(57)【要約】      （修正有）【課題】二次電池の直列セル内でセル電圧のバラつきが生じている場合、健全セルでの液減りと、劣化セルでのサルフェーション発生とを効果的に抑止できる充電装置及び充電方法を提供する。【解決手段】電解液を用いる二次電池の充放電装置１００は、二次電池（鉛蓄電池４０）の内部圧力に応じた計測値を取得する取得部計測部１１０と、二次電池に充電電流を供給し、内部圧力が上限閾値を超えたことを計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる第１充電制御を行う充放電制御部１０１とを備える。【選択図】図１
2019221052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を用いる二次電池の充電装置であって、
前記二次電池の内部圧力に応じた計測値を取得する取得部と、
前記二次電池に充電電流を供給し、前記内部圧力が上限閾値を超えたことを前記計測値が示すことを条件として、前記充電電流を低下させる第１充電制御を行う充電制御部と、
を備える充電装置。
【請求項２】
前記充電制御部は、前記第１充電制御において、前記充電電流を低下させるまでの期間に前記二次電池に予め定められた定電流を供給する、
請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記充電制御部は、前記第１充電制御において、前記充電電流を低下させて前記二次電池を無負荷状態にする、
請求項１または２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記充電制御部は、
パルス状の高電圧を前記二次電池に印加する高電圧充電と、前記二次電池の完全放電時の起電力以上であって前記高電圧よりも低い低電圧を前記二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返す第２充電制御を行い、
前記第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、前記第２充電制御中の前記高電圧充電に代えて前記第１充電制御を行う、
請求項１から３の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記二次電池は、直列に接続された複数のセルを有し、
前記複数のセルのそれぞれの電圧を計測するセル電圧計測部を更に備え、
前記充電制御部は、前記セル電圧計測部によって計測される前記複数のセルの電圧に予め定められた基準以上のバラつきが生じたことに応じて、前記第１充電制御を開始する、
請求項１から４の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項６】
前記充電制御部は、予め定められた時間間隔ごとに前記第１充電制御を行う、
請求項１から４の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記充電制御部は、前記第１充電制御において、前記充電電流を低下させた後に、前記内部圧力が下限閾値以下となったことを前記計測値が示すことを条件として、前記充電電流を上昇させる、
請求項１から６の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項８】
前記二次電池は、直列に接続された複数のセルを有し、
前記複数のセルのそれぞれの電圧を計測するセル電圧計測部を更に備え、
前記充電制御部は、前記セル電圧計測部によって計測される前記複数のセルの電圧のバラつきが予め定められた基準以下となったことに応じて、前記第１充電制御を終了する、
請求項１から７の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項９】
前記充電制御部は、前記二次電池に供給した前記充電電流の積算充電量が、前記充電電流による充電を開始するまでに前記二次電池が失った自己放電量に応じた上限閾値を超えたことに応じて、前記第１充電制御を終了する、
請求項１から７の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項１０】
前記二次電池の電圧を計測する電圧計測部を更に備え、
前記充電制御部は、前記電圧計測部によって計測される前記二次電池の電圧が予め定められた基準以上の充電率となったことに応じて、前記第１充電制御を終了する、
請求項１から７の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項１１】
電解液を用いる二次電池の充電装置であって、
前記二次電池に予め定められた定電流を供給する第１充電制御と、
パルス状の高電圧を前記二次電池に印加する高電圧充電と、前記二次電池の完全放電時の起電力以上であって前記高電圧よりも低い低電圧を前記二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返す第２充電制御と
を行う充電制御部を備え、
前記充電制御部は、前記第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、前記第２充電制御中の前記高電圧充電に代えて前記第１充電制御を行う、
充電装置。
【請求項１２】
電解液を用いる二次電池の充電方法であって、
前記二次電池の内部圧力に応じた計測値を取得する取得段階と、
前記二次電池に充電電流を供給し、前記内部圧力が上限閾値を超えたことを前記計測値が示すことを条件として、前記充電電流を低下させる第１充電制御を行う充電制御段階と、
を備える充電方法。
【請求項１３】
電解液を用いる二次電池の充電方法であって、
パルス状の高電圧を前記二次電池に印加する高電圧充電と、前記二次電池の完全放電時の起電力以上であって前記高電圧よりも低い低電圧を前記二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返す第１充電制御を行う段階と、
予め定められた条件が満たされたことに応じて、前記第１充電制御中の前記高電圧充電に代えて、前記二次電池に予め定められた定電流を供給する第２充電制御を行う段階と
を備える充電方法。
【請求項１４】
コンピュータに請求項１２または１３に記載の充電方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置、充電方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池の充電装置において、結晶化した硫酸鉛、すなわちサルフェーションが負極に発生することを防止するトリクル充電を行うものがある。トリクル充電においては、二次電池の直列セルを高い充電電圧で均一化充電するため、セル電圧が低下していない健全セルにおいて過充電による水の電気分解が生じ、液減りによる劣化が進行する。これを防止すべく、パルス状の高電圧による高電圧充電と、相対的に低い電圧による低電圧充電とを交互に繰り返すことで、負極にサルフェーションが発生することを防止しつつ、過充電による水の電気分解を抑止する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、蓄電池の充電装置において、パルス状の充電電流によって蓄電池を充電することで充電効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２０１７−１０３９０９号公報
