Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6953134B2 - Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6953134B2 - Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method - Google Patents

Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method Download PDF

Info

Publication number
JP6953134B2
JP6953134B2 JP2017010062A JP2017010062A JP6953134B2 JP 6953134 B2 JP6953134 B2 JP 6953134B2 JP 2017010062 A JP2017010062 A JP 2017010062A JP 2017010062 A JP2017010062 A JP 2017010062A JP 6953134 B2 JP6953134 B2 JP 6953134B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
resistance
uninterruptible power
storage battery
deterioration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017010062A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018119822A (en
Inventor
古田 太
太 古田
渡邊 一希
一希 渡邊
実 金子
実 金子
一基 多田
一基 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Systems Ltd filed Critical Hitachi Systems Ltd
Priority to JP2017010062A priority Critical patent/JP6953134B2/en
Publication of JP2018119822A publication Critical patent/JP2018119822A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6953134B2 publication Critical patent/JP6953134B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、無停電電源劣化診断システムおよびその診断方法に関するものである。 The present invention relates to an uninterruptible power supply deterioration diagnostic system and a diagnostic method thereof.

一般に、コンピュータ機器への急な電源供給停止を回避するために、無停電電源装置が用いられる。無停電電源装置は電源供給が絶たれると接続している機器へ給電を開始し、当該機器の安全な停止までの電力を供給する。しかし、無停電電源装置が有する蓄鉛電池の劣化が著しい場合には、想定量の電力を供給できない場合がある。 Generally, an uninterruptible power supply is used to avoid a sudden power supply interruption to a computer device. When the power supply is cut off, the uninterruptible power supply starts supplying power to the connected device and supplies power until the device is safely stopped. However, if the lead storage battery of the uninterruptible power supply is significantly deteriorated, it may not be possible to supply the expected amount of power.

特許文献1には、「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蓄電池と、各蓄電池の満充電を検出する手段と、この検出手段により一つの蓄電池が満充電に達したことを検出したとき、その蓄電池を開放すると同時に他の蓄電池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蓄電池の容量を算出する手段とを備えていることを特徴とする蓄電池の充電装置」について記載されている。 Patent Document 1 describes "a power supply unit, a plurality of storage batteries connected in parallel to each other so as to input the output of the power supply unit, a means for detecting the full charge of each storage battery, and the detection means. When it is detected that one storage battery has reached full charge, the connection switching means for connecting the other storage battery to the power supply unit at the same time as releasing the storage battery and the open circuit voltage are detected after a predetermined time has elapsed after the full charge is detected. A storage battery charging device, which comprises means for calculating the capacity of the storage battery from the detected open circuit voltage, and a means for calculating the capacity of the storage battery.

特開平8−228441号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-228441

上記技術では、特別な装置を要することなく、二つの電池の片方を開放して開放電圧を測定し、電圧から劣化を特定することができる。しかし、二つの電池を必要とすること、開放電圧を計測することから、劣化診断のために放電時間を長く要する必要があり、診断の前後の運用負荷が高い。また、劣化診断のためには二つの電池を切り替える「接続切替手段」を必要とするため、劣化診断を行う事ができる無停電電源装置には制限がある。 In the above technique, one of the two batteries can be opened to measure the open circuit voltage and the deterioration can be identified from the voltage without requiring a special device. However, since two batteries are required and the open circuit voltage is measured, it is necessary to take a long discharge time for deterioration diagnosis, and the operational load before and after the diagnosis is high. Further, since a "connection switching means" for switching between two batteries is required for deterioration diagnosis, there is a limit to the uninterruptible power supply capable of performing deterioration diagnosis.

本発明の目的は、広く無停電電源装置の蓄鉛電池の劣化をより簡便に検出することができる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of more easily detecting deterioration of a lead storage battery of an uninterruptible power supply.

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。本発明の一態様に係る無停電電源劣化診断システムは、蓄鉛電池に増減可能な抵抗負荷を与える負荷付与部と、上記抵抗負荷が与えられた上記蓄鉛電池から電圧瞬時値を検出する着脱可能な電圧検出部と、上記抵抗負荷が与えられた上記蓄鉛電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出部と、上記蓄鉛電池において互いに異なる上記抵抗負荷が与えられた複数の状態で検出された上記電圧瞬時値の変化の差分および上記電流瞬時値の変化の差分を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出部と、上記直列抵抗の経時変化に応じて上記蓄鉛電池の劣化度合いを判定する抵抗判定部と、を備えることを特徴とする。 The present application includes a plurality of means for solving at least a part of the above problems, and examples thereof are as follows. The non-disruptive power supply deterioration diagnosis system according to one aspect of the present invention is a load applying unit that gives a resistance load that can be increased or decreased to a lead storage battery, and an attachment / detachment that detects an instantaneous voltage value from the lead storage battery to which the resistance load is applied. A possible voltage detection unit, a detachable current detection unit that detects an instantaneous current value from the lead storage battery to which the resistance load is applied, and a plurality of states in which the lead storage battery is subjected to the resistance load different from each other. The resistance calculation unit that calculates the series resistance using the difference in the change in the instantaneous voltage value and the difference in the change in the current instantaneous value detected in, and the degree of deterioration of the lead storage battery according to the change over time in the series resistance. It is characterized by including a resistance determination unit for determining.

また、上記の無停電電源劣化診断システムにおいては、所定の周期で発振する発振部を備え、上記負荷付与部は、上記発振部の発振周期に応じて上記抵抗負荷を増減させる、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system is characterized in that it includes an oscillating unit that oscillates at a predetermined cycle, and the load applying unit increases or decreases the resistance load according to the oscillating cycle of the oscillating unit. It may be something to do.

また、上記無停電電源劣化診断システムにおいては、上記抵抗判定部は、上記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system, the resistance determination unit determines that the lead storage battery has deteriorated when the series resistance exceeds a predetermined threshold value. May be good.

また、上記の無停電電源劣化診断システムにおいては、上記抵抗判定部は、上記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system, the resistance determination unit determines that the lead storage battery has deteriorated when the increase degree of the series resistance exceeds a predetermined threshold value. It may be a thing.

また、本発明の他の態様に係る無停電電源劣化診断システムは、インバーターに接続された蓄鉛電池から電圧瞬時値を検出する着脱可能な電圧検出部と、上記蓄鉛電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出部と、上記電圧瞬時値の上記インバーターの動作によるリップル成分のRMS(二乗平均平方根(Root Mean Square))値および上記電流瞬時値の上記インバーター動作によるリップル成分のRMS値を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出部と、上記直列抵抗の経時変化に応じて上記蓄鉛電池の劣化度合いを判定する抵抗判定部と、を備えることを特徴とする。 Further, the non-disruptive power supply deterioration diagnosis system according to another aspect of the present invention has a removable voltage detection unit that detects an instantaneous voltage value from a lead storage battery connected to an inverter, and an instantaneous current value from the lead storage battery. The detachable current detector to detect, the RMS (Root Mean Square) value of the ripple component due to the operation of the inverter of the voltage instantaneous value, and the RMS value of the ripple component due to the inverter operation of the current instantaneous value. It is characterized by including a resistance calculation unit for calculating the series resistance using the above, and a resistance determination unit for determining the degree of deterioration of the lead storage battery according to the change with time of the series resistance.

また、上記の無停電電源劣化診断システムにおいては、上記抵抗算出部は、上記インバーターに供給される交流電源の周波数の逆数を用いて移動平均周期を設定し、上記電圧瞬時値および上記電流瞬時値の上記移動平均周期における準直流成分を除外して得られるリップル成分の上記RMS値をそれぞれ取得する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the non-disruptive power supply deterioration diagnosis system, the resistance calculation unit sets the moving average period using the inverse of the frequency of the AC power supply supplied to the inverter, and sets the moving average period, and the voltage instantaneous value and the current instantaneous value. It may be characterized in that the RMS value of the ripple component obtained by excluding the quasi-DC component in the moving average period is obtained.

