(57)【要約】【課題】過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ効率的な運用が可能な蓄電池システムを提供する。【解決手段】蓄電システム１００は、複数の鉛蓄電池セル２００を含む蓄電池列２０と、蓄電池列２０の電力の授受を制御する交直変換装置３と、蓄電池列２０の状態を監視し、交直変換装置３を介して蓄電池列２０の充放電を制御する制御装置１と、を備え、制御装置１は、蓄電池列２０の充電中に、蓄電池列２０の電圧Ｖｓに基づいて当該蓄電池列２０のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を算出し、評価値１３７に基づいて蓄電池列２０の充電を停止するための充電停止条件１３２を決定することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉛蓄電池セルを含む蓄電池列と、
前記蓄電池列の電力の授受を制御する交直変換装置と、
前記蓄電池列の状態を監視し、前記交直変換装置を介して前記蓄電池列の充放電を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出し、前記評価値に基づいて前記蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件を決定する
蓄電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電システムにおいて、
前記制御装置は、
前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて前記評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部によって算出された前記評価値に基づいて、前記充電停止条件を決定する充電停止条件決定部と、
前記蓄電池列の状態が、前記充電停止条件を満たしているか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしていると判定された場合に、前記蓄電池列の充電を停止する充電制御部と、を有する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電システムにおいて、
前記充電停止条件は、電圧閾値であって、
前記充電停止条件決定部は、前記電圧閾値を前記評価値が大きくなるほど大きくなるように、設定し、
前記判定部は、前記蓄電池列の電圧が前記電圧閾値を超えているか否かを判定し、
前記充電制御部は、前記判定部によって前記蓄電池列の電圧が前記電圧閾値を超えていると判定された場合に、前記蓄電池列の充電を停止する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電システムにおいて、
前記電圧閾値は、前記蓄電池列の均等充電における定電流充電の停止を判定するための基準値である
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項５】
請求項２に記載の蓄電システムにおいて、
前記充電停止条件は、前記蓄電池列の均等充電における定電圧充電の実施時間の上限を規定する充電上限時間を含み、
前記充電停止条件決定部は、前記充電上限時間を前記評価値が大きくなるほど前記充電上限時間が小さくなるように設定し、
前記判定部は、前記蓄電池列の定電圧充電の経過時間が前記充電上限時間に到達しているか否かを判定し、
前記充電制御部は、前記判定部によって前記経過時間が前記充電上限時間に到達したと判定された場合に、前記蓄電池列の定電圧充電を停止する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか一項に記載の蓄電システムにおいて、
前記評価値算出部は、
前記蓄電池列の充電を開始した開始時刻から第１時刻までの前記蓄電池列の電圧の時間変化を表す第１関数を算出する第１関数算出部と、
前記第１関数に基づいて、前記蓄電池列の電圧の極大値と、前記蓄電池列の電圧が極大値となる第２時刻とを算出する極大値算出部と、
前記開始時刻から前記第１時刻までの範囲のうち前記蓄電池列の電圧が直線的に変化する範囲に基づいて直線近似した第２関数を算出する第２関数算出部と、
前記第２関数に基づいて、前記第２時刻における前記蓄電池列の電圧の推定値を算出する電圧推定値算出部と、
前記極大値と前記推定値との差分を算出し、当該差分に基づいて前記評価値を決定する評価値決定部と、を有する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項７】
請求項２乃至５の何れか一項に記載の蓄電システムにおいて、
前記評価値算出部は、
前記蓄電池列の充電を開始した開始時刻から第１時刻までの前記蓄電池列の電圧の時間変化を表す第１関数を算出する第１関数算出部と、
前記開始時刻から前記第１時刻までの範囲のうち前記蓄電池列の電圧が直線的に変化する範囲に基づいて直線近似した第２関数を算出する第２関数算出部と、
前記第１関数と前記第２関数とによって囲まれる範囲の面積を算出し、当該面積に基づいて前記評価値を決定する評価値決定部と、を有する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項８】
複数の鉛蓄電池セルを含む蓄電池列と、前記蓄電池列の電力の授受を制御する交直変換装置と、前記蓄電池列の状態を監視し、前記交直変換装置を介して前記蓄電池列の充放電を制御する制御装置とを備えた蓄電システムにおける前記蓄電池列の充電制御方法であって、
前記制御装置が、前記蓄電池列の充電を開始するステップと、
前記制御装置が、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出するステップと、
前記制御装置が、算出した前記評価値に基づいて前記蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件を決定するステップと、
前記制御装置が、前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしているか否かを判定するステップと、
前記制御装置が、前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしていると判定した場合に、前記蓄電池列の充電を停止するステップと、を含む
充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムおよび充電制御方法に関し、例えば鉛蓄電池の充電を制御する蓄電システム、および鉛蓄電池の充電を制御する充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉛蓄電池の大容量化の要求により、単一の鉛蓄電池セル（単電池）または複数の鉛蓄電池セルを直列に接続した蓄電池列（ストリング）を複数並列に接続した多並列蓄電池を備えた蓄電システムが普及しつつある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２４７０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、蓄電システムでは、蓄電池列の充電制御時に鉛蓄電池の電圧を監視し、その電圧に基づいて充電を停止するか否かを判断している。すなわち、従来の蓄電システムは、蓄電池列の充電時に、蓄電池列（全体）の電圧と各蓄電池セルのセル電圧とを監視し、蓄電池列の電圧が充電停止判定電圧閾値に到達した場合、あるいは蓄電池セルのセル電圧が運用上限電圧を超過した場合に、蓄電池列の充電を停止する。
【０００５】
したがって、従来の蓄電システムは、蓄電池列の電圧が充電停止判定電圧閾値に到達していない状態であっても、当該蓄電池列を構成する何れかの蓄電池セルのセル電圧が運用上限電圧を超過した場合には、過電圧状態の蓄電池セルが発生したと判定し、蓄電池列の充電が停止する。
【０００６】
すなわち、従来の蓄電システムでは、何れかの蓄電池セルのセル電圧が運用上限電圧を超過するまで蓄電池列の充電が継続され、蓄電池セルが過電圧となり、劣化が促進されるおそれがある。
【０００７】
このような過電圧の蓄電池セルの発生を防止する方法として、充電停止判定電圧閾値をより低い値に設定する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、蓄電システムの運用範囲が狭まり、蓄電池の利用率が低下するおそれがある。すなわち、充電対象の蓄電池列に充電の余地が十分にあるにも関わらず充電が停止されるため、蓄電池の利用率が低下し、計画的な蓄電システムの運用ができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ効率的な運用が可能な蓄電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の代表的な実施の形態に係る蓄電システムは、複数の鉛蓄電池セルを含む蓄電池列と、前記蓄電池列の電力の授受を制御する交直変換装置と、前記蓄電池列の状態を監視し、前記交直変換装置を介して前記蓄電池列の充放電を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出し、前記評価値に基づいて前記蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る蓄電システムによれば、過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ効率的な運用が可能な蓄電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】充電中にクープデフォート現象が発生していない鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を示す図である。
