JP2024057327A - 蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】調整用電池を用いることなく、組電池を満充電にする。【解決手段】外部システムとの間で充放電を行う蓄電システムは、外部システムに接続された電力変換装置と、電力変換装置に互いに並列接続された、上記放充電用の複数の組電池と、各組電池を充電する際、各組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、電力変換装置の動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、各組電池を充電する際、複数の組電池のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している第１の組電池が存在するときには、第１の組電池を満充電となるまで充電させ、かつ、各組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、複数の組電池のうち第１の組電池以外の第２の組電池の蓄電量を調整する。【選択図】図４

Description

本開示は、蓄電システムに関する。

特開２０１４－１０３８０４号公報（特許文献１）には、複数の組電池が並列に接続された電池システムが開示されている。特許文献１の電池システムは、組電池の電圧に基づいて複数の組電池の電圧を均等化させる指示を送信する上位制御装置と、上位制御装置から送信される指示に基づいて組電池の電圧を均等化する電池管理装置とを備える。当該電池管理装置は、組電池の各セルを充電する調整用組電池を有する。当該電池システムでは、調整用組電池を用いて組電池内において複数のセルのバランスが行われた後、複数の組電池間でのバランスが行われる。

特開２０１４－１０３８０４号公報 特開２０１３－１６９０５１号公報 特開２０１２－８５４８７号公報 特開２０１１－１８８７００号公報 特開２０１０－１４２０４０号公報

電池の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の推定精度を高める観点から、組電池を満充電にする必要がある。しかしながら、複数の組電池が並列に接続された蓄電（電池）システムでは、いずれかの組電池が満充電にならない場合もある。このような蓄電システムにおいて、特許文献１に示された調整用組電池を用いることなく組電池を満充電にすることがコスト低減等の観点から望まれる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、調整用電池を用いることなく、組電池を満充電にすることが可能な蓄電システムを提供することにある。

本開示のある局面に従うと、蓄電システムは、外部システムとの間で充放電を行う。蓄電システムは、外部システムに接続された電力変換装置と、電力変換装置に互いに並列接続された、上記放充電用の複数の組電池と、各組電池を充電する際、各組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、電力変換装置の動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、各組電池を充電する際、複数の組電池のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している第１の組電池が存在するときには、第１の組電池を満充電となるまで充電させ、かつ、各組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、複数の組電池のうち第１の組電池以外の第２の組電池の蓄電量を調整する。

上記の構成によれば、外部システムとの間で充放電を行う複数の組電池を用いて、当該複数の組電池のうちの第１の組電池を満充電にすることができる。それゆえ、外部システムとの間で充放電を行う複数の組電池とは異なる調整用組電池を用いることなく、組電池第１の組電池を満充電にすることが可能となる。

好ましくは、蓄電システムの実運用の前に、組電池を所定時間にわたり充電または放電したときの電流の積算値と所定時間に流れる電流の理論値との間の誤差が、組電池毎に算出される。予め定められた時間の長さは、誤差に基づいて、実運用の前に組電池毎に設定される。誤差が大きいほど予め定められた時間の長さは短く設定される。

上記の誤差が大きい場合には、充電状態（充電率）の推定精度が低くなる。第１の組電池を早めに満充電することにより、第１の組電池の充電状態の推定精度を高めることができる。したがって、上述したように、上記の誤差が大きいほど、満充電の実行の要否を判断する予め定められた時間を短く設定することにより、第１の組電池の充電状態の推定精度を速やかに高めることができる。

好ましくは、各組電池は、複数のセルを含む。蓄電システムの実運用の前に、各セルの自己放電量のばらつきが組電池毎に算出される。予め定められた時間の長さは、ばらつきの大きさに基づいて、実運用の前に組電池毎に設定される。ばらつきが大きいほど予め定められた時間の長さは短く設定される。

