(57)【要約】【課題】鉛蓄電池のインピーダンスの経時変化を正確に検出すること。【解決手段】鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池と、鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部と、鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部と、鉛蓄電池の充電レベル及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部とを備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池と、鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部と、鉛蓄電池の充電レベルを予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部と、鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部と、鉛蓄電池の充電レベルが予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスと、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池の温度とに基づいて、鉛蓄電池の劣化度を特定する劣化度特定部とを備える。【選択図】図４
2018181430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部と、
前記鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部と、
前記鉛蓄電池の充電レベル及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、前記鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部と
を備える鉛蓄電池装置。
【請求項２】
前記鉛蓄電池の温度を制御する温度制御部
をさらに備え、
前記測定部は、前記鉛蓄電池の温度が予め定められた温度を超える場合に、前記温度制御部により前記鉛蓄電池の温度を前記予め定められた温度以下にして、前記インピーダンスを測定する
請求項１に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項３】
前記温度制御部は、冷却ファン、空気調和設備、恒温槽、及び冷凍装置の少なくとも１つを含む
請求項２に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項４】
前記鉛蓄電池の充電レベル及び温度がそれぞれ前記予め定められた範囲内にある状態で測定された前記インピーダンスに基づいて、前記鉛蓄電池の劣化度を特定する劣化度特定部
をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項５】
前記鉛蓄電池の充電レベル及び温度がそれぞれ前記予め定められた範囲内にある場合における基準インピーダンスを記憶する記憶部
をさらに備え、
前記劣化度特定部は、前記基準インピーダンスと前記測定部が測定したインピーダンスとを比較することにより、前記鉛蓄電池の劣化度を特定する
請求項４に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項６】
鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部と、
前記鉛蓄電池の充電レベルを予め定められた範囲内に制御して、前記鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部と、
前記鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部と、
前記鉛蓄電池の充電レベルが前記予め定められた範囲内にある状態で測定された前記インピーダンスと、前記インピーダンスを測定するときの前記鉛蓄電池の温度とに基づいて、前記鉛蓄電池の劣化度を特定する劣化度特定部と
を備える鉛蓄電池装置。
【請求項７】
複数の温度のそれぞれにおける前記鉛蓄電池の基準インピーダンスを記憶する記憶部
をさらに備え、
前記劣化度特定部は、前記インピーダンスを測定するときの前記鉛蓄電池の温度に適合する温度における前記基準インピーダンスと、前記測定部が測定したインピーダンスとを比較することにより、前記鉛蓄電池の劣化度を特定する
請求項６に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項８】
前記測定部は、交流インピーダンス測定によって、前記鉛蓄電池のインピーダンスを測定し、
前記劣化度特定部は、予め定められた周波数より高い周波数における前記鉛蓄電池のインピーダンスに基づいて、前記鉛蓄電池の劣化を特定する
請求項４から７のいずれか一項に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項９】
前記劣化度特定部が特定する劣化は、前記鉛蓄電池の負極の劣化である
請求項４から８のいずれか一項に記載の鉛蓄電池装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の鉛蓄電池装置を備える、無停電電源装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の鉛蓄電池装置を備える、電源システム。
【請求項１２】
鉛蓄電池のインピーダンスを測定する方法であって、
前記鉛蓄電池の充電レベルを取得する段階と、
前記鉛蓄電池の温度を取得する段階と、
前記鉛蓄電池の充電レベル及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、前記鉛蓄電池のインピーダンスを測定する段階と
を備える方法。
【請求項１３】
鉛蓄電池の劣化度を特定する方法であって、
前記鉛蓄電池の温度を取得する段階と、
前記鉛蓄電池の充電レベルを取得する段階と、
前記鉛蓄電池の充電レベルを予め定められた範囲内に制御して、前記鉛蓄電池のインピーダンスを測定する段階と、
前記鉛蓄電池の充電レベルが前記予め定められた範囲内にある状態で測定された前記インピーダンスと、前記インピーダンスを測定するときの前記鉛蓄電池の温度とに基づいて、前記鉛蓄電池の劣化度を特定する段階と
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池装置、無停電電源装置、電源システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置の劣化度を推定する際に、蓄電装置のＳＯＣのレベルが所定レベルより高いときに、蓄電装置のＳＯＣのレベルを下げる技術（例えば、特許文献１参照）がある。電池の温度が所定温度未満の場合と、所定温度以上の場合とで、異なる方式の劣化判定処理を実行する技術（例えば、特許文献２参照）がある。
特許文献１  特開２０１４−１０３７３７号公報
特許文献２  特開２０１６−７０９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
