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CN112703628A - 电源系统、诊断装置以及不停电电源装置 - Google Patents

电源系统、诊断装置以及不停电电源装置 Download PDF

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CN112703628A
CN112703628A CN201980059556.9A CN201980059556A CN112703628A CN 112703628 A CN112703628 A CN 112703628A CN 201980059556 A CN201980059556 A CN 201980059556A CN 112703628 A CN112703628 A CN 112703628A
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CN
China
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power supply
rechargeable battery
uninterruptible power
charge
capacity
Prior art date
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Application number
CN201980059556.9A
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河原洋平
高桥宏文
米元雅浩
武田贤治
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

本发明的课题在于，一边确保备用电力，一边高精度地对电池的容量劣化进行诊断。该解决方案是具备具有充电电池(204)的不停电电源装置(102)和对不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断的诊断装置(104)的电源系统，不停电电源装置在能够将充电电池充电到第一充电状态的通常模式和能够将充电电池充电到比第一充电状态高的第二充电状态的诊断模式下进行动作，诊断装置将不停电电源装置从通常模式切换为诊断模式，使用第一充电状态和第二充电状态之间的容量区域来对不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断。

Description

电源系统、诊断装置以及不停电电源装置
技术领域
本发明涉及电源系统、诊断装置以及不停电电源装置。
背景技术
不停电电源装置是能够通过在停电时等故障时，通过使用蓄积在充电电池中的电力，向服务器、其他负载装置供给稳定的电力的电源装置。充电电池采用铅蓄电池等的不停电电源装置是主流，但近年来，充电电池采用小型且轻量的锂离子电池的不停电电源装置也开始普及。
为了在故障时使不停电电源装置可靠地进行动作，除了充电电池的定期检查以外，还设置有诊断充电电池的状态的诊断装置。在充电电池劣化时内部电阻上升，产生满充电容量减少这样的性能降低。因此，为了判定是否能够向负载装置供给期望电力，需要掌握伴随充电电池的劣化的性能变化。
以往，作为充电电池的诊断装置，提出了根据充电电池的内部电阻值诊断劣化的程度的装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的诊断装置以额定电流对充电电池进行脉冲放电而计算充电电池的内部电阻值，根据该内部电阻值来诊断充电电池劣化的程度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-121710号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，不停电电源装置由于瞬停情况、停电情况因设置环境而不同，因此根据设置环境而在容量劣化中产生很多个体差。专利文献1所记载的诊断装置通过充电电池的内部电阻值来预测劣化，因此，无法高精度地诊断到与该个体差相应的实际的容量劣化。因此，在电源故障时，有可能无法可靠地确保负载装置所需的备用电力。
本发明用于解决所述课题，其目的在于，提供能够在确保备用电力的同时高精度地诊断电池的容量劣化的电源系统、诊断装置以及不停电电源装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的电力系统具有：不停电电源装置，其具有充电电池；以及诊断装置，其对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断，其特征在于，所述不停电电源装置在能够将充电电池充电到第一充电状态的通常模式和能够将充电电池充电到比所述第一充电状态高的第二充电状态的诊断模式下进行动作，所述诊断装置将所述不停电电源装置从所述通常模式切换为所述诊断模式，使用所述第一充电状态和所述第二充电状态之间的容量区域来对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断。
发明效果
根据本发明，通过利用第一充电状态与第二充电状态之间的容量区域，能够一边确保备用电力，一边对不停电电源装置的充电电池进行实际放电，从而能够高精度地诊断充电电池的容量劣化。与本发明相关联的其他特征，从本说明书的记载、附图中可以明确。此外，对于上述内容以外的课题、结构及效果，能够根据以下的实施方式的说明而明确。
附图说明
图1是第一实施方式的电源系统的结构图。
图2是第一实施方式的不停电电源装置的结构图。
图3是第一实施方式的充电电池的构成图。
图4是第一实施方式的诊断装置的控制框图。
图5是第一实施方式的通常模式的不停电电源装置的充电状态的一例。
图6是第一实施方式的诊断模式的不停电电源装置的充电状态的一例。
图7是第一实施方式的容量劣化的诊断处理的时序图。
图8是第一实施方式的容量劣化的其他诊断处理的时序图。
图9是第二实施方式的诊断模式的不停电电源装置的充电状态的一例。
图10是第三实施方式的电源系统的结构图。
