JP2013183561A - 蓄電システム、蓄電制御装置、および、蓄電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電の効率をよくすること。
【解決手段】蓄電システムによって、複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御され（ステップＳ１１３）、第１の蓄電部が満充電になったか否かが判断され（ステップＳ１３１）、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧が測定され（ステップＳ１４３）、測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かが判断され（ステップＳ１４４）、開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電部に充電するよう制御され（ステップＳ１４５）、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電部のうち第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御される（ステップＳ１１５）。
【選択図】図３

Description

この発明は、蓄電システム、蓄電制御装置、および、蓄電制御方法に関し、特に、蓄電部の充放電を行なうことに適した蓄電システム、蓄電制御装置、および、蓄電制御方法に関する。

従来、複数の蓄電池を並列に接続したシステムにおいて、各蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge、充電率）と充電容量とに基づいて、各蓄電池の充放電を制御するシステムがあった（たとえば、特許文献１）。ＳＯＣは、ＳＯＣ（％）＝充電残量（Ａｈ）／充電容量（Ａｈ）×１００の式で算出される。充電容量とは、蓄電池に充電が可能な量である。

特開２００８−２２６５１１号公報

しかし、蓄電池の使用中において、ＳＯＣは、たとえば、電流積算により算出される。このため、蓄電池の充放電を繰返すことにより、算出されるＳＯＣの値の精度が低下するといった問題があった。その結果、実際には、満充電ではないのに、ＳＯＣが１００％と算出されてしまい、充電の効率が悪くなってしまうといった問題があった。

この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、充電の効率をよくすることが可能な蓄電システム、蓄電制御装置、および、蓄電制御方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、この発明のある局面によれば、蓄電システムは、複数の蓄電部と、蓄電部の充電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御する第１の制御部と、第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断する第１の判断部と、第１の判断部によって満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧を測定する測定部と、測定部によって測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電部に充電するよう制御する第２の制御部と、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電部のうち第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御する第３の制御部とを含む。

この発明に従えば、蓄電システムによって、複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御され、第１の蓄電部が満充電になったか否かが判断され、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧が測定され、測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かが判断され、開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電部に充電するよう制御され、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電部のうち第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御される。

開放電圧で測定すると、より正確に蓄電部の電圧を測定することができる。このため、第１の蓄電部が満充電になったことを確実に判定することができ、第１の蓄電部が満充電になった後に、第２の蓄電部の充電を開始することができる。その結果、充電の効率をよくすることが可能な蓄電システムを提供することができる。

好ましくは、制御装置は、さらに、第１の判断部によって満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧が安定しているか否かを判断する第３の判断部を含む。第２の判断部は、第３の判断部によって開放電圧が安定していると判断されることを条件として、開放電圧が所定値に達したか否かを判断する。

この発明に従えば、蓄電システムによって、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧が安定しているか否かが判断され、開放電圧が安定していると判断されることを条件として、開放電圧が所定値に達したか否かが判断される。このため、開放電圧について、より正確に判断することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、さらに、第３の判断部によって開放電圧が安定していないと判断された場合、第３の判断部によって開放電圧が安定したと判断されるまでの間、第２の蓄電部に充電するよう制御する第４の制御部を含む。

この発明に従えば、蓄電システムによって、開放電圧が安定していないと判断された場合、開放電圧が安定したと判断されるまでの間、第２の蓄電部に充電するよう制御される。このため、ある蓄電部の開放電圧の安定までの待ち時間を有効に利用して、他の蓄電部を充電することができる。

好ましくは、制御装置は、さらに、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達したと判断された場合、第１の蓄電部の充電状態を示す値を満充電を示す値にリセットする再設定部を含む。

この発明に従えば、蓄電システムによって、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、第１の蓄電部の充電状態を示す値が満充電を示す値にリセットされる。このため、充電状態を示す値の精度を向上させることができる。

好ましくは、第３の制御部は、第１の蓄電部よりも優先順位の低い蓄電部を第２の蓄電部として充電するよう制御する。

この発明に従えば、蓄電システムによって、第１の蓄電部よりも優先順位の低い蓄電部を第２の蓄電部として充電するよう制御される。このため、複数の蓄電部の充電を、優先順位に従って行なうことができる。

好ましくは、制御装置は、さらに、複数の蓄電部のうちの優先順位の高い第３の蓄電部から放電するよう制御する第５の制御部を含む。

この発明に従えば、蓄電システムによって、複数の蓄電部のうちの優先順位の高い第３の蓄電部から放電するよう制御される。このため、複数の蓄電部からの放電を、優先順位に従って行なうことができる。

さらに好ましくは、優先順位は、蓄電部の充電状態を示す値に応じて定められる。この発明に従えば、蓄電部の充電状態に応じた優先順位に従って、蓄電部の充電または放電を行なうことができる。

この発明の他の局面によれば、蓄電制御装置は、複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御する第１の制御部と、第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断する第１の判断部と、第１の判断部によって満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧を測定する測定部と、測定部によって測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電部に充電するよう制御する第２の制御部と、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電部のうち第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御する第３の制御部とを備える。

