JPWO2016132514A1 - 蓄電システム、蓄電制御方法、および蓄電制御プログラム - Google Patents

蓄電システム、蓄電制御方法、および蓄電制御プログラム Download PDF

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Abstract

実施形態の蓄電システムは、蓄電池と、第１の導出部と、第２の導出部と、補正部とを持つ。蓄電池は、充放電を行う。第１の導出部は、蓄電池に電流が流れていないときの前記蓄電池の電圧に基づいて、第１のＳＯＣを導出する。第２の導出部は、蓄電池の電池容量と、蓄電池に流れる電流の積算値とに基づいて、第２のＳＯＣを導出する。補正部は、第２の導出部により導出された第２のＳＯＣと、第２のＳＯＣの導出後に第１の導出部により導出された第１のＳＯＣとの差分に基づいて、第２の導出部が使用する蓄電池の電池容量を補正する。また、補正部は、蓄電池の状態に応じて補正の補正量を変更する。

Description

本発明の実施形態は、蓄電システム、蓄電制御方法、および蓄電制御プログラムに関する。
蓄電池の充電率を把握する技術として、蓄電池の電池容量と、蓄電池に充電されているエネルギー量の割合とに基づいて、充電率の指標の一つであるＳＯＣ（State Of Charge）を推定する技術が知られている。しかしながら、蓄電池の電池容量は、蓄電池の使用状況や経年劣化等に応じて変化するため、従来の推定技術では、ＳＯＣの推定精度が低下する場合があった。
特開２０００−３０６６１３号公報 特開２０１４−１７４０５０号公報
本発明が解決しようとする課題は、蓄電池のＳＯＣを精度良く推定することができる蓄電システム、蓄電制御方法、および蓄電制御プログラムを提供することである。
実施形態の蓄電システムは、蓄電池と、第１の導出部と、第２の導出部と、補正部とを持つ。蓄電池は、充放電を行う。第１の導出部は、蓄電池に電流が流れていないときの前記蓄電池の電圧に基づいて、第１のＳＯＣを導出する。第２の導出部は、蓄電池の電池容量と、蓄電池に流れる電流の積算値とに基づいて、第２のＳＯＣを導出する。補正部は、第２の導出部により導出された第２のＳＯＣと、第２のＳＯＣの導出後に第１の導出部により導出された第１のＳＯＣとの差分に基づいて、第２の導出部が使用する蓄電池の電池容量を補正する。また、補正部は、蓄電池の状態に応じて補正の補正量を変更する。
第１の実施形態の蓄電システム１の構成例を示す図。 第１の実施形態の蓄電システム１の適用例を示す図。 充放電の前後において算出されるＳＯＣの変化を示す図。 補正後の電池容量Ｃ＃を用いて導出されたＳＯＣ２＃と、補正前の電池容量Ｃを用いて導出されたＳＯＣ２とを比較した図。 第１の実施形態の蓄電システム１により行われる処理の一例を示すフローチャート。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の一例を示す図。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図。 電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図。 比較・補正部３６が導出したΔＳＯＣと、ΔＳＯＣの低減率との対応関係の一例を示す図。 第２の実施形態の比較・補正部３６により行われる処理の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態の蓄電システム１の構成例を示す図。 温度ＴとΔＳＯＣの低減率との対応関係の一例を示す図。
以下、実施形態の蓄電システム、蓄電制御方法、および蓄電制御プログラムを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の蓄電システム１の構成例を示す図である。蓄電システム１は、複数の電池モジュール１２（１）〜１２（ｋ）を有する組電池ユニット１０と、複数のＣＭＵ（Cell Monitoring Unit；電池監視ユニット）２０（１）〜２０（ｋ）と、ＢＭＵ（Battery Managing Unit；電池管理ユニット）３０とを備える。これらの構成要素は、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）ケーブル等によって接続されている。
各電池モジュール１２（１）〜１２（ｋ）には、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄電池、レドックスフロー電池、ニッケル水素電池等の二次電池が含まれる。この二次電池の特性は、例えば、電池容量Ｃ［Ａｈ］と電流レートＲ［Ｃ］とを含むパラメータによって表される。例えば、定格電池容量２０［Ａｈ］を有する電池では、出荷直後など劣化がない状態でＳＯＣ１００％（満充電）の場合、電流レート１［Ｃ］（２０［Ａ］）の電流を、１時間にわたり放電可能である。言い換えれば、出荷直後など劣化がない状態でＳＯＣ０％の場合、電流レート１［Ｃ］（２０［Ａ］）の電流を、１時間にわたり充電可能である。
