蓄電制御装置、蓄電システム及び制御プログラム
【課題】蓄電システムにおいて、蓄電池の寿命や充放電特性を向上させ、かつ加熱・放熱のために要するエネルギー消費を低減させる。
【解決手段】実施形態の蓄電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置であり、蓄電制御装置の制御手段は、蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、制御系統毎に独立して充放電を行わせて、蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する。
【解決手段】実施形態の蓄電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置であり、蓄電制御装置の制御手段は、蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、制御系統毎に独立して充放電を行わせて、蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電制御装置、蓄電システム及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＴ（Information and Communications Technology)を利用して電力需給を最適化するスマートグリッドにおいて、電力系統における需給調整や、需要家における安定稼働やピークカット・シフト、太陽光等の自然エネルギーの発電電力の変動を吸収することを目的として蓄電池の活用が進んでいる（たとえば、特許文献１参照）。
また、蓄電池は、使用温度が充放電特性や劣化度合に影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蓄電池は、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して充電し、またその逆変換により放電するものであり、充電と放電を繰り返し行うことができる。充電または放電のエネルギー変換時には、一部が熱エネルギーとして放出される。たとえば、鉛蓄電池は放電時には吸熱し、充電時には発熱する。また、リチウムイオン蓄電池は、放電時には発熱し、充電時には吸熱することが知られている。蓄電池の温度は、蓄電池の劣化や充放電特性に影響を及ぼすため、適切な温度範囲で使用されることが望ましい。
【０００５】
したがって、蓄電池に対する冷却または加熱対策は規模の大きな蓄電池システムでは特に重要となる。このため、蓄電池の周囲温度及び蓄電池の発熱や吸熱による温度変化に対する対策としては、冷却用ファンやヒートパイプが用いられるが、設置のためのコストや運転のための電力等のエネルギーが必要となり、蓄電池システムとしてのエネルギー効率に影響する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、蓄電池の寿命や充放電特性を向上させ、かつ加熱・放熱のために要するエネルギー消費を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の蓄電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置である。
そして、蓄電制御装置の制御手段は、蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、制御系統毎に独立して充放電を行わせて、蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
【図３】図３は、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
【図４】図４は、蓄電池の設置例の説明図である。
【図５】図５は、充電制御の説明図である。
【図６】図６は、第２実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
【図７】図７は、蓄電池の発吸熱量テーブルの一例の説明図である。
【図８】図８は、蓄電池の充放電温度特性例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。図１においては、図示の簡略化のため、充電時の発吸熱特性が異なる２種類の蓄電池を、それぞれ直列に接続した蓄電池群をそれぞれ一系統ずつ図示している。また、図１においては、各蓄電池群は、離間して配置して図示しているが、実際には、充電時の発吸熱特性が互いに異なる蓄電池同士が熱良導体により熱結合されている。なお、同一種類の蓄電池において、複数系統の蓄電池群を設ける場合、これらを一つの充放電制御部により一体に制御してもよいし、各系統を独立に制御する複数の充放電制御部を備えるようにしてもよい。
【０００９】
蓄電システム１０は、図１に示すように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する第１の種類の複数個の蓄電池１１Ａを備えた蓄電池群１１と、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有するとともに、蓄電池群１１を構成する対応する蓄電池と熱良導体（たとえば、銅、アルミニウムで形成）により熱結合された第２の種類の複数個の蓄電池１２Ａで構成された蓄電池群１２と、電力線ＰＳに接続され、蓄電池群１１を構成する第１の種類の蓄電池１１Ａに対する充放電制御を行う第１充放電制御部１３と、電力線ＰＳに接続され、蓄電池群１２を構成する第２の種類の複数個の蓄電池１２Ａに対する充放電制御を行う第２充放電制御部１４と、蓄電池群１１の温度を計測する温度計１５と、蓄電池群１２の温度を計測する温度計１６と、温度計１５、１６により計測した温度及び予め設定された充放電計画に基づいて第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４を制御する充放電計画部１７と、を備えている。
さらに充放電計画部１７は、外部インタフェース部１８を介して、当該充放電計画部１７の設定等を行う外部のホストコンピュータ１９に接続されている。
【００１０】
本第１実施形態では、蓄電池群１１の発熱量と、蓄電池群１２の吸熱量と、がほぼ等しくなるように制御し、あるいは、蓄電池群１１の吸熱量と、蓄電池群１２の発熱量と、がほぼ等しくなるように制御しつつ、蓄電システム１０全体の充電量及び放電量を制御している。すなわち、理想的な制御状態下では、蓄電システム１０は、周囲温度に影響を与えることがなく、周囲温度を変化させる外的要因がない限り周囲温度を一定に保つことが可能となる。
【００１１】
まず、第１実施形態の動作説明に先立ち、蓄電池群１１及び蓄電池群１２のそれぞれを構成する蓄電池について説明する。
蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、上述したように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有しており、たとえば、リチウムイオン電池が一例として挙げられる。
一方、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、上述したように、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有しており、たとえば、ニッケル水素二次電池が一例として挙げられる。
【００１２】
図２は、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
図２に示すように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、充電にしたがって発熱して、温度が上昇していることがわかる。
【００１３】
図３は、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
図３に示すように充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、充電にしたがって吸熱して、温度が低下していることがわかる。
【００１４】
図４は、蓄電池の設置例の説明図である。
図４においては、蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａと、を交互に配置した場合の模式図である。このように蓄電池を交互に配置し、充電時の発吸熱特性が互いに異なる蓄電池同士を熱良導体により熱結合させている。
【００１５】
次に第１実施形態の動作を説明する。
図５は、充電制御の説明図である。
図５（ａ）は、蓄電システム全体の充電量と、種類の異なる蓄電池でそれぞれ構成された各蓄電池群への充電量の割合の制御状態の説明図である。
図５（ａ）に示すように、本第１実施形態の蓄電システム１０においては、充放電計画部１７は、時刻ｔ１になると充電を開始する。
【００１６】
そして、充放電計画部１７は、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４を制御し、蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａ全体の充電量Ｐ＿ａと、当該蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａに熱結合された蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａ全体の充電量Ｐ＿ｂと、の合計の充電量Ｐが一定になるようにする。
Ｐ＝Ｐ＿ａ＋Ｐ＿ｂ＝ｃｏｎｓｔ.
