WO2012043133A1

WO2012043133A1 - 蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法

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Publication number: WO2012043133A1
Application number: PCT/JP2011/069985
Authority: WO
Inventors: 泰生奥田; 岩▲崎▼　利哉; 総一酒井; 弘嗣村島
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-04-05

Abstract

　複数の蓄電池系列に対して、適切な充放電を行うことができる蓄電池充放電制御装置を提供する。蓄電池充放電制御装置のマスタコントローラは、複数の蓄電池の集合体である蓄電池集合体を予め定められた系列数の蓄電池系列に分け、この蓄電池系列を相互に並列接続した蓄電池系列群について充放電制御を行なう装置であって、蓄電池系列群を構成する蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態を取得し、蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電指令を取得し、取得された全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態に応じて割り当てて充放電を行う。

Description

蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法

　本発明は、蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法に係り、特に、複数の蓄電池系列に対して充放電制御する装置および方法に関する。

　電力管理において、負荷の電力消費に合わせて、発電や送電を効率的に行うことが好ましい。負荷の電力消費が変動する場合、ピーク電力が過大となって電力料金が高額になることがあり、また、電力供給がそれに対応しきれないことも生じ得る。蓄電装置はこの電力需給を平均化するために用いることができる。蓄電装置としては、リチウムイオン電池のような２次電池を用いることができる。

　特許文献１には、リチウムイオン電池の管理装置として、リチウムイオン電池の充放電電流の測定値、温度の測定値、商用電源の給電の情報に基づいて、リチウムイオン電池の充放電の状態を判断し、リチウムイオン電池の残存容量である充電度を算出することが述べられている。

特開２００６－１４００９４号公報

　蓄電装置は、過充電または過放電となると、その特性が劣化することが知られている。そこで、蓄電装置の充放電においては、充電度であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を見ながら、過充電および過放電とならないような充放電制御が行なわれる。ところで、蓄電装置が並列に複数系列が接続されて1つの蓄電システムを構成する場合などでは、各系列ごとに充電度が異なることが生じ得る。そのような場合に、各系列のそれぞれについても、過充電および過放電等が生じないようにしながら、適切に充放電制御を行う必要がある。

　本発明の目的は、複数の蓄電池系列に対して、適切な充放電を行うことができる蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法を提供することである。

　本発明に係る蓄電池充放電制御装置は、複数の蓄電池の集合体である蓄電池集合体を予め定められた系列数の蓄電池系列に分け、前記蓄電池系列を相互に並列接続した蓄電池系列群について充放電制御を行なう装置であって、前記蓄電池系列群を構成する前記蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態を取得する初期状態取得部と、前記蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電指令を取得する指示取得部と、取得された前記全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、前記蓄電池系列のそれぞれの前記初期充電状態に応じて割り当てて充放電を行う割当処理部と、を含むことを特徴とする。

　本発明によれば、複数の蓄電池系列に対して、適切な充放電を行うことができる。

本発明に係る実施の形態において、充放電制御が行なわれる複数の蓄電池系列の様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、全体充放電電力値を、各蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態に応じて割り当てる割当処理の様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、充電制御の初期ＳＯＣを説明する図である。図３の後、各蓄電池系列にそれぞれ充電電力値を割り当てて充電を継続させている途中の様子を説明する図である。図４のあと、全部の蓄電池系列が目標ＳＯＣに到達する様子を説明する図である。比較のために、各蓄電池系列を同じ均等充電電力値で充電する場合において、初期ＳＯＣの状態を説明する図である。図６の後、各蓄電池系列に均等充電を行ない、１つの蓄電池系列が目標ＳＯＣとなった状態を説明する図である。均等充電電力値による充電の場合の充電制御が終了した状態を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、充電電力値の時間変化の様子を、均等充電電力値による充電制御と比較して説明する図である。本発明に係る実施の形態において、ＳＯＣの時間変化の様子を、均等充電電力値による充電制御と比較して説明する図である。本発明に係る実施の形態において、割当充電モードと均等充電モードの相違を模式的に説明する図である。

