阅读说明：本技术 管理装置、蓄电装置以及蓄电系统 (Management device, power storage device, and power storage system ) 是由 井上朋重 道永胜久 吉冈孝兼 池田隆志 濑户康太 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种管理装置、蓄电装置以及蓄电系统。管理装置(21)具备：主控制部(23),在被串联连接的多个蓄电元件(41)的充电中任意蓄电元件(41)的单电池电压成为第1阈值以上的情况下,对转换器(11)输出第1下拉信号以使得降低充电电压。(The invention provides a management device, a power storage device, and a power storage system. A management device (21) is provided with: when the cell voltage of any power storage element (41) becomes equal to or greater than the 1 st threshold value during charging of a plurality of power storage elements (41) connected in series, a main control unit (23) outputs a 1 st pull-down signal to the converter (11) so as to reduce the charging voltage.)

管理装置、蓄电装置以及蓄电系统

技术领域

由本说明书公开的技术涉及将被串联连接的多个蓄电元件进行充电的技术。

背景技术

将多个蓄电元件串联连接而成的电池组由于特性的差异，单电池电压(充电状态)存在偏差。在单电池电压(充电状态)的偏差大的情况下，在充电中一部分蓄电元件的电压有时会较之于其他蓄电元件而上升。在下述专利文献1有如下记载，即，在充电中一部分蓄电元件的电压超过设定值的情况下切断充电。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-331425号公报

发明内容

发明要解决的课题

在本说明书中，其课题在于，抑制在充电中蓄电元件超过保护电压，从而使得能够持续充电。

用于解决课题的手段

管理装置具备：控制部，在被串联连接的多个蓄电元件的充电中任意所述蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，对充电器进行降低充电电压的下拉通知。

发明效果

控制部在任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，对充电器进行下拉通知。若充电器接收到下拉通知，则降低充电电压。通过降低充电电压，从而与不降低充电电压的情况相比较，能够抑制成为第1阈值以上的蓄电元件的电压上升。因而，能够抑制蓄电元件超过保护电压，能够持续充电。

附图说明

图1是表示实施方式1中的UPS的电气结构的框图。

图2是放电电路的电路图。

图3是表示电池组的SOC-OCV相关关系的曲线图。

图4是电压管理处理的流程图。

图5是表示恒流恒压充电中的蓄电元件的单电池电压、电池组的电池电压以及充电电流的变化的图。

图6是表示充电电压不同的情况下的充电特性的图。

图7是表示充电电压包含在低变化区域的情况下的充电特性的图。

图8是表示在中途下拉充电电压的情况下的充电特性的图。

图9是充电电压恢复处理的流程图。

图10是蓄电元件的单电池电压的波形以及充电电流的波形。

图11是蓄电元件的单电池电压的波形以及充电电流的波形。

图12是蓄电元件的单电池电压的波形、电池组的电池电压的波形以及充电电流的波形。

图13是图10的主要部分放大图。

图14是实施方式2中的电压管理处理的流程图。

图15是实施方式2中的相当于图4的图。

图16是表示实施方式3中的UPS的电气结构的框图。

图17是转换器的充电电压的波形和蓄电元件的电压波形。

图18是转换器的充电电压的波形和蓄电元件的电压波形。

图19是转换器的充电电压的波形和蓄电元件的电压波形。

图20是表示实施方式4中的UPS的电气结构的框图。

图21是表示其他实施方式中的UPS的电气结构的框图。

图22是表示其他充电控制方法的UPS的图。

具体实施方式

(本实施方式的概要)

管理装置具备：控制部，在被串联连接的多个蓄电元件的充电中任意所述蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，对充电器进行降低充电电压的下拉通知。

在将多个蓄电元件串联连接的情况下，若各蓄电元件的电压(充电状态)的偏差大，则在通过充电器进行充电时，电压高的蓄电元件的电压急剧上升。

本发明人们关于在将多个蓄电元件进行充电的情况下能否抑制一部分蓄电元件的电压上升，进行了研究。

进行研究的结果，本发明人们想到在任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下降低充电器的充电电压。通过降低充电电压，从而与不降低充电电压的情况相比较，能够抑制成为第1阈值以上的蓄电元件的电压上升。因而，能够抑制蓄电元件超过保护电压。能够在抑制蓄电元件发生不良状况的同时持续充电。

也可以是，关于多个所述蓄电元件，所述充电器不使用各蓄电元件的电压精细地控制充电来使得电压最高的蓄电元件的电压成为固定，而是根据多个所述蓄电元件的总电压来控制充电。

在各蓄电元件的电压(充电状态)存在偏差的情况下，若监视多个蓄电元件的总电压来进行充电，则有时电压最高的蓄电元件的电压会上升而超过保护电压。在任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，通过降低充电电压，从而能够抑制电压最高的蓄电元件的电压上升而蓄电元件的电压达到保护电压的情况。

也可以是，所述控制部在充电电压的下拉后任意所述蓄电元件的电压为所述第1阈值以上的情况下，对所述充电器进行使所述充电电压进一步下降的阶段下拉通知。也可以是，控制部历经多次进行所述阶段下拉通知，使所述充电电压多阶段地下降。通过从控制部向充电器进行下拉通知，从而充电电压下降，能够抑制蓄电元件的电压暂时性地达到保护电压。在充电电压的下拉后，蓄电元件的电压再次成为第1阈值以上的情况下，控制部对充电器进行阶段下拉通知，进一步降低充电电压。历经多次实施该操作，从而能够抑制蓄电元件的电压达到保护电压。

也可以是，所述蓄电元件具有：低变化区域，相对于充电状态的开路电压的变化率相对低；和高充电状态的高变化区域，与所述低变化区域的充电状态相比为高充电状态，并且与所述低变化区域相比相对于充电状态的开路电压的变化率相对高，所述第1阈值包含在所述高充电状态的所述高变化区域。

