JP6152934B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、自然エネルギーを利用することにより発電した電力を、蓄電池パックに蓄電する蓄電装置、蓄電システム及び蓄電方法に関する。

近年、太陽光発電システム、風力発電システム等の自然エネルギーを利用した発電システムの開発が進められている。この発電システムで発電した電力を、定置用蓄電装置に蓄電し、必要な時に放電することにより、省エネを図ることができる。しかしながら、このような定置用の蓄電装置は依然高価である（例えば、特許文献１）。

一方で、近年、電動アシスト自転車や電動工具等に利用される蓄電池パックを用いて電力を供給する蓄電池システムが検討されている。このシステムでは、特定の電気機器用の蓄電池パックを利用するので、従来の定置用の蓄電装置に比べて安価に製造できる。

特開２００８−１４８４４３号公報

しかしながら、上記蓄電システムでは、外部から供給される電力を蓄電池パックに充電する際に、蓄電池パックが全て蓄電装置から取り外されてしまっている場合、系統電源や太陽光発電システム等から電力が供給されても上記蓄電システムに電力を貯めておくことができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、上記蓄電池パックを利用して電力を有効に利用できる蓄電装置、蓄電システム及び蓄電方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電池パックを接続する接続部と、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの第１の蓄電池パックを、外部の電力源から供給される電力により充電し、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックに充電された前記外部の電力源の電力により充電し、前記第２の蓄電池パックの電力による前記第１の蓄電池パックの充電を行わない。

尚、これらの全般的または包括的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されても良い。

本態様によれば、外部の電力源から供給される電力を前記第１の蓄電池パックに貯め、使用者が前記第２の蓄電池パックを蓄電装置に装着して充電する際に、前記第１の蓄電池パックの電力を利用して充電を行うので、外部から供給される電力を有効に利用することができる。

図１は、実施の形態１に係る蓄電装置を含む蓄電システムの構成例を表す図である。 図２は、実施の形態１に係る蓄電池パックの外観図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施の形態１に係る蓄電装置の外観図である。 図４（ａ）は、実施の形態１に係る蓄電装置の回路ブロック図であり、図４（ｂ）は、実施の形態１に係る蓄電装置の処理を示すフローチャートである。 図５（ａ）は、ＰＶパネルが発電した電力によって蓄電池パックを充電する「外部充電モード」時の回路ブロック図であり、図５（ｂ）は、「外部充電モード」時の蓄電装置の処理を示すフローチャートである。 図６Ａは、ＰＶパネルで発電した電力によって充電された蓄電池パックの電力によって、ＰＶパネルで発電した電力によって充電されていない蓄電池パックを充電する「内部充電モード」時の回路ブロック図である。 図６Ｂは、「内部充電モード」時の蓄電装置の処理を示すフローチャートである。 図６Ｃは、系統電源の電力によって、蓄電池パックを充電する「内部充電モード」時の例外処理を示す回路ブロック図である。 図７（ａ）は、蓄電池パックの電力によって、パワーコンディショナーの自立コンセントに接続される外部機器を駆動する「自立モード」時の回路ブロック図であり、図７（ｂ）は、「自立モード」時の蓄電装置の処理を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態２に係る蓄電装置を含む蓄電システムの構成例を表す図である。 図９は、実施の形態２に係る蓄電装置の回路ブロック図である。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電池パックを接続する接続部と、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置が所定量以上発電しているときに、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの第１の蓄電池パックを、前記発電装置の発電電力により充電し、前記発電装置が前記所定量以上発電していないときに、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックに充電された前記発電装置の発電電力により充電し、前記第２の蓄電池パックの電力による前記第１の蓄電池パックの充電を行わない。

また、例えば、前記外部の電力源は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置であることが好ましい。

これにより、自然エネルギーにより発電した電力を前記第１の蓄電池パックに貯め、使用者が前記第２の蓄電池パックを蓄電装置に装着して充電する際に、自然エネルギーにより発電した電力が充電された前記第１の蓄電池パックの電力を利用して充電を行うので、自然エネルギーにより発電する電力を有効に利用することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記発電装置が所定量以上発電しているときに、前記接続部に接続されている前記第１の蓄電池パックを、前記発電装置の発電電力により充電し、前記発電装置が前記所定量以上発電していないときに、前記接続部に接続されている前記第２の蓄電池パックを、前記第１の蓄電池パックの電力により充電しても良い。

また、例えば、さらに、前記第１の蓄電池パックと前記第２の蓄電池パックとの間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバーターを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターは、前記第１の蓄電池パックの電力を昇圧し、前記制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターにより昇圧された前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電しても良い。

これにより、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの前記第１の蓄電池パック側の電圧を、前記第２の蓄電池パック側の電圧よりも常に高くするので、前記第１の蓄電池パックの充電残量が前記第２の蓄電池パックの充電残量よりも少なくても、前記第１の蓄電池パックに充電した電力の全てを用いて前記第２の蓄電池パックを充電することができる。その結果、前記第１の蓄電池パックの電力を無駄なく、前記第２の蓄電池パックに充電できる。

また、例えば、前記制御部は、前記第１の蓄電池パックの電力により前記第２の蓄電池パックを充電する内部充電モードと、前記発電装置により発電された電力により前記複数の蓄電池パックを充電する外部充電モードと、前記複数の蓄電池パックの電力により前記蓄電装置に接続されるパワーコンディショナーに放電を行う自立モードと、を切り替えても良い。

