JP5809934B2 - 蓄電装置及び電源システム - Google Patents

Description

本発明は蓄電装置に関し、特に蓄電装置が備える蓄電池の保存による劣化（経年劣化）を低減する技術に関する。また、本発明は、そのような蓄電装置を備える電源システムに関する。

リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の蓄電池（二次電池）の劣化には、充放電時の劣化（サイクル劣化）の他に、充放電していない場合にも進行する経年劣化（保存劣化とも言い換えられる）がある（例えば特許文献１参照）。蓄電池を備える蓄電装置は、例えば無停電電源装置（ＵＰＳ；Uninterruptible Power Supply）として使用されることがある等、充放電しない状態で保存される期間が長くなる場合もあり、経年劣化の低減は、サイクル劣化の低減とともに重要である。

なお、特許文献２には、蓄電池の長寿命化に関する技術が開示される。特許文献２には、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池の放電制御装置が開示され、この装置に備えられる制御手段は、放電深度検出手段が検出した放電深度に基づき、蓄電池の寿命を保証する標準放電深度を超えないように被給電機器の運転を制御する。これにより、上記放電制御装置では、過放電による蓄電池の寿命への影響を無くすことができる。以上からわかるように、特許文献２には、蓄電池の経年劣化を低減する技術については開示されない。

特開２００３−１７１３８号公報 特開平１０−２４３５７２号公報

以上の点に鑑みて、本発明の目的は、蓄電池の経年劣化（保存劣化）を低減できる蓄電装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような蓄電装置を備える電源システムを提供することである。

上記目的を達成するために本発明の蓄電装置は、並列接続される複数の蓄電池と、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣを調整可能に設けられる調整手段と、を備える蓄電装置であって、前記複数の蓄電池の合計残容量を所定の値として保存する場合に、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣが、全て同一とされずに複数種類に分けられる構成（第１の構成）になっている。

なお、第１の構成において、蓄電池は、単一の蓄電池セルでもよいし、複数の蓄電池セルで構成されるもの（組電池）でもよい。

本出願人は、実験によって、保存ＳＯＣ（保存開始時のＳＯＣ）の変化に対する蓄電池の劣化度（経年劣化の度合い）の変化について、非線形な特性を示す蓄電池が存在することを見出している。このために、本構成のように、蓄電池を一定の条件で保存する場合に、複数の蓄電池のＳＯＣを全て同一にせずに複数種類に分けることによって、ＳＯＣを全て同一に揃えた場合に比べて、複数の蓄電池の平均の劣化度（経年劣化の度合い）を低減することが可能になる。

上記第１の構成の蓄電装置において、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣは、前記蓄電池の保存開始時のＳＯＣと、前記蓄電池が所定の期間保存された後の劣化度との関係を示す劣化情報に基づいて決定される構成（第２の構成）とするのが好ましい。この第２の構成の蓄電装置において、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣと前記劣化情報とから想定される前記複数の蓄電池の平均の劣化度が、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣを全て同一にした場合に前記劣化情報から想定される前記複数の蓄電池の平均の劣化度を下回るように、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣは決定される構成（第３の構成）とするのが好ましい。

上記第１から第３のいずれかの構成の蓄電装置において、前記複数の蓄電池の合計残容量が所定の値になるように保存する場合における、前記複数の蓄電池に対するＳＯＣの割り当てが、所定のタイミングで入れ替えられる構成（第４の構成）としてもよい。本構成によれば、複数の蓄電池それぞれの劣化進行度（経年劣化の進行度）を均等にすることができる。

上記第１から第４のいずれかの構成の蓄電装置において、前記複数の蓄電池が充放電される場合においても、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣが、全て同一とされずに複数種類に分けられている構成（第５の構成）としてもよい。蓄電装置が備える蓄電池においては、保存時ばかりではなく、充放電が行われている際にも、経年劣化が進行する。このために、本構成によれば、蓄電装置が備える複数の蓄電池の経年劣化の低減をより有効に行える。

上記第１から第５のいずれかの構成の蓄電装置において、前記調整手段には、複数のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記複数のＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部と、が含まれる構成（第６の構成）が採用されてもよい。本構成によれば、ＳＯＣの異なる複数の蓄電装置の同時使用が可能であるために、蓄電装置の出力電力を十分に確保可能である。なお、場合によっては、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに代えて、スイッチが用いられても構わない。

