JP6135019B2 - 蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池の寿命を管理する蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、プログラムに関するものである。

たとえば、日本国特許出願公開番号２０００−２８５９６８（以下「文献１」という）は、蓄電池の劣化状態を判定して交換時期を報知する技術を開示している（文献１の段落［００２３］［００３１］［００７４］参照）。文献１には、自動車に搭載する鉛蓄電池を想定した技術であって、劣化状態を判定するために、電圧、電流、温度、水位、充放電、残り容量などを使用状況として使用状況履歴記憶手段に記憶させている。使用状況履歴記憶手段に記憶されている履歴からは、蓄電池の内部抵抗率、放電率、温度上昇率などが求められる。蓄電池の交換時期は、蓄電池の内部抵抗率、放電率、温度上昇率のいずれかが基準値を超えたか否かによって判定している。

文献１に記載された技術は、蓄電池の交換時期を判定するために、内部抵抗率、放電率、温度上昇率と基準値とを比較している。基準値は、蓄電池の交換時期が同条件で判断されるように固定的に定められている。たとえば、満充電容量が定格の半分以下の状態を連続して１０回以上継続し、満充電容量があらかじめ設定入力した蓄電池のしきい値以下になると、交換時期を報知している。

ところで、蓄電池は、車載用ばかりではなく、近年では、可搬型の機器（コンピュータ、情報端末、電動工具など）の電源に利用され、また、商用電源の需要家における補助用の電源としても利用されている。

たとえば、商用電源の需要家では、使用電力量の増加時に買電量を抑制するために蓄電池の充電電力を用いる用途や、商用電源からの電力の停止時に蓄電池によるバックアップを行う用途がある。また、太陽光発電装置の発電量と需要家での使用電力量との不整合を解消するために蓄電池を用いる場合もある。この場合、太陽光発電装置の発電量のうち利用されない余剰電力を蓄電池に充電しておき、太陽光発電装置の発電量が需要家での使用電力量を充足しないときには、蓄電池の充電電力を放電する。蓄電池をこのように利用すれば、太陽光発電装置の発電電力が無駄なく利用される。

上述のように、蓄電池の利用用途は様々である上に、蓄電池の充電量および放電量も利用者よって異なると考えられる。言い換えると、蓄電池の利用者によって、必要な満充電容量は異なると考えられる。しかしながら、上述したように、文献１に記載された技術は、蓄電池の寿命を判断する基準値が利用者によらず一律になっている。つまり、文献１に記載された技術のように、利用者によらずに一律の基準値で蓄電池の寿命を判断すると、蓄電池の劣化が進んだときに利用者によっては蓄電池の満充電容量に過不足が生じることがある。

たとえば、所定期間の間の蓄電池の充電電力量が少ない需要家の場合、劣化によって満充電容量が基準値以下になっても蓄電池を暫時継続して使用可能であるにもかかわらず、蓄電池の交換が促されることになる。この時点で蓄電池を交換すると、利用者は経済的損失を被る可能性がある。一方、所定期間の間の蓄電池の充電電力量が多い需要家の場合、満充電容量が基準値を上回っていても、蓄電池に蓄電可能な電力量では不足する可能性がある。そのため、満充電容量が基準値以下になるまで待っていると、蓄電池の利用によって期待している効果が得られないという問題が生じる。

本発明は、蓄電池の寿命を判断する基準を、蓄電池の利用状況に応じて変化させることを可能にし、利用状況に適合した適切なタイミングで蓄電池の寿命を報知するための蓄電池管理装置を提供することを目的とし、また、この蓄電池管理装置で用いる蓄電池管理方法を提供し、さらに、コンピュータをこの蓄電池管理装置として機能させるプログラムを提供することを目的とする。

本発明の蓄電池管理装置は、上記目的を達成するために、容量計測部（１０１）、需要管理部（１０４）、基準値設定部（１０２）および出力部（１０３）を備える。容量計測部（１０１）は、蓄電池（１１）の満充電容量を計測するように構成される。需要管理部（１０４）は、所定期間における前記蓄電池（１１）の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池（１１）に充電すべき要求電力量を求めるように構成される。基準値設定部（１０２）は、前記需要管理部（１０４）で求められた要求電力量に基づいて動的に基準値が設定されるように構成される。出力部（１０３）は、前記容量計測部（１０１）で計測された満充電容量と前記基準値設定部（１０２）に設定された基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池（１１）が寿命に達すると判断して報知信号を出力するように構成される。

