calculated from the remaining capacity stored in the history storage means. The corrected charging time is estimated by using it and added to the recharging time.
【0010】また更に、放電状態か充電状態かを検出し
てそのいずれでもない放置状態にある放置時間を積算す
る放置時間積算手段と、この積算された放置時間から残
存容量を補正するための変動係数テーブルとを備え、放
置時間がある場合は、この放置時間量に対応する変動係
数を上記補正充電時間に乗じた値を上記再充電時間に加
算するようにした。Still further, a standing time integration means for detecting whether the battery is in a discharged state or a charged state and integrating a standing time in a standing state which is neither of them, and a fluctuation for correcting the remaining capacity from the accumulated standing time. A coefficient table is provided, and when there is a leaving time, a value obtained by multiplying the above-described corrected charging time by a variation coefficient corresponding to this leaving time amount is added to the recharging time.
【0011】また更に、残存容量を設定負荷量と設定運
転時間との積である設定負荷電力量と比較する残存容量
弁別手段と、この弁別された残存容量により負荷量を変
化させる運転モード指定手段とを備え、上記比較弁別結
果により負荷側の動作を通常運転モード、動作を限定し
て負荷電流を減らした縮退運転モード、そして更に残存
容量が残りわずかとなった場合には、負荷側を異常のな
いように切り離すための緊急停止モードと運転モードを
変化させるようにした。Furthermore, a remaining capacity discriminating means for comparing the remaining capacity with a set load electric energy which is a product of a set load amount and a set operating time, and an operation mode designating means for changing the load amount by the discriminated remaining capacity. Based on the comparison discrimination result above, the operation on the load side is in the normal operation mode, the degenerate operation mode in which the operation is limited to reduce the load current, and when the remaining capacity is very small, the load side is abnormal. The emergency stop mode for disconnecting and the operation mode are changed so that there is no.
【0012】[0012]
【作用】この発明によるバッテリ残存容量算出装置は、
充電の際のバッテリの残存容量は充電時間の関数で増加
するとして定め、その際の残存容量の初期値はそれまで
の充電と放電の状態の履歴を記憶していてその値で決ま
る。The battery remaining capacity calculating device according to the present invention is
The remaining capacity of the battery at the time of charging is defined as increasing as a function of the charging time, and the initial value of the remaining capacity at that time is determined by storing the history of the charging and discharging states up to that point.
【0013】更に、残存容量が少ない場合には充電量は
充電時間に比例し、充電時間が長くなると追加充電量は
充電時間と比例関係でない別の関係で決まる。Further, when the state of charge is small, the charge amount is proportional to the charging time, and when the charging time is long, the additional charge amount is determined by another relationship which is not proportional to the charging time.
【0014】更に、放電時間があると、その放電容量か
ら逆算して補正充電時間が算出されて、再充電時の初期
補正時間または初期補正値として算定される。Further, if there is a discharge time, the correction charge time is calculated by back-calculating from the discharge capacity, and is calculated as an initial correction time or an initial correction value at the time of recharging.
【0015】更に、充電/放電のいずれでもない放置時
間があると、その放置時間から係数を求めて放置前の充
電容量に相当する値にその係数を乗じることによって更
に補正を加え、再充電時の初期補正時間または初期補正
値として算定される。Further, when there is a leaving time which is neither charging nor discharging, a coefficient is obtained from the leaving time, and a value corresponding to the charge capacity before being left is multiplied by the coefficient to make further correction, so that at the time of recharging. It is calculated as the initial correction time or initial correction value of.
【0016】更に、バッテリの残存容量と設定負荷電力
量と比較することによって、バッテリ残存容量の値応じ
て負荷側の運転モードを通常運転モードから、負荷容量
を減らすように負荷側に指令して動作を制限するように
作用させる縮退運転モードへ、そして更にバッテリ残存
容量がわずかになった時に負荷側の停止動作が異常とな
らないように負荷側に指令して緊急停止モードとして出
力を切り離すようにする。Further, by comparing the remaining capacity of the battery with the set load electric energy, the operation mode on the load side is instructed to the load side from the normal operation mode in accordance with the value of the battery remaining capacity. In order to cut off the output in the emergency stop mode by instructing the load side so that the stop operation on the load side does not become abnormal when the remaining battery capacity becomes very small to the degenerate operation mode that acts to limit the operation. To do.
