WO2016051701A1 - 電源装置 - Google Patents

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WO2016051701A1
WO2016051701A1 PCT/JP2015/004723 JP2015004723W WO2016051701A1 WO 2016051701 A1 WO2016051701 A1 WO 2016051701A1 JP 2015004723 W JP2015004723 W JP 2015004723W WO 2016051701 A1 WO2016051701 A1 WO 2016051701A1
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discharging
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昂 松田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device capable of updating firmware.
  • a backup power supply device that includes a secondary battery such as a lithium ion battery and supplies power from the secondary battery when a commercial AC power supply fails is known.
  • the power supply unit is set to charge power during the nighttime period and to discharge power during the daytime period when the amount of electricity used is large, so-called use that lowers the maximum value of daytime commercial power consumption. Sometimes used as peak cut or peak shift of power.
  • the function of charging / discharging the secondary battery, the function of protecting the secondary battery in the event of an abnormality, and the like are realized by firmware and are generally incorporated in a power supply device.
  • the firmware When updating the firmware incorporated in the power supply device for the purpose of adding a function or correcting a defect, the function realized by the firmware is stopped during the update, so that the operation set by the user may not be realized.
  • the firmware is temporarily updated to detect an error in the battery pack, and if an error is detected, a recheck is performed. If no error is detected by the error recheck, the firmware is actually updated. (See Patent Document 1 below).
  • the firmware may be able to be updated by the above conventional method, but the operation set by the user may not be realized accurately due to the update in the time zone where the operation should be performed.
  • an object of the present invention is to provide a power supply device that can perform an operation set by a user while suppressing the influence of firmware update.
  • a power supply device includes a secondary battery, and charges the secondary battery with power from a commercial power source, and discharges the power charged in the secondary battery to a load.
  • An acquisition unit that acquires the second firmware, and a control unit that executes the first firmware stored in the storage unit to control the entire power supply device, and the control unit includes the charging time period or the discharge
  • the first firmware stored in the storage unit is updated to the second firmware giving priority to the first time zone in which no time zone is set.
  • the present invention it is possible to provide a power supply device capable of performing an operation set by a user while suppressing the influence of firmware update.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a power supply device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the power storage device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a storage unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram of charge / discharge setting table information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation flowchart relating to firmware update timing determination control.
  • the power supply device incorporates firmware composed of a program executed by a CPU (Central Processing Unit) or the like and data referred to when the program is executed, and the operation content is determined by the firmware. For this reason, the firmware update is accompanied by a stop of the operation realized by the firmware, and for that purpose, a certain amount of time is required. Therefore, if the user has set time zones in which charging or discharging operation should be performed, if the firmware is updated during these time zones, the operation set by the user may be interrupted.
  • firmware Central Processing Unit
  • the charging time zone for charging the secondary battery or the discharging time zone for discharging the secondary battery is set, the charging time zone or the discharging time zone is not set.
  • the firmware is updated with priority in the band. As a result, the possibility that the firmware is updated in the time zone set to be operated by the user is reduced. As a result, the firmware can be updated while suppressing the influence on the operation set by the user.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the power supply device 1 is connected to the commercial AC power supply 10 and supplies AC power to the load 12 at the time of a power failure of the commercial AC power supply 10 to perform backup of the AC power and to supply power in the night time zone.
  • the power supply device 1 includes a converter 20, an inverter 22, a power storage device 24, a power supply switching unit 26, a storage unit 28, an acquisition unit 30, an input unit 32, and a control unit 34.
  • the converter 20 converts AC power supplied from the commercial AC power supply 10 into DC power in accordance with an instruction from the control unit 34, supplies the DC power to the power storage device 24, and charges the power storage device 24. Further, when charging, converter 20 manages the charging voltage and charging current in accordance with instructions from control unit 34.
  • the inverter 22 discharges the power storage device 24 according to an instruction from the control unit 34, converts the DC power supplied from the power storage device 24 into AC power, and supplies the AC power to the power supply switching unit 26. Further, when discharging, the inverter 22 manages the discharge voltage and the discharge current in accordance with an instruction from the control unit 34.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the power storage device 24 according to the embodiment of the present invention.
  • the power storage device 24 includes a battery module 40, a charge switch 42, a discharge switch 44, a voltage measurement unit 46, a current measurement unit 48, and a temperature measurement unit 50.
  • the battery module 40 is composed of one or more secondary batteries.
  • the secondary battery included in the battery module 40 is, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the battery module 40 is constituted by a plurality of secondary batteries connected in series, but the number of secondary batteries constituting the battery module 40 may be one.
  • some or all of the secondary batteries included in the battery module 40 may be connected in parallel to each other.
  • discharging and charging means discharging and charging of the battery module 40 unless otherwise specified.
  • the charging switch 42 is a switching element disposed between the converter 20 and the current measuring unit 48.
  • the discharge switch 44 is a switching element disposed between the inverter 22 and the current measurement unit 48.
  • an n-type MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • IGBT Insulated GateGBipolar Transistor
  • GaN transistor GaN transistor
  • SiC transistor SiC transistor
  • the voltage measuring unit 46 is disposed between the battery module 40 and the discharge switch 44, and each terminal voltage of each of the plurality of secondary batteries constituting the battery module 40 (between each positive electrode and each negative electrode of the plurality of secondary batteries). Voltage value Vd is detected. The voltage measurement unit 46 outputs the detected voltage value Vd of each secondary battery to the control unit 34.
  • the current measuring unit 48 (for example, a shunt resistor) is disposed between the battery module 40 and the charge switch 42 and the discharge switch 44, and measures the current value Id of the current flowing through the battery module 40. The current measuring unit 48 outputs the detected current value Id to the control unit 34.