上記目的を達成するために本発明の電源システムは、外部負荷に対して電力を供給可能な電力供給源と、前記電力供給源からの電力を充電可能に設けられるとともに、外部負荷に対して放電可能に設けられる、上記第１から第６のいずれかの蓄電装置と、を備える構成（第７の構成）になっている。

本構成では、蓄電池の経年劣化の低減が図れる蓄電装置を用いて電源システムが構成されており、電源システムの長寿命化が期待できる。

本発明によると、蓄電池の経年劣化（保存劣化）を低減できる蓄電装置を提供できる。また、本発明によれば、電源システムの長寿命化が期待できる。

本発明の第１実施形態に係る電源システムの概略構成を示すブロック図 第１実施形態の蓄電装置で実行される蓄電池の経年劣化低減制御処理の流れを示すフローチャート 第１実施形態の蓄電装置が備える蓄電池の経年劣化特性の一例を示すグラフ 第１実施形態の蓄電装置が備える蓄電池の経年劣化特性の別例を示すグラフ 第１実施形態の蓄電装置において、保存時の各蓄電池のＳＯＣの決定方法について説明するための図で、全ての蓄電池のＳＯＣが同一とされた場合の図（比較図） 第１実施形態の蓄電装置において、保存時の各蓄電池のＳＯＣの決定方法について説明するための図で、各蓄電池のＳＯＣが複数種類に分けられた場合の図 第１実施形態における蓄電池の経年劣化低減制御処理の変形例を説明するための図 第１実施形態の蓄電装置の変形例を示すブロック図 本発明の第２実施形態に係る電源システムの概略構成を示すブロック図 第２実施形態の蓄電装置の使用方法について説明するためのグラフ 第２実施形態の蓄電装置が備える各蓄電池のＳＯＣの変化（一例）を示すグラフ 第２実施形態における蓄電池の経年劣化低減制御処理の変形例を説明するための図

以下、本発明の蓄電装置及び電源システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源システム１の概略構成を示すブロック図である。図１において、太線は電力線、細線は信号線を示している。図１に示すように、電源システム１は、電力供給源１０と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２０と、蓄電装置３０と、を備える。

電力供給源１０は、外部負荷や蓄電装置３０に対して電力を供給する。本実施形態では、電力供給源１０として商用交流電源（電力系統に繋がる）を想定している。ただし、電力供給源は、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置でもよい。自然エネルギー発電装置としては、例えば太陽光によって発電する太陽光発電装置や風力によって発電する風力発電装置等が挙げられる。

ＰＣＳ２０（電力変換部）は双方向コンバータを備える。この双方向コンバータにより、ＰＣＳ２０は、電力供給源１０からの交流電力を直流電力に変換するとともに、蓄電装置３０からの直流電力を交流電力に変換する。なお、電力供給源として例えば太陽光発電装置が採用される場合には、供給電力が直流となるため、ＰＣＳに備えられる電力変換器の種類は適宜変更する必要がある。

蓄電装置３０は、コントローラ３１と、４つのＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄと、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄとを備える。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａは第１蓄電池３３ａに接続され、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ｂは第２蓄電池３３ｂに接続され、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ｃは第３蓄電池３３ｃに接続され、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ｄは第４蓄電池３３ｄに接続される。そして、これら４つの組が並列に接続されている。

なお、蓄電池３３ａ〜３３ｄは、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の充放電可能な電池から適宜選択すればよい。また、蓄電池３３ａ〜３３ｄは、１つの蓄電池セルで構成されるものでもよいし、複数の蓄電池セルが直列、並列、或いは、直並列に接続された組電池でもよい。また、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄは、劣化していない状態において、同一の満充電容量を有する。

コントローラ３１は、各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄに対して、各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄに接続される蓄電池３３ａ〜３３ｄの充放電に関する指令信号を出力する。各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄは、当該指令に基づいてＰＣＳ２０から供給される電力を各蓄電池３３ａ〜３３ｄに適切な電力に変換して出力する。また、各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄは、各蓄電池３３ａ〜３３ｄから供給される電力をＰＣＳ２０に適切な電力に変換して出力する。すなわち、コントローラ３１、及び、各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄによって、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの充放電に関わる制御（電池容量の調整）が実行される。

