(57)【要約】【課題】いわゆるメモリー効果による電池容量の低減を解消可能な蓄電池システム等を実現することを目的とする。【解決手段】停電時に負荷に供給する補償電源として、スイッチを切り替えることにより選択可能に並列接続された複数の蓄電池ユニットを備える蓄電池システムにおいて、蓄電池ユニットのメモリー効果を解消するために、周期的に、前記蓄電池ユニットのリフレッシュ放電とリフレッシュ充電とを順次に遂行する蓄電池システムとする。【選択図】図１
2015080291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停電時に負荷に供給する補償電源として、スイッチを切り替えることにより選択可能に並列接続された複数の蓄電池ユニットを備える蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池ユニットのメモリー効果を解消するために、周期的に、前記蓄電池ユニットのリフレッシュ放電とリフレッシュ充電とを順次に遂行する
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電の放電電力を前記負荷の電源ラインに供給する
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄電池システムにおいて、
前記複数の蓄電池ユニットは、各々互いに異なる建屋に配置される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記複数の蓄電池ユニットのなかのいずれか一つの蓄電池ユニットが、前記リフレッシュ充電を遂行される場合に、他の蓄電池ユニットはリフレッシュ充電を遂行されず、
前記複数の蓄電池ユニットのなかのいずれか一つの蓄電池ユニットが、前記リフレッシュ放電を遂行される場合に、他の蓄電池ユニットはリフレッシュ放電を遂行されない
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池ユニットは、ニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池である
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電及びリフレッシュ充電は、前記蓄電池ユニットの自己放電に伴う追加充電の回数と関係した所定期間毎に遂行される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電及びリフレッシュ充電は、前記蓄電池ユニットの自己放電に伴う追加充電が５回行われる毎に遂行される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電後のＳＯＣは、前記自己放電に伴う追加充電を行う直前のＳＯＣよりも小さい
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電は、深放電まで遂行される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電は、ＳＯＣが０％となるまで遂行される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電は、放電終止電圧となるまで放電される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電は、前記蓄電池ユニットの自己放電に伴う追加充電が遂行される直前のタイミングで遂行される
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電の放電電気量に基づいて、停電時のバックアップ可能時間を算出する算出部を備える
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の蓄電池システムにおいて、
前記リフレッシュ放電の放電電気量に基づいて、前記蓄電池ユニットの劣化状態を判定する劣化状態判定部を備える
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の蓄電池システムを備える
ことを特徴とする電源システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電源システムにおいて、
商用電源から負荷に供給する直流電源へと変換する通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーターと、前記商用電源から前記蓄電池システムに供給する直流電源へと変換する充電用ＡＣ−ＤＣコンバーターとを備える
ことを特徴とする電源システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電源システムにおいて、
前記蓄電池システムの出力電圧を前記負荷に供給する電圧へと変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備える
ことを特徴とする電源システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電源システムにおいて、
前記充電用ＡＣ−ＤＣコンバーターと前記蓄電池システムと前記ＤＣ−ＤＣコンバーターとは、前記通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーターに対して並列接続とされる
ことを特徴とする電源システム。
【請求項１９】
請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記負荷は無線装置である
ことを特徴とする電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリー効果をリフレッシュ可能な蓄電池システム及びそれを備えた電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
専用の蓄電池室を用いることなく、工場やビル等への設置が容易な電力貯蔵システムを提供することを目的とする発明であって、単一の電力系統に連系用変圧器を介して接続された電力変換器の直流側に配設した二次電池で電力系統のピークカットやピークシフトの電力補償動作を実行する電力貯蔵ユニットを、それぞれに連系用変圧器と二次電池を備えた複数ユニットに分割すると共に、複数の各電力貯蔵ユニットにおける二次電池の電池容量を専用の蓄電池室を必要とする規定容量未満に設定して、複数の電力貯蔵ユニットの二次電池の合計電池容量でもって単一の電力系統の電力補償動作を実行させることが下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１によれば、複数の電力貯蔵ユニットの各々は、従来の単一の電力貯蔵システムと同様な構成であり、各電力貯蔵ユニットに用いられる二次電池は、従来の単一の電力貯蔵システムの二次電池を複数に分割・分散させたものに相当することが記載されている。また、複数の各電力貯蔵ユニットの二次電池の電池容量は全て同一、或いは、必要に応じて任意に設定可能であるが、全ての二次電池の容量を消防関連法規に触れない程度に小さく設定し、また、このように電池容量が小さく設定できるように電力貯蔵ユニットの分割数を設定することで、専用の蓄電池室を使用することなく、各電力貯蔵ユニットが工場やビル等に設置できるようになることが記載されている。
【０００４】
また、上記複数の電力貯蔵ユニットを建造物の区画された複数の区画毎に設置し、同建造物の任意の単一区画に設置された電力制御コントローラと各区画の電力貯蔵ユニットを通信回線で接続して、各電力貯蔵ユニットを電力制御コントローラで同期協調運転させることが可能であることが開示されている。
【０００５】
