JP2012186877A - Battery state detector for photovoltaic generation battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽エネルギーから変換された電気エネルギーを主に利用したバッテリーシステムとその状態検知装置に関するものである。 The present invention relates to a battery system that mainly uses electric energy converted from solar energy and a state detection device thereof.
太陽電池を主たるエネルギー源に用いた電源システムは、水力発電や火力発電などの大規模な電気エネルギーの供給源の無い離島などの独立電源として大いに期待されている。 The power supply system using solar cells as the main energy source is highly expected as an independent power source for remote islands that do not have a large-scale electrical energy supply source such as hydroelectric power generation and thermal power generation.
しかしながら上述した太陽光エネルギーは、自然環境の周期的あるいは予期せぬ変動の影響を受け、安定した電気エネルギーを供給出来ない場合がある。太陽電池は、曇天、雨天、夜間など日照量が減少、乃至消滅すると、日照時に比べ発電量が著しく低下あるいは消滅する。この変動の影響を緩和する為に、太陽電池パネルにバッテリーシステムを接続して用いることが一般的である。雨天や夜間の日照エネルギーが十分供給されない時はこのバッテリーシステムから負荷に電力エネルギーが供給される。この様なバッテリーシステムでは、安価である鉛バッテリーが使われる事が多い。 However, the above-described solar energy may be affected by periodic or unexpected fluctuations in the natural environment and may not be able to supply stable electrical energy. When the amount of sunshine decreases or disappears, such as in cloudy weather, rainy weather, and nighttime, the amount of power generated by a solar cell is significantly reduced or disappears compared to the time of sunshine. In order to mitigate the influence of this fluctuation, it is common to use a solar battery panel connected to a battery system. When rain or nighttime sunshine energy is not sufficiently supplied, electric energy is supplied from the battery system to the load. In such a battery system, an inexpensive lead battery is often used.
日照エネルギーが潤沢な晴天日の日、照時間中に、太陽電池が発電する電力エネルギーで鉛バッテリーは充電される。晴天日が連続した場合、鉛バッテリーが満タンになるが、長期間日照に恵まれない場合、鉛バッテリーの蓄電量が不足して、電力ショートを起こす。その為鉛バッテリーの残存容量SOCに合わせた電力消費の管理は重要である。SOCのレベルによって負荷の量を加減する事も可能となる。又、コンピュータなど電子機器では、電力ショートに至る前にハードディスクなどにデータを待避する処理を行ないたい。この様な理由からも鉛バッテリーシステムのSOC.を精度良く知ることは重要となる。この他、鉛バッテリーの容量が寿命劣化等によって低下すると、利用出来る電力量が減少するという問題が有る。予め目安にしたレベルまで鉛バッテリーが劣化した場合新しいものと交換する。この事から鉛バッテリーの劣化判定は正確に出来る事が望ましい。又、サルフェーション等、回復処理を行なうとある程度の回復が望める劣化に関しては、適切な検出と回復処置の実施が望まれる。 On sunny days with plenty of sunshine energy, the lead battery is charged with the electric energy generated by the solar cells during the daylight hours. If sunny days continue, the lead battery will be full, but if you are not blessed with sunshine for a long period of time, the lead battery will be short of electricity and cause a power short. Therefore, it is important to manage power consumption in accordance with the remaining capacity SOC of the lead battery. The amount of load can be adjusted depending on the SOC level. Also, in electronic devices such as computers, it is desirable to save data on a hard disk or the like before a power short circuit occurs. For this reason, the SOC. It is important to know accurately. In addition, when the capacity of the lead battery is reduced due to deterioration of the service life, there is a problem that the amount of power that can be used is reduced. If the lead battery has deteriorated to the standard level, replace it with a new one. For this reason, it is desirable to accurately determine the deterioration of lead batteries. In addition, with respect to deterioration such as sulfation that can be expected to recover to some extent when recovery processing is performed, appropriate detection and implementation of recovery processing are desired.
この様に、鉛バッテリーシステムの残存容量SOCや劣化状態を正確に求める事の要求は強く有ったが、従来十分には達成出来ていなかった。一般的に鉛バッテリーの残存容量の求め方としては、劣化していない鉛バッテリーのフル充電完了状態をSOC100%、放電状態をSOC0%としその間を電気量で等間隔に分割する方法が用いられる。しかし、太陽電池を用いたシステムの場合、供給される電気エネルギーは日照によって大きく変動するため晴天日でも一定の電流値や電力値で充電する事は困難である。更に、天候や季節により1日の日照時間が変動するので、日々一定の時間で充電することは困難であった。
As described above, although there is a strong demand for accurately determining the remaining capacity SOC and the deterioration state of the lead battery system, it has not been sufficiently achieved in the past. In general, as a method of obtaining the remaining capacity of the lead battery, a method is used in which the fully charged state of the lead battery that has not deteriorated is set to
従来バッテリーのSOCを推定する方法としてフル充電後にSOCを100%にセットし使用中の充放電電流を積算して、リアルタイムのSOC(以降積算SOCと呼ぶ)を求めることが行なわれていたが、この場合、フル充電の条件としてCV充電時一定の時間が経過するか、充電電流が一定値以下になることを判定条件としていた。あるいは多段充電など充電電流を階段状に低下して、バッテリー電圧で判定する方法を用いていた。しかし、太陽光の場合日照時間等の問題で充電時間が一定にならない為、夕刻日没時に充電が終了した時点で、一定のSOCにならないという問題が有った。 Conventionally, as a method for estimating the SOC of a battery, the SOC is set to 100% after full charge and the charge / discharge current in use is integrated to obtain a real-time SOC (hereinafter referred to as integrated SOC). In this case, as a condition for full charge, the determination condition is that a certain time elapses during CV charging or that the charging current becomes a certain value or less. Alternatively, a method of reducing the charging current stepwise, such as multi-stage charging, and determining based on the battery voltage has been used. However, in the case of sunlight, the charging time does not become constant due to problems such as sunshine hours, so that there is a problem that the SOC does not become constant when charging is completed at sunset.
又、負荷も時間帯によって使用する器具が変わるので大きな変動を示す。その為、放電電流が大きく変化しバッテリーの放電電圧でSOCを精度良く推定するのは困難であった。又、リアルタイムのバッテリーSOC(以降積算SOCと呼ぶ)を求めるには、フル充電時にリセットしたSOC値を基準に電流積算を行なうが、充放電の電流変動が大きいと電流積算精度が低下する問題があった。 Also, the load varies greatly depending on the equipment used depending on the time of day. Therefore, the discharge current has changed greatly, and it has been difficult to accurately estimate the SOC from the discharge voltage of the battery. In addition, in order to obtain a real-time battery SOC (hereinafter referred to as integrated SOC), current integration is performed based on the SOC value reset at the time of full charge. However, there is a problem that current integration accuracy decreases if the current fluctuation of charge / discharge is large. there were.
その他、日照が長期にわたり不足した場合、充電電気量が不足してサルフェーションが発生する。この場合、一定の条件でフル充電を行なって、その後の充電状態をOCV.などでチェックするとサルフェーションの発生状況が確認出来る。しかし、従来そうした機能を太陽光発電用の鉛バッテリーに適用する事例は無かった。これは一定の条件でフル充電を完了するのが困難な為である。サルフェーションは検出後、通常より深い放電や深い充電を行なう事により回復する事が知られているが、こうした検出に基づいて行なわないと鉛バッテリーのサルフェーションを抑制できないばかりか健全な鉛バッテリーをわざわざ深い放電や過充電に曝し電力を無駄にすると共に寿命に悪影響を与える事となる。又、サルフェーション解消処理を行なってもサルフェーションが解消しない場合、バッテリーを交換するよう表示することが望ましい。が従来そうした検出機能は達成出来ていなかった。 In addition, when there is a shortage of sunshine over a long period of time, the amount of charged electricity is insufficient and sulfation occurs. In this case, full charge is performed under certain conditions, and the subsequent state of charge is changed to OCV. You can check the occurrence of sulfation if you check it. However, there has been no example of applying such a function to a lead battery for photovoltaic power generation. This is because it is difficult to complete full charge under certain conditions. It is known that sulfation recovers by performing a deeper discharge or deeper charge than usual after detection, but unless it is based on such detection, sulfation of lead batteries cannot be suppressed, and a healthy lead battery is bothered deeply Exposure to discharge and overcharge wastes power and adversely affects the lifespan. Further, if the sulfation is not resolved even after the sulfation elimination process, it is desirable to display that the battery should be replaced. However, such a detection function has not been achieved in the past.
