特許 6127108 蓄電システム、及び蓄電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6127108

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】蓄電システム、及び蓄電方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20170424BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20170424BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 K

   H02J7/34 J

   H02J7/35 J

   H02J7/35 E

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-202668(P2015-202668)

(22)【出願日】2015年10月14日

(65)【公開番号】特開2017-77073(P2017-77073A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2017年2月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 和寛

(72)【発明者】

【氏名】岡田 顕一

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１８３０４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−０２９５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８９６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９８２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１８０１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００ − ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ − ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環境発電を行う発電素子と、
負荷装置に電力を供給する給電線と、
前記給電線を介して前記発電素子の発電電力により充電されるとともに前記負荷装置に電力を供給する第１蓄電池と、
前記第１蓄電池よりも容量が小さい第２蓄電池と、
前記給電線とグランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを並列に接続する並列接続状態と、前記給電線と前記グランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを直列に接続する直列接続状態とに選択的に設定するスイッチ部と、
前記第１蓄電池が過放電となる電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出電圧に応じて前記スイッチ部を制御する切替部と、
を備え、
前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧が下降したときの電圧と比較する第１閾値電圧と、前記電圧検出部の検出電圧が上昇したときの電圧と比較する第２閾値電圧とを有し、
前記スイッチ部が前記並列接続状態に設定されているときに、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧を前記第１閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第１閾値電圧以下になった場合に、前記スイッチ部を前記直列接続状態に設定し、
前記スイッチ部が前記直列接続状態に設定されているときに、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧を前記第２閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第２閾値電圧以上になった場合に、前記スイッチ部を前記並列接続状態に設定する蓄電システム。

【請求項2】

前記スイッチ部は、前記給電線と前記第１蓄電池との間を開閉する第１スイッチ部と、前記第２蓄電池を前記グランド側と前記第１蓄電池側とに選択的に接続する第２スイッチ部とからなり、
前記第１スイッチ部を前記給電線と前記第１蓄電池との間が導通するように設定するとともに、前記第２スイッチ部を前記グランド側を選択するように設定することにより、前記並列接続状態とし、
前記第１スイッチ部を前記給電線と前記第１蓄電池との間が遮断するように設定するとともに、前記第２スイッチ部を前記第１蓄電池側を選択するように設定することにより、前記直列接続状態とする請求項１に記載の蓄電システム。

【請求項3】

前記第１蓄電池の容量は、前記発電素子の発電量と、前記第１蓄電池から電力を供給する前記負荷装置の消費電力の平均値と、前記第１蓄電池に蓄積された電力により前記負荷装置を連続駆動する時間と、に基づいて設定され、
前記第２蓄電池の容量は、前記発電素子の発電量と、前記負荷装置の消費電力の平均値と、前記第１蓄電池の充電電圧が低下したことにより前記負荷装置の動作が停止した後に前記発電素子が発電を行い前記負荷装置の動作を復帰させるまでの時間と、に基づいて設定される請求項１又は２に記載の蓄電システム。

【請求項4】

前記電圧検出部は、前記給電線の電圧を検出し、前記第１閾値電圧は、前記第１蓄電池の下限電圧に応じて設定され、前記第２閾値電圧は、前記第１閾値電圧にヒステリシス電圧を加えた電圧に設定される請求項１乃至３の何れかに記載の蓄電システム。

【請求項5】

前記電圧検出部は、前記第１蓄電池の電圧を検出し、前記第１閾値電圧は、前記第１蓄電池の下限電圧に応じて設定され、前記第２閾値電圧は、前記第１閾値電圧に、前記第１蓄電池の容量と前記第２蓄電池の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧に設定される請求項１乃至３の何れかに記載の蓄電システム。

【請求項6】

前記第１蓄電池は、前記第２蓄電池よりもリーク電流が小さい種類のキャパシタである請求項１乃至５の何れかに記載の蓄電システム。

【請求項7】

前記発電素子の出力電圧を所定の電圧に変換して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に給電を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１蓄電池の充電電圧が所定の上限電圧を超えないように出力電圧を制御する請求項１乃至６の何れかに記載の蓄電システム。

【請求項8】

前記第１蓄電池は、リチウムイオンキャパシタである請求項１乃至７の何れかに記載の蓄電システム。

【請求項9】

環境発電を行う発電素子と、負荷装置に電力を供給する給電線と、前記給電線を介して前記発電素子の発電電力により充電されるとともに前記負荷装置に電力を供給する第１蓄電池と、前記第１蓄電池よりも容量が小さい第２蓄電池と、前記給電線とグランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを並列に接続する並列接続状態と、前記給電線と前記グランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを直列に接続する直列接続状態とに選択的に設定するスイッチ部と、前記第１蓄電池が過放電となる電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧に応じて前記スイッチ部を制御する切替部と、を備える蓄電システムにおける蓄電方法であって、
前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧が下降したときの電圧と比較する第１閾値電圧と、前記電圧検出部の検出電圧が上昇したときの電圧と比較する第２閾値電圧とを有しており、
前記スイッチ部が前記並列接続状態に設定されているときに、前記切替部が、前記電圧検出部の検出電圧を前記第１閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第１閾値電圧以下になった場合に、前記スイッチ部を前記直列接続状態に設定するステップと、
前記スイッチ部が前記直列接続状態に設定されているときに、前記切替部が、前記電圧検出部の検出電圧を前記第２閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第２閾値電圧以上になった場合に、前記スイッチ部を前記並列接続状態に設定するステップと、
を含む蓄電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境発電を行う発電素子により発電された電力を蓄電池に蓄電して、負荷装置に電力を給電する蓄電システム、及び蓄電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子回路や無線技術の低消費電力化により、周囲の環境から電気エネルギーを得ることで、配線や電池交換なしで動作する、ワイヤレスセンサやリモコンスイッチといったエネルギーハーベスティングデバイス（環境発電素子）が注目されている。このため、例えば、蛍光灯やＬＥＤ照明といった屋内光での使用を想定したエネルギーハーベスティング用の低照度色素増感太陽電池の開発が進められている。

