JP7770334B2 - 蓄電装置、充電方法及びプログラム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、日本国特許出願２０２０－１７９８４７号（２０２０年１０月２７日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、蓄電装置、充電方法及びプログラムに関する。

蓄電装置のような分散型電源を系統に連系させるシステムが知られている。このようなシステムの蓄電装置は、住宅の屋外に設けられて、災害時の非常用電源として使用されることがある。

蓄電装置が備える二次電池は、高温及び低温において劣化が大きくなりやすいことが知られている。例えば特許文献１は、充電電流の２階微分計算値の符号の正負が変化した場合に、外界温度が所定温度より低ければ電流値を下げて、電池の寿命を延長させる技術を開示する。

国際公開第２０１７／０１３８２３号

一実施形態に係る蓄電装置は、
複数の電池が接続された蓄電モジュールと、
前記蓄電モジュールの温度を取得する温度取得部と、
前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算するＳＯＣ計算部と、
取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電する充電制御部と、を備える。

一実施形態に係る充電方法は、
複数の電池が接続された蓄電モジュールの充電方法であって、
前記蓄電モジュールの温度を取得することと、
前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算することと、
取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電することと、を含む。

一実施形態に係るプログラムは、
複数の電池が接続された蓄電モジュールの充電に用いられるプログラムであって、
コンピュータに、
前記蓄電モジュールの温度を取得することと、
前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算することと、
取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電することと、を実行させる。

図１は、一実施形態に係る蓄電装置を備える蓄電システムの構成例を示す図である。 図２は、一実施形態に係る充電方法による電池の充電状態を例示する図である。 図３は、一実施形態に係る充電方法で用いられる電流値設定テーブルを例示する図である。 図４は、一実施形態に係る充電方法を例示するフローチャートである。 図５は、一実施形態に係る充電方法による電池の充電の結果の一例を示す図である。 図６は、一実施形態に係る充電方法による電池の充電の結果の別の例を示す図である。 図７は、従来の充電方法による電池の充電状態を例示する図である。 図８は、従来の充電方法で用いられる電流値設定テーブルを例示する図である。 図９は、別の実施形態に係る蓄電装置を備える蓄電システムの構成例を示す図である。 図１０は、図９の蓄電装置で用いられる係数を説明するための図である。

（蓄電システムの構成）
図１は、本開示の一実施形態に係る蓄電装置１を備える蓄電システム１００の構成例を示す図である。蓄電システム１００は、電力系統６０に接続され、電力系統６０に接続された負荷７０に電力を供給する。負荷７０は、例えば照明、エアーコンディショナ又は情報処理装置などの電力を消費する任意の電気機器が含まれ得る。蓄電システム１００は、電力系統６０から供給される電力を蓄電装置１に蓄積する。

蓄電システム１００は、電力制御装置１０と、蓄電装置１と、を備える。蓄電システム１００が備える蓄電装置１の数は限定されない。図１の例において、蓄電システム１００が備える蓄電装置１の数は１つであるが、複数であり得る。複数の蓄電装置１は、電力制御装置１０に対して並列に接続されてよい。蓄電装置１は、電力制御装置１０を介して電力系統６０及び負荷７０と接続される。

電力制御装置１０はＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）ともいう。また、電力制御装置１０はパワーコンディショナと称されることがある。電力制御装置１０は、蓄電システム１００の動作を統括的に制御して各種の機能を実現する。電力制御装置１０は、例えば蓄電装置１、電力系統６０及び負荷７０の間の電力の入出力を制御する。電力制御装置１０は、例えば蓄電装置１から供給された直流電力を交流電力に変換して電力系統６０又は負荷７０に出力する。

蓄電装置１は、電力系統６０から供給された電力を蓄積する。蓄電装置１は負荷７０に蓄積した電力を供給する。また、蓄電装置１は売電可能な電力を電力系統６０に供給してよい。蓄電装置１は、例えば住宅の屋外に設けられて、災害時の非常用電源として使用され得る。また、蓄電装置１は寒冷地で使用され得る。

（蓄電装置の構成）
本実施形態に係る蓄電装置１は、管理モジュール２と、蓄電モジュール３と、温度センサ４と、を備える。管理モジュール２は、ストレージ２１と、コントローラ２２と、を備える。コントローラ２２は、温度取得部２２０と、ＳＯＣ計算部２２１と、充電制御部２２２と、を備える。図１は例示である。蓄電装置１は図１に示す構成要素の全てを含まなくてよい。また、蓄電装置１は図１に示す以外の構成要素を備えてよい。

