WO2011048471A1 - 電力供給装置 - Google Patents

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secondary battery
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capacity
charge
backup
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Inventor
田村　秀樹
Original Assignee
パナソニック電工株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3 3 2 2 1 1 6
  • Rechargeable batteries need to be replaced periodically because their capacity (W h) decreases with increasing usage time.
  • W h capacity
  • secondary batteries such as mobile phones are always used by repeatedly charging and discharging, the capacity can be easily confirmed from the amount of discharged electricity and discharge time or the amount of charged electricity and charge time. Therefore, it is possible to detect the battery life by detecting the degree of capacity reduction relative to the initial capacity, determining the deterioration state of the secondary battery.
  • This invention is made
  • an electric power supply apparatus comprising time measuring means for measuring a required time when it is allowed to be determined, and determination means for determining a deterioration state of the secondary battery based on a measurement result of the time measuring means.
  • Charging / discharging control means for controlling charging of the secondary battery by the charging means and discharging of the secondary battery by the discharging means, wherein the charging / discharging control means holds the secondary battery at a predetermined timing.
  • the charging means may be controlled to charge from the SOC to the second SOC, or the discharging means may be controlled to discharge the secondary battery from the second SOC to the first SOC.
  • the deterioration state of the secondary battery can be determined in consideration of the charge / discharge time.
  • the determination means includes the time required for charging the secondary battery in the initial state from the first SOC to the second SOC, or the secondary battery in the initial state from the second SOC to the first SOC.
  • the deterioration time of the secondary battery may be determined by storing the required time when the battery is discharged to the initial required time and comparing the measurement result of the time measuring means with the initial required time. According to such a configuration, the deterioration state of the secondary battery can be determined by comparing the charge / discharge time with the initial charge / discharge time, and the determination process can be simplified.
  • the determination means stores a capacity when the secondary battery in the initial state is the second SOC as an initial capacity, and the secondary battery in the second SOC based on the measurement result of the time measuring means.
  • the degradation state of the secondary battery may be determined by deriving the capacity of the secondary battery and comparing the derived capacity of the secondary battery with the initial capacity.
  • the deterioration state of the secondary battery can be determined by comparing the capacity of the secondary battery derived based on the charge / discharge time with the initial capacity.
  • the secondary battery is used as a backup power source that is charged to a predetermined capacity or more and supplies power to the load device in an emergency, and the charge / discharge control means charges the secondary battery to a backup guarantee SOC or more.
  • the backup guarantee SOC may be varied so that the secondary battery has the predetermined capacity or more according to the deterioration state of the secondary battery determined by the determination means. According to such a configuration, the capacity of the secondary battery necessary for the backup can be ensured regardless of the deterioration state of the secondary battery.
  • the charge / discharge control means performs charge / discharge control so that the upper limit of the SOC of the secondary battery is less than 100/0, and the secondary battery is set at less than 100 ⁇ 1 ⁇ 2 at the predetermined timing. Either a first SOC may be charged to a second SOC that is 100%, or a second SOC that is 100% may be discharged to a first SOC that is less than 100%. .
  • the capacity deterioration of the secondary battery is higher because the degradation rate is fast Kunar remaining capacity is large, until only SOC 1 0 0 (0/0 ) when determining the deterioration state of the secondary battery By recharging, the life of the secondary battery 2 can be extended.
  • the secondary battery is used as a backup power source that is charged to a predetermined capacity or more and supplies power to the load device in an emergency, and the charge / discharge control means charges the secondary battery to a backup guarantee SOC or more.
  • the backup guarantee SOC may be varied so that the secondary battery has the predetermined capacity or more according to the temperature of the secondary battery.
  • the secondary battery required for backup is used regardless of the temperature of the secondary battery. Battery capacity can be secured.
  • the present invention has an effect that the deterioration state of the secondary battery can be determined in consideration of the charge / discharge time.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply device of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between S OC (S tat eo Ch Ch arge) of lithium ion batteries and battery voltage.
  • FIG. 3 is a diagram showing capacity deterioration characteristics of a lithium ion battery.
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation flowchart of the first embodiment.
  • FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams illustrating the determination operation and the correction operation described above.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature of the secondary battery and the battery capacity.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the temperature of the secondary battery and the required S O C.
  • FIG. 8 is a diagram showing a simplified relationship between the temperature of the secondary battery and the required SOC.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an operation flowchart of the second embodiment.
  • FIGS. 10A, 10B, and 10C are diagrams showing the determination operation and the correction operation described above.
  • the power supply apparatus of this embodiment includes a converter circuit 1 (ACDC conversion means) that converts AC power AC consisting of commercial power into AC DC to DC power and supplies it to load equipment, and AC power.
  • Power source Secondary battery 2 that functions as a backup power source in the event of an AC power failure, AC power source AC to DC power AC / DC converter, charging circuit 3 (charging means) that charges secondary battery 2 with a constant current, and secondary battery
  • charging circuit 3 charging means
  • discharge means for discharging 2 (discharge means)
  • a charge / discharge controller 5 for controlling each operation of the charging circuit 3 and the discharge circuit 4
  • a power failure monitoring circuit 6 power failure monitoring means for detecting a power failure of the AC power supply AC
  • a thermistor for detecting the ambient temperature around the secondary battery 2.
  • the charge / discharge controller 5 includes a charge / discharge control unit 5a (charge / discharge control unit), a time measuring unit 5b (time measuring unit), and a determination unit 5c (determination unit).
  • Power failure monitoring circuit 6 AC power supply AC The occurrence of a power failure is detected based on the voltage, and it is determined that a power failure has occurred when the AC power supply AC voltage drops below the specified value.
  • the discharge circuit 4 includes an output switch 4 a (power switching means) connected in series in the power supply path from the secondary battery 2 to the load device L, and a forced discharge circuit 4 connected between both ends of the secondary battery 2. The output switch 4a is on / off controlled by the power failure monitoring circuit 6, and the forced discharge circuit 4b is driven and controlled by the charge / discharge control unit 5a.
  • the load device L When the power failure monitoring circuit 6 does not detect a power failure of the AC power supply AC, the load device L is driven by the DC power output from the converter circuit 1. In order to maintain the voltage of the secondary battery 2 at a predetermined voltage, the charge / discharge control unit 5 a operates the charging circuit 3 as necessary to charge the secondary battery 2 with a constant current. Further, the power failure monitoring circuit 6 controls the output switch 4a to be turned off (opened), and the charge / discharge control unit 5a operates the forced discharge circuit 4b.
  • the forced discharge circuit 4 b has a function of forcibly bringing the secondary battery 2 into a predetermined discharge state by connecting a pseudo load such as a resistor (not shown) between both ends of the secondary battery 2. During normal operation (when the AC power supply AC is energized), the secondary battery 2 is forcibly discharged.