鉛蓄電池のインピーダンスの経時変化をより正確に検出することが望まれている。例えば鉛蓄電池の劣化があまり進行していない場合は、インピーダンスの増加量も小さい。そのため、インピーダンスの増加量が、インピーダンスの測定誤差の範囲内に入ってしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の充電レベル及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部を備える。
【０００５】
鉛蓄電池の温度を制御する温度制御部をさらに備えてよい。測定部は、鉛蓄電池の温度が予め定められた温度を超える場合に、温度制御部により鉛蓄電池の温度を予め定められた温度以下にして、インピーダンスを測定してよい。
【０００６】
温度制御部は、冷却ファン、空気調和設備、恒温槽、及び冷凍装置の少なくとも１つを含んでよい。
【０００７】
鉛蓄電池の充電レベル及び温度がそれぞれ予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスに基づいて、鉛蓄電池の劣化度を特定する劣化度特定部をさらに備えてよい。
【０００８】
鉛蓄電池の充電レベル及び温度がそれぞれ予め定められた範囲内にある場合における基準インピーダンスを記憶する記憶部をさらに備えてよい。劣化度特定部は、基準インピーダンスと測定部が測定したインピーダンスとを比較することにより、鉛蓄電池の劣化度を特定してよい。
【０００９】
第２の態様においては、鉛蓄電池は、鉛蓄電池を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の充電レベルを取得する充電レベル取得部を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の充電レベルを予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する測定部を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の温度を取得する温度取得部を備える。鉛蓄電池装置は、鉛蓄電池の充電レベルが予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスと、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池の温度とに基づいて、鉛蓄電池の劣化度を特定する劣化度特定部を備える。
【００１０】
複数の温度のそれぞれにおける鉛蓄電池の基準インピーダンスを記憶する記憶部をさらに備えてよい。劣化度特定部は、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池の温度に適合する温度における基準インピーダンスと、測定部が測定したインピーダンスとを比較することにより、鉛蓄電池の劣化度を特定してよい。
【００１１】
第１の態様及び第２の態様の鉛蓄電池装置において、測定部は、交流インピーダンス測定によって、鉛蓄電池のインピーダンスを測定してよい。劣化度特定部は、予め定められた周波数より高い周波数における鉛蓄電池のインピーダンスに基づいて、鉛蓄電池の劣化を特定してよい。劣化度特定部が特定する劣化は、鉛蓄電池の負極の劣化であってよい。
【００１２】
本発明の第３の態様においては、無停電電源装置は、上記の鉛蓄電池装置を備える。
【００１３】
本発明の第４の態様においては、電源システムは、上記の鉛蓄電池装置を備える。
【００１４】
本発明の第５の態様においては、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する方法は、鉛蓄電池の充電レベルを取得する段階を備える。当該方法は、鉛蓄電池の温度を取得する段階を備える。当該方法は、鉛蓄電池の充電レベル及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する段階を備える。
【００１５】
本発明の第６の態様においては、鉛蓄電池の劣化度を特定する方法は、鉛蓄電池の温度を取得する段階を備える。当該方法は、鉛蓄電池の充電レベルを取得する段階を備える。当該方法は、鉛蓄電池の充電レベルを予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池のインピーダンスを測定する段階を備える。当該方法は、鉛蓄電池の充電レベルが予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスと、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池の温度とに基づいて、鉛蓄電池の劣化度を特定する段階を備える。
【００１６】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における電源システム１２０の機能ブロック及び負荷９０を概略的に示す。
【図２】鉛蓄電池４０の複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。
【図３】２５℃で交流インピーダンス測定を行うことにより得られる複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。
【図４】５℃で交流インピーダンス測定を行うことにより得られる複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。
【図５】インピーダンスの測定精度を説明するための図である。
【図６】記憶部３８に記憶される基準インピーダンス情報の一例をテーブル形式で示す。
【図７】記憶部３８に記憶される劣化度情報の一例をテーブル形式で示す。
【図８】鉛蓄電池４０の劣化度を特定する方法を示すフローチャートである。
【図９】鉛蓄電池４０の劣化度を特定する他の方法を示すフローチャートである。
【図１０】鉛蓄電池４０に印加する充電電圧のタイミングチャートを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１９】
図１は、一実施形態における電源システム１２０の機能ブロック及び負荷９０を概略的に示す。電源システム１２０は、電源装置１０と蓄電システム２０とを備える。
【００２０】
電源装置１０は、蓄電システム２０の入力端子１２に接続される。蓄電システム２０の出力端子１４には負荷９０が接続される。電源装置１０は交流電源であってよい。負荷９０は交流で動作する負荷であってよい。蓄電システム２０は、無停電電源装置（ＵＰＳ）において用いられてよい。また、蓄電システム２０は、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池装置などの発電装置において用いられてよい。
【００２１】
蓄電システム２０は、コンバータ２２と、インバータ２４と、鉛蓄電池装置１００とを有する。鉛蓄電池装置１００は、制御装置３０と、鉛蓄電池４０と、充放電装置５０と、温度制御部８０とを有する。制御装置３０は、制御部３１と、劣化度特定部３２と、測定部３３と、ＳＯＣ取得部３４と、記憶部３８とを有する。図１において、電源装置１０、コンバータ２２、インバータ２４、鉛蓄電池４０、充放電装置５０及び負荷９０の電気的接続は、単線図で示される。本実施形態において、鉛蓄電池４０の充電レベルのことを、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）という。
