(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリーから構成されるバッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中の場合に、
バッテリー診断間隔の一番空いているバッテリー単体の診断を実施する手段と、
当該バッテリー診断を実施しているバッテリー以外は通常運転の実施をシステム側に促す手段と、
を有することを特徴とするバッテリー診断装置。
【請求項２】
前記バッテリー群の運転状態を示すバッテリー状態信号を生成して出力するバッテリー制御部と、
前記バッテリー単体の診断を実施するための負荷であるバッテリー診断用負荷と、
バッテリー診断間隔を判断する時限手段であってタイマー信号を生成・出力するタイマーと、
バッテリー単体の接続先をバッテリー入出力ラインもしくはバッテリー診断ラインに切り替えることを指示するバッテリー診断切り替え信号に基づいて、前記バッテリー単体の接続先を切り替えるバッテリー切り替え部と、
前記バッテリー状態信号と前記タイマー信号を受け取って、前記バッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔の一番空いているバッテリー単体に接続されている前記バッテリー切り替え部へ前記バッテリー診断切り替え信号を出力し、前記バッテリー切り替え部及びバッテリー診断ラインを介して当該バッテリー単体と前記バッテリー診断用負荷を接続することでバッテリー診断を実行するバッテリー診断部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー診断装置。
【請求項３】
前記バッテリー診断によって得られた前記バッテリー単体のバッテリーバックアップ可能時間がバッテリー寿命より短くなった場合に、前記バッテリー単体を前記バッテリー群から切り離す機能を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリー診断装置。
【請求項４】
バッテリー群の運転状態を示すバッテリー状態信号を生成する工程と、
バッテリー診断間隔を判断する時限手段であってタイマー信号を生成・出力する工程と、
前記バッテリー状態信号と前記タイマー信号を受け取って、前記バッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔の１番空いているバッテリー単体に接続されているバッテリー切り替え部にバッテリー診断切り替え信号を出力する工程と、
前記バッテリー診断切り替え信号を出力された前記バッテリー切り替え部の接続先を、バッテリー入出力ラインからバッテリー診断ラインに切り替えるバッテリー切り替え工程と、
前記バッテリー切り替え工程の後、前記バッテリー診断ラインと前記バッテリー診断用負荷を接続し、当該バッテリー単体のバッテリー診断を実行するバッテリー診断工程と、
を有することを特徴とするバッテリー診断方法。
【請求項５】
前記バッテリー診断工程において、前記バッテリー単体のバッテリーバックアップ可能時間がバッテリー寿命より短くなった場合に診断結果がエラーであると認識することを特徴とする請求項４に記載のバッテリー診断方法。
【請求項６】
前記バッテリー診断工程においてエラーと認識されたバッテリー単体を、前記バッテリー群から切り離す工程を有することを特徴とする請求項５に記載のバッテリー診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーの診断技術に係り、特にシステム性能を落とすことなくバッテリーの診断を可能とするバッテリー診断装置及びバッテリー診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特別な試験装置などを要することなく、装置の小型化軽量化を図りつつ、満充電時のバッテリー（蓄電池）の開放電圧が容量と密接な相関関係にあることを有効に利用して、バッテリーの性能劣化の状況を的確に把握できるようにすることを目的とする技術としては、例えば、特開平８−２２８４４１号公報に記載のものがある（第１従来技術）。
【０００３】
上記従来技術は、電源供給部と、この電源供給部の出力を入力とするように互いに並列に接続された複数のバッテリーと、各バッテリーの満充電を検出する手段と、この検出手段により１つのバッテリーが満充電に達したことを検出したとき、そのバッテリーを開放すると同時に他のバッテリーを上記電源供給部に接続する接続切り替え手段と、満充電検出後の所定時間経過後に開放電圧を検出する手段と、その検出された開放電圧からバッテリーの容量を算出する手段とを備えているバッテリーの充電装置である。このような構成によれば、並列に接続された複数のバッテリーのうち１つのバッテリーが満充電に達したとき、その満充電になったバッテリーを開放すると同時に他のバッテリーを電源供給部に接続することにより、満充電側のバッテリーの開放電圧を検出することが可能であり、これによって、満充電時のバッテリーの開放電圧が容量と非常に密接な相関関係にあることを有効に利用して、バッテリーの容量を算出し該バッテリーの性能劣化の状況を正確に把握することができる。また、バッテリーは放電させないので、別に負荷やバッテリー試験部も必要とせず、そのため、装置の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。その上、電源供給部として太陽電池のように、日照などの関係から電源電圧が経時的に低下しても、開放状態のバッテリーの電圧を検出して容量を算出するので、電源電圧の変動（低下）にかかわらず、所定の性能劣化を正確に判定することができるといった効果が開示されている。
