JP2020125936A - 蓄電池管理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】適切、かつ、容易に蓄電池特性テーブルを補正して、蓄電池の劣化に対応する。【解決手段】実施形態の蓄電池管理装置は、蓄電池ユニットの蓄電特性を蓄電池特性テーブルとして記憶する特性記憶部と、蓄電池ユニットから出力される蓄電池情報に基づいて蓄電特性を取得する特性取得部と、取得した蓄電特性に基づいて蓄電池特性テーブルを更新する特性更新部と、更新された蓄電池特性テーブルを参照して蓄電池ユニットのＳＯＣを推定する推定部と、を備える。【選択図】図２
Description
本発明の実施形態は、蓄電池管理装置及び方法に関する。
電力系統の変動抑制用途等に蓄電池システムの導入が進んでいる。こうした蓄電池システムでは１５〜２０年に及ぶ長期運用と高い稼働率が求められる。
しかしながら、蓄電池は経時的な劣化進行が不可避であるため、蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）等の状態推定に用いる蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開回路電圧）や内部抵抗のＳＯＣ及び温度特性テーブル）は劣化に応じて更新する必要がある。
蓄電池特性テーブルの更新方法としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
しかしながら、蓄電池は経時的な劣化進行が不可避であるため、蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）等の状態推定に用いる蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開回路電圧）や内部抵抗のＳＯＣ及び温度特性テーブル）は劣化に応じて更新する必要がある。
蓄電池特性テーブルの更新方法としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
特許文献１記載の技術は、蓄電池が劣化した際のＯＣＶ特性テーブルを複数保有し、これらを平均化することで劣化時の蓄電池特性テーブルを補正している。
しかし、個々の蓄電池の劣化は一様ではなく使用条件により様々であるため、平均化ではなく対象となる蓄電池固有の劣化特性に対応する必要がある。
しかし、個々の蓄電池の劣化は一様ではなく使用条件により様々であるため、平均化ではなく対象となる蓄電池固有の劣化特性に対応する必要がある。
特に蓄電池特性の中でも内部抵抗は温度の条件によって大きく変化するため、運用中の実システムにおいて蓄電池使用温度の全範囲で内部抵抗の温度特性を取得することは現実的ではなかった。
そこで、本発明は、適切、かつ、容易に蓄電池特性テーブル補正して、蓄電池の劣化に対応可能な蓄電池管理装置及び方法を提供することを目的としている。
そこで、本発明は、適切、かつ、容易に蓄電池特性テーブル補正して、蓄電池の劣化に対応可能な蓄電池管理装置及び方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、実施形態の蓄電池管理装置は、蓄電池ユニットの蓄電特性を蓄電池特性テーブルとして記憶する特性記憶部と、蓄電池ユニットから出力される蓄電池情報に基づいて蓄電特性を取得する特性取得部と、取得した蓄電特性に基づいて蓄電池特性テーブルを更新する特性更新部と、更新された蓄電池特性テーブルを参照して蓄電池ユニットのＳＯＣを推定する推定部と、を備える。
次に図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム１０は、大別すると、複数の蓄電池モジュールを備え、負荷として機能する電力管理対象装置Ｘに対して電力を供給し、あるいは、電源あるいは負荷のいずれかとして機能する電力管理対象装置Ｘに対して蓄電あるいは電力供給を行う蓄電池ユニット１１と、蓄電池ユニット１１の管理を行う蓄電池管理装置１２と、を備えている。
図１は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム１０は、大別すると、複数の蓄電池モジュールを備え、負荷として機能する電力管理対象装置Ｘに対して電力を供給し、あるいは、電源あるいは負荷のいずれかとして機能する電力管理対象装置Ｘに対して蓄電あるいは電力供給を行う蓄電池ユニット１１と、蓄電池ユニット１１の管理を行う蓄電池管理装置１２と、を備えている。
［１］第１実施形態
図２は、第１実施形態の蓄電池システムの要部概要構成ブロック図である。
蓄電池管理装置１２は、蓄電池ユニット１１から取得した蓄電池情報（電流、電圧、温度等）に基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を取得するＯＣＶ特性取得部２１と、後述する蓄電池特性テーブルを記憶する蓄電池特性記憶部２２を有し、蓄電池ユニット１１から取得した蓄電池情報（電流、電圧、温度等）ＢＴＩに基づいて蓄電池特性記憶部２２を参照して蓄電池ユニットのＳＯＣ（State Of Charge）を推定するＳＯＣ推定部２３と、ＯＣＶ特性取得部２１が取得したＯＣＶ特性Ｓｏｃｖに基づいて、蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性テーブルＴＢ１を更新する蓄電池特性更新部２４と、蓄電池ユニット１１の充放電の制御を行う充放電制御部２５と、を備えている。
図２は、第１実施形態の蓄電池システムの要部概要構成ブロック図である。
蓄電池管理装置１２は、蓄電池ユニット１１から取得した蓄電池情報（電流、電圧、温度等）に基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を取得するＯＣＶ特性取得部２１と、後述する蓄電池特性テーブルを記憶する蓄電池特性記憶部２２を有し、蓄電池ユニット１１から取得した蓄電池情報（電流、電圧、温度等）ＢＴＩに基づいて蓄電池特性記憶部２２を参照して蓄電池ユニットのＳＯＣ（State Of Charge）を推定するＳＯＣ推定部２３と、ＯＣＶ特性取得部２１が取得したＯＣＶ特性Ｓｏｃｖに基づいて、蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性テーブルＴＢ１を更新する蓄電池特性更新部２４と、蓄電池ユニット１１の充放電の制御を行う充放電制御部２５と、を備えている。