一実施形態において、前記需要管理部（１０４）は、電力測定部（１０４１）、履歴記憶部（１０４２）および需要推定部（１０４３）を備える。電力測定部（１０４１）は、前記所定期間における前記蓄電池（１１）の充電電力量と放電電力量とから前記蓄電池（１１）の電池残量の時間変化を検出するように構成される。履歴記憶部（１０４２）は、前記電力測定部（１０４１）で検出された電池残量の時間変化を記録するように構成される。需要推定部（１０４３）は、前記履歴記憶部（１０４２）に記録された電池残量の時間変化を用いて前記要求電力量を求めるように構成される。

一実施形態において、前記需要推定部（１０４３）は、所定期間における前記電池残量の最大値と最小値との差を、前記要求電力量として求めるように構成される。

一実施形態において、蓄電池管理装置は、前記所定期間における前記蓄電池（１１）の充電時間帯と放電時間帯とが区分されている用途に用いられる。前記需要管理部（１０４）は、前記所定期間のうちの前記蓄電池（１１）の放電時間帯における前記蓄電池（１１）の放電電力量の総量を前記要求電力量として求めるように構成される。

一実施形態において、前記基準値を定める要求電力量は、所定の対象期間における前記蓄電池（１１）の放電電力量の１日当たりの平均値である。

一実施形態において、蓄電池管理装置は、前記需要管理部（１０４）で求められた要求電力量に基づいて利用者に必要な蓄電池の満充電容量を決めるように構成される容量決定部（１０５）をさらに備える。前記出力部（１０３）は、前記容量決定部（１０５）で決められた蓄電池（１１）の満充電容量を提示するための機能を備える。

本発明の蓄電池管理方法は、蓄電池（１１）の寿命を管理するように構成される蓄電池管理装置における蓄電池管理方法である。蓄電池管理方法は、所定期間における前記蓄電池（１１）の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池（１１）に充電すべき要求電力量を求めること、前記要求電力量に基づいて動的に基準値を設定すること、および前記蓄電池（１１）の推定される満充電容量と前記基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池（１１）が寿命に達すると判断して報知信号を出力することを含む。

本発明のプログラムは、コンピュータを、容量計測部（１０１）、需要管理部（１０４）、基準値設定部（１０２）および出力部（１０３）を備える蓄電池管理装置として機能させるものである。容量計測部（１０１）は、蓄電池（１１）の満充電容量を計測するように構成される。需要管理部（１０４）は、所定期間における前記蓄電池（１１）の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池（１１）に充電すべき要求電力量を求めるように構成される。基準値設定部（１０２）は、前記需要管理部（１０４）で求められた要求電力量に基づいて動的に基準値が設定されるように構成される。出力部（１０３）は、前記容量計測部（１０１）で計測された満充電容量と前記基準値設定部（１０２）に設定された基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池（１１）が寿命に達すると判断して報知信号を出力するように構成される。本発明は、プログラムに限らない。たとえば、本発明は、そのプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体でもよい。

本発明の構成によれば、蓄電池の寿命を判断する基準を、蓄電池の利用状況に応じて変化させることを可能にしているから、利用状況に適合した適切なタイミングで寿命の報知を行えるという利点がある。すなわち、蓄電池の利用状況に応じた寿命判断を行うことにより、蓄電池の満充電容量が利用者にとって過不足のないタイミングで、蓄電池の寿命の報知が適切に行われる。

本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
本発明の一実施形態を示すブロック図である。 蓄電池の劣化を説明する図である。 同上に用いる履歴記憶部の記録例を示す図である。 同上の動作例をフローチャートで示した動作説明図である。

以下に説明する実施形態は、戸建て住宅において用いられる蓄電装置を例として説明するが、本実施形態で説明する技術は、集合住宅、事務所ビル、商業ビル、病院、美術館などの他の建物においても適用可能である。また、実施形態では、商用電源の需要家において蓄電装置を利用する場合を例示しているが、蓄電装置が、電動工具やパーソナルコンピュータの電源として用いられる場合であっても、以下に説明する技術を採用することが可能である。要するに、蓄電池を利用する場合に、蓄電池の寿命を通知する必要があれば、本実施形態で説明する技術を適用可能である。

本実施形態で説明する蓄電装置１は、図１に示すように、商用電源の電力系統２および太陽光発電装置３と併用することにより、負荷（機器）４に電力を供給する目的で用いられている。蓄電装置１と電力系統２と太陽光発電装置３とは分電盤５を介して接続され、分電盤５から複数の負荷４に電力が供給される。分電盤５は、周知のように１個の主幹ブレーカ（図示せず）と複数個の分岐ブレーカ（図示せず）とを備える。

