JP2002350521A - 蓄電池寿命診断装置および寿命診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄電池の寿命診断を正確かつ効率的に行おうと
するものである。 【解決手段】蓄電池１２の端子電圧は、使用期間の経過
と共に徐々に減少し、寿命近くに至ると、その減少率は
大きくなる。蓄電池１２の内部インピーダンスも、使用
期間の経過と共に徐々に増加し、寿命近くに至るとその
増加率は大きくなる。かかる特性を利用して、端子電圧
の減少率が所定値以上であり、かつ、内部インピーダン
スの増加率が所定値以上である場合に、当該蓄電池１２
が寿命に近いと判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明が属する技術分野】この発明は、蓄電池の寿命診
断技術に関し、特に、寿命診断の精度の向上に関する。

【従来の技術】電源からの電力供給を受ける電子機器に
おいて、突然の停電や瞬断が生じる場合がある。このよ
うな場合には、コンピュータのデータが消失したり、ハ
ードウェアが故障したりして、電子機器の使用者が被害
を受けるおそれがある。かかる問題を解決するために、
無停電電源装置が一般に用いられている。無停電電源装
置とは、突然の停電や瞬断が生じた場合であっても一定
時間電源電力を供給できるように、蓄電池を主電源に予
備的に接続した電源装置のことである。図２０に、無停
電電源装置１のブロック図を示す。図２０に示すよう
に、蓄電池１２はインバータ１８、負荷１４および整流
器２０、電源１０に対して並列に接続される。これによ
り、電源１０は、負荷１４に電力を供給しながら、蓄電
池１２を常時充電することができる（このような充電方
式を「浮動充電方式」という）。蓄電池１２の存在によ
り、停電や瞬断等の緊急時における電力の供給が確保さ
れ、その間にデータの保存などを行うことで使用者が受
ける被害を最小限に食い止めることができる。しかし、
蓄電池１２は劣化するものであるため、長年の使用によ
って寿命に近い場合には、停電などの緊急時に正常に作
動しないおそれがある。そこで、従来から蓄電池１２の
寿命を正確に診断する方法が要求されており、以下の
（１）〜（３）のような方法が考えられている。 （１）目視による液面点検、比重測定 （２）電源を切った状態で蓄電池１２を放電させて端子
電圧を測定 （３）内部インピーダンスの測定

【発明が解決しようとする課題】しかし、（１）目視に
よる液面点検、比重計測のような方法は、構造上、制御
弁式鉛蓄電池のような密閉方式の蓄電池１２の寿命診断
には適さない。また、ユーザーが定期的に目視などによ
って判断するのは面倒であり、正確な判断も期待できな
いといった問題がある。また、（２）電源１０を切った
状態で蓄電池１２を放電させ、所定時間経過後の端子電
圧を測定する方法は有効な方法であるが、蓄電池１２が
放電時に既に寿命に達している場合には、電源１０を切
ることによって電力の供給が完全に絶たれてしまうおそ
れがあり危険である。（３）内部インピーダンスの測定
による方法は、蓄電池１２の内部インピーダンスが劣化
が進むと共に増加するという特性を利用しており、内部
インピーダンスが所定値以上の場合に寿命に近いと判断
される。例えば、特開２０００−４９９６１号公報に
は、内部インピーダンスの増加値で寿命を判定すること
が開示されている。また、論文「電源監視システム”パ
ワーシステムマネージャー”の開発」（「ユアサ時報」
第８９号の第１４頁から第１９頁）では、蓄電池の内部
抵抗に基づいて蓄電池の劣化・寿命診断を行うようにし
ている。しかしながら、これでは正確な寿命判断を行う
のには不十分である。蓄電池１２に内部短絡が生じてい
るような場合には、現実に劣化が進行していても内部イ
ンピーダンスは低く測定されてしまうからである。この
ように、従来の蓄電池寿命診断方法では蓄電池１２を交
換する時期を正確に判断することは難しかった。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】（１）こ
の発明の蓄電池寿命判断装置は、停電時においても負荷
への電力供給が絶たれないように負荷に接続される蓄電
池のセル寿命を診断するための蓄電池寿命診断装置であ
って、前記蓄電池のセルの端子電圧を測定する端子電圧
測定手段と、前記蓄電池のセルの内部インピーダンスを
測定する内部インピーダンス測定手段と、前記端子電圧
の減少率および前記内部インピーダンスの増加率を算出
し、当該端子電圧の変化および内部インピーダンスの変
化に基づいて、当該セルの寿命を診断する寿命診断手段
と、を備えたことを特徴とする。したがって、この発明
によれば、蓄電池の寿命診断を正確かつ効率的に行うこ
とが可能となる。これにより、停電時などに蓄電池から
の電力供給が確実に行うことができ、かつ、蓄電池を最
大限利用できる最適な時期に、蓄電池の交換を行うこと
ができる。 （２）この発明の蓄電池寿命判断装置は、前記寿命診断
手段が、蓄電池が浮動充電状態にある時の端子電圧の変
化および内部インピーダンスの変化に基づいて、寿命を
判断するものであることを特徴とするしたがって、この
発明によれば、浮動充電状態における蓄電池の寿命診断
を正確に行うことが可能となるため、寿命診断を行うた
めに電源からの電力供給を停止する必要がない。これに
より、停電のおそれのない状況下で寿命診断を行うこと
が可能になる。また、寿命診断のために必要な装置、処
理などの簡素化が図られる。 （３）この発明の蓄電池寿命判断装置は、前記寿命診断
手段は、前記端子電圧の減少率が所定値以上であり、か
つ、前記内部インピーダンスの増加率が所定値以上であ
るか否かに基づいて、当該セルの寿命を診断することを
特徴とする。したがって、この発明によれば、蓄電池の
寿命診断をより正確に行うことが可能となる。 （４）この発明の蓄電池寿命判断装置は、前記寿命診断
手段は、少なくとも、前記端子電圧が所定値以上である
場合か、前記内部インピーダンスが所定値以下の場合
に、前記減少率および前記増加率に基づく判断を行うこ
とを特徴とする。 （５）この発明の蓄電池寿命判断装置は、前記寿命診断
手段が、複数の段階を設けて寿命を診断することを特徴
とする。したがって、この発明によれば、蓄電池の寿命
診断をより効率的に行うことが可能となる。 （６）この発明の蓄電池寿命診断装置は、前記寿命診断
手段が、前記内部インピーダンスの増加率を主たる診断
要素とし、前記端子電圧の減少率を従たる診断要素とし
て用いて診断することを特徴とする。 （７）この発明の蓄電池寿命診断装置は、前記寿命診断
手段が、前記負荷への電源供給を停止して蓄電池を放電
状態とし、所定時間経過後に取得した端子電圧に基づい
て残存容量を算出し、当該残存容量も考慮して寿命診断
を行うことを特徴とする。したがって、この発明によれ
ば、蓄電池の寿命診断をより正確に行うことが可能とな
る。この実施形態において、「セル（蓄電池）が正常で
ない」とは、セル（蓄電池）が寿命に達した状態だけで
なく、寿命に近い状態をも含む概念である。

