JP2016070712A - 蓄電装置、制御装置、蓄電システム、蓄電装置の制御方法および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオン二次電池の使用者の利便性を損なわずに容量測定を行う蓄電装置、制御装置、蓄電装置の制御方法および蓄電装置の制御プログラムを提供する。
【解決手段】本発明は、１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの電圧を測定する測定部と、電池モジュールを充電及び放電する充放電部と、電池モジュールの電池容量を測定する容量測定部と、充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを取得し、放電終了電圧が基準電圧より高い場合に、電池モジュールへの充電を停止させる制御部と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電装置、制御装置、蓄電システム、蓄電装置の制御方法および制御プログラムに関する。

リチウムイオン二次電池の開放電圧（OCV、Open Circuit Voltage）と、電池の充電率（SOC、State Of Charge）との初期特性を利用して、電池の満充電容量を推定する技術がある（特許文献１）。

しかし、リチウムイオン二次電池は充放電の繰り返しや保存温度の影響により劣化する。リチウムイオン二次電池が劣化すると、推定した満充電容量と実際の満充電容量との差が次第に大きくなる。この結果、必要な電力が充放電できない恐れがある。従って劣化後の電池の満充電容量を検知することが重要である。

二次電池の満充電容量を検知する技術は、例えば特許文献２、３に記載がある。特許文献２では、リチウムイオン二次電池が完全放電状態となった時刻から満充電状態となった時刻までの充放電電流量を積算することで、リチウムイオン二次電池の蓄電容量を推定する。または、満充電状態になった時刻から完全放電状態となった時刻までの充放電電流を積算し蓄電容量を推定する。一方、リチウムイオン二次電池の使用者は、リチウムイオン二次電池に蓄電された電力から必要な電力だけを放電させる。また、使用者は必要な電力を確保できるようにリチウムイオン二次電池を充電する。使用者は例えば、負荷の電力需要が小さい時間帯や買電価格が低い時間帯などを充電期間として設定し、リチウムイオン二次電池は設定した充電期間の度に充電することが多い。または、一定の充電量を維持するように頻繁に充電する場合がある。従って、使用者の要求通りにリチウムイオン二次電池を充放電した場合、リチウムイオン二次電池が必ずしも所定期間内に完全放電状態や満充電状態になるとは限らない。また、リチウムイオン二次電池の仕様によっては、完全放電又は満充電状態とするために使用に支障を来すほどの時間が必要な場合がある。つまり、満充電状態を満充電容量の測定を開始する基準点に設定すると、満充電容量の測定が開始できない場合がある。また完全放電状態を満充電容量の測定を終了する基準点に設定すると、満充電容量の測定が終了できない場合がある。

そこで特許文献３では充電容量が１５〜９５％の間にある基準点の検出時点から、満充電電圧となった時点までの電流積算値を測定する。また、基準点と電池容量が対応づけられたテーブルから充電容量が０から基準点までの電池容量を取得する。取得した電池容量と電流積算値とを加算し、リチウムイオン二次電池の満充電容量を求める。

特開２０１０−１９６６４１号公報 特開２０１３−３４７０４５号公報 特開２０１２−１４５４０３号公報

特許文献３では、夜間等の負荷装置を稼働しない時間帯にリチウムイオン二次電池の電圧が基準点である変極点よりも低くなる状態まで放電させる。そして、商用電源が供給する電力で二次電池を充電し満充電容量の検出を行う。このため、満充電容量の検出を行うために、リチウムイオン二次電池の使用者が要求しない放電が行われる。

発明の目的は、リチウムイオン二次電池の使用者の利便性を損なわずに容量測定を行う蓄電装置、制御装置、蓄電装置の制御方法および蓄電装置の制御プログラムを提供することにある。

本発明の制御装置は、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの電圧を測定する測定部と、
電池モジュールを充電及び放電する充放電部と、
電池モジュールの電池容量を測定する容量測定部と、
充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを取得し、
放電終了電圧が基準電圧より高い場合に、電池モジュールへの充電を停止させる制御部と、を有する。

本発明の蓄電装置は、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有し、
制御装置は、
充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを取得し、
放電終了電圧が基準電圧より高い場合に、電池モジュールへの充電を停止させる。

