(57)【要約】【課題】  従来よりも低コストかつ簡易にレドックスフロー電池の充電容量および充放電時間を算出することが可能な容量検出装置および容量検出方法を提供する。【解決手段】  容量検出装置３は充電電流および放電電流を測定する電流計４と、電流計４で測定された充電電流の測定結果に応じ、予め定められた充電電流と充電容量との関係に基づいて充電容量を検出する処理部５とを備える。処理部５では、また、検出した充電容量の情報を表示する。従来の充電容量の測定方法に必要であったモニタセルや電力量計が不要になるので、低コストで充電容量を検出することが可能になる。【選択図】        図１
2006107988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池電圧が所定の電圧値に達するまでは充電電力が一定になるように充電電流を変化させ、前記電池電圧が前記所定の電圧値に達した後は前記所定の電圧値を保つように前記充電電流を変化させてレドックスフロー電池を充電する際に用いられる充電容量検出装置であって、
前記充電電流を測定する測定部と、
前記測定部で測定された前記充電電流の測定結果に応じて充電容量を検出する処理部とを備える、充電容量検出装置。
【請求項２】
前記処理部は、
複数の充電電流値と、前記複数の充電電流値のそれぞれに対応付けられた複数の充電容量値とを予め記憶する記憶部と、
前記記憶部を検索し、前記測定結果に対応する充電容量値を充電容量情報として出力する演算部と、
前記充電容量情報を表示する表示部とを含む、請求項１に記載の充電容量検出装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記複数の充電容量値のそれぞれに対応付けられた、完全放電状態からの充電経過時間値を、さらに予め記憶し、
前記演算部は、前記レドックスフロー電池が前記完全放電状態から満充電状態に達するまでに要する充電時間を示す満充電時間値から、前記測定結果に対応する充電経過時間値を減算し、減算結果である残り充電時間情報をさらに出力し、
前記表示部は、前記残り充電時間情報をさらに表示する、請求項２に記載の充電容量検出装置。
【請求項４】
前記測定部は、前記レドックスフロー電池の放電時に、放電電流をさらに測定し、
前記記憶部は、満充電状態から前記レドックスフロー電池を放電したときの経過時間を示す複数の放電時間値と、前記複数の放電時間値のそれぞれに対応付けられた複数の放電電流値とを、さらに予め記憶し、
前記演算部は、前記満充電状態から前記レドックスフロー電池の放電が終了するまでに要する時間を示す放電終了時間値から、前記放電電流の測定結果に対応する前記放電時間値を減算し、減算結果である放電可能時間情報をさらに出力し、
前記表示部は、前記放電可能時間情報をさらに表示する、請求項２に記載の充電容量検出装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記充電容量を、複数の充電レベルのうちのいずれかのレベルとして表示する、請求項１に記載の充電容量検出装置。
【請求項６】
電池電圧が所定の電圧値に達するまでは充電電力が一定になるように充電電流を変化させ、前記電池電圧が前記所定の電圧値に達した後は前記所定の電圧値を保つように前記充電電流を変化させてレドックスフロー電池を充電する際に用いられる充電容量検出方法であって、
前記充電電流を測定するステップと、
前記測定するステップで測定された前記充電電流の測定結果に応じて充電容量を検出するステップとを備える、充電容量検出方法。
【請求項７】
前記検出するステップは、
複数の充電電流値と、前記複数の充電電流値のそれぞれに対応付けられた複数の充電容量値とを予め記憶するステップと、
前記記憶するステップで記憶された前記複数の充電電流値を検索し、前記測定結果に対応する充電容量値を充電容量情報として出力するステップと、
前記充電容量情報を表示するステップとを含む、請求項６に記載の充電容量検出方法。
【請求項８】
前記記憶するステップは、前記複数の充電容量値のそれぞれに対応付けられた、完全放電状態からの充電経過時間値を、さらに予め記憶し、
