(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統交流電源の系統電力を蓄電池に充電すると共に、前記蓄電池に蓄積された電力を放電させて前記系統交流電源に供給する充放電制御装置であって、
前記充放電制御装置は、
前記系統交流電源からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する充電装置と、
前記蓄電池が放電する直流電力を交流電力に変換して前記系統交流電源に供給する放電装置と、
前記蓄電池の使用状態を検出する蓄電池使用状態検出装置と、
前記充電装置に含まれ、前記蓄電池への充電を制御する充電制御装置と、
前記放電装置に含まれ、前記蓄電池からの充電を制御する放電制御装置と、
前記蓄電池使用状態検出装置の出力を受け、前記蓄電池の使用状態に応じて前記充電制御装置および前記放電制御装置の応答速度を決定するパラメータを変更する応答速度変更装置と、を備える充放電制御装置。
【請求項２】
前記充電制御装置は、フィードバック制御で前記蓄電池への充電を制御し、
前記放電制御装置は、フィードバック制御で前記蓄電池からの放電を制御し、
前記パラメータは、
前記充電制御装置および前記放電制御装置におけるフィードバック制御の制御ゲインであって、
前記応答速度変更装置は、
前記蓄電池使用状態検出装置での検出結果に基づいて、前記蓄電池が古くなるにつれて前記制御ゲインを大きくして出力する、請求項１記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記充電装置は、
前記充電制御装置によって制御される充電用ローパスフィルターを介して充電電力を出力し、
前記放電装置は、
前記放電制御装置によって制御される放電用ローパスフィルターを介して放電電力を出力し、
前記パラメータは、
前記充電用ローパスフィルターおよび前記放電用ローパスフィルターの時定数であって、
前記応答速度変更装置は、
前記蓄電池使用状態検出装置での検出結果に基づいて、前記蓄電池が古くなるにつれて前記時定数を小さくして出力する、請求項１記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の使用開始時からの使用時間の合計である蓄電池累積使用時間に基づいて、前記蓄電池の使用状態を検出する、請求項１〜３の何れか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の使用開始時からの充放電された電力量の合計である蓄電池累積電力量に基づいて、前記蓄電池の使用状態を検出する、請求項１〜３の何れか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項６】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の内部抵抗に基づいて前記蓄電池の使用状態を検出する、請求項１〜３の何れか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項７】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の端子間電圧を測定する電圧測定装置と、
前記蓄電池に対する入出力電流を測定する電流測定装置と、を有し、
測定された電圧および電流の変動から負荷変動があったことを検知した場合に、前記測定された電圧および電流に基づいて前記内部抵抗を算出する、請求項６記載の充放電制御装置。
【請求項８】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の温度および／または前記蓄電池の周囲の温度を測定する温度測定装置を有し、
測定された温度に基づいて、
前記応答速度変更装置から出力される前記制御ゲインの変化率を変更する、請求項２記載の充放電制御装置。
【請求項９】
前記蓄電池使用状態検出装置は、
前記蓄電池の温度および／または前記蓄電池の周囲の温度を測定する温度測定装置を有し、
測定された温度に基づいて、
前記応答速度変更装置から出力される前記制御ゲインの変化の幅を変更する、請求項２記載の充放電制御装置。
【請求項１０】
前記充電用ローパスフィルターおよび前記放電用ローパスフィルターは、可変素子を有し、
前記充電制御装置および前記放電制御装置は、前記応答速度変更装置が出力する前記時定数を実現するように前記可変素子を制御する、請求項３記載の充放電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電池の充放電を制御する充放電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に蓄電池を充電する際は、過充電を起こさないように蓄電池への充電電圧を制御する方法が採用されている。しかし、蓄電池はその使用状態に応じて、電気特性が変化することから、制御方法も使用状態に応じて変更する方法が考えられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、電池の充電中の端子電圧の二階時間微分値に基づいて該端子電圧が変極点に達したことが検出されたときに電池端子間電圧の変動幅に応じて充電電流を減少させる制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、電気負荷で消費される負荷電流を検出する電気負荷監視手段と、負荷電流および電圧偏差に基づいてバッテリの劣化状態を判定する学習手段とを設け、発電電流制御手段がバッテリの劣化状態に応じて制御定数を更新する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３４７８０８号公報
【特許文献２】特開平６−１９７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近では、太陽光発電および風力発電などで得られる再生可能エネルギーを効率的に利用するために、スマートグリッドと呼ばれる次世代電力網でこれらの再生可能エネルギーを利用する方法が考えられているが、それには蓄電池（二次電池）への充電制御が重要な技術となる。
【０００７】
蓄電池への充電や、蓄電池からスマートグリッドへの電力供給を行う場合、短時間で電力を出し入れする場合があり、そのような場合には可能な限り応答時間（充放電時間）を短縮する必要がある。しかし、特許文献１および２では、応答時間の短縮については着目しておらず、スマートグリッドへの適用には対応できない。
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、蓄電池の使用状態に応じて過充電および過放電することなく安全で安定した充放電制御が可能な充放電制御装置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】
【０００９】
