(57)【要約】【課題】複数のバッテリのうち、分散型電源によって満充電とできるバッテリの数を増加させることが可能となる。【解決手段】配電用変圧器の二次側における配電線に接続される複数のバッテリの充電を制御する充電制御装置であって、前記配電線に接続される分散型電源により前記各バッテリを充電する充電装置と、前記配電線における前記配電用変圧器の二次側近傍を下流側に流れる電流が所定の閾値電流より減少したか否かを判別する判別装置と、前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記各バッテリの残充電容量が多い順に、前記各バッテリを充電する優先順位を設定する優先順位設定装置と、前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記分散型電源により前記各バッテリが前記優先順位に従って充電されるように、前記充電装置を制御する制御装置と、を備える。【選択図】  図１
2013115898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変圧器の二次側における配電線に接続される複数のバッテリの充電を制御する充電制御装置であって、
前記配電線に接続される分散型電源により前記各バッテリを充電する充電装置と、
前記配電線における前記配電用変圧器の二次側近傍を下流側に流れる電流が所定の閾値電流より減少したか否かを判別する判別装置と、
前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記各バッテリの残充電容量が多い順に、前記各バッテリを充電する優先順位を設定する優先順位設定装置と、
前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記分散型電源により前記各バッテリが前記優先順位に従って充電されるように、前記充電装置を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記各バッテリの前記残充電容量と、前記各バッテリの充電にかかる特性に応じた前記各バッテリの充電量とが対応付けられた情報が記憶される記憶装置と、
前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記電流と前記閾値電流の差分を基に前記各バッテリに充電されるべき総必要充電量を算出する演算装置と、
前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記充電量の総和が、前記総必要充電量に応じた量となるように、前記複数のバッテリの中から充電されるべきバッテリを前記優先順位に従って選択する選択装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記選択装置によって選択された前記バッテリが充電されるように、前記充電装置を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記各バッテリの前記残充電容量を検出する検出装置、を備え、
前記優先順位設定装置は、
前記検出装置によって検出された前記各バッテリの前記残充電容量に基づいて、前記優先順位を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記特性は、
前記残充電容量が所定充電容量よりも小さい場合、定電流充電を行い、前記残充電容量が前記所定充電容量よりも大きい場合、定電圧充電を行うのを示す
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記各バッテリが充電されている際に前記電流が前記閾値電流より減少していないと前記判別装置が判別した場合、前記各バッテリの充電が停止されるように、前記充電装置を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の充電制御装置。
【請求項６】
前記各バッテリは、
前記電流が前記閾値電流より減少していないと前記判別装置が判別した場合、前記配電用変圧器の二次側から前記配電線に供給される電力により充電される
ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項７】
配電用変圧器の二次側における配電線に接続される複数のバッテリの充電を制御する充電制御方法であって、
前記配電線における前記配電用変圧器の二次側近傍を下流側に流れる電流が所定の閾値電流より減少したか否かを判別し、
前記電流が前記閾値電流より減少した場合、前記各バッテリの残充電容量が多い順に、前記各バッテリを充電する優先順位を設定し、
前記優先順位に従って前記分散型電源により前記各バッテリを充電させる
ことを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御装置、充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、分散型電源から供給される余剰な電力によって複数のバッテリを充電するための充電制御装置（特許文献１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の充電制御装置は、分散型電源から供給される余剰な電力（以下、「余剰電力」と称する）を、複数のバッテリのうち満充電でないバッテリに充電している。例えば、残充電容量の少ないバッテリを充電するために余剰電力を供給した場合、そのバッテリを満充電にするために比較的長い時間を要することがある。例えば、余剰電力をバッテリに供給できる時間が比較的短い場合、分散型電源から供給される余剰電力のみでは、残充電容量の少ないバッテリを満充電とできないことがある。その場合、当該バッテリから、例えば、電気自動車等の電気機器に対して長時間にわたって電力を供給できなくなる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、配電用変圧器の二次側における配電線に接続される複数のバッテリの充電を制御する充電制御装置であって、前記配電線に接続される分散型電源により前記各バッテリを充電する充電装置と、前記配電線における前記配電用変圧器の二次側近傍を下流側に流れる電流が所定の閾値電流より減少したか否かを判別する判別装置と、前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記各バッテリの残充電容量が多い順に、前記各バッテリを充電する優先順位を設定する優先順位設定装置と、前記電流が前記閾値電流より減少したと前記判別装置が判別した場合、前記分散型電源により前記各バッテリが前記優先順位に従って充電されるように、前記充電装置を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする充電制御装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のバッテリのうち、分散型電源によって満充電とできるバッテリの数を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における配電系統を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における充電装置を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における第１制御装置の機能を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における第２制御装置の機能を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態におけるバッテリを充電する際の残充電容量と電流との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態におけるバッテリを充電する際の残充電容量と電圧との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態における充電されるべきバッテリの選択を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態における第１制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態における第２制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝配電系統＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における配電系統について説明する。図１は、本実施形態における配電系統を示す図である。
【００１１】
配電系統１０は、変電所６００、送電線Ｌ３０、配電線Ｌ１０、Ｌ２０を備えて構成される。
【００１２】
変電所６００は、送電線Ｌ３０から供給された電力を降圧して配電線Ｌ１０、Ｌ２０に供給するための、例えば配電用変電所である。変電所６００は、第１制御装置６０、配電用変圧器Ｔｒ、母線Ｌ１を有している。配電用変圧器Ｔｒは、送電線Ｌ３０の電圧を降圧するための装置である。配電用変圧器Ｔｒの一次側は送電線Ｌ３０の一端に接続され、配電用変圧器Ｔｒの二次側は母線Ｌ１に接続される。第１制御装置６０は、変電所６００への逆潮流の発生を防止するための装置である。尚、逆潮流、第１制御装置６０については後述する。
【００１３】
配電線Ｌ１０、Ｌ２０は、変電所６００から供給された電力を配電するための電力線である。配電線Ｌ１０、Ｌ２０の一端は夫々、母線Ｌ１に電気的に接続される。尚、配電線Ｌ１０と母線Ｌ１との接続点を接続点Ａ１とし、配電線Ｌ２０と母線Ｌ１との接続点を接続点Ａ２とする。配電線Ｌ１０には、分散型電源Ｇ１及び負荷Ｒ１が接続され、配電線Ｌ２０には、分散型電源Ｇ２及び負荷Ｒ２が接続される。分散型電源Ｇ１、Ｇ２は、例えば風力発電所に設けられる電源や住宅の屋根に設置された太陽電池であり発電を行う。負荷Ｒ１、Ｒ２は、例えば工場や住宅に設けられた電気機器である。負荷Ｒ１には、変電所６００に設けられた配電用変圧器Ｔｒの二次側又は分散型電源Ｇ１から電力が供給される。負荷Ｒ２には、変電所６００に設けられた配電用変圧器Ｔｒの二次側又は分散型電源Ｇ２から電力が供給される。配電線Ｌ１０における接続点Ａ１の近傍には、配電用変圧器Ｔｒの二次側から供給された配電線Ｌ１０の下流側に向かって流れる電流Ｉ１の大きさを測定する測定装置６１Ａが設けられる。配電線Ｌ２０における接続点Ａ２の近傍には、配電用変圧器Ｔｒの二次側から供給された配電線Ｌ２０を流れる電流Ｉ２の大きさを測定する測定装置６２Ａが設けられる。測定装置６１Ａ、６２Ａは夫々配電線Ｌ１０、Ｌ２０を流れる電流を測定して、測定結果を示す電流情報を出力する。
【００１４】
＝＝＝逆潮流＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における逆潮流について説明する。  
逆潮流とは、例えば、配電線Ｌ１０における分散型電源Ｇ１で発電された電力が負荷Ｒ１で消費される電力を超えた場合、分散型電源Ｇ１で発電された電力が配電線Ｌ１０の下流側から母線Ｌ１を介して配電用変圧器Ｔｒの二次側に供給される現象を示す。つまり、配電線Ｌ１０で逆潮流が発生した場合、配電線Ｌ１０の下流側から上流側に向かって電流が流れて、逆潮流に起因する電流が配電用変圧器Ｔｒの二次側に供給されることになる。その場合、配電用変圧器Ｔｒの損傷が引き起こされる虞があるので、配電線Ｌ１０で逆潮流が発生しないように、配電系統１０を制御する必要がある。尚、配電線Ｌ２０で発生する逆潮流は、配電線Ｌ１０で発生する逆潮流と同様であるので、その説明は省略する。
【００１５】
＝＝＝バッテリ交換ステーション＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態におけるバッテリ交換ステーションについて説明する。尚、配電線Ｌ１０には、説明の便宜上例えばバッテリ交換ステーション１００、２００が設けられ、配電線Ｌ２０には、説明の便宜上、例えばバッテリ交換ステーション３００が設けられているものとして、以下説明する。
【００１６】
バッテリ交換ステーション１００は、例えば電気自動車に搭載されたバッテリをバッテリ交換ステーション１００で充電されたバッテリと交換するための施設である。バッテリ交換ステーション２００、３００は、バッテリ交換ステーション１００と同様な施設である。バッテリ交換ステーション１００は、充電装置１、ケース２、第２制御装置３、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を備えて構成される。バッテリＢ１１乃至Ｂ１６は、例えば電気自動車（不図示）に交換可能に搭載され当該電気自動車を走行させるためのバッテリである。ケース２は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を収容する。ケース２は、ケース２に収容されたバッテリＢ１１乃至Ｂ１６が配電用変圧器Ｔｒの二次側又は分散型電源Ｇ１から供給される電力によって充電されるように、充電装置１を介して配電線Ｌ１０に接続される。充電装置１は、配電用変圧器Ｔｒの二次側又は分散型電源Ｇ１から供給される電力によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する装置である。尚、充電装置１の詳細については後述する。第２制御装置３は、充電装置１を制御する装置である。第２制御装置３は、第１制御装置６０と通信できるように、例えばネットワーク回線Ｎを介して接続される。尚、第２制御装置３の詳細については後述する。尚、バッテリ交換ステーション２００、３００の構成は、バッテリ交換ステーション１００の構成と同様であるので、その説明は省略する。