前記出力するステップは、前記レドックスフロー電池が前記完全放電状態から満充電状態に達するまでに要する充電時間を示す満充電時間値から、前記測定結果に対応する充電経過時間値を減算し、減算結果である残り充電時間情報をさらに出力し、
前記表示するステップは、前記残り充電時間情報をさらに表示する、請求項７に記載の充電容量検出方法。
【請求項９】
前記測定するステップは、前記レドックスフロー電池の放電時に、放電電流をさらに測定し、
前記記憶するステップは、満充電状態から前記レドックスフロー電池を放電したときの経過時間を示す複数の放電時間値と、前記複数の放電時間値のそれぞれに対応付けられた複数の放電電流値とを、さらに予め記憶し、
前記出力するステップは、前記満充電状態から前記レドックスフロー電池の放電が終了するまでに要する時間を示す放電終了時間値から、前記放電電流の測定結果に対応する前記放電時間値を減算し、減算結果である放電可能時間情報をさらに出力し、
前記表示するステップは、前記放電可能時間情報をさらに表示する、請求項７に記載の充電容量検出方法。
【請求項１０】
前記検出するステップは、前記充電容量を、複数の充電レベルのうちのいずれかのレベルとして表示する、請求項６に記載の充電容量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は二次電池の充電容量を検出するための充電容量検出装置および充電容量検出方法に関し、より特定的にはレドックスフロー電池の充電容量を検出するための充電容量検出装置および充電容量検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レドックスフロー電池は電気を正極および負極のそれぞれの電解液に貯蔵する二次電池である。正負極の電解液には、たとえばバナジウム硫酸水溶液が使用される。電解液はポンプによって電池セル内を循環し、循環の際に電解液のイオン価数が変化することによって充電や放電が行なわれる。レドックスフロー電池の適用分野には夜間の余剰電力を貯蔵して電力需要（負荷）の多い昼間に電力を放出する負荷平準化や停電時の非常用電源、あるいは瞬時電圧低下を補償する無停電電源などがある。これらの適用分野に応じたレドックスフロー電池の開発が現在進められている。
【０００３】
二次電池の充放電状態を推定する従来の方法として、たとえば特開平８−１７４７８号公報（特許文献１）には充放電制御装置に設けた電力量計によって充放電量を計算し、二次電池の残存容量を求める残存電力量測定方法が開示される。また、特開２００３−３１７７８８号公報（特許文献２）には容量測定用セルの開放電圧を測定して充電深度を求め、充電深度に応じて出力を制御するレドックスフロー電池の運転方法が開示される。
【特許文献１】特開平８−１７４７８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力量や開放電圧を測定するためには電力量計や測定用セルといった容量測定用の設備を別途設ける必要があるのでコストが増大する。また、電力量計を用いた測定の場合、電池の残容量によって充電量は変わるため、決まった充放電パターンで運転していなければ充電容量を求めることが困難である。
【０００５】
一方、自己放電で失われた容量を補充して満充電状態を維持する充電（フロート充電）時においては、通常の充電電圧よりも電圧を下げて充電電流を徐々に絞り込むという充電が長時間にわたって行なわれる。このような充電は過充電を防ぐために行なわれる。この場合、充電電流が自己放電を補うだけの電流値に到達し、かつ、電流値が一定になった時点で電池は満充電状態になったと判断される。よって電池電圧を測定する方法では満充電状態の判断が困難である。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するものであって、その目的は、従来よりも低コストかつ簡易にレドックスフロー電池の充電容量および充放電時間を算出することが可能な容量検出装置および容量検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、要約すれば、電池電圧が所定の電圧値に達するまでは充電電力が一定になるように充電電流を変化させ、電池電圧が所定の電圧値に達した後は所定の電圧値を保つように充電電流を変化させてレドックスフロー電池を充電する際に用いられる充電容量検出装置であって、充電電流を測定する測定部と、測定部で測定された充電電流の測定結果に応じて充電容量を検出する処理部とを備える。