自己放電量のばらつきが大きいほど、第１の組電池内の複数のセルにおいて各セルの均等化制御を早目に行うことが好ましい。第１の組電池を満充電にすると、第１の組電池内の各セルも満充電となるため、第１の組電池内においてセルの均等化を行うことができる。それゆえ、上記のように、自己放電量のばらつきが大きいほど、満充電の実行の要否を判断する予め定められた時間を短く設定することにより、セルの均等化が必要な組電池ほどセルの均等化を速やかに行うことができる。

好ましくは、各組電池は、複数のセルを含む。蓄電システムは、複数のセルの各々に対応付けて設けられ、かつ、各々がセルの電圧を検出する複数の電圧検出回路をさらに備える。蓄電システムの実運用の前に、各電圧検出回路のインピーダンスのばらつきが、組電池毎に算出される。予め定められた時間の長さは、ばらつきの大きさに基づいて、実運用の前に組電池毎に設定される。ばらつきが大きいほど予め定められた時間の長さは短く設定される。

インピーダンスのばらつきが大きいほど、自己放電量のばらつきが大きくなる。自己放電量のばらつきが大きいほど、上述したように、第１の組電池内の複数のセルにおいて各セルの均等化制御を早目に行うことが好ましい。第１の組電池を満充電にすると、第１の組電池内の各セルも満充電となるため、第１の組電池内においてセルの均等化を行うことができる。それゆえ、上記のように、インピーダンスのばらつきが大きいほど、満充電の実行の要否を判断する予め定められた時間を短く設定することにより、セルの均等化が必要な組電池ほどセルの均等化を速やかに行うことができる。

好ましくは、制御装置は、複数の第２の組電池の蓄電量を調整する場合であって、複数の第２の組電池が三元系のリチウムイオン電池とリン酸鉄系のリチウムイオン電池とを含むときには、リン酸鉄系のリチウムイオン電池の蓄電量よりも三元系のリチウムイオン電池の蓄電量が多くなるように電力変換装置の動作を制御する。

リン酸鉄系のリチウムイオン電池の内部抵抗は、三元系のリチウムイオン電池の内部抵抗よりも高い。それゆえ、調整時に抵抗の低い方の三元系のリチウムイオン電池の蓄電量をリン酸鉄系のリチウムイオン電池の蓄電量よりも多くする（三元系のリチウムイオン電池を優先的に充電する）ことにより、リン酸鉄系のリチウムイオン電池の蓄電量を三元系のリチウムイオン電池の蓄電量よりも多くする場合に比べて、電力消費を低減することができる。

上記の開示によれば、調整用電池を用いることなく、組電池を満充電にすることが可能となる。

蓄電システムと外部システムとの構成を説明するための図である。 組電池の回路構成の一部を説明するための図である。 蓄電システムにおける処理の概要を説明するための図である。 ３つの組電池を充電する際の処理の流れを説明するためのフロー図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜Ａ．全体構成＞
図１は、蓄電システムと外部システムとの構成を説明するための図である。図１に示されるように、蓄電システム１は、外部システム９００と電力線にて接続されている。蓄電システム１は、外部システム９００から給電可能であり、かつ外部システム９００に対して放電可能である。

蓄電システム１は、複数の電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，…と、上位コントローラ２０とを備える。なお、以下では、複数の電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，…の任意の１つを、「電池ユニット１０」とも称する。

電池ユニット１０Ａは、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１と、組電池１２Ａと、組電池１２Ｂと、組電池１２Ｃと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３とを含む。

ＰＣＵ１１は、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む電力変換装置である。電池ユニット１０Ａでは、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２ＣがＰＣＵ１１に並列接続されている。詳しくは、電池ユニット１０Ａは、ＰＣＵ１１の外部接続用の３つの端子１１１，１１２，１１３を有する。組電池１２Ａは、３つの端子のうちの端子１１１に接続されている。組電池１２Ｂは、端子１１２に接続されている。組電池１２Ｃは、端子１１３に接続されている。

