JP7106630B2 - 無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム - Google Patents

無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム Download PDF

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Description

本発明は、無停電電源供給装置に切り換えて使用可能なエネルギー貯蔵システムに関する。
さらに詳しくは、エネルギー貯蔵システムの放電診断を迂回して放電する回路をさらに備えることにより、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置に切り換える技術に関する。
一般に、無停電電源供給装置とは、ＵＰＳとも呼ばれ、系統の商用電源及び発電機電源の変動の際に負荷に一定の電圧及び周波数を負荷機器に連続して供給し、停電の際にもバッテリー電源を用いて指定された時間の間に電源を連続して維持して供給するシステム的な装置を意味する。
かような無停電電源供給装置は、産業が発展することに伴い増えるデータの損失（ロス）や情報の損失などといった被害を低減させるために開発されたものであって、コンピューターを主として用いる現代の社会では、市場性が益々高くなり、しかも、その発展には目を見張るものがあって、電力電子回路の分野において主として用いられている。
なお、前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）は、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）とのバリアが崩れてしまって、最近には、政府が、無停電電源供給装置（ＵＰＳ）しか採用できなかった一般施設物にエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を適用することを許容することにより、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用するタイプ（ＵＥＳ，ＵＰＳ＋ＥＳＳ）のものが開発されている。
一方、通常のエネルギー貯蔵システムにおいては、エネルギー貯蔵システムが過放電に至ってエネルギー貯蔵システムの寿命が短くなることを防止するために、エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧などに基づいてエネルギー貯蔵システムの放電を制御する。
一方、無停電電源供給装置は、データの損失を防止すべく、負荷に電源が途切れることなく供給されるように放電することが最優先順位となることを目指しているため、最大限に放電するように放電基準を低く設定した方がよい。
したがって、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用する場合に、エネルギー貯蔵システムとして用いられる場合の放電基準と、無停電電源供給装置として用いられる場合の放電基準とがそれぞれ別々に管理及び制御されることを余儀なくされる。
これに関する従来の技術としては、使用用途に応じて、エネルギー貯蔵システムの放電基準をソフトウェアの制御を通じて設定する技術が挙げられる。
より具体的に、エネルギー貯蔵システムの用途に用いる場合には、第１の基準を基にエネルギー貯蔵システムを負荷に放電し、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置の用途に用いる場合には、前記第１の基準よりも低い第２の基準を基にエネルギー貯蔵システムを負荷に放電する。
しかしながら、このように、ソフトウェアの制御を通じてエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用する場合に、エネルギー貯蔵システムの放電基準（第１の基準）と無停電電源供給装置の放電基準（第２の基準）のそれぞれに対応するソフトウェアを開発しなければならないため、ソフトウェアの開発に多大な時間と費用がかかっていた。
このことから、このような問題を解決するために、本発明においては、ソフトウェアの変更を極力抑えて簡単なスイッチの操作だけでエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置に切り換える装置及び方法を提案する。
大韓民国登録特許公報第１０－１６０５４７５号
本発明は、エネルギー貯蔵システムの診断回路を迂回して放電する回路を構成することにより、停電が起きたときに簡単なスイッチの操作だけでエネルギー貯蔵システムの診断回路を迂回してエネルギー貯蔵システムが無停電電源供給装置に切り換えられる装置及び方法に関するものである。
本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法は、前記エネルギー貯蔵システムに常時電源が供給されるか否かを判断する常時電源供給判断ステップと、前記常時電源の供給有無に応じて、エネルギー貯蔵システムの動作モードを設定する動作モード設定ステップと、前記動作モードに対応する基準に従って、前記エネルギー貯蔵システムを制御するエネルギー貯蔵システム制御ステップと、を含んでなってもよい。
前記常時電源供給判断ステップは、前記常時電源から印加される電圧を測定する印加電圧測定ステップと、前記常時電源から印加される電圧及び既に設定された基準電圧を比較して、常時電源の供給有無を判断する判断ステップと、を含んでなり、前記判断ステップにおいては、常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、常時電源が供給されると判断し、前記常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧未満である場合に、常時電源の供給が中断されると判断してもよい。
前記動作モード設定ステップにおいては、前記常時電源供給判断ステップにおいて常時電源が供給されると判断される場合に、エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードに設定し、前記常時電源供給判断ステップにおいて常時電源の供給が中断されると判断される場合に、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定してもよい。
前記エネルギー貯蔵システム制御ステップは、前記エネルギー貯蔵システムが前記エネルギー貯蔵システムモードに設定される場合に、所定の基準に従って放電可否を診断する放電診断ステップを含んでなり、前記放電診断ステップの診断結果に基づいて、メイン放電スイッチをオンにして放電を行い、前記エネルギー貯蔵システムが前記無停電電源供給装置モードに設定される場合に、前記放電診断ステップを行うことなく無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチをオンにして直ちに放電を行ってもよい。