本発明の蓄電システムは、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有する蓄電装置と、蓄電装置に接続する負荷と電力供給源と、を有し、
前記蓄電装置は、
充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧が、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧より高い場合に、充電を停止する。

本発明の蓄電装置の制御方法は、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、電池モジュールの容量測定を開始する電圧する電圧を示す基準電圧とを取得し、
放電終了電圧が前記基準電圧より高い場合に、電池モジュールへの充電を停止させる。

本発明の制御プログラムは、
コンピュータに、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧を取得する放電終了電圧取得処理と、
電池モジュールの容量測定を開始する電圧する電圧を示す基準電圧を取得する基準電圧取得処理と、
放電終了電圧が基準電圧より大きい場合に、電池モジュールのへの充電を停止させる充電停止処理、
を実行させる。

本発明の制御装置は、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの電圧を測定する測定部と、
電池モジュールを充電及び放電する充放電部と、
電池モジュールの電池容量を測定する容量測定部と、
電池モジュールの電池容量の測定を許可する容量測定信号を取得し、電池モジュールへの充電を停止させる制御部と、を有する。

本発明の蓄電装置は、
１または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有し、
制御装置は、
電池モジュールの電池容量の測定を許可する容量測定信号を取得し、電池モジュールへの充電を停止させる。

蓄電装置の利便性の確保しつつ、リチウムイオン二次電池の電池容量を測定することができる蓄電装置、制御装置、蓄電装置の制御方法および蓄電装置の制御プログラムを提供することができる。

本実施形態における蓄電装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態におけるリチウムイオン二次電池の充電率に対する電圧（Ｖ）を示す特性曲線（端子開放電圧曲線）の一例を示す図である。 本実施形態における制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における蓄電装置の電圧の時間的変化の一例を示す図である。 本実施形態における蓄電装置の表示部の一例を示す図である。 本実施形態における制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における蓄電装置の電圧の時間的変化の一例を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について図面に従って詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１に、本実施形態にかかる蓄電装置１０の機能ブロック図の一例を示す。本実施形態における蓄電装置１０は、電力を蓄積または放出する電池モジュール２０と、制御装置３０とを有する。電池モジュール２０と制御装置３０とは電力線４０で接続される。制御装置３０と、電力を消費する負荷や電力を供給する電力供給源を含む配電系統とが、電力線２０で接続される。つまり、電池モジュール２０は制御装置３０を介して配電系統と接続し、配電系統への放電し、配電系統から充電する。また、制御装置３０は通信線５０によってネットワークと接続し、外部と情報の送受信を行ってもよい。

電池モジュール２０は、電力の蓄積及び放出が可能なリチウムイオン二次電池を有する。電池モジュール２０は、リチウムイオン二次電池（セル）を１つ有してもよい。または、セルを直列または並列に接続した組電池を有してもよい。さらに、電池モジュール２０は、直列または並列に接続した複数の組電池を有してもよい。

電力供給源は蓄電装置１０に電力を供給する。電力供給源は熱エネルギ、運動エネルギ又は化学エネルギを用いて電力を生成し、負荷および蓄電装置１０へ電力を供給する装置である。電力供給源は電力会社等の発電所等であってもよいし、電力を使用する電力需要家が所有、管理する分散電源であってもよい。

負荷は電力を消費する機器や設備や施設である。負荷は、例えば空調、照明、コンピュータ等の電気機器である。本実施形態における負荷は蓄電装置１０と接続され、蓄電装置１０から電力が供給される。

制御装置３０は、電池モジュール２０の電圧を測定する測定部３１と、電池モジュール２０と配電系統とを接続可能にする充放電部３２と、電池モジュール２０に充電及び放電を指示する制御部３３と、電池モジュール２０の電池容量を測定する容量測定部３４とを有する。