組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、同じ種類の単電池（「電池セル」とも称される）を複数個パックしたものである。組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、「電池パック」とも称される。組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各々は、たとえば、三元系のリチウムイオン電池（以下、「三元系電池」と称する）、または、リン酸鉄系のリチウムイオン電池（以下、「ＬＦＰ電池」と称する）である。ＬＰＦ電池の内部抵抗は、三元系電池の内部抵抗よりも高い。特に低温域において、ＬＰＦ電池の内部抵抗が高くなる。

電池ユニット１０Ｂは、電池ユニット１０Ａと同様に、ＰＣＵ１１と、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、ＥＣＵ１３とを含む。なお、電池ユニット１０Ｂにおいては、ＰＣＵ１１に接続される組電池の種別が、電池ユニット１０Ａと異なっていてもよい。たとえば、電池ユニット１０Ａが、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとして、２つの三元系電池と１つのＬＦＰ電池とを含み、電池ユニット１０Ｂが、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとして、１つの三元系電池と２つのＬＦＰ電池とを含んでいてもよい。各電池ユニット１０に含まれる組電池の組み合わせは、特に限定されない。

なお、以下では、複数の組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの任意の１つを、「組電池１２」とも称する。

本例では、ＰＣＵ１１およびＥＣＵ１３として、それぞれ、車両に搭載されていたＰＣＵとＥＣＵとを転用している。同様に、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとして、車両に搭載されていた組電池を転用している。このように、不要となった車両の部品を利用して、蓄電システム１を構築している。詳しくは、車両のＰＣＵに接続された三相交流モータを取外し、３つの組電池（Ｕ層、Ｖ層、Ｗ層に各々１つ）を接続している。なお、端子１１１，１１２，１１３は、それぞれ、Ｕ層用の端子、Ｖ層用の端子、Ｗ層用の端子である。

外部システム９００は、ＰＣＳ（Power Conditioning System）９１０と、太陽光発電装置９２０と、負荷９３０と、電力系統９４０とを備える。各電池ユニット１０（詳しくは、各ＰＣＵ１１）は、ＰＣＳ９１０に対して互いに並列に接続されている。

ＰＣＳ９１０は、ＡＣ／ＤＣ変換（交流から直流への変換）およびＤＣ／ＡＣ変換（直流から交流への変換）の両方が可能な電力変換装置である。ＰＣＳ９１０は、たとえば太陽光発電装置９２０から直流電力を受電する。ＰＣＳ９１０は、負荷９３０に交流電力を供給する。なお、負荷９３０は、家庭で使用される電気製品（たとえばエアコンおよび照明器具等）を含む。ＰＣＳ９１０は、電力系統９４０との間において交流電力の授受を行っている。

各ＥＣＵ１３は、プロセッサおよびメモリを含み（図２参照）、電池ユニット１０を制御する。各ＥＣＵ１３は、上位コントローラ２０に通信可能に接続されている。各ＥＣＵ１３は、各組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを充電する際、各組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの充電後の蓄電量の合計が予め定められた量Ｑｓとなるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。

上位コントローラ２０は、プロセッサおよびメモリ（いずれも図示せず）を含み、各ＥＣＵ１３に指令を送る。上位コントローラ２０は、ネットワークＮＷを介して、サーバ（図示せず）に通信可能に接続されている。

蓄電システム１においては、各電池ユニット１０は、少なくとも深夜の時間帯に外部システム９００によって充電され、かつ、少なくとも昼間の時間帯に外部システム９００に放電する。詳しくは、各電池ユニット１０は、３つの組電池１２の各々が、少なくとも深夜の時間帯に外部システム９００から給電され、かつ、少なくとも昼間の時間帯に外部システム９００に放電する。

＜Ｂ．組電池の構成＞
図２は、組電池１２の回路構成の一部を説明するための図である。図２に示されるように、組電池１２は、複数のユニット１２０を備える。各ユニット１２０は、セル１２１と、電圧検出回路１２２と、電流計１２３と、放充電用回路１２４とを含む。放充電用回路１２４は、スイッチ１２４１を有する。