【0003】

なお、特許文献１には、電力需要量に基づいて太陽電池に要求される適正発電量を求め、この要求される発電量に応じて、太陽電池の発電量を調整するものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−７８２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

室内光のような低照度の環境下で太陽電池を発電させて、発電した電力を蓄電池に蓄積し、この蓄積した電力により負荷装置を駆動する試みがなされている。この場合、蓄電池としては、大容量でリーク電流の小さいことから、リチウムイオンキャパシタを用いることが望まれる。

【0006】

市販されているリチウムイオンキャパシタは、４０Ｆ（ファラド）や、１００Ｆなど、４０Ｆ以上のものが主流である。また、リチウムイオンキャパシタは、セルの劣化を防ぐ観点から、下限電圧（例えば２Ｖ程度）以上の電圧で使用することが好ましい。このため、電源装置には、リチウムイオンキャパシタの充電電圧が、例えば２．５Ｖよりも電位が下がったときに、一旦、負荷装置の動作を停止させて電力の供給を停止させ、その後、発電素子が発電を開始すると、電源装置は発電素子によりリチウムイオンキャパシタの再充電を開始させる。

【0007】

ここで、電源装置が負荷装置の動作を停止させて電力の供給を停止させてから、発電の再開によりシステムの動作を復帰させるまでの時間は、短いことが望まれている。しかしながら、従来の電源装置では、大容量のリチウムイオンキャパシタを蓄電池として用いるため、発電を再開してから、蓄電池を充電してシステムを復帰させるまでの時間が非常に長くかかる。

【0008】

なお、システムの動作を復帰させる時間を短縮するために、蓄電池として使用するリチウムイオンキャパシタの充電電圧を検出する際の閾値電圧のヒステリシス電圧を小さくすることが考えられる。しかしながら、閾値電圧のヒステリシス電圧を小さくすると、システムの動作が再開した後の僅かな電圧変化で、負荷装置の動作が停止されてしまい、動作が安定しなくなる。

【0009】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる、蓄電システム、及び蓄電方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る蓄電システムは、環境発電を行う発電素子と、負荷装置に電力を供給する給電線と、前記給電線を介して前記発電素子の発電電力により充電されるとともに前記負荷装置に電力を供給する第１蓄電池と、前記第１蓄電池よりも容量が小さい第２蓄電池と、前記給電線とグランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを並列に接続する並列接続状態と、前記給電線と前記グランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを直列に接続する直列接続状態とに選択的に設定するスイッチ部と、前記第１蓄電池が過放電となる電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧に応じて前記スイッチ部を制御する切替部と、を備え、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧が下降したときの電圧と比較する第１閾値電圧と、前記電圧検出部の検出電圧が上昇したときの電圧と比較する第２閾値電圧とを有し、前記スイッチ部が前記並列接続状態に設定されているときに、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧を前記第１閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第１閾値電圧以下になった場合に、前記スイッチ部を前記直列接続状態に設定し、前記スイッチ部が前記直列接続状態に設定されているときに、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧を前記第２閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第２閾値電圧以上になった場合に、前記スイッチ部を前記並列接続状態に設定する。
これにより、本発明の一態様に係る蓄電システムでは、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。

【0011】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記スイッチ部は、前記給電線と前記第１蓄電池との間を開閉する第１スイッチ部と、前記第２蓄電池を前記グランド側と前記第１蓄電池側とに選択的に接続する第２スイッチ部とからなり、前記第１スイッチ部を前記給電線と前記第１蓄電池との間が導通するように設定するとともに、前記第２スイッチ部を前記グランド側を選択するように設定することにより、前記並列接続状態とし、前記第１スイッチ部を前記給電線と前記第１蓄電池との間が遮断するように設定するとともに、前記第２スイッチ部を前記第１蓄電池側を選択するように設定することにより、前記直列接続状態とするようにしてもよい。
これにより、本発明の一態様に係る蓄電システムでは、第１スイッチ部と第２スイッチ部とにより、給電線とグランドとの間に第１蓄電池と第２蓄電池とを並列に接続する状態と、給電線とグランドとの間に第１蓄電池と第２蓄電池とを直列に接続する状態とに選択的に設定できる。システム再起動時には、給電線とグランドとの間に第１蓄電池と第２蓄電池とを直列に接続する状態とすることで、再起動時間を短縮できる。