また、上記の無停電電源劣化診断システムにおいては、上記抵抗判定部は、上記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system, the resistance determination unit determines that the lead storage battery has deteriorated when the series resistance exceeds a predetermined threshold value. You may.

また、上記の無停電電源劣化診断システムにおいては、上記抵抗判定部は、上記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system, the resistance determination unit determines that the lead storage battery has deteriorated when the increase degree of the series resistance exceeds a predetermined threshold value. It may be a thing.

また、本発明の他の態様に係る無停電電源劣化診断システムを用いた無停電電源の劣化の診断方法は、上記無停電電源劣化診断システムは、蓄鉛電池に増減可能な抵抗負荷を与える負荷付与ステップと、上記抵抗負荷が与えられた上記蓄鉛電池から電圧瞬時値を検出する電圧検出ステップと、上記抵抗負荷が与えられた上記蓄鉛電池から電流瞬時値を検出する電流検出ステップと、上記蓄鉛電池において互いに異なる上記抵抗負荷が与えられた複数の状態で検出された上記電圧瞬時値の変化の差分および上記電流瞬時値の変化の差分を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出ステップと、上記直列抵抗の経時変化に応じて上記蓄鉛電池の劣化度合いを判定する抵抗判定ステップと、を実施することを特徴とする。 Further, in the method of diagnosing the deterioration of the non-disruptive power supply using the non-disruptive power supply deterioration diagnosis system according to another aspect of the present invention, the above-mentioned non-disruptive power supply deterioration diagnosis system is a load that gives a resistance load that can be increased or decreased to the lead storage battery. An application step, a voltage detection step of detecting an instantaneous voltage value from the lead storage battery to which the resistance load is applied, and a current detection step of detecting an instantaneous current value from the lead storage battery to which the resistance load is applied. A resistance calculation step of calculating the series resistance using the difference in the change in the instantaneous voltage value and the difference in the change in the current instantaneous value detected in a plurality of states in which the lead storage batteries are subjected to the different resistance loads. The resistance determination step of determining the degree of deterioration of the lead storage battery according to the change over time of the series resistance is carried out.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記無停電電源劣化診断システムは、所定の周期で発振する発振部を備え、上記負荷付与ステップでは、上記発振部の発振周期に応じて上記抵抗負荷を増減させる、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of the uninterruptible power supply, the uninterruptible power supply deterioration diagnosis system includes an oscillating unit that oscillates at a predetermined cycle. It may be characterized in that the resistance load is increased or decreased.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記抵抗判定ステップでは、上記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply, the resistance determination step is characterized in that when the series resistance exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the lead storage battery has deteriorated. It may be.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記抵抗判定ステップでは、上記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of the uninterruptible power supply, the resistance determination step is characterized in that when the degree of increase in the series resistance exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the lead storage battery has deteriorated. It may be.

また、本発明の他の態様に係る無停電電源劣化診断システムを用いた無停電電源の劣化の診断方法は、上記無停電電源劣化診断システムは、インバーターに接続された蓄鉛電池から電圧瞬時値を検出する電圧検出ステップと、上記蓄鉛電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出ステップと、上記電圧瞬時値の上記インバーターの動作によるリップル成分のRMS値および上記電流瞬時値の上記インバーター動作によるリップル成分のRMS値を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出ステップと、上記直列抵抗の経時変化に応じて上記蓄鉛電池の劣化度合いを判定する抵抗判定ステップと、を実施することを特徴とする。 Further, in the method of diagnosing the deterioration of the non-disruptive power supply using the non-disruptive power supply deterioration diagnosis system according to another aspect of the present invention, the above-mentioned non-disruptive power supply deterioration diagnosis system is a voltage instantaneous value from a lead storage battery connected to an inverter. The voltage detection step for detecting the voltage, the detachable current detection step for detecting the instantaneous current value from the lead storage battery, the RMS value of the ripple component due to the operation of the inverter for the voltage instantaneous value, and the inverter for the current instantaneous value. It is characterized by carrying out a resistance calculation step of calculating the series resistance using the RMS value of the ripple component due to the operation and a resistance determination step of determining the degree of deterioration of the lead storage battery according to the time course of the series resistance. And.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記抵抗算出ステップでは、上記インバーターに供給される交流電源の周波数の逆数を用いて移動平均周期を設定し、上記電圧瞬時値および上記電流瞬時値の上記移動平均周期における準直流成分を除外して得られるリップル成分の上記RMS値をそれぞれ取得する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of the uninterruptible power supply, in the resistance calculation step, the moving average period is set using the inverse of the frequency of the AC power supply supplied to the inverter, and the instantaneous voltage value and the current are used. It may be characterized in that the RMS value of the ripple component obtained by excluding the quasi-DC component in the moving average period of the instantaneous value is obtained, respectively.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記抵抗判定ステップでは、上記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply, the resistance determination step is characterized in that when the series resistance exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the lead storage battery has deteriorated. It may be.

また、上記の無停電電源の劣化の診断方法においては、上記抵抗判定ステップでは、上記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、上記蓄鉛電池が劣化したと判定する、ことを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for diagnosing deterioration of the uninterruptible power supply, the resistance determination step is characterized in that when the degree of increase in the series resistance exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the lead storage battery has deteriorated. It may be.

本発明によると、広く無停電電源装置の蓄鉛電池の劣化をより効率よく検出することができる。 According to the present invention, deterioration of the lead storage battery of the uninterruptible power supply can be detected more efficiently.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.

第一の実施形態に係る劣化診断システムのブロック図である。It is a block diagram of the deterioration diagnosis system which concerns on 1st Embodiment. 劣化診断システムの抵抗値算出部のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration example of the resistance value calculation part of a deterioration diagnosis system. 抵抗判定処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of resistance determination processing. 抵抗判定部のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration example of the resistance determination part. 抵抗判定処理の出力画面例を示す図である。It is a figure which shows the output screen example of a resistance determination process. 第二の実施形態に係る劣化診断システムのブロック図である。It is a block diagram of the deterioration diagnosis system which concerns on 2nd Embodiment. 抵抗判定処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of resistance determination processing. 抵抗判定処理の出力画面例を示す図である。It is a figure which shows the output screen example of a resistance determination process. 一般的な出力電圧計測による劣化判断可能時期の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the deterioration judgment possible time by the general output voltage measurement.

以下に、本発明の第一の実施形態を適用した劣化診断システム1について、図面を参照して説明する。 The deterioration diagnosis system 1 to which the first embodiment of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

一般に、UPS(Uninterruptible Power Supply)装置は、交流入力・交流出力のものを指すが、本実施形態では、これに限られず、交流入力・直流出力のものであってもよい。 Generally, the UPS (Interruptible Power Supply) device refers to an AC input / AC output device, but the present embodiment is not limited to this, and an AC input / DC output device may be used.

UPS装置は内部に蓄鉛電池等の充電電池を有する装置であり、電源供給が絶たれた場合に、接続する装置の安全な停止に必要な電源を供給する。したがって、当該充電電池が劣化すると接続装置の安全な停止が全うされず、その機能が不十分となってしまうおそれがある。そのため、定期的あるいは定量的な指標による充電電池の交換時期を判断する運用が必須である。 The UPS device is a device having a rechargeable battery such as a lead storage battery inside, and supplies the power necessary for the safe stop of the connected device when the power supply is cut off. Therefore, if the rechargeable battery deteriorates, the connection device may not be stopped safely and its function may become insufficient. Therefore, it is essential to use a regular or quantitative index to determine when to replace the rechargeable battery.

