(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御する二次電池システムであって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置と、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる情報処理装置と、
を有し、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池及び前記制御装置が設けられ、
前記情報処理装置は、
複数の前記二次電池の放電時、前記第２のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで該二次電池の放電動作を継続させ、該二次電池から放電された電力を前記複数の需要家の負荷にそれぞれ供給させる二次電池システム。
【請求項２】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御する二次電池システムであって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置と、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる情報処理装置と、
を有し、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池、前記コントローラ及び分散型電源が設けられ、
前記情報処理装置は、
複数の前記二次電池の充電時、前記第１のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで該二次電池の充電動作を継続させ、前記複数の需要家が備える分散型電源で発電された電力を該二次電池に供給させる二次電池システム。
【請求項３】
前記二次電池は、
正極材料の主体がマンガン酸リチウムである請求項１または２記載の充放電システム。
【請求項４】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための二次電池システムの充放電方法であって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置を備えておき、
コンピュータが、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させ、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池及び前記制御装置が設けられ、
前記コンピュータが、
複数の前記二次電池の放電時、前記第２のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで該二次電池の放電動作を継続させ、該二次電池から放電された電力を前記複数の需要家の負荷にそれぞれ供給させる二次電池システムの充放電方法。
【請求項５】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための二次電池システムの充放電方法であって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置を備えておき、
コンピュータが、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させ、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池、前記コントローラ及び分散型電源が設けられ、
前記コンピュータが、
複数の前記二次電池の充電時、前記第１のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで該二次電池の充電動作を継続させ、前記複数の需要家が備える分散型電源で発電された電力を該二次電池に供給させる二次電池システムの充放電方法。
【請求項６】
前記二次電池が、
正極材料の主体がマンガン酸リチウムである請求項４または５記載の二次電池システムの充放電方法。
【請求項７】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための情報処理装置であって、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持する記憶装置と、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる処理装置と、
を有し、
前記処理装置は、
複数の前記二次電池の放電時、前記第２のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで該二次電池の放電動作を継続させ、該二次電池から放電された電力を前記複数の需要家の負荷にそれぞれ供給させる請求項９記載の情報処理装置。
【請求項８】
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための情報処理装置であって、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持する記憶装置と、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる処理装置と、
