JP2013240201A - 電源装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】非常時に二次電池の容量を確保することができる電源装置、制御方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】電源装置は、複数の二次電池ユニット１００と、二次電池ユニット１００それぞれの充放電を制御する制御ユニット８００とを備える。制御ユニット８００の放電ユニット選択部８３０は、外部からの電力を受けられる状態である場合において、二次電池ユニット１００を放電させるときに、二次電池ユニット１００の個数より少ない数の二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を備える電源装置、制御方法及びプログラムに関する。

二次電池を搭載した無停電電源装置が知られている。このような無停電電源装置は、平常時に商用電力などの外部電源を用いて二次電池を充電し、商用電力の供給が停止する非常時に、二次電池に充電された電力を放電させることで、安定した電力供給を行うものである。また、近年では、平常時に、商用電力と平行して二次電池の電力を供給することで、消費電力のピークカットを行う無停電電源装置が開発されている（例えば、非特許文献１を参照）。

また、特許文献１には、複数の二次電池を並列に接続する無停電電源装置において、劣化が生じた二次電池のみを任意のタイミングで交換する技術が開示されている。

特開２００５−１７６４６１号公報

"リチウムイオン蓄電システムとは"、［online］、パナソニック株式会社、［２０１２年５月１日検索］、インターネット〈URL: http://www2.panasonic.biz/es/souchikuene/chikuden/sys1-3/chikuden_whats.html〉

しかしながら、非特許文献１に示される無停電電源装置のように、無停電電源装置をピークカットに用いると、外部電源の供給が停止したときに、二次電池の容量が残り少ない状態になってしまうおそれがある。
特許文献１に開示された技術のように、複数の二次電池を並列に接続しても、全ての二次電池に対して放電か充電かの何れかの動作を一時に行うこととなるため、非常時に二次電池の容量を確保することはできない。

本発明の目的は、非常時に二次電池の容量を確保することができる電源装置、制御方法及びプログラムを提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択する放電ユニット選択部を有することを特徴とする電源装置である。

また、本発明においては、前記放電ユニット選択部は、充放電サイクル数が小さいものから順に放電させる二次電池ユニットとして選択することが好ましい。

また、本発明においては、前記放電ユニット選択部は、放電させる二次電池ユニットとして選択した二次電池ユニットの電圧が、放電により当該二次電池ユニットの充電を要する電圧まで下がったときに、当該二次電池ユニットの放電を停止させ、放電させる二次電池ユニットとして他の二次電池ユニットを選択することが好ましい。

また、本発明においては、前記放電を停止させた二次電池ユニットを、充電する二次電池ユニットとして選択する充電ユニット選択部を有することが好ましい。

また、本発明においては、前記放電ユニット選択部によって放電させる二次電池ユニットとして選択されなかった二次電池ユニットが充電可能である場合、当該二次電池ユニットを充電する二次電池ユニットとして選択する充電ユニット選択部を有することが好ましい。

また、本発明は、２つの二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、一方の二次電池ユニットを放電させる二次電池ユニットとして選択し、他方の二次電池ユニットを充電する二次電池ユニットとして選択することを特徴とする電源装置である。

また、本発明は、複数の二次電池ユニットを備える電源装置の前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御方法であって、外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択することを特徴とする。

また、本発明は、複数の二次電池ユニットを備える電源装置の前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットを、外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択する放電ユニット選択部として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、平常時に二次電池ユニットに充電された電力を外部へ供給する場合に、少なくとも１つの二次電池ユニットからの放電を行わない。これにより、非常時になるまで、少なくとも１つの二次電池ユニットの容量を確保しておくことができる