本発明に係る充放電制御装置は、系統交流電源の系統電力を蓄電池に充電すると共に、前記蓄電池に蓄積された電力を放電させて前記系統交流電源に供給する充放電制御装置であって、前記充放電制御装置は、前記系統交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する充電装置と、前記蓄電池が放電する直流電力を交流電力に変換して前記系統交流電源に供給する放電装置と、前記蓄電池の使用状態を検出する蓄電池使用状態検出装置と、前記充電装置に含まれ、前記蓄電池への充電を制御する充電制御装置と、前記放電装置に含まれ、前記蓄電池からの充電を制御する放電制御装置と、前記蓄電池使用状態検出装置の出力を受け、前記蓄電池の使用状態に応じて前記充電制御装置および前記放電制御装置の応答速度を決定するパラメータを変更する応答速度変更装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る充放電制御装置によれば、蓄電池の使用状態に応じて充電制御装置および放電制御装置の応答速度を決定するパラメータを変更する応答速度変更装置を備えるので、蓄電池の使用状態に応じて過充電および過放電することなく安全で安定した充放電制御が可能な充放電制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態１の充放電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の充放電制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】制御ゲイン変化率を変更する動作を模式的に示す図である。
【図４】蓄電池の温度が蓄電池の累積使用時間に対して変化する場合の、制御ゲインの変化を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態２の充放電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２の充放電制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】制御ゲイン変化幅を変更する動作を模式的に示す図である。
【図８】蓄電池の温度が蓄電池の累積電力量に対して変化する場合の、制御ゲインの変化を説明する図である。
【図９】本発明に係る実施の形態３の充放電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態１０の充放電制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】制御ゲインの２値的切り替えの動作を模式的に示す図である。
【図１２】蓄電池２の温度が変化する場合の制御ゲインの切り替え特性を説明する図である。
【図１３】充放電特性を用いて本発明の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜はじめに＞
蓄電池は一般的に非常に内部抵抗が小さいものであり、そこに電流制限なしに充電電圧を印可すると、小さい内部抵抗でしか制限されず、非常に大きな電流が流れる可能性がある。このような過電流を流すことは、化学反応の可逆的な範囲を超えて、蓄電池の機能を喪失させることとなる。
【００１３】
このような充電時の過電流を防止するために、充電電流の立ち上がり段階での電流制御が行われるような電流制御系を設けたことが本発明に係る充放電制御装置の特徴である。
【００１４】
＜実施の形態１＞
本発明に係る充放電制御装置の実施の形態１について図１〜図４を用いて説明する。図１は実施の形態１の充放電制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
＜装置構成＞
図１に示すように充放電制御装置１００は、系統交流電源１からの交流電力を受け、直流電力に変換して出力し蓄電池２を充電する充電装置３と、蓄電池２が放電する直流電力を受け、交流電力に変換して系統交流電源１に供給する放電装置４と、蓄電池２に対する入出力電流を測定する電流測定装置７と、充放電開始時の応答速度を変更する制御ゲイン変更装置８と、蓄電池２に対する電力の入出力時間の累積時間を算出する累積使用時間算出装置９と、蓄電池２の温度（および／またはその周囲の温度）を計測する温度測定装置１０とを備えている。
【００１６】
系統交流電源１は、電力会社が提供する商用系統電力などであり、分電盤２１を介して電気機器などの電気負荷２２に供給されると共に、充放電制御装置１００を介して、蓄電池２との間で電力の授受を行う構成となっている。また、電気負荷２２は、マネジメントシステム２３によって管理される構成となっている。マネジメントシステム２３は、電気負荷２２での使用電力量などを管理し、系統交流電源１からの系統電力より、蓄電池２からの放電電力を使用する方が経済的であるような場合や、系統交流電源１のネットワークに対して電力を供給する場合などは、放電装置４を制御して蓄電池２を放電させる機能を有している。また、系統交流電源１が電力的に余裕がある場合には、充電装置３を制御して蓄電池２を充電する機能を有している。
【００１７】
ここで、放電装置４で交流電力を生成する際には、系統電力の周波数に同調した電圧を生成する必要があり、放電装置４は系統電力の周波数に同調した交流電力を直流電力から生成する。これは「系統連携動作」と呼称される動作である。この動作は、放電装置４内の放電制御装置６により実行される。
【００１８】
累積使用時間算出装置９は蓄電池２の温度を測定する温度測定装置１０の出力と、蓄電池２への充電電流あるいは蓄電池２からの放電電流を測定する電流測定装置７の出力とに基づいて、温度による補正を行った蓄電池の使用時間（累積使用時間）を算出する。なお、電流測定装置７、累積使用時間算出装置９および温度測定装置１０を用いて蓄電池の使用状態を検出するので、これらを蓄電池使用状態検出装置と呼称することができる。
【００１９】
ここで、蓄電池は常温（摂氏２５度程度）から外れた温度で使用および保管することで性能劣化が加速することが知られている。そこで、累積使用時間算出装置９では、単なる累積使用時間ではなく、温度が常温から外れた場合は劣化が加速されるものとして、実際に経過した時間に所定の係数（温度に依存して変化する）を乗じた時間を累計することで補正を行い、擬似的に蓄電池２の劣化度合いを考慮した使用時間を取得する構成となっている。
【００２０】
具体的には、例えば、予め設定されている所定温度（通常は常温）からの偏差の絶対値に温度に依存する係数を掛けた値を、その温度を維持している時間に掛けることで累積使用時間を増加させ、実使用環境に合わせて蓄電池２の劣化度合いを考慮した累積使用時間を得るようにしている。累積使用時間の温度による加速は下記の数式（１）で表すことができる。
【００２１】
Ｔｓｕｍ＝Σ（Ｋ・｜Ｔｅｍｐ−Ｔｅｍｐ＿ｏｒｇ｜・Ｔｉｍｅ）・・・（１）
上記数式（１）において、Ｋは温度に依存する係数、Ｔｅｍｐは蓄電池２の温度、Ｔｅｍｐ＿ｏｒｇは所定温度（例えば常温）、ＴｉｍｅはＴｅｍｐを維持している時間である。
【００２２】
制御ゲイン変更装置８は、上記のようにして累積使用時間算出装置９で算出された蓄電池２の累積使用時間および温度測定装置１０で測定された蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲイン（制御ゲインと総称する場合あり）を算出する。
【００２３】
そして、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５および放電制御装置６により実行される充電制御および放電制御のためのフィードバック制御の演算処理において、充電制御ゲインおよび放電制御ゲインをそれぞれ乗じることで充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を制御し、過充電および過放電を防止する。この場合、制御ゲインは充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を決定するパラメータ（伝達関数）であり、制御ゲイン変更装置８は、応答速度変更装置と言うことができる。
