(57)【要約】【課題】高容量化や省スペース化、長寿命化を図ると共に、電池の劣化判定中の停電等に対してもバックアップを可能にした電源装置を提供する。【解決手段】並列に接続された複数の組電池４１、４２のうち劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験を行うに際して、監視制御部１０からの試験要求に応答して、電池監視手段７は、充電開始要求を監視制御部に発して、充電制御手段５に、劣化判定対象の組電池を満充電まで充電させた後、劣化判定対象外の組電池を満充電まで充電させたうえで、放電容量試験を行う。【選択図】　図１
2004120856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル−水素二次電池を複数個直列に接続して成る組電池が複数個並列に接続された複数の組電池と、
商用電源からの交流電力を整流して負荷および前記複数の組電池に対して直流電力を供給する整流器と、
前記整流器からの直流電力を受けて前記複数の組電池に対する電気量の充電を制御する充電制御手段と、
前記複数の組電池に充電された電気量の放電を制御する放電制御手段と、
前記複数の組電池の電圧情報、電流情報、および温度情報に基づいて、少なくとも前記複数の組電池の残存容量を演算し、前記複数の組電池の状態を監視する電池監視手段と、
前記整流器の出力電圧を制御するとともに、前記電池監視手段からの指示に応じて前記充電制御手段および前記放電制御手段を制御する監視制御部と、
前記負荷に供給される電圧が前記負荷の動作可能な第１の電圧値を下回った場合、前記負荷に供給する電圧を昇圧して前記第１の電圧値に維持する昇圧手段とを備え、
前記複数の組電池のうち劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験を行うに際して、前記監視制御部からの試験要求に応答して、前記電池監視手段は、充電開始要求を前記監視制御部に発して、前記充電制御手段に、前記劣化判定対象の組電池および／または劣化判定対象外の組電池を充電させたうえで、前記放電容量試験を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記劣化判定対象の組電池および／または前記劣化判定対象外の組電池を満充電まで充電させた後、前記監視制御部は、前記放電制御手段に、前記劣化判定対象外の組電池からの放電を禁止させた後、前記劣化判定対象の組電池からの放電を開始させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記放電容量試験時に、前記監視制御部は、前記整流器の出力電圧を、前記第１の電圧値よりも低い第２の電圧値にまで低下させることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記電池監視手段は、前記電圧情報に基づいて前記劣化判定対象の組電池の電圧が前記第２の電圧値よりも低い第３の電圧値にまで低下したと判断した場合、前記監視制御部に放電停止要求を発して、前記劣化判定対象の組電池からの放電を終了させることを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記電池監視手段は、前記劣化判定対象の組電池に対する放電の開始時点から終了時点までの放電電気量を算出し、算出した前記放電電気量が第１の閾値を下回った場合、前記劣化判定対象の組電池は劣化または寿命である旨を前記監視制御部に通知することを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記電池監視手段は、算出した前記放電電気量が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値を下回った場合、前記劣化判定対象の組電池は寿命である旨を前記監視制御部に通知することを特徴とする請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
前記電源装置はさらに、前記負荷に供給される電圧が前記負荷の動作可能な第４の電圧値を上回った場合、前記負荷に供給する電圧を降圧して前記第４の電圧値に維持する降圧手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項８】
前記放電制御手段が前記降圧手段の機能を兼ねることを特徴とする請求項７記載の電源装置。
【請求項９】
前記電源装置はさらに、前記組電池の深放電が検出された場合、前記負荷への放電を停止する過放電防止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項１０】
前記放電制御手段が前記過放電防止手段の機能を兼ねることを特徴とする請求項９記載の電源装置。
【請求項１１】
前記電池監視手段は、前記組電池への充電を行っている間に、前記温度情報に基いて前記組電池の温度が所定温度以上になったと判断した場合、充電停止要求を発して前記充電制御手段に前記組電池への充電を中断させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項１２】
