特開 2024-67085 無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および無停電電源装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024067085

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および無停電電源装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20240510BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240510BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

H02J9/06 110

H02J7/34 G

H02J7/00 302C

H02J7/34 B

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022176903

(22)【出願日】2022-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 和彰

【テーマコード（参考）】

5G015

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G015GB01

5G015HA02

5G015HA12

5G015JA04

5G015JA05

5G015JA32

5G015JA34

5G015JA53

5G015JA58

5G015JA59

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB02

5G503BB03

5G503BB05

5G503DA05

5G503EA05

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】二次電池の交換頻度をより少なくできる無停電電源装置等を提供する。
【解決手段】静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、第１の電池および電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、第２の電池および電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、を有し、制御部は、電力変換部の受電状態を監視し、第１の電力が停電した際に、第１の電池および電力変換部の間を電気的に接続し、該接続の後に、第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、第１の電池および電力変換部の間の電気的な接続を切断し、第２の電池および電力変換部の間を電気的に接続する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、
外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、
前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力変換部の受電状態を監視し、
前記第１の電力が停電した際に、
前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続し、
該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する、
ことを特徴とする無停電電源装置。

【請求項2】

接続された電池を放電させるための負荷を備え、放電時の時間に対する電圧降下曲線に基づいて前記第１の電池および前記第２の電池の余寿命を推定する余寿命推定部と、
前記第１の電池を前記電力変換部に接続するか、前記余寿命推定部に接続するか、開放状態とするかを切り替える第１のスイッチと、
前記第２の電池を前記電力変換部に接続するか、前記余寿命推定部に接続するか、開放状態とするかを切り替える第２のスイッチと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項3】

前記第１の電池が複数の前記キャパシタを備えるか、前記第２の電池が複数の前記二次電池を備えるか、の少なくとも一方であり、前記第１のスイッチが各々の前記キャパシタに対応して設けられ、前記第２のスイッチが各々の前記二次電池に対応して設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の無停電電源装置。

【請求項4】

前記余寿命推定部は、
推定した前記キャパシタの余寿命が第１の余寿命以下となった際に、前記キャパシタの交換を促す第１のアラームを出力し、
推定した前記二次電池の余寿命が第２の余寿命以下となった際に、前記二次電池の交換を促す第２のアラームを出力する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無停電電源装置。

【請求項5】

前記キャパシタが電気二重層キャパシタである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無停電電源装置。

【請求項6】

前記二次電池が、
鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、およびナトリウム硫黄電池のうちの少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無停電電源装置。

【請求項7】

無停電電源装置の制御方法であって、
前記無停電電源装置は、
静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、
外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、
前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力変換部の受電状態を監視し、
前記第１の電力が停電した際に、
前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続し、
該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する、
ことを特徴とする無停電電源装置の制御方法。

【請求項8】

前記無停電電源装置が、
前記第１の電池と前記第２の電池の余寿命を推定する余寿命推定部を備え、
前記余寿命推定部は、
前記第１の電池または前記第２の電池を放電させ、時間に対する電圧降下曲線を取得し、前記電圧降下曲線に基づいて、前記第１の電池または前記第２の電池の余寿命を推定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の制御方法。

【請求項9】

前記第１の電池が複数の前記キャパシタを備えるか、前記第２の電池が複数の前記二次電池を備えるか、の少なくとも一方である際に、
前記余寿命推定部は、
各々の前記キャパシタの余寿命を推定し、推定した余寿命が第１の余寿命以下となった際に前記キャパシタの交換を促す第１のアラームを出力し、
各々の前記二次電池の余寿命を推定し、推定した余寿命が第２の余寿命以下となった際に、前記二次電池の交換を促す第２のアラームを出力する、
ことを特徴とする請求項８に記載の無停電電源装置の制御方法。

【請求項10】

無停電電源装置の制御プログラムであって、
前記無停電電源装置は、
静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、
外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、
前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、
を有し、
前記無停電電源装置の制御プログラムは、
前記電力変換部の受電状態を監視する処理と、
前記第１の電力が停電した際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する処理と、
該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する処理と、
を前記無停電電源装置に実行させることを特徴とする無停電電源装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無停電電源装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