【0017】[0017]
実施例1.まず本発明の請求項2の一実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本実施例の装置の全体構成を示す
ブロック図である。図1において1はシステムの負荷を
停電時にバックアップするバッテリ、6は充電/放電状
態検出部、7は内蔵電池で半永久的に動作する時計、8
は充電時間測定部、9は放電時間測定部である。10は
充電換算テーブルまたは充電関数テーブル、11は充電
時間に対する係数乗算部、12は放電時間に対する係数
乗算部または放電関数テーブルである。13はバッテリ
残量演算部、14はバッテリ放置状態検出部、15はバ
ッテリ使用期間測定部、16はモーメンタリスイッチ、
17および22はゲート、18はバッテリ交換通知モー
ド(状態記憶)、19はカウンタ、20はバッテリ番号
を表示する表示器、21はパルス幅弁別部である。23
は不揮発性メモリであり、24はこれらのうちマイクロ
プロセッサの演算機能でも実現可能な範囲を示す。Example 1. First, an embodiment of claim 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the apparatus of this embodiment. In FIG. 1, 1 is a battery that backs up the system load in the event of a power failure, 6 is a charge / discharge state detection unit, 7 is a built-in battery that operates semi-permanently, and 8
Is a charging time measuring unit, and 9 is a discharging time measuring unit. Reference numeral 10 is a charge conversion table or charge function table, 11 is a coefficient multiplication unit for charging time, and 12 is a coefficient multiplication unit or discharge function table for discharging time. 13 is a battery remaining amount calculation unit, 14 is a battery leaving state detection unit, 15 is a battery usage period measurement unit, 16 is a momentary switch,
Reference numerals 17 and 22 are gates, 18 is a battery replacement notification mode (state storage), 19 is a counter, 20 is a display for displaying the battery number, and 21 is a pulse width discrimination section. 23
Is a non-volatile memory, and 24 is a range that can be realized by the arithmetic function of the microprocessor.
【0018】上記構成に基づいて充電時の動作を説明す
る。まず停電でないときにはバッテリ1が充電状態にあ
り、充電/放電状態検出部6では充電状態出力信号26
が出力され、充電時間測定部8で時計7による充電時間
の測定が行なわれる。この時間測定は、停電復帰後の充
電開始時刻t1から充電状態出力信号26が停止する時
刻t2の差、t=t1−t2により与えられる。そし
て、この値が所定の値aより少ない場合には係数乗算1
1部分でm×tの演算が行なわれ、所定の値a以上であ
れば図2の例に示すような充電換算テーブル10から充
電量を求める。すなわち、充電時間とバッテリ充電量の
関係は図3に示すようになる。この結果はバッテリ残量
演算部13に送られる。なお、ここでは充電は残存容量
が0のときの初期充電の場合を説明した。残存容量があ
る場合の再充電については以下で述べる。The operation during charging will be described based on the above configuration. First, when there is no power failure, the battery 1 is in the charging state, and the charging / discharging state detecting unit 6 outputs the charging state output signal 26.
Is output, and the charging time measuring unit 8 measures the charging time by the timepiece 7. This time measurement is given by the difference between the charging start time t1 after the recovery from the power failure and the time t2 when the charging state output signal 26 stops, t = t1−t2. If this value is smaller than the predetermined value a, coefficient multiplication 1
The calculation of m × t is performed in one portion, and if it is equal to or larger than the predetermined value a, the charge amount is obtained from the charge conversion table 10 as shown in the example of FIG. That is, the relationship between the charging time and the battery charge amount is as shown in FIG. The result is sent to the battery remaining amount calculator 13. Note that, here, the charging is described as the case of initial charging when the state of charge is 0. Recharging when there is remaining capacity is described below.
