CN102439782A - 用于自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统 - Google Patents

用于自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统，其包括：电池状态测量部；SOC模型；SOC估计部，根据由电池状态测量部测量到的信息和SOC模型信息来估计SOC；SOC推移DB，记录铅蓄电池的SOC的推移状况；SOC推移历史管理部，将所估计的SOC值记录在SOC推移DB中并调查SOC的推移状况；铅蓄电池的劣化模型；均衡充电最佳计划部，以来自SOC推移历史管理部的SOC推移状况和劣化模型的信息为基础来计划铅蓄电池的最佳实施方式；SOC推移信息和均衡充电信息输出部；以及均衡充电控制部，根据由均衡充电最佳计划部所确定的计划来实施铅蓄电池的均衡充电。

Description

用于自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统
技术领域
本发明涉及在风力发电系统等自然能源利用系统中使用的铅蓄电池和铅蓄电池系统。本发明尤其涉及通过掌握在风力发电的变动抑制中使用的铅蓄电池的充电状态(SOC：State of Charge)的推移(变化)，根据SOC推移状况来以适当的频率和方式实施均衡充电，从而能够增加铅蓄电池的寿命，并且降低均衡充电的成本和伴随风力发电蓄电系统的停止产生的损失的、面向自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统。
背景技术
全球变暖对全人类来说是重大的问题，各国为了减缓变暖的速度而构建高效的电力系统、智能电网，推进节能，并且正在考虑推进不排放CO2的太阳能发电和风力发电等自然能源的大量引入。
例如，风力发电具有使用大气循环的自然能源并且不排放CO2这样的优点，但由于依赖风，因此发电输出不稳定，可能会对电力系统产生不良影响和导致电力质量降低。为了防止这样的对电力系统产生的不良影响，有效使用能源，正期待着使用铅蓄电池等使能源变动正常化且稳定化的风力发电、蓄电系统。要求用于抑制风力发电输出变动的铅蓄电池与风力发电机具有相同的长寿命和低成本。
然而，用于抑制风力发电变动的铅蓄电池在半放电状态(PSOC：Partial State of Charge)下被使用，使得能够配合风力输出变动进行充放电。因此，与以往通常预先充满电在需要时放电的紧急铅蓄电池、和在夜间预先充满电在白天负载多时放电的工业用铅蓄电池不同，而是在通常使用状态下不充满电。在该特殊用途下，为了防止由低SOC产生的负极的硫酸盐化(sulphation)而产生的劣化，而定期(通常每隔1～2周)实施对铅蓄电池充满电的均衡充电(恢复充电)。均衡充电的另一个目的在于为了正确掌握SOC，定期重置SOC值，在均衡充电后成为100％充电状态。
但是，若过于频繁地进行均衡充电，则相反地具有对正极过度充电而引起劣化且减少寿命等问题。
在专利文献1中公开有按照气温对铅蓄电池的均衡充电间隔进行变更的例子。另外，在专利文献2中公开有将铅蓄电池的均衡充电量时的过度充电量设定得比现有(110％～115％)低(99％～102％)，防止正极劣化的意思。
专利文献1：日本特开2003-288947号公报
专利文献2：日本特开2004-39434号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的铅蓄电池和铅蓄电池系统，在用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，通过按照铅蓄电池的使用状况(SOC的推移)来改变铅蓄电池的均衡充电的实施间隔，来使铅蓄电池的寿命增加，减少仅为了掌握SOC而进行的均衡充电，从而能够减小用于进行均衡充电的电力、成本以及自然能源蓄电系统的停止机会，在成本上也具有优势。
另外，本发明的目的在于：提供一种通过使用铅蓄电池一方能够掌握下次预定的均衡充电定时而易于进行使用管理的铅蓄电池和铅蓄电池系统。
本发明的铅蓄电池或铅蓄电池系统，被用于自然能源利用系统中，具有：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及均衡充电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，所述铅蓄电池或铅蓄电池系统的特征在于，设置有：SOC估计部，根据由上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的充电状态怎样推移；SOC推移历史管理部，在上述SOC推移DB中记录在上述SOC估计部中所估计的充电状态的值，并且调查SOC的推移状况；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的充电状态的铅蓄电池的使用状况与劣化的关系；以及均衡充电最佳计划部，基于来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况和上述劣化模型的信息来计划均衡充电的最佳实施方式。