(57)【要約】【課題】  浮動充電中の組電池を構成する個々の蓄電池の電圧異常を簡単な方法で検出することによって、組電池への少数の配線にて少数の蓄電池の電圧データを取得し、その差電圧計算データより判定基準と比較し、異常蓄電池の検出をすることによって安価なシステムを提供する。また、電圧データからの差電圧計算データは、現場での各蓄電池点検データとリンクさせ、点検データと判定基準との関係を見直すこと（学習効果）により、簡単な方法での蓄電池異常診断方法の精度の低下を補完する。【解決手段】  直列接続された複数の蓄電池からなる組電池の浮動充電中の異常蓄電池を監視する蓄電池監視システムにおいて、前記複数の蓄電池を少なくとも２以上のブロックに分割して、分割されたブロック毎の充電電圧を測定するブロック電圧測定手段と、前記ブロック電圧測定手段によって測定されたブロック毎の充電電圧相互の差電圧を演算する差電圧演算手段と、前記差電圧演算手段で得られた差電圧を所定の基準値と比較して異常蓄電池の有無を判定する判定手段とを備える蓄電池監視システム。【選択図】  図３
2005108543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮動充電される、ｎ個の蓄電池が直列接続されてなる組電池の中の異常蓄電池を監視する蓄電池監視システムにおいて、
前記ｎ個の蓄電池を、ｐ個の蓄電池からなるｍ個（ｍ≧２）のブロック、またはｐ個とｑ個［０≦ｑ≦（ｐ−１）］の蓄電池からなるｍ個（ｍ≧２）のブロックに分割して、分割されたブロック毎の充電電圧を測定するブロック電圧測定手段と、
前記ブロック電圧測定手段によって測定されたブロック毎の充電電圧相互の差電圧を演算し、ｍ（ｍ−１）／２個の差電圧を得る差電圧演算手段と、
前記差電圧演算手段で得られた差電圧を所定の基準値と比較して異常蓄電池の有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする蓄電池監視システム。
【請求項２】
前記差電圧演算手段には、蓄電池数がｑ個であるブロックの充電電圧に補正係数ｋ＝ｐ／ｑを乗算する補正係数乗算手段が含まれることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池監視システム。
【請求項３】
前記判定手段には、前記差電圧と比較するための少なくとも２個の基準値を含み、前記基準値を超えた前記差電圧の個数に応じて、正常、要注意又は異常と区別して蓄電池の判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池監視システム。
【請求項４】
前記ブロック電圧測定手段で測定されたブロック毎の充電電圧を通信回線を介して蓄電池監視センターに送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池監視システム。
【請求項５】
前記蓄電池監視センターは、複数の組電池に対して共通に設置されていて、該複数の組電池に関する測定データを蓄積したデータベースを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の蓄電池監視システム。
【請求項６】
直列接続された複数の蓄電池からなる組電池の浮動充電中の異常蓄電池を監視する蓄電池監視方法であって、
前記複数の蓄電池を少なくとも２以上のブロックに分割して、分割されたブロック毎の充電電圧を測定する工程と、
前記ブロック電圧測定手段によって測定されたブロック毎の充電電圧相互の差電圧を演算する工程と、
前記差電圧演算手段で得られた差電圧を所定の基準値と比較して異常蓄電池の有無を判定する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電池監視方法。
【請求項７】
前記差電圧を演算する工程には、前記ブロックに含まれる蓄電池数に応じた補正係数を乗算する工程が含まれることを特徴とする請求項６に記載の蓄電池監視方法。
【請求項８】
前記異常電圧の有無を判定する工程での判定結果により、複数の蓄電池の端子間電圧及び／又は内部抵抗を測定する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の蓄電池監視方法。
【請求項９】
前記ブロック毎の充電電圧及び前記複数の蓄電池の各端子間電圧の測定結果に応じて、前記複数の蓄電池の分割の態様を変更する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の蓄電池監視方法。
【請求項１０】
前記ブロック毎の充電電圧及び前記複数の蓄電池の各端子間電圧の測定結果に応じて、前記基準値を変更する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の蓄電池監視方法。
【請求項１１】
前記異常蓄電池の有無を判定する工程には、長期間に亘る測定結果が加味されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか1項に記載の蓄電池監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池監視システム及び蓄電池監視方法に関し、特に浮動充電される蓄電池の電圧監視を簡単な方法にて行い、異常蓄電池を検出するシステム及び監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を用いて従来の蓄電池の浮動充電における蓄電池電圧の検出について説明する。
図１は、セル１〜セルｎのｎ個のセル（蓄電池）が直列接続された組電池２を電源１に接続して浮動充電を行っている状態を示している。
図１の組電池２は浮動充電源として、定電圧定電流方式を有する電源１によって常時充電され、交流電源の停電時等の非常時に利用されるべく充電され続けるのが一般的である。
【０００３】
この状態では、組電池２の電圧監視のために、電圧検出線Ｌ１及びＬ２を介して全電圧Ｖ１を測定しても、組電池２の端子間電圧は、電源１によって定電圧に維持されているために常に一定であり 全電圧を測定しても異常蓄電池を見つける事ができない。