【0019】実施例2.次に実施例1と同一構成で、放
電時の残存容量の補正算出動作について説明する。停電
が発生すると、バッテリからの電力が負荷側に供給さ
れ、バッテリは放電を開始する。放電時間測定部9によ
り時計7を基準とした放電時間の測定が開始される。こ
の時間測定は、充電時間測定と同様に時刻の差tを求め
ることによる。そして、この放電時間tの値が放電関数
テーブル12に送られ、この関数テーブルで参照されて
負荷の電流値と放電時間tとで決まる放電量が求められ
る。即ち、放電量D=f2 (n,t)の関数形で表さ
れ、負荷電流nと時間tで値が定まる。Dはnをパラメ
ータとし時間tに対して対数的に減少する値となる。な
お、この結果もバッテリ残量演算13に送られる。バッ
テリ残量演算部13では、充電時に求まった充電量か
ら、放電があった場合は上記放電量を差し引く計算が行
われる。すなわち、 (バッテリ残量)=(充電量)−(放電量)Example 2. Next, with the same configuration as that of the first embodiment, the correction calculation operation of the remaining capacity at the time of discharging will be described. When a power failure occurs, the power from the battery is supplied to the load side, and the battery starts discharging. The discharge time measuring unit 9 starts measuring the discharge time based on the timepiece 7. This time measurement is based on finding the time difference t as in the charging time measurement. Then, the value of this discharge time t is sent to the discharge function table 12, and the discharge amount determined by the current value of the load and the discharge time t is obtained by referring to this function table. That is, the discharge amount is represented by a functional form of D = f 2 (n, t), and the value is determined by the load current n and the time t. D is a value that logarithmically decreases with time t using n as a parameter. This result is also sent to the battery remaining amount calculation 13. In the battery remaining amount calculation unit 13, when the battery is discharged, the amount of discharge is subtracted from the amount of charge obtained at the time of charging. That is, (remaining battery amount) = (charge amount) − (discharge amount)
【0020】このバッテリ残存容量をより実際の状態に
近づけるため、過去の停電時の残量分の補正を以下の方
法で実施する。過去の停電時の残量の補正は、バッテリ
への充電時間が十分でない状態において停電が発生した
場合に行なわれる。バッテリへの充電時間が十分な場合
にはバッテリはフル充電状態であるためこの補正は行な
わない。この補正は、バッテリ残量演算部13におい
て、過去の充電量Cを不揮発性メモリ23に蓄積してお
き、停電が発生して放電を開始するとその放電量を調
べ、放電量Dを求める。完全放電ではないと判断する
と、上記過去の充電量から差し引き、容量が残存してい
た場合にはその残量を充電時間に換算する。すなわち、
F[x]を充電量から充電時間への逆変換の関数とし、
現在の充電時間をTc、前回の充電量をCn-1、放電量
をDn-1とすると、 (補正後の充電時間)=Tc+F[k・(Cn-1−
Dn-1)] となる。そして、上記式の第2項を補正後の充電時間と
して、充電時間測定部8で測定した値Tcに加えること
により、補正後の充電量を得る。なお、ここでは放電量
D=f2 (n,t)としたが、放電関数テーブル12を
係数乗算部とし、負荷電流で沢る係数nと放電時間tと
の積(n×t)を計算して時間が短い場合はこの値をD
=n×tとして定めてもよい。In order to bring the remaining capacity of the battery closer to the actual state, the correction of the remaining amount at the past power failure is carried out by the following method. The correction of the remaining amount at the time of power failure in the past is performed when the power failure occurs in a state where the charging time to the battery is insufficient. If the charging time to the battery is sufficient, the battery is in a fully charged state and this correction is not performed. In this correction, the remaining battery charge calculation unit 13 stores the past charge amount C in the non-volatile memory 23. When a power failure occurs and discharge is started, the discharge amount is checked to obtain the discharge amount D. When it is determined that the battery is not completely discharged, it is deducted from the past charge amount, and when the capacity remains, the remaining amount is converted into the charge time. That is,
Let F [x] be a function of the inverse conversion from the charge amount to the charge time,
Assuming that the current charging time is Tc, the previous charging amount is C n-1 , and the discharging amount is D n-1 , (corrected charging time) = Tc + F [k · (C n-1 −
D n-1 )]. Then, the second term of the above equation is added as the corrected charging time to the value Tc measured by the charging time measuring unit 8 to obtain the corrected charging amount. Although the discharge amount D = f 2 (n, t) is used here, the discharge function table 12 is used as a coefficient multiplication unit to calculate the product (n × t) of the coefficient n that varies with the load current and the discharge time t. And if the time is short, set this value to D
It may be defined as = n × t.
