無停電電源装置、処理方法及びプログラム
【課題】鉛蓄電池の残存寿命を正確に予測することにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止する。
【解決手段】バッテリ温度と期待寿命基準温度とを用いて算出される蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、蓄電池の実際の使用時間と換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、期待寿命時間と換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を使用時間加速係数で除算することにより、蓄電池の実効残存寿命時間を算出し、実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する。
【解決手段】バッテリ温度と期待寿命基準温度とを用いて算出される蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、蓄電池の実際の使用時間と換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、期待寿命時間と換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を使用時間加速係数で除算することにより、蓄電池の実効残存寿命時間を算出し、実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置、処理方法及びプログラムに関し、特に、蓄電池の寿命を管理する機能を有する無停電電源装置、処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータを含む電子機器や情報処理システム、ハブ及びルータを含む通信機器やネットワークシステム等の信頼性及び運用性を向上させるために、様々な手段が考慮されている。そのような手段の１つとして効果の著しいものに、無停電電源装置がある。機器及びシステムの稼働には電源供給が必要不可欠であるため、無停電電源装置は機器及びシステムの信頼性や運用性の向上に大いに寄与している。
【０００３】
無停電電源装置は蓄電池を有しているので、入力される交流電源が停電になった場合にも蓄電池に蓄えられた電力を所定の時間（以下、バッテリ保持時間と称する）、電子機器に供給できる。したがって、無停電電源装置は停電時間が短い場合、停電が復旧するまで電子機器に電力を供給することができる。一方、停電時間が長い場合、無停電電源装置は蓄電池の電力量（放電可能な容量）を考慮した上で電子機器の動作を再開できる状態で停止する（シャットダウンする）こともできる。
【０００４】
無停電電源装置用の蓄電池として、メンテナンスフリー化、小型化、低価格化等の要求から、制御弁式鉛蓄電池が広く使用されている。
【０００５】
ところで、鉛蓄電池に使用されている正極板は、鉛合金からなる正極格子に活物質として二酸化鉛が充填されたものであり、充電によって格子体の表面は酸化腐食されて体積が膨張し、活物質の脱落や内部応力の発生をもたらし、格子体の強度を低下させるとともに格子体を伸ばさせる。また一方、電解液中の水分減少が格子体の表面の酸化腐食とともに進行し、結果として鉛蓄電池の劣化を進行させ、バッテリ保持時間の短縮をもたらす。このように、鉛蓄電池は、使用経過とともに性能が寿命劣化し、同じ充放電条件でもバッテリ保持時間が短縮していくことが知られている。
【０００６】
通常、鉛蓄電池は、ある温度までは、設置環境温度が低いと寿命が長く容量劣化が少なくなり、反対に設置環境温度が高くなると寿命が短く容量劣化が激しくなる。
【０００７】
例えば、鉛蓄電池の周囲温度が２５℃と３５℃では温度差が１０℃であるが、３５℃における寿命は２５℃の１／２程度になり、所謂１０℃２倍則（あるいはアレニウスの法則として知られている化学反応の法則）で劣化が進行する。従って、例えば、周囲温度が２５℃で通常の使用における期待寿命が５年の鉛蓄電池は、周囲温度が３５℃では実効期待寿命が２５℃の１／２の２．５年となり、周囲温度が４５℃では実効期待寿命が２５℃の１／４の１．２５年になることが知られている。なお、一般に、満充電した状態で初期の放電容量の半分（５０％）まで低下した状態を鉛蓄電池の寿命と呼んでいる。
【０００８】
そこで、無停電電源装置の性能上や安全上のために、蓄電池の周囲温度を測定して蓄電池の寿命や劣化程度、あるいは蓄電池性能を検知する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、蓄電池の劣化状態を診断する手段が記載されており、蓄電池の温度を監視するだけで蓄電池の劣化状態を診断し、蓄電池が寿命に至るまでの期間を予知することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２９３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の劣化診断手段では、実使用される蓄電池の周囲温度による寿命劣化加速を劣化診断に反映させることができるが、蓄電池が今後寿命に至るまでの予知には反映させることができないという問題点がある。
【００１１】
例えば、周囲温度が２５℃で通常の使用における期待寿命が５年の鉛蓄電池は、例えば平均周囲温度が夫々２５℃、３５℃、４５℃で実使用時間として１年間使用した後の劣化診断結果に相当する温度加速使用時間は、夫々、１年、２年、４年となる。その場合の残存寿命は、期待寿命の５年から温度加速使用時間を減算した、夫々、４年、３年、１年と認識する。しかしながら、蓄電池の周囲温度は、その蓄電池を搭載する機器の移設や空調条件の大きな変更がないかぎり通常は大きく変化することはなく、使用１年後の実効残存寿命は夫々、４年、１．５年、０．２５年となる。つまり、特許文献１に記載の劣化診断手段では、実使用される蓄電池の周囲温度による寿命劣化加速が劣化診断に反映されるが、蓄電池の残存寿命予知には反映できない。これは周囲温度が高くなるほど顕著になる。このことは、システムの信頼性、運用性の低下を防止するためには蓄電池が寿命に達する前にこの蓄電池の計画交換することが重要になるが、これを妨げる。
【００１２】
本願発明は、上述した技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、鉛蓄電池の残存寿命を正確に予測することにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる無停電電源装置、処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池と、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記温度検出手段にて検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する制御手段と、
前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する通知手段とを有する。
【００１４】
また、表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置における処理方法であって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する処理と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する処理と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する処理と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する処理とを有する。
【００１５】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置に実行させるためのプログラムであって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する手順と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する手順と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する手順と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、蓄電池の残存寿命を正確に予測することにより、この予測した残存寿命を通知することで、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の無停電電源装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した記憶部内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアに格納される数値の一例を示す図である。
【図３】図１に示した無停電電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示した無停電電源装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した無停電電源装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の無停電電源装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【００２０】