また、上述の構成により、複数に分割して分散させた電力貯蔵ユニットで単一の電力系統に接続される電力貯蔵システムを構成して、複数の電力貯蔵ユニットにおける二次電池の電池容量を消防関連法規に触れない程度に小さく設定したので、電力補償容量の大きな単一の電力系統の電力貯蔵システムであっても二次電池を専用の蓄電池室を使用することなく設置することが可能となって、工場やビル等に設備投資的有利に設置できる電力貯蔵システムが提供できる。また、工場やビル等の新築或いは既存の建造物に蓄電池室を建造等することなく電力貯蔵システムを設置することが容易となるので、工場やビル等の建造物への電力貯蔵システムの普及が容易となることが特許文献１に示されている。図８は、従来の電力貯蔵システムの構成概要を説明するブロック図である。
【０００６】
具体的には、図８に示すように、系統電源８１と負荷８２から成る単一の電力系統８Ａに複数の電力貯蔵ユニット８Ｙ・・・を並列接続して、複数の各電力貯蔵ユニット８Ｙ、・・・を共通の電力制御コントローラ８３０で同期協調運転させて単一の電力系統８Ａのピークカット、ピークシフトの電力補償動作を実行させる電力貯蔵システムであり、複数の各電力貯蔵ユニット８Ｙ，・・・に使用される二次電池８１６，・・・の電池容量を、消防関連法規の専用蓄電池室を必要とする規定容量未満に設定することで、全ての二次電池８１６，…が専用の蓄電池室を用いること無く床上等に設置できるようする技術思想が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５８１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数の蓄電池ユニットを並列に接続し、使用中の蓄電池ユニットが消費されて電圧降下が生じた場合には他の蓄電池ユニットにスイッチ操作で順次切り替えて、当該複数の蓄電池ユニットを順次に使用することで、より長時間の電源補償を実現する蓄電池システムが知られている。
【０００９】
このような蓄電池システムでは、蓄電池ユニットそれぞれの容量や初期電圧等の電気的特性はデフォルトとして一般的には同一仕様であることが多い。電気的特性を同一仕様とすることにより、一つの蓄電池ユニットが消費されて他の蓄電池ユニットに切り替える場合においても、切り替えの前後で電気的特性の変動が生じることなく同様の電気的特性を継続的に供給し続けることが可能な補償電源となることが期待される。
【００１０】
一方、現実の蓄電池ユニットにおいては、自己放電（自然放電）が生じることが知られており、このような自己放電に対応するために使用による放電動作を遂行していない蓄電池ユニットに対しても、追加充電を周期的に遂行する。
【００１１】
このような自己放電及び追加充電の繰り返しにより、いわゆるメモリー効果が生じて蓄電池ユニットの電池容量が低下することが懸念される。
【００１２】
本発明は、上述した問題点に鑑み為された発明であって、いわゆるメモリー効果による電池容量の低減を解消可能な蓄電池システム等を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の蓄電池システムは、停電時に負荷に供給する補償電源として、スイッチを切り替えることにより選択可能に並列接続された複数の蓄電池ユニットを備える蓄電池システムにおいて、蓄電池ユニットのメモリー効果を解消するために、周期的に、前記蓄電池ユニットのリフレッシュ放電とリフレッシュ充電とを順次に遂行することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電源システムは、上述の蓄電池システムを備え、商用電源から負荷に供給する直流電源へと変換する通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーターと、商用電源から蓄電池システムに供給する直流電源へと変換する充電用ＡＣ−ＤＣコンバーターとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
いわゆるメモリー効果による電池容量の低減を解消可能な蓄電池システム等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態にかかる電源システムの構成概要を説明するブロック図である。
【図２】第一の実施形態の電源システムの蓄電池システムが備えるスイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１及びスイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２のオンオフ動作と電圧とＳＯＣとの関係を説明する概念図である。
【図３】無線基地局へ４８Ｖを供給するバックアップ電源の充放電制御構成概念を説明するブロック図である。
【図４】第一の実施形態との比較のために従来の電源システムの構成概要を説明する図である。
【図５】第一の実施形態との比較のために従来の電源システムの各部の電圧波形を説明する図であり、（ａ）が商用電源の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｂ）が無線装置に供給される直流電圧の波形の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｃ）が蓄電池ユニット（１）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｄ）が蓄電池ユニット（２）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｅ）がＤＣ−ＤＣコンバーターへの入力電圧の経時変化を説明する図である。
【図６】自己放電によるＳＯＣ９０％状態に対する追加充電の繰り返し遂行とメモリー効果の進捗状況との関係を模式的に説明する概念図である。
【図７】株式会社豊田中央研究所の「２０１３年（平成２５年）４月１５日付け  ＴＯＹＯＴＡ  ＣＲＤＬ，ＩＮＣ．ＮＥＷＳ  リチウム二次電池のメモリー効果を発見−従来の常識を覆す現象の発見とそのメカニズムの解明−」に掲載されたメモリー効果の説明図である。
【図８】従来の電力貯蔵システムの構成概要を説明するブロック図である。
【図９】第一の実施形態にかかる電源システムの停電時の動作概要について説明するフローチャートである。
【図１０】電源システムの各部の電圧波形を説明する図であり、（ａ）が商用電源の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｂ）が無線装置に供給される直流電圧の波形の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｃ）が蓄電池ユニット（１）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｄ）が蓄電池ユニット（２）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｅ）がＤＣ−ＤＣコンバーターへの入力電圧の経時変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施形態で例示する蓄電池システムは、例えば無線装置の基地局に使用可能なバックアップ用の蓄電池システムであって、停電補償時間を連続的かつ比較的長時間とするために、無線装置のバックアップ用のＤＣ−ＤＣコンバーターに順次に接続されて順次に放電される複数の蓄電池ユニットを備える。
【００１８】
実施形態においては、使用中の蓄電池ユニットが所定の放電を終了しその電圧値が低下して放電終止電圧となった場合に、次の蓄電池ユニットをバックアップ用のＤＣ−ＤＣコンバーターに接続して当該次の蓄電池の放電を開始させる。
【００１９】
一方、蓄電池ユニット等の二次電池は使用有無に拘わらず、満充電状態で放置することにより、自己放電（自然放電）することが知られている。このような自己放電が仮に生じても、万一に備えて満充電状態に維持するためには、周期的に追加充電（補充充電）をする必要がある。
【００２０】
このため、蓄電池ユニットは、一般に電圧値が常時モニターされ監視されており、自然放電により電圧値が低下した場合や例えば容量値（ＳＯＣ）が９０％に低下した場合に、追加充電が遂行される構成とされている。
【００２１】
