JP2014166036A - 蓄電装置、蓄電量算出装置、蓄電池の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の待機時間が長くなっても、蓄電池の蓄電量を精度良く算出できるようにする。
【解決手段】蓄電装置１０は、蓄電池１１０、入出力端子１５０、第１蓄電量更新部１４２、及び第２蓄電量更新部１４４を備えている。入出力端子１５０は、蓄電池１１０を蓄電装置１０の外部に接続する。第１蓄電量更新部１４２は、入出力端子１５０を流れる電流を用いて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。第２蓄電量更新部１４４は、蓄電池１１０の蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、蓄電池１１０の電圧に基づいて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置、蓄電量算出装置、蓄電池の制御方法、及びプログラムに関する。

一般的に、蓄電池は、電子機器の電源として使用されることが多い。そして蓄電池の蓄電量を精度良く検出することは、電子機器のユーザにとって重要である。例えば特許文献１には、ハードディスクなどのデータ格納装置を有する情報端末において、データ格納装置へのアクセスが終了した後に蓄電池の電圧を測定することにより、蓄電池の蓄電量を算出することが記載されている。

特開２００６−２０８３２１号公報

近年、蓄電池の用途は、電子機器の電源以外にも広がっている。そして、蓄電池に充電される電流及び蓄電池から放電される電流のそれぞれを積算することにより、蓄電池の蓄電量を算出することも行われている。一方で、蓄電池の待機時間が長くなる場合もある。このような場合、本発明者は、蓄電池の充放電量を積算することにより蓄電量を算出する方法では、自然放電等が原因となって蓄電量に誤差が生じてしまう、と考えた。

本発明の目的は、待機時間が長くなっても蓄電池の蓄電量を精度良く算出することができる蓄電装置、蓄電量算出装置、蓄電池の制御方法、及びプログラムを提供することにある。

本発明によれば、蓄電装置であって、
蓄電池と、
前記蓄電池を前記蓄電装置の外部に接続する入出力端子と、
前記入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新手段と、
前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新手段と、
を備える蓄電装置が提供される。

本発明によれば、蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新手段と、
前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新手段と、
を備える蓄電量算出装置が提供される。

本発明によれば、蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新し、かつ、前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する蓄電池の制御方法が提供される。

本発明によれば、コンピュータを、蓄電池の蓄電量を算出する装置として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新機能と、
前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新機能と、
を持たせるプログラムが提供される。

本発明によれば、蓄電装置の待機時間が長くなっても、蓄電池の蓄電量を精度良く算出することができる。

第１の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す図である。 第２の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す図である。 第３の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す図である。 第４の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す図である。 第５の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す図である。 第６の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

なお、以下に示す説明において、蓄電量算出装置１４０の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。蓄電量算出装置１４０の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る蓄電装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る蓄電装置１０は、蓄電池１１０、入出力端子１５０、第１蓄電量更新部１４２、及び第２蓄電量更新部１４４を備えている。入出力端子１５０は、蓄電池１１０を蓄電装置１０の外部に接続する。第１蓄電量更新部１４２は、入出力端子１５０を流れる電流を用いて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。第２蓄電量更新部１４４は、蓄電池１１０の蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、蓄電池１１０の電圧に基づいて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。蓄電量は、例えばＳＯＣ（State Of Charge）である。

蓄電池１１０は、例えばリチウムイオン電池であるが、他の蓄電池であっても良い。また蓄電池１１０は、複数の電池セルを直列につないだ組電池であっても良い。さらに蓄電池１１０は、この組電池を複数並列につないだものであっても良い。そして、蓄電池１１０から外部に電力を供給するときには、入出力端子１５０を介して蓄電装置１０の外部に電流が流れる。また蓄電池１１０を充電するときには、入出力端子１５０から蓄電池１１０に電力が供給される。

本実施形態において、蓄電量算出装置１４０はさらに蓄電量記憶部１４６を備えている。蓄電量記憶部１４６は、蓄電池１１０の蓄電量を記憶している。

また蓄電装置１０は、電流検出部１２０を備えている。電流検出部１２０は、入出力端子１５０を流れる電流の大きさ及び方向を検出する。電流検出部１２０の検出値は第１蓄電量更新部１４２に出力される。第１蓄電量更新部１４２は、電流検出部１２０の検出値を積分することにより、蓄電池１１０の蓄電量の増減量を算出し、算出した増減量を用いて蓄電量記憶部１４６が記憶している蓄電量を更新する。