このような運用においては、無停電電源装置に電源が供給されている運用状態では充電電池が満充電となっていることから、電源を供給する対象の装置との接続を解除せず、なるべく放電深度を深くしないで短い時間で簡便に劣化を診断することが求められる。 In such an operation, since the rechargeable battery is fully charged in the operating state where the power is supplied to the uninterruptible power supply, the connection with the device to be supplied with the power is not disconnected and the battery is discharged as much as possible. It is required to easily diagnose deterioration in a short time without increasing the depth.

一方で、充電電池として一般に用いられる蓄鉛電池が放電を開始後、出力する電圧を測ると、初期には急激に電圧が降下し、一定時間経過後の中期にはその電圧降下は緩やかになる。そして、終期には再度急激に電圧が降下することが一般に知られている。劣化している充電電池であってもこの傾向は同様であるが、劣化している充電電池は経過時間に比して終期の到来が早まる傾向にある。また、充電電池の外部に接続される接続抵抗が大きい場合には、充電電池の劣化による電圧低下成分が検出され難い傾向にある。 On the other hand, when the output voltage of a lead storage battery, which is generally used as a rechargeable battery, is measured after it starts discharging, the voltage drops sharply at the beginning, and the voltage drop becomes gentle in the middle after a certain period of time. .. Then, it is generally known that the voltage drops sharply again at the end of the period. This tendency is the same for a deteriorated rechargeable battery, but a deteriorated rechargeable battery tends to reach the final stage earlier than the elapsed time. Further, when the connection resistance connected to the outside of the rechargeable battery is large, it tends to be difficult to detect the voltage lowering component due to the deterioration of the rechargeable battery.

したがって、電圧のみの降下を計測しても、充電電池の劣化による電圧降下を検出するのは容易ではなく、例えば500ワットの抵抗負荷が与えられた蓄鉛電池では、電圧降下のみを計測しても劣化電池か否かを判定するのに放電開始から200秒以上の経時観察が必要な場合が観測されることもある。このような観測例は、図9に示されている。 Therefore, even if only the voltage drop is measured, it is not easy to detect the voltage drop due to the deterioration of the rechargeable battery. For example, in a lead storage battery given a resistance load of 500 watts, only the voltage drop is measured. In some cases, it may be necessary to observe the battery for 200 seconds or more from the start of discharge in order to determine whether or not the battery is a deteriorated battery. An example of such an observation is shown in FIG.

図9は、一般的な出力電圧計測による劣化判断可能時期の例を示す図である。図9には、縦軸を電池電圧、横軸を経過時間とするグラフ400が示されている。グラフ400では、正常な(劣化の度合いが軽度な)充電電池において観測された2回の電圧降下の例と、劣化した(劣化の度合いが重度な)充電電池において観測された2回の電圧降下の例が示されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a time when deterioration can be determined by general output voltage measurement. FIG. 9 shows a graph 400 in which the vertical axis is the battery voltage and the horizontal axis is the elapsed time. In Graph 400, an example of two voltage drops observed in a normal (lightly deteriorated) rechargeable battery and two voltage drops observed in a deteriorated (severely deteriorated) rechargeable battery. An example of is shown.

放電初期410においては、劣化した充電電池は、正常な充電電池の電圧と比較してもほとんど差が見られなかった。200秒を経過して以降に、劣化した充電電池の電圧が正常な充電電池の電圧より早期に降下する現象がみられた。これはすなわち、電圧のみを観察しても、放電開始から200秒までの間に劣化を判断することはできないことを示しているといえる。 In the initial discharge 410, the deteriorated rechargeable battery showed almost no difference from the voltage of the normal rechargeable battery. After 200 seconds had passed, a phenomenon was observed in which the voltage of the deteriorated rechargeable battery dropped earlier than the voltage of the normal rechargeable battery. In other words, it can be said that it is not possible to judge the deterioration within 200 seconds from the start of discharge by observing only the voltage.

蓄鉛電池の劣化は、放電に伴うサルフェーション(非電導性結晶被膜)の発生による電極の有効面積の低下が繰り返されることで、電極にPbSO(硫酸塩)が固着し、内部抵抗が高くなることで発生すると考えられている。 Deterioration of lead-acid batteries is caused by repeated reduction of the effective area of the electrode due to the generation of sulfation (non-conducting crystal film) due to discharge, which causes PbSO 4 (sulfate) to adhere to the electrode and increase the internal resistance. It is believed that this will occur.

さらには、劣化した充電電池であれば、固着したサルフェーションが既に電極の有効面積を小さくしているため、さらなる放電で発生するサルフェーションの生成が急激に行われ、内部抵抗の増大が急峻なものとなることが想定される。 Furthermore, in the case of a deteriorated rechargeable battery, the adhered sulfation has already reduced the effective area of the electrode, so that sulfation generated by further discharge is rapidly generated, and the internal resistance is rapidly increased. Is expected to be.

図1は、第一の実施形態に係る劣化診断システム1のブロック図である。劣化診断システム1には、無停電電源装置と、劣化診断装置110と、が含まれる。無停電電源装置には、充電電池10と、インバーター11と、が少なくとも含まれる。また、劣化診断システム1には、無停電電源装置の機能を享受可能に接続されるサーバー装置等の第一の抵抗負荷12が含まれる。劣化診断装置110には、劣化診断のために接続する抵抗器等の第二の抵抗負荷13と、スイッチ14と、電流センサ15と、電圧の差分検出部21と、抵抗算出回路23と、電流の差分検出部31と、抵抗判定部40と、出力部50と、が含まれる。なお、無停電電源装置の運用に際しては、充電電池10と、インバーター11と、第一の抵抗負荷12と、が接続された状態で運用される。 FIG. 1 is a block diagram of the deterioration diagnosis system 1 according to the first embodiment. The deterioration diagnosis system 1 includes an uninterruptible power supply device and a deterioration diagnosis device 110. The uninterruptible power supply includes at least a rechargeable battery 10 and an inverter 11. Further, the deterioration diagnosis system 1 includes a first resistance load 12 such as a server device connected so as to enjoy the function of the uninterruptible power supply device. The deterioration diagnosis device 110 includes a second resistance load 13 such as a resistor connected for deterioration diagnosis, a switch 14, a current sensor 15, a voltage difference detection unit 21, a resistance calculation circuit 23, and a current. The difference detection unit 31, the resistance determination unit 40, and the output unit 50 are included. When operating the uninterruptible power supply, the rechargeable battery 10, the inverter 11, and the first resistance load 12 are connected to each other.

電圧の差分検出部21は、充電電池10の端子間電圧を取得する着脱可能な電圧センサ16またはインバーター11を介して、充電電池10の電圧瞬時値20を取得し、スイッチ14により第二の抵抗負荷13が与えられた状態と与えられていない状態との電圧瞬時値の差(差分電圧22)を検出する。 The voltage difference detection unit 21 acquires the instantaneous voltage value 20 of the rechargeable battery 10 via the removable voltage sensor 16 or the inverter 11 that acquires the voltage between the terminals of the rechargeable battery 10, and the switch 14 obtains the second resistance. The difference (difference voltage 22) of the instantaneous voltage values between the state in which the load 13 is applied and the state in which the load 13 is not applied is detected.

電流の差分検出部31は、充電電池10の負極とインバーター11との間に着脱可能に取り付けられる電流センサ15またはインバーター11を介して、充電電池10が出力する電流瞬時値30を取得し、スイッチ14により第二の抵抗負荷13が与えられた状態と与えられていない状態との電流瞬時値の差(差分電流32)を検出する。 The current difference detection unit 31 acquires the instantaneous current value 30 output by the rechargeable battery 10 via the current sensor 15 or the inverter 11 that is detachably attached between the negative electrode of the rechargeable battery 10 and the inverter 11, and switches. The difference (difference current 32) of the instantaneous current value between the state in which the second resistance load 13 is given and the state in which the second resistance load 13 is not given is detected by 14.

