蓄電池制御システム
【課題】蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムを提供することを目的とする。
【解決手段】蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測可能なように、蓄電池２０ａ〜２０ｄの各１つを順次、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続すると共に、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続していない蓄電池は双方向インバータ２２に対して直列に接続するように４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを制御する。点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池の電圧値を計測し、計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、分電盤１４から供給された交流を蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、当該変換によって得た直流で点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池を充電するように点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を制御する。
【解決手段】蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測可能なように、蓄電池２０ａ〜２０ｄの各１つを順次、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続すると共に、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続していない蓄電池は双方向インバータ２２に対して直列に接続するように４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを制御する。点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池の電圧値を計測し、計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、分電盤１４から供給された交流を蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、当該変換によって得た直流で点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池を充電するように点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物が備える蓄電池制御システムにかかり、特に、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前から、系統電力又は自家発電した電力を蓄える複数個の蓄電池からなる蓄電池設備備を制御する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、電力系統に連系され、電力系統に並列に接続した複数個の蓄電池からなる蓄電池設備を備えた自家発電設備の蓄電池設備及び蓄電池設備の運転方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、充電状態蓄電池の各蓄電池ごとの充電量を監視しており、満充電状態もしくは最も充電量の大きな状態にある蓄電池を選択して放電に充当するものであるが、各蓄電池について、同じような充電及び放電のサイクルを反復するものに過ぎず、複数個の蓄電池のうち、充電能力が低下した特定の蓄電池に対する維持管理が考慮されておらず、充電能力が低下した蓄電池の長寿命化を図ることができない。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、建物が備える蓄電池制御システムにかかり、特に、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数個が直列に接続され、該複数個のうちのいずれか１つが前記直列の接続から除外された場合でも、他の複数個が直列に接続されることで所定の電圧で放電可能な複数個の蓄電池と、系統電力から供給された交流を複数の電力供給先に分配する分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を前記複数個が直列に接続された蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換すると共に、前記複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する第１のインバータと、前記分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を、前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換する第２のインバータと、前記複数個が直列に接続された蓄電池の蓄電池と蓄電池との間、並びに前記複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、前記複数個が直列に接続された蓄電池のいずれか１つを前記直列の接続から除外して前記第２のインバータに接続する複数の切替手段と、前記第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測する電圧計測手段と、前記複数個の蓄電池の各々の電圧値を前記電圧計測手段が計測可能なように、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池は前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御すると共に、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測するように前記電圧計測手段を制御し、該計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、前記分電盤から供給された交流を前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第２のインバータに接続した蓄電池を充電するように前記第２のインバータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、複数個の蓄電池は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の充放電が可能な二次電池であって、複数個が直列に接続されることで、少なくとも１００Ｖ以上の電圧の直流を放電可能である。
【０００９】
第１のインバータは、系統電力から供給される交流を直流に変換すると共に、蓄電池から得た直流を交流に変換することが可能な、いわゆる双方向インバータである。
【００１０】
第２のインバータは、複数個の蓄電池のいずれか１つに接続可能で、系統電力から供給された交流を複数個の蓄電池のいずれか１つを充電するための直流に変換することができる。
【００１１】
複数の切替手段は、複数個の蓄電池のいずれか１つを第２のインバータに接続し、他の蓄電池は第１のインバータに直列に接続することができる４路スイッチである。
【００１２】
電圧計測手段は、第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測可能な電圧計等の装置であり、第２のインバータと一体に構成されていてもよい。
【００１３】
制御手段は、第２のインバータ及び複数の切替手段を制御し、複数個の蓄電池のいずれか１つを順次第２のインバータに接続させ、電圧計測手段に第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測させ、計測した電圧値が第１の閾値未満の場合は、第２のインバータに接続された蓄電池を略満充電まで充電する、いわゆるリフレッシュ充電を行うように第２のインバータを制御する。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、各蓄電池の電圧値を計測することによって、充電が不十分な蓄電池又は充電能力が低下しているおそれがある蓄電池を早期に特定でき、特定した蓄電池に対してリフレッシュ充電を行うので、蓄電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１５】