  • the temperature measuring unit 50 (for example, the thermistor) detects the temperature Td of the battery module 40 (for example, the surface temperature of the battery module 40). The temperature measurement unit 50 outputs the detected temperature Td to the control unit 34.
  • the power supply switching unit 26 receives supply of AC power from the commercial AC power supply 10 and also receives supply of AC power from the inverter 22.
  • the power supply switching unit 26 selects and supplies either the AC power supplied from the commercial AC power supply 10 or the AC power supplied from the inverter 22 to the load 12 in accordance with the instruction from the control unit 34.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the storage unit 28 according to the embodiment of the present invention.
  • a nonvolatile memory such as an EPROM (Erasable Programmable ReadOnly Memory) or a NOR type flash memory which is one of flash memories can be used.
  • the storage unit 28 includes a charge / discharge setting storage unit 60, a state information storage unit 62, a first firmware storage unit 64, a second firmware storage unit 66, and an update process storage unit 68.
  • the charging / discharging setting storage unit 60 stores the charging time zone to be charged or the discharging time zone to be discharged, set via the input unit 32, as charging / discharging setting table information in a table format.
  • FIG. 4 is a diagram of charge / discharge setting table information according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the charge / discharge setting table information describes the charge or discharge pattern in association with the start time and end time. In the charge / discharge setting table information shown in FIGS. 4A and 4B, the charge / discharge pattern identification information is described in the pattern column. For each pattern, the start time of the pattern corresponding to the start time column is described, and the end time of the pattern corresponding to the end time column is described.
  • the control part 34 can grasp
  • zone it is also called 1st time slot
  • the control unit 34 sets the time zone from 8:00 to 10:00, from 16:00 to 18:00. And the time zone from 22:00 to 0:00 corresponds to the first time zone.
  • the control unit 34 determines that the first time zone does not exist.
  • the state information storage unit 62 is an index indicating battery state data including the current value Id, the voltage value Vd, and the temperature Td, and the state of charge of the battery module 40 (also referred to as charge rate) calculated using the battery state data.
  • the first firmware storage unit 64 stores firmware before updating (also referred to as first firmware).
  • the second firmware storage unit 66 stores firmware (also referred to as second firmware) for adding a function to the first firmware or correcting a defect of the first firmware.
  • the update processing storage unit 68 reads the first firmware from the first firmware storage unit 64 during normal operation, and updates the first loader firmware in the first firmware storage unit 64 to the second firmware during update operation. Stores update management information that is referenced during processing.
  • the acquisition unit 30 receives the update firmware from the distribution server 16 that distributes the update firmware via the network 14 configured by a wireless communication network such as LTE (Long Term Term Evolution) or a wired communication network such as an optical fiber. get.
  • the acquisition unit 30 acquires firmware for update distributed using optical media such as CD (Compact Disk) and DVD (Digital Versatile Disk) and semiconductor memory such as NAND flash memory which is one of flash memories. You can also.
  • the acquisition unit 30 stores the acquired update firmware in the second firmware storage unit 66 via the control unit 34.
  • the input unit 32 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) panel, and the user of the power supply device 1 starts charging (charging start time while referring to information displayed on the LCD panel). Also, an end time (also referred to as a charge end time) for ending charging is input, and a charging time zone for charging the battery module 40 is set.
  • the user can also operate the input unit 32 to set the amount of charge to charge the battery module 40 during the charging time period.
  • the user operates the input unit 32 to input a start time for starting discharge (also referred to as a discharge start time) and an end time for stopping discharge (also referred to as a discharge end time). It is also possible to set a discharge time zone for discharging, or to set a discharge amount discharged from the battery module 40 during the discharge time zone.
  • the input unit 32 outputs the set charging time zone and discharging time zone to the control unit 34.
  • the control unit 34 manages the entire power supply device 1. First, the control unit 34 manages the state of the battery module 40 such as SOC. For this reason, the control unit 34 estimates the SOC, SOH, internal resistance R, etc. of the battery module 40 using the battery state data.
  • the control unit 34 integrates the current value Id received from the current measurement unit 48, and estimates the SOC of each secondary battery.
  • the control unit 34 estimates an open circuit voltage OCV (also referred to as an open circuit voltage) from each voltage value Vd received from the voltage measurement unit 46, and describes an SOC-OCV table describing the relationship between the SOC and the OCV.
  • OCV open circuit voltage
  • the SOC may be estimated with reference to FIG.
  • control unit 34 estimates the SOH of each secondary battery based on the estimated change value of the SOC and the integrated current value in the period required for the change by the following formulas (1) and (2). .
  • FCC (FCC / Ci) ⁇ 100 (1)
  • FCC (Qt / ⁇ SOC) ⁇ 100 (2)
  • FCC Full Charge Capacity
  • Ci the initial capacity (design capacity) of the secondary battery
  • ⁇ SOC the change value of SOC
  • Qt the section capacity (current integrated value) required for ⁇ SOC. )
  • SOH is defined by the ratio of the full charge capacity FCC to the initial capacity Ci.
  • control unit 34 estimates the internal resistance R by referring to the SOC-R table describing the relationship between the SOC and the internal resistance R while considering the estimated SOH and the temperature Td received from the temperature measurement unit 50. .
  • the control unit 34 stores state information including battery state data, estimated SOC, SOH, internal resistance R and the like in the state information storage unit 62 at a predetermined timing.
  • control unit 34 detects an abnormal state such as overdischarge or overcharge with reference to the battery state data or the estimated SOC.
  • control unit 34 protects the battery module 40 by opening the charge switch 42 or the discharge switch 44.
  • control unit 34 causes the converter 20 to execute charge control or the inverter 22 to execute discharge control based on the charging time zone and the discharging time zone received from the input unit 32.