图11是第四实施方式的电源系统的结构图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图对第一实施方式的电源系统进行说明。图1是第一实施方式的电源系统的结构图。电源系统夹设在商用电源等电力系统101与被供给来自电力系统101的电力的负载装置103之间。在电源系统中设置具有充电电池204(参照图2)的多个不停电电源装置102、和诊断各不停电电源装置102的充电电池204的容量性能的诊断装置104。在该电源系统中，在平时将来自电力系统101的电力供给到负载装置103，在停电时使用多个不停电电源装置102的充电电池204的蓄电量向负载装置103供电。
在多个不停电电源装置102中，利用来自电力系统101的电力对充电电池204进行充电直到规定的充电状态(SOC：State of Charge)为止。诊断装置104具有不停电电源装置102的充电电池204的容量诊断功能、不停电电源装置102的充电电池204的充放电控制功能。以下，对诊断装置104设置在不停电电源装置102的外部的例子进行叙述，但也能够设置在不停电电源装置102的内部。该情况下，可以在一个不停电电源装置102中内置诊断装置104的各功能，或者在所有不停电电源装置102中内置诊断装置104的各功能，在运用系统时，使一个不停电电源装置102作为诊断装置进行动作。
图2是不停电电源装置102的结构图。不停电电源装置102通过电力输入端子201与电力系统101(参照图1)连接，经由开闭开关202来自电力系统101的交流电力输入到整流器203。通过整流器203将交流电力转换为直流电力而对充电电池204进行充电。根据需要从充电电池204放出直流电力，通过变换器205而从直流电力变换为交流电力。不停电电源装置102通过电力输出端子207与负载装置103连接，经由路径切换开关206来自变换器205的交流电力输出到负载装置103(参照图1)。
开闭开关202根据需要断开与电力系统101的连接，路径切换开关206在电力系统101与变换器205之间切换交流电力的供给源。此外，在不停电电源装置102中作为信号端子，而设置用于接收来自诊断装置104的信号的信号输入端子208和用于将信号发送给诊断装置104的信号输出端子209。另外，图2的不停电电源装置102是表示一例的装置，也可以由始终变换器供电方式、线交互方式、始终商用供电方式中的任一种供电方式构成。
图3是充电电池204的结构图。充电电池204将多个单电池串联连接而进行高电压化，根据需要将多个单电池并联连接，通过电池连接端子306将高容量化的单电池组301与外部电连接(关于并联连接，未图示)。出入单电池组301的电流由电流传感器303进行测量，通过温度传感器304从多个单电池中测量代表性的温度。所谓代表性的温度是在多个单电池中的、温度最高的位置、温度最低的位置、获得平均温度的位置等测量到的温度值。出入单电池组301的电力能够通过将由电池管理部302测量到的单电池各自的电压的合计值与由电流传感器303测量到的电流值相乘来进行测量。
此外，在充电电池204中设置管理单电池组301的各单电池的电池管理部302和检测单电池组301的状态的状态检测部305。电池管理部302除了测量单电池组301的单电池各自的电压的功能之外，还具有在单电池之间产生电压偏差的情况下使电压偏差均等化的功能。状态检测部305使用电池管理部302、电流传感器303、温度传感器304测量出的测量值来检测单电池组301的SOC、有无异常、容量值(容量性能)等状态。状态检测部305通过从电池信号输入端子307输入的指令来检测状态，将检测结果从电池信号输出端子308输出到外部。
作为这样的充电电池204，锂离子电池开始普及，在本实施方式的不停电电源装置102中作为充电电池204也采用锂离子电池。作为锂离子电池的劣化要因，存在因在高的充电状态下进行保存而劣化加剧的保存劣化、和根据使用频率而劣化加剧的循环劣化。如果不发生停电等故障就不使用不停电电源装置102(参照图2)，因此，在用作不停电电源装置102的充电电池204的锂离子电池中保存劣化成为主要的劣化要因。在未使用不停电电源装置102而充电电池204持续维持满充电状态时，内部电阻上升，满充电容量减少。
在不停电电源装置102的充电电池204产生容量劣化时，有可能在故障时无法向负载装置103供给所需的电力。需要定期对不停电电源装置102的充电电池204的容量劣化进行诊断，但为了高精度地对充电电池204的容量劣化进行诊断，必须将充电电池204实际放电。通过充电电池204的放电，从电源系统能够供给到负载装置103的电力的总量减少，因此，为了通过进行充电电池204的放电来对容量劣化进行诊断，需要额外确保备用电力。
因此，在本实施方式的不停电电源装置102中，着眼于因充电电池204的满充电使得容量劣化加剧这一点，平时将充电电池204维持在比满充电状态低的充电状态。抑制充电电池204的保存劣化，并且在充电电池204的充电状态下保留余力，将该充电状态的余力用作备用电力。由此，能够维持作为多个不停电电源装置102的整体的充电电池204的蓄电量的总量，并且将充电电池204实际放电而对容量劣化进行诊断。
以下，对第一实施方式的容量诊断进行详细说明。不停电电源装置102以准备停电而蓄电的通常模式和用于对充电电池204的容量劣化进行诊断的诊断模式这2种动作模式进行动作。通常模式是能够将充电电池204充电至第一SOC(第一充电状态)的动作模式。在通常模式下，不停电电源装置102以将充电电平维持在第一SOC的方式进行动作。诊断模式是能够将充电电池204充电至比通常模式的第一SOC高的第二SOC(第二充电状态)的动作模式。在诊断模式下，通过进行充电电池204的放电来对容量劣化进行诊断。另外，所谓SOC表示相对于充电电池204的满充电的蓄电量。在不停电电源装置102中设置对动作模式的设定、与诊断装置104的通信控制等各种处理进行统一控制的控制部(未图示)。
