JP5410911B2 - 蓄電池の劣化判別方法及び劣化判別装置、ならびに蓄電池の充電方法及び充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池の劣化判別方法及び劣化判別装置、ならびに蓄電池の充電方法及び充電装置に関する。

近年、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と、太陽電池や蓄電池などの分散電源とを連係させて直流負荷に直流電力を配電する直流配電システムが注目されている。このような直流配電システムでは、常時は交流／直流変換装置又は太陽電池から給電される直流電力によって蓄電池を充電する一方、夜間における電力系統の停電時などの非常時には蓄電池を放電させて直流負荷に直流電力を給電するようにしている。

ところで、こうした蓄電池は充放電の繰り返しや高温下での使用によって劣化することがある。そして、このように蓄電池が劣化した場合には、充電できる電気量が減少し、非常時に必要とされる電気量を給電できなくなる虞があるので、蓄電池の劣化を判別することが重要となる。そのため、蓄電池の劣化を判別する技術として、例えば特許文献１に記載されるように、蓄電池に対して完全放電と完全充電とを行い、完全放電と完全充電との間に測定された電圧と予め定められた基準電圧とを比較することにより蓄電池の劣化状態を判別する方法が知られている。

特開２００９−８５６７６号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されるような劣化判別方法によると、蓄電池に蓄電されている電気を一旦は完全放電して使い切る必要があり、そのように完全放電された状態にある蓄電池からは負荷に対して給電することができず、非常用電源としての機能を保証できないという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池における非常用電源としての機能を保証しつつ当該蓄電池の劣化判別を容易に行うことができる蓄電池の劣化判別方法及び劣化判別装置、ならびに非常用電源として必要十分な電気量を充電できる蓄電池の充電方法及び充電装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明に係る蓄電池の充電方法は、蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、前記蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算工程と、前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測工程と、前記蓄電池の初期容量と前記充放電積算工程での積算結果とに基づき求まる前記蓄電池の理論残存容量に対応した前記蓄電池の理論電圧値を推測する理論電圧推測工程と、前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別工程と、を含む劣化判別方法により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整することを特徴とする。
この発明によれば、蓄電池の初期容量と充放電積算結果とに基づき理論残存容量を求めた上で、その理論残存容量に対応した理論電圧値と実際に計測した実電圧値とを比較することにより、蓄電池を完全放電させることなく、その蓄電池の劣化判別を行うことができる。また、蓄電池が劣化している場合でも、非常時に必要とされる電気量を確実に充電することができる。
また、本発明に係る蓄電池の充電装置は、蓄電池を充電する充電手段と、該充電手段により前記蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算手段と、前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測手段と、前記蓄電池の前回の充電完了時点における蓄電池の蓄電容量としての初期容量と前記充放電積算手段の積算結果とに基づき前記蓄電池の理論残存容量を求め、該理論残存容量に対応した理論電圧値を推測する理論電圧推測手段と、前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別手段とを備えた劣化判別装置の劣化判別手段により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、蓄電池の初期容量と充放電積算結果とに基づき理論残存容量を求めた上で、その理論残存容量に対応した理論電圧値と実際に計測した実電圧値とを比較することにより、蓄電池を完全放電させることなく、その蓄電池の劣化判別を行うことができる。また、蓄電池が劣化している場合でも、非常時に必要とされる電気量を確実に充電することができる。
また、本発明に係る蓄電池の劣化判別方法は、蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算工程と、前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測工程と、前記蓄電池の前回の充電完了時点における蓄電容量としての初期容量と前記充放電積算工程での積算結果とに基づき求まる前記蓄電池の理論残存容量に対応した前記蓄電池の理論電圧値を推測する理論電圧推測工程と、前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別工程と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、蓄電池の初期容量と充放電積算結果とに基づき理論残存容量を求めた上で、その理論残存容量に対応した理論電圧値と実際に計測した実電圧値とを比較することにより、蓄電池を完全放電させることなく、その蓄電池の劣化判別を行うことができる。

また、本発明に係る蓄電池の劣化判別方法は、前記蓄電池の設置環境の温度が予め設定した基準温度と相違する場合に、その相違度合に基づいて前記劣化判別工程で前記実電圧値と比較される前記理論電圧値を補正する補正工程を更に備えたことを特徴とする。