  • the output switch 4a When the output switch 4a is turned on (conducted) when a power failure is detected, the load device Prevents power outages.
  • the power failure monitoring circuit 6 turns on the output switch 4a and further outputs a power failure occurrence signal to the charge / discharge control unit 5a.
  • the charge / discharge control unit 5a that has received the power failure occurrence signal stops the forced discharge circuit 4b, and the load device L is supplied with DC power from the secondary battery 2 via the output switch 4a.
  • the secondary battery 2 Since the secondary battery 2 functions as a backup power source for the load device L in the event of a power failure, it needs a remaining capacity that enables power supply at least during the backup guarantee period.
  • the power consumption of the load device of this embodiment is 5 OW and the backup guarantee period is 1 hour (1 h)
  • SOC StateofCharge
  • the SOC and the voltage of the secondary battery 2 have a proportional relationship as shown in FIG.
  • the control unit 5a detects the SOC of the secondary battery 2 by monitoring the battery voltage. Then, the charging / discharging control unit 5a of the present embodiment starts charging the secondary battery 2 by the charging circuit 3 if the SOC of the secondary battery 2 decreases to 50 (%) during normal operation, and the SOC is set to a predetermined value. When reaching a value (eg 60 (%)), charging circuit 3 is stopped. Alternatively, the SOC 50 (%) may be maintained by always charging and compensating the discharge power from the forced discharge circuit 4 b.
  • the charging and discharging control unit 5 a the battery voltage is set back up guarantees SOC for backup guarantee (e.g., 50 in the initial state (0/0)) corresponding to the battery voltage (hereinafter, a back-up assurance (Referred to as voltage Vb). If the battery voltage is lower than the guaranteed backup voltage Vb, charging of the secondary battery 2 is started by the charging circuit 3 (S2), and the battery voltage is set to the end of charge set in advance to guarantee the life. SO C It is determined whether or not the battery voltage corresponding to (for example, 60 (%)) (hereinafter referred to as the charge end voltage V s) has been reached (S 3), and if the battery voltage is less than the charge end voltage V s Continue charging operation.
  • SOC for backup guarantee e.g., 50 in the initial state (0/0)
  • Vb a back-up assurance
  • step S4 If the battery voltage exceeds the backup guarantee voltage Vb in step S1, or if the battery voltage reaches the charge end voltage Vs in step S3, the life of the secondary battery 2 is reached. It is determined whether it is the determination time (S4).
  • the life judgment time of the secondary battery 2 is set every predetermined cycle (for example, once a month). If it is not the life judgment time, the process returns to step S1 and the above processing is repeated.
  • the charge / discharge control unit 5a makes the battery voltage match the initial backup guarantee voltage Vb0 by the charging circuit 3 or the discharging circuit 4, and then the charging circuit 3
  • the charging of the secondary battery 2 is started (S5), and the battery voltage corresponds to the second SOC (for example, 1 00 (%)) set in advance for the life determination (hereinafter referred to as 100%). (S6), and if the battery voltage is less than the life judgment voltage Vh, the charging operation is continued.
  • the timing unit 5 b counts the time (charging time) required for charging from the initial backup guarantee voltage V b 0 to the life determination voltage V h, and the determination unit 5 c
  • the initial backup guarantee voltage V b O is the backup guarantee voltage set for the secondary battery 2 in the initial state (the first SOC equal to the initial backup guarantee SOC (eg, SOC 50 Battery voltage corresponding to (%)).
  • the determination process for determining the deterioration state of the secondary battery 2 in consideration of the charging time will be described in detail.
  • the battery voltage 3.9 (V) corresponding to the first SOC 50% is set to the initial backup guarantee voltage V b 0 and corresponds to the second SOC 100%.
  • the charging time (measured charging time) from the initial backup guarantee voltage Vb0 to the life judgment voltage Vh is t1.
  • the determination unit 5 c stores an initial charge time t 0 (initial required time) that is a charge time from SOC50% to SOC 100% of the secondary battery 2 in the initial state, and the initial charge time t 0
  • the deterioration state of the secondary battery 2 is determined from the ratio [t 1 / t 0] of the measured charging time t 1 to the battery. This in the case of,
  • the determination unit 5 c may determine the deterioration state of the secondary battery 2 based on the capacity of the secondary battery 2 derived in consideration of the charging time. First, as shown in Fig. 5 (b), the battery voltage corresponding to the first SOC50% is set to 3.9 (V) as the initial backup guarantee voltage Vb0, and the battery voltage corresponding to the second SOC1 00 ⁇ 1 ⁇ 2. 4.
  • C 1 (W h) t 1 () x P 1 (W) ⁇ Charging SOC (%) x 1 00 (2) (hereinafter referred to as measurement capacity C 1).
  • the determination unit 5 c stores in advance the capacity C 0 (Wh) of the secondary battery 2 at the initial SOC 1 00 (%) (hereinafter referred to as initial capacity CO).
  • the deterioration state of the secondary battery 2 can be determined by comparing the capacity C 1 of the secondary battery 2 derived based on the charging time with the initial capacity C 0.
  • the initial capacity C O (Wh) of the secondary battery 2 is measured by measuring the initial charging time t O using the secondary battery 2 in the initial state (see Fig. 5 (a)),
  • life judgment voltage V h may be set to a battery voltage corresponding to, for example, SOC 60 (%) instead of SOC 1 00 (%). It is advantageous to charge to a high SOC.
  • the determination unit 5 c determines whether or not the deterioration state of the secondary battery 2 is proceeding based on the deterioration state of the secondary battery 2 obtained by the above formula (1) or (3) (S 8).
  • the degradation state decreases to 0.9
  • the measured capacity C 1 has decreased to 90 (%) of the initial capacity C0
  • the capacity at S OC 100 (%) is 90 (Wh). Therefore, in order to secure the required 50 (Wh) for backup, backup guarantee SOC 56 (%) is required. Therefore, the charge / discharge control unit 5 a sets 4.0 (V) corresponding to the backup guarantee SOC 56 (%) to the backup guarantee voltage V b, so that the backup battery 2 according to the deterioration state of the secondary battery 2 is set.
  • the guaranteed voltage V b is corrected (S9). And by correcting the backup guarantee voltage V b The charge end voltage V s is also corrected. Thereafter, the charge / discharge control unit 5a performs the charge / discharge control in the normal steps S1 to S3 using the corrected backup guarantee voltage Vb and the charge end voltage Vs (see FIG. 5 (c)), regardless of the deterioration state of the secondary battery 2, 50 (W h) required for backup can be secured. That is, the charge / discharge control unit 5 a sets the SOC of the secondary battery 2 in the normal state according to the deterioration state of the secondary battery 2 determined by the determination unit 5 c.
  • the backup guarantee voltage Vb is periodically corrected in steps S5 to S9 above, and the charge end voltage Vs is corrected accordingly, at the time of SOC 100% after charging.
