(57)【要約】【課題】組電池の均等化処理を行いつつも、システムとしての充放電量を確保することのできる充放電システムを提供する。【解決手段】複数の組電池２１（１）〜２１（ｎ）により構成される蓄電装置２の充放電制御を行う充放電システム１では、複数の組電池２１（１）〜２１（ｎ）が、均等化処理を実行する均等化クラスタと、均等化処理の準備を行う均等化準備クラスタと、充放電制御を行う充放電クラスタとにグループ分けされている。均等化クラスタ、均等化準備クラスタ、及び充放電クラスタに少なくとも一つの組電池が属するように、各組電池の属するクラスタが充放電クラスタ、均等化準備クラスタ、及び均等化クラスタの順で時間によりローテーションする。【選択図】図１
2016167928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の組電池（２１（１）〜２１（ｎ））により構成される蓄電装置（２）の充放電制御を行う充放電システム（１）であって、
前記複数の組電池は、均等化処理を実行する均等化クラスタ（ＣＬ（１））と、均等化処理の準備を行う均等化準備クラスタ（ＣＬ（２））と、充放電制御を行う充放電クラスタ（ＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ））とにグループ分けされ、
前記均等化クラスタ、前記均等化準備クラスタ、及び前記充放電クラスタに少なくとも一つの組電池が属するように、各組電池の属するクラスタが前記充放電クラスタ、前記均等化準備クラスタ、及び前記均等化クラスタの順で時間によりローテーションすることを特徴とする充放電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充放電システムにおいて、
前記組電池の充放電を制御する制御部（２３（１））を更に備え、
前記蓄電装置の充放電量の指示値を電力指示値とし、
前記均等化処理の準備に際して前記均等化準備クラスタの組電池に供給する必要のある充電電力の指示値を均等化準備電力指示値とするとき、
前記制御部は、前記電力指示値を前記均等化準備電力指示値により補正した補正後の電力指示値に基づいて、前記充放電クラスタの組電池の充放電量を制御することを特徴とする充放電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の充放電システムにおいて、
前記制御部は、前記補正後の電力指示値に基づいて前記充放電クラスタの所定の組電池の充電制御を行う際、前記所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が過充電閾値以上になる可能性があると判断した場合には、前記所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が前記過充電閾値未満となるように前記所定の組電池の充放電指示値を補正するとともに、その補正分の充電指示値に対応する充電電力が前記所定の組電池とは別の組電池の充電量に分配されるように、前記別の組電池の充放電指示値を補正することを特徴とする充放電システム。
【請求項４】
請求項２に記載の充放電システムにおいて、
前記制御部は、前記補正後の電力指示値に基づいて前記充放電クラスタの所定の組電池の放電制御を行う際、前記所定の組電池の放電後のＳＯＣ値が過放電閾値以下になる可能性があると判断した場合には、前記所定の組電池の放電後のＳＯＣ値が前記過放電閾値を超えるように前記所定の組電池の充放電指示値を補正するとともに、その補正分の充電指示値に対応する放電電力が前記所定の組電池とは別の組電池に分配されるように、前記別の組電池の充放電指示値を補正することを特徴とする充放電システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の充放電システムにおいて、
前記組電池のローテーションを行う際、前記充放電クラスタの組電池の中に満充電状態の組電池が存在する場合には、当該組電池が前記均等化クラスタに移行することを特徴とする充放電システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の充放電システムにおいて、
前記均等化クラスタ、前記均等化準備クラスタ、及び前記充放電クラスタの総数をクラスタ総数とするとき、
前記クラスタ総数は、２４時間を、前記均等化処理に要する時間により除算した値に設定されていることを特徴とする充放電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の組電池により構成される蓄電装置の充放電制御を行う充放電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充放電システムとしては、特許文献１に記載のシステムがある。特許文献１に記載の充放電システムは、電力系統に接続される電力変換器と、電力変換器に対して並列接続される複数の組電池とを備えている。特許文献１に記載の充放電システムは、組電池の充電率を示すＳＯＣ（ State of Charge）値が所定範囲内に維持されるように組電池の充放電を制御している。
【０００３】