図３は、蓄電池ユニット１１の概要構成ブロック図である。
蓄電池ユニット１１は、直並列接続された複数の蓄電池モジュール３１と、複数の蓄電池モジュール３１を制御するＢＭＵ（Battery Management Unit）３２と、を備えている。
蓄電池ユニット１１は、直並列接続された複数の蓄電池モジュール３１と、複数の蓄電池モジュール３１を制御するＢＭＵ（Battery Management Unit）３２と、を備えている。
各蓄電池モジュール３１は、直並列接続された複数の蓄電池セル３３と、各蓄電池セル３３の温度、電圧等を監視するＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）３４と、を備えている。
上記蓄電池システム１０の構成において、ＯＣＶ特性とは、ＯＣＶのＳＯＣ及び温度に対する特性のことである。
上記蓄電池システム１０の構成において、ＯＣＶ特性とは、ＯＣＶのＳＯＣ及び温度に対する特性のことである。
図４は、蓄電池特性テーブルとしてのＯＣＶ特性テーブルの一例の説明図である。
蓄電池特性テーブルＴＢ１としてのＯＣＶ特性テーブルは、蓄電池ユニット１１の温度とＳＯＣの組合せに応じたＯＣＶの値が記述されている。
図４において、ＡＡ、ＡＢ、…、ＦＨ、ＦＩは、ＯＣＶの値を示している。
例えば、ＳＯＣ＝５０％の場合の温度２１度におけるＯＣＶの値は、「ＢＥ」である。
蓄電池特性テーブルＴＢ１としてのＯＣＶ特性テーブルは、蓄電池ユニット１１の温度とＳＯＣの組合せに応じたＯＣＶの値が記述されている。
図４において、ＡＡ、ＡＢ、…、ＦＨ、ＦＩは、ＯＣＶの値を示している。
例えば、ＳＯＣ＝５０％の場合の温度２１度におけるＯＣＶの値は、「ＢＥ」である。
したがって、ＯＣＶ特性テーブルを参照することで、蓄電池ユニット１１の温度と、蓄電池情報から取得されるＯＣＶの値と、に基づいてＳＯＣ推定値が取得できる。
具体的には、図３の例の場合、蓄電池ユニット１１の温度＝２２℃であり、取得されるＯＣＶの値＝「ＣＤ」であれば、ＳＯＣ推定値＝４９％となる。また、蓄電池ユニット１１の温度＝２４℃であり、取得されるＯＣＶの値＝「ＥＨ」であれば、ＳＯＣ推定値＝９９％となる。
具体的には、図３の例の場合、蓄電池ユニット１１の温度＝２２℃であり、取得されるＯＣＶの値＝「ＣＤ」であれば、ＳＯＣ推定値＝４９％となる。また、蓄電池ユニット１１の温度＝２４℃であり、取得されるＯＣＶの値＝「ＥＨ」であれば、ＳＯＣ推定値＝９９％となる。
次にＯＣＶ特性の更新について説明する。
ＯＣＶ特性及び満充電容量を取得するには、実測して求めることが望ましい。
そこで、ＯＣＶ特性取得部２１は、充放電時の蓄電池ユニット１１から出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩからＳＯＣ変化に対するＯＣＶ特性及び満充電容量を取得する。
ＯＣＶ特性及び満充電容量を取得するには、実測して求めることが望ましい。
そこで、ＯＣＶ特性取得部２１は、充放電時の蓄電池ユニット１１から出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩからＳＯＣ変化に対するＯＣＶ特性及び満充電容量を取得する。
以下の説明においては、取得（測定）期間中における蓄電池ユニット１１の温度はほぼ一定であることが望ましく、充放電制御部２５からの指令で取得を行うものとする。また、初期状態において、蓄電池ユニット１１は、完放電状態（放電終止電圧に到達している状態）にあるものとする。
まず充放電制御部２５は、蓄電池ユニット１１において完放電状態から満充電状態（充電終止電圧に到達している状態）まで充電を行わせる。
この完放電状態から満充電状態までの充電期間において、ＯＣＶ特性取得部２１は、充電電圧特性（充電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）と満充電容量を取得する。
この完放電状態から満充電状態までの充電期間において、ＯＣＶ特性取得部２１は、充電電圧特性（充電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）と満充電容量を取得する。
そして、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池情報ＢＴＩに含まれる電圧情報から充電終止電圧に到達した状態を、当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ１００％の状態として把握する。
次に充放電制御部２５は、蓄電池ユニット１１において満充電状態から完全放電状態まで放電を行わせる。
次に充放電制御部２５は、蓄電池ユニット１１において満充電状態から完全放電状態まで放電を行わせる。
この満充電状態から完全放電状態までの放電期間において、ＯＣＶ特性取得部２１は、放電電圧特性（放電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）を取得する。
そして、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池情報ＢＴＩに含まれる電圧情報から放電終止電圧に到達した状態を当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ０％の状態として把握する。
そして、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池情報ＢＴＩに含まれる電圧情報から放電終止電圧に到達した状態を当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ０％の状態として把握する。
続いてＯＣＶ特性取得部２１は、取得時の温度、充電電圧特性及び放電電圧特性に基づいてＯＣＶ特性を推定する。具体的には、同一容量における充電電圧と放電電圧との平均値を算出するなどによりＯＣＶ特性を推定して、取得時の温度におけるＯＣＶ特性として取得することとなる。
これにより蓄電池特性更新部２４は、ＯＣＶ特性取得部２１が取得したＯＣＶ特性に基づいて、蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性テーブルＴＢ１を更新する。