［特許文献２］  国際公開ＷＯ２０１１／０６７９００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
二次電池の直列セル内では、同一ロットで製造された場合であっても、各セル固有の充電特性や自己放電特性が異なるため、運転期間が長くなると各セル電圧にバラつきが生じる。セル電圧のバラつきが生じている場合、上記のパルス状の高電圧を印加する技術では、健全セルには相対的に高い電圧が印加され、セル電圧が低下している劣化セルには相対的に低い電圧が印加されるため、健全セルでの液減り及び正極劣化等の過充電劣化と、劣化セルでのサルフェーション発生とを効果的に抑止できなかった。また、上記のパルス状の充電電流を印加する技術でも、上記と同様に、健全セルでの液減り及び正極劣化等の過充電劣化を抑止できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
電解液を用いる二次電池の充電装置は、取得部と充電制御部とを備えてもよい。取得部は、二次電池の内部圧力に応じた計測値を取得してもよい。充電制御部は、二次電池に充電電流を供給し、内部圧力が上限閾値を超えたことを計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる第１充電制御を行ってもよい。
【０００５】
充電制御部は、第１充電制御において、充電電流を低下させるまでの期間に二次電池に予め定められた定電流を供給してもよい。
【０００６】
充電制御部は、第１充電制御において、充電電流を低下させて二次電池を無負荷状態にしてもよい。
【０００７】
充電制御部は、パルス状の高電圧を二次電池に印加する高電圧充電と、二次電池の完全放電時の起電力以上であって高電圧よりも低い低電圧を二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返す第２充電制御を行ってもよい。充電制御部は、第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、第２充電制御中の高電圧充電に代えて第１充電制御を行ってもよい。
【０００８】
二次電池は、直列に接続された複数のセルを有してもよい。充電装置は、複数のセルのそれぞれの電圧を計測するセル電圧計測部を更に備えてもよい。充電制御部は、セル電圧計測部によって計測される複数のセルの電圧に予め定められた基準以上のバラつきが生じたことに応じて、第１充電制御を開始してもよい。
【０００９】
充電制御部は、予め定められた時間間隔ごとに第１充電制御を行ってもよい。
【００１０】
充電制御部は、第１充電制御において、充電電流を低下させた後に、内部圧力が下限閾値以下となったことを計測値が示すことを条件として、充電電流を上昇させてもよい。
【００１１】
二次電池は、直列に接続された複数のセルを有してもよい。充電装置は、複数のセルのそれぞれの電圧を計測するセル電圧計測部を更に備えてもよい。充電制御部は、セル電圧計測部によって計測される複数のセルの電圧のバラつきが予め定められた基準以下となったことに応じて、第１充電制御を終了してもよい。
【００１２】
充電制御部は、二次電池に供給した充電電流の積算充電量が、充電電流による充電を開始するまでに二次電池が失った自己放電量に応じた上限閾値を超えたことに応じて、第１充電制御を終了してもよい。
【００１３】
充電装置は、二次電池の電圧を計測する電圧計測部を更に備えてもよい。充電制御部は、電圧計測部によって計測される二次電池の電圧が予め定められた基準以上の充電率となったことに応じて、第１充電制御を終了してもよい。
【００１４】
電解液を用いる二次電池の充電装置は、充電制御部を備えてもよい。充電制御部は、二次電池に予め定められた定電流を供給する第１充電制御を行ってもよい。充電制御部は、パルス状の高電圧を二次電池に印加する高電圧充電と、二次電池の完全放電時の起電力以上であって高電圧よりも低い低電圧を二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返す第２充電制御を行ってもよい。充電制御部は、第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、第２充電制御中の高電圧充電に代えて第１充電制御を行ってもよい。
【００１５】
電解液を用いる二次電池の充電方法は、取得段階と充電制御段階とを備えてもよい。取得段階は、二次電池の内部圧力に応じた計測値を取得してもよい。充電制御段階は、二次電池に充電電流を供給し、内部圧力が上限閾値を超えたことを計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる第１充電制御を行ってもよい。
【００１６】
電解液を用いる二次電池の充電方法は、第１充電制御を行う段階と第２充電制御を行う段階とを備えてもよい。第１充電制御を行う段階は、パルス状の高電圧を二次電池に印加する高電圧充電と、二次電池の完全放電時の起電力以上であって高電圧よりも低い低電圧を二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返してもよい。第２充電制御を行う段階は、予め定められた条件が満たされたことに応じて、第１充電制御中の高電圧充電に代えて、二次電池に予め定められた定電流を供給してもよい。
【００１７】
プログラムは、コンピュータに、電解液を用いる二次電池の充電方法を実行させてもよい。当該充電方法は、取得段階と充電制御段階とを備えてもよい。取得段階は、二次電池の内部圧力に応じた計測値を取得してもよい。充電制御段階は、二次電池に充電電流を供給し、内部圧力が上限閾値を超えたことを計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる第１充電制御を行ってもよい。当該充電方法は、第１充電制御を行う段階と第２充電制御を行う段階とを備えてもよい。第１充電制御を行う段階は、パルス状の高電圧を二次電池に印加する高電圧充電と、二次電池の完全放電時の起電力以上であって高電圧よりも低い低電圧を二次電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返してもよい。第２充電制御を行う段階は、予め定められた条件が満たされたことに応じて、第１充電制御中の高電圧充電に代えて、二次電池に予め定められた定電流を供給してもよい。
【００１８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電源システム２００のブロック図である。
【図２】充放電装置１００および鉛蓄電池４０の模式図である。
【図３】鉛蓄電池４０の充電方法のフロー図である。
【図４】定電圧充電フェーズにおける電圧値のタイミングチャートである。
【図５】定電圧充電フェーズおよび定電流間欠充電フェーズにおける各パラメータのタイミングチャートである。
【図６】本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。
【００２１】
図１は、電源システム２００のブロック図である。図中、先端が黒塗りの矢印はデータの入出力方向を示し、先端が白抜きの矢印は電力の流れ方向を示す。以降の図においても、同様とする。
【００２２】