  • the measured capacity C 1 (W h) of the secondary battery 2 drops to 55 (W h)
  • the user is notified by a notifying means such as an unillustrated indicator light or buzzer, and the secondary battery 2 Prompt the user to replace
  • the relationship between the temperature of the secondary battery 2 and the battery capacity decreases as the battery temperature decreases. Therefore, when temperature correction is not performed, if the temperature of the secondary battery 2 decreases, the capacity (W h) required for backup may not be ensured. Therefore, the charge / discharge control unit 5a, as shown in Fig.
  • the temperature characteristics of the secondary battery 2 shown in FIG. 7 vary depending on the deterioration state of the secondary battery 2, and for example, when the deterioration state progresses, the capacity (W h) required for backup increases. Therefore, in the present embodiment, there is a configuration in which the temperature characteristics of one pattern are stored for each deterioration state of the secondary battery 2, and a configuration in which the temperature characteristic pattern is changed according to the deterioration state of the secondary battery 2 is provided.
  • the ambient temperature around the secondary battery 2 that correlates with the temperature of the secondary battery 2 is measured by the thermal mist, and the charge / discharge control unit 5 a displays the environmental temperature measured by the thermal mist in FIG.
  • the required backup backup SOC at the current environmental temperature is calculated by checking the temperature characteristics shown, and the backup backup voltage V b and the charge end voltage V s are corrected based on the calculated backup backup SOC.
  • the capacity (W h) required for backup can be ensured regardless of the temperature of the secondary battery 2. That is, the charge / discharge control unit 5 a sets the backup guarantee S OC of the secondary battery 2 in the normal state according to the temperature of the secondary battery 2.
  • the temperature correction of the backup guarantee voltage Vb by the charge / discharge control unit 5a can be simplified by defining the required SOC for each predetermined temperature range as shown in FIG.
  • the configuration of the power supply apparatus of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the charge / discharge controller 5 determines the deterioration state of the secondary battery 2 in consideration of the discharge time.
  • Fig. 9 shows a flowchart of the operation of the power supply device during normal operation.
  • the charge / discharge control unit 5a performs the charge / discharge control in the normal steps S1 to S3 using the backup guaranteed voltage Vb and the charge end voltage Vs as in the first embodiment, In step S4, for example, if it is not once the life judgment time of Z month, the process returns to step S1 and the above processing is repeated.
  • the charge / discharge control unit 5a uses the charging circuit 3 to match the battery voltage to the life determination voltage Vh, and then the second discharge is performed by the forced discharge circuit 4b of the discharge circuit 4.
  • battery 2 starts discharging (S 1 5), determines whether or not the battery voltage has dropped to the initial backup guaranteed voltage V b 0 (S 1 6), and the battery voltage reaches the initial backup guaranteed voltage V b 0 If it exceeds, the discharge operation continues.
  • the time measuring unit 5 b measures the time (discharge time) required for the discharge from the life judgment voltage V h to the initial backup guarantee voltage V b 0, and the judgment unit 5 c performs step S 1 If the battery voltage has dropped to the initial backup guaranteed voltage Vb 0 in 6, the deterioration state of the secondary battery 2 is determined based on the discharge time (S 17).
  • the battery voltage corresponding to the first SOC 50% is set to 3.9 (V) as the initial backup guarantee voltage V b 0, and the battery voltage corresponding to the second SOC 100%.
  • V the life judgment voltage V h
  • V t the discharge time (measured discharge time) from the life judgment voltage V h to the initial backup guarantee voltage V b O is t 1 1.
  • the determination unit 5 c stores an initial discharge time t 1 0 (initial required time) that is a discharge time from the SOC 10 Oo / 0 to S OC 50% of the secondary battery 2 in the initial state,
  • the deterioration state of the secondary battery 2 is determined from the ratio of the measured discharge time t 1 1 to the initial discharge time t 1 0 [t 1 1 t 1 0]. in this case,
  • the determination unit 5 c may determine the deterioration state of the secondary battery 2 based on the capacity of the secondary battery 2 derived in consideration of the discharge time. First, as shown in Fig. 10 (b), the battery voltage 3.9 (V) corresponding to the first SOC 50% is set as the initial backup guaranteed voltage V b O, and the second SOC 1 00 ⁇ 1 ⁇ 2.
  • the battery voltage 4.2 (V) is defined as the life judgment voltage V h
  • the discharge power of the forced discharge performed by the forced discharge circuit 4 is P 1 1 (W)
  • the discharge time (measured discharge time) from the life judgment voltage V h to the initial backup guarantee voltage V b O is t 1 1.
  • the capacity C 1 1 (Wh) of the current secondary battery 2 at SOC 1 00 (%) is
  • C 1 1 (Wh) t 1 1 (h) x P 1 1 (W) ⁇ discharge SOC (%) x 1 00 (6) (hereinafter referred to as measurement capacity C 1 1).
  • the determination unit 5 c determines the capacity C of the secondary battery 2 at the initial SOC 1 00 (%). 1 0 (Wh) is stored in advance (hereinafter referred to as initial capacity C 1 0), and the deterioration state of the secondary battery 2 is
  • the deterioration state of the secondary battery 2 can be determined by comparing the capacity C 11 of the secondary battery 2 derived based on the discharge time with the initial capacity C 10.
  • the initial capacity C 1 0 (Wh) of the secondary battery 2 is measured by measuring the initial discharge time t 1 0 using the secondary battery 2 in the initial state (see Fig. 10 (a)).
  • the life judgment voltage V h may be set to a battery voltage corresponding to, for example, SOC 60 (%) instead of SOC 1 00 (%), but in terms of judgment accuracy because the discharge time is shortened, It is advantageous to discharge from a high SOC.
  • the determination unit 5 c determines whether or not the deterioration state of the secondary battery 2 is proceeding based on the deterioration state of the secondary battery 2 obtained by the above formula (5) or (7) ( S 1 8).
  • the degradation state drops to 0.9
  • the measured capacity C 1 is reduced to 90 ( ⁇ 1 ⁇ 2) of the initial capacity CO, and the capacity at SOC 100 (%) is 90 (Wh). . Therefore, in order to secure the required 50 (Wh) for backup, backup guarantee SOC 56 (%) is required.
  • the charge / discharge control unit 5 a sets 4.0 (V) corresponding to the backup guarantee SOC 56 (%) to the backup guarantee voltage V b, so that the backup battery 2 according to the deterioration state of the secondary battery 2 is set.
  • the guaranteed voltage V b is corrected (S 19).
  • the charging end voltage V s is also corrected by correcting the backup guarantee voltage V b.
  • the charge / discharge control unit 5a performs the charge / discharge control in the normal time of steps S1 to S3 using the corrected backup guaranteed voltage Vb and the charge end voltage Vs (FIG. 1).
