(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池を直列接続してなる組電池を備えたものにおいて、
前記各蓄電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記各蓄電池のうちいずれか１つのサンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまで、そのサンプル蓄電池を一定電流で放電させる放電手段と、
前記放電により前記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまでの時間と、前記放電時の一定電流との積を、前記サンプル蓄電池の容量として検出する容量検出手段と、
前記サンプル蓄電池を除く残りの蓄電池の容量を、前記容量検出手段で求められた前記サンプル蓄電池の容量および前記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、推定する容量推定手段と、
を備えていることを特徴とする蓄電池診断装置。
【請求項２】
複数の蓄電池を直列接続してなる組電池を備えたものにおいて、
前記各蓄電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記各蓄電池の中から、内部インピーダンスが最も大きい蓄電池をサンプル蓄電池として選定する選定手段と、
前記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまで、そのサンプル蓄電池を一定電流で放電させる放電手段と、
前記放電により前記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまでの時間と、前記放電時の一定電流との積を、前記サンプル蓄電池の容量として検出する容量検出手段と、
前記サンプル蓄電池を除く残りの蓄電池の容量を、前記容量検出手段で求められた前記サンプル蓄電池の容量および前記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、推定する容量推定手段と、
を備えていることを特徴とする蓄電池診断装置。
【請求項３】
複数の蓄電池を直列接続した組電池を備えたものにおいて、
前記各蓄電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記各蓄電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記電圧測定手段および前記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、前記各蓄電池の不良を判定する判定手段と、
前記各蓄電池のうち、前記判定手段で不良と判定された蓄電池を除く残りの蓄電池の中から、内部インピーダンスが最も大きい蓄電池をサンプル蓄電池として選定する選定手段と、
前記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまで、そのサンプル蓄電池を一定電流で放電させる放電手段と、
前記放電により前記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまでの時間と、前記放電時の一定電流との積を、前記サンプル蓄電池の容量として検出する容量検出手段と、
前記不良と判定された蓄電池および前記サンプル蓄電池を除く残りの蓄電池の容量を、前記容量検出手段で求められた前記サンプル蓄電池の容量および前記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、推定する容量推定手段と、
を備えていることを特徴とする蓄電池診断装置。
【請求項４】
前記放電手段による放電が終了した後、前記サンプル蓄電池を充電する充電手段、をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄電池診断装置。
【請求項５】
前記充電手段は、前記放電手段の放電電流により充電される蓄電手段、および充電器を有し、先ず蓄電手段を放電させて次に充電器をオンすることを特徴とする請求項４に記載の蓄電池診断装置。
【請求項６】
前記充電手段は、前記放電手段の放電電流により充電される蓄電手段、および充電器を有し、この蓄電手段による放電および充電器のオンによる充電容量が、前記放電手段による放電容量と同じになるまで、先ず蓄電手段を放電させて次に充電器をオンすることを特徴とする請求項４に記載の蓄電池診断装置。
