JP5330355B2 - 無停電電源装置、電源処理方法および電源処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無停電電源装置、電源処理方法および電源処理プログラムに関する。

コンピュータを含む電子機器や、情報処理システム、ハブおよびルータを含む通信機器や、ネットワークシステム等の、信頼性および運用性を向上するために、様々な手段が考慮されている。そのような手段の１つとして効果の著しいものに、無停電電源装置がある。機器およびシステムの稼働には電源供給が必要不可欠であるため、無停電電源装置は、機器およびシステムの信頼性や運用性の向上に大いに寄与している。

無停電電源装置は、バッテリを有しているので、入力される交流電源が停電となった場合にも、バッテリに蓄えられた電力を電子機器に供給することができる。したがって、無停電電源装置は、停電時間が短い場合、停電が復旧するまで電子機器に電力を供給することができる。一方、停電時間が長い場合、無停電電源装置は、バッテリの電力量を考慮した上で、電子機器の動作を再開できる状態で停止する（シャットダウンする）こともできる。

無停電電源装置のバッテリとして、メンテナンスフリー化、小型化、低価格化等の要求が高まっていることから、制御弁式鉛蓄電池が広く使用されている。

制御弁式鉛蓄電池は、正極板に二酸化鉛を、負極板に海綿状の鉛を、電解液に希硫酸を、それぞれ用いた二次電池である。制御弁式鉛蓄電池は、正極、負極の双方から電解液中に硫酸イオンが移動することにより充電され、電解液中の硫酸イオンが正極、負極の双方に移動することにより放電する。

制御弁式鉛蓄電池が充電されるとき、該電池および周辺の温度が上昇し、それにより充電電流が増加する。これは、充電されるときの電解液の分解により正極において酸素発生量が増大することと、密閉反応効率の向上に伴い負極において酸素吸収反応速度が増加することとの相乗効果により起こるものである。この反応熱と充電電流の増加に伴うジュール熱の発生速度が、バッテリの熱拡散速度よりも大きくなると、バッテリ温度が周囲温度以上に上昇する。そして、さらにバッテリ温度が上昇し、充電電流が増加するという悪循環が起こる。

これは、「熱逸走」と呼ばれる現象である。熱逸走が起こると、バッテリの内部温度および内圧が上昇し、バッテリの安全弁機能により開弁し、開弁によりガスが放出され、その結果電解液が減少し、それによる内部抵抗の異常増加に伴って充電電流が減少する。その結果、熱逸走が収束する。熱逸走が発生すると、バッテリの保持時間がなくなることによりバッテリ性能が喪失したり、バッテリから発煙が発生したり、バッテリ電槽が熱変形したりするといった不都合が生じる。

例えば、特許文献１に、熱逸走を防止する手段が記載される。特許文献１は、負極板の水素過電圧を高くすることによりフロート充電中の正極のガス発生量を低減し、さらにその効果の持続性を高めることにより、バッテリが熱逸走するのを防止することを記載する。

また、特許文献２は、部分充放電が常時行われることによる二次電池の劣化を防ぎ、信頼性を持って維持しうる電源装置を開示する。

また、特許文献３は、高温時の充電による二次電池の劣化を抑え、また周囲の環境に対応して充電電流を制御して充電を行う二次電池の充電装置を持つ無停電電源装置を記載する。

また、特許文献４は、複数のバッテリの並列接続でなるバッテリ群を無停電電源装置に組み込んで充放電を繰り返す際に、異常を生じたバッテリを素早く且つ確実に検出することを記載する。

ところで、バッテリは、通常、１個あたり２［Ｖ］のセル（単電池）を複数個直列に接続して構成される。例えば、６個のセルを直列に接続した１２［Ｖ］のバッテリや、１２個のセルを直列に接続した２４［Ｖ］のバッテリ等が使われる。

セルは、正極板、負極板およびセパレータを備える。セルは、製造上において一定の確率で電極格子の機械的欠陥（バリやゆがみ）あるいは異物混入等の製造不良が発生する。このような欠陥を持つセルは、長時間使用される間にセパレータが貫通され、電極間短絡が発生する場合がある。その結果、正常なセルが過電圧状態になる。

これにより、充電電流の増加、ジュール熱の増加、温度上昇による電極部の化学反応速度の増加が生じ、そしてさらなる充電電流の増加、ジュール熱の増加が生じるという悪循環、すなわち熱逸走が発生する。

