(57)【要約】【課題】ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすること。【解決手段】一実施形態に係るニッケル亜鉛電池の制御方法は、ニッケル亜鉛電池のＳＯＣを第１状態から第２状態までの範囲内で制御するＳＯＣ制御ステップを含む。第１状態はニッケル亜鉛電池の定電圧充電における充電レートが０．０５Ｃ以下になったときのＳＯＣである。第２状態はニッケル亜鉛電池の開回路電圧が１．７５Ｖ／セル以下になったときのＳＯＣである。ＳＯＣ制御ステップは、ＳＯＣが第２状態になった場合に、ＳＯＣが第１状態に至るまで１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧でニッケル亜鉛電池を充電する充電ステップと、充電ステップの後に、ＳＯＣが第２状態に至るまで、ニッケル亜鉛電池を充電しない非充電ステップとを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル亜鉛電池のＳＯＣを第１状態から第２状態までの範囲内で制御するＳＯＣ制御ステップを含み、
前記第１状態が、前記ニッケル亜鉛電池の定電圧充電における充電レートが０．０５Ｃ以下になったときのＳＯＣであり、
前記第２状態が、前記ニッケル亜鉛電池の開回路電圧が１．７５Ｖ／セル以下になったときのＳＯＣであり、
前記ＳＯＣ制御ステップが、
前記ＳＯＣが前記第２状態になった場合に、前記ＳＯＣが前記第１状態に至るまで１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧で前記ニッケル亜鉛電池を充電する充電ステップと、
前記充電ステップの後に、前記ＳＯＣが前記第２状態に至るまで、前記ニッケル亜鉛電池を充電しない非充電ステップと
を含む、
ニッケル亜鉛電池の制御方法。
【請求項２】
前記ニッケル亜鉛電池が複数のセルを備える、
請求項１に記載のニッケル亜鉛電池の制御方法。
【請求項３】
前記ニッケル亜鉛電池の充放電電流の積算量と、前記ニッケル亜鉛電池の放電特性と、前記ニッケル亜鉛電池の充電特性とのうちの一つに基づいて、前記ニッケル亜鉛電池のセルバランスが崩れたか否かを判定するセルバランス判定ステップと、
前記セルバランスが崩れたと判定された場合に、前記ニッケル亜鉛電池を満充電する満充電ステップと
をさらに含む請求項２に記載のニッケル亜鉛電池の制御方法。
【請求項４】
前記ニッケル亜鉛電池の平均放電電圧が予め定められた閾値未満である場合に、前記ニッケル亜鉛電池を完全放電する完全放電ステップ
をさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のニッケル亜鉛電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、ニッケル亜鉛電池の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蓄電池の充放電を制御する方法が知られている。例えば、特許文献１には、ニッケル水素蓄電池などのアルカリ蓄電池を充放電する方法が記載されている。この方法は、充電状態が、満充電状態の９０％を超える第１充電状態に達するまでアルカリ蓄電池を充電する工程と、充電を終了してから予め定められた時間以内に、充電状態が、第１充電状態よりも低く、かつ満充電状態の５０％以上である第２充電状態になるまでアルカリ蓄電池を強制放電する工程とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３５１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ニッケル亜鉛電池の場合には、ＳＯＣが低くなるまで放電させてしまうと電池の寿命が短くなってしまう。そこで、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くするような充放電の方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係るニッケル亜鉛電池の制御方法は、ニッケル亜鉛電池のＳＯＣを第１状態から第２状態までの範囲内で制御するＳＯＣ制御ステップを含み、第１状態が、ニッケル亜鉛電池の定電圧充電における充電レートが０．０５Ｃ以下になったときのＳＯＣであり、第２状態が、ニッケル亜鉛電池の開回路電圧が１．７５Ｖ／セル以下になったときのＳＯＣであり、ＳＯＣ制御ステップが、ＳＯＣが第２状態になった場合に、ＳＯＣが第１状態に至るまで１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧でニッケル亜鉛電池を充電する充電ステップと、充電ステップの後に、ＳＯＣが第２状態に至るまで、ニッケル亜鉛電池を充電しない非充電ステップとを含む。
【０００６】
