(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電システムであって、
蓄電池と、
前記蓄電池を収容する筐体に備えられる扉と、
前記扉が開いているか否かを検出する開閉検出部と、
前記蓄電池を暖めるヒータと、
前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、
前記開閉検出部の検出結果をもとに、前記蓄電システムの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記開閉検出部の検出結果と前記温度検出部の検出結果とが、所定の条件を満たすか否かを検出し、
前記所定の条件は、前記扉が開いており、かつ、前記蓄電池の温度上昇が所定の温度上昇を下回る条件であることを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定の条件を満たしている場合、前記扉が開いていることを通知部に通知させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定の条件を満たしている場合、前記ヒータの動作を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記ヒータは、商用電源が通電中は前記商用電源の電力で動作し、前記商用電源が停電中は前記蓄電池の電力で動作し、
前記制御部は、前記商用電源が停電中の場合は、前記商用電源が通電中の場合と比較して、前記温度上昇閾値の値を大きく設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムに関し、特に蓄電池の温度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
直方体状のケーシング内にリチウムイオン電池及びこの電池から交流電力を供給する交流電力供給制御部を配置した蓄電装置が知られている。このシステムを屋外設置用とする場合、雨等から守るために、蓄電池、蓄電池監視回路、及び双方向電力変換回路をケーシングに収容する形態となる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８２５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような蓄電システムは、設置される場所の外気温によらずに、例えば、厳冬期に気温が氷点下となる寒冷地においても安定して電力供給できることが望ましい。商用電源の停電時に蓄電池の温度調整が必要となる場合、ファンやヒータを動作させるため、蓄電池に蓄えられた電力が用いられることがある。蓄電池に蓄えられている電力は、ファンやヒータを作動させるためではなく、本来負荷へ供給するためのものであるため、できるだけ少ない電力で蓄電池を所望の温度に調整できることが望ましい。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、蓄電池の温度を好適に制御するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電システムは、蓄電池と、蓄電池を収容する筐体に備えられる扉と、扉が開いているか否かを検出する開閉検出部と、開閉検出部の検出結果をもとに、蓄電システムの動作を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄電池の温度を好適に制御するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る蓄電システムの外観を示す正面図である。
【図２】図１の蓄電システムの内部構成を示す正面図である。
【図３】図１の蓄電システムの内部構成を示す側面図である。
【図４】第１の実施形の態に係る蓄電システムの機能構成を模式的に示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る蓄電システムにおける蓄電池の温度管理処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係る蓄電システムの外観を示す正面図である。
【図７】図６の蓄電システムの内部構成を示す正面図である。
【図８】図６の蓄電システムの内部構成を示す側面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る蓄電システムの機能構成を模式的に示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る蓄電システムにおけるインバータ冷却ファンの動作制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係る蓄電システムの機能構成を模式的に示す図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る蓄電池システムが実行する扉開閉情報を用いた制御処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を好適な実施形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、商用電源や太陽電池からの電力を負荷へ供給するとともに、その電力を蓄電池へ蓄え、蓄電池に蓄えられた電力を負荷に供給することのできる蓄電システムに関する。このような蓄電システムは、例えばオフィスや家庭内等に設置される。蓄電池に蓄えられた電力は、商用電源が停電したときに、照明や通信機器等の重要な機器を動作させるためのバックアップ電源として用いられる。蓄電池はさらに、一般に電気の使用量が大きくなる昼間の時間帯において放電することによって、昼間の商用電力における使用量の最大値を下げる、いわゆるピークシフトとしても用いられる。このような蓄電システムは、設置される場所の環境や季節によらずに、例えば、厳冬期に外気温が氷点下となる寒冷地においても安定して電力供給できることが望ましい。
【００１１】
一方、このような蓄電システムに用いられる蓄電池は、所定の使用推奨温度とされる範囲内で用いることが望ましく、その範囲外の温度で蓄電池を充放電すると、劣化が進んだり、本来の性能を発揮できなかったりする。そこで、寒冷地において蓄電システムを用いる場合、蓄電池が使用推奨温度となるよう加熱するなどして温度を上げる必要があり、商用電源の停電時などには、蓄電池に蓄えられた電力を用いてファンやヒータを動作させる必要がある。蓄電池に蓄えられている電力は、ファンやヒータを作動させるためではなく、本来負荷へ供給するためのものであるため、できるだけ少ない電力で蓄電池を所望の温度に調整できることが求められる。
【００１２】
そこで、第１の実施の形態に係る蓄電システムは、蓄電池を温風で加熱するためのファンおよびヒータを好適に配置し、ファンおよびヒータを作動および停止させるタイミングを制御する。さらには、電力変換装置や制御装置の動作時に生じる熱も蓄電池の加熱に利用する。これにより、より少ない消費電力で蓄電池の温度調節を実現する。
【００１３】
図１は、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００の外観を示す正面図である。蓄電システム１００は、筐体１０を備える。筐体１０の内部構造については、後述する。筐体１０は、４つの側面、上面、下面を有する略直方体の箱型形状であり、鉄などを含む金属板で構成される。筐体１０は、４つの側面のうち１つの面が正面扉１４により構成され、上面が上面板２２により構成され、下面が下面板２３により構成される。正面扉１４は、通気口１６、スイッチ１８、表示部２０を備える。上面板２２は、排気口２４、排気ファン２６を備える。
【００１４】
正面扉１４の通気口１６は、正面扉１４の中央部に設けられた第１通気口１６ａと、正面扉１４の下方に設けられた第２通気口１６ｂとを含む。通気口１６は、複数の矩形の小孔により構成される。通気口１６を通じて外気が筐体１０の内部に取り込まれる。スイッチ１８は、蓄電システム１００を動作させるための電源スイッチや、リセットスイッチなどにより構成される。表示部２０は、蓄電システム１００の動作状態を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイなどにより構成される。
【００１５】
排気口２４は、上面板２２または図示しない背面板の一部領域に設けられた開口部である。正面扉１４の通気口１６を通じて筐体１０の内部に取り込まれた空気は、排気口２４から排出される。排気ファン２６は、排気口２４を覆うように排気口２４の近傍に配置されており、筐体１０の内部に取り込まれた空気の排出を促すために動作する。このように、排気口２４と通気口１６は、筐体１０を形成する面のうち互いに異なる面に設けられている。また、通気口１６は双方向パワーコンディショナ５４の下方に設けられ、排気口２４は双方向パワーコンディショナ５４よりも上方に設けられる。これにより、通気口１６から流入した空気が排気口２４から流出するまでの間に筐体１０の内部を移動する距離が長くなるため好ましい。