本形態は図１に示すように、コンバータ１１と、インバータ１２と、鉛蓄電池１３と、温度検出手段となるサーミスタ１４及び蓄電池温度検出器１５と、制御部１６と、入力端子Ａ及び出力端子Ｂとを備えている。
【００２１】
入力端子Ａは、商用電源等の入力電源（不図示）から交流電力を入力する。コンバータ１１は、入力端子Ａに接続され、入力端子Ａに入力された交流電力を直流電力に変換して出力する。インバータ１２は、出力端子Ｂに接続され、コンバータ１１から出力された直流電力を、所定の交流電力に逆変換する。出力端子Ｂは、インバータ１２から出力された交流電力を、接続された負荷機器（不図示）に供給する。
【００２２】
コンバータ１１とインバータ１２の間には、鉛蓄電池１３が接続されている。鉛蓄電池１３は、コンバータ１１から出力された直流電力が入力され、この直流電力によって充電される。サーミスタ１４は、鉛蓄電池１３の表面温度もしくは周囲温度（以下、バッテリ温度と称する）を測定する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４にて測定された温度に対応する電圧値Ｖｂｔを算出するとともに、それを制御部１６に供給する。
【００２３】
制御部１６は、蓄電池温度検出器１５からのデータを取得するものであって、Ａ／Ｄコンバータ２１と、制御手段となるプロセッサ２２と、記憶部２３と、通知手段となる蓄電池寿命通知部２４とを備える。
【００２４】
記憶部２３は、コンピュータ（ソフトウェア）・プログラム（以下、プログラムと称する）、データ等を保持する。読み書き可能な一次メモリまたはハードディスク装置等の不揮発性の記憶デバイス（記憶媒体）である。記憶部２３は、無停電電源装置１０の電源が切断された場合にもその内容を保持する。記憶部２３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、電池等により電源をバックアップされたＲＡＭ（Random Access Memory）により実現できる。ただし、設定情報やデータはＲＯＭ以外の記憶手段に格納される。記憶部２３に格納されるプログラムは、後述する蓄電池寿命の判定及び通知を実行するプログラムと、その他公知の無停電電源装置１０の動作を実行するプログラムを含む。
【００２５】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から取得したアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換するとともに、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に供給する。
【００２６】
プロセッサ２２は、記憶部２３からプログラムを読み出して実行することにより、制御部１６の動作を司る。本形態及び他の実施の形態において、プロセッサ２２は、記憶部２３を適宜参照しながら、制御部１６が備える各機能（各部）のプログラムを実行する。具体的には、プロセッサ２２は、記憶部２３を適宜参照しながら、制御部１６が備える蓄電池寿命通知部２４及びその他公知の無停電電源装置１０の動作を実行するプログラムを実行する。プロセッサ２２は、プログラムの実行の結果、鉛蓄電池１３の交換時期あるいは鉛蓄電池１３の寿命を検出すると、蓄電池寿命通知部２４に、鉛蓄電池１３の交換時期を含む蓄電池交換時期情報あるいは鉛蓄電池１３が寿命に至ったことを含む蓄電池寿命情報を通知する。
【００２７】
蓄電池寿命通知部２４は、プロセッサ２２から蓄電池交換時期情報あるいは蓄電池寿命情報を取得すると、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプ（不図示）を点灯させたり、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザー（不図示）を鳴動させたり、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器（不図示）や監視装置（不図示）に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、鉛蓄電池１３が交換時期あるいは寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００２８】
なお、図１には、鉛蓄電池１３に充電を行う充電回路を図示していないが、充電電圧を安定に保ったり、過充電を防止したりする公知の充電回路を備えることが望ましい。
【００２９】
以下に、上記のように構成された無停電電源装置１０の動作について説明する。
【００３０】
定常時、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力を、コンバータ１１によって所定の直流電力に変換して出力する。コンバータ１１から出力された直流電力は、蓄積用直流エネルギーとして鉛蓄電池１３に供給され、これにより鉛蓄電池１３は充電される。コンバータ１１から出力された直流電力はまた、インバータ１２に入力され、インバータ１２によって再び所定の交流電力に変換される。この交流電力は、出力端子Ｂを介して負荷機器（不図示）に供給される。
【００３１】
停電が発生したとき、すなわち、入力端子Ａに入力される交流電力が途絶えたとき、コンバータ１１から出力される所定の直流電力は絶たれる。そして、鉛蓄電池１３からインバータ１２に直流電力が供給される。インバータ１２は、鉛蓄電池１３から供給された直流電力を所定の交流電力に変換して、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給する。その結果、無停電電源装置１０は、停電が発生したときにも、所定の出力の交流電力を、所定の時間（バッテリ保持時間）、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給することができる。
【００３２】
停電が回復（復電）したとき、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力をコンバータ１１によって所定の直流電力に変換して出力し、コンバータ１１から出力された蓄積用直流エネルギーは、鉛蓄電池１３に供給され、これにより鉛蓄電池１３は充電される。
【００３３】
無停電電源装置１０の作動中、サーミスタ１４は鉛蓄電池１３のバッテリ温度を常時測定し、測定したバッテリ温度を蓄電池温度検出器１５に供給する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４から供給されたバッテリ温度を、それに対応する電圧値Ｖｂｔに変換し、この電圧値ＶｂｔをＡ／Ｄコンバータ２１に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から出力されたアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換し、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に出力する。
【００３５】
一方、無停電電源装置１０が使用する鉛蓄電池１３の寿命情報を記憶部２３に格納する。例えば、期待寿命基準温度Ｔ0＝２５℃における期待寿命時間Ｌ0＝５年の鉛蓄電池の場合、Ｌ0＝２４×３６５×５＝４３８００（時間）として記憶部２３に格納する。無停電電源装置１０が使用する鉛蓄電池１３の寿命が、例えば、５年に固定される場合は、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリア（不図示）に「４３８００」を格納しても良いし、例えば、期待寿命時間Ｌ0＝５年、７年、１０年のタイプから状況に応じて選択する場合は、記憶部２３内のＲＡＭの期待寿命格納エリア（不図示）に「４３８００」、「６１３２０」、「８７６００」を選択設定してもよい。本形態では、鉛蓄電池１３の期待寿命時間Ｌ0は５年で、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリアに「４３８００」を予め格納しているものとする。
【００３６】
また、交換通知時間Ｌ5を記憶部２３に格納する。例えば、鉛蓄電池１３の計画交換に必要な期間が３ヶ月（９０日）の場合、Ｌ5＝２４×９０＝２１６０（時間）として記憶部２３に格納する。例えば、交換通知時間Ｌ5＝３ヶ月、６ヶ月（１８０日）の中から運用状況に応じて選択する場合は、記憶部２３内のＲＡＭの交換通知時間格納エリア（不図示）に「２１６０」、「４３２０」を選択設定してもよい。本形態では、鉛蓄電池１３の計画交換に必要な期間が３ヶ月で、記憶部２３内のＲＯＭの交換通知時間格納エリアに「２１６０」を予め格納しているものとする。
【００３７】
他方、バッテリ温度Ｔｂから一義的に算出される寿命劣化加速係数αを、１０℃２倍則を用いてα＝２[(Tb-T0)/10]として算出し、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリア（不図示）に格納する。
【００３８】
図２は、図１に示した記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアに格納される数値の一例を示す図である。
【００３９】
プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１から出力されるバッテリ温度Ｔｂを１分毎に計測し、計測データを記憶部２３内のＲＡＭのバッテリ温度Ｔｂ積算エリア（不図示）に格納する。プロセッサ２２は、１時間経過する毎に、記憶部２３内のＲＡＭの使用時間Ｌ1積算エリアの数値を１カウント加算するとともに、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアに積算される値を６０で除算することにより、平均温度Ｔｂｍを算出する。そして、平均温度Ｔｂｍを算出する毎に、記憶部２３内のＲＡＭの換算使用時間Ｌ2積算エリアの数値を、寿命劣化加速係数格納エリア内の平均温度Ｔｂｍに対応する寿命劣化加速係数であるαカウントを加算する。ある１時間における使用時間Ｌ1積算エリアの数値は１カウント加算するが、換算使用時間Ｌ2積算エリアに対しては、その間の平均温度が、例えば、３０℃の場合は、１．４１カウント加算し、例えば、３５℃の場合は、２．００カウント加算することになる。
【００４０】
図２に示すように、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアには、バッテリ温度Ｔｂの平均値Ｔｂｍに対応して、バッテリ温度Ｔｂから一義的に算出される寿命劣化加速係数αが格納されている。なお、本形態では、プロセッサ２２の負荷を軽減するため、小数点以下３桁目を四捨五入した値を用いている。
【００４１】
プロセッサ２２は、使用時間加速係数βを、換算使用時間Ｌ2を蓄電池使用時間Ｌ1で除算し、β＝Ｌ2／Ｌ1として算出する。
【００４２】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の理想残存寿命時間Ｌ3を、期待寿命時間Ｌ0から換算使用時間Ｌ2を減算し、Ｌ3＝Ｌ0−Ｌ2として算出する。
【００４３】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4を、理想残存寿命時間Ｌ3を使用時間加速係数βで除算し、Ｌ4＝Ｌ3／βとして算出する。
【００４４】
プロセッサ２２は、蓄電池１３の交換時期を、蓄電池１３の寿命の例えば３ヶ月前とする場合は、第２の閾値としてＬ5＝２１６０を設定し、Ｌ4≦Ｌ5＝２１６０で蓄電池交換フラグをオンする。蓄電池交換フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００４５】
プロセッサ２２は、蓄電池交換フラグをオンにすると、蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３の交換時期を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池１３が交換時期に至ったことを管理者等に知らせる。
【００４６】
鉛蓄電池１３を交換しないで継続使用する場合は、プロセッサ２２は、第１の閾値を０として、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4≦０で蓄電池寿命フラグをオンする。蓄電池寿命フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００４７】
プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにすると、蓄電池交換フラグをオフするとともに蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池１３が寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００４８】
以下に、図１に示した無停電電源装置１０の鉛蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに寿命に至る前に通知する動作についてフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００４９】
図３は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
無停電電源装置１０の作動中、サーミスタ１４は鉛蓄電池１３のバッテリ温度を常時測定し、測定した値を蓄電池温度検出器１５に出力する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４から出力されたバッテリ温度を、それに対応する電圧値Ｖｂｔに変換し、この電圧値ＶｂｔをＡ／Ｄコンバータ２１に出力する。
【００５１】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から出力されたアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換し、このバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に出力する。
【００５２】
無停電電源装置１０を初めて起動する際、Ｔｂ積算エリア、Ｌ1積算エリア、Ｌ2積算エリアの数値を「０」にイニシャライズし、Ｌ0設定エリアに数値「４３８００」をセットし、Ｌ3積算エリア、Ｌ4積算エリアに期待寿命時間Ｌ0をセットし、Ｌ5設定エリアに数値「２１６０」をセットする（ステップ１００）。
【００５３】
プロセッサ２２は、内蔵タイマ（不図示）をスタートさせ（ステップ１０１）、１分間を計測する（ステップ１０２）。
【００５４】
１分経過しない場合は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定するステップ１１５に移行する。
【００５５】
１分経過すると、プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１からバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップ１０３）。例えば、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂを１秒間隔で５回サンプリングし、その最大値と最小値を切り捨て、３回分の値の平均をバッテリ温度Ｔｂとしてもよい。
【００５６】
プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１から取得したバッテリ温度Ｔｂを、記憶部２３内のＲＡＭのバッテリ温度Ｔｂ積算エリアに加算する（ステップ１０４）。
【００５７】
こうして、１分ごとに取得したバッテリ温度Ｔｂを、１時間分取得したか否かをチェックする（ステップ１０５）。
【００５８】
１時間経過しない場合は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定するステップ１１５に移行する。
【００５９】
１時間経過すると、プロセッサ２２は、記憶部２３内のＲＡＭの使用時間Ｌ1積算エリアの数値を１カウント加算する（ステップ１０６）。
【００６０】
さらに、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアに積算される値を６０で除算することにより、平均温度Ｔｂｍを算出する（ステップ１０７）。
【００６１】
そして、プロセッサ２２は、算出した平均温度Ｔｂｍが２５℃未満か否かを判定する（ステップ１０８）。
【００６２】
算出した平均温度Ｔｂｍが２５℃未満の場合は、プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍを２５℃にセットする（ステップ１０９）。
【００６３】
プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍに対応する寿命劣化加速係数αを、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリア内から取得する（ステップ１１０）。
【００６４】
プロセッサ２２は、取得した寿命劣化加速係数αを、記憶部２３内のＲＡＭの換算使用時間Ｌ2積算エリアに加算する（ステップ１１１）。
【００６５】
次に、プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍによって換算された換算使用時間Ｌ2を、蓄電池１３の実際の使用時間Ｌ1で除算し、β＝Ｌ2／Ｌ1として算出する（ステップ１１２）。
【００６６】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の理想残存寿命時間Ｌ3を、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリアに格納されている期待寿命時間Ｌ0（本形態では、「４３８００」）から換算使用時間Ｌ2を減算して、Ｌ3＝Ｌ0−Ｌ2として算出する（ステップ１１３）。
【００６７】
そして、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4を、理想残存寿命Ｌ3を使用時間加速係数βで除算して、Ｌ4＝Ｌ3／βとして算出する（ステップ１１４）。
【００６８】
その後、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定する（ステップ１１５）。
【００６９】
鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4が０以下の場合は、プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにし、蓄電池１３が寿命である旨を蓄電池寿命通知部２４を介して通知する（ステップ１１６）。