なお、コントローラ３１には、蓄電池の経年劣化特性に関するデータ（後述する）が記憶される不揮発性のメモリ３１ａが備えられる。また、コントローラ３１には、各蓄電池３３ａ〜３３ｄから、ＳＯＣ（State Of Charge）を含む電池情報が送信される。ＳＯＣは、電池の充電状態を示す指標であり、満充電容量に対する放電可能容量（残存容量）の比（百分率）で表される。各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣは、例えば、各蓄電池３３ａ〜３３ｄに流れる充放電電流の積算値から求められる。また、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣは、予め決定された、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの開放電圧（Open Circuit Voltage（ＯＣＶ））とＳＯＣとの関係を示す計算式或いはテーブルを参照することにより求めることもできる。

なお、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄは、本発明の並列接続される複数の蓄電池の一例である。また、コントローラ３１と４つのＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄとは、本発明の調整手段の一例である。

次に、以上のように構成される蓄電装置３０において実行される、蓄電池の経年劣化（保存劣化とも呼ばれる）を低減する制御方法について説明する。蓄電装置３０の４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄは、例えば停電時において蓄電装置３０から外部負荷に給電できるようにする等の目的で、合計の残容量が所定の値になるように保存される。所定の値は、電源システム１の運用によって適宜決定される。

図２は、第１実施形態の蓄電装置３０で実行される蓄電池の経年劣化低減制御処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ３１は、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの合計の残容量が所定の値になるように保存するタイミングになったと判断する（ステップＳ１でＹｅｓ）と、メモリ３１ａに記憶される蓄電池の経年劣化（保存劣化）特性に関するデータ（劣化情報）を読み出す（ステップＳ２）。

ここで、メモリ３１ａに記憶される劣化情報について、図３Ａを参照しながら説明しておく。図３Ａは、第１実施形態の蓄電装置３０が備える蓄電池３３ａ〜３３ｄの経年劣化特性の一例を示すグラフである。図３Ａにおいて、横軸は保存開始時の蓄電池のＳＯＣ、縦軸は蓄電池を所定の期間（ここでは一例として１２か月としている）保存する前後の満充電容量の比（百分率）を示す。縦軸は、蓄電池の劣化度の指標になる。縦軸が１００％の場合は、満充電容量が変化していないために劣化していないこと（劣化進行度ゼロ）になり、縦軸が９０％の場合には、保存により満充電容量の減少が見られて容量が１０％劣化したことになる。

図３Ａに示すように、第１実施形態の蓄電装置３０が備える蓄電池３３ａ〜３３ｄは、保存開始時のＳＯＣ（保存ＳＯＣ）が大きくなるにつれて、所定の期間保存した後の劣化度が大きくなることがわかる。ただし、保存ＳＯＣ５０％を境に、保存ＳＯＣの変化に対する劣化度の変化割合が変わる。すなわち、保存ＳＯＣが５０％より大きい場合に比べて、保存ＳＯＣが５０％より小さい場合の方が、保存ＳＯＣの変化に対する劣化度の変化割合（増大割合）が小さくなる傾向が認められる。メモリ３１ａには、このような蓄電池の劣化特性が例えばテーブル化して、或いは計算式化されて記憶されている。

図２に戻って、劣化情報を読み出したコントローラ３１は、各蓄電池３３ａ〜３３ｄに割り当てるＳＯＣを決定する（ステップＳ３）。この決定は、次のように行われる。なお、この決定にあたって、上述のように、全ての蓄電池３３ａ〜３３ｄの残容量の合計が所定の値になることが前提とされる。

例えば、割り当てられるＳＯＣの種類が２種類（ＳＯＣｙとＳＯＣｚ）とされる場合には、以下の式（１）及び式（２）を満足するようにＳＯＣの決定が行われる。なお、ＳＯＣｘは、全ての蓄電池のＳＯＣが同一とされる場合のＳＯＣ値（上述した蓄電池の残容量の合計値を蓄電池の数で割った値）である。また、βｘは、蓄電池のＳＯＣがＳＯＣｘとされる場合の劣化度（劣化情報から得られる値）である。また、βｙは、蓄電池のＳＯＣがＳＯＣｙとされる場合の劣化度である。また、βｚは、蓄電池のＳＯＣがＳＯＣｚとされる場合の劣化度である。
βｘ＞（βｙ＋βｚ）／２ （１）
ＳＯＣｘ＝（ＳＯＣｙ＋ＳＯＣｚ）／２ （２）

