(57)【要約】【課題】集中制御を行うことなく、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を実現する。【解決手段】電源システム１は、電源１０、負荷２０、および、３つの蓄電装置３０ａ〜３０ｃを有する。各蓄電装置３０ａ〜３０ｃは、蓄電池３１、ＣＰＵ３２およびメモリ３３を有し、個別に放電制御を行う。具体的には、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃにおいて、ＣＰＵ３２は、蓄電池３１のＳＯＨ（State of health）を取得し、取得したＳＯＨとメモリ３３に記憶された情報（蓄電池３１の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報）とに基づいて、遅延時間を決定し、電源１０から供給される電力の負荷２０による消費の検出が行われてから遅延時間が経過したときに、放電を行う。これにより、蓄電装置３０ａ〜３０ｃの蓄電池３１が順番に（劣化度が低い蓄電池３１が優先して）放電を行うことになる。【選択図】図１
2016025732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
前記電源と電気的に接続された、負荷と、
前記電源に対して並列的に接続されると共に、前記負荷と電気的に接続された、複数の蓄電装置と、を備え、
前記複数の蓄電装置は、それぞれ、
前記電源から供給される電力を蓄積する、蓄電池と、
前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する、記憶部と、
前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得部と、
前記取得部が取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定部と、
前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定部が決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御部と、
を有することを特徴とする、電源システム。
【請求項２】
前記検出は、前記電源から前記負荷に流れる電流値が所定の閾値を超えたときに行われるものであり、
前記放電制御部は、前記電流値が前記閾値以下となるように前記放電を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記劣化度データがＳＯＨ（State of health：初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比率）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の電源システム。
【請求項４】
電源と、前記電源と電気的に接続された負荷と、前記電源に対して並列的に接続されると共に前記負荷と電気的に接続された複数の蓄電装置と、を含み、前記複数の蓄電装置のそれぞれが、前記電源から供給される電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する記憶部と、を有する電源システムの制御方法であって、
前記複数の蓄電装置のそれぞれにおいて、
前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得ステップと、
前記取得ステップの後、前記取得ステップで取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定ステップと、
前記決定ステップの後、前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定ステップで決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御ステップと、
を行うことを特徴とする、電源システムの制御方法。
【請求項５】
電源と、前記電源と電気的に接続された負荷と、前記電源に対して並列的に接続されると共に前記負荷と電気的に接続された複数の蓄電装置と、を含み、前記複数の蓄電装置のそれぞれが、前記電源から供給される電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する記憶部と、を有する電源システムの制御プログラムであって、
前記複数の蓄電装置のそれぞれを、
前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得手段、
前記取得手段が取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定手段、および、
前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定手段が決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御手段、
として機能させることを特徴とする、電源システムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電池を含む電源システム、その制御方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電池を含む電源システムにおいて、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を行う技術が知られている。例えば特許文献１（図１）には、複数の蓄電池２１と接続された制御装置１３が、蓄電池２１の充電状態および充放電回数に応じて予め設定された充電順番テーブルを参照し、複数の蓄電池２１から取得された充電状態および充放電回数に基づいて、複数の蓄電池２１に対して優先的に放電を行う放電順位を決定することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９２３２７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（図１）では、複数の蓄電池２１と接続された制御装置１３が、放電順位を決定するための種々の処理を行う。このような集中制御（即ち、１つの制御装置によって複数の蓄電池を一括して制御すること）を行う場合、制御装置と各蓄電池とを繋ぐ配線が必要であり、また、蓄電池を新たに追加した際や既存の蓄電池が故障等で使用不能となった際に、制御装置に対する設定作業が必要である。
