JP5240737B2 - 充電システム、充電方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、充電システム、充電方法及びプログラムに関する。

電気自動車等ではリチウムイオン電池等の二次電池が使用されている。二次電池は、フル充電した後、放電しない期間が長いと劣化が早まる。

このような不都合を解消するため、次回の運転開始予定日時から、二次電池の充電を開始するタイミングを決定し、運転開始時にフル充電とする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００９−２５４２２１号公報

しかし、太陽光等の自然エネルギーによって発電する発電機器から供給された電力で二次電池を充電する場合、発電量が日々刻々と変動するため、二次電池を充電するタイミングを決定することが困難であり、適切なタイミングで充電することができなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、発電量が変動する発電機器を用いても、二次電池を好適なタイミングで充電することができる充電システム、充電方法及びプログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、二次電池の劣化を抑えつつ適切に充電することが可能な充電システム、充電方法及びプログラムを提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る充電システムは、
二次電池の蓄電量を測定する蓄電量測定手段と、
前記二次電池の使用が開始されるタイミングの予測値を示す使用開始予測タイミングを記憶する使用開始予測タイミング記憶手段と、
前記二次電池の使用電力量の予測値を示す使用予測電力量を記憶する使用予測電力量記憶手段と、
発電手段の発電量の予測値を示す発電量予測値を記憶する発電量予測値記憶手段と、
前記使用予測電力量と前記測定された前記二次電池の現在の蓄電量とに基づいて、該使用予測電力量を前記二次電池に蓄積するために必要な充電量を算出する充電量算出手段と、
前記二次電池の充電を開始するタイミングを示す充電開始タイミングを始期とし前記使用開始予測タイミングを終期とする期間に前記発電手段によって発電される電力の電力量と前記算出された充電量とが一定の関係を充足するように、前記使用予測電力量と前記発電量予測値とに基づいて、該充電開始タイミングを決定する充電開始タイミング決定手段と、
前記決定された充電開始タイミングから前記二次電池の充電を開始し、前記使用開始予測タイミングに前記二次電池の充電を終了する充電手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、使用予測電力量と発電量予測値とに基づいて、充電開始タイミングを決定するため、発電量が変動する発電機器を用いても、二次電池を好適なタイミングで充電することができる。

実施形態１に係る充電制御システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図１に示す発電量実績ＤＢの構成を示す図であり、（ｂ）は、発電量の実績値の一例を示すグラフである。 （ａ）は、図１に示す蓄電量実績ＤＢの構成を示す図であり、（ｂ）は、図１に示す使用電力量実績ＤＢの構成を示す図であり、（ｃ）は、図１に示す使用開始時刻実績ＤＢの構成を示す図である。 （ａ）は、図１に示す発電量予測ＤＢの構成を示す図であり、（ｂ）は、図１に示す使用電力量予測ＤＢの構成を示す図であり、（ｃ）は、図１に示す使用開始時刻予測ＤＢの構成を示す図である。 図１に示す制御部が実行する発電量記憶・発電量予測処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示す制御部が実行する充電制御処理を説明するためのフローチャートである。 図６に示すフローチャートに続くフローチャートである。 図７に示すフローチャートに続くフローチャートである。 実施形態２に係る充電制御システムの構成を示すブロック図である。 使用電力量の実績値の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る充電制御システム１００を、図面を参照して説明する。

（実施形態１）
本実施形態に係る充電制御システム１００は、図１に示すように、充電制御装置１０と、太陽電池アレイ２０と、充電装置３０と、二次電池４０と、を備えている。

充電制御装置１０は、充電装置３０を制御するコンピュータであって、制御部１０１と、記憶部１０２と、を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ等から構成され、充電装置３０を制御して、二次電池４０を充電する。また、制御部１０１は、タイマ１０１１、ＲＴＣ(Real Time Clock)１０１２を備える。制御部１０１は、本発明の発電量予測値生成手段等の予測値を生成する手段の一例として機能するものである。制御部１０１の機能と実行する制御の詳細については後述する。

記憶部１０２は、使用開始予測タイミング記憶手段等の記憶手段の一例として機能するものであり、磁気ディスク等から構成され、発電量実績ＤＢ（データベース）１０２１Ｒと、蓄電量実績ＤＢ１０２２Ｒと、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒと、使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒと、発電量予測ＤＢ１０２１Ｐと、使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐと、使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐと、を備える。