このような側面においては、予め定められた範囲内（第１状態から第２状態までの範囲内）にＳＯＣが収まるようにニッケル亜鉛電池の充放電が制御される。範囲の下限である第２状態は、開回路電圧が１．７５Ｖ／セルまで下がった際の状態であり、この第２状態ではニッケル亜鉛電池のＳＯＣは相対的に高い値を維持している。また、範囲の上限である第１状態は満充電状態ではない。第１状態と第２状態との間でニッケル亜鉛電池の充放電を制御することで、フロート充電状態および深い放電深度の双方が回避されるので、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】蓄電システムおよびその周辺の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に係る統括コントローラの機能構成を示す図である。
【図３】ニッケル亜鉛電池のＳＯＣの範囲を限定する処理を示すフローチャートである。
【図４】ニッケル亜鉛電池を満充電する処理を示すフローチャートである。
【図５】ニッケル亜鉛電池の放電特性の例を示すグラフである。
【図６】ニッケル亜鉛電池を完全放電する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
［蓄電システムの全体構成］
蓄電システム１は、生成された電気を蓄え、その蓄えた電気を必要に応じて供給するシステムである。蓄電システム１が適用される場面は限定されず、例えば、蓄電システム１は不動産にも動産にも適用可能である。不動産への適用の例として、蓄電システム１は、再生可能エネルギを利用して生成された電気を管理してもよく、例えば家庭、オフィス、工場、農場等の様々な場所で利用され得る。動産への適用の例として、蓄電システム１は自動車等の移動体に動力源として搭載されてもよい。
【００１１】
図１を参照しながら、蓄電システム１を含む電力システムの全体像を説明する。図１は、蓄電システム１およびその周辺の構成の一例を模式的に示す図である。蓄電システム１は、蓄電システム１に電力を供給可能な供給要素２と、蓄電システム１から電力を受け取ることが可能な需要要素４との間に設けられる。蓄電システム１および供給要素２を含む直流系統と、需要要素４を含む交流系統とは、ＰＣＳ（パワーコンディショニングシステム）３を介して電気的に接続される。蓄電システム１、供給要素２、およびＰＣＳ３は、直流電流が流れるＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）バス６を介して電気的に接続される。需要要素４およびＰＣＳ３は、交流電流が流れるＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）バス７を介して電気的に接続される。供給要素２により生成された電気、または蓄電システム１に蓄えられた電気は需要要素４に供給される。蓄電システム１は、蓄電池をクッションのように利用することで供給要素２から需要要素４への電力供給の変動を緩和する役割を担ってもよい。
【００１２】
供給要素２は、蓄電システム１に電力を供給可能な装置または設備である。供給要素２の種類は何ら限定されない。例えば、供給要素２は、再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置であってもよい。発電方法および発電装置の種類は何ら限定されず、例えば、発電装置は太陽光発電装置でもよいし風力発電機でもよい。あるいは、供給要素２は、移動体に搭載されたモータであってもよい。
【００１３】
需要要素４は、蓄電システム１から電力を受け取ることが可能な装置または設備である。需要要素４の種類も何ら限定されない。例えば、供給要素は、発電、変電、送電、および配電を統合した商用電源の設備である外部の電力系統であってもよい。例えば、外部の電力系統は電力会社により提供される。あるいは、需要要素４は、電力を消費する１以上の機器または装置の集合である負荷であってもよい。負荷の例として、１以上の家庭用または業務用の様々な電気機器の集合と、任意の装置の任意の構成要素とが挙げられる。
【００１４】
ＰＣＳ３は、直流の電気を交流に変換する装置であり、電力変換器の一種である。ＰＣＳ３は、ＤＣバス６に接続するＤＣ端子と、ＡＣバス７に接続するＡＣ端子とを有する。
【００１５】
蓄電システム１は、蓄電装置１０、電力変換器２０、および統括コントローラ３０を備える。一つの蓄電装置１０には一つの電力変換器２０が対応し、これら二つの装置はＤＣバスを介して電気的に接続する。対応し合う蓄電装置１０および電力変換器２０の組を蓄電ユニットということもできる。図１の例では蓄電システム１は３組の蓄電装置１０および電力変換器２０（３個の蓄電ユニット）を備えるが、その組数は限定されず、１でも２でも４以上でもよい。複数の蓄電ユニットが存在する場合に、蓄電装置１０の性能（例えば、定格容量、応答速度など）および電力変換器２０の性能（例えば、定格出力、応答速度など）は統一されてもよいし、統一されなくてもよい。統括コントローラ３０は、通信線４０を介して各蓄電装置１０および各電力変換器２０と通信可能に接続される。