前記放電診断ステップにおいては、前記エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を測定し、これらを前記所定の基準と比較して、前記エネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを確認してもよい。
前記常時電源供給判断ステップは、前記エネルギー貯蔵システムと常時電源との物理的な係合有無を確認する係合確認ステップをさらに含んでなり、前記係合確認ステップにおいては、常時電源の出力端が係合確認部の差込み部に差し込まれて係合確認部のスイッチがオン状態である場合に、常時電源とエネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されたと判断し、前記係合確認部のスイッチがオフ状態である場合に、常時電源とエネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されていないと判断してもよい。
前記係合確認ステップにおいては、前記スイッチが磁性体によりオンになるマグネティック・スイッチを備えてなる場合に、前記常時電源の出力端は磁性体を備えてなり、前記常時電源の出力端がエネルギー貯蔵システムの差込み部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備される磁性体により前記マグネティック・スイッチがオンになってもよい。
前記係合確認ステップにおいては、前記スイッチが加圧によりオンになるプッシュ・スイッチを備えてなる場合に、常時電源の出力端は加圧部を備えてなり、前記常時電源の出力端がエネルギー貯蔵システムの差込み部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備される加圧部により前記プッシュ・スイッチがオンになってもよい。
本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムは、常時電源の供給有無を確認する常時電源供給確認部と、前記エネルギー貯蔵システムの動作モード、充／放電を制御するバッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）と、前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）の制御に応じて動作するモード切換えスイッチ部と、を備えてなってもよい。
前記常時電源供給確認部は、前記常時電源から印加される電圧を測定する電圧測定モジュールと、前記常時電源から印加される電圧と既に設定された基準電圧とを比較して、常時電源の接続有無を判断する判断モジュールと、を備えてなり、前記判断モジュールは、常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、常時電源が供給されると判断し、前記電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧未満である場合に、常時電源の供給が中断されると判断してもよい。
前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）は、前記エネルギー貯蔵システムの動作モードを設定するモード設定モジュールと、前記エネルギー貯蔵システムがエネルギー貯蔵システムモードに設定されれば、エネルギー貯蔵システムの放電可否を診断する放電診断モジュールと、を備えてなり、前記モード設定モジュールは、前記常時電源供給確認部において常時電源が供給されると判断されれば、前記エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードに設定し、前記常時電源供給確認部において常時電源の供給が中断されると判断されれば、前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定してもよい。
前記放電診断モジュールは、前記エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を測定し、これらを前記所定の基準と比較して、前記エネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを確認してもよい。
前記モード切換えスイッチ部は、前記エネルギー貯蔵システムがエネルギー貯蔵システムモードに設定されれば、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から放電指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを放電するメイン放電スイッチと、前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から無停電電源供給装置モード指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置（ＵＰＳ）モードで動作させる無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチと、を備えてなってもよい。
前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチは、ダイオードを備えてなり、前記メイン放電スイッチと無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチとは並列に接続されていてもよい。
前記常時電源供給確認部は、前記常時電源と物理的に係合されているか否かを確認する係合確認部をさらに備えてなり、前記係合確認部は、常時電源の出力端が差し込まれる差込み部と、前記差込み部への常時電源の出力端の差込み有無に応じてオンまたはオフになるスイッチと、を備えてなってもよい。
一例によれば、前記スイッチは、磁性体によりオンになるマグネティック・スイッチを備えてなり、前記常時電源の出力端は、前記マグネティック・スイッチに対応する位置に配設される磁性体を備えてなり、前記常時電源の出力端が前記差込み部に締結される場合に、前記常時電源の出力端の磁性体により前記マグネティック・スイッチがオンになってもよい。
他の例によれば、前記スイッチは、加圧によりオンになるプッシュ・スイッチを備えてなり、前記常時電源の出力端は、前記プッシュ・スイッチに対応する位置に圧力を加える加圧部を備えてなり、前記常時電源の出力端が前記差込み部に締結される場合に、前記常時電源の出力端の加圧部により前記プッシュ・スイッチがオンになってもよい。
本発明は、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置に切り換えることにより、エネルギー貯蔵システムだけで電源の供給及びバックアップ電源の供給の両方を行うことができる。