太陽光発電装置３は、太陽光を受けて発電するように構成される太陽電池パネル（以下「ＰＶパネル」という）３１と、ＰＶパネル３１の出力を交流電力に変換するように構成されるＰＶパワーコンディショナ（以下「ＰＶ−ＰＣ」という）３２とを備える。ＰＶパネル３１およびＰＶ−ＰＣ３２は、周知の構成および機能を備えていればよく、ここでは要旨ではないから詳述しない。

蓄電装置１は、複数個の蓄電池セル（図示せず）を備えた蓄電池ユニット１１と、蓄電池ユニット１１の充放電を行うように構成される電力変換器（以下「蓄電池パワーコンディショナ」という）１２とを備える。蓄電池ユニット１１は、複数の蓄電池セル（以下「蓄電池」という）のほか、蓄電池の温度を検出（計測）するための温度センサ（不図示）、蓄電池の開放電圧を検出（計測）するための電圧検出器（不図示）、充放電電流を検出（計測）するための電流センサ（不図示）などが１つのケースに収納される。蓄電池パワーコンディショナ１２は、交流から直流への電力変換の機能と直流から交流への電力変換の機能とを備えたコンバータ部１３と、蓄電池ユニット１１や分電盤５から取得される情報を用いてコンバータ部１３の動作を制御するように構成される蓄電池管理装置１０とを備える。

蓄電装置１の用途は、蓄電装置１が内蔵する蓄電池管理装置１０の仕様に依存する。蓄電池管理装置１０は、マイクロコンピュータのようにプログラムに従って動作するように構成されるデバイスおよびインターフェイス部を主なハードウェア要素として備える。したがって、インターフェイス部を通して入出力される情報の種類とプログラムとの組合せにより、蓄電装置１の用途が定められる。蓄電装置１の利用用途の例を以下に列挙する。
（１）電力系統２から電気料金の単価が低額である時間帯に蓄電装置１に充電し、電気料金の単価が高額である時間帯に蓄電装置１から負荷４に給電する。
（２）電力系統２から電気料金の単価が低額である時間帯に蓄電装置１に充電し、太陽光発電装置３の発電中には蓄電装置１から負荷４に給電し、太陽光発電装置３の発電電力を電力系統２に逆潮流させる。
（３）太陽光発電装置３の発電電力のうち負荷４で消費されない余剰電力を蓄電装置１に充電し、太陽光発電装置３の発電電力が負荷４の消費電力を下回ると蓄電装置１から負荷４に給電する。
（４）電力系統２と太陽光発電装置３との少なくとも一方から蓄電装置１に充電し、負荷４で消費される電力量が増加したときに、電力系統２から購入する電力量を低減させるために、蓄電装置１から負荷４に給電する。
（５）電力系統２と太陽光発電装置３との少なくとも一方から蓄電装置１に充電し、電力系統２からの給電が停止したときに、蓄電装置１から一部または全部の負荷４に給電する。

上述した蓄電装置１の利用用途は一例であり、蓄電装置１に充電する電源の種類および充電するタイミングと、蓄電装置１から負荷４に給電するタイミングとの組合せにより、蓄電装置１は、種々の用途に利用可能である。例えば、コンピュータを蓄電池管理装置１０として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体（蓄電池管理装置またはマイクロコンピュータ内の記憶装置などの記録媒体）に格納される。

蓄電池管理装置１０は、上述のような蓄電装置１の利用用途に応じた機能を備えるが、本実施形態では、蓄電池管理装置１０の機能のうち蓄電池ユニット１１が備える蓄電池の寿命を管理する機能に着目して説明する。なお、蓄電池ユニット１１が備える複数個の蓄電池セル（蓄電池）が寿命になった場合、蓄電装置１において蓄電池が交換されるのではなく、蓄電池ユニット１１が交換される。ただし、寿命になった蓄電池を内蔵した蓄電池ユニット１１は、回収先で蓄電池を交換してリユースに供されるか、回収先で分解してリサイクルに供されることが望ましい。以下の説明では、蓄電池ユニット１１について蓄電池の機能にのみ着目しており、この意味で蓄電池ユニット１１は蓄電池と等価であるから、以下では、蓄電池ユニット１１を「蓄電池１１」という。

