(57)【要約】【課題】ＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばす電源装置及び放充電制御方法を提供する。【解決手段】  ＬＩＣ２１〜２６は、複数のＬＩＣグループ２０１〜２０３にグループ化される。スイッチ１４〜１６は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の組み合わせで充放電が行われるように給電経路を切り替える。寿命診断部１０２は、複数のＬＩＣ２１〜２６の寿命を求める。充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣ２４〜２６の寿命を基に、ＬＩＣグループ２０１〜２０３毎の優先度を設定する。充放電管理部１０５は、充放電優先度制御部１０３により設定された優先度及び放電時に要求される供給電力を基に、充放電を行うＬＩＣグループ２０１〜２０３を選択し、選択したＬＩＣグループ２０１〜２０３の組み合わせで充放電が行われるようにスイッチ１４〜１６を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の組にグループ化された複数の蓄電デバイスと、
前記組の組み合わせで充放電が行われるように給電経路を切り替える切替部と、
複数の前記蓄電デバイスの寿命を求める寿命診断部と、
各前記蓄電デバイスの寿命を基に、前記組毎の優先度を設定する優先度設定部と、
前記優先度設定部により設定された前記優先度及び放電時に要求される供給電力を基に、充放電を行う前記組を選択し、選択した組の組み合わせで充放電が行われるように前記切替部を制御する充放電管理部と
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記優先度設定部は、前記蓄電デバイスの寿命に応じて前記組毎のグループ寿命を求め、
前記充放電管理部は、前記グループ寿命が短いほど低くなるように前記優先度を決定し、前記優先度が高い順に充放電を行う前記組を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記優先度設定部は、放電時に要求される前記供給電力を放電先の装置から取得し、取得した前記供給電力以上となる充電容量を有する数の充放電を行う前記組を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
並列に並べられた前記蓄電デバイス毎に前記組を形成し、前記組が直列に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項５】
前記蓄電デバイスは、前記組毎に交換可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項６】
複数の組にグループ化された複数の蓄電デバイス及び前記組の組み合わせで充放電が行われるように給電経路を切り替えるスイッチを有する電源装置の放充電制御方法であって、
複数の前記蓄電デバイスの寿命を求め、
各前記蓄電デバイスの寿命を基に、前記組毎の優先度を設定し、
設定した前記優先度及び放電時に要求される供給電力を基に、充放電を行う前記組を選択し、
選択した前記組の組み合わせで充放電が行われるように前記スイッチを制御する
ことを特徴とする放充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及び放充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、スマートフォン及びノート型パソコンなどの携帯電子機器の蓄電デバイスとしてリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ：Lithium  Ion  Capacitor）などの蓄電デバイスが注目されている。
【０００３】
このような蓄電デバイスを用いた電源装置では、例えば、複数の蓄電デバイスを並列に接続した組電池を作成し、その組を複数直列に接続した組電池を備えたＬＩＣ登載モジュールが用いられる。例えば、２つの蓄電デバイスを並列に接続した組電池を３つ直列に接続した３直２列に配置された蓄電デバイスを有するＬＩＣ登載モジュールがある。
【０００４】
また、電源装置の技術として、複数の蓄電セルを含む蓄電装置内のセルの接続を、蓄電セルの状態に応じて直列接続又は並列接続に切り替えるスイッチを設けた従来技術がある。また、複数のリチウムキャパシタを持つバックアップ電源内のキャパシタ間の接続を周期的に直列接続又は並列接続に切り替えるスイッチを設けた従来技術がある。また、電池パック内の複数セルを並列接続単位に充放電できるように切り替えるスイッチを設け、一定期間毎に充放電するセルを切り替える従来技術がある。さらに、電池パック内の複数セルを並列接続単位に充放電できるように切り替えスイッチを設け、任意のセルに対して充放電を行えるようにした従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４９０１８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３３８１７号公報
【特許文献３】特開２０１３−２７２４３号公報