【００２４】
＜動作＞
次に、図１を参照しつつ図２に示すフローチャートを用いて充放電制御装置１００の動作について説明する。
【００２５】
まず、ステップＳ１において、蓄電池２への充電あるいは蓄電池２からの放電を実施するか否かを判断する。この判断は、マネジメントシステム２３からの充電指示あるいは放電指示の有無によって、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６がそれぞれ行う。なお、ステップＳ１の判断は、充放電制御装置１００の動作中は定期的に実施される。
【００２６】
そして、充電あるいは放電を行うと判断した場合はステップＳ２に進むが、充電および放電の何れも実施しない場合は、制御ゲインを変更する必要がないため、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。
【００２７】
一方、充電あるいは放電を実施する場合は、ステップＳ２において、充電の場合は、例えば充電装置３の充電制御装置５内にあるメモリに保存されている前回の充電時の制御ゲインを読み込み、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６内にあるメモリに保存されている前回の放電時の制御ゲインを読み込む。
【００２８】
そして、読み込んだ制御ゲインで充電あるいは放電を開始する（ステップＳ３）。すなわち充電あるいは放電を開始する際の制御ゲインは前回の充電あるいは放電の最後に制御ゲイン変更装置８で演算された制御ゲインである。
【００２９】
充放電開始後、電流測定装置７を用いて測定した蓄電池２に入出力される電流の方向（正負）と電流値を測定し（ステップＳ４）、下記の数式（２）のように電流値の絶対値｜Ａ｜が所定のしきい値Ａｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００３０】
｜Ａ｜≧Ａｔｈ・・・（２）
そして、ステップＳ５で電流値の絶対値｜Ａ｜がしきい値Ａｔｈよりも小さいと判断される場合は充放電が終了したものと判断し、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。この判断は、充電の場合は充電装置３の充電制御装置５が、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６が行う。
【００３１】
一方、測定された電流の絶対値｜Ａ｜がしきい値Ａｔｈ以上である場合は充放電が実施されているものと判断し、蓄電池２の温度を温度測定装置１０を用いて測定する（ステップＳ６）と共に、充電の場合は、充電装置３の充電制御装置５内にあるメモリに保存されている前回の充電時の制御ゲインを読み込み、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６内にあるメモリに保存されている前回の放電時の制御ゲインを読み込む（ステップＳ７）。また、時間計測を開始する（ステップＳ８）。
【００３２】
制御ゲイン変更装置８では、ステップＳ６で測定された蓄電池２の温度Ｔｂａｔに基づいて、制御ゲインの累積使用時間に対する変化率を補正し、現状での制御ゲイン変化率を算出する（ステップＳ９）。ここで、制御ゲイン変化率ｄＧは下記の数式（３）で与えられる。
【００３３】
ｄＧ＝ｆ（Ｔｂａｔ）＝Ａ／（２π・Ｂ・Ｔｉｍｅ・Ｃ・（Ｔｂａｔ−Ｔｂａｔ＿ｏｒｇ））・・・（３）
上記数式（３）において、Ｔｂａｔは蓄電池２の温度、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ＴｉｍｅはＴｂａｔを維持している時間、Ｔｂａｔ＿ｏｒｇは常温（定数）、Ｂはバッテリの種類で決定される定数、Ｃは温度係数である。
【００３４】
なお、制御ゲイン変化率ｄＧは、予め温度ごとに算出して、それをマップとして制御ゲイン変更装置８内のメモリに記憶させておき、測定したパラメータに基づいてマップから読み出して制御ゲイン変化率ｄＧとして使用しても良い。
【００３５】
次に、制御ゲイン変更装置８では、蓄電池２の温度がＴｂａｔである場合の制御ゲインＧｔを、下記の数式（４）に基づいて算出する（ステップＳ１０）。
【００３６】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｆ（Ｔｂａｔ））・・・（４）
上記数式（４）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）ｓはラプラス演算子である。
【００３７】
ここで、測定された蓄電池２の温度Ｔｂａｔに応じて制御ゲイン変化率を変更する動作（ステップＳ９の動作）を図３に模式的に示す。図３においては横軸に累積使用時間を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、中央には常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１を示している。
【００３８】
常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１に対し、蓄電池２の温度が高くなると制御ゲイン変化率が大きくなり、蓄電池２の温度が低くなると制御ゲイン変化率が小さくなることを示している。
【００３９】
また、蓄電池２の温度Ｔｂａｔが蓄電池２の累積使用時間に対して変化する場合の、制御ゲインの変化の例を図４に示す。図４においては横軸に累積使用時間を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１に対して、温度Ｔｂａｔが変わった場合の制御ゲインを示している。
【００４０】
常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１が１つの直線で近似されるのに対し、蓄電池２の温度が高くなると制御ゲイン変化率が大きくなり、やがて蓄電池２の温度が低くなると制御ゲイン変化率が小さくなることを示している。
【００４１】
以上説明したステップＳ９およびＳ１０を経て、現在の蓄電池２の温度に基づく新たな制御ゲインを求めた後、充電制御装置５内あるいは放電制御装置６内のメモリに保存されている前回の制御ゲインを、新たな制御ゲインに書き換えて保存する（ステップＳ１１）。
【００４２】
そして、新たな制御ゲインで充放電を制御し（ステップＳ１２）、充放電が終わると次に充放電の指示があるまで待機する。
【００４３】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態１の充放電制御装置１００においては、制御ゲイン変更装置８が、累積使用時間算出装置９で算出された蓄電池２の累積使用時間および温度測定装置１０で測定された蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを算出し、それぞれ、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６に与えることで充電および放電の応答速度を制御する。
【００４４】
このため、スマートグリッドなどの短時間で蓄電池２への充電あるいは放電を繰り返し行うようなシステムにおいて、充放電の繰り返しによって蓄電池２の電気的特性が変化した場合でも、蓄電池２の使用状態に応じて過充電および過放電することなく安全で安定した充放電制御が可能となる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