【0012】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記第１蓄電池の容量は、前記発電素子の発電量と、前記第１蓄電池から電力を供給する前記負荷装置の消費電力の平均値と、前記第１蓄電池に蓄積された電力により前記負荷装置を連続駆動する時間と、に基づいて設定され、前記第２蓄電池の容量は、前記発電素子の発電量と、前記負荷装置の消費電力の平均値と、前記第１蓄電池の充電電圧が低下したことにより前記負荷装置の動作が停止した後に前記発電素子が発電を行い前記負荷装置の動作を復帰させるまでの時間と、に基づいて設定されるようにしてもよい。
これにより、蓄電システムでは、第１蓄電池に蓄積した電力により、負荷装置を所望の時間、連続駆動することができる。また、蓄電システムでは、発電素子により発電が行われる場合に、所望の時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。

【0013】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記電圧検出部は、前記給電線の電圧を検出し、前記第１閾値電圧は、前記第１蓄電池の下限電圧に応じて設定され、前記第２閾値は、前記第１閾値電圧にヒステリシス電圧を加えた電圧に設定されるようにしてもよい。
第１閾値電圧を第１蓄電池の下限電圧に応じて設定することで、第１蓄電池のセルの劣化を防げる。また、第２閾値電圧は、第１閾値電圧にヒステリシス電圧を加えた電圧とすることで、動作を安定させることができる。

【0014】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記電圧検出部は、前記第１蓄電池の電圧を検出し、前記第１閾値電圧は、前記第１蓄電池の下限電圧に応じて設定され、前記第２閾値は、前記第１閾値電圧に、前記第１蓄電池の容量と前記第２蓄電池の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧に設定されるようにしてもよい。
第１閾値電圧を第１蓄電池の下限電圧に応じて設定することで、第１蓄電池のセルの劣化を防げる。また、第２閾値電圧は、前記第１蓄電池の容量と前記第２蓄電池の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧とすることで、動作を安定させることができる。

【0015】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記第１蓄電池は、前記第２蓄電池よりもリーク電流が小さい種類のキャパシタであるようにしてもよい。
このような構成の蓄電システムにおいて、大容量の第１蓄電池は、長時間に渡り電荷を保持する必要がある。このため、第１蓄電池には、リーク電流が小さいキャパシタを用いる。

【0016】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記発電素子の出力電圧を所定の電圧に変換して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に給電を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１蓄電池の充電電圧が所定の上限電圧を超えないように出力電圧を制御するようにしてもよい。
これにより、蓄電システムは、発電素子の出力電圧を、負荷装置を動作させることのできる電圧に変換することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１蓄電池が過充電状態にならないようにすることができる。

【0017】

また、本発明の一態様に係る蓄電システムにおいて、前記第１蓄電池は、リチウムイオンキャパシタであるようにしてもよい。
このような構成の蓄電システムにおいて、大容量の第１蓄電池は、長時間に渡り電荷を保持する必要がある。このため、第１蓄電池には、リーク電流が小さいリチウムイオンキャパシタを用いる。

【0018】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る蓄電方法は、環境発電を行う発電素子と、負荷装置に電力を供給する給電線と、前記給電線を介して前記発電素子の発電電力により充電されるとともに前記負荷装置に電力を供給する第１蓄電池と、前記第１蓄電池よりも容量が小さい第２蓄電池と、前記給電線とグランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを並列に接続する並列接続状態と、前記給電線と前記グランドとの間に前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを直列に接続する直列接続状態とに選択的に設定するスイッチ部と、前記第１蓄電池が過放電となる電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧に応じて前記スイッチ部を制御する切替部と、を備える蓄電システムにおける蓄電方法であって、前記切替部は、前記電圧検出部の検出電圧が下降したときの電圧と比較する第１閾値電圧と、前記電圧検出部の検出電圧が上昇したときの電圧と比較する第２閾値電圧とを有しており、前記スイッチ部が前記並列接続状態に設定されているときに、前記切替部が、前記電圧検出部の検出電圧を前記第１閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第１閾値電圧以下になった場合に、前記スイッチ部を前記直列接続状態に設定するステップと、前記スイッチ部が前記直列接続状態に設定されているときに、前記切替部が、前記電圧検出部の検出電圧を前記第２閾値電圧と比較し、前記電圧検出部の検出電圧が前記第２閾値電圧以上になった場合に、前記スイッチ部を前記並列接続状態に設定するステップと、を含む。
これにより、蓄電システムでは、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の蓄電システムによれば、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る蓄電システムの構成例を示す構成図である。

【図2】第１実施形態に係る蓄電システムにおける各スイッチ状態での給電状態を示す説明図である。

【図3】第１実施形態に蓄電システムにおけるスイッチ制御の説明図である。

【図4】第１実施形態に係る蓄電システムにおける処理手順を示すフローチャートである。

【図5】第２実施形態に係る蓄電システムの構成例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る蓄電システム１００の構成例を示す構成図である。蓄電システム１００は、負荷装置２００に電力を供給して、この負荷装置２００を動作させる。負荷装置２００は、例えば、配線や電池交換なしで動作するワイヤレスセンサとして機能する環境モニタ装置である。この環境モニタ装置は、オフィス等の室内の温度を測定する温度センサや、室内の湿度を測定する湿度センサを備えている。負荷装置２００は、蓄電システム１００から電力の供給を受けて動作し、蓄電システム１００から供給される電源電圧が、例えば、５．２Ｖ以上の場合に動作を開始し、蓄電システム１００から供給される電源電圧が、２．５Ｖ以下になると動作を停止するように構成されている。なお、上述した各電圧値は一例であり、これに限られない。蓄電システム１００に用いられる蓄電池に応じた電圧値、蓄電システム１００の用途に応じた電圧値であってもよい。