なお、請求項２に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測する制御を、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行するようにしてもよい。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、定期的な維持管理により、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して前記分電盤に供給するように前記第１のインバータを制御するようにしてもよい。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第２のインバータが１つの蓄電池の電圧値を計測するか、当該蓄電池のリフレッシュ充電をしているときと同時に、他の複数個の蓄電池の電力を、分電盤を介して、複数の電力供給先に供給することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、分電盤から供給された交流を前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池を充電するように前記第１のインバータを制御するようにしてもよい。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、第２のインバータが１つの蓄電池の電圧値を計測するか、当該蓄電池のリフレッシュ充電をしているときと同時に、他の複数個の蓄電池を第１のインバータから供給される直流で充電することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記制御手段は、前記電圧計測手段が計測した前記複数個の蓄電池の各々の電圧値に基づいて、前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を算出し、該算出した前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を報知する報知手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、蓄電池の残存電力及び蓄電池の充電に要する電力を知ることができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明のように、前記報知手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続されている場合は、その旨を報知可能であってもよい。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、蓄電池のいずれか１つが点検中、又はリフレッシュ充電中であることを知ることができる。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続された場合に、前記複数個の蓄電池のいずれか１つと前記第２のインバータとの電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を前記報知手段によって報知してもよい。これによって、蓄電池の点検又はリフレッシュ充電に用いる回路が正常であることを通知することができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明のように、前記制御手段は、前記第２のインバータから供給される直流で充電された蓄電池の電圧が第２の閾値未満の場合であり、かつ前記第２のインバータから供給される直流による充電を所定回行った後の蓄電池の電圧が前記第２の閾値未満の場合に、該充電された蓄電池が劣化していると判定し、判定結果を前記報知手段によって報知してもよい。これによって、充電能力が低下した蓄電池を特定することができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明のように、外部の保守管理者と通信可能な通信手段をさらに備え、前記制御手段は、蓄電池が劣化していると判定した場合に、その旨を前記通信手段によって前記保守管理者に送信するようにしてもよい。これによって、劣化した蓄電池の交換等の措置が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明によれば、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムを提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置による点検・リフレッシュ充電用インバータの制御に係るフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの第１の変形例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの第２の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の一例を示す概略図である。なお、図１中の実線は電力線を示し、点線は情報線を示すものとする。
【００３１】
図１では、電力会社から供給される系統電力１０が、電圧計１２及び分電盤１４を介して、家電機器及び住設機器等である一般負荷１６並びに本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００に供給されるようになっている。
【００３２】
系統電力１０からは、一例として、１００Ｖで５０Ｈｚの交流が供給されているものとする。
【００３３】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、分電盤１４に接続され、分電盤１４から供給された交流を、直列に配置された複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧の直流に変換すると共に、充電済みの複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの放電によって供給された直流を分電盤１４から一般負荷１６に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する双方向インバータ２２を備えている。
【００３４】
本実施の形態では、直列に配置された複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧は、直列に配置された複数個の蓄電池が示す電圧値によって異なるが、例えば、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値が１５３Ｖであれば、その電圧値又はその電圧値に近い直流電流を供給することによって、直列に接続された全蓄電池の充電を行うようにする。
【００３５】
また、複数個の蓄電池のうち、１個が点検等によって他の電池との直列の接続から除外されている場合は、その除外された蓄電池の満充電での電圧値を、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値から減算して得た電圧値又はその電圧値に近い直流電流を供給することによって、直列に接続された全蓄電池の充電を行うようにする。
【００３６】
一例として、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値が１５３Ｖであって、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が１２Ｖであれば、複数個の蓄電池のうち、１個が点検等によって他の電池との直列の接続から除外されている場合に残りの複数個の蓄電池を充電するのに適した電圧は１４１Ｖ又は１４１Ｖ近傍となる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、分電盤１４に接続され、分電盤１４から供給される交流を、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換すると共に、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を計測可能な点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を備えている。
【００３８】
複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧は、満充電状態の蓄電池１個の電圧値によって異なる。一例として、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が１２Ｖの場合は、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧は、１２Ｖ又は１２Ｖ近傍となる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が、各蓄電池の電圧を計測可能な電圧計を備えているが、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４とは別に、各蓄電池の電圧を計測する手段を備えていてもよい。
【００４０】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００における複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄは、双方向インバータ２２に対して複数個が直列に接続されるようになっており、複数個のうちのいずれか１つが直列の接続から除外された場合でも、他の複数個の蓄電池を直列に接続することで所定の電圧で放電可能なように構成されている。
【００４１】
例えば、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が直流１２Ｖの場合で、かつ所定の電圧が直流１４１Ｖ以上の場合、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの全てが満充電状態で直列に接続されたときの電圧は直流１５３Ｖ以上であることを要する。
