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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024076718
(43)【公開日】2024-06-06
(54)【発明の名称】充放電装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20240530BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20240530BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240530BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240530BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20240530BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 J
H02J7/35 B
H02J7/00 302C
H01M10/48 P
H01M10/44 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022188409
(22)【出願日】2022-11-25
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】密岡 重日
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 隆文
(72)【発明者】
【氏名】古木 一志
(72)【発明者】
【氏名】東 直樹
(72)【発明者】
【氏名】工藤 隆
(72)【発明者】
【氏名】徳原 雄一
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
5G503AA06
5G503BA02
5G503BB02
5G503BB03
5G503CA11
5G503DA18
5H030AA10
5H030AS08
5H030BB01
5H030BB21
5H030FF27
5H030FF41
5H030FF42
5H030FF43
5H030FF44
5H030FF52
(57)【要約】
【課題】蓄電池管理装置を効率的に稼働させることができ、電池パックの消費電力を低減することができる充放電装置を提供すること。
【解決手段】発電装置２と、蓄電池４１及び蓄電池４１の状態を管理する蓄電池管理装置４３を有する電池パック４と、発電装置２と蓄電池管理装置４３との間の給電路４６に設けられ、給電路４６を接続するオン状態と給電路４６を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチ８と、第１のスイッチ８の切替を制御する制御装置７と、電池パック４及び第１のスイッチ８と並列に接続され、第１のスイッチ８がオフ状態であっても発電装置２から供給される電力を充電可能なキャパシタ１０とを備え、制御装置７がキャパシタ１０の電圧に応じて第１のスイッチ８の切替を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】発電装置２と、蓄電池４１及び蓄電池４１の状態を管理する蓄電池管理装置４３を有する電池パック４と、発電装置２と蓄電池管理装置４３との間の給電路４６に設けられ、給電路４６を接続するオン状態と給電路４６を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチ８と、第１のスイッチ８の切替を制御する制御装置７と、電池パック４及び第１のスイッチ８と並列に接続され、第１のスイッチ８がオフ状態であっても発電装置２から供給される電力を充電可能なキャパシタ１０とを備え、制御装置７がキャパシタ１０の電圧に応じて第１のスイッチ８の切替を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電装置と、
蓄電池、及び、前記蓄電池の状態を管理する蓄電池管理装置を有する電池パックと、
前記発電装置と前記蓄電池管理装置との間の給電路に設けられ、前記給電路を接続するオン状態と前記給電路を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチと、
前記第１のスイッチの切替を制御する制御装置と、
前記電池パック及び前記第１のスイッチと並列に接続され、前記第１のスイッチがオフ状態であっても前記発電装置から供給される電力を充電可能なキャパシタと、を備え、
前記制御装置は、前記キャパシタの電圧に応じて前記第１のスイッチの切替を制御することを特徴とする充放電装置。
蓄電池、及び、前記蓄電池の状態を管理する蓄電池管理装置を有する電池パックと、
前記発電装置と前記蓄電池管理装置との間の給電路に設けられ、前記給電路を接続するオン状態と前記給電路を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチと、
前記第１のスイッチの切替を制御する制御装置と、
前記電池パック及び前記第１のスイッチと並列に接続され、前記第１のスイッチがオフ状態であっても前記発電装置から供給される電力を充電可能なキャパシタと、を備え、
前記制御装置は、前記キャパシタの電圧に応じて前記第１のスイッチの切替を制御することを特徴とする充放電装置。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記発電装置の発電電圧が第１の所定電圧以上で、かつ前記キャパシタの電圧が前記第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧以上となるまで、前記第１のスイッチをオフ状態に維持し、
前記発電装置の発電電圧が前記第１の所定電圧以上で、かつ前記キャパシタの電圧が前記第２の所定電圧以上となった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替えるよう制御し、前記蓄電池管理装置を通じて前記電池パックの状態に関する情報を取得し、
前記電池パックの状態に関する情報を取得し終わったら前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
前記発電装置の発電電圧が第１の所定電圧以上で、かつ前記キャパシタの電圧が前記第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧以上となるまで、前記第１のスイッチをオフ状態に維持し、
前記発電装置の発電電圧が前記第１の所定電圧以上で、かつ前記キャパシタの電圧が前記第２の所定電圧以上となった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替えるよう制御し、前記蓄電池管理装置を通じて前記電池パックの状態に関する情報を取得し、
前記電池パックの状態に関する情報を取得し終わったら前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
【請求項3】
前記電池パックは、
前記蓄電池に蓄電された電力を前記電池パックの外部に放電したり、前記電池パックの外部から供給される電力を前記蓄電池に充電したりするための端子と、
前記蓄電池と前記端子との間の通電路を接続するオン状態と前記通電路を切断するオフ状態とを切替可能な第２のスイッチと、を有し、
前記蓄電池管理装置は、前記第２のスイッチの切替を制御し、
前記制御装置は、前記キャパシタの電圧が前記第１の所定電圧よりも高い第３の所定電圧以上になった場合、前記蓄電池管理装置を介して前記第２のスイッチをオン状態に切り替えるように制御することを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
前記蓄電池に蓄電された電力を前記電池パックの外部に放電したり、前記電池パックの外部から供給される電力を前記蓄電池に充電したりするための端子と、
前記蓄電池と前記端子との間の通電路を接続するオン状態と前記通電路を切断するオフ状態とを切替可能な第２のスイッチと、を有し、
前記蓄電池管理装置は、前記第２のスイッチの切替を制御し、
前記制御装置は、前記キャパシタの電圧が前記第１の所定電圧よりも高い第３の所定電圧以上になった場合、前記蓄電池管理装置を介して前記第２のスイッチをオン状態に切り替えるように制御することを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記電池パックを充電する場合、充電制御を実行し、