を有し、
前記処理装置は、
複数の前記二次電池の充電時、前記第１のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで該二次電池の充電動作を継続させ、前記複数の需要家が備える分散型電源で発電された電力を該二次電池に供給させる情報処理装置。
【請求項９】
前記二次電池は、
正極材料の主体がマンガン酸リチウムである請求項７または８記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池の充放電を制御する二次電池システム及びその充放電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンの吸蔵・放出を利用したリチウムイオン二次電池は、例えば同容量のニカド（Ｎｉ−Ｃｄ）電池やニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池と比べてエネルギー密度が高く、動作電圧が高い等の利点を有するため、小型化・軽量化が要求されるパーソナルコンピュータや携帯電話機等の情報処理機器、通信機器で広く用いられている。【０００３】
また、近年では、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源としてもリチウムイオン二次電池を用いることが検討され、さらに地球温暖化問題に伴う低炭素社会の実現へ向けて導入されつつある太陽電池や風力発電等の再生可能電源で発電された電力を貯蔵する蓄電池にもリチウムイオン二次電池を用いることが検討されている。【０００４】
リチウムイオン二次電池を電力貯蔵や電気自動車等の大型の電源としても普及させるには、製造コストを低減するだけでなく、メンテナンス等に要するコストも低減する必要があり、そのためには製品寿命を延ばすことが重要になる。【０００５】
リチウムイオン二次電池の製品寿命を延ばす方法としては、材料や構造を見直すことで製品寿命そのものを延ばす方法が考えられるが、運用方法等に起因する製品寿命の短縮を抑制する方法もある。例えば特許文献１や特許文献２では、リチウムイオン二次電池に対する充放電方法を工夫することで、製品寿命が短縮するのを抑制する技術が提案されている。【０００６】
特許文献１には、充放電時における、正極活物質と負極活物質間で移動するリチウムイオン量を、可逆的に移動可能なリチウムイオン量の９５％以下となるように、リチウムイオン二次電池の充放電を制御することが記載されている。【０００７】
また、特許文献２には、放電時の放電終止電圧が３．２〜３．１Ｖとなり、充電時の上限電圧が４．０〜４．５Ｖとなるようにリチウムイオン二次電池の充放電を制御することが記載されている。【０００８】
リチウムイオン二次電池には、正極材料（正極活物質）として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムを用いる構成が知られている。また、負極材料（負極活物質）としては、グラファイト系やコークス系を用いる構成が知られている。【０００９】
本出願人は、これら各種のリチウムイオン二次電池のうち、正極材料にマンガン酸リチウムを用いたマンガン系のリチウムイオン二次電池を、特定のＳＯＣ（State  of  Charge:充電状態）で保存すると、電池性能が急速に劣化（電池容量が低下）することを見出した。【００１０】
なお、ＳＯＣとは、リチウムイオン二次電池の容量に対する充電された電気量の比率を指す。上記電池性能が急速に劣化する特定のＳＯＣは、充電の限界点である最大ＳＯＣよりも小さく、放電の限界点である最小ＳＯＣよりも大きい、例えばＳＯＣ＝４０％程度の値である。また、本願明細書で言う「保存」とは、リチウムイオン二次電池をあるＳＯＣの値の状態で放置しておくことを指す。【００１１】
この特定のＳＯＣで電池性能が劣化することは、満充電状態で保存することが多い利用形態、例えばＵＰＳ（Uninterruptible  Power  Supply：無停電電源装置）等でリチウムイオン二次電池を使用する場合には大きな問題とはならない。【００１２】
しかしながら、上記最大ＳＯＣと最小ＳＯＣ間の任意のＳＯＣで保存される利用形態、例えば上記再生可能電源で発電された電力を貯蔵する用途では、リチウムイオン二次電池が上記特定のＳＯＣで保存されることも考えられる。そのような場合、リチウムイオン二次電池の電池性能が急速に劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−０３０７５１号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７７８１号公報
【発明の概要】
【００１４】
そこで、本発明は、保存時における二次電池の製品寿命の短縮を抑制できる二次電池システム及びその充放電方法を提供することを目的とする。
【００１５】