また、本発明は、エネルギー貯蔵システムを簡単なスイッチの操作だけで無停電電源供給装置に切り換えることができる。
さらに、本発明は、エネルギー貯蔵システムのスペック（仕様）別に第２の基準（エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給として用いるときの放電基準）に対応するソフトウェアを開発しなくても済むので、ソフトウェアの開発にかかる時間と費用を低減させることができる。
本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法を示す手順図である。 本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムを示す構成図である。 本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムの回路図である。 従来のエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用する技術の図面である。 本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムのスイッチをマグネティック・スイッチにより構成した場合の構成図である。 本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムのスイッチをプッシュ・スイッチにより構成した場合の構成図である。
以下では、添付図面に基づいて、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施の形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明は、種々の異なる形態に具体化可能であり、ここで説明する実施の形態に限定されるものではない。なお、図中、本発明を明確に説明するために、説明とは無関係な部分は省略し、明細書の全般に亘って、類似の部分には類似の図面符号を付している。
「第１の」、「第２の」などのように序数を含む言い回しは、様々な構成要素を説明するうえで使用可能であるが、前記構成要素は、前記言い回しによって何等限定されない。前記言い回しは、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でしか使えない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない範囲内において第１の構成要素は第２の構成要素と命名されてもよく、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素と命名されてもよい。本出願において用いた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。
明細書の全般に亘って、ある部分が他の部分と「連結」されているとか、「接続」されているとか、と言及された場合に、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結されたり接続されたりすると理解されるべきであるか、または、新たな他の構成要素を介して連結されたり接続されたりすると理解されるべきである。なお、ある部分がある構成要素を「備える（含む）」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を除外するわけではなく、他の構成要素をさらに備えていてもよいことを意味する。本願の明細書の全般に亘って用いられる度合いの言い回しである「～（する）ステップ」又は「～のステップ」は、「～のためのステップ」を意味するものではない。
本発明において用いられる用語としては、本発明における機能を考慮しつつ、できる限り現在汎広く用いられている一般的な用語を選択したが、これは、当分野に携わっている技術者の意図又は判例、新たな技術の出現などによって異なる。なお、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合に、当該する発明の説明の部分の欄において詳しくその意味を記載する。よって、本発明において用いられる用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘っての内容を踏まえて定義されるべきである。
本発明は、エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムの用途と無停電電源供給装置の用途の両用途に兼用できる装置及び方法に関するものである。
より具体的には、停電の際にソフトウェアの制御を通じて放電基準を変更してエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として用いる代わりに、簡単なスイッチの操作だけでエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置に切り換えて用いる装置及び方法を提案する。
図４は、従来のエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用する技術（大韓民国登録特許公報第１０－１６０５４７５号）の図面である。
図４を参照すると、従来のエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用する方法としては、エネルギー貯蔵システムモードでは、定格容量に対する可用容量を低く設定（第１の基準）して、停電の際に供給可能な容量を増やし、無停電電源モードでは、定格容量に対する可用容量を高く設定（第２の基準）して、停電の際に負荷に電源を供給する技術があった。
しかしながら、このような従来の技術は、制御ソフトウェアを第１の基準及び第２の基準に従ってそれぞれ別々に設計せねばならないため、ソフトウェアの設計に多大な時間と費用がかかっていた。
また、前記第１の基準及び第２の基準は、エネルギー貯蔵システムのスペック別に別途のソフトウェアを設計することが必要であるという不具合があった。
さらに、第１の基準及び第２の基準を満たしているか否かを確認し続けなければならないため、多くのシステム・プロセスを用いるという欠点があった。
本発明は、これとは異なり、第１の基準、第２の基準を設定することが不要であり、停電時であると判断される場合に、簡単なモード切換え回路を用いてエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として兼用することができる。
１．本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法
図１は、本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法を示す手順図である。
