(57)【要約】【課題】満充電判定を適切に行うことを課題とする。【解決手段】蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定し、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であると判定すると、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給する電力を、太陽電池１０から出力された電流を用いてコンデンサ１４に蓄積する。そして、コンデンサ１４に蓄積された電力を所定電流値の一定電流に変換し、変換した所定電流値の一定電流を所定時間継続して蓄電池１６に対して供給する。また、蓄電池１６に対する一定電流の供給が開始されると、蓄電池１６が満充電であるか否かを判定する。【選択図】        図１
2010051153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の満充電を判定する満充電判定装置であって、
電流を出力する電源手段と、
前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定するとともに当該蓄電池が満充電であるか否かを判定する制御手段と、
前記制御手段によって前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であると判定されると、当該蓄電池に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給する電力を、前記電源手段から出力された電流を用いて蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段によって蓄積された電力を前記所定電流値の一定電流に変換し、変換した所定電流値の一定電流を前記所定時間継続して前記蓄電池に対して供給する一定電流供給手段と、
を備えたことを特徴とする満充電判定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する充電状態判定手段と、
前記一定電流供給手段によって前記蓄電池に対する一定電流の供給が開始されると、当該蓄電池が満充電であるか否かを判定する満充電判定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の満充電判定装置。
【請求項３】
蓄電池の満充電を判定する満充電判定方法であって、
前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定するとともに当該蓄電池が満充電であるか否かを判定する制御工程と、
前記制御工程によって前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であると判定されると、当該蓄電池に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給する電力を、電源部から出力された電流を用いて蓄積する蓄電工程と、
前記蓄電工程によって蓄積された電力を前記所定電流値の一定電流に変換し、変換した所定電流値の一定電流を前記所定時間継続して前記蓄電池に対して供給する一定電流供給工程と、
を含んだことを特徴とする満充電判定方法。
【請求項４】
前記制御工程は、
前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する充電状態判定工程と、
前記一定電流供給工程によって前記蓄電池に対する一定電流の供給が開始されると、当該蓄電池が満充電であるか否かを判定する満充電判定工程と、
を含んだことを特徴とする請求項３に記載の満充電判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、満充電判定装置および満充電判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽電池システムが提案されている。太陽電池システムは、例えば、昼間、太陽電池の発電電力を負荷に供給するとともに余剰電力を用いて蓄電池を充電し、夜間、蓄電池に充電された電力を負荷に供給する。
【０００３】
また、例えば、太陽電池の出力電力を一旦コンデンサに充電し、コンデンサが満充電になった後に、コンデンサに充電された電力を用いて蓄電池を充電する太陽電池システムが開示されている（特許文献１、特許文献２など）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２５０６４６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の技術では、満充電判定を適切に行うことができないという課題があった。
【０００６】
すなわち、例えば、ニッケル水素蓄電池の満充電判定は、一定電流による充電を前提とした満充電条件を用いて判定される。しかしながら、太陽電池によって蓄電池を充電する場合、充電電流は、日射量の変動の影響を受けて変動してしまう。また、充電中の蓄電池の電圧は充電電流に依存することから、充電電流の変動は、蓄電池の電圧の変動となって現れる。つまり、太陽電池によって蓄電池を充電する場合、日射量の変動を避けることはできず、充電電流と蓄電池の電圧とが常に変動してしまうので、一定電流による充電を前提とした満充電条件を用いて判定することができないのである。