特開２００２−１１７８５６号公報 特開２００３−０１８７６１号公報 特開２００６−２０３９７８号公報 特開平４−２８１３３９号公報

特許文献１に記載の熱逸走防止手段では、熱逸走に至る危険性を抑制できても、上記原因による熱逸走を防止できないという課題がある。

また、特許文献２には、電池容量が減少する毎に随時に行われる充電モードでは、満充電以前に充電を停止して二次電池の劣化を防止することは記載されるが、無停電電源装置の動作中に起こる熱逸走を防止することは記載されていない。

また、特許文献３には、二次電池がある温度以上であるときに充電による劣化が大きいと判断して、充電を停止することは記載されるが、無停電電源装置の動作中に起こる熱逸走を防止することは記載されていない。

また、特許文献４には、バッテリ中の最大充電電流が所定値を越えたことから、または最大充電電流と最小充電電流との差が所定値を超えたことから、バッテリ異常を検出することは記載されるが、無停電電源装置の動作中に起こる熱逸走を防止することは記載されていない。

本願発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、製造不良に起因するものを含めた二次電池の熱逸走を防止すると共に、熱逸走によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止する無停電電源装置、電源処理方法および電源処理プログラムを提供することを主要な目的とする。

本発明における無停電電源装置は、入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池と、二次電池の温度を測定する測定手段と、測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、測定された温度が前記第１の基準温度以上である場合、測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、温度変化率が熱逸走判定値以上である場合、二次電池への充電電流の供給を停止し、測定された温度が第１の基準温度未満である場合、温度変化率を算出せず、充電電流の供給を停止しない充電停止手段とを備える。

本発明における無停電電源方法は、入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池の温度を測定手段により測定し、測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、測定された温度が第１の基準温度以上である場合、充電停止手段により、測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、温度変化率が熱逸走判定値以上である場合、二次電池への充電電流の供給を停止し、測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない。

なお同目的は、上記の各構成を有する無停電電源装置、並びに電源処理方法を、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、およびそのコンピュータ・プログラムが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。

本願発明によれば、製造不良に起因するものを含めた二次電池の熱逸走を防止すると共に、熱逸走によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができる効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。

第１の実施形態
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る無停電電源装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、無停電電源装置１００は、二次電池１０１、測定部１０２および充電停止部１０３を備える。

二次電池１０１は、入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる。測定部１０２は、二次電池の温度を測定する。充電停止部１０３は、測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、温度変化率が熱逸走判定値以上である場合、二次電池１０１への充電電流の供給を停止する。

二次電池１０１は、以下に示す各実施形態のバッテリに相当し、入力電源は、同じく商用電源等、入力端子、コンバータに相当する。また、測定部１０２は同じくサーミスタ、バッテリ温度検出器、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータに相当し、充電停止部１０３は、同じくスイッチ、プロセッサ、スイッチ開閉駆動部に相当する。

以上のように、第１の実施形態によれば、無停電電源装置１００は、上記構成を有するので、製造不良に起因するものを含めた二次電池の熱逸走を防止すると共に、熱逸走によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止する効果が得られる。

第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態に係る無停電電源装置１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、無停電電源装置１０は、コンバータ１１、インバータ１２、スイッチ１３、バッテリ１４、サーミスタ１５、バッテリ温度検出器１６、制御部１７、入力端子Ａおよび出力端子Ｂを備える。

制御部１７は、Ａ／Ｄコンバータ２１、スイッチ開閉駆動部２２、バッテリ異常通知部２３、プロセッサ２４および記憶部２５を備える。

図２に示すように、コンバータ１１は、入力端子Ａに接続される。コンバータ１１とインバータ１２は、互いに接続される。インバータ１２は、出力端子Ｂに接続される。

入力端子Ａは、商用電源等の入力電源（図示せず）から交流電力を入力する。コンバータ１１は、入力端子Ａが入力した交流電力を直流電力に変換する。インバータ１２は、コンバータ１１から出力される直流電力を、所定の交流電力に変換する。出力端子Ｂは、インバータ１２から出力される交流電力を、接続される負荷機器（図示せず）に供給する。

コンバータ１１およびインバータ１２の間に、スイッチ１３およびバッテリ１４が接続される。スイッチ１３は、バッテリ１４をコンバータ１１およびインバータ１２に接続したり切り離したりする。サーミスタ１５は、バッテリ１４の表面温度または雰囲気温度（以降、バッテリ温度と称する）を測定する。バッテリ温度検出器１６は、サーミスタ１５が測定したデータを取得する。制御部１７は、バッテリ温度検出器１６からのデータを取得する。

