JP7434757B2 - 充電制御方法、充電制御装置、充電装置、および、充電システム - Google Patents

Description

本発明は、充電制御方法、充電制御装置、充電装置、および、充電システムに関する。

従来、鉛蓄電池を充電する場合には、予め設定された時間にわたって充電を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開平１－９３０７１号公報

しかしながら、オンパルス期間の充電において既定時間の充電を行うと、鉛蓄電池の容量によっては充電不足になる場合がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、充電制御方法が提供される。充電制御方法は、１または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電段階を備えてよい。充電制御方法は、定電流充電段階の後に、鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電段階を備えてよい。

充電制御方法は、鉛蓄電池群が放電されたことに応じて、定電流充電段階の前に、鉛蓄電池群を通常充電により充電させる通常充電段階をさらに備えてよい。

鉛蓄電池群は、脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池を含んでよい。

定電圧充電段階は、鉛蓄電池群の容量に関わらず、鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させてよい。

基準電流は、定電流充電の電流に対し１０～２０％であってよい。

定電圧充電段階は、鉛蓄電池群に流れる電流を測定する電流測定段階を有してよい。

充電制御方法は、オンパルス期間を繰り返し開始するオンパルス期間開始段階をさらに備えてよい。

オンパルス期間開始段階は、定電圧充電段階が終了してから基準インターバルの経過後にオンパルス期間を開始してよい。

充電制御方法は、定電流充電の継続時間および定電圧充電の継続時間の少なくとも一方に応じて鉛蓄電池群の容量を算出する算出段階をさらに備えてよい。

充電制御方法は、算出段階により算出された鉛蓄電池群の容量に応じて、次のオンパルス期間における定電流充電の電流を変更する電流変更段階をさらに備えてよい。

充電制御方法は、複数のオンパルス期間の経過後に、定電流充電の継続時間の短縮割合が第１範囲内になったこと、および、定電圧充電の継続時間の短縮割合が第２範囲内になったことの少なくとも一方に応じて鉛蓄電池群の劣化を報知する劣化報知段階をさらに備えてよい。

本発明の第２の態様においては、充電制御装置が提供される。充電制御装置は、１または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電制御部を備えてよい。充電制御装置は、鉛蓄電池群が定電流充電された場合に、鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電制御部を備えてよい。

充電制御装置は、鉛蓄電池群が放電されたことに応じて、定電流充電制御部による定電流充電の前に、鉛蓄電池群を通常充電により充電させる通常充電制御部をさらに備えてよい。

鉛蓄電池群は、脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池を含んでよい。

定電圧充電制御部は、鉛蓄電池群の容量に関わらず、鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させてよい。

充電制御装置は、鉛蓄電池群に流れる電流を測定する電流測定部をさらに備えてよい。

充電制御装置は、オンパルス期間を繰り返し開始するオンパルス期間開始部をさらに備えてよい。

本発明の第３の態様においては、充電装置が提供される。充電装置は、１または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群を充電するための充電電力を出力する電力出力部を備えてよい。充電装置は、第２の態様の充電制御装置を備えてよい。

本発明の第４の態様においては、充電システムが提供される。充電システムは、１または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群を備えてよい。充電システムは、第３の態様の充電装置を備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る充電システム１を商用電源２および負荷３と共に示す。 充電制御装置５４による充電動作を示す。 割り込み動作を示す。 通常充電モードでの動作波形を示す。 鉛蓄電池群１０が内蔵バッテリのみを有する場合のオンパルス充電モードでの動作波形を示す。 鉛蓄電池群１０が内蔵バッテリと、外部バッテリを有する場合のオンパルス充電モードでの動作波形を示す。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［１．充電システム１の構成］
図１は、本実施形態に係る充電システム１を商用電源２および負荷３と共に示す。充電システム１は、鉛蓄電池群１０と、無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ：ＵＰＳ）５とを備える。