【図１Ｂ】充電中にクープデフォート現象が発生した鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を示す図である。
【図２】従来のＣＣＣＶ方式による均等充電を説明するための図である。
【図３Ａ】均等充電における定電流充電が行われている蓄電池列の電圧の時間変化を示す図である。
【図３Ｂ】均等充電における定電圧充電が行われている蓄電池列の充電電流の時間変化を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る蓄電システムの構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る蓄電システムの制御装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る蓄電システムの評価値算出部の構成を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る蓄電システムによる評価値の算出方法を説明するための図である。
【図８Ａ】実施の形態１に係る蓄電システムによる電圧閾値の設定方法を説明するための図である。
【図８Ｂ】実施の形態１に係る蓄電システムによる電圧閾値の設定方法を説明するための図である。
【図９Ａ】実施の形態１に係る蓄電システムによる充電制御処理の流れを示すフロー図である。
【図９Ｂ】実施の形態１に係る蓄電システムによる充電停止条件の決定処理（ステップＳ２）の流れを示すフロー図である。
【図１０】実施の形態２に係る蓄電システムの制御装置の機能ブロック構成を示す図である。
【図１１Ａ】実施の形態２に係る蓄電システムによる充電制御処理の流れを示すフロー図である。
【図１１Ｂ】実施の形態２に係る蓄電システムによる充電停止条件の決定処理（ステップＳ２）の流れを示すフロー図である。
【図１２】実施の形態３に係る蓄電システムの評価値算出部の機能ブロック構成を示す図である。
【図１３】実施の形態３に係る蓄電システムによる評価値の算出方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
【００１３】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る蓄電システム（１００，１００Ａ，１００Ｂ）は、複数の鉛蓄電池セル（２００）を含む蓄電池列（２０）と、前記蓄電池列の電力の授受を制御する交直変換装置（３）と、前記蓄電池列の状態を監視し、前記交直変換装置を介して前記蓄電池列の充放電を制御する制御装置（１，１Ａ，１Ｂ）と、を備え、前記制御装置は、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値（１３７，１３７Ｂ）を算出し、前記評価値に基づいて前記蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件（１３２，１３２Ａ，１３８）を決定することを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧に基づいて前記評価値を算出する評価値算出部（１４，１４Ｂ）と、前記評価値算出部によって算出された前記評価値に基づいて、前記充電停止条件を決定する充電停止条件決定部（１５，１５Ａ）と、前記蓄電池列の状態が、前記充電停止条件を満たしているか否かを判定する判定部（１６，１６Ａ）と、前記判定部によって前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしていると判定された場合に、前記蓄電池列の充電を停止する充電制御部（１７）と、を有していてもよい。
【００１５】
〔３〕上記蓄電システム（１００，１００Ａ）において、前記充電停止条件（１３２，１３２Ａ）は、電圧閾値（Ｖｔｈ，Ｖｔｈａ）であって、前記充電停止条件決定部（１５，１５Ａ）は、前記電圧閾値を前記評価値が大きくなるほど大きくなるように設定し、前記判定部は、前記蓄電池列の電圧が前記電圧閾値を超えているか否かを判定し、前記充電制御部は、前記判定部によって前記蓄電池列の電圧が前記電圧閾値を超えていると判定された場合に、前記蓄電池列の充電を停止してもよい。
【００１６】
〔４〕上記蓄電システム（１００Ａ）において、前記電圧閾値は、前記蓄電池列の均等充電における定電流充電の停止を判定するための基準値（Ｖｔｈａ）であってもよい。
【００１７】
〔５〕上記蓄電システム（１００Ａ）において、前記充電停止条件（１３８）は、前記蓄電池列の均等充電における定電圧充電の実施時間の上限を規定する充電上限時間（Ｔｃｖ）を含み、前記充電停止条件決定部は、前記充電上限時間を前記評価値が大きくなるほど小さくなるように設定し、前記判定部は、前記蓄電池列の定電圧充電の経過時間（ｔｙ）が前記充電上限時間に到達しているか否かを判定し、前記充電制御部は、前記判定部によって前記経過時間が前記充電上限時間に到達したと判定された場合に、前記蓄電池列の定電圧充電を停止してもよい。
【００１８】
〔６〕上記蓄電システム（１００，１００Ａ）において、前記評価値算出部（１４）は、前記蓄電池列の充電を開始した開始時刻（ｔ０）から第１時刻（ｔ１）までの前記蓄電池列の電圧（Ｖｓ）の時間変化を表す第１関数（５００）を算出する第１関数算出部と、前記第１関数に基づいて、前記蓄電池列の電圧の極大値（Ｖｐ１）と、前記蓄電池列の電圧が極大値となる第２時刻（ｔｐ）とを算出する極大値算出部（１４２）と、前記開始時刻から前記第１時刻までの範囲のうち前記蓄電池列の電圧が直線的に変化する範囲（ｔ２〜ｔ１）に基づいて直線近似した第２関数（５００ｘ）を算出する第２関数算出部（１４３）と、前記第２関数に基づいて、前記第２時刻における前記蓄電池列の電圧の推定値（Ｖｐ２）を算出するとともに、前記極大値と前記推定値との差分（Ｄｃｆ１）を算出し、当該差分に基づいて前記評価値（１３７）を決定する評価値決定部（１４４）とを有していてもよい。
【００１９】
〔７〕上記蓄電システム（１００Ｂ）において、前記評価値算出部（１４Ｂ）は、前記蓄電池列の充電を開始した開始時刻（ｔ０）から第１時刻（ｔ１）までの前記蓄電池列の電圧（Ｖｓ）の時間変化を表す第１関数（５００）を算出する第１関数算出部（１４１）と、前記開始時刻から前記第１時刻までの範囲のうち前記蓄電池列の電圧が直線的に変化する範囲（ｔ１〜ｔ２）に基づいて直線近似した第２関数（５００ｘ）を算出する第２関数算出部（１４３）と、前記第１関数と前記第２関数とによって囲まれる範囲の面積（Ｄｃｆ２）を算出し、当該面積に基づいて前記評価値（１３７Ｂ）を決定する評価値決定部（１４４Ｂ）と、を有していてもよい。
【００２０】
〔８〕本発明の代表的な実施の形態に係る充電制御方法は、複数の鉛蓄電池セル（２００）を含む蓄電池列（２０）と、前記蓄電池列の電力の授受を制御する交直変換装置（３）と、前記蓄電池列の状態を監視し、前記交直変換装置を介して前記蓄電池列の充放電を制御する制御装置（１）とを備えた蓄電システム（１００）における前記蓄電池列の充電制御方法である。本充電制御方法は、前記制御装置が、前記蓄電池列の充電を開始するステップ（Ｓ１）と、前記制御装置が、前記蓄電池列の充電中に、前記蓄電池列の電圧（Ｖｓ）に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値（１３７，１３７Ｂ）を算出するステップ（Ｓ２４）と、前記制御装置が、算出した前記評価値に基づいて前記蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件（１３２，１３８）を決定するステップ（Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２６Ａ〜Ｓ２９Ａ）と、前記制御装置が、前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしているか否かを判定するステップ（Ｓ３）と、前記制御装置が、前記蓄電池列の状態が前記充電停止条件を満たしていると判定した場合に、前記蓄電池列の充電を停止するステップ（Ｓ４）と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２２】
≪本発明に係る蓄電池システムの概要≫
先ず、本発明に係る蓄電池システムの概要について説明する。
一般に、鉛蓄電池では、充電開始直後にセル電圧がオーバーシュートするクープデフォート現象が発生する場合があることが知られている。
クープデフォート現象が発生するか否かは、充電を開始する前の鉛蓄電池の状態に依存する。例えば、放電深度が深い鉛蓄電池ほど、充電開始直後にクープデフォート現象が発生する可能性が高い。
【００２３】
本願発明者らは、本願に先立って、蓄電池列を構成する鉛蓄電池間のセル電圧のばらつきと鉛蓄電池のクープデフォート現象との関係について検討を行った。検討の結果、以下に示すことが明らかとなった。
【００２４】
図１Ａ，図１Ｂは、充電中の鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を示す図である。
