JP2013031281A

JP2013031281A - 電池システム

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Publication number: JP2013031281A
Application number: JP2011165219A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hiramura; 泰章平村; Naoki SONODA; 直毅園田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: US20140197686A1; EP2738912A4; US9653924B2; WO2013015273A1; EP2738912A1; JP5156112B2

Abstract

【課題】並列にそれぞれ接続された電池モジュールの充電効率を高めることができる新しい電池システムを提供する。
【解決手段】電力を供給する電源装置１０と、電源装置１０から供給される電力を変換する電力変換部と該電力変換部で変換された電力を充電する電池モジュールをそれぞれ備える実質的同一の電池ユニットが複数且つ並列に接続された電池装置２０と、電力変換部の所定の電力変換効率に対応する基準電力値に関する情報を記憶する記憶部と、電源装置が供給する電力の供給電力量に関する情報を取得する取得部と、記憶部に記憶された基準電力値の情報と取得部が取得した供給電力量の情報とに基づいて、供給電力量を前記基準電力値以上の電力量に分配可能な電池ユニットの個数を決定し、複数の電池ユニットのうち電源装置から電力を供給する電池ユニットを前記決定した個数選択する選択部とを有する制御装置４０と、を含むことを特徴とする電池システム。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池システムに関し、特に、複数の電池モジュールを効率よく充電する電池システムに関する。

従来、充放電可能な複数の電池セルからなる電池モジュールをそれぞれ並列に接続した電池システムが知られている。この電池システムは、例えば、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーを利用した電源からの電力や商用電源からの電力をインバータやコンバータなどの電力変換器を介して電池モジュールを充電する。

ここで、並列に接続された複数の電池モジュールを充電する方法として、例えば、電源からの電力を１つの電池モジュールを選択して供給し、該選択した電池モジュールが満充電になった場合に、電力の供給先を他の電池モジュールに切り換えていく方法（例えば、特許文献１参照）や、電源からの電力を１つの電池モジュールを経時的に順番に選択して供給する方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。また、電源からの電力を複数の電池モジュールに対して並列に供給する方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１０−０２８８８１号公報特開２０１１−１０３７４６号公報特開２００８−２２０１０４号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の発明は、複数の電池モジュールを個別に充電するために、供給される電力量が十分に大きく、充電時間を一定時間以上確保する必要があるが、供給される電力量が十分でない場合や充電時間が短い場合、並列に接続された電池モジュールを均等に充電することができないという問題点があった。例えば、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーを利用した電源は、供給可能な電力量が一定ではないことから、該電力量が小さいときは、１つの電池モジュールを充電した後、他の電池モジュールを十分に充電できない場合が起こり得る。また、充電時間が短いとき、例えば、充電を開始した直後に電源からの電力の供給がなくなった場合や、電源からの電力の供給が十分であっても電池モジュールの電力を負荷に対して放電する必要が生じ、充電モードから放電モードに切り換えなければならない場合も、各電池モジュールを均等に充電できない。複数の電池モジュールを均等に充電できないと、例えば、特定の電池モジュールに充放電の負荷が集中してしまい、他の電池モジュールと比較して劣化が進んでしまうなど多くの問題が生じてしまうため、なるべく電池モジュールを均等に充電することが望まれる。

一方、特許文献３に記載の発明は、複数の電池モジュールを並列に充電するため、各電池モジュールに供給される電力を均等にし得る。しかし、供給される電力量が十分に大きくないと、電力が分配されることもあり、例えば、各電池モジュールと電源との間にそれぞれ電力変換器が配置されている場合、各電力変換器に対して入力される電力が非常に小さくなってしまう。そのため、電力変換器の電力変換効率が落ち、結果として、各電池モジュールの充電効率も落ちてしまうという問題点があった。なお、インバータやコンバータなどの電力変換器は、詳しくは後述するが、一般に、一定以上の入力電力がないと、その電力変換効率が極端に落ちてしまうことが知られている。

したがって、本発明は上記問題点に鑑み、並列にそれぞれ接続された電池モジュールの充電効率を高めることができる新しい電池システムを提供することを目的とする。

本発明による電池システムは、電力を供給する電源装置と、電源装置から供給される電力を変換する電力変換部と該電力変換部で変換された電力を充電する電池モジュールをそれぞれ備える実質的同一の電池ユニットが並列に接続された電池装置と、電力変換部の所定の電力変換効率に対応する基準電力値に関する情報を記憶する記憶部と、電源装置が供給する電力の供給電力量に関する情報を取得する取得部と、記憶部に記憶された基準電力値の情報と取得部が取得した供給電力量の情報とに基づいて、供給電力量を前記基準電力値以上の電力量に分配可能な電池ユニットの個数を決定し、複数の電池ユニットのうち電源装置から電力を供給する電池ユニットを上記決定した個数選択する選択部とを有する制御装置と、を含むことを特徴とする。

かかる電池システムによれば、電源装置からの供給電力量に応じて、且つ、電力変換器の電力変換効率をも考慮して、並列にそれぞれ接続された複数の電池ユニットのうち供給すべき電池ユニットを選択することができるので、最適な個数の電池モジュールを高い充電効率を維持して充電することができる。

以上のように構成された本発明の電池システムによれば、電力変換器の電力変換効率を考慮して、高い充電効率を維持した状態で、並列にそれぞれ接続された電池モジュールを充電することができる。

本発明の実施形態の電池システムの概略的な構成図を示す。本発明の実施形態における電池装置の具体的な構成を説明するための図を示す。一般的なコンバータの入力電力と変換効率との関係図を示す。本発明の実施形態の電池システムの動作処理内容を示すフローチャートである。本発明の実施形態の電池システムの動作処理内容を示すフローチャートである。本発明の実施形態の電池システムの動作処理内容を示すフローチャートである。本発明の実施形態の電池システムを動作させた場合の充電状態の遷移の一例を示す図である。本発明の実施形態の電池システムを動作させた場合の充電状態の遷移の他の一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態では、電源装置の一例として風力発電装置、及び電力変換部の一例として交流電力を直流電力に変換するコンバータを用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の電池システム１の概略的な構成図を示し、図２は、電池装置２０等の具体的な構成を説明するための図を示す。なお、図１及び図２に示す点線は、制御装置との間で種々の情報を送受可能な信号線（有線又は無線の通信線）を示すものとする。

