JP2002233054A - 電力貯蔵装置および充電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電力貯蔵装置が大量に普及した場合でも、新
たな電力需要ピークを発生することなく、効率的で経済
的な電力貯蔵を行うことを可能とする。 【解決手段】 電力系統５に接続された負荷により消費
される予測電力消費量の時間変化と電力系統に供給され
る予定供給電力量の時間変化とを比較することにより、
電力貯蔵手段３に充電を行う充電時間帯を決める充電時
間帯設定手段４と、該充電時間帯設定手段４により決め
られた充電時間帯に電力貯蔵手段３に対する充電が行わ
れるように充電制御を行う充電制御手段２とを備える。
また、充電時間帯を予備充電時間帯と、これに続きかつ
充電速度の最も早い主充電時間帯と、さらにこれに続く
補助充電時間帯との３種類の時間帯に区分し、充電状態
に応じて上記3種類の充電時間帯に分けて充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、深夜などの割
安な商用電力を用いて、最も電力需要が低減する早朝
に、大きな電流にて充電することで、電力需要のボトム
アップを図り且つＷｈ効率をできるだけ低下させること
なくその時間帯内に充電を完了させることのできる、電
力貯蔵装置および充電制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、深夜などの割安な商用電力を貯蔵
し、昼夜間に放電することを目的とした電力貯蔵装置の
充電制御方法としては、例えば、深夜電力時間帯に入る
と同時に大きな電流での充電が開始され、その後徐々に
電流値を下げ、短時間で充電する多段定電流充電方式が
一般的であった。また、多段定電流充電方式に代えて、
装置構成を簡単にしてコストを削減した、定電圧定電流
充電方式や定電流定電圧充電方法なども一般的に採用さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の充電制御方法で
は、深夜電力時間帯に入ると同時に充電が開始されるた
め、このような充電制御の行われる電力貯蔵装置が大き
く普及した場合には、深夜電力時間帯開始時刻から一定
の時間の間に新たな電力需要ピークが発生する可能性が
あった。例えば、充電当日の夜２２時ごろから翌日深夜
２時頃までに大きな電力需要ピークを発生させることが
予測される。

【０００４】すなわち、このままの充放電制御方法での
電力貯蔵装置が普及した場合、電力発電事業において発
電機を昼間や朝夕に続き、新たに夜中に電力需要を監視
しながら発電させなければならないなどの問題を将来的
に発生させる恐れがあり、発電機側としての効率運転が
阻害されるなどの問題の発生が予測される。

【０００５】そこで、本発明では電力貯蔵装置が大量に
普及した場合にも、新たな電力需要ピークを発生するこ
となく、効率的で経済的な電力貯蔵を行うことのできる
電力貯蔵装置と充電制御方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明電力貯蔵装置は、電力系統に接続された電力貯
蔵手段を備えてなる電力貯蔵装置であって、電力系統に
接続された負荷により消費される予測電力消費量の時間
変化と電力系統に供給される予定供給電力量の時間変化
とを比較することにより、電力貯蔵手段に充電を行う充
電時間帯を決める充電時間帯設定手段と、該充電時間帯
設定手段により決められた充電時間帯に電力貯蔵手段に
対する充電が行われるように充電制御を行う充電制御手
段とを備えたことを特徴とする電力貯蔵装置である。

【０００７】また、本発明の充電制御方法は、充電時間
帯を予備充電時間帯と、これに続きかつ充電速度の最も
早い主充電時間帯と、さらにこれに続く補助充電時間帯
との3種類の時間帯に区分し、電力貯蔵手段に対する充
電を電力貯蔵手段の充電状態に応じて上記3種類の充電
時間帯に分けて行うことを特徴とする充電制御方法であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を示しな
がら、本発明についてさらに説明する。本発明で用いる
ことのできる電力貯蔵手段は、電力を貯蔵できるもので
あればどのようなものでも良く、直接電力を貯蔵するも
のであっても間接的に電力を貯蔵するものであっても良
い。例えば、フライホイール、超伝導コイル、二次電池
等を用いることができる。

【０００９】充電時間帯設定手段は、例えば、前年の電
力消費量データから予測されるその日の予測電力消費量
の時間変化と、発電機により供給する予定のその日の予
定供給電力量の時間変化とを比較して、予定供給電力量
が予測電力消費量より多くなる時間帯を充電時間帯とし
て設定する手段であって、例えば、系統電力全体の電力
供給状態を制御する中央制御装置であっても良いし、電
力貯蔵手段に備えられたＣＰＵでも良いが、電力貯蔵手
段に個別にＣＰＵを設ける場合には、系統電力全体を制
御する中央制御装置からＣＰＵに対して予測電力消費量
の時間変化と予定供給電力量の時間変化についてのデー
タが伝達されるようにするのが好ましい。