電流計１２３とスイッチ１２４１とは、セル１２１に直列に接続されている。電圧検出回路１２２は、セル１２１に並列に接続されている。

電圧検出回路１２２は、セル１２１の電圧を検出する。具体的には、電圧検出回路１２２は、セル１２１の正極と負極とに接続するための２つの接続用端子１２２１，１２２２と、接続用端子１２２１と接続用端子１２２２との間に設けられた電圧計１２２３とを有する。電圧検出回路１２２は、電圧計１２２３によって２つの接続用端子１２２１，１２２２間の電圧（すなわち、セル１２１の正極と負極との間の電圧）を検出する。

電流計１２３は、セル１２１から電流が放電されるときにセル１２１から流れ出る電流の電流値と、セル１２１が充電されるときにセル１２１に流れ込む電流の電流値とを測定する。すなわち、電流計１２３は、セル１２１を充電または放電したときに放充電用回路１２４に流れる電流の電流値を測定する。さらに、電流計１２３は、セル１２１の自己放電量も測定する。

スイッチ１２４１をオンすることにより、セル１２１に対する充電および放電が可能となる。スイッチ１２４１のオンおよびオフの動作は、ＥＣＵ１３によって制御される。

電圧計１２２３による計測値（電圧値）と、電流計１２３による計測値（電流値）とは、ＥＣＵ１３に送られる。なお、ＥＣＵ１３は、プロセッサ１３１と、メモリ１３２とを含む。

＜Ｃ．処理の概要＞
図３は、蓄電システム１における処理の概要を説明するための図である。図３に示されるように、状態（Ａ）は、Ｎ回目の充電を開始する直前の状態を説明するための図である。状態（Ｂ）は、Ｎ＋１回目の充電を開始する直前の状態を説明するための図である。なお、Ｎは自然数である。

（１）Ｎ回目の充電
本例では、Ｎ回目の充電を開始する直前において、電池ユニット１０の組電池１２Ａが前回満充電となってからの経過時間Ｔａ＿１が、組電池１２Ａ用の閾値Ｔａ＿ｔｈ未満であったとする。同様に、組電池１２Ｂが前回満充電となってからの経過時間Ｔｂ＿１が、組電池１２Ｂ用の閾値Ｔｂ＿ｔｈ未満であったとする。さらに、組電池１２Ｃが前回満充電となってからの経過時間Ｔｃ＿１が、組電池１２Ｃ用の閾値Ｔｃ＿ｔｈ未満であったとする。なお、各閾値Ｔａ＿ｔｈ，Ｔｂ＿ｔｈ，Ｔｃ＿ｔｈは、ＥＣＵ１３に予め記憶されている。

上述したように、ＥＣＵ１３は、電池ユニット１０内の各組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを充電する際、各組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの充電後の蓄電量の合計が予め定められた量Ｑｓとなるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。

ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ毎に、充電後の蓄電量（目標値）を割り当てる。本例では、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａの充電後の蓄電量がＱａ＿１となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。同様に、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ｂの充電後の蓄電量がＱｂ＿１となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。ＥＣＵ１３は、組電池１２Ｃの充電後の蓄電量がＱｃ＿１となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。

Ｑａ＿１は、組電池１２Ａの満充電の容量未満の値である。Ｑｂ＿１は、組電池１２Ｂの満充電の容量未満の値である。Ｑｃ＿１は、組電池１２Ｃの満充電の容量未満の値である。また、Ｑａ＿１と、Ｑｂ＿１と、Ｑｃ＿１との合計は、Ｑｓである。

ＥＣＵ１３は、たとえば、Ｑａ＿１と、Ｑｂ＿１と、Ｑｃ＿１とを同じ値に制御してもよい。また、Ｔａ＿ｔｈと、Ｔｂ＿ｔｈと、Ｔｃ＿ｔｈとが同じ値に設定されていてもよい。

