JP2013162599A - 電源制御装置、電源制御方法及び電力融通システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の劣化スピードを遅くして蓄電池の寿命を延ばすことのできる電源制御装置、電源制御方法及び電力融通システムを提供すること。
【解決手段】この電源制御装置は、電力を供給する常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で、電力の流れを切り替える電力切替部と、前記電力切替部の切替え制御を行う制御部と、を具備し、前記制御部は、前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とするとともに（Ｓ３４，Ｓ３６，Ｓ３７）、前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する（Ｓ４５）構成を採る。
【選択図】図８

Description

本発明は、電力が供給される常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で電力の流れを切り替える電源制御装置、電源制御方法及び電力融通システムに関する。

近年、蓄電池を利用して、住宅または地域内で使用する電力を融通しあう電力融通システムが提案されている。主に、電気自動車に搭載される蓄電池の電力を住宅で利用するＶ２Ｈ（Vehicle to Home）と、電気自動車の蓄電池を電力系統に接続して電気自動車と電力系統との間で電力の融通を行うＶ２Ｇ（Vehicle to Grid）とが、一般に知られている。このような電力融通システムでは、電気自動車に搭載される蓄電池のほか、住宅に設置される専用の蓄電池が利用されることもある。

蓄電池は、充放電を繰り返すことで劣化し、電池容量および電池電圧が低下していく。蓄電池の劣化スピードは、上限ＳＯＣ（State of Charge：充電状態）、ＤＯＤ（Depth of Discharge：放電深度）及び環境温度などによって変化することが知られている。

従来、蓄電池の寿命を延ばすために、蓄電池の劣化度合いに応じて放電終了とする放電レベルを変化させる技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１１−０５５５８９号公報

蓄電池を用いたシステムにおいては、電力を使用する上での利便性を低下させずに蓄電池の劣化スピードを遅くして、蓄電池の寿命を延ばしたいという要求がある。

一般に、蓄電池を満充電のまま長期間放置すると蓄電池の容量劣化は大きくなる。しかしながら、蓄電池が充電状態から放電状態へ移行する際、または、放電状態から充電状態へ移行する際には、その間に充放電を行わない適度な長さの休止期間を設けたほうが、蓄電池の劣化スピードを遅くできるということが分かった。従って、特許文献１のように、放電終了とする放電レベルを調整するだけの構成と比べて、蓄電池の劣化スピードをより遅くする制御ができると考えられた。

本発明の目的は、蓄電池を利用して電力を融通しあう場合に、蓄電池の劣化スピードを遅くして蓄電池の寿命を延ばすことのできる電源制御装置、電源制御方法及び電力融通システムを提供することである。

本発明の一態様に係る電源制御装置は、電力を供給する常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で、電力の流れを切り替える電力切替部と、前記電力切替部の切替え制御を行う制御部と、を具備し、前記制御部は、前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とするとともに、前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する構成を採る。

本発明の一態様に係る電源制御方法は、電力を供給する常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で、電力の流れを切り替える電源制御方法であって、前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで、前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とする休止制御ステップと、前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する切替制御ステップを含む構成を採る。

本発明の一態様に係る電力融通システムは、充電および放電が可能な蓄電池と、前記蓄電池、電力を供給する常用電源および負荷の間で、電力の流れを切り替える電力切替部と、前記電力切替部の切替え制御を行う制御部と、を具備し、前記制御部は、前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで、前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とするとともに、前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する構成を採る。

本発明によれば、蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、放電状態から充電状態へ切り替える際に、蓄電池に休止時間が設けられるので、蓄電池の劣化スピードを遅くして蓄電池の寿命を延ばすことができる。また、休止時間が経過するまでは、常用電源から負荷へ電力供給可能にされるので、負荷に電力が供給できなくなることも防止できる。

本発明の実施の形態の電力融通システムの概要を示す構成図 本発明の実施の形態の電力融通システムの詳細を示す構成図 蓄電池の容量劣化と充放電間の休止時間との関係を示すグラフ 本発明の実施の形態の劣化判定処理の手順を表わすフローチャート 本発明の実施の形態の蓄電池長寿命化制御処理の手順を表わすフローチャート 上限ＳＯＣの算出例を表わす図表 最大放電レベルの算出例を表わす図表 図５のステップＳ１４の長寿命化充電開始制御処理の詳細を示すフローチャート 休止時間の算出例を表わす図表 図５のステップＳ１９の長寿命化放電開始制御処理の詳細を示すフローチャート 本発明の実施の形態の電力融通システムの変形例を示す構成図

