JP2020054020A - 充電制御装置及び充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下であっても電池容量を多く維持すると共に常温運転時の待機時間を短くすることなく蓄電池の劣化を抑制し、コストを抑えた充電制御装置及び充電制御方法を提供する。【解決手段】バックアップ用蓄電システム１において、制御手段５４は、電圧測定手段５１が測定した電圧が第１の電圧以下になったことを検出したら蓄電池３への充電を開始し、第１の電圧よりも高い第２の電圧以上となったことを検出したら充電を停止する第１の充電サイクルと、電圧測定手段が測定した電圧が第２の電圧以上になったことを検出して蓄電池への充電を停止した後、計時手段５３による所定時間分の計時に応じて、電圧測定手段が測定した蓄電池の電圧が第１の電圧よりも高く第２の電圧よりも低い第３の電圧以下の電圧を検出すると、蓄電池への充電を開始し、第２の電圧以上となったことを検出したら充電を停止する第２の充電サイクルと、を実行可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、バックアップ用蓄電システム等に設けられて蓄電池の充電を制御する充電制御装置及び充電制御方法に関する。

従来の蓄電システムは、少なくとも蓄電池、充電制御装置、放電制御装置、電源装置、電源装置に常用電源（商用電源、工業用電源、燃料電池、太陽光発電等の自然エネルギーを利用した電源等）を入力するための電源入力端子、電力出力端子を有し、常用電源入力端子に接続された電源装置で充電制御装置を介して蓄電池を充電するようになっている。蓄電池は、電力出力端子にも接続され、放電制御装置により、蓄電した電力を電力出力端子に接続された負荷に供給することが可能となっている。なお、充電制御装置と放電制御装置は別々のものでもよいし、充電と放電の両方の制御を行う充放電制御装置であってもよい。

このような構成の蓄電システムの一種として、無停電電源装置（バックアップ用蓄電システムとも言う）がよく知られている。無停電電源装置は、常用電源と負荷との間に配置され、通常は常用電源で負荷に電力を供給するようにしている。一方、停電等により常用電源からの電力を負荷へ供給することが困難になった場合に、無停電電源装置は、搭載する蓄電池から負荷への電力供給を行うように自動的に切り替えられる。

無停電電源装置のような蓄電システムでは、停電等が発生した際に負荷へ電力供給が行えるようにある程度の電池容量は常に保持するようにしている。このため、蓄電システムでは、蓄電池の電圧が満充電時の電圧に相当する充電終止電圧となった場合に蓄電池への充電を停止し、その後に、蓄電池の電圧を監視し、待機状態を維持するために自己消費、つまり、蓄電システム自身の駆動に必要な暗電流が消費される。この自己消費により、蓄電池の電圧が、充電終止電圧より低くかつ、保持しておくべき電池容量時の電圧に相当する充電開始電圧よりも低い電圧となった場合に、蓄電池を満充電とするために蓄電池への充電を再開する。このような充電方式はフロート充電方式と言われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１７６１４１号公報

フロート充電方式は、バッテリーの寿命を最大限に引き延ばす、充電電流量を調整する制御回路が不要になるなどのメリットがあるが、低温環境では次のような問題を生じる場合がある。

低温環境下では、蓄電池は内部インピーダンスが増加するため、充電時に充電電流と内部インピーダンスとにより見かけ上の電位差が生じる。蓄電池の電圧は、この電位差に応じた分高くなるため、蓄電池の電圧に基づいて蓄電池を満充電に近い状態まで充電しても、充電を停止した際に内部インピーダンスで上昇していた見かけ上の電位差分だけ、蓄電池の電圧が低下し、充分な充電ができず、短時間で蓄電池の電池容量に応じた蓄電池の電圧は充電開始電圧まで低下する。このため、低温環境下において蓄電池の電圧を測定して充電を行うと、充電終止電圧と充電開始電圧とを短時間で行き来することになり、充電開始電圧付近の電池容量しか維持できず、電池容量が少なくなってしまい製品が目標とする電力供給性能を十分に維持できなくなってしまう。

このため、特許文献１のように、蓄電池の温度を測定すると共に、常温環境下と低温環境下とで異なる電流で充電する充電制御装置も提案されているものの、温度を測定するためのセンサーや、２つの電源系統が必要になるため、高コストになってしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、低温環境下であっても電池容量を多く維持すると共に常温運転時の待機時間を短くすることなくコストを抑えた充電制御装置及び充電制御方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、蓄電池の電圧を測定する電圧測定手段と、電源から前記蓄電池への充電を制御する制御手段と、経過時間を計時する計時手段と、を具備し、前記制御手段は、前記電圧測定手段が測定した電圧が第１の電圧以下になったことを検出したら前記蓄電池への充電を開始し、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第１の充電サイクルと、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第２の電圧以上になったことを検出して前記蓄電池への充電を停止した後、前記計時手段による所定時間分の計時に応じて、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第１の電圧よりも高く前記第２の電圧よりも低い第３の電圧以下の電圧を検出すると、前記蓄電池への充電を開始し、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第２の充電サイクルと、を実行可能なことを特徴とする充電制御装置にある。

かかる態様では、低温環境下で蓄電池の内部インピーダンスが増加する特性を利用し、第３の電圧を設定し、蓄電池への充電を停止した後に蓄電池の電圧が第２の電圧から第３の電圧になるまでの経過時間が短い場合には、第２の充電サイクルを実行する。したがって、外部環境温度や蓄電池の温度が低温であることを検出する手段を必要とすることなく、サーミスタ等の温度検出素子が不要となる分、コストを低減することができる。また、常温環境下などの通常時の蓄電池の内部インピーダンスが低く、蓄電池への充電を停止した後に蓄電池の電圧が第２の電圧から第３の電圧になるまでの経過時間が短くない場合は、第２の充電サイクルは実行されず、第１の充電サイクルのみを行うことで、蓄電池の充放電を短時間で繰り返すことはないため、蓄電池の劣化を抑制して寿命が短くなるのを抑えることができる。また、低温環境下などの蓄電池の内部インピーダンスが増加した場合に、第２の充電サイクルを行うことで、第１の電圧付近の電池容量よりも大きな第３の電圧付近の電池容量まで充電を行うことができる。この第２の充電サイクルにおいても第１の充電サイクルと同様の電源からの電力に基づき蓄電池を充電することができる。したがって、常温環境下と低温環境下とにおいてそれぞれ異なる電源系統、すなわち、２つの電源系統を必要とすることなく、低温環境下においても１つの電源系統で蓄電池を比較的大きな電池容量まで充電することができ、コストを低減することができる。

