(57)【要約】【課題】並列に設けられて所定の負荷に電力を供給する複数の二次電池（バッテリユニット）を個別に交換することが容易な二次電池装置を提供する。【解決手段】二次電池を備え、並列に設けられて所定の負荷に並列または選択的に電力を供給する複数のバッテリユニットにより構成される。特に各バッテリユニットは、負荷が接続される出力端子と二次電池との間に介挿されたスイッチ素子と、出力端子に接続された負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔを判定する負荷状態判定手段と、二次電池の電池電圧Ｖｂａｔと負荷の印加電圧Ｖｏｕｔとを比較する電圧比較器と、負荷に電圧Ｖｏｕｔが印加されていないとき、または電池電圧Ｖｂａｔと負荷の印加電圧Ｖｏｕｔとの差［Ｖｏｕｔ−Ｖｂａｔ］が小さいときにだけスイッチ素子を導通動作させるスイッチ制御回路とを備える。【選択図】      図２
2004236473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に設けられて所定の負荷に並列または選択的に電力を供給する複数のバッテリユニットからなり、これらの各バッテリユニットは、
二次電池と、
この二次電池を電力供給源とする負荷が接続される出力端子と、
この出力端子と前記二次電池との間に介挿されて該二次電池と前記出力端子とを電気的に接続また遮断するスイッチ手段と、
前記出力端子に接続された負荷に所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されているか否かを判定する負荷状態判定手段と、
前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔと前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとを比較する電圧比較手段と、
前記負荷に所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されていないとき、または前記電池電圧Ｖｂａｔと前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差［Ｖｏｕｔ−Ｖｂａｔ］が所定の電圧差ΔＶよりも小さいときにだけ前記スイッチ素子を導通動作させるスイッチ制御手段と
をそれぞれ備えることを特徴とする二次電池装置。
【請求項２】
前記負荷状態判定手段は、前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔを前記出力端子を介して検出すると共に、この電圧Ｖｏｕｔを所定の内部基準電圧Ｖｒｅｆと比較して前記負荷の駆動状態を判定するものである請求項１に記載の二次電池装置。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池装置において、更に前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であるか否かを監視する電池電圧監視手段を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であることを条件として、前記スイッチ素子を導通させる制御を実行することを特徴とする二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を内蔵した複数のバッテリユニットを並列接続して上記各二次電池から所定の負荷に電力供給するに適した二次電池装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
商用電源を電力源として動作する各種電子機器の停電時における動作を保証するバックアップ装置として無停電電源装置がある。この種の無停電電源装置は、商用電源によって充電される二次電池を備え、停電時には商用電源に代わって上記二次電池から電子機器に対して電力を供給する役割を担う。しかしながら経年変化等によって二次電池の特性が劣化することが否めず、二次電池の特性が劣化した場合には、その寿命が尽きる前に二次電池を交換することが必要となる。
【０００３】
そこで従来においては、二次電池を交換する際、その二次電池に仮の二次電池を並列接続することで電子機器の動作を保証し、その上で特性の劣化した二次電池を交換している（例えば特許文献１を参照）。また複数の二次電池を直列に接続して用いているような場合には、各二次電池のそれぞれにダイオードを並列接続しておき、特性の劣化した二次電池を切り離した場合においても上記ダイオードを介して残された二次電池の放電路を確保することも行われている（例えば特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３１７７５号公報
【特許文献２】
