JP5744268B1 - 蓄電池利用状況監視装置及び蓄電池利用状況監視装置を有するエレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の使用状態に応じて容量配分を変更でき、効率的な運用を図る。【解決手段】使用容量が、商用電源停止時に駆動用として使用される停電時継続運転用領域と、平常時に駆動用として使用される平常時アシスト用領域と、不使用領域と、未使用領域とに割り振られて成るエレベータ用の蓄電池の使用状況を監視する蓄電池利用状況監視装置１０であって、測定部１０ａは、蓄電池８ａの所定周期（例えば、１日）毎の使用状況を測定する。分析部１０ｂは、測定部１０ａで測定された使用状況に基づき、所定期間（例えば、１か月））における平均値を演算し、演算された平均値に基づき蓄電池８ａの使用状態を分析する。変更部１０ｃは、分析部１０ｂによる分析結果に基づいて蓄電池８ａの使用容量の割り振りを変更する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、蓄電池利用状況監視装置及び蓄電池利用状況監視装置を有するエレベータに関する。

エレベータシステムでは、地震等の非常事態の発生に備えて、停電時のバックアップ用の駆動電源として昇降路または機械室にエレベータ用蓄電装置を備える例が知られている。蓄電池への充電は、商用電源による充電と、エレベータの回生運転時に発生する回生電力の充電等によって行われている。蓄電池に蓄電された電力は、停電時において、予め設定した時間だけエレベータを稼動させる（「停電時継続運転用」）電力として使用される他、停電していない平常時におけるエレベータへの電力アシスト（「平常時アシスト用」）としても使用される。この平常時における電力アシストとして使用される蓄電池の容量は、停電時に予め設定した時間だけエレベータを稼動させるのに要する電力量を確保した上で決定され、予め、出荷時に設定されている。

特開２００２−２９６６９号公報 特開２００７−２３８３１６号公報

しかしながら、上述したような、出荷時に割り振り設定された電力容量は、あくまでも出荷時における計画段階のものであり、実際のエレベータ使用状況を反映したものではない。このため、予期せぬ停電発生時において、蓄電池の容量が不足してエレベータを十分に稼動できないおそれがある。

本発明の目的は、蓄電池の使用状態に応じて容量配分を変更でき、効率的な運用を図ることができる蓄電池利用状況監視装置及び蓄電池利用状況監視装置を有するエレベータを提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明の実施形態は、使用容量が、商用電源停止時に駆動用として使用される停電時継続運転用領域と、平常時に駆動用として使用される平常時アシスト用領域と、不使用領域と、未使用領域とに割り振られて成る蓄電池の使用状況を監視する蓄電池利用状況監視装置であって、前記蓄電池の所定周期毎の使用状況を測定する測定手段と、測定された使用状況に基づき、所定期間における前記蓄電池の使用状態を分析する分析手段と、前記分析手段による分析結果に基づいて前記蓄電池の使用容量の割り振りを変更する変更手段と、を具備することを特徴としている。

本発明に係る蓄電池利用状況監視装置の一実施形態であるエレベータシステムを示す構成図。 蓄電池利用状況監視装置の処理手順を示すフローチャート。 分析部による分析結果を模式的に示す説明図。 変更部による蓄電池の容量設定の一例を模式的に示す説明図。 変更部による蓄電池の容量設定の他の例を模式的に示す説明図。 出荷時における蓄電池の一般的な容量設定を模式的に示す説明図。

＜出荷時における一般的な容量設定＞
本発明の実施形態の説明に先立ち、一般的な蓄電池容量の割り振りについて説明する。

図６は、出荷時点における蓄電池容量の割り振り状態を百分率で示している。図６に示すように、従来は、蓄電池容量を、使用不可１０％、停電時継続運転用４０％、平常時アシスト用４０％、未使用１０％というように、出荷時において固定的に割り振っている。

ここで、停電時継続運転用４０％というのは、停電発生時において動力用電源として使用される容量が４０％に設定されていることを意味する。平常時アシスト用４０％というのは、平常運転時に省エネのために商用電源をサポートする容量が４０％であることを意味している。また、使用不可１０％というのは、使用できない容量が１０％であることを意味する。これは蓄電池の特性上、蓄電池容量を全て使い切ってから充電すると、蓄電池の消耗が激しく、寿命を縮めるため、１０％程度は使い切らずに残しておくという意味である。また、未使用１０％というのは未使用領域が１０％設定されていることを意味する。通常、１００％充電（フル充電、満充電）を繰り返すと寿命が劣化するため、９０％程度の充電状態で使用するのが良いことに起因する。