この発明によれば、蓄電池の設置環境の温度変化に応じて適切な理論電圧値が推測されるので、精度良く蓄電池の劣化判別をおこなうことができる。
また、本発明に係る蓄電池の充電方法は、蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、上記構成の劣化判別方法により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整することを特徴とする。

この発明によれば、蓄電池が劣化している場合でも、非常時に必要とされる電気量を確実に充電することができる。
また、本発明に係る蓄電池の劣化判別装置は、蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算手段と、前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測手段と、前記蓄電池の前回の充電完了時点における蓄電容量としての初期容量と前記充放電積算手段の積算結果とに基づき前記蓄電池の理論残存容量を求め、該理論残存容量に対応した理論電圧値を推測する理論電圧推測手段と、前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る蓄電池の劣化判別装置は、前記蓄電池の設置環境の温度が予め設定した基準温度と相違する場合に、その相違度合に基づいて前記劣化判別手段により前記実電圧値と比較される前記理論電圧値を補正する補正手段を更に備えたことを特徴とする。

これらの発明によれば、上記蓄電池の劣化判別方法に係る発明と同様の効果を得ることができる。
また、本発明に係る蓄電池の充電装置は、蓄電池を充電する充電手段と、該充電手段により前記蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、上記構成の劣化判別装置が備える劣化判別手段により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記蓄電池の充電方法に係る発明と同様の効果を得ることができる。

この発明によれば、蓄電池における非常用電源としての機能を保証しつつ当該蓄電池の劣化判別を容易に行うことができると共に、その蓄電池に対する充電時には非常用電源として必要十分な電気量を充電できる。

本実施形態の電力供給システムの全体構成を示すブロック図。 本実施形態のコントロールユニットの構成を示すブロック図。 本実施形態の蓄電池ユニットの構成を示すブロック図。 本実施形態における蓄電池の劣化判別処理のフローチャート。 本実施形態における蓄電池の理論電圧値を求めるためのマップ。 本実施形態における蓄電池の充電処理のフローチャート。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、住宅には、宅内に設置された各種機器（照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等）に電力を供給する電力供給システム１が設けられている。電力供給システム１は、家庭用の商用交流電源（ＡＣ電源）２を電力として各種機器を動作させる他に、太陽光により発電する太陽電池３の電力も各種機器に電源として供給する。電力供給システム１は、直流電源（ＤＣ電源）を入力して動作するＤＣ機器５の他に、交流電源（ＡＣ電源）を入力して動作するＡＣ機器６にも電力を供給する。

電力供給システム１には、同システム１の分電盤としてコントロールユニット７及びＤＣ分電盤（直流ブレーカ内蔵）８が設けられている。また、電力供給システム１には、住宅のＤＣ機器５の動作を制御する機器として制御ユニット９及びリレーユニット１０が設けられている。

コントロールユニット７には、交流電源を分岐させるＡＣ分電盤１１が交流系電力線１２を介して接続されている。コントロールユニット７は、このＡＣ分電盤１１を介して商用交流電源２に接続されるとともに、直流系電力線１３を介して太陽電池３に接続されている。コントロールユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むとともに太陽電池３から直流電力を取り込み、これら電力を機器電源として所定の直流電力に変換する。そして、コントロールユニット７は、この変換後の直流電力を、直流系電力線１４を介してＤＣ分電盤８に出力したり、又は直流系電力線１５を介して蓄電池ユニット１６に出力して同電力を蓄電したりする。コントロールユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むのみならず、太陽電池３や蓄電池５８（図３参照）の直流電力を交流電力に変換してＡＣ分電盤１１に供給することも可能である。コントロールユニット７は、信号線１７を介してＤＣ分電盤８とデータやり取りを実行する。

ＤＣ分電盤８は、直流電力対応の一種のブレーカである。ＤＣ分電盤８は、コントロールユニット７から入力した直流電力を分岐させ、その分岐後の直流電力を、直流系電力線１８を介して制御ユニット９に出力したり、直流系電力線１９を介してリレーユニット１０に出力したりする。また、ＤＣ分電盤８は、信号線２０を介して制御ユニット９とデータやり取りをしたり、信号線２１を介してリレーユニット１０とデータやり取りをしたりする。

