JP2021016282A - 亜鉛電池の制御方法及び電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電状態で待機させる用途において亜鉛電池の寿命を延ばすことができる、亜鉛電池の制御方法及び亜鉛電池を備える電源システムを提供する。【解決手段】この制御方法は、亜鉛電池を充電状態で待機させる方法であって、亜鉛電池の充電を行う充電ステップＳ１と、亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池の充電率を低下させる自己放電ステップＳ２とを含み、充電ステップＳ１及び自己放電ステップＳ２を連続して交互に繰り返し行う。【選択図】図４

Description

本発明は、亜鉛電池の制御方法及び電源システムに関する。

特許文献１は、蓄電池制御装置に関する技術を開示する。この蓄電池制御装置は、情報取得部と、制御部とを備える。情報取得部は、蓄電池の充電率に関する充電率情報と、蓄電池の温度に関する温度情報とを取得する。制御部は、情報取得部により取得された充電率情報および温度情報に基づき、蓄電池の充電率が第１閾値充電率以上であり、且つ、蓄電池の温度が第１閾値温度未満に低下した場合に、蓄電池を放電状態に切り替える。

特開２０１９−４５６５号公報

蓄電池を充電状態で待機させ、蓄電池の電力が必要となった場合に電源を蓄電池に切り替える電源システムが知られている。例えば、無停電電源システム（Uninterruptible Power Systems；ＵＰＳ）では、商用電源を用いて充電した蓄電池を充電状態で待機させ、停電の際に、電源を商用電源から蓄電池に切り替える。このような電源システムでは、蓄電池の寿命が重要となる。蓄電池の寿命が長くなるほど蓄電池の交換サイクルが長くなり、運用コストを抑制できるからである。また、近年、このような用途で用いられる電源システムの蓄電池として、亜鉛電池が注目されている。例えばニッケル亜鉛電池は、水酸化カリウム水溶液等の水系電解液を用いる水系電池であることから、高い安全性を有すると共に、亜鉛電極とニッケル電極との組み合わせにより、水系電池としては高い起電力を有する。さらに、ニッケル亜鉛電池は、優れた入出力性能に加えて、低コストといった利点を有する。

本発明の一側面は、充電状態で待機させる用途において亜鉛電池の寿命を延ばすことができる、亜鉛電池の制御方法及び亜鉛電池を備える電源システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一側面に係る亜鉛電池の制御方法は、亜鉛電池を充電状態で待機させる方法であって、亜鉛電池の充電を行う充電ステップと、亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池の充電率を低下させる自己放電ステップと、を含み、充電ステップ及び自己放電ステップを連続して交互に繰り返し行う。また、本発明の一側面に係る電源システムは、亜鉛電池と、亜鉛電池の充電及び放電を制御する制御部と、を備える。制御部は、亜鉛電池を充電状態で待機させる際に、亜鉛電池を充電する第１の動作と、亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池の充電率を低下させる第２の動作とを連続して交互に繰り返し行う。

例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などを用いる電源システムでは、蓄電池を充電状態で待機させる際、蓄電池に一定電圧を印加し続ける。このような方式は、フロート充電方式またはトリクル充電方式と呼ばれる。亜鉛電池を用いる電源システムの場合、鉛蓄電池を用いる場合とは異なり、一定電圧を印加し続けると電極が劣化し、電池寿命が抑制されてしまう。上記の制御方法及び電源システムでは、亜鉛電池を充電状態で待機させる際、亜鉛電池の充電動作と、亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池の充電率を低下させる動作とを連続して交互に繰り返し行う。鉛蓄電池の場合、このように充電及び休止を繰り返す動作方式は電池寿命を低下させる要因となり得るが、亜鉛電池の場合、このような動作方式は、一定電圧を印加し続ける場合と比較して電極の劣化を抑制し、長寿命化に寄与する。すなわち、上記の制御方法及び電源システムによれば、充電状態で待機させる用途において亜鉛電池の寿命を延ばすことができる。