【0022】

図１に示すように、蓄電システム１００は、環境発電素子を用いた太陽電池１１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０（直流電圧−直流電圧変換装置）と、第１蓄電池１３０と、第２蓄電池１４０と、切替部１５０と、第１スイッチ部１６０と、電圧検出部１７０と、第２スイッチ部１８０を備えている。

【0023】

太陽電池１１０は、低照度用の太陽電池であり、例えば、１００００（Ｌｕｘ；ルクス）以下の照度で使用される太陽電池である。太陽電池１１０は、受光面側に配列された複数の太陽電池セルを直列に接続し、所定の出力電圧Ｖｓが得られるように構成されている。太陽電池１１０の出力側には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０の入力側が接続される。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０は、太陽電池１１０から入力された電圧Ｖｓを、負荷装置２００への給電電圧に応じた電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０の出力側は、給電線ＤＣＬ１に接続される。負荷装置２００には、給電線ＤＣＬ１を通じて、電力が供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０は、例えば、太陽電池１１０の出力電圧Ｖｓが負荷装置２００の必要とする電圧よりも低い場合、昇圧コンバータ装置等で構成される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０は、第１蓄電池１３０の充電電圧が所定の上限電圧を超えないように出力電圧を制御している。

【0025】

第１スイッチ部１６０は、第１蓄電池１３０の正極（＋）端子と給電線ＤＣＬ１との間をＯＮ又はＯＦＦする。第１スイッチ部１６０の端子ａは、電圧検出部１７０を介して、給電線ＤＣＬ１に接続されるとともに、第２蓄電池１４０の正極（＋）端子に接続される。第１スイッチ部１６０の端子ｂは、第１蓄電池１３０の正極（＋）端子に接続されるとともに、第２スイッチ部１８０の端子ｆに接続される。

【0026】

第１蓄電池１３０は、太陽電池１１０の発電電力により充電されるとともに負荷装置２００に電力を供給する。第１蓄電池１３０は、大容量のキャパシタであり、例えば４０Ｆ（ファラド）のリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）である。第１蓄電池１３０の負極（−）端子は、グランドＧＮＤに接続される。第１蓄電池１３０の正極（＋）端子は、第１スイッチ部１６０の端子ｂに接続されるとともに、第２スイッチ部１８０の端子ｆに接続される。なお、第１蓄電池１３０は、長時間に渡り電荷を保存する必要があるため、リーク電流が少ないリチウムイオンキャパシタが用いられる。第１蓄電池１３０の容量は、４０Ｆに限定されず、太陽電池１１０の発電量と、負荷装置２００の消費電力の平均値と、負荷装置２００を連続駆動したい時間と、に基づいて、適宜な容量のキャパシタを選定することができる。なお、第１蓄電池１３０には、出荷時に、例えば２．５Ｖから３．７Ｖ程度の電圧に充電されている。

【0027】

第２蓄電池１４０は、第１蓄電池１３０の容量より小容量のキャパシタであり、例えば１Ｆ（ファラド）の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）である。第２蓄電池１４０の正極（＋）端子は、電圧検出部１７０を介して、給電線ＤＣＬ１に接続されるとともに、第１スイッチ部１６０の端子ａに接続される。第２蓄電池１４０の負極（−）端子は、第２スイッチ部１８０の共通端子ｄに接続される。なお、第２蓄電池１４０の容量は、１Ｆに限定されず、太陽電池１１０の発電量と、負荷装置２００の消費電力の平均値と、負荷装置２００を復帰させたい時間と、に基づいて、適宜な容量のキャパシタを選定することができる。

【0028】

第２スイッチ部１８０は、第２蓄電池１４０の負極（−）端子を、グランドＧＮＤ側と、第１蓄電池１３０の正極（＋）端子側とに選択的に接続する。第２スイッチ部１８０の共通端子ｄは第２蓄電池１４０の負極（−）端子に接続される。第２スイッチ部１８０の端子ｅはグランドＧＮＤに接続される。第２スイッチ部１８０の端子ｆは第１蓄電池１３０の正極（＋）端子に接続されるとともに、第１スイッチ部１６０の端子ｂに接続される。なお、以下、第２スイッチ部１８０の共通端子ｄと端子ｅとが接続された状態を、第２スイッチ部１８０がグランドＧＮＤ側を選択する状態と称する。また、第２スイッチ部１８０の共通端子ｄと端子ｆとが接続された状態を、第２スイッチ部１８０が第１蓄電池１３０側を選択する状態と称する。

【0029】

電圧検出部１７０は、第１蓄電池１３０の過放電電圧を検出するために設けられる。つまり、第１蓄電池１３０を構成するリチウムイオンキャパシタには下限電圧があり、この下限電圧に過放電されると、セルに劣化が生じる。電圧検出部１７０は、第１蓄電池１３０を構成するリチウムイオンキャパシタが下限電圧まで過放電されないように、第１蓄電池１３０の充電電圧に相当する電圧を検出している。ここでは、電圧検出部１７０は、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔを検出し、この電圧検出信号Ｖｆを切替部１５０に出力することで、第１蓄電池１３０の過放電電圧に相当する電圧を検出している。電圧検出部１７０は、例えば、抵抗分圧回路を用いて構成される。

