JP5351798B2 - 充電システムおよびその制御方法とプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池に充電を行なう充電システムおよびその制御方法とプログラムに関する。
太陽光や風力等の自然エネルギーを用いた発電装置と、当該発電装置が発電した電力によって充電されるカートリッジ式（取り外し可能な）の二次電池パックと、充電システムに利用される照明や表示器等の電力負荷と、充電システム全体の運転を制御する制御装置と、を備えた独立電源型の充電システムが提案されている。この独立電源型の充電システムでは、上述したように、発電装置が自然エネルギーを用いて発電した電力によって、充電システム全体を運転制御することで、他からの電力供給なしに独立して運転できることが望ましい。しかしながら、自然エネルギー発電による発電装置は、風速の有無や、天候や、時間帯によって発電量が増減するために電力供給が安定せず、制御装置による運転制御の動作に影響を及ぼし、その影響がそのまま充電システム全体の動作の不安定化に及ぶこととなる。例えば、夜、風速が全くない場合には、太陽光発電と風力発電の両方で発電不可となり、電力負荷の運転制御ができなくなってしまう。
なお、二次電池パックへ充電を行なう関連技術が特許文献１に開示されている。
なお、二次電池パックへ充電を行なう関連技術が特許文献１に開示されている。
ここで、制御装置への電力供給の安定性を向上させるため、当該制御装置用の小容量蓄電池を設け、その小容量蓄電池から制御装置へ電力を供給することが考えられるが、その場合、蓄電池および当該蓄電池から電力を制御装置へ供給するための回路等を設ける必要があり、充電システムの製造にかかるコストが増すこととなる。
また、制御装置への運転制御のための電力供給の安定性を向上させるための手段として、カートリッジ式の二次電池パックから制御装置用の電力を供給することにより、小容量蓄電池が不要となり、充電システムの製造のコスト増を抑えることが考えられる。しかしながら、この方法では、カートリッジ式の二次電池パックを充電システムから取り外して別の用途に利用している間（例えば、車両等へ搭載して利用するなど）、充電システム内に制御装置へ電力を供給する二次電池パックが無い状態となってしまう。したがって、二次電池パックを充電システムから取り外している間は、自然エネルギーを用いた発電装置から制御装置への電力供給を頼ることとなり、結局、制御装置への電力供給が不安定になってしまう。
また、制御装置への運転制御のための電力供給の安定性を向上させるための手段として、カートリッジ式の二次電池パックから制御装置用の電力を供給することにより、小容量蓄電池が不要となり、充電システムの製造のコスト増を抑えることが考えられる。しかしながら、この方法では、カートリッジ式の二次電池パックを充電システムから取り外して別の用途に利用している間（例えば、車両等へ搭載して利用するなど）、充電システム内に制御装置へ電力を供給する二次電池パックが無い状態となってしまう。したがって、二次電池パックを充電システムから取り外している間は、自然エネルギーを用いた発電装置から制御装置への電力供給を頼ることとなり、結局、制御装置への電力供給が不安定になってしまう。
そこでこの発明は、自然エネルギーを用いて発電した電力を取り外し可能な二次電池パックへ供給する発電装置を有する充電システムであって、自システムの運転制御を行なう制御装置への電力供給をコスト増なく安定供給できる充電システムおよびその制御方法とプログラムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は、複数の二次電池に充電を行う充電システムであって、自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置と、自システムの運転制御を行う制御装置と、前記発電装置で発電した電力によって充電される前記複数の二次電池パックと、前記制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する制御電力供給元選択部と、を備えることを特徴とする充電システムである。
また本発明は、上述の充電システムにおいて、気象情報に基づいて特定された前記発電装置の発電不可期間と、当該発電不可期間に前記制御装置が前記運転制御に利用する電力とに基づいて算出した電力量を前記二次電池パックそれぞれが供給できるかを、当該二次電池パックの充電率に基づいて判定する電力量判定部とを備え、前記制御電力供給元選択部は、前記判定において、前記算出した電力量を供給できる二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択することを特徴とする。