抵抗算出回路23は、差分電圧を差分電流で除算し、オームの法則を利用して抵抗値を算出する。抵抗判定部40は、抵抗算出回路23において算出された抵抗値を用いて、充電電池10の劣化を判定する。出力部50は、抵抗判定部40においてなされた劣化の判定を受け付けて、所定の出力画面に判定結果を出力する。 The resistance calculation circuit 23 divides the difference voltage by the difference current and calculates the resistance value using Ohm's law. The resistance determination unit 40 determines the deterioration of the rechargeable battery 10 by using the resistance value calculated by the resistance calculation circuit 23. The output unit 50 receives the determination of deterioration made by the resistance determination unit 40 and outputs the determination result to a predetermined output screen.

図2は、劣化診断システムの抵抗値算出部のハードウェア構成例を示す図である。抵抗値算出部100では、第二の抵抗負荷13と、第二の抵抗負荷13を回路上接続するためのスイッチ14と、がインバーターに接続される。そして、発振素子の発振に応じてスイッチ14が開閉されることで電池に掛かる抵抗負荷が変更される。すなわち、スイッチ14と、第二の抵抗負荷13とは、蓄鉛電池に増減可能な抵抗負荷を与える負荷付与部であるともいえる。 FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of the resistance value calculation unit of the deterioration diagnosis system. In the resistance value calculation unit 100, the second resistance load 13 and the switch 14 for connecting the second resistance load 13 on the circuit are connected to the inverter. Then, the switch 14 is opened and closed according to the oscillation of the oscillating element, so that the resistance load applied to the battery is changed. That is, it can be said that the switch 14 and the second resistance load 13 are load applying portions that give a resistance load that can be increased or decreased to the lead storage battery.

また、抵抗値算出部100では、充電電池のインバーター11または電圧センサ16に相当する電池側電圧センサと接続され電池の電圧瞬時値20を取得する電圧の差分検出部21に相当する差分取得回路と、電流センサ15に相当する電池側電流センサと接続され電池の電流瞬時値30を取得する電流の差分検出部31に相当する差分取得回路と、電圧の差分値を電流の差分値で除して抵抗値として出力する抵抗算出回路23に相当する除算回路と、を備える。 Further, the resistance value calculation unit 100 includes a difference acquisition circuit corresponding to the voltage difference detection unit 21 which is connected to the battery side voltage sensor corresponding to the inverter 11 of the rechargeable battery or the voltage sensor 16 and acquires the voltage instantaneous value 20 of the battery. , The difference acquisition circuit corresponding to the current difference detection unit 31 which is connected to the battery side current sensor corresponding to the current sensor 15 and acquires the current instantaneous value 30 of the battery, and the voltage difference value divided by the current difference value. It includes a division circuit corresponding to the resistance calculation circuit 23 that outputs as a resistance value.

電圧の差分取得回路は、複数のラッチを備え、発振素子の発振に応じて電池に掛かる抵抗負荷が変更されるごとに以前の抵抗負荷が掛けられた状態との電圧の差分を出力する。すなわち、電圧の差分取得回路は、第一の抵抗負荷12が電池に掛けられている状態の電圧と、第一の抵抗負荷12と第二の抵抗負荷13とが電池に掛けられている状態の電圧と、の差分を取得することができる。 The voltage difference acquisition circuit is provided with a plurality of latches, and outputs a voltage difference from the state in which the previous resistance load is applied each time the resistance load applied to the battery is changed according to the oscillation of the oscillating element. That is, in the voltage difference acquisition circuit, the voltage in which the first resistance load 12 is applied to the battery and the state in which the first resistance load 12 and the second resistance load 13 are applied to the battery. The difference between the voltage and the voltage can be obtained.

電流の差分取得回路は、複数のラッチを備え、発振素子の発振に応じて電池に掛かる抵抗負荷が変更されるごとに以前の抵抗負荷が掛けられた状態との電流の差分を出力する。すなわち、電流の差分取得回路は、第一の抵抗負荷12が電池に掛けられている状態で流れる電流と、第一の抵抗負荷12と第二の抵抗負荷13とが電池に掛けられている状態で流れる電流と、の差分を取得することができる。また、その取得タイミングは、電圧の差分取得回路と一様に遅延して同期された発振に応じたタイミングとなるため、同様の抵抗負荷状態での電圧瞬時値と電流瞬時値を取得することができる。 The current difference acquisition circuit is provided with a plurality of latches, and outputs the current difference from the state in which the previous resistance load is applied each time the resistance load applied to the battery is changed according to the oscillation of the oscillating element. That is, in the current difference acquisition circuit, the current flowing in the state where the first resistance load 12 is applied to the battery and the state in which the first resistance load 12 and the second resistance load 13 are applied to the battery. The difference between the current flowing in and the current flowing in can be obtained. Further, since the acquisition timing is the timing according to the oscillation synchronized with the voltage difference acquisition circuit uniformly delayed, it is possible to acquire the voltage instantaneous value and the current instantaneous value in the same resistance load state. can.

除算回路は、オームの法則に従って、電圧を電流で除することにより抵抗を算出する。本実施形態においては、除算回路は、異なる抵抗負荷状態における電圧瞬時値の差分と、異なる抵抗負荷状態における電流瞬時値の差分と、を用いて直列抵抗成分を取得し、抵抗判定部40へ抵抗値として受け渡すことができるといえる。 The division circuit calculates the resistance by dividing the voltage by the current according to Ohm's law. In the present embodiment, the division circuit acquires a series resistance component using the difference between the instantaneous voltage values in the different resistance load states and the difference in the current instantaneous values in the different resistance load states, and resists the resistance determination unit 40. It can be said that it can be passed as a value.

図3は、抵抗判定処理のフローを示す図である。抵抗判定処理は、抵抗判定部40において実行される抵抗判定の情報処理である。抵抗判定部40は、抵抗判定処理を行う制御部であり、後述する演算装置111に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、後述する主記憶装置112、外部記憶装置113または図示しないROM装置内に記憶され、実行にあたって主記憶装置112上にロードされ、演算装置111により実行される。 FIG. 3 is a diagram showing a flow of resistance determination processing. The resistance determination process is information processing for resistance determination executed by the resistance determination unit 40. The resistance determination unit 40 is a control unit that performs resistance determination processing, and is realized by a program that causes an arithmetic unit 111, which will be described later, to perform processing. This program is stored in a main storage device 112, an external storage device 113 or a ROM device (not shown), which will be described later, is loaded on the main storage device 112 for execution, and is executed by the arithmetic unit 111.

抵抗判定処理の詳細について説明する。まず、抵抗判定部40は、抵抗値を取得する(ステップS101)。具体的には、抵抗判定部40は、抵抗値算出部100から出力される抵抗値を取得する。 The details of the resistance determination process will be described. First, the resistance determination unit 40 acquires the resistance value (step S101). Specifically, the resistance determination unit 40 acquires the resistance value output from the resistance value calculation unit 100.

そして、抵抗判定部40は、移動平均を取得する(ステップS102)。具体的には、抵抗判定部40は、抵抗値算出部100から出力される抵抗値から電源の交流基本周波数(日本の場合には、東日本では50Hz(ヘルツ)、西日本では60Hz)の逆数(東日本では20ms(ミリ秒))を移動平均の区間として抵抗値の移動平均を算出する。これにより、抵抗値から主要なノイズが除去されることとなる。交流基本周波数の整数倍の成分が多くなる傾向にあるためである。 Then, the resistance determination unit 40 acquires the moving average (step S102). Specifically, the resistance determination unit 40 is the reciprocal of the AC basic frequency of the power supply (in the case of Japan, 50 Hz (hertz) in eastern Japan, 60 Hz in western Japan) from the resistance value output from the resistance value calculation unit 100 (eastern Japan). Then, the moving average of the resistance value is calculated with 20 ms (millisec) as the moving average section. As a result, the main noise is removed from the resistance value. This is because the components that are integral multiples of the AC fundamental frequency tend to increase.