  • 0 (see c)) 50 (Wh) required for backup can be secured regardless of the deterioration state of the secondary battery 2. That is, the charging / discharging control unit 5a sets the backup guarantee SOC of the secondary battery 2 at the normal time according to the deterioration state of the secondary battery 2 determined by the determination unit 5c.
  • the backup guaranteed voltage Vb is periodically corrected in steps S15 to S19 above, and the charge end voltage Vs is corrected accordingly, and the current secondary battery at SOC 1 00% is obtained.
  • the measured capacity C 1 1 (Wh) of 2 drops to 55 (Wh)
  • the charge / discharge control unit 5 a performs temperature correction of the backup guarantee voltage V b and the charge end voltage V s based on the environmental temperature measured by the thermistor 7.
  • the forced discharge circuit 4 b of the discharge circuit 4 is used for the discharge of step S 15 to simplify the configuration.
  • a discharge means having a configuration different from that of the discharge circuit 4 is used. May be provided
  • the power consumption of the load device L may be used for discharging.

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Abstract

　電力供給装置は、二次電池と、二次電池を第１ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）から第２ＳＯＣまで充電させたとき、または二次電池を第２ＳＯＣから第１ＳＯＣまで放電させたときの所要時間を計測する計時手段と、計時手段の計測結果に基づいて二次電池の劣化状態を判定する判定手段とを備える。

Description

明細書 電力供給装置 技術分野
本発明は、 電力供給装置に関するものである。 背景技術
二次電池を停電時のバックアップ電源として用い、 停電時には二次電池から負荷機器へ 電力を供給する電力供給装置がある （例えば、 特許文献 1参照)。
【特許文献 1】 日本特許 3 3 2 2 1 1 6号公報
二次電池は、 使用時間の増加に伴って容量 （W h ) が減少するため定期的に交換が必要 となる。 例えば、 携帯電話等の二次電池は常に充放電を繰り返して使用しているため、 放 電電気量と放電時間、 または充電電気量と充電時間から容量を容易に確認できる。 したが つて、 初期容量に対する容量の低下度合を検知して、 二次電池の劣化状態を判定し、 電池 寿命の検出が可能となる。
一方、 停電時のバックアップ電源として使用する二次電池の場合、 通常はき己放電分を 除いて充放電を殆ど行わないため、 容量確認が困難である。 さらに、 停電時のバックアツ プ電源として用いるため、 容量がゼロ近くに低下するまで放電させて容量確認を行うこと はできない。 而して、 非停電時の使用していないときに容量確認を行って、 二次電池の劣 化状態を判定する必要がある。
二次電池の劣化状態を判定する試験方法としては、 上記特許文献 1のように、 放電開始 から所定時問経過後の二次電池の電圧に基づいて、 二次電池の劣化状態を判定する方法等 が従来から提案されている。 しかしながら、 二次電池の放電前後の電圧変動に基づいて劣 化を判定するものであって、 劣化状態に応じて変化する充放電時間については考慮されて いないものであった。 発明の概要
本発明は、 上記点に鑑みてなされたものであり、 充放電時間を考慮して二次電池の劣化 状態を判定可能な電力供給装置を提供する。
本発明によれば、 二次電池と、 前記二次電池を第 1 S O C ( S t a t e o f C h a r g e ) から第 2 S O Cまで充電させたとき、 または前記二次電池を第 2 S O Cから第 1 S O Cまで放電させたときの所要時間を計測する計時手段と、 前記計時手段の計測結果に基 づいて前記二次電池の劣化状態を判定する判定手段とを備える電力供給装置が提供される。 また、 前記二次電池を充電する充電手段と、 前記二次電池を放電させる放電手段と、 前 記充電手段による二次電池の充電および前記放電手段による二次電池の放電を制御する充 放電制御手段とを更に備え、 前記充放電制御手段は、 所定のタイミングで前記二次電池を 第 1の S O Cから第 2の S O Cまで充電させるように前記充電手段を制御するか、 または 前記二次電池を第 2の S O Cから第 1の S O Cまで放電させるように前記放電手段を制御 しても良い。
このような構成によれば、 充放電時間を考慮して二次電池の劣化状態を判定可能となる。 また、 前記判定手段は、 初期状態の二次電池を前記第 1の S O Cから第 2の S O Cまで 充電したときの前記所要時間、 または初期状態の二次電池を第 2の S O Cから第 1の S O Cまで放電させたときの前記所要時間を初期所要時間として記憶し、 前記計時手段の計測 結果と前記初期所要時間とを比較することによって二次電池の劣化状態を判定しても良い。 このような構成によれば、 充放電時間を初期の充放電時間と比較することで、 二次電池 の劣化状態を判定可能となり、 判定処理の簡略化を図ることができる。
また、 前記判定手段は、 初期状態の二次電池が前記第 2の S O Cであるときの容量を初 期容量として記憶し、 前記計時手段の計測結果に基づいて前記第 2の S O Cにおける二次 電池の容量を導出し、 当該導出した二次電池の容量と前記初期容量とを比較することによ つて二次電池の劣化状態を判定しても良い。
このような構成によれば、 充放電時間に基づいて導出した二次電池の容量を初期容量と 比較することで、 二次電池の劣化状態を判定可能となる。