【００１６】
蓄電装置１０は、供給要素２から提供される電気を化学エネルギに変えて蓄える装置であり、充放電が可能である。蓄電装置１０は、供給要素２から提供された直流電力の変動を緩和（平準化）するためにも用いられ得る。蓄電装置１０はニッケル亜鉛電池１１を備える。ニッケル亜鉛電池１１は単一のセルで構成されてもよいし、直列に接続された複数のセル（例えば、７個または８個のセル）で構成されてもよい。蓄電装置１０はさらに、バッテリ・コントロール・ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＢＣＵ）などの制御機能を含み、この制御機能により、蓄電装置１０に関するデータを統括コントローラ３０に送信することができる。
【００１７】
電力変換器２０は、蓄電装置１０の充放電を制御する装置である。電力変換器２０は、統括コントローラ３０から指示信号（データ信号）を受信し、その指示信号に基づいて蓄電装置１０の充放電を制御する。電力変換器２０は、充電モードでは、供給要素２から流れてきた電気を蓄電装置１０に蓄え、放電モードでは、蓄電装置１０を放電させて外部に電力を供給し、停止状態では充放電を行わない。電力変換器２０は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータであり得る。
【００１８】
統括コントローラ３０は蓄電装置１０および電力変換器２０を制御するコンピュータ（例えばマイクロコンピュータ）である。図２は、統括コントローラ３０の機能構成を示す図である。この図に示すように、統括コントローラ３０はハードウェア装置としてプロセッサ１０１、メモリ１０２、および通信インタフェース１０３を備える。プロセッサ１０１は例えばＣＰＵであり、メモリ１０２は例えばフラッシュメモリで構成されるが、統括コントローラ３０を構成するハードウェア装置の種類はこれらに限定されず、任意に選択されてよい。統括コントローラ３０の各機能は、プロセッサ１０１が、メモリ１０２に格納されているプログラムを実行することで実現される。例えば、プロセッサ１０１は、メモリ１０２から読み出したデータまたは通信インタフェース１０３を介して受信したデータに対して所定の演算を実行し、その演算結果を他の装置に出力することで、該他の装置を制御する。あるいは、プロセッサ１０１は受信したデータまたは演算結果をメモリ１０２に格納する。統括コントローラ３０は１台のコンピュータで構成されてもよいし、複数のコンピュータの集合（すなわち分散システム）で構成されてもよい。
【００１９】
蓄電システム１の特徴の一つは蓄電装置１０の充放電の制御方法にあり、この特徴は特に統括コントローラ３０により実現される。以下では、その制御に関する統括コントローラ３０の機能および構成を説明する。
【００２０】
プロセッサ１０１は取得部３１、判定部３２、および指示部３３として機能する。取得部３１はニッケル亜鉛電池１１に関するデータを取得する機能要素である。判定部３２は、ニッケル亜鉛電池１１をどのように充電または放電させるかをそのデータに基づいて判定する機能要素である。指示部３３はその判定に基づく指示信号を蓄電装置１０に向けて出力する機能要素である。本実施形態では、統括コントローラ３０は下記の３種類の制御を実行する。
【００２１】
第１の制御として、統括コントローラ３０はニッケル亜鉛電池１１の充電状態（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を第１状態から第２状態までの範囲内で制御する。この制御は、ＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲内に収まるようにニッケル亜鉛電池１１を充電または放電させることを意味する。第１状態とは制御されるニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣが管理上の上限に達した状態であり、第２状態とは該ＳＯＣが管理上の下限に達した状態である。
【００２２】
第２の制御として、統括コントローラ３０はセルバランスが崩れたニッケル亜鉛電池１１を満充電する。セルバランスとは、ニッケル亜鉛電池１１を構成する複数のセルの間における性能（例えば、エネルギ容量、電圧、またはＳＯＣ）のばらつきが無いかまたは小さい状態のことをいい、これはニッケル亜鉛電池１１にとって良好な状態である。「セルバランスが崩れる」とは、複数のセルの間における性能のばらつきが予め定められた水準以上に大きくなる状態のことをいう。満充電とは複数のセルのすべてを満充電にすることをいう。
【００２３】