【特許文献４】特開平７−２３９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、リチウムイオンキャパシタが複数繋がれたＬＩＣ登載モジュールを一まとまりで管理しているため、搭載されたリチウムイオンキャパシタの内の一つでも寿命が来た場合、ＬＩＣ登載モジュールごと交換することになる。また、全てのリチウムイオンキャパシタをまとめて充放電を繰り返すため、ほぼ同時期に全てのリチウムイオンキャパシタが寿命を迎えることになる。このように、ＬＩＣ登載モジュールに搭載されたリチウムイオンキャパシタは、寿命が短くなるおそれがある。
【０００７】
また、蓄電セルの状態に応じて直列接続又は並列接続に切り替える従来技術を用いたとしても、いずれか一つのリチウムイオンキャパシタの寿命が短くなる可能性はあり、ＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばすことは困難である。また、周期的に直列接続又は並列接続に切り替える従来技術を用いたとしても、同様にＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばすことは困難である。また、一定期間毎に充放電するセルを切り替える従来技術を用いても、特定のリチウムイオンキャパシタに急激な寿命劣化が発生した場合、寿命の平均化は困難でありＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばすことは困難である。また、任意の蓄電セルに対して充放電を行えるようにした従来技術を用いても、蓄電セルの状態の監視は行っておらず、いずれか一つのリチウムイオンキャパシタの寿命が短くなる可能性はあり、ＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばすことは困難である。
【０００８】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばす電源装置及び放充電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の開示する電源装置及び放充電制御方法の一つの態様において、複数の蓄電デバイスは、複数の組にグループ化される。切替部は、前記組の組み合わせで充放電が行われるように給電経路を切り替える。寿命診断部は、複数の前記蓄電デバイスの寿命を求める。優先度設定部は、各前記蓄電デバイスの寿命を基に、前記組毎の優先度を設定する。充放電管理部は、前記優先度設定部により設定された前記優先度及び放電時に要求される供給電力を基に、充放電を行う前記組を選択し、選択した組の組み合わせで充放電が行われるように前記切替部を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示する電源装置及び放充電制御方法の一つの態様によれば、ＬＩＣ登載モジュールの寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電源装置のブロック図である。
【図２】図２は、スイッチ切替テーブルの一例の図である。
【図３】図３は、ＬＩＣの使用状態の一例を表す図である。
【図４】図４は、実施例に係る電源装置によるＬＩＣの充放電制御のフローチャートである。
【図５】図５は、寿命診断処理の一例のフローチャートである。
【図６】図６は、優先度決定処理の一例のフローチャートである。
【図７】図７は、スイッチ切替制御処理の一例のフローチャートである。
【図８】図８は、充電制御処理の一例のフローチャートである。
【図９】図９は、放電制御処理の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本願の開示する電源装置及び放充電制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する電源装置及び放充電制御方法が限定されるものではない。
【実施例】
【００１３】
図１は、電源装置のブロック図である。図１における実線は電力の供給経路を示す。また、図１における実線矢印は信号の入出力を表す。
【００１４】
電源装置１は、装置２に電力を供給する。装置２は、供給された電力を用いて動作する装置であり、例えば、サーバやストレージなどである。装置２は、商用電源３に接続される。例えば、装置２は、商用電源３からの電力供給がある場合、商用電源３から供給された電力を用いて動作する。また、装置２は、商用電源３から供給された電力の一部を電源装置１の充電のために電源装置１へ供給する。また、停電などにより商用電源３からの電力供給が停止した場合、電源装置１からの供給された電力を用いて動作する。
【００１５】
実施例に係る電源装置１は、マイクロコンピュータ１０、充電回路１１、放電回路１２、切替回路１３、スイッチ１４〜１６及びＬＩＣ（リチウムイオンキャパシタ）２１〜２６を有する。
【００１６】
充電回路１１は、充電時に装置２からの電力供給を受ける。そして、充電回路１１は、供給された電力を切替回路１３へ出力する。充電回路１１は、充電が完了すると充電完了の通知の入力を充放電管理部１０５から受ける。そして、充電回路１１は、装置２からの電力供給の受容を終了する。
【００１７】
放電回路１２は、装置２へ電力供給を行う場合、切替回路１３から電力の入力を受ける。そして、放電回路１２は、入力された電力を装置２へ供給する。
【００１８】