電池システム１は、図１に示すとおり、風力発電装置１０、電池装置２０、負荷３０、制御装置４０、及び表示装置５０を含んでなり、風力発電装置１０で発生した電力を電池装置２０に供給し、電池装置２０に充電（貯蔵）された電力を負荷３０に供給するシステムである。なお、本実施形態の電池システム１は、上記構成に限定されず、構成を適宜追加・変更することも可能である。例えば、風力発電装置１０で発生した電力を電力変換した後、負荷３０に直接供給するような構成を追加してもよく、この場合、風力発電装置１０で発生した電力と電池装置２０で充電されている電力とを組み合わせて負荷３０に電力を供給することもできる。

風力発電装置１０は、自然エネルギーである風力によって回転機を回転させて三相交流電力（交流電力）を発生させる電源装置であって、その構成自体は、一般的な風力発電装置と同様とすることができる。風力発電装置１０は、発生した交流電力を、電力配線を介して電池装置２０に対して供給する。

電池装置２０は、風力発電装置１０から供給された交流電力を直流電力に変換して充電（貯蔵）し、また、充電した直流電力を負荷３０に適した電力に電力変換して供給する。電池装置２０は、図２に示すとおり、並列にそれぞれ接続された実質的同一の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃで構成される。

電池ユニット２０Ａは、複数の充放電可能な電池セルが直列に接続された電池モジュール２１Ａと、風力発電装置１０から交流電力の入力を受けて直流電力に変換するコンバータ２２Ａと、風力発電装置１０からコンバータ２２Ａへの交流電力の入力を遮断することができるスイッチ２３Ａとを備える。電池ユニット２０Ａと実質的に同一の機能及び構成を有するように、電池ユニット２０Ｂは、電池モジュール２１Ｂと、コンバータ２２Ｂと、スイッチ２３Ｂとを備え、電池ユニット２０Ｃは、電池モジュール２１Ｃと、コンバータ２２Ｃと、スイッチ２３Ｃとを備える。いずれの電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃも、互いに共通の同一の電力配線から上記交流電力の供給を受けることができる。なお、本実施形態の電池システム１では、並列にそれぞれ接続される電池ユニットとして、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの３つを用いて説明するが、この電池ユニットの数は３つに限られずに、少なくとも２つ以上であればよく、例えば、風力発電装置１０の最大発電電力量、又は負荷３０の要求する電力量などの種々の条件に応じて、その数を適宜変更することができる。

各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃは、複数の電池セルを直列接続して構成された直流電源としての組電池であって、それぞれコンバータ２２Ａ〜２２Ｃで変換された電力を充電する。各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃを構成する各電池セルは、充放電可能な電池セルであって、例えば、リチウムイオン二次電池の電池セルを用いることができる。なお、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃを構成する電池セルの個数は、風力発電装置１０の最大発電電力量や並列に接続される電池ユニットの数、又は負荷３０の要求する電力量に応じて決めることができる。

また、電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃには、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃのそれぞれの両端の電圧を測定する電圧センサＶ_１〜Ｖ_３と、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃに流れる電流を測定する電流センサＩ_１〜Ｉ_３とが備えられる。各電圧センサＶ_１〜Ｖ_３で測定された各電圧値、及び各電流センサＩ_１〜Ｉ_３で計測された各電流値は、信号線を介して制御装置４０に送られる。なお、電圧センサは、電池モジュールごとに備えられる場合に限られず、例えば、電池モジュールを構成する電池セルごとに備えるようにしてもよい。

コンバータ２２Ａ〜２２Ｃは、風力発電装置１０から供給される交流電力を直流電力に電力変換する電力変換器である。また、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃは、制御装置４０からの指令を受けて起動（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）が制御される。コンバータ２２Ａ〜２２Ｃは、一般に、入力された交流電力を直流電力に変換する際、電力損失を生じることが知られている。ここで、図３に、一般的なコンバータの入力される電力と変換効率との関係を表した関係図を示す。最大入力（最大入力電力値）Ｐｍａｘや最大効率時入力（最大効率時入力電力値）Ｐｅは、コンバータの製造メーカごとに異なるものの、一般的なコンバータは、図３に示すように、最大効率時入力Ｐｅより小さい入力電力になると急激に変換効率が悪化し、最大効率時入力Ｐｅから最大入力Ｐｍａｘになるまでの間は、比較的なだらかに変換効率が低下する傾向にある。したがって、一般化した値である最大入力Ｐｍａｘや最大効率時入力Ｐｅを用いることで、いかようなコンバータも本実施形態の電池システム１に適用することができる。なお、本実施形態の電池システム１では、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃは、実質的に同一特性のコンバータを用いることとする。

スイッチ２３Ａ〜２３Ｃは、それぞれ風力発電装置１０から電力配線を介した各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃへの交流電力の入力を遮断するか否かを切り換えることができる切換手段であり、制御装置４０からの指令を受けてＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）を切り換える。各スイッチ２３Ａ〜２３Ｃが、ＯＮであれば、風力発電装置１０から各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃへの交流電力が供給され、ＯＦＦであれば、風力発電装置１０から各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃへの交流電力の供給が遮断される。なお、スイッチ２３Ａ〜２３ＣをＯＦＦとするとき、制御装置４０は、スイッチ２３Ａ〜２３Ｃのそれぞれに対応するコンバータ２２Ａ〜２２Ｃも停止するよう制御することが望ましく、この場合、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃで無駄に消費される電力を抑制することができる。

負荷３０は、電池装置２０から電力の供給を受けるものであって、交流電力で駆動する交流電力負荷又は直流電力で駆動する直流電力負荷とすることができる。負荷３０が、交流電力負荷であれば、各電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃには、直流電力を交流電力に変換するインバータ（図示せず）が設けられ、直流電力負荷であれば、各電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃには、直流電力を負荷３０が所望する直流電力（直流電圧）に変換することができるＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）が設けられる。