【００１７】
＝＝＝充電装置＝＝＝
以下、図１、図２を参照して、本実施形態における充電装置について説明する。図２は、本実施形態における充電装置を示す図である。尚、充電装置１１乃至１６は、図１における充電装置１に対応し、導電線２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１は、図１における導電線２０に対応するものとする。
【００１８】
充電装置１１乃至１６は夫々、配電線Ｌ１０の電力によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する装置である。充電装置１１乃至１６は夫々、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６と配電線Ｌ１０との間に電気的に接続される。尚、充電装置１１の構成と、充電装置１２乃至１６の構成とは同様であるので、充電装置１１の構成について説明し、充電装置１２乃至１６の構成の説明は省略する。
【００１９】
充電装置１１は、端子１１１、１１２、インバータ１１３、測定装置１１４、スイッチＳＷ１を備えて構成される。スイッチＳＷ１は、配電線Ｌ１０とバッテリＢ１１とを電気的に接続したり、遮断したりするために開閉する。スイッチＳＷ１の開閉は、第２制御装置３から出力される開閉命令に基づいて制御される。尚、開閉命令については、後述する。インバータ１１３は、交流を直流に変換する。測定装置１１４は、端子１１１の電圧を測定し、測定結果を示す電圧情報を出力する。端子１１２は、配電線Ｌ１０に電気的に接続される。端子１１１には、導電線２１１の一端が接続される。尚、導電線２１１の他端は、端子２１に接続される。端子２１は、ケース２に収容されたバッテリＢ１１が電気的に接続される、ケース２の端子である。つまり、端子１１１は、バッテリＢ１１が電気的に接続される。スイッチＳＷ１、インバータ１１３は、充電装置１１の内部における端子１１２、１１１の間に直列接続される。端子１１１には、端子１１１の電圧を測定できるように測定装置１１４が接続される。
【００２０】
例えば、スイッチＳＷ１を閉じる開閉命令を充電装置１１が受信した場合、スイッチＳＷ１は閉じる（ＯＮする）。その場合、配電線Ｌ１０とバッテリＢ１１とは電気的に接続されて、バッテリＢ１１が配電線Ｌ１０の電力によって充電される。一方、例えば、スイッチＳＷ１を開く開閉命令を充電装置１１が受信した場合、スイッチＳＷ１を開く（ＯＦＦする）。その場合、配電線Ｌ１０とバッテリＢ１１とは遮断されて、バッテリＢ１１が充電されない状態となる。
【００２１】
＝＝＝第１制御装置＝＝＝
以下、図１、図３を参照して、本実施形態における第１制御装置について説明する。図３は、本実施形態における第１制御装置の機能を示すブロック図である。
【００２２】
第１制御装置６０は、送受信部６１、演算部６２（演算装置）、記憶部６３、判別部６４（判別装置）、制御部６５を有している。  
送受信部６１は、測定装置６１Ａ、６２Ａから電流情報を受信する。
【００２３】
記憶部６３は、例えば、第１の領域６３１、第２の領域６３２を有する。第１の領域６３１には、例えば、第１制御装置６０を制御するためのプログラムが記憶される。第２の領域５３２には、例えば、閾値電流情報が記憶される。閾値電流情報は、配電線Ｌ１０、Ｌ２０の電力をバッテリＢ１１乃至Ｂ１６、Ｂ３１乃至Ｂ３６に供給するか否かの判断を行う際に用いられる閾値電流Ｉｔ１、Ｉｔ２を示す情報である。閾値電流Ｉｔ１は、配電用変圧器Ｔｒの二次側から配電線Ｌ１０の下流側に向かって流れる電流ある。閾値電流Ｉｔ１は、配電線Ｌ１０で逆潮流が発生しないような、例えば０アンペアよりも大きな値に設定される。尚、閾値電流Ｉｔ２は、閾値電流Ｉｔ１と同様な電流であるので、その説明は省略する。
【００２４】
判別部６４は、電流Ｉ１、Ｉ２が夫々、閾値電流情報に示される閾値電流Ｉｔ１、Ｉｔ２より減少したか否かを判別する。
【００２５】
演算部６２は、電流Ｉ１と閾値電流Ｉｔ１との差分を基に総必要充電量を算出する。尚、電流Ｉ１が閾値電流情報に示される閾値電流Ｉｔ１より減少したと判別部６４が判別した際に、演算部６２は総必要充電量を算出するものとする。ここで、総必要充電量とは、例えば、分散型電源Ｇ１から配電線Ｌ１０に供給される電力によって閾値電流Ｉｔ１より減少したＩ１を、閾値電流Ｉｔ１より増加させるために、配電線Ｌ１０からバッテリＢ１１乃至Ｂ１６に供給（充電）されるべき電力を示す。演算部６２は、電流Ｉ２と閾値電流Ｉｔ２との差分を基に総必要充電量を算出する。尚、演算部６２が電流Ｉ２と閾値電流Ｉｔ２との差分を基に総必要充電量を算出する構成は、演算部６２が電流Ｉ１と閾値電流Ｉｔ１との差分を基に総必要充電量を算出する構成と同様であるので、その説明は省略する。
【００２６】
制御部６５は、第１の領域６３１に記憶された第１制御装置６０を制御するためのプログラムに基づいて、第１制御装置６０を制御する。
【００２７】
例えば、電流Ｉ１が閾値電流情報に示される閾値電流Ｉｔ１より減少したと判別部６４が判別した場合、制御部６５は、充電命令と、演算部６２が算出した総必要充電量を示す総必要充電量情報とを送受信部６１から出力する。尚、充電命令とは、例えば、配電線Ｌ１０の電力によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電するための命令である。
【００２８】
例えば、送受信部６１から充電命令が出力された後、電流Ｉ１が閾値電流情報に示される閾値電流Ｉｔ１より減少していないと判別部６４が判別した場合、制御部６５は、充電停止命令を送受信部６１から出力する。尚、充電停止命令とは、例えば、配電線Ｌ１０の電力によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電している際に、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電を停止するための命令である。
【００２９】
＝＝＝第２制御装置＝＝＝
以下、図１、図２、図４を参照して、本実施形態における第２制御装置について説明する。図４は、本実施形態における第２制御装置の機能を示すブロック図である。尚、第２制御装置３は、第２制御装置６、９と同様な構成であるので、第２制御装置３についてのみ説明し、第２制御装置６、９の説明は省略する。
【００３０】
第２制御装置３は、送受信部３１、演算部３２、記憶部３３、検出部３４（検出装置）、制御部３５（制御装置）、優先順位設定部３６（優先順位設定装置）、選択部３７（選択装置）、判断部３８を有する。