【００７０】
鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4が０以下でない場合は、プロセッサ２２は、実効残存寿命時間Ｌ4が交換通知時間Ｌ5以下か否かを判定する（ステップ１１７）。
【００７１】
実効残存寿命時間Ｌ4が交換通知時間Ｌ5以下の場合は、プロセッサ２２は、蓄電池交換時期フラグをオンにし、蓄電池１３の交換時期である旨を、蓄電池寿命通知部２４を介して通知する（ステップ１１８）。
【００７２】
その後、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアの数値を「０」にイニシャライズし、ステップ１０２に戻る（ステップ１１９）。
【００７３】
プロセッサ２２は、蓄電池交換フラグをオンにすると、蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３の交換時期を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池が交換時期に至ったことを管理者等に知らせる。
【００７４】
鉛蓄電池１３を交換しないで継続使用する場合、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4≦０で蓄電池寿命フラグをオンする。蓄電池寿命フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００７５】
プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにすると、蓄電池交換フラグをオフするとともに蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池が寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００７６】
以上説明したように、本形態によれば、蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに、寿命に至る前に通知することにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる効果が得られる。
【００７７】
（他の実施の形態）
図４は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の他の例を示すフローチャートである。
【００７８】
本例は、図３に示したものに対して、ステップ１０２及びステップ１０５の分岐とステップ１１４とが交わる点と、ステップ１１５との間に、交換通知時間Ｌ5を読み込むステップ１２０を備える点が異なる。また、交換通知時間Ｌ5を変更するか否かを判断するステップ１２１と、交換通知時間Ｌ5を変更すると判断した場合に交換通知時間Ｌ5を設定変更するステップ１２２とを備える点が異なる。
【００７９】
本例によれば、蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに、ある時点での交換用蓄電池の手配から入手までの所用期間に合わせ、寿命に至る前に通知する交換通知時間を適宜設定できるように構成したことにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下をさらに防止することができる効果が得られる。
【００８０】
図５は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の他の例を示すフローチャートである。
【００８１】
本例は、図３に示したものに対して、残寿命を表示するか否かを判断するステップ１２３と、残寿命を表示すると判断した場合に理想残存寿命時間Ｌ3と実効残存寿命時間Ｌ4とを表示するステップ１２４を備える点が異なる。
【００８２】
本例によれば、蓄電池の残存寿命を正確に予測するとともに、これまでの使用温度環境を継続した場合の実効残存寿命時間と、使用温度環境を２５℃以下の理想的環境にした場合の実効残存寿命を適宜参照できるように構成したことにより、鉛蓄電池寿命延命のための改善が図れ、もって鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下をさらに防止することができる効果が得られる。
【００８３】
以上、本発明についていくつかの実施例を例に挙げて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、無停電電源装置の構成や制御方式に関しては、直流出力無停電電源装置を含めて他の無停電電源装置の構成や制御方式、処理フローチャート等を用いる場合にも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、無停電電源装置用の蓄電池として制御弁式鉛蓄電池を使用しているが、ニッケル水素蓄電池等、使用環境により寿命劣化する特性を持つ他のタイプの蓄電池を使用する場合にも本発明を適用することができる。
【００８４】
なお、本発明においては、無停電電源装置内の処理は上述の専用のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能を実現するためのプログラムを無停電電源装置にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無停電電源装置に読み込ませ、実行するものであっても良い。無停電電源装置にて読取可能な記録媒体とは、ＩＣカードやメモリカード、あるいは、フロッピーディスク（登録商標）、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ等の移設可能な記録媒体の他、無停電電源装置に内蔵されたＨＤＤ等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、例えば、制御ブロックにて読み込まれ、制御ブロックの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 無停電電源装置
１１ コンバータ
１２ インバータ
１３ 鉛蓄電池
１４ サーミスタ
１５ 蓄電池温度検出器
１６ 制御部
２１ Ａ／Ｄコンバータ
２２ プロセッサ
２３ 記憶部
２４ 蓄電池寿命通知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置、処理方法及びプログラムに関し、特に、蓄電池の寿命を管理する機能を有する無停電電源装置、処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータを含む電子機器や情報処理システム、ハブ及びルータを含む通信機器やネットワークシステム等の信頼性及び運用性を向上させるために、様々な手段が考慮されている。そのような手段の１つとして効果の著しいものに、無停電電源装置がある。機器及びシステムの稼働には電源供給が必要不可欠であるため、無停電電源装置は機器及びシステムの信頼性や運用性の向上に大いに寄与している。
【０００３】
無停電電源装置は蓄電池を有しているので、入力される交流電源が停電になった場合にも蓄電池に蓄えられた電力を所定の時間（以下、バッテリ保持時間と称する）、電子機器に供給できる。したがって、無停電電源装置は停電時間が短い場合、停電が復旧するまで電子機器に電力を供給することができる。一方、停電時間が長い場合、無停電電源装置は蓄電池の電力量（放電可能な容量）を考慮した上で電子機器の動作を再開できる状態で停止する（シャットダウンする）こともできる。
【０００４】
無停電電源装置用の蓄電池として、メンテナンスフリー化、小型化、低価格化等の要求から、制御弁式鉛蓄電池が広く使用されている。
【０００５】
ところで、鉛蓄電池に使用されている正極板は、鉛合金からなる正極格子に活物質として二酸化鉛が充填されたものであり、充電によって格子体の表面は酸化腐食されて体積が膨張し、活物質の脱落や内部応力の発生をもたらし、格子体の強度を低下させるとともに格子体を伸ばさせる。また一方、電解液中の水分減少が格子体の表面の酸化腐食とともに進行し、結果として鉛蓄電池の劣化を進行させ、バッテリ保持時間の短縮をもたらす。このように、鉛蓄電池は、使用経過とともに性能が寿命劣化し、同じ充放電条件でもバッテリ保持時間が短縮していくことが知られている。
【０００６】
通常、鉛蓄電池は、ある温度までは、設置環境温度が低いと寿命が長く容量劣化が少なくなり、反対に設置環境温度が高くなると寿命が短く容量劣化が激しくなる。
【０００７】
例えば、鉛蓄電池の周囲温度が２５℃と３５℃では温度差が１０℃であるが、３５℃における寿命は２５℃の１／２程度になり、所謂１０℃２倍則（あるいはアレニウスの法則として知られている化学反応の法則）で劣化が進行する。従って、例えば、周囲温度が２５℃で通常の使用における期待寿命が５年の鉛蓄電池は、周囲温度が３５℃では実効期待寿命が２５℃の１／２の２．５年となり、周囲温度が４５℃では実効期待寿命が２５℃の１／４の１．２５年になることが知られている。なお、一般に、満充電した状態で初期の放電容量の半分（５０％）まで低下した状態を鉛蓄電池の寿命と呼んでいる。
【０００８】