ここで、ＳＯＣｘ＝５０％とされる場合を例に説明する。各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが全て５０％とされた場合（図４Ａ参照）における、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度は、先に読み出された劣化情報（図３Ａのグラフが相当）に基づいて求められる。図３Ａの例では、この劣化度は５％（βｘ＝５％）になる。次に、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度が先に求めた劣化度（βｘ＝５％）を下回るように、先に読み出された劣化情報（図３Ａのグラフが相当）に基づいて、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが決定される（複数種類に振り分けられる）。

ここで、コントローラ３１は、電源システム１に許容される保存時のＳＯＣの下限値を有する蓄電池の数ができるだけ多くなるように、ＳＯＣの割り振りを行うのが好ましい。なお、上記ＳＯＣの下限値については、例えば、予めメモリ３１ａに記憶される構成でもよいし、電源システム１のコントローラ（不図示）から与えられる構成でもよい。

電源システム１が許容するＳＯＣが２５％である場合、例えば図４Ｂに示すように、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣを２５％（ＳＯＣｙ＝２５％）、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣを７５％（ＳＯＣｚ＝７５％）とするのが好ましい。この場合、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度は、４％（＝（２．５％×２＋５．５％×２）／４＝（βｙ＋βｚ）／２）になる（図３参照）。すなわち、この劣化度（４％）は、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣを全て同一にした場合の劣化度（５％）を下回る（式（１）を満足する）。

なお、電源システム１が許容するＳＯＣの下限値が０％であれば、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣを０％（ＳＯＣｙ＝０％）、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣを１００％（ＳＯＣｚ＝１００％）とするのが好ましい。この場合には、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度は、３％（＝（０％×２＋６％×２）／４）とできる（βｘを下回る）。

コントローラ３１は、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣを決定すると、決定されたＳＯＣとなるように、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの充電或いは放電を行う（ステップＳ４）。各蓄電池３３ａ〜３３ｄを決定されたＳＯＣとする作業は、各蓄電池３３ａ〜３３ｄに対して同時に行われてもよいし、複数の組、或いは、個々に分けて行われてもよい。各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが狙いのＳＯＣ値となった時点で保存が開始される（ステップＳ５）。以上により、蓄電池の経年劣化低減制御処理は終了する。

以上のように経年劣化低減制御処理を行うことにより、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの経年劣化（保存劣化）を低減できる。

なお、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣと経年劣化特性から想定される４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度が、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣを全て同一にした場合に経年劣化特性から想定される４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度を下回るように、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが決定できればよい。このために、劣化度の変化割合（保存ＳＯＣの変化に対する変化の割合）が変わる点より保存ＳＯＣが大きい側で、劣化度の増大割合が小さくなる蓄電池（図３に示す特性が該当）の他、例えば、劣化度が低減する方向に変化する蓄電池（例えば図３における保存ＳＯＣ５０％を頂点としたＶ字状のグラフを示す蓄電池）等も、本実施形態の蓄電池として用いることができる。

図３Ｂは、第１実施形態の蓄電装置３０が備える蓄電池３３ａ〜３３ｄの経年劣化特性の別例を示すグラフである。図３Ｂの横軸及び縦軸は図３Ａと同様である。図３Ｂも図３Ａ同様に非線形の特性を示すが、更に複雑となっている。大まかに説明すると、保存ＳＯＣが０〜２５％程度では保存ＳＯＣの増加とともに劣化度が大きくなる（保存ＳＯＣの変化に対する劣化度の増加率は比較的大きい）。また、保存ＳＯＣが２５〜５０％程度では保存ＳＯＣが変化しても劣化度はあまり変化しない（若干大きくなる）。また、保存ＳＯＣが５０％程度以上となると、保存ＳＯＣの増加とともに劣化度が大きくなるが、保存ＳＯＣが７５％程度までは保存ＳＯＣの変化に対する劣化度の増加率はさほど大きくなく、保存ＳＯＣが１００％に近付くと劣化度の増加率（保存ＳＯＣの変化に対する）は比較的大きくなる。