　以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、蓄電池としてリチウムイオン電池を説明するが、これ以外の２次電池であってもよい。例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。蓄電池集合体とするのは、負荷の必要電力に対応するための電圧と電流とを得るためであるので、蓄電池集合体を構成する単位蓄電池の数、単位蓄電池を組み合わせた蓄電池パックの数、蓄電池パックを組み合わせた蓄電池ユニットの数等は、蓄電池充放電制御システムの仕様に応じ適宜なものとできる。また、蓄電池集合体の階層は、これ以外のものであっても構わない。また、以下では、蓄電池集合体を８つの蓄電池系列に分けるものとするが、これは説明のための例示であって、系列数はこれ以外であってもよい。また、以下に述べる充電電力値は、説明のための例示であって、勿論、これ以外の電力値であってもよい。

　また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

　図１は、蓄電池充放電制御装置３０を含む蓄電池充放電制御システム１０の構成の様子を示す図である。蓄電池充放電制御システム１０は、複数の蓄電池の集合体である蓄電池集合体５０と、外部２０の負荷あるいは電力源との間で、蓄電池充放電制御装置３０を介して負荷状況あるいは電力源状況に応じて充放電制御を行なうシステムである。

　蓄電池集合体５０は、リチウムイオン蓄電池の単位である単位蓄電池を多数組み合わせて、所望の蓄電容量の規模としたものである。蓄電池集合体５０は階層構造を有し、１つの蓄電池集合体が８つのユニット群５２から構成され、１つのユニット群５２が５つの蓄電池ユニット５４から構成される。したがって、蓄電池ユニット５４の総数は４０個である。そして、1つの蓄電池ユニット５４は２０個の蓄電池パック５６で構成される。そこで、蓄電池パック５６の総数は８００個となる。また、１つの蓄電池パック５６は、予め定めた数の単位蓄電池を直並列に組み合わせて接続した構成を有する。なお、図１では単位蓄電池の図示を省略した。

　図１では、1つの蓄電池ユニット５４について、その構成が詳細に示されている。１つの蓄電池ユニット５４は、予め定められた個数の蓄電池パック５６を直列接続した蓄電池パック列を、予め定めた列数で並列に接続して構成される。図１の例では、５個の蓄電池パック５６を直列接続して１つの蓄電池パック列を形成し、その蓄電池パック列を４列並列接続して、１つの蓄電池ユニット５４が構成される。すなわち、１つの蓄電池ユニット５４は、２０個の蓄電池パック５６から構成される。蓄電池パック５６の内部では、複数の蓄電池ユニットが並列に接続され、その並列接続の組がさらに直列に複数接続されている。

　図１の電流検出器６０は、蓄電池ユニット５４の各蓄電池パック列の電流を検出するためのパック電流検出手段である。また、電圧検出器６２は、蓄電池パック５６の内部における複数の単位蓄電池が並列に接続される各組のそれぞれの端子間電圧をセル電圧として検出するためのセル電圧検出手段である。これらの検出データは、単位蓄電池、蓄電池パック５６、蓄電池ユニット５４、ユニット群５２におけるＳＯＣを算出するために用いられる。また、また、温度検出器６４は、各蓄電池パック５６に適当な数で設けられ、各蓄電池パック５６の温度を検出するパック温度検出手段である。

　蓄電池ユニット５４にそれぞれ設けられるサブコントローラ３８は、電圧検出器６２、電流検出器６０、温度検出器６４等と接続されて、ＳＯＣ算出のため等の検出データを取得し、ＨＵＢとして示される接続部４４を介して、蓄電池ユニット５４のそれぞれを単位として、蓄電池充放電制御装置３０へ伝送する機能を有するデータ制御装置である。

　スイッチ基板４０は、蓄電池ユニット５４の各蓄電池パック列ごとに１つずつ設けられるスイッチを搭載する基板である。各スイッチは、サブコントローラ３８の制御の下で作動し、これによって、その蓄電池ユニット５４に対応する後述の電力変換器３６と各蓄電池パック列との間が接続または開放とされる。例えば、不具合のある蓄電池パック５６があるときは、それを含む蓄電池パック列を電力変換器３６から切り離される処理を行うことができる。

