電池制御装置
【課題】複数の電池を保温する。
【解決手段】電池制御装置１は、構内電力網２に接続された複数の充放電器３を備える。充放電器３には、電動車両１１の電池１２が充電のために接続される。制御装置７は、電池１２の温度を評価する温度評価部２１を備える。温度評価部２１は、保温が必要な保温電池を決定する。制御装置７は、電池１２の充放電を制御する充放電制御部２２を備える。充放電制御部２２は、放電が可能な保温電池から放電させるように充放電器３を制御する。さらに、充放電制御部２２は、充電が可能な保温電池へ充電するように充放電器３を制御する。この結果、保温電池の間の充電と放電とで、保温のために必要な保温電流を流し、自己発熱によって保温電池を保温することができる。
【解決手段】電池制御装置１は、構内電力網２に接続された複数の充放電器３を備える。充放電器３には、電動車両１１の電池１２が充電のために接続される。制御装置７は、電池１２の温度を評価する温度評価部２１を備える。温度評価部２１は、保温が必要な保温電池を決定する。制御装置７は、電池１２の充放電を制御する充放電制御部２２を備える。充放電制御部２２は、放電が可能な保温電池から放電させるように充放電器３を制御する。さらに、充放電制御部２２は、充電が可能な保温電池へ充電するように充放電器３を制御する。この結果、保温電池の間の充電と放電とで、保温のために必要な保温電流を流し、自己発熱によって保温電池を保温することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の温度を制御する電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電池の蓄電量が過剰に低い状態を回避するために、電池を充電するシステムを開示している。さらに、この文献は、複数の電池の間において、放電と充電とを実行する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３５７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、電池の温度を考慮することなく、電池の蓄電量が目標値になるように電池の充電と放電とが実施される。ところが、一般的に電池の放電能力、充電能力は、温度に依存する特性を有している。例えば、低温において放電能力が低下する電池が知られている。このような電池は、低温環境下に置かれることによって十分な能力を発揮できなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池の温度低下による性能低下を抑制することができる電池制御装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、複数の電池の間の放電と充電とによって、複数の電池の温度低下を抑制することができる電池制御装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、車両に搭載された電池の低温に起因する性能低下を抑制することができる車両用の電池制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、電池（１２）の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する温度評価部（２１）と、電池の保温が必要なとき、電池から放電させ、または電池に充電することにより電池に自己発熱させる充放電制御部（２２）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、電池の放電または充電によって、電池に電流を流すことができる。電池は、通電されることによって自己発熱する。よって、電池の温度低下が抑制される。この結果、電池の温度低下に起因する性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、温度評価部（２１）は、複数の電池の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定し、充放電制御部（２２）は、保温電池と他の電池との間で充放電させることにより保温電池に自己発熱させることを特徴とする。この構成によると、保温が必要な保温電池と、他の電池との間の放電と充電とによって、保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、充放電制御部（２２）は、保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の電池を放電電池と充電電池との他方として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することを特徴とする。この構成によると、保温電池からの放電と他の電池への充電とにより、または他の電池からの放電と保温電池への充電とにより、保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、温度評価部（２１）は、複数の保温電池を決定し、充放電制御部（２２）は、保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することを特徴とする。この構成によると、複数の保温電池の間の放電と充電とによって、それら複数の保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、充放電制御部（２２）は、蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を上回る電池を放電電池として決定する放電電池決定部（１６２、１６３、１６６、１６８）と、蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を下回る電池を充電電池として決定する充電電池決定部（１６２、１６４、１６７、１６９）とを備えることを特徴とする。この構成によると、電池の蓄電量に基づいて放電電池と充電電池とが決定される。よって、電池を保温するときに、蓄電量の過剰な低下が抑制される。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、放電電池の蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｅ）を下回ると放電電池に充電する再充電部（１７５、１７６）を備えることを特徴とする。この構成によると、放電電池の蓄電量が保温のために過剰に低下することが回避される。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を放電電池の利用者に与える補償部（１７７）を備えることを特徴とする。この構成によると、放電電池の蓄電量が減少しても、蓄電量の減少に代替する補償を放電電池の利用者に付与することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、さらに、電池（１２）が接続される構内電力網（２）と、構内電力網と上位電力網（６）とを接続する系統連系器（５）とを備え、充放電制御部（２２）は、構内電力網だけで放電または充電が可能か否かを判定する需給判定部（１７２）と、構内電力網だけで放電または充電が不可能なとき、上位電力網から構内電力網へ受電するように、または構内電力網から上位電力網へ送電するように系統連系器（５）を制御する連系制御部（１７３、１７４）とを備えることを特徴とする。この構成によると、構内電力網における電力需給で保温のための放電または充電が可能なときは、構内電力網だけで電池が保温される。一方、構内電力網の電力需給では保温が不可能なときには、上位電力網からの受電、または上位電力網への送電によって電池の保温のための放電または充電が可能となる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、さらに、電池（１２）の利用前に、電池から放電させ、または電池に充電することにより電池を暖機する暖機制御部（２５８）を備えることを特徴とする。この構成によると、保温制御に加えて、さらに暖機制御を提供することができる。
【００１９】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態の制御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】
【００２１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１に基づいて本発明を適用した第１実施形態に係る電池制御装置１を説明する。電池制御装置１は、複数の車両のそれぞれに搭載された複数の電池への充電、およびそれら複数の電池からの放電を制御する。電池制御装置１は、空港施設、大型商業施設などの大規模施設に付随する駐車場に設けられた充電システムである。
【００２３】
