JP5385698B2 - 電源供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数台の電源機器が並列運転して直流電力を負荷機器に供給する電源供給装置に関するものである。

従来から、複数台の電源機器が並列運転して直流電力を負荷機器に供給する電源供給装置として、さまざまな方式のものが知られている。

従来の電源供給装置の一例として、出力電流が大きくなると出力電圧が単調に小さくなる電源機器を２台備える電源供給装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この電源供給装置では、２台の電源機器の出力電流−出力電圧特性の傾斜角度が異なっている。つまり、出力電流が同じ大きさだけ変化したときに、一方の電源機器の出力電圧の変化量と他方の電源機器の出力電圧の変化量とが異なる。

上記のような電源供給装置では、すべての負荷機器の総使用電流（負荷電流）の大きさに応じて、各電源機器がそれぞれ出力電流−出力電圧特性と負荷電流のバランス点で落ち着くことによって、各電源機器から任意の出力電圧で任意の出力電流を出力することができる。

特開平１０−２４８２５３号公報

しかしながら、２台の電源機器の出力電流−出力電圧特性の傾斜角度が異なっている電源供給装置は、負荷電流の大きさに応じて各電源機器の出力電圧つまり負荷機器への供給電圧が変動してしまうため、負荷機器への供給電圧を安定に保つことができないという問題があった。仮に、このような電源供給装置に対して、各電源機器の出力電流を所望の電流値に変更したときに、出力電流の変更前後において負荷機器への供給電圧を定電圧に保つためには、２台の電源機器の出力電流−出力電圧特性の両方を水平移動する必要があり、構成が複雑になってしまう。

ここで、上記問題を解決するための手段として、並列運転する複数台の電源機器のうち、１台の電源機器が定電圧制御であり、残りの電源機器が、出力電流が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧とする傾斜制御である電源供給装置が考えられる。残りの電源機器のうち２以上の電源機器は、それぞれ異なる二次電池を入力電源とする。このような電源供給装置では、傾斜制御の電源機器の出力電圧が定電圧制御の電源機器の出力電圧（基準電圧）に合わせ込まれた状態で、傾斜制御の電源機器が出力電流を負荷機器に供給する。このとき、負荷電流の不足分は、定電圧制御の電源機器から負荷機器に供給される。これにより、この電源供給装置では、負荷電流がある程度変化しても、負荷機器への供給電圧を定電圧（定電圧制御の電源機器の出力電圧）に保ったまま、負荷機器への電力供給を安定に行うことができる。

ところが、上記のような電源供給装置では、各二次電池の残量に関係なく、特定の二次電池が常に他の二次電池よりも優先して使用され、特定の二次電池に使用が偏ってしまう場合がある。この場合、他の二次電池は、残量が多い状態を長期間保つことになる。二次電池の劣化は、図１３に示すように、残量が多いほど大きい。したがって、残量が多い状態を保っている二次電池は劣化が早く、その結果、寿命が短くなってしまう。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、各二次電池の寿命を延ばすことができる電源供給装置を提供することにある。

請求項１の発明は、電源電圧が入力され出力電流の大きさに関わらず定電圧となる直流電圧を出力電圧とする定電圧電源機器と、それぞれ異なる二次電池を入力電源として出力電流が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧とし前記定電圧電源機器と並列運転して直流電力を前記負荷機器に供給する複数台の二次電池用電源機器と、各二次電池の残量を検出する残量検出手段と、前記負荷機器に流れる負荷電流の大きさを検出する負荷電流検出手段と、各二次電池用電源機器の出力電圧が前記定電圧電源機器の出力電圧に合わせ込まれたときの各二次電圧用電源機器の出力電流の大きさを制御する制御手段とを備え、各二次電池用電源機器は、前記負荷機器への電力供給時に出力電流と出力電圧の関係を示す出力電流−出力電圧特性をシフトする調整手段を有し、前記制御手段は、前記残量検出手段で検出された各二次電池の残量および前記負荷電流検出手段で検出された前記負荷電流の大きさに応じて各二次電池用電源機器の出力電流の総量を決定し、当該総量に応じて、前記二次電池の残量が多いほど前記二次電池用電源機器の出力電流が大きくなるように各二次電池用電源機器の調整手段に対して各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて各二次電池用電源機器に電流を出力させることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記二次電池の残量に応じて当該二次電池の区分を設け、残量の多い区分の二次電池に接続されている二次電池用電源機器ほど出力電流が大きくなるように各二次電池用電源機器の調整手段に対して各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて各二次電池用電源機器に電流を出力させることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、各二次電池の使用頻度をカウントする使用頻度カウント手段を備え、前記制御手段は、２以上の二次電池の残量が同区分である場合、当該２以上の二次電池のうち前記使用頻度カウント手段でカウントされた使用頻度が最少である二次電池を選択し、選択した二次電池が接続されている二次電池用電源機器が、当該２以上の二次電池の残りが接続されている二次電池用電源機器よりも出力電流が大きくなるように各二次電池用電源機器の調整手段に対して各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて各二次電池用電源機器に電流を出力させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、二次電池の残量が多いほど二次電池用電源機器の出力電流を大きくすることによって、各二次電池に対して残量が多い状態を保つ期間を短縮させて、複数の二次電池をバランスよく用いることができるので、各二次電池の劣化を低減することができ、その結果、各二次電池の寿命を延ばすことができる。

請求項２の発明によれば、二次電池の残量に応じて二次電池の区分を設けることによって、各二次電池に接続されている二次電池用電源機器の出力電流の電流値を少ない計算量で決定することができる。

請求項３の発明によれば、複数の二次電池が同区分にある場合、上記複数の二次電池のうち使用頻度が最少である二次電池が接続されている二次電池用電源機器の出力電流を他の二次電池用電源機器の出力電流よりも大きくすることによって、使用頻度の高い二次電池への負荷を減らすことができるので、さらに各二次電池の寿命を延ばすことができる。

