WO2020129378A1 - 電源システム、診断装置及び無停電電源装置 - Google Patents

電源システム、診断装置及び無停電電源装置 Download PDF

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WO2020129378A1
WO2020129378A1 PCT/JP2019/040374 JP2019040374W WO2020129378A1 WO 2020129378 A1 WO2020129378 A1 WO 2020129378A1 JP 2019040374 W JP2019040374 W JP 2019040374W WO 2020129378 A1 WO2020129378 A1 WO 2020129378A1
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power supply
secondary battery
uninterruptible power
capacity
uninterruptible
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PCT/JP2019/040374
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洋平 河原
高橋　宏文
雅浩 米元
賢治 武田
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株式会社日立製作所
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system, a diagnostic device, and an uninterruptible power supply device.
  • the uninterruptible power supply is a power supply that can supply stable power to the server and other load devices by using the power stored in the secondary battery in the event of a power failure or other trouble.
  • the uninterruptible power supply device in which a lead storage battery or the like is used as the secondary battery has been mainstream, but in recent years, an uninterruptible power supply device in which a small and lightweight lithium-ion battery is adopted as the secondary battery has begun to spread.
  • a diagnostic device to diagnose the state of the secondary battery is installed.
  • the secondary battery deteriorates, its internal resistance increases and its full charge capacity decreases, resulting in performance degradation. Therefore, in order to determine whether or not the desired power can be supplied to the load device, it is necessary to grasp the performance change due to the deterioration of the secondary battery.
  • Patent Document 1 a device that diagnoses the degree of deterioration from the internal resistance value of the secondary battery has been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
  • the diagnostic device described in Patent Document 1 calculates the internal resistance value of the secondary battery by pulse discharging the secondary battery with a constant current, and diagnoses the degree of deterioration of the secondary battery based on this internal resistance value. There is.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object thereof is to provide a power supply system, a diagnostic device, and an uninterruptible power supply device that can accurately diagnose battery capacity deterioration while securing backup power. Is to provide.
  • An electric power system is a power supply system including an uninterruptible power supply having a secondary battery, and a diagnostic device for diagnosing capacity deterioration of a secondary battery of the uninterruptible power supply.
  • the uninterruptible power supply operates in a normal mode in which a secondary battery can be charged up to a first charge state and a diagnostic mode in which a secondary battery can be charged up to a second charge state higher than the first charge state.
  • the diagnostic device switches the uninterruptible power supply from the normal mode to the diagnostic mode to prevent the deterioration of the capacity of the secondary battery of the uninterruptible power supply from the first charge state and the second charge. It is characterized in that the diagnosis is performed by using the capacity region between the states.
  • the secondary battery of the uninterruptible power supply is actually discharged while securing the backup power. Therefore, the deterioration of the capacity of the secondary battery can be accurately diagnosed.
  • FIG. 5 is a sequence diagram of a capacity deterioration diagnosis process according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sequence diagram of another diagnostic process of capacity deterioration according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply system according to the first embodiment.
  • the power supply system is interposed between a power system 101 such as a commercial power supply and a load device 103 to which power from the power system 101 is supplied.
  • the power supply system is provided with a plurality of uninterruptible power supply devices 102 having secondary batteries 204 (see FIG. 2) and a diagnostic device 104 for diagnosing the capacity performance of the secondary batteries 204 of each uninterruptible power supply device 102.
  • a power system 101 such as a commercial power supply
  • the power supply system is provided with a plurality of uninterruptible power supply devices 102 having secondary batteries 204 (see FIG. 2) and a diagnostic device 104 for diagnosing the capacity performance of the secondary batteries 204 of each uninterruptible power supply device 102.
  • the power from the power system 101 is supplied to the load device 103 in normal times, and the power is supplied to the load device 103 using the amount of electricity stored in the secondary batteries 204 of the plurality of uninterruptible power supply devices 102 during a power failure. ..
  • the secondary battery 204 is charged with electric power from the power system 101 to a predetermined state of charge (SOC: State of Charge).
  • SOC State of Charge
  • the diagnostic device 104 has a capacity diagnostic function of the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 and a charge/discharge control function of the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102.
  • SOC State of Charge
  • the diagnostic device 104 is installed outside the uninterruptible power supply 102 will be described, but it is also possible to install the diagnostic device 104 inside the uninterruptible power supply 102.
  • one uninterruptible power supply device 102 has each function of the diagnostic device 104 built in, or all uninterruptible power supply devices 102 have each function of the diagnostic device 104 built-in, and one function is used when the system is operated.
  • the uninterruptible power supply 102 may be operated as a diagnostic device.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the uninterruptible power supply 102.
  • the power system 101 (see FIG. 1) is connected to the uninterruptible power supply 102 through a power input terminal 201, and the AC power from the power system 101 is input to the rectifier 203 via the open/close switch 202.
  • the rectifier 203 converts AC power into DC power and charges the secondary battery 204.
  • DC power is discharged from the secondary battery 204 as needed, and the inverter 205 converts the DC power into AC power.
  • the load device 103 is connected to the uninterruptible power supply device 102 through the power output terminal 207, and the AC power from the inverter 205 is output to the load device 103 (see FIG. 1) via the path changeover switch 206.
  • the open/close switch 202 disconnects the connection with the power system 101 as necessary, and the path changeover switch 206 switches the supply source of the AC power between the power system 101 and the inverter 205.
  • the uninterruptible power supply device 102 is provided with a signal input terminal 208 for receiving a signal from the diagnostic device 104 and a signal output terminal 209 for transmitting a signal to the diagnostic device 104, as signal terminals. .. It should be noted that the uninterruptible power supply device 102 in FIG. 2 is merely an example, and may be configured by any of a constant inverter power supply method, a line interactive method, and a constant commercial power supply method.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the secondary battery 204.
  • a plurality of unit cells are connected in series to have a high voltage, and a plurality of unit cells are connected in parallel to increase the capacity of the unit cell group 301, which is electrically connected to the outside by a battery connection terminal 306. (Not shown for parallel connection).
  • the current flowing in and out of the unit cell group 301 is measured by the current sensor 303, and the representative temperature of the plurality of unit cells is measured by the temperature sensor 304.
  • the typical temperature is a temperature value measured at a place where the temperature is highest, a place where the temperature is lowest, a place where an average temperature is obtained, or the like among a plurality of cells.
  • the electric power that goes in and out of the unit cell group 301 can be measured by multiplying the total value of the voltages of the individual cells measured by the battery management unit 302 and the current value measured by the current sensor 303.
  • the secondary battery 204 is provided with a battery management unit 302 that manages each unit cell of the unit cell group 301 and a state detection unit 305 that detects the state of the unit cell group 301.
  • the battery management unit 302 has a function of measuring the voltage of each unit cell of the unit cell group 301 and a function of equalizing the voltage variation when the voltage variation occurs between the unit cells.
  • the state detection unit 305 detects the state of the SOC of the unit cell group 301, the presence/absence of abnormality, the capacity value (capacity performance), and the like using the measurement values measured by the battery management unit 302, the current sensor 303, and the temperature sensor 304.
  • the state detection unit 305 detects the state according to the command input from the battery signal input terminal 307, and the detection result is output from the battery signal output terminal 308 to the outside.
  • a lithium ion battery is beginning to spread, and the uninterruptible power supply device 102 of this embodiment also uses a lithium ion battery as the secondary battery 204.
  • deterioration factors of lithium-ion batteries There are two types of deterioration factors of lithium-ion batteries: storage deterioration, which deteriorates when stored in a high charge state, and cycle deterioration, which deteriorates depending on the frequency of use.
  • the uninterruptible power supply 102 (see FIG. 2) is not used unless a trouble such as a power failure occurs. Therefore, in the lithium ion battery used as the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102, storage deterioration is a major deterioration factor. Become. If the uninterruptible power supply 102 is not used and the secondary battery 204 is continuously maintained in a fully charged state, the internal resistance increases and the fully charged capacity decreases.
  • the load device 103 cannot be supplied with necessary power when a trouble occurs.
  • the secondary battery 204 In order to accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery 204, the secondary battery 204 must be actually discharged. It won't. Since the total amount of power that can be supplied from the power supply system to the load device 103 decreases due to the discharge of the secondary battery 204, extra power for backup is secured in order to diagnose the capacity deterioration due to the discharge of the secondary battery 204. There is a need.
  • the uninterruptible power supply device 102 of the present embodiment attention is paid to the fact that the capacity deterioration progresses due to the full charge of the secondary battery 204, and the secondary battery 204 is maintained in a charge state lower than the full charge state during normal times. ing.
  • the storage deterioration of the secondary battery 204 is suppressed, the remaining capacity is left in the charged state of the secondary battery 204, and the remaining capacity in the charged state is used as backup power.
  • the uninterruptible power supply 102 operates in two types of operation modes: a normal mode in which power is stored in preparation for a power failure and a diagnostic mode for diagnosing capacity deterioration of the secondary battery 204.
  • the normal mode is an operation mode in which the secondary battery 204 can be charged up to the first SOC (first charge state). In the normal mode, the uninterruptible power supply 102 operates so as to maintain the charge level at the first SOC.
  • the diagnostic mode is an operation mode in which the secondary battery 204 can be charged up to a second SOC (second charge state) higher than the first SOC in the normal mode. In the diagnostic mode, capacity deterioration is diagnosed by discharging the secondary battery 204.
  • the SOC indicates the amount of electricity stored when the secondary battery 204 is fully charged.
  • the uninterruptible power supply device 102 is provided with a control unit (not shown) that integrally controls various processes such as operation mode setting and communication control with the diagnostic device 104.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the diagnostic device 104.
  • the diagnostic device 104 is provided with a control unit 401 that integrally controls each unit of the device.
  • the control unit 401 is provided with a target determination unit 402 that determines a diagnostic target from a plurality of uninterruptible power supply devices 102 (see FIG. 1), and a mode switching unit 403 that switches the operation mode of the uninterruptible power supply device 102. ..
  • the diagnostic device 104 includes a charge/discharge control unit 404 that controls charge/discharge of the secondary battery 204 (see FIG. 2) of the uninterruptible power supply 102, and a capacity deterioration diagnostic unit that diagnoses capacity deterioration of the secondary battery 204. And 405 are provided.
  • the target determination unit 402 determines the uninterruptible power supply device 102, which has passed a predetermined time since the previous diagnosis time, as a diagnosis target. When there are a plurality of uninterruptible power supply devices 102 that have passed the predetermined time, the uninterruptible power supply device 102 that has passed the most time since the previous diagnosis time is determined as the diagnosis target.