商用電源が停電した際に電気機器、電子機器等の負荷装置の運転を維持するため、無停電電源が利用されている。多くの無停電電源装置では、繰り返し使用が可能な二次電池が用いられる。このような二次電池には寿命があり、劣化した二次電池は交換される必要がある。ここで、二次電池自体が高価であるため、上記の交換は少ないことが望ましい。そこで、二次電池の交換頻度を少なくするための方法が検討されている。

【0003】

例えば特許文献１には、無停電電源装置においてバッテリ交換を効率化させるためのバッテリ監視装置の技術が開示されている。バッテリ監視装置は、負荷と、負荷接続部と、電圧検出部と、寿命判定部とを備えている。二次電池（特許文献１ではバッテリと記載）の寿命判定においては、まず、電力を供給する装置と主電源装置から二次電池を切り離す。次いで、二次電池を負荷に接続し、二次電池を放電させる。この際、接続時点および一定時間経過時点における二次電池の電圧をそれぞれ電圧検出部が測定する。そして、寿命判定部が、２時点間のバッテリ電圧差を演算し、該電圧差が所定値以上の場合はバッテリ寿命が尽きたと判定する。また、二次電池が複数ある場合は、１つずつ二次電池を負荷に接続して、各バッテリの寿命判定をシリアルに行う。このように、複数の二次電池を備えた無停電電源装置では、１つの二次電池の寿命判定を行っている間、他の二次電池がバックアップできる。このため、装置の運用に支障なく、バッテリ監視装置が、寿命判定動作を行うことができる。また、各二次電池の寿命判定が、それぞれの二次電池について行われ、余寿命の短い二次電池だけが交換される。このため、無駄なく二次電池が使用され、二次電池の交換頻度が少なくなる。

【0004】

また特許文献２乃至４にも関連する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０７－２４５８８２号公報

【特許文献2】特開平０４－２８１３３９号公報

【特許文献3】特開２００４－３３６９７０号公報

【特許文献4】特開２００５－２８７１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

二次電池では寿命が、充放電のサイクル数に依存する。化学反応を利用した二次電池においては、寿命が尽きるまでのサイクル数は、数千サイクルから１万数千サイクル程度である。特許文献１の技術では、インバータが負荷装置に電力を供給する。また、停電時には、毎回二次電池から電力がインバータに供給される。このため、停電の回数と同じだけ、二次電池の放電が行われる。その結果、二次電池の交換頻度が停電回数に直接依存してしまうという問題があった。

【0007】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、二次電池の交換頻度をより少なくできる無停電電源装置等を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の無停電電源装置は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、を有し、前記制御部は、前記電力変換部の受電状態を監視し、前記第１の電力が停電した際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続し、該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する。

【0009】

また、本発明の無停電電源装置の制御方法は、無停電電源装置の制御方法であって、前記無停電電源装置は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、を有し、前記制御部は、前記電力変換部の受電状態を監視し、前記第１の電力が停電した際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続し、該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する。

【0010】

また、本発明の無停電電源装置の制御プログラムは、無停電電源装置の制御プログラムであって、前記無停電電源装置は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた第１の電池と、化学反応によって充放電される二次電池を備えた第２の電池と、に電気的に接続可能な無停電電源装置であって、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する電力変換部と、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替えるとともに、前記第２の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続または切断を切り替える制御部と、を有し、前記無停電電源装置の制御プログラムは、前記電力変換部の受電状態を監視する処理と、前記第１の電力が停電した際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する処理と、該接続の後に、前記第１の電池の電圧が第１の電圧以下となった際に、前記第１の電池および前記電力変換部の間の電気的な接続を切断し、前記第２の電池および前記電力変換部の間を電気的に接続する処理と、を前記無停電電源装置に実行させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の効果は、二次電池の交換頻度をより少なくできる無停電電源装置等を提供できることである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態の無停電電源装置を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態の第１の電池の放電時の電圧降下を示すグラフである。

【図3】第１の実施形態の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態の無停電電源装置を示すブロック図である。

【図5】第２の実施形態の無停電電源装置の細部の具体例を示すブロック図である。

【図6】第２の実施形態のキャパシタの電圧降下の具体例を示すグラフである。

【図7】第２の実施形態の二次電池の電圧降下の具体例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

【0014】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の無停電電源装置１００を示すブロック図である。無停電電源装置１００は、電力変換部１０と、制御部２０と、を有する。無停電電源装置１００は、第１の電池３０と、第２の電池４０に接続可能である。第１の電池３０は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備える。第２の電池４０は、化学反応によって充放電される二次電池を備える。

