(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を高精度に検出して、過充電及び過放電を防止した蓄電池の充放電制御装置及び充放電制御方法を提供する。【解決手段】蓄電池１０に接続されて蓄電池の充放電を制御する充放電制御部２と、蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定部３と、測定部の測定結果に基づいて、測定部による測定周期を決定する測定周期判定部５と、を具備する。充放電制御部は、測定部の測定結果に基づいて、蓄電池への充電又は放電を制御する。測定周期判定部は、測定部の測定結果が、第１閾値と第１閾値よりも高い第２閾値との間の場合には、測定部による測定周期を第１周期とし、第１閾値以下の場合には、第１周期よりも短い周期である第２周期とし、第２閾値以上の場合には、第１周期よりも短い周期である第３周期とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池に接続されて当該蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、
前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、当該測定部による測定周期を決定する測定周期判定部と、
を具備し、
前記充放電制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記蓄電池への充電又は放電を制御し、
前記測定周期判定部は、
前記測定部の測定結果が、第１閾値と、該第１閾値よりも高い第２閾値との間の場合には、前記測定部による前記測定周期を第１周期とし、
前記測定部の測定結果が、前記第１閾値以下の場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短い周期である第２周期とし、
前記測定部の測定結果が、前記第２閾値以上の場合には、前記第１周期よりも短い周期である第３周期とすることを特徴とする蓄電池の充放電制御装置。
【請求項２】
前記蓄電池の電圧と充電率との関係を示す波形が正弦波形を含むことを特徴とする請求項１記載の蓄電池の充放電制御装置。
【請求項３】
前記第２周期及び前記第３周期は、前記正弦波形の周期の１／２以下であることを特徴とする請求項２記載の蓄電池の充放電制御装置。
【請求項４】
前記測定周期判定部は、
前記測定部の測定結果が、前記第１閾値よりも高い第３閾値以下で、且つ前記第１閾値よりも高い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短く、且つ前記第２周期よりも長い周期である第４周期とし、
前記測定部の測定結果が、前記第３閾値よりも高く前記第２閾値よりも低い第４閾値以上で、且つ前記第２閾値よりも低い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短く、且つ前記第３周期よりも長い周期である第５周期とし、
前記測定部の測定結果が前記第３閾値よりも高く、且つ前記第４閾値よりも低い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期とする
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の蓄電池の充放電制御装置。
【請求項５】
前記測定部は、前記第３閾値より高く、前記第４閾値より低い場合の前記第１周期では、前記測定部は、前記蓄電池の電圧又は充電率を測定し、
前記第４周期及び前記第５周期では、前記測定部は、前記蓄電池の電圧及び充電率の両方を測定する
ことを特徴とする請求項４記載の蓄電池の充放電制御装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記蓄電池の電圧及び充電率の両方を測定することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の蓄電池の充放電制御装置。
【請求項７】
蓄電池の充電及び放電を制御する充放電制御方法であって、
前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果に基づいて、前記蓄電池への充電又は放電を制御する制御工程と、
を具備し、
前記測定工程では、
前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定した測定結果が第１閾値と、該第１閾値よりも高い第２閾値との間の場合には、測定周期を第１周期とし、
測定結果が、前記第１閾値以下の場合には、前記測定工程による前記測定周期を前記第１周期よりも短い周期である第２周期とし、
測定結果が、前記第２閾値以上の場合には、前記第１周期よりも短い周期である第３周期とすることを特徴とする蓄電池の充放電制御方法。