充电电压越高，蓄电元件中的充电速度越快。本发明人们尝试通过使第1阈值为高充电状态的高变化区域中包含的电压，从而以高的电压充电蓄电元件，直到任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上为止。发现了在任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上之后向充电器进行下拉通知来降低充电电压这样的方式。由此，与从最初降低充电电压的情况相比，能够缩短充电时间。此外，在高变化区域中，与低变化区域相比，相对于开路电压的变化而充电容量变化比例小。因而，与第1阈值包含在低变化区域的情况相比，能够在降低蓄电元件的电压的同时将蓄电元件的充电状态维持在高充电状态。

也可以是，所述控制部在全部所述蓄电元件的电压为第2阈值以下的情况下，进行将所述充电器的所述充电电压恢复至初始值的恢复通知。

通过恢复充电电压，从而能够加速蓄电元件的充电速度。此外，在将放电后的电池组再充电时，能够以通常的充电电压来充电多个蓄电元件，能够缩短充电时间。

也可以是，所述控制部在所述充电器反复进行给定次数或者给定时间以上的所述充电电压的调整的情况下，通知异常。通过通知异常，从而能够抑制不适于使用的蓄电装置被继续使用。

也可以是，所述控制部在多个所述蓄电元件间的电压差为给定值以下的情况下，进行将所述充电器的所述充电电压恢复至初始值的恢复通知。

通过恢复充电电压，从而能够加速蓄电元件的充电速度。此外，在将放电后的电池组再充电时，能够以通常的充电电压来充电多个蓄电元件，能够缩短充电时间。

也可以是，所述控制部在下拉了所述充电电压的状态持续给定时间以上的情况下，通知异常。通过通知异常，从而能够抑制不适于使用的蓄电装置被继续使用。

也可以是，具有使所述蓄电元件单独放电的放电电路，所述控制部通过所述放电电路使电压成为第3阈值以上的所述蓄电元件放电。在通过充电器降低充电电压的同时通过放电电路将蓄电元件放电，从而能够进一步抑制成为第3阈值以上的蓄电元件的电压上升。也可以不使用第3阈值，而在各蓄电元件的电压与最低的电压之差为第4阈值以上的情况下，通过所述放电电路将所述蓄电元件放电，以使得电压差小于第4阈值。

蓄电装置具备一个或者被串联连接的多个蓄电块、和管理装置，所述蓄电块具有被串联连接的多个所述蓄电元件。

蓄电系统具备充电器、所述蓄电装置、以及连接所述充电器和所述蓄电装置的充电路径。

也可以是，关于多个所述蓄电元件，所述充电器不使用各蓄电元件的电压精细地控制充电来使得电压最高的蓄电元件的电压成为固定，而是根据所述蓄电装置的总电压来控制充电。

也可以是，所述充电器响应于所述下拉通知而从初始值下拉所述充电电压，下拉后的充电电压换算成每个所述蓄电元件的电压而包含在所述高充电状态的所述高变化区域。

下拉后的充电电压换算成每个蓄电元件的电压而包含在高充电状态的高变化区域，因此即便在降低充电电压之后也能够缩短充电时间。

也可以是，在所述充电路径上不具有控制对所述蓄电装置的充电的充电控制电路。不使用充电控制电路就能够进行充电电压的控制，能够削减部件个数。

蓄电系统具备：相对于从主电源向负载供电电力的供电线而经由分支线进行连接的所述蓄电装置、和设置在所述分支线的电力变换器，所述电力变换器是变换从主电源供给的电力的一部分来进行对所述蓄电装置的充电电流的输出、和变换从所述蓄电装置供给的电力来进行对所述负载的放电电流的输出的双向的电力变换器，所述控制部在所述蓄电装置的任意所述蓄电元件的电压成为所述第1阈值以上的情况下，对所述电力变换器进行降低所述充电电压的所述下拉通知。能够在不停止电力变换器的情况下控制充电。

充电方法包括：在被串联连接的多个蓄电元件的充电中任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，从所述蓄电元件的管理装置向充电器进行下拉通知的步骤；和通过充电器降低充电电压的步骤。

(实施方式1)

参照图1至图13来说明本说明书中公开的实施方式1。

本实施方式例示设置在大厦、车站、医院等设施的无停电电源装置(以下也称为“UPS”)10。如图1所示，UPS10具备：将设置在未图示的大厦、工厂的负载70和交流电源80连接的供电线15、转换器(“充电器”的一例)11、逆变器12、和蓄电装置20。转换器11和逆变器12设置在供电线15上。无停电电源装置10相当于蓄电系统。

UPS10为始终逆变器供电方式的UPS。UPS10通过转换器11将从交流电源80输出的电力从交流变换为直流，供给至逆变器12。逆变器12将从转换器11供给的电力从直流变换为交流并供给至负载70。

转换器11输出的直流电流的一部分作为充电电流被供给至蓄电装置20。蓄电装置20通过来自转换器11的充电电流被充电。

转换器11以总电压来对蓄电装置20进行充电控制。基于总电压的充电控制是将蓄电装置20的总电压维持在目标值的充电控制，不进行将蓄电元件41的最高单电池电压维持在固定等与各蓄电元件41的电压相应的控制。蓄电装置20的总电压是被串联连接的多个蓄电元件41的电压的总和(总电压)。蓄电装置20将5个蓄电块30串联连接，各蓄电块30将4个蓄电元件41串联连接。因此，蓄电装置20是被串联连接的20个蓄电元件41的电压的总和。

关于转换器11对蓄电装置20的充电控制进行说明。转换器11从蓄电装置20接收总电压的信息、SOC等与容量有关的信息、各蓄电元件41的电压的信息。转换器11在蓄电装置20的剩余容量少的情况下，对蓄电装置20进行恒流充电控制。通过恒流充电控制，若蓄电装置20的总电压达到给定值，则切换为恒压充电控制(基于总电压的充电控制)，以使得将蓄电装置20的总电压维持在目标值。以下将各蓄电元件(单个单电池)的电压设为单电池电压。

恒压充电控制中的、转换器11的充电电压(转换器的输出电压)Y的初始值Yo为以下的(1)式。

Yo＝Vsel×N……(1)

Vsel为蓄电元件41的充电目标单电池电压，作为一例是3.5[V]。N为蓄电元件41的串联连接数，作为一例是20。充电电压Y的初始值Yo作为一例是3.5×20[V]。