【0015】

電力変換部１０は、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換して出力する。通常時は、この第２の電力が、負荷装置２００に供給される。

【0016】

第１の電池３０は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備えた電池である。第１の電池３０が、複数のキャパシタを備えていても良い。キャパシタは、例えば、電気二重層キャパシタであり、そのサイクル寿命は、一般的に数十万から百数十万サイクル程度である。つまり、キャパシタのサイクル寿命は、化学反応を用いた二次電池のサイクル寿命より２桁程度大きい。

【0017】

第２の電池４０は、化学反応によって充放電される二次電池を備えた電池である。第２の電池４０が、複数の二次電池を備えていても良い。二次電池としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池のうちの少なくとも１つが利用される。

【0018】

制御部２０は、第１の電池３０と電力変換部１０との接続を制御する。すなわち、第１の電池３０と電力変換部１０電気的な接続または切断を、制御部２０が切り替える。また、制御部２０は、第２の電池４０と電力変換部１０との接続を制御する。すなわち、第２の電池４０と電力変換部１０電気的な接続または切断を、制御部２０が切り替える。

【0019】

また、制御部２０は、電力変換部１０の受電状態を監視する。電力変換部１０では、通常時は第１の電力が受電され、第１の電力の停電時は、第１の電池３０または第２の電池４０の電力が受電される。そして、第１の電力が停電した際に、制御部２０が、第１の電池３０を電力変換部１０に接続する。この接続によって、第１の電池３０から電力変換部１０に電力が供給される。なお、図示はしていないが、電力変換部１０には、電力変換回路が備えられている。この電力変換回路が、第１の電池３０から供給された電力を第２の電力に変換する。同様に、電力変換回路が、第２の電池４０から供給された電力を第２の電力に変換する。

【0020】

停電が継続し、第１の電池３０から電力変換部１０への放電が続くと、第１の電池３０の電圧が低下する。図２は、第１の実施形態の第１の電池３０の放電時の電圧降下を示すグラフである。第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下となった際に、制御部２０が、第１の電池３０と電力変換部１０との接続を切断し、第２の電池４０を電力変換部１０に接続する。つまり、第１の電池３０の電力が使える間は、第２の電池４０の電力が温存される。そして、第１の電池３０の電力が使えなくなった際に、第２の電池４０の電力が利用される。

【0021】

上記の動作では、短時間の停電であれば、第１の電池３０だけが電力を放電し、第２の電池４０が電力を放電しない。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。

【0022】

図３は、第１の実施形態の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。まず制御部２０が、電力変換部１０の第１の電力の受電状態を監視し、停電したか判定する（Ｓ１０１）。ここで、停電が無ければ（Ｓ１０１＿Ｎｏ）、電力を補助する動作が終了する。一方、停電があったら（Ｓ１０１＿Ｙｅｓ）、制御部２０が、第１の電池３０を電力変換部１０に接続する（Ｓ１０２）。これにより、第１の電池３０から負荷装置２００に第２の電力が供給される。

【0023】

次に、制御部２０が、停電が復旧したか判定する（Ｓ１０３）。ここで、停電が復旧していれば（Ｓ１０３＿Ｙｅｓ）、制御部２０が、第１の電池３０と電力変換部１０との接続を切断する（Ｓ１０４）。一方、停電が復旧していなければ（Ｓ１０３＿Ｎｏ）、制御部２０が、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下であるか、判定する（Ｓ１０５）。ここで、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１より高ければ（Ｓ１０５＿Ｎｏ）、第１の電池３０からの放電が維持される。そして、フローがＳ１０３に戻る。一方、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下であれば（Ｓ１０５＿Ｙｅｓ）、制御部２０が、第１の電池３０と電力変換部１０との接続を切断する（Ｓ１０６）。そして、制御部２０が、第２の電池４０を電力変換部１０に接続する（Ｓ１０７）。このようにして、第１の電池３０の電力が尽きた際だけ、第２の電池４０の電力が利用される。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。