電源システム２００は、電源装置１０と、蓄電システム２０とを備える。電源システム２００は、外部の負荷５０に電力を供給する。本実施形態においては、一例として、電源装置１０は交流電源であり、負荷５０は交流駆動される負荷である。
【００２３】
本実施形態における蓄電システム２０は、停電などの異常事態によって電源装置１０から負荷５０への電力供給が断たれた場合に、電源装置１０に代わって、蓄えてある電力を負荷５０に供給する無停電電源装置（ＵＰＳ）として機能する。より具体的には、蓄電システム２０は、電源装置１０から安定的に電力が供給されている通常動作時においては、電源装置１０からの電力を負荷５０に供給し、更に、電源装置１０からの電力を蓄える。また、蓄電システム２０は、電源装置１０からの電力供給が断たれた異常時においては、蓄えてある電力を負荷５０に供給する。
【００２４】
蓄電システム２０は、入力部１２と、出力部１４と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２と、ＤＣ／ＡＣインバータ２４と、鉛蓄電池４０と、充放電装置１００とを有する。入力部１２は、電源装置１０に電気的に接続される。出力部１４は、負荷５０に電気的に接続される。
【００２５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２２は、入力部１２に電気的に接続される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２は、入力部１２を介して電源装置１０から入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。
【００２６】
ＤＣ／ＡＣインバータ２４は、出力部１４に電気的に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２または充放電装置１００から入力される直流電力を交流電力に変換し、出力部１４を介して負荷５０に出力する。
【００２７】
鉛蓄電池４０は、電解液を用いる二次電池の一例である。鉛蓄電池４０は、充放電装置１００に電気的に接続される。蓄電システム２０は、電解液を用いる二次電池として、鉛蓄電池４０に代えて、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などの他の二次電池を有してもよい。
【００２８】
充放電装置１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２とＤＣ／ＡＣインバータ２４との間のノード３２に電気的に接続されている。充放電装置１００は、上記の通常動作時においては、電源装置１０からの電力を、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２およびＤＣ／ＡＣインバータ２４を介して負荷５０に供給すると共に、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２を介して鉛蓄電池４０に充電する。また充放電装置１００は、上記の異常時においては、鉛蓄電池４０に蓄えられた電力をＤＣ／ＡＣインバータ２４を介して負荷５０に供給する。
【００２９】
本実施形態における充放電装置１００は、鉛蓄電池４０に含まれる複数の直列セルのそれぞれに固有の充電特性や自己放電特性が異なることに起因して各セル電圧にバラつきが生じた場合であっても、これら全てのセルを均一に充電させるように充電制御を行う。例えば、充放電装置１００は、通常の充電パターンで鉛蓄電池４０を充電したところ、直列に接続された複数のセルのうち１つのセルの充電率が９０％である一方で他のセルの充電率が７０％であることを検出した場合に、全てのセルの充電率が１００％に近付くよう、他の充電パターンによって鉛蓄電池４０を充電する。
【００３０】
充放電装置１００は更に、セル電圧が低下していない健全セルにおいて過充電による水の電気分解が生じることで液減りが起きること、および、セル電圧が低下している劣化セルにおいてサルフェーションが発生することを抑止し、これによって鉛蓄電池４０が劣化することを抑止すべく、鉛蓄電池４０の充放電を制御する。
【００３１】
充放電装置１００は、充放電制御部１０１と、格納部１０３と、計測部１１０とを有する。計測部１１０は、圧力計測部１１１と、電圧計測部１１３と、電流計測部１１５とを含む。充放電装置１００は、充電装置の一例である。
【００３２】
圧力計測部１１１は、圧力センサを含み、鉛蓄電池４０の内部圧力を計測し、計測値を充放電制御部１０１に出力する。圧力計測部１１１は、鉛蓄電池４０の内部圧力に応じた計測値を取得する取得部の一例である。取得部は、圧力計測部１１１のように圧力センサを含んでもよく、外部の圧力センサに接続され、外部の圧力センサから計測値を取得してもよい。
【００３３】
電圧計測部１１３は、電圧計を含み、鉛蓄電池４０に含まれる複数のセルのそれぞれについて、セル電圧を計測し、充放電制御部１０１に出力する。電圧計測部１１３は、複数のセルのそれぞれの電圧を計測するセル電圧計測部の一例である。
【００３４】
電流計測部１１５は、電流計を含み、充放電制御部１０１と鉛蓄電池４０との間で授受される電流、すなわち鉛蓄電池４０への充電電流および鉛蓄電池４０からの放電電流を計測し、充放電制御部１０１に出力する。
【００３５】
充放電制御部１０１は、ノード３２および鉛蓄電池４０のそれぞれに電気的に接続され、鉛蓄電池４０の充放電を制御する。充放電制御部１０１は、充電制御部の一例である。充放電制御部１０１は、格納部１０３に格納されている、各計測値に対して予め定められた閾値や、特定の充放電制御を実行するための条件や、予め定められた充放電パターン等を参照し、計測部１１０から入力される各計測値に応じて、特定の充放電パターンに従い鉛蓄電池４０を充放電させる。
【００３６】
図２は、充放電装置１００および鉛蓄電池４０の模式図である。鉛蓄電池４０は、直列に接続された複数のセルを有する。本実施形態では、鉛蓄電池４０は、直列に接続された、第１セル４１、第２セル４２、第３セル４３、第４セル４４、第５セル４５および第６セル４６を有する。図２においては、説明を明確にする目的で、第１セル４１の簡易的な内部構造のみを図示し、第２セル４２等の内部構造の図示を省略し、第２セル４２等の内部構造の重複する説明も省略する。
【００３７】
第１セル４１等は、正極ストラップ６１と、負極ストラップ６３と、正極７１と、セパレータ７３と、負極７５とを含む。正極７１、セパレータ７３および負極７５のそれぞれは、希硫酸を含む電解液を含浸されている。
【００３８】
正極７１および負極７５は、例えばペースト式の電極である。セパレータ７３は、例えばガラス繊維製である。正極７１および負極７５は、セパレータ７３を介して積層され、極板群を成す。図２における例示的な構造においては、４枚ずつの正極７１および負極７５が、それらの間に７枚のセパレータ７３を介在させて、極板群を成している。
【００３９】
正極ストラップ６１は、正極７１に電気的に接続される。更に、第１セル４１の正極ストラップ６１は、充放電制御部１０１に電気的に接続され、第２セル４２等の正極ストラップ６１は、隣接するセルの負極ストラップ６３に電気的に接続される。
【００４０】
負極ストラップ６３は、負極７５に電気的に接続される。更に、第６セル４６の負極ストラップ６３は、充放電制御部１０１に電気的に接続され、第１セル４１等の負極ストラップ６３は、隣接するセルの正極ストラップ６１に電気的に接続される。