この発明に従えば、充電の効率をよくすることが可能な蓄電制御装置を提供することができる。

好ましくは、蓄電制御装置は、さらに、第１の判断部によって満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧が安定しているか否かを判断する第３の判断部を含む。第２の判断部は、第３の判断部によって開放電圧が安定していると判断されることを条件として、開放電圧が所定値に達したか否かを判断する。この発明に従えば、開放電圧について、より正確に判断することができる。

さらに好ましくは、蓄電制御装置は、さらに、第３の判断部によって開放電圧が安定していないと判断された場合、第３の判断部によって開放電圧が安定したと判断されるまでの間、第２の蓄電部に充電するよう制御する第４の制御部を含む。この発明に従えば、ある蓄電池の開放電圧の安定までの待ち時間を有効に利用して、他の蓄電部を充電することができる。

好ましくは、蓄電制御装置は、さらに、第２の判断部によって開放電圧が所定値に達したと判断された場合、第１の蓄電部の充電状態を示す値を満充電を示す値にリセットする再設定部を含む。この発明に従えば、充電状態を示す値の精度を向上させることができる。

好ましくは、第３の制御部は、第１の蓄電部よりも優先順位の低い蓄電部を第２の蓄電部として充電するよう制御する。この発明に従えば、複数の蓄電部の充電を、優先順位に従って行なうことができる。

好ましくは、蓄電制御装置は、さらに、複数の蓄電部のうちの優先順位の高い第３の蓄電部から放電するよう制御する第５の制御部を含む。この発明に従えば、複数の蓄電部からの放電を、優先順位に従って行なうことができる。

さらに好ましくは、優先順位は、蓄電部の充電状態を示す値に応じて定められる。この発明に従えば、蓄電部の充電状態に応じた優先順位に従って、蓄電部の充電または放電を行なうことができる。

この発明のさらに他の局面によれば、蓄電制御方法は、複数の蓄電部の充電を制御する制御装置による制御方法であって、制御装置が、複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御するステップと、第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断するステップと、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電部の開放電圧を測定するステップと、測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断するステップと、開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電部に充電するよう制御するステップと、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電部のうち第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御するステップとを含む。

この発明に従えば、充電の効率をよくすることが可能な蓄電制御方法を提供することができる。

この発明の実施の形態における蓄電システムの構成の概略を示す図である。 この実施の形態の蓄電システムの制御部によって実行される充放電制御処理の流れを示すフローチャートである。 この実施の形態の蓄電システムの制御部によって実行される充放電制御処理のサブルーチンである充電制御処理の流れを示すフローチャートである。 この実施の形態の蓄電システムの制御部によって実行される充放電制御処理のサブルーチンである放電制御処理の流れを示すフローチャートである。 この実施の形態の蓄電池の蓄電池電圧とＳＯＣとの関係を示すグラフである。 この実施の形態の蓄電池の充電容量の経時変化を示すグラフである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態における蓄電システム１０の構成の概略を示す図である。図１を参照して、蓄電システム１０は、蓄電池２０Ａ，２０Ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ，３０Ｂと、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂと、スイッチ５０Ａ，５０Ｂと、ＤＣバス６０と、電圧計７０Ａ，７０Ｂと、電流計８０Ｂと、制御部１００とを含む。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ、スイッチ５０Ａ、電流計８０Ａ、および、蓄電池２０Ａは、直列に接続される。なお、接続の順番は、これに限定されず、他の順番であってもよい。また、蓄電池２０Ａと並列に、電圧計７０Ａが接続される。

同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ｂ、スイッチ５０Ｂ、電流計８０Ｂ、蓄電池２０Ｂ、および、電圧計７０Ｂが接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ、スイッチ５０Ａ、電流計８０Ａ、蓄電池２０Ａ、および、電圧計７０Ａの組、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ｂ、スイッチ５０Ｂ、電流計８０Ｂ、蓄電池２０Ｂ、および、電圧計７０Ｂの組、および、ＤＣバス６０が、並列に接続される。

蓄電池２０Ａは、所定の充電容量の電力を蓄電可能である。蓄電池２０Ａからの電流は、電流計８０Ａおよびスイッチ５０Ａを通って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａに入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａは、蓄電池２０Ａの直流電圧を、ＤＣバス６０での定格電圧に変換する。これにより、蓄電池２０Ａから放電され、ＤＣバス６０に接続された外部負荷に定格電圧が印加され、蓄電池２０Ａからの電力が供給される。

また、ＤＣバス６０に定格電圧の外部電力源が接続された場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａは、ＤＣバス６０からの電力の電圧を、蓄電池２０Ａの電池電圧に変換し、スイッチ５０Ａおよび電流計８０Ａを介して、蓄電池２０Ａに印加する。これにより、ＤＣバス６０に接続された外部電力源から蓄電池２０Ａに充電される。