  • the control unit 34 forms charging / discharging setting table information based on the received charging time zone and discharging time zone, and stores it in the charging / discharging setting storage unit 60.
  • control unit 34 controls the power supply switching unit 26 to execute switching control between the AC power supplied from the commercial AC power supply 10 and the AC power supplied from the inverter 22. For example, when the commercial AC power supply 10 is abnormal such as a power failure, the control unit 34 instructs the power supply switching unit 26 to switch the AC power supplied to the load 12 to the AC power supplied from the inverter 22. Further, when the commercial AC power supply 10 is restored, the control unit 34 instructs the power supply switching unit 26 to switch the AC power supplied to the load 12 to the AC power supplied from the commercial AC power supply 10.
  • control unit 34 executes a firmware update process. Therefore, the control unit 34 refers to the charge / discharge setting table information stored in the charge / discharge setting storage unit 60, calculates the time required to update the firmware (also referred to as the first required time), A first time zone in which a charging time zone and a discharging time zone are not set is extracted. If the first time period can be extracted, the control unit 34 preferentially sets the timing (also referred to as update timing) for executing the firmware update process within the first time period. If there is no time zone in which the charging time zone and the discharging time zone are not set and the first time zone cannot be extracted, the control unit 34 sets the update timing a predetermined time before the charging end time or the discharging end time.
  • Charging or discharging is rarely continued until the charging end time or discharging end time, and if the firmware is updated immediately before the charging end time or discharging end time, the charging or discharging operation set by the user is interrupted. This is because there is a low possibility that
  • the control unit 34 sets the time zone before the first required time from the charge end time or the discharge end time.
  • Set the update timing to. That is, the control unit 34 sets the update timing such that the interval between the update timing and the charge end time or the discharge end time is greater than the first required time. If the interval between the update timing and the charge end time or the discharge end time is smaller than the first required time, the firmware update cannot be completed by the charge end time or the discharge end time. In this case, the execution of another charge or discharge pattern is suspended until the firmware update is completed, even though it was set to start another charge or discharge pattern following the charge or discharge pattern to be ended. Will be. Therefore, the control unit 34 sets the update timing so that the interval between the update timing and the charge end time or the discharge end time is greater than the first required time, and execution of another charge or discharge pattern is interrupted. To prevent.
  • the control unit 34 calculates a required time (second required time) required until charging or discharging ends, and the second required time from the charging start time or the discharge start time.
  • the update timing can also be set in a time zone (also referred to as a third time zone) that is later and before the first required time from the charge end time or the discharge end time.
  • the controller 34 can calculate the second required time with reference to the charge amount or discharge amount received from the input unit 32, the current value Id received from the current measurement unit 48, the estimated SOC, and the like.
  • the control unit 34 starts charging or discharging pattern from the charging start time or discharging start time, and stores the time when the charging or discharging pattern is actually ended in the storage unit 28 as history information.
  • the second required time can also be calculated by performing statistical processing (for example, calculating an average value or a maximum value).
  • the control part 34 can also reset an update timing, if the setting change of a charge time slot
  • the control unit 34 sets the update timing to a pattern including the third time zone.
  • the control unit 34 determines that the length of the charging time zone or the discharging time zone is the sum of the first required time and the second required time. Set the update timing to the closest pattern. Thereby, the length of the period during which the charge or discharge pattern is interrupted can be minimized.
  • the control unit 34 generates update process management information including update flag information for instructing update, position information of the second firmware storage unit 66, and the like, and stores the update process management information in the update process storage unit 68 in order to execute firmware update.
  • the control unit 34 While executing the boot loader program, the control unit 34 refers to the update process management information stored in the update process storage unit 68.
  • the update flag information When the update flag information is referred to and execution of update is instructed by the update flag information (for example, when the update flag information is set), the control unit 34 clears the update flag information, and based on the position information
  • the first firmware stored in the first firmware storage unit 64 is rewritten with the second firmware stored in the second firmware storage unit 66. Thereafter, the control unit 34 performs a reset operation so as to restart with the first firmware.
  • FIG. 5 is an operation flowchart relating to firmware update timing determination control.
  • the control unit 34 acquires charge / discharge setting table information from the charge / discharge setting storage unit 60 (S10).
  • the control unit 34 calculates the first required time (S11).
  • the control unit 34 refers to the charge / discharge setting table information and the first required time, and confirms that there is no first time zone in which the charge time zone or the discharge time zone is not set (S12). If the first time zone exists (Y in S12), the update timing is preferentially set in the first time zone (S13). If the first time zone does not exist (N in S12), the control unit 34 calculates the second required time (S14).
  • the control unit 34 has a pattern in which the length of the charging time period or the discharging time period becomes smaller than the sum of the first required time and the second required time ( That is, it is confirmed whether or not there is a start time + first required time + second required time ⁇ pattern satisfying the end time (S15). If there is a pattern in which the length of the charging time zone or the discharging time zone is smaller than the sum of the first required time and the second required time (Y in S15), the pattern is selected (S16).
  • the length of the charging time zone or the discharging time zone is the first.
  • a pattern that is closest to the sum of the required time and the second required time is selected (S17).
  • the control unit 34 sets the update timing in the time zone before the first required time from the end time of the selected pattern (S18).
  • the input unit 32 sets a charging time zone or a discharging time zone.
  • the first firmware storage unit 64 stores first firmware that defines the operation content of the entire power supply device 1.
  • the acquisition unit 30 acquires second firmware that is firmware for updating, and the second firmware storage unit 66 stores the second firmware.
  • the control unit 34 refers to the charging time zone or discharging time zone received from the input unit 32, and extracts the first time zone in which the charging time zone or discharging time zone is not set. The control unit 34 preferentially sets the firmware update timing in the first time zone.