前記電池監視手段は、前記充電停止要求を発した後、前記充電制御手段に前記組電池への充電を中断させている間に、前記温度情報に基いて前記組電池の温度が前記所定温度未満になったと判断した場合、前記充電開始要求を発して前記充電制御手段に前記組電池への充電を再開させることを特徴とする請求項１１記載の電源装置。
【請求項１３】
前記負荷は、通信機器を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に関し、特に無線通信の基地局等に設置され、停電時等のバックアップ用電源としてニッケル−水素二次電池が塔載された通信用直流電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話等の基地局に設置される通信用直流電源装置には、停電時や保守時等のバックアップ用電源として、鉛蓄電池が使用されてきた（例えば、特許文献１参照）。この鉛蓄電池は、商用電源の交流電圧を整流器により整流した直流電圧によりフロート充電され、特に充電制御は行われていなかった。
【０００３】
また、このような電源装置に用いられる鉛蓄電池の劣化や寿命を判定する方法の一つとしては、環境温度に依存して劣化の進行とともに電池の内部抵抗が増大することで、負荷電流による電圧降下の程度を検出して判定する方法がある。また、他の劣化判定方法として、鉛蓄電池を定期的に放電試験することにより、その放電電気量を算出して判定する方法がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３１５０１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、通信用直流電源装置に対する電力需要が増大しており、またその設置スペースも限られている。しかしながら、通信用直流電源装置のバックアップ用電源として鉛蓄電池を用いた場合、高容量化や省スペース化の点で問題があり、また、経年劣化による寿命も短く、保守・点検等によりコストが増大するという問題もある。
【０００６】
また、上記のような、鉛蓄電池を定期的に放電試験することにより、その放電電気量を算出して劣化判定する方法は、鉛蓄電池が通信用設備等をバックアップしている場合、放電試験中の停電等により通信用設備が停止する可能性があるため、実施できなかったという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉛蓄電池に代えてニッケル−水素二次電池を用いることで、高容量化や省スペース化、また長寿命化を図るとともに、電池の劣化判定中の停電等に対してもバックアップを可能にした電源装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、ニッケル−水素二次電池を複数個直列に接続して成る組電池が複数個並列に接続された複数の組電池と、商用電源からの交流電力を整流して例えば通信機器を含む負荷および複数の組電池に対して直流電力を供給する整流器と、整流器からの直流電力を受けて複数の組電池に対する電気量の充電を制御する充電制御手段と、複数の組電池に充電された電気量の放電を制御する放電制御手段と、複数の組電池の電圧情報（Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４；Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４）、電流情報（Ｉ１；Ｉ２）、および温度情報（Ｔｂ１；Ｔｂ２）に基づいて、少なくとも複数の組電池の残存容量（ＳＯＣ１；ＳＯＣ２）を演算し、複数の組電池の状態を監視する電池監視手段（電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ））と、整流器の出力電圧を制御するとともに、電池監視手段からの指示に応じて充電制御手段および放電制御手段を制御する監視制御部（ＭＰＵ）と、負荷に供給される電圧が負荷の動作可能な第１の電圧値（例えば、４６ボルト）を下回った場合、負荷に供給する電圧を昇圧して第１の電圧値に維持する昇圧手段とを備え、複数の組電池のうち劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験を行うに際して、監視制御部からの試験要求に応答して、電池監視手段は、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１；ＣＳＴＡＲＴ２）を監視制御部に発して、充電制御手段に、劣化判定対象の組電池および／または劣化判定対象外の組電池を充電させたうえで、放電容量試験を行うことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、劣化判定対象の組電池に対して放電容量試験を行い、負荷に供給される電圧が低下したとしても、昇圧手段により、電池電圧を昇圧して負荷に供給することができ、停電時などにおいても通信設備のバックアップが可能になる。また、劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験の結果、劣化判定対象の組電池が劣化している、または寿命であると判定されたとしても、劣化判定対象外の組電池を充電しているので、劣化判定対象外の組電池により、通信設備を確実にバックアップすることができる。