また蓄電装置１０は、電圧検出部１３０を備えている。電圧検出部１３０は、蓄電池１１０の電圧を検出する。電圧検出部１３０の検出値は第２蓄電量更新部１４４に出力される。第２蓄電量更新部１４４は、蓄電池１１０の電圧を蓄電池１１０の蓄電量に変換するためのデータを記憶している。このデータは、関数であっても良いしテーブルであっても良い。そして第２蓄電量更新部１４４は、このデータを用いて、電圧検出部１３０が出力した電圧値を蓄電池１１０の蓄電量に変換する。そして第２蓄電量更新部１４４は、変換により得た蓄電量で蓄電量記憶部１４６が記録している情報を上書きすることにより、蓄電量記憶部１４６を更新する。

本実施形態によれば、第２蓄電量更新部１４４は、蓄電池１１０の蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、蓄電池１１０の電圧に基づいて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。このため、蓄電池１１０の待機時間、すなわち入出力端子１５０を介して電流が流れないときが長くなったときには、この入力が行われることにより、蓄電池１１０の電圧に基づいて蓄電池１１０の蓄電量を更新することができる。従って、蓄電池１１０の待機時間が長くなっても、蓄電池１１０の蓄電量を精度良く算出することができる。

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る蓄電装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る蓄電装置１０は、更新タイミング決定部１４３、表示部１６０、及び表示制御部１６２を備えている点を除いて、第１の実施形態に係る蓄電装置１０と同様の構成を有している。

更新タイミング決定部１４３は、電流検出部１２０の検出値に基づいて、蓄電池１１０が待機中であるか否かを判断する。例えば更新タイミング決定部１４３は、電流検出部１２０の検出値が０（すなわち検出限界以下）である場合、蓄電池１１０は充電及び放電のいずれもされていない状態、すなわち待機中である、と判断する。そして更新タイミング決定部１４３は、蓄電池１１０の待機時間の継続時間が予め定められた時間（閾値）以上になったときに、第２蓄電量更新部１４４に出力を行う。第２蓄電量更新部１４４は、更新タイミング決定部１４３からの入力があると、蓄電量記憶部１４６が記憶している蓄電池１１０の蓄電量を更新する。

なお、更新タイミング決定部１４３における予め定められた時間は例えば２４時間以上、好ましくは４８時間以上である。

表示部１６０は、蓄電装置１０に関する情報、例えば蓄電量を表示する装置である。表示制御部１６２は、表示部１６０の表示を制御している。また表示制御部１６２は、警告部を兼ねている。具体的には、表示制御部１６２は、第２蓄電量更新部１４４が蓄電量記憶部１４６を更新したとき、更新前後の蓄電量の差分が基準値以上の場合に、表示部１６０に警告信号を出力する。表示部１６０は、表示制御部１６２から警告信号を受信すると、警告情報を表示する。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、更新タイミング決定部１４３は、蓄電池１１０の待機時間の継続時間が予め定められた以上になったときに、第２蓄電量更新部１４４を動作させる。このため、蓄電装置１０のユーザ（又は管理者）が入力を行わなくても、第２蓄電量更新部１４４を動作させて蓄電量記憶部１４６を更新することができる。

また、表示制御部１６２は、第２蓄電量更新部１４４が蓄電量記憶部１４６を更新したとき、更新前後の蓄電量の差分が基準値以上の場合に、表示部１６０に警告情報を表示させる。第２蓄電量更新部１４４による蓄電量の差分が基準値以上の場合、蓄電池１１０が劣化している可能性がある。このため、蓄電装置１０のユーザ（又は管理者）に、蓄電池１１０が劣化している可能性があることを通知できる。なお、この通知は、表示制御部１６２が行わなくても良い。例えば蓄電装置１０は、蓄電装置１０のユーザ又は管理者に、図示しない外部通信用のインターフェースを介して警告メールを送信しても良い。なお、更新前後の蓄電量の差分は、例えば第２蓄電量更新部１４４が算出する。そして第２蓄電量更新部１４４は、この差分が基準値以上の場合に表示制御部１６２にその旨を出力しても良い。