【発明の実施の形態】[発明の概要]以下に、図１を用い
て、この発明の概要について説明する。図１は、蓄電池
１２を備える無停電電源装置１と、この蓄電池１２の寿
命診断を行う蓄電池寿命診断装置８の構成を示す図であ
る。図１に示すように、無停電電源装置１は、電源１
０、蓄電池１２およびこれらの電力供給対象である負荷
１４を備える。蓄電池１２は、電源１０および負荷１４
に対して並列に接続される。かかる構成により、蓄電池
１２は、通常は浮動充電状態にあるが、停電などの際に
は負荷１４へ電力の供給を行う。しかしながら、蓄電池
１２は、使用期間の経過により劣化するものであるた
め、寿命に達する前に交換する必要がある。そこで、こ
の発明の蓄電池寿命診断装置８は、浮動充電状態におけ
る蓄電池１２のセル１６の内部インピーダンスの増加率
および端子電圧の減少率に基づいて、蓄電池１２の寿命
診断を行う。図１に示すように、蓄電池寿命診断装置８
は、内部インピーダンス測定手段２、端子電圧測定手段
４および寿命診断手段６を備える。内部インピーダンス
測定手段２は、蓄電池１２の各セル１６毎に接続され、
浮動充電状態における内部インピーダンスを所定時間毎
に測定する。同様に、端子電圧測定手段４も、蓄電池１
２の各セル１６毎に接続され、浮動充電状態における端
子電圧を所定時間毎に測定する。さらに、内部インピー
ダンス測定手段２および端子電圧測定手段４は、寿命診
断手段６に接続される。寿命診断手段６は、蓄電池１２
の寿命診断を行うために、まず、内部インピーダンスお
よび端子電圧を、それぞれ内部インピーダンス測定手段
２および端子電圧測定手段４から取得する。つぎに、寿
命診断手段６は、蓄電池１２の測定セル１６毎に、端子
電圧の減少率及び内部インピーダンスの増加率を算出す
る。算出した測定セル１６の端子電圧の減少率が所定値
以上であり、かつ、内部インピーダンスの増加率が所定
値以上である場合には、寿命診断手段６は、当該セル１
６を含む蓄電池１２は寿命に近いと診断し、その旨の警
告表示を行う。これにより、システム管理者は、寿命に
近い蓄電池１２を交換する。このように、この発明の蓄
電池寿命診断装置８によれば、浮動充電状態にある蓄電
池１２の寿命診断を確実に行うことができる。これによ
り、電源電力の停電や瞬断の際に、蓄電池１２から負荷
１４への電力供給が行われないような事態を回避するこ
とができる。 [蓄電池１２の劣化特性]つぎに、図２を用いて、浮動充
電状態における蓄電池１２中の一セル１６の内部インピ
ーダンスおよび端子電圧が、使用期間の経過と共にどの
ような変化を示すかについて具体的に説明する。図２
は、無停電電源装置１が備える蓄電池１２の劣化セルお
よび非劣化セルの浮動充電状態における内部インピーダ
ンスおよび端子電圧の変化を示すグラフである。なお、
これらの劣化セルおよび非劣化セルは、セル１６を複数
直列接続した蓄電池１２の任意の一セルとする。図２A
は、劣化セルの使用期間ｔと内部インピーダンスＺ、端
子電圧Ｖとの関係を示すグラフである。図２Ｂは、非劣
化セルの使用期間ｔと内部インピーダンスＺ、端子電圧
Ｖとの関係を示すグラフである。なお、図２において、
内部インピーダンスの変化は実線で、端子電圧の変化は
鎖線で示している。まず、端子電圧Ｖの変化について説
明する。劣化セルにおいては、使用期間ｔの経過によ
り、過充電による内部短絡や充電不足によるサルフェー
ションが生じ始める。このため、図２Aに示すように、
その端子電圧Ｖは、使用期間ｔの経過と共に徐々に減少
してゆく。さらに使用期間が経過すると、端子電圧の減
少率ΔＶ（＝|ｄｙ／ｄｘ|）が大きくなる。すなわち、
端子電圧の変化を示すグラフ（図２Aの鎖線で示す。）
の勾配が急になる。このように、蓄電池１２の任意セル
が劣化することにより、最終的には、蓄電池１２全体と
して停電時に必要とされる電力を蓄積することができな
くなり、当該蓄電池１２は寿命に達することとなる。一
方、図２Ｂに示すように、非劣化セルにおいては使用期
間ｔの経過と共に、端子電圧Ｖは徐々に増加する。これ
は、劣化セルの端子電圧Ｖが減少することにより（図２
A参照）、その他の非劣化セルの端子電圧Ｖが影響を受
けるためである。例えば、図１において、電源電圧が１
２Ｖであり、蓄電池１２が直列接続した６つのセル１６
を備える場合について考える。蓄電池１２は、電源１０
に並列接続され、浮動充電状態にあるために、一部に劣
化セルを含むような場合であっても、蓄電池１２全体の
端子電圧Ｖは、見かけ上は常に１２Ｖと測定される。す
なわち、浮動充電状態においては、測定する蓄電池１２
の全てのセル電圧を合計すると、常に電源電圧と同じ端
子電圧である１２Ｖが測定される。しかしながら、各セ
ル電圧を比較すると、劣化セルと非劣化セルの間では端
子電圧は異なる。例えば、内部短絡などの要因により劣
化セルの端子電圧が減少して、セル電圧が２Ｖから１Ｖ
にまで減少したような場合には、その差分の電圧が他の
非劣化セルに分配される。非劣化セルの状態が同じであ
ると仮定すると、他の５セルの端子電圧が約０．２Ｖ
（＝１Ｖ／５セル）ずつ上昇し、それぞれセル電圧が
２．２Ｖとなる。すなわち、蓄電池１２全体の端子電圧
を測定した場合には、電源電圧の値がそのまま測定され
るために端子電圧の変化は生じないが、各セル１６毎に
端子電圧を測定することにより劣化セルを検出すること
が可能となる。つぎに、内部インピーダンスＺの変化に
ついて説明する。図２Aに示すように、劣化セルにおい
ては、水分枯渇、電極等の部品の腐食などの原因によっ
て、その内部インピーダンスＺは、使用期間ｔの経過と
共に徐々に増加していく。さらに、使用期間ｔが経過す
ると、内部インピーダンスの増加率ΔＺ（＝|ｄｙ’／
ｄｘ’|）が大きくなる。すなわち、内部インピーダン
スＺの変化を示すグラフ（図２Aの実線で示す）の勾配
が急になる。このように、蓄電池１２の任意セル１６が
劣化することにより、最終的には、蓄電池１２全体とし
て停電時に必要とされる電力を蓄積することができなく
なり、当該蓄電池１２は寿命に達する。なお、一般に
は、内部インピーダンスが使用初期の２倍から数倍に増
加したセル１６を劣化セルと判断している。一方、図２
Ｂに示すように、非劣化セルにおいては、使用期間ｔの
経過と共に内部インピーダンスがいくらか増加するが、
図２Aに示す劣化セルの場合のような、内部インピーダ
ンスの急激な変化は示さない。このように、蓄電池１２
が寿命に近づくまでの間に、劣化セルは、図２に示すよ
うに端子電圧の減少率ΔＶ（＝|ｄｙ／ｄｘ|）および内
部インピーダンスの増加率ΔＺ（＝|ｄｙ’／ｄｘ’|）
が大きくなるという特性を示す。 [システム構成およびハードウェア構成]つぎに、図３ａ
などを用いて、この発明を実施するためのシステム構成
およびハードウェア構成について説明する。この発明を
実施するためのシステムは、図３ａに示すように、蓄電
