JP6991247B2 - 蓄電装置、蓄電システム、電源システム、及び蓄電装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置、蓄電システム、並びに、電源システムに関する。本発明は、特に据え置き型の蓄電装置に関する。

近年、系統電源の他に発電装置と蓄電装置を備え、自家発電した電力を外部負荷に供給可能な電源システムが開発されている。この電源システムは、系統電源に対して並列され、電力料金が低額な夜間に系統電源から供給される電力を蓄電装置に充電し、昼間において蓄電装置から充電した電力を家電製品等の外部負荷に供給することで電力料金の低減につなげることもできる。

また、電力を蓄電する蓄電装置は、複数の二次電池が直並列接続された二次電池群を内蔵しており、複数の二次電池が直列接続されることによって電圧が高められ、より大きな電力を充放電可能となっている。

特開２０１６－２５７６０号公報

ところで、蓄電装置に内蔵される二次電池は、長期間の使用により、二次電池の構成材料が劣化し、電池容量が低下する。この電池容量の低下が生じると、実際の満充電容量と、出荷時の満充電容量との間で差が生じてしまう。この場合、ユーザーがモニターする容量表示に誤差が生じたり、実際の満充電容量に伴わない充電や放電を実施してしまい、場合によっては、過放電や過充電が生じるおそれがある。過放電や過充電が生じると、二次電池の構成材料の劣化が促進されてしまい、さらに二次電池の寿命が縮んでしまうという問題がある。特に、複数の二次電池を直並列接続された二次電池群を内蔵する蓄電装置では、二次電池群の中の二次電池間で個体差があるので、容量が小さい二次電池において過放電や過充電が生じやすいという問題もある。

そこで、本発明は、実際の満充電容量に応じた満充電容量の設定を実施可能な蓄電装置、蓄電システム、電源システム、及び蓄電装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄電装置は、電池部と、電池部の充放電を制御する制御部を備え、制御部は、電池部が満充電容量から、あらかじめ設定された設定容量まで放電可能であって、満充電容量補正モードを実行可能である。

満充電容量補正モードは、電池部が、満充電容量から設定容量まで放電を実施した場合に、設定容量における電池部の第１電圧を取得して、第１電圧と、あらかじめ設定された電池部の電圧と電池容量の相関関係とに基づいて、電池部の実際の残容量を算出する残容量算出動作と、満充電容量から設定容量までの放電時における電流値を積算して、満充電容量から設定容量までに消費した消費容量を算出する消費容量算出動作とを実行し、満充電容量補正モードにおいて、実際の残容量と前記消費容量の和が満充電容量として設定される。

電池部の電圧と電池容量の相関関係は、異なる環境温度における複数の相関関係があらかじめ設定されており、残容量算出動作は、複数の相関関係のうち、実際の環境温度に近い相関関係を用いて実行される。

ここでいう「電流値」には、正だけではなく、負も含む。例えば、放電による電流量を＋ｉ〔Ａ〕とすると、充電による電流量は－ｉ〔Ａ〕となる。

ここでいう「満充電容量」とは、所定の基準により満充電状態とみなされた状態における充電容量である。

ここでいう「設定容量における第１電圧」とは、設定容量における電池部全体又は部分の電圧をいう。すなわち、「設定容量における第１電圧」は、電池部が単一の電池によって構成される場合には、電池部全体の電圧をいい、電池部が複数の電池によって構成されている場合には、電池部全体の電圧だけではなく、各電池の個々の電圧や一群の電圧も含む。

本発明の構成によれば、満充電容量補正モードは、電池部が満充電容量から設定容量まで放電を実施したことを条件として、実際の残容量を算出する残容量算出動作と、消費容量を算出する消費容量算出動作を別々に実施し、残容量算出動作と消費容量算出動作の算出結果を和算して実際の満充電容量として設定する。すなわち、残容量算出動作において、あらかじめ設定された電池部の電圧と電池容量の相関関係を利用して、実際の充電容量たる残容量を算出し、さらに、消費容量算出動作において、電池部の電流を積算して、残容量算出動作とは別の考え方から消費容量を算出して、満充電容量を設定する。そのため、電池部の劣化による電池部の容量低下に応じた実際の満充電容量を再設定することができ、それに伴った制御を行うことができるので、過放電や過充電を防止することができる。