【００１０】充電時間帯設定手段により行う充電時間帯
の設定は、１日の中の特定の時間帯として設定しても良
いし、１週の中の特定の日時としても良く、電力貯蔵装
置や電力系統の運用状態に併せて適宜設定されるように
すれば良い。分散配置される電力貯蔵手段の数が少ない
場合や、電力貯蔵装置全体での貯蔵電力量が多くない場
合には、予測電力消費量の時間変化と予定供給電力量の
時間変化とを比較してその都度充電時間帯を設定する効
果はそれほど大きくはないが、電力貯蔵手段の数や容量
が多い場合には、比較結果により充電時間帯を設定する
ことにより、発電設備の利用効率の向上とエネルギー利
用効率の向上を図ることができる。

【００１１】また、充電時間帯の設定を各電力貯蔵手段
ごとに個別に行うことにより、より発電設備の利用効率
とエネルギー利用効率を向上させることができる。

【００１２】例えば、系統電力全体を制御する中央制御
装置に対して、分散配置された各電力貯蔵装置の定格電
力貯蔵容量や電力貯蔵状態についての情報が入力される
ようにし、これら情報を含めて中央制御装置が各電力貯
蔵手段の充電時間帯を個別に決定するようにし、さら
に、各電力貯蔵手段の放電時間帯も合わせて個別に設定
するようにすることで、より効率的で、信頼性の高い電
力貯蔵装置を構築することができる。この場合、中央制
御装置および充電制御装置（この例では放電制御も行
う）に送受信手段を設け、互いにデータのやり取りがで
きるようにする。

【００１３】充電制御手段は、充電時間帯設定手段によ
り決められた充電時間帯に、電力貯蔵手段に対する充電
が系統電力から行われるように充電を制御する手段であ
って、例えば、電力貯蔵手段が二次電池である場合に
は、充電時間帯設定手段により作動開始時刻が設定され
るタイマー回路を備えた充電回路を用いることができ
る。

【００１４】また、充電時間帯情報を充電制御手段に対
して送信する送信機能を充電時間帯設定手段に備えさ
せ、充電制御手段に充電時間帯情報を受信してこの充電
時間帯を設定する機能を備えさせるのは好ましく、これ
によって充電時間設定手段を電力貯蔵手段とは離れた場
所に設置することが可能となり、例えば、充電時間設定
手段を他の電力貯蔵装置と共用することが可能となっ
て、中央制御装置に充電時間設定手段を設ける等して電
力系統全体の制御に組み込むことが可能となり、これに
よって系統に接続された電力貯蔵装置全体を互いに協調
させながら制御することで電力貯蔵に伴う電力消費のピ
ーク発生を防ぐことができると共に、効率的な電力系統
の制御が可能となる。

【００１５】また、充電制御装置に電力貯蔵手段の充電
状態を検知する充電状態検知手段を備え、検知した充電
状態情報を充電時間帯設定手段に送信する送信機能を備
えるようにすることも好ましく、これによって充電時間
帯の設定を他の電力貯蔵装置の電力貯蔵状態を加味した
上で行うことができるようになり、より信頼性の高い充
電制御が可能となる。次に、充電制御手段において用い
られる充電制御方法について説明する。充電制御は、充
電を行う時間や時刻を制御する時間制御と、充電電流や
充電電圧等を制御する電流・電圧制御等とを組み合わせ
ることにより行う。なお、電力貯蔵手段が二次電池以外
の手段である場合には、系統から受電する電力量を電流
や電圧を制御することによりフライホイールの駆動力等
を制御することにより充電制御を行う。

【００１６】時間制御は、例えば、充電開始時刻を制御
するだけとすることもでき、この場合は、従来の充電制
御方法と同じになる。しかしながら、このような時間制
御を行った場合でも本発明の電力貯蔵装置を用いること
によって、充電時間帯設定手段により各電力貯蔵装置の
充電時間帯を調整して設定することにより、電力貯蔵に
伴う新たな電力需要ピークの発生を防ぐことが可能とな
る。