【０００８】
好ましくは、処理部は、複数の充電電流値と、複数の充電電流値のそれぞれに対応付けられた複数の充電容量値とを予め記憶する記憶部と、記憶部を検索し、測定結果に対応する充電容量値を充電容量情報として出力する演算部と、充電容量情報を表示する表示部とを含む。
【０００９】
より好ましくは、記憶部は、複数の充電容量値のそれぞれに対応付けられた、完全放電状態からの充電経過時間値を、さらに予め記憶し、演算部は、レドックスフロー電池が完全放電状態から満充電状態に達するまでに要する充電時間を示す満充電時間値から、測定結果に対応する充電経過時間値を減算し、減算結果である残り充電時間情報をさらに出力し、表示部は、残り充電時間情報をさらに表示する。
【００１０】
より好ましくは、測定部は、レドックスフロー電池の放電時に、放電電流をさらに測定し、記憶部は、満充電状態からレドックスフロー電池を放電したときの経過時間を示す複数の放電時間値と、複数の放電時間値のそれぞれに対応付けられた複数の放電電流値とを、さらに予め記憶し、演算部は、満充電状態からレドックスフロー電池の放電が終了するまでに要する時間を示す放電終了時間値から、放電電流の測定結果に対応する放電時間値を減算し、減算結果である放電可能時間情報をさらに出力し、表示部は、放電可能時間情報をさらに表示する。
【００１１】
好ましくは、処理部は、充電容量を、複数の充電レベルのうちのいずれかのレベルとして表示する。
【００１２】
この発明の別の局面に従うと、電池電圧が所定の電圧値に達するまでは充電電力が一定になるように充電電流を変化させ、電池電圧が所定の電圧値に達した後は所定の電圧値を保つように充電電流を変化させてレドックスフロー電池を充電する際に用いられる充電容量検出方法であって、充電電流を測定するステップと、測定するステップで測定された充電電流の測定結果に応じて充電容量を検出するステップとを備える。
【００１３】
好ましくは、検出するステップは、複数の充電電流値と、複数の充電電流値のそれぞれに対応付けられた複数の充電容量値とを予め記憶するステップと、記憶するステップで記憶された複数の充電電流値を検索し、測定結果に対応する充電容量値を充電容量情報として出力するステップと、充電容量情報を表示するステップとを含む。
【００１４】
より好ましくは、記憶するステップは、複数の充電容量値のそれぞれに対応付けられた、完全放電状態からの充電経過時間値を、さらに予め記憶し、出力するステップは、レドックスフロー電池が完全放電状態から満充電状態に達するまでに要する充電時間を示す満充電時間値から、測定結果に対応する充電経過時間値を減算し、減算結果である残り充電時間情報をさらに出力し、表示するステップは、残り充電時間情報をさらに表示する。
【００１５】
より好ましくは、測定するステップは、レドックスフロー電池の放電時に、放電電流をさらに測定し、記憶するステップは、満充電状態からレドックスフロー電池を放電したときの経過時間を示す複数の放電時間値と、複数の放電時間値のそれぞれに対応付けられた複数の放電電流値とを、さらに予め記憶し、出力するステップは、満充電状態からレドックスフロー電池の放電が終了するまでに要する時間を示す放電終了時間値から、放電電流の測定結果に対応する放電時間値を減算し、減算結果である放電可能時間情報をさらに出力し、表示するステップは、放電可能時間情報をさらに表示する。
【００１６】