ここで、前記制御手段は、前記電源と前記蓄電池との間に設けられて前記電源から前記蓄電池への電力の供給及び停止を行うスイッチング素子と、前記電圧測定手段が測定した前記蓄電池の電圧と前記計時手段が計時した経過時間とに基づいて前記スイッチング素子の開閉を制御するスイッチング制御手段と、を具備することが好ましい。これによれば、スイッチング制御手段がスイッチング素子を制御することで蓄電池への充電を容易に制御することができる。

また、前記スイッチング素子は、半導体素子からなることが好ましい。これによれば、スイッチング素子の短時間で繰り返される開閉への耐性も向上し、長期に亘って安定した動作ができるため、第２の充電サイクルにおける蓄電池への充電を長期に亘って安定して行うことができる。

また、前記制御手段は、前記計時手段が所定時間の計時する間に前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第３の電圧以下となった場合に前記第２の充電サイクルによって前記蓄電池への充電を開始することが好ましい。これによれば、所定時間内に第３の電圧以下となった場合に直ちに第２の充電サイクルによって蓄電池の充電を開始することができるため、所定時間が経過されるまで待機する必要がなく、充電時間を短縮することができる。

また、前記制御手段は、前記計時手段が所定時間の計時後、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第３の電圧以下の場合に前記第２の充電サイクルによって前記蓄電池への充電を開始することが好ましい。このように、計時手段が所定時間の計時後に、電圧測定手段が測定した電圧が第３の電圧以下であるか判定するため、第２の充電サイクルとして蓄電池の電圧の検出を計時手段での計時中に第３の電圧以下になるか否かを何度も検出することなく、１度の検出で済むので、蓄電池の検出を行う電圧測定手段等での動作負担が減り、検出で消費される電力も抑えることができる。

また、前記制御手段は、前記第２の充電サイクルを連続して行う際に、前記第３の電圧を徐々に高くすることが好ましい。これによれば、第２の充電サイクルの連続実行回数などにより第３の電圧を徐々に高くすることで、低温環境下において、第２の充電サイクルによって蓄電池をさらに満充電に近い電池容量まで充電することができる。

また、前記第３の電圧は、常温環境下において前記第２の電圧によって充電を停止した際に当該蓄電池の内部インピーダンスによって下がった第４の電圧よりも低いことが好ましい。これによれば、常温環境下において第２の充電サイクルが行われるのを抑制することができる。

さらに、本発明の他の態様は、電源から蓄電池への充放電を制御する充電制御方法であって、前記蓄電池の電圧を測定し、測定した前記蓄電池の電圧が第１の電圧以下になったことを検出したら前記蓄電池への充電を開始し、測定した前記蓄電池の電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第１の充電サイクルと、測定した前記蓄電池の電圧が前記第２の電圧以上になったことを検出して前記蓄電池への充電を停止した後、所定時間分の計時に応じて、測定した前記蓄電池の電圧が前記第１の電圧よりも高く前記第２の電圧よりも低い第３の電圧以下の電圧を検出すると、前記蓄電池への充電を開始し、測定した前記蓄電池の電圧が前記第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第２の充電サイクルと、を実行することを特徴とする充電制御方法にある。

かかる態様では、低温環境下で蓄電池の内部インピーダンスが増加する特性を利用し、第３の電圧を設定し、蓄電池への充電を停止した後に蓄電池の電圧が第２の電圧から第３の電圧までの経過時間が短い場合には、第２の充電サイクルを実行する。したがって、外部環境温度や蓄電池の温度が低温であることを検出する手段を必要とすることなく、サーミスタ等の温度検出素子が不要となる分、コストを低減することができる。また、常温環境下などの通常時の蓄電池の内部インピーダンスが低く、蓄電池への充電を停止した後に蓄電池の電圧が第２の電圧から第３の電圧になるまでの経過時間が短くない場合は、第２の充電サイクルは実行されず、第１の充電サイクルのみを行うことで、蓄電池の充放電を短時間で繰り返すことはないため、蓄電池の劣化を抑制して寿命が短くなるのを抑えることができる。また、低温環境下などの蓄電池の内部インピーダンスが増加した場合に、第２の充電サイクルを行うことで、第１の電圧付近の電池容量よりも大きな第３の電圧付近の電池容量まで充電を行うことができる。この第２の充電サイクルにおいても第１の充電サイクルと同様の電源からの電力に基づき蓄電池を充電することができる。したがって、常温環境下と低温環境下とにおいてそれぞれ異なる電源系統、すなわち、２つの電源系統を必要とすることなく、低温環境下においても１つの電源系統で蓄電池を比較的大きな電池容量まで充電することができ、コストを低減することができる。

本発明によれば、低温環境下で、温度センサーや複数系統の電源を必要とすることなく、第１の電圧よりも高い第３の電圧となる高い電池容量まで充電することができコストを低減することができる。また、低温環境下でも高い電池容量まで充電することができるため、蓄電池によって負荷を長時間に亘って動作させることができると共に、常温環境下では実行しない制御の追加であるため充放電の繰り返しによる劣化を最小限に抑制することができる。

本発明の実施形態１に係るバックアップ用蓄電システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る蓄電池の充電サイクルを示すグラフである。 本発明の比較例の低温環境下の蓄電池の充電サイクルを示すグラフである。 本発明の実施形態１に係る蓄電池の充電制御方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る蓄電池の充電制御方法を説明するフローチャートである。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るバックアップ用蓄電システムの概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態のバックアップ用蓄電システム１は、電源入力端子１０と電源装置２と蓄電池３と充電制御装置５とを具備する。なお、バックアップ用蓄電システム１としては、蓄電池３の放電を制御する放電制御装置（図示せず）も具備する。蓄電システム１は電力出力端子２０を有し、放電制御装置により電力出力端子２０に接続された負荷４へ電力供給することができるものである。なお、充電制御装置と放電制御装置は別々のものでもよいし、充電と放電の両方の制御を行う充放電制御装置であってもよい。充電制御装置に代えて充放電制御装置とする場合には、前述の放電制御装置は不要とし、本実施形態における充電制御装置５を充放電制御装置に置き換えればよい。