また、 前記二次電池は、 所定の容量以上に充電されて非常時に負荷機器へ電力を供給す るバックアップ電源として用いられ、 前記充放電制御手段は、 二次電池をバックアップ保 証 S O C以上に充電し、 前記判定手段によって判定された二次電池の劣化状態に応じて、 二次電池が前記所定の容量以上となるようにバックァップ保証 S O Cを変動させても良い。 このような構成によれば、 二次電池の劣化状態に依らず、ノ、'ックアップ用として必要な 二次電池の容量を確保できる。
また、 前記充放電制御手段は、 前記二次電池の S O Cの上限が 1 0 0 0/0未満となるよう に充放電制御し、 前記所定のタイミングで二次電池を 1 0 0 <½未満である第 1の S O Cか ら 1 0 0 %である第 2の S O Cまで充電させるか、 1 0 0 %である第 2の S O Cから 1 0 0 %未満である第 1の S O Cまで放電させても良い。
このような構成によれば、 二次電池の容量劣化は、 残存容量が大きいほど劣化速度が速 くなるので、 二次電池の劣化状態を判定するときのみ S O C 1 0 0 (0/0) まで充電するこ とで、 二次電池 2の長寿命化を図ることができる。
また、 前記二次電池は、 所定の容量以上に充電されて非常時に負荷機器へ電力を供給す るバックアップ電源として用いられ、 前記充放電制御手段は、 二次電池をバックアップ保 証 S O C以上に充電し、 前記二次電池の温度に応じて、 二次電池が前記所定の容量以上と なるようにバックアップ保証 S O Cを変動させても良い。
このような構成によれば、 二次電池の温度に依らず、 バックアップ用として必要な二次 電池の容量を確保できる。 発明の効果
以上説明したように、 本発明では、 充放電時間を考慮して二次電池の劣化状態を判定す ることができるという効果がある。 図面の簡単な説明
本発明の目的及び特徴は以下のような添付図面を参照する以後の好ましい実施例の説明 により明確になる。
【図 1】 本発明の電力供給装置の構成を示す図である。
【図 2】 リチウムイオン電池の S OC (S t a t e o f Ch a r g e) と電池電圧と の関係を示す図である。
【図 3】 リチウムイオン電池の容量劣化特性を示す図である。
【図 4】 実施形態 1の動作フローチャートを示す図である。
【図 5】 （a) (b) (c) 同上の判定動作および補正動作を示す図である。
【図 6】 二次電池の温度と電池容量との関係を示す図である。
【図 7】 二次電池の温度と必要な S O Cとの関係を示す図である。
【図 8】 二次電池の温度と必要な SO Cとの簡略化した関係を示す図である。
【図 9】 実施形態 2の動作フローチャートを示す図である。
【図 1 0】 （a) (b) (c) 同上の判定動作および補正動作を示す図である。 発明を実施するため最良の形態
以下、 本発明の実施形態が本明細書の一部を成す添付図面を参照してより詳細に説明す る。 図面全体において同一又は類似する部分については同一参照符号を付して説明を省略 する。
(実施形態 1 )
本実施形態の電力供給装置は、 図 1に示すように、 商用電源からなる交流電源 ACを直 流電力に A C D C変換して負荷機器しに供給するコンバータ回路 1 ( A C D C変換手 段） と、 交流電源 ACの停電時におけるバックアップ電源として機能する二次電池 2と、 交流電源 A Cを直流電力に A C D C変換して二次電池 2を定電流で充電する充電回路 3 (充電手段） と、 二次電池 2を放電させる放電回路 4 (放電手段） と、 充電回路 3および 放電回路 4の各動作を制御する充放電コントローラ 5と、 交流電源 ACの停電を検知する 停電監視回路 6 (停電監視手段） と、 二次電池 2周辺の環境温度を検出するサーミスタフ とを備える。
充放電コントローラ 5は、 充放電制御部 5 a (充放電制御手段） と、 計時部 5 b (計時 手段） と、 判定部 5 c (判定手段） とで構成される。 停電監視回路 6は、 交流電源 ACの 電圧に基づいて停電発生を検知しており、 交流電源 ACの電圧が所定値より低下した場合 に停電であると判断する。 また、 放電回路 4は、 二次電池 2から負荷機器 Lへの給電経路 に直列接続された出力スィッチ 4 a (電源切替手段） と、 二次電池 2の両端間に接続され た強制放電回路 4 b (電力消費手段） とで構成され、 出力スィッチ 4 aは、 停電監視回路 6によってオン■オフ制御され、 強制放電回路 4 bは、 充放電制御部 5 aによって駆動制 御される。
そして、 停電監視回路 6が交流電源 ACの停電を検知していない通常時において、 負荷 機器 Lは、 コンバータ回路 1が出力する直流電力によって駆動される。 充放電制御部 5 a は、 二次電池 2の電圧を所定電圧に維持するため、 必要に応じて充電回路 3を動作させて 二次電池 2を定電流充電しておく。 さらに、停電監視回路 6は出力スィッチ 4 aをオフ （開 放） 制御し、 充放電制御部 5 aは強制放電回路 4 bを動作させる。 強制放電回路 4 bは、 二次電池 2の両端間に図示しない抵抗等の擬似負荷を接続することで、 強制的に二次電池 2を所定量の放電状態とする機能を有しており、 通常時 （交流電源 ACが通電の状態） は 二次電池 2を強制的に放電状態にしておくことで、 後述の停電検知時に出力スィッチ 4 a をオン （導通） 制御した場合に、 負荷機器しの電源瞬断を防止している。
次に、 停電監視回路 6が交流電源 ACの停電を検知した非常時において、 停電監視回路 6は出力スィッチ 4 aをオン制御し、 さらに停電発生信号を充放電制御部 5 aへ出力する。 停電発生信号を受け取った充放電制御部 5 aは、 強制放電回路 4 bを停止させ、 負荷機器 Lには、 二次電池 2から出力スィッチ 4 aを介して直流電力が供給される。
二次電池 2は、 停電時における負荷機器 Lのバックアツプ電源として機能するために、 少なくともバックアップ保証期間は電力供給を可能にする残存容量が必要である。 本実施 形態の負荷機器しの消費電力が 5 OW、 バックアップ保証期間が 1時間 （1 h) の場合、 50 (W) X 1 (h) =50 (Wh) の残存容量が必要となる。 而して、 バックアップ用 として使用する二次電池 2の S O C (S t a t e o f C h a r g e) 1 00 (%) での 容量を 1 00 (Wh) とすると、 SOC50 (%) が必要となる。
ここで、 二次電池 2をリチウムイオン電池で構成した場合、 SOCと二次電池 2の電圧 (以降、 電池電圧と称す） との間には図 2に示すような比例関係があり、 充放電制御部 5 aは、 電池電圧を監視することによって二次電池 2の SOCを検出している。 そして、 本 実施形態の充放電制御部 5 aは、 通常時に二次電池 2の SOCが 50 (%) まで低下すれ ば、 充電回路 3によって二次電池 2への充電を開始し、 SOCが所定値 （例えば 60 (%)) まで達したら充電回路 3を停止させる。 または、 強制放電回路 4 bによる放電電力を常に 充電して補い、 SOC50 (%) を維持するようにしてもよい。
