(57)【要約】【課題】外部負荷と蓄電池が接続された直流電源装置において、長時間の実放電を必要としない蓄電池の劣化判定方法を提供する。【解決手段】直流電源装置１０は、充放電電流Ｉｂを計測して一定時間間隔毎に充放電電流値Ｓ４１を出力する電流計測部４１と、充放電端子電圧Ｖｂを計測して一定時間間隔毎に充放電端子電圧値Ｓ４２を出力する電圧計測部４２と、充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、出力電圧Ｖｏｕｔの変化に伴って生ずる放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、蓄電池６０の劣化を判定する蓄電池劣化判定部３０と、を備えている。これにより、長時間の実放電を必要とせず、簡便な制御により蓄電池６０の劣化判定が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧及び出力電流を外部負荷と充放電端子を有する蓄電池とに供給する電源部と、
前記電源部から前記蓄電池に流れる充放電電流を計測して一定時間間隔毎に充放電電流値を出力する電流計測部と、
前記充放電端子の電圧である充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値から、前記出力電圧の変化に伴って生ずる前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記電源部から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、前記タイミングの前後における前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池劣化判定部と、
を備えたことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記蓄電池劣化判定部は、
前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値の前記一定時間間隔間の前後の値の差分値が負から正に変化するタイミングにおける前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値と、正から零又は負に変化するタイミングにおける前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値とから、前記蓄電池の内部抵抗値を算出し、前記内部抵抗値に基づいて前記蓄電池の劣化判定を行うことを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記蓄電池劣化判定部における前記蓄電池の劣化判定は、
前記内部抵抗値から前記蓄電池の内部抵抗値の初期値を減じた前記内部抵抗値の増加値と閾値とを比較して、前記増加値が前記閾値以上になった場合に、前記蓄電池が劣化したと判定することを特徴とする請求項２記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記蓄電池劣化判定部における前記蓄電池の劣化判定は、
前記内部抵抗値と、前記外部負荷の定格電流又は負荷電流の実測値と、から前記蓄電池が放電状態となった場合の電圧低下を推定し、前記電圧低下が前記外部負荷の動作保証電圧未満となるおそれがある場合に、前記蓄電池が劣化したと判定することを特徴とする請求項２記載の直流電源装置。
【請求項５】
前記蓄電池は、複数の蓄電池セルを直列及び／又は並列に接続して構成され、
前記蓄電池劣化判定部は、
前記複数の蓄電池セル毎に計測されたセル充放電電流値及びセル充放電端子電圧に基づいて前記蓄電池の劣化を判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記電流計測部は、
前記電源部から前記外部負荷及び前記蓄電池に流れる前記出力電流を計測して前記一定時間間隔毎に出力電流値を出力する第１電流計測部と、
前記電源部から前記外部負荷に流れる負荷電流を計測して前記一定時間間隔毎に負荷電流値を出力する第２電流計測部と、を有し、
前記蓄電池劣化判定部は、
前記一定時間間隔毎に入力される前記出力電流値、前記負荷電流値及び前記充放電端子電圧値から、前記電源部の前記出力電圧の変化に伴って生ずる前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記電源部から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、前記タイミングの前後における前記出力電流値、前記負荷電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の劣化を判定することを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。
【請求項７】
前記電源部は、複数の電源ユニットが並列接続されて構成され、
前記蓄電池劣化判定部は、更に、
前記負荷電流値に応じて、前記複数の電源ユニットのそれぞれに運転指示又は待機指示を行い、
前記複数の電源ユニットは、前記運転指示又は前記待機指示に従って運転状態又は待機状態に制御されることを特徴とする請求項６記載の直流電源装置。
【請求項８】
前記蓄電池劣化判定部は、更に、
前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記電源部から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるように、前記出力電圧を変化させる電圧指令信号を前記電源部へ出力することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の直流電源装置。
【請求項９】
前記蓄電池劣化判定部は、更に、
前記蓄電池の劣化を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の直流電源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の直流電源装置を用いて、前記直流電源装置に接続された前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記電源部の前記出力電圧を定格出力電圧値よりも低く設定して、前記蓄電池を放電状態にし、一定時間間隔毎に、前記充放電端子電圧及び前記充放電電流の測定及び測定値の保存を継続すると共に、前記電源部の前記出力電圧を定格出力電圧値に再設定して、前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値の前記一定時間間隔の前後の値の差分値が負から正に切り替わったタイミングを検出し、前記タイミングの直前の前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値をそれぞれ放電電圧値及び放電電流値に設定する処理と、
前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電端子電圧値の差分値が零、かつ前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電電流の差分値が正から零又は負に切り替わったタイミングを検出し、前記タイミングの直前の前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値をそれぞれ充電電圧値及び充電電流値とする処理と、
前記放電電圧値及び前記放電電流値と、前記充電電圧値及び前記充電電流値とから、前記蓄電池の内部抵抗値を求める処理と、
を有することを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項１１】