また、例えば、前記制御部は、前記発電装置が所定量以上発電している場合、前記外部充電モードを選択し、前記発電装置が前記所定量以上発電していない場合、前記内部充電モードを選択しても良い。

これにより、前記発電装置から所定量以上の電力を生じている場合、前記発電装置から所定量以上の電力を生じていない場合、停電の場合に対応して、前記発電装置から発電した電力を効率的に充放電できる。

また、例えば、さらに、前記内部充電モードと、前記外部充電モードと、前記自立モードとのいずれか一つのモードに切り替える切替スイッチを備え、前記制御部は、前記切替スイッチを切り替えることにより、各前記モードを選択しても良い。

また、例えば、前記制御部は、前記外部充電モードを選択するとき、前記切替スイッチを開放状態としても良い。

これにより、「外部充電モード」の場合に、前記第１の蓄電池パックから電力が漏れることを防止できる。

また、例えば、さらに、前記接続部に前記第２の蓄電池パックが接続されたことを検知する検知部を備え、前記制御部は、前記接続部に前記第２の蓄電池パックが接続されたことが前記検知部により検知された場合、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電しても良い。

これにより、使用者が前記第２の蓄電池パックを前記接続部に接続するだけで充放電が開始されるので、使用者による充電指示忘れ等を防ぐとともに、使用者の手間を省くことができる。

また、例えば、さらに、使用者による操作に応じて前記制御部に充放電指示を行う充電指示部を備え、前記制御部は、前記充電指示部により前記充放電指示が行われた場合、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電しても良い。

これにより、使用者が意図する前記第２の蓄電池パックに優先的に充電を行うことができ、使用者の利便性を向上できる。

また、例えば、前記制御部は、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電しても、前記第２の蓄電池パックの充電量が満充電量に満たない場合、系統電源の電力により前記第２の蓄電池パックを充電しても良い。

これにより、前記第１の蓄電池パックに貯めた電力の全てを用いて、前記第２の蓄電池パックを満充電量まで充電できない場合でも、前記第２の蓄電池パックを満充電することができる。

また、例えば、前記複数の蓄電池パックは並列に接続されても良い。

これにより、使用者は、前記蓄電池パックが充放電中でも、各前記蓄電池パックの充放電を遮ることなく自由に前記第２の蓄電池パックを着脱できる。

また、例えば、前記第１の蓄電池パックの総容量は、前記第２の蓄電池パックの総容量よりも大きいとしても良い。

これにより、前記第１の蓄電池パックの電力によって、前記第２の蓄電池パックを満充電できる可能性が高くなる。

また、例えば、前記接続部は、複数種類の接続部を備えても良い。

これにより、使用者は、外部の様々な機器に用いられる、着脱可能な前記蓄電池パックを用いて、前記蓄電装置を使用することができる。

また、例えば、さらに、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの中から、前記第１の蓄電池パック、及び／または、前記第２の蓄電池パックを使用者に知らせる推奨表示部を備えても良い。

これにより、使用者は、各前記蓄電池パックが放電しているのか、充電しているのかを知ることができ、その結果、充電された前記蓄電池パックを特定の電気機器に接続して使用しようとする際に、どの蓄電池パックを選べば良いのかを簡単に判別することができる。

また、例えば、前記推奨表示部は、前記接続部に接続されている前記第２の蓄電池パックの劣化状況を基準に前記第２の蓄電池パックの推奨を行っても良い。

これにより、同じ蓄電池パックを繰り返し使用することで、一部の蓄電池パックの寿命が他の蓄電池パックの寿命よりも短くなることを防止できる。

また、例えば、前記蓄電装置は、外部の機器に電力を供給しても良い。

これにより、使用者は、停電時等において、自然エネルギーを利用して発電した電力を用いて、家電機器や電気自動車等の外部の機器を使用することができる。

また、例えば、前記第１の蓄電池パックの電力により、異なる場所に設けられる他の前記蓄電装置に接続される前記第２の蓄電池パックを充電しても良い。

また、本発明の一態様に係る蓄電システムは、複数の蓄電池パックを着脱可能な接続部を備える第１の蓄電装置及び第２の蓄電装置と、各蓄電装置の前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部とを備える蓄電システムであって、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の前記接続部に接続されている第１の蓄電池パックを、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から供給される電力により充電し、前記第２の蓄電装置の前記接続部に接続されている第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックの電力により充電する。

これにより、例えば前記第２の蓄電装置を玄関に置く場合、使用者は、外部で使用した前記第２の蓄電池パックを、室内の前記第１の蓄電装置に接続するために室内に持ち込むことなく、帰宅後すぐに前記第２の蓄電装置に接続し、充電することができる。その結果、使用者の利便性を向上できる。

また、本発明の一態様に係る蓄電システムは、自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、前記発電装置で生じた電力を蓄電する蓄電装置と、前記発電装置または前記蓄電装置から出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナーと、前記パワーコンディショナー及び系統電源から出力される交流電力を負荷に供給する分電盤と、を備える蓄電システムであって、前記蓄電装置は、複数の蓄電池パックを着脱可能な接続部と、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの第１の蓄電池パックを、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から供給される電力により充電し、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックの電力により充電する。

本発明の一態様に係る蓄電方法は、複数の蓄電池パックを着脱可能な接続部を備えた蓄電装置の蓄電方法であって、前記接続部に接続されている第１の蓄電池パックに、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から供給される電力を充電し、前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックの電力により充電する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