また図 3に示すように、 リチウムイオン電池で構成される二次電池 2を SOC 1 00 (%) で保存した場合 （特性 Y 1 ) と、 SOC60 (%) で保存した場合 （特性 Y 2) と では、 SOC 1 00 («¼) で保存した場合のほうが、 容量劣化が速く進行する。すなわち、 二次電池 2の容量劣化は、 残存容量が大きいほど劣化速度が速くなる。 したがって、 二次 電池 2の長寿命化のために、 SOC 1 00 (%) まで充電を行うことなく、 寿命保証のた めに SOC50~60 (%) 程度の低い S OCに抑えている。
そして本実施形態では、二次電池 2をバックアップ電源として使用していない通常時（交 流電源 ACが通電状態） に、 充放電コントローラ 5が二次電池 2の劣化状態を判定してお リ、 通常時における電力供給装置の動作フローチヤ一トを図 4に示す。
まず、 充放電制御部 5 aは、 電池電圧が、 バックアップ保証のために設定されたバック アップ保証 SOC (例えば、 初期状態では 50 (0/0)) に対応する電池電圧 （以降、 バック アップ保証電圧 V bと称す） 以下であるか否かを判定する （S 1 )。 電池電圧がバックアツ プ保証電圧 V b以下であれば、 充電回路 3によって二次電池 2への充電を開始し （S 2)、 電池電圧が、 寿命保証のために予め設定された充電終了 SO C (例えば、 60 (%)) に対 応ずる電池電圧 （以降、 充電終了電圧 V sと称す） に達したか否かを判定し （S 3)、 電池 電圧が充電終了電圧 V s未満であれば、 充電動作を継続する。 そして、 ステップ S 1にお いて電池電圧がバックアップ保証電圧 V bを上回っている場合、 またはステップ S 3にお いて電池電圧が充電終了電圧 V sに達している場合に、 二次電池 2の寿命判定時期である か否かを判定する （S 4)。 二次電池 2の寿命判定時期は、 所定の周期毎 （例えば、 1回 月） に設定されており、 寿命判定時期でなければステップ S 1に戻って上記処理を繰り返 す。
二次電池 2の寿命判定時期であれば、 充放電制御部 5 aは、 充電回路 3または放電回路 4によって電池電圧を初期バックアップ保証電圧 V b 0に一致させた後、 充電回路 3によ つて二次電池 2への充電を開始し （S 5)、 電池電圧が、 寿命判定のために予め設定された 第 2の SO C (例えば、 1 00 (%)) に対応する電池電圧 （以降、 寿命判定電圧 V hと称 す） に達したか否かを判定し （S 6)、 電池電圧が寿命判定電圧 V h未満であれば、 充電動 作を継続する。 そして、 計時部 5 bは、 初期バックアップ保証電圧 V b 0から寿命判定電 圧 V hまでの充電に要した時間 （充電時間） を計時しており、 判定部 5 cは、 ステップ S 6において電池電圧が寿命判定電圧 V hに達している場合、 充電時間に基づいて二次電池 2の劣化状態を判定する （S 7)。 ここで、 初期バックアップ保証電圧 V b Oとは、 初期状 態の二次電池 2に対して設定されたバックアツプ保証電圧 （初期状態のバックアツプ保証 SOCに等しい第 1の SOC (例えば、 SOC 50 (%)) に対応する電池電圧） である。 以下、 充電時間を考慮して二次電池 2の劣化状態を判定する判定処理について詳述する。 まず図 5 (b) に示すように、 第 1の SOC 50%に対応する電池電圧 3. 9 (V) を初 期パックアップ保証電圧 V b 0とし、第 2の SOC 1 00%に対応する電池電圧 4. 2 (V) を寿命判定電圧 V hとした場合、 初期バックアップ保証電圧 V b 0から寿命判定電圧 V h までの充電時間 （計測充電時間） を t 1とする。
そして、 判定部 5 cは、 初期状態の二次電池 2の SOC50%〜SOC 1 00%までの 充電時間である初期充電時間 t 0 (初期所要時間） を記憶しておき、 初期充電時間 t 0に 対する計測充電時間 t 1の比率 [ t 1 / t 0] から二次電池 2の劣化状態を判定する。 こ の場合、
劣化状態 = t 1 / t 0 (1 )
で表され、 [ t 1 t O] が 1より小さいほど、 二次電池 2が劣化していると判定される。 この場合、 後述の二次電池 2の容量に基づいた判定処理に比べて、 処理の簡略化を図るこ とができる。
また、 判定部 5 cは、 充電時間を考慮して導出した二次電池 2の容量に基づいて二次電 池 2の劣化状態を判定してもよい。 まず図 5 (b) に示すように、 第 1の SOC50%に 対応する電池電圧 3. 9 (V) を初期バックアップ保証電圧 V b 0とし、 第 2の SOC 1 00<½に対応する電池電圧 4. 2 (V) を寿命判定電圧 V hとし、 充電回路 3が行う定電 流充電の充電電力を P 1 (W) とし、 SOCの充電分である充電 SOCを 50 (%) [= 1 00 (%) — 50 (%)] とした場合、 初期バックアップ保証電圧 V b 0から寿命判定電圧 V hまでの充電時間（計測充電時間）が t 1であったとする。 このとき、 SOC 1 00 (%) 時における現状の二次電池 2の容量 C 1 (Wh) は、
C 1 (W h ) = t 1 ( ) x P 1 (W) ÷充電 SOC (%) x 1 00 (2) となる （以降、 計測容量 C 1と称す)。
そして、 判定部 5 cは、 初期状態の SOC 1 00 (%) 時における二次電池 2の容量 C 0 (Wh) を予め記憶しており （以降、 初期容量 COと称す）、 二次電池 2の劣化状態は、 劣化状態 =C 1 /CO (3)
で表される。 すなわち、 [C 1 ZC0] が 1より小さいほど、 二次電池 2が劣化していると 判定される。 このように、 充電時間に基づいて導出した二次電池 2の容量 C 1を初期容量 C 0と比較することで、 二次電池 2の劣化状態を判定可能となる。
なお、 二次電池 2の初期容量 C O (Wh) は、 初期状態の二次電池 2を用いて初期充電 時間 t Oを計時し （図 5 (a) 参照）、
CO (Wh) = t 0 ( h) x P 1 (W) ÷充電 SOC (%) 1 00 (4) によって算出した結果を記憶してもよい。
なお、 寿命判定電圧 V hを、 SOC 1 00 (%) ではなく、 例えば SOC 60 (%) に 対応する電池電圧に設定してもよいが、 充電時間が短くなるために判定精度の点では、 高 い SO Cまで充電したほうが有利となる。
そして判定部 5 cは、 上記式 （1 ) または （3) で求められた二次電池 2の劣化状態に 基づいて、二次電池 2の劣化状態が進行しているか否かを判定する（S 8)。劣化状態が 0. 9に低下した場合は、 計測容量 C 1が初期容量 C0の 90 (%) にまで低下しており、 S OC 1 00 (%) での容量は 90 (Wh) となる。 而して、 バックアップ用として必要な 50 (Wh) を確保するためには、 バックアップ保証 SOC 56 (%) が必要となる。 そこで、充放電制御部 5 aは、バックアップ保証 SOC 56 (%) に対応する 4. 0 (V) をバックアツプ保証電圧 V bに設定することで、 二次電池 2の劣化状態に応じてバックァ ップ保証電圧 V bを補正する （S 9)。 そして、 バックアップ保証電圧 V bの補正によって 充電終了電圧 V sも補正する。 以降、 充放電制御部 5 aは、 この補正したバックアップ保 証電圧 V b、 および充電終了電圧 V sを用いて、 上記ステップ S 1 ~ S 3の通常時におけ る充放電制御を行うので （図 5 ( c ) 参照）、 二次電池 2の劣化状態に依らず、 バックアツ プ用として必要な 5 0 (W h ) を確保できる。 すなわち、 充放電制御部 5 aは、 判定部 5 cによって判定された二次電池 2の劣化状態に応じて、 通常時における二次電池 2の S O Cを設定している。