前記充電制御において、
前記キャパシタの電圧が前記第３の所定電圧以上になった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替え、前記第２のスイッチをオン状態に切り替え、第１の所定時間が経過するまで前記第２のスイッチをオン状態のまま維持し、前記第１の所定時間が経過したら前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替える充電処理を実行し、
前記蓄電池の電圧が目標充電電圧に達するまで前記充電処理を繰り返し実行し、前記蓄電池の電圧が前記目標充電電圧に達したら前記充電処理を終了して、前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の充放電装置。
前記電池パックを充電する場合、充電制御を実行し、
前記充電制御において、
前記キャパシタの電圧が前記第３の所定電圧以上になった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替え、前記第２のスイッチをオン状態に切り替え、第１の所定時間が経過するまで前記第２のスイッチをオン状態のまま維持し、前記第１の所定時間が経過したら前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替える充電処理を実行し、
前記蓄電池の電圧が目標充電電圧に達するまで前記充電処理を繰り返し実行し、前記蓄電池の電圧が前記目標充電電圧に達したら前記充電処理を終了して、前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の充放電装置。
【請求項5】
前記電池パックを複数備え、
前記第１のスイッチが前記蓄電池管理装置ごとに少なくとも１つずつ設けられ、
前記制御装置は、
前記複数の電池パックを充電する場合、１つずつ前記電池パックに対して前記充電制御を実行し、
一の前記電池パックに対して前記充電制御を終了した後、前記キャパシタの電圧が前記第３の所定電圧以上になったときに、他の前記電池パックに対して前記充電制御を実行開始することを特徴とする請求項４に記載の充放電装置。
前記第１のスイッチが前記蓄電池管理装置ごとに少なくとも１つずつ設けられ、
前記制御装置は、
前記複数の電池パックを充電する場合、１つずつ前記電池パックに対して前記充電制御を実行し、
一の前記電池パックに対して前記充電制御を終了した後、前記キャパシタの電圧が前記第３の所定電圧以上になったときに、他の前記電池パックに対して前記充電制御を実行開始することを特徴とする請求項４に記載の充放電装置。
【請求項6】
前記電池パックは、
前記蓄電池に蓄電された電力を前記電池パックの外部に放電したり、前記電池パックの外部から供給される電力を前記蓄電池に充電したりするための端子と、
前記蓄電池と前記端子との間の通電路を接続するオン状態と前記通電路を切断するオフ状態とを切替可能な第２のスイッチと、を有し、
前記蓄電池管理装置は、前記第２のスイッチの切替を制御し、
前記制御装置は、
前記電池パックを放電する場合、放電制御を実行し、
前記放電制御において、
前記キャパシタの電圧が第４の所定電圧以下になった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替え、前記第２のスイッチをオン状態に切り替え、第２の所定時間が経過するまで前記第２のスイッチをオン状態のまま維持し、前記第２の所定時間が経過したら前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替える放電処理を実行し、
前記蓄電池の電圧が放電切替電圧に達するまで前記放電処理を繰り返し実行し、前記蓄電池の電圧が前記放電切替電圧に達したら前記放電処理を終了して、前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充放電装置。
前記蓄電池に蓄電された電力を前記電池パックの外部に放電したり、前記電池パックの外部から供給される電力を前記蓄電池に充電したりするための端子と、
前記蓄電池と前記端子との間の通電路を接続するオン状態と前記通電路を切断するオフ状態とを切替可能な第２のスイッチと、を有し、
前記蓄電池管理装置は、前記第２のスイッチの切替を制御し、
前記制御装置は、
前記電池パックを放電する場合、放電制御を実行し、
前記放電制御において、
前記キャパシタの電圧が第４の所定電圧以下になった場合、前記第１のスイッチをオン状態に切り替え、前記第２のスイッチをオン状態に切り替え、第２の所定時間が経過するまで前記第２のスイッチをオン状態のまま維持し、前記第２の所定時間が経過したら前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替える放電処理を実行し、
前記蓄電池の電圧が放電切替電圧に達するまで前記放電処理を繰り返し実行し、前記蓄電池の電圧が前記放電切替電圧に達したら前記放電処理を終了して、前記第２のスイッチをオフ状態に切り替え、前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充放電装置。
【請求項7】
前記電池パックを複数備え、
前記第１のスイッチが前記蓄電池管理装置ごとに少なくとも１つずつ設けられ、
前記制御装置は、
前記複数の電池パックを放電する場合、１つずつ前記電池パックに対して前記放電制御を実行し、
一の前記電池パックに対して前記放電制御を終了した後、前記キャパシタの電圧が前記第４の所定電圧以下になったときに、他の前記電池パックに対して前記放電制御を実行開始することを特徴とする請求項６に記載の充放電装置。
前記第１のスイッチが前記蓄電池管理装置ごとに少なくとも１つずつ設けられ、
前記制御装置は、
前記複数の電池パックを放電する場合、１つずつ前記電池パックに対して前記放電制御を実行し、
一の前記電池パックに対して前記放電制御を終了した後、前記キャパシタの電圧が前記第４の所定電圧以下になったときに、他の前記電池パックに対して前記放電制御を実行開始することを特徴とする請求項６に記載の充放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、充放電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、発電装置と電気負荷と複数の電池モジュールと第１の接続路と第１のスイッチと制御装置とを備え、電池モジュールが蓄電池と第２のスイッチと蓄電池管理装置とを有し、蓄電池管理装置と第１の接続路との間に第３のスイッチが設けられた充放電制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－５５１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に記載の充放電制御システムでは、充放電を行う電池モジュールが制御装置によって選択されると、その選択された電池モジュールで充放電を行うべく当該選択された電池モジュールの蓄電池管理装置が稼働する。
【0005】
蓄電池管理装置が稼働すると、発電装置によって発電された電力、又は蓄電池に蓄電された電力が消費されることとなる。このような電力の消費を抑えるためには、蓄電池管理装置の稼働が効率的に行われることが望ましい。
【0006】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、蓄電池管理装置を効率的に稼働させることができ、電池パックの消費電力を低減することができる充放電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するため、発電装置と、蓄電池、及び、前記蓄電池の状態を管理する蓄電池管理装置を有する電池パックと、前記発電装置と前記蓄電池管理装置との間の給電路に設けられ、前記給電路を接続するオン状態と前記給電路を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切替を制御する制御装置と、前記電池パック及び前記第１のスイッチと並列に接続され、前記第１のスイッチがオフ状態であっても前記発電装置から供給される電力を充電可能なキャパシタと、を備え、前記制御装置は、前記キャパシタの電圧に応じて前記第１のスイッチの切替を制御する構成を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、蓄電池管理装置を効率的に稼働させることができ、電池パックの消費電力を低減することができる充放電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施の形態に係る充放電装置は、発電装置と、蓄電池、及び、蓄電池の状態を管理する蓄電池管理装置を有する電池パックと、発電装置と蓄電池管理装置との間の給電路に設けられ、給電路を接続するオン状態と給電路を切断するオフ状態とを切替可能な第１のスイッチと、第１のスイッチの切替を制御する制御装置と、電池パック及び第１のスイッチと並列に接続され、第１のスイッチがオフ状態であっても発電装置から供給される電力を充電可能なキャパシタと、を備え、制御装置は、キャパシタの電圧に応じて第１のスイッチの切替を制御することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る充放電装置は、蓄電池管理装置を効率的に稼働させることができ、電池パックの消費電力を低減することができる。