【０００４】
また、この従来技術においては、電源供給部と、この電源供給部の出力を入力とするように互いに並列に接続された複数のバッテリーと、各バッテリーの満充電を検出する手段と、この検出手段により１つのバッテリーが満充電に達したことを検出したとき、そのバッテリーを開放すると同時に他のバッテリーを上記電源供給部に接続する接続切り替え手段と、満充電検出後の所定時間経過後に開放電圧を検出する手段と、その検出された開放電圧からバッテリーの容量を算出する手段と、バッテリーの充放電の電流を検出する手段と、この手段による充放電電流の積算値と上記開放電圧から算出された容量とから残存容量を算出する手段と、各バッテリーの表面温度を検出する手段と、その検出されたバッテリーの表面温度によって上記容量および残存容量を補正する手段とを備えているバッテリーの充電装置も開示されている。このような構成によれば、複数のバッテリーが設置される環境の温度変化にともなう容量および残存容量の変動を補正して環境の温度を加味した容量および残存容量を算出することが可能で、複数のバッテリーの使用寿命の把握および性能劣化の状況把握を一層正確かつ容易に行うことができるといった効果が開示されている。
【０００５】
一方、実際に負荷を接続した状態で計画的にバッテリー運転に切り替えてバッテリーの寿命診断を実施する従来技術も開示されている（第２従来技術）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１従来技術は、バッテリーの運用温度、充放電電流から寿命を予測しているが、バッテリーの残寿命を精度よく検出することが困難であるという問題点があった。
【０００７】
また上記第２従来技術は、実際に負荷を接続した状態で計画的にバッテリー運転に切り替えてバッテリーの寿命診断を実施する際に、システム全体を宿退運転に切り替える等の保護を実施する必要があり、システム性能を落としてしまう問題点があった。
【０００８】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、システム性能を落とすことなくバッテリーの診断を可能とするバッテリー診断装置及びバッテリー診断方法を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に記載の発明の要旨は、複数のバッテリーから構成されるバッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中の場合に、バッテリー診断間隔の一番空いているバッテリー単体の診断を実施する手段と、当該バッテリー診断を実施しているバッテリー以外は通常運転の実施をシステム側に促す手段と、を有することを特徴とするバッテリー診断装置に存する。
また、この発明の請求項２に記載の発明の要旨は、前記バッテリー群の運転状態を示すバッテリー状態信号を生成して出力するバッテリー制御部と、前記バッテリー単体の診断を実施するための負荷であるバッテリー診断用負荷と、バッテリー診断間隔を判断する時限手段であってタイマー信号を生成・出力するタイマーと、バッテリー単体の接続先をバッテリー入出力ラインもしくはバッテリー診断ラインに切り替えることを指示するバッテリー診断切り替え信号に基づいて、前記バッテリー単体の接続先を切り替えるバッテリー切り替え部と、前記バッテリー状態信号と前記タイマー信号を受け取って、前記バッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔の一番空いているバッテリー単体に接続されている前記バッテリー切り替え部へ前記バッテリー診断切り替え信号を出力し、前記バッテリー切り替え部及びバッテリー診断ラインを介して当該バッテリー単体と前記バッテリー診断用負荷を接続することでバッテリー診断を実行するバッテリー診断部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー診断装置に存する。
また、この発明の請求項３に記載の発明の要旨は、前記バッテリー診断によって得られた前記バッテリー単体のバッテリーバックアップ可能時間がバッテリー寿命より短くなった場合に、前記バッテリー単体を前記バッテリー群から切り離す機能を有することを特徴とする請求項２に記載のバッテリー診断装置に存する。
また、この発明の請求項４に記載の発明の要旨は、バッテリー群の運転状態を示すバッテリー状態信号を生成する工程と、バッテリー診断間隔を判断する時限手段であってタイマー信号を生成・出力する工程と、前記バッテリー状態信号と前記タイマー信号を受け取って、前記バッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔の１番空いているバッテリー単体に接続されているバッテリー切り替え部にバッテリー診断切り替え信号を出力する工程と、前記バッテリー診断切り替え信号を出力された前記バッテリー切り替え部の接続先を、バッテリー入出力ラインからバッテリー診断ラインに切り替えるバッテリー切り替え工程と、前記バッテリー切り替え工程の後、前記バッテリー診断ラインと前記バッテリー診断用負荷を接続し、当該バッテリー単体のバッテリー診断を実行するバッテリー診断工程と、を有することを特徴とするバッテリー診断方法に存する。
また、この発明の請求項５に記載の発明の要旨は、前記バッテリー診断工程において、前記バッテリー単体のバッテリーバックアップ可能時間がバッテリー寿命より短くなった場合に診断結果がエラーであると認識することを特徴とする請求項４に記載のバッテリー診断方法に存する。