加えて、電池部の電圧と電池容量の相関関係を、異なる環境温度における複数の相関関係としてあらかじめ設定し、残容量算出動作において、実際の環境温度に近い相関関係を利用して、実際の残容量を算出する。そのため、環境温度の変化に応じた実際の満充電容量を精度良く再設定することができる。

本発明によれば、実際の満充電容量に応じた満充電容量の設定を実施可能である。

本発明の第１実施形態の電源システムを表すブロック図である。 本発明の第１実施形態における蓄電装置のブロック図である。 蓄電装置の通常運転モードから満充電容量補正モードに移行するまでのフローチャートである。 蓄電装置の満充電容量補正モードのフローチャートである。 二次電池ユニットを構成する二次電池の充電率と開回路電位の相関関係を示す説明図である。 蓄電装置の満充電容量補正モードにおける典型的な電圧の推移を表すグラフである。 異なる環境温度における充電率と開回路電位の相関関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

本発明の第１実施形態の電源システム１は、主に家やビル等の建屋に設けられ、電化製品等の外部負荷１００の電源を構成する電源システムである。すなわち、電源システム１は、所望の位置に固定されて使用される据え置き型の電源システムである。

電源システム１は、図１に示されるように、発電装置２と、電源制御装置３と、図示しない表示装置と、蓄電システム５を備えている。電源システム１は、電源制御装置３に外部負荷１００と系統電源１０１が接続され、電力会社等から供給される商用電源たる系統電源１０１から供給された電力または電力切換装置から供給された電力を外部負荷１００に対して供給するものである。

発電装置２は、太陽電池モジュールや燃料電池モジュールなどの電力発生装置である。

電源制御装置３は、外部負荷１００への供給電源を系統電源１０１と蓄電システム５との間で切替可能な装置である。

表示装置（不図示）は、発電装置２の電力や蓄電装置８の電力に関する情報を表示する装置であり、発電装置２や蓄電装置８の電流・電圧・電力及び蓄電量等を表示可能となっている。

蓄電システム５は、図１に示されるように、電力変換装置７と、蓄電装置８を備えている。

電力変換装置７は、いわゆるパワーコンディショナーであり、交流電力と直流電力とを変換することが可能となっている。すなわち、電力変換装置７は、発電装置２で発電した直流電力を交流電力に変換して電源制御装置３に供給したり、系統電源１０１から給電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置８に供給したりすることが可能となっている。

蓄電装置８は、発電装置２で発電した電力や系統電源１０１から供給された電力を一時的に蓄電するものである。

蓄電装置８は、図２に示されるように、二次電池ユニット１０（電池部）と、二次電池ユニット１０の電圧を検知する電圧検知手段（不図示）と、複数の電圧検知手段１１ａ～１１ｅ（電圧情報検知手段）と、電流検知手段１２と、制御部１５と、切替部１６を備えている。

二次電池ユニット１０は、複数の二次電池群２０ａ～２０ｅが電気的に直列接続されたものである。本実施形態の二次電池ユニット１０は、図２に示されるように、５つの二次電池群２０ａ～２０ｅによって構成されている。

各二次電池群２０ａ～２０ｅは、複数の二次電池（不図示）が電気的に並列接続されたものである。

なお、ここでは、各二次電池群２０ａ～２０ｅは、複数の二次電池が電気的に並列接続されたものとしているが、それぞれ、単体の二次電池で構成されていてもよい。この場合、二次電池ユニット１０は、５つの単体の二次電池が直列接続されていることになる。

電圧検知手段１１ａ～１１ｅは、各二次電池群２０ａ～２０ｅに対応して設けられ、各二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧を検知する手段である。すなわち、電圧検知手段１１ａ～１１ｅは、各二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧をそれぞれ独立して検知可能となっている。

電流検知手段１２は、二次電池ユニット１０の充放電電流を検知する装置であり、二次電池ユニット１０を通過する総電流量を検知する装置でもある。

本実施形態の電流検知手段１２は、放電電流を正とし、充電電流を負として検知している。すなわち、電流検知手段１２は、１Ａの放電電流が流れると「＋１Ａ」と検知し、１Ａの充電電流が流れると「－１Ａ」と検知する。