すなわち、蓄電池ユニットは、バックアップ電源（補助電源）として全く利用されない期間においても自己放電と追加充電とが周期的に繰り返される。このため、いわゆるメモリー効果による容量の低下が生じる場合があり、特にニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などにおいてはメモリー効果が顕著に生じることが知られている。
【００２２】
実施形態の蓄電池ユニットは、消防法等の制約から複数の建屋に各々分散配置された複数の蓄電池ユニットに対し、各蓄電池ユニットの特性に応じて効率的にリフレッシュ充放電を遂行してメモリー効果を解消し、全体としてのバックアップ機能を有効に維持することができる。
【００２３】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかる電源システム１０００の構成概要を説明するブロック図である。図１に示すように、電源システム１０００は、商用電源１１００の交流電圧を直流電圧に変換する通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター１２００を備え、停電時を除く通常運転時においては通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター１２００の出力電圧（ＶＯ：例えば４８Ｖ）が無線装置１３００に供給されている。
【００２４】
電源システム１０００は、負荷の典型例として図１において無線装置１３００を例示している。無線装置１３００は、災害発生に際して同時に生じる傾向にある広域停電時等の非通常時においても、人々の情報連絡手段、情報伝達手段としてその稼働・運用が強く求められる典型的な装置の一つである。
【００２５】
また、災害発生時の停電においては、災害の程度によっては停電の復旧に相当の時間を要する場合も少なくなく停電時間が長時間に及ぶ場合も想定される。従って、長時間の停電状態においても無線装置１３００の稼働を安定的に確保し維持できるように、無線装置１３００をバックアップする補助電源は、当該長時間に亘って無線装置１３００を稼働し続けられる程度の能力・容量が求められる。
【００２６】
一方、消防法関連法規の観点からは、単一の蓄電池として許容される最大容量は４８００Ａ・ｈ以下であり、蓄電池を収容する容器や蓄電池を設置する建家あたりの配置最大容量等も考慮することが求められる。
【００２７】
このため、長時間の停電状態においても無線装置１３００の稼働を安定的に確保できるように、複数の建家にそれぞれ分散配置された許容容量以下の複数の蓄電池ユニットをバックアップ用の補助電源として、順次に継続的に同一の負荷に接続して利用できるような蓄電池システムが、特に無線装置１３００の場合には必要となる。
【００２８】
従って、本実施形態では無線装置１３００を電源システム１０００の負荷として示したものであるが、無線装置１３００に限定されるものではなく、電源システム１０００の負荷として所望の負荷に電力を供給してもよく、当該所望の負荷に対して停電時のバックアップ電力を供給してもよい。
【００２９】
また、図１から理解できるように、電源システム１０００は、停電時のバックアップ電源として利用される蓄電池システム１５００と、蓄電池システム１５００へ充電電力を供給するように商用電源１１００の交流電圧を直流電圧に変換する充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００とを備える。
【００３０】
また、蓄電池システム１５００の出力（ＶＢ）はＤＣ−ＤＣコンバーター１６００により無線装置１３００に適合する電圧へと変換された後、無線装置１３００に供給される。すなわち、電源システム１０００は、通常時においては商用電源１１００から通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター１２００を介した電力を無線装置１３００に供給し、停電時においては通常時に充電された蓄電池システム１５００の電力をＤＣ−ＤＣコンバーター１６００を介して無線装置１３００に供給する。
【００３１】
また図１において、蓄電池システム１５００は、第一の蓄電池ユニット１５１０（１）、第二の蓄電池ユニット１５１０（２）、第三の蓄電池ユニット１５１０（３）、・・、第ｎの蓄電池ユニット１５１０（ｎ）の任意のｎ個の蓄電池ユニット１５１０（１）・・５１０（ｎ）を備える。図１においては、任意のｎ個の蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）が、停電時に一つずつ順次に接続されてバックアップ用電源として利用されるものとして説明している。
【００３２】
しかし、ｎ個の蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）は、一つずつ順次に利用される方法に限定されるものではなく、二つずつ順次に利用されてもよく、三つずつ順次に利用されてもよく、バックアップ電力を供給する負荷と蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）個々の電気的特性との相対的な関係で、任意の個数の蓄電池ユニットを同時に利用することとしてもよい。
【００３３】
但し、本実施形態においては、蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）全てが同時に利用されることはなく、上述した長時間のバックアップ補償を実現する観点から、少なくとも一回は蓄電池ユニットの切り替え動作が行われるものとする。例えば、一回の蓄電池ユニットの切り替えが遂行されれば、バックアップ可能時間は約２倍になることが期待される。
【００３４】
また、図１に示すように、蓄電池システム１５００は、各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）の充電を制御するスイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１と、放電を制御するスイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２を備える。また、蓄電池システム１５００は、スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１と、スイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２とを制御する不図示のスイッチ制御部を備えていてもよい。
【００３５】
各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）の充電を制御するスイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１のいずれか一つが導通されると、当該スイッチに対応する蓄電池ユニットが充電される。また、各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）の放電を制御するスイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２のいずれか一つが導通されると、当該スイッチに対応する蓄電池ユニットが放電される。
【００３６】
また、充電時には充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００が動作して充電電圧を当該蓄電池ユニットへと供給し、放電時にはＤＣ−ＤＣコンバーター１６００が動作して放電電力を電源ラインへと供給する。
【００３７】
図２は、第一の実施形態の電源システム１０００の蓄電池システム１５００が備えるスイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１及びスイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２のオンオフ動作と電圧とＳＯＣとの関係を説明する概念図である。
【００３８】
