(57)【要約】【課題】ニッケル−水素蓄電池の容量を長期にわたって維持することができ、情報通信ネットワークシステム、医療機器等のバックアップ電源の管理に適した電源装置の管理方法を提供する。【解決手段】ニッケル酸化物を主体とする正極と、水素吸蔵合金からなる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備えたニッケル−水素蓄電池を用いたバックアップ電源の管理方法であって、前記ニッケル−水素蓄電池を１．３７〜１．４７Ｖの定電圧で、かつ間欠充電にて充電し、放電するバックアップ電源の管理方法とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化物を主体とする正極と、水素吸蔵合金からなる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備えたニッケル−水素蓄電池を用いたバックアップ電源の管理方法であって、前記ニッケル−水素蓄電池を１．３７〜１．４７Ｖの定電圧で、かつ間欠充電にて充電し、放電するバックアップ電源の管理方法。
【請求項２】
ニッケル−水素蓄電池は、タイマーを用いて放電制御する請求項１記載のバックアップ電源の管理方法。
【請求項３】
ニッケル−水素蓄電池は、タイマーを用いて前記電池容量の５０〜７０％までで放電を中止する請求項１記載のバックアップ電源の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局やコンピューター用バックアップなどに搭載されるバックアップ用電源の管理方法に関する物であり、特にそれに用いられるニッケル−水素蓄電池の充放電制御方法、蓄電池の長寿命を実現させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバックアップ用電源には、ニッケル−カドミウム蓄電池が多く使われてきた。それらの充電制御としては、トリクル充電が推奨され、多くの機器で使用されてきた。
【０００３】
近年では、水素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金を負極材料として用いるニッケル−水素蓄電池が開発され、この電池はニッケル−カドミウム蓄電池（以下、ニカド電池という）を凌ぐ高エネルギー密度で、長寿命で、しかも環境にやさしいものである。
【０００４】
このため、近年ニカド電池に代わって、ニッケル−水素蓄電池が、バックアップ用電源として使用されるようになってきている。
【０００５】
バックアップ電源の管理法としては、ニッケル−水素蓄電池の充電制御において、この電池を間欠充電しながら、その充電休止中の電池の温度に基づいて電池の充電休止中の自己放電量を算出して得られた自己放電量に基づいて電池の充電を制御する方法が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５００００号公報（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のバックアップ電源の管理法では、ニッケル−水素蓄電池の自己放電量が雰囲気温度により異なるため、温度ごとにことなる常数を持ったテーブルをマイコン内に持たせる必要があった。
【０００８】
本発明は、複雑な制御を行わなくても、ニッケル−水素蓄電池のバックアップ電源として簡単に管理し、ニッケル−水素蓄電池の電池寿命を向上するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のバックアップ電源の管理方法は、ニッケル酸化物を主体とする正極と、水素吸蔵合金からなる負極と、セパレータおよびアルカリ電解液を備えたニッケル−水素蓄電池を用いたバックアップ電源の管理方法であって、前記ニッケル−水素蓄電池を１．３７〜１．４７Ｖの定電圧で、かつ間欠充電にて充電し、放電する方法とした。この場合、充電電圧が１．３７Ｖより小さいと十分な充電が行えず、また１．４７Ｖより大きいと電池が電圧に絶えられず好ましくない。
【００１０】
本発明のバックアップ電源の管理方法において、ニッケル−水素蓄電池は、タイマーを用いて放電制御することが好ましく、特に電池容量の５０〜７０％までで電池の放電をタイマーを用いて中止すると、電池の寿命を大幅に向上させることができるので好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１に本発明のバックアップ電源の回路イメージ図を示す。図１において電池の電圧を読みとる電圧検知部１と電池１２に接続されるシャント抵抗１１により、放電電流を検知して電池から機器側に放電がなされたかどうかの判定をする電圧検知部２と温度検知用サーミスタ３からなりこれらのセンサーをマイコン４に入力してこのマイコンからＦＥＴ５，６に信号を送り、充電電流を制御する。温度検知用サーミスタ３からの情報に従いマイコン４は温度異常などの異常を表示するための異常表示ＬＥＤ７に信号を出す。また放電回路遮断用リレー８に信号を出して、放電電流の制御も行う。
【００１３】