  • the firmware can be updated during a time period when the charging time period or the discharging time period is not set, so that the discharging or charging operation set by the user can be performed while suppressing the influence of the firmware updating. It can be carried out.
  • the control unit 34 is a second time zone included in the charge time zone or the discharge time zone, and is a time before the first required time from the charge end time or the discharge end time. Set the update timing for the band. As a result, the firmware update can be completed before the next charging or discharging pattern is started, and the operation set by the user can be accurately executed.
  • the control unit 34 calculates the second required time, and is a time zone after the second required time from the charge start time or the discharge start time and before the first required time from the charge end time or the discharge end time. Set the update timing to. As a result, any operation of the charge or discharge pattern set in the time zone including the timing for updating the firmware and another charge or discharge pattern set subsequently is not interrupted, and the user can The set operation can be executed reliably.
  • an input unit that sets a discharge time zone for discharging the secondary battery, a storage unit that stores first firmware that defines the operation content of the entire power supply device, and second firmware for updating the first firmware are obtained.
  • a control unit that executes the first firmware stored in the storage unit to control the entire power supply device, and the control unit is set with the charging time period or the discharging time period.
  • a power supply apparatus that updates the first firmware stored in the storage unit to the second firmware in preference to a first time zone that is not.
  • the control unit performs the update in a second time zone included in the charging time zone or the discharging time zone, an end time of the charging time zone or an end time of the discharging time zone set in the input unit
  • the power supply device according to item 1 wherein the update is performed in a second time period before a first required time required for performing the update.
  • the control unit calculates a second required time required until the charging or discharging ends, and from the start time of the charging time period or the start time of the discharging time period set by the input unit, Item 3.
  • the power supply device according to Item 2 wherein the update is performed in a second time zone after two required times.
  • the power supply device according to the present invention is useful for a backup power supply or the like.

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Abstract

　入力部は、充電時間帯または放電時間帯を設定する。第１ファームウェア格納部は、電源装置全体の動作内容を定めた第１ファームウェアを格納する。取得部は、更新用のファームウェアである第２ファームウェアを取得し、第２ファームウェア格納部は第２ファームウェアを格納する。制御部は、入力部から受け取った充電時間帯または放電時間帯などを参照し、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない第１時間帯を抽出する。制御部は、優先的に第１時間帯にファームウェアの更新タイミングを設定する。

Description

