CN104247201A - 蓄电系统、以及盒 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电系统,其特征在于,将由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式进行连接,设置将对于所述盒的每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的横流防止电路,将商用电压变换为直流电压而对所述多个并联连接的盒同时进行充电,或者从所述多个并联连接的盒同时进行放电而输出所述商用电压。

Description

蓄电系统、以及盒
技术领域
本发明涉及蓄电系统、以及盒(cartridge)。
本申请基于2012年4月26日在日本申请的特愿2012-101691号、2012年5月30日在日本申请的特愿2012-123325号、以及2012年12月21日在日本申请的特愿2012-279947号主张优先权,其内容引用于此。
背景技术
期待蓄电池的需求以电动车为中心而发展。另一方面,作为定置用也被关注,作为紧急时的电源确保、伴随可再生能源的导入的平衡化蓄电、以及促进高效的能量的利用的节能设备而被聚焦。认为V2H(Vehicle to Home)、蓄电池的再利用等的蓄电池的使用方法涉及多方面,今后的蓄电池商务愈发被关注。
当前所规划的定置用蓄电池中,全部电池组通过焊接等而被固定于系统。另一方面,作为有效活用大型二次电池的方法,可列举将电池盒化的方法。在此所说的盒化表示能够更换或者易于更换电池的部件,且能够搬运。例如通过将住宅用蓄电池盒化,能够用作根据行驶状态而行驶距离较大变动的电动车的补充器(extender),或者,若用于自行车则还能够省略电池充电时间,便利性提高(例如,参照现有技术文献1)。
此外,在家庭内的电力使用量变动时,能够容易地增加容量,由于不需要引入新的系统,所以得到高经济性。进而,还能够应用于社区层面、工场等的大型蓄电池,能够仅更换恶化的电池组,所以成为易于更新的系统,得到高经济性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2001-016706号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述的技术中,成为课题的是电路以及电池管理系统。以往,在住宅用途中,通常电池组以焊接的方式固定化,但在将其盒化时是可拆卸的。也就是说,为了实现盒化,蓄电系统和盒可靠且安全地连接是重要的。此外,即使在多个盒之中的一个盒未被连接的状况下,也必须作为蓄电系统而进行电力的供应或对盒的充电。
进而,如果充电容量不同的电池被装入蓄电系统,还必须对其在整体上进行管理。在以往的电池组串联连接时将充电容量多的盒的充电容量设为100,将充电容量少的盒的充电容量设为90的情况下,总的电池容量不是100+90,而是成为90×2=180。也就是说,整体的电压降低为最低的盒的电压,所获取的能量容量变小。此外,例如在并联的情况下,有时从电压高的盒向单位电压低的盒流过与电位差相应的冲击电流(也称为横流)。
为了解决这样的问题,考虑进行对盒进行容量均等化(平衡化)的处理。但是,若进行这样的处理方法,则存在蓄电系统的处理变得复杂的问题。
本发明在于提供能够将电池组盒化,有效活用电力的蓄电系统。此外,提供不需要进行基于平衡化的盒间的能量平衡的处理,且能够充分提取各个盒的能量的蓄电系统。
用于解决课题的手段
本发明的一个实施方式所涉及的蓄电系统,将由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式进行连接,设置将对于每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的横流防止电路,将商用电压变换为直流电压而对多个并联连接的盒同时进行充电,或者从多个并联连接的盒同时进行放电而输出商用电压。
根据该结构,能够对多个盒同时进行放电或者充电,提高放电或者充电的效率,而且即使对多个盒同时进行放电或者充电,也能够防止产生横流。
上述的蓄电系统也可以还具备:功率调节器,被共同地设置在以多个并联的方式连接的盒中,将商用电压变换为直流电压而对多个并联连接的盒同时进行充电,或者从多个并联连接的盒同时进行放电而输出商用电压;横流防止电路,包含二极管以及开关电路,将对于每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向;以及控制电路,控制构成多个横流防止电路的开关电路的导通或者非导通。
根据该结构,能够对多个盒同时进行放电或者充电,提高放电或者充电的效率,而且即使对多个盒同时进行放电或者充电,也能够防止产生横流。
在上述的蓄电系统中,横流防止电路也可以包含:对每个盒仅在放电方向上形成电流路径的、串联连接的第一二极管以及第一开关电路;以及对每个盒仅在充电方向上形成电流路径的、串联连接的第二二极管以及第二开关电路。
根据该结构,将对于每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向,从而能够防止各盒之间的横流。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示从蓄电系统的放电的放电指示信号,则对以多个并联的方式连接的盒,使仅在放电方向上形成电流路径的第一开关电路同时导通,输出商用电压直至该多个盒的维持电压成为第一电压。
根据该结构,能够防止在将多个盒同时放电时产生由于盒的端子电压间的差异而产生的横流。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示对蓄电系统的充电的充电指示信号,则对以多个并联的方式连接的盒,使仅在充电方向上形成电流路径的第二开关电路同时导通,根据商用电压而进行充电直至该盒的维持电压成为第二电压。
根据该结构,能够防止在对多个盒同时进行充电时产生由于盒的端子电压间的差异而产生的横流。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在放电,则通过对于该盒,将仅在放电方向上形成电流路径的第一开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在从蓄电系统的盒的正在放电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在充电,则通过对于该盒,将仅在充电方向上形成电流路径的第二开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在对蓄电系统的盒的正在充电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
根据该结构,能够将蓄电系统和盒可靠且安全地连接。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接,也能够进行电力的交接。
上述的蓄电系统也可以是能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途的蓄电系统。
由此,由于不仅能够将盒定置用,而且还能够与其他设备共享使用,所以能够将通过蓄电系统充电的电力还供应给其他系统,能够有效活用通过自然能源而对盒充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
根据该结构,为了推进从太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,使蓄电系统与LAN连接而获得天气预报,能够构筑还考虑了生活模式的总能量管理系统。
本发明的一个实施方式所涉及的盒,即使从上述的蓄电系统卸下,也能够单独输出直流电压以及交流电压。
本发明的一个实施方式所涉及的蓄电系统,由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式被连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压。