【００１７】電力貯蔵手段が二次電池である場合には、
充電時間帯を予備充電時間帯と、これに続きかつ充電速
度の最も早い主充電時間帯と、さらにこれに続く補助充
電時間帯との3種類の時間帯に区分し、電力貯蔵手段に
対する充電を電力貯蔵手段の充電状態に応じて上記3種
類の充電時間帯に分けて行うようにするのが好ましい方
法の一つである。なお、主充電時間帯は、電力貯蔵手段
への充電のための単位時間あたりの電力消費が最も多く
なる時間帯であり、予備充電時間帯は、主充電時間帯と
補助充電時間帯での充電だけでは電力貯蔵装置を満充電
状態にできない場合に利用する時間帯であり、補助充電
時間帯は、高い充電効率で電池を満充電状態にまで充電
する為の充電時間帯であり、各時間帯の長さは、二次電
池の特性と系統電力の電力需要状態に応じて適宜設定す
る。そして、このようにすることで、充電時間帯を電力
貯蔵装置毎に細かく設定しなくとも電力需要ピークの発
生を防ぐことが可能となる。例えば、現在の深夜電力時
間帯をそのまま充電時間帯としても、電力需要ピークの
発生を抑制することができる。また、補助充電時間帯を
設けることにより、二次電池に対する充電効率を高くす
ることができる。

【００１８】この場合、例えば、各電力貯蔵装置に共通
の充電時間設定手段を設け、各電力貯蔵装置間の調整を
行った上で充電時間帯を3種類の区分の仕方を含め各電
力貯蔵装置毎に決定し、これを各電力貯蔵装置の充電制
御手段に伝達するようにしても良いし、各電力貯蔵装置
に共通の充電時間設定手段を設け、各電力貯蔵装置間の
調整を行った上で各電力貯蔵装置に共通の充電時間帯を
決定し、これを各電力貯蔵装置の充電制御手段に伝達す
るようにしても良い。また、充電時間帯設定手段は電力
貯蔵手段の充電状態や電力貯蔵容量等を比較することな
く、電力消費量と電力供給量のみから充電時間帯を設定
し、電力貯蔵手段が電力系統に複数接続されている場合
であっても、一種類の充電時間帯を設定するようにして
も良い。さらに、過去の季節毎のデータから、次の季節
毎の充電時間帯を設定するようにしても良い。例えば、
夏は12時〜4時、冬は10時〜７時を充電時間帯として設
定する。このように、一定の期間の間充電時間帯を固定
する場合には、充電時間帯設定変更の頻度が少ない為、
充電時間帯設定手段を設けなくても良く、例えば、予め
充電時間帯を記憶させた充電制御手段を備えた装置を用
いることもできる。

【００１９】また、充電時間帯の設定は連続した時間帯
として設定する必要はなく、例えば、冬季の北海道のよ
うに朝と夕方に電力消費ピークが発生するような地域で
は、３〜５時、１２時〜１時の２つの充電時間帯を設定
するようにしても良い。

【００２０】また、電力貯蔵手段の種類によっては、一
定の期間毎に異なるパターンの充電が必要となることも
有り、このような場合には、それぞれのパターンに応じ
た複数種類の充電時間帯を設定するようにする。例え
ば、鉛蓄電池等の組電池の場合、定期的な均等充電や回
復充電が必要となるので、均等充電や回復充電を行う為
の充電時間帯を別に設けるようにする。この場合には、
例えば、カレンダー管理のもと出来るだけ電力需要が少
ない曜日の夜中に主充電時間帯を設定し、補助充電時間
帯の時間を長く設定するようにして、蓄電池群の回復も
しくは均等充電を施すのが良い。また、均等充電を行う
場合、例えば鉛蓄電池を用いるような場合には、均等充
電を行った後の放電容量を加算し、この加算値が所定の
値を越えたことを検知して次の均等充電を行うようにす
るのが好ましい方法の一つである。

【００２１】上記3種類の時間帯に充電時間を区分する
場合、二次電池に対する充電効率を高くするという観点
からは、充電時間の割り当ては補助充電時間帯の最後か
ら行うようにするのが好ましい。このようにした場合、
補助充電時間帯の終了時刻を、二次電池からの放電開始
時間にあわせておけば、気温が低く電池温度が低下して
放電特性が低下しやすい気象条件の下でも、充電動作に
より電池が暖まっている為に放電直後から良好な放電を
行うことが可能となる。また、上記3種類の時間帯に充
電時間を区分する場合、上記3種類の充電時間帯すべて
で充電を行い、予備充電時間帯の充電により電力貯蔵手
段の充電状態を検知し、主充電時間帯に最も多くの充電
量を充電し、補助充電により電力貯蔵手段を満充電状態
にするのが好ましく、このように制御することで、電力
を効率良く充電することが可能となり、二次電池の利用
効率も良くすることができる。この場合、予備充電時間
帯での充電により検知された充電状態を元に、充電終了
後に所定の充電状態となるようにその後の各充電時間帯
での充電時間を決定し、これにしたがって充電制御を行
う。なお、このような3種類の時間帯の時間配分は、充
電時間帯設定手段により行っても良いし、充電制御手段
により行っても良いし、両者で分担し合っても良い。