また本発明は、複数の二次電池パックに充電を行う充電システムにおける制御方法であって、前記充電システムの発電装置が、自然エネルギーを用いて発電を行ない、前記充電システムの前記複数の二次電池パックが、前記発電装置で発電した電力によって充電され、前記充電システムの制御電力供給元選択部が、自システムの運転制御を行う制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択することを特徴とする制御方法である。
また本発明は、自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置と、前記発電装置で発電した電力によって充電される前記複数の二次電池パックと、を備えた充電システムの制御装置を、自システムの運転制御を行う制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する制御電力供給元選択手段として機能させることを特徴とするプログラムである。
本発明によれば、充電システム１の制御装置１０は、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０からの電力供給を受けることで、自然エネルギーからの発電ができないとわかっている予め設定された時間、充電システム１を運転制御する電力を確保することができる。これにより、取り外し可能な二次電池パック２０に対して自然エネルギーにより発電した電力を供給する発電装置３０を有する充電システム１において、当該充電システム１の運転制御を行う制御装置１０への電力供給をコスト増なく安定供給できる構成を備えた充電システムを提供することができる。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態による充電システムを、図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態による充電システムの概要を示す図である。
この図において、符号１は充電システムである。本実施形態において充電システム１は、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーを用いた発電を行う発電装置３０a，３０b（以下、総称して発電装置３０とする）を用いて、二次電池パック２０a〜２０ｆ（以下、総称して二次電池パック２０と呼ぶ）へ充電を行うものであり、照明や、充電システム１の各機能の電力負荷４０の運転を制御する制御装置１０と、を備えている。
ここで発電装置３０は、電力負荷４０や二次電池パック２０と電力線により接続されており、また制御装置１０は信号線および電力線により二次電池パック２０と接続されている。そして、本実施形態による充電システム１は、二次電池パック２０のうち満充電（充電率１００％）となった二次電池パック２０等を充電システム１から取り外すことができるカートリッジ式の機構を備えている。この取り外された二次電池パック２０は、例えば車のバッテリー用の二次電池パック２０として利用される。また、本実施形態における充電システム１では、二次電池パック２０の使用によって、充電率の低くなった二次電池パック２０が再度装填され、自然エネルギーを用いた発電装置３０発電により、二次電池パック２０を再充電するためのものである。
以下、本発明の第１の実施形態による充電システムを、図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態による充電システムの概要を示す図である。
この図において、符号１は充電システムである。本実施形態において充電システム１は、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーを用いた発電を行う発電装置３０a，３０b（以下、総称して発電装置３０とする）を用いて、二次電池パック２０a〜２０ｆ（以下、総称して二次電池パック２０と呼ぶ）へ充電を行うものであり、照明や、充電システム１の各機能の電力負荷４０の運転を制御する制御装置１０と、を備えている。
ここで発電装置３０は、電力負荷４０や二次電池パック２０と電力線により接続されており、また制御装置１０は信号線および電力線により二次電池パック２０と接続されている。そして、本実施形態による充電システム１は、二次電池パック２０のうち満充電（充電率１００％）となった二次電池パック２０等を充電システム１から取り外すことができるカートリッジ式の機構を備えている。この取り外された二次電池パック２０は、例えば車のバッテリー用の二次電池パック２０として利用される。また、本実施形態における充電システム１では、二次電池パック２０の使用によって、充電率の低くなった二次電池パック２０が再度装填され、自然エネルギーを用いた発電装置３０発電により、二次電池パック２０を再充電するためのものである。
図２は第１の実施形態による充電システムの機能ブロック図である。
次に、図２を用いて充電システム１の機能構成の詳細について説明する。