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，上述均衡充电最佳计划部还具有均衡充电间隔确定部和均衡充电方式确定部。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，具有SOC估计模型选择部，上述SOC模型具有放电时SOC模型和充电时SOC模型，所述SOC估计模型选择部根据上述电池状态测量部的信息选择上述放电时SOC模型和充电时SOC模型中任一者。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，具有临时SOC估计结果DB和SOC模型置信度DB，上述SOC估计部使用被选择的上述放电时SOC模型和充电时SOC模型中的任一者模型，对上述铅蓄电池的SOC即临时SOC进行估计，在上述临时SOC估计结果DB中分别存储放电时估计结果和充电时估计结果，上述SOC估计部根据放电时估计结果、充电时估计结果以及上述SOC模型置信度DB的信息来估计现在的SOC。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，上述均衡充电最佳计划部确定的“均衡充电间隔”以铅蓄电池的放电量(Ah)、充放电量(Ah)、放电时间和放电天数中任一者为基准。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，设置有SOC推移信息和均衡充电信息输出部，将被存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况和由衡充电最佳计划部所确定的均衡充电实施预定的信息向外部输出。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，上述SOC推移信息和均衡充电信息输出部除了输出SOC推移状况、均衡充电的实施预定以外，还输出铅蓄电池的放电量(Ah)、或者充放电量(Ah)的信息。
另外，一种铅蓄电池或铅蓄电池系统，被用于自然能源利用系统中，具有：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及均衡充电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，所述铅蓄电池或铅蓄电池系统的特征在于，设置有：SOC估计部，根据由上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的SOC的推移状况；SOC推移历史管理部，在SOC推移DB中记录由上述SOC估计部所估计的SOC的值，并且调查SOC的推移状况；风力发电预测DB，为了得到风力发电的预测值而对过去的风力发电信息进行分析而生成的；风力发电预测部，使用该风力发电预测DB来预测未来的风力发电量；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的SOC和电池充放电的电池使用状况与劣化的关系；充放电计划部，基于来自上述风力发电预测部的未来风力发电预测结果、来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况以及上述劣化模型的信息，计划最适合于上述铅蓄电池的长寿命化的铅蓄电池充放电；以及充放电实施部，根据由该充放电计划部所确定的充放电计划对铅蓄电池的充放电进行控制。
另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，设置有风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部，将与由上述风力发电预测部预测的风力发电的预测结果、被存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况以及由上述充放电计划部所确定的充放电有关的信息向外部输出。
根据本发明，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，通过设置有：根据电池状态测量部的信息和SOC模型信息来估计充电状态的SOC估计部；记录铅蓄电池的充电状态推移的SOC推移DB；在SOC推移DB中记录所估计的充电状态值并调查SOC推移状况的SOC推移历史管理部；劣化模型；以及基于来自SOC推移历史管理部的SOC推移状况和劣化模型的信息来计划均衡充电的最佳实施方式的均衡充电最佳计划部，从而通过从SOC的推移状况和寿命、劣化的观点来使均衡充电的实施频率和充电方式最佳化，能够使铅蓄电池的寿命增加。