好ましくは、検出するステップは、充電容量を、複数の充電レベルのうちのいずれかのレベルとして表示する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の充電容量検出装置および方法によれば、事前に測定された充放電電流または充電容量と充放電時間との関係に充放電電流の測定結果を当てはめてレドックスフロー電池の充放電状態を推定する。よって従来の容量測定方法において必要であった電力量計や測定用セルが不要になり、充電容量や充電に要する時間あるいは放電可能時間に関する情報を低コストで得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の充電容量検出装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１を参照して、レドックスフロー電池（図中において「電池」と示す）１は、充放電装置２と容量検出装置３とを介して商用電力系統および負荷に電気的に接続される。レドックスフロー電池（以下、単に「電池」と称する）１は、充電時には商用電力系統から電力の供給を受け、放電時には負荷に電力を送る。
【００２１】
充放電装置２は、商用電力系統から送られる交流電力を直流電力に変換して電池１に供給し、電池１から送られる直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するための交流／直流変換部２Ａと、電池電圧を測定する電圧計２Ｂと、電圧計２Ｂで測定される電圧値と後述する電流計４で測定される電流値とを受けて充放電時における電池電流を制御する電流制御部２Ｃとを含む。充放電時における電池電圧や電池電流の変化については後述する。
【００２２】
容量検出装置３は充電電流および放電電流を測定する電流計４と、電流計４で測定された充電電流の測定結果に応じ、予め定められた充電電流と充電容量との関係に基づいて充電容量を検出する処理部５とを備える。処理部５では、また、検出した充電容量の情報を表示する。処理部５における表示の具体例については後述する。なお、電流計４は充放電装置２に含まれてもよい。
【００２３】
図２は、図１の電池１の充電電流、充電電圧および充電電力の時間変化の一例を示す図である。
【００２４】
図２を参照して、曲線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、それぞれ充電電流の時間変化、充電電圧の時間変化、充電電力の時間変化を示す。図の横軸は充電開始時刻を基準とした経過時間を示す。充電開始時刻を時刻ｔ０とする。時刻ｔ０において電池１は完全放電状態、つまり残容量が０％の状態である。
【００２５】
電池電圧が所定の電圧（電圧Ｖ２）に達するまで充電電力が一定になるように、図１の充放電装置２は充電電流を変化させる。時刻ｔ０において充電電圧は電圧Ｖ１、充電電力は電力Ｗ１、充電電流は電流Ｉ１である。充電が進むにつれて充電電圧は電圧Ｖ１から上昇するので、充電電力が電力Ｗ１に保たれるように図１の充放電装置２は充電電流を電流Ｉ１から減少させる。
【００２６】
なお、充電の進行について説明すると時刻ｔ１において残容量は３０％に達し、時刻ｔ２において残容量は５０％に達する。
【００２７】
次に時刻ｔ３において充電電圧は電圧Ｖ２に達し、充電電流は電流Ｉ２に達する。時刻ｔ３以後、図１の充放電装置２は電池電圧を電圧Ｖ２に保ちながら充電電流を絞り込む定電圧充電を行なう。
【００２８】
充電はさらに進行し、時刻ｔ４において残容量は８０％に達する。時刻ｔ５において充電電流が電流Ｉ３に達すると、図１の充放電装置２は電池１が満充電状態になったと判断する。なお、時刻ｔ３から時刻ｔ５の間では充電電流の減少に伴い充電電力も減少する。
【００２９】
充電時の特性（たとえば曲線Ａ１，Ａ２など）は、図１の充放電装置２の制御条件や充電電力値あるいは電解液の温度など各種の充電条件に依存するが、これらの充電条件が変更されなければ特性は変わらない。また、曲線Ａ１に示されるように充電電流は残容量に応じて定まる。つまり一定の充電条件下では、放電から充電に切り換ったときの充電電流値は放電した量に応じて定まる。
【００３０】
図３は、図１の電池１の充電電流と充電容量について、それぞれの時間変化を示す図である。
【００３１】
図３を参照して、曲線Ａ４は充電電流の時間変化を示し、曲線Ａ５は充電容量の時間変化を示す。横軸に示される時刻ｔ０〜ｔ５は図２の時刻ｔ０〜ｔ５にそれぞれ対応する。
【００３２】
