CN103548235B - 充放电控制装置及充放电控制方法 - Google Patents

充放电控制装置及充放电控制方法 Download PDF

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Abstract

充放电控制装置（100）具备：协同部（102），基于总线电压值和目标电压值，生成协同信息，该协同信息是用于计算从多个蓄电池各自输出的输出值的信息；串列输出计算部（108、208），基于协同信息，计算表示使多个蓄电池各自输出的输出值的输出目标值；以及控制部（110、210），使与计算出的输出目标值对应的蓄电池输出该输出目标值所示的大小的输出；协同部（102）生成协同信息以使得在多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池和向放电方向输出的蓄电池。

Description

充放电控制装置及充放电控制方法
技术领域
本发明涉及充放电控制装置等。特别涉及对从多个蓄电池分别输出的输出值进行控制以使DC总线的电压值保持在事先决定的目标电压值的充放电控制装置等。
背景技术
以往，公开了在蓄电系统中对蓄电池的充电及放电（以下也称为充放电）量进行控制的充放电控制装置（例如专利文献1～专利文献3）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/132311号
专利文献2：特开2008-42999号公报
专利文献3：特开2009-213288号公报
发明概要
发明要解决的课题
但是，在现有技术的充放电控制装置中，在蓄电池进行的充电及放电中发生无用的充电及放电。
发明内容
在此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制蓄电池无用地充电及放电的电力的充放电控制装置。
用于解决课题的手段
本发明的充放电控制装置的一个方式是一种充放电控制装置，控制相对于DC总线并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流或电力的大小、即输出值，以使所述DC总线的电压值、即总线电压值保持在事先决定的目标电压值，该充放电控制装置具备：协同部，基于所述总线电压值和所述目标电压值，生成协同信息，该协同信息是用于计算从所述多个蓄电池各自输出的输出值的信息；串列输出计算部，基于所述协同信息计算输出目标值，该输出目标值表示为了将所述总线电压值保持在所述目标电压值而应使所述多个蓄电池各自输出的输出值；以及控制部，使与计算出的所述输出目标值对应的蓄电池输出作为该输出目标值所示的大小的电流或电力的输出；所述协同部以使得在所述多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池与向放电方向输出的蓄电池的方式生成所述协同信息。
另外，本发明不仅能够作为这样的充放电控制装置来实现，还能够作为以充放电控制装置中包含的特征性单元为步骤的充放电控制方法来实现，或者作为使计算机执行这样的特征性步骤的程序来实现。并且，这样的程序当然能够经由CD-ROM（Compact DiscRead Only Memory）等记录介质及互联网等传送介质来流通。
进而，本发明能够作为实现这样的充放电控制装置的功能的一部分或全部的半导体集成电路（LSI）来实现，或者作为包括这样的充放电控制装置的蓄电系统来实现。
发明效果
以上，根据本发明，能够提供一种能够抑制蓄电池无用地充电及放电的电力的充放电控制装置。
附图说明
图1A是表示为了将DC总线的电压保持为一定而关联技术的多个DC/DC变换器分别控制对应的蓄电池的充放电的情形的图。
图1B是表示为了将DC总线的电压保持为一定而本发明的一个方式的多个DC/DC变换器分别控制对应的蓄电池的充放电的情形的图。
图2是表示包括实施方式1及2以及其变形例的充放电控制装置的蓄电系统的概要的图。
图3是表示实施方式1、2及其变形例的充放电控制装置的结构的一例的图。
图4是表示实施方式1、2及其变形例的充放电控制装置的其他结构的一例的图。
图5是表示实施方式1的充放电控制装置的功能模块的图。
图6是表示实施方式1的充放电控制装置进行的处理的流程的一例的流程图。
图7是表示实施方式1的充放电控制装置的更详细的功能模块的图。
图8是表示实施方式1的充放电控制装置进行的更详细的处理的流程的流程图。
图9是表示实施方式2的充放电控制装置的功能模块的图。
图10是表示实施方式2的充放电控制装置进行的处理的流程的流程图。
图11是表示实施方式2的变形例的充放电控制装置的功能模块的图。
图12是表示实施方式1的变形例的充放电控制装置的功能模块的图。
图13A是表示实施方式1的变形例的协同部的处理的流程的流程图。
图13B是表示实施方式1的变形例的DC/DC变换器的处理的流程的流程图。
图14是表示实现本发明的实施方式1、2及其变形例的充放电控制装置的计算机系统的硬件结构的框图。
具体实施方式
（本发明的基础知识）
本发明者对于“背景技术”栏中记载的充放电控制装置发现了以下的问题。
一般来说，蓄电池随着反复进行充放电而逐渐劣化。
此外，在充放电系统中，蓄电池经由DC/DC变换器与DC总线连接。即，例如，从蓄电池输出的电力先由DC/DC变换器升压或降压到适当的电压值，然后被输出至DC总线。此时，因经由DC/DC变换器而产生电力损失。
因此，为了电力效率的提高及蓄电池的长寿命化，希望尽可能减小使蓄电池充放电的电力。
专利文献1～专利文献3中，关联技术的多个DC/DC变换器使与各自连接的蓄电池进行充电及放电，以将DC总线的电压保持为一定。此时，可以预想到（1）在多个DC/DC变换器之间，计测DC总线的电压的定时产生偏差的情况；以及（2）计测DC总线的电压的电压传感器的误差的差异较大的情况等。在这样的情况下，可能会发生各DC/DC变换器中计算的、应该使蓄电池输出的电流值的方向不一致的情况。
如后所述，如果从蓄电池对DC总线输出的电流的流向不同，则必然消耗无用的电力。但是，在现有技术中的DC/DC变换器中，对于使蓄电池进行充放电时的电流的流向，并未采用与其他DC/DC变换器协作的结构。结果，产生多个DC/DC变换器对蓄电池进行控制而使各蓄电池进行无用的充放电的情况。以下，参照图1A及图1B具体地说明。