電源装置２は、電源入力端子１０を介して商用電源、工業電源や太陽光等の自然エネルギーを利用した発電、燃料電池発電などの発電設備からの電力を受電する。電源装置２は、電源入力端子１０から供給される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する。

蓄電池３は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドニウム電池、鉛蓄電池などの二次電池が挙げられる。本実施形態での蓄電池３は二次電池の単位セル（電池セル）を複数個直列に接続して構成されるものとしている。また、本実施形態では、リチウムイオン二次電池の電池セルを用いるものとしている。

負荷４は、電力出力端子２０を介して電源装置２及び蓄電池３に接続されて、電源装置２又は蓄電池３から供給された電力によって動作するものである。

充電制御装置５は、蓄電池３の充電を制御するものであり、本実施形態では、電圧測定部５１とスイッチング素子５２と計時部５３とスイッチング制御部５４とを具備する。

電圧測定部５１は、蓄電池３の電圧を測定する電圧計などの電圧測定手段であり、蓄電池３の電圧を逐一又はクロック信号（内部生成あるいは外部から入力されるクロック信号）に基づいて一定時間毎に測定し、測定結果をスイッチング制御部５４に送信する。

スイッチング素子５２は、電源装置２と蓄電池３との間に設けられて、スイッチング制御部５４からの制御信号に応じて、電源装置２から蓄電池３への電力を供給又は停止する。このようなスイッチング素子５２は、継電器であり、メカニカルリレーや半導体素子による半導体リレーなどを用いることができる。なお、本実施形態では、詳しくは後述するが、低温環境下で蓄電池３に充電する際に、第２の充電サイクルによって短時間で連続したスイッチング素子５２の開閉が行われるため、スイッチング素子５２として半導体素子を用いるのが好ましい。これにより、スイッチング素子５２が短時間で連続した開閉への耐性も向上し、第２の充電サイクルの実行が長期に安定して可能となる。

計時部５３は、スイッチング制御部５４から送信される計測開始信号により所定の経過時間を計測する計時手段である。スイッチング制御部５４からの計測開始信号は、詳しくは後述するが、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、蓄電池３が満充電であることを指示する第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出した際に送信されるもので、蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出すると蓄電池３への充電も停止される。つまり、計時部５３は、蓄電池３が満充電になって充電が停止されてからの経過時間を測定する。

スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧と計時部５３が計時した経過時間とに基づいてスイッチング素子５２の開閉を制御するスイッチング制御手段であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理装置と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などの半導体メモリ等の記憶媒体とを含んで構成され、記憶媒体に記憶されたプログラムを処理装置が実行することで制御を行う。なお、本実施形態では、スイッチング素子５２とスイッチング制御部５４とが制御手段を構成する。

ここで、充電制御装置５は、図２に示すように第１の充電サイクルと第２の充電サイクルとを実行可能となっている。

具体的には、図２（ａ）に示すように、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下になったことを検出したら、スイッチング素子５２を閉（ＯＮ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への電力の供給を開始、すなわち、充電を開始する。つまり、第１の電圧（Ｖｔｈ１）は、第１の充電サイクルにおける充電開始電圧である。

また、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高い第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出したらスイッチング素子を開（ＯＦＦ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への電力の供給を停止、すなわち、充電を停止し、停電等の発生時に負荷４へ電力供給できるようにバックアップ用蓄電システム１は待機した状態となる。このとき、充電制御装置５は自身の駆動に必要な暗電流を蓄電池３から消費する状態となる。つまり、第２の電圧（Ｖｔｈ２）は、第１の充電サイクルにおける充電終止電圧である。

ここで、第２の電圧（Ｖｔｈ２）における蓄電池３の電池容量、すなわち、充電率（ＳＯＣ）を例えば１００％とした場合、第１の電圧（Ｖｔｈ１）は、例えば、バックアップ用蓄電システム１では停電等の緊急時以外は常時満充電かそれに近い充電率を維持しておくため、蓄電池３の充電率（ＳＯＣ）が９０％程度の第２の電圧（Ｖｔｈ２）に近い電圧である。また、過充電や過放電の影響を避け、より確実で安定した電力の供給が求められる用途の場合には、第２の電圧（Ｖｔｈ２）は充電率が７０％の電圧とし、第１の電圧（Ｖｔｈ１）は充電率が６０％の電圧として、充電率の上下それぞれに余裕を持たせるようにしてもよい。このように、第１の電圧（Ｖｔｈ１）及び第２の電圧（Ｖｔｈ２）は、蓄電池３の特性や蓄電システムの仕様・用途に基づいて適宜決定されるものであり、上記説明のものに限られるものではない。

さらに、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出した後、蓄電池３が自己放電等によって電圧測定部５１が測定した電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下になったことを検出したら、スイッチング制御部５４は、スイッチング素子を閉（ＯＮ）状態となるように制御して蓄電池３の充電を再開する。特に、バックアップ用蓄電システム１であると、停電等が発生しない場合は蓄電池３から負荷４への電力供給がされないが、負荷４への電力供給がなくとも蓄電池３の電池容量は満充電から少しずつ低下していく。これは、充電制御装置５が駆動するのに必要な電力が蓄電池３から消費（自己消費）されるためである。そのため、自己消費により蓄電池３の電池容量は徐々に下がっていくため、蓄電池３の電圧もこれに応じて第２の電圧（Ｖｔｈ２）から下がっていくこととなる。この電圧の低下が第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下まで低下すると、バックアップ用として保持しておくべき充電率（９０％程度）を下回ることとなるため、蓄電池３の充電が再開される。なお、ここでは自己消費の対象を充電制御装置５の駆動を例としているが、これに限らず、蓄電システム１として待機状態であっても蓄電池３からの消費で駆動（動作）することが必要な構成要素が他にもあればその駆動も自己消費の対象として含むものである。

このような自己消費によって蓄電池３の電圧が低下し第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下であることを検出することによる蓄電池３の充電及び第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出することによる蓄電池３の充電の停止を行うことを本実施形態では第１の充電サイクルと称する。