以下、複数の電池モジュール１２（１）〜１２（ｋ）を区別しない場合、単に電池モジュール１２と記載する。また、複数のＣＭＵ２０（１）〜２０（ｋ）を区別しない場合、単にＣＭＵ２０と記載する。また、各ＣＭＵ２０は、同じ構成を有し、電池モジュール１２の個数ｋに応じてそれぞれ設けられている。
蓄電システム１は、上位装置４０から送信される充放電電力指令に基づき、複数の組電池ユニット１０のうち、稼働させるべき組電池ユニット１０を切替える。蓄電システム１は、選択された組電池ユニット１０を、充放電電力指令に基づいて充放電させる。なお、電池モジュール１２の充放電は、定電流により行われると好適である。以下、本実施形態における充放電は、定電流により行われるものとして説明する。
ＢＭＵ３０は、組電池ユニット１０の稼働状況に応じて、各電池モジュール１２の充電率の指標の一つとして、ＳＯＣ（State Of Charge）を導出する。ＢＭＵ３０により行われるＳＯＣの導出手法については、後述する。
なお、ＢＭＵ３０におけるＳＯＣの導出に代えて上位装置４０またはＣＭＵ２０においてＳＯＣの導出が行われてもよいし、上位装置４０、ＢＭＵ３０、ＣＭＵ２０が備える２つ以上プロセッサを用いてＳＯＣを導出する演算処理を分担する形態であってもよい。
図２は、第１の実施形態の蓄電システム１の適用例を示す図である。図中、実線は電力線を、破線は通信線を、それぞれ示している。多様な充放電電力指令に対応するため、蓄電システム１は、複数の組電池ユニット１０（１）〜１０（ｋ）を備えていると好適である。図２では、複数の組電池ユニット１０のうち、一つの組電池ユニット１０（１）についてのみ内部を表示している。以下、一つの組電池ユニット１０（１）の構成を中心に説明する。
蓄電システム１は、例えば、電力系統６０や上位装置４０、ＰＣＳ（Power Conditioning System）５０等と接続されている。上位装置４０は、ＰＣＳ５０に対して、ＰＣＳ５０が制御対象とする組電池ユニット１０への充放電電力指令を送信する。
ＰＣＳ５０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、上位装置４０と双方向に通信するための通信インターフェース等を備えている。ＰＣＳ５０は、上位装置４０から送信された制御信号に基づき、以下の動作を行う。ＰＣＳ５０は、例えば、電池モジュール１２から放電される直流電力を交流電力に変換するとともに、電力系統で使用される電圧（例えば３．３〜６．６［ｋＶ］）に昇圧する。また、ＰＣＳ５０は、例えば、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とともに、電池モジュール１２が充電可能な電圧（例えば１００［Ｖ］）に降圧する。
組電池ユニット１０（１）内部では、複数の電池モジュール１２と、ＢＭＵ３０と、スイッチ回路７０、スイッチ７２とが直列接続された直列回路を構成している。組電池ユニット１０（１）は、直列回路の一方の端子と、スイッチ回路７０を介してＰＣＳ５０と接続される。スイッチ回路７０は、例えば、抵抗を持たない（抵抗Ｒに比して、例えば１／１０以下の抵抗値）スイッチＳ１と、抵抗Ｒを直列に接続したスイッチＳ２とが並列接続されている。
また、各電池モジュール１２間には、スイッチ７２が設けられてよい。スイッチ７２は、例えば、いずれかの電池モジュール１２が点検のために取り離されるときに、直列回路をオフするために利用される。また、スイッチ７２は、断路器（サービスディスコネクト）と兼用される場合があり、ヒューズとして機能する場合もある。この場合、挿抜状態やヒューズの状態を、ＢＭＵ３０に通知するための配線が設けられてよい。
ＢＭＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶部とを備える。ＢＭＵ３０は、充放電電力指令に基づき、スイッチ回路７０、スイッチ７２を適宜制御する。ＢＭＵ３０は、例えば、充放電電力指令に含まれる充放電量を満たすために、充放電させる電池モジュール１２の数や、組電池ユニット１０の数を調節するようにスイッチ回路７０を制御する。
以下、図１の説明に戻り、各構成について具体的に説明する。
各ＣＭＵ２０（１）〜２０（ｋ）は、例えば、それぞれが電圧測定部２２（１）〜２２（ｋ）および第１ＳＯＣ導出部２４（１）〜２４（ｋ）を備える。以下、複数の電圧測定部２２（１）〜２２（ｋ）を区別しない場合、単に電圧測定部２２と記載し、複数の第１ＳＯＣ導出部２４（１）〜２４（ｋ）を区別しない場合、単に第１ＳＯＣ導出部２４と記載する。電圧測定部２２は、各電池モジュール１２の正極および負極端子間の電圧を測定する。