根据该结构,由于各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,所以也不需要进行盒间的能量平衡的平衡化的处理。此外,由于能够不受其他盒的充电电力的影响而最大限度提取对各盒充电的电力,所以能够有效活用各盒的充电能量。
上述的蓄电系统也可以还具备:DC-DC变换器,被共同地设置在以多个并联的方式连接的盒中;DC-AC逆变器,被设置在所述DC-DC变换器和输出商用电压的节点之间;多个开关电路,分别被设置在多个并联连接的各个盒和DC-DC变换器之间;以及控制电路,控制多个开关电路的导通或者非导通。
根据该结构,由于控制电路控制被设置在多个并联连接的各个盒和DC-DC变换器之间的多个开关电路的导通或者非导通,所以也不需要进行盒间的能量平衡的平衡化的处理。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示从蓄电系统的放电的放电指示信号,则按照预先设定的顺序来选择在多个并联连接的盒之中、盒的维持电压为预先设定的第一电压以上的盒,使与所选择的盒对应的开关电路导通,输出商用电压直至该盒的维持电压成为比第一电压低的第二电压。
根据该结构,由于能够不受其他盒的充电电力的影响而最大限度提取对各盒充电的电力,所以能够有效活用各盒的充电能量。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示对蓄电系统的充电的充电指示信号,则按照预先设定的顺序来选择在多个并联连接的盒之中、盒的维持电压为预先设定的第三电压以下的盒,使与所选择的盒对应的开关电路导通,根据商用电压进行充电直至该盒的维持电压成为比第三电压高的第四电压。
根据该结构,能够不受对其他盒的充电电压的影响而高效地进行对各盒的充电。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在放电,则导通与维持比该盒次低的维持电压的盒对应的所述开关电路,且将与该盒对应的所述开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号,其中,比该盒次低的维持电压是所述第一电压以上的电压,若该盒不是正在放电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在从蓄电系统的盒的正在放电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在充电,则导通与维持比该盒次高的维持电压的盒对应的开关电路,且将与该盒对应的开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号,其中,比该盒次高的维持电压是第三电压以下的电压,若该盒不是正在充电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在对蓄电系统的盒的正在充电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,也可以是即使在盒搭载个数为n个(n:正数)而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。
根据该结构,即使在多个盒之中的一个盒未被连接的状况下,也能够作为蓄电系统而进行电力的供应或对盒的充电。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
根据该结构,能够将蓄电系统和盒可靠且安全地连接。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
上述的蓄电系统也可以是能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途的蓄电系统。
由此,由于不仅能够将盒定置用,而且还能够与其他设备共享使用,所以能够将通过蓄电系统充电的电力还供应给其他系统,能够有效活用通过自然能源而对盒充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
根据该结构,为了推进从太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,使蓄电系统与LAN连接而获得天气预报,能够构筑还考虑了生活模式的总能量管理系统。
本发明的一个实施方式所涉及的蓄电系统,由多个连接的单元构成的盒以单个或者多个并联的方式被连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,并且将所述商用电压变换为直流电压而对在单个或多个并联连接的所述盒之中的满足规定的电压条件的盒进行充电,或者从该盒进行放电而输出所述商用电压。
根据该结构,由于各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,所以也不需要进行盒间的能量平衡的平衡化的处理。此外,能够不受其他盒的充电电力的影响而最大限度提取对各盒充电的电力,所以能够有效活用各盒的充电能量。此外,由于处于选择多个盒而不是一个盒的情况增多的趋势,所以能够降低对各盒的负担。
上述的蓄电系统也可以将开关电路、输入节点被连接到开关电路的DC-AC逆变器、以及输入节点被连接到DC-AC逆变器的输出节点且输出节点被连接到盒的DC-DC变换器,在与输出商用电压的节点之间与各个盒对应而设置,还具备:控制电路,控制开关电路的导通或者非导通。
根据该结构,由于控制电路控制被设置在多个并联连接的各个盒和DC-DC变换器之间的多个开关电路的导通或者非导通,所以也不需要进行盒间的能量平衡的平衡化的处理。此外,能够以单个盒作为交流电源而活用。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示从蓄电系统的放电的放电指示信号,则选择在多个并联连接的盒之中、盒的维持电压为预先设定的第一电压以上的盒,使与所选择的盒对应的开关电路导通,输出商用电压直至所选择的各个盒的维持电压成为比第一电压低的第二电压。
根据该结构,由于能够不受其他盒的充电电力的影响而最大限度提取对各盒充电的电力,所以能够有效活用各盒的充电能量。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路若被输入指示对蓄电系统的充电的充电指示信号,则选择在多个并联连接的盒之中、盒的维持电压为预先设定的第三电压以下的盒,使与所选择的盒对应的开关电路导通,根据商用电压进行充电直至所选择的各个盒的维持电压成为比第三电压高的第四电压。
根据该结构,能够不受对其他盒的充电电压的影响而高效地进行对各盒的充电。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在放电,则将与该盒对应的开关电路设为非导通,输出表示能够拔取该盒的信号,若该盒不是正在放电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在从蓄电系统的盒的正在放电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,也可以是控制电路在被输入充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,若该盒为正在充电,则将与该盒对应的开关电路设为非导通,输出表示能够拔取该盒的信号,若该盒不是正在充电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
根据该结构,在对蓄电系统的盒的正在充电时用户能够安全地拔出意图拔取的盒。
在上述的蓄电系统中,也可以是即使在盒搭载个数为n个(n:正数)而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。
根据该结构,即使在多个盒之中的一个盒未被连接的状况下,也能够作为蓄电系统而进行电力的供应或对盒的充电。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