【請求項７】
前記組電池の放電時に前記サンプル蓄電池への通電をバイパスするバイパス手段、をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄電池診断装置。
【請求項８】
前記放電手段による放電中に停電が発生した場合に、その放電手段による放電を停止する制御手段、をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄電池診断装置。
【請求項９】
前記充電手段による充電中に停電が発生すると充電を停止し、その停電の解除後に前記充電手段による充電を再開する制御手段、をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電池診断装置。
【請求項１０】
前記サンプル蓄電池の温度を検知する温度センサと、この温度センサの検知温度が異常温度上昇した場合に前記放電手段による放電を停止する制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄電池診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電池の容量を診断する蓄電池診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器等のバックアップ用電源として、鉛蓄電池など複数の蓄電池を直列接続してなる組電池が使用される。各蓄電池には、設計上、使用可能期間いわゆる寿命がある。ただし、寿命は、一定ではなく、使用環境温度の影響を受けて変化する。バックアップ時の放電電流や放電頻度によっても変化する。
【０００３】
そこで、定期的または必要に応じて蓄電池容量試験を行い、各蓄電池の容量を把握する必要がある。この蓄電池容量試験には、各蓄電池をそれぞれ放電させて各蓄電池の容量を検出する方法がある。また、全ての蓄電池（組電池）を短時間放電して電圧低下の早い蓄電池を見つけ、その蓄電池をサンプルとして放電させてサンプル蓄電池の容量を検出する方法がある。これらいずれかの方法で求めた容量に基づいて、各蓄電池の取り替えが判断される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電池は、規定電圧以下まで放電すると、回復しなくなる。このため、規定電圧以下には放電できない。
【０００５】
したがって、上記のように各蓄電池を放電させて各蓄電池の容量を検出する方法では、いずれかの蓄電池が規定電圧に達した場合に、試験を中止するか、規定電圧に達した蓄電池を取り外して試験を継続する必要がある。
【０００６】
しかしながら、試験を中止すると、当然ながら、全ての蓄電池の容量を把握できなくなる。規定電圧に達した蓄電池を取り外して試験を継続する場合には、負荷へのバックアップ体制を確保しながらの作業が必要となり、作業に多大な時間と労力を要することから非現実的であり、しかも放電により無くなる電力（および放電後の充電に必要となる電力）が大きくて省エネルギーの面で好ましくない。
【０００７】
また、サンプル蓄電池を試験する方法では、放電するのがサンプル蓄電池だけなので、電力の消費が大きくない点では有効であるものの、サンプル蓄電池のみの容量しか把握することができず、その結果だけで全ての蓄電池の取り替えが判断されるため、十分な容量を有する蓄電池まで不要に取り替えられてしまうことがある。
【０００８】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、電力の消費を小さく抑えながら、各蓄電池の個々の容量を的確に検出することができる省エネルギー性および信頼性にすぐれた蓄電池診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の蓄電池診断装置は、複数の蓄電池を直列接続してなる組電池を備えたものにおいて、各蓄電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、各蓄電池のうちいずれか１つのサンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまで、そのサンプル蓄電池を一定電流で放電させる放電手段と、この放電により上記サンプル蓄電池の電圧が設定値に下降するまでの時