【００４２】
なお、１個の電圧が直流１２Ｖの蓄電池を直列に接続して直流１５１Ｖとするには、当該蓄電池を１３個必要とするが、本実施の形態では、説明を簡略化するために、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄと記すことにする。
【００４３】
また、本実施の形態の蓄電池２０ａ〜２０ｄは、個々がコンテナに格納されたモジュールとなっていて、容易に交換が可能なようになっていてもよい。
【００４４】
本実施の形態において使用可能な蓄電池としては、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等が考えられるが、この他にも充放電が可能な二次電池であれば、使用可能である。
【００４５】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄの蓄電池と蓄電池との間、並びに複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄのいずれか１つを直列の接続から除外して点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続する複数の４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを備えている。
【００４６】
さらに本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測可能なように、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのいずれか１つを順次、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続し、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続していない蓄電池は双方向インバータ２２に対して直列に接続するように４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを制御する制御装置２８を備えている。
【００４７】
制御装置２８は、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池の電圧値が所定の第１の閾値未満の場合に、分電盤から供給された交流を複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、当該変換によって得た直流で点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池を充電するように点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を制御する。
【００４８】
この点検・リフレッシュ充電用インバータ２４による１つの蓄電池に対する充電は、他の蓄電池に比して充電能力が低下した蓄電池に対して個別に行って、当該電池に略満充電の電力が蓄えられるようにするものであり、以後、「リフレッシュ充電」と呼称する。
【００４９】
また、制御装置２８は、分電盤１４から供給された交流を複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧の直流に変換し、当該直流で複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄを充電し、充電済みの複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの放電によって供給された直流を分電盤１４から一般負荷１６に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して分電盤１４に供給するように前記双方向インバータを制御する。
【００５０】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、電気料金が比較的低廉な夜間に複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄを、双方向インバータ２２が分電盤１４から供給された交流を変換して得た直流で充電するようにしてもよい。
【００５１】
また、昼間では、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄに蓄えられた電力を双方向インバータ２２が分電盤１４から一般負荷１６等に供給される交流と周波数及び電圧が同一の交流に変換して、分電盤１４に供給するようにしてもよい。
【００５２】
夜間に比して電力料金が割高な昼間に、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄに蓄えられた電力を併用することで、昼間及び夜間を通じた電気料金を割安とすることができると共に、何らかの災害で系統電力１０からの電力の供給が滞った場合にも、非常用電源として複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの電力を活用できる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００では、前述のように、複数個のうちのいずれか１つが直列の接続から除外された場合でも、他の複数個の蓄電池を直列に接続することで所定の電圧で放電可能なように構成されている。
【００５４】
このため、複数個のうちのいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続されて、電圧値のチェック若しくはリフレッシュ充電が行われている間も、他の複数個の蓄電池に蓄えられた電力を交流に変換して分電盤１４に供給する、又は分電盤１４から供給された交流を直流に変換して、他の複数個の蓄電池を充電するように双方向インバータ２２を制御することができる。
【００５５】
次に、本実施の形態の蓄電池制御システムにおける制御装置２８による点検・リフレッシュ充電用インバータ２４の制御について説明する。
【００５６】
図２は、本実施の形態に係る制御装置２８による点検・リフレッシュ充電用インバータ２４の制御に係るフローチャートである。なお、本実施の形態では、各蓄電池には１〜Ｎ（Ｎは整数）の、各電池を識別するＩＤが付与されているものとする。また、図２の制御が実行されるに先立って、蓄電池２０ａ〜２０ｄは双方向インバータ２２から供給された直流によって充電された後であるとする。
【００５７】
まず、ステップ２００において、蓄電池のＩＤをカウントするＩＤカウンタを１にセットする。また、制御装置２８は、４路スイッチを制御して、一番目の蓄電池を双方向インバータ２２に対する直列の接続から切り離し、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続するようにして、一番目の蓄電池の電圧値の計測が可能なようにする。
【００５８】
ステップ２０２では、一番目の蓄電池の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測し、計測された電圧値が第１の閾値以上か否かを判定する。
【００５９】
また、第１の閾値は、１個の蓄電池の満充電での電圧値によるが、例えば、１個の蓄電池の満充電での電圧値が１２Ｖの場合であれば、１１Ｖ程度を第１の閾値とすることが考えられる。
【００６０】
ステップ２０２において、一番目の蓄電池の電圧値が第１の閾値以上であった場合、ステップ２０４ではＩＤカウンタを１インクリメントする。また、制御手段２８は、一番目の蓄電池と点検・リフレッシュ充電用インバータ２４との接続を解除し、一番目の電池が他の電池と共に直列で双方向インバータ２２に接続されるように４路スイッチを制御する。
【００６１】
ステップ２０６では、ステップ２０４で１インクリメントされた後のＩＤをＩＤの最大値であるＮと比較し、１インクリメントされた後のＩＤがＮを上回る場合は、全部の蓄電池の電圧値を計測し終えたと判定する。
【００６２】
一方で、１インクリメントされた後のＩＤがＮ以下の場合は、計測されていない蓄電池が存在すると判定し、手順をステップ２０２の前に戻し、次の蓄電池の電圧値を計測するようにする。
【００６３】
ステップ２０２で、計測対象の蓄電池の電圧値が第１の閾値未満であった場合は、ステップ２０８においてリフレッシュ充電の回数をカウントするリフレッシュ充電カウンタを１にセットする。
【００６４】
続くステップ２１０では、リフレッシュ充電を行う。リフレッシュ充電を行う電圧及び時間は、蓄電池の種類、容量及び起電力によって異なる。
【００６５】
ステップ２１０のリフレッシュ充電は、充電の対象となる蓄電池の種類、容量及び起電力に応じた電圧及び時間で行ってもよいが、充電の対象となる蓄電池の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２８に随時計測させ、当該計測された電圧値が所定の値以上となったとき又は電圧値が所定の値以上とならなくても一定時間以上充電したときに、リフレッシュ充電を完了させてもよい。
【００６６】