時刻ｔ０から時刻ｔ５における曲線Ａ４の変化は図２の曲線Ａ１の変化と同様であるので以後の説明は繰返さない。曲線Ａ５は、一定の電力で充電が行なわれている時刻ｔ０から時刻ｔ３までの間において大きく変化し、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間において緩やかに変化する。時刻ｔ５において充電電流が電流Ｉ３に達すると充電容量は１００％（満充電状態）になる。時刻ｔ５以後、図１の充放電装置２は充電容量が１００％に保たれるように充電電流を電流Ｉ３に保ち、フロート充電を行なう。
【００３３】
図２において説明されるように充電電流値は残容量に応じて定まる。よって充電電流を測定すれば、図３を参照して充電容量を求めることができる。また、曲線Ａ４に基づいて測定した充電電流値に対応する時刻と時刻ｔ５との時間差を求めれば、満充電までの残り時間（残り充電時間）を求めることができる。
【００３４】
図４は、図３の曲線Ａ４および曲線Ａ５の具体的なデータ例を示す図である。
【００３５】
図４を参照して、充電電流値と、充電電流値のそれぞれに対応する充電容量値と、充電容量値のそれぞれに対応する充電時間とが示される。充電時間は完全放電状態を基準とした経過時間である。図４に示される各数値はある所定の充電条件における例であり、充電電流や充電容量は、たとえば電池の定格によって異なる値になる。また充電時間の間隔は、たとえば表示する充電容量の精度によって設定される。
【００３６】
なお、図３の各曲線あるいは図４の各数値といったデータは、たとえば電池が設置された後に行なわれる試運転において取得される。また、データは、たとえば電池のメンテナンス時に随時更新されてもよい。メンテナンスごとにデータを更新すれば電池の状態が変化しても精度の高い情報を得ることが可能になる。
【００３７】
ただし、レドックスフロー電池の充電特性は安定しているので、同じ仕様の電池システムであれば電池ごとの個体差は小さい。よって、電池を設置した場所においてデータの取得が困難であれば机上で予め求めたデータを設置した電池のデータとして用いてもよい。
【００３８】
図５は、図１の処理部５における充電容量の表示例を示す図である。
【００３９】
図５を参照して、処理部５には表示窓６が設けられ、表示窓６からメータ７が目視にて確認可能である。電池電流の値はメータ７の針によって示され、針が正の値を指す場合は放電電流の値を示し、針が負の値を指す場合は充電電流の値を示す。なお、図５の場合において、処理部５は電流計４に含まれてもよい。
【００４０】
図５の例に対応する電池は予め特性が測定され、完全放電から充電に切り換った直後の充電電流は１．０ｋＡであり、満充電のときの充電電流は５０Ａ以下であると求められているものとする。メータ７には充電状態（充電レベル）に応じてそれぞれ色分けされた領域が設けられる。領域８，９，１０は、たとえば、青，黄，赤にそれぞれ色分けされる。針が領域８の範囲にあれば、電池１は満充電状態であり、領域９の範囲にあれば電池１は満充電状態ではないが容量が十分な状態であり、領域１０の範囲にあれば電池１は容量が少ないか、または完全放電状態である。以上のように図５の例において、充電容量はメータ７に色分けされた複数の充電レベルのうちのいずれかのレベルとして表示されるので、充電容量に関する情報を簡単に取得することができる。
【００４１】
なお、実施の形態１において充電容量を求めるために充電電流を用いる理由を補足的に説明する。充電時あるいは放電時において電池電流の変化量は数百アンペアから数アンペアである。これに対して電池電圧の変化量は、たとえば１５〜１００Ｖ程度である。つまり電流値の変化に比べて電圧値の変化は小さい。また、図２に示されるように、充電電圧は所定の電圧に達すると以後変化しないが、充電電流は電池が満充電に達するまで変化する。実施の形態１によれば変化量が大きい電流値を参照して容量に関する情報を求めるので、従来の装置よりも正確に電池の充電状態を把握することが可能になる。
【００４２】
以上のように実施の形態１によれば、充電電流を測定して容量を推定することによって従来の充電容量の測定方法に必要であったモニタセルや電力量計が不要になり、従来よりも低コスト、かつ精度良く充電容量を検出することが可能になる。
【００４３】
［実施の形態２］
図６は、実施の形態２の充電容量検出装置の構成を示す図である。
【００４４】