第３の制御として、統括コントローラ３０は平均放電電圧が予め定められた閾値を下回ったニッケル亜鉛電池１１を完全放電する。平均放電電圧とはニッケル亜鉛電池１１を構成する１以上のセルの放電電圧の平均値である。完全放電とは該１以上のセルのすべてにおいて電力が全く蓄積させないようにニッケル亜鉛電池１１を放電させる制御のことをいう。この完全放電の最中には充電は実行されない。
【００２４】
メモリ１０２はプロセッサ１０１の動作に必要な情報を記憶する。例えば、メモリ１０２は制御規則３４を記憶する。制御規則３４は、ニッケル亜鉛電池１１の充放電の制御に用いられる情報である。制御規則３４の記述方法は限定されない。例えば、制御規則３４は数式、閾値、アルゴリズム、および対応表のいずれかで表されてもよいし、数式、閾値、アルゴリズム、および対応表のうちの任意の２以上の組合せで表されてもよい。あるいは、制御規則３４は、プロセッサ１０１により実行されるプログラムの一部であってもよい。
【００２５】
制御規則３４は書き換え可能であってもよい。例えば、蓄電装置１０またはニッケル亜鉛電池１１が別の型のものに交換されたり新しい型の蓄電装置１０またはニッケル亜鉛電池１１が追加されたりした場合には、管理者がその構成の変更に応じてメモリ１０２内の制御規則３４を書き換える。この場合、管理者は所定の通信ネットワーク（図示せず）を介して管理用のコンピュータ（図示せず）で統括コントローラ３０にアクセスし、構成の変更を反映した新たな制御規則３４を統括コントローラ３０に転送してもよい。この転送により、メモリ１０２内の制御規則３４が書き換えられる。
【００２６】
通信インタフェース１０３はプロセッサ１０１と連携してデータの送受信を実行する。例えば、通信インタフェース１０３は取得部３１と連携して、ニッケル亜鉛電池１１に関するデータを受信する。また、通信インタフェース１０３は指示部３３と連携して指示信号を送信する。
【００２７】
［統括コントローラの動作］
図３〜図６を参照しながら、統括コントローラ３０の動作を説明するとともに本実施形態に係るニッケル亜鉛電池の制御方法について説明する。
【００２８】
図３は第１の制御（ニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣの範囲を限定する処理。ＳＯＣ制御ステップ）の例を示すフローチャートである。図３は一つの蓄電装置１０に対する処理を示す。
【００２９】
ステップＳ１１では、取得部３１がニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣを取得する。取得部３１は、蓄電装置１０または該蓄電装置１０に対応する電力変換器２０から通信線４０経由で、ＳＯＣを示すデータを取得する。取得されるＳＯＣは、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する単一のセルのＳＯＣであってもよいし、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する複数のセルのＳＯＣの平均値である平均ＳＯＣであってもよい。あるいは、取得されるＳＯＣは、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する特定の一部のセルのＳＯＣであってもよい。
【００３０】
ステップＳ１２では、判定部３２が、そのＳＯＣが第２状態（すなわち、管理上の下限）であるか否かを判定する。制御規則３４は第２状態に関する情報を含み、したがって、判定部３２は制御規則３４を参照することで、ＳＯＣが第２状態であるか否かを判定することができる。第２状態の定義は限定されない。例えば、第２状態は放電後のニッケル亜鉛電池１１の開回路電圧に基づいて定義されてもよい。一例として、第２状態はその開回路電圧が１．７５Ｖ／セル以下になったときのＳＯＣであってもよい。あるいは、第２状態はＳＯＣで定義されてもよく、一例として、第２状態はＳＯＣが８０％まで下がった状態であってもよい。定格電圧が１．９Ｖであるニッケル亜鉛電池１１については、開回路電圧が１．７５Ｖ／セルになる時点は、ＳＯＣが８０％になる時点にほぼ対応する。あるいは、第２状態は放電深度（Ｄｅｐｔｈ  Ｏｆ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＤＯＤ）に基づいて定義されてもよく、一例として、第２状態はＤＯＤが１７．５％に達した状態であってもよい。
【００３１】