そこで、無停電電源装置の性能上や安全上のために、蓄電池の周囲温度を測定して蓄電池の寿命や劣化程度、あるいは蓄電池性能を検知する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、蓄電池の劣化状態を診断する手段が記載されており、蓄電池の温度を監視するだけで蓄電池の劣化状態を診断し、蓄電池が寿命に至るまでの期間を予知することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２９３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の劣化診断手段では、実使用される蓄電池の周囲温度による寿命劣化加速を劣化診断に反映させることができるが、蓄電池が今後寿命に至るまでの予知には反映させることができないという問題点がある。
【００１１】
例えば、周囲温度が２５℃で通常の使用における期待寿命が５年の鉛蓄電池は、例えば平均周囲温度が夫々２５℃、３５℃、４５℃で実使用時間として１年間使用した後の劣化診断結果に相当する温度加速使用時間は、夫々、１年、２年、４年となる。その場合の残存寿命は、期待寿命の５年から温度加速使用時間を減算した、夫々、４年、３年、１年と認識する。しかしながら、蓄電池の周囲温度は、その蓄電池を搭載する機器の移設や空調条件の大きな変更がないかぎり通常は大きく変化することはなく、使用１年後の実効残存寿命は夫々、４年、１．５年、０．２５年となる。つまり、特許文献１に記載の劣化診断手段では、実使用される蓄電池の周囲温度による寿命劣化加速が劣化診断に反映されるが、蓄電池の残存寿命予知には反映できない。これは周囲温度が高くなるほど顕著になる。このことは、システムの信頼性、運用性の低下を防止するためには蓄電池が寿命に達する前にこの蓄電池の計画交換することが重要になるが、これを妨げる。
【００１２】
本願発明は、上述した技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、鉛蓄電池の残存寿命を正確に予測することにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる無停電電源装置、処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池と、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記温度検出手段にて検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する制御手段と、
前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する通知手段とを有する。
【００１４】
また、表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置における処理方法であって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する処理と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する処理と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する処理と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する処理とを有する。
【００１５】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置に実行させるためのプログラムであって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する手順と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する手順と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する手順と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、蓄電池の残存寿命を正確に予測することにより、この予測した残存寿命を通知することで、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の無停電電源装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した記憶部内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアに格納される数値の一例を示す図である。
【図３】図１に示した無停電電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示した無停電電源装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した無停電電源装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の無停電電源装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【００２０】
本形態は図１に示すように、コンバータ１１と、インバータ１２と、鉛蓄電池１３と、温度検出手段となるサーミスタ１４及び蓄電池温度検出器１５と、制御部１６と、入力端子Ａ及び出力端子Ｂとを備えている。
【００２１】
入力端子Ａは、商用電源等の入力電源（不図示）から交流電力を入力する。コンバータ１１は、入力端子Ａに接続され、入力端子Ａに入力された交流電力を直流電力に変換して出力する。インバータ１２は、出力端子Ｂに接続され、コンバータ１１から出力された直流電力を、所定の交流電力に逆変換する。出力端子Ｂは、インバータ１２から出力された交流電力を、接続された負荷機器（不図示）に供給する。
【００２２】
コンバータ１１とインバータ１２の間には、鉛蓄電池１３が接続されている。鉛蓄電池１３は、コンバータ１１から出力された直流電力が入力され、この直流電力によって充電される。サーミスタ１４は、鉛蓄電池１３の表面温度もしくは周囲温度（以下、バッテリ温度と称する）を測定する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４にて測定された温度に対応する電圧値Ｖｂｔを算出するとともに、それを制御部１６に供給する。
【００２３】
制御部１６は、蓄電池温度検出器１５からのデータを取得するものであって、Ａ／Ｄコンバータ２１と、制御手段となるプロセッサ２２と、記憶部２３と、通知手段となる蓄電池寿命通知部２４とを備える。
【００２４】
記憶部２３は、コンピュータ（ソフトウェア）・プログラム（以下、プログラムと称する）、データ等を保持する。読み書き可能な一次メモリまたはハードディスク装置等の不揮発性の記憶デバイス（記憶媒体）である。記憶部２３は、無停電電源装置１０の電源が切断された場合にもその内容を保持する。記憶部２３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、電池等により電源をバックアップされたＲＡＭ（Random Access Memory）により実現できる。ただし、設定情報やデータはＲＯＭ以外の記憶手段に格納される。記憶部２３に格納されるプログラムは、後述する蓄電池寿命の判定及び通知を実行するプログラムと、その他公知の無停電電源装置１０の動作を実行するプログラムを含む。
【００２５】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から取得したアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換するとともに、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に供給する。
【００２６】
プロセッサ２２は、記憶部２３からプログラムを読み出して実行することにより、制御部１６の動作を司る。本形態及び他の実施の形態において、プロセッサ２２は、記憶部２３を適宜参照しながら、制御部１６が備える各機能（各部）のプログラムを実行する。具体的には、プロセッサ２２は、記憶部２３を適宜参照しながら、制御部１６が備える蓄電池寿命通知部２４及びその他公知の無停電電源装置１０の動作を実行するプログラムを実行する。プロセッサ２２は、プログラムの実行の結果、鉛蓄電池１３の交換時期あるいは鉛蓄電池１３の寿命を検出すると、蓄電池寿命通知部２４に、鉛蓄電池１３の交換時期を含む蓄電池交換時期情報あるいは鉛蓄電池１３が寿命に至ったことを含む蓄電池寿命情報を通知する。
【００２７】
蓄電池寿命通知部２４は、プロセッサ２２から蓄電池交換時期情報あるいは蓄電池寿命情報を取得すると、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプ（不図示）を点灯させたり、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザー（不図示）を鳴動させたり、鉛蓄電池１３の交換時期である旨や鉛蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器（不図示）や監視装置（不図示）に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、鉛蓄電池１３が交換時期あるいは寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００２８】
なお、図１には、鉛蓄電池１３に充電を行う充電回路を図示していないが、充電電圧を安定に保ったり、過充電を防止したりする公知の充電回路を備えることが望ましい。