【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及び充放電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池を充放電させる充放電制御装置では、蓄電池の過充電及び過放電を防止するために、蓄電池の電圧及び充電率（ＳＯＣ）を高精度に検出する必要がある。
【０００３】
しかしながら、蓄電池に充電電流が供給又は放電電流が取り出された際に、充電率に対して電圧は非直線状に変化する。
【０００４】
このため、蓄電池の充電率に対する電圧の勾配を検出し、勾配の大きさに応じて測定周期を変更する電池再充電方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７４４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように充電率に対する電圧の勾配を検出してから測定周期を変更する場合、勾配が大きくなった際に測定周期の変更が間に合わず、蓄電池の過充電及び過放電が生じてしまう虞があるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献１のように充電率に対する電圧の勾配を検出する場合には、充電率と電圧との関係を示す波形が正弦波形を有する場合やノイズの影響などによって充電率が上昇しているにも関わらず電圧の勾配がマイナス方向と検出される虞があり、高精度な制御を行うことができないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を高精度に検出して、過充電及び過放電を防止した蓄電池の充放電制御装置及び充放電制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、蓄電池に接続されて当該蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、当該測定部による測定周期を決定する測定周期判定部と、を具備し、前記充放電制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記蓄電池への充電又は放電を制御し、前記測定周期判定部は、前記測定部の測定結果が、第１閾値と、該第１閾値よりも高い第２閾値との間の場合には、前記測定部による前記測定周期を第１周期とし、前記測定部の測定結果が、前記第１閾値以下の場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短い周期である第２周期とし、前記測定部の測定結果が、前記第２閾値以上の場合には、前記第１周期よりも短い周期である第３周期とすることを特徴とする蓄電池の充放電制御装置にある。
【００１０】
かかる第１の態様では、第１閾値と第２閾値とを充電率に対する電圧の勾配が大きくなる前に設定することにより、勾配が小さい間は比較的周期の長い第１周期として負荷を低減することができる。また、勾配が大きくなる前から測定周期を第１周期に比べて短い第２周期及び第３周期に変更することができるため、蓄電池の過充電及び過放電を抑制して、蓄電池を十分に充電及び放電させることができる。
【００１１】
また、充電率に対する電圧の勾配を検出してから測定周期を変更するのに比べて、正弦波を有する場合やノイズの影響などによる誤検出を低減して、高精度な制御を行うことができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、前記蓄電池の電圧と充電率との関係を示す波形が正弦波形を含むことを特徴とする第１の態様の蓄電池の充放電制御装置にある。
【００１３】
かかる第２の態様では、蓄電池の電圧と充電率との関係を示す波形が正弦波形を含む場合であっても、高い精度の電圧及び充電率の少なくとも一方を検出することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、前記第２周期及び前記第３周期は、前記正弦波形の周期の１／２以下であることを特徴とする第２の態様の蓄電池の充放電制御装置にある。
【００１５】
かかる第３の態様では、第２周期及び第３周期において、正弦波の周期の１／２以下とすることで、測定部が高い精度で測定することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、前記測定周期判定部は、前記測定部の測定結果が、前記第１閾値よりも高い第３閾値以下で、且つ前記第１閾値よりも高い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短く、且つ前記第２周期よりも長い周期である第４周期とし、前記測定部の測定結果が、前記第３閾値よりも高く前記第２閾値よりも低い第４閾値以上で、且つ前記第２閾値よりも低い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期よりも短く、且つ前記第３周期よりも長い周期である第５周期とし、前記測定部の測定結果が前記第３閾値よりも高く、且つ前記第４閾値よりも低い場合には、前記測定部による前記測定周期を前記第１周期とすることを特徴とする第１〜３の態様の何れかの蓄電池の充放電制御装置にある。
【００１７】