【００２５】
図１Ａには、セル電圧が１２Ｖである鉛蓄電池セルをｎ個直列に接続した蓄電池列（組電池）に対して、当該蓄電池列の電圧が充電停止判定電圧閾値（以下、単に「電圧閾値」と称する。）Ｖｔｈに到達するまで定電流充電を行ったときに、クープデフォート現象が発生していない鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化が示されている。
【００２６】
図１Ｂには、セル電圧が１２Ｖである鉛蓄電池セルをｎ個直列に接続した蓄電池列（組電池）に対して、当該蓄電池列の電圧が電圧閾値Ｖｔｈに到達するまで定電流充電を行ったときに、クープデフォート現象が発生した鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化が示されている。
【００２７】
また、図１Ａにおいて、参照符号３１１は、セル電圧が最も小さい鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を表し、参照符号３１２は、セル電圧が最も大きい鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を表している。また、図１Ｂにおいて、参照符号３１１Ａは、セル電圧が最も小さい鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を表し、参照符号３１２Ａは、セル電圧が最も大きい鉛蓄電池セルのセル電圧の時間変化を表している。
【００２８】
更に、図１Ａ，図１Ｂにおいて、Ｖｔｈ／ｎは、蓄電池列の電圧閾値Ｖｔｈを鉛蓄電池セルの個数“ｎ”で除した値である。すなわち、Ｖｔｈ／ｎは、鉛蓄電池セル一つ当たりの電圧閾値を表している。また、Ｖｍａｘは、鉛蓄電池セルの運用上限電圧を表している。
【００２９】
図１Ａの参照符号３００に示すように、蓄電池列の充電開始直後にクープデフォート現象が発生しなかった場合、充電停止時刻ｔｅにおいて、最大のセル電圧と最小のセル電圧との差が大きくなる。すなわち、クープデフォート現象が発生しなかった場合、各鉛蓄電池セル間のセル電圧のばらつきが大きいので、当該蓄電池列を電圧閾値Ｖｔｈまで充電したとき、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルが発生し易くなる。
【００３０】
一方、図１Ｂの参照符号３００Ａに示すように、蓄電池列の充電開始直後にセル電圧がオーバーシュートするクープデフォート現象が発生した場合、充電停止時刻ｔｅにおいて、最大のセル電圧と最小のセル電圧との差が小さくなる。すなわち、クープデフォート現象が発生した場合、各鉛蓄電池セル間のセル電圧のばらつきが小さいので、当該蓄電池列を電圧閾値Ｖｔｈまで充電したとしても、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルは発生し難い。
【００３１】
このように、蓄電池列の充電開始直後のクープデフォート現象の有無と、鉛蓄電池セルのセル電圧のばらつき度合いとの間に相関があり、蓄電池列の充電開始直後のクープデフォート現象の有無により、充電末期に運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルの発生の有無を予測することができることを、本願発明者らは新たに見出した。
【００３２】
また、本願発明者らは以下に示すことを新たに見出した。
【００３３】
一般に、鉛蓄電池を用いた蓄電システムでは、鉛蓄電池の劣化の一因であるサルフェーションを除去するために、鉛蓄電池を満充電状態にする均等充電（回復充電）を定期的に行っている。鉛蓄電池の均等充電の方式としては、定電流―定電圧充電（ＣＣＣＶ）方式が知られている。
【００３４】
定電流―定電圧充電方式は、初めに一定の電流値による充電（定電流充電）を行い、蓄電池電圧が所定の閾値に達した後に、一定の電圧による充電（定電圧充電）を行って鉛蓄電池を満充電状態まで回復させる充電方式である。なお、定電流の代わりに、定電力で充電を行う定電力−定電圧充電方式も知られている。
【００３５】
図２は、従来のＣＣＣＶ方式による均等充電を説明するための図である。
同図において、縦軸は電圧および電流を表し、横軸は時間を表している。参照符号９０１は、複数の鉛蓄電池セルが直列に接続された蓄電池列（全体）の電圧を表し、参照符号９０２は、当該蓄電池列の充電電流を表している。
【００３６】
図３Ａは、均等充電における定電流充電が行われている蓄電池列の電圧の時間変化を示す図である。具体的に、同図には、セル電圧が２Ｖである鉛蓄電池セルを１２８個直列に接続した蓄電池列（組電池）に対して、ＣＣＣＶ方式による均等充電を行ったときの、定電流充電開始直後から所定時間経過するまでの蓄電池列の電圧の時間変化が示されている。
【００３７】
図３Ａにおいて、参照符号４００は、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列の電圧の波形を表し、参照符号４０１は、クープデフォート現象が発生した蓄電池列の電圧の波形を表している。
【００３８】
図３Ｂは、均等充電における定電圧充電が行われている蓄電池列の充電電流の時間変化を示す図である。具体的に、同図には、セル電圧が２Ｖである鉛蓄電池セルを１２８個直列に接続した蓄電池列（組電池）に対して、ＣＣＣＶ方式による均等充電を行ったときの、当該蓄電池列の充電電流の時間変化が示されている。
【００３９】
図３Ｂにおいて、参照符号４０２、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列の充電電流の波形を表し、参照符号４０３は、クープデフォート現象が発生した蓄電池列の充電電流の波形を表している。
【００４０】
また、時刻ｔｂは、均等充電における定電流充電から定電圧充電に切り替わったタイミングを表し、時刻ｔｃは、クープデフォート現象が発生した蓄電池列の均等充電が終了したタイミングを表し、時刻ｔｃｘは、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列の均等充電が終了したタイミングを表している。なお、図３Ｂでは、定電圧充電時の蓄電池列の充電電流が判定閾値以下となったタイミングを均等充電が終了したタイミングとしている。
【００４１】
図３Ａに示すように、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列の方が、クープデフォート現象が発生した蓄電池列よりも、蓄電池列全体の電圧が高くなる。
【００４２】
また、図３Ｂに示すように、クープデフォート現象が発生した蓄電池列の方が、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列よりもΔＴだけ早く定電圧充電が終了する。
【００４３】
このように、蓄電池列の均等充電における定電流充電の開始直後のクープデフォート現象の有無と、蓄電池列の均等充電における定電圧充電に要する時間との間に相関があり、蓄電池列の充電開始直後のクープデフォート現象の有無により、均等充電における定電圧充電に要する時間を推定することができることを、本願発明者らは新たに見出した。
【００４４】
そこで、本発明の実施の形態に係る蓄電システムは、蓄電池列の充電中に、蓄電池列の電圧に基づいて当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出し、この評価値に基づいて蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件を決定する。
【００４５】
ここで、蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件としては、上述した蓄電池列の充電の停止を判断するための基準となる充電停止判定電圧閾値（電圧閾値）Ｖｔｈや、蓄電池列の均等充電における定電圧充電の実施時間の上限を規定する充電上限時間Ｔｃｖ等を例示することができる。
【００４６】
本明細書では、実施の形態１として、クープデフォート現象が発生したときの蓄電池列の電圧の極大値に基づいてクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出し、その評価値に基づいて充電停止判定電圧閾値（電圧閾値）Ｖｔｈを決定する蓄電システムを例示する。また、実施の形態２として、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値に基づいて均等充電における定電圧充電の充電上限時間Ｔｃｖを決定する蓄電システムを例示する。更に、実施の形態３として、実施の形態１とは異なる手法によって、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出する蓄電システムを例示する。
【００４７】
≪実施の形態１≫
図４は、実施の形態１に係る蓄電システムの構成を示す図である。
同図に示す蓄電システム１００は、例えばサイクルユースの鉛蓄電池を備えた蓄電システムである。蓄電システム１００は、例えば、通常時に電力供給部８（商用電源）から負荷９に給電し、停電の発生時には、電源バックアップ用の蓄電池モジュール２から負荷９に給電する。
【００４８】
電力供給部８は、蓄電システム１００および負荷９に電力を供給する機能部である。電力供給部８は、例えば、商用電源である。なお、電力供給部８は、商用電源に加えて、太陽光発電（ＰＶ：Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ）等の再生可能エネルギーに基づいて電力を発生させる発電設備を有していてもよい。