制御装置１０は、上述したように、充電システム１の運転制御を行うものであるが、当該制御装置１０は、発電装置状態監視部１１、二次電池状態監視部１２、運転制御部１３、制御電力供給元選択部１４、表示部１５を含んで構成されている。
次に、図２を用いて充電システム１の機能構成の詳細について説明する。
制御装置１０は、上述したように、充電システム１の運転制御を行うものであるが、当該制御装置１０は、発電装置状態監視部１１、二次電池状態監視部１２、運転制御部１３、制御電力供給元選択部１４、表示部１５を含んで構成されている。
二次電池パック２０は、二次電池２１、ＣＭＵ（Cell Monitor Unit）２２、ＢＭＵ（Battery Management Unit）２３を含んで構成されている。
また、ＣＭＵ２２は、二次電池２１の電圧や温度といった二次電池２１の状態監視を行い、ＢＭＵ２３へ二次電池２１の状態監視情報を出力する処理を行う。
また、ＢＭＵ２３は、ＣＭＵ２２から受付けた二次電池２１の状態監視情報に基づいて、二次電池２１の充電率の演算、制御装置１０への二次電池２１の充電率の出力等の処理を行う。
またスイッチ５ａ〜５ｆは二次電池パック２０それぞれと発電装置３０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものであり、またスイッチ６ａ〜６ｆは二次電池パック２０それぞれと制御装置１０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものである。またスイッチ５ｇ，５ｈは、発電装置３０ａと発電装置３０ｂと二次電池パック２０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものであり、またスイッチ５ｉは電力負荷４０と発電装置３０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものである。各スイッチ５ａ〜５ｉ（以下、総称してスイッチ５とする），スイッチ６ａ〜６ｆ（以下、総称してスイッチ６とする）は、制御装置１０との間で、当該制御装置１０がＯＮ／ＯＦＦを制御するための信号線により接続されている。
また、ＣＭＵ２２は、二次電池２１の電圧や温度といった二次電池２１の状態監視を行い、ＢＭＵ２３へ二次電池２１の状態監視情報を出力する処理を行う。
また、ＢＭＵ２３は、ＣＭＵ２２から受付けた二次電池２１の状態監視情報に基づいて、二次電池２１の充電率の演算、制御装置１０への二次電池２１の充電率の出力等の処理を行う。
またスイッチ５ａ〜５ｆは二次電池パック２０それぞれと発電装置３０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものであり、またスイッチ６ａ〜６ｆは二次電池パック２０それぞれと制御装置１０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものである。またスイッチ５ｇ，５ｈは、発電装置３０ａと発電装置３０ｂと二次電池パック２０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものであり、またスイッチ５ｉは電力負荷４０と発電装置３０とを接続する電力線の接続状態をＯＮ／ＯＦＦするものである。各スイッチ５ａ〜５ｉ（以下、総称してスイッチ５とする），スイッチ６ａ〜６ｆ（以下、総称してスイッチ６とする）は、制御装置１０との間で、当該制御装置１０がＯＮ／ＯＦＦを制御するための信号線により接続されている。
そして、本実施形態による充電システム１は、自システムの運転制御を行う制御装置１０において、当該運転制御に利用するための電力を供給する供給元として、いずれかの二次電池パック２０を選択する処理を行う。この運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０の選択処理において、充電システム１は、当該二次電池パック２０それぞれの充電率に基づいて、運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０を選択する。例えば、充電システム１は、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０のうち、最も充電率の低い二次電池パック２０を、運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０として選択する。または、発電装置３０の発電不可期間の間、充電システム１の運転制御に利用する電力量を供給できる二次電池パック２０を、運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０として選択する。
