WO2011039912A1 - 蓄電池装置並びに蓄電池の電池状態評価装置及び方法 - Google Patents

Abstract

　新品の電池のみでなく、使用してある程度の期間が経過し、劣化した鉛蓄電池についても、現在の電池状態を正確に推定可能な方法と、正確に求めた電池状態の情報を使って、長寿命化・低コスト化可能な鉛蓄電池を実現する。　蓄電池と、蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、測定された端子電圧、電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した多次元の特性モデルと、蓄電池の現在の劣化度を推定する劣化度推定部と、劣化度推定部が求めた劣化度に基き、多次元特性モデルから該当するモデルを選定する該当モデル選定部と、該当モデル選定部から選定したモデルを用いて現在の電池状態を推定する電池状態推定部とから構成される。

Description

蓄電池装置並びに蓄電池の電池状態評価装置及び方法

　本発明は、例えば風力発電システムにおいて風力発電の変動抑制用に使用される蓄電池の電池状態（ＳＯＣ：Ｓａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を正確に把握することにより、電池寿命を長寿命化し、蓄電池を含むシステムのコストを低コストにすることに関する。

　地球温暖化は、全人類にとって重大な問題である。各国で、温暖化の進行を遅らせ、食い止めるために、省エネルギーの推進や、二酸化炭素を排出しない新エネルギーの利用などが進められている。

　日本でも、二酸化炭素排出削減のため、国が新エネ導入の目標を定め、補助金なども実施しながら太陽光や風力などの新エネルギー発電の導入を進めている。

　ところで、風力発電や太陽光発電は、自然エネルギーを利用しており、二酸化炭素を排出しないというメリットがあるものの、風まかせ、天候まかせのため発電出力が安定せず、電力系統への悪影響、電力品質の低下が懸念されている。このような電力系統への悪影響を防ぐ目的で、風力発電や太陽光発電を導入する際には、同時に蓄電池システムを導入することが求められている。

　この点について詳細に説明すると、まず例えば風力発電による発電出力は、風況によって大きく変動する。それを、そのまま電力系統に流すと、電力系統の電力品質に悪影響を及ぼす。そこで、鉛蓄電池などを用いた蓄電池システムが風力発電出力の状況に合わせた蓄電システム出力を出力し、結果として電力系統には、発電出力と蓄電システム出力が合成され、滑らかとなった系統出力が流され、電力品質への悪影響を回避することが可能となる。

　このために使用される風力発電出力変動抑制用途向けの鉛蓄電池には、風力発電設備と同程度の長寿命化、および低コスト化が求められている。この点、鉛蓄電池は適切な運用条件を守ることにより、寿命を延ばすことができる。

　しかるに、適切な運用条件を守って、蓄電池を長寿命化するためには、その電池の現在の電池状態として残存容量を正確に把握する必要がある。電池状態が正確に把握できれば、鉛蓄電池の寿命を長寿命化でき、かつ、低コスト化（風力出力変動緩和に必要な鉛蓄電池個数を低減）することができる
　鉛蓄電池の電池状態を正確に把握するための方法として、特許文献１が知られている。
本方法では、車両に搭載された蓄電池の電池状態と端子電圧、電流の関係式を事前に求めておき、アイドリングストップ時の電池状態を端子電圧・電流より判定するというものである。

　特許文献２には、蓄電池の電池状態を検知する際、電池状態が高い領域と低い領域で、前者の領域の場合に放電電圧と放電電流の関係から求め、後者の領域の場合には充電電圧と充電電流の関係から求めるという具合に判定方法を切り替え、推定精度を向上する方法が公開されている。

　さらに、特許文献３には、一定時間の平均の電圧と電流の関係から電池状態を検出する方法が開示されている。

　これら従来の方式はいずれも蓄電池の電池状態と端子電圧と電流の関係モデルを事前に作成しておき、現在の端子電圧測定値と電流測定値から、現在の蓄電池の電池状態を推定する方法である。