バッテリ１４は、コンバータ１１から出力される直流電力を、スイッチ１３を介して入力する。この直流電流によりバッテリ１４は充電される。サーミスタ１５は、バッテリ温度を測定し、バッテリ温度検出器１６は、サーミスタ１５から取得したバッテリ温度に対応する電圧値Ｖｂｔを算出すると共に、それを制御部１７に供給する。

制御部１７の記憶部２５は、コンピュータ（ソフトウエア）・プログラム（以下、プログラムと称する）、データ等を保持する、読み書き可能な一時メモリまたはハードディスク装置等の不揮発性の記憶デバイス（記憶媒体）である。記憶部２５は、無停電電源装置１０の電源が切断された場合にもその内容を保持する。記憶部２５は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、電池等により電源をバックアップされたＲＡＭ（Random Access Memory）により実現できる。ただし、設定情報やデータはＲＯＭ以外の記憶手段に格納される。

記憶部２５に格納されるプログラムは、後述する熱逸走の検出およびバッテリ１４の保護動作を実行するプログラムと、その他公知の無停電電源装置１０の動作を実行するプログラムを含む。

Ａ／Ｄコンバータ２１は、バッテリ温度検出器１６から取得するアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換すると共に、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２４に供給する。

プロセッサ２４は、記憶部２５からプログラムを読み出すと共に実行することにより、制御部１７の動作を司る。本実施形態および他の実施形態において、プロセッサ２４は、記憶部２５を適宜参照しながら、制御部１７が備える各機能（各部）のプログラムを実行する。

具体的には、プロセッサ２４は、記憶部２５を適宜参照しながら、制御部１７が備えるスイッチ開閉駆動部２２およびバッテリ異常通知部２３のプログラムを実行する。

プロセッサ２４は、プログラムの実行の結果、熱逸走を検出すると、スイッチ開閉駆動部２２およびバッテリ異常通知部２３に、熱逸走が発生したことを含む情報（熱逸走情報）を通知する。

スイッチ開閉駆動部２２は、プロセッサ２４から熱逸走情報を取得すると、スイッチ１３を「閉」状態から「開」状態にする。すなわち、スイッチ開閉駆動部２２は、バッテリ１４をコンバータ１１から切り離すことにより、バッテリ１４に対する充電を停止する。なお、スイッチ１３は、通常は「閉」状態である。

バッテリ異常通知部２３は、プロセッサ２４の熱逸走情報を取得すると、バッテリ異常を知らせる異常ランプ（図示せず）を点灯させたり、バッテリ異常を知らせるブザー（図示せず）を鳴動させたり、バッテリ異常を負荷機器（図示せず）や監視装置（図示せず）に通知したりする。これにより、無停電電源装置１０は、バッテリに異常が発生したことを管理者等に知らせる。

図２に示す無停電電源装置１０には、充電回路を記載していないが、充電電圧を安定に保ったり、過充電を防止したりする公知の充電回路を備えることが望ましい。

定常時、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力を、コンバータ１１により所定の直流電力に変換する。コンバータ１１により生成された蓄積用直流エネルギーは、スイッチ１３を介してバッテリ１４に供給される。これによりバッテリ１４は充電される。蓄積用直流エネルギーはまた、インバータ１２に入力され、インバータ１２により再び所定の交流に変換される。この交流電力は、出力端子Ｂを介して負荷機器（図示せず）に供給される。

停電が発生したとき、すなわち、入力端子Ａに入力される交流電力が途絶えたとき、コンバータ１１から出力される所定の直流電力は絶たれる。そして、バッテリ１４から直流電力がインバータ１２に供給される。インバータ１２は、バッテリ１４から取得した直流電力を所定の交流電力に変換して、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給する。その結果、無停電電源装置１０は、停電が発生したときにも、所定の出力の交流電力を、所定の時間（以降「バッテリ保持時間」と称する）、出力端子Ｂを介して負荷機器に供給できる。

停電が回復（復電）したとき、無停電電源装置１０は、入力端子Ａを介して得られる商用電源等の入力電源からの交流電力をコンバータ１１により所定の直流電力に変換し、コンバータ１１により生成された蓄積用直流エネルギーは、スイッチ１３を介してバッテリ１４に供給される。これによりバッテリ１４は充電される。

