JP4859855B2 - 停電補償装置 - Google Patents
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Description
少なくとも一つ以上のN個の蓄電池と、当該N個の蓄電池のそれぞれに対応するN個の充電器と、充電状態監視手段と、制御手段とを備え、
蓄電池は、補償電源として使用され、満充電状態での保存に適さない特性を有し、
充電器は、制御手段の制御に従って対応する蓄電池を充電し、
充電状態監視手段は、各蓄電池における現時点での充電容量を特定するための情報を取得し、
制御手段は、充電器を制御して畜電池を充電させるとともに、容量設定処理と、補償容量設定処理と、容量検出処理と、容量算出処理と、充電制御処理とを実行可能であり、
容量設定処理は、各蓄電池について、満充電容量未満で、かつ充電状態で保存できる最大容量となる充電可能容量aと、充電可能容量未満の最適容量bとを設定し、
補償容量設定処理は、停電時に負荷に供給すべき電力に相当する補償容量Cを設定し、
容量検出処理は、充電状態監視手段が取得した各蓄電池における前記情報に基づいて各蓄電池の現在の充電容量dを検出し、
容量算出処理は、各蓄電池の充電可能容量aを合計した合計充電可能容量Aと、各蓄電池の最適容量bを合計した合計最適容量Bとを算出し、
充電制御処理は、前記合計充電可能容量Aと、前記合計最適容量Bと、前記補償容量Cとの大小関係に基づく第1〜第3処理とを含み、
第1処理は、C≦Bである場合に、各蓄電池の容量dをbまで充電させ、
第2処理は、B<C≦Aである場合に、各畜電池の容量dの上限をaとして、各蓄電池の容量dを合計した容量がCとなるように、各蓄電池を充電させ、
第3処理は、A<Cである場合に、各蓄電池の容量dをaまで充電させる停電補償装置としている。
図1に本発明の一実施形態に係る停電補償装置(以下、補償装置)の構成図を示した。当該補償装置1は、直流電源で動作する機器を停電時の電源補償対象とし、停電時でない通常状態(非停電状態)では、交流商用電源2から整流回路3にて整流された直流電源を機器に供給するように構成されている。停電時には、電源の出力系統を整流回路3側から蓄電池12側に切り替えることで接続機器に継続して電源を供給する。
図2に制御部10における充電制御処理の流れ図を示した。まず、個々の畜電池12について、常時充電状態が可能な最大容量(以下、充電可能容量)aと、望ましい容量、すなわち劣化の可能性がほとんど無いと推定される充電容量の最大値(以下、最適容量)bを設定する(s1)。本実施形態において、個々の蓄電池12は、満充電状態での充電容量、すなわち公称充電容量がそれぞれ異なっており、各蓄電池12について、その公称充電容量と充電可能容量とを利用者入力によって設定する。例えば、ある充電器11を指定し、その充電器11に接続される蓄電池12の公称電池容量を数値入力する。そして、充電可能容量として、その公称電池容量に対する割合値で入力する(例えば、95%など)。最適容量についても、公称電池容量や充電可能容量aに対する割合値(例えば、充電可能容量の90%など)を利用者入力に基づいて設定する。もちろん、充電可能容量aや最適容量bを算出するための割合値などがあらかじめ制御部10のEEP−ROMなどに設定されていて、公称充電容量だけを数値入力するようにしてもよい。ここでは、N個の蓄電池12が接続されているとして、各蓄電池12の充電可能容量と最適容量を、それぞれai、bi(但し、i=1〜N)とする。
A=Σai、B=Σbi
となる。
各蓄電池12の充電容量がそれぞれの最適容量biとなるまで充電する(s5→s7)。それによって、必要な容量Cを確保することができるとともに、各蓄電池12が自身の最適容量biの充電状態で保存されるので各蓄電池12はほとんど劣化することがない。
各蓄電池12をそれぞれの最適容量biまで充電したとしても、必要とされる容量Cに満たない。しかし、各蓄電池12をそれぞれの充電可能容量aiを上限として充電すれば確実に停電補償できる。したがって、N個の蓄電池12で補償容量Cを確保することになり、各蓄電池12が実際に充電される充電容量をciとすると、
Σci=Cとなるように充電する。すなわち、各蓄電池12の充電容量ciが、
ci=ai×C/A