特開２００５－１４９１号公報 特開２００４－２８６６４２号公報 特開２００６－３４３２３０号公報

電気学会論文Ｂ，１２８巻８号，２００８年）「階段状電流を用いた鉛蓄電池シミュレーションモデリング手法」

　従来より、蓄電池の電池状態を正確に推定しようと、蓄電池の電池状態と端子電圧と電流の関係モデルを事前に作成しておき、現在の端子電圧測定値と電流測定値とから、現在の蓄電池の電池状態を推定しようとする方法が考えられている。

　従来の方法でも、蓄電池の電池状態の関係モデルを作成することができるが、それは、蓄電池新品の時点のモデル（単体）である。蓄電池は、経年変化（劣化）により、（電池総容量自体）や電池状態の特性が大きく変化（低下）するが、その点について考慮されていない。その理由としては、劣化度は、単に年月で決まるものでなく、電池の運用条件により変わるので、従来、容易には求められなかったのも大きな原因の１つである。

　本発明の課題は、新品の電池のみでなく、使用してある程度の期間が経過し、劣化した鉛蓄電池についても、現在の電池状態を正確に推定可能な方法と、正確に求めた電池状態の情報を使って、長寿命化・低コスト化可能な蓄電池装置並びに蓄電池の電池状態評価装置及び方法を実現することである。

　本発明の蓄電池装置は、蓄電池と、蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、測定された端子電圧、電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した多次元の特性モデルと、蓄電池の現在の劣化度を推定する劣化度推定部と、劣化度推定部が求めた劣化度に基き、多次元特性モデルから該当するモデルを選定する該当モデル選定部と、該当モデル選定部から選定したモデルを用いて現在の電池状態を推定する電池状態推定部とから構成される。

　また本発明の蓄電池装置は、蓄電池と、蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、蓄電池初期使用時からの経過を測定する第一の経過測定部と、充電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第一の多次元の特性モデルと、第一の経過測定部の出力に応じて第一の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第一の選択手段と、第一の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第一の推定部と、均等充電時からの経過を測定する第二の経過測定部と、放電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第二の多次元の特性モデルと、第二の経過測定部の出力に応じて第二の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第二の選択手段と、第二の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第二の推定部と、
電流積算から電池状態を推定する第三の推定部と、第二の経過測定部で求めた均等充電時の経過から、第一の推定部と第二の推定部と第三の推定部の出力にそれぞれ付与する重みを決定する重み決定手段と、重み決定手段で求めた重みを考慮した第一の推定部と第二の推定部と第三の推定部の出力に応じて最終的に電池状態を決定する決定手段とから構成される。

　本発明の蓄電池の性能評価装置は、蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、測定された端子電圧、電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した多次元の特性モデルと、蓄電池の現在の劣化度を推定する劣化度推定部と、劣化度推定部が求めた劣化度に基き、多次元特性モデルから該当するモデルを選定する該当モデル選定部と、該当モデル選定部から選定したモデルを用いて現在の電池状態を推定する電池状態推定部とから構成される。

　また本発明の蓄電池の性能評価装置は、蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、
蓄電池初期使用時からの経過を測定する第一の経過測定部と、充電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第一の多次元の特性モデルと、第一の経過測定部の出力に応じて第一の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第一の選択手段と、第一の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第一の推定部と、
均等充電時からの経過を測定する第二の経過測定部と、放電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第二の多次元の特性モデルと、第二の経過測定部の出力に応じて第二の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第二の選択手段と、第二の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第二の推定部と、
電流積算から電池状態を推定する第三の推定部と、
第二の経過測定部で求めた均等充電時の経過から、第一の推定部と第二の推定部と第三の推定部の出力にそれぞれ付与する重みを決定する重み決定手段と、
重み決定手段で求めた重みを考慮した第一の推定部と第二の推定部と第三の推定部の出力に応じて最終的に電池状態を決定する決定手段と
から構成してもよい。

　また本発明の蓄電池の電池状態評価方法は、蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルを前記蓄電池の劣化度ごとに複数用意し、前記蓄電池の現在の劣化度を推定し、推定した劣化度に応じた前記蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係モデルを選択し、選択したモデルを用いて、現在の電池状態を推定する。