ＳＯＣが第２状態である場合には（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に移り、指示部３３が充電開始指示を蓄電装置１０に向けて送信する（充電ステップ）。この充電開始指示は、定格電圧が１．９Ｖであるニッケル亜鉛電池１１を１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧で充電する処理を開始するための制御信号である。電圧の値はこの範囲であれば限定されず、例えば１．８３Ｖ、１．８４Ｖ、または１．８５Ｖでもよい。「蓄電装置に向けて指示を送信する」とは、蓄電装置１０に、または該蓄電装置１０に対応する他の装置に、指示を送信することをいう。本実施形態では、指示部３３は、蓄電装置１０に対応する電力変換器２０に通信線４０を介して充電開始指示を送信する。充電開始指示を受信した電力変換器２０は充電モードに遷移し、蓄電装置１０内のニッケル亜鉛電池１１に対して１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧充電を実行する。
【００３２】
一方、ＳＯＣが第２状態でない場合には（ステップＳ１２においてＮＯ）、処理はステップＳ１４に移り、判定部３２はさらに、ＳＯＣが第１状態（すなわち、管理上の上限）であるか否かを判定する。制御規則３４は第１状態に関する情報を含み、したがって、判定部３２は制御規則３４を参照することで、ＳＯＣが第１状態であるか否かを判定することができる。第１状態の定義は限定されない。例えば、第１状態はニッケル亜鉛電池１１の定電圧充電（１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧充電）における充電レートに基づいて定義されてもよい。充電レートとは充電時のＣレートのことをいう。一例として、第１状態はその充電レートが０．０５Ｃ以下になったときのＳＯＣであってもよい。あるいは、第１状態はＳＯＣで定義されてもよく、一例として、第１状態は、１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧充電によりＳＯＣが９２％に達した状態であってもよい。
【００３３】
ＳＯＣが第１状態である場合には（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に移り、指示部３３が充電終了指示を蓄電装置１０に向けて送信する（非充電ステップ）。この充電終了指示はニッケル亜鉛電池１１の定電圧充電を終了するための制御信号である。本実施形態では、指示部３３は、蓄電装置１０に対応する電力変換器２０に通信線４０を介して充電終了指示を送信する。充電終了指示を受信した電力変換器２０は放電モードまたは停止状態に遷移し、これにより蓄電装置１０の定電圧充電が終了する。
【００３４】
一方、ＳＯＣが第１状態でない場合には（ステップＳ１４においてＮＯ）、指示部３３が新たな制御信号を出力することなく処理が終了する。新たな指示信号が出力されない場合には、充電開始指示を契機として定電圧充電中の状態にあるニッケル亜鉛電池１１はそのまま充電され続け、充電終了指示を契機として停止または放電しているニッケル亜鉛電池１１は引き続き充電されない。
【００３５】
蓄電システム１が複数の蓄電装置１０を備える場合には、統括コントローラ３０はすべての蓄電装置１０についてステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を実行する。一つの蓄電装置１０について、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理は繰り返し（例えば定期的に）実行され、これにより、ニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲内で変動する。ステップＳ１３での充電開始指示により、ニッケル亜鉛電池１１は第１状態に至るまで定電圧充電される（充電ステップ）。その後、ステップＳ１５での充電終了指示により、ニッケル亜鉛電池１１は第２状態に至るまで充電されない（非充電ステップ）。その後、ステップＳ１３での充電開始指示により再び定電圧充電が実行され、それ以降は同様に処理が繰り返される。
【００３６】
図４は第２の制御（ニッケル亜鉛電池１１を満充電する処理）の例を示すフローチャートである。図４は一つの蓄電装置１０に対する処理を示す。
【００３７】
ステップＳ２１では、取得部３１がニッケル亜鉛電池１１のセルバランスを判定するためのデータを取得する。取得部３１は、蓄電装置１０または該蓄電装置１０に対応する電力変換器２０から通信線４０経由でそのデータを取得する。セルバランスを判定するためのデータは限定されない。例えば、取得部３１は充放電電流の積算量を取得してもよい。この積算量は、ニッケル亜鉛電池１１が前回満充電された後の、該ニッケル亜鉛電池１１に流れる充電電流の積算量と該ニッケル亜鉛電池１１から流れる放電電流の積算量との和である。あるいは、取得部３１は放電特性（時間の経過に伴って電圧が低下していく変化の様子）を取得してもよい。例えば、取得部３１は電圧（Ｖ）と放電容量（Ａｈ）との関係の時間変化を放電特性として取得してもよい。あるいは、取得部３１は充電特性（時間の経過に伴ってニッケル亜鉛電池１１が充電されていく変化の様子）を取得してもよい。例えば、取得部３１は、上記の第１の制御での定電圧充電時における充電電流の時間変化を充電特性として取得してもよい。
