(57)【要約】  多並列蓄電池モジュールを有する蓄電システムにおいて、より簡単な構成で、均等充電による蓄電池列間の充電状態のばらつきを抑える。  蓄電システム（１００）は、少なくとも一つの鉛蓄電池セル（２００）を含む蓄電池列（２０）を複数並列に接続した多並列蓄電池モジュール（２）と、前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と交直変換装置（３）との間に直列に接続されたスイッチ（４＿１〜４＿ｎ）と、制御装置（１）とを備え、前記制御装置は、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を行うとともに、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定し、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフすることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの鉛蓄電池セルを含む蓄電池列を複数並列に接続した多並列蓄電池モジュールと、
前記多並列蓄電池モジュールの電力の授受を制御する交直変換装置と、
前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と前記交直変換装置との間に直列に接続されたスイッチと、
前記蓄電池列の状態を前記蓄電池列毎に監視し、前記スイッチのオン／オフを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を行うとともに、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定し、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフする
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電システムにおいて、
前記制御装置は、前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の充電電流の積算値と前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の蓄電システムにおいて、
前記制御装置は、前記均等充電における定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電圧充電期間において、前記蓄電池列の充電電流が低下して所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定する
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電システムにおいて、
前記均等充電は、定電流によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電流−定電圧充電方式によって行われる
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項５】
請求項３に記載の蓄電システムにおいて、
前記均等充電は、定電力によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電力−定電圧充電方式によって行われる
ことを特徴とする蓄電池システム。
【請求項６】
少なくとも一つの鉛蓄電池セルを含む蓄電池列を複数並列に接続した多並列蓄電池モジュールと、前記多並列蓄電池モジュールの電力の授受を制御する交直変換装置と、前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と前記交直変換装置との間に直列に接続されたスイッチと、前記蓄電池列の状態を前記蓄電池列毎に監視し、前記スイッチのオン／オフを制御する制御装置とを備えた蓄電システムにおける前記多並列蓄電池モジュールの充電制御方法であって、
前記制御装置が、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を開始する第１ステップと、
前記制御装置が、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定する第２ステップと、
前記制御装置が、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフする第３ステップとを含む
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の充電制御方法において、
前記第２ステップは、前記制御装置が、前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の充電電流の積算値と前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定するステップを含む
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の充電制御方法において、
前記第２ステップは、前記制御装置が、前記均等充電における定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電圧充電期間において、前記蓄電池列の充電電流が低下して所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定するステップを含む
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の充電制御方法において、
前記均等充電は、定電流によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電流−定電圧充電方式によって行われる
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の充電制御方法において、
前記均等充電は、定電力によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電力−定電圧充電方式によって行われる