なお、充放電については、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ｂ、スイッチ５０Ｂ、電流計８０Ｂ、蓄電池２０Ｂ、および、電圧計７０Ｂの組も、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ、スイッチ５０Ａ、電流計８０Ａ、蓄電池２０Ａ、および、電圧計７０Ａの組と、同様に機能する。

ＳＯＣ検知部４０Ａは、電圧計７０Ａおよび電流計８０Ａからの検出値に基づいて、所定周期（たとえば、１秒ごと、または、１分ごとなど）で、逐次、蓄電池２０ＡのＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣ検知部４０Ａに替えて、制御部１００でＳＯＣを算出するようにしてもよい。ＳＯＣは、周知の方法で、電流値および電圧値の一方または両方に基づいて算出することができる。なお、ＳＯＣ検知部４０Ｂも、ＳＯＣ検知部４０Ａと同様に機能する。

制御部１００は、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂで算出された蓄電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣの値に基づいて、それぞれ、スイッチ５０Ａ，５０Ｂを制御して、蓄電池２０Ａ，２０Ｂの充放電のオン／オフを切替える。この制御については、後述の図２から図４で説明する。

図２は、この実施の形態の蓄電システム１０の制御部１００によって実行される充放電制御処理の流れを示すフローチャートである。図２を参照して、ステップＳ１０１で、制御部１００は、充電開始条件が成立したか否かを判断する。

充電開始条件とは、蓄電システム１０が充電を開始するための条件である。たとえば、充電開始条件は、ユーザがＤＣバス６０に外部電力源を接続したことによって、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂに外部から電流が流れてきたことを検知したという条件である。あるいは、充電開始条件は、その条件に加えて、蓄電システム１０に対して、充電を開始する操作を、ユーザが行なうという条件である。

充電開始条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１０１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１０２で、制御部１００は、後述する図３で示す充電制御処理を実行する。充電制御処理の後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。

一方、充電開始条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１０１でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１０３で、制御部１００は、放電開始条件が成立したか否かを判断する。

放電開始条件とは、蓄電システム１０が放電を開始するための条件である。たとえば、放電開始条件は、ユーザがＤＣバス６０に外部負荷を接続したことによって、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂから外部負荷に電流が流れたことを検知したという条件である。あるいは、放電開始条件は、その条件に加えて、蓄電システム１０に対して、放電を開始する操作を、ユーザが行なうという条件である。

放電開始条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１０４で、制御部１００は、後述する図４で示す放電制御処理を実行する。放電制御処理の後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。

一方、放電開始条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１０３でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。

図３は、この実施の形態の蓄電システム１０の制御部１００によって実行される充放電制御処理のサブルーチンである充電制御処理の流れを示すフローチャートである。図３を参照して、まず、ステップＳ１１１で、制御部１００は、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂで逐次算出されている各蓄電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣを取得する。

次に、ステップＳ１１２で、制御部１００は、ＳＯＣの高い順に、蓄電池２０Ａ，２０Ｂの優先順位を決定する。

そして、ステップＳ１１３で、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂのうち、優先順位の高い蓄電池に、最大１Ｃで充電を開始するよう、複数のスイッチ５０Ａ，５０Ｂのうち、優先順位の高い蓄電池に対応するスイッチを、オン状態に制御する。

ここで、電池の充放電の電流値は、Ｃレート（＝電流値（Ａ）／容量（Ａｈ））で示される。たとえば、容量１５０Ａｈの電池を、１５Ａで充放電すると０．１Ｃであり、１５０Ａで充放電すると１Ｃである。

なお、ここでは、充電の電流値を最大１Ｃとするが、これに限定されず、他の値であってもよい。

次に、ステップＳ１１４で、制御部１００は、充電電流に余裕があるか否かを判断する。つまり、充電を開始しているそれぞれの蓄電池に１Ｃずつ充電したとしても、まだ、外部電力源の電力の供給能力に余裕があるか否かを判断する。

充電電流に余裕があると判断した場合（ステップＳ１１４でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１１５で、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂのうち、次の優先順位の蓄電池に、最大１Ｃで充電を開始するよう、複数のスイッチ５０Ａ，５０Ｂのうち、当該蓄電池に対応するスイッチを、オン状態に制御する。

充電電流に余裕がなくなるまでステップＳ１１４およびステップＳ１１５の処理を繰返した後、充電電流に余裕がないと判断した場合（ステップＳ１１４でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１２１で、制御部１００は、図２のステップＳ１０３で前述した放電開始条件が成立したか否かを判断する。つまり、充電の途中で、放電する必要が生じたか否かを判断する。

放電開始条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１２１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１２２で、制御部１００は、後述する図４で示す放電制御処理を実行する。放電制御処理の後、制御部１００は、実行する処理をこの充電制御処理の呼出元の処理（充放電制御処理または放電制御処理）に戻す。

一方、放電開始条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１２１でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１３１で、制御部１００は、充電を開始した蓄電池のうち、いずれかの蓄電池が、満充電となった、または、後述する再充電が終了したか否かを判断する。いずれの蓄電池も、満充電となっていない、かつ、再充電が終了していないと判断した場合（ステップＳ１３１でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１４１の処理に進める。