图1A是表示为了将DC总线的电压保持为一定而关联技术的多个DC/DC变换器分别控制对应的蓄电池的充放电的情形的图。另一方面，图1B是表示为了将DC总线的电压保持为一定而本发明的一个方式的多个DC/DC变换器分别控制对应的蓄电池的充放电的情形的图。
在图1A中，DC/DC变换器101使蓄电池94A输出－10kW（即充电10kW），使DC/DC变换器201使蓄电池94B输出20kW（即放电20kW）。
此外，在图1B中，DC/DC变换器101使蓄电池94A输出6kW（即放电6kW），DC/DC变换器201使蓄电池94B输出4kW（即放电4kW）。
图1A及图1B的情况都从逆变器84输出10kW的电力。但是，如果将DC/DC变换器101及DC/DC变换器201中的电力变换效率设为95%，则在图1A的情况下由DC/DC变换器带来的电力损失为（10kW＋20kW）×0.05＝1.5kW。另一方面，在图1B的情况下由DC/DC变换器带来的电力损失为（6kW＋4kW）×0.05＝0.5kW。
根据以上的考察可知，在多个DC/DC变换器输出的电流（或电力）的流向不同的情况下，与流向一致的情况相比损失更多的电力。进而，各蓄电池输出的电流的绝对值也在电流的流向不同的情况下更大。因此，在电流的流向不同的情况下蓄电池的劣化也更加严重。
为了解决这样的问题，本发明的充放电控制装置的一个方式，控制相对于DC总线并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流或电力的大小、即输出值，以使所述DC总线的电压值、即总线电压值保持在事先决定的目标电压值，该充放电控制装置具备：协同部，基于所述总线电压值和所述目标电压值，生成协同信息，该协同信息是用于计算从所述多个蓄电池各自输出的输出值的信息；串列输出计算部，基于所述协同信息计算输出目标值，该输出目标值表示为了将所述总线电压值保持在所述目标电压值而应使所述多个蓄电池各自输出的输出值；以及控制部，使与计算出的所述输出目标值对应的蓄电池输出作为该输出目标值所示的大小的电流或电力的输出；所述协同部以使得在所述多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池与向放电方向输出的蓄电池的方式生成所述协同信息。
由此，充放电控制装置能够利用协同信息来防止在多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池与向放电方向输出的蓄电池。结果，能够抑制作为由充放电控制装置控制充电以及放电的对象的多个蓄电池各自对DC总线无用地充电以及放电的电力量。
例如，也可以是，所述协同部具有：总线电压取得部，取得所述总线电压值；充放电输出计算部，基于所述目标电压值与所述总线电压值的差分，计算充放电输出值，该充放电输出值表示为了使该总线电压值接近该目标电压值而应使所述多个蓄电池输出的总输出值；以及输出比计算部，计算输出比，该输出比表示在从所述多个蓄电池输出所计算出的所述充放电输出值所示的大小的输出时该多个蓄电池各自应输出的输出值的比例；所述输出比计算部以使得在所述多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池和向放电方向输出的蓄电池的方式计算所述输出比；所述协同部生成所述充放电输出值和所述输出比，作为所述协同信息。
作为协同信息而具体使用充放电输出值和输出比，由此能够防止多个蓄电池各自向DC总线输出电流的流向成为不同符号。
此外，也可以是，所述输出比计算部基于表示所述多个蓄电池各自的健康状态及充电状态中的至少一方的信息，计算所述输出比。
由此，充放电控制装置能够进一步抑制所连接的蓄电池的劣化。
此外，也可以是，所述协同部具有：第1总线电压取得部，取得第1总线电压值；以及充放电方向计算部，基于所述目标电压值与所述第1总线电压值的差分，计算表示为了使该第1总线电压值接近该目标电压值而应从所述多个蓄电池输出的输出的流向的充放电方向；所述串列输出计算部具有取得第2总线电压值的第2总线电压取得部；所述协同部进行如下处理：将所述充放电方向作为所述协同信息发送给与所述多个蓄电池各自对应的所述串列输出计算部；所述充放电方向计算部以使得在所述多个蓄电池中不同时存在输出的流向不同的蓄电池的方式计算所述充放电方向；所述串列输出计算部基于所取得的所述充放电方向、以及对应于所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分的值，计算所述输出目标值。
作为协同信息而具体使用充电方向，因此能够防止多个蓄电池各自向DC总线输出的流向成为不同符号。
此外，也可以是，所述串列输出计算部在用于将所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分抵消的输出的方向与所取得的所述充放电方向所示的方向不同的情况下，计算所述输出目标值以使其成为事先决定的值以下；在用于将所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分抵消的输出的方向与所取得的所述充放电方向所示的方向一致的情况下，计算所述输出目标值，以使得所述差分越大则绝对值越大，并且表示向所述充放电方向所示的方向流过的输出。
由此，即使在各DC/DC变换器所计测的总线电压包含误差的情况下，也不会使控制变得不稳定而能够适当地控制蓄电池的充放电。
此外，也可以是，所述协同部还具有限制值决定部，该限制值决定部决定表示应使所述多个蓄电池各自输出的输出值的范围的限制值；所述充放电控制装置还具备限制部，该限制部在由所述串列输出计算部计算的所述输出目标值没有包含于所述限制值所示的范围中的情况下，对该输出目标值进行修正，以使其包含于该范围。
由此，能够防止过剩地从蓄电池放电并且向蓄电池充电。因此，能够进一步抑制蓄电池的劣化。
例如，也可以是，在所述多个蓄电池各自输出与该蓄电池对应的所述限制值的范围所包含的输出值的情况下，所述限制值决定部决定所述限制值的范围，以使该蓄电池不成为过放电以及过充电中的至少一个状态。
