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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023027727
(43)【公開日】2023-03-02
(54)【発明の名称】蓄電システム
(51)【国際特許分類】
G01R 31/392 20190101AFI20230222BHJP
G01R 31/3828 20190101ALI20230222BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20230222BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20230222BHJP
H01M 10/42 20060101ALI20230222BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20230222BHJP
G01R 31/396 20190101ALI20230222BHJP
【ＦＩ】
G01R31/392
G01R31/3828
H02J7/00 Y
H01M10/48 P
H01M10/42 P
H01M10/44 Q
G01R31/396
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021133043
(22)【出願日】2021-08-17
(71)【出願人】
【識別番号】000005382
【氏名又は名称】古河電池株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104204
【弁理士】
【氏名又は名称】峯岸 武司
(72)【発明者】
【氏名】手塚 渉
【テーマコード（参考）】
2G216
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
2G216AB04
2G216BA02
2G216BA26
2G216CA01
2G216CD03
5G503AA01
5G503BA03
5G503BB01
5G503CA02
5G503CA10
5G503EA08
5G503GD06
5H030AA09
5H030AS20
5H030BB03
5H030FF42
(57)【要約】
【課題】 多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなっても、各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定することが可能な蓄電システムを提供する。
【解決手段】 蓄電システム１は、多並列蓄電アレイ４、蓄電池監視装置５、交直変換装置６およびブレーカ７を備えて構成される。蓄電池監視装置５を構成するユニットセンサ５ｃは、定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部を構成する。蓄電池監視装置５を構成するＢＭＵ５ａのＭＰＵは、測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０毎に算出する算出部と、算出部で算出された各ストリングストリングＳｔ１～Ｓｔ１０についての時間変化率に基づいて各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定する判定部として、機能する。
【選択図】 図４
【解決手段】 蓄電システム１は、多並列蓄電アレイ４、蓄電池監視装置５、交直変換装置６およびブレーカ７を備えて構成される。蓄電池監視装置５を構成するユニットセンサ５ｃは、定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部を構成する。蓄電池監視装置５を構成するＢＭＵ５ａのＭＰＵは、測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０毎に算出する算出部と、算出部で算出された各ストリングストリングＳｔ１～Ｓｔ１０についての時間変化率に基づいて各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定する判定部として、機能する。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の蓄電池が直列に接続されたストリングが複数並列に接続されて構成される多並列蓄電池アレイを構成している各前記ストリングの状態を検知する蓄電システムにおいて、
各前記ストリングが定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部と、前記測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各前記ストリング毎に算出する算出部と、前記算出部で算出された各前記ストリングについての前記時間変化率に基づいて各前記ストリングに含まれる前記蓄電池の劣化状態を判定する判定部と
を備えることを特徴とする蓄電システム。
各前記ストリングが定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部と、前記測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各前記ストリング毎に算出する算出部と、前記算出部で算出された各前記ストリングについての前記時間変化率に基づいて各前記ストリングに含まれる前記蓄電池の劣化状態を判定する判定部と
を備えることを特徴とする蓄電システム。
【請求項2】
前記判定部は、前記充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい前記時間変化率を有する前記ストリングほど、劣化が進んだ前記蓄電池を含むものと判定することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項3】
前記判定部は、前記充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい前記時間変化率を有する前記ストリングほど、劣化が少ない前記蓄電池を含むものと判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項4】
前記算出部で算出される前記時間変化率と前記ストリングの劣化度との関係を予め記憶する記憶部を備え、
前記判定部は、前記算出部で算出された前記時間変化率に基づいて前記記憶部に記憶される前記関係を参照して前記ストリングに含まれる前記蓄電池の劣化度を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電システム。
前記判定部は、前記算出部で算出された前記時間変化率に基づいて前記記憶部に記憶される前記関係を参照して前記ストリングに含まれる前記蓄電池の劣化度を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項5】
前記充電電流は前記多並列蓄電池アレイに対して行われる均等充電時におけるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項6】
前記充電電流値が時間の経過に対して増加する前記時間変化率を有する前記ストリングが前記判定部で検出された場合に劣化ストリング検出信号を出力する警告部を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多並列蓄電池アレイを構成するストリングの劣化状態を検出する機能を備える蓄電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の蓄電システムとしては、例えば、特許文献１に開示された、充放電監視制御システムによってストリングの劣化状態を検出するものがある。
【0003】
この充放電監視制御システムでは、並列接続されている各ストリング毎に放電電流Ｉｄ
Ｎを測定する。そして、測定した放電電流Ｉｄ
Ｎから求めた全ストリングの平均放電電流ＩＡＶＥと特定ストリングの放電電流Ｉｄ
Ｎとの差（ＩＡＶＥ－Ｉｄ
Ｎ）が、予め設定した電流差ｄＩｄよりも大きく、下記の（１）式が成立するか判断する。