基本形態の要部を示すブロック図である。 同上の構成図である。 同上に係る第１の電源機器の回路図である。 同上に係る第２の電源機器の回路図である。 同上に係る電源供給装置において、（ａ）が第２の電源機器の出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｂ）が第１の電源機器の出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｃ）が第２の電源機器の出力電流について説明する図である。 同上に係る第２の電源機器の動作を説明する図である。 同上に係る第２の電源機器の出力電流−出力電圧特性のシフトについて説明する図である。 同上に係る電源供給装置の動作を説明するフローチャートである。 実施形態１に係る電源供給装置における各第２の電源機器の出力電流の大きさを示す図である。 同上に係る電源供給装置の動作を説明するフローチャートである。 同上に係る電源供給装置に記憶されている出力電流テーブルを示す図である。 実施形態２に係る電源供給装置の動作を説明するフローチャートである。 保持時間に対する二次電池の劣化特性を示す図である。

（基本形態）
以下に説明する形態は、本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（負荷機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２，Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。照明システムＫ１０５を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４２から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１，１４２は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１，１４２の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、例えば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、宅外から供給される商用電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、商用電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、商用電源ＡＣから電力が供給されない期間（例えば商用電源ＡＣの停電期間）に備えて複数の二次電池１６２（図２では代表として１つのみを示す）が設けられている。二次電池１６２としては、例えばリチウムイオン二次電池などが用いられる。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。商用電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示していないが、二次電池１６２は、充電を制御する回路部を含んでいる。

二次電池１６２は、商用電源ＡＣや太陽電池１６１、燃料電池１６３によって適時充電され、二次電池１６２の放電は、商用電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。また、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

続いて、直流電力供給部１０１に収納されている電源供給装置３について図１を用いて説明する。電源供給装置３は、並列運転して直流電力を直流機器（負荷機器）１０２に供給する複数台（図示例では６台）の電源機器４（５，６）と、直流電力供給のシステム全体を監視する監視装置７とを備えている。

複数台の電源機器４は、１台の第１の電源機器５と、複数台（図示例では５台）の第２の電源機器６（６ａ〜６ｅ）とで構成されている。

第１の電源機器５は、出力電流Ｉｏ１の大きさに関わらず常に定電圧となる直流電圧を出力電圧Ｖｏ１とするものである（図５（ｂ）参照）。第１の電源機器５には、商用電源ＡＣからの電源電圧が入力電圧Ｖｉ１（図３参照）として入力される。つまり、第１の電源機器５は、商用電源ＡＣを入力電源として直流電力を直流機器１０２に供給する定電圧電源機器である。

この第１の電源機器５は、図３に示すように、出力電圧Ｖｏ１を検出する電圧検出手段５０と、基準電圧Ｖ２と電圧検出手段５０の検出電圧Ｖ１とに応じてオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ１を生成するスイッチング制御手段５１と、スイッチング制御手段５１からのパルス幅変調信号Ｓ１のオンデューティ幅に応じてオンオフ動作するスイッチング素子５２０を有するＤＣ／ＤＣコンバータ５２とを備えている。

電圧検出手段５０は、直列接続の２つの抵抗器５００，５０１と、抵抗器５００，５０１による分割電圧が入力される電圧ホロア５０２とを備えており、第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１を検出する。

スイッチング制御手段５１は、電圧検出手段５０の検出電圧（電圧ホロア５０２の出力電圧）Ｖ１および基準電圧Ｖ２が入力されるスイッチングＩＣ５１０を備えている。

スイッチングＩＣ５１０は、基準電圧Ｖ２と検出電圧Ｖ１との差分電圧（Ｖ２−Ｖ１）が一定となるようにオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ１をスイッチング素子５２０に出力する。つまり、スイッチングＩＣ５１０は、出力電圧Ｖｏ１（検出電圧Ｖ１）が常に一定となるように、パルス幅変調信号Ｓ１のオンデューティ幅を設定する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、入力側から順に、平滑コンデンサ５２１と、インダクタ５２２と、スイッチング素子５２０と、ダイオード５２３と、平滑コンデンサ５２４とを備えており、スイッチング素子５２０のオンオフ動作によって入力電圧Ｖｉ１を昇圧する。

スイッチング素子５２０は、例えば電界効果トランジスタなどであり、スイッチングＩＣ５１０からのパルス幅変調信号Ｓ１が抵抗器５２５を介してゲートに入力される。スイッチング素子５２０がオンになると、ソースとドレインの間が導通し、インダクタ５２２には電磁エネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子５２０がオフになると、インダクタ５２２に蓄えられた電磁エネルギーが放出されることによって昇圧する。昇圧された電圧は平滑コンデンサ５２４で平滑される。平滑コンデンサ５２４で平滑された直流電圧は、出力電圧Ｖｏ１として直流機器１０２（図１参照）に出力される。

上記の動作により、第１の電源機器５は、図５（ｂ）に示すように、出力電流Ｉｏ１の大きさに関わらず出力電圧Ｖｏ１を一定の直流電圧とする出力電流−出力電圧特性から外れないようにフィードバック制御を行うことができる。

第２の電源機器６は、図５（ａ）に示すように、出力電流Ｉｏ２が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧Ｖｏ２とするものである。このような第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性を、Ｖｏ２＝−αＩｏ２＋Ｖ０（α＞０、Ｖ０＞０）と表わすことができる。上記の出力電流−出力電圧特性では、Ｖｏ２＋αＩｏ２はＶ０で一定値となる。αは、第２の電源機器６ごとに異なった値であってもよいし、同じ値であってもよい。

図１に示すように、第２の電源機器６ａ〜６ｃには、それぞれ異なる二次電池１６２ａ〜１６２ｃが接続されている。第２の電源機器６ｄには太陽電池１６１が接続され、第２の電源機器６ｅには燃料電池１６３が接続されている。第２の電源機器６は、それぞれ接続されている電池１６１〜１６３から入力電圧Ｖｉ２（図４参照）が入力される。つまり、第２の電源機器６ａ〜６ｃは、それぞれ異なる二次電池１６２ａ〜１６２ｃを入力電源として直流電力を直流機器１０２に供給する二次電池用電源機器（ＢＡＴコンバータ）であり、第２の電源機器６ｄは、太陽電池１６１を入力電源として直流電力を直流機器１０２に供給する太陽電池用電源機器（ＰＶコンバータ）であり、第２の電源機器６ｅは、燃料電池１６３を入力電源として直流電力を直流機器１０２に供給する燃料電池用電源機器（ＦＣコンバータ）である。