【００２２】3種類の時間帯への区分の方法は、例え
ば、比較的電力消費量の少ない時間帯を充電時間帯と
し、この時間帯の中で特に電力消費量の少ない時間帯を
主充電時間帯として設定し、充電時間帯の開始時刻から
主充電時間帯の開始時刻までの間を予備充電時間帯と
し、主充電時間帯の終了時刻から、充電時間帯の終了時
刻までの間を補助充電時間帯とする方法による。なお、
このような区分は、充電時間帯設定手段により行っても
良いし、充電制御手段により行っても良いし、両者で分
担し合っても良い。

【００２３】電流・電圧制御は、電力貯蔵手段の種類に
よって適宜選択すれば良く、例えば、電力貯蔵手段が密
閉型鉛蓄電池の場合には、定電流制御による電流・電圧
制御を行い、充電時間を制御することで電池への充電状
態を調整する。この場合、上記のように充電時間帯を予
備充電時間帯と主充電時間帯と補助充電時間帯との3種
類の時間帯に区分し、予備充電時間帯の充電により電池
の充電状態を検知し、この検知された充電状態に基づい
て、補助充電時間帯の最後から充電時間の割り当てを行
うようにするのが好ましい。充電状態を検知する為の充
電は、小さな電流による短時間の定電流充電により行
い、主充電時間帯での充電は他の充電時間帯に比べて最
も大きな電流値での定電流充電により行い、補助充電は
充電効率の低下を抑制できるような小さな電流値による
定電流充電により行う。このような定電流による充電の
利点は、充電制御装置の構成を簡略化でき、充電量の定
量的な把握を容易に行うことができる点である。そして
充電量の定量的な把握を行うことで、充電時間帯に充電
を完了させる為の充電時間の割り当てと充電電流値の設
定を容易に行うことができるようになる。

【００２４】また、予備充電時間帯に充電量の不足を補
う為の充電を行う場合で、主充電時間帯までに充電を一
旦停止する場合には、例えば、予備充電量と充電電流か
ら算出される充電時間により予備充電の開始と停止を制
御するようにしても良いし、予備充電で目標とする充電
状態に対応する電池電圧を目安にして電圧を管理するこ
とによって予備充電の開始と停止を制御するようにして
も良い。なお、予備充電は、主充電時間帯が短くて主充
電時間帯内に効率を落とさない電流での必要量の充電が
できない場合に有効に用いられる。

【００２５】予備充電時間帯での充電から電池の充電状
態を把握するには、例えば、電池電圧と温度を同時に計
測し、予め測定して準備しておいた各電池温度、各充電
状態ごとに対応した、定電流充電電流の大きさとその充
電電流を流している際の電池電圧との関係を示すデータ
を基に、蓄電池の放電状態、つまりは残存容量を判別す
る方法を用いることができる。そして、この残存容量か
ら、満充電に要する充電量を算出し、これに基づいて充
電時間を割り当てるようにする。従って、充電時間帯に
入る前の蓄電池の放電状況に応じて、充電制御のされ方
が異なることになる。

【００２６】各充電時間帯における充電電流の大きさ
は、電池の種類や充電状態に応じて適宜設定されるが、
密閉型鉛蓄電池の場合、予備充電時の充電電流・補助充
電電流は、０．１Ｃ以下、好ましくは０．０５Ｃ以下と
するのが好ましい。また、主充電を行う前にＳＯＣ５０
％の状態となるようにしておくのが好ましい。また、主
充電時の電流値は、０．１５Ｃ以上で２Ｃ以下とするの
が好ましく、主充電時間体内に所定量の充電を完了する
ことができる限度内でできるだけ小さい電流値とするの
が良い。また、主充電での充電量は、ＳＯＣ９０％以下
とするのが好ましく、残りの充電は補助充電で行うのが
好ましい。これは、充電効率を上げる為である。また、
補助充電ではできるだけＳＯＣ１００％になるように充
電するのが好ましく、これによって電力貯蔵手段の容量
を最大限に利用することが可能となり、電池寿命も長く
でき、電池ごとの充電状態のバラツキも抑制できる。