蓄電池管理装置１０は、蓄電池１１の寿命を管理するための構成として、蓄電池１１の満充電容量を計測するように構成される容量計測部１０１と、基準値が設定されるように構成される基準値設定部１０２と、満充電容量が基準値以下になると報知信号を出力するように構成される出力部１０３とを備える。すなわち、出力部１０３は、容量計測部１０１で計測された蓄電池１１の満充電容量と基準値設定部１０２に設定された基準値とを比較し、満充電容量が基準値以下になると蓄電池１１が寿命に達すると判断して報知信号を出力するように構成される。

基準値設定部１０２に設定される基準値は、所定期間における蓄電池１１の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて動的に定められる。そのため、蓄電池管理装置１０は、蓄電池１１の充電電力量や放電電力量を取得（計測）するように構成される需要管理部１０４を備える。

需要管理部１０４は、蓄電池１１に出入りする電力量を単位時間ごとに検出（計測）するように構成される電力測定部１０４１と、電力測定部１０４１で検出された電力量を記録するように構成される履歴記憶部１０４２とを備える。さらに、需要管理部１０４は、履歴記憶部１０４２に記録された電力量を用いて所定期間において蓄電池１１に充電しておく必要のある要求電力量を推定するように構成される需要推定部１０４３を備えている。需要推定部１０４３は、蓄電池１１の利用に際して、所定期間において蓄電池１１にどれだけの電池残量があれば、利用に供する電力量を充足できるかを推定するように構成される。この電力量の最小値が要求電力量に相当する。

一般に、多くの蓄電池は、充放電サイクルを繰り返すことによって内部インピーダンスが増加する。そのため、図２に示すように、充放電サイクルの回数の増加に伴って、蓄電池の満充電容量が低下することが知られている。充放電サイクルは、満充電状態から電池残量が０になるまでの放電と、電池残量が０の状態から満充電状態までの充電とを行う期間を１サイクルとしている。ただし、蓄電池の実使用に際しては、充電時に満充電状態に達しないことが多く、放電時に電池残量を０にすることは少ない。すなわち、負荷４に電力を供給する用途で用いる蓄電装置１は、蓄電池１１の電池残量が数十％の範囲である中間領域において、充電と放電とを繰り返すように使用されることが多い。もっとも、この事情を考慮しても、充放電の繰り返し回数が増加することに伴って、蓄電池１１の満充電容量は次第に低下することは言える。

本実施形態は、充放電の繰り返し回数の増加に伴って蓄電池１１の満充電容量が低下することを蓄電池１１の劣化と判断しており、満充電容量に対する基準値を設定し、満充電容量が基準値以下になったことをもって蓄電池１１が寿命に達すると判断している。そのため、蓄電池管理装置１０は、満充電容量を計測するための容量計測部１０１を備えている。

蓄電池１１の満充電容量を計測する技術は種々知られている。たとえば、蓄電池１１が充放電を行っていない期間に蓄電池１１に既知の電力を充電し、蓄電前後の電位差から満充電容量を計測することが可能である。また、上述したように、満充電容量は内部インピーダンスの増加に伴って低下するから、電圧の過渡応答波形を用いて内部インピーダンスを計測し、計測した内部インピーダンスを満充電容量に換算してもよい。内部インピーダンスの計測には、蓄電池１１が充放電を行っていない状態で開放電圧を計測し、その後、蓄電池１１に対する負荷のオンオフを行って過渡応答波形を検出すれば、上記の通り、内部インピーダンスを計測することができるので、満充電容量を求めることができる。満充電容量の計測には周知の技術を採用すればよいから詳述しない。

一方、基準値は、蓄電池１１の利用状況に応じて動的に定められる。以下では基準値を定める技術について説明する。蓄電池１１の利用状況として、蓄電池１１からの放電電力量の総量のみを計測すれば、その総量から要求電力量を決めることができる特定の利用用途（第１の利用用途）では、基準値をその要求電力量に基づいて動的に定めることができる。また、他の利用用途（第２の利用用途）では、後述するように、蓄電池１１の利用状況として、蓄電池１１からの放電電力量と蓄電池１１への充電電力量との両方を計測する必要がある。後者の場合、自然放電を無視すれば、蓄電池１１への充電電力量と蓄電池１１からの放電電力量との差が、満充電容量の目安になる。したがって、蓄電池１１の利用状況を監視するには、蓄電池１１からの放電電力量、あるいは蓄電池１１からの放電電力量と蓄電池１１への充電電力量とを計測するための電力センサ（図示せず）が必要になる。

