JPWO2016162900A1 - 蓄電池管理装置 - Google Patents

Abstract

蓄電池の劣化の程度を精度よく評価することを可能にした蓄電池管理装置を提供する。蓄電池管理装置（１０Ａ）は、情報取得部（１１）と計数部（１２）と評価部（１３）と出力部（１４）とを備える。情報取得部（１１）は、蓄電池（２１３）の充電状態に関する情報を取得する。計数部（１２）は、蓄電池（２１３）が充電されて満充電に到達した状態を蓄電池（２１３）の充電状態に関する情報から抽出し、満充電に到達した状態の発生回数を計数する。評価部（１３）は、計数部（１２）が計数した発生回数を用いて蓄電池（２１３）の劣化の程度を評価する。出力部（１４）は、評価部（１３）の評価結果を出力する。蓄電池（２１３）はソーラパネル（２１１）の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池である。

Description

本発明は、一般に蓄電池管理装置、とくに蓄電池の劣化を管理する蓄電池管理装置に関する。

従来、太陽電池を用いて蓄電池を充電する構成で、充電時の過充電到達回数を検出する技術が知られている（文献１［日本特許出願公開２００５−１９２２８２］）。文献１には、過充電到達回数が所定範囲内のときには放電深度を変えず、所定範囲未満のときに放電深度を浅くし、所定範囲を超えるときに放電深度を深くする技術が提案されている。

また、発電装置と蓄電池とを備える独立電源システムが知られている（文献２［日本特許出願公開２００５−１４３２１７］）。文献２に記載された独立電源システムは、ソーラパネル（太陽電池モジュール）と、太陽電池モジュールから出力される直流電圧を蓄積する蓄電池とを備える。この独立電源システムは、昼間には主として太陽電池モジュールから蓄電池への充電を行い、夜間には主として蓄電池の放電を行っている。

文献１には、蓄電池の寿命を確保する技術が記載されているが、文献１に記載された技術では、蓄電池の寿命を推定することはできない。また、文献２には、独立電源システムが記載されているが、文献２に記載された技術では、蓄電池の劣化の程度を推定することはできない。

本発明の目的は、蓄電池の劣化の程度を評価することを可能にした蓄電池管理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る形態の蓄電池管理装置は、蓄電池の充電状態に関する情報を取得する情報取得部と、前記蓄電池が充電されて満充電に到達した状態を前記蓄電池の充電状態に関する情報から抽出し、前記満充電に到達した状態の発生回数を計数する計数部と、前記計数部が計数した前記発生回数を用いて前記蓄電池の劣化の程度を評価する評価部と、前記評価部の評価結果を出力する出力部とを備え、前記蓄電池は太陽電池の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池であることを特徴とする。

本発明に係る形態の別の蓄電池管理装置は、蓄電池から電力が供給される電気負荷との間の電路に設けられ前記電路を導通させるオンの状態と前記電路を遮断するオフの状態とを選択するように構成された開閉器と、前記開閉器のオンの状態とオフの状態とを切り替える制御部とを備えた給電設備と併せて用いられ、前記蓄電池は太陽電池の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池であって、蓄電池の充電状態に関する情報を取得する情報取得部と、前記開閉器のオフからオンへの切替前後における前記蓄電池の電池電圧の変化分の推移を記録し、記録した前記変化分を用いて前記蓄電池の使用開始からの経過期間と前記変化分との関係を表す回帰式を求め、前記回帰式を用いて前記蓄電池が電池寿命に達するまでの期間を予測する評価部と、前記評価部の評価結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る形態の蓄電池管理装置では、蓄電池の劣化の程度を精度よく評価することが可能になるという効果がある。

実施形態１を示すブロック図である。 実施形態１における蓄電池の特性例を示す図である。 実施形態１における表示例を示す図である。 実施形態２を示すブロック図である。 実施形態３を示すブロック図である。 実施形態３の動作例を示す図である。 実施形態１、２、３に適用する一動作を説明する図である。 実施形態１、２、３に適用する一動作を説明する図である。

（概要）
以下に説明する蓄電池管理装置は、蓄電池の劣化の程度を判断する機能を有する。蓄電池管理装置は、給電設備と併せて用いられる。給電設備は、電源装置と開閉器と制御部とを備える。電源装置は、太陽電池と蓄電池とを備える。開閉器は、電源装置から電力が供給される電気負荷との間の電路に設けられ電路を導通させるオンの状態と電路を遮断するオフの状態との一方を選択するように構成される。制御部は、開閉器のオンの状態とオフの状態とを切り替える機能を有する。

電源装置は、独立型電源を想定している。独立型電源は、電気事業者が電力を供給するために敷設した電力系統に対して電気的に分離された電源を意味する。この種の電源装置は、電力系統であるグリッドから独立しているからオフグリッドと呼ばれることがある。この種の独立型電源は、電化が進んでいない辺境地あるいは島嶼のような地域であっても使用可能である。また、災害の被災地において電力系統が復旧するまでの間に、電力を供給する目的で使用することが可能である。なお、以下に説明する技術は、系統電源に連系する分散型電源であっても用いることが可能である。

電源装置は、発電装置としてソーラパネル（つまり、太陽電池）を用いている。ソーラパネルは、主として昼間に発電し、夜間はほとんど発電を行わないから、１日を単位として出力が変動する。言い換えると、ソーラパネルの発電電力は、１日を単位とする周期性を有していると言える。ただし、ソーラパネルの１日の発電量は、昼間でも、天候による変動があり、季節および地形に起因した日照時間の相違による変動がある。

電源装置は、さらに充電装置と電力変換器とを備える。充電装置は、ソーラパネルが発電した電力を用いて電圧を調節した直流を出力する。充電装置の出力電力は、蓄電池と電力変換器とに供給される。電力変換器は、ＤＣ／ＡＣコンバータ（すなわち、インバータ）であって、直流電力を交流電力に変換し、この交流電力が電源装置の出力になる。

蓄電池は、充電装置と電力変換器とを接続する電路上に常時接続されている。この構成の電源装置において、ソーラパネルの出力電圧の変動は充電装置により抑制され、電気負荷が要求する電力の変動は蓄電池により抑制される。充電装置は、ソーラパネルの発電電力を蓄電池に供給するだけでなく、蓄電池の電池電圧など蓄電池の充電の状態を把握するための情報を監視する機能を有する。

上述した電源装置では、ソーラパネルの発電電力が、蓄電池の充電に利用されず、かつ電気負荷で利用される電力を超えていると、発電された電力に余剰が生じる。電源装置は独立型電源であるから、このような余剰の電力は、利用されずに破棄される。

電源装置としては、数ｋＷｈ〜数百ｋＷｈ程度の容量、かつ数ｋＶＡ〜数十ｋＶＡ程度の出力を想定している。また、電源装置は、自動車などを用いて移動可能な程度のサイズのハウジングを備えることが望ましい。ハウジングは箱状であって、ハウジングのサイズは、たとえば、輸送用のコンテナと同程度であって、幅および高さが２〜３ｍ程度、長さが３〜１５ｍ程度の範囲に収まるように構成される。電源装置が、このようなハウジングを備えていれば、コンテナと同様の輸送手段を用いて設置現場まで電源装置を輸送し、設置現場で組み立てを行った後に、電気負荷との配線を敷設するだけで電源装置を利用することが可能になる。

なお、上述した数値は、説明のための例としての数値であって、限定する趣旨ではない。また、以下では、電源装置のハウジングが、ソーラパネルを搭載可能である構成を例示するが、ハウジングがソーラパネルを搭載可能であることは必須ではない。

ところで、上述した電源装置は、蓄電池を備えており、蓄電池は充電および放電を繰り返すうちに、蓄電可能な最大電力量が低下する。つまり、蓄電池は、充電および放電を繰り返す間に劣化することが知られている。蓄電池は、劣化すれば交換することが必要であり、ユーザにとって交換時期を知ることは重要である。蓄電池の交換は、一般的には以下のいずれかの時期が選択される。すなわち、蓄電池を交換するタイミングは、定期的に定められている時点、定期点検で交換時期と判断された時点、実使用でユーザが不便を感じた時点のいずれかに基づいていることが多い。