【００１０】
本発明に係る電源装置において、劣化判定対象の組電池および／または劣化判定対象外の組電池を満充電まで充電させた後、監視制御部は、放電制御手段に、劣化判定対象外の組電池からの放電を禁止させた後、劣化判定対象の組電池からの放電を開始させることを特徴とする。
【００１１】
また、放電容量試験時に、監視制御部は、整流器の出力電圧を、第１の電圧値（例えば、４６ボルト）よりも低い第２の電圧値（例えば、４５ボルト）にまで低下させることを特徴とする。
【００１２】
また、電池監視手段は、電圧情報に基づいて劣化判定対象の組電池の電圧が第２の電圧値（例えば、４５ボルト）よりも低い第３の電圧値（例えば、４３ボルト）にまで低下したと判断した場合、監視制御部に放電停止要求（ＣＳＴＯＰ１；ＣＳＴＯＰ２）を発して、劣化判定対象の組電池からの放電を終了させることを特徴とする。
【００１３】
また、電池監視手段は、劣化判定対象の組電池に対する放電の開始時点から終了時点までの放電電気量を算出し、算出した放電電気量が第１の閾値（例えば、電池の定格容量の８０％に相当する８０Ａｈ）を下回った場合、劣化判定対象の組電池は劣化または寿命である旨を監視制御部に通知することを特徴とする。この場合、算出した放電電気量が第１の閾値よりも低い第２の閾値（例えば、７０Ａｈ）を下回った場合、電池監視手段は、劣化判定対象の組電池は寿命である旨を監視制御部に通知することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、放電容量試験時において、放電電気量が第１の閾値以上である場合、劣化判定対象の組電池は正常であると判定し、放電電気量が第１の閾値未満で第２の閾値以上である場合、劣化判定対象の組電池は劣化していると判定し、放電電気量が第２の閾値未満である場合、劣化判定対象の組電池は寿命であると判定することができる。
【００１５】
本発明に係る電源装置はさらに、負荷に供給される電圧が負荷の動作可能な第４の電圧値（例えば、５５ボルト）を上回った場合、負荷に供給する電圧を降圧して第４の電圧値に維持する降圧手段を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、組電池が満充電に近い状態にあり電池電圧が上昇している場合に、電池電圧を降圧して負荷に動作保証電圧を供給することができる。
【００１７】
本発明に係る電源装置において、放電制御手段が降圧手段の機能を兼ねることが好ましい。これにより、容易に降圧手段を構成することができる。
【００１８】
本発明に係る電源装置はさらに、組電池の深放電が検出された場合、負荷への放電を停止する過放電防止手段を備えることが好ましく、この場合、放電制御手段が過放電防止手段の機能を兼ねることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る電源装置において、電池監視手段は、組電池への充電を行っている間に、温度情報に基いて組電池の温度が所定温度（例えば、６０℃）以上になったと判断した場合、充電停止要求（ＣＳＴＯＰ１；ＣＳＴＯＰ２）を発して充電制御手段に組電池への充電を中断させることが好ましい。
【００２０】
この場合、電池監視手段は、充電停止要求を発した後、充電制御手段に組電池への充電を中断させている間に、温度情報に基いて組電池の温度が所定温度（例えば、６０℃）未満になったと判断した場合、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１；ＣＳＴＡＲＴ２）を発して充電制御手段に組電池への充電を再開させることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、組電池の温度が高い場合には充電効率が悪化するため、組電池への充電を一時中断し、組電池の温度が低下するのを待って、充電を再開することで、組電池に対して最適な充電制御を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置の一構成例を示すブロック図である。図１において、１は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源、２は商用電源１の交流電力を整流して直流電力（例えば、公称電圧ＶＣＣ＝−４８Ｖ）を生成する整流器、３は通信機器等を含む負荷（電流定格としては、例えば６０Ａ）である。
【００２４】
４１はニッケル−水素二次電池からなる単位電池（例えば、電池モジュール）が４つ直列に接続された第１の組電池（例えば、容量１００Ａｈ）、４２はニッケル−水素二次電池からなる単位電池（例えば、電池モジュール）が４つ直列に接続され、第１の組電池４１と並列に接続された第２の組電池である。なお、図１には、２つの組電池が並列に接続された場合を例示しているが、必要に応じて３つ以上であってもよいことは言うまでもない。