［１．１．鉛蓄電池群１０］
鉛蓄電池群１０は、１または複数の鉛蓄電池１００を有する。鉛蓄電池群１０は、脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池１００を含んでよい。本実施形態においては一例として、鉛蓄電池群１０は、並列接続された３つの鉛蓄電池１００を有する。各鉛蓄電池１００の容量は同じであってもよいし、異なってもよい。このうち、１つの鉛蓄電池１００（鉛蓄電池１００ｉｎとも称する）は、無停電電源装置５の内部に配設される内部バッテリであってよい。残り２つの鉛蓄電池１００（鉛蓄電池１００ｅｘｔとも称する）は、無停電電源装置５の外部に配設され無停電電源装置５に脱着可能に接続された外部バッテリ（増設バッテリとも称する）であってよい。但し、内部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｉｎは無停電電源装置５に複数具備されてもよいし、具備されなくてもよい。また、外部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｅｘｔは充電システム１に具備されなくてもよいし、３つ以上具備されてもよい。鉛蓄電池群１０の全体の容量は、外部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｅｘｔの増設や撤去、交換などによって変更されてよい。

なお、各鉛蓄電池１００は、充電を行うことによって電気を蓄えて繰り返し使用することができる。また、各鉛蓄電池１００は、電気を使用していなくても、時間と共に蓄えた電気が徐々に失われる自然放電が起こる。本実施形態の無停電電源装置５は、このような鉛蓄電池１００の充電を行う。

［１．２．無停電電源装置５］
無停電電源装置５は、充電装置の一例である。無停電電源装置５は、商用電源２からの電力を用いて充電を行い、停電等によって電力が断たれた場合には、充電された電力を負荷３へと供給する。無停電電源装置５は、１または複数の外部端子５０と、ＡＣ／ＤＣ変換器５１と、ＤＣ／ＡＣ変換器５２と、電力出力部５３と、充電制御装置５４とを備える。無停電電源装置５は、内部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｉｎをさらに備えてよい。

［１．２．１．外部端子５０］
各外部端子５０は、当該外部端子５０に接続された他の機器と無停電電源装置５の本体とを電気的に接続する。本実施形態では一例として、外部端子５０には、商用電源２、負荷３および外部バッテリとしての各鉛蓄電池１００ｅｘｔが接続される。

［１．２．３．ＡＣ／ＤＣ変換器５１］
ＡＣ／ＤＣ変換器５１は、商用電源２からの交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器５１は、変換された直流電力をＤＣ／ＡＣ変換器５２および電力出力部５３へ供給する。なお、本図においては、無停電電源装置５に交流電力が入力される場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。無停電電源装置５に直流電力が入力される場合、ＡＣ／ＤＣ変換器５１は省略されてもよい。

［１．２．４．ＤＣ／ＡＣ変換器５２］
ＤＣ／ＡＣ変換器５２は、ＡＣ／ＤＣ変換器５１が変換した直流電力を交流電力に変換する。また、ＤＣ／ＡＣ変換器５２は、停電等によって商用電源２からの電力が断たれた場合に、鉛蓄電池群１０の少なくとも一部から供給される直流電力を交流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣ変換器５２は、変換した交流電力を無停電電源装置５の外部に接続される負荷３へ供給する。なお、本図においては、無停電電源装置５が交流電源を出力する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。無停電電源装置５が直流電源を出力する場合、ＤＣ／ＡＣ変換器５２は省略されてもよい。

［１．２．５．電力出力部５３］
電力出力部５３は、鉛蓄電池群１０を充電するための充電電力を出力する。電力出力部５３は、例えば、チョッパ回路等であってよい。電力出力部５３は、電流のオン／オフを制御することによって、ＡＣ／ＤＣ変換器５１から供給された直流電力から、充電電力として任意の電圧や電流を生成して各鉛蓄電池１００へ供給する。電力出力部５３は、停電等によって電力が断たれた場合に、鉛蓄電池群１０の少なくとも一部から供給される電力を、ＤＣ／ＡＣ変換器５２を介して負荷３へと供給してよい。