そして、充放電計画部１７は、時刻ｔ２に至ると、充電を停止する。
【００１７】
図５（ｂ）は、第１実施形態において理想的な制御を行った場合の蓄電池周辺の温度変化の説明図である。
図５（ａ）に示したように、充電量を一定量確保しつつ、図５（ｂ）に示すように、蓄電池群１１の単位時間当たりの総発熱量ＱＨ１１（上部の斜線部の面積に相当）と蓄電池群１２の単位時間当たりの総吸熱量ＱＣ１２（下部の斜線部の面積に相当）と、蓄電池群１１の単位時間当たりの総吸熱量ＱＣ１１（下部の斜線部の面積に相当）と蓄電池群１２の単位時間当たりの総発熱量ＱＨ１２（上部の斜線部の面積に相当）と、をそれぞれ等しくするように制御すれば、蓄電システム１０全体としては、発熱も吸熱も行わない状態となり、外的な要因により周囲温度が変動しない限り、周囲温度を一定温度範囲内に保つことが可能となっている。なお、図５（ｂ）において、ＴＨａは、発熱時の電池１１Ａの温度、ＴＨｂは、発熱時の電池１２Ａの温度、ＴＣａは、吸熱時の電池１１Ａの温度、ＴＣｂは、吸熱時の電池１２Ａの温度である。
【００１８】
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、蓄電システム１０の装置内の温度上昇や低下が避けられ、蓄電システム１０のうち、少なくとも蓄電池群１１及び蓄電池群１２を周囲温度の変化が少ない場所に設置しておけば、冷却のためのファンや加熱のためのヒータが不要となる。
また、以上の説明においては、用いる蓄電池が２種類の場合について説明したが、充放電時の発吸熱特性の異なる３種類以上の蓄電池を用いるようにすることも可能である。
さらに用いる複数種類の蓄電池の容量は同一でなくともよい。
【００１９】
［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
蓄電池は各々の特性に応じて、推奨動作温度範囲が存在する。推奨動作範囲を超えた温度における蓄電池の使用（充放電）は、蓄電池の充放電特性や劣化度合に大きく影響する。このため、蓄電池は、できる限り推奨動作温度範囲内で動作させるのが望ましい。この推奨動作温度範囲は、通常、蓄電池の製造者から提示されている。
図６は、第２実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
第２実施形態の蓄電システム１０Ａが、第１実施形態の蓄電システム１０と異なる点は、蓄電システム１０Ａが設けられている周囲（特に、蓄電池群１１、１２が配置されている周囲）の温度を測定する周囲温度計２０を設けた点である。
【００２０】
第２実施形態においては、充放電計画部１７に対し、外部インタフェース部１８を介して外部のホストコンピュータ１９から蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａの推奨動作温度範囲を入力する。
そして、周囲温度計２０から得られる周囲温度が、記憶した推奨動作温度範囲と比較して低温の場合は、発熱する特性を有する蓄電池への充放電量の割合が高くなるよう制御する。具体的には、蓄電池１１Ａとしてリチウムイオン電池を用い、蓄電池１２Ａとしてニッケル水素二次電池を用いて充電を行う場合には、蓄電池１１Ａへの充電量の割合が高くなるよう制御する。
【００２１】
一方、記憶した推奨動作温度範囲と比較して周囲温度が高温の場合は、吸熱する特性を有する蓄電池への充放電量の割合が高くなるよう制御する。具体的には、蓄電池１１Ａとしてリチウムイオン電池を用い、蓄電池１２Ａとしてニッケル水素二次電池を用いて充電を行う場合には、蓄電池１２Ａへの充電量の割合が高くなるよう制御する。
このように、吸熱または発熱する割合を制御するので、周囲温度が推奨動作温度範囲に無い場合でも、冷却のためのファンや加熱のためのヒータが不要で推奨動作温度範囲での充放電が可能となり、蓄電池の能力を最大限に生かすことができる。
【００２２】
［３］第３実施形態
蓄電池の発吸熱反応は、蓄電池に蓄えられている現在の蓄電量と、蓄電池の充放電可能な全容量と、の比率を示す残容量比（％）によって発吸熱特性の数値が変化することが知られている。
そこで、本第３実施形態は、残容量比に基づいて、より正確に充放電制御を行って、所望の温度範囲に制御する場合の実施形態である。
【００２３】
この場合において、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４は、蓄電池各々の残容量を計測する機能を備えているものとする。
以下の説明においては、蓄電システムの構成は、第２実施形態の蓄電システム１０Ａと同様であるので、図６を参照して説明を行うものとする。
【００２４】
次に第３実施形態の動作について説明する。
まず、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４は、蓄電池各々の残容量を計測し、充放電計画部１７に通知する。
また、充放電計画部１７は、外部インタフェース部１８を介して、外部のホストコンピュータ１９から蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａの残容量と、周囲温度と、をパラメータとして、単位充放電量当たりの発吸熱量を示す参照テーブルを取得する。
【００２５】
図７は、蓄電池の発吸熱量テーブルの一例の説明図である。
この発吸熱量テーブル３０は、充放電時の発吸熱特性が異なる電池毎にそれぞれ設けられている。
発吸熱量テーブル３０を構成している発吸熱量データａ１、ａ２、…、ａｉ、…、ａｋは、蓄電池１１Ａ、１２Ａの製造者から提供されたデータあるいは蓄電システム１０Ａの運用により得られたデータを使用することとなる。
図８は、蓄電池の充放電温度特性例の説明図である。
たとえば、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、図８（ａ）に示すように、残容量が多いほど、発熱して、温度が上昇していることがわかる。
また、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、図８（ｂ）に示すように、残容量が多いほど、吸熱して、温度が低下していることがわかる。