上記目的を達成するため本発明の二次電池システムは、保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御する二次電池システムであって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置と、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる情報処理装置と、
を有し、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池及び前記制御装置が設けられ、
前記情報処理装置は、
複数の前記二次電池の放電時、前記第２のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで該二次電池の放電動作を継続させ、該二次電池から放電された電力を前記複数の需要家の負荷にそれぞれ供給させる構成である。
または、保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御する二次電池システムであって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置と、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させる情報処理装置と、
を有し、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池、前記コントローラ及び分散型電源が設けられ、
前記情報処理装置は、
複数の前記二次電池の充電時、前記第１のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで該二次電池の充電動作を継続させ、前記複数の需要家が備える分散型電源で発電された電力を該二次電池に供給させる構成である。
【００１６】
一方、本発明の二次電池システムの充放電方法は、
保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための二次電池システムの充放電方法であって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置を備えておき、
コンピュータが、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させ、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池及び前記制御装置が設けられ、
前記コンピュータが、
複数の前記二次電池の放電時、前記第２のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで該二次電池の放電動作を継続させ、該二次電池から放電された電力を前記複数の需要家の負荷にそれぞれ供給させる方法である。
または、保存時に電池性能が劣化するＳＯＣである劣化進行ＳＯＣを有する二次電池の充放電を制御するための二次電池システムの充放電方法であって、
前記二次電池のＳＯＣを検出すると共に、電力供給元からの電力で前記二次電池を充電し、前記二次電池から放電された電力を負荷へ供給する制御装置を備えておき、
コンピュータが、
予め設定された、前記二次電池の前記劣化進行ＳＯＣよりも小さい第１のしきい値及び前記劣化進行ＳＯＣよりも大きい第２のしきい値を保持し、
前記制御装置で検出された該二次電池のＳＯＣの値を基に、前記二次電池の充電時、前記制御装置に前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで前記二次電池の充電動作を継続させ、前記二次電池の放電時、前記制御装置に前記第２のしきい値から前記第１のしきい値まで前記二次電池の放電動作を継続させ、
前記負荷を備えた複数の需要家毎に前記二次電池、前記コントローラ及び分散型電源が設けられ、
前記コンピュータが、
複数の前記二次電池の充電時、前記第１のしきい値に到達した二次電池から順に１台ずつ、該二次電池に対応して設けられた制御装置により前記第１のしきい値から前記第２のしきい値まで該二次電池の充電動作を継続させ、前記複数の需要家が備える分散型電源で発電された電力を該二次電池に供給させる方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の二次電池システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した情報処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１に示した二次電池システムの制御例を示す模式図である。
【図４】図４は、図１に示した二次電池システムの制御例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明の二次電池システムの一構成例を示すブロック図であり、図２は図１に示した情報処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の二次電池システムは、リチウムイオン二次電池（以下、単に「二次電池」と称す）１及び該二次電池１を充放電させる制御装置２を備える、電力系統に連系された複数の需要家３と、需要家３毎の制御装置２を制御することで後述する本発明の二次電池システムの充放電方法を実現する情報処理装置４とを有する構成である。