また、蓄電池監視システムとして、個々の蓄電池の異常を見つけるには、図２に示す如く、ｎ個の各蓄電池の充電電圧 Ｖ１，Ｖ２，・・，Ｖｎ を個別に測定する必要がある。
【０００４】
そして、従来の蓄電池の監視システムとしては、以下のものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平０６−０７５０２７号公報（０００５）（０００６）
【０００５】
上記刊行物には、以下の記載がなされている。すなわち、「使用する蓄電池の実用状態において、その寿命を容易且つ適切に判定できる蓄電池の寿命判定方法及び装置を提供することを目的として、整流装置の出力によって充電され且つ負荷に給電を行うために直列接続された複数の蓄電池からなる蓄電池電源の寿命を判定する蓄電池電源の寿命判定方法を対象とする。本発明の方法では、まず複数の蓄電池の電圧をそれぞれ測定する。そして測定した複数の蓄電池の電圧の平均電圧を演算する。次に測定した複数の蓄電池の電圧と平均電圧との差電圧を演算し、各差電圧と基準値とを比較して差電圧が該基準値を越えた蓄電池の数を求める。そして差電圧が基準値を越えた蓄電池の数が予め設定した基準数以上であるか否かにより蓄電池電源の寿命を判定する。」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の図２に示した蓄電池監視システムを遠隔監視とする場合には、各蓄電池からの電圧検出線 L１，L２，・・，Lｎ，Lｎ+１ 計（ｎ＋１）本の配線が必要で、データの送信方法及び全体システムも複雑で高価なものになり、非常に重要な高価な電源システムでないと採用できず、通常の蓄電池に対して幅広く蓄電池の遠隔監視が採用されないという問題があった。
【０００７】
本発明の課題(目的)は、上記問題を簡単な方法で解決し、蓄電池異常診断を簡単な方法で提供するものである。即ち、浮動充電中の組電池を構成する個々の蓄電池の電圧異常を簡単な方法で検出する。
【０００８】
また、組電池への少数の配線にて少数のブロック毎の蓄電池充電電圧データを取得し、その差電圧計算データを判定基準と比較し、蓄電池の電圧異常を検出することによって安価な蓄電池監視システムを提供することにある。
【０００９】
また、取得充電電圧データからの差電圧計算データは、現場での各蓄電池点検データとリンクさせ、点検データと判定基準との関係を見直すこと（学習効果）により、簡単な方法での蓄電池異常診断方法の精度の低下を補完することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、
浮動充電される、ｎ個の蓄電池が直列接続されてなる組電池の中の異常蓄電池を監視する蓄電池監視システムにおいて、前記ｎ個の蓄電池を、ｐ個の蓄電池からなるｍ個（ｍ≧２）のブロック、またはｐ個とｑ個［０≦ｑ≦（ｐ−１）］の蓄電池からなるｍ個（ｍ≧２）のブロックに分割して、分割されたブロック毎の充電電圧を測定するブロック電圧測定手段と、前記ブロック電圧測定手段によって測定されたブロック毎の充電電圧相互の差電圧を演算し、ｍ（ｍ−１）／２個の差電圧を得る差電圧演算手段と、前記差電圧演算手段で得られた差電圧を所定の基準値と比較して異常蓄電池の有無を判定する判定手段とを備える。（請求項１）
また、前記差電圧演算手段には、蓄電池数がｑ個であるブロックの充電電圧に補正係数ｋ＝ｐ／ｑを乗算する補正係数乗算手段が含まれる。（請求項２）
また、前記判定手段には、前記差電圧と比較するための少なくとも２個の基準値を含み、前記基準値を超えた前記差電圧の個数に応じて、正常、要注意又は異常と区別して蓄電池の判定をする。（請求項３）
また、前記ブロック電圧測定手段で測定されたブロック毎の充電電圧を通信回線を介して蓄電池監視センターに送信する。（請求項４）
また、前記蓄電池監視センターは、複数の組電池に対して共通に設置されていて、該複数の組電池に関する測定データを蓄積したデータベースを備えている。（請求項５）
また、直列接続された複数の蓄電池からなる組電池の浮動充電中の異常蓄電池を監視する蓄電池監視方法であって、前記複数の蓄電池を少なくとも２以上のブロックに分割して、分割されたブロック毎の充電電圧を測定する工程と、前記ブロック電圧測定手段によって測定されたブロック毎の充電電圧相互の差電圧を演算する工程と、前記差電圧演算手段で得られた差電圧を所定の基準値と比較して異常蓄電池の有無を判定する工程とを含む。（請求項６）
また、前記差電圧を演算する工程には、前記ブロックに含まれる蓄電池数に応じた補正係数を乗算する工程が含まれる。（請求項７）
また、前記異常電圧の有無を判定する工程での判定結果により、複数の蓄電池の端子間電圧及び／又は内部抵抗を測定する工程を含む。（請求項８）
また、前記ブロック毎の充電電圧及び前記複数の蓄電池の各端子間電圧の測定結果に応じて、前記複数の蓄電池の分割の態様を変更する（見直す）工程を含む。（請求項９）
また、前記ブロック毎の充電電圧及び前記複数の蓄電池の各端子間電圧の測定結果に応じて、前記基準値を変更する（見直す）工程を含む。（請求項１０）
また、前記異常蓄電池の有無を判定する工程には、長期間に亘る測定結果が加味される。（請求項１１）
【発明の効果】
【００１１】
上記請求項１〜１１に記載の発明の構成では、浮動充電中の充電電圧は、電源により制御されている為、この電圧を測定しても 蓄電池の異常情報は得られなかったが、本発明では、複数の蓄電池をブロック化して、ブロック毎の充電電圧を計測し、ブロック間の差電圧を計算することにより、充電電圧の異常を判定する様にするものでそのメリットは非常に大きい。
【００１２】
また、電圧の測定には温度補正等が必要であったが、本発明は差電圧を計算するものであるから温度による測定値のドリフトや接触抵抗等の誤差分が相殺されるため、補正の必要もなく測定できるため、非常に簡単に測定が可能である。
【００１３】