図２から理解できるように、期間（Ｔ１）までの間は、各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）は、万一に備えて形式的には満充電待機状態であり、スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，・・Ｓｎ１及びスイッチＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２，・・Ｓｎ２は全てオフ（開放）されている。すなわち、各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）は、期間（Ｔ１）までの間は、充電もされておらず放電もされていない。
【００３９】
ここで、形式的には満充電待機状態である蓄電池ユニット１５１０（１）が、自己放電とそれを補う追加充電とを、例えば５回繰り返したとする。例えば、蓄電池システム１５００は、自己放電を補う追加充電を遂行した回数を各蓄電池ユニット毎にカウントして記憶する不図示の追加充電回数カウント部を備えていてもよい。
【００４０】
この場合に、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（１）のリフレッシュ充放電動作を遂行させる。すなわち、図２に示すように、期間（Ｔ１）において、スイッチＳ１２をオン（導通）させて、蓄電池ユニット１５１０（１）のＳＯＣが７０％となるまで充分に放電させる。
【００４１】
当該放電電力は、無線装置１３００への電力供給ラインへＤＣ−ＤＣコンバーター１６００を介して通常電源よりやや高い電圧で放出する。大凡、７０％程度にまで放電した後、再び満充電状態にまで充電すれば、当該蓄電池ユニット１５１０（１）のいわゆるメモリー効果は効果的に解消される。
【００４２】
このため続いて、図２に示すように、期間（Ｔ２）において、スイッチＳ１２をオフ（遮断）としてスイッチＳ１１をオン（導通）させて、充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００の出力電力を蓄電池ユニット１５１０（１）へ取り込ませ、当該蓄電池ユニット１５１０（１）を満充電状態とする。
【００４３】
以下同様に、形式的には満充電待機状態である蓄電池ユニット１５１０（２）が、自己放電とそれを補う追加充電とを５回繰り返したとする。例えば、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（２）が自己放電を補う追加充電を遂行した回数をカウントして記憶する不図示の追加充電回数カウント部を備えていてもよい。
【００４４】
この場合に、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（２）のリフレッシュ充放電動作を遂行させる。すなわち、図２に示すように、スイッチＳ２２をオン（導通）させて、蓄電池ユニット１５１０（２）のＳＯＣが７０％となるまで放電させる。
【００４５】
当該放電電力は、無線装置１３００への電力供給ラインへと供給する。大凡、７０％程度にまで放電した後、再び満充電状態にまで充電すればいわゆるメモリー効果は効果的に解消される。
【００４６】
このため、図２に示すように、スイッチＳ２２をオフ（遮断）としてスイッチＳ２１をオン（導通）させて、充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００の出力電力を蓄電池ユニット１５１０（２）へ取り込ませ、満充電状態とする。
【００４７】
上述のように、蓄電池システム１５００は、自己放電に対する追加充電を一定回数繰り返した蓄電池ユニットに対し、当該蓄電池ユニットごとに個別にリフレッシュ充放電動作を遂行させるものとする。
【００４８】
自己放電による電圧低下スピード等の各蓄電池ユニットの電気的特性の変動進行状態は、各蓄電池ユニットにより個別具体的に異なるものであり、また、過去の個別の使用頻度の相違や個別の配置場所の環境相違等によっても特性変動のあり方が互いに異なる。このため、上述のように、リフレッシュ充放電動作が必要となる時期も、各蓄電池ユニットにより個々に異なるものとする。
【００４９】
また、仮に、二つ以上の蓄電池ユニットについて、同時に、追加充電の実行回数が一定回数（典型的には５回）に達した場合には、優先順位を付けてリフレッシュ充電動作を一つずつ順次に遂行することが好ましい。逆に言えば、同時に二つ以上の蓄電池ユニットがリフレッシュ充電動作されないものとすることが好ましい。
【００５０】
これにより、リフレッシュ充電動作中に停電が発生した場合でも、当該リフレッシュ充電動作中の蓄電池ユニットを除く他の蓄電池ユニット（すなわち、（ｎ−１）個の蓄電池ユニット）から放電させて、バックアップを滞り無く遂行することが可能となる。
【００５１】
また、同時に二つ以上の蓄電池ユニットがリフレッシュ放電動作されないものとすることが好ましい。これにより、効率的かつ確実なリフレッシュ動作が可能となる。なお、任意の一つの蓄電池ユニットがリフレッシュ放電動作を遂行している間に、他の任意の一つの蓄電池ユニットがリフレッシュ充電動作を遂行されることは可能である。
【００５２】
また、図２に示すように、リフレッシュ放電時のＤＣ−ＤＣコンバーター１６００の出力電圧（Ｖｏｕｔ１）は、無線装置１３００の電源ライン電圧（Ｖｏ）とダイオード降下電圧（ＶＦ）との和より大きいもの（すなわち、Ｖｏ＋ＶＦ＋α）とすることが好ましい。これにより、通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター１２００からの電力供給がある場合においても、放電電力が効率的に電源ラインに供給されて、リフレッシュ放電が有効に遂行されるものとなる。なお、図２においてＤＣ−ＤＣコンバーター１６００の出力電圧（Ｖｏｕｔ１）として、常に少なくとも「Ｖｏ＋ＶＦ」の電圧が出力されるように示しているが、突発的な停電に対応可能とするために、少なくともいずれか一つの蓄電池ユニットの出力側スイッチ（Ｓ１２，Ｓ２２，・・，Ｓｎ２）を常に導通させてＤＣ−ＤＣコンバーター１６００を運用する場合を示しているのであって、これに限定されるものではない。
【００５３】
また、図２においては、蓄電池ユニット１５１０（１）と蓄電池ユニット１５１０（２）とのリフレッシュ動作についてのみ示しているが、全ての蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）について、周期的にリフレッシュ動作を遂行するものとする。
【００５４】
また、リフレッシュ動作を遂行する周期は、自己放電に対する追加充電の回数に依存する上述の説明に限定されるものではなく、例えば時間関数に基づく周期であってもよい。
【００５５】
また、追加充電の回数に依存する周期とする場合においても、上述で示した典型例の５回の追加充電周期に限定されるものではなく、蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）の電気的特性に応じて、任意の周期とすることができる。
【００５６】
また、蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）の個々の電気的特性に応じて、個々に互いに異なる周期ごとに、リフレッシュ充放電動作を遂行するものとしてもよい。
【００５７】
図３は、無線基地局へ４８Ｖを供給するバックアップ電源の充放電制御構成概念を説明するブロック図である。図３に示すように、消防法関連法規に則り金属筐体に収納された１６００Ａｈ・セル未満の容量の複数の蓄電池ユニットの少なくとも一つが、スイッチ制御によりバックアップ用として接続されて放電される。
【００５８】
図３においては、最大３ユニットまで接続可能な例として示しており、いずれの蓄電池ユニットをどのタイミングで接続するかについては、スイッチ（ＳＷ）制御により自動切り替え可能な制御構成とする。
【００５９】