【００２２】
充放電装置５０の一端は、コンバータ２２とインバータ２４との間のノード１６に電気的に接続される。充放電装置５０の他端は鉛蓄電池４０に電気的に接続される。
【００２３】
コンバータ２２は、電源装置１０から出力される交流電流を直流電流に変換する。コンバータ２２により変換された直流電流は、インバータ２４及び充放電装置５０の少なくとも一方に出力され得る。充放電装置５０は、鉛蓄電池４０の充放電を行う。具体的には、充放電装置５０は、コンバータ２２からの直流電流を、鉛蓄電池４０の充電用の直流電流に変換して、鉛蓄電池４０側に出力する充電回路を有する。鉛蓄電池４０は、充放電装置５０から出力される充電用の直流電流により充電される。また、充放電装置５０は、鉛蓄電池４０から出力される直流電流を、給電用の直流電流に変換して、ノード１６側に出力する放電回路を有する。給電用の直流電流は、インバータ２４に供給される。制御装置３０は、充放電装置５０を制御することにより、鉛蓄電池４０の充放電を制御する。制御装置３０は、鉛蓄電池４０の充電制御装置として機能する。また、制御装置３０は、鉛蓄電池４０の放電制御装置として機能する。
【００２４】
インバータ２４は、コンバータ２２から出力される直流電流及び充放電装置５０から出力される直流電流の少なくとも一方を、交流電流に変換して出力する。インバータ２４から出力された交流電流は、負荷９０に供給される。なお、負荷９０が直流で動作する場合は、インバータ２４を省略してよい。また、電源装置１０が直流を供給する場合は、コンバータ２２を省略してよい。
【００２５】
通常動作時において、電源システム１２０は、コンバータ２２及びインバータ２４を介して電源装置１０の電力を負荷９０に供給してよい。また、通常動作時において、制御装置３０は、電源装置１０の電力で鉛蓄電池４０を充電してよい。非通常動作時において、蓄電システム２０は、鉛蓄電池４０に蓄えられている電力を負荷９０に供給してよい。
【００２６】
蓄電システム２０がＵＰＳに用いられる場合、入力電源正常時には、電源装置１０からコンバータ２２及びインバータ２４を介して負荷９０に電力が供給される。これに対し、停電などの入力電源異常時には、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を経て負荷９０に電力が供給される。入力電源異常時とは、例えば、電源装置１０からの電力について、電圧及び周波数の少なくとも一方が定常状態及び過渡変動範囲を外れた場合、又は、ひずみ若しくは電力瞬断時間が予め定められた限界値を超えたときであってよい。電源装置１０は商用交流電源であってよい。電源装置１０は、商用交流電源以外の電源であってよい。なお、電源システム１２０は、蓄電システム２０をバイパスして、入力端子１２及び出力端子１４を介さずに電源装置１０の電力を負荷９０に供給する直送回路を有してよい。
【００２７】
蓄電システム２０が発電装置に用いられる場合、電源装置１０は発電機であってよい。例えば、電源装置１０は、太陽電池、風力発電機、燃料電池、内燃力発電機などの発電機であってよい。この場合、蓄電システム２０は電源装置１０の補助電源として機能してよい。電源装置１０の出力が規定値の場合には、電源装置１０からコンバータ２２及びインバータ２４を介して負荷９０に電力が供給される。この場合、鉛蓄電池４０は、電源装置１０からの電力のうち負荷９０によって消費されない余剰電力により充電されてよい。これに対し、電源装置１０に異常が生じた場合などには、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を介して、負荷９０に電力が供給される。また、電源装置１０から負荷９０に供給される電力が、負荷９０が必要とする電力より小さい場合に、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を介して、負荷９０に不足分の電力が供給されてよい。
【００２８】
鉛蓄電池４０は、電極としての少なくとも１つの正極及び少なくとも１つの負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータと、正極、負極及びセパレータが設けられた空間を満たす電解液を有する１以上の電池セルを有する。鉛蓄電池４０は、例えば直列接続された６つの電池セルを有するユニットであってよい。鉛蓄電池４０において、電池セルとは、直列に接続された一対の正極及び負極を有する鉛蓄電池の最小単位を指す。本実施形態において、電池セルの数について特に記載がない場合を除いて、鉛蓄電池４０は直列接続された６つの電池セルを有する。
【００２９】
制御装置３０において、制御部３１は、鉛蓄電池４０の充放電を制御する主体となる。制御部３１は、鉛蓄電池４０の充電制御部として機能する。制御部３１は、鉛蓄電池４０の放電制御部として機能する。制御装置３０は、充放電装置５０を制御することにより、鉛蓄電池４０を間欠充電する。具体的には、制御部３１は、パルス状の高電圧を鉛蓄電池４０に印加する高電圧充電と、高電圧より低い低電圧を鉛蓄電池４０に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって鉛蓄電池４０を充電する。間欠とは、高電圧が印加されない期間が繰り返し存在することを意味する。
【００３０】
ここで、鉛蓄蓄電池の負極及び正極の劣化について説明する。鉛蓄電池においては、充電時に下記の半反応が進む。
（正極反応）ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ  →  ＰｂＯ２＋４Ｈ＋＋ＳＯ４２−＋２ｅ−
（負極反応）ＰｂＳＯ４＋２ｅ−  →  Ｐｂ＋ＳＯ４２−
また、放電時には、充電時とは逆の下記の半反応が進む。
（正極反応）ＰｂＯ２＋４Ｈ＋＋ＳＯ４２−＋２ｅ−  →  ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
（負極反応）Ｐｂ＋ＳＯ４２−  →  ＰｂＳＯ４＋２ｅ−
鉛蓄電池においては放電により負極に形成された硫酸鉛により、サルフェーションが促進される場合がある。
【００３１】
電極に形成された硫酸鉛は、速やかに十分な充電を行えば分解されて電解液に戻り得る。しかし、硫酸鉛が付着した状態が継続すると、電極に形成された硫酸鉛が結晶化して硬質化する。硫酸鉛が硬質化すると、充電によっても上記の反応は実質的に起こらない。したがって、結晶化した硫酸鉛が電極を被うことで、電極の有効面積が減少する。これにより、各電極における反応が進みにくくなり、放電性能が低下し得る。また、結晶化した硫酸鉛の量が多くなるほど、電気エネルギーの蓄積を担う電解液中の鉛イオン及び硫酸イオンが減少する。そのため、結晶化した硫酸鉛が増えるほど、蓄電性能が低下し得る。場合によっては、鉛蓄電池の充電が困難になってしまう。このようにして、負極は、主として硫酸鉛により劣化し得る。
【００３２】
また、鉛蓄電池の充電時において、上記した正極反応及び負極反応で表される電池反応以外に、電解液中の水の電気分解反応が生じる場合がある。水の電気分解により生じた水素及び酸素の少なくとも一部は、鉛蓄電池の外部に放出され得る。また、電解液は、蒸発及び透湿などによっても鉛蓄電池の外部に失われる。これにより、電解液濃度が経時的に上昇し得る。例えば、電解液中の水が失われることで、鉛蓄電池のＳＯＣが規定値である場合における硫酸濃度が、経時的に上昇し得る。これにより、正極の電極格子の腐食が進む。このようにして、正極の劣化が進む。