上記の亜鉛電池の制御方法では、充電ステップ及び自己放電ステップの繰り返し周期が一定であってもよい。同様に、上記の電源システムでは、第１及び第２の動作の繰り返し周期が一定であってもよい。この場合、充電期間と自己放電期間との切り替えタイミングを、計時のみに基づいて容易に判断することができる。

上記の亜鉛電池の制御方法では、亜鉛電池の部分充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の大きさに基づいて、充電ステップから自己放電ステップへの切り替えタイミング、及び自己放電ステップから充電ステップへの切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断してもよい。同様に、上記の電源システムは、亜鉛電池のＳＯＣを測定するＳＯＣ測定部を更に備え、制御部が、ＳＯＣ測定部において測定したＳＯＣの大きさに基づいて、第１の動作から第２の動作への切り替えタイミング、及び第２の動作から第１の動作への切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断してもよい。この場合、例えば待機期間のＳＯＣレベルを一定以上に維持するといった運用を精度良く行うことができる。

上記の亜鉛電池の制御方法及び電源システムでは、充電ステップ（第１の動作）から自己放電ステップ（第２の動作）への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池のＳＯＣが８０〜１００％の範囲内であってもよい。このように、充電完了を判断する亜鉛電池のＳＯＣを比較的低く設定することにより、待機中における亜鉛電池のＳＯＣの上限を低く維持して、過充電による亜鉛電池の劣化（主に正極）を抑制し、亜鉛電池の寿命を更に延ばすことができる。なお、充電完了の下限ＳＯＣは、ＵＰＳに必要な電力量を確保できる値に設定されてもよい。

上記の亜鉛電池の制御方法及び電源システムでは、自己放電ステップ（第２の動作）から充電ステップ（第１の動作）への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池のＳＯＣが５０％以上１００％未満であってもよい。このように、自己放電完了を判断する亜鉛電池のＳＯＣを比較的高く設定することにより、待機中における亜鉛電池のＳＯＣの下限を高く維持して、亜鉛電池の電力が必要となった場合に十分な電力を供給することができる。

本発明の一側面に係る亜鉛電池の制御方法及び電源システムによれば、充電状態で待機させる用途において亜鉛電池の寿命を延ばすことができる。

図１は、電源システム１およびその周辺の構成の一例を模式的に示す図である。 図２は、制御部１４のハードウェア構成例を示す図である。 図３は、待機期間におけるＳＯＣの変化を拡大して示すグラフである。 図４は、亜鉛電池１０の制御方法を示すフローチャートである。 図５は、実施例による初期比容量維持率の推移を示すグラフであって、試験温度が２５℃の場合を示す。 図６は、実施例による初期比容量維持率の推移を示すグラフであって、試験温度が４０℃の場合を示す。 図７は、比較例による初期比容量維持率の推移を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら本発明による亜鉛電池の制御方法及び電源システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、電源システム１およびその周辺の構成の一例を模式的に示す図である。電源システム１は、蓄電池の充電状態を維持しつつ未使用状態で待機させ、必要に応じて蓄電池の電力を供給する。電源システム１が適用される場面は限定されず、例えば、電源システム１は固定物にも移動体にも適用可能である。固定物への適用の例として、電源システム１は、ＵＰＳとして家庭、オフィス、工場、農場等の様々な場所で利用され得る。

電源システム１は、電源システム１に電力を供給可能な供給要素２と、電源システム１から電力を受け取ることが可能な需要要素（負荷）４との間に設けられる。電源システム１、供給要素２、および需要要素４は、直流電流または交流電流が流れる配線６を介して電気的に接続される。供給要素２により生成された電気、または電源システム１に蓄えられた電力は配線６を通じて需要要素４に供給される。

供給要素２は、電源システム１に電力を供給可能な装置または設備である。供給要素２の種類は何ら限定されない。例えば、供給要素２は、再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置であってもよい。発電方法および発電装置の種類は何ら限定されず、例えば、発電装置は太陽光発電装置でもよいし風力発電機でもよい。あるいは、供給要素２は、発電、変電、送電、および配電を統合した商用電源の設備である外部の電力系統であってもよい。外部の電力系統は、例えば電力会社により提供される。

