(57)【要約】【課題】バッテリの劣化が進行していた場合でも満充電状態を維持できるトリクル充電を行い、バッテリバックアップ時間を十分確保できるようにする。【解決手段】バッテリ２により供給電源をバックアップするバッテリバックアップ装置１において、バッテリ電圧を監視する電圧監視部３と、前記電圧監視部３の監視結果に基づいて充電量を変化させる充電制御部４を設け、充電のときに前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、充電量を増加させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリにより供給電源をバックアップするバッテリバックアップ装置において、
バッテリ電圧を監視する電圧監視部と、
前記電圧監視部の監視結果に基づいて充電量を変化させる充電制御部を設け、
充電のときに前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、充電量を増加させるようにしたことを特徴とするバッテリバックアップ装置。
【請求項２】
前記充電制御部は、トリクル充電において前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、トリクル充電量を増加させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリバックアップ装置。
【請求項３】
前記電圧監視部の監視結果は、急速充電後に前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となる時間であって、
トリクル充電において前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、前記時間に基づいてトリクル充電量を増加させるようにしたことを特徴とする請求項２記載のバッテリバックアップ装置。
【請求項４】
前記所定の電圧は、バッテリの満充電に相当する電圧であって、
前記トリクル充電量の変化は、電流印加のパルス間隔若しくはデューティまたは印加電流の電流値を変化させるようにしたことを特徴とする請求項２および請求項３記載のバッテリバックアップ装置。
【請求項５】
前記充電制御部は、トリクル充電において前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、所定の時間、急速充電に移行させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリバックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップ用電源として使用するバッテリのトリクル充電技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ニッケル水素バッテリなどを用いたバックアップ用電源では、バッテリの急速充電などによる満充電を行った後、トリクル充電に移行して満充電状態を維持させるようにしている。
【０００３】
ここで、トリクル充電とは、急速充電後の自己放電分を補う微量な充電のことをいい、ニッケル水素の場合であれば、バッテリ定格容量の１／８００程度、すなわち１／８００ＣＡ程度のパルス電流で補うことをいう。
【０００４】
このトリクル充電によってバッテリが満充電状態を維持することで、商用電源の停電などによって被電力供給システムの電力供給がなくなった場合に、満充電状態のバッテリに電源を切り替えて被電力供給システムをバックアップするようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２９２６８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バッテリの劣化が進行していた場合、劣化に伴って自己放電が大きくなり、１／８００ＣＡ程度の固定のパルス電流では、図６のａ部に示したようにトリクル充電量が自己放電量より少なく、十分な補充ができないため、タイミングＴｘ以降では満充電状態、すなわち満充電相当電圧Ｖａを維持できない。
【０００６】
従って、満充電直後に停電があった場合であれば、満充電状態が維持されているので被電源供給システムのバックアップ時間を十分確保できるが、満充電から時間が経過した後に停電があった場合では、満充電状態が維持されていないのでバッテリの容量不足により被電源供給システムのバックアップ時間を十分に確保することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題を解決するために次の手段を採用する。すなわち、バッテリにより供給電源をバックアップするバッテリバックアップ装置において、バッテリ電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果に基づいて充電量を変化させる充電制御部を設け、充電のときに前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、充電量を増加させるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のバッテリバックアップ装置によれば、バッテリにより供給電源をバックアップするバッテリバックアップ装置において、バッテリ電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果に基づいて充電量を変化させる充電制御部を設け、充電のときに前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、充電量を増加させるようにしたので、劣化バッテリであっても満充電状態を維持することができ、十分なバッテリバックアップ時間を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態例を、図面を用いて説明する。なお、図面に共通する要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１０】