【００２５】
５は整流器２からの直流電力を受けて第１の組電池４１および第２の組電池４２に対する電気量の充電を制御する充電制御手段、６は第１の組電池４１および第２の組電池４２に充電された電気量の放電を制御する放電制御手段である。なお、充電制御手段５および放電制御手段６は、それぞれ、第１の組電池４１および第２の組電池４２に対応して、２組のパワースイッチ素子および逆流防止用ダイオードを含んで構成される。
【００２６】
７は、電池監視手段（電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ））であり、第１の組電池４１の電圧情報（Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４）、第１の組電池４１の電流情報（Ｉ１）、および第１の組電池４１の温度情報（Ｔｂ１）に基づいて、少なくとも第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１を演算し、また第２の組電池４２の電圧情報（Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４）、第２の組電池４２の電流情報（Ｉ２）、および第２の組電池４２の温度情報（Ｔｂ２）に基づいて、少なくとも第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２を演算し、第１の組電池４１および第２の組電池４２の状態を監視する。
【００２７】
８１は第１の組電池４１に流れる充放電電流を検出する電流センサ、８２は第２の組電池４２に流れる充放電電流を検出する電流センサである。
【００２８】
９は、昇圧手段であり、停電時や電池の放電容量試験時など整流器２からの直流電圧が低下しており、また放電末期で第１の組電池４１と第２の組電池４２の電圧が第１の電圧値（負荷３の動作保証電圧の下限値よりも高い電池電圧値、例えば４６ボルト）を下回った場合に、負荷３に供給する電圧を昇圧して第１の電圧値に維持する働きをする。
【００２９】
１０は、監視制御部（ＭＰＵ）であり、第１の組電池４１および第２の組電池４２の放電容量試験時において、整流器２からの出力電圧を制御したり、電池ＥＣＵ７からの指示（充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ）、充電停止要求（ＣＳＴＯＰ）、放電開始要求（ＤＳＴＡＲＴ）、放電停止要求（ＤＳＴＯＰ）など）に応じて、充電制御手段５および放電制御手段６による充放電動作を制御する。
【００３０】
次に、このように構成された電源装置の充放電動作について、図１に加えて、図２、図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。
【００３１】
図２は、図１の電源装置における基本的な充放電動作を示す図で、図３は、図１の電源装置における充電中断が発生した場合の充放電動作を示す図である。なお、図２および図３の上側は、充放電による第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１の時間変化および第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２の時間変化を示し、図２および図３の下側は、各種要求および状態を指示するフラグを示す。
【００３２】
図４Ａは、放電容量試験中における各部電圧の時間変化を示す図で、図４Ｂは、放電電流（Ｉ）および放電電気量（Ｑ）の時間変化を示す図である。なお、図４Ａにおいて、期間Ｔ３１は定常状態の期間、期間Ｔ３２は回路動作を確認するために整流器２の出力電圧ＶＲを少しだけ低下させる期間、期間Ｔ３３は待機期間、期間Ｔ３４は電池電圧ＶＢが低下していく放電期間でかつ昇圧手段９が非動作中の期間、期間Ｔ３５は電池電圧ＶＢが低下していく放電期間でかつ昇圧手段９が動作中の期間を示す。また、ＶＬは負荷２に供給される電圧を、ＶＯは負荷２が動作可能である電圧範囲を示す。
【００３３】
図２において、期間Ｔ１（初期充電期間）の開始時（電池交換時）に、電池ＥＣＵ７が、第１の組電池４１に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を発すると、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第１の組電池４１に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００３４】
次に、電池ＥＣＵ７が第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ１を発して、第１の組電池４１に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を解除する。この状態で、第１の組電池４１はバックアップ用電源としての待機状態に入る。