【００１６】
図２は、図１の蓄電システム１００の内部構成を示す正面図であり、正面扉１４を開けた状態を示している。図３は、図１の蓄電システム１００の内部構成を示す側面図であり、図１の蓄電システム１００を矢印Ａから見た状態を示している。以下の説明においては、図２の紙面手前側を前面又は正面、奥側を後面、右側を右側面、左側を左側面として説明する。なお、図３では、内部構成を示すため、筐体１０として設けられる右側面板を外した状態を図示している。
【００１７】
筐体１０の内部は、下段に位置する第１区画３０、第１区画３０と排気ファン２６とを導通する排気経路４０、および上段に位置する第２区画５０の三つに分かれている。第１区画３０と第２区画５０との間は、仕切板４１で仕切られている。
【００１８】
正面扉１４の内部のうち、第１通気口１６ａに対応する位置には、４つの吸気ファン３２が備えられている。吸気ファン３２は、正面扉が閉じられたとき、図２において破線３２’で示す位置に配置される。なお、吸気ファン３２の数は４つに限られず、３個以下であっても５個以上であってもよい。
【００１９】
後面板３８は、筐体１０の内部において第１通気口１６ａに対向する位置に備えられている。後面板３８は、下端部が上端部よりも前面側に形成されている。すなわち、後面板３８を図１の矢印の方向Ａの方向から見た場合、右上がりに傾斜している。
【００２０】
吸気ファン３２は、作動させることにより筐体１０の内部に外気を取り込む。吸気ファン３２を作動させた場合、図３の矢印Ｘ１で示すように、正面扉１４の通気口１６を通じて、第２区画５０の内部に外気が取り込まれる。第２区画５０の内部に取り込まれた外気は、図３の矢印Ｘ２で示すように、後面板３８に当たるなどして第２区画５０の上方へ流れる。
【００２１】
ヒータ３４は、吸気ファン３２が吸入した外気を加熱する。ヒータ３４は、例えば、通電することにより加熱される電熱線などで構成される。ヒータ３４は、吸気ファン３２によって取り込まれる空気を効率よく加熱するため、正面扉１４の内側であって、第１通気口１６ａに隣接する位置に設けられる。このように配置することで、第１通気口１６ａを通り抜ける空気だけでなく、第２区画５０の内部に滞留している空気を加熱することができる。第２区画５０のうち、吸気ファン３２の上方には蓄電池４２が設けられている。このため、ヒータにより加熱した空気は蓄電池４２の加熱に利用される。なお、ヒータ３４は、自身の温度を測定するための温度センサ（不図示）を備えていてもよい。
【００２２】
吸気ファン３２を正面扉１４の内側部分に設けることで、吸気ファン３２により吸入されヒータ３４により加熱された空気が、同じ正面扉１４に設けられた第１通気口１６ａから流出してしまうことは少なくなる。また、第１通気口１６ａに対向する位置に設けられた後面板３８を斜めに配置することで、吸気ファン３２が吸入してヒータ３４が加熱した空気は、後面板３８に反射して第２区画５０に供給される。したがって、複数の吸気ファン３２を筐体１０の一つの面である正面扉１４に設けることで、複数のヒータ３４により加熱した空気を効率よく蓄電池４２の加熱に用いることができる。結果として、蓄電池４２の電力の消費量を節約することができる。
【００２３】
図３の矢印Ｘ１、Ｘ２で示すように、第１通気口１６ａから流入した空気は、複数の蓄電池ユニット４４の間を通り抜ける。図３の矢印Ｘ３で示すように、最終的に排気口２４から筐体１０の外部に排出される。
【００２４】
蓄電池４２は、複数の蓄電池ユニット４４により構成される。蓄電池４２は、例えば、８個の蓄電池ユニット４４が直列または並列接続されることによって構成される。蓄電池ユニット４４は、繰り返し充電して使用できる二次電池であり、例えば、単位セルと呼ばれるリチウムイオン二次電池が複数個直列および並列接続された一つの蓄電池モジュールとして構成される。例えば、蓄電池ユニット４４は、並列に２４個、直列に１３個接続された、計３１２個の単位セルにより構成される。なお、蓄電池ユニット４４は、その他の二次電池で構成されていてもよく、例えば、ニッケル水素電池や、ナトリウム硫黄電池、鉛蓄電池などを用いてもよい。
【００２５】
蓄電池ユニット４４は、箱状の部材の内部に、複数の単位セルが含まれた構成である。蓄電池ユニット４４の下面および上面部分は開口していてもよく、この場合、蓄電池４２の下方から流入した空気は、蓄電池ユニット４４内部の単位セルの間を通り抜け、排気口２４へと抜けていく。これにより、より効率良く蓄電池４２を加熱又は冷却することができる。
【００２６】
蓄電池ユニット４４は、図示しない複数の温度センサを備えており、蓄電池ユニット４４を構成する単位セルの温度を計測することができる。例えば、蓄電池ユニット４４は、蓄電池ユニット４４の四隅の位置にあたる４箇所と、中央の位置にあたる１箇所の計５箇所に温度センサが設けられる。なお、蓄電池ユニット４４が備える温度センサの数は、４個以下であってもよいし、６個以上設けられてもよい。複数の温度センサではなく、例えば蓄電池ユニット４４の中央部に１個の温度センサが設けられていてもよい。
【００２７】
第１区画３０は、筐体１０の内側であって第２区画５０の下方に位置する。第１区画３０と第２区画５０とは、仕切板４１で仕切られている。第１区画３０には、制御基板５２、双方向パワーコンディショナ５４、およびコンデンサやトランス等の電機部品５６が設けられる。
【００２８】
制御基板５２は、排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４、蓄電池４２と電気的に接続され、これらの動作を制御するための制御信号を送受信する。制御基板５２は、例えば、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）をはじめとする素子や機械装置で実現される。また、制御基板５２は、後述する双方向パワーコンディショナ５４と制御信号の送受信を行う。
【００２９】
双方向パワーコンディショナ５４は、双方向インバータ（不図示）を備え、このインバータは直流電力と交流電力とを相互に変換する。双方向パワーコンディショナ５４は、蓄電システム１００に接続される商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電池４２に対して充電のための電力を供給する。双方向パワーコンディショナ５４はまた、蓄電池４２が放電する直流電力を交流電力に変換し、停電時などに電力を供給させたい特定の負荷に交流電力を供給する。図示はしないが、双方向パワーコンディショナ５４は、双方向インバータが変換中の電力量を計測する電力計を備えており、計測した電力量を双方向パワーコンディショナ５４の外部に出力することができる。
【００３０】
筐体１０の内側において、双方向パワーコンディショナ５４と隣接して、双方向インバータを冷却するためのインバータ冷却ファン５８が設けられている。図３に示す例では、インバータ冷却ファン５８は吸気ファンである。ここで第２通気口１６ｂは、双方向パワーコンディショナ５４よりも下方かつ前面に設けられている。このためインバータ冷却ファン５８が動作すると、図３の矢印Ｘ４で示すように、第１区画３０内の空気は双方向パワーコンディショナ５４の内部に取り込まれる。双方向パワーコンディショナ５４の内部に入った空気は、図３の矢印Ｘ５で示すように、双方向パワーコンディショナ５４の後側から排出される。
【００３１】
インバータ冷却ファン５８が動作することにより、図３の矢印Ｘ６で示すように、第２通気口１６ｂを通って筐体１０の外部から筐体１０の内部に空気が流れ込む。筐体１０の内部に流れ込んだ空気の多くは矢印Ｘ４で示すように双方向パワーコンディショナ５４の内部に取り込まれるが、一部は矢印Ｘ７で示すように電機部品５６を通る。このため、インバータ冷却ファンが５８動作することにより、電機部品５６も冷却される。
【００３２】
仕切板４１の後方の一部は、空気が流通可能に構成されている。これは例えば、仕切板４１の後方を、メッシュ状の部材や小孔が多数設けられた金属部材を設けることで実現できる。これにより、第１区画３０の空気は、矢印Ｘ８で示すように排気経路４０を通って排気口２４に至る。
【００３３】
双方向インバータは通電によって発熱する。このため第１区画３０には、双方向パワーコンディショナ５４の主に双方向インバータの温度を検出する温度検出部５９が備えられている。制御基板５２は、温度検出部５９およびインバータ冷却ファン５８に電気的に接続されている。制御基板５２は、温度検出部５９が取得した双方向パワーコンディショナ５４の温度をもとに、インバータ冷却ファン５８の動作を開始または停止させるための制御信号を送信する。
【００３４】
このように、制御基板５２は、排気ファン２６、吸気ファン３２、およびヒータ３４の動作を管理し、蓄電池４２の加熱または冷却、双方向インバータの冷却など、筐体１０の内部の温度を一元的に制御する。
【００３５】