附图说明
图1是本发明实施例1的功能框图。
图2是使用了本发明实施例1的SOC模型的SOC估计的图表。
图3是本发明实施例1的SOC模型(放电特性模型)的图表。
图4是本发明实施例1的SOC推移DB的数据的图表。
图5是SOC推移DB的数据的图表。
图6是SOC推移DB的数据的图表。
图7是劣化模型的图表。
图8是本发明实施例1的劣化模型的图表。
图9是劣化模型的图表。
图10是本发明实施例1的处理流程图。
图11A是本发明实施例1的SOC推移状况和均衡充电通知输出的说明图。
图11B是本发明实施例1的SOC推移状况和均衡充电通知输出的说明图。
图12是本发明实施例2的功能框图。
图13是本发明实施例2的处理流程图。
图14是本发明实施例3的功能框图。
图15是本发明实施例3的处理流程图。
图16A是本发明实施例3的充放电目标设定的说明图。
图16B是本发明实施例3的充放电目标设定的说明图。
图17A是本发明实施例3的SOC推移状况和均衡充电通知输出的说明图。
图17B是本发明实施例3的SOC推移状况和均衡充电通知输出的说明图。
图18是表示适用本发明的风力发电用铅蓄电池系统的示意图。
标号说明
101 铅蓄电池
102 电池状态测量部
103 SOC模型
110 均衡充电实施部
104 SOC估计部
105 SOC推移DB
106 SOC推移历史管理部
107 劣化模型
108 均衡充电最佳计划部
108a 均衡充电间隔确定部
108b 均衡充电方式确定部
109 SOC推移信息和均衡充电信息输出部
301a 放电时SOC模型
301b 充电时SOC模型
302 SOC估计模型选择部
304 临时SOC估计结果DB
306 SOC模型置信度DB
506 充放电实施部
501 风力发电预测DB
502 风力发电预测部
504 充放电计划部
505 风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部
具体实施方式
以下使用附图根据各实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1
(系统结构)
图1示出适用于本发明实施例1的自然能源利用系统中的铅蓄电池和铅蓄电池系统的功能框图。本发明的铅蓄电池系统包括：铅蓄电池101；电池状态测量部102；SOC模型103；SOC估计部104；SOC推移DB105；SOC推移历史管理部106；劣化模型107；均衡充电最佳计划部108；SOC推移信息和均衡充电信息输出部109以及均衡充电控制部110。
对上述结构要素的各功能进行说明。电池状态测量部102包括：电流测量部102a、电压测量部102b以及温度测量部102c，用于测量铅蓄电池101的电流(A)、电压(V)、温度(℃)等铅蓄电池的状态。
SOC模型103是表示铅蓄电池的电流、电压、温度等与铅蓄电池的电池SOC的关系的模型，是预先调查铅电池的特性而生成的。
另外，作为一例，在“使用了阶跃电流的铅蓄电池模拟建模方法(电学论B，128卷8号，2008年)”中包括模型的生成过程，对SOC模型的生成方法进行了详细记载。
SOC估计部104根据由电池状态测量部102测量到的信息和SOC模型103的信息对铅蓄电池的SOC进行估计。图2表示使用表示铅蓄电池的电流、电压、温度与铅蓄电池的电池SOC的关系的SOC模型(放电模型)来估计SOC的一例。
另外，在本申请的在先申请即日本特愿2009-225996中对使用了SOC模型的铅蓄电池的SOC估计方法进行了详细记载。
SOC推移DB105是记录铅蓄电池的SOC怎样推移的状况的数据库。SOC估计部104将SOC的估计结果信息记录并追加到SOC推移DB105中。SOC的记录存在随时记录、更新的方法和每隔一定时间记录估计结果的方法等。
SOC推移历史管理部106在SOC推移DB105中记录由SOC估计部104所估计的SOC的值，并且从SOC推移DB105中提取SOC过去推移状况的信息。例如，根据均衡充电最佳计划部108的请求，抽取并提供紧前一定期间的SOC推移状况的数据。
劣化模型107包括表示包含铅蓄电池的SOC的电池使用状况与劣化的关系、SOC和与SOC对应的最佳均衡充电间隔、方式等的信息。劣化模型107预先调查并生成铅蓄电池的使用与寿命、劣化的关系。
另外，表示包含铅蓄电池的SOC的电池使用状况与劣化的关系的模型的生成方法是本申请的在先申请即日本特愿2009-001345中详细记载的实施方法。
均衡充电最佳计划部108具有均衡充电间隔确定部108a和均衡充电方式确定部108b，该均衡充电间隔确定部108a和均衡充电方式确定部108b为了防止劣化并使寿命增加，从SOC推移历史管理部106获取SOC推移状况，按照各SOC推移状况，确定最佳铅蓄电池的均衡充电间隔、均衡充电方式，上述均衡充电最佳计划部108使用劣化模型107的信息求出使铅蓄电池的预测寿命最长的均衡充电的最佳实施方式。