各第２の電源機器６は、図４に示すように、出力電流Ｉｏ２を検出する電流検出手段６０と、出力電圧Ｖｏ２を検出する電圧検出手段６１と、電圧検出手段６１の検出電圧Ｖ５と電流検出手段６０から出力される電圧Ｖ８とに応じてオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ２を生成するスイッチング制御手段６２と、スイッチング制御手段６２からのパルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅に応じてオンオフ動作するスイッチング素子６３０を有するＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、後述の制御部７３（図１参照）の制御によって出力電流Ｉｏ２の大きさを調整する調整手段６４とを備えている。

電流検出手段６０は、抵抗器６００，６０５と、抵抗器６００の両端電圧を検出する電流ＩＣ６０１と、電流ＩＣ６０１の出力電圧Ｖ３を分割する抵抗器６０２，６０３と、抵抗器６０２，６０３で分割された分割電圧が入力される電圧ホロア６０４とを備えており、出力電流Ｉｏ２を検出する。

電圧検出手段６１は、直列接続の２つの抵抗器６１０，６１１と、抵抗器６１０，６１１による分割電圧が入力される電圧ホロア６１２とを備えており、出力電圧Ｖｏ２を検出する。

スイッチング制御手段６２は、電圧検出手段６１の検出電圧（電圧ホロア６１２の出力電圧）Ｖ５および電流検出手段６０から出力される電圧Ｖ８が入力されるスイッチングＩＣ６２０を備えている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、入力側から順に、平滑コンデンサ６３１と、インダクタ６３２と、スイッチング素子６３０と、ダイオード６３３と、平滑コンデンサ６３４とを備えており、スイッチング素子６３０のオンオフ動作によって入力電圧Ｖｉ１を昇圧する。

調整手段６４は、後述の制御部７３（図１参照）から出力電流Ｉｏ２の指示値を取得するＣＰＵ６４０と、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６を分割する２つの抵抗器６４１，６４２と、抵抗器６４１，６４２による分割電圧が入力される非反転増幅回路６４３とを備えている。

ＣＰＵ６４０では、電源供給装置３の動作中において、つまり電源供給装置３による直流機器１０２への電力供給時において、制御部７３からの指示値に基づいて、出力電流Ｉｏ２の大きさを変動するための制御が行われる。

監視装置７は、図１に示すように、直流機器１０２に供給される負荷電流Ｉ_Ｌの電流値を検出する負荷電流検出部（負荷電流検出手段）７０と、太陽電池１６１および燃料電池１６３の供給可能範囲ならびに各二次電池１６２の残量を検出する残量検出部（残量検出手段）７１と、負荷電流検出部７０で検出された負荷電流Ｉ_Ｌが第２の電源機器６の出力電流Ｉｏ２の電流値Ｉ１以上であるか否かを判定する判定部７２と、各第２の電源機器６の出力電流Ｉｏ２の大きさを制御する制御部（制御手段）７３とを備えている。さらに、監視装置７は、各二次電池１６２の使用頻度をカウントする使用頻度カウント部（使用頻度カウント手段）７４も備えている。

負荷電流検出部７０は、電源供給装置３が動作中において、つまり電源供給装置３による直流機器１０２への電力供給時において、予め設定された時間間隔で各直流機器１０２から必要な電流を検出して、直流機器１０２側の総使用電流である負荷電流Ｉ_Ｌを検出する。予め設定された時間間隔は、負荷追従を満足する時間間隔（例えば数ミリ秒間）である。

残量検出部７１は、電源供給装置３が動作中（電源供給装置３による直流機器１０２への電力供給時）において、上記時間間隔で各二次電池１６２の出力電圧および出力電流を検出し、検出結果を用いて各二次電池１６２の残量を検出する。

判定部７２は、上述したように負荷電流Ｉ_Ｌが電流値Ｉ１以上であるか否かを判定するとともに、残量検出部７１で検出された各二次電池１６２（１６２ａ〜１６２ｃ）の残量が、いずれかの二次電池１６２が接続されている第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）６（６ａ〜６ｃ）が出力電流Ｉｏ２（Ｉｏａ〜Ｉｏｃ）を出力できるほど十分であるか否かも判定する。例えば二次電池１６２ａとＢＡＴコンバータ６ａの組み合わせの場合、二次電池１６２ａの残量が、予め設定された閾値以上であれば、判定部７２は、ＢＡＴコンバータ６ａが電流値Ｉ１の出力電流Ｉｏａを出力できるほど二次電池１６２ａの残量が十分であると判定する。一方、二次電池１６２ａの残量が閾値未満であれば、判定部７２は、ＢＡＴコンバータ６ａが電流値Ｉ１の出力電流Ｉｏａを出力できるほど二次電池１６２ａの残量が十分ではないと判定する。なお、二次電池１６２ｂとＢＡＴコンバータ６ｂの組み合わせの場合、二次電池１６２ｃとＢＡＴコンバータ６ｃの場合についても、二次電池１６２ａとＢＡＴコンバータ６ａの組み合わせの場合と同様である。

制御部７３は、システム全体としてどの電源機器５，６からどれだけの電力を各直流機器１０２に供給すればよいのかを求め、それに応じて各電源機器５，６の出力を調整する。制御部７３は、各第２の電源機器６の調整手段６４のそれぞれに対して、出力電流Ｉｏ２の電流値を指示するための指示値を送信する。なお、指示値は、出力電流Ｉｏ２の電流値を直接表わす値であってもよいし、出力電流Ｉｏ２の電流値を換算した電圧値であってもよい。また、指示値は、各第２の電源機器６における出力電流Ｉｏ２の電流値を指示するための値に限定されるものではなく、各第２の電源機器６における出力電力の大きさを指示するための値であってもよい。

図４に示すＣＰＵ６４０は、制御部７３（図１参照）からの指示値に応じた大きさの出力電圧Ｖ６を出力する。非反転増幅回路６４３の出力電圧Ｖ７は、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６が大きくなるにつれて大きくなっていき、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６が小さくなるにつれて小さくなっていく。