【００２９】
以下に、上記のように構成された無停電電源装置１０の動作について説明する。
【００３０】
定常時、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力を、コンバータ１１によって所定の直流電力に変換して出力する。コンバータ１１から出力された直流電力は、蓄積用直流エネルギーとして鉛蓄電池１３に供給され、これにより鉛蓄電池１３は充電される。コンバータ１１から出力された直流電力はまた、インバータ１２に入力され、インバータ１２によって再び所定の交流電力に変換される。この交流電力は、出力端子Ｂを介して負荷機器（不図示）に供給される。
【００３１】
停電が発生したとき、すなわち、入力端子Ａに入力される交流電力が途絶えたとき、コンバータ１１から出力される所定の直流電力は絶たれる。そして、鉛蓄電池１３からインバータ１２に直流電力が供給される。インバータ１２は、鉛蓄電池１３から供給された直流電力を所定の交流電力に変換して、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給する。その結果、無停電電源装置１０は、停電が発生したときにも、所定の出力の交流電力を、所定の時間（バッテリ保持時間）、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給することができる。
【００３２】
停電が回復（復電）したとき、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力をコンバータ１１によって所定の直流電力に変換して出力し、コンバータ１１から出力された蓄積用直流エネルギーは、鉛蓄電池１３に供給され、これにより鉛蓄電池１３は充電される。
【００３３】
無停電電源装置１０の作動中、サーミスタ１４は鉛蓄電池１３のバッテリ温度を常時測定し、測定したバッテリ温度を蓄電池温度検出器１５に供給する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４から供給されたバッテリ温度を、それに対応する電圧値Ｖｂｔに変換し、この電圧値ＶｂｔをＡ／Ｄコンバータ２１に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から出力されたアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換し、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に出力する。
【００３５】
一方、無停電電源装置１０が使用する鉛蓄電池１３の寿命情報を記憶部２３に格納する。例えば、期待寿命基準温度Ｔ0＝２５℃における期待寿命時間Ｌ0＝５年の鉛蓄電池の場合、Ｌ0＝２４×３６５×５＝４３８００（時間）として記憶部２３に格納する。無停電電源装置１０が使用する鉛蓄電池１３の寿命が、例えば、５年に固定される場合は、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリア（不図示）に「４３８００」を格納しても良いし、例えば、期待寿命時間Ｌ0＝５年、７年、１０年のタイプから状況に応じて選択する場合は、記憶部２３内のＲＡＭの期待寿命格納エリア（不図示）に「４３８００」、「６１３２０」、「８７６００」を選択設定してもよい。本形態では、鉛蓄電池１３の期待寿命時間Ｌ0は５年で、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリアに「４３８００」を予め格納しているものとする。
【００３６】
また、交換通知時間Ｌ5を記憶部２３に格納する。例えば、鉛蓄電池１３の計画交換に必要な期間が３ヶ月（９０日）の場合、Ｌ5＝２４×９０＝２１６０（時間）として記憶部２３に格納する。例えば、交換通知時間Ｌ5＝３ヶ月、６ヶ月（１８０日）の中から運用状況に応じて選択する場合は、記憶部２３内のＲＡＭの交換通知時間格納エリア（不図示）に「２１６０」、「４３２０」を選択設定してもよい。本形態では、鉛蓄電池１３の計画交換に必要な期間が３ヶ月で、記憶部２３内のＲＯＭの交換通知時間格納エリアに「２１６０」を予め格納しているものとする。
【００３７】
他方、バッテリ温度Ｔｂから一義的に算出される寿命劣化加速係数αを、１０℃２倍則を用いてα＝２[(Tb-T0)/10]として算出し、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリア（不図示）に格納する。
【００３８】
図２は、図１に示した記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアに格納される数値の一例を示す図である。
【００３９】
プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１から出力されるバッテリ温度Ｔｂを１分毎に計測し、計測データを記憶部２３内のＲＡＭのバッテリ温度Ｔｂ積算エリア（不図示）に格納する。プロセッサ２２は、１時間経過する毎に、記憶部２３内のＲＡＭの使用時間Ｌ1積算エリアの数値を１カウント加算するとともに、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアに積算される値を６０で除算することにより、平均温度Ｔｂｍを算出する。そして、平均温度Ｔｂｍを算出する毎に、記憶部２３内のＲＡＭの換算使用時間Ｌ2積算エリアの数値を、寿命劣化加速係数格納エリア内の平均温度Ｔｂｍに対応する寿命劣化加速係数であるαカウントを加算する。ある１時間における使用時間Ｌ1積算エリアの数値は１カウント加算するが、換算使用時間Ｌ2積算エリアに対しては、その間の平均温度が、例えば、３０℃の場合は、１．４１カウント加算し、例えば、３５℃の場合は、２．００カウント加算することになる。
【００４０】
図２に示すように、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリアには、バッテリ温度Ｔｂの平均値Ｔｂｍに対応して、バッテリ温度Ｔｂから一義的に算出される寿命劣化加速係数αが格納されている。なお、本形態では、プロセッサ２２の負荷を軽減するため、小数点以下３桁目を四捨五入した値を用いている。
【００４１】
プロセッサ２２は、使用時間加速係数βを、換算使用時間Ｌ2を蓄電池使用時間Ｌ1で除算し、β＝Ｌ2／Ｌ1として算出する。
【００４２】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の理想残存寿命時間Ｌ3を、期待寿命時間Ｌ0から換算使用時間Ｌ2を減算し、Ｌ3＝Ｌ0−Ｌ2として算出する。
【００４３】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4を、理想残存寿命時間Ｌ3を使用時間加速係数βで除算し、Ｌ4＝Ｌ3／βとして算出する。
【００４４】
プロセッサ２２は、蓄電池１３の交換時期を、蓄電池１３の寿命の例えば３ヶ月前とする場合は、第２の閾値としてＬ5＝２１６０を設定し、Ｌ4≦Ｌ5＝２１６０で蓄電池交換フラグをオンする。蓄電池交換フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００４５】
プロセッサ２２は、蓄電池交換フラグをオンにすると、蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３の交換時期を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池１３が交換時期に至ったことを管理者等に知らせる。
【００４６】
鉛蓄電池１３を交換しないで継続使用する場合は、プロセッサ２２は、第１の閾値を０として、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4≦０で蓄電池寿命フラグをオンする。蓄電池寿命フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００４７】
プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにすると、蓄電池交換フラグをオフするとともに蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池１３が寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００４８】
以下に、図１に示した無停電電源装置１０の鉛蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに寿命に至る前に通知する動作についてフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００４９】
図３は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
無停電電源装置１０の作動中、サーミスタ１４は鉛蓄電池１３のバッテリ温度を常時測定し、測定した値を蓄電池温度検出器１５に出力する。蓄電池温度検出器１５は、サーミスタ１４から出力されたバッテリ温度を、それに対応する電圧値Ｖｂｔに変換し、この電圧値ＶｂｔをＡ／Ｄコンバータ２１に出力する。
【００５１】