尚、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、処理のステップ、ステップの順序等は、一例である。したがって、これらの各形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

＜実施の形態１＞
実施の形態１に係る蓄電装置は、自然エネルギーから生じる電力を貯め、その電力を用いて、特定の電気機器に適合して使用される蓄電池パックを充電することが可能な蓄電装置である。

尚、自然エネルギーは、再生可能エネルギーとも呼ばれ、例えば、太陽光発電、水力発電、バイオマス発電、バイオ燃料発電、地熱発電、潮力発電、海流発電、波力発電、風力発電が挙げられる。以下、実施の形態１及び実施の形態２においては、自然エネルギーを利用する発電装置として太陽光発電装置を例として説明する。

図１は、実施の形態１に係る蓄電装置１００を含む蓄電システム１の構成例を表す。図１において、蓄電システム１は、Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（以下、「ＰＶ」と呼ぶ）パネル３０と、パワーコンディショナー５０と、分電盤７０と、蓄電装置１００とを含む。

接続箱４０は、ＰＶパネル３０から出力される電力を、パワーコンディショナー５０に入力可能な電力に調整する。

パワーコンディショナー５０は、入力される電力を所定の電力に調整し、分電盤７０に供給する。また、パワーコンディショナー５０は、系統／自立切替ボタン５１と自立コンセント６０を備える。パワーコンディショナー５０は、使用者が停電時に系統／自立切替ボタン５１を操作したとき、または、実施の形態１に係る自立運転時に、この自立コンセント６０に接続された外部機器９０に電力を供給する。外部機器９０は、例えば、冷蔵庫等の家電機器である。

蓄電装置１００は、ＰＶパネル３０が発電した電力を充電する。また、蓄電装置１００は、分電盤７０及びパワーコンディショナー５０を介して、系統電源８０の電力を充電する。

このとき、実施の形態１に係る蓄電装置１００は、特定の電気機器に適合して使用可能な蓄電池パック２０を用いて、ＰＶパネル３０が発電する電力、及び／または、系統電源８０の電力を充電する。

蓄電装置１００は、蓄電池パック２０に貯められた電力によって、パワーコンディショナー５０の自立コンセント６０に接続される外部機器９０（例えば、冷蔵庫）を駆動することもできる。

蓄電池パック２０ｂは、蓄電装置１００に着脱可能であり、充電された蓄電池パック２０ｂを蓄電装置１００から取り外し、特定の電気機器１０に装着して使用することができる。電気機器１０は、例えば、電動自転車および電動ドリル等である。電気機器１０は、その他、蓄電池パック２０を利用して動作可能な機器であればこれらの例に限られない。

図２は、実施の形態１に係る蓄電池パック２０の外観図を表す。

蓄電池パック２０は、表面に、容量確認ボタン２１及び残容量表示部２２を備える。

使用者が容量確認ボタン２１を操作すると、残容量表示部２２は、蓄電池パック２０の充電残量をＬｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ）等によって表示する。その場合、残容量表示部２２は、ＬＥＤの点灯個数、ＬＥＤの色や、発光頻度等によって充電残量を表示することができる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る蓄電装置１００の外観図を表す。

図３（ａ）において、蓄電装置１００は、接続部１１０及び推奨表示部１２０を備える。接続部１１０は複数設けられ、複数の蓄電池パック２０が各接続部１１０に接続される。尚、各接続部１１０は、複数種類の蓄電池パック２０を着脱できるように、異なる形状としても良い。

蓄電装置１００は、接続部１１０に接続された蓄電池パック２０を充電する。

実施の形態１において、蓄電池パック２０ａは、使用者によって着脱できないように、常時、接続部１１０に固定されている。この蓄電池パック２０ａは、ＰＶパネル３０が発電する電力、及び／または、系統電源８０の電力によって充電される。

ここで、蓄電池パック２０ａの総容量は、蓄電池パック２０ｂの総容量よりも大きいことが好ましい。これにより、蓄電池パック２０ａの電力によって、蓄電池パック２０ｂを満充電できる可能性が高くなる。尚、蓄電池パック２０ａは、蓄電装置１００に着脱できない、備え付けの蓄電池ユニットとしても良い。

蓄電池パック２０ｂは、使用者によって常時着脱可能な蓄電池パックである。蓄電池パック２０ｂは、接続部１１０に接続されると、蓄電池パック２０ａの電力によって充電される。また、蓄電池パック２０ｂは、ＰＶパネル３０が発電する電力、及び／または、系統電源８０の電力によって充電することもできる。

蓄電装置１００は、接続部１１０に蓄電池パック２０ｂが接続されたことを検知して、自動で蓄電池パック２０ｂへの充電を開始する。尚、図３（ｂ）のように、蓄電装置１００は充電指示部１３０を備え、使用者が蓄電池パック２０ｂを接続部１１０に接続した後、充電指示部１３０を操作することによって、手動で蓄電池パック２０ｂへの充電を開始しても良い。

推奨表示部１２０は、例えば、ＬＥＤによって発光し、使用者に（ｉ）蓄電池パック２０ｂが充電中か否か、及び／または、（ｉｉ）複数の蓄電池パック２０ｂの中から使用すべき蓄電池パック２０ｂを知らせる。