【0024】

以上、本実施形態の無停電電源装置１００等について説明した。

【0025】

本実施形態の無停電電源装置１００は、電力変換部１０と、制御部２０と、を有する。無停電電源装置１００は、第１の電池３０と、第２の電池４０に接続可能である。第１の電池３０は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備える。第２の電池４０は、化学反応によって充放電される二次電池を備える。電力変換部１０が、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換する。そして電力変換部１０が、第２の電力を負荷装置２００に出力する。第１の電池３０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。また、第２の電池４０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。また、制御部２０が、電力変換部１０の受電状態を監視する。そして、第１の電力が停電した際に、第１の電池３０および電力変換部１０の間を、制御部２０が電気的に接続する。さらに、該接続の後に、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下となった際に、第１の電池３０および電力変換部１０の間の電気的な接続を制御部２０が切断する。そして、第２の電池４０および電力変換部１０の間を、制御部２０が電気的に接続する。

【0026】

上記の構成では、第１の電力が停電した際に、まず、第１の電池３０が電力変換部１０に接続される。そして、第１の電池３０の電力が尽きた際だけ、第２の電池４０の電力が利用される。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。

【0027】

また、一態様によれば、無停電電源装置１００の第１の電池３０が備えるキャパシタが、電気二重層キャパシタである。電気二重層キャパシタを用いることで、大きな容量が確保される。

【0028】

また、一態様によれば、無停電電源装置１００の第２の電池４０が備える二次電池が、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、およびナトリウム硫黄電池のうちの少なくとも１つである。これらの電池は、単位容量当たりの価格が安価であり、低コストで大きな電力が蓄えられる。

【0029】

また、本実施形態の無停電電源装置の制御方法は、無停電電源装置１００の制御方法である。無停電電源装置１００は、第１の電池３０と、第２の電池４０に接続可能である。第１の電池３０は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備える。第２の電池４０は、化学反応によって充放電される二次電池を備える。電力変換部１０が、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換する。そして電力変換部１０が、第２の電力を負荷装置２００に出力する。第１の電池３０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。また、第２の電池４０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。そして、無停電電源装置１００の制御方法では、制御部２０が、電力変換部１０の受電状態を監視する。そして、第１の電力が停電した際に、制御部２０が、第１の電池３０および電力変換部１０の間を電気的に接続する。さらに、該接続の後に、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下となった際に、第１の電池３０および電力変換部１０の間の電気的な接続を切断する。そして、第２の電池４０および電力変換部１０の間を電気的に接続する。

【0030】

上記の構成では、第１の電力が停電した際に、まず、第１の電池３０が電力変換部１０に接続される。第１の電池３０の電力が尽きた際だけ、第２の電池４０の電力が利用される。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。

【0031】

また、本実施形態の無停電電源装置の制御プログラムは、無停電電源装置１００の制御プログラムである。無停電電源装置１００は、第１の電池３０と、第２の電池４０に接続可能である。第１の電池３０は、静電誘導によって充放電されるキャパシタを備える。第２の電池４０は、化学反応によって充放電される二次電池を備える。電力変換部１０が、外部から入力された第１の電力を第２の電力に変換する。そして電力変換部１０が、第２の電力を負荷装置２００に出力する。第１の電池３０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。また、第２の電池４０および電力変換部１０の間で、制御部２０が電気的な接続または切断を切り替える。そして、無停電電源装置１００の制御プログラムは、制御部２０に、電力変換部１０の受電状態を監視する処理を実行させる。そして、第１の電力が停電した際に、制御部２０が、第１の電池３０および電力変換部１０の間を電気的に接続する処理が実行される。さらに、該接続の後に、第１の電池３０の電圧が第１の電圧Ｖ１以下となった際に、第１の電池３０および電力変換部１０の間の電気的な接続を切断する処理が実行される。そして、第２の電池４０および電力変換部１０の間を電気的に接続する処理が実行される。

【0032】

上記の構成では、第１の電力が停電した際に、まず、第１の電池３０が電力変換部１０に接続される。第１の電池３０の電力が尽きた際だけ、第２の電池４０の電力が利用される。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態の無停電電源装置１０１を示すブロック図である。無停電電源装置１０１は、第１の実施形態の無停電電源装置１００の一具体例である。