本发明的一个方式的充放电控制方法，控制相对于所述DC总线并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流或电力的大小、即输出值，以使所述DC总线的电压值、即总线电压值保持在事先决定的目标电压值，该充放电控制方法包括：协同步骤，基于所述总线电压值和所述目标电压值，生成协同信息，该协同信息是用于计算从所述多个蓄电池各自输出的输出值的信息；串列输出计算步骤，基于所述协同信息，计算表示使所述多个蓄电池各自输出的输出值的输出目标值；以及控制步骤，使与计算出的所述输出目标值对应的蓄电池输出作为该输出目标值所示的大小的电流或电力的输出；在所述协同步骤中，以使得在所述多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池与向放电方向输出的蓄电池的方式生成所述协同信息。
本发明的一个方式的蓄电系统具备：充放电控制装置；以及多个蓄电池，分别连接到DC总线，由所述充放电控制装置控制。
另外，这些整体的或具体的方式既可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质实现，也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质的任意的组合实现。
以下，利用附图详细说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式都表示本发明的一具体例。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，并不是要限定本发明。此外，关于以下的实施方式中的构成要素之中的、表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。
（实施方式1）
图2表示包括实施方式1的充放电控制装置100在内的蓄电系统90的概要。例如，蓄电系统90在每个用电户设置。
如图2所示，蓄电系统90具备充放电控制装置100、蓄电池94A及蓄电池94B。蓄电池94A及94B经由充放电控制装置100分别并联连接到DC总线95。
在DC总线95上，还经由DC/DC变换器86连接有PV（Photovoltaic；太阳光发电）系统88。此外，DC总线95经由逆变器84而与系统80及负载82连接。负载82例如是空气调节器、照明器具等家庭用电器。
蓄电池94A及蓄电池94B通过由PV系统88发出的电力、以及从系统80购入的电力而被充电。
此外，从蓄电池94A及蓄电池94B放出的电力被负载82消耗。此外，从蓄电池94A及蓄电池94B放出的电力也可以通过向系统80的逆送电而卖电。另外，本说明书中，将蓄电池输出正的电流的情况作为放电，将蓄电池输出负的电流的情况作为充电。此外，蓄电池例如可以想到锂离子电池、铅蓄电池，钠·硫黄电池、镍镉电池等任意种类的蓄电池。
充放电控制装置100具有DC/DC变换器101和DC/DC变换器201。DC/DC变换器101及DC/DC变换器201分别对蓄电池94A及蓄电池94B的充放电进行控制。DC/DC变换器101和蓄电池94A构成串列（string）92A。DC/DC变换器201和蓄电池94B构成串列92B。
另外，PV系统88是只是，例如也可以代替PV系统88而将风力发电系统、燃料电池系统等设置于用电户的任意的发电设备与DC总线95连接。此外，在C总线95上也可以不连接PV系统88等的发电设备及DC/DC变换器86。
此外，图2所示的各要素的数量只是一例。例如，蓄电系统90也可以具备3台以上与蓄电池连接的DC/DC变换器。此外，蓄电池也可以具有以串联及并联的任意结构连接的1个以上的任意数量的电池组。
接着，参照图3及图4说明充放电控制装置100的结构的具体例。
图3表示充放电控制装置100的结构的一例。如图3所示，充放电控制装置100包括具有协同部102的DC/DC变换器101、以及不具有协同部102的DC/DC变换器201。以下，将具有协同部102的DC/DC变换器称为主变换器，将不具有协同部102的DC/DC变换器称为从变换器。
如后所述，协同部102取得DC总线95的总线电压。此外，基于取得的总线电压和事先决定的目标电压值，将协同信息发送给DC/DC变换器201，通过协同信息，DC/DC变换器101使蓄电池94A输出的电流的流向与DC/DC变换器201使蓄电池94B输出的电流的流向相同。在该情况下，协同部102能够使用基于有线或无线的任意的通信路径向DC/DC变换器201发送协同信息。
图4表示充放电控制装置100的结构的另一例。如图4所示，协同部102位于DC/DC变换器101及DC/DC变换器201的外部。在该情况下，协同部102将协同信息发送给DC/DC变换器101及DC/DC变换器201。在该情况下，协同部102能够使用基于有线或无线的任意的通信路径向DC/DC变换器101及DC/DC变换器201分别发送协同信息。
接着，图5表示本实施方式的充放电控制装置100的功能模块。
充放电控制装置100对相对于DC总线95并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流值进行控制，以将作为DC总线95的电压值的总线电压（也称为DC总线电压）值保持在事先决定的目标电压值。
如图5所示，充放电控制装置100具备DC/DC变换器101和DC/DC变换器201。
DC/DC变换器101与DC总线95及对应的蓄电池94A连接。此外，DC/DC变换器201与DC总线95及对应的蓄电池94B连接。
DC/DC变换器101具有协同部102、串列电流计算部108、以及控制部110。此外，DC/DC变换器201具有串列电流计算部208和控制部210。
协同部102基于总线电压值和目标电压值生成协同信息，该协同信息是用于计算应从多个蓄电池分别输出的电流值的信息。此时，协同部102以使得在多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出电流的蓄电池和向放电方向输出电流的蓄电池的方式生成协同信息。由协同部102生成的协同信息被广播发送至充放电控制装置100所具备的全部串列电流计算部。
串列电流计算部108及208分别基于协同信息，计算应从对应的串列输出的电流。在此，各串列包括蓄电池和对该蓄电池的充放电进行控制的DC/DC变换器。即，串列电流计算部基于协同信息来计算电流目标值，该电流目标值表示使多个蓄电池、即蓄电池94A及94B分别输出的电流值。由串列电流计算部计算的电流目标值被发送至与计算出该电流目标值的串列电流计算部对应的控制部。具体而言，由串列电流计算部108计算的电流目标值发送至控制部110。此外，由串列电流计算部208计算的电流目标值发送至控制部210。