出力電圧及び出力電流を外部負荷と充放電端子を有する蓄電池とに供給する電源部を有する直流電源装置から、前記蓄電池に流れる充放電電流を計測して一定時間間隔毎に前記充放電電流値を出力する電流計測部と、
前記充放電端子の充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、
前記一定時間間隔毎に前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値が入力され、前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記出力電圧の変化に伴って生ずる前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記直流電源装置から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、前記タイミングの前後における前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づき、前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池劣化判定部と、
を備えたことを特徴とする蓄電池劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の劣化判定機能を有する直流電源装置、直流電源装置における蓄電池の劣化判定方法、及び蓄電池劣化判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記特許文献１には、蓄電池の端子間電圧を定期的に測定して、その測定結果を記憶し、放電電流に所定の変動があったことを検出し、この変動の前後に測定された端子間電圧に基づいて蓄電池の異常の有無を検出する蓄電池管理装置が記載されている。
【０００３】
又、下記特許文献２には、蓄電池が、設定された放電電流で放電するときの蓄電池の充放電端子電圧若しくはその変化、又は設定された放電電流で放電するときの蓄電池の充放電端子電圧が規定電圧に達する時間から、蓄電池の特性を判定する劣化判定回路が記載されている。
【０００４】
又、下記特許文献３には、２次電池の内部インピーダンスを高精度で検出できる内部インピーダンス検出装置が記載されている。
【０００５】
更に、下記特許文献４には、蓄電池の充放電端子電圧の減少率が所定値以上であり、かつ、内部インピーダンスの増加率が所定値以上である場合に、蓄電池の寿命が近いと判断する蓄電池の寿命診断方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７１５８３号公報
【特許文献２】特許第４７５９５４２号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６／０２２０７３
【特許文献４】特開２００２−３５０５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の蓄電池診断方法では、蓄電池の劣化状態を診断するために、長時間の実放電が必要であった。又、電源ユニットの出力電圧を放電電流が一定になるように制御しながら蓄電池放電を行うことで、蓄電池容量と放電電流に依存せずに蓄電池の劣化を判定する方法の場合、負荷電流の変動に追従して放電電流が一定になるように電源ユニットの出力電圧を調整するために、電源ユニット内に放電電流の変動を検出して出力電圧を調整するための回路が別途必要になり、制御が複雑化する。更に、内部インピーダンスを測定する方法の場合には、別途計測回路が必要であった。
【０００８】
本発明の目的は、長時間の実放電を必要とせず、簡便な制御により蓄電池の劣化判定が可能になる直流電源装置、直流電源装置における蓄電池の劣化判定方法、及び蓄電池劣化判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内の第１発明の直流電源装置は、出力電圧及び出力電流を外部負荷と充放電端子を有する蓄電池とに供給する電源部と、前記電源部から前記蓄電池に流れる充放電電流を計測して一定時間間隔毎に充放電電流値を出力する電流計測部と、前記充放電端子の電圧である充放電端子電圧を計測して前記一定時間間隔毎に充放電端子電圧値を出力する電圧計測部と、前記一定時間間隔毎に入力される前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値から、前記出力電圧の変化に伴って生ずる前記蓄電池から前記外部負荷への放電状態から、前記電源部から前記蓄電池への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、前記タイミングの前後における前記充放電電流値及び前記充放電端子電圧値に基づいて、前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池劣化判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２発明の蓄電池の劣化判定方法は、前記直流電源装置を用いた蓄電池の劣化判定方法であって、前記電源部の前記出力電圧を定格出力電圧値よりも低く設定して、前記蓄電池を放電状態にし、一定時間間隔毎に、前記充放電端子電圧及び前記充放電電流の測定及び測定値の保存を継続すると共に、前記電源部の前記出力電圧を定格出力電圧値に再設定して、前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値の前記一定時間間隔の前後の値の差分値が負から正に切り替わったタイミングを検出し、前記タイミングの直前の前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値をそれぞれ放電電圧値及び放電電流値に設定する処理と、前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電端子電圧値の差分値が零、かつ前記一定時間間隔毎に測定された前記充放電電流の差分値が正から零又は負に切り替わったタイミングを検出し、前記タイミングの直前の前記充放電端子電圧値及び前記充放電電流値をそれぞれ充電電圧値及び充電電流値とする処理と、前記放電電圧値及び前記放電電流値と、前記充電電圧値及び前記充電電流値とから、前記蓄電池の内部抵抗値を求める処理と、を有することを特徴とする。
【００１１】
第３発明の蓄電池劣化判定装置は、前記直流電源装置における電流計測部と、電圧計測部と、蓄電池劣化判定部と、を前記直流電源装置から独立させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の直流電源装置、直流電源装置における蓄電池の劣化判定方法、及び蓄電池劣化判定装置によれば、電源部と、電流計測部と、電圧計測部と、蓄電池劣化判定部と、を備え、蓄電池劣化判定部は、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値と充放電端子電圧値とに基づいて電源部の出力電圧の変化に伴って生ずる放電状態から充電状態に切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における充放電電流値及び充放電端子電圧値に基づき、蓄電池の劣化を判定するようにしている。これにより、長時間の実放電を必要とせず、簡便な制御により蓄電池の劣化判定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１における直流電源装置１０の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図２は図１中の電源ユニット２０の一例を示す回路図である。