（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る蓄電装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る蓄電装置１０は、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る蓄電装置１０と同様の構成である。

まず、蓄電装置１０は温度計１３２を備えている。温度計１３２は、蓄電池１１０の温度、又は蓄電池１１０の周囲の温度を測定する。そして更新タイミング決定部１４３は、温度計１３２の検出結果に基づいて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を定めることができる。例えば更新タイミング決定部１４３は、温度計１３２の検出値が高くなるにつれて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を低くする。

また蓄電装置１０は湿度計１３４を備えている。湿度計１３４は、蓄電池１１０の周囲の湿度を測定する。そして更新タイミング決定部１４３は、例えば、温度計１３２の検出値と湿度計１３４の検出値の積を用いて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を定めることができる。例えば更新タイミング決定部１４３は、温度計１３２の検出値と湿度計１３４の検出値の積が大きくなるにつれて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を低くする。また、更新タイミング決定部１４３は、テーブルを用いて閾値を算出しても良い。この場合、テーブルは、例えば、温度計１３２の検出値と湿度計１３４の検出値の組み合わせ別に、待機時間の閾値を記憶している。

そして更新タイミング決定部１４３は、蓄電池１１０の待機時間がこの閾値を超えたときに、第２蓄電量更新部１４４を動作させる。

本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、蓄電池１１０の種類によっては、蓄電池１１０の温度が高くなるほど蓄電量の減少が大きくなる。本実施形態では、更新タイミング決定部１４３は、温度計１３２の検出値に基づいて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を定めることができる。このため、蓄電池１１０の蓄電量をさらに高い精度で計測することができる。

また、蓄電池１１０の種類によっては、蓄電池１１０の湿度が高くなるほど、蓄電量の減少が大きくなる。本実施形態では、更新タイミング決定部１４３は、温度計１３２の検出値と湿度計１３４の検出値の積に基づいて、蓄電池１１０の待機時間の閾値を定めることができる。このため、蓄電池１１０の蓄電量をさらに高い精度で計測することができる。

（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る蓄電装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る蓄電装置１０は、入力部１６４を備えている点を除いて、第１の実施形態に係る蓄電装置１０と同様の構成である。

蓄電装置１０のユーザ又は管理者は、第２蓄電量更新部１４４を動作させたいときに、入力部１６４を操作する。入力部１６４は、操作が行われるとその旨を示す信号を第２蓄電量更新部１４４に出力する。第２蓄電量更新部１４４は、入力部１６４からの入力が行われると、電圧検出部１３０の検出値に基づいて蓄電池１１０の蓄電量を更新する。なお、入力部１６４はボタンであっても良いし、タッチパネルであってもよい。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、蓄電装置１０のユーザ又は管理者が希望するタイミングで、蓄電装置１０の蓄電量を更新することができる。

（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る蓄電装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る蓄電装置１０は、入力部１６６を備えている点を除いて、第２の実施形態に係る蓄電装置１０と同様の構成である。

本実施形態において、蓄電装置１０のユーザ又は管理者は、入力部１６６に、蓄電池１１０の待機時間の閾値を入力する。この閾値は、更新タイミング決定部１４３に記憶される。そして更新タイミング決定部１４３は、蓄電池１１０の待機時間が入力部１６６に入力された閾値を超えたときに、第２蓄電量更新部１４４に蓄電量を更新させる。

本実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、蓄電装置１０のユーザ又は管理者は、蓄電池１１０の待機時間の閾値を所望の値に設定することができる。

（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。本実施形態に係る電力供給システムは、複数の蓄電装置１０を備えている。各蓄電装置１０は、第１〜第５の実施形態のいずれかに示した構成を有している。