【００２１】
需要家３は、電力系統や二次電池１から供給される電力を消費する各種の電気機器やヒートポンプ式の給湯器等の負荷６を備えた電力利用者（工場、建造物、施設、住宅等）である。図１に示す負荷６は、需要家３が備える多数の負荷をまとめて示している。二次電池１は、制御装置２及び需要家３が備える配電盤５を介して電力系統に連系される。需要家３は、上記再生可能電源、燃料電池、自家発電装置、ガスコージェネレーションシステム等の分散型電源７を備えていてもよい。その場合、分散型電源７は、該分散型電源７用のＰＣＳ（Power  Control  System）８及び配電盤５を介して電力系統に連系される。
【００２２】
情報処理装置４と各需要家３が備える制御装置２とは、周知の通信手段を介して情報やコマンド等が送受信可能に接続されている。通信手段としては、周知の無線通信手段を用いてもよく、周知の有線通信手段を用いてもよい。無線通信手段としては、例えば９５０ＭＨｚ帯の無線周波数を利用する周知のＺｉｇｂｅｅ無線方式等が考えられる。有線通信手段としては、例えば配電線（電力線）を利用して情報を送受信する周知のＰＬＣ（Power  Line  Communication）方式等が考えられる。
【００２３】
図１では、二次電池１及び制御装置２を備える、電力系統に隣接して連系された２戸の需要家３の制御装置２及び二次電池１を情報処理装置４で制御する構成例を示しているが、情報処理装置４が制御対象とする制御装置２及び二次電池１は、離れた地域の需要家３が備えていてもよい。また、制御対象となる二次電池１及び制御装置２を備えた需要家３は２戸に限定されるものではなく、３戸以上であってもよい。
【００２４】
二次電池１は、電力系統や分散型電源７から充電に必要な電力が供給され、例えば電力系統のピーク需要を平準化するために用いられる。二次電池１には、例えばマンガン系のリチウムイオン二次電池が用いられる。マンガン系のリチウムイオン二次電池とは、正極材料の主体がマンガン酸リチウム（ＬｉｘＭｎｙＯｚ：ｘは、約１、または約０．６５、または約０．１〜０．５である。ｙは約２であり、ｚは約４である）であるものを指す。但し、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｏの組成比は、これらの数値に限定されるものではない。また、正極材料は、マンガン酸リチウムが主体であればよく、Ａｌ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の各種の物質を含んでいてもよい。本発明は、マンガン系のリチウムイオン二次電池に限らず、特定のＳＯＣで性能劣化が急速に進む二次電池であれば、どのような二次電池にも適用可能である。
【００２５】
図１に示す二次電池１上の点線は、保存時に二次電池１の性能劣化が急速に進む特定のＳＯＣ（以下、劣化進行ＳＯＣｄと称す）を示している。また、図１に示す二次電池１上の実線は二次電池１の容量に対して蓄積されている電気量（ＳＯＣ）を模式的に示している。以降の説明で用いる図３及び４で示す二次電池１上の点線及び実線も同様である。
【００２６】
図１では、需要家３毎の二次電池１の容量が同一である例を示しているが、各二次電池１の容量は異なっていてもよい。また、図１では、各需要家３がそれぞれ１台の二次電池１を備える例を示しているが、制御装置２によって個別に充放電が可能であれば、需要家３が備える二次電池１の数は１台に限定されるものではない。二次電池１は、１つのパッケージ内に複数の二次電池（セル）が収容されたバッテリーパック単位で充放電できる構成でもよく、個別のセル単位で充放電できる構成でもよい。
【００２７】
制御装置２は、例えば二次電池１の製造者や販売者から提供される、二次電池１の性能や特性に合わせて製造された周知の充電装置及び保護装置、並びに電力系統から供給される交流電力を二次電池１に蓄電可能な直流電力に変換し、二次電池１から放電された直流電力を電力系統へ連系可能な交流電力に変換する周知の双方向インバータを備えた周知のＰＣＳ（Power  Control  System）で実現できる。また、制御装置２は、図１に示した情報処理装置４と情報を送受信するための通信手段を備え、充電装置及び保護装置は情報処理装置４の指示にしたがって二次電池１を充放電させる。
【００２８】
一般に、保護装置は、二次電池１のＳＯＣや二次電池１に入出力される電流値を検出し、充電装置は保護装置で検出されたＳＯＣや電流値に基づいて充電電流（定電流）や充電電圧（定電圧）を切り換える。通常、二次電池１のＳＯＣは出力電圧とほぼ１対１に対応するため、制御装置２はＳＯＣに代えて二次電池１の出力電圧の値を検出してもよい。制御装置２で検出する二次電池１のＳＯＣがアナログ値である場合、制御装置２には該ＳＯＣの値をデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器を備えていてもよい。
【００２９】
情報処理装置４は、例えば電力系統を管理する電力会社や管理会社が運営する集中制御室に設置され、二次電池１の充放電時に各制御装置２から送信される各二次電池１のＳＯＣの値を受信し、該受信したＳＯＣの値に基づいて各需要家３の制御装置２へ指示を送信することで二次電池１の充放電を制御する。情報処理装置４は、例えば図２に示すコンピュータによって実現できる。