【００３３】
電源システム１２０においては、制御部３１の制御により高電圧充電と低電圧充電とを交互に繰り返して鉛蓄電池４０を充電する。低電圧充電期間が存在することで、電解液中の水が電気分解により二次電池から失われることを抑制できる。また、低電圧と高電圧とを切り替えて印加することで、負極に形成された硫酸鉛の分解を促進し得る。これにより、鉛蓄電池４０の電極の劣化を抑制することができる。間欠充電の具体例及び電極の劣化抑制については、後述する。
【００３４】
制御装置３０における劣化度の特定に関する制御について説明する。ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０のＳＯＣを取得する。ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０の端子間電圧に基づいて、鉛蓄電池４０のＳＯＣを取得してよい。ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０に流入又は流出した正味の電流量を充放電装置５０から取得し、当該電流量と、基準時における鉛蓄電池４０のＳＯＣと、鉛蓄電池４０の容量とに基づいて、鉛蓄電池４０のＳＯＣを算出してよい。
【００３５】
温度取得部３５は、鉛蓄電池４０の温度を取得する。温度取得部３５は、鉛蓄電池４０に設けられた温度センサから、鉛蓄電池４０の温度を取得してよい。温度取得部３５は、鉛蓄電池装置１００が備えられた空間の環境温度を測定する温度センサにより得られた環境温度から、鉛蓄電池４０の温度を取得してよい。
【００３６】
測定部３３は、鉛蓄電池４０のＳＯＣ及び温度をそれぞれ予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池４０のインピーダンスを測定する。例えば、測定部３３は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値より小さく、かつ、鉛蓄電池４０の温度が予め定められた温度より小さくなるように制御して、鉛蓄電池４０のインピーダンスを測定してよい。インピーダンス測定を行うためのＳＯＣの範囲は、上限値及び下限値が定められてよい。インピーダンス測定を行うための温度範囲は、上限値及び下限値が定められてよい。測定部３３は、交流インピーダンス測定によって、鉛蓄電池４０のインピーダンスを測定してよい。
【００３７】
温度制御部８０は、鉛蓄電池４０の温度を制御する。温度制御部８０は、冷却ファン、空気調和設備、恒温槽、及び冷凍装置の少なくとも１つを含んでよい。測定部３３は、鉛蓄電池４０の温度が予め定められた温度を超える場合に、温度制御部８０により鉛蓄電池４０の温度を予め定められた温度以下にして、インピーダンスを測定する。なお、温度制御部８０は、鉛蓄電池４０の温度を高めるための加熱装置を有してよい。鉛蓄電池４０のインピーダンス測定を行うために鉛蓄電池４０の温度を上昇させる必要がある場合に、当該加熱装置により、鉛蓄電池４０の温度を高めてよい。
【００３８】
劣化度特定部３２は、鉛蓄電池４０のＳＯＣ及び温度がそれぞれ予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスに基づいて、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。劣化度特定部３２は、予め定められた周波数より高い周波数における鉛蓄電池４０のインピーダンスに基づいて、鉛蓄電池４０の劣化を特定する。予め定められた周波数として、１Ｈｚを例示することができる。劣化度特定部３２が特定する劣化は、鉛蓄電池４０の負極の劣化であってよい。
【００３９】
記憶部３８は、鉛蓄電池４０のＳＯＣ及び温度がそれぞれ予め定められた範囲内にある場合における基準インピーダンスを記憶する。劣化度特定部３２は、基準インピーダンスと測定部３３が測定したインピーダンスとを比較することにより、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。
【００４０】
なお、鉛蓄電池４０の温度を能動的に調整しない方式も適用できる。例えば、鉛蓄電池４０のインピーダンス測定を、気温が低い予め定められた時刻に行ってよい。この場合、測定部３３は、鉛蓄電池４０のＳＯＣを予め定められた範囲内に制御して、鉛蓄電池４０のインピーダンスを測定してよい。劣化度特定部３２は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた範囲内にある状態で測定されたインピーダンスと、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池４０の温度とに基づいて、鉛蓄電池４０の劣化度を特定してよい。
【００４１】
この場合、記憶部３８複数の温度のそれぞれにおける鉛蓄電池４０の基準インピーダンスを記憶してよい。劣化度特定部３２は、インピーダンスを測定するときの鉛蓄電池４０の温度に適合する温度における基準インピーダンスと、測定部３３が測定したインピーダンスとを比較することにより、鉛蓄電池４０の劣化度を特定してよい。これにより、インピーダンス測定への温度の影響を抑制することができる。
【００４２】
以上に説明した制御装置３０の制御によれば、鉛蓄電池４０のインピーダンスの経時変化をより正確に検出することができる。ひいては、鉛蓄電池４０の劣化があまり進行していない場合においても、測定誤差の影響を大きく受けることなく、鉛蓄電池４０の劣化度を正確に特定することができる。
【００４３】
図２は、鉛蓄電池４０の複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。図２の横軸はインピーダンスの実成分であり、縦軸はインピーダンスの虚成分である。図２は、特に、複素インピーダンス平面プロットの温度依存性を概略的に示す。プロット２２５は、鉛蓄電池４０の温度が２５℃の場合の複素インピーダンス平面プロットである。
【００４４】
プロット２２５における概略円弧形状部分は、高周波インピーダンス成分をプロットしたものである。高周波インピーダンス成分は、電極の充放電反応の生じにくさを表す。鉛蓄電池４０においては、高周波インピーダンス成分は主として負極における充放電反応の生じにくさを表す。
【００４５】
鉛蓄電池４０の負極の劣化度は、概略円弧形状の部分に含まれる、０．１Ｈｚ以上の周波数範囲の高周波インピーダンス成分に影響する。例えば、鉛蓄電池４０の負極の劣化度は、０．１Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下の周波数範囲のインピーダンス成分に影響する。具体的には、鉛蓄電池４０の負極の劣化度が大きくなるほど、当該周波数範囲のインピーダンス成分が増加する。鉛蓄電池４０における主な劣化モードは、負極のサルフェーション劣化である。したがって、鉛蓄電池４０の劣化度が小さいときでも劣化度を高精度に評価するためには、０．１Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下の周波数範囲のインピーダンス成分を測定することが望ましく、更に好ましくは０．４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数範囲のインピーダンス成分を測定することが望ましく、更に高い精度を求める場合は０．４Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数範囲のインピーダンス成分を測定することが望ましい。