（２）Ｎ＋１回目の充電
次に、Ｎ回目の充電完了後において、状態（Ｂ）に示すように、Ｎ＋１回目の充電を開始する直前において、組電池１２Ａが前回満充電となってからの経過時間Ｔａ＿２が、組電池１２Ａ用の閾値Ｔａ＿ｔｈ以上になったとする。なお、組電池１２Ｂが前回満充電となってからの経過時間Ｔｂ＿２は、閾値Ｔｂ＿ｔｈ未満であり、かつ、組電池１２Ｃが前回満充電となってからの経過時間Ｔｃ＿２は、閾値Ｔｃ＿ｔｈ未満であるとする。

この場合、ＥＣＵ１３は、以下のような制御を行う。ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａの充電後の蓄電量がＱａ＿ｍａｘとなるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。すなわち、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａを満充電させる。

さらに、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ｂの充電後の蓄電量がＱｂ＿２となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。ＥＣＵ１３は、組電池１２Ｃの充電後の蓄電量がＱｃ＿２となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。Ｑｂ＿２は、組電池１２Ｂの満充電の容量未満の値である。Ｑｃ＿２は、組電池１２Ｃの満充電の容量未満の値である。

詳しくは、ＥＣＵ１３は、Ｑａ＿ｍａｘにＱｂ＿２とＱｃ＿２とを加えた値（すなわち、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの容量の合計）がＱｓとなるように、Ｑｂ＿２とＱｃ＿２との値を決定する。たとえば、ＥＣＵ１３は、ＱｓからＱａ＿ｍａｘを引いたときに得られる差分値（Ｑｄ＝Ｑｓ－Ｑａ＿ｍａｘ）を２で割ったときの値（Ｑｄ／２）を、Ｑｂ＿２およびＱｃ＿２とする。ただし、このような割り振りは一例であって、これに限定されるものではない。

このようなＥＣＵ１３の制御によって、前回満充電となってからの経過時間が閾値Ｔａ＿ｔｈ以上となっている組電池１２Ａを満充電の状態にすることが可能となる。

＜Ｄ．制御構造＞
図４は、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを充電する際の処理の流れを説明するためのフロー図である。すなわち、以下では、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの充電タイミングが到来したときの処理を説明する。

図４に示されるように、ステップＳ１において、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの中に、前回満充電となってから組電池毎に設定された時間（具体的には、上述した閾値Ｔａ＿ｔｈ，Ｔｂ＿ｔｈ，Ｔｃ＿ｔｈ）が経過している組電池１２（以下、説明の便宜上「組電池α」とも称する）が存在するか否かを判断する。

組電池αが存在しないと判断された場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ６において、ＥＣＵ１３は、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの充電を開始する。具体的には、ＥＣＵ１３は、図４の状態（Ａ）に示したように、組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各々の充電後の蓄電量が、それぞれ、Ｑａ＿１，Ｑｂ＿１，Ｑｃ＿１となるように、ＰＣＵ１１の動作を制御する。その後、ＥＣＵ１３は、処理をステップＳ５に進める。なお、ステップＳ６においては、ＥＣＵ１３は、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを同時に充電してもよいし、一つずつ充電してもよい。

組電池αが存在すると判断された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＥＣＵ１３は、組電池αの充電を開始する。ステップＳ３において、ＥＣＵ１３は、組電池αが満充電となったか否かを判断する。ＥＣＵ１３は、典型的には、組電池１２αの電圧に基づいて、組電池１２αが満充電の状態（ＳＯＣ（State Of Charge）＝１００％）となったか否かを判断する。

組電池αが満充電となったと判断された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１３は、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのうち組電池αを除いた残りの２つの組電池（「組電池β」，「組電池γ」とも称する）の充電を開始する。組電池αが満充電となっていないと判断された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ＥＣＵ１３は、組電池αが満充電になるまで、組電池αの充電を続けさせる。