一方、いずれかの蓄電池が、満充電となった、または、再充電が終了したと判断した場合（ステップＳ１３１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１３２で、制御部１００は、満充電または所定時間の再充電（後述するステップＳ１４５で説明）後の蓄電池Ａの充電を一時停止するよう、当該蓄電池Ａに対応するスイッチを、オフ状態に制御する。

次いで、ステップＳ１３３で、制御部１００は、今回の充電制御処理で未だに充電を開始していない蓄電池のうち、次の優先順位の蓄電池Ｂの所定条件での仮充電を開始するよう、当該蓄電池Ｂに対応するスイッチを、オン状態に制御する。ここで、所定条件での仮充電とは、一時停止した蓄電池Ａの電圧が安定するまでの時間の充電をいう。たとえば、所定条件での仮充電は、５分間の充電、または、ＳＯＣが５％増加するまでの充電である。ステップＳ１３３の後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１４１の処理に進める。

ステップＳ１４１では、制御部１００は、ステップＳ１３３で説明した所定条件が成立したか否かを判断する。つまり、一時停止した蓄電池Ａの電圧が安定したと判断できるか否かを判断する。所定条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１４１でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１５１の処理に進める。

なお、ここでは、ステップＳ１４１で所定条件が成立していないと判断された場合、ステップＳ１５１、ステップＳ１５２、ステップＳ１１４、ステップＳ１２１、ステップＳ１３１での条件分岐処理を経て、再度、ステップＳ１４１で所定条件が成立したか否かが判断される。このため、各条件分岐でＮＯと判断された場合には、ミリ秒単位のようなごく短周期で、再度、所定条件の成立が判断される。また、各条件分岐処理のいずれかでＹＥＳと判断されたとしても、再度、所定条件の成立が判断されるまでに、それ程、時間は経過しない。

しかし、ステップＳ１４１で所定条件が成立していないと判断された場合、所定条件が成立したと判断されたことによって、蓄電池Ａの電圧が安定したと判断されるまで、ステップＳ１５１、ステップＳ１５２、ステップＳ１１４、ステップＳ１２１、ステップＳ１３１での条件分岐処理は実行せず、ステップＳ１４１の処理を繰返し、常に、蓄電池Ａの開放電圧が安定したか否かを監視するようにしてもよい。

一方、所定条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１４１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１４２で、制御部１００は、所定条件が成立した蓄電池Ｂの仮充電を停止するよう、当該蓄電池に対応するスイッチを、オフ状態に制御する。

なお、ここでは、所定条件が成立した蓄電池Ｂの仮充電を停止するようにした。しかし、これに限定されず、電圧が安定するまで一時停止している蓄電池Ａの開放電圧が測定されて満充電になったと判断されるまで蓄電池Ｂの仮充電を継続させて、その後、仮充電の状態から充電を停止させることなく、ステップＳ１１５で説明したような本充電に移行させるようにしてもよい。また、このようにする場合であっても、電圧が安定するまで一時停止している蓄電池Ａの開放電圧が所定電圧になるまでの再充電がされている場合は、蓄電池Ｂの仮充電を停止させるようにしてもよい。

次に、ステップＳ１４３で、ステップＳ１３２で充電を一時停止した蓄電池Ａの開放電圧を、ＳＯＣ検知部を介して電圧計から取得する。なお、開放電圧とは、電力源も負荷も接続されていない状態の電圧である。この実施の形態においては、スイッチをオフ状態とすることによって、蓄電池Ａの開放電圧を測定することができる。

図５は、この実施の形態の蓄電池の蓄電池電圧とＳＯＣとの関係を示すグラフである。図５を参照して、グラフの右上部で示すように、蓄電池の充電中の電圧、つまり開放電圧ではない電圧は、充放電停止中の電圧、つまり開放電圧よりも、低い値となる。

図３に戻って、ステップＳ１４４で、制御部１００は、ステップＳ１４３で取得した開放電圧が、当該蓄電池Ａについての所定値（たとえば、蓄電池Ａの満充電電圧＝上限電圧）以上であるか否かを判断する。

開放電圧が所定値以上でないと判断した場合（ステップＳ１４４でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１４５で、制御部１００は、一時停止中の蓄電池Ａの所定時間（たとえば、５分）の再充電を開始するよう、当該蓄電池Ａに対応するスイッチを、オン状態に制御する。その後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１５１の処理に進める。なお、所定時間は、再充電したとしても、過充電電圧を上回らない程度の時間として予め定められる。

図５を再び参照して、過充電電圧は、蓄電池がそれ以上の電圧となると危険な電圧である。ステップＳ１４４の満充電電圧は、過充電電圧に対して安全マージンα（Ｖ）を差し引いた値として定められる。充電中のＳＯＣのグラフの満充電電圧での値が、管理上のＳＯＣ＝１００％である。また、充放電停止中のＳＯＣのグラフの満充電電圧での値が、実際のＳＯＣ＝１００％である。