間と、上記放電時の一定電流との積を、上記サンプル蓄電池の容量として検出する容量検出手段と、上記サンプル蓄電池を除く残りの蓄電池の容量を、上記容量検出手段で求められた上記サンプル蓄電池の容量および上記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、推定する容量推定手段と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の蓄電池診断装置によれば、電力の消費を小さく抑えながら、各蓄電池の個々の容量を的確に検出することができて、省エネルギー性および信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、商用交流電源１に整流装置２が接続され、その整流装置２の出力端に負荷３および組電池４が接続されている。組電池４は、複数の鉛蓄電池いわゆる単電池４ａ，４ｂ，…４ｎの直列接続により構成されている。
【００１２】
商用交流電源１の電圧は整流装置２で直流に変換され、その直流電圧が負荷３および組電池４に供給される。これにより、負荷３が運転されるとともに、組電池４の単電池４ａ，４ｂ，…４ｎがフロート充電される。商用交流電源１が停電した場合は、組電池４が瞬時に放電し、その放電電力によって負荷３の運転が継続される。
【００１３】
このようなバックアップ電源システムの組電池４に対し、定期的または必要に応じて、蓄電池診断装置１０を用いた容量試験が実施される。
【００１４】
蓄電池診断装置１０は、商用交流電源１に接続され、その商用交流電源１の電圧を電源スイッチ１１を介して電源部１２に取り込む。電源部１２は、当該装置１０の動作電圧を出力する。
【００１５】
蓄電池診断装置１０は、制御の中枢として制御部１３を有している。この制御部１３に、操作部１４、表示部１５、インターフェース１６、メモリカードユニット１７、電圧測定部２１、温度測定部２２、電流測定部２３、放電部２４、充電部２６、バイパス部２７、電圧測定部３１、およびインピーダンス測定部３２が接続されている。放電部２４には、蓄電部２５が含まれている。
【００１６】
上記インターフェース１６は、外部機器たとえばパーソナルコンピュータ５０の接続用である。上記メモリカードユニット１７は、記憶手段であるメモリカードのセット，リセットが可能である。上記電圧測定部２１は、測定プローブ４１により、組電池４内の任意の単電池に接続される。上記温度測定部２２は、リード線４２ａおよびそのリード線４２ａの先に設けられた温度センサ４２を付属して備え、温度センサ４２が取り付けられる単電池の表面温度を検知する。上記電流測定部２３は、放電部２４の放電路に設けられる電流センサ２８を付属して備え、放電電流を検知する。
【００１７】
上記放電部２４は、測定ケーブル４３により組電池４内のいずれか１つの単電池の両端に接続され、その単電池の電圧が設定値に下降するまで、同単電池を一定電流で放電させる。この放電電流により、上記蓄電部２５が充電される。上記充電部２６は、蓄電部２５を構成要素として含み、放電部２４による放電が終了した後、上記測定ケーブル４３が接続されている単電池を充電する。バイパス部２７は、停電によって組電池４が放電するときに、上記測定ケーブル４３が接続されている単電池への通電をバイパスする。
【００１８】
上記電圧測定部３１は、作業員による測定プローブ４４の操作により、組電池４内の各単電池に順次に切替接続され、各単電池の電圧Ｅを測定する。インピーダンス測定部３２は、作業員による測定プローブ４４の上記操作により、組電池４内の各単電池に順次に切替接続され、その各単電池の内部インピーダンスＺを測定する。
【００１９】
制御部１３は、主要な機能として、次の（１）〜（１６）の手段を有している。  
（１）操作部１４で電圧・インピーダンス測定モードが設定されると、各単電池に対する測定プローブ４４の切替接続を表示部１５の表示により指示する制御手段。
【００２０】
（２）電圧・インピーダンス測定モードが設定されているとき、電圧測定部３１およびインピーダンス測定部３２の測定結果を、表示部１５の表示により報知するとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶する制御手段。
【００２１】
（３）電圧・インピーダンス測定モードが設定されているとき、電圧測定部３１およびインピーダンス測定部３２の測定結果に応じて、組電池４内の各単電池の不良を判定する判定手段。
