(57)【要約】  二次電池３ａ，３ｂ，３ｃと、接続する二次電池からの出力電流値を検出し、出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃと、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を検出する電力残量検出部５と、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量の保持時間を計測し、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて二次電池３ａ，３ｂ，３ｃ毎の保持時間換算値を算出し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を算出する出力電流制御部６と、を備える。
2016185543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池と、
接続する二次電池からの出力電流値を検出し、前記出力電流値が目標出力電流値になるように、前記接続する二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う複数の電力変換手段と、
前記複数の二次電池の電力残量を検出する電力残量検出手段と、
前記複数の二次電池の電力残量の保持時間を計測し、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて前記複数の二次電池毎の保持時間換算値を算出し、前記複数の二次電池の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、前記複数の二次電池の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、前記総出力電流値、前記複数の二次電池の保持時間換算値、および前記総保持時間換算値を用いて、前記複数の二次電池の目標出力電流値を算出する出力電流制御手段と、
を備えることを特徴とする電源供給装置。
【請求項２】
前記出力電流制御手段は、第１の電力残量の状態で第１の時間保持している第１の二次電池の目標出力電流値を、前記第１の電力残量より少ない第２の電力残量の状態で前記第１の時間保持している第２の二次電池の目標出力電流値、および、前記第１の電力残量の状態で前記第１の時間より短い第２の時間保持している第３の二次電池の目標出力電流値より大きくする、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記電力変換手段は、
前記接続する二次電池からの出力電流値を検出する電流検出手段と、
前記出力電流値が前記目標出力電流値になるように、前記接続する二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う直流交流変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電源供給装置。
【請求項４】
前記出力電流制御手段は、
前記電力残量検出手段で検出された前記複数の二次電池の電力残量について前記設定電力残量における保持時間を計測する保持時間計測手段と、
前記設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて前記複数の二次電池毎の保持時間換算値を算出し、前記複数の二次電池の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、前記複数の二次電池の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、前記総出力電流値、前記複数の二次電池の保持時間換算値、および前記総保持時間換算値を用いて、前記複数の二次電池の目標出力電流値を算出する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の電源供給装置。
【請求項５】
二次電池と、
前記二次電池からの出力電流値を検出し、前記出力電流値が目標出力電流値になるように、前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う電力変換手段と、
前記二次電池に蓄えられた電力残量を検出する電力残量検出手段と、
前記電力変換手段から出力電流値を取得し、また、前記電力残量検出手段で検出された前記二次電池の保持時間を計測し、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて前記二次電池の保持時間換算値を算出する出力電流制御手段と、
を有する電源供給装置を複数備え、
各電源供給装置の出力電流制御手段は、他の電源供給装置の出力電流制御手段から前記出力電流値および前記保持時間換算値を取得し、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、前記総出力電流値、自装置の保持時間換算値、および前記総保持時間換算値を用いて、前記二次電池の目標出力電流値を算出する、
ことを特徴とする電源供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池を備えた電源供給装置および電源供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源供給装置には、複数の二次電池を備え、各二次電池の電力残量の比率に基づいて各二次電池からの出力電流を制御し、負荷機器に供給するものがある（下記特許文献１参照）。電源供給装置は、二次電池の劣化防止のため、電力残量が多い二次電池ほど出力電流を大きくする制御をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３８５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、二次電池は、電力残量が多いほど劣化が大きく、また、電力残量を保持している時間が長いほど劣化が大きい特性を有している。そのため、電力残量の多さだけを考慮しても劣化の大きい二次電池を正確に検出できない場合があり、その結果、二次電池の寿命が短くなるおそれがある、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数ある二次電池の劣化判定精度を向上させ、二次電池の寿命を延ばすことが可能な電源供給装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源供給装置は、複数の二次電池と、接続する二次電池からの出力電流値を検出し、出力電流値が目標出力電流値になるように、接続する二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う複数の電力変換手段と、複数の二次電池の電力残量を検出する電力残量検出手段と、を備える。