【0021】実施例3.次に実施例1と同一構成で、バ
ッテリの放置による残存容量の補正等出動作について説
明する。バッテリが充電または放電されずに放置されて
いる状態の検出は、充電/放電状態検出部6の出力をも
とにバッテリ放置状態検出部14が行なう。そして、バ
ッテリ放置状態が検出されたならば、放置時間積算部2
8で放置時間を測定した後、変動係数テーブル29によ
り放置時間で定まる変動係数r(t)を決定する。この
値は放置時間の積算値によって積算され、その最新対応
値がバッテリ残量演算部13に送られる。バッテリ残量
演算部13では、このr(t)を用いて残存容量から補
正後の充電時間を算出する。こうしてバッテリが放置さ
れた期間があった場合でも残存容量を正しく求めること
ができる。なお、上記の動作を関係式で説明すれば補正
後の充電時間は次のとおりとなる。 (補正後の充電時間)=Tc+F[k・r(t)・(C
n-1−Dn-1)]Example 3. Next, with the same configuration as that of the first embodiment, a description will be given of an operation of correcting the remaining capacity by leaving the battery unattended. The detection of the state in which the battery is left without being charged or discharged is performed by the battery left state detection unit 14 based on the output of the charge / discharge state detection unit 6. Then, if the battery leaving state is detected, the leaving time integrating unit 2
After measuring the standing time in 8, the fluctuation coefficient r (t) determined by the standing time is determined by the fluctuation coefficient table 29. This value is integrated by the integrated value of the standing time, and the latest corresponding value is sent to the battery remaining amount calculation unit 13. The battery remaining amount calculation unit 13 uses this r (t) to calculate the corrected charging time from the remaining capacity. In this way, the remaining capacity can be correctly calculated even when there is a period in which the battery is left unattended. In addition, if the above-mentioned operation | movement is demonstrated by a relational expression, the charge time after a correction will be as follows. (Charge time after correction) = Tc + F [k · r (t) · (C
n-1 -D n-1 )]
【0022】実施例4.実施例1では充電時間から充電
量を算出する際に、時間に比例する演算とそれ以降のテ
ーブルとで求めるようにした。この場合の構成は、図1
で係数乗算部11はなく、充電関数テーブル10が充電
時間全域にわたってバッテリの充電量を定める。即ち、
本実施例ではこの2つの部分を1つの連続関数形でテー
ブルとして持ち、時間t入力に対して出力である充電量
C=f1 (t)と定める。このf1 (t)の入出力関係
は例えば図3に示す特性を持つ。こうすることで充電時
間から充電量の演算を不要にし、処理時間を短縮する効
果もある。Example 4. In the first embodiment, when the charge amount is calculated from the charge time, the calculation is performed in proportion to the time and the subsequent tables. The configuration in this case is shown in FIG.
The coefficient multiplication unit 11 is not provided, and the charge function table 10 determines the charge amount of the battery over the entire charge time. That is,
In this embodiment, these two parts are held as a table in the form of one continuous function, and the charge amount C = f 1 (t) which is the output with respect to the time t input is determined. The input / output relationship of this f 1 (t) has the characteristics shown in FIG. 3, for example. By doing so, it is not necessary to calculate the charge amount from the charge time, and the processing time can be shortened.
