(57)【要約】【課題】電波の障害物や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響を抑えて確実に無線通信ができる蓄電池監視装置を提供する。【解決手段】単位蓄電池２２に並列接続され、無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路５１を備え、電池センサ３２は、共振回路５１を介して蓄電池接続線２４を通信媒体とした無線通信を行うようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池の状態を測定する測定機器と、測定機器と無線通信する通信機器とを備える蓄電池監視装置において、
前記蓄電池に並列接続され、前記無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路を備え、前記測定機器は、前記共振回路を介して蓄電池接続線を通信媒体とした無線通信を行うことを特徴とする蓄電池監視装置。
【請求項２】
前記共振回路は、インダクタンスとキャパシタを直列に接続した直列共振回路であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池監視装置。
【請求項３】
前記インダクタンスをトランス構造とし、二次側を、前記測定機器に接続したことを特徴とする請求項２に記載の蓄電池監視装置。
【請求項４】
前記通信機器のアンテナ線を前記蓄電池接続線の周囲にコイル状に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蓄電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電池の状態を監視する蓄電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話交換機、携帯電話基地局などの通信設備、コンピュータなどの情報システムや制御システム、消防設備、照明設備などの社会インフラ設備では、これらのシステムや機器に電力を送る電源装置は、商用電源が停電しても停止しないようにするために、蓄電池が設けられている。この蓄電池は、電源装置の補助電源として利用するために蓄電池の最小単位である単位蓄電池を複数個直列にした蓄電池群として用いられている。この複数の単位蓄電池の状態を測定するために、蓄電池個々の内部抵抗（インピーダンス）等を測定機器で測定することが一般に行われている。
近年では、この測定機器で測定された測定データを、通信アンテナを用いた無線通信や有線通信によって診断装置に送信し、診断装置で蓄電池群の監視を行う蓄電池監視装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
通信に無線を使用した場合には、原理的に通信線が不要になることや、通信線からノイズが侵入しないために外来ノイズに強い等の長所がある一方、電波が届きにくい場所に設置した場合や同じ周波数を用いる他の機器と干渉することで通信ができなくなる短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１９２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、無線通信を安定して行うには、通信媒体となる空間に、電波の障害物が存在しないことが望まれる。しかしながら、測定対象の単位蓄電池は、一般的に金属製の架台に配置されるので、この架台が、通信アンテナからの電波を遮断する障害物となり、通信が途絶えてしまうおそれがあった。さらに、監視対象となる蓄電池は、バックアップ対象の設備や電源設備の近く、例えば、電話交換機や携帯電話基地局等の通信設備といった電気設備の近くに配置されるため、通信アンテナの近くに、金属板等の電波を遮断する障害物が存在したり、通信周波数と同じ周波数を用いる電子機器が存在したりする場合があり、これらの影響により通信ができなくなるおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、電波の障害物や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響を抑えて確実に無線通信ができる蓄電池監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明は、複数の蓄電池の状態を測定する測定機器と、測定機器と無線通信する通信機器とを備える蓄電池監視装置において、前記蓄電池に並列接続され、前記無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路を備え、前記測定機器は、前記共振回路を介して蓄電池接続線を通信媒体とした無線通信を行うことを特徴とする。