この場合において、蓄電池特性更新部２４は、ＯＣＶ特性取得時における蓄電池ユニット１１の温度に近い温度（例えば、更新時の温度が２３度であった場合、２１度〜２５度）における蓄電池特性テーブルＴＢ１の一部を更新することも可能である。また、蓄電池特性テーブルＴＢ１全体を当該ＯＣＶ特性取得時における蓄電池ユニット１１の温度における蓄電池特性記憶部２２に記憶されている更新前後のＯＣＶ特性の変化に基づいて更新するようにしてもよい。
これらの結果、ＳＯＣ推定部２３は、蓄電池ユニット１１から出力される蓄電池情報ＢＴＩと、蓄電池特性記憶部２２に記憶されている更新された蓄電池特性テーブルＴＢ１を利用してＳＯＣを推定する。
ＳＯＣを推定する方法としては、例えば、蓄電池特性テーブルＴＢ１を用いた蓄電池モデルに対して蓄電池情報を入力し、その時点の電圧に対応するＯＣＶや内部抵抗を利用してＳＯＣを推定することとなる。
したがって、本第１実施形態によれば、蓄電池特性更新部２４は、ＯＣＶ特性取得部２１が取得した現在のＯＣＶ特性に基づき蓄電池特性記憶部２２に記憶されている初期の蓄電池特性テーブルに基づいて当該時点における蓄電池特性テーブルＴＢ１を更新することで、蓄電池セル３３の劣化の影響を抑制することが可能となる。
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、現在の特定温度におけるＯＣＶ特性に基づきＯＣＶ特性テーブルを更新し、更新された最新のＯＣＶ特性テーブルを参照することで劣化時でも高精度にＳＯＣを推定でき、蓄電池システム１０のより正確な運用が行える。
［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
本第２実施形態の蓄電池システムの構成は第１実施形態と同様であるので、再び図１を参照して説明する。
次に第２実施形態について説明する。
本第２実施形態の蓄電池システムの構成は第１実施形態と同様であるので、再び図１を参照して説明する。
図５は、第２実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、蓄電池特性記憶部に蓄電池特性テーブルＴＢ２として内部抵抗特性テーブルを記憶する点と、蓄電池特性更新部２４が実際のＳＯＣに合わせて蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新する点である。
本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、蓄電池特性記憶部に蓄電池特性テーブルＴＢ２として内部抵抗特性テーブルを記憶する点と、蓄電池特性更新部２４が実際のＳＯＣに合わせて蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新する点である。
次に本第２実施形態の動作について説明する。
例えば、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１を構成している蓄電池セル３３が劣化していない初期状態において完放電状態（放電終止電圧に到達している状態）から満充電状態（充電終止電圧に到達している状態）まで充電して充電電圧特性（充電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）と満充電容量を取得し、充電終止電圧に到達した状態が、当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ１００％の状態であると把握する。さらにＯＣＶ特性取得部２１は、満充電状態から完全放電状態まで放電して放電電圧特性（放電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）を取得し、放電終止電圧に到達した状態が当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ０％の状態であると把握する。
例えば、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１を構成している蓄電池セル３３が劣化していない初期状態において完放電状態（放電終止電圧に到達している状態）から満充電状態（充電終止電圧に到達している状態）まで充電して充電電圧特性（充電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）と満充電容量を取得し、充電終止電圧に到達した状態が、当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ１００％の状態であると把握する。さらにＯＣＶ特性取得部２１は、満充電状態から完全放電状態まで放電して放電電圧特性（放電時ＳＯＣ−閉路電圧特性）を取得し、放電終止電圧に到達した状態が当該時点（測定時点）におけるＳＯＣ０％の状態であると把握する。
上述した初期状態における充電終止電圧に到達した状態の充電容量（満充電容量）が２００Ａｈ（＝ＳＯＣ１００％：初期状態の充電容量）であるとした場合に、測定時点において充電終止電圧に到達した状態の充電容量、すなわち、測定時点の充電容量が１２０Ａｈであったとする。
測定時点における充電容量は初期状態の充電容量の１２０／２００＝６０［％］となっている。
測定時点における充電容量は初期状態の充電容量の１２０／２００＝６０［％］となっている。
そこで、本第２実施形態においては、初期の蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２のＳＯＣ目盛り０％〜１００％の６割である６０％のＳＯＣ変化幅に対してＳＯＣが０〜１００％変化するとみなして、蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新することとなる。
このように更新を行う理由は、満充電容量の減少の原因は、内部抵抗の全体的な増加によって、充電端側及び放電端側における内部抵抗に起因する電圧変化量が急激に増加し、初期のＳＯＣで利用可能であった両端部（ＳＯＣ０％側及びＳＯＣ１００％側）が利用できなくなり、蓄電池ユニット１１の実効的な利用可能範囲が狭まることによる。
図６は、蓄電池特性テーブルである内部抵抗特性テーブルの更新例の説明図である。
図６の例の場合、基準ＳＯＣ＝５０％として、初期の内部抵抗特性テーブルのＳＯＣ＝２０％〜８０％（＝５０±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分けている。