【0033】

無停電電源装置１０１は、無停電電源装置１００と同様に、電力変換部１０と、制御部２０と、を有する。また、無停電電源装置１０１は、充電部５０と、余寿命推定部６０と、を備えている。また、無停電電源装置１０１には、第１の電池３０と、第２の電池４０とが、取り付けられている。さらに、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、を有する。ここで、余寿命とは、現在から電池が使用不能になるまでの時間である。

【0034】

充電部５０は、第１の電力を受電する。また、充電部５０が、第１の電力を充電に適切な電力に変換する。そして、その電力を、充電部５０が第１の電池３０および第２の電池４０に供給する。

【0035】

余寿命推定部６０は、接続された電池を放電させるための負荷を備える。余寿命推定においては、まず、電池の放電時の時間に対する電圧降下曲線を余寿命推定部６０が取得する。そして、所定期間における電圧降下に基づいて、余寿命推定部６０が、第１の電池３０および第２の電池４０の余寿命を推定する。第１の電池３０と、第２の電池４０とは特性が異なる。このため、それぞれの余寿命推定には異なる基準が適用される。

【0036】

第１のスイッチＳＷ１は、制御部２０と余寿命推定部６０との間に設けられる。そして、制御部２０と、電力変換部１０および余寿命推定部６０との接続を切り替える。つまり、第１の電池３０を電力変換部１０に接続するように制御部２０が制御している際には、第１のスイッチＳＷ１によって、第１の電池３０の接続先が制御される。第１のスイッチＳＷ１は、制御部２０によって制御される。第１のスイッチＳＷ１には、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つの接続状態がある。第１のスイッチＳＷ１が、これらの接続状態を切り替える。

【0037】

第２のスイッチＳＷ２は、制御部２０と余寿命推定部６０との間に設けられる。そして、制御部２０と、電力変換部１０および余寿命推定部６０との接続を切り替える。つまり、第２の電池４０を電力変換部１０に接続するように制御部２０が制御している際には、第２のスイッチＳＷ２によって、第２の電池４０の接続先が制御される。第２のスイッチＳＷ２は、制御部２０によって制御される。第２のスイッチＳＷ２には、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つの接続状態がある。第２のスイッチＳＷ２が、これらの接続状態を切り替える。

【0038】

第３のスイッチＳＷ３は、電力変換部１０と第１の電力の入力部との間に設けられる。ここで、第１の電力は、例えば、交流の商用電源である。第３のスイッチＳＷ３が、電力変換部１０への入力を切り替える。これにより、電力変換部１０への入力が、第１の電力と、補助電源との間で切り替えられる。補助電源は、第１の電池３０または第２の電池４０である。

【0039】

第２の実施形態の無停電電源装置１０１でも、第１の実施形態の無停電電源装置１００と同様に、停電時に、まず第１の電池３０の電力が負荷装置２００の運転に使用される。そして、第１の電池３０の電力が使用できなくなった際に、第２の電池４０の電力が使用される。

【0040】

次に余寿命推定の動作について説明する。第１の電池３０を例にとって説明する。まず、第１の電池３０が充電状態にされる。次に図示はしていないスイッチによって、充電部５０から第１の電池３０への電力の供給が停止される。次に、制御部２０によって、第１の電池３０が電力変換部１０に接続可能な状態に制御される。また、第１のスイッチＳＷ１が、余寿命推定部６０との接続に制御される。これにより、第１の電池３０が余寿命推定部６０に接続される。

【0041】

次に、余寿命推定部６０によって、第１の電池３０が余寿命推定部６０の内部の負荷に接続される。この接続により、第１の電池３０の電力が負荷に放電される。この際、余寿命推定部６０によって、第１の電池３０の電圧がモニタされ、第１の電池３０の電圧降下曲線が取得される。そして、取得した電圧降下曲線に基づいて、余寿命推定部６０が第１の電池３０の余寿命を推定する。また、同様な動作によって、余寿命推定部６０が第２の電池４０の余寿命を推定する。

【0042】

次に、余寿命推定の具体例について説明する。無停電電源装置１０１では、第１の電池３０が、複数のキャパシタを備えていても良い。また、第２の電池４０が、複数の二次電池を備えていても良い。図５は、第２の実施形態の無停電電源装置１０１の細部の具体例を示すブロック図である。