このような処理により、自然エネルギーにより発電した電力を取り外し可能な二次電池パック２０に対して供給する発電装置３０を有する充電システム１において、当該充電システム１の運転制御を行う制御装置１０への電力供給をコスト増なく安定供給できる構成を備えた充電システム１を提供する。
このような処理により、自然エネルギーにより発電した電力を取り外し可能な二次電池パック２０に対して供給する発電装置３０を有する充電システム１において、当該充電システム１の運転制御を行う制御装置１０への電力供給をコスト増なく安定供給できる構成を備えた充電システム１を提供する。
次に、図３および図４を用いて、上記において説明した充電システムの処理フローについて順を追って説明する。
図３は制御装置１０の機能ブロックを示す第１の図である。
図４は充電システム１の処理フローを示す第１の図である。
制御装置１０は、図３で示すように、二次電池パック２０それぞれの充電率やその他の処理に必要な情報を監視し保存する二次電池状態監視部１２、運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０を選択する制御電力供給元選択部１４、選択された二次電池パック２０からの電力の制御装置１０への供給の制御等の運転制御を行う運転制御部１３を少なくとも備えている。
まず、それぞれの電池パックにおいて、ＢＭＵ２３は、ＣＭＵ２２を介して二次電池２１の電圧値を取得する（ステップＳ１０１）。そして、ＢＭＵ２３は、取得した二次電池２１の電圧値に基づいて、二次電池パック２０の充電率を演算する（ステップＳ１０２）。充電率の演算手法は、例えば、二次電池２１の電圧値に応じた充電率を示す充電率演算テーブルの情報に基づいて、現在の二次電池パック２０の電圧値に対応する充電率を、補間計算により演算する。その他、ＢＭＵ２３は、充電率の演算手法であればどのような手法によって充電率を演算してもよい。そして、ＢＭＵ２３は、二次電池２１について演算した充電率値を、制御装置１０内の二次電池状態監視部１２へ通知する（ステップＳ１０３）。二次電池状態監視部１２は、各二次電池パック２０の充電率を、二次電池状態監視部１２内の充電率保存テーブルに保存する（ステップＳ１０４）。
図３は制御装置１０の機能ブロックを示す第１の図である。
図４は充電システム１の処理フローを示す第１の図である。
制御装置１０は、図３で示すように、二次電池パック２０それぞれの充電率やその他の処理に必要な情報を監視し保存する二次電池状態監視部１２、運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パック２０を選択する制御電力供給元選択部１４、選択された二次電池パック２０からの電力の制御装置１０への供給の制御等の運転制御を行う運転制御部１３を少なくとも備えている。
まず、それぞれの電池パックにおいて、ＢＭＵ２３は、ＣＭＵ２２を介して二次電池２１の電圧値を取得する（ステップＳ１０１）。そして、ＢＭＵ２３は、取得した二次電池２１の電圧値に基づいて、二次電池パック２０の充電率を演算する（ステップＳ１０２）。充電率の演算手法は、例えば、二次電池２１の電圧値に応じた充電率を示す充電率演算テーブルの情報に基づいて、現在の二次電池パック２０の電圧値に対応する充電率を、補間計算により演算する。その他、ＢＭＵ２３は、充電率の演算手法であればどのような手法によって充電率を演算してもよい。そして、ＢＭＵ２３は、二次電池２１について演算した充電率値を、制御装置１０内の二次電池状態監視部１２へ通知する（ステップＳ１０３）。二次電池状態監視部１２は、各二次電池パック２０の充電率を、二次電池状態監視部１２内の充電率保存テーブルに保存する（ステップＳ１０４）。
次に、制御電力供給元選択部１４は、充電率保存テーブルに保存されている各二次電池パック２０の充電率と、充電率の下限閾値とを、二次電池状態監視部１２から読み取り、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０のうち、最も低い充電率の二次電池パック２０を選択する（ステップＳ１０５）。なお、充電率の下限閾値は、予め設定された時間、充電システム１の運転制御のために制御装置１０が必要とする電力量を確保できる二次電池パック２０の充電率である。予め設定された時間とは、発電装置３０が太陽光発電装置３０ａと風力発電装置３０ｂとである場合には、例えば、日の入りから日の出までの間、無風状態となる時間であり、これは、発電装置３０が発電不可となる時間である。
そして、当該選択した二次電池パック２０の識別番号を、運転制御部１３へ通知する。すると、運転制御部１３は、通知された識別番号の二次電池パック２０から制御装置１０へ電力供給がされるよう運転制御を行う（ステップＳ１０６）。この運転制御の具体例は、例えば、制御装置１０へ電力供給するものとして二次電池パック２０ａが特定された場合には、当該特定された二次電池パック２０の識別番号から、二次電池パック２０ａと制御装置１０とを結ぶ電力線のスイッチ６ａの状態をＯＦＦからＯＮへ切り替える制御等である。