そして、抵抗判定部40は、所定時間内で初回の処理であるか否かを判定する(ステップS103)。初回であれば(ステップS103において「Yes」であれば)、入力値を初期値として設定する(ステップS104)。具体的には、抵抗判定部40は、ステップS102で取得した抵抗値の移動平均を入力値とみなして、抵抗値の初期値に設定する。そして、制御をステップS105へ進める。 Then, the resistance determination unit 40 determines whether or not the processing is the first time within a predetermined time (step S103). If it is the first time (if it is "Yes" in step S103), the input value is set as the initial value (step S104). Specifically, the resistance determination unit 40 regards the moving average of the resistance values acquired in step S102 as an input value and sets the initial value of the resistance value. Then, the control proceeds to step S105.

初回でなければ(ステップS103において「No」であれば)、あるいはステップS104の実行後には、抵抗判定部40は、入力値から初期値を減算する(ステップS105)。電池やその接続状況に応じて電池の内部抵抗や接続抵抗のばらつきがあるため、このようにしてオフセットを除去することでそのばらつきを抑えることができる。 If it is not the first time (if it is "No" in step S103), or after the execution of step S104, the resistance determination unit 40 subtracts the initial value from the input value (step S105). Since the internal resistance and connection resistance of the battery vary depending on the battery and its connection status, the variation can be suppressed by removing the offset in this way.

そして、抵抗判定部40は、所定時間(例えば、30秒)が経過したか否かを判定する(ステップS106)。経過していない場合(ステップS106にて「No」の場合)には、抵抗判定部40は、計時を継続したまま制御をステップS101へ戻す。 Then, the resistance determination unit 40 determines whether or not a predetermined time (for example, 30 seconds) has elapsed (step S106). If it has not elapsed (in the case of "No" in step S106), the resistance determination unit 40 returns the control to step S101 while continuing the timing.

そして、抵抗判定部40は、移動平均抵抗値が所定の閾値内であるか否かを判定する(ステップS107)。具体的には、抵抗判定部40は、ステップS105で算出したオフセット抵抗値を所定の閾値と比較して、所定の閾値より小さい場合(ステップS107において「Yes」の場合)には、ステップS109へ制御を進め、電池が正常状態であることを示す表示出力を出力部50に実行させる。所定の閾値より小さくない場合(ステップS107において「No」の場合)には、電池が劣化状態にあり正常状態にないことを示す表示出力を出力部50に実行させる(ステップS108)。 Then, the resistance determination unit 40 determines whether or not the moving average resistance value is within a predetermined threshold value (step S107). Specifically, the resistance determination unit 40 compares the offset resistance value calculated in step S105 with a predetermined threshold value, and if it is smaller than the predetermined threshold value (in the case of “Yes” in step S107), proceeds to step S109. The control is advanced, and the output unit 50 is made to execute a display output indicating that the battery is in a normal state. When the threshold value is not smaller than the predetermined threshold value (“No” in step S107), the output unit 50 is made to execute a display output indicating that the battery is in a deteriorated state and not in a normal state (step S108).

以上が、抵抗判定処理のフローである。抵抗判定処理によれば、電池の直列抵抗成分の増加が所定以上となっている場合には電池に劣化があると判定し、そうでない場合には電池が正常であると判定することができる。 The above is the flow of the resistance determination process. According to the resistance determination process, if the increase in the series resistance component of the battery is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the battery has deteriorated, and if not, it can be determined that the battery is normal.

図4は、抵抗判定部のハードウェア構成例を示す図である。劣化診断装置110は、図2に示す抵抗値算出部100を含み、充電電池10に着脱可能な電圧センサ121および電流センサ122を含む。これらはバス114を介して、演算装置111と、主記憶装置112と、外部記憶装置113と、接続される。 FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration example of the resistance determination unit. The deterioration diagnosis device 110 includes the resistance value calculation unit 100 shown in FIG. 2, and includes a voltage sensor 121 and a current sensor 122 that can be attached to and detached from the rechargeable battery 10. These are connected to the arithmetic unit 111, the main storage device 112, and the external storage device 113 via the bus 114.

なお、出力部50は、劣化診断装置110に含まれるものであるが、外部モニタ等により独立した装置を用いて劣化診断システム1を構成することもできる。また、他に、劣化診断装置110は、入力装置を備えるものであってもよい。 Although the output unit 50 is included in the deterioration diagnosis device 110, the deterioration diagnosis system 1 can also be configured by using an independent device such as an external monitor. In addition, the deterioration diagnosis device 110 may include an input device.

演算装置111は、例えばCPU(Central Processing Unit)などの演算装置である。 The arithmetic unit 111 is, for example, an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit).

主記憶装置112は、例えばRAM(Random Access Memory)などのメモリ装置である。 The main storage device 112 is, for example, a memory device such as a RAM (Random Access Memory).

外部記憶装置113は、デジタル情報を記憶可能な、いわゆるハードディスク(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。 The external storage device 113 is a non-volatile storage device such as a so-called hard disk (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or flash memory that can store digital information.

なお、入力装置は、キーボードやマウス、タッチパネル等の各種入力装置である。 The input device is various input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel.

以上が、抵抗判定部40を含む劣化診断装置110のハードウェア構成例である。 The above is a hardware configuration example of the deterioration diagnosis device 110 including the resistance determination unit 40.

劣化診断装置110のそれぞれの構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。 Each configuration of the deterioration diagnosis device 110 can be further classified into more components according to the processing content. It can also be categorized so that one component performs more processing.

また、抵抗判定部40は、その機能を実現する専用のハードウェア(ASIC、GPUなど)により構築されてもよい。また、抵抗判定部40の処理が一つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。 Further, the resistance determination unit 40 may be constructed by dedicated hardware (ASIC, GPU, etc.) that realizes the function. Further, the processing of the resistance determination unit 40 may be executed by one hardware or may be executed by a plurality of hardware.

図5は、抵抗判定処理の出力画面例を示す図である。出力画面200には、診断結果およびその補足情報、例えば具体的に行うべき行動の指示や、診断結果の理解のための補足事項が表示されるメッセージ領域210と、実効的な直列抵抗をロギングしたグラフ表示領域220と、交換品の注文を行うための入力を開始させる指示を受け付ける注文準備ボタン230と、診断を終了させる指示を受け付ける診断終了ボタン240と、が表示される。 FIG. 5 is a diagram showing an example of an output screen of resistance determination processing. On the output screen 200, the diagnosis result and its supplementary information, for example, a message area 210 displaying instructions for specific actions to be taken and supplementary items for understanding the diagnosis result, and an effective series resistance are logged. A graph display area 220, an order preparation button 230 for receiving an instruction to start input for ordering a replacement product, and a diagnosis end button 240 for receiving an instruction to end the diagnosis are displayed.

交換品の注文準備ボタン230は、クリック入力あるいはタップ入力等により入力を受け付けると、例えば充電池のオンライン発注を行うことができる購入サイトへ接続する等の制御を開始させる。 When the replacement order preparation button 230 receives an input by click input, tap input, or the like, it starts control such as connecting to a purchase site where an online order for a rechargeable battery can be placed.

以上が、第一の実施形態に係る劣化診断システム1である。劣化診断システム1によれば、UPSに接続された充電池の劣化を簡便に診断することができる。とくに、劣化診断システム1では、電源供給のための接続状態を変えずにより短期間で診断することができる点において、優れている。 The above is the deterioration diagnosis system 1 according to the first embodiment. According to the deterioration diagnosis system 1, deterioration of the rechargeable battery connected to the UPS can be easily diagnosed. In particular, the deterioration diagnosis system 1 is excellent in that it can be diagnosed in a shorter period of time without changing the connection state for power supply.