（ＩＡＶＥ－Ｉｄ Ｎ）＞ｄＩｄ … （１）
（ＩＡＶＥ－Ｉｄ Ｎ）＞ｄＩｄ … （１）
【0004】
さらに、その差（ＩＡＶＥ－Ｉｄ
Ｎ）が、測定した放電電流から算出した標準偏差σ１に係数Ａ１を乗じた数よりも大きくて、下記の（２）式が成立するか判断する。
（ＩＡＶＥ－Ｉｄ Ｎ）＞σ１・Ａ１ … （２）
（ＩＡＶＥ－Ｉｄ Ｎ）＞σ１・Ａ１ … （２）
【0005】
そして、（１）式および（２）式が成立するストリングは、劣化した鉛蓄電池を含む状態にあると診断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第５７８３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記従来の蓄電システムが備えるような充放電監視制御システムは、多並列蓄電池アレイの使用歴が浅く、ストリングの劣化度が小さい状態のときには、ストリングの劣化状態を上記の各式によって検出できるが、多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなると、ストリングの劣化状態を上記の各式によって検出することは難しくなる。すなわち、多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなって、複数のストリングにわたり複数の異なる劣化度の蓄電池が含まれる場合、各ストリングの放電電流は時間の経過に応じて増加と減少を繰り返すようになる。このため、各ストリングの放電電流を用いて演算する上記の各式によってストリングの劣化状態を診断することは難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
複数の蓄電池が直列に接続されたストリングが複数並列に接続されて構成される多並列蓄電池アレイを構成している各ストリングの状態を検知する蓄電システムにおいて、
各ストリングが定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部と、測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各ストリング毎に算出する算出部と、算出部で算出された各ストリングについての時間変化率に基づいて各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定する判定部と
を備えることを特徴とする。
複数の蓄電池が直列に接続されたストリングが複数並列に接続されて構成される多並列蓄電池アレイを構成している各ストリングの状態を検知する蓄電システムにおいて、
各ストリングが定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部と、測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各ストリング毎に算出する算出部と、算出部で算出された各ストリングについての時間変化率に基づいて各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定する判定部と
を備えることを特徴とする。
【0009】
本構成によれば、多並列蓄電池アレイを構成する各ストリングが定電流または定電力で充電される際の充電電流値の時間変化率が算出部によって算出され、算出された各ストリングについての時間変化率に基づいて、各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態が判定部によって判定される。定電流または定電力で充電される際におけるストリングへの充電電流は、多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなっても、放電電流のように、増加と減少を繰り返すような現象を呈さず、ストリングに含まれる蓄電池の劣化度に応じて増加減少する電流挙動を呈する。このため、多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなっても、算出部で算出される、各ストリングへの充電電流値についての時間変化率に基づいて、各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定部によって判定することができる。
【0010】
また、本発明は、判定部が、充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい時間変化率を有するストリングほど、劣化が進んだ蓄電池を含むものと判定することを特徴とする。
【0011】
劣化した蓄電池の内部抵抗は劣化の度合いが大きいほど大きくなり、定電流または定電力で行われるストリングへの充電電流は、充電当初、より劣化した蓄電池を含むストリングほど、その大きな内部抵抗によってより抑制される。したがって、本構成により、算出部で算出された複数の時間変化率のなかで、充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい時間変化率を有するストリングほど、劣化が進んだ蓄電池を含むものと判定部によって判定することができる。このため、充電電流値が時間の経過に対して増加する時間変化率を有するストリングについて、そのストリングに含まれる蓄電池の劣化の進行に順位付けをすることが可能になる。
【0012】
また、本発明は、判定部が、充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい時間変化率を有するストリングほど、劣化が少ない蓄電池を含むものと判定することを特徴とする。
【0013】
蓄電池の内部抵抗は劣化の度合いが小さいほど小さく、定電流または定電力で行われるストリングへの充電電流は、充電当初、より劣化の少ない蓄電池を含むストリングほど、その小さな内部抵抗によってより増大する。したがって、本構成により、算出部で算出された複数の時間変化率のなかで、充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい時間変化率を有するストリングほど、劣化が少ない蓄電池を含むものと判定部によって判定することができる。このため、充電電流値が時間の経過に対して減少する時間変化率を有するストリングについて、そのストリングに含まれる蓄電池の劣化の遅れに順位付けをすることが可能になる。
【0014】
また、本発明は、
算出部で算出される時間変化率とストリングの劣化度との関係を予め記憶する記憶部を備え、
判定部が、算出部で算出された時間変化率に基づいて記憶部に記憶される前記関係を参照してストリングの劣化度を判定することを特徴とする。
算出部で算出される時間変化率とストリングの劣化度との関係を予め記憶する記憶部を備え、
判定部が、算出部で算出された時間変化率に基づいて記憶部に記憶される前記関係を参照してストリングの劣化度を判定することを特徴とする。
【0015】
本構成によれば、各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定することが可能になると共に、各ストリングの劣化度を判定することが可能になる。
【0016】
また、本発明は、充電電流が多並列蓄電池アレイに対して行われる均等充電時におけるものであることを特徴とする。
【0017】
均等充電は、多並列蓄電池アレイの運用開始の初期から寿命期に至るまで、長期にわたって定期的に実施されるため、各ストリングの特性を確実に捉えることが可能である。したがって、ストリングに含まれる蓄電池の劣化が進行する前に、ストリングに含まれる蓄電池の劣化の予兆を確実に捉えて、より早期にストリングの交換を行うことが可能であり、劣化した蓄電池が含まれるストリングが複数含まれる多並列蓄電池アレイにおいても、劣化を確実に捉えてストリングの交換を行うことで、多並列蓄電池アレイの寿命を延ばすことが可能になる。
【0018】
また、本発明は、充電電流値が時間の経過に対して増加する時間変化率を有するストリングが判定部で検出された場合に劣化ストリング検出信号を出力する警告部を更に備えることを特徴とする。
【0019】