需要要素４は、電源システム１から電力を受け取ることが可能な装置または設備である。需要要素４の種類も何ら限定されない。需要要素４は、電力を消費する１以上の機器または装置の集合である負荷であってもよい。負荷の例として、１以上の家庭用または業務用の様々な電気機器の集合と、任意の装置の任意の構成要素とが挙げられる。

電源システム１は、電力変換器８、亜鉛電池１０、バッテリ・コントロール・ユニット（Battery Control Unit：ＢＣＵ）１２、および制御部１４を備える。亜鉛電池１０と電力変換器８とはＤＣ配線７を介して電気的に接続されている。図１の例では電源システム１は１組の電力変換器８及び亜鉛電池１０を備えるが、その組数は限定されず、２以上でもよい。複数の組が存在する場合に、亜鉛電池１０の性能（例えば、定格容量、応答速度など）および電力変換器８の性能（例えば、定格出力、応答速度など）は統一されてもよいし、統一されなくてもよい。制御部１４は、通信線を介して電力変換器８と通信可能に接続される。

亜鉛電池１０は、供給要素２から提供される電気を化学エネルギに変えて蓄える装置であり、充放電が可能である。亜鉛電池１０は、例えばニッケル亜鉛電池であり、直列に接続された複数のセルを含んで構成される。亜鉛電池１０には制御機能としてのＢＣＵ１２が接続されている。ＢＣＵ１２は、亜鉛電池１０に関するデータを制御部１４に送信する。

ＢＣＵ１２は、本実施形態におけるＳＯＣ測定部を兼ねる。すなわち、ＢＣＵ１２は、亜鉛電池１０の充電状態（ＳＯＣ）を測定する。例えば、ＢＣＵ１２は、亜鉛電池１０に通電された電流を計測し、積算することによりＳＯＣを測定する。ＢＣＵ１２が測定したＳＯＣに関する情報は、他のデータとともに制御部１４に送信される。なお、ＳＯＣの算出に必要な情報（例えば電池の開回路電圧、放電電流量及び充電電流量、または放電電流の積算量および充電電流の積算量）をＢＣＵ１２が制御部１４に送信し、制御部１４がＳＯＣを算出してもよい。

ＳＯＣは、例えば次のようにして測定される。まず、亜鉛電池１０の充電中における、亜鉛電池１０へ流れる電流量を取得する。そして、該電流量から充電容量を算出する。次に、亜鉛電池１０の放電中における、亜鉛電池１０から流れる電流量を取得する。そして、該電流量から放電容量を算出する。これらの充電容量及び放電容量に基づいて、ＳＯＣを算出することができる。

電力変換器８は、亜鉛電池１０の充放電を制御する装置である。電力変換器８は、制御部１４から指示信号（データ信号）を受信し、その指示信号に基づいて亜鉛電池１０の充放電を制御する。特に、本実施形態の制御部１４は、ＢＣＵ１２から得られる亜鉛電池１０のＳＯＣに基づいて、電力変換器８の動作を制御することにより、亜鉛電池１０の充放電を制御する。電力変換器８は、充電モードでは、供給要素２から流れてきた電気を亜鉛電池１０に蓄え、放電モードでは、亜鉛電池１０を強制的に放電させて外部に電力を供給する。電力変換器８は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータまたはＡＣ／ＤＣコンバータであり得る。

制御部１４は、亜鉛電池１０の充電及び放電を制御するコンピュータ（例えばマイクロコンピュータ）である。図２は、制御部１４のハードウェア構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１４は、プロセッサ１４１、メモリ１４２、および通信インタフェース１４３を有する。プロセッサ１４１は例えばＣＰＵであり、メモリ１４２は例えばフラッシュメモリで構成されるが、制御部１４を構成するハードウェア装置の種類はこれらに限定されず、任意に選択されてよい。制御部１４の各機能は、プロセッサ１４１が、メモリ１４２に格納されているプログラムを実行することで実現される。例えば、プロセッサ１４１は、メモリ１４２から読み出したデータまたは通信インタフェース１４３を介して受信したデータに対して所定の演算を実行し、その演算結果を他の装置に出力することで、該他の装置を制御する。あるいは、プロセッサ１４１は受信したデータまたは演算結果をメモリ１４２に格納する。制御部１４は１台のコンピュータで構成されてもよいし、複数のコンピュータの集合（すなわち分散システム）で構成されてもよい。