電源装置
　本発明は、ファームウェアを更新可能な電源装置に関する。
　リチウムイオン電池などの二次電池を備え、商用交流電源が停電した際に、二次電池から給電を行うバックアップ用の電源装置が知られている。電源装置は、夜間の時間帯において電力を充電し、電気の使用量が大きくなる昼間の時間帯において電力を放電するように設定され、昼間の商用電力における使用量の最大値を下げる、いわゆる使用電力のピークカットまたはピークシフトとして用いられることもある。二次電池を充放電する機能や異常時に二次電池を保護する機能などはファームウェアで実現され、電源装置に組み込まれることが一般的である。機能の追加や不具合の修正のため、電源装置に組み込んだファームウェアを更新する場合、更新中はファームウェアで実現された機能は停止されるので、利用者に設定された動作を実現できないこともある。従来のある方法では、ファームウェアを仮更新して電池パック内のエラー検出を行い、エラーが検出されると再チェックを行い、エラー再チェックでエラーが検出されなかった場合に、実際にファームウェアを更新している（下記特許文献１参照）。
特開２０１１－８３１４７号公報
　上記従来方法によって、ファームウェアを更新できるかもしれないが、動作すべき時間帯での更新のため、利用者により設定された動作を的確に実現できないこともある。
　そこで本発明は、ファームウェア更新による影響を抑制しつつ、利用者により設定された動作が可能な電源装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る電源装置は、二次電池を有し、前記二次電池を商用電源の電力で充電するとともに、前記二次電池に充電された前記電力を負荷に放電し、前記二次電池を充電する充電時間帯または前記二次電池を放電する放電時間帯を設定する入力部と、電源装置全体の動作内容を定める第１ファームウェアを格納する記憶部と、前記第１ファームウェアを更新するための第２ファームウェアを取得する取得部と、前記記憶部に格納された第１ファームウェアを実行して前記電源装置全体を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記充電時間帯または前記放電時間帯が設定されていない第１時間帯を優先して、前記記憶部に格納された前記第１ファームウェアを前記第２ファームウェアに更新する。
　本発明によれば、ファームウェア更新による影響を抑制しつつ、利用者に設定された動作が可能な電源装置を提供することができる。
図１は本発明の実施形態に係る電源装置を説明するための図である。 図２は本発明の実施形態に係る蓄電装置を説明するための図である。 図３は本発明の実施形態に係る記憶部を説明するための図である。 図４は本発明の実施形態に係る充放電設定テーブル情報の図である。 図５はファームウェア更新タイミング決定制御に関わる動作フローチャートである。
　本発明の実施形態を具体的に説明する前に概要について述べる。電源装置にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｏｎｇ　Ｕｎｉｔ）などで実行されるプログラムとそのプラグラム実行時に参照されるデータなどから構成されるファームウェアが組み込まれ、ファームウェアによってその動作内容が定められる。このため、ファームウェア更新は、ファームウェアで実現される動作の停止を伴い、また、そのためにはある程度の所要時間が必要となる。よって、利用者により充電または放電の動作をすべき時間帯が設定されていた場合、これら時間帯にファームウェアの更新を行なうと、利用者により設定された動作が中断されることもある。
　そこで、本発明の実施形態では、二次電池を充電すべき充電時間帯または二次電池を放電すべき放電時間帯が設定されていた場合、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない時間帯で優先的にファームウェアの更新を行なう。これにより、利用者により動作すべきことを設定された時間帯にファームウェアが更新される可能性が低くなる。結果、利用者により設定された動作に与える影響を抑制しつつ、ファームウェアの更新を実現することができる。
　以下、本発明の第１実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。
　図１は、本発明の実施形態に係る電源装置１を説明するための図である。本実施形態では、電源装置１は商用交流電源１０と接続され、商用交流電源１０の停電時に、負荷１２に交流電力を供給し、その交流電力のバックアップを行うとともに、夜間の時間帯において電力を充電し、昼間の時間帯において電力を放電するように設定され、使用電力のピークカットを行う電源装置を想定する。電源装置１は、コンバータ２０、インバータ２２、蓄電装置２４、電源切替部２６、記憶部２８、取得部３０、入力部３２及び制御部３４を備える。
　コンバータ２０は、制御部３４からの指示に従い、商用交流電源１０から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置２４に供給し、蓄電装置２４を充電する。また、充電する際、コンバータ２０は、制御部３４からの指示に従い、充電電圧および充電電流を管理する。
　インバータ２２は、制御部３４からの指示に従い、蓄電装置２４を放電させ、蓄電装置２４から供給される直流電力を交流電力に変換して電源切替部２６に供給する。また、放電する際、インバータ２２は、制御部３４からの指示に従い、放電電圧および放電電流を管理する。
　図２は、本発明の実施形態に係る蓄電装置２４を説明するための図である。蓄電装置２４は、電池モジュール４０、充電スイッチ４２、放電スイッチ４４、電圧計測部４６、電流計測部４８及び温度計測部５０を含む。
　電池モジュール４０は、１つ以上の二次電池から構成される。電池モジュール４０に含まれる二次電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。図２では、直列接続された複数の二次電池にて電池モジュール４０が構成されているが、電池モジュール４０を構成する二次電池の個数は１つでも良い。また、電池モジュール４０に含まれる二次電池の一部又は全部は、互いに並列接続されていても良い。本実施形態において、放電及び充電は、特に説明がない限り電池モジュール４０の放電及び充電を意味する。
　充電スイッチ４２は、コンバータ２０と電流計測部４８との間に配置されるスイッチング素子である。放電スイッチ４４は、インバータ２２と電流計測部４８との間に配置されるスイッチング素子である。スイッチング素子として、例えば、半導体スイッチの一つであるｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)を用いることができる。ｎ型ＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧａＮトランジスタ、ＳｉＣトランジスタなどを用いてもよい。
