説明

充電制御装置、充電制御方法

【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。

【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

【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。

【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】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−115898(P2013−115898A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−259081(P2011−259081)
【出願日】平成23年11月28日(2011.11.28)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】