図３に戻って、開放電圧が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１４４でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１４６で、制御部１００は、当該蓄電池Ａの充電が終了したと判断して、当該蓄電池Ａの優先順位を最下位に変更する。なお、優先順位をそのままにしておいてもよい。

次いで、ステップＳ１４７で、制御部１００は、充電が終了した蓄電池ＡのＳＯＣを１００％にリセットするよう、当該蓄電池Ａに対応するＳＯＣ検知部を制御する。ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂは、電流の積算など間接的なパラメータ（たとえば、電流値または電圧値）に基づいてＳＯＣを算出する。このように、直接的にＳＯＣを測定することができないので、誤差が蓄積するような方法を用いざるを得ない。このため、ＳＯＣの算出値の誤差が次第に蓄積してくる。この実施の形態においては、ほぼ確実にＳＯＣが１００％であると考えられる開放電圧で満充電と判断できる時点で、ＳＯＣが１００％にリセットされる。このため、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０ＢでのＳＯＣの算出の精度を向上させることができる。その後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１５１の処理に進める。

ステップＳ１５１では、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂの全部の充電が終了したか否かを判断する。全充電が終了していないと判断した場合（ステップＳ１５１でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１５２で、制御部１００は、充電終了条件が成立したか否かを判断する。

ここで、充電終了条件とは、蓄電システム１０が充電を終了するための条件である。たとえば、充電終了条件は、ユーザがＤＣバス６０から外部電力源を切断したという条件である。あるいは、充電終了条件は、蓄電システム１０に対して、充電を終了する操作を、ユーザが行なうという条件である。

充電終了条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１５２でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１１４の処理に戻す。

一方、全充電が終了したと判断した場合（ステップＳ１５１でＹＥＳと判断した場合）、および、充電終了条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１５２でＹＥＳと判断した場合）、制御部は、実行する処理をこの充電制御処理の呼出元の処理（充放電制御処理または放電制御処理）に戻す。

この充電制御処理によって、放電開始条件および充電終了条件が成立しない限り、優先順位に従って、複数の蓄電池を満充電になるまで充電することができる。

図４は、この実施の形態の蓄電システム１０の制御部１００によって実行される充放電制御処理のサブルーチンである放電制御処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、まず、ステップＳ１６１で、制御部１００は、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂで逐次算出されている各蓄電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣを取得する。

次に、ステップＳ１６２で、制御部１００は、ＳＯＣの高い順に、蓄電池２０Ａ，２０Ｂの優先順位を決定する。

そして、ステップＳ１６３で、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂのうち、優先順位の高い蓄電池から、最大１Ｃで放電を開始するよう、複数のスイッチ５０Ａ，５０Ｂのうち、優先順位の高い蓄電池に対応するスイッチを、オン状態に制御する。なお、ここでは、放電の電流値を最大１Ｃとするが、これに限定されず、他の値であってもよい。

次に、ステップＳ１６４で、制御部１００は、放電電流が不足しているか否かを判断する。つまり、放電を開始しているそれぞれの蓄電池から１Ｃずつ放電したとしても、外部負荷への電力の供給能力が不足しているか否かを判断する。

放電電流が不足していると判断した場合（ステップＳ１６４でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１６５で、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂのうち、次の優先順位の蓄電池から、最大１Ｃで放電を開始するよう、複数のスイッチ５０Ａ，５０Ｂのうち、当該蓄電池に対応するスイッチを、オン状態に制御する。

放電電流が不足しなくなるまでステップＳ１６４およびステップＳ１６５の処理を繰返した後、放電電流が不足していないと判断した場合（ステップＳ１６４でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１７１で、制御部１００は、図２のステップＳ１０１で前述した充電開始条件が成立したか否かを判断する。つまり、放電の途中で、充電する必要が生じたか否かを判断する。

充電開始条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１７１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１７２で、制御部１００は、前述した図３で示した充電制御処理を実行する。充電制御処理の後、制御部１００は、実行する処理をこの放電制御処理の呼出元の処理（充放電制御処理または充電制御処理）に戻す。

一方、充電開始条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１７１でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１８１で、制御部１００は、放電を開始した蓄電池のうち、いずれかの蓄電池のＳＯＣが２０％未満となったか否かを判断する。いずれかの蓄電池のＳＯＣも２０％未満となっていないと判断した場合（ステップＳ１８１でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１９１の処理に進める。

一方、いずれかの蓄電池のＳＯＣが２０％未満となったと判断した場合（ステップＳ１８１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１８２で、制御部１００は、ＳＯＣが２０％未満となった蓄電池の放電を停止するよう、当該蓄電池に対応するスイッチを、オフ状態に制御する。

次いで、ステップＳ１８３で、制御部１００は、今回の放電制御処理で未だに放電を開始していない蓄電池のうち、次に優先順位の高い蓄電池から、最大１Ｃで放電を開始するよう、当該蓄電池に対応するスイッチを、オン状態に制御する。その後、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１９１の処理に進める。