【図３】図３は図２中の電圧検出回路２５の一例を示す回路図である。
【図４】図４は図２中の基準電圧回路２４の一例を示す回路図である。
【図５】図５は図１中の蓄電池６０の充放電時の等価回路を示す図である。
【図６】図６は図５中の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの時間的変化を示す波形図である。
【図７】図７は図１中の充放電電流値Ｓ４１と充放電端子電圧値Ｓ４２とを説明する図である。
【図８】図８は実施例１の蓄電池６０の内部抵抗値の算出処理のフローチャートである。
【図９】図９は図１中の蓄電池６０における蓄電池セルの個別測定回路を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２における直流電源装置１０Ａの構成の概略を示すブロックである。
【図１１】図１１は本発明の実施例３における直流電源装置１０Ｂの構成の概略を示すブロック図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例４の蓄電池劣化診断装置７０の構成の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１５】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における直流電源装置１０の構成の概略を示すブロック図である。
【００１６】
直流電源装置１０は、入力電圧Ｖｉｎが入力されると、出力電圧Ｖｏｕｔを出力して外部負荷としての負荷装置５０及び蓄電池６０に直流電流を供給する機能を有している。直流電源装置１０は、入力電圧Ｖｉｎが入力されると出力電圧Ｖｏｕｔを出力する電源部としての電源ユニット２０と、電流計測部４１と、電圧計測部４２と、蓄電池劣化判定部３０と、を有している。
【００１７】
電流計測部４１は、電源ユニット２０から蓄電池６０へ流れる充電電流、及び蓄電池６０から負荷装置５０へ流れる放電電流を計測して一定時間間隔（例えば、１０ｍｓ）毎に充放電電流値Ｓ４１を出力するものである。電圧計測部４２は、蓄電池６０の充放電端子の電圧である充放電端子電圧Ｖｂを計測して一定時間間隔毎に充放電端子電圧値Ｓ４２を出力するものである。
【００１８】
蓄電池劣化判定部３０は、電流計測部４１及び電圧計測部４２から一定時間間隔毎にそれぞれ入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔの変化に伴って生ずる蓄電池６０から負荷装置５０への放電状態から、電源ユニット２０から蓄電池６０への充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、蓄電池６０の劣化を判定するものである。
【００１９】
蓄電池劣化判定部３０は、アナログ／デジタル（以下「Ａ／Ｄ」という。）変換部３１と、記憶部３２と、演算部３３と、比較部３４と、報知部３５と、電圧指令信号生成部３６と、を有している。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換部３１は、アナログ値の充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２をデジタル値に変換するものである。記憶部３２は、デジタル値に変換された充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２を一時記憶しておくものである。
【００２１】
演算部３３は、デジタル値に変換された充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２のそれぞれの一定時間間隔毎の差分値を求め、これらの差分値における正負の符号の変化から放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後の充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、更に、蓄電池６０の内部抵抗値の初期値ｒ０からの内部抵抗値ｒへの増加値Δｒを算出するものである。
【００２２】
比較部３４は、演算部３３により算出された増加値Δｒと閾値を比較して、この増加値Δｒが閾値以上になった場合、蓄電池６０が劣化したと判定するものである。報知部３５は、蓄電池６０が劣化したと比較部３４が判定した場合に、蓄電池６０の劣化をユーザへ知らせるものである。更に、電圧指令信号生成部３６は、蓄電池劣化判定部３０から電源ユニット２０内の出力電圧調整回路２３へ電圧指令信号Ｓ３０を与えるものである。
【００２３】
図２は、図１中の電源ユニット２０の一例を示す回路図である。
電源ユニット２０は、この電源ユニット２０の制御を行う中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）２１と、このＣＰＵ２１に接続されている出力電圧調整回路２３と、トランスＴ１と、駆動信号Ｖｄｒｖによってオン・オフ動作するスイッチング素子ＳＷ１と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、インダクタＬ１と、有極性コンデンサＣ１とを有している。電源ユニット２０は、内部バス１０ａにより蓄電池劣化判定部３０と接続されている。バス１０ａは、電源ユニット２０のＣＰＵ２１と、蓄電池劣化判定部３０とを相互に通信可能に接続している。
【００２４】
出力電圧調整回路２３は、この電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが一定になるように制御する回路である。出力電圧調整回路２３は、この電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出して検出電圧Ｖｄｅｔを出力する電圧検出回路２５と、出力電圧切替信号Ｖｓｅｌによって基準電圧Ｖｒｅｆを切り換える電圧切替部である基準電圧回路２４と、検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの電圧差を増幅して誤差電圧Ｖｄｉｆを出力する誤差増幅回路２６と、この誤差電圧Ｖｄｉｆに基づいてスイッチング素子ＳＷ１に駆動信号Ｖｄｒｖを出力する駆動信号形成回路２７とを有している。出力電圧調整回路２３は、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差をフィードバックして、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に制御する回路である。
【００２５】
電源ユニット２０の入力端子Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｍは、図示しない素子群を介してトランスＴ１の一次巻線とスイッチング素子ＳＷ１に直列に接続されている。このトランスＴ１の二次巻線は、トランスＴ１の交流出力を整流する整流出力回路に接続されている。
【００２６】
整流出力回路は、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、インダクタＬ１と、有極性コンデンサＣ１を有している。整流出力回路の出力側には、この電源ユニット２０の出力端子Ｖｏｕｔｐ，Ｖｏｕｔｍが接続されている。
【００２７】
トランスＴ１の二次巻線には、整流出力回路のダイオードＤ１が順方向に接続されている。このダイオードＤ１のカソード端子は、ダイオードＤ２のカソード端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は、グランドＧＮＤに接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子は、インダクタＬ１を介して有極性コンデンサＣ１の正極側に接続され、更に順方向に接続されたダイオードＤ３を介して出力端子Ｖｏｕｔｐに接続されている。整流出力回路のグランドＧＮＤは、出力端子Ｖｏｕｔｍに接続されている。