蓄电装置20为浮动充电，即便在充电电压Y下充电电流几乎成为零，转换器11也持续恒压充电控制来维持蓄电装置20的充电状态。蓄电装置20的总电压通过恒压充电控制而维持在作为目标值的充电电压Y。转换器11虽然具有在充电中蓄电元件41的单电池电压超过保护电压的情况下停止充电的功能，但停止充电是不优选的。

蓄电装置20具备：被串联连接的5个蓄电块30、对多个蓄电块30进行管理的电池管理装置(以下称为“BMU”)21、和开关22。蓄电装置20相对于供电线15而经由分支线16进行连接。供电线15和分支线16是蓄电装置20的充电路径以及放电路径。蓄电装置20通过来自转换器11的充电电流被充电。充电电流从转换器11经由供电线15和分支线16而供给至蓄电装置20。蓄电装置20在交流电源80由于异常无法供给电力的情况下，经由逆变器12向负载70供给电力。电池管理装置21相当于管理装置。

开关22是常闭式的继电器。开关22是为了在蓄电元件41超过保护电压等需要禁止蓄电装置20的使用的情况下将蓄电装置20从供电线15切断而设置的。

各蓄电块30具备将多个(在本实施方式中为4个)蓄电元件41串联连接而成的电池组40、放电电路31、电池监视装置(以下称为“CMU”)32、未图示的电流传感器、温度传感器等。

蓄电元件41是使用了石墨、易石墨化碳、难石墨化碳等石墨系材料的负极活性物质、和磷酸铁锂等磷酸铁系的正极活性物质的锂离子单电池。作为锂离子电池的电池组40是被串联连接的4个蓄电元件41。蓄电装置20将5个电池组40串联连接，将合计20个蓄电元件41串联连接。

作为锂离子单电池的蓄电元件41在开路电压(OCV：Open Circuit Voltage)与充电状态(SOC：State Of Charge)之间具有图3所示的相关关系(以下称为“SOC-OCV相关关系”)。在将X轴设为SOC[％]且将Y轴设为OCV[V]的SOC-OCV相关关系中，如图3所示，SOC为30～95％的范围是相对于SOC的变化量的OCV的变化量比给定值小的平坦的低变化区域F。低变化区域F是相对于SOC变化1[％]而OCV的变化不足2～6[mV]的区域。

SOC为95％以上的范围以及SOC为30％以下的范围是相对于SOC的变化量的OCV的变化量与低变化区域F相比相对高的高变化区域S。将高变化区域S之中SOC比低变化区域F的充电状态(SOC为30～95％的范围)大的高充电状态的区域(SOC为95％以上的区域)设为第1高变化区域S1。将高变化区域S之中SOC比低变化区域F的充电状态(SOC为30～95％的范围)小的低充电状态的区域(SOC为30％以下的区域)设为第2高变化区域S2。第1、第2高变化区域S1、S2例如是相对于SOC变化1[％]而OCV的变化为2～6[mV]以上的区域。如图3所示，第1高变化区域S1是单电池电压为约3.35V以上的区域。第1高变化区域S1为高充电状态的高变化区域。

SOC＝Cr/Co×100··········(2)

Co为蓄电装置的充满电容量，Cr为蓄电装置的剩余容量。

如图1以及图2所示，放电电路31针对各蓄电元件41而分别设置。放电电路31是将放电电阻R和放电开关SW串联连接而成的电路。各放电电路31与各蓄电元件41并联。放电电路31根据来自CMU32的指令，将放电开关SW从打开切换为闭合，由此使蓄电元件41单独放电。

CMU32具有电压检测电路33和子控制部34。电压检测电路33测量各蓄电元件41的单电池电压、电池组40的电池电压(4个蓄电元件41的总电压)，并输出至子控制部34。子控制部34进行放电电路31的放电开关SW的切换，并将各蓄电元件41的单电池电压以及电池组40的电池电压的测量值输出至BMU21。

BMU21经由第1通信线51而与转换器11能够通信地连接。此外，BMU21经由第2通信线52而与各蓄电块30的CMU32能够通信地连接。BMU21与转换器11的通信、BMU21与CMU32的通信能够采用CAN、LIN、RS232C、RS485等各种通信方式。

BMU21具备主控制部23。主控制部23是控制部的一例。主控制部23监视来自各蓄电块30的CMU32的输出。BMU21在蓄电装置20的任意蓄电元件41的电压超过保护电压的情况下，对开关22发送信号，将开关22从闭合切换为打开。通过切换开关22，由此将蓄电装置20从供电线15切断，防止蓄电元件41(电池组40)发生不良状况。保护电压是蓄电元件41有可能发生不良状况而希望禁止蓄电元件41的使用的单电池电压。保护电压作为一例是4.0[V]。

主控制部23在各蓄电元件41间的电压存在偏差的情况下，执行均衡化处理。均衡化处理是通过放电电路31将电压高的蓄电元件41放电的处理。通过均衡化处理减小各蓄电元件41间的电压差，以将蓄电元件41间的充电容量的偏差均衡化。均衡化处理能够按照每个蓄电块30来进行。

锂离子单电池不同于铅蓄电池，在高充电状态(高SOC)下单电池电压容易上升。在转换器11不使用各蓄电元件41的单电池电压精细地控制充电来使得电压最高的蓄电元件的单电池电压成为固定、而是以蓄电装置20的总电压来充电控制蓄电装置20的情况下，具有以下的课题。即便蓄电装置20的总电压维持充电电压Y，在各蓄电元件41间也存在电压差，有时一部分蓄电元件41的单电池电压与假定相比有所上升。尤其是，若各蓄电元件41间的单电池电压(充电状态)的偏差大，则有时充电率高的蓄电元件41的单电池电压在充电末期的第1高变化区域S1的范围会急剧上升。为了消除各蓄电元件41间的单电池电压偏差，即便进行均衡化处理，在电压的上升中也来不及放电，有时充电率高的蓄电元件41的单电池电压会超过保护电压。

若蓄电元件41的单电池电压超过保护电压，则通过开关22将蓄电装置20从供电线15切断。若从供电线15切断，则从转换器11向蓄电装置20的充电以及从蓄电装置20向逆变器12的放电均无法实现。