しかしながら、蓄電池を定期的に交換する場合、交換時期が余裕を持つように定められていることが多いから、交換の時点では蓄電池の劣化の程度が低いにもかかわらず、蓄電池を交換する可能性が高くなる。つまり、蓄電池の交換頻度が高くなり、コスト高になるという問題が生じる。また、定期点検を行って交換時期を判断する場合には、人による作業が必要になり、結果的には人件費が発生してコスト高になる。さらに、ユーザが不便を感じた時点で交換する場合は、ユーザにとって不便である程度に蓄電池の劣化の程度が進んでいるから、交換時期としては遅すぎることになる。とくに、蓄電池の入手に長期間を要する場合には、ユーザが不便を感じてから蓄電池が実際に交換されるまでに、蓄電池がさらに劣化して使用不能になる可能性もある。

蓄電池管理装置は、蓄電池を使用する間に、蓄電池の劣化の程度を評価し、評価結果を出力することによって、ユーザが蓄電池の交換時期を判断する目安を与えるように構成されている。

（全体構成）
以下、図面を用いて説明する。図１に示すように、蓄電池管理装置１０Ａは、給電設備２０と併せて用いられる。給電設備２０は、電源装置２１と開閉器２２と制御部２３とを備える。開閉器２２と制御部２３とは、電力制御装置２４を構成する。開閉器２２は、電源装置２１と電気負荷３０との間の電路に設けられ、この電路を導通させるオンの状態と、この電路を遮断するオフの状態との一方を選択する。図１に示す構成例では、電力制御装置２４が蓄電池管理装置１０Ａを備えているが、蓄電池管理装置１０Ａを電力制御装置２４とは別に設けることが可能である。

図１に示す構成例では、電気負荷３０が複数設けられ、かつ電力制御装置２４が複数の電気負荷３０に一対一に対応した複数の開閉器２２を備えている。ただし、一つの開閉器２２が複数の電気負荷３０に電気的に接続されていてもよい。また、開閉器２２と電気負荷３０とが一つずつあっても、蓄電池管理装置１０Ａを利用することは可能である。

電源装置２１は、ソーラパネル２１１と充電装置２１２と蓄電池２１３と電力変換器２１４とにより構成され、コンテナのような箱状のハウジング２に搭載される。電源装置２１と電力制御装置２４とにより給電設備２０が構成され、ハウジング２は給電設備２０の運搬および設置にも利用される。

ソーラパネル２１１は、ハウジング２を利用して設置されるか、あるいは自立するように構成される。たとえば、ソーラパネル２１１は、ハウジング２の屋根に取り付けた架台に載せることが可能である。また、ソーラパネル２１１の一部をハウジング２の屋根で支持し、残りの部分を地面に建てた支柱で支持することも可能である。あるいはまた、ソーラパネルを地面に自立する架台に載せることも可能である。ソーラパネル２１１の設置作業は、電源装置２１の輸送前と輸送後とのどちらで行ってもよいが、通常は、輸送後に設置現場で行われる。

蓄電池２１３は、鉛蓄電池を想定している。鉛蓄電池は、放電量（または電池残量）と電池電圧との関係がほぼ線形であって、放電量の管理が容易であり、また比較的安価であって入手も比較的容易であるという長所を有している。ただし、鉛蓄電池は、長期にわたって使用するために、過放電を防止し、放電後はただちに充電するように、充電および放電の管理を行う必要がある。

また、満充電まで充電した蓄電池２１３を放電し、次に満充電まで充電するまでの期間を１サイクルとすると、蓄電池２１３の電池寿命は１サイクルの期間における放電深度の最大値（以下、最大放電深度という）によって変化することが知られている。放電深度は、定格容量に対する放電量の比を百分率で表した値であって、蓄電池２１３の定格容量に対して８０％の電力量を放電した場合には、放電深度は８０％になる。

ところで、新品の蓄電池２１３の使用を開始した時点から蓄電池２１３の交換が必要になる時点までのサイクル数は、１サイクルの期間における最大放電深度に応じて、たとえば図２に示す関係になる。図２において、特性ａは最大放電深度が２０％の場合、特性ｂは最大放電深度が４０％の場合、特性ｃは最大放電深度が８０％の場合を示している。

図２では、蓄電池２１３の交換が必要になる時点を、蓄電池２１３から放電可能な最大の電力量が、蓄電池２１３の定格容量の８０％まで低下した時点に定めている。つまり、蓄電池２１３が放電可能な電力量が、定格容量の８０％まで低下した時点を電池寿命とみなしている。図２によれば、電池寿命に達するまでのサイクル数は、最大放電深度が２０％では４０００サイクル、最大放電深度が４０％では２０００サイクル、最大放電深度が８０％では１０００サイクルである。

図２は蓄電池２１３の容量（つまり、放電可能な最大の電力量）とサイクル数との関係を模式的に表しており、蓄電池２１３の仕様に応じた相違は生じるが、蓄電池２１３が鉛蓄電池であれば、放電可能な最大の電力量とサイクル数とは同様の関係になる。そして、１サイクルの期間における最大放電深度が電池寿命に与える影響も、鉛蓄電池の仕様によらず、図２に示した例と同様の関係になる。なお、蓄電池２１３は鉛蓄電池に限定されないが、蓄電池２１３の種類に応じて制御内容の修正が必要になる。

充電装置２１２は、ソーラパネル２１１の出力を安定化し、ほぼ一定の直流電圧を出力するように構成されている。充電装置２１２の出力電圧は、蓄電池２１３の仕様である推奨電圧と蓄電池２１３の接続の態様とにより定められ、たとえば、１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖなどから選択される。また、充電装置２１２は、蓄電池２１３の電池電圧および充電電流を監視することによって、出力電圧の値および出力電流の値を制御する機能を有している。

鉛蓄電池は、電池電圧が上昇しすぎると過充電になる。そのため、充電装置２１２は、第１の充電状態と第２の充電状態と第３の充電状態との３種類の充電状態を切り替えて、蓄電池２１３の過充電を防止している。

第１の充電状態では、電池残量が少ない期間において採用され、充電装置２１２は、比較的大きい充電電流で充電を行う。第１の充電状態で充電が進み、蓄電池２１３の電池電圧が設定された電圧値に達すると、充電装置２１２は、第２の充電状態に移行する。

第２の充電状態に移行させる電圧値は、蓄電池２１３がほぼ満充電に達したことを判定するように設定されている。第２の充電状態では、充電装置２１２は、充電電流を断続的に流すことによって、電池電圧を設定された電圧値に維持しながら充電を継続し、満充電に近づくように蓄電池２１３の充電を継続する。第２の充電状態では、蓄電池２１３の電池電圧が設定された電圧値に維持されているから、蓄電池２１３の過充電が避けられる。

第２の充電状態では、電池電圧は設定された電圧値に維持されるから、第２の充電状態を維持する期間は、時間を用いて定められる。たとえば、第２の充電状態は２〜３時間程度維持される。第２の充電状態を維持する期間が終了すると、充電装置２１２は、第３の充電状態に移行する。

第３の充電状態では、充電装置２１２は、出力電圧を、第２の充電状態において維持されている電圧よりも低い電圧値に設定する。第３の充電状態は、フロート充電を行う状態であり、フロート充電を行うために設定された電圧値まで出力電圧を引き下げる。これは、蓄電池２１３が満充電になった状態でさらに充電を継続すると、蓄電池２１３が過充電になるからである。したがって、第３の充電状態において設定される電圧値は、蓄電池２１３の過充電を防止する程度に設定される。

第１の充電状態では、ソーラパネル２１１が発電した電力はほぼすべて蓄電池２１３の充電に用いられる。つまり、第１の充電状態ではソーラパネル２１１が発電した最大限の電力が蓄電池２１３の充電に利用される。ただし、第１の充電状態の期間であっても、電池残量が所定の下限値以上であれば、電気負荷３０に対する電力の供給は可能である。

第２の充電状態で蓄電池２１３が満充電になると、第３の充電状態に移行する。第３の充電状態では、ソーラパネル２１１の発電電力が電気負荷３０の要求する電力よりも多ければ、ソーラパネル２１１が発電した電力の少なくとも一部は、余剰の電力として破棄される。第３の充電状態において、ソーラパネル２１１が発電する電力では電気負荷３０が必要とする電力が充足されない場合は、蓄電池２１３から不足分の電力が補われる。