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態の電力融通システムの概要を示す構成図、図２は、この電力融通システムの詳細を示す構成図である。

この実施の形態の電力融通システム３は、住宅２に設けられる商用電源５０、発電器５２および負荷５４、並びに、住宅２の外（例えば電動モータ１４０で走行する車両１）に設けられる蓄電池１１０の間で電力を融通しあうシステムである。

この電力融通システム３は、図１に示すように、住宅に設けられる商用電源５０、発電器５２、通信部２３０、電源ステーション制御部２１０、電力切替部２２０、負荷５４、およびソケット１５０、並びに、外部に設けられる蓄電池１１０、電力変換部１３０、および車両電源制御部１２０から主に構成される。これらの構成のうち、電力切替部２２０、電源ステーション制御部２１０および車両電源制御部１２０が、電源制御装置の一実施の形態となる。

商用電源５０は、障害発生時以外、常に電源を供給することができる。ただし、商用電源５０には、日中は料金が高く、夜間は料金が低いなど、電源の供給を受けやすいときと、電源の供給を受けにくいときとがある。

発電器５２は、例えば太陽光発電装置であり、時間帯や状況によって電力を発生する量が変化する。発電器５２としては、風力発電装置、または、燃料を用いて発電を行う発電機なども採用できる。上記の商用電源５０および発電器５２が常用電源に相当する。

負荷５４は、照明やテレビ装置など、使用状況に応じて電力を消費する様々な機器である。

電力切替部２２０は、電力の入力出力を切り替えるスイッチ、および、直流を交流に変換するインバータ回路などを備え、電源ステーション制御部２１０（切替制御部２１１；図２参照）の制御に基づいて、電力の流れの切替えと電圧の変換とを行う。具体的には、電力切替部２２０は、切替制御部２１１の制御に基づいて、商用電源５０と発電器５２とから電力を受けて負荷５４に必要な電力を送る。また、電力切替部２２０は、切替制御部２１１の制御に基づいて、外部の蓄電池１１０に充電用の電力を送り、また、外部の蓄電池１１０から放電された電力を受けて、この電力を負荷５４に振り分ける。さらに、電力切替部２２０では、制御部２１２（図２参照）により切替制御部２１１を介して、発電器５２の発電状況、および、負荷５４の電力消費状況をモニタすることができる。

ソケット１５０は、車両１の蓄電池１１０の充電および放電を行うために、車両１とケーブル接続するための接続器である。ソケット１５０では、電源ラインと情報伝送用の信号線とが接続される。図１において、信号線を矢印付きの線によって示す。

通信部２３０は、例えばインターネット或いは携帯電話回線網などのネットワークに接続して、常用電源の障害情報（停電情報、使用を控えるよう要求される要求情報、停電の可能性を示す停電予備情報など）を受信する。受信された障害情報は、電源ステーション制御部２１０へ送られる。

電源ステーション制御部２１０は、発電器５２の発電状況、および、負荷５４の電力消費状況を監視して、これらの状況に応じて電力切替部２２０の切替制御を行う。例えば、発電器５２の発電量が多いときには、発電器５２の電力を負荷５４へ送り、発電器５２の発電量が少ないときには、発電器５２の電力と商用電源５０の電力とを合わせて負荷５４へ送る。また、発電器５２の発電量が負荷５４の消費電力を超えるときには、余った電力を蓄電池１１０または商用電源５０の電力系統へ送る。

また、電源ステーション制御部２１０は、ソケット１５０を介して車両１の蓄電池１１０が接続された場合に、蓄電池１１０の充放電制御を行う。例えば、電源ステーション制御部２１０は、蓄電池１１０の充電度合い（ＳＯＣ：State Of Charge）が低ければ、車両１へ電力を送って充電を行う。また、電源ステーション制御部２１０は、所定条件で、蓄電池１１０から電力を取り込んで負荷５４へ送る制御を行う。所定条件とは、例えば、蓄電池１１０の充電度合いが所定以上あり、且つ、商用電源５０の料金が高い時間帯である場合などである。この所定条件には、例えば、発電器５２の発電状況、車両１の走行スケジュールなど、様々な条件を追加することも可能である。