そこで、図８に示したような、蓄電池の充放電温度特性にしたがって、発吸熱量テーブル３０を作成する。
そして、発吸熱量データａ１、ａ２、…、ａｉ、…ａｋとしては、発熱量を表す場合には正値（＞０）とし、吸熱量を表す場合には負値（＜０）とする。
【００２６】
上記構成において、図７に示す発吸熱量テーブル３０が蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａに対応するものである場合、蓄電池１１Ａの残容量と温度計１５により計測した温度から、充放電計画部１７は、蓄電池１１Ａの充電を行おうとする場合には、発吸熱量テーブル３０を参照して、当該時点における蓄電池１１Ａの発熱量または吸熱量を計算して、蓄電池１１Ａで構成される蓄電池群１１に配分する電力量を決定する。
【００２７】
より具体的には、周囲温度が−２０℃であり、蓄電池１１Ａの残容量が１０％である場合には、充放電計画部１７は、吸熱量あるいは発熱量＝ａ２を読み出して、制御を行うこととなる。
このように、本第３実施形態によれば、蓄電池の実際の残容量比に基づいて、充放電量に対する吸熱または発熱する量を予め計算して制御するので、より正確な温度管理が可能となる。
【００２８】
［４］第４実施形態
以上の各実施形態は、充電時あるいは放電時の温度を測定して制御を行うものであったが、充電及び放電は、蓄電システムの稼働中、常時行っているものでは無く、必要あるいは充放電計画に基づいて行うものである。
ところで、実際に充電あるいは放電を行う時点で、温度制御を行おうとしても、周囲温度を上昇させたいのに、充電時に吸熱反応となる電池に充電を行う必要があったり、逆に周囲温度を低下させたいのに充電時に発熱反応となる電池に充電を行う必要があったりした場合には、所望の温度制御を行うことができない。
【００２９】
そこで、本第４実施形態は、次回の充放電制御を考慮して、今回の充放電制御を行う場合の実施形態である。
この場合において、充放電計画部１７は、充放電の時刻と電力量の予約を可能とするため、充放電計画部１７は、時刻を管理するタイマ機能を備えている。
さらに充放電計画部１７は、充電または放電のスケジュール情報（＝開始時刻情報、継続時間情報及び充電／放電電力量情報）が予め設定され、複数のスケジュール情報を記憶するスケジュール記憶機能を備えている。
この場合において、充放電計画部１７は、時刻情報とともに周囲温度を所定周期で記憶し、時刻に応じた周囲温度の履歴情報を２４時間分乃至１年分保持することにより（あるいは、そのような履歴情報をホストコンピュータ１９から取得することにより）、充放電時間帯の周囲温度を把握し推定することが可能となっている。
【００３０】
そして、充放電計画部１７は、現在時刻（現在日時も含む）、スケジュール情報及び履歴情報に基づいて、次回の充電開始時刻または放電開始時刻の周囲温度を推定する。この場合において、推定する周囲温度は、変動可能性を考慮するため、数日分の履歴情報を参照してそれらの平均値を周囲温度として推定してもよい。
【００３１】
そして、現在時刻（現在日時も含む）、スケジュール情報及び履歴情報に基づいて、推定した次回の充電開始時刻または放電開始時刻の周囲温度が、予め設定された推奨動作温度範囲と比較して高温または低温であると判定される場合は、次回の充電開始後または放電開始後において、周囲温度が推奨動作温度範囲となるように、吸熱あるいは発熱する蓄電池群を優先的に充放電可能となるように、今回の充電完了時または放電完了時に、次回の充電開始時あるいは放電開始時に優先的に充放電する蓄電池が充放電を可能となるように残容量を制御しておくこととなる。
【００３２】
たとえば、スケジュール情報に基づいて、今回は充電を行い、次回は放電を行うようにスケジュールが予約されており、周囲温度の履歴情報から推定した次回放電の開始時刻の周囲温度が予め設定されている推奨動作温度範囲と比較して高温であると判定される場合、放電時に吸熱する特性のある蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａの放電量の割合を大きくすることが望まれる。
このため、今回の充電完了時には、蓄電池群１１への充電割合を上げて蓄電池群１１全体の残容量を高くしておくこととなる。
【００３３】
また、スケジュール情報に基づいて、今回は放電を行い、次回は充電を行うようにスケジュールが予約されている場合は、今回の放電完了時に、蓄電池群１１の放電量の割合を抑えて蓄電池群１１の残容量を高くしておくこととなる。
同様にして、次回の充電開始時刻又は放電開始時刻における推定した周囲温度が推奨動作温度範囲と比較して低温である場合も残容量を同様に制御する。
このように、本第４実施形態によれば、次回の充放電開始時に使用する蓄電池の容量を事前に調整することにより、推奨動作温度範囲での運転が容易になり、効率的な充放電を行うことができる。
【００３４】
［５］実施形態の変形例
以上の説明では、述べなかったが、実際の蓄電池システムには、蓄電池群１１、１２を冷却する冷却ファンや、加熱する加熱ヒータ等が備えられている。
したがって、上述した実施形態にしたがって、充放電制御、ひいては、温度制御を行ったにもかかわらず、推奨動作温度範囲を含む使用温度範囲を逸脱した、あるいは、逸脱しそうとなった場合にのみ、これらのファンやヒータを駆動する構成を採ることにより、駆動のための電力等のエネルギー消費を低減させることが可能となる。
【００３５】
以上の説明においては、充放電時の発吸熱特性が異なる複数種類の蓄電池を別系統として制御を行っていたが、充放電時の発吸熱特性が同一の蓄電池を複数系統に分割して制御し、一方を充電系統、他方を放電系統として、同様の制御を行うように構成することも可能である。
【００３６】
本実施形態の蓄電制御装置（充放電計画部１７）は、ＣＰＵ等の制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ等の記憶装置と、ＵＳＢやＬＡＮ等の外部との入出力インタフェースを備えた専用の組込用コンピュータのハードウェア構成としたり、ＣＰＵ等の制御装置と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置等の外部記憶装置、ディスプレイ装置等の表示装置、キーボードやマウス等の入力装置を備えた通常のコンピュータを利用したハードウェア構成としたりすることが可能となっている。