【００３５】
同時に、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第２の組電池４２に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００３６】
次に、電池ＥＣＵ７が第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ２を発して、第２の組電池４２に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を解除する。この状態で、第２の組電池４２はバックアップ用電源としての待機状態に入る。
【００３７】
第１の組電池４１および第２の組電池４２が待機状態にある期間Ｔ２において、組電池の自己放電に起因して、残存容量ＳＯＣ１、ＳＯＣ２が低下する。第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１が第１の残存容量値ＳＯＣｔ１（例えば、８０％）まで低下すると、電池ＥＣＵ７は、第１の組電池４１に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第１の組電池４１に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００３８】
次に、電池ＥＣＵ７は、第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ１を発して、第１の組電池４１に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を解除する。これにより、第１の組電池４１に対して補充電が行われる。
【００３９】
また、第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２が第１の残存容量値ＳＯＣｔ１（例えば、８０％）まで低下すると、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第２の組電池４２に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００４０】
次に、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ２を発して、第２の組電池４２に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を解除する。これにより、第２の組電池４２に対して補充電が行われる。
【００４１】
このようにして、期間Ｔ２では、第１の組電池４１および第２の組電池４２の自己放電と、それによる残存容量の低下を補償するための補充電とが繰り返し行われる。
【００４２】
期間Ｔ３では、電池の劣化状態を判定するために、ＭＰＵ１０により、例えば交換時から６ヶ月毎に電池の放電容量試験が実施される。ここでは、第２の組電池４２を放電容量試験の対象とする場合について説明する。まず、試験待機中フラグ（ＷＡＩＴ）が立てられ、所定時間経過した後、試験待機中フラグ（ＷＡＩＴ）が下げられると同時に、試験充電中フラグ（ＴＣＳ）が立てられる。電池ＥＣＵ７は、ＭＰＵ１０からの試験要求を受けて、第２の組電池４２に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第２の組電池４２に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００４３】
次に、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ２を発して、第２の組電池４２に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を解除する。
【００４４】
同時に、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２に対する放電容量試験中に停電などが発生し、また放電容量試験の結果、劣化判定対象である第２の組電池４２が劣化している、または寿命であると判定された場合に備えて、バックアップ用の第１の組電池４１に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第１の組電池４１に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００４５】
次に、電池ＥＣＵ７は、第１の組電池４１の残存容量ＳＯＣ１が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ１を発して、第１の組電池４１に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を解除する。
【００４６】
これにより、試験充電中フラグ（ＴＣＳ）が下げられ、試験充電終了フラグ（ＴＣＥ）が所定時間立てられる。