図６を参照して、容量検出装置３Ａは処理部５Ａを備える点において図１の処理部５と異なるが、他の部分については同様である。よって他の部分についての説明は以後繰返さない。
【００４５】
処理部５Ａは、充電電流値と、充電電流値のそれぞれに対応付けられる充電容量値と、充電容量値のそれぞれに対応付けられる完全放電状態からの充電経過時間値とを予め記憶する記憶部１１と、電流計４による充電電流の測定結果を受け、記憶部１１が記憶するデータを検索して電池１の充電容量および満充電に達するまでの残り充電時間を演算する演算部１２と、演算部１２による演算結果（充電容量および残り充電時間）を表示する表示部１３とを含む。
【００４６】
記憶部１１は、たとえば図４で示される充電時間、充電電流および充電容量の各数値をデータとして記憶する。演算部１２の処理については後述する。表示部１３はたとえばデジタル表示画面を有し、演算部１２の演算結果を表示する。
【００４７】
記憶部１１，演算部１２の具体例について説明する。たとえば記憶部１１は書き換え可能な不揮発性の半導体メモリであり、演算部１２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。この場合、たとえば演算部１２の処理はＣＰＵに記憶されたプログラムを実行させることによって実現される。
【００４８】
以下、図４に示されるデータが記憶部１１に記憶されるものとして演算部１２の処理を説明する。
【００４９】
図７は、図６の演算部１２による電池１の充電時の処理を示すフローチャートである。
【００５０】
図７を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１において図６の演算部１２は完全放電状態から満充電に達するまでの所要時間の値（満充電時間値）を記憶部１１から取得する。図４において満充電（充電容量が１００％）に達したときの充電時間は６分であるので、ステップＳ１において取得される所要時間の値は６である。
【００５１】
次にステップＳ２において演算部１２は電流計４から測定値を取得する。続いてステップＳ３において、演算部１２は記憶部１１に記憶される充電電流値を検索し、測定値に最も近い値である容量算出データを求める。例として測定値が３５Ａとすると、検索によって記憶部１１から取得される容量算出データの値は３０Ａである。
【００５２】
続いてステップＳ４において、演算部１２は充電容量算出データに対応する充電時間の値（充電経過時間値）と充電容量の値とを記憶部１１から取得する。図４において充電容量算出データが３０Ａの場合、充電経過時間値は３．０分であり、充電容量は９０％である。
【００５３】
続いてステップＳ５において、演算部１２は残り充電時間を計算する。この場合、演算部１２は満充電時間値から充電経過時間値を減算して残り充電時間を求める。上述の例では、残り充電時間は６−３＝３（分）と求められる。
【００５４】
続いてステップＳ６において、演算部１２は表示部１３に演算結果（充電容量の値および残り充電時間の値）を出力する。表示部１３は演算結果を受けて充電容量および残り充電時間を表示する。ステップＳ６に続いて再びステップＳ２に戻り、以後、上述のステップＳ２〜Ｓ６の処理が繰返される。
【００５５】
以下、実施の形態２による効果について説明する。通常では図６の充放電装置２は設定値に従って自動運転されるので、残り充電時間や充電容量を直接把握することで得られるメリットは少ない。ただし、たとえば図６の電池１が消防機器の電源として使用されるような場合には残量管理が必要である。実施の形態２によれば、このように残量管理が必要な場合、従来の測定装置のような電力量計や測定用セルが不要になるのでコストを抑えることができる。
【００５６】
また、図６の充放電装置２はたとえば試験運転時には手動運転に切り換る。この場合、残容量や残り充電時間を目視にて確認することができる。よって実施の形態２によれば手動運転時において過充電やエネルギーの無駄な消費などを防ぐことができる。
【００５７】
以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、従来よりも低コスト、かつ精度良く充電容量を検出することが可能になる。また、実施の形態２によれば、満充電までの残り充電時間を算出することが可能になる。