　また本発明の蓄電池の電池状態評価方法は、蓄電池の充電時と放電時について、端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルをそれぞれ複数用意し、前記蓄電池の運転経過に応じて蓄電池の充電時と放電時のモデルをそれぞれ選択し、これらのモデルから現在の電池状態を推定する。

　また蓄電池の電池状態評価方法においては、さらに電流積算からも電池状態を推定し、前記蓄電池の充電時と放電時のモデルから推定した現在の電池状態を含めた複数の電池状態から最終的な電池状態を決定してもよい。

　そのうえで、複数の電池状態から最終的な電池状態の決定のために均等充電時からの経過を使用してもよい。

　本発明によれば、蓄電池を使用してある程度の期間が経過しても、使用状況（劣化度）により大きく異なる電池状態を正確に把握することができる。蓄電池の劣化も考慮しながら、電池状態を正確に把握することにより、蓄電池を長寿命化することができる。電池状態を正確に把握することにより、使用範囲（ＳＯＣ使用範囲）を広げ、少ない蓄電池で使用可能（低コスト化）することができる。即ち、蓄電池の劣化も考慮しながら正確に求めた電池状態情報を使って、長寿命化・低コスト化を実現した風力発電向け蓄電池、および、蓄電池システムを構築することができる。

本発明の一実施例の機能ブロック図 本発明の一実施例の処理フロー図 本発明の一実施例の機能ブロック図 本発明の一実施例の処理フロー図 放電特性モデルを利用した電池状態推定の例 放電特性モデルの例 充電特性モデルの例

　以下、図面を用いて本発明の実施の一形態について詳しく説明する。

　図１に、本発明の蓄電池電池状態評価装置の機能ブロック図を示す。本発明の機能ブロックは、端子電圧測定部１０１、電流測定部１０２、多次元特性モデル１０３、劣化度推定部１０４、該当モデル選定部１０５、電池状態推定部（ＳＯＣ推定部）１０６からなる。

　本発明の各機能について説明する。端子電圧測定部１０１は、鉛蓄電池の端子電圧Ｖを測定する。電流測定部１０２は、鉛蓄電池に流れる電流Ｉを測定する。多次元特性モデル１０３は、端子電圧Ｖ・電流Ｉと電池状態（ＳＯＣ）の関係モデルを、劣化度毎に多次元に用意したものであり、これは予め鉛蓄電池の特性を調べて作成しておく。

　劣化度推定部１０４は、蓄電池の現在の劣化度を推定する。蓄電池の現在の劣化度の指標としては、使用開始してからのトータルの充放電量（総充放電量（Ａｈ））で求める方法がある。

　該当モデル選定部１０５は、劣化度推定部１０４が求めた蓄電池の現在の劣化度に基き、多次元特性モデル１０３から、電池状態の推定に適した（現在の劣化度に該当する適切な）モデルを選定する。

　電池状態推定部１０６は、端子電圧測定部１０１が測定した端子電圧Ｖ、電流測定部１０２が測定した電流Ｉをもとに、該当モデル選定部１０５が選定したモデル（Ｖ・Ｉと電池状態の関係モデル）を用いて、現在の電池状態を推定する。

　なお、劣化度推定部１０４で、蓄電池の現在の劣化度を推定する方法の１例としては、使用開始してからトータルの充放電量（総充放電量（Ａｈ））で求める方法がある。

　また、劣化度毎の多次元の特性モデル１０３が保持する端子電圧Ｖ・電流Ｉと電池状態の関係モデルの作成方法については、一例として、非特許文献１にモデルの作成手順が詳しく記載されている。

　次に、図２を用いて、本発明の蓄電池電池状態評価方法の処理フローについて説明する。まず、端子電圧測定部１０１で蓄電池の端子電圧Ｖを測定する（ステップＳ２０１）。次に、電流測定部１０２で蓄電池の電流Ｉを測定する（ステップＳ２０２）。次に、劣化度推定部１０４で、蓄電池の現在の劣化度を推定する（ステップＳ２０３）。該当モデル選定部１０５は、劣化度推定部１０４が推定した値（現在の蓄電池の劣化度）に基き、多次元特性モデル１０３から、該当する関係モデルを選択する（ステップＳ２０４）。

