知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許6156568鉛蓄電池の制御装置、鉛蓄電池装置、無停電電源装置、電源システム、鉛蓄電池の制御方法、及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6156568
(24)【登録日】2017年6月16日
(45)【発行日】2017年7月5日
(54)【発明の名称】鉛蓄電池の制御装置、鉛蓄電池装置、無停電電源装置、電源システム、鉛蓄電池の制御方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/04 20060101AFI20170626BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20170626BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20170626BHJP
【ＦＩ】
H02J7/04 F
H01M10/44 Q
H01M10/48 P
【請求項の数】21
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2016-235406(P2016-235406)
(22)【出願日】2016年12月2日
【審査請求日】2016年12月15日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】高野 洋
(72)【発明者】
【氏名】大神田 貴治
(72)【発明者】
【氏名】依田 和之
【審査官】
永井 啓司
(56)【参考文献】
【文献】
特許第５９９９２４６（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】
特開平１０−３０４５８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２３２６６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８
Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２
７／３４−７／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する充電制御部と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を変化させ、
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を変化させ、
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
【請求項2】
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を短くする
請求項１に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項１に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項3】
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を設定する
請求項１又は２に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項１又は２に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項4】
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に応じた量だけ、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を短くする、又は、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値を下げる
請求項１に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項１に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項5】
前記設定部は、前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池の自己放電量を算出し、算出した自己放電量に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
請求項１から４のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項6】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する充電制御部と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
【請求項7】
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を短くする
請求項６に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項６に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項8】
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を設定する
請求項６又は７に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項６又は７に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項9】
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を低くする
請求項６から８のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項６から８のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項10】
前記設定部は、前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を低くする
請求項９に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項９に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項11】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する充電制御部と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の電圧値の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の電圧値の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
鉛蓄電池の制御装置。
【請求項12】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する充電制御部と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に応じた量だけ、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる、又は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる
鉛蓄電池の制御装置。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する設定部と
を備え、
前記充電制御部は、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させ、
前記設定部は、前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に応じた量だけ、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる、又は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる
鉛蓄電池の制御装置。
【請求項13】
前記設定部は、前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電を行う期間に前記鉛蓄電池に供給された、前記鉛蓄電池の電池反応に寄与した電気量以外の電気量を算出し、算出した電気量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する
請求項６から１２のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
請求項６から１２のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置。
【請求項14】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池の制御装置と、