【０００７】
また、太陽電池の出力電力を一旦コンデンサに充電する手法では、太陽電池の出力電力が常に一旦コンデンサに充電されることになり、コンデンサが満充電状態にならないと蓄電池に供給されないので、コンデンサの容量が大きいほど充電効率が低下する。このため、この手法は、上記した課題を適切に解決するものではない。
【０００８】
なお、上記した課題は、太陽電池によって蓄電池を充電する場合に限られず、例えば、商用電源や燃料電池などであっても、一定電流でない不安定な電流を出力する電源によって蓄電池を充電する場合には、同様に課題となる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の課題を解決するためになされたものであり、満充電判定を適切に行うことが可能な満充電判定装置および満充電判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、蓄電池の満充電を判定する満充電判定装置であって、電流を出力する電源手段と、前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定するとともに当該蓄電池が満充電であるか否かを判定する制御手段と、前記制御手段によって前記蓄電池の状態が満充電を判定すべき状態であると判定されると、当該蓄電池に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給する電力を、前記電源手段から出力された電流を用いて蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段によって蓄積された電力を前記所定電流値の一定電流に変換し、変換した所定電流値の一定電流を前記所定時間継続して前記蓄電池に対して供給する一定電流供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、満充電判定を適切に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る満充電判定装置および満充電判定方法の実施例を詳細に説明する。まず、実施例１に係る満充電判定装置の概要を説明し、続いて、実施例１に係る満充電判定装置の構成、処理手順、実施例１の効果を説明する。その後、他の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
［実施例１に係る満充電判定装置の概要］
まず、図１を用いて、実施例１に係る満充電判定装置の概要を説明する。図１は、実施例１に係る満充電判定装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
実施例１においては、満充電判定装置１の初期状態において、スイッチＡ１２もスイッチＢ１３も『ＯＦＦ』の状態であるとする。まず、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する。すると、太陽電池１０から出力された電流が、蓄電池１６に供給される。
【００１５】
すると、充電状態判定部３２は、蓄電池１６の状態が、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する。例えば、実施例１における充電状態判定部３２は、電圧計測部２１によって計測された蓄電池１６の電圧値と所定の閾値（例えば）１４Ｖとを比較することで、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する。すなわち、蓄電池１６の電圧値が１４Ｖを下回る場合、蓄電池１６が満充電であることはあり得ない。このため、実施例１に係る満充電判定装置１は、蓄電池１６の電圧値が１４Ｖを下回る段階で満充電を判定しないように、満充電を判定すべき状態の下限値として１４Ｖを設定するのである。
【００１６】
こうして、充電状態判定部３２によって蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であると判定されると、スイッチ制御部３１は、スイッチＢ１３を『ＯＮ』の状態に制御し、スイッチＡ１２を『ＯＦＦ』の状態に制御する。すると、太陽電池１０から出力された電流は、コンデンサ１４に供給される。
【００１７】
ここで、コンデンサ１４には、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給するだけの電力が蓄積される。例えば、実施例１におけるコンデンサ１４には、少なくとも、蓄電池１６に対して１０Ａの一定電流を５分間継続して供給するだけの電力が蓄積される。
【００１８】
そして、コンデンサ充電判定部３３によってコンデンサ１４に電力が所定の値まで蓄積されたことが判定されると、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２を『ＯＮ』に制御する。すると、コンデンサ１４に蓄積された電力が、蓄電池１６に供給される。この時、コンデンサ１４に蓄積された電力は、Ｄ／Ｄコンバータ１５によって所定電流値の一定電流に変換される。そして、Ｄ／Ｄコンバータ１５が、所定電流値の一定電流を所定時間継続して蓄電池１６に供給する。例えば、実施例１におけるＤ／Ｄコンバータ１５は、１０Ａの一定電流を５分間継続して蓄電池１６に供給する。