【0023】実施例5.本実施例では、バッテリを放置
していなくても、長時間接続使用することによる劣化を
補正して残存容量を算出する場合の動作を説明する。本
実施例の構成も実施例1と同様である。バッテリの容量
が使用期間とともに減少することに対する補正は次のよ
うに行なう。まず、バッテリが新しくなった時点を開始
点として、時計7からの時刻データをもとにバッテリ使
用期間測定部15で期間を測定する。次に、その期間に
応じた係数w(t)を係数テーブル30により決定した
後、バッテリ残量演算13の部分でバッテリ充電量にこ
の係数を乗ずることにより容量減少の補正を行なう。す
なわち、補正後の充電量は次のようになる。 (使用期間の補正後の充電量)=w(t)・(充電量)Example 5. In this embodiment, an operation will be described in which deterioration due to long-term connection and use is corrected and the remaining capacity is calculated even if the battery is not left. The configuration of this embodiment is similar to that of the first embodiment. The correction for the decrease in the battery capacity with the period of use is performed as follows. First, starting from the time when the battery is new, the battery usage period measuring unit 15 measures the period based on the time data from the clock 7. Next, after determining the coefficient w (t) according to the period by the coefficient table 30, the capacity reduction is corrected by multiplying the battery charge amount by this coefficient in the battery remaining amount calculation 13. That is, the corrected charge amount is as follows. (Charge amount after correction of usage period) = w (t) · (Charge amount)
【0024】なお、バッテリ交換時には、この使用期間
測定部15の使用開始点のリセットが不可欠である。こ
のリセットは、メインテナンス時のみに行なわれ、確実
でかつスイッチの数が少なく簡単な回路構成とすること
が要求される。図1におけるパルス幅弁別部21は、モ
ーメンタリスイッチ16を押している時間によって、そ
の時間が長いか(パルス幅が広いか)または時間が短い
か(パルス幅が狭いか)を弁別する。ここで、押す時間
が長い場合は制御信号(バッテリ交換通知モード設定お
よびバッテリ使用期間リセット)、そして短い場合は複
数のバッテリのうち対象となるバッテリを設定するカウ
ントアップ信号に使用するようにすることによって、ス
イッチを一つで複数のバッテリ使用期間のリセットが可
能となる。実際のバッテリを交換した際の動作は次のと
おりである。まず、モーメンタリスイッチ16を長い時
間(例えば5秒間以上)押したことによりパルス幅弁別
部21から「広」の信号が出力され、バッテリ通知モー
ド18が「正」、25のラインが「H」となってゲート
22がオープンとなる。次にモーメンタリスイッチ16
を短い時間押すことにより、パルス幅弁別部21からは
「狭」の信号が出力されてカウンタ19がカウントアッ
プしてその内容が表示器20に表示される。このカウン
タが複数のバッテリの番号を表しており、モーメンタリ
スイッチを短く押す回数によってどのバッテリの使用期
間をリセットするかのバッテリナンバを選択することが
できる。バッテリナンバをオペレータは確認後、再度モ
ーメンタリスイッチ16を長い時間押すと、ゲート22
が開いているためバッテリ使用期間測定部15の当該バ
ッテリの使用期間のリセットができる。なお、パルス幅
の広い状態を制御信号に用いていること、およびバッテ
リ交換モード18が「正」とならない限り次のパルスを
受け付けない回路構成となっていることにより、ノイズ
に対して強く信頼性が高い。When the battery is replaced, it is essential to reset the use starting point of the use period measuring section 15. This reset is performed only during maintenance, and it is required to have a reliable and simple circuit configuration with a small number of switches. The pulse width discriminating unit 21 in FIG. 1 discriminates whether the time is long (wide pulse width) or short (small pulse width) depending on how long the momentary switch 16 is pressed. Here, if it is pushed for a long time, it should be used as a control signal (battery replacement notification mode setting and battery usage period reset), and if it is short, it should be used as a count-up signal for setting the target battery among multiple batteries. Thus, it becomes possible to reset a plurality of battery usage periods with one switch. The operation when the actual battery is replaced is as follows. First, by pressing the momentary switch 16 for a long time (for example, 5 seconds or more), the pulse width discrimination unit 21 outputs a "wide" signal, the battery notification mode 18 is "positive", and the 25th line is "H". Then the gate 22 is opened. Next, the momentary switch 16
By pressing for a short time, the signal “narrow” is output from the pulse width discriminating unit 21, the counter 19 counts up, and the content is displayed on the display 20. This counter represents the number of a plurality of batteries, and it is possible to select the battery number of which battery is to be reset for the number of times the momentary switch is pressed. After the operator confirms the battery number, if the momentary switch 16 is pressed again for a long time, the gate 22
Since the is open, the usage period of the battery of the battery usage period measuring unit 15 can be reset. Note that a wide pulse width state is used for the control signal, and the circuit configuration does not accept the next pulse unless the battery replacement mode 18 is "positive". Is high.