池１２を備えた無停電電源装置１と、その他の蓄電池寿
命診断装置８とに分けられる。無停電電源装置１は、図
３ａに示すように、交流電源１０、整流器２０、蓄電池
１２、インバータ１８、負荷１４を備える。交流電源１
０は、負荷１４や蓄電池１２への電力の供給を行うため
のものであり、商用電源が用いられる。整流器２０は、
交流電源１０からの出力を整流し、直流電力に変換して
出力する。また、放電試験が行われる際には、寿命診断
ＰＣ６からの要求により、交流電源１０の出力制御を行
う。インバータ１８は、整流器２０（停電時には、蓄電
池１２）からの直流電力を交流電力に変換して負荷１４
に供給する。蓄電池１２は、負荷１４に対して並列に接
続されており、充電方式として浮動充電方式を採用して
いる。このため、交流電源１０の供給が停止した場合に
は、蓄電池１２から負荷１４に対して電力を自動的に供
給することができる。また、蓄電池１２は、直列接続さ
れた６個のセル１６（図３ａ中のＳ１からＳ６）を備え
る。各セル１６の端子電圧は２Ｖであるため、蓄電池１
２全体の端子電圧は１２Ｖとなる。なお、整流器２０か
ら出力された交流電源１０の出力電圧は、１３．２Ｖか
ら１３．７Ｖとなるように設計される。この実施形態で
は、蓄電池１２が寿命診断装置８によって正常でないと
診断された場合には、蓄電池１２は交換されるが、交換
作業は蓄電池１２毎に行われる。したがって、蓄電池１
２の一セルのみが寿命に近い場合であっても、セル単位
での交換は行われない。つぎに、蓄電池寿命診断装置８
について説明する。蓄電池寿命診断装置８は、図３ａに
示すように、寿命診断手段６である寿命診断ＰＣ６、端
子電圧測定手段４である端子電圧用テスター４、及び内
部インピーダンス測定手段２である内部インピーダンス
用テスター２を備える。図３ａに示すように、蓄電池１
２の各セル１６には、端子電圧用テスター４の入力端子
４ａおよび内部インピーダンス用テスター２の入力端子
２ａが接続される。端子電圧用テスター４は、セル１６
の端子電圧を測定するための装置である。内部インピー
ダンス用テスター２は、セル１６の内部インピーダンス
を測定するための装置である。これらのテスターには、
一般に市販されているものを用いることができる。さら
に、端子電圧用テスター４、内部インピーダンス用テス
ター２は、図３ａに示すように、Ｉ／Ｏポート３５を介
して寿命診断ＰＣ６に接続される。内部インピーダンス
用テスター２および端子電圧用テスター４は、その内蔵
回路の接点を各セル１６の入力端子に切り替える機能を
備える。これにより、寿命診断ＰＣ６は、各セル１６毎
の端子電圧及び内部インピーダンスのデータを取得する
ことができる。なお、図３ａに示すように、整流器２０
もＩ／Ｏポート３５を介して寿命診断ＰＣ６に接続され
る。寿命診断ＰＣ６が、蓄電池１２が浮動充電状態にあ
るか否かを検知するためである。また、放電試験時に
は、寿命診断ＰＣ６からＩ／Ｏポート３５を介して交流
電源１０の出力制御も行う。Ｉ／Ｏポート３５の働きに
ついて、図３ｂを用いて、以下に説明する。図３ｂに示
すように、寿命診断ＰＣ６は、Ｉ／Ｏポート３５を介し
て、内部インピーダンス用テスター２、端子電圧用テス
ター４に特定セルの内部インピーダンス、端子電圧のデ
ータを要求する（Ｌ１）。これに応じて、内部インピー
ダンス用テスター２、端子電圧用テスター４は、特定セ
ルに端子を選択して各データを取得し、寿命診断ＰＣ６
に出力する（Ｌ２）。さらに、寿命診断ＰＣ６は、図３
ｂに示すように、Ｉ／Ｏポート３５を介して、電源電力
の供給を停止するように整流器２０を制御を行い（Ｌ
３）、また、整流器２０が浮動充電状態にあるか否かの
検知を行う（Ｌ４）。端子電圧用テスター４および内部
インピーダンス用テスター２の詳細について、以下に、
図４を用いて説明する。図４は、内部インピーダンス用
テスター２及び端子電圧用テスター４を取り付けた状態
の蓄電池１２を示す図である。図４Aに示すように、蓄
電池１２は、点線で示す６つのセル領域（セル番号Ｓ１
〜Ｓ６）を有しており、それぞれについて、内部インピ
ーダンス用テスター２の入力端子２ａ及び端子電圧用テ
スター４への入力端子４ａが取り付けられる。図４Ｂ
は、図４Aに示す蓄電池１２のＸ−Ｘ断面図である。図
４Ｂでは、内部インピーダンス用テスター２の入力端子
２ａを、セル電極６０とは別途に設けられた２つの内部
インピーダンス用電極６２に接続している。なお、内部
インピーダンス用電極６２を設けずに、セル電極６０に
内部インピーダンス用テスター２の入力端子２ａを接続
しても良い。内部インピーダンス用テスター２は、寿命
診断ＰＣ６からの要求により、電解液に浸された内部イ
ンピーダンス用電極６２間に交流電流を流して、内部イ
ンピーダンスを各セル毎に出力する機能を備える。内部
インピーダンスは、内部インピーダンス用テスター２の
出力端に接続された寿命診断ＰＣ６（図３ａ参照）に出
力される。また、端子電圧用テスター４の入力端子４ａ
は、図４Ｂに示すように、セル電極６０に接続される。
端子電圧用テスター４は、寿命診断ＰＣ６からの要求に
より、端子電圧を各セル１６毎に出力する機能を備え
る。端子電圧は、端子電圧用テスター４の出力端に接続
された寿命診断ＰＣ６（図３ａ参照）に出力される。 [寿命診断ＰＣ６のハードウェア構成]寿命診断手段６で
ある寿命診断ＰＣ６は、図３ａに示すように、ハードデ
ィスク３０、CPU３２、メモリ３４、ディスプレイ３
６、キーボード／マウス３８、記録媒体リーダ４０、記
録媒体４２を備える。CPU３２は、内部インピーダンス
および端子電圧を測定するために、各テスター２、４の
制御を行う。さらに、CPU３２は、メモリ３４を用い
て、各セル１６の端子電圧及び内部インピーダンスの変
化率の演算や、演算結果データと寿命判断基準データと
の比較などの寿命診断に関する処理を行う。ディスプレ
イ３６には、負荷１０への電力供給状態の表示、蓄電池
１２が寿命に近い旨の警告表示、端子電圧及び内部イン
ピーダンスの傾向グラフ等の各種表示が行われる。寿命
診断ＰＣ６のハードディスク３０には、マイクロソフト
社のウインドウズのようなオペレーションシステム（O
S）や、蓄電池１２の寿命診断処理を行う蓄電池寿命管
理ソフトなどがインストールされる。これらのソフトウ
ェアのインストールは、例えば、CD-ROM等の記録媒体４
２を記録媒体リーダ４０に挿入し、寿命診断ＰＣ６のハ
ードディスク３０にデータをコピーすることによって行
われる。蓄電池寿命管理ソフトは、蓄電池１２の端子電
圧データおよび内部インピーダンスデータの管理や、寿
命診断に関する処理などを行うソフトウェアであり、図
５に、蓄電池寿命管理ソフト５０が備えるモジュールを
示す。図５に示すように、蓄電池寿命管理ソフト５０
は、ステータスインフォメーションマネージャ５２、セ
ルボルテージマネージャ５４、セルインピーダンスマネ
ージャ５６、バッテリキャパシティマネージャ５８など