電池制御装置１は、施設に設けられた構内電力網（ＬＣＰＧ）２を備える。構内電力網２は、施設内に敷設された交流電力網によって提供される。施設の駐車場には、複数の駐車ロットと、それら複数の駐車ロットのそれぞれに設けられた充放電器（ＣＨＤＣ）３とが設けられている。複数の充放電器３のそれぞれは、構内電力網２に接続されている。充放電器３は、構内電力網２からの受電と、構内電力網２への送電との両方が可能である。構内電力網２には、施設に属する電気機器（ＬＣＬＤ）４が接続されている。電気機器４は、発電機、および／または負荷である。電気機器４として、例えば、太陽光発電パネル、燃料電池などの小規模発電施設、および構内の照明機器、空調機器などの負荷を含むことができる。
【００２４】
構内電力網２は、系統連系器（ＰＷＣＤ）５を介して上位電力網（ＷＡＰＧ）６に接続されている。上位電力網６は、例えば、地域の電力供給会社によって提供される商用の広域電力網である。系統連系器５は、上位電力網６から構内電力網２への受電と、構内電力網２から上位電力網６への送電との両方が可能である。
【００２５】
電池制御装置１は、複数の充放電器３と系統連系器５とを制御する制御装置（ＣＮＴＣ）７を備える。制御装置７は、施設内に設置された情報センターに設置することができる。制御装置７は、構内電力網２に接続された機器の間における電力需給が平衡するように系統連系器５を制御する。制御装置７は、後述する電池１２の蓄電量を調節するために、複数の充放電器３を制御する。さらに、制御装置７は、電池１２の温度を保温するために、充放電器３を制御する。
【００２６】
制御装置７は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置７によって実行されることによって、制御装置７をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置７を機能させる。制御装置７が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００２７】
複数の駐車ロットには、車両が駐車可能である。駐車ロットには、電動車両１１が駐車可能である。電動車両１１は、電池１２を搭載している。電動車両１１は、電池１２を動力源として走行可能な車両である。電動車両１１には、電池１２に加えて内燃機関を搭載したいわゆるハイブリッド車両と、電池１２のみによって走行するいわゆる電気自動車とが含まれる。
【００２８】
電池１２は、充電と放電とが可能な二次電池である。電池１２は、例えば、リチウムイオン電池によって提供することができる。電池１２は、温度に応じて放電量が変化する温度依存特性を有している。電池１２は、例えばマイナス２０°Ｃを下回る低温下においては、放電量が顕著に低下する。電池１２の温度依存特性は、寒冷地での冬期において電動車両１１の利用を妨げるか、または電動車両１１の性能を低下させることがある。
【００２９】
制御装置７は、電池１２の温度を評価するための温度評価部（ＴＭＰＭ）２１を備える。温度評価部２１は、電池１２の温度が、所定の下限温度を下回るか否かを判定する。温度評価部２１は、複数の電池１２から、保温が必要な電池１２を選び出す。保温が必要な電池１２は、保温電池とも呼ばれる。温度評価部２１は、電池１２に設けられた温度センサによって電池温度を検出するように構成することができる。また、温度評価部２１は、電池１２が置かれる環境情報に基づいて電池温度を推定するように構成することができる。例えば、電池温度は、外気の温度が低くなるほど、低下する。また、電池温度は、電動車両１１が駐車されてからの駐車時間が長くなるほど、外気温度に向かって減少する。このような電池温度の特性に基づいて、温度評価部２１は、複数の電池１２それぞれの電池温度を推定する。温度評価部２１は、電池１２の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する。温度評価部２１は、複数の電池１２の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定する。さらに、温度評価部２１は、複数の保温電池を決定することがある。
【００３０】
制御装置７は、温度評価部２１からの指令に応じて電池１２の充電および／または放電を制御する充放電制御部（ＣＤＣＭ）２２を備える。充放電制御部２２は、温度評価部２１によって特定された保温電池に電流が流れるように充放電器３を制御する。充放電制御部２２は、自己発熱によって温度低下を阻止できる充電電流または放電電流が保温電池に流れるように充放電器３を制御する。充放電制御部２２は、自己発熱によって保温電池の温度が下限温度を上回るように維持できる充電電流または放電電流を保温電池に流すように充放電器３を制御する。保温電池を保温するために流される電流は保温電流とも呼ばれる。
【００３１】
充放電制御部２２は、施設内、すなわち構内電力網２に属する機器の間だけで、保温電流を通電可能か否かを検討する。このとき、第１に、複数の電池１２の間での放電と充電とによって保温電流を流すことが可能か否かを検討する。これが可能である場合、充放電制御部２２は、そのように充放電器３を制御する。次に、電気機器４を含めた施設内の機器だけで、保温電流を流すことが可能か否かを検討する。これが可能である場合、充放電制御部２２は、そのように充放電器３を制御する。施設内だけで保温電流を流せない場合、充放電制御部２２は、上位電力網６からの受電または上位電力網６への送電を併用して、保温電流を流すように充放電器３と系統連系器５とを制御する。
【００３２】
充放電制御部２２は、電池１２の保温が必要なとき、電池１２から放電させ、または電池１２に充電することにより電池１２に自己発熱させる。充放電制御部２２は、保温電池と他の電池との間で充放電させることにより保温電池に自己発熱させる。充放電制御部２２は、保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の電池を放電電池と充電電池との他方として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電する。充放電制御部２２は、保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することがある。
【００３３】
図２、図３、および図４に基づいて、制御装置７の制御を詳細に説明する。図２において、制御装置７は、電池制御処理１５０を実行する。ステップ１５１では、充放電器３に接続された電池１２を制御するために必要な多数の情報が入力される。情報には、季節、外気温度、天候、電池１２の蓄電量ＳＯＣ、電池に設けられた温度センサの検出温度、電池１２の容量、電動車両１１の出発予定時刻、電動車両１１の目的地などを含むことができる。
【００３４】
ステップ１５２では、充放電器３に接続された電池１２への通常の充電が実行される。ここでは、電池１２が満充電状態、または所定の高位充電状態になるように充放電器３が制御される。この実施形態では、後述する保温制御を実行するために、電池１２は、所定の高位充電状態に充電される。
【００３５】
ステップ１５３では、電池１２を保温するための保温制御が実行される。保温制御は、冬期など、電池１２の温度が所定の下限温度を下回るおそれがあるときに実行することができる。保温制御では、保温電池に保温電流が流される。
【００３６】
ステップ１５４では、電池温度を評価する。ここでは、電池１２の現在の温度、電池の温度の低下傾向などに基づいて、保温が必要な電池１２を決定する。例えば、現在の電池温度が、所定の下限温度を下回っている電池１２を保温電池として決定する。ステップ１５５では、保温電池があるか否かを判定する。保温電池が無い場合、以下の処理をスキップする。保温電池がある場合、ステップ１５６へ進む。
【００３７】
ステップ１５６では、複数の電池１２から、充電される電池と、放電される電池とを決定する。ここでは、まず、複数の保温電池がある場合、それらを充電電池と放電電池とに分類する。複数の保温電池の間において充電と放電との需給が平衡しない場合、他の電池１２が充電電池および／または放電電池に追加される。次に、保温電池として選択されていない他の電池１２から、充電可能な電池、および／または放電可能な電池を選び出し、それらを充電電池および／または放電電池に追加する。これにより、構内電力網２の中で充電と放電との需給平衡が図られる。この処理は、構内電力網２に接続された複数の電池１２から、保温電池に保温電流を流すために利用可能な電池１２を選び出す処理でもある。
【００３８】
ステップ１５７では、充電電池に充電し、放電電池から放電させるように複数の充放電器３が制御される。このとき、すべての保温電池は、充電電池または放電電池に分類されているから、保温電池には保温電流が流される。保温電流は、保温電池内において自己発熱を生じさせ、保温電池の温度低下を阻止する。さらに、保温電流は、保温電池の温度を上昇させる。この結果、保温電池の温度が下限温度を下回ることが回避される。
【００３９】