切替回路１３は、充電時に充電回路１１から電力供給を受ける。また、切替回路１３は、電力の供給先としてＬＩＣ２１及び２２、ＬＩＣ２３及び２４、又は、ＬＩＣ２５及び２６の何れかの指示を充放電管理部１０５から受ける。そして、切替回路１３は、指定された供給先に充電回路１１から送られてきた電力を供給する。
【００１９】
ＬＩＣ２１〜２６は、蓄電デバイスである。ＬＩＣ２１及び２２は、並列に接続された１組の組電池を構成する。また、ＬＩＣ２３及び２４は、並列に接続された１組の組電池を構成する。ＬＩＣ２５及び２６は、並列に接続された１組の組電池を構成する。ＬＩＣ２１〜２６が１つのＬＩＣ登載モジュールを形成する。さらに、ＬＩＣ２１〜２６は、並列な組電池ごとに交換可能である。このＬＩＣ２１〜２６が、「蓄電デバイス」の一例である。
【００２０】
ＬＩＣ２１及び２２は、スイッチ１４がスイッチ１５に接続し、スイッチ１５がＬＩＣ２３及び２４側に接続する状態では、ＬＩＣ２３及び２４と直列に接続する。また、ＬＩＣ２１及び２２は、スイッチ１４がスイッチ１５に接続し、スイッチ１５がＬＩＣ２５及び２６に接続する状態では、ＬＩＣ２５及び２６と直列に接続する。また、スイッチ１４がグランドに接続する状態では、ＬＩＣ２１及び２２において電力供給経路が終端される。
【００２１】
ＬＩＣ２３及び２４は、スイッチ１４がスイッチ１５に接続し、スイッチ１５がＬＩＣ２３及び２４側に接続する状態では、ＬＩＣ２１及び２２と直列に接続する。また、ＬＩＣ２３及び２４は、スイッチ１６がＬＩＣ２５及び２６に接続する状態では、ＬＩＣ２５及び２６と直列に接続する。また、スイッチ１６がグランドに接続する状態では、ＬＩＣ２３及び２４において電力供給経路が終端される。
【００２２】
ＬＩＣ２５及び２６は、スイッチ１４がスイッチ１５に接続し、スイッチ１５がＬＩＣ２５及び２６側に接続する状態では、ＬＩＣ２１及び２２と直列に接続する。また、ＬＩＣ２５及び２６は、スイッチ１６がＬＩＣ２５及び２６に接続する状態では、ＬＩＣ２３及び２４と直列に接続する。また、ＬＩＣ２５及び２６は、グランドに接続されており、スイッチ１４〜１６の状態にかかわらず電力供給経路が終端される。
【００２３】
ＬＩＣ２１〜２６は、最大で２列３直列の構成を有するＬＩＣ登載モジュールとなる。また、ＬＩＣ２１〜２６は、最小で、２列１直列の構成を有するＬＩＣ登載モジュールとなる。ＬＩＣ２１〜２６は、充電時には切替回路１３が直接接続されているものが、切替回路１３からの電力供給の窓口となる。そして、ＬＩＣ２１〜２６のうち窓口となるＬＩＣに直列に接続されたＬＩＣが、供給された電力により充電される。窓口となるＬＩＣとの直列接続が無い場合、ＬＩＣ２１〜２６のうち電力供給の窓口となったＬＩＣのみが充電される。
【００２４】
また、ＬＩＣ２１〜２６は、放電時には切替回路１３が直接接続されているものが、切替回路１３への電力供給の窓口となる。そして、ＬＩＣ２１〜２６のうち窓口となるＬＩＣに直列に接続されたＬＩＣが放電を行う。窓口となるＬＩＣとの直列接続が無い場合、ＬＩＣ２１〜２６のうち電力供給の窓口となったＬＩＣのみが放電を行う。
【００２５】
スイッチ１４は、抵抗１４１及びＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）１４２を有する。スイッチ１４は、充放電管理部１０５からの制御を受けて、ＬＩＣ２１及び２２から延びる給電経路をグランドに接続するかスイッチ１５に接続するかの切り替えを行う。
【００２６】
スイッチ１５は、抵抗１５１及びＦＥＴ１５２を有する。スイッチ１５は、充放電管理部１０５からの制御を受けて、スイッチ１４から延びる給電経路をＬＩＣ２３及び２４に接続するかＬＩＣ２５及び２６に接続するかの切り替えを行う。
【００２７】
スイッチ１６は、抵抗１６１及びＦＥＴ１６２を有する。スイッチ１６は、充放電管理部１０５からの制御を受けて、ＬＩＣ２３及び２４から延びる給電経路をグランドに接続するかＬＩＣ２５及び２６に接続するかの切り替えを行う。
【００２８】
マイクロコンピュータ１０は、電圧監視部１０１、寿命診断部１０２、充放電優先度制御部１０３、充放電量制御部１０４及び充放電管理部１０５を有する。マイクロコンピュータ１０の各部は、ＬＩＣ２１〜２６の中の並列のＬＩＣの組み合わせを１つのグループとして取り扱うことを予め記憶する。本実施例では、マイクロコンピュータ１０の各部は、ＬＩＣ２１及び２２をＬＩＣグループ２０１とし、ＬＩＣ２３及び２４をＬＩＣグループ２０２とし、ＬＩＣ２５及び２６をＬＩＣグループ２０３として取り扱う。このＬＩＣグループ２０１〜２０３が、「組」の一例である。
【００２９】
電圧監視部１０１は、ＬＩＣ２１〜２６のそれぞれの電圧を監視する。そして、電圧監視部１０１は、測定したＬＩＣ２１〜２６のそれぞれの電圧の情報を充放電管理部１０５へ出力する。また、電圧監視部１０１は、寿命診断処理の場合、測定したＬＩＣ２１〜２６のそれぞれの電圧の情報を寿命診断部１０２へ出力する。
【００３０】
寿命診断処理の場合、寿命診断部１０２は、ＬＩＣ２１〜２６のそれぞれの電圧の情報の入力を電圧監視部１０１から受ける。そして、寿命診断部１０２は、寿命診断処理における定電流放電開始時の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧を取得する。
【００３１】