【００３７】
本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００３８】
また、本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００３９】
また、本実施形態の蓄電制御装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ 蓄電システム
１１、１２ 蓄電池群
１１Ａ、１２Ａ 蓄電池
１３ 第１充放電制御部
１４ 第２充放電制御部
１５ 温度計
１６ 温度計
１７ 充放電計画部
１８ 外部インタフェース
１９ ホストコンピュータ
２０ 周囲温度計
３０ 発吸熱量テーブル
ＰＳ 電力線
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電制御装置、蓄電システム及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＴ（Information and Communications Technology)を利用して電力需給を最適化するスマートグリッドにおいて、電力系統における需給調整や、需要家における安定稼働やピークカット・シフト、太陽光等の自然エネルギーの発電電力の変動を吸収することを目的として蓄電池の活用が進んでいる（たとえば、特許文献１参照）。
また、蓄電池は、使用温度が充放電特性や劣化度合に影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蓄電池は、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して充電し、またその逆変換により放電するものであり、充電と放電を繰り返し行うことができる。充電または放電のエネルギー変換時には、一部が熱エネルギーとして放出される。たとえば、鉛蓄電池は放電時には吸熱し、充電時には発熱する。また、リチウムイオン蓄電池は、放電時には発熱し、充電時には吸熱することが知られている。蓄電池の温度は、蓄電池の劣化や充放電特性に影響を及ぼすため、適切な温度範囲で使用されることが望ましい。
【０００５】
したがって、蓄電池に対する冷却または加熱対策は規模の大きな蓄電池システムでは特に重要となる。このため、蓄電池の周囲温度及び蓄電池の発熱や吸熱による温度変化に対する対策としては、冷却用ファンやヒートパイプが用いられるが、設置のためのコストや運転のための電力等のエネルギーが必要となり、蓄電池システムとしてのエネルギー効率に影響する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、蓄電池の寿命や充放電特性を向上させ、かつ加熱・放熱のために要するエネルギー消費を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の蓄電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置である。
そして、蓄電制御装置の制御手段は、蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、制御系統毎に独立して充放電を行わせて、蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
【図３】図３は、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
【図４】図４は、蓄電池の設置例の説明図である。
【図５】図５は、充電制御の説明図である。
【図６】図６は、第２実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
【図７】図７は、蓄電池の発吸熱量テーブルの一例の説明図である。
【図８】図８は、蓄電池の充放電温度特性例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。図１においては、図示の簡略化のため、充電時の発吸熱特性が異なる２種類の蓄電池を、それぞれ直列に接続した蓄電池群をそれぞれ一系統ずつ図示している。また、図１においては、各蓄電池群は、離間して配置して図示しているが、実際には、充電時の発吸熱特性が互いに異なる蓄電池同士が熱良導体により熱結合されている。なお、同一種類の蓄電池において、複数系統の蓄電池群を設ける場合、これらを一つの充放電制御部により一体に制御してもよいし、各系統を独立に制御する複数の充放電制御部を備えるようにしてもよい。
【０００９】
蓄電システム１０は、図１に示すように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する第１の種類の複数個の蓄電池１１Ａを備えた蓄電池群１１と、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有するとともに、蓄電池群１１を構成する対応する蓄電池と熱良導体（たとえば、銅、アルミニウムで形成）により熱結合された第２の種類の複数個の蓄電池１２Ａで構成された蓄電池群１２と、電力線ＰＳに接続され、蓄電池群１１を構成する第１の種類の蓄電池１１Ａに対する充放電制御を行う第１充放電制御部１３と、電力線ＰＳに接続され、蓄電池群１２を構成する第２の種類の複数個の蓄電池１２Ａに対する充放電制御を行う第２充放電制御部１４と、蓄電池群１１の温度を計測する温度計１５と、蓄電池群１２の温度を計測する温度計１６と、温度計１５、１６により計測した温度及び予め設定された充放電計画に基づいて第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４を制御する充放電計画部１７と、を備えている。
さらに充放電計画部１７は、外部インタフェース部１８を介して、当該充放電計画部１７の設定等を行う外部のホストコンピュータ１９に接続されている。
【００１０】