一方、組電池を構成する複数の電池セルの充放電を繰り返すと、各電池セルの電圧にばらつきが生じることがある。各電池セルの電圧に偏差が生じると、組電池のＳＯＣ値の検出精度が低下するため、組電池の充放電制御を適切に実行できなくなる。この場合、組電池が過充電状態や過放電状態になる可能性があり、組電池の寿命が著しく低下する懸念がある。これを解消すべく、特許文献１及び特許文献２にそれぞれ記載される充放電システムでは、複数の電池セルの出力電圧を均等化する、いわゆる均等化処理を行っている。特許文献２に記載の充放電システムは、組電池に電力が供給されていない状態で組電池の複数の電池セルを放電させることにより、複数の電池セルの電圧を均等化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０３８３１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の充放電システムのようにＳＯＣ値が所定範囲に維持されるように組電池の充放電を制御すれば、システムとしての充放電量を確保することが可能である。しかしながら、このような充放電制御を行うためには、ＳＯＣ値を精度良く検出することが前提となる。また、組電池のセル電圧からＳＯＣ値を精度良く検出するためには、組電池の充電状態が満充電領域あるいは過充電領域に達していることが望ましい。これは、組電池の充電状態が満充電領域あるいは過充電領域に達すると、ＳＯＣ値の変化量に対するセル電圧の変化量が大きくなり、セル電圧に基づくＳＯＣ値の検出精度が向上するためである。この点、特許文献１に記載の充放電システムは、ＳＯＣ値が所定範囲から外れた時点で均等化処理を行っている。この場合、組電池の充電状態が満充電領域あるいは過充電領域に達していない状況で、すなわちＳＯＣ値の検出精度が悪い状況で均等化処理が行われる可能性があるため、均等化処理を適切に実行できないおそれがある。結果的に、組電池に過放電や過充電が生じるおそれがある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されるような均等化処理を組電池に対して行うと、均等化処理を行っている期間は組電池が充放電制御を実行できないため、システムとしての充放電量を確保できないおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組電池の均等化処理を行いつつも、システムとしての充放電量を確保することのできる充放電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、複数の組電池（２１（１）〜２１（ｎ））により構成される蓄電装置（２）の充放電制御を行う充放電システム（１）では、複数の組電池が、均等化処理を実行する均等化クラスタ（ＣＬ（１））と、均等化処理の準備を行う均等化準備クラスタ（ＣＬ（２））と、充放電制御を行う充放電クラスタ（ＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ））とにグループ分けされている。均等化クラスタ、均等化準備クラスタ、及び充放電クラスタに少なくとも一つの組電池が属するように、各組電池の属するクラスタが充放電クラスタ、均等化準備クラスタ、及び均等化クラスタの順で時間によりローテーションする。
【０００９】
この構成によれば、均等化クラスタの組電池が均等化処理を行っている間、均等化準備クラスタの組電池は均等化処理の準備を行う。これにより、次回のローテーションの際に、均等化の準備を終えた組電池が均等化クラスタへと移行することで、より確実に組電池の均等化処理を実行することができる。また、均等化クラスタの組電池及び均等化準備クラスタの組電池が充放電制御を実行できない期間は、充放電クラスタの組電池が充放電制御を担当するため、充放電システムとしての充放電量を確保することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、組電池の均等化処理を行いつつも、システムとしての充放電量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】充放電システムの一実施形態についてその概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の充放電システムについて複数の組電池のグループ分けの態様を模式的に示す模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、実施形態の充放電システムについて複数の組電池の属するクラスタが時間によりローテーションする様子を示すタイミングチャートである。
【図４】実施形態の充放電システムにより実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の充放電システムにより実行される充電量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態の充放電システムにより実行される放電量設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図８】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図９】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図１０】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図１１】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施形態の充放電システムについてその２４個の組電池のうちの４個の組電池のＳＯＣ値の推移を示すタイミングチャートである。
【図１３】実施形態の充放電システムについてその電力指示値及び蓄電装置の実際の充放電量の推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、充放電システムの一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の充放電システム１は、蓄電装置２及び電力系統３の少なくとも一方から電力線ＰＬを介して工場や住宅等の電力供給対象４に電力を供給するシステムである。充放電システム１は、ＥＭＳ（Energy Management System）５と、計測ユニット６とを備えている。
【００１３】
計測ユニット６は電力供給対象４の消費電力ＰＣを常時計測している。計測ユニット６は、計測した電力供給対象４の消費電力ＰＣの情報をＥＭＳ５に送信する。
【００１４】