前記鉛蓄電池と
を備える鉛蓄電池装置。
前記鉛蓄電池と
を備える鉛蓄電池装置。
【請求項15】
請求項１４に記載の鉛蓄電池装置を備える、無停電電源装置。
【請求項16】
請求項１４に記載の鉛蓄電池装置を備える、電源システム。
【請求項17】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する段階と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記低電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記低電圧充電における前記低電圧の印加時間、及び、前記低電圧充電における前記低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
【請求項18】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する段階と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の印加時間の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
【請求項19】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する段階と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の電圧値の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の電圧値の前記変化により生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
【請求項20】
パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、前記高電圧より低い低電圧を前記鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって前記鉛蓄電池を充電する段階と、
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に応じた量だけ、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる、又は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
前記高電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池への充電量と、前記低電圧充電を行う期間における前記鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間、及び、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する段階と
を備え、
前記充電する段階は、
前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させる段階
を有し、
前記設定する段階は、
前記高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた前記充電量と前記放電量との差の変化量に応じた量だけ、前記高電圧充電における前記高電圧の印加時間を変化させる、又は、前記高電圧充電における前記高電圧の電圧値を変化させる段階
を有する鉛蓄電池の制御方法。
【請求項21】
コンピュータに、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉛蓄電池の制御装置、鉛蓄電池装置、無停電電源装置、電源システム、鉛蓄電池の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
パルス充電モードでの充電量が放電量の１０５％を超えている場合は充電を終了し、パルス充電モードでの充電量が放電量の１０５％に達していない場合は、定電流で鉛蓄電池を充電するする技術（例えば、特許文献１参照）がある。鉛蓄電池のＳＯＣの低下を検知し、一定量低下した時点で均等充電を挿入する技術（例えば、特許文献２参照）がある。特許文献１ 特開２００２−１３４１７５号公報
特許文献２ 特開２００４−３９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
高電圧充電と低電圧充電とを繰り返す充電方式において、高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第１の態様においては、鉛蓄電池の制御装置は、パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、高電圧より低い低電圧を鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって鉛蓄電池を充電する充電制御部を備える。制御装置は、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、低電圧充電における低電圧の電圧値、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも１つを設定する設定部とを備える。
【0005】
充電制御部は、低電圧充電における低電圧の印加時間を変化させてよい。設定部は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、及び、低電圧充電における低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0006】
設定部は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、低電圧充電における低電圧の印加時間を短くしてよい。
【0007】
設定部は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、低電圧充電における低電圧の印加時間を設定してよい。
【0008】
設定部は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に応じた量だけ、低電圧充電における低電圧の印加時間を短くする、又は、低電圧充電における低電圧の電圧値を下げる。
【0009】
設定部は、充電量と放電量との差に基づいて、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池の自己放電量を算出し、算出した自己放電量に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、及び、低電圧充電における低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0010】
充電制御部は、高電圧充電における高電圧の印加時間を変化させてよい。設定部は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0011】
設定部は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電における高電圧の印加時間を短くしてよい。
【0012】
設定部は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、高電圧充電における高電圧の印加時間を設定してよい。
【0013】
設定部は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電における高電圧の電圧値を低くしてよい。
【0014】
設定部は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、高電圧充電における高電圧の電圧値を低くしてよい。
【0015】
充電制御部は、高電圧充電における高電圧の電圧値を変化させてよい。設定部は、高電圧の電圧値の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0016】
充電制御部は、高電圧充電における高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させてよい。設定部は、高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた充電量と放電量との差の変化量に応じた量だけ、高電圧充電における高電圧の印加時間を変化させる、又は、高電圧充電における高電圧の電圧値を変化させてよい。
【0017】
設定部は、充電量と放電量との差に基づいて、高電圧充電を行う期間に鉛蓄電池に供給された、鉛蓄電池の電池反応に寄与した電気量以外の電気量を算出し、算出した電気量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0018】
本発明の第２の態様においては、鉛蓄電池装置は、上記の制御装置と、鉛蓄電池とを備える。
【0019】
本発明の第３の態様においては、無停電電源装置は、上記の鉛蓄電池装置を備える。
【0020】
本発明の第４の態様においては、電源システムは、上記の鉛蓄電池装置を備える。
【0021】