このような特性を示す蓄電池が使用される場合も、例えば、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣが１０％（図３ＢのＳＯＣｙが該当）、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣが６０％（図３ＢのＳＯＣｚが該当）となるように、ＳＯＣの割り振りが決定されれば、経年劣化の低減が可能である。なお、ここでは、上記式（２）のＳＯＣｘ＝３５％を想定している。図３Ｂからわかるように、全蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣを同一とする場合には劣化度が５％になるが、上記のようにＳＯＣを割り振る（ＳＯＣｙ＝１０％、ＳＯＣｚ＝６０％）ことで、劣化度が４．２５％（＝（３％×２＋５．５％×２）／４）に抑制される。

以上に示した経年劣化低減制御処理は、蓄電池３３ａ〜３３ｄの保存を行う場合に毎回行われてもよい。ただし、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣの振り分けが一度決まれば、その後は、ＳＯＣの決定処理（ステップＳ２及びＳ３）は行わず、先に決定されたＳＯＣになるように、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの充放電が行われるようにしてもよい。また、予めステップＳ３で説明した方法に従って保存時における各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣを決定しておき、この決定された値をメモリ３１ａに記憶しておくようにしてもよい。この場合は、コントローラ３１は、保存時における各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣについてメモリ３１ａから読み出す処理のみ行い、ＳＯＣの振り分けを決定する演算処理は行わない。

また、上記劣化情報は、予め実験で求められたものではなく、蓄電装置３０の運用によって得られた劣化情報であってもよい。例えば、最初のうちは、保存時における各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣの決定処理が、実験で得られた劣化情報を用いて行われ、或るタイミングで、ＳＯＣの決定処理が、運用によって得られた劣化情報を用いて行われるように変更されるといった構成が採用されてもよい。

ここで、第１実施形態の構成に関する変形例について説明しておく。図５は、第１実施形態における蓄電池の経年劣化低減制御処理の変形例を説明するための図である。この変形例では、保存期間が所定の期間（適宜決定さればよい）を経過すると、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの保存時のＳＯＣの割り当てが入れ替えられる（ローテーションされる）ようになっている。

図５に示す例では、最初、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂの保存時のＳＯＣが２５％とされ、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄの保存時のＳＯＣが７５％とされる。そして、保存期間が所定の期間を経過すると、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂの保存時のＳＯＣが７５％、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄの保存時のＳＯＣが２５％となるように入れ替えが行われる。このような入れ替えが行われることにより、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの劣化度の進行が均等になることが期待できる。

図６は、第１実施形態の蓄電装置３０の変形例を示すブロック図である。図６に示す変形例では、第１実施形態の蓄電装置３０における各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄが、スイッチ３４ａ〜３４ｄに置き換えられている。このような構成でも、上述したのと同様な経年劣化低減処理を実行可能である。

ただし、この変形例の構成では、例えば保存中において停電等が発生して蓄電装置３０が使用される場合に、ＳＯＣが異なる蓄電池を同時に使用できなくなる。例えば、ＳＯＣが大きい第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのみが使用されることになる。このために、蓄電装置３０の最大出力電力が低減する。このような構成でも、例えば、停電が発生した場合における外部負荷の要求電力が小さければ、全く問題はない。

なお、本構成の場合には、コントローラ３１（図１参照）と、コントローラ３１によって制御されるスイッチ３１ａ〜３１ｄが、本発明の調整手段に該当することになる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の電源システム及び蓄電装置について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る電源システム２の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、電源システム２は、電力供給源となる太陽光発電装置１１及び商用交流電源（電力系統に繋がる）１２と、ＰＣＳ（電力変換部）２１と、蓄電装置４０と、を備える。