【００２８】
ダイオードＤ３のアノード端子とカソード端子、整流出力回路のグランドＧＮＤは、電圧検出回路２５に接続されている。ノードＮＤ−Ｄ３Ａは、ダイオードＤ３のアノード端子である。ノードＮＤ−Ｄ３Ｃは、ダイオードＤ３のカソード端子である。
【００２９】
電圧検出回路２５は、ダイオードＤ３のアノード端子（＝ＮＤ−Ｄ３Ａ）の電圧Ｖａとカソード端子（＝ＮＤ−Ｄ３Ｃ）の電圧Ｖｃとを測定することによって、この電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔに応じた検出電圧Ｖｄｅｔを出力する。
【００３０】
誤差増幅回路２６は、基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｄｅｔの電圧差を増幅して、誤差電圧Ｖｄｉｆを出力する回路である。誤差増幅回路２６は、演算増幅回路（以下「オペアンプ」という。）ＡＭＰ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備えている。オペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子には、検出電圧Ｖｄｅｔが入力され、反転入力端子には、抵抗Ｒ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。更に、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子と出力端子との間には抵抗Ｒ２が接続されている。
【００３１】
図３は、図２中の電圧検出回路２５の一例を示す回路図である。
電圧検出回路２５は、電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出して、この検出結果に対応する検出電圧Ｖｄｅｔを出力する回路である。電圧検出回路２５は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５と、ダイオードＤ１０，Ｄ１１と、を有している。電圧検出回路２５には、ノードＮＤ−Ｄ３Ａ（＝ダイオードＤ３のアノード端子）とノードＮＤ−Ｄ３Ｃ（＝カソード端子）及びグランドＧＮＤが接続されている。ノードＮＤ−Ｄ３Ａからはアノード電圧Ｖａが入力され、ノードＮＤ−Ｄ３Ｃからはカソード電圧Ｖｃが入力されている。電圧検出回路２５の出力端子には、誤差増幅回路２６が接続されている。
【００３２】
ノードＮＤ−Ｄ３Ａは、順方向に接続されたダイオードＤ１０と、直列接続された抵抗Ｒ１０，Ｒ１５とを介してグランドＧＮＤに接続されている。ダイオードＤ１０は、順方向の下降電圧がダイオードＤ３と等しいか、又は極めて近い特性である。ノードＮＤ−Ｄ３Ｃは、直列接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を介してグランドＧＮＤに接続されている。更に抵抗Ｒ１１，Ｒ１２間と抵抗Ｒ１０，Ｒ１５間とには、ダイオードＤ１１が順方向に接続されている。検出電圧Ｖｄｅｔは、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４間から出力される。検出電圧Ｖｄｅｔは、電源ユニット２０が出力する出力電圧Ｖｏｕｔに対応する電圧であり、誤差増幅回路２６に入力されている。
【００３３】
図４は、図２中の基準電圧回路２４を示す回路図である。
基準電圧回路２４は、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する回路である。基準電圧回路２４は、抵抗Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３と、フォトカプラＰＣ１と、を有している。基準電圧回路２４には、ＣＰＵ２１から出力電圧切替信号Ｖｓｅｌの出力端子が接続されていると共に、図示しない電源から定電圧Ｖｃｃが供給されている。基準電圧回路２４の出力側には、誤差増幅回路２６が接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ２１からの出力電圧切替信号Ｖｓｅｌの出力端子は、直列接続された抵抗Ｒ２０とフォトカプラＰＣ１の発光素子とを介してグランドＧＮＤ２に接続されている。フォトカプラＰＣ１の受光素子には、抵抗Ｒ２３が並列接続されてグランドＧＮＤに接続され、直列接続された抵抗Ｒ２１，Ｒ２２と、によって定電圧Ｖｃｃにプルアップされている。基準電圧Ｖｒｅｆは、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２間から出力され、誤差増幅回路２６に入力されている。
【００３５】
（実施例１の動作）
（Ｉ）電源ユニット２０の動作と、（II）蓄電池６０の内部抵抗値の算出の原理と、（III）蓄電池６０の内部抵抗値の算出処理の詳細と、（IV）蓄電池６０の劣化判定の処理と、に分けて説明する。
【００３６】
（Ｉ）  電源ユニット２０の動作
図２に基づいて、電源ユニット２０の動作を説明する。
【００３７】
電源ユニット２０には、入力端子Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｍ間に、入力電圧Ｖｉｎが印加されている。スイッチング素子ＳＷ１がオンすると、図示しない素子群を介して直流電流がトランスＴ１の一次巻線に流れ、トランスＴ１の二次巻線を介して整流出力回路に放出され、更に負荷装置５０へ電力が供給される。
【００３８】
この電源ユニット２０は、出力端子Ｖｏｕｔｐから内部への逆流を防ぐため、ダイオードＤ３が出力端子Ｖｏｕｔｐに接続されている。電圧検出回路２５は、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖａと、ダイオードＤ３のカソード電圧Ｖｃから、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた検出電圧Ｖｄｅｔを検出している。誤差増幅回路２６によって検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆの差が増幅されて誤差電圧Ｖｄｉｆとして出力される。駆動信号形成回路２７は、この誤差電圧Ｖｄｉｆが一定になるように駆動信号Ｖｄｒｖを出力し、出力電圧Ｖｏｕｔが一定電圧になるようにフィードバック制御している。更に、出力電圧切替信号Ｖｓｅｌを切り替えることによって、誤差増幅回路２６に与える基準電圧Ｖｒｅｆを切り替え、定格電圧値Ｖｏと待機電圧値Ｖｓのいずれを出力電圧Ｖｏｕｔとするかを切り替えている。定格電圧値Ｖｏは、負荷装置５０を駆動する電圧である。待機電圧値Ｖｓは、定格電圧値Ｖｏよりも低く、かつ負荷装置５０を駆動可能な下限電圧値ＶＬよりも高い電圧値である。
【００３９】
図３に示す電圧検出回路２５は、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを示す検出電圧Ｖｄｅｔを検出する回路である。本実施例１の電源ユニット２０には、出力端子Ｖｏｕｔｐから内部への逆流を防ぐために出力端子Ｖｏｕｔｐに整流器であるダイオードＤ３が接続されている。このダイオードＤ３のカソード端子は、ノードＮＤ−Ｄ３Ｃである。ダイオードＤ３のアノード端子は、ノードＮＤ−Ｄ３Ａである。
【００４０】
ノードＮＤ−Ｄ３Ａは、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ１０，Ｒ１５を介してグランドＧＮＤに接続されている。アノード電圧ＶａからダイオードＤ３による下降分の電圧（＝ダイオードＤ１０による下降分の電圧）を減じた電圧は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１５によって分圧されている。更に、抵抗Ｒ１１とＲ１２との間と、抵抗Ｒ１０とＲ１５との間とには、ダイオードＤ１１が順方向に接続されている。