ことを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムおよび充電制御方法に関し、例えば鉛蓄電池の充電を制御する蓄電システム、および鉛蓄電池の充電を制御する充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、長期間の充放電の繰り返しにより、容量が低下し劣化する。鉛蓄電池を用いた蓄電システムでは、鉛蓄電池の劣化の一因であるサルフェーションを除去するために、鉛蓄電池を満充電状態にする均等充電を定期的に行っている。【０００３】
近年、鉛蓄電池の大容量化の要求により、単一の鉛蓄電池セル（単電池）または複数の鉛蓄電池セルを直列に接続した蓄電池列（「ストリング」とも称する。）を複数並列に接続した多並列蓄電池モジュールを備えた蓄電システムが普及しつつある。【０００４】
従来の多並列蓄電池モジュールを備えた蓄電システムでは、多並列蓄電池全体で均等充電を管理している。そのため、各蓄電池列の鉛蓄電池セル自体の特性（内部抵抗）や温度等に起因して、均等充電時に蓄電池列間に流れる充電電流がばらつくことにより、過充電や充電不足となる蓄電池列が発生し、多並列蓄電池モジュールの劣化が進行するという問題があった。【０００５】
この問題を解決するための従来技術として、交直変換装置（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）と蓄電池列との間に充放電量を制御する充放電制御機器（チョッパ）を接続し、各蓄電池列に接続された充放電制御機器が対応する蓄電池列の充放電量を調整することで、均等充電時に過充電や充電不足となることを防止する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６２４７０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術では、各蓄電池列の充放電量を調整するための充放電制御機器を蓄電池列毎に設ける必要があり、蓄電システムのコストが高くなるという課題がある。【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、多並列蓄電池モジュールを備えた蓄電システムにおいて、より簡単な構成で、均等充電による蓄電池列間の充電状態のばらつきを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の代表的な実施の形態に係る蓄電システムは、少なくとも一つの鉛蓄電池セルを含む複数の蓄電池列を並列に接続した多並列蓄電池モジュールと、前記多並列蓄電池モジュールの電力の授受を制御する交直変換装置と、前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と前記交直変換装置との間に直列に接続されたスイッチと、前記蓄電池列の状態を前記蓄電池列毎に監視し、前記スイッチのオン／オフを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を行うとともに、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定し、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る多並列蓄電池モジュールを有する蓄電システムによれば、より簡単な構成で、均等充電による蓄電池列間の充電状態のばらつきを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る蓄電システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る蓄電システムにおける均等充電時の充電制御方法の流れを示すフロー図である。
【図３Ａ】実施の形態に係る蓄電システムにおける均等充電時の充電制御方法を説明するための図である。
【図３Ｂ】実施の形態に係る蓄電システムにおける均等充電時の充電制御方法を説明するための図である。
【図３Ｃ】実施の形態に係る蓄電システムにおける均等充電時の充電制御方法を説明するための図である。
【図３Ｄ】実施の形態に係る蓄電システムにおける均等充電時の充電制御方法を説明するための図である。
【図４】均等充電時の蓄電池列（鉛蓄電池）の充電電流および放電電流を示すタイミングチャートである。
【図５】定電圧−定電流充電方式または定電力−定電流充電方式によって均等充電を行ったときの定電圧充電期間における蓄電池列の充電電流と充電状態（ＳＯＣ）との関係を示す図である。
【図６】定電流−定電圧充電方式によって均等充電を行った時の各蓄電池列に流れる充電電流の時間的な変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
【００１３】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る蓄電システム（１００）は、少なくとも一つの鉛蓄電池セル（２００）を含む複数の蓄電池列（２０，２０＿１〜２０＿ｎ）を並列に接続した多並列蓄電池モジュール（２）と、前記多並列蓄電池モジュールの電力の授受を制御する交直変換装置（３）と、前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と前記交直変換装置との間に直列に接続されたスイッチ（４＿１〜４＿ｎ）と、前記蓄電池列の状態を前記蓄電池列毎に監視し、前記スイッチのオン／オフを制御する制御装置（１）とを備え、前記制御装置は、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を行うとともに、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定し、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフすることを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の充電電流の積算値と前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定してもよい。
【００１５】