また、第１の充電サイクルにおいて、充電率が９０％程度の第１の電圧（Ｖｔｈ１）で蓄電池３の充電を再開することで、電源装置２からの電力の供給が停止した際に、蓄電池３を常に９０％以上の充電率とすることができる。したがって、停電等によって電源装置２からの電力の供給が停止した際に蓄電池３によって負荷４を長時間に亘って動作させることができる。ちなみに、第１の電圧（Ｖｔｈ１）を、充電率９０％よりも低い電圧、例えば７０％に設定することで、自己消費による電池容量の低下に基づいて充電を開始するまでの時間（蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）になったことを検出後から第１の電圧（Ｖｔｈ１）まで低下したことを検出するまでの時間）をさらに長くすることができるものの、蓄電池３が比較的低い充電率の際に電源装置２からの電力の供給が停止すると、蓄電池３によって負荷４を動作させる時間が短くなってしまう。一方で、第１の電圧（Ｖｔｈ１）を１００％近くの電圧、たとえば９５％などに設定すると自己消費による電圧低下による電池容量の低下に基づいて充電を開始するまでの時間が短くなるため、頻繁に充放電を繰り返すこととなり、蓄電池３の劣化を招く恐れがある。

また、充電制御装置５は、図２（ｂ）に示すように、第２の充電サイクルを実行可能となっている。このような第２の充電サイクルは、本実施形態では、低温環境下、例えば、−１０℃以下で実行される。

スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出したら、計時部５３に計測開始信号を送信し、計時部５３が第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出してからの経過時間を計時する。

また、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して蓄電池３への充電を停止した後、計時手段である計時部５３による所定時間分の計時に応じて、電圧測定部５１が測定した電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高く、第２の電圧（Ｖｔｈ２）よりも低い第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になったことを検出したら、スイッチング素子５２を閉（ＯＮ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への充電を開始する。

ここで、第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）を検出するまでの経過時間は、本実施形態では、数秒〜数十秒である。この時間は、低温環境下において内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなった後の蓄電池３の電圧を測定するために必要な時間であり、低温環境下であれば内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなった後の電圧として蓄電池３の電圧を測定すると第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になり、常温環境下であれば内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなった後の電圧として蓄電池３の電圧を測定しても第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下にならない時間である。すなわち、スイッチング制御部５４は、蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上となったことを検出して充電を停止してから第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になったことを、予め設定した経過時間、本実施形態では、数秒〜数十秒に予め設定した計時部５３の計時時間に応じて検出したら、スイッチング素子５２を閉（ＯＮ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への充電を開始する。つまり、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は、第２の充電サイクルにおける充電開始電圧である。

これに対して、スイッチング制御部５４は、蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上となったことを検出して充電を停止してから第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になったことを、予め設定した経過時間、すなわち、予め設定した計時部５３での計時時間に応じて行う検出処理にて検出できなかったら、第２の充電サイクルにおける蓄電池３への充電を行わない。すなわち、蓄電池３では、上述した第１の充電サイクルの第１の電圧（Ｖｔｈ１）までの充電制御装置５による自己消費が継続して行われる。

また、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が、第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になったことを検出した後は、上述した第１の充電サイクルと同様に、スイッチング素子５２を閉（ＯＮ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への充電を開始し、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出したら、スイッチング素子５２を開（ＯＦＦ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への充電を停止する。つまり、第２の電圧（Ｖｔｈ２）は、第２の充電サイクルにおける充電終止電圧である。

このような第３の電圧（Ｖｔｈ３）の検出による充電の開始及び第２の電圧（Ｖｔｈ２）の検出による充電の停止を行うことを、本実施形態では第２の充電サイクルと称する。すなわち、第１の充電サイクルを実行している間に、第２の充電サイクルが行われる。

ここで、低温環境下では、蓄電池３の内部インピーダンスが増加するため、電圧測定部５１が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して充電を停止すると、内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなり、蓄電池３の電圧は低くなる。このため、低温環境下において第１の充電サイクルのみを行うと、図３に示すように、内部インピーダンスの増加によって第１の電圧（Ｖｔｈ１）を検出してから第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出するまでの充電時間が短くなると共に、第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出して充電を停止してから、第１の電圧（Ｖｔｈ１）を検出して充電を再開するまでの放電時間も短くなる。すなわち、低温環境下などの蓄電池３の内部インピーダンスが増加した状態で、第１の充電サイクルで充電を行うと、第１の電圧（Ｖｔｈ１）と第２の電圧（Ｖｔｈ２）とを短時間で行き来することになり、第１の電圧（Ｖｔｈ１）付近の電池容量しか維持できず、電池容量が少なくなってしまう。このため、電源装置２から電力の供給が停止された際に、蓄電池３によって負荷４を動作させる時間が短くなってしまう。また、低温環境下で第１の充電サイクルだけで充電を行うと、蓄電池３の充放電を短時間で繰り返し続けるため、蓄電池３が劣化し易く、蓄電池３の寿命が短くなってしまう。

そこで、本実施形態では、上述したように第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高く第２の電圧（Ｖｔｈ２）よりも低い第３の電圧（Ｖｔｈ３）を設定し、スイッチング制御部５４は、低温環境下においては第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）が検出されるまでの経過時間が数秒〜数十秒であることに基づいて予め設定された時間、すなわち、予め設定した計時部での計時時間に応じて行う検出処理にて電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下となったことを検出したら、スイッチング素子を閉（ＯＮ）状態となるように制御して電源装置２から蓄電池３への充電を開始する。すなわち、低温環境下であれば、第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出して充電を停止してから数秒〜数十秒の短時間で内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなり、蓄電池３は第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下となる。したがって、スイッチング制御部５４は、低温環境下での内部インピーダンスの影響による蓄電池３の電圧に変動を考慮して第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であることを検出できるよう設定した計時部５３の計時時間に応じて、第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であることを検出することにより蓄電池３への充電を開始する。

このように本実施形態では、サーミスタ等の温度検出素子を用いていないものの、蓄電池３の内部インピーダンスが低温環境下で増加することを利用して、蓄電池３の充電を停止してから内部インピーダンスの影響により短時間で電圧が急落することを検出することで、蓄電池３が低温環境下にあることを検出することができる。すなわち、蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）まで変化するまでの時間により蓄電池３が常温環境下又は低温環境下の区別に応じて蓄電池３の充電を開始できる。したがって、蓄電池３や外部環境の温度を測定する温度測定手段を必要とすることなく、コストを低減することができる。