【0030】

切替部１５０は、電圧検出部１７０の検出電圧に応じて、第１スイッチ部１６０及び第２スイッチ部１８０を制御する。切替部１５０は比較部１５１を備えている。比較部１５１は、電圧検出部１７０から入力した給電線ＤＣＬ１からの電圧検出信号Ｖｆを、自部が有する所定の第１閾値電圧Ｒｅｆ１及び第２閾値電圧Ｒｅｆ２と比較する。第１閾値電圧Ｒｅｆ１は、通常状態から給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが下降し、負荷装置２００が動作を停止する閾値電圧である。第１閾値電圧Ｒｅｆ１は、第１蓄電池１３０を構成するリチウムイオンキャパシタの下限電圧に応じて設定される。リチウムイオンキャパシタの下限電圧は、例えば２Ｖ程度であり、第１閾値電圧Ｒｅｆ１は、例えば２．５Ｖである。第２閾値電圧Ｒｅｆ２は、負荷装置２００が動作を停止している状態から給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが上昇し、通常状態に復帰する際の閾値電圧である。第２閾値電圧Ｒｅｆ２は、第１閾値電圧Ｒｅｆ１よりヒステリシス電圧に相当する電圧だけ高い電圧である。ヒステリシス電圧は、例えば２．７Ｖとし、第２閾値電圧Ｒｅｆ２は（２．５Ｖ＋２．７Ｖ＝５．２Ｖ）である。

【0031】

通常状態では、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＮ状態にする制御信号ＣＮＴ１を出力するとともに、第２スイッチ部１８０がグランドＧＮＤ側を選択する制御信号ＣＮＴ２を出力する。なお、通常状態とは、太陽電池１１０の発電電力により第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０に充電が行われるとともに、主に第１蓄電池１３０から負荷装置へ電力が供給されている状態である。

【0032】

通常状態において、太陽電池１１０の発電停止により、電圧検出部１７０から入力された電圧検出信号Ｖｆに基づいて、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが通常状態の電圧（例えば３Ｖ）から第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下まで下降したと切替部１５０が判定する。このように判断した場合に、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＦＦ状態にする制御信号ＣＮＴ１を出力するとともに、第２スイッチ部１８０を第１蓄電池１３０側に選択させる制御信号ＣＮＴ２を出力する。これにより、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列接続から直列接続に切り替わり、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第２蓄電池１４０の充電電圧と、第１蓄電池１３０の充電電圧とが加算された電圧になる。さらに、負荷装置２００が動作を停止する。

【0033】

第１スイッチ部１６０がＯＦＦ状態で、第２スイッチ部１８０が第１蓄電池１３０側に選択された状態（高速起動状態ともいう）の直後は、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列接続から直列接続に切り替わっているので、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは第１閾値電圧Ｒｅｆ１の約２倍である。その後の太陽電池１１０の発電再開により、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが上昇する。給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）まで上昇した場合には、まず負荷装置２００の動作が復帰する。さらに切替部１５０は、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第２閾値電圧Ｒｅｆ２まで上昇したと判定し、第１スイッチ部１６０をＯＮ状態にする制御信号ＣＮＴ１を出力するとともに、第２スイッチ部１８０をグランドＧＮＤ側に選択させる制御信号ＣＮＴ２を出力する。これにより、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが直列接続から並列接続に切り替わる。このように、切替部１５０は、第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）と第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）との間の２．７Ｖ幅のヒステリシス特性を持って、第１スイッチ部１６０及び第２スイッチ部１８０を制御する。

【0034】

図１では、第１スイッチ部１６０及び第２スイッチ部１８０として、機械式接点を用いたスイッチで構成される例を示している。スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチを含んで構成されていてもよい。

【0035】

次に、蓄電システム１００の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る蓄電システムにおける各スイッチ状態での給電状態を示す説明図である。図２（Ａ）は、第１スイッチ部１６０をＯＮ状態とするとともに第２スイッチ部１８０を、グランドＧＮＤ側を選択する状態としたときの説明図である。この状態では、第１スイッチ部１６０の端子ａと端子ｂとが接続され、第２スイッチ部１８０の共通端子ｄと端子ｅとが接続されている。この場合、第１蓄電池１３０の正極（＋）端子は、第１スイッチ部１６０を介して、給電線ＤＣＬ１に接続され、第１蓄電池１３０の負極（−）端子は、グランドＧＮＤに接続される。また、第２蓄電池１４０の正極（＋）端子は給電線ＤＣＬ１に接続され、第２蓄電池１４０の負極（−）端子は、第２スイッチ部１８０を介して、グランドＧＮＤに接続される。したがって、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列に接続されることになる。

【0036】

通常状態では、太陽電池１１０の発電電力により第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０に充電が行われるとともに、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０から、負荷装置２００に放電電流Ｉａ３及びＩａ４を流して電力を供給する。このように、通常状態では、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列に接続され、太陽電池１１０からの発電電力や負荷装置２００の動作状態に応じて、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０は充放電される。なお、第１蓄電池１３０の容量は第２蓄電池１４０の容量より大きいことから、主として太陽電池１１０からの発電電力を充放電するのは、第１蓄電池１３０である。

【0037】

太陽電池１１０の発電が停止すると、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０の放電が進み、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは下降していく。給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下まで下降すると、負荷装置２００が動作を停止するとともに、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＦＦ状態とするとともに、第２スイッチ部１８０を、第１蓄電池１３０側を選択する状態とする。