（構成および動作）
図１は、実施例１のバッテリバックアップ装置１の構成を示す図である。同図に示したように、実施例１のバッテリバックアップ装置１は、バッテリ２の電圧を監視する電圧監視部３と、所定の時間を時間計測部４ａで計測しながら急速充電部５によりバッテリ２を急速充電する制御を行うとともに電圧監視部３の監視結果によりトリクル充電部６によりトリクル充電を行う制御を行う充電制御部４とから構成される。
【００１１】
そして、商用電源をＡＣ／ＤＣ変換し所望の直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣコンバータ７と、その出力とバッテリ２が電源切替部８に接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力７が所定の電圧以下となったときバッテリ２に切換えられるようになっている。
【００１２】
以上の構成により実施例１のバッテリバックアップ装置１は、図２、図３に示したように、バッテリ２の容量に応じた最大充電時間に基づく所定の時間Ｔ０の間、急速充電部５により急速充電を行った後、電圧監視部３によりトリクル充電中のバッテリ電圧を監視し、充電制御部４によりバッテリ２が満充電相当の所定の電圧値Ｖａに維持されるようにトリクル充電量を制御するようになっている。
【００１３】
（正常バッテリの場合）
正常なバッテリ２に充電するときは、図２に示したように、急速充電を終了した後、トリクル充電に入り、１／８００ＣＡ程度の固定のパルス電流によって、タイミングＴｘ（通常４時間程度）においてトリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができ、バッテリ２が満充電相当の所定の電圧値Ｖａ以上を維持することができる。
【００１４】
（劣化バッテリの場合）
一方、バッテリ２の劣化が進行していた場合では、劣化に伴って自己放電が大きくなり、１／８００ＣＡ程度の固定のパルス電流では、トリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができず、図３のａ部一点鎖線に示したようにバッテリが満充電状態、すなわち充電電圧Ｖａ以上を維持することができなくなる。
【００１５】
実施例１のバッテリバックアップ装置では、例えば１５分ごとにトリクル充電中のバッテリ電圧を監視し続け、充電電圧Ｖａ以下となるタイミングＴｘ以降からトリクル充電量を１／８００ＣＡ以上、例えば２／８００のパルス電流に変えて、バッテリが満充電相当の所定の電圧値Ｖａになるように制御される。
【００１６】
ここで、満充電相当の所定の電圧値Ｖａとしては、１セルあたり１．２Ｖ定格電圧のバッテリで１セルの場合あれば１．４Ｖ程度、１０セル直列で使用するバッテリの場合であれば１４Ｖ程度とするのがよい。
【００１７】
なお、１／８００ＣＡ以上のパルス電流とする方法としては、パルス間隔は一定で電流値を増加する方法としてもよいし、電流値は一定としパルス間隔を変化させるようにしてもよい。
【００１８】
その結果、図３のａ部実線のように、トリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができ、バッテリ２が満充電状態である充電電圧Ｖａ以上を維持することができる。
【００１９】
なお、バッテリ２が被電源供給システムのバックアップ時間を確保できないレベルまで劣化した場合では、システムのバックアップ時間を十分確保できないが、劣化バッテリでの充電容量を最大限利用することができる。
【００２０】
また、以上の実施例１の説明では、バッテリ２全体の電圧を監視して、トリクル充電用パルス電流を変化させるように説明したが、複数セルからなるバッテリでそれぞれ充電可能な構成のものであれば、セルごとの電圧を監視し、セルごとにトリクル充電用パルス電流を変化させるようにしてもよい。
【００２１】
また、以上の実施例１の説明では、充電電圧値を監視して、トリクル充電用パルス電流を変化させるように説明したが、充電電圧値の変化を監視し、充電電圧値の減少が著しいほど、トリクル充電用パルス電流を増加させるようにしてもよい。
【００２２】
例えば、急速充電を終了しトリクル充電に移行した後、満充電相当の所定の電圧Ｖａ以下になるまでの時間の長短により、図４に示したようにトリクル充電用パルス電流（ＣＡ値）を変化させるようにしてもよい。
【００２３】
すなわち、急速充電を終了した後、充電電圧Ｖａとなる時間が３．５時間の場合は、４時間〜３時間の間であるので１／８００ＣＡとし、１．５時間の場合であれば、２時間〜１時間の間であるので、３／８００ＣＡとしてトリクル充電を行うようにする。
【００２４】
以上のようにすることによっても、図３のａ部実線のように、トリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができ、バッテリ２が満充電状態である充電電圧Ｖａ以上を維持することができる。
【００２５】
（実施例１の効果）