（ｉｉ）の場合、蓄電装置１００は、最も早く満充電となった蓄電池パック２０ｂに対応する推奨表示部１２０を発光しても良い。もしくは、蓄電装置１００は、接続部１１０に接続されている蓄電池パック２０ｂの中で最も充電残量が多い蓄電池パック２０ｂに対応する推奨表示部１２０を発光しても良い。もしくは、蓄電装置１００は、接続部１１０に接続されている蓄電池パック２０ｂの中で最も電池の劣化状況が良い、または、劣化状況が悪い蓄電池パック２０ｂに対応する推奨表示部１２０を発光しても良い。

蓄電池パック２０ｂの劣化状況は、満充電回数、所定容量以上となった回数、または、充電量が所定容量以上となっている累積時間等を基準として計測しても良い。

これにより、同じ蓄電池パック２０ｂを繰り返し使用することで、一部の蓄電池パック２０ｂの寿命が他の蓄電池パック２０ｂの寿命よりも短くなることを防止できる。

また、図３（ｂ）のように、蓄電装置１００は放電表示部１９０を備え、蓄電池パック２０ａが放電している間、例えば、ＬＥＤによって発光しても良い。

ここで、実施の形態１において、図３（ａ）の場合、蓄電装置１００は、「充電モード」及び「自立モード」を自動で切り替える。このとき、「充電モード」には、「外部充電モード」及び「内部充電モード」が含まれる。即ち、蓄電装置１００は、３つのモードを自動で切り替える。

「外部充電モード」は、ＰＶパネル３０が所定量以上発電している場合において、ＰＶパネル３０で発電した電力によって蓄電装置１００に装着された蓄電池パック２０を充電する。

「内部充電モード」は、ＰＶパネル３０が所定量以上発電していない場合において、ＰＶパネル３０によって充電された蓄電池パック２０ａの電力によって、蓄電池パック２０ｂを充電する。

「自立モード」は、停電時において、蓄電装置１００に接続された蓄電池パック２０の電力によって、パワーコンディショナー５０の自立コンセント６０に接続される外部機器９０を駆動する。

尚、図３（ｂ）のように、蓄電装置１００はモード切替部１４０を備え、使用者がモード切替部１４０を操作することによって、「充電モード」と及び「自立モード」を手動で切り替えても良い。また、蓄電装置１００による自動切替と使用者の操作による手動切替とを適宜組み合わせても良い。

図４（ａ）は、実施の形態１に係る蓄電装置１００の回路ブロック図を表す。

ここでは、図３（ｂ）に対応する回路ブロック図を例示する。即ち、使用者が、充電指示部１３０、及び／または、モード切替部１４０を手動で操作する場合である。

蓄電装置１００の内部回路は、推奨表示部１２０と、充電指示部１３０と、モード切替部１４０と、制御部１５０と、検知部１６０と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７０と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７１と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２と、スイッチ（以下、「ＳＷ」と呼ぶ）１８０と、ＳＷ１８１と、複数の蓄電池パック２０とを備える。

実施の形態１において、各蓄電池パック２０は並列に接続される。これにより、使用者は、各蓄電池パック２０が充放電中でも、各蓄電池パック２０の充放電を遮ることなく自由に蓄電池パック２０ｂを着脱できる。

検知部１６０は、（ｉ）ＰＶ発電情報、（ｉｉ）停電情報、（ｉｉｉ）蓄電池パック接続情報、（ｉｖ）蓄電池パック充電情報（ｖ）充電指示情報、（ｖｉ）モード切替情報を検知し、これらの検知した情報を制御部１５０に送信する。

ＤＣ／ＤＣコンバーター１７０は、ＰＶパネル３０、または、系統電源８０より出力される２００〜３００Ｖの電力を降圧し、３０Ｖの電力に変換して蓄電池パック２０に出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバーター１７１は、蓄電池パック２０より出力される２４Ｖの電力を昇圧し、２００Ｖの電力に変換してパワーコンディショナー５０に出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２は、蓄電池パック２０ａより出力される２４Ｖの電力を昇圧し、３０Ｖの電力に変換して蓄電池パック２０ｂに出力する。ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２は、蓄電池パック２０ａの充電残量が蓄電池パック２０ｂの充電残量よりも少ない場合でも、蓄電池パック２０ａの電力を蓄電池パック２０ｂに出力するために設けられる。

尚、各ＤＣ／ＤＣコンバーターによって変換される電力の値は一例に過ぎず、これらの例に限られない。

ＳＷ１８０は、接続箱４０及びパワーコンディショナー５０と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７０との間に接続される。ＳＷ１８０のオン及びオフを切り替えることにより、両者の間の導通及び非導通を切り替える。

ＳＷ１８１は、蓄電池パック２０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７１及びＤＣ／ＤＣコンバーター１７２との間に接続される。

充電指示部１３０は、使用者が操作することによって、蓄電池パック２０ｂの充電を開始するボタンである。

モード切替部１４０は、使用者が操作することによって、手動で蓄電装置１００の「充電モード」及び「自立モード」を切り替えるボタンである。

制御部１５０は、検知部１６０が検知した充電指示情報、モード切替情報、及びＰＶ発電情報に応じて、ＳＷ１８０及びＳＷ１８１を制御することにより、「外部充電モード」と、「内部充電モード」と、「自立モード」とを切り替える。

具体的には、制御部１５０は、モード切替部１４０の「充電」ボタンが押されており、且つ、ＰＶパネル３０が所定量以上発電している場合、「外部充電モード」を選択する。

制御部１５０は、モード切替部１４０の「充電」ボタンが押されており、ＰＶパネル３０が所定量以上発電しておらず、且つ、使用者によって充電指示部１３０が操作された場合、「内部充電モード」を選択する。