【００３０】
図２に示すコンピュータは、プログラムにしたがって所定の処理を実行する処理装置１０と、処理装置１０に対してコマンドや情報等を入力するための入力装置２０と、処理装置１０の処理結果を出力するための出力装置３０とを有する。
【００３１】
処理装置１０は、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１の処理で必要な情報を一時的に保持する主記憶装置１２と、ＣＰＵ１１に本発明の処理を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体１３と、二次電池１毎の定格容量、最大ＳＯＣ、最小ＳＯＣ、後述する第１のしきい値ＳＯＣＬ、第２のしきい値ＳＯＣＵ等の値が格納されるデータ蓄積装置１４と、主記憶装置１２、記録媒体１３及びデータ蓄積装置１４とのデータ転送を制御するメモリ制御インタフェース部１５と、入力装置２０及び出力装置３０とのインタフェース装置であるＩ／Ｏインタフェース部１６と、各制御装置２と情報やコマンドを送受信するための通信制御装置１７とを備え、それらがバス１８を介して接続された構成である。
【００３２】
処理装置１０は、記録媒体１３に記録されたプログラムにしたがって、後述する処理を実行することで制御装置２を介して需要家３毎の二次電池１の充放電を制御する。なお、記録媒体１３は、磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスクあるいはその他の記録媒体であってもよい。また、データ蓄積装置１４は、処理装置１０内に備える必要はなく、独立した装置であってもよい。
【００３３】
次に、本発明の二次電池システムの充放電方法について説明する。
【００３４】
本発明の二次電池システムでは、二次電池１の充電時及び放電時において、各々の劣化進行ＳＯＣｄで充電動作または放電動作が停止しないように制御する。具体的には、情報処理装置４は、予め設定された二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄよりも小さい第１のしきい値ＳＯＣＬ及び劣化進行ＳＯＣｄよりも大きい第２のしきい値ＳＯＣＵを保持しておき、二次電池１の充電時、制御装置２に第１のしきい値ＳＯＣＬから第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電を継続させ、二次電池１の放電時、制御装置２に第２のしきい値ＳＯＣＵから第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電を継続させる。第１のしきい値ＳＯＣＬ及び第２のしきい値ＳＯＣＵは、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄに対応して、二次電池１の製造者や販売者、あるいはユーザによって設定される。二次電池１毎の第１のしきい値ＳＯＣＬ及び第２のしきい値ＳＯＣＵの値は、制御装置２から情報処理装置４へ送信することで、該情報処理装置４のデータ蓄積装置１４に格納すればよい。
【００３５】
例えば、二次電池１を太陽電池等の再生可能電源で発電された電力で充電している場合、二次電池１が劣化進行ＳＯＣｄであるときに再生可能電源による発電が停止して充電動作が停止する可能性がある。そのような場合、情報処理装置４は、電力系統から供給される電力を用いて制御装置２に二次電池１の充電動作を継続させる。二次電池１を電力系統から供給される電力のみで充電する場合は、第１のしきい値ＳＯＣＬと第２のしきい値ＳＯＣＵ間で充電動作が停止しないようにスケジューリングすればよい。
【００３６】
一方、二次電池１の放電時では、需要家３の負荷６である全ての電気機器の動作が停止することで、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄで放電動作が停止する可能性も否定できない。そのような場合、情報処理装置４は、例えば需要家３が備える上記ヒートポンプ式の給湯器を作動させることで、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄで放電動作が停止しないように、二次電池１の放電動作を継続させる。この場合、情報処理装置４と上記ヒートポンプ式の給湯器とを通信手段を介して接続しておき、情報処理装置４で該給湯器を制御可能にしておけばよい。この通信手段としては、周知の無線通信手段を用いてもよく、周知の有線通信手段を用いてもよい。また、情報処理装置４は、第１のしきい値ＳＯＣＬから第２のしきい値ＳＯＣＵ間で放電動作が停止する場合、例えば配電系統からの電力を利用した充電動作へ切り換えることで二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄを避けるようにしてもよい。
【００３７】
なお、充電中の二次電池は、他の二次電池にとって電力を消費する電気機器と同等である。したがって、本実施形態の二次電池システムに含まれない二次電池（外部二次電池、例えば電気自動車）を需要家３が備えている場合は、該外部二次電池を充電することで二次電池１の放電動作を継続させてもよい。