〔３〕上記蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記均等充電における定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電圧充電期間において、前記蓄電池列の充電電流が低下して所定値（Ｉｔｈ）となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定してもよい。
【００１６】
〔４〕上記蓄電システムにおいて、前記均等充電は、定電流によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電流−定電圧充電方式によって行われてもよい。
【００１７】
〔５〕上記蓄電システムにおいて、前記均等充電は、定電力によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電力−定電圧充電方式によって行われてもよい。
【００１８】
〔６〕本発明の代表的な実施の形態に係る充電制御方法は、少なくとも一つの鉛蓄電池セル（２００）を含む複数の蓄電池列（２０，２０＿１〜２０＿ｎ）を並列に接続した多並列蓄電池モジュール（２）と、前記多並列蓄電池モジュールの電力の授受を制御する交直変換装置（３）と、前記蓄電池列毎に対応して設けられ、対応する前記蓄電池列と前記交直変換装置との間に直列に接続されたスイッチ（４＿１〜４＿ｎ）と、前記蓄電池列の状態を前記蓄電池列毎に監視し、前記スイッチのオン／オフを制御する制御装置（１）とを備えた蓄電システムにおける前記多並列蓄電池モジュールの充電制御方法であって、前記制御装置が、前記スイッチをオンして前記交直変換装置から前記蓄電池列へ電力を供給することにより、前記蓄電池列を満充電状態にするための均等充電を開始する第１ステップ（Ｓ１）と、前記制御装置が、前記蓄電池列毎に前記均等充電が完了したか否かを判定する第２ステップ（Ｓ２）と、前記制御装置が、前記均等充電が完了したと判定した前記蓄電池列の前記スイッチをオフする第３ステップ（Ｓ３）とを含むことを特徴とする。
【００１９】
〔７〕上記充電制御方法において、前記第２ステップは、前記制御装置が、前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の充電電流の積算値と前回実施した前記均等充電が完了してからの前記蓄電池列の放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定するステップを含んでもよい。
【００２０】
〔８〕上記充電制御方法において、前記第２ステップは、前記制御装置が、前記均等充電における定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電圧充電期間において、前記蓄電池列の充電電流が低下して所定値（Ｉｔｈ）となった場合に、前記蓄電池列の前記均等充電が完了したと判定するステップを含んでもよい。
【００２１】
〔９〕上記充電制御方法において、前記均等充電は、定電流によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電流−定電圧充電方式によって行われてもよい。
【００２２】
〔１０〕上記充電制御方法において、前記均等充電は、定電力によって前記蓄電池列の充電を開始し、前記蓄電池列の電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって前記蓄電池列を充電する定電力−定電圧充電方式によって行われてもよい。
【００２３】
２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２４】
≪実施の形態１≫
図１は、本発明の一実施の形態に係る蓄電システムの構成を示す図である。
同図に示される蓄電システム１００は、例えばサイクルユースの鉛蓄電池を備えた蓄電システムである。蓄電システム１００は、例えば、通常時に電力供給部５（商用電源）から負荷６に給電し、停電の発生時には、電源バックアップ用の鉛蓄電池から負荷６に給電する。
【００２５】
電力供給部５は、蓄電システム１００および負荷６に電力を供給する機能部である。電力供給部５は、例えば、商用電源である。なお、電力供給部５は、商用電源に加えて、太陽光発電（ＰＶ：Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ）等の再生可能エネルギーに基づいて電力を発生させる発電設備を有していてもよい。
【００２６】
蓄電システム１００は、蓄電池モジュール２、交直変換装置３、スイッチ４＿１〜４＿ｎ（ｎは２以上の整数）、および制御装置１を備えている。
【００２７】
蓄電池モジュール２は、電力を充放電可能に構成された鉛蓄電池を含む。蓄電池モジュール２は、少なくとも一つの鉛蓄電池セルを含む蓄電池列を複数並列に接続した多並列蓄電池モジュールである。
【００２８】
具体的に、蓄電池モジュール２は、図１に示すように、ｍ（ｍは１以上の整数）個の鉛蓄電池セル２００が直列に接続された複数の蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを並列に接続した構造を有している。以下、蓄電池モジュール２を「多並列蓄電池モジュール２」とも称する。また、それぞれの蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを区別しない場合には、単に、「蓄電池列２０」と表記する場合がある。
【００２９】
また、蓄電池モジュール２は、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの出力電圧（蓄電電圧）を計測する電圧センサ２０１と、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流および放電電流を計測する電流センサ２０２とを、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に有している。
【００３０】
交直変換装置（以下、「ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）とも称する。）３は、後述する制御装置１によって制御され、電力供給部５、蓄電池モジュール２、および負荷６の間で相互に電力を変換し、電力供給部５、蓄電池モジュール２、および負荷６の間での電力の授受を制御する電力変換部である。