［１．２．６．充電制御装置５４］
充電制御装置５４は、電力出力部５３による鉛蓄電池群１０の充電を制御する。充電制御装置５４は、複数の充電モード（本実施形態では一例として通常充電、オンパルス充電、オフパルス充電の各充電モード）で電力出力部５３に充電を行わせてよい。充電制御装置５４は、通常充電制御部５４０と、オンパルス充電制御部５４１と、オフパルス充電制御部５４５と、モニタ部５４６と、切替部５４７とを備える。

［１．２．６（１）．通常充電制御部５４０］
通常充電制御部５４０は、電力出力部５３に通常充電（急速充電とも称する）を行わせる。通常充電は、鉛蓄電池群１０が使用により放電された場合に実行される充電モードである。通常充電制御部５４０は、鉛蓄電池群１０が放電されたことに応じて、鉛蓄電池群１０を通常充電により充電させる。通常充電は、オンパルス充電制御部５４１によるオンパルス充電の前に行われてよい。通常充電は、鉛蓄電池群１０が満充電（または概ね満充電）となるまで実行されてよい。本実施形態では一例として、通常充電は定電流－定電圧（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＣＣ－ＣＶ）充電であってよい。通常充電は、基準充電時間（一例として２４時間）にわたって継続して行われてよい。

［１．２．６（２）．オンパルス充電制御部５４１］
オンパルス充電制御部５４１は、電力出力部５３にオンパルス充電を行わせる。オンパルス充電は、パルス充電（スタンバイ充電とも称する）のオンパルス期間に実行される充電モードである。本実施形態では一例として、オンパルス充電は定電流－定電圧（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＣＣ－ＣＶ）充電であってよい。オンパルス充電制御部５４１は、定電流充電制御部５４２と、定電圧充電制御部５４３とを有する。

定電流充電制御部５４２は、電力出力部５３に定電流－定電圧充電における定電流充電を行わせる。定電流充電制御部５４２は、鉛蓄電池群１０に対するパルス充電の各オンパルス期間において、鉛蓄電池群１０の電圧が基準電圧に達するまで鉛蓄電池群１０を定電流充電により充電させる。

定電圧充電制御部５４３は、電力出力部５３に定電流－定電圧充電における定電圧充電を行わせる。定電圧充電制御部５４３は、定電流充電制御部５４２によって鉛蓄電池群１０が定電流充電された場合に、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群１０を定電圧充電により充電させる。定電圧充電制御部５４３は、鉛蓄電池群１０の容量に関わらず、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群１０を定電圧充電により充電させてよい。

［１．２．６（３）．オフパルス充電制御部５４５］
オフパルス充電制御部５４５は、電力出力部５３にオフパルス充電を行わせる。オフパルス充電は、パルス充電のオフパルス期間に実行される充電モードである。本実施形態においてオフパルス期間は、オンパルス期間が終了してから、次に開始するまでの期間であってよく、一例として１時間である。オフパルス充電制御部５４５は、鉛蓄電池群１０における何れかの鉛蓄電池１００の電圧が下限電圧（一例として１３．２８Ｖ）を下回った場合に限り、鉛蓄電池群１０を当該下限電圧まで充電してよい。オフパルス充電制御部５４５は、上限電流（一例として２．４Ａ）未満の電流を流すことで鉛蓄電池群１０を充電してよい。オフパルス充電は定電流－定電圧充電であってよい。

［１．２．６（４）．モニタ部５４６］
モニタ部５４６は、鉛蓄電池群１０の充電状態をモニタする。モニタ部５４６は、電流測定部の一例であり、充電時に鉛蓄電池群１０に流れる電流を測定してよい。本実施形態では一例として、モニタ部５４６は、内部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｉｎに流れる電流を測定するが、鉛蓄電池群１０における任意の１または複数の鉛蓄電池１００に流れる電流を測定してよい。