例えば、制御部１５０が、「外部充電モード」または「内部充電モード」のどちらを選択するかを判断するＰＶパネル３０の所定の発電量の値は、蓄電装置１００の接続部１１０に接続されている全ての蓄電池パック２０の充電に必要な電力（各蓄電池パック２０の総電圧×蓄電池パック２０に流れる電流）としても良く、これらの例に限られない。

制御部１５０は、モード切替部１４０の「自立」ボタンが押されている場合、「自立モード」を選択する。

尚、ここでは、充電指示部１３０及びモード切替部１４０を使用者が手動で操作し、各モードを切り替える例を説明したが、図３（ａ）のように、充電指示部１３０、及び／または、モード切替部１４０を設けなくても良い。

この場合、検知部１６０は、接続部１１０に蓄電池パック２０ｂが接続されたか否か、を示す蓄電池パック接続情報を検知する機能を備える。制御部１５０は、蓄電池パック２０ｂが接続部１１０に接続されたら、自動で「外部充電モード」または「内部充電モード」を選択することもできる。

また、検知部１６０は、停電検出ライン７１により、停電状態を検知する機能を備える。制御部１５０は、停電を検知したら、自動で「自立モード」に切り替えることもできる。

更に、制御部１５０は、検知部１６０が検知する停電情報、ＰＶ発電情報、蓄電池パック接続情報によって、自動で各モードを切り替えても良い。また、各モードの自動切替と手動切替とを適宜組み合わせても良い。

図４（ｂ）は、実施の形態１に係る蓄電装置１００の処理を示すフローチャートを表す。

ここでは、図４（ａ）に対応するフローチャートを例示するが、前述したように、各モードの切り替えを自動で行っても良いし、各モードの自動切替と手動切替とを適宜組み合わせても良い。

まず、検知部１６０がモード切替部１４０のモード切替情報を検知し（Ｓ４０１）、モード切替部１４０が充電モードでない場合（Ｓ４０１でＮＯ）、制御部１５０は「自立モード」を選択する（Ｓ７００）。

モード切替部１４０が充電モードである場合（Ｓ４０１でＹＥＳ）、次に検知部１６０はＰＶパネル３０のＰＶパネル発電情報を検知する（Ｓ４０２）。

ＰＶパネル３０が所定量以上発電している場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、制御部１５０は「外部充電モード」を選択する（Ｓ５００）。

ＰＶパネル３０が所定量以上発電してない場合（Ｓ４０２でＮＯ）、次に検知部１６０は充電指示部１３０の充電指示情報を検知する（Ｓ４０３）。

充電指示がある場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、制御部１５０は、「内部充電モード」を選択する（Ｓ６００）。

これにより、ＰＶパネル３０から所定量以上の電力を生じている場合、ＰＶパネル３０から所定量以上の電力を生じていない場合、停電の場合に対応して、太陽光から発電した電力を効率的に充放電できる。

以下、各モード時の制御部１５０の回路制御及び蓄電装置１００の処理について、図５〜７を用いて説明する。

［外部充電モード］
図５（ａ）は、ＰＶパネル３０が発電した電力によって蓄電池パック２０ａを充電する「外部充電モード」時の回路ブロック図を表す。

尚、図５（ａ）では、蓄電池パック２０ａのみ充電しているが、これは一例に過ぎず、接続部１１０に蓄電池パック２０ｂが接続されている場合は、蓄電池パック２０ａ及び蓄電池パック２０ｂ両方を充電しても良い。

図５（ｂ）は、「外部充電モード」時の蓄電装置１００の処理を示すフローチャートを表す。

まず、検知部１６０は蓄電池パック２０の蓄電池パック充電情報を検知する（Ｓ５０１）。

蓄電池パック２０ａ及び／または蓄電池パック２０ｂが充電可能である場合（５０１でＹＥＳ）、制御部１５０はＳＷ１８１を制御して、蓄電池パック２０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７１及びＤＣ／ＤＣコンバーター１７２との間を遮断する（Ｓ５０２）。

これにより、「外部充電モード」の場合に、蓄電池パック２０ａから電力が漏れることを防止できる。

また、制御部１５０はＳＷ１８０を制御して、接続箱４０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７０との間を導通する（Ｓ５０３）。

これにより、ＰＶパネル３０から蓄電池パック２０ａ及び／または蓄電池パック２０ｂへの充電を開始する（Ｓ５０４）。

このとき、ＰＶパネル３０で発電した電力は、図５（ａ）の矢印で示されるように、ＳＷ１８０を経由し、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７０によって降圧されて、蓄電池パック２０ａに充電される。

充電中に、蓄電池パック２０ａ及び／または蓄電池パック２０ｂが全て満充電となった場合（Ｓ５０５でＹＥＳ）、ＰＶパネル３０から蓄電池パック２０ａ及び／または蓄電池パック２０ｂへの充電を終了する（Ｓ５０６）。

［内部充電モード］
図６Ａは、ＰＶパネル３０で発電した電力によって充電された蓄電池パック２０ａの電力によって、ＰＶパネル３０で発電した電力によって充電されていない蓄電池パック２０ｂを充電する「内部充電モード」時の回路ブロック図を表す。