【００３１】
例えば、ＰＣＳ３は、電力供給部５からの交流電力（ＡＣ）を直流電力（ＤＣ）に変換して蓄電池モジュール２に供給する。ＰＣＳ３は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ）、およびスイッチ回路等を含んで構成されている。
【００３２】
スイッチ４＿１〜４＿ｎは、ＰＣＳ３と多並列蓄電池モジュール２との間の接続と遮断を切り替える装置である。図１に示すように、スイッチ４＿１〜４＿ｎは、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に対応して設けられ、対応する蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎとＰＣＳ３との間に直列に接続されている。スイッチ４＿１〜４＿ｎは、例えば電磁スイッチ（リレー）である。
【００３３】
制御装置１は、蓄電システム１００全体の統括的な制御を行う装置である。制御装置１は、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの状態を、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に監視し、スイッチ４＿１〜４＿ｎのオン／オフを制御する。
【００３４】
図１に示すように、制御装置１は、監視部１１、蓄電池管理部１２、およびスイッチ制御部１３を有する。
監視部１１は、多並列蓄電池モジュール２の電圧センサ２０１および電流センサ２０２によって計測された物理量を逐次取得し、当該物理量に基づいて多並列蓄電池モジュール２の状態を監視するデータ処理装置である。監視部１１は、例えば、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）である。
【００３５】
蓄電池管理部１２は、蓄電システム１００の各構成要素の統括的な制御を司る装置である。蓄電池管理部１２は、例えばＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。
具体的に、蓄電池管理部１２は、ＰＣＳ３を駆動することにより、多並列蓄電池モジュール２の充放電制御を行う。例えば、蓄電池管理部１２は、監視部１１による多並列蓄電池モジュール２の監視結果に基づいて、定電流−定電圧充電（ＣＣＣＶ）方式や定電力−定電圧充電方式等の各種充電方式で多並列蓄電池モジュール２の均等充電を実行する。
【００３６】
ここで、定電流−定電圧充電（ＣＣＣＶ）方式とは、定電流によって蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電を開始し、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを充電する充電方式である。
【００３７】
また、定電力−定電圧充電方式とは、定電力によって蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電を開始し、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの電圧が所定の電圧に到達した後に定電圧によって蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを充電する充電方式である。
【００３８】
スイッチ制御部１３は、監視部１１または蓄電池管理部１２からの指示に応じて、スイッチ４＿１〜４＿ｎのオン／オフを切り替える機能部である。例えば、スイッチ４＿１〜４＿ｎがリレーである場合、スイッチ制御部１３は、監視部１１または蓄電池管理部１２からの指示に応じてリレーのオン／オフを切り替えるための駆動信号を生成する信号生成回路である。
【００３９】
監視部１１および蓄電池管理部１２は、例えば、ハードウェア資源としての、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等プロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路とを有するデータ処理装置において、上記記憶装置に記憶されたプログラムに従って上記プロセッサが各種演算を実行して周辺回路を制御することにより、実現される。
【００４０】
制御装置１は、多並列蓄電池モジュール２を構成する鉛蓄電池の劣化を防止するために、多並列蓄電池モジュール２の蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを満充電状態にする均等充電を定期的に実行する。
【００４１】
制御装置１は、スイッチ４＿１〜４＿ｎをオンしてＰＣＳ３から蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎへ電力を供給することにより、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを満充電状態にするための均等充電を行うとともに、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に均等充電が完了したか否かを判定し、均等充電が完了したと判定した蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎのスイッチ４＿１〜４＿ｎをオフする。
【００４２】
以下、蓄電システム１００における均等充電時の充電制御方法について、図を用いて詳細に説明する。
【００４３】
図２は、蓄電システム１００における均等充電時の充電制御方法の流れを示すフロー図である。図３Ａ〜図３Ｄは、蓄電システム１００における均等充電時の充電制御方法を説明するための図である。
【００４４】
ここでは、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、蓄電システム１００における多並列蓄電池モジュール２が、直列に接続された４個（ｍ＝４）の鉛蓄電池セル２００を有する３つの蓄電池列２０＿１〜２０＿３を並列に接続した構造を有する場合を例にとり、説明する。
【００４５】
