(57)【要約】  アルカリ蓄電池（１１）の充放電制御方法は、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数（Ｋ）を予め求め、充電深さが１０〜３０％の範囲に設定された下限充電深さ（ＳＯＣｂ）と、充電深さが７０〜９０％の範囲に設定された上限充電深さ（Ｓ）との間で、アルカリ蓄電池に充放電を行わせ、係数（Ｋ）、上限充電深さ（Ｓ）及び所定の基準時間（Ｔ）に基づき追加充電電気量（Ｃ）を算出し、アルカリ蓄電池が充放電を行った充放電時間を計時し、計時された充放電時間が基準時間に達する毎に、上限充電深さに算出された追加充電電気量を追加してアルカリ蓄電池の充電を行う。
2012093459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数を予め求め、
充電深さが１０〜３０％の範囲に設定された下限充電深さと、充電深さが７０〜９０％の範囲に設定された上限充電深さとの間で、前記アルカリ蓄電池に充放電を行わせ、
前記係数、前記上限充電深さ及び所定の基準時間に基づき追加充電電気量を算出し、
前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時し、
計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記算出された追加充電電気量を追加して前記アルカリ蓄電池の充電を行うことを特徴とするアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項２】
前記係数をＫとし、前記上限充電深さをＳとし、前記基準時間をＴとし、前記追加充電電気量をＣとしたとき、前記追加充電電気量をＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出することを特徴とする請求項１記載のアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項３】
前記上限充電深さＳ及び前記基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められることを特徴とする請求項２記載のアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項４】
前記追加充電電気量の上限が前記アルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定されている請求項２または３記載のアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項５】
前記基準時間は、７０〜２００時間の範囲内において、前記アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じた時間に設定されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項６】
前記追加充電は、３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行われる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池の充放電制御方法。
【請求項７】
アルカリ蓄電池を含む電源部と、
前記電源部の充電深さを算出する第１演算部と、
前記第１演算部により算出された前記電源部の前記充電深さに基づき、前記充電深さが１０〜３０％の範囲で予め決められた下限充電深さと、前記充電深さが７０〜９０％の範囲で予め決められた上限充電深さとの間で、前記電源部に充放電を行わせる充放電制御部と、
前記電源部に含まれる前記アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数及び所定の基準時間が予め保存されている記憶部と、
前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時する計時部と、
前記記憶部に保存されている前記係数、前記予め決められた上限充電深さ及び前記記憶部に保存されている前記基準時間に基づき、追加充電電気量を算出する第２演算部と、
を備え、
前記充放電制御部は、前記計時部により計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記第２演算部により算出された前記追加充電電気量を追加して前記電源部の充電を行うことを特徴とする電源システム。
【請求項８】
前記第２演算部は、前記係数をＫとし、前記上限充電深さをＳとし、前記基準時間をＴとし、前記追加充電電気量をＣとしたとき、前記追加充電電気量をＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出することを特徴とする請求項７記載の電源システム。
【請求項９】
前記上限充電深さＳ及び前記基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められることを特徴とする請求項８記載の電源システム。
【請求項１０】