図６Ｂは、「内部充電モード」時の蓄電装置１００の処理を示すフローチャートを表す。

まず、検知部１６０が蓄電池パック２０ｂの接続情報を検知し（Ｓ６０１）、蓄電池パック２０ｂが接続部１１０に接続されている場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、検知部１６０は蓄電池パック２０ａの蓄電池パック充電情報を検知する（Ｓ６０２）。

蓄電池パック２０ａが放電可能である場合（Ｓ６０２でＹＥＳ）、検知部１６０は蓄電池パック２０ｂの蓄電池パック充電情報を検知する（Ｓ６０３）。

蓄電池パック２０ｂが充電可能である場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）、制御部１５０はＳＷ１８０を制御して、接続箱４０及びパワーコンディショナー５０と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７０との間を遮断する（Ｓ６０４）。

また、制御部１５０はＳＷ１８１を制御して、蓄電池パック２０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７２との間を導通する（Ｓ６０５）。

これにより、蓄電池パック２０ａから蓄電池パック２０ｂへの充電を開始し（Ｓ６０６）、制御部１５０は推奨表示部を点灯する（Ｓ６０７）。

このとき、蓄電池パック２０ａの電力は、図６Ａの矢印で示されるように、ＳＷ１８１を経由し、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２によって昇圧されて、蓄電池パック２０ｂに充電される。

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２の蓄電池パック２０ａ側の電圧を、蓄電池パック２０ｂ側の電圧よりも常に高くするので、蓄電池パック２０ａの充電残量が蓄電池パック２０ｂの充電残量よりも少なくても、蓄電池パック２０ａに充電した電力の全てを用いて蓄電池パック２０ｂを充電することができる。その結果、蓄電池パック２０ａの電力を無駄なく、蓄電池パック２０ｂに充電できる。

充電中に、蓄電池パック２０ａが放電できなくなった場合（Ｓ６０８でＮＯ）、または、蓄電池パック２０ｂが全て満充電となった場合（Ｓ６０９でＹＥＳ）、蓄電池パック２０ａから蓄電池パック２０ｂへの充電を終了する（Ｓ６１０）。

尚、この例では、（Ｓ６０８）及び（Ｓ６１０）において、蓄電池パック２０ａが放電できなくなった場合、蓄電池パック２０ａから蓄電池パック２０ｂへの充電を終了するとしたが、蓄電池パック２０ａが放電できなくなり、且つ、蓄電池パック２０ｂが満充電となっていない場合、図６Ｃのような構成により、系統電源８０の電力により、蓄電池パック２０ｂを充電しても良い。

この場合、蓄電装置１００は図示しないＡＣコードによって分電盤７０と接続されており、制御部１５０はＳＷ１８０を制御して、パワーコンディショナー５０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７０との間を遮断する。また、制御部１５０は、ＳＷ１８１を制御して、蓄電池パック２０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７１、及び、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７２との間を遮断する。また、制御部１５０は、ＳＷ１８２を制御して、分電盤７０とＡＣ／ＤＣインバーター１７３との間を導通する。

このとき、系統電源８０の電力は、図６Ｃの矢印で示されるように、ＳＷ１８２を経由し、ＡＣ／ＤＣインバーター１７３によって直流電流から交流電流に変換されて、蓄電池パック２０ｂに充電される。

［自立モード］
図７（ａ）は、蓄電池パック２０ａの電力によって、パワーコンディショナー５０の自立コンセント６０に接続される外部機器（図示せず）を駆動する「自立モード」時の回路ブロック図を表す。

尚、図７（ａ）では、蓄電池パック２０ａからのみ放電しているが、これは一例に過ぎず、蓄電池パック２０ｂから放電しても良く、また、蓄電池パック２０ａ及び蓄電池パック２０ｂ両方から放電しても良い。

図７（ｂ）は、「自立モード」時の蓄電装置１００の処理を示すフローチャートを表す。

まず、検知部１６０が蓄電池パック２０ａの蓄電池パック充電情報を検知し（Ｓ７０１）、蓄電池パック２０ａが放電可能である場合（Ｓ７０１でＹＥＳ）、制御部１５０はＳＷ１８０を制御して、パワーコンディショナー５０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７０との間を遮断する（Ｓ７０２）。

また、制御部１５０はＳＷ１８１を制御して、蓄電池パック２０とＤＣ／ＤＣコンバーター１７１との間を導通する（Ｓ７０３）。

これにより、蓄電池パック２０ａからパワーコンディショナー５０への放電を開始する（Ｓ７０４）。

このとき、蓄電池パック２０ａの電力は、図７（ａ）の矢印で示されるように、ＳＷ１８１を経由し、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７１によって昇圧され、パワーコンディショナー５０に送電される。これにより、蓄電池パック２０ａの電力によって、パワーコンディショナー５０の自立コンセント６０に接続される外部機器を駆動することができる。

放電中に、蓄電池パック２０ａが放電できなくなった場合（Ｓ７０５でＮＯ）、蓄電池パック２０ａからパワーコンディショナー５０への放電を終了する（Ｓ７０６）。

以上、図５〜図７を用いて、実施の形態１における、各モード時の制御部１５０の回路制御及び蓄電装置１００の処理について説明した。

実施の形態１に係る蓄電装置は、複数の蓄電池パックを着脱可能な接続部と、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続部に接続されている第１の蓄電池パックに、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から供給される電力を充電し、前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックの電力により充電するものである。