  • the mode switching unit 403 outputs a command to shift to the normal mode or the diagnostic mode to the plurality of uninterruptible power supply devices 102, and switches the operation mode of the uninterruptible power supply device 102.
  • the uninterruptible power supply device 102 is switched from the normal mode to the diagnosis mode by a command to shift to the diagnosis mode, and the secondary battery 204 can be charged to the second SOC having a high charge level.
  • the uninterruptible power supply device 102 is switched from the diagnosis mode to the normal mode by the command to shift to the normal mode, and the charge level of the secondary battery 204 is suppressed to the first SOC to suppress the storage deterioration. ..
  • the charge/discharge control unit 404 outputs a charge command or a discharge command to the plurality of uninterruptible power supply devices 102.
  • the charging/discharging control unit 404 charges each uninterruptible power supply 102 according to the charging command or the discharging command so as to maintain the secondary battery 204 in the first SOC. Control the discharge.
  • the charge/discharge control unit 404 maintains the total amount of power of the plurality of uninterruptible power supply devices 102 according to the charge command or the discharge command, and the uninterruptible power supply to be diagnosed.
  • the power supply device 102 is controlled to discharge the secondary battery 204. The timing of the charge command and the discharge command will be described later.
  • the capacity deterioration diagnosing unit 405 acquires the current amount or power amount when the secondary battery 204 is discharged from the state detecting unit 305 (see FIG. 3) as a capacity value, and this current amount or power amount falls below a prescribed threshold value. In some cases, diagnose that the capacity is insufficient.
  • the state detection unit 305 measures the current or the voltage until the voltage reaches the lower limit voltage due to the discharge of the secondary battery 204, and integrates the measured current value or the power value obtained by multiplying the measured current value and the measured voltage value. By doing so, the amount of electric current or the amount of electric power is calculated.
  • the capacity deterioration diagnosis unit 405 may acquire the discharge time of the secondary battery 204 as the capacity value from the state detection unit 305, and may diagnose that the capacity is insufficient when the discharge time is shorter than the specified time.
  • the state detection unit 305 measures the discharge time until the voltage reaches the lower limit voltage due to the discharge of the secondary battery 204.
  • the control unit of the uninterruptible power supply 102 and the control unit 401 of the diagnostic device 104 may be realized by software using a processor, or by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit or the like. Good.
  • the processor reads and executes the program stored in the memory to execute various processes.
  • the processor for example, a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), DSP (Digital Signal Processor), etc. are used.
  • the memory is configured by one or a plurality of recording media such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an NVRAM (Non Volatile RAM) depending on the application.
  • FIG. 5 is an example of the charging state of the uninterruptible power supply devices 102A-102E in the normal mode.
  • the secondary batteries 204 of all the uninterruptible power supply devices 102A to 102E are charged to the first SOC.
  • the first SOC is determined according to a backup time during which the load device 103 is desired to be continuously operated during a power failure, a required time until a power generator (not shown) is activated during a power failure, and the like.
  • the first SOC is 80%
  • the secondary battery 204 of each uninterruptible power supply device 102A-102E has a remaining capacity of 20% to be charged.
  • FIG. 6 shows an example of the charging state of the uninterruptible power supply units 102A-102E in the diagnostic mode.
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102B-102E which is not the diagnostic object, is charged to the second SOC higher than the first SOC in the normal mode.
  • the secondary batteries 204 of the uninterruptible power supply units 102B-102E which are not to be diagnosed are charged by 20% each.
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102B-102E After the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102B-102E is charged to the second SOC, even if the uninterruptible power supply device 102A to be diagnosed is discharged to SOC 0%, the total storage amount is the same as in the normal mode. You can maintain the level. Therefore, the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102A can be forcibly discharged to SOC 0% to diagnose the capacity deterioration of the secondary battery 204.
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102B-102E which is not the target of discharge, is charged up to the second SOC. Therefore, even if the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102A to be diagnosed is forcibly discharged for the purpose of diagnosing the capacity deterioration, the total amount of electricity stored in the plurality of uninterruptible power supply 102A-102E as a whole is the normal mode The amount of electricity stored can be maintained. Even if a power failure occurs while the uninterruptible power supply 102A is discharging the secondary battery 204, desired power can be supplied to the load device 103. Note that the uninterruptible power supply 102A is forcibly discharged by, for example, stopping the operation of the rectifier 203 (see FIG. 2) or opening the open/close switch 202 (see FIG. 2). It is realized by shutting off.
  • the capacity deterioration of the secondary battery 204 is diagnosed by checking the secondary battery 204 until the state of charge of the secondary battery 204 reaches SOC 0% from the first SOC, that is, until the voltage reaches the lower limit voltage. It is implemented based on the amount of current or the amount of electric power at the time of discharging. Further, the capacity deterioration of the secondary battery 204 is diagnosed when the secondary battery 204 is discharged until the state of charge of the secondary battery 204 reaches SOC 0% from the first SOC, that is, until the voltage reaches the lower limit voltage. May be performed based on the discharge time of.
  • the diagnostic device 104 causes the uninterruptible power supply devices 102B-102E that are not the diagnostic target to charge the secondary battery 204 to the second SOC, and causes the uninterruptible power supply device 102A that is the diagnostic target to discharge the secondary battery 204. ing.
  • This allows the uninterruptible power supply 102A to be diagnosed to discharge the secondary battery 204 while maintaining the storage capacity of the entire power supply system by the secondary batteries 204 of all the uninterruptible power supplies 102A-102B, thereby accurately estimating the capacity deterioration. Can be well diagnosed.
  • the diagnostic device 104 sequentially diagnoses the capacity deterioration of the secondary batteries of all the uninterruptible power supply devices 102A-102E by changing the diagnosis target among the plurality of uninterruptible power supply devices 102A-102E. That is, by changing the uninterruptible power supply devices 102 that are forcibly discharged in order and charging the second SOC before the secondary batteries 204 of the other uninterruptible power supply devices 102 are forcibly discharged, all uninterruptible power supply devices 102A- The deterioration of the capacity of the secondary battery 204 of 102E can be diagnosed while ensuring reliability.
  • FIG. 7 is a sequence diagram of a capacity deterioration diagnosis process. Note that the capacity deterioration diagnosis process is executed at regular intervals.
  • the diagnostic device 104 periodically acquires the elapsed time from the previous diagnostic process from each uninterruptible power supply device 102 (step S01).
  • the diagnostic device 104 (target determining unit 402) determines the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed based on the elapsed time acquired from each uninterruptible power supply device 102 (step S02).
  • the elapsed time acquired from the uninterruptible power supply 102 is compared with a predetermined time, and the uninterruptible power supply 102 whose elapsed time is longer than the predetermined time is determined as a diagnosis target.
  • the elapsed time acquired from the plurality of uninterruptible power supplies 102 is longer than the predetermined time, the uninterruptible power supply 102 having the longest elapsed time is determined as the diagnosis target.
  • the diagnostic device 104 (mode switching unit 403) sends a command to shift from the normal mode to the diagnostic mode to all the uninterruptible power supply devices 102 (step S03). Each uninterruptible power supply 102 receives the shift command and switches the operation mode from the normal mode to the diagnostic mode (step S04).
  • diagnostic device 104 (charging/discharging control unit 404) transmits a charging command with the second SOC as a command value to uninterruptible power supply device 102 that is not a diagnostic target (step S05).
  • the uninterruptible power supply device 102 which is not a diagnosis target, receives the charge command, charges the secondary battery 204 up to the second SOC (step S06), and notifies the diagnostic device 104 of the completion of charging after the secondary battery 204 is completely charged.
  • the call is transmitted (step S07).
  • the diagnostic device 104 receives the charging completion notification and issues a discharging command for forcibly discharging the secondary battery 204 to the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed (step S08).
  • the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed receives the discharge command and starts the forced discharge of the secondary battery 204 (step S09).
  • the secondary battery 204 is forcibly discharged by stopping the operation of the rectifier 203 (see FIG. 2) and opening the open/close switch 202 so that the power from the power system 101 is not supplied. If the secondary battery 204 can be forcibly discharged, another discharging method can be adopted.
  • the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed calculates the capacity value of the secondary battery 204 during the forced discharge (step S10).
  • the state detection unit 305 measures the current or the electric power until the voltage of the secondary battery 204 reaches the lower limit voltage and the discharge is stopped, and the amount of the current or the electric power obtained by integrating the current or the electric power is the capacity of the secondary battery 204. It is calculated as a value.
  • the state detection unit 305 may calculate the discharge time from the start of forced discharge until the voltage of the secondary battery 204 reaches the lower limit voltage as a capacity value.
  • the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed sends the capacity value of the secondary battery 204 to the diagnostic device 104 together with the discharge completion notification (step S11).
  • the diagnostic device 104 receives the discharge completion notification and the capacity value of the secondary battery 204, and diagnoses the capacity shortage of the secondary battery 204 based on the capacity value (step S12).
  • the amount of current or the amount of electric power is measured as the capacitance value
  • the discharge time is compared with the specified time, and when the discharge time is less than the specified time, it is diagnosed that the capacity is insufficient.
  • the diagnostic device 104 is configured to diagnose the capacity shortage of the secondary battery 204, the configuration is not limited to this.
  • the state detection unit 305 of the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed may diagnose a capacity shortage, and the uninterruptible power supply 102 may transmit the capacity shortage to the diagnostic device 104 by a warning message or the like.
  • the state detection unit 305 of the uninterruptible power supply 102 is configured to calculate the amount of current, the amount of power, the discharge time, etc., the present invention is not limited to this configuration.
  • the diagnostic device 104 Even if the state detection unit 305 notifies the diagnostic device 104 of the measured value of the current or the power of the secondary battery 204, and the diagnostic device 104 calculates the current amount or the amount of electric power obtained by integrating the measured value of the current or the power as the capacitance value. Good. Furthermore, the diagnostic device 104 may issue a discharge command, and the diagnostic device 104 may measure the time until the voltage of the secondary battery 204 reaches the lower limit voltage, thereby calculating the discharge time as a capacity value.
  • the diagnostic device 104 (mode switching unit 403) issues a command to shift from the diagnostic mode to the normal mode to all uninterruptible power supply devices 102 after diagnosing the capacity deterioration (step S13). Each uninterruptible power supply 102 receives the shift command and switches the operation mode from the diagnostic mode to the normal mode (step S14).
  • diagnostic device 104 (charging/discharging control unit 404) issues a charging command to uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed using the first SOC as a command value (step S15).
  • the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed receives the charge command, charges the secondary battery 204 to the first SOC (step S16), and sends a charge completion notification to the diagnostic device 104 after the secondary battery 204 is completely charged. Yes (step S17).