モニタ部５４６は、鉛蓄電池群１０における少なくとも１つの鉛蓄電池１００の電圧を測定してもよい。モニタ部５４６は、測定結果を切替部５４７へ供給してよい。

［１．２．６（５）．切替部５４７］
切替部５４７は、充電制御装置５４の充電モードを切り替える。例えば、切替部５４７は、鉛蓄電池群１０が放電された場合に通常充電制御部５４０をイネーブルして通常充電モードでの充電を行わせてよい。また、切替部５４７は、オンパルス期間開始部の一例であり、オンパルス期間を繰り返し開始してよい。切替部５４７は、オンパルス期間ではオンパルス充電制御部５４１をイネーブルしてオンパルス充電モードでの充電を行わせてよく、本実施形態では一例として、定電流充電制御部５４２および定電圧充電制御部５４３を順にイネーブルして定電流充電および定電圧充電を行わせてよい。また、切替部５４７は、オフパルス期間にオフパルス充電制御部５４５をイネーブルしてオフパルス充電モードでの充電を行わせてよい。

以上の充電システム１によれば、パルス充電におけるオンパルス期間では、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流以下となるまで定電圧充電が行われるので、定電圧充電を一定時間の経過タイミングまで行う場合と異なり、鉛蓄電池群１０の容量に関わらず各鉛蓄電池１００を適切な充電量まで充電することができる。ここで、従来の充電制御装置において定電圧充電を一定時間の経過タイミングまで行うような制御ソフトウェアが予め具備されている場合には、当該制御ソフトウェアでの定電圧充電の終了トリガを変更することで、充電電流が基準電流以下となるまで定電圧充電を行わせることができる。従って、充電システム１を容易に製造することができる。

また、鉛蓄電池群１０には脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池１００が含まれるので、容量が変動しうる。このような場合であっても、オンパルス期間の定電圧充電では鉛蓄電池群１０の容量に関わらず、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群１０が定電圧充電により充電されるので、各鉛蓄電池１００を適切な充電量まで充電することができる。

また、オンパルス期間が繰り返し開始するので、電極への硫化鉛の付着による鉛蓄電池１００の劣化を防止することができる。

また、鉛蓄電池群１０が放電されたことに応じて鉛蓄電池群１０が通常充電により充電されるので、通常充電によって鉛蓄電池群１０を満充電（または概ね満充電）状態にすることができる。

［２．動作］
［２．１．充電動作］
図２は、充電制御装置５４による充電動作を示す。充電制御装置５４は、ステップＳ１１～Ｓ２１の処理を行うことにより鉛蓄電池群１０を充電状態に維持する。

ステップＳ１１において切替部５４７は、通常充電制御部５４０をイネーブルして鉛蓄電池群１０を通常充電（本実施形態では一例として定電流－定電圧充電）で充電させる。切替部５４７は、充電システム１が起動されたことに応じて通常充電を行わせてもよいし、モニタ部５４６による測定結果から鉛蓄電池群１０が放電されたことを検知したことに応じて通常充電を行わせてもよい。通常充電制御部５４０は、鉛蓄電池群１０の容量に関わらず、基準充電時間（一例として２４時間）にわたって継続して通常充電を行ってよい。

ステップＳ１３において切替部５４７は、オンパルス期間を開始する。ステップＳ１１での通常充電の後にステップＳ１３が行われる場合には、切替部５４７は、オンパルス期間は通常充電の終了後に基準インターバル（本実施形態では一例として１時間）経過したタイミングでオンパルス期間を開始してよい。切替部５４７は、通常充電が終了したことを通常充電制御部５４０から受信してもよいし、モニタ部５４６の測定結果から検知してもよい。

ステップＳ１５において切替部５４７は、オンパルス期間が開始したことに応じ、定電流充電制御部５４２をイネーブルして鉛蓄電池群１０を定電流－定電圧充電における定電流充電で充電させる。定電流充電制御部５４２は、鉛蓄電池群１０の電圧が基準電圧に達するまで鉛蓄電池群１０を充電させる。