本発明に係る充放電制御装置の実施の形態２について図５〜図８を用いて説明する。図５は実施の形態２の充放電制御装置２００の構成を示すブロック図である。
【００４６】
＜装置構成＞
図５に示すように充放電制御装置２００は、系統交流電源１からの交流電力を受け、直流電力に変換して出力し蓄電池２を充電する充電装置３と、蓄電池２が放電する直流電力を受け、交流電力に変換して系統交流電源１に供給する放電装置４と、蓄電池２に対する入出力電流を測定する電流測定装置７と、充放電開始時の応答速度を変更する制御ゲイン変更装置８と、蓄電池２の端子間電圧を測定する電圧測定装置１１と、蓄電池２に対して入出力された電力の累積電力量を算出する累積電力量算出装置１２と、蓄電池２の温度を計測する温度測定装置１０とを備えている。なお、図１に示した充放電制御装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
累積電力量算出装置１２は蓄電池２の温度を測定する温度測定装置１０の出力と、蓄電池２の端子電圧を測定する電圧測定装置１１の出力と、蓄電池２への充電電流あるいは蓄電池２からの放電電流を測定する電流測定装置７の出力とに基づいて、温度による補正を行った蓄電池の累積電力量を算出する。なお、電流測定装置７、温度測定装置１０、電圧測定装置１１および累積電力量算出装置１２を用いて蓄電池の使用状態を検出するので、これらを蓄電池使用状態検出装置と呼称することができる。
【００４８】
ここで、蓄電池は同じ電力を出し入れしても温度が常温から外れている場合には蓄電池の劣化度合いが異なることが知られている。そこで、累積電力量算出装置１２では、単なる累積電力量ではなく、電力の出し入れをした時の温度に基づいて、実際の電力量に所定の係数（温度に依存して変化する）を乗じた電力量を累計することで補正を行い、擬似的に蓄電池２の劣化度合いを考慮した電力量を取得する構成となっている。具体的には、累積電力量の温度による増加は下記の数式（５）で表すことができる。
【００４９】
Ｐｓｕｍ＝Σ（Ｋ・｜Ｔｅｍｐ−Ｔｅｍｐ＿ｏｒｇ｜・Ｐｏｗｅｒ）・・・（５）
上記数式（５）において、Ｋは温度に依存する係数、Ｔｅｍｐは蓄電池２の温度、Ｔｅｍｐ＿ｏｒｇは所定温度（例えば常温）、Ｐｏｗｅｒは測定された電力であり、予め設定されている所定温度（通常は常温）からの偏差の絶対値に温度に依存する係数を掛けた値を、測定した電力量に掛けることで累積電力量を増加させる。
【００５０】
制御ゲイン変更装置８は、上記のようにして累積電力量算出装置１２で算出された蓄電池２の累積電力量および温度測定装置１０で測定された蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを算出する。
【００５１】
そして、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５および放電制御装置６により実行される充電制御および放電制御のためのフィードバック制御の演算処理において、充電制御ゲインおよび放電制御ゲインをそれぞれ乗じることで充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を制御し、過充電および過放電を防止する。この場合、制御ゲインは充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を決定するパラメータ（伝達関数）であり、制御ゲイン変更装置８は、応答速度変更装置と言うことができる。
【００５２】
＜動作＞
次に、図５を参照しつつ図６に示すフローチャートを用いて充放電制御装置２００の動作について説明する。
【００５３】
まず、ステップＳ２１において、蓄電池２への充電あるいは蓄電池２からの放電を実施するか否かを判断する。この判断は、マネジメントシステム２３からの充電指示あるいは放電指示の有無によって、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６がそれぞれ行う。なお、ステップＳ２１の判断は、充放電制御装置１００の動作中は定期的に実施される。
【００５４】
そして、充電あるいは放電を行うと判断した場合はステップＳ２２に進むが、充電および放電の何れも実施しない場合は、制御ゲインを変更する必要がないため、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。
【００５５】
一方、充電あるいは放電を実施する場合は、ステップＳ２２において、充電の場合は、例えば充電装置３の充電制御装置５内にあるメモリに保存されている前回の充電時の制御ゲインを読み込み、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６内にあるメモリに保存されている前回の放電時の制御ゲインを読み込む。
【００５６】
そして、読み込んだ制御ゲインで充電あるいは放電を開始する（ステップＳ２３）。すなわち充電あるいは放電を開始する際の制御ゲインは前回の充電あるいは放電の最後に制御ゲイン変更装置８で演算された制御ゲインである。
【００５７】
充放電開始後、電流測定装置７を用いて測定した蓄電池２に入出力される電流の方向（正負）と電流値を測定し（ステップＳ２４）、下記の数式（６）のように電流値の絶対値｜Ａ｜が所定のしきい値Ａｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。
【００５８】
｜Ａ｜≧Ａｔｈ・・・（６）
そして、ステップＳ２５で電流値の絶対値｜Ａ｜がしきい値Ａｔｈよりも小さいと判断される場合は充放電が終了したものと判断し、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。一方、測定された電流の絶対値｜Ａ｜がしきい値Ａｔｈ以上である場合は充放電が実施されているものと判断する。この判断は、充電の場合は充電装置３の充電制御装置５が、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６が行う。
【００５９】
また、電圧測定装置１１を用いて蓄電池２の端子間電圧を測定し（ステップＳ３３）、ステップＳ２５で、充放電が実施されていると判断された場合は、測定された蓄電池２の端子間電圧Ｖと、電流測定装置７を用いて測定された入出力電流値Ａとに基づいて、下記の数式（７）を用いて、蓄電池に入出力されている電力Ｗを算出する（ステップＳ３４）。
【００６０】
Ｗ＝Ｖ・Ａ・・・（７）
ステップＳ２５で、充放電が実施されていると判断された場合は、蓄電池２の温度を温度測定装置１０を用いて測定する（ステップＳ２６）と共に、充電の場合は、充電装置３の充電制御装置５内にあるメモリに保存されている前回の充電時の制御ゲインを読み込み、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６内にあるメモリに保存されている前回の放電時の制御ゲインを読み込む（ステップＳ２７）。また、同じ電力で充放電を実施している時間（Ｔｉｍｅ）を計測する（ステップＳ２８）。
【００６１】
そして、ステップＳ３４で算出された電力Ｗと、ステップＳ２８で計測された時間（Ｔｉｍｅ）とに基づいて、下記の数式（８）を用いて、電力量Ｗｈを算出する（ステップＳ３５）。
【００６２】
Ｗｈ＝Σ（Ｗ・Ｔｉｍｅ）・・・（８）