電源ステーション制御部２１０は、図２に示すように、電力切替部２２０の動作を切り替える切替制御部２１１と、住宅２の電源に関する統括的な制御を行う制御部２１２とを有している。制御部２１２は、ソケット１５０を介して車両電源制御部１２０の制御部１２２とデータ通信を行う。車両１側から送られてくる通信データには、蓄電池１１０の劣化度の情報が含まれる。車両１側へ送る通信データには、充電の開始要求、および、放電の開始要求などが含まれる。制御部２１２は、蓄電池１１０の休止時間を算出する休止時間算出部、および、休止時間を計時する休止時間計時部としても機能する。

蓄電池１１０は、図２に示すように、複数の蓄電池パック１０が並列に接続されている。各蓄電池パック１０には、直列に接続された複数（Ｍ個）の蓄電池セル１１と、蓄電池セル１１の温度を検出する温度検出素子（例えばサーミスタ）１２と、温度検出素子１２の出力に基づき温度を計測する温度計測部１５とが設けられている。また、各蓄電池パック１０には、複数の蓄電池セル１１に流れる電流を検出する電流検出素子（例えば電流検出抵抗）１３と、電流検出素子１３の出力に基づき電池電流を計測する電流計測部１６とが設けられている。また、各蓄電池パック１０には、複数の蓄電池セル１１の各端子電圧を入力して各蓄電池セル１１の電池電圧を計測する電圧計測部１４が設けられている。

電圧計測部１４、温度計測部１５および電流計測部１６による計測データは、車両電源制御部１２０の制御部１２２へ送られる。

複数の蓄電池セル１１は、リチウムイオン電池またはニッケル水素蓄電池から構成される。一般に、これらの蓄電池の正極活物質には、コバルト系、マンガン系、またはニッケル系など複数の種類があるが、本実施の形態の複数の蓄電池セル１１の正極活物質はニッケル系が採用されている。ニッケル系の正極活物質は、容量密度が高く、充電状態での金属溶出が少ないという特徴を有する。

図３は、蓄電池の容量劣化と充放電間の休止時間との関係を示すグラフである。このグラフの縦軸は、容量劣化が進んで初期容量から７５パーセントの容量になったときの充放電サイクル数を表わす。横軸は、各充放電サイクルにおいて充電と放電との間に設けた休止時間を表わす。また、３つのグラフ線は蓄電池の環境温度が０℃、２５℃、４０℃の場合をそれぞれ示す。

リチウムイオン電池とニッケル水素蓄電池とは、図３のグラフに示すように、各充放電サイクルの間（充電と放電との間）に適度な休止時間（１日より短い数時間の長さ）を設けると、劣化スピードが遅くなり寿命が延びるという性質を有する。また、本実施の形態の蓄電池セル１１のように、正極活物質がニッケル系の蓄電池では、休止時間により劣化スピードが遅くなるという作用が顕著に現れる。

なお、休止時間が長ければ長いほど、蓄電池１１０の劣化スピードが遅くなるということはなく、休止時間が例えば、１日以上など非常に長くなると、逆に蓄電池１１０の劣化スピードを速めてしまう可能性がある。

車両１の電力変換部１３０は、スイッチング電源回路を備え、車両電源制御部１２０の制御に基づいて、次のような電力の変換処理を行う。すなわち、電力変換部１３０は、ソケット１５０から入力した電源から充電用の電圧を生成して蓄電池１１０へ送る電力変換処理、および、蓄電池１１０の電力から駆動用の電圧を生成して電動モータ１４０へ送る電力変換処理を行う。また、電力変換部１３０は、蓄電池１１０の電力をソケット１５０を介して住宅２へ送電する電力変換処理を行う。

車両電源制御部１２０は、ソケット１５０にケーブル接続されていないときには、蓄電池１１０の充電度合い、および、車両１の走行操作に基づいて、電力変換部１３０の処理を切り替えて電動モータ１４０の駆動の制御を行う。また、車両電源制御部１２０は、ソケット１５０にケーブル接続されている際には、電源ステーション制御部２１０からの充放電の要求に基づいて、電力変換部１３０の処理を切り替えて蓄電池１１０の充電または放電の制御を行う。

車両電源制御部１２０は、図２に示すように、電力変換部１３０の動作を切り替える充放電制御部１２１と、車両１の電源に関する統括的な制御を行う制御部１２２と、蓄電池１１０の劣化状態を判定する劣化状態判定部１２３とを備える。制御部１２２は、蓄電池１１０の電圧、温度および電流の計測データを入力して、これらを劣化状態判定部１２３へ送る。また、劣化状態判定部１２３から蓄電池の劣化情報を読み出して住宅２の電源ステーション制御部２１０へ送る。また、制御部１２２は、一部または全部の蓄電池パック１０の取外しおよび取付けを検知して、これらの交換を検知する（電池交換検知部）。