ステップＳ１７において切替部５４７は、鉛蓄電池群１０の電圧が基準電圧に達したことに応じ、定電圧充電制御部５４３をイネーブルして鉛蓄電池群１０を定電流－定電圧充電における定電圧充電で充電させる。定電圧充電制御部５４３は、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流以下となるまで鉛蓄電池群１０を定電圧充電により充電させる。基準電流は、定電流充電の電流に対し１０～２０％であってよい。また、基準電流は１／８Ｃ、つまり、満充電状態から放電した場合に８時間で完全に放電される電流であってよい。なお、切替部５４７は、鉛蓄電池群１０の電圧が基準電圧に達したことをモニタ部５４６の測定結果から検知してよい。

ここで、ステップＳ１７の処理は、図中の右側に示すサブルーチンに従って行われる。すなわち、ステップＳ３１において定電圧充電制御部５４３が定電圧充電を開始する。ステップＳ３３において鉛蓄電池群１０に流れる電流をモニタ部５４６が測定し、ステップＳ３５において切替部５４７は測定電流が基準電流以下であるか否かを判定する。測定電流が基準電流より大きい場合（ステップＳ３５；Ｎｏ）には切替部５４７はステップＳ３３に処理を移行し、測定電流が基準電流以下の場合（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）にはステップＳ３７に処理を移行する。切替部５４７は、測定電流が基準電流以下にならずに定電圧充電の継続時間が基準時間（一例として１時間）を超えた場合にはステップＳ１７の処理をタイムアウトして操作者に報知してよい。そして、ステップＳ３７において定電圧充電制御部５４３が定電圧充電を終了してステップＳ１７の処理を終了する。なお、切替部５４７は、定電圧充電が終了したことに応じてオンパルス期間を終了してよい。

ステップＳ１９において切替部５４７は、定電圧充電が終了したことに応じ、オフパルス充電制御部５４５をイネーブルして鉛蓄電池群１０をオフパルス充電で充電させる。一例として、オフパルス充電制御部５４５は、鉛蓄電池群１０における何れかの鉛蓄電池１００の電圧が下限電圧（一例として１３．２８Ｖ）を下回った場合に上限電流（一例として２．４Ａ）未満の電流を流すことで鉛蓄電池群１０を下限電圧まで充電してよい。なお、切替部５４７は、鉛蓄電池群１０の定電圧充電が終了したことをモニタ部５４６の測定結果から検知してよい。

ステップＳ２１において切替部５４７は、オンパルス期間の終了タイミング、つまりステップＳ１７の低電圧充電の終了タイミングから基準インターバルが経過したかを判定する。

切替部５４７は、ステップＳ２１において基準インターバルが経過していないと判定した場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）にはステップＳ１９に処理を移行する。これにより、基準インターバルの間にオフパルス充電が断続的に行われる。

また、切替部５４７は、ステップＳ２１において基準インターバルが経過したと判定した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）にはステップＳ１３に処理を移行する。これにより、定電圧充電段階が終了してから基準インターバルの経過後にオンパルス期間が開始する。また、ステップＳ１３～Ｓ２１の処理が繰り返し実行されることにより、オンパルス期間が基準インターバル毎に繰り返し開始される。

以上の動作によれば、基準電流は定電流充電の電流に対し１０～２０％であるので、１０％未満の場合と比較して、鉛蓄電池群１０に流れる電流の測定精度を緩和することができる。また、２０％を超える場合と比較して、各鉛蓄電池１００を適切な充電量まで確実に充電することができる。

また、オンパルス期間での定電圧充電が終了してから基準インターバルの経過後に再びオンパルス期間が開始するので、電極への硫化鉛の付着による鉛蓄電池１００の劣化を確実に防止することができる。