【0038】

図２（Ｂ）は、第１スイッチ部１６０をＯＦＦ状態とするとともに第２スイッチ部１８０を第１蓄電池１３０側を選択した状態としたときの説明図である。この状態（高速起動状態）では、第１スイッチ部１６０の端子ａと端子ｂとが遮断され、第２スイッチ部１８０の共通端子ｄと端子ｆとが接続されている。この場合、第１蓄電池１３０の正極（＋）端子は、第２スイッチ部１８０を介して第２蓄電池１４０の負極（−）端子に接続される。したがって、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列接続から直列接続に切り替わり、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）の約２倍になる。

【0039】

その後、太陽電池１１０の発電が再開されると、太陽電池１１０から、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０との直列回路に電流Ｉｂが流れ、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０への充電が開始される。これにより、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔがさらに上昇していく。

【0040】

ここで、第２蓄電池１４０の容量（例えば１Ｆ）は第１蓄電池１３０の容量（例えば４０Ｆ）に比べて小さい。このため、太陽電池１１０から第２蓄電池１４０への充電が開始されると、第２蓄電池１４０の充電電圧は急速に上昇する。給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは、第１蓄電池１３０の充電電圧と第２蓄電池１４０の充電電圧との加算値になるので、第２蓄電池１４０の充電電圧の上昇により、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは急速に上昇していく。
そして、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）以上まで上昇したとき、負荷装置２００の動作が復帰するとともに、切替部１５０は、図２（Ａ）に示したように、第１スイッチ部１６０をＯＮ状態とするとともに、第２スイッチ部１８０を、グランドＧＮＤ側を選択する状態とする。これにより、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが直列接続から並列接続に切り替わり、主に第１蓄電池１３０から負荷装置２００に電源が再供給されるようになり、蓄電システム１００は、通常状態の動作に復帰する。

【0041】

なお、本実施形態では、切替部１５０は、第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）と第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）との間の２．７Ｖ幅のヒステリシス特性を持って、第１スイッチ部１６０及び第２スイッチ部１８０を制御している。このため、安定した動作を維持できる。

【0042】

図３は、本実施形態に係る蓄電システム１００におけるスイッチ制御の説明図である。図３において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧検出部１７０の検出電圧を示している。

【0043】

時刻ｔ０で、通常状態で太陽電池１１０の発電動作が停止したとする。なお、このとき、第１スイッチ部１６０はＯＮ状態、第２スイッチ部１８０はグランドＧＮＤ側を選択する状態となっているとする。太陽電池１１０の発電動作が停止すると、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０が放電され、図３に示すように、電圧検出部１７０の検出電圧は下降していく。

【0044】

時刻ｔ１で、電圧検出部１７０の検出電圧が第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下まで下降すると、負荷装置２００が動作を停止する。そして、第１スイッチ部１６０はＯＦＦ状態になり、第２スイッチ部１８０は第１蓄電池１３０側を選択する状態となり、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤとの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが直列に接続され、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）の約２倍になる。

【0045】

その後、時刻ｔ２で、太陽電池１１０の発電動作が再開されたとする。太陽電池１１０の発電が再開されると、太陽電池１１０から、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０との直列回路に充電電流が流れる。これにより、電圧検出部１７０の検出電圧は上昇していく。第１蓄電池１３０には、小容量の第２蓄電池１４０が直列接続されているため、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは急速に上昇する。このため、図３に示すように、時刻ｔ２以降では、電圧検出部１７０の検出電圧は急速に上昇している。

【0046】

そして、時刻ｔ３で、電圧検出部１７０の検出電圧が第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）以上まで上昇すると、負荷装置２００の動作が復帰するとともに、第１スイッチ部１６０はＯＮ状態となり、第２スイッチ部１８０はグランドＧＮＤ側を選択する状態となり、通常状態の動作に復帰する。通常状態では、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤとの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列に接続されるので、時刻ｔ３以降では、電圧検出部１７０の検出電圧は徐々に上昇していく。

【0047】

このように、本実施形態に係る蓄電システム１００では、高速起動状態のとき、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤとの間に、第１蓄電池１３０と、小容量の第２蓄電池１４０とが直列に配設される。これにより、蓄電システム１００は、第１蓄電池１３０の電圧値が低下して動作が一旦停止した負荷装置２００の動作を、太陽電池１１０の発電が再開された後に短時間で復帰させることができる。

【0048】

なお、通常状態には、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが並列に接続されているので、第２蓄電池１４０にも充電が行われている。したがって、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とを給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤの間に直列に接続したときに、第２蓄電池１４０に電荷が残っていることになる。これにより、第２蓄電池１４０を完全に放電した状態から復帰させる場合に比べて、復帰時間を短くできる。

【0049】

図４は、本実施形態に係る蓄電システム１００における処理手順を示すフローチャートである。
最初に、蓄電システム１００が通常状態（並列接続）で動作しているとする（ステップＳ１０１）。つまり、蓄電システム１００において、第１スイッチ部１６０がＯＮ状態、第２スイッチ部がグランドＧＮＤ側を選択する状態であり、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが２．５Ｖを超えており、また、負荷装置２００が動作中であるとする。