本实施方式的BMU21的主控制部23执行如下的电压管理处理，即，在抑制各蓄电元件41的单电池电压达到保护电压的同时，持续由转换器11进行的恒压充电控制。

参照图4以及图5来说明电压管理处理。

图4是表示电压管理处理的流程的流程图。电压管理处理在蓄电装置20的充电中始终或者定期地被执行。

在电压管理处理中，首先，蓄电装置20的各蓄电块30中的CMU32的子控制部34根据电压检测电路33的输出来检测各蓄电元件41的单电池电压。在单电池电压的检测后，子控制部34将检测结果输出至BMU21的主控制部23(S11)。

BMU21的主控制部23将输入的各蓄电元件41的单电池电压和预先存储于主控制部23的第1阈值进行比较(S12)。作为比较的结果，在蓄电装置20的全部蓄电元件41的单电池电压小于第1阈值的情况下(S12：否)，结束电压管理处理。第1阈值是蓄电元件41的性能有可能劣化的充电电压上限值。充电电压上限值是指，充电状态下的蓄电元件41的电压上限值。

第1阈值是包含在第1高变化区域S1的电压，作为一例是3.7[V]。

充电目标单电池电压、第1阈值、保护电压的大小关系如下。

充电目标单电池电压＜第1阈值＜保护电压····(3)

作为比较的结果，在蓄电装置20的任意蓄电元件41的单电池电压为第1阈值以上的情况下(S12：是)，主控制部23对子控制部34输出信号，以使得将单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件41放电。输入了信号的子控制部34通过放电电路31使单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件41放电(S13)。

主控制部23在与S13同时，对转换器11输出用于从初始值Yo下拉充电电压Y的第1下拉信号(S14)。输入了第1下拉信号的转换器11将充电电压Y从初始值Yo下拉给定值(S15)，继续进行恒压充电控制。主控制部23向转换器11输出的第1下拉信号相当于下拉通知。

通过降低充电电压Y，从而能够使成为第1阈值以上的蓄电元件41的单电池电压下降为小于第1阈值。由此，能够在抑制蓄电元件41超过保护电压的同时持续充电。

图5是恒流恒压充电中的蓄电元件41的单电池电压的波形、电池组40的电池电压的波形以及充电电流的波形。

转换器11在充电开始后对蓄电装置20进行恒流充电控制。若蓄电装置20的总电压达到给定的电压值(参照图5的V1)，则转换器11从恒流充电控制切换为恒压充电控制。在切换为恒压充电控制之后，转换器11以充电电压Yo对蓄电装置20进行充电。若切换为恒压充电控制，则蓄电装置20的充电电流逐渐下降。

在切换为恒压充电控制之后，蓄电装置20的平均单电池电压(虚线Va)被维持在充电目标单电池电压附近。若各蓄电元件41间的单电池电压(充电状态)的偏差大，则蓄电元件41的最高单电池电压(实线Vh)上升而达到第1阈值。平均单电池电压Va是构成蓄电装置20的全部蓄电元件41的平均单电池电压。最高单电池电压Vh是构成蓄电装置20的全部蓄电元件41之中电压最高的蓄电元件的单电池电压。

若蓄电元件41的最高单电池电压Vh达到第1阈值，则放电电路31将成为第1阈值以上的蓄电元件41放电。与此同时，从主控制部23向转换器11输出第1下拉信号。转换器11从初始值Yo下拉充电电压Y(图5的V2)。

通过充电电压Y的下拉和放电，能够抑制蓄电元件41的最高单电池电压Vh成为第1阈值以上。因而，能够在抑制蓄电元件41超过保护电压的同时持续充电。

对实施方式1的UPS10与其他充电控制方法的UPS400的电路的差异进行说明。

图22是其他充电控制方法的UPS400的电路图。UPS400具备转换器11、逆变器12、蓄电装置420和充电控制电路450。蓄电装置420具备被串联连接的多个蓄电块430和BMU421。蓄电装置420相对于从交流电源80向负载70的供电线15而经由分支线16进行连接。充电控制电路450设置在分支线16。

充电控制电路450具备第1路径L1、第2路径L2、第1二极管D1、开关SW、和第2二极管D2。第1路径L1和第2路径L2被并联连接。第1二极管D1的充电方向为正向。第1二极管D1和开关SW被串联连接，设置在第1路径L1。第2二极管D2的放电方向为正向。第2二极管D2设置在第2路径L2。

第1路径L1是蓄电装置420的充电用的路径。第2路径L2是蓄电装置420的放电用的路径。开关SW是控制向蓄电块430的充电的开关。BMU421的控制部423基于CMU432的输出，在监视各蓄电元件41的单电池电压的同时切换开关SW的闭合、打开，从而在能够通常使用区域内(参照图5)对蓄电装置420进行充电。

实施方式1的UPS10如先前说明的那样，在任意蓄电元件41的单电池电压成为第1阈值以上的情况下，从蓄电装置20向转换器11输出第1下拉信号，将充电电压Y下拉。因而，即便不使用充电控制电路450来控制充电，也能在能够通常使用区域内(参照图5)对蓄电装置20进行充电。如图1所示，实施方式1的UPS10在作为充电路径的分支线16不具有控制蓄电装置20的充电的充电控制电路450。实施方式1的UPS10与UPS400相比较，具有如下优点，即，能够废除充电控制电路450，从而能够削减部件个数。

对充电速度进行说明。

作为在抑制蓄电元件41超过保护电压的同时持续充电的手段，有如下方法，即，将转换器11对蓄电装置20的充电电压Y设定为从最初下拉充电电压之后的充电电压。

本发明人们在改变充电电压Y来研究特性的时候，发现了如下内容，即，充电电压越高，蓄电元件41的充电速度(SOC的增加率)越快(越大)。

图6以及图7是关于充电电压Y不同的情况的、恒流恒压充电中的蓄电元件41的单电池电压的波形、SOC以及充电电流的波形。

图6的(A)是将充电电压Y设为3.5×N[V]对蓄电装置20进行恒压控制以使得蓄电元件41的平均单电池电压成为3.5[V]时的数据。图6的(B)是将充电电压Y设为3.4×N[V]对蓄电装置20进行恒压充电控制以使得蓄电元件41的平均单电池电压成为3.4[V]时的数据。