また、低温環境下である場合に、蓄電池３を第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下から第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上への充電と第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）までの放電がされたことによる充電の再開とを実施する第２の充電サイクルを繰り返し行うことで、蓄電池３を第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができる。したがって、低温環境下のように蓄電池３の内部インピーダンスが常温時に比べて増加している場合であっても、蓄電池３の電池容量を第１の電圧（Ｖｔｈ１）付近ではなく、より満充電（第２の電圧の電池容量）に近い第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができる。このような第２の充電サイクルによる蓄電池３の充電は、第１の充電サイクルと同じ電源となる電源装置２からの電力の供給、すなわち、１つの電源系統で行うことができるため、常温環境下と低温環境下とのそれぞれで異なる電源系統が不要となり、コストを低減することができる。

そして、低温環境下であっても、蓄電池３を第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができるため、電源装置２からの電力供給が停止された際に蓄電池３から負荷４への電力供給を長時間に亘って行うことができる。また、低温環境下においても、蓄電池３を第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができるため、第３の電圧（Ｖｔｈ３）から第２の電圧（Ｖｔｈ２）まで長時間、本実施形態では、数時間に亘って充電制御装置５自身の駆動に必要な暗電流のみを消費する待機状態を維持できる。

なお、第２の充電サイクルによって充電する第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）を検出するまでの経過時間は、上述したように数秒〜数十秒以下である。これは、蓄電池３への充電を停止してから数秒〜数十秒で蓄電池３の内部インピーダンス分の電圧上昇がなくなるからである。

また、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は、少なくとも低温環境下で第１の充電サイクル、すなわち、第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下になったことを検出して充電を開始し、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して充電を停止した瞬間に蓄電池３の内部インピーダンスによって第２の電圧（Ｖｔｈ２）から下がった電圧よりも高いものであるが、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は第２の電圧（Ｖｔｈ２）より低く、且つできるだけで高い方が好ましい。なお、ここで言う低温環境下とは、本実施形態では−１０℃以下のことを言う。このように第３の電圧（Ｖｔｈ３）を第２の電圧（Ｖｔｈ２）より低く、且つできるだけ高くすることで、第２の充電サイクルによって充電される蓄電池３の電池容量を第２の電圧（Ｖｔｈ２）の満充電に近づけることができる。ただし、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は、常温環境下において第１の充電サイクル、すなわち、第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下になったことを検出して充電を開始し、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して充電を停止した瞬間に蓄電池３の内部インピーダンスによって下がった第４の電圧よりも低くするようにする。これは、第３の電圧（Ｖｔｈ３）が第４の電圧よりも高いと、常温環境下においても蓄電池３の内部インピーダンスによって第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出してから計時部５３で計時する数秒〜数十秒以内に第３の電圧（Ｖｔｈ３）を検出してしまい、第２の充電サイクルが行われてしまうことになるからである。常温環境下で第２の充電サイクルが行われると、蓄電池３の充放電が短時間で繰り返されるため、蓄電池３の劣化が進んでしまう。第３の電圧（Ｖｔｈ３）を第４の電圧よりも低くすることで、常温環境下で第２の充電サイクルが行われることなく、低温環境下のみで第２の充電サイクルが行われるため、常温環境下で蓄電池３の充放電が短時間で繰り返されることによる蓄電池３の劣化を抑制して、蓄電池３の寿命が短くなるのを抑制することができる。

第２の充電サイクルは、繰り返し行われることで、充電停止後に内部インピーダンス分の電圧が下がった後の蓄電池３の電池容量を示す電圧を第２の充電サイクルを繰り返す毎に第３の電圧（Ｖｔｈ３）に近づけていき、さらには第３の電圧より高い電圧に対応する電池容量まで充電することができる。すなわち、蓄電池３の電池容量が第３の電圧（Ｖｔｈ３）を越えるようになると、蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上を検出して充電を停止して内部インピーダンス分の電圧が下がった後の蓄電池３の電池容量を示す電圧から第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になるまでの時間が長くなることとなる。そして、第２の充電サイクルを繰り返した結果、内部インピーダンス分の電圧が下がった後の蓄電池３の電池容量を示す電圧から第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になるまでの時間が長くなり、計時部５３による計時に応じて行う電圧測定部５１による電圧検出で蓄電池３の電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であることが検出されなくなった時には、第３の電圧（Ｖｔｈ３）に応じた電池容量の維持ができていることとなり、第２の充電サイクルによる充電を再開せず、第２の充電サイクルは終了となる。したがって、蓄電システム１は、蓄電池３の容量が第３の電圧（Ｖｔｈ３）相当分維持されることで、第１の充電サイクルに戻って、第１の電圧（Ｖｔｈ１）となるまで暗電流のみを消費する待機状態となる。

ここで、本実施形態の充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、本実施形態の充電制御方法を説明するフローチャートである。

図４に示すように、ステップＳ１で蓄電池３が満充電の状態から、ステップＳ２で電圧測定部５１が蓄電池３の電圧Ｖを測定する。

ステップＳ３で、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧Ｖが第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下ではないこと（Ｖ＞Ｖｔｈ１）を検出したら（ステップＳ３：Ｎｏ）、充電を行わない待機状態を維持しながら、蓄電池３の電圧Ｖが第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下となるまでステップＳ２からステップＳ３を繰り返し行う。

また、ステップＳ３でスイッチング制御部５４は、電圧測定部５１が検出した蓄電池３の電圧Ｖが、第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下であること（Ｖ≦Ｖｔｈ１）を検出したら（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４で、スイッチング制御部５４は、スイッチング素子５２を閉（ＯＮ）状態として電源装置２から蓄電池３への充電を開始する。

ステップＳ４で蓄電池３への充電を開始した後は、ステップＳ５で電圧測定部５１が蓄電池３の電圧Ｖを測定し、ステップＳ６でスイッチング制御部５４は、ステップＳ５で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上であるか検出する。

ステップＳ６でスイッチング制御部５４が、ステップＳ５で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上ではないこと（Ｖ＜Ｖｔｈ２）を検出したら（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ５からステップＳ６を繰り返し行って蓄電池の電圧Ｖが第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上となるまで充電を行う。

また、ステップＳ６でスイッチング制御部５４は、ステップＳ５で測定した蓄電池３の電圧Ｖが、第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上であること（Ｖ≧Ｖｔｈ２）を検出したら（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７でスイッチング制御部５４は、スイッチング素子５２を開（ＯＦＦ）状態として、電源装置２から蓄電池３への充電を停止する。