【００１９】
一方、満充電判定部３４は、蓄電池１６に対する一定電流の供給が開始されると、蓄電池１６が満充電であるか否かを判定する。すなわち、満充電判定部３４は、一定電流による充電を前提とした満充電条件を用いて、蓄電池１６が満充電であるか否かを判定する。
【００２０】
このように、実施例１に係る満充電判定装置１は、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態である場合にのみコンデンサ１４に対する蓄電を開始するので、太陽電池の出力電力を一旦コンデンサに充電する従来の手法に比較して、充電効率が向上する。また、満充電判定装置１は、コンデンサ１４に蓄積した電力を用いて一定電流で蓄電池１６を充電するので、一定電流による充電を前提とした満充電条件を用いて判定することができる。結果として、実施例１に係る満充電判定装置１は、満充電判定を適切に行うことが可能になる。
【００２１】
［実施例１に係る満充電判定装置の構成］
次に、図１および図２を用いて、実施例１に係る満充電判定装置の構成を説明する。実施例１に係る満充電判定装置１は、図１に示すように、太陽電池１０と、ダイオード１１と、スイッチＡ１２と、スイッチＢ１３と、コンデンサ１４と、Ｄ／Ｄコンバータ１５と、蓄電池１６と、電圧計測部２１と、温度計測部２２と、制御部３０とを備える。なお、図１において、回路図と制御部３０との間の点線の矢印は、回路と制御部３０との間の信号線を意味する。また、制御部３０内部の実線は、制御部３０内部の信号線を意味する。
【００２２】
太陽電池１０は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する機器である。具体的には、太陽電池１０は、図１に示すように、コンデンサ１４や蓄電池１６に接続され、太陽電池１０から出力された電流は、コンデンサ１４や蓄電池１６に供給される。
【００２３】
ダイオード１１は、整流素子である。具体的には、ダイオード１１は、図１に示すように、コンデンサ１４に蓄積された電力が、太陽電池１０に対して逆流することを防止する。
【００２４】
スイッチＡ１２およびスイッチＢ１３は、スイッチ素子であり、具体的には、図１に示すように、太陽電池１０の一端にダイオード１１を介して接続される。満充電判定装置１において、スイッチＡ１２が『ＯＮ』の状態に制御され、スイッチＢ１３が『ＯＦＦ』の状態に制御されると、太陽電池１０から出力された電流は、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給される。また、満充電判定装置１において、スイッチＡ１２が『ＯＦＦ』の状態に制御され、スイッチＢ１３が『ＯＮ』の状態に制御されると、太陽電池１０から出力された電流は、コンデンサ１４に供給される。また、満充電判定装置１において、スイッチＡ１２が『ＯＮ』の状態に制御され、スイッチＢ１３が『ＯＮ』の状態に制御されると、コンデンサ１４に蓄積された電力が、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給される。
【００２５】
コンデンサ１４は、電荷を蓄積もしくは放出する素子である。具体的には、コンデンサ１４は、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給するだけの電力を蓄積する素子である。例えば、実施例１におけるコンデンサ１４は、蓄電池１６に対して１０Ａの一定電流を５分間継続して供給するだけの電力を蓄積する。なお、コンデンサ１４は、大容量キャパシタであってもよい。
【００２６】
Ｄ／Ｄコンバータ１５は、入力された電流を所定電流値の一定電流に変換して出力する。例えば、実施例１におけるＤ／Ｄコンバータ１５は、入力された電流を１０Ａの一定電流に変換して出力する。なお、蓄電池１６の状態が、満充電を判定すべき状態となる前は、太陽電池１０の変動した充電電流によって蓄電池１６が充電されてもよい。このため、Ｄ／Ｄコンバータ１５は、必ずしも入力された電流を所定電流値の一定電流に変換して出力する必要はなく、その瞬間の蓄電池１６の電圧に一致する電圧、もしくはわずかに高い電圧を出力すればよい。すなわち、Ｄ／Ｄコンバータ１５は、蓄電池１６の電圧が所定の閾値（例えば）１４Ｖに達して初めて、一定電流に変換して出力する動作を開始することになる。
【００２７】
言い換えると、実施例１におけるＤ／Ｄコンバータ１５には、２つの動作モードがあり、一つは、蓄電池１６の電圧が所定の閾値（例えば）１４Ｖよりも低い場合の定電圧モード（蓄電池１６の電圧に一致する電圧を出力するモード）である。また、もう一つは、蓄電池１６の電圧が所定の閾値（例えば）１４Ｖ以上となった場合の定電流モードである。
【００２８】
蓄電池１６は、太陽電池１０によって発電された電力を蓄える素子である。なお、実施例１においては、１２Ｖ１００Ａｈの蓄電池１６を想定する。
【００２９】
電圧計測部２１は、蓄電池１６の電圧を計測する。具体的には、電圧計測部２１は、センサ機能によって蓄電池１６の電圧を計測し、計測した電圧を後述する充電状態判定部３２に通知する。
【００３０】