本構成によれば、警告部が出力する劣化ストリング検出信号により、その劣化ストリングに含まれる蓄電池が著しく劣化する前に、多並列蓄電池アレイへの入出力電力の抑制などといったシステム運用条件を変更したり、劣化した蓄電池の適切な交換時期を判断したりして、ストリングの劣化進行を抑制する対処を早期にとることができるようになる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、多並列蓄電池アレイの使用歴が長くなっても、各ストリングへの充電電流値についての時間変化率に基づいて、各ストリングに含まれる蓄電池の劣化状態を判定することが可能な蓄電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
次に、本発明の一実施の形態による蓄電システムを実施するための形態について説明する。
【0023】
図１は、本発明の一実施形態による蓄電システム（ESS: Energy Storage System）１の概略構成を示すブロック図である。
【0024】
蓄電システム１は電力バックアップ用に多並列蓄電アレイ４を備え、負荷３へは、通常時、商用電源等の電力供給部２から電力が供給されるが、例えば停電発生時には、蓄電システム１の制御によって多並列蓄電アレイ４から電力が供給される。すなわち、電力供給部２の交流電力は、通常、負荷３へ給電されると共に、交直変換装置６によって直流電力に変換されて多並列蓄電アレイ４に供給され、多並列蓄電アレイ４が充電されている。しかし、例えば停電発生時には、交直変換装置６により、多並列蓄電アレイ４に蓄電された直流電力が放電させられ、或いは、交流電力に変換されて、負荷３へ給電される。
【0025】
多並列蓄電アレイ４は、ストリングＳｔが複数並列に接続されて構成されている。ストリングＳｔは、サイクルユースの複数の鉛蓄電池セル４ａが直列に接続されて構成されている。本実施形態では、多並列蓄電アレイ４は１０本のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が並列に接続され、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０はそれぞれ３６個の鉛蓄電池セル４ａが直列に接続されて構成されている。
【0026】
蓄電システム１は、このような多並列蓄電アレイ４と、蓄電池監視装置５と、交直変換装置（PCS: Power Conditioning System）６と、回路保護用のブレーカ７とを備えて構成される。
【0027】
蓄電池監視装置５は、ＢＭＵ（Battery Monitoring Unit）５ａと、各鉛蓄電池セル４ａに対応して設けられたセルセンサ５ｂと、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に対応して設けられたユニットセンサ５ｃとにより構成され、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の状態を検知する。各セルセンサ５ｂは、対応して設けられた鉛蓄電池セル４ａの端子間電圧および温度を測定する。各ユニットセンサ５ｃは、対応して設けられたストリングＳｔ１～Ｓｔ１０それぞれの端子間電圧およびストリングＳｔ１～Ｓｔ１０それぞれを流れる電流を測定する。
【0028】
これらユニットセンサ５ｃは、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が定電流または定電力で充電される際の充電電流の値を測定する測定部を構成する。本実施形態では、測定部は、多並列蓄電池アレイ４に対して行われる均等充電時における定電流または定電力での充電電流値を測定する。多並列蓄電池アレイ４を備えた蓄電システム１においては、１週間に１回、長くても１か月に１回の均等充電を実施することが、蓄電システム１の長期運用を行う上で効果的であり、蓄電池の各製造業社は均等充電の推奨条件を定めている。この均等充電は、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を構成する複数個の鉛蓄電池セル４ａの間に生じるセル電圧のバラツキを均等化する目的で行われるものであり、運用の開始初期から寿命期に至るまで、長期に亘って定期的に実施されるため、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の特性の変化を観察するのに有効である。
【0029】
均等充電の方式には、定電流（ＣＣ: Constant Current）－定電圧(ＣＶ: Constant Voltage)充電方式や、定電力（ＣＰ: Constant Power）－定電圧(ＣＶ: Constant Voltage)充電方式などがあり、複数のステップの充電工程を経て充電が行われる。ＣＣ－ＣＶ充電方式では、充電初期に、定電流の大きな充電電流値で、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に充電が行われる。そして、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の端子間電圧が所定の電圧値になった際に、ＣＶ充電に切り替えられて定電圧で充電が行われ、最終的に各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が満充電させられる。ＣＰ－ＣＶ充電方式では、充電初期に、定電力にて最大電力に合わせた大きな充電電流値で、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に充電が行われる。そして、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の端子間電圧が所定の電圧値になった際に、ＣＶ充電に切り替えられて定電圧で充電が行われ、最終的に各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が満充電させられる。
【0030】
蓄電池監視装置５を構成するＢＭＵ５ａは、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）およびメモリを備えて構成され、複数並列に接続された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０や、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を構成する鉛蓄電池セル４ａを監視・管理する。メモリに記憶されるコンピュータプログラムの手順にしたがってＭＰＵが動作することより、ＭＰＵは、算出部、判定部および警告部として、機能する。算出部は、測定部で測定された充電電流値の時間変化率を各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０毎に算出する。判定部は、算出部で算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０についての時間変化率に基づいて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定する。警告部は、充電電流値が時間の経過に対して増加する時間変化率を有するいずれかのストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が判定部で検出された場合に、劣化ストリング検出信号を出力する。なお、これら算出部、判定部および警告部は、コンピュータプログラムの手順にしたがったＭＰＵの動作に限らず、電子回路のハードウエア構成によっても同様に実現することができる。
【0031】
判定部は、充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい時間変化率を有するストリングＳｔ１～Ｓｔ１０ほど、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むものと判定する。また、充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい時間変化率を有するストリングＳｔ１～Ｓｔ１０ほど、劣化が少ない蓄電池を含むものと判定する。この時間変化率は、ストリングＳｔへの充電電流値が時間の経過に対して描く特性線の傾きとして、表される。また、本実施形態では、ＢＭＵ５ａは、算出部で時間変化率として算出される特性線の傾きとストリングＳｔの劣化度（ＳＯＨ[％]）との関係を、テーブルとして予め記憶する記憶部を備え、判定部は、算出部で算出された特性線の傾きに基づいて、記憶部に記憶される、特性線の傾きとストリングＳｔの劣化度との関係を参照して、ストリングＳｔの劣化度を判定する。