ＥＭＳ５は、電力系統３からの電力供給量、及び蓄電装置２の充放電量を統括的に管理している。例えばＥＭＳ５は、計測ユニット６から送信される電力供給対象４の消費電力ＰＣ、及び電力会社７から送信される電力価格Ｃに基づいて電力指示値Ｐを設定するとともに、当該電力指示値Ｐを蓄電装置２に送信する。電力価格Ｃは、例えば時間帯毎の電力価格を表したものである。電力指示値Ｐは、蓄電装置２の充放電量の指示値である。電力指示値Ｐが正の値に設定されている場合、電力指示値Ｐは蓄電装置２の充電電力の指示値を示す。電力指示値Ｐが負の値に設定されている場合、電力指示値Ｐは蓄電装置２の放電電力の指示値を示す。
【００１５】
蓄電装置２は、複数のＰＣＳ（Power Conditioning System）２０（１）〜２０（ｎ）と、複数の組電池２１（１）〜２１（ｎ）と、複数のＳＯＣセンサ２２（１）〜２２（ｎ）と、複数のＢＭＵ（battery management unit）２３（１）〜２３（ｎ）とを備えている。なお、「ｎ」は３以上の任意の整数であり、組電池の総数を表している。また、組電池２１（１）〜２１（ｎ）のカッコ内の数は組電池の番号を示している。
【００１６】
組電池２１（１）〜２１（ｎ）は、充放電可能なリチウム電池等の二次電池からなる。組電池２１（１）〜２１（ｎ）は、直並列に接続された複数の電池セルにより構成されている。組電池２１（１）〜２１（ｎ）はＰＣＳ２０（１）〜２０（ｎ）にそれぞれ接続されている。組電池２１（１）〜２１（ｎ）は、個別のＰＣＳ２０（１）〜２０（ｎ）を介して電力線ＰＬに並列接続されている。
【００１７】
ＰＣＳ２０（１）〜２０（ｎ）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、当該交流電力を電力線ＰＬを介して電力供給対象４に供給する。また、ＰＣＳ２０（１）〜２０（ｎ）は、電力系統３から供給される交流電力を直流電力に変換するとともに、当該直流電力を組電池２１（１）〜２１（ｎ）に充電する。
【００１８】
ＳＯＣセンサ２２（１）〜２２（ｎ）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）のＳＯＣ値Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）をそれぞれ検出する。ＳＯＣ値Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）は、完全放電状態を０％と定義し、満充電状態を１００％と定義した上で、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の充電状態を０％から１００％の範囲で表したものである。ＳＯＣセンサ２２（１）〜２２（ｎ）の出力はＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）にそれぞれ取り込まれている。
【００１９】
ＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、ＣＰＵやメモリ等を有している。ＳＯＣセンサ２２（１）〜２２（ｎ）により検出されるＳＯＣ値Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）に基づいてＰＣＳ２０（１）〜２０（ｎ）の駆動をそれぞれ制御することにより、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の充放電をそれぞれ制御する。具体的には、ＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）のうち、ＢＭＵ２３（１）は、ＥＭＳ５から送信される電力指示値Ｐに基づいて全ての組電池２１（１）〜２１（ｎ）の充放電量指示値ｐ（１）〜ｐ（ｎ）を設定する。ＢＭＵ２３（１）は、充放電量指示値ｐ（１）に基づいて組電池２１（１）の充放電を制御する。すなわち、ＢＭＵ２３（１）は充放電量指示値ｐ（１）を内部処理で用いる。また、ＢＭＵ２３（１）は充放電量指示値ｐ（２）〜ｐ（ｎ）を他のＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）にそれぞれ送信する。他のＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）は、ＢＭＵ２３（１）から送信される充放電量指示値ｐ（２）〜ｐ（ｎ）に基づいて組電池２１（２）〜２１（ｎ）の充放電をそれぞれ制御する。このように、ＢＭＵ２３（１）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の充放電量を統括的に管理する機能、及び組電池２１（１）の充放電を制御する機能を有している。これに対し、ＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）は、ＢＭＵ２３（１）の指示に基づいてＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）の充放電を個別に制御する機能を有している。以下、ＢＭＵ２３（１）をマスターＢＭＵ２３（１）とも称し、ＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）をスレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）とも称する。本実施形態では、マスターＢＭＵ２３（１）が制御部に相当する。
【００２０】
マスターＢＭＵ２３（１）は、スレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）との通信に基づいてスレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）の状態を監視している。例えばマスターＢＭＵ２３（１）は、スレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）から組電池２１（２）〜２１（ｎ）のそれぞれのＳＯＣ値Ｓ（２）〜Ｓ（ｎ）の情報を取得する。
【００２１】
ＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）を構成する電池セルの電圧を均等化させる、いわゆる均等化処理をそれぞれ行う。具体的には、ＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）のＳＯＣ値Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）を一旦１００％にした後に、すなわち組電池２１（１）〜２１（ｎ）を満充電状態にした後に均等化処理を実行する。
【００２２】
次に、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の均等化処理について具体的に説明する。
本実施形態では、図２に示されるように、組電池２１（１）〜２１（ｎ）が均等化クラスタＣＬ（１）、均等化準備クラスタＣＬ（２）、及び複数の充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）にグループ分けされる。なお、「ｍ」は３以上の整数であり、各クラスタＣＬ（１）〜ＣＬ（ｍ）の総数を示している。以下、「ｍ」を「クラスタ総数」と称する。各クラスタＣＬ（１）〜ＣＬ（ｍ）は、単数乃至複数の組電池により構成される。均等化クラスタＣＬ（１）は、均等化処理を実行するグループである。均等化準備クラスタＣＬ（２）は、均等化処理の準備処理として、ＳＯＣ値を１００％にすべく組電池の充電を行うグループである。充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）は通常の充放電制御を行うグループである。
【００２３】
クラスタ総数ｍは、２４時間を、均等化処理に要する時間Ｔｅにより除算した値に設定されている。すなわち、クラスタ総数ｍは、次式ｆ１に基づいて設定されている。
ｍ＝２４／Ｔｅ  （ｆ１）
【００２４】
したがって、例えば均等化処理時間Ｔｅが４時間の場合には、クラスタ総数ｍが６個となる。この場合、１個の均等化クラスタＣＬ（１）と、１個の均等化準備クラスタＣＬ（２）と、４個の充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）とが設けられる。組電池２１（１）〜２１（ｎ）は、この６個のクラスタＣＬ（１）〜ＣＬ（６）にグループ分けされる。また、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の属するクラスタは、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）、均等化準備クラスタＣＬ（２）、及び均等化クラスタＣＬ（１）の順で時間により変更される。
【００２５】
例えば組電池の総数ｎが２４個の場合には、図３に示されるように、４時間毎に均等化開始時刻Ｔ１〜Ｔ６が設定される。ここで、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、組電池２１（１）〜２１（４）は均等化クラスタＣＬ（１）にグループ分けされ、組電池２１（５）〜２１（８）は均等化準備クラスタＣＬ（２）にグループ分けされる。また、組電池２１（９）〜２１（２４）は充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）に４つずつグループ分けされる。
【００２６】
時刻Ｔ２の時点で組電池２１（１）〜２１（２４）の属するクラスタが変更される。具体的には、組電池２１（５）〜２１（８）は均等化クラスタＣＬ（１）にグループ分けされ、組電池２１（９）〜２１（１２）は均等化準備クラスタＣＬ（２）にグループ分けされる。また、組電池２１（１）〜２１（４）及び組電池２１（１３）〜２１（２４）は充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）にグループ分けされる。以降、均等化開始時刻Ｔ１〜Ｔ６となる度に組電池２１（１）〜２１（ｎ）の属するクラスタが変更される。
【００２７】
ところで、均等化クラスタＣＬ（１）及び均等化準備クラスタＣＬ（２）にそれぞれ属する組電池は充放電制御を実行することができない。例えば時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、均等化クラスタＣＬ（１）及び均等化準備クラスタＣＬ（２）にそれぞれ属する組電池２１（１）〜２１（８）は充放電制御を実行できない。本実施形態の蓄電装置２では、組電池２１（１）〜２１（８）が充放電制御を実行できない期間、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）の組電池２１（９）〜２１（２４）が蓄電装置２の充放電制御を担当する。
【００２８】
一方、均等化処理の準備処理として均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池のＳＯＣ値を１００％にするためには、電力指示値Ｐに基づく電力とは別に充電電力が必要となる。本実施形態の充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）の組電池２１（９）〜２１（２４）は、電力指示値Ｐに対応した電力要求のみならず、均等化処理の準備に際して均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池２１（１）〜２１（４）に供給する必要のある充電電力をも満足することができるように充放電制御を行う。
【００２９】
次に、クラスタの変更処理、及び電力指示値Ｐに基づく充放電制御の具体的な手順について図４を参照して説明する。図４に示される処理は、マスターＢＭＵ２３（１）により均等化開始時刻に実行される。
【００３０】