図３に示すように、紙面上方の蓄電池ユニットから順次にバックアップ利用することにより、少なくとも２４時間以上無停電バックアップが可能な補償電源システムを構成することができる。図３に示す補償電源システムにおいても、本実施形態で示したリフレッシュ充放電動作を各セル毎に遂行して、メモリー効果による容量低減を解消できる。
【００６０】
図９は、第一の実施形態にかかる電源システム１０００の停電時の動作概要について説明するフローチャートである。そこで、第一の実施形態にかかる電源システム１０００の停電時の動作概要について、図９に示した各ステップに基づいて順次以下に説明する。
【００６１】
（ステップＳ９１０）
電源システム１０００の不図示の停電検知システムは、商用電源１１００が無線装置１３００の電源として利用できるか否かを判断する。電源システム１０００の不図示の停電検知システムが停電発生を検知した場合にはステップＳ９２０へと進み、電源システム１０００の不図示の停電検知システムが停電発生を検知した場合でなければステップＳ９１０で待機する。
【００６２】
停電が発生していない場合には、商用電源１１００から通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター１２００で直流変換された電圧が、無線装置１３００へと供給される。また、停電が発生していない場合には、商用電源１１００から充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００で直流変換された電圧により、蓄電池システム１５００の各蓄電池ユニット１５１０（１），・・，１５１０（ｎ）が適宜充電される。
【００６３】
（ステップＳ９２０）
蓄電池ユニット１５１０（ｘ）のスイッチＳｘ２をオンにする（但し、ｘの初期値は「１」とする）。このため、電源システム１０００は停電の検知に対応して、蓄電池ユニット１５１０（１）、・・、蓄電池ユニット１５１０（ｎ）をその蓄電電力が無線装置１３００に供給されるように、順次にスイッチオンして接続するスイッチ制御部を備えてもよい。
【００６４】
（ステップＳ９３０）
蓄電池ユニット１５１０（ｘ）が、その放電が進行して蓄電量が減少することによる電圧低下により、放電終止電圧にまで低下したことを示す放電終止信号を出力した否かを該スイッチ制御部が判断する。
【００６５】
スイッチ制御部が蓄電池ユニット１５１０（ｘ）から放電終止信号が出力されたことを検知すればステップＳ９４０へと進み、スイッチ制御部が蓄電池ユニット１５１０（ｘ）から放電終止信号が出力されたことを検知した場合でなければステップＳ９３０で待機する。
【００６６】
なお、各蓄電池ユニットは、所定の放電終止電圧をリファレンス値としてプラス側端子に設定され、蓄電池ユニットの出力電圧を分圧した電圧値をマイナス側に入力されたオペアンプ（比較器）により、放電終止信号を出力させることが可能であるが、その他の公知の電圧監視の回路構成により検知してもよくこれに限定されるものではない。
【００６７】
（ステップＳ９４０）
蓄電池ユニット１５１０（ｘ）が、その蓄電電力が充分に放出されて電圧が低下したことを示す放電終止信号を出力すると、該スイッチ制御部は、蓄電池ユニット１５１０（ｘ）のスイッチＳｘ２をオフとして出力回路から切り離して放電を終了させるとともに、蓄電池ユニット（ｘ＋１）のスイッチＳ（ｘ＋１）２をオンとして放電を開始させる。
【００６８】
（ステップＳ９５０）
停電から復旧した場合にはこのフローを終了し、停電から復旧した場合でなければステップＳ９６０へと進む。
【００６９】
（ステップＳ９６０）
「ｘ」の値に１を加えて「ｘ＋１」とし、ステップＳ９３０へと進む。
【００７０】
（比較例）
図４は、第一の実施形態との比較のために従来の電源システム３０００の構成概要を説明する図である。また、図５は、第一の実施形態との比較のために従来の電源システム３０００の各部の電圧波形を説明する図である。
【００７１】
図４に示すように、電源システム３０００は、商用電源３１００の交流電圧を直流電圧に変換する通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター３２００を備え、停電時を除く通常運転時においては通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター３２００の出力電圧（ＶＯ）が無線装置３３００に供給されている。
【００７２】
電源システム３０００は、負荷の典型例として図４において無線装置３３００を例示している。無線装置３３００は、災害発生に際して同時に生じる傾向にある停電時等の非通常時においても、人々の情報連絡手段、情報伝達手段、安否確認手段としてその稼働・運用が強く求められる典型的な装置の一つである。
【００７３】
また、災害発生時の停電においては、災害の程度によっては復旧に相当の時間を要する場合も少なくなく停電時間が長時間に及ぶ場合も想定される。従って、長時間の停電状態においても無線装置３３００の稼働を安定的に確保できるように、無線装置３３００をバックアップする補助電源は、当該長時間に亘って無線装置３３００を稼働し続けられる程度の能力・容量が求められる。
【００７４】
一方、既に説明したように、消防法関連法規の観点からは、単一の蓄電池として許容される最大容量は４８００Ａ・ｈ以下であり、蓄電池を収容する容器や蓄電池を設置する建家あたりの配置最大容量等も考慮することが求められる。
【００７５】
このため、長時間の停電状態においても無線装置３３００の稼働を安定的に確保できるように、複数の建家に分散配置された許容容量以下の複数の蓄電池ユニットをバックアップ用の補助電源として、順次に継続的に同一の負荷に接続して利用できるような蓄電池システムが、特に無線装置３３００の場合には必要となる。
【００７６】
従って、図４においては無線装置３３００を電源システム３０００の負荷として示したものであるが、無線装置３３００に限定されるものではなく、電源システム３０００の負荷として所望の負荷に電力を供給してもよく、当該所望の負荷に対して停電時のバックアップ電力を供給してもよい。
【００７７】
また、図４から理解できるように、電源システム３０００は、停電時のバックアップ電源として利用される従来の蓄電池システム３５００と、蓄電池システム３５００へ充電電力を供給するように商用電源３１００の交流電圧を直流電圧に変換する充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター３４００とを備える。
【００７８】
また、蓄電池システム３５００の出力はＤＣ−ＤＣコンバーター３６００により無線装置３３００に適合する電圧へと変換された後、無線装置３３００に供給される。すなわち、電源システム３０００は、通常時においては商用電源３１００から通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター３２００を介した電力を無線装置３３００に供給し、停電時においては通常時に充電された蓄電池システム３５００の電力をＤＣ−ＤＣコンバーター３６００を介して無線装置３３００に供給する。
【００７９】
また図４において、蓄電池システム３５００は、第一の蓄電池ユニット３５１０（１）、第二の蓄電池ユニット３５１０（２）、第三の蓄電池ユニット３５１０（３）、・・、第ｎの蓄電池ユニット３５１０（ｎ）の任意のｎ個の蓄電池ユニット３５１０（１）・・３５１０（ｎ）を備える。図４においては、任意のｎ個の蓄電池ユニット３５１０（１）・・５１０（ｎ）が、停電時に一つずつ順次に接続されて負荷へのバックアップ用電源として利用されるものとして説明している。
【００８０】
しかし、ｎ個の蓄電池ユニット３５１０（１）・・３５１０（ｎ）は、一つずつ順次に利用される方法に限定されるものではなく、二つずつ順次に利用されてもよく、三つずつ順次に利用されてもよく、バックアップ電力を供給する負荷と蓄電池ユニット３５１０（１）・・３５１０（ｎ）個々の電気的特性との相対的な関係で、任意の個数の蓄電池ユニットを同時に利用することとしてもよい。
【００８１】