一方、バッテリーの残存容量を精度良く求めるために、特許文献1ではバッテリーを複数のブロックに分割し、1ブロックごとに放電を行なって未だ放電出来ていないバッテリーブロックの数で残存容量を求める方法が提案されている。これは、バッテリーのSOCを検出するに当たり充電途中や放電途中でのSOCは推定し難いが充電完了状態や放電完了状態では検出しやすい事を利用している。しかし、明示された回路では放電負荷のみが切り替えられており、充電回路は並列に接続されているので、深い放電を受けたバッテリーも放電していないバッテリーも並列状態で充電される。当然放電状態のバッテリーが優先的に充電されるが、負荷に接続されたバッテリーも負荷の消費する電流の大きさによっては電圧が低下し、太陽電池パネルからの電力により充電される。その為負荷に接続されていないバッテリーが十分な充電のための電力の供給を常に受けるとは限らない。よって晴天日の日没時に一定の条件でフル充電されるとは限らない。充電中のバッテリーがどの程度充電されたか不明では正確なSOCは推定することが困難である。即ち、日照が十分にあるケースでも安定した一定の条件で充電が完了しないのでSOCの推定精度は低下する。又、バッテリーには太陽電池で発電した電力が直接入るため充電電流の変動も大きく、電気量積算で充電途中のSOCを算出しても十分な精度が確保できない問題もあった。更に、バッテリーの劣化判定は方法について触れられていない。従ってバッテリーが劣化した場合は正確なSOCの推定は困難となる。
On the other hand, in order to accurately determine the remaining capacity of the battery,
特許文献2には、比較的高いSOC領域で充放電を繰り返す車両用バッテリーのSOCや劣化推定に関する方法が記載されている。SOCの推計にバッテリーの充放電電流と電圧、温度を使用して分極を求めて行なう構成を採用しているが、劣化分の特性の低下はSOCと込みで判断されSOCの低下とバッテリーの劣化は区別されていない。バッテリー劣化時はSOCの低下として判定され、劣化判定は実質行なわれていない。この方式ではフル充電は行なわれず、又深い放電も行なわないのでSOC.100%やSOC0%のリセットが行なえず、原理的に正確なSOC推定は困難である。SOCは50%と70%が区別できるレベルであり、このレベルはハイブリッド車の制御に用いる場合には十分であるが、太陽光用途では十分な精度とは言えない。繰り返しになるが、バッテリーの劣化を検出に関する記述も特に無い。
特許文献3にはバッテリーブロックを複数に分割、一ブロック毎に定電流定電圧でリフレッシュ充電を行なう方法が採られている。この構成は、ブロック間で電力のやり取りをして、一定時間間隔で特定のブロックをリフレッシュ充電する構成である。この構成の目的はバッテリー寿命の延長である。この方法ではリフレッシュ充電したバッテリーブロックはSOC100%に近い状態となるためこのブロックについてはSOC100%リセットが行なえる。だが、この事に関する記述は特に示されていない。又、この時、無負荷期間を設けOCVをチェックするとサルフェーション等の検出が可能となるが、無負荷期間を設ける記述も無い。又、回路構成によっては一部のバッテリーブロックの充放電電流の変動を緩和して、電流積算精度の改善を行なう事が可能であるがこの件に触れる記述も無い。ゆえに、特許文献3は構成としては類似性が有るが、発明の主眼がバッテリーの長寿命化にあり、バッテリーのSOC検出や寿命劣化判定は特に行なっていない。即ち、バッテリーのSOCを正確に検出する機能も無く、劣化判定についても行なっていない。唯一の類似点はバッテリーを複数のブロックに分けブロック間で電力の授受を行い、バッテリーのリフレッシュ充電を行なう部分であるが、後述の特許文献4に記述されておりこの特許の出願時点では公知で有ったと判断できる。故に、共通した内容での新規技術は見出せない。
又特許文献4では、電動車両に搭載された直列されたバッテリーを複数のブロックに分割し、他のブロックの電力を使用して特定のブロックの均等充電もしくはリフレッシュ充電を行なう方法が明示されている。均等充電もしくはリフレッシュ充電を行なう頻度は、一定時間隔乃至バッテリーの電圧バラツキが一定レベルを超えた事を検出して行なう様になっており、バッテリーの劣化やサルフェーションを検出するものではない。又、均等化後SOCが100%、乃至0%になることを利用してブロック間のSOCを合わせる処理を行なうが、ブロック間のSOCバラツキを圧縮することが目的で、均等化後、均等化したときのSOCを基準に電気量積算でSOC管理を行なう様な記述は無い。
又、均等化処理は、車両のIGがOFFで実質外部からバッテリーに電流の出入りがない状態で行なわれる。このことは、負荷が連続的に印加される太陽光システム等では利用出来ない技術である。太陽光の場合システムが休止する時間帯が無いのでブロック間の電力を移動してリフレッシュ充電を行なう場合はバッテリーの状態で判断し、行なう必要がある。即ち、システム全体の蓄電量のもっとも大きくなる日没時付近に行なうことが重要となるが、特許文献4にはそうした記載は無い。
The equalization process is performed in a state where the IG of the vehicle is OFF and there is no current flowing in and out of the battery from the outside. This is a technique that cannot be used in a solar system or the like to which a load is continuously applied. In the case of sunlight, there is no time period during which the system pauses. Therefore, when refresh charging is performed by moving power between blocks, it is necessary to make a judgment based on the state of the battery. In other words, it is important to perform near the sunset when the amount of power stored in the entire system is the largest, but
更に、リフレッシュ充電後、無負荷期間を設け、OCVを求める事は行なわれておらず、バッテリーのサルフェーションや容量劣化の検出は行なっていない。以上のように特許文献4ではバッテリーブロック間の均等化、乃至リフレッシュ充電に主眼が置かれており、SOC検出、劣化検出は行なわれていない。
Further, after refresh charging, no load period is provided, OCV is not obtained, and battery sulfation or capacity deterioration is not detected. As described above,
この様な従来の構成でバッテリーのSOCや寿命劣化を判定しようとした場合、鉛バッテリーの充電を一定の条件で完了するのが困難な為、充電完了時にSOCを基準点にリセットする事は困難であった。一部、リフレッシュ充電等で一定条件で充電を行なうものも有ったがあくまでもバッテリーのリフレッシュが目的であり、SOC積算の基準点としてSOCをリセットする物では無かった。更にSOCを基準点にリセットする時に、OCVやCCVを計測してバッテリーのサルフェーションや容量劣化等を判定する構成のものは無かった。 When trying to determine the SOC and life deterioration of the battery with such a conventional configuration, it is difficult to complete the charging of the lead battery under certain conditions, so it is difficult to reset the SOC to the reference point when the charging is completed Met. Some have been charged under certain conditions such as refresh charging, but the purpose is to refresh the battery to the last, and it is not the one that resets the SOC as a reference point for SOC integration. Furthermore, when resetting the SOC to the reference point, there is no configuration that measures OCV or CCV to determine battery sulfation, capacity degradation, or the like.
又、通常SOCを高い精度で求めるためには、1日に1回程度積算で求めたSOCをリセットする必要がある。これは電流検出器の累積誤差を消去するためである。しかしその為には1日1回一定の条件でOCVやCCVを計測してSOCを補正することが望ましいが実施しているものは無かった。 Further, in order to obtain the normal SOC with high accuracy, it is necessary to reset the SOC obtained by integration about once a day. This is to eliminate the accumulated error of the current detector. However, for this purpose, it is desirable to correct the SOC by measuring the OCV and CCV once a day under certain conditions, but none have been implemented.
又、電流積算を行なうにあたり、太陽光発電の場合の様な変動の大きな充放電電流は積算誤差を大きくする原因となる。しかし、従来の技術では積極的に電流を平滑化し電流積算精度を向上する方法を取るものはなかった。 In addition, when performing current integration, a large charge / discharge current as in the case of photovoltaic power generation causes an increase in integration error. However, there has been no conventional technique that positively smoothes the current and improves the current integration accuracy.
前記の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルと、太陽電池パネルに入力を接続された電力変換装置と、その電力変換装置の出力に接続される補助バッテリーと、その補助バッテリーに一方の端子を介して接続された双方向電力変換装置とその双方向電力変換装置の今一方の端子に接続された鉛バッテリーと、補助バッテリーに接続された負荷と、状態検知装置と、状態検知装置の情報を表示する表示部から構成される。
In order to solve the above-described problems, an invention according to
これらより構成されるシステム全体は、主として太陽電池パネルから供給される電力によって駆動され、系外への電力の授受は無い。 The entire system constituted by these is driven mainly by the power supplied from the solar cell panel, and there is no power transfer outside the system.
太陽電池パネルで発電した電力は電力変換器を経由して従たるバッテリーに供給される。従たるバッテリーはリチウムイオンバッテリーなどで構成され、主たる鉛蓄電池より蓄電容量が少なく、容量に対しては通常の使用温度域で、大きな充放電電流を入出力出来る物を使用する。容量としては鉛バッテリーの0.2〜0.05倍程度あればよい。一般的に常温域ではリチウムイオンバッテリーは鉛バッテリーより容量当たりの充放電電流を大きく取ることが出来る。従たるバッテリーは鉛バッテリーでも構成可能であるが、低SOCで使用される時間が長いのでリフレッシュ充電等の処理に時間がかかり余り望ましくない。 The electric power generated by the solar panel is supplied to the secondary battery via the power converter. The secondary battery is composed of a lithium ion battery or the like, and uses a battery that has a smaller storage capacity than the main lead storage battery and that can input and output a large charge / discharge current in the normal operating temperature range. The capacity may be about 0.2 to 0.05 times that of the lead battery. In general, a lithium ion battery can take a larger charge / discharge current per capacity than a lead battery at room temperature. Although the secondary battery can be constituted by a lead battery, since it takes a long time to be used at a low SOC, it takes a long time for processing such as refresh charging, which is not desirable.
負荷は直接補助バッテリーより電力の供給を受けるが、太陽電池パネルからは電力変換器を経由して、鉛バッテリーからは双方向電力変換器を経由して電力の供給を受ける。 The load is directly supplied with power from the auxiliary battery, but receives power from the solar battery panel via a power converter and from the lead battery via a bidirectional power converter.