［２．２．停電時の割り込み動作］
図３は、割り込み動作を示す。無停電電源装置５は、ステップＳ５１～Ｓ５５の処理を行うことにより停電時に電力を供給する。

ステップＳ５１において、無停電電源装置５は、商用電源２の停電を検知する。一例として、無停電電源装置５は、モニタ部５４６からの情報に基づいて停電を検知してよい。ステップＳ５１の処理は上述のステップＳ１１～Ｓ２１の処理と平行して行われてよい。

ステップＳ５３において、電力出力部５３は、鉛蓄電池群１０を放電させる。これにより、鉛蓄電池群１０からの放電電力がＤＣ／ＡＣ変換器５２を介して負荷３へと供給される。無停電電源装置５は、平行してステップＳ１１～Ｓ２１の処理が行われている場合には、その処理を中断させてよい。

そして、ステップＳ５５において無停電電源装置５は、停電の解消を検知する。一例として、無停電電源装置５はモニタ部５４６からの情報に基づいて停電解消を検知してよい。停電の解消が検知された場合には、無停電電源装置５の充電制御装置５４は鉛蓄電池群１０を通常充電するべく、上述のステップＳ１１に処理を移行してよい。

［３．動作波形］
図４は、通常充電モードでの動作波形を示す。図中の縦軸は鉛蓄電池群１０の電圧（Ｖ）または充電電流（Ａ）であり、横軸は時間（ｈ）である。なお、各鉛蓄電池１００は、電圧１２Ｖ、容量８．８Ａｈであってよい。

通常充電モードでは、鉛蓄電池群１０が定電流－定電圧充電によって充電される。本実施形態では一例として、通常充電の開始後に充電電流が約２．４Ａに維持されて定電流充電が行われ、鉛蓄電池群１０の電圧が約１３．８Ｖに達した後には、この電圧が維持され、通常充電の開始から基準充電時間（本図では一例として２４時間）が経過するまで定電圧充電が行われる。

図５は、鉛蓄電池群１０が内蔵バッテリとしての鉛蓄電池１００ｉｎのみを有する場合のオンパルス充電モードでの動作波形を示す。本図と、後述の図６とにおいて、図中の縦軸は鉛蓄電池群１０の電圧（Ｖ）または充電電流（Ａ）であり、横軸は時間（ｓ）である。

本実施形態に係る充電制御装置５４によれば、オンパルス充電モードでも鉛蓄電池群１０が定電流－定電圧充電によって充電される。本実施形態では一例として、通常充電の開始後に充電電流が約２．３Ａに維持されて定電流充電が行われ、鉛蓄電池群１０の電圧が約１３．８Ｖに達した後には、この電圧が維持され、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流（本図では一例として、定電流充電の電流２．３Ａの１４％である約０．３Ａ）以下となるまで定電圧充電が行われる。なお、この例ではオンパルス充電の開始から４０秒で充電が終了し、充電量は約９．４ｍＡｈとなる。

図６は、鉛蓄電池群１０が内蔵バッテリとしての鉛蓄電池１００ｉｎと、外部バッテリとしての鉛蓄電池１００ｅｘｔとを有する場合のオンパルス充電モードでの動作波形を示す。

この場合においても、通常充電の開始後に充電電流が約２．３Ａに維持されて定電流充電が行われ、鉛蓄電池群１０の電圧が約１３．８Ｖに達した後には、この電圧が維持され、鉛蓄電池群１０に流れる電流が基準電流（本図では一例として約０．３Ａ）以下となるまで定電圧充電が行われる。なお、この例ではオンパルス充電の開始から８０秒で充電が終了し、充電量は約１８．８ｍＡｈとなる。