本発明の一実施形態による電源装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の一実施形態による電源装置の動作を示すフローチャートである。 充電制御処理時の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 放電制御処理時の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 充放電制御処理時の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 電源装置を運用したときの各二次電池ユニットの容量の変化例を示す第１の図である。 電源装置を運用したときの各二次電池ユニットの容量の変化例を示す第２の図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電源装置１の構成を示す概略ブロック図である。図１において二重線はＡＣ電力の電力線を示し、単線はＤＣ電力の電力線を示し、破線は信号線を示す。
電源装置１は、２つの二次電池ユニット１００（二次電池ユニット１００Ａ及び二次電池ユニット１００Ｂ）、二次電池ユニット１００それぞれに対応する充電切替スイッチ２００（充電切替スイッチ２００Ａ及び充電切替スイッチ２００Ｂ）及び充電回路３００（充電回路３００Ａ及び充電回路３００Ｂ）並びに放電切替回路４００（放電切替回路４００Ａ及び放電切替回路４００Ｂ）、インバータ５００、トライアックスイッチ６００、アウトレット７００、並びに制御ユニット８００を備える。なお、電源装置１は、外部ＡＣ電源の供給を受ける。

二次電池ユニット１００は、複数の二次電池セルを並列接続したものである。二次電池セルとしては、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などを用いることができる。また、二次電池ユニット１００は、充放電サイクル数を計数するカウンタ（図示せず）と当該充放電サイクル数を記憶するメモリ（図示せず）を備える。なお、二次電池は、残り容量が多いほど出力電圧が高く、残り容量が少ないほど出力電圧が低くなる。また、二次電池は充放電を繰り返すほど劣化が進むため、充放電サイクル数が所定値に達したときに、二次電池ユニット１００を交換することが好ましい。カウンタによる充放電サイクル数のカウント方法としては、例えば充電または放電がされたときに、当該充電または放電の深度をパーセンテージで示したときの値を積算し、積算値が９０％を超えたときに、１カウントとする方法が挙げられる。

充電切替スイッチ２００は、外部ＡＣ電源と充電回路３００との間に設けられ、充電回路３００への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
充電回路３００は、外部ＡＣ電源から供給される電力により、二次電池ユニット１００の充電を行う。
放電切替回路４００は、二次電池ユニット１００とインバータ５００との間に設けられ、過渡スイッチ４１０、定常スイッチ４２０、抵抗４３０を備える。過渡スイッチ４１０と定常スイッチ４２０とは並列接続され、過渡スイッチ４１０には、抵抗４３０が直列接続される。過渡スイッチ４１０と定常スイッチ４２０とのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、二次電池ユニット１００からインバータ５００への放電のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

インバータ５００は、二次電池ユニット１００から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換してトライアックスイッチ６００を介してアウトレット７００に出力する。
トライアックスイッチ６００は、アウトレット７００に供給する電力を、外部ＡＣ電源から供給される電力とインバータ５００から供給される電力の何れかに切り替える。
アウトレット７００は、ＡＣ電源を接続する外部負荷装置に供給する。

制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００の充放電の制御、及びトライアックスイッチ６００の切り替えを行う。制御ユニット８００は、電池情報取得部８１０、充電ユニット選択部８２０、放電ユニット選択部８３０、停電検知部８４０、ＡＣバイパス切替部８５０、タイマ部８６０を備える。

電池情報取得部８１０は、二次電池ユニット１００から電圧と充放電サイクル数とを取得する。
充電ユニット選択部８２０は、外部ＡＣ電源からの電力供給がある場合に、電池情報取得部８１０が取得した情報に基づいて、充電させる二次電池ユニット１００を選択し、当該二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮにし、他方の二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＦＦにする。
放電ユニット選択部８３０は、トライアックスイッチ６００がインバータ５００側に接続されている場合に、電池情報取得部８１０が取得した情報に基づいて、放電させる二次電池ユニット１００を選択し、当該二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮにし、他方の二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＦＦにする。
つまり、充電ユニット選択部８２０及び放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００のうち一方の二次電池ユニット１００を放電させ、他方の二次電池ユニット１００を充電させる。

停電検知部８４０は、外部ＡＣ電源の供給の有無を監視し、外部ＡＣ電源の供給が停止したときに、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側へ切り替える。
ＡＣバイパス切替部８５０は、外部ＡＣ電源をバイパス出力するか否かの初期設定に基づき、外部ＡＣ電源をバイパス出力する場合であって、外部ＡＣ電源の供給が停止していない場合に、トライアックスイッチ６００を外部ＡＣ電源側へ切り替える。
タイマ部８６０は、利用者により予め定められた時刻に、トライアックスイッチ６００の切り替えを行う。