発電量実績ＤＢ１０２１Ｒは、図２（ａ）に示すように、太陽電池アレイ２０の発電量を測定した日時を示すタイムスタンプと、その時に実際に測定された発電量（実績値）とを対応付けて蓄積する。発電量の実績値の一例を図２（ｂ）に示す。なお、後述する発電量の予測値も図２（ｂ）と同様の傾向のグラフとなる。

蓄電量実績ＤＢ１０２２Ｒは、図３（ａ）に示すように、二次電池４０の充電が終了した日時を示すタイムスタンプと、その時に実際に測定された二次電池の蓄電量（実績値）とを対応付けて蓄積する。

使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒは、図３（ｂ）に示すように、二次電池４０が充電されていなかった期間を示す非充電期間と、二次電池４０に接続された負荷機器により使用された電力量を示す使用電力量（実績値）とを対応付けて蓄積する。
使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒは、図３（ｃ）に示すように、二次電池４０が充電装置３０から取り外された日時（使用開始時刻）を示すタイムスタンプを蓄積する。

発電量予測ＤＢ１０２１Ｐは、図４（ａ）に示すように、太陽電池アレイ２０の時間帯別の発電量の予測値を記憶する。
使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐは、図４（ｂ）に示すように、１日当たりの二次電池４０の使用電力量の予測値を記憶する。
使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐは、図４（ｃ）に示すように、二次電池４０の使用が開始されると予測（予想、推定）される時刻を記憶する。

図１に示す太陽電池アレイ２０は、複数の太陽電池パネルから構成され、発電した電力を充電装置３０に供給する。

充電装置３０は、制御部１０１の制御下、太陽電池アレイ２０から供給された電力で二次電池４０を充電する装置である。充電装置３０は、発電量測定部３０１と、蓄電量測定部３０２、充電部３０３とを備える。

発電量測定部３０１は、電力計を備え、制御部１０１の制御下、太陽電池アレイ２０の発電量を測定し、測定値を充電制御装置１０に供給する。
蓄電量測定部３０２は、蓄電量測定器を備え、制御部１０１の制御下、二次電池４０の蓄電量（蓄電エネルギー量）を測定し、測定値を充電制御装置１０に供給する。
充電部３０３は、制御部１０１の制御下、太陽電池アレイ２０から供給された電力で二次電池４０を充電し、充電量を内部メモリに記憶する。

二次電池４０は、リチウムイオン電池等から構成され、充電装置３０によって繰り返し充電することができる電池である。二次電池４０は、充電装置３０から適宜取り外され、外部の負荷機器に接続され、負荷機器に電力を供給する。

（動作）
次に、上記構成を有する充電制御システムの１００の動作を充電制御装置１０の動作を中心に説明する。

充電制御システム１００は、発電量、蓄電量、使用電力量、使用開始時刻などの実績値を収集し、これにより、将来の発電量と負荷機器の使用電力量と使用開始時刻とを予測し、使用開始予定時刻の直前に二次電池４０への充電が完了するように、充電装置３０による充電を制御する。

（発電量（実績値）記憶・発電量予測処理）
まず、充電制御装置１０が、太陽電池アレイ２０の発電量の実績値を収集・蓄積し、蓄積した発電量に基づいて、将来の発電量を予測する動作について説明する。
制御部１０１は、図５に示す発電量記憶・発電量予測処理を繰り返し、まず、タイマ１０１１の計時値ｔを０にリセットし、計時を開始する（ステップＳ１）。制御部１０１は、計時値ｔが所定の閾値Ｔ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。

制御部１０１は、計時値ｔが所定の閾値Ｔ１未満であると判別した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ２を繰り返す。
一方、制御部１０１は、計時値ｔが所定の閾値Ｔ１以上であると判別した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、太陽電池アレイ２０の発電量を測定する旨の発電量測定指示信号を発電量測定部３０１に供給する（ステップＳ３）。

発電量測定部３０１は、制御部１０１からの発電量測定指示信号に応答して、太陽電池アレイ２０から供給される電力の電力値を測定し、測定値を制御部１０１に供給する。

制御部１０１は、発電量測定部３０１から測定値を取得する（ステップＳ４）。制御部１０１は、現在の日時をＲＴＣ１０１２から取得する（ステップＳ５）。制御部１０１は、ステップＳ５で取得した日時と、ステップＳ４で取得した測定値（＝発電量）とを対応付けて発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに追加的に記憶する（ステップＳ６）。
例えば、閾値Ｔ１を５分とすると、５分毎の発電量が求められ、図２（ａ）に示すように、発電量の測定値が５分単位で測定され、発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに蓄積される。