【００４１】
鉛蓄電池４０が過充電の状態になると、水の電気分解が起こり、各正極７１から酸素ガス、各負極７５から水素ガスが発生する。鉛蓄電池４０には、特定の条件下で内部に溜まったガスを外部に放出する、不図示の通気孔や放出弁が設けられており、酸素ガスおよび水素ガスの発生が進行すると、鉛蓄電池４０の内部圧力が高まってガスを外部に放出する。しかしながら、その結果として、鉛蓄電池４０内の電解液に含まれる水が減少し、電解液中の硫酸濃度が高まり、各電極板の侵食が進行して、鉛蓄電池４０が劣化してしまう。
【００４２】
そこで、本実施形態では、鉛蓄電池４０をシール式、すなわち制御弁式とし、負極吸収反応を利用する。制御弁式における負極吸収反応とは、正極７１から生じた酸素ガスが、負極７５の海綿状鉛に吸収されて消失し、当該反応と共に、負極７５から一酸化鉛が生じる現象である。この一酸化鉛は、負極７５における放電反応と同様に、電解液中の硫酸と反応して硫酸鉛となるため、陰極は部分的に放電状態となる。すなわち、負極７５は、蓄電池の充電が終了に近づいて水の電気分解が起こっても完全な充電状態には到達しないので、負極７５から水素ガスが発生することも抑止される。このように、本実施形態によれば、鉛蓄電池４０を制御弁式とすることで、鉛蓄電池４０の劣化を抑止できる。なお、これに代えて、鉛蓄電池４０を、触媒栓を有するベント式とし、発生したガスを触媒栓により水に還流させてもよい。
【００４３】
充放電装置１００の電圧計測部１１３は、第１電圧計１３１と、第２電圧計１３２と、第３電圧計１３３と、第４電圧計１３４と、第５電圧計１３５と、第６電圧計１３６とを含む。第１電圧計１３１等はそれぞれ、第１セル４１等に並列に接続され、第１セル４１等のセル電圧を計測する。
【００４４】
充放電装置１００の電流計測部１１５は、一例として、第１セル４１と充放電制御部１０１との間に直列に接続され、充放電制御部１０１と鉛蓄電池４０との間で授受される電流を計測する。
【００４５】
図３は、鉛蓄電池４０の充電方法のフロー図である。当該フローは、充放電制御部１０１が、一例として、鉛蓄電池４０を予め定められた充電率になるまで定電流充電することにより開始する。充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０が当該充電率になったことに応じて、定電圧充電フェーズを開始する（ステップＳ１０１）。このように、充放電制御部１０１は、当該フローを開始してからステップＳ１０１に移行するまでの期間において、定電流定電圧充電（ＣＣＣＶ充電）を行うことになる。ＣＣＣＶ充電における電流値は、予め定められた大きさ、例えば０．２５Ｃに設定される。ただし、定電圧充電フェーズに移行すると、電流値は、電圧値が予め定められた大きさになるよう、変動する。例えば、後述する定電圧充電フェーズの低電圧充電期間における電流値は、０Ｃに近い値を行き来する。
【００４６】
ステップＳ１０１における定電圧充電フェーズでは、充放電制御部１０１は、一例として、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、鉛蓄電池４０の完全放電時の起電力以上であって高電圧よりも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充電制御を行う。以降の説明では、当該充電制御を第２充電制御と呼ぶ場合がある。
【００４７】
ステップＳ１０２において、電圧計測部１１３は鉛蓄電池４０に含まれる第１セル４１等の複数のセル電圧を計測し、より具体的には、電圧計測部１１３の第１電圧計１３１等は第１セル４１等の複数のセル電圧をそれぞれ計測し、充放電制御部１０１は、第１電圧計１３１等から入力される第１セル４１等の複数のセル電圧に予め定められた基準以上のバラつきが生じるまで、例えば各セル電圧と全セル電圧の平均値との差分、または差分の１セル当たりの平均が２０ｍＶ／ｃｅｌｌを超えるまで、第２充電制御による鉛蓄電池４０の定電圧充電を行う（ステップＳ１０２：ＮＯ）。充放電制御部１０１は、好適には、第２充電制御による低電圧充電期間が終了して高電圧充電期間に入る前のタイミングで、第１電圧計１３１等に各セル電圧のバラつきを計測させるが、これに代えて、第２充電制御による低電圧充電期間中や、充電を行っていない期間中などの任意のタイミングで、各セル電圧のバラつきを計測させてもよい。
【００４８】
充放電制御部１０１は、複数のセル電圧に基準以上のバラつきが生じたと判断した場合に（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、鉛蓄電池４０に充電電流を供給し、鉛蓄電池４０の内部圧力が上限閾値を超えたことを、圧力計測部１１１から入力される計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる充電制御を行う（ステップＳ１０３）。以降の説明では、当該充電制御を第１充電制御と呼ぶ場合がある。上記の内部圧力の上限閾値は、例えば、制御弁式の鉛蓄電池４０の制御弁が作動する圧力の７０〜９０％であってもよい。
【００４９】
ステップＳ１０３において、充放電制御部１０１は、第１充電制御において、充電電流を低下させるまでの期間に鉛蓄電池４０に予め定められた定電流を供給する。予め定められた定電流は、一例として、１Ｃ〜０．０１Ｃの範囲であってもよい。鉛蓄電池４０に対して定電流充電を行う場合、鉛蓄電池４０に過大な高電流を与えてしまうと、過電圧となって水の電気分解が加速し、セル電圧のバラつきを解消することと鉛蓄電池４０の劣化を抑止することとをバランスできなくなる。これに対して、充放電制御部１０１は、第１充電制御における充電電流を、例えば１Ｃ〜０．０１Ｃの範囲の定電流とすることで、当該問題を解消できる。なお、１Ｃとは、鉛蓄電池４０の満充電状態から１時間で完全放電されるときの電流値を意味する。
【００５０】
ステップＳ１０３において、充放電制御部１０１は、第１充電制御において充電電流を低下させる場合に、充電電流を０Ａ、すなわち０Ｃまで低下させ、鉛蓄電池４０を無負荷状態にしてもよい。これにより、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０内での水の電気分解を完全に止めることができ、鉛蓄電池４０の内部圧力の低下を加速させることができる。
【００５１】
ステップＳ１０３において、充放電制御部１０１は、第１充電制御において、充電電流を低下させた後に、鉛蓄電池４０の内部圧力が下限閾値以下となったことを、圧力計測部１１１から入力される計測値が示すことを条件として、充電電流を上昇させる。上記の内部圧力の下限閾値は、例えば、大気圧と同じであってもよく、大気圧よりも小さくてもよい。本実施形態での第１充電制御によれば、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０に対して定電流を供給すること、および、当該定電流を低下させることを交互に繰り返す充電を行うが、このような充電を定電流間欠充電と呼ぶ場合がある。充放電制御部１０１は、定電流間欠充電により、健全セルでの過充電による液減りを抑止する。
【００５２】