　そして、電池状態推定部１０６は、端子電圧測定部１０１で測定した蓄電池の端子電圧Ｖ（ステップＳ２０１）、電流測定部１０２で測定した蓄電池の電流Ｉ（ステップＳ２０２）、および該当モデル選定部１０５により選ばれたモデルを使用して、現在の蓄電池の電池状態を推定する（ステップＳ２０５）。以上の処理により、現在の蓄電池の電池状態を推定することができる。

　図２の蓄電池の電池状態評価方法によれば、蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルを前記蓄電池の劣化度ごとに複数用意し、前記蓄電池の現在の劣化度を推定し、推定した劣化度に応じた前記蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係モデルを選択し、選択したモデルを用いて現在の電池状態を推定することができるので、新品の場合でなくとも使用状態に合わせて電池状態を正確に推定することができる。

　以上、図１と図２を用いて本発明にかかる蓄電池電池状態評価装置と方法の説明を行ったが、ここで用いられる劣化度毎の多次元特性モデル１０３についてこれが如何なるものかについて説明する。

　図５に示す特性Ｌ１は、電池の劣化度が５％で、温度が２５℃、放電電流が８Ａの環境下で電池を使用する時の放電特性モデルの一例を示す。このグラフは、縦軸が電圧Ｖ（端子電圧Ｖ）、横軸が電池状態（ＳＯＣ）を示す。

　このグラフによれば、劣化度が５％、温度が２５℃の環境下で８Ａの電流を流して、この時の端子電圧を測定したら、２．０４Ｖであったとすると、図に示すように、その時の鉛蓄電池の電池状態は、０．８５（８５％）であると分かる（推定できる）。

　劣化度毎の多次元特性モデル１０３は、以上のことから明らかなように他の劣化度のときの特性Ｌも複数組準備したものであり、測定した劣化度の指標に応じて最適な特性を抽出して電池状態の判定に使用するものである。

　図３に、本発明の蓄電池電池状態評価装置の他の一実施例の詳細な機能ブロック図を示す。この機能ブロックは、４種類の測定部（１０１，１０２，３０１，３０２）と、２種類の多次元特性モデル（３０３，３０４）と、２種類の選択手段（３０６，３０７）と、３種類の電池状態推定部（３０５，３１０，３１１）と、１つの重み決定手段（３０８）と、最終的に電池状態を決定する手段（３０９）とから構成される。

　このうち、４種類の測定部（１０１，１０２，３０１，３０２）は、端子電圧測定部１０１、電流測定部１０２、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１、均等充電時からの経過測定部３０２である。

　２種類の多次元特性モデル（３０３，３０４）とは、多次元の充電時特性モデル３０３と多次元の放電時特性モデル３０４である。

　２種類の選択手段（３０６，３０７）とは、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の出力に応じて多次元充電時特性モデル３０３からモデルを選択する手段３０６と、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の出力に応じて多次元放電時特性モデル３０４からモデルを選択する手段３０７である。

　３種類の電池状態（ＳＯＣ）推定部（３０５，３１０，３１１）とは、電流積算からの電池状態推定部３０５、充電時特性からの電池状態推定部３１０、放電時特性からの推定部３１１である。

　重みを決定する手段３０８は、均等充電時からの経過測定部３０２の出力に応じて、３種類の電池状態推定部（３０５，３１０，３１１）の出力に重み付けを行う。最終的に電池状態を決定する手段（３０９）は、重み付けされた３種類の電池状態推定部（３０５，３１０，３１１）の出力から、電池状態を求める。

　つぎに、各機能について説明する。端子電圧測定部１０１は、鉛蓄電池の端子電圧Ｖを測定する。電流測定部１０２は、鉛蓄電池に流れる電流Ｉを測定する。蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１は、蓄電池初期使用時からの経過（例：総充放電量（Ａｈ）、劣化度、あるいは、経過時間など）を測定する。均等充電時からの経過測定部３０２は、蓄電池の均等充電を実施してからの経過（例：時間、総充放電量（Ａｈ）など）を測定する。