温度計測部２２は、蓄電池１６の温度を計測する。具体的には、温度計測部２２は、センサ機能によって蓄電池１６の温度を計測し、計測した温度を後述する満充電判定部３４に通知する。
【００３１】
制御部３０は、図１に示すように、スイッチ制御部３１と、充電状態判定部３２と、コンデンサ充電判定部３３と、満充電判定部３４と、放電残容量判定部３５とを備える。
【００３２】
スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２およびスイッチＢ１３を制御する。なお、実施例１においては、満充電判定装置１の初期状態において、スイッチＡ１２もスイッチＢ１３も『ＯＦＦ』の状態であるとする。
【００３３】
実施例１におけるスイッチ制御部３１は、蓄電池１６が新たに接続されたことを検知すると、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する。すると、太陽電池１０から出力された電流は、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給される。また、スイッチ制御部３１は、充電状態判定部３２から、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であると通知されると、図２の（Ａ）に示すように、スイッチＡ１２を『ＯＦＦ』の状態に制御し、スイッチＢ１３を『ＯＮ』の状態に制御する。すると、太陽電池１０から出力された電流は、コンデンサ１４に供給される。なお、図２は、スイッチ制御を説明するための図である。
【００３４】
また、スイッチ制御部３１は、コンデンサ充電判定部３３から、コンデンサ１４に電力が蓄積されたことを通知されると、図２の（Ｂ）に示すように、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する。すると、コンデンサ１４に蓄積された電力が、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給される。なお、この時、太陽電池１０も接続されているので、太陽電池１０の出力電力も、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給されることになる。この時、必ずしも太陽電池１０による発電があるとは限らないが、コンデンサ１４に蓄積された電力と太陽電池１０の出力電力との両者が一緒にＤ／Ｄコンバータ１５へ供給されれば、次のコンデンサ１４の充電にかかる時間を短くすることが可能である。その理由は、蓄電池１６に供給される電力の一部が太陽電池１０から供給されると、その分だけコンデンサ１４の放電量は減ることになる。すると、例えば、所定時間一定電流が継続して蓄電池１６に供給されたとしても、コンデンサ１４の蓄電は空にならず、太陽電池１０が直接蓄電池１６を充電した分だけ、コンデンサ１４に電力が残ることになる。このため、次のコンデンサ１４の充電にかかる時間を短くすることが可能である。
【００３５】
また、スイッチ制御部３１は、満充電判定部３４から、蓄電池１６が満充電であることを通知されると、スイッチＡ１２を『ＯＦＦ』の状態に制御し、スイッチＢ１３を『ＯＦＦ』の状態に制御する。すると、蓄電池１６は、自己放電の状態となる。また、スイッチ制御部３１は、放電残容量判定部３５から、蓄電池１６の放電残容量が９０％まで低下したことを通知されると、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する。すると、再び、太陽電池１０から出力された電流は、Ｄ／Ｄコンバータ１５を介して蓄電池１６に供給される。
【００３６】
充電状態判定部３２は、蓄電池１６の状態が、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する。実施例１における充電状態判定部３２は、電圧計測部２１によって計測された蓄電池１６の電圧値と所定の閾値（例えば）１４Ｖとを比較することで、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する。そして、充電状態判定部３２は、蓄電池１６の状態が、満充電を判定すべき状態であると判定すると、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。
【００３７】
コンデンサ充電判定部３３は、コンデンサ１４に、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給するだけの電力が蓄積されたことを判定する。具体的には、実施例１におけるコンデンサ充電判定部３３は、コンデンサ１４に、蓄電池１６に対して１０Ａの一定電流を５分間継続して供給するだけの電力が蓄積されたことを判定すると、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。
【００３８】
満充電判定部３４は、蓄電池１６の満充電を判定する。具体的には、満充電判定部３４は、温度計測部２２から通知された温度を用いて蓄電池１６の満充電を判定し、蓄電池１６が満充電であることを判定すると、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。実施例１における満充電判定部３４は、コンデンサ１４に蓄積された電力が蓄電池１６に供給され始めると、その旨をスイッチ制御部３１から通知される。そして、満充電判定部３４は、その時に温度計測部２２から通知された温度と、その後に温度計測部２２から通知された温度とを５分間繰り返し比較し、１℃の温度上昇があった場合に、蓄電池１６が満充電であることを判定する。