のモジュールを備える。これらの各モジュールが備える
機能について、簡単に説明する。ステータスインフォメ
ーションマネージャ５２は、蓄電池１２の寿命診断を行
い、さらに、その結果を寿命診断ＰＣ６のディスプレイ
３６上に表示する処理などを行う。セルボルテージマネ
ージャ５４は、蓄電池１２の各セル１６の端子電圧の傾
向管理のための処理を行う。セルインピーダンスマネー
ジャ５６は、蓄電池１２の各セル１６の内部インピーダ
ンスの傾向管理のための処理を行う。バッテリキャパシ
ティマネージャ５８は、放電試験により蓄電池１２の残
存容量を推定するための処理を行う。 [端子電圧および内部インピーダンスの取得の際の処理]
つぎに、寿命診断ＰＣ６が、各セル１６の端子電圧を取
得する際に行われる処理について、図６を用いて説明す
る。なお、これらの処理は、図５に示すセルボルテージ
マネージャ５４によって行われる。寿命診断ＰＣ６のCP
U３２は、現在時刻と所定の端子電圧の測定時間Ｔを比
較し、現在時刻が予め定められた測定時間であるか否か
を常に判断している（ステップＳ１００）。例えば、予
め測定時間として設定された毎週月曜日の午前０時であ
るか否かを判断している。寿命診断ＰＣ６は、現在時刻
が端子電圧の測定時間であると判断した場合には、セル
番号Ｓｎのｎを初期値１とする（ステップＳ１０２）。
つぎに、寿命診断ＰＣ６は、端子電圧用テスター４にセ
ルＳ１の端子電圧Ｖ１を要求する（ステップＳ１０
４）。セルＳ１の端子電圧用テスター４は、これに応じ
て端子電圧Ｖ１を測定し、端子電圧データを寿命診断Ｐ
Ｃ６に送信する（ステップＳ１０６）。寿命診断ＰＣ６
は、受信した端子電圧データをハードディスク３０に記
憶する（ステップＳ１０８）。寿命診断ＰＣ６のCPU３
２は、メモリ３４に記憶されたセル番号Ｓ１を読み込ん
で、端子電圧の測定を終えたセルＳ１が測定する最後の
セルか否かを判断する（ステップＳ１１０）。例えば、
この実施形態においては、全部で６個のセル１６が存在
するので、Ｓ６か否かを判断する。測定する最後のセル
でない場合には、寿命診断ＰＣ６は、ステップＳ１０２
において記憶しておいたセル番号Ｓ１に１を加えＳ２と
し、ステップＳ１０４に移行する（ステップ１１２）。
このようにして、Ｓ１からＳ６までの全てのセル１６の
端子電圧（Ｖ１からＶ６）が測定されるまで、ステップ
Ｓ１０４以降の処理が繰り返し行われる。一方、測定す
る最後のセルＳ６である場合には、端子電圧の測定は終
了し、内部インピーダンスを取得するための処理に移
る。図８に、寿命診断ＰＣ６のハードディスク３０に記
憶される各セル１６の測定データの例を示す。図８に示
すように、例えば、１９９８年６月２２日に測定したセ
ルＳ１のセル電圧Ｖ１が、１．７９[Ｖ]と記録される。
セルボルテージマネージャ５４は、ユーザーからの指示
に応じ、記憶された端子電圧データに基づいて、各セル
１６の端子電圧の変化を示すグラフをディスプレイ３６
上に表示する。図９に、セルＳ１の端子電圧Ｖ１の変化
を示すグラフの例を示す。つぎに、寿命診断ＰＣ６が、
各セルＳｎの内部インピーダンスを取得する際に行われ
る処理について、図７を用いて説明する。なお、図７中
のは、図６中のに対応する。なお、これらの処理
は、図５に示すセルインピーダンスマネージャ５６によ
って行われる。図７に示すように、全てのセル１６の端
子電圧を測定した後、寿命診断ＰＣ６は、セル番号Ｓｎ
のｎを再び初期値１とする（ステップＳ２０２）。つぎ
に、寿命診断ＰＣ６は、セルＳ１の内部インピーダンス
用テスター２に内部インピーダンスＺ１を要求する（ス
テップＳ２０４）。セルＳ１の内部インピーダンス用テ
スター２は、これに応じて内部インピーダンスＺ１を測
定し、内部インピーダンスデータを寿命診断ＰＣ６に送
信する（ステップＳ２０６）。寿命診断ＰＣ６は、受信
した内部インピーダンスデータをハードディスク３０に
記憶する（ステップＳ２０８）。つぎに、寿命診断ＰＣ
６のCPU３２は、メモリ３４に記憶されたセル番号Ｓ１
を読み込んで、内部インピーダンスの測定を終えたセル
Ｓ１が測定する最後のセルか否かを判断する（ステップ
Ｓ２１０）。この実施形態においては、セル１６は全部
で６個存在するので、セルＳ６か否かを判断する。測定
する最後のセルでない場合には、寿命診断ＰＣ６は、ス
テップＳ２０２において記憶しておいたセル番号Ｓ１に
１を加え、Ｓ２とし、ステップＳ２０４に移行する。
（ステップ２１２）。このようにして、Ｓ１からＳ６ま
での全てのセル１６の内部インピーダンス（Ｚ１からＺ
６）が測定されるまで、ステップＳ２０４以降の処理が
繰り返し行われる。一方、測定する最後のセルＳ６であ
る場合には、内部インピーダンスの測定は終了し、蓄電
池１２の寿命診断処理に移る。図８に、寿命診断ＰＣ６
のハードディスク３０に記憶されるセルＳ１の測定デー
タの例を示す。図８に示すように、例えば、１９９８年
６月２２日に測定を行ったセルＳ１の内部インピーダン
スが９．１[ｍΩ]と記録される。セルインピーダンスマ
ネージャ５６は、ユーザーからの指示に応じ、記憶され
た内部インピーダンスデータに基づいて、各セル１６の
内部インピーダンスＺｎの変化を示すグラフをディスプ
レイ３６上に表示する。図１０に、セルＳ１の内部イン
ピーダンスＺ１の変化を示すグラフの例を示す。以上の
ようにして、浮動充電状態における各セル１６の端子電
圧および内部インピーダンスの測定は、所定の測定時間
毎に寿命診断ＰＣ６が自動的に行う。 [蓄電池１２の寿命診断処理]蓄電池１２の寿命診断処理
について、図１１などを用いて、以下に説明する。図１
１は、蓄電池１２の寿命診断処理を示す図である。な
お、図１１中のは、図７中のに対応する。セルＳ１
からＳ６までの各セル１６の端子電圧Ｖおよび内部イン
ピーダンスＺのデータを取得した後、寿命診断ＰＣ６
は、セル番号ｎと判定回数Ｎを初期値１とする（ステッ
プＳ３００）。つぎに、寿命診断ＰＣ６のCPU３２は、
セルＳ１の端子電圧Ｖ１が所定値Ｖｔｈ以上であり、か
つ内部インピーダンスＺ１が所定値Ｚｔｈが所定値以下
であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。セルＳ
１の端子電圧Ｖ１、内部インピーダンスＺ１は、既に寿
命診断ＰＣ６のハードディスク３０に記録されている
（ステップＳ１０８、Ｓ２０８参照）。所定値Ｖｔｈ、
Ｚｔｈの範囲は、明らかに当該セル１６が劣化セルでな
いと推測できる程度の範囲が予め設定される。例えば、
図９の端子電圧のグラフに示す、端子電圧Ｖ１がＶｔｈ
以上の範囲、図１０の内部インピーダンスのグラフに示
す、内部インピーダンスＺ１がＺｔｈ以下の範囲が、所
定値の範囲として設定される。端子電圧Ｖ１、内部イン
ピーダンスＺ１が双方共に劣化セルである旨を示してい
ない場合には、当該セル１６についてはここで寿命診断