より詳細には、温度＝２０℃の場合、ＳＯＣ＝２０％における内部抵抗値ＺＣ（Ω）がＳＯＣ＝０％とされ、ＳＯＣ＝８０％における内部抵抗値ＺＩがＳＯＣ＝１００％とされる。
図６の例の場合、基準ＳＯＣ＝５０％として、初期の内部抵抗特性テーブルのＳＯＣ＝２０％〜８０％（＝５０±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分けている。
より詳細には、温度＝２０℃の場合、ＳＯＣ＝２０％における内部抵抗値ＺＣ（Ω）がＳＯＣ＝０％とされ、ＳＯＣ＝８０％における内部抵抗値ＺＩがＳＯＣ＝１００％とされる。
そして、図６の左部に示した初期の蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２におけるＳＯＣ＝２０％〜１００％に相当する温度２０℃における内部抵抗値ＺＣ（Ω）〜ＺＩ（Ω）を用いて内挿演算（あるいは外挿演算）を行い、現在の内部抵抗特性テーブルのＳＯＣ＝１０、２０、…、８０、９０％の内部抵抗値を算出して図６の右部に示した様に蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新すればよい。
この場合において、利用可能なＳＯＣの範囲は、現在のＯＣＶ特性が初期のＯＣＶ特性に対してどのようになっているかにより異なるので、利用可能なＳＯＣの範囲を現在のＯＣＶ特性と初期のＯＣＶ特性との比較によって振り分け方を調整しても良い。
具体的には、初期のＯＣＶ特性と比較して、現在のＯＣＶ特性の利用可能範囲が高ＳＯＣ側に偏っている場合はＳＯＣ５０％以上を基準（センター位置）として振り分ければよい。
具体的には、例えば、基準ＳＯＣ＝６０％として、初期ＯＣＶ特性のＳＯＣ＝３０％〜９０％（＝６０±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分ければよい。
具体的には、例えば、基準ＳＯＣ＝６０％として、初期ＯＣＶ特性のＳＯＣ＝３０％〜９０％（＝６０±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分ければよい。
また、初期のＯＣＶ特性と比較して、現在のＯＣＶ特性の利用可能範囲が低ＳＯＣ側に偏っている場合はＳＯＣ５０％未満を基準（センター位置）として振り分ければよい。
具体的には、例えば、基準ＳＯＣ＝４５％として、初期ＯＣＶ特性のＳＯＣ＝１５％〜７５％（＝４５％±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分ければよい。
具体的には、例えば、基準ＳＯＣ＝４５％として、初期ＯＣＶ特性のＳＯＣ＝１５％〜７５％（＝４５％±３０％）をＳＯＣ＝０％〜１００％に振り分ければよい。
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、現在のＯＣＶ特性及び満充電容量に基づき蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新し、更新した蓄電池特性テーブルＴＢ２において、温度と内部抵抗をパラメータとしてＳＯＣを推定することで、蓄電池セル３３の劣化時においても、より高精度にＳＯＣを推定できる。
［３］第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。
上記第２実施形態においては、内部抵抗特性テーブルとしての蓄電池特性テーブルＴＢ２を更新するに際し、ＳＯＣ範囲の更新を行い、内部抵抗値はそのまま初期状態の値を用いる構成としていたが、本第３実施形態は、実測あるいは推定した内部抵抗値を用いてさらに蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を補正する場合の実施形態である。
次に第３実施形態について説明する。
上記第２実施形態においては、内部抵抗特性テーブルとしての蓄電池特性テーブルＴＢ２を更新するに際し、ＳＯＣ範囲の更新を行い、内部抵抗値はそのまま初期状態の値を用いる構成としていたが、本第３実施形態は、実測あるいは推定した内部抵抗値を用いてさらに蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を補正する場合の実施形態である。
図７は、第３実施形態の蓄電池システムの要部概要構成ブロック図である。
図７において、図５の第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、蓄電池ユニット１１から出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩから現在の内部抵抗特性Ｓｉｒを取得する内部抵抗特性取得部２６と、取得した内部抵抗特性と内部抵抗特性の初期値との関係から補正係数を算出し内部抵抗特性テーブルＴＢ２を更新する蓄電池特性更新部２７と、を備えた点である。
図７において、図５の第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、蓄電池ユニット１１から出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩから現在の内部抵抗特性Ｓｉｒを取得する内部抵抗特性取得部２６と、取得した内部抵抗特性と内部抵抗特性の初期値との関係から補正係数を算出し内部抵抗特性テーブルＴＢ２を更新する蓄電池特性更新部２７と、を備えた点である。
上記構成において、内部抵抗特性取得部２６は、蓄電池システムから出力される蓄電池情報ＢＴＩから現在の内部抵抗特性を取得あるいは推定する。ここで、内部抵抗特性とは、内部抵抗のＳＯＣ及び温度に対する特性のことである。
現在の内部抵抗特性を取得する方法は実測して求めることが望ましいが、運用中の実システムにおいて蓄電池使用温度の全範囲で内部抵抗の温度特性を取得することは困難であるので、ここでは任意のＳＯＣ及び温度における内部抵抗値を取得するものとする。なお、システム上あるいは運用上の制約などにより実測が難しい場合は、推定して求めても良い。
蓄電池特性更新部２７は、まずＯＣＶ特性取得部２１から取得した現在のＯＣＶ特性及び満充電容量に基づき蓄電池特性記憶部に記憶された蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１及び蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新する。