また、電源供給装置は、複数の二次電池の電力残量の保持時間を計測し、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて複数の二次電池毎の保持時間換算値を算出し、複数の二次電池の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、複数の二次電池の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値、複数の二次電池の保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、複数の二次電池の目標出力電流値を算出する出力電流制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる電源供給装置は、複数ある二次電池の劣化判定精度を向上させ、二次電池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】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる電源供給装置の構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１にかかる二次電池の電力残量の経過時間による推移を示す図
【図３】実施の形態１にかかる出力電流制御部において二次電池の出力電流比率を算出するまでの経過を示す図
【図４】実施の形態１にかかる電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を示すフローチャート
【図５】実施の形態１にかかる電力変換部の構成例を示すブロック図
【図６】実施の形態１にかかる出力電流制御部の構成例を示すブロック図
【図７】実施の形態１にかかる電源供給装置のハードウェア構成の例を示す図
【図８】実施の形態１にかかる電源供給装置のハードウェア構成の例を示す図
【図９】実施の形態２にかかる電源供給システムの構成例を示すブロック図
【図１０】実施の形態２にかかる電源供給システムの電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電源供給装置および電源供給システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電源供給装置７の構成例を示すブロック図である。また、図１では、電源供給装置７と接続される代表的な周辺装置を示している。電源供給装置７は、商用交流系統電源９、太陽電池１で発電された直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器２、および宅内などに設置された負荷機器８と接続している。商用交流系統電源９は、交流電力を電源供給装置７および負荷機器８へ給電する。直流交流変換器２は、太陽電池１で発電された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電源供給装置７および負荷機器８へ給電する。電源供給装置７は、商用交流系統電源９または直流交流変換器２から給電された交流電力を直流電力に変換して二次電池３ａ，３ｂ，３ｃへ充電し、また、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃから放電した直流電力を交流電力に変換して負荷機器８へ給電する。負荷機器８は、宅内などで使用される電気機器、例えば、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機などである。
【００１１】
つぎに、電源供給装置７の構成について説明する。電源供給装置７は、商用交流系統電源９または直流交流変換器２から給電された交流電力を直流電力として蓄電する複数の二次電池である二次電池３ａ，３ｂ，３ｃと、商用交流系統電源９または直流交流変換器２から給電された交流電力を直流電力に変換して接続する二次電池へ出力し、接続する二次電池からの直流電力を交流電力に変換して負荷機器８へ給電する電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃと、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃに蓄電されている電力量を示す電力残量を検出する電力残量検出部５と、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃに対して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃに蓄電されている直流電力の交流電力への変換を制御することで負荷機器８への給電を制御する出力電流制御部６と、を備える。以降の説明において、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃを区別しない場合は二次電池３と称し、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃを区別しない場合は電力変換部４と称することがある。
【００１２】
電源供給装置７では、二次電池３と電力変換部４は１対１で接続している。電源供給装置７において、二次電池３ａは電力変換部４ａと接続し、二次電池３ｂは電力変換部４ｂと接続し、二次電池３ｃは電力変換部４ｃと接続している。図１では、電源供給装置７は、３つの二次電池３ａ，３ｂ，３ｃおよび二次電池３ａ，３ｂ，３ｃと同数の３つの電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃを備えているが、一例であり、２つの二次電池３および電力変換部４、または４つ以上の二次電池３および電力変換部４を備えることも可能である。
【００１３】
二次電池３ａ，３ｂ，３ｃは、例えば、リチウムイオン電池などであり、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃによって交流電力から変換された直流電力を充電する。また、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃは、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃの制御により蓄電している直流電力を放電する。なお、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃは、リチウムイオン電池に限定されるものではない。
【００１４】
電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃを放電させる場合、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃに蓄電されている直流電力を交流電力に変換し、負荷機器８に給電する電力変換手段である。電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃから出力される直流電力の電流値である出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。目標出力電流値とは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの劣化を考慮して出力電流制御部６が算出した、各二次電池３ａ，３ｂ，３ｃからの出力電流値の制御目標となる出力電流値である。出力電流制御部６が目標出力電流値を算出する方法については後述する。