制御部１５は、二次電池ユニット１０の充放電を制御する充放電制御装置であり、二次電池ユニット１０の残容量を管理する残容量管理装置である。

制御部１５は、各電圧検知手段１１ａ～１１ｅ及び電流検知手段１２と、無線又は有線によって接続され、各電圧検知手段１１ａ～１１ｅ及び電流検知手段１２が検知した情報に基づいて、所定の演算処理を実行可能な演算装置でもある。

さらに、制御部１５は、電流検知手段１２で検知した電流値を積算する積算処理を実施可能な電流量積算部でもある。

具体的には、制御部１５は、各種演算処理を行うＣＰＵ（中央演算装置）等で構成されている。

切替部１６は、電力変換装置７に対する電気的な接続及び切断を切り替えるスイッチである。

蓄電装置８は、発電装置２で発電された電力および系統電源１０１からの電力を充電する充電動作と、蓄電した電力を外部負荷１００側に放電する放電動作を行う通常運転モードを実施可能となっている。

この通常運転モードでは、放電動作において、あらかじめ設定された電池容量以下にならないように設定されており、充電動作において、あらかじめ設定された電圧以上にならないように設定されている。

また、蓄電装置８は、この通常運転モードに加えて、所定の条件を満たすことによって、経時変化等による二次電池群２０ａ～２０ｅの各二次電池の容量低下を踏まえて、実際の満充電容量（以下、ＦＣＣともいう）を再設定する満充電容量補正モードを繰り返し実行することが可能となっている。

満充電容量補正モードは、上記したように、蓄電装置８が通常運転モードで稼働した状態で所定の条件を満たした場合に移行する補正モードである。

具体的には、満充電容量補正モードは、図３のフローチャートに基づいて下記のように移行する。

すなわち、蓄電装置８が通常運転モードで稼働しており、充電により二次電池ユニット１０が満充電状態となったことを検知すると（ＳＴＥＰ１，満充電検知工程）、初回起動時又は前回の満充電容量補正モードを行ってから、所定の期間Ｔ１を経過しているか判定する（ＳＴＥＰ２）。

ここで、本実施形態では、満充電状態を検知する方法として、下記の２つの基準のどちらか一方の基準を満たすことで検知している。

具体的には、１つ目は、二次電池ユニット１０を構成する二次電池群２０ａ～２０ｅの中の最大電圧Ｖｍａｘが所定の電圧に達することで満充電状態を検知している。２つ目は、二次電池群２０ａ～２０ｅの総電圧が所定の電圧に達することで満充電状態を検知している。これらの「所定の電圧」は、あらかじめ設定された所定の充電率に対応する電圧であり、充電の閾値となる電圧である。当然、それぞれ値は異なる。

また、「所定の期間Ｔ１」は、二次電池ユニット１０の満充電容量にある程度変化が起こったと予想される期間であり、例えば、２０日以上９０日以下程度の期間が想定される。

なお、外部負荷１００からの電力要求に基づいて、外部負荷１００側にあらかじめ設定された所定の電池容量（以下、設定容量ともいう）に至るまで放電を行う際に、電圧検知手段１１ａ～１１ｅ及び電流検知手段１２によって、二次電池ユニット１０に印加される電圧及び二次電池ユニット１０を通過する電流を監視する。

ここで、設定容量は、初期設定された満充電容量又は前回の満充電容量補正モードで設定された満充電容量の１０％以上５０％以下であることが好ましく、２０％以上４０％以下であることがより好ましい。すなわち、充電している電気量の比率である充電率（以下、ＳＯＣともいう）が１０％以上５０％以下で設定されていることが好ましく、２０％以上４０％以下であることがより好ましい。

そして、初回起動時又は前回の満充電容量補正モードを行ってから、所定の期間Ｔ１を経過しており（ＳＴＥＰ２でＹｅｓ）、あらかじめ設定された設定容量になるまでに充電電流が検知されず（ＳＴＥＰ３でＮｏ）、設定容量まで放電されたことを検知すると（ＳＴＥＰ４でＹｅｓ，放電終止検知工程）、満充電容量補正モードに移行し、充電電流及び放電電流を実質的に０Ａに制限する（ＳＴＥＰ５）。すなわち、蓄電装置８の外部からの電流収支を実質的に０Ａとし、疑似的な開回路状態を形成する。