図３は、無停電電源装置１０の動作を示すフローチャートである。図３を参照して、無停電電源装置１０のバッテリ１４の熱逸走の検出およびバッテリ１４の保護動作を説明する。

無停電電源装置１０の作動中、サーミスタ１５は常時バッテリ１４のバッテリ温度を測定し、測定した値をバッテリ温度検出器１６に供給する。バッテリ温度検出器１６は、取得したバッテリ温度を、それに対応する電圧値Ｖｂｔに変換する。そして、バッテリ温度検出器１６は、電圧値ＶｂｔをＡ／Ｄコンバータ２１に供給する。

Ａ／Ｄコンバータ２１は、バッテリ温度検出器１６から取得するアナログデータである電圧値Ｖｂｔをデジタルデータであるバッテリ温度Ｔｂに変換すると共に、そのバッテリ温度Ｔｂをプロセッサ２４に供給する。

プロセッサ２４は、Ａ／Ｄコンバータ２１からバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップＳ２０１）。例えば、プロセッサ２４は、バッテリ温度Ｔｂを１秒間隔で５回サンプリングし、その最大値と最小値を切り捨て３回分の値の平均をバッテリ温度Ｔｂとしてもよい。

続いて、プロセッサ２４は、内蔵タイマ（図示せず）をスタートさせ、１分間を計測する（ステップＳ２０２）。１分経過すると、プロセッサ２４は、再びステップＳ２０１と同じ手順によりバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップＳ２０３）。プロセッサ２４は、取得したバッテリ温度Ｔｂに基づいて、単位時間を１分とするバッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔを次の（式１）にしたがって算出する（ステップＳ２０４）。

（式１） ｄＴｂ／ｄｔ＝（現在の温度）−（１分前の温度）
ここで、バッテリ温度変化率とは、バッテリ温度の上昇率を意味する。続いて、プロセッサ２４は、バッテリ１４のバッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔが、熱逸走判定値Ａ以上である（または熱逸走判定値Ａより大きい）か否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、熱逸走判定値Ａは、熱逸走が発生しているか否かを判定するための判定値であり、無停電電源装置１０のバッテリ１４の大きさ（容量）、組み合わせて用いるバッテリの個数、配列方法等に基づいて予め最適値が決定される。

プロセッサ２４は、バッテリ１４のバッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔが、熱逸走判定値Ａより小さい（または熱逸走判定値Ａ以下の）場合は、熱逸走が発生していないと判定し、処理をステップＳ２０２に戻す。

一方、プロセッサ２４は、ステップＳ２０５においてバッテリ１４のバッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔが熱逸走判定値Ａ以上である（または熱逸走判定値Ａより大きい）と判定した場合、熱逸走が発生したと判断すると共に、バッテリ解放フラグをオンする（ステップＳ２０６）。バッテリ解放フラグとは、プロセッサ２４が内部に保持するフラグである。

プロセッサ２４は、バッテリ解放フラグをオンにすると、スイッチ開閉駆動部２２に対してスイッチ１３をオフ（開）にすることを指示するとともに、バッテリ異常通知部２３に対してバッテリに熱逸走が発生したことを示す情報を含む熱逸走情報を供給する。

スイッチ開閉駆動部２２は、上記指示に応答してスイッチ１３をオフ（開）にする。これにより、バッテリ１４はコンバータ１１から切り離されるので、バッテリ１４への充電は停止される。したがって、バッテリ温度の上昇により発生する熱逸走は収束の方向へ向かう。

また、バッテリ異常通知部２３は、プロセッサ２４からの熱逸走情報に応答して、バッテリ異常を知らせる異常ランプを点灯させたり、バッテリ異常を知らせるブザーを鳴動させたり、バッテリ異常を負荷機器や監視装置にバッテリ異常を通知する。これにより、無停電電源装置１０は、バッテリに異常が発生したことを管理者等に知らせることができる。

以上のように、第２の実施形態によれば、無停電電源装置１０のバッテリ１４の温度をサーミスタ１５が測定し、プロセッサ２４がその測定値に基づいてバッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔを算出し、バッテリ温度変化率ｄＴｂ／ｄｔが熱逸走判定値以上である場合は、スイッチ開閉駆動部２２がスイッチ１３を「開」にする。これにより、バッテリ１４がコンバータ１１から切り離されるので、バッテリ１４のバッテリ温度の上昇を停止できると共に、熱逸走を収束することができる。したがって、製造不良に起因するものを含めた二次電池の熱逸走を防止すると共に、熱逸走によるシステムの信頼性や運用性の低下を防止することができるという効果が得られる。