温度が十分に上昇した保温電池は、ステップ１５４において保温電池から除外される。この結果、保温電流の通電は遮断される。やがて、再び電池温度が低下すると、その電池１２は再び保温電池として決定され、保温電流が通電される。この結果、複数の電池１２の温度が下限温度を上回るように保温される。
【００４０】
図３において、ステップ１５６では、ステップ１６１−１６９が実行される。ステップ１６１では、保温電池が充電電池と放電電池とに分類される。ステップ１６２では、保温電池が放電可能か否かを判定する。ここでは、保温電池の蓄電量ＳＯＣが所定の閾値ＳＯＣｍを上回るか否かを判定する。閾値ＳＯＣｍは、電池１２が保持すべき最低限の蓄電量とすることができる。蓄電量ＳＯＣが閾値ＳＯＣｍを上回る場合（ＳＯＣ＞ＳＯＣｍ）、その保温電池は、放電によって保温電流を流すことができると判定できる。一方、蓄電量ＳＯＣが閾値ＳＯＣｍ以下の場合（ＳＯＣ≦ＳＯＣｍ）、その保温電池は、充電によって保温電流を流す必要があると判定できる。ステップ１６３では、保温電池を放電電池に決定する。ステップ１６４では、保温電池を充電電池に決定する。ステップ１６１の処理は、すべての保温電池に対して繰り返して実行される。
【００４１】
ステップ１６５では、すべての充電電池に充電可能な合計の充電電力ＣＧと、すべての放電電池から放電可能な合計の放電電力ＤＧとを比較する。充電電力ＣＧと放電電力ＤＧとがほぼ等しい場合（ＣＧ＝ＤＧ）、ステップ１５６を終了する。充電電力ＣＧが放電電力ＤＧを上回る場合（ＣＧ＞ＤＧ）、ステップ１６６へ進む。充電電力ＣＧが放電電力ＤＧを下回る場合（ＣＧ＜ＤＧ）、ステップ１６７へ進む。
【００４２】
ステップ１６６では、保温電池以外の電池１２に、蓄電量ＳＯＣに余裕がある電池１２があるか否かを判定する。ここでは、保温電池以外の電池１２に関して、その蓄電量ＳＯＣが、必要蓄電量ＳＯＣｅより十分に多いか否かを判定する。ここでは、余裕量ＳＣを用いることができる。蓄電量ＳＯＣに余裕がない場合（ＳＯＣ≦ＳＯＣｅ＋ＳＣ）、ステップ１５６を終了する。蓄電量ＳＯＣに余裕がある場合（ＳＯＣ＞ＳＯＣｅ＋ＳＣ）、ステップ１６８へ進む。ステップ１６８では、この蓄電量ＳＯＣに余裕がある電池１２を放電電池として追加する。この後、ステップ１６５に戻る。したがって、充電電力ＣＧが放電電力ＤＧと平衡するまで、放電電池が追加される。
【００４３】
ステップ１６７では、保温電池以外の電池１２に、蓄電量ＳＯＣが不足している電池１２があるか否かを判定する。ここでは、保温電池以外の電池１２に関して、その蓄電量ＳＯＣが、必要蓄電量ＳＯＣｅより大幅に少ないか否かを判定する。ここでは、余裕量ＳＣを用いることができる。蓄電量ＳＯＣが不足していない場合（ＳＯＣ≧ＳＯＣｅ−ＳＣ）、ステップ１５６を終了する。蓄電量ＳＯＣが大幅に不足している場合（ＳＯＣ＜ＳＯＣｅ−ＳＣ）、ステップ１６９へ進む。ステップ１６９では、この蓄電量ＳＯＣが大幅に不足の電池１２を充電電池として追加する。この後、ステップ１６５に戻る。したがって、充電電力ＣＧが放電電力ＤＧと平衡するまで、充電電池が追加される。
【００４４】
ステップ１６１−１６９の処理により、複数の電池１２の中だけで、保温電池に保温電流を流すための充電電池と放電電池とが決定される。この実施形態によると、少なくともひとつの保温電池が決定される。この保温電池は、放電電池および充電電池の一方とされる。さらに、放電電池および充電電池の他方として利用可能な他の電池が決定される。この他の電池は、保温電池である場合と、保温が必要ない電池である場合とがある。ステップ１６２、１６３、１６６、１６８は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅを上回る電池１２を放電電池として決定する放電電池決定部を提供する。ステップ１６２、１６４、１６７、１６９は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅを下回る電池を充電電池として決定する充電電池決定部を提供する。この構成によると、電池の蓄電量に基づいて放電電池と充電電池とが決定される。よって、電池を保温するときに、蓄電量の過剰な低下が抑制される。
【００４５】
図４において、ステップ１５７では、ステップ１７１−１７７が実行される。ステップ１７１では、ひとつまたは複数の電池１２において充放電が実行される。ここでは、ステップ１５６で決定された構内電力網２から受電し、充電電池へ充電するように充放電器３が制御される。また、ステップ１５６で決定された放電電池から放電するように充放電器３が制御される。ステップ１５６で決定された充電電池へ充電するように充放電器３が制御される。
【００４６】
ステップ１７２では、構内電力網２に接続された機器における電力需給が平衡しているか否かを判定する。ここでは、構内電力網２における電力供給量ＰＷＳＰと、構内電力網２における電力消費量ＰＷＣＳとを対比する。電力供給量ＰＷＳＰには、放電電池からの放電電力が含まれている。電力供給量ＰＷＳＰには、電気機器４から供給される電力を含むことができる。電力消費量ＰＷＣＳには充電電池への充電量が含まれている。電力消費量ＰＷＣＳには、電気機器４が消費する電力を含むことができる。
【００４７】
構内において電力供給量ＰＷＳＰと電力消費量ＰＷＣＳとがほぼ等しい場合（ＰＷＳＰ＝ＰＷＣＳ）、ステップ１７５へ進む。この場合、構内の機器３、４、１２において電力需給が平衡している。このとき、構内の機器３、４、１２だけによって保温電池に保温電流を流すことができる。
【００４８】
電力供給量ＰＷＳＰが電力消費量ＰＷＣＳを上回る場合（ＰＷＳＰ＞ＰＷＣＳ）、ステップ１７３へ進む。ステップ１７３では、上位電力網６へ送電する。電力供給量ＰＷＳＰが電力消費量ＰＷＣＳを下回る場合（ＰＷＳＰ＜ＰＷＣＳ）、ステップ１７４へ進む。ステップ１７４では、上位電力網６から受電する。これらの場合、上位電力網６も含めた全体のシステムによって保温電池に保温電流を流すことができる。ステップ１７２は、構内電力網２だけで放電または充電が可能か否かを判定する需給判定部を提供する。ステップ１７３およびステップ１７４は、構内電力網２だけで放電または充電が不可能なとき、上位電力網６から構内電力網２へ受電するように、または構内電力網２から上位電力網６へ送電するように系統連系器５を制御する連系制御部を提供する。
【００４９】
ステップ１７５では、放電電池に必要蓄電量ＳＯＣｅが残存しているか否かを判定する。放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅ以上の場合（ＳＯＣ≧ＳＯＣｅ）、ステップ１７６をスキップしてステップ１７７へ進む。放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅを下回る場合（ＳＯＣ＜ＳＯＣｅ）、ステップ１７６へ進む。必要蓄電量ＳＯＣｅは、予め設定された固定値とすることができる。例えば、電動車両１１に必要な一般的な蓄電量とすることができる。また、必要蓄電量ＳＯＣｅは、放電電池が搭載された電動車両１１の走行予定情報に基づいて算出することができる。例えば、電動車両１１の目的地に基づいて、目的地までの走行距離を実現するための蓄電量とすることができる。ステップ１７６では、放電電池を再充電する。ステップ１７６の再充電は、放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅを上回るように実行することができる。ステップ１７５およびステップ１７６は、放電電池の蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｅを下回ると放電電池に充電する再充電部を提供する。これにより、放電電池の蓄電量が保温のために過剰に低下することが回避される。
【００５０】
ステップ１７７では、保温制御において蓄電量ＳＯＣが減少した放電電池を搭載している電動車両に対して、減少した蓄電量に応じて特典を付与する。例えば、駐車料金の値引きなどの特典が付与される。付与された特典は、電動車両の利用者によって行使される。ステップ１７７は、放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を放電電池の利用者に与える補償部を提供する。これにより、放電電池の蓄電量が減少しても、蓄電量の減少に代替する補償を放電電池の利用者に付与することができる。ステップ１７５−ステップ１７７の処理は、すべての放電電池に対して実行される。
【００５１】
図５は、電池１２ａ、１２ｂが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池、電池１２ｂが充電電池に決定された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電池１２ｂに充電される。これにより、構内電力網２に接続される電池１２の間だけで、電池１２ａと電池１２ｂとの両方に保温電流を流すことができる。
【００５２】