　以上が蓄電池集合体５０の階層構造の説明であるが、図１に示される電力変換器３６は、外部２０の電力源と蓄電池集合体５０との間の電力変換、蓄電池集合体５０と外部２０の負荷との間の電力変換を行う機能を有し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ等のコンバータである。具体的には、実際に行われる変換の内容に応じて、用いられるコンバータの種類が選択される。例えば、外部２０の電力源が外部商用電源のときは、電力変換器３６は交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが用いられる。外部２０の電力源が太陽電池のときは、電力変換器３６はＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる。外部２０の負荷が交流負荷のときは、電力変換器３６はＤＣ／ＡＣコンバータが用いられ、外部２０の負荷が直流負荷のときは、電力変換器３６はＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる。

　電力変換器３６は、蓄電池集合体５０が８つのユニット群５２に分けられることに対応し、各ユニット群５２ごとに１つずつ電力変換器３６が割り当てられ、この８つの電力変換器３６は相互に並列に接続される。すなわち、外部２０と蓄電池集合体５０の間の充放電は、電力変換器３６とユニット群５２を接続した８つの系列が相互に並列接続された状態で、全体として１つの充放電制御で行なわれる。このように、充放電制御は、８つの系列数の蓄電池系列が相互に並列接続された状態で行なわれる。

　蓄電池充放電制御装置３０は、この８つの蓄電池系列に対する充放電を制御する装置で、マスタコントローラ３２と電力変換器管理部３４とを含んで構成される。マスタコントローラ３２は、図示されていない蓄電池システムの全体の動作を制御する全体制御部から受け取った１つの全体充放電制御指令に基づいて、それぞれの電力変換器３６に対する充放電指令を電力変換器管理部３４に送信する機能を有し、電力変換器管理部３４はマスタコントローラ３２からの充放電指令に従って、８つの電力変換器３６の動作をそれぞれ制御し、これによって８つの蓄電池系列の充放電を行なう機能を有する。

　マスタコントローラ３２は、蓄電池系列群を構成する各蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態を取得する初期状態取得部と、蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電指令を取得する指示取得部と、取得された全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、各蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態に応じて割り当てる割当処理部とを含んで構成される。

　マスタコントローラ３２は、適当なコンピュータで構成でき、上記各機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、蓄電池充放電制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。例えば、上記の初期状態取得部、指示取得部、割当処理部は、ソフトウェアで実現してもよく、ハードウェアで実現してもよい。

　マスタコントローラ３２の機能を具体的に説明する。初期状態取得部は、８つの蓄電池系列のそれぞれに対し、充放電制御を行なう前のＳＯＣである初期ＳＯＣを取得する機能を有する。具体的には、接続部４４を介して、各サブコントローラ３８から蓄電池ユニット５４のそれぞれの状態データを受け取り、各蓄電池系列ごとのＳＯＣ、すなわち各ユニット群５２のＳＯＣを取得する。ここで、ＳＯＣとは、蓄電池において電力を最大に貯蔵した状態におけるＳＯＣ（充電度）を１００とし、それを基準にして電力の各貯蔵状態でのＳＯＣ（充電度）を百分率で表したものである。

　ここで、初期状態、すなわち、充電開始のときには、各蓄電池系列のＳＯＣはそれぞれ異なる値を有している。理想的に全く同じ性能で同じ使用履歴であれば、各蓄電池系列のＳＯＣは同じとなるが、実際には、修理交換等が行なわれることもあり、各蓄電池系列の性能も使用履歴も異なるので、各蓄電池系列のＳＯＣは異なる値となっている。初期状態取得部は、この各蓄電池系列の間で相違するそれぞれの初期ＳＯＣを取得する。

　指示取得部は、上記のように、図示されていない全体制御部から１つの全体充放電制御指令を受け取る機能を有する。全体充放電指令は、例えば、「ＳＯＣ目標値を８０％として、２４０ｋＷで充電」という内容で、蓄電池集合体５０の全体に対する単一の指令である。勿論、この数字は説明のためのものであり、これ以外の値であっても構わない。

　ここで、上記のＳＯＣ目標値とは、過放電、過充電の防止の他、長寿命化の観点等から定めることができる。例えば、ＳＯＶ９０％は過充電ではないが劣化が激しいので、例えばＳＯＣ８０％を充電上限と定めることができる。充電指令のときは充電上限となるＳＯＣの値をＳＯＣ目標値とし、放電指令のときは放電下限となるＳＯＣの値をＳＯＣ目標値とすることができる。