第３の実施形態
図４は、本発明の第３の実施形態に係る無停電電源装置１０の動作を示すフローチャートである。図４を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。

図４に示す無停電電源装置１０の動作は、上記第２の実施形態において説明した図３に示す動作に、さらにステップＳ３０２とステップＳ３０５を備える。熱逸走に至る可能性のあるバッテリ温度は、バッテリの種類に依存するものの、一般的には４０℃から５０℃以上である。このため、プロセッサ２４は、ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１で測定されたバッテリ温度Ｔｂが、４０℃以上か否かを判定し、４０℃以上でない場合は熱逸走は発生していないと判断し、バッテリ温度の監視動作であるステップＳ３０３からステップＳ３０８を実行しない。これにより、プロセッサ２４の負荷を軽減できる。

また、一般的にバッテリ温度が７０℃以上の場合は熱逸走が発生していると考えられる。このため、プロセッサ２４は、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０４で測定したバッテリ温度Ｔｂが、７０℃以上であるか否かを判定し、７０℃以上である場合は熱逸走が発生していると判断する。そして、プロセッサ２４は、ステップＳ３０６、Ｓ３０７における温度上昇率の確認動作を行うことなく、ステップＳ３０８においてバッテリを解放する。なお、ステップＳ３０２、ステップＳ３０５における判定温度は、適切に選択および変更されてよい。

以上のように、第３の実施形態によれば、無停電電源装置１０のプロセッサ２４は、バッテリ温度が、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準値未満である場合はバッテリ温度の監視動作やバッテリの解放動作は行わない。一方、プロセッサ２４は、バッテリ温度が、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準値以上である場合はバッテリの温度上昇率の確認動作を行うことなくバッテリを解放する。これにより、プロセッサ２４の負荷を軽減できるという効果が得られる。

第４の実施形態
図５は、本発明の第４の実施形態に係る無停電電源装置３０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、無停電電源装置３０は、第２の実施形態と同様に、コンバータ１１、インバータ１２、入力端子Ａおよび出力端子Ｂを備える。

また、本実施形態では、第２の実施形態において説明した無停電電源装置１０の、スイッチ１３、バッテリ１４、サーミスタ１５、バッテリ温度検出器１６およびＡ／Ｄコンバータ２１を、３つずつ備える。

具体的には、無停電電源装置３０は、コンバータ１１とインバータ１２との間に接続されたスイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備える。また、スイッチ１３ａ、１３ｂ、１３ｃにそれぞれ接続されたバッテリ収容器１８ａ、１８ｂ、１８ｃを備える。

バッテリ収容器１８ａには、バッテリ１４ａ、サーミスタ１５ａ、バッテリ温度検出器１６ａが収容される。同様に、バッテリ収容器１８ｂには、バッテリ１４ｂ、サーミスタ１５ｂ、バッテリ温度検出器１６ｂが、バッテリ収容器１８ｃには、バッテリ１４ｃ、サーミスタ１５ｃ、バッテリ温度検出器１６ｃが、それぞれ収容される。

制御部１７ａは、Ａ／Ｄコンバータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、プロセッサ２４ａ、スイッチ開閉駆動部２２ａ、バッテリ異常通知部２３ａおよび記憶部２５ａを備える。

無停電電源装置３０は、バッテリ収容器およびその内部のバッテリ、サーミスタ、バッテリ温度検出器を、それぞれ３つ備えることを記載しているが、２つ備えても、４つ以上備えてもよい。また、無停電電源装置３０は、バッテリ収容器を内部に備えても、外部に備えてもよい。

上記各構成要素は、第２の実施形態で説明した動作と同様の動作を行う。プロセッサ２４ａは、Ａ／Ｄコンバータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃからバッテリ温度Ｔｂを取得し、第２の実施形態と同様に熱逸走が発生しているか否かを判定する。プロセッサ２４ａは、バッテリ１４ａ、１４ｂ、１４ｃのうちいずれかで熱逸走が発生したと判定したとすると、熱逸走が発生しているバッテリをスイッチ開閉駆動部２２ａに知らせる。