これにより、自然エネルギーにより発電した電力を前記第１の蓄電池パックに貯め、使用者が前記第２の蓄電池パックを蓄電装置に装着して充電する際に、自然エネルギーにより発電した電力が充電された前記第１の蓄電池パックの電力を利用して充電を行うので、自然エネルギーにより発電する電力を有効に利用することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１に係る蓄電装置１００は、１つの蓄電装置１００に複数の蓄電池パック２０を接続し、充放電する構成であった。一方、実施の形態２に係る蓄電装置２００は、異なる場所に設けられる複数の蓄電装置２００に複数の蓄電池パック２０を接続し、複数の蓄電装置２００間で充放電する点が異なる。

以下、実施の形態２について、図８及び図９を用いて詳細に説明する。尚、以下の実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は、実施の形態２に係る蓄電装置２００を含む蓄電システム２の構成例を表す。

実施の形態２に係る蓄電システム２は、蓄電装置２００ａと、蓄電装置２００ｂとを含む。蓄電装置２００ａ及び蓄電装置２００ｂは、それぞれ異なる場所に設けられる。蓄電装置２００ａは、例えば室内（台所等）に設けられ、蓄電装置２００ｂは、例えば玄関等に設けられる。これら蓄電装置２００が設けられる場所は一例であり、これらの例に限られない。

このとき、蓄電装置２００ａと蓄電装置２００ｂとは電力線で接続される。これにより、蓄電装置２００は、蓄電装置２００ａに接続されている蓄電池パック２０ａの電力を、蓄電装置２００ｂに送電することによって、蓄電装置２００ｂに接続されている蓄電池パック２０ｃを充電できる。尚、蓄電装置２００ａと蓄電装置２００ｂとの接続は、無線電送による接続でも良く、これらの例に限られない。

ここで、蓄電装置２００ａに接続される蓄電池パック２０ａの総容量は、蓄電装置２００ｂに接続される蓄電池パック２０ｃの総容量よりも大きいことが好ましい。即ち、蓄電装置２００ａに接続される蓄電池パック２０ａの数を、蓄電装置２００ｂに接続される蓄電池パック２０ｃの数よりも多くしても良い。また、蓄電装置２００ａに接続する蓄電池パック２０ａを、蓄電装置２００ｂに接続される蓄電池パック２０ｃよりも大容量の蓄電池としても良い。

図９は、実施の形態２に係る蓄電システム２の回路ブロック図を表す。

実施の形態２に係る蓄電システム２は、蓄電装置２００ａと、蓄電装置２００ａとは異なる場所に設けられる蓄電装置２００ｂとを含んでおり、それぞれ電気回路によって接続されている。

制御部１５０は、検知部１６０が検知した、蓄電装置２００ｂの充電指示情報や蓄電池パック接続情報に応じて、ＳＷ１８０及びＳＷ１８１を制御することにより、「外部充電モード」と、「内部充電モード」と、「自立モード」とを切り替える。

これにより、各モード時において、制御部１５０は、異なる場所に設けられる蓄電装置２００ａと蓄電装置２００ｂとの間で、蓄電池パック２０の充放電を行うことができる。

尚、図９において、蓄電装置２００ａに対応して制御部１５０が１つだけ設けられる場合を例示したが、この例に限られない。制御部１５０は、蓄電装置２００ａ及び蓄電装置２００ｂにそれぞれ対応して１つずつ設けられても良い。或いは、制御部１５０は、蓄電装置２００ａ及び蓄電装置２００ｂを統合して制御する共通の制御部として設けられても良い。

以上、図８及び図９を用いて、実施の形態２における蓄電装置２００の使用例について説明した。

これにより、例えば蓄電装置２００ｂを玄関に置く場合、使用者は、外部で使用した蓄電池パック２０ｂを、室内の蓄電装置２００ａに接続するために室内に持ち込むことなく、帰宅後すぐに蓄電装置２００ｂに接続し、充電することができる。その結果、使用者の利便性を向上できる。

＜実施の形態１及び実施の形態２の変形例＞
以上、実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は、これら実施の形態に限定されない。

実施の形態１及び実施の形態２では、蓄電池パック２０ａは、使用者によって着脱できないように、常時、接続部１１０に固定されているとしたが、蓄電池パック２０ａは、使用者によって着脱可能としても良い。

また、実施の形態１及び実施の形態２では、制御部１５０は、ＰＶパネル３０が発電する電力、及び／または、系統電源８０の電力によって充電される蓄電池パック２０ａを変更せずに固定して使用していたが、制御部１５０が、接続部１１０に接続されている蓄電池パック２０の中から、任意で蓄電池パック２０ａを選択しても良い。

このとき、制御部１５０は、接続部１１０に接続されている蓄電池パック２０の中から、蓄電池パック２０の劣化状況が良い順に蓄電池パック２０ａを選択しても良い。

蓄電池パック２０の劣化状況は、満充電回数、所定容量以上となった回数、または、充電量が所定容量以上となっている累積時間等を基準として計測しても良い。

また、蓄電装置１００は、各接続部１１０に対応する推奨表示部１２０を備え、使用者に、どの蓄電池パック２０が蓄電池パック２０ｂまたは蓄電池パック２０ｃかを知らせても良い。

これにより、同じ蓄電池パック２０を繰り返し使用することで、一部の蓄電池パック２０の寿命が他の蓄電池パック２０の寿命よりも短くなることを防止できる。

また、実施の形態１及び実施の形態２では、蓄電池パック２０間の電力の充放電を中心に説明したが、蓄電装置２００（蓄電池パック２０）の電力により、冷蔵庫等の家電や電気自動車に電力を供給しても良い。