ステップＳ１９１では、制御部１００は、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂの全部の放電が終了したか否かを判断する。全放電が終了していないと判断した場合（ステップＳ１９１でＮＯと判断した場合）、ステップＳ１９２で、制御部１００は、放電終了条件が成立したか否かを判断する。

ここで、放電終了条件とは、蓄電システム１０が放電を終了するための条件である。たとえば、放電終了条件は、ユーザがＤＣバス６０から外部負荷を切断したという条件である。あるいは、放電終了条件は、蓄電システム１０に対して、放電を終了する操作を、ユーザが行なうという条件である。

放電終了条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１９２でＮＯと判断した場合）、制御部１００は、実行する処理をステップＳ１６４の処理に戻す。

一方、全放電が終了したと判断した場合（ステップＳ１９１でＹＥＳと判断した場合）、および、放電終了条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１９２でＹＥＳと判断した場合）、制御部は、実行する処理をこの放電制御処理の呼出元の処理（充放電制御処理または充電制御処理）に戻す。

この放電制御処理によって、充電開始条件および放電終了条件が成立しない限り、優先順位に従って、複数の蓄電池のＳＯＣのそれぞれが所定値（ここでは、２０％）になるまで放電することができる。

図５を再び参照して、過放電電圧は、蓄電池がそれ未満の電圧となると蓄電池が劣化してしまう電圧である。下限電圧は、過放電電圧に対して安全マージンβ（Ｖ）を加算した値として定められる。放電中のＳＯＣのグラフの下限電圧での値が、管理上のＳＯＣ＝０％である。また、充放電停止中のＳＯＣのグラフの下限電圧での値が、実際のＳＯＣ＝０％である。

図６は、この実施の形態の蓄電池の充電容量の経時変化を示すグラフである。図６を参照して、充電容量は、充電回数の増加に応じて、減少してくる。たとえば、充電容量が、初期の充電容量Ｘ（Ａｈ）の８０％の０．８Ｘになった場合に、蓄電池と寿命と判断することができる。

このように、充電容量は、充電回数に応じて減少するが、この実施の形態の蓄電システムによれば、図３のステップＳ１４７で説明したように、積算電流によって算出されたＳＯＣの誤差を補正できるだけでなく、充電回数に応じて充電容量が減少したことに基づくＳＯＣの算出結果の変化も補正することができる。

なお、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂが、蓄電池２０Ａ，２０Ｂの充電回数に応じて、ＳＯＣを算出するときに用いる充電容量の値を、自律的に変化させるようにしてもよい。

以上、説明したように、この実施の形態における蓄電システム１０、制御部１００、および、制御部１００による制御方法によれば、以下のような効果が得られる。

（１） 蓄電システム１０によって、図３のステップＳ１１３で示したように、複数の蓄電池２０Ａ，２０Ｂのうちの第１の蓄電池に充電するよう制御され、図３のステップＳ１３１で示したように、第１の充電池が満充電になったか否かが判断され、図３のステップＳ１４３で示したように、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電池の開放電圧が測定され、図３のステップＳ１４４で示したように、測定された開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かが判断され、図３のステップＳ１４５で示したように、開放電圧が所定値に達していないと判断された場合、再度、第１の蓄電池に充電するよう制御され、図３のステップＳ１１５で示したように、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、複数の蓄電池のうち第１の蓄電池と異なる第２の蓄電池に充電するよう制御される。

開放電圧で測定すると、より正確に蓄電池の電圧を測定することができる。このため、第１の蓄電池が満充電になったことを確実に判定することができ、第１の蓄電池が満充電になった後に、第２の蓄電池の充電を開始することができる。その結果、充電の効率をよくすることができる。

（２） また、蓄電システム１０によって、図３のステップＳ１３１およびステップＳ１４１で示したように、満充電になったと判断された場合、第１の蓄電池の開放電圧が安定しているか否かが判断され、ステップＳ１４１およびステップＳ１４４で示したように、開放電圧が安定していると判断されることを条件として、開放電圧が所定値に達したか否かが判断される。このため、開放電圧について、より正確に判断することができる。

（３） 蓄電システム１０によって、図３のステップＳ１３３、ステップＳ１４１およびステップＳ１４２で示したように、開放電圧が安定していないと判断された場合、開放電圧が安定したと判断されるまでの間、第２の蓄電池に充電するよう制御される。このため、ある蓄電池の開放電圧の安定までの待ち時間を有効に利用して、他の蓄電池を充電することができる。

（４） また、蓄電システム１０によって、図３のステップＳ１４７で示したように、開放電圧が所定値に達したと判断された場合、第１の蓄電池の充電状態を示す値が満充電を示す値にリセットされる。このため、充電状態を示す値の精度を向上させることができる。

（５） また、蓄電システム１０によって、図３のステップＳ１１１からステップＳ１１５で示したように、第１の蓄電池よりも優先順位の低い蓄電池を第２の蓄電池として充電するよう制御される。このため、複数の蓄電池の充電を、優先順位に従って行なうことができる。