本第１実施形態では、蓄電池群１１の発熱量と、蓄電池群１２の吸熱量と、がほぼ等しくなるように制御し、あるいは、蓄電池群１１の吸熱量と、蓄電池群１２の発熱量と、がほぼ等しくなるように制御しつつ、蓄電システム１０全体の充電量及び放電量を制御している。すなわち、理想的な制御状態下では、蓄電システム１０は、周囲温度に影響を与えることがなく、周囲温度を変化させる外的要因がない限り周囲温度を一定に保つことが可能となる。
【００１１】
まず、第１実施形態の動作説明に先立ち、蓄電池群１１及び蓄電池群１２のそれぞれを構成する蓄電池について説明する。
蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、上述したように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有しており、たとえば、リチウムイオン電池が一例として挙げられる。
一方、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、上述したように、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有しており、たとえば、ニッケル水素二次電池が一例として挙げられる。
【００１２】
図２は、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
図２に示すように、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、充電にしたがって発熱して、温度が上昇していることがわかる。
【００１３】
図３は、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池を単体で充電した場合の当該蓄電池の温度変化の一例を示す図である。
図３に示すように充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、充電にしたがって吸熱して、温度が低下していることがわかる。
【００１４】
図４は、蓄電池の設置例の説明図である。
図４においては、蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａと、を交互に配置した場合の模式図である。このように蓄電池を交互に配置し、充電時の発吸熱特性が互いに異なる蓄電池同士を熱良導体により熱結合させている。
【００１５】
次に第１実施形態の動作を説明する。
図５は、充電制御の説明図である。
図５（ａ）は、蓄電システム全体の充電量と、種類の異なる蓄電池でそれぞれ構成された各蓄電池群への充電量の割合の制御状態の説明図である。
図５（ａ）に示すように、本第１実施形態の蓄電システム１０においては、充放電計画部１７は、時刻ｔ１になると充電を開始する。
【００１６】
そして、充放電計画部１７は、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４を制御し、蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａ全体の充電量Ｐ＿ａと、当該蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａに熱結合された蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａ全体の充電量Ｐ＿ｂと、の合計の充電量Ｐが一定になるようにする。
Ｐ＝Ｐ＿ａ＋Ｐ＿ｂ＝ｃｏｎｓｔ.
そして、充放電計画部１７は、時刻ｔ２に至ると、充電を停止する。
【００１７】
図５（ｂ）は、第１実施形態において理想的な制御を行った場合の蓄電池周辺の温度変化の説明図である。
図５（ａ）に示したように、充電量を一定量確保しつつ、図５（ｂ）に示すように、蓄電池群１１の単位時間当たりの総発熱量ＱＨ１１（上部の斜線部の面積に相当）と蓄電池群１２の単位時間当たりの総吸熱量ＱＣ１２（下部の斜線部の面積に相当）と、蓄電池群１１の単位時間当たりの総吸熱量ＱＣ１１（下部の斜線部の面積に相当）と蓄電池群１２の単位時間当たりの総発熱量ＱＨ１２（上部の斜線部の面積に相当）と、をそれぞれ等しくするように制御すれば、蓄電システム１０全体としては、発熱も吸熱も行わない状態となり、外的な要因により周囲温度が変動しない限り、周囲温度を一定温度範囲内に保つことが可能となっている。なお、図５（ｂ）において、ＴＨａは、発熱時の電池１１Ａの温度、ＴＨｂは、発熱時の電池１２Ａの温度、ＴＣａは、吸熱時の電池１１Ａの温度、ＴＣｂは、吸熱時の電池１２Ａの温度である。
【００１８】
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、蓄電システム１０の装置内の温度上昇や低下が避けられ、蓄電システム１０のうち、少なくとも蓄電池群１１及び蓄電池群１２を周囲温度の変化が少ない場所に設置しておけば、冷却のためのファンや加熱のためのヒータが不要となる。
また、以上の説明においては、用いる蓄電池が２種類の場合について説明したが、充放電時の発吸熱特性の異なる３種類以上の蓄電池を用いるようにすることも可能である。
さらに用いる複数種類の蓄電池の容量は同一でなくともよい。
【００１９】
［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
蓄電池は各々の特性に応じて、推奨動作温度範囲が存在する。推奨動作範囲を超えた温度における蓄電池の使用（充放電）は、蓄電池の充放電特性や劣化度合に大きく影響する。このため、蓄電池は、できる限り推奨動作温度範囲内で動作させるのが望ましい。この推奨動作温度範囲は、通常、蓄電池の製造者から提示されている。
図６は、第２実施形態の蓄電システムの概要構成ブロック図である。
第２実施形態の蓄電システム１０Ａが、第１実施形態の蓄電システム１０と異なる点は、蓄電システム１０Ａが設けられている周囲（特に、蓄電池群１１、１２が配置されている周囲）の温度を測定する周囲温度計２０を設けた点である。
【００２０】
第２実施形態においては、充放電計画部１７に対し、外部インタフェース部１８を介して外部のホストコンピュータ１９から蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａの推奨動作温度範囲を入力する。