制御ゲイン変更装置８では、ステップＳ２６で測定された蓄電池２の温度Ｔｂａｔに基づいて、制御ゲインの累積電力量に対する増加幅を補正し、現状での制御ゲイン増加幅を算出する（ステップＳ２９）。ここで、制御ゲイン増加幅ΔＧは下記の数式（９）で与えられる。
【００６３】
ΔＧ＝ｆ（Ｔｂａｔ）＝Ａ／（２π・Ｂ・Ｔｉｍｅ・Ｃ・（Ｔｂａｔ−Ｔｂａｔ＿ｏｒｇ））・・・（９）
上記数式（９）において、Ｔｂａｔは蓄電池２の温度、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ＴｉｍｅはＴｂａｔを維持している時間、Ｔｂａｔ＿ｏｒｇは常温（定数）、Ｂはバッテリの種類で決定される定数、Ｃは温度係数である。
【００６４】
なお、制御ゲイン増加幅ΔＧは、予め温度ごとに算出して、それをマップとして制御ゲイン変更装置８内のメモリに記憶させておき、測定したパラメータに基づいてマップから読み出して制御ゲイン増加幅ΔＧとして使用しても良い。
【００６５】
次に、制御ゲイン変更装置８では、蓄電池２の温度がＴｂａｔである場合の制御ゲインＧｔを、下記の数式（１０）に基づいて算出する（ステップＳ３０）。
【００６６】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｆ（Ｔｂａｔ））・・・（１０）
上記数式（１０）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ｓはラプラス演算子である。
【００６７】
ここで、測定された蓄電池２の温度Ｔｂａｔに応じて制御ゲイン増加幅を変更する動作（ステップＳ２９の動作）を図７に模式的に示す。図７においては横軸に累積電力量を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、中央には常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１１を示している。
【００６８】
常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１１に対し、蓄電池２の温度が高くなると制御ゲインの増加幅が大きくなり、蓄電池２の温度が低くなると制御ゲインの増加幅が小さくなることを示している。なお、累積電力量が増加すると制御ゲインの増加幅も大きくなる。
【００６９】
また、蓄電池２の温度Ｔｂａｔが蓄電池２の累積電力量に対して変化する場合の、制御ゲインの変化の例を図８に示す。図８においては横軸に累積電力量を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、常温での制御ゲインの変化特性Ｇ１１に対して、温度Ｔｂａｔが変わった場合の制御ゲインを示している。
【００７０】
図８に示すように、蓄電池２の温度が高い場合には、常温で使用する場合に比べて制御ゲインの増加幅（段差）が大きくなるが、蓄電池２の温度が低くなると、常温で使用する場合に比べて制御ゲインの増加幅が小さくなる。なお、高温の状態が続けば、増加幅（段差）が大きな状態が維持されて制御ゲインが増加することとなる。
【００７１】
以上説明したステップＳ２９およびＳ３０を経て、現在の蓄電池２の温度に基づく新たな制御ゲインを求めた後、充電制御装置５内あるいは放電制御装置６内のメモリに保存されている前回の制御ゲインを、新たな制御ゲインに書き換えて保存する（ステップＳ３１）。
【００７２】
そして、新たな制御ゲインで充放電を制御し（ステップＳ３２）、充放電が終わると次に充放電の指示があるまで待機する。
【００７３】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態２の充放電制御装置２００においては、制御ゲイン変更装置８が、累積電力量算出装置９で算出された蓄電池２に入出力する電力の累積電力量および温度測定装置１０で測定された蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを算出し、それぞれ、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６に与えることで充電および放電の応答速度を制御する。
【００７４】
このため、スマートグリッドなどの短時間で蓄電池２への充電あるいは放電を繰り返し行うようなシステムにおいて、充放電の繰り返しによって蓄電池２の電気的特性が変化した場合でも、蓄電池２の使用状態に応じて過充電および過放電することなく安全で安定した充放電制御が可能となる。
【００７５】
＜実施の形態３＞
本発明に係る充放電制御装置の実施の形態３について図９〜図１２を用いて説明する。図９は実施の形態３の充放電制御装置３００の構成を示すブロック図である。
【００７６】
＜装置構成＞
図９に示すように充放電制御装置３００は、系統交流電源１からの交流電力を受け、直流電力に変換して出力し蓄電池２を充電する充電装置３と、蓄電池２が放電する直流電力を受け、交流電力に変換して系統交流電源１に供給する放電装置４と、蓄電池２に対する入出力電流を測定する電流測定装置７と、充放電開始時の応答速度を変更する制御ゲイン変更装置８と、蓄電池２の端子間電圧を測定する電圧測定装置１１と、蓄電池２の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置１３とを備えている。なお、図１に示した充放電制御装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７７】
内部抵抗算出装置１３は、例えば電気負荷２２の変動を感知したような場合に、電圧測定装置１１の出力の変動幅と電流測定装置７の出力の変動幅とに基づいて、蓄電池２の内部抵抗を算出する。なお、電流測定装置７、電圧測定装置１１および内部抵抗算出装置１３を用いて蓄電池の使用状態を検出するので、これらを蓄電池使用状態検出装置と呼称することができる。
【００７８】
ここで、負荷変動は、蓄電池２から放電される電力の変化により感知され、例えば、電圧が同じで電流が増えれば、負荷が増えたことを意味し、電圧が同じで電流が減少すれば負荷が減ったことを意味する。従って、以前に測定された電流に比べて、電圧の変化がほぼない状態で電流に変化があれば負荷が変動したと判断することができる。
【００７９】
制御ゲイン変更装置８は、内部抵抗算出装置１３で算出された蓄電池２の内部抵抗値に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを算出する。
【００８０】
そして、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５および放電制御装置６により実行される充電制御および放電制御のためのフィードバック制御の演算処理において、充電制御ゲインおよび放電制御ゲインをそれぞれ乗じることで充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を制御し、過充電および過放電を防止する。この場合、制御ゲインは充電制御装置５および放電制御装置６の応答速度を決定するパラメータ（伝達関数）であり、制御ゲイン変更装置８は、応答速度変更装置と言うことができる。
【００８１】
＜動作＞
次に、図９を参照しつつ図１０に示すフローチャートを用いて充放電制御装置３００の動作について説明する。
【００８２】
まず、ステップＳ４１において、蓄電池２への充電あるいは蓄電池２からの放電を実施するか否かを判断する。この判断は、マネジメントシステム２３からの充電指示あるいは放電指示の有無によって、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６がそれぞれ行う。なお、ステップＳ４１の判断は、充放電制御装置１００の動作中は定期的に実施される。