なお、図２および図３に示すように、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００において、蓄電池４２は、筐体１０内において双方向パワーコンディショナ５４の上側に備えられる。一般に、暖められた空気は上昇する。このため、双方向パワーコンディショナ５４や制御基板５２から生じた熱で暖められた空気は第１区画３０内を上昇し、第１区画３０の上部に存在する仕切板４１に到達する。第１区画３０のうち仕切板４１に対流した暖かい空気は仕切板４１を暖める。この結果、暖まった仕切板４１によって第２区画５０空気も暖められる。このように、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００においては、双方向パワーコンディショナ５４や制御基板５２の動作時に発生する熱も、蓄電池４２の暖めに利用することができ、電力の消費量を節約することができる。
【００３６】
以上の構成に基づく第１の実施の形態に係る蓄電システム１００について、その機能構成を説明する。
【００３７】
図４は、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００の機能構成を模式的に示す図である。蓄電システム１００は、前述した排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４、蓄電池４２を備え、制御基板５２の機能ブロックとして実現される制御部６０を備える。また、蓄電システム１００には、商用電源１１２、負荷１１４、太陽電池１２０が接続される。本明細書において、再生可能エネルギーの発電装置として太陽電池１２０を例に説明するが、再生可能エネルギーの発電装置は太陽電池に限られず、例えば風力発電装置であってもよく、またこれらが併存していてもよい。
【００３８】
商用電源１１２は、電力会社からの電力が供給される交流電源である。分電盤１１６は、双方向パワーコンディショナ５４および商用電源１１２と接続され、商用電源１１２から交流電力を受け付け、双方向パワーコンディショナ５４および負荷１１４に交流電力を供給する。太陽電池１２０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。太陽電池１２０として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。
【００３９】
双方向パワーコンディショナ５４は、直流側に蓄電池４２および太陽電池１２０が接続され、交流側に、負荷１１４および分電盤１１６を介して商用電源１１２が接続される。双方向パワーコンディショナ５４は、太陽電池１２０が発電する直流電力や蓄電池４２が放電した直流電力を交流電力に変換し、負荷１１４に交流電力を供給する。また、商用電源１１２からの交流電力を直流電力に変換し、蓄電池４２に直流電力を供給する。
【００４０】
蓄電池４２は、双方向パワーコンディショナ５４によって直流電力に変換された商用電源１１２からの電力や、太陽電池１２０が発電した電力を蓄える。また、蓄電池４２は、蓄えた直流電力を双方向パワーコンディショナ５４により交流電力に変換して負荷１１４に供給する。
【００４１】
排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４、およびインバータ冷却ファン５８は、制御部６０から送信される制御信号をもとに、動作を開始または停止する。なお、ヒータ３４も図示しない温度センサを備えてもよい。この場合、ヒータ３４に備えられた温度センサは、制御部６０からの要求に応じて測定した温度データを制御部６０に通知してもよい。このように制御部６０がインバータ冷却ファン５８を含めて蓄電システム１００内の温度を管理することにより、蓄電システム１００の温度管理が一元化され、制御を簡便化することができる。
【００４２】
蓄電池４２は、蓄電池４２を構成する複数の蓄電池ユニット４４に設けられる温度センサにより測定した温度データを、制御部６０に定期的に送信する。例えば、その送信間隔は１秒ごとであり、１秒ごとに最新の温度データを制御部６０に送信する。なお、蓄電池４２は、制御部６０からの送信要求に応じて最新の温度データを制御部６０に送信してもよい。上述の通り、蓄電池ユニット４４は、複数の温度センサを備えており、例えば、５箇所の温度センサを備える場合には、それぞれの温度センサが計測した温度データを制御部６０に送信する。なお、５箇所の温度センサが計測した温度のうち、最大値と最小値を算出して制御部６０に送信してもよい。
【００４３】
制御部６０は、蓄電池４２から取得した蓄電池４２の温度データをもとに、排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４の動作を制御し、蓄電池４２を加熱または冷却する。このとき、制御部６０は、定期的に蓄電池４２の温度データを取得し、制御部６０の図示しないメモリに予め格納された蓄電池４２の使用推奨温度と比較することで、蓄電池４２の加熱または冷却が必要か否かを判断する。ここで、蓄電池４２の加熱が必要と判断される使用推奨温度の下限なる閾値の値を、下限温度と記載し、蓄電池４２の冷却が必要と判断される使用推奨温度の上限となる閾値の値を、上限温度と記載する。
【００４４】
制御部６０は、複数の蓄電池ユニット４４のそれぞれの温度データを取得し、その温度データの中での最大値と最小値を算出する。なお、以下の説明において、制御部６０が算出した最大値を蓄電池４２の最高温度、最小値を蓄電池４２の最低温度と記載する。
【００４５】
まず、外気温が低く、蓄電池４２の温度が下限温度未満であるため、加熱が必要な状況における制御部６０の動作について説明する。
【００４６】
制御部６０は、蓄電池４２の最低温度が下限温度未満であった場合、蓄電池４２の加熱が必要であると判定し、蓄電池４２を加熱するためにヒータ３４をオンにする。ここで、下限温度は例えば５℃と設定されるが、蓄電池４２の特性などに応じてその他の値を設定してもよい。このとき、制御部６０は、吸気ファン３２の作動を開始させない。ヒータ３４をオンにした直後は、まだヒータ３４が暖まっていないため、この状態で吸気ファン３２を作動させてしまうと、外から冷気が流入することにより筐体１０の内部の気温が下がり、逆効果となるおそれがあるためである。また、蓄電池４２を加熱する際には排気ファン２６を停止する。排気ファン２６を作動させてしまうと、吸気ファン３２を作動させた場合と同様、外から冷気が流入してしまうためである。
【００４７】
制御部６０は、ヒータ３４をオンにした後、ヒータ３４の温度が第１の閾値以上となった場合、吸気ファン３２を作動させる。ここで、第１の閾値は、第２区画５０の内部の空気を十分に暖めることのできるヒータ３４の温度として設定される。具体的には、第２区画５０の容量などに基づいて、実験等により定めればよい。ヒータ３４の温度が第１の閾値以上となった後は、制御部６０は吸気ファン３２を作動させる。これにより、ヒータ３４により加熱された第２区画５０の空気を、蓄電池４２に送ることができる。なお、このとき排気ファン２６は作動させない。排気ファン２６を作動させてしまうと、加熱した空気が第２区画５０から排出されてしまい、蓄電池４２を効率的に加熱できないためである。
【００４８】
その後、蓄電池４２の最低温度が下限温度をある程度上回った場合、制御部６０は、蓄電池４２の加熱を停止すべきと判定する。ここで、制御部６０が加熱を停止すべきと判断する温度は、例えば下限温度より２℃高い温度であり、下限温度を５℃に設定した場合は、その基準となる温度は７℃である。このように下限温度に近い値を設定することで、蓄電池４２の加熱に用いる電力の消費量を抑えることができる。
【００４９】
制御部６０が加熱を停止すべきと判定した場合、制御部６０は、ヒータ３４を停止する。ここで、ヒータ３４を停止した直後はヒータ３４の温度が高い状態にあるため、吸気ファン３２を停止させてしまうと、局所的に空気が加熱される。場合によっては蓄電池４２の一部が動作推奨温度以上となってしまうおそれがある。このため制御部６０は、吸気ファン３２の作動は停止させない。また、ヒータ３４の温度がある程度高い状態において吸気ファン３２を作動させることで、引き続き蓄電池４２に温風を供給することができる。
【００５０】
その後、ヒータ３４の温度が第２の閾値以下となった場合、吸気ファン３２を停止させる。ここで、第２の閾値は、吸気ファン３２を停止させても第２区画５０内部の空気が局所的に加熱される支障のない温度として設定され、具体的には、ヒータ３４の特性などに応じて実験等により定める。
【００５１】
次に、筐体１０の置かれた環境の温度が高い場合や、蓄電システム１００の作動時により熱が発生する場合に、蓄電池４２の温度が上限温度を超えるため、冷却が必要な状況における制御部６０の動作について説明する。
【００５２】
制御部６０は、蓄電池４２の最高温度が上限温度を超えた場合、蓄電池４２の冷却が必要であると判定し、蓄電池４２を空冷するために吸気ファン３２と排気ファン２６を作動させる。制御部６０が吸気ファン３２と排気ファン２６の双方を作動させることにより、より効果的に蓄電池４２を空冷することができる。