図６は、電池１２ａ、１２ｂが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池、電池１２ｂが充電電池に決定され、さらに電池１２ｃが充電電池に追加された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電池１２ｂ、１２ｃに充電される。さらに、電池１２ｂ、１２ｃに充電するための電力が不足する場合、上位電力網６から系統連系器５を経由して電力が受電される。これにより、電池１２ａと電池１２ｂとの両方に保温電流を流すことができる。さらに、蓄電量が少ない電池１２ｃを充電することができる。
【００５３】
図７は、電池１２ａだけが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池に決定された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電気機器４および上位電力網６に送電される。これにより、放電電池だけが保温電池の場合にも、保温電池に保温電流を流すことができる。また、充電電池だけが保温電池の場合にも、保温電池に保温電流を流すことができる。
【００５４】
以上に述べたように、この実施形態によると、電池１２の充電または放電を利用して、電池１２を保温することができる。この結果、電池１２の性能低下を抑制することができる。また、複数の電池１２の間の充電と放電とを利用して、複数の電池１２を保温することができる。すなわち、構内電力網２における電力需給で保温のための放電または充電が可能なときは、構内電力網２だけで電池が保温される。このとき、上位電力網６からの受電に依存することなく、複数の電池１２だけで、それら電池１２の保温を図ることができる。一方、構内電力網２の電力需給では保温が不可能なときには、上位電力網６からの受電、または上位電力網６への送電によって電池１２の保温のための放電または充電が可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した第２実施形態の制御装置７が実行する電池制御処理２５０を示す。上記実施形態では、制御装置７は、電池１２の温度を下限温度を上回るように制御するための保温制御だけを実行した。この実施形態では、上記実施形態に加えて、さらに暖機制御を実行する。
【００５６】
ステップ１５１−１５３は、上述の実施形態と同じである。ステップ１５３の保温制御においては、電池１２の温度が、電動車両１１の性能に大幅な低下をもたらさない程度の温度に維持される。
【００５７】
ステップ２５８では、複数の電池１２のうち、電動車両１１を走行させるために利用される電池を選択して暖機制御を実行する。暖機制御においては、電池１２の温度が、電動車両１１の性能を十分に引き出すことができる活性温度に維持される。ステップ２８１では、複数の電池１２の暖機開始時刻を設定する。暖機開始時刻は、電動車両１１に設定された出発予定時刻に基づいて設定することができる。また、暖機開始時刻は、電動車両１１の利用履歴に基づいて推定されてもよい。ステップ２５８は、電池１２の利用前に、電池１２から放電させ、または電池１２に充電することにより電池１２を暖機する暖機制御部を提供する。
【００５８】
ステップ２８２では、暖機開始時刻が到来したか否かを判定する。暖機開始時刻が到来するまで、後続のステップをスキップする。暖機開始時刻が到来すると、ステップ２８３へ進む。暖機開始時刻が到来した電池１２は、暖機電池として決定される。ステップ２８３では、ステップ１５６と同様の処理によって、暖機電池を充電電池、または放電電池に決定する。ステップ２８４では、ステップ１５７と同様の処理によって、暖機電池に充電するように、または暖機電池から放電させるように充放電器３を制御する。この結果、暖機電気には、自己発熱によって、暖機電池の温度を活性温度まで上昇させるための暖機電流が流される。
【００５９】
この実施形態によると、複数の電池１２に対して保温制御が実行されることにより、電池１２の性能低下が抑制される。さらに、複数の電池１２に対して暖機制御が実行されることにより、電池１２を搭載した機器である電動車両１１が利用されるときには、電動車両１１の性能を十分に発揮させることができる。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６１】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、２つ以上の多数の電池１２が接続されるシステムに本発明を適用した。これに代えて、２つの電池１２だけが接続されるシステムに本発明を適用してもよい。例えば、住宅に設置された定置型電池と、電動車両に搭載された移動型電池とを含む住宅内の電力網に本発明を適用してもよい。この場合、例えば、戸外に置かれた移動型電池を保温するために、移動型電池と定置型電池との間で充放電が実施される。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の電池１２を構内電力網２に接続した。これに代えて、充電電池と放電電池との間に独立した通電経路が形成されるように配電網を構成してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の電池の温度情報に基づいて、保温が必要な保温電池を決定した。これに代えて、例えば、外気温度が所定温度を下回る場合には、すべての電池を保温電池としてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 電池制御装置、
２ 構内電力網、
３ 充放電器、
４ 機器、
５ 系統連系器、
６ 上位電力網、
７ 制御装置、
１１ 電動車両、
１２ 電池、
２１ 温度評価部、
２２ 充放電制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の温度を制御する電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電池の蓄電量が過剰に低い状態を回避するために、電池を充電するシステムを開示している。さらに、この文献は、複数の電池の間において、放電と充電とを実行する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３５７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、電池の温度を考慮することなく、電池の蓄電量が目標値になるように電池の充電と放電とが実施される。ところが、一般的に電池の放電能力、充電能力は、温度に依存する特性を有している。例えば、低温において放電能力が低下する電池が知られている。このような電池は、低温環境下に置かれることによって十分な能力を発揮できなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池の温度低下による性能低下を抑制することができる電池制御装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、複数の電池の間の放電と充電とによって、複数の電池の温度低下を抑制することができる電池制御装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、車両に搭載された電池の低温に起因する性能低下を抑制することができる車両用の電池制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、電池（１２）の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する温度評価部（２１）と、電池の保温が必要なとき、電池から放電させ、または電池に充電することにより電池に自己発熱させる充放電制御部（２２）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、電池の放電または充電によって、電池に電流を流すことができる。電池は、通電されることによって自己発熱する。よって、電池の温度低下が抑制される。この結果、電池の温度低下に起因する性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、温度評価部（２１）は、複数の電池の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定し、充放電制御部（２２）は、保温電池と他の電池との間で充放電させることにより保温電池に自己発熱させることを特徴とする。この構成によると、保温が必要な保温電池と、他の電池との間の放電と充電とによって、保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、充放電制御部（２２）は、保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の電池を放電電池と充電電池との他方として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することを特徴とする。