(57)【要約】【課題】放電制御手段が、それぞれの直列接続電池ブロックの充電状態を素早く感知し、充電完了した直列接続電池ブロック数が少ない場合は、バックアップ時のデータ退避に優先度の高いデータから退避させる等の放電管理を行なうことができ、充放電装置の機能性と安価性を向上させる。【解決手段】本発明のバックアップ電池の充放電制御装置は、並列に接続された直列接続電池ブロックを１直列接続電池ブロックの充電の後に、別の直列接続電池ブロックを充電する充電制御を行うべく、それぞれの直列接続電池ブロックに直列に充電ＳＷを接続し、充電制御手段でそれらの充電ＳＷをオン／オフ制御する機能と、それぞれの直列電池ブロックの充電完了信号を放電制御手段に出力する構成を有したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の組になった２次電池で、主電源のバックアップを行なうバックアップ電池の充放電制御装置であって、複数の電池を直列に接続した直列接続電池ブロックと、該直列接続電池ブロックの充電をオン／オフする充電ＳＷを有し、これら直列接続電池ブロックと充電ＳＷを有する手段が複数並列接続された組電池、それぞれの直列接続電池ブロック毎に独立して充電終了制御、および充電開始制御を行なう充放電制御装置において、充電制御手段から、並列に接続したそれぞれの直列接続電池ブロックの充電完了信号を、放電制御手段に出力することを特徴としたバックアップ電池の充放電制御装置
【請求項２】
複数の組になった２次電池の直列本数および／又は並列数を不揮発性メモリーに記憶させ、記憶されたデータに基づいて充電制御を行なうことを特徴とした請求項１記載のバックアップ電池の充放電制御装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池で駆動する電子機器の充放電制御装置、特に通常は商用電源から電力が供給され、商用電源が停止した際などに使用されるバックアップ電池の充放電制御装置の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バックアップ電池は情報処理装置などの電子機器や非常用照明などで、商用電源が停止した時の電源バックアップとして幅広く利用されている。
【０００３】
バックアップ時の放電電力、電流値が小さい時は、例えば円筒形ニッケル−水素蓄電池を直列に接続した電池ブロックのみで、電源のバックアップが可能であるが、電源バックアップ時の放電電力、電流が大きくなれば、直列接続された電池ブロックを並列に接続した組電池で電源供給するのが一般的である。
【０００４】
この並列に接続された組電池の充電装置のブロック構成図を図６に示す。
【０００５】
組電池１０がニッケル−水素蓄電池の場合を例に取ると、通常、定電流充電が行なわれ、充電電源５より、並列に接続された組電池１０に充電電流が供給される。充電電流は並列になった分、分岐し直列接続された電池ブロック１１１〜１１ｎに供給される。
【０００６】
充電制御手段１４は、電池の電圧情報や温度情報で満充電を検出した時に、充電停止信号を充電ＳＷ１２に出力し、充電ＳＷ１２をオフにして充電を停止する（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２０３６３４号公報（第１頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、組電池１０の全ての電池の充電が完了するまで正確な電池の残容量を知り得ず、さらに、充電電源５から供給される充電電流は、直列接続電池ブロックが並列接続された分、分岐するので全部の電池を満充電するのに通常の並列数の倍の時間を要することになる。従って、電池の充電が開始され、全ての電池の充電が完了するまで放電制御手段は、電池の残容量に応じた正確な放電制御ができない欠点を有していた。
【０００９】
例えば、商用電源の停電が比較的短い時間に２回発生した場合、２回目の停電時で、電池の充電が完了していない場合、放電制御手段が放電管理できないという欠点を有していた。充放電にかかわらず、電池の残容量を検出し、残容量データを放電制御手段に出力し、放電管理を行なう方法もあるが、残容量検出の為に、電流検出抵抗や検出回路などが必要になり、コストアップの要因にもなっていた。
【００１０】
特に、直列接続電池ブロックを並列接続して使用すると、大きな放電電流が流れることになる。その為、電流検出抵抗の発熱によって電流検出誤差が大きくなる課題も有していた。
【００１１】
さらに、並列接続数が幾つ必要かは、バックアップ電池と接続される電子機器の電源バックアップ時の放電電流と、電池の可能放電電流で決まる為、並列接続が幾つ必要かは電子機器と電池によって決まり、不定である。実際には、並列数が変わる毎に、充電制御手段の制御方法を変える必要が生じ、上記充電制御手段を構成する主要部品であるマイクロコンピュータを変えなければならず、結果的にコスト高になるという欠点を有していた。