蓄電モジュール３は、直列に接続された複数の電池Ｃ_１～Ｃ_Ｍを備える。Ｍは２以上の整数である。Ｍは一例として４８である。本実施形態において、複数の電池Ｃ_１～Ｃ_Ｍは、それぞれ同じ構成の二次電池である。複数の電池Ｃ_１～Ｃ_Ｍのうちの任意の１つを示す場合に、電池Ｃ_Ｎと表記することがある。また、蓄電モジュール３を電池と称することがある。

管理モジュール２は蓄電モジュール３を管理する。特に、管理モジュール２は、蓄電モジュール３のＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ、充電率）を監視して、充放電を制御する。

ストレージ２１は、記憶部としてプログラム及びデータを記憶する。ストレージ２１は、コントローラ２２の処理結果を一時的に記憶してよい。ストレージ２１は、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス及び磁気記憶デバイスなどの任意の記憶デバイスを含んでよい。半導体記憶デバイスは例えば半導体メモリを含んでよい。ストレージ２１は、複数の種類の記憶デバイスを含んでよい。ストレージ２１は、メモリカードなどの可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置との組み合わせを含んでよい。

本実施形態において、ストレージ２１に記憶されるデータは電流値設定テーブルを含む。電流値設定テーブルの詳細については後述する。

コントローラ２２は、例えばＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）などのプロセッサである。コントローラ２２は、他の構成要素が統合されたシステムオンチップなどの集積回路であってよい。コントローラ２２は、複数の集積回路を組み合わせて構成されてよい。コントローラ２２は、蓄電装置１の動作を統括的に制御して各種の機能を実現する。

温度取得部２２０は、温度センサ４によって検出される蓄電モジュール３の温度を取得する。温度取得部２２０は、常に蓄電モジュール３の温度を取得してよいし、間欠的に（例えば１～６００秒の間欠時間で）温度を取得してよい。本実施形態において、取得される温度は、蓄電モジュール３自体の温度であるが、これに限定されない。別の例として、取得される温度は、蓄電モジュール３の動作環境温度であってよい。蓄電モジュール３の動作環境温度は、蓄電モジュール３の周囲の蓄電装置内の温度であってよいし、蓄電装置１が配置されている場所の気温であってよい。

ＳＯＣ計算部２２１は、蓄電モジュール３のＳＯＣを計算する。ＳＯＣの計算は、公知の手法を用いることができる。例えば、ＳＯＣ計算部２２１は、電池に流れた電流を測定・積算してＳＯＣを求める。また、ＳＯＣ計算部２２１は、蓄電モジュール３の電圧を取得し、電池Ｃ_Ｎの内部抵抗などを用いてＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、開路電圧）を計算し、ＯＣＶとＳＯＣ－ＯＣＶ曲線からＳＯＣを求めてよい。

充電制御部２２２は、蓄電モジュール３の充電を制御する。充電制御部２２２は、温度取得部２２０によって取得された温度と、ＳＯＣ計算部２２１によって計算されたＳＯＣと、に基づいて設定する電流値で蓄電モジュール３を充電する。また、充電制御部２２２は、後述する充電完了条件が満たされた場合に、蓄電モジュール３の充電を終了する。本実施形態において、充電制御部２２２は、ストレージ２１から取得した電流値設定テーブルを用いて、電流値を設定する。充電制御部２２２が実行する充電方法の詳細については後述する。ここで、充電制御部２２２は、蓄電モジュール３のＳＯＣの状態又は電力制御装置１０からの指令に基づいて、蓄電モジュール３の充電を開始するタイミングを決定してよい。

温度センサ４は、蓄電モジュール３の温度を検出する。本実施形態において、温度センサ４は、蓄電モジュール３に接して又は近傍に配置されて、蓄電モジュール３自体の温度を検出する。ここで、温度センサ４は、コントローラ２２が電流値設定に用いる蓄電モジュール３の温度によって、配置される場所が異なってよい。例えば、蓄電装置１の配置場所の気温が電流値設定の計算で用いられる場合に、温度センサ４は、蓄電装置１の外部又は外気を取り込む位置に配置されてよい。

（充電方法）
上記のように、蓄電装置１の充電制御部２２２は、温度とＳＯＣとに基づいて設定する電流値で蓄電モジュール３を充電する。ここで、従来の充電方法は以下のような問題があった。