【００４１】
カソード電圧Ｖｃが、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧よりも低いか又は等しい場合は、カソード電圧Ｖｃを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして出力される。カソード電圧Ｖｃが、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧よりも高い場合は、アノード電圧ＶａからダイオードＤ１０による下降分を減じた電圧を、更に抵抗Ｒ１０，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして出力される。
【００４２】
図４に示す基準電圧回路２４は、出力電圧切替信号Ｖｓｅｌに応じて、異なった基準電圧Ｖｒｅｆを出力する回路である。
出力電圧切替信号Ｖｓｅｌが低レベル（以下「Ｌレベル」という。）のとき、フォトカプラＰＣ１の発光素子は発光せず、フォトカプラＰＣ１の受光素子はオフである。よって基準電圧Ｖｒｅｆは、定電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３で分圧した値となる。
Ｖｒｅｆ＝{Ｖｃｃ×（Ｒ２２＋Ｒ２３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）}
【００４３】
出力電圧切替信号Ｖｓｅｌが高レベル（以下、「Ｈレベル」という。）のとき、フォトカプラＰＣ１の発光素子は発光し、フォトカプラＰＣ１の受光素子はオンとなり導通する。フォトカプラＰＣ１の受光素子のインピーダンスが０に近い値の場合には、基準電圧Ｖｒｅｆは、定電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ２１，Ｒ２２で分圧した値となる。
Ｖｒｅｆ＝{Ｖｃｃ×（Ｒ２２）／（Ｒ２１＋Ｒ２２）}
【００４４】
本実施例１では、アナログ回路とフォトカプラを用いたが、電源ユニット２０にそれぞれデジタル／アナログ変換器（以下「Ｄ／Ａ変換器」という。）を有するＣＰＵを設けて、このＣＰＵが出力電圧切替信号Ｖｓｅｌに応じた基準電圧Ｖｒｅｆを出力するように構成しても良い。
【００４５】
（II）  蓄電池６０の内部抵抗値の算出の原理
図５（ａ），（ｂ）は、図１中の蓄電池６０の充放電時の等価回路を示す図であり、図６は、図５中の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの時間的変化を示す波形図である。
【００４６】
図６には、図５（ａ）に示された充電状態と図５（ｂ）に示された放電状態との間を移行する時の蓄電池６０の充放電電流Ｉｂ及び充放電端子電圧Ｖｂの波形が示されている。
【００４７】
図５（ａ）は充電時の等価回路であり、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、定格電圧値Ｖｏに設定されている。この場合、電源ユニット２０から流出する出力電流Ｉｏｕｔは、ノードＮで負荷装置５０に供給される負荷電流ＩＬと蓄電池６０に流れる充放電電流Ｉｂとに分流され、この負荷電流ＩＬと充放電電流ＩｂとがノードＭで合流して電源ユニット２０へ流入するようになっている。ここで、蓄電池６０は、内部抵抗値ｒと内部起電力Ｅが直列接続されたものとして、図５（ａ）の等価回路にキルヒホッフの法則を適用すると、
Ｉｏｕｔ＝Ｉｂ＋ＩＬ                  ・・・（１）
Ｖｂ＝Ｉｂ×ｒ＋Ｅ                    ・・・（２）
＝（Ｉｏｕｔ−ＩＬ）×ｒ＋Ｅ          ・・・（３）
となる。
【００４８】
図６を参照すると、充電期間Ｔｃにおける出力電流Ｉｏｕｔ、充放電電流Ｉｂ及び負荷電流ＩＬは、（１）式の関係を満たしている。
【００４９】
一方、図５（ｂ）は放電時の等価回路であり、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、定格電圧値Ｖｏ未満（Ｖｏｕｔ＜Ｖｏ）に設定されている。ここで、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧値Ｖｏ未満に設定されている場合には、停電等により電源ユニット２０に入力電圧Ｖｉｎが供給されない場合も含まれている。この場合、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが蓄電池６０の充放電端子電圧Ｖｂより低い電圧になるため、出力電流Ｉｏｕｔ＝０となり、充放電電流Ｉｂ＝負荷電流ＩＬとなる。ここで、図５（ｂ）の等価回路にキルヒホッフの法則を適用すると、
Ｉｂ＝ＩＬ                                ・・・（４）
Ｖｂ＝−Ｉｂ×ｒ＋Ｅ                      ・・・（５）
＝−（ＩＬ−Ｉｏｕｔ）×ｒ＋Ｅ            ・・・（６）
となる。
【００５０】
図６を参照すると、放電期間Ｔｄにおける出力電流Ｉｏｕｔ＝０であり、充放電電流Ｉｂ及び負荷電流ＩＬは、（４）式の関係を満たしている。
【００５１】
図６において、図５（ｂ）の等価回路に対応する放電期間Ｔｄでは、充放電端子電圧Ｖｂは定格電圧値Ｖｏより値の小さい放電電圧Ｖｄｉｓであり、充放電電流Ｉｂは負の放電電流Ｉｄｉｓとなる。一方、図５（ａ）の等価回路に対応する充電期間Ｔｃでは、充放電端子電圧Ｖｂは定格電圧値Ｖｏとほぼ等しい電圧となり、充放電電流Ｉｂの波形は、放電期間Ｔｄから充電期間Ｔｃへの変化の直後に充電電流Ｉｃｈｇまで急激に上昇し、その後穏やかに減少している。
【００５２】
図６における放電電圧値Ｖｄｉｓ、放電電流値Ｉｄｉｓ、充電電圧値Ｖｃｈｇ、及び充電電流値Ｉｃｈｇを用いると、放電状態から充電状態に切り替わる直前と充電開始直後の蓄電池６０の内部起電力Ｅは、ほぼ等しいと仮定できるため、（２）式と（５）式のＥが等しいと仮定すると、図５（ａ），（ｂ）中の蓄電池６０の内部抵抗値ｒは、次式で与えられる。
ｒ＝（Ｖｃｈｇ−Ｖｄｉｓ）／（Ｉｃｈｇ−Ｉｄｉｓ）    ・・・（７）
【００５３】
従って、図１で示された直流電源装置１０における電流計測部４１及び電圧計測部４２から一定時間間隔で入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、放電電圧値Ｖｄｉｓ、放電電流値Ｉｄｉｓ、充電電圧値Ｖｃｈｇ、及び充電電流値Ｉｃｈｇを算出できれば、（７）式により、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出することができる。
【００５４】
図７は、図１中の充放電電流値Ｓ４１と充放電端子電圧値Ｓ４２とを説明する図である。
一定時間間隔（Δｔ）毎に出力される充放電電流値Ｓ４１（○）と充放電端子電圧値Ｓ４２（●）とが図７に示されている。例えば、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔ≦０となる直前の充放電電流値Ｉｂ＝Ｉｃｈｇであり、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングの直前の充放電電流値Ｉｂ＝Ｉｄｉｓである。同様に、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングの直前の充放電端子電圧値Ｖｂ＝Ｖｄｉｓであり、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ＝０となる直前の充放電端子電圧値Ｖｂ＝Ｖｃｈｇである。
【００５５】