【００４９】
蓄電システム１００は、蓄電池モジュール２、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）３、および制御装置１を備えている。
【００５０】
蓄電池モジュール２は、電力を充放電可能に構成された蓄電池を含む。具体的に、蓄電池モジュール２は、蓄電池列２０と、電圧センサ２０１、２０２＿１〜２０２＿ｎと、電流センサ２０３とを含む。
【００５１】
蓄電池列２０は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎが直列に接続された構造を有している。蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎは、例えば鉛蓄電池セルである。
【００５２】
以下、蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎを「鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎ」と称する。また、以下の説明において、各鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎを区別しない場合には、単に「鉛蓄電池セル２００」と表記する場合がある。
【００５３】
電圧センサ２０１は、蓄電池列２０の電圧、すなわち鉛蓄電池セル２００＿ｎの負極側と鉛蓄電池セル２００＿１の正極側との間の電圧Ｖｓを計測するセンサである。蓄電池列の電圧センサ２０１は、蓄電池列２０に並列と接続されている。
【００５４】
電圧センサ２０２＿１〜２０２＿ｎは、鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎ毎に設けられ、対応する鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎのセル電圧（出力電圧）Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎを計測するセンサである。各電圧センサ２０２＿１〜２０２＿ｎは、対応する鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎと並列に接続されている。
【００５５】
なお、鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎの各セル電圧Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎを区別しない場合には、単に、「セル電圧Ｖｃ」と表記する場合がある。
【００５６】
電流センサ２０３は、蓄電池列２０の電流（充電電流および放電電流）Ｉを計測するセンサである。電流センサ２０３は蓄電池列２０と直列に接続されている。
【００５７】
ＰＣＳ３は、後述する制御装置１によって制御され、電力供給部８、蓄電池モジュール２、および負荷９の間で相互に電力を変換し、電力供給部８、蓄電池モジュール２、および負荷９の間での電力の授受を制御する電力変換部である。
【００５８】
例えば、ＰＣＳ３は、電力供給部８からの交流電力（ＡＣ）を直流電力（ＤＣ）に変換して蓄電池モジュール２に供給する。ＰＣＳ３は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ）、およびスイッチ回路等を含んで構成されている。
【００５９】
制御装置１は、蓄電システム１００の各構成要素の統括的な制御を司る装置である。具体的に、制御装置１は、蓄電池列２０の状態を監視するとともに、ＰＣＳ３を駆動することにより、蓄電池列２０の充放電制御を行う。
【００６０】
制御装置１は、例えば、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）である。ＢＭＵは、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３によって計測された物理量を逐次取得し、当該物理量に基づいて蓄電池列２０の状態を監視する監視機能と、蓄電池列２０の充放電を制御する充放電制御機能とを備えたデータ処理装置である。
【００６１】
制御装置１としてのＢＭＵは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、インターフェース回路等の種々の周辺回路とをそれぞれ含んで構成されている。
【００６２】
制御装置１は、蓄電池列２０の充放電制御機能の一つとして、蓄電池列２０のクープデフォート（ｃｏｕｐ  ｄｅ  ｆｏｕｅｔ）現象の発生の度合いに基づいて、蓄電池列２０の充電停止条件を決定する機能を有している。以下、この機能について詳細に説明する。
【００６３】
図５は、実施の形態１に係る蓄電システムの制御装置１の機能ブロック構成を示す図である。
同図に示すように、制御装置１は、蓄電池列２０の充電停止条件を決定するための機能に関連する機能ブロックとして、通信部１１、計測制御部１２、記憶部１３、評価値算出部１４、充電停止条件決定部１５、判定部１６、および充電制御部１７を有している。
【００６４】
これらの機能ブロックは、上述したＢＭＵを構成する各ハードウェア資源がソフトウェアと協働することによって実現される。例えば、ＢＭＵの構成要素であるＣＰＵ等のプロセッサが、ＢＭＵの構成要素である記憶装置に記憶されたプログラムに従って各種演算を実行して、ＢＭＵの構成要素である各種周辺回路を制御することにより、実現される。
【００６５】
通信部１１は、ＰＣＳ３との間でデータの送受信を行う機能部である。
【００６６】
計測制御部１２は、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３を制御して、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３によって計測された物理量（Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎ，Ｖｓ，Ｉ）の計測結果を取得する機能部である。
【００６７】
例えば、計測制御部１２は、定期的に、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３から電圧Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎ，Ｖｓおよび電流Ｉの計測値を取得する。また、計測制御部１２は、評価値算出部１４および判定部１６からの指示に応じて、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３から電圧Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎ，Ｖｓおよび電流Ｉの計測値を取得する。更に、計測制御部１２は、例えばプロセッサ内部のタイマ等を用いて、充電時の経過時間を計測する。
【００６８】
計測制御部１２によって取得した各種計測結果は、記憶部１３に記憶される。例えば、計測制御部１２は、電流センサ２０３から取得した蓄電池列２０の電流Ｉの計測値と、電圧センサ２０１から取得した蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測値と、電圧センサ２０２＿１〜２０２＿ｎから取得した各鉛蓄電池セル２００＿１〜２００＿ｎの電圧Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎの計測値とを、計測結果１３１として記憶部１３に記憶する。
【００６９】
例えば、計測制御部１２は、単位時間毎に蓄電池列２０の電圧Ｖｓ、電圧Ｖｃ、電流Ｉを計測し、記憶部１３に記憶する。
【００７０】
記憶部１３は、蓄電池列２０の充放電制御を実現するために必要な各種データを記憶する機能部である。例えば、記憶部１３は、上述したように、計測制御部１２によって取得した計測結果１３１を記憶する。また、記憶部１３は、充電停止条件１３２およびクープデフォート情報１３３を記憶する。
【００７１】
ここで、充電停止条件１３２は、蓄電池列２０の充電を停止するための基準となるパラメータである。例えば、充電停止条件１３２は、充電停止判定電圧閾値（電圧閾値）Ｖｔｈを含む。充電停止条件１３２は、後述する充電停止条件決定部１５によって生成されて、記憶部１３に記憶される。
【００７２】
また、クープデフォート情報１３３は、充電対象の蓄電池列２０のクープデフォート現象に関する情報である。クープデフォート情報１３３は、後述する評価値算出部１４によって生成され、記憶部１３に記憶される。クープデフォート情報１３３の詳細については後述する。
【００７３】
判定部１６は、蓄電池列２０の状態を判定するための機能部である。判定部１６は、蓄電池列２０の充電時に、蓄電池列２０の状態が充電停止条件を満たしているか否かを判定する。具体的に、判定部１６は、蓄電池列２０の電圧（電圧センサ２０１によって計測された電圧）Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈを超えているか否かを判定する。
【００７４】
例えば、判定部１６は、記憶部１３に記憶されている計測結果１３１および充電停止条件１３２に基づいて、電圧センサ２０１によって計測された蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。