次に、制御部１０１は、太陽電池アレイ２０の将来の発電量を予測する。
この実施形態では、各時間帯の発電量（予測値）を過去の各時間帯の発電量の平均値と見なすこととする。そこで、制御１０１は、発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに記憶された、例えば、直近Ｎ日間の発電量の平均値から、時間帯（例えば、１時〜２時、２時〜３時、・・・）ごとの発電量の平均値を算出し、図４（ａ）に例示するように、時間帯別の発電量の予測値として発電量予測ＤＢ１０２１Ｐに記憶する（ステップＳ７）。
その後、制御はステップＳ１に戻り、制御部１０１は、同様の処理を繰り返す。

これにより、制御部１０１は、太陽電池アレイ２０の発電量の実測値を発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに順次蓄積すると共に時間帯別の発電量（予測値）を発電量予測ＤＢ１０２１Ｐに生成する。

（使用電力量（実績値）蓄積及び１日当たりの使用電力量を予測する処理）
まず、充電制御装置１０は、二次電池４０が充電装置３０にセットされると、この二次電池を充電するための制御を行う。
ここで、充電制御装置１０は、単に二次電池４０を充電するのではなく、二次電池４０の使用が開始されると予測される時刻の直前に充電が終了するように、充電装置３０の充電動作を制御する。

このような制御を実行するため、充電制御装置１０は、二次電池４０の使用電力量（実績値）を収集・蓄積し、蓄積した使用電力量（実績値）に基づいて、将来の１日当たりの使用電力量（予測値）を算出し、発電量の予測値を用いて、充電開始時刻を予測し、該当時刻になると、充電装置３０による充電を開始する。
以下、この一連の動作について説明する。

二次電池４０が充電装置３０にセットされると、充電装置３０はこれを検出し、その旨を充電制御装置１０の制御部１０１に通知する。この通知に応答して、制御部１０１は、図６に示す充電制御処理を開始し、まず、二次電池４０の蓄電量の測定を指示する測定指示信号を蓄電量測定部３０２に供給する（ステップＳ１１）。

蓄電量測定部３０２は、供給された測定指示信号に応答して、二次電池４０の残存蓄電量を測定し、測定値を制御部１０１に供給する。

制御部１０１は、測定値を蓄電量測定部３０２から取得する（ステップＳ１２）。
制御部１０１は、直近のタイムスタンプと対応する蓄電量とを蓄電量実績ＤＢ１０２２Ｒから取得する（ステップＳ１３）。この蓄電量は、後述するように、前回、二次電池４０の充電が終了した際の二次電池４０の蓄電量を表している。

制御部１０１は、ステップＳ１３で取得した前回の蓄電量とステップＳ１２で取得した残存蓄電量との差に、二次電池４０の定格電圧を乗じることにより、使用された電力量（使用電力量）を算出する（ステップＳ１４）。
例えば、ステップＳ１３で取得した蓄電量Ｃ１＝９８０Ａｈ、ステップＳ１２で取得した蓄電量Ｃ２＝２００Ａｈ、二次電池４０の定格電圧Ｖｒ＝４Ｖであるとすると、使用電力量Ｗ_ｏｕｔ＝（９８０Ａｈ−２００Ａｈ）×４Ｖ＝３．１２ｋＷｈとなる。

制御部１０１は、現在の日時をＲＴＣ１０１２から取得する（ステップＳ１５）。
制御部１０１は、二次電池４０が充電されていなかった期間を示す非充電期間と、ステップＳ１４で算出した使用電力量とを対応付けて、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒに追加的に記憶する（ステップＳ１６）。なお、非充電期間は、図３（ｂ）に例示されるように、ステップＳ１３で取得した蓄電量に対応する日時（充電終了日時）を始期とし、ステップＳ１５で取得した日時（現在日時）を終期とする期間であり、二次電池４０を使用していた期間に相当する。

次に、制御部１０１は、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒに蓄積されている直近Ｎ日分の非充電期間毎の使用電力量に基づいて、１日当たりの使用電力量の平均値を算出し、算出した使用電力量の平均値を１日当たりの使用電力量の予測値として使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐに記憶する（ステップＳ１７）。

こうして、二次電池４０が充電装置３０にセットされる度に、二次電池４０の使用電力量を記憶している使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒが更新され、１日当たりの使用電力量の予測値を記憶している使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐが更新される。

続いて、制御部１０１は、使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐから、１日当たりの使用電力量の予測値を取得する（ステップＳ２１）。

次に、制御部１０１は、使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐから、次回の負荷機器の使用開始時刻の予測値を取得する（ステップＳ２２）。