この構成によると、保温電池からの放電と他の電池への充電とにより、または他の電池からの放電と保温電池への充電とにより、保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、温度評価部（２１）は、複数の保温電池を決定し、充放電制御部（２２）は、保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することを特徴とする。この構成によると、複数の保温電池の間の放電と充電とによって、それら複数の保温電池に電流を流し、自己発熱させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、充放電制御部（２２）は、蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を上回る電池を放電電池として決定する放電電池決定部（１６２、１６３、１６６、１６８）と、蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を下回る電池を充電電池として決定する充電電池決定部（１６２、１６４、１６７、１６９）とを備えることを特徴とする。この構成によると、電池の蓄電量に基づいて放電電池と充電電池とが決定される。よって、電池を保温するときに、蓄電量の過剰な低下が抑制される。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、放電電池の蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｅ）を下回ると放電電池に充電する再充電部（１７５、１７６）を備えることを特徴とする。この構成によると、放電電池の蓄電量が保温のために過剰に低下することが回避される。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を放電電池の利用者に与える補償部（１７７）を備えることを特徴とする。この構成によると、放電電池の蓄電量が減少しても、蓄電量の減少に代替する補償を放電電池の利用者に付与することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、さらに、電池（１２）が接続される構内電力網（２）と、構内電力網と上位電力網（６）とを接続する系統連系器（５）とを備え、充放電制御部（２２）は、構内電力網だけで放電または充電が可能か否かを判定する需給判定部（１７２）と、構内電力網だけで放電または充電が不可能なとき、上位電力網から構内電力網へ受電するように、または構内電力網から上位電力網へ送電するように系統連系器（５）を制御する連系制御部（１７３、１７４）とを備えることを特徴とする。この構成によると、構内電力網における電力需給で保温のための放電または充電が可能なときは、構内電力網だけで電池が保温される。一方、構内電力網の電力需給では保温が不可能なときには、上位電力網からの受電、または上位電力網への送電によって電池の保温のための放電または充電が可能となる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、さらに、電池（１２）の利用前に、電池から放電させ、または電池に充電することにより電池を暖機する暖機制御部（２５８）を備えることを特徴とする。この構成によると、保温制御に加えて、さらに暖機制御を提供することができる。
【００１９】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態の作動状態の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態の制御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】
【００２１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１に基づいて本発明を適用した第１実施形態に係る電池制御装置１を説明する。電池制御装置１は、複数の車両のそれぞれに搭載された複数の電池への充電、およびそれら複数の電池からの放電を制御する。電池制御装置１は、空港施設、大型商業施設などの大規模施設に付随する駐車場に設けられた充電システムである。
【００２３】
電池制御装置１は、施設に設けられた構内電力網（ＬＣＰＧ）２を備える。構内電力網２は、施設内に敷設された交流電力網によって提供される。施設の駐車場には、複数の駐車ロットと、それら複数の駐車ロットのそれぞれに設けられた充放電器（ＣＨＤＣ）３とが設けられている。複数の充放電器３のそれぞれは、構内電力網２に接続されている。充放電器３は、構内電力網２からの受電と、構内電力網２への送電との両方が可能である。構内電力網２には、施設に属する電気機器（ＬＣＬＤ）４が接続されている。電気機器４は、発電機、および／または負荷である。電気機器４として、例えば、太陽光発電パネル、燃料電池などの小規模発電施設、および構内の照明機器、空調機器などの負荷を含むことができる。
【００２４】
構内電力網２は、系統連系器（ＰＷＣＤ）５を介して上位電力網（ＷＡＰＧ）６に接続されている。上位電力網６は、例えば、地域の電力供給会社によって提供される商用の広域電力網である。系統連系器５は、上位電力網６から構内電力網２への受電と、構内電力網２から上位電力網６への送電との両方が可能である。
【００２５】
電池制御装置１は、複数の充放電器３と系統連系器５とを制御する制御装置（ＣＮＴＣ）７を備える。制御装置７は、施設内に設置された情報センターに設置することができる。制御装置７は、構内電力網２に接続された機器の間における電力需給が平衡するように系統連系器５を制御する。制御装置７は、後述する電池１２の蓄電量を調節するために、複数の充放電器３を制御する。さらに、制御装置７は、電池１２の温度を保温するために、充放電器３を制御する。
【００２６】
制御装置７は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置７によって実行されることによって、制御装置７をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置７を機能させる。制御装置７が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００２７】
複数の駐車ロットには、車両が駐車可能である。駐車ロットには、電動車両１１が駐車可能である。電動車両１１は、電池１２を搭載している。電動車両１１は、電池１２を動力源として走行可能な車両である。電動車両１１には、電池１２に加えて内燃機関を搭載したいわゆるハイブリッド車両と、電池１２のみによって走行するいわゆる電気自動車とが含まれる。
【００２８】
電池１２は、充電と放電とが可能な二次電池である。電池１２は、例えば、リチウムイオン電池によって提供することができる。電池１２は、温度に応じて放電量が変化する温度依存特性を有している。電池１２は、例えばマイナス２０°Ｃを下回る低温下においては、放電量が顕著に低下する。電池１２の温度依存特性は、寒冷地での冬期において電動車両１１の利用を妨げるか、または電動車両１１の性能を低下させることがある。
【００２９】
制御装置７は、電池１２の温度を評価するための温度評価部（ＴＭＰＭ）２１を備える。温度評価部２１は、電池１２の温度が、所定の下限温度を下回るか否かを判定する。温度評価部２１は、複数の電池１２から、保温が必要な電池１２を選び出す。保温が必要な電池１２は、保温電池とも呼ばれる。温度評価部２１は、電池１２に設けられた温度センサによって電池温度を検出するように構成することができる。また、温度評価部２１は、電池１２が置かれる環境情報に基づいて電池温度を推定するように構成することができる。例えば、電池温度は、外気の温度が低くなるほど、低下する。また、電池温度は、電動車両１１が駐車されてからの駐車時間が長くなるほど、外気温度に向かって減少する。このような電池温度の特性に基づいて、温度評価部２１は、複数の電池１２それぞれの電池温度を推定する。温度評価部２１は、電池１２の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する。温度評価部２１は、複数の電池１２の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定する。さらに、温度評価部２１は、複数の保温電池を決定することがある。
【００３０】
制御装置７は、温度評価部２１からの指令に応じて電池１２の充電および／または放電を制御する充放電制御部（ＣＤＣＭ）２２を備える。充放電制御部２２は、温度評価部２１によって特定された保温電池に電流が流れるように充放電器３を制御する。充放電制御部２２は、自己発熱によって温度低下を阻止できる充電電流または放電電流が保温電池に流れるように充放電器３を制御する。充放電制御部２２は、自己発熱によって保温電池の温度が下限温度を上回るように維持できる充電電流または放電電流を保温電池に流すように充放電器３を制御する。保温電池を保温するために流される電流は保温電流とも呼ばれる。
【００３１】