【００５３】
ここで、上限温度は例えば５０℃と設定されるが、蓄電池４２の特性などに応じてその他の値を設定してもよい。このとき、制御部６０は、ヒータ３４をオンにせず停止させる。ヒータ３４をオンにすると、空冷するための空気が加熱されてしまい、逆効果となるおそれためである。なお、消費電力を節約するため、蓄電池４２を空冷するために、排気ファン２６と吸気ファン３２のどちらか一方のみを作動させてもよい。
【００５４】
その後、蓄電池４２の最高温度が上限温度をある程度下回った場合、制御部６０は、蓄電池４２の冷却を停止すべきと判定し、排気ファン２６及び吸気ファン３２を停止させる。ここで、制御部６０が加熱を停止すべきと判断する温度は、上限温度より２℃低い温度であり、上限温度を５０℃に設定した場合は、その基準となる温度は４８℃である。このように上限温度に近い値を設定することで、蓄電池４２の空冷に用いる電力の消費量を抑えることができる。
【００５５】
制御部６０はまた、上述した温度検出部５９が測定した双方向インバータの温度をもとに、インバータ冷却ファン５８と排気ファン２６とを制御し、双方向パワーコンディショナ５４が備える双方向インバータを冷却する。双方向インバータには、強制的に空冷するか否かを決定するために定められた強制空冷温度が設定されている。制御部６０は、温度検出部５９が測定した双方向インバータの温度が強制空冷温度を上回る場合、蓄電池４２を加熱しているときであっても、排気ファン２６を動作させる。これにより、双方向パワーコンディショナ５４が発熱によって故障することを予防できる。強制空冷温度も、制御部６０の図示しないメモリに予め格納されている。
【００５６】
図５は、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００における蓄電池４２の温度管理処理の流れを示すフローチャートである。制御部６０は、蓄電池４２の温度データを取得し、蓄電池４２の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ１０）。蓄電池４２の加熱が必要と判断した場合（Ｓ１０のＹ）、ヒータ３４をオンにする（Ｓ１２）。制御部６０は、ヒータ３４をオンにした後、ヒータ３４の温度が第１の閾値以上となった場合（Ｓ１４のＹ）、吸気ファン３２を作動させる（Ｓ１６）。一方、ヒータ３４の温度が第１の閾値未満である場合（Ｓ１４のＮ）、吸気ファンを作動させず、ヒータ３４の加熱を待つ。
【００５７】
制御部６０は、吸気ファン３２を作動させた後、蓄電池４２の加熱を停止すべきか否かを判断する（Ｓ１８）。蓄電池４２の温度が下限温度をある程度上回った場合、蓄電池４２の加熱を停止すべきと判断し（Ｓ１８のＹ）、ヒータ３４をオフにする（Ｓ２０）。一方、蓄電池４２の加熱を停止すべきでないと判断した場合（Ｓ１８のＮ）、そのまま蓄電池４２の加熱を継続する。制御部６０は、ヒータ３４をオフにした後、ヒータ３４の温度が第２の閾値以下となった場合（Ｓ２２のＹ）、吸気ファン３２を停止させる（Ｓ２４）。ヒータ３４の温度が第２の閾値より大きい場合には（Ｓ２２のＮ）、吸気ファン３２を作動させたままとする。
【００５８】
一方、蓄電池４２の加熱が必要でないと判断した場合（Ｓ１０のＮ）、蓄電池４２の冷却が必要か否かを判断する（Ｓ３０）。蓄電池４２の冷却が必要と判断した場合（Ｓ３０のＹ）、制御部６０は、吸気ファン３２を作動させるとともに（Ｓ３２）、排気ファン２６を作動させる（Ｓ３４）。蓄電池４２の冷却が必要でないと判断した場合（Ｓ３０のＮ）、継続して蓄電池４２の温度データを取得し、蓄電池４２の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ１０）。
【００５９】
制御部６０は、排気ファン２６を作動させた後、蓄電池４２の冷却を停止すべきか否かを判断する（Ｓ３６）。蓄電池４２の温度が上限温度をある程度下回った場合、蓄電池４２の冷却を停止すべきと判断し（Ｓ３６のＹ）、吸気ファン３２を停止させるとともに（Ｓ３８）、排気ファン２６を停止させる（Ｓ４０）。一方、蓄電池４２の冷却を停止すべきでないと判断した場合（Ｓ３６のＮ）、そのまま蓄電池４２の冷却を継続する。
【００６０】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００によれば、蓄電池４２の温度を好適に制御することができる。
【００６１】
なお、第１の実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
筐体１０と、
前記筐体１０の側面に設けられる通気口１６ａと、
前記通気口１６ａに設けられる吸気ファン３２と、
前記通気口１６ａに設けられるヒータ３４と、
前記筐体１０の内側であって、前記吸気ファン３２の上方に設けられる蓄電池４２と、
前記筐体１０の内側であって前記吸気ファンの３２下方に設けられ、前記蓄電池４２が放電する直流電力を交流電力に変換し、商用電源１１２から供給される交流電力を直流電力に変換する双方向インバータと、
前記筐体１０の上面または背面に設けられる排気口２４と、
前記排気口２４に設けられる排気ファン２６とを備えることを特徴とする蓄電システム１００。
［項目２］
前記吸気ファン３２は、前記通気口１６ａを覆うように前記筐体１０の外側に設けられ、
前記ヒータ３４は、前記通気口１６ａに隣接して前記筐体１０の内側に設けられ、
前記排気ファン２６は、前記排気口２４を覆うように前記筐体１０の外側に設けられることを特徴とする項目１に記載の蓄電システム１００。
［項目３］
前記筐体１０の内側であって前記双方向インバータと隣接して設けられたインバータ冷却ファン５８と、
前記筐体１０の側面であって、前記双方向インバータよりも下方に設けられる第２通気口１６ｂとをさらに備えることを特徴とする項目１または２に記載の蓄電システム１００。
［項目４］
前記筐体１０は、
前記双方向インバータを収容する第１区画３０と、
前記蓄電池４２を収容する第２区画５０と、
前記第２区画５０と隣接し、前記第１区画３０と前記排気ファン２６とを導通する排気経路４０とをさらに備えることを特徴とする項目３に記載の蓄電システム１００。
［項目５］
前記第１区画３０に設けられ、前記蓄電池４２の充放電、前記吸気ファン３２、前記ヒータ３４、および前記排気ファン２６の動作を制御する制御部６０をさらに備えることを特徴とする項目４に記載の蓄電システム１００。
［項目６］
前記制御部６０は、前記インバータ冷却ファン５８の動作も制御することを特徴とする項目５に記載の蓄電システム１００。
［項目７］
前記制御部６０は、
前記蓄電池４２を加熱するときは、前記ヒータ３４と前記吸気ファン３２とを動作させ、前記排気ファン２６を停止し、
前記蓄電池４２を冷却するときは、前記吸気ファン３２と前記排気ファン２６とを動作させ、前記ヒータ３４を停止することを特徴とする項目５または６に記載の蓄電システム１００。
［項目８］
前記双方向インバータの温度を検出する温度検出部５９をさらに備え、
前記制御部６０は、前記温度検出部５９が検出した温度が所定の温度を上回る場合、前記蓄電池４２を加熱しているときであっても、前記排気ファン２６を動作させることを特徴とする項目７に記載の蓄電システム１００。
【００６２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る蓄電システム１００も、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、商用電源や太陽電池からの電力を負荷へ供給するとともに、その電力を蓄電池へ蓄え、蓄電池に蓄えられた電力を負荷に供給することのできる蓄電システムに関する。以下、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００において第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と重複する部分については、適宜省略または簡略して説明し、主に相違点について記載する。
【００６３】
図６は、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００の外観を示す正面図である。正面扉１４は、通気口１６、スイッチ１８、表示部２０を備える。正面扉１４の通気口１６は、正面扉の下方に設けられている。この通気口１６は、第１の実施の形態に係る第２通気口１６ｂに対応する。なお、第２の実施の形態に係る正面扉１４においては、第１の実施の形態に係る第１通気口１６ａに相当する箇所は封鎖されており、この箇所における空気の出入りはない。また第２の実施の形態に係る蓄電システム１００において、排気口２４は図６には図示しない背面板の上部領域に設けられている。
【００６４】
図７は、図６の蓄電システム１００の内部構成を示す正面図であり、正面扉１４を開けた状態を示している。図８は、図７の蓄電システム１００の内部構成を示す側面図であり、図７の蓄電システム１００を矢印Ａから見た状態を示している。なお、図７では、内部構成を示すため、筐体１０の一部を形成している正面板を外した状態を示している。図８においても同様に、内部構成を示すため、筐体１０として設けられる右側面板を外した状態を図示している。