【００３８】
また、二次電池１内に電力を消費する内部負荷を設け、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄで放電動作が停止する場合、該内部負荷を二次電池１の正負端子間に接続することで二次電池１の放電動作を継続させてもよい。
【００３９】
給湯器、外部二次電池、内部負荷は、通信手段を介して情報処理装置４と接続しておき、情報処理装置４からの指示にしたがって制御可能にしておけばよい。この通信手段としては、周知の無線通信手段を用いてもよく、周知の有線通信手段を用いてもよい。
【００４０】
本発明は、第１のしきい値ＳＯＣＬと第２のしきい値ＳＯＣＵ間の充放電方法を特に限定するものではないが、例えば第１のしきい値ＳＯＣＬから第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電している期間では、二次電池１の許容範囲内で充電電流や充電電圧を大きくすることで充電速度を速めてもよい。同様に、第２のしきい値ＳＯＣＵから第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電させている期間では、二次電池１の許容範囲内で負荷６に流れる電流を大きくすることで放電速度を速めてもよい。充電電流や充電電圧は、二次電池１の性能や特性に合わせて製造された上記制御装置２が備える充電装置によって制御できる。
【００４１】
二次電池１の充電速度や放電速度を速める方法としては、複数の需要家３が備える分散型電源７や負荷６を共有する方法が考えられる。
【００４２】
図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）〜（ｃ）は、図１に示した二次電池システムの制御例を示す模式図である。図３（ａ）〜（ｃ）は２戸の需要家３が備える分散型電源７及び負荷６を共有することで充電動作を速める例を示し、図４（ａ）〜（ｃ）は２戸の需要家３が備える分散型電源７及び負荷６を共有することで放電動作を速める例を示している。なお、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の充放電方法を説明するために、電力系統に二次電池１及び制御装置２のみ連系された様子を示している。
【００４３】
例えば、２戸の需要家３が備える二次電池１を各需要家３が備える分散型電源７で発電された電力でそれぞれ充電している場合、情報処理装置４は、いずれか一方の二次電池１が第１のしきい値ＳＯＣＬへ到達したら、第１のしきい値ＳＯＣＬに到達していない他方の二次電池１の充電動作を停止し、第１のしきい値ＳＯＣＬに到達した一方の二次電池１のみ２台の分散型電源７で発電された電力で第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電する。その後、２台の二次電池１を各需要家３が備える各々の分散型電源７で発電された電力で充電し、他方の二次電池１のＳＯＣの値が第１のしきい値ＳＯＣＬに到達したら、情報処理装置４は、既に第２のしきい値ＳＯＣＵへ到達している一方の二次電池１の充電動作を停止し、第１のしきい値ＳＯＣＬに到達した他方の二次電池１のみ２台の分散型電源７で発電された電力で第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電する。全ての二次電池１のＳＯＣの値が第２のしきい値ＳＯＣＵに到達したら、各二次電池１を需要家３が備える各々の分散型電源７で発電された電力で再び充電すればよい。２台の二次電池１が第１のしきい値ＳＯＣＬに同時に到達した場合は、各二次電池１を１台ずつ順次第１のしきい値ＳＯＣＬから第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電し、全ての二次電池１が第２のしきい値ＳＯＣＵへ到達したら、各二次電池１を需要家３が備える分散型電源７で発電された電力でそれぞれ充電すればよい。
【００４４】
図３（ａ）は、２台の二次電池１に対する充電開始時におけるＳＯＣの値の一例をそれぞれ示している。但し、図３（ａ）では、充電開始時に各二次電池１のＳＯＣの値が同一である例を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した状態から各二次電池１のＳＯＣの値が第１のしきい値ＳＯＣＬに到達し、右側の二次電池１に対する充電動作を停止して、左側の二次電池１のみ第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電しているときの様子を示している。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した状態に続いて、左側の二次電池１に対する充電動作を停止し、右側の二次電池１のみ第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電したときの様子を示している。
【００４５】