測定部３１は電池モジュール２０の端子の両端と接続し、電池モジュール２０の電圧を測定する。また、電池モジュール２０からの放電電流及び電池モジュール２０への充電電流を測定する。電池モジュールが、複数のリチウムイオン二次電池を並列に接続した組電池である場合、並列に接続された複数のリチウムイオン二次電池を１つのセルとし、１セルの両端電圧を測定する。電池モジュールが複数のリチウムイオン二次電池を直列に接続した組電池である場合、個々のリチウムイオン二次電池それぞれを１セルとし、１セルの両端電圧を測定する。たとえば、並列に４セルおよび直列に８セルの合計３２セルで構成された組電池があるとする。この場合、並列に接続されたセルを１つのセルとし、直列に８セル接続されているものとして、８セル分の電圧を測定する。

さらに測定した電圧や電流を用いてSOC（State of Charge）やDOD（Depth of Discharge）、充電残量や放電残量を算出してもよい。充電残量は充電可能な電力量であり、放電残量は放電可能な電力量であり、充電残量と放電残量の和が蓄電容量である。

測定部３１は制御部３４へ測定した電圧や電流、SOC、DODを送信する。さらに測定部５０は、測定した電圧や電流を制御部３３及び容量測定部３４へ送信する。

充放電部３２は、制御部３４からの指示に従って電池モジュール２０を充電及び放電する。充放電部３２は配電系統と電池モジュール２０とを接続することで、電池モジュール２０が蓄積した電力の放電及び電池モジュール２０への電力の充電を行う。また、充放電部３２は、配電系統から供給された交流電力を直流電流へ変換すると共に、電池モジュール２０が放電する直流電力を交流電流へ変換する。

例えば、制御部３３から充電開始指示を取得した場合に充放電部３２は電池モジュール２０と電力供給源とを接続する。または制御部３３から放電指示を取得した場合には充放電部３２は電池モジュール２０と負荷とを接続する。制御部３３から充電終了指示又は放電終了指示を取得した場合には、充放電部３２は電池モジュール２０と、負荷や電力供給源との接続を遮断する。

なお、電池モジュール２０や配電系統に異常発生し、安全に充放電ができない場合がある。この場合、充放電部３２は制御部３３からの指示なしに充電や放電を停止させることができる。充放電部３２は、充電や放電を停止させる条件をあらかじめ保持してもよい。

制御部３３は、電池モジュール２０へ充電および放電を指示する。制御部３３は充電指示または放電指示の通りに電池モジュール２０を充電または放電するよう、充放電部３２を制御する。制御部３３が充電指示や放電指示を取得する方法は特に限定されない。例えば、制御部３３はネットワークを介して外部のサーバ等から充電指示や放電指示を取得してもよい。または、制御部３３が予め充電や放電を行う期間や日時とその出力を示す充放電スケジュールを予め保持してもよい。

制御部３３は測定部３１から取得した電圧を用いて、電池モジュール２０の電池容量を測定する容量測定の開始の可否を判断する。

制御部３３は、測定部３１から放電中及び充電中以外の期間の電圧であって放電終了後から充電開始までの間の期間の電圧を示す放電終了電圧を取得する。制御部３３は、取得した放電終了電圧と基準電圧とを比較する。

基準電圧は容量測定を開始する電圧を示す。例えば、完全放電状態における電圧や放電終止電圧を用いることができる。またはリチウムイオン二次電池の特性に合わせて設定した電圧であってもよい。ただし、完全放電状態（充電率０％）に近い電圧やであることが好ましい。完全放電に近い電圧を基準電圧とすることにより、完全放電状態から基準電圧までの電池容量の算出が容易となる。ここでいう完全放電状態とは、電池モジュール２０の充電率が０％に達した状態を示す。また、完全放電状態は電池モジュール２０を構成するセルの電圧によっても定義される。電池モジュール２０を構成するセルの電圧が、あらかじめ設定された運用範囲の下限電圧に達した状態を完全放電状態としてもよい。

容量測定の開始の可否を判断するタイミングは特に限定されない。例えば、制御部３３は容量測定開始スケジュールを予め保持してもよい。例えば、特定の日時に容量測定の開始の可否を判断する、という容量測定開始スケジュールを保持してもよい。または、推定した電池容量と実際の電池容量とにズレが発生した場合や、指示した電力量を放電できなかった場合に容量測定を開始してもよい。