【００１２】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、放電制御手段による放電管理が容易で、かつ安価なバックアップ電池の充放電装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のバックアップ電池の充放電制御装置は、並列に接続された直列接続電池ブロックを１並列分の直列接続電池ブロックの充電の後に、他並列分の直列接続電池ブロックを充電する充電制御を行うべく、それぞれの直列接続電池ブロックに直列に充電ＳＷを接続し、充電制御手段でそれらの充電ＳＷをオン／オフ制御する機能と、それぞれの直列電池ブロックの充電完了信号を放電制御手段に出力する構成を有したものである。
【００１４】
又、並列接続する並列数を記憶する不揮発性メモリーを充電制御手段に含む構成を有したものである。上記構成によって、放電制御手段の電源バックアップ時の放電管理が可能になり、さらに並列接続する直列接続電池ブロックの並列数が変わっても、充電制御手段の主構成部品であるマイクロコンピュータを変更せず対応でき、放電制御装置の機能性と、充電制御装置の安価性とを向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の組になった２次電池で主電源のバックアップを行なうバックアップ電池の充放電制御装置であって、複数の電池を直列に接続した直列接続電池ブロックと、該直列接続電池ブロックの充電をオン／オフする充電ＳＷを有し、これらの直列接続電池ブロックと充電ＳＷを有する手段が複数並列接続された組電池の、それぞれの直列接続電池ブロック毎に独立して充電終了制御および充電開始制御を行なう充放電制御装置において、充電制御手段から、並列に接続したそれぞれの直列接続電池ブロックの充電完了信号を、放電制御手段に出力するものである。
【００１６】
このような構成とすることにより、放電制御手段が、それぞれの直列接続電池ブロックの充電状態を素早く感知し、充電完了した直列接続電池ブロック数が少ない場合は、バックアップ時のデータ退避に優先度の高いデータから退避させる等の放電管理を行なうことができ、充放電装置の機能性と安価性を向上させることができる。
【００１７】
又、本発明は、複数の組になった２次電池の直列本数および／又は並列数を不揮発性メモリーに記憶させ、記憶されたデータに基づいて充電制御を行なうものである。
【００１８】
このような構成とすることにより、並列に接続される直列接続電池ブロックの直列本数や並列数が不揮発性メモリーに記憶され、そのデータに基づいて充電制御の方法を選択できるので、充放電装置の放電管理の品質を向上させることが可能となる。
【００１９】
なお、以上の説明では、電池をニッケル−水素蓄電池で構成した例で説明したが、その他の電池、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池についても同様に実施可能である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施例におけるバックアップ電池の充放電装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、１は組電池、２１、２２、…２ｎは直列接続電池ブロックであり、３１、３２、…３ｎは充電ＳＷであり、４は主電源、５は充電電源であり、６は放電制御手段、７は充電制御手段である。
【００２３】
以下、第１の実施例の構成、動作を詳しく説明する。
【００２４】
組電池１は、直列接続電池ブロックとそれに直列接続された充電ＳＷをｎ個並列に接続されるように構成されている。ここで、ｎは２以上の整数である。主電源４は通常、接続される電子機器に電源を供給するものであり、商用電源の供給を受け、組電池１を充電する為の充電電源５を含んでいる。主電源４は電子機器などに接続された放電制御手段６にも必要な電源を供給する。充電制御手段７は、充電ＳＷ３１、３２、…３ｎをオンオフする為に充電制御信号を出力する。
【００２５】
図２は充電制御手段７の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図２中、２１、２２、…２ｎは図１と同じ直列接続電池ブロックである。７１、７２、…７ｎは状態検出手段であり、直列接続電池ブロックの電圧、温度などを検出する。８は充電切換えおよび状態出力手段であり、状態検出手段７１、７２、…７ｎで検出したデータに基づいて、図１の充電ＳＷ３１、３２、…３ｎに充電制御信号を出力すると共に、それぞれのブロックの充電完了信号を図１の放電制御手段にも出力する。前記充電制御信号の具体例を図３に示す。充電ＳＷ３１、３２、…３ｎに出力する充電制御信号の例を順次示している。信号がＨの時は充電ＳＷがオン状態になり、その充電ＳＷに直列接続された直列接続電池ブロックは充電される。