かかる第４の態様では、第３閾値及び第４閾値を設定し、第３閾値及び第４閾値に基づいて測定部が測定する測定周期として第４周期及び第５周期を設定することで、波形の勾配に応じてさらに細かく測定周期を設定することができる。これにより全体としての負荷を低減することができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、前記測定部は、前記第３閾値より高く、前記第４閾値より低い場合の前記第１周期では、前記測定部は、前記蓄電池の電圧又は充電率を測定し、前記第４周期及び前記第５周期では、前記測定部は、前記蓄電池の電圧及び充電率の両方を測定することを特徴とする第４の態様の蓄電池の充放電制御装置にある。
【００１９】
かかる第５の態様では、第１周期では、電圧又は充電率を測定することで負荷を低減し、第４周期及び第５周期では、電圧及び充電率の両方を測定することで、高精度な測定を行って第４周期及び第５周期からの第２周期及び第３周期への切り替えを高精度に行うことができる。
【００２０】
本発明の第６の態様は、前記測定部は、前記蓄電池の電圧及び充電率の両方を測定することを特徴とする第１〜４の態様の何れかの蓄電池の充放電制御装置にある。
【００２１】
かかる第６の態様では、負荷が増えるものの高精度な制御を行うことができる。
【００２２】
本発明の第７の態様は、蓄電池の充電及び放電を制御する充放電制御方法であって、前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて、前記蓄電池への充電又は放電を制御する制御工程と、を具備し、前記測定工程では、前記蓄電池の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定した測定結果が第１閾値と、該第１閾値よりも高い第２閾値との間の場合には、測定周期を第１周期とし、測定結果が、前記第１閾値以下の場合には、前記測定工程による前記測定周期を前記第１周期よりも短い周期である第２周期とし、測定結果が、前記第２閾値以上の場合には、前記第１周期よりも短い周期である第３周期とすることを特徴とする蓄電池の充放電制御方法にある。
【００２３】
かかる第７の態様では、第１閾値と第２閾値とを充電率に対する電圧の勾配が大きくなる前に設定することにより、勾配が小さい間は比較的周期の長い第１周期として負荷を低減することができる。また、勾配が大きくなる前から測定周期を第１周期に比べて短い第２周期及び第３周期に変更することができるため、蓄電池の過充電及び過放電を抑制して、蓄電池を十分に充電及び放電させることができる。
【００２４】
また、充電率に対する電圧の勾配を検出してから測定周期を変更するのに比べて、正弦波を有する場合やノイズの影響などによる誤検出を低減して、高精度な制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、蓄電池の充電及び放電時に、蓄電池の充電率に対する電圧の変化の割合（勾配）が小さい場合には、比較的長い周期である第１周期で測定することにより負荷を低減する。また、蓄電池の充電率に対する電圧の変化の割合（勾配）が大きい場合には、第１周期よりも短い第２周期及び第３周期で測定することにより、高精度な電圧又は充電率の検出を行って、過充電及び過放電を防止することができる。さらに、蓄電池の充電率に対する電圧の変化の割合（勾配）が大きくなる前に第１周期から第２周期及び第３周期に切り替える第１閾値及び第２閾値を規定することで、勾配を検出する場合に比べて、測定周期の変更が間に合わなくなることがないため、蓄電池の過充電及び過放電を防止できる。さらに、充電率と電圧との関係を示す波形が正弦波形を有する場合やノイズの影響などによって充電率が上昇しているにも関わらず電圧の勾配がマイナス方向と検出される場合であっても、高精度な電池電圧の検出を行って制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る充放電制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る蓄電池の電圧と充電率との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態１に係る蓄電池の電圧と充電率との関係を示すグラフの要部を拡大した図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る充放電制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態１に係る測定周期を決定する方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態２に係る電圧と充電率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る蓄電池の充放電制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の充放電制御装置１は、蓄電池１０と、パワーコンディショナー２０とに接続されている。