蓄電池２１３が放電することにより、蓄電池２１３の電池電圧が第３の充電状態における設定電圧よりも低下し、この状態が所定時間継続すると、充電装置２１２では、第３の充電状態から第１の充電状態に移行する。なお、充電装置２１２は、充電状態を切り替えるタイミングを定めるために、蓄電池２１３の電池電圧だけではなく、蓄電池２１３の充電電流および放電電流の値を併用することも可能である。

充電装置２１２は、ソーラパネル２１１が発電した電力のうち破棄されている電力が生じていると、余剰があると判断する。充電装置２１２の判断結果は、電源情報として電源装置２１の外部に取り出すことが可能になっている。電源情報は、ソーラパネル２１１が発電しているか否かの情報、および蓄電池２１３の電池電圧の値も含む。そのため、充電装置２１２は、電源装置２１において適宜に配置された電流センサ２１５などの出力を監視し、電源情報を生成して出力する機能を有している。図１に示す構成例では、電流センサ２１５が充電電流および放電電流を計測するように設けられているが、電流センサ２１５は他にも適宜に配置される。

電力変換器２１４は、充電装置２１２または蓄電池２１３から直流電力を受けて交流電力を出力する。電力変換器２１４から出力される交流電圧の実効値は、たとえば、１００Ｖあるいは２２０Ｖなどに設定される。充電装置２１２および電力変換器２１４は、基本的にはスイッチング電源である。

図１に示す構成例は、複数の電気負荷３０を備える。電源装置２１からそれぞれの電気負荷３０に給電する電路は複数系統に分岐している。以下、電気負荷３０ごとに電力を供給する電路を負荷電路３１と呼ぶ。電源装置２１に電気的に接続された主電路３２は、複数系統の負荷電路３１に分岐する。複数系統の負荷電路３１それぞれには複数個の開閉器２２が一対一に対応し、開閉器２２は負荷電路３１ごとに挿入される。開閉器２２のオンとオフとは、開閉器２２ごとに個別に制御される。したがって、開閉器２２がオンである負荷電路３１に接続された電気負荷３０のみが電源装置２１から受電する。

開閉器２２は、たとえば、電磁継電器、電磁接触器、リモコンブレーカなどから選択される。電磁継電器は、アマチュアを備える電磁石装置を用いて接点を駆動する開閉器を意味し、電磁接触器は、直進移動するアクチュエータを備えた電磁石装置を用いて接点を駆動する開閉器を意味する。また、リモコンブレーカは、接点のオンとオフとを遠隔で操作できるブレーカを意味する。なお、開閉器２２は、１次側への指示に応じて２次側の電路を導通または遮断できる構成であればよく、機械式の接点を備える構成に限らず、半導体スイッチを用いた開閉器であってもよい。なお、開閉器２２のオンとオフは、開閉器２２の１次側へのオンまたはオフの指示に応じて、２次側の電路を導通または遮断するという意味で用いている。

開閉器２２のオンとオフとは、制御部２３を構成する処理部２３０から指示される。なお、図１において、実線は電力の経路を表し、破線は情報の経路を表す。処理部２３０は、電源装置２１から電気負荷３０に流れる電流と、電源装置２１から出力される電源情報とを用いて、個々の開閉器２２のオンとオフとを決定する。

電源装置２１から電気負荷３０に流れる電流は、主電路３２に配置された電流センサ３４が監視する。制御部２３は、電流センサ３４の出力から電流値を求める計測部２３１を備える。計測部２３１は、電源装置２１の出力電圧も監視することが望ましい。電源情報は、充電装置２１２と通信する通信部２３２が取得する。電流センサ３４は、トロイダルコアのような環状コアに巻線を巻き付けた構成、平面状の空芯コイルであるロゴスキーコイル、ホール素子あるいは磁気抵抗素子のような磁気応動素子を磁気コアに取り付けた構成などから選択される。

制御部２３は、通信部２３２を通して電源装置２１から電源情報を取得しており、電源装置２１が第１の充電状態から第２の充電状態に移行すると、原則としてすべての開閉器２２をオンにする。電源装置２１の容量と電気負荷３０の消費電力との関係は、すべての開閉器２２をオンにすることができるように定められている。

ところで、電源装置２１が給電する電力は変動する。そのため、処理部２３０は、開閉器２２をオンにした後に、電気負荷３０に流れる電流値を計測部２３１から受け取る。そして、処理部２３０は、この電流値が電源装置２１の容量を超えないように、オンにする開閉器２２を優先順位に従って制限する。

処理部２３０は、通信部２３２を通して充電装置２１２から電源情報を受け取っており、電源装置２１において、第２の充電状態で動作している期間、および第３の充電状態で余剰が生じて電力を破棄している期間を認識する。処理部２３０は、蓄電池２１３が満充電に近い状態であることを電源情報によって認識すると、すべての開閉器２２をオンにした後に、計測部２３１から通知される電流値が、電源装置２１の容量以下になるように、優先順位の低い開閉器２２から順にオフにする。開閉器２２の優先順位は、電気負荷３０の場所および種類によって人為的に定められ、制御部２３に設けた記憶部２３３が記憶する。要するに、処理部２３０がすべての開閉器２２をオンにできるのは、蓄電池２１３が満充電に近い期間のみであり、蓄電池２１３が満充電ではない期間には、特定の電気負荷３０に対応する開閉器２２のみをオンにするように定められている。なお、蓄電池２１３が満充電に近い状態は、上述したように、第２の充電状態と、第３の充電状態のうち電力に余剰が生じている状態とである。

制御部２３は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたデバイスと、他装置との間で情報を授受するためのインターフェイスを構成するデバイスとを主なハードウェア要素にしている。プロセッサを備えるデバイスは、プロセッサがメモリと一体であるマイコン（Microcontroller）、あるいはプロセッサをメモリとは別に必要とするＭＰＵ（Micro Processing Unit）などから選択される。

また、プログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）に書き込まれているが、プログラムを更新することを考慮する場合は、ＥＥＰＲＯＭにプログラムを書き込み、インターネットのような電気通信回線を通して更新用のプログラムを提供してもよい。また、プログラムは、コンピュータで読取可能な光ディスクのような記録媒体で提供してもよい。あるいは、プログラムは、コンピュータに対して着脱可能な半導体メモリのような記憶媒体を用いて提供してもよい。

（実施形態１）
上述した給電設備２０に用いている蓄電池２１３を交換するタイミングは、蓄電池管理装置１０Ａが判断する。図１に示す構成例では、給電設備２０が蓄電池管理装置１０Ａを備えている。蓄電池管理装置１０Ａは、給電設備２０の制御部２３とハードウェア要素を兼用することが可能である。つまり、上述したプロセッサ、インターフェイスなどのデバイスを制御部２３と蓄電池管理装置１０Ａとが共用することが可能である。ただし、蓄電池管理装置１０Ａは給電設備２０とは別に設けてもよい。

蓄電池管理装置１０Ａは、充電装置２１２と通信することにより、蓄電池２１３が満充電に到達した状態を抽出する。すなわち、蓄電池管理装置１０Ａは、充電装置２１２から蓄電池２１３の充電状態に関する情報を取得する情報取得部１１を備える。また、蓄電池管理装置１０Ａは、情報取得部１１が取得した情報から、蓄電池２１３が満充電に到達した状態を抽出し、満充電に到達した状態の発生回数を計数する計数部１２を備える。計数部１２は、充電装置２１２が第２の充電状態から第３の充電状態に移行した状態、すなわちソーラパネル２１１の発電電力の余剰を破棄している状態を、蓄電池２１３が満充電に到達した状態と判断するように構成されている。計数部１２は、蓄電池２１３の使用を開始した後に蓄電池２１３が満充電に到達した回数を記憶するために記憶部１２１を備える。

上述した構成において、計数部１２が計数した回数は、蓄電池２１３が満充電に到達した状態の回数であるから、上述したサイクル数に相当する。サイクル数は電池寿命を決める要素であるから、計数部１２が計数した回数は蓄電池２１３を交換するタイミングの目安として用いることが可能である。