前記第２演算部は、前記追加充電電気量の上限を前記アルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定する請求項８または９記載の電源システム。
【請求項１１】
前記記憶部は、前記基準時間として、７０〜２００時間の範囲内において、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じて設定された時間を保存している請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項１２】
前記充放電制御部は、前記追加充電を３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行う請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ蓄電池の充放電制御方法及び電源システムに関し、より詳しくはメモリー効果の発生を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル水素蓄電池を始めとするアルカリ蓄電池は、ハイブリッド自動車（以下、ＨＥＶと称す）や産業用途（非常用電源など）などの幅広い分野に用いられている。特に、ＨＥＶ用途においては、メイン電源であるアルカリ蓄電池はモータ駆動（放電）と発電機からの回生電力の貯蓄（充電）の双方を行うため、充電状態（ＳＯＣ）を監視し、制御される。上記充電状態は、充電深さとも称され、電池の満充電時を１００％、電池の完全放電時を０％と定義して、数値化される。【０００３】
正極活物質に水酸化ニッケルを用いるアルカリ蓄電池は、完全放電（ＳＯＣがほぼ０％）や完全充電（ＳＯＣがほぼ１００％）を行わない、いわゆる部分充放電サイクルを繰り返し行うと、アルカリ蓄電池の残容量に対する起電力値が低下し、アルカリ蓄電池の電池容量が減少する現象（以下、メモリー効果と称す）が発生する。これを避けるために、アルカリ蓄電池においては幅広いＳＯＣ領域での充放電を行うことが望ましい。【０００４】
しかしながら、ＨＥＶ用途などのように、瞬時に大電流での充放電が絶え間なく行われる電源システムでは、複数のアルカリ蓄電池が用いられる。複数のアルカリ蓄電池は、個々に容量差を有する。そこで、最も容量の小さいアルカリ蓄電池が過充電や過放電されるのを回避するために、これ以上のＳＯＣに至る充電を禁止する上限充電深さ（ＳＯＣｔ）と、これ以下のＳＯＣに至る放電を禁止する下限充電深さ（ＳＯＣｂ）とを設け、ＳＯＣｔとＳＯＣｂとの間で充放電を制御する方法が用いられる。具体的には、ＳＯＣｔはＳＯＣ７０〜９０％、ＳＯＣｂはＳＯＣ１０〜３０％に設定されることが一般的である。このように、ＨＥＶ用途で用いられるアルカリ蓄電池は、主に中間ＳＯＣ領域で使用され、満充電や完全放電がなされない条件で充放電が繰り返し行われる。したがって、メモリー効果が発生しやすく、これを解消するための様々な提案がなされている。【０００５】
例えば、特許文献１には、メモリー効果の発生を検知した場合にＳＯＣ制御幅の上限値または下限値を完全充電または完全放電に近づけることで発生したメモリー効果を解消する技術が提案されている。【０００６】
また、特許文献２、特許文献３には、二次電池の充放電のＳＯＣの上限値や下限値を変動制御して、メモリー効果の防止等を可能とする電池制御装置が提案されている。【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１に記載される電池制御装置は、メモリー効果を検出した後に、所定のＳＯＣ制御幅の上限値または下限値を完全充電または完全放電に近づけることにより、発生したメモリー効果を解消する。このため、メモリー効果の解消に長時間を要する。また、発生したメモリー効果が大きい場合には、上記の処理では十分にメモリー効果が解消できないこともありうる。【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３の技術では、ＳＯＣの上限値や下限値を変動制御することにより、規定の範囲内のＳＯＣ領域で満遍なく充放電が繰り返されることになる。このため、メモリー効果の発生を抑制する効果を有する。しかしながら、ＳＯＣを完全充電または完全放電に近づけるわけではないため、メモリー効果を完全に解消することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６９６０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１６６３５０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０４８０３号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、メモリー効果の発生を抑制することができるアルカリ蓄電池の充放電制御方法及び電源システムを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の一局面に係るアルカリ蓄電池の充放電制御方法は、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数を予め求め、充電深さが１０〜３０％の範囲に設定された下限充電深さと、充電深さが７０〜９０％の範囲に設定された上限充電深さとの間で、前記アルカリ蓄電池に充放電を行わせ、前記係数、前記上限充電深さ及び所定の基準時間に基づき追加充電電気量を算出し、前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時し、計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記算出された追加充電電気量を追加して前記アルカリ蓄電池の充電を行う。