本発明の第５の態様においては、鉛蓄電池の制御方法は、パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、高電圧より低い低電圧を鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって鉛蓄電池を充電する段階を備える。制御方法は、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、低電圧充電における低電圧の電圧値、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも１つを設定する段階を更に備える。
【0022】
本発明の第５の態様においては、プログラムは、コンピュータに、上記の制御方法を実行させる。
【0023】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】一実施形態における電源システム１２０の機能ブロック及び負荷９０を概略的に示す。
【図2】鉛蓄電池４０に印加する充電電圧のタイミングチャートを模式的に示す。
【図3】間欠充電の一周期における鉛蓄電池４０の端子間電圧及び端子間電流のより詳細な波形を模式的に示す。
【図4】設定部３３によりＴＬが短く設定される場合の端子間電圧のタイミングチャートを模式的に示す。
【図5】設定部３３によりＴＨが短く設定される場合の端子間電圧のタイミングチャートを模式的に示す。
【図6】制御装置３０による鉛蓄電池４０の制御方法を示すフローチャートである。
【図7】低電圧充電の充電条件を再設定する処理を表すフローチャートである。
【図8】高電圧充電の充電条件を再設定する処理を表すフローチャートである。
【図9】低電圧充電の充電条件を再設定する他の処理を表すフローチャートである。
【図10】高電圧充電の充電条件を再設定する他の処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0026】
図１は、一実施形態における電源システム１２０の機能ブロック及び負荷９０を概略的に示す。電源システム１２０は、電源装置１０と蓄電システム２０とを備える。電源装置１０は、蓄電システム２０の入力端子１２に接続される。蓄電システム２０の出力端子１４には負荷９０が接続される。電源装置１０は交流電源であってよい。負荷９０は交流で動作する負荷であってよい。蓄電システム２０は、無停電電源装置（ＵＰＳ）において用いられてよい。また、蓄電システム２０は、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池装置などの発電装置において用いられてよい。
【0027】
蓄電システム２０は、コンバータ２２と、インバータ２４と、鉛蓄電池装置１００とを有する。鉛蓄電池装置１００は、制御装置３０と、鉛蓄電池４０と、充放電装置５０と、電流計測器６０とを有する。制御装置３０は、充放電制御部３１と、設定部３３とを有する。図１において、電源装置１０、コンバータ２２、インバータ２４、鉛蓄電池４０、充放電装置５０及び負荷９０の電気的接続は、単線図で示される。
【0028】
充放電装置５０の一端は、コンバータ２２とインバータ２４との間のノード１６に電気的に接続される。充放電装置５０の他端は鉛蓄電池４０に電気的に接続される。電流計測器６０は、充放電装置５０と鉛蓄電池４０との間を流れる電流を計測する。電流計測器６０による計測値は、制御装置３０に供給される。また、鉛蓄電池４０の端子間電圧は、制御装置３０に供給される。
【0029】
コンバータ２２は、電源装置１０から出力される交流電流を直流電流に変換する。コンバータ２２により変換された直流電流は、インバータ２４及び充放電装置５０の少なくとも一方に出力され得る。充放電装置５０は、鉛蓄電池４０の充放電を行う。具体的には、充放電装置５０は、コンバータ２２からの直流電流を、鉛蓄電池４０の充電用の直流電流に変換して、鉛蓄電池４０側に出力する充電回路を有する。鉛蓄電池４０は、充放電装置５０から出力される充電用の直流電流により充電される。また、充放電装置５０は、鉛蓄電池４０から出力される直流電流を、給電用の直流電流に変換して、ノード１６側に出力する放電回路を有する。給電用の直流電流は、インバータ２４に供給される。制御装置３０は、充放電装置５０を制御することにより、鉛蓄電池４０の充放電を制御する。制御装置３０は、鉛蓄電池４０の充電制御装置として機能する。また、制御装置３０は、鉛蓄電池４０の放電制御装置として機能する。
【0030】
インバータ２４は、コンバータ２２から出力される直流電流及び充放電装置５０から出力される直流電流の少なくとも一方を、交流電流に変換して出力する。インバータ２４から出力された交流電流は、負荷９０に供給される。なお、負荷９０が直流で動作する場合は、インバータ２４を省略してよい。また、電源装置１０が直流を供給する場合は、コンバータ２２を省略してよい。
【0031】
通常動作時において、電源システム１２０は、コンバータ２２及びインバータ２４を介して電源装置１０の電力を負荷９０に供給してよい。また、通常動作時において、制御装置３０は、電源装置１０の電力で鉛蓄電池４０を充電してよい。非通常動作時において、蓄電システム２０は、鉛蓄電池４０に蓄えられている電力を負荷９０に供給してよい。
【0032】
なお、蓄電システム２０がＵＰＳに用いられる場合、入力電源正常時には、電源装置１０からコンバータ２２及びインバータ２４を介して負荷９０に電力が供給される。これに対し、停電などの入力電源異常時には、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を経て負荷９０に電力が供給される。入力電源異常時とは、例えば、電源装置１０からの電力について、電圧及び周波数の少なくとも一方が定常状態及び過渡変動範囲を外れた場合、又は、ひずみ若しくは電力瞬断時間が予め定められた限界値を超えたときであってよい。なお、蓄電システム２０がＵＰＳに用いられる場合、電源装置１０は商用交流電源であってよい。電源装置１０は、商用交流電源以外の電源であってよい。なお、電源システム１２０は、蓄電システム２０をバイパスして、入力端子１２及び出力端子１４を介さずに電源装置１０の電力を負荷９０に供給する直送回路を有してよい。
【0033】
また、蓄電システム２０が発電装置に用いられる場合、電源装置１０は発電機であってよい。例えば、電源装置１０は、太陽電池、風力発電機、燃料電池、内燃力発電機などの発電機であってよい。この場合、蓄電システム２０は電源装置１０の補助電源として機能してよい。電源装置１０の出力が規定値の場合には、電源装置１０からコンバータ２２及びインバータ２４を介して負荷９０に電力が供給される。この場合、鉛蓄電池４０は、電源装置１０からの電力のうち負荷９０によって消費されない余剰電力により充電されてよい。これに対し、電源装置１０に異常が生じた場合などには、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を介して、負荷９０に電力が供給される。また、電源装置１０から負荷９０に供給される電力が、負荷９０が必要とする電力より小さい場合に、鉛蓄電池４０から充放電装置５０及びインバータ２４を介して、負荷９０に不足分の電力が供給されてよい。
【0034】
鉛蓄電池４０は、電極としての少なくとも１つの正極及び少なくとも１つの負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータと、正極、負極及びセパレータが設けられた空間を満たす電解液を有する１以上の電池セルを有する。鉛蓄電池４０は、例えば直列接続された６つの電池セルを有するユニットであってよい。鉛蓄電池４０において、電池セルとは、直列に接続された一対の正極及び負極を有する鉛蓄電池の最小単位を指す。本実施形態において、電池セルの数について特に記載がない場合を除いて、鉛蓄電池４０は直列接続された６つの電池セルを有する。
【0035】
制御装置３０は、充放電装置５０を制御することにより、鉛蓄電池４０を間欠充電する。制御装置３０において、充放電制御部３１は、鉛蓄電池４０の充放電を制御する主体となる。充放電制御部３１は、鉛蓄電池４０の充電制御部として機能する。充放電制御部３１は、鉛蓄電池４０の放電制御部として機能する。具体的には、充放電制御部３１は、パルス状の高電圧を鉛蓄電池４０に印加する高電圧充電と、高電圧より低い低電圧を鉛蓄電池４０に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって鉛蓄電池４０を充電する。間欠とは、高電圧が印加されない期間が繰り返し存在することを意味する。
【0036】
ここで、鉛蓄蓄電池の負極及び正極の劣化について説明する。鉛蓄電池においては、充電時に下記の半反応が進む。（正極反応）ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ → ＰｂＯ２＋４Ｈ＋＋ＳＯ４２−＋２ｅ−
（負極反応）ＰｂＳＯ４＋２ｅ− → Ｐｂ＋ＳＯ４２−
また、放電時には、充電時とは逆の下記の半反応が進む。
（正極反応）ＰｂＯ２＋４Ｈ＋＋ＳＯ４２−＋２ｅ− → ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
（負極反応）Ｐｂ＋ＳＯ４２− → ＰｂＳＯ４＋２ｅ−
鉛蓄電池においては放電により負極に形成された硫酸鉛により、サルフェーションが促進される場合がある。
【0037】