以下では、図１に基づいて、本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法について説明する。
１－１．常時電源供給判断ステップ（Ｓ１１０）
本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法は、常時電源の供給有無を判断する常時電源供給判断ステップ（Ｓ１１０）から開始されてもよい。
本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法は、停電時に限ってエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置に切り換えるが、その理由は、次の通りである。
前記エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧などが所定の放電基準を満たしている場合に限って放電するため、停電の際に前記所定の放電基準を満たしていない場合に、エネルギー貯蔵システムに接続された負荷への電源の供給が中断されて負荷に保存されているデータが損失されたり、負荷にダメージを与えたりする虞がある。したがって、停電が起きたときに負荷に電源を途切れることなく供給し続けるために、前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置として動作するように切り換える。
一方、停電ではない場合（常時電源が供給される場合）であっても、無停電電源供給装置として用い続けると、無停電電源供給装置は、最大限に満充電状態を保つために充電を行い続けるため、エネルギー貯蔵システムの寿命が短縮される虞がある。
上述した理由から、エネルギー貯蔵システムの機能と無停電電源供給装置の機能とを併せ持つエネルギー貯蔵システムを停電時に限って無停電電源供給装置に切り換えて用いる。したがって、常時電源が再び供給される場合には、無停電電源供給装置に切り換えられたエネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムとして動作するように切り換える。
一方、常時電源供給判断ステップ（Ｓ１１０）は、前記常時電源から印加される電圧を測定する電圧測定ステップ（Ｓ１１２）及び前記常時電源から印加される電圧と既に設定された基準電圧とを比較して、常時電源の接続有無を判断する判断ステップ（Ｓ１１３）を含んでなってもよい。
一方、前記判断ステップ（Ｓ１１３）においては、常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、常時電源が供給されると判断し、前記電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧未満である場合に、常時電源の供給が中断されると判断してもよい。
一方、前記常時電源供給判断ステップ（Ｓ１１０）は、前記エネルギー貯蔵システムと常時電源とが物理的に係合されているか否かを確認する係合確認ステップ（Ｓ１１１）をさらに含んでなってもよい。
より具体的に、前記係合確認ステップ（Ｓ１１１）においては、エネルギー貯蔵システムの係合確認部のスイッチがオンになる場合に、常時電源とエネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されていると判断し、前記係合確認部のスイッチがオフになる場合に、常時電源とエネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されていないと判断してもよい。
一例によれば、前記係合確認ステップ（Ｓ１１１）においては、磁性体付き常時電源の出力端が前記係合確認部の差込み部に差し込まれて前記係合確認部に配備されるマグネティック・スイッチが前記常時電源の出力端に配備される磁性体によりオンになる場合に、常時電源が接続されていると判断してもよい。
具体的に、磁性体付き前記常時電源の出力端が係合確認部の収容部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備された磁性体と前記マグネティック・スイッチとが近づいて前記マグネティック・スイッチがオンになってもよい。
他の例によれば、前記係合確認ステップ（Ｓ１１１）においては、加圧部付き常時電源の出力端が前記係合確認部の収容部に差し込まれて前記係合確認部に配備されるプッシュ・スイッチが前記出力端に配備された加圧部によりオンになるプッシュ・スイッチを備えてなる場合に、常時電源が接続されていると判断してもよい。
具体的に、加圧部付き前記常時電源の出力端が前記係合確認部の差込み部に差し込まれれば、前記加圧部が前記プッシュ・スイッチに直接的にまたは間接的に圧力を加えて前記プッシュ・スイッチはオンになってもよい。
このような係合確認ステップ（Ｓ１１１）においては、本発明のエネルギー貯蔵システムの寿命が短縮されることを防止することができる。
もし、常時電源が接続されていない状態で、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給モードで用い続けると、通常の無停電電源供給装置は、過放電の有無を問わずに最大限に負荷に電源を供給するために用いられるため、エネルギー貯蔵システムが過放電となって（放電し過ぎて）エネルギー貯蔵システムがダメージを受けてエネルギー貯蔵システムの使用寿命が短縮される虞がある。しかしながら、本発明のエネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムモード及び無停電電源供給モードの両モードを兼用するため、エネルギー貯蔵システムが過放電となってエネルギー貯蔵システムがダメージを受けてエネルギー貯蔵システムの使用寿命が短縮されてはならない。
したがって、係合確認ステップをさらに含めると、エネルギー貯蔵システムが常時電源と接続されていない場合には、エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードでしか使用できないように設定することにより、エネルギー貯蔵システムが過放電となってエネルギー貯蔵システムがダメージを受けることを防止し、エネルギー貯蔵システムの使用寿命を延ばすことができる。
１－２．動作モード設定ステップ（Ｓ１２０）
一方、動作モード設定ステップ（Ｓ１２０）は、前記常時電源供給確認ステップ（Ｓ１１０）において常時電源が供給される場合と常時電源が供給されていない場合に応じてエネルギー貯蔵システムの動作モードを設定するステップである。
より具体的に、前記常時電源供給確認ステップ（Ｓ１１０）において常時電源が供給されると判断される場合には、エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードに設定してもよい。
一方、前記常時電源供給確認ステップ（Ｓ１１０）において常時電源が供給されていないと判断される場合には、前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定してもよい。