制御ユニット９には、複数のＤＣ機器５，５…が接続されている。これらＤＣ機器５は、直流電力及びデータの両方を１本の線によって搬送可能な直流供給線路２２を介して制御ユニット９と接続されている。直流供給線路２２は、ＤＣ機器５の電源となる直流電圧に、高周波の搬送波によりデータを電送する通信信号を重畳する、いわゆる電力線搬送通信により、１対の線で電力及びデータの両方をＤＣ機器５に搬送する。制御ユニット９は、直流系電力線１８を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２０を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５をどのように制御するのかを把握する。そして、制御ユニット９は、指示されたＤＣ機器５に直流供給線路２２を介して直流電圧及び動作指令を出力し、ＤＣ機器５の動作を制御する。

制御ユニット９には、宅内のＤＣ機器５の動作を切り換える際に操作するスイッチ２３が直流供給線路２２を介して接続されている。また、制御ユニット９には、例えば赤外線リモートコントローラからの発信電波を検出するセンサ２４が直流供給線路２２を介して接続されている。よって、ＤＣ分電盤８からの動作指示のみならず、スイッチ２３の操作やセンサ２４の検知によっても、直流供給線路２２に通信信号を流してＤＣ機器５が制御される。

リレーユニット１０には、複数のＤＣ機器５，５…がそれぞれ個別の直流系電力線２５を介して接続されている。リレーユニット１０は、直流系電力線１９を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２１を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５を動作させるのかを把握する。そして、リレーユニット１０は、指示されたＤＣ機器５に対し、内蔵のリレーにて直流系電力線２５への電源供給をオンオフすることで、ＤＣ機器５の動作を制御する。また、リレーユニット１０には、ＤＣ機器５を手動操作するための複数のスイッチ２６が接続されており、スイッチ２６の操作によって直流供給線路２２への電源供給をリレーにてオンオフすることにより、ＤＣ機器５が制御される。

ＤＣ分電盤８には、例えば壁コンセントや床コンセントの態様で住宅に建て付けられた直流コンセント２７が直流系電力線２８を介して接続されている。この直流コンセント２７にＤＣ機器のプラグ（図示略）を差し込めば、同機器に直流電力を直接供給することが可能である。

また、商用交流電源２とＡＣ分電盤１１との間には、商用交流電源２の使用量を遠隔検針可能な電力メータ２９が接続されている。電力メータ２９には、商用電源使用量の遠隔検針の機能のみならず、例えば電力線搬送通信や無線通信の機能が搭載されている。電力メータ２９は、電力線搬送通信や無線通信等を介して検針結果を電力会社等に送信する。

電力供給システム１には、宅内の各種機器をネットワーク通信によって制御可能とするネットワークシステム３０が設けられている。ネットワークシステム３０には、同システム３０のコントロールユニットとして宅内サーバ３１が設けられている。宅内サーバ３１は、インターネットなどのネットワークＮを介して宅外の管理サーバ３２と接続されるとともに、信号線３３を介して宅内機器３４に接続されている。また、宅内サーバ３１は、ＤＣ分電盤８から直流系電力線３５を介して取得する直流電力を電源として動作する。

宅内サーバ３１には、ネットワーク通信による宅内の各種機器の動作制御を管理するコントロールボックス３６が信号線３７を介して接続されている。コントロールボックス３６は、信号線１７を介してコントロールユニット７及びＤＣ分電盤８に接続されるとともに、直流供給線路３８を介してＤＣ機器５を直接制御可能である。コントロールボックス３６には、例えば使用したガス量や水道量を遠隔検針可能なガス／水道メータ３９が接続されるとともに、ネットワークシステム３０の操作パネル４０に接続されている。操作パネル４０には、例えばドアホン子器やセンサやカメラからなる監視機器４１が接続されている。

宅内サーバ３１は、ネットワークＮを介して宅内の各種機器の動作指令を入力すると、コントロールボックス３６に指示を通知して、各種機器が動作指令に準じた動作をとるようにコントロールボックス３６を動作させる。また、宅内サーバ３１は、ガス／水道メータ３９から取得した各種情報を、ネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供可能であるとともに、監視機器４１で異常検出があったことを操作パネル４０から受け付けると、その旨もネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供する。