電極に形成された硫酸鉛は、速やかに十分な充電を行えば分解されて電解液に戻り得る。しかし、硫酸鉛が付着した状態が継続すると、電極に形成された硫酸鉛が結晶化して硬質化する。硫酸鉛が硬質化すると、充電によっても上記の反応は実質的に起こらない。したがって、結晶化した硫酸鉛が電極を被うことで、電極の有効面積が減少する。これにより、各電極における反応が進みにくくなり、放電性能が低下し得る。また、結晶化した硫酸鉛の量が多くなるほど、電気エネルギーの蓄積を担う電解液中の鉛イオン及び硫酸イオンが減少する。そのため、結晶化した硫酸鉛が増えるほど、蓄電性能が低下し得る。場合によっては、鉛蓄電池の充電が困難になってしまう。このようにして、負極は、主として硫酸鉛により劣化し得る。
【0038】
また、鉛蓄電池の充電時において、上記した正極反応及び負極反応で表される電池反応以外に、電解液中の水の電気分解反応が生じる場合がある。水の電気分解により生じた水素及び酸素の少なくとも一部は、鉛蓄電池の外部に放出され得る。また、電解液は、蒸発及び透湿などによっても鉛蓄電池の外部に失われる。これにより、電解液濃度が経時的に上昇し得る。例えば、電解液中の水が失われることで、鉛蓄電池の充電率が規定値である場合における硫酸濃度が、経時的に上昇し得る。これにより、正極の電極格子の腐食が進む。このようにして、正極の劣化が進む。なお、水の電気分解反応は、充電時における電池反応以外の副反応の一例である。
【0039】
電源システム１２０においては、充放電制御部３１の制御により高電圧充電と低電圧充電とを交互に繰り返して鉛蓄電池４０を充電する。低電圧充電期間が存在することで、電解液中の水が電気分解により二次電池から失われることを抑制できる。また、低電圧と高電圧とを切り替えて印加することで、負極に形成された硫酸鉛の分解を促進し得る。これにより、鉛蓄電池４０の電極の劣化を抑制することができる。間欠充電の具体例及び電極の劣化抑制については、後述する。
【0040】
高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を設定する制御について説明する。設定部３３は、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量と、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量との差に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、低電圧充電における低電圧の電圧値、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも１つを設定する。なお、低電圧充電における低電圧の印加時間、低電圧充電における低電圧の電圧値、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値は、充電条件の一例である。充電条件とは、低電圧充電における鉛蓄電池４０からの放電量、及び、高電圧充電における鉛蓄電池４０の充電量を制御するための条件である。例えば、充電条件は、高電圧充電において鉛蓄電池４０に印加する波形、及び、低電圧充電において鉛蓄電池４０に印加する波形の少なくとも一方を含んでよい。
【0041】
まず、低電圧充電における充電条件の設定について具体的に説明する。なお、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量を単に「放電量」と呼ぶ場合がある。また、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量を単に「充電量」と呼ぶ場合がある。
【0042】
設定部３３は、充電量と放電量との差に基づいて、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０の自己放電量を算出してよい。設定部３３は、算出した自己放電量に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、及び、低電圧充電における低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0043】
充放電制御部３１は、低電圧充電における低電圧の印加時間を変化させる。この場合、設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、及び、低電圧充電における低電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する。例えば、設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、低電圧充電における低電圧の印加時間を短くしてよい。設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に応じた量だけ、低電圧充電における低電圧の印加時間を短くする、又は、低電圧充電における低電圧の電圧値を下げてよい。
【0044】
後で詳細に説明するように、高電圧充電を行う期間における充電量と低電圧充電を行う期間における放電量との差から、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０の自己放電量を見積もることができる。自己放電量は、鉛蓄電池４０の劣化状態によって変化する。自己放電量が大きいと、負極において硫酸銅が硬質化して、いわゆるサルフェーション劣化が進行してしまう。制御装置３０によれば、自己放電量に応じて低電圧充電を行う期間を短くしたり、低電圧充電の低電圧の電圧値を高めたりすることができるので、自己放電量が増大することを抑制できる。このように、制御装置３０によれば、低電圧充電の充電条件を、鉛蓄電池４０の状態に応じて適切に設定することができる。
【0045】
なお、設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、低電圧充電における低電圧の印加時間を設定してよい。
【0046】
また、設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、低電圧充電における低電圧の電圧値を高めてよい。設定部３３は、低電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、低電圧充電における低電圧の電圧値を下げてよい。
【0047】
次に、高電圧充電における充電条件の設定について説明する。設定部３３は、充電量と放電量との差に基づいて、高電圧充電を行う期間に鉛蓄電池４０に供給された、鉛蓄電池４０の電池反応に寄与した電気量以外の電気量を算出する。設定部３３は、算出した電気量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する。ここで、「鉛蓄電池４０の電池反応に寄与した電気量以外の電気量」は、副反応に寄与した電気量と短絡等で発生する電気量の総和と考えることができる。
【0048】
充放電制御部３１は、高電圧充電における高電圧の印加時間を変化させる。この場合、設定部３３は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定する。例えば、設定部３３は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電における高電圧の印加時間を短くしてよい。
【0049】
後で詳細に説明するように、高電圧充電を行う期間における充電量と低電圧充電を行う期間における放電量との差から、高電圧充電を行う期間における副反応に寄与する電気量及び短絡等で発生する電気量を見積もることができる。副反応とは、水の電気分解を含む。副反応に寄与する電気量や短絡等で発生する電気量は、鉛蓄電池４０の劣化状態によって変化する。例えば水の電気分解量が大きくなると、電解液濃度が上昇して、正極の腐食が進行してしまう。制御装置３０によれば、副反応に寄与する電気量に応じて高電圧充電を行う期間を短くしたり、高電圧充電の高電圧の電圧値を低くしたりすることができるので、副反応に寄与する電気量が増大することを抑制できる。また、鉛蓄電池４０の劣化等によって短絡が生じ易くなっている場合は、高電圧充電を行う期間を短くしたり、高電圧充電の高電圧の電圧値を低くしたりすることで、短絡等で流れる電気量を低減することができる。このように、制御装置３０によれば、高電圧充電の充電条件を、鉛蓄電池４０の状態に応じて適切に設定することができる。なお、本実施形態の説明において、本実施形態に係る制御の意義を分かり易く説明するために、「鉛蓄電池４０の電池反応に寄与した電気量以外の電気量」として、鉛蓄電池４０における副反応、特に水の電気分解反応に寄与した電気量を取り上げて説明する場合がある。また、副反応に寄与した電気量を「副反応量」と呼ぶ場合がある。
【0050】
なお、設定部３３は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、高電圧充電における高電圧の印加時間を設定してよい。
【0051】
また、設定部３３は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電における高電圧の電圧値を低くしてよい。設定部３３は、高電圧の印加時間の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量が予め定められた閾値を超える場合に、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０への充電量と低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池４０からの放電量との差が予め定められた基準値以下になるように、高電圧充電における高電圧の電圧値を低くしてよい。