【０００５】
本発明の目的は、集中制御を行うことなく、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を実現することができる、電源システム、その制御方法および制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点によると、電源と、前記電源と電気的に接続された、負荷と、前記電源に対して並列的に接続されると共に、前記負荷と電気的に接続された、複数の蓄電装置と、を備え、前記複数の蓄電装置は、それぞれ、前記電源から供給される電力を蓄積する、蓄電池と、前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する、記憶部と、前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得部と、前記取得部が取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定部と、前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定部が決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御部と、を有することを特徴とする、電源システムが提供される。
【０００７】
本発明の第２観点によると、電源と、前記電源と電気的に接続された負荷と、前記電源に対して並列的に接続されると共に前記負荷と電気的に接続された複数の蓄電装置と、を含み、前記複数の蓄電装置のそれぞれが、前記電源から供給される電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する記憶部と、を有する電源システムの制御方法であって、前記複数の蓄電装置のそれぞれにおいて、前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得ステップと、前記取得ステップの後、前記取得ステップで取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定ステップと、前記決定ステップの後、前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定ステップで決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御ステップと、を行うことを特徴とする、電源システムの制御方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３観点によると、電源と、前記電源と電気的に接続された負荷と、前記電源に対して並列的に接続されると共に前記負荷と電気的に接続された複数の蓄電装置と、を含み、前記複数の蓄電装置のそれぞれが、前記電源から供給される電力を蓄積する蓄電池と、前記蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報であって前記劣化度が低いほど前記遅延時間が短く設定された情報を記憶する記憶部と、を有する電源システムの制御プログラムであって、前記複数の蓄電装置のそれぞれを、前記劣化度を示す劣化度データを取得する、取得手段、前記取得手段が取得した劣化度データと前記記憶部に記憶された情報とに基づいて前記遅延時間を決定する、決定手段、および、前記電源から供給される電力の前記負荷による消費の検出が行われてから前記決定手段が決定した遅延時間が経過したときに、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷に放出する放電を行う、放電制御手段、として機能させることを特徴とする、電源システムの制御プログラムが提供される。
【０００９】
上記第１〜第３観点によれば、集中制御を行うことなく、各蓄電装置が放電制御を行い、劣化度が低い蓄電池ほど先に放電を行い、蓄電池の劣化度を均等化するような運転が実現される。即ち、集中制御を行うことなく、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を実現することができる。ひいては、集中制御を行わないことから、制御装置と各蓄電池とを繋ぐ配線が不要であり、また、蓄電池を新たに追加した際や既存の蓄電池が故障等で使用不能となった際の設定作業も不要である。
【００１０】
上記第１観点において、前記検出は、前記電源から前記負荷に流れる電流値が所定の閾値を超えたときに行われるものであり、前記放電制御部は、前記電流値が前記閾値以下となるように前記放電を行ってよい。この場合、基本的には、１つの蓄電池が放電を行っているときに他の蓄電池が放電を行わない（即ち、複数の蓄電池が１つずつ順番に放電を行う）こととなり、放電制御が容易である。
【００１１】
上記第１観点において、前記劣化度データがＳＯＨ（State of health：初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比率）を含んでよい。この場合、劣化度を適確に把握することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、集中制御を行うことなく、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源システムにおいて各蓄電装置のＣＰＵが個別に実行するルーチンを示すフロー図である。
【図３】蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る電源システム１の全体構成について説明する。
【００１６】
電源システム１は、電力を供給する電源１０、電力を消費する負荷２０、および、３つの蓄電装置３０ａ〜３０ｃを有する。
【００１７】
電源１０は、電力系統、燃料電池等から構成される。また、電源１０が供給する電力は、自然エネルギー（風力、太陽光等）を利用したものであってもよい。
【００１８】
負荷２０は、配線を介して、電源１０と電気的に接続されている。