次に、コントロールユニット７について詳述する。
図２に示すように、コントロールユニット７は、電力系統を構成する商用交流電源２並びに分散電源を構成する太陽電池３及び蓄電池ユニット１６を電力供給システム１が有する各種の負荷Ｆに接続して配電する配電路４３を備えている。なお、負荷Ｆには、ＤＣ機器５及びＡＣ機器６等の各種機器の他にコントロールユニット７等のシステム構成要素も含まれ、これらに電力を供給する交流系電力線１２、直流系電力線１３〜１５，１８，１９，２５，２８，３５、及び直流供給線路２２，３８により配電路４３は構成されている。

また、コントロールユニット７は、商用交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ５０と、太陽電池３に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ５１とを備えている。すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０を介して交流電力から変換された直流電力や、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して太陽電池３から供給される直流電力が負荷Ｆ側に供給されるようになっている。

また、コントロールユニット７は、蓄電池ユニット１６が有する蓄電池５８（図３参照）から放電される直流電力を負荷Ｆ側に送出させる放電回路５２と、蓄電池ユニット１６の蓄電池５８を充電する充電手段としての充電回路５３とを備えている。すなわち、蓄電池５８は、停電時等に非常用電源として機能するために、常には充電回路５３を介して直流電力が充電されると共に、停電時等には蓄電している直流電力が放電回路５２を介して負荷Ｆ側に放電されるようになっている。

また、コントロールユニット７は、ＤＣ機器５等の負荷Ｆにおける消費電力量を計測するために配電路４３に設けられた電力計測回路５４と、コントロールユニット７の稼働状態を制御するための制御装置５５とを備えている。制御装置５５は、情報を読み出し及び書き換え可能な記憶部５６と、中央処理装置となるＣＰＵ５７とを備えており、記憶部５６にはＣＰＵ５７の演算内容等が一時的に記憶される他、制御装置５５が各種の制御を行うためのプログラムが記憶されている。

すなわち、制御装置５５は、停電時等に非常用電源としての機能を発揮するために最低限必要とされる電力量（以下、「非常用容量」と示す。）を蓄電池５８に確保させるように充電回路５３を制御すると共に、停電時等には蓄電池５８から負荷Ｆ側に必要とされる電力量の直流電力が供給されるように放電回路５２を制御する。また、制御装置５５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１及び蓄電池ユニット１６等の他のユニット構成要素を必要に応じて制御する。そして、本実施形態では、以上のような蓄電池ユニット１６、放電回路５２、充電回路５３、及び制御装置５５等を備えたコントロールユニット７より、蓄電池５８の充電装置が構成されている。

次に、蓄電池ユニット１６について詳述する。
図３に示すように、蓄電池ユニット１６は、充放電可能な蓄電池５８と、充電時及び放電時に流れる電流値を検出する電流検出回路５９と、蓄電池５８の実電圧値を計測する実電圧計測手段としての電池電圧計測回路６０と、蓄電池５８の設置された環境の温度を測定する温度測定部６１と、これらに接続された制御部６２とを備えている。そして、制御部６２は、電流検出回路５９、電池電圧計測回路６０及び温度測定部６１から入力された情報に基づいて蓄電池５８の劣化度合を判別するために各種の制御や演算を行うようになっている。この点で、かかる制御部６２により蓄電池５８の劣化度合を判別するように構成された蓄電池ユニット１６は劣化判別装置として機能する。

次に、本実施形態の蓄電池ユニット１６において蓄電池５８の劣化度合を判別するために制御部６２が実行する劣化判別処理ルーチンを図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

さて、本実施形態の電力供給システム１では、例えば安価な深夜電力を利用しての蓄電池５８に対する充電が可能となる夜間の所定時刻になると、コントロールユニット７の制御装置５５が充電回路５３に充電指令信号を出力する前に、蓄電池ユニット１６の制御部６２に対して劣化判別処理ルーチンの開始指令信号を出力する。すると、蓄電池ユニット１６の制御部６２は、図４に示す劣化判別処理ルーチンを開始する。なお、図示しない操作部からの入力指令により随時に劣化判別処理ルーチンを開始させるようにしてもよい。