次に、蓄電池特性更新部２７は、内部抵抗特性取得部２６から取得した任意のＳＯＣ及び温度における内部抵抗とその初期値との比率を補正係数αとして算出する。
次に、蓄電池特性更新部２７は、内部抵抗特性取得部２６から取得した任意のＳＯＣ及び温度における内部抵抗とその初期値との比率を補正係数αとして算出する。
一般的に、蓄電池が劣化した場合は内部抵抗が増加するため、初期値との比率である補正係数αは１以上の値となる。
そして、第２実施形態と同様の手法で得られた更新後の蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２のすべての値に対して補正係数αを乗じることで蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２の最終的な更新を行う。
そして、第２実施形態と同様の手法で得られた更新後の蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２のすべての値に対して補正係数αを乗じることで蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２の最終的な更新を行う。
より詳細には、補正係数をα、初期の内部抵抗をＲＢＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）とした場合、更新後の内部抵抗ＲＭＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）は、次式により算出できる。
ＲＭＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）＝α×ＲＢＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）
ＲＭＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）＝α×ＲＢＯＬ（ＳＯＣ，Ｔｅｍｐ）
以上の説明のように、本第３実施形態によれば、現在のＯＣＶ特性及び満充電容量と内部抵抗特性に基づいて蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１と蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２を更新し、それを利用することで劣化時でもより高精度にＳＯＣを推定できる。
［４］第４実施形態
上記各実施形態においては、蓄電池特性テーブルの更新に制限を設けていなかったが、本第４実施形態は、蓄電池特性テーブルの更新に制限を設ける場合の実施形態である。
上記各実施形態においては、蓄電池特性テーブルの更新に制限を設けていなかったが、本第４実施形態は、蓄電池特性テーブルの更新に制限を設ける場合の実施形態である。
図８は、第４実施形態の蓄電池システムの要部概要構成ブロック図である。
本第４実施形態が図７に示した第３実施形態と異なる点は、ＯＣＶ特性取得部２１と内部抵抗特性取得部２６とから取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性と蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１と蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２とを比較し、その変化量が許容範囲を逸脱しているか否かを判定する蓄電池特性更新判定部３５と、蓄電池特性更新判定部３５の判定結果にもとづいて変化量が許容範囲を逸脱した場合に蓄電池特性テーブルを更新する蓄電池特性更新部３６と、を備えた点である。
本第４実施形態が図７に示した第３実施形態と異なる点は、ＯＣＶ特性取得部２１と内部抵抗特性取得部２６とから取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性と蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１と蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２とを比較し、その変化量が許容範囲を逸脱しているか否かを判定する蓄電池特性更新判定部３５と、蓄電池特性更新判定部３５の判定結果にもとづいて変化量が許容範囲を逸脱した場合に蓄電池特性テーブルを更新する蓄電池特性更新部３６と、を備えた点である。
また、蓄電池特性更新判定部３５は、現在の満充電容量が規定の閾値より小さい場合に蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２に対する蓄電池特性の変化量が許容範囲を逸脱していると判定して、蓄電池特性更新部３６により蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する。
次に第４実施形態の動作についてより詳細に説明する。
図９は、第４実施形態の処理フローチャートである。
まず、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１が出力した電圧、電流、温度等の蓄電池情報ＢＴＩに基づいて、ＯＣＶ特性を取得して蓄電池特性更新判定部３５に出力し、内部抵抗特性取得部２６は、蓄電池情報ＢＴＩに基づいて内部抵抗特性を取得して蓄電池特性更新判定部３５に出力する（ステップＳ１１）。
図９は、第４実施形態の処理フローチャートである。
まず、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１が出力した電圧、電流、温度等の蓄電池情報ＢＴＩに基づいて、ＯＣＶ特性を取得して蓄電池特性更新判定部３５に出力し、内部抵抗特性取得部２６は、蓄電池情報ＢＴＩに基づいて内部抵抗特性を取得して蓄電池特性更新判定部３５に出力する（ステップＳ１１）。
蓄電池特性更新判定部３５は、ＯＣＶ特性取得部２１及び内部抵抗特性取得部２６から取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性と、蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１と蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２に対応する蓄電池特性と、を比較し（ステップＳ１２）、その変化量が許容範囲を逸脱しているか否かを判定する。また、蓄電池特性更新判定部３５は、現在の満充電容量が規定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１３）。