【００３０】
蓄電池１０は、リチウムイオン充電池、ニッケルカドニウム充電池などが挙げられる。本実施形態では、リチウムイオン充電池を用いた。
【００３１】
パワーコンディショナー２０は、特に図示していないが、商用電力系統及び電力負荷に接続された分電盤や太陽光発電等の発電設備などの電源ラインと接続される。つまりパワーコンディショナー２０は、発電設備で発電された電力や商用電力系統からの電力を受電する。また、パワーコンディショナー２０は、発電設備で発電された電力の電圧を調整したり、商用電力系統からの交流電力を直流電力に変換したりして、電源ラインからの充電電流を蓄電池１０に供給する（充電）。また、パワーコンディショナー２０は、蓄電池１０に貯蔵されている電力を電力負荷に供給するために、電力を交流に変換するなどして分電盤などの電源ラインに充電電流を供給する（放電）。
【００３２】
ここで、本実施形態の蓄電池の充放電制御装置１は、図１に示すように、パワーコンディショナー２０を制御する充放電制御部２と、蓄電池１０の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定する測定部３と、測定部３による測定結果に基づいて電池電圧を決定する電池電圧決定部４と、電池電圧決定部４が決定した結果に基づいて測定周期を決定する測定周期判定部５と、を具備する。なお、充放電制御装置１の各機能部２〜５は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよく、さらにハードウェアとソフトウェアとを混在させて実現してもよい。
【００３３】
充放電制御部２は、電池電圧決定部４が決定した電圧及び充電率（ＳＯＣ）の少なくとも一方に基づいて蓄電池１０が充電又は放電が可能か判断し、その結果をパワーコンディショナー２０に出力する。パワーコンディショナー２０は、充放電制御部２が判断した結果に基づいて、電源ラインから充電電流を蓄電池１０へ供給する充電と、蓄電池１０からの放電電流を電源ラインに供給する放電とを切り替える。
【００３４】
測定部３は、蓄電池１０の電圧及び充電率（ＳＯＣ）の少なくとも一方を測定する。本実施形態では、測定部３は、蓄電池１０の電圧を測定するようにした。
【００３５】
この測定部３によって測定した結果は、電池電圧決定部４に送られる。電池電圧決定部４は、測定部３によって測定したデータに基づいて電池電圧Ｖｂを演算により決定する。ここで、パワーコンディショナー２０によって蓄電池１０に充電電流を供給した際、及び、蓄電池１０から放電電流を取り出した際の蓄電池１０の電圧と充電率との関係を図２及び図３に示す。なお、図２は、蓄電池の電圧Ｖｂと充電率（ＳＯＣ）との関係を示すグラフであり、図３は蓄電池の電圧の波形を拡大した図である。また、図３中の波形上の黒丸部分は測定部３による測定が行われるタイミングを示している。
【００３６】
図２に示すように、蓄電池１０の充電率に対して電圧（移動平均）は非直線状に変化する。特に、充電率が１００％や０％に近くなると充電率に対して電圧は急峻に、すなわち、大きな勾配で変化する。また、本実施形態では、測定対象である蓄電池の電圧は、実際には図３に示すように、正弦波形を有するものとしている。これは電流は正弦波形を有することから結果として電圧が正弦波形を有するものとなっている。このため、電池電圧決定部４は、測定部３が所定の周期（時間間隔）毎に測定した過去Ｎ回分（Ｎは２以上の整数）の測定結果を用いて平均値（移動平均）を演算することにより電池電圧Ｖｂを算出する。このように電池電圧Ｖｂを平均化したものが図２に示すグラフとなっている。そして、算出した電池電圧Ｖｂの精度が低いと、蓄電池の充電及び放電を正常に終了させることができず、蓄電池の過充電及び過放電が生じてしまう。したがって、本実施形態では、電池電圧決定部４は、測定部３が測定した過去Ｎ回分の測定結果を用いて平均値を演算することで電池電圧Ｖｂの精度を向上している。このような測定部３による測定周期は、短ければ、すなわち、測定する頻度が多ければそれだけ算出した電池電圧Ｖｂの精度が高くなる。これに対して、測定部３による測定周期が長ければ、すなわち、測定する頻度が少なければ、算出した電池電圧Ｖｂの精度が低くなる。しかしながら、測定周期を短くすると、充放電制御装置１の負荷が増大してしまう。
【００３７】
このため、本実施形態では、測定周期判定部５において、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂに基づいて、測定部３が測定する測定周期を決定する。具体的には、測定周期判定部５は、測定部３が測定した測定結果に基づいて電池電圧決定部４が算出した蓄電池の電池電圧Ｖｂが図２に示す第１閾値より高く、第２閾値よりも低い場合には（第１閾値＜Ｖｂ＜第２閾値）、測定部３による測定周期を第１周期とする。これに対して、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第１閾値以下となった場合には（Ｖｂ≦第１閾値）、測定部３による測定周期を第１周期よりも短い周期である第２周期とする。同様に、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第２閾値以上となった場合には（Ｖｂ≧第２閾値）、測定部３による測定周期を第１周期よりも短い周期である第３周期とする。