そして、制御装置１０は、二次電池パック２０の選択の処理から所定の時間間隔経過したかを判定する（ステップＳ１０７）。そして、所定の時間経過した場合には、ステップＳ１０５に処理を移行し、制御装置１０へ電力供給する二次電池２１の選択の処理を繰り返して行う。また、ステップＳ１０７において、所定の時間経過していない場合には、選択した二次電池２１の充電率が下限閾値以下であるかを判定する（ステップＳ１０８）。そして、選択した二次電池２１の充電率が下限閾値以下であれば、ステップＳ１０５に処理を移行し、制御装置１０へ電力供給する二次電池パック２０の選択の処理を繰り返して行う。またステップＳ１０８において、選択した二次電池パック２０の充電率が下限閾値以下でなければ、所定の時間間隔経過したかの判定のステップＳ１０７の処理へ移行する。
そして、選択の処理において、新たな二次電池パック２０を選択した場合には、処理前に選択していた二次電池パック２０と制御装置１０を接続する電力線のスイッチ６をＯＮからＯＦＦ切り替え、選択の処理において新たに選択した二次電池パック２０と制御装置１０とを接続する電力線のスイッチ６をＯＦＦからＯＮに切り替える制御を行う。これにより、新たに選択した二次電池パック２０を、制御装置１０へ電力を供給する供給元の二次電池パック２０へ変更することができる。
そして、選択の処理において、新たな二次電池パック２０を選択した場合には、処理前に選択していた二次電池パック２０と制御装置１０を接続する電力線のスイッチ６をＯＮからＯＦＦ切り替え、選択の処理において新たに選択した二次電池パック２０と制御装置１０とを接続する電力線のスイッチ６をＯＦＦからＯＮに切り替える制御を行う。これにより、新たに選択した二次電池パック２０を、制御装置１０へ電力を供給する供給元の二次電池パック２０へ変更することができる。
図５は充電システム１に装填される二次電池の充電率の差を示す図である。
図５では、二次電池パック２０ａが充電完了、二次電池パック２０ｄが取り外し中、二次電池パック２０ｆが下限閾値以下の充電率の状態、二次電池パック２０ｂ，２０ｃ，２０ｅが下限閾値以上の充電率の状態であることを示している。このような状態においては、上述の処理によって、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０のうち、最も充電率の低い二次電池パック２０ｃが、制御装置１０へ電力供給する二次電池パック２０として選択される。なお、運転制御部１３は、二次電池パック２０ａの充電率（１００％）から充電完了と判断すると、二次電池パック２０ａと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ａをＯＦＦにして、過充電とならないよう制御し、二次電池パック２０a，と制御装置１０との間の電力線のスイッチ６aをＯＦＦに制御する。
また、運転制御部１３は、二次電池パック２０ｂ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｆのうち、電力供給元と選択した二次電池パック２０ｃ以外の二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆに対して、充電するための制御として、二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆそれぞれと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ｂ，５ｅ，５ｆをスイッチＯＮに制御し、二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆそれぞれと制御装置１０との間の電力線のスイッチ６ｂ，６ｅ，６ｆをスイッチＯＦＦに制御する。
また、運転制御部１３は、電力供給元と選択した二次電池パック２０ｃと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ｃと、二次電池パック２０ｃと制御装置１０との間の電力線のスイッチ６ｃとをＯＮに制御する。
図５では、二次電池パック２０ａが充電完了、二次電池パック２０ｄが取り外し中、二次電池パック２０ｆが下限閾値以下の充電率の状態、二次電池パック２０ｂ，２０ｃ，２０ｅが下限閾値以上の充電率の状態であることを示している。このような状態においては、上述の処理によって、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０のうち、最も充電率の低い二次電池パック２０ｃが、制御装置１０へ電力供給する二次電池パック２０として選択される。なお、運転制御部１３は、二次電池パック２０ａの充電率（１００％）から充電完了と判断すると、二次電池パック２０ａと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ａをＯＦＦにして、過充電とならないよう制御し、二次電池パック２０a，と制御装置１０との間の電力線のスイッチ６aをＯＦＦに制御する。