若参照SOC的增加率，则在使平均单电池电压为3.4[V]的情况下(图6的(B))，与使平均单电池电压为3.5[V]的情况(图6的(A))比较，单电池电压容易碰到上限。关于使平均单电池电压为3.5[V]的情况，将SOC成为80％的时间设为T。在使平均单电池电压为3.4[V]的情况下，SOC成为80％的时间为T+Tα，与使平均单电池电压为3.5[V]的情况相比时间长。

图7表示低变化区域F(蓄电元件41的平均单电池电压为3.34[V])中的恒压充电控制的状态。图7是进行恒压充电控制以使得蓄电元件41的平均单电池电压成为3.34[V]的情况下的、蓄电元件41的单电池电压的波形、SOC以及充电电流的波形。3.34[V]是包含在低变化区域F的电压。在使蓄电元件41的平均单电池电压为3.34[V]的情况下，相对于OCV的变化量的SOC的变化量非常大。因而，变得无法将SOC维持在高的状态。进而，在对蓄电装置20进行恒压充电控制以使得平均单电池电压成为3.34[V]的情况下，即使在经过T时间(在图6的(A)中是SOC成为80％的时间)之后，SOC也大致为68％，无法将蓄电元件41的SOC维持得高。

根据以上的结果可知，充电电压Y越高，蓄电元件41中的SOC的增加率越大，充电电压Y越高，越能够缩短蓄电装置20的充电时间。此外，为了将SOC维持得高，优选的是，转换器11的充电电压Y换算为每个蓄电元件的单电池电压(充电目标单电池电压Vsel)而包含在第1高变化区域S1。转换器11的充电电压Y的初始值Yo为700V，若换算为单电池电压则为3.5V。由于第1高变化区域S1为3.35V以上，因此转换器11的充电电压Y的初始值Yo换算为单电池电压而包含在第1高变化区域S1。

如图8所示，在蓄电元件41的单电池电压达到SOC增加率高的电压(约3.5V)之后，切换为恒压充电控制(图8的Vb)，从而能够在避免蓄电装置20的充电时间增加的同时使SOC为高的状态。

UPS10根据SOC增加率高的充电电压Y来进行蓄电装置20的恒压充电控制，在蓄电装置20的任意蓄电元件41中的单电池电压成为包含于第1高变化区域S1的第1阈值以上的情况下，下拉充电电压Y来持续充电。由此，能够在抑制各蓄电元件41超过保护电压的同时持续充电。进而，能够避免蓄电装置20的充电时间增加。

对铅蓄电池充电的以往型的转换器以蓄电装置20的总电压来充电控制蓄电装置20的情况较多。蓄电装置20也能够将对这样的铅蓄电池进行充电的以往型的转换器作为充电器来使用。因而，也能够在不更换UPS10整体的情况下仅将蓄电块从铅蓄电池更换为锂离子单电池。在更换后，对铅蓄电池进行充电的以往的转换器还能够直接持续使用。

第1阈值在第1高变化区域S1中被设定在高充电侧，以使得转换器11中的充电电压Y的下拉后的充电电压包含在第1高变化区域S1。因此，即便在充电电压Y的下拉后也能够抑制SOC的增加率下降。

在用于蓄电装置20的电池组40(磷酸铁系的锂离子电池)中，第1高变化区域S1中的蓄电元件41的单电池电压与锰系、钴系相比较，变化得更大。因而，蓄电元件41的单电池电压具有容易达到第1阈值、保护电压的倾向。主控制部23在任意蓄电元件41的单电池电压达到第1阈值以上的情况下，对转换器11发送下拉信号，将充电电压Y下拉。由此，能够抑制蓄电元件41的单电池电压达到第1阈值、保护电压。

UPS10在交流电源80停止的情况下，从蓄电装置20经由逆变器12向负载70供给电力。在向负载70供给电力之后，各蓄电块30的电池组40的电池电压下降。

若电池电压下降，则转换器11开始向蓄电装置20的充电，对多个蓄电块30进行恒流充电控制。若蓄电装置20的总电压达到给定值，则进行恒压充电控制以使得维持蓄电装置20的总电压。

若在上次充电时转换器11的充电电压Y从初始值Yo下拉，则在恒压充电控制中，SOC的增加率变低，有时充电时间会增加。

UPS10为了抑制充电时间的增加而执行以下的充电电压恢复处理。

参照图9以及图10来说明充电电压恢复处理。

图9是表示充电电压恢复处理的流程的流程图。充电电压恢复处理在转换器11的充电电压Y的下拉后始终或者定期地被执行。

在充电电压恢复处理中，首先，蓄电装置20的各蓄电块30中的CMU32的子控制部34根据电压检测电路33的输出来检测各蓄电元件41的单电池电压。在单电池电压的检测后，子控制部34将检测结果输出至BMU21的主控制部23(S21)。

主控制部23将输入的各蓄电元件41的单电池电压和预先存储于主控制部23的第2阈值进行比较(S22)。作为比较的结果，在任意蓄电元件41的单电池电压高于第2阈值的情况下(S22：否)，结束充电电压恢复处理。

第2阈值是即便在将转换器11的充电电压Y恢复至初始值Yo的情况下蓄电装置20中单电池电压最高的蓄电元件41的单电池电压也不容易成为第1阈值以上的充电电压下限值。充电电压下限值是充电状态下的蓄电元件41的电压下限值。

第2阈值作为一例是3.45[V]。

第2阈值、充电目标单电池电压、第1阈值、保护电压的大小关系如下。

第2阈值≤充电目标单电池电压＜第1阈值＜保护电压····(4)

作为比较的结果，在全部蓄电元件41的单电池电压为第2阈值以下的情况下(S22：是)，主控制部23对转换器11输出用于将充电电压Y恢复至初始值Yo的恢复信号(S23)。若转换器11接收到恢复信号，则将充电电压Y恢复至初始值Yo(S24)。主控制部23向转换器11输出的恢复信号相当于恢复通知。