このように、ステップＳ１０３では、充放電制御部１０１は、第２充電制御による定電圧充電フェーズを終了し、第１充電制御による定電流間欠充電フェーズを開始する。充放電制御部１０１は、好適には、第２充電制御による低電圧充電期間が終了して高電圧充電期間に入る前のタイミングで第２充電制御から第１充電制御に切り替える、換言すると、第２充電制御における高電圧充電に代えて第１充電制御を行う。これに代えて、充放電制御部１０１は、第２充電制御による低電圧充電期間中や、第２充電制御による高電圧充電期間中や、充電を行っていない期間中などの任意のタイミングで、第１充電制御を開始してもよい。
【００５３】
充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０に供給した充電電流の積算充電量が、第１充電制御での充電電流による充電を開始するまでに鉛蓄電池４０が失った自己放電量に応じた上限閾値を超えるまで、鉛蓄電池４０に対して第１充電制御による充電を行う（ステップＳ１０５：ＮＯ）。充放電制御部１０１は、当該積算充電量が上限閾値を超えたと判断した場合に（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、第１充電制御による定電流間欠充電フェーズを終了し、第２充電制御による定電圧充電フェーズを開始することで（ステップＳ１０７）、当該フローは終了する。これにより、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０の複数のセルにおける自己放電等に起因するセル電圧のバラつきを解消する。当該フローは、電源装置１０から蓄電システム２０に電力が供給され続ける限り、繰り返される。
【００５４】
上記の自己放電量に応じた上限閾値は、一例として、第１充電制御での充電電流による充電を開始するまでに鉛蓄電池４０が失った自己放電量の１．１〜１．８倍である。自己放電量を算出する場合、鉛蓄電池４０の本来の無負荷状態での自己放電単位量が用いられる。自己放電単位量の単位は、例えば［Ａｈ／日］である。当該自己放電単位量は、鉛蓄電池４０の製造段階で決まっている。自己放電単位量は、鉛蓄電池４０を満充電してからの経過時間ごとに異なる値となり、例えば満充電してから１０日前後経過した時点で小さくなる。第１充電制御での充電電流による充電を開始するまでに要した時間に対して、上記の自己放電単位量を乗算することで、自己放電量が算出される。当該時間は、例えば、前回の第１充電制御での充電電流による充電が終了してから、今回の当該充電を開始するまでの時間である。
【００５５】
上記の上限閾値を自己放電量の１．１〜１．８倍とする理由は、先ず、第１充電制御での充電電流による充電の目的の１つが、鉛蓄電池４０が自己放電によって失った電力量を補填することであり、失った電力量を補填する際に考慮すべき鉛蓄電池の充電効率が、鉛蓄電池４０の劣化状態に応じて６０〜９０％程度となるためである。鉛蓄電池４０の充電効率が９０％である場合は、上限閾値を自己放電量の１．１倍にすると、１．１×９０％≒１００％となり、鉛蓄電池４０が自己放電によって失った電力量を、第１充電制御による充電電流によって概ね補填できることになる。同様に、鉛蓄電池４０の充電効率が６０％である場合は、上限閾値を自己放電量の１．８倍にすると、１．８×６０％≒１００％となり、鉛蓄電池４０が自己放電によって失った電力量を、第１充電制御による充電電流によって概ね補填できることになる。
【００５６】
鉛蓄電池４０の充電効率は、上述の通り、鉛蓄電池４０の劣化が進むに連れて低下する。鉛蓄電池４０の充電効率は、充電時に充電された充電電気量に対する放電容量の比に１００をかけて百分率で表したものなので、例えば、鉛蓄電池４０の充電量と放電量とをモニタリングして積算することによって算出できる。よって、充放電制御部１０１は、例えば定期的に、鉛蓄電池４０の現在の充電効率を算出し、算出した充電効率に応じて上記の上限閾値を更新することが好ましい。
【００５７】
このように、本実施形態による充放電装置１００の充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０に対して、通常の充電では第２充電制御による定電圧充電を行い、第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、例えば第２充電制御中の高電圧充電に代えて、第１充電制御による定電流充電を行う。より具体的には、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０における複数の直列セル間でセル電圧のバラつきが生じていることを検出すると、鉛蓄電池４０の充電パターンを定電圧充電から定電流充電に切り替え、全ての直列セルに対して十分な電流を均一に印加する。充放電制御部１０１は更に、鉛蓄電池４０の内部圧力が上限閾値を超えたことを検出すると、定電流充電の供給を休止する休止期間を設け、鉛蓄電池４０の全ての直列セルを無負荷状態にすることで、各セル内の負極７５での負極吸収反応を進行させ、定電流充電で生じたガスを水に還流させ、鉛蓄電池４０の内部圧力が下がるまで待機する。充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０の内部圧力が下限閾値以下になったことを検出すると、定電流充電を再開し、定電流充電による鉛蓄電池４０の積算充電量が上限閾値を超えるまで、このような定電流間欠充電を繰り返すことで、全てのセルを均一に充電する。
【００５８】
図４は、定電圧充電フェーズにおける電圧値のタイミングチャートである。横軸は時間［ｓｅｃ］を示し、縦軸は電圧［Ｖ］を示す。当該定電圧充電フェーズは、上記の第２充電制御に対応する。また、当該定電圧充電フェーズは、図３のフローのステップＳ１０１に対応する。
【００５９】
図４に示されるＴＨは、鉛蓄電池４０に高電圧を印加する高電圧充電期間であり、ＴＬは、鉛蓄電池４０に低電圧を印加する低電圧充電期間である。充放電制御部１０１は、図４に示されるように、第２充電制御によって、鉛蓄電池４０に高電圧を印加するＴＨおよび低電圧を印加するＴＬから成る１周期を複数回繰り返す。１周期におけるＴＨとＴＬとの比は１：６０が好ましく、例えばＴＨを６０［ｓｅｃ］としてＴＬを３，６００［ｓｅｃ］とする。
【００６０】
充放電制御部１０１は、高電圧充電期間において、パルス状の高電圧を鉛蓄電池４０に印加する。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する。本実施形態において、パルス状の高電圧は、単位セル当たり２．２３Ｖとして、直列セル全体に対し１３．３８Ｖのピーク電圧を印加する、矩形波形状を有する。なお、パルス状の高電圧は、当該矩形波形状に代えて、正弦波、三角波または鋸波におけるピークを含む半周期の波形形状であってもよい。
【００６１】
充放電制御部１０１は、低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０の負極７５の劣化を抑制するような低電圧を鉛蓄電池４０に印加する。当該低電圧は、０［Ｖ］よりも高く、且つ、高電圧よりも低い。低電圧は、鉛蓄電池４０の完全放電時の起電力以上であることが好ましい。例えば、１セルの完全放電時の起電力が１．９５［Ｖ］である場合に、当該低電圧を１１．７［Ｖ］以上に設定する。
【００６２】
また、低電圧は、鉛蓄電池４０における理論起電力の９３％以上であることが好ましい。１セルの理論起電力が２．０４［Ｖ］である場合に、低電圧を約１１．４［Ｖ］以上に設定する。なお、低電圧が理論起電力の９３％以上である場合とは、低電圧の瞬間最低値が理論起電力の９０％以上であることを意味してもよい。