この劣化判別処理ルーチンが開始されると、制御部６２は、先ずステップＳ１１において、前回の充電完了時点から現在に至るまでにおける蓄電池５８の充放電履歴があるか否かを判定する。そして、ステップＳ１１において、充放電履歴あり（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と判定した場合、制御部６２は、その処理を次のステップＳ１２に移行し、前回の充電完了時点から現在に至るまでにおける蓄電池５８の充放電履歴情報を所定の記憶手段（制御部６２が備えるＲＡＭ等）から読み出し、充電及び放電の各実績値を積算する。この点で、制御部６２は、蓄電池５８における充電及び放電の実積値を積算する充放電積算手段として機能する。

そして、次のステップＳ１３において、制御部６２は、前回の充電完了時点における蓄電池５８の蓄電容量（以下、「初期容量」と示す。）から先のステップＳ１２での積算結果となる積算電気量を加算又は減算して蓄電池５８の理論残存容量を算出する。具体的には、充電量＜放電量の充放電履歴の場合は、放電量と充電量との差分の電気量を初期容量から減算して理論残存容量を求め、その逆に、充電量＞放電量の充放電履歴の場合は、充電量と放電量との差分の電気量を初期容量に加算して理論残存容量を求める。

なお、ステップＳ１１において、充放電履歴なし（ステップＳ１１：ＮＯ）と判定した場合、制御部６２は、その処理をステップＳ１１からステップＳ１３にジャンプさせる。そして、この場合は、前回の充電完了時点における蓄電池５８の蓄電容量である初期容量を理論残存容量とみなし、制御部６２は、その処理を次のステップＳ１４に移行する。

そして、次のステップＳ１４において、制御部６２は、その蓄電池５８の理論残存容量を、当該蓄電池５８が満充電された状態時の容量（以下、「満充電容量」と示す。）で除算し、当該蓄電池５８の充電状態（以下、「ＳＯＣ」と示す。）を算出する。そして、次のステップＳ１５において、制御部６２は、温度測定部６１により得られた温度データとステップＳ１４で算出したＳＯＣとから、所定の記憶手段（ＲＡＭ等）に収納されている図５に示すマップを用いて、蓄電池５８の理論電圧値を推測する。この点で、制御部６２は、蓄電池５８における理論残存容量に対応した理論電圧値を推測する理論電圧推測手段として機能する。

そして、次のステップＳ１６において、制御部６２は、電池電圧計測回路６０が計測した電圧値を蓄電池５８の実電圧値として取得し、これを一時的に所定の記憶手段（ＲＡＭ等）に記憶する。そして、次のステップＳ１７において、制御部６２は、推測した理論電圧値と計測された実電圧値との比較により、蓄電池５８の劣化度合を判別して本劣化判別処理ルーチンを終了する。この点で、制御部６２は、蓄電池５８の劣化度合を判別する劣化判別手段として機能し、かかる制御部６２を備えた蓄電池ユニット１６は劣化判別装置として機能するといえる。以上の制御部６２による劣化判別処理ルーチンが終了すると、続いてコントロールユニット７の制御装置５５が、図６に示す充電処理ルーチンを実行する。

そこで次に、本実施形態の蓄電池５８に対する充電時に制御装置５５が実行する充電処理ルーチンを図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
さて、本充電処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ２１において、制御装置５５は、制御部６２が劣化判別処理ルーチンのステップＳ１６にて計測した実電圧値と電流検出回路５９で検出した電流値とから蓄電池５８の実際の残存容量（以下、「実残存容量」と示す。）を算出する。このとき、制御装置５５は、制御部６２が劣化判別処理ルーチンのステップＳ１７で判別した蓄電池５８の劣化度合に応じて、算出された実残存容量を調整する。例えば、劣化度合が１０％である場合は、算出した実残存容量を０．９で乗算することにより、実残存容量を劣化度合を見込んだ量に調整する。そして、そのように算出及び調整した蓄電池５８の実残存容量と予め設定された非常用容量とを比較し、実残存容量が非常用容量よりも少ないか否かを判定する。