【００１５】
また、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃを充電させる場合、直流交流変換器２または商用交流系統電源９から出力された交流電力を入力とし、交流電力を直流電力に変換して二次電池３ａ，３ｂ，３ｃを充電する。また、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃからの直流電力の出力電流値を検出する回路を内蔵しており、検出した出力電流値を出力電流制御部６へ通知する。電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を常時または定期的に検出し、検出した出力電流値を出力電流制御部６へ通知する。
【００１６】
電力残量検出部５は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電圧を監視して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を検出し、検出した二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を出力電流制御部６へ通知する電力残量検出手段である。電力残量検出部５は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電圧を常時または定期的に検出し、検出した二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を出力電流制御部６へ通知する。
【００１７】
出力電流制御部６は、電力残量検出部５から通知された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量について、設定された電力残量である設定電力残量、例えば、満充電状態である１００％の電力残量、満充電状態に対して７５％の電力残量、満充電状態に対して５０％の電力残量、満充電状態に対して２５％の電力残量の状態において、どれだけの時間継続して電力が保持されているか計測する出力電流制御手段である。設定電力残量とは、出力電流制御部６において、保持時間を計測する対象とする二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量である。ここでは、設定電力残量１００％は電力残量検出部５から通知された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量が１００％の状態を対象とし、設定電力残量７５％は電力残量検出部５から通知された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量が７５％以上の状態を対象とし、設定電力残量５０％は電力残量検出部５から通知された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量が５０％以上の状態を対象とし、設定電力残量２５％は電力残量検出部５から通知された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量が２５％以上の状態を対象とする。
【００１８】
出力電流制御部６は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量および保持時間の関係から、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃから出力する直流電流、すなわち出力電流値の比率である出力電流比率を算出し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃと接続する電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃを制御する。出力電流制御部６は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量および保持時間から、電力残量が多く、電力残量が多い状態を長時間保持している二次電池３の出力電流が大きくなるように、接続する電力変換部４を制御する。
【００１９】
図２は、実施の形態１にかかる二次電池３ａの電力残量の経過時間による推移を示す図である。横軸は時刻を示し、縦軸は電力残量を示す。出力電流制御部６は、二次電池３ａの電力残量について、設定電力残量１００％、７５％、５０％、２５％以上の状態の保持時間をそれぞれ計測し、設定電力残量における保持時間を累積加算した累積保持時間を算出する。ここでは、二次電池３ａの電力残量が設定電力残量１００％を保持している状態の場合、出力電流制御部６は、設定電力残量７５％、５０％、２５％の状態の保持時間も計測する。同様に、二次電池３ａの電力残量が設定電力残量７５％を保持している状態の場合、出力電流制御部６は、設定電力残量５０％、２５％の状態の保持時間も計測する。また、二次電池３ａの電力残量が設定電力残量５０％を保持している状態の場合、出力電流制御部６は、設定電力残量２５％の状態の保持時間も計測する。
【００２０】
出力電流制御部６は、例えば、各設定電力残量１００％、７５％、５０％、２５％用に保持時間を計測するタイマを備える。出力電流制御部６は、例えば、二次電池３ａの電力残量が６０％のときは設定電力残量５０％および２５％のタイマで保持時間をカウントし、二次電池３ａの電力残量が９０％のときは設定電力残量７５％、５０％および２５％のタイマで保持時間をカウントする。なお、設定電力残量の１００％、７５％、５０％、２５％の値は一例であって、これらに限定されるものではない。また、図２ではおよそ２４時間の範囲を保持時間の累積対象としているが、一例であり、その前後も累積を行い、二次電池３ａが設置されて交換されるまでの範囲を保持時間の累積対象として用いてもよい。
【００２１】
具体的に、図２に示す二次電池３ａの場合、設定電力残量１００％について、保持時間は３時間のみであるから累積保持時間は３時間となる。設定電力残量７５％について、保持時間は１．５時間と６時間の２つがあるので、累積保持時間は１．５＋６＝７．５時間となる。設定電力残量５０％について、保持時間は３時間と９．５時間と２時間の３つがあるので、累積保持時間は３＋９．５＋２＝１４．５時間となる。設定電力残量２５％について、保持時間は６時間と１４時間と４時間の３つがあるので、累積保持時間は６＋１４＋４＝２４時間となる。出力電流制御部６は、二次電池３ｂ，３ｃについても図２と同様の電力残量の推移から、各設定電力残量における保持時間を計測し、保持時間を累積加算した累積保持時間を算出する。
【００２２】