さらに、寿命診断部１０２は、放電開始時から一定時間毎に各ＬＩＣ２１〜２６の電圧を取得する。そして、寿命診断部１０２は、一定時間毎の放電開始からの時間と各ＬＩＣ２１〜２６の電圧から最小二乗法で得られた直線を０秒まで外挿する。次に、寿命診断部１０２は、０秒における電圧及び放電電流を用いて内部抵抗を算出する。放電電流は、例えば１Ａである。
【００３２】
また、寿命診断部１０２は、所定時間放電を行った後に放電を電停し、その後に電圧が定常状態になった時の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧を取得する。そして、寿命診断部１０２は、放電開始時の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧及び一定期間毎の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧を用いて静電容量を算出する。例えば、寿命診断部１０２は、数式Ｃ＝Ｉ×ｔ／Ｖｔ−Ｖｆを用いて内部抵抗値を算出する。ここで、Ｃは、静電容量である。また、Ｖｉは、放電開始時の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧である。また、Ｖｔは、所定時間が経過し放電停止後の定常状態になった時の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧である。
【００３３】
その後、寿命診断部１０２は、算出した内部抵抗及び静電容量と、予め定められたＬＩＣ２１〜２６の閾値とを比較し、各ＬＩＣ２１〜２６の寿命を診断する。そして、ＬＩＣ２１〜２６の中に寿命が来ているＬＩＣがある場合、寿命診断部１０２は、寿命が来たＬＩＣが属するＬＩＣグループに属するＬＩＣを交換する指示を装置２へ出力する。管理者は、ＬＩＣの交換指示を受けて、指定されたＬＩＣグループに属するＬＩＣを交換する。
【００３４】
一方、ＬＩＣ２１〜２６の中に寿命が来ているＬＩＣがない場合、寿命診断部１０２は、各ＬＩＣ２１〜２６の寿命から、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命を求める。例えば、寿命診断部１０２は、ＬＩＣグループ２０１に属するＬＩＣ２１及び２２の寿命の平均をＬＩＣグループ２０１の寿命とする。そして、寿命診断部１０２は、求めた各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命の情報を充放電優先度制御部１０３へ出力する。
【００３５】
ここで、本実施例では、寿命診断部１０２は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命として各グループに属するＬＩＣ２１〜２６の寿命の平均を使用したが、他の値をＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命として用いてもよい。例えば、寿命診断部１０２は、各グループに属するＬＩＣ２１〜２６の寿命の短い方をＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命としてもよい。このＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命が、「グループ寿命」の一例である。
【００３６】
充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命の情報の入力を寿命診断部１０２から受ける。そして、充放電優先度制御部１０３は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち寿命が最も長いＬＩＣグループの優先度を１に設定する。また、充放電優先度制御部１０３は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち寿命が２番目に長いＬＩＣグループの優先度を２に設定する。また、充放電優先度制御部１０３は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち寿命が最も短いＬＩＣグループの優先度を３に設定する。本実施例では、優先度は、数が大きいほど優先度が低い。その後、充放電優先度制御部１０３は、設定した各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の優先度を充放電管理部１０５へ出力する。この充放電優先度制御部１０３が、「優先度設定部」の一例である。
【００３７】
充放電量制御部１０４は、装置２の起動時に装置２が用いる使用電力の入力を装置２から受ける。そして、充放電量制御部１０４は、取得した装置２の使用電力を充放電管理部１０５へ出力する。この使用電力が、「放電時に要求される前記供給電力」の一例である。
【００３８】
さらに、充放電量制御部１０４は、装置２への放電後に装置２が用いる使用電力の入力を装置２から再度受ける。そして、充放電量制御部１０４は、取得した装置２の使用電力を充放電管理部１０５へ出力する。
【００３９】