但し、本比較例においては、蓄電池ユニット３５１０（１）・・３５１０（ｎ）全てが同時に利用されることはなく、上述した長時間のバックアップ補償を実現する観点から、少なくとも一回は蓄電池ユニットの切り替え動作が行われるものとする。例えば、一回の蓄電池ユニットの切り替えが遂行されれば、バックアップ可能時間は約２倍になることが期待される。
【００８２】
図５は、電源システム３０００の各部の電圧を説明するチャート図であり、（ａ）が商用電源３１００の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｂ）が無線装置３３００に供給される直流電圧の波形の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｃ）が蓄電池ユニット３５１０（１）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｄ）が蓄電池ユニット３５１０（２）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｅ）がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００への入力電圧の経時変化を説明する図である。
【００８３】
図５に示すように、商用電源３１００は、通常時は正弦波の電圧波形を示し無線装置３３００の電源（５４Ｖ）として利用されるが、停電になると商用電源３１００は電圧ゼロとなるので電源としては当然に利用できない。
【００８４】
一方、停電が検知される（停電検知装置については既に公知であるので不図示）と蓄電池システム３５００が稼働開始し、まず蓄電池ユニット３５１０（１）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。満充電状態である蓄電池ユニット３５１０（１）の当初の出力電圧は５３Ｖであり、この蓄電池ユニット３５１０（１）の蓄電電力がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００を介して無線装置３３００に供給されるため、無線装置３３００に入力される直流電圧は中断されることなく、継続して無線装置３３００の稼働が維持される。
【００８５】
しかし、停電状態が続いて蓄電池ユニット３５１０（１）の放電を相当時間継続すると、限りのある蓄電池ユニット３５１０（１）の蓄電量は放出されて次第に低減し、これに対応してその出力電圧も当初の５３Ｖから図５に示すように次第に低下する。この場合に、蓄電池ユニット３５１０（１）の放電を取り止める（次の蓄電池ユニットに切り替える）しきい値電圧として、図５においては３３Ｖ（放電終止電圧）として例示している。
【００８６】
蓄電池ユニット３５１０（１）の電圧が３３Ｖとなると、蓄電池ユニット３５１０（１）のスイッチ接続が解除されて、代わりに蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。この時、蓄電池ユニット３５１０（２）の当初の出力電圧は５３Ｖであるので、切り替え直前の蓄電池ユニット３５１０（１）の放電終止電圧（３３Ｖ）と２０Ｖの電圧差が存在する。
【００８７】
以下同様に、蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチがＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続されると、蓄電池ユニット３５１０（２）の当初の出力電圧は５３Ｖであり、蓄電池ユニット３５１０（２）の蓄電電力がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００を介して無線装置３３００に供給されるため、無線装置３３００に入力される直流電圧は中断されることなく、継続して稼働が維持される。
【００８８】
しかし放電を継続すると限りのある蓄電池ユニット３５１０（２）の蓄電量は放出されて低減し、これに対応してその出力電圧も当初の５３Ｖから次第に低下する。この場合に、蓄電池ユニット３５１０（２）の放電を取り止めるしきい値電圧として、不図示ではあるが例えば３３Ｖ（放電終止電圧）とする。
【００８９】
蓄電池ユニット３５１０（２）の電圧が３３Ｖとなると、蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチ接続が解除されて、代わりに蓄電池ユニット３５１０（３）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。この時、蓄電池ユニット３５１０（３）の当初の出力電圧は５３Ｖであるので、切り替え直前の蓄電池ユニット３５１０（２）の放電終止電圧と２０Ｖの電圧差が存在する。
【００９０】
上述したように、電源システム３０００においては、自己放電を補う追加充電を遂行しないので満充電状態で待機しているはずの蓄電池ユニットの蓄電量が低下している場合が生じる。さらに、仮に電圧を定期的に監視して追加充電を遂行するものとしても、電源システム３０００はリフレッシュ充放電動作を周期的に遂行しないので、メモリー効果により、バックアップとして利用可能な蓄電量が低下していることが懸念される。さらに、仮に、リフレッシュ充放電動作を周期的に遂行するものとしても、電源システム３０００は例えば同時に二つ以上の蓄電池ユニットについてリフレッシュ充放電動作を遂行する等により、予期せぬバックアップ電源としての要請に充分対応できないことが懸念される。
【００９１】
（メモリー効果）
ここで、念のためにメモリー効果について以下に簡単に説明する。図６は、自己放電によるＳＯＣ９０％状態に対する追加充電の繰り返し遂行とメモリー効果の進捗状況との関係を模式的に説明する概念図である。図６に示すように、自己放電によりＳＯＣが１００％から９０％にまで低下した時点で、追加充電を遂行してＳＯＣ１００％へと戻すいわゆる浅い充放電を繰り返すことにより、次第に電池容量が減少していくメモリー効果が生じる。メモリー効果は、ニッカド電池やニッケル水素電池のみならず、後述するようにリチウム二次電池においても生じる場合があることが最近明らかになりつつある。
【００９２】
メモリー効果は、Ｎｉ（ＯＨ）２が過充電されより酸化の進んだγ-ＮｉＯＯＨ（Ｎｉの平均原子価：３.５〜３.６）が生成するためと考えられている。したがって、ＳＯＣ９０％で充放電されている場合、原理的には過充電とならずメモリー効果は生じないはずである。
【００９３】
ただしこれは、当該Ｎｉ極は高度の製造技術で製造され、非常に電気化学的に均一な抵抗値に部分的にムラのない理想的な電極であることを前提とする。例えば、ハイブリッドカーではＳＯＣ５０％乃至７０％で使用されているといわれ、その場合にはメモリー効果が生じないはずだが、現実には浅い充放電サイクルの繰り返しでもメモリー効果が生じることが確認されている。
【００９４】
仮に、導電性の低いＮｉ極に導電材として添加されているＣｏ（ＯＨ）２等が理想的な均一に分散されていない場合があれば、これと接触していないＮｉ（ＯＨ）２粒子が電極内に存在することとなり、活物質として機能しない。そのため、導電材と接触している部分のＮｉ（ＯＨ）２粒子のみが酷使されて過充電となる結果、メモリー効果が発生するのではないかと考えられている。
【００９５】
例えば、粒子径の異なる数種類のＣｏ（ＯＨ）２を合成し、これを同一量のＮｉ（ＯＨ）２に添加し、同じ組成で導電材粒子径のみ異なるＮｉ極を作成し、浅い充放電を繰り返すと、ｎｍオーダーＣｏ（ＯＨ）２添加Ｎｉ極ではメモリー効果が生じなかったのに対してμｍオーダーＣｏ（ＯＨ）２添加Ｎｉ極ではメモリー効果が生じることが確認されている。
【００９６】
メモリー効果は、Ｃｏ（ＯＨ）２粒子径が大きくなる程生じ易く、Ｎｉ極内のＣｏの濃度分布をＥＤＸ分析すると、ｎｍオーダーＣｏ（ＯＨ）２添加Ｎｉ極ではＣｏが均一に分散していたのに対し、μｍオーダーＣｏ（ＯＨ）２添加Ｎｉ極ではＣｏが偏在していることが確認されている。
【００９７】
また、Ｎｉ極の反応は、
Ｎｉ（ＯＨ）２＋ＯＨ−（放電状態）→←ＮｉＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ（充電状態）・・（１）