ステップＳ５において、ＥＣＵ１３は、３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ（すなわち、組電池α，β，γ）の蓄電量の合計がＱｓとなったか否かを判断する。３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの蓄電量の合計がＱｓになっていないと判断された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、ＥＣＵ１３は、ステップＳ４における充電またはステップＳ５における充電を継続させる。３つの組電池１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの蓄電量の合計がＱｓとなったと判断された場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１３は、一連の充電処理を終了する。

なお、上記においては、組電池αが満充電の状態となってから、組電池βおよび組電池γの充電を開始する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。ＥＣＵ１３は、３つの組電池α，β，γの充電を同時に開始してもよい。あるいは、ＥＣＵ１３は、組電池αの充電の途中から、組電池β，γの充電を開始してもよい。

＜Ｅ．小括＞
以上のように、蓄電システム１は、外部システム９００との間で充放電を行う。蓄電システム１は、外部システム９００に接続されたＰＣＵ１１と、ＰＣＵ１１に互いに並列接続された、上記放充電用の複数の組電池１２（１２Ａ～１２Ｃ）と、各組電池１２を充電する際、各組電池１２の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量Ｑｓとなるように、ＰＣＵ１１の動作を制御するＥＣＵ１３とを備える。

ＥＣＵ１３は、各組電池１２を充電する際、複数の組電池１２のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している組電池αが存在するときには、組電池αを満充電となるまで充電させ、かつ、各組電池１２の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量Ｑｓとなるように、複数の組電池１２のうち組電池α以外の組電池β，γの蓄電量を調整する。

このような構成によれば、外部システム９００との間で充放電を行う３つの組電池１２を用いて、当該３つの組電池１２のうちの組電池αを満充電にすることができる。それゆえ、外部システム９００との間で充放電を行う３つの組電池１２とは異なる調整用の電池を用いることなく、組電池αを満充電にすることが可能となる。

なお、複数の組電池１２のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している組電池が複数存在する場合には、ＥＣＵ１３は、当該経過時間が長いものを優先して満充電させてもよい。あるいは、ＥＣＵ１３は、当該複数の組電池１２をともに満充電させてもよい。

＜Ｆ．閾値の設定方法について＞
以下では、閾値Ｔａ＿ｔｈ，Ｔｂ＿ｔｈ，Ｔｃ＿ｔｈの設定方法について、複数の例を挙げて説明する。なお、以下では、閾値Ｔａ＿ｔｈ，Ｔｂ＿ｔｈ，Ｔｃ＿ｔｈを区別しないときには、「閾値Ｔ＿ｔｈ」と称する。閾値Ｔ＿ｔｈは、蓄電システム１の実運用前に設定される。

（１）第１の方法
ＥＣＵ１３または他の装置（図示せず）を用いて、蓄電システム１の実運用の前に、組電池１２を所定時間にわたり充電または放電したときの電流の積算値と当該所定時間に流れる電流の理論値との間の誤差を、組電池１２毎に算出する。

閾値Ｔ＿ｔｈ（予め定められた時間の長さ）は、上記誤差に基づいて、実運用の前に組電池１２毎に設定される。たとえば閾値Ｔａ＿ｔｈは、組電池１２Ａを所定時間にわたり充電または放電したときの電流の積算値と当該所定時間に流れる電流の理論値との間の誤差に基づいて、実運用の前に設定される。詳しくは、誤差が大きいほど、閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定される。なお、閾値Ｔ＿ｔｈの決定は、他の装置で行ってもよいし、ＥＣＵ１３で行ってもよい。決定された閾値Ｔ＿ｔｈが、最終的にＥＣＵ１３に記憶されればよい。

上記の誤差が大きい場合には、ＳＯＣの推定精度が低くなる。組電池１２（組電池α）を早めに満充電することにより、ＳＯＣの推定精度を高めることができる。したがって、上述したように、上記の誤差が大きいほど、満充電の実行の要否を判断する基準時間である閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定することにより、ＳＯＣの推定精度を速やかに高めることができる。