【００４６】
プロット２１５は、鉛蓄電池４０の温度が１５℃の場合の複素インピーダンス平面プロットである。プロット２０５は、鉛蓄電池４０の温度が５℃の場合の複素インピーダンス平面プロットである。図２に示されるように、この概略円弧形状を有するプロット部分は、温度が低くなるほど大きくなる。すなわち、特定の周波数における高周波インピーダンス成分は、温度が低くなるほど大きくなる。鉛蓄電池装置１００においては、鉛蓄電池４０の温度を予め定められた値以下にした状態で高周波インピーダンス成分を測定することにより、高周波インピーダンス成分をより高い精度で算出する。高周波インピーダンス成分の測定精度について、図３から図５に関連して説明する。
【００４７】
図３は、２５℃で交流インピーダンス測定を行うことにより得られる複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。図３の横軸はインピーダンスの実成分であり、縦軸はインピーダンスの虚成分である。
【００４８】
プロット３００は、鉛蓄電池４０が新品時の複素インピーダンス平面プロットを示す。プロット３１０は、鉛蓄電池４０の劣化が進んだ場合の複素インピーダンス平面プロットを示す。図示されるように、鉛蓄電池４０の劣化が進行することにより、円弧部分は大きくなる。
【００４９】
図４は、５℃で交流インピーダンス測定を行うことにより得られる複素インピーダンス平面プロットを概略的に示す。図４の横軸はインピーダンスの実成分であり、縦軸はインピーダンスの虚成分である。
【００５０】
プロット４００は、鉛蓄電池４０が新品時の複素インピーダンス平面プロットを示す。プロット４１０は、鉛蓄電池４０の劣化が進んだ場合の複素インピーダンス平面プロットを示す。鉛蓄電池４０の劣化が進行することにより、円弧部分は大きくなる。なお、プロット４１０及び図３のプロット３１０を得たときの鉛蓄電池４０の劣化度は実質的に同じであるとする。
【００５１】
図３と図４との比較から分かるように、鉛蓄電池４０の劣化度が実質的に同じ場合でも、プロット４１０とプロット４００との差は、プロット３１０とプロット３００との差より大きくなる。鉛蓄電池４０の温度を５℃にして電極反応を抑制することで、高周波インピーダンス成分が大きくなる分、鉛蓄電池４０の劣化により増加する高周波インピーダンス成分の量も大きくなる。
【００５２】
図５は、インピーダンスの測定精度を説明するための図である。棒グラフ５３０及び棒グラフ５４０は、鉛蓄電池４０の新品時のインピーダンスを示す。棒グラフ５３０は鉛蓄電池４０の温度を２５℃にして測定したインピーダンスを示す。棒グラフ５４０は鉛蓄電池４０の温度を５℃にして測定したインピーダンスを示す。
【００５３】
棒グラフ５３１及び棒グラフ５４１は、鉛蓄電池４０の劣化が進んだ状態のインピーダンスを示す。棒グラフ５３１は鉛蓄電池４０の温度を２５℃にして測定したインピーダンスを示す。棒グラフ５４１は鉛蓄電池４０の温度を５℃にして測定したインピーダンスを示す。棒グラフ５３０、棒グラフ５３１、棒グラフ５４０及び棒グラフ５４１はいずれも、０．４Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数範囲内でのインピーダンス測定から得られたインピーダンスを示す。
【００５４】
棒グラフ５３０、棒グラフ５３１、棒グラフ５４０及び棒グラフ５４１には、それぞれインピーダンスの測定誤差を示すエラーバーが付加されている。インピーダンスの測定誤差は、電流及び電圧値を検出するセンサの検出誤差と、インピーダンスの周波数成分を算出するためのフーリエ変換の変換誤差等が含まれる。
【００５５】
図示されるように、２５℃での測定結果からは、棒グラフ５３１の高さと棒グラフ５３０の高さの差は、測定誤差の範囲内となる。これに対し、５℃での測定結果からは、棒グラフ５４１の高さと棒グラフ５４０の高さの差は、測定誤差を実質的に超えている。よって、鉛蓄電池４０の温度を低くしてインピーダンス測定を行うことで、鉛蓄電池４０のインピーダンスの増加量の測定精度を高めることができる。ひいては、鉛蓄電池４０の劣化度の測定精度を高めることができる。
【００５６】
図２から図５に関連して説明したように、鉛蓄電池４０の温度を低くして電極における充放電反応を抑制した状態でインピーダンス測定を行うことで、インピーダンスの変化量を高い精度で測定することができる。具体的には、インピーダンス測定を行うときの鉛蓄電池４０の温度は、１０℃以下であることが好ましい。インピーダンス測定を行うときの鉛蓄電池４０の温度は、３℃から８℃の範囲内であることがより好ましい。
【００５７】
温度を低温にすることにより得られる効果と同様の効果は、ＳＯＣを低くすることによっても得られる。すなわち、ＳＯＣが低いほど、過電圧が高まり、同一条件での充放電反応が生じにくくなる。よって、鉛蓄電池４０のＳＯＣを低くしてインピーダンス測定を行うことで、インピーダンスの変化量を高い精度で測定することが可能になる。インピーダンス測定を行うときの鉛蓄電池４０のＳＯＣは、４０％以下であることが好ましい。インピーダンス測定を行うときの鉛蓄電池４０のＳＯＣは、２０％から３０％の範囲内であることがより好ましい。
【００５８】
以上のように、インピーダンス測定を行う場合、鉛蓄電池４０の温度を１０℃以下とし、かつ、鉛蓄電池４０のＳＯＣを４０％以下とすることが好ましい。インピーダンス測定を行う場合、鉛蓄電池４０の温度を１０℃以下とし、かつ、鉛蓄電池４０のＳＯＣを２０％から３０％の範囲内とすることが好ましい。インピーダンス測定を行う場合、鉛蓄電池４０の温度を３℃から８℃の範囲内とし、かつ、鉛蓄電池４０のＳＯＣを４０％以下とすることがより好ましい。インピーダンス測定を行う場合、鉛蓄電池４０の温度を３℃から８℃の範囲内とし、かつ、鉛蓄電池４０のＳＯＣを２０％から３０％の範囲内とすることが特に望ましい。
【００５９】
図６は、記憶部３８に記憶される基準インピーダンス情報の一例をテーブル形式で示す。記憶部３８は、異なる複数の温度のそれぞれに対応づけて基準インピーダンスを記憶する。記憶部３８は、異なる複数のＳＯＣのそれぞれに対応づけて基準インピーダンスを記憶する。具体的には、記憶部３８は、温度及びＳＯＣの異なる複数の組み合わせのそれぞれに対応づけて、基準インピーダンスを記憶する。
【００６０】
基準インピーダンスは、基準時における鉛蓄電池４０のインピーダンスであってよい。基準インピーダンスは、鉛蓄電池４０の新品時のインピーダンスであってよい。基準インピーダンスは、鉛蓄電池４０の運用開始時のインピーダンスであってよい。基準インピーダンスは、鉛蓄電池４０の運用開始後における、劣化度判定の基準となるいずれかのタイミングのインピーダンスであってよい。
【００６１】
図７は、記憶部３８に記憶される劣化度情報の一例をテーブル形式で示す。記憶部３８は、測定されたインピーダンスと基準インピーダンスとの差ΔＲに対応づけて、劣化度を記憶する。具体的には、記憶部３８は、異なる複数のΔＲのそれぞれに対応づけて、劣化度を記憶する。なお、ここでは劣化度をΔＲで判定する方式を説明するが、劣化度の判定は、ΔＲで行う方式の他に、インピーダンス増加量の倍率（増加率）で判定してもよい。インピーダンス増加量の倍率は、ΔＲを基準インピーダンスで除した値であってよい。