また、全数の蓄電池の充電電圧を測定していれば、充電電圧の異常な蓄電池を検出することができるが遠隔監視等を行うには、多数の引き出し線が必要であり、また通信方法も複雑になり 高価なシステムになるデメリットがあったが、本発明では、引き出し線も少なく、測定電圧も少なく、それ故、簡単な通信方式にて、安価に充電電圧の異常を検出するシステムが構築でき、その効果は大である。
【００１４】
また、全数の蓄電池の充電電圧を測定する方式に比べ、本発明は数個のブロックに分けて少ない測定電圧にて異常状態を判定する分、精度が落ちるが 異常状態の信号を受信次第、現地の電池設備を点検に電池サポートセンターより出動して、確認して補完するシステムとしている為精度をカバーできる。
【００１５】
また、遠隔監視にて、常時監視している為、蓄電池の障害発生を事前に把握できる可能性があり、サービスセンターより出動することとリンクして、予防保全システムとして、安価に構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の蓄電池監視システムにおいて、分割した各ブロックの電圧間の差により異常蓄電池が検出できる測定原理を図４を用いて説明する。
図４は、１２セルの組電池をセル１〜６のブロック１とセル７〜１２のブロック２に２分割した場合の検出例である。
【００１７】
そして、セル１〜１２の電圧は、それぞれV1〜V12とし、各ブロックの電圧をBV1及びBV2すると、
測定条件は以下のとおりである。
・ブロック１の電圧BV1＝V1+V2+V3+V4+V5+V6
・ブロック２の電圧BV2＝V7+V8+V9+V10+V11+V12
・そして、セル６の電圧V6が浮動充電電圧の平均値よりΔV（例えば、0.13V）低いと仮定する。
・他のセル１〜５及び７〜１２の電圧は、バラツキが少なくほぼ等しいとする。
・セル６の電圧V6の低い分(ΔV)は、浮動充電電圧が一定（2.23V×１２セル＝27.76V）であるから、残りの１１セルにて分担する。
即ち、１セル当たりΔV/11だけ高くなる。
一般に、ｎセルであれば、ΔV/(n-1)だけ１セル当たり高くなる。
【００１８】
これを式で表せば下記の如くなる。
差電圧＝BV2−BV1＝Σ（V7＋・・ ＋V12）−Σ（V1＋・・＋V6）
＝V12−V6
ここで、Vaを１セル当りの浮動充電電圧（2.23V/セル）とすれば
＝｛Va ＋ΔV/（ｎ−１）｝−（Va−ΔV）
ここで、ｎ＝１２セル、ΔV＝0.13V
＝ΔV/（ｎ−１）＋ΔV
＝｛１/（ｎ−１）＋１｝ΔV ＝｛ｎ/（ｎ−１）｝ΔV
このように、浮動充電中の蓄電池監視システムでは、ブロックに分けた差電圧を計測することによって、異常蓄電池の検出が可能である。但し、各ブロックに等しい数量の異常蓄電池がある場合は検出されない。
これを検出するためには、３ブロック又は４ブロックと、組電池を構成するセルの分割数を増加し各ブロック間の電圧を比較すれば良い。しかし、分割数を増加させると、究極的には図２に示したものと同様に各セル毎の検出になる。
【００１９】
次に上記２ブロックに２分割したものを、一般式化すると以下のとおりになる。
測定条件は以下のとおりである。
・組電池全セル数：ｎセル（ｎ≧２の整数）
・分割ブロック数：ｍブロック（ｍ≧２の整数）
・１ブロック当たりのセル数 ：ｐセル（ｐ＝ｎ／ｍでｐは整数）
・浮動充電電圧：Vf ＝2.23V/セル×ｎ
ここでVa＝2.23V/セルとする。
・異常蓄電池の電圧低下分：ΔV(V)、ブロック１に含むものとし、その電圧は、（Va−  ΔV）/１セル
・この低下分を残りの（ｎ−１）セルで均等に分担するものとする。
・その正常な蓄電池の電圧は、（Va＋ΔV/（ｎ−１））/セル
・ブロック１及びブロック２の電圧をBV1及びBV2とする。
BV2＝｛Va＋ΔV/（ｎ−１）｝×ｐ
BV1＝｛Va＋ΔV/（ｎ−１）｝×（ｐ−１)＋（Va−ΔV）×１
【００２０】
各ブロック１，２間の差電圧を求める。
BV2−BV1＝｛Va＋ΔV/（ｎ−１）｝×ｐ−［｛（Va＋ΔV/（ｎ−１）｝×（ｐ−１)＋（Va−ΔV）×１］
＝｛Va＋ΔV/（ｎ−１）｝×１−（Va−ΔV）×１
＝ΔV/（ｎ−１）＋ΔV
＝ΔV×ｎ／（ｎ−１）
【００２１】
次に本発明の実施の形態である蓄電池監視システムの構成を、図３を用いて説明する。
図３において、セル１〜セルｎのｎ個のセルが直列接続された組電池２を電源１に接続して浮動充電を行っている点では図１の従来のものと同様である。
図３の蓄電池監視システムでは、組電池２を構成するセル１〜セルｎを第１の分割ブロックBL1、第２の分割ブロックBL2及び第３の分割ブロックBL3に３分割して、各ブロックの蓄電池電圧 V1B，V2B，V3Bを電圧検出線 L１，L２，L３，L４を介して測定する構成とされている。
【００２２】
図３に示した本発明の蓄電池監視システムでは、浮動充電中の直列接続された組電池を複数ブロックに分割してブロック毎の電圧を測定し、そのブロック間の差電圧を計算し、この差電圧データから蓄電池の異常診断を行うことを特徴としている。
この様に、従来の図２に示す蓄電池監視システムと比較して電圧測定電池数及び電圧検出線数を少なくすることができる。
【００２３】
各ブロックに同数の異常蓄電池（電圧低下品）が存在する場合は、差電圧が０（零）となり正常と見なされ検出できない。しかし、その様な確率は少なく、異常蓄電池の数が異なれば検出できる。
また、一般的に、蓄電池の劣化は最初にどれか１個から発生するのが普通であり、同時に２個が異なるブロックに発生するのは希である。
この場合には、３ブロックに分割していれば検出できるが、やはり、どのブロックにも異常蓄電池が同数存在すると検出できない。
【００２４】
しかし、そのような状態に至る迄に、異常蓄電池の数のアンバランス時期がある筈であるので、遠隔監視と組合せ常時監視しておくことによって検出可能となる。
【００２５】
また、異常信号受信時に、蓄電池サポートセンタより現地に出動して各蓄電池の電圧をチェックするシステムとしているのは、この検出不可条件を極力発生させない様補完するものである。
今回の遠隔監視の意図は、極力簡易にして安価なシステムを提供し、顧客及びメーカーにもメリットがあることを狙うものである。