図２を用いて基準電圧の一例を示す。図２はリチウムイオン二次電池のSOC（％）に対する電圧（Ｖ）を示す特性曲線（端子開放電圧曲線）の一例を示す図である。本一例では、例えば電池電圧がＶａとなった場合にSOCが０％の完全放電状態となる。また端子開放電圧曲線において、SOC０〜２０％の間とSOC９０〜１００までの間で電圧Ｖの傾きが大きく変化する。このような特性曲線を有するリチウムイオン二次電池の場合、変極部分に対応する電圧Ｖｂを基準電圧として設定してもよい。

放電終了電圧は、放電中および充電中以外の期間の電圧であって、放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す。放電終了とは、電池モジュール２０の電圧が過放電を避けて安全に放電するための電圧である放電終止電圧に達することや、充電率０％に相当する完全放電状態に達することとは異なる。放電終了は、単に電池モジュール２０から配電系統への電力供給が終了することを示す。例えば、制御部３３は放電モードが終了したことで放電が終了したと判断することができる。なお、ここでの放電および充電は電池モジュール２０と配電系統との電力需給を示す。リチウムイオン二次電池の自己放電は放電中には含まない。放電終了電圧は、放電終了後から次の充電開始までの間のどこか１点の電圧でもよいし、放電終了後から次の充電開始までの間の電圧の平均値であってもよい。または充放電部３２が放電終了指示を受信した時刻の電圧や、放電後配電系統と接続されていない状態での電圧を取得してもよい。

その他の例として、蓄電装置１０は電池モジュール２０を充電する期間（充電期間）を設定する場合がある。この場合には、予め定められた充電期間の開始時点や、充電期間以外の期間を示す放電可能期間の電圧のうち最も低い電圧を放電終了電圧としてもよい。充電期間を設定する方法は特に限定されない。例えば、電力供給源から供給される電力の買電価格が安い期間や、負荷の電力需要が小さい期間、を充電期間として予め設定してもよいし、外部から充電開始信号によって充電期間を開始してもよい。

制御部３３は、放電終了電圧が基準電圧以下であれば、容量測定が可能であると判断する。制御部３３は、充放電部３２へ電池モジュール２０を容量測定を終了する電圧を示す容量測定終了電圧まで充電するよう指示する。また、容量測定部３４へ電池モジュール２０の容量測定の開始を指示する。

容量測定終了電圧は容量測定を終了させる電圧である。容量測定電圧は基準電圧よりも高い電圧である。容量測定終了電圧は満充電状態における電圧であることが好ましい。ここでいう満充電状態とは、電池モジュール２０を充電率100％に充電した状態を示す。また、完全充電状態は電池モジュール２０を構成するセルの電圧によっても定義される。電池モジュール２０を構成するセルの電圧が、あらかじめ設定した運用範囲の上限電圧に達した状態を満充電状態としてもよい。

一方、放電終了電圧が基準電圧より高い場合には制御部３３は容量測定の開始不可と判断する。放電終了電圧が基準電圧よりも高いことは、充電期間で充電した充電量よりも負荷への供給電力量が小さいことを意味する。このため、蓄電装置１０の放電可能な電池容量を制限する。制御部３３は電池モジュール２０への充電の停止を指示する。つまり、蓄電装置１０は放電終了電圧が基準電圧以下になるまで放電、または充電も放電もしない待機状態で運転する。

充電を停止している期間中に、制御部３３が外部から電池モジュール２０への充電を指示する充電指示を取得したとする。この場合、制御部３３は当該充電指示を却下する。さらに、送信元へ充電を停止していることを示す情報を送信してもよい。

電池モジュール２０への充電を停止するので、蓄電装置１０を運転するほど充電電力量が小さくなる。このため、充電と放電とを繰り返す場合と比べ、蓄電装置１０に充電した充電電力量が、負荷への放電電力量よりも少なくなる可能性が高くなる。つまり、放電電力量が充電電力量を下回り、放電終了電圧が基準電圧以下となる可能性を高くすることができる。この結果、満充電容量の検出をしやすくなる。

制御部３３は、充電を停止したことを蓄電装置１０の表示部に表示させてもよい。またはネットワークを介して外部のサーバや蓄電装置１０の利用者や管理者に、充電停止を示す情報を送信してもよい。