【実施例0011】
以下、本発明の一実施例に係る充放電装置について図面を参照して説明する。
【0012】
図１に示すように、本実施例に係る充放電装置１は、発電装置２と、電気負荷３と、複数の電池パック４と、第１の接続路５と、経路切替スイッチ６と、制御装置７と、第１のスイッチ８と、キャパシタ１０と、を含んで構成されている。
【0013】
本実施例に係る充放電装置１においては、電池パック４が１からｎ個設けられている。本実施例においては、複数の電池パック４のそれぞれを区別するために複数の電池パック４をそれぞれ電池パック４（１）から４（ｎ）で示すこととする。電池パック４（１）から４（ｎ）のうちいずれかの電池パックを特定せずに、１つの電池パックを示す場合には単に「電池パック４」と記す。
【0014】
（発電装置）
発電装置２は、例えば太陽光発電装置や風力発電装置等の再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されている。再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置としては、太陽光発電装置や風力発電装置に限らず、水力、地熱、バイオマス等の再生可能エネルギを利用した発電装置等も適用可能である。本実施例では、発電装置２が太陽光発電装置である例について説明する。
発電装置２は、例えば太陽光発電装置や風力発電装置等の再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されている。再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置としては、太陽光発電装置や風力発電装置に限らず、水力、地熱、バイオマス等の再生可能エネルギを利用した発電装置等も適用可能である。本実施例では、発電装置２が太陽光発電装置である例について説明する。
【0015】
（電気負荷）
電気負荷３は、例えば照明や電光掲示板等のように、発光体を負荷として有する装置によって構成されている。電気負荷３は、発光体を負荷として有する装置に限られない。
電気負荷３は、例えば照明や電光掲示板等のように、発光体を負荷として有する装置によって構成されている。電気負荷３は、発光体を負荷として有する装置に限られない。
【0016】
（電池パック）
電池パック４（１）から４（ｎ）は、第１の接続路５に対して互いに並列に接続されている。各電池パック４はそれぞれ、蓄電池４１と、第２のスイッチ４２と、蓄電池管理装置４３と、端子４４と、を有している。
電池パック４（１）から４（ｎ）は、第１の接続路５に対して互いに並列に接続されている。各電池パック４はそれぞれ、蓄電池４１と、第２のスイッチ４２と、蓄電池管理装置４３と、端子４４と、を有している。
【0017】
本実施例においては、各電池パック４の構成品が電池パック４（１）から４（ｎ）のいずれの構成品であるかを区別するため、各構成品の符号にそれぞれ（１）から（ｎ）を付している。例えば、電池パック４（１）から４（ｎ）のいずれの蓄電池４１、第２のスイッチ４２、蓄電池管理装置４３及び端子４４であるかを区別するため、電池パック４（１）から４（ｎ）のそれぞれに対応する蓄電池４１、第２のスイッチ４２、蓄電池管理装置４３及び端子４４を、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）、第２のスイッチ４２（１）から４２（ｎ）、蓄電池管理装置４３（１）から４３（ｎ）及び端子４４（１）から４４（ｎ）で示す。
【0018】
また、各電池パック４の構成品について、電池パック４（１）から４（ｎ）のいずれのものであるかを特定せずに、１つの構成品を示す場合にはそれぞれ単に符号のみを示して説明するものとする。例えば、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）、第２のスイッチ４２（１）から４２（ｎ）、蓄電池管理装置４３（１）から４３（ｎ）及び端子４４（１）から４４（ｎ）について、電池パック４（１）から４（ｎ）のいずれのものであるかを特定せずに、１つの蓄電池、第２のスイッチ、蓄電池管理装置及び端子を示す場合にはそれぞれ単に「蓄電池４１」、「第２のスイッチ４２」、「蓄電池管理装置４３」、「端子４４」と記す。
【0019】
蓄電池４１は、例えばリチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池によって構成されている。蓄電池４１としては、例えば車両に搭載されていたリチウムイオンバッテリをリユースしたものを用いることもできる。
【0020】
第２のスイッチ４２は、蓄電池４１と端子４４との間の通電路４５を接続するオン状態と、当該通電路４５を切断するオフ状態と、を切替可能なスイッチである。第２のスイッチ４２のオン状態又はオフ状態の切替は、蓄電池管理装置４３よって制御されるようになっている。
【0021】
蓄電池管理装置４３は、蓄電池４１の電圧値Ｖｂや残容量（ＳＯＣ：state of charge）など、蓄電池４１の状態を監視及び管理するようになっている。蓄電池管理装置４３は、第２のスイッチ４２のオン状態又はオフ状態の切替を制御するようになっている。蓄電池管理装置４３は、蓄電池４１の充放電電流に基づきＳＯＣを算出する。
【0022】
蓄電池管理装置４３は、制御装置７に接続されており、蓄電池４１の電圧値ＶｂやＳＯＣ等の各種情報のほか、蓄電池４１の正常又は異常を示す情報を制御装置７に送信可能に構成されている。
【0023】
（端子）
端子４４は、蓄電池４１に蓄電された電力を電池パック４の外部（例えば、本実施例では、第１の接続路５）に放電したり、電池パック４の外部から供給される電力を蓄電池４１に充電したりするための端子である。端子４４は、電池パック４の外部である第１の接続路５に接続されている。
端子４４は、蓄電池４１に蓄電された電力を電池パック４の外部（例えば、本実施例では、第１の接続路５）に放電したり、電池パック４の外部から供給される電力を蓄電池４１に充電したりするための端子である。端子４４は、電池パック４の外部である第１の接続路５に接続されている。
【0024】
（第１の接続路）
第１の接続路５には、電池パック４（１）から４（ｎ）が並列に接続されている。第１の接続路５の一端には、経路切替スイッチ６が接続されている。
第１の接続路５には、電池パック４（１）から４（ｎ）が並列に接続されている。第１の接続路５の一端には、経路切替スイッチ６が接続されている。
【0025】
（経路切替スイッチ）
経路切替スイッチ６は、第１の接続路５と発電装置２及び電気負荷３との間に設けられ、第１の接続路５と発電装置２又は電気負荷３とを接続するオン状態、又は、切断するオフ状態を切替可能なスイッチである。
経路切替スイッチ６は、第１の接続路５と発電装置２及び電気負荷３との間に設けられ、第１の接続路５と発電装置２又は電気負荷３とを接続するオン状態、又は、切断するオフ状態を切替可能なスイッチである。
【0026】
すなわち、経路切替スイッチ６は、第１の接続路５と発電装置２とを接続する発電オン状態、又は、第１の接続路５と電気負荷３とを接続する放電オン状態のいずれかのオン状態と、発電装置２及び電気負荷３のいずれとも第１の接続路５を接続しないオフ状態と、に切替可能である。
【0027】
経路切替スイッチ６の発電オン状態、放電オン状態又はオフ状態の切替は、制御装置７よって制御されるようになっている。充放電装置１の初回起動時等、制御装置７の電源投入がなされていない状態においては、充放電装置１を起動するための電力を確保する観点から経路切替スイッチ６が発電オン状態に切り替えられているのが好ましい。
【0028】
（第１のスイッチ）