状態検知装置は、直接は従たるバッテリー装置からの電力供給を受け、鉛バッテリーの電圧、温度、充放電電流、補助バッテリーの電圧、温度、充放電電流を計測する手段と電力変換装置および双方向電力変換装置を制御する手段、負荷を制御する手段を有する。 The state detection device directly receives power from the subordinate battery device, and measures the voltage, temperature, charge / discharge current of the lead battery, the voltage, temperature, charge / discharge current of the auxiliary battery, the power conversion device, and the bidirectional Means for controlling the power converter and means for controlling the load.
次に、これらの基本動作について説明する。1日の始まり、深夜0時時点では、負荷に概ね平均1/75〜1/100Cレート(鉛バッテリーの容量に対し)の負荷電流が流れ込む。補助バッテリーの放電を優先して行い、補助バッテリーの容量が下限に達したら鉛バッテリーを放電する。この時、放電する電力量は概ね負荷で消費される電力量見合い分とし、補助バッテリーのSOCが増減しない様に双方向電力変換器を調整する。この状態では、負荷が大きく変動しても補助バッテリーがバッファリングするので双方向電力変換器を通して鉛バッテリーから供給される電力の変動は緩和される。 Next, these basic operations will be described. At the beginning of the day and at midnight, a load current with an average rate of 1/75 to 1/100 C (relative to the capacity of the lead battery) flows into the load. Prioritize discharge of the auxiliary battery, and discharge the lead battery when the capacity of the auxiliary battery reaches the lower limit. At this time, the amount of electric power to be discharged is approximately equal to the amount of electric power consumed by the load, and the bidirectional power converter is adjusted so that the SOC of the auxiliary battery does not increase or decrease. In this state, even if the load greatly fluctuates, the auxiliary battery buffers so that fluctuations in the power supplied from the lead battery through the bidirectional power converter are alleviated.
次に、太陽が昇ると日照により太陽電池パネルが発電を開始する。発電量が負荷で消費される電力量を上回ると、その分は優先的に鉛バッテリーの充電に用いられる。鉛バッテリーは日照時、発電量が負荷での消費を上回っている間に、充電される。鉛バッテリーのSOCが上昇し、バッテリー電圧が設定値を超えた時点でCV充電に入る。CV充電では充電電流が制限されるので余剰の電力が発生する。この余剰電力で補助バッテリーを充電する。補助バッテリーの充電が完了した場合は、太陽電池パネルに接続した電力変換器の出力を絞って、補助バッテリーの充電を停止し、負荷と鉛バッテリーのCV充電を行なう。この状態で鉛バッテリーのCV充電時間が所定の時間経過したら、もしくは充電電流が予め決めた電流値以下に減衰したら鉛バッテリーの充電を終了し、太陽電池パネルに接続した電力変換器の出力を絞って太陽電池パネルの電力は負荷へ供給のみとする。CV充電を行なう時間は概ね5時間程度である。通常は5時間のCV充電が終了する前に日没を迎える。この場合、本発明では補助バッテリーの電力を利用して、負荷への給電と鉛バッテリーのCV充電を継続して行なう。これにより、一定の条件でCV充電を終了出来る。又、日照時間中に雲の陰等で太陽電池パネルの出力が低下した場合でも、補助バッテリーから電力を供給する事により、安定したCV充電を継続できる。 Next, when the sun rises, the solar panel starts power generation by sunlight. When the amount of power generation exceeds the amount of power consumed by the load, that amount is preferentially used for charging the lead battery. Lead batteries are charged during sunlight, while the amount of power generated exceeds the load consumption. When the SOC of the lead battery rises and the battery voltage exceeds the set value, CV charging starts. In CV charging, since the charging current is limited, surplus power is generated. The auxiliary battery is charged with this surplus power. When the charging of the auxiliary battery is completed, the output of the power converter connected to the solar cell panel is reduced, the charging of the auxiliary battery is stopped, and the CV charging of the load and the lead battery is performed. In this state, when the CV charging time of the lead battery elapses for a predetermined time or when the charging current decays below a predetermined current value, the lead battery charging is terminated and the output of the power converter connected to the solar cell panel is reduced. The solar panel power is only supplied to the load. The time for performing CV charging is approximately 5 hours. Usually sunset occurs before the 5 hour CV charge ends. In this case, in the present invention, the power of the auxiliary battery is used to continuously supply power to the load and CV charge of the lead battery. As a result, CV charging can be terminated under certain conditions. Further, even when the output of the solar cell panel is reduced due to the shade of the clouds during the sunshine hours, stable CV charging can be continued by supplying power from the auxiliary battery.
日没時に併せて鉛バッテリーのフル充電を行なうのは、晴天の日はそのタイミングで鉛バッテリーのSOCが最大となる為であり、このタイミングで行なう事により補助バッテリーの容量を小さく抑えることが可能となる。なお、一連の電力変換器、双方向電力変換器、負荷の制御は状態検知装置が行なう。 The lead battery is fully charged at sunset because the lead battery SOC is maximized at that time on a clear day. By doing so, the capacity of the auxiliary battery can be kept small. It becomes. The state detection device controls the series of power converters, bidirectional power converters, and loads.
日没後太陽電池パネルによる発電量が負荷で消費される電力を補えなくなった時、補助バッテリーの放電を開始する。この際前述したとおり、鉛バッテリーの5時間のCV充電が完了していなかったらCV充電の電力も補助バッテリーを放電する事により供給する。補助バッテリーが放電下限になるまで放電を行いその間可能な限り鉛バッテリーのCV充電を完了する。CV充電が既定の条件で完了しない時は、フル充電が出来なかったと判断する。その後鉛バッテリーを0.1〜0.05Cで一定時間放電しその時の電力で負荷への給電と補助バッテリーの充電を行なう。放電末期にCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーで負荷に給電し、鉛バッテリーを開放状態にして1時間維持、その後OCVを測定する。こうして得られたOCVとCCVを予め求めておいたSOCとOCV、SOCとCCVとの関係式に当てはめて、SOCを求める。鉛バッテリーのSOCはOCVと高い相関性があることが知られており、これによって高い精度でSOCを推定する事が出来る。充電後1時間放電を行なうのは充電分極の影響を無くすためである。充電分極は解消するのに3時間前後放置の必要であるが放電分極は解消するのに1時間程度の放置で済む。0.1〜0.05Cで一時間放電を行なわないと充電分極の残った状態となり、1時間の休止後OCVを測定すると求めたSOCの精度が低下する。又、一定負荷で1時間放電した時点のCCVも同様にSOCと高い相関性を持つ。CCVも計測しSOCの推定に使用しても良い。 When the amount of power generated by the solar panel after sunset cannot compensate for the power consumed by the load, the auxiliary battery starts discharging. At this time, as described above, if 5 hours of CV charging of the lead battery is not completed, CV charging power is also supplied by discharging the auxiliary battery. Discharge until the auxiliary battery reaches the lower discharge limit and complete CV charging of the lead battery as much as possible. When CV charging is not completed under predetermined conditions, it is determined that full charging has not been completed. Thereafter, the lead battery is discharged at 0.1 to 0.05 C for a certain period of time, and the power at that time is used to feed the load and charge the auxiliary battery. CCV is measured at the end of discharge. Thereafter, the load is supplied to the load with the auxiliary battery, the lead battery is kept open for 1 hour, and then the OCV is measured. The SOC is obtained by applying the OCV and CCV obtained in this way to the relational expressions of SOC and OCV and SOC and CCV obtained in advance. It is known that the SOC of a lead battery has a high correlation with the OCV, and this makes it possible to estimate the SOC with high accuracy. The reason for discharging for 1 hour after charging is to eliminate the influence of charging polarization. In order to eliminate the charge polarization, it is necessary to leave it for about 3 hours, but in order to eliminate the discharge polarization, it can be left for about 1 hour. If the discharge is not performed at 0.1 to 0.05 C for one hour, the charge polarization remains, and when the OCV is measured after one hour of rest, the accuracy of the obtained SOC is lowered. Similarly, the CCV when discharged for 1 hour at a constant load has a high correlation with the SOC. CCV may also be measured and used to estimate the SOC.
フル充電と判定し、且OCVとCCVから求めたSOCがフル充電後1時間放電+1時間放置を行なった後のSOCと一致したら、積算SOCをリセットする。 If it is determined that the battery is fully charged, and the SOC obtained from the OCV and CCV matches the SOC after 1 hour of discharge after full charge and 1 hour of standing, the integrated SOC is reset.
一致しなかった場合、そのSOC.の開きが概ね5%より大きくOCV乃至CCVから求めたSOCのほうが小さかった場合、サルフェーションと判定し、表示部にサルフェーションの警報を表示する。その場合でも、OCV乃至CCVで求めたSOCの値で積算SOCをリセットする。 If they do not match, the SOC. When the SOC is larger than approximately 5% and the SOC obtained from the OCV or CCV is smaller, it is determined as sulfation, and a sulfation alarm is displayed on the display unit. Even in that case, the integrated SOC is reset with the SOC value obtained from OCV to CCV.
フル充電と判定されなかった場合もOCV乃至CCVで求めたSOCの値で積算SOCをリセットする。但し、この場合はサルフェーションの判定は行なわない。 Even when it is not determined that the battery is fully charged, the integrated SOC is reset with the SOC value obtained from the OCV to CCV. However, in this case, sulfation is not judged.
以後、鉛バッテリーを充放電する度にその電気量の積算を行い、積算SOC値を更新していく。 Thereafter, each time the lead battery is charged / discharged, the amount of electricity is accumulated, and the accumulated SOC value is updated.