（III）  蓄電池６０の内部抵抗値の算出処理の詳細
図８は、本発明の実施例１における蓄電池６０の内部抵抗値の算出処理のフローチャートである。
【００５６】
図１、図５〜図７を参照しつつ、図８のフローチャートに沿って、実施例１の蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理を説明する。
【００５７】
図８のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１が電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧値Ｖｏ未満に設定して放電状態にする処理であり、ステップＳＴ２〜ＳＴ９が放電状態から充電状態に切り替わるタイミングを検出して、このタイミングの直前の充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１をそれぞれ放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓとする処理であり、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１８が放電状態から充電状態に切り替わった後に充放電端子電圧値Ｓ４２が零、かつ充放電電流値Ｓ４１の時間的変化が零又は負となるタイミングを検出し、このタイミングの直前における充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１をそれぞれ充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇとする処理であり、更に、ステップＳＴ１９は、上述した（７）式により、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出する処理である。
【００５８】
図１中の蓄電池劣化判定部３０の処理が開始されると、ステップＳＴ１へ進み、ステップＳＴ１において、電圧指令値生成部３６は、電圧指令信号Ｓ３０を電源ユニット２０へ出力し、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧値Ｖｏ未満に設定し、ステップＳＴ２へ進む。電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧値Ｖｏ未満に設定されると、図５（ｂ）に示された等価回路の放電状態となる。尚、電源ユニット２０中の図２に示されたＣＰＵ２１により、出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧値Ｖｏ未満に設定するようにしても良い。
【００５９】
ステップＳＴ２において、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２をそれぞれ記憶部３２へ保存し、ステップＳＴ３へ進む。ステップＳＴ３において、電圧指令値生成部３６は、電圧指令信号Ｓ３０を電源ユニット２０へ出力し、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔを定格電圧値Ｖｏに再設定し、ステップＳＴ４へ進む。
【００６０】
ステップＳＴ４において、一定時間間隔毎に入力される充放電端子電圧値Ｓ４２の最新の値Ｖｂ（ｎ）と、１つ前の値Ｖｂ（ｎ−１）と、所定時間間隔Δｔとから、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔを次式により算出する。
ｄＶｂ／ｄｔ＝{Ｖｂ（ｎ）−Ｖｂ（ｎ−１）}／Δｔ    ・・・（８）
【００６１】
同様に、一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１の最新の値Ｉｂ（ｎ）と、１つ前の値Ｉｂ（ｎ−１）と、一定時間間隔Δｔとから、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔを次式により算出する。
ｄＩｂ／ｄｔ＝{Ｉｂ（ｎ）−Ｉｂ（ｎ−１）}／Δｔ    ・・・（９）
【００６２】
ステップＳＴ４において、演算部３３は、（８）式、（９）式の演算を行い、充放電端子電圧値Ｓ４２及び充放電電流値Ｓ４１のそれぞれの時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ及びｄＩｂ／ｄｔを算出し、ステップＳＴ５へ進む。
【００６３】
ステップＳＴ５において、演算部３３は、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正か否かを判定し、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又は負であれば（Ｎ）、ステップＳＴ６へ進む。ステップＳＴ６において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ４へ戻り、ステップＳＴ５において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ４及びＳＴ５の処理を繰り返し、ステップＳＴ５において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ７に進む。
【００６４】
ステップＳＴ７において、演算部３３は、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正か否かを判定し、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零又は負であれば（Ｎ）、ステップＳＴ８へ進む。ステップＳＴ８において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ４へ戻り、ステップＳＴ７において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ４〜ＳＴ７の処理を繰り返し、ステップＳＴ７において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ９に進む。
【００６５】
ステップＳＴ９において、放電状態から充電状態へ変化する直前の放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓとして、それぞれ１つ前の充放電端子電圧値Ｖｂ（ｎ−１）及び充放電電流値Ｉｂ（ｎ−１）を代入し、ステップＳＴ１０へ進む。
【００６６】
ステップＳＴ１０において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ進み、ステップＳＴ１１において、ステップＳＴ４と同様に、演算部３３は、（８）式、（９）式の演算を行い、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔ及び充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔを算出し、ステップＳＴ１２へ進む。
【００６７】
ステップＳＴ１２において、演算部３３は、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又は負か否かを判定し、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が正であれば（Ｎ）、ステップＳＴ１３へ進む。ステップＳＴ１３において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ戻り、ステップＳＴ１２において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又は負（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１３の処理を繰り返し、ステップＳＴ１２において、充放電電流値Ｓ４１の時間的変化ｄＩｂ／ｄｔの値が零又は負であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１４に進む。