充放電管理部１０５は、充電回路１１への装置２からの電力供給の開始から、装置２の起動を検出する。そして、充放電管理部１０５は、装置２の起動時及びその後一定周期毎に寿命診断処理の実行を決定する。寿命診断処理を実行する場合、充放電管理部１０５は、寿命診断処理の開始を電圧監視部１０１に通知する。次に、充放電管理部１０５は、スイッチ１４をスイッチ１５の接続に切り替える。また、充放電管理部１０５は、スイッチ１５をＬＩＣ２３及び２４への接続に切り替える。また、充放電管理部１０５は、スイッチ１６をＬＩＣ２５及び２６への接続に切り替える。さらに、充放電管理部１０５は、ＬＩＣ２１及び２２への電力供給による寿命診断用充電を切替回路１３に指示する。
【００４０】
充放電管理部１０５は、電圧監視部１０１から入力される各ＬＩＣ２１〜２６の電圧の情報から、ＬＩＣ２１〜２６への充電完了を判定する。寿命診断処理におけるＬＩＣ２１〜２６への充電完了後、充放電管理部１０５は、ＬＩＣ２１及び２２からの放電による寿命診断用放電を切替回路１３に指示する。
【００４１】
寿命診断処理終了後、充放電管理部１０５は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の優先度の入力を充放電優先度制御部１０３から受ける。さらに、充放電管理部１０５は、装置２の使用電力の情報の入力を充放電量制御部１０４から受ける。
【００４２】
次に、充放電管理部１０５は、使用電力となるように、優先度が高い順にＬＩＣグループ２０１〜２０３に充電容量を割り振る。ここで、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の内の１つのグループの充電容量で使用電力をまかなえる場合、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の内の優先度が１のグループのみの使用を決定する。また、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の内の２つのグループの充電容量で使用電力をまかなえる場合、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の内の優先度が１及び２のグループの使用を決定する。また、ＬＩＣグループ２０１〜２０３全てを用いる場合、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３を全て使用すると決定する。このように、充放電管理部１０５は、使用電力以上となる充電容量を有する最小の数のＬＩＣグループ２０１〜２０３を選択する。
【００４３】
次に、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の中で使用を決定したグループに対して充電が行われるように切替回路１３及びスイッチ１４〜１６を制御する。ここで、充放電管理部１０５は、例えば、図２に示すスイッチ切替テーブル３００を予め有する。図２は、スイッチ切替テーブルの一例の図である。ここで、図２におけるＧＮＤは、グランド（Ground）を表す。充放電管理部１０５は、使用を決定したグループに応じた切り替え先をスイッチ切替テーブル３００から取得し、取得した情報にしたがい切替回路１３及びスイッチ１４〜１６を制御する。
【００４４】
例えば、ＬＩＣグループ２０１及び２０３の使用を決定した場合、充放電管理部１０５は、切替回路１３の接続先をＬＩＣグループ２０１とする。さらに、充放電管理部１０５は、スイッチ１４をグランドに接続するように切り替え、スイッチ１５をＬＩＣ２５及び２６に接続するように切り替え、スイッチ１６をグランドに接続するように切り替える。ここで、図２の接続は一例であり、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の中の使用を決定したグループに対して充電が行える経路が形成されれば他の接続でもよい。例えば、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のいずれか１つを使用する場合、スイッチ１４〜１６の全てをグランドに接続してもよい。
【００４５】
そして、充放電管理部１０５は、電圧監視部１０１から入力される各ＬＩＣ２１〜２６の電圧の情報から、充電容量が装置２の使用電力に達したかを判定する。充電容量が装置２の使用電力に達すると、充放電管理部１０５は、充電完了と判定する。充電完了後、充放電管理部１０５は、装置２への放電が開始されるまで待機する。
【００４６】
待機中に、充放電管理部１０５は、電圧監視部１０１から入力される各ＬＩＣ２１〜２６の電圧の情報から、充電の要否を判定する。例えば、充放電管理部１０５は、予め決められた閾値未満にＬＩＣ２１〜２６の電圧が下がった場合、充電を行うことを決定する。充電を行う場合、充放電管理部１０５は、切替回路１３及びスイッチ１４〜１６の接続状態は変えずに、充電の実行を切替回路１３へ指示する。その後、充放電管理部１０５は、充電容量が装置２の使用電力に達するまで切替回路１３に充電を行わせる。
【００４７】
また、装置２への放電が開始された場合、充放電管理部１０５は、装置２への放電終了まで切替回路１３に放電を行わせる。装置２への商用電源３からの電力供給が回復し電源装置１からの放電が終了した後、充放電管理部１０５は、寿命診断処理を実行する。その後、充放電管理部１０５は、使用するグループを決定し経路を切り替え、充電を行い待機する。ここで、本実施例では、放電した後に常に寿命診断処理を行うとしたが、これに限らず、充放電管理部１０５は、寿命診断を行わずにその時の接続で充電を再度行う構成にしてもよい。
