JP2019068697A - 蓄電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】システム構成を簡略化しつつ、蓄電池の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現する。【解決手段】蓄電池システム１は、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの端子間電圧に関する電圧値ＶＢ、及び蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの入出力電流に関する電流値ＩＢを検出する蓄電池コントローラＢ３と、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの蓄積電力を用いて情報及び画像の表示が可能な制御部Ｃ２と、を備え、制御部Ｃ２は、蓄電池コントローラＢ３によって検出された電圧値ＶＢ及び電流値ＩＢを取得して、電圧値ＶＢ及び電流値ＩＢを含む情報を２次元コードで表示可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池を備える蓄電池システムに関する。

災害発生時における設備の稼働維持のための無停電電源用として、または、再生可能エネルギーの利活用のために、蓄電池の活用が進んでいる。蓄電池は、電気化学的な作用でエネルギーを充放電するため、環境温度または充放電の多様な反応に応じて、例えば、容量の低下あるいは抵抗の上昇等の劣化特性を示すことがある。そのため、例えば、防災設備向けの蓄電池設備は定期的に容量の点検を行うなど、蓄電池の運用には十分な管理が求められている。蓄電池の管理に関して、近年の無線技術などのICT（Information and Communication Technology）技術の進展に伴い、構成する蓄電池セル毎に個別に検出した状態量を、蓄電池設備から、常時接続したネットワークを通じクラウド上のデータベースに収集する監視システムなども提案されている。下記特許文献１には、個別に検出した内部抵抗情報を通信を利用して上位監視装置へ送信する技術が開示されている。

一方で、電気機器の情報を収集する手段として、ＱＲコード（登録商標）などの２次元コードを活用する手法が提案されている。下記特許文献２には、エネルギー蓄積装置の蓄電池のエネルギー充電状態をコンテキストデータとして２次元光学コードで表示する技術が開示されている。

特許第５４０３１９１号公報 特表２０１６−５２７８１３号公報

上述した特許文献１に記載の技術においては、個別に内部抵抗を演算して上位監視装置に送信する構成により、上位監視装置において精度よく電池の状態を管理できる。その一方で、蓄電設備を常時ネットワークに接続する必要があり、状態量の検出装置を個別に設ける必要があるので、全体のシステム構成が複雑化する。上述の特許文献２に記載の技術によれば、蓄電設備を常時ネットワークに接続する必要はないが、その分収集するデータ量が常時接続に比べ減少するため、状態監視の精度が低下する傾向にある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、システム構成を簡略化しつつ、蓄電池の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現する蓄電池システムを提供することを目的とする。

本発明の一形態にかかる蓄電池システムは、蓄電池を備えた蓄電池システムであって、蓄電池の端子間電圧に関する電圧値を検出する電圧検出手段と、蓄電池の入出力電流に関する電流値を検出する電流検出手段と、蓄電池の蓄積電力を用いて情報及び画像の表示が可能な表示部と、を備え、表示部は、電圧検出手段によって検出された電圧値、及び電流検出手段によって検出された電流値を取得して、電圧値及び電流値を含む情報を２次元コードで表示可能に構成されている。

上記一形態の蓄電池システムによれば、蓄電池の端子間電圧及び蓄電池の入出力電流が検出され、それらに関する電圧値及び電流値を含む情報が２次元コードで表示部に表示される。これにより、２次元コードを読み取り可能な機器によって蓄電池の内部抵抗の演算するための情報が取得され、その情報がその機器を用いてサーバ等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。この際、蓄電池システムに常時接続されたネットワークを準備する必要もないし、蓄電池の状態量の検出のための複雑な機能の装置も不要である。その結果、システム構成を簡略化しながら、蓄電池の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

上記一形態では、表示部は、電圧値の情報、及び電流値の情報を一括して単一の２次元コードで表示可能に構成されている、ことでもよい。このような構成により、蓄電池システムから、電圧値の情報と電流値の情報とを、一括して伝達することができる。その結果、例えば、これらの情報の同時性を担保することにより、内部抵抗等の蓄電池の状態量を精度よく算出させることができる。

また、上記一形態では、蓄電池の周辺温度に関する温度値を検出する温度検出手段をさらに備え、表示部は温度検出手段によって検出された温度値を取得し、温度値を含む情報をさらに２次元コードで表示可能に構成されている、ことでもよい。このような構成とすれば、蓄電池の充電率等の状態量を演算するための情報が取得され、その情報が外部機器を用いてサーバ等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。その結果、システム構成を簡略化しながら、蓄電池の充電率等の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