【0032】
劣化度は、ストリングＳｔの劣化状態を表す指標で、ＳＯＨ（State Of Health）と呼ばれ、劣化時のストリングＳｔの残容量と初期時のストリングＳｔの満充電容量から次の（１）式に表される。
劣化度（ＳＯＨ）[％]＝劣化時の残容量[Ａｈ]÷初期の満充電容量[Ａｈ]×１００
…（１）
劣化度（ＳＯＨ）[％]＝劣化時の残容量[Ａｈ]÷初期の満充電容量[Ａｈ]×１００
…（１）
【0033】
図２に示すグラフは、蓄電システム１の運用の初期における使用歴の浅い多並列蓄電アレイ４について、ＣＣ－ＣＣ－ＣＶ充電方式によって各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を均等充電した際における充電電流値の時間変化を測定部によって測定した結果を表すグラフである。同グラフの横軸は時間[ｈ]、縦軸はＣレートで示す充電電流値[Ｃ１０Ａ]である。この充電電流値のＣレート[Ｃ１０Ａ]は、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の１０時間率容量に対する比である。充電電流値の測定は、１０本並列に接続されたストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に０．１[Ｃ１０Ａ]の定電流を４時間流して１回目のＣＣ充電をし、引き続いて、０．０４[Ｃ１０Ａ]の定電流を１時間流して２回目のＣＣ充電をした後に、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が満充電になるまで定電圧でＣＶ充電して、行った。
【0034】
多並列蓄電アレイ４は、使用歴が浅いことにより、全ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が同じ劣化度（ＳＯＨ）１００[％]の鉛蓄電池セル４ａを含み、劣化が生じていない状態にある。
【0035】
同グラフに示されるように、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの間には劣化度のバラツキが無いため、１回目のＣＣ充電時に各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を流れる充電電流の挙動に大きな差は見られない。
【0036】
図３に示すグラフは、蓄電システム１が長期に運用されて使用歴が進んだ多並列蓄電アレイ４について、ＣＣ－ＣＣ－ＣＶ充電方式によって各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を均等充電した際における充電電流値の時間変化を測定部によって測定した結果を表すグラフである。同グラフの横軸は時間[ｈ]、縦軸はＣレートで示す充電電流値[Ｃ１０Ａ]である。充電電流値の測定は、１０本並列に接続されたストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に０．１[Ｃ１０Ａ]の定電流を５時間流して１回目のＣＣ充電をし、引き続いて、０．０４[Ｃ１０Ａ]の定電流を１時間流して２回目のＣＣ充電をした後に、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が満充電になるまで定電圧でＣＶ充電して、行った。
【0037】
多並列蓄電アレイ４は、使用歴が進んだことにより、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度（ＳＯＨ）の鉛蓄電池セル４ａを含む。本実施形態では、ストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９のそれぞれは劣化度が９０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含み、ストリングＳｔ２およびＳｔ６のそれぞれは劣化度が８０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ３およびＳｔ４のそれぞれは劣化度が７０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ８およびＳｔ１０のそれぞれは劣化度が５０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ５は劣化度が４０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含む。
【0038】
ストリングＳｔ３およびＳｔ４のそれぞれが含む鉛蓄電池セル４ａの劣化度７０[％]は、全ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が含む各鉛蓄電池セル４ａの劣化度の平均値に相当し、ストリングＳｔ２およびＳｔ６のそれぞれが含む鉛蓄電池セル４ａの劣化度８０[％]は、ストリングＳｔ３およびＳｔ４のそれぞれが含む鉛蓄電池セル４ａの平均値の劣化度７０[％]に比べて＋１０[％]の劣化度になっている。また、ストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９のそれぞれが含む鉛蓄電池セル４ａの劣化度９０[％]は、平均値の劣化度７０[％]に比べて＋２０[％]の劣化度、ストリングＳｔ８およびＳｔ１０のそれぞれが含む鉛蓄電池セル４ａの劣化度５０[％]は、平均値の劣化度７０[％]に比べて－２０[％]の劣化度になっている。また、ストリングＳｔ５の劣化度４０[％]は、平均値の劣化度７０[％]に比べて－３０[％]の劣化度になっている。
【0039】
多並列蓄電アレイ４を備えた蓄電システム１において、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ばれる充電率は、実際の充放電電流から次の（２）式によって算出される。
充電率（ＳＯＣ）[％]＝充電量[Ａｈ]÷放電量[Ａｈ]×１００ …（２）
充電率（ＳＯＣ）[％]＝充電量[Ａｈ]÷放電量[Ａｈ]×１００ …（２）
【0040】
この（２）式に実際の充放電によって測定された充電量および放電量を代入してストリングＳｔの充電率を算出すると、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔと、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含まないストリングＳｔとで、同じ充電率になる。例えば、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔの放電量および充電量が共に２０[Ａｈ]である場合、そのストリングＳｔの充電率は次の（３）式から１００[％]になる。
充電率（ＳＯＣ）[％]＝２０[Ａｈ]÷２０[Ａｈ]×１００＝１００[％] …（３）
充電率（ＳＯＣ）[％]＝２０[Ａｈ]÷２０[Ａｈ]×１００＝１００[％] …（３）
【0041】
また、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含まないストリングＳｔの放電量および充電量が例えば共に７０[Ａｈ]である場合、そのストリングＳｔの充電率は次の（４）式から１００[％]になり、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含む上記のストリングＳｔと同じになる。
充電率（ＳＯＣ）[％]＝７０[Ａｈ]÷７０[Ａｈ]×１００＝１００[％] …（４）
充電率（ＳＯＣ）[％]＝７０[Ａｈ]÷７０[Ａｈ]×１００＝１００[％] …（４）
【0042】