満充電容量補正モードに移行すると、図４のフローチャートのように、満充電容量補正モードの解除要求がないか確認しつつ（ＳＴＥＰ６）、満充電容量補正モードの解除要求がない状態で、所定時間Ｔ２が経過するまで待機する（ＳＴＥＰ７）。すなわち、二次電池ユニット１０の充放電動作を行わずに、電流収支を実質的に０Ａにして、設定容量を維持した状態で所定時間Ｔ２が経過するまで待機する。このため、この期間、電源システムは通常動作を行えないことになる。

所定時間Ｔ２は、ＯＣＶが十分に安定するまでの時間であり、使用する電池によって異なるが、例えば、１００分～２００分程度の時間が想定される。

なお、本実施形態の蓄電装置８では、電池容量が設定容量に到達してから、表示装置に二次電池ユニット１０の電流及び電圧の状態を更新しない時間Ｔ３を設けている。すなわち、表示装置では、時間Ｔ３の間、直前の電流及び電圧の状態が表示されたままとなっており、実際の電流及び電圧の状態は表示されない。時間Ｔ３は、例えば、１０秒～２０秒程度の時間が設定される。

満充電容量補正モードの解除要求がなく、設定容量を維持した状態で所定時間Ｔ２を経過すると（ＳＴＥＰ７でＹｅｓ）、二次電池ユニット１０の電圧（第１電圧）と、各二次電池群２０ａ～２０ｅの個々の電圧（第１電圧）を検知して取得し（電池電圧検知工程）、後述する残容量算出動作を行う（ＳＴＥＰ８）。残容量算出動作に続けて、後述する消費容量算出動作を行い（ＳＴＥＰ９）、これらの動作に基づいて、満充電容量に関する情報を更新するＦＣＣアップデート動作を行う（ＳＴＥＰ１０）。そして、ＦＣＣアップデート動作が終了すると、通常運転モードに移行する（ＳＴＥＰ１１）。

ＳＴＥＰ２において、前回の満充電となってから所定の期間Ｔ１を経過していない場合は（ＳＴＥＰ２でＮｏ）、満充電容量補正モードに移行する必要がないと判断し、通常運転モードのまま運転する。

ＳＴＥＰ３において、充電電流を検知すると（ＳＴＥＰ３でＹｅｓ）、満充電容量補正モードに移行せずに充電を行い、通常運転モードのまま運転する。

ＳＴＥＰ６において、満充電容量補正モードの解除要求があると（ＳＴＥＰ６でＮｏ）、満充電容量補正モードを終了し（ＳＴＥＰ１２）、通常運転モードに移行する（ＳＴＥＰ１１）。

次に、残容量算出動作について説明する。

まず、図６に示すように、満充電容量から設定容量まで放電を実施した後、設定容量を維持した状態で所定時間Ｔ２を経過した時刻ｔ３における二次電池ユニット１０全体の開回路電圧Ｖ_０を取得し、開回路電圧Ｖ_０から、各二次電池群２０ａ～２０ｅの開回路電圧の平均電圧（第１電圧）Ｖ_１を算出する。

次に、図５に示すように、あらかじめ設定された二次電池ユニット１０を構成する二次電池の開回路電圧（ＯＣＶ）と電池容量（充電率（ＳＯＣ））の相関関係を用いて、平均電圧（第１電圧）Ｖ_１に対応する充電率ＳＯＣ_１を求める。なお、図５に示した開回路電圧と電池容量の相関関係（ＯＣＶ－ＳＯＣ曲線）は、二次電池に対してあらかじめ求めたデータを、制御部１５の記憶部に記憶させておくことができる。

従って、満充電容量から設定容量まで放電したときに、各二次電池群２０ａ～２０ｅに残っている電池容量（残容量）ＲＣは、初期設定又は前回の満充電容量補正モードで再設定された満充電容量ＦＣＣ１を用いて、以下の式（１）で算出することができる。