ステップ２１２では、リフレッシュ充電カウンタを１インクリメントし、ステップ２１４では、リフレッシュ充電後の蓄電池の電圧値が第２の閾値以上か否かを判定する。ここで、第２の閾値は、前述の第１の閾値と同一でもよく、例えば、１個の蓄電池の満充電での電圧値が１２Ｖの場合であれば、１１Ｖ程度を第２の閾値とすることが考えられる。
【００６７】
ステップ２１４で計測された電圧値が、第２の閾値以上であれば、手順は、ステップ２０４の前に移行し、次の蓄電池の電圧値が計測される。
【００６８】
一方で、ステップ２１４で、リフレッシュ充電後の蓄電池の電圧値が第２の閾値未満の場合は、ステップ２１６において、リフレッシュ充電の回数がチェックされる。ステップ２１６では、１インクリメントされたｍが、許容されるリフレッシュ充電の回数を規定したＭ（Ｍは整数）を超えているか否かを判定する。
【００６９】
ステップ２１６において、ｍがＭを超えていると判定された場合は、ステップ２１８で、その蓄電池は劣化していると判定される。
【００７０】
ステップ２１６において、ｍがＭ以下であると判定された場合は、手順がステップ２１０の前に移行し、再びリフレッシュ充電が行われる。
【００７１】
なお、Ｍの値は、対象となる電池の種類、又はリフレッシュ充電に充当できる時間若しくはコスト等によって異なるが、一例として、２〜３とすることが考えられる。
【００７２】
以上説明した図４の処理は、例えば、週１回又は月１回というように、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行するようにしてもよく、このような定期的な維持管理により、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
【００７３】
図３は、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の第１の変形例を示す概略図である。図３に示したように、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測した蓄電池の電圧値、どの蓄電池の電圧値を計測しているか、どの蓄電池をリフレッシュ充電中か、その蓄電池に対するリフレッシュ充電の回数及びその蓄電池が劣化しているか否かの判定結果を表示可能な通知装置３０が設けられている。
【００７４】
通知装置３０は、一般負荷１６への給電管理及び制御を行うＨＥＭＳ（Home Energy Management System）が有する表示装置と入力手段とを兼ねたタッチパネル等であってもよい。
【００７５】
蓄電池の一部が劣化していることを通知されたユーザは、蓄電池からの電力供給を一時停止する、又は劣化した蓄電池の交換を業者に依頼する等の措置をとることができる。
【００７６】
第１の変形例では、制御装置２８は、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測した各々の蓄電池の電圧値に基づいて、蓄電池に残存している電力及び蓄電池の充電に要する電力を算出し、算出した蓄電池に残存している電力及び蓄電池の充電に要する電力を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７７】
また、第１の変形例では、蓄電池のいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続されている場合は、その旨を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７８】
また、第１の変形例では、蓄電池のいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続された場合に、蓄電池のいずれか１つと点検・リフレッシュ充電用インバータ２４との電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態の制御装置２８にＨＥＭＳを用いてもよい。制御装置２８にＨＥＭＳを用いた場合は、制御装置２８と、通知装置３０は、ＨＥＭＳとして一体で構成される。また、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４ではなく、ＨＥＭＳによって各蓄電池の電圧を計測してもよい。
【００８０】
図４は、通知装置３０から外部監視装置３２に、蓄電池が劣化した等の情報を通知する第２の変形例を示す概略図である。第２の変形例に係る蓄電池制御システムは、ネットワーク等を介して外部監視装置３２と通信可能な手段を備えていて、蓄電池が劣化した等の情報を外部監視装置３２に通知することができる。
【００８１】
外部監視装置３２に表示された情報に基づいて、保守担当者又は保安業者等が、蓄電池を交換する等の措置をとることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 系統電力
１２ 電圧計
１４ 分電盤
１６ 一般負荷
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 蓄電池
２２ 双方向インバータ
２４ 点検・リフレッシュ充電用インバータ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ ４路スイッチ
２８ 制御装置
３０ 通知装置
３２ 外部監視装置
１００ 蓄電池制御システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物が備える蓄電池制御システムにかかり、特に、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前から、系統電力又は自家発電した電力を蓄える複数個の蓄電池からなる蓄電池設備備を制御する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、電力系統に連系され、電力系統に並列に接続した複数個の蓄電池からなる蓄電池設備を備えた自家発電設備の蓄電池設備及び蓄電池設備の運転方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、充電状態蓄電池の各蓄電池ごとの充電量を監視しており、満充電状態もしくは最も充電量の大きな状態にある蓄電池を選択して放電に充当するものであるが、各蓄電池について、同じような充電及び放電のサイクルを反復するものに過ぎず、複数個の蓄電池のうち、充電能力が低下した特定の蓄電池に対する維持管理が考慮されておらず、充電能力が低下した蓄電池の長寿命化を図ることができない。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、建物が備える蓄電池制御システムにかかり、特に、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数個が直列に接続され、該複数個のうちのいずれか１つが前記直列の接続から除外された場合でも、他の複数個が直列に接続されることで所定の電圧で放電可能な複数個の蓄電池と、系統電力から供給された交流を複数の電力供給先に分配する分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を前記複数個が直列に接続された蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換すると共に、前記複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する第１のインバータと、前記分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を、前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換する第２のインバータと、前記複数個が直列に接続された蓄電池の蓄電池と蓄電池との間、並びに前記複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、前記複数個が直列に接続された蓄電池のいずれか１つを前記直列の接続から除外して前記第２のインバータに接続する複数の切替手段と、前記第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測する電圧計測手段と、前記複数個の蓄電池の各々の電圧値を前記電圧計測手段が計測可能なように、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池は前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御すると共に、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測するように前記電圧計測手段を制御し、該計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、前記分電盤から供給された交流を前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第２のインバータに接続した蓄電池を充電するように前記第２のインバータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、複数個の蓄電池は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の充放電が可能な二次電池であって、複数個が直列に接続されることで、少なくとも１００Ｖ以上の電圧の直流を放電可能である。