【0025】実施例6.本実施例1のバッテリ残量演算
結果を用いて更にバッテリの負荷の制御を行なう例を図
に基づいて説明する。図4において13はバッテリ残量
演算部、31は残存容量弁別器、32は通常運転モード
負荷、33は縮退運転モード負荷、34は緊急停止モー
ド負荷である。35は負荷条件記憶部、36はシステム
運転条件記憶部であり、37は運転モード指定手段であ
り、上記各要素のうちマイクロプロセッサの演算機能で
実現可能な範囲を示す。Example 6. An example in which the battery load is further controlled by using the battery remaining amount calculation result of the first embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 4, reference numeral 13 is a battery remaining amount calculation unit, 31 is a remaining capacity discriminator, 32 is a normal operation mode load, 33 is a degenerate operation mode load, and 34 is an emergency stop mode load. Reference numeral 35 is a load condition storage unit, 36 is a system operation condition storage unit, and 37 is an operation mode designating unit, which shows a range that can be realized by the arithmetic function of the microprocessor among the above-mentioned elements.
【0026】次に動作を説明する。バッテリ残量演算部
13は、本実施例1で説明したバッテリ残量演算を行な
いバッテリ残量がいくらかを出力する。この結果を残存
容量弁別器31に入力し、この弁別器はそのシステムの
負荷条件記憶部35からの情報およびシステム運転条件
記憶部36からの情報により、バッテリの残存容量に応
じて比較して弁別する。そして比較結果によって、運転
モード指定手段37は、負荷となる対象を、通常運転モ
ード負荷、縮退運転モード負荷、緊急停止モード負荷の
いずれかに切り換え指定する。負荷条件記憶部35とシ
ステム運転条件記憶部36の値から設定負荷電力量(設
定負荷電流×設定運転時間)を得て、これを残存容量と
比較するのであり、弁別器31の弁別レベルは、通常運
転に足りるバッテリ残量α以上のときは通常運転モード
として全負荷へ電力供給し、バッテリ残量αよりも少な
く緊急停止しなければならないバッテリ残量βより多い
ときは、縮退運転モードとして最低限運転させる必要の
ある負荷に対してのみ電力を供給する。そして、バッテ
リ残量βより少ないときは、非常事態として負荷側を緊
急停止させ重要レジスタの退避などを実行させた後負荷
側を切り離す。Next, the operation will be described. The battery remaining amount calculation unit 13 performs the battery remaining amount calculation described in the first embodiment and outputs the remaining battery amount. This result is input to the remaining capacity discriminator 31, which discriminates by comparing information from the load condition storage unit 35 and the system operation condition storage unit 36 of the system according to the remaining capacity of the battery. To do. Then, according to the comparison result, the operation mode designating unit 37 switches and designates the load target as one of the normal operation mode load, the degenerate operation mode load, and the emergency stop mode load. The set load electric energy (set load current x set operating time) is obtained from the values in the load condition storage unit 35 and the system operating condition storage unit 36, and this is compared with the remaining capacity. The discrimination level of the discriminator 31 is When the remaining battery capacity α is sufficient for normal operation, power is supplied to the full load in the normal operation mode, and when the remaining battery capacity is less than the battery remaining capacity α and more than the battery remaining capacity β is required, the degenerate operation mode is the lowest. Power is supplied only to the load that needs to be operated for a limited time. When the remaining battery capacity is less than β, as an emergency, the load side is urgently stopped, important registers are saved, and then the load side is disconnected.
【0027】バッテリ残量αおよびバッテリ残量βの算
出は弁別機構内で行なわれ、図5にその算出例をグラフ
にしたものを示す。図中の38の実線はバッテリ残量β
を示すもので、C点より消費電力が少ない部分は(消費
電力)×(動作時間)=(一定値)で表すことのできる
範囲、C点より消費電力の大きい部分は計算式では表現
できずテーブルから求める。そして、図中の39の点線
はバッテリ残量αを示すものであり、34と同様にD点
より消費電力が少ない部分は(消費電力)×(動作時
間)=(一定値)で表すことのできる範囲、D点より消
費電力の大きい部分は計算式では表現できずテーブルか
ら求める。一方、一点鎖線の40は実際のバッテリ残量
の動作時間と消費電力との関係の例を表したものであ
る。The calculation of the battery remaining amount α and the battery remaining amount β is carried out in the discrimination mechanism, and FIG. 5 shows a graph of an example of the calculation. The solid line 38 in the figure indicates the remaining battery amount β
The part that consumes less power than the point C can be represented by (power consumption) x (operating time) = (constant value), and the part that consumes more power than point C cannot be represented by a formula. Find from the table. The dotted line 39 in the figure indicates the battery remaining amount α, and the portion that consumes less power than point D as in 34 is represented by (power consumption) × (operating time) = (constant value). The possible range, the part of which power consumption is larger than the point D, cannot be expressed by a calculation formula and is obtained from a table. On the other hand, the dashed-dotted line 40 represents an example of the relationship between the operating time of the actual battery remaining amount and the power consumption.