第１ＳＯＣ導出部２４は、電圧が静定したタイミングにおいて、電圧測定部２２から各電池モジュール１２の電圧を示す情報を取得し、第１のＳＯＣを導出する。静定したタイミングとは、電池モジュール１２の端子間の電圧が十分に安定し、後述する開回路電圧を測定可能な状態である。第１ＳＯＣ導出部２４は、充放電前の静定したタイミングと、充放電後の静定したタイミングの双方で第１のＳＯＣを算出する。第１ＳＯＣ導出部２４は、「第１の導出部」の一例である。なお、第１ＳＯＣ導出部２４（１）〜２４（ｋ）は、ＢＭＵ３０の機能部であってもよい。
第１ＳＯＣ導出部２４は、例えば、充放電が終了したタイミングから所定時間Δｔ（例えば１０分）経過したときに、電圧が静定したと判断し、電圧測定部２２から各電池モジュール１２の電圧を示す情報を取得する。なお、第１ＳＯＣ導出部２４は、充放電が終了したタイミングから所定時間Δｔ経過する前に次の充放電が開始された場合、その間において電圧取得を行わない。
第１ＳＯＣ導出部２４は、電流測定部３２により測定される電流が閾値Ｉｒｅｆ（例えば０．１［ｍＡ］）を超える場合に、充放電が行われていると判定し、閾値Ｉｒｅｆ以下である場合に、充放電が停止していると判定する。以下、静定したタイミングで取得される電圧を、「静定電圧」と称する。
静定電圧の取得するタイミングは、当該充放電の次回に充放電が予定される時刻までの期間内であれば、いずれのタイミングで行われてもよい。また、静定電圧は、この期間内に複数回取得されて、それらの平均値として導出されてもよい。
また、第１ＳＯＣ導出部２４は、ＳＯＣを導出するために、記憶部（不図示）からＯＣＶ−ＳＯＣ特性データを取得する。ＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとは、電池モジュール１２が有する蓄電池のＯＣＶ（Open Circuit Voltage；開回路電圧）とＳＯＣとの相関関係を示したデータである。
第１ＳＯＣ導出部２４は、取得した静定電圧をＯＣＶ−ＳＯＣ特性データに適用することで、電池モジュール１２のＳＯＣ（第１のＳＯＣ）を導出する。以下、あるタイミングにおいてなされた充放電の前に取得された静定電圧に基づいて導出される第１のＳＯＣを、便宜上、「ＳＯＣ１ｂ」と表記する。また、同じ充放電の後に取得された静定電圧に基づいて導出される第１のＳＯＣを、便宜上、「ＳＯＣ１ａ」と表記する。第１ＳＯＣ導出部２４は、これらの第１のＳＯＣを導出すると、これをＢＭＵ３０に送信する。
ＢＭＵ３０は、例えば、電流測定部３２と、第２ＳＯＣ導出部３４と、比較・補正部３６とを備える。電流測定部３２は、電池モジュール１２に流れる電流を、それぞれの電池モジュール１２ごとに測定する。
第２ＳＯＣ導出部３４は、充放電中の電池モジュール１２に流れる電流の積算値（以下、「電流積算値∫Ｉ」と称する）と、電池モジュール１２の電池容量Ｃと、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ｂとに基づき、電池モジュール１２のＳＯＣ（第２のＳＯＣ）を導出する。以下、第２ＳＯＣ導出部３４により導出されるＳＯＣを、「ＳＯＣ２」と表記する。なお、第２ＳＯＣ導出部３４は、「第２の導出部」の一例である。
第２ＳＯＣ導出部３４は、例えば、電池モジュール１２に流れる電流が閾値Ｉｒｅｆ以下の状態から閾値Ｉｒｅｆを超える状態に変化した積算開始時刻から、電池モジュール１２に流れる電流が閾値Ｉｒｅｆを超える状態から閾値Ｉｒｅｆ以下の状態に変化した積算終了時刻までを積算期間として、電流積算値∫Ｉ（例えば単位は［Ａｈ］）を算出する。第２ＳＯＣ導出部３４は、算出した電流積算値∫Ｉを電池モジュール１２の電池容量Ｃで除算し、百分率で表した値に対し、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ｂを加算することで、ＳＯＣ２を導出する。第２ＳＯＣ導出部３４は、算出した電流積算値∫Ｉを比較・補正部３６に出力する。
Figure 2016132514
第１ＳＯＣ導出部２４は、例えば、積算終了時刻から所定時間Δｔ経過したタイミングで取得した静定電圧に基づいて、ＳＯＣ１ａを導出する。
比較・補正部３６は、第２ＳＯＣ導出部３４により導出されたＳＯＣ２と、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ａとの差分ΔＳＯＣを導出する。比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣがゼロでない場合、ΔＳＯＣの値をゼロにするように、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。なお、比較・補正部３６は、「補正部」の一例である。