従って、これが検出を可能とする為には、浮動充電電圧のバラツキが小さいことが望ましく、また継続して常時監視している必要があり、遠隔監視にて対応できる。
【００２６】
以上ように、本発明の蓄電池監視システムでは、測定用の電圧検出線は分割ブロック数をｍとすれば、（ｍ＋１）本の少数で良い。
このシステムで蓄電池の電圧異常の検出時は、蓄電池サポートセンターより蓄電池の異常を確認する為、蓄電池の点検に出動し、全数の電圧を測定し、ブロック間の差電圧による検出が正しいことを確認する。
また、蓄電池サポートセンターより出動する時に、蓄電池内部抵抗の測定も内部抵抗測定器（例：弊社商品名→ジャストフィール）にて測定すれば、蓄電池寿命の判定を行うことができる。
制御弁式鉛蓄電池の場合、一般的には、内部抵抗は、初期値の1.5〜2.0倍で寿命とされている。
蓄電池電圧系と適正分割ブロック数について、本発明は分割数の制限をするものでないが、実用的には、蓄電池数がｎセルに対し、２分割〜ｎ／２分割迄が妥当と考えられる。なお、各ブロックの蓄電池数は後述する補正係数を乗じることによって差電圧の補正が可能であるので、必ずしも同数にする必要はなく、汎用性を持たせることができる。
【００２７】
次に、本発明の蓄電池監視システムが適用される、実際に利用されることが多い蓄電池（セル）数と電圧系について、図５の電圧系と分割ブロック数の対応表を用いて説明する。
ここで、蓄電池数は、６個、１２個、・・・、２２０個に対して、電圧系は１２Ｖ系 、２４Ｖ系・・・、４００Ｖ系が対応する。
また、分割ブロック数２，３，・・・，１２に対して、分割電圧データ数は同数であるが、差電圧データ数は１個，３個，３個、・・・６６個と急増する。これは、分割ブロック数がｍ個であれば、差電圧データ数がｍ（ｍ−１）／２になるからである。
また、価格指数は、指標としての一例であるが、１２個（２４Ｖ系）を１００とすれば、２４個（４８Ｖ系）では２００、５５個（１００Ｖ系）では４５０程度であるが、１１０個（２００Ｖ系）、２２０個（４００Ｖ系）になると急増する。これは、このような高電圧系では、設備自体にも高い信頼性が求められることによると考えられる。このことから、蓄電池監視システムにおいても、複数個の蓄電池からなるブロックに分割して監視するより、個々の蓄電池を監視する場合が多くなることが考えられる。
これらより、本発明の蓄電池監視システムの適合範囲は、６個（１２Ｖ系）〜５５個（１００Ｖ系）が最も効果の出る範囲と思われる。
すなわち、図５に示したように、１１０個（２００Ｖ系）において、分割数を６個とすれば、差電圧データ数は１５個であり、判定処理はそれほど複雑で困難になることはないが、たとえば、分割数を８個、１０個とし、信頼性を高めようとすれば、差電圧データ数は２８個、４５個となって、差電圧データ数の増加による判定処理の複雑化を招来し、設備価格を抑えなければならないような系であれば、このような判定処理に要するコストの増大が設備価格の増大につながるため、好ましくない。
従って、分割数を増加させることは信頼性の向上に寄与するものの、設備価格の増大にもつながるため、分割数は設備価格と信頼性によって定めるのがよい。
なお、１１０個（２００Ｖ系）において、分割数を６個として１５個の差電圧データを得るのに代えて、５５個（１００Ｖ系）２直列とし、各々において、分割数を４個として６個の差電圧データを２つずつ得るようにすることもできる。このようにすると、１２個の差電圧データで判定処理を行うことができる。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明の実施例について説明する。
図６は、本発明の組電池を２ブロックに分割した場合の、蓄電池監視システムの構成の第１の実施例を示す図である。
図６において、１は電源で、２の組電池を浮動充電する。３は電圧検出線で、電池ブロック１及び２から L１〜L３の３本が、端子電圧測定部４に接続されて、組電池２の浮動充電電圧が測定される構成となっている。
この端子電圧測定部４で、電池ブロック１及び電池ブロック２の電圧として V2B1及びV2B2の２個の電圧が測定される。
【００２９】
端子電圧測定部４で測定された２個の電圧は、電圧変換部５により通信に適した信号（データ）に変換され、ルーター６を介して通信回線／インターネット７等を経由して、受信側のルータ８を経て監視センター１０内の監視ＰＣ９に送信される。
監視ＰＣ９では、測定電圧の差電圧を計算し、設定された判定基準１及び２より大か小かをチェックし蓄電池の電圧異常の有無を診断する。
【００３０】
図７は、本発明の組電池を３ブロックに分割した場合の、蓄電池監視システムの構成の第２の実施例を示す図である。
図７において、１は電源で、２の組電池を浮動充電する。３は電圧検出線で、電池ブロック１〜３から L１〜L４の４本が、端子電圧測定部４に接続されて、組電池２の浮動充電電圧が測定される構成となっている。
【００３１】
この端子電圧測定部４で、電池ブロック１，電池ブロック２及び電池ブロック３の充電電圧として V3B1,V3B2及びV3B3の３個の電圧が測定される。
端子電圧測定部４で測定された３個の電圧は、電圧変換部５により通信に適した信号（データ）に変換され、ルータ６を介して通信回線／インターネット７等を経由して、受信側のルータ８を経て監視センター１０内の監視ＰＣ９に送信される。
監視ＰＣ９では、測定電圧の差電圧を計算し、後述の予め設定された判定基準１及び２より大か小かをチェックし蓄電池の充電電圧の異常を診断する。
【００３２】
図８に、図６及び図７に記載したような蓄電池設備を多数監視する場合の蓄電池監視システムの全体構成を示す。
図８における蓄電池設備１-１〜１-３は、それぞれ図６及び図７に記載した電源１，組電池２及び電圧検出線３の部分を示している。
また、電圧測定変換部２-１〜２-３は、それぞれ図６及び図７に記載した端子電圧測定部４及び電圧変換部５の部分を示している。
【００３３】
図８において、蓄電池設備１-１〜１-３を、電圧測定変換部２-１〜２-３によって電圧を測定、変換して、ルータ３-１〜３-３を経由して、通信回線／インターネット４に接続する。