【００６３】
また、低電圧は、鉛蓄電池４０の完全充電時の起電力以下であることが好ましい。１セルの完全充電時の起電力が２．１［Ｖ］である場合に、低電圧を１２．６［Ｖ］以下に設定する。また、低電圧は、鉛蓄電池４０における理論起電力の電圧値の１２１％以下であることが好ましい。１セルの理論起電力が２．０４［Ｖ］である場合に、低電圧を約１４．８［Ｖ］に設定する。以上の点を踏まえ、本実施形態では、低電圧は、単位セル当たり２．１０Ｖとして、直列セル全体に対し１２．６０Ｖの電圧を印加する。
【００６４】
充放電制御部１０１は、第２充電制御において鉛蓄電池４０に対し高電圧をパルス状に印加することで、常に高電圧充電を行うトリクル充電に比べて、高電圧充電の期間を短くすることができ、鉛蓄電池４０内の電解液の溶媒である水が電気分解されて水素ガスおよび酸素ガスが外部に放出されることを抑止することができる。また、充放電制御部１０１は、第２充電制御において鉛蓄電池４０に対し高電圧をパルス状に印加することで、正極７１に酸化鉛が形成されて体積膨張が起きることを抑止することができ、負極７５に発生したサルフェーションを定期的に分解することもできる。
【００６５】
充放電制御部１０１は、第２充電制御において鉛蓄電池４０に対し０［Ｖ］よりも高い、または、完全放電時の起電力以上の低電圧を印加することで、自己放電が進んで負極７５でサルフェーションが発生することを抑止できる。
【００６６】
図５は、定電圧充電フェーズおよび定電流間欠充電フェーズにおけるタイミングチャートである。横軸は時間［ｓｅｃ］を示し、縦軸は電圧［Ｖ］、電流［Ｃ］および圧力［Ｐ］をそれぞれ示す。
【００６７】
図５のタイミングチャートにおいて、紙面に向かって左側に示される定電圧充電フェーズの低電圧充電は、図４を用いて説明した定電圧充電フェーズの低電圧充電と同じである。時系列としては、図５のタイミングチャートは図４のタイミングチャートの後に続く。
【００６８】
また、図５に示される定電流間欠充電フェーズは、上記の第１充電制御に対応する。また、当該定電流間欠充電フェーズは、図３のフローのステップＳ１０３からステップＳ１０５に対応し、図５に示される定電圧充電フェーズから定電流間欠充電フェーズへの移行は、図３のフローのステップＳ１０２：ＹＥＳに対応する。
【００６９】
また、図５のタイミングチャートにおいて、紙面に向かって右側に示される定電圧充電フェーズの低電圧充電は、図４を用いて説明した定電圧充電フェーズの低電圧充電と同じである。また、当該定電圧充電フェーズは、図３のフローのステップＳ１０７に対応する。
【００７０】
充放電制御部１０１は、図５に示される定電圧充電フェーズの低電圧充電期間が終了するタイミングで、電圧計測部１１３の第１電圧計１３１等に、鉛蓄電池４０の直列に接続されている複数のセルの各セル電圧を計測させる。図５に示されるように、当該低電圧充電の電流値は、ＣＣＣＶ充電における定電流充電の電流値と同じまま、０．２５Ｃに設定されているが、実際には、低電圧充電を保つためだけの電流が流れるだけであり、おおよそ０Ｃ付近を行き来している。
【００７１】
充放電制御部１０１は、第１電圧計１３１等から入力される第１セル４１等の各セル電圧と全セル電圧の平均値との差分、または差分の１セル当たりの平均が２０ｍＶ／ｃｅｌｌを超えた場合に、複数のセル間でセル電圧にバラつきが生じたと判断し、定電圧充電フェーズを終了して定電流間欠充電フェーズを開始する。充放電制御部１０１は、定電流間欠充電フェーズを開始すると、鉛蓄電池４０に供給する電流値を、ほぼ０Ｃ程度から０．１Ｃに上昇させる。
【００７２】
定電流間欠充電を開始する前の定電圧充電フェーズにおける、鉛蓄電池４０の内部圧力は、大気圧と同じか、大気圧よりも小さい。図５に示されるように、本実施形態では、定電流間欠充電フェーズにおける鉛蓄電池４０の内部圧力の下限閾値を、定電圧充電フェーズにおける鉛蓄電池４０の内部圧力と同程度のＰＬｔｈとし、上限閾値をＰＨｔｈとしている。また、定電流間欠充電を開始する前の定電圧充電フェーズでは、鉛蓄電池４０の全体に対して１２．６０Ｖを印加する低電圧充電を行っている。
【００７３】
図５に示されるように、鉛蓄電池４０に０．１Ｃの定電流を供給し始めると、鉛蓄電池４０の内部圧力がＰＬｔｈ付近から徐々に上昇し始め、また、鉛蓄電池４０の全体の電圧値が１２．６０Ｖから徐々に上昇し始めている。充放電制御部１０１は、圧力計測部１１１から入力される鉛蓄電池４０の内部圧力がＰＨｔｈを超えたと判断すると、鉛蓄電池４０に供給する定電流を０Ｃに低下させ、鉛蓄電池４０を無負荷状態とする。
【００７４】
鉛蓄電池４０を無負荷状態にする休止期間に入ると、鉛蓄電池４０の内部圧力がＰＨｔｈ付近から徐々に低下し始め、また、鉛蓄電池４０の全体の電圧値が徐々に低下し始め、おおよそ、低電圧充電期間の電圧値にまで低下すると当該電圧値に保たれている。充放電制御部１０１は、圧力計測部１１１から入力される鉛蓄電池４０の内部圧力がＰＬｔｈ以下になったと判断すると、鉛蓄電池４０に供給する定電流を再び０．１Ｃに上昇させる。
【００７５】
図５には、定電流間欠充電フェーズにおける鉛蓄電池４０への充電量が、複数の斜線の領域で表されている。複数の斜線の領域で表される各充電量を足し合わせると、定電流間欠充電フェーズにおいて鉛蓄電池４０に供給した充電電流の積算充電量となる。充放電制御部１０１は、当該積算充電量が、定電流間欠充電フェーズを開始するまでに鉛蓄電池４０が失った自己放電量に応じた上限閾値を超えたことに応じて、定電流間欠充電フェーズを終了し、定電圧充電フェーズを開始して、鉛蓄電池４０の全体に１２．６０Ｖを印加する低電圧充電を再開する。なお、過去に定電流間欠充電を行っている場合には、上記の自己放電量を、前回の定電流間欠充電フェーズを終了してから今回の定電流間欠充電フェーズを開始するまでの間に鉛蓄電池４０が失った自己放電量とする。
【００７６】
このように、充放電制御部１０１は、定電圧充電フェーズでは、鉛蓄電池４０の充電時間に基づいて、一定の時間間隔で高電圧充電期間と低電圧充電期間とを繰り返すよう電圧制御をする。一方で、充放電制御部１０１は、定電流間欠充電フェーズでは、鉛蓄電池４０の内部圧力に基づいて、定電流充電期間と休止期間とを繰り返すよう電流制御をする。
【００７７】
なお、図５のタイミングチャートにおいては、説明を明確にする目的で、鉛蓄電池４０に定電流を供給し始めることで定電流間欠充電フェーズを開始すると同時に、鉛蓄電池４０の全体の電圧が上昇すると共に鉛蓄電池４０の内部圧力も上昇するものとした。しかしながら、実際には、充電反応が起こる理論電圧と、水の電気分解が起こる理論電圧とは異なっていて、鉛蓄電池の場合、充電反応が起こる理論電圧の方が低いので、水の電気分解による鉛蓄電池４０の内部圧力が上昇し始めるタイミングは、充電反応が起きて鉛蓄電池４０の全体の電圧が上昇し始めるタイミングよりも遅くなる場合がある。または、これらのタイミングが同じであっても、電圧の上昇速度に比べて内部圧力の上昇速度は遅くなる場合がある。これは、充電反応が起こる理論電圧から、水の電気分解が起こる理論電圧まで上昇する間は、充電反応および水の電気分解反応の両方が起こっていて、電圧が上昇して水の電気分解が起こる理論電圧まで達すると、その電圧でキープされ、水の電気分解が主になると考えられるためである。
【００７８】