図３は、実施の形態１にかかる出力電流制御部６において二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流比率を算出するまでの経過を示す図である。出力電流制御部６は、二次電池３ａについて、各設定電力残量の累積保持時間に、各設定電力残量に定義された重み係数を乗算した値を算出し、算出した値を加算した保持時間換算値を算出する。保持時間換算値は、値の大きい設定電力残量の累積保持時間に重みを持たせた、各二次電池３における電力残量を考慮した保持時間の大きさを示す値である。重み係数は、値の大きい設定電力残量ほど大きい値にする。出力電流制御部６では、ユーザーなどからの設定により各設定電力残量の重み係数を記憶している。図３の例では、出力電流制御部６は、二次電池３ａの場合、設定電力残量１００％について累積保持時間３×重み係数６＝１８、設定電力残量７５％について累積保持時間７．５×重み係数３＝２２．５、設定電力残量５０％について累積保持時間１４．５×重み係数１＝１４．５、設定電力残量２５％について累積保持時間２４×重み係数０＝０となることから、各設定電力残量において累積保持時間に重み係数を乗算した値を加算し、保持時間換算値として１８＋２２．５＋１４．５＋０＝５５を算出する。出力電流制御部６は、二次電池３ｂ，３ｃの場合も同様の計算を行って、二次電池３ｂの保持時間換算値の６０、二次電池３ｃの保持時間換算値の８５を算出する。
【００２３】
出力電流制御部６は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値を加算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値として５５＋６０＋８５＝２００を算出する。そして、出力電流制御部６は、総保持時間換算値の２００に対する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の比率から、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流比率を算出する。出力電流制御部６は、二次電池３ａの出力電流比率＝５５／２００＝２７．５％、二次電池３ｂの出力電流比率＝６０／２００＝３０％、二次電池３ｃの出力電流比率＝８５／２００＝４２．５％を算出する。
【００２４】
また、出力電流制御部６は、前述のように電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃからの通知を受け、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を取得する。出力電流制御部６は、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃから取得した出力電流値を加算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する。そして、出力電流制御部６は、総出力電流値に二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流比率を乗算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を算出する。これにより、出力電流制御部６は、電力残量が多く、電力残量が多い状態を長時間保持している二次電池３の目標出力電流値を大きくする。
【００２５】
例えば、出力電流制御部６は、第１の電力残量の状態で第１の時間保持している第１の二次電池の目標出力電流値を、第１の電力残量より少ない第２の電力残量の状態で第１の時間保持している第２の二次電池の目標出力電流値、および、第１の電力残量の状態で第１の時間より短い第２の時間保持している第３の二次電池の目標出力電流値より大きくすることになる。
【００２６】
出力電流制御部６は、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃに対して、接続する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を通知する。電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、出力電流制御部６から通知された目標出力電流値に従って、接続する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値が目標出力電流値になるように、接続する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流の電流制御、すなわち、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
【００２７】
つづいて、電源供給装置７における二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流の制御の流れについて説明する。図４は、実施の形態１にかかる電源供給装置７における二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流の制御処理を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃでは、接続する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を検出し（ステップＳ１）、検出した出力電流値を出力電流制御部６へ通知する（ステップＳ２）。
【００２９】
出力電流制御部６は、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃから二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を取得し（ステップＳ３）、取得した二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を加算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する（ステップＳ４）。
【００３０】
電力残量検出部５は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を検出し（ステップＳ５）、検出した電力残量を出力電流制御部６へ通知する（ステップＳ６）。
【００３１】
出力電流制御部６は、電力残量検出部５から二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を取得し（ステップＳ７）、取得した二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量について、各設定電力残量における保持時間を計測する（ステップＳ８）。出力電流制御部６は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃについて、各設定電力残量の保持時間を累積加算した累積保持時間および重み係数を用いて保持時間換算値を算出し（ステップＳ９）、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値を加算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出する（ステップＳ１０）。
【００３２】