また、通信回線／インターネット４からルータ５を介して、電池監視センター８内の監視ＰＣ６で、ブロック別充電電圧を受信し、記憶部ＤＢ７に保存される。また、前記ブロック別充電電圧は通信回線／インターネット４からルータ９を介して、電池サポートセンタ１１内の受信端末１０に受信される。
そして、監視ＰＣ６により、ブロック間の差電圧を計算し、後述の予め設定された判定基準１及び２にてその差電圧をチェックし、蓄電池電圧の異常の有無を診断する。
例えば、蓄電池設備１で蓄電池電圧の異常が検出されると、ルータ９を介して電池サポートセンタ１１内の受信端末１０に通報され、電圧異常が検出された蓄電池設備１の点検に電池サポートセンタ１１より出掛け、蓄電池設備１の各蓄電池 及びその電圧をチェックする。
【００３４】
次に、判定に使用される予め設定された判定基準１及び２について説明する。
図９に示す如く、各蓄電池（セル）の電圧が決められた判定基準１である上限値（例えば、2.35(V））または、判定基準２である下限値（例えば、2.13(V））を超えているかどうかで異常かどうかの判定を行う。
図９の場合では、６個目の蓄電池が下限値以下であるので、それが異常と判断される。
【００３５】
各ブロック電圧及びそのブロック間差電圧と各蓄電池の電圧検出の判定基準１及び２との関係をチェックし、ブロック間差電圧により正しく検出されていることを確認する。
仮に、蓄電池の電圧異常が無いのに、ブロック間差電圧で異常が検出される場合には、判定基準１及び２を見直し、その蓄電池設備に特有の判定基準に修正する。
この様な学習効果により、少ないブロック間差電圧データにて、検出精度を補完する。
【００３６】
また、蓄電池の充電電圧の測定と並行して、各蓄電池の内部抵抗の測定も行い、初期値の 1.5倍〜2.0倍になっていないかの確認を行うことによって蓄電池の劣化をより確実に把握することが可能になる。
【００３７】
図１０に内部抵抗を測定した例を示す。
図１０では、図９に示した蓄電池の電圧を測定したものとして対応している。
蓄電池の内部抵抗による判定基準としては、内部抵抗が初期値の1.5倍領域及び2.0倍領域を超えているか否かで判定して、判定結果によって寿命期として、蓄電池交換等の対策を検討するものとしている。
【００３８】
図１０では、６番目の蓄電池が寿命期として判断される。（この判定結果は、図９の判定結果とも一致している。）
この様に、本発明の蓄電池監視システムでは、簡単なブロック電圧測定により異常を検出すると、現地にて精密測定を行い確認をするシステムとすることで異常蓄電池の検出精度を高めることができる。
【００３９】
これは、また、常時監視されており必要に応じていつでもブロック別充電電圧を測定できるので保守担当者が、１回／月または１回／６ケ月点検に巡回することと比較しても、点検回数が多く良く監視されていることに相当する。
【００４０】
次に、実際の充電電圧測定値に基づき、各ブロック充電電圧及びその差電圧の計算、並びに判定基準１及び２による浮動充電中の電圧異常の検出シュミレーションの結果を図１１〜図１５を用いて説明する。
【００４１】
図１１の第１のシュミレーションにおける測定条件は、蓄電池：２００Ａｈ、ＭＳＥで２３セル，浮動充電電圧：51.46V（平均2.24V/セル），浮動充電電流：0.5A，室温２３℃，判定基準＝平均値±0.11（2.13≦測定値≦2.35）である。
【００４２】
また、図１１において、(a)は測定データを、(b)はデータ集計表を、(c)はデータ解析表(1)（分割ブロックの平均セル電圧表）を、(d)はデータ解析表(2)（分割ブロック間の差電圧表）を示している。
【００４３】
図１１の(a)において、セル数はNo1〜No23の２３個で、２分割（セルNo1〜No12のブロック１（2B1a），セルNo13〜No23のブロック２（2B2a）に分割されている。
また、３分割Ａとして（セルNo1〜No11のブロック１（3B1a），セルNo12〜No22のブロック２（3B2a），（セルNo23のブロック３(3B3a)）に３分割されている。
また、３分割Ｂとして（セルNo1〜No10のブロック１（3B1b），セルNo11〜No20のブロック２（3B2b），（セルNo21〜No23のブロック３(3B3b)）に３分割されている。
また、３分割Ｃとして（セルNo1〜No9のブロック１（3B1c），セルNo10〜No18のブロック２（3B2c），（セルNo19〜No23のブロック３(3B3c)）に３分割されている。
さらに、３分割Ｄとして（セルNo1〜No8のブロック１（3B1d），セルNo9〜No16のブロック２（3B2d），（セルNo17〜No23のブロック３(3B3d)）に３分割されている。
【００４４】
図１１では、セルNo1〜No23の電圧は、図１１の(a）のとおりで、セルNo2，No7及びNo14の電圧が低い（L）の場合を示している。
この状態で、本発明の蓄電池監視システムにおける測定結果としては、各ブロック別の電圧を測定した図１１の(b)に示すデータ集計表が得られる。
【００４５】
また、図１１の(b)のデータを加工して、分割ブロック別の平均セル電圧2B1av,2B2av,3B1av,3B2av,3B3avが図１１の(c)に示すように得られる。
【００４６】
さらに、図１１の(b)のブロック別の電圧に基づいて、分割ブロック間の差電圧が図１１の(d)の如く得られる。
この分割ブロック間の差電圧の計算に際しては、分割されたブロックのセル数が等しくない場合には、補正係数Kを乗じる必要がある。この補正係数は、２分割Ａではブロック2B2aの電圧に対してK=12/11、３分割Ａではブロック3B3aの電圧に対してK=11/1、３分割Ｂではブロック3B3bの電圧に対してK=10/3、３分割Ｃではブロック3B3cの電圧に対してK=9/5、３分割Ｄではブロック3B3dの電圧に対してK=8/7となる。
【００４７】
図１２の第２のシュミレーションにおける測定条件は、蓄電池：２００Ａｈ、ＭＳＥで２３セル，浮動充電電圧：51.47V（平均2.24V/セル），浮動充電電流：0.5A，室温２３℃，判定基準＝平均値±0.11（2.13≦測定値≦2.35）である。