スイッチ開閉駆動部２２ａは、通知されたバッテリに接続されるスイッチのみをオフ（開）にする。すなわち、スイッチ開閉駆動部２２ａは、熱逸走が発生したバッテリのみをコンバータ１１から切り離すことにより、該バッテリに対する充電を停止する。これにより、無停電電源装置３０は、熱逸走が発生したバッテリのみ充電を停止すると共に、熱逸走が発生していないバッテリの使用を継続できるので、全体のバッテリの保持時間は短縮されるものの、継続的に運転できる。

以上のように、第４の実施形態によれば、無停電電源装置３０は、複数のバッテリを備え、スイッチ開閉駆動部２２ａは、複数のバッテリのうち熱逸走が発生したバッテリへの充電のみを停止する。この構成により、熱逸走が発生していないバッテリの使用を継続できるので、第２の実施形態において述べた効果に加えて、継続的に運転できるという効果が得られる。

第５の実施形態
図６は、本発明の第５の実施形態に係る無停電電源装置４０の構成を示すブロック図である。図６に示すように、無停電電源装置４０は、第２の実施形態に示した無停電電源装置１０の各構成に加えて、サーミスタ４１、周囲温度検出器４２およびＡ／Ｄコンバータ４３を備える。無停電電源装置４０は、屋外に可搬されることが可能なタイプの装置である。

サーミスタ４１は、無停電電源装置４０の周囲温度を測定する。周囲温度とは、無停電電源装置４０が設置される環境の温度であり、バッテリ１４の温度変化の影響を受けない温度である。周囲温度検出器４２は、サーミスタ４１が測定した周囲温度を取得すると共に、該周辺温度に対応する電圧値Ｖａｔを算出する。周囲温度検出器４２は、電圧値ＶａｔをＡ／Ｄコンバータ４３に供給する。Ａ／Ｄコンバータ４３は、周囲温度検出器４２から取得するアナログデータである電圧値Ｖａｔをデジタルデータである周囲温度Ｔａに変換すると共に、その周囲温度Ｔａをプロセッサ２４ｂに供給する。

プロセッサ２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ４３およびＡ／Ｄコンバータ２１から取得する周囲温度Ｔａおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて、熱逸走が発生しているか否かの判定を行う。

図７は、本発明の第５の実施形態に係る無停電電源装置４０の動作を示すフローチャートである。図７を参照して、本発明の第５の実施形態に係る無停電電源装置４０の動作を説明する。

無停電電源装置４０の作動中、サーミスタ１５は常時バッテリ１４のバッテリ温度を測定し、測定した値をバッテリ温度検出器１６に供給する。また、サーミスタ４１は無停電電源装置４０の設置された環境の周囲温度を測定し、測定した値を周囲温度検出器４２に供給する。

プロセッサ２４ｂは、Ａ／Ｄコンバータ４３を介して周囲温度Ｔａを取得すると共に、Ａ／Ｄコンバータ２１を介してバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップＳ４０１）。

続いて、プロセッサ２４ｂは、内蔵タイマをスタートさせ、１分間を計測し（ステップＳ４０２）、１分経過すると、再び周囲温度Ｔａおよびバッテリ温度Ｔｂを取得する（ステップＳ４０３）。続いて、プロセッサ２４ｂは、取得したバッテリ温度Ｔｂと周囲温度Ｔａとの温度差を算出する（ステップＳ４０４）。

続いてプロセッサ２４ｂは、算出した温度差に基づいて、単位時間を１分とする温度差変化率ｄＴ／ｄｔを次の（式２）にしたがって算出する（ステップＳ４０５）。

（式２） ｄＴ／ｄｔ＝（現在の温度差）−（１分前の温度差）
ここで、温度差変化率とは、温度差の上昇率を意味する。続いて、プロセッサ２４ｂは、バッテリ１４の温度差変化率ｄＴ／ｄｔが、熱逸走判定値Ｂ以上である（または熱逸走判定値Ｂより大きい）か否かを判定する（ステップＳ４０６）。ここで、熱逸走判定値Ｂは、熱逸走が発生しているか否かを判定するための判定値であり、無停電電源装置４０のバッテリ１４の大きさ（容量）、組み合わせて用いるバッテリの個数、配列方法、あるいは無停電電源装置４０の設置環境等に基づいて予め最適値が決定される。

プロセッサ２４ｂは、温度差変化率ｄＴ／ｄｔが熱逸走判定値Ｂより小さい（または熱逸走判定値Ｂ以下の）場合は、熱逸走が発生していないと判定し、処理をステップＳ４０２に戻す。