充放電制御部２２は、施設内、すなわち構内電力網２に属する機器の間だけで、保温電流を通電可能か否かを検討する。このとき、第１に、複数の電池１２の間での放電と充電とによって保温電流を流すことが可能か否かを検討する。これが可能である場合、充放電制御部２２は、そのように充放電器３を制御する。次に、電気機器４を含めた施設内の機器だけで、保温電流を流すことが可能か否かを検討する。これが可能である場合、充放電制御部２２は、そのように充放電器３を制御する。施設内だけで保温電流を流せない場合、充放電制御部２２は、上位電力網６からの受電または上位電力網６への送電を併用して、保温電流を流すように充放電器３と系統連系器５とを制御する。
【００３２】
充放電制御部２２は、電池１２の保温が必要なとき、電池１２から放電させ、または電池１２に充電することにより電池１２に自己発熱させる。充放電制御部２２は、保温電池と他の電池との間で充放電させることにより保温電池に自己発熱させる。充放電制御部２２は、保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の電池を放電電池と充電電池との他方として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電する。充放電制御部２２は、保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、放電電池から放電させた電力を充電電池に充電することがある。
【００３３】
図２、図３、および図４に基づいて、制御装置７の制御を詳細に説明する。図２において、制御装置７は、電池制御処理１５０を実行する。ステップ１５１では、充放電器３に接続された電池１２を制御するために必要な多数の情報が入力される。情報には、季節、外気温度、天候、電池１２の蓄電量ＳＯＣ、電池に設けられた温度センサの検出温度、電池１２の容量、電動車両１１の出発予定時刻、電動車両１１の目的地などを含むことができる。
【００３４】
ステップ１５２では、充放電器３に接続された電池１２への通常の充電が実行される。ここでは、電池１２が満充電状態、または所定の高位充電状態になるように充放電器３が制御される。この実施形態では、後述する保温制御を実行するために、電池１２は、所定の高位充電状態に充電される。
【００３５】
ステップ１５３では、電池１２を保温するための保温制御が実行される。保温制御は、冬期など、電池１２の温度が所定の下限温度を下回るおそれがあるときに実行することができる。保温制御では、保温電池に保温電流が流される。
【００３６】
ステップ１５４では、電池温度を評価する。ここでは、電池１２の現在の温度、電池の温度の低下傾向などに基づいて、保温が必要な電池１２を決定する。例えば、現在の電池温度が、所定の下限温度を下回っている電池１２を保温電池として決定する。ステップ１５５では、保温電池があるか否かを判定する。保温電池が無い場合、以下の処理をスキップする。保温電池がある場合、ステップ１５６へ進む。
【００３７】
ステップ１５６では、複数の電池１２から、充電される電池と、放電される電池とを決定する。ここでは、まず、複数の保温電池がある場合、それらを充電電池と放電電池とに分類する。複数の保温電池の間において充電と放電との需給が平衡しない場合、他の電池１２が充電電池および／または放電電池に追加される。次に、保温電池として選択されていない他の電池１２から、充電可能な電池、および／または放電可能な電池を選び出し、それらを充電電池および／または放電電池に追加する。これにより、構内電力網２の中で充電と放電との需給平衡が図られる。この処理は、構内電力網２に接続された複数の電池１２から、保温電池に保温電流を流すために利用可能な電池１２を選び出す処理でもある。
【００３８】
ステップ１５７では、充電電池に充電し、放電電池から放電させるように複数の充放電器３が制御される。このとき、すべての保温電池は、充電電池または放電電池に分類されているから、保温電池には保温電流が流される。保温電流は、保温電池内において自己発熱を生じさせ、保温電池の温度低下を阻止する。さらに、保温電流は、保温電池の温度を上昇させる。この結果、保温電池の温度が下限温度を下回ることが回避される。
【００３９】
温度が十分に上昇した保温電池は、ステップ１５４において保温電池から除外される。この結果、保温電流の通電は遮断される。やがて、再び電池温度が低下すると、その電池１２は再び保温電池として決定され、保温電流が通電される。この結果、複数の電池１２の温度が下限温度を上回るように保温される。
【００４０】
図３において、ステップ１５６では、ステップ１６１−１６９が実行される。ステップ１６１では、保温電池が充電電池と放電電池とに分類される。ステップ１６２では、保温電池が放電可能か否かを判定する。ここでは、保温電池の蓄電量ＳＯＣが所定の閾値ＳＯＣｍを上回るか否かを判定する。閾値ＳＯＣｍは、電池１２が保持すべき最低限の蓄電量とすることができる。蓄電量ＳＯＣが閾値ＳＯＣｍを上回る場合（ＳＯＣ＞ＳＯＣｍ）、その保温電池は、放電によって保温電流を流すことができると判定できる。一方、蓄電量ＳＯＣが閾値ＳＯＣｍ以下の場合（ＳＯＣ≦ＳＯＣｍ）、その保温電池は、充電によって保温電流を流す必要があると判定できる。ステップ１６３では、保温電池を放電電池に決定する。ステップ１６４では、保温電池を充電電池に決定する。ステップ１６１の処理は、すべての保温電池に対して繰り返して実行される。
【００４１】
ステップ１６５では、すべての充電電池に充電可能な合計の充電電力ＣＧと、すべての放電電池から放電可能な合計の放電電力ＤＧとを比較する。充電電力ＣＧと放電電力ＤＧとがほぼ等しい場合（ＣＧ＝ＤＧ）、ステップ１５６を終了する。充電電力ＣＧが放電電力ＤＧを上回る場合（ＣＧ＞ＤＧ）、ステップ１６６へ進む。充電電力ＣＧが放電電力ＤＧを下回る場合（ＣＧ＜ＤＧ）、ステップ１６７へ進む。
【００４２】
ステップ１６６では、保温電池以外の電池１２に、蓄電量ＳＯＣに余裕がある電池１２があるか否かを判定する。ここでは、保温電池以外の電池１２に関して、その蓄電量ＳＯＣが、必要蓄電量ＳＯＣｅより十分に多いか否かを判定する。ここでは、余裕量ＳＣを用いることができる。蓄電量ＳＯＣに余裕がない場合（ＳＯＣ≦ＳＯＣｅ＋ＳＣ）、ステップ１５６を終了する。蓄電量ＳＯＣに余裕がある場合（ＳＯＣ＞ＳＯＣｅ＋ＳＣ）、ステップ１６８へ進む。ステップ１６８では、この蓄電量ＳＯＣに余裕がある電池１２を放電電池として追加する。この後、ステップ１６５に戻る。したがって、充電電力ＣＧが放電電力ＤＧと平衡するまで、放電電池が追加される。
【００４３】
ステップ１６７では、保温電池以外の電池１２に、蓄電量ＳＯＣが不足している電池１２があるか否かを判定する。ここでは、保温電池以外の電池１２に関して、その蓄電量ＳＯＣが、必要蓄電量ＳＯＣｅより大幅に少ないか否かを判定する。ここでは、余裕量ＳＣを用いることができる。蓄電量ＳＯＣが不足していない場合（ＳＯＣ≧ＳＯＣｅ−ＳＣ）、ステップ１５６を終了する。蓄電量ＳＯＣが大幅に不足している場合（ＳＯＣ＜ＳＯＣｅ−ＳＣ）、ステップ１６９へ進む。ステップ１６９では、この蓄電量ＳＯＣが大幅に不足の電池１２を充電電池として追加する。この後、ステップ１６５に戻る。したがって、充電電力ＣＧが放電電力ＤＧと平衡するまで、充電電池が追加される。
【００４４】
ステップ１６１−１６９の処理により、複数の電池１２の中だけで、保温電池に保温電流を流すための充電電池と放電電池とが決定される。この実施形態によると、少なくともひとつの保温電池が決定される。この保温電池は、放電電池および充電電池の一方とされる。さらに、放電電池および充電電池の他方として利用可能な他の電池が決定される。この他の電池は、保温電池である場合と、保温が必要ない電池である場合とがある。ステップ１６２、１６３、１６６、１６８は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅを上回る電池１２を放電電池として決定する放電電池決定部を提供する。ステップ１６２、１６４、１６７、１６９は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅを下回る電池を充電電池として決定する充電電池決定部を提供する。この構成によると、電池の蓄電量に基づいて放電電池と充電電池とが決定される。よって、電池を保温するときに、蓄電量の過剰な低下が抑制される。
【００４５】
図４において、ステップ１５７では、ステップ１７１−１７７が実行される。ステップ１７１では、ひとつまたは複数の電池１２において充放電が実行される。ここでは、ステップ１５６で決定された構内電力網２から受電し、充電電池へ充電するように充放電器３が制御される。また、ステップ１５６で決定された放電電池から放電するように充放電器３が制御される。ステップ１５６で決定された充電電池へ充電するように充放電器３が制御される。
【００４６】