  • the diagnostic device 104 (charging/discharging control unit 404) sends a discharge command to the uninterruptible power supply device 102 that is not a diagnostic target, using the first SOC as a command value (step S18).
  • the uninterruptible power supply device 102 that is not a diagnostic target receives the discharge command, discharges the secondary battery 204 to the first SOC (step S19), and notifies the diagnostic device 104 of the discharge completion after the secondary battery 204 is completely discharged. Call (step S20).
  • Step S21 when the diagnostic device 104 receives the completion notification from all the uninterruptible power supply devices 102, the diagnostic device 104 determines that the secondary batteries 204 of all the uninterruptible power supply devices 102 have returned to the first SOC and completes the diagnostic process. (Step S21).
  • the uninterruptible power supply device 102 that is the diagnosis target is charged with the secondary battery.
  • the capacity deterioration is diagnosed by forcibly discharging 204
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the uninterruptible power supply device 102, which is not the diagnosis target may be charged with the secondary battery 204, and the secondary battery 204 may be discharged by the uninterruptible power supply device 102, which is the diagnosis target.
  • the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed discharges the secondary batteries 204 to cause the secondary batteries 204 to discharge. Diagnose capacity deterioration.
  • FIG. 8 is a sequence diagram of another diagnostic process of capacity deterioration. Note that the processes of steps S31 to S34 are the same as the processes of steps S01 to S04 of FIG.
  • the diagnostic device 104 (charging/discharging control unit 404) sends a charging command to the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target, and also sends a discharging command to the uninterruptible power supply device 102 that is the diagnosis target (step S35).
  • a charging command having the second SOC as a command value is transmitted to the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target, and the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target is charged to the uninterruptible power supply device 102 that is the diagnosis target.
  • a discharge command is issued with a discharge current that is less than or equal to the total amount of current as a command value. It should be noted that the discharge command may be transmitted to the uninterruptible power supply device 102 that is the diagnosis target, with the discharge power that is less than or equal to the total amount of the charging power of the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target as the command value.
  • the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target receives the charge command and charges the secondary battery 204 to the second SOC, and the uninterruptible power supply device 102 that is the diagnosis target receives the discharge command and forces the secondary battery 204. It is discharged (step S36).
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed can be forcibly discharged while maintaining the total storage amount of all the uninterruptible power supply devices 102 at or above the total storage amount of power in the normal mode.
  • the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed calculates the capacity value of the secondary battery 204 during the forced discharge (step S37).
  • the uninterruptible power supply 102 which is not a diagnosis target, sends a charging completion notification to the diagnostic device 104 after charging is completed, and the uninterruptible power supply device 102 as a diagnosis sends a discharging completion notification and a capacity value to the diagnostic device 104 after completion of discharging ( Step S38).
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102 that is not the diagnosis target to the second SOC Without waiting for completion of charging the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102 that is not the diagnosis target to the second SOC, the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102 that is the diagnosis target is forcibly discharged to diagnose capacity deterioration. Therefore, the diagnosis time can be shortened. Note that the processes of steps S39 to S48 are the same as the processes of steps S12 to S21 of FIG.
  • the uninterruptible power supply device 102 that is not the diagnosis target is provided with the secondary battery 204 from the first SOC to the second SOC.
  • the secondary battery 204 is discharged by the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed.
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102 which is not the diagnosis target, can be discharged while the backup battery is secured by the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102. Therefore, it is possible to accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102 to be diagnosed.
  • FIG. 9 is an example of the charging state of the uninterruptible power supply devices 102A-102E in the diagnostic mode according to the second embodiment.
  • the diagnostic mode after the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102A-102E is charged to the second SOC higher than the first SOC in the normal mode, the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply 102A-102E is The second SOC is discharged to the first SOC.
  • the SOC of the secondary batteries 204 of all uninterruptible power supply devices 102A-102E is set to 80% for the first SOC and 100% for the second SOC. It changes by 20%.
  • the current amount or power amount at the time of discharging is measured, and the capacity value of the secondary battery 204 is measured from the current amount or power amount and the SOC change amount. Since the SOC change amount is 20% in the present embodiment, the capacity value (current amount) of SOC 80%, which is the charge amount in the normal mode, can be measured by quadrupling the current amount during discharge. Alternatively, since the SOC change amount is 20%, the amount of electric power at the time of discharge is multiplied by 4, and the voltage value between the second SOC and the first SOC and the voltage value between the first SOC and the lower limit SOC are further increased. By multiplying by a correction coefficient for correcting the difference between the two, it is possible to measure the capacity value (electric energy) of SOC 80%, which is the amount of electricity stored in the normal mode.
  • the current amount or the electric energy when charging from the first SOC to the second SOC is changed.
  • the measured value may be used to measure the capacity value of the secondary battery 204.
  • the capacity value of the secondary battery 204 may be measured by the discharge time when discharging from the second SOC to the first SOC or the charging time until charging from the first SOC to the second SOC. ..
  • the uninterruptible power supplies 102A-102E may be diagnosed at the same time, or the uninterruptible power supplies 102A-102E may be individually diagnosed.
  • the power storage amount of each uninterruptible power supply device 102 is changed to the first SOC. Can be maintained above. Therefore, it is possible to accurately discharge the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed and accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery 204 while securing the backup power.
  • the power supply system which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that power generation equipment is connected to the power supply system. Therefore, the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted as much as possible.
  • a solar panel will be described as an example of the power generation facility here, the power generation facility may be any facility including a power generator such as a wind power generator or a water current generator.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a power supply system according to the third embodiment.
  • a solar panel 501 is connected to the power supply system via a solar power generation PCS 502, and a commercial power supply 504 is connected as an electric power system.
  • the power generated by the solar panel 501 is supplied to the secondary battery 204 (see FIG. 2) of the uninterruptible power supply device 102 or the load device 103 via the solar power generation PCS 502.
  • the power generation system is provided with a power management device 503 that manages power in the system.
  • the power management apparatus 503 manages the charge of the commercial power source 504 for each time period, the power generation status of the solar panel 501, and the power consumption of the load apparatus 103.
  • the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 is charged with the power from the solar panel 501 or the commercial power supply 504 in normal times, and the amount of electricity stored in the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 during a power failure causes a load. Power is supplied to the device 103.
  • the power management device 503 controls the timing of transmission of a charge command and a discharge command from the diagnostic device 104 to the uninterruptible power supply device 102.
  • the power management device 503 causes the diagnostic device 104 to issue a charging command to the uninterruptible power supply device 102 during a time period when the power charge of the commercial power supply 504 is low. Further, the power management apparatus 503 compares the power generated by the solar panel 501 with the power consumption of the load apparatus 103, and causes the diagnostic device 104 to issue a charging command to the uninterruptible power supply 102 when the generated power is excessive. The power rate can be reduced by charging the uninterruptible power supply device 102 with the secondary battery 204 when the power rate is low or when the generated power is excessive.
  • the power management device 503 causes the diagnostic device 104 to issue a discharge command to the uninterruptible power supply device 102 during a time period when the power charge of the commercial power supply 504 is expensive. Further, the power management apparatus 503 compares the power generated by the solar panel 501 and the power consumption of the load apparatus 103, and causes the diagnostic device 104 to issue a discharge command to the uninterruptible power supply 102 when the power generated is insufficient. Power is supplied to the load device 103 by discharging the uninterruptible power supply device 102 by allocating a time zone where the power charge is expensive or a shortage of generated power for diagnosis of capacity deterioration. Therefore, it is possible to suppress the purchase of electricity from the commercial power source and reduce the electricity charge.
  • the secondary battery 204 is charged with the electric power from the commercial power source 504 during the time period when the electricity charge is low. Similarly, when the power generated by the solar panel 501 is excessive, the secondary battery 204 is charged with the surplus of the generated power. On the other hand, during a time period when the power charge is expensive, capacity deterioration is diagnosed while supplying power to the load device 103 by discharging the secondary battery 204 in order to suppress power purchase from the commercial power supply 504. Similarly, when the power generated by the solar panel 501 is insufficient, the secondary battery 204 is discharged in order to suppress the purchase of commercial power. As a result, it is possible to diagnose the capacity deterioration of the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 while suppressing an increase in the power charge.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that another power supply system can be connected to the power supply system. Therefore, the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted as much as possible.
  • the other power supply system may have a configuration capable of supplying power to the power supply system of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a power supply system according to the fourth embodiment.
  • An electric vehicle 601 is connected to the power supply system via a charger 602 as a connector, and a commercial power supply 504 is connected as a power system.
  • the electric vehicle 601 is provided with a secondary battery (not shown).
  • the charger 602 is capable of charging the secondary battery of the electric vehicle 601 and taking in the power of the secondary battery of the electric vehicle 601 to the power supply system as needed.
  • the charger 602 notifies the power management apparatus 503 of the amount of electricity stored in the secondary battery of the electric vehicle 601 and the power management apparatus 503 stores the electricity of the secondary battery of the electric vehicle 601.
  • the timing of the capacity diagnosis is controlled based on the amount.
  • the power management device 503 compares the amount of electricity stored in the secondary battery of the electric vehicle 601 with the amount of electricity stored in the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed, and the amount of electricity stored in the secondary battery of the electric vehicle 601 is large.
  • the diagnostic device 104 causes the uninterruptible power supply device 102 to issue a discharge command. Even if a power failure occurs while the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed is discharging the secondary battery 204, the amount of electricity stored in the secondary battery of the electric vehicle 601 is equal to that of the discharging uninterruptible power supply device 102. Since the amount can be substituted, desired power can be supplied to the load device 103. In this way, the amount of electricity stored in the secondary battery of the electric vehicle 601 can be used to discharge the secondary battery 204 of the uninterruptible power supply device 102 to be diagnosed to diagnose capacity deterioration.
  • the amount of electricity stored in the secondary battery of another power supply system can be used as backup power. Therefore, it is possible to accurately discharge the secondary battery of the uninterruptible power supply and accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery while securing the backup power.
  • the lithium-ion battery is exemplified as the secondary battery 204, but the secondary battery may be a lead storage battery, a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen battery, or a sodium-ion battery.
  • the capacity deterioration diagnosing process of the above-described first and second embodiments is an example, and the capacity deterioration diagnosing process indicates capacity deterioration of the secondary battery of the uninterruptible power supply as a first charge state. Any method may be used as long as it is a method of diagnosis using the capacity region between the second charge state and the second charge state.
  • the first and second SOCs are exemplified as the first and second charge states, but the first and second charge states are the first and second SOCs. It may be the amount of electricity stored. That is, as the state of charge, it is possible to use the charged amount instead of the ratio of the charged amount to the full charge.