使用不可と未使用の各１０％を除く残りの８０％は、使用状況によって変化する。本発明の実施形態では、蓄電池の使用状況に基づいて蓄電池容量を動的に変更するものである。

＜実施形態の説明＞
図１は本発明に係る蓄電池利用状況監視装置が適用されたエレベータシステムを示す構成図である。

図示のエレベータシステム１は、商用電源又はバッテリ電源に接続された制御盤２と、モータ３及びシーブ４を備え制御盤２により制御される巻上機５と、この巻上機５によってつるべ式に上下動される乗りかご６及びつり合いおもり７とを備えている。また、蓄電池装置８と、商用電源と蓄電池電源とを切り換える切換器９と、蓄電池利用状況監視装置１０とを備えている。

制御盤２は、モータ制御装置２ａを備え、通常時は商用電源からの電力を入力してモータ３に供給する一方、停電時には切換器９を介して蓄電池装置８から供給される蓄電池電源からの電力に基づいてモータ３に電力を供給する。また、モータ制御部２ａは回生運転時においては、モータ３からの回生電力を蓄電池装置８に供給する。

蓄電池装置８は、リチウムイオン電池や電気二重層キャパシタ等で構成される蓄電池８ａと、蓄電池８ａの容量を制御する蓄電池制御部８ｂを備えている。

切換器９は、地震発生時等において商用電源が絶たれた際に外部から入力される切換指令に基づいて商用電源側から蓄電池側に接点を切り換えて蓄電池８ａの蓄電電力を制御盤２側に供給する。

蓄電池利用状況監視装置１０は、エレベータの機械室または昇降路、もしくは建物の管理人室などに設置されており、蓄電池の利用状態を測定し、一定期間の測定結果から平常時アシストで「実際には使用していない範囲」の有無を確認するもので、機能上、測定部１０ａと、分析部１０ｂと、変更部１０ｃとを備えている。

測定部１０ａは、蓄電池８ａの所定周期（例えば、１日）毎の使用状況を測定する。

分析部１０ｂは、測定部１０ａで測定された使用状況に基づき、一定期間（例えば、１か月））における平均値を演算し、演算された平均値に基づき蓄電池８ａの使用状態を分析する。一定期間の測定結果から平常時アシストで「実際には使用していない範囲」の有無を確認する。ここで、「実際には使用していない範囲」とは、一定期間の平均値をいう。

変更部１０ｃは、分析部１０ｂによる分析結果に基づいて蓄電池８ａの使用容量の割り振りを変更する。

次に、本実施形態の作用を説明する。図２は蓄電池利用状況監視装置の処理手順を示すフローチャートである。

エレベータの稼働中における蓄電池の利用状況を分析するために、測定周期が到来する毎に蓄電池の容量を測定する（ステップＳＴ１，ＳＴ２）。この測定周期としては、例えば、一日の運転開始時から運転終了時までを１周期としたり、１週間を１周期としたり、運転状況によって適宜設定することができる。また、この測定は一定期間実行される。一定期間とは、例えば１ヶ月や３カ月、あるいは季節単位である。一定期間、周期到来毎に蓄電池容量が測定され、保存されると（ステップＳＴ３）、次に、測定された蓄電池容量の一定期間の平均値が算出される（ステップＳＴ４）。次いで、平均値に基づいて使用状態が分析される（ステップＳＴ５）。分析結果に基づいて割り振りが変更される（ステップＳＴ６）。

図３はステップＳＴ５で実行された分析部１０ｂによる分析結果を模式的に示している。図３（Ａ）に示す例は、使用不可１０％＋停電時継続運転用４０％＝充電容量５０％の状態で出荷したものを示している。この状態で出荷後の運転により充放電がされた結果、一定期間の平均値を求めたところ、平常時アシスト用としては２０％の領域しか使用されておらず、残りの２０％＋１０％の領域は使用されていないという分析結果である。すなわち、平常時アシスト用として想定される領域のうち、実際には使用されていない領域が２０％有ったことを示している。