控制部使对应的各蓄电池输出电流目标值所示的大小的电流。具体而言，控制部110使蓄电池94A输出从串列电流计算部108取得的电流目标值所示的大小的电流。此外，控制部210使蓄电池94B输出从串列电流计算部208取得的电流目标值所示的大小的电流。
更详细地讲，协同部102具有总线电压取得部104和协同信息生成部106。
总线电压取得部104取得DC总线95的总线电压。
协同信息生成部106基于由总线电压取得部104取得的总线电压的值和事先决定的目标电压的值，生成协同信息。目标电压值例如存储在充放电控制装置100所具备的ROM（Read Only Memory）或RAM（Random Access Memory）等存储部（未图示）中。此外，充放电控制装置100也可以取得通过用户的操作输入的目标电压值。另外，协同信息的详细情况留待后述。
控制部110具有PWM（Pulse Width Modulation）信号生成部112、电流取得部114、以及PM（Power Module）116。此外，控制部210具有PWM信号生成部212、电流取得部214、以及PM216。
PWM信号生成部112及212是通过生成用于驱动PM的PWM信号而驱动对应的PM的电路。具体而言，PWM信号生成部112及212基于电流目标值与对应于该电流目标值的蓄电池所输出的电流值的偏差进行反馈控制，由此决定所输出的脉冲信号的占空比。作为反馈控制的一例，可以考虑PI控制或PID控制等，但不限于此。
电流取得部114及电流取得部214分别从蓄电池94A及蓄电池94B取得电流值，并输出至PWM信号生成部。
PM116及216例如是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、或功率MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等的功率模组。
另外，图5是与图3所示的DC/DC变换器具有协同部102的充放电控制装置100的结构对应的功能模块，但如上所述，充放电控制装置100的结构不限于此。例如，如图4所示，也可以是协同部102和DC/DC变换器作为独立的装置或模组而包含于充放电控制装置100中的结构。
图6表示本实施方式的充放电控制装置100所进行的处理的流程的一例。
首先，总线电压取得部104取得DC总线95的总线电压（S102）。
接着，协同信息生成部106根据目标电压值和总线电压来生成协同信息（S104）。
接着，串列电流计算部108及208分别按每个串列计算电流目标值（S106）。
最后，控制部110使对应的蓄电池输出电流目标值所示的电流（S108）。
如上所述，根据本实施方式的充放电控制装置100，关于按每个串列输出的电流，从多个蓄电池不会同时输出充电方向的电流和放电方向的电流。因此，能够抑制作为由充放电控制装置100控制充电及放电的对象的多个蓄电池各自对DC总线95无用地充电及放电的电力量。
以下，对本实施方式的充放电控制装置、特别是对协同部中的处理更具体地进行说明。
图7是本实施方式的充放电控制装置，表示作为协同信息而使用表示应从多个蓄电池输出的总电流值的充放电电流值、以及表示输出该充放电电流值时的各蓄电池的负担量的电流比的、充放电控制装置100A的功能模块。另外，对与图5所示的充放电控制装置100相同的结构使用相同的附图标记，并省略详细的说明。
如图7所示，充放电控制装置100A具备协同部102A、串列电流计算部108A及208A、以及控制部110及210。协同部102A、串列电流计算部108A以及控制部110构成DC/DC变换器101A。串列电流计算部208A以及控制部210构成DC/DC变换器201A。
协同部102A具有总线电压取得部104和协同信息生成部106A。
协同信息生成部106A生成包含上述的充放电电流值和电流比的协同信息。更详细地讲，协同信息生成部106A包括充放电电流计算部120和电流比计算部122。
充放电电流计算部120例如通过将目标电压值与总线电压值的差分除以规定的阻抗，来计算充放电电流值，该充放电电流值表示为了使总线电压值接近目标电压值而应从多个蓄电池输出的总电流值。
在从多个蓄电池输出计算出的充放电电流值所示的大小的电流时，电流比计算部122计算表示该多个蓄电池各自应输出的电流值的比例的电流比。更详细地讲，以在多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出电流的蓄电池与向放电方向输出电流的蓄电池的方式计算电流比。
例如，电流比计算部122也可以基于多个蓄电池各自的健康状态及充电状态中的至少一方计算电流比。在此，表示蓄电池的健康状态的信息例如可以考虑SOH（State OfHealth）、蓄电池的循环数、以及蓄电池的运用时间等的值。此外，表示蓄电池的充电状态的信息例如可以考虑SOC（State Of Charge）等的值。
具体而言，例如可以是，电流比计算部122以使得越健康的蓄电池输出越多的电流的方式决定电流比。例如可以是，以使得SOH越大的电池输出越多的电流的方式决定电流比。
此外，也可以是，以使得SOC越大的蓄电池输出越多的电流的方式决定电流比。进而，也可以是，以使得循环数越少且运用时间越短的蓄电池输出越多的电流的方式决定电流比。
此外，也可以在充电时和放电时改变电流比。具体而言，也可以是，以使得SOC越大的蓄电池能够放出越多的电流的方式决定电流比。进而，也可以是，以使得SOC越低的蓄电池能够充电越多的电流的方式决定电流比。
另外，电流比计算部122也可以使用事先决定的值（例如，蓄电池94A：蓄电池94B＝1：1等）计算电流比。
协同部102A如此生成由充放电电流计算部120计算的充放电电流值和由电流比计算部122计算的电流比，作为协同信息。
串列电流计算部108A及208A根据所取得的充放电电流值和电流比，计算表示应使自身所控制的蓄电池输出的电流值的目标电流值。
例如，在表示应输出电流比为蓄电池94A：蓄电池94B＝1：2的电流、且充放电电流值为12［A］的情况下，串列电流计算部108A所计算的电流目标值为4［A］。此外，串列电流计算部208A所计算的电流目标值为8［A］。
图8是表示充放电控制装置100A所进行的处理的流程的流程图。