【００２７】なお、ＳＯＣ１００％になるように充電す
るには、充電ロス、設備効率変動誤差等を考慮して、充
電電流量が１００％充電されるとして計算される充電量
を超える充電量を補助充電により充電するようにすれば
良く、例えば、密閉型鉛蓄電池の場合には、１００％を
２％〜５％、特に好ましくは3％〜４％越えるようにす
るのが良い。また、均等充電を行う場合には、１０％〜
１５％、特に好ましくは１３％〜１４％越えるようにす
るのが良い。

【００２８】また、充電終了後に充電不足や充電過剰が
生じていないかどうかを検出するようにするのが良く、
この方法としては、充電終了後の電池電圧を測定し、予
め求めた上限電圧値と下限電圧値とを用い、この中に入
っているかどうかで判定する方法が有る。そして、上限
電圧を越えた場合には、過充電であると判定して、補助
充電時間を短くし、下限電圧を下回った場合には、充電
不足であると判定して均等充電と均等充電の間の期間を
短くするように設定を修正するようにするのが良い。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明についてさらに説
明する。

【００３０】図１は、本発明電力貯蔵装置の実施例を示
すブロック図であり、図２は、本発明充電制御方法の実
施例を示すフローチャートである。

【００３１】本実施例の電力貯蔵装置は、電力系統５に
接続された密閉型鉛蓄電池である電力貯蔵手段３を備え
てなる電力貯蔵装置であって、電力系統５に接続された
負荷により消費される予測電力消費量の時間変化と電力
系統５に供給される予定供給電力量の時間変化とを比較
することにより、電力貯蔵手段３に充電を行う充電時間
帯を決める充電時間帯設定手段４と、充電時間帯設定手
段４により決められた充電時間帯に電力貯蔵手段３に対
する充電が行われるように充電制御を行う充電制御手段
２と、温度検出手段６とを備えてなる電力貯蔵装置であ
って、充電制御手段２、電力貯蔵手段３、温度検出手段
６とからなる電力貯蔵装置本体１と充電時間設定手段４
とが離れて設置されているものである。

【００３２】充電時間帯設定手段４は、他の電力貯蔵装
置の充電時間帯設定手段を兼ねており、充電時間帯情報
を充電制御手段２に対して送信する送信機能と充電制御
手段２から送信されてくる充電状態情報を受信する機能
を備えており、電力貯蔵装置本体１、１’内の電力貯蔵
手段の充電状態を把握し、充電により新たな電力需要ピ
ークが発生しないように充電時間帯を設定するように構
成されており、電力系統５の制御装置内に組み込まれて
いる。

【００３３】充電制御手段２は、電力貯蔵手段３の充電
状態を検知する充電状態検知手段２４を備え、充電時間
帯設定手段４からの充電時間帯情報を受信して上記充電
時間帯を設定する機能と、検知した充電状態情報を充電
時間帯設定手段４に送信する送信機能を備えており、電
力系統５の交流電力を直流に変換し、電力貯蔵手段３か
らの直流電力を交流電力に変換する双方向コンバータ２
１と、充電装置２２と、充電時間帯情報と電池の充電状
態を検知する為のデータを記憶する記憶手段２５と、充
電を制御する為の制御信号を作成して充電装置２２を制
御する演算装置２３とを備えている。

【００３４】本実施例の装置は、電力貯蔵装置の数が多
く、また合計の電力貯蔵容量が大きくなった場合に、高
精度で高率良く電力系統の制御を行う場合に適してい
る。以下、充電時間帯がｐｍ１０：００〜ａｍ７：４５
の深夜電力供給時間帯に設定され、この充電時間帯がｐ
ｍ１０：００〜ａｍ３：００の予備充電時間帯、ａｍ
３：００〜ａｍ５：００の主充電時間帯、ａｍ５：００
〜ａｍ７：４５の補助充電時間帯の３種類の時間帯に区
分されて設定された場合について説明する。なお、設備
をできるだけ簡略化する場合には、充電時間帯設定手段
を設けることなく、充電制御装置と電力貯蔵手段のみで
電力貯蔵装置を構成しても良い。

【００３５】以下、充電制御装置と電力貯蔵手段とで構
成された電力貯蔵装置を例にして、上記充電時間帯が予
め充電制御装置内に設定されている場合について本実施
例の充電制御方法を説明する。なお、電力貯蔵装置の構
成は、図1に示された電力貯蔵装置本体１と同じ構成で
あり、上記充電時間帯のデータは、記憶手段２５に予め
記憶されており、充電制御の方法は演算手段２３にプロ
グラムされている。