制御装置４０は、風力発電装置１０が供給可能な電力の供給電力量（発電電力量）、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電状態、及び各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃの電力変換効率に基づいて、風力発電装置１０から交流電力を供給すべき電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃを少なくとも１つ選択するよう電池装置２０を制御する。また、制御装置４０は、表示装置５０も制御することができ、風力発電装置１０の供給電力量や電池ユニットの充電状態など各種の情報を、適宜、表示装置５０に表示させる。

制御装置４０は、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃを充電する処理機能として、例えば、図２に示すように、記憶部４１、取得部４２、選択部４３、及び切換部４４を有する。なお、制御装置４０は、例えば、種々の演算および制御を行うためのプロセッサ、情報（データ）を一時的に格納するとともに、制御時にワーキングエリアとして機能するＲＡＭ、プログラム等を格納するＲＯＭ、及び周辺回路から構成され、上記各部の処理機能を実現することができる。なお、電池システム１の充電動作、すなわち、制御装置４０が行う具体的な制御フローについては後述する。

記憶部４１は、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃの所定の電力変換効率に対応する基準電力値に関する情報を記憶する。ここで、本実施形態の電池システム１では、図３を用いて説明した、最適な電力変換効率に対応する最大効率時入力Ｐｅを、所定の電力変換効率に対応する基準電力値とする。なお、基準電力値として、最大効率時入力Ｐｅを用いる場合に限られず、例えば、図３に示すように、電力変換効率が９０（％）以上となる電力のうち最も値が小さい入力電力値Ｐ’を用いるなど、電池システムの構成及びコンバータの電力変換効率の特性に応じて適宜設定することができる。

取得部４２は、風力発電装置１０が供給する電力の供給電力量に関する情報及び複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃがそれぞれ有する電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの各電圧値及び各電流値の情報を所定のタイミングで取得する。取得部４２は、取得した各電圧値及び各電流値により、公知の演算方法を用いて各電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの充電率ＳＯＣ（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）を演算し、演算した結果を選択部４３に通知する。充電率ＳＯＣは、電池モジュールの充電状態、すなわち、満充電時における電池の容量に対して充電残量がどのくらいかを比率（パーセント）で表すものであり、電池モジュールごとの電圧と流れる電流とにより、公知の演算方法を用いて演算することができる。なお、上記所定のタイミングとは、例えば、充電開始直後のタイミング、及び充電開始後一定時間ごとのタイミングとすることができる。

選択部４３は、記憶部４０Ａに記憶された各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃの基準電力値と、取得部４２が取得した供給電力量及び各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの各充電率の各情報に基づいて、供給電力量を上記基準電力値以上の電力量に分配可能な電池ユニットの個数を決定し、複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち風力発電装置１０から電力を供給する電池ユニットを上記決定した個数選択する。また、選択部４３は、供給電力量が複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれの前記基準電力値の総和より低い場合、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電率の情報に基づいて、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃに対して電力を供給する優先順位を充電状態の低い順（例えば、ＳＯＣの低い順）に決定し、各電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの基準電力値と供給電力量と充電率とに基づいて、供給電力量を基準電力値以上の電力量に分配可能な個数を決定し、該決定した個数の電池ユニットを上記優先順位に従って選択する。

切換部４４は、選択部４３により選択された電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち少なくとも１つの電池ユニットが備える電池モジュールの充電状態が、選択部４３が非選択の電池ユニットのうち少なくとも１つの電池ユニットの備える電池モジュールの充電状態と同一又は略同一となったか否かを判断する。そして、切換部４４は、該充電状態と同一又は略同一となったと判断した場合、選択部４３により選択され、且つ、同一又は略同一となった充電状態の電池モジュールを備える前記電池ユニットに対して、風力発電装置１０から供給されていた電力を、充電状態が同一又は略同一の電力ユニットに対して交互に切り換えて供給する。

表示装置５０は、例えば、風力発電装置１０の供給電力量や、電池ユニットの充電状態など各種の情報をユーザに対して表示するものであり、例えば、一般的な液晶パネルなどのモニタである。なお、表示装置５０は、必要に応じて設ければよく、本実施形態の電池システム１においては省略してもよい。

以下、図４〜図６に示すフローチャートを参照して、制御装置４０を用いて実施される本実施形態の電池システム１の充電動作処理について説明する。なお、図４〜図６のフローチャートで示される各処理は、処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。

まず、電池システム１の充電動作処理を説明するにあたり、電池システム１は、図１及び図２に示すものを用いるものとし、更に、以下の事項を前提とする。電池ユニットの個数を固定値Ｎで表し、図２に示すように、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの３つを用いるので、Ｎ＝３とする。そして、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃへの各最大入力電力値を固定値Ｐｍａｘで表し、Ｐｍａｘ＝１００ｋＷとし、また、最大効率時入力電力値を固定値Ｐｅで表し、Ｐｅ＝４０ｋＷとする。よって、図２に示す電池装置２０の最大許容入力電力はＮ×Ｐｍａｘ＝３００ｋＷとなる。さらに、制御装置４０は、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃにおいて所定の電力変換効率を有する基準電力値Ｐｂとして、最適な電力変換効率に対応する最大効率時入力電力値Ｐｅ（＝４０ｋＷ）が予め記憶部４１に記憶されているものとする。

また、さらなる前提として、ここでは各電池セルの充電状態を、電池ユニットのＳＯＣを用いて表すものとし、充電前の電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの各ＳＯＣ（電池システム１の充電動作処理前の初期値のＳＯＣ）は、それぞれ８０％、６０％、７０％であるとして説明する。

以上を前提とし、以下、電池システム１の充電動作処理を説明する。

まず、制御装置４０は、風力発電装置１０の供給電力量Ｐの情報を風力発電装置１０から取得する（ステップＳ１００）。本例では、制御装置４０は、例えば、風力発電装置１０の供給電力量Ｐが１００ｋＷであるとの情報を風力発電装置１０から取得したものとする。