このように、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔと、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含まないストリングＳｔとで、同じ充電率になるので、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔを流れる充電電流は小さくなり、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含まないストリングＳｔを流れる充電電流は大きくなる。また、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで最も劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔを流れる充電電流は、その内部抵抗が最も大きいため、最も小さくなる。２番目に劣化した鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔを流れる充電電流は、その内部抵抗が２番目に大きいため、２番目に小さくなる。また、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含まないストリングＳｔを流れる充電電流は、その内部抵抗も小さいため、大きくなる。
【0043】
図３に示すグラフを参照すると、１回目のＣＣ充電において、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで平均値の劣化度７０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ３およびＳｔ４を流れる充電電流値は、その特性線がほぼ平坦な傾きを有し、ほぼ設定値の０．１[Ｃ１０Ａ]を示している。また、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで２番目に劣化が少ない劣化度８０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ２およびＳｔ６を流れる充電電流値は、充電当初２番目に大きい。そして、その特性線は負の傾きを呈し、充電電流値の減少する時間変化率は、平均値の劣化度７０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ３およびＳｔ４の特性線のほぼ平坦な傾きより、絶対値において大きい。さらに、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで１番劣化が少ない劣化度９０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９を流れる充電電流値は、充電当初１番大きい。そして、その特性線は負の傾きを呈し、劣化度８０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ２およびＳｔ６の特性線の負の傾きより、絶対値において大きい。
【0044】
したがって、このことから、充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい時間変化率を有するストリングＳｔほど、つまり、負の傾きが大きい特性線を有するストリングＳｔほど、劣化が少ない鉛蓄電池セル４ａを含むことが理解される。
【0045】
一方、１回目のＣＣ充電において、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで２番目に劣化が進んだ劣化度５０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ８およびＳｔ１０を流れる充電電流値は、充電当初２番目に小さい。そして、その特性線は正の傾きを呈し、充電電流値の増加する時間変化率は、平均値の劣化度７０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ３およびＳｔ４の特性線のほぼ平坦な傾きより、大きい。さらに、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のなかで１番劣化が進んだ劣化度４０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ５を流れる充電電流値は、充電当初１番小さい。そして、その特性線は正の傾きを呈し、劣化度５０[％]の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む各ストリングＳｔ８およびＳｔ１０の特性線の正の傾きより、大きい。
【0046】
したがって、このことから、充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい時間変化率を有するストリングＳｔほど、つまり、正の傾きが大きい特性線を有するストリングＳｔほど、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むことが理解される。
【0047】
このため、例えば、複数のストリングＳｔのそれぞれに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度について、１番劣化が少ない鉛蓄電池セル４ａの劣化度ＳＯＨ＝９０％、２番目に劣化が少ない鉛蓄電池セル４ａの劣化度ＳＯＨ＝８０％、…、平均値の劣化度を有する鉛蓄電池セル４ａの劣化度ＳＯＨ＝７０％、…、２番目に劣化している鉛蓄電池セル４ａの劣化度ＳＯＨ＝６０％、１番劣化している鉛蓄電池セル４ａの劣化度ＳＯＨ＝５０％としたとき、均等充電時の充電電流の挙動として現れる特性線の傾きの絶対値の大きさは、それぞれのストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度を指標として、次の（５）式の関係性になる。
ＳＯＨ＝５０％＞ＳＯＨ＝６０％＞ＳＯＨ＝７０％ …（５）
ＳＯＨ＝５０％＞ＳＯＨ＝６０％＞ＳＯＨ＝７０％ …（５）
【0048】
ここで、劣化度ＳＯＨ＝６５％の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングが複数のストリングＳｔに含まれた場合、均等充電時の充電電流の挙動として現れる特性線の傾きの絶対値の大きさは、それぞれのストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度を指標として、次の（６）式の関係性になる。
ＳＯＨ＝５０％＞ＳＯＨ＝６０％＞ＳＯＨ＝６５％＞ＳＯＨ＝７０％ …（６）
ＳＯＨ＝５０％＞ＳＯＨ＝６０％＞ＳＯＨ＝６５％＞ＳＯＨ＝７０％ …（６）
【0049】
また、図３に示すグラフから、均等充電における第１ステップのＣＣ充電工程では、後述する図５のグラフに示す放電電流のように、複数のストリングＳｔのそれぞれを流れる充電電流の値が逆転する現象は発生せず、実質的に同じ充電電流の挙動として現れる特性線の傾きを保ったまま、次のステップの充電工程に移行することが理解される。このため、複数のストリングＳｔにわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれる多並列蓄電アレイ４において、ストリングＳｔが含む劣化している鉛蓄電池セル４ａの劣化度の判定が可能になる。
【0050】
さらに、平均値の劣化度７０[％]に比べて＋２０[％]の劣化度の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む劣化度９０[％]のストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９と、平均値の劣化度７０[％]に比べて－２０[％]の劣化度の鉛蓄電池セル４ａをそれぞれ含む劣化度５０[％]のストリングＳｔ８およびＳｔ１０とは、充電電流値の時間変化率である特性線の傾きの絶対値が実質的に同じであることが理解される。つまり、平均値の劣化度７０[％]を有する鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ３，Ｓｔ４を基準とすると、±２０[％]の劣化度を有する鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９並びにストリングＳｔ８およびＳｔ１０を流れる充電電流は、ほぼ同じ傾きの絶対値を示すことが確認される。そして、均等充電時の充電電流の挙動として現れる特性線の傾きには、劣化度に関して対称性が認められる。
【0051】