SOC推移信息和均衡充电信息输出部109将被存储在SOC推移DB105中的SOC推移状况和由均衡充电最佳计划部108所确定的均衡充电的实施预定信息向外部输出。
均衡充电控制部110按照由均衡充电最佳计划部108所确定的计划对铅蓄电池101实施均衡充电(恢复充电)。
(SOC估计方式)
接着，使用图2、图3对SOC模型和使用了SOC模型的SOC估计进行说明。图2、图3是表示铅蓄电池的电流、电压、温度与铅蓄电池的电池SOC的关系的SOC模型(放电模型)的例子。
图2所示的曲线表示铅蓄电池的电流、电压、温度与铅蓄电池的电池SOC的关系的SOC模型的一例(温度：25℃、放电电流：8A)。图表的纵轴表示端子电压(V)，横轴表示SOC。因此，例如在温度：25℃时流过8A的电流，此时的端子电压为2.04(V)。如图7所示，这种情况下，能够根据SOC模型来估计铅蓄电池的SOC为0.85(85％)。
在图2的例子中，仅示出了温度：25℃、放电电流：8A的例子，但例如，如图3所示，即使限于温度：25℃的模型，按每个电流也存在多个特性曲线。进而，按温度特性和劣化度存在这样的多条曲线的模型(进而也可以按温度特性、按劣化度来设置特性曲线)。
另外，SOC模型、使用了SOC模型的SOC估计方法(图2、图3)的详细内容在之前所示的日本特愿2009-225996中记载有实施方法。另外，作为一例，在“使用了阶跃电流的铅蓄电池模拟建模方法(电学论B，128卷8号，2008年)”中包含模型的生成过程，对SOC模型的生成方法进行了详细记载。
(SOC推移状况)
接着，使用图4～图6表示被存储在SOC推移DB中的SOC推移状况的例子。在图例中示出每时刻SOC的推移，和在某个时间带的SOC的平均、推移幅度等。在图4中SOC平均为60％，推移幅度为30％～90％。在图5中，SOC平均为80％，推移幅度为70％～90％，在SOC比图4高的范围(难以引起负极硫酸盐化的区域)内进行推移。反之，在图6中，SOC平均为40％，推移幅度为30％～50％，在SOC比图4低的范围(易引起负极硫酸盐化的区域)内进行推移。
(劣化模型)
接着，使用图7～图9表示铅蓄电池的劣化模型107的例子。在图7的例子中示出SOC推移的中心和与其相对最佳的、即能够使铅蓄电池的寿命最长的均衡充电间隔的关系。在图8中示出SOC维持程度和与其相对最佳的、即能够使铅蓄电池的寿命最长的均衡充电间隔的关系。SOC维持程度时刻变化，但例如也可以给予与该维持时间对应的权重，计算最佳的均衡充电间隔。另外，如图7所示均衡充电间隔确定为“每隔多少天”的方法和如图8所示确定为“多少Ah充放电后(多少Ah放电后)”的方法也有效。图9示出SOC维持程度和与其相对最佳均衡充电时的过度充电量的关系。
这样，通过按照SOC的推移状况适当地确定均衡充电的定时(均衡充电间隔)、均衡充电的方式、过度充电量等，能够使铅蓄电池的寿命增加。另外，针对劣化模型的生成方法的详细内容也在之前的日本特愿2009-225996中记载有实施方法。
(系统处理流程)
接着，使用图10，按各步骤对实施例1的处理流程进行说明。首先，电池状态测量部102测量铅蓄电池101的状态(电流、电压、温度等)(S201)。
接着，SOC估计部104使用表示铅蓄电池的电流、电压、温度与SOC的关系的SOC模型103，对铅蓄电池当前的SOC进行估计(S202)。
然后，SOC推移历史管理部106将铅蓄电池101的SOC推移记录到SOC推移DB 105中(S203)。
均衡充电最佳计划部108向SOC推移历史管理部106查询SOC的推移状况，SOC推移历史管理部106参照SOC推移DB 105，将SOC推移状况通知给均衡充电最佳计划部108。均衡充电最佳计划部108对该SOC推移历史使用与铅蓄电池的使用和劣化相关的信息(与SOC和最佳使用相关的信息)即劣化模型107来求取能够使寿命增加的最佳使用条件(均衡充电间隔、均衡充电方式)(S204)。
SOC推移信息和均衡充电信息输出部109输出铅蓄电池的SOC推移信息和均衡充电实施预定信息、实施信息(S205)。即，将被存储在SOC推移DB 105中的SOC推移状况和由均衡充电最佳计划部108所确定的均衡充电的实施预定信息向外部输出。
均衡充电实施部110按照均衡充电最佳计划部108所确定的方法对铅蓄电池实施均衡充电(S206)。
通过以上的处理，能够按照铅蓄电池的使用状况(SOC推移状况)来实施使铅蓄电池的寿命增加的最佳均衡充电。
图11A、11B示出实施例1的输出例(画面)。在输出中显示SOC的推移状况和均衡充电的实施通知。在图表中为SOC 100％(以上)，但为正在实施均衡充电的部分。均衡充电间隔根据SOC的推移状况改变实施定时，能够使寿命增加。但是，如图11A、11B所示，通过通知根据到目前为止的SOC推移状况所预测的均衡充电的实施定时，铅蓄电池用户易于进行铅蓄电池的使用、控制。