【０００９】
第１のインバータは、系統電力から供給される交流を直流に変換すると共に、蓄電池から得た直流を交流に変換することが可能な、いわゆる双方向インバータである。
【００１０】
第２のインバータは、複数個の蓄電池のいずれか１つに接続可能で、系統電力から供給された交流を複数個の蓄電池のいずれか１つを充電するための直流に変換することができる。
【００１１】
複数の切替手段は、複数個の蓄電池のいずれか１つを第２のインバータに接続し、他の蓄電池は第１のインバータに直列に接続することができる４路スイッチである。
【００１２】
電圧計測手段は、第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測可能な電圧計等の装置であり、第２のインバータと一体に構成されていてもよい。
【００１３】
制御手段は、第２のインバータ及び複数の切替手段を制御し、複数個の蓄電池のいずれか１つを順次第２のインバータに接続させ、電圧計測手段に第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測させ、計測した電圧値が第１の閾値未満の場合は、第２のインバータに接続された蓄電池を略満充電まで充電する、いわゆるリフレッシュ充電を行うように第２のインバータを制御する。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、各蓄電池の電圧値を計測することによって、充電が不十分な蓄電池又は充電能力が低下しているおそれがある蓄電池を早期に特定でき、特定した蓄電池に対してリフレッシュ充電を行うので、蓄電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１５】
なお、請求項２に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測する制御を、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行するようにしてもよい。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、定期的な維持管理により、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して前記分電盤に供給するように前記第１のインバータを制御するようにしてもよい。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第２のインバータが１つの蓄電池の電圧値を計測するか、当該蓄電池のリフレッシュ充電をしているときと同時に、他の複数個の蓄電池の電力を、分電盤を介して、複数の電力供給先に供給することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、分電盤から供給された交流を前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池を充電するように前記第１のインバータを制御するようにしてもよい。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、第２のインバータが１つの蓄電池の電圧値を計測するか、当該蓄電池のリフレッシュ充電をしているときと同時に、他の複数個の蓄電池を第１のインバータから供給される直流で充電することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記制御手段は、前記電圧計測手段が計測した前記複数個の蓄電池の各々の電圧値に基づいて、前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を算出し、該算出した前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を報知する報知手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、蓄電池の残存電力及び蓄電池の充電に要する電力を知ることができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明のように、前記報知手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続されている場合は、その旨を報知可能であってもよい。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、蓄電池のいずれか１つが点検中、又はリフレッシュ充電中であることを知ることができる。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明のように、前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続された場合に、前記複数個の蓄電池のいずれか１つと前記第２のインバータとの電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を前記報知手段によって報知してもよい。これによって、蓄電池の点検又はリフレッシュ充電に用いる回路が正常であることを通知することができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明のように、前記制御手段は、前記第２のインバータから供給される直流で充電された蓄電池の電圧が第２の閾値未満の場合であり、かつ前記第２のインバータから供給される直流による充電を所定回行った後の蓄電池の電圧が前記第２の閾値未満の場合に、該充電された蓄電池が劣化していると判定し、判定結果を前記報知手段によって報知してもよい。これによって、充電能力が低下した蓄電池を特定することができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明のように、外部の保守管理者と通信可能な通信手段をさらに備え、前記制御手段は、蓄電池が劣化していると判定した場合に、その旨を前記通信手段によって前記保守管理者に送信するようにしてもよい。これによって、劣化した蓄電池の交換等の措置が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明によれば、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池制御システムを提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置による点検・リフレッシュ充電用インバータの制御に係るフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの第１の変形例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システムの第２の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の一例を示す概略図である。なお、図１中の実線は電力線を示し、点線は情報線を示すものとする。
【００３１】
図１では、電力会社から供給される系統電力１０が、電圧計１２及び分電盤１４を介して、家電機器及び住設機器等である一般負荷１６並びに本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００に供給されるようになっている。
【００３２】
系統電力１０からは、一例として、１００Ｖで５０Ｈｚの交流が供給されているものとする。
【００３３】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、分電盤１４に接続され、分電盤１４から供給された交流を、直列に配置された複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧の直流に変換すると共に、充電済みの複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの放電によって供給された直流を分電盤１４から一般負荷１６に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する双方向インバータ２２を備えている。
【００３４】
本実施の形態では、直列に配置された複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧は、直列に配置された複数個の蓄電池が示す電圧値によって異なるが、例えば、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値が１５３Ｖであれば、その電圧値又はその電圧値に近い直流電流を供給することによって、直列に接続された全蓄電池の充電を行うようにする。
【００３５】
また、複数個の蓄電池のうち、１個が点検等によって他の電池との直列の接続から除外されている場合は、その除外された蓄電池の満充電での電圧値を、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値から減算して得た電圧値又はその電圧値に近い直流電流を供給することによって、直列に接続された全蓄電池の充電を行うようにする。
【００３６】