【００３１】
送受信部３１は、充電命令、充電停止命令、総必要充電量情報を第１制御装置６０から受信する。送受信部３１は、測定装置１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４から夫々電圧情報を受信する。尚、測定装置１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４から夫々受信する電圧情報を、測定装置１１４等の電圧情報と称する。
【００３２】
記憶部３３は、例えば、第１の領域３３１、第２の領域３３２、第３の領域３３３（記憶装置）を有する。第１の領域３３１には、例えば、第２制御装置３を制御するためのプログラムが記憶される。第２の領域３３２には、例えば、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の端子電圧夫々とバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量夫々との対応を示す残充電容量情報が記憶される。バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の端子電圧とは、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の端子に現れる電圧を示す。バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量とは、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６に対して夫々充電されている電力容量を示す。バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量は、例えば、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６に夫々充電できる最大の電力容量に対する、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６に夫々充電されている電力容量の割合で示される。尚、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６に対して充電された電力容量が最大の電力容量の場合、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６は満充電であるとする。第３の領域３３３には、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電特性を示す充電特性情報が記憶される。尚、充電特性情報の詳細については後述する。
【００３３】
検出部３４は、送受信部３１で受信した測定装置１１４等の電圧情報と、第２の領域３３２に記憶された残充電容量情報とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を検出する。具体的には、検出部３４は、測定装置１１４等の電圧情報に示されるバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の端子電圧夫々に対応するバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量と検出する。
【００３４】
演算部３２は、第３の領域３３３に記憶された充電特性情報と、検出部３４が検出したバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電量を算出する。尚、充電量の詳細については後述する。
【００３５】
優先順位設定部３６は、送受信部３１が充電命令を受信した場合、検出部３４によって検出されたバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量に基づいて、例えば、残充電容量が多い順にバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する優先順位を設定する。
【００３６】
選択部３７は、送受信部３１が充電命令を受信した場合、充電量と、送受信部３１が受信した総必要充電量情報に示される総必要充電量と、優先順位設定部３６が設定した優先順位とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の中から充電されるべきバッテリを選択する。尚、選択部３７によるバッテリの選択の詳細については後述する。
【００３７】
判断部３８は、検出部３４が検出したバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量に基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６が夫々満充電であるか否かを判断する。
【００３８】
制御部３５は、送受信部３１が受信した充電命令、充電停止命令、選択部３７の選択結果、判断部３８の判断結果に基づいて充電装置１１乃至１６夫々のスイッチＳＷ１乃至６を開閉する開閉命令を送受信部３１から出力する。制御部３５は、第１の領域３３１に記憶された第２制御装置３に記憶されたプログラムに基づいて第２制御装置３を制御する。
【００３９】
例えば、送受信部３１が充電命令を受信した場合、制御部３５は、選択部３７の選択結果に基づいてバッテリＢ１１乃至Ｂ１６が充電されるように、開閉情報を送受信部３１から出力する。例えば、バッテリＢ１１が選択部３７によって選択された場合、制御部３５は、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６を夫々、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦする開閉命令を送受信部３１から出力する。尚、バッテリＢ１２乃至Ｂ１６が選択部３７に選択された際の制御部３５の動作は、バッテリＢ１１が選択部３７に選択された際の制御部３５の動作と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
例えば、送受信部３１が充電停止命令を受信した場合、制御部３５は、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６が全てＯＮする買いへ命令を送受信部３１から出力する。
【００４１】
例えば、バッテリＢ１１が満充電であると判断部３８が判断した場合、制御部３５は、スイッチＳＷ１がＯＦＦする開閉命令を送受信部３１から出力する。
【００４２】
＝＝＝充電特性、充電量＝＝＝