【００８３】
そして、充電あるいは放電を行うと判断した場合はステップＳ４２に進むが、充電および放電の何れも実施しない場合は、制御ゲインを変更する必要がないため、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。
【００８４】
一方、充電あるいは放電を実施する場合は、ステップＳ４２において、充電の場合は、例えば充電装置３の充電制御装置５内にあるメモリに保存されている前回の充電時の制御ゲインを読み込み、放電の場合は、放電装置４の放電制御装置６内にあるメモリに保存されている前回の放電時の制御ゲインを読み込む。
【００８５】
そして、読み込んだ制御ゲインで充電あるいは放電を開始する（ステップＳ４３）。すなわち充電あるいは放電を開始する際の制御ゲインは前回の充電あるいは放電の最後に制御ゲイン変更装置８で演算された制御ゲインである。
【００８６】
充放電開始後、電流測定装置７を用いて測定した蓄電池２に入出力される電流の方向（正負）と、そのときの電流値Ａ１を、内部抵抗算出装置１３内のメモリに保存し（ステップＳ４４）、また、電圧測定装置１１を用いて測定した蓄電池２の端子間電圧Ｖ１を内部抵抗算出装置１３内のメモリに保存する（ステップＳ４５）。
【００８７】
そして、測定された電流値Ａ１と測定された電圧Ｖ１とに基づいて、負荷変動が発生したか否かを判断する（ステップＳ４６）。この判断は、上述した内部抵抗算出装置１３内のメモリに保存されている以前に測定された電流値および電圧と、現時点の電流値Ａ１および電圧Ｖ１とを比較することで行われ、例えば、電圧が同じで電流が増えていれば、負荷が増えたと判断し、電圧が同じで電流が減少していれば負荷が減ったと判断する。
【００８８】
そして、ステップＳ４６で負荷変動が発生したと判断される場合は以下の処理を実行するが、負荷変動が発生していないと判断される場合は同じ条件での充放電が実施されているとして、以下の処理を実行することなく次に充放電の指示があるまで待機する。この判断は、内部抵抗算出装置１３が行う。
【００８９】
ステップＳ４６で負荷変動が発生したと判断された場合は、負荷変動後の蓄電池２に入出力される電流値Ａ２を測定し、内部抵抗算出装置１３内のメモリに保存する（ステップＳ４７）と共に、負荷変動後の蓄電池２の端子間電圧Ｖ２を測定し内部抵抗算出装置１３内のメモリに保存する（ステップＳ４８）。
【００９０】
次に、メモリに保存された電圧Ｖ１および電圧Ｖ２に基づいて下記の数式（１１）を用いて、蓄電池２の端子間電圧の変動幅の絶対値ΔＶを算出する（ステップＳ４９）。
【００９１】
ΔＶ＝｜Ｖ１−Ｖ２｜・・・（１１）
また、メモリに保存された電流値Ａ１および電流値Ａ２に基づいて下記の数式（１２）を用いて、蓄電池２へ入出力される電流の変動幅の絶対値ΔＡを算出する（ステップＳ５０）。
【００９２】
ΔＡ＝｜Ａ１−Ａ２｜・・・（１２）
そして、ステップＳ４９およびステップＳ５０においてそれぞれ算出したΔＶおよびΔＡに基づいて下記の数式（１３）を用いて、蓄電池２の内部抵抗Ｒを算出する（ステップＳ５１）。
【００９３】
Ｒ＝ΔＶ／ΔＡ・・・（１３）
次に、制御ゲイン変更装置８では、ステップＳ５１で算出された蓄電池２の内部抵抗Ｒに基づいて、現状での制御ゲイン変化率を算出する。ここで、制御ゲイン変化率ｄＧは下記の数式（１４）で与えられる。
【００９４】
ｄＧ＝ｆ（Ｒｉｎ）＝Ａ／（２π・Ｂ・Ｒｉｎ）・・・（１４）
上記数式（１４）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、Ｂはバッテリの種類で決定される定数、Ｒｉｎは内部抵抗である。
【００９５】
なお、制御ゲイン変化率ｄＧは、予め内部抵抗ごとに算出して、それをマップとして制御ゲイン変更装置８内のメモリに記憶させておき、測定したパラメータに基づいてマップから読み出して制御ゲイン変化率ｄＧとして使用しても良い。
【００９６】
次に、制御ゲイン変更装置８では、制御ゲインＧｔを、下記の数式（１５）に基づいて算出する（ステップＳ５２）。
【００９７】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｆ（Ｒｉｎ））・・・（１５）
上記数式（１５）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ｓはラプラス演算子である。
【００９８】
ここで、算出された蓄電池２の内部抵抗Ｒを、予め設定されたしきい値と比較し、しきい値を越えた場合に制御ゲインを小さい値に切り替えるという２値的切り替えの動作を図１１に模式的に示す。
【００９９】
図１１においては横軸に内部抵抗を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、常温での制御ゲインの切り替え特性Ｇ２１を示している。このように、内部抵抗Ｒが予め設定されたしきい値を超えた場合に、制御ゲインを２値の何れかに切り替える動作を、２値的切り替え動作と呼称する。また、図１１においては、常温での制御ゲインの切り替え特性Ｇ２１に対し、蓄電池２の温度が高い場合には予め設定するしきい値は低くなり、蓄電池２の温度が低くなると予め設定するしきい値は高くなることを示している。
【０１００】
また、蓄電池２の温度が変化する場合の制御ゲインの切り替え特性を図１２に示す。図１２においては横軸に内部抵抗を示し、縦軸に制御ゲインを示しており、常温での制御ゲインの切り替え特性Ｇ２１に対して、蓄電池２の温度が高くなると制御ゲインを切り替える内部抵抗の値が低くなり、蓄電池２の温度が低くなると制御ゲインを切り替える内部抵抗の値が高くなることを示している。
【０１０１】
以上説明したステップＳ５２を経て、現在の蓄電池２の内部抵抗に基づく新たな制御ゲインを求めた後、充電制御装置５内あるいは放電制御装置６内のメモリに保存されている前回の制御ゲインを、新たな制御ゲインに書き換えて保存する（ステップＳ５３）。
【０１０２】
そして、新たな制御ゲインで充放電を制御し（ステップＳ５４）、充放電が終わると次に充放電の指示があるまで待機する。
【０１０３】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態３の充放電制御装置３００においては、制御ゲイン変更装置８が、内部抵抗算出装置１３で算出された蓄電池２の内部抵抗に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを算出し、それぞれ、充電装置３の充電制御装置５および、放電装置４の放電制御装置６に与えることで充電および放電の応答速度を制御する。
【０１０４】
このため、蓄電池２の劣化により内部抵抗が変わったような場合に対応して、充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを変更することができる。
【０１０５】
また、負荷変動があった場合に蓄電池２の内部抵抗を測定するので、蓄電池２に電荷を多く蓄えた状態で高温放置した場合などのように内部抵抗が急速に大きくなる可能性が高い場合に有効である。
【０１０６】
なお、以上説明した実施の形態１〜３の充放電制御装置は、据え置き型の蓄電池と系統交流電源との間の電力の充放電に適用することもできるが、電気自動車などの電動車両の駆動用蓄電池と系統交流電源との間の電力の充放電に適用することもできる。その場合、充放電制御装置は電動車両に搭載しても良いし、地上の施設に据え置く構成としても良い。