蓄電池２１３は、ソーラパネル２１１の発電電力を用いて充電されるから、蓄電池２１３が満充電に到達する状態は、おおむね１日に１回である。ただし、ソーラパネル２１１の発電能力、蓄電池２１３の容量、電気負荷３０の大きさ、日射量などの諸条件により、蓄電池２１３が満充電に到達する状態が１日に複数回生じる場合もある。蓄電池２１３が１日に満充電に到達する回数が複数回になるという事象が生じる日数は比較的少ないと考えられ、また、このような事象が生じる場合の蓄電池２１３の放電量は少なく劣化の程度は小さいと考えられる。そのため、計数部１２は、１日に計数する回数の上限を１回に制限してもよい。

ところで、上述したように、１サイクルの期間における最大放電深度も電池寿命を決める要素である。したがって、給電設備２０は、最大放電深度を制限する構成を備えていることが望ましい。電気負荷３０に供給される電流は、電流センサ２１５が監視しているから、電流センサ２１５の出力から求めた電流値に基づいて蓄電池２１３の放電量が求められる。蓄電池２１３が満充電に到達した後における蓄電池２１３の放電量を給電設備２０の制御部２３が監視し、放電量が所定値に達した時点で、制御部２３が複数の開閉器２２のすべてを遮断すれば、１サイクルの期間における最大放電深度の制限が可能になる。

給電設備２０が上述のように１サイクルの期間における最大放電深度を制限している場合には、計数部１２が計数したサイクル数と、蓄電池２１３が放電可能な最大の電力量との関係が決まるから、サイクル数によって電池寿命を精度よく知ることが可能になる。すなわち、１サイクルの期間における最大放電深度を制限することにより、最大放電深度を制限しない場合に比べて、蓄電池２１３の交換時期をより正確に見積もることが可能になる。

蓄電池管理装置１０Ａは、評価部１３と出力部１４とを備える。評価部１３は、計数部１２が計数したサイクル数を用いて蓄電池２１３の劣化の程度を評価する。評価部１３は、１サイクルの期間における最大放電深度が制限されているか否かにかかわらず、計数部１２が計数したサイクル数を、劣化の程度を表す評価値に換算する。出力部１４は、評価部１３の評価結果を出力する。図１に示す構成例において、出力部１４は、評価部１３の評価結果を液晶表示器のような表示器４０に表示可能なデータに変換するように構成されている。したがって、ユーザは表示器４０の表示内容によって蓄電池２１３の寿命に関する目安が得られる。

評価部１３は、劣化の程度を表す評価値として、定格容量に対して蓄電池２１３が放電可能な最大の電力量の割合を求めることが可能である。蓄電池２１３に関して、図２のようなサイクル数と放電可能な最大の電力量との関係を、評価部１３が記憶部１３１に記憶していれば、この割合は、計数部１２が計数したサイクル数から簡単に求めることが可能である。

ところで、上述した構成では、ユーザは蓄電池２１３の劣化の程度を知ることが可能であるから、蓄電池２１３の交換時期を予測することが可能である。ただし、蓄電池２１３の劣化の程度から推定される蓄電池２１３の交換時期は、ユーザによってばらつきが生じる。図１に示す蓄電池管理装置１０Ａは、蓄電池２１３の使用開始からの経過時間を計時する時計部１５を備え、評価部１３が劣化の程度を時間に換算することによって、蓄電池２１３の交換時期を評価値として求めることを可能にしている。

この場合、評価部１３は、新品の蓄電池２１３の使用開始から交換時期までのサイクル数について標準値と、時計部１５が計時した蓄電池２１３の使用開始からの経過時間とを記憶部１３１に格納する。記憶部１３１に格納しているサイクル数の標準値に対する計数部１２が計数したサイクル数の比を求め、この比の逆数を記憶部１３１に格納している経過時間に乗じると、蓄電池２１３の使用開始から電池寿命までの時間が予測できる。そして、このようにして予測した時間から、記憶部１３１に格納している経過時間を減算すれば、蓄電池２１３が電池寿命に達するまでの残り時間を推定できる。

ここでは、給電設備２０の制御部２３が、１サイクルの期間における最大放電深度を４０％に制限している場合を想定する。すなわち、この例では、１サイクルの期間における放電深度の下限値が４０％に設定されている。この条件は、図２の特性ｂに対応するから、蓄電池２１３が放電可能な最大の電力量が、定格容量の８０％まで低下するサイクル数は２０００サイクルである。つまり、蓄電池２１３の交換が推奨されるまでのサイクル数は２０００サイクルであり、記憶部１３１には標準値として２０００サイクルが設定される。

一方、計数部１２が計数しているカウント数が１６００サイクルであって、時計部１５が計時した経過時間が４年間であるとすれば、２０００サイクルに達するまでの年数は、４年×（２０００／１６００）＝５年と予測できる。また、求めた時間である５年から、経過時間である４年を減算すれば、電池寿命までの残り時間を１年と推定できる。なお、この例では、計算を容易にするために、時間の単位として年を用いているが、時間の単位として日を用いることが望ましい。

上述のようにして評価部１３が求めた値を表示器４０に表示した例を図３に示す。図３の表示例では、蓄電池２１３の使用開始からの期間（すなわち、運用期間）が４年と示され、蓄電池２１３の交換時期までの期間が１年と示されている。このように蓄電池２１３の交換時期の目安が示されていると、ユーザは交換用の蓄電池２１３を注文してから入手するまでの期間を考慮して、交換用の蓄電池２１３を準備することが可能になる。

以上説明したように本実施形態の蓄電池管理装置１０Ａは、情報取得部１１と計数部１２と評価部１３と出力部１４とを備える。情報取得部１１は、蓄電池２１３の充電状態に関する情報を取得する。計数部１２は、蓄電池２１３が充電されて満充電に到達した状態を蓄電池２１３の充電状態に関する情報から抽出し、満充電に到達した状態の発生回数を計数する。評価部１３は、計数部１２が計数した発生回数を用いて蓄電池２１３の劣化の程度を評価する。出力部１４は、評価部１３の評価結果を出力する。

この構成によれば、蓄電池２１３の充電状態に関する情報を取得することによって、蓄電池２１３の劣化の程度の目安を得ることが可能になる。すなわち、蓄電池２１３が満充電に到達した状態の発生回数によって、ユーザは蓄電池２１３の交換時期を推定することが可能になる。

とくに、蓄電池２１３は太陽電池（ソーラパネル２１１）の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池である場合、満充電に近い状態を維持するほうが電池寿命が長くなるから、満充電に到達した状態の発生回数を劣化の程度の目安に用いることが有効である。

この構成において、太陽電池（ソーラパネル２１１）の発電電力は充電装置２１２を通して蓄電池２１３に充電されることが望ましい。この場合、情報取得部１１は、充電装置２１２から蓄電池２１３の充電状態に関する情報を取得するように構成される。また、計数部１２は、太陽電池（ソーラパネル２１１）の発電電力に蓄電池２１３の充電には用いない余剰電力が生じた状態を満充電に到達した状態と判断するように構成されていることが望ましい。

この構成によれば、充電装置２１２が蓄電池２１３を充電する際の動作に関する情報を情報取得部１１が充電装置２１２から受け取ることにより、計数部１２は、蓄電池２１３が満充電に到達した状態か否かを判断することが可能になる。

蓄電池管理装置１０Ａは、蓄電池２１３の使用開始からの経過時間を計時する時計部１５を備えることが望ましい。この場合、評価部１３は、評価した蓄電池２１３の劣化の程度と時計部１５が計時した経過時間とを用いて交換時期までの残り時間を推定する。また、出力部１４は、評価部１３の評価結果として交換時期までの残り時間を出力することが望ましい。

この構成によれば、蓄電池２１３の交換時期までの時間が推定されるから、交換用の蓄電池２１３を用意するタイミングを決めることが容易である。

（実施形態２）
実施形態１では、１サイクルの期間における放電深度の下限値を定め、評価部１３は、１サイクルの期間において放電深度が下限値に達したと仮定して劣化の程度を評価している。つまり、放電深度の下限値が４０％に設定されている場合に、評価部１３は、最大放電深度が４０％の場合の放電可能な電力量が低下する割合を一律に適用して劣化の程度を評価している。図２に示した例では、２０００サイクルで放電可能な電力量が２０％低下するから、劣化の程度は−２０％／２０００＝−０．０１％である。