以上の実施形態における充放電装置１００によれば、鉛蓄電池４０に含まれる複数の直列セルのそれぞれに固有の充電特性や自己放電特性が異なることに起因して各セル電圧にバラつきが生じた場合であっても、これら全てのセルを均一に充電させることができる。充放電装置１００によれば更に、セル電圧が低下していない健全セルにおいて過充電による水の電気分解が生じることで液減りが起きること、および、セル電圧が低下している劣化セルにおいてサルフェーションが発生することを抑止し、これによって鉛蓄電池４０が劣化することを抑止できる。
【００７９】
以上の実施形態において、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０に充電電流を供給し、鉛蓄電池４０の内部圧力が上限閾値を超えたことを、圧力計測部１１１から入力される計測値が示すことを条件として、充電電流を低下させる第１充電制御を行うものとして説明した。充放電制御部１０１による当該第１充電制御には、定電流間欠充電フェーズにおいて休止期間を設けることの他に、例えば、定電圧充電フェーズにおいて、高電圧充電期間中に鉛蓄電池４０の内部圧力が上限閾値を超えた場合に、高電圧充電を低電圧充電に切り替えたり、鉛蓄電池４０に電流を供給しない休止期間を設けたりすることで、充電電流を低下させることが含まれてもよい。また、充放電制御部１０１による当該第１充電制御は、例えば、第１充電制御の前に第２充電制御を行わない、すなわち、鉛蓄電池４０に対して常に定電流充電することを前提としてもよい。この場合には、内部圧力の上限閾値を低めに設定することで、水の電気分解が進み過ぎることを抑止してもよい。
【００８０】
以上の実施形態では、充放電制御部１０１は、第１充電制御において、特定の条件下で、充電電流を０Ｃまで低下させ、鉛蓄電池４０を無負荷状態にするものとして説明した。これに代えて、充放電制御部１０１は、同条件下で、定電流充電から、定電圧充電フェーズにおける低電圧充電に切り替えることによって、充電電流を概ね０Ｃまで低下させてもよい。すなわち、充放電制御部１０１は、定電流充電と低電圧充電とを交互に繰り返すことで、均一化充電を行ってもよい。これにより、休止期間に負極７５が自己放電状態となることを回避でき、負極７５でのサルフェーション発生を抑止できる。また、この場合に、低電圧充電によって正極７１では水の電気分解が僅かに進行する可能性があり、鉛蓄電池４０を無負荷状態にする場合に比べて、負極７５での負極吸収反応の時間が長引き、鉛蓄電池４０の内部圧力が下限閾値以下となるまでの時間が長引く可能性がある。そこで、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０を無負荷状態にする場合に比べて、定電流充電の実行間隔を長くして、定電流充電を断続的に行ってもよい。
【００８１】
以上の実施形態では、充放電制御部１０１は、第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、第２充電制御中の高電圧充電に代えて第１充電制御を行うものとして説明した。これに代えて、充放電制御部１０１は、第１充電制御を行うべき条件が満たされたことに応じて、第２充電制御中の高電圧充電および低電圧充電の何れを実行している最中であるかに拘わらず、第１充電制御に切り替えてもよい。
【００８２】
以上の実施形態では、充放電制御部１０１による第１充電制御の開始条件を、鉛蓄電池４０の直列に接続されている複数のセル間でセル電圧にバラつきが生じたこととした。これに代えて、充放電制御部１０１は、予め定められた時間間隔ごとに第１充電制御を行ってもよい。例えば、充放電制御部１０１は、第２充電制御によって鉛蓄電池４０に対し定電圧充電を行っている間に、定期的に、定電圧充電フェーズにおける高電圧充電を定電流間欠充電に切り替えてもよい。この場合に、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０の劣化等を考慮して、当該時間間隔を定めてもよい。
【００８３】
以上の実施形態では、充放電制御部１０１による第１充電制御の終了条件を、鉛蓄電池４０に供給した充電電流の積算充電量が、第１充電制御での充電電流による充電を開始するまでに鉛蓄電池４０が失った自己放電量に応じた上限閾値を超えたこととした。これに代えて、電圧計測部１１３は、第１電圧計１３１等を有さずに、鉛蓄電池４０の全体の電圧を計測するものとして、充放電制御部１０１は、電圧計測部１１３によって計測される鉛蓄電池４０の全体の電圧が予め定められた基準以上の充電率となったことに応じて、第１充電制御を終了してもよい。
【００８４】
また、上記の終了条件に代えて、充放電制御部１０１は、第１電圧計１３１等によって計測される複数のセルのセル電圧のバラつきが予め定められた基準以下となったことに応じて、第１充電制御を終了してもよい。以上で説明した、充放電制御部１０１による第１充電制御の複数の開始条件および終了条件などは、考え得る限りにおいて、任意に組み合わせてもよい。
【００８５】
以上の実施形態では、充放電装置１００の圧力計測部１１１は、鉛蓄電池４０の内部の全体における圧力を計測するものとして説明した。これに代えて、圧力計測部１１１は、鉛蓄電池４０における複数のセルのそれぞれの圧力を計測してもよい。これにより、充放電装置１００は、圧力の検出精度を高めることができる。この場合、充放電制御部１０１は、第１充電制御において、充電電流を低下させるための条件を、例えば、１つのセルにおける内部圧力が上限閾値を超えたこと、内部圧力の上限閾値を超えたセルの個数が予め定められた個数以上になったこと、全セルのうち内部圧力の上限閾値を超えたセルの割合が予め定められた閾値を超えたこと、などに設定してもよい。
【００８６】
以上の実施形態において、蓄電システム２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２およびＤＣ／ＡＣインバータ２４を有するものとして説明した。これに代えて、負荷５０が直流で動作する場合には、蓄電システム２０はＤＣ／ＡＣインバータ２４を有さなくてもよい。また、電源装置１０が蓄電システム２０に直流を供給する場合には、蓄電システム２０はＡＣ／ＤＣコンバータ２２を有さなくてもよい。
【００８７】
以上の実施形態において、鉛蓄電池４０は、直列接続された６つのセルを含むものとして説明したが、これに代えて、直列接続された他の任意の数のセルを含んでもよい。
【００８８】
以上の実施形態において、蓄電システム２０は、ＵＰＳとして機能するものと説明した。これに代えて、蓄電システム２０は、電源装置１０が太陽光や風力などの自然エネルギーを電力に変換して出力する場合に電力を蓄えて負荷５０に供給する蓄電装置や、電気自動車（ＥＶ）に搭載されてＥＶに電力を供給するバッテリ装置等として用いられてもよい。また、蓄電システム２０は、過剰に生成された自然エネルギーの受け皿となって電力を蓄える直流交流変換装置（ＰＣＳ）や、プラグインハイブリット車（ＰＨＶ）およびハイブリッドカーに搭載されてこれらに電力を供給するバッテリ装置等として用いられてもよい。蓄電システム２０をＰＣＳにおいて用いる場合、充放電制御部１０１は、鉛蓄電池４０が余剰電力を受け入れて満充電になったときに、第１充電制御を行い、セル電圧のバラつきを無くすことが好ましい。また、蓄電システム２０をＰＨＶやハイブリッドカーにおいて用いる場合、例えば、ある日はエンジンのみを使用して鉛蓄電池４０に定電流で満充電することが好ましい。
【００８９】