【００５８】
［実施の形態３］
実施の形態３の充電容量検出装置は実施の形態２と同様に、充電電流の測定値から充電容量および残り充電時間を演算して表示する。さらに、実施の形態３の充電容量検出装置は放電時において放電終了までの残り時間（放電可能時間）を演算して表示することを可能にする。
【００５９】
なお、実施の形態３の充電容量検出装置の構成は図６に示される容量検出装置３Ａの構成と同様であるので実施の形態３の構成に関する説明は以後繰返さない。ただし、図６の電流計４は、放電時には放電電流を測定する。また、記憶部１１には満充電状態から電池１を放電したときの経過時間を示す複数の放電時間値と、放電時間値のそれぞれに対応付けられる放電電流の値とがデータとして、さらに予め記憶される。実施の形態２と同様に記憶部１１に記憶されるデータは事前に測定される。
【００６０】
また、電流計４に流れる電流の向きは放電時と充電時で互いに逆になる。よって、たとえば演算部１２は、電流計４の測定値が正か負のいずれかによって充電時の処理と放電時の処理とを切り換える。ただし、以下では説明の便宜のため充電電流と放電電流とはともに正の値であるとする。
【００６１】
図８は、図６の電池１における放電電流の時間変化の一例を示す図である。
【００６２】
図８を参照して、曲線Ａ６は、ある一定の負荷に対する放電電流の時間変化を示す。図の横軸は放電開始時刻から経過した時間を示し、放電開始時刻を時刻ｔ０とする。放電電流は時刻ｔ０において電流Ｉ４であるが時間が経過するに従って次第に減少する。時刻ｔ１において放電電流が電流Ｉ５に達すると放電が終了する。
【００６３】
電池を放電する場合、仕様範囲内の負荷や使用条件であれば負荷および充電状態によって放電開始時の電流値は定まるので、放電電流を測定すれば放電可能時間を求めることができる。たとえば図８と同じ負荷で放電を開始したときに電流値が電流Ｉ６であれば、曲線Ａ６において電流Ｉ６に対応する時刻は時刻ｔ２である。よって、放電可能時間は時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間差である。このようにして放電開始時の電流値から放電可能時間を求めることができる。
【００６４】
図９は、図８の曲線Ａ６の具体的なデータ例を示す図である。
【００６５】
図９を参照して、満充電状態から電池を放電したときの経過時間である放電時間と、放電時間に対応する放電電流値とが表形式で示される。図４と同様に図９のデータは電池の出力がある値に固定された場合の例であり、電池の定格や負荷条件などによって放電時間に対する放電電流の値は異なる。以下、図９に示されるデータが記憶部１１に記憶されるものとして放電時における演算部１２の処理を説明する。
【００６６】
図１０は、図６の演算部１２における電池１の放電時の処理を示すフローチャートである。
【００６７】
図１０を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１１において演算部１２は満充電状態から電池の放電が終了するまでの所要時間の値（放電終了時間値）を記憶部１１から取得する。図９において放電電流が５Ａ以下に達すると放電終了とみなされる場合、取得される放電終了時間値は２０である。
【００６８】
次にステップＳ１２において、演算部１２は電流計４から放電電流の測定値を取得する。続いてステップＳ１３において、図７のステップＳ３と同様に、演算部１２は記憶部１１に記憶される放電電流値を検索し、測定値に最も近い値である放電時間算出データを求める。例として、測定値が２２．２Ａとすると検索によって求められる放電時間算出データは２２Ａである。
【００６９】
続いてステップＳ１４において、演算部１２は放電時間算出データに対応する放電時間の値を記憶部１１から取得する。図９において放電時間算出データが２２Ａの場合、対応する放電時間は３．０分である。
【００７０】
続いてステップＳ１５において、演算部１２は放電可能時間を計算する。この場合、演算部１２は放電終了時間値からステップＳ１４で取得した放電時間の値を減算して放電可能時間を求める。上述の例では放電可能時間は２０−３＝１７（分）と求められる。
【００７１】