根据该结构,能够将蓄电系统和盒可靠且安全地连接。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
上述的蓄电系统也可以是能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途的蓄电系统。
由此,由于不仅能够将盒定置用,而且还能够与其他设备共享使用,所以能够将通过蓄电系统充电的电力还供应给其他系统,能够有效活用通过自然能源而对盒充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
根据该结构,为了推进从太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,使蓄电系统与LAN连接而获得天气预报,能够构筑还考虑了生活模式的总能量管理系统。
本发明的一个实施方式所涉及的蓄电系统,由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式被连接,盒的电压维持能够变换为商用电压的电压。
根据该结构,通过并联连接盒本身,即使在例如盒搭载个数为n个(n:正数(例如n<30))而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也能够作为蓄电系统而工作。此外,通过将多个单元与盒连接,从而能够提高盒的电压,能够维持能够变换为商用电压的电压。从而,即使没有连接规定数目的盒,也能够利用对单元蓄电的电力,所以盒的自由度提高,能够有效活用对单元充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是即使在盒搭载个数为n个(n:正数(例如n<30))而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作且a个盒为并联连接。
根据该结构,即使在多个盒之中的一个盒未被连接的状况下,也能够作为蓄电系统而进行电力的供应或对盒的充电。
在上述的蓄电系统中,在该蓄电系统中使用的盒也可以为大致相同的形状。
由此,由于不仅能够将盒定置用,而且还能够与其他设备共享使用,所以能够将通过蓄电系统充电的电力还供应给其他系统,能够有效活用通过自然能源而对盒充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是在剩余容量不同的盒被搭载时,仅使用剩余容量大的盒,不使用剩余容量少的盒,在全部电压成为相同电压时,从全部盒输出电力。
根据该结构,即使充电容量不同的电池被装入蓄电系统,也能够将其在整体上平衡化。
在上述的蓄电系统中,也可以是在剩余容量不同的盒被搭载时,能够从剩余容量大的盒向剩余容量少的盒进行电力输送的电路被配设在各盒间。
根据该结构,即使充电容量不同的电池被装入蓄电系统,也能够将其在整体上平衡化。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接面露出而形成电连接。
根据该结构,能够将蓄电系统和盒可靠且安全地连接。
在上述的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,也可以在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
上述的蓄电系统也可以是能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途的蓄电系统。
由此,由于不仅能够将盒定置用,而且还能够与其他设备共享使用,所以能够将通过蓄电系统充电的电力还供应给其他系统,能够有效活用通过自然能源而对盒充电的电力。
在上述的蓄电系统中,也可以是蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在所述预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
根据该结构,为了推进从太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,使蓄电系统与LAN连接而获得天气预报,能够构筑还考虑了生活模式的总能量管理系统。
在上述的蓄电系统中,也可以是盒中所连接的单元在5C充电、5C放电的条件下进行了循环特性试验时,在第100次循环中的容量维持率为90%以上。
一种在上述的蓄电系统中使用的盒,在该蓄电系统中使用的盒也可以为大致相同的形状。
一种在上述的蓄电系统中使用的单元,也可以是盒中所连接的单元在5C充电、5C放电的条件下进行了循环特性试验时,在第100次循环中的容量维持率为90%以上。
发明效果
根据本发明的实施方式,由于将电池组盒化,因而不仅能够定置用,还能够重新载入其他设备或装置而供应电力。由此,能够有效活用电力。
特别是,能够提供不需要进行基于平衡化的盒间的能量平衡的处理,且能够充分提取各个盒的能量的蓄电系统。
根据本发明的实施方式,能够对多个盒同时高效地进行放电或者充电。此外,根据本发明的实施方式,由于设置了将对于每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的横流防止电路,所以在对多个盒同时进行放电或者充电时,能够防止产生由于盒的端子电压间的差异而产生的横流。
附图说明
图1是表示具备作为本发明的一个实施方式的蓄电系统6的电力控制系统的电力系统的框图。
图2A是表示单元101的外观例的图。
图2B是表示盒100的外观例的图。
图3是表示单元101以及盒100的规格的一例的图。
图4是表示蓄电装置60的外观例的图。
图5是说明本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a中的盒100_1~100_4的连接的图。
图6是用于说明从本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的放电的处理的流程图。
图7是用于说明对本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的充电的处理的流程图。
图8A是用于说明在本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。
图8B是用于说明在本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。
图9A是用于说明在本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。
图9B是用于说明在本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。
图10是说明本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b中的盒100_1~100_4的结构的图。
图11是说明本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b中的PCS61_i的结构的图。
图12是用于说明从本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的放电的处理的流程图。
图13是用于说明对本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的充电的处理的流程图。
图14是用于说明在本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。
图15是用于说明在本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。
图16是说明本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c中的盒100_1~100_4的连接的图。