【００２２】
（４）上記判定により不良の単電池が見つかった場合に、その不良単電池に固有の番号（セル番号ともいう）を、表示部１５の表示により報知するとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶する制御手段。
【００２３】
（５）上記判定手段の判定後、各単電池のうち、不良と判定された単電池を除く残りの単電池の中から、内部インピーダンスが最も大きい単電池を上記インピーダンス測定部３２の測定結果から探し出し、探し出した単電池をサンプル単電池として選定する選定手段。内部インピーダンスが最も大きい単電池は、容量が最も小さい単電池、すなわち寿命が最も短い単電池である。
【００２４】
（６）上記選定手段で選定されたサンプル単電池を、表示部１５の表示により報知するとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶する制御手段。
【００２５】
（７）操作部１４で容量試験モードが設定されると、上記サンプル単電池に対する容量試験の準備（サンプル単電池に対する測定ケーブル４３の接続、サンプル単電池に対する温度センサ４２の取り付けなど）を表示部１５の表示によって指示する制御手段。
【００２６】
（８）容量試験モードが設定されているとき（準備完了後）、操作部１４で開始が指示されると、放電部２４を動作させてサンプル単電池の放電を開始し、そのときに電流測定部２３で測定される放電電流が一定電流を維持するように放電部２４を制御するとともに、電圧測定部２１で測定される電圧Ｅが設定値Ｅｓまで下降したときに放電部２４による放電を停止する制御手段。設定値Ｅｓは、単電池が放電によって回復不可能となる規定電圧よりも高い値である。
【００２７】
（９）放電中、電圧測定部２１で測定される電圧Ｅを監視しながら、放電開始からの時間経過をカウントする制御手段。
【００２８】
（１０）電圧Ｅが設定値Ｅｓに下降するまでに要した時間と、放電時の一定電流との積を、サンプル単電池の容量として検出する容量検出手段。
【００２９】
（１１）上記不良単電池および上記サンプル単電池を除く残りの単電池の容量を、上記容量検出手段で求められたサンプル単電池の容量および上記インピーダンス測定手段の測定結果に応じて、かつ採用された単電池の定格や種類に応じて内部メモリに予め記憶されている“容量と内部インピーダンスとの相関”に応じて、推定する容量推定手段。
【００３０】
（１２）容量検出手段で検出されたサンプル単電池の容量、および容量推定手段で推定された残りの単電池の容量を、表示部１５の表示により報知するとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶する制御手段。
【００３１】
（１３）放電部２４による放電が終了した後、充電部２６を動作させてサンプル単電池を充電させる制御手段。
【００３２】
（１４）放電部２４による放電中に停電が発生した場合、その放電を停止する制御手段。
【００３３】
（１５）充電部２４による充電中に停電が発生した場合、充電を停止し、停電の解除後に充電を再開する制御手段。
【００３４】
（１６）放電部２４による放電時、サンプル単電池の表面温度を温度測定部２２により監視し、そのサンプル単電池の表面温度が異常温度上昇した場合に放電部２４による放電を停止する制御手段。
【００３５】
一方、放電部２４、充電部２５、バイパス部２７の具体例を図２に示している。サンプル単電池として例えば単電池４ｃが選定され、そのサンプル単電池４ｃの両端に測定プローブ４１および測定ケーブル４３が接続されている。
【００３６】
測定ケーブル４３の一方にリレー６１の常閉接点６３ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ６４のエミッタが接続され、そのトランジスタ６４のコレクタが電気二重層コンデンサ６５およびリレー６１の常閉接点６１ｂを介して測定ケーブル４３の他方に接続されている。トランジスタ６４は、ベースが制御部１３に接続されており、サンプル単電池４ｃに対する放電路の形成に際してオンされ、その放電路を流れる電流が予め定められている一定電流となるように導通度が制御される。
【００３７】