出力電流制御部６は、総保持時間換算値に対する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の比率から、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流比率を算出する（ステップＳ１１）。出力電流制御部６は、総出力電流値と二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流比率とを乗算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を算出し（ステップＳ１２）、算出した二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を、接続する電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃへ通知する（ステップＳ１３）。
【００３３】
そして、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃは、出力電流制御部６から目標出力電流値を取得し（ステップＳ１４）、取得した目標出力電流値に従って、目標出力電流値になるように接続する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流の電流制御を行う（ステップＳ１５）。
【００３４】
図４のフローチャートでは、ステップＳ１〜Ｓ１５までの順番で電源供給装置７における二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流の制御処理を説明したが、一例であり、ステップＳ１〜Ｓ４の処理についてはステップＳ１１とＳ１２の処理の間で行ってもよく、ステップＳ１〜Ｓ４の処理とステップＳ５〜Ｓ１１の処理を並行して行ってもよい。図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１〜Ｓ２の処理およびステップＳ１４〜Ｓ１５の処理は電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃの処理であり、ステップＳ５〜Ｓ６の処理は電力残量検出部５の処理であり、ステップＳ３〜Ｓ４の処理およびステップＳ７〜Ｓ１３の処理は出力電流制御部６の処理である。そのため、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃの動作をフローチャートで表すと、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１４，Ｓ１５の流れとなる。また、電力残量検出部５の動作をフローチャートで表すと、ステップＳ５，Ｓ６の流れとなる。また、出力電流制御部６の動作をフローチャートで表すと、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７〜Ｓ１３の流れとなる。
【００３５】
ここで、電力変換部４の構成例について説明する。図５は、実施の形態１にかかる電力変換部４の構成例を示すブロック図である。電力変換部４は、前述の出力電流値を検出する回路であって、接続する二次電池３からの出力電流値を検出する電流検出手段である電流検出部４１と、接続する二次電池３からの直流電力を交流電力に変換して負荷機器８へ給電する直流交流変換手段である直流交流変換部４２と、太陽電池１で発電された直流電力を交流電力に変換した直流交流変換器２または商用交流系統電源９から出力された交流電力を入力とし、交流電力を直流電力に変換して接続する二次電池を充電する交流直流変換手段である交流直流変換部４３と、を備える。直流交流変換部４２は、接続する二次電池３からの出力電流値が目標出力電流値になるように、接続する二次電池３からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
【００３６】
また、出力電流制御部６の構成例について説明する。図６は、実施の形態１にかかる出力電流制御部６の構成例を示すブロック図である。出力電流制御部６は、電力残量検出部５で検出された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量について各設定電力残量における保持時間を計測する保持時間計測手段である保持時間計測部６１と、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃを制御し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流を制御する制御手段である制御部６２と、を備える。制御部６２は、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて二次電池３ａ，３ｂ，３ｃ毎の保持時間換算値を算出し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値を加算して二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出する。また、制御部６２は、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃから出力電流値を取得して電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃで検出された二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を加算して、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する。そして、制御部６２は、総出力電流値、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を算出する。
【００３７】
つづいて、図１に示す電源供給装置７の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図７および図８は、実施の形態１にかかる電源供給装置７のハードウェア構成の例を示す図である。電源供給装置７における二次電池３ａ，３ｂ，３ｃはバッテリ９１であり、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃの電流検出部４１は電流検出回路９３、交流直流変換部４３は電力変換回路９４である。電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃの直流交流変換部４２は電力変換回路９４および処理回路９２により実現される。また、電源供給装置７における電力残量検出部５、出力電流制御部６の保持時間計測部６１および制御部６２の各機能は、処理回路９２により実現される。すなわち、電源供給装置７は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの電力残量を検出し、設定電力残量における保持時間を計測し、目標出力電流値を算出し、目標出力電流値に従って二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流を制御するための処理回路９２を備える。処理回路９２は、専用のハードウェアであっても、メモリ９６に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ９５、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などであってもよい。