图4是诊断装置104的控制框图。在诊断装置104中设置对装置各部进行统一控制的控制部401。在控制部401中设置：对象决定部402，其从多个不停电电源装置102(参照图1)中决定诊断对象；以及模式切换部403，其对不停电电源装置102的动作模式进行切换。此外，在诊断装置104中设置：充放电控制部404，其对不停电电源装置102的充电电池204(参照图2)的充放电进行控制；以及容量劣化诊断部405，其对充电电池204的容量劣化进行诊断。对象决定部402将从上次的诊断时刻起经过了规定时间的不停电电源装置102决定为诊断对象。在存在多个经过了规定时间的不停电电源装置102的情况下，将从上次的诊断时刻起经过了最长时间的不停电电源装置102决定为诊断对象。
模式切换部403将向通常模式或诊断模式的转移指令输出到多个不停电电源装置102，对不停电电源装置102的动作模式进行切换。在容量劣化的诊断开始时，通过向诊断模式的转移指令，不停电电源装置102从通常模式切换为诊断模式，能够将充电电池204充电至充电电平高的第二SOC。在容量劣化的诊断完成时，通过向通常模式的转移指令，不停电电源装置102从诊断模式切换为通常模式，充电电池204的充电电平抑制为第一SOC，从而抑制保存劣化。
充放电控制部404将充电指令或放电指令输出到多个不停电电源装置102。在不停电电源装置102以通常模式进行动作的情况下，充放电控制部404通过充电指令或放电指令来控制充放电，以使各不停电电源装置102将充电电池204维持为第一SOC。在不停电电源装置102以诊断模式进行动作的情况下，充放电控制部404通过充电指令或放电指令进行控制，以便一边维持多个不停电电源装置102的电力的总量，一边使诊断对象的不停电电源装置102对充电电池204进行放电。另外，关于充电指令以及放电指令的定时将在后面进行叙述。
容量劣化诊断部405从状态检测部305(参照图3)中取得充电电池204的放电时的电流量或电力量作为容量值，在该电流量或电力量低于规定阈值的情况下诊断为容量不足。在状态检测部305中，对通过进行充电电池204的放电使得电压到达下限电压为止的电流或电压进行测量，对将电流测量值或电流测量值与电压测量值相乘而得到的电力值进行积分，由此，计算电流量或电力量。此外，容量劣化诊断部405也可以从状态检测部305中取得充电电池204的放电时间作为容量值，在该放电时间低于规定时间的情况下诊断为容量不足。在状态检测部305中，对通过进行充电电池204的放电使得电压到达下限电压为止的放电时间进行测量。
另外，不停电电源装置102的控制部以及诊断装置104的控制部401可以使用处理器通过软件来实现，也可以通过形成于集成电路等的逻辑电路(硬件)来实现。在使用处理器的情况下，处理器通过读出、执行存储在存储器中的程序来实施各种处理。作为处理器，例如使用CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(GraphicsProcessing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等。此外，存储器根据用途由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、NVRAM(Non Volatile RAM)等一个或多个记录介质构成。
使用图5及图6，对充电电池204的容量劣化的诊断方法进行说明。图5是通常模式的不停电电源装置102A-102E的充电状态的一例。在正常模式下，所有不停电电源装置102A-102E的充电电池204充电至第一SOC。根据停电时想要使负载装置103继续运转的备用时间、停电时起动发电装置(未图示)为止的所需时间等来决定第一SOC。在本实施方式中，假设将第一SOC设为80％，在各不停电电源装置102A-102E的充电电池204中保留能够充电20％的余力。
图6是诊断模式的不停电电源装置102A-102E的充电状态的一例。在诊断模式下，诊断对象外的不停电电源装置102B-102E的充电电池204充电至比通常模式的第一SOC高的第二SOC。在本实施方式中，假设将第二SOC设为100％，诊断对象外的不停电电源装置102B-102E的充电电池204每次充电20％。在不停电电源装置102B-102E的充电电池204充电至第二SOC后，即使将诊断对象的不停电电源装置102A放电至SOC0％，合计的蓄电量也能够维持与通常模式同等电平。因此，能够将不停电电源装置102A的充电电池204强制性地放电至SOC0％，而对充电电池204的容量劣化进行诊断。
关于放电对象外的不停电电源装置102B-102E的充电电池204充电至第二SOC。因此，即使为了进行容量劣化的诊断而对诊断对象的不停电电源装置102A的充电电池204进行强制放电，作为多个不停电电源装置102A-102E整体的蓄电量的总量也能够维持通常模式的蓄电量。万一在不停电电源装置102A正在对充电电池204进行放电的过程中，即使发生停电，也能够向负载装置103供给期望的电力。另外，不停电电源装置102A的强制放电例如通过停止整流器203(参照图2)的动作、或者将开闭开关202(参照图2)打开等切断来自电力系统101的电力供给来实现。
如上所述，根据充电电池204的充电状态从第一SOC到达SOC0％，即电压到达下限电压为止对充电电池204进行放电时的电流量或电力量来实施充电电池204的容量劣化的诊断。此外，也可以根据充电电池204的充电状态从第一SOC到达SOC0％，即电压到达下限电压为止对充电电池204进行放电时的放电时间来实施充电电池204的容量劣化的诊断。
这样，诊断装置104使诊断对象外的不停电电源装置102B-102E将充电电池204充电至第二SOC，使诊断对象的不停电电源装置102A对充电电池204进行放电。由此，能够通过所有不停电电源装置102A-102B的充电电池204维持电源系统整体的蓄电量不变，使诊断对象的不停电电源装置102A对充电电池204进行放电而高精度地对容量劣化进行诊断。
此外，诊断装置104通过在多个不停电电源装置102A-102E中变更诊断对象，依次对所有不停电电源装置102A-102E的充电电池的容量劣化进行诊断。即，依次变更强制放电的不停电电源装置102，在其他不停电电源装置102的充电电池204的强制放电前充电至第二SOC，由此能够确保可靠性不变地对所有不停电电源装置102A-102E的充电电池204的容量劣化进行诊断。