より具体的には、電圧降下のみを計測する場合に、劣化電池か否かを判定するのに放電開始から200秒以上の経時観察が必要であった無停電電源の蓄鉛電池においても、内部抵抗値を計測する本実施形態に係る劣化診断システム1によれば、30秒程度の経時観察により劣化を判定することが可能となる。 More specifically, even in a lead storage battery with an uninterruptible power supply, which requires observation over time for 200 seconds or more from the start of discharge to determine whether the battery is a deteriorated battery when measuring only the voltage drop. According to the deterioration diagnosis system 1 according to the present embodiment that measures the resistance value, it is possible to determine the deterioration by observing with time for about 30 seconds.

また、第一の実施形態に係る劣化診断システム1によれば、充電池の出力電圧とともに出力電流も同時に測定しているため、電流変化の絶対値に影響されずに抵抗値を取得することができる。 Further, according to the deterioration diagnosis system 1 according to the first embodiment, since the output current is measured at the same time as the output voltage of the rechargeable battery, the resistance value can be acquired without being affected by the absolute value of the current change. can.

さらには、第一の実施形態に係る劣化診断システム1によれば、抵抗成分の変化を追跡して劣化を判定するため、配線抵抗や個々の電池の特性に依存する内部抵抗のばらつきを排除して精度高く劣化を判定することができる。 Furthermore, according to the deterioration diagnosis system 1 according to the first embodiment, since the change in the resistance component is tracked to determine the deterioration, the variation in the wiring resistance and the internal resistance depending on the characteristics of each battery is eliminated. It is possible to judge deterioration with high accuracy.

また、本発明は、上記の実施形態に制限されない。上記の実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上記の実施形態においては、第二の抵抗負荷を充電池に掛けることで内部抵抗の算出を行っているが、これに限られるものではない。 Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiment. The above embodiments can be modified in various ways within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the above embodiment, the internal resistance is calculated by applying a second resistance load to the rechargeable battery, but the present invention is not limited to this.

例えば、第二の実施形態として、劣化診断システム1´は、インバーターのスイッチングによるリップルを利用して抵抗を算出するものとすることができる。図6〜8を用いて、そのような第二の実施形態について説明する。 For example, in the second embodiment, the deterioration diagnosis system 1'can calculate the resistance by utilizing the ripple due to the switching of the inverter. Such a second embodiment will be described with reference to FIGS. 6-8.

図6は、第二の実施形態に係る劣化診断システムのブロック図である。第二の実施形態においては、第一の実施形態と相違する点を中心に説明する。 FIG. 6 is a block diagram of the deterioration diagnosis system according to the second embodiment. In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.

まず、第二の実施形態においては、第二の抵抗負荷13が存在しなくてよい。また、電圧の差分検出部21と、電流の差分検出部31とは、それぞれ、交流周期の逆数である20ms間におけるリップル電圧のRMSを取得するRMS計算部60と、その20ms間におけるリップル電流のRMSを取得するRMS計算部70と、に置換される。また、電池側電圧センサ16またはインバーター11から取得する電圧については、例えば20msの移動平均との差分をリップル成分として扱う。同様に、電池側電流センサ15またはインバーター11から取得する電流についても、例えば20msの移動平均との差分をリップル成分として扱う。 First, in the second embodiment, the second resistive load 13 does not have to be present. Further, the voltage difference detection unit 21 and the current difference detection unit 31 are the RMS calculation unit 60 that acquires the RMS of the ripple voltage during 20 ms, which is the inverse of the AC cycle, and the RMS calculation unit 60 that acquires the RMS of the ripple current during the 20 ms, respectively. It is replaced with the RMS calculation unit 70 that acquires the RMS. Further, regarding the voltage acquired from the battery side voltage sensor 16 or the inverter 11, for example, the difference from the moving average of 20 ms is treated as a ripple component. Similarly, with respect to the current acquired from the battery-side current sensor 15 or the inverter 11, for example, the difference from the moving average of 20 ms is treated as a ripple component.

なお、リップル電流値を取得する周期は、無停電電源装置が出力する交流周期の高々四分の一倍である。除算回路23では、リップル電圧のRMS値をリップル電流のRMS値で除することで準直流の抵抗値を算出し、抵抗判定部40へ受け渡す。 The cycle for acquiring the ripple current value is at most one-fourth of the AC cycle output by the uninterruptible power supply. In the division circuit 23, the quasi-DC resistance value is calculated by dividing the RMS value of the ripple voltage by the RMS value of the ripple current, and is passed to the resistance determination unit 40.

また、抵抗判定部40において行われる抵抗判定処理についても、図7に示すものとすることができる。 Further, the resistance determination process performed by the resistance determination unit 40 can also be as shown in FIG.

図7は、第二の実施形態に係る抵抗判定処理のフローを示す図である。第二の実施形態に係る抵抗判定処理は、基本的に第一の実施形態に係る抵抗判定処理と同じであるが、一部異なっていてもよい。第一の実施形態に係る抵抗判定処理においては、平均抵抗値が所定以上となった場合に劣化と判定したが、これに限られず、平均抵抗値の増加量が所定以上となった場合に劣化と判定してもよい。 FIG. 7 is a diagram showing a flow of resistance determination processing according to the second embodiment. The resistance determination process according to the second embodiment is basically the same as the resistance determination process according to the first embodiment, but may be partially different. In the resistance determination process according to the first embodiment, deterioration is determined when the average resistance value exceeds a predetermined value, but the deterioration is not limited to this, and deterioration occurs when the increase amount of the average resistance value exceeds a predetermined value. May be determined.

図7に示す例では、移動平均をステップS102において取得した後、抵抗判定部40が前に取得したデータ(前期間の移動平均)を減ずることで増加量、すなわち傾きを計算する(ステップS203)。そして、その増加量が所定以上となった場合に劣化を表示する出力を行い(ステップS207、ステップS208)、増加量が所定の閾値内の場合には、正常を表示する出力を行う(ステップS207、ステップS209)。 In the example shown in FIG. 7, after the moving average is acquired in step S102, the amount of increase, that is, the slope is calculated by reducing the previously acquired data (moving average in the previous period) by the resistance determination unit 40 (step S203). .. Then, when the amount of increase becomes equal to or greater than a predetermined value, an output for displaying deterioration is performed (step S207, step S208), and when the amount of increase is within a predetermined threshold value, an output for displaying normality is performed (step S207). , Step S209).

図8は、抵抗判定処理の出力画面例を示す図である。出力画面300には、診断結果およびその補足情報、例えば具体的に行うべき行動の指示や、診断結果の理解のための補足事項が表示されるメッセージ領域310と、実効的な直列抵抗をロギングしたグラフ表示領域320と、交換品の注文を行うための入力を開始させる指示を受け付ける注文準備ボタン330と、診断を終了させる指示を受け付ける診断終了ボタン340と、が表示される。 FIG. 8 is a diagram showing an example of an output screen of resistance determination processing. On the output screen 300, the diagnosis result and its supplementary information, for example, the message area 310 in which the instruction of the action to be concretely performed and the supplementary matter for understanding the diagnosis result are displayed, and the effective series resistance are logged. A graph display area 320, an order preparation button 330 for receiving an instruction to start input for ordering a replacement product, and a diagnosis end button 340 for receiving an instruction to end the diagnosis are displayed.

交換品の注文準備ボタン330は、クリック入力あるいはタップ入力等により入力を受け付けると、例えば充電池のオンライン発注を行うことができる購入サイトへ接続する等の制御を開始させる。 When the replacement order preparation button 330 receives an input by click input, tap input, or the like, it starts control such as connecting to a purchase site where an online order for a rechargeable battery can be placed.