また、図３Ａ〜図３Ｄにおいて、均等充電中の各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の充電電流をそれぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３とし、各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の特性等のばらつきにより、Ｉ２＞Ｉ１＞Ｉ３であるとする。なお、図３Ａ〜図３Ｄにおいて、電圧センサ２０１および電流センサ２０２の図示を省略している。
【００４６】
先ず、図３Ａに示すように、制御装置１は、スイッチ４＿１〜４＿３をオンしてＰＣＳ３から蓄電池列２０＿１〜２０＿３へ電力を供給することにより、蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電を開始する（ステップＳ１）。
【００４７】
例えば、監視部１１が蓄電池管理部１２に対して均等充電の実行を要求する。蓄電池管理部１２は、監視部１１からの要求に応じて、スイッチ制御部１３を介してスイッチ４＿１〜４＿３をオンさせる（または、オンしていることを確認する）とともに、所定の充電方式（例えば、定電流−定電圧充電方式）で均等充電を行うように、ＰＣＳ３を駆動して、蓄電池列２０＿１〜２０＿３への電力の供給を開始する。
【００４８】
次に、制御装置１は、均等充電が完了した蓄電池列２０＿１〜２０＿３があるか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、監視部１１が、各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の電圧センサ２０１および電流センサ２０２から取得した各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の出力電圧および電流の計測結果に基づいて、蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電が完了したか否かを判定する。なお、具体的な判定方法については、後述する。
【００４９】
ステップＳ２において、均等充電が完了した蓄電池列２０＿１〜２０＿３が存在しない場合には、制御装置１は、引き続き各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電を継続する。
【００５０】
一方、ステップＳ２において、均等充電が完了した蓄電池列２０＿１〜２０＿３が存在する場合には、制御装置１は、均等充電が完了した蓄電池列２０＿１〜２０＿３のスイッチ４＿１〜４＿３をオフする（ステップＳ３）。
【００５１】
例えば、上述の例の場合、均等充電中の各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の充電電流がＩ２＞Ｉ１＞Ｉ３の関係にあるので、最も大きい充電電流Ｉ２の蓄電池列２０＿２が最初に満充電となる。監視部１１は、蓄電池列２０＿２の均等充電が完了したと判定した場合、蓄電池管理部１２に対して、そのことを通知する。その通知を受けた蓄電池管理部１２は、スイッチ制御部１３に対してスイッチ４＿２を解放制御（オフ）するように指示し、図３Ｂに示すように、スイッチ制御部１３がスイッチ４＿２を解放制御して、蓄電池列２０＿２をＰＣＳ３から解列させる。
【００５２】
次に、制御装置１は、全ての蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ４）。全ての蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電が完了していない場合には、ステップＳ２に戻り、上述したステップＳ２からステップＳ４までの処理を再度実行する。
【００５３】
例えば、蓄電池列２０＿２の均等充電が完了し、蓄電池列２０＿２をＰＣＳ３から解列された後において、均等充電中の蓄電池列２０＿２，２０＿３の充電電流はＩ１＞Ｉ３の関係にある。そのため、蓄電池列２０＿１が、蓄電池列２０＿２の次に満充電となる。監視部１１は、蓄電池列２０＿１の均等充電が完了したと判定した場合、蓄電池管理部１２に対して、そのことを通知する。その通知を受けた蓄電池管理部１２は、スイッチ制御部１３に対してスイッチ４＿１を解放制御（オフ）するように指示し、図３Ｃに示すように、スイッチ制御部１３がスイッチ４＿１を解放制御して、蓄電池列２０＿１をＰＣＳ３から解列させる。この直後は、まだ、蓄電池列２０＿３の均等充電が継続しているため、再びステップＳ２に戻る。
【００５４】
その後、蓄電池列２０＿３が満充電となった場合、監視部１１は、蓄電池列２０＿３の均等充電が完了したことを、蓄電池管理部１２に通知する。その通知を受けた蓄電池管理部１２は、スイッチ制御部１３に対してスイッチ４＿３を解放制御（オフ）するように指示し、図３Ｄに示すように、スイッチ制御部１３がスイッチ４＿３を解放制御して、蓄電池列２０＿３をＰＣＳ３から解列させる。これにより、全ての蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電が完了する。
【００５５】
ステップＳ４において、制御装置１は、全ての蓄電池列２０＿１〜２０＿３の均等充電が完了したと判断した場合、多並列蓄電池モジュール２の均等充電のための制御を終了する（ステップＳ５）。
以上の手順により、本実施の形態に係る蓄電システム１００の均等充電が行われる。
【００５６】
次に、均等充電の完了の判定方法について説明する。
本実施の形態に係る均等充電の完了の判定方法として、２つの例を以下に示す。
【００５７】
先ず、蓄電システム１００による均等充電の完了の判定方法の第１の例について説明する。
第１の例として、制御装置１は、前回実施した均等充電が完了してからの蓄電池列２０の充電電流の積算値と前回実施した均等充電が完了してからの蓄電池列２０の放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、蓄電池列２０の前記均等充電が完了したと判定する。
【００５８】
図４は、均等充電時の蓄電池列２０（鉛蓄電池）の充電電流および放電電流を示すタイミングチャートである。図４において、縦軸は、電流を表し、横軸は、時間を表している。また、参照符号３０２は、蓄電池列２０の充電電流を表し、参照符号３０３は、蓄電池列２０の放電電流を表している。