であり、電池を作った時点では放電状態で、いわゆる「火入れ」をしないと電池にはならない。これを電池の業界用語では初期活性化、化成、初充電などと称する。
【００９８】
一方、Ｎｉ（ＯＨ）２は絶縁体であり電気が通りにくく、充電しにくい性質の物質であり、Ｌｉ-ｉｏｎ電池であれば炭素粉末の導電剤を加えるが、強アルカリの電解液中では炭素粉末は腐食が進むことから、Ｃｏ（ＯＨ）２が代用される。
【００９９】
その後の初充電では、次のように反応すると考えられている。
Ｃｏ（ＯＨ）２＋ＯＨ−（電池組み立て後）→ＣｏＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ（初充電後）・・（２）
（１）式と（２）式は殆ど同じであるが、ＮｉとＣｏとが周期表（周期律表）で隣同士の元素であって、化学的性質も互いに類似していることからもこれが理解できる。
【０１００】
また、（１）式は双方向で可逆反応である一方、（２）式は不可逆反応であるため、ＣｏＯＯＨは初電により生成し、導電性が高くＮｉ（ＯＨ）２に対する導電剤として機能するとともに、その後の放電過程でもその機能は変わらないことが知られている。
【０１０１】
図７は、株式会社豊田中央研究所の「２０１３年（平成２５年）４月１５日付け  ＴＯＹＯＴＡ  ＣＲＤＬ，ＩＮＣ．ＮＥＷＳ  リチウム二次電池のメモリー効果を発見−従来の常識を覆す現象の発見とそのメカニズムの解明−」に掲載されたメモリー効果の説明図である。
【０１０２】
当該記事によれば、『近年、様々な用途に対しその市場を拡大しているリチウム二次電池は、従来使われてきたニッカド電池やニッケル水素電池に比べ軽量、小型という利点を有すると共に、メモリー効果が生じないとされてきました。メモリー効果とは、ある浅い深度での充放電を繰り返すとそれに続く放電時に電圧が途中で降下し、実用容量が減少してしまう現象です。あたかも電池がその前の充放電深度を記憶（メモリー）して電圧が変化するように見えるためこのような名前がついています。従来の考えでは、このような“記憶”現象はリチウム二次電池には発生しないと信じられてきました。しかし本研究において、市販されているリチウム二次電池の正極材料として用いられているリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）に明らかなメモリー効果が発見されました。図７は充電深度（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ；ＳＯＣ）５０％におけるメモリー効果による電圧変化の“こぶ”を示しています（図中矢印部）。これは部分充放電（図中青線）後の充電時（赤線・・「部分充放電後の充電」）に観測され、前の部分充放電のＳＯＣを通過する時に“あたかもそのＳＯＣを記憶しているように”発生します。さらに本研究ではこの興味深い現象を電気化学的手法により詳細に解析した結果、“Ｐａｒｔｉｃｌｅ-ｂｙ-Ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍｏｄｅ１”と呼ばれる考え方を元に、このＬｉＦｅＰＯ４におけるメモリー効果発現を矛盾なく説明できるメカニズムを見出しました。この現象を引き起こす原因は充放電に伴うＬｉＦｅＰＯ４の化学ポテンシャル変化の形状にあり、同様の形状を有する材料はこのメモリー効果を発現する可能性があることが示唆されました。このメモリー効果による電圧変化はニッカド電池やニッケル水素電池のそれに比べ遥かに小さいのですが、電池のＳＯＣを推定する上で外乱因子となる可能性があります。一方、この現象を正しく理解、予測できれば電池のＳＯＣ推定をより正確に行うことができ、リチウム二次電池の効率的かつ安全な利用に貢献できると考えられます。』と記載されている。
【０１０３】
また、本発明の電源システムは、上述の蓄電池システムを備えることを特徴とする。これにより、単一の蓄電池ユニットのみからの電力供給では到底賄いきれないような長時間に亘って、電源補償を継続することが可能な電源システムとなる。
【０１０４】
また、単一の蓄電池ユニットとして消防関連法規上許容される上限の容量は４８００Ａ・ｈであるところ、複数の蓄電池ユニットを順次に切り替えて補償することにより、４８００Ａ・ｈを超える電力を長時間に亘って供給し続けることも可能な電源システムとなる。
【０１０５】
より具体的には、複数の蓄電池ユニットは、それぞれ別個の建家や建造物等に配置されてもよく、それぞれ別個の収容体（例えば金属製の収納容器等）に収容されてもよい。
【０１０６】
また、本発明の電源システムは好ましくは、商用電源から負荷に供給する直流電源へと変換する通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーターと、商用電源から蓄電池システムに供給する直流電源へと変換する充電用ＡＣ−ＤＣコンバーターとを備えることを特徴とする。
【０１０７】
これにより、通常時の負荷への電源供給とは別途に、通常時においても蓄電池システムに対して充電動作を遂行し、蓄電池システムの各蓄電池ユニットを常に満充電状態に維持して停電等の非通常時に備えることが可能となる。
【０１０８】
また、本発明の電源システムはさらに好ましくは、蓄電池システムの出力電圧を負荷に供給する電圧へと変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備えることを特徴とする。これにより、種々の負荷の電気的特性に対応した電圧を供給することが可能となり、幅広いニーズに対応可能な電源システムとすることができる。
【０１０９】
また、本発明の電源システムはさらに好ましくは、充電用ＡＣ−ＤＣコンバーターと蓄電池システムとＤＣ−ＤＣコンバーターとが、通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーターに対して並列接続とされることを特徴とする。これにより、通常時と停電時等の非通常時との電源切り替えがスムースに可能となり、非通常時の電源補償が円滑に遂行可能となる。
【０１１０】
また、本発明の電源システムはさらに好ましくは、負荷が無線装置であることを特徴とする。これにより、電圧の変動に敏感な無線装置であったとしても、また仮に停電等が生じたとしても安定して通信をすることが可能な無線装置とできる。
【０１１１】
上述の実施形態で例示した電源システム１０００等は、実施形態での説明に限定されるものではなく、実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び動作方法等を変更することができる。また、説明の便宜上実施形態においては個別に説明しているが、実施形態の構成を適宜組み合わせて適用し、またその動作も適宜組み合わせてアレンジしてもよい。
【０１１２】
（深放電に関する追記事項）
図１及び図２に示す例において、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（１）のリフレッシュ充放電動作を遂行させる場合に、図２に示すように、期間（Ｔ１）において、スイッチＳ１２をオン（導通）させて、蓄電池ユニット１５１０（１）のＳＯＣが０％（すなわち深放電（過放電とは異なる））となるまで充分に深放電させてもよい。
【０１１３】
当該深放電電力は、無線装置１３００への電力供給ラインへＤＣ−ＤＣコンバーター１６００を介して通常電源よりやや高い電圧で放出する。ＳＯＣ０％程度にまで深放電した後、再び満充電状態にまで充電すれば、当該蓄電池ユニット１５１０（１）のいわゆるメモリー効果は極めて効果的に解消される。
【０１１４】
このように、ＳＯＣ０％程度にまで深放電するリフレッシュ放電は、現実の停電時における放電環境と同一であると考えることができる。また、図２に示すように、期間（Ｔ２）において、スイッチＳ１２をオフ（遮断）としてスイッチＳ１１をオン（導通）させて、充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００の出力電力を蓄電池ユニット１５１０（１）へ取り込ませ、当該蓄電池ユニット１５１０（１）を満充電状態とする。