　電圧計測部４６は、電池モジュール４０と放電スイッチ４４との間に配置され、電池モジュール４０を構成する各複数の二次電池のそれぞれの端子電圧（複数の二次電池のそれぞれの正極及び負極間の電位差）の電圧値Ｖｄを検出する。電圧計測部４６は、検出した各二次電池の電圧値Ｖｄを制御部３４に出力する。電流計測部４８（例えば、シャント抵抗）は、電池モジュール４０と充電スイッチ４２及び放電スイッチ４４との間に配置され、電池モジュール４０に流れる電流の電流値Ｉｄを測定する。電流計測部４８は、検出した電流値Ｉｄを制御部３４に出力する。温度計測部５０（例えば、サーミスタ）は、電池モジュール４０の温度Ｔｄ（例えば、電池モジュール４０の表面温度）を検出する。温度計測部５０は、検出した温度Ｔｄを制御部３４に出力する。
　図１に戻る。電源切替部２６は、商用交流電源１０から交流電力の供給を受けるとともに、インバータ２２から交流電力の供給を受ける。電源切替部２６は、制御部３４からの指示に従い、商用交流電源１０から供給される交流電力と、インバータ２２から供給される交流電力とのうち、いずれか一方を選択し負荷１２に供給する。
　図３は、本発明の実施形態に係る記憶部２８を説明するための図である。記憶部２８として、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリの一つであるＮＯＲ型フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いることができる。記憶部２８は、充放電設定格納部６０、状態情報格納部６２、第１ファームウェア格納部６４、第２ファームウェア格納部６６及び更新処理格納部６８を含む。
　充放電設定格納部６０は、入力部３２を介して設定された充電すべき充電時間帯または放電すべき放電時間帯をテーブル形式の充放電設定テーブル情報として格納する。図４は、本発明の実施形態に係る充放電設定テーブル情報の図である。図４に示すように、充放電設定テーブル情報は、充電または放電パターンに、その開始時刻および終了時刻を対応付けて記述している。図４（ａ）および（ｂ）に示す充放電設定テーブル情報は、パターン欄に充電または放電パターンの識別情報を記述している。そして、パターンごとに、開始時刻欄に対応するパターンの開始時刻を記述し、終了時刻欄に対応するパターンの終了時刻を記述している。制御部３４は、図４に示す充放電設定テーブル情報を参照することにより、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない時間帯（第１時間帯とも言う）を把握することができる。具体例を挙げて説明すると、図４（ａ）に示す充放電設定テーブル情報を参照した場合、制御部３４は、８：００から１０：００までの時間帯、１６：００から１８：００までの時間帯及び２２：００から０：００までの時間帯が第１時間帯に該当すると判断する。一方、図（ｂ）に示す充放電設定テーブル情報を参照した場合、制御部３４は、第１時間帯は存在しないと判断する。
　図３に戻る。状態情報格納部６２は、電流値Ｉｄ、電圧値Ｖｄ及び温度Ｔｄを含む電池状態データ、また、電池状態データを用いて算出された電池モジュール４０の充電状態（充電率とも言う）を示す指標であるＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆ Ｃｈａｒｇｅ）、劣化度合いを示す指標であるＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）、内部抵抗Ｒなどを含む状態情報を格納する。第１ファームウェア格納部６４は、更新前のファームウェア（第１ファームウェアとも言う）を格納する。第２ファームウェア格納部６６は、第１ファームウェアに機能を追加したり、第１ファームウェアの不具合を修正するためのファームウェア（第２ファームウェアとも言う）を格納する。更新処理格納部６８は、通常動作時において、第１ファームウェア格納部６４から第１ファームウェアを読み込み、更新動作時において、第１ファームウェア格納部６４の第１ファームウェアを第２ファームウェアに書き換えるブートローダプログラム、更新処理時に参照される更新処理管理情報などを格納する。
　図１に戻る。取得部３０は、更新用のファームウェアを配布する配布サーバ１６より、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの無線通信網または光ファイバーなどの有線通信網で構成されるネットワーク１４を介して、更新用のファームウェアを取得する。取得部３０は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）などの光学メディアやフラッシュメモリの一つであるＮＡＮＤ型フラッシュメモリなどの半導体メモリを用いて配布される更新用のファームウェアを取得することもできる。取得部３０は、取得した更新用のファームウェアを、制御部３４を介して第２ファームウェア格納部６６に格納する。
　入力部３２は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルで構成されており、電源装置１の利用者は、ＬＣＤパネルに表示される情報を参照しながら、充電を開始させる開始時刻（充電開始時刻とも言う）、充電を終了させる終了時刻（充電終了時刻とも言う）を入力し、電池モジュール４０を充電する充電時間帯を設定する。利用者は、入力部３２を操作し、充電時間帯に電池モジュール４０に充電する充電量を設定することもできる。同様に、利用者は、入力部３２を操作して、放電を開始させる開始時刻（放電開始時刻とも言う）、放電を終了させる終了時刻（放電終了時刻とも言う）を入力し、電池モジュール４０を放電する放電時間帯を設定したり、放電時間帯に電池モジュール４０から放電する放電量を設定することもできる。入力部３２は、設定された充電時間帯および放電時間帯などを、制御部３４に出力する。
　制御部３４は、電源装置１全体を管理する。まず、制御部３４はＳＯＣなどの電池モジュール４０の状態を管理する。このため、制御部３４は、電池状態データを用いて電池モジュール４０のＳＯＣ、ＳＯＨ、内部抵抗Ｒなど推定する。
　制御部３４は、例えば、電流計測部４８から受け取った電流値Ｉｄを積算し、各二次電池のＳＯＣを推定する。制御部３４は、電圧計測部４６から受け取った電圧値Ｖｄから各二次電池の開放電圧ＯＣＶ（ＯｐｅｎＣｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、開放電圧とも言う）を推定し、ＳＯＣとＯＣＶとの関係を記述したＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを参照してＳＯＣを推定してもよい。
　制御部３４は、例えば、下記式（１）及び式（２）により、推定したＳＯＣの変化値と、その変化に要した期間における電流積算値をもとに各二次電池のＳＯＨを推定する。
　ＳＯＨ＝（ＦＣＣ／Ｃｉ）×１００　　・・・（１）
　ＦＣＣ＝（Ｑｔ／ΔＳＯＣ）×１００　　・・・（２）