図７は、従来の充電方法による電池Ｃ_Ｎの充電状態を例示する図である。第１の従来の充電方法（以下「第１の従来方法」という）は、低温でも、常温と同じ電流値を用いて電池の充電を行う。ここで、常温は例えば１０℃以上である。低温は例えば１０℃未満である。低温の下限は例えば－２０℃であるが、別の温度であってよいし、下限が定められなくてよい。

図７の特性曲線Ｃ_ａは、低温において第１の従来方法によって電池Ｃ_Ｎを充電した場合の電圧及びＳＯＣの状態を示す。ここで、充電末電圧Ｖ_ｍは電池Ｃ_Ｎが満充電のときの電圧である。電池Ｃ_Ｎが充電される場合に、検出される電圧が充電末電圧Ｖ_ｍとなった状態が一定時間（例えば６０分）続くと充電完了と判定される。充電末電圧Ｖ_ｍは、電池Ｃ_Ｎによって定められている上限電圧Ｖ_ｍａｘ（例えば３．５７Ｖ）から計測誤差ｄＶ（例えば０．０２Ｖ）を減じて定められてよい。特性曲線Ｃ_ａに示されるように、低温において第１の従来方法によって充電すると、充電完了時のＳＯＣが目標である９０％以上にならずに７０％程度になる問題がある。これは、低温によって電池の内部抵抗が高くなり、過電圧ｄ_０が高くなることで、充電量が不十分な状態で充電完了と判定されるためである。ここで、図７の特性曲線Ｃ_ｏｃｖは、理論上の開路電圧及びＳＯＣの状態を示す。

第２の従来の充電方法（以下「第２の従来方法」という）は、低温において、常温より小さい電流値を用いて電池の充電を行う。図８は、第２の従来方法で用いられる電流値設定テーブルを例示する図である。電流値設定テーブルは、温度及びＳＯＣと、電流値との関係を定めるテーブルである。図８において、ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、ｔ_５及びｔ_６は、例えばそれぞれ－２０℃、－１０℃、－５℃、０℃、５℃、１０℃及び１５℃である。第２の従来方法では、電池の温度（ｔ）が複数の区分のどれに分類されるかによって、充電に用いられる電流値が決定される。低温における電流値Ｉ_０１～Ｉ_４５は、常温（ｔ_５≦ｔ＜ｔ_６）における電流値Ｉ_５６より小さい。また、電流値Ｉ_０１～Ｉ_５６について、Ｉ_０１＜Ｉ_１２＜Ｉ_２３＜Ｉ_３４＜Ｉ_４５＜Ｉ_５６が成り立つ。

図７の特性曲線Ｃ_ｂは、低温において第２の従来方法によって電池Ｃ_Ｎを充電した場合の電圧及びＳＯＣの状態を示す。第２の従来方法では、低温によって電池の内部抵抗が高くなるところ、設定する電流値を常温の電流値より小さくすることによって過電圧ｄ_１を抑えている。つまり、第２の従来方法では、ＳＯＣが目標である９０％以上になるまで電圧が充電末電圧Ｖ_ｍに達することがないように、電流値を小さくする。特性曲線Ｃ_ｂに示されるように、第２の従来方法による充電では、低温において充電完了時のＳＯＣを目標である９０％以上にすることができる。しかし、充電中の電流値が常に小さい状態に保たれるため、充電時間が長くなるという問題がある。

このような従来の充電方法の問題に対して、本実施形態に係る蓄電装置１の充電制御部２２２は、温度とＳＯＣとに基づいて充電中に電流値を変化させて、蓄電モジュール３を充電する。図２は、本実施形態に係る充電方法による電池Ｃ_Ｎの充電状態を例示する図である。また、図３は、本実施形態に係る充電方法で用いられる電流値設定テーブルを例示する図である。図２及び図３において、図７及び図８と同じ要素については同じ符号を用いているため、説明を省略する。

図２の特性曲線Ｃ_ｐは、本実施形態に係る充電方法によって電池Ｃ_Ｎを充電した場合の電圧及びＳＯＣの状態を示す。本実施形態に係る充電方法は、第２の従来方法より大きい電流値を用いることによって充電完了までの時間を早めながら、蓄電モジュール３のＳＯＣが上昇するに従って電流値が小さくなるように変化させて、充電完了時のＳＯＣを目標である９０％以上にすることができる。