図３（Ｂ）に示す例は、使用不可１０％＋停電時継続運転用４０％＋平常時アシスト用４０％＝充電容量９０％の状態で出荷したものを示している。この状態で出荷後の運転により充放電がされた結果、一定期間の平均値を求めたところ、平常時アシスト用としては２０％の領域しか使用されておらず、残りの２０％の領域は使用されていないという分析結果である。すなわち、平常時アシスト用として４０％の領域が確保されて出荷されたのにも関わらず、実際には使用されていない領域が２０％有ったことを示している。

分析部１０ｂによる分析の結果、図３（Ａ），（Ｂ）に示すような「実際には使用されていない領域」が有った場合の処理（ステップＳＴ６）を以下の（１），（２）に示す。

（１）停電時継続運転用の領域を増加させる例
蓄電池利用状況監視装置１０の変更部１０ｃは、停電時継続運転用容量を増加させ、停電時継続運転時間を延長する指令を蓄電池制御部８ｂに出力する。

すなわち、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、「実際には使用されていない領域が２０％」有った場合、図４に示すように、２０％分を停電時継続運転用として増加させる。これを式で書くと、
増加後の停電時継続運転用領域の容量（６０％）＝増加前の停電時継続運転用領域の容量（４０％）＋実際には使用されていない領域（２０％）
となる。

（２）未使用領域を増加させる例
蓄電池利用状況監視装置１０の変更部１０ｃは、未使用領域を増加させる指令を出力する。サイクル寿命を延長する指令を蓄電池制御部８ｂに出力する。

すなわち、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、「実際には使用されていない領域が２０％」有った場合、図５に示すように、平常時アシスト用は２０％とし、残りの２０％の領域は、「未使用領域」を増加させる。これを式で書くと、
増加後の未使用領域の容量（３０％）＝増加前の未使用領域の容量（１０％） ＋実際には使用されていない領域の容量（２０％）
となる。一般に蓄電池は満充電に近い領域を使用するほど、サイクル寿命が短いと言われている。このため、未使用領域を増加させることでサイクル寿命を延長させることができる。

このように、本発明の実施形態によれば、蓄電池８ａの使用状態に応じて容量配分を変更でき、効率的な運用を図ることが可能になる。

なお、以上の実施形態では、１か月の平均値を求めるようにしたが、気候の影響を受ける場所であれば、季節毎の平均値を求めるようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、蓄電池利用状況監視装置をエレベータに適用した例を示したが、これに限られず、エスカレータや動く歩道等に実装しても同様の効果を得ることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…エレベータシステム
２…制御盤
２ａ…モータ制御装置
２ａ…モータ制御部
３…モータ
４…シーブ
５…巻上機
８…蓄電池装置
８ａ…蓄電池
８ｂ…蓄電池制御部
９…切換器
１０…蓄電池利用状況監視装置
１０ａ…測定部
１０ｂ…分析部
１０ｃ…変更部

Claims (3)

1. 使用容量が、商用電源停止時に駆動用として使用される停電時継続運転用領域と、平常時に駆動用として使用される平常時アシスト用領域と、不使用領域と、未使用領域とに割り振られて成る蓄電池の使用状況を監視する蓄電池利用状況監視装置であって、
   前記蓄電池の所定周期毎の使用状況を測定する測定手段と、
   測定された使用状況に基づき、所定期間における前記蓄電池の使用状態を分析する分析手段と、
   前記分析手段による分析結果に基づいて前記蓄電池の使用容量の割り振りを変更する変更手段と、を具備し、
   前記分析手段による分析の結果、実際に使用していない領域があるときには、前記変更手段は、実際に使用していない領域分だけ前記停電時継続運転用領域を増加させる変更を行うか、または実際に使用していない領域分だけ前記未使用領域を増加させる変更を行うかを、前記分析手段による前記蓄電池の使用状態の分析結果に基づいて実行することを特徴とする蓄電池利用状況監視装置。
2. 前記分析手段は、測定された使用状況に基づき、所定期間における平均値を演算し、演算された平均値に基づき、前記蓄電池の使用状態を分析する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池利用状況監視装置。
3. 請求項１または２に記載の蓄電池利用状況監視装置を有するエレベータ。
   

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