【0043】

第１の電池３０が、複数のキャパシタＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｍを備えている。また、各々のキャパシタに対応して第１のスイッチＳＷ１が設けられている。また、それぞれの第１のスイッチＳＷ１とキャパシタの間には、制御部２０の内部に設けられた第４のスイッチＳＷ４が取り付けられている。なお、それぞれのキャパシタは、複数のキャパシタが直列に接続された構成でも良い。

【0044】

同様に、第２の電池４０が、複数の二次電池Ｂ１、Ｂ２、・・・、Ｂｎを備えている。そして、各々の二次電池に対応して第２のスイッチＳＷ２が設けられている。また、それぞれの第２のスイッチＳＷ２と二次電池の間には、制御部２０の内部に設けられた第５のスイッチＳＷ５が取り付けられている。なお、それぞれの二次電池は、複数の二次電池が直列に接続された構成でも良い。

【0045】

余寿命推定部６０は、これらのキャパシタや二次電池の余寿命を１つずつ推定する。例えば、キャパシタＣ１の余寿命を推定する際には、キャパシタＣ１だけが、余寿命推定部６０に接続される。この時、第４のスイッチＳＷ４＿１が接続に制御される。また第１のスイッチＳＷ１＿１が、余寿命推定部６０への接続に制御される。その他のキャパシタおよび二次電池は、余寿命推定部６０から電気的に切り離される。そして、余寿命推定部６０によって、キャパシタＣ１の電力が負荷に放電され、その際の電圧降下曲線が取得される。この電圧降下曲線に基づいて、余寿命推定部６０が、キャパシタＣ１の余寿命を推定する。

【0046】

図６は、キャパシタの電圧降下曲線の具体例を示すグラフである。キャパシタでは、電圧が放電時間に対して直線的に低下する。図６には、新品、劣化品のキャパシタの電圧降下曲線と基準データとが示されている。キャパシタが新品の時には、基準データより電圧の低下速度が小さい。一方、キャパシタが劣化品の時には、基準データより電圧の低下速度が大きい。余寿命推定では、例えば、放電開始からの経過時間がｔ１からｔ２までの所定期間における、電圧の低下速度を、余寿命推定部６０が算出する。図６に示されているように、キャパシタの余寿命が短くなるほど、電圧の低下速度が速くなる。このため、この電圧低下速度を用いて余寿命推定部６０がキャパシタの余寿命を推定する。そして、推定した余寿命が、第１の余寿命以下となった際に、当該キャパシタの交換を促す第１のアラームを、余寿命推定部６０が出力する。

【0047】

同様にして、余寿命推定部６０が、二次電池の余寿命を推定する。図７は、第２の実施形態の二次電池の電圧降下の具体例を示すグラフである。二次電池では、放電開始からしばらく間は、電圧が放電時間に対して緩やかに減少する。そして、蓄電量が少なくなったところから急激に電圧が低下する。このような、キャパシタとの放電特性の違いはあるが、二次電池においても、使用期間が長くなるほど電圧低下速度が大きくなる。この現象を利用して、余寿命推定部６０が、二次電池の余寿命を推定する。

【0048】

図７には、新品、劣化品の二次電池の電圧降下曲線と基準データとが示されている。余寿命推定では、例えば、放電開始からの経過時間がｔ３からｔ４までの所定期間における電圧の低下速度を余寿命推定部６０が算出する。そして、この電圧低下速度を用いて余寿命推定部６０が二次電池の余寿命を推定する。そして、推定した余寿命が、第２の余寿命以下となった際に、当該二次電池の交換を促す第２のアラームを余寿命推定部６０が出力する。

【0049】

以上に説明したように、本実施形態の無停電電源装置１０１では、第１の実施形態の無停電電源装置１００と同様に、第１の電池３０の電力が尽きた際だけ、第２の電池４０の電力が利用される。このため、二次電池の放電回数が停電の回数よりも少なくなり、二次電池の交換頻度が低減される。さらに、個々のキャパシタの余寿命が推定される。キャパシタは、第１の電池３０に備えられる。そして、余寿命が基準値より短くなったキャパシタの交換が促される。これにより、キャパシタが効率よく使用され、その交換頻度がより少なくなる。同様に、個々の二次電池の余寿命が推定される。二次電池は第２の電池４０に備えられる。そして、余寿命が基準値より短くなった二次電池の交換が促される。これにより、二次電池が効率よく使用され、その交換頻度が、より少なくなる。