　ここで、ＦＣＣ（Ｆｕｌｌ Ｃｈａｒｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）は二次電池の満充電容量、Ｃｉは二次電池の初期容量（設計容量）、ΔＳＯＣはＳＯＣの変化値、ＱｔはΔＳＯＣに要した区間容量（電流積算値）をそれぞれ示す。即ち、ＳＯＨは初期容量Ｃｉに対する満充電容量ＦＣＣの割合で定義される。なお、ＳＯＨの定義から明らかなように、劣化度合いが大きくなると、ＳＯＨが小さくなる。
　制御部３４は、例えば、推定したＳＯＨと温度計測部５０から受け取った温度Ｔｄを考慮しながら、ＳＯＣと内部抵抗Ｒとの関係を記述したＳＯＣ－Ｒテーブルを参照し、内部抵抗Ｒを推定する。制御部３４は、電池状態データや推定したＳＯＣ、ＳＯＨ、内部抵抗Ｒなどを含む状態情報を所定のタイミングで状態情報格納部６２に格納する。
　また、制御部３４は、電池状態データや推定したＳＯＣなどを参照し、過放電または過充電などの異常状態を検出する。制御部３４は、異常状態を検出すると、充電スイッチ４２または放電スイッチ４４を開状態にするなどして電池モジュール４０を保護する。
　また、制御部３４は、入力部３２から受け取った充電時間帯および放電時間帯などに基づき、コンバータ２０に充電制御を実行させ、あるいはインバータ２２に放電制御を実行させる。制御部３４は、受け取った充電時間帯および放電時間帯に基づき充放電設定テーブル情報を形成し、充放電設定格納部６０に格納する。
　また、制御部３４は、電源切替部２６を制御し、商用交流電源１０から供給される交流電力とインバータ２２から供給される交流電力との切替制御を実行させる。例えば、商用交流電源１０が停電等の異常時に、制御部３４は、負荷１２に供給する交流電力を、インバータ２２から供給される交流電力へ切り替えるよう電源切替部２６に指示する。また、商用交流電源１０の復旧時に、制御部３４は、負荷１２に供給する交流電力を、商用交流電源１０から供給される交流電力に切り替えるよう電源切替部２６に指示する。
　さらに、制御部３４は、ファームウェアの更新処理を実行する。このため、制御部３４は、充放電設定格納部６０に格納された充放電設定テーブル情報を参照し、また、ファームウェアを更新するのに要する所要時間（第１所要時間とも言う）を算出し、充電時間帯および放電時間帯が設定されていない第１時間帯を抽出する。第１時間帯が抽出できれば、制御部３４は、第１時間帯内にファームウェアの更新処理を実行するタイミング（更新タイミングとも言う）を優先的に設定する。充電時間帯および放電時間帯が設定されていない時間帯がなく、第１時間帯を抽出できなければ、制御部３４は、充電終了時刻または放電終了時刻より所定時間前に更新タイミングを設定する。充電終了時刻または放電終了時刻まで充電または放電が継続していることは少なく、充電終了時刻または放電終了時刻の直前でファームウェアを更新すれば、利用者に設定された充電または放電の動作が中断される可能性が低くできるからである。
　充電時間帯または放電時間帯に含まれる時間帯（第２時間帯とも言う）に更新タイミングを設定する場合、制御部３４は、充電終了時刻または放電終了時刻から第１所要時間より前の時間帯に更新タイミングを設定する。つまり、制御部３４は、更新タイミングと充電終了時刻または放電終了時刻との間隔が、第１所要時間より大きくなるように更新タイミングを設定する。更新タイミングと充電終了時刻または放電終了時刻との間隔が、第１所要時間より小さくなると、充電終了時刻または放電終了時刻までにファームウェアの更新を完了できなくなる。この場合、終了する充電または放電パターンに引き続き、別の充電または放電パターンを開始するように設定されていたにも関わらず、ファームウェアの更新が完了するまで、別の充電または放電パターンの実行が中断されてしまう。そこで、制御部３４は、更新タイミングと充電終了時刻または放電終了時刻との間隔が、第１所要時間より大きくなるように更新タイミングを設定し、別の充電または放電パターンの実行が中断されることを防止する。
　第２時間帯に更新タイミングを設定する場合、制御部３４は、充電または放電が終了するまでに要する所要時間（第２所要時間）を算出し、充電開始時刻または放電開始時刻から第２所要時間より後であって、かつ、充電終了時刻または放電終了時刻から第１所要時間より前の時間帯（第３時間帯とも言う）に更新タイミングを設定することもできる。これにより、ファームウェアを更新するタイミングを含む時間帯に設定されていた充電または放電パターン、およびそれに引き続き設定されていた別の充電または放電パターンのいずれの動作も中断することがなく、ファームウェアの更新を行なうことができる。制御部３４は、入力部３２から受け取った充電量または放電量、電流計測部４８から受け取った電流値Ｉｄおよび推定したＳＯＣなどを参照して、第２所要時間を算出することができる。また、制御部３４は、充電開始時刻または放電開始時刻から充電または放電パターンを開始して、実際に充電または放電パターンを終了した時刻を履歴情報として記憶部２８に格納しておき、この履歴情報に統計処理（例えば、平均値や最大値の算出）を行い、第２所要時間を算出することもできる。なお、制御部３４は、充電時間帯や放電時間帯の設定変更を検出すると、更新タイミングを再設定することもできる。
　複数の充電または放電パターンが設定されている場合、制御部３４は、第３時間帯を含むパターンに更新タイミングを設定する。複数の充電または放電パターンのなかに第３時間帯を含むパターンがない場合、制御部３４は、充電時間帯または放電時間帯の長さが、第１所要時間と第２所要時間との合計に最も近くなるパターンに更新タイミングを設定する。これにより、充電または放電パターンが中断される期間の長さを最小限に抑えることができる。
　制御部３４は、ファームウェアの更新を実行するため、更新を指示する更新フラグ情報、第２ファームウェア格納部６６の位置情報などを含む更新処理管理情報を生成し、更新処理格納部６８に格納する。
　ブートローダプログラムを実行中に、制御部３４は、更新処理格納部６８に格納されている更新処理管理情報を参照する。更新フラグ情報を参照し、更新フラグ情報で更新の実行が指示されている場合（例えば、更新フラグ情報がセットされている場合）、制御部３４は、更新フラグ情報をクリアし、位置情報に基づき、第２ファームウェア格納部６６に格納されている第２ファームウェアで第１ファームウェア格納部６４に格納されている第１ファームウェアを書き換える。その後、制御部３４は、第１ファームウェアで再起動するようにリセット動作を行う。