【００１２】
本発明の他の局面に係る電源システムは、アルカリ蓄電池を含む電源部と、前記電源部の充電深さを算出する第１演算部と、前記第１演算部により算出された前記電源部の前記充電深さに基づき、前記充電深さが１０〜３０％の範囲で予め決められた下限充電深さと、前記充電深さが７０〜９０％の範囲で予め決められた上限充電深さとの間で、前記電源部に充放電を行わせる充放電制御部と、前記電源部に含まれる前記アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数及び所定の基準時間が予め保存されている記憶部と、前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時する計時部と、前記記憶部に保存されている前記係数、前記予め決められた上限充電深さ及び前記記憶部に保存されている前記基準時間に基づき、追加充電電気量を算出する第２演算部と、を備え、前記充放電制御部は、前記計時部により計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記第２演算部により算出された前記追加充電電気量を追加して前記電源部の充電を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による電源システムの一実施形態を示すブロック図。
【図２】図１の電源システムに用いられるアルカリ蓄電池の特性の一例を示す図。
【図３】本実施形態において行われる充放電制御の一例を示す模式図。
【図４】本実施形態において行われる充放電制御の別の例を示す模式図。
【図５】実施例及び比較例の結果を表形式で示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態について説明を行う。
【００１５】
図１は本発明の電源システムの一実施形態を示すブロック図である。図２は図１の電源システムに用いられるアルカリ蓄電池の特性の一例を示す図である。図１に示される電源システムは、本実施形態では例えばＨＥＶの電源システムであり、電源部１、検出部２、演算部３、及び制御部４を備える。
【００１６】
電源部１は、直列に接続された複数のアルカリ蓄電池１１を含む。アルカリ蓄電池１１として、本実施形態では例えばニッケル水素蓄電池が用いられる。なお、ニッケル水素蓄電池に限られず、例えばニッケルカドミウム蓄電池を用いてもよい。検出部２は、電源部１の電池電圧、充放電の電流値、電池温度を検知する。演算部３は、検出部２により検知される電池電圧、充放電電流値及び電池温度に基づき、電源部１のＳＯＣ値を算出する。
【００１７】
制御部４は、充放電制御部４１、記憶部４２、演算部４３、計時部４４、発電機４５、及びモータ４６を備える。充放電制御部４１は、演算部３により算出された電源部１のＳＯＣ値に基づき、電源部１のＳＯＣが下限充電深さＳＯＣｂと上限充電深さＳＯＣｔの間で変動するように、電源部１の充放電を制御する。充放電制御部４１は、下限充電深さＳＯＣｂをＳＯＣ１０〜３０％の範囲に設定する。充放電制御部４１は、本実施形態では例えば、下限充電深さＳＯＣｂをＳＯＣ２０％に設定する。充放電制御部４１は、上限充電深さＳＯＣｔをＳＯＣ７０〜９０％の範囲に設定する。充放電制御部４１は、本実施形態では例えば、上限充電深さＳＯＣｔをＳＯＣ８０％に設定する。充放電制御部４１の機能は、さらに後述される。
【００１８】
記憶部４２は、予め設定された基準時間Ｔを保存している。基準時間Ｔは、この実施形態では例えば、７０〜２００時間の範囲内で、アルカリ蓄電池１１の特性に応じて予め決められている。記憶部４２は、さらに、予め求められた係数Ｋを保存している。上述のように、アルカリ蓄電池１１は、完全充電及び完全放電を行わない充放電を繰り返すと、電池容量が減少するメモリー効果が発生する。このメモリー効果が図２に示される。上記係数Ｋは、図２に示されるように、単位時間当たりの充電側（図２中、上限側）のＳＯＣの減少幅であり、［％／時間］の単位で表される。すなわち、上記係数Ｋは、アルカリ蓄電池１１のメモリー効果の特性を表す。図２に示されるように、アルカリ蓄電池１１の特性に基づき上記係数Ｋが予め求められて、記憶部４２に保存されている。
【００１９】
演算部４３は、記憶部４２に保存されている係数Ｋ、上限充電深さＳＯＣｔ、及び記憶部４２に保存されている基準時間Ｔに基づき、追加充電電気量を算出する。演算部４３は、上記上限充電深さＳＯＣｔをＳ、追加充電電気量をＣとしたとき、
Ｃ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）    ・・・（１）