また、電流検出手段６０には、電圧ホロア６０４と抵抗器６０５との間に差動増幅回路６０６が挿入されている。差動増幅回路６０６は、非反転増幅回路６４３の出力電圧Ｖ７と電流検出手段６０の検出電圧（電圧ホロア６０４の出力電圧）Ｖ４との差分電圧（Ｖ７−Ｖ４）に比例した電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４）（β＞０））をスイッチングＩＣ６２０に出力する。したがって、検出電圧Ｖ４が同じ大きさであっても、制御部７３からの指示値に応じて出力電圧Ｖ６および出力電圧Ｖ７が大きくなった場合、スイッチングＩＣ６２０に出力される電圧Ｖ８も大きくなる。逆に、出力電圧Ｖ６および出力電圧Ｖ７が小さくなった場合、スイッチングＩＣ６２０に出力される電圧Ｖ８も小さくなる。なお、βの大きさは、後述のスイッチングＩＣ６２０において、電圧Ｖ８が検出電圧Ｖ５と演算できるように設定される。

スイッチングＩＣ６２０は、電圧Ｖ８と検出電圧Ｖ５との差分電圧（Ｖ８−Ｖ５）つまり電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が一定となるようにオンデューティ幅が設定（変更）されたパルス幅変調信号Ｓ２をスイッチング素子６３０に出力する。具体的には、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも大きくなると、スイッチングＩＣ６２０は、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなるように（電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるように）、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅を広く設定する。逆に、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも小さくなると、スイッチングＩＣ６２０は、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなるように（電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるように）、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅を狭く設定する。

スイッチング素子６３０は、例えば電界効果トランジスタなどであり、スイッチングＩＣ６２０からのパルス幅変調信号Ｓ２が抵抗器６３５を介してゲートに入力される。スイッチング素子６３０がオンになると、ソースとドレインの間が導通し、インダクタ６３２には電磁エネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子６３０がオフになると、インダクタ６３２に蓄えられた電磁エネルギーが放出されることによって昇圧する。昇圧された電圧は、平滑コンデンサ６３４で平滑される。平滑コンデンサ６３４で平滑された直流電圧は、出力電圧Ｖｏ２として直流機器１０２（図１参照）に出力される。

上記の動作により、出力電流Ｉｏ２（検出電圧Ｖ４）がこれまでよりも大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも小さくなるが、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるようにオンデューティ幅を狭く設定して昇圧を小さくすることによって、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）をこれまでよりも小さくすることができる。一方、出力電流Ｉｏ２（検出電圧Ｖ４）がこれまでよりも小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも大きくなるが、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるようにオンデューティ幅を広く設定して昇圧を大きくすることによって、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）をこれまでよりも大きくすることができる。

よって、このような構成の各第２の電源機器６は、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））を一定とすることによって、図５（ａ）に示すように、出力電流Ｉｏ２が大きくなると出力電圧Ｖｏ２が単調（直線上）に小さくなる出力電流−出力電圧特性（Ｖｏ２＋αＩｏ２が一定値である特性）から外れないようにフィードバック制御を行うことができる。

このような出力電流−出力電圧特性を持つ各第２の電源機器６は、第１の電源機器５とともに用いられた交点を持つ状態において、出力電圧Ｖｏ２が第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏ２が出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれたときの出力電流Ｉｏ２を出力する。

ここで、出力電流Ｉｏ２が減少した場合、出力電圧Ｖｏ２は、図６の出力電流−出力電圧特性にしたがって変動し、一時的に大きくなる（図６の（Ａ））。出力電圧Ｖｏ２が大きくなると、出力電流Ｉｏ２は大きくなり、その結果、検出電圧Ｖ４も大きくなる（図６の（Ｂ））。検出電圧Ｖ４が大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなることにより、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅が狭くなり、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）は小さくなる（図６の（Ｃ））。これにより、出力電圧Ｖｏ２は出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれる。

一方、出力電流Ｉｏ２が増加した場合、出力電圧Ｖｏ２は、図６の出力電流−出力電圧特性にしたがって変動し、一時的に小さくなる（図６の（Ｄ））。出力電圧Ｖｏ２が小さくなると、出力電流Ｉｏ２は小さくなり、その結果、検出電圧Ｖ４も小さくなる（図６の（Ｅ））。検出電圧Ｖ４が小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなることにより、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅が広くなり、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）は大きくなる（図６の（Ｆ））。これにより、出力電圧Ｖｏ２は出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれる。

続いて、このような第２の電源機器６に対して、直流機器１０２側の総使用電流（負荷電流Ｉ_Ｌ）が大きくなり、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）が一定のもとで、出力電流Ｉｏ２を大きくする指示値が制御部７３からあった場合について図７を用いて説明する。まず、上記指示値があると、出力電圧Ｖ７および電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４））が大きくなる。このとき、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は広くなり、出力電圧Ｖｏ２は一時的に出力電圧Ｖｏ１より大きくなる（図７の（Ａ））。この動作は、第２の電源機器６の出力電圧Ｖｏ２に所定電圧を加算することに相当する。出力電圧Ｖｏ２が大きくなると、出力電流Ｉｏ２（検出電圧Ｖ４）も大きくなる（図７の（Ｂ））。検出電圧Ｖ４が大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））は小さくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は狭くなる。その結果、出力電圧Ｖｏ２は小さくなる（図７の（Ｃ））。上記の動作を繰り返した後、出力電圧Ｖｏ２は出力電圧Ｖｏ１になる。これにより、第２の電源機器６は、定電圧特性（第１の電源機器５の出力電流−出力電圧特性）との交点の出力電流Ｉｏ２が指示値になるように第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性をシフトしたことになり、指示値通りの出力電流Ｉｏ２を出力する。