次に、制御部１０１は、ステップＳ２１で使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐから取得した１日当たりの使用電力量（予測値）から、ステップＳ１２で蓄電量測定部３０２から取得した残存蓄電量と二次電池４０の定格電圧を乗じて得た値を減じることにより、二次電池４０に充電すべき電力量を示す充電電力量を算出する（ステップＳ２３）。ここで、二次電池４０をフル充電することも可能である。しかし、従来技術の欄で説明したように、フル充電を繰り返すと二次電池４０が劣化してしまう。そこで、本実施形態においては、次回の使用時に必要となる充電量のみを二次電池４０に確保するように、充電電力量を算出している。

例えば、ステップＳ１２で取得した残存蓄電量Ｃ＝２００Ａｈ、二次電池４０の定格電圧Ｖｒ＝４Ｖ、使用電力量の予測値＝５ｋＷｈであるとすると、必要な充電電力量Ｗ_ｉｎ＝５ｋＷｈ−２００Ａｈ×４Ｖ＝４．２ｋＷｈとなる。

次に、制御部１０１は、発電量予測ＤＢ１０２１Ｐを参照し、時刻（日時）ＴｘからステップＳ２２で取得した使用開始時刻（予測値）までの期間の発電量予測値の積分値が、ステップＳ２３で算出した充電電力量と等しくなる時刻Ｔｘを算出し、翌日の日付と共に記憶する（ステップＳ２４）。

この日付及び時刻Ｔｘが、次回、充電を開始する日付及び時刻であり、制御部１０１は、翌日の時刻Ｔｘになるまで充電を待機する。
このため、制御部１０１は、ＲＴＣ１０１２から現在の日時を取得し、取得した現在の日時がステップＳ２４で算出した時刻Ｔｘになったか否かを判別する（ステップＳ２５）。制御部１０１は、現在の日時が時刻Ｔｘになっていないと判別した場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、ステップＳ２５を繰り返す。
一方、制御部１０１は、現在の日時が時刻Ｔｘになったと判別した場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、二次電池４０の充電を開始する旨の充電開始指示信号を充電部３０３に供給する（ステップＳ２６）。

充電部３０３は、制御部１０１から供給された充電開始指示信号に応答して、太陽電池アレイ２０から供給された電力で二次電池４０の充電を開始する。なお、充電部３０３は、充電量を更新しながら内部メモリに記憶する。

続いて、制御部１０１は、使用開始予測時刻まで充電を継続しつつ待機する。
このため、制御部１０１は、ＲＴＣ１０１２から現在の日時を取得し、取得した現在の日時がステップＳ２２で取得した使用開始時刻（予測値）になったか否かを判別する（ステップＳ２７）。制御部１０１は、現在の日時が使用開始時刻（予測値）になっていないと判別した場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、ステップＳ２７を繰り返す。
一方、制御部１０１は、現在の日時が使用開始時刻（予測値）になったと判別した場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、二次電池４０の充電を終了する旨の充電終了指示信号を充電部３０３に供給する（ステップＳ２８）。

充電部３０３は、制御部１０１からの充電終了指示信号に応答して、二次電池４０の充電を終了する。

予測では、この時刻が、二次電池４０の使用を開始する時刻であり、制御部１０１は、二次電池４０が充電装置３０から取り外されるのを待機する。具体的には、制御部１０１は、二次電池４０が充電装置３０から取り外されたか否かを、充電装置３０からの検出信号に従って判別し（ステップＳ２９）、取り外されていないと判別した場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）、ステップＳ２９を繰り返す。
一方、制御部１０１は、二次電池４０が充電装置３０から取り外されたと判別した場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）、充電部３０３から今回の充電処理による充電量を取得する（ステップＳ３１）。具体的には、制御部１０１は、充電量の通知を指示（要求）する充電量通知指示信号を充電装置３０に送信し、充電装置３０の充電部３０３は、充電量通知指示信号に応答して、内部メモリに記憶した充電量を制御部１０１に通知する。

次に、制御部１０１は、ステップＳ１２で取得した残存蓄電量と、充電部３０３から通知された今回の充電量とを加算することにより、現在の（充電後の）二次電池４０の蓄電量を算出する（ステップＳ３２）。
次に、制御部１０１は、ＲＴＣ１０１２より、現在の日時を取得する（ステップＳ３３）。
制御部１０１は、ステップＳ３２で算出した蓄電量に、ステップＳ３３で取得した現在の日時を示すタイムスタンプを付して蓄電量実績ＤＢ１０２２Ｒに記憶する（ステップＳ３４）。