そして、蓄電池特性更新判定部３５は、現在の蓄電池特性を蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性と比較した変化量が許容範囲を逸脱している場合、あるいは、現在の満充電容量が規定の閾値を超えた場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する旨の判定を行う。
この結果、蓄電池特性更新部３６は、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する（ステップＳ１４）。
この結果、蓄電池特性更新部３６は、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する（ステップＳ１４）。
一方、蓄電池特性更新判定部３５は、現在の蓄電池特性を蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性と比較した変化量が許容範囲内であり、かつ、現在の満充電容量が規定の閾値以下の場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２をそのまま維持する旨の判定を行い、処理を終了する。
したがって、現在の蓄電池特性を蓄電池特性記憶部２２に記憶されている蓄電池特性と比較した変化量が許容範囲内であり、かつ、現在の満充電容量が規定の閾値以下である場合には、当該時点における蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２は実体の蓄電池特性とかけ離れていないとして蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２が更新されることはなく、制御基準が不連続となり、蓄電池システム運用の安定性が損なわれるのを回避できる。
さらに、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要とされる場合には、確実に更新でき、更新後の蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を利用することにより蓄電池セル３３の劣化時でもより高精度にＳＯＣを推定できる。
［５］第５実施形態
上記各実施形態は、蓄電池システムが自動的に蓄電池特性テーブルを更新する場合のものであったが、本実施形態は、蓄電池システムから出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩをリモートで（遠隔で）収集しユーザ（オペレータ）に現在の蓄電池特性を提示することで蓄電池特性テーブルを更新するか否かを判定させ、更新の指示がなされた場合に蓄電池特性テーブルを更新する実施形態である。
上記各実施形態は、蓄電池システムが自動的に蓄電池特性テーブルを更新する場合のものであったが、本実施形態は、蓄電池システムから出力される蓄電池情報（電流、電圧、温度）ＢＴＩをリモートで（遠隔で）収集しユーザ（オペレータ）に現在の蓄電池特性を提示することで蓄電池特性テーブルを更新するか否かを判定させ、更新の指示がなされた場合に蓄電池特性テーブルを更新する実施形態である。
図１０は、第５実施形態の蓄電池システムの要部概要構成ブロック図である。
図１０において、図８と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第５実施形態が、図８の第４実施形態と異なる点は、ＯＣＶ特性取得部２１と内部抵抗特性取得部２６とから取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性を、ネットワーク４１を介して通信可能に接続されたユーザ端末４２に対し提示する蓄電池特性提示部３７と、ユーザ端末４２からネットワーク４１を介して入力された更新指示入力を受けつける指示入力部３８と、指示入力部３８を介して入力されるユーザ端末４２からの更新指示に基づいて蓄電池特性テーブルを更新する蓄電池特性更新部３９と、を備えた点である。
図１０において、図８と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第５実施形態が、図８の第４実施形態と異なる点は、ＯＣＶ特性取得部２１と内部抵抗特性取得部２６とから取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性を、ネットワーク４１を介して通信可能に接続されたユーザ端末４２に対し提示する蓄電池特性提示部３７と、ユーザ端末４２からネットワーク４１を介して入力された更新指示入力を受けつける指示入力部３８と、指示入力部３８を介して入力されるユーザ端末４２からの更新指示に基づいて蓄電池特性テーブルを更新する蓄電池特性更新部３９と、を備えた点である。
図１１は、第５実施形態の処理フローチャートである。
まず、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１が出力した電圧、電流、温度等の蓄電池情報ＢＴＩに基づいて、ＯＣＶ特性を取得して蓄電池特性提示部３７に出力し、内部抵抗特性取得部２６は、蓄電池情報ＢＴＩに基づいて内部抵抗特性を取得して蓄電池特性提示部３７に出力する（ステップＳ２１）。
まず、ＯＣＶ特性取得部２１は、蓄電池ユニット１１が出力した電圧、電流、温度等の蓄電池情報ＢＴＩに基づいて、ＯＣＶ特性を取得して蓄電池特性提示部３７に出力し、内部抵抗特性取得部２６は、蓄電池情報ＢＴＩに基づいて内部抵抗特性を取得して蓄電池特性提示部３７に出力する（ステップＳ２１）。
蓄電池特性提示部３７は、ＯＣＶ特性取得部２１及び内部抵抗特性取得部２６から取得した満充電容量を含む現在の蓄電池特性をネットワーク４１を介して通信可能に接続されたユーザ端末４２に対し、現在の蓄電池特性を提示する。
これによりユーザ端末４２の表示画面には、蓄電池特性記憶部２２に記憶された蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）ＴＢ１と蓄電池特性テーブル（内部抵抗特性テーブル）ＴＢ２に対応する蓄電池特性を更新するか否かの入力を促すための特性比較問合せ画面を表示する（ステップＳ２２）。