そして、周囲温度計２０から得られる周囲温度が、記憶した推奨動作温度範囲と比較して低温の場合は、発熱する特性を有する蓄電池への充放電量の割合が高くなるよう制御する。具体的には、蓄電池１１Ａとしてリチウムイオン電池を用い、蓄電池１２Ａとしてニッケル水素二次電池を用いて充電を行う場合には、蓄電池１１Ａへの充電量の割合が高くなるよう制御する。
【００２１】
一方、記憶した推奨動作温度範囲と比較して周囲温度が高温の場合は、吸熱する特性を有する蓄電池への充放電量の割合が高くなるよう制御する。具体的には、蓄電池１１Ａとしてリチウムイオン電池を用い、蓄電池１２Ａとしてニッケル水素二次電池を用いて充電を行う場合には、蓄電池１２Ａへの充電量の割合が高くなるよう制御する。
このように、吸熱または発熱する割合を制御するので、周囲温度が推奨動作温度範囲に無い場合でも、冷却のためのファンや加熱のためのヒータが不要で推奨動作温度範囲での充放電が可能となり、蓄電池の能力を最大限に生かすことができる。
【００２２】
［３］第３実施形態
蓄電池の発吸熱反応は、蓄電池に蓄えられている現在の蓄電量と、蓄電池の充放電可能な全容量と、の比率を示す残容量比（％）によって発吸熱特性の数値が変化することが知られている。
そこで、本第３実施形態は、残容量比に基づいて、より正確に充放電制御を行って、所望の温度範囲に制御する場合の実施形態である。
【００２３】
この場合において、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４は、蓄電池各々の残容量を計測する機能を備えているものとする。
以下の説明においては、蓄電システムの構成は、第２実施形態の蓄電システム１０Ａと同様であるので、図６を参照して説明を行うものとする。
【００２４】
次に第３実施形態の動作について説明する。
まず、第１充放電制御部１３及び第２充放電制御部１４は、蓄電池各々の残容量を計測し、充放電計画部１７に通知する。
また、充放電計画部１７は、外部インタフェース部１８を介して、外部のホストコンピュータ１９から蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａと、蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａの残容量と、周囲温度と、をパラメータとして、単位充放電量当たりの発吸熱量を示す参照テーブルを取得する。
【００２５】
図７は、蓄電池の発吸熱量テーブルの一例の説明図である。
この発吸熱量テーブル３０は、充放電時の発吸熱特性が異なる電池毎にそれぞれ設けられている。
発吸熱量テーブル３０を構成している発吸熱量データａ１、ａ２、…、ａｉ、…、ａｋは、蓄電池１１Ａ、１２Ａの製造者から提供されたデータあるいは蓄電システム１０Ａの運用により得られたデータを使用することとなる。
図８は、蓄電池の充放電温度特性例の説明図である。
たとえば、充電時に発熱し、放電時に吸熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａは、図８（ａ）に示すように、残容量が多いほど、発熱して、温度が上昇していることがわかる。
また、充電時に吸熱し、放電時に発熱する発吸熱特性を有する蓄電池群１２を構成する蓄電池１２Ａは、図８（ｂ）に示すように、残容量が多いほど、吸熱して、温度が低下していることがわかる。
そこで、図８に示したような、蓄電池の充放電温度特性にしたがって、発吸熱量テーブル３０を作成する。
そして、発吸熱量データａ１、ａ２、…、ａｉ、…ａｋとしては、発熱量を表す場合には正値（＞０）とし、吸熱量を表す場合には負値（＜０）とする。
【００２６】
上記構成において、図７に示す発吸熱量テーブル３０が蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａに対応するものである場合、蓄電池１１Ａの残容量と温度計１５により計測した温度から、充放電計画部１７は、蓄電池１１Ａの充電を行おうとする場合には、発吸熱量テーブル３０を参照して、当該時点における蓄電池１１Ａの発熱量または吸熱量を計算して、蓄電池１１Ａで構成される蓄電池群１１に配分する電力量を決定する。
【００２７】
より具体的には、周囲温度が−２０℃であり、蓄電池１１Ａの残容量が１０％である場合には、充放電計画部１７は、吸熱量あるいは発熱量＝ａ２を読み出して、制御を行うこととなる。
このように、本第３実施形態によれば、蓄電池の実際の残容量比に基づいて、充放電量に対する吸熱または発熱する量を予め計算して制御するので、より正確な温度管理が可能となる。
【００２８】
［４］第４実施形態
以上の各実施形態は、充電時あるいは放電時の温度を測定して制御を行うものであったが、充電及び放電は、蓄電システムの稼働中、常時行っているものでは無く、必要あるいは充放電計画に基づいて行うものである。
ところで、実際に充電あるいは放電を行う時点で、温度制御を行おうとしても、周囲温度を上昇させたいのに、充電時に吸熱反応となる電池に充電を行う必要があったり、逆に周囲温度を低下させたいのに充電時に発熱反応となる電池に充電を行う必要があったりした場合には、所望の温度制御を行うことができない。
【００２９】
そこで、本第４実施形態は、次回の充放電制御を考慮して、今回の充放電制御を行う場合の実施形態である。
この場合において、充放電計画部１７は、充放電の時刻と電力量の予約を可能とするため、充放電計画部１７は、時刻を管理するタイマ機能を備えている。
さらに充放電計画部１７は、充電または放電のスケジュール情報（＝開始時刻情報、継続時間情報及び充電／放電電力量情報）が予め設定され、複数のスケジュール情報を記憶するスケジュール記憶機能を備えている。
この場合において、充放電計画部１７は、時刻情報とともに周囲温度を所定周期で記憶し、時刻に応じた周囲温度の履歴情報を２４時間分乃至１年分保持することにより（あるいは、そのような履歴情報をホストコンピュータ１９から取得することにより）、充放電時間帯の周囲温度を把握し推定することが可能となっている。