図３に示すように、本実施形態において、電流値設定テーブルは温度だけでなくＳＯＣを複数に区分しており、温度及びＳＯＣの区分の組み合わせに応じて電流値が定められる。ＳＯＣは、ほぼ同じ数値範囲で区分されてよいが、これに限定されない。本実施形態において、ＳＯＣは１１％又は１２％の範囲で区分される。例えば図２のＳＯＣの幅ｄｓは１１％であってよい。また、温度は、ほぼ同じ数値範囲で区分されてよいが、これに限定されない。本実施形態において、温度は１℃の範囲で区分される。

蓄電モジュール３の充電において、充電制御部２２２は、ＳＯＣ計算部２２１によって計算されたＳＯＣを複数の区分のうちの１つに分類し、分類された区分に応じて電流値を設定する。ここで、充電制御部２２２は、温度取得部２２０によって取得された温度の区分が同じであって、ＳＯＣについて第１の区分とＳＯＣがより大きい第２の区分がある場合に、第２の区分に対応する第２の電流値を、第１の区分に対応する第１の電流値以下に設定する。図３を用いて説明すると、例えば温度の区分がｔ_１である場合に、ＳＯＣの第２の区分「５５％≦ＳＯＣ＜６６％」に対応する第２の電流であるＩ_１ｄは、ＳＯＣの第１の区分「４４％≦ＳＯＣ＜５５％」に対応する第１の電流であるＩ_１ｃ以下である。また、例えば温度の区分がｔ_３である場合に、ＳＯＣの第２の区分「６６％≦ＳＯＣ＜７７％」に対応する第２の電流であるＩ_３ｅは、ＳＯＣの第１の区分「４４％≦ＳＯＣ＜５５％」に対応する第１の電流であるＩ_３ｃ以下である。図３の例では、ｊを０から６の整数のいずれかを示すパラメータとして、電流値であるＩ_ｊａ、Ｉ_ｊｂ、Ｉ_ｊｃ、Ｉ_ｊｄ及びＩ_ｊｅについて、Ｉ_ｊａ≧Ｉ_ｊｂ≧Ｉ_ｊｃ≧Ｉ_ｊｄ≧Ｉ_ｊｅが成り立つ。ただし、この不等式において、全てのＳＯＣの区分に対応する電流値が同一であること（第２の従来方法に相当）は除かれる。

また、充電制御部２２２は、温度取得部２２０によって取得された温度を複数の区分のうちの１つに分類し、分類された区分に応じて電流値を設定する。例えば蓄電モジュール３の充電中に温度が上昇又は低下して温度の区分が変わった場合には、変わった後の温度の区分に応じた電流値が設定される。ここで、充電制御部２２２は、計算されたＳＯＣの区分が同じであって、温度について第３の区分と温度がより低い第４の区分がある場合に、第４の区分に対応する第４の電流値を、第３の区分に対応する第３の電流値以下に設定する。図３を用いて説明すると、例えばＳＯＣの区分が「１１％≦ＳＯＣ＜２２％」である場合に、温度の第４の区分「ｔ_１」に対応する第２の電流であるＩ_１ｂは、温度の第３の区分「ｔ_２」に対応する第１の電流であるＩ_２ｂ以下である。また、例えばＳＯＣの区分が「４４％≦ＳＯＣ＜５５％」である場合に、温度の第４の区分「ｔ_３」に対応する第２の電流であるＩ_３ｃは、温度の第３の区分「ｔ_５」に対応する第１の電流であるＩ_５ｃ以下である。図３の例では、ｘを｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ｝のいずれかを示すパラメータとして、電流値であるＩ_０ｘ、Ｉ_１ｘ、Ｉ_２ｘ、Ｉ_３ｘ、Ｉ_４ｘ、Ｉ_５ｘ及びＩ_６ｘについて、Ｉ_０ｘ≦Ｉ_１ｘ≦Ｉ_２ｘ≦Ｉ_３ｘ≦Ｉ_４ｘ≦Ｉ_５ｘ≦Ｉ_６ｘが成り立つ。ただし、この不等式において、全ての温度の区分に対応する電流値が同一であることは除かれる。

充電制御部２２２は、蓄電モジュール３のＳＯＣ及び温度を取得して、これらの組み合わせと電流値設定テーブルとによって電流値を決定して、蓄電モジュール３を充電する。図２に示すように、本実施形態に係る充電方法の特性曲線Ｃ_ｐは、蓄電モジュール３のＳＯＣの上昇に対して、ＳＯＣが特定の値になると電圧が一時的に低下する、波状の部分を有する。電圧が低下するＳＯＣの特定の値は、ＳＯＣの区分の境界に対応する。図３の例において、特定の値は例えば４４％、５５％、６６％などである。充電中にＳＯＣが上昇して区分が切り替わると、充電制御部２２２によって、より低い電流値が設定される。このとき、蓄電モジュール３の電圧が低下する。その後、蓄電モジュール３の内部の温度上昇による内部抵抗の変化などによって、蓄電モジュール３の電圧が徐々に高くなる。そのため、特性曲線Ｃ_ｐは波状の部分を有する。