【００３８】
ここで、第１閾値とは、図２に示す充電率が下降するにつれて電圧が急峻に変化する前の値より手前の値を予め設定したものである。また、第１閾値は、測定部３が測定する要素に基づいて規定されている。つまり本実施形態では、測定部３は電圧を測定するため、第１閾値として電圧が規定されている。もちろん、上述したように測定部３が電圧ではなく、充電率（ＳＯＣ）を測定する場合には、第１閾値として充電率を規定すればよい。また、測定部３が電圧と充電率との両方を測定する場合には、第１閾値として電圧と充電率との両方を規定すれば、より高い精度で制御を行うことができる。本実施形態では、第１閾値として図２に示すように３．２Ｖが規定されている。
【００３９】
第２閾値は、図２に示す充電率が上昇するにつれて電圧が急峻に変化する前の値より手前の値を予め設定したものである。また、第２閾値は、第１閾値と同様に、測定部３が測定する要素に基づいて規定されている。本実施形態では、第２閾値として図２に示すように３．３Ｖが規定されている。なお、第１閾値及び第２閾値は、蓄電池の電圧と充電率との特性を予め高精度に計測し、計測した結果から適宜設定することができる。ちなみに、同じ規格の蓄電池であっても電圧と充電率との関係を示す波形の勾配が大きくなるところには誤差が生じる場合もあるため、このような誤差も考慮して波形の勾配が大きくなる前に測定周期が変化するように第１閾値及び第２閾値を設定している。つまり、第１閾値と第２閾値とは、充電率が０％の近くにある大きな勾配となるところと、充電率が１００％の近くになる大きな勾配となるところとの間に設定されている。
【００４０】
そして、測定周期判定部５は、電池電圧Ｖｂが第１閾値より高く、第２閾値よりも低い場合には（第１閾値＜Ｖｂ＜第２閾値）、測定部３による測定周期を第１周期とする。すなわち、図２に示すように、電圧と充電率との関係を示すグラフにおいて、第１閾値より高く、第２閾値よりも低い部分の勾配は小さい。このため、第１周期では、例えば、図３（ａ）に示すように、測定部３が測定する頻度を少なくする。このとき、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂの精度は低くなるが、波形の勾配が小さい部分では充電率が０％及び１００％からは遠いため、電池電圧Ｖｂの精度が低くても過充電及び過放電が生じることがない。また、測定部３の測定する頻度が少ないため、充放電制御装置１にかかる負荷を低減することができる。
【００４１】
また、測定周期判定部５は、算出した電池電圧Ｖｂが第１閾値以下の場合には（Ｖｂ≦第１閾値）、測定部３による測定周期を第１周期よりも短い周期である第２周期とする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、測定部３が測定する頻度を多くすることで、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂの精度を高めることができる。このような測定部３の測定頻度が多く、負荷の高い測定は第１閾値以下で行われるので、充放電制御装置１全体の負荷を低減することができる。
【００４２】
同様に、測定周期判定部５は、算出した電池電圧Ｖｂが第２閾値以上の場合には（Ｖｂ≧第２閾値）、測定部３による測定周期を第１周期よりも短い周期である第３周期とする。これにより測定部３の測定頻度を多くして、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂの精度を高めることができる。このような測定部３の測定頻度が多く、負荷の高い測定は第２閾値以上で行われるので、充放電制御装置１全体の負荷を低減することができる。
【００４３】
なお、第２周期と第３周期とは同じ周期であってもよく、また異なる周期であってもよい。例えば、電圧と充電率とを示すグラフにおいて、第１閾値以下の勾配と、第２閾値以上の勾配とが異なる場合には、勾配が大きくなる部分の測定周期を短くすればよい。本実施形態では、第２周期と第３周期とを同じ周期とした。
【００４４】
このように、図２に示すグラフにおいて、電池電圧Ｖｂが第１閾値より高く、第２閾値より低い、勾配の小さい部分において、測定部３による測定周期を比較的長い第１周期とすることで、充放電制御装置１の負荷を減少させることができる。このとき、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂの精度は低くなるが、波形の勾配が小さい部分では充電率が０％及び１００％からは遠いため、電池電圧Ｖｂの精度が低くても過充電及び過放電が生じることがない。また、図２に示すグラフにおいて、充電率が０％に近い部分で勾配が大きくなるところ（例えば、図２中のＡ部分）の電池電圧Ｖｂの値より高い第１閾値以下において、測定部３の測定周期を第１周期よりも短い第２周期とすることで、電池電圧Ｖｂを高い精度で算出して、過放電を確実に抑制することができると共に蓄電池の容量を十分に使い切ることが可能となる。