【００３８】
ステップＳ２２では、判定部３２が取得されたデータに基づいてセルバランスを判定する（セルバランス判定ステップ）。セルバランスを判定するためのデータの種類が限定されないことに対応して、セルバランスの判定方法も限定されない。
【００３９】
充放電電流の積算量を用いる場合には、判定部３２はその積算量が予め定められた閾値Ｔａを超えているか否かを判定する。閾値Ｔａの具体的な値は限定されず、例えばニッケル亜鉛電池１１の特性等を考慮して設定されてよい。判定部３２は積算量が閾値Ｔａを超えている場合にはセルバランスが崩れていると判定し、積算量が閾値Ｔａ以下である場合にはセルバランスが維持されていると判定する。
【００４０】
放電特性を用いる場合には、判定部３２はニッケル亜鉛電池１１で過放電（許容される終止電圧を超えてニッケル亜鉛電池１１が放電される現象）が発生したか否かを判定する。判定部３２は、過放電が発生していればセルバランスが崩れていると判定し、過放電が発生していなければセルバランスが維持されていると判定する。
【００４１】
電圧と放電容量との関係の時間変化が放電特性として取得された場合には、判定部３２は、終止電圧付近における放電容量の増加量が、予め定められた閾値Ｔｂを超えたか否かを判定する。図５は放電特性の例を示すグラフであり、具体的には、８直列のニッケル亜鉛電池（直列に接続された８個のセルで構成されたニッケル亜鉛電池）の電圧と放電容量との関係の時間変化を示す。縦軸は１セル当たりの電圧（Ｖ／セル）を示し、横軸は電池全体の放電容量（Ａｈ）を示す。凡例の数字（８８、１７４、２６０等）は充放電サイクル数を示す。このグラフにおいて、枠２００で囲まれた部分は、終止電圧付近で放電容量が急激に増加したことを示す。この現象は、電圧が相対的に低いセルが、電圧が相対的に高いセルに引っ張られて過放電したことを意味する。したがって、放電容量の急激な増加を検出することで過放電を特定し、これによりセルバランスの崩れを判定できる。閾値Ｔｂの具体的な値は限定されず、例えばニッケル亜鉛電池１１の特性等を考慮して設定されてよい。判定部３２はその増加量が閾値Ｔｂを超えている場合にはセルバランスが崩れている（過放電が発生している）と判定し、積算量が閾値Ｔｂ以下である場合にはセルバランスが維持されている（過放電は発生していない）と判定する。
【００４２】
充電特性を用いる場合には、判定部３２は充電特性が予め定められた標準モデルからどれだけ逸脱したかを判定する。判定部３２は、その逸脱の度合いが予め定められた閾値Ｔｃを超えている場合にはセルバランスが崩れていると判定し、その度合いが閾値Ｔｃ以下である場合にはセルバランスが維持されていると判定する。閾値Ｔｃの具体的な値は限定されず、例えばニッケル亜鉛電池１１の特性等を考慮して設定されてよい。定電圧充電時における充電電流の時間変化が充電特性として取得された場合には、判定部３２は標準モデルに対する充電電流の時間変化の逸脱の度合いを求める。判定部３２はその度合いが閾値Ｔｃを超えている場合にはセルバランスが崩れていると判定し、その度合いが閾値Ｔｃ以下である場合にはセルバランスが維持されていると判定する。
【００４３】
このように、セルバランスの判定方法は限定されない。いずれにしても、制御規則３４はセルバランスを判定するために必要な情報を含み、例えば、閾値Ｔａ、閾値Ｔｂ、または閾値Ｔｃを含んでもよい。判定部３２は制御規則３４を参照することでセルバランスを判定することができる。
【００４４】
セルバランスが崩れていると判定された場合には（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２４に移り、指示部３３が満充電指示を蓄電装置１０に向けて送信する（満充電ステップ）。この満充電指示はニッケル亜鉛電池１１を満充電するための制御信号である。本実施形態では、指示部３３は、蓄電装置１０に対応する電力変換器２０に通信線４０を介して満充電指示を送信する。満充電指示を受信した電力変換器２０は充電モードに遷移し、ニッケル亜鉛電池１１が満充電状態になるまで該蓄電装置１０に充電を実行させる。満充電指示は上記の充電終了指示よりも優先され、したがって、ニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣは満充電指示により第１状態を超えて１００％またはほぼ１００％になる。
【００４５】
一方、セルバランスが維持されていると判定された場合には（ステップＳ２３においてＮＯ）、指示部３３は満充電指示を送信せず、この結果、ニッケル亜鉛電池１１はＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲で制御され続ける。
【００４６】