【0050】

以上、本実施形態の無停電電源装置１０１等について説明した。

【0051】

無停電電源装置１０１は、余寿命推定部６０と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、を備える。余寿命推定部６０は、接続された電池を放電させるための負荷を備える。そして、余寿命推定部６０が、放電時の時間に対する電圧降下曲線を取得する。取得した電圧降下曲線に基づいて、余寿命推定部６０が、第１の電池３０と第２の電池４０の余寿命を推定する。第１のスイッチＳＷ１が、第１の電池３０の接続状態を切り替える。接続状態は、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つである。第２のスイッチＳＷ２が、第２の電池４０の接続状態を切り替える。接続状態は、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つである。

【0052】

上記の構成とすることで、無停電電源装置１０１では、第１の電池３０の余寿命と、第２の電池４０の余寿命が別々に推定される。これにより、第１の電池３０の交換時期と第２の電池４０の交換時期が適切に把握される。

【0053】

また、一態様によれば、無停電電源装置１０１において、第１の電池３０が複数のキャパシタを備えるか、第２の電池４０が複数の二次電池を備えるか、の少なくとも一方である。そして、各々のキャパシタに対応して、第１のスイッチＳＷ１が備えられる。同様に、各々の二次電池に対応して、第２のスイッチＳＷ２が備えられる。

【0054】

上記の構成とすることにより、余寿命が短くなったキャパシタおよび二次電池が抽出される。

【0055】

また、一態様によれば、無停電電源装置１０１の制御方法において、推定したキャパシタの余寿命が第１の余寿命以下となった際に、余寿命推定部６０が第１のアラームを出力する。第１のアラームは、ユーザに当該キャパシタの交換を促すものである。また、推定した二次電池の余寿命が第２の余寿命以下となった際に、余寿命推定部６０が第２のアラームを出力する。第２のアラームは、ユーザに当該二次電池の交換を促すものである。

【0056】

上記の構成とすることにより、交換が必要になったキャパシタおよび二次電池を、ユーザが的確に把握できる。

【0057】

また、本実施形態の無停電電源装置の制御方法は、無停電電源装置１０１の制御方法である。無停電電源装置１０１は、余寿命推定部６０と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、を備える。余寿命推定部６０は、接続された電池を放電させるための負荷を備える。そして、余寿命推定部６０が、放電時の時間に対する電圧降下曲線を取得する。余寿命推定部６０が、取得した電圧降下曲線に基づいて、第１の電池３０と第２の電池４０の余寿命を推定する。第１のスイッチＳＷ１が、第１の電池３０の接続状態を切り替える。接続状態は、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つである。第２のスイッチＳＷ２が、第２の電池４０の接続状態を切り替える。接続状態は、電力変換部１０への接続と、余寿命推定部６０への接続と、開放状態の３つである。

【0058】

上記の構成とすることで、無停電電源装置１０１の制御方法では、第１の電池３０の余寿命と、第２の電池４０の余寿命が別々に推定される。これにより、第１の電池３０の交換時期と第２の電池４０の交換時期が適切に把握される。

【0059】

また、一態様によれば、無停電電源装置の制御方法が制御する無停電電源装置１０１において、第１の電池３０が複数のキャパシタを備えるか、第２の電池４０が複数の二次電池を備えるか、の少なくとも一方である。そして、各々のキャパシタに対応して、第１のスイッチＳＷ１が設けられる。同様に、各々の二次電池に対応して、第２のスイッチＳＷ２が設けられる。そして、推定したキャパシタの余寿命が第１の余寿命以下となった際に、余寿命推定部６０が第１のアラームを出力する。第１のアラームは、ユーザに当該キャパシタの交換を促すものである。また、推定した二次電池の余寿命が第２の余寿命以下となった際に、余寿命推定部６０が第２のアラームを出力する。第２のアラームは、ユーザに当該キャパシタの交換を促すものである。

【0060】

上記の構成とすることにより、交換が必要になったキャパシタおよび二次電池を、ユーザが、的確に把握できる。

【0061】

上述した第１乃至第２の実施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。

【0062】

以上、第１乃至第２の実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１０ 電力変換部
２０ 制御部
３０ 第１の電池
４０ 第２の電池
５０ 充電部
６０ 余寿命推定部
１００、１０１ 無停電電源装置
２００ 負荷装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】