【０１１５】
以下同様に、形式的には満充電待機状態である蓄電池ユニット１５１０（２）が、自己放電とそれを補う追加充電とを５回繰り返したとする。例えば、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（２）が自己放電及びぞれを補う追加充電を遂行した回数をカウントして記憶する不図示の追加充電回数カウント部を備えていてもよい。
【０１１６】
この場合に、蓄電池システム１５００は、蓄電池ユニット１５１０（２）のリフレッシュ充放電動作を遂行させる。すなわち、図２に示すように、スイッチＳ２２をオン（導通）させて、蓄電池ユニット１５１０（２）のＳＯＣが０％となるまで深放電させる。
【０１１７】
当該深放電電力は、無線装置１３００への電力供給ラインへと供給する。ＳＯＣ０％にまで深放電した後、再び満充電状態にまで充電すればいわゆるメモリー効果は極めて効果的に解消される。
【０１１８】
このため、図２に示すように、スイッチＳ２２をオフ（遮断）としてスイッチＳ２１をオン（導通）させて、充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター１４００の出力電力を蓄電池ユニット１５１０（２）へ取り込ませ、満充電状態とする。
【０１１９】
上述のように、蓄電池システム１５００は、自己放電に対する追加充電動作を、一定回数繰り返した蓄電池ユニットに対し、当該蓄電池ユニットごとに個別に深放電するリフレッシュ充放電動作を遂行させるものとすることができる。
【０１２０】
また、深放電させるリフレッシュ放電を、自然放電に対する追加充電動作（例えば、自然放電によるＳＯＣ９０％を補ってＳＯＣ１００％へとする追加充電）を遂行する直前のタイミングに遂行することで、現実の停電時におけるバックアップ可能時間と容量減（劣化）を算出できる。
【０１２１】
すなわち、計測されたＳＯＣ９０％からＳＯＣ０％へと深放電させる時間は、現実の停電時において、負荷が同一の場合、当該蓄電池ユニットでバックアップ可能な時間に対応する。また、計測されたＳＯＣ９０％からＳＯＣ０％へと深放電させる場合の放電電気量に基づいて、当該蓄電池ユニットの容量の劣化やバックアップ可能な時間を見積もることが可能となる。
【０１２２】
すなわち、深放電によるリフレッシュ充放電を遂行し、その放電時間や放電電気量を測定しておけば、現実の停電時における当該蓄電池ユニットのバックアップ可能時間や二次電池としての性能劣化を判断することが可能となるので、電池交換等のメンテナンスをさらに適確に遂行することが可能となる。
【０１２３】
また、上述した図５の説明において、図１０に示すように放電終止電圧を４０Ｖとすることができる。図１０は、電源システム３０００の各部の電圧を説明するチャート図であり、（ａ）が商用電源３１００の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｂ）が無線装置３３００に供給される直流電圧の波形の通常時から停電時への電圧波形の状態変化を説明し、（ｃ）が蓄電池ユニット３５１０（１）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｄ）が蓄電池ユニット３５１０（２）の放電に伴う出力電圧の経時変化を説明し、（ｅ）がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００への入力電圧の経時変化を説明する図である。
【０１２４】
図１０に示すように、商用電源３１００は、通常時は正弦波の電圧波形を示し無線装置３３００の電源（５４Ｖ）として利用されるが、停電になると商用電源３１００は電圧ゼロとなるので電源としては当然に利用できない。
【０１２５】
一方、停電が検知される（停電検知装置については既に公知であるので不図示）と蓄電池システム３５００が稼働開始し、まず蓄電池ユニット３５１０（１）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。満充電状態である蓄電池ユニット３５１０（１）の当初の出力電圧は５３Ｖであり、この蓄電池ユニット３５１０（１）の蓄電電力がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００を介して無線装置３３００に供給されるため、無線装置３３００に入力される直流電圧は中断されることなく、継続して無線装置３３００の稼働が維持される。
【０１２６】
しかし、停電状態が続いて蓄電池ユニット３５１０（１）の放電を相当時間継続すると、限りのある蓄電池ユニット３５１０（１）の蓄電量は放出されて次第に低減し、これに対応してその出力電圧も当初の５３Ｖから図１０に示すように次第に低下する。この場合に、蓄電池ユニット３５１０（１）の放電を取り止める（次の蓄電池ユニットに切り替える）しきい値電圧として、図１０においては４０Ｖ（放電終止電圧）として例示している。
【０１２７】
蓄電池ユニット３５１０（１）の電圧が３３Ｖとなると、蓄電池ユニット３５１０（１）のスイッチ接続が解除されて、代わりに蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。この時、蓄電池ユニット３５１０（２）の当初の出力電圧は５３Ｖであるので、切り替え直前の蓄電池ユニット３５１０（１）の放電終止電圧（４０Ｖ）と１３Ｖの電圧差が存在するものとなる。
【０１２８】
以下同様に、蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチがＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続されると、蓄電池ユニット３５１０（２）の当初の出力電圧は５３Ｖであり、蓄電池ユニット３５１０（２）の蓄電電力がＤＣ−ＤＣコンバーター３６００を介して無線装置３３００に供給されるため、無線装置３３００に入力される直流電圧は中断されることなく、継続して稼働が維持される。
【０１２９】
しかし放電を継続すると限りのある蓄電池ユニット３５１０（２）の蓄電量は放出されて低減し、これに対応してその出力電圧も当初の５３Ｖから次第に低下する。この場合に、蓄電池ユニット３５１０（２）の放電を取り止めるしきい値電圧として、不図示ではあるが例えば４０Ｖ（放電終止電圧）とすることができる。
【０１３０】
蓄電池ユニット３５１０（２）の電圧が４０Ｖとなると、蓄電池ユニット３５１０（２）のスイッチ接続が解除されて、代わりに蓄電池ユニット３５１０（３）のスイッチがオンとなりＤＣ−ＤＣコンバーター３６００に接続される。この時、蓄電池ユニット３５１０（３）の当初の出力電圧は５３Ｖであるので、切り替え直前の蓄電池ユニット３５１０（２）の放電終止電圧と１３Ｖの電圧差が存在する。
【０１３１】
上述の説明に従って、リフレッシュ放電の放電電気量に基づいて、停電時のバックアップ可能時間を算出する不図示の算出部を備える蓄電池システムとしてもよいし、リフレッシュ放電の放電電気量に基づいて、蓄電池ユニットの劣化状態を判定する不図示の劣化状態判定部を備える蓄電池システムとしてもよい。当該算出・判定方法等は当業者に広く知られているので、ここではその説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明の電源システムは、停電等の非常時に、複数の建屋に分散配置された複数の蓄電池を順次に切り替えて比較的長時間に亘って使用可能な非常用バックアップ電源を備えた電源システムの構成として幅広く適用できる。
【符号の説明】
【０１３３】
１０００・・電源システム、１１００・・商用電源、１２００・・通常電源用ＡＣ−ＤＣコンバーター、１３００・・無線装置（負荷）、１４００・・充電用ＡＣ−ＤＣコンバーター、１５００・・蓄電池システム、１５１０・・蓄電池ユニット、１６００・・ＤＣ−ＤＣコンバーター。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図７】
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