容量測定部３４は、測定部３１から取得した電流と電圧を用いて電池容量を測定する。容量測定部３４は、放電流量電圧を測定した時点から電池モジュール２０が満充電状態に達する時点までの期間に充電された電流を積算することで積算充電電流を算出することで電池モジュール２０の満充電容量を測定する。容量測定中の充電では単位時間当たりの充電電流値が変化してもよい。ただし、充電中に放電に切替える動作はしないように制御することが望ましい。なお、電池容量を測定する方法はこれに限定されず、周知の容量測定方法を用いることができる。さらに容量測定部３４は、容量測定部３４が算出した電池容量と、未使用で劣化していない状態での満充電容量とを用いて容量維持率（State of Health,ＳＯＨ）を算出してもよい。電池モジュール２０が劣化していない状態でのSOHを１００％とする。電池モジュール２０が劣化すると、SOHは小さくなる。

容量測定部３４は算出した電池容量やSOHを制御部３３へ送信する。制御部３３は取得した電池容量を記憶部に保持する。制御部３３は、取得した電池容量を基準として電池モジュール２０の充電および放電を制御することができる。また、制御部３３は取得した電池容量を基準とした電池残量を蓄電装置１０の表示部に表示してもよいし、ネットワークを介して蓄電装置１０の利用者や管理者へ電池残量を送信してもよい。

図３と図４を用いて本実施形態における制御装置３０の動作を説明する。図３は本実施形態における制御装置３０の動作のフローチャートを示す。図４は、蓄電装置１０の充放電サイクルの一例を示す図である。図４に示す一例では蓄電装置１０はｔ０〜ｔ１の期間に電池モジュール２０へ電力を充電し、ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４の期間に電池モジュール２０に蓄積した電力を放電する。また、ｔ２〜ｔ３の期間は充電も放電もしない待機期間であるとする。なお、ｔ０よりも前の期間においては電池モジュール２０は放電下限電圧Ｖ２から充電上限電圧Ｖ１の範囲内で充放電を繰り返しているとする。

Ｓ１０では、測定部３１は電池モジュール２０の電圧を測定する。測定部３１は充電中及び放電中以外の電圧であって放電終了後から充電開始までの電圧を示す放電終了電圧を取得する。測定部３１は測定した放電終了電圧を制御部３３へ送信する。

Ｓ１１では、制御部３３は測定部３１から放電終了電圧を取得する。

Ｓ１２では、制御部３３は放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを比較する。放電終了電圧が基準電圧より高い場合、S１３へ進む。放電終了電圧が基準電圧以下の場合には、S１４へ進む。

Ｓ１３では、制御部３３は充放電部３２へ電池モジュール２０への充電の停止を指示する。充放電部３２は、電池モジュール２０と電力供給源との接続を遮断する。または、充放電部３２は電池モジュール２０と負荷との接続を固定してもよい。

以降、放電終了電圧が基準電圧以下となるまで蓄電装置１０は放電、または充電も放電もしない待機状態で運転する。充電を停止している期間中に、制御部３３が外部から電池モジュール２０への充電を指示する充電指示を取得したとする。この場合、制御部３３は当該充電指示を却下する。さらに、送信元へ充電を停止していることを示す情報を送信してもよい。

放電終了電圧が基準電圧以下の場合、S１４では制御部３３は容量測定部３４へ容量測定の開始を指示する。容量測定部３４は測定部３２から電池モジュール２０の電圧と電流を取得し、容量測定を開始する。なお、電池モジュール２０への充電が停止している場合、制御部３３は前記制御部は前記電池モジュールへの充電の停止を解除する。

S１５では、制御部３３は充放電部３１へ電池モジュール２０を容量測定終了電圧まで充電するよう指示する。充放電部３２は、電池モジュール２０と電力供給源とを接続し、充電を開始する。

図６に示す一例において、S１０で測定部３１がｔ２における放電終了電圧を測定したとする。ｔ２における放電終了電圧は基準電圧Ｖ０より高い。このため、制御部３３は、放電終了電圧が基準電圧Ｖ0以下となるｔ４まで、電池モジュール２０への充電を停止するよう充放電部３２へ指示する。ｔ４における放電終了電圧は基準電圧Ｖ0以下のため、制御部３３は充放電部３２へ容量測定終了電圧Ｖ1まで充電するよう指示する。