在总线电压取得部104取得总线电压之后（S102），充放电电流计算部120计算充放电电流值（S202）。
接着，电流比计算部122计算由蓄电池整体承担充放电电流值所示的电流的情况下的、表示各蓄电池应输出的电流值（即，每个串列的电流值）的比例的电流比（S204）。在此，电流比计算部122以使得在各蓄电池应输出的电流值中不同时存在不同符号的电流值的方式计算电流比。换言之，以使得在充放电控制装置100A所控制的多个蓄电池之中不同时存在进行充电的蓄电池和进行放电的蓄电池的方式计算电流比。
接着，串列电流计算部108A及208A按各自对应的每个串列计算电流目标值（S106）。
最后，控制部110及控制部210使各自对应的蓄电池输出电流目标值所示的电流（S108）。
如上所述，根据本实施方式的充放电控制装置100A，能够利用协同信息来防止在多个蓄电池中同时存在向充电方向输出电流的蓄电池和向放电方向输出电流的蓄电池。结果，能够抑制作为由充放电控制装置100A控制充电及放电的对象的多个蓄电池各自对DC总线95无用地充电及放电的电力量。
（实施方式2）
接着，说明作为协同信息而使用表示应从多个蓄电池输出的电流的流向的充放电方向的情况的实施方式。
图9表示实施方式2的充放电控制装置的功能模块。
如图9所示，充放电控制装置100B具备协同部102B、DC/DC变换器101B、以及201B。
DC/DC变换器101B及102B基于从协同部102B取得的充放电方向、自身取得的DC总线95的总线电压、以及事先决定的目标电压，计算每个串列的电流目标值。
更详细地讲，协同部102B具有总线电压取得部104和协同信息生成部106B，协同信息生成部106B包括充放电方向计算部124。
总线电压取得部104取得DC总线95的总线电压。本实施方式中，如后所述各个串列电流计算部也独自取得总线电压。因此，为了区分，将总线电压取得部104所取得的总线电压的值称为第1总线电压值。
充放电方向计算部124基于目标电压值与第1总线电压值的差分，计算充放电方向，该充放电方向表示为了使该第1总线电压值接近该目标电压值而应从多个蓄电池输出的电流的流向。此时，充放电方向计算部124以使得在应从多个蓄电池各自输出的电流的流向中不同时存在正负不同的电流的流向的方式计算充放电方向。
作为充放电方向，例如是“充电”及“放电”、“正”及“负”、以及“0”及“1”等表示蓄电池应进行充电及放电中的哪一方的信息即可，可以使用任意的值。例如，若从目标电压值减去第1总线电压值而得到的差分为0以上，则充放电方向计算部124需要使蓄电池放出不足部分的电流。因此，对全部的串列电流计算部发送表示“放电”的信息，作为充放电方向。相反，若从目标电压值减去第1总线电压值而得到的差分小于0，则需要使蓄电池吸收剩余电流。因此，对全部的串列电流计算部发送表示“充电”的信息，作为充放电方向。
协同信息生成部106B将由充放电方向计算部124计算的充放电方向作为协同信息，发送给与多个蓄电池各自对应的DC/DC变换器所具有的串列电流计算部。
DC/DC变换器101B及201B分别具有串列电流计算部108B及208B。
串列电流计算部108B及208B分别包括取得DC总线95的总线电压的总线电压取得部109及209。另外，总线电压取得部104、总线电压取得部109、以及总线电压取得部209也可以分别取得由不同的电压传感器测定的DC总线95的总线电压。以下，为了说明，将由总线电压取得部109及总线电压取得部209各自取得的总线电压的值统称为第2总线电压值。此外，将总线电压取得部104也称为第1总线电压取得部，将总线电压取得部109和总线电压取得部209也统称为第2总线电压取得部。
串列电流计算部108B及208B各自基于所取得的充放电方向及对应于第2总线电压值与目标电压值的差分的值，计算电流目标值。
更详细地讲，串列电流计算部108B及208B各自在用于将自身取得的第2总线电压值与目标电压值的差分抵消的电流的方向、与所取得的充放电方向所示的方向不同的情况下，以成为事先决定的值以下的方式计算电流目标值。另一方面，在用于将自身取得的第2总线电压值与目标电压值的差分抵消的电流的方向、与所取得的充放电方向所示的方向一致的情况下，以差分越大则绝对值越大、并且表示向充放电方向所示的方向流过的电流的方式计算电流目标值。
具体而言，串列电流计算部108B以及208B分别以使自身所取得的总线电压与目标电压一致的方式，例如通过PI控制等的反馈控制来决定电流目标值。
此时，若第1总线电压取得部和第2电压取得部中取得总线电压的定时不同，则所取得的总线电压值也有可能不同。此外，根据在总线电压的取得中使用的电压传感器的误差，由各总线电压取得部取得的总线电压值也有可能不同。
因此，例如可以想到如下情况：即使在协同部102B中判断为应使蓄电池充电，在某串列电流计算部中进行的反馈控制的结果，也判断为应使蓄电池放电。
像这样，在协同部102B计算的充放电方向与对应于各串列的串列电流计算部通过反馈控制计算的电流目标值的方向不一致的情况下，协同部102B的判断优先。因此，各串列电流计算部在自身计算的电流目标值的方向与所取得的充放电方向不一致的情况下，例如输出0作为电流目标值。进而，例如在PI控制中的I成分中有可能包含误差，因此也可以将I成分复位为0。
图10表示本实施方式的充放电控制装置100B进行的处理的流程。
首先，总线电压取得部104取得第1总线电压的值（S102）。
接着，充放电方向计算部124计算充放电方向（S212）。
接着，各DC/DC变换器所具有的总线电压取得部取得作为DC总线95的总线电压值的第2总线电压值（S214）。
然后，串列电流计算部108B及208B分别确认为了使自身所取得的第2总线电压值与目标电压一致而所需的电流的流向。该步骤例如能够通过计算目标电压的值与第2总线电压值的差分来确认。然后，各串列电流计算部判定所计算的电流目标值所示的电流的流向与从协同部102B取得的充放电方向所示的电流的流向是否一致（S216）。
在此，在电流的流向一致的情况下（S216：是），各串列电流计算部通过PI控制等的反馈控制，以使第2总线电压值与目标电压的值一致的方式来计算电流目标值，并输出该电流目标值（S218）。另一方面，在电流的流向不一致的情况下（S216：否），将表示差分的履历的I成分复位，将电流目标值设定为0（S220）。另外，步骤S220中，也可以代替0而将作为0附近的值的、事先决定的值以下的值作为电流目标值来使用。