【００７５】
充電制御部１７は、蓄電池列２０の充電を制御するための機能部である。充電制御部１７は、通信部１１を介してＰＣＳ３を制御することにより、蓄電池列２０の充電を行うとともに、判定部１６の判定結果に基づいて、蓄電池列２０の充電を停止する。具体的には、充電制御部１７は、蓄電池列２０の充電中に、判定部１６によって蓄電池列２０の状態が充電停止条件１３２を満たしていると判定された場合に、蓄電池列２０の充電を停止する。より具体的には、充電制御部１７は、判定部１６によって蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈを超えていると判定された場合に、蓄電池列２０の充電を停止する。
【００７６】
評価値算出部１４は、蓄電池列２０のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を算出する機能部である。評価値算出部１４は、充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓに基づいて、当該蓄電池列２０の評価値１３７を算出する。
【００７７】
図６は、実施の形態１に係る蓄電システムの評価値算出部１４の構成を示す図である。同図において、記憶部１３には、クープデフォート情報１３３のみが図示されている。
【００７８】
図６に示すように、評価値算出部１４は、第１関数算出部１４１、極大値算出部１４２、第２関数算出部１４３、および評価値決定部１４４を有している。
【００７９】
図７は、実施の形態１に係る蓄電システムによる評価値の算出方法を説明するための図である。
【００８０】
第１関数算出部１４１は、充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓの時間変化を表す第１関数５００を算出する機能部である。具体的には、図５に示すように、第１関数算出部１４１は、記憶部１３に記憶された計測結果１３１に基づいて、蓄電池列２０の充電を開始した開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの時間変化を表す第１関数５００を算出する。
【００８１】
ここで、第１関数５００は、例えば、三次以上の高次関数である。第１関数算出部１４１は、蓄電池列２０の充電を開始した開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測結果を用いて、例えば公知の多項式回帰分析を行うことにより、第１関数５００を算出する。
【００８２】
極大値算出部１４２は、第１関数算出部１４１によって算出された第１関数５００に基づいて、開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの範囲における蓄電池列２０の電圧Ｖｓの極大値Ｖｐ１を算出する機能部である。例えば、図７において、極大値算出部１４２は、第１関数５００に基づいて、開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの範囲における電圧Ｖｓの極大値Ｖｐ１と、極大値Ｖｐ１となる時刻ｔｐとを算出する。
【００８３】
第２関数算出部１４３は、蓄電池列２０の電圧Ｖｓが直線的に変化する範囲に基づいて直線近似した第２関数５００ｘを算出する機能部である。例えば、図７において、蓄電池列２０の電圧Ｖｓが直線的に変化する範囲における任意の時刻ｔ２（≠ｔ１）から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測結果に基づいて、例えば公知の線形回帰分析を行うことにより、第２関数５００ｘを算出する。
【００８４】
評価値決定部１４４は、第２関数算出部１４３によって算出された第２関数５００ｘと極大値算出部１４２によって算出された極大値Ｖｐ１とに基づいて、評価値１３７を決定する機能部である。
【００８５】
図７に示すように、先ず、評価値決定部１４４は、蓄電池列２０の電圧Ｖｓが極大値Ｖｐ１となる時刻ｔｐでの、第２関数５００ｘに基づく蓄電池列２０の電圧の推定値Ｖｐ２を算出する。次に、評価値決定部１４４は、極大値Ｖｐ１と推定値Ｖｐ２との差分（「電圧差Ｄｃｆ１」とも称する）を算出する。次に、評価値決定部１４４は、電圧差Ｄｃｆ１に基づいて評価値１３７を決定する。例えば、評価値決定部１４４は、電圧差Ｄｃｆ１を評価値１３７として記憶部１３に記憶する。
【００８６】
このように、評価値算出部１４は、蓄電池列２０の充電を開始してから所定の時刻までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの極大値Ｖｐ１に基づいて、クープデフォート現象の発生の度合を表す評価値（電圧差Ｄｃｆ１）を算出する。
【００８７】
充電停止条件決定部１５は、評価値算出部１４によって算出された評価値１３７（電圧差Ｄｃｆ１）に基づいて、充電停止条件１３２を決定する機能部である。具体的に、充電停止条件決定部１５は、電圧差Ｄｃｆ１に基づいて電圧閾値Ｖｔｈを決定する。
【００８８】
充電停止条件決定部１５は、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えていない場合に、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生しなかったと判定し、電圧閾値Ｖｔｈを所定の値Ｖａ（一定値）に設定する。
【００８９】
ここで、所定の値Ｖａは、電圧閾値Ｖｔｈの初期値として予め記憶部１３に記憶されていてもよい。
【００９０】
一方、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えている場合（例えばＤｃｆ１≧Ｔｈの場合）には、充電停止条件決定部１５は、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生したと判定し、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた電圧閾値Ｖｔｈを設定する。例えば、充電停止条件決定部１５は、下記式（１）に基づいて、電圧閾値Ｖｔｈを設定する。
【００９１】
【数１】
2020167842.tif 000003
【００９２】
上記式（１）において、ａ（＞０）は定数である。また、Ｖａも定数であり、上述したように、クープデフォート現象が発生しなかったときの電圧閾値Ｖｔｈの設定値である。
【００９３】
図８Ａ、図８Ｂは、実施の形態１に係る蓄電システム１００による電圧閾値Ｖｔｈの設定方法を説明するための図である。
【００９４】
実施の形態１に係る蓄電システム１００では、上述した充電停止条件決定部１５の処理により、定電流充電の停止の判定基準となる電圧閾値は、図８Ａ、図８Ｂに示すように設定される。
【００９５】
すなわち、図８Ａに示すように、クープデフォート現象が発生していない場合には、定電流充電の停止の判定基準となる電圧閾値Ｖｔｈは“Ｖａ（一定値）”に設定され、鉛蓄電池セル２００一つ当たりの電圧閾値は“Ｖａ／ｎ”となる。
【００９６】
一方、図８Ｂに示すように、クープデフォート現象が発生した場合には、定電流充電の停止の判定基準となる電圧閾値Ｖｔｈは“ａ×Ｄｃｆ１＋Ｖａ”に設定され、鉛蓄電池セル２００一つ当たりの電圧閾値は“（ａ×Ｄｃｆ１＋Ｖａ）／ｎ”となる。例えば、この場合における鉛蓄電池セル２００一つ当たりの電圧閾値は、電圧差Ｄｃｆ１（評価値１３７）に応じて、“Ｖａ／ｎ”から“Ｖｍａｘ”の間の値に設定される。
【００９７】
次に、実施の形態１に係る蓄電システム１００による、蓄電池列２０の充電停止条件の決定処理の流れについて説明する。
【００９８】
図９Ａは、実施の形態１に係る蓄電システム１００による充電制御処理の流れを示すフロー図である。ここでは、蓄電池列２０を定電流充電する場合を例にとり、説明する。
【００９９】
蓄電システム１００において、制御装置１は、蓄電池列２０の充電を開始する（ステップＳ１）。具体的には、充電制御部１７が、通信部１１を介してＰＣＳ３を制御することにより、蓄電池列２０の定電流充電を開始させる。
【０１００】
次に、制御装置１は、充電が開始された蓄電池列２０の充電停止条件の決定処理を実行する（ステップＳ２）。
【０１０１】
図９Ｂは、実施の形態１に係る蓄電システム１００による充電停止条件の決定処理（ステップＳ２）の流れを示すフロー図である。
【０１０２】
図９Ｂに示すように、ステップＳ２では、先ず、制御装置１は、蓄電池列２０の定電流充電を開始してからの経過時間ｔｘを計測する（ステップＳ２１）。例えば、計測制御部１２が、判定部１６からの指示に応じて、定電流充電の開始時刻からの経過時間ｔｘを計測し、計測結果１３１として記憶部１３に記憶する。
【０１０３】
また、制御装置１は、蓄電池列２０の電圧Ｖｓを計測する（ステップＳ２２）。例えば、計測制御部１２が、判定部１６からの指示に応じて、電圧センサ２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎおよび電流センサ２０３による計測値を、計測結果１３１として記憶部１３に記憶する。
【０１０４】
次に、制御装置１は、蓄電池列２０の定電流充電の経過時間ｔｘが所定時間ｔ１（図７における時刻ｔ１に相当）に到達したか否か判定する（ステップＳ２３）。経過時間ｔｘが所定時間ｔ１に到達していない場合には、電圧Ｖｓの計測を継続する（ステップＳ２２）。
【０１０５】