【００３９】
放電残容量判定部３５は、蓄電池１６の放電残容量を判定する。具体的には、放電残容量判定部３５は、蓄電池１６の放電残容量を判定し、蓄電池１６の放電残容量が所定の閾値まで低下したと判定すると、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。例えば、実施例１における放電残容量判定部３５は、蓄電池１６の放電残容量が９０％まで低下したと判定すると、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。
【００４０】
［実施例１に係る満充電判定装置による処理手順］
次に、図３を用いて、実施例１に係る満充電判定装置１による処理手順を説明する。図３は、実施例１に係る満充電判定装置による処理手順を示すフローチャートである。
【００４１】
満充電判定装置１の初期状態において、スイッチＡ１２もスイッチＢ１３も『ＯＦＦ』の状態であるとする。まず、スイッチ制御部３１は、蓄電池１６が新たに接続されたことを契機として、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する（ステップＳ１）。そして、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御したことを充電状態判定部３２に通知する。
【００４２】
続いて、充電状態判定部３２が、電圧計測部２１によって計測された蓄電池１６の電圧値と閾値１４Ｖとを比較することで、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する（Ｓ２）。そして、満充電を判定すべき状態であると判定すると（ステップＳ２肯定）、充電状態判定部３２は、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。
【００４３】
すると、スイッチ制御部３１は、スイッチＢ１３を『ＯＮ』の状態に制御し（ステップＳ３）、スイッチＡ１２を『ＯＦＦ』の状態に制御する（ステップＳ４）。そして、スイッチ制御部３１は、その旨をコンデンサ充電判定部３３に通知する。
【００４４】
続いて、コンデンサ充電判定部３３が、コンデンサ１４に、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給するだけの電力が蓄積されたか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、蓄積されたと判定すると（ステップＳ５肯定）、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。
【００４５】
すると、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御し（ステップＳ６）、その旨を満充電判定部３４に通知する。
【００４６】
そして、満充電判定部３４は、スイッチ制御部３１からスイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御したことを通知された時に温度計測部２２から通知された温度と、その後に温度計測部２２から通知された温度とを５分間繰り返し比較し、１℃の温度上昇があった場合に、蓄電池１６が満充電であることを判定する（ステップＳ７およびＳ８）。
【００４７】
蓄電池１６が満充電であることを判定した場合（ステップＳ８肯定）、満充電判定部３４がその旨をスイッチ制御部３１に通知すると、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２およびスイッチＢ１３を『ＯＦＦ』の状態に制御し（ステップＳ９）、その旨を放電残容量判定部３５に通知する。
【００４８】
すると、放電残容量判定部３５は、蓄電池１６の放電残容量を判定し（ステップＳ１０）、蓄電池１６の放電残容量が９０％まで低下したと判定すると（ステップＳ１０肯定）、その旨をスイッチ制御部３１に通知する。すると、スイッチ制御部３１は、再び、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する処理に戻る（ステップＳ１）。
【００４９】
なお、Ｓ７において、満充電判定部３４によって蓄電池１６が満充電であることが判定されないまま５分間経過してしまった場合とは（ステップＳ７肯定）、すなわち、蓄電池１６が満充電とならなかった場合である。このため、満充電判定部３４は、蓄電池１６が満充電とならなかったことをスイッチ制御部３１に通知する。すると、スイッチ制御部３１は、スイッチＡ１２を『ＯＦＦ』の状態に制御して（ステップＳ４）、再び、太陽電池１０から出力された電流をコンデンサ１４に蓄積する処理に戻る。
【００５０】
［実施例１の効果］
