蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法、および、蓄電池システム
【課題】簡単な構成かつ簡単な処理で、蓄電池の劣化の有無を検出することができる蓄電池の劣化診断装置と蓄電池システムを提供する。
【解決手段】蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０と、蓄電池ユニット１０内の各蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するＤＣ電圧計２００と、演算手段１００とを有する。演算手段１００のＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計２００が測定した端子電圧を相互に参照して、蓄電池の劣化を判定する。
【解決手段】蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０と、蓄電池ユニット１０内の各蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するＤＣ電圧計２００と、演算手段１００とを有する。演算手段１００のＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計２００が測定した端子電圧を相互に参照して、蓄電池の劣化を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次蓄電池の劣化状態を診断する装置および方法、並びに、蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次蓄電池、たとえば、鉛蓄電池を複数個組み合わせて組電池として構成し、組電池を充電しておき、商用電源が停電した時などの非常用電源として用いている。
さらに、非常用電源としての役割に加えて、電力料金が安い夜間などに組電池を充電しておき、日中、組電池に充電した電力を各種の電気機器（装置）に給電することも行われている。特に最近は、一般家庭にもそのような蓄電池システムを適用することが試みられている。
【０００３】
蓄電池は劣化する。劣化が著しく進行した場合、組電池内の他の蓄電池にも悪影響を及ぼし、蓄電装置の機能喪失や故障に至る可能性がある。そのため、組蓄電池内の劣化した蓄電池を適切に検出して、正常な蓄電池に交換することが必要となる。
組電池の中の劣化した蓄電池を検出（診断）する技術をいくつか述べる。
【０００４】
特許文献１は、複数直列接続された蓄電池の１つ１つの端子電圧を複数の電圧計で測定し、複数の蓄電池の端子電圧の平均値を求め、平均値と各蓄電池の端子電圧との差が基準値を越えているとき、該当する蓄電池が劣化していると診断する技術を開示している。
【０００５】
特許文献２は、浮動充電されるｎ個の蓄電池が直列接続されている組電池について、組電池を複数のブロックに分割し、各ブロックごとの充電電圧を測定し、各ブロックごとの充電電圧相互の差が基準値を越えているとき、そのブロックの蓄電池が劣化していると診断する技術を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−７５０２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている技術は、蓄電池ごとに電圧計を用いて端子電圧を測定するので、組蓄電池を構成する蓄電池の個数だけ電圧計が必要となり、装置構成が複雑であり、高価になるという不具合がある。
たとえば、組蓄電池を一般家庭に適用することを想定した場合、価格が高価になることは経済的な面で障害になる。
【０００８】
特許文献２に記載されている技術は、特許文献１に記載の技術に対して、複数の蓄電池単位で充電電圧を測定するので、電圧計の個数が少なくなるという利点はある。
しかしながら、特許文献２に記載されている技術は、蓄電池を満充電する浮動充電しているとき複数の蓄電池のブロックごとに電圧を検出する技術である。蓄電池が満充電状態にあるときは、全ての蓄電池の端子電圧は規格値の近傍にあり、蓄電池の劣化を検出することが難しい。
【０００９】
本発明は、たとえば、一般家庭を含む広い用途に適用可能なように、低価格で、簡単な方法で、組電池内の蓄電池の劣化を、簡単に、かつ、低価格で検出可能な、蓄電池の劣化診断装置と蓄電池の劣化診断方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、そのような蓄電池の劣化診断装置を有する蓄電池システ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】
【００１０】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定する電圧測定手段と、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段とを有する、蓄電池の劣化診断装置が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力する１個の切替スイッチと、該切替スイッチから出力された端子電圧を測定する１個の電圧測定手段と、前記切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取り手段と、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段とを有する、蓄電池の劣化診断装置が提供される。
【００１２】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニットと、上記蓄電池の劣化診断装置とを有する蓄電池システムが提供される。
【００１３】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するステップと、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値より低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップとを有する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【００１４】
また本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力するスイッチング・ステップと、該選択された端子電圧を測定する電圧測定ステップと、前記スイッチングを順次選択制御し、前記電圧測定ステップにおいて得られる測定電圧を、前記スイッチングで選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取りステップと、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップとを有する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【００１５】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定し、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低いか否かを判定し、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いか否かを判定する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蓄電池の劣化診断装置は、構成が簡単であり、処理内容も簡単であるので、低価格でなり、保守の問題もない。したがって、一般家庭を含む広い用途に適用できる。
本発明の蓄電池の劣化診断方法は処理内容が簡単であり、実施が容易である。
上記蓄電池の劣化診断装置と蓄電池ユニットとを有する本発明の蓄電池システムは、構成が簡単であり、処理内容も簡単であるので、低価格でなり、保守の問題もない。したがって、一般家庭を含む広い用途に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１実施の形態
図１〜図５を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第１実施の形態について述べる。
【００１８】
蓄電池システム全体構成
図１は本発明の第１実施の形態の蓄電池システム１の構成図である。
蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０と、ＤＣ電源ライン２０と、インバータ（逆変換器）／コンバータ（順変換器）３０と、ＡＣ電源ライン４０と、ＡＣ電源５０と、ＡＣ負荷６０とを有する。なお、必要に応じて、ＤＣ電源ライン２０にＤＣ負荷７０が接続されてもよい。
蓄電池システム１はさらに、本発明の第１実施の形態の蓄電池の劣化診断装置を構成する、演算手段１００と、記憶手段１２０と、出力手段１４０と、操作手段１６０と、ケーブル９０と、電圧測定手段２００とを有する。
なお、本発明の蓄電池の劣化診断装置の実施の形態として、記憶手段１２０と、出力手段１４０と、操作手段１６０と、ケーブル９０とは必須ではない。
【００１９】
蓄電池ユニット
組電池としての蓄電池ユニット１０は、ｎ個の蓄電池ブロック１０Ａ，１０Ｂ，…，１０ｎが並列に接続されており、各蓄電池ブロックは、ｍ個の二次蓄電池、たとえば、鉛蓄電池またはリチウムイオン蓄電池などが直列に接続されている。
各蓄電池ブロックにおいて、ｍ個の蓄電池を直列接続することにより、所定のＤＣ電圧を満足させ、ｎ個の蓄電池ブロックを並列に接続することにより、蓄電池ユニット１０として所望の電力容量を確保している。
所定のＤＣ電圧とは、たとえば、公称電圧、ＤＣ４８Ｖ、ＤＣ７２Ｖ、ＤＣ１０８Ｖなどである。直列接続される蓄電池の数ｍと、公称電圧の例は後述する。
本実施の形態においては、各蓄電池ブロック内の直列に接続されている蓄電池の個数は同じであり（ｍ）、各蓄電池の仕様、たとえば、満充電時の出力電圧、電力容量などは、正常状態または初期状態においては同じであるとする。
【００２０】
インバータ／コンバータ
図解の簡単化のため、インバータとコンバータとを同じユニットのインバータ／コンバータ３０として図解したが、インバータとコンバータとを独立に設けることができる。
インバータ／コンバータ３０のうち、コンバータはＡＣ電源５０の交流電圧を、たとえば、ＤＣ４８Ｖの直流電圧に変換する。コンバータで変換された直流電圧がＤＣ電源ライン２０を介して蓄電池ユニット１０に印加されて蓄電池ユニット１０内の各蓄電池が充電される。ＡＣ電源５０は、たとえば、商用電源である。
インバータ／コンバータ３０のうち、インバータは、蓄電池ユニット１０の蓄電池に充電された電力でＡＣ負荷６０を駆動するとき、蓄電池ユニット１０からのＤＣ電圧を商用電源と同じ周波数、同じ電圧のＡＣ電圧に変換する。これにより、ＡＣ電源ライン４０に接続されているＡＣ負荷６０が蓄電池ユニット１０の電力によって駆動できる。
蓄電池システム１が一般家庭などに使用されたとき、ＡＣ負荷６０は、たとえば、空調機、冷蔵庫、ＴＶ受像機、電灯、コンピュータなどの家庭内電化製品である。
【００２１】
電圧測定手段
蓄電池の劣化診断装置を構成する電圧測定手段２００は、蓄電池ユニット１０の蓄電池ブロック１０Ａ〜１０Ｎごとに１個の電圧測定手段２０１，２０２，…，２０ｎを有する。これら電圧測定手段２０１，２０２，…，２０ｎは、本実施の形態においては、それぞれＤＣ電圧計であり、各ＤＣ電圧計が各蓄電池ブロックの１個の蓄電池の端子電圧を測定する（計測する）。
特許文献１においては、１つの蓄電池ブロック内の複数の蓄電池（特許文献１においてはこれを１ブロックとして）の合計端子電圧を測定していたが、本実施の形態においては１つの蓄電池ブロック内の１つの蓄電池の端子電圧を１個のＤＣ電圧計で測定する。
なお、ＤＣ電圧計で各蓄電池ブロックの１個の蓄電池の端子電圧を測定する対象としての蓄電池は、各蓄電池ブロック内の任意の蓄電池でよい。なお、図１に図解した例示においては、各組電池ブロック内のＤＣ電源ライン２０に最も近い位置の第１番目の蓄電池Ｂ11，Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を測定する場合について例示する。
【００２２】
１個のＤＣ電圧計による測定電圧が２本（または１対）のケーブルを介して、演算手段１００に出力され、合計で（２×ｎ）本のケーブル９０が演算手段１００に接続されている。
【００２３】
演算手段
図２は演算手段１００の１実施の形態の構成図である。
本実施の形態の演算手段１００は、コンピュータで構成されており、コンピュータの中央演算ユニット（ＣＰＵ）１０２と、バス１０３と、バス１０３を介してＣＰＵ１０２に接続されている、ＲＯＭ１０４と、ＲＡＭ１０５と、マルチプレクサ１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０７と、メモリ・インターフェース（Ｍ−Ｉ／Ｆ）１０８と、Ｉ／Ｏインターフェース（Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ）１０９、１１０、１１２と、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）１１５とを有する。
【００２４】
ＲＴＣ１１５は、ＣＰＵ１０２などの動作に用いるクロックを生成する。ＣＰＵ１０２がクロックを計数することにより、演算手段１００の時間が規定される。
ＲＯＭ１０４には、後述する、蓄電池の劣化判定を行う各種制御処理プログラムが格納されており、そのようなプログラムがＣＰＵ１０２において動作することにより、後述する各種の処理が遂行される。
ＲＡＭ１０５は、ＣＰＵ１０２で使用する各種パラメータ、一時保存データなどを記憶する。
ＲＡＭ１０５、および／または、ＲＯＭ１０４と、記憶手段１２０とを共用することもできるが、本実施の形態においては、ＲＡＭ１０５、および／または、ＲＯＭ１０４と記憶手段１２０とを独立に設けた場合を例示する。
記憶手段１２０は、たとえば、後述する第１基準値Δref1、第２基準値Δref2、あるいは、放電開始時間と放電終了時間などを記憶することができる。ただし、これらのパラメータが操作手段１６０を介してＣＰＵ１０２が入力してＲＡＭ１０５に記憶する場合は記憶手段１２０は削除することもできる。
【００２５】
マルチプレクサ１０６は、ＣＰＵ１０２の制御のもとでｎ個のＤＣ電圧計の測定値を多重化して１個ごと順次、Ａ／Ｄ変換器１０７に入力する。
Ａ／Ｄ変換器１０７は、マルチプレクサ１０６で順次切り換えられて出力されたＤＣ電圧計で測定したアナログ電圧測定信号をデジタル電圧測定信号に変換する。変換された電圧測定信号は、バス１０３を介してＣＰＵ１０２に入力され、ＲＡＭ１０５または記憶手段１２０に記憶される。
なお、マルチプレクサ１０６を設けず、ｎ個のＡ／Ｄ変換器１０７を設けて、ｎ個のＤＣ電圧計の電圧測定結果をｎ個のＡ／Ｄ変換器１０７で独立して変換し、ＣＰＵ１０２で入力することもできる。
【００２６】
Ｍ−Ｉ／Ｆ１０８は、記憶手段１２０とＣＰＵ１０２との間のデータの交換処理を行う。
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１０９は、ＣＰＵ１０２から出力される出力データ、たとえば、蓄電池の劣化状態を示すデータを出力手段１４０に出力する。出力手段１４０としては、たとえば、図示しない、液晶表示器１４０ａ、プリンタ１４０ａなどを用いることができる。
【００２７】
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１０は、たとえば、蓄電池の劣化診断処理のため、操作手段１６０を用いてユーザが操作指示した情報をＣＰＵ１０２に与える。
操作手段１６０は、たとえば、テン・キー・スイッチと機能選択ボタンなどを有し、操作手段１６０からユーザがＣＰＵ１０２に与える情報として、たとえば、放電開始／終了時間の設定、充電開始／終了時間の設定、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2、蓄電池ユニット１０のモード切り替え、などの指示を行うことができる。
蓄電池ユニット１０のモード切り替えとしては、たとえば、蓄電池ユニット１０内の蓄電池ブロック内の蓄電池の構成の変更、劣化した蓄電池の交換のために蓄電池ユニット１０からの放電の停止、劣化した蓄電池の交換の通知（これにより、ＣＰＵ１０２は後述する劣化フラグのクリアを行う）などがある。
操作手段１６０から設定された、放電開始／終了時間と充電開始／終了時間などはＣＰＵ１０２を介してＲＡＭ１０５に記憶される。なお、上述した操作手段１６０に介して設定される情報は、コンピュータの表示装置に付随するキーボードなどを介して設定することもできる。
ＣＰＵ１０２は、劣化診断結果を、液晶表示器１４０ａまたはプリンタ１４０ａの他、操作手段１６０に出力することもできる。あるいは、操作手段１６０を操作パネルとして構成し、液晶表示器１４０ａを操作パネルの一部に組み込むこともできる。
【００２８】
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１２は、第２〜第４実施の形態において述べる、ＣＰＵ１０２から後述する第１スイッチング信号ＳＷ１、第２スイッチング信号ＳＷ２−１〜ＳＷ２−ｎを出力して切替スイッチ８０、第２切替スイッチ８０ａのスイッチングを制御する部分である。換言すれば、Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１２は第１実施の形態では使用しない。
【００２９】
蓄電池の劣化診断方法など
本発明の第１実施の形態の蓄電池の劣化診断方法の基本構想について述べる。
なお、本実施の形態において、蓄電池ユニット１０の蓄電池は、たとえば、夜間の電力料金が安いときにインバータ／コンバータ３０のコンバータでＡＣ電源５０からのＡＣ電圧を変換した直流電圧で充電され、日中、電力料金が高いときに、蓄電池ユニット１０の蓄電池に充電した電力をインバータ／コンバータ３０のインバータを介して交流電力に変換してＡＣ負荷６０に給電するために放電する。この放電のとき劣化した蓄電池の端子電圧の低下が著しい。
【００３０】
（１）放電時間に蓄電池の端子電圧を測定する。
蓄電池の端子電圧は、満充電状態のときは規定の電圧値（公称電圧）を示すが、放電に伴い蓄電池の端子電圧は低下する。特に、劣化した蓄電池の端子電圧の低下は著しい。これについては、図４〜図６を参照して具体的な例を示して後述する。
本実施の形態においては、好ましくは、蓄電池ユニット１０が放電中のときの蓄電池の端子電圧を測定して蓄電池の劣化状態を判断することにした。この点において、特許文献２に記載のように浮動充電中に蓄電池の端子電圧を測定する技術とは異なる。
なお、上述した「好ましい」という意味は、（１）蓄電池ユニット１０内の蓄電池が充電されている間は劣化状態が検出されにくく、充電中は蓄電池の劣化検出があまり意味がないこと、（２）蓄電池ユニット１０の蓄電池が、かなり低電圧まで低下した状態から充電される場合を想定すると、低電圧ゆえに、劣化を誤判断する可能性を回避するためである。
【００３１】
（２）蓄電池の端子電圧の測定方法
上述したように、図１に例示した蓄電池ユニット１０の構成においては、各蓄電池ブロック（組電池）について、１つの電圧測定手段２０１〜２０ｎを用いて各蓄電池ブロックの１つの蓄電池の端子電圧を測定している。電圧測定手段２０１〜２０ｎは、たとえば、公知のＤＣ電圧計を用いることができる。このように、本発明の実施の形態は電圧測定系が簡単であり、低価格である。この点において、特許文献１、２に記載の電圧測定方法と異なる。
以下、電圧測定手段２０１〜２０ｎとして、ＤＣ電圧計２０１ａ〜２０ｎａを用いた場合について述べる。
【００３２】
（３）劣化した蓄電池の判別方法
劣化した蓄電池の判別方法は、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧が測定されている蓄電池と、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧が測定されていない蓄電池とでは異なる。したがって、２つの場合に別けて述べる。
【００３３】
（３ａ）端子電圧を測定している蓄電池の劣化診断（検出）
ＤＣ電圧計が直接、端子電圧を測定している蓄電池、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１番目の蓄電池Ｂ11が劣化した場合は、放電中において蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11（直流電圧計２０１ａによる電圧測定値Ｖ11）の低下が著しいことから、直接、検出することができる。
その他の蓄電池ブロック１０Ｂ，…、１０ｎのＤＣ電圧計が直接、端子電圧が測定されている第１番目の蓄電池Ｂ21, …, Ｂn1は劣化していないとすると、これらの蓄電池Ｂ21, …, Ｂn1の端子電圧Ｖ21, …, Ｖn1（直流電圧計２０２ａ，…，２０ｎａによる電圧測定値Ｖ21, …, Ｖn1）と、蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11（直流電圧計２０１ａによる電圧測定値Ｖ11）とは下記の関係となる。
【００３４】
Ｖ11＜Ｖ21，