ところで、上述した第１および第２の利用用途では、蓄電池１１への充電電力は、電力系統２または太陽光発電装置３から得られている。電力系統２の電力を用いる場合は電気料金の単価によって蓄電池１１への充電時間帯が定まり、太陽光発電装置３の電力を用いる場合は発電可能な時間帯によって蓄電池１１への充電時間帯が定まる。つまり、蓄電池１１への充電時間帯は、おおむね１日の周期で繰り返すと言える。そのため、需要推定部１０４３が要求電力量の推定に用いる所定期間は、たとえば１日とすることが望ましい。

いま、上記第１の利用用途について、日中には蓄電池１１に充電せず、夜間にのみ蓄電池１１に充電する利用用途を想定する。すなわち、所定期間である１日において、蓄電池１１への充電時間帯と蓄電池１１からの放電時間帯とが区分されている場合に相当する。この利用用途は、上述した利用用途（１）（２）に相当する。この動作では、日中には蓄電池１１は放電のみを行い、蓄電池１１への充電は行わない。したがって、蓄電池１１からの放電電力量の総量がわかれば要求電力量が求められ、その結果、基準値が定められる。基準値は、要求電力量に対して若干の余裕分を加算した値に設定すればよい。

そのため、図３に示すように、蓄電池１１からの放電電力の推移の履歴が履歴記憶部１０４２に記録される。履歴記憶部１０４２に記録される電力は、実際には、単位時間（たとえば、１秒、１分など）ごとの電力量であって、単位時間では電力が一定であるとみなして、この電力量がタイムスタンプとともに履歴記憶部１０４２に記録される。需要推定部１０４３は、履歴記憶部１０４２に記録された電力の所定期間における積算値を、蓄電装置１からの放電電力量の総量として算出する。ここでは、日中には蓄電池１１に充電しないと仮定しているから、上述のように１日における放電電力量を積算して求めた電力量の総量は、蓄電池１１に充電すべき要求電力量を決めるための値となる。

なお、図示例では電気料金の単価が、７：００〜２３：００の時間帯と、２３：００〜翌７：００の時間帯との２段階に変化する場合を想定し、７：００〜２３：００の時間帯において蓄電池１１から放電する場合を例示している。図示する時間帯は一例であって、電気料金の単価が変化する時間帯が異なれば、その時間帯に合わせて放電電力を積算することが必要である。また、電気料金の単価が、時間帯によって３段階に変化する場合は、３段階のうちの単価が最小である時間帯に蓄電池１１に充電し、単価が最大である時間帯あるいは最大である時間帯と中間の時間帯とに蓄電池１１から放電すればよい。

需要推定部１０４３が求めた要求電力量は、蓄電池１１の１日における放電電力量から決められる。言い換えると、要求電力量は、蓄電池１１に１日に充電すべき電力量である。したがって、蓄電池１１の満充電容量が求めた要求電力量以上であれば、蓄電池１１の１日における放電電力量を充足可能である。つまり、需要推定部１０４３が求めた要求電力量に基づいて満充電容量に対する基準値を求めることにより、蓄電池１１の寿命の判定が可能になる。

ただし、蓄電池１１の１日における放電電力量は日毎に変動するから、需要推定部１０４３は、履歴記憶部１０４２に記録した電力の推移から蓄電池１１の１日における放電電力量を日毎に求め、求めた放電電力量の代表値を要求電力量として基準値を求めることが望ましい。要求電力量として用いる放電電力量の代表値は、たとえば、１週間や１ヶ月を対象期間とし、対象期間において蓄電池１１の放電電力量の１日当たりの平均値、中央値、最大値などから選択される。

利用用途（１）（２）のように、蓄電装置１を用いることにより電気料金の単価が高額である時間帯において、電力系統２からの受電を低減させることが目的である場合、蓄電池１１の放電電力量の最大値を代表値として採用することが望ましい。最大値を採用すると、電力系統２から電力を受電することなく、蓄電池１１の電力を負荷４に給電することになる。一方、蓄電池１１の交換までの時間を延長することが目的であって、電力系統２から受電する電力量が増加してもよい場合、蓄電池１１の放電電力量の平均値あるいは中央値を用ることができる。

また、対象期間における蓄電池１１の放電電力量の日毎の差が小さい場合は、放電電力量の最大値を採用しても、蓄電池１１の交換までの時間を確保できる。一方、平日と休日のように、蓄電池１１の放電電力量の日毎の差が大きくなることが予想される場合は、電力量の最大値を採用すると、蓄電池１１の交換までの時間が短縮されるから、平均値や中央値を採用することが好ましい。