【0050】

続いて、電圧検出部１７０は、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔを検出し、電圧検出信号Ｖｆを切替部１５０に出力する（ステップＳ１０２）。続いて、切替部１５０では、電圧検出部１７０の検出電圧が第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下か否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、電圧検出部１７０の検出電圧が第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下ではないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、負荷装置２００が動作を継続するとともに（ステップＳ１０４）、蓄電システム１００は、ステップＳ１０２の処理に戻る。続いて、蓄電システム１００は、ステップＳ１０２以下の処理を再び実行する。

【0051】

一方、ステップＳ１０３において、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）以下である判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、負荷装置２００が動作を停止するとともに（ステップＳ１０５）、蓄電システム１００は、ステップＳ１０６の処理に移行する。

【0052】

ステップＳ１０６において、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切替え、第２スイッチ部１８０を第１蓄電池１３０側を選択する状態に切替える。これにより、給電線ＤＣＬ１とグランドＧＮＤとの間に、第１蓄電池１３０と第２蓄電池１４０とが直列に接続される。そして、太陽電池１１０が発電を行っている場合に、太陽電池１１０から第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０の直列回路への充電が行われる（ステップＳ１０７）。

【0053】

続いて、電圧検出部１７０は、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔを検出し、電圧検出信号Ｖｆを切替部１５０に出力する（ステップＳ１０８）。切替部１５０は、電圧検出部１７０の検出電圧が第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）以上か否かを判定する（ステップＳ１０９）。そして、ステップＳ１０９において、電圧検出部１７０の検出電圧が第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）以上でないと判定された場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０６の処理に戻り、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＦＦ状態、第２スイッチ部１８０を、第１蓄電池１３０側を選択する状態に維持する（ステップＳ１０６）。続いて、蓄電システム１００は、ステップＳ１０６以降の処理を繰り返して実行する。

【0054】

蓄電システム１００は、太陽電池１１０で発電が行われず、太陽電池１１０から第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０の直列回路への充電が行われない場合、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔは上昇しないため、ステップＳ１０６からステップＳ１０９の処理が繰り返して実行される。太陽電池１１０からの発電が再開すると、第１蓄電池１３０及び第２蓄電池１４０の直列接続に充電電流が流れ、給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが上昇する。

【0055】

給電線ＤＣＬ１の電圧Ｖｏｕｔが第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）以上に上昇したと判定された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、負荷装置２００の動作が復帰するとともに（ステップＳ１１０）、切替部１５０は、第１スイッチ部１６０をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切替え、第２スイッチ部１８０を、グランドＧＮＤ側を選択する状態に切替える（ステップＳ１１１）。これにより、蓄電システム１００は、通常状態（並列接続）に戻る。続いて、蓄電システム１００は、ステップＳ１０２の処理に戻り、ステップＳ１０２以降の処理を再び実行する。

【0056】

以上のように、本実施形態の蓄電システム１００は、環境発電を行う発電素子（例えば太陽電池１１０）と、負荷装置２００に電力を供給する給電線ＤＣＬ１と、給電線を介して発電素子の発電電力により充電されるとともに負荷装置に電力を供給する第１蓄電池１３０と、第１蓄電池よりも容量が小さい第２蓄電池１４０と、給電線とグランド（ＧＮＤ）との間に第１蓄電池と第２蓄電池とを並列に接続する並列接続状態（図２（Ａ））と、給電線とグランドとの間に第１蓄電池と第２蓄電池とを直列に接続する直列接続状態（図２（Ｂ））とに選択的に設定するスイッチ部（第１スイッチ部１６０、第２スイッチ部１８０）と、第１蓄電池が過放電となる電圧を検出する電圧検出部１７０と、電圧検出部の検出電圧に応じてスイッチ部を制御する切替部１５０と、を備え、切替部は、電圧検出部の検出電圧が下降したときの電圧と比較する第１閾値電圧Ｒｅｆ１と、電圧検出部の検出電圧が上昇したときの電圧と比較する第２閾値電圧Ｒｅｆ２とを有し、スイッチ部が並列接続状態に設定されているときに、切替部は、電圧検出部の検出電圧を第１閾値電圧と比較し、電圧検出部の検出電圧が第１閾値電圧以下になった場合に、スイッチ部を直列接続状態に設定し、スイッチ部が直列接続状態に設定されているときに、切替部は、電圧検出部の検出電圧を第２閾値電圧と比較し、電圧検出部の検出電圧が第２閾値電圧以上になった場合に、スイッチ部を並列接続状態に設定する。

【0057】

この構成によって、本実施形態では、発電素子が発電を行う場合に、短時間で負荷装置の動作を復帰させることができる。

【0058】

［第２実施形態］
図５は、本実施形態に係る蓄電システム１００Ａの構成例を示す構成図である。電圧検出部１７０Ａの位置が第１実施形態の電圧検出部１７０の位置と異なっている。他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0059】

第１実施形態では、電圧検出部１７０は、グランドＧＮＤと給電線ＤＣＬ１との間の電圧を検出して、切替部１５０に出力している。これに対して、第２実施形態では、電圧検出部１７０Ａは、グランドＧＮＤと第１蓄電池１３０の正極（＋）端子との間の電圧を検出して、切替部１５０に出力している。