さらに、上記一形態では、表示部は、２次元コードとともに、２次元コードで表現された情報に含まれる数値を表示可能に構成されている、ことでもよい。かかる構成を採れば、外部機器に伝達される情報の妥当性をユーザに容易に検証させることができる。

またさらに、上記一形態では、電流値を積算した電流積、温度値から推定された容量値、及び電流積と容量値との比率のいずれかの数値を演算する機能をさらに備え、表示部は、該数値を含む情報をさらに２次元コードで表示可能に構成されている、ことでもよい。この場合、蓄電池の充電率を求めるための情報が内部における演算により取得され、その情報が外部機器を用いてサーバ等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。その結果、システム構成を簡略化しながら、蓄電池の充電率の監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

さらにまた、上記一形態では、前記表示部は、前記２次元コードが表示された状態で、かつ、表示対象の前記情報の入力がない状態が所定期間継続した場合は、前記情報の数値による表示に移行する、ことでもよい。この場合、表示される情報のリアルタイム性が向上し、情報を読み取るユーザの誤解を防止できる。

本発明の一形態によれば、システム構成を簡略化しつつ、蓄電池の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現することができる。

第１実施形態にかかる蓄電池システム１の構成を示す図である。 図１の制御部Ｃ２を構成する演算回路１００のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の本体部Ｂ１に内蔵される蓄電池パックＢ２１の構成を示す図である。 第１実施形態にかかる内部抵抗推定において用いられる監視情報である電圧値ＶＢおよび電流値ＩＢの時間遷移を示すグラフである。 第１実施形態にかかる制御部Ｃ２による表示部Ｃ２１における表示イメージを示す図である。 第２実施形態にかかる蓄電池システム１Ａの構成を示す図である。 第３実施形態にかかる蓄電池システム１Ｂの構成を示す図である。 クラウドサーバＮ３における充電率ＳＯＣの演算アルゴリズムを示すブロック図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
［第１実施形態］

実施形態に係る蓄電池システムは、蓄電池セルを多数個内蔵し、蓄電池セルに蓄えられたエネルギーを負荷に供給するための電源システムである。蓄電池システムは、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。

図１は、第１実施形態にかかる蓄電池システム１の構成を示す図である。この蓄電池システム１は、蓄電池セルを含む本体部Ｂ１と、本体部Ｂ１との間で入出力される電力を変換するとともに本体部Ｂ１内の蓄電池セルの監視機能を担う制御盤Ｃ１とを含んで構成されている。

本体部Ｂ１は、一対の直流端子Ｂ１１を有している。一対の直流端子Ｂ１１は、制御盤Ｃ１の一対の直流端子Ｃ１２とそれぞれ電気的に接続されている。一対の直流端子Ｂ１１と一対の直流端子Ｃ１２との間の直流回路部を、以降直流バスと称する。

制御盤Ｃ１は、上記の一対の直流端子Ｃ１２の他、交流端子Ｃ１１を有している。この交流端子Ｃ１１は、商用交流電力網である電力系統ＰＳに電気的に接続されている。すなわち、交流端子Ｃ１１には、蓄電池システム１あるいは電力系統ＰＳから交流電力の供給を受ける交流負荷Ｌ１が電気的に接続される。このとき、電力系統ＰＳにはスイッチＳＷを介して電気的に接続し、例えば電力系統ＰＳに停電などの異常があった場合に、スイッチＳＷを遮断し、交流端子Ｃ１１から交流負荷Ｌ１へ電力を供給することができる。

ここで、直流バスには、蓄電池システム１あるいは直流端子Ｃ１２から直流電力の供給を受ける直流負荷Ｌ２が接続可能とされている。また、直流バスには、直流電力と交流電力とに相互に変換するインバータＰ１を介して、蓄電池システム１あるいは直流端子Ｃ１２から交流電力の供給を受ける交流負荷Ｌ３が接続されてもよい。

上記の構成により、蓄電池システム１は、その内部の蓄電池セルに蓄積された電力を、交流負荷Ｌ１、Ｌ３および直流負荷Ｌ２に対して放電することが可能であり、また電力系統ＰＳから受電する受電電力、あるいは負荷Ｌ１〜Ｌ３で発生する回生電力を、内部の蓄電池セルに充電することが可能となる。