【００３６】本例充電制御は、図２のフローチャートに
示す手順で行われ、この手順は演算手段２３にプログラ
ムされている。本実施例では、電力貯蔵手段として複数
個の密閉型鉛蓄電池からなる組電池が用いられており、
ＤＯＤが７０％以上となるように放電が制御されるよう
になっている。これは、寿命と放電容量とを勘案した場
合、寿命内で放電できる総容量がＤＯＤ７０％とした場
合にほぼ最大となる為であって、これ以上ＤＯＤを大き
くすると利用効率が悪くなるからである。また、複数個
の蓄電池を接続して用いる場合、特に鉛蓄電池を用いる
場合には、定期的に均等充電を行うようにするのが好ま
しく、本実施例では、放電容量の合計（加算Ａｈ量Σ
Ｑ）が３．５Ｃを超えた時点で均等充電を行うようにし
ている。このように、均等充電を行う場合、例えば、密
閉型鉛蓄電池を用いる場合には、放電容量を積算して所
定の放電容量を越えた時点で均等充電が行われるように
制御するのが好ましく、密閉型鉛蓄電池の場合には、こ
の所定値を３．５Ｃ〜４Ｃとするのが好ましい。また、
これに加えて、放電量が少なく放電積算容量による均等
充電が行われない場合でも、定期的に均等充電を行う
（例えば、充電動作30回に1回程度）ようにするのが良
い。なお、本例での放電容量の合計（ΣＱ）は、充電終
了後から次の充電開始までの放電量を計測し、この放電
量（計測Ａｈ量Ｑａｈ）を放電制御の最後に適宜加重
（条件に応じて０、１、２を掛ける）を加えて加算する
ことにより算出している。

【００３７】以下、図２に基づき、本実施例の充電制御
方法について説明するが、本例の充電制御方法は、充電
時間帯を予備充電時間帯と、これに続きかつ充電速度の
最も早い主充電時間帯と、さらにこれに続く補助充電時
間帯との3種類の時間帯に区分し、予備充電時間帯の充
電により密閉型鉛蓄電池の充電状態を検知し、充電状態
に応じて充電時間の割り当てを補助充電時間帯、主充電
時間帯、予備充電時間帯の順に行うことを特徴とするも
のである。

【００３８】また、充電状態の判別、ΣＱの判定等は、
組電池の中の特定の単位電池を対象に行うようにしてい
る。

【００３９】さらに、各充電時間帯での充電はすべて定
電流充電により行われるようにされており、予備充電時
間帯での充電電流が０．０５ＣＡ、主充電時間帯での充
電電流が０．２ＣＡ、補助充電時間帯での充電電流が
０．０５ＣＡと設定されている。

【００４０】さて、図２に示されるように、まずｐｍ1
0：00になったかどうかが判定され、ｐｍ10：00になれ
ば温度検出手段６により電池（電力貯蔵手段６）の温度
が計測される。この計測結果は、充電状態検出手段２４
に入力され、充電状態検出手段２４は記憶手段２５から
この温度に該当するデータを抽出する。

【００４１】ついで、加算Ａｈ量ΣＱが演算装置２３に
より積算放電量値３．５Ｃ（Ｃ：定格容量）と比較さ
れ、３．５Ｃに達していた場合には均等充電に入るよう
に主充電時間帯とＣｔの設定が変更され、３．５Ｃ以下
の場合には変更は行われず次へ進む。なお、均等充電に
入る場合には、加算Ａｈ量ΣＱが０とされてリセットさ
れ、主充電時間帯の終了時間がａｍ１：００〜ａｍ３：
００に変更され、Ｃｔに２時間が追加されて補助充電時
間が延長される。

【００４２】ついで、０．０５ＣＡの電流で3分の補助
充電が行われると共に、電圧が計測される。この充電
は、充電状態を検出する為の充電であり、この時の電圧
データと充電電流値が充電手段２２から充電状態検出手
段２４に入力され、記憶手段２５から抽出したデータを
基に充電状態を判別する。検出された充電状態は、演算
手段２３に入力され、演算手段２３は、ＳＯＣ５０％
と、９０％を基準として、各充電時間帯における充電時
間を算出し、これに基づいて充電手段を制御して充電を
行う。

【００４３】まず、充電状態はＳＯＣ５０％を基準とし
て判別され、ＳＯＣ５０％未満の場合には、予備充電が
行われ、ＳＯＣ５０％以上の場合には、予備充電は行わ
れない。予備充電は、充電電流×充電時間で求められる
充電量が１００％充電されるとの前提でＳＯＣ５０％と
なるか、予備充電時間の終了するａｍ３：００になった
時点で終了する。そして、引き続き主充電が開始され、
０．２ＣＡの電流値によりａｍ５：００まで充電が行わ
れ、さらに、ａｍ５：００からａｍ７：４５まで補助充
電が行われる。なお、補助充電では、最後の45分間分が
計算上の余剰充電量（３．７５％分）となる。

