(57)【要約】【課題】瞬断等が頻繁に発生する環境であっても、特定のバッテリ寿命を短縮することなくシステム性能を維持できるバッテリ装置を提供する。【解決手段】複数のバッテリからなるバッテリ群５と、これらのバッテリを切り替える複数のバッテリ切替え部と、各バッテリ切替え部の動作を制御するバッテリ制御部１とを備え、バッテリ制御部１は、前記各バッテリ切替え部へ切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部２と、バッテリラインに接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視し、バッテリ状態信号１３を前記バッテリ切替え制御部２に出力するバッテリ状態認識部３とを備える。また、これにより、バッテリ異常が発生してもシステム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能になる。また、各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部備えてもよい。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリからなるバッテリ群と、出力ラインとの接続を入力ラインまたは前記複数のバッテリに切り替える複数のバッテリ切替え手段と、これら各バッテリ切替え手段の切替え動作を制御するバッテリ制御部とを備えるバッテリ装置において、
前記バッテリ制御部は、前記各バッテリ切替え部に対して切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部と、前記バッテリ群に接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視しバッテリ状態信号を前記バッテリ切替え制御部に出力するバッテリ状態認識部とを備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項２】
バッテリ制御部内にバッテリ状態認識部が出力するバッテリ状態信号を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ装置。
【請求項３】
請求項１記載のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧低下が発生すると、バッテリ切替え部に前記入力ラインからバッテリへの切替えを指示し、バッテリ運転に切り替えることを特徴とするバッテリ装置の制御方法。
【請求項４】
バッテリ運転中において、入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超えており、かつ、使用中のバッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替えることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ装置の制御方法。
【請求項５】
入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間継続する間に、使用中のバッテリの電圧低下が認識されたときは、他のバッテリに切り替えた後、前記使用したバッテリは“故障”であると判断し、ラインから切り離すことを特徴とする請求項４に記載のバッテリ装置の制御方法。
【請求項６】
請求項２記載のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧を監視し、電圧低下が発生したことを認識すると、充電が完了しているバッテリ、かつ、各バッテリ運転時間カウンタ部が計測した最もバッテリ運転累計時間の短いバッテリへの切替えをバッテリ切替え部に指示することを特徴とするバッテリ装置の制御方法。
【請求項７】
バッテリ入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、次にバッテリ運転累計時間の短く、かつ、バッテリ充電が完了しているバッテリに切り替えることを特徴とする請求項６に記載のバッテリ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ装置に関し、特に瞬断等が頻繁に発生する環境に用いられるバッテリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータシステム等に用いられる電源装置（バッテリ装置）として、例えば、外部の商用電源（交流電源）を整流して直流とし、その出力をＤＣ／ＤＣコンバータに出力し、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力を負荷に供給するように構成されている。そして、外部電源が正常に供給されているときには、内部に備えているバッテリ（充放電が可能な二次電池）に充電を行い、外部電源が断となったとき、これを検出してＤＣ／ＤＣコンバータに出力して、このＤＣ／ＤＣコンバータを介して負荷に電力を供給するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバッテリ装置は、システム運用環境により瞬断等が頻繁に発生する環境では、瞬断が発生するたびに全てのバッテリの充放電が繰り返していた。そのため、バッテリ全体の寿命が短くなるという欠点があった。また、バッテリ交換時には、システム全体の縮退運転への切替え等が必要であり、そのような場合には、システム性能が低下するという欠点があった。
【０００４】