具体的に、前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定する方法としては、エネルギー貯蔵システムのバッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）においてエネルギー貯蔵システムが放電されるメイン放電スイッチとは別途に配備された無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチをオンにすることにより、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定する方法が挙げられる。
このように、無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチをオンにすれば、エネルギー貯蔵システムモードで用いられるときに放電される経路とは異なる経路を介して負荷への放電が起こるので、後述するエネルギー貯蔵システムの放電診断ステップを行うことなく、負荷への放電を行うことができる。
１－３．エネルギー貯蔵システム制御ステップ（Ｓ１３０）
一方、エネルギー貯蔵システム制御ステップ（Ｓ１３０）においては、前記動作モード設定ステップ（Ｓ１２０）においてエネルギー貯蔵システムモードを保持する場合には、放電診断ステップを行ってもよい。
１－３－１．放電診断ステップ（Ｓ１３１）
前記放電診断ステップ（Ｓ１３１）は、エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を基にエネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを診断するステップであってもよい。
より具体的に、エネルギー貯蔵システムは、過放電によりエネルギー貯蔵システムの寿命が短縮されたりダメージを受けたりすることを防止するために、放電時の最小の充電容量、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大の放電電圧などが既に設定されている。このとき、既に設定されている放電時の最小の充電容量、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大の放電電圧などは、エネルギー貯蔵システムのスペックに応じて異なるように設定されてもよい。
そして、放電診断ステップ（Ｓ１３１）においては、前記既に設定されている放電時の最小の充電容量、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大の放電電圧と現在の充電容量、温度、放電電圧とを比較して、現在の充電容量、温度、放電電圧が既に設定されている放電時の最小の充電容量以上であり、放電時の最大／最小の温度範囲以内であり、しかも、放電時の最大の放電電圧未満である場合に限ってエネルギー貯蔵システムが放電可能な状態であると判断してもよい。
一方、放電診断ステップ（Ｓ１３１）において、エネルギー貯蔵システムが放電可能な状態であると判断される場合には、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）においてメイン放電スイッチをオンにしてエネルギー貯蔵システムを放電してもよい。
一方、前記動作モード設定ステップ（Ｓ１２０）において無停電電源供給装置モードに設定される場合には、前記放電診断ステップを行うことなく、直ちに放電を行って（Ｓ１３２）もよい。
このときには、前記メイン放電スイッチとは別途の無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチをオンにして、エネルギー貯蔵システムを放電してもよい。
換言すれば、前記放電診断ステップ（Ｓ１３１）を経ることなく、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）において前記メイン放電スイッチを迂回する前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の動作スイッチをオンにして放電診断ステップを行うことなく、エネルギー貯蔵システムを放電してもよい。
このように、放電診断ステップを行うことなく、負荷に電源を供給することにより、既に設定されている放電時の最小の充電容量未満であり、放電時の最大／最小の温度範囲外であり、しかも、放電時の最大の放電電圧を超える場合であっても放電を行うことができるので、停電により負荷のデータがダメージを受けたり損失されたりすることを防止することができる。
２．本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システム
図２は、本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムを示す構成図である。
図３は、本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムの回路図の例示である。
以下では、図２及び図３に基づいて、本発明の実施形態に係る無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムについて説明する。
２－１．常時電源供給確認部１００
先ず、常時電源供給確認部１００は、上述した本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法の常時電源供給判断ステップを行ってもよい。
より具体的に、エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧などが所定の放電基準を満たしている場合に限って放電するため、停電の際に前記所定の放電基準を満たしていない場合に、エネルギー貯蔵システムに接続された負荷への電源の供給が中断されて負荷に保存されているデータが損失されたり負荷にダメージを与えたりする虞がある。したがって、停電が起きたときに負荷に電源を途切れることなく供給し続けるために前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに切り換える。
一方、停電ではない場合（常時電源が供給される場合）であっても無停電電源供給装置として用い続けると、無停電電源供給装置は、最大限に満充電状態を保つために充電を行い続けるため、エネルギー貯蔵システムの寿命が短縮される虞がある。
上述した理由から、エネルギー貯蔵システムモードと無停電電源供給装置モードとを併せ持つエネルギー貯蔵システムは、停電時に限ってエネルギー貯蔵システムモードを無停電電源供給装置モードに切り換えて用いる。
一方、常時電源供給確認部１００は、前記常時電源から印加される電圧を測定する電圧測定モジュール１１０及び前記常時電源から印加される電圧と既に設定された基準電圧とを比較して常時電源の接続有無を判断する判断モジュール１２０を備えてなってもよい。