比較・補正部３６は、例えば、ΔＳＯＣがゼロでない場合、ＳＯＣ１ａを真値として、次回導出されるＳＯＣ２が当該ＳＯＣ１ａに一致するように、ＳＯＣ２の導出式における電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。すなわち、蓄電システム１は、当該充放電以降に行われる充放電の際に、補正された電池容量Ｃ（以下、「電池容量Ｃ＃」と称する）を用いてＳＯＣ２を導出する。これによって、蓄電システム１は、電池モジュール１２のＳＯＣの推定精度を向上させることができる。なお、比較・補正部３６は、ΔＳＯＣがゼロであるか否かによって補正を行うか否かを決定するのではなく、例えば、ΔＳＯＣの絶対値が閾値（例えば５％）を超えたか否か等によって補正を行うか否かを決定してもよい。以下の説明においても同様である。
以下、図３、４を参照し、電池容量Ｃのパラメータを補正する処理について説明する。図３は、充放電の前後において算出されるＳＯＣの変化を示す図である。図中に示すＬＮ１は、第１ＳＯＣ導出部２４または第２ＳＯＣ導出部３４により導出されるＳＯＣの変化を示す。また、ＬＮ２は、電流測定部３２により測定される電流を示す。図中の左縦軸は、ＳＯＣ［％］を示し、右縦軸は、電流［Ａ］を示し、横軸は、充放電時間ｔ［ｓ］を示す。
以下、時刻ｔ０において充放電が開始され、時刻ｔ１において充放電が終了したものとする。この場合、第２ＳＯＣ導出部３４は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間の電流積算値∫Ｉと、電池モジュール１２の電池容量Ｃと、時刻ｔ０以前の静定電圧に基づいて第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ｂとに基づき、ＳＯＣ２を導出する。
第２ＳＯＣ導出部３４は、充放電が終了した時刻ｔ１から所定時間Δｔ以上経過した時刻ｔ２において、電池モジュール１２の静定電圧を取得する。第１ＳＯＣ導出部２４は、取得した静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づき、充放電後の電池モジュール１２のＳＯＣ１ａを導出する。
比較・補正部３６は、第２ＳＯＣ導出部３４により導出されたＳＯＣ２と、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ａとの差分ΔＳＯＣを導出する。図示の例において、ΔＳＯＣはゼロでないため、比較・補正部３６は、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正し、補正後の電池容量Ｃ＃にパラメータを変更するように第２ＳＯＣ導出部３４に通知する。補正後の電池容量Ｃ＃は、以下の式（２）により導出される。
Figure 2016132514
図４は、補正後の電池容量Ｃ＃を用いて導出されたＳＯＣ２＃と、補正前の電池容量Ｃを用いて導出されたＳＯＣ２とを比較した図である。図中に示すＬＮ１＃は、補正後の電池容量Ｃ＃を用いて導出されたＳＯＣ２＃を示す。また、ＬＮ１は、補正前の電池容量Ｃを用いて導出されたＳＯＣ２およびＳＯＣ１ａを示す。図示するように、ＳＯＣ２＃は時刻ｔ２の時点でＳＯＣ１ａと一致するように補正がなされている。なお、図中に示すＬＮ２、左縦軸、右縦軸、横軸は、図３と同様である。
図５は、第１の実施形態の蓄電システム１により行われる処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、電池モジュール１２の稼働から停止までの期間を一周期として、この周期ごとに繰り返し実行される。
まず、第１ＳＯＣ導出部２４は、充放電前の静定したタイミングにおいて、電圧測定部２２から各電池モジュール１２の静定電圧を取得し、取得した静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ｂを導出する（ステップＳ１００）。次に、蓄電システム１は、充放電電力指令に基づき、各電池モジュール１２を充放電させる（ステップＳ１０２）。
次に、第２ＳＯＣ導出部３４は、電流測定部３２の測定結果に基づいて、充放電中における電池モジュール１２の電流積算値∫Ｉを算出する（ステップＳ１０４）。次に、第２ＳＯＣ導出部３４は、算出した電流積算値∫Ｉと、電池モジュール１２の電池容量Ｃと、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ｂとに基づいてＳＯＣ２を導出する（ステップＳ１０６）。
次に、第１ＳＯＣ導出部２４は、充放電後の静定したタイミングにおいて、電圧測定部２２から各電池モジュール１２の静定電圧を取得し、取得した静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ａを導出する（ステップＳ１０８）。
次に、比較・補正部３６は、第２ＳＯＣ導出部３４により導出されたＳＯＣ２と、第１ＳＯＣ導出部２４により導出されたＳＯＣ１ａとの差分ΔＳＯＣを導出する（ステップＳ１１０）。