一例として、満充電状態の蓄電池を全部直列にした場合の電圧値が１５３Ｖであって、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が１２Ｖであれば、複数個の蓄電池のうち、１個が点検等によって他の電池との直列の接続から除外されている場合に残りの複数個の蓄電池を充電するのに適した電圧は１４１Ｖ又は１４１Ｖ近傍となる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、分電盤１４に接続され、分電盤１４から供給される交流を、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換すると共に、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を計測可能な点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を備えている。
【００３８】
複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧は、満充電状態の蓄電池１個の電圧値によって異なる。一例として、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が１２Ｖの場合は、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのうちの１つの充電に適した電圧は、１２Ｖ又は１２Ｖ近傍となる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が、各蓄電池の電圧を計測可能な電圧計を備えているが、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４とは別に、各蓄電池の電圧を計測する手段を備えていてもよい。
【００４０】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００における複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄは、双方向インバータ２２に対して複数個が直列に接続されるようになっており、複数個のうちのいずれか１つが直列の接続から除外された場合でも、他の複数個の蓄電池を直列に接続することで所定の電圧で放電可能なように構成されている。
【００４１】
例えば、満充電状態の蓄電池１個の電圧値が直流１２Ｖの場合で、かつ所定の電圧が直流１４１Ｖ以上の場合、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの全てが満充電状態で直列に接続されたときの電圧は直流１５３Ｖ以上であることを要する。
【００４２】
なお、１個の電圧が直流１２Ｖの蓄電池を直列に接続して直流１５１Ｖとするには、当該蓄電池を１３個必要とするが、本実施の形態では、説明を簡略化するために、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄと記すことにする。
【００４３】
また、本実施の形態の蓄電池２０ａ〜２０ｄは、個々がコンテナに格納されたモジュールとなっていて、容易に交換が可能なようになっていてもよい。
【００４４】
本実施の形態において使用可能な蓄電池としては、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等が考えられるが、この他にも充放電が可能な二次電池であれば、使用可能である。
【００４５】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄの蓄電池と蓄電池との間、並びに複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄのいずれか１つを直列の接続から除外して点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続する複数の４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを備えている。
【００４６】
さらに本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの各々の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測可能なように、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄのいずれか１つを順次、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続し、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続していない蓄電池は双方向インバータ２２に対して直列に接続するように４路スイッチ２６ａ〜２６ｅを制御する制御装置２８を備えている。
【００４７】
制御装置２８は、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池の電圧値が所定の第１の閾値未満の場合に、分電盤から供給された交流を複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、当該変換によって得た直流で点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続した蓄電池を充電するように点検・リフレッシュ充電用インバータ２４を制御する。
【００４８】
この点検・リフレッシュ充電用インバータ２４による１つの蓄電池に対する充電は、他の蓄電池に比して充電能力が低下した蓄電池に対して個別に行って、当該電池に略満充電の電力が蓄えられるようにするものであり、以後、「リフレッシュ充電」と呼称する。
【００４９】
また、制御装置２８は、分電盤１４から供給された交流を複数個が直列に接続された蓄電池２０ａ〜２０ｄの充電に適した電圧の直流に変換し、当該直流で複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄを充電し、充電済みの複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの放電によって供給された直流を分電盤１４から一般負荷１６に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して分電盤１４に供給するように前記双方向インバータを制御する。
【００５０】
本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００は、電気料金が比較的低廉な夜間に複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄを、双方向インバータ２２が分電盤１４から供給された交流を変換して得た直流で充電するようにしてもよい。
【００５１】
また、昼間では、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄに蓄えられた電力を双方向インバータ２２が分電盤１４から一般負荷１６等に供給される交流と周波数及び電圧が同一の交流に変換して、分電盤１４に供給するようにしてもよい。
【００５２】
夜間に比して電力料金が割高な昼間に、複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄに蓄えられた電力を併用することで、昼間及び夜間を通じた電気料金を割安とすることができると共に、何らかの災害で系統電力１０からの電力の供給が滞った場合にも、非常用電源として複数個の蓄電池２０ａ〜２０ｄの電力を活用できる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００では、前述のように、複数個のうちのいずれか１つが直列の接続から除外された場合でも、他の複数個の蓄電池を直列に接続することで所定の電圧で放電可能なように構成されている。
【００５４】
このため、複数個のうちのいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続されて、電圧値のチェック若しくはリフレッシュ充電が行われている間も、他の複数個の蓄電池に蓄えられた電力を交流に変換して分電盤１４に供給する、又は分電盤１４から供給された交流を直流に変換して、他の複数個の蓄電池を充電するように双方向インバータ２２を制御することができる。
【００５５】
次に、本実施の形態の蓄電池制御システムにおける制御装置２８による点検・リフレッシュ充電用インバータ２４の制御について説明する。
【００５６】
図２は、本実施の形態に係る制御装置２８による点検・リフレッシュ充電用インバータ２４の制御に係るフローチャートである。なお、本実施の形態では、各蓄電池には１〜Ｎ（Ｎは整数）の、各電池を識別するＩＤが付与されているものとする。また、図２の制御が実行されるに先立って、蓄電池２０ａ〜２０ｄは双方向インバータ２２から供給された直流によって充電された後であるとする。
【００５７】
まず、ステップ２００において、蓄電池のＩＤをカウントするＩＤカウンタを１にセットする。また、制御装置２８は、４路スイッチを制御して、一番目の蓄電池を双方向インバータ２２に対する直列の接続から切り離し、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続するようにして、一番目の蓄電池の電圧値の計測が可能なようにする。