蓄電池管理装置４３と第１の接続路５との間の給電路４６には、当該給電路４６を接続するオン状態と、当該給電路４６を切断するオフ状態と、を切替可能な第１のスイッチ８が設けられている。第１のスイッチ８は、蓄電池管理装置４３ごとに少なくとも１つ設けられている。本実施例では、蓄電池管理装置４３ごとに第１のスイッチ８が１つ設けられた例を説明するが、蓄電池管理装置４３ごとに第１のスイッチ８が２つ以上設けられていてもよい。
蓄電池管理装置４３と第１の接続路５との間の給電路４６には、当該給電路４６を接続するオン状態と、当該給電路４６を切断するオフ状態と、を切替可能な第１のスイッチ８が設けられている。第１のスイッチ８は、蓄電池管理装置４３ごとに少なくとも１つ設けられている。本実施例では、蓄電池管理装置４３ごとに第１のスイッチ８が１つ設けられた例を説明するが、蓄電池管理装置４３ごとに第１のスイッチ８が２つ以上設けられていてもよい。
【0029】
本実施例においては、蓄電池管理装置４３（１）から４３（ｎ）のいずれに対応する第１のスイッチ８であるかを区別するため、蓄電池管理装置４３（１）から４３（ｎ）のそれぞれに対応する第１のスイッチ８を、第１のスイッチ８（１）から８（ｎ）で示す。第１のスイッチ８（１）から８（ｎ）について、蓄電池管理装置４３（１）から４３（ｎ）のいずれに対応するものであるかを特定せずに、１つの第１のスイッチを示す場合には単に「第１のスイッチ８」と記す。
【0030】
第１のスイッチ８のオン状態又はオフ状態の切替は、制御装置７によって制御されるようになっている。
【0031】
（キャパシタ）
キャパシタ１０は、電池パック４及び第１のスイッチ８と並列に接続されている。キャパシタ１０は、第１のスイッチ８がオフ状態であっても、少なくとも発電装置２から供給される電力を充電可能に構成されている。キャパシタ１０としては、例えば電気二重層キャパシタを用いることができる。
キャパシタ１０は、電池パック４及び第１のスイッチ８と並列に接続されている。キャパシタ１０は、第１のスイッチ８がオフ状態であっても、少なくとも発電装置２から供給される電力を充電可能に構成されている。キャパシタ１０としては、例えば電気二重層キャパシタを用いることができる。
【0032】
（制御装置）
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数等とともに、当該コンピュータユニットを制御装置７として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例における制御装置７として機能する。
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数等とともに、当該コンピュータユニットを制御装置７として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例における制御装置７として機能する。
【0033】
制御装置７は、第１の接続路５に接続されており、第１の接続路５を介して発電装置２又は電池パック４（１）から４（ｎ）の少なくとも１つから電力が供給されるようになっている。制御装置７は、経路切替スイッチ６及び第１のスイッチ８のオン状態又はオフ状態の切替を制御するようになっている。
【0034】
制御装置７は、各機器類とＣＡＮ通信可能に接続されている。例えば、制御装置７は、各蓄電池管理装置４３とＣＡＮ通信可能に接続されており、各蓄電池管理装置４３を通じて各電池パック４の状態に関する情報、例えば各蓄電池４１の電圧値ＶｂやＳＯＣ等の情報や各蓄電池４１の正常又は異常を示す情報を取得可能に構成されている。
【0035】
制御装置７には、記憶部７１が設けられている。記憶部７１は、例えば上述したＲＡＭによって構成されていてもよいし、上述したＲＡＭとは別の記憶装置によって構成されていてもよい。
【0036】
制御装置７の記憶部７１には、電池パック４ごとに蓄電池４１の電圧値Ｖｂが記憶されるようになっている。具体的には、図２に示すように、記憶部７１には、共通のＣＡＮ＿ＩＤに対して、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値Ｖｂが電池パック４（１）から４（ｎ）のそれぞれに対応付けられて記憶されている。
【0037】
制御装置７には、各種センサ９が接続されている。本実施例においては、各種センサ９として、発電装置２の種類や電気負荷３の種類に応じて必要なセンサが接続されるようになっており、例えば、風力センサ、照度センサ、温度センサ等の外部環境の変化を検出可能なセンサ類が接続されている。また、制御装置７は、電気負荷３が照明である場合には、照明時間や照明時刻を管理するタイマを備えていてもよい。
【0038】
制御装置７は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃに応じて第１のスイッチ８の切替を制御するようになっている。制御装置７は、例えば、後述する起動時制御、充電制御、放電制御の各制御において、キャパシタ１０の電圧Ｖｃに応じて第１のスイッチ８の切替を制御する。
【0039】
（起動時制御）
次に、図３を参照して、本実施例に係る充放電装置１における起動時制御について説明する。起動時制御の実行時、つまり後述するステップＳ１の処理が開始される際には、第１のスイッチ８はオフ状態である。
次に、図３を参照して、本実施例に係る充放電装置１における起動時制御について説明する。起動時制御の実行時、つまり後述するステップＳ１の処理が開始される際には、第１のスイッチ８はオフ状態である。
【0040】
図３に示すように、制御装置７は、発電装置２の発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１（例えば、１１．５Ｖ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御装置７は、ステップＳ１において発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上でないと判定した場合には、ステップＳ１の処理を繰り返す。
【0041】
制御装置７は、ステップＳ１において発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上であると判定した場合には、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第１の所定電圧Ｖ１よりも低い第２の所定電圧Ｖ２（例えば、１１．０Ｖ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。制御装置７は、ステップＳ２においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上でないと判定した場合には、ステップＳ２の処理を繰り返す。
【0042】
制御装置７は、ステップＳ２においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上であると判定した場合には、変数ｍを「１」に設定する、すなわちｍ＝１とする（ステップＳ３）。変数ｍは、後述するステップＳ４以降で使用される。
【0043】
次いで、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８をオン状態に切り替える（ステップＳ４）。これにより、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池管理装置４３（ｍ）に電力が供給される。
【0044】
このように、制御装置７は、発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上で、かつキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上となるまで、第１のスイッチ８をオフ状態に維持し、発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上で、かつキャパシタの電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上となった場合に、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオン状態に切り替えるよう制御する。
【0045】
次いで、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の情報、例えば蓄電池４１（ｍ）の電圧値ＶｂやＳＯＣ等の情報や蓄電池４１（ｍ）の正常又は異常を示す情報を取得する（ステップＳ５）。ステップＳ５で取得された、例えば蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂは、記憶部７１に電池パック４（ｍ）に対応付けられて記憶される。
【0046】