これに対して、負荷電流Ｉ_Ｌが小さくなり、出力電圧Ｖｏ２（検出電圧Ｖ５）が一定のもとで、出力電流Ｉｏ２を小さくする指示値が制御部７３からあった場合、出力電圧Ｖ７および電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４））が小さくなる。このとき、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は狭くなり、出力電圧Ｖｏ２は一時的に出力電圧Ｖｏ１より小さくなる（図７の（Ｄ））。この動作は、第２の電源機器６の出力電圧Ｖｏ２に所定電圧を減算することに相当する。出力電圧Ｖｏ２が小さくなると、出力電流Ｉｏ２（検出電圧Ｖ４）も小さくなる（図７の（Ｅ））。検出電圧Ｖ４が小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））は大きくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は広くなる。その結果、出力電圧Ｖｏ２は大きくなる（図７の（Ｆ））。上記の動作を繰り返した後、出力電圧Ｖｏ２は出力電圧Ｖｏ１になる。これにより、第２の電源機器６は、定電圧特性（第１の電源機器５の出力電流−出力電圧特性）との交点の出力電流Ｉｏ２が指示値になるように第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性をシフトしたことになり、指示値通りの出力電流Ｉｏ２を出力する。

上記のように第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性がシフトした後も、シフト前と同様、出力電圧Ｖｏ２が第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏ２が出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれたときの出力電流Ｉｏ２を出力する。

上記より、負荷電流Ｉ_Ｌが変化したときに、各第２の電源機器６において、制御部７３からの指示値に基づいて、図７に示すように、出力電流−出力電圧特性をシフトすることができる。シフトさせた後においても、各第２の電源機器６は、出力電圧Ｖｏ２が第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏ２が出力電圧Ｖｏ１と同じ大きさであるときの出力電流Ｉｏ２を直流機器１０２に出力することができる。これにより、負荷電流Ｉ_Ｌが変化しても、電源供給装置３は各第２の電源機器６を負荷電流Ｉ_Ｌに応じた出力電流Ｉｏ２に設定することができるとともに、負荷電流Ｉ_Ｌが変化しても、第２の電源機器６の出力電圧Ｖｏ２が第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれることで、上記出力電圧Ｖｏ２を定電圧に保つことができる。その結果、直流機器１０２への電力供給を安定に行うことができる。

以下に一例を示す。図５では、（ａ）が第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性を示し、（ｂ）が第１の電源機器５の出力電流−出力電圧特性を示す。ここで、図５（ｃ）に示すように、制御部７３からの指示値としてＩ１１が指示されて第２の電源機器６の出力電流−出力電圧特性を図５（ｃ）の矢印のようにシフトさせた場合、第２の電源機器６の出力電流Ｉｏ２をＩ１２からＩ１１に増加させることができる。

また、本基本形態によれば、安定した電力を供給する商用電源ＡＣからの電源電圧が第１の電源機器５に入力されることによって、直流機器１０２のオンオフによる負荷変動の影響を低減することができ、直流機器１０２への電力供給をより安定に行うことができる。これに対して、第１の電源機器５に太陽電池１６１や二次電池１６２が接続されると、直流機器１０２への電力供給は、太陽電池１６１の場合は日射に影響し、二次電池１６２の場合は蓄電状況に影響してしまう。

さらに、第２の電源機器６において、出力電流Ｉｏ２が大きくなるにつれて単調に出力電圧Ｖｏ２が小さくなる関係を、第１の電源機器５の構成から部品点数をほとんど増やすことなく、容易に実現することができる。

続いて、図１に示す監視装置７について詳細に説明する。監視装置７の制御部７３は、いずれかの二次電池１６２の残量が閾値以上であると判定部７２で判定された場合、残量最大の二次電池１６２（１６２ａ〜１６２ｃのいずれか）を選択し、残量最大の二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６（６ａ〜６ｃのいずれか）の出力電圧Ｖｏ２（Ｖｏａ〜Ｖｏｃのいずれか）が第１の電源機器５の出力電圧Ｖｏ１に合わせ込まれたときに、上記ＢＡＴコンバータ６が出力電流Ｉｏ２（Ｉｏａ〜Ｉｏｃのいずれか）を出力するように上記ＢＡＴコンバータ６の調整手段６４（図４参照）に対して上記ＢＡＴコンバータ６の出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。

また、制御部７３は、残量最大の二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６の出力電流Ｉｏ２より負荷電流Ｉ_Ｌが大きい場合（負荷電流Ｉ_Ｌ＞出力電流Ｉｏ２の場合）、負荷電流Ｉ_Ｌと出力電流Ｉｏ２との差分電流を、太陽電池１６１が接続されている第２の電源機器（ＰＶコンバータ）６ｄの出力電流Ｉｏｄで補うように、ＰＶコンバータ６ｄの調整手段６４に対してＰＶコンバータ６ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。

一方、制御部７３は、選択しなかった残りの二次電池１６２つまり残量最大以外の二次電池１６２を充電するように、ＰＶコンバータ６ｄを制御する。つまり、制御部７３は、各二次電池１６２の放電状態と充電状態とを切り替える。ＰＶコンバータ６ｄは、出力電流Ｉｏｄのうち直流機器１０２への出力分を差し引いた残りの出力分で、残量最大以外の二次電池１６２を充電する。このとき、制御部７３は、残量が少ない二次電池１６２から充電するようにＰＶコンバータ６ｄを制御する。

上記より、制御部７３は、太陽電池１６１の供給可能能力が高いときに、直流機器１０２への出力分を差し引いた残りの出力分で二次電池１６２を充電することによって、無駄をなくすことができるので、太陽電池１６１の利用効率を高めることができる。

次に、本基本形態に係る電源供給装置３の動作について図８を用いて説明する。まず、負荷電流検出部７０が負荷電流Ｉ_Ｌを検出し（図８のＳ１）、残量検出部７１が各二次電池１６２の残量を検出する（Ｓ２）。続いて、各二次電池１６２の残量が閾値以上であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ３）。閾値以上の残量を有する二次電池１６２（ここでは１６２ａ，１６２ｃとする）がある場合、制御部７３は、残量最大の二次電池１６２（ここでは１６２ａとする）が接続されているＢＡＴコンバータ６ａを選択し（Ｓ４）、出力電流Ｉｏａの指示値（電流値Ｉ１）をＢＡＴコンバータ６ａに送信する（Ｓ５）。ＢＡＴコンバータ６ａは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いてＢＡＴコンバータ６ａの出力電流−出力電圧特性をシフトし、電流値Ｉ１の出力電流Ｉｏａを直流機器１０２に供給する。