特開平５−２６０６８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで複数の二次電池を並列接続して用いることが考えられる。この場合、各二次電池の電池電圧Ｖｂａｔを揃えることが重要であり、従来においては、例えば予め数多くの二次電池の各電池電圧Ｖｂａｔをそれぞれ測定し、これらの二次電池の中からその電池電圧Ｖｂａｔの差（電圧差ΔＶ）が所定電圧以下の二次電池の組合せを求めた上で、これらの二次電池を並列接続するようにしている。しかしながらこの場合には、並列接続した二次電池の１つが特性劣化した場合、その全てを廃棄することが必要となる。
【０００６】
そこで図５に示すように複数の二次電池をそれぞれダイオードを介して並列接続し、これらのダイオードにより各二次電池からの電流通流方向（放電方向）を規制しながら負荷に電力供給することが考えられる。具体的には二次電池１（１ａ，１ｂ）をそれぞれ内蔵した２組のバッテリユニットＡ，Ｂを並列接続し、これらの各バッテリユニットＡ，Ｂから負荷ＲＬに対して並列に電力供給するに際して、各バッテリユニットＡ，Ｂにおける電源出力端子２ｘ，２ｙと各二次電池１ａ，１ｂとの間にそれぞれダイオードＤａ，Ｄｂを設けることで、各二次電池１ａ，１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２に差がある場合でも負荷ＲＬに対する安定な電力供給を確保することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、ダイオードＤａ，Ｄｂにおける電圧降下が無視できないことが多々あり、またダイオードＤａ，Ｄｂでの発熱が問題となることも多い。しかもダイオードＤａ，Ｄｂを介して並列接続された複数の二次電池１ａ，１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２の差が大きい場合、例えば一方の二次電池１ａ（１ｂ）を新しいものに交換したような場合、電池電圧Ｖｂａｔの高い新しい二次電池１ａ（１ｂ）から負荷に向けて一時的に流れる大電流によってダイオードＤａ（Ｄｂ）が破損したり、その二次電池１ａ（１ｂ）にダメージを与える虞があった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、並列に設けられて所定の負荷に並列または選択的に電力を供給する複数の二次電池を個別に交換することが容易であり、しかも各二次電池から負荷に対して安定に電力供給することのできる、例えば無停電電源装置として好適な二次電池装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る二次電池装置は、二次電池とこの二次電池を電力供給源とする負荷が接続される出力端子とを備え、並列に設けられて上記負荷に並列または選択的に電力を供給する複数のバッテリユニットにより構成されるものであって、特に上記各バッテリユニットに
▲１▼  上記出力端子と前記二次電池との間に介挿されて該二次電池と前記出力端子とを電気的に接続また遮断するスイッチ手段と、
▲２▼  前記出力端子に接続された負荷に所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されているか否かを判定する負荷状態判定手段と、
▲３▼  前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔと前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとを比較する電圧比較手段と、
▲４▼  前記負荷に所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されていないとき、または前記電池電圧Ｖｂａｔと前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差［Ｖｏｕｔ−Ｖｂａｔ］が所定の電圧差ΔＶよりも小さいときにだけ前記スイッチ素子を導通動作させるスイッチ制御手段と
をそれぞれ設けたことを特徴としている。
【００１０】
即ち、本発明に係る二次電池装置は、並列に設けられて所定の負荷に並列または選択的に電力を供給する複数のバッテリユニットに、その電源出力端子と二次電池との間に介挿されて該二次電池と前記出力端子とを電気的に接続また遮断するスイッチ手段、例えば機械式スイッチや内部抵抗の小さいＦＥＴ等の電子スイッチをそれぞれ設ける。そして前記負荷に所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されていないとき、または前記電池電圧Ｖｂａｔと前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差が所定の電圧差ΔＶよりも小さいときにだけ、前記スイッチ手段を電気的に接続して（導通させて）前記二次電池から負荷への電力供給を行わせるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