なお、図５に示した開回路電圧（ＯＣＶ）と電池容量（充電率（ＳＯＣ））の相関関係が、離散的な数値からなる表で設定されている場合は、補間法を用いて、平均電圧（第１電圧）Ｖ_１に対応する充電率ＳＯＣ_１を求めることができる。

次に、消費容量算出動作について説明する。

図６に示すように、満充電状態となって放電を開始する時刻ｔ１から、設定容量になった時刻ｔ２までに、各二次電池群２０ａ～２０ｅが消費した消費容量（ＤＣＲ）は、以下の式（２）を用いて、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの電流量を積算することによって算出することができる。

続いて、ＦＣＣアップデート動作について説明する。

ＦＣＣアップデート動作では、以下の式（３）に示すように、上記した残容量算出動作によって算出した残容量ＲＣと、消費容量算出動作によって算出した消費容量ＤＣＲ和算して、実際の満充電容量ＦＣＣ２を算出し、これをＦＣＣとて再設定する。

続いて、電源システム１の各構成における電気接続関係について説明する。

発電装置２は、電力変換装置７を介して蓄電装置８と接続されている。そのため、蓄電装置８は、発電装置２で発電した直流電力を直接充電することができる。

発電装置２は、電力変換装置７及び電源制御装置３を経由して外部負荷１００と電気的に接続されている。そのため、発電装置２で発電した直流電力を電力変換装置７で交流電力に変換して外部負荷１００に給電することができる。

蓄電装置８は、電力変換装置７及び電源制御装置３を経由して外部負荷１００と電気的に接続されている。そのため、蓄電装置８で蓄電した直流電力を電力変換装置７で交流電力に変換して外部負荷１００に給電することができる。

蓄電装置８は、電力変換装置７及び電源制御装置３を経由して系統電源１０１と電気的に接続されている。そのため、系統電源１０１から供給される交流電力を電力変換装置７で直流電力に変換して蓄電装置８に蓄電することができる。言い換えると、蓄電装置８は、系統電源１０１から供給される交流電力を直流電力として充電可能となっている。

本実施形態の蓄電装置８によれば、満充電容量から設定容量まで放電のみを実施したことを条件として、満充電容量補正モードを実施し、設定容量における各二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧（第１電圧）と、あらかじめ設定された電圧（ＯＣＶ）と電池容量（ＳＯＣ）の相関関係とに基づいて、現在の残容量ＲＣを算出し、満充電状態となってから設定容量までの放電時における電流値の積算によって消費容量ＤＣＲを算出し、残容量ＲＣと消費容量ＤＣＲの和を実際の満充電容量として再設定する。すなわち、独立した異なる基準によって、消費容量ＤＣＲと残容量ＲＣをそれぞれ算出して、実際の満充電容量を設定するため、二次電池ユニット１０の劣化による二次電池ユニット１０の容量低下に応じた実際の満充電容量を設定することができる。また、実際に則して設定された満充電容量に伴った制御を行うことができるので、各二次電池群２０ａ～２０ｅの過放電や過充電を防止することができる。それ故に、蓄電装置８は、多数の二次電池を実装でき、大容量の二次電池ユニット１０を内蔵することができる。

ところで、上記の残容量算出動作において、設定容量における第１電圧Ｖ_１と、あらかじめ設定された電圧（ＯＣＶ）と電池容量（ＳＯＣ）の相関関係とに基づいて、実際の残容量ＲＣを算出したが、環境温度が変われば、ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係が変わる場合がある。そのため、第１電圧Ｖ_１を取得するタイミングによって、第１電圧Ｖ_１の値が同じであっても、第１電圧Ｖ_１に対応したＳＯＣ_１の値が変わる場合がある。

図７は、環境温度が異なる場合のＯＣＶとＳＯＣとの相関関係（ＯＣＶ－ＳＯＣ曲線）を示したグラフで、矢印Ａで示した曲線の方が、矢印Ｂで示した曲線よりも、環境温度が高い場合を示す。