その後、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ６）。すなわち、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の情報を取得し終わったら第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替える。
【0047】
次いで、制御装置７は、変数ｍが「ｎ」であるか否か、すなわちｍ＝ｎであるか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、制御装置７は、ｎ個の電池パック４の全てについて電池パック４の情報の取得が完了したか否かを判断している。
【0048】
制御装置７は、ステップＳ７において変数ｍが「ｎ」でないと判定した場合には、変数ｍを「＋１」して、つまりｍ＝ｍ＋１として（ステップＳ８）、ステップＳ４に処理を戻す。
【0049】
制御装置７は、ステップＳ７において変数ｍが「ｎ」であると判定した場合には、起動時制御を終了する。
【0050】
【0051】
充電制御は、ｎ個の電池パック４の充電を行う場合に、ｎ個の電池パック４の全てが満充電となるまで所定の周期で繰り返し実行される。ただし、充電中に、放電を行う条件など所定の条件が成立した場合には、ｎ個の電池パック４の全てが満充電となる前に充電制御が終了されることがある。
【0052】
充電を行う場合としては、例えば、発電電圧Ｖｇが第１の判定電圧Ｖｊ１以上で、かつ発電電圧Ｖｇがキャパシタ１０の電圧Ｖｃ以上である場合が挙げられる。制御装置７は、電池パック４の蓄電池４１の電圧値Ｖｂが満充電判定値Ｖｆｕｌ（例えば、１３．８Ｖ）に達した場合に、当該電池パック４が満充電であると判定する。
【0053】
図４に示すように、制御装置７は、目標充電電圧Ｖｔｇｔを設定する（ステップＳ１１）。
【0054】
ステップＳ１１において、制御装置７は、上述の起動時制御で取得した各電池パック４の蓄電池４１の電圧値Ｖｂのうち、１つでも第２の判定電圧Ｖｊ２（例えば、１２．５Ｖ）未満の電圧値Ｖｂがある場合には、第２の判定電圧Ｖｊ２を目標充電電圧Ｖｔｇｔに設定する。
【0055】
このとき、制御装置７は、蓄電池４１の電圧値Ｖｂが第２の判定電圧Ｖｊ２以上の電池パック４がある場合は、当該電池パック４については本充電制御の対象から外す、すなわち、後述するステップＳ１４で行われるような第１のスイッチ８のオン状態への切替を行わない。
【0056】
これに対し、制御装置７は、上述の起動時制御で取得した各電池パック４の蓄電池４１の電圧値Ｖｂの全てが第２の判定電圧Ｖｊ２以上である場合には、各電池パック４の電圧値Ｖｂを最低電圧Ｖｍｉｎとして、当該最低電圧Ｖｍｉｎに加算電圧Ｖａｄｄ（例えば、０．４Ｖ）をそれぞれ加算した電圧値を、各電池パック４の目標充電電圧Ｖｔｇｔ（Ｖｔｇｔ＝Ｖｍｉｎ＋Ｖａｄｄ）に設定する。
【0057】
各電池パック４の最低電圧Ｖｍｉｎがそれぞれ異なれば、目標充電電圧Ｖｔｇｔも各電池パック４ごとに異なることになる。このため、後述するステップＳ２０の判定に用いられる目標充電電圧Ｖｔｇｔは、そのとき充電処理が行われている電池パック４に対応する目標充電電圧である。
【0058】
次いで、制御装置７は、変数ｍを「１」に設定する、すなわちｍ＝１とする（ステップＳ１２）。変数ｍは、後述するステップＳ１４以降で使用される。本実施例において、変数ｍは、充電制御において後述する充電処理が実行される電池パックの順番を示す値である。充電処理を実行する順番としては、例えば、最低電圧Ｖｍｉｎの低い順や、電池パック４の起動順、又は、電圧値や起動順に関わらず予め定められた順など、任意の順番を採用できる。
【0059】
続いて、制御装置７は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３（例えば、１３．９Ｖ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。制御装置７は、ステップＳ１３においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上でないと判定した場合には、ステップＳ１３の処理を繰り返す。
【0060】
制御装置７は、ステップＳ１３においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオン状態に切り替える（ステップＳ１４）。これにより、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池管理装置４３（ｍ）に電力が供給される。
【0061】
その後、制御装置７は、蓄電池管理装置４３（ｍ）を通じて第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替える（ステップＳ１５）。これにより、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）への充電が開始される。
【0062】
次いで、制御装置７は、図示しないタイマのカウント値ｔを「０」（ｔ＝０）にセットし、カウントを開始する（ステップＳ１６）。
【0063】
その後、制御装置７は、タイマのカウント値ｔが第１の所定時間ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【0064】
制御装置７は、ステップＳ１７においてタイマのカウント値ｔが第１の所定時間ｔ１以上であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ１８）。
【0065】
続いて、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替え（ステップＳ１９）、処理をステップＳ１３に戻す。
【0066】
このように、制御装置７は、ステップＳ１５で第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替えた後、すなわち第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）への充電開始後、第１の所定時間ｔ１が経過するまで第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態のまま維持する。そして、制御装置７は、前述の充電開始後、第１の所定時間ｔ１が経過したら第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替え、さらに第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替えた後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上となるまで待機する。キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上となると、制御装置７は、再度、第１のスイッチ８（ｍ）及び第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替え、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）への充電を開始する。
【0067】
本実施例においては、ステップＳ１３からステップＳ１９までの一連の処理を充電処理と定義する。この充電処理は、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ１１で設定された目標充電電圧Ｖｔｇｔに達するまで、繰り返し実行される。
【0068】
すなわち、図５に示すように、充電処理では、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上となると、第１の所定時間ｔ１の間、電池パック４が第１の接続路５に接続され（図５中、「ＯＮ」で示す）、第１の所定時間ｔ１が経過すると、電池パック４の第１の接続路５への接続が解除される。その後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上にチャージされるまで、第１の接続路５と電池パック４との切断を維持する。そして、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上にチャージされると、再度、電池パック４が第１の接続路５に接続される。以降、同様の処理が繰り返される。
【0069】