次に、上記構成の電力融通システム３の動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態の劣化判定処理の手順を表わすフローチャートである。

車両電源制御部１２０は、蓄電池パック１０の交換が検知された場合、その後、速やかに、それ以外の場合には周期的に、図４の劣化判定処理を実行する。この劣化判定処理が開始されると、車両電源制御部１２０の制御部１２２は、電流計測部１６、電圧計測部１４及び温度計測部１５から、蓄電池セル１１の充放電電流値Ｉｄ、各端子電圧Ｖｔ、周囲の温度Ｔを取得する（ステップＳ１）。

次に、制御部１２２は、充放電電流値Ｉｄと各端子電圧Ｖｔとから各蓄電池セル１１の内部抵抗値Ｒを算出する（ステップＳ２）。続いて、制御部１２２は、複数の蓄電池セル１１の各々について、現在の内部抵抗値Ｒと内部抵抗の初期値Ｒｉとの比を劣化度Ｄ１として算出する（ステップＳ３）。なお、劣化度の算出方法としては、後述するように公知の様々な手法を適用してもよい。

各蓄電池セル１１の各劣化度Ｄ１が算出されたら、制御部１２２は、これらの算出データを劣化状態判定部１２３へ送る。そして、劣化状態判定部１２３が蓄電池パック１０の劣化判定を行う（ステップＳ４〜Ｓ８）。

すなわち、劣化状態判定部１２３は、先ず、複数の蓄電池セル１１をそれぞれ識別するインデックス番号ｊを初期化する（ステップＳ４）。そして、劣化状態判定部１２３は、インデックス番号ｊの蓄電池セル１１の劣化度Ｄ１が閾値γを超えていないか判別する（ステップＳ５）。そして、劣化度Ｄ１が閾値γを超えていなければ、劣化状態判定部１２３は、インデックス番号ｊの更新（ステップＳ６）と比較（ステップＳ７）を行いながら、ステップＳ５〜Ｓ７のループ処理を繰り返して、蓄電池セル１１の全個数Ｍ分の判別を行う。蓄電池パック１０が複数ある場合には、劣化状態判定部１２３は、複数の蓄電池パック１０に含まれる全個数Ｍ分の判別を行う。

ステップＳ５〜Ｓ７のループ処理中、劣化度Ｄ１が閾値γを超えた蓄電池セル１１があれば、劣化状態判定部１２３は、劣化判定フラグをオンにして（ステップＳ８）、１回の劣化判定処理を終了する。また、劣化度Ｄ１が閾値γを超える蓄電池セル１１がなければ、劣化状態判定部１２３は劣化判定フラグをオフとしたまま、この劣化判定処理を終了する。

図５は、本発明の実施の形態の蓄電池長寿命化制御処理の手順を表わすフローチャートである。

ユーザが車両１の走行を終えてソケット１５０と車両１とをケーブル接続すると（ステップＳ１１）、電源ステーション制御部２１０は、図５のステップＳ１２から、蓄電池１１０の充放電に関する制御処理を開始する。

制御処理が開始されると、電源ステーション制御部２１０の制御部２１２は、先ず、車両電源制御部１２０から現在の蓄電池１１０の充電度合い（ＳＯＣ）を取得する（ステップＳ１２）。

次いで、制御部２１２は、現時点が充電条件を満たすか判別する（ステップＳ１３）。ここで、制御部２１２は、例えば、蓄電池１１０の充電度合いが非常に低い場合、充電度合いが中程度以下であり且つ商用電源５０の料金が低い時間帯である場合、車両１の走行スケジュールから充電が要求される場合などに、充電条件を満たすと判別する。なお、充電条件は、様々な要素を追加して様々な条件に変更可能である。

充電条件を満たしていなければ、制御部２１２は、現時点が放電条件を満たすか判別する（ステップＳ１８）。ここで、制御部２１２は、例えば、蓄電池１１０の充電度合いが非常に高い場合、蓄電池１１０の充電度合いが比較的に高く且つ商用電源５０の料金が高い時間帯である場合などに、放電条件を満たすと判別する。なお、放電条件は、様々な要素を追加して様々な条件に変更可能である。

放電条件を満たしていなければ、制御部２１２の処理はステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１３で充電条件を満たすと判別すると、制御部２１２は、長寿命化充電開始制御処理を実行して蓄電池１１０の充電を開始する（ステップＳ１４）。長寿命化充電開始制御処理の詳細は後述する。