Ａ／Ｄコンバータ２１は、蓄電池温度検出器１５から出力されたアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換し、このバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２２に出力する。
【００５２】
無停電電源装置１０を初めて起動する際、Ｔｂ積算エリア、Ｌ1積算エリア、Ｌ2積算エリアの数値を「０」にイニシャライズし、Ｌ0設定エリアに数値「４３８００」をセットし、Ｌ3積算エリア、Ｌ4積算エリアに期待寿命時間Ｌ0をセットし、Ｌ5設定エリアに数値「２１６０」をセットする（ステップ１００）。
【００５３】
プロセッサ２２は、内蔵タイマ（不図示）をスタートさせ（ステップ１０１）、１分間を計測する（ステップ１０２）。
【００５４】
１分経過しない場合は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定するステップ１１５に移行する。
【００５５】
１分経過すると、プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１からバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップ１０３）。例えば、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂを１秒間隔で５回サンプリングし、その最大値と最小値を切り捨て、３回分の値の平均をバッテリ温度Ｔｂとしてもよい。
【００５６】
プロセッサ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１から取得したバッテリ温度Ｔｂを、記憶部２３内のＲＡＭのバッテリ温度Ｔｂ積算エリアに加算する（ステップ１０４）。
【００５７】
こうして、１分ごとに取得したバッテリ温度Ｔｂを、１時間分取得したか否かをチェックする（ステップ１０５）。
【００５８】
１時間経過しない場合は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定するステップ１１５に移行する。
【００５９】
１時間経過すると、プロセッサ２２は、記憶部２３内のＲＡＭの使用時間Ｌ1積算エリアの数値を１カウント加算する（ステップ１０６）。
【００６０】
さらに、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアに積算される値を６０で除算することにより、平均温度Ｔｂｍを算出する（ステップ１０７）。
【００６１】
そして、プロセッサ２２は、算出した平均温度Ｔｂｍが２５℃未満か否かを判定する（ステップ１０８）。
【００６２】
算出した平均温度Ｔｂｍが２５℃未満の場合は、プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍを２５℃にセットする（ステップ１０９）。
【００６３】
プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍに対応する寿命劣化加速係数αを、記憶部２３内のＲＯＭの寿命劣化加速係数格納エリア内から取得する（ステップ１１０）。
【００６４】
プロセッサ２２は、取得した寿命劣化加速係数αを、記憶部２３内のＲＡＭの換算使用時間Ｌ2積算エリアに加算する（ステップ１１１）。
【００６５】
次に、プロセッサ２２は、平均温度Ｔｂｍによって換算された換算使用時間Ｌ2を、蓄電池１３の実際の使用時間Ｌ1で除算し、β＝Ｌ2／Ｌ1として算出する（ステップ１１２）。
【００６６】
次に、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の理想残存寿命時間Ｌ3を、記憶部２３内のＲＯＭの期待寿命格納エリアに格納されている期待寿命時間Ｌ0（本形態では、「４３８００」）から換算使用時間Ｌ2を減算して、Ｌ3＝Ｌ0−Ｌ2として算出する（ステップ１１３）。
【００６７】
そして、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4を、理想残存寿命Ｌ3を使用時間加速係数βで除算して、Ｌ4＝Ｌ3／βとして算出する（ステップ１１４）。
【００６８】
その後、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命Ｌ4が０以下か否かを判定する（ステップ１１５）。
【００６９】
鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4が０以下の場合は、プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにし、蓄電池１３が寿命である旨を蓄電池寿命通知部２４を介して通知する（ステップ１１６）。
【００７０】
鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4が０以下でない場合は、プロセッサ２２は、実効残存寿命時間Ｌ4が交換通知時間Ｌ5以下か否かを判定する（ステップ１１７）。
【００７１】
実効残存寿命時間Ｌ4が交換通知時間Ｌ5以下の場合は、プロセッサ２２は、蓄電池交換時期フラグをオンにし、蓄電池１３の交換時期である旨を、蓄電池寿命通知部２４を介して通知する（ステップ１１８）。
【００７２】
その後、プロセッサ２２は、バッテリ温度Ｔｂ積算エリアの数値を「０」にイニシャライズし、ステップ１０２に戻る（ステップ１１９）。
【００７３】
プロセッサ２２は、蓄電池交換フラグをオンにすると、蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３の交換時期である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３の交換時期を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池が交換時期に至ったことを管理者等に知らせる。
【００７４】
鉛蓄電池１３を交換しないで継続使用する場合、プロセッサ２２は、鉛蓄電池１３の実効残存寿命時間Ｌ4≦０で蓄電池寿命フラグをオンする。蓄電池寿命フラグとは、プロセッサ２２が内部に保持するフラグである。
【００７５】
プロセッサ２２は、蓄電池寿命フラグをオンにすると、蓄電池交換フラグをオフするとともに蓄電池寿命通知部２４に対し、蓄電池１３が寿命である旨を知らせる異常ランプを点灯させたり、蓄電池１３が寿命である旨を知らせるブザーを鳴動させたり、蓄電池１３が寿命である旨を負荷機器や監視装置に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、蓄電池が寿命に至ったことを管理者等に知らせる。
【００７６】
以上説明したように、本形態によれば、蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに、寿命に至る前に通知することにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる効果が得られる。
【００７７】
（他の実施の形態）
図４は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の他の例を示すフローチャートである。
【００７８】
本例は、図３に示したものに対して、ステップ１０２及びステップ１０５の分岐とステップ１１４とが交わる点と、ステップ１１５との間に、交換通知時間Ｌ5を読み込むステップ１２０を備える点が異なる。また、交換通知時間Ｌ5を変更するか否かを判断するステップ１２１と、交換通知時間Ｌ5を変更すると判断した場合に交換通知時間Ｌ5を設定変更するステップ１２２とを備える点が異なる。
【００７９】
本例によれば、蓄電池１３の残存寿命を正確に予測するとともに、ある時点での交換用蓄電池の手配から入手までの所用期間に合わせ、寿命に至る前に通知する交換通知時間を適宜設定できるように構成したことにより、鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下をさらに防止することができる効果が得られる。
【００８０】
図５は、図１に示した無停電電源装置１０の動作の他の例を示すフローチャートである。
【００８１】
本例は、図３に示したものに対して、残寿命を表示するか否かを判断するステップ１２３と、残寿命を表示すると判断した場合に理想残存寿命時間Ｌ3と実効残存寿命時間Ｌ4とを表示するステップ１２４を備える点が異なる。
【００８２】
本例によれば、蓄電池の残存寿命を正確に予測するとともに、これまでの使用温度環境を継続した場合の実効残存寿命時間と、使用温度環境を２５℃以下の理想的環境にした場合の実効残存寿命を適宜参照できるように構成したことにより、鉛蓄電池寿命延命のための改善が図れ、もって鉛蓄電池寿命によるシステムの信頼性や運用性の低下をさらに防止することができる効果が得られる。
【００８３】
以上、本発明についていくつかの実施例を例に挙げて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、無停電電源装置の構成や制御方式に関しては、直流出力無停電電源装置を含めて他の無停電電源装置の構成や制御方式、処理フローチャート等を用いる場合にも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、無停電電源装置用の蓄電池として制御弁式鉛蓄電池を使用しているが、ニッケル水素蓄電池等、使用環境により寿命劣化する特性を持つ他のタイプの蓄電池を使用する場合にも本発明を適用することができる。