【００６２】
劣化度特定部３２は、インピーダンス測定から得られたインピーダンスに基づいて鉛蓄電池４０の劣化度を算出する。具体的には、劣化度特定部３２は、インピーダンス測定を行ったときの鉛蓄電池４０の温度及びＳＯＣの組み合わせに対応する基準インピーダンスを、記憶部３８から読み出す。例えば、インピーダンス測定を行ったときの鉛蓄電池４０の温度及びＳＯＣの組み合わせに最も近い組み合わせに対応づけて記憶部３８が記憶している基準インピーダンスを読み出す。
【００６３】
そして、劣化度特定部３２は、インピーダンス測定から得られたインピーダンスと基準インピーダンスとの差ΔＲｍを算出する。劣化度特定部３２は、ΔＲｍに適合するΔＲに対応づけて記憶部３８に記憶されている劣化度を、鉛蓄電池４０の劣化度として特定する。例えば、劣化度特定部３２は、ΔＲｍに最も近いΔＲに対応づけて記憶部３８が記憶している劣化度を、鉛蓄電池４０の劣化度として特定する。
【００６４】
劣化度は、鉛蓄電池４０の容量維持率を示す指標であってよい。例えば、劣化度は、１００％から鉛蓄電池４０の容量維持率を差し引いた値を示すとしてよい。
【００６５】
なお、劣化度特定部３２は、鉛蓄電池４０のインピーダンスの測定履歴に基づいて劣化度を特定してよい。例えば、劣化度特定部３２は、過去のインピーダンス測定から得られた鉛蓄電池４０のインピーダンスと、各インピーダンス測定を行った時刻とに基づいて、現在のインピーダンスを予測する。劣化度特定部３２は、予測したインピーダンスより予め定められた値以上大きいインピーダンスが測定された場合に、劣化が通常より進行したことを特定してよい。
【００６６】
図８は、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する方法を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、主として制御装置３０が主体となって実行される。本フローチャートの処理は、劣化度を特定するタイミングで開始される。劣化度は、予め定められた時間が経過する毎に特定されるとしてよい。
【００６７】
本フローチャートのＳ８０２において、ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０のＳＯＣを示す情報を取得する。ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０の端子間電圧を取得して、取得した端子間電圧に基づいてＳＯＣを算出してよい。ＳＯＣ取得部３４は、予め定められた基準時から鉛蓄電池４０に流入又は流出した正味の電流量を充放電装置５０から取得して、取得した電流量と、当該基準時におけるＳＯＣと、鉛蓄電池４０の容量とに基づいて、ＳＯＣを算出してよい。
【００６８】
Ｓ８０４において、測定部３３は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超えるか否かを判断する。鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超える場合、Ｓ８０６において、測定部３３は、制御部３１を制御して、鉛蓄電池４０のＳＯＣを予め定められた値まで低下させる。例えば、制御部３１は、鉛蓄電池４０を放電させることにより、予め定められた値までＳＯＣを低下させてよい。予め定められた値とは、例えば２５％であってよい。鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値まで低下すると、Ｓ８０８に進む。また、Ｓ８０４において、取得したＳＯＣが予め定められた値を超えてない場合は、Ｓ８０６を行わずにＳ８０８に進む。
【００６９】
Ｓ８０８において、温度取得部３５は、鉛蓄電池４０の温度を示す情報を取得する。温度取得部３５は、鉛蓄電池４０に設けられた温度センサから鉛蓄電池４０の温度を取得してよい。
【００７０】
Ｓ８１０において、測定部３３は、鉛蓄電池４０の温度が予め定められた温度を超えるか否かを判断する。鉛蓄電池４０の温度が予め定められた温度を超える場合、測定部３３は、鉛蓄電池４０の温度を予め定められた温度まで低下させる。例えば、測定部３３は、温度制御部８０を駆動して、鉛蓄電池４０の温度を低下させてよい。予め定められた温度とは、例えば５℃であってよい。鉛蓄電池４０の温度が予め定められた温度まで低下すると、Ｓ８１４に進む。また、Ｓ８１０において、取得した温度が予め定められた温度を超えてない場合は、Ｓ８１２を行わずにＳ８１４に進む。
【００７１】
Ｓ８１４において、測定部３３は、交流インピーダンスを測定する。具体的には、測定部３３は、０．１Ｈｚから３００Ｈｚの所定周波数範囲内のインピーダンスを測定する。Ｓ８１６において、劣化度特定部３２は、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。具体的には、劣化度特定部３２は、図６及び７等に関連して説明した方法で、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。
【００７２】
なお、図８のＳ８０４において、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超えない場合において、鉛蓄電池４０のＳＯＣが、インピーダンス測定を行うための予め定められた範囲の下限値より低いときは、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが当該予め定められた範囲内になるまで鉛蓄電池４０を充電してから、Ｓ８０８に進んでよい。また、図８のＳ８１０において、鉛蓄電池４０の温度が予め定められた値を超えない場合において、鉛蓄電池４０の温度が、インピーダンス測定を行うための予め定められた範囲の下限値より低いときは、測定部３３は、鉛蓄電池４０の温度が当該予め定められた範囲内になるまで、鉛蓄電池４０を加温してから、Ｓ８１４に進んでよい。この制御により、インピーダンス測定を、概ね同条件で行うことが可能になる。
【００７３】
なお、Ｓ８１４の処理が完了すると、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが既定値以上になるまで鉛蓄電池４０を充電してよい。例えば、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが８０％以上になるまで鉛蓄電池４０を充電してよい。また、Ｓ８０６で鉛蓄電池４０の温度を下げた場合には、鉛蓄電池４０の温度を元の温度に戻してよい。例えば、制御装置３０は、鉛蓄電池４０の温度が、Ｓ８０６を実行する前の温度に到達するまで、温度制御部８０を駆動して、鉛蓄電池４０の温度を高めてよい。
【００７４】
図９は、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する他の方法を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、主として制御装置３０が主体となって実行される。本フローチャートの処理は、劣化度を特定するタイミングで開始される。劣化度は、予め定められた時間が経過する毎に特定されるとしてよい。
【００７５】