このステップＳ２１において、実残存容量が非常用容量よりも多い（ステップＳ２１：ＮＯ）と判定した場合、制御装置５５は、蓄電池５８に対する現時点での充電の必要はないと判断し、本充電処理ルーチンを終了する。その一方、ステップＳ２１において、実残存容量が非常用容量よりも少ない（ステップＳ２１：ＹＥＳ）と判定した場合、制御装置５５は、その処理を次のステップＳ２２に移行し、非常用容量を確保させるために蓄電池５８に充電する必要がある電気量（以下、「必要充電量」と示す）を算出する。

そして、次のステップＳ２３において、制御装置５５は、その調整された必要充電量に相当する電気量が蓄電池５８に充電されるように、充電回路５３へ充電開始指令を送信して、蓄電池５８への充電を開始させる。すなわち、蓄電池５８の劣化度合に応じて算出値が調整された実残存容量と非常用容量との比較に基づいた必要充電量が充電されるようになる。この点で、制御装置５５は、蓄電池５８の劣化度合に応じて必要充電量を調整する調整手段として機能する。

充電回路５３による蓄電池５８の充電が開始されると、次のステップＳ２４において、制御装置５５は、蓄電池５８に対する実充電量が必要充電量と同量になったか否かを判定する。そして、実充電量が必要充電量よりも少ない（ステップＳ２４：ＮＯ）と判定した場合には、実充電量が必要充電量と同量になった（ステップＳ２４：ＹＥＳ）と判定するまでステップＳ２４を周期的に繰り返す。その一方、実充電量が必要充電量と同量になった（ステップＳ２４：ＹＥＳ）と判定した場合、制御装置５５は本ルーチンを終了して、次の充電指令を受信するまで待機状態を維持する。

そこで次に、以上のように構成された本実施形態の電力供給システム１の作用について、特にコントロールユニット７による充電作用及び蓄電池ユニット１６による蓄電池５８の劣化判別の作用に着目して説明する。なお、説明の前提として、蓄電池５８の満充電容量は３０Ａｈ（ＳＯＣ＝１００％）であり、その初期容量は１５Ａｈであるものとする。また、蓄電池５８の非常用容量は１５Ａｈ（ＳＯＣ＝５０％）であり、また、制御部６２が有する所定の記憶手段（ＲＡＭ等）には前回の充電完了時から現在に至るまでの充放電履歴情報として、例えば１Ａで２時間放電という放電量の実積値が記憶されているものとする。さらに、蓄電池５８が設置された環境の温度は２０℃であり、予め制御部６２において設定されている基準温度は２５℃であるものとする。

さて、蓄電池ユニット１６では、蓄電池５８に対する充電時及び蓄電池５８からの放電時に直流系電力線１５を流れる電流が検出されると、その検出された電流の実績値が電流検出回路５９から制御部６２に入力される。そして、入力された充放電の各実績値は、制御部６２により積算され、その積算された積算値が記憶手段（ＲＡＭ等）に保存される（充放電積算工程）。そして、コントロールユニット７の制御装置５５から蓄電池ユニット１６の制御部６２に蓄電池５８の劣化判別処理開始指令が発信されると、蓄電池ユニット１６において蓄電池５８の劣化判別処理が行われる。

まず、制御部６２では、蓄電池５８の初期容量（この場合、１５Ａｈ）から記憶手段（ＲＡＭ等）に記憶されている充放電履歴の積算値（２Ａｈ）を減算することにより、蓄電池５８の理論残存容量が１３Ａｈと算出される。なお、蓄電池５８の実残存容量が非常用容量よりも多い又は同量である場合には、充電は必要ないため、充電処理は実行されない。

次に、算出した理論残存容量（１３Ａｈ）を蓄電池５８の満充電量（３０Ａｈ）で除算することにより、蓄電池５８のＳＯＣが約４３％と算出される。そして、その算出したＳＯＣと電池電圧との関係を示すマップ（図５参照）に基づいて、算出されたＳＯＣ（約４３％）に対応する理論電圧値が推測される（理論電圧推測工程）。