【００４８】
次に、図３を参照して、本実施例に係る電源装置におけるＬＩＣの運用ついて説明する。図３は、ＬＩＣの使用状態の一例を表す図である。
【００４９】
状態３０１は、あるタイミングでのＬＩＣ登載モジュールである。状態３０２は、使用するグループが変更された後のＬＩＣ登載モジュールである。状態３０１及び３０２においてＬＩＣ２１〜２６の中でグレーアウトされているＬＩＣが充放電が行われるＬＩＣである。
【００５０】
状態３０１では、ＬＩＣグループ２０１及び２０２が使用するグループとされている。すなわち、状態３０１では、ＬＩＣ２１〜２４に対して充放電が行われる。
【００５１】
そして、状態３０１で放電の発生や寿命診断タイミングが到来すると、装置２の使用電力が再度通知され、寿命診断が行われ充放電優先度制御部１０３により優先度が再度決定される。優先度は、寿命が長い順に割り当てられる。その後、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の中から使用するグループが充放電管理部１０５により決定される。
【００５２】
この場合、状態３０２のように、ＬＩＣグループ２０１及び２０３が使用するグループとして決定される。すなわち、状態３０２では、ＬＩＣ２３，２４，２５及び２６に対して充放電が行われる。
【００５３】
このように、本実施例に係る電源装置１では、使用電力に合わせて使用するＬＩＣ２１〜２６の数が変更され、さらに、寿命が長いものが優先的に使用される。適切な数のＬＩＣ２１〜２６のみが使用されるので、無駄な充放電を抑制することができる。また、寿命が長いものが優先的に使用されるので、ＬＩＣ２１〜２６のそれぞれの使用状態を均一化することができ、特定のＬＩＣの劣化を軽減することができる。
【００５４】
次に、図４を参照して、本実施例に係る電源装置１によるＬＩＣ２１〜２６の充放電制御の流れについて説明する。図４は、実施例に係る電源装置によるＬＩＣの充放電制御のフローチャートである。
【００５５】
充放電量制御部１０４は、装置２の使用電力を受信する（ステップＳ１）。そして、充放電量制御部１０４は、装置２の使用電力の情報を充放電管理部１０５へ出力する。
【００５６】
充放電管理部１０５は、ＬＩＣ２１〜２６が３直２列になるようにスイッチ１４〜１５を切り替える。そして、寿命診断部１０２及び充放電管理部１０５は、各ＬＩＣ２１〜２６の寿命を判定する寿命診断処理を実行する（ステップＳ２）。
【００５７】
そして、寿命診断部１０２は、ＬＩＣ２１〜２６の中に寿命が来たＬＩＣがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。寿命の来たＬＩＣがある場合（ステップＳ３：肯定）、寿命診断部１０２は、寿命が来たＬＩＣの情報の通知を装置２へ送信する。管理者は、装置２を用いて寿命が来たＬＩＣを確認し、寿命が来たＬＩＣの交換を行う（ステップＳ４）。その後、処理はステップＳ２へ戻る。
【００５８】
これに対して、寿命の来たＬＩＣが無い場合（ステップＳ３：否定）、寿命診断部１０２は、各ＬＩＣグループ２０１及び２０３の寿命を充放電優先度制御部１０３に通知する。充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命の入力を寿命診断部１０２から受ける。そして、充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の優先度を決定する優先度決定処理を実行する（ステップＳ５）。
【００５９】
次に、充放電管理部１０５は、装置２の使用電力の情報の入力を充放電量制御部１０４から受ける。さらに、充放電管理部１０５は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の優先度の入力を充放電優先度制御部１０３から受ける。そして、充放電管理部１０５は、充放電の対象とするＬＩＣ２１〜２６に給電経路を接続するスイッチ切替制御処理を実行する（ステップＳ６）。
【００６０】
次に、充放電管理部１０５は、充放電の対象とするＬＩＣ２１〜２６に対して充電を行う充電制御処理を実行する（ステップＳ７）。
【００６１】
その後、充放電管理部１０５は、装置２への放電が開始されたか否かを判定する（ステップＳ８）。放電が開始されない場合（ステップＳ８：否定）、充放電管理部１０５は、寿命診断タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ９）。寿命診断タイミングが到来した場合（ステップＳ９：肯定）、充放電管理部１０５は、ステップＳ２へ戻る。
【００６２】
これに対して、寿命診断タイミングが到来していない場合（ステップＳ９：否定）、充放電管理部１０５は、電圧監視部１０１から取得した各ＬＩＣ２１〜２６の電圧と閾値とを比較し、充電を実行するか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００６３】
充電を実行する場合（ステップＳ１０：肯定）、充放電管理部１０５は、ステップＳ８へ戻る。これに対して、充電を実行しない場合（ステップＳ１０：否定）、充放電管理部１０５は、ステップＳ７へ戻り待機する。
【００６４】
一方、放電が開始された場合（ステップＳ８：肯定）、充放電管理部１０５は、電源装置１から装置２へ電力供給を行う放電制御処理を実行する（ステップＳ１１）。