積算SOCをリセットした後は、補助バッテリーの放電を優先しながら、負荷への給電を行う。補助バッテリーがSOCの下限に到達したら、鉛バッテリーを放電し補助バッテリーからの電気量の出入りが0になるように制御する。補助バッテリーのSOCの上下限管理は補助バッテリーの電圧の上下限管理や電流積算で行なう。補助バッテリーに残った電気量が、全体のSOCの精度に及ぼす影響は少ない。なぜならば、補助バッテリーの容量が鉛バッテリーの容量に比べ1/10程度の為である。 After resetting the integrated SOC, power is supplied to the load while giving priority to discharging the auxiliary battery. When the auxiliary battery reaches the lower limit of the SOC, the lead battery is discharged, and control is performed so that the amount of electricity from the auxiliary battery is zero. The upper and lower limits of the SOC of the auxiliary battery are managed by the upper and lower limits of the voltage of the auxiliary battery and current integration. The amount of electricity remaining in the auxiliary battery has little effect on the overall SOC accuracy. This is because the capacity of the auxiliary battery is about 1/10 of the capacity of the lead battery.
以降、この状態で、鉛バッテリーのSOCは放電電流を積算して積算SOCを逐次更新していく。以上のようにして鉛バッテリーのSOCを一定時間のCV充電後、SOC値をリセットする事により、高い精度で積算SOCを求めることが可能となる。又、サルフェーション等の劣化判定も高い精度で可能となる。SOCもサルフェーションの影響を補正した値(加味した値)となる。 Thereafter, in this state, the SOC of the lead battery accumulates the discharge current and sequentially updates the accumulated SOC. As described above, the integrated SOC can be obtained with high accuracy by resetting the SOC value after CV charging of the SOC of the lead battery for a certain time. In addition, deterioration determination such as sulfation can be performed with high accuracy. The SOC is also a value corrected for the influence of sulfation (a value taken into account).
本発明の請求項2に関わる発明は、装置の構成は前記請求項1の物と同じ形態を取る。動作に関して日中の日照量が不足し、鉛バッテリーの充電に対し十分な電力を得ることが出来なかった場合、請求項1に示す様な一定の充電完了状態で充電を完了することが出来ない。そのまま日没を迎えた場合、SOCをOCVやCCVで確定することが困難となる。通常電流積算でSOCを求める場合1日経過すると電流計誤差×24時間の電気量が誤差となる。通常日照時の最大充電電流は鉛バッテリーで0.1C相当であるので、このレンジの電流計を使用して、精度1%とした場合、1日の誤差は0.1×1×24=2.4%となる。ゆえに10%程度の精度を目標とした場合SOCのリセットは24時間程度で行なうことが望ましい。従って、日照が不足した日でフル充電が完了しなかった場合でも、OCVやCCVを計測し積算SOCをリセットすることが望ましい。そこで、日没時間を過ぎてもフル充電の目途が立たなかった場合、補助バッテリーを放電下限になるまで放電し、その後鉛バッテリーを0.1〜0.05Cで一定時間放電する。その時の電力で負荷への給電と補助バッテリーの充電を行なう。放電末期にCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーで給電し鉛バッテリーを開放状態にして1時間維持、その後OCVを測定する。こうして得られたOCVとCCVを予め求めておいたSOCとOCV、SOCとCCVとの関係式に当てはめて、SOCを求める。この求めたSOCで積算SOCをリセットする。日没時刻の検出は、太陽電池パネルの出力がほぼ0となった時点で判定しても良いし、設備の設置されている地域の時計で判断してもいい。この様な構成にすることにより24時間以内にOCV乃至CCVで積算SOCをリセットすることが可能となり電流積算誤差を補正することが可能となる。この場合は充電が一定の条件で終了していないためサルフェーション等バッテリーの劣化判定は行わない。
The invention according to
本発明の請求項3に関わる発明は、構成は前記請求項1のものと同じ形態を取る。動作は、日中の日照量が不足し、鉛バッテリーの充電に対し十分な電力を得ることが出来なかった場合、請求項2の動作となるが、不日照日が続いた場合請求項3の動作となる。この場合、鉛バッテリーのSOCが低下し、ついには完全放電常態にいたる場合がある。この場合に、完全放電に至る直前にSOCを高い精度で求める。鉛バッテリーの単セル当たりの電圧が概ね1.85Vに達した時点で鉛バッテリーを0.1〜0.05Cで1時間放電する。その時の電力で負荷への給電と補助バッテリーの充電を行なう。放電末期にCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーで給電し鉛バッテリーを開放状態にして1時間維持し、その後OCVを測定する。こうして得られたOCVとCCVを予め求めておいたSOCとOCV、SOCとCCVとの関係式に当てはめ、SOCを求める。この求めたSOCで積算SOCをリセットする。これにより放電末期、高い精度でSOCを求めることが出来る。
The invention according to
本発明の請求項4に関わる発明は、構成は前記請求項1のものと同じ形態を取る。
The invention according to
前記記載の条件で鉛バッテリーをフル充電した後に、定電流放電、負荷開放を行ない、得られたOCVとCCVより求めたSOCを予め求めてあったフル充電後定電流放電、負荷開放を行なった場合予測されるSOC値と比較して5%以上低下した場合に、サルフェーション発生を表示部に表示し、次回のフル充電時にCV充電時間の延長を行なったり、深夜0時から鉛バッテリーの電力を使用して補助バッテリーを充電すると共に負荷に給電し日の出直前に、補助バッテリーのSOCを高くすることにより鉛バッテリーをより深く放電し、サルフェーションの解消を図る。なお、フル充電後定電流放電、負荷開放で求めたOCVとCCVの値を鉛バッテリーの初期から、時系列的に記録し初期に対して5%低下した時サルフェーションと判定しても良い。この構成により、鉛バッテリーのサルフェーションを検出でき、又軽度のサルフェーションであれば解消することが出来る。 After fully charging the lead battery under the conditions described above, constant current discharge and load release were performed, and the SOC obtained from the obtained OCV and CCV was obtained in advance after full charge and constant current discharge and load release were performed. When the estimated SOC value decreases by 5% or more, the sulfation occurrence is displayed on the display unit, the CV charging time is extended at the next full charge, or the power of the lead battery is changed from midnight. Used to charge the auxiliary battery and feed the load, just before sunrise, raise the SOC of the auxiliary battery to discharge the lead battery deeper and eliminate sulfation. The OCV and CCV values obtained by constant current discharge after full charge and release of the load may be recorded in a time series from the beginning of the lead battery and may be determined as sulfation when the value is reduced by 5% with respect to the initial value. With this configuration, the sulfation of the lead battery can be detected, and if it is a mild sulfation, it can be eliminated.