を終了し以降の寿命診断を行わない。これにより、以降
の寿命診断処理を行うセル数を削減することができ、寿
命診断処理全体の効率化が図られる。セルＳ１の端子電
圧Ｖ１が所定値Ｖｔｈ以上であるか、もしくは内部イン
ピーダンスＺ１が所定値Ｚｔｈ以下である場合には、寿
命診断ＰＣ６のCPU３２は、セルＳ１が判定する最後の
セルであるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。セ
ルＳｎが判定する最後のセルである場合には、蓄電池１
２は寿命に近くないと判定され、寿命診断処理が終了す
る。一方、セルＳｎが判定する最後のセルでない場合に
は、寿命診断ＰＣ６のCPU３２は、ｎに１を加えてその
データをメモリ３４に記憶し、ステップＳ３０２に移行
する（ステップＳ３０６）。これにより、次セルについ
ての寿命診断処理が開始する。一方、セルＳｎの端子電
圧Ｖｎが所定値Ｖｔｈ以下であり、かつ内部インピーダ
ンスＺｎが所定値Ｚｔｈが所定値以上である場合には、
寿命診断ＰＣ６のCPU３２は、蓄電池１２が浮動充電状
態であるか否かを判断する（ステップＳ３０８）。蓄電
池１２が浮動充電状態でない場合には、放電により電圧
降下が生じていることが考えられる等の要因により、本
基準では正確な寿命診断を行うことができないからであ
る。なお、蓄電池１２が浮動充電状態にあるか否かは、
寿命診断ＰＣ６から整流器２０にアクセスして、交流電
源１０から電力が供給されているかどうかを検知するこ
とにより判断することができる。蓄電池１２が浮動充電
状態にある場合には、寿命診断ＰＣ６は、判定回数Ｎが
２か否かを判断する（ステップＳ３１０）。Ｎが２でな
い場合には、寿命診断ＰＣ６は、Ｎに１を加える（ステ
ップＳ３１２）。さらに、当該セルＳｎの端子電圧Ｖ
ｎ、内部インピーダンスＺｎの再測定を行う（ステップ
Ｓ３１４）。再測定の処理は、端子電圧Ｖｎについて
は、ステップＳ１０４からステップＳ１０８まで（図６
参照）の処理と同様である。内部インピーダンスＺｎに
ついてはステップＳ２０４からステップＳ２０８まで
（図７参照）の処理と同じである。ここで、２回目の端
子電圧Ｖｎ、内部インピーダンスＺｎの測定および判定
を行うこととしたのは、最初の測定においては接触不良
などの要因による測定ミスが生じる場合があることを考
慮したためである。蓄電池１２が浮動充電状態でない場
合には、ステップＳ３０４に移行し、前述したように、
当該セル１６についてはここで寿命診断を終了し以降の
寿命診断処理を行わず、次セルについての寿命診断処理
が開始する。ステップＳ３１０において、判定回数Ｎが
２であると判断された場合には、寿命診断ＰＣ６のCPU
３２は、セルＳｎの端子電圧の減少率ΔＶｎが所定値Δ
Ｖｔｈ以上であり、かつ、内部インピーダンスの増加率
ΔＺｎが所定値ΔＺｔｈ以上であるか否かを判定する
（ステップＳ３１６）。端子電圧の減少率ΔＶｎは、寿
命診断ＰＣ６のCPU３２が、測定時間Ｔにおける端子電
圧Ｖｎの変化を示すグラフの勾配α（α=|dy/dx|；図９
参照）を算出して取得する。内部インピーダンスの増加
率ΔＺｎも、同様に、寿命診断ＰＣ６のCPU３２が、測
定時間Ｔにおける内部インピーダンスＺｎの変化を示す
グラフの勾配β（β=|dy'/dx'|；図１０参照）を算出し
て取得する。一方、所定値ΔＶｔｈおよびΔＺｔｈは、
予め浮動充電状態における蓄電池１２の劣化実験を行い
決定した値が、無停電電源装置１の管理者により設定さ
れる。セルＳｎの端子電圧の減少率ΔＶｎが所定値ΔＶ
ｔｈ以上であり、かつ、内部インピーダンスの増加率Δ
Ｚｎが所定値ΔＺｔｈ以上であると判断した場合、寿命
診断ＰＣ６は、当該セルＳｎを含む蓄電池１２が寿命に
近いと判断し、そのディスプレイ３６上に蓄電池１２を
交換すべき旨の警告表示を行う（ステップＳ３１８）。
図１２に、ディスプレイ３６上に表示される警告表示の
例を示す。蓄電池１２が寿命に近いと判断された場合に
は、図１２に示すように、ステータスインフォメーショ
ンマネージャ５２のウィンドウに「蓄電池が寿命に近い
ので交換してください。」と表示され、警告ブザーが鳴
る。これにより、無停電電源装置１の管理者は、停電時
などにおいても、蓄電池１２からの電力供給を確実に行
うことができ、かつ、蓄電池１２を最大限利用できる最
適な時期に、蓄電池１２を交換することができる。一
方、セルＳｎの端子電圧の減少率ΔＶｎが所定値ΔＶｔ
ｈに満たない場合、もしくは内部インピーダンスの増加
率ΔＺｎが所定値ΔＺｔｈに満たない場合には、当該セ
ル１６は非劣化セルと判断されるため、ステップＳ３０
４に移行する。このため、当該セル１６についてはここ
で寿命診断処理が終了する。寿命診断ＰＣ６が、ステッ
プ３０４においてセルＳｎが最後のセルであると判断し
た場合には、当該蓄電池１２についての寿命診断処理を
終了する。この実施形態における寿命診断の結果を、図
１３を用いて説明する。図１３は、寿命診断処理におけ
る端子電圧の減少率および内部インピーダンスの増加率
に基づく判定（ステップＳ３１６参照）の結果の例を示
す図である。なお、図１３において、端子電圧の減少率
ΔＶｎが所定値ΔＶｔｈ以上である場合、内部インピー
ダンスの増加率ΔＺｎが所定値ΔＺｔｈ以上である場合
（ステップＳ３１６参照）をそれぞれ記号「○」で示
し、この条件に該当しない場合を記号「×」で示してい
る。さらに、上記判定がまだ済んでいない場合を「・」
で表示している。上記判定に移行する前の段階（ステッ
プＳ３０２など）において、非劣化セルであると判定さ
れたセルＳｎについては、記号「−」で示している。ま
ず、図１３に示すように、セルＳ１のΔＶｎの欄には
「○」が、ΔＺｎの欄には「×」が表示されている。す
なわち、セルＳ１の端子電圧の減少率ΔＶ１は所定値Δ
Ｖｔｈ以上であるが、内部インピーダンスの増加率ΔＺ
１は所定値ΔＺｔｈ以上でないため、蓄電池１２が寿命
に近いと判断されていない。つぎに、セルＳ２のΔＶｎ
の欄には「−」が、ΔＺｎの欄には「−」が表示されて
いる。すなわち、セルＳ２は、端子電圧の減少率ΔＶ２
が所定値ΔＶｔｈ以上であるか、内部インピーダンスの
増加率ΔＺ２が所定値ΔＺｔｈ以上であるか否かを判定
する前の処理で非劣化セルであると判断されている。ま
た、セルＳ３のΔＶｎの欄には「○」が、ΔＺｎの欄に
は「○」が表示されている。これは、セルＳ３の端子電
圧の減少率ΔＶ３が所定値ΔＶｔｈ以上であり、かつ、
内部インピーダンスの増加率ΔＺ３が所定値ΔＺｔｈ以
上である場合に該当する。これにより、セルＳ３が劣化
セルであると判定され、蓄電池１２が寿命に近いと判断
されている。なお、セルＳ４からＳ６の各欄には「・」
が表示されている。これは、セルＳ３で寿命診断処理が
終了したために、セルＳ４からＳ６については、上記判
定が行われなかったためである。以上のように、この発
明によれば、端子電圧の増加率および内部インピーダン