２－１－１．電圧測定モジュール１１０
一方、本発明の電圧測定モジュール１１０は、前記常時電源からエネルギー貯蔵システムへと供給される電圧を測定するモジュールである。前記電圧測定モジュールは、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）の内部に組み込まれてもよく、別途のモジュールの形態に作製されてエネルギー貯蔵システムに搭載されてもよい。
一方、前記電圧測定モジュールにおいて測定された前記常時電源からエネルギー貯蔵システムへと供給される電圧は、後述する判断モジュール１２０に伝送される。
２－１－２．判断モジュール１２０
一方、本発明の前記判断モジュール１２０は、常時電源からエネルギー貯蔵システムへと供給される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、常時電源が供給されると判断し、前記電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧未満である場合に、常時電源の供給が中断されると判断してもよい。
２－１－３．係合確認部１３０
一方、前記常時電源供給確認部１００は、前記エネルギー貯蔵システムと常時電源の出力端とが物理的に係合されているか否かを確認する係合確認部１３０をさらに備えていてもよい。
一方、前記常時電源の出力端は、プラグまたはケーブルなどの形態として実現されてもよい。
２－１－３－１．収容部１３１
前記収容部は、前記常時電源の出力端が差し込まれたり接続されたりする構成要素である。本発明のエネルギー貯蔵システムは、前記収容部を介して常時電源を受け入れる。
２－１－３－２．係合確認スイッチ１３２
前記係合確認スイッチは、前記収容部に差し込まれる常時電源の出力端の差込み有無または接続有無を確認するスイッチである。
前記係合確認スイッチは、後述するマグネティック・スイッチもしくはプッシュ・スイッチなどを用いて実現してもよい。
２－１－３－２－１．マグネティック・スイッチ１３２－１
マグネティック・スイッチは、磁性体が一定の範囲以上に近づく場合にオンまたはオフの動作を行うように構成される。
図５は、常時電源の出力端に磁性体が配備されて常時電源の出力端が収容部に差し込まれる場合に、マグネティック・スイッチがオンになることを示す図である。
図５を参照すると、本発明のマグネティック・スイッチは、前記常時電源の出力端が前記収容部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備された磁性体が前記マグネティック・スイッチに一定の範囲以上に近づく。
前記常時電源の出力端に配備された磁性体が前記マグネティック・スイッチに一定の範囲以上に近づくと、前記マグネティック・スイッチはオンになる。
２－１－３－２－２．プッシュ・スイッチ１３２－２
プッシュ・スイッチは、一定の圧力以上の圧力が加えられる場合に、オンまたはオフの動作を行うように構成される。
図６は、常時電源の出力端に加圧部が配備されて常時電源の出力端が収容部に差し込まれる場合に、プッシュ・スイッチがオンになることを示す図である。
図６を参照すると、本発明のプッシュ・スイッチは、前記常時電源の出力端が前記収容部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備された加圧部が前記プッシュ・スイッチに一定の圧力以上の圧力を加える。
前記常時電源の出力端に配備された加圧部が前記プッシュ・スイッチに一定の圧力以上の圧力を加えると、前記プッシュ・スイッチはオンになる。
一方、上述した係合確認部１３０は、エネルギー貯蔵システムの使用寿命が短縮されることを防止することができる。
もし、常時電源が接続されていない状態で、エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給モードで用い続けると、通常の無停電電源供給装置は、過放電の有無を問わずに最大限に負荷に電源を供給するために用いられるため、エネルギー貯蔵システムが過放電となってエネルギー貯蔵システムがダメージを受けてエネルギー貯蔵システムの使用寿命が短縮される虞がある。しかしながら、本発明のエネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムモードと無停電電源供給モードの両モードを兼用するため、エネルギー貯蔵システムが過放電となってエネルギー貯蔵システムがダメージを受けてエネルギー貯蔵システムの使用寿命が短縮されてはならない。
したがって、係合確認部１３０をさらに備えると、エネルギー貯蔵システムが常時電源と接続されていない場合には、エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードでしか使用できないように設定することにより、エネルギー貯蔵システムが過放電となってエネルギー貯蔵システムがダメージを受けることを防止し、エネルギー貯蔵システムの使用寿命を延ばすことができる。
２－２．バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）２００
前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）は、前記エネルギー貯蔵システムの動作モードを設定するモード設定モジュール２１０及び前記エネルギー貯蔵システムがエネルギー貯蔵システムモードを保持すると、エネルギー貯蔵システムの放電可否を診断する放電診断モジュール２２０を備えてなってもよい。
２－２－１．モード設定モジュール２１０
一方、モード設定モジュール２１０は、前記常時電源供給確認部１００において常時電源が供給されると判断される場合に、エネルギー貯蔵システムモードの設定を保持してもよい。
前記常時電源供給確認部において常時電源の供給が中断されると判断される場合に、エネルギー貯蔵システムモードを無停電電源供給装置モードに切り換えてもよい。
２－２－２．放電診断モジュール２２０
前記放電診断モジュール２２０は、エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を基にエネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを診断してもよい。
より具体的に、エネルギー貯蔵システムは、過放電によりエネルギー貯蔵システムの寿命が短縮されたりダメージを受けたりすることを防止するために、放電時の最大／最小の充電容量範囲、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大／最小の放電電圧範囲などが既に設定されている。このとき、既に設定されている放電時の最大／最小の充電容量範囲、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の／最小の放電電圧範囲などは、エネルギー貯蔵システムのスペックに応じて設定されてもよい。