以上の実施形態において、「要素Ａ及び要素Ｂが電気的に接続される」とは、要素Ａ及び要素Ｂが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。また、要素Ａ及び要素Ｂとの間に、要素Ａ及び要素Ｂを電気的に接続するための部材が介在していてもよい。上記の部材としては、導電体、開閉器又はスイッチ、変成器などが例示される。
【００９０】
以上の実施形態において、充放電装置１００の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。充放電装置１００の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。充放電装置１００の各部は、その少なくとも一部が、仮想マシン上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。
【００９１】
充放電装置１００の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。充放電装置１００の各部は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。
【００９２】
充放電装置１００を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したプログラムを起動することにより実現されてよい。上記の情報処理装置は、例えば、（ｉ）ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェースなどを有するデータ処理装置と、（ｉｉ）キーボード、タッチパネル、カメラ、マイク、各種センサ、ＧＰＳ受信機などの入力装置と、（ｉｉｉ）表示装置、スピーカ、振動装置などの出力装置と、（ｉｖ）メモリ、ＨＤＤなどの記憶装置（外部記憶装置を含む。）と、を備える。
【００９３】
本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【００９４】
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【００９５】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【００９６】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【００９７】
図６は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の１又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。
【００９８】
本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、グラフィックコントローラ１２１６、及びディスプレイデバイス１２１８を含み、これらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続される。コンピュータ１２００はまた、通信インターフェース１２２２、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続される。コンピュータはまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボード１２４２のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続される。
【００９９】
ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ１２１６自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示させる。
【０１００】
通信インターフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１から読み取り、ハードディスクドライブ１２２４にＲＡＭ１２１４を介してプログラム又はデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。
【０１０１】
ＲＯＭ１２３０は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。
【０１０２】
プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
【０１０３】
例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
【０１０４】
また、ＣＰＵ１２１２は、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
【０１０５】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【０１０６】
以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ１２００にネットワークを介して提供する。
【０１０７】
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。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。また、各構成要素は、名称が同一で、参照符号が異なる他の構成要素と同様の特徴を有してもよい。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。
【０１０８】
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】
【０１０９】
１０  電源装置、１２  入力部、１４  出力部、２０  蓄電システム、２２  ＡＣ／ＤＣコンバータ、２４  ＤＣ／ＡＣインバータ、３２  ノード、４０  鉛蓄電池、４１  第１セル、４２  第２セル、４３  第３セル、４４  第４セル、４５  第５セル、４６  第６セル、５０  負荷、６１  正極ストラップ、６３  負極ストラップ、７１  正極、７３  セパレータ、７５  負極、１００  充放電装置、１０１  充放電制御部、１０３  格納部、１１０  計測部、１１１  圧力計測部、１１３  電圧計測部、１１５  電流計測部、１３１  第１電圧計、１３２  第２電圧計、１３３  第３電圧計、１３４  第４電圧計、１３５  第５電圧計、１３６  第６電圧計、２００  電源システム、１２００  コンピュータ、１２０１  ＤＶＤ−ＲＯＭ、１２１０  ホストコントローラ、１２１２  ＣＰＵ、１２１４  ＲＡＭ、１２１６  グラフィックコントローラ、１２１８  ディスプレイデバイス、１２２０  入出力コントローラ、１２２２  通信インターフェース、１２２４  ハードディスクドライブ、１２２６  ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、１２３０  ＲＯＭ、１２４０  入出力チップ、１２４２  キーボード
【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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