［４．変形例］
なお、上記の実施形態においては、モニタ部５４６は鉛蓄電池群１０の充電状態をモニタすることとして説明したが、これに加えて／代えて、鉛蓄電池群１０の劣化を検知してもよい。例えば、オンパルス期間における定電流充電の継続時間や定電圧充電の継続時間は、鉛蓄電池１００の撤去等による鉛蓄電池群１０の容量減少や、鉛蓄電池１００の劣化によって短縮される。モニタ部５４６は、複数のオンパルス期間の経過後に、定電流充電の継続時間の短縮割合が第１範囲内になったこと、および、定電圧充電の継続時間の短縮割合が第２範囲内になったことの少なくとも一方に応じて鉛蓄電池群１０が劣化したことを検知して、その旨を報知してよい。これにより、鉛蓄電池１００の劣化を自動的に検知して操作者に報知することができる。ここで、短縮割合についての第１範囲および第２範囲の下限値は、誤差によって継続時間が最も短く測定される場合の短縮割合にマージンを加えた値であってよい。第１範囲および第２範囲の上限値は、鉛蓄電池１００が撤去された場合の短縮割合からマージンを引いた値であってよい。鉛蓄電池群１０の劣化の検出や報知は、定電流充電の継続時間の短縮割合に基づく場合には当該定電流充電の処理（本実施形態では一例としてステップＳ１５）よりも後の何れのタイミングで行われてもよく、定電圧充電の継続時間の短縮割合に基づく場合には当該定電圧充電の処理（本実施形態では一例としてステップＳ１７）よりも後の何れのタイミングで行われてもよい。

また、モニタ部５４６は鉛蓄電池群１０の容量を算出してもよい。すなわち、オンパルス期間における定電流充電の継続時間や、定電圧充電の継続時間は、それぞれ鉛蓄電池群１０の容量に応じて増減する。モニタ部５４６は、これらの継続時間の少なくとも一方に応じて鉛蓄電池群１０の容量を算出してよい。この場合には、充電制御装置５４が操作者の入力操作によらずに鉛蓄電池１００の容量に関する情報を取得することができる。鉛蓄電池群１０の容量の算出は、定電流充電の継続時間に基づく場合には当該定電流充電の処理（本実施形態では一例としてステップＳ１５）よりも後の何れのタイミングで行われてもよく、定電圧充電の継続時間に基づく場合には当該定電圧充電の処理（本実施形態では一例としてステップＳ１７）よりも後の何れのタイミングで行われてもよい。

また、切替部５４７は充電制御装置５４の充電モードを切り替えることとして説明したが、これに加えて／代えて、オンパルス期間における定電流充電での電流を変更してもよい。例えば、切替部５４７は、鉛蓄電池群１０の容量が算出される場合に、その容量に応じて、次のオンパルス期間における定電流充電の電流を変更してよい。一例として、切替部５４７は、容量が大きいほど、電流を増やしてよい。これにより、容量の変動による定電流充電の継続時間の変動を抑えることができる。切替部５４７による電流の変更は、鉛蓄電池群１０の容量の算出が行われてから、次のオンパルス期間において定電流充電の処理（本実施形態では一例としてステップＳ１３）までの何れのタイミングで行われてもよい。

また、充電装置を無停電電源装置として説明したが、１または複数の鉛蓄電池１００を充電する他の装置であってよい。例えば、充電装置は、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）などの電力変換装置であってもよいし、電力変換を行わない装置であってもよい。

また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図７は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１ 充電システム、 ２ 商用電源、 ３ 負荷、 ５ 無停電電源装置、 １０ 鉛蓄電池群、 ５０ 外部端子、 ５１ ＡＣ／ＤＣ変換器、 ５２ ＤＣ／ＡＣ変換器、 ５３ 電力出力部、 ５４ 充電制御装置、１００ 鉛蓄電池、 ５４０ 通常充電制御部、 ５４１ オンパルス充電制御部、 ５４２ 定電流充電制御部、 ５４３ 定電圧充電制御部、 ５４５ オフパルス充電制御部、 ５４６ モニタ部、 ５４７ 切替部、 ２２００ コンピュータ、 ２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ、 ２２１０ ホストコントローラ、 ２２１２ ＣＰＵ、 ２２１４ ＲＡＭ、 ２２１６ グラフィックコントローラ、 ２２１８ ディスプレイデバイス、 ２２２０ 入／出力コントローラ、 ２２２２ 通信インタフェース、 ２２２４ ハードディスクドライブ、 ２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ、 ２２３０ ＲＯＭ、 ２２４０ 入／出力チップ、 ２２４２ キーボード