最后，各DC/DC变换器所具有的控制部使对应的蓄电池输出电流目标值所示的电流（S108）。
如上所述，根据本实施方式的充放电控制装置100B，协同部102B通过向各DC/DC变换器通知共同的充电方向，能够抑制各DC/DC变换器使蓄电池进行无用的充电及放电。
（变形例）
接着，参照图11～图13B说明上述实施方式1及2的变形例。该变形例中，通过对先由串列电流计算部计算的电流目标值应用限制器，防止蓄电池的过放电及过充电。
图11表示实施方式2的变形例的充放电控制装置100C的功能模块。
如图11所示，充放电控制装置100C具备协同部102C、DC/DC变换器101C、以及DC/DC变换器201C。
协同部102C所具有的协同信息生成部106C除了充放电方向计算部124以外，还包括限制值决定部126。
限制值决定部126决定表示应使多个蓄电池各自输出的电流值的范围的限制值。具体而言，限制值决定部126在使多个蓄电池各自输出与该蓄电池对应的限制值的范围中包含的电流值的情况下，决定限制值的范围，以使该蓄电池不成为过放电及过充电之中的至少一方状态。
此外，DC/DC变换器101C及201C与DC/DC变换器101B及201B相比，还分别具有限制部130及230。如图11所示，限制部130及230分别连接于串列电流计算部108C及208C的后段。另外，本变形例中，串列电流计算部108C及208C从外部的总线电压取得部取得总线电压。但是，也可以如图9所示的串列电流计算部108B及208B那样，在内部具有总线电压取得部。
在由对应的串列电流计算部计算的电流目标值没有包含于由限制值决定部126决定的限制值所示的范围中的情况下，限制部130及230对电流目标值进行修正以使其包含于该范围。此时，例如也可以参照蓄电池的SOC等的信息。例如，取得蓄电池的SOC，在预想到使该蓄电池输出电流目标值会导致过充电或过放电等、而使该蓄电池的劣化明显地发展的情况下，可以考虑修正为电流目标值的绝对值进一步变小。此外，限制值决定部126参照蓄电池的SOH，按每个蓄电池决定限制值，以使得越是SOH小的蓄电池，则限制值的上限及下限越小。
接着，图12表示实施方式1的变形例的充放电控制装置100D的功能模块。另外，对于与图11相同的构成要素附加相同的附图标记并省略详细的说明。
如图12所示，充放电控制装置100D具备DC/DC变换器101D和DC/DC变换器201D。
DC/DC变换器101D具有协同部102D、串列电流计算部108D、限制部130、以及控制部110。此外，DC/DC变换器201D具有串列电流计算部208D、限制部230、以及控制部210。另外，串列电流计算部108D及208D分别是与图7所示的串列电流计算部108A及208A相同的构成要素。
与图7所示的充放电控制装置100A所具有的协同部102A相比，协同部102D还包括限制值决定部126。充放电电流计算部120、电流比计算部122、限制值决定部126构成协同信息生成部106D。
串列电流计算部108D及208D各自基于从协同部102D取得的充放电电流值和电流比，计算电流目标值。计算出的电流目标值由限制部130及230取得。
在从限制值决定部126取得的限制值的范围内不包含电流目标值的情况下，限制部130及限制部230分别对电流目标值进行修正，以使其包含于限制值的范围内。
图13A是表示实施方式1的变形例的协同部102D的处理的流程的流程图。此外，图13B是实施方式1的变形例的DC/DC变换器101D及201D的处理的流程的流程图。
首先，参照图13A，总线电压取得部104按每规定周期（S302）取得DC总线95的总线电压值（S304）。
接着，充放电电流计算部120计算为了将DC总线95的总线电压保持在目标电压值而应使全部蓄电池（即，全部的串列）输出的充放电电流的值。此外，电流比计算部122计算应使各蓄电池输出的电流值的比。进而，限制值决定部126决定限制值（S306）。
接着，协同部102D将充放电电流值和电流比发送给串列电流计算部108D及208D。此外，将限制值发送给限制部130及230（S308）。
然后，协同部102D重复步骤S302至步骤S308的处理，直到充放电控制装置100D的动作停止。
接着，参照图13B，DC/DC变换器101D及201D分别对串列电流计算部108D以及208D进行设定，以使其将事先决定的初始值作为电流比来使用（S312）。同样，设定为将事先决定的初始值作为限制值的上限值来使用。在此，也可以将对蓄电池进行充电的流向的电流值的上限值的设定（S314）、以及蓄电池进行放电的流向的电流值的上限值的设定（S316）单独地进行。
接着，串列电流计算部108D及208D按事先决定的每个周期A（S318），从协同部102D取得充放电电流的值（S320）。
此外，串列电流计算部108D及208D按事先决定的每个周期B（S322），从协同部102D取得每个串列的电流比（S324）。此外，从协同部102D取得每个串列的限制值（S326）。
然后，按事先决定的每个周期C（S328），串列电流计算部108D及208D按每个串列计算应使蓄电池输出的目标电流值（S330）。进而，对计算出的目标电流值，按每个串列实施基于限制值的限制处理（S332）。
然后，取得了被实施限制处理后的目标电流值的控制部110及210各自取得电池的电流值（S334），生成用于驱动PM的PWM信号（PWM指令值）（S336），并发送给对应的PM（S338）。
以后，重复步骤S318～步骤S338的处理，直到充放电控制装置100D的动作停止。
另外，在实施方式1、2及其变形例中，也可以将DC/DC变换器的主变换器和从变换器替换。例如，再次参照图3，也可以将DC/DC变换器101作为从变换器，将DC/DC变换器201作为主变换器。
另外，在实施方式1、2及其变形例中，说明了充放电控制装置控制蓄电池所输出的电流值。但是，充放电控制装置也可以控制蓄电池所输出的电力值。即，实施方式1、2及其变形例的充放电控制装置也可以控制作为相对于DC总线并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流或电力的大小的输出值，以使作为DC总线的电压值的总线电压值保持在事先决定的目标电压值。