【００６５】
筐体１０の内部は、下段に位置する第１区画３０、排気経路４０、および上段に位置する第２区画５０の三つに分かれている。排気経路４０は、第１区画３０と第２区画５０とに導通している。また第１区画３０と第２区画５０との間は、仕切板４１で仕切られている。
【００６６】
４つの吸気ファン３２は、正面扉１４ではなく、筐体１０の内側に設けられている。吸気ファン３２は、動作することによって筐体１０の内部の空気を移動させる。ここで、ヒータ３４は、筐体の１０の内側において、筐体１０の外側から内側に向かう方向において吸気ファン３２と並べて配置される。このため、吸気ファン３２は、ヒータ３４が暖めた空気を筐体１０内に移動させることができる。
【００６７】
吸気ファン３２は、作動させることにより、筐体１０の筐体１０の外部の空気を筐体１０の内部に取り込む。吸気ファン３２を作動させた場合、図の矢印Ｘ９で示すように、正面扉１４の下方に設けられた通気口１６を通じて、正面扉１４と正面板４３との間の経路を通って吸気ファン３２に至る。吸気ファン３２に到達した空気は、図８の矢印Ｘ１０で示すように、吸気ファン３２によって第２区画５０の内部に取り込まれる。第２区画５０の内部に取り込まれた外気は、図８の矢印Ｘ１１で示すように、後面板３８に当たるなどして第２区画５０の上方へ流れる。
【００６８】
図８の矢印Ｘ１１で示すように、吸気ファン３２が取り込んだ空気は、複数の蓄電池ユニット４４の間を通り抜ける。図８の矢印Ｘ１２で示すように、吸気ファン３２が取り込んだ空気は、最終的に排気口２４から筐体１０の外部に排出される。
【００６９】
図８に示すように、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００においては、筐体１０において通気口１６が設けられた面のうち、吸気ファンに対向した部分は封鎖されている。このため、例えば蓄電システム１００が寒冷地に設置された場合に、筐体１０の外気が直接吸気ファン３２に取り込まれることが抑制され、外気によって蓄電池４２が冷却されることも抑制される。
【００７０】
第１区画３０は、筐体１０の内側であって第２区画５０の下方に位置する。第１区画３０と第２区画５０とは、仕切板４１で仕切られている。第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、第１区画３０には、制御基板５２、双方向パワーコンディショナ５４、電機部品５６が設けられる。
【００７１】
筐体１０の内側において、双方向パワーコンディショナ５４と隣接して、双方向インバータを冷却するためのインバータ冷却ファン５８が設けられている。図８に示すように、第２の実施の形態に係るインバータ冷却ファン５８は、排気ファンである。通気口１６は、双方向パワーコンディショナ５４よりも下方かつ前面に設けられているので、インバータ冷却ファン５８が動作すると、図８の矢印Ｘ１３で示すように、通気口１６を通って筐体１０の外部から筐体１０の内部に空気が流れ込む。筐体１０の内部に流れ込んだ空気の多くは矢印Ｘ１４で示すように双方向パワーコンディショナ５４の内部に取り込まれるが、一部は矢印Ｘ１５で示すように電機部品５６を通る。このため、インバータ冷却ファン５８が動作することにより、電機部品５６も冷却される。
【００７２】
仕切板４１は、第１区画３０と第２区画５０との空気の流れを遮断する。このため第１区画３０の空気は、矢印Ｘ１６で示すように、インバータ冷却ファン５８を通って排気経路４０に至る。
【００７３】
第２の実施の形態に係る筐体１０は、背面の中央部に、中段排気口２５を備える。より具体的に、中段排気口２５は、筐体１０の背面に設けられ、インバータ冷却ファン５８の排気を排出する排気口である。インバータ冷却ファン５８を通って排気経路４０に至った空気の多くは、矢印Ｘ１７で示すように、中段排気口２５から筐体１０の外部に排出される。
【００７４】
なお、図７および図８に示すように、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００においては、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、蓄電池４２は、筐体１０内において双方向パワーコンディショナ５４の上側に備えられる。一般に、暖められた空気は上昇する。このため、双方向パワーコンディショナ５４や制御基板５２から生じた熱で暖められた空気は第１区画３０内を上昇し、第１区画３０の上部に存在する仕切板４１に到達する。第１区画３０のうち仕切板４１に対流した暖かい空気は仕切板４１を暖める。
【００７５】
吸気ファン３２は、第１区画３０の上方かつ第２区画５０の下方に配置されている。したがって、吸気ファン３２は双方向パワーコンディショナ５４の上方に設けられることになる。この結果、暖まった仕切板４１によって第２区画５０空気も暖められ、吸気ファン３２によって第２区画５０の中を移動する。このように、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００においては、双方向パワーコンディショナ５４や制御基板５２の動作時に発生する熱も、蓄電池４２の暖めに利用することができ、電力の消費量を節約することができる。
【００７６】
第２の実施の形態に係る蓄電システム１００においてはさらに、仕切板４１は、第１区画３０と第２区画５０との間を遮断する。このため、第２区画５０から予期せぬ異物が第１区画３０に落下してしまうことを防ぐことができる。
【００７７】
以上の構成に基づく第２の実施の形態に係る蓄電システム１００について、その機能構成について、主に第１の実施の形態に係る蓄電システム１００との相違点を説明する。
【００７８】
図９は、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００の機能構成を模式的に示す図である。第２の実施の形態に係る蓄電システム１００も、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４、蓄電池４２、双方向パワーコンディショナ５４、温度検出部５９、および制御基板５２の機能ブロックとして実現される制御部６０を備える。また、蓄電システム１００には、商用電源１１２、負荷１１４、太陽電池１２０が接続される。第２の実施の形態に係る蓄電システム１００はさらに、取得部６２と外気温計６４とを備える。
【００７９】
外気温計６４は、蓄電システム１００の外気温、すなわち蓄電システム１００の環境温度を計測する。取得部６２は、外気温計６４が取得した外気温を取得する。取得部６２はまた、双方向パワーコンディショナ５４に備えられた電力計から、双方向インバータが変換する電力量を取得する。
【００８０】
制御部６０は、蓄電システム１００の外気温Ｔが所定の温度ＴＴｈを上回り、かつ双方向インバータが変換する電力量Ｐが所定の電力量ＰＴｈを上回る場合、インバータ冷却ファン５８の動作を開始させる。ここで「所定の温度ＴＴｈ」とは、制御部６０がインバータ冷却ファン５８の動作を開始させるか否かを決定するために定められた動作開始基準温度となる閾値である。また、「所定の電力量ＰＴｈ」とは、制御部６０がインバータ冷却ファン５８の動作を開始させるか否かを決定するために定められた動作開始基準電力量となる閾値である。
【００８１】
制御部６０は、蓄電システム１００の外気温Ｔが所定の温度ＴＴｈを上回り、かつ双方向インバータが変換する電力量Ｐが所定の電力量ＰＴｈを上回る状態が所定の時間間隔ＤＴｈ継続した場合、インバータ冷却ファン５８の動作を開始させる。ここで「所定の時間間隔ＤＴｈ」とは、制御部６０がインバータ冷却ファン５８の動作を開始させるか否かを決定するために定められた動作開始基準時間となる閾値である。制御部６０は、タイマー（不図示）を用いて経過時間を計測することができる。
【００８２】
所定の温度ＴＴｈ、所定の電力量ＰＴｈ、および所定の時間間隔ＤＴｈは、蓄電システム１００が設置されることが想定される場所の平均気温、蓄電池４２の数や性能、双方向インバータの耐熱性や発熱量、インバータ冷却ファン５８や吸気ファン３２、排気ファン２６の性能等を考慮して実験により定めればよい。限定を意図しない一例として、所定の温度ＴＴｈは摂氏３０℃であり、所定の電力量ＰＴｈは５Ｋｗであり、時間間隔ＤＴｈは３００秒である。所定の温度ＴＴｈ、所定の電力量ＰＴｈ、および所定の時間間隔ＤＴｈは、制御部６０内の図示しない記憶部に格納されている。これらの値は、表示部２０に表示された数値をスイッチ１８を操作することによって、ユーザが変更できるようにしてもよい。
【００８３】
このように、所定の条件が所定の時間継続した場合に、制御部６０はインバータ冷却ファン５８を動作させる。これにより、インバータ冷却ファン５８が動作することによって排気口２４から流入した外気が蓄電池４２を意図せず冷却してしまうことを抑制できる。
【００８４】