このような構成のバッテリユニットによれば、負荷に初めてバッテリユニットが接続されたとき、即ち、負荷に対して複数のバッテリユニットのいずれからも電力が供給されていない状態のとき、或いはバッテリユニットから供給された電力によって負荷に所定の電圧Ｖｏｕｔが印加されており、この電圧Ｖｏｕｔと二次電池の電池電圧Ｖｂａｔとの差が所定の電圧差ΔＶよりも小さいときにだけ前記スイッチ手段が導通され、それ以外のときにはスイッチ手段が遮断される。
【００１２】
従って、例えば二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが低下し、負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差が大きくなって前記スイッチ手段が遮断されると、この状態において前記出力端子への負荷の接続を容易に切り離すことが可能となる。これ故、上述した如く電池電圧Ｖｂａｔが低下したバッテリユニットを負荷から切り離してその交換を容易に行うことが可能となる。特に他のバッテリユニットによって負荷を駆動している状態のまま、スイッチ手段が遮断されているバッテリユニットを容易に切り離したり、或いは交換することが可能となる。
【００１３】
本発明の好ましい態様は請求項２に記載するように前記負荷状態判定手段は、例えば前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔを前記出力端子を介して検出すると共に、この電圧Ｖｏｕｔを所定の内部基準電圧Ｖｒｅｆと比較して前記負荷の駆動状態を判定するように構成される。尚、前記負荷に、所定の駆動電圧Ｖｄｒｖが印加されて動作しているときに所定の信号を出力する回路を設けておき、この信号を前記出力端子に並べて設けた補助端子を介して検出することで、負荷の動作状態を判定するようにしても良い。
【００１４】
また好ましくは請求項３に記載するように前記各バッテリユニットに、更に前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であるか否かを監視する電池電圧監視手段を設け、前記スイッチ制御手段においては、前記二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であることを条件として前述した前記スイッチ素子の導通制御を実行させることも有用である。このような電池電圧監視手段を設けておけば、二次電池の電池電圧Ｖｂａｔが所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐまで低下したとき、前記スイッチ素子を遮断することができるので、二次電池の深放電を防止することができ、またこのバッテリユニットを負荷から容易に切り離すことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る二次電池装置について説明する。
本発明に係る二次電池装置は、無停電電源装置として用いるに好適なものであって、例えば図１にその概略構成を示すバッテリユニットを複数台並列に備え、これらの各バッテリユニットの電源出力端子に所定の負荷の電源入力端子をそれぞれ並列接続することで、各バッテリユニットから負荷に対して並列または選択的に電力供給するように構成される。
【００１６】
ちなみに上記無停電電源装置は、例えば交流電源に接続されて直流電力を生成する交流・直流変換器（図示せず）を備え、この交流・直流変換器により生成された直流電力を上記バッテリユニットを介して所定の負荷に供給するように構成される。そして各バッテリユニットは、上記交流・直流変換器により生成された直流電力にて二次電池を充電しながら、上記直流電力をその出力端子を介して負荷に出力するように構成される。特に各バッテリユニットは、前記交流電力の入力が停止（停電）したとき、具体的には前記交流・直流変換器が直流電力をしなくなったとき、上記二次電池に充電された電力を負荷に対して供給するように構成される。
【００１７】
尚、二次電池は、所定数の二次電池セルを直列および／または並列に接続して電池パック化したものであっても良く、更に複数の電池パックを直列および／または並列に接続したものであっても良い。本発明においてはこれらの種々の形態をとって実現される二次電池であって、バッテリユニットにそれぞれ組み込まれる同一仕様の二次電池要素を、ここでは単に二次電池と称する。
【００１８】