次いで、制御装置４０は、上記取得した供給電力量Ｐの情報から、供給電力量Ｐを電池ユニットの個数Ｎで除算し、この除算した値Ｐ／Ｎが基準電力値Ｐｂ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。すなわち、本例では、制御装置４０は、供給電力量Ｐである１００ｋＷを電池ユニットの個数Ｎである３で除算した値Ｐ／Ｎが、基準電力値Ｐｂである４０ｋＷ以上であるか否かを判断する。

上記除算した値Ｐ／Ｎが、基準電力値Ｐｂ以上である場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、信号線を介して電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの各スイッチ２３Ａ〜２３Ｃに対して制御信号を送り、各スイッチ２３Ａ〜２３ＣをＯＮとする（ステップＳ１０２）。この場合、各スイッチ２３Ａ〜２３ＣをＯＮとしても、各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃに入力される電力は、それぞれ基準電力値Ｐｂ以上となるので、コンバータ２２Ａ〜２２Ｃでの電力変換効率が高い状態で、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃを充電することができる。なお、制御装置４０は、各スイッチ２３Ａ〜２３ＣをＯＮとする際、信号線を介して電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃの各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃに対しても制御信号を送り、各コンバータ２２Ａ〜２２Ｃを起動する。

ステップＳ１０２の処理後、制御装置４０は、再度、供給電力量Ｐの情報を風力発電装置１０から取得し（ステップＳ１０３）、該取得した供給電力量Ｐの情報から、供給電力量Ｐを電池ユニットの個数Ｎで除算し、この除算した値Ｐ／Ｎが基準電力値Ｐｂ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０３〜Ｓ１０４の処理は、所定時間経過後に供給電力量Ｐが変化した場合、電池システム１における充電効率を高く維持するために、電力の供給を受ける電池ユニットの個数Ｎ（＝３）を変えた方が良いか否かを判断するために行う処理である。すなわち、ステップＳ１０３の処理前では、先のステップＳ１０１の処理で取得した供給電力量Ｐに基づいて電力の供給を受ける電池ユニットの個数をＮ（＝３）として決定しているが、この個数は、供給電力量Ｐを各電池ユニット２１Ａ〜２１Ｃに分配しても各電池ユニット２１Ａ〜２１Ｃに基準電力値Ｐｂ以上の電力が供給可能であるために決定されたものである。しかし、風力発電装置１０のように自然エネルギーを利用した電源装置においてはその供給電力量Ｐが変化するため、基準電力値Ｐｂ以上の電力の供給を受けられる最適な電池ユニットの個数も変わり得ることとなる。したがって、供給電力量Ｐに応じて電力の供給を受ける最適な電池ユニットの個数を変更することが好ましい。なお、供給電力量Ｐの情報を取得するタイミングは、例えば、風力発電装置１０の特性などの要因に応じて適宜設定することができる。

ステップＳ１０４の処理において、上記除算した値Ｐ／Ｎが、基準電力値Ｐｂ以上である場合、すなわち、電力を供給する電池ユニットの個数Ｎを変更しなくても良い場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃが充電終了したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃにおける充電終了とは、例えば、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの全てが満充電となった場合や、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃに充電された電力を放電する必要が生じた場合である。充電終了であれば（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、本処理フローは終了し、充電終了でなければ（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理に移る。なお、本例では、供給電力量Ｐが１００ｋＷ及び電池ユニットの個数Ｎが３であれば、除算した値Ｐ／Ｎは、約３３ｋＷとなり、基準電力値Ｐｂである４０ｋＷより小さくなるため、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理は行われない。

ステップＳ１０１の処理において（又は、ステップＳ１０４の処理において）、除算した値Ｐ／Ｎが基準電力値Ｐｂより小さい場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ（又は、ステップＳ１０４：Ｎｏ））、制御装置４０は、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電状態を示す情報を取得し、ＳＯＣを演算する（ステップＳ１０６）。本例では、上記除算した値Ｐ／Ｎは、約３３ｋＷであり、基準電力値Ｐｂである４０ｋＷより小さくなるため、制御装置４０は、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電状態を示す情報として、各電圧センサＶ_１〜Ｖ_３で測定された各電圧値と、各電流センサＩ_１〜Ｉ_３で計測された各電流値とを、各電圧センサＶ_１〜Ｖ_３及び各電流センサＩ_１〜Ｉ_３から信号線を介して取得する。制御装置４０が、上記取得した各電圧値及び各電流値により、公知の演算方法を用いて各電池モジュール２１Ａ〜２１ＣのＳＯＣを演算する。なお、上記前提条件で述べたように、本例においては、制御装置４０が演算した結果、各電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電動作処理前のＳＯＣ（初期値のＳＯＣ）は、それぞれ８０％、６０％、７０％であったものとする。

次いで、制御装置４０は、取得した各電池モジュール２１Ａ〜２１ＣのＳＯＣに基づいて、各電池ユニット２１Ａ〜２１Ｃに対して電力を供給する優先順位を決定する（ステップＳ１０７）。すなわち、制御装置４０は、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃに対して電力を供給する優先順位をＳＯＣの低い順に決定するものとし、本例では、取得した電池モジュール２１Ａ〜２１ＣのＳＯＣが、それぞれ８０％、６０％、７０％であるため、電池ユニット２０Ｂの優先順位を１番、電池ユニット２０Ｃの優先順位を２番、電池ユニット２０Ａの優先順位を３番と決定する。

次に、図５に示すフローチャートに移り、制御装置４０は、電力を同時に供給可能な電池ユニットの個数（同時にスイッチをＯＮ可能な個数）を変数Ｍで表し、Ｍ＝Ｎ−１と設定する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１の各処理は、各電池ユニットに供給される電力が基準電力値Ｐｂ以上になるように、風力発電装置１０から電力が供給される電池ユニットの数を調整するために行う処理である。

制御装置４０は、供給電力量ＰをＭで除算した値Ｐ／Ｍが、基準電力値Ｐｂより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０９）。本例では、供給電力量Ｐである１００ｋＷを、Ｍ（＝Ｎ（３）−１）である２で除算した値Ｐ／Ｍが、基準電力値Ｐｂである４０ｋＷ以上であるか否かを判断する。