一方、プロセッサ２４ｂは、温度差変化率ｄＴ／ｄｔが熱逸走判定値Ｂ以上である（または熱逸走判定値Ｂより大きい）と判定した場合、熱逸走が発生したと判断すると共に、バッテリ解放フラグをオンする（ステップＳ４０７）。

プロセッサ２４ｂは、バッテリ解放フラグをオンにした後、第２の実施形態において説明した動作と同様の動作を行う。

以上のように、第５の実施形態によれば、サーミスタ１５および４１がそれぞれバッテリ１４の温度および周囲温度を測定し、プロセッサ２４ｂがバッテリ温度と周囲温度の温度差に基づいて温度差変化率ｄＴ／ｄｔを算出する。温度差変化率ｄＴ／ｄｔが熱逸走判定値以上である場合は、スイッチ開閉駆動部２２がスイッチ１３を「開」にする。これにより、第２の実施形態において述べた効果に加えて、無停電電源装置４０が設置された環境の周囲温度の変動による熱逸走の誤検出を防ぐことができるという効果が得られる。

本発明は、例えば無停電電源装置の他、二次電池を備える装置に適用できる。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池と、
前記二次電池の温度を測定する測定手段と、
前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する充電停止手段と
を備えた無停電電源装置。
（付記２）
前記充電停止手段は、前記測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない
付記１記載の無停電電源装置。
（付記３）
前記充電停止手段は、前記測定された温度と、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第２の基準温度以上である場合、前記温度変化率を算出することなく、前記充電電流の供給を停止する
付記１または２記載の無停電電源装置。
（付記４）
複数の前記二次電池と、
前記各二次電池の温度を測定する前記測定手段とを備え、
前記充電停止手段は、前記測定された前記各二次電池から算出される温度変化率のうち、前記熱逸走判定値以上の温度変化率が検出された二次電池への充電電流の供給のみを停止する
付記１ないし３のいずれか１項記載の無停電電源装置。
（付記５）
自装置が設置された環境の周囲温度を測定する周囲温度測定手段をさらに備え、
前記充電停止手段は、前記周囲温度と前記二次電池の温度との温度差の単位時間当たりの変化である温度差変化率を算出し、該温度差変化率が、前記熱逸走判定値以上の場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する
付記１ないし４のいずれか１項記載の無停電電源装置。
（付記６）
前記充電停止手段は、前記入力電源と前記二次電池とを接続するスイッチを備え、前記充電電流の供給を停止する際に、前記スイッチにより前記入力電源と前記二次電池とを切り離す
付記１ないし５のいずれか１項記載の無停電電源装置。
（付記７）
入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池の温度を測定し、
前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する
電源処理方法。
（付記８）
前記二次電池の温度が測定された後、該測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない
付記７記載の電源処理方法。
（付記９）
前記二次電池の温度が測定された後、該測定された温度と、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第２の基準温度以上である場合、前記温度変化率を算出することなく、前記充電電流の供給を停止する
付記７または８記載の電源処理方法。
（付記１０）
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記測定された複数の前記各二次電池から算出される温度変化率のうち、前記熱逸走判定値以上の温度変化率が検出された二次電池への充電電流の供給のみを停止する
付記７ないし９のいずれか１項記載の電源処理方法。
（付記１１）
自装置が設置された環境の周囲温度を測定し、
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記周囲温度と前記二次電池の温度との温度差の単位時間当たりの変化である温度差変化率を算出し、該温度差変化率が、前記熱逸走判定値以上の場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する
付記７ないし１０のいずれか１項記載の電源処理方法。
（付記１２）
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記入力電源と前記二次電池とを接続するスイッチにより前記入力電源と前記二次電池とを切り離す
付記７ないし１１のいずれか１項記載の電源処理方法。
（付記１３）
入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池の温度を測定する処理と、
前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する処理とを
コンピュータに実行させる電源処理プログラム。
（付記１４）
前記二次電池の温度が測定された後、該測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない処理を
コンピュータに実行させる付記１３記載の電源処理プログラム。
（付記１５）
前記二次電池の温度が測定された後、該測定された温度と、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第２の基準温度以上である場合、前記温度変化率を算出することなく、前記充電電流の供給を停止する処理を
コンピュータに実行させる付記１３または付記１４記載の電源処理プログラム。
（付記１６）
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記測定された複数の前記各二次電池から算出される温度変化率のうち、前記熱逸走判定値以上の温度変化率が検出された二次電池への充電電流の供給のみを停止する処理を
コンピュータに実行させる付記１３ないし付記１５のいずれか１項記載の電源処理プログラム。
（付記１７）
自装置が設置された環境の周囲温度を測定する処理と、
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記周囲温度と前記二次電池の温度との温度差の単位時間当たりの変化である温度差変化率を算出し、該温度差変化率が、前記熱逸走判定値以上の場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する処理とを
コンピュータに実行させる付記１３ないし付記１６のいずれか１項記載の電源処理プログラム。
（付記１８）
前記充電電流の供給を停止するに際して、前記入力電源と前記二次電池とを接続するスイッチにより前記入力電源と前記二次電池とを切り離す処理を
コンピュータに実行させる付記１３ないし付記１７のいずれか１項記載の電源処理プログラム。