【００６５】
その後、充放電管理部１０５は、装置２の電力回復を検知し電源装置１からの放電を完了する（ステップＳ１２）。
【００６６】
その後、充放電管理部１０５は、装置２が停止したか否かを判定する（ステップＳ１３）。装置２の動作が継続する場合（ステップＳ１３：否定）、処理は、ステップＳ１へ戻る。これに対して、装置２の動作が停止した場合（ステップＳ１３：肯定）、充放電管理部１０５は、充放電の制御を終了する。
【００６７】
次に、図５を参照して、寿命診断処理の流れについて説明する。図５は、寿命診断処理の一例のフローチャートである。図５に示すフローは、図４におけるステップＳ２で実行される寿命診断処理の一例にあたる。
【００６８】
充放電管理部１０５は、寿命診断用充放電を開始するように切替回路１３を制御する。切替回路１３は、充電回路１１から供給された電力のＬＩＣ２１及び２２への供給を開始し寿命診断用充電を開始する（ステップＳ１０１）。
【００６９】
寿命診断部１０５は、電圧監視部１０１から放電開始時のＬＩＣ２１〜２６の電圧を取得する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
充放電管理部１０５は、電圧監視部１０１から取得したＬＩＣ２１〜２６の電圧から充電の完了を検知し、切替回路１３による寿命診断用充電を終了させる（ステップＳ１０３）。
【００７１】
次に、充放電管理部１０５は、各ＬＩＣ２１〜２６の定電流放電を切替回路１３に実行させる（ステップＳ１０４）。
【００７２】
充放電管理部１０５は、所定時間が経過したかを判定する（ステップＳ１０５）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１０５：否定）、寿命診断部１０２は、一定時間間隔で電圧を電圧監視部１０１から取得する（ステップＳ１０６）。
【００７３】
これに対して、所定時間が経過した場合（ステップＳ１０５：肯定）、切替回路１３による定電流放電を停止させる（ステップＳ１０７）。
【００７４】
定電流放電停止後にＬＩＣ２１〜２６の電圧が定常状態になると、寿命診断部１０２は、定常状態の各ＬＩＣ２１〜２６の電圧を取得する（ステップＳ１０８）。
【００７５】
次に、寿命診断部１０２は、一定時間毎の電圧から各ＬＩＣ２１〜２６の内部抵抗を算出する（ステップＳ１０９）。
【００７６】
次に、寿命診断部１０２は、放電開始時の電圧及び定常状態の電圧から各ＬＩＣ２１〜２６の静電容量を算出する（ステップＳ１１０）。
【００７７】
次に、寿命診断部１０２は、求めた内部抵抗及び静電容量から各ＬＩＣ２１〜２６の寿命を求める（ステップＳ１１１）。
【００７８】
次に、図６を参照して、優先度決定処理の流れについて説明する。図６は、優先度決定処理の一例のフローチャートである。図６に示すフローは、図４におけるステップＳ５で実行される優先度決定処理の一例にあたる。
【００７９】
寿命診断部１０２は、各ＬＩＣ２１〜２６の寿命から各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命を算出する。そして、寿命診断部１０２は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命を充放電優先度制御部１０３へ出力する。充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の寿命を寿命診断部１０２から取得する（ステップＳ１１１）。
【００８０】
次に、充放電優先度制御部１０３は、寿命が最も長いＬＩＣグループ２０１〜２０３に優先度として１を設定する（ステップＳ１１２）。
【００８１】
次に、充放電優先度制御部１０３は、寿命が２番目に長いＬＩＣグループ２０１〜２０３に優先度として２を設定する（ステップＳ１１３）。
【００８２】
次に、充放電優先度制御部１０３は、寿命が最も短いＬＩＣグループ２０１〜２０３に優先度として３を設定する（ステップＳ１１４）。
【００８３】
その後、充放電優先度制御部１０３は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３に設定した優先度を充放電管理部１０５に通知する（ステップＳ１１５）。
【００８４】
次に、図７を参照して、スイッチ切替制御処理の流れについて説明する。図７は、スイッチ切替制御処理の一例のフローチャートである。図７に示すフローは、図４におけるステップＳ６で実行されるスイッチ切替制御処理の一例にあたる。
【００８５】
充放電管理部１０５は、装置２の使用電力を充放電量制御部１０４から取得する（ステップＳ１２１）。
【００８６】
次に、充放電管理部１０５は、各ＬＩＣグループ２０１〜２０３の優先度を充放電優先度制御部１０３から取得する（ステップＳ１２２）。
【００８７】
次に、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち１つで電力供給が可能か否かを装置２の使用電力から判定する（ステップＳ１２３）。
【００８８】
ＬＩＣグループ２０１〜２０３の１つで電力供給が可能な場合（ステップＳ１２３：肯定）、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の中の優先度が１のＬＩＣグループの充放電経路を接続する（ステップＳ１２４）。
【００８９】