次に、本体部Ｂ１の内部構成について詳細に説明する。

本体部Ｂ１は、内部にＮ個（Ｎは２以上の整数）の蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎ、および蓄電池コントローラＢ３を備えている。蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎは順に直列に接続されており、直列接続された電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの両端の電極が、それぞれ、一対の直流端子Ｂ１１に電気的に接続された構成となっている。

蓄電池コントローラＢ３は、一対の直流端子Ｂ１１間に生じた直流電圧（端子間電圧）に関する電圧値ＶＢ、直流端子Ｂ１１に入出力される直流電流（入出力電流）に関する電流値ＩＢ、本体部Ｂ１内の蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの温度に関する温度値ＴＢなどの情報（監視情報）を検出可能となっている。この蓄電池コントローラＢ３は、電圧値ＶＢを検出する電圧検出手段として機能し、直流端子Ｂ１１につながる導線に設けられた電流センサＢ３１とともに電流検出手段として機能し、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの近傍に設けられた温度センサＢ３２とともに温度検出手段として機能する。本体部Ｂ１には通信端子Ｂ４が設けられ、蓄電池コントローラＢ３は、検出した電圧値ＶＢ、電流値ＩＢ、及び温度値ＴＢを含む監視情報を通信端子Ｂ４を介して制御盤Ｃ１に送信可能とされている。

なお、蓄電池コントローラＢ３に蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎと有線または無線で通信可能な通信機能が設けられて、蓄電池コントローラＢ３が、通信によって、各蓄電池パックから各蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎに関する監視情報を収集してもよい。この際には、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎ側に、電圧検出手段、電流検出手段、及び温度検出手段が設けられてもよい。

次に、制御盤Ｃ１の内部構成について詳細に説明する。

制御盤Ｃ１は、交流端子Ｃ１１と一対の直流端子Ｃ１２との間で双方向の交流電力−直流電力間の電力変換を行い、これにより本体部Ｂ１内の蓄電池セルの充放電を可能にする。制御盤Ｃ１には、サイリスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）あるいはＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）などのパワー半導体を用いた電力変換部Ｃ３が設けられる。電力変換部Ｃ３は、パワー半導体の他、変圧器、巻線、あるいはコンデンサ等を内蔵し、パワー半導体を高速でオンオフして巻線あるいはコンデンサなどに蓄積する電力を調整することで、直流端子Ｃ１２に発生する電圧あるいは電流を制御することができる。

また、制御盤Ｃ１には、制御部Ｃ２が設けられている。制御部Ｃ２は、電力変換部Ｃ３における電圧、電流、及び温度などの情報を収集（取得）する機能と、蓄電池コントローラＢ３との通信による本体部Ｂ１の監視情報を収集（取得）する機能とを有する。この制御盤Ｃ１は、本体部Ｂ１の蓄積電力で動作可能に構成されており、電力系統ＰＳにおける停電が発生した場合であっても蓄電池システム１の運転を継続可能に構成されている。

制御部Ｃ２には、収集した監視情報等の情報及び画像を外部から視認可能に表示する表示部Ｃ２１が設けられている。この表示部Ｃ２１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、あるいはそれらを用いたタッチパネルディスプレイである。液晶ディスプレイとしては、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）、IPS（In Plane Switching）などの方式を用いてもよく、バックライトとして電球、発光ダイオード、冷陰極管などを含むものを用いてもよい。

制御部Ｃ２は、本体部Ｂ１から収集した電圧値ＶＢ、電流値ＩＢ、及び温度値ＴＢを含む監視情報を、２次元コードの画像に変換して表示部Ｃ２１に表示する機能を有する。ここで、表示させる２次元コードとしては、ＱＲコード、データマトリックス（DATA MATRIX）コード、ＰＤＦ４１７コード、マキシコード（Maxi Code）などが用いられる。すなわち、制御部Ｃ２は、本体部Ｂ１あるいは電力変換部Ｃ３から収集した情報を２次元コードの画像に変換し、その画像を表示部Ｃ２１に表示させる。このとき、制御部Ｃ２は、最低でも、同時に収集された電圧値ＶＢ及び電流値ＩＢを、一括して単一の２次元コードに変換して表示することが好ましく、さらには、同時に収集された電圧値ＶＢ、電流値ＩＢ、及び温度値ＴＢを、一括して単一の２次元コードに変換して表示することもより好ましい。

加えて、制御部Ｃ２は、２次元コードに加えて、あるいは、２次元コードに代えて、その２次元コードに表現された監視情報を含む情報の数値を、そのまま表示する機能も有する。例えば、制御盤Ｃ１に制御部Ｃ２に接続された入力ボタンＣ５が設けられ、表示部Ｃ２１に表示される内容を、ユーザによる入力ボタンＣ５の操作に応じて切り替えてもよい。