また、運転制御部１３は、二次電池パック２０ｂ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｆのうち、電力供給元と選択した二次電池パック２０ｃ以外の二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆに対して、充電するための制御として、二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆそれぞれと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ｂ，５ｅ，５ｆをスイッチＯＮに制御し、二次電池パック２０ｂ，２０ｅ，２０ｆそれぞれと制御装置１０との間の電力線のスイッチ６ｂ，６ｅ，６ｆをスイッチＯＦＦに制御する。
また、運転制御部１３は、電力供給元と選択した二次電池パック２０ｃと発電装置３０との間の電力線のスイッチ５ｃと、二次電池パック２０ｃと制御装置１０との間の電力線のスイッチ６ｃとをＯＮに制御する。
以上の処理によれば、充電システム１の制御装置１０は、充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パック２０からの電力供給を受けることで、自然エネルギーからの発電ができないとわかっている、予め設定された時間、充電システム１を運転制御する電力を確保することができる。これにより、取り外し可能な二次電池パック２０に対して自然エネルギーにより発電した電力を供給する発電装置３０を有する充電システム１において、当該充電システム１の運転制御を行う制御装置１０への電力供給をコスト増なく安定供給できる構成を備えた充電システム１を提供することができる。
また、上述の処理によれば、充電率が１００％になっている二次電池パック２０については放電させることなくカートリッジ式機構から取り外して使用可能な状態を維持しつつ、充電率が１００％になっていない二次電池パック２０については下限閾値以上のもののうち、最も充電率の低い二次電池パック２０を制御装置１０の電源として使用するものとして選択する。そして当該選択した二次電池パック２０よりも充電率の高い、すなわち充電率１００％まで相対的に早く充電可能な二次電池パック２０は電源として使用せずに充電を行うことで、早期に充電率１００％の二次電池パック２０の数を増やすことができる充電システム１を提供することができる。
また、上述の処理によれば、充電率が１００％になっている二次電池パック２０については放電させることなくカートリッジ式機構から取り外して使用可能な状態を維持しつつ、充電率が１００％になっていない二次電池パック２０については下限閾値以上のもののうち、最も充電率の低い二次電池パック２０を制御装置１０の電源として使用するものとして選択する。そして当該選択した二次電池パック２０よりも充電率の高い、すなわち充電率１００％まで相対的に早く充電可能な二次電池パック２０は電源として使用せずに充電を行うことで、早期に充電率１００％の二次電池パック２０の数を増やすことができる充電システム１を提供することができる。
（第２の実施形態）
図６は制御装置１０の機能ブロックを示す第２の図である。
図７は充電システム１の処理フローを示す第２の図である。
制御装置１０は、電力供給元の二次電池パック２０の選択の処理において、上述の処理以外に、気象情報に基づいて選択を行うようにしてもよい。この場合の実施形態について、以下説明する。
まず、図６で示すように、制御装置１０は図３で示した構成に加え、気象情報を気象情報サーバ等の他の装置から受信する通信処理部１６と、気象情報に基づいて充電システム１の運転制御に必要な電力量を供給できる二次電池パック２０を判定する電力量判定部１７とを備えている。
図６は制御装置１０の機能ブロックを示す第２の図である。
図７は充電システム１の処理フローを示す第２の図である。
制御装置１０は、電力供給元の二次電池パック２０の選択の処理において、上述の処理以外に、気象情報に基づいて選択を行うようにしてもよい。この場合の実施形態について、以下説明する。
まず、図６で示すように、制御装置１０は図３で示した構成に加え、気象情報を気象情報サーバ等の他の装置から受信する通信処理部１６と、気象情報に基づいて充電システム１の運転制御に必要な電力量を供給できる二次電池パック２０を判定する電力量判定部１７とを備えている。
そして、第２の実施形態による充電システム１においては、通信処理部１６が、気象情報提供会社等の保有する気象情報サーバ等から気象情報（風況予測状況のデータ、例えば気象庁等がMesoscale Spectral Model（ＭＳＭ）などの気象モデルを用いて、海面、更正気圧、風、気温、相対湿度、積算降水量、地表面圧、高度、上昇流など、５０ｋｍ〜１００ｋｍメッシュで５１時間先まで予報した気象要素の格子点データ（Grid Point Value;