一方、経過時間ｔｘが所定時間ｔ１に到達した場合には、制御装置１は、評価値１３７を算出する（ステップＳ２４）。具体的には、評価値算出部１４が、上述した手法により、蓄電池列２０の充電を開始してから所定の時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの極大値Ｖｐ１に基づいて、電圧差Ｄｃｆ１を算出し、クープデフォート現象の発生の度合を表す評価値１３７として記憶部１３に記憶する（図７参照）。
【０１０６】
次に、制御装置１は、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ２５）。電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えていない場合には、充電停止条件決定部１５は、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生しなかったと判定し、電圧閾値Ｖｔｈを所定の値Ｖａ（一定値）に設定し、充電停止条件１３２として記憶部１３に記憶する（ステップＳ２７）。
【０１０７】
一方、ステップＳ２５において、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えている場合（例えばＤｃｆ１≧Ｔｈの場合）には、充電停止条件決定部１５は、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生したと判定し、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた電圧閾値Ｖｔｈを設定する（ステップＳ２６）。例えば、充電停止条件決定部１５は、上述した式（１）に基づいて、電圧閾値Ｖｔｈ（＝ａ×Ｄｃｆ＋Ｖａ）を算出し、充電停止条件１３２として記憶部１３に記憶する。
【０１０８】
以上の処理手順により、定電流充電の充電停止条件１３２が決定される。
【０１０９】
ステップＳ２によって充電停止条件１３２が決定された後、制御装置１は、充電中の蓄電池列２０が充電停止条件１３２を満足しているか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、判定部１６が、充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが充電停止条件１３２としての電圧閾値Ｖｔｈに到達したか否かを判定する。
【０１１０】
ステップＳ３において、判定部１６が充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈに到達していないと判定した場合には、充電制御部１７は、当該蓄電池列２０の充電を継続する。一方、ステップＳ３において、充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈに到達していないと判定した場合には、充電制御部１７は、通信部１１を介してＰＣＳ３を制御することにより、蓄電池列２０の充電を停止する（ステップＳ４）。
【０１１１】
以上、実施の形態１に係る蓄電システム１００において、制御装置１は、複数の鉛蓄電池セル２００を含む蓄電池列２０の充電中に、当該蓄電池列２０の電圧Ｖｓに基づいて、当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を算出するとともに、算出した評価値１３７に基づいて蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件１３２を決定する。
【０１１２】
上述したように、クープデフォート現象が発生した場合には、充電末期における各鉛蓄電池セル間のセル電圧のばらつきが小さいので、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルが発生し難い傾向がある。この場合には、クープデフォート現象の発生の度合いが大きくなるほど電圧閾値Ｖｔｈが高くなるように設定することにより、充電末期に、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルを発生させることなく、各鉛蓄電池セル２００を満充電状態に十分に近づけることができ、蓄電池列２０の利用率を向上させることが可能となる。
【０１１３】
一方、クープデフォート現象が発生していない場合には、充電末期における各鉛蓄電池セル間のセル電圧のばらつきが大きくなる傾向がある。この場合には、上述したように、当該蓄電池列の電圧閾値Ｖｔｈを低い値（Ｖａ）に設定する。これにより、充電末期に、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルが発生することを防止することができる。
【０１１４】
このように、実施の形態１に係る蓄電システム１００によれば、充電停止条件１３２をクープデフォート現象の発生の度合いに応じて変化させることにより、過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ蓄電システム１００の効率的な運用が可能となる。
【０１１５】
また、蓄電システム１００において、評価値算出部１４は、蓄電池列２０の充電を開始した開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの当該蓄電池列２０の電圧Ｖｓの時間変化を表す第１関数５００に基づいて蓄電池列２０の電圧Ｖｓの極大値Ｖｐ１を算出するとともに、開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの範囲における蓄電池列２０の電圧Ｖｓが直線的に変化する範囲に基づいて直線近似した第２関数５００ｘに基づいて、極大値Ｖｐ１となる時刻ｔｐにおける蓄電池列２０の電圧Ｖｓの推定値Ｖｐ２を算出し、極大値Ｖｐ１と推定値Ｖｐ２との電圧差Ｄｃｆ１に基づいて評価値１３７を決定する。
【０１１６】
これによれば、クープデフォート現象の発生の度合い（評価値１３７）をより適切に算出することができるので、蓄電池列２０の状態に合った適切な充電停止条件を設定することが可能となる。
【０１１７】
≪実施の形態２≫
図１０は、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａの制御装置１Ａの機能ブロック構成を示す図である。
実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａは、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値に基づいて均等充電における定電圧充電の実施時間の上限を決定する点において、実施の形態１に係る蓄電システム１００と相違し、その他の点においては実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様である。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、制御装置１ＡがＣＣＣＶ方式の均等充電を行う場合を例にとり、説明する。
【０１１９】
実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａの制御装置１Ａは、蓄電池列２０の均等充電を行う場合に、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出する。具体的には、評価値算出部１４が、ＣＣＣＶ方式の均等充電における定電流充電開始後に、実施の形態１と同様の手法により、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を含むクープデフォート情報１３３を生成し、記憶部１３Ａに記憶する。
【０１２０】
充電停止条件決定部１５Ａは、評価値算出部１４によって算出された評価値１３７（電圧差Ｄｃｆ１）に基づいて、蓄電池列２０の均等充電に係る充電停止条件１３２Ａとしての電圧閾値Ｖｔｈａと、蓄電池列２０の均等充電に係るもう一つの充電停止条件１３８としての充電上限時間Ｔｕとを決定する。
【０１２１】
ここで、電圧閾値Ｖｔｈａは、ＣＣＣＶ充電方式の均等充電における定電流充電の停止を判定するための基準値である。充電上限時間Ｔｕは、ＣＣＣＶ充電方式の均等充電における定電圧充電の実施時間の上限を規定する基準値である。
【０１２２】
具体的に、充電停止条件決定部１５Ａは、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えているか否かによって、電圧閾値Ｖｔｈａおよび充電上限時間Ｔｕの算出方法を変更する。すなわち、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えていない場合には、充電停止条件決定部１５Ａは、均等充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生しなかったと判定し、実施の形態１に係る充電停止条件決定部１５と同様に、電圧閾値Ｖｔｈａを所定の値Ｖａ（一定値）に設定する。
【０１２３】
また、この場合に、充電停止条件決定部１５Ａは、充電上限時間Ｔｕを所定の値Ｔａ（一定値）に設定する。なお、所定の値Ｔａは、所定の値Ｖａと同様に、充電上限時間Ｔｕの初期値として予め記憶部１３Ａに記憶されていてもよい。
【０１２４】