ステップＳ７で蓄電池３への充電を停止した後は、ステップＳ８で計時部５３による経過時間の計時が開始、すなわち、タイマーがスタートされる。

そして、ステップＳ９で電圧測定部５１が蓄電池３の電圧Ｖを測定し、ステップＳ１０でスイッチング制御部５４は、ステップＳ９で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であるか検出する。

ステップＳ１０でスイッチング制御部５４は、ステップＳ９で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であること（Ｖ≦Ｖｔｈ３）を検出したら（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ４に戻り蓄電池３への充電を開始する。

また、ステップＳ１０でスイッチング制御部５４は、ステップＳ９で電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）よりも大きいこと（Ｖ＞Ｖｔｈ３）を検出したら（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ステップＳ１１で、スイッチング制御部５４は、設定した時間が経過したか判定する。すなわち、ステップＳ１１では、スイッチング制御部５４は、ステップＳ７で第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出して充電を停止してから設定時間を経過したか判定する。この設定時間は、本実施形態では、予め設定されたものであり、数秒〜数十秒である。そして、ステップＳ１１で、スイッチング制御部５４が設定時間を経過していないと判定した場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ９の蓄電池３の電圧の測定と、ステップＳ１０の蓄電池３の電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であるかの判定を設定時間が経過するまで繰り返し行う。ステップＳ１１で、スイッチング制御部５４が設定時間を経過したと判定した場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ７で充電を停止してから設定時間内に蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下にならなかったということであるため、蓄電池３が第２の充電サイクルによる充電によって第３の電圧（Ｖｔｈ３）となる分の電池容量まで充電されたということになる。したがって、ステップＳ１２で計時部５３による経過時間の測定を停止、すなわち、タイマーをストップし、ステップＳ２に戻り、蓄電池３の電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）以上になるまで蓄電システム１は待機状態となる。なお、上述の説明では、スイッチング制御部５４が計時部５３の計時時間から設定した時間が経過したか判定するとしているが、これは、スイッチング制御部５４が計時部５３の計時時間を確認し、確認した計時時間が設定時間以上になったか否かを判定するようにしてもいいし、計時部５３が設定した時間の計時をしたら計時終了信号をスイッチング制御部５４へ出力することでスイッチング制御部５４が設定時間になったと判定するようにしてもよい。後者の場合は、スイッチング制御部５４は計時部５３の計時時間を何度も確認することなく設定した時間になったか否かを計時終了信号で知ることができ、第２の充電サイクルをこの計時終了信号が出力されたことに応じて終了し、ステップＳ２へ戻るようにすることができる。

以上説明したように、本実施形態の充電制御方法では、常温環境下（通常時）に比べて低温環境下などで蓄電池３の内部インピーダンスが上昇して蓄電池３に十分な充電ができていないときに、第２の充電サイクルを行って、蓄電池３の電池容量を第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近まで充電することができる。したがって、常温環境下（通常時）では蓄電池３の充放電が短時間で繰り返されることがなく、蓄電池３の劣化を防ぎ、寿命が短くなるのを抑制することができる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、蓄電池３の電圧を測定する電圧測定手段である電圧測定部５１と、電源である電源装置２から蓄電池３への充電を制御する制御手段と、経過時間を計時する計時手段である計時部５３と、を具備し、制御手段は、電圧測定部５１が測定した電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）以下になったことを検出したら蓄電池３への充電を開始し、電圧測定部が測定した電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高い第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上となったことを検出したら蓄電池３への充電を停止する第１の充電サイクルと、電圧測定部が測定した電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して蓄電池３への充電を停止した後、計時手段による所定時間分の計時に応じて、電圧測定部が測定した電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高く第２の電圧（Ｖｔｈ２）よりも低い第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下の電圧を検出すると蓄電池３への充電を開始し、電圧測定部５１が測定した電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上となったことを検出したら蓄電池３への充電を停止する第２の充電サイクルと、を実行可能である。

このように、低温環境下で蓄電池の内部インピーダンスが増加する特性を利用し、第３の電圧（Ｖｔｈ３）を設定し、蓄電池３への充電を停止した後に蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）までの経過時間が短い場合には、第２の充電サイクルを実行する。したがって、外部環境温度や蓄電池の温度が低温であることを検出する手段を必要とすることなく、サーミスタ等の温度検出素子が不要となる分、コストを低減することができる。また、常温環境下などの通常時の蓄電池３の内部インピーダンスが低く、蓄電池３への充電を停止した後に蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）から第３の電圧（Ｖｔｈ３）までの経過時間が短くない場合には、第２の充電サイクルは実行されず、第１の充電サイクルのみを行うことで、蓄電池３の充放電を短時間で繰り返すことはないため、蓄電池３の劣化を抑制して寿命が短くなるのを抑えることができる。また、低温環境下などの異常時に蓄電池３の内部インピーダンスが増加した場合に、第２の充電サイクルを行うことで、第１の電圧（Ｖｔｈ１）付近の電池容量よりも大きな第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電を行うことができる。この第２の充電サイクルにおいても第１の充電サイクルと同様の電源である電源装置２からの電力に基づき蓄電池３を充電することができる。したがって、常温環境下と低温環境下とにおいてそれぞれの電源系統、すなわち、２つの電源系統を必要とすることなく、低温環境下においても１つの電源系統、すなわち、電源装置２で蓄電池３を比較的大きな電池容量まで充電することができ、コストを低減することができる。また、低温環境下においても蓄電池３をより満充電（第２の電圧の電池容量）に近い第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができるため、電源装置２からの電力供給が停止された際に、蓄電池３から負荷４への電力供給を長時間に亘って行うことができる。また、低温環境下においても蓄電池３をより満充電（第２の電圧の電池容量）に近い第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができるため、蓄電システムとしては、第３の電圧（Ｖｔｈ３）から第２の電圧（Ｖｔｈ２）までの長時間に亘って充電制御装置５自身の駆動に必要な暗電流のみを消費する待機状態を維持することができる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、制御手段は、電源である電源装置２と蓄電池３との間に設けられて電源装置２から蓄電池３への電力の供給及び停止を行うスイッチング素子５２と、電圧測定手段である電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧と計時手段である計時部５３が計時した経過時間とに基づいてスイッチング素子５２の開閉を制御するスイッチング制御手段であるスイッチング制御部５４と、を具備することが好ましい。これによれば、スイッチング素子５２をスイッチング制御部５４が制御することで、スイッチング素子５２の開閉の制御で蓄電池３への充電が容易に制御できる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、スイッチング素子５２は、半導体素子からなることが好ましい。このように半導体素子からなるスイッチング素子５２を用いることで、第２の充電サイクルで蓄電池３の充放電を短時間で繰り返し行うことに対してスイッチング素子５２としての耐性が向上し、長期に安定した動作ができる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、制御手段は、計時手段である計時部５３が所定時間の計時する間に電圧測定手段である電圧測定部５１が測定した電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下となった場合に第２の充電サイクルによって蓄電池３への充電を開始することが好ましい。これによれば、所定時間内に第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下となった場合に直ちに第２の充電サイクルによって蓄電池３の充電を開始することができるため、所定時間が経過されるまで待機する必要がなく、充電時間を短縮することができる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は、常温環境下において第２の電圧によって充電を停止した際に当該蓄電池３の内部インピーダンスによって下がった第４の電圧よりも低いことが好ましい。これによれば、第３の電圧（Ｖｔｈ３）を第４の電圧より低くすることで、常温環境下において第２の充電サイクルが実行されることがなく、常温環境下で蓄電池３の充放電が短時間で繰り返されるのを防止して、蓄電池３の劣化を抑制することができる。