トランジスタ６４のエミッタ・コレクタ間に、リレー６２の常開接点６２ａが並列接続されている。電気二重層コンデンサ６５および常閉接点６１ｂの直列回路に、リレー６１の常開接点６１ａが並列接続されている。さらに、電気二重層コンデンサ６５に、電圧計６６が並列接続されている。電圧計６６の計測値は、制御部１３に供給される。なお、蓄電部２５としては、電気二重層コンデンサ６５に限らず、リチウム電池を採用してもよい。
【００３８】
上記電気二重層コンデンサ６５および電圧計６６により、蓄電部２５が構成されている。また、上記リレー６１，６２，６３、トランジスタ６４、電気二重層コンデンサ６５、電圧計６６、および各リレー接点により、放電部２４が構成されている。
【００３９】
測定ケーブル４３の一方にリレー６３の常開接点６３ａを介して充電器２６の正側出力端が接続され、その充電器２６の負側出力端が測定ケーブル４３の他方に接続されている。この充電器２６および上記電気二重層コンデンサ６５により、充電部２６が構成されている。
【００４０】
測定ケーブル４３の一方にバイパス部であるダイオード６８のアノードが接続され、そのダイオード６８のカソードが測定ケーブル４３の他方に接続されている。
【００４１】
つぎに、上記の構成の作用を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。  
電源スイッチ１１がオンされて、操作部１４で電圧・インピーダンス測定モードが設定されると（ステップ１０１のＹＥＳ）、各単電池に対する測定プローブ４４の切替接続の指示が表示部１５で表示される。この表示を見た作業員により、測定プローブ４４が各単電池に順次に切替接続され、その接続ごとに、単電池の電圧Ｅおよび内部インピーダンスＺが電圧測定部３１およびインピーダンス測定部３２により測定される（ステップ１０２）。
【００４２】
この時点では、測定プローブ４１および測定ケーブル４３の接続はなされていない。
【００４３】
インピーダンス測定部３２は、接続されている単電池を一定電流Ｉｓで一定時間Ｔｓだけ放電させ、その放電時の蓄電池の電圧降下分を検出し、その電圧降下分を上記一定電流Ｉｓで除算することにより、接続されている単電池の内部インピーダンスＺを測定する。測定結果は、表示部１５の表示により報知されるとともに、制御部１３の内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、およびパーソナルコンピュータ５０に記憶される。
【００４４】
制御部１３では、電圧測定部３１およびインピーダンス測定部３２の測定結果に応じて、組電池４内の各単電池の不良が判定される（ステップ１０３）。すなわち、測定された電圧Ｅが、設定値Ｅ１以上、設定値Ｅ２未満の範囲に入っていれば、測定対象の単電池が不良（電圧異常）でないと判定される。測定された電圧Ｅが、設定値Ｅ１以上、設定値Ｅ２未満の範囲から外れていれば、測定対象の単電池が不良（電圧異常）であると判定される（ステップ１０３）。測定された内部インピーダンスＺが、設定値Ｚ１以上、設定値Ｚ２未満の範囲に入っていれば、測定対象の単電池が不良（寿命切れ）でないと判定される。測定された内部インピーダンスＺが、設定値Ｚ１以上、設定値Ｚ２未満の範囲から外れていれば、測定対象の単電池が不良（寿命切れ）であると判定される。
【００４５】
設定値Ｅ１，Ｅ２および設定値Ｚ１，Ｚ２については、単電池４ａ，４ｂ，…４ｎの定格や種類などに対応する種々の値が制御部１３の内部メモリに記憶されており、単電池の定格や種類があらかじめ操作部１４で設定されることにより、その定格や種類に合ったものが内部メモリから読み出される。
【００４６】
不良の単電池が見つかった場合（ステップ１０４のＹＥＳ）、その単電池に固有の番号（例えばセル番号）が、表示部１５の表示により報知されるとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶される（ステップ１０５）。
【００４７】
続いて、各単電池のうち、不良と判定された単電池を除く残りの単電池の中から、内部インピーダンスが最も大きい単電池がインピーダンス測定部３２の測定結果から探し出され、探し出された単電池がサンプル蓄電池として選定される（ステップ１０６）。内部インピーダンスが最も大きい単電池は、容量が最も小さい単電池、つまり寿命が最も短い単電池である。選定結果は、上記同様に、表示部１５の表示により報知されるとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶される（ステップ１０７）。
【００４８】