上記除算した値Ｐ／Ｍが基準電力値Ｐｂより小さい場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、制御装置４０は、Ｍ＝Ｍ−１と再設定して（ステップＳ１１０）、Ｍが２以上であれば（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に戻る。一方、Ｍが２より小さい場合（すなわち、Ｍが１の場合）（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、制御装置４０は、電力の供給可能対象とする電池ユニットの個数を変数Ｑで表し、Ｑ＝１と設定する（ステップＳ１１２）。

一方、上記除算した値Ｐ／Ｍが基準電力値Ｐｂ以上である場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、電力の供給可能対象とする電池ユニットの個数を変数Ｑで表し、Ｑ＝Ｍと設定する（ステップＳ１１３）。本例では、上記除算した値Ｐ／Ｍは、５０ｋＷであり、この値は基準電力値Ｐｂである４０ｋＷより大きいため、Ｑ＝Ｍ（２）と設定する。

次いで、制御装置４０は、まず、優先順位が１番目からＱ番目の電池ユニットまで各々Ｐ／Ｍの電力を供給するため、信号線を介して対応するスイッチに対して制御信号を送り、当該スイッチをＯＮとする（ステップＳ１１４）。本例では、ステップＳ１１３の処理において、Ｑ＝２と設定されているため、制御装置４０は、優先順位が１番目の電池ユニット２０Ｂから優先順位が２番目の電池ユニット２０Ｃまで各々供給電力として５０ｋＷを供給（充電）することとなり、対応するスイッチ２３Ｂ、２３ＣをＯＮとし、また、各コンバータ２２Ｂ、２２Ｃも起動する。各スイッチ２３Ｂ、２３ＣがＯＮとなることで、コンバータ２２Ｂ、２２Ｃは、それぞれ基準電力値Ｐｂである４０ｋＷ以上の電力が入力されることとなる。その結果、コンバータ２２Ｂ、２２Ｃでの電力変換効率を高い状態で維持しつつ、電池モジュール２１Ｂ、２１Ｃは充電される。なお、これまでの処理を行った結果を、図７（Ａ）の表に示す。

次に、図６のフローチャートに移り、ステップＳ１１４の処理後、制御装置４０は、充電中の電池モジュールの充電状態を示す情報を取得し、ＳＯＣを演算する（ステップＳ１１５）。すなわち、本例では、制御装置４０は、充電中の電池モジュール２１Ｂ、２１Ｃの充電状態を示す情報として、該電池モジュール２１Ｂ、２１Ｃの各電圧値及び各電流値をそれぞれ各電圧センサＶ_２〜Ｖ_３及び各電流センサＩ_２〜Ｉ_３から信号線を介して取得し、電池モジュール２１Ｂ、２１ＣそれぞれのＳＯＣを演算する。なお、ステップＳ１１５の処理において、充電中の電池モジュールのみならず、全ての電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの各電圧値及び各電流値をそれぞれ各電圧センサＶ_２〜Ｖ_３及び各電流センサＩ_２〜Ｉ_３から信号線を介して取得し、電池モジュール２１Ａ〜２１ＣそれぞれのＳＯＣを演算するようにしてもよい。この場合、下記ステップＳ１１６の処理等で、より正確な判断をすることができる。

次いで、制御装置４０は、上記取得した充電中の電池モジュールの各ＳＯＣに基づいて、充電中の電池モジュールのＳＯＣが、優先順位がＱ＋１番目の電池モジュールのＳＯＣまで到達したか否か（同一又は略同一になったか否か）を判断する（ステップＳ１１６）。本例では、優先順位がＱ＋１（＝３）番目の電池モジュール２１ＡのＳＯＣが８０％であるので、制御装置４０は、充電中の電池モジュール２１ＢのＳＯＣ及び電池モジュール２１ＣのＳＯＣのうち少なくとも１つのＳＯＣが８０％まで到達したか否かを判断する。

充電中の電池モジュールのＳＯＣが、優先順位がＱ＋１番目の電池モジュールのＳＯＣまで到達した場合（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、該到達した電池モジュールを有する電池ユニットと、優先順位がＱ＋１番目の電池モジュールを有する電池ユニットとに対して電力Ｐ／Ｍが均等に供給されるように、対応するスイッチに対して信号線を介して信号を送り、それぞれのスイッチのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換える（ステップＳ１１７）。このとき、当該ＳＯＣまで到達していない電池ユニットについては、依然として電力Ｐ／Ｍが供給される。

一方、上記充電中の電池モジュールのＳＯＣが、優先順位がＱ＋１番目の電池モジュールのＳＯＣまで到達していない場合（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、ステップＳ１２０の処理に移る。

本例では、例えば、図７（Ｂ）の表に示すように、充電中の電池モジュール２１ＣのＳＯＣが、優先順位がＱ＋１（＝３）番目の電池ユニット２０Ａが有する電池モジュール２１ＡのＳＯＣ（＝８０％）まで到達したとすると、制御装置４０は、電池ユニット２０Ａと電池ユニット２０Ｃとへ電力５０ｋＷを相互に供給するべく、それぞれのスイッチ２３Ａとスイッチ２３ＣのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換えるよう制御する。その結果、電池モジュール２１Ａと電池モジュール２１Ｃを均等に充電し得ることになる。また、このとき、電池ユニット２０Ｂには依然として電力５０ｋＷが供給されて電池モジュール２１Ｂの充電がなされる。なお、上記スイッチ２３Ａとスイッチ２３Ｃとを相互に切り換える上記所定のタイミングは、例えば、５０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ毎とすることができる。

ここで、制御装置４０は、Ｑ＋１≧Ｎの関係式を満たすか否かを判断する（ステップＳ１１８）。これは、電池ユニットとして、まだ供給可能対象となっていない電池ユニットがあるか否かを制御装置４０が判断するものである。Ｑ＋１≧Ｎでなければ（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、制御装置４０は、Ｑ＝Ｑ＋１と再設定する（ステップＳ１１９）。このステップＳ１１９の処理の後、または、ステップＳ１１８の処理において、Ｑ＋１≧Ｎである場合（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、再度、風力発電装置１０の供給電力量Ｐの情報を風力発電装置１０から取得する（ステップＳ１２０）。本例では、Ｑ＋１（＝３）≧Ｎ（＝３）の関係式を満たすので、制御装置４０は、再度、風力発電装置１０の供給電力量Ｐの情報を風力発電装置１０から取得する。