在该情况下，本说明书及附图的记载中适当进行以下的替换。即，能够将“电流值”替换为“作为电流或电力的大小的输出值”。此外，能够将“电流”替换为“作为电流或电力的输出”。此外，能够将电流目标值替换为输出目标值。此外，能够将充放电电流值替换为充放电输出值。此外，能够将串列电流计算部替换为串列输出计算部。此外，能够将充放电电流计算部替换为充放电输出计算部。此外，能够将电流比替换为输出比。此外，能够将电流比计算部替换为输出比计算部。
另外，在实施方式1、2及其变形例中说明的充放电控制装置能够由计算机实现。图14是表示实现充放电控制装置100、100A、100B、100C、以及100D的计算机系统的硬件结构的框图。
充放电控制装置包括计算机34、用于对计算机34发出指示的键盘36及鼠标38、用于提示计算机34的运算结果等的信息的显示器32、用于读取由计算机34执行的程序的CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）装置40、以及通信调制解调器52。
作为由充放电控制装置进行的处理的程序存储在作为可由计算机34读取的介质的CD-ROM42中，由CD-ROM装置40读取。此外，通过计算机网络由通信调制解调器52读取。
计算机34包括CPU（Central Processing Unit）44、ROM（Read Only Memory）46、RAM（Random Access Memory）48、硬盘50、通信调制解调器52、以及总线54。
CPU44执行经由CD-ROM装置40或通信调制解调器52读取的程序。ROM46存储计算机34的动作所需的程序、数据。RAM48存储程序执行时的参数等数据。硬盘50存储程序、数据等。通信调制解调器52经由计算机网络进行与其他计算机的通信。总线54将CPU44、ROM46、RAM48、硬盘50、通信调制解调器52、显示器32、键盘36、鼠标38、以及CD-ROM装置40相互连接。
进而，构成上述的各装置的构成要素的一部分或全部也可以由一个系统LSI（Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路）构成。系统LSI是将多个构成部集成在一个芯片上而制造的超多功能LSI，具体而言是包括微处理器、ROM、RAM等而构成的计算机系统。RAM中存储有计算机程序。通过由微处理器按照计算机程序来动作，系统LSI实现其功能。
此外，构成上述的各装置的构成要素的一部分或全部也可以由能够对各装置装卸的IC卡或单体的模组构成。IC卡或模组是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。IC卡或模组也可以包括上述的超多功能LSI。通过由微处理器按照计算机程序来动作，IC卡或模组实现其功能。该IC卡或该模组也可以具有防篡改性。
此外，本发明也可以是上述所示的方法。此外，也可以是由计算机实现这些方法的计算机程序。
即，该程序使计算机执行如下充放电控制方法，该充放电控制方法控制相对于DC总线并联连接的多个蓄电池各自在放电时及充电时输出的电流或电力的大小、即输出值，以使所述DC总线的电压值、即总线电压值保持在事先决定的目标电压值，该充放电控制方法包括：协同步骤，基于所述总线电压值和所述目标电压值，生成协同信息，该协同信息是用于计算从所述多个蓄电池各自输出的输出值的信息；串列输出计算步骤，基于所述协同信息，计算表示使所述多个蓄电池各自输出的输出值的输出目标值；以及控制步骤，使与计算出的所述输出目标值对应的蓄电池输出作为该输出目标值所示的大小的电流或电力的输出；所述协同步骤中生成所述协同信息，以使得在所述多个蓄电池中不同时存在向充电方向输出的蓄电池与向放电方向输出的蓄电池。
进而，本发明也可以是将上述计算机程序或上述数字信号记录在计算机可读取的记录介质、例如，软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD（Blu-ray Disc（注册商标））、USB存储器、SD卡等的存储卡、半导体存储器等中的结构。此外，也可以是记录在这些记录介质中的上述数字信号。
此外，本发明也可以将上述计算机程序或上述数字信号经由电气通信线路、无线或有线通信线路、以因特网为代表的网络、数据广播等来传送。
此外，本发明也可以是具备微处理器和存储器的计算机系统，上述存储器存储有上述计算机程序，上述微处理器按照上述计算机程序进行动作。
此外，也可以通过将上述程序或上述数字信号记录在上述记录介质中来移送，或通过将上述程序或上述数字信号经由上述网络等来移送，由独立的其他计算机系统实施。
进而，也可以将上述实施方式以及上述变形例分别组合。
此次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不应认为是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出，而是由权利请求书示出，并且包括与权利要求书等效的意义以及范围内的全部的变更。
工业实用性
本发明能够应用于充放电控制装置。特别是能够应用于控制相对于DC总线并联连接的多个蓄电池各自的输出、以使作为DC总线的电压值的总线电压值保持在事先决定的目标电压值的充放电控制装置。
附图标记说明
32 显示器
34 计算机
36 键盘
38 鼠标
40 CD-ROM装置
42 CD-ROM
44 CPU
46 ROM
48 RAM
50 硬盘
52 通信调制解调器
54 总线
80 系统
82 负载
84 逆变器
86、101、101A、101B、101C、101D、201、201A、201B、201C、201DDC/DC 变换器
88 PV系统
90 蓄电系统
92A、92B 串列
94A、94B 蓄电池
95 DC总线
100、100A、100B、100C、100D 充放电控制装置
102、102A、102B、102C、102D 协同部
104、109、209 总线电压取得部
106、106A、106B、106C、106D 协同信息生成部
108、108A、108B、108C、108D、208、208A、208B、208C、208D 串列电流计算部（串列输出计算部）
110、210 控制部
112、212 PWM信号生成部
114、214 电流取得部
116、216 PM
120 充放电电流计算部（充放电输出计算部）