ここで、放電切替回路４００の構成及びスイッチの切り替えについて説明する。
ここでは、二次電池ユニット１００Ａの残容量が所定容量まで減少し、放電させる二次電池ユニット１００を二次電池ユニット１００Ｂに変更する際の動作について説明するが、逆の場合も同様である。
まず、放電ユニット選択部８３０は、放電切替回路４００Ｂの過渡スイッチ４１０をＯＮにする。次に、放電ユニット選択部８３０は、放電切替回路４００Ａの定常スイッチ４２０をＯＦＦにする。これにより、インバータ５００への電力供給を途切れなく行うことができ、継続的にインバータ５００の出力運転が可能となる。

そして、放電ユニット選択部８３０は、放電切替回路４００Ｂの過渡スイッチ４１０をＯＮにしてから所定時間（例えば１００ミリ秒程度）が経過した後に、放電切替回路４００Ｂの定常スイッチ４２０をＯＮにする。その後、放電ユニット選択部８３０は、放電切替回路４００Ｂの過渡スイッチ４１０をＯＦＦにする。これにより、放電により電池電圧が低くなっている二次電池ユニット１００Ａから電池電圧が高い二次電池ユニット１００Ｂへ切り替える際にインバータ５００に発生する突入電流を抑制することができる。

次に、本実施形態による電源装置１の動作について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による電源装置１の動作を示すフローチャートである。
まず、電池情報取得部８１０は、二次電池ユニット１００それぞれから電圧値及び充放電サイクル数を取得する（ステップＳ１）。次に、電池情報取得部８１０は、二次電池ユニット１００の電圧値に基づいて二次電池ユニット１００の容量を算出する（ステップＳ２）。なお、二次電池の電圧値と容量とは比例の関係で近似することができる。このとき、充放電サイクル数が所定値（例えば５）以上かつ容量が所定値以下の二次電池ユニット１００がある場合、制御ユニット８００は、当該二次電池ユニット１００を交換すべき旨の通知をする。

また、停電検知部８４０は、外部ＡＣ電源の供給の有無を判定する（ステップＳ３）。停電検知部８４０は、外部ＡＣ電源の供給がないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、停電検知部８４０は、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００の充電を行わずに放電のみを行う放電選択処理を行う（ステップＳ４）。放電選択処理の詳細な動作の説明は、後述する。

他方、停電検知部８４０が、外部ＡＣ電源の供給があると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＡＣバイパス切替部８５０は、初期設定において外部ＡＣ電源の出力が許可されているか否かを判定する（ステップＳ５）。ＡＣバイパス切替部８５０は、初期設定において外部ＡＣ電源の出力が許可されていないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００の充電を行いつつ放電を行う充放電選択処理を行う（ステップＳ６）。充放電選択処理の詳細な動作の説明は、後述する。

他方、ＡＣバイパス切替部８５０が、初期設定において外部ＡＣ電源の出力が許可されていると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、タイマ部８６０は、現在時刻が、利用者によって予め設定されたタイマが二次電池の放電を行うべき時刻であるか否かを判定する（ステップＳ７）。タイマ部８６０は、現在時刻が二次電池の放電を行うべき時刻であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００の充電を行いつつ放電を行う充放電選択処理を行う（ステップＳ６）。
他方、タイマ部８６０は、現在時刻が二次電池の放電を行うべき時刻でないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、トライアックスイッチ６００を外部ＡＣ電源側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００の充電を行い、放電を行わない充電選択処理を行う（ステップＳ８）。充放電選択処理の詳細な動作の説明は、後述する。