本発明の請求項5に関わる発明は、構成は請求項1と同じ構成を採る。この構成で充電のための電力は太陽電池パネルが太陽光から変換した電力で賄われる。又電力は負荷で消費される。雲のない晴天の状態であれば太陽電池パネルは太陽高度に見合った電力を一定で供給するが実際には雲の影響を受け、晴天でも数十秒程度の間隔で出力が変化する。又、負荷側は使用状況によるが一般的に平均負荷の5倍程度最大負荷時に電力が消費されている。この様な負荷や発電能力の変動で充電電流は大きく変動する。即ち晴天日でも負荷の具合や雲の状態により充電が不可能になり、太陽電池の発電量が付加による消費量を上回る状態も発生する。この様に大きな変動をする充放電電流を積算するには変動に対応した高速のサンプリングで電流を計測し、積算する必要がある。しかし一般的に高精度な電流系はサンプリング時間が長いのでサンプリング時間を短くすることは限界がある。一定の精度、一定のサンプリング速度で電流を積算した場合、変動が小さな方が誤差が低くなる。本発明では充電電力、放電電力をサブバッテリーから供給し、サブバッテリーの充放電電流を監視して、数分単位で平均化する。この平均電流を用いて鉛バッテリーを数分単位で設定を変えながら充放電する事により時間に対し変動の少ない電流で充放電することが可能となる。これにより電流の積算精度を改善可能となる。なお、この際サブバッテリーの電流監視はSOCを高い精度で把握する必要が無いので高速のサンプリングは必要ない。サブバッテリーは大まかなSOC条下限管理の管理を行なう。
The invention according to
本発明の請求項6に関わる発明は、鉛バッテリーの容量に対し補助バッテリーの容量を1/5〜1/120で構成したものである。通常独立系の太陽光発電システムの蓄電システムは、無日照で3日から5日電力を供給することが可能な設計とする。この結果、負荷の平均が鉛バッテリーの容量の1/72〜1/120C程度となる。一方、鉛バッテリーをフル充電する場合、CV充電に入ってから5時間程度を要する。又その時充電に必要な電気量は、容量の10%程度である。従って5時間の間の負荷への電力の供給で5/72、CV充電に1/10程度の1/5C相当の電気量があれば5時間の間負荷への電力の供給と、鉛バッテリーのCV充電が可能となる。この計算は日没後5時間CV充電を行なう場合で、実際にはCV充電に入るのは日没前の場合が多く、日没後の充電は5時間より短時間になる。従って、其れより小さな容量、1/20程度でも賄える場合がある。負荷が夜間に集中している場合は更に小さな容量の補助バッテリーで安定したCV充電を行なうことが可能である。又定電流放電後1時間、無負荷を作り出すためには1/72〜1/120程度の容量で賄える。よって、1/5〜1/120の範囲内で設定するのが望ましい。
The invention according to
本発明によれば、晴天日に鉛バッテリーを常に一定の条件で充電できるため、積算SOCのリセットを正確に行なえると共に、OCV乃至CCVを正確に測ることによりサルフェーションによる劣化を検出でき、警報を出すと共にリフレッシュ動作を行なうことが出来る。又、1日1回必ずOCV乃至CCVを測定、放電末期時もOCV乃至CCVを測定する事により電流計誤差の累積を抑える。更に鉛バッテリーの充放電電流を時間に対する変動の少ない、平均化した状態に出来るので電気量積算精度が向上し、高い精度でSOCを検出でき利便性の高い太陽光発電用バッテリーシステムのバッテリー状態検知装置を提供できる。 According to the present invention, the lead battery can always be charged under certain conditions on a clear day, so that the accumulated SOC can be accurately reset, and deterioration due to sulfation can be detected by accurately measuring OCV to CCV, and an alarm is issued. And a refresh operation can be performed. In addition, the OCV to CCV is always measured once a day, and the accumulation of ammeter errors is suppressed by measuring the OCV to CCV at the end of discharge. In addition, the charge / discharge current of the lead battery can be averaged with little fluctuation with time, so the accuracy of electric quantity integration is improved, and the battery status of the battery system for photovoltaic power generation that can detect SOC with high accuracy and is highly convenient. Equipment can be provided.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態の好適な一例を説明する。 Hereinafter, a preferred example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の電源システムの好適な一構成を示すブロック図である。図1では、自然エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換部として、太陽電池パネル1を用いる。又、太陽電池パネル1からの電力線を電力変換器2を経由して補助バッテリー3に接続している。補助バッテリー3からDC/ACコンバータ4を介して負荷5に接続する。負荷5は電子負荷装置から構成され本実施例の場合は予め設定された一般家庭の消費電力パターンで電力を消費するように設定されている。消費電力パターンは夏日を想定した24時間のパターンである。同様に補助バッテリー3に双方向電力変換器6を介して鉛バッテリー7を接続する。補助バッテリー及び鉛バッテリーの電流線には充放電電流検出用のシャント8をそれぞれ設ける。コントローラ10は補助バッテリー3から電流線を介して電力の供給を受け、補助バッテリー3と鉛バッテリー7の電圧、およびシャント8を介してそれぞれの充放電電流を計測し、それらに基づき電力変換器2及び双方向電力変換器6及びDC/ACコンバータ4の制御、表示器9に対して表示に関する情報を送る。情報を送受信する為に、これらの機器の間は信号線によって結ばれている。
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred configuration of the power supply system of the present invention. In FIG. 1, a
鉛バッテリー7は太陽光用途で一般的に使用されているシール型のサイクルユース用鉛バッテリーで公称電圧12V容量500Ahの型式の物を10個、直列に接続して構成した。補助バッテリーは同様に公称電圧 120V 50Ahのリチウムイオンバッテリーを安全制御回路と一体に構成したユニットを使用した。電力変換器2はDC/DCコンバータで構成されておりコントローラの信号に基づき出力電力を加減出来る。太陽電池パネル1は開放電圧200V出力6kW、逆流防止ダイオード内蔵の物を使用した。双方向電力変換器6は双方向に極性を切り替え可能なDC/DCコンバータを内蔵しており外部からどの方向へ電力を供給するか、どれだけの電力を変換するかに関わる信号を受け取る。そして受け取った信号に基づき電力変換を行い補助バッテリー側に電力を送ったり、鉛バッテリー側に電力を送ったりする。DC/ACコンバータは一般的な市販品を使用している。このDC/ACコンバータ4はON/OFF信号を外部から入力することが可能な構成のものである。補助バッテリーが過放電することを防止するためにコントローラがOFF信号を出した場合、受け付けてDC/AC変換を中止する。ONの時は外部のAC器具に電力の供給をする。負荷は本来は家庭内の家電製品で構成されるが本実施例では負荷を決められただけ消費して動作の確認が出来るようにAC入力の電子負荷装置を使用した。この電子負荷装置は24時間のプログラムによって定められた電力を消費する方式であり、プログラムとして一般家庭の電力消費パターンをセットした。
The
コントローラ10は鉛バッテリーの電圧、補助バッテリーの電圧、鉛バッテリーの充放電電流測定用のシャント8、補助バッテリーの充放電電流測定用のシャント8の電圧を計測する。内部にマイコンが搭載されておりマイコンのADコンバータで電圧信号がデジタルに変換され、デジタル情報がマイコン内部で処理される。マイコン内部には時計機能が搭載され、電流の時間積算を行なうと共に、予め記憶してあるバッテリーに関する情報、たとえばバッテリーSOCとOCVの関係、SOCとCCVの関係などのデータに基づきバッテリーや補助バッテリーのSOCの推定を行なう。これらの情報に基づきコントローラ10は電力変換器2へ電力変換量を通信線を介して指示する。この通信情報に従い電力変換器2は太陽電池パネルから補助バッテリーに流れ込む電力量を調整する。同様に双方向電力変換器6は変換方向と変換電力量に関する情報をコントローラより受け取りこの情報に従って鉛バッテリーを充電したり放電したりする。DC/ACコンバータはコントローラのON/OFF指示情報に従い補助バッテリーから給電を受けながら負荷に電力を供給する。表示部9は、コントローラ10からの情報を表示する。表示する内容はバッテリーのSOCや劣化状態、現在鉛バッテリーが充電中か、放電中か、開放中か、補助バッテリーのSOCなどである。又、1日の発電量と放電量の収支、SOCの経時変化、過去の履歴、リフレッシュ充電を実施した時期などを表示する。
The
次に比較のために用いた従来例を図2に示す。従来例は太陽電池パネル1、電力変換器2、鉛バッテリー7、DC/ACコンバータ4、負荷5、コントローラ10、表示部9から構成されている。各構成部品の機能は概ね実施例と同じであるが、コントローラ10のみより簡略な機能となっている。これは構成部品として双方向電力変換器と補助バッテリーを有さない為である。又、表示機の機能も縮小されているが基本的な構成は実施例と同じである。これら機能の実施例との差は後ほど詳細に説明する。
Next, FIG. 2 shows a conventional example used for comparison. The conventional example includes a
次に図3に実施例及び従来例で評価した時の太陽光の代表的な日照状態を示す。測定値は太陽電池パネルと同じ条件で取り付けた日照計によって測定したものである。図3(a)は晴天日、(b)は曇りの日、(c)は雨の日のデータである。この日照パターンに相当した電力が太陽電池パネルに発生する。 Next, FIG. 3 shows a typical sunlight state of sunlight when evaluated in Examples and Conventional Examples. The measured value was measured with a sunshine meter attached under the same conditions as the solar cell panel. FIG. 3A shows data on a sunny day, FIG. 3B shows data on a cloudy day, and FIG. 3C shows data on a rainy day. Electric power corresponding to this sunshine pattern is generated in the solar cell panel.
図4は夏日の一般的な家庭の電力消費パターンである。このパターンをモデルパターンとして評価に用いた電子負荷装置にセットした。 FIG. 4 shows a typical household power consumption pattern on a summer day. This pattern was set as a model pattern in the electronic load device used for evaluation.
図5は実施例と従来例共に、鉛バッテリーのSOC.を90%に設定して晴天日の挙動を測定した結果を示す。(a)は鉛バッテリーの電圧、(b)は鉛バッテリーの充放電電流である。図で実線は実施例、破線は従来例を示す。 FIG. 5 shows the lead-acid battery SOC. Shows the result of measuring the behavior on a clear day with 90% set to 90%. (A) is the voltage of a lead battery, (b) is the charge / discharge current of a lead battery. In the figure, a solid line indicates an example, and a broken line indicates a conventional example.
まず実施例から説明する。図5で時間は午前12時(5−A)からの経過時間を示す。明け方、7時付近(5−B)までは負荷による放電が入る。夜間は、補助バッテリーの放電を優先するので、この状態では、補助バッテリーのSOCは下限に達している。補助バッテリーがこれ以上放電しないように双方向電力変換器を介して、鉛バッテリーを放電する。鉛バッテリーの積算SOCは鉛バッテリーの放電電流を積算し逐次その値を更新していく。 First, examples will be described. In FIG. 5, the time indicates the elapsed time from 12:00 am (5-A). At dawn, the load is discharged until 7 o'clock (5-B). Since priority is given to discharging the auxiliary battery at night, the SOC of the auxiliary battery reaches the lower limit in this state. The lead battery is discharged through the bidirectional power converter so that the auxiliary battery is no longer discharged. The integrated SOC of the lead battery integrates the discharge current of the lead battery and updates its value sequentially.