図４に示されるように、マスターＢＭＵ２３（１）は、ＥＭＳ５から電力指示値Ｐを受信すると（ステップＳ１）、均等化準備電力指示値Ｐｄを演算する（ステップＳ２）。均等化準備電力指示値Ｐｄは、均等化処理の準備に際して均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池に供給する必要のある充電電力の指示値である。マスターＢＭＵ２３（１）は、例えば均等化準備クラスタＣＬ（２）に組電池２１（５）〜２１（８）が属している場合、それらの組電池２１（５）〜２１（８）のＳＯＣ値Ｓ（５）〜Ｓ（８）のそれぞれの現在値を取得する。マスターＢＭＵ２３（１）は、組電池２１（５）〜２１（８）のＳＯＣ値Ｓ（５）〜Ｓ（８）を現在値から１００％まで上昇させるために必要な充電電力の総量を演算し、当該総充電電力量を均等化準備電力指示値Ｐｄとする。
【００３１】
ステップＳ２の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、均等化準備電力指示値Ｐｄに基づいて電力指示値Ｐを次式ｆ２に示されるように補正する（ステップＳ３）。
Ｐ←Ｐ＋Ｐｄ  （ｆ２）
【００３２】
ステップＳ３の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、補正後の電力指示値Ｐが正の値であるか否かを判断する（ステップＳ４）。マスターＢＭＵ２３（１）は、補正後の電力指示値Ｐが正の値である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、蓄電装置２として充電制御を行う必要があると判定し、図５に示される充電量設定処理を行う（ステップＳ５）。充電量設定処理は、補正後の電力指示値Ｐに基づいて充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の充電指示値ｐ（ｉ）を設定する処理である。なお、「ｉ」は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の番号を示している。
【００３３】
図５に示されるように、マスターＢＭＵ２３（１）は、まず、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の充電可能容量Ｃｃに応じて組電池の充電量指示値ｐ（ｉ）を決定する（ステップＳ５０）。例えば組電池２１（９）〜２１（２４）が充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）に属している場合、マスターＢＭＵ２３（１）は、組電池２１（９）〜２１（２４）のそれぞれのＳＯＣ値Ｓ（９）〜Ｓ（２４）を取得する。マスターＢＭＵ２３（１）は、次式ｆ３に基づいて各組電池２１（９）〜２１（２４）の充電可能容量Ｃｃ（ｉ）を演算する。なお、「ｉ＝９〜２４」である。また、過充電閾値Ｓｔｈ１は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）が過充電状態であるか否かを判定できるＳＯＣ値に設定されており、例えば１００％に設定される。また、蓄電池容量Ｂｓは、セルの直並列の組合せによって決定し、例えば５ＫＷｈに決定される。
【００３４】
Ｃｃ（ｉ）＝（Ｓｔｈ１−Ｓ（ｉ））／１００×ＢＳ  （ｆ３）
【００３５】
次に、マスターＢＭＵ２３（１）は、充電可能容量Ｃｃ（ｉ）と補正後の電力指示値Ｐとから次式ｆ４に基づいて組電池２１（９）〜２１（２４）の充電指示値ｐ（９）〜ｐ（２４）を設定する。
【数１】
2016167928.tif 000003
【００３６】
ステップＳ５０の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１以上になるか否かを判断する（ステップＳ５１）。例えばマスターＢＭＵ２３（１）は、充電指示値ｐ（９）に基づく充電を組電池２１（９）に対して行った場合、組電池２１（９）のＳＯＣ値Ｓ（９）が現在値から過充電閾値Ｓｔｈ１以上に増加するか否かを判断する。
【００３７】
マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中に充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１以上に増加する組電池が存在する場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、当該組電池の余剰分の充電量を隣の組電池に分配する（ステップＳ５２）。例えばマスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ５１の処理において組電池２１（９）のＳＯＣ値Ｓ（９）が過充電閾値Ｓｔｈ１以上に増加すると判断した場合には、組電池２１（９）の充電後のＳＯＣ値Ｓ（９）が過充電閾値Ｓｔｈ１となるように、組電池２１（９）の充電指示値ｐ（９）を補正する。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、当該充電指示値ｐ（９）の補正分に対応する充電電力が、組電池の番号が一つだけ大きい組電池２１（１０）の充電量に分配されるように組電池２１（１０）の充電指示値ｐ（１０）を補正する。マスターＢＭＵ２３（１）は、こうした補正処理を充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の全ての組電池の充電指示値ｐ（ｉ）について行う。マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ５２の処理を完了した後、ステップＳ５１の処理に戻る。
【００３８】
マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ５２の処理を繰り返すことで充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中に充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１以上に増加する組電池が存在しなくなった場合、あるいは充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１以上に増加する組電池がそもそも存在しない場合には（ステップＳ５１：ＮＯ）、図４に示される処理に戻る。
【００３９】