（２）第２の方法
ＥＣＵ１３または他の装置（図示せず）を用いて、蓄電システム１の実運用の前に、各セル１２１（図２参照）の自己放電量のばらつきを組電池１２毎に算出する。閾値Ｔ＿ｔｈ（予め定められた時間の長さ）は、自己放電量のばらつきの大きさに基づいて、実運用の前に組電池１２毎に設定される。詳しくは、自己放電量のばらつきが大きいほど、閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定される。なお、閾値Ｔ＿ｔｈの決定は、他の装置で行ってもよいし、ＥＣＵ１３で行ってもよい。決定された閾値Ｔ＿ｔｈが、最終的にＥＣＵ１３に記憶されればよい。

自己放電量のばらつきが大きいほど、組電池１２内の複数のセル１２１において各セル１２１の均等化制御を早目に行うことが好ましい。組電池１２を満充電にすると、組電池１２内の各セル１２１も満充電となるため、組電池１２内においてセル１２１の均等化を行うことができる。それゆえ、上記のように、自己放電量のばらつきが大きいほど、満充電の実行の要否を判断する基準時間である閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定することにより、セル１２１の均等化が必要な組電池１２ほどセル１２１の均等化を速やかに行うことができる。

（３）第３の方法
図２に示したように、蓄電システム１（詳しくは、電池ユニット１０）は、複数のセル１２１の各々に対応付けて設けられ、かつ、各々がセル１２１の電圧を検出する複数の電圧検出回路１２２を有する。

図示しない装置を用いて、蓄電システムの実運用の前に、各電圧検出回路１２２のインピーダンスのばらつきを、組電池１２毎に算出する。閾値Ｔ＿ｔｈ（予め定められた時間の長さ）は、上記のばらつきの大きさに基づいて、実運用の前に組電池１２毎に設定される。詳しくは、インピーダンスのばらつきが大きいほど、閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定される。なお、閾値Ｔ＿ｔｈの決定は、他の装置で行ってもよいし、ＥＣＵ１３で行ってもよい。決定された閾値Ｔ＿ｔｈが、最終的にＥＣＵ１３に記憶されればよい。

インピーダンスのばらつきが大きいほど、自己放電量のばらつきが大きくなる。自己放電量のばらつきが大きいほど、上述したように、組電池１２内の複数のセル１２１において各セル１２１の均等化制御を早目に行うことが好ましい。組電池１２を満充電にすると、組電池１２内の各セル１２１も満充電となるため、組電池１２内においてセル１２１の均等化を行うことができる。それゆえ、上記のように、インピーダンスのばらつきが大きいほど、満充電の実行の要否を判断する基準時間である閾値Ｔ＿ｔｈが短く設定することにより、セル１２１の均等化が必要な組電池１２ほどセル１２１の均等化を速やかに行うことができる。

＜Ｇ．変形例＞
（１）複数の組電池β,γの蓄電量を調整する場合であって、組電池βが三元系電池であり、組電池γがＬＰＦ電池であるときには、ＬＰＦ電池（組電池γ）の蓄電量よりも三元系電池（組電池β）の蓄電量が多くなるようにＰＣＵ１１を制御するように、ＥＣＵ１３を構成してもよい。

ＬＰＦ電池の内部抵抗は、三元系電池の内部抵抗よりも高い。それゆえ、調整時に抵抗の低い方の三元系電池の蓄電量をＬＰＦ電池の蓄電量よりも多くする（三元系電池を優先的に充電する）ことにより、ＬＰＦ電池の蓄電量を三元系電池の蓄電量よりも多くする場合に比べて、電力消費を低減することができる。

（２）上記においては、ＰＣＵ１１に３つの組電池１２が接続可能な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されることはない。２つまたは４つ以上の組電池がＰＣＵに接続されるように、ＰＣＵおよび蓄電システム１を構成してもよい。