Ｖ11＜Ｖn1 …（１）
【００３５】
ＣＰＵ１０２は、下記の電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのいずれか、または、下記の電圧差Δ１２，…，Δ１ｎの全てが、第１基準値Δref1を越えたとき、蓄電池Ｂ11が劣化していると判定する。第１基準値Δref1の詳細については後述する。
【００３６】
Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21
Δ１ｎ＝Ｖ11−Ｖn1 …（２）
【００３７】
たとえば、Δ１２は、第１番目の蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池（Ｂ11）の端子電圧Ｖ11（または電圧測定値Ｖ11）と第２番目の蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池（Ｂ21）との端子電圧Ｖ21（または電圧測定値Ｖ21）の差を示す。
電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのいずれが第１基準値Δref1を越えていることを判定することはＣＰＵ１０２の処理としては簡単である。
他方、電圧差Δ１２，…，Δ１ｎの全てが第１基準値Δref1を越えたときを条件として判定する場合は、処理が幾分複雑になるが、ＣＰＵ１０２の処理としては簡単であり、判定の信頼性が向上することが期待できる。
上記に対して、電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのうち、全部ではなく複数、たとえば、２つ、３つが第１基準値Δref1を越えている場合に、蓄電池を劣化していると判定することもできる。
【００３８】
（３ｂ）端子電圧を測定している蓄電池以外の値が劣化したとき
上述した劣化診断方法では、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の直流電圧計２０１ａで端子電圧が測定されている蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11は低下していず（むしろ、同じ蓄電池ブロックに劣化した蓄電池があると、蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11は放電特性本来に起因する電圧降下より高くなる）、蓄電池Ｂ11は劣化はしていないと判断された場合でも、同じ第１蓄電池ブロック１０Ａ内の他の蓄電池が劣化している可能性がある。たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の直流電圧計２０１ａで直接、端子電圧を測定していない第２番目の蓄電池Ｂ12が劣化した場合について述べる。
蓄電池Ｂ12の端子電圧は、直流電圧計２０１ａで直接測定していないので、上述した第１番目の蓄電池Ｂ11のように、端子電圧Ｖ11の低下から直接、蓄電池Ｂ12の劣化を検出することはできない。
【００３９】
なお、蓄電池Ｂ12の劣化に起因して蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12が低下すると、ＤＣ電源ライン２０における第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧を維持するように、第１蓄電池ブロック１０Ａ内に直列接続されている（蓄電池Ｂ12を除く）他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nの端子電圧Ｖ11，Ｖ13…Ｖ1nが上昇する。
劣化している蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12が、「劣化しないときの電圧Ｖ（ｔ）」よりΔＶ（ｔ）だけ低下したとき、他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nの端子電圧Ｖ11，Ｖ13…Ｖ1nの上昇は、下記式で表すことが出来る。
ただし、同じ第１蓄電池ブロック１０Ａ内の他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nは同じ状態にあることを前提としており、他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nは同じ分担率で劣化している蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12の低下を補うこと場合を想定している。
【００４０】
Ｖ11（＝，…，Ｖ1n）
＝Ｖ（ｔ）＋（ΔＶ（ｔ）／（ｍ−１））
ただし、ｍは各蓄電池ブロック内の直列接続された蓄電池の個数であり、
Ｖ（ｔ）は劣化していないときの蓄電池の端子電圧である。
…（３）
【００４１】
「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」について述べる。
放電中、蓄電池の端子電圧は、劣化しないときでも放電時間ｔの経過とともに低下していく。この放電特性自体に起因する蓄電池の端子電圧の低下を、本明細書においては、劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）と呼ぶ。
たとえば、蓄電池Ｂ12の劣化に伴う電圧低下量ΔＶ12（ｔ）も放電時間ｔの経過とともに変化し、その電圧低下量ΔＶ12（ｔ）は他の正常な蓄電池の放電に起因する電圧低下量より大きい。劣化した蓄電池の端子電圧の低下と、それに対する他の蓄電池の端子電圧の上昇については、図４〜図６を参照して具体例を後述する。
【００４２】
劣化した蓄電池、たとえば、蓄電池Ｂ12自体の劣化を特定することはできないが、ＤＣ電圧計２０１ａで蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11が、他の蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧、すなわち、劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）よりも高くなる。
【００４３】
Ｖ11＞Ｖ21，…，Ｖ11＞Ｖn1 …（４）
【００４４】
たとえば、ΔＶ1-2 ＝Ｖ11−Ｖ21、または、ΔＶ1-n ＝Ｖ11−Ｖn1、あるいは、ΔＶ1-2 とΔＶ1-n とが、第２基準値Δref2以上であれば、蓄電池Ｂ11が所属する蓄電池ブロック１０Ａ内のいずれかの蓄電池が劣化していることを推定することができる。
第２基準値Δref2の詳細については、図４〜図６を参照して後述する。
【００４５】
なお、蓄電池ブロック内の蓄電池が劣化していることを検出できたら、たとえば、直接、端子電圧を測定している蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の端子電圧を順次、たとえば、手動で測定することにより、あるいは、後述する第３実施の形態の自動特定方法により、劣化した蓄電池を特定することができる。
【００４６】
（４）劣化を検出する判定方法
上述したように、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定している蓄電池の劣化の検出（診断）、および、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定していない蓄電池の劣化の検出（診断）には、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。
換言すれば、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定している蓄電池の劣化の検出（診断）には、ＤＣ電圧計で測定した端子電圧を直接、固定の基準値と比較しないで、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。同様に、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定していない蓄電池の劣化の検出（診断）には、ＤＣ電圧計で測定した端子電圧を直接、固定の基準値と比較しないで、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。
ただし、上記比較結果については、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを用いて判断する。その理由について述べる。
【００４７】
（イ）蓄電池ユニット１０の構成に応じて各蓄電池ブロックの電圧（ＤＣ電源ライン２０の電圧）が変化する。よって、一義的に第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを決定しにくい。
【００４８】
（ロ）ＡＣ負荷６０の状態に応じて蓄電池ユニット１０からＡＣ負荷６０への給電（放電）中における各蓄電池の端子電圧の低下状態が異なる。なお、ＤＣ負荷７０は考慮しないものとする。
【００４９】
蓄電池ユニット１０の放電中、ＡＣ負荷６０が重い状態では蓄電池ユニット１０の電力消費が大きいから、正常な蓄電池でもその端子電圧の低下は迅速であり、低下量は大きい。他方、ＡＣ負荷６０が軽い状態では正常な蓄電池でもその端子電圧の低下は緩慢であり、低下量も少ない。同様に、ＡＣ負荷６０が重い状態では劣化している蓄電池の端子電圧のかなり迅速であり、低下量も著しい。ＡＣ負荷６０が軽い状態では劣化している蓄電池の端子電圧の低下は幾分緩慢になり、低下量も少ない。
【００５０】
蓄電池ユニット１０の放電中、劣化した蓄電池があると、その劣化した蓄電池の端子電圧がＤＣ電圧計で直接測定されている場合は、上述のようにＣＰＵ１０２において直接検出できる。しかしながら、その他の蓄電池が劣化している場合は直接、ＣＰＵ１０２において検出できない。この場合、その蓄電池ブロック内の他の蓄電池の端子電圧の低下は、式３に基づいて（ΔＶ／（ｍ−１））だけ他の劣化した蓄電池のない蓄電池ブロックの蓄電池の測定電圧より高くなり、ＡＣ負荷６０への給電のための放電とともに低下していく。その状態がＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の測定電圧として検出できる。
【００５１】
しかしながら、その低下状態の判定は、上述した放電時間ｔとともに変化する「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」が基準となり、固定の値を用いることはできない。以上から、本実施の形態では、「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」を、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧とし、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧と相対比較している。
以上述べた観点からも、蓄電池の劣化判定（診断）は、蓄電池の放電中が好ましい。
【００５２】
（ハ）汎用的な蓄電池の劣化診断装置を構成する場合、蓄電池ユニット１０の構成、蓄電池ユニット１０を構成する蓄電池の種類、たとえば、鉛蓄電池か、リチウムイオン蓄電池かなどの蓄電池の種類、ＡＣ負荷６０などの負荷状態に起因して変化するので、劣化した蓄電池の端子電圧の判断基準値を絶対値としないほうが好ましい。
【００５３】
なお、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧との比較結果を最終的に判断するためには、後述する、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを用いる。
【００５４】
図３は、以上の基本構想のもとに、電圧測定手段２００と演算手段１００（主としてＣＰＵ１０２）とで行う蓄電池の劣化診断方法の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図１〜図３を参照して、主として、ＣＰＵ１０２の処理を述べる。
【００５５】
ステップ１：初期条件設定
ＣＰＵ１０２は、操作手段１６０、または、液晶表示器１４０ａのキーボードなどから設定される、放電開始時間、放電終了時間、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2などのパラメータを入力して、ＲＡＭ１０５に記憶する。
なお、放電開始時間、放電終了時間、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2などのパラメータが記憶手段１２０に記憶されている場合には、この初期設定処理は不要である。
また、記憶手段１２０は、ＲＡＭ１０５の劣化フラグを全てクリア（０）にして、蓄電池ユニット１０内に劣化している蓄電池はないと設定する。
【００５６】
ステップ２、劣化判定タイミングか否かの判断
ＣＰＵ１０２は、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）１１５に基づくコンピュータ内時間が、設定された放電開始時間に到達したか否かを判定する。
上述したように、本実施の形態では蓄電池の放電のとき蓄電池の端子電圧は低下するが、劣化した蓄電池の端子電圧は、正常な蓄電池に比較して著しく低下する。そこで、本実施の形態においては、劣化した蓄電池を効果的に検出するため、放電中の蓄電池の端子電圧を測定する。
なお、ＣＰＵ１０２は、放電開始時間に到達したら、所定時間間隔で、たとえば、３０分間隔で下記の処理を反復処理する。
通常、蓄電池は充電開始直前、換言すれば、放電終了間際に、端子電圧の電圧降下が大きくなり、劣化も進む。他方、劣化した蓄電池が存在すると、同じ蓄電池ブロック内の正常な蓄電池の負担が大きくなる。そこで、所定時間間隔で蓄電池の劣化状態を診断することにより、迅速に蓄電池の劣化を検出し、劣化した蓄電池の交換を適切に行えるようにしている。
【００５７】
ステップ３、蓄電池の端子電圧を測定
ＣＰＵ１０２は、マルチプレクサ１０６を順次切り換えて、各蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧を測定しているＤＣ電圧計の測定値Ｖ11、Ｖ21、…、Ｖn1を順次、Ａ／Ｄ変換器１０７に入力させ、デジタルの電圧測定値に変換した値を入力してＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、ＲＡＭ１０５には、各電池ブロックの蓄電池Ｂ11、Ｂ21、…、Ｂn1の電圧測定値Ｖ11、Ｖ21、…、Ｖn1が記憶される。
なお、マルチプレクサ１０６を削除して、Ａ／Ｄ変換器１０７を各蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧を測定しているＤＣ電圧計の数だけ設けて、複数のＡ／Ｄ変換器１０７の変換結果をＣＰＵ１０２で読み取ってもよい。このように、マルチプレクサ１０６を設けるか否か、および、Ａ／Ｄ変換器１０７の数は、適宜は決定することができる。
【００５８】
ステップ４、蓄電池の測定電圧の値を比較と判定
（１）ＤＣ電圧計で測定している蓄電池の劣化判定
好ましくは、蓄電池ブロックが２個のときと、蓄電池ブロックが３以上のときとに分けて、劣化判定を行う。蓄電池ブロックが３以上のときは判定の対象が多いので、それを活用して信頼性の高い劣化判定を行うためである。
【００５９】
（１ａ）蓄電池ブロックが２のとき（ｎ＝２）
（１ａ１）大小比較
ＣＰＵ１０２はＲＡＭ１０５に記憶した２つの蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ11、Ｂ21の端子電圧Ｖ11、Ｖ21を式１に基づいて比較する。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、Ｖ11＜Ｖ21のとき、蓄電池Ｂ11は蓄電池Ｂ21より端子電圧の低下が速く、劣化が進んでいると判定する。
【００６０】
（１ａ２）電圧低下量の判定
ＣＰＵ１０２が蓄電池Ｂ11が劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２はさらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ１２＝Ｖ21−Ｖ11）を演算してＲＡＭ１０５に記憶する。Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池Ｂ11が劣化していると決定する。
第１基準値Δref1は、蓄電池の満充電電圧と劣化時の端子電圧との関係を考慮して決定する。第１基準値Δref1の具体例は後述する。
【００６１】
（１ａ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の劣化フラグ＝１がセットされていることにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることが自明であり、これ以降、ＣＰＵ１０２は他の蓄電池ブロックの劣化判定の対象から外す。
劣化フラグ＝１は、たとえば、第１蓄電池Ｂ11が正常な蓄電池に交換されて、たとえば、操作手段１６０によりリセット指示が示されたとき、ＣＰＵ１０２がＲＡＭ１０５の劣化フラグを０にする。
蓄電池システム１の初期状態ではＲＡＭ１０５内の劣化フラグは全て０である。
【００６２】
（１ｂ）蓄電池ブロックが３以上のとき（ｎ≧３）
（１ｂ１）大小比較
蓄電池ブロックの数が３以上のときは、好ましくは、劣化判定の信頼性を高めるために、２以上の隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行うことが望ましい。以下、隣接する２つの蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行う場合について述べる。３以上の蓄電池ブロックとき比較を行う場合も同様である。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、蓄電池Ｂ11が属する蓄電池ブロックと隣接する、ＲＡＭ１０５に劣化フラグがセットされていない（正常な、または、劣化していない）蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21、Ｂ31の測定電圧Ｖ21、Ｖ31との関係において、Ｖ11＜Ｖ21、かつ、Ｖ11＜Ｖ31ならば、蓄電池Ｂ11の端子電圧の低下は蓄電池Ｂ21、Ｂ31より端子電圧の低下より大きいから、蓄電池Ｂ11の劣化が進んでいると判定する。
【００６３】
（１ｂ２）電圧低下量の判定
蓄電池Ｂ11が劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ１２＝Ｖ21−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池Ｂ11が劣化していると決定する。
なお、劣化検出の信頼性を高めるために、ＣＰＵ１０２は、Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、さらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ１３＝Ｖ11−Ｖ31（またはΔ１３＝Ｖ31−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ１３の絶対値も第１基準値Δref を越えているとき、蓄電池Ｂ11が劣化していると決定することもできる。
【００６４】
（１ｂ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、上記同様、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。
【００６５】
（２）ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池以外の蓄電池の劣化判定
ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の劣化が検出されないとき、同じ蓄電池ブロック内の他の蓄電池の劣化判定を行う。
好ましくは、蓄電池ブロックが２個のときと、蓄電池ブロックが３以上のときとに分けて、劣化判定を行う。蓄電池ブロックが３以上のときは判定の対象が多いので、それを活用した信頼性の高い劣化判定を行うためである。
【００６６】
（２ａ）蓄電池ブロックが２のとき（ｎ＝２）
（２ａ１）大小比較
ＣＰＵ１０２はＲＡＭ１０５に記憶した蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11と隣接する蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21とを比較する。Ｖ11＞Ｖ21のとき、ＣＰＵ１０２は、蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池の劣化が進んでいると判定する。
【００６７】
（２ａ２）電圧上昇量の判定
蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化が進んでしていると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ12＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ12＝Ｖ21−Ｖ11）を演算する（必要に応じて、さらにＲＡＭ１０５に記憶する）。Δ12の絶対値が第２基準値Δref2を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化していると決定する。
第２基準値Δref2は、式３における（ΔＶ／（ｍ−１））を考慮して決定する。なお、第２基準値Δref2の具体例は後述する。
【００６８】
（２ａ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。蓄電池Ｂ11以外の蓄電池は特定されていないから、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａのある蓄電池に劣化があることを示す劣化フラグをセットする、または、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全てが劣化していると仮定して、蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全ての劣化フラグを１にセットしてもよい。
【００６９】
（２ｂ）蓄電池ブロックが３以上のとき（ｎ≧３）
（２ｂ１）大小比較
蓄電池ブロックの数が３以上のときは、好ましくは、劣化判定の信頼性を高めるために、２以上の隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行うことが望ましい。以下、隣接する２つの蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行う場合について述べる。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、ＲＡＭ１０５に劣化フラグがセットされていない（正常な）蓄電池Ｂ11と隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との関係において、Ｖ11＞Ｖ21、かつ、Ｖ11＞Ｖ31ならば、蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ21以外の蓄電池の劣化が進んでいると判定する。
【００７０】
（２ｂ２）電圧上昇量の判定
蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ21以外の蓄電池の劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ12＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ12＝Ｖ21−Ｖ11）を演算する（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶する）。Δ12の絶対値が第２基準値Δref2を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化していると決定する。
なお、ＣＰＵ１０２は、Δ12の絶対値が第１基準値Δref を越えているとき、さらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ13＝Ｖ11−Ｖ31（またはΔ13＝Ｖ31−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ13の絶対値も第２基準値Δref2を越えているとき、蓄電池Ｂ11が属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池が劣化していると決定することができる。
【００７１】
（２ｂ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、上記同様、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。蓄電池Ｂ11以外の蓄電池は特定されていないから、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａのある蓄電池に劣化があることを示す劣化フラグをセットする、または、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全てが劣化していると仮定して、蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全ての劣化フラグを１にセットしてもよい。
【００７２】
ステップ５、６、劣化状態出力
ＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されている蓄電池が劣化していることを検出したときは、その蓄電池が属する蓄電池ブロックの番号または名称と、劣化を検出した蓄電池の番号または名称を、劣化を示す情報とともに、たとえば、下記のメッセージを、液晶表示器１４０ａに表示する、および／または、プリンタ１４０ａに印字する。
「２００６．２．１５ １２：１５
第１蓄電池ブロック、第１番目の蓄電池が劣化しています。」
または、ＣＰＵ１０２は、液晶表示器１４０ａに蓄電池ユニット１０の蓄電池の構成を図解し、検出した日時、時刻、劣化状態の蓄電池を、たとえば、赤で表示することもできる。
【００７３】
ＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池が劣化していることを検出したときは、検出した日時、時刻、その蓄電池が属する蓄電池ブロックの番号または名称を、劣化を示す情報とともに、たとえば、下記のメッセージを、液晶表示器１４０ａおよび／またはプリンタ１４０ａに出力する。
「２００６．２．１５ １２：１５
第１蓄電池ブロック内の第１番目の蓄電池以外の蓄電池が劣化しています。」
または、ＣＰＵ１０２は、蓄電池ユニット１０の蓄電池の構成を図解し、検出した日時、時刻、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池の全てを、たとえば、赤で表示することもできる。
【００７４】
ユーザーは液晶表示器１４０ａおよび／またはプリンタ１４０ａの上記メッセージから蓄電池が劣化していることを認識することができる。
【００７５】
ステップ７、反復処理
ＣＰＵ１０２は上述した処理を、放電期間中、反復処理する。
【００７６】
ステップ８、待機
放電が終了したら、所定時間遅延して、次の放電期間が到達するまで待機する。
【００７７】
上述した例示においては、ステップ３において、複数の蓄電池ブロックの各蓄電池の端子電圧の測定を纏めて行い、ステップ４、５において、複数の蓄電池の測定電圧の比較と劣化判定をまとめて行った場合について述べたが、１個の蓄電池または１つの蓄電池ブロックごとに行うこともできる。
【００７８】
劣化した蓄電池の処理
第１実施の形態においては、たとえば、上記のごとく劣化した蓄電池が検出されたら、蓄電池システム１のユーザーは、あるいは、蓄電池システム１の技術者または保守員は、たとえば、下記の処理を行うことができる。
（ａ）ＤＣ電圧計で端子電圧で測定されている蓄電池が劣化していることが検出されているときは該当する蓄電池を正常な蓄電池と交換する。
（ｂ）ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池が劣化していることを検出されているときは、劣化した蓄電池を特定するため、その蓄電池ブロック内の各蓄電池の端子電圧を、たとえば、手動で端子電圧を測定していき、端子電圧が低下している蓄電池を特定し、特定した蓄電池を正常な蓄電池と交換する。
【００７９】
第１基準値Δref1および第２基準値Δref2の具体例
図４〜図６を参照して第１基準値Δref1および第２基準値Δref2の具体例について述べる。
図４は図１における蓄電池システム１内の蓄電池ユニット１０における各蓄電池として鉛蓄電池を用い、各蓄電池ブロック内の直列に接続された蓄電池が４個であり、ＤＣ電源ライン２０の公称定格電圧をＤＣ４８Ｖとし、蓄電池ブロックを３個並列に接続した場合を示している。
図５は鉛蓄電池の放電時間経過に伴う端子電圧の変化を満充電状態から測定した結果を示す。４時間放電後と、１２時間放電後の測定電圧を例示している。
ＤＯＤは放電の深さを示す放電深度を意味し、たとえば、ＤＯＤ１２％は放電深度１２％を意味している。
この例示においては第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31が劣化している場合について述べる。
【００８０】
４時間放電後では、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧は１１．９０Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．７１Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．６８Ｖより低い。
第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧が低下している分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の端子電圧がそれぞれ、１２．９６Ｖ、１３．００Ｖ、１２．９４Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．７１Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．６８Ｖより高くなっている。
なお、第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの総合端子電圧、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は、５０．７８Ｖ、５０．８０Ｖ、５０．８０Ｖとほぼ同じである。
蓄電池の満充電状態では、各蓄電池の充電電圧は、１２Ｖより幾分高く、たとえば、１３Ｖ程度まで上昇しているため、４時間放電後でも各蓄電池ブロックの合計端子電圧は５０．８０Ｖ程度になっている。
【００８１】
１２時間放電後では、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧は９．５４Ｖと一層低下し、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の低下した端子電圧の１２．０５Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の低下した端子電圧の１２．００Ｖより大きく（著しく）低下している。
第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧が低下している分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の端子電圧がそれぞれ、１２．８７Ｖ、１２．９０Ｖ、１２．８６Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．０５Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．００Ｖより高くなっている。ただし、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34も放電しているから、４時間放電後よりも端子電圧は低下している。
第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの総合端子電圧、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は、４８．２０Ｖ、４８．２０Ｖ、４８．１７Ｖとほぼ同じである。なお、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の放電量が大きい分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は他の蓄電池ブロックの総合端子電圧より幾分低下している。
【００８２】
図５の測定データについて、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧をＤＣ電圧計で直接測定した場合の式２に示す電圧差ΔＶ１＝Ｖ31−Ｖ11またはΔＶ１＝Ｖ31−Ｖ21と、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31以外たとえば、第２鉛蓄電池Ｂ32の端子電圧を直流電圧計で直接測定した場合を想定した場合の式３に示す電圧差ΔＶ２＝Ｖ32−Ｖ11またはΔＶ２＝Ｖ32−Ｖ21とを試算する。
【００８３】
４時間放電後
ΔＶ１＝１１．９０Ｖ−１２．７１Ｖ＝−０．８１Ｖ、または、
＝１１．９０Ｖ−１２．６８Ｖ＝−０．７８Ｖ
ΔＶ２＝１２．９６Ｖ−１２．７１Ｖ＝＋０．２５Ｖ、または、
＝１２．９６Ｖ−１２．６８Ｖ＝＋０．２８Ｖ
１２時間放電後
ΔＶ１＝ ９．５４Ｖ−１２．０５Ｖ＝−２．５１Ｖ、または、
＝ ９．５４Ｖ−１２．００Ｖ＝−２．４６Ｖ
ΔＶ２＝１２．８７Ｖ−１２．０５Ｖ＝＋０．８２Ｖ、または、
＝１２．８７Ｖ−１２．００Ｖ＝＋０．８７Ｖ
【００８４】
蓄電池の劣化は早急に検出することが望ましい。しかしながら、早急な劣化の検出は、誤検出を招く可能性がある。他方、正確な劣化の検出は、劣化した蓄電池の端子電圧が大きく低下した状態が望ましい。
以上の例から、鉛蓄電池を直列に４個接続した場合、経験的に、ΔＶ１としては絶対値として、たとえば、０．５〜２．０Ｖ程度とし、蓄電池の劣化を判定する第１基準値Δref1を、たとえば、１．０Ｖとする。また、ΔＶ２としては絶対値として、たとえば、０．２〜１．０Ｖ程度とし、蓄電池の劣化を判定する第２基準値Δref2を、たとえば、０．３Ｖとする。
【００８５】
図６は蓄電池ユニット１０内の各蓄電池ブロック内の直列接続される蓄電池の数ｍと、式３におけるΔＶとの関係を示す図である。蓄電池としては鉛蓄電池を用いた例を示す。各蓄電池ブロック内の直列接続される蓄電池の数ｍは、もちろん、ＤＣ電源ライン２０に要求される電圧に応じて規定される。
ｍ＝４の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は４８Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1は、上述したように、１．０Ｖ、第２基準値Δref2も上述したように、０．３Ｖである。
ｍ＝６の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は７２Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1を１．０Ｖ、第２基準値Δref2を０．２Ｖにすることができる。
ｍ＝９の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は１０８Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1を１．０Ｖ、第２基準値Δref2を０．１Ｖにすることができる。
【００８６】
以上例示したように、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とは、各蓄電池ブロックの直列接続される蓄電池の数ｍ、蓄電池の種類、たとえば、上述した鉛蓄電池または、リチウムイオン電池などの種類に応じて決定することが好ましい。このような第１基準値Δref1および第２基準値Δref2は、記憶手段１２０に予め設定しておくか、操作手段１６０を介して設定してＲＡＭ１０５に記憶することができる。
【００８７】
以上述べたように、本発明の第１実施の形態の蓄電池システム１は、各蓄電池ブロックに１個のＤＣ電圧計を設けるだけで、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の劣化状態の直接検出、または、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池が属する蓄電池ブロック内の他の蓄電池の劣化を間接的に検出することができる。
【００８８】
本発明の蓄電池の劣化診断装置としての、演算手段１００は、コンピュータを用いて構成されており、容易に実現できる。演算手段１００の、特に、ＣＰＵ１０２が行う処理は簡単であり、容易に実現でき、低価格で構成できる。
さらに、本発明の実施の形態の蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０内の蓄電池の劣化を除いて、保守が必要になる部分がない。
【００８９】
また、劣化判断基準として、蓄電池ユニット１０内の他の蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧との相対関係を利用しており、蓄電池ユニット１０を構成する各蓄電池ブロックの蓄電池の個数、並列に接続された蓄電池ブロックの数などに依存せず、さらに、ＡＣ負荷６０の状況にも依存しないので、適用に融通性がある。
【００９０】
以上から、第１実施の形態の蓄電池の劣化診断装置を有する蓄電池システムは、一般家庭を含む広い用途に容易に適用可能である。
【００９１】
第２実施の形態
図７を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第２実施の形態について述べる。
図７に図解した蓄電池システム１Ａと、図１に図解した蓄電池システム１との相違は、図７に図解した蓄電池システム１Ａにおいて、複数の蓄電池ブロック１Ａ〜１ｎに対して、１個の電圧測定手段２００Ａ、たとえば、ＤＣ電圧計を設け、各蓄電池ブロック１Ａ〜１ｎの蓄電池Ｂ11、Ｂ21、…、Ｂn1の電圧を１個のＤＣ電圧計で測定するため、切替スイッチ８０を付加している。なお、切替スイッチ８０を付加したことにより、図２に図解したマルチプレクサ１０６は不要となる。
マルチプレクサ１０６が不要となること、下記に述べるようにＣＰＵ１０２の処理が異なることから、第２実施の形態においては、図１に図解した演算手段１００を演算手段１００Ａと記載している。
さらに、第２実施の形態においては、切替スイッチ８０から演算手段１００Ａに電圧測定値を入力するケーブル（図１の（２×ｎ）本のケーブル９０）が１対のケーブル９０Ａでよくなる。
その他の構成は、図解を省略しているものも含めて、第１実施の形態と実質的に同じである。
【００９２】
切替スイッチ
切替スイッチ８０は、第１共通端子ＴＣＡと第２共通端子ＴＣＢとに接続された第１接点ＣＴ１と第２接点ＣＴ２とを有する。
切替スイッチ８０はまた、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の両端に接続されている１対のケーブル９１が接続されている第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の両端に接続されている１対のケーブル９２が接続されている第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の両端に接続されている１対のケーブル９ｎが接続されている第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢとを有する。
第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２は、演算手段１００ＡのＣＰＵ１０２から、図２に図解したＩ／Ｏインターフェース１１２を介して出力される第１スイッチング信号ＳＷ１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢのいずれかに接続されて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の端子電圧，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の端子電圧のいずれかを、第１共通端子ＴＣＡおよび第２共通端子ＴＣＢを介して電圧測定手段２００ＡであるＤＣ電圧計に導く。
【００９３】
ＤＣ電圧計２００Ａの測定電圧は、演算手段１００Ａ内のＡ／Ｄ変換器１０７に入力されてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ１０２に入力され、ＲＡＭ１０５に記憶される。
図３に図解したステップ３の処理として、ＣＰＵ１０２は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２を介して出力する第１スイッチング信号ＳＷ１に基づいて、順次、第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２を、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢと切り換えていき、このスイッチング動作に合わせて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の端子電圧，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の端子電圧としてＲＡＭ１０５に記憶する。