したがって、ユーザ端末４２のユーザは、表示された特性比較問合せ画面に基づいて判断を行うこととなる。
したがって、ユーザ端末４２のユーザは、表示された特性比較問合せ画面に基づいて判断を行うこととなる。
図１２は、特性比較問合せ画面の一例の説明図である。
図１２（Ａ）は、蓄電池特性として蓄電池の容量について特性比較問合せを行っている特性比較問合せ画面の一例である。
ユーザ端末４２の表示画面に表示される特性比較問合せ画面５１は、蓄電池システム１０の初期容量を表示する初期容量表示部５２と、現在の容量を表示する現在容量表示部５３と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行う更新指示ボタン５４と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行わない（キャンセルする）非更新指示ボタン５５と、を備えている。
図１２（Ａ）は、蓄電池特性として蓄電池の容量について特性比較問合せを行っている特性比較問合せ画面の一例である。
ユーザ端末４２の表示画面に表示される特性比較問合せ画面５１は、蓄電池システム１０の初期容量を表示する初期容量表示部５２と、現在の容量を表示する現在容量表示部５３と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行う更新指示ボタン５４と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行わない（キャンセルする）非更新指示ボタン５５と、を備えている。
したがって、ユーザは、初期容量表示部５２に表示された蓄電池システム１０の初期容量と、現在容量表示部５３に表示された蓄電池システム１０の現在容量と、を比較し、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要と判断した場合には、更新指示ボタン５４の操作を行う（タッチパネルであれば、タッチ操作を行い、ディスプレイであればポインティングデバイス等による操作を行う）ことで、ネットワーク４１及び指示入力部３８を介して蓄電池特性更新部３９に対し、指示入力として更新指示を行う。
これにより蓄電池特性更新部３９は、更新指示がなされたか否かを判別し（ステップＳ２３）、更新指示がなされたと判別して（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する（ステップＳ２４）。
一方、ユーザは、初期容量表示部５２に表示された蓄電池システム１０の初期容量と、現在容量表示部５３に表示された蓄電池システム１０の現在容量と、を比較し、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要無いと判断した場合には、非更新指示ボタン５５の操作を行うことで、ネットワーク４１及び指示入力部３８を介して蓄電池特性更新部３６に対し、指示入力として非更新指示を行う。
これにより蓄電池特性更新部３９は、更新指示がなされたか否かを判別し（ステップＳ２３）、更新指示がなされなかったと判別して（ステップＳ２３；Ｎｏ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を維持したままとする。
図１２（Ｂ）は、蓄電池特性として内部抵抗値について特性比較問合せを行っている特性比較問合せ画面の一例である。
ユーザ端末４２の表示画面に表示される特性比較問合せ画面６１は、蓄電池システム１０の初期内部抵抗値を表示する初期内部抵抗値表示部６２と、現在の内部抵抗値を表示する現在内部抵抗値表示部６３と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行う更新指示ボタン６４と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行わない（キャンセルする）非更新指示ボタン６５と、を備えている。
ユーザ端末４２の表示画面に表示される特性比較問合せ画面６１は、蓄電池システム１０の初期内部抵抗値を表示する初期内部抵抗値表示部６２と、現在の内部抵抗値を表示する現在内部抵抗値表示部６３と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行う更新指示ボタン６４と、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新の指示を行わない（キャンセルする）非更新指示ボタン６５と、を備えている。
したがって、ユーザは、初期内部抵抗値表示部６２に表示された蓄電池システム１０の初期内部抵抗値と、現在内部抵抗値表示部６３に表示された蓄電池システム１０の現在の内部抵抗値と、を比較し、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要と判断した場合には、更新指示ボタン６４の操作を行うことで、ネットワーク４１及び指示入力部３８を介して蓄電池特性更新部３９に対し、指示入力として更新指示を行う。
これにより蓄電池特性更新部３９は、更新指示がなされたか否かを判別し（ステップＳ２３）、更新指示がなされたと判別して（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を更新する（ステップＳ２４）。
一方、ユーザは、初期内部抵抗値表示部６２に表示された蓄電池システム１０の初期内部抵抗値と、現在内部抵抗値表示部６３に表示された蓄電池システム１０の現在の内部抵抗値と、を比較し、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要無いと判断した場合には、非更新指示ボタン６５の操作を行うことで、ネットワーク４１及び指示入力部３８を介して蓄電池特性更新部３９に対し、指示入力として非更新指示を行う。
これにより蓄電池特性更新部３９は、更新指示がなされたか否かを判別し（ステップＳ２３）、更新指示がなされなかったと判別して（ステップＳ２３；Ｎｏ）、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を維持したままとする。