蓄電システム１が複数の蓄電装置１０を備える場合には、統括コントローラ３０はすべての蓄電装置１０についてステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を実行する。一つの蓄電装置１０について、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理は繰り返し（例えば定期的に）実行され、これにより、セルバランスが崩れたニッケル亜鉛電池１１が満充電される。満充電されたニッケル亜鉛電池１１は再び、ＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲内に収まるように制御される。
【００４７】
図６は第３の制御（ニッケル亜鉛電池１１を完全放電する処理）の例を示すフローチャートである。図６は一つの蓄電装置１０に対する処理を示す。
【００４８】
ステップＳ３１では、取得部３１がニッケル亜鉛電池１１の平均放電電圧を取得する。平均放電電圧は、例えば、上記の第１の制御での放電の開始から終了までの間の、ニッケル亜鉛電池１１の放電電圧の平均値であってもよい。あるいは、平均放電電圧は、他の制御での放電の開始から終了までの間の、ニッケル亜鉛電池１１の放電電圧の平均値であってもよい。取得部３１は、蓄電装置１０または該蓄電装置１０に対応する電力変換器２０から通信線４０経由で、平均放電電圧を示すデータを取得する。取得される平均放電電圧は、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する単一のセルの平均放電電圧であってもよいし、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する複数のセルの平均放電電圧の平均値であってもよい。あるいは、取得される平均放電電圧は、一つのニッケル亜鉛電池１１を構成する特定の一部のセルの平均放電電圧であってもよい。
【００４９】
ステップＳ３２では、判定部３２が、その平均放電電圧が閾値Ｔｄ未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｄの具体的な値は限定されず、例えばニッケル亜鉛電池１１の特性等を考慮して設定されてよい。制御規則３４は閾値Ｔｄを含み、したがって、判定部３２は制御規則３４を参照することで、平均放電電圧が所定の基準より低いか否かを判定することができる。
【００５０】
平均放電電圧が閾値Ｔｄ未満である場合には（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３３に移り、指示部３３が完全放電指示を蓄電装置１０に向けて送信する（完全放電ステップ）。この完全放電指示はニッケル亜鉛電池１１を完全放電するための制御信号である。本実施形態では、指示部３３は、蓄電装置１０に対応する電力変換器２０に通信線４０を介して完全放電指示を送信する。完全放電指示を受信した電力変換器２０は放電モードに遷移し、ニッケル亜鉛電池１１が完全放電されるまで該蓄電装置１０に放電を実行させる。完全放電指示は上記の充電開始指示よりも優先され、したがって、ニッケル亜鉛電池１１のＳＯＣは完全放電指示により第２状態を超えて０％またはほぼ０％になる。
【００５１】
一方、平均放電電圧が閾値Ｔｄ以上である場合には（ステップＳ３２においてＮＯ）、指示部３３は完全放電指示を送信せず、この結果、ニッケル亜鉛電池１１はＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲で制御され続ける。
【００５２】
蓄電システム１が複数の蓄電装置１０を備える場合には、統括コントローラ３０はすべての蓄電装置１０についてステップＳ３１〜Ｓ３３の処理を実行する。一つの蓄電装置１０について、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理は繰り返し（例えば定期的に）実行され、これにより、平均放電電圧が一定の水準を下回ったニッケル亜鉛電池１１が完全放電される。完全放電されたニッケル亜鉛電池１１は再び、ＳＯＣが第１状態から第２状態までの範囲内に収まるように制御される。
【００５３】
［プログラム］
コンピュータを統括コントローラ３０として機能させるための制御プログラムは、該コンピュータを取得部３１、判定部３２、および指示部３３として機能させるためのプログラムコードを含む。この制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の有形の記録媒体に固定的に記録された上で提供されてもよい。あるいは、制御プログラムは、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。提供された制御プログラムは例えばメモリ１０２に記憶される。プロセッサ１０１がメモリ１０２と協働してその制御プログラムを実行することで、上記の各機能要素が実現する。