参照图7对容量劣化的诊断处理进行说明。图7是容量劣化的诊断处理的时序图。另外，以一定间隔执行容量劣化的诊断处理。首先，诊断装置104定期从各不停电电源装置102中取得自上次的诊断处理起的经过时间(步骤S01)。接着，诊断装置104(对象决定部402)根据从各不停电电源装置102取得的经过时间来决定诊断对象的不停电电源装置102(步骤S02)。将从不停电电源装置102取得的经过时间与规定时间进行比较，将经过时间比规定时间长的不停电电源装置102决定为诊断对象。在从多个不停电电源装置102取得的经过时间比规定时间长的情况下，将经过时间最长的不停电电源装置102决定为诊断对象。
接着，诊断装置104(模式切换部403)向所有不停电电源装置102发出从通常模式向诊断模式的转移指令(步骤S03)。各不停电电源装置102接收转移指令，将动作模式从通常模式切换为诊断模式(步骤S04)。接着，诊断装置104(充放电控制部404)向诊断对象外的不停电电源装置102发出以第二SOC为指令值的充电指令(步骤S05)。诊断对象外的不停电电源装置102接收充电指令并将充电电池204充电至第二SOC(步骤S06)，在充电电池204的充电完成后向诊断装置104发出充电完成通知(步骤S07)。由此，即使对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行强制放电，也能够在诊断对象外的不停电电源装置102的充电电池204中确保能够供负载装置103备用的蓄电量。
诊断装置104(充放电控制部404)接收充电完成通知，向诊断对象的不停电电源装置102发出使充电电池204强制放电的放电指令(步骤S08)。诊断对象的不停电电源装置102接收放电指令而开始充电电池204的强制放电(步骤S09)。通过整流器203(参照图2)的动作停止、开闭开关202的断开等，处于不供给来自电力系统101的电力的状态，由此，对充电电池204进行强制放电。另外，只要能够对充电电池204进行强制放电，也能够采用其他放电方法。
诊断对象的不停电电源装置102在开始充电电池204的强制放电时，在强制放电中计算充电电池204的容量值(步骤S10)。直到充电电池204的电压到达下限电压而放电停止为止，通过状态检测部305来测量电流或电力，计算对电流或电力进行积分而得的电流量或电力量作为充电电池204的容量值。另外，也可以通过状态检测部305计算从强制放电的开始到充电电池204的电压到达下限电压为止的放电时间作为容量值。诊断对象的不停电电源装置102在充电电池204的强制放电完成时，向诊断装置104发出放电完成通知和充电电池204的容量值(步骤S11)。
诊断装置104(容量劣化诊断部405)接收放电完成通知以及充电电池204的容量值，根据容量值来诊断充电电池204的容量不足(步骤S12)。在作为容量值测量了电流量或电力量的情况下，在电流量或电力量低于规定阈值的情况下诊断为容量不足。在作为容量值测量了放电时间的情况下，将放电时间和规定时间进行比较，在放电时间低于规定时间的情况下诊断为容量不足。另外，在这些规定阈值以及规定时间中，根据每次向负载装置103供给期望的电力时充电电池204的容量性能是否充分，使用从过去数据等中通过实验、经验或者理论求出的值。
这里，设为由诊断装置104来诊断充电电池204的容量不足的结构，但并不限定于该结构。也可以由诊断对象的不停电电源装置102的状态检测部305来诊断容量不足，通过警告消息等从不停电电源装置102向诊断装置104发出容量不足。此外，设为由不停电电源装置102的状态检测部305来计算电流量、电力量、放电时间等的结构，但并不限定于该结构。状态检测部305也可以将充电电池204的电流或电力的测量值通知给诊断装置104，诊断装置104计算对电流或电力的测量值进行积分所得的电流量或电力量作为容量值。并且，诊断装置104也可以发出放电指令，由诊断装置104测量充电电池204的电压到达下限电压为止的时间，由此，将放电时间计算为容量值。
接着，诊断装置104(模式切换部403)在容量劣化的诊断后，向所有不停电电源装置102发出从诊断模式向通常模式的转移指令(步骤S13)。各不停电电源装置102接收转移指令，将动作模式从诊断模式切换为通常模式(步骤S14)。接着，诊断装置104(充放电控制部404)向诊断对象的不停电电源装置102发出以第一SOC为指令值的充电指令(步骤S15)。诊断对象的不停电电源装置102接收充电指令，将充电电池204充电至第一SOC(步骤S16)，在充电电池204的充电完成后向诊断装置104发出充电完成通知(步骤S17)。
接着，诊断装置104(充放电控制部404)向诊断对象外的不停电电源装置102发出以第一SOC为指令值的放电指令(步骤S18)。诊断对象外的不停电电源装置102接收放电指令，将充电电池204放电至第一SOC(步骤S19)，在充电电池204的放电完成后向诊断装置104发出放电完成通知(步骤S20)。然后，诊断装置104在从所有不停电电源装置102接收到完成通知时，判断为所有不停电电源装置102的充电电池204恢复到第一SOC，从而完成诊断处理(步骤S21)。
另外，在上述诊断处理中，在使诊断对象外的不停电电源装置102将充电电池204充电至第二SOC而确保了蓄电量后，使诊断对象的不停电电源装置102对充电电池204进行强制放电来对容量劣化进行诊断，但并不限定于该结构。也可以与使诊断对象外的不停电电源装置102对充电电池204进行充电并行地使诊断对象的不停电电源装置102对充电电池204进行放电。该情况下，一边将多个不停电电源装置102的充电电池204的蓄电量的总量维持为规定以上，一边使诊断对象的不停电电源装置102对充电电池204进行放电而对充电电池204的容量劣化进行诊断。
图8是容量劣化的其他诊断处理的时序图。另外，步骤S31～步骤S34的处理与图7的步骤S01至S04的处理相同，因此，省略说明。诊断装置104(充放电控制部404)向诊断对象外的不停电电源装置102发出充电指令，并且向诊断对象的不停电电源装置102发出放电指令(步骤S35)。此时，向诊断对象外的不停电电源装置102发送以第二SOC为指令值的充电指令，向诊断对象的不停电电源装置102发出以诊断对象外的不停电电源装置102的充电电流的总量以下的放电电流为指令值的放电指令。另外，也可以向诊断对象的不停电电源装置102发出以诊断对象外的不停电电源装置102的充电电力的总量以下的放电电力为指令值的放电指令。