次に、比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣがゼロでないか否か判定する（ステップＳ１１２）。蓄電システム１は、導出したΔＳＯＣがゼロの場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、本フローチャートの処理を終了する。比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣがゼロでない場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、ΔＳＯＣの値をゼロにするように、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する（ステップＳ１１４）。これによって、蓄電システム１は、本フローチャートの処理を終了する。
以上説明した第１の実施形態の蓄電システム１によれば、充放電前の静定したタイミングにおいて取得された電池モジュール１２の静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ｂを導出し、充放電中における電池モジュール１２の電流積算値∫Ｉと電池モジュール１２の電池容量Ｃと導出ＳＯＣ１ｂとに基づいてＳＯＣ２を導出し、充放電後の静定したタイミングにおいて取得された電池モジュール１２の静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ａを導出し、ＳＯＣ２とＳＯＣ１ａとの差分ΔＳＯＣに基づいて、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。この結果、蓄電システム１は、電池モジュール１２のＳＯＣを精度良く推定することができる。
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態の蓄電システム１について説明する。第２の実施形態の蓄電システム１では、比較・補正部３６の機能が第１の実施形態と相違する。従って、係る相違点を中心に説明し、共通する部分についての説明は省略する。ここでは、第１の実施形態との相違点として、比較・補正部３６の処理について説明する。
本実施形態の蓄電システム１において、比較・補正部３６により導出されたΔＳＯＣに基づき電池容量Ｃを補正する際、電池モジュール１２の使用状態に基づいて、補正する補正量を適宜変更する。使用状態とは、例えば、（１）充放電時の電流レートＲ、（２）導出されるΔＳＯＣ、その他のいずれか一つまたは複数を含む。本実施形態では、例えば、電池モジュール１２のＳＯＣが１００％から０％になるまでの間、１Ｃの電流レートＲで、且つ定電流で充放電を行う使用状態を基準の状態とし、このときの各種パラメータを基準値とする。以下、補正量の変更処理について図を参照して説明する。
図６は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の一例を示す図である。比較・補正部３６は、電流レートＲが基準値から乖離する程、ΔＳＯＣを低く評価することで、補正量を低減させる。図中、ΔＳＯＣの低減率とは、ＳＯＣ１ａとＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣを低減する割合であり、例えば、ΔＳＯＣに乗算される係数として表される。
図示の例において、１Ｃ（基準値）の電流レートＲの場合、ΔＳＯＣの低減率は、例えば１に設定される。すなわち、比較・補正部３６は、基準値の電流レートＲの場合、導出するΔＳＯＣがゼロになるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
また、電流レートＲが１／２Ｃまたは２Ｃの場合、ΔＳＯＣの低減率は、例えば１／２に設定される。すなわち、比較・補正部３６は、電流レートＲが１／２Ｃまたは２Ｃの場合、ΔＳＯＣの補正量に関する寄与率が、電流レートＲが１Ｃの場合の１／２になるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
また、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係は、図７〜１１のグラフで表される関係であってもよい。この場合、対応関係は、例えば、電流レートＲを対数軸とし、基準値を軸対称とする指数関数や多項式関数等によって表される。以下、個々の図について説明する。いずれの図において、縦軸は、ΔＳＯＣの低減率を示し、横軸は、対数表記した電流レートＲを示す。
図７は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図である。図中に示すＬＮ３は、例えば、基準値を軸対称とし、基準値に近づくにつれて、低減率が指数関数的に増加する関数である。