これにより、電源装置１は、外部ＡＣ電源の供給の有無に関わらず、常に電力の供給を行うことができる。

以下、制御ユニット８００による二次電池ユニット１００の充放電の制御処理、すなわち充電制御処理、放電制御処理、及び充放電制御処理について説明する。
図３は、充電制御処理時の制御ユニット８００の動作を示すフローチャートである。
まず、放電ユニット選択部８３０は、２つの放電切替回路４００のスイッチを何れもＯＦＦにする（ステップＳ１００）。次に、充電ユニット選択部８２０は、ステップＳ２で電池情報取得部８１０が算出した二次電池の容量に基づいて、容量が所定の充電終了容量に達している二次電池ユニット１００があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。充電終了容量とは、二次電池ユニット１００の使用可能容量の上限値であり、二次電池の種類によって予め定められた値である。

充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の何れも充電終了容量に達していると判定した場合（ステップＳ１０１：両方）、充電する二次電池ユニット１００の選択を行わず、充電切替スイッチ２００を両方ともＯＦＦに切り替える（ステップＳ１０２）。

また、充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の一方が充電終了容量に達していると判定した場合（ステップＳ１０１：片方）、充電終了容量に達していない二次電池ユニット１００を、充電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ１０３）。

他方、充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００のいずれも充電開始容量に達していないと判定した場合（ステップＳ１０１：なし）、何れかの二次電池ユニット１００が現在充電中であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の一方が充電中であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、当該二次電池ユニット１００の充電を継続させる。

他方、充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の何れも充電中でないと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が同じであるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が異なると判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、充放電サイクル数が少ない二次電池ユニット１００を、充電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ１０６）。

他方、充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が同じであると判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、容量が少ない二次電池ユニット１００を、充電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ１０７）。

図４は、放電制御処理時の制御ユニット８００の動作を示すフローチャートである。
まず、充電ユニット選択部８２０は、２つの充電切替スイッチ２００を何れもＯＦＦにする（ステップＳ２００）。次に、放電ユニット選択部８３０は、ステップＳ２で電池情報取得部８１０が算出した二次電池の容量に基づいて、容量が所定の充電開始容量に達している二次電池ユニット１００があるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。充電開始容量とは、二次電池ユニット１００の使用可能容量の下限値であり、二次電池の種類によって予め定められた値である。

放電ユニット選択部８３０は、二次電池ユニット１００の何れかが充電開始容量に達していると判定した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００を、放電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ２０２）。

他方、放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の何れも充電開始容量に達していないと判定した場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、何れかの二次電池ユニット１００が現在放電中であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の一方が放電中であると判定した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、当該二次電池ユニット１００の放電を継続させる。

他方、放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の何れも放電中でないと判定した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が同じであるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が異なると判定した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、充放電サイクル数が少ない二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ２０５）。

他方、放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が同じであると判定した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、容量が多い二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ２０６）。

図５は、充放電制御処理時の制御ユニット８００の動作を示すフローチャートである。
まず、放電ユニット選択部８３０は、ステップＳ２で電池情報取得部８１０が算出した二次電池の容量に基づいて、容量が所定の充電開始容量に達している二次電池ユニット１００があるか否かを判定する（ステップＳ３００）。

放電ユニット選択部８３０は、二次電池ユニット１００の何れかが充電開始容量に達していると判定した場合（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００を、放電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０１）。また、充電ユニット選択部８２０は、放電ユニット選択部８３０によって選択されなかった二次電池ユニット１００を充電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０２）。

他方、放電ユニット選択部８３０が、２つの二次電池ユニット１００の何れも充電開始容量に達していないと判定した場合（ステップＳ３００：ＮＯ）、充電ユニット選択部８２０は、ステップＳ２で電池情報取得部８１０が算出した二次電池の容量に基づいて、容量が所定の充電終了容量に達している二次電池ユニット１００があるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。

充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の少なくとも何れかが充電終了容量に達していると判定した場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、充電する二次電池ユニット１００の選択を行わず、充電切替スイッチ２００を両方ともＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０４）。次に、放電ユニット選択部８３０は、充放電サイクル数が少ない二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０５）。