【００４４】ＳＯＣ５０％以上の場合には、さらにＳＯ
Ｃ９０％以下か否かが判定され、９０％を越えている場
合には、主充電は行われず、補助充電がａｍ７：４５に
終了するように開始される。この時、45分間は余剰分と
して加えられる。

【００４５】ＳＯＣ９０％以下の場合には、主充電時間
帯において充電電流×充電時間で求められる充電量が１
００％充電されるとの前提でＳＯＣ９０％になるまで充
電が行われる。充電はａｍ５：００に終了するように開
始され、引き続きａｍ５：００から補助充電が2時間45
分行われる。

【００４６】最後に、時刻がａｍ７：４５になったこと
が確認されて充電が終了し、充電終了時の電圧が測定さ
れ、この値がＶＬ＝２．６Ｖ、ＶＨ＝２．４Ｖと比較さ
れ、加算Ａｈ量ΣＱが設定される。

【００４７】この時点での電圧比較は、充電状態判別時
の誤差による過充電または充電不足を補正する為のもの
であって、ＶＨを越えている場合には充電のし過ぎであ
ると判定し、ΣＱに０を加算し、連続で０が5回加算さ
れた場合には、Ｃｔと充電終了時間からそれぞれ５分削
減し、補助充電時間を減らして過充電（過均等充電）を
防ぐようにする。例えば、充電状態の判別時に実際の充
電状態より低い充電状態が判別されると、過充電となり
電圧が２．６Ｖを越えて高くなり、充電効率は低下して
好ましくない為、これを防ぐことを目的としている。

【００４８】ＶＨ以下の場合には、次にＶＬと比較され
てＶＬ以下である場合には、充電不足と判断し、ΣＱに
計測Ａｈ量の2倍の値を加算して均等充電に入る時期を
早めるようにし、充電不足により組電池を劣化させない
ようにする。

【００４９】ＶＬを越えている場合には、適正な充電が
行われていると判断され、計測Ａｈ量をΣＱに加算す
る。なお、均等充電時には、主充電時間帯はａｍ１：０
０〜ａｍ３：００となり、通常より2時間早く主充電に
入り、補助充電が通常より2時間余分に行われる。

【００５０】図３は、ＳＯＣ３５％とした組電池に上記
充電制御方法を適用して充電を行った場合の、時刻、充
電電流値、電圧、ＳＯＣの代表的な関係を示す図であ
る。また、図４は、同様にＳＯＣ４５％とした組電池に
適用した場合の図、図５は、同様にＳＯＣ６０％とした
組電池に適用した場合の図、図６は、同様にＳＯＣ７５
％とした組電池に適用した場合の図、図７は、同様にＳ
ＯＣ９０％とした組電池に適用した場合の図、図８は、
同様にＳＯＣ９５％とした組電池に適用した場合の図で
ある。

【００５１】なお、実際の充電制御では、最初の充電状
態の判別等で誤差が発生する為、上記図に示すタイムチ
ャートと少しずれる場合も生じる。

【００５２】例えば、ＳＯＣ＝６０％とした組電池に充
電を行った場合、ｐｍ１０：００に蓄電池の温度が計測
され、これと同時に０．０５ＣＡの定電流で３分間の充
電が施され、３分目の電圧が計測されてその蓄電池温度
における定電流０．０５ＣＡで充電した時の３分目の蓄
電池電圧と充電状態との関係（予め求められた関係）か
ら蓄電池の充電状態ＳＯＣが判別され、ＳＯＣ５９％と
算出された。この値に基づき、主充電時間帯における充
電開始時刻が計算され、この開始時刻まで充電は停止さ
れて予備充電は行われず、ａｍ３：３３になったと同時
に０．２ＣＡの定電流での充電が開始され、ａｍ５：０
０までの間の１時間２７分間充電が実施され、ａｍ５：
００に到達すると同時に０．０５ＣＡの定電流に電流が
落とされ、そのまま２時間４５分間の時刻としてａｍ
７：４５まで定電流充電が実施された。

【００５３】また、ＳＯＣ＝９５％とした組電池の場合
は、ＳＯＣが９７％と計算され、ａｍ６：２４からａｍ
７：４５までの1時間21分間の補助充電のみが行われ
た。

【００５４】また、ＳＯＣ＝３０％とした組電池の場合
は、ＳＯＣが３３％と計算され、ａｍ１：２７までの3
時間24分間の予備充電が行われ、その後ａｍ３：００ま
で充電が停止された後、主充電と補助充電が行われた。