上記説明では、容量測定の開始可否判断の基準として電池モジュール２０の電圧を用いたがこれに限定されるものではない。電池モジュール２０の充電率を基準として用いてもよい。例えば放電が終了した時点での充電率が、容量測定を開始する充電率を示す基準容量より大きい場合に充電を停止する、と判断してもよい。

以上、本実施形態では、放電終了電圧が基準電圧以下となるまで電池モジュール２０への充電を停止する。このような本実施形態によれば、蓄電装置１０の充電量を小さくすることができる。このため、第１の充電上限電圧まで充電した場合と比べ、蓄電装置１０に充電した充電量が、負荷への放電量以下となる可能性が高くなる。つまり放電終了電圧が基準電圧以下となる可能性を高くすることができる。従って、蓄電装置１０の使用者の利便性を損なわずに容量測定を行うことができる。

また、このような本実施形態によれば容量測定を開始するために強制的な放電を行い、蓄電装置１０に蓄電した電力を蓄電措置１０の使用者が使用できないという不都合を解消することができる。例えば、買電価格の安い時間帯に蓄電した電力を強制的に放電した後に、再度充電するという不都合を解消することができる。
〔第２の実施形態〕
容量測定開始の可否判断は、蓄電装置１０の管理者や使用者からの指示、蓄電装置１０が保持するアラームによって開始する場合がある。そこで本実施形態では、容量測定許可信号を受信した場合に、電池モジュール２０への充電を停止する。

本実施形態における蓄電装置１０の一例は、第１の実施形態と同様に図１で表すことができる。本実施形態における蓄電装置１０は、電池モジュール２０と、制御装置３０とを有する。制御装置３０は、測定部３１と、充放電部３２と、制御部３３と、容量測定部３４と、を有する。なお、以下では第１の実施形態と同様の機能については適宜説明を省略する。

測定部３１は電池モジュール２０の端子の両端と接続し、電池モジュール２０の電圧を測定する。また、電池モジュール２０からの放電電流及び電池モジュール２０への充電電流を測定する。測定部３１は測定した測定した電圧と電流を制御部３３へ送信する。また測定した電圧と電流を容量測定部３４へ送信してもよい。

充放電部３２は、制御部３４からの指示に従って電池モジュール２０を充電及び放電する。また、電池モジュール２０が放電した直流電流を交流電流に変換し、配電系統から供給された交流電流を直流電流に変換することができる。

制御部３３は、充放電部３２へ電池モジュール２０への充電および電池モジュール２０からの放電を指示する。また、制御部３３は容量測定許可信号を受信した場合に電池モジュール２０への充電を停止する。さらに、制御部３３は測定部３２から放電終了電圧を取得する。制御部３３は、放電終了電圧と基準電圧とを比較し、容量測定の開始可否を判断する。

放電上限電圧が基準電圧以下の場合には、容量測定が開始可能と判断する。容量測定が開始可能と判断すると、制御部３３は容量測定部３４へ容量測定許可信号を送信する。また制御部３３は電池モジュール２０への充電の停止を解除する。

一方、放電終了電圧が基準電圧より高い場合には、容量測定が開始不可と判断する。制御部３３は電池モジュール２０への充電の停止を維持する。以降、放電終了電圧が基準電圧に達するまで充電の停止を続ける。

容量測定許可信号は、容量測定の開始を許可または指示する信号である。または、蓄電装置１０が容量測定モードで動作することを許可または指示する信号であってもよい。その他の例として電池モジュール２０への充電停止を許可することを示す信号であってもよい。なお、容量推定モードは制御部３３が容量測定の開始可否判断を開始するモードであってもよい。または容量測定部３４が容量測定を行うモードであってもよい。または容量測定の開始可否判断と容量測定とを含むモードであってもよい。