【００９４】
図３に図解したステップ１、２の処理、および、ステップ４以降の処理は、図３を参照して述べた第１実施の形態と同じである。
【００９５】
第２実施の形態は、蓄電池ユニット１０の蓄電池ブロックの数に依存せず電圧測定手段２００ＡとしてのＤＣ電圧計の数が１個でよいこと、その結果、ＤＣ電圧計から演算手段１００Ａに電圧測定結果を導くケーブルも１対のケーブル９０Ａでよいという利点がある。したがって、蓄電池ブロックの数が多い場合、および／または、蓄電池ユニット１０から演算手段１００Ａまでの距離が長い場合などに特に、効果がある。
【００９６】
第３実施の形態
図８を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第３実施の形態について述べる。
図８に部分的に図解した蓄電池システム１Ｂと、図７に図解した蓄電池システム１Ａとの相違は、各蓄電池ブロック内の各蓄電池の端子電圧も測定可能なように、各蓄電池ブロックごとに、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａについて第２切替スイッチ８０ａを設けたことである。第２蓄電池ブロック１０Ｂ，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎにも、第２切替スイッチ８０ａと同様のスイッチが設けられる。
第１切替スイッチ８０は第３実施の形態と同じである。
【００９７】
第２切替スイッチ
第２切替スイッチ８０ａは、第１切替スイッチ８０と同様の構成をしており、第１共通端子ＴＣＡａと第２共通端子ＴＣＢｂとに接続された第１接点Ｃ１ａと第２接点Ｃ２ｂとを有する。
第２切替スイッチ８０ａは、切替スイッチ８０と同様に、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の両端に接続されている１対のケーブル９１が接続されている第１Ａ切替端子Ｔ１Ａａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂ，…，第ｎ蓄電池Ｂn1の両端に接続されている１対のケーブル９ｎが接続されている第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂとを有する。
第１接点Ｃ１ａおよび第２接点Ｃ２ｂは、演算手段１００ＡのＣＰＵ１０２から、図２に図解したＩ／Ｏインターフェース１１２を介して出力される第２−１スイッチング信号ＳＷ２１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂ，…，第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂのいずれかに接続されて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、…，第ｎ蓄電池Ｂ1nの端子電圧のいずれかを１対のケーブル９１を介して、第１切替スイッチ８０の第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂに導く。
【００９８】
第１切替スイッチ８０は上述したように、演算手段１００Ｂから出力される第１スイッチング信号ＳＷ１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂに接続されている、第２切替スイッチ８０ａ, …, 第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢに接続されている、図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎに入力される信号をＡ／Ｄ変換器１０７に導く。
【００９９】
このように、演算手段１００ＢのＣＰＵ１０２は、第１スイッチング信号ＳＷ１を切替スイッチ８０に出力し、第２−１スイッチング信号ＳＷ２１〜第２−ｎスイッチング信号ＳＷ２ｎのいずれかを該当する第２切替スイッチ、たとえば、８０ａに出力することにより、蓄電池ユニット１０内の希望する蓄電池ブロック内の希望する蓄電池の端子電圧を、１個のＤＣ電圧計２００Ａを介して入力することができる。
【０１００】
第１形態
第３実施の形態の第１の形態を、図９のフローチャートを参照して述べる。
ステップ１、ステップ２の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるので説明を省略する。
【０１０１】
図３に図解したステップ３の処理を、第３実施の形態の第１の形態では下記のように行う。
ステップ３Ａにおいて、ＣＰＵ１０２は、初期条件として、第２切替スイッチ８０ａ,
…, 図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎを各蓄電池ブロックの代表的な蓄電池、たとえば、蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を選択するように、設定しておく。
次いで、ステップ３Ｂにおいて、第２実施の形態に述べた方法により、ＣＰＵ１０２は、第１スイッチング信号ＳＷ１に基づいて、切替スイッチ８０を制御して、ＤＣ電圧計２００Ａで測定した上記蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を順次入力し、ＲＡＭ１０５に記憶していく。これにより各蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧が入手できた。
【０１０２】
ステップ４の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるので説明を省略する。
【０１０３】
ステップ５Ａにおいて、第２切替スイッチ８０ａ, …, 図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎで選択されていない蓄電池が劣化していると判定した場合、ＣＰＵ１０２は、ステップ５Ｂにおいて、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内に劣化した蓄電池が存在すると判定した場合、第１切替スイッチ８０の第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２を第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂを選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
【０１０４】
さらにこの状態で、ステップ５Ｃにおいて、ＣＰＵ１０２は、第２切替スイッチ８０ａに対して、第１接点ＣＴ１ａおよび第２接点ＣＴ２ｂを、第１共通端子ＴＣＡａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂから順次，第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂまで切り換えて接続するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−１を出力し、この出力と同期して、Ａ／Ｄ変換器１０７の信号を入力して、ＲＡＭ１０５に順次記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1nの端子電圧が得られる。
【０１０５】
ステップ５Ｄにおいて、ＣＰＵ１０２は、ステップ４の処理と同様、蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1nの端子電圧がそれぞれ、たとえば、劣化していない他の蓄電池ブロックの、たとえば、第２蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21と比較して、第１基準値Δref1より低下していないか否かを判定する。
ＣＰＵ１０２は、端子電圧が、たとえば、第２蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21より第１基準値Δref1以上低下している蓄電池を劣化している蓄電池と判定する。
この処理は、蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1n全てについて行うことができる。それにより、２個以上同時に劣化していることも検出可能となる。
【０１０６】
ステップ５、６、７、８は第１実施の形態と同様である。
【０１０７】
第３実施の形態の第１形態によれば、ＤＣ電圧計２００Ａが接続されている蓄電池以外のその他の蓄電池についても劣化したことを自動的に検出できる。
【０１０８】
第２形態
第３実施の形態の第２の形態を、図１０のフローチャートを参照して述べる。
ステップ１、ステップ２の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるから、説明を省略する。
【０１０９】
ステップ３Ａ１において、ＣＰＵ１０２は、第１切替スイッチ８０を、１つの第２切替スイッチ、たとえば、まず、第２切替スイッチ８０ａからの信号を選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
ステップ３Ｂ１において、ＣＰＵ１０２は、次いで上記選択した第２切替スイッチ、たとえば、第２切替スイッチ８０ａを順次、蓄電池Ｂ11, Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧を選択するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−１を設定するとともに、第１切替スイッチ８０から出力されたＤＣ電圧計２００Ａで測定された電圧信号をＡ／Ｄ変換器１０７を介して入力し、ＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの全ての蓄電池Ｂ11, Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧が入力される。
【０１１０】
ステップ３Ｃ１において、ＣＰＵ１０２は、最後の第ｎ切替スイッチ８０ｎまで、ステップ３Ａ１の処理が終了したか否かをチェックする。
第ｎ切替スイッチ８０ｎまで、ステップ３Ａ１の処理が終了していないときは、ステップ３Ａ１の処理に戻り、第１切替スイッチ８０を第３切替スイッチ８０ｂからの信号を選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
その後、ステップ３Ｂ１において、ＣＰＵ１０２は、次いで、第３切替スイッチ８０ｂを順次、蓄電池Ｂ21, Ｂ22，…，Ｂ2mの端子電圧を選択するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−２を設定するとともに、第１切替スイッチ８０から出力されたＤＣ電圧計２００Ａで測定された電圧信号をＡ／Ｄ変換器１０７を介して入力し、ＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの全ての蓄電池Ｂ21, Ｂ22，…，Ｂ2mの端子電圧が入力される。
【０１１１】
以下同様に、ＣＰＵ１０２は、第ｎ蓄電池ブロックの全ての蓄電池Ｂn1, Ｂn2，…，Ｂnmの端子電圧を入力するまで上記処理を反復する。
【０１１２】
以上により、蓄電池ユニット１０内の全ての蓄電池の端子電圧がＲＡＭ１０５に記憶されたことになる。
【０１１３】
ステップ４Ａにおいて、ＣＰＵ１０２は、蓄電池ユニット１０を全ての蓄電池の端子電圧を、劣化としてないと判定されている（ＲＡＭ１０５において劣化フラグが１にセットされていない）蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧と比較し、第１基準値Δref1以上か否かを判定し、個別的に蓄電池の劣化を判定する。
これにより、蓄電池ユニット１０内の全ての蓄電池が個別に劣化の判定が行われる。
【０１１４】
ステップ５、６、７、８の処理は図３を参照して述べた第１実施の形態と同様であるから説明を省略する。
【０１１５】
第３実施の形態の第２形態によれば、全ての蓄電池の劣化状態を直接自動的に判定することができる。
【０１１６】
第４実施の形態
本発明の第４実施の形態として、第２実施の形態における第１切替スイッチ８０を設けず、第３実施の形態において追加した第２切替スイッチ８０ａ，…，８０ｎを第１実施の形態に付加することができる。
この場合、初期状態として、第２切替スイッチ８０ａ，…，８０ｎを各蓄電池ブロックの、たとえば、第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1の端子電圧を選択するように設定しておく。
この状態で、第１実施の形態として述べたように、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している、第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1が劣化している否かを判定する。
第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1の端子電圧が第２基準値Δref2以上のとき、ＣＰＵ１０２は、たとえば、第１蓄電池Ｂ11が第２基準値Δref2以上に上昇しているとき、第２切替スイッチ８０ａを制御して、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の２番目以降の蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧を順次入力する。
ＣＰＵ１０２は、２番目以降の蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nが、他の正常な蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧より低下していか否かを判定して、蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nのいずれかが劣化していることを判定する。
【０１１７】
劣化した蓄電池の検出後の処理は第１実施の形態などにおける処理と同様である。
【０１１８】
以上述べたように、本発明の蓄電池システム、蓄電池の劣化診断装置は、簡単な構成で、かつ、簡単な処理で、蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化の有無を検出することができる。
【０１１９】
本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムは、蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を除いて、保守が必要になる部分がない。
【０１２０】
本発明の劣化判断基準として、蓄電池ユニット内の他の蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧との相対関係を利用しており、蓄電池ユニットを構成する各蓄電池ブロックの蓄電池の個数、並列に接続された蓄電池ブロックの数などに依存せず、さらに、ＡＣ負荷などの状況にも依存しないので、適用に融通性がある。
【０１２１】
本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池システムは、一般家庭などにも容易に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第１実施の形態の構成図である。
【図２】図２は、図１に図解した蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムにおける演算手段の装置構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２に図解した演算手段の信号処理の例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の蓄電池システムにおける電池構成の第１具体例を示す図である。
【図５】図５は、図４に図解した例における実験例を示す図表である。
【図６】図６は、図５に図解した実験例を整理した結果を示す図表である。
【図７】図７は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第２実施の形態の構成図である。
【図８】図８は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第３実施の形態の構成図である。
【図９】図９は本発明の第３実施の形態の第１形態の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の第３実施の形態の第２形態の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…蓄電池ユニット、２０…ＤＣ電源ライン、３０…インバータ／コンバータ、
４０…ＡＣ電源ライン、５０…ＡＣ電源、６０…ＡＣ負荷、
８０…第１切替スイッチ、８０ａ，…，８０ｎ…第２切替スイッチ、
１００，１００Ａ、１００Ｂ…演算手段
１０２…中央演算ユニット（ＣＰＵ）、１０４…ＲＯＭ、１０５…ＲＡＭ、
１０７…Ａ／Ｄ変換器、
１２０…記憶手段、
１４０…出力手段（１４０ａ…液晶表示器、１４０ｂ…プリンタ）
１６０…操作手段、
２００…電圧測定手段（ＤＣ電圧計）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次蓄電池の劣化状態を診断する装置および方法、並びに、蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次蓄電池、たとえば、鉛蓄電池を複数個組み合わせて組電池として構成し、組電池を充電しておき、商用電源が停電した時などの非常用電源として用いている。
さらに、非常用電源としての役割に加えて、電力料金が安い夜間などに組電池を充電しておき、日中、組電池に充電した電力を各種の電気機器（装置）に給電することも行われている。特に最近は、一般家庭にもそのような蓄電池システムを適用することが試みられている。
【０００３】
蓄電池は劣化する。劣化が著しく進行した場合、組電池内の他の蓄電池にも悪影響を及ぼし、蓄電装置の機能喪失や故障に至る可能性がある。そのため、組蓄電池内の劣化した蓄電池を適切に検出して、正常な蓄電池に交換することが必要となる。
組電池の中の劣化した蓄電池を検出（診断）する技術をいくつか述べる。
【０００４】
特許文献１は、複数直列接続された蓄電池の１つ１つの端子電圧を複数の電圧計で測定し、複数の蓄電池の端子電圧の平均値を求め、平均値と各蓄電池の端子電圧との差が基準値を越えているとき、該当する蓄電池が劣化していると診断する技術を開示している。
【０００５】
特許文献２は、浮動充電されるｎ個の蓄電池が直列接続されている組電池について、組電池を複数のブロックに分割し、各ブロックごとの充電電圧を測定し、各ブロックごとの充電電圧相互の差が基準値を越えているとき、そのブロックの蓄電池が劣化していると診断する技術を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−７５０２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている技術は、蓄電池ごとに電圧計を用いて端子電圧を測定するので、組蓄電池を構成する蓄電池の個数だけ電圧計が必要となり、装置構成が複雑であり、高価になるという不具合がある。
たとえば、組蓄電池を一般家庭に適用することを想定した場合、価格が高価になることは経済的な面で障害になる。
【０００８】
特許文献２に記載されている技術は、特許文献１に記載の技術に対して、複数の蓄電池単位で充電電圧を測定するので、電圧計の個数が少なくなるという利点はある。
しかしながら、特許文献２に記載されている技術は、蓄電池を満充電する浮動充電しているとき複数の蓄電池のブロックごとに電圧を検出する技術である。蓄電池が満充電状態にあるときは、全ての蓄電池の端子電圧は規格値の近傍にあり、蓄電池の劣化を検出することが難しい。
【０００９】
本発明は、たとえば、一般家庭を含む広い用途に適用可能なように、低価格で、簡単な方法で、組電池内の蓄電池の劣化を、簡単に、かつ、低価格で検出可能な、蓄電池の劣化診断装置と蓄電池の劣化診断方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、そのような蓄電池の劣化診断装置を有する蓄電池システ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】
【００１０】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定する電圧測定手段と、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段とを有する、蓄電池の劣化診断装置が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力する１個の切替スイッチと、該切替スイッチから出力された端子電圧を測定する１個の電圧測定手段と、前記切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取り手段と、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段とを有する、蓄電池の劣化診断装置が提供される。