以下、図５、図６を参照して、本実施形態における充電特性、充電量について説明する。図５は、本実施形態におけるバッテリを充電する際の残充電容量と電流との関係を示す図である。図６は、本実施形態におけるバッテリを充電する際の残充電容量と電圧との関係を示す図である。尚、説明の便宜上、図５、図６はバッテリＢ１１を充電する際の残充電容量と電流、電圧との関係を示すものとして説明する。尚、バッテリＢ１１を充電する際の残充電容量と電流、電圧との関係が、充電特性である。第３の領域３３３には、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６毎の充電特性を示す充電特性情報が記憶されているものとする。
【００４３】
一般に、バッテリＢ１１を充電する際、残充電容量が所定充電容量Ｙ２よりも小さい場合、定電流充電を行い、残充電容量が所定充電容量Ｙ２よりも大きい場合、定電圧充電を行う。所定充電容量Ｙ２は、最大充電容量Ｙ３の例えば８割程度の充電容量に設定される。尚、最大充電容量Ｙ３はバッテリＢ１１に充電できる最大の電力容量を示すものとする。バッテリＢ１１の充電特性は、バッテリＢ１１の寿命が短くなるのを防止できるように決められている。バッテリＢ１１の寿命とは、バッテリＢ１１の充電と、バッテリＢ１１から所定電圧を所定時間出力する放電とを繰り返すことができる予め決められた回数を示す。バッテリＢ１１の寿命が短くなるとは、当該充放電を行える回数が減少することを示す。従って、バッテリＢ１１を充電する場合、バッテリＢ１１の充電特性に基づいて充電するのが望ましい。
【００４４】
ここで、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電量とは、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する際にバッテリＢ１１乃至Ｂ１６夫々に供給するべき電力を示す。上述のように、演算部３２は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電特性を示す充電特性情報と、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電量を算出する。演算部３２は、バッテリＢ１１の充電特性を参照して、バッテリＢ１１の残充電容量に対応する電流値と電圧値とを乗じて、バッテリＢ１１の充電量を算出する。具体的には、例えば、演算部３２は、バッテリＢ１１の残充電容量Ｙ１（図５、図６）のに対応する電流値Ｉ１２と電圧値Ｖ１１とを乗じた値をバッテリＢ１１の充電量とする。
【００４５】
＝＝＝優先順位、選択＝＝＝
以下、図５乃至図７を参照して、本実施形態におけるバッテリを充電する際の優先順位付けと、充電されるべきバッテリの選択について説明する。図７は、本実施形態における充電されるべきバッテリの選択を説明するための図である。
【００４６】
優先順位設定部３６は、検出部３４によって検出されたバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量に基づいて、例えば、残充電容量が多い順にバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する優先順位を設定する。例えば、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電容量が夫々、６０％、３０％、４０％、２０％、５０％、１０％の場合（図７）、優先順位設定部３６は、バッテリＢ１１、Ｂ１５、Ｂ１３、Ｂ１２、Ｂ１４、Ｂ１６の順に優先順位を設定する。
【００４７】
演算部３２は、第３の領域３３３に記憶された充電特性情報と、残充電容量とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電量を算出する。演算部３２は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電量として、例えば、充電量Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５、Ｗ１６を算出する。
【００４８】
選択部３７は、充電量と、総必要充電量と、優先順位とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の中から充電されるべきバッテリを選択する。選択部３７は、優先順位に従って充電されるべきバッテリを選択する。選択部３７は、例えば、充電量の総和が総必要充電量を超えない範囲で選択されるバッテリの数が最大となるように（充電量の総和が総必要充電量に応じた量となるように）、充電されるべきバッテリを選択する。例えば、選択部３７は、充電されるべきバッテリとして、バッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５を選択する。
【００４９】
選択部３７によって選択されたバッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５を充電した後、バッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５のうち少なくとも一つのバッテリが満充電となった際、選択部３７は、優先順位に従って充電されるべきバッテリを選択する。例えば、バッテリＢ１３が満充電となった場合、選択部３７は、優先順位が４番目のバッテリＢ１２を選択するか否かを判断する。例えば、バッテリＢ１１、Ｂ１５、Ｂ１２の充電量の総和が総必要充電量を超えない場合、選択部３７は、充電されるべきバッテリとしてバッテリＢ１２を選択する。一方、例えば、バッテリＢ１１、Ｂ１５、Ｂ１２の充電量の総和が総必要充電量を超える場合、選択部３７は、充電されるべきバッテリとしてバッテリＢ１２を選択しない。
【００５０】
＝＝＝動作＝＝＝
以下、図１、図２、図７乃至図９を参照して、本実施形態における第１及び第２制御装置の動作について説明する。図８は、本実施形態における第１制御装置の動作を示すフローチャートである。図９は、本実施形態における第２制御装置の動作を示すフローチャートである。尚、第２制御装置３の動作は、第２制御装置６、９の動作と同様であるので、第２制御装置３についてのみ説明し、第２制御装置６、９の動作の説明については省略する。電流Ｉ１の大きさに基づく第１制御装置６０の動作は、電流Ｉ２の大きさに基づく第１制御装置６０の動作と同様であるので、電流Ｉ１に基づく第１制御装置６０の動作についてのみ説明し、電流Ｉ２に基づく第１制御装置６０の動作の説明については省略する。
【００５１】
＜第１制御装置６０の動作＞
第１の領域６３１に記憶された第１制御装置６０を制御するためのプログラムが実行されて制御部６５による第１制御装置６０の制御が開始されたところから説明する。
【００５２】