ここで、上記のように、電池Ｃ_Ｎの充電において、検出される電圧が充電末電圧Ｖ_ｍとなった状態が一定時間続くと充電完了と判定される。充電完了までの時間を早めるために、本実施形態に係る充電方法は、第２の従来方法より大きい電流値を用いる。そのため、ＳＯＣが目標である９０％以上になるまでに、電圧は充電末電圧Ｖ_ｍに達し得る。しかし、本実施形態に係る充電方法では、ＳＯＣが特定の値になると電圧が低下する。そのため、充電完了前に一時的に電圧が充電末電圧Ｖ_ｍとなっても、充電完了と判定される程度にその状態が継続することはない。よって、本実施形態に係る充電方法は、充電完了時のＳＯＣを目標である９０％以上にすることができる。ここで、電圧が一時的に充電末電圧Ｖ_ｍになった状態を継続させないため、すなわち、充電完了の誤判定を避ける効果を高めるため、電流値と対応付けられるＳＯＣの区分の境界（電圧が低下するＳＯＣの特定の値）を多く設けることが好ましい。ＳＯＣは少なくとも１５％以下の範囲で区分されることが好ましい。例えば、ＳＯＣは本実施形態のように１１％又は１２％の範囲で区分されてよい。また、ＳＯＣはさらに狭い範囲（例えば８％の範囲）で区分されてよい。

（蓄電方法）
図４は、本実施形態に係る充電方法を例示するフローチャートである。蓄電装置１のコントローラ２２は、図４に示されるフローチャートに従って、蓄電モジュール３を充電する。

コントローラ２２の充電制御部２２２は、ストレージ２１から電流値設定テーブルを取得する（ステップＳ１）。

コントローラ２２の温度取得部２２０は、温度センサ４から蓄電モジュール３の温度を取得する（ステップＳ２）。

コントローラ２２のＳＯＣ計算部２２１は、蓄電モジュール３から計算に必要な情報（例えば電池Ｃ_Ｎの電圧及び電流の測定値）を取得し、蓄電モジュール３のＳＯＣを計算する（ステップＳ３）。

コントローラ２２の充電制御部２２２は、温度取得部２２０によって取得された温度とＳＯＣ計算部２２１によって計算されたＳＯＣとに基づいて、蓄電モジュール３の充電に用いる電流値を設定する（ステップＳ４）。このとき、充電制御部２２２は、上記の電流値設定テーブルを用いる。充電制御部２２２は、設定した電流値で蓄電モジュール３を充電する。

コントローラ２２の充電制御部２２２は、充電完了条件が満たされた場合に（ステップＳ５のＹｅｓ）、充電の処理を終了する。ここで、充電完了条件は、いずれかの電池Ｃ_Ｎの電圧の測定値が充電末電圧Ｖ_ｍとなった状態が一定時間（例えば６０分）続くことであってよい。充電制御部２２２は、ＳＯＣ計算部２２１が取得する電池Ｃ_Ｎの電圧の測定値を受け取って、充電完了の判定に用いてよい。

コントローラ２２は、充電完了条件が満たされない場合に（ステップＳ５のＮｏ）、ステップＳ２の処理に戻る。

（実施例）
本実施形態に係る蓄電装置１で上記の充電方法が実行されて、低温における蓄電モジュール３の充電が行われた。図５及び図６は、それぞれ異なる温度条件の実験における電池Ｃ_Ｎの充電の結果を示す。以下において、図５に結果が示される実施例は第１の実施例と称される。また、図６に結果が示される実施例は第２の実施例と称される。