图17是说明本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c中的反向电流防止电路65_i的连接的图。
图18是用于说明从本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的放电的处理的流程图。
图19是用于说明对本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的充电的处理的流程图。
图20是用于说明在本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。
图21是用于说明在本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。
图22A是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第一循环试验的结果的图。
图22B是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第一循环试验的结果的图。
图22C是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第一循环试验的结果的图。
图23A是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第二循环试验的结果的图。
图23B是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第二循环试验的结果的图。
图23C是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第二循环试验的结果的图。
图24是表示本发明的第四实施方式所涉及的单元的外观的图。
图25是表示本发明的第四实施方式所涉及的盒的外观的图。
图26是表示本发明的第四实施方式所涉及的盒的其他例的图。
图27是表示本发明的第四实施方式所涉及的蓄电系统的外观的图。
图28是说明本发明的第四实施方式所涉及的蓄电装置和盒的连接的图。
图29是说明本发明的第四实施方式所涉及的盒的图。
图30是说明本发明的第四实施方式所涉及的蓄电系统中使用的蓄电装置320的图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的优选的实施方式。
图1是表示具备作为本发明的一个实施方式的蓄电系统的电力控制系统的电力系统的框图。参照图1,说明被划区的区域、例如住宅的电力控制控制系统的一例。图1表示住宅内的电力的供应路径,作为电力的种类,示出了直流(DC)以及交流(AC)。例如在家庭内的电力网络中,流过220V(60Hz)的交流电力。另外,本发明不限定于此,设为还能够转用于汽车用等。
发电厂发电的电力通过供电网1经由住宅的电表2被引入家庭内。发电厂是火力发电厂、核电厂、太阳光或风力发电的自然能源等。
电表2通过例如无线LAN(局域网,Local Area Network)连接到兼用家庭的电力网络的网关的电力管理装置4。电表2以规定周期进行从供电网1对家庭供应的电力的准确的测定,由通信部将测量值通过无线LAN传输至电力管理装置4。此时,测定时刻附带在测量值上而被发送。时刻是在电力网络中共同的时刻信息。例如在电力网络上的任一地点、例如在电力管理装置4内部设置基准时刻产生源。
从电表2进入家庭内的商用电力被供应给配电装置3(插头带,plug strip)。配电装置3是为了供应交流电力而具有多个电源插头的器具。交流电力经由配电装置3被供应给电力管理装置4、通电监视器5、以及本发明的蓄电系统6。配电装置3经由通电监视器5,对家庭内的电器51、例如电视装置、照明供应交流电力。另外,这些电器是一例,实际上更多种的电器在家庭内被使用。
通电监视器5以规定周期、例如以1秒为周期而测定与自身连接的各个电器51的耗电量。通电监视器5将所测定出的各电器的耗电信息和表示测定时刻的时刻信息通过无线通信发送至电力管理装置4。
太阳能电池板(solar panel)9由太阳能电池构成,生成直流电力,将所生成的直流电力供应给太阳能模块10。太阳能模块10由例如DC-AC逆变器构成,生成与家庭内的交流电力同步的交流电力,将所生成的交流电力供应给配电装置3。在配电装置3中,将来自电表2的交流电力、来自太阳能模块10的交流电力、以及来自蓄电系统6的交流电力相加,作为住宅内的电力而使用。不限于太阳能电池板9,也可以使用通过可再生能源进行发电的风力发电器等作为电力产生装置。
太阳能模块10通过无线LAN与电力管理装置4连接。太阳能模块10测定太阳能电池板9产生的直流电力、和直流电力被变换而供应给电力网络的交流电能。太阳能模块10将交流电能的测量值和表示测定时刻的时刻信息通过无线通信而发送至电力管理装置4。
蓄电系统6作为家庭内的蓄电装置,具备存储了例如4个盒100_1~100_4的蓄电装置60、PCS(功率调节器)、以及控制电路62。控制电路62根据从电力管理装置4发送的指示信号(细节在后面叙述),控制由PCS进行的盒100_1~100_4的充电以及放电等的动作。PCS将蓄电系统6中积蓄的直流电力变换为交流电力,将变换后的交流电力输出至配电装置3。此外,PCS将来自配电装置3的交流电力变换为直流电力,对盒100_1~100_4进行充电。盒100_1~100_4和PCS通过例如SPI(串行外设接口,Serial Peripheral Interface)等有线接口连接。
蓄电装置60作为连接部而具备分别插入、脱离盒100_1~100_4的多个电连接部。关于此在后面叙述。
控制电路62管理盒100_1~100_4的状态,监视安全性以及可靠性。控制电路62通过无线LAN与电力管理装置4连接。电力管理装置4始终接收来自控制电路62的与盒100_1~100_4相关的信息(蓄电容量信息),并且将与盒100_1~100_4关联的控制信号发送至控制电路62。关于各盒,细节在后面叙述,但设为能够从蓄电系统6卸下的结构,卸下而用作其他用途。即,被用作电装置例如电动车18的动力源。
电力管理装置4至少具备控制装置4a、以及操作盘4b而构成。
此外,电力管理装置4经由例如ADSL(非对称数字用户线,AsymmetricDigital Subscriber Line)与互联网16上的外部服务器17连接。
控制装置4a具有输入来自用户(居住者)能够设定运行操作的运行操作部即操作盘4b上的各种开关、互联网16上的外部服务器17、以及蓄电系统等的各种通信信号的输入电路(图1中未图示)。此外,控制装置4a具备使用来自该输入电路的信号执行各种运算的微机、将基于由微机进行的运算而控制电表2以及蓄电系统6的信号通过无线而输出的输出电路。该微机内置存储运算结果等的RAM、存储预先设定的控制程序或可更新的控制程序的ROM,控制后述的蓄电系统6等的运行。
例如,控制装置4a对从太阳能电池板9输入至太阳能模块10的直流电压,基于来自太阳能模块10的无线信号,运算太阳能模块10能够供应的交流电力。此外,控制装置4a基于通过来自蓄电系统6的无线信号而输入的各盒的充电容量,运算蓄电系统6能够供应的交流电力。此外,控制装置4a通过无线信号从通电监视器5接收电器51所需的交流电力。控制装置4a基于这些各装置通过无线信号而通信的交流电力,控制电表2,控制、例如限制从供电网1对配电装置3的交流电力的输入。或者控制装置4a控制配电装置3,进行从太阳能模块10对蓄电系统6的交流电力的供应、从电表2对蓄电系统6的交流电力的供应、从蓄电系统6或者太阳能模块10对电器51的交流电力的供应。另外,蓄电系统6的运行状况以及各盒的充电容量通过来自控制装置4a的输出信号而显示在被设置在操作盘4b上的显示画面上。
此外,控制装置4a具有基于互联网16上的外部服务器17中的天气预测结果以及过去的住宅中的发电量实绩而求得由太阳能电池板9产生的发电量的预测值的发电量预测部件。此外,控制装置4a具有作为根据发电量的预测值而求得蓄电系统中蓄存的蓄电量的蓄电量计算部件的功能。