本フローチャートのＳ９０２において、ＳＯＣ取得部３４は、鉛蓄電池４０のＳＯＣを示す情報を取得する。Ｓ９０２の処理としては、図８のＳ８０２の処理を適用できる。
【００７６】
Ｓ９０４において、測定部３３は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超えるか否かを判断する。鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超える場合、Ｓ９０６において、測定部３３は、制御部３１を制御して、鉛蓄電池４０のＳＯＣを予め定められた値まで低下させる。Ｓ９０４の処理として、図８の８０４の処理を適用できる。鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値まで低下すると、Ｓ９０８に進む。また、Ｓ９０４において、取得したＳＯＣが予め定められた値を超えてない場合は、Ｓ９０６を行わずにＳ９０８に進む。
【００７７】
Ｓ９０８において、温度取得部３５は、鉛蓄電池４０の温度を示す情報を取得する。Ｓ９０８の処理としては、図８のＳ８０８の処理を適用できる。
【００７８】
Ｓ９１４において、測定部３３は、交流インピーダンスを測定する。Ｓ９１４の処理としては、図８のＳ８１４の処理を適用できる。
【００７９】
Ｓ９１６において、劣化度特定部３２は、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。具体的には、劣化度特定部３２は、図６等に関連して説明したように、Ｓ９０８で取得した温度に適合する温度に対応する基準インピーダンスを記憶部３８から読み出す。そして、図７等に関連して説明したように、当該基準インピーダンスと、Ｓ９１４で測定したインピーダンスとに基づいて、鉛蓄電池４０の劣化度を特定する。
【００８０】
なお、図９のＳ９０４において、鉛蓄電池４０のＳＯＣが予め定められた値を超えない場合において、鉛蓄電池４０のＳＯＣが、インピーダンス測定を行うための予め定められた範囲の下限値より低いときは、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが当該予め定められた範囲内になるまで鉛蓄電池４０を充電してから、Ｓ９０８に進んでよい。
【００８１】
また、Ｓ９１４の処理が完了すると、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが既定値以上になるまで鉛蓄電池４０を充電してよい。例えば、制御部３１は、鉛蓄電池４０のＳＯＣが８０％以上になるまで鉛蓄電池４０を充電してよい。
【００８２】
図９のフローチャートの処理は、予め定められた時刻に行ってよい。例えば、図９のフローチャートの処理は、深夜又は早朝の時間帯に行ってよい。例えば、図９のフローチャートの処理は、午前２時から午前６時までの時間帯に行ってよい。図９のフローチャートの処理を実行する時間帯は、季節毎に定められてよい。例えば、図９のフローチャートの処理を実行する時間帯は、平均気温が１０℃以下となる時間帯であってよい。
【００８３】
図９のフローチャートの処理によれば、温度制御部８０を用いずに、鉛蓄電池４０のインピーダンスを高精度に算出して、劣化度を特定することができる場合がある。図９のフローチャーの処理においては温度を制御しないものの、図６に示す情報を用いて温度を考慮してインピーダンスを算出することができる。そのため、インピーダンス測定に対する温度の影響を低減することができる。
【００８４】
なお、制御装置３０は、図８及び図９に示す方法における各段階の動作を制御する主体であってよい。これを実現するべく、制御装置３０は、ＣＰＵ又はＡＳＩＣ等の処理装置及びメモリ等を有してよい。なお、図８及び図９のフローチャートは、蓄電システム２０において実行される方法の一例を示すに過ぎない。図８及び図９のフローチャートの各段階を適宜組み換えてよく、図のフローチャートの一部の段階を省略してもよく、図８及び図９のフローチャートに他の段階を追加してもよい。
【００８５】
図１０は、鉛蓄電池４０に印加する充電電圧のタイミングチャートを模式的に示す。図１０のタイミングチャートの横軸は時刻を示す。図１０のタイミングチャートの縦軸は鉛蓄電池４０の端子間に印加する電圧を示す。図１０のタイミングチャートに示されるように、制御部３１は、間欠充電によって鉛蓄電池４０を充電する。
【００８６】
ＴＨは、鉛蓄電池４０の端子間に高電圧を印加する高電圧充電期間の時間長さを示す。ＴＬは、鉛蓄電池４０の端子間に低電圧ＶＬを印加する高電圧充電期間の時間長さを示す。ＶＨは、高電圧の電圧値を示す。ＶＨは、高電圧充電を行う期間における最大電圧値を示してよい。ＶＬは、低電圧の電圧値を示す。ＶＬは、低電圧充電を行う期間における最小電圧値を示してよい。
【００８７】
横軸において、ｔｓは、低電圧を印加している状態から高電圧の印加を開始する時刻の１つを示す。ｔｅは、ｔｓから始まる高電圧の印加を終了して、低電圧の印加を開始する時刻を示す。よって、ＴＨ＝ｔｅ−ｔｓである。制御部３１は、ｔｓにおいて、鉛蓄電池４０に印加する電圧を低電圧から高電圧に切り替え、ｔｅにおいて、鉛蓄電池４０に印加する電圧を高電圧から低電圧に切り替える。
【００８８】
制御部３１は、充放電装置５０を制御して、鉛蓄電池４０に高電圧を印加するＴＨと鉛蓄電池４０に低電圧を印加するＴＬとを有する１周期Ｔを１回以上繰り返すことにより、鉛蓄電池４０を間欠充電する。なお、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬは、鉛蓄電池４０の充電条件の一例である。
【００８９】
高電圧充電において、制御部３１は、充放電装置５０を制御することにより、パルス状の高電圧を鉛蓄電池４０に印加する。図１０に示すパルス状の高電圧は、予め定められたピーク電圧値ＶＨを有する矩形波形状を有する。なお、パルス状の高電圧とは、短時間で急峻に電圧値が上昇する電圧波形を意味してよい。パルス状の高電圧は、矩形波以外に、例えば、正弦波、三角波又は鋸波におけるピークを含む部分期間の波形形状を有してよい。
【００９０】
ここで、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬがどの程度の値であるかを例示するとともに、間欠充電により得られる効果を説明することを目的として、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬの具体的な数値等を例示する。
【００９１】
ＴＨは、例えば６０秒である。ＴＬは例えば３６００秒である。間欠充電によれば、高電圧をパルス状に印加するので、ＴＨを短くすることができる。ＴＨが短いほど、電解液中の水が電気分解により鉛蓄電池４０から失われることを抑制できる。また、パルス状の高電圧を印加することで、負極に発生した硫酸鉛が分解され易くなる場合がある。また、ＴＨを短くすることで、鉛蓄電池４０の正極の劣化を抑制し得る。例えば、正極に形成される酸化鉛に起因する体積膨張を抑制し得る。
【００９２】
ＶＨは、電池メーカーが指定する仕様値であってよい。ＶＨは１３．６５Ｖであってよい。この場合、ＴＨの期間内に、１つの電池セル当たり２．２７５Ｖ（＝１３．６５Ｖ／６）の高電圧が印加され得る。ＶＨは１３．３８Ｖであってよい。この場合、ＴＨの期間内に、１つの電池セル当たり２．２３Ｖ（＝１３．３８Ｖ／６）の高電圧が印加され得る。なお、鉛蓄電池４０の仕様に応じて、ＶＨの値を変更してもよい。