図１０は、第２の実施の形態に係る制御部６０が実行するインバータ冷却ファン５８の動作制御処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば制御部６０が起動したときに開始する。
【００８５】
制御部６０は、タイマーを始動させる（Ｓ５０）。取得部６２は、外気温計６４から蓄電システム１００の外気の温度Ｔを取得する（Ｓ５２）。取得部６２はまた、双方向パワーコンディショナ５４内の双方向インバータが変換中の電力量Ｐを取得する（Ｓ５４）。
【００８６】
制御部６０は、取得部６２が取得した温度Ｔと所定の温度ＴＴｈとを比較する。制御部６０はまた取得部６２が取得した電力量Ｐと電力量ＰＴｈとを比較する。温度Ｔ＞所定の温度ＴＴｈかつ電力Ｐ＞所定の電力量ＰＴｈの場合（Ｓ５６のＹ）、制御部６０はタイマーを参照して経過時間Ｄを取得する。経過時間Ｄ＞所定の時間間隔ＤＴｈの場合（Ｓ５８のＹ）、制御部６０はインバータ冷却ファン５８の動作を開始させる（Ｓ６０）。経過時間Ｄ≦所定の時間間隔ＤＴｈの場合（Ｓ５８のＮ）、ステップＳ５２に戻って温度Ｔと電力量Ｐとを取得する。
【００８７】
温度Ｔ≦所定の温度ＴＴｈ、または電力Ｐ≦所定の電力量ＰＴｈの場合（Ｓ５６のＮ）、ステップＳ５０に戻り、制御部６０はタイマーを再始動する。制御部６０がインバータ冷却ファン５８の動作を開始させると、本フローチャートにおける処理は終了する。以上の処理を繰り返すことにより、制御部６０はインバータ冷却ファン５８の動作を制御する。
【００８８】
なお、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００も、図５に示した蓄電池４２の温度管理処理を実行するが、処理内容は第１の実施の形態に係る蓄電システム１００に係る温度管理処理と同様であるため、説明は省略する。
【００８９】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００によれば、蓄電池４２の温度を好適に制御することができる。
【００９０】
なお、第２の実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
筐体と、
前記筐体１０の内部の空気を移動させる吸気ファン３２と、
前記筐体１０の外側から内側への方向において前記吸気ファン３２と並べて配置されるヒータ３４と、
前記筐体１０の内側であって、前記吸気ファン３２の上方に設けられる蓄電池４２と、
前記筐体１０の内側であって前記吸気ファン３２の下方に設けられ、前記蓄電池４２が放電する直流電力を交流電力に変換し、商用電源１１２から供給される交流電力を直流電力に変換する双方向インバータと、
前記筐体１０の上面または背面に設けられる排気口２４と、
前記排気口２４に設けられる排気ファン２６とを備えることを特徴とする蓄電システム１００。
［項目２］
前記筐体１０を形成している面のうち前記排気口２４が設けられた面とは異なる面に設けられ、前記双方向インバータよりも下方に設けられる通気口１６とをさらに備え、
前記吸気ファン３２は、前記筐体１０の内側において前記双方向インバータの上方に設けられ、
前記通気口１６が設けられた面のうち、前記吸気ファン３２に対向した部分は封鎖されていることを特徴とする項目１に記載の蓄電システム１００。
［項目３］
前記筐体１０の内側であって前記双方向インバータに隣接して設けられるインバータ冷却ファン５８と、
前記筐体１０の背面に設けられ、前記インバータ冷却ファン５８の排気を排出する中段排気口２５とをさらに備えることを特徴とする項目２に記載の蓄電システム１００。
［項目４］
前記筐体１０を形成している面のうち前記排気口２４が設けられた面とは異なる面において、前記双方向インバータよりも上方に設けられる第１通気口１６ａと、
前記筐体１０の内側であって前記双方向インバータに隣接して設けられるインバータ冷却ファン５８と、
前記筐体１０の面のうち前記排気口２４が設けられた面とは異なる面において、前記双方向インバータよりも下方に設けられる第２通気口１６ｂとをさらに備え、
前記吸気ファン３２は、前記第１通気口１６ａを覆うように前記筐体１０の外側に設けられることを特徴とする項目１に記載の蓄電システム１００。
［項目５］
前記ヒータ３４は、前記筐体１０の内側に設けられ、
前記排気ファン２６は、前記排気口２４を覆うように前記筐体１０の外側に設けられることを特徴とする項目３または４に記載の蓄電システム１００。
［項目６］
前記筐体１０は、
前記双方向インバータを収容する第１区画３０と、
前記蓄電池４２を収容する第２区画５０とをさらに備えることを特徴とする項目３から５のいずれかに記載の蓄電システム１００。
［項目７］
前記第１区画３０に設けられ、前記蓄電池４２の充放電、前記吸気ファン３２、前記ヒータ３４、および前記排気ファン２６の動作を制御する制御部６０をさらに備えることを特徴とする項目６に記載の蓄電システム１００。
［項目８］
前記制御部６０は、前記インバータ冷却ファンの動作も制御することを特徴とする項目７に記載の蓄電システム１００。
［項目９］
前記蓄電システム１００の外気温と、前記双方向インバータが変換する電力量を取得する取得部６２をさらに備え、
前記制御部６０は、前記蓄電システム１００の外気温が所定の温度を上回り、かつ前記双方向インバータが変換する電力量が所定の電力量を上回る場合、前記インバータ冷却ファン５８の動作を開始させることを特徴とする項目８に記載の蓄電システム１００。
［項目１０］
前記制御部６０は、
前記蓄電池４２を加熱するときは、前記ヒータ３４と前記吸気ファン３２とを動作させ、前記排気ファン２６を停止し、
前記蓄電池４２を冷却するときは、前記吸気ファン３２と前記排気ファン２６とを動作させ、前記ヒータ３４を停止することを特徴とする項目７から９のいずれかに記載の蓄電システム１００。
［項目１１］
前記双方向インバータの温度を検出する温度検出部５９をさらに備え、
前記制御部６０は、前記温度検出部５９が検出した温度が所定の温度を上回る場合、前記蓄電池４２を加熱しているときであっても、前記排気ファン２６を動作させることを特徴とする項目１０に記載の蓄電システム１００。
【００９１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る蓄電システム１００も、第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、商用電源や太陽電池からの電力を負荷へ供給するとともに、その電力を蓄電池へ蓄え、蓄電池に蓄えられた電力を負荷に供給することのできる蓄電システムに関する。以下、第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る蓄電システム１００において第１の実施の形態に係る蓄電システム１００と重複する部分については、適宜省略または簡略して説明し、主に相違点について記載する。
【００９２】
蓄電システム１００を例えば寒冷地において使用するとき、蓄電池を収容する筐体の扉が開いていると、蓄電池を暖めるヒータの効率が落ちる場合がある。そこで第３の実施の形態に係る蓄電システム１００は、筐体１０に備えられている正面扉１４の開閉状態を、蓄電システム１００の動作の制御に用いる。このため、第３の実施の形態に係る蓄電システム１００においては、正面扉１４の開閉を検出する開閉検出部が備えられている。開閉検出部は、例えば永久磁石を用いた既知の近接センサを用いて実現できる。
【００９３】
図１１は、第３の実施の形態に係る蓄電システム１００の機能構成を模式的に示す図である。第３の実施の形態に係る蓄電システム１００も、第２の実施の形態に係る蓄電システム１００と同様に、排気ファン２６、吸気ファン３２、ヒータ３４、蓄電池４２、双方向パワーコンディショナ５４、温度検出部５９、制御基板５２の機能ブロックとして実現される制御部６０、取得部６２、および外気温計６４を備える。また、蓄電システム１００には、商用電源１１２、負荷１１４、太陽電池１２０が接続される。第３の実施の形態に係る蓄電システム１００はさらに、開閉検出部６６と通知部６８とを備える。
【００９４】
開閉検出部６６は、正面扉１４が開いているか否かを検出し、検出結果を制御部６０に出力する。制御部６０は開閉検出部６６の検出結果を取得し、取得した検出結果をもとに、蓄電システム１００の動作を制御する。以下、実施の形態３に係る制御部６０が実行する蓄電システム１００の動作制御について説明する。
【００９５】
上述したように、蓄電システム１００は、設置される場所の環境や季節によらずに、例えば、厳冬期に外気温が氷点下となる寒冷地においても安定して電力供給できることが望ましい。
【００９６】
蓄電池４２は、充放電が推奨される使用推奨温度が定められている。例えば、蓄電池４２は、蓄電池４２の温度が低くなりすぎると、充電および放電が困難となり得る。このため実施の形態３に係る温度検出部５９は、蓄電池４２が備える温度センサから蓄電池４２の温度を取得する「蓄電池４２の温度検出部」としても機能する。制御部６０は、蓄電池４２の温度が使用推奨温を下回ると、ヒータ３４を動作させ、蓄電池４２を暖める。なお、上述したように、制御部６０が蓄電池４２が備える温度センサから直接蓄電池４２の温度を取得してもよい。この場合、制御部６０が、蓄電池４２の温度検出部として機能することになる。