【００６８】
ステップＳＴ１４において、演算部３３は、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零か否かを判定し、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ１５へ進む。ステップＳＴ１５において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１１へ戻り、ステップＳＴ１４において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理を繰り返し、ステップＳＴ１４において、充放電端子電圧値Ｓ４２の時間的変化ｄＶｂ／ｄｔの値が零であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１６に進む。
【００６９】
ステップＳＴ１６において、演算部３３は、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正であるか否かを判定し、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正でなければ（Ｎ）、ステップＳＴ１７へ進む。ステップＳＴ１７において、ｎ＝ｎ＋１として、ステップＳＴ１へ戻り、ステップＳＴ１６において、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ１〜ＳＴ１７の処理を繰り返し、ステップＳＴ１６において、充放電電流値Ｉｂ（ｎ）が正であれば（Ｙ）、ステップＳＴ１８に進む。
【００７０】
ステップＳＴ１８において、放電状態から充電状態へ変化して充電電流が減少に転じる直前の充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇとして、それぞれ１つ前の充放電端子電圧値Ｖｂ（ｎ−１）及び充放電電流値Ｉｂ（ｎ−１）を代入し、ステップＳＴ１９へ進み、ステップＳＴ１９において、ステップＳＴ９において代入された放電電圧値Ｖｄｉｓ及び放電電流値Ｉｄｉｓと、ステップＳＴ１８において代入された充電電圧値Ｖｃｈｇ及び充電電流値Ｉｃｈｇと、を（７）式に代入して、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理を終了する。算出された蓄電池６０の内部抵抗値ｒは、記憶部３２に保存される。
【００７１】
（IV）  蓄電池６０の劣化判定の処理
図１において、蓄電池劣化判定部３０内の演算部３３は、記憶部３２に保存されている蓄電池６０の内部抵抗値ｒから蓄電池６０の内部抵抗値の初期値ｒ０を減じて、蓄電池６０の内部抵抗値の増加値Δｒを算出し、この増加値Δｒを比較部３４へ出力する。
【００７２】
比較部３４は、入力される増加値Δｒと閾値を比較し、この増加値Δｒが閾値以上の場合に、蓄電池６０が劣化したと判定し、報知信号Ｓ３４を報知部３５へ出力する。ここで、増加値Δｒと比較する閾値は、電源ユニット２０の出力電圧Ｖｏｕｔが低下し、蓄電池６０から負荷装置５０へ電流を供給する状態の時に、負荷装置５０に入力される負荷電圧ＶＬが負荷装置５０の動作保証電圧未満となるおそれのある蓄電池６０の内部抵抗値ｒから算出される値とする。
【００７３】
報知部３５は、報知信号Ｓ３４が入力されると、図示しない表示画面、警報ランプ、ブザー等により、ユーザへ蓄電池６０が劣化したことを知らせる。
【００７４】
（実施例１の効果）
本実施例１の直流電源装置１０によれば、電源ユニット２０と、電流計測部４１と、電圧計測部４２と、蓄電池劣化判定部３０とを備え、電流計測部４１及び電圧計測部４２から一定時間間隔毎に入力される充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における充放電電流値Ｓ４１及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、蓄電池６０の内部抵抗値ｒを算出し、この内部抵抗値ｒの変化が閾値以上の場合に、蓄電池６０が劣化したと判定しているので、次の（１）〜（４）のような効果がある。
【００７５】
（１）  蓄電池６０を長時間実放電させる必要がなく、エネルギーのロスや劣化診断後におけるバックアップ時間の低下のおそれがない。
【００７６】
（２）  蓄電池６０を負荷装置５０から切り離すことなく、蓄電池６０の劣化判定ができるので、蓄電池６０の劣化判定中に電源ユニット２０の停止が発生しても、負荷装置５０が蓄電池６０によりバックアップされるので、負荷装置５０は停止しない。
【００７７】
（３）  蓄電池６０の容量及び負荷電流ＩＬの大小に拘わらず、蓄電池６０の正確な劣化判定を行うことができる。
【００７８】
（４）  電源ユニット２０内に放電電流値Ｉｄｉｓの変動を検出して出力電圧Ｖｏｕｔを調整するための回路を別途設ける必要がなく、蓄電池６０の劣化診断のための制御を簡素化できる。
【００７９】
（実施例１の変形例）
図９は、図１中の蓄電池６０における蓄電池セルの個別測定回路を示す図である。
【００８０】
図１中の蓄電池６０が、蓄電池セル６０１１〜６０１ｎの直列接続と、蓄電池セル６０２１〜６０２ｎの直列接続と、が並列接続されて構成された例が、図９に示されている。
【００８１】
図１及び図８中の蓄電池６０は、蓄電池セルの集合した一塊の電池として、内部抵抗値ｒを算出したが、蓄電池セル６０１１〜６０１ｎの直列接続の合成の内部抵抗値Σｒ１は、
Σｒ１＝ｒ１１＋ｒ１２＋・・・＋ｒ１ｎ            ・・・（１０）
となり、蓄電池セル６０２１〜６０２ｎの直列接続の合成の内部抵抗値Σｒ２は、
Σｒ２＝ｒ２１＋ｒ２２＋・・・＋ｒ２ｎ            ・・・（１１）
となる。蓄電池６０の一塊としての内部抵抗値ｒは、Σｒ１とΣｒ２の並列接続なので、
ｒ＝１／（１／Σｒ１＋１／Σｒ２）            ・・・（１２）
となる。
【００８２】
蓄電池６０を構成する蓄電池セルの内の１つが劣化しても、蓄電池６０の一塊としての内部抵抗値ｒを算出する方法では、劣化した蓄電池セルを特定することは難しい。
【００８３】
これに対して、蓄電池セル毎に、複数の電流計測部４１ａ，４１ｂ及び電圧計測部４２１１，・・・，４２１ｎ、４２２１，・・・４２２ｎを設けた蓄電池セルの個別測定回路が、図９に示されている。
【００８４】
変形例の蓄電池セルの個別測定回路によれば、蓄電池セルの直列及び／又は並列数が多くなっても、蓄電池セル個々の内部抵抗値ｒ１１，ｒ１２，・・・，ｒ１ｎ、ｒ２１，ｒ２２，・・・，ｒ２ｎを算出することができるので、蓄電池６０の劣化を蓄電池セルのレベルでいち早く察知することができる。
【実施例２】
【００８５】
（実施例２の構成及び動作）
図１０は、本発明の実施例２における直流電源装置１０Ａの構成の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８６】
本実施例２の直流電源装置１０Ａは、実施例１と同様の電源ユニット２０、電圧計測部４２、負荷装置５０及び蓄電池６０と、実施例１とは異なる電流計測部４１Ａ及び蓄電池劣化判定部３０Ａと、により構成されている。電流計測部４１Ａは、第１電流計測部４１ｃ及び第２電流計測部４１ｄから構成されている。
【００８７】
第１電流計測部４１ｃは、電源ユニット２０から負荷装置５０及び蓄電池６０に流れる出力電流Ｉｏｕｔを計測して一定時間間隔毎に出力電流値Ｓ４１ｃを出力するものであり、第２電流計測部４１ｄは、電源ユニット２０又は蓄電池６０から負荷装置５０に流れる負荷電流ＩＬを計測して一定時間間隔毎に負荷電流値Ｓ４１ｄを出力するものである。