本発明の目的は、かかる課題に鑑みてなされたもので、瞬断等が頻繁に発生する環境であってもシステム性能を維持でき、また、バッテリ異常が発生したとき、システム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能なバッテリ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のバッテリ装置は、複数のバッテリからなるバッテリ群と、出力ラインとの接続を入力ラインまたは前記複数のバッテリに切り替える複数のバッテリ切替え手段と、これら各バッテリ切替え手段の切替え動作を制御するバッテリ制御部とを備えるバッテリ装置において、前記バッテリ制御部は、前記各バッテリ切替え部に対して切替えの指示を出すバッテリ切替え制御部と、前記バッテリ群に接続され常に各バッテリのバッテリ状態を監視しバッテリ状態信号を前記バッテリ切替え制御部に出力するバッテリ状態認識部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、バッテリ制御部内にバッテリ状態認識部が出力するバッテリ状態信号を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧低下が発生すると、バッテリ切替え部に前記入力ラインからバッテリへの切替えを指示し、バッテリ運転に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
バッテリ運転中において、入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超えており、かつ、使用中のバッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替えることを特徴とする。
【０００９】
入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間継続する間に、使用中のバッテリの電圧低下が認識されたときは、他のバッテリに切り替えた後、前記使用したバッテリは“故障”であると判断し、ラインから切り離すことを特徴とする。
【００１０】
他のバッテリ装置の制御方法であって、バッテリ切替え制御部は、入力ラインの電圧を監視し、電圧低下が発生したことを認識すると、充電が完了しているバッテリ、かつ、各バッテリ運転時間カウンタ部が計測した最もバッテリ運転累計時間の短いバッテリへの切替えをバッテリ切替え部に指示することを特徴とする。
【００１１】
バッテリ入力ラインの電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、次にバッテリ運転累計時間の短く、かつ、バッテリ充電が完了しているバッテリに切り替えることを特徴とする。
【００１２】
上述したように、本発明のバッテリ装置は、電源異常時にバッテリ群を構成しているバッテリ単体を個々に制御可能とする構成を取ることにより、バッテリ運転しているバッテリ以外のバッテリ寿命を短縮することなく運用可能となる。また、冗長構成をしているバッテリ単体の交換が可能となり、バッテリ交換時にシステム性能を低下させることなく交換が可能である。さらに、バッテリに異常が発生した場合は、切り離しを行うため、たとえ運用中であっても、故障したバッテリの交換がシステム性能を低下させることなく可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【００１４】
図１を参照すると、本発明のバッテリ装置は、バッテリ単体であるバッテリ５ａ，バッテリ５ｂ，…，バッテリ５ｎからなるバッテリ群５と、バッテリライン１４ａ，バッテリライン１４ｂ，…，バッテリライン１４ｎを介して各バッテリ５ａ，５ｂ，…，５ｎを入力ライン（以下バッテリ入力ライン１１という）またはバッテリライン１４に切り替える複数のバッテリ切替え部４ａ，バッテリ切替え部４ｂ，…，バッテリ切替え部４ｎと、これらのバッテリ切替え部４ａ，４ｂ，…，４ｎの切替え動作を制御するバッテリ制御部１とから構成されている。また、このバッテリ制御部１は、バッテリ切替え制御部２とバッテリ状態認識部３とを備えている。
【００１５】
バッテリ状態認識部３は、バッテリライン１４に接続されており、常に各バッテリ５ａ，５ｂ，…，５ｎの状態（電圧）を監視し、その結果をバッテリ状態信号１３としてバッテリ切替え制御部２に出力する。
【００１６】
バッテリ切替え制御部２は、バッテリ状態信号１３を入力しバッテリ入力ライン１１の電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ切替え部４ａ，４ｂおよび４ｎに対してバッテリ切替え信号１２を出力し、出力ライン（以下バッテリ出力ライン１５という）への出力をバッテリ入力ライン１１からバッテリライン１４ａ，バッテリライン１４ｂ，…，バッテリライン１４ｎに接続するように切り替える。
【００１７】
また、バッテリ切替え制御部２は、バッテリ状態認識部３から入力しているバッテリ状態信号１３を監視するとともに、バッテリ入力ライン１１の電圧低下の状態が一定時間を超え、かつバッテリの電圧低下が発生したことを認識すると、同様にバッテリ切替え信号１２を出力し、バッテリ５ａから５ｂ，…，５ｎへと順次切り替える。
【００１８】
続いて、上述したように構成された本実施例の動作について図を参照して説明する。図２は、図１の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【００１９】
図１および図２を参照すると、通常、バッテリ出力ライン１５には、バッテリ入力ライン１１→バッテリ切替え部→バッテリライン１４→バッテリ状態認識部３を介して外部直流電源（図示せず）から電力が供給されている。このとき、バッテリ制御部１内のバッテリ状態認識部３は、バッテリ入力ライン１１の電圧を常時監視してバッテリ状態信号１３をバッテリ切替え制御部２に出力している。
【００２０】