　上記のように、充放電は、８つのユニット群５２を単位として行なわれるので、ここでいうＳＯＣ目標値は、各ユニット群５２のＳＯＣの上限値または下限値となる。各ユニット群５２は複数の蓄電池ユニット５４から構成されるので、各ユニット群５２のＳＯＣとしては、必要充電量を優先に考えて、複数の蓄電池ユニット５４のそれぞれのＳＯＣの平均値としてもよく、あるいは、過充電、過放電について安全側を考えて、複数の蓄電池ユニット５４のそれぞれのＳＯＣの最大値または最小値としてもよい。

　なお、全体充放電指令の目標値は、ＳＯＣ目標値以外のものであってもよい。例えば、蓄電池集合体５０の全体の蓄電電力量である蓄電容量値であってもよく、また、蓄電池オープン電圧であってもよい。図１の例では、蓄電池ユニット５４の出力電圧であってもよい。また、蓄電池集合体５０の安全監視の観点からは、蓄電池出力電流、蓄電池温度等を目標値とすることもできる。

　再びマスタコントローラ３２の各機能に戻り、割当処理部は、上記のように、取得された全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、各蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態に応じて割り当てて充放電を実行する機能を有する。上記の例では、全体充電電力値は２４０ｋＷであるので、これを８つの蓄電池系列の初期ＳＯＣの値に応じて割り当てる。具体的には、８つの蓄電池系列の中で、初期ＳＯＣが低い蓄電池系列ほど割り当てる充電電力を多くする。なお、全体充放電指令が放電制御指令であるときには、８つの蓄電池系列の中で初期ＳＯＣが低い蓄電池系列ほど割り当てる放電電力を少なくする。

　割当処理の例を図２に示す。ここでは、蓄電池系列をＮｏ．１からＮｏ．８として、これらの初期ＳＯＣがそれぞれ、現在の容量として、４８％、５５％、６０％、５０％、５５％、５０％、４０％、５５％と示されている。ここで、目標ＳＯＣが８０％とすると、必要な充電量は、（目標ＳＯＣ－初期ＳＯＣ）で計算される。すなわち、必要な充電量は、Ｎｏ．１からＮｏ．８の各蓄電系列について、それぞれ、３２％、２５％、２０％、３０％、２５％、３０％、４０％、２５％である。この合計は、２２７％である。これを上記の全体充電指令に含まれる全体充電電力値である２４０ｋＷに当てはめると、各蓄電池系列に割り当てられる充電電力指令値が求められる。その結果は、図２に示されるように、Ｎｏ．１の蓄電池系列について３４ｋＷ、Ｎｏ．２の蓄電池系列について２６ｋＷ、以下同様に示されて、Ｎｏ．８の蓄電池系列について２６ｋＷである。このように、目標ＳＯＣから各蓄電池系列の初期ＳＯＣを差し引いた差分の比率で、対応する各蓄電池系列に充電電力を割り当てる。なお、図２の数値は、あくまで、説明のための一例である。

　割当処理部は、全体充放電指令を８つの電力変換器３６に対して割り当てられた充放電電力値をそれぞれの電力変換器３６に対する個別指令値として、電力変換器管理部３４に送信し、電力変換器管理部３４に各蓄電池系列の充放電を開始させる機能を有する。上記の例の場合、２４０ｋＷを各蓄電池系列の初期ＳＯＣに応じて割り当てた結果は、図２の指令値であるので、「Ｎｏ．１の電力変換器３６は３４ｋＷで充電、Ｎｏ．２の電力変換器３６は２６ｋＷで充電・・・Ｎｏ．８の電力変換器３６は２６ｋＷで充電」という内容が電力変換器管理装置に送信されることになる。

　以下に、具体的な充放電制御の様子を図３から図５を用いて詳細に説明する。上記で説明したように、充放電設定値としては、ＳＯＣ目標値以外のものを用いることができるが、ここでは、蓄電池集合体５０に対する全体充放電指令として、上記の「ＳＯＣ目標値をＸＸ％として、２４０ｋＷで充電」が与えられた場合について説明する。充電指令におけるＳＯＣ目標値は充電上限値であるので、このＳＯＣ目標値に向かって各蓄電池系列を充電することになる。なお、全体充放電指令が放電指令の場合は、ＳＯＣ目標値が放電下限値となり、そのＳＯＣ目標値に向かって各蓄電池系列を放電することになるが、その内容は、以下に説明する充電電力を放電電力に置き換えることで同様に処理できる。