表示部Ｃ２１に表示された２次元コードは、光学式コードのリーダ機能を備えた無線端末Ａ１により読み取られることにより、無線端末Ａ１において２次元コードに表現されていた監視情報が取得される。取得された監視情報は、無線端末Ａ１から、無線通信を用いて、無線基地局Ｎ２、及びネットワーク回線Ｎ１経由して、ネットワーク回線Ｎ１に接続されたクラウドサーバＮ３に格納される。このとき、無線端末Ａ１において２次元コードの情報を加工したうえで加工後の情報をクラウドサーバＮ３に格納しても構わない。またネットワーク回線Ｎ１には無線端末Ａ１の他にもパーソナルコンピュータ等の管理端末Ａ２が接続され、管理端末Ａ２によってクラウドサーバＮ３に格納された監視情報が閲覧可能とされてもよい。

図２は、制御部Ｃ２を構成する演算回路１００のハードウェア構成を示すブロック図である。同図に示すように、演算回路１００は、物理的には、ＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３、入力デバイスである入力装置１０４、出力デバイスである出力装置１０５、信号送受信デバイスである通信モジュール１０６、半導体メモリ等の補助記憶装置１０８、などを含む情報処理プロセッサとして構成されている。

制御部Ｃ２の上述した処理機能は、図２に示されるＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に１又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで入力装置１０４、出力装置１０５、及び通信モジュール１０６を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２または補助記憶装置１０８におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、上記の表示部Ｃ２１は、出力装置１０５によって実現され、上記の入力ボタンＣ５は、入力装置１０４によって実現され、制御部Ｃ２の通信機能は、通信モジュール１０６によって実現され、通信モジュール１０６は、制御盤Ｃ１の通信端子Ｃ４を介して本体部Ｂ１の通信端子Ｂ４と接続される。

図３には、本体部Ｂ１に内蔵される蓄電池パックＢ２１の構成例を示している。なお、電池パックＢ２２〜Ｂ２Ｎの構成も同様な構成とされる。蓄電池パックＢ２１は、電池モジュールＭ１およびセルコントローラＣＣ１を含んで構成されている。電池モジュールＭ１は、直列に接続された５個の蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５を含み、直列接続された蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５の各接続点における中間電位が、電池モジュールＭ１の外部に取り出し可能に構成されている。また、電池モジュールＭ１には、蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５の周辺温度に関する温度値ＴＡを検出する温度センサＭ２が設けられている。なお、電池モジュールＭ１は、５個の蓄電池セルを含むものには限定されず、１個〜１６個等の任意の個数で直列接続された蓄電地セルを含むものであってもよい。

セルコントローラＣＣ１は、コントローラＵ１および演算装置Ｕ２を含んで構成されており、コントローラＵ１には電池モジュールＭ１の中間電位を取り出すための各接続点が接続され、各接続点の電位差から各蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５の端子間電圧であるセル電圧Ｖ１〜Ｖ５をモニタする。ここで、セルコントローラＣＣ１において、各蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５の端子間には、それぞれ、抵抗ＲＲ１〜ＲＲ５および半導体スイッチＳＲ１〜ＳＲ５からなる直列回路が接続されている。コントローラＵ１は、半導体スイッチＳＲ１〜ＳＲ５のオン／オフを制御可能とされている。

演算装置Ｕ２は、コントローラＵ１のモニタするセル電圧Ｖ１〜Ｖ５の情報を、通信ラインＣＯＭ１を介して受信する。また、演算装置Ｕ２は、温度センサＭ２から温度値ＴＡの情報を収集し、外部との通信ラインＣＯＭ２を通じて蓄電池パックＢ２１の外部との通信が可能となっている。コントローラＵ１および演算装置Ｕ２は、外部との通信を併用して蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５の電圧バランシングを行うことができる。すなわち、コントローラＵ１および演算装置Ｕ２は、蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５のセル電圧Ｖ１〜Ｖ５のうちで比較的高いセル電圧が発生したことを判断し、その判断に応じて比較的セル電圧の高い蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５を放電するように制御する。例えば、蓄電池セルＣｅ１〜Ｃｅ５のうち蓄電池セルＣｅ５のセル電圧Ｖ５が他のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４に比べて高い電圧を示した場合には、これを演算装置Ｕ２などが判断し、その判断に応じて蓄電池セルＣｅ５に対応する半導体スイッチＳＲ５をオンとすることにより、蓄電池セルＣｅ５に対し抵抗ＲＲ５を並列に接続して放電を制御することができる。