均等充電における第１ステップのＣＣ充電工程またはＣＰ充電工程では、多並列蓄電アレイ４を構成する各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を流れる充電電流値は、理論的には並列数の１０で等分されるが、実際には、上記のように、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度に応じて異なる。このため、均等充電時の第１ステップのＣＣ充電工程またはＣＰ充電工程における充電電流の挙動に着目することで、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が含む鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定することが可能になる。
【0052】
図４は、ＢＭＵ５ａを構成するＭＰＵによって多並列蓄電アレイ４の均等充電時に行われる劣化ストリングＳｔの検出処理を示すフローチャートである。
【0053】
この劣化ストリングＳｔの検出処理では、最初に、多並列蓄電池アレイ４が均等充電の実施状態にあるか否かが、ＭＰＵによって判断される（図４，ステップ１０１参照）。ステップ１０１の判断はその判断結果がＹｅｓになるまで行われる。多並列蓄電池アレイ４が均等充電の実施状態にあることがステップ１０１で判断され、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０についてＣＣ－ＣＶ充電またはＣＰ－ＣＶ充電の第１ステップにおける定電流充電または定電力充電が開始されたことがＭＰＵに認識されると、次に、測定部において、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値が測定される（ステップ１０２参照）。次に、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値の時間変化に対する特性線の傾きが、各充電電流値の時間変化率として算出部によって算出される（ステップ１０３参照）。
【0054】
次に、算出部によって算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値の特性線の傾きに基づいて、記憶部にテーブルとして記憶された特性線の傾きとストリングＳｔの劣化度（ＳＯＨ[％]）との間の関係が参照されて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度（ＳＯＨ[％]）が判定部によって判定される（ステップ１０４参照）。次に、算出部によって算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値の特性線の傾きのなかで、正の極性の傾きを有する特性線のストリングＳｔがあるか否か、つまり、充電電流値が時間の経過に対して増加する時間変化率を有するストリングＳｔがあるか否か、判定部によって判断される（ステップ１０５参照）。
【0055】
このステップ１０５の判断結果がＹｅｓで、充電電流値の特性線の傾きの極性が正、つまり、充電電流値が時間の経過に対して増加する時間変化率を有するストリングＳｔがある場合、次に、警告部によって劣化ストリング検出信号が交直変換装置６へ出力される（ステップ１０６参照）。劣化ストリング検出信号には、劣化した鉛蓄電池セル４ａを含むいずれかのストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の識別情報と、ステップ１０４で判定されたそのストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度の情報との組が含まれる。警告部が出力する劣化ストリング検出信号により、その劣化ストリングに含まれる蓄電池が著しく劣化する前に、ストリングの劣化進行を抑制する対処を早期にとることができるようになる。
【0056】
一方、ステップ１０５の判断結果がＮｏで、充電電流値の特性線の傾きが正のストリングＳｔが無い場合、または、ステップ１０６の処理が終わると、ＭＰＵは、均等充電時に行う劣化ストリングＳｔの検出処理を終了する。
【0057】
このような本実施形態による蓄電システム１によれば、多並列蓄電池アレイ４を構成する各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が定電流または定電力で充電される際の充電電流値の時間変化率が算出部によって算出され、算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０についての時間変化率に基づいて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態が判定部によって判定される。定電流または定電力で充電される際におけるストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流は、多並列蓄電池アレイ４の使用歴が長くなっても、放電電流のように、増加と減少を繰り返すような現象を呈さず、図２および図３の各グラフに示すように、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる蓄電池の劣化度に応じて増加減少する電流挙動を呈する。
【0058】
図５は、使用歴の長い多並列蓄電池アレイ４を構成する各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の放電電流値の時間変化を測定部によって測定した結果を表すグラフである。同グラフの横軸は時間[ｈ]、縦軸はＣレートで示す放電電流値[Ｃ１０Ａ]である。放電電流値の測定は、１０本並列に接続されたストリングＳｔ１～Ｓｔ１０から０．１[Ｃ１０Ａ]の電流を６時間放電させて行った。この６時間には、放電を停止する２時間弱の休止時間が途中に含まれている。
【0059】
多並列蓄電アレイ４は、使用歴が進んだことにより、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度（ＳＯＨ）の鉛蓄電池セル４ａを含む。本測定では、ストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ６，Ｓｔ７およびＳｔ９のそれぞれは劣化度が８０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含み、ストリングＳｔ３は劣化度が７０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ４は劣化度が６５[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ５は劣化度が４０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、ストリングＳｔ８は劣化度が５０[％]の鉛蓄電池セル４ａ、Ｓｔ１０は劣化度が６０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含む。
【0060】
同グラフに示される各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の放電電流の挙動によれば、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれる場合、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を流れる放電電流は大きく変動し、放電電流値の大小が入れ替わる特性を示すことが理解される。
【0061】
例えば、１番劣化が進んだ劣化度４０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ５は、放電開始から約１時間後に、放電電流値が減少している。その後、２番目に劣化が進んだ劣化度５０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ８の放電電流値が減少している。しかし、その後、１番劣化が進んだストリングＳｔ５の放電電流値が増加し、２時間目付近で、ストリングＳｔ５の放電電流値と、２番目に劣化が進んだストリングＳｔ８の放電電流値との大きさが逆転して、ストリングＳｔ８の放電電流値が１番小さくなっている。
【0062】