例えばＵＰＳ等である電源システム１は、亜鉛電池１０の電力を必要としない平常時においては、亜鉛電池１０の充電状態を維持しつつ亜鉛電池１０を未使用状態で待機させる。その際、制御部１４は、亜鉛電池１０のＳＯＣを、或る大きさ（例えば１００％）となるように制御する。この期間は、例えば数ヶ月（例えば約３ヶ月）といった長期間にわたって継続される。

ここで、上記の充放電制御について詳細に説明する。図３は、亜鉛電池１０の充電状態を維持しつつ亜鉛電池１０を未使用状態で待機させる期間（以下、待機期間という）におけるＳＯＣの変化を拡大して示すグラフである。図３に示すように、待機期間では、制御部１４が、亜鉛電池１０の充電動作（第１の動作、期間Ｐ１１）と、亜鉛電池１０に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池１０の充電率を低下させる動作（第２の動作、期間Ｐ１２）とを連続して交互に繰り返し行う。

充電動作とは、図１に示された電力変換器８の動作によって配線６から亜鉛電池１０へ電力を供給し、電荷を亜鉛電池１０において蓄えることをいう。充電動作は、例えば亜鉛電池１０に一定の電圧を印加することにより行われる。また、充放電に関する制御を休止するとは、電力変換器８の動作を停止することをいう。この場合、電力変換器８は、亜鉛電池１０に蓄えられた電力の充電および放電のいずれも行わず、配線６と亜鉛電池１０との間で電荷の授受を生じさせない。その間、亜鉛電池１０に蓄えられている電荷は、自然放電によって時間の経過と共に徐々に減少する。

また、上述した充電動作及び休止動作を連続して交互に繰り返すとは、充電動作→休止動作→充電動作→休止動作・・・と繰り返す際、充電動作とその次の休止動作との間、及び休止動作とその次の充電動作との間のいずれにおいても、他の動作（例えば強制放電動作）が介在しないことを意味する。言い換えると、待機期間の間、電力変換器８は充電動作及び休止動作のみを繰り返す。

待機期間においては、浅い充放電を周期的に繰り返す。充電動作と休止動作との繰り返し周期Ｔａは例えば１秒〜９０日の範囲内であり、一実施例では５日、１５日、または３０日といった周期である。但し、充電動作は休止動作と比較して格段に短く、例えば数十分である。従って、一周期の殆どは休止動作に割り当てられる。休止動作を３０日とした場合でも、亜鉛電池１０のＳＯＣの低下量は小さく、例えば２５℃で３％程度である。

充電動作と休止動作との繰り返し周期Ｔａは、予め定められた一定の周期であってもよい。その場合、繰り返し周期Ｔａは、例えば図２に示した通信インタフェース１４３を介して外部から予め入力され、メモリ１４２に記憶される。

充電動作と休止動作との繰り返し周期Ｔａは、不定であってもよい。その場合、制御部１４は、ＢＣＵ１２において測定される亜鉛電池１０のＳＯＣの大きさに基づいて、充電動作と休止動作との切り替えを制御してもよい。例えば、亜鉛電池１０のＳＯＣが所定の大きさまで上昇した場合に、制御部１４が充電動作から休止動作に切り替えてもよい。充電動作から休止動作への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、例えば８０〜１００％の範囲内である。また、亜鉛電池１０のＳＯＣが所定の大きさまで下降した場合に、制御部１４が休止動作から充電動作に切り替えてもよい。休止動作から充電動作への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、例えば５０％以上１００％未満である。

或いは、充電動作を開始してから休止動作に切り替えるまでの期間を予め一定に定めておき、休止動作開始後、ＢＣＵ１２において測定される亜鉛電池１０のＳＯＣが所定の大きさ（例えば５０％以上１００％未満の大きさ）まで下降した場合に、制御部１４が休止動作から充電動作に切り替えてもよい。