ＰＣＳ２１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａと、インバータ２１ｂとが備えられる。ＰＣＳ２１に備えられるＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａは、太陽光発電装置１１から供給される直流電力を適切な直流電力に変換する。このＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａから出力される直流電力は、外部負荷（ＤＣ機器）、インバータ２１ｂ、或いは、蓄電装置４０に適宜供給される。インバータ２１ｂは、太陽光発電装置１１或いは蓄電装置３０から供給される直流電力を適切な交流電力に変換する。インバータ２１ｂから出力される交流電力は、外部負荷（ＡＣ機器）に供給されたり、電力系統１２に供給されたりする。場合によっては、インバータ２１ｂに代えて双方向コンバータを用いてもよい。

なお、蓄電装置４０は、第１実施形態の蓄電装置３０と同じ部材で構成される。このために、構成の詳細な説明は省略する。また、同じ部材については、第１実施形態と同一の符号を用いて説明する。

電源システム２における蓄電装置４０の使用方法として、図８に示すような使用方法が想定される。なお、図８は、第２実施形態の蓄電装置４０の使用方法について説明するためのグラフである。図８において、横軸は時刻（一日分の時刻）、縦軸は４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均のＳＯＣである。

図８に示す例では、日中は、太陽光発電装置１１で発電される電力で、外部負荷に必要な電力の大部分を賄うことを想定している。そして、太陽光発電装置１で発電される電力のうち、余剰の電力を蓄電装置４０に蓄電（充電）することを想定している。図８に示す例で、夕方に蓄電装置４０が放電するのは、太陽光発電装置１では賄えない一部の電力を蓄電装置４０が賄うためである。夜間においては、太陽光発電装置１１が発電しないために、蓄電装置４０は充電されず、蓄電装置４０は、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの残容量の合計が所定の値となるように調整され、その後は使用されない（保存される）。

なお、図８に示す例では、各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが５０％とされた場合の残容量の合計値が、上述の所定の値に等しくなることが想定されている。夜間に４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均ＳＯＣを５０％とするのは、例えば蓄電装置４０を停電対策として使用できるようにする目的等のためである。

図９は、第２実施形態の蓄電装置４０が備える各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣの変化（一例）を示すグラフである。図９において、横軸は時刻（一日分の時刻）、縦軸は各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣである。なお、図９において、（ａ）は第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣ変化を示し、（ｂ）は第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣ変化を示す。また、破線のグラフは、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが全て同一に揃えられた場合のＳＯＣ変化パターンで、比較用に示されている。

図９に示すように、夜間（すなわち、各蓄電池３３ａ〜３３ｄが保存される保存期間）においては、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣが２５％、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣが７５％で一定となるように調整される（図４Ｂに示す状態に同じ）。

このために、第１実施形態で説明したように、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄが全て同一のＳＯＣに揃えられる場合に比べて、保存期間における４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度（経年劣化の劣化度）が低減される。なお、第１実施形態の場合と同様に、電源システム２が要求する、保存時の各蓄電池３３ａ〜３３ｄの合計の残容量、及び、電源システム２が許容するＳＯＣの下限値によって、保存期間における各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣの振り分け方は適宜変更されてよい。また、保存期間における各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣの値は、予め決定されたものがメモリ３１ａに記憶されている構成であってもよいし、コントローラ３１が演算によって適宜決定するものであってもよい。

また、第２実施形態では、蓄電装置４０が充放電されている場合においても、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが全て同一に揃えられるのではなく、２種類に分けられている。すなわち、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂからなる第１の組と、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄからなる第２の組とで、ＳＯＣが異なるように制御される。図９に示す例では、充放電時における、第１の組のＳＯＣと、第２の組のＳＯＣとの平均値が、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが全て同一に揃えられた場合におけるＳＯＣの想定変化パターン（図９の破線グラフ）と同一となるように、各蓄電池３３ａ〜３３ｄにおける充放電レートが決定されている。

経年劣化は、充放電中にも生じる。このために、図９に示す例のように各蓄電池３３ａ〜３３ｄを制御することにより、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄが全て同一のＳＯＣに揃えられる場合に比べて、充放電時においても、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄの平均の劣化度を低減可能である。ただし、充放電中にいつでも劣化の進行を低減する効果があるわけではなく、本例では、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣが５０％を超えた時点で劣化の進行を低減する効果はなくなる（図３Ａのグラフ参照）。