以上のように、実施例１のバッテリバックアップ装置によれば、バッテリにより供給電源をバックアップするバッテリバックアップ装置において、バッテリ電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果に基づいて充電量を変化させる充電制御部を設け、充電のときに前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、充電量を増加させるようにしたので、劣化バッテリであっても満充電状態を維持することができ、十分なバッテリバックアップ時間を確保することができる。
【実施例２】
【００２６】
（構成および動作）
図１は、実施例２のバッテリバックアップ装置１の構成は、図１の実施例１の構成と同様であるので、簡略化のためにその詳細な説明を省略する。
【００２７】
以上の構成により実施例２のバッテリバックアップ装置１は、図５に示したように、バッテリ２の容量に応じた最大充電時間に基づく所定の時間Ｔ０の間、急速充電部５により急速充電を行った後、電圧監視部３によりトリクル充電中のバッテリ電圧を監視し、満充電相当の所定の電圧値Ｖａ近傍まで低下した場合、充電制御部４により満充電相当の所定の電圧値Ｖａに維持されるように所定の時間、急速充電に移行するようになっている。
【００２８】
（正常バッテリの場合）
正常なバッテリ２に充電するときの動作は、実施例１と同様、図２に示したように、急速充電を終了した後、トリクル充電に入り、１／８００ＣＡ程度の固定のパルス電流によって、タイミングＴｘ（通常４時間程度）においてトリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができ、バッテリ２が満充電相当の所定の電圧値Ｖａ以上を維持することができる。
【００２９】
（劣化バッテリの場合）
一方、バッテリ２の劣化が進行していた場合では、劣化に伴って自己放電が大きくなり、１／８００ＣＡ程度の固定のパルス電流では、トリクル充電量と自己放電量の均衡を保つことができず、図５のａ１部、ａ２部の一点鎖線で示したようにバッテリが満充電状態、すなわち充電電圧Ｖａ以上を維持することができなくなる。
【００３０】
実施例２のバッテリバックアップ装置では、例えば１５分ごとにトリクル充電中のバッテリ電圧を監視し続け、充電電圧Ｖａ＋ΔＶαとなるタイミングＴｙ１やタイミングＴｙ２から所定の時間Ｔ２の間、急速充電に変えて、バッテリがシステムバックアップに必要な満充電相当の電圧値Ｖａ以下にならないように制御される。なお、当該急速充電は図５の時間Ｔ０の間にて行う最初の充電と同様の制御を行い充電するようにすればよい。
【００３１】
ここで、満充電相当の所定の電圧値Ｖａとしては、実施例１と同様、１セルあたり１．２Ｖ定格電圧のバッテリで１セルの場合あれば１．４Ｖ程度、１０セル直列で使用するバッテリの場合であれば１４Ｖ程度とするのがよい。また、ΔＶαは、前記それぞれの電圧の１０％程度の電圧とすればよい。
【００３２】
その結果、図５のａ１部、ａ２部の実線のように、バッテリが劣化し自己放電量がトリクル充電量以上であっても、バッテリがシステムバックアップに必要な満充電相当の電圧値Ｖａ以下にならないように維持することができる。
【００３３】
なお、バッテリ２が被電源供給システムのバックアップ時間を確保できないレベルまで劣化した場合、実施例１と同様、システムのバックアップ時間を十分確保できないが、劣化バッテリでの充電容量を最大限利用することができる。
【００３４】
また、以上の実施例２の説明では、バッテリ２全体の電圧を監視して、所定の時間、急速充電に移行させるように説明したが、複数セルからなるバッテリでそれぞれ充電可能な構成のものであれば、セルごとの電圧を監視し、セルごとに所定の時間、急速充電を行うようにしてもよい。
【００３５】
（実施例２の効果）
以上のように、実施例２のバッテリバックアップ装置によれば、バッテリ電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果に基づいて充電モードを切り換える充電制御部を設け、トリクル充電において前記バッテリ電圧が所定の電圧以下となったときは、所定の時間、急速充電に移行させるようにしたので、劣化バッテリであっても満充電状態を維持することができ、十分なバッテリバックアップ時間を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ニッケル水素バッテリなどを用いてバッテリバックアップを行うバッテリバックアップ装置に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１のバッテリバックアップ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１のバッテリバックアップ装置の動作説明図である。
【図３】実施例１のバッテリバックアップ装置の動作説明図である。
【図４】実施例１のバッテリバックアップ装置の変形例の動作説明図である。
【図５】実施例２のバッテリバックアップ装置の動作説明図である。
【図６】従来のバッテリバックアップ装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    バッテリバックアップ装置
２    バッテリ
３    電圧監視部
４    充電制御部
５    急速充電部
６    トリクル充電部
７    ＡＣ／ＤＣコンバータ
８    電源切替部
Ｖａ  満充電電圧
【図１】
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【図２】
2009232669.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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