【０１０７】
＜充放電特性を用いての本発明の効果の説明＞
図１３は、充放電特性を用いて本発明の効果を説明する図である。図１３の（ａ）部には、横軸に時間を示し、縦軸に電流を示した場合の蓄電池への充電特性を示している。
【０１０８】
図１３の（ａ）部においては、電流制御を実施しないで、蓄電池に充電を行った場合の充電特性を特性Ｔ１として示しており、蓄電池の内部抵抗のみの電気特性により充電電流がオーバーシュートする可能性を示している。
【０１０９】
また、図１３の（ａ）部においては、ローパスフィルターを用いて電流制御を行った場合の充電特性を特性Ｔ１１として示しており、電流制御を行うことで、充電電流のオーバーシュートが抑制されることを示している。
【０１１０】
図１３の（ｂ）部においては、ローパスフィルターを用いて電流制御を行った場合の充電特性を特性Ｔ１１として示し、また、電流制御を行わず、蓄電池が古くなり蓄電池の内部抵抗が大きくなった場合の充電特性を特性Ｔ２１として示し、ローパスフィルターを用いて電流制御を行った状態で蓄電池が古くなり、蓄電池の内部抵抗が大きくなった場合の充電特性を特性Ｔ２２として示している。
【０１１１】
特性Ｔ１１は、蓄電池が新しく内部抵抗が小さい場合に、オーバーシュートを抑制するために大きな時定数のローパスフィルターを用いた場合（制御ゲインを小さくした場合に相当する）の特性であるが、その状態で、蓄電池が古くなると、内部抵抗が大きくなり、２重にローパスフィルターを設けた状態となり、規定の電流が流れるまでに長い時間を要する（充電時間が長くなる）こととなる。
【０１１２】
すなわち、図１３の（ｂ）部には、特性Ｔ１１およびＴ２１では規定の電流ｉが流れるまでに要する時間はｔ１であるが、特性Ｔ２２ではｔ３（ｔ３＞ｔ１）となることが示されている。
【０１１３】
ここで、特性Ｔ２１からは、蓄電池が古くなり蓄電池の内部抵抗が大きくなった場合は、その内部抵抗だけで過電流が抑制され、ローパスフィルターによる電流制御が不要になっていることが判る。
【０１１４】
このような場合、ローパスフィルターの時定数を小さくする（制御ゲインを大きくすることに相当する）ことにより、規定の電流が流れるまでに要する時間が長くなることを抑制できる。
【０１１５】
図１３の（ｃ）部においては、時定数を極限まで小さくしたローパスフィルターを用いた場合の充電特性を特性Ｔ３１として示し、また、電流制御を行わず、蓄電池が古くなり蓄電池の内部抵抗が大きくなった場合の特性Ｔ２１に近づけるように時定数を設定したローパスフィルターを用いた場合の充電特性を特性Ｔ３２として示している。
【０１１６】
図１３の（ｃ）部に示されるように、特性Ｔ３２では規定の電流ｉが流れるまでに要する時間はｔ２となり、特性Ｔ３１の場合の時間ｔ２に比べて長い時間を要するが、時間ｔ３（ｔ３＞ｔ２＞ｔ１）よりは短くて済むことが判る。
【０１１７】
このように、本発明に係る充放電制御装置においては、蓄電池の使用頻度や内部状態（内部抵抗）に応じて電流制御系の制御ゲインやフィルターの時定数を調整することで、過充電や過放電をすることなく安全で安定した充放電制御ができるという特徴を有している。
【０１１８】
以上説明した実施の形態１〜３は、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。以下、本発明に係る変形例について説明する。
【０１１９】
＜変形例１＞
実施の形態１においては、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５内および放電制御装置６内で実行される演算処理において使用される制御ゲイン（伝達関数）を調整することで充電および放電の応答速度を制御するものとして説明したが、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【０１２０】
すなわち、図１に示す充電装置３内に充電制御装置５により制御される充電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、放電装置４内には放電制御装置６により制御される放電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、制御ゲイン変更装置８からは、制御ゲインの代わりに、蓄電池の状態に応じた時定数を出力するようにする。
【０１２１】
ただし、単なるローパスフィルターではなく、ローパスフィルターの時定数を累積使用時間や蓄電池２の温度に応じて変化させることができるように構成する。すなわち、実際の電気回路で構成されるローパスフィルター（例えばＲＣ回路など）の抵抗素子や容量素子を可変素子で構成する。
【０１２２】
これにより、蓄電池の状態、すなわち、蓄電池の使用履歴（新しいか古いか）などに応じて、制御ゲイン変更装置８から出力される時定数を実現するようにローパスフィルターの時定数を変更することで、無用に時定数が大きくなることを防止して、充放電時間の短縮を実現することができる。
【０１２３】
なお、電流制御系としてローパスフィルターを使用する場合、数式（４）を用いて説明した制御ゲインＧｔは、下記の数式（１６）で表される。
【０１２４】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｔ））・・・（１６）
上記数式（１６）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ｔはローパスフィルターの時定数、ｓはラプラス演算子である。
【０１２５】
また、ローパスフィルターの時定数ｔは、下記の数式（１７）で与えられる。
【０１２６】
ｔ＝Ｇｏｌｄ＋ｄＧ・ｄＴｉｍｅ・・・（１７）
上記数式（１７）において、ＧｏｌｄはステップＳ７で読み込んだ前回の放電または充電の際の制御ゲイン、ｄＧはステップＳ９で算出した制御ゲイン変化率、ｄＴｉｍｅは制御ゲインの変更周期である。なお、ｄＴｉｍｅは、温度などの条件に基づいて設定される時間であり、例えば、最大充電電流および最大放電電流および外的要因（周囲温度など）に基づいて制御ゲイン変更装置８で決定する。
【０１２７】
上記数式（１７）においては、Ｇｏｌｄを前回のローパスフィルターのカットオフ周波数、ｄＧをカットオフ周波数の変化率に置き換えることができ、その場合、数式（１６）は、ローパスフィルターの時定数が時間が経過すればするほど、高周波側へ推移することを表している。
【０１２８】
＜変形例２＞
実施の形態２においては、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５内および放電制御装置６内で実行される演算処理において使用される制御ゲイン（伝達関数）を調整することで充電および放電の応答速度を制御するものとして説明したが、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【０１２９】
すなわち、図５に示す充電装置３内に充電制御装置５により制御される充電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、放電装置４内には放電制御装置６により制御される放電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、制御ゲイン変更装置８からは、制御ゲインの代わりに、蓄電池の状態に応じた時定数を出力するようにする。
【０１３０】