次に、蓄電池システム１による２次元コードの表示を基にクラウドサーバＮ３に格納された監視情報を用いた、クラウドサーバＮ３における蓄電池システム１の内部抵抗推定アルゴリズムについて説明する。図４は、クラウドサーバＮ３における内部抵抗推定において用いられる監視情報である電圧値ＶＢおよび電流値ＩＢの時間遷移を示すグラフである。図４には、実際の電圧値ＶＢおよび電流値ＩＢの連続的な時間遷移が太線で示されている。以下の説明では、図４に示す時刻Ｔ１、Ｔ２のタイミングで無線端末Ａ１を用いた２次元コードの読み取りが行われることが想定されている。

一般に、蓄電池システムの端子間電圧の電圧値ＶＢは、起電力の値をＥ、直流抵抗の値をＲ、入出力電流の電流値をＩＢ（放電の場合に正の値をとるものとする）とおくと次式；
ＶＢ＝Ｅ−Ｒ×ＩＢ
で表される。ここで、時刻Ｔ１および時刻Ｔ２における起電力の値Ｅが概ね等しい場合、各時刻の電圧値Ｖ１、Ｖ２および電流値Ｉ１、Ｉ２を基に、次式；
Ｒ＝（Ｖ２−Ｖ１）÷（Ｉ２−Ｉ１）
を用いて蓄電池システムの内部抵抗値である直流抵抗値Ｒを推定することが可能となる。

電流値ＩＢと電圧値ＶＢの検出タイミングに時差があった場合には、推定する直流抵抗値Ｒに誤差が生じうる。例えば、電流値ＩＢがステップ状に変化した場合、その電流値ＩＢの変化直後の電圧値ＶＢは、電池の分極作用によって曲線状に過渡変化を伴うことが知られている。このとき、例えば、電流値ＩＢの変化直後の時刻Ｔ２近傍においては、電流値ＩＢの検出時刻Ｔ２と電圧値ＶＢの検出時刻に時間差Ｄ２が発生している場合、時間差Ｄ２の分だけ検出される電圧値ＶＢにおいて電圧差ΔＶが発生する。例えば、時刻Ｔ１が電流値ＩＢの変動が比較的少ないタイミングであった場合は、この電圧差ΔＶは十分小さいため、最終的に直流抵抗値Ｒの推定の精度は、電圧差ΔＶの変化に大きく影響されることになる。

従って、可能な限り時間差なく同時に検出された電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢを用いることで、直流抵抗値の推定誤差を減らすことが可能となることがわかる。本実施形態によれば、電圧値ＶＢおよび電流値ＩＢを含む監視情報を別のコードに分けることなく単一のコードとして表示する機能を有しているので、クラウドサーバＮ３における直流抵抗値の推定誤差を低減することができる。

図５は、本実施形態における制御部Ｃ２による表示部Ｃ２１における表示イメージの例を示している。表示部Ｃ２１には、蓄電池システム１内で検出した電圧値、電流値、温度値といった監視情報を含むデータを数値表示するほか、これらのデータを一括してＱＲコードなどの２次元コードの画像形式で表示することができる。なお、制御部Ｃ２は、表示部Ｃ２１において、数値とＱＲコードの画像とを切替可に表示してもよいし、数値とＱＲコードの画像を並置して同時に表示してもよい。いずれにしても、表示部Ｃ２１において数値を表示するように構成されることにより、無線端末Ａ１でＱＲコードから読み取った情報が妥当か否かを、表示部Ｃ２１に表示された数値と照会することで検証することができる。

ここで、ＱＲコードなどの２次元コードは、ある特定の時間局面の情報を保持する機能を有するものである。そのため、瞬時値を常時更新することができる数値表示に比べ一般的にリアルタイム性が劣り、ＱＲコードの表示画面を連続して表示させるとユーザに誤解を与える可能性がある。そこで、制御部Ｃ２においては、ＱＲコードの表示に予め時限を設定するための所定時間が設定されており、表示部Ｃ２１に１つの監視情報を含むデータがＱＲコードで表示された状態で、かつ、本体部Ｂ１から新たな監視情報の入力がない状態が所定時間後の時限まで継続した場合には、現在ＱＲコードで表示している監視情報を含むデータを、強制的に数値による表示に移行する機能を有する。これによって、表示される情報のリアルタイム性が向上でき、情報を読み取るユーザの誤解を防止できる。