充電を開始すると、制御部２１２は、蓄電池１１０を満充電と見なす上限ＳＯＣ（上限の充電度合い）を算出する（ステップＳ１５）。ここで、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から蓄電池１１０の劣化度と温度計測データとを入力し、これらのデータに基づいて計算を行う。

図６は、上限ＳＯＣの算出例を表わす図表である。この図表は、複数の行に蓄電池１１０の複数の劣化度をそれぞれ表わし、複数の列に複数の温度を表わし、行列の交差する各欄に劣化度と温度に応じた上限ＳＯＣを表わしている。劣化度の値「０、２５、５０」は数値が大きいほど劣化が進んでいることを表わし、上限ＳＯＣの値は充電度合いを間接的に表わす指数であり、値が大きいほど充電度合いが大きいことを示す。

ステップＳ１５の上限ＳＯＣの算出処理では、図６の図表のように、制御部２１２は、劣化度が小さく、且つ、温度が高いほど、上限ＳＯＣを大きな値に算出する。

次に、制御部２１２は、蓄電池１１０の充電中、充電完了の条件となったか監視を行う（ステップＳ１６）。充電完了の条件は、蓄電池１１０の充電度合いが上限ＳＯＣに達した場合、または、商用電源５０の料金が高い時間帯になり且つ車両１の走行スケジュールに近く走行予定がない場合など、予め定められている条件である。

充電完了と判別したら、制御部２１２は、充電用に車両１へ送っていた電力供給を停止する（ステップＳ１７）。そして、制御部２１２の処理はステップＳ１８へ移行する。

ステップＳ１８で充電条件を満たすと判別すると、制御部２１２は、長寿命化放電開始制御処理を実行して蓄電池１１０の放電を開始する（ステップＳ１９）。長寿命化放電開始制御処理の詳細は後述する。

放電を開始すると、制御部２１２は、蓄電池１１０の放電を終了する最大放電レベルを算出する（ステップＳ２０）。ここで、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から蓄電池１１０の劣化度と温度計測データとを入力し、これらのデータに基づいて計算を行う。

図７は、最大放電レベルの算出例を表わす図表である。この図表は、複数の行に蓄電池１１０の複数の劣化度をそれぞれ表わし、複数の列に複数の温度を表わし、行列の交差する各欄に劣化度と温度に応じた最大放電レベルを表わしている。劣化度の値「０、２５、５０」は数値が大きいほど劣化が進んでいることを表わし、最大放電レベルの値は放電レベルを間接的に表わす指数であり、値が大きいほど放電レベルが深いことを示す。

ステップＳ２０の最大放電レベルの算出処理では、図７の図表のように、制御部２１２は、劣化度が小さく、且つ、温度が高いほど、最大放電レベルを深い値に算出する。

次に、制御部２１２は、蓄電池１１０の放電中、放電終了の条件となったか監視を行う（ステップＳ２１）。放電終了の条件は、蓄電池１１０の放電レベルが最大放電レベルに達した場合、または、商用電源５０の料金が低い時間帯になった場合、負荷５４の使用がなくなった場合、発電器５２の発電量が負荷５４の消費電力を上回った場合など、予め定められている。

放電終了と判別したら、制御部２１２は、蓄電池１１０からの電力供給を停止する（ステップＳ２２）。そして、制御部２１２の処理はステップＳ１３へ移行して、制御部２１２はステップＳ１３からの処理を繰り返す。

また、上記一連の蓄電池長寿命化制御処理中に、ソケット１５０のケーブルが外されれば、制御部２１２はこの蓄電池長寿命化制御処理を終了する。

図８は、図５のステップＳ１４の長寿命化充電開始制御処理の詳細なフローチャートである。

長寿命化充電開始制御処理へ移行すると、制御部２１２は、先ず、車両電源制御部１２０から劣化判定フラグの値を読み出して、この値がオンであるか判別する（ステップＳ３１）。

その結果、値がオンでなければ、車両電源制御部１２０へ充電要求を送り、且つ、電力切替部２２０を切り替えて車両１へ電力を送る（ステップＳ３７）。この処理により蓄電池１１０の充電が開始される。

一方、劣化判定フラグがオンであれば、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から蓄電池１１０の劣化度と現在の温度Ｔとを取得する（ステップＳ３２）。