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係る充電制御方法を説明するフローチャートである。なお、上述した実施形態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。

図５に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ８までは、上述した実施形態１と同様の工程を行う。

ステップＳ８で、計時部５３が経過時間の計時を開始したら、ステップＳ１３で設定された時間で計時部５３による計時を停止、すなわち、タイマーをストップする。次に、ステップＳ１４で、電圧測定部５１が蓄電池３の電圧Ｖを測定し、ステップＳ１５で、スイッチング制御部５４は、ステップＳ１４で電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であるか検出する。

ステップＳ１５で、スイッチング制御部５４は、ステップＳ１４で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下であること（Ｖ≦Ｖｔｈ３）を検出したら（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ステップＳ４に戻り充電を開始する。

また、ステップＳ１５で、スイッチング制御部５４は、ステップＳ１４で測定した蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下ではないこと（Ｖ＞Ｖｔｈ３）を検出したら（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ７で第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出して充電を停止してから設定された経過時間後に検出した蓄電池３の電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になっていない、すなわち、蓄電池３が第２の充電サイクルによって第３の電圧（Ｖｔｈ３）となる分の電池容量まで充電されたということになる。したがって、ステップＳ２に戻り、蓄電池３の電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）以上になるまで待機状態となる。

このように本実施形態の充電制御方法では、常温環境下（通常時）に比べて低温環境下などで蓄電池３の内部インピーダンスが上昇して蓄電池３に十分な充電ができていないときに、第２の充電サイクルを行って、蓄電池３の電池容量を第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近まで充電することができる。したがって、常温環境下（通常時）では蓄電池３の充放電が短時間で繰り返されることがなく、蓄電池３の劣化を防ぎ、寿命が短くなるのを抑制することができる。また、低温環境下であっても蓄電池３をより満充電（第２の電圧の電池容量）に近い第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで充電することができるため、低温環境下でも電源装置２からの電力供給が停止された際に、蓄電池３から負荷４への電力供給を長時間に亘って行うことができると共に蓄電システム１は充電制御装置５自身の駆動に必要な暗電流のみを消費する待機状態を長時間に亘って維持することができる。

また、本実施形態の充電制御装置５では、制御手段は、計時手段である計時部５３が所定時間の計時後、電圧測定手段である電圧測定部５１が測定した電圧が第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下の場合に第２の充電サイクルによって蓄電池３への充電を開始する。このため、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が第２の電圧（Ｖｔｈ２）以上になったことを検出して蓄電池３への充電を停止した後、計時部５３による所定時間分の計時に応じて、電圧測定部５１が測定した蓄電池３の電圧が第１の電圧（Ｖｔｈ１）よりも高く第２の電圧（Ｖｔｈ２）よりも低い第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下の電圧であることを容易に検出することができる。ただし、本実施形態の充電制御装置５による充電制御方法では、第２の電圧（Ｖｔｈ２）を検出して充電を停止した後、設定時間後に蓄電池３の電圧Ｖを測定して、蓄電池３の電圧Ｖが第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になったか検出するため、第２の充電サイクルによって蓄電池３を充電するまでの時間、すなわち、ステップＳ８のタイマーをスタート（計時部５３による計時を開始）させてから、ステップＳ９のタイマーをストップさせるまでの時間が毎回必要となる。したがって、第２の充電サイクルによって第３の電圧（Ｖｔｈ３）に応じた電池容量まで充電するための時間が、上述した実施形態１に比べて長くなる。一方、第２の充電サイクルとして蓄電池３の電圧の検出は、実施形態１のように計時部５３での計時中に第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下になるか否かを何度も検出するものでなく、ステップＳ１４での電圧検出で済むので、蓄電池３の検出にかかる電圧測定部５１等での動作負担が減り、検出で消費される電力も抑えることができる。

（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。

例えば、上述した各実施形態では、第３の電圧（Ｖｔｈ３）として、一定の電圧を用いるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、第２の充電サイクルが始まったことを検出したら、第２の充電サイクルを連続して行う際に、第３の電圧（Ｖｔｈ３）を第１の電圧（Ｖｔｈ１）に近づけるように上昇させるようにしてもよい。これにより、蓄電池の電池容量を第１の電圧（Ｖｔｈ１）に近づけて、さらに満充電に近づけることができ、低温環境下であっても蓄電池３によって負荷４を長時間に亘って動作させることができる。ちなみに、第３の電圧（Ｖｔｈ２）を最初から第１の電圧（Ｖｔｈ１）に近い高い電圧としてしまうと、常温環境下においても蓄電池３の内部インピーダンスによって第１の電圧（Ｖｔｈ１）から数秒〜数十秒で第３の電圧（Ｖｔｈ３）を検出してしまい、常温環境下においても第２の充電サイクルを繰り返し行ってしまう。このように常温環境下に第２の充電サイクルを繰り返し行うと、蓄電池３の充放電時間が短くなり、蓄電池３の劣化が進んでしまう。上述のように、最初は比較的低い電圧を第３の電圧（Ｖｔｈ３）として設定することで低温環境下の場合のみで第２の充電サイクルを行わせることができ、第２の充電サイクルが始まったことを検出したら第３の電圧（Ｖｔｈ３）を高くすることで、蓄電池３の第２の充電サイクルによって電池容量を満充電にさらに近づけることができると共に、常温環境下及び低温時の両方で第１の充電サイクルによる長時間の放電を行うことができ、蓄電池の劣化を抑制することができる。なお、第３の電圧（Ｖｔｈ３）の電圧は、第２の充電サイクルを繰り返す毎に徐々に上昇させるようにしてもよい。すなわち、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は、２以上の複数段階で所定電圧分を徐々に上昇させるようにしてもよい。