なお、基準値を設定する場合に、蓄電池１１の充放電に伴う損失や温度変化に伴う満充電容量の変化を考慮する必要があるから、需要推定部１０４３は、求めた要求電力量を補正して寿命判定の基準値に用いることが望ましい。また、上述の動作では履歴記憶部１０４２を用いて単位時間ごとの電力量を記録しているが、要求電力量を求めるために電力量の積算値を用いているから、履歴記憶部１０４２を用いずに電力量の積算のみを行う構成を採用してもよい。この場合、履歴記憶部１０４２に代えて、単位時間ごとに求めた電力量を積算する機能を備えていればよい。

上述した蓄電池管理装置１０の動作を図４に示す。需要管理部１０４に設けた電力測定部１０４１は、蓄電池１１からの放電電力を単位時間毎に計測する（Ｓ１１）。履歴記憶部１０４２は、電力測定部１０４１で取得（計測）された電力を記録する（Ｓ１２）。需要推定部１０４３は、履歴記憶部１０４２に記録された電力を積算し、蓄電池１１の対象期間における放電電力量の所定期間（１日）当たりの平均値を算出する（Ｓ１３）。基準値設定部１０２は、需要推定部１０４３が算出した電力量（すなわち、要求電力量）を蓄電池１１に要求される満充電容量と推定し、この要求電力量に基づいて蓄電池１１の寿命を判定するための基準値を定める（Ｓ１４）。

基準値設定部１０２が基準値を定め、基準値が基準値設定部１０２に設定された状態において、容量計測部１０１は蓄電池１１の満充電容量を計測する（Ｓ１５）。出力部１０３は、容量計測部１０１が推定した満充電容量と基準値設定部１０２に設定された基準値とを比較し、満充電容量が基準値以下であるときに報知信号を出力する（Ｓ１６）。

蓄電池管理装置１０は、蓄電池１１の寿命を判定するための基準値を随時更新する。基準値の更新タイミングは、月ごとや季節ごとなどの比較的長い時間間隔でよい。

ところで、上述した動作例は、蓄電池１１への充電時間帯と蓄電池１１からの放電時間帯とが区分されている場合を示したが、利用用途（３）（４）（５）のように、蓄電池１１の充電時間帯と放電時間帯が区分されていない場合もある。以下では、蓄電池１１の充電期間と放電期間が混在している場合の動作例（第２の利用用途）について説明する。

この場合、電力測定部１０４１は、蓄電池１１への充電電力量と放電電力量とを単位時間（たとえば、１秒、１分など）ごとに検出（計測）し、電池残量を算出して電力測定部１０４１の出力とする。電力測定部１０４１は、蓄電池１１の充電電力量と放電電力量とをそれぞれ出力してもよいが、電池残量として出力するほうが、１種類のデータを扱うだけでよいから、データの処理が容易になる。

履歴記憶部１０４２は、電力測定部１０４１の出力である電池残量をタイムスタンプとともに記録する。したがって、履歴記憶部１０４２には、時間経過に伴う電池残量の推移が記録される。需要推定部１０４３は、電池残量の推移を用いることにより、蓄電池１１に要求される満充電容量を以下のいずれかの方法で見積もる。
（Ａ）電池残量の極大値と極小値とを求め、時間軸に沿って隣接する極大値から極小値を減算した差のうち所定期間において最大であった差を、蓄電池１１に要求される満充電容量と判断する。この方法は、所定期間において蓄電池１１が充放電を繰り返す中で最大の放電量を求めているから、蓄電池１１に要求される満充電容量を合理的に見積もることができる。
（Ｂ）所定期間における電池残量の最大値と最小値との差を、蓄電池１１に要求される満充電容量と判断する。この方法は、方法（Ａ）と比較すると、所定期間における蓄電池１１への充電電力量に余裕があるから、放電電力量が常時よりも増加する場合でも、蓄電池１１への充電電力量に不足が生じないように満充電容量に余裕を持たせて見積もることが可能になる。
（Ｃ）電池残量の極大値と極小値とを求め、時間軸に沿って隣接する極大値から極小値を減算した差について所定期間における平均値を、蓄電池１１に要求される満充電容量と判断する。極大値をＳｉ、極小値をＩｉとすれば（ｉは所定期間において出現する順番）、Σ（Ｓｉ−Ｉｉ）／ｎを求める（ｎは所定期間において出現する回数）ことになる。この方法は、方法（Ａ）と比較すると、所定期間における蓄電池１１への充電電力量の余裕は少なくなるが、この方法で求めた値に基づいて基準値を設定すれば、蓄電池１１の寿命を比較的長く保つことが可能になる。