さらに、図２に示すグラフにおいて、充電率が１００％に近い部分で勾配が大きくなるところ（例えば、図２中のＢ部分）の電池電圧Ｖｂの値より低い第２閾値以上において、測定部３の測定周期を第１周期よりも短い第３周期とすることで、電池電圧Ｖｂを高い精度で算出して、過充電を確実に抑制することができると共に蓄電池に十分に充電を行うことが可能となる。つまり、充放電制御装置１にかかる負荷が高い測定は第１閾値以下及び第２閾値以上のみで行われ、第１閾値より高く、第２閾値より低い範囲では負荷の低い測定が行われる。したがって、充放電制御装置１の全体の負荷を低減することができる。また、第１閾値以下及び第２閾値以上では、負荷の高い高精度な測定が行われるので、過充電及び過放電を防止することができる。特に、本実施形態では、図２に示すグラフにおいて蓄電池の充電率に対する電圧の変化の勾配が大きくなる前に第１周期を第２周期及び第３周期に変更するように第１閾値及び第２閾値を設定することで、グラフの勾配に基づいて測定周期を変化させる場合に比べて確実に波形の勾配が大きい部分での高精度な電池電圧Ｖｂの取得を行うことができる。ちなみに、グラフの勾配を検出してから測定周期を変更する場合、グラフの勾配が大きくなったことを検出してから変更したのでは遅く、過充電及び過放電が生じてしまう虞がある。また、本実施形態のように正弦波を有する波形において、測定するタイミングによっては、図３（ｃ）に示すように、電池の電圧の平均値は上昇しているにも拘わらず、測定した電池電圧Ｖｂは下降している（グラフの勾配がマイナスである）と判断される場合もあり、高精度な制御を行うことができない。本実施形態では、図２に示すように、グラフの勾配が大きくなる前に測定周期を短くするため、正弦波形を有する波形であっても高精度な制御を行うことができる。なお、少なくとも第２周期及び第３周期は、図３に示す正弦波形の周期の１／２以下の短い周期、すなわち、図３に示す正弦波形の周波数の２倍以上の周波数であるのが好ましい。これにより、測定部３が測定した過去Ｎ回分（Ｎは２以上の整数）の測定結果を用いて平均値（移動平均）を演算することにより高精度に電池電圧Ｖｂを算出することができる。また、第１周期についても、図３に示す正弦波形の周期の１／２以下の短い周期、すなわち、図３に示す正弦波形の周波数の２倍以上の周波数とすることで高精度な電池電圧Ｖｂの測定が行えるが、第１周期で測定する期間は、高精度な電池電圧Ｖｂの演算をしなくても過充電及び過放電が生じないため、第１周期は、図３に示す正弦波形の１／２より長い周期（第１周期の周波数＜正弦波形の周波数×２）とすることにより充放電制御装置１の負荷を低減することができる。
【００４５】
ここで、このような蓄電池の充放電制御装置１における充放電制御方法について図４を参照して説明する。なお、図４は、充放電の制御方法を示すフローチャートである。
【００４６】
図４に示すように、ステップＳ１で充電あるいは放電が可能か判断し、ステップＳ１で充電あるいは放電が可能だと判断した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ステップＳ２で充電要求あるいは放電要求があるか判定する。ステップＳ１で充電あるいは放電が可能ではないと判断した場合には（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ１を繰り返し行って充放電が行われず過充電及び過放電が行われない。なお、ステップＳ１において、蓄電池１０が充電あるいは放電が可能か否かの判断は、測定部３による蓄電池１０の電圧及び充電率の少なくとも一方の測定に基づいて行われる。
【００４７】
ステップＳ２で充電要求あるいは放電要求がある場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３で充電要求された場合にはパワーコンディショナー２０から充電電流を蓄電池１０に送る。また、ステップＳ３で放電要求された場合には放電電流を蓄電池１０からパワーコンディショナー２０に送る。ステップＳ２で充電要求あるいは放電要求がされない場合には（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ１及びステップＳ２を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ３で充電又は放電が行われた場合には、ステップＳ４において電池電圧Ｖｂを取得する。ここで、電池電圧Ｖｂの取得は、測定部３によって測定すると共に測定部３の過去Ｎ回分（Ｎは２以上の整数）の測定結果に基づいて電池電圧決定部４が演算により算出する。
【００４９】
次に、ステップＳ５で、電池電圧決定部４によって演算された電池電圧Ｖｂが充電上限電圧Ｖｍａｘ以上であるか、あるいは、放電下限電圧Ｖｍｉｎ以下であるか判定し、ステップＳ５で充電上限電圧Ｖｍａｘ以上あるいは放電下限電圧Ｖｍｉｎ以下であると判定した場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステップＳ６で充電あるいは放電の終了処理を行う。