一方、マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ４の判断処理において、補正後の電力指示値Ｐが正の値でないと判断した場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、蓄電装置２として放電制御を行う必要があると判定する。この場合、マスターＢＭＵ２３（１）は、図６に示される放電量設定処理を行う（ステップＳ６）。放電量設定処理は、補正後の電力指示値Ｐに基づいて充放電クラスタの組電池の放電指示値ｐ（ｊ）を設定する処理である。なお、「ｊ」は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の番号を示している。
【００４０】
図６に示されるように、マスターＢＭＵ２３（１）は、まず、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の放電可能容量Ｃｓに応じて組電池の放電量指示値ｐ（ｊ）を決定する（ステップＳ６０）。例えば組電池２１（９）〜２１（２４）が充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）に属している場合には、マスターＢＭＵ２３（１）は、組電池２１（９）〜２１（２４）のそれぞれのＳＯＣ値Ｓ（９）〜Ｓ（２４）を取得する。マスターＢＭＵ２３（１）は、次式ｆ５に基づいて各組電池２１（９）〜２１（２４）の放電可能容量Ｃｓ（ｊ）を演算する。なお、「ｊ＝９〜２４」である。また、過放電閾値Ｓｔｈ２は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）が過放電状態であると判定できるＳＯＣ値に設定されており、例えば０％よりも若干大きい値に設定される。
Ｃｓ（ｊ）＝（Ｓ（ｊ）−Ｓｔｈ２）／１００×Ｂｓ  （ｆ５）
【００４１】
次に、マスターＢＭＵ２３（１）は、放電可能容量Ｃｓ（ｊ）と補正後の電力指示値Ｐから次式ｆ６に基づいて組電池２１（９）〜２１（２４）の放電指示値ｐ（９）〜ｐ（２４）を設定する。
【数２】
2016167928.tif 000004
【００４２】
ステップＳ６０の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の放電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２以下になるか否かを判断する（ステップＳ６１）。例えばマスターＢＭＵ２３（１）は、放電指示値ｐ（９）に基づく放電を組電池２１（９）に対して行った場合、組電池２１（９）のＳＯＣ値Ｓ（９）が現在値から過放電閾値Ｓｔｈ２以下まで減少するか否かを判断する。
【００４３】
マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中に放電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２以下に減少する組電池が存在する場合には（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、当該組電池の余剰分の放電量を隣の組電池に分配する（ステップＳ６２）。例えばマスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ６１の処理において組電池２１（９）のＳＯＣ値Ｓ（９）が過放電閾値Ｓｔｈ２以下に減少すると判断した場合には、組電池２１（９）の放電後のＳＯＣ値Ｓ（９）が過放電閾値Ｓｔｈ２となるように組電池２１（９）の放電指示値ｐ（９）を補正する。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、放電指示値ｐ（９）の補正分に対応する放電量が、組電池の番号が一つだけ大きい組電池２１（１０）の放電量に分配されるように組電池２１（１０）の放電指示値ｐ（１０）を補正する。マスターＢＭＵ２３（１）は、こうした補正処理を充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の全ての組電池の放電指示値ｐ（ｊ）について行う。
【００４４】
マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ６２の処理を繰り返すことで充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中に放電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２以下に減少する組電池が存在しなくなった場合、あるいは放電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２以下に減少する組電池がそもそも存在しない場合には（ステップＳ６１：ＮＯ）、図４に示される処理に戻る。
【００４５】
図４に示されるように、マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ５の充電量設定処理、あるいはステップＳ６の放電量設定処理を実行した後、これらの処理を通じて設定された充放電指示値を充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池に対応するＢＭＵに送信する（ステップＳ７）。これにより、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の充放電制御が行われることとなる。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ７の処理において、均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池に対応するＢＭＵに、ＳＯＣ値を１００％にするために必要な充放電指示値を送信する。これにより、均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池のＳＯＣ値を１００％まで上昇させることができる。