上記してきたように、実施例１に係る満充電判定装置１は、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であるか否かを判定し、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態であると判定すると、蓄電池１６に対して所定電流値の一定電流を所定時間継続して供給する電力を、太陽電池１０から出力された電流を用いてコンデンサ１４に蓄積する。そして、満充電判定装置１は、コンデンサ１４に蓄積された電力を所定電流値の一定電流に変換し、変換した所定電流値の一定電流を所定時間継続して蓄電池１６に対して供給する。また、満充電判定装置１は、蓄電池１６に対する一定電流の供給が開始されると、蓄電池１６が満充電であるか否かを判定する。
【００５１】
このように、実施例１に係る満充電判定装置１は、蓄電池１６の状態が満充電を判定すべき状態である場合にのみコンデンサ１４に対する蓄電を開始するので、太陽電池の出力電力を一旦コンデンサに充電する従来の手法に比較して、充電効率が向上する。また、満充電判定装置１は、コンデンサ１４に蓄積した電力を用いて一定電流で蓄電池１６を充電するので、一定電流による充電を前提とした満充電条件を用いて判定することができる。結果として、実施例１に係る満充電判定装置１は、満充電判定を適切に行うことが可能になる。
【００５２】
なお、ここで、一定電流による充電について簡単に説明しておく。鉛蓄電池では、従来、充電方式として、フロート充電方式が採用されている。フロート充電方式とは、蓄電池の電圧を一定電圧に保持し、自己放電した容量分だけ微少電流で充電する方式である。フロート充電方式の利点は、一定の出力電圧で直接蓄電池を充電できるので、専用の充電器が不要であるという点である。
【００５３】
しかしながら、ニッケル水素蓄電池の場合、充電末期の蓄電池の電圧が環境温度で大きく変動してしまうので（高温では低くなり、低温では高くなる）、フロート充電方式を適用すると、環境温度によって過充電になったり充電不足になったりしてしまう。特に、過充電の場合、正極表面で電解液が分解し、酸素が発生する副反応が起こり、劣化が進行する恐れがある。また、一定電圧による充電では、充電電流が微少（０．０１Ｃ未満）となる場合があり、充電効率が著しく低下して充電されたエネルギーが全て発熱となり、劣化を促進する恐れがある。なお、鉛蓄電池も状況は同じであり、フロート充電方式の場合、特に高温環境下では蓄電池の劣化が進行する可能性があるため、一定電流による充電を適用する方が好ましい。
【００５４】
このような事情から、一定電流による充電方式の適用が望まれる場合が多くある。次に、一定電流による充電方式を適用した場合の満充電判定について簡単に説明する。一定電流による充電方式においては、充電電流が一定電流（例えば、０．１Ｃ：蓄電池容量［Ａｈ］に対する充電電流の割合）に維持しながら行われ、例えば、蓄電池の電圧、温度などを監視しながらいくつかの満充電条件を設定し、いずれかの満充電条件を満たした場合に、充電を終了する。満充電条件は、単位時間あたりの蓄電池の温度上昇が設定値を上回った場合（ｄＴ／ｄｔ条件）、蓄電池の電圧が設定値を上回った場合（上限電圧条件）、満充電後に蓄電池の電圧がピーク値を取り低下に転じる性質を利用したもの（−ΔＶ条件）などがある。
【００５５】
ｄＴ／ｄｔ条件は、一定量以上の充電電流がある場合にのみ有効な満充電判定条件であり、これを下回る充電電流では明確な温度上昇が現れにくく、充電電流が変動してしまう状況下で満充電判定に用いることは困難である。また、上限電圧条件も、一定電流による充電を前提にしており、充電電流と蓄電池の電圧とが常に変動してしまう状況下で満充電判定に用いることは困難である。また、−ΔＶ条件も同様に、充電電流と蓄電池の電圧とが常に変動してしまう状況下で満充電判定に用いることは困難である。
【００５６】
この点、実施例１に係る満充電判定装置１は、上記してきたように、コンデンサ１４に蓄積した電力を用いて一定電流で蓄電池１６を充電するので、充電電流と蓄電池の電圧とが常に変動してしまう状況を回避することが可能になる。その結果、一定電流による充電を前提とした満充電条件（ｄＴ／ｄｔ条件、上限電圧条件、−ΔＶ条件）を用いて判定することが可能になり、ひいては、一定電流による充電方式を適用することが可能になるのである。
【実施例２】
【００５７】
［他の実施例］
さて、これまで本発明の実施例１について説明してきたが、本発明は上記した実施例１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００５８】
［電源］
実施例１においては、電流値が一定でない電流を出力する電源として太陽電池を想定してきたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、商用電源や燃料電池などであっても、一定電流でない不安定な電流を出力する電源であれば、本発明を同様に適用することができる。もとより、一定電流を出力する電源であっても何ら問題ない。
【００５９】
［満充電を判定する状態の判定］
また、実施例１においては、蓄電池１６の電圧値が１４Ｖを上回るか否かという基準を用いて、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定する手法を説明してきたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、満充電判定装置１は、放電残容量判定部３５における放電残容量の計算結果が、所定の容量（例えば、９０％）を上回るか否かという基準を用いて、満充電を判定すべき状態であるか否かを判定してもよい。また、例えば、満充電判定装置１は、満充電判定装置１を利用する利用者によってボタンが押下されるなどすることで、充電状態判定部３２が判定のトリガとなる外部信号を受信した場合に、満充電を判定すべき状態であると判定してもよい。