続いて、制御部２１２は、蓄電池１１０の劣化度と現在の温度Ｔとから、この蓄電池１１０に適した休止時間β１を算出する（ステップＳ３３）。

図９は、休止時間の算出例を表わす図表である。この図表は、複数の行に複数の劣化度をそれぞれ表わし、複数の列に複数の温度を表わし、行列の交差する各欄に劣化度と温度に応じた休止時間β１を表わしている。劣化度の値「０、２５、５０」は数値が大きいほど劣化が進んでいることを表わし、休止時間β１の値は時間を間接的に表わす指数であり、値が大きいほど長い時間を表わす。

ステップＳ３３の休止時間β１の算出処理では、図９の図表のように、制御部２１２は、劣化度が大きいほど、且つ、温度が低いほど、長い時間となるように休止時間β１を算出する。

なお、蓄電池１１０は、充電度合い（ＳＯＣ）が大きいときよりも小さいときの方が、休止時間を長く設定することで劣化スピードをより遅くすることができる。従って、制御部２１２は、蓄電池１１０の充電度合いが小さいときほど長い時間になるように休止時間β１を算出する構成としてもよい。

なお、休止時間β１は、１０分〜１０時間程度の長さであれば蓄電池１１０の劣化スピードを遅くすることができるが、例えば、１日以上など非常に長くなると、逆に劣化スピードを速めてしまう可能性がある。従って、制御部２１２は、蓄電池１１０の劣化スピードを遅くできる時間の範囲内で、休止時間β１を算出する構成とする。

休止時間β１を算出したら、制御部２１２は、タイマーの計時を開始する（ステップＳ３４）。そして、制御部２１２は、このタイマーの計時時間ｔが休止時間β１を超えたと判別されるまで（ステップＳ３６のＹＥＳ）、蓄電池１１０の各蓄電池パック１０の状態の監視を行う（ステップＳ３５）。ここで、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）及び温度（Ｔ）を取得して各蓄電池パック１０の状態の監視を行う。

そして、制御部２１２は、タイマーの計時時間ｔが休止時間β１を超えたら、車両１へ電力を送って蓄電池１１０の充電を開始させる（ステップＳ３７）。なお、上記の休止時間β１の計時期間中、制御部２１２および切替制御部２１１は、商用電源５０および発電器５２から負荷５４へ電源供給可能な状態に電力切替部２２０の切替制御を行う。

蓄電池１１０の充電が開始されたら、制御部２１２は、図８の長寿命化充電開始制御処理を終了し、制御部２１２の処理は図５のステップＳ１５へ移行する。

図１０は、図５のステップＳ１９の長寿命化放電開始制御処理の詳細なフローチャートである。

放電開始制御処理へ移行すると、制御部２１２は、先ず、車両電源制御部１２０から劣化判定フラグの値を読み出して、この値がオンであるか判別する（ステップＳ４１）。その結果、値がオンでなければ、車両電源制御部１２０へ放電要求を送り、且つ、電力切替部２２０を切り替えて車両１から電力の供給を受ける（ステップＳ４９）。この処理により蓄電池１１０の放電が開始される。

一方、劣化判定フラグがオンであれば、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から蓄電池１１０の劣化度と現在の温度Ｔとを取得する（ステップＳ４２）。そして、制御部２１２は、これら劣化度と温度Ｔとから蓄電池１１０に適した休止時間β２を算出する（ステップＳ４３）。

なお、この放電開始時の休止時間β２と、充電開始時の休止時間β１とは、劣化度と温度Ｔとが共に同一であっても、互いに異なる時間になってもよい。ただし、劣化度の変化に対する休止時間β２の変化の傾向、ならびに、温度Ｔの変化に対する休止時間β２の変化の傾向は、休止時間β１と同様になる。また、休止時間β２は、例えば１０分〜１０時間の範囲など、蓄電池１１０の劣化スピードを遅くすることのできる範囲内に留める必要がある。

制御部２１２は休止時間β２を算出したら、タイマーの計時を開始する（ステップＳ４４）。さらに、蓄電池１１０からの電力供給の遅延に対応するため、制御部２１２および切替制御部２１１は、商用電源５０および発電器５２から負荷５４へ電源供給可能なように電力切替部２２０の切替制御を行う（ステップＳ４５）。

続いて、制御部２１２の処理は、ステップＳ４６〜Ｓ４８の監視処理を繰り返す処理ループへ移行する。すなわち、制御部２１２は、蓄電池１１０の各蓄電池パック１０の状態の監視（ステップＳ４６）、商用電源５０の障害情報が受信されたか否かの監視（ステップＳ４７）、および、タイマーの計時時間ｔの監視（ステップＳ４８）を繰り返す。