【００１２】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニットと、上記蓄電池の劣化診断装置とを有する蓄電池システムが提供される。
【００１３】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するステップと、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値より低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップとを有する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【００１４】
また本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力するスイッチング・ステップと、該選択された端子電圧を測定する電圧測定ステップと、前記スイッチングを順次選択制御し、前記電圧測定ステップにおいて得られる測定電圧を、前記スイッチングで選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取りステップと、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップとを有する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【００１５】
本発明によれば、複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定し、前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低いか否かを判定し、前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いか否かを判定する、蓄電池の劣化診断方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蓄電池の劣化診断装置は、構成が簡単であり、処理内容も簡単であるので、低価格でなり、保守の問題もない。したがって、一般家庭を含む広い用途に適用できる。
本発明の蓄電池の劣化診断方法は処理内容が簡単であり、実施が容易である。
上記蓄電池の劣化診断装置と蓄電池ユニットとを有する本発明の蓄電池システムは、構成が簡単であり、処理内容も簡単であるので、低価格でなり、保守の問題もない。したがって、一般家庭を含む広い用途に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１実施の形態
図１〜図５を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第１実施の形態について述べる。
【００１８】
蓄電池システム全体構成
図１は本発明の第１実施の形態の蓄電池システム１の構成図である。
蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０と、ＤＣ電源ライン２０と、インバータ（逆変換器）／コンバータ（順変換器）３０と、ＡＣ電源ライン４０と、ＡＣ電源５０と、ＡＣ負荷６０とを有する。なお、必要に応じて、ＤＣ電源ライン２０にＤＣ負荷７０が接続されてもよい。
蓄電池システム１はさらに、本発明の第１実施の形態の蓄電池の劣化診断装置を構成する、演算手段１００と、記憶手段１２０と、出力手段１４０と、操作手段１６０と、ケーブル９０と、電圧測定手段２００とを有する。
なお、本発明の蓄電池の劣化診断装置の実施の形態として、記憶手段１２０と、出力手段１４０と、操作手段１６０と、ケーブル９０とは必須ではない。
【００１９】
蓄電池ユニット
組電池としての蓄電池ユニット１０は、ｎ個の蓄電池ブロック１０Ａ，１０Ｂ，…，１０ｎが並列に接続されており、各蓄電池ブロックは、ｍ個の二次蓄電池、たとえば、鉛蓄電池またはリチウムイオン蓄電池などが直列に接続されている。
各蓄電池ブロックにおいて、ｍ個の蓄電池を直列接続することにより、所定のＤＣ電圧を満足させ、ｎ個の蓄電池ブロックを並列に接続することにより、蓄電池ユニット１０として所望の電力容量を確保している。
所定のＤＣ電圧とは、たとえば、公称電圧、ＤＣ４８Ｖ、ＤＣ７２Ｖ、ＤＣ１０８Ｖなどである。直列接続される蓄電池の数ｍと、公称電圧の例は後述する。
本実施の形態においては、各蓄電池ブロック内の直列に接続されている蓄電池の個数は同じであり（ｍ）、各蓄電池の仕様、たとえば、満充電時の出力電圧、電力容量などは、正常状態または初期状態においては同じであるとする。
【００２０】
インバータ／コンバータ
図解の簡単化のため、インバータとコンバータとを同じユニットのインバータ／コンバータ３０として図解したが、インバータとコンバータとを独立に設けることができる。
インバータ／コンバータ３０のうち、コンバータはＡＣ電源５０の交流電圧を、たとえば、ＤＣ４８Ｖの直流電圧に変換する。コンバータで変換された直流電圧がＤＣ電源ライン２０を介して蓄電池ユニット１０に印加されて蓄電池ユニット１０内の各蓄電池が充電される。ＡＣ電源５０は、たとえば、商用電源である。
インバータ／コンバータ３０のうち、インバータは、蓄電池ユニット１０の蓄電池に充電された電力でＡＣ負荷６０を駆動するとき、蓄電池ユニット１０からのＤＣ電圧を商用電源と同じ周波数、同じ電圧のＡＣ電圧に変換する。これにより、ＡＣ電源ライン４０に接続されているＡＣ負荷６０が蓄電池ユニット１０の電力によって駆動できる。
蓄電池システム１が一般家庭などに使用されたとき、ＡＣ負荷６０は、たとえば、空調機、冷蔵庫、ＴＶ受像機、電灯、コンピュータなどの家庭内電化製品である。
【００２１】
電圧測定手段
蓄電池の劣化診断装置を構成する電圧測定手段２００は、蓄電池ユニット１０の蓄電池ブロック１０Ａ〜１０Ｎごとに１個の電圧測定手段２０１，２０２，…，２０ｎを有する。これら電圧測定手段２０１，２０２，…，２０ｎは、本実施の形態においては、それぞれＤＣ電圧計であり、各ＤＣ電圧計が各蓄電池ブロックの１個の蓄電池の端子電圧を測定する（計測する）。
特許文献１においては、１つの蓄電池ブロック内の複数の蓄電池（特許文献１においてはこれを１ブロックとして）の合計端子電圧を測定していたが、本実施の形態においては１つの蓄電池ブロック内の１つの蓄電池の端子電圧を１個のＤＣ電圧計で測定する。
なお、ＤＣ電圧計で各蓄電池ブロックの１個の蓄電池の端子電圧を測定する対象としての蓄電池は、各蓄電池ブロック内の任意の蓄電池でよい。なお、図１に図解した例示においては、各組電池ブロック内のＤＣ電源ライン２０に最も近い位置の第１番目の蓄電池Ｂ11，Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を測定する場合について例示する。
【００２２】
１個のＤＣ電圧計による測定電圧が２本（または１対）のケーブルを介して、演算手段１００に出力され、合計で（２×ｎ）本のケーブル９０が演算手段１００に接続されている。
【００２３】
演算手段
図２は演算手段１００の１実施の形態の構成図である。
本実施の形態の演算手段１００は、コンピュータで構成されており、コンピュータの中央演算ユニット（ＣＰＵ）１０２と、バス１０３と、バス１０３を介してＣＰＵ１０２に接続されている、ＲＯＭ１０４と、ＲＡＭ１０５と、マルチプレクサ１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０７と、メモリ・インターフェース（Ｍ−Ｉ／Ｆ）１０８と、Ｉ／Ｏインターフェース（Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ）１０９、１１０、１１２と、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）１１５とを有する。
【００２４】
ＲＴＣ１１５は、ＣＰＵ１０２などの動作に用いるクロックを生成する。ＣＰＵ１０２がクロックを計数することにより、演算手段１００の時間が規定される。
ＲＯＭ１０４には、後述する、蓄電池の劣化判定を行う各種制御処理プログラムが格納されており、そのようなプログラムがＣＰＵ１０２において動作することにより、後述する各種の処理が遂行される。
ＲＡＭ１０５は、ＣＰＵ１０２で使用する各種パラメータ、一時保存データなどを記憶する。
ＲＡＭ１０５、および／または、ＲＯＭ１０４と、記憶手段１２０とを共用することもできるが、本実施の形態においては、ＲＡＭ１０５、および／または、ＲＯＭ１０４と記憶手段１２０とを独立に設けた場合を例示する。
記憶手段１２０は、たとえば、後述する第１基準値Δref1、第２基準値Δref2、あるいは、放電開始時間と放電終了時間などを記憶することができる。ただし、これらのパラメータが操作手段１６０を介してＣＰＵ１０２が入力してＲＡＭ１０５に記憶する場合は記憶手段１２０は削除することもできる。
【００２５】
マルチプレクサ１０６は、ＣＰＵ１０２の制御のもとでｎ個のＤＣ電圧計の測定値を多重化して１個ごと順次、Ａ／Ｄ変換器１０７に入力する。
Ａ／Ｄ変換器１０７は、マルチプレクサ１０６で順次切り換えられて出力されたＤＣ電圧計で測定したアナログ電圧測定信号をデジタル電圧測定信号に変換する。変換された電圧測定信号は、バス１０３を介してＣＰＵ１０２に入力され、ＲＡＭ１０５または記憶手段１２０に記憶される。
なお、マルチプレクサ１０６を設けず、ｎ個のＡ／Ｄ変換器１０７を設けて、ｎ個のＤＣ電圧計の電圧測定結果をｎ個のＡ／Ｄ変換器１０７で独立して変換し、ＣＰＵ１０２で入力することもできる。
【００２６】
Ｍ−Ｉ／Ｆ１０８は、記憶手段１２０とＣＰＵ１０２との間のデータの交換処理を行う。
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１０９は、ＣＰＵ１０２から出力される出力データ、たとえば、蓄電池の劣化状態を示すデータを出力手段１４０に出力する。出力手段１４０としては、たとえば、図示しない、液晶表示器１４０ａ、プリンタ１４０ａなどを用いることができる。
【００２７】
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１０は、たとえば、蓄電池の劣化診断処理のため、操作手段１６０を用いてユーザが操作指示した情報をＣＰＵ１０２に与える。
操作手段１６０は、たとえば、テン・キー・スイッチと機能選択ボタンなどを有し、操作手段１６０からユーザがＣＰＵ１０２に与える情報として、たとえば、放電開始／終了時間の設定、充電開始／終了時間の設定、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2、蓄電池ユニット１０のモード切り替え、などの指示を行うことができる。
蓄電池ユニット１０のモード切り替えとしては、たとえば、蓄電池ユニット１０内の蓄電池ブロック内の蓄電池の構成の変更、劣化した蓄電池の交換のために蓄電池ユニット１０からの放電の停止、劣化した蓄電池の交換の通知（これにより、ＣＰＵ１０２は後述する劣化フラグのクリアを行う）などがある。
操作手段１６０から設定された、放電開始／終了時間と充電開始／終了時間などはＣＰＵ１０２を介してＲＡＭ１０５に記憶される。なお、上述した操作手段１６０に介して設定される情報は、コンピュータの表示装置に付随するキーボードなどを介して設定することもできる。
ＣＰＵ１０２は、劣化診断結果を、液晶表示器１４０ａまたはプリンタ１４０ａの他、操作手段１６０に出力することもできる。あるいは、操作手段１６０を操作パネルとして構成し、液晶表示器１４０ａを操作パネルの一部に組み込むこともできる。
【００２８】
Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１２は、第２〜第４実施の形態において述べる、ＣＰＵ１０２から後述する第１スイッチング信号ＳＷ１、第２スイッチング信号ＳＷ２−１〜ＳＷ２−ｎを出力して切替スイッチ８０、第２切替スイッチ８０ａのスイッチングを制御する部分である。換言すれば、Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１１２は第１実施の形態では使用しない。
【００２９】
蓄電池の劣化診断方法など
本発明の第１実施の形態の蓄電池の劣化診断方法の基本構想について述べる。
なお、本実施の形態において、蓄電池ユニット１０の蓄電池は、たとえば、夜間の電力料金が安いときにインバータ／コンバータ３０のコンバータでＡＣ電源５０からのＡＣ電圧を変換した直流電圧で充電され、日中、電力料金が高いときに、蓄電池ユニット１０の蓄電池に充電した電力をインバータ／コンバータ３０のインバータを介して交流電力に変換してＡＣ負荷６０に給電するために放電する。この放電のとき劣化した蓄電池の端子電圧の低下が著しい。
【００３０】
（１）放電時間に蓄電池の端子電圧を測定する。
蓄電池の端子電圧は、満充電状態のときは規定の電圧値（公称電圧）を示すが、放電に伴い蓄電池の端子電圧は低下する。特に、劣化した蓄電池の端子電圧の低下は著しい。これについては、図４〜図６を参照して具体的な例を示して後述する。
本実施の形態においては、好ましくは、蓄電池ユニット１０が放電中のときの蓄電池の端子電圧を測定して蓄電池の劣化状態を判断することにした。この点において、特許文献２に記載のように浮動充電中に蓄電池の端子電圧を測定する技術とは異なる。
なお、上述した「好ましい」という意味は、（１）蓄電池ユニット１０内の蓄電池が充電されている間は劣化状態が検出されにくく、充電中は蓄電池の劣化検出があまり意味がないこと、（２）蓄電池ユニット１０の蓄電池が、かなり低電圧まで低下した状態から充電される場合を想定すると、低電圧ゆえに、劣化を誤判断する可能性を回避するためである。
【００３１】
（２）蓄電池の端子電圧の測定方法
上述したように、図１に例示した蓄電池ユニット１０の構成においては、各蓄電池ブロック（組電池）について、１つの電圧測定手段２０１〜２０ｎを用いて各蓄電池ブロックの１つの蓄電池の端子電圧を測定している。電圧測定手段２０１〜２０ｎは、たとえば、公知のＤＣ電圧計を用いることができる。このように、本発明の実施の形態は電圧測定系が簡単であり、低価格である。この点において、特許文献１、２に記載の電圧測定方法と異なる。
以下、電圧測定手段２０１〜２０ｎとして、ＤＣ電圧計２０１ａ〜２０ｎａを用いた場合について述べる。
【００３２】
（３）劣化した蓄電池の判別方法
劣化した蓄電池の判別方法は、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧が測定されている蓄電池と、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧が測定されていない蓄電池とでは異なる。したがって、２つの場合に別けて述べる。
【００３３】
（３ａ）端子電圧を測定している蓄電池の劣化診断（検出）
ＤＣ電圧計が直接、端子電圧を測定している蓄電池、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１番目の蓄電池Ｂ11が劣化した場合は、放電中において蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11（直流電圧計２０１ａによる電圧測定値Ｖ11）の低下が著しいことから、直接、検出することができる。
その他の蓄電池ブロック１０Ｂ，…、１０ｎのＤＣ電圧計が直接、端子電圧が測定されている第１番目の蓄電池Ｂ21, …, Ｂn1は劣化していないとすると、これらの蓄電池Ｂ21, …, Ｂn1の端子電圧Ｖ21, …, Ｖn1（直流電圧計２０２ａ，…，２０ｎａによる電圧測定値Ｖ21, …, Ｖn1）と、蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11（直流電圧計２０１ａによる電圧測定値Ｖ11）とは下記の関係となる。
【００３４】
Ｖ11＜Ｖ21，
Ｖ11＜Ｖn1 …（１）
【００３５】
ＣＰＵ１０２は、下記の電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのいずれか、または、下記の電圧差Δ１２，…，Δ１ｎの全てが、第１基準値Δref1を越えたとき、蓄電池Ｂ11が劣化していると判定する。第１基準値Δref1の詳細については後述する。
【００３６】
Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21
Δ１ｎ＝Ｖ11−Ｖn1 …（２）
【００３７】
たとえば、Δ１２は、第１番目の蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池（Ｂ11）の端子電圧Ｖ11（または電圧測定値Ｖ11）と第２番目の蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池（Ｂ21）との端子電圧Ｖ21（または電圧測定値Ｖ21）の差を示す。
電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのいずれが第１基準値Δref1を越えていることを判定することはＣＰＵ１０２の処理としては簡単である。
他方、電圧差Δ１２，…，Δ１ｎの全てが第１基準値Δref1を越えたときを条件として判定する場合は、処理が幾分複雑になるが、ＣＰＵ１０２の処理としては簡単であり、判定の信頼性が向上することが期待できる。
上記に対して、電圧差Δ１２，…，Δ１ｎのうち、全部ではなく複数、たとえば、２つ、３つが第１基準値Δref1を越えている場合に、蓄電池を劣化していると判定することもできる。
【００３８】
（３ｂ）端子電圧を測定している蓄電池以外の値が劣化したとき
上述した劣化診断方法では、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の直流電圧計２０１ａで端子電圧が測定されている蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11は低下していず（むしろ、同じ蓄電池ブロックに劣化した蓄電池があると、蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11は放電特性本来に起因する電圧降下より高くなる）、蓄電池Ｂ11は劣化はしていないと判断された場合でも、同じ第１蓄電池ブロック１０Ａ内の他の蓄電池が劣化している可能性がある。たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の直流電圧計２０１ａで直接、端子電圧を測定していない第２番目の蓄電池Ｂ12が劣化した場合について述べる。
蓄電池Ｂ12の端子電圧は、直流電圧計２０１ａで直接測定していないので、上述した第１番目の蓄電池Ｂ11のように、端子電圧Ｖ11の低下から直接、蓄電池Ｂ12の劣化を検出することはできない。
【００３９】
なお、蓄電池Ｂ12の劣化に起因して蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12が低下すると、ＤＣ電源ライン２０における第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧を維持するように、第１蓄電池ブロック１０Ａ内に直列接続されている（蓄電池Ｂ12を除く）他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nの端子電圧Ｖ11，Ｖ13…Ｖ1nが上昇する。
劣化している蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12が、「劣化しないときの電圧Ｖ（ｔ）」よりΔＶ（ｔ）だけ低下したとき、他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nの端子電圧Ｖ11，Ｖ13…Ｖ1nの上昇は、下記式で表すことが出来る。
ただし、同じ第１蓄電池ブロック１０Ａ内の他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nは同じ状態にあることを前提としており、他の蓄電池Ｂ11，Ｂ13…Ｂ1nは同じ分担率で劣化している蓄電池Ｂ12の端子電圧Ｖ12の低下を補うこと場合を想定している。
【００４０】
Ｖ11（＝，…，Ｖ1n）
＝Ｖ（ｔ）＋（ΔＶ（ｔ）／（ｍ−１））
ただし、ｍは各蓄電池ブロック内の直列接続された蓄電池の個数であり、
Ｖ（ｔ）は劣化していないときの蓄電池の端子電圧である。
…（３）
【００４１】
「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」について述べる。
放電中、蓄電池の端子電圧は、劣化しないときでも放電時間ｔの経過とともに低下していく。この放電特性自体に起因する蓄電池の端子電圧の低下を、本明細書においては、劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）と呼ぶ。