ところで、蓄電池５８の電池電圧は温度による影響を大きく受ける。例えば、図５に示すように、蓄電池５８が設置されている環境温度が２０℃，２５℃，３０℃のときで比較すると、同じＳＯＣであっても環境温度が高いほど電池電圧は低くなり、低いほど高くなる傾向にある。すなわち、環境温度が基準温度である２５℃の場合のＳＯＣ／電池電圧グラフＧＫよりも、環境温度が低い２０℃の場合のＳＯＣ／電池電圧グラフＧＬは上側に位置する一方、環境温度が高い３０℃の場合のＳＯＣ／電池電圧グラフＧＨは下側に位置する。

そこで、環境温度が予め設定されている基準温度（２５℃）と異なる場合には、推測した理論電圧値が環境温度により補正される（補正工程）。したがって、この場合は環境温度が２０℃の前提であるので、図５のマップから２０℃の場合のＳＯＣ／電池電圧グラフＧＬが適用され、理論電圧値が、例えば９．５Ｖから１０Ｖ、と補正される。この点で、制御部６２は理論電圧値を補正する補正手段として機能する。

次に、電池電圧計測回路６０により蓄電池５８の実電圧値が計測され、計測された実電圧値（例えば９Ｖ）が制御部６２の所定の記憶手段（ＲＡＭ等）に入力される（実電圧計測工程）。そして、推測及び補正された理論電圧値（１０Ｖ）と計測された実電圧値（９Ｖ）との比較により、蓄電池５８の劣化度合が１０％（満充電量が９０％）と判別される（劣化判別工程）。そして、以上の劣化判別処理が終了すると、続いて、判別された劣化度合に基づいて充電処理が行われる。

まず、上記劣化度合判別処理において計測された実電圧値（９Ｖ）に基づいて、制御部６２により図５に示すマップからＳＯＣが推定され、推定されたＳＯＣから蓄電池５８の実残存容量が１１．７Ａｈ（満充電容量×ＳＯＣ）と算出される。ここで、蓄電池５８の劣化度合は１０％であるため、算出された実残存容量１１．７Ａｈが０．９で乗算されて１０．５３Ａｈに調整される。

次に、この調整された実残存容量（１０．５３Ａｈ）が記憶部５６に記憶されている非常用容量（１５Ａｈ）よりも少ないか否かが判定される。そしてこの場合は、「実残存容量（１０．５３Ａｈ）＜非常用容量（１５Ａｈ）」であるため、不足している容量分の充電が行われる。そのため、非常用容量（１５Ａｈ）から実残存容量（１０．５３Ａｈ）を減算して、必要充電量４．４７Ａｈが算出される。

そして、上記必要充電量４．４７Ａｈという演算結果が制御部６２から制御装置５５に送信されて、蓄電池５８に対する充電が開始される。充電が開始されると、電流検出回路５９から送信される実測値に基づき、蓄電池５８に対する実際の実充電量が積算される。そして、実充電量が必要充電量と同量に達するまで蓄電池５８への充電が行われる。実充電量が必要充電量と同量に達すると充電処理は終了する。

以上説明した本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電流検出回路５９により検出された蓄電池５８に対する充放電実績の積算値から理論残存容量を算出し、算出した理論残存容量から蓄電池５８のＳＯＣが算出され、算出されたＳＯＣに対応する理論電圧値が図５に示すマップより推測される。そして推測した理論電圧値と実際に計測した蓄電池５８の実電圧値とを比較することにより、蓄電池５８の劣化度合が判別される。したがって、蓄電池５８に充電されている電気を完全放電により使い切ることなく蓄電池５８の劣化判別を行うことができる。

（２）理論電圧値の推測時には、蓄電池５８が設置された環境の温度の相違により蓄電池５８の理論電圧値が補正される。従って、蓄電池の設置環境の温度変化に応じて適切な理論電圧値が推測されるので、精度良く蓄電池の劣化判別をおこなうことができる。

（３）蓄電池５８の充電時に、劣化判別処理にて判別された蓄電池５８の劣化度合に基づいて蓄電池５８に充電する必要のある必要充電量が実残存容量の調整を通じて調整される。したがって、蓄電池５８が劣化していても非常時に必要とされる電気量を確実に充電することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ 上記実施形態において、蓄電池ユニット１６における蓄電池５８の劣化度合の判別処理は、蓄電池５８に対する充電処理とは関係なく、随時に行うようにしてもよい。