ステップＳ４５において、制御部２１２は、車両電源制御部１２０から各蓄電池パック１０の電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）及び温度（Ｔ）を取得して状態の監視を行う。また、ステップＳ４７において、制御部２１２は、通信部２３０を介して障害情報の受信の監視を行う。

そして、上記の処理ループ中にタイマーの計時時間ｔが休止時間β２を超えたら、制御部２１２は、車両電源制御部１２０へ指令を送って、蓄電池１１０の放電を開始させる（ステップＳ４９）。

また、上記の処理ループ中、商用電源５０の障害情報が受信された場合にも、制御部２１２は、車両電源制御部１２０へ指令を送って、蓄電池１１０の放電を開始させる（ステップＳ４９）。

蓄電池１１０の放電が開始されたら、制御部２１２は長寿命化放電開始制御処理を終了し、制御部２１２の処理は図５のステップＳ２０へ移行する。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、蓄電池の劣化度を、各蓄電池セルの内部抵抗に基づき判定する例を示した。しかしながら、本発明に係る装置および方法では、蓄電池の劣化度を、例えば満充電電圧時の蓄電量に基づき判定するなど、公知の様々な判断手法を用いて判定する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、長寿命化充電開始制御処理、または、長寿命化充電開始制御処理において、制御部２１２はこれらの制御処理へ移行後に休止時間のカウントを開始する構成を例にとって説明した。しかしながら、これら長寿命化充電開始制御処理、または、長寿命化充電開始制御処理への移行時点で、すでに、蓄電池１１０の充放電が行われていない休止期間がある程度続いている場合も考えられる。従って、このような場合には、制御部２１２は、長寿命化充電開始制御処理、または、長寿命化充電開始制御処理への移行時点において既に経過している休止期間を考慮して、休止時間の計時を行う構成としてもよい。

具体的には、図５のステップＳ１２，ステップＳ１７で、制御部２１２は、充電条件にも放電条件にもならない停止時間αをカウントするように構成する。そして、充電条件または放電条件が満たされて、制御部２１２の処理が、長寿命化充電開始制御処理、または、長寿命化充電開始制御処理へ移行したら、制御部２１２は、算出された休止時間β１，β２から上記の停止時間αを減算した時間（β１−αまたはβ２−α）をカウントする。そして、制御部２１２は、この時間（β１−αまたはβ２−α）のカウントが完了したら、充電または放電を開始させる構成とすればよい。また、その際、制御部２１２は、蓄電池が放電状態から充電状態またはその逆に移行する場合のみ、休止時間β１，β２を設ける制御を行うように構成するとよい。これにより、蓄電池１１０が放電状態から一時停止して再び放電状態となる場合に、無駄な休止時間が発生しない。

また、上記実施の形態では、休止時間β１，β２は、蓄電池１１０の劣化度と温度とに応じて算出する構成を例にとって説明したが、休止時間β１，β２は蓄電池の劣化度のみに応じて決定されてもよい。また、休止時間β１，β２は、蓄電池の劣化度と蓄電池のＳＯＣ（充電度合い）に応じて決定されてもよい。

図１１は、本発明の実施の形態の電力融通システムの変形例を示す構成図である。

図２に示した実施の形態では、蓄電池１１０の劣化度の判定を行う劣化状態判定部１２３が、車両電源制御部１２０に設けられていた。しかしながら、図１１に示すように、蓄電池１１０の劣化度の判定を行う劣化状態判定部２１３は、電源ステーション制御部２１０に設けられてもよい。この場合、電源ステーション制御部２１０の制御部２１２は、車両電源制御部１２０の制御部１２２から、蓄電池１１０の電圧、温度および電流の計測データを受信する構成とする。そして、制御部２１２が計測データを劣化状態判定部２１３へ送り、劣化状態判定部２１３がこれらの計測データに基づいて蓄電池１１０の劣化度を判定する構成とすればよい。

また、上記の実施の形態では、蓄電池として車両１の走行用の蓄電池１１０を採用した例を説明したが、蓄電池は、住宅に電源を供給する専用の蓄電池であってもよい。また、蓄電池として、複数の蓄電池パックが並列に接続された例をとって説明したが、複数の蓄電池パックが直列に接続されてなる蓄電池を採用してもよいし、複数の蓄電池パックが直列にも並列にも多段に接続されてなる蓄電池を採用してもよい。