たとえば、蓄電池Ｂ12の劣化に伴う電圧低下量ΔＶ12（ｔ）も放電時間ｔの経過とともに変化し、その電圧低下量ΔＶ12（ｔ）は他の正常な蓄電池の放電に起因する電圧低下量より大きい。劣化した蓄電池の端子電圧の低下と、それに対する他の蓄電池の端子電圧の上昇については、図４〜図６を参照して具体例を後述する。
【００４２】
劣化した蓄電池、たとえば、蓄電池Ｂ12自体の劣化を特定することはできないが、ＤＣ電圧計２０１ａで蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11が、他の蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧、すなわち、劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）よりも高くなる。
【００４３】
Ｖ11＞Ｖ21，…，Ｖ11＞Ｖn1 …（４）
【００４４】
たとえば、ΔＶ1-2 ＝Ｖ11−Ｖ21、または、ΔＶ1-n ＝Ｖ11−Ｖn1、あるいは、ΔＶ1-2 とΔＶ1-n とが、第２基準値Δref2以上であれば、蓄電池Ｂ11が所属する蓄電池ブロック１０Ａ内のいずれかの蓄電池が劣化していることを推定することができる。
第２基準値Δref2の詳細については、図４〜図６を参照して後述する。
【００４５】
なお、蓄電池ブロック内の蓄電池が劣化していることを検出できたら、たとえば、直接、端子電圧を測定している蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の端子電圧を順次、たとえば、手動で測定することにより、あるいは、後述する第３実施の形態の自動特定方法により、劣化した蓄電池を特定することができる。
【００４６】
（４）劣化を検出する判定方法
上述したように、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定している蓄電池の劣化の検出（診断）、および、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定していない蓄電池の劣化の検出（診断）には、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。
換言すれば、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定している蓄電池の劣化の検出（診断）には、ＤＣ電圧計で測定した端子電圧を直接、固定の基準値と比較しないで、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。同様に、ＤＣ電圧計で直接、端子電圧を測定していない蓄電池の劣化の検出（診断）には、ＤＣ電圧計で測定した端子電圧を直接、固定の基準値と比較しないで、他の劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を比較している。
ただし、上記比較結果については、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを用いて判断する。その理由について述べる。
【００４７】
（イ）蓄電池ユニット１０の構成に応じて各蓄電池ブロックの電圧（ＤＣ電源ライン２０の電圧）が変化する。よって、一義的に第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを決定しにくい。
【００４８】
（ロ）ＡＣ負荷６０の状態に応じて蓄電池ユニット１０からＡＣ負荷６０への給電（放電）中における各蓄電池の端子電圧の低下状態が異なる。なお、ＤＣ負荷７０は考慮しないものとする。
【００４９】
蓄電池ユニット１０の放電中、ＡＣ負荷６０が重い状態では蓄電池ユニット１０の電力消費が大きいから、正常な蓄電池でもその端子電圧の低下は迅速であり、低下量は大きい。他方、ＡＣ負荷６０が軽い状態では正常な蓄電池でもその端子電圧の低下は緩慢であり、低下量も少ない。同様に、ＡＣ負荷６０が重い状態では劣化している蓄電池の端子電圧のかなり迅速であり、低下量も著しい。ＡＣ負荷６０が軽い状態では劣化している蓄電池の端子電圧の低下は幾分緩慢になり、低下量も少ない。
【００５０】
蓄電池ユニット１０の放電中、劣化した蓄電池があると、その劣化した蓄電池の端子電圧がＤＣ電圧計で直接測定されている場合は、上述のようにＣＰＵ１０２において直接検出できる。しかしながら、その他の蓄電池が劣化している場合は直接、ＣＰＵ１０２において検出できない。この場合、その蓄電池ブロック内の他の蓄電池の端子電圧の低下は、式３に基づいて（ΔＶ／（ｍ−１））だけ他の劣化した蓄電池のない蓄電池ブロックの蓄電池の測定電圧より高くなり、ＡＣ負荷６０への給電のための放電とともに低下していく。その状態がＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の測定電圧として検出できる。
【００５１】
しかしながら、その低下状態の判定は、上述した放電時間ｔとともに変化する「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」が基準となり、固定の値を用いることはできない。以上から、本実施の形態では、「劣化していないときの電圧Ｖ（ｔ）」を、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧とし、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧と相対比較している。
以上述べた観点からも、蓄電池の劣化判定（診断）は、蓄電池の放電中が好ましい。
【００５２】
（ハ）汎用的な蓄電池の劣化診断装置を構成する場合、蓄電池ユニット１０の構成、蓄電池ユニット１０を構成する蓄電池の種類、たとえば、鉛蓄電池か、リチウムイオン蓄電池かなどの蓄電池の種類、ＡＣ負荷６０などの負荷状態に起因して変化するので、劣化した蓄電池の端子電圧の判断基準値を絶対値としないほうが好ましい。
【００５３】
なお、劣化していない蓄電池ブロックのＤＣ電圧計で測定した端子電圧との比較結果を最終的に判断するためには、後述する、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とを用いる。
【００５４】
図３は、以上の基本構想のもとに、電圧測定手段２００と演算手段１００（主としてＣＰＵ１０２）とで行う蓄電池の劣化診断方法の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図１〜図３を参照して、主として、ＣＰＵ１０２の処理を述べる。
【００５５】
ステップ１：初期条件設定
ＣＰＵ１０２は、操作手段１６０、または、液晶表示器１４０ａのキーボードなどから設定される、放電開始時間、放電終了時間、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2などのパラメータを入力して、ＲＡＭ１０５に記憶する。
なお、放電開始時間、放電終了時間、第１基準値Δref1、第２基準値Δref2などのパラメータが記憶手段１２０に記憶されている場合には、この初期設定処理は不要である。
また、記憶手段１２０は、ＲＡＭ１０５の劣化フラグを全てクリア（０）にして、蓄電池ユニット１０内に劣化している蓄電池はないと設定する。
【００５６】
ステップ２、劣化判定タイミングか否かの判断
ＣＰＵ１０２は、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）１１５に基づくコンピュータ内時間が、設定された放電開始時間に到達したか否かを判定する。
上述したように、本実施の形態では蓄電池の放電のとき蓄電池の端子電圧は低下するが、劣化した蓄電池の端子電圧は、正常な蓄電池に比較して著しく低下する。そこで、本実施の形態においては、劣化した蓄電池を効果的に検出するため、放電中の蓄電池の端子電圧を測定する。
なお、ＣＰＵ１０２は、放電開始時間に到達したら、所定時間間隔で、たとえば、３０分間隔で下記の処理を反復処理する。
通常、蓄電池は充電開始直前、換言すれば、放電終了間際に、端子電圧の電圧降下が大きくなり、劣化も進む。他方、劣化した蓄電池が存在すると、同じ蓄電池ブロック内の正常な蓄電池の負担が大きくなる。そこで、所定時間間隔で蓄電池の劣化状態を診断することにより、迅速に蓄電池の劣化を検出し、劣化した蓄電池の交換を適切に行えるようにしている。
【００５７】
ステップ３、蓄電池の端子電圧を測定
ＣＰＵ１０２は、マルチプレクサ１０６を順次切り換えて、各蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧を測定しているＤＣ電圧計の測定値Ｖ11、Ｖ21、…、Ｖn1を順次、Ａ／Ｄ変換器１０７に入力させ、デジタルの電圧測定値に変換した値を入力してＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、ＲＡＭ１０５には、各電池ブロックの蓄電池Ｂ11、Ｂ21、…、Ｂn1の電圧測定値Ｖ11、Ｖ21、…、Ｖn1が記憶される。
なお、マルチプレクサ１０６を削除して、Ａ／Ｄ変換器１０７を各蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧を測定しているＤＣ電圧計の数だけ設けて、複数のＡ／Ｄ変換器１０７の変換結果をＣＰＵ１０２で読み取ってもよい。このように、マルチプレクサ１０６を設けるか否か、および、Ａ／Ｄ変換器１０７の数は、適宜は決定することができる。
【００５８】
ステップ４、蓄電池の測定電圧の値を比較と判定
（１）ＤＣ電圧計で測定している蓄電池の劣化判定
好ましくは、蓄電池ブロックが２個のときと、蓄電池ブロックが３以上のときとに分けて、劣化判定を行う。蓄電池ブロックが３以上のときは判定の対象が多いので、それを活用して信頼性の高い劣化判定を行うためである。
【００５９】
（１ａ）蓄電池ブロックが２のとき（ｎ＝２）
（１ａ１）大小比較
ＣＰＵ１０２はＲＡＭ１０５に記憶した２つの蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ11、Ｂ21の端子電圧Ｖ11、Ｖ21を式１に基づいて比較する。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、Ｖ11＜Ｖ21のとき、蓄電池Ｂ11は蓄電池Ｂ21より端子電圧の低下が速く、劣化が進んでいると判定する。
【００６０】
（１ａ２）電圧低下量の判定
ＣＰＵ１０２が蓄電池Ｂ11が劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２はさらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ１２＝Ｖ21−Ｖ11）を演算してＲＡＭ１０５に記憶する。Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池Ｂ11が劣化していると決定する。
第１基準値Δref1は、蓄電池の満充電電圧と劣化時の端子電圧との関係を考慮して決定する。第１基準値Δref1の具体例は後述する。
【００６１】
（１ａ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の劣化フラグ＝１がセットされていることにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることが自明であり、これ以降、ＣＰＵ１０２は他の蓄電池ブロックの劣化判定の対象から外す。
劣化フラグ＝１は、たとえば、第１蓄電池Ｂ11が正常な蓄電池に交換されて、たとえば、操作手段１６０によりリセット指示が示されたとき、ＣＰＵ１０２がＲＡＭ１０５の劣化フラグを０にする。
蓄電池システム１の初期状態ではＲＡＭ１０５内の劣化フラグは全て０である。
【００６２】
（１ｂ）蓄電池ブロックが３以上のとき（ｎ≧３）
（１ｂ１）大小比較
蓄電池ブロックの数が３以上のときは、好ましくは、劣化判定の信頼性を高めるために、２以上の隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行うことが望ましい。以下、隣接する２つの蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行う場合について述べる。３以上の蓄電池ブロックとき比較を行う場合も同様である。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、蓄電池Ｂ11が属する蓄電池ブロックと隣接する、ＲＡＭ１０５に劣化フラグがセットされていない（正常な、または、劣化していない）蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21、Ｂ31の測定電圧Ｖ21、Ｖ31との関係において、Ｖ11＜Ｖ21、かつ、Ｖ11＜Ｖ31ならば、蓄電池Ｂ11の端子電圧の低下は蓄電池Ｂ21、Ｂ31より端子電圧の低下より大きいから、蓄電池Ｂ11の劣化が進んでいると判定する。
【００６３】
（１ｂ２）電圧低下量の判定
蓄電池Ｂ11が劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差Δ１２＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ１２＝Ｖ21−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池Ｂ11が劣化していると決定する。
なお、劣化検出の信頼性を高めるために、ＣＰＵ１０２は、Δ１２の絶対値が第１基準値Δref1を越えているとき、さらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ１３＝Ｖ11−Ｖ31（またはΔ１３＝Ｖ31−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ１３の絶対値も第１基準値Δref を越えているとき、蓄電池Ｂ11が劣化していると決定することもできる。
【００６４】
（１ｂ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、上記同様、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。
【００６５】
（２）ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池以外の蓄電池の劣化判定
ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の劣化が検出されないとき、同じ蓄電池ブロック内の他の蓄電池の劣化判定を行う。
好ましくは、蓄電池ブロックが２個のときと、蓄電池ブロックが３以上のときとに分けて、劣化判定を行う。蓄電池ブロックが３以上のときは判定の対象が多いので、それを活用した信頼性の高い劣化判定を行うためである。
【００６６】
（２ａ）蓄電池ブロックが２のとき（ｎ＝２）
（２ａ１）大小比較
ＣＰＵ１０２はＲＡＭ１０５に記憶した蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ11の端子電圧Ｖ11と隣接する蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21とを比較する。Ｖ11＞Ｖ21のとき、ＣＰＵ１０２は、蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池の劣化が進んでいると判定する。
【００６７】
（２ａ２）電圧上昇量の判定
蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化が進んでしていると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ12＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ12＝Ｖ21−Ｖ11）を演算する（必要に応じて、さらにＲＡＭ１０５に記憶する）。Δ12の絶対値が第２基準値Δref2を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化していると決定する。
第２基準値Δref2は、式３における（ΔＶ／（ｍ−１））を考慮して決定する。なお、第２基準値Δref2の具体例は後述する。
【００６８】
（２ａ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。蓄電池Ｂ11以外の蓄電池は特定されていないから、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａのある蓄電池に劣化があることを示す劣化フラグをセットする、または、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全てが劣化していると仮定して、蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全ての劣化フラグを１にセットしてもよい。
【００６９】
（２ｂ）蓄電池ブロックが３以上のとき（ｎ≧３）
（２ｂ１）大小比較
蓄電池ブロックの数が３以上のときは、好ましくは、劣化判定の信頼性を高めるために、２以上の隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行うことが望ましい。以下、隣接する２つの蓄電池ブロックの測定電圧との比較を行う場合について述べる。
ＣＰＵ１０２は、たとえば、ＲＡＭ１０５に劣化フラグがセットされていない（正常な）蓄電池Ｂ11と隣接する蓄電池ブロックの測定電圧との関係において、Ｖ11＞Ｖ21、かつ、Ｖ11＞Ｖ31ならば、蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ21以外の蓄電池の劣化が進んでいると判定する。
【００７０】
（２ｂ２）電圧上昇量の判定
蓄電池Ｂ11の属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池Ｂ21以外の蓄電池の劣化していると判定したら、ＣＰＵ１０２は、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ12＝Ｖ11−Ｖ21（またはΔ12＝Ｖ21−Ｖ11）を演算する（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶する）。Δ12の絶対値が第２基準値Δref2を越えているとき、ＣＰＵ１０２は蓄電池ブロック１０Ｂ内の蓄電池Ｂ11以外の他の蓄電池が劣化していると決定する。
なお、ＣＰＵ１０２は、Δ12の絶対値が第１基準値Δref を越えているとき、さらに、式２に基づいて各蓄電池ブロック相互の端子電圧の測定値の差、Δ13＝Ｖ11−Ｖ31（またはΔ13＝Ｖ31−Ｖ11）を演算して（必要に応じて、ＲＡＭ１０５に記憶し）、Δ13の絶対値も第２基準値Δref2を越えているとき、蓄電池Ｂ11が属する蓄電池ブロック１０Ａ内の蓄電池が劣化していると決定することができる。
【００７１】
（２ｂ３）劣化状態の設定
好ましくは、ＣＰＵ１０２は、上記同様、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池が劣化していることを示すフラグ（劣化フラグ＝１）をＲＡＭ１０５の該当する部分にセットする。蓄電池Ｂ11以外の蓄電池は特定されていないから、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａのある蓄電池に劣化があることを示す劣化フラグをセットする、または、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全てが劣化していると仮定して、蓄電池Ｂ11以外の蓄電池の全ての劣化フラグを１にセットしてもよい。
【００７２】
ステップ５、６、劣化状態出力
ＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されている蓄電池が劣化していることを検出したときは、その蓄電池が属する蓄電池ブロックの番号または名称と、劣化を検出した蓄電池の番号または名称を、劣化を示す情報とともに、たとえば、下記のメッセージを、液晶表示器１４０ａに表示する、および／または、プリンタ１４０ａに印字する。
「２００６．２．１５ １２：１５
第１蓄電池ブロック、第１番目の蓄電池が劣化しています。」
または、ＣＰＵ１０２は、液晶表示器１４０ａに蓄電池ユニット１０の蓄電池の構成を図解し、検出した日時、時刻、劣化状態の蓄電池を、たとえば、赤で表示することもできる。
【００７３】
ＣＰＵ１０２は、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池が劣化していることを検出したときは、検出した日時、時刻、その蓄電池が属する蓄電池ブロックの番号または名称を、劣化を示す情報とともに、たとえば、下記のメッセージを、液晶表示器１４０ａおよび／またはプリンタ１４０ａに出力する。
「２００６．２．１５ １２：１５
第１蓄電池ブロック内の第１番目の蓄電池以外の蓄電池が劣化しています。」