　図３から図５の各図において、横軸は、８つの蓄電池系列を並べ、縦軸はＳＯＣがとられている。なお、８つの蓄電池系列を区別するために、図１で説明した８つの電力変換器３６のＮｏ．１からＮｏ．８を用いた。各蓄電池系列に対応して横軸の下側に記されている数字は、充電量、すなわち充放電指令値である。

　図３は、充電開始の状態を示す図である。ここで、各蓄電池系列の初期ＳＯＣは図２の状態であって、目標ＳＯＣが８０％であるときは、充電電力値は、図２で説明したように、初期ＳＯＣに応じて２４０ｋＷが各蓄電池系列に割り当てられる。すなわち、最も初期ＳＯＣが高いＮｏ．３の蓄電池系列には最も少ない充電電力値が割り当てられ、最も初期ＳＯＣが低いＮｏ．７の蓄電池系列には最も多い充電電力値が割り当てられる。

　図４は、充電途中の各蓄電池系列のＳＯＣの状態を示す図である。上記のように、各蓄電池系列において、初期ＳＯＣが低いところほど多い充電電力値が割り当てられるので、充電が進むにつれて、各蓄電池系列の間のＳＯＣの差が小さくなってくる。そして、図５に示すように、最終的には、各蓄電池系列がほとんど同じ充電時間で目標ＳＯＣに到達する。その時点で、各蓄電池系列の充電電力値＝０とされて、充電制御が終了する。図５における斜線は、充電が停止された蓄電池系列を示すものである。

　このように、初期ＳＯＣに応じて全体充電電力値を割り当てる方法によれば、充電が進むにつれて各蓄電池系列の間のＳＯＣの差が小さくなるので、全部の蓄電池系列をほぼ同時に目標ＳＯＣに到達させることができる。すなわち、蓄電池集合体５０の全体としての充電度としては十分なものとなる。

　図６から図８は、比較のために、各蓄電池系列の充電電力値を均等充電電力値とする場合の充電の様子を示す図である。均等充電電力値とは、全体充電指令値に含まれる全体充電電力値を蓄電池系列の系列数で除した値である。上記の例では、全体充電電力値＝２４０ｋＷ、系列数＝８であるので、均等充電電力値＝（２４０ｋＷ／８）＝３０ｋＷである。その意味では、この充電制御のモードを均等充電モードと呼ぶことができる。また、放電制御のときには、同様に均等放電モードと呼ぶことができる。なお、目標ＳＯＣは８０％として、過充電等を防止するために、１つの蓄電池系列が目標ＳＯＣに到達したときに、全部の蓄電池系列の充電を停止させるものとする。

　図６は、充電開始のときの様子で、各蓄電池系列に均等充電電力値の３０ｋＷが充電電力値として指示されている様子が示されている。各蓄電池系列の初期ＳＯＣと目標ＳＯＣは、図３と同じである。図７は、各蓄電池系列にそれぞれ同じ値の均等充電電力値が与えられた後、最初にＮｏ．３の蓄電池系列のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達した様子を示す図である。目標ＳＯＣと各蓄電池系列のＳＯＣの比較は、マスタコントローラ３２の機能によって処理される。比較は、予め定めたサンプリング周期で行なうものとしてもよく、あるいは、予め目標ＳＯＣを閾値として設定し、各蓄電池系列のＳＯＣ値がその閾値に達したときに比較が行なわれたものとしてもよい。

　ここでは、図６のように、８つの蓄電池系列の中で、１つの蓄電池系列が充電目標値である目標ＳＯＣに到達したときに、８つの蓄電池系列のそれぞれについて充電を停止させる処理が行なわれる。なお、２以上の蓄電池系列が同時に目標ＳＯＣに到達しても、同様に８つの蓄電池系列のそれぞれについて充電が停止される。すなわち、いずれかの蓄電池系列が最も早く目標ＳＯＣに到達した時点で、全ての蓄電池系列の充電が停止される。

　この均等充電モードが実行されるときは、マスタコントローラ３２は、１つの蓄電池系列が充電目標値である目標ＳＯＣに到達したときに、８つの蓄電池系列の全部について充電を停止させる処理を実行する。図８は、その状態を示す図で、８つの蓄電池系列の全部について、充電電力値＝０とされている。図８で斜線は、充電が停止された蓄電池系列を示すために付されたものである。