【００２７】
また信号がＬの時は、充電ＳＷはオフで、その充電ＳＷに直列接続された直列接続電池ブロックは充電されず、１並列分の直列接続電池ブロックの充電を完了させて、次の直列接続電池ブロックの充電を行ない、同時に２つ以上の直列接続電池ブロックを充電することはない。図３中のＴは充電時間であり、組電池１を構成する電池セルの容量と充電電流、電池の自己放電量等によって決められる。１並列分の直列接続電池ブロックが満充電になるようにＴの設定を行ない、それぞれの直列接続電池ブロックの充電完了信号が放電制御手段６に出力されることによって、放電制御手段６は初めて残容量を把握できるので、商用電源の停電時に電池がどれだけの時間放電できるかがわかり、それに基づいて、接続される電子機器の放電も制御することができる。放電制御手段は、充電完了した直列接続電池ブロック数が少ない場合は、バックアップ時のデータ退避の際に優先度の高いデータから退避させる等の放電制御を行なう。特に、停電が比較的短時間に２回以上起きた時に、この放電制御を有効活用することができる。
【００２８】
図４は本発明の第２の実施例におけるバックアップ電池の充放電装置のブロック構成を示すものである。図４中、１〜７は、図１と同様な為、説明を省略する。９は不揮発性メモリーである。不揮発性メモリー９には、直列接続電池ブロックの並列数や直列数を前もって記憶させている。不揮発性メモリー９に記憶されたデータに基づいて、充電制御手段７は制御の方法を選択する。充電制御手段７は、マイクロコンピュータで構成されることが多い。例えば、並列数が４つの場合は、図５ａに示すような充電制御信号を出力するマイクロコンピュータの端子を４つ設けており、端子１〜４にはそれぞれ図５ａに示す信号が出力される。
【００２９】
すなわち、端子４で充電制御信号がＨからＬに変わった時に、端子１はＬからＨにかわる。次にこのマイクロコンピュータを使って、３並列の組電池を充電制御する場合、端子１から端子３までの信号が使われるので充電されない直列接続電池ブロックが生じる。特に、商用電源の停電が比較的短い時間に続いた時は、充電時間を有効に活用することは、非常に重要になる。３並列の場合は、同じマイクロコンピュータを使って、図５ｂに示すような充電制御信号が出力および／又は選択できるように構成すれば、充電時間を有効に活用できる。
【００３０】
さらに、上記マイクロコンピュータを駆動する電池電圧が低下、復帰して、マイクロコンピュータのデータがリセットされても、不揮発性メモリーが並列数等の重要情報を記憶しているので電源バックアップ動作上、何ら問題がない。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、並列接続された直列接続電池ブロックを順次充電し、それぞれの充電状況を放電制御手段が把握することにより、放電制御手段が、それぞれの直列接続電池ブロックの充電状態を素早く知って、充電完了した直列接続電池ブロック数が少ない場合は、バックアップ時のデータ退避に優先度の高いデータから退避させる等の放電管理を行なうことができ、充放電装置の機能性と安価性を向上させることができる。
【００３２】
又、並列接続数等の組電池の接続情報を不揮発性メモリーに記憶させることにより、最適な充放電制御が実現でき、優れたバックアップ電池の充放電制御を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるバックアップ電池の充放電制御装置のブロック図
【図２】本発明の一実施例における充電制御手段のブロック図
【図３】本発明の一実施例における充電制御信号を示す図
【図４】本発明の一実施例におけるバックアップ電池の充放電装置のブロック図
【図５】本発明の一実施例における充電制御信号を示す図
【図６】従来例におけるバックアップ電池の充放電装置のブロック図
【符号の説明】
１  組電池
２１，２２…２ｎ  直列接続電池ブロック
３１，３２…３ｎ  充電ＳＷ
４  主電源
５  充電電源
６  放電制御
７  充電制御
７１，７２…７ｎ  状態検出
８  充電切換えおよび状態出力
９  不揮発性メモリー
１０  組電池
１１１，１１２…１１ｎ  直列接続電池ブロック
１２  充電ＳＷ
１３  放電制御
１４  充電制御
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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