また、制御部Ｃ２は、第２の時限をバー表示等で表示部Ｃ２１に表示させることにより、表示部Ｃ２１に第２の時限まで所定時間連続してＱＲコードを表示させた場合に、強制的に監視情報を再取得してＱＲコードを再表示させるようにしてもよい。また、制御部Ｃ２は、ＱＲコードに当該コードの取得時刻を付記するように表示してもよいし、当該ＱＲコードの表示経過時刻を付記するように表示してもよい。

これによって、表示される情報のリアルタイム性が確認でき、情報を読み取るユーザの誤解を防止できる。また、時限を表示させる場合には、時限に対する経過時間または残り時間の情報を数値あるいは百分率等の比率を表示するバーグラフ等を設けると、ユーザが無線端末Ａ１の操作と表示部Ｃ２１の表示を同期させることができるため、計測操作の誤りを防ぐことができる。

以上説明した第１実施形態にかかる蓄電池システム１によれば、直列接続された蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの端子間電圧および入出力電流が検出され、それらに関する電圧値ＶＢ及び電流値ＩＢを含む情報が２次元コードで表示部Ｃ２１に表示される。これにより、２次元コードを読み取り可能な機器によって蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの内部抵抗の演算するための情報が取得され、その情報がその機器を用いてクラウドサーバ等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。この際、蓄電池システム１に常時接続されたネットワークを準備する必要もないし、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの状態量の検出のための複雑な機能の装置も不要である。その結果、システム構成を簡略化しながら、内部の蓄電池の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

上記第１実施形態では、蓄電池システム１から、電圧値ＶＢの情報と電流値ＩＢの情報とを、一括して伝達することができる。その結果、例えば、これらの情報の同時性を担保することにより、クラウドサーバ等の監視装置において、内部抵抗等の内部の蓄電池の状態量を精度よく算出させることができる。

また、上記第１実施形態では、蓄電池の充電率等の状態量を演算するために必要な蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎの周辺温度の情報が併せて取得され、その情報が外部機器を用いてクラウドサーバ等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。その結果、システム構成を簡略化しながら、内部の蓄電池の充電率等の状態監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

さらに、上記第１実施形態では、表示部Ｃ２１は、２次元コードとともに、２次元コードで表現された情報に含まれる数値を表示可能に構成されている。これにより、外部機器に伝達される情報の妥当性をユーザに容易に検証させることができる。
［第２実施形態］

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態にかかる蓄電池システム１Ａの構成を示す図である。蓄電池システム１Ａは、本体部Ｂ１内の蓄電池コントローラＢ３に、電圧値ＶＢ、電流値ＩＢ、および温度値ＴＢ等の監視情報を２次元コードで表示する表示部Ｂ３３を設けた点で、第１実施形態にかかる蓄電池システム１と異なる。この蓄電池コントローラＢ３及び表示部Ｂ３３の機能は、第１実施形態にかかる制御部Ｃ２及び表示部Ｃ２１の機能と同様である。

なお、蓄電池コントローラＢ３は、管理情報の他にも２次元コードに表示させる情報として、各蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎを構成する蓄電池セルのセル電圧Ｖ１〜Ｖ５の情報、各蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎ内の温度センサＭ２の温度値ＴＡの情報、蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎあるいは蓄電池コントローラＢ３の製品管理用の識別コード、又はそれぞれの製品情報を説明するためのインターネットＷｅｂサイトのＵＲＬ情報などを同時に表示させても構わない。また、各蓄電池パックＢ２１〜Ｂ２Ｎと蓄電池コントローラＢ３との間の通信ラインＣＯＭ２（図３）を含む接続は、有線接続には限定されず、ＷｉＦｉあるいはブルートゥース（Bluetooth（登録商標））などの近距離無線通信による接続に変更しても構わない。また、例えば現場でメンテナンス等の作業員の作業を促すために、セルコントローラＣＣ１に押ボタンを設けておき、この押ボタンの押下を検出した時にのみＷｉＦｉによってセルコントローラＣＣ１から蓄電池コントローラＢ３にメンテナンス情報を転送し、これをＱＲコードを通じて無線端末Ａ１に認識させてもよい。無線端末Ａ１からクラウドサーバＮ３の基幹システムにこの情報を転送した後、メンテナンス対象の蓄電池パック固有の詳細情報をクラウドサーバＮ３等から無線端末Ａ１に提供することができる。その結果、作業員は、メンテンナンス対象の蓄電池パックの近傍の場所で無線端末Ａ１を参照しながら作業することで、蓄電池パック内の演算装置の機能を簡略化することができ、メンテンナンス作業用の書類等の持ち歩きを回避でき作業負担を軽減できる。
［第３実施形態］