　多次元の充電時特性モデル３０３は、充電時の端子電圧Ｖ・電流Ｉと電池状態の関係モデルを、蓄電池初期使用時からの経過毎（劣化度毎）に多次元に用意したものである。これは、予め鉛電池の充電時の特性を調べて、作成しておく。多次元の放電時特性モデル３０４は、放電時の端子電圧Ｖ・電流Ｉと電池状態ＳＯＣの関係モデルを、蓄電池初期使用時からの経過毎（劣化度毎）に多次元に用意したものである。これも、予め鉛電池の放電時の特性を調べて、作成しておく。

　なお、劣化度毎の多次元の充電特性モデル３０３や、劣化度毎の多次元の放電特性モデル３０４）が保持する「端子電圧Ｖ・電流Ｉと電池状態のＳＯＣの関係モデル」の作成方法については、一例として非特許文献１にモデルの作成手順が記載されている。

　選択手段３０６は、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の値（現在の劣化度）に応じて、多次元の充電特性モデル３０３の中から適切なモデルを選択する。選択手段３０７は、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の値（現在の劣化度）に応じて、多次元の放電時特性モデル３０４の中から適切なモデルを選択する。

　電流積算からの電池状態推定部３０５は、均等充電時からの電流Ｉの積算から電池状態を推定する。

　充電時特性からの電池状態推定部３１０は、蓄電池の充電時に端子電圧測定部１０１が測定した端子電圧Ｖ、電流測定部１０２が測定した電流Ｉをもとに、多次元の充電時特性モデル３０３から選択手段３０６が選定したモデルを用いて、現在の電池状態を推定する。

　放電時特性からの電池状態推定部３１１は、蓄電池の放電時に端子電圧測定部１０１が測定した端子電圧Ｖ、電流測定部１０２が測定した電流Ｉをもとに、多次元の放電時特性モデル３０４から選択手段３０７が選定したモデルを用いて、現在の電池状態を推定する。

　重みを決定する手段３０８は、均等充電時からの経過測定部３０２の値から、３種類の電池状態推定部（３０５，３１０，３１１）の出力に重み付けを行う。

　即ち、均等充電時からの経過が比較的短い場合には、電流積算からの電池状態推定部３０５により求めた電池状態の値の信頼度は比較的高い。しかし、均等充電時からの経過が長い場合には、電流積算からの電池状態推定部３０５により求めた電池状態の値の信頼度が低くなる。この場合、さらに、充電時特性からの電池状態推定部３１０で求めた電池状態や、放電時特性からの電池状態推定部３１１で求めた値が重要となる。その他にも、現在からの一定時間に、「充電」「放電」の割合がどの程度であったかなどにより、３種類の電池状態推定部（３０５，３１０，３１１）で求めた電池状態の重みが変化するので、これらの条件に応じて重み決定手段３０８がそれぞれの値を重み付けする。

　次に、図４を用いて、本発明の蓄電池電池状態評価方法の処理フローについて説明する。処理フローではまず、各種の測定を行う。

　端子電圧測定部１０１で蓄電池の端子電圧Ｖを測定する（ステップＳ４０１）。電流測定部１０２で蓄電池の電流Ｉを測定する（ステップＳ４０２）。蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１で、蓄電池の現在までの経過（劣化度）を測定（推定）する（ステップＳ４０３）。さらに、均等充電時からの経過測定部３０２で、蓄電池を均等充電により満充電としてから現在までの経過を測定する（ステップＳ４０４）。

　次に、電流積算からの電池状態推定部３０５で、現在の電池状態を推定する（ステップＳ４０５）。これは、均等充電時からの電流Ｉを積算して電池状態を推定するものである。次に、選択手段３０６は、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の求めた結果（経過・劣化度）により、充電時特性モデル３０３のモデルの中から該当する関係モデルを選択する（ステップＳ４０６）。