図７に示すように、第１電圧Ｖ_１の値が同じであって、環境温度が異なる曲線Ａと曲線Ｂからそれぞれ求めたＳＯＣ_１とＳＯＣ'_１とは違った値となる。この差（ΔＳＯＣ_１＝|ＳＯＣ'_１－ＳＯＣ_１|）は、電池の種類や、環境温度によって異なるが、例えば、同じ値の第１電圧Ｖ_１に対して、環境温度が２５℃と、－２０℃で求めたＯＣＶ－ＳＯＣ曲線から、それぞれＳＯＣ_１を求めた場合、ΔＳＯＣ_１は、典型的には、３～５％程度の大きさになることがある。そのため、環境温度が異なると、満充電容量補正モードで求めた実際の満充電容量の精度が低下するおそれがある。

そこで、ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係を、異なる環境温度における複数の相関関係としてあらかじめ設定しておき、残容量算出動作において、複数の相関関係のうち、実際の環境温度に近い相関関係を用いて、残容量の算出を行うことが好ましい。これにより、より精度の高い満充電容量を再設定することができる。

ここで、設定する環境温度の範囲は、使用する二次電池ユニットの環境や、二次電池の仕様によって適宜決めればよいが、例えば、－２０℃～５０℃の範囲で、数段階に区分して設定すればよい。

また、図１に示した蓄電装置８において、実際の環境温度を検知する検知手段（不図示）を備えておくことが好ましい。これにより、残容量算出動作を、複数の相関関係のうち、検知手段で検知された実際の環境温度に近い相関関係を用いて実行することができる。

上記した実施形態では、満充電容量補正モードを行うにあたって、必ず満充電容量やＯＣＶ、ＳＯＣ等を更新する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、満充電容量補正モードにおいて、過去のＯＣＶに比べてＯＣＶにほとんど変化がない場合や、過去のＯＣＶに比べてＯＣＶが増加している場合には、満充電容量やＯＣＶ、ＳＯＣ等を更新しなくてもよい。

上記した実施形態の応用として、満充電容量補正モードに基づいて算出したＦＣＣに基づいて、劣化状態（ＳＯＨ）を算出してもよい。ＳＯＨは、ＦＣＣを設計容量（ＤＣ）で除算することによって算出することができる。

上記した実施形態では、電池容量が設定容量に到達してから、表示装置に二次電池ユニット１０の電流及び電圧の状態を更新しない時間Ｔ３を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。

常に現状の二次電池ユニット１０の電流及び電圧の状態を表示装置に表示してもよいし、表示しなくてもよい。

上記した実施形態では、満充電容量補正モードにおいて、プログラムによって、二次電池ユニット１０への充電電流及び放電電流を実質的に０Ａに制限していたが、本発明はこれに限定されるものではない。切替部１６によって二次電池ユニット１０を電力変換装置７から電気的に切り離し、開回路を形成し、充電電流及び放電電流を０Ａに制限してもよい。

上記した実施形態では、二次電池ユニット１０全体の開回路電圧Ｖ_０から、各二次電池群２０ａ～２０ｅの開回路電圧の平均電圧Ｖ_１を算出して、これを第１電圧として、残容量ＲＣを算出したが、各二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧をそれぞれ測定し、その中で最小の電圧Ｖminを第１電圧として、残容量ＲＣを算出してもよい。

これにより、電池容量の低下が最も大きい二次電池群を基準に再設定された満充電容量を用いて、二次電池ユニット１０の充放電が制御されるため、容量の小さい電池における過放電や過充電の発生をより効果的に防止することができる。

上記した実施形態では、電圧検知手段１１ａ～１１ｅによって二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧を直接検知していたが、本発明はこれに限定されるものではない。電圧検知手段１１ａ～１１ｅによって二次電池群２０ａ～２０ｅの電圧に関する情報を検知し、電圧を間接的に検知してもよい。

ここでいう「電圧に関する情報」とは、電圧と１対１で対応する情報をいう。

上記した実施形態では、二次電池ユニット１０は、５つの二次電池群２０ａ～２０ｅを備えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。二次電池ユニット１０中の二次電池群２０の数は特に限定されない。

上記した実施形態では、二次電池群２０は、複数の二次電池によって構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。二次電池群２０は、単体の二次電池であってもよい。

上記した実施形態では、満充電容量から設定容量に至るまで外部負荷１００からの電力要求に基づいて放電を行っており、放電環境の成り行きに任せていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電力会社等への電力供給に合わせて満充電容量から設定容量に至るまで強制的に放電してもよい。