第１の実施例では、蓄電モジュール３の温度が－１０℃であって、蓄電モジュール３の充電前のＳＯＣすなわち初期状態のＳＯＣが１０％であった。図５において、ＣＣは蓄電モジュール３の電流の測定値を示す。ＣＶ_ｍａｘは電池Ｃ_Ｎのうち充電完了時に最大電圧を示したものの電圧の測定値を示す。ＣＶ_ｍｉｎは電池Ｃ_Ｎのうち充電完了時に最小電圧を示したものの電圧の測定値を示す。ＣＶ_ａｖｇは全ての電池Ｃ_Ｎの電圧の測定値の平均を示す。第１の実施例では、充電完了時のＳＯＣが９４．２％であって、目標である９０％以上であった。ここで、図５のＰで示すように、ＳＯＣが１９％のときにいくつかの電池Ｃ_Ｎの電圧が充電末電圧Ｖ_ｍに達した。電圧が充電末電圧Ｖ_ｍに達した状態が５分継続した後に、ＳＯＣが２２％に達して電圧が低下した。ここで、充電完了条件は、電圧が充電末電圧Ｖ_ｍに達した状態が６０分以上継続することである。そのため、第１の実施例で充電完了の誤判定が生じることはなかった。また、充電時間は、第２の従来方法と比べて１／２以下に短縮された。

第２の実施例では、蓄電モジュール３の温度が－１５℃であった。それ以外の条件は第１の実施例と同じである。第２の実施例では、充電完了時のＳＯＣが９８．４％であって、目標である９０％以上であった。ここで、図６に示すように、いくつかの電池Ｃ_Ｎの電圧が充電末電圧Ｖ_ｍに達したが、その継続時間は１分以内であった。そのため、第２の実施例で充電完了の誤判定が生じることはなかった。また、充電時間は、第２の従来方法と比べて１／３以下に短縮された。

実施例の結果から明らかなように、本実施形態に係る蓄電装置１及び充電方法は、上記の構成及び工程によって、低温状態でも十分な充電を可能にする。また、本実施形態に係る蓄電装置１及び充電方法は、低温において常温より小さい電流値を用いて電池の充電を行う従来の充電方法と比べても、大幅に充電時間を短縮することができる。

実施形態を諸図面及び実施例に基づき説明したが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意すべきである。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段及び／又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

上記の実施形態において、充電制御部２２２は、分類された区分に応じて電流値を設定し、常温においてもＳＯＣが大きくなると、電流値が小さくなるように設定する。ここで、蓄電モジュール３の高い内部抵抗が問題となるのは、特に低温の場合である。そのため、充電制御部２２２は、取得された温度が所定の閾値（例えば１０℃）より大きい場合に、電流値を、ＳＯＣによらない所定値に設定してよい。例えば、図３のｔ_５（１０℃）及びｔ_６（１５℃）は常温である。図３のＩ_５ａ、Ｉ_５ｂ、Ｉ_５ｃ、Ｉ_５ｄ及びＩ_５ｅは同じ値Ｉ_５であってよい。また、図３のＩ_６ａ、Ｉ_６ｂ、Ｉ_６ｃ、Ｉ_６ｄ、Ｉ_６ｅは同じ値Ｉ_６であってよい。さらに値Ｉ_５と値Ｉ_６とが同じであってよい。

実施形態について装置及び方法を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行されるプログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、管理モジュール２は、例えばメモリ及びハードディスクドライブなどの記憶装置、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及び他のプロセッサなどの制御装置を備えるコンピュータで実現されてよい。このとき、ストレージ２１はコンピュータの記憶装置で実現されてよい。また、コントローラ２２は、コンピュータの制御装置で実現されてよい。プログラムは記憶装置に記憶されて、実施される場合に制御装置から読みだされてよい。

ストレージ２１に記憶されるプログラムは、コントローラ２２を温度取得部２２０、ＳＯＣ計算部２２１及び充電制御部２２２として機能させるものを含んでよい。また、コントローラ２２は、ストレージ２１に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行して各種機能を実現してよい。コントローラ２２は、ストレージ２１から読み込んだプログラムの命令を実行することによって、温度取得部２２０、ＳＯＣ計算部２２１及び充電制御部２２２の機能を実現してよい。

また、上記の実施形態において、充電制御部２２２は、温度及びＳＯＣ基づいて設定される電流値で蓄電モジュール３を充電する。ここで、設定される電流値は、さらに温度、ＳＯＣと異なる蓄電モジュール３の状態量に基づいて設定されてよい。例えば別の実施形態として、コントローラ２２は、蓄電モジュール３のＳＯＨ（Ｓｔａｔｅｓ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ、健全度又は劣化度）を考慮した電流値を用いてよい。つまり、充電制御部２２２は、取得された温度と、計算されたＳＯＣと、計算されたＳＯＨと、に基づいて設定する電流値で蓄電モジュール３を充電してよい。ここで、ＳＯＨは、蓄電モジュール３の劣化状態を示し、初期の満充電容量（又は定格容量）に対する現在の満充電容量の比で計算される。以下に、別の実施形態についての詳細が説明される。