【００４６】
ステップＳ７の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、次回の均等化開始時刻まで待機した後（ステップＳ８）、各組電池２１（１）〜２１（ｎ）の属するクラスタの変更処理を行う（ステップＳ９）。具体的には、マスターＢＭＵ２３（１）は、例えば図３に示されるように各組電池２１（１）〜２１（ｎ）の属するクラスタが変更されるように、スレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）に対してクラスタの変更を指示する。
【００４７】
ステップＳ９の処理に続いて、マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中にＳＯＣ値が１００％の組電池が存在するか否かを判断する（ステップＳ１０）。マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中にＳＯＣ値が１００％の組電池が存在する場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、当該組電池に対応するＢＭＵにクラスタの変更を指示することにより、当該組電池を均等化クラスタＣＬ（１）に追加する（ステップＳ１１）。マスターＢＭＵ２３（１）は、ステップＳ１１の処理を実行した後、ステップＳ１の処理に戻る。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中にＳＯＣ値が１００％となっている組電池が存在しない場合にも（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻る。
【００４８】
次に、本実施形態の充放電システム１の動作例について説明する。ここでは、図３に示されるように組電池の総数ｎが２４個に、均等化処理時間Ｔｅが４時間に設定されている場合を例に挙げて説明する。図７〜図１２は、組電池２１（１）〜２１（２４）のＳＯＣ値Ｓ（１）〜Ｓ（２４）の推移をそれぞれ示したものである。
【００４９】
図３に示されるように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、組電池２１（１）〜２１（４）は均等化クラスタＣＬ（１）に属するとともに、組電池２１（５）〜２１（８）は均等化準備クラスタＣＬ（２）に属している。よって、図７に示されるように、組電池２１（１）〜２１（４）については、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、均等化処理が行われる。また、図８に示されるように、組電池２１（５）〜２１（８）については、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、均等化処理の準備が行われる。したがって、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、組電池２１（１）〜２１（８）は充放電制御を実行することができない。
【００５０】
一方、図３に示されるように、組電池２１（９）〜２１（２４）は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）にそれぞれ属している。よって、図９〜図１２に示されるように、組電池２１（９）〜２１（２４）は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、充放電制御を実行する。この際、ＥＭＳ５により設定された電力指示値Ｐを均等化準備電力指示値Ｐｄで補正した補正後の電力指示値Ｐに基づいて組電池２１（９）〜２１（２４）の充放電制御が行われる。すなわち、電力指示値Ｐのみならず、均等化準備電力指示値Ｐｄをも満足するかたちで組電池２１（９）〜２１（２４）の充放電制御が行われる。これにより、図１３に示されるように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、蓄電装置２の実際の充放電量が電力指示値Ｐをほぼ満足することができる。
【００５１】
また、図８に示されるように、時刻Ｔ２になった際、均等化の準備を終えた組電池２１（５）〜２１（８）が均等化クラスタＣＬ（１）に移行して均等化処理を行うため、より確実に組電池２１（５）〜２１（８）の均等化処理を実行することができる。そして、図７〜図１２に示されるように、均等化開始時刻Ｔ１〜Ｔ６となる度に各クラスタＣＬ（１）〜ＣＬ（６）に属する組電池がローテーションする。具体的には、均等化クラスタＣＬ（１）、均等化準備クラスタＣＬ（２）、及び充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）に少なくとも一つの組電池が属するように、各組電池２１（１）〜２１（２４）の属するクラスタが充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）、均等化準備クラスタＣＬ（２）、及び均等化クラスタＣＬ（１）の順で時間によりローテーションする。これにより、ローテーションが一周すれば、すなわち２４時間が経過すれば、全ての組電池２１（１）〜２１（２４）の均等化処理を完了することができる。
【００５２】
このように全ての組電池２１（１）〜２１（２４）に対して均等化処理を行いつつも、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（６）に属する組電池の充放電制御により電力指示値Ｐ及び均等化準備電力指示値Ｐｄの両者を満足することができるため、図１３に示されるように、全ての時間帯において蓄電装置２の実際の充放電量が電力指示値Ｐをほぼ満足することができる。
【００５３】
以上説明した本実施形態の充放電システム１によれば、以下の（１）〜（６）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００５４】