さらに、 定期的に上記ステップ S 5 ~ S 9のバックアップ保証電圧 V bの補正処理を行 い、 それによつて充電終了電圧 V sの補正処理を行い、 充電後の S O C 1 0 0 %時におけ る二次電池 2の計測容量 C 1 (W h ) が 5 5 (W h ) にまで低下した場合には、 図示しな い表示灯やブザー等の報知手段でユーザに報知し、 二次電池 2の交換をユーザに促す。 また、 二次電池 2の温度と電池容量との関係は、 図 6に示すように、 電池温度が低いほ ど電池容量は低下する。 したがって、 温度補正を行わない場合、 二次電池 2の温度が低下 すると、 バックアップ用として必要な容量 （W h ) を確保できなくなる虞がある。 そこで、 充放電制御部 5 aは、 二次電池 2の温度特性として、 図 7に示すように、 二次電池の温度 と、 バックアップ用として必要な容量 （W h ) を確保するためのバックアップ保証 S O C との関係を記憶している。 なお、 図 7に示す二次電池 2の温度特性は二次電池 2の劣化状 態に応じて変動し、 例えば劣化状態が進行すると、 バックアップ用として必要な容量 （W h ) が増加する。 そこで、 本実施形態では、 二次電池 2の劣化状態毎に一つのパターンの 温度特性を記憶する構成を有し、 温度特性パターンを二次電池 2の劣化状態に応じて変動 させる構成を備える。
そして、 サ一ミスタフによって、 二次電池 2の温度と相関関係にある二次電池 2周辺の 環境温度を測定し、 充放電制御部 5 aは、 サ一ミスタフが測定した環境温度を図 7に示す 温度特性に照合することで、 現在の環境温度において必要なバックアツプ保証 S O Cを算 出し、 当該算出したバックアツプ保証 S O Cに基づいてバックアツプ保証電圧 V b及び充 電終了電圧 V sを補正することで、 二次電池 2の温度に依らず、 バックアップ用として必 要な容量 （W h ) を確保することが可能となる。 すなわち、 充放電制御部 5 aは、 二次電 池 2の温度に応じて、 通常時における二次電池 2のバックアツプ保証 S O Cを設定してい る。 また、 環境温度は常に変化するため、 図 8に示すように所定の温度範囲毎に必要な S O Cを規定すれば、 充放電制御部 5 aによるバックアップ保証電圧 V bの温度補正を簡略 化できる。
(実施形態 2 )
本実施形態の電力供給装置の構成は実施形態 1と同様であり、 同様の構成には同一の符 号を付して説明は省略する。
本実施形態では、 二次電池 2をバックアップ電源として使用していない通常時 （交流電 源 A Cが通電状態） に、 充放電コントローラ 5が、 放電時間を考慮して二次電池 2の劣化 状態を判定しておリ、 通常時における電力供給装置の動作フローチヤ一トを図 9に示す。 まず、 充放電制御部 5 aは実施形態 1と同様に、 バックアップ保証電圧 V b、 および充 電終了電圧 V sを用いて、 上記ステップ S 1 ~S 3の通常時における充放電制御を行い、 ステップ S 4において、 例えば 1回 Z月の寿命判定時期でなければステップ S 1に戻って 上記処理を繰り返す。
二次電池 2の寿命判定時期であれば、 充放電制御部 5 aは、 充電回路 3によって電池電 圧を寿命判定電圧 V hに一致させた後、 放電回路 4の強制放電回路 4 bによって二次電池 2の放電を開始し （S 1 5)、 電池電圧が初期バックアップ保証電圧 V b 0にまで低下した か否かを判定し（S 1 6)、電池電圧が初期バックアップ保証電圧 V b 0を上回っていれば、 放電動作を継続する。 そして、 計時部 5 bは、 寿命判定電圧 V hから初期バックアップ保 証電圧 V b 0までの放電に要した時間 （放電時間） を計時しており、 判定部 5 cは、 ステ ップ S 1 6において電池電圧が初期バックアップ保証電圧 V b 0にまで低下している場合、 放電時間に基づいて二次電池 2の劣化状態を判定する （S 1 7)。
以下、 二次電池 2の劣化状態の判定処理について詳述する。
まず図 1 0 (b) に示すように、 第 1の SOC50%に対応する電池電圧 3. 9 (V) を初期バックアップ保証電圧 V b 0とし、 第 2の SOC 1 00%に対応する電池電圧 4. 2 (V) を寿命判定電圧 V hとした場合、 寿命判定電圧 V hから初期バックアップ保証電 圧 V b Oまでの放電時間 （計測放電時間） が t 1 1であったとする。
そして、 判定部 5 cは、 初期状態の二次電池 2の SOC 1 0 Oo/0〜S OC 50%までの 放電時間である初期放電時間 t 1 0 (初期所要時間） を記憶しておき、 初期放電時間 t 1 0に対する計測放電時間 t 1 1の比率 [ t 1 1 t 1 0] から二次電池 2の劣化状態を判 定する。 この場合、
劣化状態- t 1 1 /t 1 0 (5)
で表され、 [ t 1 1 Z t 1 0] が 1より小さいほど、 二次電池 2が劣化していると判定され る。 この場合、 後述の二次電池 2の容量に基づいた判定処理に比べて、 処理の簡略化を図 ることができる。
また、 判定部 5 cは、 放電時間を考慮して導出した二次電池 2の容量に基づいて二次電 池 2の劣化状態を判定してもよい。 まず図 1 0 (b) に示すように、 第 1の SOC 50% に対応する電池電圧 3. 9 (V) を初期バックアップ保証電圧 V b Oとし、 第 2の SOC 1 00<½に対応する電池電圧 4. 2 (V) を寿命判定電圧 V hとし、 強制放電回路 4 が 行う強制放電の放電電力を P 1 1 (W) とし、 SOCの放電分である放電 SOCを 50 (%) [= 1 00 (%) —50 (%)] とした場合、 寿命判定電圧 V hから初期バックアップ保証 電圧 V b Oまでの放電時間 （計測放電時間） が t 1 1であったとする。 このとき、 SOC 1 00 (%) 時における現状の二次電池 2の容量 C 1 1 (Wh) は、
C 1 1 (Wh) = t 1 1 (h) x P 1 1 (W) ÷放電 SOC (%) x 1 00 ··· (6) となる （以降、 計測容量 C 1 1と称す）。
そして、 判定部 5 cは、 初期状態の SOC 1 00 (%) 時における二次電池 2の容量 C 1 0 (Wh) を予め記憶しており （以降、 初期容量 C 1 0と称す）、 二次電池 2の劣化状態 は、
劣化状態- C 1 1 /C 1 0 (7)