スの減少率に基づいて、蓄電池１２の寿命診断を正確か
つ効率的に行うことが可能となる。 [蓄電池１２が複数存在する場合の実施形態]上記実施形
態においては、蓄電池１２が１つの場合に寿命診断を行
うこととしたが、蓄電池１２が複数存在する場合にも、
この発明を用いることができる。以下に、図１４および
図１５を用いて、蓄電池１２が複数存在する場合の実施
形態について説明する。図１４は、無停電電源装置１の
複数の蓄電池１２の部分の拡大図である。図１４に示す
ように、この実施形態の無停電電源装置１は、直列接続
された３個の蓄電池１２を備える。図１４に示すよう
に、各蓄電池１２の蓄電池番号をＲ１からＲ３とする。
なお、蓄電池１２以外の部分のシステム構成および寿命
診断ＰＣ６などのハードウェア構成は、図３ａに示すも
のと同じである。また、前述の実施形態の場合と同様
に、各蓄電池１２には、端子電圧用テスター４および内
部インピーダンス用テスター２が接続され、図１４に示
すように、内部インピーダンス用テスター２の入力端子
２ａは各セル１６毎に接続される。しかしながら、端子
電圧用テスター４の入力端子４ａは前述の実施形態とは
異なり蓄電池１２毎に接続される。この実施形態では、
蓄電池１２が複数存在するために、蓄電池１２毎に端子
電圧を測定しても、劣化セルの影響が蓄電池Ｒ１からＲ
３の間の端子電圧の差としてに現れるからである。ただ
し、前述の実施形態のようにセル１６毎に端子電圧を測
定するようにしてもよい。また、内部インピーダンス用
テスター２の入力端子２ａを蓄電池１２毎に接続してシ
ステム構成を簡略化することもできる。寿命診断ＰＣ６
が蓄電池番号がＲ１からＲ３までの各蓄電池１２の端子
電圧を取得する際に行われる処理は、端子電圧が蓄電池
１２毎に測定されること以外は、図６に示す各セル１６
の端子電圧を取得する際に行われる処理と同じである。
すなわち、この実施形態における寿命診断ＰＣ６が各蓄
電池１２の端子電圧を取得する際に行われる処理は、図
６において、セル番号Ｓｎを蓄電池番号Ｒｎとしたもの
と同じになる。また、寿命診断ＰＣ６が各蓄電池１２の
内部インピーダンスを取得する際に行われる処理は、蓄
電池番号がＲ１からＲ３までの複数の蓄電池１２の各セ
ル１６について内部インピーダンスを測定すること以外
は、図７に示す１つの蓄電池１２の各セル１６の内部イ
ンピーダンスを取得する際に行われる処理と同じであ
る。すなわち、この実施形態における寿命診断ＰＣ６が
複数の蓄電池１２の各セル１６の内部インピーダンスを
取得する際に行われる処理は、図７において、ステップ
Ｓ２０２のセル番号Ｓｎおよび蓄電池番号Ｒｎを初期値
１とし、さらに、ステップＳ２１０の後にＲｎが測定す
る最後の蓄電池か否かを判断する処理などを追加したも
のと同じになる。寿命診断ＰＣ６が行う複数の蓄電池１
２の寿命診断処理についても、蓄電池番号がＲ１からＲ
３までの複数の蓄電池１２に適用できるように、上記と
同様の変更を、図１１に示す蓄電池１２が１つの場合の
寿命診断処理に行えばよい。この実施形態における寿命
診断の結果を、図１５を用いて説明する。図１５は、複
数の蓄電池１２の寿命診断処理における端子電圧の減少
率および内部インピーダンスの増加率に基づく判定（ス
テップＳ３１６参照）の結果の例を示す図である。な
お、図１５に表示された記号の意味は前述の実施形態の
場合と同じである。まず、図１５に示すように、蓄電池
Ｒ１のΔＶの欄には「−」が、各セルＳｎのΔＺｎの欄
には「−」が表示されている。すなわち、蓄電池Ｒ１
は、各セルＳｎの端子電圧の減少率ΔＶｎが所定値ΔＶ
ｔｈ以上であり、かつ、内部インピーダンスの増加率Δ
Ｚｎが所定値ΔＺｔｈ以上であるか否かを判定する前の
処理で寿命近くでないと判断されている。つぎに、蓄電
池Ｒ２のΔＶｎの欄には「×」が、各セルＳｎのΔＺｎ
の欄には「・」が表示されている。すなわち、蓄電池Ｒ
２は、端子電圧の減少率ΔＶは所定値ΔＶｔｈ以上でな
いため、寿命に近いと判断されていない。なお、セルΔ
Ｚｎの各欄には「・」が表示されているが、これは、蓄
電池Ｒ２の端子電圧ΔＶの判定のみで蓄電池１２が寿命
に近くにないと判断されたためである。また、蓄電池Ｒ
３のΔＶの欄には「○」が、セルＳ１からＳ４のΔＺｎ
の欄には「×」が表示されている。すなわち、蓄電池Ｒ
３の端子電圧の減少率ΔＶは所定値ΔＶｔｈ以上である
が、蓄電池Ｒ３のセルＳ１からＳ４の内部インピーダン
スの増加率ΔＺｎは所定値ΔＺｔｈ以上でない。このた
め、セルＳ１からＳ４は非劣化セルであると判定されて
いる。一方、蓄電池Ｒ３のΔＶの欄には「○」が、セル
Ｓ５のΔＺｎの欄には「○」が表示されている。これ
は、蓄電池Ｒ３の端子電圧の減少率ΔＶが所定値ΔＶｔ
ｈ以上であり、かつ、セルＳ３の内部インピーダンスの
増加率ΔＺ３が所定値ΔＺｔｈ以上の場合に該当する。
これにより、セルＳ５が劣化セルと判定され、蓄電池１
２が寿命に近いと判断されている。以上のように、蓄電
池１２が複数存在するような場合であっても、この発明
によれば、端子電圧の増加率および内部インピーダンス
の減少率に基づいて、蓄電池１２の寿命診断を正確かつ
効率的に行うことが可能となる。なお、上記実施形態に
おいては、複数の蓄電池１２を直列接続することとした
が、複数の蓄電池１２を並列接続してもよい。 ［その他の実施形態］なお、上記各実施形態において
は、端子電圧の減少率が所定値以上で、かつ、内部イン
ピーダンスの増加率が所定値以上である場合に寿命に達
したと判断している。つまり、上記各実施形態において
は、内部インピーダンスの増加率と端子電圧の減少率を
寿命診断において同等に扱うようにした。しかし、内部
インピーダンスの増加率を主な判断基準として用い、端
子電圧の減少率を補助的な判断基準として用いるように
して、内部インピーダンスの増加率に端子電圧の減少率
よりも重みを持たせるようにしてもよい。以下に、図１
６〜図１９を用いて、内部インピーダンスの増加率が端
子電圧の減少率よりも重みがあるようにした場合の実施
形態について説明する。この実施形態においては、内部
インピーダンスの増加率は、その値により、正常レベル
・注意レベル・寿命レベルの何れかの状態に分けられ
る。例えば、図１６（内部インピーダンスの変化率の時
間変化を示すグラフ）に示すように、ΔＺＴＨ１以上が
寿命レベル、ΔＺＴＨ１未満ΔＺＴＨ２以上が注意レベ
ル、ΔＺＴＨ２未満が正常レベルといったように分けら
れる。なお、ΔＺＴＨ１、ΔＺＴＨ２の値は、上記各実
施形態と同様に、浮動充電状態における劣化実験の結果
から決定される。端子電圧の増加率も同様に、正常レベ
ル・注意レベル・寿命レベルの何れかの状態に分けられ
る。例えば、図１７（端子電圧の変化率の時間変化を示
すグラフ）に示すように、ΔＶＴＨ１未満が寿命レベ
ル、ΔＶＴＨ１以上ΔＶＴＨ２未満が注意レベル、ΔＶ
ＴＨ２以上が正常レベルといったように分けられる。な