  • the diagnostic device 104 may be provided with the function of the power management device 503, and the uninterruptible power supply device 102 may be provided with the functions of the diagnostic device 104 and the power management device 503. It may be provided.
  • the charger 602 is exemplified as the connector, but the connector may be any device that can connect and receive power between the power supply system and another power supply system.
  • the power supply system diagnoses the capacity deterioration of the uninterruptible power supply (102) having the secondary battery (204) and the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102).
  • a power supply system including a diagnostic device (104) for performing a normal mode in which the secondary battery (204) can be charged to a first state of charge (first SOC). And a diagnostic mode in which the secondary battery (204) can be charged up to a second state of charge (second SOC) higher than the first state of charge (first SOC).
  • the capacity region between the first state of charge (first SOC) and the second state of charge (second SOC). can be used as a capacity for diagnosing capacity deterioration of the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102). Therefore, it is possible to accurately discharge the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) and accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery (204) while securing the backup power.
  • the diagnostic device (104) causes the uninterruptible power supply device (102) to discharge the secondary battery (204) at the time of diagnosing the capacity deterioration, and the voltage of the secondary battery (204). When the discharge time until the voltage reaches the lower limit voltage is less than the specified time, it is diagnosed that the capacity of the secondary battery (204) is insufficient.
  • the capacity shortage can be diagnosed from the discharge time of the secondary battery (204).
  • the diagnostic device (104) causes the uninterruptible power supply device (102) to discharge the secondary battery (204) at the time of diagnosing the capacity deterioration, and the current of the secondary battery (204). When the amount or the amount of power falls below a specified threshold value, it is diagnosed that the capacity of the secondary battery (204) is insufficient.
  • the uninterruptible power supply (102) is a plurality of uninterruptible power supply (102), and the diagnostic device (104) keeps the plurality of uninterruptible power supply (102) out of the normal mode. Switching to the diagnostic mode, the uninterruptible power supply (102) out of the plurality of uninterruptible power supply units (102) is charged with the secondary battery (204) to the second charging state, and the uninterruptible power supply as the diagnostic target.
  • the secondary battery (204) is discharged by the power supply device (102) to diagnose the capacity deterioration of the secondary battery (204).
  • the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) that is not the diagnosis target secures the backup power
  • the secondary battery of the uninterruptible power supply (102) that is the diagnosis target is discharged. can do. Therefore, it is possible to accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) to be diagnosed.
  • the diagnostic device (104) maintains the total amount of electricity stored in the secondary batteries (204) of the plurality of uninterruptible power supply devices (102) at or above a predetermined level, and the diagnostic target (104)
  • the power failure power supply (102) discharges the secondary battery (204) to diagnose the capacity deterioration of the secondary battery (204).
  • the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) to be diagnosed can be discharged in parallel with the charging of the uninterruptible power supply (102) not to be diagnosed. Therefore, it is possible to shorten the diagnostic time of the capacity deterioration of the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) to be diagnosed.
  • the diagnostic device (104) changes the diagnostic target among a plurality of uninterruptible power supply devices (102), and thus the secondary batteries of all uninterruptible power supply devices (102).
  • the capacity deterioration of (204) is sequentially diagnosed.
  • the diagnostic device (104) includes a secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) in a first charge state (first SOC) to a second charge state ( By measuring the capacity value at the time of charging up to the second SOC or by measuring the capacity value at the time of discharging from the second state of charge (second SOC) to the first state of charge (first SOC). The capacity deterioration of the secondary battery (204) is diagnosed.
  • the secondary battery (204) is charged or discharged between the first state of charge (first SOC) and the second state of charge (second SOC).
  • the amount of electricity stored in (102) can be maintained at or above the first state of charge (first SOC). Therefore, the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) to be diagnosed is actually discharged while securing the backup power, and the capacity deterioration of the secondary battery (204) is accurately diagnosed.
  • the uninterruptible power supply device (102) charges the secondary battery (204) with electric power from the power generation facility (solar panel 501) or commercial power supply (504), and when power failure occurs Electric power is supplied from the secondary battery (204) to the load device (103), and the diagnostic device (104) charges the surplus of the generated power of the power generation facility (solar panel 501) or the power charge of the commercial power supply (504).
  • the uninterruptible power supply (102) is charged with the secondary battery (204) at an inexpensive time zone.
  • the uninterruptible power supply device (102) charges the secondary battery (204) with electric power from the power generation facility (solar panel 501) or commercial power supply (504), and when power failure occurs Electric power is being supplied from the secondary battery (204) to the load device (103), and the diagnostic device (104) has a shortage of power generated by the power generation facility (solar panel 501) or the power charge of the commercial power source (504).
  • the uninterruptible power supply (102) discharges the secondary battery (204) to diagnose capacity deterioration.
  • the secondary battery (204) is a lithium ion battery.
  • the lithium-ion battery accelerates deterioration when the amount of stored electricity is high, but the uninterruptible power supply (102) is in the normal mode and the first charge lower than the second charge state (second SOC). Since it operates in the state (first SOC), deterioration of the lithium ion battery can be suppressed.