その後日の出(5−B)と共に電力変換器2から補助バッテリー側に電力が供給される。負荷による消費電力を発電量が上回ると、補助バッテリーのSOCが増加する方向になるが、SOCが変化しない様に鉛バッテリーを優先して充電する。この調整は双方向電力変換器6の出力を鉛バッテリー側にし、電力量を調整することにより行なう。太陽電池パネルが発電した電力は負荷と鉛バッテリーの充電に費やされる。正午ごろ(5−C)鉛バッテリー電圧が上限145Vに達しCV充電に入る。この時、本実施例では鉛バッテリーの電圧を145V に維持する様にコントローラが双方向電力変換器6の出力を調整する。その間電力変換器2は太陽電池パネルからの電力を最大限に補助バッテリー側に給電する。この状態では、余剰電力は補助バッテリーによって充電される。CV充電中は積算SOCは充電効率を考慮した充電電気量の積算値で更新する。CV充電に入ってからタイマーを起動し、5時間経過時点(5−D)でCV充電を完了しコントローラは双方向電力変換器の出力を絞って鉛バッテリーを開放状態にする。この状態で鉛蓄電池はフル充電されたと判断し積算SOCを100%でリセットする。
Thereafter, power is supplied from the
その後、太陽電池パネルからの電力が充分有る場合は負荷への給電と補助バッテリーの充電を行ない、補助バッテリーのSOCが上限に達したら電力変換器2の出力を絞って、負荷への給電のみ行なう。
Thereafter, when there is sufficient power from the solar panel, power is supplied to the load and the auxiliary battery is charged, and when the SOC of the auxiliary battery reaches the upper limit, the output of the
日照が減少して発電量が負荷を下回ったら(5−F)、補助バッテリーを放電し負荷への給電を開始する。 When sunshine decreases and the amount of power generation falls below the load (5-F), the auxiliary battery is discharged and power supply to the load is started.
補助バッテリーのSOCが下限に近くなったら(5−G)、双方向電力変換器を起動し、鉛バッテリーを0.1Cレートで1時間放電しその電力で補助バッテリーを充電すると共に負荷へ給電する。この状態を1時間維持し、最後(5−H)でCCVを計測する。 When the SOC of the auxiliary battery approaches the lower limit (5-G), start the bidirectional power converter, discharge the lead battery at the 0.1C rate for 1 hour, charge the auxiliary battery with that power, and supply power to the load . This state is maintained for 1 hour, and CCV is measured at the end (5-H).
その後負荷の電力を補助バッテリーから給電し鉛バッテリーを無負荷状態にしる。この状態を1時間維持する(5−I)。最後にOCVを計測する。 After that, the power of the load is supplied from the auxiliary battery, and the lead battery is brought into a no-load state. This state is maintained for 1 hour (5-I). Finally, the OCV is measured.
積算SOCと、OCV又はCCVから求めたSOCと比較し、ずれが大きい場合は、サルフェーションと判断し表示部に表示する。又判定に関わらず、積算SOCをOCV乃至CCVから求めたSOC値にリセットする。その後は補助バッテリーで負荷への給電を行い、下限まで放電し、その後鉛バッテリーから給電する。積算SOCは逐次その充放電電流を積算して更新していく。 The integrated SOC is compared with the SOC obtained from the OCV or CCV. If the deviation is large, it is determined as sulfation and displayed on the display unit. Regardless of the determination, the integrated SOC is reset to the SOC value obtained from the OCV to CCV. After that, power is supplied to the load with the auxiliary battery, discharged to the lower limit, and then supplied from the lead battery. The accumulated SOC is sequentially updated by accumulating the charge / discharge current.
以上を1日の動作としてこの動作を繰り返す。実施例では、24時間経過時点でバッテリーを取り外し定電流放電装置を用いて0.2Cで放電、残存容量の確認を行なった。積算SOC.の表示は88%、鉛バッテリーを放電した結果の容量は89%で極めて近い値を示した。 The above operation is repeated as a day operation. In the example, the battery was removed after 24 hours and discharged at 0.2 C using a constant current discharge device, and the remaining capacity was confirmed. Accumulated SOC. Was 88%, and the capacity of the lead battery was 89%, indicating a very close value.
本実施例では、新しい鉛バッテリーを用いたのでOCV乃至CCVから求めたSOCと積算SOCのずれは2%未満であったが、同様の条件で予め不完全充放電を数十サイクル行なって意図的にサルフェーションを発生させたバッテリーで確認するとずれは10%発生していた。この結果を図8(a)(b)に示す。aが新品、bがサルフェーションしたものである。同様の充電条件でもこの様にOCVやCCVに異差が確認できるとことが判る。この様に、サルフェーションの発生も確認できることが判った。 In this example, since a new lead battery was used, the difference between the SOC obtained from the OCV or CCV and the accumulated SOC was less than 2%. As a result, a deviation of 10% was found in the battery in which sulfation was generated. The results are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). a is a new article and b is sulfated. It can be seen that even under similar charging conditions, a difference can be confirmed in OCV and CCV. Thus, it was found that the occurrence of sulfation could be confirmed.
次に晴天日鉛バッテリーSOC90%における従来例の動作を図5に基づき説明する。午前12時(5−A)の時点では、鉛バッテリーが放電して負荷への給電を行っている。放電電流を積算し、積算SOCも修正していく。その後、日の出(5−B)と共に充電電流が増加し鉛バッテリー電圧も上昇する。145Vに鉛バッテリーの電圧が上昇した時点で、CV充電に入る。CV充電時は電力変換器2のデューティーを絞り調整する。従って、太陽電池パネルの出力が絞られる。太陽光パネルの発電電力がCV充電が必要とする電力+負荷の電力を超えている間CV充電は継続する。5−Eの時点で太陽電池パネルの出力が低下し、CV充電の電力を賄うことが出来なくなり、CV充電は終了する。その時点で積算SOCを100%にリセットする。その後は鉛蓄電池の電力により負荷に給電を行う。積算SOCも充放電電流の積算値で逐次修正していく。24時間経過時点で、鉛バッテリーを取り外し、定電流電源装置を使用して放電、残存容量を確認した。積算SOC83%、放電試験から求めた値は86%であった。CV充電時間が長いため実際のSOCが高めの値となった。
Next, the operation of the conventional example in the sunny day lead-
図6は実施例と従来例共に、鉛バッテリーのSOCを70%に設定して晴天日の挙動を測定した結果を示す。(a)は鉛バッテリーの電圧、(b)は鉛バッテリーの充放電電流である。図で実線は実施例、破線は従来例を示す。 FIG. 6 shows the result of measuring the behavior on a clear day with the SOC of the lead battery set to 70% in both the example and the conventional example. (A) is the voltage of a lead battery, (b) is the charge / discharge current of a lead battery. In the figure, a solid line indicates an example, and a broken line indicates a conventional example.
まず実施例を説明する。図6で時間は午前12時(6−A)からの経過時間を示す。明け方、7時付近(6−B)までは負荷による放電が入る。以後、14時頃(6−C)鉛バッテリー電圧は上限145Vに達しCV充電に入る迄、各構成部品の動作は図5に示したSOC90%の場合と同等である。
First, examples will be described. In FIG. 6, the time indicates the elapsed time from 12:00 am (6-A). At dawn, discharge is caused by the load until around 7 o'clock (6-B). Thereafter, the operation of each component is equivalent to that of the
CV充電中の挙動が、SOC70%スタートの場合とSOC90%開始の場合で異なる。CV充電の終了条件5時間が経過しないうちに、日照量の低下が始まる。17時頃(6−E)に太陽電池パネルの発電量は負荷の消費を下回る。既にCV充電が約3時間行われており、その間の過剰な電力は補助バッテリーに蓄積されている。そこで残り2時間の間は補助バッテリーの電力を使用して、CV充電を継続すると共に負荷へ給電する。タイマーが5時間経過時点(6−D)でCV充電を完了し鉛バッテリーの積算SOCを100%にリセットする。この時点で、補助バッテリーのSOCは低下しているので、双方向電力変換器を起動し、鉛バッテリーを0.1Cレートで1時間放電しその電力で補助バッテリーを充電すると共に負荷へ給電する。この状態を1時間維持し、最後(6−H)にCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーから給電し鉛バッテリーを無負荷状態にして1時間維持する(6−I)。最後にOCVを計測する。
The behavior during CV charging is different between the
SOC90%の場合と同様に、積算SOCとOCV若しくはCCVから求めたSOCと比較し、ずれが大きい場合は、サルフェーションと判断する。又、判定に関わらず積算SOCをOCV若しくはCCVから求めたSOC値にリセットする。 As in the case of the SOC of 90%, the integrated SOC is compared with the SOC obtained from the OCV or CCV. If the deviation is large, it is determined as sulfation. Regardless of the determination, the integrated SOC is reset to the SOC value obtained from the OCV or CCV.
その後は補助バッテリーで負荷への給電を行い、下限まで放電したら鉛バッテリーから給電する。積算SOCは逐次その充放電電流を積算して更新していく。以上を1日の動作としてこの動作を繰り返す。実施例では、24時間経過時点でバッテリーを取り外し定電流放電装置を用いて0.2Cで放電、残存容量の確認を行なった。積算SOCの表示は85%、鉛バッテリーを放電した結果の容量は85%でほぼ一致した。 After that, power is supplied to the load with an auxiliary battery, and when discharged to the lower limit, power is supplied from the lead battery. The accumulated SOC is sequentially updated by accumulating the charge / discharge current. The above operation is repeated as a day operation. In the example, the battery was removed after 24 hours and discharged at 0.2 C using a constant current discharge device, and the remaining capacity was confirmed. The display of the integrated SOC is 85%, and the capacity obtained as a result of discharging the lead battery is almost the same at 85%.