（１）均等化の準備が完了した組電池が均等化クラスタＣＬ（１）へと移行することにより、より確実に組電池２１（１）〜２１（ｎ）の均等化処理を実行することができる。また、組電池２１（１）〜２１（ｎ）の均等化処理を行いつつも、蓄電装置２の実際の充放電量が電力指示値Ｐをほぼ満足することができるため、充放電システム１としての充放電量を確保することができる。
【００５５】
（２）マスターＢＭＵ２３（１）は、電力指示値Ｐを均等化準備電力指示値Ｐｄにより補正した補正後の電力指示値Ｐに基づいて、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の充放電を制御することとした。これにより、電力指示値Ｐに対応したＥＭＳ５の電力要求、及び均等化準備電力指示値Ｐｄに対応した均等化準備クラスタＣＬ（２）の組電池の電力要求の両者を満足することができる。よって、より的確に充放電システム１としての充放電量を確保することができる。
【００５６】
（３）マスターＢＭＵ２３（１）は、補正後の電力指示値Ｐに基づいて充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の所定の組電池の充電制御を行う際、当該所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１以上になる可能性があると判断した場合には、所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が過充電閾値Ｓｔｈ１となるように所定の組電池の充放電指示値を補正することとした。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、その補正分の充放電指示値に対応する充電電力が所定の組電池とは別の組電池の充電量に分配されるように、別の組電池の充放電指示値を補正することとした。これにより、所定の組電池の過充電を回避することができるとともに、別の組電池の充電量を増加させることができるため、蓄電装置２の充電効率を向上させることができる。
【００５７】
（４）マスターＢＭＵ２３（１）は、補正後の電力指示値Ｐに基づいて充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の所定の組電池の放電制御を行う際、当該所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２以下になる可能性があると判断した場合には、所定の組電池の充電後のＳＯＣ値が過放電閾値Ｓｔｈ２となるように所定の組電池の充放電指示値を補正することとした。また、マスターＢＭＵ２３（１）は、その補正分の充電指示値に対応する放電電力が所定の組電池とは別の組電池の放電量に分配されるように、別の組電池の充放電指示値を補正することとした。これにより、所定の組電池の過放電を回避することができるとともに、別の組電池の放電量を増加させることができるため、蓄電装置２の電力出力を確保することができる。
【００５８】
（５）マスターＢＭＵ２３（１）は、組電池２１（１）〜２１（ｎ）のローテーションを行う際、充放電クラスタＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）の組電池の中にＳＯＣ値が１００％の組電池が存在する場合には、すなわち満充電状態の組電池が存在する場合には、当該組電池を均等化クラスタに移行させることとした。これにより、より効率的に組電池２１（１）〜２１（ｎ）の均等化処理を実行することが可能となる。
【００５９】
（６）クラスタ総数ｍを式ｆ１に基づいて設定することとした。これにより、クラスタ総数ｍを均等化処理時間Ｔｅに応じた、より適切な値に設定することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・クラスタ総数ｍは、２４個に限らず、均等化処理時間Ｔｅに応じた任意の数に設定可能である。クラスタ総数ｍは、均等化クラスタＣＬ（１）に属する組電池に対して均等化処理を行うために必要な最短時間以上の時間を確保することのできる値に設定されていればよい。
【００６１】
・充放電クラスタの数は、６個に限らず、単数乃至複数の任意の数に設定することが可能である。
【００６２】
・上記実施形態では、マスターＢＭＵ２３（１）がスレーブＢＭＵ２３（２）〜２３（ｎ）に対してクラスタの変更を指示することにより組電池２１（１）〜２１（ｎ）のクラスタの変更を行うこととした。これに代えて、例えば図３に示されるような時間帯とクラスタとの関係を示すマップをＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）のメモリに予め記憶させた上で、当該マップに基づいてＢＭＵ２３（１）〜２３（ｎ）が個別にクラスタを変更してもよい。
【００６３】
・図４に示される処理では、ステップＳ１０及びステップＳ１１の処理を省略してもよい。
【００６４】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６５】
ＣＬ（１）：均等化クラスタ
ＣＬ（２）：均等化準備クラスタ
ＣＬ（３）〜ＣＬ（ｍ）：充放電クラスタ
２：蓄電装置
２１（１）〜２１（ｎ）：組電池
２３（１）：マスターＢＭＵ（制御部）
【図１】
2016167928.tif 000005
【図２】
2016167928.tif 000006
【図３】
2016167928.tif 000007
【図４】
2016167928.tif 000008
【図５】
2016167928.tif 000009
【図６】
2016167928.tif 000010
【図７】
2016167928.tif 000011
【図８】
2016167928.tif 000012
【図９】
2016167928.tif 000013
【図１０】
2016167928.tif 000014
【図１１】
2016167928.tif 000015
【図１２】
2016167928.tif 000016
【図１３】
2016167928.tif 000017