ステップ１７２では、構内電力網２に接続された機器における電力需給が平衡しているか否かを判定する。ここでは、構内電力網２における電力供給量ＰＷＳＰと、構内電力網２における電力消費量ＰＷＣＳとを対比する。電力供給量ＰＷＳＰには、放電電池からの放電電力が含まれている。電力供給量ＰＷＳＰには、電気機器４から供給される電力を含むことができる。電力消費量ＰＷＣＳには充電電池への充電量が含まれている。電力消費量ＰＷＣＳには、電気機器４が消費する電力を含むことができる。
【００４７】
構内において電力供給量ＰＷＳＰと電力消費量ＰＷＣＳとがほぼ等しい場合（ＰＷＳＰ＝ＰＷＣＳ）、ステップ１７５へ進む。この場合、構内の機器３、４、１２において電力需給が平衡している。このとき、構内の機器３、４、１２だけによって保温電池に保温電流を流すことができる。
【００４８】
電力供給量ＰＷＳＰが電力消費量ＰＷＣＳを上回る場合（ＰＷＳＰ＞ＰＷＣＳ）、ステップ１７３へ進む。ステップ１７３では、上位電力網６へ送電する。電力供給量ＰＷＳＰが電力消費量ＰＷＣＳを下回る場合（ＰＷＳＰ＜ＰＷＣＳ）、ステップ１７４へ進む。ステップ１７４では、上位電力網６から受電する。これらの場合、上位電力網６も含めた全体のシステムによって保温電池に保温電流を流すことができる。ステップ１７２は、構内電力網２だけで放電または充電が可能か否かを判定する需給判定部を提供する。ステップ１７３およびステップ１７４は、構内電力網２だけで放電または充電が不可能なとき、上位電力網６から構内電力網２へ受電するように、または構内電力網２から上位電力網６へ送電するように系統連系器５を制御する連系制御部を提供する。
【００４９】
ステップ１７５では、放電電池に必要蓄電量ＳＯＣｅが残存しているか否かを判定する。放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅ以上の場合（ＳＯＣ≧ＳＯＣｅ）、ステップ１７６をスキップしてステップ１７７へ進む。放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅを下回る場合（ＳＯＣ＜ＳＯＣｅ）、ステップ１７６へ進む。必要蓄電量ＳＯＣｅは、予め設定された固定値とすることができる。例えば、電動車両１１に必要な一般的な蓄電量とすることができる。また、必要蓄電量ＳＯＣｅは、放電電池が搭載された電動車両１１の走行予定情報に基づいて算出することができる。例えば、電動車両１１の目的地に基づいて、目的地までの走行距離を実現するための蓄電量とすることができる。ステップ１７６では、放電電池を再充電する。ステップ１７６の再充電は、放電電池の蓄電量ＳＯＣが必要蓄電量ＳＯＣｅを上回るように実行することができる。ステップ１７５およびステップ１７６は、放電電池の蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣｅを下回ると放電電池に充電する再充電部を提供する。これにより、放電電池の蓄電量が保温のために過剰に低下することが回避される。
【００５０】
ステップ１７７では、保温制御において蓄電量ＳＯＣが減少した放電電池を搭載している電動車両に対して、減少した蓄電量に応じて特典を付与する。例えば、駐車料金の値引きなどの特典が付与される。付与された特典は、電動車両の利用者によって行使される。ステップ１７７は、放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を放電電池の利用者に与える補償部を提供する。これにより、放電電池の蓄電量が減少しても、蓄電量の減少に代替する補償を放電電池の利用者に付与することができる。ステップ１７５−ステップ１７７の処理は、すべての放電電池に対して実行される。
【００５１】
図５は、電池１２ａ、１２ｂが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池、電池１２ｂが充電電池に決定された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電池１２ｂに充電される。これにより、構内電力網２に接続される電池１２の間だけで、電池１２ａと電池１２ｂとの両方に保温電流を流すことができる。
【００５２】
図６は、電池１２ａ、１２ｂが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池、電池１２ｂが充電電池に決定され、さらに電池１２ｃが充電電池に追加された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電池１２ｂ、１２ｃに充電される。さらに、電池１２ｂ、１２ｃに充電するための電力が不足する場合、上位電力網６から系統連系器５を経由して電力が受電される。これにより、電池１２ａと電池１２ｂとの両方に保温電流を流すことができる。さらに、蓄電量が少ない電池１２ｃを充電することができる。
【００５３】
図７は、電池１２ａだけが保温電池として決定され、さらに電池１２ａが放電電池に決定された場合の保温電流を示している。この場合、電池１２ａから放電された電力は、電気機器４および上位電力網６に送電される。これにより、放電電池だけが保温電池の場合にも、保温電池に保温電流を流すことができる。また、充電電池だけが保温電池の場合にも、保温電池に保温電流を流すことができる。
【００５４】
以上に述べたように、この実施形態によると、電池１２の充電または放電を利用して、電池１２を保温することができる。この結果、電池１２の性能低下を抑制することができる。また、複数の電池１２の間の充電と放電とを利用して、複数の電池１２を保温することができる。すなわち、構内電力網２における電力需給で保温のための放電または充電が可能なときは、構内電力網２だけで電池が保温される。このとき、上位電力網６からの受電に依存することなく、複数の電池１２だけで、それら電池１２の保温を図ることができる。一方、構内電力網２の電力需給では保温が不可能なときには、上位電力網６からの受電、または上位電力網６への送電によって電池１２の保温のための放電または充電が可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した第２実施形態の制御装置７が実行する電池制御処理２５０を示す。上記実施形態では、制御装置７は、電池１２の温度を下限温度を上回るように制御するための保温制御だけを実行した。この実施形態では、上記実施形態に加えて、さらに暖機制御を実行する。
【００５６】
ステップ１５１−１５３は、上述の実施形態と同じである。ステップ１５３の保温制御においては、電池１２の温度が、電動車両１１の性能に大幅な低下をもたらさない程度の温度に維持される。
【００５７】
ステップ２５８では、複数の電池１２のうち、電動車両１１を走行させるために利用される電池を選択して暖機制御を実行する。暖機制御においては、電池１２の温度が、電動車両１１の性能を十分に引き出すことができる活性温度に維持される。ステップ２８１では、複数の電池１２の暖機開始時刻を設定する。暖機開始時刻は、電動車両１１に設定された出発予定時刻に基づいて設定することができる。また、暖機開始時刻は、電動車両１１の利用履歴に基づいて推定されてもよい。ステップ２５８は、電池１２の利用前に、電池１２から放電させ、または電池１２に充電することにより電池１２を暖機する暖機制御部を提供する。
【００５８】
ステップ２８２では、暖機開始時刻が到来したか否かを判定する。暖機開始時刻が到来するまで、後続のステップをスキップする。暖機開始時刻が到来すると、ステップ２８３へ進む。暖機開始時刻が到来した電池１２は、暖機電池として決定される。ステップ２８３では、ステップ１５６と同様の処理によって、暖機電池を充電電池、または放電電池に決定する。ステップ２８４では、ステップ１５７と同様の処理によって、暖機電池に充電するように、または暖機電池から放電させるように充放電器３を制御する。この結果、暖機電気には、自己発熱によって、暖機電池の温度を活性温度まで上昇させるための暖機電流が流される。
【００５９】
この実施形態によると、複数の電池１２に対して保温制御が実行されることにより、電池１２の性能低下が抑制される。さらに、複数の電池１２に対して暖機制御が実行されることにより、電池１２を搭載した機器である電動車両１１が利用されるときには、電動車両１１の性能を十分に発揮させることができる。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６１】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、２つ以上の多数の電池１２が接続されるシステムに本発明を適用した。これに代えて、２つの電池１２だけが接続されるシステムに本発明を適用してもよい。例えば、住宅に設置された定置型電池と、電動車両に搭載された移動型電池とを含む住宅内の電力網に本発明を適用してもよい。この場合、例えば、戸外に置かれた移動型電池を保温するために、移動型電池と定置型電池との間で充放電が実施される。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の電池１２を構内電力網２に接続した。これに代えて、充電電池と放電電池との間に独立した通電経路が形成されるように配電網を構成してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の電池の温度情報に基づいて、保温が必要な保温電池を決定した。これに代えて、例えば、外気温度が所定温度を下回る場合には、すべての電池を保温電池としてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 電池制御装置、