一方、実使用上では、１サイクルの期間における最大放電深度は日々変動する。以下では、１サイクルの期間における最大放電深度の変動に応じて劣化の程度を調節した構成例について説明する。図４のように、本実施形態の蓄電池管理装置１０Ｂは、１サイクルの期間における最大放電深度を抽出するために、実施形態１の蓄電池管理装置１０Ａに対して監視部１６を付加している。監視部１６は、情報取得部１１が取得した情報を用いて、１サイクルの期間における最大放電深度を抽出するように構成されている。１サイクルの期間における最大放電深度は、充電装置２１２から得られるソーラパネル２１１の発電電力と、計測部２３１が計測している電気負荷３０の消費電力とを用いて求められる。

たとえば、発電電力量が１０００Ｗｈ、消費電力量が２０００Ｗｈであって、充電装置２１２および電力変換器２１４の変換効率が９５％、蓄電池２１３の定格容量が１０ｋＷｈであるとする。この場合、放電深度は、（２０００／０．９５−１０００）／１００００≒０．１１という計算で求められる。つまり、放電深度は１１％になる。

この構成例において、評価部１３は、１サイクルの期間における最大放電深度に応じた劣化の程度を、たとえば表１のように対応付けている。表１では劣化の程度を標準劣化度と呼び、１サイクルの期間における最大放電深度を１０％ずつの区間に分け、区間ごとに標準劣化度を設定している。表１のようなデータは、評価部１３に設けた記憶部１３１に格納される。

表１では、最大放電深度が３０％を超え４０％以下の場合、標準劣化度が−０．０１％である。つまり、１サイクルの期間における最大放電深度が一律に４０％と仮定されている上述の構成例に対応するように劣化の程度が設定されている。１サイクルの期間における最大放電深度が３０％以下であれば、劣化の程度はより少なくなるから、表１では最大放電深度が３０％以下の区間では標準劣化度を−０．０１％よりも小さい値に設定している。

１サイクルの期間における最大放電深度がわかれば、最大放電深度に対応する標準劣化度を求め、サイクルごとに求めた標準劣化度を累積することによって、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を評価することが可能になる。

たとえば、１サイクル前に満充電に到達した状態での劣化の程度が−１．００であり、今回のサイクルでの最大放電深度が１１％であったとすれば、標準劣化度は−０．００５％であるから、標準劣化度の累積値は、−１．００５％になる。つまり、蓄電池２１３が放電可能な電力量は、定格容量に対して９８．９９５％（＝１００％−１．００５％）になる。

本実施形態の蓄電池管理装置１０Ｂでは、評価部１３は、計数部１２が１サイクルを計数するたびに、監視部１６から１サイクルの期間の最大放電深度を受け取る。評価部１３は、この最大放電深度を記憶部１３１に格納しているデータと照らし合わせることによって標準劣化度を抽出する。さらに、評価部１３は、抽出した標準劣化度を、記憶部１３１に格納している過去の標準劣化度の累積値に加算することにより、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を求める。すなわち、評価部１３は、蓄電池２１３の使用開始から標準劣化度を累積することによって、劣化の程度を評価する値を求める。評価部１３が求めた劣化の程度は、出力部１４を通して出力され、たとえば表示器４０に表示される。

なお、上述した構成例では、蓄電池２１３の劣化の程度とサイクルとの関係が線形であると仮定して１サイクルの期間における最大放電深度に対する標準劣化度を、加算用に設定している。これに対して、蓄電池２１３の劣化の程度とサイクルとの関係を非線形と仮定して１サイクルの期間における最大放電深度に対する標準劣化度を、乗算用に設定することも可能である。

上述した本実施形態の蓄電池管理装置１０Ｂは、蓄電池２１３の充電状態に関する情報を用いて、蓄電池２１３が満充電に到達してから次に満充電に到達するまでの期間における蓄電池２１３の最大放電深度を抽出する監視部１６を備える。評価部１３は、蓄電池２１３が満充電に到達してから次に満充電に到達するまでの期間における蓄電池２１３の劣化の程度を表す標準劣化度を、最大放電深度に対応付けるように構成されている。また、評価部１３は、計数部１２が発生回数を計数するたびに、最大放電深度に対応する標準劣化度を累積させることにより、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を評価する。

この構成によれば、１サイクル当たりの蓄電池２１３の劣化の程度を最大放電深度にかかわりなく一律に定めている場合に比較すると、蓄電池２１３の劣化の程度をきめ細かく評価することが可能になる。その結果、蓄電池２１３の交換時期の推定精度が高くなり、蓄電池２１３の交換頻度の低減につながる。

ところで、標準劣化度は、１サイクルの期間がほぼ１日に対応している場合を想定して設定されている。しかしながら、天候あるいは季節によって１日の日射量が変動すると、１サイクルの期間が１日には対応せず、蓄電池２１３が満充電に到達しない状態が長期間にわたって継続する可能性がある。鉛蓄電池は、満充電ではない状態で使用を継続すると劣化が進むから、１サイクルの期間が長期にわたる場合には、蓄電池２１３の劣化の程度を補正する必要がある。

そのため、時計部１５は、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間を計時するように構成されており、評価部１３は、時計部１５が計時した継続期間に応じて蓄電池２１３の劣化の程度を補正するように構成されている。評価部１３は、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間と、継続期間に応じた補正劣化度とを対応付けた表２のようなデータを記憶部１３１に格納している。

表２では、蓄電池２１３が満充電に到達しない状態の継続期間が７日間以上である場合に蓄電池２１３の劣化の程度を補正するように補正劣化度を定めている。つまり、７日以上連続して蓄電池２１３が満充電に到達しないという事象が生じる場合は、蓄電池２１３の劣化が進むから、この事象による劣化の程度を補正する補正劣化度を定めている。

時計部１５は、情報取得部１１が取得した情報を用いて蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続時間を計時する。つまり、蓄電池２１３が満充電に到達した後に、蓄電池２１３が満充電ではない状態に移行すると、時計部１５は満充電ではない状態の継続期間を計時する。一方、評価部１３は、時計部１５が計時した継続時間が７日間になると、記憶部１３１から補正劣化度を抽出し、記憶部１３１に記憶している劣化の程度を補正する。

たとえば、蓄電池２１３が満充電に到達した時点で、蓄電池２１３が放電可能な電力量が定格容量に対して９８．９９５％であるとする。その後、蓄電池２１３が満充電ではない状態が７日連続すると、評価部１３は、補正劣化度である−０．０１％を記憶部１３１から抽出し、蓄電池２１３が放電可能な電力量の定格容量に対する割合を９８．９８５％（＝９８．９９５％−０．０１％）に補正する。さらに、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間が８日目になると、評価部１３は、８日目の補正劣化度である−０．０１３％を記憶部１３１から抽出し、７日目の補正劣化度との差分である−０．００３％の補正を行う。つまり、蓄電池２１３が放電可能な電力量の定格容量に対する割合を９８．９８２％（＝９８．９８５％−０．００３％）に補正する。

蓄電池２１３の劣化の程度を補正する条件としては、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間のほかに、蓄電池２１３の充電条件、蓄電池２１３の環境温度などを考慮することが望ましい。

たとえば、大容量の蓄電池２１３が必要である場合には、複数のセルで蓄電池２１３が構成されるから、蓄電池２１３を使用する間に、セルの充電量（つまり、充電可能な電力量）などにばらつきが生じる。そのため、通常よりも高い電圧で蓄電池２１３を充電する均等化充電が実施されることがある。均等化充電が実施された場合は、蓄電池２１３の充電量が回復するから、蓄電池２１３の劣化の程度を補正することが望ましい。