次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態にかかる蓄電池システム１Ｂの構成を示す図である。

第３実施形態にかかる蓄電池システム１Ｂにおいては、制御盤Ｃ１内の電力変換部Ｃ３に、電力系統ＰＳ側からの入力電圧の値Ｖｉｎ及び入力電流の値Ｉｉｎを検出可能なセンサが接続され、インバータＰ１内のコントローラＰ２に、インバータＰ１の出力電圧の値Ｖｏ及び出力電流の値Ｉｏを検出可能なセンサが接続されている。

電力変換部Ｃ３及びコントローラＰ２の収集した情報は、通信線を介して制御部Ｃ２に送信することが可能とされている。そして、制御部Ｃ２は、これらの情報をＱＲコード等の２次元コードに変換して表示部Ｃ２１に表示可能に構成される。上述した第１実施形態と同様にして、これらの情報は無線端末Ａ１によって読み取られた後にクラウドサーバＮ３に格納される。クラウドサーバＮ３において、格納された入力電圧値Ｖｉｎ、入力電流値Ｉｏ、出力電圧値Ｖｏ、及び出力電流値Ｉｏを基に、下記式を演算することにより電力変換効率ηが演算される。
η＝（Ｖｏ×Ｉｏ）÷（Ｖｉｎ×Ｉｉｎ）

電力変換効率ηの演算の精度を高めるためには、上記式に含まれるパラメータの同時性も重要となる。本実施形態によれば、単一の２次元コードに入力電圧値Ｖｉｎ、入力電流値Ｉｏ、出力電圧値Ｖｏ、及び出力電流値Ｉｏを含めて同時に表示されるので、電力変換効率ηの演算精度が容易に高められる。一方で、単一の２次元コードに同時に表示させる情報は、電流値及び電圧値の代わりに、入力電力値Ｐｉｎ＝Ｖｉｎ×Ｉｉｎ、及び出力電力値Ｐｏ＝Ｖｏ×Ｉｏであってもよい。この場合も、電力変換効率ηの演算の精度を容易に高めることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態にかかる蓄電池システム１によってクラウドサーバＮ３に格納された監視情報は、直流抵抗値Ｒの演算に利用されることには限定されず、そのほかの様々な情報の演算に利用されてもよい。図８は、クラウドサーバＮ３における充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）の演算アルゴリズムを示すブロック図である。

図８に示すように、充電率ＳＯＣは、クラウドサーバＮ３に格納された電流値ＩＢ、電圧値ＶＢ、温度値ＴＢをもとに演算される。この場合、クラウドサーバＮ３は、積算部Ｓ１、容量推定部Ｓ２、抵抗推定部Ｓ３、ＯＣＶ推定部Ｓ４、Ａｈ比算出部Ｓ５、ＳＯＣ／ＯＣＶマップ部Ｓ６、及びＳＯＣ推定部Ｓ７を備える。

積算部Ｓ１は、電流値ＩＢを積分することにより電流積Ａｈを求める。なお、積算部Ｓ１は外部のトリガ入力を受け付けた場合には積算した電流積Ａｈを特定の値にリセットする機能を備えてもよい。

容量推定部Ｓ２は、温度値ＴＢから蓄電池の容量値Ｑを推定する。ここで、例えば容量推定部Ｓ２は内部に容量値Ｑと温度値ＴＢとの対応を示すデータテーブルまたは近似式を予めメモリ内に記憶しておき、これを参照して容量値Ｑを推定してもよい。

抵抗推定部Ｓ３は、第１実施形態と同様のアルゴリズムにより蓄電池の直流抵抗値Ｒを推定する。ＯＣＶ推定部Ｓ４は、電圧値ＶＢ、電流値ＩＢ、および直流抵抗値Ｒから電池の開放電圧（ＯＣＶ:Open Circuit Voltage）を求める。これらのパラメータは電池の等価回路モデルから下記式で表すことができるので、下記式を逆算することにより解放電圧ＯＣＶを計算する（ここで、電流値ＩＢの符号は放電の場合を正とする）。
ＶＢ＝ＯＣＶ−Ｒ×ＩＢ