図４に戻り、制御装置７は、ステップＳ１７においてタイマのカウント値ｔが第１の所定時間ｔ１以上でないと判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ１１で設定された目標充電電圧Ｖｔｇｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【0070】
制御装置７は、ステップＳ２０において第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ１１で設定された目標充電電圧Ｖｔｇｔ以上でないと判定した場合には、処理をステップＳ１７に戻す。
【0071】
制御装置７は、ステップＳ２０において第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ１１で設定された目標充電電圧Ｖｔｇｔ以上であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ２１）。
【0072】
続いて、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ２２）。
【0073】
次いで、制御装置７は、変数ｍが「ｎ」であるか否か、すなわちｍ＝ｎであるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、制御装置７は、ｎ個の電池パック４の全てについて蓄電池４１の電圧値Ｖｂが目標充電電圧Ｖｔｇｔに達したか否かを判断している。
【0074】
制御装置７は、ステップＳ２３において変数ｍが「ｎ」でないと判定した場合には、変数ｍを「＋１」して、つまりｍ＝ｍ＋１として（ステップＳ２４）、ステップＳ１３に処理を戻す。
【0075】
これにより、制御装置７は、次の電池パック４について充電制御を行う、具体的にはステップＳ１３からステップＳ２４の処理を行うことになる。つまり、制御装置７は、ｎ個の電池パック４の１つずつに対してステップＳ１３からステップＳ２４の処理を実行する。例えば、制御装置７は、一の電池パック４に対してステップＳ１３からステップＳ２４の処理が終わると、他の電池パック４に対してステップＳ１３からステップＳ２４の処理を実行開始する。
【0076】
制御装置７は、ステップＳ２３において変数ｍが「ｎ」であると判定した場合には、ｎ個の電池パック４の全てについて蓄電池４１の電圧値Ｖｂが目標充電電圧Ｖｔｇｔに達したものと判断して、今回の充電制御を終了する。
【0077】
今回（例えば、１回目）の充電制御が終了すると、制御装置７は、次回（例えば、２回目）の充電制御を実行する。次回の充電制御では、前回（例えば、１回目）の充電制御で設定された目標充電電圧を最低電圧Ｖｍｉｎとして、当該最低電圧Ｖｍｉｎに加算電圧Ｖａｄｄをそれぞれ加算した電圧値を、各電池パック４の目標充電電圧Ｖｔｇｔ（Ｖｔｇｔ＝Ｖｍｉｎ＋Ｖａｄｄ）に設定する。つまり、次回（例えば、２回目）の充電制御では、前回（例えば、１回目）の充電制御で設定された目標充電電圧に加算電圧Ｖａｄｄを加算した電圧値が、目標充電電圧Ｖｔｇｔとして設定される。
【0078】
以降、充電制御が繰り返される場合には、同様に、前回の充電制御で設定された目標充電電圧を最低電圧Ｖｍｉｎとして、ステップＳ１１において今回の目標充電電圧Ｖｔｇｔ（Ｖｔｇｔ＝Ｖｍｉｎ＋Ｖａｄｄ）が設定される。
【0079】
本実施例において、制御装置７は、充電制御の繰り返し中に目標充電電圧Ｖｔｇｔが第３の判定電圧Ｖｊ３（例えば、１３．０Ｖ）以上になった場合には、目標充電電圧Ｖｔｇｔが第３の判定電圧Ｖｊ３未満のときと比べてＣＡＮ通信の通信周期を短くするようになっている。第３の判定電圧Ｖｊ３以上では電圧の変化が大きくなるため、通信周期を短くして蓄電池４１の電圧値Ｖｂが上限電圧値を超えてしまうことを防止する。これに対し、目標充電電圧Ｖｔｇｔが第３の判定電圧Ｖｊ３未満のときは、通信周期を長くすることで消費電力を抑えることができる。
【0080】
【0081】
放電制御は、ｎ個の電池パック４の放電を行う場合に、放電を取り止める条件が成立するまで所定の周期で繰り返し実行される。例えば、ｎ個の電池パック４の全てにおいて過放電フラグがオンになったり、日出が検知されたり、タイマ動作時間が経過したり、充電を行う条件が成立したり、放電を取り止める他の条件が成立したりした場合には、放電制御が終了される。
【0082】
放電を行う場合としては、例えば、発電電圧Ｖｇがキャパシタ１０の電圧Ｖｃ未満である場合、又は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第１の判定電圧Ｖｊ１（例えば、１２．０Ｖ）未満である場合、若しくは、発電電圧Ｖｇが第２の所定電圧Ｖ２未満である場合、あるいは、日没が検知された場合などが挙げられる。
【0083】
図６に示すように、制御装置７は、変数ｍを「１」に設定する、すなわちｍ＝１とする（ステップＳ３１）。変数ｍは、後述するステップＳ３４以降で使用される。本実施例において、変数ｍは、放電制御において後述する放電処理が実行される電池パックの順番を示す値である。放電処理を実行する順番としては、例えば、電圧値Ｖｂの高い順や、電池パック４の起動順、又は、電圧値や起動順に関わらず予め定められた順など、任意の順番を採用できる。
【0084】
次いで、制御装置７は、放電切替電圧Ｖｓｗを設定する（ステップＳ３２）。
【0085】
ステップＳ３２において、制御装置７は、現在の各電池パック４の蓄電池４１の電圧値Ｖｂから減算電圧Ｖｓｕｂ（例えば、０．４Ｖ）を減算した電圧値を、各電池パック４の放電切替電圧Ｖｓｗ（Ｖｓｗ＝Ｖｂ－Ｖｓｕｂ）に設定する。
【0086】
このとき、制御装置７は、現在の電圧値Ｖｂが下限電圧以下の電池パック４がある場合は、当該電池パック４については本放電制御の対象から外す、すなわち、後述するステップＳ３４で行われるような第１のスイッチ８のオン状態への切替を行わない。
【0087】
各電池パック４の現在の電圧値Ｖｂがそれぞれ異なれば、放電切替電圧Ｖｓｗも各電池パック４ごとに異なることになる。このため、後述するステップＳ４０の判定に用いられる放電切替電圧Ｖｓｗは、そのとき放電処理が行われている電池パック４に対応する放電切替電圧である。
【0088】
続いて、制御装置７は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４（例えば、１１．０Ｖ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。制御装置７は、ステップＳ３３においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下でないと判定した場合には、ステップＳ３３の処理を繰り返す。
【0089】
制御装置７は、ステップＳ３３においてキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオン状態に切り替える（ステップＳ３４）。これにより、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池管理装置４３（ｍ）に電力が供給される。
【0090】
その後、制御装置７は、蓄電池管理装置４３（ｍ）を通じて第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替える（ステップＳ３５）。これにより、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の放電が開始される。
【0091】
次いで、制御装置７は、図示しないタイマのカウント値ｔを「０」（ｔ＝０）にセットし、カウントを開始する（ステップＳ３６）。
【0092】
その後、制御装置７は、タイマのカウント値ｔが第２の所定時間ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３７）。
【0093】
制御装置７は、ステップＳ３７においてタイマのカウント値ｔが第２の所定時間ｔ２以上であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ３８）。
【0094】
続いて、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替え（ステップＳ３９）、処理をステップＳ３３に戻す。
【0095】