サンプル蓄電池が選定されると、次に、容量試験が実施される。容量試験に入らないまま操作部１４で終了が設定された場合には（ステップ１０９のＹＥＳ）、その旨が表示部１５の表示により報知される（ステップ１３６）。
【００４９】
操作部１４で容量試験モードが設定されると（ステップ１０８のＹＥＳ）、サンプル蓄電池に対する容量試験の準備（サンプル蓄電池に対する測定プローブ４１の接続、測定ケーブル４３の接続、温度センサ４２の取り付けなど）が表示部１５の表示によって作業員に指示される（ステップ１１０）。
【００５０】
容量試験の準備が完了した後、操作部１４で開始が指示されると（ステップ１１１のＹＥＳ）、放電部２４が動作してサンプル蓄電池の放電が開始される（ステップ１１２）。すなわち、図２に示しているように、常開接点６３ｂ,６１ｂが閉じた状態でトランジスタ６４がオンされる。これにより、一点鎖線の矢印で示すように、サンプル単電池４ｃの正側端子から測定ケーブル４３、常開接点６３ｂ、トランジスタ６４のエミッタ・コレクタ間を通して電気二重層コンデンサ６５に電流が流れ、電気二重層コンデンサ６５を経た電流が常開接点６１ｂおよび測定ケーブル４３を通してサンプル単電池４ｃの負側端子へと流れる。電気二重層コンデンサ６５は充電される。この放電時、放電電流が電流測定部２３で測定されており、測定結果が予め定められている一定値となるように、トランジスタ６４の導通度が制御される。
【００５１】
放電が開始されると、制御部１３の内部タイマによるタイムカウントｔが実行される（ステップ１１３）。さらに、電圧測定部２１によってサンプル単電池４ｃの電圧Ｅが測定され、かつ温度測定部２３によってサンプル単電池４ｃの表面温度Ｔが測定される（ステップ１１４）。そして、タイムカウントｔと放電電流とに基づき、サンプル単電池４ｃの放電容量が逐次に算出される（ステップ１１５）。
【００５２】
タイムカウントｔ、測定電圧Ｅ、測定温度Ｔ、および算出された放電容量は、表示部１５の表示により報知されるとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶される（ステップ１１６）。
【００５３】
なお、放電中、温度測定部２３によって測定されているサンプル単電池４ｃの表面温度Ｔが異常温度上昇した場合には、安全のため、サンプル単電池４ｃの放電が直ちに停止される。そして、この異常温度上昇および停止の旨が、表示部１５の表示により報知されるとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶される。
【００５４】
また、放電中、商用交流電源１の停電が監視されるとともに（ステップ１１７）、測定電圧Ｅが設定値Ｅｓまで下降したかどうかが判定される（ステップ１１８）。
【００５５】
停電が無く（ステップ１１７のＮＯ）、測定電圧Ｅが設定値Ｅｓまで下降していない場合には（ステップ１１８）、電圧計６６で計測される電気二重層コンデンサ６５の充電電圧Ｖｃと設定値Ｖ１とが比較される（ステップ１１９）。充電電圧Ｖｃが設定値Ｖ１に達すると（ステップ１１９のＹＥＳ）、電気二重層コンデンサ６５が満充電であるとの判断の下に、図４に示すように、常開接点６１ａが閉じて常閉接点６１ｂが開く。これにより、電気二重層コンデンサ６５をバイパスする経路で放電電流が流れるようになる（ステップ１２０）。
【００５６】
測定電圧Ｅが設定値Ｅｓまで下降すると（ステップ１１８のＹＥＳ）、放電部２４による放電が停止される（ステップ１２３）。そして、電圧Ｅが設定値Ｅｓに下降するまでに要した時間（＝タイムカウントｔ）と、放電時の一定電流との積が、サンプル単電池４ｃの容量として算出される（ステップ１２４）。
【００５７】
サンプル単電池４ｃの容量が求められた後、不良と判定された単電池およびサンプル単電池４ｃを除く残りの単電池の容量が、サンプル単電池４ｃの容量および初めのインピーダンス測定結果に応じて、かつ単電池４ａ，４ｂ，…４ｎの定格や種類に対応する“容量と内部インピーダンスとの相関”に応じて、推定される（ステップ１２５）。単電池４ａ，４ｂ，…４ｎの定格や種類は、容量試験モードの設定前に、操作部１４であらかじめ設定される。この設定に応じて、複数の“容量と内部インピーダンスとの相関”の中から１つが選定される。
【００５８】
単電池の容量と内部インピーダンスとの間には、容量が低いほど内部インピーダンスが大きいという反比例の関係があり、実際値は単電池の定格や種類に応じて微妙に異なる。仮に、サンプル単電池４ｃの容量が定格容量の８０％、サンプル単電池４ｃの内部インピーダンスが１．５Ω、単電池４ａの内部インピーダンスが１．７Ωである場合、単電池４ａの容量は例えば７８％と推定される。他の単電池についても、同様に推定される。