さらに、制御部１０１は、ステップＳ３３で取得した現在の日時を、二次電池４０の使用を開始した時刻、即ち、使用開始時刻として使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒに追加的に記憶する（ステップＳ３５）。

制御部１０１は、使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒの更新に伴い、直近Ｎ日分の使用開始時刻の平均値を算出し、算出した平均値を次回の使用開始時刻の予測値として使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐに上書き保存する（ステップＳ３６）。

これにより、二次電池４０が充電装置３０に装着されてから取り外される度に、二次電池４０の充電が行われると共に種々の実績値が収集されて蓄積量実績ＤＢ１０２２Ｒ、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒ、使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒが更新されると共に、更新されたＤＢに基づいて、使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐと使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐとが更新される。

以上、説明したように、充電部３０３は、次回の使用に必要と予測される電力量を二次電池４０に充電する。このため、二次電池４０を不必要にフル充電することがなくなり、二次電池４０の劣化を抑えることができる。また、二次電池４０の使用開始時刻（予測値）に充電が終了するように充電を行う。このため、二次電池４０に蓄えられた電力はすぐに放電され、二次電池４０の劣化を抑えることができる。更に、発電量の予測値に基づいて、二次電池４０を充電するタイミングを決定するので、太陽電池アレイ２０という発電量が環境の変化に伴って変動する発電機器であるにもかかわらず、好適なタイミングで二次電池を充電することができる。

（実施形態２）
実施形態１では、充電制御装置１０と、二次電池４０に接続される負荷機器と、を別々の構成とした例を説明したが、負荷機器（以下、負荷機器５０という。）に充電制御装置１０を組み込んでもよい。
この場合の装置構成を図９に示す。なお、図１と同一部分には同一符号を付す。

図示するように、充電装置３０Ａは、発電量測定部３０１と、充電部３０３と、タイマ３０５１とＲＴＣ３０５２を備える制御回路３０５と、発電量実績ＤＢ１０２１Ｒと発電量予測ＤＢ１０２１Ｐとを備える記憶部３０４と、を備える。

一方、負荷機器５０は、二次電池４０，負荷回路５０２０と、タイマ５０１１とＲＴＣ５０１２とを備える制御部５０１と、操作部５０３と、記憶部５０２とを備える。記憶部５０２は、発電量実績ＤＢ１０２１ＲＣと、蓄電量実績ＤＢ１０２２Ｒ、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒ、使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒ、発電量予測ＤＢ１０２１ＰＣと、使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐと、使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐを備える。ここで、発電量実績ＤＢ１０２１ＲＣは、充電装置３０Ａに配置された発電量実績ＤＢ１０２１Ｒの写しを記憶するＤＢである。また、発電量予測ＤＢ１０２１ＰＣは、充電装置３０Ａに配置された発電量予測ＤＢ１０２１Ｐの写しを記憶するＤＢである。

充電装置３０Ａと負荷機器５０とは、コネクタ６００を介して適宜接続される。

充電装置３０Ａの制御回路３０５は、図５に示した発電量記憶・発電量予測処理を実行し、発電量測定部３０１が測定した太陽電池アレイ２０の発電量を取得して発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに蓄積すると共に発電量の時間帯別の予測値を発電量予測ＤＢ１０２１Ｐに格納する。
充電部３０３は、コネクタ６００を介して負荷機器５０の制御部５０１により制御され、二次電池４０を充電する。

一方、負荷機器５０の制御部５０１は、充電装置３０Ａと負荷機器５０とがコネクタ６００を介して接続されているときに、制御回路３０５を介して、充電装置３０Ａの記憶部３０４に格納されている発電量実績ＤＢ１０２１Ｒと発電量予測ＤＢ１０２１Ｐとを読み出し、自装置内の発電量実績ＤＢ１０２１ＲＣと発電量予測ＤＢ１０２１ＰＣとに複写する。
負荷機器５０の制御部５０１は、図６〜図８に示した充電制御処理を実行して、二次電池４０の充電、各種実績データの収集、予測値の生成等を実行する。

この構成によっても、発電量が変動する太陽電池アレイを用いて、二次電池を適切に充電することができると共に二次電池４０の劣化を抑えることができる。

なお、以上の説明においては、二次電池４０が充電部３０３から分離されたタイミングを、二次電池４０の使用開始時刻とみなしているが、操作部５０３の操作により、負荷機器５０が実際に動作を開始した時点を使用開始時刻として処理することも可能である。
また、充電装置３０Ａで、発電量の予測値を生成したが、発電量実績ＤＢ１０２１ＲＣの蓄積データに基づいて、負荷機器５０の制御部５０１がこれを生成してもよい。