【００９３】
ＶＬは、例えば１２．６Ｖである。この場合、ＴＬの期間内に、１つの電池セルあたり２．１Ｖの電圧が印加される。なお、ＶＬは、０Ｖよりも高くてよい。ＶＬは、鉛蓄電池４０の完全放電時の起電力以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの完全放電時の起電力が１．９５Ｖである場合、ＶＬは１１．７Ｖ以上であってよい。
【００９４】
鉛蓄電池への印加電圧が極端に低いと、自己放電が進んで、負極で硫酸鉛の形成及び結晶化が進み易い。例えば、充電電圧が０Ｖの場合、負極で硫酸鉛の結晶化が進み易くなる。これに対し、蓄電システム２０においては、ＶＬを０Ｖよりも高くすることで、硫酸鉛の結晶化の進行を抑制し得る。また、ＶＬを完全放電時の起電力以上とすることによっても、硫酸鉛の結晶化の進行を抑制し得る。このように、制御部３１は、低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０の負極の劣化を抑制し得る電圧値を、鉛蓄電池４０に印加する。
【００９５】
なお、ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の７４％以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは９．０６Ｖ以上であってよい。ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の９３％以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは１１．４Ｖ以上であってよい。ＶＬが理論起電力の７４％以上又は９３％以上である場合とは、低電圧充電期間における瞬間最低値が理論起電力の７４％以上又は９３％以上であることを意味してよい。ＶＬが理論起電力の７４％以上又は９３％以上である場合、サルフェーションの抑制に一定の効果があり得る。
【００９６】
また、ＶＬは、鉛蓄電池４０の完全充電時の起電力以下であってよい。１つの電池セルの完全充電時の起電力が２．１Ｖである場合に、ＶＬは１２．６Ｖ以下であってよい。
【００９７】
また、ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の電圧値の１２１％以下であってよい。１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは１４．８Ｖ以下であってもよい。
【００９８】
なお、ＴＬは、ＴＨよりも長くてよい。また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが２４０秒以上であってよい。また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが３０分以上であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが１時間以上であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが２時間以上であってよい。このように、ＴＬとＴＨとの比は、４≦ＴＬ／ＴＨ、３０≦ＴＬ／ＴＨ、６０≦ＴＬ／ＴＨ、又は１２０≦ＴＬ／ＴＨであってよい。
【００９９】
また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが５時間以下であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが３時間以下であってよい。このように、ＴＬとＴＨとの比は、ＴＬ／ＴＨ≦１８０又はＴＬ／ＴＨ≦３００としてよい。特に、鉛蓄電池において、ＴＬが３時間以上５時間以下の間において、負極の劣化の進行が早まる場合があることが、本願の発明者らによる実験において確認されている。したがって、ＴＬを５時間以下、より好ましくは３時間以下とすることは、鉛蓄電池の劣化抑制に有効といえる。
【０１００】
なお、制御装置３０は、鉛蓄電池４０の劣化度に基づいて、鉛蓄電池４０の充電条件を制御してよい。例えば、制御部３１は、劣化度特定部３２が特定した劣化度が予め定められた値を超えた場合に、ＴＨを長くしてよい。制御部３１は、劣化度特定部３２が特定した劣化度が予め定められた値を超えた場合に、ＴＬを短くしてよい。制御部３１は、劣化度特定部３２が特定した劣化度が予め定められた値を超えた場合に、ＶＬを高めてよい。制御部３１は、劣化度特定部３２が特定した劣化度が予め定められた値を超えた場合に、ＶＨを高めてよい。
【０１０１】
以上に説明したように、制御装置３０によれば、鉛蓄電池４０のインピーダンスの経時変化をより正確に検出することができる。ひいては、鉛蓄電池４０の劣化があまり進行していない場合においても、測定誤差の影響を大きく受けることなく、鉛蓄電池４０の劣化度を正確に特定することができる。
【０１０２】
本実施形態で説明した鉛蓄電池４０は、二次電池の一例である。電源システム１２０において、鉛蓄電池に代えて、鉛蓄電池以外の二次電池を適用してもよい。鉛蓄電池以外の二次電池においても、制御装置３０に関連して説明した制御と同様の制御を適用できる場合がある。例えば、二次電池のインピーダンスの温度依存性から、インピーダンスが予め定められた値以上となる温度範囲を二次電池に対して定める。そして、測定部３３は、二次電池の温度を当該温度範囲内に制御して、二次電池のインピーダンスを測定してよい。また、二次電池のインピーダンスのＳＯＣ依存性から、インピーダンスが予め定められた値以上となるＳＯＣ範囲を二次電池に対して定める。そして、測定部３３は、二次電池のＳＯＣを当該ＳＯＣ範囲内に制御して、二次電池のインピーダンスを測定してよい。
【０１０３】
制御装置３０は、コンピュータにより実現されてよい。コンピュータがプログラムを実行することにより、プログラムは、コンピュータが有するプロセッサおよびメモリ等の各部を制御して、制御装置３０として機能させてよい。当該プログラムは、コンピュータを、制御部３１と、劣化度特定部３２と、測定部３３と、ＳＯＣ取得部３４と、温度取得部３５として機能させてよい。
【０１０４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  電源装置
１２  入力端子
１４  出力端子
１６  ノード
２０  蓄電システム
２２  コンバータ
２４  インバータ
３０  制御装置
３１  制御部
３２  劣化度特定部
３３  測定部
３４  ＳＯＣ取得部
３５  温度取得部
３８  記憶部
４０  鉛蓄電池
５０  充放電装置
８０  温度制御部
９０  負荷
１００  鉛蓄電池装置
２０５、２１５、２２５、３００、３１０、４００、４１０  プロット
【図１】
2018181430.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018181430.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018181430.tif 000009
【図８】
2018181430.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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