【００５９】
求められた各単電池の容量は、表示部１５の表示により報知されるとともに、内部メモリ、メモリカードユニット１７のメモリカード、および外部のパーソナルコンピュータ５０に記憶される（ステップ１２６）。
【００６０】
各単電池の容量が検出および推定された後、サンプル単電池４ｃに対する充電が開始される（ステップ１２７）。すなわち、図５に示すように、先ず、常閉接点６３ｂ、常開接点６２ａ、常閉接点６１ｂが閉じて常開接点６３ａ，６１ａが開き、一点鎖線の矢印で示すように、電気二重層コンデンサ６５からサンプル単電池４ｃへの放電路が形成され、電気二重層コンデンサ６５に蓄えられていた電荷がサンプル単電池４ｃに充電される。この充電の開始に伴い、時間経過がカウントされるとともに、電流測定部２３によって充電電流が測定され、そのカウント時間と充電電流とに基づき、サンプル単電池４ｃに対する充電容量が逐次に算出される（ステップ１２８）。
【００６１】
算出された充電容量が、上記放電中に逐次に求められて最終的に記憶された放電容量に達しないまま（ステップ１２９のＮＯ）、また停電がないまま（ステップ１３０のＮＯ）、電圧計６６で測定される電気二重層コンデンサ６５の電圧Ｖｃが設定値Ｖ０以下まで低下すると（ステップ１３１のＹＥＳ）、図６に示すように、常開接点６３ａが閉じて常閉接点６３ｂ、常開接点６２ａが開き、一点鎖線の矢印で示すように、充電器６７からサンプル単電池４ｃへの充電路が形成され、かつ充電器６７がオンされる（ステップ１３２）。この充電器６７の出力により、引き続き、サンプル単電池４ｃが充電される（ステップ１２７）。
【００６２】
充電開始からの時間経過が引き続きカウントされており、また電流測定部２３によって充電電流が測定されており、そのカウント時間と充電電流とに基づき、サンプル単電池４ｃに対する充電容量が逐次に算出される（ステップ１２８）。
【００６３】
算出された充電容量が、上記放電中に逐次に求められて最終的に記憶された放電容量に達すると（ステップ１２９のＹＥＳ）、充電器６７がオフされるとともに常開接点６３ａが開き、サンプル単電池４ｃに対する充電が停止される（ステップ１３５）。そして、充電停止の旨が、表示部１５の表示により報知される（ステップ１３６）。これで、容量試験の終了となる。
【００６４】
ところで、サンプル単電池４ｃの放電中、停電が発生することが考えられる。実際に停電が発生すると（ステップ１１７のＹＥＳ）、直ちに放電路が遮断されて、放電が停止される（ステップ１２１）。
【００６５】
この停電時、負荷３への電力供給を継続するために組電池４が放電するが、その放電電流は、図７に一点鎖線の矢印で示すように、ダイオード６８にバイパスして流れてサンプル単電池４ｃには流れない。  
停電時の組電池４から負荷３への電力供給に際しては、放電により低下しているサンプル単電池４ｃの電圧がさらに低下し、ダイオード６８が無いとすると、最終的にはサンプル単電池４ｃが他の単電池によって逆充電されるようになる。つまり、サンプル単電池４ｃの負側端子から正側端子に向けて充電電流が流れることになり、サンプル単電池４ｃの極性が反転してしまう。サンプル単電池４ｃの極性が反転すると、組電池４の電圧が急激に低下し、負荷３の運転に悪影響を与えてしまう。たとえば、２４個の単電池（定格電圧２Ｖ）によって組電池４が構成され、組電池４から負荷３に４８Ｖの直流電圧を供給するシステムであれば、１個の単電池の極性が反転すると、組電池４の電圧は最大で約２Ｖ低下して４６Ｖとなってしまう。このような不具合を防ぐため、ダイオード６８によりサンプル単電池４ｃに対するバイパス路が形成されて、サンプル単電池４ｃに対する逆充電が回避される。
【００６６】
一方、ステップ１２７からの充電処理の実行中にも、停電が発生することが考えられる。実際に停電が発生すると（ステップ１３０のＹＥＳ）、直ちに充電路が遮断されて、充電が停止される（ステップ１３３）。その後、停電が解除されると、充電処理が再開される。
【００６７】
以上のように、１つのサンプル単電池を放電させてそのサンプル単電池の容量を算出し、算出した容量から残りの単電池の容量を推定するので、１つの単電池を放電させるだけで、全ての単電池の個々の容量を的確に検出することができる。
【００６８】