（応用例１）
上記実施の形態においては、太陽電池アレイ２０の発電量の予測値を、過去の実績値の移動平均値に基づく比較的単純な値としたが、より多数の情報を用いて、より正確に発電量を予測することも可能である。
例えば、太陽電池アレイ２０の発電量は季節の変化に影響を受ける。そこで、予測に使用する実績値を、ある季節内のデータに限定してもよい。

また、発電量実績ＤＢ１０２１Ｒに数年分の実績値が格納されている場合には、前年の同一時期の実績値を用いて、直近Ｎ日の実績値に基づく予測値を補正してもよい。

さらに、制御部１０１、５０１と、外部の天気予報の情報サイトとをネットワークを介して接続して、天気予報データを取得し、直近Ｎ日の実績値に基づく予測値を補正してもよい。例えば、直近Ｎ日の実績値に基づくある時間帯の発電量の予測値がＰＷであるときに、その時間帯の降水確率が０〜２５％の場合には係数ｋ１（例えば、１．２）、２５〜７５％の場合にはｋ２（例えば、１）、７５〜１００％の場合には係数ｋ３（例えば、０．６）を乗算し最終的な予測値を取得する等してもよい。

使用電力量の予測値と使用開始時刻の予測値についても、過去の実績値の移動平均値に基づく比較的単純な値としたが、より多数の情報を用いて、より正確に使用量等を予測することも可能である。

例えば、人の生活習慣は、曜日、季節等に強い影響を受ける。例えば、図１０に例示するように、各週の特定の曜日の使用電力量が他の曜日の使用電力量よりも多くなることがある。図１０に示す例では、水曜日の使用電力量が月曜日若しくは火曜日の使用電力量よりも多くなっており、土曜日若しくは日曜日の使用電力量が水曜日の使用電力量よりもさらに多くなっている。さらに、水曜日の使用電力量は日付によらず、ほぼ一定である。そこで、過去の実績値から、特定の季節や曜日別に平均値を求めて、予測値としてもよい。

例えば、予測対象日が月曜日である場合に、制御部１０１又は５０１は、使用電力量実績ＤＢ１０２３Ｒと使用開始時刻実績ＤＢ１０２４Ｒに格納されている同一季節内の直近Ｍ回の月曜日の使用電力量の実績値と使用開始時刻の実績値の平均値から、使用電力量の予測値と使用開始時刻の予測値を求め、使用電力量予測ＤＢ１０２３Ｐと使用開始時刻予測ＤＢ１０２４Ｐに格納してもよい。また、例えば、月曜日が休日である場合には、過去の休日の月曜日の実績値が他の通常の月曜日の実績値と同様の傾向を示しているか否かを判別し、同様の傾向を示す場合には、予測の基礎とし、異なる傾向を示す場合には、通常の月曜日の実績値ではなく、休日（例えば、類似度の高い曜日）の実績値から予測値を取得する等してもよい。

さらに、過去数年分の各種の実績値がＤＢに格納されている場合には、過去の同時期の実績値を参考に予測値を補正する等してもよい。
上記実施形態においては、使用が予測される充電量が、二次電池４０に確保された時点で、充電が終了し、それが、使用開始時刻となるようにしたが、例えば、ある程度の余裕度ｄを考慮し、使用量の予測値×係数ｄを必要な充電量として設定してもよい。或いは、使用量予定値自体を、過去の実績値に基づく予測量×係数ｄとしてもよい。

さらに、使用開始時刻予測値と発電量予測値から定まる充電開始時刻（Ｔｘ）を一定の余裕を見て早めたり、省電力を考慮して遅らせたりすることも可能である。例えば、図７のステップＳ２３で計算された充電電力量と発電予測量とから求めた時刻Ｔｘを補正した値を充電開始時刻と設定してもよい。

また、発電量の全てを充電に使用できることを前提として、ステップＳ２４で充電開始時刻Ｔｘを求めているが、二次電池４０の保護のため、充電電流に上限値ＩＬを設定する場合には、充電電流が制限値ＩＬを超える期間は、充電量を制限する必要がある。この場合には、充電量の制限を考慮した充電開始時刻Ｔｘの設定時間が必要となる。太陽電池アレイ２０の発電量により充電する他の負荷機器が存在する場合には、他の負荷機器の消費分を減算して充電に使用可能な電力とする必要がある。そこで、発電量の予測値に基づいて、充電に実際に使用できる電力の予測値を求めて、必要充電量と充電に使用可能な発電電力の予測値とに基づいて、充電開始時刻Ｔｘを設定してもよい。