【００９７】
ここでヒータ３４は、商用電源１１２が通電中の場合は、商用電源１１２から供給を受けた電力で動作する。一方、商用電源１１２が停電中の場合は、蓄電池４２自体の電力で動作する。なお蓄電池４２の放電が許可される温度の下限値は、充電が許可される温度の下限値よりも低い温度である。したがって、蓄電池４２の温度が低温のため充電が許可されない場合であっても、放電は許可される場合はありうる。
【００９８】
制御部６０は、開閉検出部６６から、正面扉１４の開閉状態を取得する。制御部６０はまた、温度検出部５９から蓄電池４２の温度を取得する。制御部６０は、開閉検出部６６の検出結果と温度検出部５９の検出結果とが、所定の条件を満たすか否かを検出する。
【００９９】
ここで「所定の条件」とは、制御部６０が、蓄電システム１００の動作の制御に用いるシステム制御条件の１つであり、正面扉１４が開状態であることを蓄電システム１００のユーザに通知するか否かの決定に用いる「開状態通知条件」である。ここで「蓄電システム１００のユーザ」には、蓄電システム１００を設置し使用しているエンドユーザと、エンドユーザからの委託を受けて蓄電システム１００の保守や管理等を担当する管理者とを含む。
【０１００】
所定の条件である開状態通知条件の一例は、以下のとおりである。
１．ヒータ３４が動作していること。
２．正面扉１４が開いていること。
３．蓄電池４２の温度上昇が、所定の条件を満たしていないこと。
【０１０１】
ここで「所定の条件」とは、蓄電池４２の温度上昇が適切か否かを決定するために制御部６０が基準とする、蓄電池４２の「温度上昇閾値」を越えることである。温度上昇閾値の具体的な値は、蓄電池４２の最大蓄電容量、蓄電システム１００が設置される場所の気温、ヒータ３４の消費電力等を考慮して、実験により定めればよい。温度上昇閾値の一例としては、蓄電池４２の温度が、蓄電池４２の放電が許可される温度範囲の下限値に、２００分以内に到達するために必要な温度上昇速度である。
【０１０２】
あるいは、制御部６０は、上記１および２の条件を満たしており、かつ、ヒータ３４を作動してから所定時間（例えば２００分）経過後に蓄電池４２の温度を計測してもよい。このとき、蓄電池４２の温度が、放電が許可される温度範囲の下限値に到達していない場合も、開状態通知条件を満たすものとしてもよい。この場合、上記３における「所定の条件」とは、ヒータ３４を作動してから所定時間経過後の蓄電池４２の温度が、放電が許可される温度範囲の下限値に到達していないことということになる。
【０１０３】
筐体１０の正面扉１４が開いている場合は、閉じている場合と比較して、筐体１０の内部に流れ込む筐体１０の外部の冷えた空気の量が多くなる。このため、蓄電池４２の温度上昇の速度が小さくなる。そのような状況でヒータ３４を操作させると、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たすことになり得る。蓄電システム１００が開状態通知条件を満たすと、ヒータ３４が蓄電池４２を暖めても、蓄電池４２の温度上昇の速度は小さい。より具体的には、ヒータ３４の動作を開始してから２００分経過しても、蓄電池４２の温度が蓄電池４２の放電が許可される温度範囲の下限値に到達しない。
【０１０４】
この場合、ヒータ３４の動作に要する電力が無駄となり得る。特に、商用電源１１２が停電中であり、双方向パワーコンディショナ５４が自立運転している場合には、ヒータ３４は蓄電池４２の電力で動作する。このため、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たすときにヒータ３４を動作させると、単に蓄電池４２の電力を消費させることになりかねない。また、商用電源１１２が通電中であり、双方向パワーコンディショナ５４が系統連系運転している場合であっても、ヒータ３４がいたずらに電力を消費することは好ましいことではない。
【０１０５】
そこで制御部６０は、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たしている場合、正面扉１４が開いていることを通知部６８に通知させる。通知部６８は、制御部６０から通知指示を取得すると、正面扉１４に備えられている表示部２０に、扉が開いていることを示すメッセージを表示させる。通知部６８は、筐体１０に音声出力部が備えられている場合には、扉が開いていることを示す警告音を出力させてもよい。
【０１０６】
蓄電システム１００は、図示しないネットワークインタフェースを備えてもよく、蓄電システム１００の外部の装置である管理サーバ（不図示）と接続してもよい。この管理サーバは、上述した管理者が使用する。この場合、通知部６８は、制御部６０から通知指示を取得すると、扉が開いていることを示す電子メールを管理サーバに送信してもよい。
【０１０７】
これにより、蓄電システム１００のユーザは筐体１０の正面扉１４が開いていることを知る機会を得ることができる。正面扉１４が開状態である場合、正面扉１４を閉めるだけで、蓄電システム１００は開状態通知条件を脱することができる。すなわち、正面扉１４が開いていることは、復旧のための専門的な知識が不要であり、比較的復旧が容易なエラーであるとも言える。蓄電システム１００を設置し、実際に使用しているエンドユーザであれば、蓄電システム１００の設置現場に出向いて正面扉１４を閉めることで、開状態通知条件を解消できる。また、管理サーバを介して通知を受け取った管理者は、蓄電システム１００の設置現場に向かわなくても、例えばメールや電話等でエンドユーザに状況を連絡すればよい。これにより、開状態通知条件を迅速に解消することができる。
【０１０８】
また制御部６０は、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たしている場合、ヒータ３４の動作を停止してもよい。これにより、開状態通知状態が解消されるまでの間にヒータ３４で消費される電力を抑制することができる。特に、商用電源１１２が停電中の場合にはヒータ３４は蓄電池４２の電力で動作するため、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たしている場合に制御部６０がヒータ３４の動作を停止させることは、蓄電池４２の電力消費を抑制する上で効果がある。なお、制御部６０は、ヒータ３４を停止した場合には、そのことを通知部６８に通知させてもよい。
【０１０９】
そこで制御部６０は、商用電源１１２が停電中の場合は、商用電源が通電中の場合と比較して、温度上昇閾値の値を大きく設定してもよい。より具体的には、制御部６０は、商用電源１１２が停電中の場合は自立運転用温度上方閾値を設定し、商用電源１１２が通電中の場合には系統連系運転用温度上昇閾値を設定する。ここで、自立運転用温度上昇閾値の値は、系統連系用温度上昇閾値の値よりも大きい。
【０１１０】
これにより、商用電源１１２が停電中の場合は、通電中の場合と比較して、蓄電システム１００は開状態通知条件を満たしやすくなる。このため、商用電源１１２が停電中の場合は、通電中の場合と比較して、制御部６０がヒータ３４の動作を停止させる蓋然性が高くなる。結果として、商用電源１１２が停電中の場合に蓄電池４２の電力消費を抑制することができる。
【０１１１】
図１２は、第３の実施の形態に係る蓄電システム１００が実行する扉開閉情報を用いた制御処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば制御部６０が起動したときに開始する。
【０１１２】
開閉検出部６６は、筐体１０に備えられた正面扉１４の開閉を検出する（Ｓ７０）。正面扉１４が開いている場合（Ｓ７２のＹ）、制御部６０は双方向パワーコンディショナ５４の動作状態を確認し、商用電源１１２が停電中か否かを検出する（Ｓ７４）。
【０１１３】
商用電源１１２が停電中の場合（Ｓ７６のＹ）、制御部６０は温度上昇閾値の値として自立運転用温度上昇閾値を設定する（Ｓ７８）。商用電源１１２が通電中の場合（Ｓ７６のＮ）、制御部６０は温度上昇閾値の値として系統連系運転用温度上昇閾値を設定する（Ｓ８０）。
【０１１４】
温度上昇閾値を設定すると、制御部６０は蓄電池４２の温度上昇の速度を検出する（Ｓ８２）。蓄電池４２の温度上昇の速度が温度上昇閾値を下回る場合（Ｓ８４のＹ）、制御部６０は、ヒータ３４の動作を停止する（Ｓ８６）。続いて制御部６０は、ヒータ３４の動作を停止したことを通知部６８に通知させる（Ｓ８８）。制御部６０はさらに、筐体１０に備えられた正面扉１４が開いていることを通知部６８に通知させる（Ｓ９０）。
【０１１５】
通知部６８が正面扉１４が開いていることを通知した後か、正面扉１４が閉じているか（Ｓ７２のＮ）か、あるいは蓄電池４２の温度上昇の速度が温度上昇閾値以上である場合（Ｓ８４のＮ）、本フローチャートにおける処理は終了する。
【０１１６】