いずれかの方法で、蓄電池１１の利用状況に応じて必要な満充電容量が見積もられる。次に、上述した動作例と同様に、基準値設定部１０２に基準値を設定する。基準値は、上述した動作例と同様に、対象期間における代表値を採用するのが望ましい。基準値設定部１０２に設定された基準値は、図４に示したステップＳ１６と同様に、容量計測部１０１で計測された満充電容量と比較される。出力部１０３は、容量計測部１０１で計測された満充電容量が基準値以下であるときに、蓄電池１１が寿命に達することを示す報知信号を出力する。

出力部１０３から出力された報知信号は外部装置に送信され、外部装置によって蓄電池１１が寿命に達することが報知される。この構成に代えて、出力部１０３が報知信号によって蓄電池１１が寿命に達することを報知する報知機能を備えていてもよい。この種の報知は、報知灯の点灯による視覚的報知、あるいは報知音による聴覚的報知の少なくとも一方が採用される。また、報知信号は、蓄電池１１の寿命を報知するメッセージを含んでいてもよい。この場合、ドットマトリクス型の表示器に蓄電池１１の寿命を表す文字や図形を表示したり、音声で蓄電池１１の寿命を示すメッセージを出力することにより、メッセージが提示される。

蓄電池管理装置１０は、利用者に適合した蓄電池１１の容量を決める容量決定部１０５を備えていてもよい。容量決定部１０５は、需要管理部１０４で求められた要求電力量（あるいは、基準値設定部１０２に設定された基準値）に基づいて蓄電池１１の容量を決める。要するに、容量決定部１０５は、要求電力量に見合う満充電容量を決める。なお、容量決定部１０５は、購入すべき蓄電池１１の満充電容量を決めるだけではなく、寿命までの期間が適正である蓄電池１１を、利用者に適合した蓄電池１１の製品として選択するようにしてもよい。また、容量決定部１０５は、履歴記憶部１０４２に記録された履歴を分析して蓄電池１１の製品を選択する機能を備えていてもよい。容量決定部１０５が決めた蓄電池１１の容量ないし容量決定部１０５が選択した製品は、出力部１０３が蓄電池１１の寿命を報知する報知信号を出力する際に、蓄電池１１の寿命を報知するメッセージと同様にして利用者に提示される。

容量決定部１０５が決めた蓄電池１１に関する情報は、蓄電池管理装置１０と蓄電池１１とのいずれかに記憶しておけばよい。また、蓄電池管理装置１０に通信インターフェイス部（図示せず）を設けている場合には、蓄電池１１の製品に関する情報を、通信インターフェイス部を通して外部装置から取得してもよい。この場合、たとえば、蓄電装置１の管理が委託されている管理会社が運営する外部装置から最新製品である蓄電池１１の情報を取得することが可能になる。

出力部１０３は、容量計測部１０１で計測された満充電容量を基準値設定部１０２に設定された基準値と比較して報知信号を出力しているが、報知信号を出力する前に予備報知を行うようにしてもよい。この場合、出力部１０３には、容量計測部１０１で計測された満充電容量を基準値よりも大きい予備基準値と比較し、満充電容量が予備基準値以下になったときに予備報知信号を出力する機能が付加される。予備基準値は、たとえば、基準値に１より大きい係数（たとえば、１．１）を乗じるか、基準値に一定値を加算した値として自動的に設定可能である。

出力部１０３から出力される予備報知信号は、まもなく蓄電池１１が寿命になることを利用者に通知するために用いられる。したがって、予備報知信号が出力された時点で、容量決定部１０５が定めた蓄電池１１の容量あるいは選択した製品の種類を利用者に提示することが望ましい。この場合、利用者は交換用の蓄電池１１の発注が可能になり、蓄電池１１の交換を遅滞なく行うことが可能になる。

なお、出力部１０３は、報知信号や予備報知信号を必ずしも利用者への通知に用いる必要はなく、蓄電装置１の管理が委託されている管理会社が運営する外部装置に対して、通信により報知信号や予備報知信号を通知してもよい。この場合、管理会社において蓄電池１１の寿命を管理するから、管理会社は利用者の利用状況に適した蓄電池１１を推奨することが可能になる。