他方、充電ユニット選択部８２０が、ステップＳ３０３において２つの二次電池ユニット１００のいずれも充電開始容量に達していないと判定した場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、放電ユニット選択部８３０は、何れかの二次電池ユニット１００が現在放電中であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。放電ユニット選択部８３０は、２つの二次電池ユニット１００の一方が放電中であると判定した場合（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、当該二次電池ユニット１００の放電を継続させる。次に、充電ユニット選択部８２０は、放電していない二次電池ユニット１００を、充電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０７）。

他方、放電ユニット選択部８３０が、２つの二次電池ユニット１００の何れも放電中でないと判定した場合（ステップＳ３０６：ＮＯ）、充電ユニット選択部８２０は、何れかの二次電池ユニット１００が現在充電中であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の一方が充電中であると判定した場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、当該二次電池ユニット１００の充電を継続させる。次に、放電ユニット選択部８３０は、充電していない二次電池ユニット１００を、放電する二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０９）。

他方、充電ユニット選択部８２０は、２つの二次電池ユニット１００の何れも充電中でないと判定した場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、容量が少ない二次電池ユニット１００を、充電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する充電切替スイッチ２００をＯＮに切り替え、他方の充電切替スイッチ２００をＯＦＦに切り替える（ステップＳ３１０）。次に、放電ユニット選択部８３０は、容量が多い二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択し、選択した二次電池ユニット１００に対応する放電切替回路４００のスイッチをＯＮに切り替え、その後、他方の放電切替回路４００のスイッチをＯＦＦに切り替える（ステップＳ３１１）。

ここで、具体的な例を用いて本実施形態による電源装置１の動作について説明する。
図６は、電源装置１を運用したときの各二次電池ユニット１００の容量の変化例を示す第１の図である。
初期状態において、二次電池ユニット１００の容量は、何れも充電終了容量となっている。また、二次電池ユニット１００Ａの充放電サイクル数は「３」であり、二次電池ユニット１００Ｂの充放電サイクル数は「４」である。また、初期設定において外部ＡＣ電源の出力が許可されている。

利用者によって予め設定された、二次電池の放電を行うべき時刻である時刻ｔ１になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充放電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００の容量は何れも充電終了容量に達しているため、ステップＳ３０４、Ｓ３０５の処理により、充放電サイクル数の少ない二次電池ユニット１００Ａからの放電が開始される。

次に、利用者によって予め設定された、二次電池の放電を停止すべき時刻である時刻ｔ２になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００を外部ＡＣ電源側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００Ｂのみが充電終了容量に達しているため、ステップＳ１０３の処理により、充電終了容量に達していない二次電池ユニット１００Ａの充電が開始される。

次に、利用者によって予め設定された、二次電池の放電を行うべき時刻である時刻ｔ３になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充放電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００Ａの容量は充電開始容量より大きく、二次電池ユニット１００Ｂの容量は充電終了容量に達しているため、ステップＳ３０４、Ｓ３０５の処理により、充放電サイクル数の少ない二次電池ユニット１００Ａからの放電が開始される。

時刻ｔ４になると、二次電池ユニット１００Ａの容量が充電開始容量に達する。このとき、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ｂの放電が開始され、充電開始容量に達した二次電池ユニット１００Ａの充電が開始される。

次に、利用者によって予め設定された、二次電池の放電を停止すべき時刻である時刻ｔ５になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００をインバータ５００側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００Ａが充電中であるため、ステップＳ１０４の判定により、二次電池ユニット１００Ａの充電が継続される。

次に、利用者によって予め設定された、二次電池の放電を行うべき時刻である時刻ｔ６になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００を外部ＡＣ電源側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充放電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００の容量は何れも充電開始容量より大きく、充電終了容量より小さい。また、二次電池ユニット１００Ａが充電中であるため、ステップＳ３０８の処理により、二次電池ユニット１００Ａの充電が継続され、二次電池ユニット１００Ｂの放電が開始される。

時刻ｔ７になると、二次電池ユニット１００Ｂの容量が充電開始容量に達する。このとき、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ａの放電が開始され、充電開始容量に達した二次電池ユニット１００Ｂの充電が開始される。