第１制御装置６０は、測定装置６１Ａから電流情報を受信する（ステップＳ１）。第１制御装置６０は、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したか否かを判別する（ステップＳ２）。例えば、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していないと判別した場合（ステップＳ２のＮＯ）、第１制御装置６０は、上記ステップＳ１の動作を再度行う。一方、例えば、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していると判別した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、第１制御装置６０は、電流Ｉ１と閾値電流Ｉｔ１との差分を基に総必要充電量を算出する（ステップＳ３）。第１制御装置６０は、充電命令と、総必要充電量情報とを出力する（ステップＳ４）。
【００５３】
第１制御装置６０は、測定装置６１Ａから電流情報を受信する（ステップＳ５）。第１制御装置６０は、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したか否かを判別する（ステップＳ６）。例えば、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していないと判別した場合（ステップＳ６のＮＯ）、第１制御装置６０は、上記ステップＳ５の動作を再度行う。一方、例えば、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していると判別した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、第１制御装置６０は、充電停止命令を出力する（ステップＳ７）。
【００５４】
＜第２制御装置３の動作＞
第１の領域３３１に記憶された第２制御装置３を制御するためのプログラムが実行されて制御部３５による第２制御装置３の制御が開始されたところから説明する。
【００５５】
第２制御装置３は、充電命令を受信したか否かを判断する（ステップＳ１１）。例えば、充電命令を受信していないと判断した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、第２制御装置３は、上記ステップＳ１１の判断を再度行う。一方、例えば、充電命令を受信したと判断した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、第２制御装置３は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を検出する（ステップＳ１２）。第２制御装置３は、測定装置１１４等の電圧情報に示されるバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の端子電圧夫々に対応するバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量と検出する。第２制御装置３は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６が全て満充電であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。例えば、バッテリＢ１１乃至１６の全てが満充電であると判断した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、第２制御装置３の制御動作は終了する。一方、例えば、バッテリＢ１１乃至１６の全てが満充電であると判断しない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、第２制御装置３は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量に基づいて、例えば、残充電容量が多い順にバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する優先順位を設定する（ステップＳ１４）。例えば、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電容量が夫々、６０％、３０％、４０％、２０％、５０％、１０％の場合（図７）、第２制御装置３は、バッテリＢ１１、Ｂ１５、Ｂ１３、Ｂ１２、Ｂ１４、Ｂ１６の順に優先順位を設定する。第２制御装置３は、充電されるべきバッテリを選択し、選択されたバッテリを充電する（ステップＳ１５）。第２制御装置３は、優先順位に従って充電されるべきバッテリを選択する。第２制御装置３は、例えば、充電量の総和が総必要充電量を超えない範囲で選択されるバッテリの数が最大となるように、充電されるべきバッテリを選択する。例えば、第２制御装置３は、充電されるべきバッテリとして、バッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５を選択する。第２制御装置３は、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６を夫々、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦする開閉命令を出力する。充電装置１１乃至１６は夫々、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６をＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦする。配電線Ｌ１０の電力が、インバータ１１３、１３３、１５３で交流から直流に変換されて、バッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５に供給される。バッテリＢ１２、Ｂ１４、Ｂ１６には、配電線Ｌ１０の電力が供給されない状態となる。
【００５６】
第２制御装置３は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６が全て満充電であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。例えば、バッテリＢ１１乃至１６の全てが満充電であると判断した場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、第２制御装置３の制御動作は終了する。一方、例えば、バッテリＢ１１乃至１６の全てが満充電であると判断しない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、第２制御装置３は、充電停止命令を受信したか否かを判断する（ステップＳ１７）。例えば、充電停止命令を受信したと判断した場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、第２制御装置３の制御動作は終了する。一方、例えば、充電停止命令を受信していないと判断した場合（ステップＳ１７のＮＯ）、第２制御装置３は、充電命令を受信したか否かを判断する（ステップＳ１８）。例えば、充電命令を受信していないと判断した場合（ステップＳ１８のＮＯ）、第２制御装置３は、上記ステップＳ１６の判断を再度行う。一方、例えば、充電命令を受信したと判断した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、第２制御装置３は、上記ステップＳ１２の動作を再度行う。尚、ステップＳ１５の動作を行った後、第２制御装置３によって選択されたバッテリＢ１１、Ｂ１３、Ｂ１５のうち少なくとも一つのバッテリが満充電となった際、第２制御装置３は、優先順位に従って充電されるべきバッテリを選択し、充電するものとする。