Ａｈ比算出部Ｓ５は、電流積Ａｈを容量値Ｑで除した値を比率ＳＯＣｉとして出力する。ＳＯＣ／ＯＣＶマップ部Ｓ６は、開放電圧ＯＣＶと温度値ＴＢから値ＳＯＣｖを推定する。ここで、例えば、ＳＯＣ／ＯＣＶマップ部Ｓ６は、内部のメモリに値ＳＯＣｖと温度値ＴＢと解放電圧ＯＣＶとの対応関係を示すデータテーブルまたは近似式を予め記憶しておき、これを参照することにより値ＳＯＣｖを推定する。

ＳＯＣ推定部Ｓ７は比率ＳＯＣｉおよび値ＳＯＣｖの情報を元に充電率ＳＯＣを求める。 なお、ＳＯＣ推定部Ｓ７は、求めた充電率ＳＯＣを元に積算部Ｓ１のリセット用トリガ信号を発生させてもよい。例えば、充電率ＳＯＣが１００％になった場合には積算部Ｓ１で積算する電流積Ａｈを容量値Ｑの値にリセットすることで、積分時に累積される電流値ＩＢの測定誤算を補正して精度を高めることができる。

なお、充電率ＳＯＣ等の蓄電池システムの状態量の演算においては、演算を実行する際に、電流値ＩＢと電圧値ＶＢの同時性、電流値ＩＢと温度値ＴＢの同時性が、精度維持の観点で重要となる。逆に言えば、容量値Ｑ、電流積Ａｈ、比率ＳＯＣｉ等は同時性が精度維持の観点で比較的重要ではない。そこで、蓄電池システム１の制御部Ｃ２あるいは蓄電池コントローラＢ３等に、積算部Ｓ１、容量推定部Ｓ２、及びＡｈ比算出部Ｓ５のいずれかの機能を具備させ、制御部Ｃ２あるいは蓄電池コントローラＢ３等が、容量値Ｑ、電流積Ａｈ、及び比率ＳＯＣｉのうちのいずれかの数値を含む情報を、表示部Ｃ２１あるいは表示部Ｂ３３上に２次元コードで表示可能に構成されていてもよい。

このような場合、蓄電池システムの充電率ＳＯＣを求めるための情報が内部における演算により取得され、その情報が無線端末Ａ１等の外部機器を用いてクラウドサーバＮ３等の監視装置に効率的に伝達可能とされる。その結果、システム構成を簡略化しながら、蓄電池システムの充電率ＳＯＣの監視の精度を維持するに十分な情報の伝達を実現できる。

１、１Ａ、１Ｂ…蓄電池システム、Ｂ１…本体部、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ…蓄電池パック、Ｂ３…蓄電池コントローラ（電圧検出手段、電流電出手段、温度検出手段）、Ｂ３１…電流センサ、Ｂ３２…温度センサ、Ｂ３３…表示部、Ｃ１…制御盤、Ｃ２…制御部、Ｃ２１…表示部。

Claims (6)

1. 蓄電池を備えた蓄電池システムであって、
   前記蓄電池の端子間電圧に関する電圧値を検出する電圧検出手段と、
   前記蓄電池の入出力電流に関する電流値を検出する電流検出手段と、
   前記蓄電池の蓄積電力を用いて情報及び画像の表示が可能な表示部と、を備え、
   前記表示部は、前記電圧検出手段によって検出された電圧値、及び前記電流検出手段によって検出された電流値を取得して、前記電圧値及び前記電流値を含む情報を２次元コードで表示可能に構成されている、
   蓄電池システム。
2. 前記表示部は、前記電圧値の情報、及び前記電流値の情報を一括して単一の２次元コードで表示可能に構成されている、
   請求項１記載の蓄電池システム。
3. 前記蓄電池の周辺温度に関する温度値を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記表示部は前記温度検出手段によって検出された前記温度値を取得し、前記温度値を含む情報をさらに２次元コードで表示可能に構成されている、
   請求項１又は２に記載の蓄電池システム。
4. 前記表示部は、前記２次元コードとともに、前記２次元コードで表現された情報に含まれる数値を表示可能に構成されている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
5. 前記電流値を積算した電流積、前記温度値から推定された容量値、及び前記電流積と前記容量値との比率のいずれかの数値を演算する機能をさらに備え、
   前記表示部は、該数値を含む情報をさらに２次元コードで表示可能に構成されている、
   請求項３に記載の蓄電池システム。
6. 前記表示部は、前記２次元コードが表示された状態で、かつ、表示対象の前記情報の入力がない状態が所定期間継続した場合は、前記情報の数値による表示に移行する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電池システム。

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