制御装置４０は、ステップＳ１２０の処理で取得した供給電力量Ｐの値が、Ｍ≧２であれば、Ｐｂ×（Ｍ＋１）＞Ｐ≧Ｐｂ×Ｍの関係式、また、Ｍ＝１であれば、Ｐｂ×２＞Ｐの関係式を満たすか否かを判断する（ステップＳ１２１）。この処理は、上記取得した供給電力量Ｐが、先の処理で取得した供給電力量Ｐ（例えば、ステップＳ１０１の処理で取得した供給電力量Ｐ）と比べて、所定の範囲を超えて電力量が変化したか否かを判断するために行う処理である。ここでの所定の範囲とは、例えば、風力発電装置１０から電力の供給すべき電池ユニットの個数Ｍを変更した方が電池システム１における充電効率が良くなる場合の供給電力量Ｐの変化の範囲である。上記関係式を満たせば（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２２の処理に移り、上記関係式を満たさなければ（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に移る。

本例では、取得した供給電力量Ｐが先の供給電力量Ｐの１００ｋＷと変わらなかったものとすると、基準電力値Ｐｂが４０ｋＷであり、且つ、電力を同時に供給可能な電池ユニットの個数（同時にスイッチをＯＮ可能な個数）Ｍが２であるので、Ｐｂ×（Ｍ＋１）＞Ｐ≧Ｐｂ×Ｍ、すなわち、４０ｋＷ×（２＋１）（＝１２０ｋＷ）＞Ｐ≧４０ｋＷ×２（＝８０ｋＷ）の関係式を満たすので、ステップＳ１２２の処理に移る。

ステップＳ１２２の処理において、制御装置４０が充電終了でないと判断した場合（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、ステップＳ１１５の処理に戻り、一方、制御装置４０が充電終了であると判断した場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、電池システム１の動作処理を終了する。

本例では、現段階において、まだ充電中であるものとし、ステップＳ１１５の処理に戻ったものとする。そして、ステップＳ１１６の処理において、優先順位がＱ＋１（＝３）番目の電池ユニット２０Ａが有する電池モジュール２１ＡのＳＯＣ（電池モジュール２０ＣのＳＯＣも均等）と、電池ユニット２０Ｂが有する電池モジュール２０ＢのＳＯＣとが、図７（Ｃ）の表に示すように、約８７％で同一又は略同一になったとする。この場合、ステップＳ１１７の処理において、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち２つの電池ユニットに対して上記電力Ｐ／Ｍ（＝５０ｋＷ）が供給されるように、制御装置４０は、対応するスイッチに対して信号を送り、それぞれのスイッチのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換える。例えば、制御装置４０は、まず、電池ユニット２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ５０ｋＷの電力を供給し、次に、電池ユニット２０Ａ、２０Ｃにそれぞれ５０ｋＷの電力を供給し、次に、電池ユニット２０Ｂ、２０Ｃに５０ｋＷの電力を供給するというサイクルで、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち２つの電池ユニットを順次選択してそれぞれ５０ｋＷの電力を供給するように、スイッチ２３Ａ〜２３ＣのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換える。次いで、ステップＳ１２０以降の処理に進み、制御装置４０が充電終了と判断すれば本処理フローを終了する。

以上のように、本実施形態の電池システム１は動作する。上述では、最初のステップＳ１００の処理において、風力発電装置１０の供給電力量Ｐが１００ｋＷである場合を説明したが、別の一例として、供給電力量Ｐが５０ｋＷである場合についても、図８を参照して、以下、簡単に説明する。

まず、ステップＳ１００の処理において、制御装置４０は、風力発電装置１０から供給電力量Ｐ（５０ｋＷ）の情報を取得する。次いで、ステップＳ１０１の処理において、制御装置４０は、供給電力量Ｐ（＝５０ｋＷ）を電池ユニットの個数Ｎ（＝３）で除算した値（約１６ｋＷ）が、基準電力値Ｐｂ（＝４０ｋＷ）より小さいと判断して、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８の処理を上述と同様に行う。

その後、ステップＳ１０９の処理において、制御装置４０は、供給電力量Ｐ（＝５０ｋＷ）をＭ（＝２）で除算した値２５ｋＷが、基準電力値Ｐｂ（＝４０ｋＷ）より小さいと判断し、ステップＳ１１０の処理でＭ＝１と再設定した後、ステップＳ１１１の処理を行う。ステップＳ１１１の処理において、制御装置４０は、Ｍ＝１であり、Ｍ≧２を満たさないと判断し、ステップＳ１１２の処理において、電力の供給可能対象とする電池モジュールの個数をＱ＝１と設定する。次いで、ステップＳ１１４の処理において、優先順位が１番目の電池ユニット２０Ｂに供給電力量Ｐ（＝５０ｋＷ）を供給するため、制御装置４０は、信号線を介して対応するスイッチ２３Ｂのみに制御信号を送り、当該スイッチ２３ＢをＯＮとする。このステップＳ１１４までの処理を行った結果を、図８（Ａ）に示す。

次いで、ステップＳ１１５〜Ｓ１１６の処理に移り、ステップＳ１１６の処理において、図８（Ｂ）に示すように、優先順位が２（＝Ｑ＋１）番目の電池モジュール２０ＣのＳＯＣが７０％であり、このＳＯＣまで電池モジュール２０Ｂが到達したと制御装置４０が判断した場合、ステップＳ１１７の処理に移る。このステップＳ１１７の処理において、制御装置４０は、電池ユニット２０Ｂと電池ユニット２０Ｃとへ電力を供給するそれぞれのスイッチ２３Ｂとスイッチ２３ＣとのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換える。その結果、電池モジュール２１Ｂと電池モジュール２１Ｃとを均等に充電し得ることになる。次いで、ステップＳ１１８の処理において、制御装置４０は、Ｑ＋１≧Ｎ（今、Ｑ＝１、Ｎ＝３）を満たさないと判断し、ステップＳ１１９の処理において、Ｑ＝２と再設定し、ステップＳ１２０の処理に移る。