【００６０】
［満充電判定条件］
また、実施例１においては、満充電判定部３４が、コンデンサ１４に蓄積された電力が蓄電池１６に供給され始めた時点から５分間に１℃の温度上昇があった場合に、蓄電池１６が満充電であると判定する手法を説明してきた。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。
【００６１】
例えば、電圧計測部２１が、蓄電池１６の電圧値を満充電判定部３４に通知し、満充電判定部３４が、電圧計測部２１から通知された蓄電池１６の電圧値が上限値である１５Ｖに達した場合に、満充電であると判定する手法でもよい。なお、蓄電池１６の電圧値の上限値は、蓄電池１６の温度に依存して変動するので、満充電判定部３４は、温度計測部２２から通知される温度とともに蓄電池１６の電圧値が上限値に達したか否かを判定する手法でもよい。
【００６２】
また、例えば、電圧計測部２１が、蓄電池１６の電圧値を満充電判定部３４に通知し、満充電判定部３４が、蓄電池１６の電圧値が低下に転じた場合に、満充電であると判定する手法でもよい。具体的な例を挙げると、例えば、満充電判定部３４は、コンデンサ１４に蓄積された電力が蓄電池１６に供給され始めた時点からの最高電圧値よりも現在の電圧値が０．２Ｖ低下した場合に、満充電と判定してもよい。
【００６３】
また、例えば、満充電判定部３４は、複数の満充電判定条件を用いて、満充電と判定してもよい。すなわち、満充電判定部３４は、上記した満充電判定条件を複数用いて、いずれか一つの条件を満たした場合に、満充電と判定してもよい。
【００６４】
［負荷の接続］
また、実施例１においては、蓄電池１６に負荷が接続されていないことを想定して説明してきたが、本発明はこれに限られるものではなく、蓄電池１６に負荷が接続されていてもよい。例えば、図３のステップＳ９において、スイッチ制御部３１が、スイッチＡおよびスイッチＢ１３を『ＯＦＦ』の状態に制御した後に、蓄電池１６に充電された電力が負荷に供給されるように制御する。すると、ステップＳ１０において、蓄電池１６に充電された電力は、自己放電のみならず負荷に供給されることで、低下することになる。その後、蓄電池１６の放電残容量がある程度まで低下した後に、スイッチ制御部３１は、負荷を一旦切り離し、スイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御する処理（ステップＳ１）に戻る。
【００６５】
［満充電を判定するタイミング］
また、実施例１においては、満充電判定部３４は、スイッチ制御部３１からスイッチＡ１２を『ＯＮ』の状態に制御したことを通知された時に、満充電を判定する処理を開始することを想定して説明してきた。この場合には、満充電判定部３４は、満充電を判定する必要がない場合には満充電を判定する処理を行わず、制御部３０の負荷を軽減するという効果を得ることができる。もっとも、本発明はこれに限られるものではなく、満充電判定部３４は、蓄電池１６の満充電を常時判定していてもよい。
【００６６】
［システム構成等］
また、明細書や図面で示した処理手順（図３など）、具体的名称（図１〜図３など）、各種のデータやパラメータを含む情報（図３など）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、図示した装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。また、スイッチ制御部３１、充電状態判定部３２、コンデンサ充電判定部３３、満充電判定部３４、放電残容量判定部３５は、一つのマイクロプロセッサ上で、ソフトウェア処理によって行うことでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明に係る満充電判定装置および満充電判定方法は、蓄電池の満充電を判定することに有用であり、特に、満充電判定を適切に行うことに適する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例１に係る満充電判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】スイッチ制御を説明するための図である。
【図３】実施例１に係る満充電判定装置による処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１  満充電判定装置
１０  太陽電池
１１  ダイオード
１２  スイッチＡ
１３  スイッチＢ
１４  コンデンサ
１５  Ｄ／Ｄコンバータ
１６  蓄電池
２１  電圧計測部
２２  温度計測部
３０  制御部
３１  スイッチ制御部
３２  充電状態判定部
３３  コンデンサ充電判定部
３４  満充電判定部
３５  放電残容量判定部
【図１】
2010051153.tif 000003
【図２】
2010051153.tif 000004
【図３】
2010051153.tif 000005