ここで、バッテリ切替え制御部２がバッテリ入力ライン１１に電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ切替え信号１２を出力して各バッテリ切替え部を順次作動させ外部直流電源からバッテリによる電力供給、すなわちバッテリ運転に切り替える。
【００２１】
また、バッテリ運転中において、バッテリ入力ライン１１の電圧低下の状態が所定の時間を超え、かつ、バッテリ電圧が低下したときは、現在使用しているバッテリから他のバッテリへ切り替える。
【００２２】
本発明では、バッテリ入力ラインの電圧低下の監視時間を、例えば１分間とし、バッテリ電圧が低下した場合には、例えば、バッテリを５ａ→５ｂ→５ｃ→へと順次に切り替える。
【００２３】
ここで、まず時刻Ｔ１にバッテリ入力ライン１１の電圧低下が発生すると、バッテリ切替え制御部２はバッテリ切替え信号１２をバッテリ切替え４ａに出力する。そうするとバッテリ切替え部４ａは、バッテリライン１４を介してバッテリ５ａのバッテリライン１４ａとバッテリ出力ライン１５とを接続し、バッテリ入力ライン１１による電力供給からバッテリ５ａによるバッテリ運転に切り替える。
【００２４】
次に、バッテリ入力ライン１１の電圧低下が時刻Ｔ２までの１分間継続し、かつ、その後にバッテリ状態認識部３が監視しているバッテリライン１４において、バッテリ５ａの電圧低下が認識されると、バッテリ切替え制御部２は、バッテリ切替え信号１２をバッテリ切替え４ｂに出力する。これにより、バッテリ切替え部４ａからバッテリ切替え部４ｂへの切替えを実施し、バッテリ運転をバッテリ５ａからバッテリ５ｂに切り替える。
【００２５】
また、バッテリ入力ライン１１の電圧低下の状態が時刻Ｔ１からＴ２までの１分間継続される前にバッテリ５ａの電圧低下が認識されたときは、バッテリ運転をバッテリ５ｂに切り替えた後に、バッテリ５ａの運転可能時間が期待値より少ないのでバッテリが故障しているものと判断し、この場合は“バッテリエラー”としてバッテリ５ａをバッテリ入力ライン１１およびバッテリライン１４から切り離す。
【００２６】
また、バッテリ切替え制御部２は、バッテリ５ｂにバッテリ運転が切り替わった後、バッテリ入力ライン１１の時間カウントを初期化して再度時間のカウントを実施する。
【００２７】
その後、バッテリ切替え制御部２は、バッテリ入力ライン１１の電圧低下の状態が時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの１分間継続され、かつ、その後にバッテリ状態認識部３が監視しているバッテリ５ｂの電圧低下が認識されたときはバッテリ切替え信号１２を出力し、上述と同様に、バッテリ切替え部４ｂ，４ｃの切替えを実施し、バッテリ運転をバッテリ５ｂからバッテリ５ｃに切替えを実施する。
【００２８】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して詳細に説明をする。図３は、本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。
【００２９】
図３を参照すると、本実施例のバッテリ装置には、図１に示す構成とは異なり、バッテリ制御部１内にバッテリ状態認識部３から出力するバッテリ状態信号１３を基に各バッテリの運転時間を計測する各バッテリ運転時間カウンタ部６を備えている。
【００３０】
本実施例では、バッテリ切替え制御部２がバッテリ入力ライン１１の電圧を監視し電圧低下が発生したことを認識すると、バッテリ状態信号１３からバッテリ充電が完了しているバッテリ、および各バッテリ運転時間カウンタ部６から一番バッテリ運転累計時間の短いバッテリを確認する。
【００３１】
ここで、例えば、バッテリ５ａはバッテリ充電が実施されており、かつ、バッテリ運転累計時間が一番短いバッテリであると判断されると、バッテリ切替え制御部２は、バッテリ切替え部４ａにバッテリ切替え信号１２を出力しバッテリ運転に切り替える。
【００３２】
また、バッテリ入力ラインの電圧低下時間が一定時間を超えており、かつ、バッテリ出力ラインのバッテリ電圧が低下し、バッテリ運転中のバッテリの残容量が少なくなったと認識すると、バッテリ切替え制御部２は、次にバッテリ運転累計時間の短くバッテリ充電が実施されているバッテリ５ｂ（バッテリ５ｂは充電が実施されており、かつ、バッテリ運転累計時間が次に短いものと仮定する）に切り替える。
【００３３】
本実施例は、バッテリ運転への切替えの際に、バッテリ充電状態の確認とバッテリ運転の累計時間が一番短いもの確認して切替えを実施し、バッテリ運転に切り替えることにより、バッテリ運転が特定のバッテリに偏ることなく平準化がはかれる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のバッテリ装置は、電源異常時にバッテリ群を構成しているバッテリ単体を個々に制御可能とする構成を採用することにより、特定のバッテリ寿命を短縮することなく運用できるという効果がある。
【００３５】
また、バッテリ異常が発生したバッテリ以外は通常運転の実施が可能であり、バッテリ交換時にバッテリにシステム全体のシステム性能を低下させることなくバッテリ交換が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　バッテリ制御部
２　　バッテリ切替え制御部
３　　バッテリ状態認識部
４ａ，４ｂ，４ｎ　　バッテリ切替え部
５　　バッテリ群
５ａ，５ｂ，５ｎ　　バッテリ
６　　各バッテリ運転時間カウンタ部
１１　　バッテリ入力ライン
１２　　バッテリ切替え信号
１３　　バッテリ状態信号
１４　　バッテリライン
１４ａ，１４ｂ，１４ｎ　　バッテリライン
１５　　バッテリ出力ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004032881.tif 000005