【００５４】
［効果］
以上説明したように、本発明の一側面に係るニッケル亜鉛電池の制御方法は、ニッケル亜鉛電池のＳＯＣを第１状態から第２状態までの範囲内で制御するＳＯＣ制御ステップを含み、第１状態が、ニッケル亜鉛電池の定電圧充電における充電レートが０．０５Ｃ以下になったときのＳＯＣであり、第２状態が、ニッケル亜鉛電池の開回路電圧が１．７５Ｖ／セル以下になったときのＳＯＣであり、ＳＯＣ制御ステップが、ＳＯＣが第２状態になった場合に、ＳＯＣが第１状態に至るまで１．８２〜１．８６Ｖ／セルの定電圧でニッケル亜鉛電池を充電する充電ステップと、充電ステップの後に、ＳＯＣが第２状態に至るまで、ニッケル亜鉛電池を充電しない非充電ステップとを含む。
【００５５】
このような側面においては、予め定められた範囲内（第１状態から第２状態までの範囲内）にＳＯＣが収まるようにニッケル亜鉛電池の充放電が制御される。範囲の下限である第２状態は、開回路電圧が１．７５Ｖ／セルまで下がった際の状態であり、この第２状態ではニッケル亜鉛電池のＳＯＣは相対的に高い値を維持している。また、範囲の上限である第１状態は満充電状態ではない。第１状態と第２状態との間でニッケル亜鉛電池の充放電を制御することで、フロート充電状態および深い放電深度の双方が回避されるので、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。また、この制御により、ニッケル亜鉛電池の回生受入性（瞬時での充電され易さを示す指標）を担保することも可能である。
【００５６】
他の側面に係るニッケル亜鉛電池の制御方法では、ニッケル亜鉛電池が複数のセルを備えてもよい。この場合には、複数のセルで構成されるニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。
【００５７】
他の側面に係るニッケル亜鉛電池の制御方法では、ニッケル亜鉛電池の充放電電流の積算量と、ニッケル亜鉛電池の放電特性と、ニッケル亜鉛電池の充電特性とのうちの一つに基づいて、ニッケル亜鉛電池のセルバランスが崩れたか否かを判定するセルバランス判定ステップと、セルバランスが崩れたと判定された場合に、ニッケル亜鉛電池を満充電する満充電ステップとをさらに含んでもよい。この制御によりニッケル亜鉛電池のセルバランスが保たれるので、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。
【００５８】
他の側面に係るニッケル亜鉛電池の制御方法では、ニッケル亜鉛電池の平均放電電圧が予め定められた閾値未満である場合に、ニッケル亜鉛電池を完全放電する完全放電ステップをさらに含んでもよい。この制御によりニッケル亜鉛電池のメモリ効果を解消することができるので、ニッケル亜鉛電池の寿命をより長くすることができる。
【００５９】
［変形例］
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００６０】
図４に示す満充電処理（第２の制御）、および図６に示す完全放電処理（第３の制御）の少なくとも一方は省略されてもよい。
【００６１】
例えば少なくとも一つのプロセッサにより実行されるニッケル亜鉛電池の制御方法の処理手順は、上記実施形態での例に限定されない。例えば、上述したステップ（処理）の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正又は削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。例えば、図３に示す処理においてステップＳ１２，Ｓ１４の順序が逆であってもよい。
【００６２】
蓄電システム１内で二つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」および「よりも大きい」という二つの基準のどちらを用いてもよく、「以下」および「未満」の二つの基準のうちのどちらを用いてもよい。このような基準の選択は、二つの数値の大小関係を比較する処理についての技術的意義を変更するものではない。
【００６３】
上記実施形態では統括コントローラ３０がニッケル亜鉛電池の制御方法を実行するが、この方法の一部または全部が人手により行われてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…蓄電システム、２…供給要素、３…ＰＣＳ、４…需要要素、６…ＤＣバス、７…ＡＣバス、１０…蓄電装置、１１…ニッケル亜鉛電池、２０…電力変換器、３０…統括コントローラ、３１…取得部、３２…判定部、３３…指示部、３４…制御規則、４０…通信線。
【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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