【0052】
なお、充放電制御部３１は、高電圧充電における高電圧の電圧値を変化させてもよい。この場合、設定部３３は、高電圧の電圧値の変化により生じた充電量と放電量との差の変化量に基づいて、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも一方を設定してよい。
【0053】
また、高電圧充電を行う期間の副反応量を見積もるために、充放電制御部３１は、高電圧充電における高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させてよい。この場合、設定部３３は、高電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変化させることにより生じた充電量と放電量との差の変化量に応じた量だけ、高電圧充電における高電圧の印加時間を変化させる、又は、高電圧充電における高電圧の電圧値を変化させてよい。
【0054】
以上に説明したように、制御装置３０によれば、高電圧充電と低電圧充電とを繰り返す充電方式において、高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定することができる。特に、鉛蓄電池４０における自己放電量や、鉛蓄電池４０において生じる副反応量に応じて、高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定することができる。
【0055】
図２は、鉛蓄電池４０に印加する充電電圧のタイミングチャートを模式的に示す。図２のタイミングチャートの横軸は時刻を示す。図２のタイミングチャートの縦軸は鉛蓄電池４０の端子間に印加する電圧を示す。図２のタイミングチャートに示されるように、充放電制御部３１は、間欠充電によって鉛蓄電池４０を充電する。
【0056】
ＴＨは、鉛蓄電池４０の端子間に高電圧を印加する高電圧充電期間の時間長さを示す。ＴＬは、鉛蓄電池４０の端子間に低電圧ＶＬを印加する高電圧充電期間の時間長さを示す。ＶＨは、高電圧の電圧値を示す。ＶＨは、高電圧充電を行う期間における最大電圧値を示してよい。ＶＬは、低電圧の電圧値を示す。ＶＬは、低電圧充電を行う期間における最小電圧値を示してよい。
【0057】
横軸において、ｔｓ１は、低電圧を印加している状態から高電圧の印加を開始する時刻の１つを示す。ｔｅ１は、ｔｓ１から始まる高電圧の印加を終了して、低電圧の印加を開始する時刻を示す。よって、ＴＨ＝ｔｅ１−ｔｓ１である。充放電制御部３１は、ｔｓ１において、鉛蓄電池４０に印加する電圧を低電圧から高電圧に切り替え、ｔｅ１において、鉛蓄電池４０に印加する電圧を高電圧から低電圧に切り替える。
【0058】
充放電制御部３１は、充放電装置５０を制御して、鉛蓄電池４０に高電圧を印加するＴＨと鉛蓄電池４０に低電圧を印加するＴＬとを有する１周期Ｔを１回以上繰り返すことにより、鉛蓄電池４０を間欠充電する。なお、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬは、設定部３３が設定する充電条件の一例である。
【0059】
高電圧充電において、充放電制御部３１は、充放電装置５０を制御することにより、パルス状の高電圧を鉛蓄電池４０に印加する。図２に示すパルス状の高電圧は、予め定められたピーク電圧値ＶＨを有する矩形波形状を有する。なお、パルス状の高電圧とは、短時間で急峻に電圧値が上昇する電圧波形を意味してよい。パルス状の高電圧は、矩形波以外に、例えば、正弦波、三角波又は鋸波におけるピークを含む部分期間の波形形状を有してよい。
【0060】
ここで、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬがどの程度の値であるかを例示するとともに、間欠充電により得られる効果を説明することを目的として、ＶＨ、ＶＬ、ＴＨ及びＴＬの具体的な数値等を例示する。
【0061】
ＴＨは、例えば６０秒である。ＴＬは例えば３６００秒である。間欠充電によれば、高電圧をパルス状に印加するので、ＴＨを短くすることができる。ＴＨが短いほど、電解液中の水が電気分解により二次電池から失われることを抑制できる。また、パルス状の高電圧を印加することで、負極に発生した硫酸鉛が分解され易くなる場合がある。また、ＴＨを短くすることで、鉛蓄電池４０の正極の劣化を抑制し得る。例えば、正極に形成される酸化鉛に起因する体積膨張を抑制し得る。
【0062】
ＶＨは、電池メーカーが指定する仕様値であってよい。ＶＨは１３．６５Ｖであってよい。この場合、ＴＨの期間内に、１つの電池セル当たり２．２７５Ｖ（＝１３．６５Ｖ／６）の高電圧が印加され得る。ＶＨは１３．３８Ｖであってよい。この場合、ＴＨの期間内に、１つの電池セル当たり２．２３Ｖ（＝１３．３８Ｖ／６）の高電圧が印加され得る。なお、鉛蓄電池４０の仕様に応じて、ＶＨの値を変更してもよい。
【0063】
ＶＬは、例えば１２．６Ｖである。この場合、ＴＬの期間内に、１つの電池セルあたり２．１Ｖの電圧が印加される。なお、ＶＬは、０Ｖよりも高くてよい。ＶＬは、鉛蓄電池４０の完全放電時の起電力以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの完全放電時の起電力が１．９５Ｖである場合、ＶＬは１１．７Ｖ以上であってよい。
【0064】
鉛蓄電池への印加電圧が極端に低いと、自己放電が進んで、負極で硫酸鉛の形成及び結晶化が進み易い。例えば、充電電圧が０Ｖの場合、負極で硫酸鉛の結晶化が進み易くなる。これに対し、蓄電システム２０においては、ＶＬを０Ｖよりも高くすることで、硫酸鉛の結晶化の進行を抑制し得る。また、ＶＬを完全放電時の起電力以上とすることによっても、硫酸鉛の結晶化の進行を抑制し得る。このように、充放電制御部３１は、低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０の負極の劣化を抑制し得る電圧値を、鉛蓄電池４０に印加する。
【0065】
なお、ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の７４％以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは９．０６Ｖ以上であってよい。ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の９３％以上であってもよい。例えば、１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは１１．４Ｖ以上であってよい。ＶＬが理論起電力の７４％以上又は９３％以上である場合とは、低電圧充電期間における瞬間最低値が理論起電力の７４％以上又は９３％以上であることを意味してよい。ＶＬが理論起電力の７４％以上又は９３％以上である場合、サルフェーションの抑制に一定の効果があり得る。
【0066】
また、ＶＬは、鉛蓄電池４０の完全充電時の起電力以下であってよい。１つの電池セルの完全充電時の起電力が２．１Ｖである場合に、ＶＬは１２．６Ｖ以下であってよい。
【0067】
また、ＶＬは、鉛蓄電池４０における理論起電力の電圧値の１２１％以下であってよい。１つの電池セルの理論起電力が２．０４Ｖである場合に、ＶＬは１４．８Ｖ以下であってもよい。
【0068】
なお、ＴＬは、ＴＨよりも長くてよい。また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが２４０秒以上であってよい。また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが３０分以上であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが１時間以上であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが２時間以上であってよい。このように、ＴＬとＴＨとの比は、４≦ＴＬ／ＴＨ、３０≦ＴＬ／ＴＨ、６０≦ＴＬ／ＴＨ、又は１２０≦ＴＬ／ＴＨであってよい。
【0069】
また、ＴＨが６０秒であり、ＴＬが５時間以下であってよい。ＴＨが６０秒であり、ＴＬが３時間以下であってよい。このように、ＴＬとＴＨとの比は、ＴＬ／ＴＨ≦１８０又はＴＬ／ＴＨ≦３００としてよい。特に、鉛蓄電池において、ＴＬが３時間以上５時間以下の間において、負極の劣化の進行が早まる場合があることが、本願の発明者らによる実験において確認されている。したがって、ＴＬを５時間以下、より好ましくは３時間以下とすることは、鉛蓄電池の劣化抑制に有効といえる。
【0070】
図３は、間欠充電の一周期における鉛蓄電池４０の端子間電圧及び端子間電流のより詳細な波形を模式的に示す。図３の波形において、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。図３におけるｔｓ１、ｔｅ１及びｔｓ２は、それぞれ図２におけるｔｓ１、ｔｅ１及びｔｓ２に対応する。なお、図３は、電圧波形及び電流波形並びに充電量及び放電量をより詳細に示すことを目的として、一様なスケールでは描かれていない。