　以上の構成による制御部３４の動作を説明する。図５は、ファームウェア更新タイミング決定制御に関わる動作フローチャートである。制御部３４は、充放電設定格納部６０から充放電設定テーブル情報を取得する（Ｓ１０）。制御部３４は、第１所要時間を算出する（Ｓ１１）。制御部３４は、充放電設定テーブル情報および第１所要時間を参照し、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない第１時間帯が存在しないか確認する（Ｓ１２）。第１時間帯が存在すれば（Ｓ１２のＹ）、優先的に第１時間帯に更新タイミングを設定する（Ｓ１３）。第１時間帯が存在しなければ（Ｓ１２のＮ）、制御部３４は、第２所要時間を算出する（Ｓ１４）。充放電設定テーブル情報に含まれる全ての充電または放電パターンを対象として、制御部３４は、充電時間帯または放電時間帯の長さが第１所要時間と第２所要時間の合計より小さくなるパターン（つまり、開始時刻＋第１所要時間＋第２所要時間＜終了時刻を満たすパターン）が存在しないか確認する（Ｓ１５）。充電時間帯または放電時間帯の長さが第１所要時間と第２所要時間の合計より小さくなるパターンが存在すれば（Ｓ１５のＹ）、当該パターンを選択する（Ｓ１６）。充電時間帯または放電時間帯の長さが第１所要時間と第２所要時間の合計より小さくなるパターンが存在しなければ（Ｓ１５のＮ）、充電時間帯または放電時間帯の長さが第１所要時間と第２所要時間の合計に最も近くなるパターン（つまり、開始時刻＋第１所要時間＋第２所要時間が終了時刻に最も近くなるパターン）を選択する（Ｓ１７）。制御部３４は、選択したパターンの終了時刻から第１所要時間前の時間帯に更新タイミングを設定する（Ｓ１８）。
　本発明の実施形態によれば、入力部３２は、充電時間帯または放電時間帯を設定する。第１ファームウェア格納部６４は、電源装置１全体の動作内容を定めた第１ファームウェアを格納する。取得部３０は、更新用のファームウェアである第２ファームウェアを取得し、第２ファームウェア格納部６６は第２ファームウェアを格納する。制御部３４は、入力部３２から受け取った充電時間帯または放電時間帯などを参照し、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない第１時間帯を抽出する。制御部３４は、優先的に第１時間帯にファームウェアの更新タイミングを設定する。これにより、充電時間帯または放電時間帯が設定されていない時間帯にファームウェアの更新を実行できるようになるため、ファームウェア更新による影響を抑制しながら、利用者に設定された放電または充電の動作を行うことができる。制御部３４は、第１時間帯を抽出できなかった場合、充電時間帯または放電時間帯に含まれる第２時間帯であって、充電終了時刻または放電終了時刻から第１所要時間より前の時間帯に更新タイミングを設定する。これにより、次の充電または放電パターンが開始されるまでにファームウェアの更新を完了することが可能となり、利用者が設定した動作を的確に実行することができる。制御部３４は、第２所要時間を算出し、充電開始時刻または放電開始時刻から第２所要時間より後であって、かつ、充電終了時刻または放電終了時刻から第１所要時間より前の時間帯に更新タイミングを設定する。これにより、ファームウェアを更新するタイミングを含む時間帯に設定されていた充電または放電パターン、およびそれに引き続き設定されていた別の充電または放電パターンのいずれの動作も中断されることがなくなり、利用者が設定した動作を確実に実行することができる。
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　なお、本実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
　二次電池を有し、前記二次電池を商用電源の電力で充電するとともに、前記二次電池に充電された前記電力を負荷に放電する電源装置において、前記二次電池を充電する充電時間帯または前記二次電池を放電する放電時間帯を設定する入力部と、電源装置全体の動作内容を定める第１ファームウェアを格納する記憶部と、前記第１ファームウェアを更新するための第２ファームウェアを取得する取得部と、前記記憶部に格納された第１ファームウェアを実行して前記電源装置全体を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記充電時間帯または前記放電時間帯が設定されていない第１時間帯を優先して、前記記憶部に格納された前記第１ファームウェアを前記第２ファームウェアに更新する、電源装置。
［項目２］
　前記制御部は、前記充電時間帯または前記放電時間帯に含まれる第２時間帯に前記更新を行う場合、前記入力部で設定された前記充電時間帯の終了時刻または前記放電時間帯の終了時刻から、前記更新を行うために要する第１所要時間より前の第２時間帯で、前記更新を行う、項目１に記載の電源装置。
［項目３］
　前記制御部は、前記充電または前記放電が終了するまでに要する第２所要時間を算出し、前記入力部で設定された前記充電時間帯の開始時刻または前記放電時間帯の開始時刻から、前記第２所要時間より後の第２時間帯で、前記更新を行う、項目２に記載の電源装置。
　本発明に係る電源装置は、バックアップ電源等に有用である。
　　１０　　商用交流電源
　　１２　　負荷
　　１４　　ネットワーク
　　１６　　配布サーバ
　　２０　　コンバータ
　　２２　　インバータ
　　２４　　蓄電装置
　　２６　　電源切替部
　　２８　　記憶部
　　３０　　取得部
　　３２　　入力部
　　３４　　制御部
　　４０　　電池モジュール
　　４２　　充電スイッチ
　　４４　　放電スイッチ
　　４６　　電圧計測部
　　４８　　電流計測部
　　５０　　温度計測部
　　６０　　充放電設定格納部
　　６２　　状態情報格納部
　　６４　　第１ファームウェア格納部
　　６６　　第２ファームウェア格納部
　　６８　　更新処理格納部

Claims (3)

  1. 　二次電池を有し、前記二次電池を商用電源の電力で充電するとともに、前記二次電池に充電された前記電力を負荷に放電する電源装置において、
    　前記二次電池を充電する充電時間帯または前記二次電池を放電する放電時間帯を設定する入力部と、
    　電源装置全体の動作内容を定める第１ファームウェアを格納する記憶部と、
    　前記第１ファームウェアを更新するための第２ファームウェアを取得する取得部と、
    　前記記憶部に格納された第１ファームウェアを実行して前記電源装置全体を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記充電時間帯または前記放電時間帯が設定されていない第１時間帯を優先して、前記記憶部に格納された前記第１ファームウェアを前記第２ファームウェアに更新する、電源装置。
  2. 　前記制御部は、前記充電時間帯または前記放電時間帯に含まれる第２時間帯に前記更新を行う場合、前記入力部で設定された前記充電時間帯の終了時刻または前記放電時間帯の終了時刻から、前記更新を行うために要する第１所要時間より前の第２時間帯で、前記更新を行う、
    　請求項１に記載の電源装置。
  3. 　前記制御部は、前記充電または前記放電が終了するまでに要する第２所要時間を算出し、前記入力部で設定された前記充電時間帯の開始時刻または前記放電時間帯の開始時刻から、前記第２所要時間より後の第２時間帯で、前記更新を行う、
    　請求項２に記載の電源装置。
PCT/JP2015/004723 2014-09-30 2015-09-16 電源装置 WO2016051701A1 (ja)

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