【００４７】
試験充電終了フラグ（ＴＣＥ）が下げられると、電池ＥＣＵ７は、第１の組電池４１に対する放電停止要求（ＤＳＴＯＰ１）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、放電制御手段６の対応するパワースイッチ素子をオフ状態に制御し、第１の組電池４１からの放電を禁止する。この後、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２に対する放電開始要求（ＤＳＴＡＲＴ２）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、試験中フラグＴＥＳＴを立て、放電制御手段６の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御するとともに、整流器２を制御してその出力電圧ＶＲを第２の電圧値（例えば、４５ボルト）にまで低下させて（図４Ａの期間Ｔ３４）、第２の組電池４２からの試験放電が開始される。
【００４８】
ここで、整流器２の出力電圧ＶＲが下がり、第２の組電池４２からの放電により電池電圧ＶＢが低下して、負荷３に供給される電圧ＶＬが第１の電圧値（例えば、４６ボルト）に達する（図４Ａの期間Ｔ３４）と、昇圧手段９が動作し、電池電圧ＶＢを昇圧して、負荷３に供給する電圧ＶＬを第１の電圧値（例えば、４６ボルト）に維持する（図４Ａの期間Ｔ３５）。これにより、負荷３に動作保証電圧を供給することができる。
【００４９】
次に、電池ＥＣＵ７は、電圧情報Ｖ１１〜Ｖ１４、Ｖ２１〜Ｖ２４から電池電圧が放電下限電圧値に相当する第３の電圧値（例えば、４３ボルト）に達したことを検出すると、試験終了をＭＰＵ１０に通知する。これを受けて、ＭＰＵ１０は、試験終了フラグ（ＴＥＮＤ）を立てる。このとき、電池ＥＣＵ７は、図４Ｂに示すように、放電電流Ｉから放電終了時の放電電気量Ｑを算出し、放電電気量Ｑが第１の閾値（例えば、電池の定格容量の８０％に相当する８０Ａｈ）以上であるか否かを判定する。判定した結果、放電電気量Ｑが第１の閾値以上である場合、蓄電能力の劣化が無く正常であるとして、放電電気量Ｑが第１の閾値未満でかつ第２の閾値（例えば、７０Ａｈ）以上である場合、蓄電能力の劣化有りとして、放電電気量Ｑが第２の閾値未満である場合、第２の組電池４２は寿命であるとして、電池ＥＣＵ７は、ＭＰＵ１０に試験結果を報告する。
【００５０】
このようにして放電容量試験が終了すると、期間Ｔ４において、電池ＥＣＵ７は、第１の組電池４１に対する放電停止要求（ＤＳＴＯＰ１）を解除するとともに、第２の組電池４２に対する充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を発し、これを受けて、ＭＰＵ１０は、充電制御手段５の対応するパワースイッチ素子をオン状態に制御し、第２の組電池４２に対する充電（例えば、１０Ａの定電流充電）が行われる。
【００５１】
次に、電池ＥＣＵ７は、第２の組電池４２の残存容量ＳＯＣ２が満充電（１００％）に達したことを検出すると、充電電流制御要求ＣＣ２を発して、第２の組電池４２に対して例えば３Ａの充電を所定時間行わせ、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を解除する。
【００５２】
以降の期間Ｔ５では、期間Ｔ２と同様に、第１の組電池４１および第２の組電池４２の自己放電と、それによる残存容量の低下を補償するための補充電とが繰り返し行われる。
【００５３】
図３は、図１の電源装置における充電中断が発生した場合の充放電動作を示す図であるが、期間Ｔ２およびＴ４は、図２のそれらと同様である。図３が図２と異なる点は、初期充電期間である期間Ｔ１において、第２の組電池４２に対して初期充電の中断が発生し、また電池容量試験期間である期間Ｔ３において、第１の組電池４１に対して補充電の中断が発生している点にある。
【００５４】
図３の期間Ｔ１において、第２の組電池４２への初期充電中に、電池ＥＣＵ７が、温度情報Ｔｂ２から第２の組電池４２の温度が所定温度（例えば、６０℃）以上になったことを検出した場合、高温により充電効率が劣化しているため、立ち上げていた充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を一旦解除して、充電を中断する。
【００５５】
充電の中断により、第２の組電池４２の温度が所定温度（例えば、６０℃）未満にまで低下した場合、電池ＥＣＵ７は、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ２）を再度発して、第２の組電池４２への充電を再開する。
【００５６】
また、図３の期間Ｔ３において、第１の組電池４１への補充電中に、電池ＥＣＵ７が、温度情報Ｔｂ１から第１の組電池４１の温度が所定温度（例えば、６０℃）以上になったことを検出した場合、高温により充電効率が劣化しているため、立ち上げていた充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を一旦解除して、充電を中断する。