により、追加充電電気量Ｃを算出する。この追加充電電気量Ｃは、アルカリ蓄電池１１の初期満充電容量に対する百分率で、追加充電電気量を表している。
【００２０】
上記式（１）において、（Ｓ−ＫＴ）は、基準時間Ｔが経過したときの充電側（図２中、上限側）の充電深さＳＯＣに対応する。この（Ｓ−ＫＴ）は、
６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０    ・・・（２）
となるように設定されている。すなわち、上述のように、上記係数Ｋは、アルカリ蓄電池１１の特性に応じて予め決められている。したがって、予め決められた係数Ｋを考慮して、上記式（２）を満たすように、上限充電深さＳと基準時間Ｔとが決められる。
【００２１】
また、上記式（１）において、追加充電電気量Ｃは、
Ｃ≦２０    ・・・（３）
に設定されている。すなわち、上記式（１）による追加充電電気量Ｃの演算結果が２０％を超えていても、上限値がＣ＝２０％に設定されている。このように、追加充電電気量Ｃの上限値を設定することによって、追加充電電気量Ｃによってアルカリ蓄電池１１が過充電されるのを防止している。
【００２２】
計時部４４は、充放電制御部４１の制御により電源部１が充放電を行った充放電時間を計時する。計時部４４は、検出部２により検知された充放電電流値が１ｍＡ以上のときの時間を充放電時間として計時するようにしてもよい。つまり、計時部４４は、充放電電流値が１ｍＡ未満のときは、充放電が行われていないとして、その間は計時しないようにしてもよい。そして、充放電制御部４１は、計時部４４により計時された充放電時間が上記基準時間Ｔに達する毎に、演算部４３により算出された追加充電電気量Ｃだけ上限充電深さＳＯＣｔに追加して、電源部１の追加充電を行う。充放電制御部４１は、３〜１５Ｉｔの範囲内において、アルカリ蓄電池１１の特性に応じて予め決められた電流値で、上記追加充電を行う。
【００２３】
充放電制御部４１は、電源部１の充電を発電機４５からの回生電力によって行う。本実施形態では、ＨＥＶ用途であるため、発電機４５として内燃機関の運動エネルギーや停止時の摩擦エネルギーを充電電流に変換できるインバータを用いるのが一般的である。また、充放電制御部４１は、電源部１の放電をモータ４６への電力供給によって行う。なお、放電時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換する際にも、このインバータを用いると効率的である。本実施形態において、演算部３は、第１演算部の一例に対応し、演算部４３は、第２演算部の一例に対応する。
【００２４】
図３は本実施形態において行われる充放電制御の一例を示す模式図である。図４は本実施形態において行われる充放電制御の別の例を示す模式図である。図３では、下限充電深さＳＯＣｂをＳＯＣ２０％、上限充電深さＳＯＣｔをＳＯＣ８０％に設定している。そして、一定電流での充放電を繰り返した時間の累計が上記基準時間Ｔに達する毎に、上限充電深さＳＯＣｔに対し、追加充電電気量（図３では電池容量の１５％に相当する電気量）の追加充電が行われる。このように、中間ＳＯＣ領域での充放電の繰り返しが基準時間Ｔに達する毎に、定期的にアルカリ蓄電池１１を満充電に近づける操作を行うことにより、アルカリ蓄電池１１の課題であるメモリー効果の発生を抑制し、効率的に電源システムを稼動することができる。
【００２５】
なお、中間ＳＯＣ領域における充放電については、図４に示すように、下限充電深さＳＯＣｂと上限充電深さＳＯＣｔとの間において、短時間に振幅の小さい充放電が激しく繰り返されながら推移する条件であっても良い。本実施形態のようにＨＥＶ用途で用いられるアルカリ蓄電池１１では、このように短時間の回生充電と放電が不規則に繰り返されながら、ＳＯＣｂとＳＯＣｔの間で制御されて推移することが一般的である。
【００２６】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【００２７】
本発明の一局面に係るアルカリ蓄電池の充放電制御方法は、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数を予め求め、充電深さが１０〜３０％の範囲に設定された下限充電深さと、充電深さが７０〜９０％の範囲に設定された上限充電深さとの間で、前記アルカリ蓄電池に充放電を行わせ、前記係数、前記上限充電深さ及び所定の基準時間に基づき追加充電電気量を算出し、前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時し、計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記算出された追加充電電気量を追加して前記アルカリ蓄電池の充電を行う。
【００２８】