【0071】
波形３１０は、鉛蓄電池４０の端子間電圧を示す。波形３００は、鉛蓄電池４０の端子間電流を示す。充放電制御部３１は、ｔｓ１から鉛蓄電池４０に高電圧を印加することで、鉛蓄電池４０の充電電流が流れ始める。これにより、端子間電圧は上昇する。鉛蓄電池４０の端子間電圧がＶＨに到達すると、充放電制御部３１は、端子間電圧がＶＨに維持されるように制御する。充放電制御部３１は、ｔｅ１から所定時間だけ前の時刻ｔcになるまで、端子間電圧をＶＨに維持する。これにより、鉛蓄電池４０への充電電流は時間的に減少する。充放電制御部３１は、ｔｃにおいて、鉛蓄電池４０の充電電流を０にし、その所定時間後のｔｅ１において、低電圧充電を開始する。
【0072】
充放電制御部３１は、ｔｅ１から鉛蓄電池４０に低電圧を印加する。これにより、鉛蓄電池４０の端子から放電電流が流れ始める。これにより、端子間電圧は下降する。鉛蓄電池４０の端子間電圧がＶＬに到達すると、充放電制御部３１は、ｔｓ２になるまで、端子間電圧がＶＬに維持されるように制御する。これにより、鉛蓄電池４０からの放電電流の大きさは時間的に減少して、０に近づいていく。
【0073】
次に、鉛蓄電池４０からの放電量と鉛蓄電池４０の充電量について説明する。放電量とは、鉛蓄電池４０から取り出された電気量である。設定部３３は、低電圧充電期間において、電流計測器６０から取得した計測値が示す電流値を時間積算することにより、放電量を算出する。充電量とは、鉛蓄電池４０の充電のために使用した電気量である。設定部３３は、高電圧充電期間において、電流計測器６０から取得した計測値が示す電流値を時間積算することにより、充電量を算出する。
【0074】
低電圧充電期間においては、鉛蓄電池４０のキャパシタンス成分で蓄えられた電荷が端子を通じて外部に放出される他に、自己放電が生じ得る。低電圧充電期間における鉛蓄電池４０からの放電量は、キャパシタンス成分で蓄えられた電気量を表す。キャパシタンス成分とは、鉛蓄電池４０の電極の表面や電極の活物質の欠陥に生成する電気二重層に起因する成分を含む。
【0075】
一方、高電圧充電期間においては鉛蓄電池４０に供給される電荷は、主として、鉛蓄電池４０のキャパシタンス成分により蓄えられる他に、低電圧充電期間における自己放電で失われた電荷の補充と、高電圧充電期間における電解液中の水の電気分解に費やされる。よって、高電圧充電期間における充電量は、鉛蓄電池４０のキャパシタンス成分で蓄えられる電気量と、電解液中の水の電気分解に消費される電気量と、低電圧充電期間で生じた自己放電の補充に用いられた電気量との和を表す。
【0076】
したがって、高電圧充電期間における鉛蓄電池４０の充電量から、低電圧充電期間における鉛蓄電池４０からの放電量を減算することにより、高電圧充電期間における水の電気分解に費される電気量と、低電圧充電期間における自己放電の電気量の和を算出することができる。なお、本実施形態において、高電圧充電期間における鉛蓄電池４０の充電量から低電圧充電期間における鉛蓄電池４０からの放電量を減算した電気量をａと呼ぶ。ａは、充電量と放電量との差により表される。
【0077】
低電圧充電期間における自己放電は、低電圧充電期間の長さに依存する。高電圧充電期間における電気分解の量は、高電圧充電期間の長さ及び高電圧の電圧値に依存する。そのため、高電圧充電期間の長さ及び高電圧の電圧値を一定にして、低電圧充電期間の長さのみをΔ１だけ変化させた場合、低電圧充電期間の長さの変化により生じるａの変化量Δａは、低電圧充電期間中のΔ１の間に生じた自己放電の電気量を表す。したがって、Δａ／Δ１は、低電圧充電期間における単位時間あたりの自己放電の電気量を表す。よって、鉛蓄電池４０における自己放電の生じ易さを示す指標として、Δａ／Δ１を用いることができる。
【0078】
設定部３３は、Δａ／Δ１が予め定められた閾値を超える場合、ＴＬを短くする。なお、当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる自己放電の電気量であってよい。当該閾値は、鉛蓄電池４０の電池容量の０．０００１％以上０．１％以下であってよい。Δａ／Δ１が予め定められた閾値を超える場合、設定部３３は、鉛蓄電池４０の電池容量をＷ、鉛蓄電池４０の単位電池容量あたりに許容できる自己放電の電気量を表す定数をαとすると、（Δａ／Δ１）×ＴＬ'＝αＷを満たすＴＬ'を、新たに設定する低電圧期間の長さとして算出する。なお、αＷは、各低電圧期間において鉛蓄電池４０において許容できる自己放電の電気量を表す。αは、０．１％以上１０％以下であってよい。
【0079】
なお、設定部３３は、Δａ／Δ１が予め定められた閾値を超える場合に、ＶＬを変更してよい。例えば、設定部３３は、ａ／ＴＬが当該閾値以下になるまで充放電制御部３１にＶＬを所定電圧（例えば、０．０１Ｖ）ずつ上昇させることによって、ＶＬを設定してもよい。なお、設定部３３は、Δａ／Δ１が予め定められた閾値を超える場合に、ａ／ＴＬが当該閾値以下になるように、ＴＬ及びＶＬを変更してもよい。
【0080】
以上において、低電圧充電期間における充電条件を設定する処理を説明した。次に、高電圧充電期間における充電条件を設定する処理を説明する。なお、高電圧充電の充電条件を設定する処理を分かり易く説明するために、高電圧充電において生じる副反応として水の電気分解を取り上げて説明するが、副反応とは、水の電気分解に限られない。
【0081】
低電圧充電期間の長さ及び高電圧充電期間における高電圧の電圧値を一定にして、高電圧充電期間の長さのみをΔ２だけ変化させた場合、高電圧充電期間の長さの変化により生じるａの変化量Δａは、高電圧充電期間中のΔ２の間に生じた水の電気分解量を表す。したがって、Δａ／Δ２により、単位時間あたりの水の電気分解量を算出することができる。よって、鉛蓄電池４０における水の電気分解の生じ易さを示す指標として、Δａ／Δ２を用いることができる。
【0082】
設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値を超える場合、ＴＨを短くする。なお、当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる水の電気分解量であってよい。当該閾値は、鉛蓄電池４０の電池容量の０．００００１％以上０．１％以下であってよい。Δａ／Δ２が予め定められた閾値を超える場合、設定部３３は、鉛蓄電池４０の電池容量をＷ、鉛蓄電池４０の単位電池容量あたりに許容し得る水の電気分解量を表す定数をβとすると、（Δａ／Δ２）×ＴＨ'＝βＷを満たすＴＨ'を、新たに設定する高電圧期間の長さとして算出する。なお、βＷは、各高電圧期間において鉛蓄電池４０において許容し得る水の電気分解量を表す。βは、０．０００１％以上０．０１％以下であってよい。
【0083】
なお、設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値を超える場合に、ＶＨを設定してよい。例えば、設定部３３は、ａ／ＴＨが当該閾値以下になるまで充放電制御部３１にＶＨを所定電圧（例えば、０．０１Ｖ）ずつ低下させることによって、ＶＨを設定してもよい。なお、設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値を超える場合に、ａ／ＴＨが当該閾値以下になるように、ＴＨ及びＶＨを変更してもよい。
【0084】
また、高電圧充電期間における電気分解の量は、高電圧充電期間の長さだけでなく、高電圧充電期間における高電圧の電圧値にも依存する。そのため、高電圧充電期間における高電圧の電圧値を変化させることによっても、鉛蓄電池４０の水の電気分解の生じ易さを示す指標を得ることができる。例えば、ＶＨをΔＶＨだけ変化させた場合に生じるａの変化量をΔａとすると、Δａ／ΔＶＨは、鉛蓄電池４０の水の電気分解の生じ易さを示す指標となる。設定部３３は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値より大きい場合に、ＶＨを低くしてよい。また、設定部３３は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値より大きい場合に、ＴＨを短くしてよい。設定部３３は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値より大きい場合に、ＶＨを低くし、かつ、ＴＨを短くしてよい。設定部３３は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値を超える場合に、ａ／ＴＨが当該閾値以下になるように、ＴＨ及びＶＨを変更してよい。
【0085】
なお、鉛蓄電池４０の劣化モードによっては、水の電気分解が生じにくくなる場合もある。したがって、設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値を下回る場合、又は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値より小さい場合に、ＴＨを長くしてよい。具体的には、鉛蓄電池４０の電池容量をＷ、鉛蓄電池４０の単位電池容量あたりに許容し得る水の電気分解量を表す定数をβとすると、（Δａ／Δ２）×ＴＨ'＝βＷを満たすＴＨ'を、新たに設定する高電圧期間の長さとして算出する。また、設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値を下回る場合、又は、Δａ／ΔＶＨが予め定められた閾値より小さい場合に、ＶＨを高くしてよい。設定部３３は、ａ／ＴＨが当該閾値以下になるまでＶＨを所定電圧（例えば、０．０１Ｖ）ずつ高めることによって、ＶＨを設定してもよい。このように、鉛蓄電池４０において水の電気分解が生じにくい状態である場合は、ＴＨを長くする、又は、ＶＨを高くすることによって、鉛蓄電池４０の充電不足が生じることを抑制することができる。