具体的には上記各バッテリユニットは、Ｎｉ−ＭＨ電池やＬｉイオン電池等の二次電池１と、この二次電池１の正極および負極にそれぞれ接続された正負一対の電源出力端子２ｘ，２ｙと、この電源出力端子２ｘ，２ｙと前記二次電池１との間の放電路に介挿されて該放電路を遮断するスイッチ手段３とを備える。このスイッチ手段３は、機械式スイッチや内部抵抗の小さいＦＥＴ等の電子スイッチからなり、この例では二次電池１の正極とプラス側の電源出力端子２ｘとの間に介挿されている。
【００１９】
また各バッテリユニットは、前記二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔと前記電源出力端子２ｘ，２ｙを介して負荷に供給（印加）する出力電圧Ｖｏｕｔとを比較し、二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔと出力電圧Ｖｏｕｔとの差が所定の電圧差ΔＶより小さいときに前記スイッチ手段３を動作させる為の信号を出力する電圧比較器４を備えている。更に各バッテリユニットは、前記電源出力端子２ｘ，２ｙを介して負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔを検出し、その電圧Ｖｏｕｔが該負荷を駆動するに十分な所定の駆動電圧Ｖｄｒｖ以上であるか否かを判定する負荷状態判定回路５を備えている。ちなみにこの負荷状態判定回路５は、例えば図２に示すように前記駆動電圧Ｖｄｒｖに相当する内部基準電圧Ｖｒｅｆと、電源出力端子２ａに加わる出力電圧Ｖｏｕｔとを比較する電圧比較器によって実現される。
【００２０】
この負荷状態判定回路５によって、例えばこのバッテリユニットに接続された負荷が既に他のバッテリユニットから電力供給を受けて作動しているか否かも判定される。即ち、前記負荷が既に他のバッテリユニットから電力供給を受けて作動している場合には、その電源出力端子２ｘ，２ｙに負荷が接続された時点で該負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔが前記電源出力端子２ｘ，２ｙに加わるので、負荷状態判定回路５は上記電源出力端子２ｘ，２ｙを介して上記負荷の状態の検出するものとなっている。
【００２１】
また各バッテリユニットは、更に前記二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔが、該二次電池１が深放電（過放電）に至る前の所定の放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であるか否かを監視する電池電圧監視回路６と、前記スイッチ手段３を介して負荷に供給される電流を監視して該バッテリユニットが作動中（機能中）であるか否かをモニタする電流監視回路８とを備えている。この電流監視回路８によって、例えばバッテリユニットから負荷ＲＬに電力を供給している場合には、動作確認ランプが点灯駆動される。また電池電圧監視回路６によって二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔが低下し、その電池性能が劣化したことが検出された場合には、二次電池１の交換を促す警報ランプが点灯駆動される。
【００２２】
さて前述したスイッチ手段３を導通／遮断（オン／オフ）制御するスイッチ駆動回路７は、上述した電圧比較器４の出力、前記負荷状態判定回路５の出力、および上記電池電圧監視回路６の出力をそれぞれ受けて動作する。即ち、このスイッチ駆動回路７は、基本的には前記電池電圧監視回路６により二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔが放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であることが検出されていることを条件として動作する。
【００２３】
具体的にはスイッチ駆動回路７は、二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔがその放電停止電圧Ｖｓｔｏｐ以上であるとき、電池電圧監視回路６によって駆動される。そしてスイッチ駆動回路７は、前記負荷状態判定回路５によって負荷にその駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されていないとき、或いは二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔと電源出力端子２ｘ，２ｙを介して検出される出力電圧（負荷の印加電圧）Ｖｏｕｔとの差が所定の電圧差ΔＶより小さいときにだけ前記スイッチ手段３を導通（オン）させる。換言すれば前記負荷に駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔが印加されており、且つ、前記二次電池１の電池電圧Ｖｂａｔと負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差が所定の電圧差ΔＶよりも大きいときには前記スイッチ手段３を遮断（オフ）動作させ、これによって二次電池１から負荷への放電を禁止するものとなっている。