時刻ｔ８になると、二次電池ユニット１００Ａの容量が充電開始容量に達する。このとき、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ｂの放電が開始され、充電開始容量に達した二次電池ユニット１００Ａの充電が開始される。また、このとき二次電池ユニット１００Ｂの充放電サイクル数が１加算され、「５」となる。

次に、二次電池の放電を停止すべき時刻の後、時刻ｔ９になると、二次電池ユニット１００Ａの容量が充電終了容量に達する。このとき、ステップＳ１０３の処理により、充電終了容量に達していない二次電池ユニット１００Ｂの充電が開始される。また、このとき二次電池ユニット１００Ａの充放電サイクル数が１加算され、「４」となる。

時刻ｔ１０になると、二次電池ユニット１００の何れの容量も、充電終了容量に達する。このとき、ステップＳ１０２の処理により、二次電池ユニット１００の充放電が停止される。

図７は、電源装置１を運用したときの各二次電池ユニット１００の容量の変化例を示す第２の図である。
次に、利用者によって予め設定された、二次電池の放電を行うべき時刻である時刻ｔ１１になると、ステップＳ７の判定により、タイマ部８６０は、トライアックスイッチ６００を外部ＡＣ電源側に切り替える。そして、制御ユニット８００は、上述した充放電選択処理を行う。このとき、二次電池ユニット１００の容量は何れも充電終了容量に達しているため、ステップＳ３０４、Ｓ３０５の処理により、充放電サイクル数の少ない二次電池ユニット１００Ａからの放電が開始される。

時刻ｔ１２になると、二次電池ユニット１００Ａの容量が充電開始容量に達する。このとき、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ｂの放電が開始され、充電開始容量に達した二次電池ユニット１００Ａの充電が開始される。

時刻ｔ１３になると、二次電池ユニット１００Ｂの容量が充電開始容量に達する。このとき、二次電池ユニット１００Ｂの充放電サイクル数が「５」に達しているため、ステップＳ２において、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００Ｂを交換すべき旨の通知を発する。そして、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ａの放電が開始される。他方、二次電池ユニット１００Ｂは、新たな二次電池ユニット１００に交換される。

時刻ｔ１４になると、二次電池ユニット１００Ａの容量が充電開始容量に達する。このとき、二次電池ユニット１００Ａの充放電サイクル数が「５」に達しているため、ステップＳ２において、制御ユニット８００は、二次電池ユニット１００Ａを交換すべき旨の通知を発する。そして、ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理により、充電開始容量に達していない二次電池ユニット１００Ｂの放電が開始される。他方、二次電池ユニット１００Ａは、新たな二次電池ユニット１００に交換される。

このように、本実施形態によれば、外部からの電力を受けられる状態である場合において、二次電池ユニット１００を放電させるときに、放電ユニット選択部８３０は、二次電池ユニット１００の個数より少ない数の二次電池ユニット１００を、放電させる二次電池ユニット１００として選択する。これにより、二次電池ユニット１００の少なくとも１つが放電しない状態となる。そのため、突然、外部からの電力を受けられない状態になったときにも、少なくとも１つの二次電池ユニット１００の容量を確保しておくことができる。

また、本実施形態によれば、充電ユニット選択部８２０は、放電ユニット選択部８３０によって放電させる二次電池ユニット１００として選択されなかった二次電池ユニット１００が充電可能である場合、当該二次電池ユニット１００を充電する二次電池ユニット１００として選択する。具体的には、一方の二次電池ユニット１００を放電させる二次電池ユニット１００として選択し、他方の二次電池ユニット１００を充電する二次電池ユニット１００として選択する。これにより、二次電池ユニット１００が放電している際、二次電池ユニット１００の少なくとも１つが充電している状態となる。そのため、突然、外部からの電力を受けられない状態になったときにも、少なくとも１つの二次電池ユニット１００の容量をより確実に確保しておくことができる。