図８は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図である。図中に示すＬＮ４は、基準値を中心とした所定の範囲ΔＣにおいて低減率が一定で、且つ基準値を軸対称とした関数である。ＬＮ４は、例えば、所定の範囲ΔＣ（例えば、電流レートＲが０．８〜１．２）において、低減率が１に設定され、その他の区間において、基準値に近づくにつれて、低減率が指数関数的に増加するように設定される。
図９は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図である。図中に示すＬＮ５は、閾値Ｔｈ１以下および閾値Ｔｈ２以上と、基準値を中心とした所定の範囲ΔＣとにおいて低減率が一定となる関数である。ＬＮ５は、例えば、所定の範囲ΔＣ（例えば、電流レートＲが０．８〜１．２）において、低減率が１に設定され、閾値Ｔｈ１以下および閾値Ｔｈ２以上の区間において、低減率が０に設定される。また、ＬＮ５は、その他の区間において、基準値に近づくにつれて、低減率が指数関数的に増加するように設定される。
図１０は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図である。図中に示すＬＮ６は、例えば、基準値以下の区間において低減率が一定で、且つ基準値以上の区間において、電流レートＲの増大に伴い、低減率が減少する関数である。ＬＮ６は、例えば、基準値以下の区間において低減率が１に設定され、基準値以上の区間において、電流レートＲの増大に伴い、低減率が指数関数的に減少するように設定される。
図１１は、電流レートＲとΔＳＯＣの低減率との対応関係の他の例を示す図である。図中に示すＬＮ７は、基準値以下の区間における低減率が、電流レートＲが基準値以上の区間における低減率に比して緩やかに増減する関数である。ＬＮ７は、例えば、基準値以上の区間の増減を示す傾き（例えば指数）が２である場合、基準値以下の区間では、増減を示す傾き（例えば指数）が０．５のように設定される。
また、本実施形態の比較・補正部３６は、上記電流レートＲに応じてΔＳＯＣの低減率を変更する補正処理の他に、例えば、比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣに応じて、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正してもよい。以下、図を参照して説明する。
図１２は、比較・補正部３６が導出したΔＳＯＣ１ａ−１ｂと、ΔＳＯＣ２−１ａの低減率との対応関係の一例を示す図である。なお、ここでは、前述したΔＳＯＣをΔＳＯＣ２−１ａと表記して説明する。ΔＳＯＣ１ａ−１ｂとは、ＳＯＣ１ａとＳＯＣ１ｂとの差分を表す。すなわち、ΔＳＯＣ１ａ−１ｂは、第１ＳＯＣ導出部２４で算出される充放電後のＳＯＣ値と、第１ＳＯＣ導出部２４で算出される充放電前のＳＯＣ値との差分である。また、ΔＳＯＣ２−１ａとは、ＳＯＣ２とＳＯＣ１ａとの差分を表す。すなわち、ΔＳＯＣ２−１ａは、第２ＳＯＣ導出部３４で算出される充放電後のＳＯＣ値と、第１ＳＯＣ導出部２４で算出される充放電後のＳＯＣ値との差分である。
図示の例において、１００％（基準値）のΔＳＯＣ１ａ−１ｂの場合、ΔＳＯＣ２−１ａの低減率は１に設定される。すなわち、比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣ１ａ−１ｂが１００％の場合、ΔＳＯＣ２−１ａがゼロになるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。また、ΔＳＯＣ１ａ−１ｂが２０％の場合、ΔＳＯＣ２−１ａの低減率は、例えば０．２に設定される。すなわち、比較・補正部３６は、ΔＳＯＣ１ａ−１ｂが２０％の場合、導出するΔＳＯＣ２−１ａが４/５になるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。なお、上述した各種対応関係を示すデータや関数等は、ＢＭＵ３０やＣＭＵ２０、上位装置４０等のいずれかの記憶部（記憶装置）に予め記憶されているものとする。
また、本実施形態の比較・補正部３６は、電流レートＲと、導出したΔＳＯＣとに基づき、ΔＳＯＣの低減率を決定してもよい。この場合、比較・補正部３６は、電流レートＲとΔＳＯＣとのそれぞれのパラメータに対応付けられたΔＳＯＣの低減率を乗算し、乗算した値をΔＳＯＣの低減率として導出する。比較・補正部３６は、低減率が乗算されたΔＳＯＣになるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