【００８４】
なお、本発明においては、無停電電源装置内の処理は上述の専用のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能を実現するためのプログラムを無停電電源装置にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無停電電源装置に読み込ませ、実行するものであっても良い。無停電電源装置にて読取可能な記録媒体とは、ＩＣカードやメモリカード、あるいは、フロッピーディスク（登録商標）、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ等の移設可能な記録媒体の他、無停電電源装置に内蔵されたＨＤＤ等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、例えば、制御ブロックにて読み込まれ、制御ブロックの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 無停電電源装置
１１ コンバータ
１２ インバータ
１３ 鉛蓄電池
１４ サーミスタ
１５ 蓄電池温度検出器
１６ 制御部
２１ Ａ／Ｄコンバータ
２２ プロセッサ
２３ 記憶部
２４ 蓄電池寿命通知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池と、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記温度検出手段にて検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する制御手段と、
前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する通知手段とを有する無停電電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無停電電源装置において、
前記通知手段は、前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を通知する無停電電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無停電電源装置において、
前記温度検出手段にて検出された温度が積算して格納される記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に積算して格納された温度の平均値を算出し、該平均値と前記期待寿命基準温度とを用いて算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記平均値によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する無停電電源装置。
【請求項４】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置における処理方法であって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する処理と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する処理と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する処理と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する処理とを有する処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の処理方法において、
前記算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を通知する処理を有する処理方法。
【請求項６】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置に、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する手順と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する手順と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する手順と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する手順とを実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムにおいて、
前記算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を手順を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池と、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記温度検出手段にて検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出し、前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する制御手段と、
前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する通知手段とを有する無停電電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無停電電源装置において、
前記通知手段は、前記制御手段にて算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を通知する無停電電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無停電電源装置において、
前記温度検出手段にて検出された温度が積算して格納される記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に積算して格納された温度の平均値を算出し、該平均値と前記期待寿命基準温度とを用いて算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記平均値によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する無停電電源装置。
【請求項４】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置における処理方法であって、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する処理と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する処理と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する処理と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する処理とを有する処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の処理方法において、
前記算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を通知する処理を有する処理方法。
【請求項６】
表面温度もしくは周囲温度に応じて残存寿命時間が決まる蓄電池を有する無停電電源装置に、
前記蓄電池の表面温度もしくは周囲温度を検出する手順と、
前記検出された温度と、前記蓄電池の期待寿命時間が決まる期待寿命基準温度とを用いて１０℃２倍則によって算出される前記蓄電池の寿命劣化加速係数を用いて、前記蓄電池の実際の使用時間と前記検出された温度によって換算された換算使用時間との比となる使用時間加速係数を算出する手順と、
前記期待寿命時間と前記換算使用時間とを用いて算出される理想残存寿命時間を前記使用時間加速係数で除算することにより、前記蓄電池の実効残存寿命時間を算出する手順と、
前記算出された前記実効残存寿命時間が第１の閾値以下である場合、蓄電池の寿命である旨を通知する手順とを実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムにおいて、
前記算出された前記実効残存寿命時間が前記第１の閾値よりも大きな第２の閾値以下である場合、蓄電池の交換時期である旨を手順を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６１２２５（Ｐ２０１３−６１２２５Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９５１３（Ｐ２０１１−１９９５１３）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
【出願人】（０００１８００２５）山洋電気株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
【出願人】（０００１８００２５）山洋電気株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
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