お、ΔＶＴＨ１、ΔＶＴＨ２の値は、上記と同様に、浮
動充電状態における劣化実験の結果から決定される。図
１８は、この実施形態における寿命診断の方法を示すグ
ラフである。この実施形態においては、図１８に示すよ
うに、内部インピーダンスの増加率ΔＺおよび端子電圧
の減少率ΔＶの上記各状態に基づいて診断結果が得られ
る。この寿命診断グラフの特徴は、内部インピーダンス
の増加率が「寿命レベル」である場合には、端子電圧の
減少率が何れの状態であっても、「劣化」セルであると
判断される等、内部インピーダンスの増加率に端子電圧
の減少率よりも重みをつけたものとなっていることであ
る。具体的には、図１８に示すように、この寿命診断グ
ラフにより「劣化」セルと判断されるのは、内部インピ
ーダンスの増加率が「寿命レベル」である場合、また
は、内部インピーダンスの増加率が「注意レベル」にあ
り、かつ、端子電圧の減少率が「寿命レベル」である場
合である。また、「準劣化」セルと判断されるのは、内
部インピーダンスの増加率が「注意レベル」である場合
（「劣化」セルと判断した場合を除く）、または、内部
インピーダンスの増加率が「正常レベル」にあり、か
つ、端子電圧の減少率が「寿命レベル」である場合であ
る。この寿命診断グラフを用いて寿命判定を行った具体
例について、以下に図１９を用いて説明する。図１９
は、ある蓄電池の内部インピーダンスの増加率および端
子電圧の減少率の算出結果を示すグラフである。なお、
このグラフでは、正常レベルが記号「○」、注意レベル
が記号「△」、寿命レベルが記号「×」で表されてい
る。図１９に示すように、セルＳ１は、内部インピーダ
ンスの増加率ΔＺが「○（正常レベル）」、端子電圧の
減少率ΔＶが「×（寿命レベル）」である。一方、セル
Ｓ２は、逆に、内部インピーダンスの増加率ΔＺが「×
（寿命レベル）」、端子電圧の減少率ΔＶは「○（正常
レベル）」である。つまり、セルＳ１とセルＳ２では、
内部インピーダンスの増加率ΔＶと端子電圧の減少率Δ
Ｚの状態が逆になっている。これらの条件を図１９に示
す寿命判定のグラフに当てはめてみると、セルＳ１はＴ
ＹＰＥ０３に該当するので「準劣化」セルと診断され
る。一方、セルＳ２はＴＹＰＥ０７に該当するので「劣
化」セルと診断される。つまり、内部インピーダンスの
増加率が「×（寿命レベル）」であるセルＳ１の診断結
果の方が、端子電圧の減少率が「×（寿命レベル）」で
あるセルＳ２の診断結果よりも悪い結果となっている。
これは、端子電圧の減少率ΔＺよりも内部インピーダン
スの増加率ΔＺの方が、診断結果に及ぼす影響が大きく
なるようにしているためである。セルＳ４とセルＳ５に
ついても、これと同様のことがいえる。つまり、セルＳ
４は、内部インピーダンスの増加率ΔＺが「○（正常レ
ベル）」、端子電圧の減少率ΔＶが「△（注意レベ
ル）」である。一方、セルＳ５は、逆に、内部インピー
ダンスの増加率ΔＺが「△（注意レベル）」、端子電圧
の減少率ΔＶは「○（正常レベル）」である。つまり、
セルＳ４とセルＳ５では、セルＳ１とセルＳ２の場合と
同様に、内部インピーダンスの増加率ΔＶと端子電圧の
減少率ΔＺの状態が逆になっている。これらの条件を図
１９に示す寿命判定のグラフに当てはめてみると、セル
Ｓ４はＴＹＰＥ０２に該当するので「非劣化」セルと診
断される。一方、セルＳ５はＴＹＰＥ０４に該当するの
で「準劣化」セルと診断される。このように、セルＳ１
とセルＳ２の場合と同様に、端子電圧の減少率ΔＺより
も内部インピーダンスの増加率ΔＺの方が診断結果に及
ぼす影響が大きくなっている。なお、セルＳ３は、内部
インピーダンスの増加率ΔＺ、端子電圧の減少率ΔＶが
何れも「○（正常レベル）」であり、寿命診断グラフの
ＴＹＰＥ０１（図１９参照）に該当するので、「正常」
セルと判断される。セルＳ６は、内部インピーダンスの
増加率ΔＺ、端子電圧の減少率ΔＶが何れも「△（注意
レベル）」であり、寿命診断グラフのＴＹＰＥ０１（図
１９参照）に該当するので、「準劣化」セルと判断され
る。以上のような寿命診断の結果、セルＳ２が「劣化」
セルと判断される。これにより、最終的に当該蓄電池が
寿命に近いと判断される。なお、上記の各実施形態にお
いては、蓄電池１２の放電試験は行わないこととした
が、さらに放電試験を行うようにしてもよい。すなわ
ち、放電試験により蓄電池１２の残存容量を算出し、寿
命診断の際に当該残存容量を考慮するようにしてもよ
い。これにより、寿命診断の精度をさらに上げることが
できる。蓄電池１２の放電試験を行う方法を、図３ａを
用いて説明する。まず、寿命診断ＰＣ６が、整流器２０
の制御を行うことにより電源１０からの電力供給を停止
させる。これにより、蓄電池１２は放電を開始し、負荷
２０への電力供給を行う。寿命診断ＰＣ６は、電源電力
の供給が停止してから所定時間が経過後の蓄電池１２の
各セル１６の端子電圧を測定することにより、蓄電池１
２の残存容量を演算で求める。かかる放電試験を行う場
合の寿命診断の基準としては、蓄電池１２の残存容量に
基づく寿命診断の一般的なものを用いることができる。
例えば、残存容量が初期値の８０％以下に低下したとき
に寿命に近いと判断する基準がある。上記基準による判
定を更に行うことで寿命診断をより正確に行うことがで
きる。なお、上記各実施形態においては、複数のセル１
６を備える蓄電池１２の寿命診断を行うこととしたが、
単一のセル１６を備える蓄電池１２について、この発明
を用いることもできる。なお、上記各実施形態において
は、蓄電池１２中の１つのセル１６が劣化セルと判断さ
れた場合に、当該セル１６を含む蓄電池１２が寿命に近
いと診断されることとした。しかしながら、蓄電池１２
中の２以上のセル１６が劣化セルと判断された場合に、
当該セル１６を含む蓄電池１２が寿命し近いと診断され
るようにしてもよい。なお、上記各実施形態において
は、端子電圧の減少率および内部インピーダンスの増加
率に基づく判定の前に、セルＳｎの端子電圧Ｖｎが所定
値Ｖｔｈ以上であり、かつ内部インピーダンスＺｎが所
定値Ｚｔｈが所定値以下であるか否かの判定を行うこと
としたが、かかる処理を行わないでこの発明を実施して
もよい。なお、上記各実施形態においては、端子電圧を
内部インピーダンスより先に測定することとしたが、内
部インピーダンスを端子電圧より先に測定してもよい。
なお、上記各実施形態においては、セルの内部インピー
ダンスや端子電圧等に基づいて蓄電池の寿命診断を行う
こととしたが、負荷電流を考慮して寿命診断を行うよう
にしてもよい。なお、上記各実施形態においては、蓄電
池が寿命に近いか否かを診断することとしたが、蓄電池
が寿命に達したか否かを判断するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】蓄電池１２を備える無停電電源装置１と、この
蓄電池１２の寿命診断を行う蓄電池寿命診断装置８の構
成を示す図である。