诊断对象外的不停电电源装置102接收充电指令，将充电电池204充电至第二SOC，诊断对象的不停电电源装置102接收放电指令，对充电电池204进行强制放电(步骤S36)。由此，能够将所有不停电电源装置102的蓄电量的总量维持在通常模式的蓄电量的总量以上保持不变，对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行强制放电。诊断对象的不停电电源装置102在开始充电电池204的强制放电时，在强制放电中计算充电电池204的容量值(步骤S37)。
诊断对象外的不停电电源装置102在充电完成后向诊断装置104发出充电完成通知，诊断对象的不停电电源装置102在放电完成后向诊断装置104发出放电完成通知以及容量值(步骤S38)。不等待诊断对象外的不停电电源装置102的充电电池204向第二SOC的充电完成，就能够对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行强制放电而诊断容量劣化，因此，能够缩短诊断时间。另外，步骤S39～步骤S48的处理与图7的步骤S12～S21的处理相同，因此，省略说明。
如上所述，第一实施方式的诊断装置104使多个不停电电源装置102中的诊断对象外的不停电电源装置102将充电电池204从第一SOC充电至第二SOC，使诊断对象的不停电电源装置102对充电电池204进行放电。由此，能够一边通过诊断对象外的不停电电源装置102的充电电池204来确保备用电力，一边对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行放电。因此，能够高精度地对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204的容量劣化进行诊断。
[第二实施方式]
接着，对第二实施方式的电源系统进行说明。第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，通过在第一SOC与第二SOC之间对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行充放电，从而对充电电池204的容量劣化进行诊断。因此，对与第一实施方式相同的结构极力省略说明。
图9是第二实施方式的诊断模式的不停电电源装置102A-102E的充电状态的一例。在诊断模式下，在不停电电源装置102A-102E的充电电池204充电至比通常模式的第一SOC高的第二SOC之后，不停电电源装置102A-102E的充电电池204从第二SOC放电至第一SOC。在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，将第一SOC设为80％，将第二SOC设为100％，所有不停电电源装置102A-102E的充电电池204的SOC每次变化20％。测量放电时的电流量或电力量，从电流量或电力量和SOC的变化量中测量充电电池204的容量值。在本实施方式中，由于SOC变化量是20％，因此如果将放电时的电流量设为4倍，则能够测量作为通常模式的蓄电量的SOC80％的容量值(电流量)。或者，由于SOC变化量是20％，因此如果将放电时的电力量设为4倍，并且乘以校正系数，则能够测量作为通常模式的蓄电量的SOC80％的容量值(电力量)，所述校正系数用于对从第二SOC到第一SOC之间的电压值与从第一SOC到下限SOC之间的电压值的差异进行校正。
另外，也可以代替使用从第二SOC发电至第一SOC时的电流量或电力量的测量值，而使用从第一SOC充电至第二SOC时的电流量或电力量的测量值来测量充电电池204的容量值。此外，也可以通过从第二SOC放电至第一SOC时的放电时间、或从第一SOC充电至第二SOC为止的充电时间来测量充电电池204的容量值。这样，通过测量各不停电电源装置102A-102E的充电电池204的容量值，能够对不停电电源装置102A-102E的充电电池204的容量劣化进行诊断。另外，既可以同时对不停电电源装置102A-102E进行诊断，也可以单独对不停电电源装置102A-102E进行诊断。
如上所述，在第二实施方式中，通过在第一SOC与第二SOC之间对充电电池204进行充电或放电，能够将各不停电电源装置102的蓄电量维持在第一SOC以上。因此，能够一边确保备用电力，一边对诊断对象的不停电电源装置102进行实际放电，从而能够高精度地对充电电池204的容量劣化进行诊断。
[第三实施方式]
接着，对第三实施方式的电源系统进行说明。第三实施方式与第一实施方式的不同点在于，发电设备与电源系统连接。因此，对与第一实施方式相同的结构极力省略说明。另外，这里，作为发电设备而例示太阳光面板进行说明，但发电设备只要是具有风力发电机、水流发电机等发电机的设备即可。
图10是第三实施方式的电源系统的结构图。电源系统经由太阳光发电PCS502与太阳光面板501连接，并且作为电力系统与商用电源504连接。太阳光面板501的发电电力经由太阳光发电PCS502供给到不停电电源装置102的充电电池204(参照图2)或负载装置103。此外，在发电系统中设置对系统内的电力进行管理的电力管理装置503。在电力管理装置503中，对商用电源504的按时间段的费用、太阳光面板501的发电状况、负载装置103的消耗电力进行管理。
在该电源系统中，平时以来自太阳光面板501或商用电源504的电力对不停电电源装置102的充电电池204进行充电，在停电时，以不停电电源装置102的充电电池204的蓄电量向负载装置103供电。在对不停电电源装置102的充电电池204的容量进行诊断时，由电力管理装置503对从诊断装置104向不停电电源装置102的充电指令以及放电指令的发出定时进行控制。
电力管理装置503在商用电源504的电费便宜的时间段从诊断装置104向不停电电源装置102发出充电指令。此外，电力管理装置503将太阳光面板501的发电电力与负载装置103的消耗电力进行比较，在发电电力剩余时从诊断装置104向不停电电源装置102发出充电指令。在电费便宜的时间段或发电电力剩余时，使不停电电源装置102对充电电池204进行充电，从而能够降低电费。