【００５５】しかしながら、上記６０％の組電池の場合
に実測された充電電流の積算量は定格容量に対して１０
３．５％となって、その後の容量確認放電において蓄電
池の充電状態がほぼ１００％となっていたことが確認さ
れ、良好な充電が行われた。また、上記９５％の組電池
の場合は、実測された充電電流の積算量は定格容量に対
して１０１．３％となって、その後の容量確認放電にお
いて蓄電池の充電状態がほぼ１００％となっていたこと
が確認され、良好な充電が行われた。さらに、上記３０
％の組電池の場合は、実測された充電電流の積算量は定
格容量に対して１０３．７％となって、その後の容量確
認放電において蓄電池の充電状態がほぼ１００％となっ
ていたことが確認され、この場合も良好な充電が行われ
た。なお、計算上の充電量は、いずれも１０３．７５％
である。

【００５６】また均等充電に入るカウント数を７回と設
定し、充電制御を７回繰り返した結果、ＳＯＣ＝３５％
の状態で投入した組電池はｐｍ１０：００に０．０５Ｃ
Ａの定電流充電が開始され、充電状態を判別すると共に
約３時間後のａｍ０：５８に一旦終了した。その後ａｍ
１：００に０．２ＣＡの定電流充電が開始され、ａｍ
３：００に到達すると同時に０．０５ＣＡの定電流に電
流が落とされ、そのまま４時間４５分間、時刻としてａ
ｍ７：４５まで定電流充電が実施された。ここまでの実
測充電量は定格容量に対して１１４．３％（計算上の充
電量は１１３．７５％）となり、その後の容量確認放電
において、蓄電池の充電状態がほぼ１００％であったこ
とが確認された。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、電力貯蔵装置が大量に
普及した場合にも、新たな電力需要ピークを発生するこ
となく、効率的で経済的な電力貯蔵を行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電力貯蔵装置の実施例を示すブロック図。

【図２】 充電制御方法の実施例を示すフローチャー
ト。

【図３】 ＳＯＣ３５％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【図４】 ＳＯＣ４５％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【図５】 ＳＯＣ６０％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【図６】 ＳＯＣ７５％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【図７】 ＳＯＣ９０％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【図８】 ＳＯＣ９５％とした場合の時刻・電流・電圧
・ＳＯＣの関係を示す図。

【符号の説明】 １：電力貯蔵装置本体 ２：充電制御手段 ３：電力貯蔵手段 ４：充電時間帯設定手段 ５：電力系統 ６：温度検出手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統に接続された電力貯蔵手段を備
   えてなる電力貯蔵装置であって、電力系統に接続された
   負荷により消費される予測電力消費量の時間変化と電力
   系統に供給される予定供給電力量の時間変化とを比較す
   ることにより、電力貯蔵手段に充電を行う充電時間帯を
   決める充電時間帯設定手段と、該充電時間帯設定手段に
   より決められた充電時間帯に電力貯蔵手段に対する充電
   が行われるように充電制御を行う充電制御手段とを備え
   たことを特徴とする電力貯蔵装置。
2. 【請求項２】 上記充電時間帯設定手段が充電時間帯情
   報を充電制御手段に対して送信する送信機能を備え、前
   記充電制御手段が前記充電時間帯情報を受信して上記充
   電時間帯を設定する機能を備えていることを特徴とする
   請求項１記載の電力貯蔵装置。
3. 【請求項３】 上記充電制御装置が電力貯蔵手段の充電
   状態を検知する充電状態検知手段を備え、検知した充電
   状態情報を充電時間帯設定手段に送信する送信機能を備
   えていることを特徴とする請求項１または２記載の電力
   貯蔵装置。
4. 【請求項４】 充電時間帯を予備充電時間帯と、これに
   続きかつ充電速度の最も早い主充電時間帯と、さらにこ
   れに続く補助充電時間帯との3種類の時間帯に区分し、
   電力貯蔵手段に対する充電を電力貯蔵手段の充電状態に
   応じて上記3種類の充電時間帯に分けて行うことを特徴
   とする充電制御方法。
5. 【請求項５】 充電時間の割り当てを補助充電時間帯の
   最後から行うことを特徴とする請求項４記載の充電制御
   方法。
6. 【請求項６】 上記3種類の充電時間帯すべてで充電を
   行い、予備充電時間帯の充電により電力貯蔵手段の充電
   状態を検知し、本充電時間帯に最も多くの充電量を充電
   し、補助充電により電力貯蔵手段を満充電状態にするこ
   とを特徴とする請求項４記載の充電制御方法。