２ 構内電力網、
３ 充放電器、
４ 機器、
５ 系統連系器、
６ 上位電力網、
７ 制御装置、
１１ 電動車両、
１２ 電池、
２１ 温度評価部、
２２ 充放電制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池（１２）の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する温度評価部（２１）と、
前記電池の保温が必要なとき、前記電池から放電させ、または前記電池に充電することにより前記電池に自己発熱させる充放電制御部（２２）とを備えることを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記温度評価部（２１）は、複数の前記電池の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定し、
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池と他の前記電池との間で充放電させることにより前記保温電池に自己発熱させることを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の前記電池を前記放電電池と前記充電電池との他方として、前記放電電池から放電させた電力を前記充電電池に充電することを特徴とする請求項２に記載の電池制御装置。
【請求項４】
前記温度評価部（２１）は、複数の前記保温電池を決定し、
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の前記保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、前記放電電池から放電させた電力を前記充電電池に充電することを特徴とする請求項２に記載の電池制御装置。
【請求項５】
前記充放電制御部（２２）は、
蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を上回る前記電池を前記放電電池として決定する放電電池決定部（１６２、１６３、１６６、１６８）と、
蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を下回る前記電池を前記充電電池として決定する充電電池決定部（１６２、１６４、１６７、１６９）とを備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電池制御装置。
【請求項６】
前記放電電池の蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｅ）を下回ると前記放電電池に充電する再充電部（１７５、１７６）を備えることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項７】
前記放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を前記放電電池の利用者に与える補償部（１７７）を備えることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項８】
さらに、前記電池（１２）が接続される構内電力網（２）と、
前記構内電力網と上位電力網（６）とを接続する系統連系器（５）とを備え、
前記充放電制御部（２２）は、
前記構内電力網だけで前記放電または前記充電が可能な否かを判定する需給判定部（１７２）と、
前記構内電力網だけで前記放電または前記充電が不可能なとき、前記上位電力網から前記構内電力網へ受電するように、または前記構内電力網から前記上位電力網へ送電するように前記系統連系器（５）を制御する連系制御部（１７３、１７４）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項９】
さらに、前記電池（１２）の利用前に、前記電池から放電させ、または前記電池に充電することにより前記電池を暖機する暖機制御部（２５８）を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項１】
電池（１２）の温度を評価し、保温が必要か否かを判定する温度評価部（２１）と、
前記電池の保温が必要なとき、前記電池から放電させ、または前記電池に充電することにより前記電池に自己発熱させる充放電制御部（２２）とを備えることを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記温度評価部（２１）は、複数の前記電池の温度を評価し、保温が必要な保温電池を決定し、
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池と他の前記電池との間で充放電させることにより前記保温電池に自己発熱させることを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池を放電電池と充電電池との一方とし、他の前記電池を前記放電電池と前記充電電池との他方として、前記放電電池から放電させた電力を前記充電電池に充電することを特徴とする請求項２に記載の電池制御装置。
【請求項４】
前記温度評価部（２１）は、複数の前記保温電池を決定し、
前記充放電制御部（２２）は、前記保温電池の少なくともひとつを放電電池とし、複数の前記保温電池の他の少なくともひとつを充電電池として、前記放電電池から放電させた電力を前記充電電池に充電することを特徴とする請求項２に記載の電池制御装置。
【請求項５】
前記充放電制御部（２２）は、
蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を上回る前記電池を前記放電電池として決定する放電電池決定部（１６２、１６３、１６６、１６８）と、
蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｍ、ＳＯＣｅ）を下回る前記電池を前記充電電池として決定する充電電池決定部（１６２、１６４、１６７、１６９）とを備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電池制御装置。
【請求項６】
前記放電電池の蓄電量（ＳＯＣ）が所定値（ＳＯＣｅ）を下回ると前記放電電池に充電する再充電部（１７５、１７６）を備えることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項７】
前記放電電池の蓄電量の減少を補償する利益を前記放電電池の利用者に与える補償部（１７７）を備えることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項８】
さらに、前記電池（１２）が接続される構内電力網（２）と、
前記構内電力網と上位電力網（６）とを接続する系統連系器（５）とを備え、
前記充放電制御部（２２）は、
前記構内電力網だけで前記放電または前記充電が可能な否かを判定する需給判定部（１７２）と、
前記構内電力網だけで前記放電または前記充電が不可能なとき、前記上位電力網から前記構内電力網へ受電するように、または前記構内電力網から前記上位電力網へ送電するように前記系統連系器（５）を制御する連系制御部（１７３、１７４）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電池制御装置。
【請求項９】
さらに、前記電池（１２）の利用前に、前記電池から放電させ、または前記電池に充電することにより前記電池を暖機する暖機制御部（２５８）を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の電池制御装置。
【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２０１３−１０９８５９（Ｐ２０１３−１０９８５９Ａ）
【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２０１１−２５１９１７（Ｐ２０１１−２５１９１７）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【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１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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