【００５８】
ステップ２０２では、一番目の蓄電池の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測し、計測された電圧値が第１の閾値以上か否かを判定する。
【００５９】
また、第１の閾値は、１個の蓄電池の満充電での電圧値によるが、例えば、１個の蓄電池の満充電での電圧値が１２Ｖの場合であれば、１１Ｖ程度を第１の閾値とすることが考えられる。
【００６０】
ステップ２０２において、一番目の蓄電池の電圧値が第１の閾値以上であった場合、ステップ２０４ではＩＤカウンタを１インクリメントする。また、制御手段２８は、一番目の蓄電池と点検・リフレッシュ充電用インバータ２４との接続を解除し、一番目の電池が他の電池と共に直列で双方向インバータ２２に接続されるように４路スイッチを制御する。
【００６１】
ステップ２０６では、ステップ２０４で１インクリメントされた後のＩＤをＩＤの最大値であるＮと比較し、１インクリメントされた後のＩＤがＮを上回る場合は、全部の蓄電池の電圧値を計測し終えたと判定する。
【００６２】
一方で、１インクリメントされた後のＩＤがＮ以下の場合は、計測されていない蓄電池が存在すると判定し、手順をステップ２０２の前に戻し、次の蓄電池の電圧値を計測するようにする。
【００６３】
ステップ２０２で、計測対象の蓄電池の電圧値が第１の閾値未満であった場合は、ステップ２０８においてリフレッシュ充電の回数をカウントするリフレッシュ充電カウンタを１にセットする。
【００６４】
続くステップ２１０では、リフレッシュ充電を行う。リフレッシュ充電を行う電圧及び時間は、蓄電池の種類、容量及び起電力によって異なる。
【００６５】
ステップ２１０のリフレッシュ充電は、充電の対象となる蓄電池の種類、容量及び起電力に応じた電圧及び時間で行ってもよいが、充電の対象となる蓄電池の電圧値を点検・リフレッシュ充電用インバータ２８に随時計測させ、当該計測された電圧値が所定の値以上となったとき又は電圧値が所定の値以上とならなくても一定時間以上充電したときに、リフレッシュ充電を完了させてもよい。
【００６６】
ステップ２１２では、リフレッシュ充電カウンタを１インクリメントし、ステップ２１４では、リフレッシュ充電後の蓄電池の電圧値が第２の閾値以上か否かを判定する。ここで、第２の閾値は、前述の第１の閾値と同一でもよく、例えば、１個の蓄電池の満充電での電圧値が１２Ｖの場合であれば、１１Ｖ程度を第２の閾値とすることが考えられる。
【００６７】
ステップ２１４で計測された電圧値が、第２の閾値以上であれば、手順は、ステップ２０４の前に移行し、次の蓄電池の電圧値が計測される。
【００６８】
一方で、ステップ２１４で、リフレッシュ充電後の蓄電池の電圧値が第２の閾値未満の場合は、ステップ２１６において、リフレッシュ充電の回数がチェックされる。ステップ２１６では、１インクリメントされたｍが、許容されるリフレッシュ充電の回数を規定したＭ（Ｍは整数）を超えているか否かを判定する。
【００６９】
ステップ２１６において、ｍがＭを超えていると判定された場合は、ステップ２１８で、その蓄電池は劣化していると判定される。
【００７０】
ステップ２１６において、ｍがＭ以下であると判定された場合は、手順がステップ２１０の前に移行し、再びリフレッシュ充電が行われる。
【００７１】
なお、Ｍの値は、対象となる電池の種類、又はリフレッシュ充電に充当できる時間若しくはコスト等によって異なるが、一例として、２〜３とすることが考えられる。
【００７２】
以上説明した図４の処理は、例えば、週１回又は月１回というように、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行するようにしてもよく、このような定期的な維持管理により、蓄電池の長寿命化を図ることができる。
【００７３】
図３は、本実施の形態に係る蓄電池制御システム１００の第１の変形例を示す概略図である。図３に示したように、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測した蓄電池の電圧値、どの蓄電池の電圧値を計測しているか、どの蓄電池をリフレッシュ充電中か、その蓄電池に対するリフレッシュ充電の回数及びその蓄電池が劣化しているか否かの判定結果を表示可能な通知装置３０が設けられている。
【００７４】
通知装置３０は、一般負荷１６への給電管理及び制御を行うＨＥＭＳ（Home Energy Management System）が有する表示装置と入力手段とを兼ねたタッチパネル等であってもよい。
【００７５】
蓄電池の一部が劣化していることを通知されたユーザは、蓄電池からの電力供給を一時停止する、又は劣化した蓄電池の交換を業者に依頼する等の措置をとることができる。
【００７６】
第１の変形例では、制御装置２８は、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４が計測した各々の蓄電池の電圧値に基づいて、蓄電池に残存している電力及び蓄電池の充電に要する電力を算出し、算出した蓄電池に残存している電力及び蓄電池の充電に要する電力を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７７】
また、第１の変形例では、蓄電池のいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続されている場合は、その旨を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７８】
また、第１の変形例では、蓄電池のいずれか１つが点検・リフレッシュ充電用インバータ２４に接続された場合に、蓄電池のいずれか１つと点検・リフレッシュ充電用インバータ２４との電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を通知装置３０で表示するようにしてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態の制御装置２８にＨＥＭＳを用いてもよい。制御装置２８にＨＥＭＳを用いた場合は、制御装置２８と、通知装置３０は、ＨＥＭＳとして一体で構成される。また、点検・リフレッシュ充電用インバータ２４ではなく、ＨＥＭＳによって各蓄電池の電圧を計測してもよい。
【００８０】
図４は、通知装置３０から外部監視装置３２に、蓄電池が劣化した等の情報を通知する第２の変形例を示す概略図である。第２の変形例に係る蓄電池制御システムは、ネットワーク等を介して外部監視装置３２と通信可能な手段を備えていて、蓄電池が劣化した等の情報を外部監視装置３２に通知することができる。
【００８１】
外部監視装置３２に表示された情報に基づいて、保守担当者又は保安業者等が、蓄電池を交換する等の措置をとることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 系統電力
１２ 電圧計
１４ 分電盤
１６ 一般負荷
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 蓄電池
２２ 双方向インバータ
２４ 点検・リフレッシュ充電用インバータ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ ４路スイッチ
２８ 制御装置
３０ 通知装置
３２ 外部監視装置
１００ 蓄電池制御システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個が直列に接続され、該複数個のうちのいずれか１つが前記直列の接続から除外された場合でも、他の複数個が直列に接続されることで所定の電圧で放電可能な複数個の蓄電池と、
系統電力から供給された交流を複数の電力供給先に分配する分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を前記複数個が直列に接続された蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換すると共に、前記複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する第１のインバータと、
前記分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を、前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換する第２のインバータと、
前記複数個が直列に接続された蓄電池の蓄電池と蓄電池との間、並びに前記複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、前記複数個が直列に接続された蓄電池のいずれか１つを前記直列の接続から除外して前記第２のインバータに接続する複数の切替手段と、
前記第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測する電圧計測手段と、
前記複数個の蓄電池の各々の電圧値を前記電圧計測手段が計測可能なように、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池は前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御すると共に、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測するように前記電圧計測手段を制御し、該計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、前記分電盤から供給された交流を前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第２のインバータに接続した蓄電池を充電するように前記第２のインバータを制御する制御手段と、