また必要に応じ、残量表示ＬＥＤ９や劣化検知ＬＥＤ１０に信号を送り、表示処理を行う。ここでＦＥＴ５，６はリレーを使うことも可能である。またリレーはＦＥＴを使用することも出来る。
【００１４】
本発明のバックアップ電源の管理方法は、以下の構成よりなるバックアップ用蓄電池を、充電制御する間欠充電制御回路を用いたものである。例えばＨＨＲ２５０ＳＣＨ（容量２．５Ａｈ、電圧１．２Ｖ）の電池を１０本直列にした場合、電池の仕様は容量２．５Ａｈ、全電池定格電圧は１２Ｖとなる。
【００１５】
まず本発明のバックアップ電源の管理方法における充電制御方法について説明する。
【００１６】
電圧検知部１は常に全電池を加算した電圧全体を監視している。０．１Ｉｔにて１６ｈ充電（これを初期充電と呼ぶ）した後、この電圧が仮に１．３Ｖ／ｃｅｌｌ以下になると電圧検知部１からマイコン４に信号が送られ、マイコンは再充電の開始をＦＥＴ５に伝える。これによりＦＥＴ６はスイッチをオンとし充電を開始する。マイコンは充電時間をカウントしており、４ｈ経過するとマイコン４より再度信号がＦＥＴ５に送られ、ＦＥＴ６のスイッチは遮断され、充電が停止される。以下、これを再充電サイクルと呼ぶ。
【００１７】
また電池周辺部に設けられた温度検知用サーミスタ３は電池の温度を常に監視している。サーミスタは通常、ＮＴＣが使用される。本発明においては、温度による自己放電の補正を行わないため、このサーミスタの測定する温度範囲が６０℃を越えていれば、自己放電が大きく進むとともに充電受入性能が低下する。
【００１８】
また、−１０℃以下の場合には自己放電はほとんど起きずに過充電になり、電池の内部抵抗が徐々に大きくなるため、どちらの場合も電池の性能が十分に発揮されなくなる可能性がある。
【００１９】
そこで−１０℃以下、６０℃以上になるとマイコン４より信号をだし、ＦＥＴ５を遮断し、充電作業を停止する。
【００２０】
その際には温度異常として、マイコン４は異常表示ＬＥＤ７にも同時に信号を出し表示させる。
【００２１】
次に、本発明のバックアップ電源の管理方法における放電制御方法について説明する。
【００２２】
電圧検知部２はシャント抵抗１１の電圧値を監視しているため、その変化により電池１２からの放電の有無を確認でき、放電電流が流れていればマイコン４は初期充電を開始し、１６ｈのタイムアップ後に電圧の監視を行い、１．３Ｖ／ｃｅｌｌ以下になれば、また４ｈの再充電サイクルにもどる。
【００２３】
例えば２．５Ａの電流がシャント抵抗１１に流れる場合には、３０分間のタイマーをマイコン４がカウントし、タイムアップ後に放電回路遮断用リレー８に信号を出力して、リレー８は放電回路をオープンにする。
【００２４】
これにより初期において、電池は本来所有している電池容量の半分のみを放電することになる。
【００２５】
電池は１００％放電されると劣化が進むが、５０％の放電では劣化度合いは１／１０程度まで低減されることがわかっている。
【００２６】
従って、この放電側のタイマー制御により電池は長寿命性能を維持することが出来る。
【００２７】
また、バックアップ電源については通常、寿命末期の状態も考慮に入れて、マージンを持った電池容量を持つ電池が選定される。従って、電池容量の半分で放電回路をオープンとしてもそれは十分な放電時間である。
【００２８】
次に残量検知についてであるが、放電途中の閉路電圧で見る方法と時間でタイマーカットする方法があるが、ここでは時間でカットする方法を採用する。この理由は閉路電圧で検知すると、どうしてもメモリー効果と同様の現象が発生し、電池の容量が継続して正しく得られないからである。
【００２９】
この点タイマーカットの場合には常に一定の時間で設定されるため、放電を５０〜７０％の範囲で止めるので、長寿命化にも有効である。
【００３０】
これにより残量表示ＬＥＤ９に信号を送り、表示処理を行う。通常は５０％をひとつの残量と考える。
【００３１】
尚、このパラメータについては放電電流により異なる。一般に１Ｉｔであれば１００ｍΩ、０．２Ｉｔ程度の放電であれば３００ｍΩでも放電が可能である。５Ｉｔなどのハイレート放電については１０ｍΩでも放電できないことがある。測定を行い、基準抵抗以上であると判定した段階で劣化検知ＬＥＤ１０に信号を送り、表示処理を行う。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のバックアップ電源の管理方法を用いると、ニッケル−水素蓄電池の寿命が大幅に向上し、保守作業を大幅に低減することが出来る。また入力される電源の種類は定電流充電でも定電圧充電でも可能であることから、さまざまな機器への適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックアップ電源回路のイメージ図
【符号の説明】
１　電池電圧検知部
２　電池電圧検知部
３　温度検知用サーミスタ
４　マイコン
５　充電電流遮断用ＦＥＴ
６　充電電流遮断用ＦＥＴ
７　異常表示ＬＥＤ
８　放電回路遮断用リレー
９　残量表示ＬＥＤ
１０　劣化検知ＬＥＤ
１１　シャント抵抗
１２　電池
【図１】
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