なお、第３の実施の形態に係る蓄電システム１００も、図５に示した蓄電池４２の温度管理処理や、図１０に示したインバータ冷却ファン５８の動作制御処理も実行するが、処理内容は上述のしたものと同様であるため、説明は省略する。
【０１１７】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る蓄電システム１００によれば、蓄電池４２の温度を好適に制御することができる。特に、筐体１０の正面扉１４が開いていることによって、蓄電池４２の温度上昇が阻害されている場合にそのことをユーザに通知することで、ユーザが正面扉１４が開状態であることを認識する契機を提供できる。ユーザが正面扉１４を閉じることにより、結果として蓄電池４２の温度を上昇することができる。
【０１１８】
なお、実施の形態３に係る発明は、以下の項目で特定されてもよい。
［項目１］
蓄電システム１００であって、
蓄電池４２と、
前記蓄電池４２を収容する筐体１０に備えられる扉と、
前記扉が開いているか否かを検出する開閉検出部６６と、
前記開閉検出部６６の検出結果をもとに、前記蓄電システム１００の動作を制御する制御部６０とを備えることを特徴とする蓄電システム１００。
これにより、蓄電システム１００は、正面扉１４の開閉状態の相違をもとに制御を事項できるので、蓄電池４２の温度を好適に制御することができる。
［項目２］
前記蓄電池４２を暖めるヒータ３４と、
前記蓄電池４２の温度を取得する温度検出部５９とをさらに備え、
前記制御部６０は、前記開閉検出部６６の検出結果と前記温度検出部５９の検出結果とが、所定の条件を満たすか否かを検出し、
前記所定の条件は、前記扉が開いており、かつ、前記蓄電池４２の温度上昇が所定の温度上昇を下回る条件であることを特徴とする項目１に記載の蓄電システム１００。
これにより、蓄電システム１００は、開いた正面扉１４から流入する外気によって蓄電池４２の温度上昇が妨げられていることを検出することができる。
［項目３］
前記制御部６０は、前記所定の条件を満たしている場合、前記扉が開いていることを通知部６８に通知させることを特徴とする項目２に記載の蓄電システム１００。
これにより、蓄電システム１００のユーザは、開いた正面扉１４から流入する外気によって蓄電池４２の温度上昇が妨げられていることを知る機会を得ることができる。
［項目４］
前記制御部６０は、前記所定の条件を満たしている場合、前記ヒータ３４の動作を停止することを特徴とする項目２または３に記載の蓄電システム１００。
これにより、ヒータ３４における消費電力を抑制することができる。
［項目５］
前記ヒータ３４は、商用電源１１２が通電中は前記商用電源１１２の電力で動作し、前記商用電源１１２が停電中は前記蓄電池４２の電力で動作し、
前記制御部６０は、前記商用電源１１２が停電中の場合は、前記商用電源１１２が通電中の場合と比較して、前記温度上昇閾値の値を大きく設定することを特徴とする項目２から４のいずれかに記載の蓄電システム１００。
これにより、ヒータ３４によって消費される蓄電池４２の電力を抑制することができる。
【０１１９】
以上、本発明を第１の実施の形態、第２の実施の形態、および第３の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態の任意に組み合わせることで生じる新たな実施の形態もまた、本発明の実施の形態に含まれる。
【０１２０】
例えば、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００のように、正面扉１４に第１通気口１６ａおよび第２通気口１６ｂを備え、かつ一つの排気口２４を備える構成において、図１０に示すインバータ冷却ファン５８の動作制御処理を実行するようにしてもよい。また、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００において、インバータ冷却ファン５８は排気ファンとして配置されてもよい。
【０１２１】
第３の実施の形態に係る蓄電システム１００が実行する制御処理は、筐体１０の内部構成、例えば蓄電池４２や双方向パワーコンディショナ５４の配置には依存しない。したがって、第１の実施の形態に係る蓄電システム１００および第２の実施の形態に係る蓄電システム１００のいずれも、第３の実施の形態に係る制御処理を実行することができる。
これらの組合せによって生じる新たな実施の形態の作用効果は、元の実施の形態の作用効果を合わせ持つ。
【０１２２】
以上、本発明を第１の実施の形態、第２の実施の形態、および第３の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について例示する。
【０１２３】
制御部６０は、蓄電池４２の最高温度および最低温度を用いて、蓄電池４２の冷却または加熱をすべきか否かを判断したが、例えば、蓄電池４２を構成する蓄電池ユニット４４の複数箇所に設けられる温度センサの測定値の平均した平均温度を用いて、その判断をしてもよい。その他、下限温度未満の温度が計測された箇所が全体の半分以上となった場合に加熱が必要と判断するなど、蓄電池４２の温度分布に応じて加熱または冷却の必要性を判断してもよい。具体的な基準については、蓄電池４２に設けられる温度センサの位置や、筐体１０の形状、吸気ファン３２およびヒータ３４の性能などに応じて、実験等などにより求めた条件を予め設定しておくことが望ましい。
【０１２４】
また、蓄電池４２を加熱する場合に、吸気ファン３２を作動させる条件として、ヒータ３４が第１の閾値以上の温度となることをその条件とする場合について説明した。その条件の替わりに、ヒータ３４をオンにしてから所定時間経過後に吸気ファン３２を作動させることとしてもよい。例えば、ヒータ３４をオンにして所定時間経過させることにより、その温度が第１の閾値以上となるような時間としてその時間を設定する。このように設定することで、ヒータ３４に温度センサを設ける必要がなくなりコスト削減につながる。なお、条件として設定すべき具体的な時間値については、ヒータ３４の特性や、ヒータ３４に通電させる電流値などにより実験等により求めることが望ましい。同様に、蓄電池４２の加熱を停止する場合についても、ヒータ３４をオフにしてから所定時間経過後に吸気ファン３２を停止させるとしてもよい。
【０１２５】
また、蓄電池４２を加熱する場合に、ヒータ３４が第１の閾値より大きい第３の閾値以上の温度となった場合に、一時的にヒータ３４をオフにしてもよい。ヒータ３４が加熱されすぎることで筐体１０の内部において局所的に温度が高まり、蓄電池４２の一部が局所的に加熱されてしまうことを防ぐためである。なお、ヒータ３４を一時的にオフにした後、ヒータ３４の温度が第３の閾値を下回った場合には、必要に応じて再度、ヒータ３４をオンにしてもよい。
【０１２６】
上述した第３の実施の形態に係る蓄電システム１００では、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たす場合に、制御部６０はヒータ３４の動作を停止する場合について説明した。これに代えて、蓄電システム１００が開状態通知条件を満たす場合であっても、商用電源１１２が通電中の場合には、制御部６０はヒータ３４の通電を維持してもよい。あるいは制御部６０はヒータ３４の出力を増加させてもよい。これにより、筐体１０の正面扉１４が開いている場合であっても、蓄電池４２の温度上昇速度を速くして蓄電池４２を放電可能な状態にすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  筐体、  １４  正面扉、  １６  通気口、  １６ａ  第１通気口、  １６ｂ  第２通気口、  １８  スイッチ、  ２０  表示部、  ２２  上面板、  ２３  下面板、  ２４  排気口、  ２５  中段排気口、  ２６  排気ファン、  ３０  第１区画、  ３２  吸気ファン、  ３３  吸気口、  ３４  ヒータ、  ３８  後面板、  ４０  排気経路、  ４１  仕切板、  ４２  蓄電池、  ４３  正面板、  ４４  蓄電池ユニット、  ５０  第２区画、  ５２  制御基板、  ５４  双方向パワーコンディショナ、  ５６  電機部品、  ５８  インバータ冷却ファン、  ５９  温度検出部、  ６０  制御部、  ６２  取得部、  ６４  外気温計、  ６６  開閉検出部、  ６８  通知部  、  １００  蓄電システム、  １１２  商用電源、  １１４  負荷、  １１６  分電盤、  １２０  太陽電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006384721.tif 000008
【図８】
0006384721.tif 000009
【図９】
0006384721.tif 000010
【図１０】
0006384721.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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