图10是执行充电电压恢复处理(S23、S24)的情况下的蓄电元件41的单电池电压的波形以及充电电流的波形。在图10中，在蓄电元件41的最高单电池电压Vh成为第2阈值以下的图10的V3处，转换器11的充电电压Y从下拉后的充电电压返回至初始值Yo(通电充电电压)。其结果，转换器11恢复至通常的状态。由此，能够在不使充电时间增加的情况下对蓄电装置20进行充电。

图11是充电中的蓄电元件41的单电池电压的波形以及充电电流的波形。在均衡化处理中各蓄电元件41间的电压差被消除的情况下，在充电电压Y的下拉后，有时各蓄电块30中的蓄电元件41间的电压差会成为给定值以下。因此，主控制部23在充电电压恢复处理S22中检测蓄电元件41间的电压差。

蓄电元件41间的电压差例如是最高单电池电压Vh与最低单电池电压Vmin的电压差。最高单电池电压Vh是蓄电块30之中单电池电压最高的蓄电元件41的单电池电压。最低单电池电压Vmin是蓄电块30之中单电池电压最低的蓄电元件41的单电池电压。

主控制部23也可以在对各蓄电块30检测到的电压差为存储于主控制部23的基准电位差(图11的Vs)以下的情况下对转换器11输出恢复信号。由此，能够将转换器11的充电电压Y拉回至初始值Yo。

<实施例>

参照图12以及图13来说明实施例。

本实施例是示出实施方式1的UPS10中的多个蓄电块30之中的一个蓄电块30中的蓄电元件41的平均单电池电压Va、最高单电池电压、和转换器11的充电电压Y的推移的曲线图。在图12以及图13中，左纵轴表示蓄电元件41的单电池电压[V]，右纵轴表示转换器11的充电电压[V]或者充电电流[A]，横轴表示时间[H]。

在充满电状态下，蓄电元件41的电压例如是3.5[V]至3.7[V]程度。在充满电状态下，蓄电元件41的平均单电池电压为3.5[V]。

在图12以及图13中，首先，通过恒流充电控制来进行30分程度的充电，在蓄电装置20的总电压达到70[V]的时候，切换为恒压充电控制。

在图12的例子中，恒压充电时的充电电压Y为70[V]。在70[V]下的充电中，蓄电元件41的平均单电池电压(单点划线Va)被维持在3.5[V]附近。

由于各蓄电元件41间的单电池电压(充电状态)的偏差大，因此蓄电元件41的最高单电池电压(虚线Vh)上升而达到第1阈值。

若蓄电元件41的最高单电池电压(虚线Vh)达到第1阈值，则主控制部23通过子控制部34利用放电电路31使单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件(最高单电池电压Vh的蓄电元件)41放电。与此同时，从主控制部23向转换器11输出第1下拉信号。根据第1下拉信号的输出，转换器11将充电电压Y从初始值Yo的70[V]下拉至68[V](图12以及图13的Vc)。

通过降低充电电压，从而平均单电池电压Va下降至约3.4[V]，最高单电池电压Vh下降到3.45[V]附近。由此，可抑制蓄电元件41的最高单电池电压Vh成为第1阈值以上。

然后，蓄电元件41的最高单电池电压Vh通过均衡化处理而电压逐渐下降。

如参照图12以及图13说明的那样，实施方式1的UPS10在任意蓄电元件41中的单电池电压成为包含于第1高变化区域S1的第1阈值以上的情况下，将充电电压Y下拉，对蓄电装置20进行进行恒压充电控制。由此，能够在抑制各蓄电元件41发生不良状况的同时持续充电。此外，第1阈值以及充电电压下拉后的充电电压包含于第1高变化区域S1，因此能够在抑制蓄电装置20的总电压大幅下降的同时避免蓄电装置20的充电时间增加。

(实施方式2)

下面，参照图14以及图15来说明实施方式2。

实施方式2的电压管理处理对实施方式1的电压管理处理中的S16的处理后进行了变更。在实施方式2中，关于与实施方式1共同的结构、作用、以及效果，由于重复，因此省略其说明。此外，关于与实施方式1相同的结构，利用相同的附图标记。

实施方式2的电压管理处理如图14的流程图所示，在S16中进行转换器11对充电电压Y的下拉之后，主控制部23通过CMU32的子控制部34来检测各蓄电元件41的单电池电压(S17)。然后，对第1阈值和各蓄电元件41的单电池电压进行比较(S18)。

作为比较的结果，在全部蓄电元件41中的单电池电压小于第1阈值的情况下(S18：否)，结束电压管理处理。与之相对，在任意蓄电元件41的单电池电压再次成为第1阈值以上的情况下(S18：是)，主控制部23通过子控制部34使单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件41放电(S19)。与之同时，主控制部23对转换器11输出用于使充电电压Y进一步下拉的第2下拉信号(S20)。转换器11接收第2下拉信号，将充电电压Y进一步下拉(S21)。主控制部23向转换器11输出的第2下拉信号相当于阶段下拉通知。

在本实施方式2的电压管理处理中，如图15所示，主控制部23通过降低转换器11的充电电压Y(图15的Vc1)，从而能够抑制蓄电元件41的最高单电池电压暂时性地成为第1阈值以上。

然后，在任意蓄电元件41的单电池电压再次达到第1阈值以上的情况下，主控制部23对转换器11发送第2下拉信号，历经两次阶段性地下拉充电电压Y(图15的Vc2)。通过阶段性地降低充电电压Y，从而能够进一步抑制各蓄电元件41的电压达到第1阈值、保护电压。

(实施方式3)

图16是实施方式3的UPS100的电路图。UPS100具备转换器11、逆变器12、供电路15、和蓄电装置120。蓄电装置120经由分支线16而与供电线15连接。UPS100与UPS10同样是始终逆变器供电方式的UPS。UPS100为蓄电系统的一例。

如图16所示，蓄电装置120具备多个蓄电块30、对多个蓄电块30进行管理的电池管理装置(以下称为“BMU”)121、和开关22。BMU121具有主控制部123和警告灯124。主控制部123是控制部的一例。各蓄电块30具备被串联连接的多个蓄电元件41，并按每个蓄电元件41具备放电电路31。蓄电装置120相对于实施方式1的蓄电装置20而追加了异常检测功能。电池管理装置121是管理装置的一例。