この構成によれば、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数が予め求められる。充電深さが１０〜３０％の範囲に設定された下限充電深さと、充電深さが７０〜９０％の範囲に設定された上限充電深さとの間で、アルカリ蓄電池の充放電が行われる。係数、上限充電深さ及び所定の基準時間に基づき追加充電電気量が算出される。アルカリ蓄電池が充放電を行った充放電時間が計時される。計時された充放電時間が基準時間に達する毎に、上限充電深さに算出された追加充電電気量を追加してアルカリ蓄電池の充電が行われる。したがって、メモリー効果の影響が顕著になる前に、過充電に至ることなく、アルカリ蓄電池を完全充電状態に近づけることができるため、効率的にメモリー効果を解消することが可能となる。
【００２９】
また、上記のアルカリ蓄電池の充放電制御方法において、前記係数をＫとし、前記上限充電深さをＳとし、前記基準時間をＴとし、前記追加充電電気量をＣとしたとき、前記追加充電電気量をＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出することが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、係数をＫとし、上限充電深さをＳとし、基準時間をＴとし、追加充電電気量をＣとしたとき、追加充電電気量がＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出される。したがって、係数、上限充電深さ、基準時間に基づき、追加充電電気量を好適に求めることができる。
【００３１】
また、上記のアルカリ蓄電池の充放電制御方法において、前記上限充電深さＳ及び前記基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められることが好ましい。この構成によれば、上限充電深さＳ及び基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められる。（Ｓ−ＫＴ）は、追加充電を行うときの充電深さに対応する。したがって、追加充電を行うときの充電深さが９０％以上になったり、６０％以下になったりするのを防止して、好適な充電深さで追加充電を行うことができる。
【００３２】
また、上記のアルカリ蓄電池の充放電制御方法において、前記追加充電電気量の上限が前記アルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定されていることが好ましい。この構成によれば、追加充電電気量の上限がアルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定されている。したがって、追加充電電気量によってアルカリ蓄電池が過充電されるのを未然に防止することができる。
【００３３】
また、上記のアルカリ蓄電池の充放電制御方法において、前記基準時間は、７０〜２００時間の範囲内において、前記アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じた時間に設定されていることが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、基準時間は、７０〜２００時間の範囲内において、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じた時間に設定されている。追加充電を行う間隔が７０時間未満であると、充電が過剰になるため、アルカリ蓄電池の劣化を加速し、寿命低下を招く。また、追加充電を行う間隔が２００時間を越えると追加充電が不足になり、メモリー効果を解消する効果を十分に発揮することができない。したがって、上記構成によれば、追加充電を好適な間隔で行うことができる。
【００３５】
また、上記のアルカリ蓄電池の充放電制御方法において、前記追加充電は、３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行われることが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、追加充電は、３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行われる。３Ｉｔ未満の小電流での充電では、充電時の電池電圧の変化が小さく、メモリー効果解消の効果が小さい。また、１５Ｉｔを超える大電流での充電では、アルカリ蓄電池の内圧の上昇を招き、漏液が発生する虞がある。したがって、上記構成によれば、追加充電を好適に行うことができる。
【００３７】
本発明の他の局面に係る電源システムは、アルカリ蓄電池を含む電源部と、前記電源部の充電深さを算出する第１演算部と、前記第１演算部により算出された前記電源部の前記充電深さに基づき、前記充電深さが１０〜３０％の範囲で予め決められた下限充電深さと、前記充電深さが７０〜９０％の範囲で予め決められた上限充電深さとの間で、前記電源部に充放電を行わせる充放電制御部と、前記電源部に含まれる前記アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数及び所定の基準時間が予め保存されている記憶部と、前記アルカリ蓄電池が前記充放電を行った充放電時間を計時する計時部と、前記記憶部に保存されている前記係数、前記予め決められた上限充電深さ及び前記記憶部に保存されている前記基準時間に基づき、追加充電電気量を算出する第２演算部と、を備え、前記充放電制御部は、前記計時部により計時された前記充放電時間が前記基準時間に達する毎に、前記上限充電深さに前記第２演算部により算出された前記追加充電電気量を追加して前記電源部の充電を行う。