図９は、別の実施形態に係る蓄電装置１を備える蓄電システム１００の構成例を示す図である。上記の実施形態（図１参照）と比べて、コントローラ２２が、さらにＳＯＨ計算部２２３を備えることが異なる。また、充電制御部２２２は、ＳＯＨを用いて電流値を調整する。これら以外の要素については、図１と同じであるため、説明を省略する。

ＳＯＨ計算部２２３は、蓄電モジュール３のＳＯＨを計算する。ＳＯＨの計算は、公知の手法を用いることができる。例えばＳＯＨ計算部２２３は、温度を含む使用環境の情報を取得して、使用環境の情報をパラメータとする劣化の数式モデルを用いて蓄電モジュール３のＳＯＨを求めてよい。また、例えばＳＯＨ計算部２２３は、蓄電モジュール３を満充電の状態から完全に放電するまでの放電量を取得して、定格容量との比を求めることによってＳＯＨを求めてよい。

また、充電制御部２２２は、上記のようにストレージ２１から取得した電流値設定テーブルを用いて電流値を設定するが、その設定した電流値（以下、調整前の電流値という）にＳＯＨの値（以下、Ｑ_ＳＯＨと表記する）と、係数αと、を乗じて調整する。別の実施形態においては、調整後の電流値が、蓄電モジュール３の充電に用いられる電流値となる。調整前の電流値をＩとすると、調整後の電流値であるＩ_ａｄｊは、Ｉ_ａｄｊ＝Ｉ×（Ｑ_ＳＯＨ×α）によって計算される。

ただし、（Ｑ_ＳＯＨ×α）が１を超える場合には、（Ｑ_ＳＯＨ×α）が１に設定される。換言すると、（Ｑ_ＳＯＨ×α）が１を超える場合には、Ｉ_ａｄｊ＝Ｉである。

ここで、蓄電モジュール３が経時劣化すると、初期（製造時）よりも電池の内部抵抗が高くなり、過電圧が高くなることで、初期よりも小さい充電量で充電完了と判定されることがある。そこで、経時劣化した蓄電モジュール３に対して、特に低温において、上記の実施形態よりも更に小さい電流値で充電が行われるように調整することが好ましい。蓄電モジュール３の経時劣化の程度は、ＳＯＨによって知ることができる。別の実施形態に係る蓄電装置１は、調整後の電流値であるＩ_ａｄｊで充電することによって、経時劣化を有する蓄電モジュール３に対しても、低温状態での十分な充電を可能にする。

ここで、Ｑ_ＳＯＨは１以下の値である。例えば蓄電モジュール３があまり劣化しておらず、ＳＯＨが９０％であれば、Ｑ_ＳＯＨは０．９である。例えば蓄電モジュール３の劣化が進行しており、ＳＯＨが４０％であれば、Ｑ_ＳＯＨは０．４である。係数αは、特に蓄電モジュール３の劣化が進行しているような場合に、調整後の電流値が過度に小さくなる（すなわち、充電時間が長くなる）ことがないように導入される。係数αは１より大きい値である。

図１０は係数αを説明するための図である。係数αは電池の温度（ｔ）に応じて設定される。図１０の例において、閾値温度であるＴ_１～Ｔ_１０について、Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３＜Ｔ_４＜Ｔ_５＜Ｔ_６＜Ｔ_７＜Ｔ_８＜Ｔ_９＜Ｔ_１０が成り立つ。また、係数αの値であるα_０～α_１０について、１＜α_０＜α_１＜α_２＜α_３＜α_４＜α_５＜α_６＜α_７＜α_８＜α_９＜α_１０が成り立つ。一例としてＴ_１は１５℃であってよい。この例において、電池の温度（ｔ）が１５℃未満の場合に係数αはα_０に設定される。α_０は具体例として１．１であってよい。例えばＱ_ＳＯＨが０．９であれば（Ｑ_ＳＯＨ×α）は０．９９である。また、蓄電モジュール３の劣化が進行していてＱ_ＳＯＨが０．４であれば（Ｑ_ＳＯＨ×α）は０．４４である。このとき、調整後の電流値（Ｉ_ａｄｊ）は、電流値設定テーブルによる電流値の半分より小さく設定される。このように電流値がＳＯＨに応じて調整されることによって、経時劣化を有する蓄電モジュール３に対しても、低温状態での十分な充電が可能になる。