图17、18是转换器11的充电电压Y的波形、蓄电装置20之中单电池电压最高的蓄电元件41的最高单电池电压Vh的波形。如图17所示，在恒压充电开始后，转换器11以初始值Yo来对蓄电装置20进行充电。在时刻t1，若蓄电元件41的最高单电池电压Vh到达第1阈值X1，则主控制部23对转换器11发送第1次的下拉通知。若转换器11接收到第1次的下拉通知，则从初始值Yo下拉充电电压Y(S12)。此外，在最高单电池电压Vh达到第1阈值X1的时刻t1，主控制部123通过放电电路31将最高单电池电压Vh的蓄电元件41放电(S13)。通过充电电压Y的下拉和放电，在时刻t1以后，蓄电元件41的最高单电池电压Vh下降。

主控制部123在最高单电池电压Vh达到第2阈值X2的时刻t2，对转换器11输出恢复信号(S23)。通过恢复信号的输出，在时刻t2，充电电压Y被恢复至初始值Yo。在放电电路31正常工作的情况下，在时刻t1以后，最高单电池电压Vh的蓄电元件41放电，与其他蓄电元件41的电压差ΔV随时间一起变小。因而，如图17所示，在将充电电压Y恢复至初始值Yo的时刻t2以后，蓄电装置20的各蓄电元件41的单电池电压均收纳在第1阈值X1与第2阈值X2之间。

图18是放电电路31未正常动作的情况下的、转换器11的充电电压Y的波形、蓄电元件41的最高单电池电压Vh的波形。如图18所示，若在时刻t1从初始值Yo下拉充电电压Y，则之后蓄电元件41的最高单电池电压Vh暂时性地下降。在放电电路31未正常动作的情况下，蓄电元件41的单电池电压的偏差被消除。因而，若在时刻t2将充电电压Y恢复至初始值Yo，则单电池电压最高的蓄电元件41的最高单电池电压Vh继续上升，有时会达到第1阈值X1(时刻t3)。若在时刻t3最高单电池电压Vh达到第1阈值X1，则主控制部23对转换器11发送第2次的下拉通知。若转换器11接收到第2次的下拉通知，则从初始值Yo再次下拉充电电压Y。鉴于以上内容，在放电电路31未正常动作的情况下，转换器11如图18所示反复进行充电电压Y的上升下降(充电电压的调整)。

主控制部123根据对转换器11的第1下拉信号和恢复信号的输出状况(频度等)，来判断作为充电器的转换器11是否反复进行充电电压Y的调整。主控制部123在转换器11反复进行给定次数或者给定时间以上的充电电压Y的调整的情况下，执行显示警告灯124等通知异常的处理。通过异常的通知，能够使用户获知异常。

将下拉后的充电电压Y恢复至初始值Yo的条件，除了将蓄电元件41的最高单电池电压Vh与第2阈值X2进行比较的方法以外，还有在各蓄电块30中将蓄电元件41间的电压差ΔV与给定值进行比较的方法。电压差ΔV作为一例是蓄电块30中的蓄电元件41的最高单电池电压Vh与蓄电元件41的最低单电池电压Vmin的电压差。在放电电路31未正常动作的情况下，如图19所示，即便在时刻t1转换器11从初始值Yo下拉充电电压Y，最高单电池电压Vh与最低单电池电压Vmin间的电压差ΔV也未被消除。因而，最高单电池电压Vh与最低单电池电压Vmin间的电压差ΔV比给定值高的状态持续，下拉充电电压Y的状态持续。

主控制部123在下拉了充电电压Y的状态持续给定时间以上的情况下，执行通知异常的处理。在图19的例子中，在时刻t1，从主控制部123向转换器11发送第1下拉信号，转换器11下拉充电电压Y。主控制部123测量在充电中从时刻t1起转换器11下拉充电电压Y的状态持续的时间Ty。主控制部123在下拉了充电电压Y的状态持续的时间Ty为给定时间以上的情况下，执行显示警告灯124等通知异常的处理。通过异常的通知，能够使用户获知异常。

(实施方式4)

图20是UPS200的电路图。实施方式4的UPS200具备交流开关210、双向转换器230、和蓄电装置220。双向转换器230是“电力变换器”的一例。双向转换器230是“充电器”的一例。UPS200是蓄电系统的一例。

交流开关210设置在将交流电源80和负载70连接的供电线15。也可以不具有交流开关210。交流电源80是主电源的一例。

蓄电装置220经由分支线16而与供电线15连接。蓄电装置220具备：多个蓄电块30、对多个蓄电块30进行管理的电池管理装置(以下称为“BMU”)221、和开关22。电池管理装置221具备主控制部223。电池管理装置221是管理装置的一例，主控制部223是控制部的一例。

双向转换器230设置在分支线16。双向转换器230相对于交流电源80或者负载70而并联。

UPS200是并行处理(parallel processing)式的UPS。并行处理式的UPS不对交流电源80的输出进行电力变换地供给至负载70。

双向转换器230在交流电源80的输出时，将交流电源80供给的电力的一部分从交流变换为直流，并对蓄电装置220输出充电电流。双向转换器230与实施方式1的转换器11同样地，不使用各蓄电元件41的电压精细地控制充电来使得最高单电池电压的蓄电元件的电压成为一定，而是以蓄电装置220的总电压来充电控制蓄电装置20。

双向转换器230在交流电源80的输出停止的情况下，将从蓄电装置20供给的电力从直流变换为交流并输出至负载70。

BMU221的主控制部223在充电中基于CMU32的输出来监视蓄电块30的各蓄电元件41的单电池电压。BMU221的主控制部223在充电中蓄电装置220的任意蓄电元件41的单电池电压超过第1阈值的情况下，对双向转换器230输出下拉信号，从初始值Yo下拉充电电压Y。通过充电电压的下拉，即便不停止双向转换器230，也能够在能够通常使用区域内(参照图5)对蓄电装置220的各蓄电元件41进行充电。