【００３０】
そして、充放電計画部１７は、現在時刻（現在日時も含む）、スケジュール情報及び履歴情報に基づいて、次回の充電開始時刻または放電開始時刻の周囲温度を推定する。この場合において、推定する周囲温度は、変動可能性を考慮するため、数日分の履歴情報を参照してそれらの平均値を周囲温度として推定してもよい。
【００３１】
そして、現在時刻（現在日時も含む）、スケジュール情報及び履歴情報に基づいて、推定した次回の充電開始時刻または放電開始時刻の周囲温度が、予め設定された推奨動作温度範囲と比較して高温または低温であると判定される場合は、次回の充電開始後または放電開始後において、周囲温度が推奨動作温度範囲となるように、吸熱あるいは発熱する蓄電池群を優先的に充放電可能となるように、今回の充電完了時または放電完了時に、次回の充電開始時あるいは放電開始時に優先的に充放電する蓄電池が充放電を可能となるように残容量を制御しておくこととなる。
【００３２】
たとえば、スケジュール情報に基づいて、今回は充電を行い、次回は放電を行うようにスケジュールが予約されており、周囲温度の履歴情報から推定した次回放電の開始時刻の周囲温度が予め設定されている推奨動作温度範囲と比較して高温であると判定される場合、放電時に吸熱する特性のある蓄電池群１１を構成する蓄電池１１Ａの放電量の割合を大きくすることが望まれる。
このため、今回の充電完了時には、蓄電池群１１への充電割合を上げて蓄電池群１１全体の残容量を高くしておくこととなる。
【００３３】
また、スケジュール情報に基づいて、今回は放電を行い、次回は充電を行うようにスケジュールが予約されている場合は、今回の放電完了時に、蓄電池群１１の放電量の割合を抑えて蓄電池群１１の残容量を高くしておくこととなる。
同様にして、次回の充電開始時刻又は放電開始時刻における推定した周囲温度が推奨動作温度範囲と比較して低温である場合も残容量を同様に制御する。
このように、本第４実施形態によれば、次回の充放電開始時に使用する蓄電池の容量を事前に調整することにより、推奨動作温度範囲での運転が容易になり、効率的な充放電を行うことができる。
【００３４】
［５］実施形態の変形例
以上の説明では、述べなかったが、実際の蓄電池システムには、蓄電池群１１、１２を冷却する冷却ファンや、加熱する加熱ヒータ等が備えられている。
したがって、上述した実施形態にしたがって、充放電制御、ひいては、温度制御を行ったにもかかわらず、推奨動作温度範囲を含む使用温度範囲を逸脱した、あるいは、逸脱しそうとなった場合にのみ、これらのファンやヒータを駆動する構成を採ることにより、駆動のための電力等のエネルギー消費を低減させることが可能となる。
【００３５】
以上の説明においては、充放電時の発吸熱特性が異なる複数種類の蓄電池を別系統として制御を行っていたが、充放電時の発吸熱特性が同一の蓄電池を複数系統に分割して制御し、一方を充電系統、他方を放電系統として、同様の制御を行うように構成することも可能である。
【００３６】
本実施形態の蓄電制御装置（充放電計画部１７）は、ＣＰＵ等の制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ等の記憶装置と、ＵＳＢやＬＡＮ等の外部との入出力インタフェースを備えた専用の組込用コンピュータのハードウェア構成としたり、ＣＰＵ等の制御装置と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置等の外部記憶装置、ディスプレイ装置等の表示装置、キーボードやマウス等の入力装置を備えた通常のコンピュータを利用したハードウェア構成としたりすることが可能となっている。
【００３７】
本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００３８】
また、本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の蓄電制御装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００３９】
また、本実施形態の蓄電制御装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ 蓄電システム
１１、１２ 蓄電池群
１１Ａ、１２Ａ 蓄電池
１３ 第１充放電制御部
１４ 第２充放電制御部
１５ 温度計
１６ 温度計
１７ 充放電計画部
１８ 外部インタフェース
１９ ホストコンピュータ
２０ 周囲温度計
３０ 発吸熱量テーブル
ＰＳ 電力線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置であって、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段を備えた蓄電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蓄電ユニットを、発吸熱特性として、充電時に発熱し放電時に吸熱する蓄電池で構成される第一の制御系統と、
前記発吸熱特性として、充電時に吸熱し放電時に発熱する蓄電池で構成される第二の制御系統と、に分割して制御する、
請求項１記載の蓄電制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、外部のセンサにより前記蓄電ユニット周囲の温度情報が入力されて、前記蓄電ユニット周囲の温度が当該蓄電ユニットを構成する蓄電池の所定の推奨動作温度範囲内となるように制御する、
請求項１又は請求項２記載の蓄電制御装置。
【請求項４】
蓄電池の残量を検出する残量検出手段と、
蓄電池の残量と、蓄電池の充放電可能な全容量と、の比率を示す残容量比と、発吸熱特性と、の関係を予め記憶する残容量比−発吸熱特性記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記残容量比−発吸熱特性記憶手段を参照し、前記検出された蓄電池残量時における発吸熱特性に基づいて前記蓄電ユニット周囲の温度を制御する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、が等しくなるように制御する請求項１又は請求項２記載の蓄電制御装置。