ここで、第３の電圧（Ｖｔｈ３）として上昇する電圧の上限を定めておくとよい。例えば、第２の電圧（Ｖｔｈ２）が充電率が１００％に相当し、第１の電圧（Ｖｔｈ１）が充電率９０％に相当し、第３の電圧（Ｖｔｈ３）の初期値が充電率９５％に相当するとすれば、第３の電圧（Ｖｔｈ３）の上昇する上限を充電率９７％に相当するものとして、この充電率９７％に相当する電圧までの上昇を段階的に行うようにするようにすればよい。なお、第３の電圧（Ｖｔｈ３）を上昇させた際の上限電圧として、常温環境下での内部インピーダンスの影響により満充電までの充電を行った後に低下した時の電圧より低い電圧にしておく必要がある。このようにしておかないといつまでも第３の電圧（Ｖｔｈ３）以下の電圧が検出されることになり、第２の充電サイクルから抜けられなくなるためである。これにより、さらに第２の充電サイクルによって第２の電圧（Ｖｔｈ２）付近の容量まで蓄電池３を充電することができる。なお、第２の充電サイクルが完了して第１の充電サイクルに戻った（図４，５におけるステップＳ２に戻った）場合には、第３の電圧（Ｖｔｈ３）は初期値である充電率９５％に相当の電圧に戻すようにすればよい。

また、上述した各実施形態では、低温環境下において蓄電池３の内部インピーダンスが増加した場合に、第２の充電サイクルを行って第３の電圧（Ｖｔｈ３）付近の電池容量まで蓄電池３を充電することを説明したが、特にこれに限定されず、例えば、長期使用などによる蓄電池３の劣化によって内部インピーダンスが上昇した場合にも、第２の充電サイクルを行うことができる。したがって、蓄電池３の劣化によって内部インピーダンスが上昇した場合にも蓄電池３を満充電に近い容量まで充電することができ、蓄電池３によって負荷４を長時間に亘って動作させることができる。なお、このような場合、スイッチング制御部５４は、電圧測定部５１で検出する電圧が高い状態（内部インピーダンスが高い状態）が、例えば、１週間など長期間に亘って続いた場合には蓄電池３が劣化していると判断して、蓄電池３の劣化を示す信号を外部へ出力するようにしてもよい。

また、実施形態では充電制御装置５として蓄電池３への充電の制御について説明し、放電制御装置は別にあるものとして説明したが、蓄電池３に対して充電だけを制御するものに限らず、停電等に応じて蓄電池３から負荷４へ電力を供給するよう蓄電池３の放電も制御する充放電制御装置であってもよい。

１…バックアップ用蓄電システム、２…電源装置（電源）、３…蓄電池、４…負荷、５…充電制御装置、１０…電源入力端子、２０…電力出力端子、５１…電圧測定部（電圧測定手段）、５２…スイッチング素子、５３…計時部（計時手段）、５４…スイッチング制御部（スイッチング制御手段）、Ｖｔｈ１…第１の電圧、Ｖｔｈ２…第２の電圧、Ｖｔｈ３…第３の電圧

Claims (8)

1. 蓄電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
   電源から前記蓄電池への充電を制御する制御手段と、
   経過時間を計時する計時手段と、
   を具備し、
   前記制御手段は、
   前記電圧測定手段が測定した電圧が第１の電圧以下になったことを検出したら前記蓄電池への充電を開始し、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第１の充電サイクルと、
   前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第２の電圧以上になったことを検出して前記蓄電池への充電を停止した後、前記計時手段による所定時間分の計時に応じて、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第１の電圧よりも高く前記第２の電圧よりも低い第３の電圧以下の電圧を検出すると、前記蓄電池への充電を開始し、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第２の充電サイクルと、
   を実行可能なことを特徴とする充電制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記電源と前記蓄電池との間に設けられて前記電源から前記蓄電池への電力の供給及び停止を行うスイッチング素子と、
   前記電圧測定手段が測定した前記蓄電池の電圧と前記計時手段が計時した経過時間とに基づいて前記スイッチング素子の開閉を制御するスイッチング制御手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１記載の充電制御装置。
3. 前記スイッチング素子は、半導体素子からなることを特徴とする請求項２記載の充電制御装置。
4. 前記制御手段は、前記計時手段が所定時間の計時する間に前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第３の電圧以下となった場合に前記第２の充電サイクルによって前記蓄電池への充電を開始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充電制御装置。
5. 前記制御手段は、前記計時手段が所定時間の計時後、前記電圧測定手段が測定した電圧が前記第３の電圧以下の場合に前記第２の充電サイクルによって前記蓄電池への充電を開始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充電制御装置。
6. 前記制御手段は、前記第２の充電サイクルを連続して行う際に、前記第３の電圧を徐々に高くすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の充電制御装置。
7. 前記第３の電圧は、常温環境下において前記第２の電圧によって充電を停止した際に当該蓄電池の内部インピーダンスによって下がった第４の電圧よりも低いことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の充電制御装置。
8. 電源から蓄電池への充電を制御する充電制御方法であって、
   前記蓄電池の電圧を測定し、測定した前記蓄電池の電圧が第１の電圧以下になったことを検出したら前記蓄電池への充電を開始し、測定した前記蓄電池の電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第１の充電サイクルと、
   測定した前記蓄電池の電圧が前記第２の電圧以上になったことを検出して前記蓄電池への充電を停止した後、所定時間分の計時に応じて、測定した前記蓄電池の電圧が前記第１の電圧よりも高く前記第２の電圧よりも低い第３の電圧以下の電圧を検出すると、前記蓄電池への充電を開始し、測定した前記蓄電池の電圧が前記第２の電圧以上となったことを検出したら前記蓄電池への充電を停止する第２の充電サイクルと、
   を実行することを特徴とする充電制御方法。

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