【００３８】
処理回路９２が専用のハードウェアである場合、処理回路９２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。電力残量検出部５および出力電流制御部６の各部の機能それぞれを処理回路９２で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９２で実現してもよい。
【００３９】
処理回路９２がＣＰＵの場合、電力残量検出部５および出力電流制御部６の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９６に格納される。処理回路９２は、メモリ９６に記憶されたプログラムをプロセッサ９５が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。また、これらのプログラムは、電力残量検出部５および出力電流制御部６の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ９６とは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  ROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などが該当する。
【００４０】
なお、電力残量検出部５および出力電流制御部６の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、電力残量検出部５については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し出力電流制御部６については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【００４１】
このように、処理回路９２は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電源供給装置７では、出力電流制御部６は、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃについて各設定電力残量における保持時間と重み係数を用いて保持時間換算値を算出し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値を加算して二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値を加算して二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に、総保持時間換算値に対する二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値の比率を乗算することで、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの目標出力電流値を算出することとした。これにより、電源供給装置７では、二次電池３の電力残量が多い状態で長時間保持しているほど二次電池３の出力電流が大きくなるように制御することができ、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃに対して電力残量が多い状態を保つ時間を平均化させることができる。その結果、電源供給装置７では、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃをバランスよく用いることができるので、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの劣化を低減することができ、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの寿命を延ばすことができる。電源供給装置７では、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの劣化判定精度を向上させ、二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの寿命を延ばすことができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、１つの電源供給装置７が複数の二次電池３ａ，３ｂ，３ｃを備えていた。本実施の形態では、１つの二次電池３を持つ電源供給装置を複数備える電源供給システムについて説明する。
【００４４】
図９は、本発明の実施の形態２にかかる電源供給システム１０の構成例を示すブロック図である。また、図９では、電源供給システム１０と接続される代表的な周辺装置を示している。太陽電池１、直流交流変換器２、負荷機器８、および商用交流系統電源９は実施の形態１と同様である。電源供給システム１０は、複数の電源供給装置７ａ，７ｂ，７ｃを備える。実施の形態２では、二次電池３ａ、電力変換部４ａ、電力残量検出部５ａ、および出力電流制御部６ａで１つの電源供給装置７ａを構成する。同様に、二次電池３ｂ、電力変換部４ｂ、電力残量検出部５ｂ、および出力電流制御部６ｂで１つの電源供給装置７ｂを構成し、二次電池３ｃ、電力変換部４ｃ、電力残量検出部５ｃ、および出力電流制御部６ｃで１つの電源供給装置７ｃを構成する。図９では、電源供給システム１０は３つの電源供給装置７ａ，７ｂ，７ｃを備えているが、一例であり、２つの電源供給装置、または４つ以上の電源供給装置を備えることも可能である。
【００４５】
つぎに、電源供給装置７ａ，７ｂ，７ｃの構成について説明する。電源供給装置７ａ，７ｂ，７ｃは同様の構成のため、電源供給装置７ａを用いて説明する。電源供給装置７ａは、商用交流系統電源９または直流交流変換器２から給電された交流電力を直流電力の形式で蓄電する二次電池３ａと、商用交流系統電源９または直流交流変換器２から給電された交流電力を直流電力に変換して二次電池３ａへ出力し、二次電池３ａからの直流電力を交流電力に変換して負荷機器８へ給電する電力変換部４ａと、二次電池３ａに蓄電されている電力量を示す電力残量を検出する電力残量検出部５ａと、電力変換部４ａについて二次電池３ａに蓄電されている直流電力の交流電力への変換を制御することで負荷機器８への給電を制御する出力電流制御部６ａと、を備える。
【００４６】
二次電池３ａは実施の形態１の二次電池３ａと同じ構成である。二次電池３ｂ，３ｃも同様である。
【００４７】
電力変換部４ａは実施の形態１の電力変換部４ａと同じ構成であるが、検出した二次電池３ａの出力電流値を通知する通知先および目標出力電流値の通知を受ける通知元が、出力電流制御部６から、同じ電源供給装置７ａ内の出力電流制御部６ａに変更されている。電力変換部４ｂ，４ｃも同様である。
【００４８】
電力残量検出部５ａは、同じ電源供給装置７ａ内の二次電池３ａの出力電圧を監視して、二次電池３ａの電力残量を検出し、検出した二次電池３ａの電力残量を出力電流制御部６ａへ通知する電力残量検出手段である。