（６） また、蓄電システム１０によって、図４のステップＳ１６１からステップＳ１６３で示したように、複数の蓄電池のうちの優先順位の高い第３の蓄電池から放電するよう制御される。このため、複数の蓄電池からの放電を、優先順位に従って行なうことができる。

（７） さらに、図３のステップＳ１１２およびステップＳ１６２で示したように、優先順位は、蓄電池の充電状態を示す値であるＳＯＣに応じて定められる。このため、蓄電池の充電状態に応じた優先順位に従って、蓄電池の充電または放電を行なうことができる。

次に、上述した実施の形態の変形例を説明する。
（１） 前述した実施の形態においては、蓄電システム１０に含まれる蓄電池およびその周辺回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ、スイッチ、電流計、電圧計およびＳＯＣ検知部）の組は、２組であることとしたが、これに限定されず、３組以上の複数であってもよい。

（２） 前述した実施の形態においては、制御部１００がスイッチ５０Ａ，５０Ｂを制御して、スイッチ５０Ａ，５０Ｂによって回路を断続させるようにした。しかし、これに替えて、制御部１００がＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ，３０Ｂを制御して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ，３０Ｂのスイッチング動作を行なわせるか行なわせないかで、回路を断続させるようにしてもよい。

（３） 前述した実施の形態においては、ＳＯＣの高い順に、充放電を行なうようにした。しかし、これに限定されず、優先順位に従うのであれば、ＳＯＣの低い順に、充放電を行なうようにしてもよい。

（４） 前述した実施の形態においては、開放電圧で満充電のときにＳＯＣを１００％にリセットするようにした。しかし、これを行なうとともに、または、これを行なわず、開放電圧で下限電圧に達したときにＳＯＣを０％にリセットするようにしてもよい。

（５） 前述した実施の形態においては、蓄電システム１０の発明として実施の形態を説明した。しかし、これに限定されず、蓄電システム１０の制御部１００の発明として捉えることもできるし、制御部１００または蓄電システム１０の全体による制御方法の発明として捉えることもできるし、制御部１００によって実行される制御プログラムの発明として捉えることもできる。

（６） 前述した実施の形態においては、蓄電システム１０の外部電力源からの電流も外部負荷への電流もいずれも直流であることとした。しかし、これに限定されず、いずれか一方または両方が交流であることとしてもよい。この場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａ，３０Ｂに替えて、直流と交流とを相互に変換可能な装置を用いる。

（７） 前述した実施の形態においては、ＳＯＣは、ＳＯＣ検知部４０Ａ，４０Ｂで算出されるようにした。しかし、これに限定されず、ＳＯＣは、制御部１００で算出されるようにしてもよい。

（８） 前述した実施の形態においては、図２のような回路であることとした。しかし、これに限定されず、複数の蓄電池が並列に接続されて、それぞれの蓄電池のＳＯＣを測定できて、それぞれの蓄電池の断続をＳＯＣに基づいて制御することができる回路であれば、他の回路であってもよい。

（９） 前述した実施の形態においては、各蓄電池のＳＯＣに応じて優先順位をつけて充放電をするようにした。しかし、これに限定されず、所定のＳＯＣの範囲（たとえば、３０％〜７０％の範囲）では、充放電の優先順位をつけずに、各蓄電池がほぼ均等に充放電されるように制御を行なうようにしてもよい。そして、蓄電池のＳＯＣが所定の範囲を超えた場合に、所定の範囲を超えた蓄電池について優先的に、前述した実施の形態のように充放電を行なうようにしてもよい。

ｎ台の蓄電池のうちから優先順位に従って１台ずつ放電を続け、ｍ台の蓄電池が空になった場合、ｎ−ｍ台分の放電電流しか供給できなくなる。上述のようにすることによって、ｍ台分の蓄電池の消費電力をｎ台で均等に放電すれば、それぞれが空にならない限り、ｎ台分の放電電流を供給することができる。

また、ｎ台の蓄電池のうちから優先順位に従って１台ずつ充電を続け、ｍ台の蓄電池が満充電になった場合、ｎ−ｍ台分の充電電流しか受け入れできなくなる。上述のようにすることによって、ｍ台分の蓄電池への供給電力をｎ台で均等に充電すれば、それぞれが満充電にならない限り、ｎ台分の充電電流を受け入れることができる。

（１０） 前述した実施の形態においては、制御部１００で図２から図４で示したようなソフトウェアが実行されることによって、所定の機能が制御部１００に構成されるようにした。しかし、これに限定されず、当該所定の機能を発揮するハードウェア回路が制御部１００に含まれるようにしてもよい。

（１１） 前述した実施の形態においては、蓄電池２０Ａ，２０Ｂの種類は示さなかった。しかし、蓄電池は、エネルギを蓄えて電気エネルギを出力することができるものであれば、どのようなものでもよい。たとえば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池などの二次電池であってもよいし、キャパシタ、フライホイールバッテリ、および、超伝導磁気エネルギ貯蔵（SMES：Superconducting Magnetic Energy Storage）装置など他の機構の蓄電装置であってもよい。