【００５７】
前述したように、第１制御装置６０、第２制御装置３は、配電用変圧器Ｔｒの二次側における配電線Ｌ１０に接続されるバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電を制御する。充電装置１は、配電線Ｌ１０に接続される分散型電源Ｇ１によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する。判別部６４は、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したか否かを判別する。電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したと判別部６４が判別した場合、優先順位設定部３６は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量が多い順に、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電する優先順位を設定する。電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したと判別部６４が判別した場合、第２制御装置３は、分散型電源Ｇ１によりバッテリＢ１１乃至Ｂ１６が優先順位に従って充電されるように、充電装置１を制御する。よって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を残充電容量の多い順に充電できるので、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６のうち、分散型電源Ｇ１によって満充電とできるバッテリの数を増加させることが可能となる。又、分散型電源Ｇ１によりバッテリＢ１１乃至Ｂ１６が充電されるので、配電線Ｌ１０での逆潮流の発生を防止できる。
【００５８】
又、第３の領域３３３には、充電特性情報が記憶される。電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少したと判別部６４が判別した場合、演算部６２は、電流Ｉ１と閾値電流Ｉｔ１との差分を基に総必要充電量を算出する。選択部３７は、優先順位に従って充電されるべきバッテリを選択する。選択部３７は、充電量の総和が総必要充電量に応じた量となるように、充電されるべきバッテリを選択する。第２制御装置３は、選択部３７によって選択されたバッテリが充電されるように、充電装置１を制御する。総必要充電量に応じた量の電力が配電線Ｌ１０から、選択されたバッテリＢ１１乃至Ｂ１６に供給される。選択部３７によって選択されたバッテリを、そのバッテリの充電特性に基づいて充電するとともに、電流Ｉ１の大きさを、閾値電流よりも増加させることができる。よって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電特性に基づいて充電するとともに、配電線Ｌ１０での逆潮流の発生を確実に防止できる。
【００５９】
又、検出部３４は、送受信部３１で受信した測定装置１１４等の電圧情報と、第２の領域３３２に記憶された残充電容量情報とに基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を検出する。検出部３４は、測定装置１１４等の電圧情報に基づいて、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量を正確に検出できる。又、優先順位設定部３６は、検出部３４によって検出されたバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量に基づいて、優先順位を設定する。よって、優先順位設定部３６は、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の優先順位を、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の残充電容量が多い順に確実に設定できる。従って、分散型電源Ｇ１によって満充電とできるバッテリの数を確実に増加させることができる。
【００６０】
又、充電特性情報は、バッテリＢ１１を充電する際、残充電容量が所定充電容量Ｙ２よりも小さい場合、定電流充電を行い、残充電容量が所定充電容量Ｙ２よりも大きい場合、定電圧充電を行うのを示す。バッテリＢ１１を充電する際、一般的に、残充電容量が増加するに従って、定電流充電から定電圧充電に切替えて充電するのが望ましい（以下、「所定の充電特性」と称する）。演算部３２は、所定の充電特性に基づいて、充電量を算出する。選択部３７は、充電量の総和が総必要充電量に応じた量となるように、充電されるべきバッテリを選択する。よって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６が所定の充電特性に基づいて充電されるように、充電されるべきバッテリを選択することができる。従って、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電によって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の寿命が短くなるのを防止できる。
【００６１】
又、第１制御装置６０が充電命令を出力した後、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していないと判別部６４が判別した場合、第１制御装置６０は、充電停止命令を出力する。よって、分散型電源Ｇ１によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電することによって、電流Ｉ１を閾値電流Ｉｔ１より増加させた後もバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電が継続するのを防止できる。つまり、配電線Ｌ１０での逆潮流の発生の虞が無いときに、配電線Ｌ１０の電力がバッテリＢ１１乃至Ｂ１６に供給されることによって、負荷Ｒ１に供給される電力が不足するのを防止することができる。従って、配電線Ｌ１０での逆潮流の虞が無い場合、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電を停止して、配電用変圧器Ｔｒ及び分散型電源Ｇ１から負荷Ｒ１に対して電力を確実に供給できる。