次いで、ステップＳ１２０の処理において、制御装置４０が取得した供給電力量Ｐが先の供給電力量Ｐの５０ｋＷと変わらなかったものとすると、ステップＳ１２１の処理に進む。次いで、ステップＳ１２１の処理において、基準電力値Ｐｂが４０ｋＷであり、且つ、電力を同時に供給可能な電池ユニットの個数Ｍが１であるので、Ｐｂ×２＞Ｐ、すなわち、４０ｋＷ×２（＝８０ｋＷ）＞Ｐの関係式を満たすので、ステップＳ１２２の処理に移る。

次いで、ステップＳ１２２の処理において、現段階では、まだ充電中であるものとし、ステップＳ１１５の処理に移ったものとする。そして、ステップＳ１１６の処理において、図８（Ｃ）に示すように、優先順位が３（＝Ｑ＋１）番目の電池ユニット２０Ａが有する電池モジュール２１ＡのＳＯＣが８０％であり、このＳＯＣまで電池モジュール２１Ｂ、２１Ｃがともに到達したと制御装置４０が判断すると、ステップＳ１１７の処理に移る。このステップＳ１１７の処理において、制御装置４０は、電池ユニット２０Ａ、電池ユニット２０Ｂ、及び電池ユニット２０Ｃへ電力を供給するそれぞれのスイッチ２３Ａ、スイッチ２３Ｂ、及びスイッチ２３のＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで順次交互に切り換える。例えば、まず、電池ユニット２０Ａに５０ｋＷの電力を供給し、次に、電池ユニット２０Ｂに５０ｋＷの電力を供給し、次に、電池ユニット２０Ｃに５０ｋＷの電力を供給するというサイクルで、電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち１つの電池ユニットを順次選択してそれぞれ５０ｋＷの電力を供給する。その結果、電池モジュール２１Ａと電池モジュール２１Ｂと電池モジュール２１Ｃとを均等に充電し得ることになる。次いで、ステップＳ１２０以降の処理に進み、制御装置４０が充電終了と判断すれば本処理フローを終了する。

以上、本実施形態の電池システム１によれば、風力発電装置１０からの供給電力量に応じて、且つ、電力変換器２２Ａ〜２２Ｃの電力変換効率をも考慮して、並列にそれぞれ接続された複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち供給すべき電池ユニットを選択することができるので、高い充電効率を維持して最適な個数の電池モジュールを充電することができる。

また、本実施形態の電池システム１によれば、電池モジュール２１Ａ〜２１Ｃの充電状態を示す各充電情報を取得して、電池ユニットに電力を供給する優先順位を充電状態の低い順に決定することで、電池モジュールの充電状態を均等にしやすくすることができる。また、各電池モジュールの使用状況や、複数の電池モジュールの中に劣化した電池モジュールが存在するなどの要因で、各電池モジュール相互間で電圧がバラつくことも想定され、この場合、単に、並列にそれぞれ接続された複数の電池モジュールを同時に充電すれば、各電池モジュール間で相互充電作用が起こり、充電効率が落ちてしまう問題点もあった。しかし、優先順位を充電状態の低い順に決定するため、複数の電池ユニットに電力を供給するとしても、充電状態が近い電池モジュールを有する電池ユニットを選択して電力を分配供給し得るので、各電池モジュール間での電圧が相違することなどに起因する相互充電作用を抑制することができる。

さらに、本実施形態の電池システム１によれば、選択部４３により選択され、且つ、充電中の電池モジュールの充電状態が、非選択の電池ユニットのうち少なくとも１つの電池ユニットの有する電池モジュールの充電状態と同一又は略同一となった場合、風力発電装置１０から供給されていた電力の供給先を、充電状態が同一又は略同一の電力ユニット間で所定のタイミングで交互に切り換える。その結果、充電状態がある程度高まり、充電状態が同一又は略同一になった少なくとも２つ以上の電池ユニットに対しては均等に電力を供給し、一方、低い充電状態の電池ユニットに対しては電力を供給し続けることができる。すなわち、充電状態が低い電池ユニットに対しては電力を供給し続けて他の電池モジュールと同等の充電率になるように早く充電をすることができ、且つ、電池モジュールの充電状態が同一又は略同一な電池ユニットに対しては均等を維持した状態で充電をすることができる。

またさらに、本実施形態の電池システム１によれば、所定のタイミングで風力発電装置１０が供給する電力の供給電力量Ｐに関する情報を取得することで、供給電力量Ｐが変化した場合であっても、供給電力量Ｐに応じて電力の供給を受ける最適な電池ユニットの個数を決定し、高い充電効率を常に維持することが可能となる。

＜変形例＞
以上のように本発明の電池システムの好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想及び範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、及び省略が当業者によって可能である。

例えば、上記実施形態では、電源装置の一例として風力発電装置を用いて説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、太陽光発電や商用電源を利用したものであってもよい。電源装置として太陽光発電装置を用いる場合、電源と電池ユニットとの間に配置される電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いればよく、この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換効率から上記基準電力値を適宜設定する。また、電源装置として商用電源のように、一定の電力量を受電することができるのであれば、例えば、制御装置４０は、供給電力量Ｐの情報を充電開始直後のみに取得するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、制御装置４０が、電池モジュールの充電状態を示す各充電情報を取得する場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ある程度、電池ユニット間の充電状態が均等である条件下で使用可能な場合、充電情報の取得を省略してもよい。この場合であっても、制御装置４０は、風力発電装置１０からの供給電力量に応じて、且つ、電力変換器２２Ａ〜２２Ｃの電力変換効率をも考慮して、並列にそれぞれ接続された複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち供給すべき電池ユニットを選択し、その後、非選択の電池ユニットをも含めて各電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃに均等に電力が供給されるように各スイッチ２３Ａ〜２３ＣのＯＮ、ＯＦＦを順次、相互に切り換えるように制御することができる。