・ 上記実施形態において、蓄電池５８が設置された環境の温度に基づいた理論電圧値の補正は必ずしも行わなくて良い。
・ 上記実施形態において、理論電圧推測工程では、マップを使用することなく、予め設定した計算式を使用して理論電圧値を推測してもよい。

・ 上記実施形態においては、本発明の蓄電池の劣化判別方法及び劣化判別装置、ならびに充電方法及び充電装置を、住宅に設置された電力供給システム１の蓄電池ユニット１６及びコントロールユニット７に適用して説明した。しかし、本発明は住宅に設置された蓄電池ユニットに適用が限定されるわけではなく、充電可能な種々の蓄電池及びその充電装置に適用できる。例えば、電気自動車（ＰＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池式電気自動車等の電動車両等の蓄電池及び携帯電話、パソコン等の家庭用機器等の蓄電池等にも適用することができる。

１…電力供給システム、７…コントロールユニット（充電装置）、１６…蓄電池ユニット（劣化判別装置）、５３…充電回路（充電手段）、５５…制御装置（調整手段）、５８…蓄電池、６０…電池電圧計測回路（実電圧計測手段）、６２…制御部（充放電積算手段、理論電圧推測手段、補正手段及び劣化判別手段）。

Claims (8)

1. 蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、
   前記蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算工程と、
   前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測工程と、
   前記蓄電池の初期容量と前記充放電積算工程での積算結果とに基づき求まる前記蓄電池の理論残存容量に対応した前記蓄電池の理論電圧値を推測する理論電圧推測工程と、
   前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別工程と、を含む蓄電池の劣化判別方法により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整することを特徴とする充電方法。
2. 蓄電池を充電する充電手段と、
   該充電手段により前記蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、
   前記蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算手段と、
   前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測手段と、
   前記蓄電池の初期容量と前記充放電積算手段の積算結果とに基づき前記蓄電池の理論残存容量を求め、該理論残存容量に対応した理論電圧値を推測する理論電圧推測手段と、
   前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別手段と、を備えた劣化判別装置の前記劣化判別手段により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整する調整手段と、
   を備えたことを特徴とする充電装置。
3. 蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算工程と、
   前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測工程と、
   前記蓄電池の前回の充電完了時点における蓄電容量としての初期容量と前記充放電積算工程での積算結果とに基づき求まる前記蓄電池の理論残存容量に対応した前記蓄電池の理論電圧値を推測する理論電圧推測工程と、
   前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別工程と、
   を含むことを特徴とする蓄電池の劣化判別方法。
4. 前記蓄電池の設置環境の温度が予め設定した基準温度と相違する場合に、その相違度合に基づいて前記劣化判別工程で前記実電圧値と比較される前記理論電圧値を補正する補正工程を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の蓄電池の劣化判別方法。
5. 蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、請求項３又は請求項４に記載の劣化判別方法により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整することを特徴とする充電方法。
6. 蓄電池における充電及び放電の実績値を積算する充放電積算手段と、
   前記蓄電池の電圧を実電圧値として計測する実電圧計測手段と、
   前記蓄電池の前回の充電完了時点における蓄電池の蓄電容量としての初期容量と前記充放電積算手段の積算結果とに基づき前記蓄電池の理論残存容量を求め、該理論残存容量に対応した理論電圧値を推測する理論電圧推測手段と、
   前記理論電圧値と前記実電圧値との比較に基づき前記蓄電池の劣化度合を判別する劣化判別手段と、
   を備えたことを特徴とする蓄電池の劣化判別装置。
7. 前記蓄電池の設置環境の温度が予め設定した基準温度と相違する場合に、その相違度合に基づいて前記劣化判別手段により前記実電圧値と比較される前記理論電圧値を補正する補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の蓄電池の劣化判別装置。
8. 蓄電池を充電する充電手段と、
   該充電手段により前記蓄電池に対して必要充電量の充電をするときに、請求項６又は請求項７に記載の劣化判別装置が備える劣化判別手段により判別された前記蓄電池の劣化度合に基づいて前記必要充電量を調整する調整手段と、
   を備えたことを特徴とする充電装置。

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