このように、制御装置７は、ステップＳ３５で第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替えた後、すなわち第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）からの放電開始後、第２の所定時間ｔ２が経過するまで第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態のまま維持する。そして、制御装置７は、前述の放電開始後、第２の所定時間ｔ２が経過したら第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替え、さらに第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替えた後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下となるまで待機する。キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下となると、制御装置７は、再度、第１のスイッチ８（ｍ）及び第２のスイッチ４２（ｍ）をオン状態に切り替え、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の放電を開始する。
【0096】
本実施例においては、ステップＳ３３からステップＳ３９までの一連の処理を放電処理と定義する。この放電処理は、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ３２で設定された放電切替電圧Ｖｓｗ以下となるまで、繰り返し実行される。
【0097】
すなわち、図７に示すように、放電処理では、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下となると、第２の所定時間ｔ２の間、電池パック４が第１の接続路５に接続され（図７中、「ＯＮ」で示す）、第２の所定時間ｔ２が経過すると、電池パック４の第１の接続路５への接続が解除される。その後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下となるまで、第１の接続路５と電池パック４との切断を維持する。そして、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下になると、再度、電池パック４が第１の接続路５に接続される。以降、同様の処理が繰り返される。
【0098】
図６に戻り、制御装置７は、ステップＳ３７においてタイマのカウント値ｔが第２の所定時間ｔ２以上でないと判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ３２で設定された放電切替電圧Ｖｓｗ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【0099】
制御装置７は、ステップＳ４０において第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ３２で設定された放電切替電圧Ｖｓｗ以下でないと判定した場合には、処理をステップＳ３７に戻す。
【0100】
制御装置７は、ステップＳ４０において第ｍの電池パック４（ｍ）の蓄電池４１（ｍ）の電圧値Ｖｂが、ステップＳ３２で設定された放電切替電圧Ｖｓｗ以下であると判定した場合には、第ｍの電池パック４（ｍ）の第２のスイッチ４２（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ４１）。
【0101】
続いて、制御装置７は、第ｍの電池パック４（ｍ）の第１のスイッチ８（ｍ）をオフ状態に切り替える（ステップＳ４２）。
【0102】
次いで、制御装置７は、変数ｍが「ｎ」であるか否か、すなわちｍ＝ｎであるか否かを判定する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３において、制御装置７は、ｎ個の電池パック４の全てについて蓄電池４１の電圧値Ｖｂが放電切替電圧Ｖｓｗ以下となったか否かを判断している。
【0103】
制御装置７は、ステップＳ４３において変数ｍが「ｎ」でないと判定した場合には、変数ｍを「＋１」して、つまりｍ＝ｍ＋１として（ステップＳ４４）、ステップＳ３３に処理を戻す。
【0104】
これにより、制御装置７は、次の電池パック４について放電制御を行う、具体的にはステップＳ３３からステップＳ４４の処理を行うことになる。つまり、制御装置７は、ｎ個の電池パック４の１つずつに対してステップＳ３３からステップＳ４４の処理を実行する。例えば、制御装置７は、一の電池パック４に対してステップＳ３３からステップＳ４４の処理が終わると、他の電池パック４に対してステップＳ３３からステップＳ４４の処理を実行開始する。
【0105】
制御装置７は、ステップＳ４３において変数ｍが「ｎ」であると判定した場合には、ｎ個の電池パック４の全てについて蓄電池４１の電圧値Ｖｂが放電切替電圧Ｖｓｗ以下となったものと判断して、今回の放電制御を終了する。
【0106】
今回（例えば、１回目）の放電制御が終了すると、制御装置７は、次回（例えば、２回目）の放電制御を実行する。次回の放電制御では、現在の電圧値Ｖｂが前回とは異なることから、新たな現在の電圧値Ｖｂから放電切替電圧Ｖｓｗが算出される。
【0107】
本実施例において、制御装置７は、放電制御の繰り返し中に放電切替電圧Ｖｓｗが第１の判定電圧Ｖｊ１以下になった場合には、放電切替電圧Ｖｓｗが第１の判定電圧Ｖｊ１より大きいときと比べてＣＡＮ通信の通信周期を短くするようになっている。第１の判定電圧Ｖｊ１以下では電圧の変化が大きくなるため、通信周期を短くして蓄電池４１の電圧値Ｖｂが下限電圧値を下回ってしまうことを防止する。これに対し、放電切替電圧Ｖｓｗが第１の判定電圧Ｖｊ１より大きいときは、通信周期を長くすることで消費電力を抑えることができる。
【0108】
放電制御は、上述した通り、放電を取り止める条件が成立すると終了するが、制御装置７は、例えば日出が検知される前に電池パック４の全てにおいて過放電フラグがオンになった場合には、第１の接続路５から電池パック４を切断して放電制御を終了し、起動時制御に遷移する。
【0109】
また、制御装置７は、放電制御中に、例えば日出を検知したり、タイマ動作時間が経過したりした場合には、電気負荷３の給電を終了し、起動時制御に遷移する。
【0110】
（各種電圧値の大小関係）
本実施例においては、各種電圧値は、第２の所定電圧Ｖ２（例えば、１１．０Ｖ）＝第４の所定電圧Ｖ４（例えば、１１．０Ｖ）＜第１の所定電圧Ｖ１（例えば、１１．５Ｖ）＜第１の判定電圧Ｖｊ１（例えば、１２．０Ｖ）＜第２の判定電圧Ｖｊ２（例えば、１２．５Ｖ）＜第３の判定電圧Ｖｊ３（例えば、１３．０Ｖ）＜満充電判定値Ｖｆｕｌ（例えば、１３．８Ｖ）＜第３の所定電圧Ｖ３（例えば、１３．９Ｖ）の関係にある。
本実施例においては、各種電圧値は、第２の所定電圧Ｖ２（例えば、１１．０Ｖ）＝第４の所定電圧Ｖ４（例えば、１１．０Ｖ）＜第１の所定電圧Ｖ１（例えば、１１．５Ｖ）＜第１の判定電圧Ｖｊ１（例えば、１２．０Ｖ）＜第２の判定電圧Ｖｊ２（例えば、１２．５Ｖ）＜第３の判定電圧Ｖｊ３（例えば、１３．０Ｖ）＜満充電判定値Ｖｆｕｌ（例えば、１３．８Ｖ）＜第３の所定電圧Ｖ３（例えば、１３．９Ｖ）の関係にある。
【0111】
以上のように、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃに応じて、蓄電池管理装置４３への給電を可能にする第１のスイッチ８の切替を制御するため、適切なタイミングで蓄電池管理装置４３に給電することができる。このため、蓄電池管理装置４３を効率的に稼働させることができ、ひいては電池パック４の稼働率を下げることができ、電池パック４自体の消費電力を低減することができる。
【0112】
また、本実施例に係る充放電装置１は、発電装置２の発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上で、かつキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上となるまで、第１のスイッチ８をオフ状態に維持し、発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上で、かつキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上となった場合、第１のスイッチ８をオン状態に切り替えるよう制御し、蓄電池管理装置４３を通じて電池パック４の状態に関する情報を取得し、当該電池パック４の状態に関する情報を取得し終わったら第１のスイッチ８をオフ状態に切り替えるよう制御するよう構成されている。
【0113】
この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、蓄電池管理装置４３の稼働が必要なときに給電を行うことができ、無用な給電を行わないようにすることができる。
【0114】