またさらに、上記実施形態では、制御装置４０が、各充電情報に基づいて、電池ユニットに電力を供給する優先順位を充電状態の低い順に決定し、その決定した順に電力を供給するようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、充電情報から各電池モジュールの充電状態のバラつきが所定の範囲内に収まる場合は、制御装置４０は、風力発電装置１０からの供給電力量に応じて、且つ、電力変換器２２Ａ〜２２Ｃの電力変換効率をも考慮して、並列にそれぞれ接続された複数の電池ユニット２０Ａ〜２０Ｃのうち供給すべき電池ユニットを選択し、均等に電力を供給するよう各スイッチ２３Ａ〜２３ＣのＯＮ、ＯＦＦを所定のタイミングで相互に切り換えるように制御することもできる。一方、所定の範囲内に収まらない充電状態の電池ユニットがある場合、制御装置４０は、該電池ユニットのみ電力を供給し続け、他の電池ユニット間はスイッチを相互に切り換えて均等に電力を供給するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、制御装置４０は、選択部４３により選択され、充電中の電池モジュールの充電状態が、非選択の電池ユニットのうち少なくとも１つの電池ユニットの有する電池モジュールの充電状態と同一又は略同一となった場合、電源装置から供給されていた電力の供給先を、充電状態が同一又は略同一の電力ユニット間で交互に切り換えるようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、制御装置４０は、選択され、充電中の全ての電池モジュールの充電状態が、非選択の電池ユニットの有する電池モジュールの充電状態と同一又は略同一となるまで、非選択の電池ユニットへの電力の供給をストップするように制御してもよい。

さらに、上記実施形態では、制御装置４０において、それぞれの処理機能を有する各部が備えられている構成を説明したが、本発明はこれに限られず、各部を制御装置４０と通信可能に接続されたネットワーク上に又は他の装置に備えて構成することもできる。またさらに、制御装置４０には、用途に応じた各部がそれぞれ備えられているが、制御装置４０に備えられている各部は、そのいくつかを一纏めにして構成されていてもよいし、一つの部をさらに複数の部に分割して構成されていてもよい。

本発明の電池システムは、複数の電池ユニットに備えられた電池モジュールを少なくとも充電を利用するシステムに適用することができ、例えば、電気自動車などモータの回生時に電力を二次電池に貯蔵し、当該二次電池に貯蔵した電力をモータの駆動時に使用する移動用システムとして利用することができる。また、風力発電や太陽光発電のような自然エネルギーを利用して発電した電力を二次電池に貯蔵し、当該二次電池に貯蔵した電力を家庭用の電気設備に使用する電力貯蔵システムや、当該二次電池に貯蔵した電力を交流電力負荷としての電力系統へ売電する電力売電システムなどの定置用システムとして利用することができる。

１…電池システム、１０…風力発電装置（電源装置）、２０…電池装置、２０Ａ〜２０Ｃ…電池ユニット、２１Ａ〜２１Ｃ…電池モジュール、２２Ａ〜２２Ｃ…コンバータ（電力変換器）、２３Ａ〜２３Ｃ…スイッチ、３０…負荷、４０…制御装置、５０…表示装置。

Claims

電力を供給する電源装置と、
前記電源装置から供給される電力を変換する電力変換部と、前記電力変換部で変換された電力を充電する電池モジュールとをそれぞれ備える実質的同一の電池ユニットが複数且つ並列に接続された電池装置と、
前記電力変換部の所定の電力変換効率に対応する基準電力値に関する情報を記憶する記憶部と、前記電源装置が供給する電力の供給電力量に関する情報を取得する取得部と、前記記憶部に記憶された前記基準電力値に関する情報と前記取得部が取得した前記供給電力量に関する情報とに基づいて、前記供給電力量を前記基準電力値以上の電力量に分配可能な前記電池ユニットの個数を決定し、前記複数の電池ユニットのうち前記電源装置から電力を供給する前記電池ユニットを前記決定した個数選択する選択部とを有する制御装置と、
を含むことを特徴とする電池システム。
前記取得部は、前記複数の電池ユニットがそれぞれ備える前記電池モジュールの充電状態を示す各充電情報を取得し、
前記選択部は、前記記憶部に記憶された前記基準電力値に関する情報と前記取得部が取得した前記供給電力量に関する情報及び前記各充電情報とに基づいて、前記供給電力量を前記基準電力値以上の電力量に分配可能な前記電池ユニットの個数を決定し、前記複数の電池ユニットのうち前記電源装置から電力を供給する前記電池ユニットを前記決定した個数選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
前記選択部は、
前記供給電力量が前記複数の電池ユニットのそれぞれの前記基準電力値の総和より低い場合、
前記取得部が取得した前記各充電情報に基づいて、前記電池ユニットに電力を供給する優先順位を前記充電状態の低い順に決定し、
前記記憶部に記憶された前記基準電力値に関する情報と前記取得部が取得した前記供給電力量及び前記各充電情報に関する情報とに基づいて、前記供給電力量を前記基準電力値以上の電力量に分配可能な前記電池ユニットの個数を決定し、前記決定した個数の前記電池ユニットを前記優先順位に従って選択することを特徴とする請求項２に記載の電池システム。
前記制御装置は、
前記選択部により選択された前記電池ユニットのうち少なくとも１つの電池ユニットが備える前記電池モジュールの前記充電状態が、前記選択部が非選択の前記電池ユニットのうち少なくとも１つの電池ユニットの備える前記電池モジュールの前記充電状態と同一又は略同一となった場合、
前記選択部により選択され、且つ、前記同一又は略同一となった前記充電状態の電池モジュールを備える前記電池ユニットに対して前記電源装置から供給されていた電力を、前記充電状態が同一又は略同一となった前記電池モジュールを備える少なくとも２つ以上の前記電力ユニットに対して交互に切り換えて供給する切換部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の電池システム。
前記取得部は、電源装置が供給する電力の供給電力量に関する情報を所定のタイミングで取得することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電池システム。
前記所定の電力変換効率は、前記電力変換部における最大の電力変換効率であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池システム。