次いで、２．５時間目付近で、４番目に劣化が進んだ劣化度６５[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ４の放電電流と、５番目に劣化が進んだ劣化度７０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ３の放電電流との間でも、ストリングＳｔ５とストリングＳｔ８との間に起きる上記の逆転現象と同様な逆転現象が生じている。
【0063】
２時間弱の放電休止が実施された後、放電が再開されると、３番目に劣化が進んだ劣化度６０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ１０の放電電流値が、２番目に小さい放電電流値になっている。また、ストリングＳｔ３の放電電流とストリングＳｔ４の放電電流との間で、放電電流値の大きさが逆転する現象が継続している。
【0064】
このように、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれる場合、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を流れる放電電流は増加と減少を交互に繰り返すため、放電電流が減少するストリングＳｔ３，Ｓｔ４，Ｓｔ５，Ｓｔ８およびＳｔ１０には劣化した鉛蓄電池セル４ａが含まれていることは特定できるものの、どのストリングＳｔにどの程度劣化している鉛蓄電池セル４ａが含まれているかを判定することは難しい。
【0065】
出願人は、特願２０２０－１７５０４５の特許出願において、劣化している蓄電池を含むストリングＳｔを多並列蓄電アレイの運用の早期に発見する手法を提案している。この手法によれば、劣化している蓄電池の劣化度（ＳＯＨ）が比較的高くても確実に蓄電池の劣化度を診断することができ、蓄電池の劣化の進行を抑制する対処を早期に促すことができ、さらに、種々の電池型式の蓄電池を含むストリングについて容易に劣化度を診断することができる。
【0066】
しかし、蓄電システム１の運用が長期に及び、多並列蓄電アレイ４の使用歴が長くなり、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれるようになると、上記のように、どのストリングＳｔにどの程度劣化している鉛蓄電池セル４ａが含まれているかを判定することが難しくなる。
【0067】
蓄電システム１の実際の運用では、蓄電システム１のメンテナンスが１年に１回行われるが、本実施形態のように蓄電システム１の運転中における多並列蓄電アレイ４の挙動は把握されない。１年に１回のメンテナンスで、劣化が進行した鉛蓄電池セル４ａの劣化度を判定するためには、ストリングＳｔから鉛蓄電池セル４ａを抜き取り、単電池セルの状態で容量試験を実施し、実容量を調査する必要がある。しかし、鉛蓄電池セル４ａの抜き取り調査の実施には、多並列蓄電アレイ４の設置場所の問題や、蓄電システム１のシステム停止の許可の取得などといった種々の課題を解消しなければならず、現実には行えない場合がある。このため、劣化した鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔの発見が遅れる場合があり、また、発見できても、予算の関係から劣化した鉛蓄電池セル４ａの全てを交換できず、交換可能な劣化鉛蓄電池セル４ａの個数が制限されることもある。このような蓄電システム１の運用の継続により、鉛蓄電池セル４ａの劣化が促進されるだけでなく、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれる事態を発生させることとなる。
【0068】
しかし、本実施形態による蓄電システム１によれば、上記のように、多並列蓄電池アレイ４の使用歴が長くなっても、上記のように、図４に示すステップ１０３の処理において算出部で算出される、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値についての時間変化率に基づいて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定部によって判定することができる。
【0069】
また、劣化した鉛蓄電池セル４ａの内部抵抗は劣化の度合いが大きいほど大きくなり、定電流または定電力で行われるストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流は、充電当初、より劣化した鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔほど、その大きな内部抵抗によってより抑制される。したがって、本実施形態による蓄電システム１によれば、算出部で算出された複数の時間変化率のなかで、充電電流値の時間の経過に対する増加率が大きい時間変化率を有するストリングほど、つまり、充電電流値の特性線の傾きが正の大きい極性を有するストリングほど、劣化が進んだ鉛蓄電池セル４ａを含むものと判定部によって判定することができる。このため、充電電流値の特性線の傾きが正の極性を有するストリングＳｔについて、そのストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化の進行に順位付けをすることが可能になる。
【0070】
例えば、図３に示すグラフに表される各充電電流値の特性線を有するストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のうち、ストリングＳｔ５，Ｓｔ８およびＳｔ１０はそれぞれ充電電流値の特性線の傾きが正の極性を有し、正の極性のその傾きの度合いは、ストリングＳｔ５が最も大きく、次に、ストリングＳｔ８およびＳｔ１０が続く。したがって、ストリングＳｔ５の劣化の進行が最も進んでいて、次に、ストリングＳｔ８およびＳｔ１０の劣化が進行していると、ストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化の進行に順位付けをすることができる。
【0071】
このため、劣化した鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔを発見できても、予算の関係から劣化した全ての鉛蓄電池セル４ａの交換ができない場合、例えば、最も劣化が進行した鉛蓄電池セル４ａを優先して新たな健全なものに交換する対処をすることも可能になる。このようにして蓄電システム１の運用を継続することで、限られた予算の中で、多並列蓄電アレイ４の劣化の進行を少しでも遅らせることが可能になり、蓄電システム１の安定かつ効率的な運用を図ることができる。
【0072】
また、鉛蓄電池セル４ａの内部抵抗は劣化の度合いが小さいほど小さく、定電流または定電力で行われるストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流は、充電当初、より劣化の少ない鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔほど、その小さな内部抵抗によってより増大する。したがって、本実施形態による蓄電システム１によれば、算出部で算出された複数の時間変化率のなかで、充電電流値の時間の経過に対する減少率が大きい時間変化率を有するストリングほど、つまり、充電電流値の特性線の傾きが負の大きい極性を有するストリングほど、劣化が少ない鉛蓄電池セル４ａを含むものと判定部によって判定することができる。このため、充電電流値の特性線の傾きが負の極性を有するストリングについて、そのストリングに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化の遅れに順位付けをすることが可能になる。
【0073】
例えば、図３に示すグラフに表される各充電電流値の特性線を有するストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のうち、ストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ６，Ｓｔ７およびＳｔ９は、それぞれ充電電流値の特性線の傾きが負の極性を有し、負の極性のその傾きの度合いは、ストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９が最も大きく、次に、ストリングＳｔ２およびＳｔ６が続く。したがって、ストリングＳｔ１，Ｓｔ７およびＳｔ９の劣化が最も少なく、次に、ストリングＳｔ２およびＳｔ６の劣化が少ないと、ストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化の遅れに順位付けをすることが可能になる。