【００４８】
また、図１２においても図１１と同様に、(a)は測定データを、(b)はデータ集計表を、(c)はデータ解析表(1)（分割ブロックの平均セル電圧表）を、(d)はデータ解析表(2)（分割ブロック間の差電圧表）を示している。
【００４９】
図１２の(a)において、図１１と同様に、セル数はNo1〜No23の２３個で、２分割（セルNo1〜No12のブロック１（2B1a），セルNo13〜No23のブロック２（2B2a）に分割されている。
また、３分割Ａとして（セルNo1〜No11のブロック１（3B1a），セルNo12〜No22のブロック２（3B2a），（セルNo23のブロック３(3B3a)）に３分割されている。
また、３分割Ｂとして（セルNo1〜No10のブロック１（3B1b），セルNo11〜No20のブロック２（3B2b），（セルNo21〜No23のブロック３(3B3b)）に３分割されている。
また、３分割Ｃとして（セルNo1〜No9のブロック１（3B1c），セルNo10〜No18のブロック２（3B2c），（セルNo19〜No23のブロック３(3B3c)）に３分割されている。
さらに、３分割Dとして（セルNo1〜No8のブロック１（3B1d），セルNo9〜No16のブロック２（3B2d），（セルNo17〜No23のブロック３(3B3d)）に３分割されている。
【００５０】
図１２では、セルNo1〜No23の電圧は、図１２の(a）のとおりで、セルには異常のものが含まれてはいない場合を示している。
この状態で、本発明の蓄電池監視システムにおける測定結果としては、各ブロック別の電圧を測定した図１２の(b)に示すデータ集計表が得られる。
【００５１】
また、図１２の(b)のデータを加工して、分割ブロック別の平均セル電圧2B1av,2B2av,3B1av,3B2av,3B3avが図１２の(c)に示すように得られる。
さらに、図１２の(b)のブロック別の電圧に基づいて、分割ブロック間の差電圧が図１２の(d)の如く得られる。
この分割ブロック間の差電圧の計算に際しては、分割されたブロックのセル数が等しくない場合には、補正係数Kを乗じる必要がある。この補正係数は、２分割Ａではブロック2B2aの電圧に対してK=12/11、３分割Ａではブロック3B3aの電圧に対してK=11/1、３分割Ｂではブロック3B3bの電圧に対してK=10/3、３分割Ｃではブロック3B3cの電圧に対してK=9/5、３分割Ｄではブロック3B3dの電圧に対してK=8/7となる。
【００５２】
図１３の第３のシュミレーションにおける測定条件は、蓄電池：２００Ａｈ、ＭＳＥで２３セル，浮動充電電圧：51.46V（平均2.24V/セル），浮動充電電流：0.5A，室温２３℃，判定基準＝平均値±0.11（2.13≦測定値≦2.35）である。
【００５３】
また、図１３においても図１１、図１２と同様に、(a)は測定データを、(b)はデータ集計表を、(c)はデータ解析表(1)（分割ブロックの平均セル電圧表）を、(d)はデータ解析表(2)（分割ブロック間の差電圧表）を示している。
【００５４】
図１３の(a)においても、図１１、図１２と同様に、セル数はNo1〜No23の２３個で、２分割（セルNo1〜No12のブロック１（2B1a），セルNo13〜No23のブロック２（2B2a）に分割されている。
また、３分割Ａとして（セルNo1〜No11のブロック１（3B1a），セルNo12〜No22のブロック２（3B2a），（セルNo23のブロック３(3B3a)）に３分割されている。
また、３分割Ｂとして（セルNo1〜No10のブロック１（3B1b），セルNo11〜No20のブロック２（3B2b），（セルNo21〜No23のブロック３(3B3b)）に３分割されている。
また、３分割Ｃとして（セルNo1〜No9のブロック１（3B1c），セルNo10〜No18のブロック２（3B2c），（セルNo19〜No23のブロック３(3B3c)）に３分割されている。
さらに、３分割Dとして（セルNo1〜No8のブロック１（3B1d），セルNo9〜No16のブロック２（3B2d），（セルNo17〜No23のブロック３(3B3d)）に３分割されている。
【００５５】
図１３では、セルNo1〜No23の電圧は、図１３の(a）のとおりで、セルには異常のものが含まれてはいない場合を示している。
この状態で、本発明の蓄電池監視システムにおける測定結果としては、各ブロック別の電圧を測定した図１３の(b)に示すデータ集計表が得られる。
【００５６】
また、図１３の(b)のデータを加工して、分割ブロック別の平均セル電圧2B1av,2B2av,3B1av,3B2av,3B3avが図１３の(c)に示すように得られる。
さらに、図１３の(b)のブロック別の電圧に基づいて、分割ブロック間の差電圧が図１３の(d)の如く得られる。
この分割ブロック間の差電圧の計算に際しては、分割されたブロックのセル数が等しくない場合には、補正係数Kを乗じる必要がある。この補正係数は、２分割Ａではブロック2B2aの電圧に対してK=12/11、３分割Ａではブロック3B3aの電圧に対してK=11/1、３分割Ｂではブロック3B3bの電圧に対してK=10/3、３分割Ｃではブロック3B3cの電圧に対してK=9/5、３分割Ｄではブロック3B3dの電圧に対してK=8/7となる。
【００５７】
図１４の第４のシュミレーションにおける測定条件は、蓄電池：２００Ａｈ、ＭＳＥで２３セル，浮動充電電圧：51.43V（平均2.24V/セル），浮動充電電流：0.5A，室温２３℃，判定基準＝平均値±0.11（2.13≦測定値≦2.35）である。
【００５８】
また、図１４においても図１１〜１３と同様に、(a)は測定データを、(b)はデータ集計表を、(c)はデータ解析表(1)（分割ブロックの平均セル電圧表）を、(d)はデータ解析表(2)（分割ブロック間の差電圧表）を示している。
【００５９】
図１４の(a)においても、図１１〜１３と同様に、セル数はNo1〜No23の２３個で、２分割（セルNo1〜No12のブロック１（2B1a），セルNo13〜No23のブロック２（2B2a）に分割されている。