【００１９】
蓄電装置３０ａ〜３０ｃは、配線を介して、電源１０に対して並列的に接続されると共に、負荷２０と電気的に接続されている。蓄電装置３０ａ〜３０ｃは、互いに同じ構成であり、それぞれ、蓄電池３１、ＣＰＵ３２、メモリ３３および充放電制御部３４を有する。
【００２０】
メモリ３３は、ＣＰＵ３２が実行するプログラム、ＣＰＵ３２がプログラムを実行するときに必要なデータ等を記憶する。
【００２１】
ＣＰＵ３２は、メモリ３３に記憶されたプログラムを読み出して実行する。ＣＰＵ３２は、プログラムにしたがい充放電制御部３４を制御して、電源１０から供給される電力を蓄電池３１に蓄積する充電を行い、また、蓄電池３１に蓄積された電力を負荷２０に放出する放電を行う。
【００２２】
次いで、図２および図３を参照し、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃのＣＰＵ３２が個別に実行するルーチン（本発明に係る制御方法及び制御プログラムの一実施形態）について説明する。
【００２３】
図２に示すように、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃのＣＰＵ３２は、先ず、当該蓄電装置３０ａ〜３０ｃに含まれる蓄電池３１のＳＯＨ（State of health）を取得する（Ｓ１）。ＳＯＨは、蓄電池３１の劣化度を示すデータ（劣化度データ）であり、初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比率をいう。ＳＯＨの算出は、蓄電池３１の電流、電圧、抵抗、温度等を適時に測定した結果に基づいて、当該ＣＰＵ３２又は他の構成要素によって、行われる。
【００２４】
Ｓ１の後、ＣＰＵ３２は、Ｓ１で取得したＳＯＨとメモリ３３に記憶された情報とに基づいて、遅延時間を決定する（Ｓ２）。
【００２５】
各蓄電装置３０ａ〜３０ｃのメモリ３３は、蓄電池３１の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報として、ＳＯＨと遅延時間との対応関係を示す計算式（図３に太線で示す負の比例定数の一次関数式）を記憶している。図３において、縦軸はＳＯＨ、横軸は遅延時間を示し、ＳＯＨが１００％のとき遅延時間が０であり、ＳＯＨが高い（即ち、劣化度が低い）ほど遅延時間が短く、ＳＯＨが低い（即ち、劣化度が高い）ほど遅延時間が長く設定されている。例えば、蓄電装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃに含まれる蓄電池３１のＳＯＨをＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ、遅延時間をＴａ，Ｔｂ，Ｔｃとしたときに、Ｓａ＞Ｓｃ＞Ｓｂの場合、Ｔａ＜Ｔｃ＜Ｔｂという関係が成り立つ。Ｓ２において、ＣＰＵ３２は、メモリ３３に記憶された計算式にＳ１で取得したＳＯＨを当てはめることで、遅延時間を算出し、決定する。
【００２６】
Ｓ２の後、ＣＰＵ３２は、電源１０から負荷２０に流れる電流値Ｉを検知するセンサ（図示略）からの信号に基づいて、電流値Ｉが所定の閾値Ｉｔ（例えば０）を超えたか否か（即ち、電源１０から供給される電力の負荷２０による消費の検出が行われたか否か）を判断する（Ｓ３）。
【００２７】
電流値Ｉが閾値Ｉｔ以下の場合（Ｓ３：ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、Ｓ３の処理を繰り返す。電流値Ｉが閾値Ｉｔを超えた場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、電流値Ｉが閾値Ｉｔを超えたと判断した時点から（即ち、電源１０から供給される電力の負荷２０による消費の検出が行われてから）、Ｓ２で決定した遅延時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４）。
【００２８】
遅延時間が経過していない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、処理をＳ３に戻す。遅延時間が経過した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、蓄電池３１に蓄積された電力を負荷２０に放出する放電を行う（Ｓ５）。放電（Ｓ５）は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかの条件が満たされた場合に終了する。即ち、放電（Ｓ５）の終了条件として、（ｉ）負荷２０の電力消費がなくなった場合、（ｉｉ）蓄電池３１の残量がなくなった場合、（ｉｉｉ）蓄電池３１の残量が蓄電池３１に対して設定した放電終了残量に達した場合、および、（ｉｖ）放電（Ｓ５）が開始されてから蓄電池３１に対して設定した放電時間が経過した場合がある。放電（Ｓ５）の終了条件は、蓄電装置３０ａ〜３０ｃにおいて同じである。当該放電（Ｓ５）は、電流値Ｉが閾値Ｉｔ以下（例えば０）となるように、また、その時点で検出されている負荷２０の電力消費分を相殺するように、行われる。Ｓ５の後、ＣＰＵ３２は、当該ルーチンを終了する。
【００２９】
なお、当該ルーチンは、繰り返し行われる。
【００３０】
例えば、図３に示すように、蓄電装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃに含まれる蓄電池３１のＳＯＨをＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ、遅延時間をＴａ，Ｔｂ，Ｔｃとしたときに、初期状態においてＳａ＞Ｓｃ＞Ｓｂの場合、ＳＯＨが最も高い（即ち、劣化度が最も低い）蓄電装置３０ａの蓄電池３１が、最初に放電を行う。放電に伴い、蓄電池３１の劣化度が上昇する（即ち、ＳＯＨが低下する）。したがって、蓄電装置３０ａにおいて、放電（Ｓ５）が行われた後、再び上記ルーチンが開始され、ＳＯＨ（Ｓａ）の取得（Ｓ１）が行われると、当該ＳＯＨは前回のルーチンで取得されたＳＯＨよりも低くなる。
【００３１】