【0074】
また、本実施形態による蓄電システム１では、上記のように、図４に示すステップ１０４の処理において、算出部によって算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値の特性線の傾きに基づいて、記憶部にテーブルとして記憶された特性線の傾きとストリングＳｔの劣化度（ＳＯＨ[％]）との間の関係が参照されて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度が判定部によって判定される。このため、本実施形態による蓄電システム１によれば、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定することが可能になると共に、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の劣化度（ＳＯＨ[％]）を判定することが可能になる。
【0075】
また、均等充電は、多並列蓄電池アレイ４の運用開始の初期から寿命期に至るまで、長期にわたって定期的に実施されるため、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の特性を確実に捉えることが可能である。したがって、本実施形態による蓄電システム１によれば、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化が進行する前に、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化の予兆を確実に捉えて、より早期にストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の交換を行うことが可能であり、劣化した鉛蓄電池セル４ａが含まれるストリングＳｔが複数含まれる多並列蓄電池アレイ４においても、劣化を確実に捉えてストリングＳｔの交換を行うことで、多並列蓄電池アレイ４の寿命を延ばすことが可能になる。
【0076】
また、本実施形態による蓄電システム１によれば、図４、ステップ１０６の処理において警告部が出力する劣化ストリング検出信号により、その劣化ストリングＳｔに含まれる鉛蓄電池セル４ａが著しく劣化する前に、多並列蓄電池アレイ４への入出力電力の抑制などといったシステム運用条件を変更したり、劣化した鉛蓄電池セル４ａの適切な交換時期を判断したりして、ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０の劣化進行を抑制する対処を早期にとることができるようになる。
【0077】
なお、上記の実施形態では、多並列蓄電アレイ４に、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０にわたり複数の異なる劣化度の鉛蓄電池セル４ａが含まれる場合について、説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のうちの１つに、劣化した鉛蓄電池セル４ａが含まれる場合についても、同様に適用することができる。
【0078】
図６に示すグラフは、この場合における多並列蓄電アレイ４について、ＣＣ－ＣＣ－ＣＶ充電方式によって各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０を均等充電した際における充電電流値の時間変化を測定部によって測定した結果を表すグラフである。同グラフの横軸は時間[ｈ]、縦軸はＣレートで示す充電電流値[Ｃ１０Ａ]である。充電電流値の測定は、１０本並列に接続されたストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に０．１[Ｃ１０Ａ]の定電流を５時間流して１回目のＣＣ充電をし、引き続いて、０．０４[Ｃ１０Ａ]の定電流を１時間流して２回目のＣＣ充電をした後に、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０が満充電になるまで定電圧でＣＶ充電して、行った。１回目のＣＣ充電時には、１時間程度の休止期間、充電が停止されるため、２回目のＣＣ充電は６時間後に開始される。
【0079】
多並列蓄電アレイ４は、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のうちの１つに、劣化した鉛蓄電池セル４ａを含む。本実施形態では、ストリングＳｔ５を除くストリングＳｔ１～Ｓｔ４およびストリングＳｔ６～Ｓｔ１０のそれぞれは劣化度が８０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含み、ストリングＳｔ５は劣化度が５０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含む。なお、ストリングＳｔ３およびＳｔ４の特性線は、ストリングＳｔ１，Ｓｔ２およびストリングＳｔ６～Ｓｔ１０の特性線に隠れて見えていない。
【0080】
同グラフを参照すると、劣化度が５０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ５だけ、異なる充電電流の挙動を示している。つまり、第１ステップのＣＣ充電において、ストリングＳｔ５を流れる充電電流値の特性線の正の傾きは、特に顕著に大きくなっている。また、このストリングＳｔ５の充電電流値の特性線の傾きは、図３に示すグラフにおける劣化度が５０[％]の鉛蓄電池セル４ａを含むストリングＳｔ８およびＳｔ１０の充電電流値の特性線の傾きと実質的に一致する。また、この場合も、図５のグラフに示す放電電流のように、複数のストリングＳｔのそれぞれを流れる充電電流の値が逆転するような現象は見られない。
【0081】
したがって、複数のストリングＳｔ１～Ｓｔ１０のうちの１つに、劣化した鉛蓄電池セル４ａが含まれる場合についても、上記の実施形態と同様に、図４に示すステップ１０３の処理において算出部で算出される、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値についての時間変化率に基づいて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定部によって判定することができる。
【0082】
また、図４に示すステップ１０４の処理において、算出部によって算出された各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０への充電電流値の特性線の傾きに基づいて、記憶部にテーブルとして記憶された特性線の傾きとストリングＳｔの劣化度（ＳＯＨ[％]）との間の関係が参照されて、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化度（ＳＯＨ[％]）が判定部によって判定される。
【0083】
なお、上記の実施形態では、均等充電時における定電流または定電力での充電電流値の時間変化率から、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定した場合について、説明した。しかし、本発明は、放電して容量が無くなった多並列蓄電アレイ４を充電する回復充電時における、定電流または定電力での充電電流値の時間変化率からも、同様にして、各ストリングＳｔ１～Ｓｔ１０に含まれる鉛蓄電池セル４ａの劣化状態を判定することができる。
【符号の説明】
【0084】
１：蓄電システム（ＥＳＳ）
２：電力供給部
３：負荷
４：多並列蓄電アレイ
４ａ：鉛蓄電池セル
５：鉛蓄電池監視装置
５ａ：ＢＭＵ
５ｂ：セルセンサ
５ｃ：ユニットセンサ
６：交直変換装置（ＰＣＳ）
７：ブレーカ
Ｓｔ１～Ｓｔ１０：ストリング
２：電力供給部
３：負荷
４：多並列蓄電アレイ
４ａ：鉛蓄電池セル
５：鉛蓄電池監視装置
５ａ：ＢＭＵ
５ｂ：セルセンサ
５ｃ：ユニットセンサ
６：交直変換装置（ＰＣＳ）
７：ブレーカ
Ｓｔ１～Ｓｔ１０：ストリング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】