続いて、負荷電流Ｉ_Ｌの電流値Ｉ０がＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａの電流値Ｉ１より大きいか否かを判定する（Ｓ６）。電流値Ｉ０が電流値Ｉ１より大きい場合、制御部７３は、太陽電池１６１の供給能力範囲内でＰＶコンバータ６ｄの出力電流Ｉｏｄが最大電流値Ｉ２になるような指示値をＰＶコンバータ６ｄに送信する。ＰＶコンバータ６ｄは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４を用いてＰＶコンバータ６ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトし、出力電流Ｉｏｄを最大電流値Ｉ２として直流機器１０２に供給する（Ｓ７）。

ここで、ＰＶコンバータ６ｄの出力電流Ｉｏｄを最大にしてもなお不足する場合（Ｉ０＞Ｉ１＋Ｉ２の場合）（Ｓ８）、第１の電源機器５は、出力電流Ｉｏ１を電流値Ｉ３（＝Ｉ０−Ｉ１−Ｉ２）として直流機器１０２に供給する（Ｓ９）。つまり、第１の電源機器５は、負荷電流Ｉ_ＬとＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａとの差分電流をＰＶコンバータ６ｄの出力電流Ｉｏｄで補ったときの不足電流を補うように出力電流Ｉｏ１を出力する。

一方、ステップＳ３において、閾値以上の残量を有する二次電池１６２がない場合、二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃによる出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの出力は行わずに、ＰＶコンバータ６ｄが、太陽電池１６１の供給能力範囲内で、ＰＶコンバータ６ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトして、出力電流Ｉｏｄを最大電流値Ｉ２として直流機器１０２に供給する（Ｓ７）。その後、ステップＳ８に進む。

電源供給装置３は、上記のような動作を定期的（予め設定された時間間隔）に行えば、各電池１６１〜１６３の供給能力が変動した場合や負荷電流Ｉ_Ｌの大きさが変動した場合であっても、変動に対応した出力電流Ｉｏ２の設定を行うことができる。また、予め設定された時間間隔以外に行ってもよい。

以上、本基本形態によれば、複数の二次電池１６２のうち少なくとも残量最大の二次電池１６２（１６２ａ〜１６２ｃのいずれか）を使用することによって、各二次電池１６２に対して残量が多い状態を保つ期間を短縮させることができるので、各二次電池１６２の劣化を低減することができ、その結果、各二次電池１６２の寿命を延ばすことができる。

なお、本基本形態では、負荷電流Ｉ_Ｌの電流値Ｉ０が出力電流Ｉｏ２（Ｉｏｄ）の電流値Ｉ１より大きい場合に、差分電流をＰＶコンバータ６ｄで補うが、本基本形態の変形例として、上記差分電流をＰＶコンバータ６ｄではなく、ＦＣコンバータ６ｅで補ってもよい。以下の実施形態１〜３においても同様である。

また、上記差分電流を、ＰＶコンバータ６ｄとＦＣコンバータ６ｅを併用して補ってもよい。以下の実施形態１〜３においても同様である。

（実施形態１）
実施形態１に係る電源供給装置３は、複数台のＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏ２を直流機器１０２に出力する点で、基本形態に係る電源供給装置３と相違する。なお、基本形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の監視装置７には、図１１に示すような出力電流テーブルが格納されている。出力電流テーブルには、二次電池１６２の残量に応じて設けられた区分（残量「大」・残量「中」・残量「小」）ごとに、二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの電流出力量（出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値）が設定されている。残量７０％以上の二次電池１６２は残量「大」の区分である。残量４０％以上７０％未満の二次電池１６２は残量「中」の区分であり、残量３０％以上４０％未満の二次電池１６２は残量「小」の区分である。出力電流テーブルには、各区分の二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流出力ポイントも設定されている。電流出力ポイントとは、図１１に示すように出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの割合を示すものである。ただし、残量３０％未満の二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃからは電流が出力されないようになっている。なお、図１１では、電流出力されない条件を、二次電池１６２の残量が３０％未満としているが、残量３０％に限定されず、予め設定された残量（残量ｘ％）であってもよい。残量ｘ％は、用途などに応じて適宜選択することができる。

監視装置７の制御部７３は、電流決定機能（電流決定手段）と、指示値出力機能（指示値出力手段）とを有している。まず、電流決定機能について説明する。制御部７３は、残量検出部７１の検出結果を用いて、各二次電池１６２を、残量に応じて、残量７０％以上（残量「大」）の場合、残量４０％以上７０％未満（残量「中」）の場合、残量３０％以上４０％未満（残量「小」）の場合、残量３０％未満の場合に区分けする。なお、満充電状態を１００％とする。

制御部７３は、出力電流テーブルを用いて、二次電池１６２の残量が多い区分のＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃが大きくなり、二次電池１６２の残量が少ない区分のＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃが小さくなるように、各区分のＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値を決定する。なお、制御部７３は、各出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを、出力電流テーブルを用いて決定するのではなく、所定の数式を用いて決定してもよい。この場合も、各出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃは、各二次電池１６２の残量にしたがって設定されることになる。

出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値の決定方法についての具体例を以下に示す。例えば、二次電池１６２ａが残量「大」の区分、二次電池１６２ｂが残量「中」の区分、二次電池１６２ｃが残量「小」の区分であって、負荷電流Ｉ_Ｌの電流値が４９（所定値で規格化した値）である場合、二次電池１６２ａが接続されているＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａは２８（＝４９（負荷電流）×４／（４＋２＋１）（電流出力ポイント比））、二次電池１６２ｂが接続されているＢＡＴコンバータ６ｂの出力電流Ｉｏｂは１４（＝４９（負荷電流）×２／（４＋２＋１）（電流出力ポイント比））、二次電池１６２ｃが接続されているＢＡＴコンバータ６ｃの出力電流Ｉｏｃは７（＝４９（負荷電流）×１／（４＋２＋１）（電流出力ポイント比））となる。

ところで、実際の電池最大出力が電流出力値を超える場合は上記のようにして出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを決定することができるが、実際の電池最大出力が電流出力値を超えない場合（例えば二次電池１６２ａの電池最大出力が２０である場合）、ＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａは２８ではなく２０となる。この場合も、ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃ間の出力電流比（電流出力量の割合）を一定にするため、ＢＡＴコンバータ６ｂの出力電流Ｉｏｂは１４ではなく１０となり、ＢＡＴコンバータ６ｃの出力電流Ｉｏｃは７ではなく５となる。この場合、不足分（４９−（２０＋１０＋５）＝１４）は、第１の電源機器５から出力される。