【0060】

第１実施形態では、第１閾値電圧Ｒｅｆ１は、第１蓄電池１３０を構成するリチウムイオンキャパシタの下限電圧に応じて設定される。第１閾値電圧Ｒｅｆ１は、第１スイッチ部１６０がＯＮ状態、第２スイッチ部１８０はグランドＧＮＤ側を選択する状態となっているときの閾値電圧である。このときには、第１スイッチ部１６０はＯＮ状態であるから、グランドＧＮＤと給電線ＤＣＬ１との間の電圧と、グランドＧＮＤと第１蓄電池１３０の正極（＋）端子との間の電圧とは等しい。したがって、第２実施形態の場合の第１閾値電圧Ｒｅｆ１Ａは、第１実施形態の場合の第１閾値電圧Ｒｅｆ１と同様に、第１蓄電池１３０を構成するリチウムイオンキャパシタの下限電圧に応じて、例えば２．５Ｖに設定される。

【0061】

第１実施形態では、第２閾値電圧Ｒｅｆ２は、第１閾値電圧Ｒｅｆ１よりヒステリシス電圧に相当する電圧だけ高い電圧に設定される。第２閾値電圧Ｒｅｆ２は、第１スイッチ部１６０がＯＦＦ状態、第２スイッチ部１８０が第１蓄電池１３０側を選択する状態となっているときの閾値電圧である。この場合、第１実施形態の場合の電圧検出部１７０では、グランドＧＮＤと給電線ＤＣＬ１との間の電圧を検出しており、この電圧は、第１蓄電池１３０の充電電圧と第２蓄電池１４０の充電電圧との加算値になる。これに対して、第２実施形態の場合の電圧検出部１７０Ａでは、グランドＧＮＤと第１蓄電池１３０との間の電圧（第１蓄電池１３０の充電電圧）を検出しており、第２蓄電池１４０の充電電圧の分だけ、異なる値となる。このため、第２実施形態では、第２閾値電圧Ｒｅｆ２Ａを、第１閾値電圧Ｒｅｆ１Ａに、第１蓄電池１３０の容量と第２蓄電池１４０の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧に設定している。

【0062】

すなわち、第１実施形態では、第２閾値電圧Ｒｅｆ２（５．２Ｖ）は、第１閾値電圧Ｒｅｆ１（２．５Ｖ）より、ヒステリシス電圧に相当する２．７Ｖだけ高い電圧（２．５Ｖ＋２．７Ｖ＝５．２Ｖ）としている。ここで、ヒステリシス電圧の２．７Ｖは、直列接続された直後の第２蓄電池１４０の充電電圧（２．５Ｖ）と、その後の太陽電池１１０の発電による主に第２蓄電池１４０の充電電圧の上昇分（０．２Ｖ）からなる。
本実施形態では、第１蓄電池１３０の容量を４０Ｆとし、第２蓄電池１４０の容量を１Ｆとすると、第２蓄電池１４０での０．２Ｖの電圧変化は、第１蓄電池１３０では、（０．２Ｖ×（１Ｆ／４０Ｆ））Ｖの電圧変化に相当する。したがって、本実施形態での第２閾値電圧Ｒｅｆ２Ａは、次式（１）

【0063】

Ｒｅｆ２Ａ＝２．５Ｖ＋（０．２Ｖ×（１Ｆ／４０Ｆ））・・・（１）

【0064】

として設定される。すなわち、第２閾値電圧Ｒｅｆ２Ａは、第１蓄電池１３０の容量Ｃ１、第２蓄電池１４０の容量Ｃ２である場合、Ｒｅｆ２Ａ＝２．５Ｖ＋（０．２Ｖ×（Ｃ２／Ｃ１））で表される。なお、式（１）における２．５Ｖ、０．２Ｖの値は一例であり、これに限られない。

【0065】

以上のように、本実施形態の蓄電システム１００Ａにおいて、電圧検出部１７０Ａは、第１蓄電池１３０の電圧を検出し、第１閾値電圧Ｒｅｆ１Ａは、第１蓄電池の下限電圧に応じて設定され、第２閾値電圧Ｒｅｆ２Ａは、第１閾値電圧に、第１蓄電池の容量と第２蓄電池１４０の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧に設定される。

【0066】

この構成によって、本実施形態では、第１閾値電圧を第１蓄電池の下限電圧に応じて設定することで、第１蓄電池のセルの劣化を防げる。また、本実施形態では、第２閾値電圧を、第１蓄電池の容量と第２蓄電池の容量とに応じて補正した補正ヒステリシス電圧を加えた電圧とすることで、動作を安定させることができる。

【0067】

以上、本発明について説明したが、本発明の蓄電システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上述の例では、発電素子として環境発電素子を用いた太陽電池１１０の例を示したが、これに限られない。発電素子は、環境発電を行える発電素子であればよい。ここで、光以外の環境発電とは、例えば熱、振動、風力、電波等による発電である。

【0068】

また、蓄電システム１００及び１００Ａは、扉の開閉用の電源や電気のスイッチの電源として用いることができる。蓄電システムを扉の開閉用の電源等に用いる場合、扉の開閉用の電源や電気のスイッチの電源は、設置環境や使用状況に応じて電力消費量が異なるため、例え太陽電池１１０に光が当たっていても、発電量と電力消費量の収支がマイナスになる場合もある。このような場合に、蓄電システム１００及び１００Ａを好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0069】

１００，１００Ａ…蓄電システム、１１０…太陽電池、１２０…コンバータ、１３０…第１蓄電池、１４０…第２蓄電池、１５０…切替部、１５１…比較部、１６０…第１スイッチ部、１７０，１７０Ａ…電圧検出部、１８０…第２スイッチ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】