【図２】無停電電源装置１が備える蓄電池１２の劣化セ
ルと非劣化セルの浮動充電状態における内部インピーダ
ンスおよび端子電圧の変化を示すグラフである。

【図３ａ】この発明を実施するためのシステム構成およ
びハードウェア構成を示す図である。

【図３ｂ】Ｉ／Ｏポート３５の働きを示す図である。

【図４】内部インピーダンス用テスター２及び端子電圧
用テスター４を取り付けた状態の蓄電池１２を示す図で
ある。

【図５】蓄電池寿命管理ソフト５０が備えるモジュール
を示す図である。

【図６】寿命診断ＰＣ６が各セルの端子電圧を取得する
際に行われる処理を示す図である。

【図７】寿命診断ＰＣ６が各セルの内部インピーダンス
を取得する際に行われる処理を示す図である。

【図８】寿命診断ＰＣ６のハードディスク３０に記憶さ
れる各セルの測定データの例を示す図である。

【図９】セルＳ１の端子電圧Ｖ１の変化を示すグラフで
ある。

【図１０】セルＳ１の内部インピーダンスＺ１の変化を
示すグラフである。

【図１１】蓄電池１２の寿命診断処理を示す図である。

【図１２】ディスプレイ３６上に表示される警告表示の
例を示す図である。

【図１３】蓄電池１２の寿命診断処理における端子電圧
の減少率および内部インピーダンスの増加率に基づく判
定結果の例を示す図である。

【図１４】無停電電源装置１における複数の蓄電池１２
の部分の拡大図である。

【図１５】複数の蓄電池１２の寿命診断処理における端
子電圧の減少率および内部インピーダンスの増加率に基
づく判定結果の例を示す図である。

【図１６】内部インピーダンスの変化率の時間変化を示
す図である。

【図１７】端子電圧の変化率の時間変化を示す図であ
る。

【図１８】その他の実施形態における寿命診断の方法を
示すグラフである。

【図１９】その他の実施形態における寿命診断の例を示
す図である。

【図２０】無停電電源装置１のブロック図である。

【符号の説明】

１・・・・無停電電源装置 ２・・・・内部インピーダンス測定手段（内部インピー
ダンス用テスター） ４・・・・端子電圧測定手段（端子電圧用テスター） ６・・・・寿命診断手段（寿命診断ＰＣ） ８・・・・蓄電池寿命診断装置 １０・・・・電源 １２・・・・蓄電池 １４・・・・負荷 １６・・・・セル １８・・・・インバータ ２０・・・・整流器 ３０・・・・ハードディスク ３２・・・・CPU ３４・・・・メモリ ３５・・・・Ｉ／Ｏポート ３６・・・・ディスプレイ ３８・・・・キーボード／マウス ４０・・・・記録媒体リーダ ４２・・・・記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CB05 CB06 CB12 CB23 CC01 CC02 CC03 CC04 CC06 CC07 CC17 CC23 CC25 CC27 CC28 CE00 5G003 AA01 BA01 DA04 EA08 GC05 5H030 AA08 AS03 FF41 FF44 FF52

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】停電時においても負荷への電力供給が絶た
   れないように負荷に接続される蓄電池のセル寿命を診断
   するための蓄電池寿命診断装置であって、 前記蓄電池のセルの端子電圧を測定する端子電圧測定手
   段と、 前記蓄電池のセルの内部インピーダンスを測定する内部
   インピーダンス測定手段と、 前記端子電圧の減少率および前記内部インピーダンスの
   増加率を算出し、当該端子電圧の変化および内部インピ
   ーダンスの変化に基づいて、当該セルの寿命を診断する
   寿命診断手段と、 を備えたことを特徴とする蓄電池寿命診断装置。
2. 【請求項２】請求項１の蓄電池寿命診断装置において、 前記寿命診断手段は、蓄電池が浮動充電状態にある時の
   端子電圧の変化および内部インピーダンスの変化に基づ
   いて、寿命を判断するものであることを特徴とするも
   の。
3. 【請求項３】請求項１または２の蓄電池寿命診断装置に
   おいて、 前記寿命診断手段は、前記端子電圧の減少率が所定値以
   上であり、かつ、前記内部インピーダンスの増加率が所
   定値以上であるか否かに基づいて、当該セルの寿命を診
   断することを特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項３の蓄電池寿命診断装置において、 前記寿命診断手段は、少なくとも、前記端子電圧が所定
   値以上である場合か、前記内部インピーダンスが所定値
   以下の場合に、前記減少率および前記増加率に基づく判
   断を行うことを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの蓄電池寿命診断
   装置において、 前記寿命診断手段は、複数の段階を設けて寿命を診断す
   ることを特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項５の蓄電池寿命診断装置において、 前記寿命診断手段は、前記内部インピーダンスの増加率
   を主たる診断要素とし、前記端子電圧の減少率を従たる
   診断要素として用いて診断することを特徴とするもの。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかの蓄電池寿命診断
   装置において、 前記寿命診断手段は、前記負荷への電源供給を停止して
   蓄電池を放電状態とし、所定時間経過後に取得した端子
   電圧に基づいて残存容量を算出し、当該残存容量も考慮
   して寿命診断を行うことを特徴とするもの。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかの蓄電池寿命診断
   装置において、 前記蓄電池は直列接続された複数のセルを有しており、 前記寿命診断手段は、前記複数のセルの何れか一つでも
   正常でないと判断した場合には、前記蓄電池全体を正常
   でないと判断することを特徴とするもの。
9. 【請求項９】請求項８の蓄電池寿命診断装置において、 前記負荷には、直列接続された複数の蓄電池が接続され
   ており、 前記寿命診断手段は、正常でないと判断したセルを含む
   蓄電池を正常でないと診断することを特徴とするもの。
10. 【請求項１０】停電時においても負荷への電力供給が絶
    たれないように負荷に接続される蓄電池のセル寿命を診
    断するための蓄電池寿命診断装置をコンピュータを用い
    て実現するためのプログラムであって、 前記蓄電池のセルについて測定された端子電圧データ、
    前記蓄電池のセルの内部インピーダンスについて測定さ
    れた内部インピーダンスデータを受け、 前記端子電圧の減少率および前記内部インピーダンスの
    増加率を算出し、当該端子電圧の変化および内部インピ
    ーダンスの変化に基づいて、当該セルの寿命を診断する
    処理をコンピュータに行わせるためのプログラム。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載のプログラムを記録し
    た記録媒体。
12. 【請求項１２】停電時においても負荷への電力供給が絶
    たれないように負荷に接続される蓄電池のセル寿命を診
    断するための蓄電池寿命診断方法であって、 前記蓄電池のセルの端子電圧を測定し、 前記蓄電池のセルの内部インピーダンスを測定し、 前記端子電圧の減少率および前記内部インピーダンスの
    増加率を算出し、当該端子電圧の変化および内部インピ
    ーダンスの変化に基づいて、当該セルの寿命を診断する
    ことを特徴とする蓄電池寿命診断方法。