【００８８】
蓄電池劣化判定部３０Ａは、一定時間間隔毎に入力される出力電流値Ｓ４１ｃ、負荷電流値Ｓ４１ｄ及び充放電端子電圧値Ｓ４２から、放電状態から充電状態へ切り替わるタイミングを検出し、このタイミングの前後における出力電流値Ｓ４１ｃ、負荷電流値Ｓ４１ｄ及び充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、前記蓄電池６０の劣化を判定するものである。
【００８９】
蓄電池劣化判定部３０Ａ内の演算部３３Ａにおいて、一定時間間隔毎に入力される出力電流値Ｓ４１ｃ及び負荷電流値Ｓ４１ｄから、上述した（１）式より、Ｉｂ＝Ｉｏｕｔ−ＩＬ及び、（４）式により、Ｉｂ＝ＩＬ−Ｉｏｕｔとして、充放電電流Ｉｂの値が算出され、この充放電電流Ｉｂの値と、電圧計測部４２から一定時間間隔毎に入力される充放電端子電圧値Ｓ４２に基づいて、図８に示されたフローチャートに従って、蓄電池６０の内部抵抗値ｒの算出処理が行われ、算出された内部抵抗値ｒの増加値Δｒが閾値以上になったとき、蓄電池６０が劣化したと判定される。その他の動作は実施例１と同様である。
【００９０】
（実施例２の効果）
本実施例２の直流電源装置１０Ａは、電源ユニット２０から負荷装置５０に流れる負荷電流ＩＬを計測して一定時間間隔毎に負荷電流値Ｓ４１ｄを出力する第２電流計測部４１ｄを有している。そのため、実施例１の効果に加え、負荷装置５０へ流れる負荷電流ＩＬから蓄電池６０の放電時に充放電端子電圧Ｖｂがどの程度低下するかを推定することが可能になり、蓄電池放電時に、負荷装置５０が動作保証電圧未満まで低下するおそれがないかを、実際の負荷電流ＩＬに基づいて判定することが可能である。
【実施例３】
【００９１】
（実施例３の構成及び動作）
図１１は、本発明の実施例３における直流電源装置１０Ｂの構成の概略を示すブロック図であり、実施例２を示す図１０中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００９２】
本実施例３の直流電源装置１０Ｂは、実施例２と同様の蓄電池劣化判定部３０Ａ、電流計測部４１Ａ、電圧計測部４２、負荷装置５０及び蓄電池６０と、実施例２とは構成の異なる電源ユニット２０Ａと、から構成されている。
【００９３】
実施例３の直流電源装置１０Ｂにおける電源ユニット２０Ａは、複数の電源ユニット２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎから構成されており、各電源ユニット２０Ａ（＝２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎ）に、蓄電池劣化判定部３０Ａからそれぞれの運転指示又は待機指示を行う制御信号Ｓ３０Ａが入力されている。その他の構成は、実施例２の構成と同様である。
【００９４】
運転指示又は待機指示を行う制御信号Ｓ３０Ａにより、図１１中の電源ユニット２０Ａが運転される台数が決定され、運転台数に対応した出力電流Ｉｏｕｔの範囲となる。例えば、電源ユニット２０Ａの１台当たりの出力電流Ｉｏｕｔの範囲を０〜１００Ａとし、制御信号３０Ａにより決定された運転台数を５台とすると、出力電流Ｉｏｕｔの範囲は、４００Ａ〜５００Ａとなる。実施例３の直流電源装置１０Ｂにおける蓄電池６０の劣化判定の動作は、実施例２と同様であるので省略する。
【００９５】
（実施例３の効果）
本実施例３の直流電源装置１０Ｂは、運転又は待機状態に制御可能な複数の電源ユニット２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎを有し、負荷電流値Ｓ４１ｄに応じて運転台数を制御している。これにより、実施例１及び２の効果に加え、蓄電池６０の放電時に蓄電池６０から負荷装置５０へ流れる電流の一部を、各電源ユニット２０Ａからの出力電流Ｉｏｕｔにより補いながら放電することにより、放電電流値Ｉｄｉｓを制限しつつ、蓄電池６０の内部抵抗値ｒの推定が可能となる。
【実施例４】
【００９６】
（実施例４の構成及び動作）
図１２は、本発明の実施例４の蓄電池劣化診断装置７０の構成の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００９７】
本実施例４の蓄電池劣化診断装置７０は、実施例１の直流電源装置１０中の蓄電池劣化判定部３０、電流計測部４１、及び電圧計測部４２を、直流電源装置１０Ｃから切り離して独立させた構成である。本発明の実施例４の蓄電池劣化診断装置７０の動作は、実施例１の直流電源装置１０内の蓄電池劣化判定部３０の動作と同様である。
【００９８】
（実施例４の効果）
本実施例４の蓄電池劣化診断装置７０は、蓄電池６０の劣化判定機能を有する部分を、直流電源装置１０Ｃから独立させた構成にしている。これより、図２〜図４で説明した構成以外の直流電源装置にも適用が可能である。
【００９９】
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜４に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の（１）〜（４）のようなものがある。
【０１００】
（１）  実施例１〜３の説明では、電圧計測部４２は、充放電端子電圧Ｖｂを計測するとして説明したが、電圧計測部４２を、電源部２０，２０Ａの出力電圧Ｖｏｕｔを計測するものとしても良い。充放電端子電圧Ｖｂは、直流電源装置１０、１０Ａ、１０Ｂが停止した場合を除いて、電源部２０，２０Ａの出力電圧Ｖｏｕｔに連動して変化するためである。
【０１０１】
（２）  実施例１の電源ユニット２０における出力電圧調整回路２３内の基準電圧回路２４は、ＣＰＵ２１から出力電圧切替信号Ｖｓｅｌが入力され、基準電圧Ｖｒｅｆを出力するとして説明したが、基準電圧回路２４を設けずに、ＣＰＵ２１が直接、基準電圧Ｖｒｅｆを生成して出力するようにしても良い。
【０１０２】
（３）  蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路については、説明の都合上、実施例１の変形例として説明したが、蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路は、実施例１に限定されない。蓄電池セル６０１１〜６０２ｎの個別測定回路は、実施例３〜４にも適用可能である。
【０１０３】
（４）  実施例１〜４の説明では、電流計測部４１及び電圧計測部４２は、充放電電流及び充放電端子電圧を一定時間間隔（例えば、１０ｍｓ）で計測するとして説明したが、充放電電流及び充放電端子電圧を計測する時間間隔は一定時間に限定されない、例えば、充放電電流及び充放電端子電圧の変化幅が大きいときに計測する時間間隔を狭くするようにしても良い。充放電電流及び充放電端子電圧の変化幅が大きいときに計測する時間間隔を狭くすれば、放電状態から充電状態に切り替わるタイミングを精度良く検出できるようになる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ        直流電源装置
２０，２０Ａ        電源ユニット
２３        出力電圧調整回路
３０，３０Ａ        蓄電池劣化判定部
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ        電流計測部
４２        電圧計測部
５０        負荷装置
６０        蓄電池
７０        蓄電池劣化判定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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