続いてステップＳ１６において、演算部１２は表示部１３に演算結果（放電可能時間の値）を送り、表示部１３は放電可能時間を表示する。ステップＳ１６に続いて再びステップＳ１２に戻り、以後、上述のステップＳ１２〜Ｓ１６の処理が繰返される。
【００７２】
なお、放電時における電池の容量の推定方法について、以下に説明する。
【００７３】
図１１は、図６の電池１から一定の出力で放電がされる場合の放電電流、放電電圧および放電電力を示す図である。
【００７４】
図１１を参照して、曲線Ａ７，Ａ８，Ａ９はそれぞれ放電電流の時間変化、放電電圧の時間変化、放電電流の時間変化を示す。放電電力は時刻ｔ０から時刻ｔ１まで電力Ｗ２で一定であり、時刻ｔ１において放電が終了すると０になる。また、放電電圧は時刻ｔ０において電圧Ｖ３であるが徐々に減少し、時刻ｔ１では放電停止電圧である電圧Ｖ４に達する。放電が停止して負荷がなくなると電池電圧は上昇し、時刻ｔ２において電池電圧は電圧Ｖ５に達する。
【００７５】
放電電流は放電電圧の減少に伴い電力が一定になるように増加する。放電電流は時刻ｔ０において電流Ｉ７であるが時刻ｔ１において電流Ｉ８に達する。時刻ｔ１以後において放電が終了するので、放電電流は電流Ｉ８から０になる。
【００７６】
充電の場合には充電のたびに充電電力等の条件が変更されることはないが、放電の場合には負荷等の条件に応じて出力が変わることが起こりうる。よって、たとえば放電出力が定格（１倍）かまたは定格の２倍かのいずれかしかないと決まっているような場合であれば、放電時の容量の算出が可能である。この場合、たとえば各放電出力に対する放電電流と残容量との関係を予め測定し、放電時に測定される放電電流値と出力とを事前に求められた関係に当てはめることによって残容量を求めることができる。
【００７７】
以上のように実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様に従来よりも低コストで電池の充電容量を検出することが可能になる。
【００７８】
さらに、実施の形態３によれば電池の放電可能時間を算出して表示することが可能になる。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１の充電容量検出装置の構成を示す図である。
【図２】図１の電池１の充電電流、充電電圧および充電電力の時間変化の一例を示す図である。
【図３】図１の電池１の充電電流と充電容量について、それぞれの時間変化を示す図である。
【図４】図３の曲線Ａ４および曲線Ａ５の具体的なデータ例を示す図である。
【図５】図１の処理部５における充電容量の表示例を示す図である。
【図６】実施の形態２の充電容量検出装置の構成を示す図である。
【図７】図６の演算部１２による電池１の充電時の処理を示すフローチャートである。
【図８】図６の電池１における放電電流の時間変化の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８の曲線Ａ６の具体的なデータ例を示す図である。
【図１０】図６の演算部１２における電池１の放電時の処理を示すフローチャートである。
【図１１】図６の電池１から一定の出力で放電がされる場合の放電電流、放電電圧および放電電力を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  レドックスフロー電池、２  充放電装置、２Ａ  交流／直流変換部、２Ｂ  電圧計、２Ｃ  電流制御部、３，３Ａ  容量検出装置、４  電流計、５，５Ａ  処理部、６  表示窓、７  メータ、８〜１０  領域、１１  記憶部、１２  演算部、１３  表示部、Ａ１〜Ａ９  曲線、Ｓ１〜Ｓ１６  ステップ。
【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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【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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