上記した実施形態では、満充電容量から設定容量まで単調放電によって電池容量を消費させたが、本発明はこれに限定されるものではない。

満充電容量から設定容量までの間に充電を行ってもよい。この場合、消費容量算出動作において、放電時の電流量を正とし、充電時の電流量を負として、満充電状態となってから放電を開始する時刻ｔ１から設定容量になった時刻ｔ２までの電流量を積算することなる。

上記した実施形態では、満充電状態を検知するにあたって、二次電池ユニット１０全体の電圧及び二次電池群２０ａ～２０ｅの個々の電圧を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。

二次電池ユニット１０全体の電圧のみで満充電状態を検知してもよいし、二次電池群２０ａ～２０ｅの個々の電圧のみで満充電状態を検知してもよい。また、他の公知の満充電状態の検知方法で満充電状態を検知してもよい。

本実施形態において、満充電容量補正モードを、満充電容量から設定容量まで、放電のみを実施した場合に実行することが好ましい。これにより、充電による容量変化への影響を除外した状態で実際の満充電容量を設定できるため、より正確に設定することができる。

また、電池部における電流収支を実質的に０にして設定容量を維持した状態で、設定容量に至ってから所定時間を経過した後の電池部の電圧を第１電圧として取得することが好ましい。これにより、安定した状態の設定容量における疑似的な開回路電圧（以下、ＯＣＶともいう）を取得することができるので、測定値がぶれにくく、正しい充電容量を算出することができる。

ここでいう「電池部における電流収支を実質的に０にする」とは、電池部への充電電流及び電池部からの放電電流を無視できる程度に制限することをいい、具体的には、電池部への充電電流及び電池部からの放電電流を０．０１Ｃ以下に制限することをいう。

ここでいう「１Ｃ」とは、１時間の定電流放電によって放電終了となる電流値をいう。すなわち、「０．０１Ｃ」とは、１００時間の定電流放電によって放電終了となる電流値である。

また、満充電容量補正モードを繰り返し実行してもよい。これにより、満充電容量補正モードを行う間隔が所定の期間を空けた状態であって、放電のみを実施した場合に、満充電容量補正モードを実行するので、満充電容量補正モードが通常の運転動作の妨げになりにくい。

また、本実施形態における電力変換装置７は、系統電源１０１に対して電気的に接続可能であって、系統電源１０１から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置８に充電できる。これにより、系統電源１０１から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置８に充電できるので、例えば、電気料金の安い時間帯で充電を行い、電気料金が高い時間帯において蓄電装置８で蓄電した電気を使用することができる。そのため、使用者が支払う電気料金等を低減させることができる。

また、本実施形態において、蓄電装置８の電力に関する情報を取得して表示可能な表示装置を備えているため、使用者は、蓄電装置８の電力に関する情報を視認でき、蓄電装置８の現在の状況を把握することができる。

ところで、理論上、電池部における電流収支を実質的に０にした状態で設定容量を維持した場合、電流収支がないので一定の電圧を示すはずである。しかしながら、実際には設定容量まで放電のみを実施した直後は、電圧値が上昇する。そのため、電圧に関する情報は、電圧の変動に伴って変化するので、使用者が電圧に関する情報の表示を見たときに、故障等が生じたと感じる可能性がある。そこで、表示装置は、満充電容量補正モードにおいて、電池部が設定容量に至ってから所定の期間には、蓄電装置の電力に関する情報を更新しないことが好ましい。これにより、使用者が表示装置を見たときに、故障等が生じたと感じることを防止することができる。

１ 電源システム
２ 発電装置
３ 電源制御装置
５ 蓄電システム
７ 電力変換装置
８ 蓄電装置
１０ 二次電津ユニット（電池部）
１１ａ～１１ｅ 電圧検知手段（電圧情報検知手段）
１２ 電流検知手段
１５ 制御部
１６ 切替部
２０ａ～２０ｅ 二次電池群

Claims (9)