ＬＩＣグループ２０１〜２０３の１つで電力供給が困難な場合（ステップＳ１２３：否定）、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち２つで電力供給が可能か否かを装置２の使用電力から判定する（ステップＳ１２５）。
【００９０】
ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち２つで電力供給が可能な場合（ステップＳ１２５：肯定）、充放電管理部１０５は、ＬＩＣグループ２０１〜２０３の中の優先度が１及び２のＬＩＣグループの充放電経路を接続する（ステップＳ１２６）。
【００９１】
ＬＩＣグループ２０１〜２０３のうち２つで電力供給が困難な場合（ステップＳ１２５：否定）、充放電管理部１０５は、全てのＬＩＣグループ２０１〜２０３の充放電経路を接続する（ステップＳ１２７）。
【００９２】
次に、図８を参照して、充電制御処理の流れについて説明する。図８は、充電制御処理の一例のフローチャートである。図８に示すフローは、図４におけるステップＳ７で実行される充電制御処理の一例にあたる。
【００９３】
充放電管理部１０５は、切替回路１３に充電を開始させる（ステップＳ１３１）。
【００９４】
充放電管理部１０５は、ＬＩＣ２１〜２６の中で放充電の対象とする各ＬＩＣの電圧を電圧監視部１０１から取得する（ステップＳ１３２）。
【００９５】
次に、充放電管理部１０５は、装置２の使用電力に充電容量が到達したか否かを判定する（ステップＳ１３３）。装置２の使用電力に充電容量が到達していない場合（ステップＳ１３３：否定）、充放電管理部１０５は、ステップＳ１３２へ戻る。
【００９６】
装置２の使用電力に充電容量が到達した場合（ステップＳ１３３：肯定）、充放電管理部１０５は、切替回路１３に充電を停止させる（ステップＳ１３４）。
【００９７】
次に、図９を参照して、放電制御処理の流れについて説明する。図９は、放電制御処理の一例のフローチャートである。図９に示すフローは、図４におけるステップＳ１１で実行される放電制御処理の一例にあたる。
【００９８】
充放電管理部１０５は、切替回路１３に放電を開始させる（ステップＳ１４１）。
【００９９】
その後、充放電管理部１０５は、充電回路１１への電力供給から商用電源３による装置２への電力供給の回復を検出し、電力供給を停止するか否かを判定する（ステップＳ１４２）。電力供給を停止しない場合（ステップＳ１４２：否定）、充放電管理部１０５は、電力供給を停止すると判定するまで待機する。
【０１００】
これに対して、電力供給を停止する場合（ステップＳ１４２：肯定）、充放電管理部１０５は、切替回路１３に放電を終了させる（ステップＳ１４３）。
【０１０１】
以上に説明したように、本実施例に係る電源装置は、使用電力に合わせて使用するＬＩＣの数が変更され、さらに、寿命が長いものが優先的に使用される。これにより、使用電力を供給するための適切な数のＬＩＣが使用されることになり、無駄な充放電を抑制でき、ＬＩＣの放充電を効率化することができる。また、寿命が長いＬＩＣが優先的に使用されるため、ＬＩＣ登載モジュールに搭載された各ＬＩＣのそれぞれの使用状態を均一化することができ、特定のＬＩＣの劣化を軽減することができるので、ＬＩＣ登載モジュール全体の寿命を長くすることができる。
【０１０２】
さらに、ＬＩＣグループ毎にＬＩＣが交換可能なため、寿命が来ていないＬＩＣの交換を軽減することができ、ＬＩＣ登載モジュール全体の寿命を長くすることができる。
【０１０３】
（変形例）
ここで、本実施例では、３直２列にＬＩＣが配置されたＬＩＣ登載モジュールについて説明したが、ＬＩＣの配置についてはこれに限らない。例えば、並列に並べられるＬＩＣが３つ以上あってもよい。その場合、並列の全てのＬＩＣを１つのＬＩＣグループとして扱ってもよいし、並列のＬＩＣを複数のＬＩＣグループに分けて扱ってもよい。さらに、ＬＩＣグループを分けた場合、並列に並ぶＬＩＣであればＬＩＣグループ毎に交換可能に構成してもよい。さらに、ＬＩＣを１つ１つ個別に管理してもよい。ただし、ある程度グループ化して管理することで、スイッチなどの経路構成を簡易にすることができ、管理を容易にすることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  電源装置
２  装置
３  商用電源
１０  マイクロコンピュータ
１１  充電回路
１２  放電回路
１３  切替回路
１４〜１６  スイッチ
２１〜２６  ＬＩＣ
１０１  電圧監視部
１０２  寿命診断部
１０３  充放電優先度制御部
１０４  充放電量制御部
１０５  充放電管理部
１４１，１５１，１６１  抵抗
１４２，１５２，１６２  ＦＥＴ
２０１〜２０３  ＬＩＣグループ
【図１】
2018074862.tif 000003
【図２】
2018074862.tif 000004
【図３】
2018074862.tif 000005
【図４】
2018074862.tif 000006
【図５】
2018074862.tif 000007
【図６】
2018074862.tif 000008
【図７】
2018074862.tif 000009
【図８】
2018074862.tif 000010
【図９】
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