充電動作を開始してから休止動作に切り替えるまでを一定期間とする場合、充電動作後のＳＯＣは、充電開始時のＳＯＣと、充電電圧（一定電圧）と、充電時間とに依存する。充電動作を開始してから休止動作に切り替えるまでの期間の長さ及び充電電圧は、充電動作後のＳＯＣが例えば８０〜１００％の範囲内となるように定められるとよい。

ここで、電源システム１を用いた亜鉛電池１０の制御方法について説明する。図４は、本実施形態の亜鉛電池１０の制御方法を示すフローチャートである。この制御方法は、亜鉛電池１０の充電状態を維持しつつ未使用状態で待機させる方法であって、亜鉛電池１０の充電を行う充電ステップＳ１と、亜鉛電池１０に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池１０の充電率を低下させる自己放電ステップＳ２とを、連続して交互に繰り返し行う。前述したように、充電ステップＳ１及び自己放電ステップＳ２の繰り返し周期は一定であってもよく、また、亜鉛電池１０のＳＯＣの大きさに基づいて、充電ステップＳ１から自己放電ステップＳ２への切り替えタイミング、及び自己放電ステップＳ２から充電ステップＳ１への切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断してもよい。その場合、前述したように、充電ステップＳ１から自己放電ステップＳ２への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、８０〜１００％の範囲内であってもよい。また、自己放電ステップＳ２から充電ステップＳ１への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、５０％以上１００％未満であってもよい。

以上に説明した本実施形態の亜鉛電池１０の制御方法及び電源システム１によって得られる効果について説明する。本実施形態では、亜鉛電池１０を充電状態で待機させる際、亜鉛電池１０の充電動作と、亜鉛電池１０に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により亜鉛電池１０の充電率を低下させる動作とを連続して交互に繰り返し行う。鉛蓄電池の場合、このように充電および休止を繰り返す動作方式は電池寿命を低下させる要因となり得るが、後述する実施例に示されるように、亜鉛電池１０の場合、このような動作方式は、一定電圧を印加し続ける場合と比較して電極の劣化を抑制し、長寿命化に寄与する。すなわち、本実施形態の制御方法及び電源システム１によれば、充電状態で待機させる用途において亜鉛電池１０の寿命を延ばすことができる。

前述したように、充電動作（充電ステップＳ１）及び休止動作（自己放電ステップＳ２）の繰り返し周期は一定であってもよい。この場合、充電動作と休止動作との切り替えタイミングを、計時のみに基づいて容易に判断することができる。

前述したように、亜鉛電池１０のＳＯＣの大きさに基づいて、充電ステップＳ１から自己放電ステップＳ２への切り替えタイミング、及び自己放電ステップＳ２から充電ステップＳ１への切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断してもよい。この場合、例えば待機期間のＳＯＣレベルを一定以上に維持するといった運用を精度良く行うことができる。この場合、充電ステップＳ１（充電動作）から自己放電ステップＳ２（休止動作）への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、８０〜１００％の範囲内であってもよい。このように、充電完了を判断する亜鉛電池１０のＳＯＣを比較的低く設定することにより、待機中における亜鉛電池１０のＳＯＣの上限を低く維持して、過充電による亜鉛電池１０の劣化を抑制し、亜鉛電池１０の寿命を更に延ばすことができる。また、自己放電ステップＳ２（休止動作）から充電ステップＳ１（充電動作）への切り替えタイミングを判断する基準となる亜鉛電池１０のＳＯＣは、５０％以上１００％未満であってもよい。このように、自己放電の完了を判断する亜鉛電池１０のＳＯＣを比較的高く設定することにより、待機中における亜鉛電池１０のＳＯＣの下限を高く維持して、亜鉛電池１０の電力が必要となった場合に十分な電力を供給することができる。