【００５９】
先ず、制御装置１の監視部１１は、均等充電が完了したタイミングにおいて、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に充電電流および放電電流の積算を開始する。例えば、図４において、均等充電が完了した時刻ｔ３１において、監視部１１は、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流の積算を開始するとともに、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの放電電流の積算を開始する。
【００６０】
次に、監視部１１は、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に、充電電流の積算値と放電電流の積算値との比率を算出する。具体的には、放電電流の積算値に対する充電電流の積算値の比率を算出する。
【００６１】
次に、監視部１１は、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に、算出した上記比率が比率基準値に到達したか否かを判定する。
【００６２】
ここで、比率基準値とは、均等充電における定電圧充電期間の末期を判定するための基準となる値である。一般に、均等充電は、放電容量に対して１００％以上（例えば、１０４％）となるように過充電が行われる。そのため、比率基準値は、１００％を超える値、例えば１０１％〜１０４％の範囲の値に設定することが好ましい。
【００６３】
監視部１１は、上記比率が比率基準値に到達した蓄電池列２０が存在しない場合、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎の充電電流および放電電流の積算を継続する。一方、算出した比率が比率基準値に到達した蓄電池列２０が存在する場合、監視部１１は、算出した比率が比率基準値に到達した蓄電池列２０について、均等充電が完了したと判定する。監視部１１は、全ての蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎについて均等充電が完了したことを示す判定結果が得られるまで、上記の処理を繰り返し実行する。
【００６４】
以上の手順でデータ処理を実行することにより、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に、均等充電の完了の有無を判定することができる。
【００６５】
次に、蓄電システム１００による均等充電の完了の判定方法の第２の例について説明する。
第２の例として、制御装置１は、均等充電における定電圧によって蓄電池列２０を充電する定電圧充電期間において、蓄電池列２０の充電電流が低下して所定値となった場合に、蓄電池列２０の均等充電が完了したと判定する。
【００６６】
図５は、定電圧−定電流充電方式または定電力−定電流充電方式によって均等充電を行ったときの定電圧充電期間における蓄電池列２０の充電電流と充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）との関係を示す図である。
【００６７】
図５に示すように、蓄電池は、定電圧充電時、満充電に近くなるほど充電電流が小さくなる傾向がある。そこで、均等充電における定電圧充電期間において、蓄電池列２０毎に充電電流を監視することで、均等充電の完了を検出することが可能となる。例えば、監視部１１は、定電圧充電期間において、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流が低下して所定の閾値Ｉｔｈに到達したときに、均等充電が完了したと判定する。
【００６８】
図６は、定電流−定電圧充電方式によって均等充電を行った時の各蓄電池列に流れる充電電流の時間的な変化の一例を示す図である。
上述したように、蓄電池列２０＿１〜２０＿３は、温度や鉛蓄電池セル２００自体の特性（内部抵抗）により、定電流充電時の充電電流にばらつきが発生する可能性がある。例えば、上述の例のようにＩ２＞Ｉ１＞Ｉ３となった場合を考える。
【００６９】
制御装置１の監視部１１は、各蓄電池列２０＿１〜２０＿３の充電電流を監視する。上述の例の場合、Ｉ２＞Ｉ１＞Ｉ３であるので、蓄電池列２０＿２の充電電流Ｉ２が最初に閾値Ｉｔｈに到達する。監視部１１は、蓄電池列２０＿２の充電電流Ｉ２が閾値Ｉｔｈに到達したことを検知した場合、蓄電池列２０＿２の均等充電が完了したと判定する。
【００７０】
次に、Ｉ１＞Ｉ３であることから、蓄電池列２０＿１の充電電流Ｉ１が次に閾値Ｉｔｈに到達する。監視部１１は、蓄電池列２０＿１の充電電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈに到達したことを検知した場合、蓄電池列２０＿１の均等充電が完了したと判定する。
【００７１】
最後に、蓄電池列２０＿３の充電電流Ｉ３が次に閾値Ｉｔｈに到達する。監視部１１は、蓄電池列２０＿３の充電電流Ｉ３が閾値Ｉｔｈに到達したことを検知した場合、蓄電池列２０＿３の均等充電が完了したと判定する。
【００７２】
このように、蓄電池列２０毎に均等充電時の定電圧充電期間における充電電流を監視することで、蓄電池列２０毎に均等充電の完了の有無を判定することができる。
【００７３】
なお、定電力−定電圧充電方式の場合も同様の手法により、蓄電池列２０毎に均等充電の完了の有無を判定することができる。
【００７４】