例如,控制装置4a在用户经由操作盘4b上的开关而输入使蓄电系统6转移至工作状态的指示的情况下,考虑天气预测结果和蓄电系统6中蓄存的蓄电量,决定深夜费用时间段的对蓄电系统6的蓄电量。该蓄电量例如通过根据用户的过去的使用电能实绩的学习值,将蓄电系统6内残存的蓄电量和次日的发电量(发电量的预测值)进行减法而算出。并且,控制装置4a将通信信号无线通信至电表2,以使对与作为蓄电量计算部件而算出的蓄电量相应的电能,在电力廉价的深夜费用时间段从供电网1接收交流电力。电表2经由配电装置3对蓄电系统6供应交流电力。控制装置4a通过无线而通信对蓄电系统6的控制电路62指示电流变换的通信信号(充电指示信号)。蓄电系统6将来自配电装置3的交流电力电力变换为直流电力而对盒100_1~100_4进行充电。
此外,控制装置4a在用户经由操作盘4b上的开关而输入使蓄电系统6转移至工作状态的指示的情况下,若在日照时间段而成为能够以太阳能电池板9发电的状态,则通过无线而通信对太阳能模块10指示电力变换的通信信号。此外,控制装置4a通过无线而通信对蓄电系统6的控制电路62指示电流变换的通信信号(充电指示信号)。太阳能模块10从太阳能电池板9获取直流电力,将直流电力电力变换为交流电力并经由配电装置3供应给蓄电系统6。蓄电系统6的PCS将来自配电装置3的交流电力电力变换为直流电力而对蓄电系统6的盒100_1~100_4进行充电。
此外,控制装置4a在用户经由操作盘4b上的开关而输入使蓄电系统6转移至工作状态的指示的情况下,管理为利用来自蓄电系统6的交流电力,以使例如不超过合同电能(来自供电网1的电能)。具体而言,对蓄电系统6的控制电路62,输出指示来自盒100_1~100_4的电力放电的无线信号(放电指示信号)。蓄电系统6的PCS将盒维持的直流电力变换为交流电力而输出至配电装置3。配电装置3经由通电监视器5而对电器51供应交流电力。例如,若来自太阳能模块10的交流电能和来自蓄电系统6的交流电能比用户使用的电器51的消耗电能更多,则不需要使用来自供电网1的交流电力。因此,电力管理装置4通过控制电表2以使电表2不接收来自供电网1的交流电力,从而能够减少电费的支付额。当然,在图1中未图示,但在不使用电器51的情况等,也可以设为将来自太阳能模块10的交流电力、或来自太阳能模块10的交流电力和来自蓄电系统6的交流电力出售至电力公司等的结构。
此外,控制装置4a在用户经由操作盘4b上的开关而输入意图拔取蓄电系统6中的任意盒的情况下,进行以下的控制。即,控制装置4a无论蓄电系统6为正在充电或者正在放电的哪个,都将盒拔取信号以及表示该盒的识别号的信号通过无线而通信至蓄电系统6的控制电路62。蓄电系统6的控制电路62根据蓄电系统6是正在充电还是正在放电、以及该盒的蓄电状态(是否处于放电或者充电状态),进行被设置在蓄电系统6中的开关电路(后述)的导通或者非导通控制。
基于来自电力管理装置4的指示进行信号的蓄电系统的控制(充电、放电、盒拔取)的细节在后面叙述,关于作为本申请的特征部分的蓄电系统6的结构在以下详述。
图2A以及图2B是表示单元(cell)101以及盒100的外观例的图。图3是表示单元101以及盒100的规格的一例的图。
单元101如图2A所示那样,为大致长方体的形状,接片(tab)(正极端子以及负极端子)被设置在一个面上。单元101的大小例如如图3所示那样,横宽为160mm左右,高度(厚度)为3mm左右,纵宽(进深)为80mm左右。另外,单元的大小不限于此,设为能够根据各用途而自由设计。例如,在住宅定置用的情况下,在更换或盒单独的使用的观点上,优选横宽为100~300mm左右,高度(厚度)为1~10mm左右,纵宽(进深)为50~200mm左右,更优选横宽为130~180mm左右,高度(厚度)为2~5mm左右,纵宽(进深)为60~100mm左右。此外,在大型用途的情况下,在更换的观点上,优选横宽为200~1000mm左右,高度(厚度)为5~20mm左右,纵宽(进深)为200~1000mm左右,更优选横宽为300~700mm左右,高度(厚度)为8~15mm左右,纵宽(进深)为300~700mm左右。单元的形状也不限于图2A所示的形状,也可以是椭圆体、圆筒状、长方体、正方体、菱体或多个椭圆体、圆筒状、长方体、正方体、菱体的组合,也可以是不同的种类的形状的组合。另外,在生产率的观点上,优选长方体、正方体、椭圆体、圆筒状的其中一个或这些的组合。
作为进行蓄电的设备的单元101由锂离子二次电池(以下也称为LiB)、镍氢二次电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、氧化还原液流(Redox flow)电池、锌氯电池,锌溴电池、锂空气电池、铝空气电池、空气锌电池、钠硫电池、锂硫化铁电池、空气镁电池的其中一个构成。
盒100由多个单元101构成。在图2B中,图示了盒100由17个单元构成的情况。在盒100中,17个单元被并排收纳,各单元的接片通过焊接而电连接,被收纳于盒的箱体中。
盒的大小例如如图3所示那样,横宽为200mm左右,高度(厚度)为50mm左右,纵宽(进深)为120mm左右。另外,盒的大小不限于此,设为能够根据各用途而自由设计。例如,在住宅定置用的情况下,在更换和盒单独的使用的观点上,优选横宽为150~700mm左右,高度(厚度)为10~150mm左右,纵宽(进深)为75~500mm左右,更优选横宽为200~500mm左右,高度(厚度)为30~120mm左右,纵宽(进深)为100~300mm左右。
此外,在大型用途的情况下,在设置以及维护的观点上,优选横宽为300~2000mm左右,高度(厚度)为40~300mm左右,纵宽(进深)为300~2000mm左右,更优选横宽为300~1500mm左右,高度(厚度)为50~150mm左右,纵宽(进深)为300~1500mm左右。
若各单元被搭载在盒100中,则在盒100侧各单元被串联连接。另外,在该图2B以及图3中,说明了盒具有17个单元的情况,但单元的个数不限于此,设为能够根据各用途、所需电压、功率量等而自由设计。例如,在住宅定置用的情况下,在系统互联以及盒单独的使用的观点上,优选10~150个左右,更优选15~120个左右。在大型用途的情况下,在系统互联的观点上,优选80~300个左右,更优选100~250个。
在盒100内,设置了安全电路102。安全电路102控制各单元的充放电以使不产生过充电或过放电。此外,为了控制对这些单元101的均匀的充电,也可以在盒内设置主动单元平衡(active cell balance)以及被动单元平衡(passive cell balance)的BMS(电池管理系统,Battery Management System)。另外,BMS以及安全电路被后述的控制电路62控制,但由于对于本申请不是特征的部分所以省略说明。另一方面,BMS也可以不设置在盒中,而是设置在蓄电系统侧。此时,需要装入电路,以使能够从处于蓄电池系统侧的BMS检测盒内部的各单元的电压。
手柄(handle)103被设置在盒的外部,在将盒100安装到蓄电装置60或从蓄电装置60卸下、搬运蓄电装置60时利用。此外,在盒100中,设置了正极侧端子即+(正)端子111以及负极侧端子即-(负)端子112。能够从盒100的+端子111和-端子112将串联连接的单元101的直流电压向盒外部取出。此外,通过向该端子间施加直流电压,能够进行对串联连接的各单元的充电。
若所述盒100、单元101、安全电路102、手柄103、正极侧端子即+(正)端子111、以及负极侧端子即-(负)端子112能够起到所述功能,则不限于图2A、图2B、图5,设为能够根据各用途而自由设计。
盒100是连接了多个单元101的盒类型的组(pack)。盒100如以下说明那样,是能够从蓄电装置60卸下的部件。另外,关于单元101、以及盒100的重量、额定值如图3所示。例如,单元101的能量为11.1Wh,但不限于此,设为能够根据各用途而自由设计。例如,在住宅定置用的情况下,在盒单独的使用的观点上,优选5~500Wh左右,更优选10~300Wh左右。在大型用途的情况下,在维护的观点上,优选100~5000Wh左右,更优选500~3000Wh左右。