【0028】[0028]
【発明の効果】この発明のバッテリ残存容量算出装置
は、以上述べたように構成されているので、以下に示す
効果がある。Since the battery remaining capacity calculating device of the present invention is constructed as described above, it has the following effects.
【0029】特殊な要素を使用せず簡単な構成で比較的
正確に残存容量を算出できる効果がある。There is an effect that the remaining capacity can be calculated relatively accurately with a simple structure without using a special element.
【0030】更に、簡単な演算とテーブル参照で比較的
正確に残存容量を算出できる効果がある。Further, there is an effect that the remaining capacity can be calculated relatively accurately by simple calculation and table reference.
【0031】更に、長短の停電があっても、それぞれ適
切な補正で残存容量を算出できる効果がある。Further, even if there is a long or short power failure, the remaining capacity can be calculated by appropriate correction.
【0032】更に、バッテリが使用されないで放置され
ることがあっても、適切な補正で残存容量を算出できる
効果がある。Further, even if the battery is left unused without being used, the remaining capacity can be calculated by appropriate correction.
【0033】更に、バッテリの残存容量と負荷の設定電
力量との比較で運転モードが指定でき、残存容量が少な
い場合でも必要不可欠な運転を継続できるとともに、残
存容量がわずかとなった時には、負荷側を異常のないよ
うに切り離すことができる効果がある。Further, the operation mode can be specified by comparing the remaining capacity of the battery with the set electric energy of the load, and the indispensable operation can be continued even when the remaining capacity is small. There is an effect that the side can be separated so that there is no abnormality.
【図1】この発明の一実施例であるバッテリ残存容量算
出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a battery state-of-charge calculation device according to an embodiment of the present invention.
【図2】充電時間と充電量を換算するテーブルの例を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a table for converting a charging time and a charging amount.
【図3】充電時間とバッテリ充電量の関係を表す特性図
である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a charging time and a battery charge amount.
【図4】この発明の他の実施例におけるバッテリの負荷
の運転モードを指定する手段を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing means for designating an operation mode of a battery load in another embodiment of the present invention.
【図5】図4の動作を説明するための図である。5 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4. FIG.
【図6】従来のバッテリ制御方式を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional battery control method.
1 バッテリ 6 バッテリの充電/放電状態検出部 7 時計 8 充電時間測定部 9 放電時間測定部 10 充電関数テーブル(充電換算テーブル) 11 充電時間に対する係数乗算部 12 放電関数テーブル(放電時間に対する係数乗算
部) 13 バッテリ残量演算部 14 バッテリ放置状態検出部 15 バッテリ使用期間測定部 16 モーメンタリスイッチ 17,22 ゲート 18 バッテリ交換通知モードの設定部 19 カウンタ 20 バッテリ番号を表示する表示器 21 パルス幅弁別部 23 不揮発性メモリ 28 放置時間積算部 29 変動係数テーブル 30 使用期間の係数テーブル 31 残存容量弁別器 37 運転モード指定手段1 Battery 6 Battery Charging / Discharging State Detection Unit 7 Clock 8 Charging Time Measuring Unit 9 Discharge Time Measuring Unit 10 Charging Function Table (Charge Conversion Table) 11 Coefficient Multiplying Unit for Charging Time 12 Discharging Function Table (Coefficient Multiplying Unit for Discharging Time) ) 13 battery remaining amount calculation unit 14 battery leaving state detection unit 15 battery usage period measurement unit 16 momentary switch 17, 22 gate 18 battery replacement notification mode setting unit 19 counter 20 display unit for displaying battery number 21 pulse width discrimination unit 23 Non-volatile memory 28 Left time integration unit 29 Coefficient of variation table 30 Coefficient table of usage period 31 Remaining capacity discriminator 37 Operating mode designating means
Claims (5)
る履歴記憶手段と、 上記バッテリが充電状態にあるか放電状態にあるかを検
出する充電/放電状態検出手段と、 上記バッテリが充電状態または放電状態にある時間を測
定する時計と、 上記充電状態にある充電時間から充電量を算出する充電
関数テーブルを備え、上記履歴から得られる充電前の充
電量に、上記関数から充電時間に対応する充電量を加算
して最新の充電量を得るようにしたバッテリ残存容量算
出装置。1. A history storage unit that stores a history of battery usage up to that point; a charge / discharge state detection unit that detects whether the battery is in a charged state or a discharged state; It is equipped with a clock that measures the time in the discharge state and a charge function table that calculates the charge amount from the charge time in the charge state.The charge amount before charging obtained from the history corresponds to the charge time from the function. A battery remaining capacity calculation device that adds the charge amounts to obtain the latest charge amount.