なお、第２実施形態の構成において、充放電パターンは、過放電、過充電、過電流とならない範囲で適宜変更してよい。また、充放電時における、上記第１の組のＳＯＣと、上記第２の組のＳＯＣとの平均値は、ＳＯＣが全て同一に揃えられた場合におけるＳＯＣの想定パターンと同一となるように制御する必要は必ずしもない。

また、第２実施形態の構成でも、第１実施形態同様に、所定のタイミングで、各蓄電池３３ａ〜３３ｄの保存期間におけるＳＯＣの割り当てがローテーションされる構成が採用されても構わない。例えば、図１０に示すように、各蓄電池３３ａ〜３３ｄが放電されるタイミングを利用して、保存期間におけるＳＯＣの割り当てがローテーションされてもよい。図１０では、放電後において、第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣ（保存期間におけるＳＯＣ）が２５％から７５％に入れ替えられ、第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣが７５％から２５％に入れ替えられている。

なお、図１０において、横軸は時刻（一日分の時刻）、縦軸は各蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣである。図１０において、（ａ）は第１蓄電池３３ａ及び第２蓄電池３３ｂのＳＯＣ変化を示し、（ｂ）は第３蓄電池３３ｃ及び第４蓄電池３３ｄのＳＯＣ変化を示す。また、破線のグラフは、４つの蓄電池３３ａ〜３３ｄのＳＯＣが全て同一に揃えられた場合のＳＯＣ変化パターンで、比較用に示されている。

また、第２実施形態の構成でも、蓄電装置４０が備える各ＤＣ−ＤＣコンバータ３２ａ〜３２ｄについて、スイッチに入れ替えても構わない。この場合、異なるＳＯＣの蓄電池は同時に使用できないので、蓄電池３３ａ〜３３ｄの充放電の制御については変更する必要が生じる。

＜その他＞
以上に示した実施形態は本発明の例示であり、本発明の蓄電装置及び電源システムは、以上に示した構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態の構成は適宜変更可能である。

例えば、以上に示した実施形態では、蓄電装置が備える並列接続された蓄電池の数が４つとされた。しかし、これに限定されず、並列接続される蓄電池の数は適宜変更して構わない。また、保存時に設定されるＳＯＣの種類数も適宜変更して構わない。場合によっては、保存時に設定されるＳＯＣが全ての蓄電池で異なってもよい。

その他、本発明の蓄電装置及び電源システムは、据え置き型の装置に限らず、例えば車両、船、飛行機、ロボット、電動アシスト自転車等の移動体に対しても適用可能である。

１、２ 電源システム
１０、１２ 商用交流電源（電力供給源）
１１ 太陽光発電装置（電力供給源）
３０、４０ 蓄電装置
３１ コントローラ（制御部、調整手段の一部）
３２ａ〜３２ｄ ＤＣ−ＤＣコンバータ（調整手段の一部）
３３ａ〜３３ｄ 蓄電池
３４ａ〜３４ｄ スイッチ（調整手段の一部）

Claims (5)

1. 並列接続される複数の蓄電池と、
   前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣを調整可能に設けられる調整手段と、
   を備える蓄電装置であって、
   前記複数の蓄電池の合計残容量を所定の値として保存する場合に、前記複数の蓄電池のＳＯＣが、複数種類に分けられ、
   前記蓄電池の保存開始時のＳＯＣと前記蓄電池が所定の期間保存された後の劣化度との関係を示す劣化情報から想定される前記複数の蓄電池の平均の劣化度が、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣを全て同一にした場合に前記劣化情報から想定される前記複数の蓄電池の平均の劣化度を下回るように、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣは決定される、蓄電装置。
2. 前記複数の蓄電池の合計残容量が所定の値になるように保存する場合における、前記複数の蓄電池に対するＳＯＣの割り当てが、所定のタイミングで入れ替えられる、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記複数の蓄電池が充放電される場合においても、前記複数の蓄電池それぞれのＳＯＣが、全て同一とされずに複数種類に分けられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記調整手段には、複数のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記複数のＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部と、が含まれる、請求項１から３のいずれかに記載の蓄電装置。
5. 外部負荷に対して電力を供給可能な電力供給源と、
   前記電力供給源からの電力を充電可能に設けられるとともに、外部負荷に対して放電可能に設けられる、請求項１から４のいずれかに記載の蓄電装置と、
   を備える、電源システム。

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