そして、放電診断モジュール２２０は、前記既に設定されている放電時の最大／最小の充電容量範囲、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大／最小の放電電圧範囲と現在の充電容量、温度、放電電圧とを比較して、現在の充電容量、温度、放電電圧が既に設定されている放電時の最大／最小の充電容量範囲、放電時の最大／最小の温度範囲、放電時の最大／最小の放電電圧範囲内の値である場合に限って、エネルギー貯蔵システムが放電可能な状態であると判断してもよい。
２－３．モード切換えスイッチ部３００
前記モード切換えスイッチ部３００は、前記エネルギー貯蔵システムがエネルギー貯蔵システムモードに設定されれば、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から放電指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを放電するメイン放電スイッチ３１０及び前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の動作モード指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置（ＵＰＳ）モードで動作させる無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチ３２０を備えてなってもよい。
より具体的に、前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチは、ダイオードを備えてなり、前記メイン放電スイッチと無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチとは並列に接続されてもよい。
一方、前記モード切換えスイッチ部３００は、前記エネルギー貯蔵システムの充電を制御するメイン充電スイッチ３３０をさらに備えてなってもよく、前記メイン充電スイッチ３３０がさらに配備される場合に、前記メイン放電スイッチ３１０、無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチ３２０及びメイン充電スイッチ３３０は並列に接続されてもよい。
一方、本発明の技術的思想は、前記実施形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施形態が実施可能であるということが理解できる筈である。
１００ 常時電源供給確認部
１１０ 電圧測定モジュール
１２０ 判断モジュール
１３０ 係合確認部
１３１ 収容部
１３２ 係合確認スイッチ
１３２－１ マグネティック・スイッチ
１３２－２ プッシュ・スイッチ
２００ バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）
２１０ モード設定モジュール
２２０ 放電診断モジュール
３００ スイッチ部
３１０ メイン放電スイッチ
３２０ 放電スイッチ
３３０ メイン充電スイッチ

Claims (11)

  1. エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法において、
    前記エネルギー貯蔵システムに常時電源から電力が供給されるか否かを判断する常時電源供給判断ステップと、
    前記常時電源からの電力の供給有無に応じて、エネルギー貯蔵システムの動作モードを設定する動作モード設定ステップと、
    前記動作モードに応じて、前記エネルギー貯蔵システムを制御するエネルギー貯蔵システム制御ステップと、
    を含んでなり、
    前記常時電源供給判断ステップは、
    前記常時電源から印加される電圧を測定する印加電圧測定ステップと、
    前記常時電源から印加される電圧及び既に設定された基準電圧を比較して、前記常時電源の供給有無を判断する判断ステップと、
    を含んでなり、
    前記判断ステップにおいては、
    前記常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、前記常時電源から電力が供給されていると判断し、
    前記常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧未満である場合に、前記常時電源からの電力の供給が中断されていると判断し、
    前記動作モード設定ステップにおいては、
    前記常時電源供給判断ステップにおいて前記常時電源から電力が供給されていると判断される場合に、前記エネルギー貯蔵システムをエネルギー貯蔵システムモードに設定し、
    前記常時電源供給判断ステップにおいて前記常時電源からの電力の供給が中断されていると判断される場合に、前記エネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置モードに設定し、
    前記エネルギー貯蔵システム制御ステップは、
    前記エネルギー貯蔵システムが前記エネルギー貯蔵システムモードに設定される場合に、所定の基準に従って放電可否を診断する放電診断ステップを含んでなり、
    前記放電診断ステップの診断結果に基づいて、メイン放電スイッチをオンにして放電を行い、
    前記エネルギー貯蔵システムが前記無停電電源供給装置モードに設定される場合に、前記放電診断ステップを行うことなく前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチをオンにして直ちに放電を行うことを特徴とするエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法。
  2. 前記放電診断ステップにおいては、
    前記エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を測定し、これらを前記所定の基準と比較して、前記エネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを確認することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法。
  3. 前記常時電源供給判断ステップは、
    前記エネルギー貯蔵システムと前記常時電源との物理的な係合有無を確認する係合確認ステップをさらに含んでなり、
    前記係合確認ステップにおいては、
    前記常時電源の出力端が係合確認部の差込み部に差し込まれて前記係合確認部のスイッチがオン状態である場合に、前記常時電源と前記エネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されたと判断し、