电力管理装置503在商用电源504的电费昂贵的时间段从诊断装置104向不停电电源装置102发出放电指令。此外，电力管理装置503将太阳光面板501的发电电力与负载装置103的消耗电力进行比较，在发电电力不足时从诊断装置104向不停电电源装置102发出放电指令。将电费昂贵的时间段或发电电力不足时用于容量劣化的诊断，通过不停电电源装置102的放电对负载装置103进行电力供给。因此，能够抑制来自商用电源的购电而降低电费。
如上所述，在第三实施方式中，在电费便宜的时间段，利用来自商用电源504的电力对充电电池204进行充电。同样地，在太阳光面板501的发电电力剩余时，也通过发电电力的剩余量对充电电池204进行充电。另一方面，在电费昂贵的时间段，为了抑制来自商用电源504的购电，一边通过充电电池204的放电对负载装置103进行电力供给，一边对容量劣化进行诊断。同样地，在太阳光面板501的发电电力不足时，为了抑制商用电力的购电，也对充电电池204进行放电。由此，能够一边抑制电费的上升一边对不停电电源装置102的充电电池204的容量劣化进行诊断。
[第四实施方式]
接着，对第四实施方式的电源系统进行说明。第四实施方式与第一实施方式的不同点在于，其他电源系统能够与电源系统连接。因此，对与第一实施方式相同的结构极力省略说明。另外，这里，作为其他电源系统，例示电动汽车进行说明，但其他电源系统只要是能够向本实施方式的电源系统进行电力供给的结构即可。
图11是第四实施方式的电源系统的结构图。电源系统经由作为连接器的充电器602与电动汽车601连接，并且作为电力系统与商用电源504连接。在电动汽车601中设置充电电池(未图示)。充电器602除了对电动汽车601的充电电池进行充电以外，还能够根据需要将电动汽车601的充电电池的电力提取到电源系统中。当电动汽车601与充电器602连接时，从充电器602向电力管理装置503通知电动汽车601的充电电池的蓄电量，通过电力管理装置503供给电动汽车601的充电电池的蓄电量来控制容量诊断的定时。
电力管理装置503将电动汽车601的充电电池的蓄电量与诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204的蓄电量进行比较，在电动汽车601的充电电池的蓄电量大的情况下，从诊断装置104向不停电电源装置102发出放电指令。即使在诊断对象的不停电电源装置102正在对充电电池204进行放电的过程中发生停电，电动汽车601的充电电池的蓄电量也能够代替放电中的不停电电源装置102的蓄电量，因此，能够向负载装置103供给期望的电力。这样，利用电动汽车601的充电电池的蓄电量，能够对诊断对象的不停电电源装置102的充电电池204进行放电来对容量劣化进行诊断。
如上所述，在第四实施方式中，能够将其他电源系统的充电电池的蓄电量用作备用电力。因此，能够一边确保备用电力，一边对不停电电源装置的充电电池进行实际放电，从而能够高精度地对充电电池的容量劣化进行诊断。
另外，在上述的各实施方式中，作为充电电池204例示锂离子电池进行了说明，但充电电池也可以是铅蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢电池、钠离子电池。
此外，上述的第一、第二实施方式的容量劣化的诊断处理表示一例，容量劣化的诊断处理只要是使用第一充电状态及第二充电状态之间的容量区域来对不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断的方法即可。
此外，在上述的第一、第二实施方式中，作为第一、第二充电状态例示了第一、第二SOC，但第一、第二充电状态也可以是第一、第二蓄电量。即，充电状态可以不是蓄电量相对于满充电的比率，而是使用蓄电量。
此外，在上述的第三、第四实施方式中，也可以在诊断装置104中设置电力管理装置503的功能，也可以在不停电电源装置102中设置诊断装置104以及电力管理装置503的功能。
此外，在上述的第四实施方式中，作为连接器而例示了充电器602，但连接器只要是能够在电源系统和其他电源系统中传递电力地连接的连接器即可。
如上所述，本实施方式所记载的电源系统具有：不停电电源装置(102)，其具有充电电池(204)；以及诊断装置(104)，其对不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断，不停电电源装置(102)在能够将充电电池(204)充电至第一充电状态(第一SOC)的通常模式、和能够将充电电池(204)充电至比第一充电状态(第一SOC)高的第二充电状态(第二SOC)的诊断模式下进行动作，诊断装置(104)将不停电电源装置(102)从通常模式切换为诊断模式，使用第一充电状态(第一SOC)和第二充电状态(第二SOC)之间的容量区域来对不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，通过使不停电电源装置(102)在诊断模式下进行动作，能够将第一充电状态(第一SOC)与第二充电状态(第二SOC)之间的容量区域用作对不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断的容量。因此，能够一边确保备用电力，一边对不停电电源装置(102)的充电电池(204)进行实际放电，从而能够高精度地对充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
在本实施方式所记载的电源系统中，诊断装置(104)在容量劣化的诊断时，使不停电电源装置(102)对充电电池(204)进行放电，在充电电池(204)的电压到达下限电压为止的放电时间低于规定时间的情况下，诊断为该充电电池(204)的容量不足。
根据该结构，能够从充电电池(204)的放电时间中诊断容量不足。
在本实施方式所记载的电源系统中，诊断装置(104)在容量劣化的诊断时，使不停电电源装置(102)对充电电池(204)进行放电，在充电电池(204)的电流量或电力量低于规定阈值的情况下，诊断为该充电电池(204)的容量不足。
根据该结构，能够从充电电池(204)的电流量或电力量中诊断容量不足。