次に晴天日鉛バッテリーSOC70%における従来例の動作を説明する。SOC90%の場合とほぼ同様の挙動を示すが、スタートしたSOCが低めのため、CV充電の開始の時間が遅れる。その為CV充電が行なわれる時間が6.3時間から2.8時間になった。24時間経過時点でSOC表示は85%、放電した結果の容量は80%でずれが大きかった。
Next, the operation of the conventional example in a sunny day lead-
図7は実施例と従来例共に、鉛バッテリーのSOCを90%に設定して曇りの日の挙動を測定した結果を示す。(a)は鉛バッテリーの電圧、(b)は鉛バッテリーの充放電電流である。図で実線は実施例、破線は従来例を示す。 FIG. 7 shows the result of measuring the behavior on a cloudy day with the SOC of the lead battery set to 90% in both the example and the conventional example. (A) is the voltage of a lead battery, (b) is the charge / discharge current of a lead battery. In the figure, a solid line indicates an example, and a broken line indicates a conventional example.
まず実施例を説明する。図7で時間は午前12時(7−A)からの経過時間を示す。明け方、7時付近(7−B)までは負荷による放電が入る。以後、13時頃(7−C)に鉛バッテリー電圧は上限145Vに達しCV充電に入るがこの間、図5に示したSOC90%の場合とほぼ同じ挙動を示す。CV充電に入る時刻が遅いのは、日照の状態が良くない為である。
First, examples will be described. In FIG. 7, the time indicates the elapsed time from 12:00 am (7-A). At dawn, until around 7 o'clock (7-B), a load is discharged. Thereafter, the lead battery voltage reaches the upper limit of 145 V at about 13:00 (7-C) and enters CV charging, but during this time, the behavior is almost the same as in the case of
CV充電後の挙動は晴天日と異なる。CV充電の終了条件5時間が経過しない間に雲により日照が遮られ太陽電池パネルからの電力が低下、CV充電を維持するための電力が不足する。しかしCV充電中に補助バッテリーを充電しているのでその電力を使用して、CV充電の継続と、負荷への給電を行なう。この様にして5時間のCV充電を7−Dで完了する。 この時点で、補助バッテリーのSOCは低下しているので、双方向電力変換器を起動し、鉛バッテリーを0.1Cレートで1時間放電しその電力で補助バッテリーを充電すると共に負荷へ給電する。この状態を1時間維持し、最後(7−H)でCCVを計測する。 The behavior after CV charging is different from that on sunny days. Sunlight is blocked by the clouds while the CV charging end condition of 5 hours has not elapsed, the power from the solar cell panel is reduced, and the power for maintaining the CV charging is insufficient. However, since the auxiliary battery is charged during CV charging, the electric power is used to continue CV charging and supply power to the load. In this way, 5 hours of CV charging is completed in 7-D. At this time, since the SOC of the auxiliary battery is lowered, the bidirectional power converter is started, the lead battery is discharged at a 0.1 C rate for 1 hour, the auxiliary battery is charged with the electric power, and power is supplied to the load. This state is maintained for 1 hour, and CCV is measured at the end (7-H).
その後負荷を補助バッテリーから給電し鉛バッテリーを無負荷状態にし1時間維持する(7−I)。最後にOCVを計測する。 Thereafter, the load is supplied from the auxiliary battery, and the lead battery is left unloaded and maintained for 1 hour (7-1). Finally, the OCV is measured.
晴天日の場合と同様に、積算SOCとOCV乃至CCVから求めたSOCと比較し、ずれが大きい場合は、サルフェーションと判断する。判定に関わらず、積算SOCをOCV乃至CCVから求めたSOC値にリセットする。その後は補助バッテリーで負荷への給電を行い、下限まで放電したら鉛バッテリーから給電する。積算SOCは逐次その充放電電流を積算して更新していく。以上を1日の動作としてこの動作を繰り返す。実施例では、24時間経過時点でバッテリーを取り外し定電流放電装置を用いて0.2Cで放電、残存容量の確認を行なった。積算SOCの表示は85%、鉛バッテリーを放電した結果の容量は85%でほぼ一致した。 As in the case of a sunny day, the accumulated SOC is compared with the SOC obtained from the OCV to CCV, and when the deviation is large, it is determined as sulfation. Regardless of the determination, the integrated SOC is reset to the SOC value obtained from OCV to CCV. After that, power is supplied to the load with an auxiliary battery, and when discharged to the lower limit, power is supplied from the lead battery. The accumulated SOC is sequentially updated by accumulating the charge / discharge current. The above operation is repeated as a day operation. In the example, the battery was removed after 24 hours and discharged at 0.2 C using a constant current discharge device, and the remaining capacity was confirmed. The display of the integrated SOC is 85%, and the capacity obtained as a result of discharging the lead battery is almost the same at 85%.
次に曇りの日、鉛バッテリーSOC90%における従来例の動作を説明する。SOC90%の場合とほぼ同様の挙動を示すが、日照が不足するのでCV充電中に何度も中断される。最終CV充電を終了した時点(7−E)で積算SOCを100%にリセットし、以降充放電電流を積算して積算SOCを補正していく。24時間経過時点でSOC表示は80%、放電した結果の容量は87%でずれが大きかった。この原因は従来例ではCV充電が完了したとの判定が行なわれず、積算のみでSOCの算出を行なったためと思われる。即ち日照の条件によりCV充電が中断され、頻繁に放電に入ったことが原因と考えられる。
Next, the operation of the conventional example in a
なお、本実施例で使用したOCVとCCVからSOCを求める関係の図を図8に示す。本図は、実施例で使用した鉛バッテリーをフル充電した後、0.1C定電流で1時間放電、1時間休止を行いSOC0%付近まで繰り返して測定、得られたOCV及びCCVをSOCに対してプロットした。
In addition, the figure of the relationship which calculates | requires SOC from OCV and CCV used in the present Example is shown in FIG. This figure shows that the lead battery used in the example was fully charged, discharged at 0.1C constant current for 1 hour, paused for 1 hour, repeatedly measured to
以上のように、天候の変化、スタートSOCの変化がCV充電の時間に与える影響を最小限にすることによりCV充電が完了した時点のSOCを安定させることが可能となり、一定値で積算SOCをリセットすることが可能となると共に予めサルフェーションのない状態のSOCとOCV又はCCVの関係を求めておき、稼働中の積算SOCとOCVまたはCCVと比較する事によりサルフェーションの発生を検出出来た。 As described above, it is possible to stabilize the SOC when the CV charging is completed by minimizing the influence of the change in the weather and the change in the start SOC on the CV charging time. It was possible to reset, and the relationship between the SOC and OCV or CCV without sulfation was obtained in advance, and the occurrence of sulfation could be detected by comparing the accumulated SOC during operation with OCV or CCV.
図9は実施例と従来例共に、鉛バッテリーのSOCを90%に設定して雨の日の挙動を測定した結果を示す。(a)は鉛バッテリーの電圧、(b)は鉛バッテリーの充放電電流である。図9で実線は実施例、破線は従来例を示す。 FIG. 9 shows the results of measuring the behavior on rainy days with the SOC of the lead battery set to 90% for both the example and the conventional example. (A) is the voltage of a lead battery, (b) is the charge / discharge current of a lead battery. In FIG. 9, the solid line indicates the embodiment, and the broken line indicates the conventional example.
まず実施例を説明する。図9で時間は午前12時(9−A)からの経過時間を示す。夜が明けて10時付近(9−B)までは負荷による放電が入る。これは雨天のため、太陽光の直接入射が少ないためである。因みに雨天では日照強度が晴天日の1/10程度である。又12時付近で充電電流がピークを示すがたまたま雲の切れ目が有った為である。 First, examples will be described. In FIG. 9, the time indicates the elapsed time from 12:00 am (9-A). Discharge due to the load occurs until dawn and around 10:00 (9-B). This is because there is little direct incidence of sunlight due to rain. Incidentally, in rainy weather, the sunshine intensity is about 1/10 of a sunny day. This is because the charging current peaked around 12:00, but there was a cloud break.
以後、鉛バッテリー電圧は上限145Vに達することは無く、CV充電に入ることも無かった。前回の積算SOCリセットから24時間経過した10時頃(9−G)時点で補助バッテリーのSOCは下限に達している。ここで双方向電力変換器を起動し、鉛バッテリーを0.1Cレートで1時間放電しその電力で補助バッテリーを充電すると共に負荷へ給電する。1時間の放電の最後(9−H)でCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーから給電し鉛バッテリーを無負荷状態にして1時間維持する(9−I)。この1時間の無負荷状態の最後のタイミングでOCVを計測する。そして、積算SOCをOCV乃至CCVから求めたSOC値にリセットする。その後は補助バッテリーで負荷への給電を行い、下限まで放電したら鉛バッテリーから給電する。積算SOCは逐次その充放電電流を積算して修正していく。以上を1日の動作としてこの動作を繰り返す。 Thereafter, the lead battery voltage did not reach the upper limit of 145V and did not enter CV charging. At about 10 o'clock (9-G) when 24 hours have passed since the previous integrated SOC reset, the SOC of the auxiliary battery has reached the lower limit. Here, the bidirectional power converter is activated, the lead battery is discharged at a 0.1 C rate for 1 hour, the auxiliary battery is charged with the electric power, and the load is supplied with power. CCV is measured at the end of the one hour discharge (9-H). Thereafter, the load is fed from the auxiliary battery, and the lead battery is left unloaded for 1 hour (9-I). The OCV is measured at the last timing of this one hour no-load state. Then, the integrated SOC is reset to the SOC value obtained from OCV to CCV. After that, power is supplied to the load with an auxiliary battery, and when discharged to the lower limit, power is supplied from the lead battery. The integrated SOC is corrected by sequentially integrating the charge / discharge current. The above operation is repeated as a day operation.