图4是表示蓄电装置60的外观例的图。在该图中,在蓄电装置60的侧面的一个面上,设置了能够开闭的罩22。该罩22向横向打开。在罩22内,设置了两个端子作为输入输出电压的电连接部(图4中未图示)。在将盒100嵌入蓄电装置60时,罩22打开,与盒100的+端子111以及-端子112的蓄电装置60侧的电连接部露出。若将盒嵌入蓄电装置60,则在蓄电装置60的连接部中,形成了蓄电装置60和盒100的电连接。在该图4中,三个盒(盒100_1、100_2、100_3)被搭载在蓄电装置60中。
在本实施方式中,最多能够将大致相同的形状的四个盒连接至蓄电装置60。此外,如果连蓄电系统侧的插口形状也变动,则即使盒的形状或容量不同,也能够使用。该蓄电装置60的大小能够根据蓄电系统6的应用环境而自由设计变更,还能够连接4个以上的盒。
此外,各盒能够容易地从蓄电装置60装卸(嵌入以及拔取)。另外,在蓄电装置60中,盒分别经由图4中未图示的PCS而与后述的开关电路并联连接。通过这些发明,不仅能够用作住宅、大厦、工场等的蓄电用系统,而且还能够将盒、以及PCS、或单个盒转用于例如电动车18(参照图1)等,进一步维护也如后述那样,通过控制电路62的控制而变得容易。
(第一实施方式)
图5是说明本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a中的盒100_1~100_4的连接的图。
本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a具有蓄电装置60、与蓄电装置60中的各个盒100_1~100_4对应的SW(设为开关电路211~开关电路214)、PCS(功率调节器)、控制电路62。
PCS包含DC-DC变换器61a以及DC-AC逆变器61b而构成。
盒100_1的+端子111_1以及-端子112_1经由开关电路211而连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子。此外,盒100_2的+端子111_2以及-端子112_2经由开关电路212而连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子。此外,盒100_3的+端子111_3以及-端子112_3经由开关电路213而连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子。此外,盒100_4的+端子111_4以及-端子112_4经由开关电路214而连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子。
像这样,构成蓄电装置60的多个盒的各个盒经由与各自的盒对应而设置的开关电路,连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子。
控制电路62根据电力管理装置4发送的控制信号(放电指示信号、充电指示信号、盒拔取信号、以及表示该盒的识别号的信号)而进行这些开关电路211~214的开闭控制(接通断开控制)。
在构成PCS的DC-DC变换器61a中,蓄电装置60侧的输入输出端子如上述那样经由各开关电路而连接到与开关电路对应而设置的盒。此外,在DC-DC变换器61a中,与蓄电装置60相反的一侧的输入输出端子(配电装置3侧的输入输出端子)连接到DC-AC逆变器61b的蓄电装置60侧的输入输出端子。
在构成PCS的DC-AC逆变器61b中,蓄电装置60侧的输入输出端子连接到DC-DC变换器61a的配电装置3侧的输入输出端子,与蓄电装置60相反的一侧的输入输出端子(输出商用电压的节点)连接到配电装置3。
控制电路62根据电力管理装置4发送的控制信号(放电指示信号、充电指示信号)而进行由DC-DC变换器61a进行的升压、降压动作、以及由DC-AC逆变器61b进行的电力变换动作。
具体而言,在被输入放电指示信号的情况下,控制电路62控制DC-DC变换器61a,对被输入至蓄电装置60侧的输入输出端子的直流电压(盒的维持电压)进行升压,使升压后的直流电压(例如300V的直流电压)输出至配电装置3侧的输入输出端子。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使被输入至蓄电装置60侧的输入输出端子的直流电压变换为交流电压(例如100V或者200V的交流电压),输出至配电装置3侧的输入输出端子。配电装置3被输入该交流电压,经由例如通电监视器5而向电器51供应动作电压。另外,由控制电路62进行的对于PCS的控制通过被输入放电指示信号的期间而进行。
此外,控制电路62在被输入充电指示信号的情况下,控制DC-AC逆变器61b,使被输入至配电装置3侧的输入输出端子的交流电压变换为直流电压,输出至蓄电装置60侧的输入输出端子。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,对被输入至配电装置3侧的输入输出端子的直流电压进行降压,使降压后的直流电压输出至蓄电装置60侧的输入输出端子。蓄电装置60中的盒之中的开关电路接通的盒被供应该直流电压而转移至被充电的状态。另外,由控制电路62进行的对于PCS的控制通过被输入充电指示信号的期间而进行。
此外,控制电路62根据从电力管理装置4发送的控制信号,控制开关电路211~开关电路214的开闭(非导通、导通)。具体而言,在控制信号为放电指示信号(表示来自蓄电装置60的放电指示的信号)的情况下,控制电路62如下那样控制开关电路211~开关电路214的非导通、导通。即,控制电路62闭合(导通)开关电路211~开关电路214之中的一个开关电路,将DC-DC变换器61a与对应于被导通(接通)的开关电路的盒连接。另外,在没有被输入放电指示信号以及充电指示信号的任一个的情况下(默认状态的情况下),控制电路62使开关电路211~开关电路214成为全部打开的状态(非导通、断开的状态)。
此外,在控制信号为放电指示信号的情况下,控制电路62如以下那样预先设定连接到DC-DC变换器61a的盒的选择条件以及盒的选择顺序。即,控制电路62将盒100_1~100_4之中的具有输出电压为例如52V以上(第一电压以上)的维持电压的盒设为选择的对象。另外,控制电路62始终监视全部盒电压,根据该输出电压,控制开关电路的导通或者非导通(断开)。
控制电路62从具有52V以上的电压的盒之中的盒电压最高的盒至最低的盒,使对应于一个盒的开关电路接通,若盒电压变低则执行断开开关电路的动作(选择动作)。即,控制电路62使对应于一个盒的开关电路接通,若盒电压变低,则针对盒电压为52V以上的盒,依次执行断开开关电路的动作(选择动作)。具体而言,控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒电压,若该盒成为例如51V以下(第二电压以下),则断开对应于该盒的开关电路。接着,控制电路62使对应于比之前选择的盒的盒电压次高的盒的开关电路接通,维持开关电路的接通动作直至连接到DC-DC变换器61a的盒的盒电压成为51V以下。以后,控制电路62重复开关电路的接通以及断开动作直至没有盒电压为52V以上的盒。
另一方面,在控制信号为充电指示信号(表示对蓄电装置60的充电指示的信号)的情况下,控制电路62进行以下说明的控制。即,控制电路62接通开关电路211~开关电路214之中的一个开关电路,将DC-DC变换器61a与对应于所接通的开关电路的盒连接。
此外,在控制信号为充电指示信号的情况下,控制电路62如以下那样预先设定连接到DC-DC变换器61a的盒的选择条件以及盒的选择顺序。
即,控制电路62将盒100_1~100_4之中的具有输出电压为例如69V以下(第三电压以下)的维持电压的盒设为选择的对象。
控制电路62从具有69V以下的电压的盒之中的盒电压最高的盒至最低的盒,执行接通以及断开对应于一个盒的开关电路的动作(选择动作)。即,控制电路62使对应于一个盒的开关电路接通,若盒电压变高,则针对盒电压为69V以下的盒,依次执行断开开关电路的动作(选择动作)。具体而言,控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒电压,若该盒成为例如70V以上(第四电压以上),则断开对应于该盒的开关电路。接着,控制电路62使对应于比之前选择的盒的输出电压次高的盒的开关电路接通,维持开关电路的接通动作直至连接到DC-DC变换器61a的盒的盒电压成为70V以上。以后,控制电路62重复开关电路的接通以及断开动作直至没有盒电压为69V以下的盒。另外,也可以将工作的盒多个同时进行。