在本实施方式所记载的电源系统中，不停电电源装置(102)是多个不停电电源装置(102)，诊断装置(104)将多个不停电电源装置(102)从通常模式切换为诊断模式，使多个不停电电源装置(102)中的诊断对象外的不停电电源装置(102)将充电电池(204)充电至第二充电状态，使诊断对象的不停电电源装置(102)将充电电池(204)放电并对该充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，能够一边利用诊断对象外的不停电电源装置(102)的充电电池(204)确保备用电力，一边对诊断对象的不停电电源装置(102)的充电电池进行放电。因此，能够高精度地对诊断对象的不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
在本实施方式所记载的电源系统中，诊断装置(104)一边将多个不停电电源装置(102)的充电电池(204)的蓄电量的总量维持为规定以上，一边使诊断对象的不停电电源装置(102)对充电电池(204)进行放电来对该充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，能够与诊断对象外的不停电电源装置(102)的充电并行地使诊断对象的不停电电源装置102的充电电池(204)放电。因此，能够缩短诊断对象的不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化的诊断时间。
在本实施方式所记载的电源系统中，诊断装置(104)通过在多个不停电电源装置(102)中变更诊断对象，依次对所有不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，能够高精度地对多个不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
在本实施方式所记载的电源系统中，诊断装置(104)通过不停电电源装置(102)的充电电池(204)的从第一充电状态(第一SOC)到第二充电状态(第二SOC)为止的充电时的容量值的测量、或者从第二充电状态(第二SOC)到第一充电状态(第一SOC)为止的放电时的容量值的测量来对该充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，通过在第一充电状态(第一SOC)与第二充电状态(第二SOC)之间对充电电池(204)进行充电或放电，由此能够将不停电电源装置(102)的蓄电量维持为第一充电状态(第一SOC)以上。因此，能够一边确保备用电力，一边对诊断对象的不停电电源装置(102)的充电电池(204)进行实际放电，从而高精度地对充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
在本实施方式所记载的电源系统中，不停电电源装置(102)利用来自发电设备(太阳光面板501)或商用电源(504)的电力对充电电池(204)进行充电，在停电时从充电电池(204)向负载装置(103)供电，诊断装置(104)在发电设备(太阳光面板501)的发电电力剩余时或商用电源(504)的电费便宜的时间段，使不停电电源装置(102)对充电电池(204)进行充电。
根据该结构，能够在发电电力剩余时或便宜的时间段对不停电电源装置(102)的充电电池(204)进行充电而降低电费。
在本实施方式所记载的电源系统中，不停电电源装置(102)利用来自发电设备(太阳光面板501)或商用电源(504)的电力对充电电池(204)进行充电，在停电时从充电电池(204)向负载装置(103)供电，诊断装置(104)在发电设备(太阳光面板501)的发电电力不足时或商用电源(504)的电费昂贵的时间段，使不停电电源装置(102)将充电电池(204)放电来对容量劣化进行诊断。
根据该结构，通过将发电电力不足时或电费昂贵的时间段用于容量劣化的诊断，从而能够抑制来自商用电源(504)的购电而降低电费。
在本实施方式所记载的电源系统中，充电电池(204)是锂离子电池。
根据该结构，锂离子电池在蓄电量高时劣化加速，但由于不停电电源装置(102)在通常模式下以比第二充电状态(第二SOC)低的第一充电状态(第一SOC)进行动作，因此能够抑制锂离子电池的劣化。
本实施方式所记载的其他电源系统具有：不停电电源装置(102)，其具有充电电池(204)；诊断装置(104)，其对不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断；以及连接器(充电器602)，其能够与具有充电电池的其他电源系统(电动汽车601)连接，在其他电源系统(电动汽车601)连接了连接器(充电器602)时，在其他电源系统(电动汽车601)的充电电池的蓄电量为不停电电源装置(102)的充电电池(204)的蓄电量以上的情况下，诊断装置(104)使不停电电源装置(102)将充电电池(204)放电而对该充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
根据该结构，能够将其他电源系统(电动汽车601)的充电电池的蓄电量用作备用电力。因此，能够一边确保备用电力，一边对不停电电源装置(102)的充电电池(204)进行实际放电，从而能够高精度地对充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
本实施方式所记载的诊断装置(104)是对具有充电电池(204)的不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断的诊断装置(104)，将不停电电源装置(102)从能够将充电电池(204)充电到第一充电状态(第一SOC)为止的通常模式切换到能够将充电电池(204)充电到比第一充电状态(第一SOC)高的第二充电状态(第二SOC)为止的诊断模式，使用第一充电状态(第一SOC)和第二充电状态(第二SOC)之间的容量区域来对不停电电源装置(102)的充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
本实施方式所记载的不停电电源装置(102)是具有充电电池(204)的不停电电源装置(102)，在能够将充电电池(204)充电到第一充电状态(第一SOC)为止的通常模式和能够将充电电池(204)充电到比第一充电状态(第一SOC)高的第二充电状态(第二SOC)为止的诊断模式下进行动作，在诊断模式下，能够使用第一充电状态(第一SOC)和第二充电状态(第二SOC)之间的容量区域对充电电池(204)的容量劣化进行诊断。