　この均等充電モードによれば、最初に１つの蓄電池系列が目標ＳＯＣに到達する時点で充放電制御を終了するので、充放電制御が短期間で完了する。一方で、図８に示されるように、７つの蓄電池系列は目標ＳＯＣに到達していないので、蓄電池集合体５０の全体としての充電度としては十分ではない。これに対し、図３から図５で説明した構成を割当充電モードと呼ぶことにすると、割当充電モードは、均等充電モードと単位時間当たりの充電量が同じであるが、割当充電モードではどんなにばらつきが大きくても要求どおりの充電度になるまで最後まで充電でき、一方、均等充電モードではばらつきにより充電度が異なってくる。また、割当充電モードでは、８つの蓄電池系列の全部がほぼ同時に目標ＳＯＣに到達し、蓄電池集合体５０の全体としての充電度が十分なものとなる。

　図９と図１０は、割当充電モードと均等充電モードの比較を示す図である。これらの図の横軸は時間で、図９の縦軸は蓄電池集合体５０の全体についての充電電力値、図１０の縦軸は蓄電池集合体５０の全体についてのＳＯＣである。これらの図で、実線が割当充電モードに関する特性線７６，７７を示し、破線が均等充電モードに関する特性線７０，７１を示す。

　図９に示されるように、充電電力値についての均等充電モードの特性線７０は、充電開始から、全体としては一定値の全体充電電力値で各蓄電池系列が充電処理され、１つの蓄電池系列が目標ＳＯＣに到達した時間ｔ₁において充電処理が終了することを示している。これに対し、割当充電モードの特性線７６は、充電開始から、全体としては一定値の全体充電電力値で各蓄電池系列が充電処理されることは同じであるが、各蓄電池系列の充電電流は初期ＳＯＣによって異なるので、時間ｔ₁よりも長く充電処理が行われ、全部の蓄電池系列が揃って目標ＳＯＣとなる時間ｔ₄において充電処理が終了する。

　図１０に示されるように、ＳＯＣについての均等充電モードの特性線７１は、充電開始のＳＯＣ初期値から時間経過と共にＳＯＣが上昇するが、時間ｔ₁で１つの蓄電池系列が目標ＳＯＣに到達すると、蓄電池集合体５０の全体に対する充電制御が停止されるので、蓄電池集合体５０の全体についてのＳＯＣとしては目標ＳＯＣに到達しないことを示している。これに対し、割当充電モードの特性線７７は、時間ｔ₁は関係なく、基本的には時間ｔ₄の時点で同時に目標ＳＯＣに到達するように制御されているので、時間ｔ₁の時点ではいずれの系列も目標ＳＯＣに達していない。図１１に、均等充電モードと割当充電モードにおいて、各系列の間のＳＯＣの変化の相違を模式的に示した。

　上記では、充電指令について割当充電モードと均等充電モードを説明したが、放電指令については、割当放電モードと均等放電モードとなる。したがって、充電指令と放電指令の場合を合わせて、割当充放電モード、均等充放電モードと呼ぶことができる。上記では、単なる比較の例として均等充放電モードを説明したが、割当充放電モードと均等充放電モードは、充放電処理時間の長短と、蓄電池集合体５０の全体の充電度の大小が異なるので、蓄電池充放電制御システム１０の充放電要求の状況に合わせて使い分けるものとしてもよい。

　その場合には、マスタコントローラ３２が予め定めた複数の充放電モードを有するものとし、予め定めた選択基準に基づいて、これらの充放電モードの中の1つの充放電モードを選択するモード選択部を備えるものとすることができる。その場合に、均等充電モード以外の充電モードをさらに有するものとできる。例えば、均等充放電モードを一部修正して、目標ＳＯＣに到達した蓄電池系列の充放電をそこで停止させ、まだ目標ＳＯＣに到達していない蓄電池系列については均等充放電を継続させるモードを有するものとしてもよい。

　複数ある充放電モードの中で１つの充放電モードを選択する選択基準の例としては、例えば、充放電開始からの経過時間に応じて、複数の充放電モードのいずれを選択するかを定めておくものとすることができる。あるいは、最終的な充電度を設定し、その設定値に応じて、複数の充放電モードのいずれを選択するかを定めておくものとしてもよい。