したがって、ユーザは、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新を行った方が蓄電池システムの運用上好ましい判断される場合に、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新を行うことができ、制御基準が不連続となり、蓄電池システム運用の安定性が損なわれるのを回避できる。
さらに、蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２の更新が必要とされる場合には、確実に更新でき、更新後の蓄電池特性テーブルＴＢ１、ＴＢ２を利用することにより蓄電池セル３３の劣化時でもより高精度にＳＯＣを推定できる。
さらにユーザは、蓄電池システム１０の設置現場から離れた場所にいても、現在の蓄電池特性を把握できる、蓄電池特性テーブルの更新をより確実なタイミングで実行することができる。
さらにユーザは、蓄電池システム１０の設置現場から離れた場所にいても、現在の蓄電池特性を把握できる、蓄電池特性テーブルの更新をより確実なタイミングで実行することができる。
１０ 蓄電池システム
１１ 蓄電池ユニット
１２ 蓄電池管理装置
２１ ＯＣＶ特性取得部
２２ 蓄電池特性記憶部
２３ ＳＯＣ推定部
２４ 蓄電池特性更新部
２５ 充放電制御部
２６ 内部抵抗特性取得部
２７ 蓄電池特性更新部
３１ 蓄電池モジュール
３２ ＢＭＵ
３３ 蓄電池セル
３５ 蓄電池特性更新判定部
３６ 蓄電池特性更新部
３７ 蓄電池特性提示部
３８ 指示入力部
３９ 蓄電池特性更新部
４１ ネットワーク
４２ ユーザ端末
５１ 特性比較問合せ画面
５２ 初期容量表示部
５３ 現在容量表示部
５４ 更新指示ボタン
５５ 非更新指示ボタン
６１ 特性比較問合せ画面
６２ 初期内部抵抗値表示部
６３ 現在内部抵抗値表示部
６４ 更新指示ボタン
６５ 非更新指示ボタン
ＢＴＩ 蓄電池情報
Ｓｉｒ 内部抵抗特性
Ｓｏｃｖ ＯＣＶ特性
ＴＢ１ 蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）
ＴＢ２ 蓄電池特性テーブル(内部抵抗特性テーブル)
Ｘ 電力管理対象装置。
１１ 蓄電池ユニット
１２ 蓄電池管理装置
２１ ＯＣＶ特性取得部
２２ 蓄電池特性記憶部
２３ ＳＯＣ推定部
２４ 蓄電池特性更新部
２５ 充放電制御部
２６ 内部抵抗特性取得部
２７ 蓄電池特性更新部
３１ 蓄電池モジュール
３２ ＢＭＵ
３３ 蓄電池セル
３５ 蓄電池特性更新判定部
３６ 蓄電池特性更新部
３７ 蓄電池特性提示部
３８ 指示入力部
３９ 蓄電池特性更新部
４１ ネットワーク
４２ ユーザ端末
５１ 特性比較問合せ画面
５２ 初期容量表示部
５３ 現在容量表示部
５４ 更新指示ボタン
５５ 非更新指示ボタン
６１ 特性比較問合せ画面
６２ 初期内部抵抗値表示部
６３ 現在内部抵抗値表示部
６４ 更新指示ボタン
６５ 非更新指示ボタン
ＢＴＩ 蓄電池情報
Ｓｉｒ 内部抵抗特性
Ｓｏｃｖ ＯＣＶ特性
ＴＢ１ 蓄電池特性テーブル（ＯＣＶ特性テーブル）
ＴＢ２ 蓄電池特性テーブル(内部抵抗特性テーブル)
Ｘ 電力管理対象装置。
Claims (11)
- 蓄電池ユニットの蓄電特性を蓄電池特性テーブルとして記憶する特性記憶部と、
前記蓄電池ユニットから出力される蓄電池情報に基づいて前記蓄電特性を取得する特性取得部と、
取得した前記蓄電特性に基づいて前記蓄電池特性テーブルを更新する特性更新部と、
前記更新された前記蓄電池特性テーブルを参照して前記蓄電池ユニットのＳＯＣを推定する推定部と、
を備えた蓄電池管理装置。 - 前記蓄電特性は、ＳＯＣ変化に対するＯＣＶ特性を含み、
前記蓄電池特性テーブルは、ＯＣＶ特性テーブルを含む、
請求項１記載の蓄電池管理装置。 - 前記蓄電特性は、内部抵抗特性を含み、
前記蓄電池特性テーブルは、内部抵抗特性テーブルを含む、
請求項１又は請求項２記載の蓄電池管理装置。 - 前記特性取得部が取得した前記蓄電特性に基づいて、前記蓄電池特性テーブルの更新が必要か否かを判定する蓄電池特性更新判定部を備え、
前記特性更新部は、前記蓄電池特性更新判定部の判定結果に基づいて前記蓄電池特性テーブルの更新が必要と判定された場合に前記蓄電池特性テーブルの更新を行う、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。 - 前記蓄電池情報は、満充電容量の情報を含み、
前記蓄電池特性更新判定部は、現在の満充電容量が規定値より小さい場合に前記蓄電池特性テーブルの更新が必要であると判定する、
請求項４記載の蓄電池管理装置。 - 前記特性取得部が取得した前記蓄電特性を提示する蓄電特性提示部と、
前記蓄電池特性テーブルの更新指示の入力を受けつける指示入力部と、を備え、
前記特性更新部は、前記更新指示の入力がなされた場合に前記蓄電池特性テーブルの更新を行う、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。 - 前記蓄電特性提示部は、ネットワークを介して接続されたユーザ端末に対して前記蓄電特性を提示し、
前記指示入力部は、前記ネットワークを介して前記ユーザ端末からの前記更新指示の入力を受けつける、
請求項６記載の蓄電池管理装置。 - 前記特性取得部は、充放電時に前記蓄電池ユニットから出力される前記蓄電池ユニットの温度を含む前記蓄電池情報に基づいて前記温度におけるＳＯＣ変化に対する蓄電特性を取得する、
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。 - 前記蓄電特性は、満充電容量を含む、
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。 - 前記蓄電池情報は、前記蓄電池ユニットの電流、電圧及び温度を含む、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項記載の蓄電池管理装置。 - 蓄電池ユニットの蓄電特性を蓄電池特性テーブルとして記憶する特性記憶部を備えた蓄電池管理装置で実行される方法であって、
前記蓄電池ユニットから出力される蓄電池情報に基づいて前記蓄電特性を取得する過程と、
取得した前記蓄電特性に基づいて前記蓄電池特性テーブルを更新する過程と、
前記更新された前記蓄電池特性テーブルを参照して前記蓄電池ユニットのＳＯＣを推定する過程と、
を備えた方法。
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