または、ＣＰＵ１０２は、蓄電池ユニット１０の蓄電池の構成を図解し、検出した日時、時刻、ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池の全てを、たとえば、赤で表示することもできる。
【００７４】
ユーザーは液晶表示器１４０ａおよび／またはプリンタ１４０ａの上記メッセージから蓄電池が劣化していることを認識することができる。
【００７５】
ステップ７、反復処理
ＣＰＵ１０２は上述した処理を、放電期間中、反復処理する。
【００７６】
ステップ８、待機
放電が終了したら、所定時間遅延して、次の放電期間が到達するまで待機する。
【００７７】
上述した例示においては、ステップ３において、複数の蓄電池ブロックの各蓄電池の端子電圧の測定を纏めて行い、ステップ４、５において、複数の蓄電池の測定電圧の比較と劣化判定をまとめて行った場合について述べたが、１個の蓄電池または１つの蓄電池ブロックごとに行うこともできる。
【００７８】
劣化した蓄電池の処理
第１実施の形態においては、たとえば、上記のごとく劣化した蓄電池が検出されたら、蓄電池システム１のユーザーは、あるいは、蓄電池システム１の技術者または保守員は、たとえば、下記の処理を行うことができる。
（ａ）ＤＣ電圧計で端子電圧で測定されている蓄電池が劣化していることが検出されているときは該当する蓄電池を正常な蓄電池と交換する。
（ｂ）ＤＣ電圧計で端子電圧が測定されていない蓄電池が劣化していることを検出されているときは、劣化した蓄電池を特定するため、その蓄電池ブロック内の各蓄電池の端子電圧を、たとえば、手動で端子電圧を測定していき、端子電圧が低下している蓄電池を特定し、特定した蓄電池を正常な蓄電池と交換する。
【００７９】
第１基準値Δref1および第２基準値Δref2の具体例
図４〜図６を参照して第１基準値Δref1および第２基準値Δref2の具体例について述べる。
図４は図１における蓄電池システム１内の蓄電池ユニット１０における各蓄電池として鉛蓄電池を用い、各蓄電池ブロック内の直列に接続された蓄電池が４個であり、ＤＣ電源ライン２０の公称定格電圧をＤＣ４８Ｖとし、蓄電池ブロックを３個並列に接続した場合を示している。
図５は鉛蓄電池の放電時間経過に伴う端子電圧の変化を満充電状態から測定した結果を示す。４時間放電後と、１２時間放電後の測定電圧を例示している。
ＤＯＤは放電の深さを示す放電深度を意味し、たとえば、ＤＯＤ１２％は放電深度１２％を意味している。
この例示においては第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31が劣化している場合について述べる。
【００８０】
４時間放電後では、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧は１１．９０Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．７１Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．６８Ｖより低い。
第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧が低下している分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の端子電圧がそれぞれ、１２．９６Ｖ、１３．００Ｖ、１２．９４Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．７１Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．６８Ｖより高くなっている。
なお、第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの総合端子電圧、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は、５０．７８Ｖ、５０．８０Ｖ、５０．８０Ｖとほぼ同じである。
蓄電池の満充電状態では、各蓄電池の充電電圧は、１２Ｖより幾分高く、たとえば、１３Ｖ程度まで上昇しているため、４時間放電後でも各蓄電池ブロックの合計端子電圧は５０．８０Ｖ程度になっている。
【００８１】
１２時間放電後では、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧は９．５４Ｖと一層低下し、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の低下した端子電圧の１２．０５Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の低下した端子電圧の１２．００Ｖより大きく（著しく）低下している。
第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧が低下している分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の端子電圧がそれぞれ、１２．８７Ｖ、１２．９０Ｖ、１２．８６Ｖと、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ11の端子電圧の１２．０５Ｖ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの蓄電池Ｂ21の端子電圧の１２．００Ｖより高くなっている。ただし、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34も放電しているから、４時間放電後よりも端子電圧は低下している。
第１蓄電池ブロック１０Ａの総合端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの総合端子電圧、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は、４８．２０Ｖ、４８．２０Ｖ、４８．１７Ｖとほぼ同じである。なお、第３蓄電池ブロック１０Ｃの他の蓄電池Ｂ32、Ｂ33、Ｂ34の放電量が大きい分、第３蓄電池ブロック１０Ｃの総合端子電圧は他の蓄電池ブロックの総合端子電圧より幾分低下している。
【００８２】
図５の測定データについて、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31の端子電圧をＤＣ電圧計で直接測定した場合の式２に示す電圧差ΔＶ１＝Ｖ31−Ｖ11またはΔＶ１＝Ｖ31−Ｖ21と、第３蓄電池ブロック１０Ｃの第１鉛蓄電池Ｂ31以外たとえば、第２鉛蓄電池Ｂ32の端子電圧を直流電圧計で直接測定した場合を想定した場合の式３に示す電圧差ΔＶ２＝Ｖ32−Ｖ11またはΔＶ２＝Ｖ32−Ｖ21とを試算する。
【００８３】
４時間放電後
ΔＶ１＝１１．９０Ｖ−１２．７１Ｖ＝−０．８１Ｖ、または、
＝１１．９０Ｖ−１２．６８Ｖ＝−０．７８Ｖ
ΔＶ２＝１２．９６Ｖ−１２．７１Ｖ＝＋０．２５Ｖ、または、
＝１２．９６Ｖ−１２．６８Ｖ＝＋０．２８Ｖ
１２時間放電後
ΔＶ１＝ ９．５４Ｖ−１２．０５Ｖ＝−２．５１Ｖ、または、
＝ ９．５４Ｖ−１２．００Ｖ＝−２．４６Ｖ
ΔＶ２＝１２．８７Ｖ−１２．０５Ｖ＝＋０．８２Ｖ、または、
＝１２．８７Ｖ−１２．００Ｖ＝＋０．８７Ｖ
【００８４】
蓄電池の劣化は早急に検出することが望ましい。しかしながら、早急な劣化の検出は、誤検出を招く可能性がある。他方、正確な劣化の検出は、劣化した蓄電池の端子電圧が大きく低下した状態が望ましい。
以上の例から、鉛蓄電池を直列に４個接続した場合、経験的に、ΔＶ１としては絶対値として、たとえば、０．５〜２．０Ｖ程度とし、蓄電池の劣化を判定する第１基準値Δref1を、たとえば、１．０Ｖとする。また、ΔＶ２としては絶対値として、たとえば、０．２〜１．０Ｖ程度とし、蓄電池の劣化を判定する第２基準値Δref2を、たとえば、０．３Ｖとする。
【００８５】
図６は蓄電池ユニット１０内の各蓄電池ブロック内の直列接続される蓄電池の数ｍと、式３におけるΔＶとの関係を示す図である。蓄電池としては鉛蓄電池を用いた例を示す。各蓄電池ブロック内の直列接続される蓄電池の数ｍは、もちろん、ＤＣ電源ライン２０に要求される電圧に応じて規定される。
ｍ＝４の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は４８Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1は、上述したように、１．０Ｖ、第２基準値Δref2も上述したように、０．３Ｖである。
ｍ＝６の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は７２Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1を１．０Ｖ、第２基準値Δref2を０．２Ｖにすることができる。
ｍ＝９の場合、各蓄電池ブロックの総合端子電圧は１０８Ｖとなる。このときの第１基準値Δref1を１．０Ｖ、第２基準値Δref2を０．１Ｖにすることができる。
【００８６】
以上例示したように、第１基準値Δref1と第２基準値Δref2とは、各蓄電池ブロックの直列接続される蓄電池の数ｍ、蓄電池の種類、たとえば、上述した鉛蓄電池または、リチウムイオン電池などの種類に応じて決定することが好ましい。このような第１基準値Δref1および第２基準値Δref2は、記憶手段１２０に予め設定しておくか、操作手段１６０を介して設定してＲＡＭ１０５に記憶することができる。
【００８７】
以上述べたように、本発明の第１実施の形態の蓄電池システム１は、各蓄電池ブロックに１個のＤＣ電圧計を設けるだけで、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池の劣化状態の直接検出、または、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している蓄電池が属する蓄電池ブロック内の他の蓄電池の劣化を間接的に検出することができる。
【００８８】
本発明の蓄電池の劣化診断装置としての、演算手段１００は、コンピュータを用いて構成されており、容易に実現できる。演算手段１００の、特に、ＣＰＵ１０２が行う処理は簡単であり、容易に実現でき、低価格で構成できる。
さらに、本発明の実施の形態の蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０内の蓄電池の劣化を除いて、保守が必要になる部分がない。
【００８９】
また、劣化判断基準として、蓄電池ユニット１０内の他の蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧との相対関係を利用しており、蓄電池ユニット１０を構成する各蓄電池ブロックの蓄電池の個数、並列に接続された蓄電池ブロックの数などに依存せず、さらに、ＡＣ負荷６０の状況にも依存しないので、適用に融通性がある。
【００９０】
以上から、第１実施の形態の蓄電池の劣化診断装置を有する蓄電池システムは、一般家庭を含む広い用途に容易に適用可能である。
【００９１】
第２実施の形態
図７を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第２実施の形態について述べる。
図７に図解した蓄電池システム１Ａと、図１に図解した蓄電池システム１との相違は、図７に図解した蓄電池システム１Ａにおいて、複数の蓄電池ブロック１Ａ〜１ｎに対して、１個の電圧測定手段２００Ａ、たとえば、ＤＣ電圧計を設け、各蓄電池ブロック１Ａ〜１ｎの蓄電池Ｂ11、Ｂ21、…、Ｂn1の電圧を１個のＤＣ電圧計で測定するため、切替スイッチ８０を付加している。なお、切替スイッチ８０を付加したことにより、図２に図解したマルチプレクサ１０６は不要となる。
マルチプレクサ１０６が不要となること、下記に述べるようにＣＰＵ１０２の処理が異なることから、第２実施の形態においては、図１に図解した演算手段１００を演算手段１００Ａと記載している。
さらに、第２実施の形態においては、切替スイッチ８０から演算手段１００Ａに電圧測定値を入力するケーブル（図１の（２×ｎ）本のケーブル９０）が１対のケーブル９０Ａでよくなる。
その他の構成は、図解を省略しているものも含めて、第１実施の形態と実質的に同じである。
【００９２】
切替スイッチ
切替スイッチ８０は、第１共通端子ＴＣＡと第２共通端子ＴＣＢとに接続された第１接点ＣＴ１と第２接点ＣＴ２とを有する。
切替スイッチ８０はまた、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の両端に接続されている１対のケーブル９１が接続されている第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の両端に接続されている１対のケーブル９２が接続されている第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の両端に接続されている１対のケーブル９ｎが接続されている第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢとを有する。
第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２は、演算手段１００ＡのＣＰＵ１０２から、図２に図解したＩ／Ｏインターフェース１１２を介して出力される第１スイッチング信号ＳＷ１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢのいずれかに接続されて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の端子電圧，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の端子電圧のいずれかを、第１共通端子ＴＣＡおよび第２共通端子ＴＣＢを介して電圧測定手段２００ＡであるＤＣ電圧計に導く。
【００９３】
ＤＣ電圧計２００Ａの測定電圧は、演算手段１００Ａ内のＡ／Ｄ変換器１０７に入力されてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ１０２に入力され、ＲＡＭ１０５に記憶される。
図３に図解したステップ３の処理として、ＣＰＵ１０２は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２を介して出力する第１スイッチング信号ＳＷ１に基づいて、順次、第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２を、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂ、第２Ａ切替端子Ｔ２Ａおよび第２Ｂ切替端子Ｔ２Ｂ、…、第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢと切り換えていき、このスイッチング動作に合わせて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、第２蓄電池ブロック１０Ｂの第１蓄電池Ｂ21の端子電圧，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎの第１蓄電池Ｂn1の端子電圧としてＲＡＭ１０５に記憶する。
【００９４】
図３に図解したステップ１、２の処理、および、ステップ４以降の処理は、図３を参照して述べた第１実施の形態と同じである。
【００９５】
第２実施の形態は、蓄電池ユニット１０の蓄電池ブロックの数に依存せず電圧測定手段２００ＡとしてのＤＣ電圧計の数が１個でよいこと、その結果、ＤＣ電圧計から演算手段１００Ａに電圧測定結果を導くケーブルも１対のケーブル９０Ａでよいという利点がある。したがって、蓄電池ブロックの数が多い場合、および／または、蓄電池ユニット１０から演算手段１００Ａまでの距離が長い場合などに特に、効果がある。
【００９６】
第３実施の形態
図８を参照して、本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池の劣化診断方法および蓄電池システムの第３実施の形態について述べる。
図８に部分的に図解した蓄電池システム１Ｂと、図７に図解した蓄電池システム１Ａとの相違は、各蓄電池ブロック内の各蓄電池の端子電圧も測定可能なように、各蓄電池ブロックごとに、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａについて第２切替スイッチ８０ａを設けたことである。第２蓄電池ブロック１０Ｂ，…，第ｎ蓄電池ブロック１０ｎにも、第２切替スイッチ８０ａと同様のスイッチが設けられる。
第１切替スイッチ８０は第３実施の形態と同じである。
【００９７】
第２切替スイッチ
第２切替スイッチ８０ａは、第１切替スイッチ８０と同様の構成をしており、第１共通端子ＴＣＡａと第２共通端子ＴＣＢｂとに接続された第１接点Ｃ１ａと第２接点Ｃ２ｂとを有する。
第２切替スイッチ８０ａは、切替スイッチ８０と同様に、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の両端に接続されている１対のケーブル９１が接続されている第１Ａ切替端子Ｔ１Ａａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂ，…，第ｎ蓄電池Ｂn1の両端に接続されている１対のケーブル９ｎが接続されている第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂとを有する。
第１接点Ｃ１ａおよび第２接点Ｃ２ｂは、演算手段１００ＡのＣＰＵ１０２から、図２に図解したＩ／Ｏインターフェース１１２を介して出力される第２−１スイッチング信号ＳＷ２１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂ，…，第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂのいずれかに接続されて、第１蓄電池ブロック１０Ａの第１蓄電池Ｂ11の端子電圧、…，第ｎ蓄電池Ｂ1nの端子電圧のいずれかを１対のケーブル９１を介して、第１切替スイッチ８０の第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂに導く。
【００９８】
第１切替スイッチ８０は上述したように、演算手段１００Ｂから出力される第１スイッチング信号ＳＷ１に応じて、第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂに接続されている、第２切替スイッチ８０ａ, …, 第ｎＡ切替端子ＴｎＡおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢに接続されている、図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎに入力される信号をＡ／Ｄ変換器１０７に導く。
【００９９】
このように、演算手段１００ＢのＣＰＵ１０２は、第１スイッチング信号ＳＷ１を切替スイッチ８０に出力し、第２−１スイッチング信号ＳＷ２１〜第２−ｎスイッチング信号ＳＷ２ｎのいずれかを該当する第２切替スイッチ、たとえば、８０ａに出力することにより、蓄電池ユニット１０内の希望する蓄電池ブロック内の希望する蓄電池の端子電圧を、１個のＤＣ電圧計２００Ａを介して入力することができる。
【０１００】
第１形態
第３実施の形態の第１の形態を、図９のフローチャートを参照して述べる。
ステップ１、ステップ２の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるので説明を省略する。
【０１０１】
図３に図解したステップ３の処理を、第３実施の形態の第１の形態では下記のように行う。
ステップ３Ａにおいて、ＣＰＵ１０２は、初期条件として、第２切替スイッチ８０ａ,
…, 図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎを各蓄電池ブロックの代表的な蓄電池、たとえば、蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を選択するように、設定しておく。
次いで、ステップ３Ｂにおいて、第２実施の形態に述べた方法により、ＣＰＵ１０２は、第１スイッチング信号ＳＷ１に基づいて、切替スイッチ８０を制御して、ＤＣ電圧計２００Ａで測定した上記蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧を順次入力し、ＲＡＭ１０５に記憶していく。これにより各蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ11, Ｂ21，…，Ｂn1の端子電圧が入手できた。
【０１０２】
ステップ４の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるので説明を省略する。
【０１０３】
ステップ５Ａにおいて、第２切替スイッチ８０ａ, …, 図示しない第ｎ切替スイッチ８０ｎで選択されていない蓄電池が劣化していると判定した場合、ＣＰＵ１０２は、ステップ５Ｂにおいて、たとえば、第１蓄電池ブロック１０Ａ内に劣化した蓄電池が存在すると判定した場合、第１切替スイッチ８０の第１接点ＣＴ１および第２接点ＣＴ２を第１Ａ切替端子Ｔ１Ａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂを選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