１つのサンプル単電池を放電させるだけなので、組電池４の電力消費を小さく抑えることができてエネルギーの節約が図れ、さらには、作業の負担を軽減できるとともに、作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【００６９】
電圧測定およびインピーダンス測定によって不良電池を予め把握し、その不良電池を除いた中からサンプル単電池を選定するので、不良電池を容量試験してしまうことがなく、容量試験結果の信頼性を高めることができる。
【００７０】
しかも、サンプル単電池として選定するのは、不良電池を除く残りの単電池のうち、内部インピーダンスが最も大きい単電池である。内部インピーダンスが最も大きい単電池は、容量が最も小さい単電池、すなわち寿命が最も短い単電池である。寿命が最も短い単電池をサンプル単電池として容量試験を行うので、組電池４の寿命が最短でどのくらいかを的確に判断することができる。
【００７１】
各単電池の容量を求めた後、放電したサンプル単電池を自動的に補充電するので、サンプル単電池を定常状態へと迅速に復帰させることができる。これにより、バックアップ電源としてのバックアップ体制を常に最適な状態に保つことができ、バックアップ電源としての高い信頼性を保つことができる。
【００７２】
サンプル単電池の放電中に停電が発生して容量試験が停止となった場合にも、停電解除後にサンプル単電池を自動的に補充電するので、この点でも、バックアップ電源としてのバックアップ体制を常に最適な状態に保つことができる。
【００７３】
サンプル単電池の放電エネルギーを電気二重層コンデンサ６５に蓄えておき、蓄えたエネルギーをサンプル単電池に対する充電エネルギーとして有効に活用するので、放電エネルギーが無駄にならず、省エネルギー効果が得られる。しかも、電気二重層コンデンサ６５に蓄えたエネルギーがなくなると充電器６７をオンするので、サンプル単電池を最後まで確実に補充電することができる。
【００７４】
算出および推定された各単電池の容量がパーソナルコンピュータ５０に記憶されるので、各単電池の容量をパーソナルコンピュータ５０のグラフィック機能を利用してディスプレイ上で分かり易くグラフ表示することができる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、各単電池の電圧Ｅおよび内部インピーダンスＺを測定するために、作業員が測定プローブ４４を各単電池に順次に切替接続していく作業が必要となっているが、測定プローブ４４に代えて、各単電池の両端につながる通電路を順次に切替選定する切替手段を設け、この切替手段で選定される通電路を通して、各単電池の電圧Ｅおよび内部インピーダンスＺをそれぞれ順次に測定する構成としてもよい。
【００７６】
その他、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】一実施形態の放電部、蓄電部、充電部、バイパス部の具体的な構成および放電路を示す図。
【図３】一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】一実施形態の放電路の切換を示す図。
【図５】一実施形態の充電路を示す図。
【図６】一実施形態の充電路の切換を示す図。
【図７】一実施形態の組電池が放電するときのサンプル単電池に対する通電のバイパス路を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
１…商用交流電源、２…整流装置、３…負荷、４…組電池、４ａ，４ｂ，…４ｎ……単電池、１０…蓄電池診断装置、１１…電源スイッチ、１３…制御部、１４…操作部、１５…表示部、１６…インターフェース、１７…メモリカードユニット、２１…電圧測定部、２２…温度測定部、２３…電流測定部、２４…放電部、２５…蓄電部、２６…充電部、２７…バイパス部、２８…電流センサ、３１…電圧測定部、３２…インピーダンス測定部、４１…測定プローブ、４２…温度センサ、４３…測定ケーブル、４４…測定プローブ、５０…パーソナルコンピュータ、６１，６２，６３…リレー、６４…ＮＰＮ型トランジスタ、６５…電気二重層コンデンサ、６６…電圧計、６７…充電器、６８…ダイオード
【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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