比較・補正部３６は、例えば、上述した図６、１２の数値例において、電流レートＲが４Ｃであり、且つΔＳＯＣが８０％の場合、１/４と０．８とを乗算した値（＝１/５）を、ΔＳＯＣの低減率として導出する。比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣが４/５になるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
図１３は、第２の実施形態の比較・補正部３６により行われる処理の一例を示すフローチャートである。なお、フローチャートの処理は、上述した図５中のステップＳ１１４の処理に相当する。
まず、比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣと電流レートＲとを含む各種パラメータが基準値か否か判定する（ステップＳ２００）。比較・補正部３６は、各種パラメータが基準値である場合（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、導出したΔＳＯＣに対して乗算する低減率を１に決定する（ステップＳ２０２）。比較・補正部３６は、各種パラメータが基準値でない場合（ステップＳ２００：Ｎｏ）、導出したΔＳＯＣに対して乗算する低減率を、基準値でない何れかのパラメータに基づいて決定し変更する（ステップＳ２０４）。
次に、比較・補正部３６は、決定したΔＳＯＣの低減率に基づき、ΔＳＯＣの値をゼロ、または小さくするように、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する（ステップＳ２０６）。これによって、比較・補正部３６は、本フローチャートの処理を終了する。
以上説明した第２の実施形態の蓄電システム１によれば、電池モジュール１２の使用状態に基づいて電池容量Ｃの補正量を変更することにより、電池モジュール１２のＳＯＣを更に精度良く推定することができる。
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態の蓄電システム１について説明する。第３の実施形態の蓄電システム１は、第１または第２の実施形態が備える構成要素に加えて、温度測定部２６を備える。以下、上述した第１または第２の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
図１４は、第３の実施形態の蓄電システム１の構成例を示す図である。各ＣＭＵ２０は、それぞれ温度測定部２６を備える。温度測定部２６は、各電池モジュール１２の温度Ｔ［℃］を測定する。温度Ｔは、例えば、電池モジュール１２の筐体（不図示）の外表面近傍の温度や、この外表面近傍の温度から推定される電池モジュール１２内部の温度等を含む。
比較・補正部３６は、温度測定部２６から各電池モジュール１２の温度Ｔを取得し、取得した温度Ｔに基づき、ΔＳＯＣの低減率を決定する。ΔＳＯＣを低減することの意義については、第２の実施形態と同様である。
図１５は、温度ＴとΔＳＯＣの低減率との対応関係の一例を示す図である。第３の実施形態において、電池モジュール１２の使用状態における基準の温度Ｔ（基準範囲ΔＴ）を、例えば、２０〜３０℃とする。比較・補正部３６は、温度測定部２６により測定された温度Ｔが、この基準範囲ΔＴ内であった場合、ΔＳＯＣの低減率を１に決定する。また、比較・補正部３６は、例えば、温度測定部２６により測定された温度Ｔが、１０〜２０℃、または３０〜４０℃であった場合、ΔＳＯＣの低減率を１/２に決定する。比較・補正部３６は、決定した低減率に基づき、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
また、温度ＴとΔＳＯＣの低減率との対応関係は、使用する電池モジュール１２の電池の種類や個体差等を考慮して決められると好適である。例えば、使用する電池がリチウムイオン電池の場合、当該リチウムイオン電池の温度特性に基づいて低減率を決める。リチウムイオン電池の場合、例えば、０℃以上の温度における低減率に比して、０℃以下の温度における低減率をより小さくする。これによって、使用する電池モジュール１２ごとのＳＯＣをより精度良く推定することができる。なお、上述した対応関係を示すデータは、ＢＭＵ３０やＣＭＵ２０、上位装置４０等のいずれかの記憶部（記憶装置）に記憶されているものとする。
また、本実施形態の比較・補正部３６は、電流レートＲと、ΔＳＯＣと、温度Ｔとに基づき、ΔＳＯＣの低減率を決定してもよい。この場合、比較・補正部３６は、電流レートＲ、ΔＳＯＣおよび温度Ｔのそれぞれのパラメータに対応付けられたΔＳＯＣの低減率を乗算し、乗算した値をΔＳＯＣの低減率として導出する。比較・補正部３６は、ΔＳＯＣに低減率を乗算した値をゼロに補正するように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