また、３分割Ａとして（セルNo1〜No11のブロック１（3B1a），セルNo12〜No22のブロック２（3B2a），（セルNo23のブロック３(3B3a)）に３分割されている。
また、３分割Ｂとして（セルNo1〜No10のブロック１（3B1b），セルNo11〜No20のブロック２（3B2b），（セルNo21〜No23のブロック３(3B3b)）に３分割されている。
また、３分割Ｃとして（セルNo1〜No9のブロック１（3B1c），セルNo10〜No18のブロック２（3B2c），（セルNo19〜No23のブロック３(3B3c)）に３分割されている。
さらに、３分割Dとして（セルNo1〜No8のブロック１（3B1d），セルNo9〜No16のブロック２（3B2d），（セルNo17〜No23のブロック３(3B3d)）に３分割されている。
【００６０】
図１４では、セルNo1〜No23の電圧は、図１４の(a）のとおりで、セルNo6の電圧が高い(H)の場合を示している。
この状態で、本発明の蓄電池監視システムにおける測定結果としては、各ブロック別の電圧を測定した図１４の(b)に示すデータ集計表が得られる。
【００６１】
また、図１４の(b)のデータを加工して、分割ブロック別の平均セル電圧2B1av,2B2av,3B1av,3B2av,3B3avが図１４の(c)に示すように得られる。
さらに、図１４の(b)のブロック別の電圧に基づいて、分割ブロック間の差電圧が図１４の(d)の如く得られる。
この分割ブロック間の差電圧の計算に際しては、分割されたブロックのセル数が等しくない場合には、補正係数Kを乗じる必要がある。この補正係数は、２分割Ａではブロック2B2aの電圧に対してK=12/11、３分割Ａではブロック3B3aの電圧に対してK=11/1、３分割Ｂではブロック3B3bの電圧に対してK=10/3、３分割Ｃではブロック3B3cの電圧に対してK=9/5、３分割Ｄではブロック3B3dの電圧に対してK=8/7となる。
【００６２】
図１５の第５のシュミレーションにおける測定条件は、蓄電池：２００Ａｈ、ＭＳＥで２４セル，浮動充電電圧：53.28V（平均2.22V/セル），浮動充電電流：0.5A，室温２６℃，判定基準＝平均値±0.11（2.11≦測定値≦2.33）である。
【００６３】
また、図１５において、(a)は測定データを、(b)はデータ集計表を、(c)はデータ解析表(1)（分割ブロックの平均セル電圧表）を、(d)はデータ解析表(2)（分割ブロック間の差電圧表）を示している。
【００６４】
図１５の(a)においては、図１１〜１３とは異なって、セル数はNo1〜No24の２４個で、２分割（セルNo1〜No12のブロック１（2B1a），セルNo13〜No24のブロック２（2B2a）に分割されている。
また、３分割Ａとして（セルNo1〜No11のブロック１（3B1a），セルNo12〜No22のブロック２（3B2a），（セルNo23〜No24のブロック３(3B3a)）に３分割されている。
また、３分割Ｂとして（セルNo1〜No10のブロック１（3B1b），セルNo11〜No20のブロック２（3B2b），（セルNo21〜No24のブロック３(3B3b)）に３分割されている。
また、３分割Ｃとして（セルNo1〜No9のブロック１（3B1c），セルNo10〜No18のブロック２（3B2c），（セルNo19〜No24のブロック３(3B3c)）に３分割されている。
さらに、３分割Dとして（セルNo1〜No8のブロック１（3B1d），セルNo9〜No16のブロック２（3B2d），（セルNo17〜No24のブロック３(3B3d)）に３分割されている。
【００６５】
図１５では、セルNo1〜No24の電圧は、図１５の(a）のとおりで、セルには異常のものが含まれてはいない場合を示している。
この状態で、本発明の蓄電池監視システムにおける測定結果としては、各ブロック別の電圧を測定した図１５の(b)に示すデータ集計表が得られる。
【００６６】
また、図１５の(b)のデータを加工して、分割ブロック別の平均セル電圧2B1av,2B2av,3B1av,3B2av,3B3avが図１５の(c)に示すように得られる。
【００６７】
さらに、図１５の(b)のブロック別の電圧に基づいて、分割ブロック間の差電圧が図１５の(d)の如く得られる。
この分割ブロック間の差電圧の計算に際しては、分割されたブロックのセル数が等しくない場合には、補正係数Kを乗じる必要がある。この補正係数は、２分割Ａと３分割Ｄではセル数が等しいため補正係数は１であるが、３分割Ａではブロック3B3aの電圧に対してK=11/2、３分割Ｂではブロック3B3bの電圧に対してK=10/4、３分割Ｃではブロック3B3cの電圧に対してK=9/6となる。
【００６８】
図１１〜１５のシュミレーション結果における分割ブロックの平均値電圧（2B1av〜3B3av）の分布は、2.21〜2.28Vであって、その差は極めて少ないため(c)の分割ブロックの平均セル電圧のみで異常蓄電池（セル）の有無を判定するのは容易ではない。
【００６９】
本発明では、異常蓄電池（セル）の有無を容易に判定するために、シュミレーション結果を処理した(d)の分割ブロック間の差電圧を使用する。
【００７０】
次に、上記図１１〜１５に示した第１〜５のシュミレーションにおける測定結果の内の分割ブロック間の差電圧を纏めたものを図１６に示す。
図１６では、差電圧Vbに対する判定基準として、
イ）0.16V≦Vb＜0.2V
ロ）0.2V≦Vb≦0.4V
ハ）0.4V≦Vb
の３通りの判定基準を用いる。
この判定基準を用い以下の判定方法によって判定する。
・２分割（2A）：（イ）0.4V以上→異常，（ロ）0.16V以上→要注意とする。
・３分割(3A〜3D）：（イ）0.2Vor0.4V以上が２個以上→異常，（ロ）0.16V〜0.4Vが  １個→要注意とする。
【００７１】
なお、この基準基準及び判定方法は、１例であって、他の判定基準及び判定方法を適用できることは言うまでもない。
【００７２】