場合は時間に比例する充電量があるとし、該所定の時間
以上の場合は充電換算テーブルで充電量を求めて関数テ
ーブルに換えたことを特徴とする請求項1記載のバッテ
リ残存容量算出装置。2. When the state of charge is less than a predetermined time, it is assumed that there is a charge amount proportional to the time, and when it is more than the predetermined time, the charge amount is obtained from a charge conversion table and replaced with a function table. The battery remaining capacity calculation device according to claim 1, wherein:
から放電容量を算出する放電関数テーブルを備え、 放電後の再充電時間には、履歴記憶手段に記憶する残存
容量から上記放電関数テーブルを利用して補正充電時間
を推定して、上記再充電時間に加算するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のバッテリ残存容量算出装
置。3. A discharge function table for calculating a discharge capacity from a load amount and a discharge time in a discharge state is provided, and at the recharge time after discharge, the discharge function table is calculated from the remaining capacity stored in the history storage means. The battery remaining capacity calculation device according to claim 1, wherein a corrected charging time is estimated by using the above and is added to the recharging time.
そのいずれでもない放置状態にある放置時間を積算する
放置時間積算手段と、 上記積算された放置時間から残存容量を補正するための
変動係数テーブルとを備え、放置時間がある場合は、放
置時間量に対応する変動係数を請求項3記載の補正充電
時間に乗じた値を上記再充電時間に加算するようにした
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリ残存容量算出
装置。4. Further, a standing time integrating means for detecting whether the battery is in a discharged state or a charged state and integrating a standing time in a standing state other than the above, and a remaining capacity for correcting the remaining capacity from the accumulated standing time. A coefficient of variation table is provided, and when there is a leaving time, a value obtained by multiplying the correction charging time according to claim 3 by a coefficient of variation corresponding to the amount of leaving time is added to the recharging time. The battery remaining capacity calculation device according to claim 1.
時間との積である設定負荷電力量と比較する残存容量弁
別手段と、 上記弁別された残存容量により負荷側の動作を変化させ
る運転モード指定手段とを備え、上記比較弁別結果によ
り負荷側の動作を通常運転モード、動作を限定して負荷
電流を減らした縮退運転モード、そして更に残存容量が
わずかの場合には負荷側を切り離すための緊急停止モー
ドと運転モードを変化させることを特徴とする請求項1
記載のバッテリ残存容量算出装置。5. Further, a remaining capacity discriminating means for comparing the remaining capacity with a set load electric energy which is a product of a set load amount and a set operating time, and an operation for changing an operation on a load side by the discriminated remaining capacity. With the mode designating means, the operation on the load side is the normal operation mode based on the above comparison discrimination result, the degenerate operation mode in which the load current is reduced by limiting the operation, and the load side is disconnected when the remaining capacity is small. The emergency stop mode and the operation mode of the above are changed.
The battery remaining capacity calculation device described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6029474A JPH07239373A (en) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Calculator for residual capacity of battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6029474A JPH07239373A (en) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Calculator for residual capacity of battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07239373A true JPH07239373A (en) | 1995-09-12 |
Family
ID=12277097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6029474A Pending JPH07239373A (en) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Calculator for residual capacity of battery |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07239373A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1686390A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for estimating and displaying the remaining capacity of a battery and wireless telephone apparatus |
JP2008009492A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Full Time System:Kk | Storage device and vehicle rental system |
JP2013186967A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Nec Access Technica Ltd | Electronic equipment, and battery charging method for electronic equipment |
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-
1994
- 1994-02-28 JP JP6029474A patent/JPH07239373A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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