そのため、蓄電池管理装置１０Ｂは、蓄電池２１３が常時よりも高電圧である所定電圧で充電された状態を判別する判別部１７を備えている。この所定電圧は、均等化充電を行う際の電圧であり、判別部１７は、充電装置２１２から取得した情報に基づいて、均等化充電が実施されたか否かを判別する。判別部１７により均等化充電の実施が判別されたときには、評価部１３は記憶部１３１に保持している蓄電池２１３の劣化の程度を、充電回復度で補正する。充電回復度は、均等化充電によって蓄電池２１３の充電量が回復したときに、蓄電池２１３の寿命を延長するように劣化の程度を補正するように設定され、記憶部１３１に格納されている。充電回復度の値は、均等化充電の１回の実施に対して固定的に定められる。

たとえば、記憶部１３１が記憶している蓄電池２１３の劣化の程度が９９．９８５％であり、充電回復度が０．０１％に定められている場合を想定する。判別部１７が均等化充電の実施を判別すると、評価部１３は、記憶部１３１から充電回復度である０．０１％を読み出し、記憶部１３１に格納されている劣化の程度である９９．９８５％を、９９．９９５％（＝９９．９８５％＋０．０１％）に補正する。このように、均等化充電によって蓄電池２１３の充電量が回復した場合には、蓄電池２１３の劣化の程度を引き上げるように補正する。

また、蓄電池２１３の環境温度は、蓄電池２１３の劣化の程度に影響することが知られている。一般的には蓄電池２１３の環境温度が高くなると、蓄電池２１３の劣化が進むことが知られている。たとえば、２０℃以上の温度環境で使用し、基準温度を２５℃に設定する場合を想定する。２０℃から２５℃では、鉛蓄電池の劣化の程度は環境温度の影響を受けないことが知られている。したがって、環境温度が２５℃以上である場合に、劣化の程度を補正すればよい。

蓄電池管理装置１０Ｂは、蓄電池２１３の環境温度を考慮して劣化の程度を評価するために、情報取得部１１が取得する情報には蓄電池２１３が含まれる。図４に示す構成例では、充電装置２１２が、蓄電池２１３の充電状態を監視するために蓄電池２１３の環境温度を監視しており、充電装置２１２から蓄電池２１３の環境温度を取得する。充電装置２１２が蓄電池２１３の環境温度を計測する機能を有していない場合には、蓄電池２１３の環境温度を監視する温度センサを別途に設けることも可能である。

蓄電池２１３の環境温度を考慮する場合、評価部１３は、環境温度に応じて蓄電池２１３の劣化の程度を補正する。すなわち、評価部１３は、環境温度と温度劣化度とを対応付けた表３のようなデータを記憶部１３１に格納している。

表３の環境温度は、所定期間における環境温度の平均値であって、所定期間はたとえば１週間（７日間）に定められる。評価部１３は、情報取得部１１が取得した蓄電池２１３の環境温度について、１週間の平均値を求め、求めた平均値を記憶部１３１に照らし合わせることにより温度劣化度を抽出する。温度劣化度を適用して劣化の程度を補正するタイミングは、環境温度の平均値を求めるタイミングとする。たとえば、評価部１３は、日曜日の午前零時ごとに環境温度の平均値を求め、温度劣化度を抽出し、記憶部１３１に格納されている蓄電池２１３の劣化の程度を補正する。

具体例で示すと、１週間における環境温度の平均値が３５℃であった場合、表３によれば温度劣化率は−０．００４％である。環境温度の平均値を求めた時点で記憶部１３１に格納されている劣化の程度が９９．９８５％であるとすれば、補正後の劣化の程度は、９９．９８１％（＝９９．９８５％−０．００４％）になる。

本実施形態では、最大放電深度を考慮して劣化の程度を求める構成を除いて、蓄電池２１３の劣化の程度を補正する技術は、適宜に組み合わせて用いることが可能である。すなわち、満充電に到達しない状態が連続する日数に対する補正、均等化充電に対する補正、環境温度に対する補正は、必要に応じて適宜に組み合わせることが可能である。また、これらの補正を行わずに、蓄電池２１３の劣化の程度を評価することも可能である。

本実施形態の他の構成および動作は実施形態１と同様である。すなわち、実施形態１と同符号を付した構成は、実施形態１と同様に動作する。

上述した本実施形態の蓄電池管理装置１０Ｂにおいて、時計部１５は、情報取得部１１が取得した情報を用いて蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間を計時するように構成されている。評価部１３は、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間における蓄電池２１３の劣化の程度を表す補正劣化度を、継続期間に対応付けるように構成されている。また、評価部１３は、蓄電池２１３が満充電ではない状態の継続期間に応じて、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を補正劣化度で補正することが望ましい。

また、蓄電池管理装置１０Ｂは、情報取得部１１が取得した情報を用いて蓄電池２１３が常時よりも高電圧である所定電圧で充電された状態を判別する判別部１７をさらに備えていてもよい。この場合、評価部１３は、蓄電池２１３が常時よりも高電圧である所定電圧で充電される場合に備えて、蓄電池２１３を所定電圧で充電した場合の劣化の程度を表す充電回復度が定められる。そして、評価部１３は、蓄電池２１３が所定電圧で充電されたことを判別部１７が判別した場合に、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を充電回復度で補正することが望ましい。

さらに、情報取得部１１は、蓄電池２１３の環境温度に関する情報を取得するように構成されていてもよい。この場合、評価部１３は、環境温度に応じた蓄電池２１３の劣化の程度を表す温度劣化度を、所定の単位期間における前記蓄電池の環境温度の代表値に対応付けるように構成される。評価部１３は、単位期間ごとに環境温度の代表値に応じた温度劣化度を累積させることにより、蓄電池２１３の使用開始からの劣化の程度を評価することが可能になる。

これらの構成では、蓄電池２１３を使用する条件に応じて蓄電池２１３の劣化の程度の評価を調節することができるから、蓄電池２１３の劣化の程度を見積もる精度を高めることが可能になる。

（実施形態３）
本実施形態は、蓄電池２１３の劣化の程度を、蓄電池２１３の電池電圧に基づいて評価する構成を採用している。図５に示すように、給電設備２０は、電気負荷３０に電力を供給する負荷電路３１に挿入した開閉器２２を備える。図５に示す蓄電池管理装置１０Ｃの構成は、図１に示した蓄電池管理装置１０Ａの構成から計数部１２を除いた構成である。ただし、評価部１３の動作は実施形態１とは異なる。

実施形態１で説明したように、蓄電池２１３の放電深度に下限値が定められていると、蓄電池２１３の放電深度が下限値に達した時点で制御部２３は開閉器２２をオフにし、電気負荷３０への給電を停止させる。その後、蓄電池２１３の充電が進み、蓄電池２１３に充電された電力量が回復すると、制御部２３は、開閉器２２をオンにして電気負荷３０への給電を再開する。

開閉器２２がオフからオンに移行した時点での蓄電池２１３の電池電圧の変動の大きさは、所定の条件下では、蓄電池２１３の使用開始からの日数（あるいはサイクル数）に対して、図６のように線形に変化する。すなわち、開閉器２２がオフであって蓄電池２１３が無負荷である状態から、開閉器２２がオンになって蓄電池２１３に負荷が接続された状態に移行すると、蓄電池２１３の電池電圧が降下する。そして、この電圧の大きさは蓄電池２１３の劣化の程度を表している。このような事象が生じるのは、蓄電池２１３の劣化が進むと、蓄電池２１３の内部抵抗が増加することに起因していると考えられる。

ただし、開閉器２２がオフからオンに移行したときの電池電圧の変動の大きさは、条件によって変動するから、蓄電池２１３の劣化の程度を電池電圧の変動によって評価するには、一定条件の下で電池電圧の変動の大きさを計測する必要がある。そこで、本実施形態では、蓄電池２１３の充電が行われていない期間、または蓄電池２１３が満充電に到達して余剰電力が破棄されている期間などを条件として、開閉器２２がオフからオンに移行したときの電池電圧の変動分の推移を記録する。また、開閉器２２がオフからオンに移行するたびに電気負荷３０の大きさが変動すると、電池電圧が電気負荷３０の大きさの影響を受けるから、記憶部１３１に電池電圧の変動分の推移を記録する条件は、電気負荷３０の消費電力でも定めている。たとえば、電気負荷３０の消費電力が、１０００Ｗ±１０％などの条件を満足するときに、電池電圧の変動分を記憶部１３１に記録する。開閉器２２をオフからオンに移行させてから、電気負荷３０の消費電力および電池電圧を計測するタイミングは、開閉器２２のオン直後の電圧および電流のドリフトを考慮して、オンから所定時間が経過した時点に設定されている。この所定時間は、３０秒から１分などの範囲で選択される。