　以上説明した本発明の実施の形態によれば、蓄電池充放電制御装置は、蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電電力値を、蓄電池系列群を構成する蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態に応じて各蓄電池系列に割り当てて充放電制御を行なう。例えば、充電制御のときに、初期充電状態が低い充電状態の蓄電池系列ほど割り当てる充電電力を多くし、放電制御のときに、初期充電状態が低い充電状態の蓄電池系列ほど割り当てる放電電力を少なくするようにすることで、各蓄電池系列がほぼ同じ時期に充放電設定値に到達させることができる。これによって、各蓄電池系列について、例えば、過充電および過放電とならないように、適切な充放電制御を行うことができる。

　本発明に係る蓄電池充放電制御装置は、複数系列の蓄電池を有する蓄電池充放電制御システムに利用できる。

　１０　蓄電池充放電制御システム、２０　外部、３０　蓄電池充放電制御装置、３２　マスタコントローラ、３４　電力変換器管理部、３６　電力変換器、３８　サブコントローラ、４０　スイッチ基板、４４　接続部（ＨＵＢ）、５０　蓄電池集合体、５２　ユニット群、５４　蓄電池ユニット、５６　蓄電池パック、６０　電流検出器、６２　電圧検出器、６４　温度検出器、７０，７１，７６，７７　特性線。

Claims

　複数の蓄電池の集合体である蓄電池集合体を予め定められた系列数の蓄電池系列に分け、前記蓄電池系列を相互に並列接続した蓄電池系列群について充放電制御を行なう装置であって、
　前記蓄電池系列群を構成する前記蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態を取得する初期状態取得部と、
　前記蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電指令を取得する指示取得部と、
　取得された前記全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、前記蓄電池系列のそれぞれの前記初期充電状態に応じて割り当てて充放電を行う割当処理部と、
　を含むことを特徴とする蓄電池充放電制御装置。
　請求項１に記載の蓄電池充放電制御装置において、
　前記割り当て処理部は、
　前記全体充放電指令が充電制御指令であるときには、前記蓄電池系列の中で前記初期充電状態が低い充電状態の前記蓄電池系列ほど前記割り当てる充電電力を多くし、
　前記全体充放電指令が放電制御指令であるときには、前記蓄電池系列の中で前記初期充電状態が低い充電状態の前記蓄電池系列ほど前記割り当てる放電電力を少なくすることを特徴とする蓄電池充放電制御装置。
　請求項２に記載の蓄電池充放電制御装置において、
　前記割り当て処理部は、
　目標ＳＯＣから前記蓄電池系列の初期ＳＯＣを差し引いた差分の比率で、対応する前記蓄電池系列に充電電力を割り当てることを特徴とする蓄電池充放電制御装置。
　複数の蓄電池の集合体である蓄電池集合体を予め定められた系列数の蓄電池系列に分け、前記蓄電池系列を相互に並列接続した蓄電池系列群について充放電制御を行なう方法であって、
　前記蓄電池系列群を構成する前記蓄電池系列のそれぞれの初期充電状態を取得し、
　前記蓄電池系列群の全体に対して与えられる全体充放電指令を取得し、
　取得された前記全体充放電指令に含まれる全体充放電電力値を、前記蓄電池系列のそれぞれの前記初期充電状態に応じて割り当てて充放電を行う割り当て処理を実行する、
　ことを含む蓄電池充放電制御方法。
　請求項４に記載の蓄電池充放電制御方法において、
　前記割り当て処理では、
　前記全体充放電指令が充電制御指令であるときには、前記蓄電池系列の中で前記初期充電状態が低い充電状態の前記蓄電池系列ほど前記割り当てる充電電力を多くし、
　前記全体充放電指令が放電制御指令であるときには、前記蓄電池系列の中で前記初期充電状態が低い充電状態の前記蓄電池系列ほど前記割り当てる放電電力を少なくすることを特徴とする蓄電池充放電制御方法。
　請求項５に記載の蓄電池充放電制御方法において、
　前記割り当て処理では、
　目標ＳＯＣから前記蓄電池系列の初期ＳＯＣを差し引いた差分の比率で、対応する前記蓄電池系列に充電電力を割り当てることを特徴とする蓄電池充放電制御方法。