で表される。 すなわち、 [C 1 1 /C 1 0] が 1より小さいほど、 二次電池 2が劣化してい ると判定される。 このように、 放電時間に基づいて導出した二次電池 2の容量 C 1 1を初 期容量 C 1 0と比較することで、 二次電池 2の劣化状態を判定可能となる。 なお、 二次電 池 2の初期容量 C 1 0 (Wh) は、 初期状態の二次電池 2を用いて初期放電時間 t 1 0を 計時し （図 1 0 (a) 参照）、
C 1 0 (Wh) = t 1 0 (h) x P 1 1 (W) ÷放電 SOC (%) 1 00 … （8) によって算出した結果を記憶してもよい。
なお、 寿命判定電圧 V hを、 SOC 1 00 (%) ではなく、 例えば SOC 60 (%) に 対応する電池電圧に設定してもよいが、 放電時間が短くなるために判定精度の点では、 高 い SO Cから放電したほうが有利となる。
そして、 判定部 5 cは、 上記式 （5) または （7) で求められた二次電池 2の劣化状態 に基づいて、 二次電池 2の劣化状態が進行しているか否かを判定する （S 1 8)。 劣化状態 が 0. 9に低下した場合は、 計測容量 C 1が初期容量 COの 90 (<½) にまで低下してお リ、 SOC 1 00 (%) での容量は 90 (Wh) となる。 而して、 バックアップ用として 必要な 50 (Wh) を確保するためには、 バックアップ保証 SOC 56 (%) が必要とな る。
そこで、充放電制御部 5 aは、バックアップ保証 SOC 56 (%) に対応する 4. 0 (V) をバックアツプ保証電圧 V bに設定することで、 二次電池 2の劣化状態に応じてバックァ ップ保証電圧 V bを補正する （S 1 9)。 そして、 バックアップ保証電圧 V bの補正によつ て充電終了電圧 V sも補正する。 以降、 充放電制御部 5 aは、 この補正したバックアップ 保証電圧 V b、 および充電終了電圧 V sを用いて、 上記ステップ S 1〜S 3の通常時にお ける充放電制御を行うので （図 1 0 (c) 参照）、 二次電池 2の劣化状態に依らず、 バック アップ用として必要な 50 (Wh) を確保できる。 すなわち、 充放電制御部 5 aは、 判定 部 5 cによって判定された二次電池 2の劣化状態に応じて、 通常時における二次電池 2の バックアップ保証 SO Cを設定している。
さらに、 定期的に上記ステップ S 1 5〜S 1 9のバックアップ保証電圧 V bの補正処理 を行い、 それに伴い充電終了電圧 V sの補正処理を行い、 SOC 1 00%時における現状 の二次電池 2の計測容量 C 1 1 (Wh) が 55 (Wh) にまで低下した場合には、 図示し ない表示灯やブザー等の報知手段でユーザに報知し、 二次電池 2の交換をユーザに促す。 また、 充放電制御部 5 aは実施形態 1と同様に、 サ一ミスタ 7が測定した環境温度に基 づいて、 バックアップ保証電圧 V b及び充電終了電圧 V sの温度補正を行う。
なお、 本実施形態では、 放電回路 4の強制放電回路 4 bをステップ S 1 5の放電に用い ることで、 構成の簡略化を図っているが、 放電回路 4とは別構成の放電手段を設けてもよ く、 さらには負荷機器 Lの消費電力を放電に利用してもよい。
以上、 本発明の好ましい実施形態が説明されたが、 本発明はこれらの特定実施形態に限 定されず、 後続する請求範囲の範疇を超えず、 多様な変更及び修正が行われることが可能 であり、 それも本発明の範疇に属すると言える。

Claims

請求の範囲
【請求項 1】
二次電池と、
前記二次電池を第 1 SOC (S t a t e o f C h a r g e ) から第 2 S O Cまで充電 させたとき、 または前記二次電池を第 2SOCから第 1 SOCまで放電させたときの所要 時間を計測する計時手段と、
前記計時手段の計測結果に基づいて前記二次電池の劣化状態を判定する判定手段とを備 える電力供給装置。
【請求項 2】
前記二次電池を充電する充電手段と、
前記二次電池を放電させる放電手段と、
前記充電手段による二次電池の充電および前記放電手段による二次電池の放電を制御す る充放電制御手段とを更に備え、
前記充放電制御手段は、 所定のタイミングで前記二次電池を第 1の SO Cから第 2の SO Cまで充電させるように前記充電手段を制御するか、 または前記二次電池を第 2の SO C から第 1の SOCまで放電させるように前記放電手段を制御する請求項 1記載の電力供給 装置。
【請求項 3】
前記判定手段は、 初期状態の二次電池を前記第 1の SOCから第 2の SO Cまで充電し たときの前記所要時間、 または初期状態の二次電池を第 2の SOCから第 1の SOCまで 放電させたときの前記所要時間を初期所要時間として記憶し、 前記計時手段の計測結果と 前記初期所要時間とを比較することによって二次電池の劣化状態を判定する請求項 2記載 の電力供給装置。
【請求項 4】
前記判定手段は、 初期状態の二次電池が前記第 2の SO Cであるときの容量を初期容量 として記憶し、 前記計時手段の計測結果に基づいて前記第 2の SO Cにおける二次電池の 容量を導出し、 当該導出した二次電池の容量と前記初期容量とを比較することによって二 次電池の劣化状態を判定する請求項 2記載の電力供給装置。
【請求項 5】
前記二次電池は、 所定の容量以上に充電されて非常時に負荷機器へ電力を供給するバッ クアップ電源として用いられ、
前記充放電制御手段は、 二次電池をバックアップ保証 SO C以上に充電し、 前記判定手 段によって判定された二次電池の劣化状態に応じて、 二次電池が前記所定の容量以上とな るようにバックアツプ保証 S O Cを変動させる請求項 2乃至 4いずれか記載の電力供給装 置。
【請求項 6】
前記充放電制御手段は、 前記二次電池の S O Cの上限が 1 0 0 %未満となるように充放 電制御し、 前記所定のタイミングで二次電池を 1 0 0 %未満である第 1の S O Cから 1 0 0 %である第 2の S O Cまで充電させるか、 1 0 0 %である第 2の S O Cから 1 0 0 %未 満である第 1の S O Cまで放電させる請求項 2乃至 5いずれか記載の電力供給装置。
【請求項 7】
前記二次電池は、 所定の容量以上に充電されて非常時に負荷機器へ電力を供給するバッ クアップ電源として用いられ、
前記充放電制御手段は、 二次電池をバックアップ保証 S O C以上に充電し、 前記二次電 池の温度に応じて、 二次電池が前記所定の容量以上となるようにバックアツプ保証 S O C を変動させる請求項 2乃至 4いずれか記載の電力供給装置。
【請求項 8】
前記充放電制御手段は、 前記二次電池の温度に応じて前記二次電池が前記所定の容量以 上となるように前記バックアツプ保証 S O Cを変動させる請求項 5記載の電力供給装置。
PCT/IB2010/002681 2009-10-23 2010-10-20 電力供給装置 WO2011048471A1 (ja)

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