ＧＰＶ））を受信する（ステップＳ２０１）。そして、電力量判定部１７は、通信処理部１６から気象情報を取得し、当該気象情報に基づいて、発電不可期間を演算する（ステップＳ２０２）。この発電不可期間は、例えば、気象情報に日の入りから日の出までの１時間ごとの予測風速が格納されているとする。そして、発電量判定部１８は、日の入りから日の出までの時間帯において、予測風速が０に対応付けられて気象情報に格納されている時間の数を特定し、その数で示される時間を、無風状態が続く時間、つまり発電不可期間β（ｈｒ）として演算する。例えば、午後１０時，午前３時，午前４時の３つの時間の予測風速が０であった場合、発電不可期間β（ｈｒ）＝３時間（ｈｒ）である。そして、予め発電装置状態監視部１１に記録されている充電システム１で日の入りから日の出までの時間帯で必要な電力α（Ｗ）を読み取り、当該電力α（Ｗ）に、発電不可期間β（ｈｒ）を乗算して、日の入りから日の出までの時間帯、つまり発電不可期間で充電システム１が必要な電力量αβ（Ｗｈｒ）を算出する（ステップＳ２０３）。そして、電力量判定部１７は、（電力量αβ）÷（二次電池パック２０の蓄電量）により発電不可期間における必要充電率を演算し（ステップＳ２０４）、各二次電池パック２０の充電率が、当該演算した必要充電率以上であるかを判定し、必要充電率以上の充電率である二次電池パック２０を特定する（ステップＳ２０５）。そして、電力量判定部１７は、必要充電率以上の充電率である二次電池パック２０の識別番号を、制御電力供給元選択部１４へ通知する。すると、制御電力供給元選択部１４は、通知を受けた識別番号の二次電池パック２０の充電率を二次電池状態監視部１２から読み取り、それら二次電池パック２０うち、最も充電率の低い二次電池パック２０を選択する（ステップＳ２０６）。
ＧＰＶ））を受信する（ステップＳ２０１）。そして、電力量判定部１７は、通信処理部１６から気象情報を取得し、当該気象情報に基づいて、発電不可期間を演算する（ステップＳ２０２）。この発電不可期間は、例えば、気象情報に日の入りから日の出までの１時間ごとの予測風速が格納されているとする。そして、発電量判定部１８は、日の入りから日の出までの時間帯において、予測風速が０に対応付けられて気象情報に格納されている時間の数を特定し、その数で示される時間を、無風状態が続く時間、つまり発電不可期間β（ｈｒ）として演算する。例えば、午後１０時，午前３時，午前４時の３つの時間の予測風速が０であった場合、発電不可期間β（ｈｒ）＝３時間（ｈｒ）である。そして、予め発電装置状態監視部１１に記録されている充電システム１で日の入りから日の出までの時間帯で必要な電力α（Ｗ）を読み取り、当該電力α（Ｗ）に、発電不可期間β（ｈｒ）を乗算して、日の入りから日の出までの時間帯、つまり発電不可期間で充電システム１が必要な電力量αβ（Ｗｈｒ）を算出する（ステップＳ２０３）。そして、電力量判定部１７は、（電力量αβ）÷（二次電池パック２０の蓄電量）により発電不可期間における必要充電率を演算し（ステップＳ２０４）、各二次電池パック２０の充電率が、当該演算した必要充電率以上であるかを判定し、必要充電率以上の充電率である二次電池パック２０を特定する（ステップＳ２０５）。そして、電力量判定部１７は、必要充電率以上の充電率である二次電池パック２０の識別番号を、制御電力供給元選択部１４へ通知する。すると、制御電力供給元選択部１４は、通知を受けた識別番号の二次電池パック２０の充電率を二次電池状態監視部１２から読み取り、それら二次電池パック２０うち、最も充電率の低い二次電池パック２０を選択する（ステップＳ２０６）。
以降の処理は、第１の実施形態のステップＳ１０５以降の処理と同様に、運転制御部１３が、通知された識別番号の二次電池パック２０を、制御装置１０への電力供給に利用する二次電池パック２０と特定し、当該二次電池パック２０から制御装置１０へ電力供給がされるよう運転制御を行う（ステップＳ２０７）。そして、制御装置１０は、二次電池パック２０の選択の処理から所定の時間間隔経過したかを判定する（ステップＳ２０８）。そして、所定の時間経過した場合には、ステップＳ２０１に処理を移行し、制御装置１０へ電力供給する二次電池パック２０の選択の処理を繰り返して行う。また、ステップＳ２０８において、所定の時間経過していない場合には、選択した二次電池パック２０の充電率が下限閾値以下であるかを判定する（ステップＳ２０９）。そして、選択した二次電池パック２０の充電率が下限閾値以下であれば、ステップＳ２０１に処理を移行し、制御装置１０へ電力供給する二次電池パック２０の選択の処理を繰り返して行う。またステップＳ２０８において、選択した二次電池パック２０の充電率が下限閾値以下でなければ、所定の時間間隔経過したかの判定のステップＳ２０８の処理へ移行する。