そして、Ｓａ＜Ｓｃとなると、蓄電装置３０ｃの蓄電池３１が放電を行うことになる。その後、Ｓｃが低下し、Ｓａ＞Ｓｃとなると、蓄電装置３０ａの蓄電池３１が再び放電を行う。このようにＳａ＞Ｓｃの場合とＳａ＜Ｓｃの場合とが繰り返され、蓄電装置３０ａの蓄電池３１と蓄電装置３０ｃの蓄電池３１とが交互に放電を行う。これにより、Ｓａ，ＳｃがＳｂに近づいていく（即ち、蓄電装置３０ａ〜３０ｃの蓄電池３１の劣化度が均等化されていく）。そして、Ｓｂ＞ＳａかつＳｂ＞Ｓｃとなると、蓄電装置３０ｂの蓄電池３１が放電を行い、その後、蓄電装置３０ａ〜３０ｃの蓄電池３１が順番に（劣化度が低い蓄電池３１が優先して）放電を行うことになる。
【００３２】
なお、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃに設定された遅延時間によっては、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃから負荷２０への電力供給が途切れる場合もある。例えば、一の蓄電装置の放電（Ｓ５）が終了した時点で他の蓄電装置に設定された遅延時間が経過していなければ、他の蓄電装置から負荷２０への電力供給は行われない。この場合、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃから負荷２０への電力供給が行われない期間については、電源１０との連系動作によって、電源１０から負荷２０に電力が供給される。このため、負荷２０への電力供給は途切れることなく行われる。
【００３３】
以上に述べたように、本実施形態によれば、集中制御を行うことなく、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃが放電制御を行い、劣化度が低い蓄電池３１ほど先に放電を行い、蓄電池３１の劣化度を均等化するような運転が実現される。即ち、集中制御を行うことなく、複数の蓄電池の劣化度が均等化するような運転を実現することができる。ひいては、集中制御を行わないことから、制御装置と各蓄電池とを繋ぐ配線が不要であり、また、蓄電池を新たに追加した際や既存の蓄電池が故障等で使用不能となった際の設定作業も不要である。
【００３４】
Ｓ３において、負荷２０による電力消費の検出が行われたか否かの検出は、電源１０から負荷２０に流れる電流値Ｉが所定の閾値Ｉｔ（例えば０）を超えたときに行われるものである。そして、ＣＰＵ３２は、Ｓ５において、電流値Ｉが閾値Ｉｔ以下（例えば０）となるように放電を行う。この場合、基本的には、１つの蓄電池３１が放電を行っているときに他の蓄電池３１が放電を行わない（即ち、複数の蓄電池３１が１つずつ順番に放電を行う）こととなり、放電制御が容易である。
【００３５】
本実施形態では、劣化度データとして、ＳＯＨ（State of health：初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比率）を用いる。この場合、劣化度を適確に把握することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００３７】
・本発明に係る電源システムに含まれる蓄電装置の数は、上述の実施形態では３つであるが、これに限定されず、２以上の任意の自然数であってよい。
・本発明に係る電源システムに含まれる負荷の数は、上述の実施形態では１つであるが、これに限定されず、任意の自然数であってよい。
・蓄電池の劣化度と遅延時間との対応関係を示す情報は、計算式の他、テーブル等であってもよい。また、計算式やテーブルの内容は、劣化度が低いほど遅延時間が短く設定されている限り、任意である。
・負荷による電力消費の検出が行われたか否かの判断基準となる閾値は、０に限定されず、任意である。
・劣化度データは、上述の実施形態ではＳＯＨを用いたが、これに限定されず、ＳＯＨの代わりに又はＳＯＨに加えて、ＳＯＨ以外のデータを用いてもよい。
・放電制御部は、電流値が所定の閾値以下となるように放電を行うことに限定されない。
・複数の蓄電池のうち１つの蓄電池が放電を行っているときに他の蓄電池が放電を行わない（即ち、複数の蓄電池が１つずつ順番に放電を行う）ことに限定されず、２以上の蓄電池が同時に放電を行ってもよい。例えば、２以上の蓄電池において劣化度が同一の場合、当該２以上の蓄電池が同時に放電を行ってよい。この場合、各蓄電池は、その時点で検出されている負荷の電力消費分を蓄電池の数で割った分の電力を放出してよい。
・上述の実施形態では、「各蓄電装置３０ａ〜３０ｃに設定された遅延時間によっては、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃから負荷２０への電力供給が途切れる場合もある」と説明したが、各蓄電装置３０ａ〜３０ｃから負荷２０への電力供給を途切れさせないため、放電制御が複雑になるが、以下のように構成することもできる。即ち、一の蓄電装置の放電が終了する前に放電量を徐々に減少させることで、他の蓄電装置に設定された遅延時間が経過するまで一の蓄電装置の放電を継続させ、一の蓄電装置の放電と他の蓄電装置の放電との時間帯を重複させることもできる。この場合、負荷２０の消費電力に対して一の蓄電装置の放電電力で不足する電力については、電源１０との連系動作により、電源１０から負荷２０に供給される。
・充放電制御部３４を充電制御部と放電制御部とに分けて（即ち、電源システムが互いに独立した充電制御部および放電制御部を含むという構成であって）もよい。また、上述の実施形態では、充放電制御部３４とＣＰＵ３２とを互いに独立した構成要素として分けて記載しているが、これに限定されない。例えば、ＣＰＵ３２の機能（取得部、決定部）および／またはメモリ３３の機能（記憶部）を、充放電制御部３４に内蔵させてもよい。
・本発明に係る制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のリムーバブル型記録媒体やハードディスク等の固定型記録媒体に記録して配布可能であり、また、通信回線を介して配布可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電源システム
１０  電源
２０  負荷
３０ａ〜３０ｃ  蓄電装置
３１  蓄電池
３２  ＣＰＵ（取得部、決定部）
３３  メモリ（記憶部）
３４  充放電制御部（放電制御部）
【図１】
2016025732.tif 000003
【図２】
2016025732.tif 000004
【図３】
2016025732.tif 000005