たとえば、蓄電池２１３の充電が行われていないときに、開閉器２２をオフからオンにし、開閉器２２のオンから１分後における電気負荷３０の消費電力が９９０Ｗであったとする。この状態は、電池電圧の変動分を記憶部１３１に記録する条件を満足している。ここで、開閉器２２がオフである状態では電池電圧が５０．００Ｖであり、開閉器２２がオンになってから１分後の電池電圧が４９．００Ｖであったとすると、記憶部１３１には変動分として１．００Ｖが記録される。

本実施形態の評価部１３は、制御部２３が開閉器２２をオフからオンに移行させたときに、オフとオンとの切替前後における蓄電池２１３の電池電圧の変化分を記憶部１３１に記録する。記憶部１３１に、所定期間のデータが蓄積されると、評価部１３は、蓄積されたデータに基づいて電池寿命に達する時点を推定することが可能になる。蓄積されるデータは、表４のようになる。

ここで、電池電圧の変動分の推移は、日数（あるいはサイクル数）に対して線形性を示すことが知られている。したがって、数百日程度の所定日数分のデータがあれば、電池電圧の変化分と日数との関係を表す回帰式を求めることが可能になる。図６には回帰式に対応した回帰直線Ｌ１を示している。本実施形態では、評価部１３は、蓄積した電池電圧の変動分の推移に関するデータから回帰式を求める。一方、蓄電池２１３の電池寿命は、電池電圧の変化分の値によって定めることが可能である。図６では、蓄電池２１３が電池寿命であるときの電池電圧の変化分に対する判定値を１．５０Ｖに定めている。

評価部１３は、蓄積したデータから求めた回帰直線Ｌ１に基づいて、電池寿命であるときの電池電圧の変化分が判定値に達する交換予定日Ｐ１を求める。交換予定日Ｐ１は、蓄電池２１３の使用開始から電池寿命に達するまでの日数であるが、使用開始日は既知であるから年月日に置き換えることが望ましい。このような交換予定日Ｐ１を求めることによって、ユーザは蓄電池２１３の交換が必要になる日の目安を得ることができる。

本実施形態では、給電設備２０において、通常の動作として行われる開閉器２２の制御に際して、蓄電池２１３の充電状態および電気負荷３０の消費電力が所定の条件を満足している場合に、蓄電池２１３の電池電圧の変動分の推移を記録している。したがって、電池寿命を予測するための専用作業が不要であり、給電設備２０が通常動作を行う間に、電池寿命を予測するためのデータを収集することが可能になる。また、記憶部１３１に記録したデータを用いて回帰直線Ｌ１を求め、この回帰直線Ｌ１を用いて電池寿命に達する時期を予測するから、データの蓄積量が増加するほど予測精度が高くなる。また、蓄電池２１３の運用中に回帰直線Ｌ１を修正することが可能であり、蓄電池２１３の使用時間が長くなるほど電池寿命の予測精度を高めることが可能になる。

本実施形態の他の構成および動作は実施形態１と同様である。すなわち、実施形態１と同符号を付した構成は、評価部１３を除いて実施形態１と同様に動作する。

本実施形態の蓄電池管理装置１０Ｃは、給電設備２０と併せて用いられる。給電設備２０は、開閉器２２と制御部２３とを備える。開閉器２２は、蓄電池２１３から電力が供給される電気負荷３０との間の電路（負荷電路３１、主電路３２）に設けられ電路を導通させるオンの状態と電路を遮断するオフの状態との一方を選択するように構成される。制御部２３は、開閉器２２のオンの状態とオフの状態とを切り替える。蓄電池２１３は太陽電池（ソーラパネル２１１）の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池である。蓄電池管理装置１０Ｃは、情報取得部１１と評価部１３と出力部１４とを備える。情報取得部１１は、蓄電池２１３の充電状態に関する情報を取得する。評価部１３は、開閉器２２のオフからオンへの切替前後における蓄電池２１３の電池電圧の変化分の推移を記録する。また、評価部１３は、記録した変化分を用いて蓄電池２１３の使用開始からの経過期間と変化分との関係を表す回帰式を求める。さらに、評価部１３は、回帰式を用いて蓄電池２１３が電池寿命に達するまでの期間を予測する。出力部１４は、評価部１３の評価結果を出力する。

この構成によれば、給電設備２０から電気負荷３０への電力の供給と遮断とを行うために開閉器２２のオンとオフとを行う間に、蓄電池２１３の劣化の程度を評価するためのデータが蓄積される。したがって、特別な制御を行うことなく蓄電池２１３の劣化の程度を評価することが可能になる。

なお、本実施形態において蓄電池２１３の使用開始からの経過期間を日数あるいはサイクル数を用いて表しているが、日数あるいはサイクル数ではなく、経過期間を表すことができれば、時間などでもよい。

（蓄電池の交換時の処理）
実施形態１では、蓄電池２１３の劣化の程度を評価するためのデータを記憶部１２１および記憶部１３１に記憶している。記憶部１２１および記憶部１３１が記憶しているデータは、蓄電池２１３の使用開始から蓄積したデータを含んでおり、このようなデータは、蓄電池２１３が交換されると記憶部１２１および記憶部１３１から消去する必要がある。したがって、蓄電池管理装置１０Ａは、蓄電池２１３の交換を検出し、かつ蓄電池２１３の交換を検出すると記憶部１２１および記憶部１３１のデータを消去するように構成されていることが望ましい。

ここでは、実施形態３のように開閉器２２がオフからオンに移行する前後での蓄電池２１３の電池電圧の変動分の推移を記憶部１３１に記録し、記憶部１３１に記録したデータを用いて蓄電池２１３の交換を検出している。実施形態３において説明したように、電池電圧の変動分は、蓄電池２１３の劣化が進むと増加する。一方、蓄電池２１３が交換されると、電池電圧の変動分は低下する。すなわち、図７に示すように、蓄電池２１３が交換予定日Ｐ１に近い交換日Ｐ２に交換されると、その直後には、電池電圧の変動分が大幅に小さくなる。したがって、電池電圧の変動分の低下が所定の閾値を超える場合に、蓄電池２１３が交換されたと推定することが可能である。

評価部１３は、電池電圧の変動分が所定の閾値を超えて低下したという事象が検出された場合に、蓄電池２１３が交換されたと判断し、記憶部１２１および記憶部１３１において、蓄電池２１３の劣化のために蓄積したデータを消去する。すなわち、ユーザは蓄電池２１３の交換作業を行うだけで、記憶部１２１および記憶部１３１のデータを消去する作業を行う必要がないから、データの消去忘れを防止することができる。

蓄電池２１３が交換されたことを検出するには、電気負荷３０の消費電力が所定値である期間の蓄電池２１３の電池電圧を用いてもよい。つまり、上述した動作では、開閉器２２がオフからオンに移行したときの電池電圧の変動分を用いているが、開閉器２２がオンである期間の電池電圧のみを用いて蓄電池２１３が交換されたことを推定してもよい。

この場合、蓄電池２１３の電池電圧を記録するタイミングは、蓄電池２１３が満充電に到達した状態から蓄電池２１３が放電され、電気負荷３０での消費電力量が所定量に達した時点であることを条件にする。たとえば、蓄電池２１３が満充電に到達してから蓄電池２１３の放電が開始され、電気負荷３０の消費電力量が１０００Ｗｈに達した時点での電池電圧を記憶部１３１に記録する。また、ソーラパネル２１１が発電している場合は、電気負荷３０での消費電力量から発電電力量を差し引いた電力量が１０００Ｗｈに達した時点での電池電圧を記憶部１３１に記録することが望ましい。

蓄電池２１３の劣化が進むと、蓄電池２１３の容量が減少するから、消費電力量が同じであっても電池残量の低下率が大きくなる。そして、蓄電池２１３の電池残量と電池電圧との関係は線形性を有しているから、上述のように消費電力量が所定量に達した時点での電池電圧は、蓄電池２１３の劣化が進むと低下する。すなわち、蓄電池２１３が満充電に到達してから電気負荷３０での消費電力量が所定量に達した時点の電池電圧は、図８に直線Ｌ２で示すように、蓄電池２１３の使用開始からの経過日数に応じて低下する。