を備えた蓄電池制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測する制御を、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行する請求項１に記載の蓄電池制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して前記分電盤に供給するように前記第１のインバータを制御する請求項１又は２に記載の蓄電池制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、分電盤から供給された交流を前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池を充電するように前記第１のインバータを制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧計測手段が計測した前記複数個の蓄電池の各々の電圧値に基づいて、前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を算出し、
該算出した前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を報知する報知手段をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項６】
前記報知手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続されている場合は、その旨を報知可能な請求項５に記載の蓄電池制御システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続された場合に、前記複数個の蓄電池のいずれか１つと前記第２のインバータとの電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を前記報知手段によって報知する請求項６に記載の蓄電池制御システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２のインバータから供給される直流で充電された蓄電池の電圧が第２の閾値未満の場合であり、かつ前記第２のインバータから供給される直流による充電を所定回行った後の蓄電池の電圧が前記第２の閾値未満の場合に、該充電された蓄電池が劣化していると判定し、判定結果を前記報知手段によって報知する請求項５〜７のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項９】
外部の保守管理者と通信可能な通信手段をさらに備え、
前記制御手段は、蓄電池が劣化していると判定した場合に、その旨を前記通信手段によって前記保守管理者に送信する請求項８に記載の蓄電池制御システム。
【請求項１】
複数個が直列に接続され、該複数個のうちのいずれか１つが前記直列の接続から除外された場合でも、他の複数個が直列に接続されることで所定の電圧で放電可能な複数個の蓄電池と、
系統電力から供給された交流を複数の電力供給先に分配する分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を前記複数個が直列に接続された蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換すると共に、前記複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換する第１のインバータと、
前記分電盤に接続され、前記分電盤から供給された交流を、前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換する第２のインバータと、
前記複数個が直列に接続された蓄電池の蓄電池と蓄電池との間、並びに前記複数個が直列に接続された蓄電池の始端及び終端に各々設けられ、前記複数個が直列に接続された蓄電池のいずれか１つを前記直列の接続から除外して前記第２のインバータに接続する複数の切替手段と、
前記第２のインバータに接続された蓄電池の電圧値を計測する電圧計測手段と、
前記複数個の蓄電池の各々の電圧値を前記電圧計測手段が計測可能なように、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池は前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御すると共に、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測するように前記電圧計測手段を制御し、該計測した電圧値が第１の閾値未満の場合に、前記分電盤から供給された交流を前記複数個の蓄電池のうちの１つの充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第２のインバータに接続した蓄電池を充電するように前記第２のインバータを制御する制御手段と、
を備えた蓄電池制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池の各１つを順次、前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続した蓄電池の電圧値を計測する制御を、予め定められたスケジュールに従って定期的に実行する請求項１に記載の蓄電池制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の放電によって供給された直流を前記分電盤から前記複数の電力供給先に供給される交流と同じ電圧及び周波数の交流に変換して前記分電盤に供給するように前記第１のインバータを制御する請求項１又は２に記載の蓄電池制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つを前記第２のインバータに接続し、前記第２のインバータに接続していない蓄電池を前記第１のインバータに対して直列に接続するように前記複数の切替手段を制御し、前記いずれか１つの蓄電池の電圧値の計測をするように前記電圧計測手段を制御し又は前記いずれか１つの蓄電池の充電をするように前記第２のインバータを制御すると共に、分電盤から供給された交流を前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池の充電に適した電圧の直流に変換し、該変換によって得た直流で前記第１のインバータに対して直列に接続された複数個の蓄電池を充電するように前記第１のインバータを制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧計測手段が計測した前記複数個の蓄電池の各々の電圧値に基づいて、前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を算出し、
該算出した前記複数個の蓄電池に残存している電力及び前記複数個の蓄電池の充電に要する電力を報知する報知手段をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項６】
前記報知手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続されている場合は、その旨を報知可能な請求項５に記載の蓄電池制御システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数個の蓄電池のいずれか１つが前記第２のインバータに接続された場合に、前記複数個の蓄電池のいずれか１つと前記第２のインバータとの電気的な接続が確保されているか否かを判定し、判定結果を前記報知手段によって報知する請求項６に記載の蓄電池制御システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２のインバータから供給される直流で充電された蓄電池の電圧が第２の閾値未満の場合であり、かつ前記第２のインバータから供給される直流による充電を所定回行った後の蓄電池の電圧が前記第２の閾値未満の場合に、該充電された蓄電池が劣化していると判定し、判定結果を前記報知手段によって報知する請求項５〜７のいずれか１項に記載の蓄電池制御システム。
【請求項９】
外部の保守管理者と通信可能な通信手段をさらに備え、
前記制御手段は、蓄電池が劣化していると判定した場合に、その旨を前記通信手段によって前記保守管理者に送信する請求項８に記載の蓄電池制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１０８１４（Ｐ２０１３−１１０８１４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２５７２（Ｐ２０１１−２５２５７２）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
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