【００２４】
このような機能を呈するスイッチ駆動回路７は、例えば図２に示すように電池電圧監視回路６の出力をその駆動電源として受けて動作するオア（論理和）回路として実現される。そしてスイッチ駆動回路（オア回路）７は、電圧比較器４の前述した出力と上記負荷状態判定回路（電圧比較器）５の判定結果を示す出力とに応じて、その出力の一方が得られたときに前記スイッチ手段３を導通させるものとなっている。
【００２５】
このように構成された複数のバッテリユニットを並列に設けて構成される二次電池装置について、以下に図２および図３を参照して更に詳しく説明する。尚、図２に例示する装置は、２つのバッテリユニットＡ，Ｂを並列に用いる場合を示しており、第１のバッテリユニットＡを構成する二次電池１等の各要素には添字ａをそれぞれ付し、また第２のバッテリユニットＢを構成する各要素には添字ｂをそれぞれ付して示してある。またここでは本装置の特徴的な機能を簡潔に説明するべく、前記電池電圧監視回路６による過放電保護機能や電流監視回路８による動作確認機能については省略して示してある。
【００２６】
先ずバッテリユニットＡ，Ｂが未接続の状態にある所定の負荷ＲＬに対して第１のバッテリユニットＡだけを接続するものとする。具体的にはタイミングｔ１においてバッテリユニットＡの電源出力端子２ｘ，２ｙに負荷ＲＬの電源入力端子をそれぞれ接続すると、バッテリユニットＡの電源出力端子２ｘ，２ｙを介して検出される負荷ＲＬの電圧Ｖｏｕｔがゼロ［０］であるので、負荷状態判定回路（電圧比較器）５ａは上記電圧Ｖｏｕｔ（＝０）と内部基準電圧Ｖｒｅｆとを比較することでスイッチ手段３ａを導通させるべき信号ａ１を出力する。この結果、この信号ａ１がスイッチ駆動回路（オア回路）７ａを介してスイッチ手段３ａに加えられ、上記タイミングｔ１から僅かに遅れたタイミングｔ２にてスイッチ手段３ａが導通する。
【００２７】
するとスイッチ手段３ａの導通によって二次電池１ａの充電電荷が電流Ｉ１として負荷ＲＬに供給され、その出力端子２ｘを介して負荷ＲＬには二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１がその出力電圧Ｖｏｕｔ１として加えられることになる。そして出力端子２ｘに出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝Ｖｂａｔ１）が加わると、電圧比較器４ａはこの出力電圧Ｖｏｕｔ１と二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１との差がなくなるので、或いはスイッチ手段３ａの内部抵抗に起因する電圧降下が存在しても上記出力電圧Ｖｏｕｔ１と二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１との差が殆どないので、その差が所定の電圧差ΔＶ以下であるとしてスイッチ手段３ａを導通させる信号ａ２を出力する。この結果、上記信号ａ２がスイッチ駆動回路（オア回路）７ａを介して前記タイミングｔ２から僅かに遅れたタイミングｔ３にてスイッチ手段３ａに加えられるので、スイッチ手段３ａはそのまま導通状態を維持する。
【００２８】
またこのようにして前記出力端子２ｘに出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝Ｖｂａｔ１）が生じると、この電圧Ｖｏｕｔ１と内部基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する負荷状態判定回路（電圧比較器）５ａは、電圧Ｖｏｕｔ１が前記内部基準電圧Ｖｒｅｆよりも十分に高いことから前記タイミングｔ３から僅かに遅れたタイミングｔ４にて前述したスイッチ手段３ａを導通させるべき信号ａ１の出力を停止する。しかしこのタイミングｔ４においては、既に前述した信号ａ２によってスイッチ手段３ａが導通駆動されているので、前記二次電池１ａから負荷ＲＬへの電力供給状態がそのまま維持される。
【００２９】
尚、上述したタイミングｔ１からタイミングｔ４に至る動作は見掛け上瞬時に行われるが、例えば前記各信号ａ１，ａ２の発生タイミングを遅延制御して、その動作の確実化を図るようにしても良い。具体的には負荷状態判定回路（電圧比較器）５ａからの出力信号ａ２を所定時間だけ遅延してスイッチ駆動回路（オア回路）７ａに与えるようにすれば良い。
【００３０】