また、この発明の請求項６に記載の発明の要旨は、前記バッテリー診断工程においてエラーと認識されたバッテリー単体を、前記バッテリー群から切り離す工程を有することを特徴とする請求項５に記載のバッテリー診断方法に存する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、バッテリーの診断時に、バッテリー群を構成しているバッテリー単体での診断を実施することによって、バッテリー群の残寿命を正確に診断できる点に特徴を有している（第１の特徴）。また、バッテリー診断を実施しているバッテリー以外は通常運転の実施をシステム側に促しており、バッテリー診断時に問題が発生した場合であってもシステム性能を落とすことなく診断が実行できる点に特徴を有している（第２の特徴）。
【００１１】
具体的には、後述するように、バッテリー診断部は、バッテリー制御部からバッテリーの運転状態を示すバッテリー状態信号とタイマーからのタイマー信号を受け取って、バッテリー群が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔が１番空いているバッテリー群に接続されているバッテリー切り替え部にバッテリー診断切り替え信号を出力する。また、バッテリー接続先をバッテリー診断ラインを介してバッテリー診断用負荷に接続を切り替えてバッテリー診断を実行する。バッテリー診断がエラーの場合、エラーレジスタにエラー結果を保存する。
【００１２】
つまり、バッテリー群を構成しているバッテリー単体の診断を実施することによって、バッテリー群のバックアップ可能時間を正確に診断できるようになる。さらに加えて、バッテリー診断を実施しているバッテリー単体以外は通常運転の実施をシステム側に促しており、バッテリー診断時にバッテリーエラーが発生してもシステム全体のシステム性能を落とすことなく診断できるようになる。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るバッテリー診断装置２０を説明するための機能ブロック図である。図１において、１はバッテリー診断部、２はバッテリー制御部、３ａ，３ｂ，…，３ｎはバッテリー切り替え部、４ａ，４ｂ，…，４ｎはバッテリー、５はバッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎで構成されるバッテリー群、６はタイマー、７はエラーレジスタ、８はバッテリー診断用負荷、１０はバッテリー入出力ライン、１１はバッテリー状態信号、１２はバッテリー診断切り替え信号、１３はバッテリー診断ライン、１４はエラー信号、１５はタイマー信号、２０は本実施の形態のバッテリー診断装置を示している。
【００１４】
図１を参照すると、本実施の形態のバッテリー診断装置２０においては、バッテリー診断部１が、バッテリー制御部２からバッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）の運転状態を示すバッテリー状態信号１１とタイマー６からのタイマー信号１５を受け取り、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガとして、バッテリー寿命診断間隔が１番空いているバッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）のバッテリー切り替え部３ａにバッテリー診断切り替え信号１２を出力する。
【００１５】
図１に示すバッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎは、各ブロックのバッテリーである。また、バッテリー群５は、バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎで構成されている。
【００１６】
また、バッテリー診断部１は、バッテリー診断用負荷８を有しており、バッテリー診断ライン１３とバッテリー診断用負荷８を接続した状態で、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）の診断を実施する。
【００１７】
また、バッテリー制御部２は、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）を構成するバッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのそれぞれの充電状態及びバッテリー運転状態を常に監視し、バッテリー充電状態が満充電であってかつバッテリー運転が待機中の場合、バッテリー状態信号１１をバッテリー診断部１に出力しバッテリー状態を通知する。
【００１８】
バッテリー切り替え部３ａ，３ｂ，…，３ｎには、バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのそれぞれのバッテリー入出力ライン１０とバッテリー診断切り替え信号１２が入力され、バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのそれぞれの接続をバッテリー入出力ライン１０からバッテリー診断ライン１３に切り替える。
【００１９】
タイマー６は、バッテリー診断間隔を判断する時限手段であり、タイマー信号１５をバッテリー診断部１に出力する。また、エラーレジスタ７は、エラー内容を保持するレジスタである。
【００２０】
バッテリー診断用負荷８は、バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎの診断を実施するための負荷である。
【００２１】
次に、バッテリー診断装置２０の動作（バッテリー診断方法）について説明する。
【００２２】