此外,在从电力管理装置4输入的控制信号表示盒拔取信号以及示出该盒的识别号的信号的情况下,控制电路62进行以下说明的控制。
如上述那样,控制电路62始终监视各盒的盒电压,将各盒的电压值发送至电力管理装置4。用户能够通过被设置在操作盘4b的显示装置而知晓各盒的盒电压值。此外,在蓄电系统6a不是正在工作的情况下,控制电路62使全部开关电路断开(默认状态)。在这样的蓄电系统6a不是正在工作的情况下,用户能够安全地从蓄电装置拔出任意的盒。
此外,在蓄电系统6a为正在工作的情况下,存在用户意图拔取的盒为正在充电或者正在放电的情况。在这样的情况下,控制电路62在该盒的充电或者放电的中途,转移至其他盒的充电或者放电。控制电路62在转移至其他盒后,将指示显示可以拔取用户意图拔取的盒的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在操作盘4b的显示部上进行表示可以拔取盒的显示,用户能够安全地从蓄电装置60拔出该盒。
接着,使用图6~图9B说明控制图5所示的结构中的盒的充放电以及各开关电路的开闭的控制。
图6是用于说明从本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的放电的处理的流程图。
另外,在图6中,盒A、盒B、以及盒C是指图5所示的盒100_1~100_4的任一个盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为打开的状态(非导通状态、断开状态)(步骤S1)。在该状态下,通过从电力管理装置4被输入放电指示信号或者放电指示信号,能够随时进行从盒的放电(对配电装置3的供电)或者对盒的充电。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从所选择的盒对配电装置3的交流电压供应动作(步骤S2)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S3)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒A、盒B、盒C分别设为盒电压为52V(第一电压)以上,且按盒A~C的顺序盒电压变低。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒A的开关电路导通(步骤S4)。具体而言,控制电路62将盒A和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从盒A输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从DC-DC变换器61a输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入该交流电压,经由例如通电监视器5而向电器51供应动作电压。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒A的输出电压,若盒电压成为51V(第二电压)以下,则断开对应于盒A的开关电路(步骤S5)。
控制电路62使对应于比盒A的盒电压次高的盒B的开关电路接通(步骤S6),维持开关电路的接通动作直至被连接的盒B的输出电压成为51V以下。控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒B的输出电压,若盒电压成为51V以下,则断开对应于盒B的开关电路(步骤S7)。
控制电路62使对应于比盒B的盒电压次高的盒C的开关电路接通(步骤S8),维持开关电路的接通动作直至被连接的盒C的输出电压成为51V以下。控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒C的输出电压,若盒电压成为51V以下,则断开对应于盒C的开关电路。以下,重复相当于步骤S4以及步骤S5、或步骤S6以及步骤S7的动作直至在步骤S3中测定了盒电压的盒之中没有盒电压为52V(第一电压)以上的盒。
控制电路62若判断为没有盒电压为52V(第一电压)以上的盒(步骤S9),则结束从盒的放电动作(步骤S10)。另外,工作的盒也可以多个同时进行。
具体而言控制电路62将PCS去活,对例如电力管理装置4输出表示放电结束的信号。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示从蓄电系统6a的放电动作已结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将放电指示信号输出至蓄电系统6a起至放电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6a为正在放电的显示的结构。
接着,说明对蓄电系统6a的充电的处理。图7是用于说明对本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的充电的处理的流程图。另外,在图7中,盒X、盒Y、以及盒Z是指图5所示的盒100_1~100_4的任一个盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为断开状态(步骤S21)。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、对所选择的盒的直流电压供应动作(步骤S22)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(步骤S23)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒X、盒Y、盒Z分别设为盒电压为69V(第三电压)以下,且按盒X~Z的顺序盒电压变低。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒X的开关电路导通(步骤S24)。具体而言,控制电路62将盒X和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从DC-AC逆变器61b输入的直流电压降压为例如70V的直流电压,经由接通了的开关电路,输出至盒X。盒X中的串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。另外,工作的盒也可以多个同时进行。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒X的输出电压,若该盒成为70V(第四电压)以上,则断开对应于盒X的开关电路(步骤S25)。
控制电路62使对应于比盒X的盒电压次高的盒Y的开关电路接通(步骤S26),维持开关电路的接通动作直至被连接的盒Y的输出电压成为70V以上。控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒Y的输出电压,若盒电压成为70V以上,则断开对应于盒Y的开关电路(步骤S27)。
控制电路62使对应于比盒Y的盒电压次高的盒Z的开关电路接通(步骤S28),维持开关电路的接通动作直至被连接的盒Z的输出电压成为70V以上。控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒Z的输出电压,若盒电压成为70V以上,则断开对应于盒Z的开关电路。另外,工作的盒也可以多个同时进行。
以后,重复相当于步骤S24以及步骤S25、或步骤S26以及步骤S27的动作直至在步骤S23中测定了盒电压的盒之中没有盒电压为69V(第三电压)以下的盒。控制电路62若判断为没有盒电压为69V(第三电压)以下的盒(步骤S29),则结束对盒的充电动作(步骤S30)。