实施例2
(系统结构)
接着，在图12中示出本发明实施例2中能够期待更高精度的详细的功能框图。实施例2的功能块包括：铅蓄电池101、电池状态测量部102、SOC模型301、SOC估计模型选择部302、SOC估计部303、临时SOC估计结果DB304、SOC确定部305、SOC模型置信度DB306、SOC推移DB105、SOC推移历史管理部106、劣化模型107、均衡充电最佳计划部108、SOC推移信息和均衡充电信息输出部109、均衡充电实施部110以及学习部307。
实施例2的各功能中，仅对与图1不同的部分进行说明。SOC模型301是表示铅蓄电池的电流、电压、温度等输出要素与铅蓄电池的SOC的关系的模型，包括：表示放电时铅蓄电池的电流、电压、温度等输出要素与铅蓄电池的SOC的关系的放电时SOC模型301a；和表示充电时铅蓄电池的电流、电压、温度等与铅蓄电池的SOC的关系的充电时SOC模型301b。这里，边预先进行放电、充电边收集并调查铅电池的特性数据，生成由放电时SOC模型301a和充电时SOC模型301b构成的SOC模型。
另外，作为一例，在“使用了阶跃电流的铅蓄电池模拟建模方法(电学论B，128卷8号，2008年)”中包含模型的生成过程，对SOC模型的生成方法进行了详细记载。
SOC估计模型选择部302通过电池状态测量部102调查流过铅蓄电池的电流，调查“放电时”或“充电时”的电流状态，按照电流状态，从SOC模型301中，将放电时SOC模型301a和充电时SOC模型301b中任一适当模型选择为在SOC估计中使用的模型。
SOC估计部303使用放电时SOC模型301a和充电时SOC模型301b中任一被选择的模型来估计铅蓄电池的SOC，作为临时SOC。另外，所求出的临时SOC估计值分为放电时估计结果304a和充电时估计结果304b存储在临时SOC估计结果DB304中。
SOC确定部305以SOC模型置信度DB306的信息为基础对被存储在临时SOC估计结果DB304中的放电时的临时SOC估计结果和充电时的临时SOC估计结果加权，确定当前的SOC。
例如，在SOC低的区域，放电时SOC模型301a和充电时SOC模型301b置信度均为同等程度，但在SOC高的区域，预先调查与“充电模型”相比，放电时SOC模型301a的置信度更高这样的SOC模型的置信度，与置信度对应地对临时SOC值给予权重，与距欲估计的时刻的远近等对应地给予权重，能够确定最终的SOC。
例如，现在为“SOC高的区域”，但现在处于“充电”中，但在极短时间前进行了“放电”存在那时的临时SOC值这样的情况下，根据置信度和距欲求出的时刻有多长时间等信息，对临时SOC估计结果(“放电时”“充电时”为不同的临时SOC估计值)加权，能够确定当前的SOC。
被求出的SOC被存储在SOC推移DB105中，之后，同样地确定均衡充电间隔、均衡充电方式。另外，可以通过设置学习部307，使SOC模型置信度DB306能够随时进行信息的更新、学习。
以上，能够以放电时SOC模型301a、充电时SOC估计模型301b以及“置信度”为基础，高精度地估计SOC，并且确定均衡充电间隔和均衡充电方式。
(系统处理流程)
接着，使用图13简单地说明实施例2的处理流程。电池状态测量部测量铅蓄电池的状态(电流、电压、温度等)(S401)。调查电池的状态是放电状态还是充电状态(S402)，若是放电状态则SOC模型选择放电时SOC模型(S402a)。若是充电状态，则SOC模型选择充电时SOC模型(S402b)。SOC估计部使用所选择的SOC模型，对铅蓄电池当前的SOC进行估计，作为临时SOC估计值(S403)。按照电池状态(放电、充电)将临时SOC估计值存储在临时SOC估计结果DB中(S404)。参照SOC推移DB，调查紧前的SOC状态、充放电状态以及在此状态下的SOC模型的置信度(S405)。按照上一步骤的电池状态、SOC模型的置信度，使用最近的SOC估计结果和临时SOC估计结果，来确定当前的SOC(估计结果)(S406)。
SOC推移历史管理部将铅蓄电池的SOC推移记录在SOC推移DB中，并且评价SOC的推移状况(S407)。均衡充电最佳计划部向SOC推移历史管理部查询SOC的推移状况，对该SOC推移历史使用劣化模型来求出能够使寿命增加的最佳使用条件均衡充电间隔、均衡充电方式(S408)。SOC推移信息和均衡充电信息输出部输出铅蓄电池的SOC推移信息和均衡充电实施预定信息、实施信息(S409)。均衡充电实施部按照均衡充电最佳计划部所确定的方法对铅蓄电池实施均衡充电(S410)。通过以上处理，能够按照铅蓄电池的使用状况(SOC推移状况)来实施使铅蓄电池的寿命增加的最佳均衡充电。
实施例3
接着，作为本发明的实施例3，使用图14、图15说明作为自然能源得到风力发电的预测值时，使用SOC的推移历史和劣化模型，制定能够使铅蓄电池的寿命增加的充放电计划和充放电目标，使寿命增加的方式。