続いて、指示値出力機能について説明する。ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値を決定した制御部７３は、各出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃがそれぞれ決定した電流値になるように、各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの調整手段６４（図４参照）に対して指示値を出力し、各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃは、図９に示すように、残量に応じて大きさが異なる出力電流Ｉｏ２を出力する。図示例では、二次電池１６２ａが残量「大」に、二次電池１６２ｂが残量「中」に、二次電池１６２ｃが残量「小」にそれぞれ区分けされた場合である。したがって、ＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａの電流値が最大のＩ１ａであり、ＢＡＴコンバータ６ｂの出力電流Ｉｏｂの電流値が２番目に大きくＩ１ｂであり、ＢＡＴコンバータ６ｃの出力電流Ｉｏｃの電流値が最小のＩ１ｃである。

次に、本実施形態に係る電源供給装置３の動作について図１０を用いて説明する。まず、基本形態と同様に、負荷電流検出部７０が負荷電流Ｉ_Ｌの大きさを検出し（図１０のＳ１）、残量検出部７１が各二次電池１６２の残量を検出し（Ｓ２）、各二次電池１６２の残量が閾値以上であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ３）。なお、閾値以上の残量を有する二次電池１６２がないと判定部７２が判定した場合の動作は、基本形態と同様である（Ｓ７〜Ｓ９）。

一方、ステップＳ３において、閾値以上の残量を有する二次電池１６２（ここではすべての１６２ａ〜１６２ｃとする）がある場合、制御部７３は、二次電池１６２ａ〜１６２ｃを区分する（Ｓ１１）。その後、制御部７３は、各二次電池１６２ａ〜１６２ｃの残量および負荷電流Ｉ_Ｌの大きさに応じて、出力電流テーブル（図１１参照）を用いて、出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃを設定する（Ｓ１２）。その後、制御部７３は、各出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃが電流値Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃになるような指示値をＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃに送信する。ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いてＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトし、電流値Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを直流機器１０２に供給する。その後、基本形態と同様にステップＳ６に進む。

以上、本実施形態によれば、二次電池１６２ａ〜１６２ｃの残量が多いほどＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを大きくすることによって、各二次電池１６２ａ〜１６２ｃに対して残量が多い状態を保つ期間を短縮させて、複数の二次電池１６２ａ〜１６２ｃをバランスよく用いることができるので、各二次電池１６２ａ〜１６２ｃの劣化を低減することができ、その結果、各二次電池１６２ａ〜１６２ｃの寿命を延ばすことができる。

このとき、二次電池１６２ａ〜１６２ｃの残量に応じて二次電池１６２〜１６２ｃの区分を設けることによって、各二次電池１６２〜１６２ｃに接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの電流値を少ない計算量で決定することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る電源供給装置３は、各二次電池１６２の使用頻度を考慮する点で、基本形態に係る電源供給装置３と相違する。なお、基本形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る制御部７３は、複数の二次電池１６２が同区分である場合、上記複数の二次電池１６２のうち使用頻度カウント部７４でカウントされた使用頻度が最少である二次電池１６２を選択する。使用頻度が最少の二次電池１６２を選択した制御部７３は、選択した二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６（６ａ〜６ｃのいずれか）が出力電流テーブル通りに出力電流Ｉｏ２を出力するように、上記ＢＡＴコンバータ６の調整手段６４（図４参照）に対して上記ＢＡＴコンバータ６の出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。一方、選択されなかった二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバー６に対しては、制御部７３は、出力電流テーブルの１つ下の区分として出力電流Ｉｏ２を出力するように、上記ＢＡＴコンバータ６の調整手段６４（図４参照）に対して上記ＢＡＴコンバータ６の出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。なお、実施形態２の制御部７３は上記以外の点において基本形態の制御部７３と同様である。

例えば、複数の二次電池１６２が残量「大」の区分にある場合、選択された二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は残量「大」の電流を出力する。一方、選択されなかった二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は、残量「大」より１つ下の区分の残量「中」の電流を出力する。複数の二次電池１６２が残量「中」の区分にある場合、選択された二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は残量「中」の電流を出力する。一方、選択されなかった二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は、残量「中」より１つ下の残量「小」の電流を出力する。複数の二次電池１６２が残量「小」の区分にある場合、選択された二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は残量「小」の電流を出力する。一方、選択されなかった二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６は、残量「小」の１つ下の残量「小未満」とみなし、電流を出力しない。

次に、本実施形態に係る電源供給装置３の動作について図１２を用いて説明する。まず、基本形態と同様に、負荷電流検出部７０が負荷電流Ｉ_Ｌの大きさを検出し（図１２のＳ１）、残量検出部７１が各二次電池１６２の残量を検出し（Ｓ２）、各二次電池１６２の残量が閾値以上であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ３）。なお、閾値以上の残量を有する二次電池１６２がないと判定部７２が判定した場合の動作は、基本形態と同様である（Ｓ７〜Ｓ９）。

一方、ステップＳ３において、閾値以上の残量を有する二次電池１６２（ここではすべての１６２ａ〜１６２ｃとする）がある場合、閾値以上の残量を有する二次電池１６２のうち、複数の二次電池１６２（ここでは１６２ａ，１６２ｂとする）が同区分である場合（Ｓ２１）、二次電池１６２ａと二次電池１６２ｂの使用頻度を使用頻度カウント部７４が検出し（Ｓ２２）、使用頻度の少ない二次電池１６２（ここでは１６２ｂとする）を制御部７３が選択する（Ｓ２３）。その後、制御部７３は、出力電流テーブル通りに出力電流Ｉｏｂの指示値をＢＡＴコンバータ６ｂに送信する（Ｓ５）。また、制御部７３は、ＢＡＴコンバータ６ｃに対しても、出力電流テーブル通りに出力電流Ｉｏｃの指示値を送信する。一方、選択されなかったＢＡＴコンバータ６ａに対しては、制御部７３は、出力電流テーブルの１つ下の区分の指示値を送信する。各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いて各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトし、出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを直流機器１０２に供給する。その後、基本形態と同様にステップＳ６に進む。