以上、本実施の形態に係る蓄電システム１００は、少なくとも一つの鉛蓄電池セル２００を含む蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを並列に接続した多並列蓄電池モジュール２と、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に対応して設けられ、対応する蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎと交直変換装置（ＰＣＳ）３との間に直列に接続されたスイッチ４＿１〜４＿ｎと、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの状態を蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に監視する制御装置１とを備えている。制御装置１は、スイッチ４＿１〜４＿ｎをオンしてＰＣＳ３から蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎへ電力を供給することにより均等充電を行うとともに、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に均等充電が完了したか否かを判定し、均等充電が完了したと判定した蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎのスイッチ４＿１〜４＿ｎをオフする。
【００７５】
これによれば、均等充電時に行われるＰＣＳ３から蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎへの電力供給を、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎ毎に制御することができるので、各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの鉛蓄電池セル２００自体の特性（内部抵抗）や温度等に起因して、均等充電時に各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎに流れる充電電流がばらついた場合であっても、夫々の蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを満充電状態にすることが可能となる。これにより、均等充電時の充電電流のばらつきに起因して、過充電や充電不足となる蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの発生を防止することができるので、多並列蓄電池モジュール２の劣化を抑制することが可能となる。
【００７６】
また、蓄電システム１００は、均等充電時のＰＣＳ３から各蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎへの電力の供給と遮断をスイッチ４＿１〜４＿ｎによって切り替える構成を有しているので、上述した特許文献１の従来技術のように、各蓄電池列の充放電量を調整するための複雑な充放電制御機器を蓄電池列毎に別途設ける必要がないので、従来技術に比べて、蓄電システムのコストの増加を抑えることができる。
【００７７】
したがって、本実施の形態に係る蓄電システム１００によれば、より簡単な構成によって、均等充電による蓄電池列間の充電状態のばらつきを抑えて、多並列蓄電池モジュールの劣化を抑制することが可能となる。
【００７８】
また、蓄電システム１００において、制御装置１は、前回実施した均等充電が完了してからの蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流の積算値と前回実施した均等充電が完了してからの蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの放電電流の積算値との比率が所定値となった場合に、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの均等充電が完了したと判定する。
【００７９】
これによれば、均等充電の充電方式によらず、より正確に、蓄電池列２０毎に均等充電の完了の有無を判定することができる。
【００８０】
また、蓄電システム１００において、制御装置１は、均等充電における定電圧によって蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎを充電する定電圧充電期間において、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流が低下して所定値となった場合に、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの均等充電が完了したと判定する。
【００８１】
これによれば、定電流−定電圧充電方式や定電力−定電圧充電方式のように均等充電の終了間際に定電圧充電を行う均等充電方式を採用した蓄電システムにおいて、より簡単かつ正確に、蓄電池列２０毎に均等充電の完了の有無を判定することが可能となる。
【００８２】
≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００８３】
例えば、上記実施の形態において、均等充電の定電圧充電期間を有する充電方式として、定電流−定電圧充電方式および定電力−定電圧充電方式を例示したが、これに限られない。
【００８４】
例えば、初めに定電流充電を行い、蓄電池電圧が所定の閾値に達した後に前回の電流値よりも低い電流値での定電流充電を行うことを複数回繰り返し、最後に、所定の電圧で定電圧充電を行って鉛蓄電池を満充電状態まで回復させる多段充電方式であってもよい。
【００８５】
例えば、制御装置１は、多段充電方式の定電圧充電期間において、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの充電電流が低下して所定値となった場合に、蓄電池列２０＿１〜２０＿ｎの均等充電が完了したと判定することにより、定電流−定電圧充電方式および定電力−定電圧充電方式の場合と同様に、より簡単かつ正確に、蓄電池列２０毎に均等充電の完了の有無を判定することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…制御装置、２…蓄電池モジュール（多並列蓄電池モジュール）、３…交直変換装置（ＰＣＳ）、４＿１〜４＿ｎ…スイッチ、５…電力供給部、６…負荷、１１…監視部、１２…蓄電池管理部、１３…スイッチ制御部、２０，２０＿１〜２０＿ｎ…蓄電池列、１００…蓄電システム、２００…鉛蓄電池セル、２０１…電圧センサ、２０２…電流センサ、Ｉｔｈ…閾値（所定値）。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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