    前記係合確認部のスイッチがオフ状態である場合に、前記常時電源とエネルギー貯蔵システムとが物理的に係合されていないと判断することを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法。
  4. 前記係合確認ステップにおいては、
    前記スイッチが磁性体によりオンになるマグネティック・スイッチを備えてなる場合に、
    前記常時電源の出力端は磁性体を備えてなり、前記常時電源の出力端が前記エネルギー貯蔵システムの前記差込み部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備される前記磁性体により前記マグネティック・スイッチがオンになることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法。
  5. 前記係合確認ステップにおいては、
    前記スイッチが加圧によりオンになるプッシュ・スイッチを備えてなる場合に、
    前記常時電源の出力端は加圧部を備えてなり、前記常時電源の出力端が前記エネルギー貯蔵システムの前記差込み部に差し込まれれば、前記常時電源の出力端に配備される前記加圧部により前記プッシュ・スイッチがオンになることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）を無停電電源供給装置（ＵＰＳ）に切り換える方法。
  6. 無停電電源供給装置モードで動作可能なエネルギー貯蔵システムにおいて、
    前記エネルギー貯蔵システムは、
    常時電源からの電力の供給有無を確認する常時電源供給確認部と、
    前記エネルギー貯蔵システムの動作モード、充／放電を制御するバッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）と、
    前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）の制御に応じて動作するモード切換えスイッチ部と、
    を備えてなり、
    前記常時電源供給確認部は、
    前記常時電源から印加される電圧を測定する電圧測定モジュールと、
    前記常時電源から印加される電圧と既に設定された基準電圧とを比較して、前記常時電源の接続有無を判断する判断モジュールと、
    を備えてなり、
    前記判断モジュールは、
    前記常時電源から印加される電圧が既に設定された基準電圧以上である場合に、前記常時電源から電力が供給されていると判断し、
    前記常時電源から印加される電圧が既に設定された前記基準電圧未満である場合に、前記常時電源からの電力の供給が中断されていると判断し、
    前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）は、
    前記エネルギー貯蔵システムの動作モードを設定するモード設定モジュールと、
    前記エネルギー貯蔵システムがエネルギー貯蔵システムモードに設定されれば、エネルギー貯蔵システムの放電可否を診断する放電診断モジュールと、
    を備えてなり、
    前記モード設定モジュールは、
    前記常時電源供給確認部において前記常時電源から電力が供給されていると判断されれば、前記エネルギー貯蔵システムを前記エネルギー貯蔵システムモードに設定し、
    前記常時電源供給確認部において常時電源からの電力の供給が中断されていると判断されれば、前記エネルギー貯蔵システムを前記無停電電源供給装置モードに設定し、
    前記モード切換えスイッチ部は、
    前記エネルギー貯蔵システムが前記エネルギー貯蔵システムモードに設定されれば、バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から放電指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを放電するメイン放電スイッチと、
    前記バッテリー・マネージメント・システム（ＢＭＳ）から無停電電源供給装置モード指令を受信してオンになってエネルギー貯蔵システムを無停電電源供給装置（ＵＰＳ）モードで動作させる無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチと、
    を備えてなることを特徴とする無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
  7. 前記放電診断モジュールは、
    前記エネルギー貯蔵システムの充電容量、温度、放電電圧を測定し、これらを所定の基準と比較して、前記エネルギー貯蔵システムが放電可能であるか否かを確認することを特徴とする請求項６に記載の無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
  8. 前記無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチは、
    ダイオードを備えてなり、
    前記メイン放電スイッチと無停電電源供給装置（ＵＰＳ）の放電スイッチとは並列に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
  9. 前記常時電源供給確認部は、
    前記常時電源と物理的に係合されているか否かを確認する係合確認部をさらに備えてなり、
    前記係合確認部は、
    前記常時電源の出力端が差し込まれる差込み部と、
    前記差込み部への前記常時電源の出力端の差込み有無に応じてオンまたはオフになるスイッチと、
    を備えてなることを特徴とする請求項６～８のいずれか一項に記載の無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
  10. 前記スイッチは、
    磁性体によりオンになるマグネティック・スイッチを備えてなり、
    前記常時電源の出力端は、
    前記マグネティック・スイッチに対応する位置に配設される磁性体を備えてなり、
    前記常時電源の出力端が前記差込み部に締結される場合に、前記常時電源の出力端の前記磁性体により前記マグネティック・スイッチがオンになることを特徴とする請求項９に記載の無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
  11. 前記スイッチは、
    加圧によりオンになるプッシュ・スイッチを備えてなり、
    前記常時電源の出力端は、
    前記プッシュ・スイッチに対応する位置に圧力を加える加圧部を備えてなり、
    前記常時電源の出力端が前記差込み部に締結される場合に、前記常時電源の出力端の前記加圧部により前記プッシュ・スイッチがオンになることを特徴とする請求項９に記載の無停電電源供給装置に切換え可能なエネルギー貯蔵システム。
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