１０ 無停電電源装置
１１ コンバータ
１２ インバータ
１３ スイッチ
１４ バッテリ
１５ サーミスタ
１６ バッテリ温度検出器
１７ 制御部
２１ Ａ／Ｄコンバータ
２２ スイッチ開閉駆動部
２３ バッテリ異常通知部
２４ プロセッサ
２５ 記憶部

Claims (10)

1. 入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池と、
   前記二次電池の温度を測定する測定手段と、
   前記測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度以上である場合、前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない充電停止手段と
   を備えた無停電電源装置。
2. 前記充電停止手段は、前記測定された温度と、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第２の基準温度以上である場合、前記温度変化率を算出することなく、前記充電電流の供給を停止する
   請求項１記載の無停電電源装置。
3. 複数の前記二次電池と、
   前記各二次電池の温度を測定する前記測定手段とを備え、
   前記充電停止手段は、前記測定された前記各二次電池から算出される温度変化率のうち、前記熱逸走判定値以上の温度変化率が検出された二次電池への充電電流の供給のみを停止する
   請求項１または請求項２記載の無停電電源装置。
4. 自装置が設置された環境の周囲温度を測定する周囲温度測定手段をさらに備え、
   前記充電停止手段は、前記周囲温度と前記二次電池の温度との温度差の単位時間当たりの変化である温度差変化率を算出し、該温度差変化率が、前記熱逸走判定値以上の場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の無停電電源装置。
5. 前記充電停止手段は、前記入力電源と前記二次電池とを接続するスイッチを備え、前記充電電流の供給を停止する際に、前記スイッチにより前記入力電源と前記二次電池とを切り離す
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の無停電電源装置。
6. 入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池の温度を測定手段により測定し、
   前記測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度以上である場合、充電停止手段により、前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない
   電源処理方法。
7. 前記充電停止手段は、前記二次電池の温度が測定された後、該測定された温度と、熱逸走が発生していると判断される温度である第２の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第２の基準温度以上である場合、前記温度変化率を算出することなく、前記充電電流の供給を停止する
   請求項６記載の電源処理方法。
8. 複数の前記二次電池の温度を測定手段により測定し、
   前記充電停止手段は、前記測定された前記各二次電池から算出される温度変化率のうち、前記熱逸走判定値以上の温度変化率が検出された二次電池への充電電流の供給のみを停止する
   請求項６または請求項７記載の無停電電源方法。
9. 周囲温度測定手段により、自装置が設置された環境の周囲温度を測定し、
   前記充電停止手段は、前記充電電流の供給を停止するに際して、前記周囲温度と前記二次電池の温度との温度差の単位時間当たりの変化である温度差変化率を算出し、該温度差変化率が、前記熱逸走判定値以上の場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止する
   請求項６ないし請求項８のいずれか１項記載の電源処理方法。
10. 入力電源の停電に際して、接続された機器への電源の供給源となる二次電池の温度を測定する処理と、
    前記測定された温度と、熱逸走が発生していないと判断される温度である第１の基準温度とを比較し、前記測定された温度が前記第１の基準温度以上である場合、充電停止手段により、前記測定された温度の単位時間当たりの変化である温度変化率を算出すると共に、該温度変化率が、熱逸走が発生したか否かの判定値である熱逸走判定値以上であるか否かを判定し、前記温度変化率が前記熱逸走判定値以上である場合、前記二次電池への充電電流の供給を停止し、前記測定された温度が前記第１の基準温度未満である場合、前記温度変化率を算出せず、前記充電電流の供給を停止しない処理とを
    コンピュータに実行させる電源処理プログラム。

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