複数の蓄電装置１０は、それぞれ制御装置１２を介して系統電力網２００に接続している。制御装置１２は、例えばＰＣＳ（Power Conversion System）を有しており、かつ蓄電装置１０の充放電を制御している。なお、一つの制御装置１２に一つの蓄電装置１０が接続されていても良いし、一つの制御装置１２に複数の蓄電装置１０が接続されていても良い。また、制御装置１２は、例えば電気自動車の充電器に接続されていても良い。

系統電力網２００には、さらに少なくとも一つの再生可能エネルギー電源２１０が接続している。再生可能エネルギー電源２１０は、例えば太陽発電システムであるが、風力発電システムなどの他の発電システムであっても良い。再生可能エネルギー電源２１０の発電量は、管理装置２２０に送信される。また蓄電装置１０の蓄電量も、管理装置２２０に送信される。また、制御装置１２は管理装置２２０に接続している。

再生可能エネルギー電源２１０の発電量は、環境要因によって変動する。このため、系統電力網２００における再生可能エネルギー電源２１０から供給される電力量の比率が増えた場合（例えば平均で２０％以上）、系統電力網２００の電圧は不安定になる。これに対して管理装置２２０は、制御装置１２を介して蓄電装置１０の充放電を制御することにより、系統電力網２００の電圧を安定させる。

ここで、蓄電装置１０の実際の蓄電量が、管理装置２２０が管理している蓄電装置１０の蓄電量よりも少なかった場合、蓄電装置１０から系統電力網２００に供給する電力が不足して、系統電力網２００の電圧が十分に安定しない可能性が出てくる。本実施形態では、蓄電装置１０は、第１〜第５の実施形態のいずれかに示した構成を有しているため、蓄電装置１０から管理装置２２０に送信される蓄電装置１０の蓄電量は、高い精度を有している。従って、系統電力網２００の電力が安定しない場合を少なくすることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０ 蓄電装置
１１０ 蓄電池
１２ 制御装置
１２０ 電流検出部
１３０ 電圧検出部
１３２ 温度計
１３４ 湿度計
１４０ 蓄電量算出装置
１４２ 第１蓄電量更新部
１４３ 更新タイミング決定部
１４４ 第２蓄電量更新部
１４６ 蓄電量記憶部
１５０ 入出力端子
１６０ 表示部
１６２ 表示制御部
１６４ 入力部
１６６ 入力部
２００ 系統電力網
２１０ 再生可能エネルギー電源
２２０ 管理装置

Claims (10)

1. 蓄電装置であって、
   蓄電池と、
   前記蓄電池を前記蓄電装置の外部に接続する入出力端子と、
   前記入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新手段と、
   前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新手段と、
   を備える蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置において、
   前記入出力端子を介して電流が流れていない時間である待機時間が予め定められた時間以上になったときに、前記第２蓄電量更新手段に前記入力を行う更新タイミング設定手段を備える蓄電装置。
3. 請求項２に記載の蓄電装置において、
   前記更新タイミング設定手段は、前記蓄電池の温度又は前記蓄電池の周囲の温度を用いて前記予め定められた時間を設定する蓄電装置。
4. 請求項３に記載の蓄電装置において、
   前記更新タイミング設定手段は、前記温度と前記蓄電池の周囲の湿度の積を用いて前記予め定められた時間を設定する蓄電装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の蓄電装置において、
   前記予め定められた時間は２４時間以上である蓄電装置。
6. 請求項１に記載の蓄電装置において、
   前記入力は、ユーザからの入力である蓄電装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電装置において、
   前記第２蓄電量更新手段による更新後の前記蓄電量と更新前の前記蓄電量の差分を算出し、前記差分が基準値以上の場合に警告信号を出力する警告手段をさらに備える蓄電装置。
8. 蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新手段と、
   前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新手段と、
   を備える蓄電量算出装置。
9. 蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新し、かつ、前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する蓄電池の制御方法。
10. コンピュータを、蓄電池の蓄電量を算出する装置として機能させるためのプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    前記蓄電池を外部に接続する入出力端子を流れる電流を用いて前記蓄電池の蓄電量を更新する第１蓄電量更新機能と、
    前記蓄電量を補正すべき旨の入力があったときに、前記蓄電池の電圧に基づいて前記蓄電量を更新する第２蓄電量更新機能と、
    を持たせるプログラム。

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