制御部３３が容量測定許可信号を取得する方法は特に限定されない。例えば、制御装置３０の記憶部（不図示）が予め容量測定を開始する日時を示す容量測定スケジュールを保持してもよい。制御部３３は記憶部から容量測定許可信号として容量測定スケジュールを取得してもよい。または、蓄電装置１０の使用者や管理者が容量測定許可信号を蓄電装置１０へ送信してもよい。制御部３３はネットワークを介して容量測定許可信号を受信することができる。

または、制御部３３は、図５のように蓄電装置１０の表示部に容量測定許可信号の送信許可を求める表示を表示してもよい。例えば、制御部３３は記憶部や外部のサーバ等から容量測定許可信号を受信した場合、表示部に「容量測定モードを許可しますか？」等のメッセージを表示してもよい。蓄電装置１０の使用者から「はい（許可）」の信号を受信すると、容量測定モードでの運転を開始することができる。

容量測定部３４は、測定部３１から取得した電流と電圧を用いて電池容量を測定する。容量測定部３４は算出した電池容量やSOHを制御部３３へ送信する。制御部３３は取得した電池容量を記憶部に保持する。制御部３３は、取得した電池容量を基準として電池モジュール２０の充電および放電を制御することができる。また、制御部３３は取得した電池容量を基準とした電池残量を蓄電装置１０の表示部に表示させてもよいし、ネットワークを介して蓄電装置１０の利用者や管理者へ電池容量を送信してもよい。

図６と図７を用いて本実施形態における制御装置３０の動作の一例を説明する。図５は本実施形態における制御装置３０の動作のフローチャートを示す。図６は、蓄電装置１０の時間ｔにおける電圧の一例を示す図である。蓄電装置１０の充放電サイクルの一例を示す図である。図６に示す一例では蓄電装置１０はｔ０〜ｔ１の期間に電池モジュール２０へ電力を充電し、ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４の期間に電池モジュール２０に蓄積した電力を放電する。また、ｔ２〜ｔ３の期間は充電も放電もしない待機期間である。なお、ｔ０よりも前の期間は、電池モジュール２０は放電下限電圧Ｖ２から満充電電圧Ｖ１の範囲内で充放電を繰り返しているとする。

Ｓ２０では、制御部３３は容量測定を指示する信号である容量推定許可信号を取得する。制御部３３は、容量測定許可信号を取得すると蓄電装置１０は容量測定モードで運転するよう指示してもよい。図６に示す一例では時刻ｔ１で容量測定許可信号を受信したとする。

Ｓ２１では、制御部３３は充放電部３２に電池モジュール２０への充電の停止を指示する。充放電部３２は電池モジュール２０と電力供給源との接続を遮断する。または電池モジュール２０と負荷との接続を固定してもよい。

S２２では、制御部３３は測定部３１から放電中及び充電中以外の電圧であって放電終了後から充電開始までの間の電圧を示す放電終了電圧を取得する。

Ｓ２３では、制御部３３は、容量測定の開始可否を判断する。制御部３３は放電終了電圧と容量測定を開始する電圧を示す基準電圧Ｖ０とを比較する。

放電終了電圧が基準電圧より高い場合には、制御部３３は容量測定の開始不可と判断する。容量測定が開始不可と判断した場合、電池モジュール２０への充電の停止を維持する。充電停止中に、制御部３３が外部からネットワークを介して電池モジュール２０への充電を指示する充電指示を取得したとする。この場合、制御部３３は取得した充電指示を却下する。制御部３３はネットワークを介して外部の送信元へ充電指示を却下したことを示す情報を送信してもよい。以降、放電終了電圧が基準電圧以下になるまで充電を停止する。

放電終了電圧が基準電圧以下の場合、Ｓ２４へ進む。Ｓ２４では、制御部３３は、充放電部３２に電池モジュール２０への充電停止の解除を指示する。充放電部３２は、電力供給源が電池モジュール２０に電力を供給可能となるように接続してもよい。または負荷と電池モジュール２０との接続を、電力供給源と電池モジュール２０との接続に切替えてもよい。

Ｓ２４では、制御部３３は容量測定許可信号を容量測定部３４へ送信し、容量測定部３４へ容量測定を開始させる。容量測定部３４は容量測定許可信号を取得すると容量測定を開始する。容量測定部３４は測定部３２から電池モジュール２０の基準電圧と、基準電圧における電流を取得する。