さて上述した如くしてバッテリユニットＡから負荷ＲＬに対する電力供給が開始されると、バッテリユニットＡにおける二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１、即ち、負荷ＲＬへの出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏｕｔ１）が次第に低下してくる。このようなタイミングｔ５において前記負荷ＲＬにバッテリユニットＢを接続すると、バッテリユニットＢにおける負荷状態判定回路（電圧比較器）５ｂは、既に負荷ＲＬに対してその駆動電圧Ｖｄｒｖ以上の電圧Ｖｏｕｔ１が印加されていることから、そのスイッチ手段３ｂを導通させる信号ｂ１を出力することはない。またバッテリユニットＢの電源出力端子２ｘには、上記電圧Ｖｏｕｔ１が加わっていることから、バッテリユニットＢにおける電圧比較器５ｂは上記電圧Ｖｏｕｔ１と二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２とを比較することになる。
【００３１】
この際、二次電池１ｂの初期時における電池電圧Ｖｂａｔ２が前述したバッテリユニットＡの電池電圧Ｖｂａｔ１よりも低いとすると、電圧比較器５ｂは二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２と負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差［Ｖｏｕｔ−Ｖｂａｔ］が所定の電圧差ΔＶよりも大きいことから、スイッチ手段３ｂを導通させる信号ｂ２を出力することがなく、従ってスイッチ手段３ｂは遮断（オフ）状態のまま保たれる。この結果、負荷ＲＬに前述したバッテリユニットＡに加えて新たにバッテリユニットＢを接続したとしても、負荷ＲＬにはバッテリユニットＡからだけ電力が供給される。
【００３２】
一方、バッテリユニットＡから負荷ＲＬへの電力供給によって該バッテリユニットＡにおける二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１が次第に低下してくると、これに伴って負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔが低下してバッテリユニットＢにおける二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２に次第に近付いてくる。そしてタイミングｔ６において上記二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２と負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔとの差が所定の電圧差ΔＶ以下になると、バッテリユニットＢの電圧比較器４ｂはスイッチ手段３ｂを導通（オン）させる信号ｂ２を出力する。この結果、上記信号ｂ２によって上記タイミングｔ６から僅かに遅れたタイミングｔ７においてスイッチ手段３ｂが導通駆動され、二次電池１ｂから負荷ＲＬへの電力供給が開始される。そして負荷ＲＬには、バッテリユニットＡ，Ｂの双方からそれぞれ電力が供給されることになり、各バッテリユニットＡ，Ｂにおける二次電池１ａ，１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２が等しくなった時点からは、各バッテリユニットＡ，Ｂ（二次電池１ａ，１ｂ）から負荷ＲＬにそれぞれ供給される電流も等しくなる。
【００３３】
尚、タイミングｔ５において新たに負荷ＲＬに接続されたバッテリユニットＢの二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２が、バッテリユニットＡから負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔ１よりも高い場合には、電池電圧Ｖｂａｔ２と前記負荷に印加されている電圧Ｖｏｕｔ１との差［Ｖｏｕｔ１−Ｖｂａｔ２］が負となり、図４に示すように電圧比較器４ｂはスイッチ手段３ｂを導通（オン）させる信号ｂ２を出力する。この結果、スイッチ手段３ｂの導通によって負荷ＲＬには二次電池１ｂから電力が供給される。
【００３４】
このとき、バッテリユニットＢからの電力供給によって負荷ＲＬに加えられる出力電圧Ｖｏｕｔが上記二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２に高められる。するとバッテリユニットＡにおいては、負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔ２が当該バッテリユニットＡの二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１よりも高くなるので、電圧比較器１ａはスイッチ手段３ａを導通させる信号ａ１の出力を停止し、スイッチ手段３ａを遮断（オフ）する。これによって負荷ＲＬにはバッテリユニットＡに代えてバッテリユニットＢ１から電力が供給されることになる。