となるまで各蓄電池12を充電する(s5→s6→s9)。この場合、b<ci≦aとなり、各蓄電池12は、最大でも充電可能容量aiまでしか充電されないので劣化の可能性が少ない。
この場合は、全ての蓄電池12を充電可能容量aiまで充電しても補償容量Cを確保できない。そのため、各蓄電池をaiまで充電して合計容量が最大となるAを確保し、蓄電池12の劣化の可能性をある程度抑制した上で、できる限り長く停電補償できるように備えておく(s6→s8)。また、本実施形態では、制御部10が、(3)の大小関係を認知すると、警報や警告表示などを出力部14に出力させることとしている(s10)。利用者は、この報知出力によって、蓄電池12を追加したり、容量の大きな蓄電池12に交換したりするなど、蓄電池12の充電容量不足に対して速やかに対処することができる。
蓄電池12の満充電時の容量は、充放電回数や使用開始からの経過時間、温度などによって変化する。すなわち、充電可能容量aや最適容量bが経時変化する。そこで、各蓄電池12の充電可能容量aや最適容量bを固定的に設定せず、動的に随時再設定する実施形態もあり得る。例えば、充放電回数に基づいて可変設定する場合、制御部10は、充放電回数と容量変化との関係を記憶しておくとともに、放電回数に応じて各蓄電池12の充電可能容量aや最適容量bを可変設定していく。また、負荷の増加などによって新規に蓄電池12が追加されたことを検出すると、その新規の蓄電池12と、それまで使用していた蓄電池12とでは経時劣化の度合いが異なるので、各蓄電池12の充電可能容量aや最適容量bを個別に設定し、その設定に基づいて充電するように制御してもよい。
10 制御部
11 充電器
12 蓄電池
13 入力部
14 出力部
Claims (4)
- 停電時においても接続された負荷に電力供給を維持する停電補償装置であって、
少なくとも一つ以上のN個の蓄電池と、当該N個の蓄電池のそれぞれに対応するN個の充電器と、充電状態監視手段と、制御手段とを備え、
蓄電池は、補償電源として使用され、満充電状態での保存に適さない特性を有し、
充電器は、制御手段の制御に従って対応する蓄電池を充電し、
充電状態監視手段は、各蓄電池における現時点での充電容量を特定するための情報を取得し、
制御手段は、充電器を制御して畜電池を充電させるとともに、容量設定処理と、補償容量設定処理と、容量検出処理と、容量算出処理と、充電制御処理とを実行可能であり、
容量設定処理は、各蓄電池について、満充電容量未満で、かつ充電状態で保存できる最大容量となる充電可能容量aと、充電可能容量未満の最適容量bとを設定し、
補償容量設定処理は、停電時に負荷に供給すべき電力に相当する補償容量Cを設定し、
容量検出処理は、充電状態監視手段が取得した各蓄電池における前記情報に基づいて各蓄電池の現在の充電容量dを検出し、
容量算出処理は、各蓄電池の充電可能容量aを合計した合計充電可能容量Aと、各蓄電池の最適容量bを合計した合計最適容量Bとを算出し、
充電制御処理は、前記合計充電可能容量Aと、前記合計最適容量Bと、前記補償容量Cとの大小関係に基づく第1〜第3処理とを含み、
第1処理は、C≦Bである場合に、各蓄電池の容量dをbまで充電させ、
第2処理は、B<C≦Aである場合に、各畜電池の容量dの上限をaとして、各蓄電池の容量dを合計した容量がCとなるように、各蓄電池を充電させ、
第3処理は、A<Cである場合に、各蓄電池の容量dをaまで充電させる
ことを特徴とする停電補償装置。 - 請求項1において、制御部の制御により、利用者に向けて情報出力を行う出力手段を備え、制御手段は、第3処理を実行した際に、蓄電池の充電容量が補償容量に満たない旨を警告する情報を当該出力手段に出力させる容量不足報知処理を実行することを特徴とする停電補償装置。
- 請求項1または2において、制御手段は、各蓄電池について、充電可能容量aおよび最適容量bの経時劣化特性を記憶するとともに、現時点が当該劣化特性において、どの時点であるのかを特定し、前記容量設定処理は、当該劣化特性に基づいて現時点での充電可能容量aと最適容量bを設定することを特徴とする停電補償装置。
- 請求項3において、前記容量設定処理にて充電可能容量aあるいは最適容量bが所定容量以下となった蓄電池については、前記第3処理において、充電可能容量aを超えた容量を充電させることを特徴とする停電補償装置。
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