また、一例としてＴ_１０は２４℃であってよい。この例において、電池の温度（ｔ）が２４℃以上の場合に係数αはα_１０に設定される。α_１０は具体例として２．０であってよい。このとき、Ｑ_ＳＯＨが０．５より大きければ（Ｑ_ＳＯＨ×α）の値は１を超えるため、（Ｑ_ＳＯＨ×α）＝１に設定される。つまり、調整後の電流値は、調整前の電流値に等しい。蓄電モジュール３の劣化による内部抵抗上昇の影響があまり大きくない高い温度においては、上記の実施形態と同様に、電流値設定テーブルに従って充電の電流値が設定される。

本開示において「第１」及び「第２」などの記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」などの記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」などの識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として、「持続可能な開発目標（ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｇｏａｌｓ：ＳＤＧｓ）」がある。一実施形態に係る蓄電装置１及び蓄電方法は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「７．エネルギーをみんなに そしてクリーンに」、「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」、及び「１１．「住み続けられるまちづくりを」の目標などの達成に貢献し得る。

１ 蓄電装置
２ 管理モジュール
３ 蓄電モジュール
４ 温度センサ
１０ 電力制御装置
２１ ストレージ
２２ コントローラ
６０ 電力系統
７０ 負荷
１００ 蓄電システム
２２０ 温度取得部
２２１ ＳＯＣ計算部
２２２ 充電制御部
２２３ ＳＯＨ計算部

Claims (7)

1. 複数の電池が接続された蓄電モジュールと、
   前記蓄電モジュールの温度を取得する温度取得部と、
   前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算するＳＯＣ計算部と、
   前記蓄電モジュールのＳＯＨを計算するＳＯＨ計算部と、
   取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、計算されたＳＯＨと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電する充電制御部と、を備え、
   前記充電制御部は、取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づく調整前の電流値を、計算された前記ＳＯＨの値と、前記温度に応じて設定される係数αと、を乗じて調整し、調整後の電流値で前記蓄電モジュールを充電する、蓄電装置。
2. 前記充電制御部は、
   計算された前記ＳＯＣを複数の区分のうちの１つに分類し、分類された区分に応じて前記調整前の電流値を設定し、
   取得された前記温度の区分が同じであって、前記ＳＯＣについて第１の区分と前記ＳＯＣがより大きい第２の区分がある場合に、前記第２の区分に対応する第２の電流値を、前記第１の区分に対応する第１の電流値以下に設定する、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記充電制御部は、
   取得された前記温度を複数の区分のうちの１つに分類し、分類された区分に応じて前記調整前の電流値を設定し、
   計算された前記ＳＯＣの区分が同じであって、前記温度について第３の区分と前記温度がより低い第４の区分がある場合に、前記第４の区分に対応する第４の電流値を、前記第３の区分に対応する第３の電流値以下に設定する、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記充電制御部は、取得された前記温度が所定の閾値より大きい場合に、前記調整前の電流値を、計算された前記ＳＯＣによらない所定値に設定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記温度及び前記ＳＯＣと、前記調整前の電流値との関係を定める電流値設定テーブルを記憶するストレージを、さらに備え、
   前記充電制御部は、前記ストレージから取得した前記調整前の電流値設定テーブルを用いて、前記電流値を設定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
6. 複数の電池が接続された蓄電モジュールの充電方法であって、
   前記蓄電モジュールの温度を取得することと、
   前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算することと、
   前記蓄電モジュールのＳＯＨを計算することと、
   取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、計算されたＳＯＨと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電することと、を含み、
   前記蓄電モジュールを充電することは、取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づく調整前の電流値を、計算された前記ＳＯＨの値と、前記温度に応じて設定される係数αと、を乗じて調整し、調整後の電流値で前記蓄電モジュールを充電する、充電方法。
7. 複数の電池が接続された蓄電モジュールの充電に用いられるプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記蓄電モジュールの温度を取得することと、
   前記蓄電モジュールのＳＯＣを計算することと、
   前記蓄電モジュールのＳＯＨを計算することと、
   取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、計算されたＳＯＨと、に基づいて設定する電流値で前記蓄電モジュールを充電することと、を実行させて、
   前記蓄電モジュールを充電することは、取得された前記温度と、計算された前記ＳＯＣと、に基づく調整前の電流値を、計算された前記ＳＯＨの値と、前記温度に応じて設定される係数αと、を乗じて調整し、調整後の電流値で前記蓄電モジュールを充電する、プログラム。