122 电流比计算部（输出比计算部）
124 充放电方向计算部
126 限制值决定部
130、230 限制部

Claims (10)

1.一种蓄电系统，具备：
多个蓄电池单元，相对于与逆变器连接的DC总线并联连接；以及
协同部，生成协同信息，并向DC/DC变换器通知所生成的所述协同信息，该协同信息用于决定为了使所述DC总线的电压值即总线电压值接近规定的目标电压值而由所述多个蓄电池单元各自向放电方向或充电方向输出的电流或电力的输出目标值；
所述多个蓄电池单元分别具备：
1个以上的蓄电池；以及
所述DC/DC变换器，设置在所述1个以上的蓄电池与所述DC总线之间，基于所述协同信息对所述1个以上的蓄电池的充放电进行控制；
所述DC/DC变换器具备：
串列输出计算部，基于从所述协同部通知的所述协同信息，决定使与所述DC/DC变换器连接的所述1个以上的蓄电池输出的电流或电力所对应的所述输出目标值；以及
控制部，使所述1个以上的蓄电池输出与所述输出目标值对应的电流或电力；
所述协同部通过向所述DC/DC变换器通知所述协同信息，使得为了使所述总线电压值接近所述目标电压值而输出的电流或电力的方向是放电方向还是充电方向在全部所述多个蓄电池单元中相互一致。
2.如权利要求1所述的蓄电系统，
所述协同部通过向所述DC/DC变换器通知所述协同信息，在对所述多个蓄电池单元的每一个决定的限制范围内向所述多个蓄电池单元分配由所述逆变器输出的电力。
3.如权利要求1或2所述的蓄电系统，
所述协同部具备：
总线电压取得部，取得所述总线电压值；
充放电输出计算部，基于所述目标电压值与所述总线电压值的差分，计算充放电输出值，该充放电输出值表示为了使所述总线电压值接近所述目标电压值而应由所述多个蓄电池单元输出的总电流或总电力；以及
输出比计算部，计算输出比，该输出比表示在所述多个蓄电池单元输出由计算出的所述充放电输出值表示的总电流或总电力时，所述多个蓄电池单元各自应输出的电流或电力的比例；
所述输出比计算部以使所述多个蓄电池单元输出的电流或电力的方向相互一致的方式计算所述输出比，
所述协同部生成所述充放电输出值和所述输出比，作为所述协同信息。
4.如权利要求3所述的蓄电系统，
所述输出比计算部基于表示所述多个蓄电池单元各自的健康状态及充电状态中的至少一方的信息，计算所述输出比。
5.如权利要求1所述的蓄电系统，
所述协同部具备：
第1总线电压取得部，取得第1总线电压值；以及
充放电方向计算部，基于所述目标电压值与所述第1总线电压值的差分，计算为了使所述第1总线电压值接近所述目标电压值而应由所述多个蓄电池单元输出的电流或电力的共同的充放电方向；
所述DC/DC变换器还具备取得第2总线电压值的第2总线电压取得部；
所述协同部将所述充放电方向作为所述协同信息，向所述DC/DC变换器通知；
所述串列输出计算部基于所述充放电方向、以及所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分，计算所述输出目标值。
6.如权利要求5所述的蓄电系统，
在为了抵消所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分而应由具备所述串列输出计算部的蓄电池单元输出的电流或电力的方向不同于由所述协同信息表示的所述充放电方向的情况下，所述串列输出计算部计算事先决定的值以下的所述输出目标值，
在为了抵消所述第2总线电压值与所述目标电压值的差分而应由具备所述串列输出计算部的蓄电池单元输出的电流或电力的方向和由所述协同信息表示的所述充放电方向一致的情况下，所述串列输出计算部以所述差分越大则向所述充放电方向输出绝对值越大的电流或电力的方式决定所述输出目标值。
7.如权利要求1或2所述的蓄电系统，
所述协同部具备限制值决定部，该限制值决定部针对所述多个蓄电池单元的每一个决定蓄电池单元应输出的电流或电力的限制范围，
所述蓄电系统还具备限制部，该限制部在由所述串列输出计算部决定的所述输出目标值不在所述限制范围内的情况下，将所述输出目标值修正到所述限制范围内。
8.如权利要求7所述的蓄电系统，
所述限制值决定部针对所述多个蓄电池的每一个，决定使蓄电池单元不成为过放电及过充电中的至少一方的状态的所述限制范围。
9.一种充放电控制方法，包括：
协同步骤，生成协同信息，并向DC/DC变换部通知所生成的所述协同信息，该协同信息用于决定为了使与逆变器连接的DC总线的电压值即总线电压值接近规定的目标电压值而由相对于所述DC总线并联连接的多个蓄电池单元各自向放电方向或充电方向输出的电流或电力的输出目标值；以及
控制步骤，在所述多个蓄电池单元的每一个中，通过所述DC/DC变换器基于所述协同信息对蓄电池单元所包含的1个以上的蓄电池的充放电进行控制；
在所述控制步骤中，基于所述协同信息，决定与使所述1个以上的蓄电池输出的电流或电力对应的所述输出目标值，并使所述1个以上的蓄电池输出与所述输出目标值对应的电流或电力，
在所述协同步骤中，通过向所述DC/DC变换器通知所述协同信息，使得为了使所述总线电压值接近所述目标电压值而输出的电流或电力的方向是放电方向还是充电方向在全部所述多个蓄电池单元中相互一致。
10.一种充放电控制装置，具备：
协同部，生成协同信息，并向多个DC/DC变换器通知所生成的所述协同信息，该协同信息用于决定为了使与逆变器连接的DC总线的电压值即总线电压值接近规定的目标电压值而由相对于所述DC总线并联连接的多个蓄电池单元各自向放电方向或充电方向输出的电流或电力的输出目标值；以及
所述多个DC/DC变换器，包含于所述多个蓄电池单元中；
所述多个DC/DC变换器各自设置在蓄电池单元所包含的1个以上的蓄电池与所述DC总线之间，基于所述协同信息，对所述1个以上的蓄电池的充放电进行控制，
所述多个DC/DC变换器分别具备：
串列输出计算部，基于从所述协同部通知的所述协同信息，决定与使所述1个以上的蓄电池输出的电流或电力对应的所述输出目标值；以及
控制部，使所述1个以上的蓄电池输出与所述输出目标值对应的电流或电力；
所述协同部通过向所述DC/DC变换器通知所述协同信息，使得为了使所述总线电压值接近所述目标电压值而输出的电流或电力的方向是放电方向还是充电方向在全部所述多个蓄电池单元中相互一致。
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