【0087】
設定部３３は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのＴＬの低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０からの放電量を算出する。また、設定部３３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのＴＨの高電圧充電期間において、鉛蓄電池４０への充電量を算出する。そして、設定部３３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の充電量から、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の放電量を減算して、充電量と放電量との差ａ０を算出する。
【0088】
設定部３３は、次の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの低電圧充電期間において、低電圧充電期間をΔ１だけ長くして、鉛蓄電池４０からの放電量を算出する。また、設定部３３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までのＴＨの高電圧充電期間において、鉛蓄電池４０への充電量を算出する。そして、設定部３３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの充電量から、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の放電量を減算して、充電量と放電量との差ａ１を算出する。
【0089】
設定部３３は、Δａ＝ａ１−ａ０を算出する。そして、設定部３３は、Δａ／Δ１が予め定められた閾値より大きい場合に、（Δａ／Δ１）×ＴＬ'＝αＷを満たすＴＬ'を算出する。これにより、設定部３３は、時刻ｔ４以後の低電圧充電期間を、ＴＬより短いＴＬ'とする。これにより、低電圧充電期間における自己放電の電気量を、許容できる基準値αＷまで低減することができる。
【0090】
本制御においてＶＨは変更されない。また、ＴＨも変更されない。よって、間欠充電の周期は、ＴＬがＴＬ'に減少した分だけ、ＴからＴ'に減少する。なお、時刻ｔ４以降において、ＴＬを短くすることに加えて、又は、ＴＬを短くすることに代えて、ＶＬを増加させてもよい。
【0092】
設定部３３は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのＴＬの低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０からの放電量を算出する。また、設定部３３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのＴＨの高電圧充電期間において、鉛蓄電池４０への充電量を算出する。そして、設定部３３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の充電量から、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の放電量を減算して、充電量と放電量との差ａ０を算出する。
【0093】
設定部３３は、次の時刻ｔ２から時刻ｔ３までのＴＬの低電圧充電期間において、鉛蓄電池４０からの放電量を算出する。設定部３３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの高電圧充電期間において、高電圧充電期間をΔ２だけ長くして、鉛蓄電池４０への充電量を算出する。そして、設定部３３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの充電量から、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の放電量を減算して、充電量と放電量との差ａ１を算出する。
【0094】
設定部３３は、Δａ＝ａ１−ａ０を算出する。設定部３３は、Δａ／Δ２が予め定められた閾値より大きい場合に、（Δａ／Δ２）×ＴＨ'＝βＷを満たすＴＨ'を算出する。これにより、設定部３３は、時刻ｔ４より後の高電圧充電期間の長さを、ＴＨより短いＴＨ'とする。これにより、水の電気分解量を、許容できる基準値βＷまで低減することができる。
【0095】
本制御においてＶＬは変更されない。また、ＴＬも変更されない。よって、間欠充電の周期は、ＴＨがＴＨ'に減少した分だけ、ＴからＴ''に減少する。なお、時刻ｔ４より後の高電圧充電期間において、ＴＨを短くすることに加えて、又は、ＴＨを短くすることに代えて、ＶＨを減少させてもよい。
【0096】
図６は、制御装置３０による鉛蓄電池４０の制御方法を示すフローチャートである。制御装置３０は、この制御方法における各段階の動作を制御する主体であってよい。これを実現するべく、制御装置３０は、ＣＰＵ又はＡＳＩＣ等の処理装置及びメモリ等を有してよい。なお、図６のフローチャートは、蓄電システム２０における制御方法の一例を示すに過ぎない。図６のフローチャートの各段階を適宜組み換えてよく、図６のフローチャートの一部の段階を省略してもよく、図６のフローチャートに他の段階を追加してもよい。
【0097】
本フローチャートのＳ６０２において、充放電制御部３１は、電源装置１０の電力を利用して、鉛蓄電池４０の充電率が規定の充電率に達するまで鉛蓄電池４０を充電する。充放電制御部３１は、定電流充電によって、鉛蓄電池４０の充電率が規定の充電率に達するまで充電してよい。規定の充電率は、鉛蓄電池４０毎に定められてよい。例えば、規定の充電率は、完全充電状態の８０％以上１００％以下の範囲内の値であってよい。完全充電状態とは、鉛蓄電池４０が満充電状態と判断される状態であってよい。完全充電状態とは、所定の充電条件で鉛蓄電池４０の定格容量に達するまで鉛蓄電池４０を充電した状態であってよい。
【0098】
Ｓ６０４において、設定部３３は、間欠充電における高電圧ＶＨの値を既定値に設定する。例えば、設定部３３は、ＶＨの値を１３．３８Ｖに設定する。また、設定部３３は、間欠充電における低電圧ＶＬの値を既定値に設定する。例えば、設定部３３は、ＶＬの値を１２．６Ｖに設定する。
【0099】
Ｓ６０６において、充放電制御部３１は、設定部３３が設定した高電圧及び低電圧による間欠充電を開始する。これにより、例えば低電圧充電期間において自己放電で失われた電荷及び鉛蓄電池４０のキャパシタンス成分から放出された電荷を、高電圧充電期間において補充することができる。
【0100】
Ｓ６１０において、充放電制御部３１は、充電を継続するか否かを判断する。例えば、充放電制御部３１は、電源装置１０の異常発生が生じた場合に、充電を停止する旨を判断する。この場合、本フローチャートの制御を終了し、充放電制御部３１は、充放電装置５０を制御して鉛蓄電池４０を放電させて、鉛蓄電池４０から負荷９０に電力を供給する。その他、充放電制御部３１は、鉛蓄電池４０の運用停止信号や間欠充電の停止信号を受信した場合に、充電を継続しないと判断し、鉛蓄電池４０の運用停止信号や間欠充電の停止信号を受信していない場合に、充電を継続すると判断してよい。Ｓ６１０において充電を継続すると判断した場合、Ｓ６１２に進む。
【0101】
Ｓ６１２において、設定部３３は、充電条件を再設定するか否かを判断する。例えば、設定部３３は、Ｓ６０６において間欠充電を開始してから予め定められた時間が経過した場合に、充電条件を再設定すると判断する。なお、設定部３３は、間欠充電を開始した後に最後に充電条件を再設定したときから予め定められた時間が経過した場合に、充電条件を再設定すると判断する。予め定められた時間としては、１ヶ月程度の時間であってよい。再設定するか否かを判断するための時間は、鉛蓄電池４０において予測される劣化の進行速度に応じて定められてよい。設定部３３は、充電条件を再設定しないと判断した場合、Ｓ６１０に進む。
【0102】
設定部３３は、Ｓ６１２において充電条件を再設定すると判断した場合、充電条件を再設定して（Ｓ６１４）、Ｓ６１０に進む。Ｓ６１４に適用される処理のフローチャートについては、図７から図１０に関連して説明する。
【0104】
本フローチャートのＳ７０２において、充放電制御部３１は、ＴＬをΔ１だけ変化させて鉛蓄電池４０を低電圧充電する。Ｓ７０２において、充放電制御部３１は、ＴＬをΔ１だけ長くしてよいし、ＴＬをΔ１だけ短くしてもよい。
【0105】
Ｓ７０２の低電圧充電期間に続く高電圧充電期間において、充放電制御部３１は、高電圧充電を行う（Ｓ７０４）。Ｓ７０６において、設定部３３は、ＴＬをΔ１だけ変化させたことにより生じた充電量と放電量の差ａの変化量Δａを算出する。具体的には、設定部３３は、Ｓ７０４における充電量とＳ７０２における放電量との差から、直近の高電圧充電期間及び低電圧充電期間における充電量と放電量との差を減算することにより、Δａを算出する。
【0106】