上記実施形態では、発電量、使用電力量及び使用開始時刻等の平均値を、それぞれの予測値としているが、これに限定されず、例えば、中央値、多数決値等、任意の代表値であってもよい。

即ち、充電開始予測時刻を始期とし使用開始予測タイミングを終期とする期間に充電に使用できる電力量と必要な充電量とが一定の関係（例えば、等しい、一定量大きい等）を充足するように、使用予測電力量と発電量予測値とに基づいて、適切な充電開始時刻Ｔｘを求めることができれば、その具体的な手法自体は任意である。

この発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記説明において示したハードウェアの構成及び動作は一例でありこれらに限定されるものではなく、適宜変更及び応用が可能である。

例えば、ユーザ毎に、使用電力量、使用開始タイミング等を記憶するようにしてもよい。この場合、例えば、ユーザは、負荷機器５０の使用時に、識別情報を手動操作或いはＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）の読み取り等により入力し、制御部１０１は、使用電力量実績値と使用開始時刻実績値とをユーザ別に記憶し、使用電力量予測値、使用開始時刻予測値をユーザ別に予測する。この場合、例えば、日中、主婦であるユーザＡが使用し、夜間に、倅であるユーザＢが使用するといった予測が可能となる。制御部１０１は、いずれの使用にも適切な充電となるように充電開始時間を設定する。これによると、制御部１０１は、ユーザの使用状況に応じて、充電を開始するタイミングを決定することができる。

上記実施形態では、太陽電池アレイ２０が発電しているが、発電手段はこれに限定されず、例えば、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置等であってもよい。

上記実施形態１では、充電装置３０と、充電制御装置１０と、を別々の構成とした例を説明したが、これらを１台の装置に組み込んでもよい。

上記実施形態では、二次電池４０を充電装置３０にセットしたり、取り外したりしているが、二次電池４０と充電装置３０との間にスイッチを設け、ユーザの操作に応答してこのスイッチをオン又はオフしてもよい。

１０ 充電制御装置
２０ 太陽電池アレイ
３０、３０Ａ 充電装置
４０ 二次電池
５０ 負荷機器
１００、１００Ａ 充電制御システム
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
３０１ 発電量測定部
３０２ 蓄電量測定部
３０３ 充電部
３０４ 記憶部
３０５ 制御回路
５０１ 制御部
５０２ 記憶部
５０３ 操作部
６００ コネクタ
１０１１ タイマ
１０１２ ＲＴＣ
１０２１Ｒ 発電量実績ＤＢ
１０２２Ｒ 蓄電量実績ＤＢ
１０２３Ｒ 使用電力量実績ＤＢ
１０２４Ｒ 使用開始時刻実績ＤＢ
１０２１Ｐ 発電量予測ＤＢ
１０２３Ｐ 使用電力量予測ＤＢ
１０２４Ｐ 使用開始時刻予測ＤＢ
５０２０ 負荷回路

Claims (14)