以上、本実施形態によれば、複数の二次電池１６２が同区分にある場合、上記複数の二次電池１６２のうち使用頻度が最少である二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６（６ａ〜６ｃのいずれか）の出力電流Ｉｏ２を他のＢＡＴコンバータ６の出力電流Ｉｏ２よりも大きくすることによって、使用頻度の高い二次電池１６２への負荷を減らすことができるので、さらに各二次電池１６２の寿命を延ばすことができる。

（実施形態３）
実施形態３に係る電源供給装置３は、出力電流テーブルを用いずに、残量検出部７１で検出された二次電池１６２ａ〜１６２ｃの残量に応じてＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを決定する。

本実施形態の監視装置７の制御部７３は、残量検出部７１で検出された二次電池１６２ａ〜１６２ｃの残量が高いほどＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃが大きくなるように各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの調整手段６４（図４参照）に対して各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトさせて各ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃに電流を出力させる。

例えば、二次電池１６２ａの残量が５０％、二次電池１６２ｂの残量が４０％、二次電池１６２ｃの残量が３０％であって、負荷電流Ｉ_Ｌの電流値が４８（所定値で規格化した値）である場合、ＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａの電流値は２０（＝４８（負荷電流）×５０％／（５０％＋４０％＋３０％））となる。この場合、ＢＡＴコンバータ６ｂの出力電流Ｉｏｂの電流値は１６（＝４８（負荷電流）×４０％／（５０％＋４０％＋３０％））となり、ＢＡＴコンバータ６ｃの出力電流Ｉｏｃの電流値は１２（＝４８（負荷電流）×３０％／（５０％＋４０％＋３０％））となる。

ただし、本実施形態においても、実施形態１と同様に、二次電池１６２の残量が３０％未満である場合、上記二次電池１６２が接続されているＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃからは電流が出力されないようになっている。なお、電流出力されない条件を、二次電池１６２の残量が３０％未満としているが、残量３０％に限定されず、予め設定された残量（残量ｘ％）であってもよい。残量ｘ％は、用途などに応じて適宜選択することができる。

ところで、実際の電池最大出力が電流出力値を超える場合は上記のようにして出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを決定することができるが、実際の電池最大出力が電流出力値を超えない場合（例えば二次電池１６２ａの電池最大出力が１５である場合）、ＢＡＴコンバータ６ａの出力電流Ｉｏａは２０ではなく１５となる。この場合も、ＢＡＴコンバータ６ａ〜６ｃ間の電流出力量の割合を一定にするため、ＢＡＴコンバータ６ｂの出力電流Ｉｏｂは１６ではなく１２となり、ＢＡＴコンバータ６ｃの出力電流Ｉｏｃは１２ではなく９となる。この場合、不足分（４８−（１５＋１２＋９）＝１２）は、第１の電源機器５から出力される。

なお、基本形態および実施形態１〜３では、電源として、複数の二次電池１６２とともに商用電源ＡＣと太陽電池１６１と燃料電池１６３とを用いた構成について説明したが、上記構成に限定されるものではなく、商用電源ＡＣ、太陽電池１６１、燃料電池１６３の少なくともいずれかを用いた構成であってもよい。

１０２ 直流機器（負荷機器）
１６２（１６２ａ〜１６２ｃ） 二次電池
４ 複数台の電源機器
５ 第１の電源機器（定電圧電源機器）
６ 第２の電源機器
６ａ〜６ｃ ＢＡＴコンバータ（二次電池用電源機器）
６４ 調整手段
７ 監視装置
７０ 負荷電流検出部（負荷電流検出手段）
７１ 残量検出部（残量検出手段）
７３ 制御部（制御手段）
７４ 使用頻度カウント部（使用頻度カウント手段）
Ｉ_Ｌ 負荷電流
Ｉｏ２（Ｉｏａ〜Ｉｏｅ） 出力電流

Claims (3)

1. 電源電圧が入力され出力電流の大きさに関わらず定電圧となる直流電圧を出力電圧とする定電圧電源機器と、
   それぞれ異なる二次電池を入力電源として出力電流が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧とし前記定電圧電源機器と並列運転して直流電力を前記負荷機器に供給する複数台の二次電池用電源機器と、
   各二次電池の残量を検出する残量検出手段と、
   前記負荷機器に流れる負荷電流の大きさを検出する負荷電流検出手段と、
   各二次電池用電源機器の出力電圧が前記定電圧電源機器の出力電圧に合わせ込まれたときの各二次電圧用電源機器の出力電流の大きさを制御する制御手段とを備え、
   各二次電池用電源機器は、前記負荷機器への電力供給時に出力電流と出力電圧の関係を示す出力電流−出力電圧特性をシフトする調整手段を有し、
   前記制御手段は、前記残量検出手段で検出された前記各二次電池の残量および前記負荷電流検出手段で検出された前記負荷電流の電流値に応じて、前記二次電池の残量が多いほど当該二次電池が接続されている前記二次電池用電源機器の出力電流が大きくなるように前記各二次電池用電源機器の前記調整手段に対して当該各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて当該各二次電池用電源機器に電流を出力させる
   ことを特徴とする電源供給装置。
2. 前記制御手段は、前記二次電池の残量に応じて当該二次電池の区分を設け、残量の多い区分の二次電池に接続されている二次電池用電源機器ほど出力電流が大きくなるように各二次電池用電源機器の調整手段に対して各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて各二次電池用電源機器に電流を出力させることを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
3. 各二次電池の使用頻度をカウントする使用頻度カウント手段を備え、
   前記制御手段は、２以上の二次電池が同区分である場合、当該２以上の二次電池のうち前記使用頻度カウント手段でカウントされた使用頻度が最少である二次電池を選択し、選択した二次電池が接続されている二次電池用電源機器が、当該２以上の二次電池の残りが接続されている二次電池用電源機器よりも出力電流が大きくなるように前記各二次電池用電源機器の前記調整手段に対して当該各二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトさせて当該各二次電池用電源機器に電流を出力させる
   ことを特徴とする請求項２記載の電源供給装置。

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