ただし、単なるローパスフィルターではなく、ローパスフィルターの時定数を累積使用時間や蓄電池２の温度に応じて変化させることができるように構成する。すなわち、実際の電気回路で構成されるローパスフィルター（例えばＲＣ回路など）の抵抗素子や容量素子を可変素子で構成する。
【０１３１】
これにより、蓄電池の状態、すなわち、蓄電池の使用履歴（新しいか古いか）などに応じて、制御ゲイン変更装置８から出力される時定数を実現するようにローパスフィルターの時定数を変更することで、無用に時定数が大きくなることを防止して、充放電時間の短縮を実現することができる。
【０１３２】
なお、電流制御系としてローパスフィルターを使用する場合、数式（１０）を用いて説明した制御ゲインＧｔは、下記の数式（１８）で表される。
【０１３３】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｔ））・・・（１８）
上記数式（１８）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ｔはローパスフィルターの時定数、ｓはラプラス演算子である。
【０１３４】
また、ローパスフィルターの時定数ｔは、下記の数式（１９）で与えられる。
【０１３５】
ｔ＝Ｇｏｌｄ＋ｄＧ・ｄＷｈ・・・（１９）
上記数式（１９）において、ＧｏｌｄはステップＳ２７で読み込んだ前回の放電または充電の際の制御ゲイン、ΔＧはステップＳ２９で算出した制御ゲイン増加幅、ｄＷｈは制御ゲインの変更周期である。なお、ｄＷｈは、温度などの条件に基づいて設定される電力量であり、例えば、最大充電電流および最大放電電流および外的要因（周囲温度など）に基づいて制御ゲイン変更装置８で決定する。
【０１３６】
上記数式（１９）においては、Ｇｏｌｄを前回のローパスフィルターのカットオフ周波数、ｄＧをカットオフ周波数の変化率に置き換えることができ、その場合、数式（１８）は、ローパスフィルターの時定数が時間が経過すればするほど、高周波側へ推移することを表している。
【０１３７】
＜変形例３＞
実施の形態３においては、充電装置３および放電装置４にそれぞれ含まれる充電制御装置５内および放電制御装置６内で実行される演算処理において使用される制御ゲイン（伝達関数）を調整することで充電および放電の応答速度を制御するものとして説明したが、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【０１３８】
すなわち、図９に示す充電装置３内に充電制御装置５により制御される充電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、放電装置４内には放電制御装置６により制御される放電用ローパスフィルター（図示せず）を設け、制御ゲイン変更装置８からは、制御ゲインの代わりに、蓄電池の状態に応じた時定数を出力するようにする。
【０１３９】
ただし、単なるローパスフィルターではなく、ローパスフィルターの時定数を蓄電池２の内部抵抗に応じて変化させることができるように構成する。すなわち、実際の電気回路で構成されるローパスフィルター（例えばＲＣ回路など）の抵抗素子や容量素子を可変素子で構成する。
【０１４０】
これにより、蓄電池の状態、すなわち、蓄電池の使用履歴（新しいか古いか）などに応じて、制御ゲイン変更装置８から出力される時定数を実現するようにローパスフィルターの時定数を変更することで、無用に時定数が大きくなることを防止して、充放電時間の短縮を実現することができる。
【０１４１】
なお、電流制御系としてローパスフィルターを使用する場合、数式（１６）を用いて説明した制御ゲインＧｔは、下記の数式（２０）で表される。
【０１４２】
Ｇｔ＝Ａ・（１／（１＋ｓ・ｔ））・・・（２０）
上記数式（２０）において、Ａは予め定められた係数（この場合ほぼ１）、ｔはローパスフィルターの時定数、ｓはラプラス演算子である。
【０１４３】
また、ローパスフィルターの時定数ｔは、下記の数式（２１）で与えられる。
【０１４４】
ｔ＝Ｇｏｌｄ＋ｄＧ・ｄＲ・・・（２１）
上記数式（２１）において、ＧｏｌｄはステップＳ４２で読み込んだ前回の放電または充電の際の制御ゲイン、ｄＧは制御ゲイン変化率、ｄＲは制御ゲインの変更周期である。なお、ｄＲは、温度などの条件に基づいて設定される内部抵抗の変化幅であり、例えば、最大充電電流および最大放電電流および外的要因（周囲温度など）に基づいて制御ゲイン変更装置８で決定する。
【０１４５】
上記数式（２１）においては、Ｇｏｌｄを前回のローパスフィルターのカットオフ周波数、ｄＲをカットオフ周波数の変化率に置き換えることができ、その場合、数式（２０）は、ローパスフィルターの時定数が時間が経過すればするほど、高周波側へ推移することを表している。
【０１４６】
＜変形例４＞
実施の形態１においては、蓄電池２の累積使用時間および蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを変更する構成を示し、蓄電池２の温度によって制御ゲイン変化率を変更する構成を示したが、制御ゲイン変化率は図３に示したように１次関数で表されるものであった。これを、実施の形態２において図７を用いて説明したように、制御ゲインを段階的に変化させるものとしても良い。
【０１４７】
また、実施の形態３において図１１を用いて説明したように、所定のしきい値を用いて、２値的に切り替える手法を用いても良い。
【０１４８】
＜変形例５＞
実施の形態２においては、蓄電池２の累積電力量および蓄電池２の温度に基づいて、現状の充放電の応答速度を決定する充電制御ゲインおよび放電制御ゲインを変更する構成を示し、蓄電池２の温度によって制御ゲインを段階的に変更する構成を示したが、これを、実施の形態１において図３を用いて説明したように１次関数的に変化させる構成としても良い。
【０１４９】
また、実施の形態３において図１１を用いて説明したように、所定のしきい値を用いて、２値的に切り替える手法を用いても良い。
【０１５０】
＜変形例６＞
実施の形態３においては、蓄電池２の内部抵抗に基づいて、制御ゲインを２値的に切り替える構成を示したが、これを、実施の形態１において図３を用いて説明したように１次関数的に変化させる構成としても良い。
【０１５１】
また、実施の形態２において図７を用いて説明したように、制御ゲインを段階的に変化させるものとしても良い。
【０１５２】
＜変形例７＞
また、変形例４においては、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【０１５３】
＜変形例８＞
また、変形例５においては、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【０１５４】
＜変形例９＞
また、変形例６においては、制御ゲインの代わりにローパスフィルターの時定数を調整することで充電および放電の応答速度を制御する構成としても良い。
【符号の説明】
【０１５５】
２  蓄電池、３  充電装置、４  放電装置、５  充電制御装置、６  放電制御装置、７  電流測定装置、８  制御ゲイン変更装置、９  累積使用時間算出装置、１０  温度測定装置、１１  電圧測定装置、１２  累積電力量算出装置、１３  内部抵抗算出装置。
【図１】
0005523516.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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