Ｓ７０８において、設定部３３は、Δａ／Δ１が閾値を超えているか否かを判断する。当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる自己放電の電気量であってよい。Δａ／Δ１が閾値を超えていない場合、本フローチャートを終了する。Δａ／Δ１が閾値を超えている場合、設定部３３は、新たなＴＬ'を算出する（Ｓ７１０）。具体的には、設定部３３は、ＴＬ'＝αＷ／（Δａ／Δ１）によりＴＬ'を算出する。Ｓ７１２において、設定部３３は、以後の間欠充電における各低電圧充電期間の長さをＴＬ'に設定して、本フローチャートの処理を終了する。
【0108】
本フローチャートのＳ８０２において、充放電制御部３１は、鉛蓄電池４０を低電圧充電する。Ｓ８０２の低電圧充電期間に続く高電圧充電期間において、充放電制御部３１は、ＴＨをΔ２だけ変化させて高電圧充電を行う（Ｓ８０４）。なお、Ｓ８０４において、ＴＨをΔ２だけ長くしてよいし、ＴＨをΔ２だけ短くしてもよい。
【0109】
Ｓ８０６において、設定部３３は、ＴＨをΔ２だけ変化させたことにより生じた充電量と放電量の差ａの変化量Δａを算出する。具体的には、設定部３３は、Ｓ８０４における充電量とＳ８０２における放電量との差から、直近の高電圧充電期間及び低電圧充電期間における充電量と放電量との差を減算することにより、Δａを算出する。
【0110】
Ｓ８０８において、設定部３３は、Δａ／Δ２が閾値を超えているか否かを判断する。当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる副反応の電気量であってよい。Δａ／Δ２が閾値を超えていない場合、本フローチャートを終了する。Δａ／Δ２が閾値を超えている場合、設定部３３は、新たなＴＨ'を算出する（Ｓ８１０）。具体的には、設定部３３は、ＴＨ'＝βＷ／（Δａ／Δ２）によりＴＨ'を算出する。Ｓ８１２において、設定部３３は、以後の間欠充電における各高電圧充電期間の長さをＴＨ'に設定して、本フローチャートの処理を終了する。
【0111】
上述したように、鉛蓄電池４０の劣化モードによっては、水の電気分解が生じにくくなる場合もある。この場合において高電圧充電の充電条件を再設定するための処理としては、Ｓ８０８において、Δａ／Δ２が第２の閾値未満であるか否かを判断する処理を適用すればよい。第２の閾値は、高電圧充電において鉛蓄電池４０に最低限供給するべき最小の電気量を供給した場合に、単位時間あたりに生じ得る副反応の電気量であってよい。
【0112】
図９は、低電圧充電の充電条件を再設定する他の処理を表すフローチャートである。本フローチャートの処理は、図６のフローチャートにおけるＳ６１４の処理に適用できる。本フローチャートのＳ９０２からＳ９０８の処理は、図７のＳ７０２からＳ７０８の処理と同じであるので、その説明を省略して、ここではＳ９１０からの処理を説明する。
【0113】
Ｓ９０８においてΔａ／Δ１が閾値を超えていると判断された場合、充放電制御部３１は、ＶＬを所定電圧ΔＶ１だけ高くして鉛蓄電池４０を低電圧充電する（Ｓ９１０）。ΔＶ１は、０．０１Ｖであってよい。Ｓ９１０の低電圧充電期間に続く高電圧充電期間において、充放電制御部３１は、高電圧充電を行う（Ｓ９１２）。Ｓ９１４において、設定部３３は、Ｓ９１２における充電量とＳ９１０における放電量との差ａを算出する。
【0114】
Ｓ９１６において、設定部３３は、ａ／ＴＬが閾値以下であるか否かを判断する。当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる自己放電の電気量であってよい。ａ／ＴＬが閾値以下である場合、本フローチャートを終了する。ａ／ＴＬが閾値以下でない場合、Ｓ９１０に進む。これにより、設定部３３は、ａ／ＴＬが閾値以下になるまでＶＬをΔＶ１ずつ高めていくことで、ａ／ＴＬが閾値以下になるようなＶＬを設定することができる。
【0115】
また、低電圧充電期間の充電条件としてＴＬ及びＶＬの両方を変更する場合は、Ｓ９１０において、ＴＬ及びＶＬを所定の刻み幅で変化させていくようにすればよい。
【0116】
図１０は、高電圧充電の充電条件を再設定する他の処理を表すフローチャートである。本フローチャートの処理は、図６のフローチャートにおけるＳ６１４の処理に適用できる。本フローチャートのＳ１００２からＳ１００８の処理は、図８のＳ８０２からＳ８０８の処理と同じであるので、その説明を省略して、ここではＳ１０１０からの処理を説明する。
【0117】
Ｓ１００８においてΔａ／Δ２が閾値を超えていると判断された場合、充放電制御部３１は、Ｓ１０１０において低電圧充電を行った後、Ｓ１０１０の低電圧充電期間に続く高電圧充電期間において、ＶＨを所定電圧ΔＶ１だけ低くして鉛蓄電池４０を高電圧充電する（Ｓ１０１２）。ΔＶ１は、０．０１Ｖであってよい。Ｓ１０１４において、設定部３３は、Ｓ１０１２における充電量とＳ１０１０における放電量との差ａを算出する。
【0118】
Ｓ１０１６において、設定部３３は、ａ／ＴＨが閾値以下であるか否かを判断する。当該閾値は、鉛蓄電池４０において単位時間あたりに許容できる副反応の電気量であってよい。ａ／ＴＨが閾値以下である場合、本フローチャートを終了する。ａ／ＴＨが閾値以下でない場合、Ｓ１０１０に進む。これにより、設定部３３は、ａ／ＴＨが閾値以下になるまでＶＨをΔＶ１ずつ低くしていくことで、ａ／ＴＨが閾値以下になるようなＶＨを設定することができる。
【0119】
上述したように、鉛蓄電池４０の劣化モードによっては、水の電気分解が生じにくくなる場合もある。この場合において高電圧充電の充電条件を再設定する処理としては、Ｓ１００８において、Δａ／Δ２が第２の閾値未満であるか否かを判断し、Ｓ１０１２において、ＶＨを所定電圧ΔＶ１だけ高くして鉛蓄電池４０を高電圧充電し、Ｓ１０１６において、ａ／ＴＨが第２の閾値以上であるか否かを判断する処理を適用すればよい。
【0120】
また、高電圧充電期間の充電条件としてＴＨ及びＶＨの両方を変更する場合は、Ｓ１０１２において、ＴＨ及びＶＨを所定の刻み幅で変化させていくようにすればよい。
【0121】
上述したように、ＶＨをΔＶＨだけ変化させることによっても、鉛蓄電池４０における副反応の生じ易さの指標Δａ／ΔＶＨを得ることができる。この処理を適用する場合、Ｓ１００４においてＶＨをΔＶＨだけ変化させ、Ｓ１００８においてΔａ／ΔＶＨと、電圧値に関する閾値とを比較する処理を適用すればよい。
【0122】
図７から図１０に関連して、低電圧充電及び高電圧充電のそれぞれの充電条件を再設定する処理を、フローチャートを用いて説明した。図６のＳ６１４の処理には、図７から図１０に関連して説明した処理の任意の組み合わせで適用できる。例えば、図６のＳ６１４の処理として、図７又は図９に関連して説明した処理により低電圧充電の充電条件を再設定すると共に、図８又は図１０に関連して説明した処理により高電圧充電を再設定してよい。例えば、低電圧充電の充電条件を再設定した後に、高電圧充電を再設定してよい。また、高電圧充電の充電条件を再設定した後に、低電圧充電を再設定してもよい。
【0123】
以上に説明したように、制御装置３０によれば、高電圧充電と低電圧充電とを繰り返す充電方式において、高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定することができる。特に、低電圧充電での鉛蓄電池４０の自己放電量や、高電圧充電での鉛蓄電池４０の副反応量に応じて、高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定することができる。
【0124】
本実施形態で説明した鉛蓄電池４０は、二次電池の一例である。電源システム１２０において、鉛蓄電池に代えて、鉛蓄電池以外の二次電池を適用してもよい。鉛蓄電池以外の二次電池においても、制御装置３０に関連して説明した制御を適用できる場合がある。
【0125】
制御装置３０は、コンピュータにより実現されてよい。コンピュータがプログラムを実行することにより、プログラムは、コンピュータが有するプロセッサおよびメモリ等の各部を制御して、制御装置３０として機能させてよい。当該プログラムは、コンピュータを、充放電制御部３１と設定部３３として機能させてよい。
【0126】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0127】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0128】
１０ 電源装置１２ 入力端子
１４ 出力端子
１６ ノード
２０ 蓄電システム
２２ コンバータ
２４ インバータ
３０ 制御装置
３１ 充放電制御部
３３ 設定部
４０ 鉛蓄電池
５０ 充放電装置
６０ 電流計測器
９０ 負荷
１００ 鉛蓄電池装置
１２０ 電源システム
３００ 波形
３１０ 波形
【要約】
【課題】高電圧充電及び低電圧充電の充電条件を適切に決定すること。【解決手段】鉛蓄電池の制御装置は、パルス状の高電圧を鉛蓄電池に印加する高電圧充電と、高電圧より低い低電圧を鉛蓄電池に印加する低電圧充電とを交互に繰り返すことによって鉛蓄電池を充電する充電制御部を備える。制御装置は、高電圧充電を行う期間における鉛蓄電池への充電量と、低電圧充電を行う期間における鉛蓄電池からの放電量との差に基づいて、低電圧充電における低電圧の印加時間、低電圧充電における低電圧の電圧値、高電圧充電における高電圧の印加時間、及び、高電圧充電における高電圧の電圧値の少なくとも１つを設定する設定部を備える。
【選択図】図３