图14表示本发明实施例3的功能块。功能块包括：铅蓄电池101、电池状态测量部102、SOC模型103、SOC估计部104、SOC推移DB105、SOC推移历史管理部106、风力发电预测DB501、风力发电预测部502、劣化模型503、充放电计划部504、风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部505、充放电实施部506以及学习部507。
实施例3的特征在于，充放电计划部504通过风力发电预测DB501和风力发电预测部502获取在此之前的风力发电预测值，考虑与此时的状况、SOC的推移状况以及与铅蓄电池的使用和劣化相关的意见(劣化模型503)，来计划铅蓄电池的充放电。
(系统处理流程)
接着，使用图15对处理流程进行说明。首先，电池状态测量部测量铅蓄电池的状态(电流、电压、温度等)(S601)。接着，SOC估计部使用表示铅蓄电池的电流、电压、温度与SOC的关系的SOC模型，估计铅蓄电池当前的SOC(S602)。
然后，SOC推移历史管理部将铅蓄电池的SOC的推移记录在SOC推移DB中(S603)。
风力发电预测部使用风力发电预测DB，预测风力发电量今后怎样推移(S604)。
充放电计划部使用SOC的推移状况、风力发电量的今后的推移预测结果以及表示铅蓄电池的使用(充放电)与劣化的关系的劣化模型，制定最佳充放电的计划(S605)。
SOC推移信息、充放电信息、风力发电信息输出部输出风力发电预测信息、铅蓄电池的SOC推移信息以及关于充放电的信息(S606)。充放电实施部根据充放电计划部的计划实施铅蓄电池的充放电(S607)。
进而，学习部更新并学习风力发电预测DB(风力发电的预测结果和实际结果)、劣化模型(铅蓄电池的使用(充放电)与劣化的关系)以及SOC模型(电流、电压、温度与SOC的关系模型)(S608)。
通过以上的处理，能够在作为自然能源而得到风力发电的预测值的情况下，使用SOC的推移历史和劣化模型，制定能够使铅蓄电池寿命增加的充放电计划和充放电目标，实施使寿命增加的方式。
(输出例)
在图16A、图16B中示出充放电计划的输出例。例如，从现在开始××小时后风力急剧变弱，输出急剧下降，为了弥补，可能要求铅蓄电池多放电。这样，充放电计划部504能够制定在SOC使用范围内将充放电的目标值设定得高来进行大量放电这样的计划。这样，通过边预测从现时刻到不远的未来的状况边制定能够使铅蓄电池的寿命增加的使用计划，能够期待进一步延长铅蓄电池的寿命。
图17A、17B表示本实施例的输出例(风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部505的输出)。在输出画面上除了显示SOC的推移状况(图表)以外，还显示风力发电的预测信息、充放电的目标值、均衡充电的实施预定等。在此例中，风力发电的预测为“预计在××小时后，风力过强，风车切断”。若切断则导致风车的输出从“最大”变为“0”，因此要求铅蓄电池大量放电。因此，在此例中，表示为“将充放电的目标值设定为在SOC使用范围内高(SOC75％)”。这样，能够通过输出风力发电的预测结果和充放电的目标等，在使用一方有计划地使用铅蓄电池。另外，对控制铅蓄电池的铅蓄电池用户来说也能够易于使用并控制均衡充电的实施定时通知。
图18示出在风力发电系统中适用本发明时的系统结构。在图18中，风力发电的发电输出通过铅蓄电池或铅蓄电池系统的蓄电系统输出被正常化，作为稳定的系统输出被供给到系统。在此风力发电系统中，本发明的铅蓄电池或铅蓄电池系统通过根据SOC的推移信息以适当的频率被充电，能够使寿命增加，对有效地使用自然能源系统整体具有很大贡献。

Claims (18)

1.一种用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其包括：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及均衡充电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，
所述铅蓄电池的特征在于，其设置有：SOC估计部，根据通过上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的充电状态怎样推移；SOC推移历史管理部，在上述SOC推移DB中记录上述SOC估计部估计出的充电状态值，并且调查SOC的推移状况；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的充电状态的铅蓄电池使用状况与劣化的关系；以及均衡充电最佳计划部，基于来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况和上述劣化模型的信息来计划均衡充电的最佳实施方式。