  • Another power supply system described in the present embodiment is a diagnostic for diagnosing capacity deterioration of an uninterruptible power supply (102) having a secondary battery (204) and a secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102).
  • a power supply system comprising a device (104) and a connector (charger 602) connectable to another power supply system (electric vehicle 601) having a secondary battery, wherein the diagnostic device (104) is connected.
  • the other power supply system electrical vehicle 601 is connected to the charger (charger 602)
  • the power storage amount of the secondary battery of the other power supply system (electric vehicle 601) becomes the secondary power of the uninterruptible power supply (102).
  • the uninterruptible power supply (102) discharges the secondary battery (204) to diagnose capacity deterioration of the secondary battery (204).
  • the amount of electricity stored in the secondary battery of the other power supply system (electric vehicle 601) can be used as backup power. Therefore, it is possible to accurately discharge the secondary battery (204) of the uninterruptible power supply (102) and accurately diagnose the capacity deterioration of the secondary battery (204) while securing the backup power.
  • a diagnostic device (104) is a diagnostic device (104) for diagnosing capacity deterioration of a secondary battery (204) of an uninterruptible power supply (102) having a secondary battery (204),
  • the uninterruptible power supply (102) is higher than the first charging state (first SOC) from the normal mode in which the secondary battery (204) can be charged to the first charging state (first SOC).
  • first SOC first charging state
  • second SOC diagnostic mode in which the secondary battery (204) can be charged up to the first charging state
  • Diagnosis is performed using the capacity region between the (first SOC) and the second state of charge (second SOC).
  • the uninterruptible power supply device (102) described in the present embodiment is an uninterruptible power supply device (102) having a secondary battery (204), and a secondary battery (up to a first state of charge (first SOC)). 204) in a normal mode in which the secondary battery (204) can be charged and a diagnostic mode in which the secondary battery (204) can be charged up to a second state of charge (second SOC) higher than the first state of charge (first SOC). In the operating and diagnostic mode, the capacity deterioration of the secondary battery (204) can be diagnosed using the capacity region between the first state of charge (first SOC) and the second state of charge (second SOC). Is.
  • uninterruptible power supply 104 diagnostic device 204 secondary battery 501 solar panel (power generation facility) 504 Commercial power supply 601 Electric vehicle (other power supply system) 602 Battery charger (connector)

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Abstract

バックアップ用の電力を確保しつつ、電池の容量劣化を精度よく診断することを課題とする。その解決手段は、二次電池（２０４）を有する無停電電源装置（１０２）と、無停電電源装置の二次電池の容量劣化を診断する診断装置（１０４）と、を備えた電源システムであり、無停電電源装置は、第１の充電状態まで二次電池を充電可能な通常モードと、第１の充電状態よりも高い第２の充電状態まで二次電池を充電可能な診断モードとで動作し、診断装置は、無停電電源装置を通常モードから診断モードに切り替えて、無停電電源装置の二次電池の容量劣化を、第１の充電状態及び第２の充電状態の間の容量領域を用いて診断する構成にした。

Description

電源システム、診断装置及び無停電電源装置
　本発明は、電源システム、診断装置及び無停電電源装置に関する。
　無停電電源装置は、停電時等のトラブルの際、二次電池に蓄えた電力を用いることで、サーバや、その他の負荷装置に安定した電力を供給することが可能な電源装置である。二次電池に鉛蓄電池等が採用された無停電電源装置が主流であったが、近年では、二次電池に小型且つ軽量なリチウムイオン電池が採用された無停電電源装置も普及し始めている。
　トラブルの際に無停電電源装置を確実に動作させるために、二次電池の定期点検の他、二次電池の状態を診断する診断装置が設置される。二次電池は劣化すると内部抵抗が上昇し、満充電容量が減少するといった性能低下が生じる。このため、負荷装置に所望電力が供給可能か否かを判定するためには、二次電池の劣化に伴う性能変化を把握する必要がある。
　従来、二次電池の診断装置として、二次電池の内部抵抗値から劣化の程度を診断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の診断装置は、二次電池を定電流でパルス放電させて二次電池の内部抵抗値を算出し、この内部抵抗値に基づいて二次電池の劣化の程度を診断している。
特開２０００－１２１７１０号公報
　ところで、無停電電源装置は、瞬停具合や停電具合が設置環境によって異なるため、設置環境に応じて容量劣化に少なからず個体差が生じている。特許文献１に記載の診断装置は、二次電池の内部抵抗値によって劣化を予測するものであるため、この個体差に応じた実際の容量劣化までは精度よく診断することができない。このため、電源トラブルの際に、負荷装置に必要なバックアップ用の電力を確実に確保できないおそれがあった。
　本発明は前記課題を解決するもので、その目的とするところは、バックアップ用の電力を確保しつつ、電池の容量劣化を精度よく診断することができる電源システム、診断装置及び無停電電源装置を提供することである。
　本発明の一態様の電力システムは、二次電池を有する無停電電源装置と、前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を診断する診断装置と、を備えた電源システムであって、前記無停電電源装置は、第１の充電状態まで二次電池を充電可能な通常モードと、前記第１の充電状態よりも高い第２の充電状態まで二次電池を充電可能な診断モードとで動作し、前記診断装置は、前記無停電電源装置を前記通常モードから前記診断モードに切り替えて、前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を、前記第１の充電状態及び前記第２の充電状態の間の容量領域を用いて診断することを特徴とする。
　本発明によれば、第１の充電状態と第２の充電状態の間の容量領域を利用することで、バックアップ用の電力を確保しながら、無停電電源装置の二次電池を実際に放電して、二次電池の容量劣化を精度よく診断できる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第１の実施形態に係る電源システムの構成図。 第１の実施形態に係る無停電電源装置の構成図。 第１の実施形態に係る二次電池の構成図。 第１の実施形態に係る診断装置の制御ブロック図。 第１の実施形態に係る通常モードの無停電電源装置の充電状態の一例。 第１の実施形態に係る診断モードの無停電電源装置の充電状態の一例。 第１の実施形態に係る容量劣化の診断処理のシーケンス図。 第１の実施形態に係る容量劣化の他の診断処理のシーケンス図。 第２の実施形態に係る診断モードの無停電電源装置の充電状態の一例。 第３の実施形態に係る電源システムの構成図。 第４の実施形態に係る電源システムの構成図。
　[第１の実施形態]
　以下、図面を参照して、第１の実施形態に係る電源システムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係る電源システムの構成図である。電源システムは、商用電源等の電力系統１０１と、電力系統１０１からの電力が供給される負荷装置１０３との間に介在されている。電源システムには、二次電池２０４（図２参照）を有する複数の無停電電源装置１０２と、各無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量性能を診断する診断装置１０４とが設けられている。この電源システムでは、平常時には電力系統１０１からの電力が負荷装置１０３に供給され、停電時には複数の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の蓄電量を用いて負荷装置１０３に電力が供給される。
　複数の無停電電源装置１０２では、電力系統１０１からの電力で所定の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）まで二次電池２０４が充電されている。診断装置１０４は、無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量診断機能や、無停電電源装置１０２の二次電池２０４の充放電制御機能を有している。以降では、診断装置１０４が無停電電源装置１０２の外部に設置してある例について述べるが、無停電電源装置１０２の内部に設置することも可能である。この場合、一つの無停電電源装置１０２に診断装置１０４の各機能を内蔵するか、全ての無停電電源装置１０２に診断装置１０４の各機能を内蔵しておき、システムを運用する際は一つの無停電電源装置１０２を診断装置として動作させるとよい。
　図２は、無停電電源装置１０２の構成図である。無停電電源装置１０２には電力入力端子２０１を通じて電力系統１０１（図１参照）が接続されており、開閉スイッチ２０２を介して電力系統１０１からの交流電力が整流器２０３に入力される。整流器２０３で交流電力が直流電力に変換されて二次電池２０４に充電される。二次電池２０４から必要に応じて直流電力が放電され、インバータ２０５で直流電力から交流電力に変換される。無停電電源装置１０２には電力出力端子２０７を通じて負荷装置１０３が接続されており、経路切替スイッチ２０６を介してインバータ２０５からの交流電力が負荷装置１０３（図１参照）に出力される。
　開閉スイッチ２０２は電力系統１０１との接続を必要に応じて切り離し、経路切替スイッチ２０６は交流電力の供給元を電力系統１０１とインバータ２０５の間で切り替えている。また、無停電電源装置１０２には信号端子として、診断装置１０４からの信号を受信するための信号入力端子２０８と、診断装置１０４へ信号を送信するための信号出力端子２０９とが設けられている。なお、図２の無停電電源装置１０２は一例を示すものであり、常時インバータ給電方式、ラインインタラクティブ方式、常時商用給電方式のいずれの給電方式で構成されていてもよい。
　図３は、二次電池２０４の構成図である。二次電池２０４は、複数の単電池を直列接続して高電圧化し、必要に応じて複数の単電池を並列接続して高容量化した単電池群３０１を電池接続端子３０６によって外部と電気的に接続する（並列接続に関しては図示せず）。単電池群３０１に出入りする電流は電流センサ３０３によって測定され、複数の単電池の中から代表的な温度が温度センサ３０４によって測定される。代表的な温度とは、複数の単電池のうち、最も温度が高くなる場所、最も温度が低くなる場所、平均的な温度が得られる場所等で測定された温度値である。単電池群３０１に出入りする電力は、電池管理部３０２で測定した単電池其々の電圧の合計値と、電流センサ３０３で測定した電流値とを乗算することで測定できる。
　また、二次電池２０４には、単電池群３０１の各単電池を管理する電池管理部３０２と、単電池群３０１の状態を検知する状態検知部３０５とが設けられている。電池管理部３０２は、単電池群３０１の単電池其々の電圧を測定する機能の他、単電池の間で電圧ばらつきが生じた場合に電圧ばらつきを均等化するための機能も有する。状態検知部３０５は、電池管理部３０２と電流センサ３０３と温度センサ３０４が測定した測定値を用いて単電池群３０１のＳＯＣ、異常の有無、容量値（容量性能）等の状態を検知する。状態検知部３０５は、電池信号入力端子３０７から入力された指令によって状態を検知し、検知結果は電池信号出力端子３０８から外部に出力される。
　このような二次電池２０４としてはリチウムイオン電池が普及し始めており、本実施形態の無停電電源装置１０２でも二次電池２０４としてリチウムイオン電池を採用している。リチウムイオン電池の劣化要因としては、高い充電状態で保存することで劣化が進む保存劣化と、使用頻度に応じて劣化が進むサイクル劣化が存在する。無停電電源装置１０２（図２参照）は停電等のトラブルが発生しなければ使用されないため、無停電電源装置１０２の二次電池２０４として使用されるリチウムイオン電池では保存劣化が主な劣化要因となる。無停電電源装置１０２が使用されずに、二次電池２０４が満充電状態で維持され続けると内部抵抗が上昇し、満充電容量が減少する。