【００３８】
この構成によれば、電源部は、アルカリ蓄電池を含む。第１演算部は、電源部の充電深さを算出する。充放電制御部は、第１演算部により算出された電源部の充電深さに基づき、充電深さが１０〜３０％の範囲で予め決められた下限充電深さと、充電深さが７０〜９０％の範囲で予め決められた上限充電深さとの間で、電源部に充放電を行わせる。記憶部は、電源部に含まれるアルカリ蓄電池のメモリー効果の特性を表す係数及び所定の基準時間を予め保存している。計時部は、アルカリ蓄電池が充放電を行った充放電時間を計時する。第２演算部は、記憶部に保存されている係数、予め決められた上限充電深さ及び記憶部に保存されている基準時間に基づき、追加充電電気量を算出する。充放電制御部は、計時部により計時された充放電時間が基準時間に達する毎に、上限充電深さに第２演算部により算出された追加充電電気量を追加して電源部の充電を行う。したがって、メモリー効果の影響が顕著になる前に、過充電に至ることなく、アルカリ蓄電池を完全充電状態に近づけることができるため、効率的にメモリー効果を解消することが可能となる。
【００３９】
上記の電源システムにおいて、前記第２演算部は、前記係数をＫとし、前記上限充電深さをＳとし、前記基準時間をＴとし、前記追加充電電気量をＣとしたとき、前記追加充電電気量をＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出することが好ましい。
【００４０】
この構成によれば、第２演算部は、係数をＫとし、上限充電深さをＳとし、基準時間をＴとし、追加充電電気量をＣとしたとき、追加充電電気量をＣ＝１００−（Ｓ−ＫＴ）により算出する。したがって、係数、上限充電深さ、基準時間に基づき、追加充電電気量を好適に求めることができる。
【００４１】
上記の電源システムにおいて、前記上限充電深さＳ及び前記基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められることが好ましい。この構成によれば、上限充電深さＳ及び基準時間Ｔは、６０＜（Ｓ−ＫＴ）＜９０を満たすように決められる。（Ｓ−ＫＴ）は、追加充電を行うときの充電深さに対応する。したがって、追加充電を行うときの充電深さが９０％以上になったり、６０％以下になったりするのを防止して、好適な充電深さで追加充電を行うことができる。
【００４２】
上記の電源システムにおいて、前記第２演算部は、前記追加充電電気量の上限を前記アルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定することが好ましい。この構成によれば、第２演算部は、追加充電電気量の上限をアルカリ蓄電池の電池容量の２０％に設定する。したがって、追加充電電気量によってアルカリ蓄電池が過充電されるのを未然に防止することができる。
【００４３】
上記の電源システムにおいて、前記記憶部は、前記基準時間として、７０〜２００時間の範囲内において、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じて設定された時間を保存していることが好ましい。
【００４４】
この構成によれば、記憶部は、基準時間として、７０〜２００時間の範囲内において、アルカリ蓄電池のメモリー効果の特性に応じて設定された時間を保存している。追加充電を行う間隔が７０時間未満であると、充電が過剰になるため、アルカリ蓄電池の劣化を加速し、寿命低下を招く。また、追加充電を行う間隔が２００時間を越えると追加充電が不足になり、メモリー効果を解消する効果を十分に発揮することができない。したがって、上記構成によれば、追加充電を好適な間隔で行うことができる。
【００４５】
上記の電源システムにおいて、前記充放電制御部は、前記追加充電を３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行うことが好ましい。
【００４６】
この構成によれば、充放電制御部は、追加充電を３〜１５Ｉｔの範囲内で設定された電流値で行う。３Ｉｔ未満の小電流での充電では、充電時の電池電圧の変化が小さく、メモリー効果解消の効果が小さい。また、１５Ｉｔを超える大電流での充電では、アルカリ蓄電池の内圧の上昇を招き、漏液が発生する虞がある。したがって、上記構成によれば、追加充電を好適に行うことができる。
【００４７】
本発明によれば、アルカリ蓄電池を電源部として備え、ＨＥＶ用途などの過充電・過放電を避けつつ、メモリー効果をも配慮すべき電源システムに対し、効果的な充放電制御方法及び電源システムを提供することができる。
【００４８】
以下、本発明の実施例について詳細に説明を行う。なお、本発明はこの実施例にのみに限定されるものではない。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