上記判定方法による判定評価の欄で、●印は、異常蓄電池が検出されてことを示し、△印は、要注意蓄電池があることを示し、空白欄は、蓄電池が正常であることを示している。
【００７３】
図１６の判定評価欄により、第１シュミレーションと第４シュミレーションでは、異常蓄電池が存在する例で、異常を検出できたか否かの結果を説明する。
【００７４】
先ず、２分割（2A）では、第１シュミレーションでは△（要注意蓄電池あり）で、第４シュミレーションでは●（異常蓄電池あり）の結果であり、他の場合は空白（異常蓄電池なし）であるので、大略異常蓄電池の検出が可能といえる。
【００７５】
次に、３分割（3A〜3D）では、第４シュミレーションでは●（異常蓄電池あり）の結果でありとなるが、３分割の分割における均等性の大きく崩れている３分割(3A)の場合には第１シュミレーションにおいて異常蓄電池の検出ができていないという結果になっている。
【００７６】
上記のシュミレーションの結果、本発明の組電池を複数のブロックに分割して、各ブロック間の差電圧を検出して異常蓄電池を検出するものでは、検出精度を上げるためには分割数を多くすれば良いが、余り分割数を多くすると、差電圧の演算に要する処理が多くなるので、３分割程度が有効であることが分かる。
【００７７】
また、分割に際しては、分割ブロック内のセル数の差が極端であると、セル数が少ない分割ブロックの電圧値の影響が拡大されて誤差が生じやすくなるので、分割ブロック内のセル数は極力均等にするのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
請求項１〜１１の構成によって、直列接続された複数の蓄電池をブロック化して、ブロック毎の電圧を計測し、ブロック間の差電圧を計算することにより、充電電圧の異常を判定する様にするものでそのメリットは非常に大きい。
【００７９】
また、各ブロック間の差電圧を計算するものであるから、温度による測定値のドリフトや接触抵抗等の誤差分が相殺されるため、補正の必要もなく測定して良いため、非常に簡単に測定が可能である。
【００８０】
また、本発明では、引き出し線も少なく、測定電圧も少なく、それ故、簡単な通信方式にて、安価に充電電圧の異常を検出するシステムが構築でき、その効果は大である。
【００８１】
また、全数の蓄電池の充電電圧を測定する方式に比べ、本発明は数個のブロックに分けて少ない測定電圧にて蓄電池の異常を判定する分、精度が落ちるが 異常状態の信号を受信し次第、現地の蓄電池設備の点検に電池サポートセンターより出動して、確認して補完するシステムとしている為精度をカバーできる。
【００８２】
さらに、遠隔監視にて、常時監視している為、蓄電池の障害発生を事前に把握できる可能性があり、サービスセンターより出動することとリンクして、予防保全システムとして 、安価に構築できるという特有の作用効果を奏するので、産業上における利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】従来の蓄電池の浮動充電における電圧を検出する構成を示す図である。
【図２】従来の浮動充電中の異常蓄電池を検出する蓄電池監視システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の浮動充電中の異常蓄電池を検出する蓄電池監視システムの構成を示す図である。
【図４】分割ブロック間の差電圧により異常蓄電池を検出する測定原理を示す図である。
【図５】本発明の蓄電池監視システムが適用される、実際に利用されることが多い蓄電池（セル）数と電圧系と分割ブロック数との対応を示す図である。
【図６】本発明の組電池を２ブロックに分割した場合の、蓄電池監視システムの構成の第１の実施例を示す図である。
【図７】本発明の組電池を３ブロックに分割した場合の、蓄電池監視システムの構成の第２の実施例を示す図である。
【図８】図６及び図７に記載したような蓄電池設備を多数監視する場合の蓄電池遠隔監視システムの全体構成を示す図である。
【図９】各蓄電池（セル）の充電電圧が決められた判定基準１である上限値及び判定基準２である下限値と各蓄電池の電圧との関係を示す図である。
【図１０】図９の各蓄電池とその内部抵抗との関係を示す図である。
【図１１】浮動充電中の電圧異常検出の第１のシュミレーション結果を示す図である。
【図１２】浮動充電中の電圧異常検出の第２のシュミレーション結果を示す図である。
【図１３】浮動充電中の電圧異常検出の第３のシュミレーション結果を示す図である。
【図１４】浮動充電中の電圧異常検出の第４のシュミレーション結果を示す図である。
【図１５】浮動充電中の電圧異常検出の第５のシュミレーション結果を示す図である。
【図１６】第１〜５のシュミレーション結果である浮動充電中の分割ブロック間の差電圧を纏めた表である。
【符号の説明】
【００８４】
１        電源
２        蓄電池
３        電圧検出線
４        端子電圧測定部
５        電圧変換部
６、８    ルータ
７        通信回線
９        監視ＰＣ
１０      監視センター
【図１】
2005108543.tif 000003
【図２】
2005108543.tif 000004
【図３】
2005108543.tif 000005
【図４】
2005108543.tif 000006
【図５】
2005108543.tif 000007
【図６】
2005108543.tif 000008
【図７】
2005108543.tif 000009
【図８】
2005108543.tif 000010
【図９】
2005108543.tif 000011
【図１０】
2005108543.tif 000012
【図１１】
2005108543.tif 000013
【図１２】
2005108543.tif 000014
【図１３】
2005108543.tif 000015
【図１４】
2005108543.tif 000016
【図１５】
2005108543.tif 000017
【図１６】
2005108543.tif 000018