（実施例）
本発明者は、上記実施形態の効果を確かめるため、ニッケル亜鉛電池（公称電圧１．６５Ｖ、定格容量８Ａｈ＠８Ａ）を用いて下記の試験を行った。手順は次のＡ１〜Ａ１０の通りである。
Ａ１）放電容量を測定するため、亜鉛電池を満充電状態（ＳＯＣ１００％）にする。
Ａ２）２５℃で６時間休止し、電池の状態を安定化する。
Ａ３）放電容量（８Ａｈ＠３２Ａ）を確認するため、初期放電容量を測定する。
Ａ４）寿命試験を開始するため、亜鉛電池を再び満充電状態（ＳＯＣ１００％）にする。
Ａ５）２５℃または４０℃で所定期間（５日、１５日、または３０日）休止する。このとき、電池のＳＯＣは自己放電によって徐々に低下する。
Ａ６）所定期間が５日、１５日の電池を所定期間が経過したときに充電し、自己放電により低下したＳＯＣを満充電状態まで回復させる。
Ａ７）３０日経過後、放電容量を測定するため、すべての電池を満充電状態（ＳＯＣ１００％）にする。
Ａ８）放電容量（＠３２Ａ）を測定し、放電容量維持率を算出する。
Ａ９）試験継続のため、亜鉛電池を再び満充電状態（ＳＯＣ１００％）に回復させる。
Ａ１０）Ａ５〜Ａ９の手順を繰り返す。

なお、上記Ａ１，Ａ４，Ａ７，及びＡ９の充電条件は下記の通りである。
・充電方式 ＣＣ−ＣＶ充電
・温度 ２５℃
・電流 ８Ａ、０．４Ａ−ｃｕｔｏｆｆ
・電圧 １．９Ｖ
・充電後休止時間 ６時間
・サンプリング時間 ６０秒
また、上記Ａ３，Ａ８の放電条件は下記の通りである。
・温度 ２５℃
・電流 ３２Ａ
・放電終止電圧 １．１Ｖ
・放電後休止時間 ０時間
・サンプリング時間 １秒
また、上記Ａ６の充電条件は下記の通りである。
＜２５℃の場合＞
・充電方式 ＣＣ−ＣＶ充電
・電流 ８Ａ、０．４Ａ−ｃｕｔｏｆｆ
・電圧 １．９Ｖ
・サンプリング時間 １秒
・５日間隔 充電上限容量 ０．１１２Ａｈ
・１５日間隔 充電上限容量 ０．３２Ａｈ
＜４０℃の場合＞
・充電方式 ＣＣ−ＣＶ充電
・電流 ８Ａ、０．４Ａ−ｃｕｔｏｆｆ
・電圧 １．８９Ｖ
・サンプリング時間 １秒
・５日間隔 充電上限容量 ０．２２４Ａｈ
・１５日間隔 充電上限容量 ０．６７２Ａｈ

また、比較のため、上記と同仕様のニッケル亜鉛電池を用いて下記の試験を行った。手順は次のＢ１〜Ｂ７の通りである。
Ｂ１）放電容量を測定するため、亜鉛電池を満充電状態（ＳＯＣ１００％）にする。
Ｂ２）２５℃で６時間休止し、電池の状態を安定化する。
Ｂ３）放電容量（８Ａｈ＠３２Ａ）を確認するため、初期放電容量を測定する。
Ｂ４）放電完了後、フロート充電電圧にて電池を３０日間充電する。
Ｂ５）電池の温度を試験温度に調整するため、２５℃で１２時間休止する。
Ｂ６）放電容量（＠３２Ａ）を測定し、放電容量維持率を算出する。
Ｂ７）Ｂ４〜Ｂ６の手順を繰り返す。

なお、上記Ｂ１の充電条件は、前述したＡ１，Ａ４，Ａ７，及びＡ９の充電条件と同じである。また、上記Ｂ３，Ｂ６の放電条件は、前述したＡ３，Ａ８の充電条件と同じである。上記Ｂ４の充電条件は下記の通りである。
・充電方式 ＣＣ−ＣＶ充電
・温度 ２５℃または４０℃
・上限電流 １．６Ａ
・電圧 １．８３Ｖ
・フロート充電時間 ３０日
・充電後休止時間 ０時間
・サンプリング時間 １８００秒