以上对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明不限定于所述实施方式，在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。例如，所述实施方式是为了以易于理解的方式对本发明进行说明而做的详细说明，未必限定于具有所说明的所有结构。此外，可以将某实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，另外，也可以在某实施方式的结构中增加其他实施方式的结构。并且，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
附图标记说明
102不停电电源装置
104诊断装置
204充电电池
501太阳光面板(发电设备)
504商用电源
601电动汽车(其他电源系统)
602充电器(连接器)

Claims (13)

1.一种电源系统，具有：不停电电源装置，其具有充电电池；以及诊断装置，其对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断，其特征在于，
所述不停电电源装置在能够将充电电池充电到第一充电状态为止的通常模式和能够将充电电池充电到比所述第一充电状态高的第二充电状态为止的诊断模式下进行动作，
所述诊断装置将所述不停电电源装置从所述通常模式切换为所述诊断模式，使用所述第一充电状态和所述第二充电状态之间的容量区域来对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述诊断装置在容量劣化的诊断时，使所述不停电电源装置将充电电池放电，在所述充电电池的电压到达下限电压为止的放电时间低于规定时间的情况下，诊断为该充电电池的容量不足。
3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述诊断装置在容量劣化的诊断时，使所述不停电电源装置将充电电池放电，在所述充电电池的电流量或电力量低于规定阈值的情况下，诊断为该充电电池的容量不足。
4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述不停电电源装置是多个不停电电源装置，
所述诊断装置将所述多个不停电电源装置从所述通常模式切换为所述诊断模式，使所述多个不停电电源装置中的诊断对象外的不停电电源装置将充电电池充电至所述第二充电状态，使诊断对象的不停电电源装置将充电电池放电来对该充电电池的容量劣化进行诊断。
5.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于，
所述诊断装置一边将所述多个不停电电源装置的充电电池的蓄电量的总量维持在规定以上，一边使诊断对象的不停电电源装置将充电电池放电来对该充电电池的容量劣化进行诊断。
6.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于，
所述诊断装置通过在所述多个不停电电源装置中变更诊断对象，依次对所有不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断。
7.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述诊断装置通过测量所述不停电电源装置的充电电池的从所述第一充电状态到所述第二充电状态为止的充电时的容量值、或者测定从所述第二充电状态到所述第一充电状态为止的放电时的容量值来对该充电电池的容量劣化进行诊断。
8.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述不停电电源装置利用来自发电设备或商用电源的电力对充电电池进行充电，在停电时从所述充电电池向负载装置供电，
在所述发电设备的发电电力剩余时或所述商用电源的电费便宜的时间段，所述诊断装置使所述不停电电源装置对充电电池进行充电。
9.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述不停电电源装置利用来自发电设备或商用电源的电力对充电电池进行充电，在停电时从所述充电电池向负载装置供电，
在所述发电设备的发电电力不足时或所述商用电源的电费昂贵的时间段，所述诊断装置使所述不停电电源装置将充电电池放电来对容量劣化进行诊断。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述充电电池是锂离子电池。
11.一种电源系统，具有：不停电电源装置，其具有充电电池；诊断装置，其对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断；以及连接器，其能够与具有充电电池的其他电源系统连接，其特征在于，
在所述其他电源系统连接了所述连接器时，在所述其他电源系统的充电电池的蓄电量为所述不停电电源装置的充电电池的蓄电量以上的情况下，所述诊断装置使所述不停电电源装置将充电电池放电来对该充电电池的容量劣化进行诊断。
12.一种诊断装置，对具有充电电池的不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断，其特征在于，
将所述不停电电源装置从能够将充电电池充电至第一充电状态为止的通常模式切换至能够将充电电池充电至比所述第一充电状态高的第二充电状态为止的诊断模式，
使用所述第一充电状态和所述第二充电状态之间的容量区域来对所述不停电电源装置的充电电池的容量劣化进行诊断。
13.一种具有充电电池的不停电电源装置，其特征在于，
在能够将充电电池充电到第一充电状态为止的通常模式和能够将充电电池充电到比所述第一充电状态高的第二充电状态为止的诊断模式下进行动作，
在所述诊断模式下，能够使用所述第一充电状态和所述第二充电状态之间的容量区域来对充电电池的容量劣化进行诊断。
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