また、本実施形態によれば、放電ユニット選択部８３０は、放電させる二次電池ユニット１００を選択する際、充放電サイクル数が小さいものを選択する。これにより、複数の二次電池ユニット１００のそれぞれの充放電サイクル数のばらつきを抑え、メンテナンスを集中して行うことができる。

また、本実施形態によれば、放電ユニット選択部８３０は、放電させる二次電池ユニット１００として選択した二次電池ユニット１００の電圧が、放電により当該二次電池ユニット１００の充電を要する電圧まで下がったときに、当該二次電池ユニット１００の放電を停止させ、放電させる二次電池ユニット１００として他の二次電池ユニット１００を選択する。これにより、二次電池ユニット１００の劣化を防ぎつつ、二次電池ユニット１００による継続的な電力供給を行うことができる。

また、本実施形態によれば、充電ユニット選択部８２０は、放電を停止させた二次電池ユニット１００を、充電する二次電池ユニット１００として選択する。これにより、放電によって減少した二次電池ユニット１００の容量を補填することができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、電源装置１が二次電池ユニット１００を２つ備える場合について説明したが、これに限られず、３つ以上のＮ個の二次電池ユニット１００を備える構成としても良い。この場合、放電ユニット選択部８３０は、放電させる二次電池ユニット１００として、１個以上、Ｎ−１個以下の二次電池ユニット１００を選択する。

また、本実施形態では、二次電池ユニット１００の充放電サイクル数が、充電または放電がされたときに、当該充電または放電の深度をパーセンテージで示したときの値を積算し、積算値が９０％を超えたときに、１カウントとするものを用いて説明したが、これに限られない。電源装置１は、二次電池ユニット１００がそれぞれ備えるプログラムによって得られる充放電サイクル数を用いて、上述した処理を実行する。

上述の制御ユニット８００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…電源装置 １００…二次電池ユニット ２００…充電切替スイッチ ３００…充電回路 ４００…放電切替回路 ４１０…過渡スイッチ ４２０…定常スイッチ ４３０…抵抗 ５００…インバータ ６００…トライアックスイッチ ７００…アウトレット ８００…制御ユニット ８１０…電池情報取得部 ８２０…充電ユニット選択部 ８３０…放電ユニット選択部 ８４０…停電検知部 ８５０…ＡＣバイパス切替部 ８６０…タイマ部

Claims (8)

1. 複数の二次電池ユニットと、
   前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットと
   を備え、
   前記制御ユニットは、
   外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択する放電ユニット選択部を有する
   ことを特徴とする電源装置。
2. 前記放電ユニット選択部は、充放電サイクル数が小さいものから順に放電させる二次電池ユニットとして選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記放電ユニット選択部は、放電させる二次電池ユニットとして選択した二次電池ユニットの電圧が、放電により当該二次電池ユニットの充電を要する電圧まで下がったときに、当該二次電池ユニットの放電を停止させ、放電させる二次電池ユニットとして他の二次電池ユニットを選択する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記放電を停止させた二次電池ユニットを、充電する二次電池ユニットとして選択する充電ユニット選択部を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 前記放電ユニット選択部によって放電させる二次電池ユニットとして選択されなかった二次電池ユニットが充電可能である場合、当該二次電池ユニットを充電する二次電池ユニットとして選択する充電ユニット選択部を有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電源装置。
6. ２つの二次電池ユニットと、
   前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットと
   を備え、
   前記制御ユニットは、
   一方の二次電池ユニットを放電させる二次電池ユニットとして選択し、他方の二次電池ユニットを充電する二次電池ユニットとして選択する
   ことを特徴とする電源装置。
7. 複数の二次電池ユニットを備える電源装置の前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御方法であって、
   外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択する
   ことを特徴とする制御方法。
8. 複数の二次電池ユニットを備える電源装置の前記二次電池ユニットそれぞれの充放電を制御する制御ユニットを、
   外部からの電力を受けられる状態である場合において、前記二次電池ユニットを放電させるときに、前記二次電池ユニットの個数より少ない数の二次電池ユニットを、放電させる二次電池ユニットとして選択する放電ユニット選択部
   として機能させるためのプログラム。

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