＜Ｈ．付記＞
（１）外部システムとの間で充放電を行う蓄電システムに含まれる制御装置の制御方法であって、
前記外部システムに接続された電力変換装置に互いに並列接続された複数の組電池を充電する際、前記制御装置が、各前記組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、前記電力変換装置の動作を制御するステップと、
前記制御装置が、各前記組電池を充電する際、前記複数の組電池のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している第１の組電池が存在するか否かを判断するステップとを備え、
前記電力変換装置の動作を制御するステップでは、前記第１の組電池が存在する場合、前記第１の組電池を満充電となるまで充電させ、かつ、各前記組電池の充電後の蓄電量の合計が前記予め定められた量となるように、前記複数の組電池のうち前記第１の組電池以外の第２の組電池の蓄電量を調整するステップとを備える、制御方法。

（２）前記制御方法の各ステップを１以上のプロセッサ（たとえばＥＣＵ１３のプロセッサ１３１）に実行させるプログラム。

（３）前記プログラムを記憶した、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、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。

１ 蓄電システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ 電池ユニット、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 組電池、２０ 上位コントローラ、１１１，１１２，１１３ 端子、１２０ ユニット、１２１ セル、１２２ 電圧検出回路、１２３ 電流計、１２４ 充電用回路、１３１ プロセッサ、１３２ メモリ、９００ 外部システム、９２０ 太陽光発電装置、９３０ 負荷、９４０ 電力系統、１２２１，１２２２ 接続用端子、１２２３ 電圧計、１２４１ スイッチ、ＮＷ ネットワーク。

Claims (5)

1. 外部システムとの間で充放電を行う蓄電システムであって、
   前記外部システムに接続された電力変換装置と、
   前記電力変換装置に互いに並列接続された、前記放充電用の複数の組電池と、
   各前記組電池を充電する際、各前記組電池の充電後の蓄電量の合計が予め定められた量となるように、前記電力変換装置の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、各前記組電池を充電する際、前記複数の組電池のなかに前回満充電となってから予め定められた時間が経過している第１の組電池が存在するときには、前記第１の組電池を満充電となるまで充電させ、かつ、各前記組電池の充電後の蓄電量の合計が前記予め定められた量となるように、前記複数の組電池のうち前記第１の組電池以外の第２の組電池の蓄電量を調整する、蓄電システム。
2. 前記蓄電システムの実運用の前に、前記組電池を所定時間にわたり充電または放電したときの電流の積算値と前記所定時間に流れる電流の理論値との間の誤差が、前記組電池毎に算出され、
   前記予め定められた時間の長さは、前記誤差に基づいて、前記実運用の前に前記組電池毎に設定され、
   前記誤差が大きいほど前記予め定められた時間の長さは短く設定される、請求項１に記載の蓄電システム。
3. 各前記組電池は、複数のセルを含み、
   前記蓄電システムの実運用の前に、各前記セルの自己放電量のばらつきが前記組電池毎に算出され、
   前記予め定められた時間の長さは、前記ばらつきの大きさに基づいて、前記実運用の前に前記組電池毎に設定され、
   前記ばらつきが大きいほど前記予め定められた時間の長さは短く設定される、請求項１に記載の蓄電システム。
4. 各前記組電池は、複数のセルを含み、
   前記蓄電システムは、前記複数のセルの各々に対応付けて設けられ、かつ、各々が前記セルの電圧を検出する複数の電圧検出回路をさらに備え、
   前記蓄電システムの実運用の前に、各前記電圧検出回路のインピーダンスのばらつきが、前記組電池毎に算出され、
   前記予め定められた時間の長さは、前記ばらつきの大きさに基づいて、前記実運用の前に前記組電池毎に設定され、
   前記ばらつきが大きいほど前記予め定められた時間の長さは短く設定される、請求項１に記載の蓄電システム。
5. 前記制御装置は、複数の前記第２の組電池の蓄電量を調整する場合であって、前記複数の第２の組電池が三元系のリチウムイオン電池とリン酸鉄系のリチウムイオン電池とを含むときには、前記リン酸鉄系のリチウムイオン電池の蓄電量よりも前記三元系のリチウムイオン電池の蓄電量が多くなるように前記電力変換装置の動作を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電システム。
   

Images