次に雨の日、鉛バッテリーSOC90%における従来例の動作を説明する。晴天日に比べ日照が1/10が不足するのでCV充電に入ることは無い。積算SOCはリセットされること無く充放電電流の積算値で補正されるのみであった。
Next, the operation of a conventional example in a
以上が実施例と従来例の雨天での動作に関する説明であるが、SOC90%に調整した鉛バッテリーを用い、晴天日→雨天→雨天→晴天のパターンで装置を稼動し積算SOCの挙動を調べた結果を図10に示す。(a)が本実施例、(b)が従来例である。本実施例で、規定の5時間CV充電後OCV乃至CCVで積算SOCをリセットできた所を「○」で、5時間のCV充電は出来なかったがOCV乃至CCVでリセットしたポイントを「△」で示す。従来例の方はCV充電が完了した時のみリセットし、そのポイントを「○」で示す。実験の完了時点で鉛バッテリーを外して定電流放電気で残存容量を確認したところ実施例90%、従来例91%で有った。従来例、実施例共に最終的なSOCのずれは大きくない。しかし、4日間の積算SOC.の動きとリセット時の動きを見ると、雨天日にリセット出来ない為に、従来例は積算SOCのずれが大きいことがわかる。その為、4日目の晴天日でずれを大きく修正する結果となっている。以上の様にCV充電が行なわれなくても24時間毎にOCV乃至CCVによる積算SOCのリセットを行なう事により精度を改善出来る事が判る。
The above is an explanation about the operation in the rainy weather of the example and the conventional example. Using the lead battery adjusted to
図11は実施例と従来例共に、鉛バッテリーのSOCを50%に設定して雨の日の挙動を測定した結果を示す。(a)は鉛バッテリーの電圧、(b)は鉛バッテリーの充放電電流である。図で実線は実施例、破線は従来例を示す。 FIG. 11 shows the result of measuring the behavior on a rainy day with the SOC of the lead battery set to 50% for both the example and the conventional example. (A) is the voltage of a lead battery, (b) is the charge / discharge current of a lead battery. In the figure, a solid line indicates an example, and a broken line indicates a conventional example.
まず実施例を説明する。図11で時間は午前12時(11−A)からの経過時間を示す。夜が明けて10時付近(11−B)までは負荷による放電が入る。又12時付近で充電電流がピークを示すが若干の日照があったためである。 First, examples will be described. In FIG. 11, the time indicates the elapsed time from 12:00 am (11-A). Discharge due to the load occurs until dawn and around 10:00 (11-B). The charging current peaked around 12:00, but there was some sunshine.
以後、鉛バッテリー電圧は上限145Vに達することは無く、CV充電に入ることも無い。バッテリー電圧が121V 以下になった11−G時点では補助バッテリーのSOCは下限に達している。ここで双方向電力変換器を起動し、鉛バッテリーを0.1Cレートで1時間放電しその電力で補助バッテリーを充電すると共に負荷へ給電する。1時間の放電の最後(11−H)でCCVを計測する。その後負荷を補助バッテリーから給電し鉛バッテリーを無負荷状態にして1時間維持する(11−I)。この1時間の無負荷状態の最後のタイミングでOCVを計測する。そして積算SOCをOCV乃至CCVから求めたSOC値にリセットする。その後は補助バッテリーで負荷への給電を行い、下限まで放電したら鉛バッテリーから給電する。積算SOCは逐次その充放電電流を積算して修正していく。 Thereafter, the lead battery voltage never reaches the upper limit of 145V and does not enter CV charging. At 11-G when the battery voltage becomes 121V or less, the SOC of the auxiliary battery reaches the lower limit. Here, the bidirectional power converter is activated, the lead battery is discharged at a 0.1 C rate for 1 hour, the auxiliary battery is charged with the electric power, and the load is supplied with power. CCV is measured at the end of the one hour discharge (11-H). Thereafter, the load is supplied from the auxiliary battery, and the lead battery is left unloaded and maintained for 1 hour (11-I). The OCV is measured at the last timing of this one hour no-load state. Then, the integrated SOC is reset to the SOC value obtained from OCV to CCV. After that, power is supplied to the load with an auxiliary battery, and when discharged to the lower limit, power is supplied from the lead battery. The integrated SOC is corrected by sequentially integrating the charge / discharge current.
次に雨の日、鉛バッテリーSOC.50% における従来例の動作を説明する。 Next, on a rainy day, lead battery SOC. The operation of the conventional example at 50% will be described.
晴天日に比べ日照が1/10が不足するのでCV充電に入ることは無い。積算SOCはリセットされること無く充放電電流の積算値で補正されるのみであった。 Since the sunshine is less than 1/10 compared to a sunny day, you will not enter CV charging. The integrated SOC was only corrected with the integrated value of the charge / discharge current without being reset.
以降、26時間経過時点で鉛バッテリーを取り外し定電流放電器で0.2C放電を行い残存容量を確認した。 Thereafter, the lead battery was removed when 26 hours passed, and 0.2 C was discharged with a constant current discharger to check the remaining capacity.
その結果、実施例25%、従来例20%、放電電気量26%であった。この様に鉛バッテリー電圧が低下した時に、OCV乃至CCVによって積算SOCを補正する事により高い精度でSOCを求めることが可能であることが判った。 As a result, Example 25%, Conventional Example 20%, and Discharge Electricity 26%. Thus, it was found that when the lead battery voltage is lowered, the SOC can be obtained with high accuracy by correcting the integrated SOC by the OCV to CCV.
図12は本実施例の2つの場合の、OCVとSOCリセットの値の経時変化を示した。実験は通常の日照条件で約1年間実施し、その間のフル充電後に測定できたOCVとその値よりもとめられたSOCをそれぞれaとbに示す。実施例Aの方はSOCが5%低下した時点でリフレッシュ充電を行なう。リフレッシュ充電は通常CV充電の時間を5時間にしているが、補助バッテリーの容量の許す限り時間を延長する。その結果、日照条件にも寄るが概ね7時間程度CV充電を行なうことが出来る。その結果、実施例AではOCVとSOCが回復していることがわかる。特にリフレッシュ充電を行なわない実施例Bは回復していないことがわかる。以上のように、サルフェーションの検出を行なうと共に、充電時間を延長する事によりその解消を行なうことができるので、正確にサルフェーションの影響を補正したSOCを求めることが出来ると共に、サルフェーションを適切に解消して鉛バッテリーの利便性を高めることが出来た。 FIG. 12 shows changes with time in the OCV and SOC reset values in the two cases of the present embodiment. The experiment was conducted for about one year under normal sunshine conditions, and the OCV measured after full charge during that period and the SOC determined from the values are shown in a and b, respectively. In the case of Example A, refresh charging is performed when the SOC decreases by 5%. In refresh charging, the CV charging time is normally 5 hours, but the time is extended as long as the capacity of the auxiliary battery permits. As a result, although depending on the sunshine conditions, CV charging can be performed for about 7 hours. As a result, it can be seen that in Example A, OCV and SOC are recovered. In particular, it can be seen that Example B which does not perform refresh charging has not recovered. As described above, since sulfation can be detected and solved by extending the charging time, it is possible to accurately obtain the SOC corrected for the influence of sulfation, and to eliminate sulfation appropriately. As a result, the convenience of the lead battery was improved.
図13に本発明と従来例の鉛バッテリーの充放電電流を示す。データは昼間、日照の変化が有った部分を示している。従来の条件では電流は時間と共に大きく変化し、正確な積算値を得るには数秒以下のサンプリング時間で電流を計測しないといけない。しかし本実施例ではサンプリングが数分レベルで問題ないことがわかる。一般的にこうした電気量積算には電流を高い精度で計測する必要があり、サンプリング速度を上げるのはADコンバータのグレードを上げる必要もあり、専用のノイズフィルタ等も設ける必要がある。本実施例では、実施例ではマイコンのADレベルで対応できたが、従来例では専用のADコンバータチップとノイズフィルタが必要となり、電流計測部分のコストは10倍程度掛かった。 FIG. 13 shows the charge / discharge current of the lead battery of the present invention and the conventional example. The data shows the part where there was a change in sunshine during the daytime. Under conventional conditions, the current changes greatly with time, and the current must be measured with a sampling time of several seconds or less in order to obtain an accurate integrated value. However, in this embodiment, it can be seen that there is no problem with sampling at a level of several minutes. In general, it is necessary to measure the current with high accuracy for such electric quantity integration. To increase the sampling speed, it is necessary to improve the AD converter grade, and it is also necessary to provide a dedicated noise filter or the like. In the present embodiment, it was possible to cope with the AD level of the microcomputer in the embodiment, but in the conventional example, a dedicated AD converter chip and a noise filter were required, and the cost of the current measurement portion was about 10 times higher.
本発明に寄れば、太陽光発電システムに用いる鉛バッテリーのSOCや劣化状態を正確に 把握し表示すると共に、適切なタイミングでリフレッシュ充電を実施し、鉛バッテリーの 利便性を高める。 According to the present invention, the SOC and deterioration state of the lead battery used in the photovoltaic power generation system are accurately grasped and displayed, and refresh charging is performed at an appropriate timing, thereby improving the convenience of the lead battery.
1 太陽電池パネル
2 電力変換器
3 補助バッテリー
4 DC/ACコンバータ
5 負荷
6 双方向電力変換器
7 鉛バッテリー
8 シャント
9 表示部
10 コントローラ
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