以上が、第二の実施形態に係る劣化診断システム1´である。第二の実施形態に係る劣化診断システム1´によれば、インバーターのスイッチングによるリップルを利用して抵抗を算出することができるため、診断時においても追加の抵抗負荷を充電池に与える機器等の必要がない。 The above is the deterioration diagnosis system 1'related to the second embodiment. According to the deterioration diagnosis system 1'according to the second embodiment, the resistance can be calculated by using the ripple due to the switching of the inverter. No need.

また例えば、上記した実施形態においてはいずれも、劣化診断システムは単体動作する劣化診断装置を想定しているが、これに限られない。 Further, for example, in all of the above-described embodiments, the deterioration diagnosis system assumes a deterioration diagnosis device that operates independently, but the present invention is not limited to this.

例えば、ネットワークを介して通信を行い、診断機器の検査ごとの結果を管理するようにしてもよい。そして、劣化度合いが進む程診断頻度を増やすようにしてもよい。このようにすることで、長期的なモニタリングを可能としつつ、劣化を早期に発見することができる。 For example, communication may be performed via a network to manage the results of each test of the diagnostic device. Then, the frequency of diagnosis may be increased as the degree of deterioration progresses. By doing so, it is possible to detect deterioration at an early stage while enabling long-term monitoring.

また、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品のような複数の部分に分けられて適用されるようにしてもよい。 Further, the technical elements of the above-described embodiment may be applied independently, or may be applied separately in a plurality of parts such as a program component and a hardware component.

以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。 The present invention has been described above with a focus on embodiments.

1,1´・・・劣化診断システム、10・・・充電電池、11・・・インバーター、12・・・第一の抵抗負荷、13・・・第二の抵抗負荷、14・・・スイッチ、15・・・電流センサ、21・・・電圧の差分検出部、23・・・抵抗算出回路、31・・・電流の差分検出部、40・・・抵抗判定部、50・・・出力部 1,1'... Deterioration diagnosis system, 10 ... Rechargeable battery, 11 ... Inverter, 12 ... First resistance load, 13 ... Second resistance load, 14 ... Switch, 15 ... Current sensor, 21 ... Voltage difference detection unit, 23 ... Resistance calculation circuit, 31 ... Current difference detection unit, 40 ... Resistance determination unit, 50 ... Output unit

Claims (14)

鉛蓄電池に増減可能な抵抗負荷を与える負荷付与部と、
前記抵抗負荷が与えられた前記鉛蓄電池から電圧瞬時値を検出する着脱可能な電圧検出部と、
前記抵抗負荷が与えられた前記鉛蓄電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出部と、
前記鉛蓄電池において互いに異なる前記抵抗負荷が与えられた複数の状態で検出された前記電圧瞬時値の差分および前記電流瞬時値の差分を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出部と、
前記直列抵抗の経時変化に応じて前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する抵抗判定部と、
を備え
前記抵抗判定部は、電源の交流基本周波数の逆数を移動平均の区間として前記直列抵抗の移動平均を算出して前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する、
とを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
A load applying unit that gives a possible increase or decrease the resistance load on the lead storage battery,
A voltage detector detachable for detecting a voltage instantaneous value from the lead storage battery in which the resistive load is given,
A current detection unit detachable to detect the current instantaneous value from the lead storage battery in which the resistive load is given,
A resistance calculation unit for calculating a series resistance using the difference amount of the difference component and the current instantaneous value of said detected voltage instantaneous value at a plurality of different states said resistive load is applied to each other in the lead storage battery,
And determining the resistance determining unit deterioration degree of the lead storage battery in accordance with the temporal change of the series resistor,
Equipped with a,
The resistance determination unit calculates the moving average of the series resistance with the reciprocal of the AC fundamental frequency of the power supply as the moving average section, and determines the degree of deterioration of the lead storage battery.
Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system which is characterized a call.
請求項1に記載の無停電電源劣化診断システムであって、
所定の周期で発振する発振部を備え、
前記負荷付与部は、前記発振部の発振周期に応じて前記抵抗負荷を増減させる、
ことを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system according to claim 1.
Equipped with an oscillator that oscillates at a predetermined cycle
The load applying unit increases or decreases the resistance load according to the oscillation cycle of the oscillating unit.
An uninterruptible power supply deterioration diagnosis system characterized by this.
請求項1または2に記載の無停電電源劣化診断システムであって、
前記抵抗判定部は、前記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system according to claim 1 or 2.
The resistance determination unit determines that the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
An uninterruptible power supply deterioration diagnosis system characterized by this.
請求項1または2に記載の無停電電源劣化診断システムであって、
前記抵抗判定部は、前記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system according to claim 1 or 2.
The resistance determination unit determines that the degree of increase in the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
An uninterruptible power supply deterioration diagnosis system characterized by this.
インバーターに接続された鉛蓄電池から電圧瞬時値を検出する着脱可能な電圧検出部と、
前記鉛蓄電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出部と、
前記電圧瞬時値の前記インバーターの動作によるリップル成分のRMS値および前記電流瞬時値の前記インバーターの動作によるリップル成分のRMS値を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出部と、
前記直列抵抗の経時変化に応じて前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する抵抗判定部と、
を備え
前記抵抗算出部は、前記インバーターに供給される交流電源の周波数の逆数を用いて移動平均周期を設定し、前記電圧瞬時値および前記電流瞬時値の前記移動平均周期における準直流成分を除外して得られるリップル成分の前記RMS値をそれぞれ取得する、
とを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
A voltage detector detachable for detecting a voltage instantaneous value from a connected lead storage battery to the inverter,
And detachable current detector for detecting a current instantaneous value from the lead storage battery,
A resistance calculation unit that calculates the series resistance using the RMS value of the ripple component due to the operation of the inverter of the voltage instantaneous value and the RMS value of the ripple component due to the operation of the inverter of the current instantaneous value.
And determining the resistance determining unit deterioration degree of the lead storage battery in accordance with the temporal change of the series resistor,
Equipped with a,
The resistance calculation unit sets the moving average period using the inverse of the frequency of the AC power supply supplied to the inverter, and excludes the quasi-DC component of the voltage instantaneous value and the current instantaneous value in the moving average period. Obtain the RMS value of each of the obtained ripple components.
Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system which is characterized a call.
請求項に記載の無停電電源劣化診断システムであって、
前記抵抗判定部は、前記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system according to claim 5.
The resistance determination unit determines that the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
An uninterruptible power supply deterioration diagnosis system characterized by this.
請求項に記載の無停電電源劣化診断システムであって、
前記抵抗判定部は、前記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源劣化診断システム。
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system according to claim 5.
The resistance determination unit determines that the degree of increase in the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
An uninterruptible power supply deterioration diagnosis system characterized by this.
無停電電源劣化診断システムを用いた無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記無停電電源劣化診断システムは、
鉛蓄電池に増減可能な抵抗負荷を与える負荷付与ステップと、
前記抵抗負荷が与えられた前記鉛蓄電池から電圧瞬時値を検出する電圧検出ステップと、
前記抵抗負荷が与えられた前記鉛蓄電池から電流瞬時値を検出する電流検出ステップと、
前記鉛蓄電池において互いに異なる前記抵抗負荷が与えられた複数の状態で検出された前記電圧瞬時値の差分および前記電流瞬時値の差分を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出ステップと、
前記直列抵抗の経時変化に応じて前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する抵抗判定ステップと、
を実施し、
前記抵抗判定ステップでは、電源の交流基本周波数の逆数を移動平均の区間として前記直列抵抗の移動平均を算出して前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
It is a method of diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply using an uninterruptible power supply deterioration diagnosis system.
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system is
A load applying step of providing a possible increase or decrease the resistance load on the lead storage battery,
A voltage detection step of detecting a voltage instantaneous value from the lead storage battery in which the resistive load is given,
A current detecting step of detecting a current instantaneous value from the lead storage battery in which the resistive load is given,
And resistance calculation step of calculating a series resistance using the difference amount of the difference component and the current instantaneous value of said detected voltage instantaneous value at a plurality of different states said resistive load is applied to each other in the lead storage battery,
A resistance determination step of determining the degree of deterioration of the lead storage battery in accordance with the temporal change of the series resistor,
And carry out
In the resistance determination step, the moving average of the series resistance is calculated with the reciprocal of the AC fundamental frequency of the power supply as the moving average section to determine the degree of deterioration of the lead storage battery.
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
請求項に記載の無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記無停電電源劣化診断システムは、
所定の周期で発振する発振部を備え、
前記負荷付与ステップでは、前記発振部の発振周期に応じて前記抵抗負荷を増減させる、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
The method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply according to claim 8.
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system is
Equipped with an oscillator that oscillates at a predetermined cycle
In the load applying step, the resistance load is increased or decreased according to the oscillation cycle of the oscillating unit.
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
請求項8または9に記載の無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記抵抗判定ステップでは、前記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
The method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply according to claim 8 or 9.
Wherein the resistance determining step determines that the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
請求項8または9に記載の無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記抵抗判定ステップでは、前記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
The method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply according to claim 8 or 9.
In the resistance determination step determines that the degree of increase in the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
無停電電源劣化診断システムを用いた無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記無停電電源劣化診断システムは、
インバーターに接続された鉛蓄電池から電圧瞬時値を検出する電圧検出ステップと、
前記鉛蓄電池から電流瞬時値を検出する着脱可能な電流検出部を用いる電流検出ステップと、
前記電圧瞬時値の前記インバーターの動作によるリップル成分のRMS値および前記電流瞬時値の前記インバーターの動作によるリップル成分のRMS値を用いて直列抵抗を算出する抵抗算出ステップと、
前記直列抵抗の経時変化に応じて前記鉛蓄電池の劣化度合いを判定する抵抗判定ステップと、
を実施し、
前記抵抗算出ステップでは、前記インバーターに供給される交流電源の周波数の逆数を用いて移動平均周期を設定し、前記電圧瞬時値および前記電流瞬時値の前記移動平均周期における準直流成分を除外して得られるリップル成分の前記RMS値をそれぞれ取得する、
とを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
It is a method of diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply using an uninterruptible power supply deterioration diagnosis system.
The uninterruptible power supply deterioration diagnosis system is
A voltage detection step of detecting a voltage instantaneous value from a connected lead storage battery to the inverter,
A current detecting step of using a detachable current detector for detecting a current instantaneous value from the lead storage battery,
A resistance calculation step of calculating the series resistance using the RMS value of the ripple component due to the operation of the inverter of the voltage instantaneous value and the RMS value of the ripple component of the current instantaneous value due to the operation of the inverter.
A resistance determination step of determining the degree of deterioration of the lead storage battery in accordance with the temporal change of the series resistor,
And carry out
In the resistance calculation step, the moving average period is set using the inverse of the frequency of the AC power supply supplied to the inverter, and the quasi-DC component of the voltage instantaneous value and the current instantaneous value in the moving average period is excluded. Obtain the RMS value of each of the obtained ripple components.
Method of diagnosing the deterioration of the uninterruptible power supply, wherein a call.
請求項12に記載の無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記抵抗判定ステップでは、前記直列抵抗が所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
The method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply according to claim 12.
Wherein the resistance determining step determines that the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
請求項12に記載の無停電電源の劣化の診断方法であって、
前記抵抗判定ステップでは、前記直列抵抗の増加度合いが所定の閾値を超える場合に、前記鉛蓄電池が劣化したと判定する、
ことを特徴とする無停電電源の劣化の診断方法。
The method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply according to claim 12.
In the resistance determination step determines that the degree of increase in the series resistance in the case above a predetermined threshold, the lead storage battery is deteriorated,
A method for diagnosing deterioration of an uninterruptible power supply.
JP2017010062A 2017-01-24 2017-01-24 Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method Active JP6953134B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017010062A JP6953134B2 (en) 2017-01-24 2017-01-24 Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017010062A JP6953134B2 (en) 2017-01-24 2017-01-24 Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018119822A JP2018119822A (en) 2018-08-02
JP6953134B2 true JP6953134B2 (en) 2021-10-27