なお、発電不可期間βの算出方法は、充電システム１がどのような発電装置３０を有するかによって異なり、また、どのような気象情報を用いて発電不可期間βを算出するようにしてもよい。
また、気象情報を、気象情報サーバ等から取得せずに、所望の各地点に設置された雨量計や風速計や照度計によって過去に得られた情報を蓄積するデータベースから過去の日時の雨量や風速や照度等の気象情報を取得して、その気象情報に基づいて発電不可期間βを算出するようにしてもよい。
また、気象情報を、気象情報サーバ等から取得せずに、所望の各地点に設置された雨量計や風速計や照度計によって過去に得られた情報を蓄積するデータベースから過去の日時の雨量や風速や照度等の気象情報を取得して、その気象情報に基づいて発電不可期間βを算出するようにしてもよい。
第２の実施形態によれば、気象情報に応じて、適切な二次電池パック２０を、充電システム１の運転制御を行う発電装置３０に電力を供給する二次電池パック２０として選択することができる。
なお、上述の充電システム１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、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保存されており、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・・・充電システム
１０・・・制御装置
１１・・・発電装置状態監視部
１２・・・二次電池状態監視部
１３・・・運転制御部
１４・・・制御電力供給元選択部
１５・・・表示部
１６・・・通信処理部
１７・・・電力量判定部
１８・・・発電量判定部
２０・・・二次電池パック
２１・・・二次電池
２２・・・ＣＭＵ
２３・・・ＢＭＵ
３０・・・発電装置
４０・・・電力負荷
５，６・・・スイッチ
１０・・・制御装置
１１・・・発電装置状態監視部
１２・・・二次電池状態監視部
１３・・・運転制御部
１４・・・制御電力供給元選択部
１５・・・表示部
１６・・・通信処理部
１７・・・電力量判定部
１８・・・発電量判定部
２０・・・二次電池パック
２１・・・二次電池
２２・・・ＣＭＵ
２３・・・ＢＭＵ
３０・・・発電装置
４０・・・電力負荷
５，６・・・スイッチ
Claims (4)
- 複数の二次電池に充電を行う充電システムであって、
自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置と、
自システムの運転制御を行う制御装置と、
前記発電装置で発電した電力によって充電される前記複数の二次電池パックと、
前記制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する制御電力供給元選択部と、
を備えることを特徴とする充電システム。 - 気象情報に基づいて特定された前記発電装置の発電不可期間と、当該発電不可期間に前記制御装置が前記運転制御に利用する電力とに基づいて算出した電力量を前記二次電池パックそれぞれが供給できるかを、当該二次電池パックの充電率に基づいて判定する電力量判定部とを備え、
前記制御電力供給元選択部は、前記判定において、前記算出した電力量を供給できる二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 - 複数の二次電池パックに充電を行う充電システムにおける制御方法であって、
前記充電システムの発電装置が、自然エネルギーを用いて発電を行ない、
前記充電システムの前記複数の二次電池パックが、前記発電装置で発電した電力によって充電され、
前記充電システムの制御電力供給元選択部が、自システムの運転制御を行う制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する
ことを特徴とする制御方法。 - 自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置と、
前記発電装置で発電した電力によって充電される前記複数の二次電池パックと、
を備えた充電システムの制御装置を、
自システムの運転制御を行う制御装置の、当該運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックを選択するにあたり、前記複数の二次電池パックそれぞれの充電率に基づいて、前記充電率の下限閾値以上の充電率の二次電池パックのうち最も充電率の低い二次電池パックを、前記運転制御に利用する電力の供給元の二次電池パックとして選択する制御電力供給元選択手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
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