　無停電電源装置１０２の二次電池２０４が容量劣化すると、トラブル時に負荷装置１０３に必要な電力を供給できない恐れがある。定期的に無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量劣化を診断する必要があるが、二次電池２０４の容量劣化を精度よく診断するためには二次電池２０４を実際に放電しなければならない。二次電池２０４の放電によって電源システムから負荷装置１０３に供給可能な電力の総量が減少することから、二次電池２０４の放電によって容量劣化を診断するためにはバックアップ用の電力を余分に確保する必要がある。
　そこで、本実施形態の無停電電源装置１０２では、二次電池２０４の満充電によって容量劣化が進む点に着目し、平常時には二次電池２０４を満充電状態よりも低い充電状態で維持するようにしている。二次電池２０４の保存劣化を抑えると共に、二次電池２０４の充電状態に余力を残しておき、この充電状態の余力をバックアップ用の電力として利用している。これにより、複数の無停電電源装置１０２の全体としての二次電池２０４の蓄電量の総量を維持しつつ、二次電池２０４を実際に放電して容量劣化を診断することが可能になっている。
　以下、第１の実施形態の容量診断について詳細に説明する。無停電電源装置１０２は、停電に備えて蓄電する通常モードと二次電池２０４の容量劣化を診断するための診断モードの２種類の動作モードで動作する。通常モードは、第１のＳＯＣ（第１の充電状態）まで二次電池２０４を充電可能な動作モードである。通常モードでは、無停電電源装置１０２が第１のＳＯＣに充電レベルを維持するように動作する。診断モードは、通常モードの第１のＳＯＣよりも高い第２のＳＯＣ（第２の充電状態）まで二次電池２０４を充電可能な動作モードである。診断モードでは、二次電池２０４の放電によって容量劣化が診断される。なお、ＳＯＣとは、二次電池２０４の満充電に対する蓄電量を示している。無停電電源装置１０２には、動作モードの設定や診断装置１０４との通信制御等の各種処理を統括制御する制御部（不図示）が設けられている。
　図４は、診断装置１０４の制御ブロック図である。診断装置１０４には、装置各部を統括制御する制御部４０１が設けられている。制御部４０１には、複数の無停電電源装置１０２（図１参照）から診断対象を決定する対象決定部４０２と、無停電電源装置１０２の動作モードを切り替えるモード切替部４０３とが設けられている。また、診断装置１０４には、無停電電源装置１０２の二次電池２０４（図２参照）の充放電を制御する充放電制御部４０４と、二次電池２０４の容量劣化を診断する容量劣化診断部４０５とが設けられている。対象決定部４０２は、前回の診断時刻から所定の時間が経過した無停電電源装置１０２を診断対象として決定する。所定の時間が経過した無停電電源装置１０２が複数存在する場合には、前回の診断時刻から最も時間が経過した無停電電源装置１０２が診断対象として決定される。
　モード切替部４０３は、通常モード又は診断モードへの移行指令を複数の無停電電源装置１０２に出力し、無停電電源装置１０２の動作モードを切り替えている。容量劣化の診断開始時には、診断モードへの移行指令によって無停電電源装置１０２が通常モードから診断モードに切り替えられ、充電レベルが高い第２のＳＯＣまで二次電池２０４を充電可能にしている。容量劣化の診断完了時には、通常モードへの移行指令によって無停電電源装置１０２が診断モードから通常モードに切り替えられ、第１のＳＯＣに二次電池２０４の充電レベルが抑えられて保存劣化が抑えられる。
　充放電制御部４０４は、充電指令又は放電指令を複数の無停電電源装置１０２に出力している。無停電電源装置１０２が通常モードで動作する場合には、充放電制御部４０４は、充電指令又は放電指令によって各無停電電源装置１０２に二次電池２０４を第１のＳＯＣに維持させるように充放電を制御する。無停電電源装置１０２が診断モードで動作する場合には、充放電制御部４０４は、充電指令又は放電指令によって、複数の無停電電源装置１０２の電力の総量を維持しながら、診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を放電させるように制御する。なお、充電指令及び放電指令のタイミングについては後述する。
　容量劣化診断部４０５は、状態検知部３０５（図３参照）から二次電池２０４の放電時の電流量又は電力量を容量値として取得して、この電流量又は電力量が規定の閾値を下回る場合に容量不足と診断する。状態検知部３０５では、二次電池２０４の放電によって電圧が下限電圧に到達するまでの電流又は電圧が測定され、電流測定値又は電流測定値と電圧測定値を乗算して得られる電力値が積分されることで電流量又は電力量が算出される。また、容量劣化診断部４０５は、状態検知部３０５から二次電池２０４の放電時間を容量値として取得して、この放電時間が規定の時間を下回る場合に容量不足と診断してもよい。状態検知部３０５では、二次電池２０４の放電によって電圧が下限電圧に到達するまでの放電時間が測定される。
　なお、無停電電源装置１０２の制御部及び診断装置１０４の制御部４０１は、プロセッサを用いてソフトウェアで実現されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）で実現されてもよい。プロセッサを用いる場合には、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）等が使用される。また、メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read　Only　Memory)、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non　Volatile　RAM）等の一つ又は複数の記録媒体で構成されている。
　図５及び図６を用いて、二次電池２０４の容量劣化の診断方法を説明する。図５は、通常モードの無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの充電状態の一例である。通常モードでは、全ての無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４が第１のＳＯＣまで充電されている。第１のＳＯＣは、停電時に負荷装置１０３を継続運転させたいバックアップ時間や、停電時に発電装置（図示せず）を起動させるまでの必要時間等に応じて決定される。本実施形態では、仮に第１のＳＯＣを８０％として、各無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４に２０％だけ充電できる余力を残している。
　図６は、診断モードの無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの充電状態の一例である。診断モードでは、診断対象外の無停電電源装置１０２Ｂ－１０２Ｅの二次電池２０４が通常モードの第１のＳＯＣよりも高い第２のＳＯＣまで充電されている。本実施形態では、仮に第２のＳＯＣを１００％として、診断対象外の無停電電源装置１０２Ｂ－１０２Ｅの二次電池２０４が２０％ずつ充電される。無停電電源装置１０２Ｂ－１０２Ｅの二次電池２０４が第２のＳＯＣまで充電された後では、診断対象の無停電電源装置１０２ＡをＳＯＣ０％まで放電しても、合計の蓄電量は通常モードと同等レベルを維持することができる。そこで、無停電電源装置１０２Ａの二次電池２０４を強制的にＳＯＣ０％まで放電して、二次電池２０４の容量劣化を診断することができる。
　放電対象外の無停電電源装置１０２Ｂ－１０２Ｅの二次電池２０４に関しては第２のＳＯＣまで充電している。このため、診断対象の無停電電源装置１０２Ａの二次電池２０４を容量劣化の診断のために強制放電しても、複数の無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅ全体としての蓄電量の総量は通常モードの蓄電量を維持できている。万が一、無停電電源装置１０２Ａが二次電池２０４を放電している最中に、停電が発生しても負荷装置１０３には所望の電力を供給できる。なお、無停電電源装置１０２Ａの強制放電は、例えば、整流器２０３（図２参照）の動作を停止するか、開閉スイッチ２０２（図２参照）をオープンにする等、電力系統１０１からの電力供給を遮断することで実現する。
　上記したように、二次電池２０４の容量劣化の診断は、二次電池２０４の充電状態が第１のＳＯＣからＳＯＣ０％に到達するまで、すなわち電圧が下限電圧に到達するまで二次電池２０４を放電した時の電流量又は電力量に基づいて実施される。また、二次電池２０４の容量劣化の診断は、二次電池２０４の充電状態が第１のＳＯＣからＳＯＣ０％に到達するまで、すなわち電圧が下限電圧に到達するまで二次電池２０４を放電した時の放電時間に基づいて実施されてもよい。
　このように、診断装置１０４は、診断対象外の無停電電源装置１０２Ｂ－１０２Ｅに二次電池２０４を第２のＳＯＣまで充電させ、診断対象の無停電電源装置１０２Ａに二次電池２０４を放電させている。これにより、全ての無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｂの二次電池２０４によって電源システム全体の蓄電量を維持したまま、診断対象の無停電電源装置１０２Ａに二次電池２０４を放電させて容量劣化を精度よく診断することができる。
　また、診断装置１０４は、複数の無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの中で診断対象を変更することで、全ての無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池の容量劣化を順番に診断する。すなわち、強制放電する無停電電源装置１０２を順に変更し、その他の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の強制放電前に第２のＳＯＣに充電することで、全ての無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４の容量劣化を、信頼性を確保したまま診断できる。
　図７を参照して容量劣化の診断処理について説明する。図７は、容量劣化の診断処理のシーケンス図である。なお、容量劣化の診断処理は一定間隔で実行されるものとする。先ず、診断装置１０４は、各無停電電源装置１０２から前回の診断処理からの経過時間を定期的に取得する（ステップＳ０１）。次に、診断装置１０４（対象決定部４０２）は、各無停電電源装置１０２から取得した経過時間に基づいて診断対象の無停電電源装置１０２を決定する（ステップＳ０２）。無停電電源装置１０２から取得した経過時間と所定の時間が比較されて、経過時間が所定の時間よりも長い無停電電源装置１０２が診断対象として決定される。複数の無停電電源装置１０２から取得した経過時間が所定の時間よりも長い場合には、経過時間が最も長い無停電電源装置１０２が診断対象として決定される。
　次に、診断装置１０４（モード切替部４０３）は、全ての無停電電源装置１０２に通常モードから診断モードへの移行指令を発信する（ステップＳ０３）。各無停電電源装置１０２は、移行指令を受信して通常モードから診断モードに動作モードを切り替える（ステップＳ０４）。次に、診断装置１０４（充放電制御部４０４）は、診断対象外の無停電電源装置１０２に第２のＳＯＣを指令値とした充電指令を発信する（ステップＳ０５）。診断対象外の無停電電源装置１０２は、充電指令を受信して第２のＳＯＣまで二次電池２０４を充電し（ステップＳ０６）、二次電池２０４の充電完了後に診断装置１０４に充電完了通知を発信する（ステップＳ０７）。これにより、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４が強制放電されても負荷装置１０３をバックアップ可能な蓄電量が、診断対象外の無停電電源装置１０２の二次電池２０４に確保される。
　診断装置１０４（充放電制御部４０４）は、充電完了通知を受信して診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を強制放電させる放電指令を発信する（ステップＳ０８）。診断対象の無停電電源装置１０２は、放電指令を受信して二次電池２０４の強制放電を開始する（ステップＳ０９）。整流器２０３（図２参照）の動作停止や、開閉スイッチ２０２のオープン等によって、電力系統１０１からの電力が供給されない状態にすることで二次電池２０４が強制放電される。なお、二次電池２０４が強制放電可能であれば、他の放電方法を採用することもできる。
　診断対象の無停電電源装置１０２は、二次電池２０４の強制放電が開始されると、強制放電中に二次電池２０４の容量値を算出する（ステップＳ１０）。状態検知部３０５によって、二次電池２０４の電圧が下限電圧に到達して放電が停止するまで電流又は電力が測定され、電流又は電力が積分された電流量又は電力量が二次電池２０４の容量値として算出される。なお、状態検知部３０５によって、強制放電の開始から二次電池２０４の電圧が下限電圧に到達するまでの放電時間が容量値として算出されてもよい。診断対象の無停電電源装置１０２は、二次電池２０４の強制放電が完了すると、診断装置１０４に放電完了通知と共に二次電池２０４の容量値を発信する（ステップＳ１１）。
　診断装置１０４（容量劣化診断部４０５）は、放電完了通知及び二次電池２０４の容量値を受信して、容量値に基づいて二次電池２０４の容量不足を診断する（ステップＳ１２）。容量値として電流量又は電力量が測定された場合には、電流量又は電力量が規定の閾値を下回った場合に容量不足と診断される。容量値として放電時間が測定された場合には、放電時間と規定の時間が比較されて、放電時間が規定の時間を下回った場合に容量不足と診断される。なお、これら規定の閾値及び規定の時間には、負荷装置１０３に所望の電力を供給するにあたって二次電池２０４の容量性能が十分か否かに応じて、過去データ等から実験的、経験的又は理論的に求められた値が使用される。
　ここでは、診断装置１０４で二次電池２０４の容量不足を診断する構成にしたが、この構成に限定されない。診断対象の無停電電源装置１０２の状態検知部３０５で容量不足を診断して、警告メッセージ等で容量不足を無停電電源装置１０２から診断装置１０４に発信してもよい。また、無停電電源装置１０２の状態検知部３０５で電流量、電力量、放電時間等を算出する構成にしたが、この構成に限定されない。状態検知部３０５は二次電池２０４の電流又は電力の測定値を診断装置１０４に通知し、診断装置１０４が電流又は電力の測定値を積分した電流量又は電力量を容量値として算出してもよい。更には、診断装置１０４が放電指令を発信し、二次電池２０４の電圧が下限電圧に到達するまでの時間を診断装置１０４が測定することで放電時間を容量値として算出してもよい。
　次に、診断装置１０４（モード切替部４０３）は、容量劣化の診断後に、全ての無停電電源装置１０２に診断モードから通常モードへの移行指令を発信する（ステップＳ１３）。各無停電電源装置１０２は、移行指令を受信して診断モードから通常モードに動作モードを切り替える（ステップＳ１４）。次に、診断装置１０４（充放電制御部４０４）は、診断対象の無停電電源装置１０２に第１のＳＯＣを指令値として充電指令を発信する（ステップＳ１５）。診断対象の無停電電源装置１０２は、充電指令を受信して第１のＳＯＣまで二次電池２０４を充電し（ステップＳ１６）、二次電池２０４の充電完了後に診断装置１０４に充電完了通知を発信する（ステップＳ１７）。