【００５０】
また、ステップＳ５で、電池電圧Ｖｂが充電上限電圧Ｖｍａｘ以上ではない、あるいは放電下限電圧Ｖｍｉｎ以下ではないと判断した場合には（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ３〜ステップＳ５を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ステップＳ１が測定工程に相当し、ステップＳ２〜Ｓ５が制御工程に相当する。
【００５１】
このようなステップＳ５の判定において、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂの精度が低いと、蓄電池１０を完全に充電及び放電することができないと共に過充電及び過放電が生じてしまう。このため、本実施形態では、充電率に対して電圧の変化が急峻となる波形の勾配が大きい部分において測定部３による測定周期を短くして、電池電圧Ｖｂを高い精度で把握する。
【００５２】
ここで、測定部３による測定周期を決定する方法（測定工程）について図５を参照して説明する。なお、図５は、測定周期を決定する方法を示すフローチャートである。
【００５３】
図５に示すように、ステップＳ１１で、測定周期Ｙの初期値ＸＨ、及び演算使用するＮ（Ｎは２以上の整数）等の初期値を設定する。なお、測定周期の初期値ＸＨは、本実施形態では第２周期（第３周期）のことである。
【００５４】
次に、ステップＳ１２で時間計測を開始し、ステップＳ１３で計測時間Ｔが測定周期Ｙとなるまで待機する（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ１３で計測時間Ｔが測定周期Ｙとなった場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４で、測定部３による電圧の測定が行われる。そして、ステップＳ１５で、電池電圧決定部４が、測定部３が測定した電圧の過去Ｎ回分（Ｎは２以上の整数）に基づいて演算により電池電圧Ｖｂを算出する。
【００５５】
次にステップＳ１６で、測定周期判定部５が、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第１閾値以下（Ｖｂ≦第１閾値）、又は、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第２閾値以上（Ｖｂ≧第２閾値）であると判定した場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７で、測定部３による測定周期Ｙを第２周期（第３周期）ＸＨに設定する。また、ステップＳ１６で、測定周期判定部５が、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第１閾値より高く、第２閾値より低い（第１閾値＜Ｖｂ＜第２閾値）と判定した場合には（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ステップＳ１８で測定部３による測定周期Ｙを第１周期Ｘに設定する。
【００５６】
このように測定部３による測定周期を、測定部３が測定して算出した電池電圧Ｖｂと第１閾値及び第２閾値に基づいて切り替えることにより、勾配が大きくなる前から測定周期を第１周期に比べて短い第２周期及び第３周期に変更することができるため、蓄電池の過充電及び過放電を抑制して、蓄電池を十分に充電及び放電させることができる。
【００５７】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る電圧と充電率との関係を示す波形である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５８】
図６に示すように、本実施形態では、第１閾値よりも高い電圧である第３閾値と、第２閾値よりも低い電圧である第４閾値とを設定し、測定周期判定部５は、測定部３が測定して電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第３閾値より高く第４閾値より低い場合（第３閾値＜Ｖｂ＜第４閾値）には、測定部３の測定周期を第１周期とする。
【００５９】
また、上述した実施形態１と同様に、測定周期判定部５は、電池電圧Ｖｂが第１閾値以下の場合（Ｖｂ≦第１閾値）、測定周期を第２周期とする。また、測定周期判定部５は、電池電圧Ｖｂが第２閾値以上の場合（Ｖｂ≧第２閾値）、測定周期を第３周期とする。
【００６０】
そして、測定周期判定部５は、電池電圧Ｖｂが第１閾値より高く、第３閾値以下の場合（第１閾値＜Ｖｂ≦第３閾値）、第１周期よりも短い周期で且つ第２周期よりも長い周期である第４周期とする（第１周期の周波数＜第４周期の周波数＜第２周期の周波数）。同様に、測定周期判定部５は、電池電圧Ｖｂが第２閾値より低く、第４閾値以上の場合（第４閾値≦Ｖｂ＜第２閾値）、第１周期よりも短い周期で且つ第３周期よりも長い周期である第５周期とする（第１周期の周波数＜第５周期の周波数＜第３周期の周波数）。なお、第４周期と第５周期とは同じ周期であってもよく、図６に示すグラフの勾配の大きさによって異なる周期としてもよい。ちなみに、第４周期と第５周期とを異なる周期とする場合には、勾配の大きい方を短い周期とすればよい。