1. 二次電池の蓄電量を測定する蓄電量測定手段と、
   前記二次電池の使用が開始されるタイミングの予測値を示す使用開始予測タイミングを記憶する使用開始予測タイミング記憶手段と、
   前記二次電池の使用電力量の予測値を示す使用予測電力量を記憶する使用予測電力量記憶手段と、
   発電手段の発電量の予測値を示す発電量予測値を記憶する発電量予測値記憶手段と、
   前記使用予測電力量と前記測定された前記二次電池の現在の蓄電量とに基づいて、該使用予測電力量を前記二次電池に蓄積するために必要な充電量を算出する充電量算出手段と、
   前記二次電池の充電を開始するタイミングを示す充電開始タイミングを始期とし前記使用開始予測タイミングを終期とする期間に前記発電手段によって発電される電力の電力量と前記算出された充電量とが一定の関係を充足するように、前記使用予測電力量と前記発電量予測値とに基づいて、該充電開始タイミングを決定する充電開始タイミング決定手段と、
   前記決定された充電開始タイミングから前記二次電池の充電を開始し、前記使用開始予測タイミングに前記二次電池の充電を終了する充電手段と、
   を備えることを特徴とする充電システム。
2. 前記発電手段の発電量を測定する発電量測定手段と、
   前記発電量測定手段によって測定された発電量の測定値に基づいて前記発電手段の発電量の予測値を生成して、前記発電量予測値記憶手段に格納する発電量予測値生成手段と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記発電量予測値生成手段は、発電量の測定値の代表値を、前記発電手段の発電量の予測値として、前記発電量予測値記憶手段に格納する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
4. 前記二次電池の使用電力量を測定する使用電力量測定手段と、
   前記使用電力量測定手段によって測定された使用電力量の測定値に基づいて前記二次電池の使用電力量の予測値を生成して、前記使用予測電力量記憶手段に格納する使用予測電力量生成手段と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電システム。
5. 前記使用予測電力量生成手段は、前記使用電力量測定手段によって測定された使用電力量の代表値を、前記使用電力量の予測値として、前記使用予測電力量記憶手段に格納する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
6. 前記二次電池の使用開始タイミングを測定する使用開始タイミング測定手段と、
   前記使用開始タイミング測定手段によって測定された使用開始タイミングの測定値に基づいて使用開始タイミングの予測値を生成して、前記使用開始予測タイミング記憶手段に格納する使用開始予測タイミング生成手段と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の充電システム。
7. 前記発電量予測値に基づいて、実際に充電に使用可能な電力の予測値を求める手段をさらに備え、
   前記充電開始タイミング決定手段は、前記求められた充電に使用可能な電力の予測値に基づいて、充電開始タイミングを求める、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の充電システム。
8. 前記充電開始タイミング決定手段は、前記二次電池の充電を開始するタイミングを示す充電開始タイミングを始期とし前記使用開始予測タイミングを終期とする期間に前記発電手段によって発電される電力の電力量と前記算出された充電量とが等しくなるように、前記充電開始タイミングを決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の充電システム。
9. 前記発電量予測値記憶手段は、前記発電手段が発電するタイミングと、該タイミングでの発電量予測値とを対応付けて記憶し、
   前記充電開始タイミング決定手段は、前記発電量予測値を前記期間で積分した積分値が、前記算出された充電量と一定の関係を充足するように、前記充電開始タイミングを決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の充電システム。
10. 発電する発電手段と、
    前記発電手段によって発電された電力を蓄積する二次電池と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の充電システム。
11. 前記二次電池及び／又は前記充電手段は、負荷機器に組み込まれている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の充電システム。
12. 前記発電手段は、自然エネルギーによって発電する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の充電システム。
13. 二次電池の蓄電量を測定する蓄電量測定ステップと、
    前記二次電池の使用が開始されるタイミングの予測値を示す使用開始予測タイミングを記憶する使用開始予測タイミング記憶ステップと、
    前記二次電池の使用電力量の予測値を示す使用予測電力量を記憶する使用予測電力量記憶ステップと、
    発電手段の発電量の予測値を示す発電量予測値を記憶する発電量予測値記憶ステップと、
    前記使用予測電力量と前記測定された前記二次電池の現在の蓄電量とに基づいて、該使用予測電力量を前記二次電池に蓄積するために必要な充電量を算出する充電量算出ステップと、
    前記二次電池の充電を開始するタイミングを示す充電開始タイミングを始期とし前記使用開始予測タイミングを終期とする期間に前記発電手段によって発電される電力の電力量と前記算出された充電量とが一定の関係を充足するように、前記使用予測電力量と前記発電量予測値とに基づいて、該充電開始タイミングを決定する充電開始タイミング決定ステップと、
    前記決定された充電開始タイミングから前記二次電池の充電を開始し、前記使用開始予測タイミングに前記二次電池の充電を終了する充電ステップと、
    を備えることを特徴とする充電方法。
14. コンピュータに、
    二次電池の蓄電量を取得する蓄電量取得手順と、
    前記二次電池の使用が開始されるタイミングの予測値を示す使用開始予測タイミングを記憶する使用開始予測タイミング記憶手順と、
    前記二次電池の使用電力量の予測値を示す使用予測電力量を記憶する使用予測電力量記憶手順と、
    発電手段の発電量の予測値を示す発電量予測値を記憶する発電量予測値記憶手順と、
    前記使用予測電力量と前記取得された前記二次電池の現在の蓄電量とに基づいて、該使用予測電力量を前記二次電池に蓄積するために必要な充電量を算出する充電量算出手順と、
    前記二次電池の充電を開始するタイミングを示す充電開始タイミングを始期とし前記使用開始予測タイミングを終期とする期間に前記発電手段によって発電される電力の電力量と前記算出された充電量とが一定の関係を充足するように、前記使用予測電力量と前記発電量予測値とに基づいて、該充電開始タイミングを決定する充電開始タイミング決定手順と、
    前記決定された充電開始タイミングから前記二次電池の充電を開始させ、前記使用開始予測タイミングに前記二次電池の充電を終了させる充電手順と、
    を実行させることを特徴とするプログラム。

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