また、上記実施の形態の説明に用いた電源ステーション制御部２１０および車両電源制御部１２０内の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。また、電源ステーション制御部２１０および車両電源制御部１２０内の各機能ブロックは、ハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。

本発明は、例えば、住宅と電気自動車との間で電力を融通しあう電力融通システム、住宅の蓄電池と電力系統との間で電力を融通しあう電力融通システムなどに適用できる。

３ 電力融通システム
１０ 蓄電池パック
１１ 蓄電池セル
１２ サーミスタ
１４ 電圧計測部
１５ 温度計測部
１６ 電流計測部
５０ 商用電源
５２ 発電器
５４ 負荷
１１０ 蓄電池
１２０ 車両電源制御部
１２１ 充放電制御部
１２２ 制御部
１２３ 劣化状態判定部
１３０ 電力変換部
１５０ ソケット
２１０ 電源ステーション制御部
２１１ 切替制御部
２１２ 制御部
２２０ 電力切替部

Claims (14)

1. 電力を供給する常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で、電力の流れを切り替える電力切替部と、
   前記電力切替部の切替え制御を行う制御部と、
   を具備し、
   前記制御部は、
   前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とするとともに、
   前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する
   電源制御装置。
2. 前記蓄電池の劣化度を判定する劣化状態判定部と、
   前記蓄電池の劣化度に応じた休止時間を算出する休止時間算出部と、
   をさらに具備し、
   前記制御部は、
   前記算出された休止時間を前記設定された休止時間とする
   請求項１記載の電源制御装置。
3. 前記休止時間算出部は、
   前記判定された劣化度が大きいほど前記休止時間を長い値に算出する
   請求項２記載の電源制御装置。
4. 前記休止時間算出部は、
   前記判定された劣化度と前記蓄電池の充電度合いに応じて前記休止時間を算出し、前記充電度合いが低いほど前記休止時間を長い値に算出する
   請求項２記載の電源制御装置。
5. 前記蓄電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
   前記休止時間算出部は、
   前記判定された劣化度と前記検出された温度に応じて前記休止時間を算出し、前記温度が低いほど前記休止時間を長い値に算出する
   請求項２記載の電源制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記判定された劣化度が所定値以上である場合に、前記休止時間を通して前記蓄電池を前記休止状態とする制御を行う
   請求項２記載の電源制御装置。
7. 前記蓄電池の正極活物質がニッケル系材料である
   請求項１記載の電源制御装置。
8. 電力を供給する常用電源、充電および放電が可能な蓄電池、並びに、負荷の間で、電力の流れを切り替える電源制御方法であって、
   前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで、前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とする休止制御ステップと、
   前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する切替制御ステップ
   を含む電源制御方法。
9. 前記蓄電池の劣化度を判定する劣化状態判定ステップと、
   前記蓄電池の劣化度に応じた休止時間を算出する休止時間算出ステップと、
   をさらに含み、
   前記休止制御ステップでは、
   前記算出された休止時間を前記設定された休止時間とする
   請求項８記載の電源制御方法。
10. 充電および放電が可能な蓄電池と、
    前記蓄電池、電力を供給する常用電源および負荷の間で、電力の流れを切り替える電力切替部と、
    前記電力切替部の切替え制御を行う制御部と、
    を具備し、
    前記制御部は、
    前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、または、前記蓄電池を放電状態から充電状態へ切り替える際に、設定された休止時間が経過するまで、前記蓄電池を充電および放電が行われない休止状態とするとともに、
    前記休止状態の際に、前記電力切替部を前記常用電源から前記負荷へ電力供給可能な状態に制御する
    電力融通システム。
11. 前記常用電源の障害情報を受信する情報受信部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記蓄電池を充電状態から放電状態へ切り替える際、前記設定された休止時間中でも、前記障害情報の受信があれば前記蓄電池の放電を行わせる
    請求項１記載の電源制御装置。
12. 前記制御部は、
    前記判定された劣化度に応じて満充電とする前記蓄電池の充電度合いを変化させる
    請求項２記載の電源制御装置。
13. 前記制御部は、
    前記判定された劣化度に応じて放電終了とする前記蓄電池の放電レベルを変化させる
    請求項２記載の電源制御装置。
14. 蓄電池の一部または全部の交換を検知する電池交換検知部をさらに備え、
    前記劣化状態判定部は、
    前記蓄電池の一部または全部の交換の検知があったときに前記蓄電池の劣化度の判定を行う
    請求項２記載の電源制御装置。
    

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