一方、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えている場合（例えばＤｃｆ１≧Ｔｈの場合）には、充電停止条件決定部１５Ａは、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生したと判定し、実施の形態１に係る充電停止条件決定部１５と同様に、上記式（１）に基づいて、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた電圧閾値Ｖｔｈａを設定する。
【０１２５】
また、この場合に、充電停止条件決定部１５Ａは、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた充電上限時間Ｔｕを設定する。例えば、充電停止条件決定部１５Ａは、下記式（２）に基づいて、充電上限時間Ｔｕを設定する。
【０１２６】
【数２】
2020167842.tif 000004
【０１２７】
上記式（２）において、ｃ（＞０）は定数である。また、Ｔａも定数であり、上述したように、クープデフォート現象が発生しなかったときの電圧閾値Ｖｔｈの設定値（初期値）である。
【０１２８】
このように、充電停止条件決定部１５Ａは、充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生した場合には、電圧差Ｄｃｆ１が大きくなるほど電圧閾値Ｖｔｈａが大きくなるように設定するとともに、電圧差Ｄｃｆ１が大きくなるほど充電上限時間Ｔｕが小さくなるように設定する。
【０１２９】
次に、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａによる、蓄電池列２０の充電停止条件の決定処理の流れについて説明する。
【０１３０】
図１１Ａは、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａによる充電制御処理の流れを示すフロー図である。
蓄電システム１００Ａにおいて、制御装置１Ａは、蓄電池列２０の均等充電を開始する（ステップＳ１Ａ）。具体的には、充電制御部１７が、通信部１１を介してＰＣＳ３を制御することにより、蓄電池列２０の定電流充電を開始させる。
【０１３１】
次に、制御装置１は、均等充電に係る充電停止条件の決定処理を実行する（ステップＳ２Ａ）。
【０１３２】
図１１Ｂは、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａによる充電停止条件の決定処理（ステップＳ２Ａ）の流れを示すフロー図である。
【０１３３】
図１１Ｂに示すように、ステップＳ２Ａでは、制御装置１Ａは、実施の形態１に係る制御装置１と同様に、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値を算出する。すなわち、制御装置１Ａは、均等充電における定電流充電を開始したとき、均等充電（定電流充電）の経過時間ｔの計測を開始するとともに、蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測を行い、経過時間ｔが所定時間ｔ１に到達した場合に、実施の形態１に係る制御装置１と同様の手法により、評価値１３７を含むクープデフォート情報１３３を生成して記憶部１３Ａに記憶する（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。
【０１３４】
次に、制御装置１Ａは、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ２５Ａ）。電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えていない場合には、充電停止条件決定部１５Ａは、定電流充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生しなかったと判定し、電圧閾値Ｖｔｈａを所定の値Ｖａ（一定値）に設定し、実行中の定電流充電の充電停止条件１３２Ａとして記憶部１３Ａに記憶する（ステップＳ２７Ａ）。
【０１３５】
また、この場合には、充電停止条件決定部１５Ａは、この後に行う定電圧充電に係る充電上限時間Ｔｃｖを所定の値Ｔａ（一定値）に設定し、充電停止条件１３８として記憶部１３Ａに記憶する（ステップＳ２９Ａ）。
【０１３６】
一方、ステップＳ２５Ａにおいて、電圧差Ｄｃｆ１が所定の閾値Ｔｈを超えている場合（例えばＤｃｆ１≧Ｔｈの場合）には、充電停止条件決定部１５Ａは、定電流充電中の蓄電池列２０においてクープデフォート現象が発生したと判定し、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた電圧閾値Ｖｔｈａを設定する（ステップＳ２６Ａ）。例えば、充電停止条件決定部１５Ａは、上述した式（１）に基づいて、電圧閾値Ｖｔｈａ（＝ａ×Ｄｃｆ１＋Ｖａ）を算出し、実行中の定電流充電の充電停止条件１３２Ａとして記憶部１３Ａに記憶する。
【０１３７】
また、この場合には、充電停止条件決定部１５Ａは、クープデフォート現象の発生の度合いに応じた充電上限時間Ｔｕを設定する（ステップＳ２８Ａ）。例えば、充電停止条件決定部１５Ａは、上述した式（２）に基づいて、充電上限時間Ｔｃｖ（＝ｃ×Ｄｃｆ１＋Ｔａ）を算出し、この後に行われる定電圧充電の充電停止条件１３８として記憶部１３Ａに記憶する。
【０１３８】
以上の処理手順により、均等充電における定電流充電の充電停止条件１３２Ａと均等充電における定電圧充電の充電停止条件１３８がそれぞれ設定される。これにより、蓄電システム１００Ａにおいて、ＣＣＣＶ方式の均等充電における定電流充電の電圧閾値Ｖｔｈと、定電圧充電の充電上限時間Ｔｃｖとは、クープデフォート現象の発生の度合いに応じて変化する。
【０１３９】
図１１Ａに示すように、ステップＳ２Ａによって充電停止条件１３２が決定された後、制御装置１Ａは、定電流充電中の蓄電池列２０が充電停止条件１３２を満足しているか否かを判定する（ステップＳ３Ａ）。具体的には、判定部１６Ａが、定電流充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈａに到達したか否かを判定する。
【０１４０】
判定部１６Ａによって、定電流充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈａに到達していないと判定された場合には、充電制御部１７が、当該蓄電池列２０の定電流充電を継続する。一方、判定部１６によって、充電中の蓄電池列２０の電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈａに到達したと判定された場合には、充電制御部１７が、当該蓄電池列２０の定電流充電を停止して、当該蓄電池列２０の定電圧充電を開始するとともに、定電圧充電の経過時間ｔｙの計測を開始する（ステップＳ４Ａ）。
【０１４１】
その後、判定部１６Ａは、蓄電池列２０の定電圧充電の経過時間ｔｙが充電上限時間Ｔｃｖに到達したか否かを判定する（ステップＳ５Ａ）。充電制御部１７が判定部１６の判定結果に基づいて蓄電池列２０の定電圧充電を制御する。具体的には、判定部１６Ａによって、蓄電池列２０の定電圧充電の経過時間ｔｙが充電上限時間Ｔｃｖに到達していないと判定された場合に、充電制御部１７は、蓄電池列２０の充電電流が所定の閾値に到達するまで、当該蓄電池列２０の充電を継続する。
【０１４２】
一方、判定部１６Ａによって、蓄電池列２０の定電圧充電の経過時間ｔｙが充電上限時間Ｔｃｖに到達したと判定された場合に、充電制御部１７は、定電圧充電を停止する（ステップＳ６Ａ）。これにより、蓄電池列２０の均等充電が終了する。
【０１４３】
以上、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａにおいて、制御装置１Ａは、複数の鉛蓄電池セル２００を含む蓄電池列２０の均等充電中に、当該蓄電池列２０の電圧Ｖｓに基づいて、当該蓄電池列のクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を算出し、評価値１３７に基づいて蓄電池列の充電を停止するための充電停止条件１３２を決定する。
【０１４４】
すなわち、制御装置１Ａは、均等充電の定電流充電中にクープデフォート現象が発生した場合には、クープデフォート現象の発生の度合いが大きくなるほど、均等充電の定電流充電における電圧閾値Ｖｔｈａが高くなるように設定する。
【０１４５】
これによれば、実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様に、均等充電の定電流充電の末期に、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルを発生させることなく、各鉛蓄電池セル２００を満充電状態に十分に近づけることができる。一方、クープデフォート現象が発生していない場合には、制御装置１Ａは、均等充電の定電流充電における電圧閾値Ｖｔｈａを低い値（Ｖａ）に設定する。これによれば、実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様に、均等充電の定電流充電の末期に、セル電圧が運用上限電圧Ｖｍａｘを超過する鉛蓄電池セルが発生することを防止することができる。
【０１４６】
このように、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａによれば、実施の形態１に係る蓄電システム１００Ａと同様に、均等充電における定電流充電の電圧閾値Ｖｔｈａをクープデフォート現象の発生の度合いに応じて変化させることにより、過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ蓄電システム１００の効率的な運用が可能となる。