【０１０４】
さらにこの状態で、ステップ５Ｃにおいて、ＣＰＵ１０２は、第２切替スイッチ８０ａに対して、第１接点ＣＴ１ａおよび第２接点ＣＴ２ｂを、第１共通端子ＴＣＡａおよび第１Ｂ切替端子Ｔ１Ｂｂから順次，第ｎＡ切替端子ＴｎＡａおよび第ｎＢ切替端子ＴｎＢｂまで切り換えて接続するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−１を出力し、この出力と同期して、Ａ／Ｄ変換器１０７の信号を入力して、ＲＡＭ１０５に順次記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1nの端子電圧が得られる。
【０１０５】
ステップ５Ｄにおいて、ＣＰＵ１０２は、ステップ４の処理と同様、蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1nの端子電圧がそれぞれ、たとえば、劣化していない他の蓄電池ブロックの、たとえば、第２蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21と比較して、第１基準値Δref1より低下していないか否かを判定する。
ＣＰＵ１０２は、端子電圧が、たとえば、第２蓄電池ブロックの蓄電池Ｂ21の端子電圧Ｖ21より第１基準値Δref1以上低下している蓄電池を劣化している蓄電池と判定する。
この処理は、蓄電池Ｂ12，Ｂ13，…，Ｂ1n全てについて行うことができる。それにより、２個以上同時に劣化していることも検出可能となる。
【０１０６】
ステップ５、６、７、８は第１実施の形態と同様である。
【０１０７】
第３実施の形態の第１形態によれば、ＤＣ電圧計２００Ａが接続されている蓄電池以外のその他の蓄電池についても劣化したことを自動的に検出できる。
【０１０８】
第２形態
第３実施の形態の第２の形態を、図１０のフローチャートを参照して述べる。
ステップ１、ステップ２の処理は、図３を参照して述べた内容と同じであるから、説明を省略する。
【０１０９】
ステップ３Ａ１において、ＣＰＵ１０２は、第１切替スイッチ８０を、１つの第２切替スイッチ、たとえば、まず、第２切替スイッチ８０ａからの信号を選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
ステップ３Ｂ１において、ＣＰＵ１０２は、次いで上記選択した第２切替スイッチ、たとえば、第２切替スイッチ８０ａを順次、蓄電池Ｂ11, Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧を選択するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−１を設定するとともに、第１切替スイッチ８０から出力されたＤＣ電圧計２００Ａで測定された電圧信号をＡ／Ｄ変換器１０７を介して入力し、ＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの全ての蓄電池Ｂ11, Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧が入力される。
【０１１０】
ステップ３Ｃ１において、ＣＰＵ１０２は、最後の第ｎ切替スイッチ８０ｎまで、ステップ３Ａ１の処理が終了したか否かをチェックする。
第ｎ切替スイッチ８０ｎまで、ステップ３Ａ１の処理が終了していないときは、ステップ３Ａ１の処理に戻り、第１切替スイッチ８０を第３切替スイッチ８０ｂからの信号を選択するように第１スイッチング信号ＳＷ１を出力する。
その後、ステップ３Ｂ１において、ＣＰＵ１０２は、次いで、第３切替スイッチ８０ｂを順次、蓄電池Ｂ21, Ｂ22，…，Ｂ2mの端子電圧を選択するように、第２−１スイッチング信号ＳＷ２−２を設定するとともに、第１切替スイッチ８０から出力されたＤＣ電圧計２００Ａで測定された電圧信号をＡ／Ｄ変換器１０７を介して入力し、ＲＡＭ１０５に記憶する。これにより、第１蓄電池ブロック１０Ａの全ての蓄電池Ｂ21, Ｂ22，…，Ｂ2mの端子電圧が入力される。
【０１１１】
以下同様に、ＣＰＵ１０２は、第ｎ蓄電池ブロックの全ての蓄電池Ｂn1, Ｂn2，…，Ｂnmの端子電圧を入力するまで上記処理を反復する。
【０１１２】
以上により、蓄電池ユニット１０内の全ての蓄電池の端子電圧がＲＡＭ１０５に記憶されたことになる。
【０１１３】
ステップ４Ａにおいて、ＣＰＵ１０２は、蓄電池ユニット１０を全ての蓄電池の端子電圧を、劣化としてないと判定されている（ＲＡＭ１０５において劣化フラグが１にセットされていない）蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧と比較し、第１基準値Δref1以上か否かを判定し、個別的に蓄電池の劣化を判定する。
これにより、蓄電池ユニット１０内の全ての蓄電池が個別に劣化の判定が行われる。
【０１１４】
ステップ５、６、７、８の処理は図３を参照して述べた第１実施の形態と同様であるから説明を省略する。
【０１１５】
第３実施の形態の第２形態によれば、全ての蓄電池の劣化状態を直接自動的に判定することができる。
【０１１６】
第４実施の形態
本発明の第４実施の形態として、第２実施の形態における第１切替スイッチ８０を設けず、第３実施の形態において追加した第２切替スイッチ８０ａ，…，８０ｎを第１実施の形態に付加することができる。
この場合、初期状態として、第２切替スイッチ８０ａ，…，８０ｎを各蓄電池ブロックの、たとえば、第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1の端子電圧を選択するように設定しておく。
この状態で、第１実施の形態として述べたように、ＤＣ電圧計で端子電圧を測定している、第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1が劣化している否かを判定する。
第１蓄電池Ｂ11，…，Ｂn1の端子電圧が第２基準値Δref2以上のとき、ＣＰＵ１０２は、たとえば、第１蓄電池Ｂ11が第２基準値Δref2以上に上昇しているとき、第２切替スイッチ８０ａを制御して、第１蓄電池ブロック１０Ａ内の２番目以降の蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nの端子電圧を順次入力する。
ＣＰＵ１０２は、２番目以降の蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nが、他の正常な蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧より低下していか否かを判定して、蓄電池Ｂ12，…，Ｂ1nのいずれかが劣化していることを判定する。
【０１１７】
劣化した蓄電池の検出後の処理は第１実施の形態などにおける処理と同様である。
【０１１８】
以上述べたように、本発明の蓄電池システム、蓄電池の劣化診断装置は、簡単な構成で、かつ、簡単な処理で、蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化の有無を検出することができる。
【０１１９】
本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムは、蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を除いて、保守が必要になる部分がない。
【０１２０】
本発明の劣化判断基準として、蓄電池ユニット内の他の蓄電池ブロックの蓄電池の端子電圧との相対関係を利用しており、蓄電池ユニットを構成する各蓄電池ブロックの蓄電池の個数、並列に接続された蓄電池ブロックの数などに依存せず、さらに、ＡＣ負荷などの状況にも依存しないので、適用に融通性がある。
【０１２１】
本発明の蓄電池の劣化診断装置、蓄電池システムは、一般家庭などにも容易に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第１実施の形態の構成図である。
【図２】図２は、図１に図解した蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムにおける演算手段の装置構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２に図解した演算手段の信号処理の例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の蓄電池システムにおける電池構成の第１具体例を示す図である。
【図５】図５は、図４に図解した例における実験例を示す図表である。
【図６】図６は、図５に図解した実験例を整理した結果を示す図表である。
【図７】図７は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第２実施の形態の構成図である。
【図８】図８は本発明の蓄電池の劣化診断装置および蓄電池システムの第３実施の形態の構成図である。
【図９】図９は本発明の第３実施の形態の第１形態の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の第３実施の形態の第２形態の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…蓄電池ユニット、２０…ＤＣ電源ライン、３０…インバータ／コンバータ、
４０…ＡＣ電源ライン、５０…ＡＣ電源、６０…ＡＣ負荷、
８０…第１切替スイッチ、８０ａ，…，８０ｎ…第２切替スイッチ、
１００，１００Ａ、１００Ｂ…演算手段
１０２…中央演算ユニット（ＣＰＵ）、１０４…ＲＯＭ、１０５…ＲＡＭ、
１０７…Ａ／Ｄ変換器、
１２０…記憶手段、
１４０…出力手段（１４０ａ…液晶表示器、１４０ｂ…プリンタ）
１６０…操作手段、
２００…電圧測定手段（ＤＣ電圧計）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定する電圧測定手段と、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段と、
を有する、蓄電池の劣化診断装置。
【請求項２】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力する１個の切替スイッチと、
該切替スイッチから出力された端子電圧を測定する１個の電圧測定手段と、
前記切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取り手段と、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段と、
を有する、蓄電池の劣化診断装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧をそれぞれ選択して出力する第２切替スイッチと、
第３判定手段と
をさらに有し、
前記第２判定手段が、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定したとき、
前記読み取り手段は、前記第２切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、前記１の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧に対応して読み取り、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記第３判定手段が、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧が、他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、当該蓄電池が劣化していると判定する、
請求項１または２に記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項４】
前記第１〜第３判定手段のいずれかによって、蓄電池の劣化が検出されたとき、劣化を示す情報を出力する出力手段をさらに有する、
請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項５】
劣化が検出された蓄電池を示す情報を記憶手段に記憶する劣化情報記憶手段をさらに有し、
前記第１〜第３判定手段のいずれかは、蓄電池を示す情報で示された蓄電池の端子電圧を他の蓄電池の判定に使用しない、
請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項６】
前記蓄電池の劣化診断装置は、前記蓄電池ユニットが放電期間中に上記処理を行う、
請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項７】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニットと、
請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置と
を有する蓄電池システム。
【請求項８】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するステップと、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値より低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップと、
を有する、蓄電池の劣化診断方法。
【請求項９】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力するスイッチング・ステップと、
該選択された端子電圧を測定する電圧測定ステップと、
前記スイッチングを順次選択制御し、前記電圧測定ステップにおいて得られる測定電圧を、前記スイッチングで選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取りステップと、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、
前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップと、
を有する、蓄電池の劣化診断方法。
【請求項１０】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定し、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低いか否かを判定し、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いか否かを判定する、
蓄電池の劣化診断方法。
【請求項１】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定する電圧測定手段と、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段と、
を有する、蓄電池の劣化診断装置。
【請求項２】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する装置であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力する１個の切替スイッチと、
該切替スイッチから出力された端子電圧を測定する１個の電圧測定手段と、
前記切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取り手段と、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定手段と、
を有する、蓄電池の劣化診断装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧をそれぞれ選択して出力する第２切替スイッチと、
第３判定手段と
をさらに有し、
前記第２判定手段が、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定したとき、
前記読み取り手段は、前記第２切替スイッチを順次選択制御し、前記電圧測定手段から出力される測定電圧を、前記１の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧に対応して読み取り、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定手段と、
前記第３判定手段が、前記読み取った１の蓄電池ブロック内の複数の蓄電池の端子電圧が、他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、当該蓄電池が劣化していると判定する、
請求項１または２に記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項４】
前記第１〜第３判定手段のいずれかによって、蓄電池の劣化が検出されたとき、劣化を示す情報を出力する出力手段をさらに有する、
請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項５】
劣化が検出された蓄電池を示す情報を記憶手段に記憶する劣化情報記憶手段をさらに有し、
前記第１〜第３判定手段のいずれかは、蓄電池を示す情報で示された蓄電池の端子電圧を他の蓄電池の判定に使用しない、
請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項６】
前記蓄電池の劣化診断装置は、前記蓄電池ユニットが放電期間中に上記処理を行う、
請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置。
【請求項７】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニットと、
請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電池の劣化診断装置と
を有する蓄電池システム。
【請求項８】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定するステップと、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値より低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値より高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップと、
を有する、蓄電池の劣化診断方法。
【請求項９】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化を診断する方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を選択して出力するスイッチング・ステップと、
該選択された端子電圧を測定する電圧測定ステップと、
前記スイッチングを順次選択制御し、前記電圧測定ステップにおいて得られる測定電圧を、前記スイッチングで選択された前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧に対応して読み取る、端子電圧読み取りステップと、
前記読み取った１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低下しているとき、前記１の蓄電池が劣化していると判定する第１判定ステップと、
前記読み取った１の蓄電池の端子電圧が、前記読み取った他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いとき、前記１の蓄電池が属する蓄電池ブロックに劣化している蓄電池があると判定する、第２判定ステップと、
を有する、蓄電池の劣化診断方法。
【請求項１０】
複数の蓄電池が直列に接続された蓄電池ブロックが複数並列に接続されている蓄電池ユニット内の蓄電池の劣化診断方法であって、
前記複数の蓄電池ブロック内の１個の蓄電池の端子電圧を測定し、
前記測定した１の蓄電池ブロック内の１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池ブロックの内の他の蓄電池の端子電圧より第１基準値だけ低いか否かを判定し、
前記測定した１の蓄電池の端子電圧が、前記測定した他の蓄電池の端子電圧より第２基準値だけ高いか否かを判定する、
蓄電池の劣化診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２２５４３０（Ｐ２００７−２２５４３０Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４６７０４（Ｐ２００６−４６７０４）
【出願日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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