上述した動作例は、基準値設定部１０２が、履歴記憶部１０４２に記録されている履歴を用いて蓄電池１１の利用状況に基づいて基準値を設定している。これに対して、家族構成、負荷４の規模、蓄電装置１の利用用途などの情報に基づいて、標準値としての基準値を設定してもよい。

この場合、蓄電池管理装置１０は、この種の情報を入力する入力手段が必要になる。この入力手段は、蓄電池管理装置１０に付設した装置、または蓄電池管理装置１０に設けられたインターフェイス部（図示せず）に着脱可能に接続される装置が用いられる。前者の装置は、タッチパネルやスイッチ群などから選択され、後者の装置は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォンなどから選択される。

また、上述した実施形態では、蓄電池管理装置１０が蓄電池パワーコンディショナ１２に組み込まれているが、蓄電池管理装置１０は蓄電池パワーコンディショナ１２とは別に設けられていてもよい。たとえば、住宅におけるエネルギーの利用を統括して管理するエネルギー管理装置に上述した機能を付加することによって、蓄電池１１を管理してもよい。

第１または第２の利用用途は、蓄電池管理装置の設置時などであらかじめ決められ、蓄電池管理装置にあらかじめ設定されてもよい。別例として、利用者が上記入力手段を通じて上記利用用途（１）〜（５）の何れかを選択したとき、その選択された利用用途に応じて第１または第２の利用用途が蓄電池管理装置に自動的に設定されてもよい。

Claims (8)

1. 蓄電池の満充電容量を計測するように構成される容量計測部と、
   所定期間における前記蓄電池の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池に充電すべき要求電力量を求めるように構成される需要管理部と、
   前記需要管理部で求められた要求電力量に基づいて動的に基準値が設定されるように構成される基準値設定部と、
   前記容量計測部で計測された満充電容量と前記基準値設定部に設定された基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池が寿命に達すると判断して報知信号を出力するように構成される出力部と
   を備えることを特徴とする蓄電池管理装置。
2. 前記需要管理部は、
   前記所定期間における前記蓄電池の充電電力量と放電電力量とから前記蓄電池の電池残量の時間変化を検出するように構成される電力測定部と、
   前記電力測定部で検出された電池残量の時間変化を記録するための履歴記憶部と、
   前記履歴記憶部に記録された電池残量の時間変化を用いて前記要求電力量を求めるように構成される需要推定部と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の蓄電池管理装置。
3. 前記需要推定部は、所定期間における前記電池残量の最大値と最小値との差を、前記要求電力量として求めるように構成される
   ことを特徴とする請求項２記載の蓄電池管理装置。
4. 前記蓄電池管理装置は、前記所定期間における前記蓄電池の充電時間帯と放電時間帯とが区分されている用途に用いられ、
   前記需要管理部は、前記所定期間のうちの前記蓄電池の放電時間帯における前記蓄電池の放電電力量の総量を前記要求電力量として求めるように構成される
   ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池管理装置。
5. 前記基準値を定める要求電力量は、所定の対象期間における前記蓄電池の放電電力量の１日当たりの平均値であることを特徴とする請求項１記載の蓄電池管理装置。
6. 前記需要管理部で求められた要求電力量に基づいて利用者に必要な蓄電池の満充電容量を決めるように構成される容量決定部をさらに備え、
   前記出力部は、前記容量決定部で決められた前記蓄電池の満充電容量を提示するための機能を備える
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電池管理装置。
7. 蓄電池の寿命を管理するように構成される蓄電池管理装置における蓄電池管理方法であって、
   所定期間における前記蓄電池の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池に充電すべき要求電力量を求めること、
   前記要求電力量に基づいて動的に基準値を設定すること、および
   前記蓄電池の推定される満充電容量と前記基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池が寿命に達すると判断して報知信号を出力すること
   を含むことを特徴とする蓄電池管理方法。
8. コンピュータを、
   蓄電池の満充電容量を計測するように構成される容量計測部と、
   所定期間における前記蓄電池の充電電力量と放電電力量とのうち少なくとも放電電力量に基づいて前記所定期間において前記蓄電池に充電すべき要求電力量を求めるように構成される需要管理部と、
   前記需要管理部で求められた要求電力量に基づいて動的に基準値が設定されるように構成される基準値設定部と、
   前記容量計測部で計測された満充電容量と前記基準値設定部に設定された基準値とを比較し、前記満充電容量が前記基準値以下になると前記蓄電池が寿命に達すると判断して報知信号を出力するように構成される出力部と
   を備える蓄電池管理装置として機能させるプログラム。

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