　次に、診断装置１０４（充放電制御部４０４）は、診断対象外の無停電電源装置１０２に第１のＳＯＣを指令値として放電指令を発信する（ステップＳ１８）。診断対象外の無停電電源装置１０２は、放電指令を受信して第１のＳＯＣまで二次電池２０４を放電し（ステップＳ１９）、二次電池２０４の放電完了後に診断装置１０４に放電完了通知を発信する（ステップＳ２０）。そして、診断装置１０４は、全ての無停電電源装置１０２から完了通知を受信すると、全ての無停電電源装置１０２の二次電池２０４が第１のＳＯＣに復帰したと判断して診断処理を完了する（ステップＳ２１）。
　なお、上記の診断処理では、診断対象外の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を第２のＳＯＣまで充電させて蓄電量を確保した後に、診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を強制放電させて容量劣化を診断しているが、この構成に限定されない。診断対象外の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を充電させるのに並行して、診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を放電させてもよい。この場合、複数の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の蓄電量の総量を所定以上に維持しながら、診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を放電させて二次電池２０４の容量劣化を診断する。
　図８は容量劣化の他の診断処理のシーケンス図である。なお、ステップＳ３１からステップＳ３４の処理は、図７のステップＳ０１からＳ０４の処理と同じであるため説明を省略する。診断装置１０４（充放電制御部４０４）は、診断対象外の無停電電源装置１０２に充電指令を発信すると共に、診断対象の無停電電源装置１０２に放電指令を発信する（ステップＳ３５）。このとき、診断対象外の無停電電源装置１０２には第２のＳＯＣを指令値とした充電指令が発信され、診断対象の無停電電源装置１０２には診断対象外の無停電電源装置１０２の充電電流の総量以下の放電電流を指令値として放電指令が発信される。なお、診断対象の無停電電源装置１０２には診断対象外の無停電電源装置１０２の充電電力の総量以下の放電電力を指令値として放電指令が発信されてもよい。
　診断対象外の無停電電源装置１０２は充電指令を受信して第２のＳＯＣまで二次電池２０４を充電し、診断対象の無停電電源装置１０２は放電指令を受信して二次電池２０４を強制放電する（ステップＳ３６）。これにより、全ての無停電電源装置１０２の蓄電量の総量を、通常モードの蓄電量の総量以上で維持したまま、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４を強制放電できる。診断対象の無停電電源装置１０２は、二次電池２０４の強制放電が開始されると、強制放電中に二次電池２０４の容量値を算出する（ステップＳ３７）。
　診断対象外の無停電電源装置１０２は充電完了後に診断装置１０４に充電完了通知を発信し、診断対象の無停電電源装置１０２は放電完了後に診断装置１０４に放電完了通知及び容量値を発信する（ステップＳ３８）。診断対象外の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の第２のＳＯＣへの充電完了を待たずに、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４を強制放電して容量劣化を診断できるため、診断時間を短縮することができる。なお、ステップＳ３９からステップＳ４８の処理は、図７のステップＳ１２からＳ２１の処理と同じであるため説明を省略する。
　以上のように、第１の実施形態の診断装置１０４は、複数の無停電電源装置１０２のうち、診断対象外の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を第１のＳＯＣから第２のＳＯＣまで充電させて、診断対象の無停電電源装置１０２に二次電池２０４を放電させている。これにより、診断対象外の無停電電源装置１０２の二次電池２０４によってバックアップ用の電力を確保しながら、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４を放電することができる。よって、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量劣化を精度よく診断することができる。
　[第２の実施形態]
　続いて、第２の実施形態に係る電源システムについて説明する。第２の実施形態は、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４を第１のＳＯＣと第２のＳＯＣの間で充放電することで、二次電池２０４の容量劣化を診断する点で第１の実施形態と相違している。したがって、第１の実施形態と同様な構成については説明を極力省略する。
　図９は、第２の実施形態に係る診断モードの無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの充電状態の一例である。診断モードでは、無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４が通常モードの第１のＳＯＣよりも高い第２のＳＯＣまで充電された後、無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４が第２のＳＯＣから第１のＳＯＣまで放電される。第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１のＳＯＣを８０％、第２のＳＯＣを１００％として、全ての無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４のＳＯＣが２０％ずつ変化する。放電時の電流量又は電力量が測定され、電流量又は電力量とＳＯＣの変化量から二次電池２０４の容量値が測定される。本実施形態ではＳＯＣ変化量が２０％であるため、放電時の電流量を４倍にすれば、通常モードの蓄電量であるＳＯＣ８０％の容量値（電流量）を測定できる。又は、ＳＯＣ変化量が２０％であるため、放電時の電力量を４倍し、更に第２のＳＯＣから第１のＳＯＣの間における電圧値と第１のＳＯＣから下限ＳＯＣの間における電圧値の違いを補正するための補正係数を乗算すれば、通常モードの蓄電量であるＳＯＣ８０％の容量値（電力量）を測定できる。
　なお、第２のＳＯＣから第１のＳＯＣに放電する際の電流量又は電力量の測定値を使用する代わりに、第１のＳＯＣから第２のＳＯＣに充電する際の電流量又は電力量の測定値を使用して二次電池２０４の容量値を測定してもよい。また、第２のＳＯＣから第１のＳＯＣに放電する際の放電時間、又は第１のＳＯＣから第２のＳＯＣに充電するまでの充電時間によって二次電池２０４の容量値を測定してもよい。このように、各無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４の容量値を測定することで、無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅの二次電池２０４の容量劣化を診断することができる。なお、無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅが同時に診断されてもよいし、無停電電源装置１０２Ａ－１０２Ｅが個別に診断されてもよい。
　以上のように、第２の実施形態では、第１のＳＯＣと第２のＳＯＣの間で二次電池２０４を充電又は放電させることで、各無停電電源装置１０２の蓄電量を第１のＳＯＣ以上に維持できる。よって、バックアップ用の電力を確保しながら、診断対象の無停電電源装置１０２を実際に放電して、二次電池２０４の容量劣化を精度よく診断することができる。
　［第３の実施形態］
　続いて、第３の実施形態に係る電源システムについて説明する。第３の実施形態は、電源システムに発電設備が接続されている点で第１の実施形態と相違している。したがって、第１の実施形態と同様な構成については説明を極力省略する。なお、ここでは発電設備として太陽光パネルを例示して説明するが、発電設備は風力発電器、水流発電器等の発電器を備えた設備であればよい。
　図１０は、第３の実施形態に係る電源システムの構成図である。電源システムには、太陽光発電ＰＣＳ５０２を介して太陽光パネル５０１が接続されると共に電力系統として商用電源５０４が接続されている。太陽光パネル５０１の発電電力は、太陽光発電ＰＣＳ５０２を介して無停電電源装置１０２の二次電池２０４（図２参照）又は負荷装置１０３に供給される。また、発電システムには、システム内の電力を管理する電力管理装置５０３が設けられている。電力管理装置５０３では、商用電源５０４の時間帯別の料金、太陽光パネル５０１の発電状況、負荷装置１０３の消費電力が管理されている。
　この電源システムでは、平常時に太陽光パネル５０１又は商用電源５０４からの電力で無停電電源装置１０２の二次電池２０４が充電され、停電時に無停電電源装置１０２の二次電池２０４の蓄電量で負荷装置１０３に電力が供給される。無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量を診断する際には、診断装置１０４から無停電電源装置１０２への充電指令及び放電指令の発信タイミングが電力管理装置５０３によって制御される。
　電力管理装置５０３は、商用電源５０４の電力料金が安価な時間帯に診断装置１０４から無停電電源装置１０２に充電指令を発信させる。また、電力管理装置５０３は、太陽光パネル５０１の発電電力と負荷装置１０３の消費電力を比較して、発電電力の余剰時に診断装置１０４から無停電電源装置１０２に充電指令を発信させる。電力料金が安価な時間帯又は発電電力の余剰時に無停電電源装置１０２に二次電池２０４を充電させることで電力料金を低減することができる。
　電力管理装置５０３は、商用電源５０４の電力料金が高価な時間帯に診断装置１０４から無停電電源装置１０２に放電指令を発信させる。また、電力管理装置５０３は、太陽光パネル５０１の発電電力と負荷装置１０３の消費電力を比較して、発電電力の不足時に診断装置１０４から無停電電源装置１０２に放電指令を発信させる。電力料金が高価な時間帯又は発電電力の不足時を容量劣化の診断に充てて、無停電電源装置１０２の放電によって負荷装置１０３に電力供給している。よって、商用電源からの買電を抑えて電力料金を低減することができる。
　以上のように、第３の実施形態では、電力料金が安価な時間帯には、商用電源５０４からの電力で二次電池２０４を充電させる。同様に、太陽光パネル５０１の発電電力の余剰時にも、発電電力の余剰分で二次電池２０４を充電させる。一方、電力料金が高価な時間帯には、商用電源５０４からの買電を抑えるために、二次電池２０４の放電によって負荷装置１０３に電力供給しながら容量劣化を診断している。同様に、太陽光パネル５０１の発電電力の不足時にも、商用電力の買電を抑えるために二次電池２０４を放電させる。これにより、電力料金の上昇を抑制しながら無停電電源装置１０２の二次電池２０４の容量劣化を診断できる。
　［第４の実施形態］
　続いて、第４の実施形態に係る電源システムについて説明する。第４の実施形態は、電源システムに他の電源システムが接続可能な点で第１の実施形態と相違している。したがって、第１の実施形態と同様な構成については説明を極力省略する。なお、ここでは他の電源システムとして電気自動車を例示して説明するが、他の電源システムは本実施形態の電源システムに電力供給可能な構成であればよい。
　図１１は、第４の実施形態に係る電源システムの構成図である。電源システムには、接続器としての充電器６０２を介して電気自動車６０１が接続されると共に電力系統として商用電源５０４が接続されている。電気自動車６０１には二次電池（不図示）が設けられている。充電器６０２は、電気自動車６０１の二次電池を充電する他、必要に応じて電気自動車６０１の二次電池の電力を電源システムに取り込むことが可能になっている。充電器６０２に電気自動車６０１が接続されると、充電器６０２から電力管理装置５０３に電気自動車６０１の二次電池の蓄電量が通知され、電力管理装置５０３によって電気自動車６０１の二次電池の蓄電量に基づいて容量診断のタイミングが制御される。
　電力管理装置５０３は、電気自動車６０１の二次電池の蓄電量と診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４の蓄電量を比較して、電気自動車６０１の二次電池の蓄電量が大きい場合に診断装置１０４から無停電電源装置１０２に放電指令を発信させる。診断対象の無停電電源装置１０２が二次電池２０４を放電している最中に停電が発生しても、電気自動車６０１の二次電池の蓄電量が、放電中の無停電電源装置１０２の蓄電量を代替できるため、負荷装置１０３に所望の電力を供給することができる。このように、電気自動車６０１の二次電池の蓄電量を利用して、診断対象の無停電電源装置１０２の二次電池２０４を放電させて容量劣化を診断することができる。
　以上のように、第４の実施形態では、他の電源システムの二次電池の蓄電量をバックアップ用の電力として利用することができる。よって、バックアップ用の電力を確保しながら、無停電電源装置の二次電池を実際に放電して、二次電池の容量劣化を精度よく診断することができる。
　なお、上記した各実施形態では、二次電池２０４としてリチウムイオン電池を例示して説明したが、二次電池は鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素電池、ナトリウムイオン電池でもよい。
　また、上記した第１、第２の実施形態の容量劣化の診断処理は一例を示すものであり、容量劣化の診断処理は無停電電源装置の二次電池の容量劣化を、第１の充電状態及び第２の充電状態の間の容量領域を用いて診断する方法であればよい。
　また、上記した第１、第２の実施形態では、第１、第２の充電状態として第１、第２のＳＯＣを例示したが、第１、第２の充電状態は第１、第２の蓄電量でもよい。すなわち、充電状態は、満充電に対する蓄電量の比率ではなく蓄電量を用いることが可能である。
　また、上記した第３、第４の実施形態では、診断装置１０４に電力管理装置５０３の機能が設けられていてもよいし、無停電電源装置１０２に診断装置１０４及び電力管理装置５０３の機能が設けられていてもよい。
　また、上記した第４の実施形態では、接続器として充電器６０２を例示したが、接続器は電源システムと他の電源システムで電力を受け渡し可能に接続するものであればよい。
　以上の通り、本実施形態に記載の電源システムは、二次電池（２０４）を有する無停電電源装置（１０２）と、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を診断する診断装置（１０４）と、を備えた電源システムであって、無停電電源装置（１０２）は、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な通常モードと、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）よりも高い第２の充電状態（第２のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な診断モードとで動作し、診断装置（１０４）は、無停電電源装置（１０２）を通常モードから診断モードに切り替えて、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）及び第２の充電状態（第２のＳＯＣ）の間の容量領域を用いて診断する。