【００３５】
そしてバッテリユニットＢからの電力供給によって該バッテリユニットＢの二次電池１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ２が低下し、二次電池１ａの電池電圧Ｖｂａｔ１と負荷ＲＬに印加されている電圧Ｖｏｕｔ２との差が所定の電圧差ΔＶ以下になると、バッテリユニットＡの電圧比較器４ａは再びスイッチ手段３ａを導通（オン）させる信号ａ２を出力する。この結果、上記信号ａ２によって上記タイミングｔ６から僅かに遅れたタイミングｔ７においてスイッチ手段３ａが再度導通駆動され、二次電池１ａから負荷ＲＬへの電力供給が開始される。そして負荷ＲＬには、バッテリユニットＡ，Ｂの双方からそれぞれ電力が供給されることになる。この場合においても、各バッテリユニットＡ，Ｂにおける二次電池１ａ，１ｂの電池電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２が等しくなった時点からは、各バッテリユニットＡ，Ｂ（二次電池１ａ，１ｂ）から負荷ＲＬにそれぞれ供給される電流も等しくなる。
【００３６】
尚、一方のバッテリユニットＡ，Ｂにおける二次電池１の充電容量が不足してきて、或いは電池寿命が尽きてきて、その電池電圧Ｖｂａｔが前述した放電停止電圧Ｖｓｔｏｐまで低下すると、前述した各バッテリユニットＡ，Ｂにおける電池電圧監視回路６によってスイッチ手段３が遮断（オフ）される。この結果、電池電圧Ｖｂａｔが低下したバッテリユニットＡ，Ｂから負荷ＲＬへの電力供給が停止され、そのバッテリユニットＡ，Ｂにおける二次電池１が過放電から保護される。またこのときには、電池電圧監視回路６からの出力を受けて前述した警報ランプが点灯駆動されるので、この警報ランプの表示から二次電池１の交換時期であることを知ることができる。そしてこの場合には、電池電圧Ｖｂａｔが低下したバッテリユニットＡ，Ｂにおけるスイッチ手段３が遮断（オフ）状態となっているので、そのまま該バッテリユニットＡ，Ｂの負荷ＲＬへの接続を切り離すことが可能である。
【００３７】
かくして上述した如く構成された二次電池装置によれば、負荷ＲＬの電源を切る（オフ）することなく、該負荷ＲＬにバッテリユニットを接続したり、或いはバッテリユニットを切り離すことができる。特に前述したように負荷ＲＬに複数のバッテリユニットを並列に用いて、各バッテリユニットを通して並列または選択的に負荷ＲＬに電力供給しているような場合、負荷ＲＬの運転状態を保ったまま複数のバッテリユニット中の１つを交換したり、或いは新たなバッテリユニットを増設することができる。従って負荷ＲＬが連続運転を必要とする場合における無停電電源装置として多大な効果が奏せられる。
【００３８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは２つのバッテリユニットを並列に用いる場合を例に説明したが、３個以上のバッテリユニットを並列に用いる場合にも同様に適用することができる。また負荷状態判定回路５については、前述したように負荷ＲＬから与えられるモニタ信号等を検出するようなものであっても良い。更に各バッテリユニットが備える二次電池１については鉛蓄電池のようなものであっても良く、更にその電池容量（充電容量）や二次電池自体の構成も仕様に応じたものであれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、負荷の運転を維持したまま該負荷とバッテリユニットとの接続・切り離しを容易に行うことができ、バッテリユニットの交換や増設を簡易に行い得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池装置に用いられるバッテリユニットの概略構成図。
【図２】本発明に係る二次電池装置の全体的な構成を模式的に示す図。
【図３】図２に示す二次電池装置の典型的な動作を示すタイミング図。
【図４】図２に示す二次電池装置の別の動作を示すタイミング図。
【図５】２つの二次電池（バッテリユニット）をダイオードを介して並列接続して用いる例を示す図。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ  バッテリユニット
ＲＬ  負荷
１，１ａ，１ｂ  二次電池
２ｘ，２ｙ  電圧出力端子
３，３ａ，３ｂ  スイッチ素子
４，４ａ，４ｂ  電圧比較器
５，５ａ，５ｂ  負荷状態判定回路（電圧比較器）
６  電池電圧監視回路
７，７ａ，７ｂ  スイッチ駆動回路（オア回路）
８  電流監視回路
【図１】
2004236473.tif 000003
【図２】
2004236473.tif 000004
【図３】
2004236473.tif 000005
【図４】
2004236473.tif 000006
【図５】
2004236473.tif 000007