また、電池パック４の状態に関する情報を取得するため、取得した電池パック４の状態に関する情報に基づき電池パック４を適切に制御することができる。例えば、電池パック４の充電の必要性や、電池パック４の故障の有無などを確認することができる。
【0115】
さらに、発電電圧Ｖｇが第１の所定電圧Ｖ１以上で、かつキャパシタ１０の電圧Ｖｃが第２の所定電圧Ｖ２以上になった場合、第１のスイッチ８をオン状態に切り替えるように制御するため、電池パック４に充電を開始する前に電池パック４の状態に関する情報を取得することができる。また、電池パック４の状態に関する情報を取得後、速やかに電池パック４の充電を開始することもできる。
【0116】
また、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上になった場合、蓄電池管理装置４３を介して第２のスイッチ４２をオン状態に切り替えるように制御するので、電池パック４が過放電になることを防止することができる。
【0117】
本実施例に係る充放電装置１は、発電装置２によって発電された発電電力、キャパシタ１０に蓄電された電力、又は蓄電池４１に蓄電された電力のいずれかにより蓄電池管理装置４３が稼働する構成である。発電装置２から供給される電力によって蓄電池管理装置４３が稼働されている場合、電池パック４に蓄電された電力が消費されることはない。よって、この場合、電池パック４が過放電になることはない。
【0118】
また、発電装置２から電力が供給されない場合、キャパシタ１０に蓄電された電力又は蓄電池４１に蓄電された電力のいずれかにより、蓄電池管理装置４３が稼働する。第２のスイッチ４２がオフ状態である場合、蓄電池管理装置４３を稼働するための電力は、キャパシタ１０に蓄電された電力しかない。よって、この場合も、電池パック４が過放電になることはない。
【0119】
ここで、仮にキャパシタ１０の電圧Ｖｃの大きさを考慮せずに第２のスイッチ４２をオン状態とした場合、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが蓄電池４１の端子電圧よりも高ければ、キャパシタ１０から蓄電池管理装置４３に電力が供給される。一方、蓄電池４１の端子電圧がキャパシタ１０の電圧Ｖｃよりも高ければ、蓄電池４１から蓄電池管理装置４３に電力が供給される。このとき、蓄電池４１の充電量が少ない場合には、蓄電池４１が過放電になる可能性がある。
【0120】
本実施例に係る充放電装置１では、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが低い場合には第２のスイッチ４２をオン状態に切り替えず、上述したようにキャパシタ１０の電圧Ｖｃが高い場合、つまり第３の所定電圧Ｖ３以上の場合に第２のスイッチ４２をオン状態に切り替えるため、電池パック４が過放電になることはない。
【0121】
また、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上になった場合、第１のスイッチ８をオン状態に切り替え、第２のスイッチ４２をオン状態に切り替え、第１の所定時間ｔ１が経過するまで第２のスイッチ４２をオン状態のまま維持し、第１の所定時間ｔ１が経過したら第２のスイッチ４２をオフ状態に切り替え、第１のスイッチ８をオフ状態に切り替える充電処理を実行するよう構成されている。
【0122】
この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃと蓄電池４１の電圧値Ｖｂとの間の電位差が小さくなることによって大電流が流れなくなり、小電流による効率の良くない充電を継続してしまうことを防止することができる。換言すれば、小電流による効率の良くない充電を避けることができる。
【0123】
また、充電処理において、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上になった場合に第１のスイッチ８及び第２のスイッチ４２をオン状態に切り替えるので、発電装置２から供給される電力量が十分である場合、発電装置２からキャパシタ１０と電池パック４の両方に電力が供給される。このため、発電装置２の発電電力を無駄なく、有効に活用することができる。
【0124】
仮に、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上になった後に発電装置２から供給される電力量が不十分となった場合であっても、キャパシタ１０から電池パック４に電力が供給される。このため、このような場合であっても、電池パック４を効率よく充電することができる。
【0125】
さらに、充電処理を実行しないときには第１のスイッチ８をオフ状態に切り替えるため、電池パック４の稼働率を下げて、電池パック４自体の消費電力を低減することができる。
【0126】
また、本実施例に係る充放電装置１は、一の電池パック４に対して充電制御を終了した後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第３の所定電圧Ｖ３以上になったときに、他の電池パック４に対して充電制御を実行開始するので、電池パック４を十分に充電できない状態で第１のスイッチ８をオン状態に切り替えることを避けることができる。このため、電池パック４の稼働率を下げて、電池パック４自体の消費電力を低減することができる。
【0127】
また、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下になった場合、第１のスイッチ８をオン状態に切り替え、第２のスイッチ４２をオン状態に切り替え、第２の所定時間ｔ２が経過するまで第２のスイッチ４２をオン状態のまま維持し、第２の所定時間ｔ２が経過したら第２のスイッチ４２をオフ状態に切り替え、第１のスイッチ８をオフ状態に切り替える放電処理を実行するよう構成されている。
【0128】
この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、キャパシタ１０の電圧Ｖｃと蓄電池４１の電圧値Ｖｂとの間の電位差が小さくなることによって大電流が流れなくなり、小電流による効率の良くない放電を継続してしまうことを防止することができる。換言すれば、小電流による効率の良くない放電を避けることができる。
【0129】
また、放電処理を実行しないときには第１のスイッチ８をオフ状態に切り替えるため、電池パック４の稼働率を下げて、電池パック４自体の消費電力を低減することができる。
【0130】
また、本実施例に係る充放電装置１は、一の電池パック４に対して放電制御を終了した後、キャパシタ１０の電圧Ｖｃが第４の所定電圧Ｖ４以下になったときに、他の電池パック４に対して放電制御を実行開始するため、電池パック４を十分に放電できない状態で第１のスイッチ８をオン状態に切り替えることを避けることができる。このため、電池パック４の稼働率を下げて、電池パック４自体の消費電力を低減することができる。
【0131】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【0132】
１ 充放電装置
２ 発電装置
３ 電気負荷
４ 電池パック
５ 第１の接続路
６ 経路切替スイッチ
７ 制御装置
８ 第１のスイッチ
９ 各種センサ
１０ キャパシタ
４１ 蓄電池
４２ 第２のスイッチ
４３ 蓄電池管理装置
４４ 端子
４５ 通電路
４６ 給電路
７１ 記憶部
Ｖｂ 蓄電池の電圧値
Ｖｃ キャパシタの電圧
Ｖｇ 発電電圧
Ｖ１ 第１の所定電圧
Ｖ２ 第２の所定電圧
Ｖ３ 第３の所定電圧
Ｖ４ 第４の所定電圧
Ｖｊ１ 第１の判定電圧
Ｖｊ２ 第２の判定電圧
Ｖｊ３ 第３の判定電圧
Ｖｆｕｌ 満充電判定値
Ｖｍｉｎ 最低電圧
Ｖｔｇｔ 目標充電電圧
Ｖａｄｄ 加算電圧
Ｖｓｗ 放電切替電圧
Ｖｓｕｂ 減算電圧
ｔ１ 第１の所定時間
ｔ２ 第２の所定時間
２ 発電装置
３ 電気負荷
４ 電池パック
５ 第１の接続路
６ 経路切替スイッチ
７ 制御装置
８ 第１のスイッチ
９ 各種センサ
１０ キャパシタ
４１ 蓄電池
４２ 第２のスイッチ
４３ 蓄電池管理装置
４４ 端子
４５ 通電路
４６ 給電路
７１ 記憶部
Ｖｂ 蓄電池の電圧値
Ｖｃ キャパシタの電圧
Ｖｇ 発電電圧
Ｖ１ 第１の所定電圧
Ｖ２ 第２の所定電圧
Ｖ３ 第３の所定電圧
Ｖ４ 第４の所定電圧
Ｖｊ１ 第１の判定電圧
Ｖｊ２ 第２の判定電圧
Ｖｊ３ 第３の判定電圧
Ｖｆｕｌ 満充電判定値
Ｖｍｉｎ 最低電圧
Ｖｔｇｔ 目標充電電圧
Ｖａｄｄ 加算電圧
Ｖｓｗ 放電切替電圧
Ｖｓｕｂ 減算電圧
ｔ１ 第１の所定時間
ｔ２ 第２の所定時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】