　充電時特性からの電池状態推定部３１０では、ステップＳ４０６で選んだ関係モデルを使用して、現在の蓄電池の電池状態を推定する（ステップＳ４０７）。

　また同様にして、選択する手段３０７は、蓄電池初期使用時からの経過測定部３０１の求めた結果（経過・劣化度）により、充電時特性モデル３０４のモデルの中から該当する関係モデルを選択する（ステップＳ４０８）。

　そして、放電時特性からの電池状態推定部３１１が、ステップＳ４０８で選んだ関係モデルを使用して、現在の蓄電池の電池状態を推定する（ステップＳ４０９）。

　次に、重みを決定する手段３０８は、均等充電時からの経過推定部３０２の求めた結果（均等充電時からの経過）により、ステップＳ４０５、ステップＳ４０７、ステップＳ４０９のそれぞれで求めた電池状態に付与する重み（信頼度）を決定する（ステップＳ４１０）。

　最後に、ステップＳ４１０で定めた重みをステップＳ４０５、ステップＳ４０７、ステップＳ４０９のそれぞれで求めた電池状態に付与して、最終的に当該電池の電池状態を決定する。

　図４に示した本発明の蓄電池の電池状態評価方法によれば、蓄電池の充電時と放電時について、端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルをそれぞれ複数用意し、蓄電池の運転経過に応じて蓄電池の充電時と放電時のモデルをそれぞれ選択し、これらのモデルから現在の電池状態を推定することができるので、より高精度に電池状態を推定できる。

　さらに電流積算からも電池状態を推定し、前記蓄電池の充電時と放電時のモデルから推定した現在の電池状態を含めた複数の電池状態から最終的な電池状態を決定することができる。

　複数の電池状態から最終的な電池状態の決定のために均等充電時からの経過を使用することができる。

　以上、図３と図４を用いて本発明にかかる蓄電池の電池状態評価装置と方法の説明を行ったが、ここで用いられる多次元特性モデル３０３、３０４についてこれが如何なるものかについて説明する。

　図６は、図３の多次元の放電特性モデルの例を示しており、例えば劣化度が５％、温度２５℃の使用環境下で、放電電流が８Ａ乃至１２Ａのときの特性を示している。多次元特性モデルは、この複数の特性をさらに経過測定部３０１の求めた結果（経過・劣化度）の観点から複数組準備したものである。

　また図７は、図３の多次元の充電特性モデルの例を示しており、例えば劣化度が５％、温度２５℃の使用環境下で、充電電流が８Ａ乃至１２Ａのときの特性を示している。多次元特性モデルは、この複数の特性をさらに経過測定部３０２の求めた結果（経過・劣化度）の観点から複数組準備したものである。

　これらの充電あるいは放電についての多次元特性モデルは、図５の劣化度の観点から多次元のモデルに展開することも可能であり、また図６、図７のように電流の観点から多次元のモデルに展開することも可能であり、さらには蓄電池のおかれる環境の温度に応じて多次元のモデルに展開することも可能である。

　これらの各方面から検討された多次元モデルは実際には計算機で構成されるので可能な範囲で多くのフアクターで展開されたモデルを備えることが現在の電池状態を推定する上で有効である。

　なお、以上の本発明の蓄電池の電池状態評価装置は、蓄電池と別体にして例えば遠方の計算機装置で実現することができる。また、現場の蓄電池設置場所に電池状態評価装置を設置してその場で性能確認できるような蓄電池装置とすることで実現することもできる。

　以上により、本発明を実施することが可能である。

本発明によれば、蓄電池の電池容量を細かく把握することができるので、長寿命化・低コスト化を実現した例えば風力発電向け蓄電池システムを構築することができる。

１０１：端子電圧測定部
１０２：電流測定部
３０１：蓄電池初期使用時からの経過測定部
３０２：均等充電時からの経過測定部３０２
３０３：多次元の充電時特性モデル
３０４：多次元の放電時特性モデル
３０６，３０７：選択手段
３０５，３１０，３１１：電池状態推定部
３０８：重み決定手段
３０９：電池状態決定手段

Claims (8)