図５及び図６は、上記Ａ１〜Ａ１０の試験（実施例）による初期比容量維持率の推移を示すグラフである。これらの図において、縦軸は初期比容量維持率（単位：％）を表し、横軸は試験期間（単位：日）を表す。図５は試験温度が２５℃の場合を表し、図６は試験温度が４０℃の場合を表す。また、図７は、上記Ｂ１〜Ｂ７の試験（比較例）による初期比容量維持率の推移を示すグラフである。図７において、縦軸は初期比容量維持率（単位：％）を表し、横軸は試験期間（単位：日）を表す。更に、下記の表１は、２１０日経過時点での初期比容量維持率を示す。

図５及び表１を参照すると、試験温度が２５℃の場合の実施例における２１０日経過後の初期比容量維持率は、何れの充電間隔（５日、１５日、３０日）であっても９７％を超えている。一方、図７及び表１を参照すると、試験温度が２５℃の場合の比較例における２１０日経過後の初期比容量維持率は、９０％を僅かに上回っている程度である。また、図６及び表１を参照すると、試験温度が４０℃の場合の実施例における２１０日経過後の初期比容量維持率は、何れの充電間隔（５日、１５日、３０日）であっても８７％を超えている。一方、図７及び表１を参照すると、試験温度が４０℃の場合の比較例における２１０日経過後の初期比容量維持率は、５５％を下回っている。すなわち、上記実施形態によれば、従来のフロート充電方式と比較して、亜鉛電池１０の寿命を効果的に延ばすことができる。

本発明による亜鉛電池の制御方法及び電源システムは、上述した実施形態の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…電源システム、２…供給要素、４…需要要素、６…配線、７…ＤＣ配線、８…電力変換器、１０…亜鉛電池、１４…制御部、１４１…プロセッサ、１４２…メモリ、１４３…通信インタフェース、Ｔａ…周期。

Claims (10)

1. 亜鉛電池を充電状態で待機させる方法であって、
   前記亜鉛電池の充電を行う充電ステップと、
   前記亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により前記亜鉛電池の充電率を低下させる自己放電ステップと、
   を含み、
   前記充電ステップ及び前記自己放電ステップを連続して交互に繰り返し行う、亜鉛電池の制御方法。
2. 前記充電ステップ及び前記自己放電ステップの繰り返し周期が一定である、請求項１に記載の亜鉛電池の制御方法。
3. 前記亜鉛電池のＳＯＣの大きさに基づいて、前記充電ステップから前記自己放電ステップへの切り替えタイミング、及び前記自己放電ステップから前記充電ステップへの切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断する、請求項１に記載の亜鉛電池の制御方法。
4. 前記充電ステップから前記自己放電ステップへの切り替えタイミングを判断する基準となる前記亜鉛電池のＳＯＣが８０〜１００％の範囲内である、請求項３に記載の亜鉛電池の制御方法。
5. 前記自己放電ステップから前記充電ステップへの切り替えタイミングを判断する基準となる前記亜鉛電池のＳＯＣが５０％以上１００％未満である、請求項３または４に記載の亜鉛電池の制御方法。
6. 亜鉛電池と、
   前記亜鉛電池の充電及び放電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記亜鉛電池を充電状態で待機させる際に、前記亜鉛電池を充電する第１の動作と、前記亜鉛電池に対する充放電に関する制御を休止し、自己放電により前記亜鉛電池の充電率を低下させる第２の動作とを連続して交互に繰り返し行う、電源システム。
7. 前記第１及び第２の動作の繰り返し周期が一定である、請求項６に記載の電源システム。
8. 前記亜鉛電池のＳＯＣを測定するＳＯＣ測定部を更に備え、
   前記制御部は、前記亜鉛電池のＳＯＣの大きさに基づいて、前記第１の動作から前記第２の動作への切り替えタイミング、及び前記第２の動作から前記第１の動作への切り替えタイミングのうち少なくとも一方を判断する、請求項６に記載の電源システム。
9. 前記第１の動作から前記第２の動作への切り替えタイミングを判断する基準となる前記亜鉛電池のＳＯＣが８０〜１００％の範囲内である、請求項８に記載の電源システム。
10. 前記第２の動作から前記第１の動作への切り替えタイミングを判断する基準となる前記亜鉛電池のＳＯＣが５０％以上１００％未満である、請求項８または９に記載の電源システム。

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