【０１４７】
また、上述したように、クープデフォート現象が発生した蓄電池列２０の方が、クープデフォート現象が発生していない蓄電池列２０よりも早く、均等充電における定電圧充電が終了する傾向がある。
【０１４８】
そこで、実施の形態２に係る蓄電システム１００Ａのように、均等充電開始後にクープデフォート現象が発生した場合には、クープデフォート現象の発生の度合いが大きくなるほど定電圧充電の充電上限時間Ｔｃｖが高くなるように設定する。これによれば、均等充電における定電圧充電によって各鉛蓄電池セル２００を満充電状態に十分に近づけた状態で、均等充電をより早く終了させることができる。
【０１４９】
また、蓄電システム１００Ａによれば、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７を算出し、算出した評価値１３７に基づいて充電上限時間Ｔｃｖを決定するので、均等充電の開始後に、均等充電の終了時刻を推定することが可能となる。これにより、蓄電システム１００の効率的な運用が可能となる。すなわち、均等充電の終了時刻が推定可能になることにより、蓄電池の充放電が可能となる時刻（蓄電池の運用再開時刻）が明確になるので、例えば、ピークカット運転や太陽光発電の余剰電力吸収運転のために、均等充電後に満充電状態から一定量を放電すること等の事前準備等の運用計画を効率的に決定することが可能となる。
【０１５０】
≪実施の形態３≫
図１２は、実施の形態３に係る蓄電システム１００Ａの評価値算出部１４Ｂの機能ブロック構成を示す図である。
実施の形態３に係る蓄電システム１００Ｂは、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値の算出方法において、実施の形態１に係る蓄電システム１００と相違し、その他の点においては実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様である。
【０１５１】
図１２において、記憶部１３Ｂには、評価値算出部１４Ｂによって算出されるクープデフォート情報１３３のみが図示されている。
図１２に示すように、制御装置１Ｂにおける評価値算出部１４Ｂは、第１関数算出部１４１、第２関数算出部１４３、および評価値決定部１４４Ｂを有している。
【０１５２】
図１３は、実施の形態３に係る蓄電システム１００Ｂによる評価値の算出方法を説明するための図である。
第１関数算出部１４１は、実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様に、記憶部１３Ｂに記憶された蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測値（計測結果１３１）に基づいて、蓄電池列２０の充電を開始した開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの時間変化を表す第１関数５００を算出する。
【０１５３】
第２関数算出部１４３は、実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様に、蓄電池列２０の電圧Ｖｓが直線的に変化する範囲における時刻ｔ２から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの計測結果に基づいて直線近似した第２関数５００ｘを算出する。
【０１５４】
評価値決定部１４４Ｂは、第１関数５００と第２関数５００ｘとに基づいて、評価値１３７Ｂを決定する機能部である。
図１３に示すように、評価値決定部１４４Ｂは、第１関数５００と第２関数５００ｘとによって囲まれる範囲の面積Ｄｃｆ２を算出し、当該面積Ｄｃｆ２に基づいて評価値１３７Ｂを決定する。例えば、評価値決定部１４４Ｂは、第１関数５００と第２関数５００ｘとが交差する時刻ｔｄから時刻ｔ１（またはｔ２）までの第１関数５００の積分値と第２関数５００ｘの積分値との差分を算出し、面積Ｄｃｆ２とする。評価値決定部１４４Ｂは、算出した面積Ｄｃｆ２を評価値１３７Ｂとして記憶部１３Ｂに記憶する。
【０１５５】
以上、実施の形態３に係る蓄電システム１００Ｂによれば、蓄電池列２０の充電を開始した開始時刻ｔ０から時刻ｔ１までの蓄電池列２０の電圧Ｖｓの時間変化を表す第１関数５００と、蓄電池列２０の電圧Ｖｓが直線的に変化する範囲を直線近似した第２関数５００ｘとによって囲まれる範囲の面積Ｄｃｆ２を算出し、当該面積Ｄｃｆ２に基づいて、クープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７Ｂを算出する。
【０１５６】
これによれば、実施の形態１に係る蓄電システム１００と同様に、クープデフォート現象の発生の度合い（評価値１３７Ｂ）をより適切に算出することができるので、その時の蓄電池列２０の状態に合った適切な充電停止条件を設定することが可能となる。
【０１５７】
≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１５８】
例えば、上記実施の形態では、定電流充電を行う場合の充電停止条件（電圧閾値Ｖｔｈ，Ｖｔｈａ）をクープデフォート現象の発生の度合い（評価値１３７，１３７Ｂ）に応じて変化させる場合を例示したが、定電力充電を行う場合の充電停止条件（充電停止判定電圧閾値）についても同様に、クープデフォート現象の発生の度合いに応じて変化させてもよい。これによれば、定電力充電においても、過電圧となる鉛蓄電池セルの発生を防止し、且つ蓄電システムの効率的な運用が可能となる。
【０１５９】
また、上記実施の形態では、蓄電池モジュール２が一つの蓄電池列２０を有している場合を例示したが、これに限られない。蓄電池モジュール２は、並列に接続された複数の蓄電池列２０（多並列蓄電池）を有していてもよい。この場合、制御装置１〜１Ｂは、蓄電池列２０毎に、上述した充電制御を行う。
【０１６０】
また、上記実施の形態では、制御装置１が、監視機能と充放電制御機能とを備えたＢＭＵによって構成される場合を例示したが、これに限られない。例えば、上記監視機能を有するＢＭＵと、ＢＭＵからの指示に応じてＰＳＣを駆動して蓄電池列２０の充放電を制御するＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）とを含んで構成されていてもよい。この場合、例えば、評価値算出部１４，１４Ｂ、充電停止条件決定部１５，１５Ａ、および判定部１６，１６ＡはＢＭＵによって実現され、充電制御部１７はＥＭＳによって実現される。
【０１６１】
また、上記実施の形態では、電圧差Ｄｃｆ１および面積Ｄｃｆ２そのものをクープデフォート現象の発生の度合いを表す評価値１３７，１３７Ｂとする場合を例示したが、これに限れない。すなわち、電圧差Ｄｃｆ１および面積Ｄｃｆ２に基づいて評価値１３７および１３７Ｂが決定されていればよく、例えば、電圧差Ｄｃｆ１および面積Ｄｃｆ２に所定の定数等を掛けて評価値１３７，１３７Ｂを算出してもよい。
【０１６２】
また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。
【符号の説明】
【０１６３】
１，１Ａ，１Ｂ…制御装置、２…蓄電池モジュール、３…交直変換装置（ＰＣＳ）、８…電力供給部、９…負荷、１１…通信部、１２…計測制御部、１３，１３Ａ，１３Ｂ…記憶部、１４，１４Ｂ…評価値算出部、１５，１５Ａ…充電停止条件決定部、１６，１６Ａ…判定部、１７…充電制御部、２０…蓄電池列、１００，１００Ａ，１００Ｂ…蓄電システム１３１…計測結果、１３２，１３２Ａ，１３８…充電停止条件、１３３…クープデフォート情報、１３７，１３７Ｂ…評価値、１４１…第１関数算出部、１４２…極大値算出部、１４３…第２関数算出部、１４４，１４４Ｂ…評価値決定部、２００，２００＿１〜２００＿ｎ…鉛蓄電池セル、２０１，２０２＿１〜２０２＿ｎ…電圧センサ、２０３…電流センサ、Ｄｃｆ１…電圧差、Ｄｃｆ２…面積、ｔ１…（第１）時刻、ｔ２…時刻、Ｔｃｖ…充電上限時間、ｔｐ…（第２）時刻、Ｔｕ…充電上限時間、Ｖｃ，Ｖｃ＿１〜Ｖｃ＿ｎ…セル電圧、Ｖｍａｘ…運用上限電圧、Ｖｐ１…極大値、Ｖｐ２…推定値、Ｖｓ…蓄電池列２０の電圧、Ｖｔｈ，Ｖｔｈａ…電圧閾値。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2020167842.tif 000006
【図２】
2020167842.tif 000007
【図３Ａ】
2020167842.tif 000008
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020167842.tif 000012
【図７】
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【図８Ａ】
2020167842.tif 000014
【図８Ｂ】
2020167842.tif 000015
【図９Ａ】
2020167842.tif 000016
【図９Ｂ】
2020167842.tif 000017
【図１０】
2020167842.tif 000018
【図１１Ａ】
2020167842.tif 000019
【図１１Ｂ】
2020167842.tif 000020
【図１２】
2020167842.tif 000021
【図１３】
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