　この構成によれば、無停電電源装置（１０２）を診断モードで動作させることで、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）と第２の充電状態（第２のＳＯＣ）の間の容量領域を、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を診断するための容量として利用できる。よって、バックアップ用の電力を確保しながら、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）を実際に放電して、二次電池（２０４）の容量劣化を精度よく診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、診断装置（１０４）は、容量劣化の診断時に、無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて、二次電池（２０４）の電圧が下限電圧に到達するまでの放電時間が規定の時間を下回る場合に、当該二次電池（２０４）の容量不足であると診断する。
　この構成によれば、二次電池（２０４）の放電時間から容量不足を診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、診断装置（１０４）は、容量劣化の診断時に、無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて、二次電池（２０４）の電流量又は電力量が規定の閾値を下回る場合に、当該二次電池（２０４）の容量不足であると診断する。
　この構成によれば、二次電池（２０４）の電流量又は電力量から容量不足を診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、無停電電源装置（１０２）は複数の無停電電源装置（１０２）であり、診断装置（１０４）は、複数の無停電電源装置（１０２）を通常モードから診断モードに切り替え、複数の無停電電源装置（１０２）のうち、診断対象外の無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を第２の充電状態まで充電させ、診断対象の無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて当該二次電池（２０４）の容量劣化を診断する。
　この構成によれば、診断対象外の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）によってバックアップ用の電力を確保しながら、診断対象の無停電電源装置（１０２）の二次電池を放電することができる。よって、診断対象の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を精度よく診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、診断装置（１０４）は、複数の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の蓄電量の総量を所定以上に維持しながら、診断対象の無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて当該二次電池（２０４）の容量劣化を診断する。
　この構成によれば、診断対象外の無停電電源装置（１０２）の充電と並行して診断対象の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）を放電させることができる。よって、診断対象の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化の診断時間を短縮することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、診断装置（１０４）は、複数の無停電電源装置（１０２）の中で診断対象を変更することで、全ての無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を順番に診断する。
　この構成によれば、複数の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を精度よく診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、診断装置（１０４）は、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の第１の充電状態（第１のＳＯＣ）から第２の充電状態（第２のＳＯＣ）までの充電時の容量値の測定、又は第２の充電状態（第２のＳＯＣ）から第１の充電状態（第１のＳＯＣ）までの放電時の容量値の測定によって当該二次電池（２０４）の容量劣化を診断する。
　この構成によれば、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）と第２の充電状態（第２のＳＯＣ）の間で二次電池（２０４）を充電又は放電させることで、無停電電源装置（１０２）の蓄電量を第１の充電状態（第１のＳＯＣ）以上に維持できる。よって、バックアップ用の電力を確保しながら、診断対象の無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）を実際に放電して、二次電池（２０４）の容量劣化を精度よく診断することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、無停電電源装置（１０２）は、発電設備（太陽光パネル５０１）又は商用電源（５０４）からの電力で二次電池（２０４）を充電し、停電時に二次電池（２０４）から負荷装置（１０３）に電力を供給しており、診断装置（１０４）は、発電設備（太陽光パネル５０１）の発電電力の余剰時又は商用電源（５０４）の電力料金が安価な時間帯に、無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を充電させる。
　この構成によれば、発電電力の余剰時又は安価な時間帯に無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）を充電させて電力料金を低減することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、無停電電源装置（１０２）は、発電設備（太陽光パネル５０１）又は商用電源（５０４）からの電力で二次電池（２０４）を充電し、停電時に二次電池（２０４）から負荷装置（１０３）に電力を供給しており、診断装置（１０４）は、発電設備（太陽光パネル５０１）の発電電力の不足時又は商用電源（５０４）の電力料金が高価な時間帯に、無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて容量劣化を診断する。
　この構成によれば、発電電力の不足時又は電力料金が高価な時間帯を容量劣化の診断に充てることで、商用電源（５０４）からの買電を抑えて電力料金を低減することができる。
　本実施形態に記載の電源システムにおいて、二次電池（２０４）はリチウムイオン電池である。
　この構成によれば、リチウムイオン電池は蓄電量が高いと劣化が加速するが、無停電電源装置（１０２）が通常モードで第２の充電状態（第２のＳＯＣ）よりも低い第１の充電状態（第１のＳＯＣ）で動作するため、リチウムイオン電池の劣化を抑えることができる。
　本実施形態に記載の他の電源システムは、二次電池（２０４）を有する無停電電源装置（１０２）と、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を診断する診断装置（１０４）と、二次電池を有する他の電源システム（電気自動車６０１）に接続可能な接続器（充電器６０２）と、を備えた電源システムであって、診断装置（１０４）は、接続器（充電器６０２）に他の電源システム（電気自動車６０１）が接続されたときに、他の電源システム（電気自動車６０１）の二次電池の蓄電量が無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の蓄電量以上の場合に、無停電電源装置（１０２）に二次電池（２０４）を放電させて当該二次電池（２０４）の容量劣化を診断する。
　この構成によれば、他の電源システム（電気自動車６０１）の二次電池の蓄電量をバックアップ用の電力として利用することができる。よって、バックアップ用の電力を確保しながら、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）を実際に放電して、二次電池（２０４）の容量劣化を精度よく診断することができる。
　本実施形態に記載の診断装置（１０４）は、二次電池（２０４）を有する無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を診断する診断装置（１０４）であって、無停電電源装置（１０２）を、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な通常モードから第１の充電状態（第１のＳＯＣ）よりも高い第２の充電状態（第２のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な診断モードに切り替えて、無停電電源装置（１０２）の二次電池（２０４）の容量劣化を、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）及び第２の充電状態（第２のＳＯＣ）の間の容量領域を用いて診断する。
　本実施形態に記載の無停電電源装置（１０２）は、二次電池（２０４）を有する無停電電源装置（１０２）であって、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な通常モードと、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）よりも高い第２の充電状態（第２のＳＯＣ）まで二次電池（２０４）を充電可能な診断モードとで動作し、診断モードでは、第１の充電状態（第１のＳＯＣ）及び第２の充電状態（第２のＳＯＣ）の間の容量領域を用いて二次電池（２０４）の容量劣化が診断可能である。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１０２　無停電電源装置
１０４　診断装置
２０４　二次電池
５０１　太陽光パネル（発電設備）
５０４　商用電源
６０１　電気自動車（他の電源システム）
６０２　充電器（接続器）

Claims (13)

  1. 　二次電池を有する無停電電源装置と、前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を診断する診断装置と、を備えた電源システムであって、
    　前記無停電電源装置は、第１の充電状態まで二次電池を充電可能な通常モードと、前記第１の充電状態よりも高い第２の充電状態まで二次電池を充電可能な診断モードとで動作し、
    　前記診断装置は、前記無停電電源装置を前記通常モードから前記診断モードに切り替えて、前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を、前記第１の充電状態及び前記第２の充電状態の間の容量領域を用いて診断することを特徴とする電源システム。
  2. 　前記診断装置は、容量劣化の診断時に、前記無停電電源装置に二次電池を放電させて、前記二次電池の電圧が下限電圧に到達するまでの放電時間が規定の時間を下回る場合に、当該二次電池の容量不足であると診断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  3. 　前記診断装置は、容量劣化の診断時に、前記無停電電源装置に二次電池を放電させて、前記二次電池の電流量又は電力量が規定の閾値を下回る場合に、当該二次電池の容量不足であると診断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  4. 　前記無停電電源装置は複数の無停電電源装置であり、
    　前記診断装置は、前記複数の無停電電源装置を前記通常モードから前記診断モードに切り替え、前記複数の無停電電源装置のうち、診断対象外の無停電電源装置に二次電池を前記第２の充電状態まで充電させ、診断対象の無停電電源装置に二次電池を放電させて当該二次電池の容量劣化を診断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  5. 　前記診断装置は、前記複数の無停電電源装置の二次電池の蓄電量の総量を所定以上に維持しながら、診断対象の無停電電源装置に二次電池を放電させて当該二次電池の容量劣化を診断することを特徴とする請求項４に記載の電源システム。
  6. 　前記診断装置は、前記複数の無停電電源装置の中で診断対象を変更することで、全ての無停電電源装置の二次電池の容量劣化を順番に診断することを特徴とする請求項４に記載の電源システム。
  7. 　前記診断装置は、前記無停電電源装置の二次電池の前記第１の充電状態から前記第２の充電状態までの充電時の容量値の測定、又は前記第２の充電状態から前記第１の充電状態までの放電時の容量値の測定によって当該二次電池の容量劣化を診断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  8. 　前記無停電電源装置は、発電設備又は商用電源からの電力で二次電池を充電し、停電時に前記二次電池から負荷装置に電力を供給しており、
    　前記診断装置は、前記発電設備の発電電力の余剰時又は前記商用電源の電力料金が安価な時間帯に、前記無停電電源装置に二次電池を充電させることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  9. 　前記無停電電源装置は、発電設備又は商用電源からの電力で二次電池を充電し、停電時に前記二次電池から負荷装置に電力を供給しており、
    　前記診断装置は、前記発電設備の発電電力の不足時又は前記商用電源の電力料金が高価な時間帯に、前記無停電電源装置に二次電池を放電させて容量劣化を診断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  10. 　前記二次電池はリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電源システム。
  11. 　二次電池を有する無停電電源装置と、前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を診断する診断装置と、二次電池を有する他の電源システムに接続可能な接続器と、を備えた電源システムであって、
    　前記診断装置は、前記接続器に前記他の電源システムが接続されたときに、前記他の電源システムの二次電池の蓄電量が前記無停電電源装置の二次電池の蓄電量以上の場合に、前記無停電電源装置に二次電池を放電させて当該二次電池の容量劣化を診断することを特徴とする電源システム。
  12. 　二次電池を有する無停電電源装置の二次電池の容量劣化を診断する診断装置であって、　前記無停電電源装置を、第１の充電状態まで二次電池を充電可能な通常モードから前記第１の充電状態よりも高い第２の充電状態まで二次電池を充電可能な診断モードに切り替えて、
    　前記無停電電源装置の二次電池の容量劣化を、前記第１の充電状態及び前記第２の充電状態の間の容量領域を用いて診断することを特徴とする診断装置。
  13. 　二次電池を有する無停電電源装置であって、
    　第１の充電状態まで二次電池を充電可能な通常モードと、前記第１の充電状態よりも高い第２の充電状態まで二次電池を充電可能な診断モードとで動作し、
    　前記診断モードでは、前記第１の充電状態及び前記第２の充電状態の間の容量領域を用いて二次電池の容量劣化が診断可能なことを特徴とする無停電電源装置。
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