2.根据权利要求1所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
上述均衡充电最佳计划部还具有均衡充电间隔确定部和均衡充电方式确定部。
3.根据权利要求1或2所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
上述SOC模型具有放电时SOC模型和充电时SOC模型，上述铅蓄电池具有SOC估计模型选择部，其根据上述电池状态测量部的信息来选择上述放电时SOC模型和上述充电时SOC模型中的任一者。
4.根据权利要求1或2所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
具有临时SOC估计结果DB和SOC模型置信度DB，上述SOC估计部使用上述放电时SOC模型和上述充电时SOC模型中任一被选择的模型来对上述铅蓄电池的SOC即临时SOC进行估计，在上述临时SOC估计结果DB中分别存储放电时估计结果和充电时估计结果，上述SOC估计部根据放电时估计结果、充电时估计结果以及上述SOC模型置信度DB的信息来估计当前的SOC。
5.根据权利要求1或2所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
上述均衡充电最佳计划部确定的均衡充电间隔以铅蓄电池的放电量(Ah)、充放电量(Ah)、放电时间和放电天数中的任一者为基准。
6.根据权利要求1或2所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
设置有SOC推移信息和均衡充电信息输出部，其将被存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况和由均衡充电最佳计划部所确定的均衡充电的实施预定信息向外部输出。
7.根据权利要求6所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
上述SOC推移信息和均衡充电信息输出部除了输出SOC推移状况、均衡充电的实施预定以外，还输出铅蓄电池的放电量(Ah)或充放电量(Ah)的信息。
8.一种用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其包括：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及充放电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，
所述铅蓄电池的特征在于，其设置有：SOC估计部，根据通过上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的SOC的推移状况；SOC推移历史管理部，在SOC推移DB中记录由上述SOC估计部所估计的SOC的值，并且调查SOC的推移状况；风力发电预测DB，为了得到风力发电的预测值而对过去的风力发电信息进行分析而生成；风力发电预测部，使用该风力发电预测DB来预测未来的风力发电量；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的SOC和电池充放电的电池使用状况与劣化的关系；充放电计划部，基于来自上述风力发电预测部的未来风力发电预测结果、来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况以及上述劣化模型的信息，来计划最适合于上述铅蓄电池的长寿命化的铅蓄电池充放电；以及充放电实施部，根据由该充放电计划部所确定的充放电计划来对铅蓄电池的充放电进行控制。
9.根据权利要求8所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池，其特征在于，
设置有风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部，其将与由上述风力发电预测部预测到的风力发电预测结果、被存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况以及由上述充放电计划部所确定的充放电有关的信息向外部输出。
10.一种用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其包括：铅蓄电池；电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示上述铅蓄电池的电流、电压、温度等要素与铅蓄电池的电池充电状态的关系；以及均衡充电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，