（１２） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 蓄電システム、２０Ａ，２０Ｂ 蓄電池、３０Ａ，３０Ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０Ａ，４０Ｂ ＳＯＣ検知部、５０Ａ，５０Ｂ スイッチ、６０ ＤＣバス、７０Ａ，７０Ｂ 電圧計、８０Ａ，８０Ｂ 電流計、１００ 制御部。

Claims (15)

1. 複数の蓄電部と、
   前記蓄電部の充電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   複数の前記蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御する第１の制御手段と、
   前記第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断する第１の判断手段と、
   前記第１の判断手段によって満充電になったと判断された場合、前記第１の蓄電部の開放電圧を測定する測定手段と、
   前記測定手段によって測定された前記開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断する第２の判断手段と、
   前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達していないと判断された場合、再度、前記第１の蓄電部に充電するよう制御する第２の制御手段と、
   前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達したと判断された場合、複数の前記蓄電部のうち前記第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御する第３の制御手段とを含む、蓄電システム。
2. 前記制御装置は、さらに、
   前記第１の判断手段によって満充電になったと判断された場合、前記第１の蓄電部の前記開放電圧が安定しているか否かを判断する第３の判断手段を含み、
   前記第２の判断手段は、前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定していると判断されることを条件として、前記開放電圧が前記所定値に達したか否かを判断する、請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記制御装置は、さらに、
   前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定していないと判断された場合、前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定したと判断されるまでの間、前記第２の蓄電部に充電するよう制御する第４の制御手段を含む、請求項２に記載の蓄電システム。
4. 前記制御装置は、さらに、
   前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達したと判断された場合、前記第１の蓄電部の充電状態を示す値を満充電を示す値にリセットする再設定手段を含む、請求項１に記載の蓄電システム。
5. 前記第３の制御手段は、前記第１の蓄電部よりも優先順位の低い前記蓄電部を前記第２の蓄電部として充電するよう制御する、請求項１に記載の蓄電システム。
6. 前記制御装置は、さらに、
   複数の前記蓄電部のうちの優先順位の高い第３の蓄電部から放電するよう制御する第５の制御手段を含む、請求項１に記載の蓄電システム。
7. 前記優先順位は、前記蓄電部の充電状態を示す値に応じて定められる、請求項５または請求項６に記載の蓄電システム。
8. 複数の蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御する第１の制御手段と、
   前記第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断する第１の判断手段と、
   前記第１の判断手段によって満充電になったと判断された場合、前記第１の蓄電部の開放電圧を測定する測定手段と、
   前記測定手段によって測定された前記開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断する第２の判断手段と、
   前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達していないと判断された場合、再度、前記第１の蓄電部に充電するよう制御する第２の制御手段と、
   前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達したと判断された場合、複数の前記蓄電部のうち前記第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御する第３の制御手段とを備える、蓄電制御装置。
9. 前記第１の判断手段によって満充電になったと判断された場合、前記第１の蓄電部の前記開放電圧が安定しているか否かを判断する第３の判断手段をさらに備え、
   前記第２の判断手段は、前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定していると判断されることを条件として、前記開放電圧が前記所定値に達したか否かを判断する、請求項８に記載の蓄電制御装置。
10. 前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定していないと判断された場合、前記第３の判断手段によって前記開放電圧が安定したと判断されるまでの間、前記第２の蓄電部に充電するよう制御する第４の制御手段をさらに備える、請求項９に記載の蓄電制御装置。
11. 前記第２の判断手段によって前記開放電圧が前記所定値に達したと判断された場合、前記第１の蓄電部の充電状態を示す値を満充電を示す値にリセットする再設定手段をさらに備える、請求項８に記載の蓄電制御装置。
12. 前記第３の制御手段は、前記第１の蓄電部よりも優先順位の低い前記蓄電部を前記第２の蓄電部として充電するよう制御する、請求項８に記載の蓄電制御装置。
13. 複数の前記蓄電部のうちの優先順位の高い第３の蓄電部から放電するよう制御する第５の制御手段をさらに備える、請求項８に記載の蓄電制御装置。
14. 前記優先順位は、前記蓄電部の充電状態を示す値に応じて定められる、請求項１２または請求項１３に記載の蓄電制御装置。
15. 複数の蓄電部の充電を制御する制御装置による蓄電制御方法であって、
    前記制御装置が、
    複数の前記蓄電部のうちの第１の蓄電部に充電するよう制御するステップと、
    前記第１の蓄電部が満充電になったか否かを判断するステップと、
    満充電になったと判断された場合、前記第１の蓄電部の開放電圧を測定するステップと、
    測定された前記開放電圧が満充電を示す所定値に達したか否かを判断するステップと、
    前記開放電圧が前記所定値に達していないと判断された場合、再度、前記第１の蓄電部に充電するよう制御するステップと、
    前記開放電圧が前記所定値に達したと判断された場合、複数の前記蓄電部のうち前記第１の蓄電部と異なる第２の蓄電部に充電するよう制御するステップとを含む、蓄電制御方法。

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