この構成によれば、電波の障害物や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響を抑えるとともに、通信の信号レベルを維持して確実に無線通信を行うことができる。
【０００７】
上記構成において、前記共振回路を、インダクタンスとキャパシタを直列に接続した直列共振回路にしても良い。この構成によれば、共振回路をＬＣ回路といった簡易な回路で構成することができる。
この場合、前記インダクタンスをトランス構造とし、二次側を、前記測定機器に接続しても良い。この構成によれば、蓄電池接続線と電池センサとの絶縁を図りながら、蓄電池接続線を通信媒体とした無線通信が可能になる。
【０００８】
また、上記構成において、前記通信機器のアンテナ線を前記蓄電池接続線の周囲にコイル状に配置しても良い。この構成によれば、電波の障害物や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響をより避けることができ、より確実に無線通信ができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、蓄電池に並列接続され、無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路を備え、測定機器は、その共振回路を介して蓄電池接続線を通信媒体とした無線通信を行うので、電波の障害物や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響を抑えるとともに、通信の信号レベルを維持して確実に無線通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る蓄電池監視装置を示す図である。
【図２】蓄電池を電池センサユニットと共に示す図である。
【図３】通信アンテナを用いて通信する場合を説明する図である。
【図４】鉛蓄電池の周波数−内部抵抗特性を示す図である。
【図５】単位蓄電池と蓄電池センサを周辺構成と共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電池監視装置１０を示す図である。
蓄電池監視装置１０は、蓄電池２１の状態を測定する蓄電池センサユニット３１と、蓄電池センサユニット３１と無線通信によりデータの受け渡しを行う制御ユニット４１とを備えている。
図１において、負荷設備１１は、電話交換機や携帯電話基地局等の通信設備、コンピュータ設備、消防設備、或いは、照明設備等の電気設備であり、電源装置１２は、商用電源が供給される通常時は、外部から供給される商用電源の電力を負荷設備１１に供給するとともにその電力で蓄電池２１を充電し、停電等の非常時には、蓄電池２１に充電された電力を負荷設備１１に供給する装置である。
【００１２】
図２は、蓄電池２１を蓄電池センサユニット３１と共に示す図である。
蓄電池２１は、蓄電池２１の最小単位である単位蓄電池２２を複数個直列に接続した組電池である。単位蓄電池２２には、制御弁式鉛蓄電池が使用され、各単位蓄電池２２の電極同士を、導体からなる蓄電池接続線２４で直列に接続している。この蓄電池接続線２４には、銅板が用いられるが、これに限らず、他の金属板や配線を用いても良い。なお、本実施形態の蓄電池２１は、４個の単位蓄電池２２を直列接続した構成を例に説明するが、４個に限らず、また、複数の単位蓄電池２２を蓄電池接続線２４で直接或いは並列に接続したものであっても良い。
【００１３】
蓄電池センサユニット３１は、単位蓄電池２２の数と同数の蓄電池センサ３２を備えている。複数の蓄電池センサ３２は、同一部品で構成され、各単位蓄電池２２の状態を各々測定するとともに、単一の制御ユニット４１と各々無線通信を行う。より具体的には、親機側通信機器である制御ユニット４１からの信号を子機側通信機器である各蓄電池センサ３２が受信する。その際、前記制御ユニット４１及び各蓄電池センサ３２は固有の認識番号を有しており、制御ユニット４１からの信号は、前記識別番号に対応する蓄電池センサ３２が受信し、信号を受信した蓄電池センサ３２から制御ユニット４１に測定データ等を送信することにより、制御ユニット４１と蓄電池センサ３２との無線通信が行われる。
【００１４】
制御ユニット４１（図１参照）は、蓄電池センサユニット３１から離れた位置に配置されており、蓄電池２１を遠隔監視する。より具体的には、制御ユニット４１は、蓄電池センサユニット３１と無線通信することによって、各蓄電池センサ３２の測定データを収集し、収集したデータを分析診断し、診断結果の表示等の出力処理等を行う。つまり、制御ユニット４１は、子機側通信機器である蓄電池センサユニット３１（蓄電池センサ３２）と無線通信する親機側通信機器として機能するとともに、蓄電池２１を診断する診断装置として機能する。