水酸化ニッケルを活物質とする長尺状の正極と、水素吸蔵合金を活物質とする長尺状の負極とを、スルホン化処理したポリプロピレン不織布からなるセパレータを介して捲回し、電極群を構成した。この電極群を内径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍの円筒型電槽缶に挿入し、水酸化カリウムを主体とする電解液を注入して封口し、公称容量６Ａｈのニッケル水素蓄電池を得た。このニッケル水素蓄電池を１２セル直列に接続して電源部とした。【００５０】
この電源部に対し、図１のように検出部２・演算部３・制御部４を配列し、４０℃雰囲気下で図３に示すパターンで、上限充電深さＳＯＣｔをＳＯＣ８０％、下限充電深さＳＯＣｂをＳＯＣ２０％とし、１２Ａの電流値で充放電を繰り返した充放電時間が累計１００時間に達する毎に上限充電深さより、３０Ａの電流値にて１Ａｈの追加充電を行った。以上の条件にて充放電を合計１５００時間に達するまで繰り返した。【００５１】
（実施例２〜８）
追加充電を行う電流値を６、１５、１８、６０、９０、１００、１２０Ａとした以外は実施例１と同様に、電池に対して充放電を繰り返し実施した。これらを実施例２〜８とする。【００５２】
（実施例９〜１５）
追加充電を行うまでの中間ＳＯＣ領域での充放電の累計時間を３０、５０、７０、１５０、２００、２２０、３００時間とした以外は実施例１と同様に、電池に対して充放電を繰り返し実施した。これらを実施例９〜１５とする。【００５３】
（比較例１）
実施例１と同様の構成にて、一定時間毎の追加充電を実施せず、上限充電深さＳＯＣｔをＳＯＣ８０％、下限充電深さＳＯＣｂをＳＯＣ２０％とし、１２Ａの電流値で充放電を合計１５００時間繰り返した。これを比較例１とする。【００５４】
（比較例２）
実施例１と同様の構成にて、追加充電の電気量を０．５Ａｈとした以外は実施例１と同様に電池に対して充放電を実施した。これを比較例２とした。【００５５】
（比較例３）
実施例１と同様の構成にて、追加充電の電気量を１．５Ａｈとした以外は実施例１と同様に電池に対して充放電を実施した。これを比較例３とした。【００５６】
以上の条件にて充放電を行った電池について、以下の評価を行った。【００５７】
（メモリー効果）
充電側のメモリー効果の有無を見極めるため、１５００時間の充放電を終了後に、上限充電深さに設定した例えばＳＯＣ８０％まで定電流で充電したときの充電終止電圧（Ｂ１）と初期の上限充電深さに設定した例えばＳＯＣ８０％と判定すべき電圧（Ａ１）との差（Ａ１−Ｂ１）が、４５０ｍＶを超えて低下したものをメモリー効果が「顕著」、５０〜４５０ｍＶのものをメモリー効果が「あり」、５０ｍＶ未満のものを「なし」とした。結果を図５に示す。【００５８】
（電解液漏液）
蓄電池の封口部にリトマス紙をあて、青色に変化した場合はガス発生による漏液があったものと判断した。即時に変色したものを「顕著」、１分以内に変色したものを「あり」、変色が見られなかったものを「なし」として図５に示した。【００５９】
（放置試験）
放電後の電源部の電圧をＡ２、４０℃にて３日放置後の電源部の電圧をＢ２とし、（Ａ２−Ｂ２）が７２０ｍＶを超えたものを「顕著」、３００〜７２０ｍＶのものを「あり」、３００ｍＶ未満のものを「なし」として図５に示した。【００６０】
追加充電を実施しない比較例１においては、顕著なメモリー効果が発生したのに対し、本発明の各実施例ではメモリー効果が抑制されていた。また、追加充電の充電電気量が電池容量の１０％未満である比較例２においては、顕著なメモリー効果が見られ、追加充電の充電電気量が電池容量の２０％を超える比較例３においては、電池内圧の上昇に起因する電解液の漏液が確認された。【００６１】
さらに、追加充電の電流値が３Ｉｔ未満である実施例２、３では、メモリー効果解消の効果がやや小さかった。また、追加充電の電流値が１５Ｉｔを超える実施例７、８ではメモリー効果は解消するが、電解液の漏液が確認された。よって、追加充電を行う電流値の好適範囲は３〜１５Ｉｔであることがわかる。【００６２】
また、追加充放電を行うまでの中間ＳＯＣ領域での充放電の累計時間が７０時間未満である実施例９、１０は、メモリー効果は解消するが、放置試験による電池電圧の降下が確認され、追加充電の頻度が過多であるために電池の劣化が進行したと考えられる。一方、追加充放電を行うまでの中間ＳＯＣ領域での充放電の累計時間が２００時間を越える実施例１４、１５は、追加充電の頻度が不足であり、メモリー効果を解消する効果が小さかった。よって、追加充電を行うまでの中間ＳＯＣ領域での充放電の累計時間は７０〜２００時間であることが好適であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によればメモリー効果がなく、かつ過充電および過放電を回避できる電源システムが具現化できるので、アルカリ蓄電池の利点であるタフユース（ＨＥＶ、家庭用コージェネレーション、産業用等の用途）での利用可能性は高く、かつその効果は高いと考えられる。
【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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【国際調査報告】
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