1. 電池部と、前記電池部の充放電を制御する制御部を備えた蓄電装置であって、
   前記電池部は、複数の二次電池群が直列接続されており、
   前記制御部は、前記電池部が満充電容量から、あらかじめ設定された設定容量まで放電可能であって、満充電容量補正モードを実行可能であり、
   前記満充電容量補正モードは、
   前記電池部が、前記満充電容量から前記設定容量まで放電を実施した場合に、前記設定容量における前記電池部の第１電圧を取得して、該第１電圧と、あらかじめ設定された前記電池部の電圧と電池容量の相関関係とに基づいて、前記電池部の実際の残容量を算出する残容量算出動作と、
   前記満充電容量から前記設定容量までの放電時における電流値を積算して、前記満充電容量から前記設定容量までに消費した消費容量を算出する消費容量算出動作と
   を実行し、
   前記満充電容量補正モードにおいて、前記実際の残容量と前記消費容量の和が満充電容量として再設定され、
   前記電池部の電圧と電池容量の相関関係は、異なる環境温度における複数の相関関係としてあらかじめ設定されており、
   前記残容量算出動作は、前記複数の相関関係のうち、実際の環境温度に近い相関関係を用いて実行され、
   前記残容量算出動作において、前記電池部における電流収支を０にして前記設定容量を維持した状態で、前記設定容量に至ってから所定時間を経過した後の前記電池部の電圧を前記第１電圧として取得するとともに、前記二次電池群の最小電圧を取得し、前記第１電圧と前記最小電圧に基づいて前記実際の残容量を算出することを特徴とする蓄電装置。
2. 前記実際の環境温度を検知する検知手段をさらに備え、
   前記残容量算出動作は、前記複数の相関関係のうち、前記検知手段で検知された実際の環境温度に近い相関関係を用いて実行されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記満充電容量補正モードは、前記電池部が、前記満充電容量から前記設定容量まで放電のみを実施した場合に実行することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記所定時間は、異なる環境温度における複数の所定時間としてあらかじめ設定されており、
   前記第１電圧の取得は、前記複数の所定時間のうち、実際の環境温度に近い所定時間を用いて実行されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
5. 前記制御部は、前記満充電容量補正モードを繰り返し実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置と、交流電力と直流電力を変換する電力変換装置を有し、発電装置に対して電気的に接続可能な蓄電システムであって、
   前記発電装置で発電した電力を蓄電装置で充電することを特徴とする蓄電システム。
7. 前記電力変換装置は、系統電源に対して電気的に接続可能であって、前記系統電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置に充電できることを特徴とする請求項６に記載の蓄電システム。
8. 請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置と、蓄電装置の電力に関する情報を取得して表示可能な表示装置を有し、
   前記蓄電装置は、前記電池部における電流収支を０にして前記設定容量を維持した状態において、前記設定容量に至ってから所定時間を経過した後の前記電池部の電圧を前記第１電圧として取得するものであり、
   前記表示装置は、前記満充電容量補正モードにおいて、前記電池部が前記設定容量に至ってから所定の期間は、前記蓄電装置の電力に関する情報を更新しないことを特徴とする電源システム。
9. 電池部が内蔵された蓄電装置の制御方法であって、
   前記電池部は、複数の二次電池群が直列接続されており、
   前記電池部が、満充電容量から、あらかじめ設定された設定容量まで放電したときの前記電池部の第１電圧を測定して、該第１電圧と、あらかじめ設定された前記電池部の電圧と電池容量の相関関係とに基づいて、前記電池部の実際の残容量を算出する残容量算出工程と、
   前記満充電容量から前記設定容量までの放電時における電流値を演算して、前記満充電容量から前記設定容量までに消費した消費容量を算出する消費容量算出工程と、
   前記実際の残容量と前記消費容量の和を満充電容量として再設定する満充電容量設定工程と
   を有し、
   前記電池部の電圧と電池容量の相関関係は、環境温度の異なる複数の相関関係としてあらかじめ設定されており、
   前記残容量算出工程において、前記複数の相関関係のうち、実際の環境温度に近い相関関係に基づいて、前記電池部の前記実際の残容量が算出され、
   前記残容量算出工程において、前記電池部における電流収支を０にして前記設定容量を維持した状態で、前記設定容量に至ってから所定時間を経過した後の前記電池部の電圧を前記第１電圧として取得するとともに、前記二次電池群の最小電圧を取得し、前記第１電圧と前記最小電圧に基づいて前記実際の残容量を算出することを特徴とする蓄電装置の制御方法。

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