この制御ユニット４１については、公知の蓄電池監視装置に使用される診断装置を適宜に使用することが可能である。
なお、制御ユニット４１が分析診断する場合に限らず、この制御ユニット４１から公衆通信回線網を経由して測定データを収集する不図示の集中監視装置を設け、この集中監視装置が分析診断するように構成しても良い。
【００１５】
ところで、図３に示すように、各蓄電池センサ３２に通信アンテナ３３を設け、各通信アンテナ３３を介して制御ユニット４１と無線通信する構成にした場合、複数の単位蓄電池２２を支持するための金属製の架台や、通信アンテナ３３の傍にある金属板等が、通信アンテナ３３と制御ユニット４１との間の電波を遮断する障害物Ｘになる場合があり、通信ができなくなるおそれがある。また、通信周波数と同じ周波数を用いる機器が存在する場合にも、その影響により通信ができなくなるおそれがある。
発明者等は、この障害物Ｘや機器の悪影響を回避するために、蓄電池２１の蓄電池接続線２４を通信媒体として利用することを考えた。
ここで、図４は鉛蓄電池の周波数−内部抵抗（インピーダンス）特性を示している。この図に示すように、鉛蓄電池は、一般に、周波数が高くなると内部抵抗が高くなる特性を有するため、単純に蓄電池接続線２４を通信媒体として使用しただけでは、周波数が高い無線通信用の信号は減衰してしまい、その信号を無線送信したり、蓄電池接続線２４を経由して各蓄電池センサ３２に入力させたりすることが困難になる。
【００１６】
そこで、発明者等は、各単位蓄電池２２と並列に、無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路５１（図５）を設け、この共振回路５１を介して通信を行うことによって、蓄電池２１の影響を低減して蓄電池接続線２４から無線送信可能にするとともに、蓄電池接続線２４に流れる信号を受信可能にするように構成した。以下、その構成を詳述する。
図５は、単位蓄電池２２と蓄電池センサ３２を周辺構成と共に示す図である。
この図５に示すように、蓄電池センサ３２は、単位蓄電池２２の状態を測定するセンサ部３５として、単位蓄電池２２に一対の電気配線（センサ接続線）５５，５６を介して並列接続されて単位蓄電池２２の電圧と内部抵抗を測定する電圧・抵抗センサ３５Ａと、単位蓄電池２２の温度を測定する温度センサ３５Ｂとを備えている。
ここで、電圧、内部抵抗及び温度を測定するのは、単位蓄電池２２となる制御弁式鉛蓄電池の異常や経年変化を診断するのに適した情報だからである。蓄電池センサ３２は、予め定められたスケジュール、或いは、制御ユニット４１からの指示に従って上記情報の測定を行う。
【００１７】
また、蓄電池センサ３２は、制御ユニット４１と無線通信を行うための無線通信部３７を備えている。無線通信部３７は、内部の送受信回路（不図示）につながる一対の入出力端子３７Ａ，３７Ｂを備えており、この一対の入出力端子３７Ａ，３７Ｂを介して通信信号を入出力する。
つまり、無線通信部３７は、一対の入出力端子３７Ａ，３７Ｂを介して各センサ３５Ａ，３５Ｂで測定した測定データを通信信号として出力するとともに、制御ユニット４１から無線で送られた通信信号を入力する。なお、この無線通信部３７は、公知の無線通信ＩＣ等を適用しても良い。
【００１８】
本構成では、単位蓄電池２２と蓄電池センサ３２とをつなぐ一対の電気配線５５，５６間、より具体的には、単位蓄電池２２と電圧・抵抗センサ３５Ａとをつなぐ一対の電気配線５５，５６間に、共振回路５１を各々設けており、各蓄電池センサ３２の無線通信部３７は、各共振回路５１を介して蓄電池接続線２４を通信媒体とした無線通信を行うように構成されている。
詳述すると、各共振回路５１は、キャパシタ５２とコイル（インダクタンス）５３を直列に接続したＬＣ回路（直列共振回路）であり、無線通信の通信周波数と同じ共振周波数を有している。このため、通信周波数の信号だけを所定レベル以上で通過させることができ、単位蓄電池２２で信号レベルの減衰があっても、通信可能なレベル以上で通過させることが可能である。
【００１９】
すなわち、本構成では、蓄電池センサ３２の無線通信部３７から出力された通信信号を、共振回路５１を介して蓄電池接続線２４に流して蓄電池接続線２４の周囲に無線送信するとともに、制御ユニット４１から無線送信された通信信号を、蓄電池接続線２４及び共振回路５１を介して蓄電池センサ３２の無線通信部３７に入力させることにより、無線受信する。これにより、蓄電池接続線２４を通信媒体とした構成で、無線通信することができる。
この場合、単位蓄電池２２をつなぐように延在する蓄電池接続線２４の周囲を通信エリアにできるので、通信エリアを広く確保することができる。通信エリアを広く確保できれば、電波を遮断する障害物Ｘの影響を回避し、且つ、通信周波数と同じ周波数を用いる機器から離れた位置に、通信エリアを容易に確保することができる。