一方、蓄電池２１３が新品に交換された後には、同様の条件で計測した蓄電池２１３の電池電圧は、交換前よりも高くなる。このことから、図８のように、蓄電池２１３の交換日Ｐ３の後に、電池電圧が所定の閾値を超えて上昇した場合に、蓄電池２１３が交換されたと推定することが可能である。

評価部１３は、記憶部１３１に記録された電池電圧が所定の閾値を超えて上昇したという事象が検出された場合に、蓄電池２１３が交換されたと判断し、記憶部１２１および記憶部１３１において、蓄電池２１３の劣化のために蓄積したデータを消去する。この処理によっても、ユーザは蓄電池２１３の交換作業を行うだけで、記憶部１２１および記憶部１３１のデータを消去する作業を行う必要がないから、データの消去忘れを防止することができる。

以上説明した蓄電池管理装置１０Ａにおいて、評価部１３は、蓄電池２１３について評価した劣化の程度に関するデータを記憶する記憶部１３１を備える。また、評価部１３は、蓄電池２１３が放電していない状態の電池電圧と放電している状態の電池電圧との変動分が、所定の閾値を超えて低下した場合に、蓄電池２１３が交換されたと推定する。あるいは、評価部１３は、蓄電池２１３が放電している状態において放電した電力量が所定量に達した時点での電池電圧が、所定の閾値を超えて上昇した場合に、蓄電池２１３が交換されたと推定してもよい。評価部１３は、蓄電池２１３が交換されたと推定されると、記憶部１３１が記憶している蓄電池２１３の劣化の程度に関するデータを消去する
この構成によれば、評価部１３は、蓄電池２１３が交換されたことを、蓄電池２１３の電池電圧に基づいて推定するから、蓄電池２１３の交換を検出するために別の装置を設ける必要がない。しかも、蓄電池２１３が交換されると、蓄電池２１３の劣化の程度に関するデータを記憶部１３１から消去するから、ユーザが蓄電池２１３の交換作業を行うだけで、評価部１３は新たな蓄電池２１３の劣化の程度を評価することが可能になる。

以上説明した記憶部１２１および記憶部１３１に格納されたデータを消去する処理は、実施形態１、実施形態２、実施形態３のいずれにおいても適用することが可能である。すなわち、上述した蓄電池の交換時の処理は、実施形態１の蓄電池管理装置１０Ａだけではなく、実施形態２の蓄電池管理装置１０Ｂあるいは実施形態３の蓄電池管理装置１０Ｃにも上述したデータを消去する処理は適用可能である。

なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。

Claims (10)

1. 蓄電池の充電状態に関する情報を取得する情報取得部と、
   前記蓄電池が充電されて満充電に到達した状態を前記蓄電池の充電状態に関する情報から抽出し、前記満充電に到達した状態の発生回数を計数する計数部と、
   前記計数部が計数した前記発生回数を用いて前記蓄電池の劣化の程度を評価する評価部と、
   前記評価部の評価結果を出力する出力部とを備え、
   前記蓄電池は太陽電池の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池である
   ことを特徴とする蓄電池管理装置。
2. 前記太陽電池の発電電力は充電装置を通して前記蓄電池に充電され、
   前記情報取得部は、
   前記充電装置から前記蓄電池の充電状態に関する情報を取得するように構成され、
   前記計数部は、前記太陽電池の発電電力に前記蓄電池の充電には用いない余剰電力が生じた状態を前記満充電に到達した状態と判断するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池管理装置。
3. 前記蓄電池の使用開始からの経過時間を計時する時計部をさらに備え、
   前記評価部は、
   評価した前記蓄電池の劣化の程度と前記時計部が計時した前記経過時間とを用いて交換時期までの残り時間を推定し、
   前記出力部は、
   前記評価部の評価結果として前記交換時期までの残り時間を出力する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の蓄電池管理装置。
4. 前記蓄電池の充電状態に関する情報を用いて、前記蓄電池が前記満充電に到達してから次に前記満充電に到達するまでの期間における前記蓄電池の最大放電深度を抽出する監視部をさらに備え、
   前記評価部は、
   前記蓄電池が前記満充電に到達してから次に前記満充電に到達するまでの期間における前記蓄電池の劣化の程度を表す標準劣化度を、前記最大放電深度に対応付けるように構成されており、
   前記計数部が前記発生回数を計数するたびに、前記最大放電深度に対応する前記標準劣化度を累積させることにより、前記蓄電池の使用開始からの劣化の程度を評価する
   ことを特徴とする請求項３記載の蓄電池管理装置。
5. 前記時計部は、
   前記情報取得部が取得した前記情報を用いて前記蓄電池が満充電ではない状態の継続期間を計時するように構成され、
   前記評価部は、
   前記蓄電池が前記満充電ではない状態の前記継続期間における前記蓄電池の劣化の程度を表す補正劣化度を、前記継続期間に対応付けるように構成されており、
   前記蓄電池が前記満充電ではない状態の前記継続期間に応じて、前記蓄電池の使用開始からの劣化の程度を前記補正劣化度で補正する
   ことを特徴とする請求項４記載の蓄電池管理装置。
6. 前記情報取得部が取得した前記情報を用いて前記蓄電池が常時よりも高電圧である所定電圧で充電された状態を判別する判別部をさらに備え、
   前記評価部は、
   前記蓄電池が常時よりも高電圧である所定電圧で充電される場合に備えて、前記蓄電池を前記所定電圧で充電した場合の劣化の程度を表す充電回復度が定められており、
   前記蓄電池が前記所定電圧で充電されたことを前記判別部が判別した場合に、前記蓄電池の使用開始からの劣化の程度を前記充電回復度で補正する
   ことを特徴とする請求項４又は５記載の蓄電池管理装置。
7. 前記情報取得部は、前記蓄電池の環境温度に関する情報を取得するように構成され、
   前記評価部は、
   前記環境温度に応じた前記蓄電池の劣化の程度を表す温度劣化度を、所定の単位期間における前記蓄電池の環境温度の代表値に対応付けるように構成されており、
   前記単位期間ごとに前記環境温度の代表値に応じた前記温度劣化度を累積させることにより、前記蓄電池の使用開始からの劣化の程度を評価する
   ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の蓄電池管理装置。
8. 蓄電池から電力が供給される電気負荷との間の電路に設けられ前記電路を導通させるオンの状態と前記電路を遮断するオフの状態との一方を選択するように構成された開閉器と、前記開閉器のオンの状態とオフの状態とを切り替える制御部とを備えた給電設備と併せて用いられ、
   前記蓄電池は太陽電池の発電電力を用いて充電される鉛蓄電池であって、
   蓄電池の充電状態に関する情報を取得する情報取得部と、
   前記開閉器のオフからオンへの切替前後における前記蓄電池の電池電圧の変化分の推移を記録し、記録した前記変化分を用いて前記蓄電池の使用開始からの経過期間と前記変化分との関係を表す回帰式を求め、前記回帰式を用いて前記蓄電池が電池寿命に達するまでの期間を予測する評価部と、
   前記評価部の評価結果を出力する出力部とを備える
   ことを特徴とする蓄電池管理装置。
9. 前記評価部は、
   前記蓄電池について評価した劣化の程度に関するデータを記憶する記憶部を備え、
   前記蓄電池が放電していない状態の電池電圧と放電している状態の電池電圧との変動分が、所定の閾値を超えて低下した場合に、前記蓄電池が交換されたと推定し、
   前記記憶部が記憶している前記蓄電池の劣化の程度に関するデータを消去する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電池管理装置。
10. 前記評価部は、
    前記蓄電池について評価した劣化の程度に関するデータを記憶する記憶部を備え、
    前記蓄電池が放電している状態において放電した電力量が所定量に達した時点での電池電圧が、所定の閾値を超えて上昇した場合に、前記蓄電池が交換されたと推定し、
    前記記憶部が記憶している前記蓄電池の劣化の程度に関するデータを消去する
    ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電池管理装置。

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