【００４９】
出力電流制御部６ａは、電力残量検出部５ａから通知された二次電池３ａの電力残量について、実施の形態１と同様の各設定電力残量における保持時間を計測し、二次電池３ａの保持時間換算値を算出する出力電流制御手段である。出力電流制御部６ａにおける二次電池３ａの保持時間換算値の算出方法は、実施の形態１において出力電流制御部６が二次電池３ａ，３ｂ，３ｃの保持時間換算値を算出する方法と同様である。実施の形態２では、出力電流制御部６ａは、同じ電源供給装置７ａ内の二次電池３ａの保持時間換算値を算出する。出力電流制御部６ａは、実施の形態１と同様、図３に示すように二次電池３ａの保持時間換算値の５５を算出する。
【００５０】
同様に、電源供給装置７ｂの出力電流制御部６ｂは、同じ電源供給装置７ｂ内の二次電池３ｂの保持時間換算値の６０を算出する。また、電源供給装置７ｃの出力電流制御部６ｃは、同じ電源供給装置７ｃ内の二次電池３ｃの保持時間換算値の８５を算出する。
【００５１】
出力電流制御部６ａは、電力変換部４ａからの通知を受け、二次電池３ａの出力電流値を取得する。同様に、出力電流制御部６ｂは、電力変換部４ｂからの通知を受け、二次電池３ｂの出力電流値を取得する。また、出力電流制御部６ｃは、電力変換部４ｃからの通知を受け、二次電池３ｃの出力電流値を取得する。
【００５２】
本実施の形態では、電源供給装置７ａの出力電流制御部６ａは、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃとの間で、出力電流値および保持時間換算値を交換する。すなわち、電源供給装置７ａの出力電流制御部６ａは、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃへ、電源供給装置７ａの出力電流値および保持時間換算値を通知し、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃから、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流値および保持時間換算値を取得する。
【００５３】
出力電流制御部６ａは、算出した電源供給装置７ａの保持時間換算値５５、取得した電源供給装置７ｂの保持時間換算値６０および電源供給装置７ｃの保持時間換算値８５を加算して、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値として５５＋６０＋８５＝２００を算出する。そして、出力電流制御部６ａは、総保持時間換算値の２００に対する自装置である電源供給装置７ａの保持時間換算値の５５の比率から、二次電池３ａの出力電流比率を算出する。具体的に、出力電流制御部６ａは、出力電流比率＝５５／２００＝２７．５％を算出する。
【００５４】
出力電流制御部６ａは、電力変換部４ａからの通知を受け二次電池３ａの出力電流値を取得し、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流値を取得する。出力電流制御部６ａは、取得した自装置および他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流値を加算して、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に二次電池３ａの出力電流比率を乗算して、二次電池３ａの目標出力電流値を算出する。出力電流制御部６ａは、電力変換部４ａへ、二次電池３ａの目標出力電流値を通知する。電力変換部４ａは、出力電流制御部６ａから通知された目標出力電流値に従って、二次電池３ａの出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池３ａの出力電流の電流制御、すなわち、二次電池３ａからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
【００５５】
電源供給装置７ａについて説明したが、電源供給装置７ｂ，７ｃにおいても同様の処理を行う。
【００５６】
つづいて、電源供給システム１０の各電源供給装置における二次電池の出力電流の制御の流れについて説明する。図１０は、実施の形態２にかかる電源供給システム１０の電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を示すフローチャートである。なお、電源供給装置７ａの構成を中心にして説明するが、他の電源供給装置７ｂ，７ｃにおいても同様の処理を行っているものとする。
【００５７】
まず、電力変換部４ａでは、接続する二次電池３ａの出力電流値を検出し（ステップＳ２１）、検出した出力電流値を出力電流制御部６ａへ通知する（ステップＳ２２）。出力電流制御部６ａは、電力変換部４ａから二次電池３ａの出力電流値を取得する（ステップＳ２３）。
【００５８】
電力残量検出部５ａは、二次電池３ａの電力残量を検出し（ステップＳ２４）、検出した電力残量を出力電流制御部６ａへ通知する（ステップＳ２５）。
【００５９】
出力電流制御部６ａは、電力残量検出部５ａから二次電池３ａの電力残量を取得し（ステップＳ２６）、取得した二次電池３ａの電力残量について、各設定電力残量における保持時間を計測する（ステップＳ２７）。出力電流制御部６ａは、二次電池３ａについて、各設定電力残量の保持時間を累積加算した累積保持時間および重み係数を用いて保持時間換算値を算出する（ステップＳ２８）。
【００６０】
出力電流制御部６ａは、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃとの間で出力電流値および保持時間換算値を交換する（ステップＳ２９）。具体的に、電源供給装置７ａの出力電流制御部６ａは、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃへ、電源供給装置７ａの出力電流値および保持時間換算値を通知し、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ｂ，６ｃから、他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流値および保持時間換算値を取得する。
【００６１】
出力電流制御部６ａは、電源供給装置７ａおよび他の電源供給装置７ｂ，７ｃの出力電流値を加算して総出力電流値を算出する（ステップＳ３０）。また、出力電流制御部６ａは、電源供給装置７ａおよび他の電源供給装置７ｂ，７ｃの保持時間換算値を加算して総保持時間換算値を算出する（ステップＳ３１）。
【００６２】
出力電流制御部６ａは、総保持時間換算値に対する二次電池３ａの保持時間換算値の比率から、二次電池３ａの出力電流比率を算出する（ステップＳ３２）。出力電流制御部６ａは、総出力電流値と二次電池３ａの出力電流比率とを乗算して、二次電池３ａの目標出力電流値を算出し（ステップＳ３３）、算出した二次電池３ａの目標出力電流値を、電力変換部４ａへ通知する（ステップＳ３４）。
【００６３】
そして、電力変換部４ａは、出力電流制御部６ａから目標出力電流値を取得し（ステップＳ３５）、取得した目標出力電流値に従って、目標出力電流値になるように二次電池３ａの出力電流の電流制御を行う（ステップＳ３６）。