一方、２戸の需要家３が備える二次電池１を放電させている場合、情報処理装置４は、いずれか一方の二次電池１が第２のしきい値ＳＯＣＵへ到達したら、第２のしきい値ＳＯＣＵに到達していない他方の二次電池１の放電動作を停止し、第２のしきい値ＳＯＣＵに到達した一方の二次電池１のみ各需要家３が備える負荷６で第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電させる。その後、２台の二次電池１を需要家３が備える各々の負荷６で放電させ、他方の二次電池１が第２のしきい値ＳＯＣＵに到達したら、情報処理装置４は、既に第１のしきい値ＳＯＣＬへ到達している一方の二次電池１の放電動作を停止し、第２のしきい値ＳＯＣＵに到達した他方の二次電池１のみ各需要家３が備える負荷６で第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電させる。全ての二次電池１のＳＯＣの値が第１のしきい値ＳＯＣＬに到達したら、各二次電池１を需要家３が備える各々の負荷６で再び放電させればよい。２台の二次電池１が第２のしきい値ＳＯＣＵに同時に到達した場合は、各二次電池１を１台ずつ順次第２のしきい値ＳＯＣＵから第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電させ、全ての二次電池１が第１のしきい値ＳＯＣＬへ到達したら、各二次電池１を需要家３が備える各々の負荷６でそれぞれ放電させる。
【００４６】
図４（ａ）は、２台の二次電池１の放電開始時におけるＳＯＣの値の一例をそれぞれ示している。但し、図４（ａ）では、放電開始時に各二次電池１のＳＯＣの値が同一である例を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した状態から各二次電池１のＳＯＣの値が第２のしきい値ＳＯＣＵに到達し、右側の二次電池１による放電動作を停止して、左側の二次電池１のみ第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電させたときの様子を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した状態に続いて、左側の二次電池１による放電動作を停止し、右側の二次電池１のみ第１のしきい値ＳＯＣまで放電させたときの様子を示している。
【００４７】
このように第１のしきい値ＳＯＣＬと第２のしきい値ＳＯＣＵ間における充電速度や放電速度を速めることで、劣化進行ＳＯＣｄ近傍における滞留時間を短縮できる。
【００４８】
なお、共有する分散型電源７で発電された電力や共有する負荷６で消費される電力は電力系統を介して需要家３間でやり取りされるため、第１のしきい値ＳＯＣＬと第２のしきい値ＳＯＣＵ間で二次電池１の充放電に利用される電力は、厳密には、共有する分散型電源７で発電された電力や共有する需要家３の負荷６で消費される電力とは限らない。但し、電力系統全体から見れば、分散型電源７や負荷６を共有する需要家３間で互いに電力を融通していることに等しいと言える。
【００４９】
また、図３及び図４では、制御対象の二次電池１が２台である例を示しているが、制御対象の二次電池１が３台以上である場合も、第１のしきい値ＳＯＣＬと第２のしきい値ＳＯＣＵ間では、第１のしきい値ＳＯＣＬまたは第２のしきい値ＳＯＣＵに到達した二次電池１から順に１台ずつ複数の需要家の分散型電源または負荷を利用して充放電させればよい。
【００５０】
本発明によれば、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄよりも小さい第１のしきい値ＳＯＣＬ及び劣化進行ＳＯＣｄよりも大きい第２のしきい値ＳＯＣＵを予め設定し、情報処理装置４が、充電時、制御装置２に第１のしきい値ＳＯＣＬから第２のしきい値ＳＯＣＵまで充電動作を継続させ、放電時、制御装置２に第２のしきい値ＳＯＣＵから第１のしきい値ＳＯＣＬまで放電動作を継続させるため、二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄで充電動作または放電動作が停止することがない。そのため、保存時における二次電池１の製品寿命の短縮を抑制できる。
【００５１】
なお、上記説明では各二次電池１の劣化進行ＳＯＣｄが一定である例を示しているが、劣化進行ＳＯＣｄは二次電池１の稼動時間や充放電回数に応じて変動することがある。したがって、上記第１のしきい値ＳＯＣＬ及び第２のしきい値ＳＯＣＵは、稼動時間や充放電回数に応じて変更してもよい。
【００５２】
また、上記説明では二次電池１毎の劣化進行ＳＯＣｄが１つである例を示しているが、二次電池１毎に劣化進行ＳＯＣｄが複数ある場合は、各劣化進行ＳＯＣｄに対して上述した充放電方法をそれぞれ適用すればよい。
【００５３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
【００５４】
この出願は、２０１１年９月１５日に出願された特願２０１１−２０２０９３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
0005569643.tif 000002
【図２】
0005569643.tif 000003
【図３】
0005569643.tif 000004
【図４】
0005569643.tif 000005