【請求項６】
前記蓄電ユニットの充放電スケジュール情報を予め記憶するスケジュール記憶手段と、
前記蓄電ユニット周囲の温度の履歴情報を予め記憶する周囲温度履歴記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記充放電スケジュール情報及び前記蓄電ユニット周囲の温度の履歴情報に基づいて、次回の充電開始時あるいは放電開始時の前記周囲の温度を推定する周囲温度推定手段と、
前記推定した周囲温度に基づいて、次回の充電時あるいは次回の放電時に適した状態となるように、今回の充電動作あるいは今回の放電動作を行わせる今回動作制御手段と、
を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項７】
外部の電力線に接続され、いずれかの前記制御系統に属する蓄電池の充放電制御を行う充放電制御手段を複数備え、
前記制御手段は、前記充放電制御手段を介して、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせる、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項８】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットと、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段と、
を備えた蓄電システム。
【請求項９】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置をコンピュータにより制御する制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段、
として機能させる制御プログラム。
【請求項１】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置であって、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段を備えた蓄電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蓄電ユニットを、発吸熱特性として、充電時に発熱し放電時に吸熱する蓄電池で構成される第一の制御系統と、
前記発吸熱特性として、充電時に吸熱し放電時に発熱する蓄電池で構成される第二の制御系統と、に分割して制御する、
請求項１記載の蓄電制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、外部のセンサにより前記蓄電ユニット周囲の温度情報が入力されて、前記蓄電ユニット周囲の温度が当該蓄電ユニットを構成する蓄電池の所定の推奨動作温度範囲内となるように制御する、
請求項１又は請求項２記載の蓄電制御装置。
【請求項４】
蓄電池の残量を検出する残量検出手段と、
蓄電池の残量と、蓄電池の充放電可能な全容量と、の比率を示す残容量比と、発吸熱特性と、の関係を予め記憶する残容量比−発吸熱特性記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記残容量比−発吸熱特性記憶手段を参照し、前記検出された蓄電池残量時における発吸熱特性に基づいて前記蓄電ユニット周囲の温度を制御する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、が等しくなるように制御する請求項１又は請求項２記載の蓄電制御装置。
【請求項６】
前記蓄電ユニットの充放電スケジュール情報を予め記憶するスケジュール記憶手段と、
前記蓄電ユニット周囲の温度の履歴情報を予め記憶する周囲温度履歴記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記充放電スケジュール情報及び前記蓄電ユニット周囲の温度の履歴情報に基づいて、次回の充電開始時あるいは放電開始時の前記周囲の温度を推定する周囲温度推定手段と、
前記推定した周囲温度に基づいて、次回の充電時あるいは次回の放電時に適した状態となるように、今回の充電動作あるいは今回の放電動作を行わせる今回動作制御手段と、
を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項７】
外部の電力線に接続され、いずれかの前記制御系統に属する蓄電池の充放電制御を行う充放電制御手段を複数備え、
前記制御手段は、前記充放電制御手段を介して、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせる、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の蓄電制御装置。
【請求項８】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットと、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段と、
を備えた蓄電システム。
【請求項９】
複数の蓄電池を有する蓄電ユニットの充放電制御を行う蓄電制御装置をコンピュータにより制御する制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記蓄電ユニットを構成する蓄電池を複数の制御系統に分割し、前記制御系統毎に独立して充放電を行わせて、前記蓄電ユニット周囲の温度が所定温度範囲内となるように前記蓄電ユニット全体の発熱量と、吸熱量と、を制御する制御手段、
として機能させる制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４６５５９（Ｐ２０１３−４６５５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５１７４（Ｐ２０１１−１８５１７４）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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