尚、上記実施の形態では、自然エネルギーを利用する発電装置として太陽光発電装置を例として説明したが、この例に限られず、地熱発電装置、風力発電装置、水力発電装置等としても良い。

尚、上記実施の形態では、蓄電装置２００の蓄電池パック２０ａに充電する電力源として、自然エネルギーを利用する発電装置の発電電力を用いる場合を例に説明したが、上記発電装置の代わりに、系統電源や電気自動車などから供給される電力を蓄電池パック２０ａに貯め、蓄電池パック２０ｂまたは蓄電池パック２０ｃを充電しても良い。

本発明に係る蓄電装置は、自然エネルギーにより発電する電力を有効に利用する蓄電装置等に適用できる。

１、２ 蓄電システム
１０ 電気機器
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 蓄電池パック
２１ 容量確認ボタン
２２ 残容量表示部
３０ ＰＶパネル
４０ 接続箱
５０ パワーコンディショナー
５１ 系統／自立切替ボタン
６０ 自立コンセント
７０ 分電盤
７１ 停電検出ライン
８０ 系統電源
９０ 外部機器
１００、２００、２００ａ、２００ｂ 蓄電装置
１１０ 接続部
１２０ 推奨表示部
１３０ 充電指示部
１４０ モード切替部
１５０ 制御部
１６０ 検知部
１７０、１７１、１７２ ＤＣ／ＤＣコンバーター
１７３ ＡＣ／ＤＣインバーター
１８０、１８１ スイッチ
１９０ 放電表示部

Claims (16)

1. 複数の蓄電池パックを接続する接続部と、
   前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   自然エネルギーを利用して発電する発電装置が所定量以上発電しているときに、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの第１の蓄電池パックを、前記発電装置の発電電力により充電し、
   前記発電装置が前記所定量以上発電していないときに、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックに充電された前記発電装置の発電電力により充電し、
   前記第２の蓄電池パックの電力による前記第１の蓄電池パックの充電を行わない、
   蓄電装置。
2. 蓄電装置であって、
   複数の蓄電池パックを接続する接続部と、
   前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの充放電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   （ｉ）前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの第１の蓄電池パックを、自然エネルギーを利用して発電する発電装置の発電電力により充電し、前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックのうちの前記第１の蓄電池パックとは異なる第２の蓄電池パックを前記第１の蓄電池パックに充電された前記発電装置の発電電力により充電し、前記第２の蓄電池パックの電力による前記第１の蓄電池パックの充電を行わず、
   （ｉｉ）前記第１の蓄電池パックの電力により前記第２の蓄電池パックを充電する内部充電モードと、前記発電装置により発電された電力により前記複数の蓄電池パックを充電する外部充電モードと、前記複数の蓄電池パックの電力により前記蓄電装置に接続されるパワーコンディショナーに放電を行う自立モードと、を切り替える、
   蓄電装置。
3. さらに、
   前記第１の蓄電池パックと前記第２の蓄電池パックとの間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバーターを備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバーターは、前記第１の蓄電池パックの電力を昇圧し、
   前記制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバーターにより昇圧された前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電する
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記制御部は、
   前記発電装置が所定量以上発電している場合、前記外部充電モードを選択し、
   前記発電装置が前記所定量以上発電していない場合、前記内部充電モードを選択する
   請求項２に記載の蓄電装置。
5. さらに、
   前記内部充電モードと、前記外部充電モードと、前記自立モードとのいずれか一つのモードに切り替える切替スイッチを備え、
   前記制御部は、前記切替スイッチを切り替えることにより、各モードを選択する
   請求項２または４に記載の蓄電装置。
6. 前記制御部は、前記外部充電モードを選択するとき、前記切替スイッチを開放状態とする
   請求項５に記載の蓄電装置。
7. さらに、
   前記接続部に前記第２の蓄電池パックが接続されたことを検知する検知部を備え、
   前記制御部は、前記接続部に前記第２の蓄電池パックが接続されたことが前記検知部により検知された場合、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. さらに、
   外部からの操作を受付ける充電指示部を備え、
   前記制御部は、前記充電指示部が外部からの操作を受付けると、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
9. 前記制御部は、前記第１の蓄電池パックの電力により、前記第２の蓄電池パックを充電しても、前記第２の蓄電池パックの充電量が満充電量に満たない場合、系統電源の電力により前記第２の蓄電池パックを充電する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電装置。
10. 前記接続部に接続された前記複数の蓄電池パックは並列に接続される
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の蓄電装置。
11. 前記第１の蓄電池パックの総容量は、前記第２の蓄電池パックの総容量よりも大きい
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄電装置。
12. 前記接続部は、複数種類の接続部を備える
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の蓄電装置。
13. さらに、
    前記接続部に接続されている前記複数の蓄電池パックの中から、着脱可能な前記第２の蓄電池パックを使用者に知らせる推奨表示部を備える
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の蓄電装置。
14. 前記推奨表示部は、前記接続部に接続されている前記第２の蓄電池パックの劣化状況を基準に、優先して使用すべき前記第２の蓄電池パックを推奨する
    請求項１３に記載の蓄電装置。
15. 前記蓄電池パックの電力により、外部の機器に電力を供給する
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
16. 前記第１の蓄電池パックの電力により、異なる場所に設けられる他の蓄電装置に接続される第３の蓄電池パックを充電する
    請求項１〜１５のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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