【００６１】
このように、第１周期と第２周期との間に、第１周期より短い周期で且つ第２周期よりも長い周期である第４周期で測定を行うことで、第１閾値を電圧と充電率との関係を示す波形において勾配が大きくなるところに近づけることができる。すなわち、第１周期から直接第２周期に切り替える場合、第１閾値を電圧と充電率との関係を示す波形において勾配が大きくなるところに近づけると、第１周期における算出した電池電圧Ｖｂの精度が低いため、実際には第１閾値以下となっているにも関わらず、第２周期に切り替わらない場合があるからである。これに対して、本実施形態では、第１周期よりも短い周期である第３周期で測定するため、算出した電池電圧Ｖｂの精度を第１周期の場合に比べて高くすることができる。したがって、第１閾値を電圧と充電率との関係を示す波形において勾配が大きくなるところに近づけることができる。また、第１閾値を勾配が大きくなるところに近づけることで、第２周期で測定する期間、すなわち高い頻度で測定する期間を短くすることができるため、充放電制御装置１の全体の負荷を低減することができる。なお、第５周期についても同様である。このように、波形の勾配に応じてさらに細かく測定周期を設定することにより全体としての負荷を低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、測定部３は、蓄電池１０の電圧を測定するようにしたが、特にこれに限定されず、上述した実施形態１と同様に、蓄電池１０の電圧及び充電率の少なくとも一方を測定し、測定周期判定部５が判定する第１閾値〜第４閾値を、測定部３が測定する要素に合わせて規定すればよい。ちなみに、例えば、第１周期では、測定部３が電圧のみを測定し、第２周期、第３周期、第４周期及び第５周期では、測定部３が電圧及び重電率の両方を測定するようにしてもよい。これにより、第１周期の測定では負荷を減少させることができると共に、第２周期〜第５周期では、高精度な測定を行って過充電及び過放電を抑制することができる。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、上述した実施形態１及び２では、測定部３が電圧を測定し、測定周期判定部５が、電池電圧決定部４が算出した電池電圧Ｖｂが第１閾値以下となったか、及び第２閾値以上となったか判定するようにしたが、特にこれに限定されず、測定部３が充電率を測定し、電池電圧決定部４が過去Ｎ回分（Ｎは２以上の整数）から充電率の移動平均を演算により算出するようにしてもよい。この場合には、測定周期判定部５は、充電率である第１閾値及び第２閾値に基づいて測定周期を決定すればよい。もちろん、測定部３は、蓄電池１０の電圧と充電率との両方を測定するようにしてもよい。これにより、蓄電池の繰り返し使用によって充電率に誤差が生じた場合などであっても、蓄電池の過充電及び過放電を防止することができる。
【００６５】
また、上述した実施形態１及び２では、測定部３が測定した測定結果から電池電圧決定部４が電池電圧Ｖｂ及び充電率を演算により算出して、測定周期判定部５が測定周期を決定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、測定部３が測定した測定結果から直接、測定周期判定部５が測定周期を決定するようにしてもよい。すなわち、測定部３が測定した測定結果に基づいて測定周期判定部５が測定周期を決定するとは、測定部３が測定した測定データを直接受け取る場合も、上述した実施形態１及び２のように電池電圧決定部４等を介して受け取る場合も含むものである。
【００６６】
さらに、上述した実施形態１及び２では、蓄電池の電圧と充電率とが正弦波を有する場合について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、電圧と充電率とが正弦波形を有さない波形であっても本発明を適用することにより高精度な電圧の測定を行って過充電及び過放電を低減することができる。ちなみに、電圧と充電率との関係が正弦波形を有さない場合であってもノイズ等によって上述した課題は生じる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は蓄電池を使用・製造する産業分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  充放電制御装置
２  充放電制御部
３  測定部
４  電池電圧決定部
５  測定周期判定部
１０  蓄電池
２０  パワーコンディショナー
Ｖｂ  電池電圧
Ｘ  第１周期
ＸＨ  初期値（第２周期、第３周期）
【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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