【００６２】
尚、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６３】
本実施形態においては、第１制御装置６０、第２制御装置３によって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電が自動的に制御される構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、充電装置１１乃至１６（図２）に対して夫々、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電を例えば作業員が手動で制御するための充電スイッチ（不図示）を備えて、作業員の手動によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６の充電を制御する構成としてもよい。例えば、充電装置１１の充電スイッチを押下した場合、第１制御装置６０、第２制御装置３によるスイッチＳＷ１１の開閉の制御に関わらず、スイッチＳＷ１がＯＮするものとする。その後、充電装置１１の充電スイッチを再度押下した場合、第１制御装置６０、第２制御装置３によってスイッチＳＷ１１の開閉が制御される状態となるものとする。充電装置１２乃至１６の充電スイッチは、充電装置１１の充電スイッチと同様な構成であるので、その説明は省略する。よって、判別部６４の判別結果に関わらず、例えば作業員による手動操作によってバッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電することができる。つまり、電流Ｉ１が閾値電流Ｉｔ１より減少していないと判別された場合も、配電用変圧器Ｔｒの二次側から配電線Ｌ１０に供給される電力によって、バッテリＢ１１乃至Ｂ１６を充電することができる。従って、満充電とできるバッテリの数を増加させることが可能となる。
【００６４】
本実施形態においては、例えば、充電量の総和が総必要充電量を超えない範囲で選択されるバッテリの数が最大となるように、充電されるべきバッテリを選択する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、充電量の総和が総必要充電量を超えない範囲で選択されるバッテリの数が最大となるように選択された充電されるべきバッテリと、次の優先順位のバッテリを選択する構成としてもよい。よって、充電量の総和が総必要充電量より大きくなるので、電流Ｉ１を閾値電流Ｉｔ１より確実に大きくすることができる。従って、配電線Ｌ１０での逆潮流の発生を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１１、１２、１３、１４、１５、１６    充電装置
２                                        ケース
３、６、９                                第２制御装置
１０                                      配電系統
３１、６１                                送受信部
３２、６２                                演算部
３３、６３                                記憶部
３４                                      検出部
３５、６５                                制御部
３６                                      優先順位設定部
３７                                      選択部
３８                                      判断部
６０                                      第１制御装置
６１Ａ、６２Ａ、１１４、１２３、１３４、１４４、１５４、１６４  測定装置
６４                                      判別部
１００、２００、３００                    バッテリ交換ステーション
３３１、６３１                            第１の領域
３３２、６３２                            第２の領域
３３３                                    第３の領域
６００                                    変電所
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ１５、Ｂ１６、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ２５、Ｂ２６、Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４、Ｂ３５、Ｂ３６    バッテリ
Ｇ１、Ｇ２                                分散型電源
Ｉ１、Ｉ２                                電流
Ｒ１、Ｒ２                                負荷
Ｌ１                                      母線
Ｌ１０、Ｌ２０                            配電線
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６  スイッチ
Ｔｒ                                      配電用変圧器
【図１】
2013115898.tif 000003
【図２】
2013115898.tif 000004
【図３】
2013115898.tif 000005
【図４】
2013115898.tif 000006
【図５】
2013115898.tif 000007
【図６】
2013115898.tif 000008
【図７】
2013115898.tif 000009
【図８】
2013115898.tif 000010
【図９】
2013115898.tif 000011