【００５７】
充電の中断により、第１の組電池４１の温度が所定温度（例えば、６０℃）未満にまで低下した場合、電池ＥＣＵ７は、充電開始要求（ＣＳＴＡＲＴ１）を再度発して、第１の組電池４１への充電を再開する。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、劣化判定対象の組電池に対して放電容量試験を行い、負荷に供給される電圧が低下したとしても、昇圧手段により、電池電圧を昇圧して負荷に供給することができ、停電時などにおいても通信設備のバックアップが可能になる。また、劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験の結果、劣化判定対象の組電池が劣化している、または寿命であると判定されたとしても、劣化判定対象外の組電池を満充電にまで充電しているので、劣化判定対象外の組電池により、通信設備を確実にバックアップすることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態においては、劣化判定対象の組電池と劣化判定対象外の組電池のいずれも満充電まで充電させたうえで、劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験を実施する例について述べたが、劣化判定対象の組電池と劣化判定対象外の組電池の少なくとも一方を充電させたうえで、劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験を行っても良い。劣化判定対象の組電池を補充電せずに放電容量試験を行ったり、満充電に到達する前に放電容量試験を行った場合には、試験結果に若干の誤差が生じる可能性があるが、試験時間を短くできると共に、本発明の目的である通信設備のバックアップに対しては支障は生じない。
【００６０】
また、本実施形態において、放電制御手段６が降圧手段としての機能を兼ねることもできる。満充電に近い状態において電池電圧が上昇して第４の電圧値（例えば、５５ボルト）に達した場合、降圧手段が動作し、電池電圧を降圧して、負荷３に供給する電圧を第４の電圧値（例えば、５５ボルト）に維持する。これにより、負荷３に動作保証電圧を供給することができる。
【００６１】
また、本実施形態において、放電制御手段６が過放電防止手段としての機能を兼ねることもできる。電池ＥＣＵ７は、電池電圧が放電終端電圧値にまで低下したことにより深放電を検出した場合、放電停止要求を発して、放電制御手段６に組電池からの放電を停止させる。これにより、過放電を容易に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態において、電源装置が組電池に対する冷却手段（例えば、冷却ファン）を備えてもよい。この場合、電池ＥＣＵ７は、組電池への充電を行っている間、また充電終了後も電池温度が高ければ、冷却ファンをオンにし、組電池を冷却させる。これにより、組電池の充電効率の低下を抑えて、最適な充電制御を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エネルギー密度が高く（すなわち、コンパクトにエネルギーを蓄積できる）、出力密度も高いニッケル−水素二次電池を用いて、その残存容量に応じて充放電制御を行うことで、高容量化や省スペース化、また長寿命化を図ったバックアップ用電源を塔載した電源装置を実現することができる。
【００６４】
また、劣化判定対象の組電池に対して放電容量試験を行い、負荷に供給される電圧が低下したとしても、昇圧手段により、電池電圧を昇圧して負荷に供給することができ、停電時などにおいても通信設備のバックアップが可能になる。また、劣化判定対象の組電池に対する放電容量試験の結果、劣化判定対象の組電池が劣化している、または寿命であると判定されたとしても、劣化判定対象外の組電池を満充電にまで充電しているので、劣化判定対象外の組電池により、通信設備を確実にバックアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源装置の構成例を示すブロック図
【図２】図１の電源装置における基本的な充放電動作を示す図
【図３】図１の電源装置における充電中断が発生した場合の充放電動作を示す図
【図４Ａ】放電容量試験中における各部電圧の時間変化を示す図
【図４Ｂ】放電電流（Ｉ）および放電電気量（Ｑ）の時間変化を示す図
【符号の説明】
１　商用電源
２　整流器
３　負荷
４１　第１の組電池
４２　第２の組電池
５　充電制御手段
６　放電制御手段
７　電池監視手段（電池ＥＣＵ）
８１、８２　電流センサ
９　昇圧手段
１０　監視制御部（ＭＰＵ）
【図１】
2004120856.tif 000003
【図２】
2004120856.tif 000004
【図３】
2004120856.tif 000005
【図４Ａ】
2004120856.tif 000006
【図４Ｂ】
2004120856.tif 000007