所述铅蓄电池系统的特征在于，其设置有：SOC估计部，根据由上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的充电状态怎样推移；SOC推移历史管理部，在上述SOC推移DB中记录上述SOC估计部估计出的充电状态值，并且调查SOC的推移状况；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的充电状态的铅蓄电池使用状况与劣化的关系；以及均衡充电最佳计划部，基于来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况和上述劣化模型的信息来计划均衡充电的最佳实施方式。
11.根据权利要求10所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
上述均衡充电最佳计划部还具有均衡充电间隔确定部和均衡充电方式确定部。
12.根据权利要求10或11所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
上述SOC模型具有放电时SOC模型和充电时SOC模型，上述铅蓄电池系统具有SOC估计模型选择部，其根据上述电池状态测量部的信息来选择上述放电时SOC模型和上述充电时SOC模型中的任一者。
13.根据权利要求10或11所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
具有临时SOC估计结果DB和SOC模型置信度DB，上述SOC估计部使用上述放电时SOC模型和上述充电时SOC模型中任一被选择的模型，对上述铅蓄电池的SOC即临时SOC进行估计，在上述临时SOC估计结果DB中分别存储放电时估计结果和充电时估计结果，上述SOC估计部根据放电时估计结果、充电时估计结果以及上述SOC模型置信度DB的信息来估计当前的SOC。
14.根据权利要求10或11所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
上述均衡充电最佳计划部确定的均衡充电间隔以铅蓄电池的放电量(Ah)、充放电量(Ah)、放电时间和放电天数中的任一者为基准。
15.根据权利要求10或11所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
设置有SOC推移信息和均衡充电信息输出部，该SOC推移信息和均衡充电信息输出部将存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况和由衡充电最佳计划部所确定的均衡充电的实施预定信息向外部输出。
16.根据权利要求15所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
上述SOC推移信息和均衡充电信息输出部除了输出SOC推移状况、均衡充电的实施预定以外，还输出铅蓄电池的放电量(Ah)或充放电量(Ah)的信息。
17.一种用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其包括：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及充放电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，
所述铅蓄电池系统的特征在于，其设置有：SOC估计部，根据通过上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的SOC的推移状况；SOC推移历史管理部，在SOC推移DB中记录由上述SOC估计部所估计的SOC的值，并且调查SOC的推移状况；风力发电预测DB，为了得到风力发电的预测值而对过去的风力发电信息进行分析而生成；风力发电预测部，使用该风力发电预测DB来预测未来的风力发电量；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的SOC和电池的充放电的电池使用状况与劣化的关系；充放电计划部，基于来自上述风力发电预测部的未来风力发电预测结果、来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况以及上述劣化模型的信息，来计划最适合于上述铅蓄电池的长寿命化的铅蓄电池充放电；以及充放电实施部，根据由该充放电计划部所确定的充放电计划来对铅蓄电池的充放电进行控制。
18.根据权利要求17所述的用于自然能源利用系统的铅蓄电池系统，其特征在于，
设置有风力发电信息、SOC推移信息和充放电信息输出部，其将与由上述风力发电预测部预测到的风力发电的预测结果、被存储在上述SOC推移DB中的SOC推移状况以及由上述充放电计划部所确定的充放电有关的信息向外部输出。
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