1. 蓄電池と、
   該蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、前記蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、測定された端子電圧、電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した多次元の特性モデルと、前記蓄電池の現在の劣化度を推定する劣化度推定部と、該劣化度推定部が求めた劣化度に基き、前記多次元特性モデルから該当するモデルを選定する該当モデル選定部と、該当モデル選定部から選定したモデルを用いて現在の電池状態を推定する電池状態推定部とから構成されることを特徴とする蓄電池装置。
2. 蓄電池と、
   該蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、前記蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、
   蓄電池初期使用時からの経過を測定する第一の経過測定部と、充電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第一の多次元の特性モデルと、前記第一の経過測定部の出力に応じて前記第一の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第一の選択手段と、該第一の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第一の推定部と、
   均等充電時からの経過を測定する第二の経過測定部と、放電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第二の多次元の特性モデルと、前記第二の経過測定部の出力に応じて前記第二の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第二の選択手段と、該第二の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第二の推定部と、
   電流積算から電池状態を推定する第三の推定部と、
   前記第二の経過測定部で求めた均等充電時の経過から、前記第一の推定部と前記第二、の推定部と第三の推定部の出力にそれぞれ付与する重みを決定する重み決定手段と、
   該重み決定手段で求めた重みを考慮した前記第一の推定部と前記第二の推定部と第三の推定部の出力に応じて最終的に電池状態を決定する決定手段と
   から構成される蓄電池装置。
3. 蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、前記蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、測定された端子電圧、電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した多次元の特性モデルと、前記蓄電池の現在の劣化度を推定する劣化度推定部と、該劣化度推定部が求めた劣化度に基き、前記多次元特性モデルから該当するモデルを選定する該当モデル選定部と、該当モデル選定部から選定したモデルを用いて現在の電池状態を推定する電池状態推定部とから構成されることを特徴とする蓄電池の電池状態評価装置。
4. 蓄電池の端子電圧を測定する端子電圧測定部と、前記蓄電池に流れる電流を測定する電流測定部と、
   蓄電池初期使用時からの経過を測定する第一の経過測定部と、充電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第一の多次元の特性モデルと、前記第一の経過測定部の出力に応じて前記第一の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第一の選択手段と、該第一の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第一の推定部と、
   均等充電時からの経過を測定する第二の経過測定部と、放電時の端子電圧・電流と電池状態の関係モデルを劣化度ごとに複数用意した第二の多次元の特性モデルと、前記第二の経過測定部の出力に応じて前記第二の多次元の特性モデルから特性モデルを選択する第二の選択手段と、該第二の選択手段で選択した特性モデルから電池状態を推定する第二の推定部と、
   電流積算から電池状態を推定する第三の推定部と、
   前記第二の経過測定部で求めた均等充電時の経過から、前記第一の推定部と前記第二、の推定部と第三の推定部の出力にそれぞれ付与する重みを決定する重み決定手段と、
   該重み決定手段で求めた重みを考慮した前記第一の推定部と前記第二の推定部と第三の推定部の出力に応じて最終的に電池状態を決定する決定手段と
   から構成される蓄電池の電池状態評価装置。
5. 蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルを前記蓄電池の劣化度ごとに複数用意し、前記蓄電池の現在の劣化度を推定し、推定した劣化度に応じた前記蓄電池の端子電圧と電流と電池状態の関係モデルを選択し、選択したモデルを用いて、現在の電池状態を推定する蓄電池の電池状態評価方法。
6. 蓄電池の充電時と放電時について、端子電圧と電流と電池状態の関係を表すモデルをそれぞれ複数用意し、前記蓄電池の運転経過に応じて蓄電池の充電時と放電時のモデルをそれぞれ選択し、これらのモデルから現在の電池状態を推定する蓄電池の電池状態評価方法。
7. 請求項６記載の蓄電池の電池状態評価方法において、さらに電流積算からも電池状態を推定し、前記蓄電池の充電時と放電時のモデルから推定した現在の電池状態を含めた複数の電池状態から最終的な電池状態を決定することを特徴とする蓄電池の電池状態評価方法。
8. 請求項７記載の蓄電池の電池状態評価方法において、前記複数の電池状態から最終的な電池状態の決定のために均等充電時からの経過を使用することを特徴とする蓄電池の電池状態評価方法。

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