Family

ID=63042980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017010062A Active JP6953134B2 (en) 2017-01-24 2017-01-24 Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6953134B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116626530B (en) * 2023-07-24 2023-10-03 中国人民解放军空军预警学院 High-power voltage stabilizing source fault detection method and system based on double channels

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0279732A (en) * 1988-09-14 1990-03-20 Toshiba Corp Uninterruptible power supply
JPH07239372A (en) * 1994-02-25 1995-09-12 Fujitsu Ltd Battery level detector
JPH08179017A (en) * 1994-12-26 1996-07-12 Bridgestone Corp Monitor device for battery impedance
JP2000067933A (en) * 1998-08-21 2000-03-03 Nippon Bendeingu Kk Method and apparatus for determining deterioration life of lead storage battery
GB2352820B (en) * 1999-08-03 2003-09-17 Elliott Ind Ltd Assessing a parameter of cells in the batteries of uninterruptable power supplies
JP2002101571A (en) * 2000-09-25 2002-04-05 Japan Storage Battery Co Ltd Method of diagnosing deterioration of storage battery provided in DC uninterruptible power supply and DC uninterruptible power supply
JP3181103U (en) * 2012-11-08 2013-01-24 日本テクロ株式会社 Battery measuring device and battery monitoring system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018119822A (en) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7067566B2 (en) Battery monitoring device, computer program and battery monitoring method
JP5596083B2 (en) Lithium-ion secondary battery deterioration diagnosis device
US10038325B2 (en) Electric storage device and deterioration determination method
TWI752787B (en) Method and system for evaluating soundness of battery
EP2851700B1 (en) Method and terminal for displaying capacity of battery
JP6324248B2 (en) Battery state detection device, secondary battery system, battery state detection program, battery state detection method
US10330739B2 (en) Detecting internal short circuits in batteries
JP6460860B2 (en) Method for estimating the health of battery cells
CN106233151B (en) Check the operation of the battery memory
US20180210037A1 (en) Method for determining diagnosis frequency, method for diagnosing deterioration of storage cell, system for determining diagnosis frequency, and device for diagnosing deterioration of storage cell
WO2020198118A1 (en) Methods, systems, and devices for estimating and predicting a remaining time to charge and a remaining time to discharge of a battery
KR102156866B1 (en) Apparatus for forecasting life cycle of battery based on AC impedance by using very low current
US20170074946A1 (en) Energy based battery backup unit testing
JP2014196985A (en) Battery control device
KR102571525B1 (en) Apparatus and method for diagnosing the condition of the energy storage device
CN108896912A (en) Method and apparatus for determining the health status of battery
JP2010148353A5 (en)
JP7434757B2 (en) Charging control method, charging control device, charging device, and charging system
JP2016023967A (en) Battery state detection device, secondary battery system, battery state detection program, battery state detection method
US11988717B2 (en) Measurement apparatus of power storage device and measurement method
JP2025526592A (en) Battery cell deterioration diagnosis method and battery system using the same
JP6953134B2 (en) Uninterruptible power supply deterioration diagnosis system and its diagnosis method
JP2018169237A (en) Power storage control device, power storage control system, server, power storage control method, and program
CN116413607B (en) Methods for predicting the remaining discharge time of a battery pack, battery packs and storage media
CN116203437A (en) Residual discharge time display method, electronic device and energy storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210831

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210929

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6953134

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250