以下では、特に、バッテリー４ａの診断でエラーが発生した場合を例に説明を進める。図１を参照すると、本実施の形態では、バッテリー制御部２が、バッテリー群５のバッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのそれぞれの充電状態及びバッテリー運転状態を常に監視し、バッテリー充電状態が満充電であってかつバッテリー運転が待機中の場合、バッテリー状態信号１１をバッテリー診断部１に出力する。
【００２３】
バッテリー診断部１は、バッテリー状態信号１１を受け取って、バッテリー充電状態が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、タイマー６から出力されるタイマー信号１５を確認し、バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのそれぞれの中でバッテリー診断間隔が１番空いているバッテリー４ａのバッテリー切り替え部３ａに対してバッテリー診断切り替え信号１２を出力する。
【００２４】
バッテリー切り替え部３ａは、バッテリー診断切り替え信号１２が入力された際に、バッテリー４ａとバッテリー入出力ライン１０が接続されている状態からバッテリー診断ライン１３に接続を切り替える。
【００２５】
バッテリー診断部１は、バッテリー４ａの接続がバッテリー入出力ライン１０からバッテリー診断ライン１３に切り替わったことを認識した際に、バッテリー診断ライン１３をバッテリー診断用負荷８と接続し、バッテリー４ａのバックアップ可能時間（バッテリーバックアップ可能時間）を診断する。当該バッテリーバックアップ可能時間がバッテリー寿命より短くなった場合、診断結果がエラーであったことを認識し、エラーレジスタ７にエラー信号１４を介してエラー情報を保持する。また、エラーとなったバッテリー４ａをバッテリー群５から切り離す。
【００２６】
以上説明したように本実施の形態は、バッテリー（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）の診断時に、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）を構成しているバッテリー単体での診断を実施することによって、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）の残寿命を正確に診断できる。また、バッテリー診断を実施しているバッテリー以外は通常運転の実施をシステム側に促しており、バッテリー診断時に問題が発生した場合であってもシステム性能を落とすことなく診断が実行できる。
【００２７】
図１に示すように、バッテリー診断部１は、バッテリー制御部２からバッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）の運転状態を示すバッテリー状態信号１１とタイマー６からのタイマー信号１５を受け取って、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）が満充電であってかつバッテリー運転が待機中であることをトリガ条件として、バッテリー診断間隔が１番空いているバッテリー（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎのいずれか）に接続されているバッテリー切り替え部（当該バッテリーに対応しているバッテリー切り替え部（３ａ，３ｂ，…，３ｎ））にバッテリー診断切り替え信号１２を出力する。また、バッテリー接続先をバッテリー診断ライン１３を介してバッテリー診断用負荷８に接続を切り替えてバッテリー診断を実行する。バッテリー診断がエラーの場合、エラーレジスタ７にエラー結果を保存する。
【００２８】
その結果、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）を構成しているバッテリー単体の診断を実施することによって、バッテリー群５（バッテリー４ａ，４ｂ，…，４ｎ）のバックアップ可能時間を正確に診断できるようになる。さらに加えて、バッテリー診断を実施しているバッテリー単体以外は通常運転の実施をシステム側に促しており、バッテリー診断時にバッテリーエラーが発生してもシステム全体のシステム性能を落とすことなく診断できるようになる。
【００２９】
なお、本発明が上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。まず第１の効果は、バッテリー群を構成しているバッテリー単体の診断を実施することによって、バッテリー群のバックアップ可能時間を正確にバッテリー診断を実行できることである。
【００３１】
そして第２の効果は、バッテリー診断を実施しているバッテリー単体以外は通常運転を実施しているため、バッテリー診断時にバッテリーに問題が発生しても、システム全体のシステム性能を落とすことなくバッテリー診断を実行できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るバッテリー診断装置を説明するための機能ブロック図である。
【符号の説明】
１…バッテリー診断部
２…バッテリー制御部
３ａ，３ｂ，…，３ｎ…バッテリー切り替え部
４ａ，４ｂ，…，４ｎ…バッテリー
５…バッテリー群
６…タイマー
７…エラーレジスタ
８…バッテリー診断用負荷
１０…バッテリー入出力ライン
１１…バッテリー状態信号
１２…バッテリー診断切り替え信号
１３…バッテリー診断ライン
１４…エラー信号
１５…タイマー信号
２０…バッテリー診断装置
【図１】
0003747772.tif 000002