【００２０】
しかも、本構成では、同図５に示すように、制御ユニット４１からアンテナ線４３が延び、このアンテナ線４３の先端部分４３Ａが、蓄電池接続線２４の周囲に隙間を空けてコイル状に巻かれた形状とされている。この構成により、制御ユニット４１のアンテナ線４３を蓄電池接続線２４の近傍に配置できるとともに、いわゆる誘導通信、或いは、電磁誘導通信と称する無線通信（誘導線に交流電流を流し、その誘導線から発生する交流磁界によって無線通信を行う技術）で通信することが可能になる。この構成によれば、電波の障害物Ｘ（図３参照）や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響をより抑えて確実に無線通信することができる。
さらに、本構成では、同図５に示すように、共振回路５１のコイル５３を一次側としたトランス５７を構成し、このトランス５７の二次側のコイル５８を、蓄電池センサ３２の無線通信部３７の一対の入出力端子３７Ａ，３７Ｂに接続している。この構成によれば、蓄電池接続線２４と無線通信部３７との絶縁を図りつつ、蓄電池接続線２４を通信媒体とした無線通信が可能になる。
なお、本構成において、無線通信中の場合、蓄電池センサ３２は単位蓄電池２２の測定を行わないことが好ましい。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、複数の単位蓄電池２２の状態を測定する測定機器である蓄電池センサ３２と、蓄電池センサ３２と無線通信する通信機器である制御ユニット４１とを備える蓄電池監視装置１０において、単位蓄電池２２に並列接続され、無線通信の通信周波数と同じ周波数で共振する共振回路５１を備え、蓄電池センサ３２は、共振回路５１を介して蓄電池接続線２４を通信媒体とした無線通信を行うようにしたので、電波の障害物Ｘ（図３参照）や通信周波数と同じ周波数を用いる他の機器の影響を抑えるとともに、通信の信号レベルを維持して確実に無線通信を行うことができる。
【００２２】
さらに、上記共振回路５１は、インダクタンスであるコイル５３とキャパシタ５５２を直列に接続した直列共振回路で構成されるので、簡易に構成することができる。
しかも、上記インダクタンスをトランス構造とし、二次側を、蓄電池センサ３２に接続するので、蓄電池接続線２４と蓄電池センサ３２との絶縁を図りながら、蓄電池接続線２４を通信媒体とした無線通信が可能になる。
【００２３】
さらに、本実施形態の単位蓄電池２２は、周波数が高くなると内部抵抗が高くなり通信周波数が減衰し易い鉛蓄電池であるが、上記共振回路５１によって通信可能な信号レベルを維持し易くなり、無線通信を確実に行うことができる。
さらに、本実施形態では、制御ユニット４１のアンテナ線４３を蓄電池接続線２４の周囲にコイル状に配置したので、より確実に無線通信を行うことができる。
【００２４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、共振回路５１にＬＣ回路を用いたが、これに限らず、公知の他の共振回路を適用しても良い。
また、上記実施形態では、電圧・抵抗センサ３５Ａと温度センサ３５Ｂを備える場合について説明したが、これに限らず、電圧、抵抗、温度の少なくともいずれかを測定するセンサであっても良いし、それ以外の情報を測定するセンサを設けても良く、蓄電池の状態を測定するセンサを広く適用可能である。
また、上記実施形態では、制御式鉛蓄電池を監視する蓄電池監視装置１０に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、他の鉛蓄電池や鉛蓄電池以外の蓄電池を監視する蓄電池監視装置に本発明を適用しても良い。
また、上記実施形態では、制御ユニット４１のアンテナ線４３を蓄電池接続線２４の周囲にコイル状に配置する場合を説明したが、これに限らず、他の公知の通信アンテナを用いてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１０  蓄電池監視装置
２１  蓄電池
２２  単位蓄電池
２４  蓄電池接続線
３１  蓄電池センサユニット（測定機器，子機側通信機器）
３２  蓄電池センサ（測定機器，子機側通信機器）
３５Ａ  電圧・抵抗センサ
３５Ｂ  温度センサ
４１  制御ユニット（親機側通信機器，診断装置）
４３  アンテナ線
５１  共振回路
５２  キャパシタ
５３  コイル（インダクタンス）
５７  トランス
５８  二次側のコイル
【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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