【００６４】
図１０のフローチャートでは、ステップＳ２１〜Ｓ３６までの順番で電源供給システム１０の各電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を説明したが、一例であり、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理についてはステップＳ２８とＳ２９の処理の間で行ってもよく、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理とステップＳ２４〜Ｓ２８の処理を並行して行ってもよい。図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜Ｓ２２の処理およびステップＳ３５〜Ｓ３６の処理は電力変換部４ａの処理であり、ステップＳ２４〜Ｓ２５の処理は電力残量検出部５ａの処理であり、ステップＳ２３の処理およびステップＳ２６〜Ｓ３４の処理は出力電流制御部６ａの処理である。そのため、電力変換部４ａの動作をフローチャートで表すと、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３５，Ｓ３６の流れとなる。また、電力残量検出部５ａの動作をフローチャートで表すと、ステップＳ２４，Ｓ２５の流れとなる。また、出力電流制御部６ａの動作をフローチャートで表すと、ステップＳ２３，Ｓ２６〜Ｓ３４の流れとなる。
【００６５】
なお、電力変換部４ａ，４ｂ，４ｃについては、実施の形態１と同様、図５に示す電流検出部４１、直流交流変換部４２、および交流直流変換部４３で構成することができる。また、出力電流制御部６ａ，６ｂ，６ｃについては、実施の形態１と同様、図６に示す保持時間計測部６１および制御部６２で構成することができる。なお、実施の形態２では、制御部６２は、他の電源供給装置の制御部６２との間で、出力電流値および保持時間換算値の交換を行うこととする。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電源供給システム１０では、電源供給装置７ａ，７ｂ，７ｃの出力電流制御部６ａ，６ｂ，６ｃは、自装置内の二次電池３について各設定電力残量における保持時間と重み係数を用いて保持時間換算値を算出し、他の電源供給装置との間で出力電流値および保持時間換算値を交換し、自装置および他の電源供給装置の保持時間換算値を加算して各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、自装置および他の電源供給装置の出力電流値を加算して各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に、総保持時間換算値に対する自装置の二次電池３の保持時間換算値の比率を乗算することで、自装置の二次電池３の目標出力電流値を算出することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態２では、各電源供給装置が電力残量検出部および出力電流制御部を備える構成とした。これにより、複数の電源供給装置を備える電源供給システムでは、同一構成の電源供給装置を任意の台数で接続することができるため、自由に二次電池の総容量を選択でき、運用開始後の増設対応も容易になる。
【００６７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  太陽電池、２  直流交流変換器、３ａ，３ｂ，３ｃ  二次電池、４，４ａ，４ｂ，４ｃ  電力変換部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ  電力残量検出部、６，６ａ，６ｂ，６ｃ  出力電流制御部、７，７ａ，７ｂ，７ｃ  電源供給装置、８  負荷機器、９  商用交流系統電源、１０  電源供給システム、４１  電流検出部、４２  直流交流変換部、４３  交流直流変換部、６１  保持時間計測部、６２  制御部。
【図１】
2016185543.tif 000003
【図２】
2016185543.tif 000004
【図３】
2016185543.tif 000005
【図４】
2016185543.tif 000006
【図５】
2016185543.tif 000007
【図６】
2016185543.tif 000008
【図７】
2016185543.tif 000009
【図８】
2016185543.tif 000010
【図９】
2016185543.tif 000011
【図１０】
2016185543.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月19日(2017.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池からの出力電流値を検出し、前記出力電流値が目標出力電流値になるように、前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う電力変換手段と、
前記二次電池に蓄えられた電力残量を検出する電力残量検出手段と、
前記電力変換手段から出力電流値を取得し、また、前記電力残量検出手段で検出された前記二次電池の設定電力残量ごとの累積保持時間を計測し、前記設定電力残量における累積保持時間および重み係数を用いて前記二次電池の保持時間換算値を算出する出力電流制御手段と、
を有する電源供給装置を複数備え、
各電源供給装置の出力電流制御手段は、他の電源供給装置の出力電流制御手段から前記出力電流値および前記保持時間換算値を取得し、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、前記総出力電流値、自装置の保持時間換算値、および前記総保持時間換算値を用いて、前記二次電池の目標出力電流値を算出する、
ことを特徴とする電源供給システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源供給システムは、二次電池からの出力電流値を検出し、出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う電力変換手段と、二次電池に蓄えられた電力残量を検出する電力残量検出手段と、電力変換手段から出力電流値を取得し、また、電力残量検出手段で検出された二次電池の設定電力残量ごとの累積保持時間を計測し、設定電力残量における累積保持時間および重み係数を用いて二次電池の保持時間換算値を算出する出力電流制御手段と、を有する電源供給装置を複数備える。各電源供給装置の出力電流制御手段は、他の電源供給装置の出力電流制御手段から出力電流値および保持時間換算値を取得し、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値、自装置の保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、二次電池の目標出力電流値を算出する。
【国際調査報告】
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