Claims (16)

1. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、前記鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電段階と、
   前記定電流充電段階の後に、前記鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電段階と、
   前記鉛蓄電池群が放電されたことに応じて、前記定電流充電段階の前に、前記鉛蓄電池群を通常充電により充電させる通常充電段階と、
   を備え、
   前記通常充電は、前記鉛蓄電池群の電圧が他の基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電した後、当該定電流充電の開始から基準充電時間が経過するまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電する、充電制御方法。
2. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、前記鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電段階と、
   前記定電流充電段階の後に、前記鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電段階と、
   前記定電圧充電段階が終了してから基準インターバルが経過する毎にオンパルス期間を開始するオンパルス期間を繰り返し開始するオンパルス期間開始段階と、
   を備える、充電制御方法。
3. 前記鉛蓄電池群は、脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池を含む、請求項１または２に記載の充電制御方法。
4. 前記定電圧充電段階は、前記鉛蓄電池群の容量に関わらず、前記鉛蓄電池群に流れる電流が前記基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の充電制御方法。
5. 前記基準電流は、定電流充電の電流に対し１０～２０％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電制御方法。
6. 前記定電圧充電段階は、前記鉛蓄電池群に流れる電流を測定する電流測定段階を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の充電制御方法。
7. 前記定電流充電の継続時間に応じて前記鉛蓄電池群の容量を算出する算出段階をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の充電制御方法。
8. 前記算出段階により算出された前記鉛蓄電池群の容量に応じて、次のオンパルス期間における定電流充電の電流を変更する電流変更段階をさらに備える、請求項７に記載の充電制御方法。
9. 複数のオンパルス期間の経過後に、定電流充電の継続時間の短縮割合が第１範囲内になったこと、および、定電圧充電の継続時間の短縮割合が第２範囲内になったことの少なくとも一方に応じて前記鉛蓄電池群の劣化を報知する劣化報知段階をさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の充電制御方法。
10. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、前記鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電制御部と、
    前記鉛蓄電池群が定電流充電された場合に、前記鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電制御部と、
    前記鉛蓄電池群が放電されたことに応じて、前記定電流充電制御部による定電流充電の前に、前記鉛蓄電池群を通常充電により充電させる通常充電制御部と、
    を備え、
    前記通常充電は、前記鉛蓄電池群の電圧が他の基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電した後、当該定電流充電の開始から基準充電時間が経過するまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電する、充電制御装置。
11. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群に対するパルス充電の各オンパルス期間において、前記鉛蓄電池群の電圧が基準電圧に達するまで前記鉛蓄電池群を定電流充電により充電させる定電流充電制御部と、
    前記鉛蓄電池群が定電流充電された場合に、前記鉛蓄電池群に流れる電流が基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる定電圧充電制御部と、
    前記定電圧充電が終了してから基準インターバルが経過する毎にオンパルス期間を繰り返し開始するオンパルス期間開始部と、
    を備える、充電制御装置。
12. 前記鉛蓄電池群は、脱着可能に接続された少なくとも１つの鉛蓄電池を含む、請求項１０または１１に記載の充電制御装置。
13. 前記定電圧充電制御部は、前記鉛蓄電池群の容量に関わらず、前記鉛蓄電池群に流れる電流が前記基準電流以下となるまで前記鉛蓄電池群を定電圧充電により充電させる、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の充電制御装置。
14. 前記鉛蓄電池群に流れる電流を測定する電流測定部をさらに備える、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の充電制御装置。
15. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群を充電するための充電電力を出力する電力出力部と、
    請求項１０～１４のいずれか一項に記載の充電制御装置と、
    を備える充電装置。
16. １または複数の鉛蓄電池を含む鉛蓄電池群と、
    請求項１５に記載の充電装置と、
    を備える充電システム。

Images