Ｓ２５では、制御部３３は充放電部３１へ電池モジュール２０を、容量測定を終了する電圧を示す容量測定終了電圧まで充電するよう指示する。充放電部３２は電力供給源から電池モジュール２０へ電力が供給可能となるように接続する。また、電力供給源から供給する交流電流を直流電流に変換し、電池モジュール２０へ供給する。測定部３２は、充電中の電池モジュール２０の電圧と電流とを制御部３３と容量測定部３４に送信する。
容量測定部３４は取得した電池モジュールの電流と電圧とを用いて電池モジュールの電池容量を測定する。以上で制御装置３０の動作を終了する。

以上、本実施形態によれば容量測定許可信号を受信した場合に、制御部３３は電池モジュール２０への充電を停止させる。このような本実施形態によれば、放電終了電圧を取得する前に電池モジュール２０への充電を停止させることができる。従って、蓄電装置１０の運転モード（充電中、放電中、待機中）によらず充電を停止させることができる。また、容量測定の開始可否判断における制御部３３の処理量を軽減することができる。

本実施形態では、蓄電装置１０の使用者に容量測定許可信号の送信要否を確認することができる。このような本実施形態によれば、蓄電装置１０の使用者が許可する場合に充電停止モードに移行することができるので需要家の要求を反映した上で充電を停止させることができる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ 蓄電装置
２０ 電池モジュール
３０ 制御装置
３１ 測定部
３２ 充放電部
３３ 制御部
３４ 容量測定部
４０ 電力線
５０ 通信線

Claims (9)

1. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの電圧を測定する測定部と、
   前記電池モジュールを充電及び放電する充放電部と、
   前記電池モジュールの電池容量を測定する容量測定部と、
   前記電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを取得し、
   前記放電終了電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電池モジュールへの充電を停止させる制御部と、を有する
   制御装置。
2. 前記放電終了電圧が基準電圧以下の場合に、
   前記充放電部は前記電池モジュールの電池容量の測定を終了する電圧を示す容量測定終了電圧まで前記電池モジュールを充電し、
   前記容量測定部は前記電池モジュールの電池容量の測定を開始する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、前記電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、
   前記電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧とを取得し、
   前記放電終了電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電池モジュールへの充電を停止させる、
   蓄電装置。
4. 前記制御装置から受信した情報を表示する表示部をさらに有し、
   前記表示部は、充電を停止することを示す情報を表示する、
   請求項３に記載の蓄電装置。
5. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、前記電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有する蓄電装置と、前記蓄電装置に接続する負荷と電力供給源と、を有し、
   前記蓄電装置は、
   充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧が、容量測定を開始する電圧を示す基準電圧よりも高い場合に、充電を停止する、
   蓄電システム。
6. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧と、前記電池モジュールの容量測定を開始する電圧する電圧を示す基準電圧とを取得し、
   前記放電終了電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電池モジュールへの充電を停止させる、
   蓄電装置の制御方法。
7. コンピュータに、
   １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの充電中及び放電中以外の期間の電圧であって放電終了後から次の充電開始までの期間の電圧を示す放電終了電圧を取得する放電終了電圧取得処理と、
   前記電池モジュールの容量測定を開始する電圧する電圧を示す基準電圧を取得する基準電圧取得処理と、
   前記放電終了電圧が前記基準電圧より大きい場合に、前記電池モジュールのへの充電を停止させる充電停止処理、
   を実行させる、
   制御プログラム。
8. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールの電圧を測定する測定部と、
   前記電池モジュールを充電及び放電する充放電部と、
   前記電池モジュールの電池容量を測定する容量測定部と、
   前記電池モジュールの電池容量の測定を許可する容量測定信号を取得し、前記電池モジュールへの充電を停止させる制御部と、を有する、
   制御装置。
9. １または複数のリチウムイオン二次電池を有する電池モジュールと、前記電池モジュールの充電及び放電を制御する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、
   前記電池モジュールの電池容量の測定を許可する容量測定信号を取得し、前記電池モジュールへの充電を停止させる、
   蓄電装置。

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