若为了充电控制而停止双向转换器230，则再启动需要时间，有时双向转换器230会发生输出的延迟。若双向转换器230发生输出的延迟，则伴随着交流电源80的输出停止，在切换为从交流电源80向蓄电装置20的供电时，有时会发生电力供给被断开的瞬时中断。实施方式4的UPS200即便不停止双向转换器230也能够控制向蓄电装置20的充电，因此能够抑制引起瞬时中断。

(其他实施方式)

在本说明书中公开的技术并非限定于通过上述记述以及附图而说明的实施方式，例如，还包含如下的各种方式。

(1)在上述实施方式1～4中，蓄电系统为UPS10、100、200。蓄电系统也可以是无人搬运车、铁道等车辆、大规模发电设备等其他用途中使用的蓄电系统。蓄电装置20、120、220不限于UPS用的蓄电装置，也可以是无人搬运车、铁道等车辆、大规模发电设备等其他用途中使用的蓄电系统用的蓄电装置。蓄电装置20、120、220将多个蓄电块串联连接而成。蓄电装置20、120、220也可以仅为一个蓄电块。

(2)在上述实施方式1～4中，蓄电元件41为磷酸铁系的锂离子单电池。蓄电元件也可以是对于正极活性物质含有Co、Mn、Ni的元素的含锂的金属氧化物、对负极使用硬碳的蓄电元件。此外，蓄电元件也可以为电容器。

(3)在上述实施方式1中，主控制部23在蓄电装置20的任意蓄电元件41的单电池电压成为第1阈值以上的情况下，通过放电电路31使单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件41放电。主控制部23也可以在蓄电装置20的任意蓄电元件41的单电池电压成为第3阈值以上的情况下，通过放电电路31使单电池电压为第3阈值以上的蓄电元件41放电。第3阈值既可以是与第1阈值相同的值，也可以是与第1阈值不同的值。第3阈值既可以是比第1阈值小的值，也可以是比第1阈值大的值。

主控制部23也可以不使用第3阈值而基于蓄电元件41的电压差将蓄电元件41放电。主控制部23也可以在关于各蓄电块30而蓄电元件41的最高单电池电压Vh与最低单电池电压Vmin的电压差为第4阈值以上的情况下，关于各蓄电块30通过放电电路31使蓄电元件41放电，以使得电压差小于第4阈值。

(4)在上述实施方式1中，主控制部23在蓄电元件41的单电池电压成为第1阈值以上的情况下，通过放电电路31使单电池电压为第1阈值以上的蓄电元件41放电。也可以通过从蓄电元件41向负载放电等放电电路31以外的其他手段将蓄电元件41放电。

(5)在上述实施方式2中，在从初始值Yo下拉充电电压Y之后，蓄电元件41的单电池电压再次成为第1阈值以上的情况下，对转换器11发送第2下拉信号，将充电电压Y进一步下拉。在即便2阶段地下拉充电电压Y而蓄电元件41的单电池电压仍成为第1阈值以上的情况下，主控制部23可以对转换器11发送第2次的阶段下拉通知，从而3阶段地下拉转换器11的充电电压Y。在即便下拉充电电压Y而单电池电压仍成为第1阈值以上的情况下，主控制部23可以历经多次对转换器11发送阶段下拉通知，使充电电压Y多阶段(3阶段以上)地下降，以使得单电池电压小于第1阈值。

(6)在上述实施方式1中，在关于各蓄电块30而最高单电池电压Vh与最低单电池电压Vmin的电压差为基准电位差(图11的Vs)以下的情况下，对转换器11输出恢复信号，将转换器11的充电电压Y恢复至初始值Yo。也可以在关于各蓄电块30而最高单电池电压Vh与平均单电池电压Va的电压差为基准电位差以下的情况下，对转换器11输出恢复信号，将转换器11的充电电压Y恢复至初始值Yo。

(7)在上述实施方式1～3中，用转换器11进行了蓄电装置20、120的充电控制。充电控制也可以用转换器以外的装置进行。也可以在转换器与蓄电装置之间设置切换充电电压的充电控制装置(充电器)。也可以从蓄电装置的电池管理装置向充电控制装置输出第1下拉信号，用充电控制装置下拉充电电压。此外，蓄电装置20只要以总电压来充电控制即可，也可以不是浮动充电。

(8)图21是UPS300的电路图。UPS300相对于实施方式1的UPS10而追加了双向的DC-DC转换器310。UPS300是蓄电系统的一例。DC-DC转换器310配置在分支线16。在交流电源80为输出中的情况下，DC-DC转换器310对供电线15的供电电压进行电压变换来充电蓄电装置20。此外，DC-DC转换器310在交流电源80停止输出的情况下，将蓄电装置20的输出电压恢复至供电线15的供电电压来输出。

BMU21的主控制部23在充电中基于CMU32的输出来监视蓄电块30的各蓄电元件41的单电池电压。BMU21的主控制部23在充电中任意蓄电元件41的单电池电压超过第1阈值的情况下，对DC-DC转换器310输出第1下拉信号，将充电电压Y下拉。通过充电电压Y的下拉，即便不停止DC-DC转换器310，也能够在能够通常使用区域内对蓄电装置20的蓄电元件41进行充电。DC-DC转换器310是“电力变换器”的一例。

(9)充电方法具有：在被串联连接的多个蓄电元件的充电中任意蓄电元件的电压成为第1阈值以上的情况下，从所述蓄电元件的管理装置向充电器进行下拉通知的步骤；和通过充电器降低充电电压的步骤。

符号说明

10、100、200、300：无停电电源装置(“蓄电系统”的一例)；

11：转换器(“充电器”的一例)；

12：逆变器；

21、121、221：BMU(“管理装置”的一例)；

23、123、223：主控制部(“控制部”的一例)；

20、120、220：蓄电装置；

30：蓄电块；

31：放电电路；

34：子控制部；

41：蓄电元件；

230：双向转换器(“电力变换器”的一例)；

310：DC-DC转换器(“电力变换器”的一例)；

F：低变化区域；

S1：第1高变化区域(“高充电状态的高变化区域”的一例)；

S2：第2高变化区域。