比較・補正部３６は、例えば、上述した図６、１２、１５の数値例において、電流レートＲが１／２Ｃ、ΔＳＯＣが４０％、温度Ｔが１０〜２０℃であった場合、１／２と０．４と１／２とを乗算した値（＝１／１０）を、ΔＳＯＣの低減率として導出する。比較・補正部３６は、導出したΔＳＯＣが９／１０になるように電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。
以上説明した第３の実施形態の蓄電システム１によれば、第２の実施形態と同様、電池モジュール１２の使用状態に基づいて電池容量Ｃの補正量を変更することにより、電池モジュール１２のＳＯＣを更に精度良く推定することができる。
以下に、その他の実施例（変形例）について記載する。
上述した実施形態において、電圧測定部２２、第１ＳＯＣ導出部２４、電流測定部３２、第２ＳＯＣ導出部３４は、各電池モジュール１２に対して種々の測定やＳＯＣの導出を行うと説明したがこれに限られない。例えば、組電池ユニット１０ごとの端子間における電圧と電流とを測定するようにしてもよく、これら測定した電圧および電流に基づき各組電池ユニット１０ごとの各種ＳＯＣを導出してもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、充放電前の静定したタイミングにおいて取得された電池モジュール１２の静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ｂを導出し、充放電中における電池モジュール１２の電流積算値∫Ｉと電池モジュール１２の電池容量Ｃと導出ＳＯＣ１ｂとに基づいてＳＯＣ２を導出し、充放電後の静定したタイミングにおいて取得された電池モジュール１２の静定電圧とＯＣＶ−ＳＯＣ特性データとに基づいてＳＯＣ１ａを導出し、ＳＯＣ２とＳＯＣ１ａとの差分ΔＳＯＣに基づいて、電池モジュール１２の電池容量Ｃのパラメータを補正する。この結果、蓄電システム１は、電池モジュール１２のＳＯＣを精度良く推定することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…蓄電システム、１０、１０（１）〜１０（ｋ）…組電池ユニット、１２、１２（１）〜１２（ｋ）…電池モジュール、２０、２０（１）〜２０（ｋ）…ＣＭＵ、２２、２２（１）〜２２（ｋ）…電圧測定部、２４、２４（１）〜２４（ｋ）…第１ＳＯＣ導出部、２６、２６（１）〜２６（ｋ）…温度測定部、３０…ＢＭＵ、３２…電流測定部、３４…第２ＳＯＣ導出部、３６…比較・補正部、４０…上位装置、５０…ＰＣＳ、６０…電力系統、７０…スイッチ回路、７２…スイッチ

Claims (5)

  1. 充放電を行う蓄電池と、
    前記蓄電池に電流が流れていないときの前記蓄電池の電圧に基づいて、第１のＳＯＣを導出する第１の導出部と、
    前記蓄電池の電池容量と、前記蓄電池に流れる電流の積算値とに基づいて、第２のＳＯＣを導出する第２の導出部と、
    前記第２の導出部により導出された前記第２のＳＯＣと、前記第２のＳＯＣの導出後に前記第１の導出部により導出された前記第１のＳＯＣとの差分に基づいて、前記第２の導出部が使用する前記蓄電池の電池容量を補正する補正部であって、前記蓄電池の状態に応じて前記補正の補正量を変更する補正部と、
    を備える蓄電システム。
  2. 前記蓄電池の状態は、前記第１のＳＯＣと前記第２のＳＯＣとの差分、前記蓄電池の電流レート、前記蓄電池の温度のうち、いずれか一つ以上を含む、
    請求項１記載の蓄電システム。
  3. 前記補正部は、前記蓄電池の状態に応じた低減率を、前記第１のＳＯＣと前記第２のＳＯＣとの差分に乗算することで、前記蓄電池の電池容量を補正する、
    請求項１または２記載の蓄電システム。
  4. 蓄電池を制御するコンピュータが、
    前記蓄電池に電流が流れていないときの前記蓄電池の電圧に基づいて、第１のＳＯＣを導出し、
    前記蓄電池の電池容量と、前記蓄電池に流れる電流の積算値とに基づいて、第２のＳＯＣを導出し、
    導出した前記第２のＳＯＣと、前記第２のＳＯＣの導出後に導出した前記第１のＳＯＣとの差分に基づいて、使用する前記蓄電池の電池容量を補正し、前記蓄電池の状態に応じて前記補正の補正量を変更する、
    蓄電制御方法。
  5. 蓄電池を制御するコンピュータに、
    前記蓄電池に電流が流れていないときの前記蓄電池の電圧に基づいて、第１のＳＯＣを導出させ、
    前記蓄電池の電池容量と、前記蓄電池に流れる電流の積算値とに基づいて、第２のＳＯＣを導出させ、
    導出させた前記第２のＳＯＣと、前記第２のＳＯＣの導出後に導出させた前記第１のＳＯＣとの差分に基づいて、使用する前記蓄電池の電池容量を補正させ、前記蓄電池の状態に応じて前記補正の補正量を変更させる、
    蓄電制御プログラム。
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