具体而言控制电路62将PCS去活,对例如电力管理装置4输出表示充电结束的信号。
电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示对蓄电系统6a的充电动作已结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将充电指示信号输出至蓄电系统6a起至充电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6a为正在充电的显示的结构。
接着,说明在对蓄电系统6a的正在充电中拔取盒时的处理。图8A以及图8B是用于说明在本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。另外,在图8A以及图8B中,盒X以及盒Y是指图5所示的盒100_1~100_4的任一个盒。此外,图8A示出在对盒X的正在充电中盒拔取信号以及表示盒Y的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。此外,图8B示出在对盒X的正在充电中盒拔取信号以及表示盒X的识别号的信号盒拔取信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
首先,参照图8A说明在对盒X的正在充电中盒拔取信号以及表示盒Y的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为打开的状态(非导通状态、断开状态)(步骤S31)。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从配电装置3对所选择的盒的直流电压供应动作(步骤S32)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S23)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒X、盒Y分别设为盒电压为69V(第三电压)以下,且盒X的盒电压比盒Y的盒电压高。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒X的开关电路导通(步骤S34)。具体而言,控制电路62将盒X和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从DC-AC逆变器61b输入的直流电压降压为例如70V的直流电压,经由接通了的开关电路,输出至盒X。盒X中的串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒X的输出电压,若该盒成为70V(第四电压)以上,则断开对应于盒X的开关电路。在该盒X成为70V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒Y的指示。盒拔取信号以及表示盒Y的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S35)。
控制电路62首先从步骤S33中决定的充电对象的盒中除去盒Y。也就是说,控制电路62将设为盒X的下一个充电对象的盒决定为比盒Y的盒电压次高的盒。
接着,由于盒Y不是充电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒Y的信号输出至电力管理装置4(步骤S36)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6a拔出盒Y的显示。由于盒Y从充电对象中被除去,盒Y不会连接到DC-DC变换器61a,所以用户能够安全地拔取盒Y(步骤S37)。以后,进行图7所示的步骤S25以后的动作。其中,由于盒Y从充电对象中被除去,所以进行比盒Y的盒电压次低的盒的充电。此外,进行各盒的充电直至没有盒电压为69V以下的盒,充电处理结束。
接着,参照图8B说明在对盒X的正在充电中盒拔取信号以及表示盒X的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为打开的状态(非导通状态、断开状态)(步骤S41)。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从配电装置3对所选择的盒的直流电压供应动作(步骤S42)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S43)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒X、盒Y分别设定为盒电压为69V(第三电压)以下,且盒X的盒电压比盒Y的盒电压高。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒X的开关电路导通(步骤S44)。具体而言,控制电路62将盒X和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从DC-AC逆变器61b输入的直流电压降压为例如70V的直流电压,经由接通了的开关电路,输出至盒X。盒X中的串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒X的电压,若该盒的盒电压成为70V(第四电压)以上,则断开对应于盒X的开关电路。在该盒X成为70V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒X的指示。盒拔取信号以及表示盒X的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S45)。
控制电路62闭合(导通、接通)对应于设为盒X的下一个充电对象的盒Y的开关电路,将盒Y和DC-DC变换器61a连接(步骤S46)。盒Y中的串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。
接着,控制电路62控制电路62打开(非导通、断开)对应于盒X的开关电路,将盒X和DC-DC变换器61a设为非连接(步骤S47)。另外,也可以交换步骤S46和步骤S47的顺序。通过交换步骤,能够抑制在盒X的盒电压和盒Y的盒电压之间产生电压差的情况下的横流。
接着,由于盒X不是充电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒X的信号输出至电力管理装置4(步骤S48)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6a拔出盒X的显示。
由于盒X从充电对象中被除去,盒X不会连接到DC-DC变换器61a,所以用户能够安全地拔取盒X(步骤S49)。以后,进行图7所示的步骤S27以后的动作。进行比盒Y的盒电压次高的盒的充电。此外,进行各盒的充电直至没有盒电压为69V以下的盒,充电处理结束。
接着,说明在从蓄电系统6a的正在放电中拔取盒时的处理。图9A以及图9B是用于说明在从本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。另外,在图9A以及图9B中,盒A以及盒B是指图5所示的盒100_1~100_4的任一个盒。
另外,图9A示出在从盒A的正在放电中盒拔取信号以及表示盒B的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。此外,图9B示出在从盒A的正在放电中盒拔取信号以及表示盒A的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
首先,参照图9A说明在从盒A的正在放电中盒拔取信号以及表示盒B的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为打开的状态(非导通状态、断开状态)(步骤S51)。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从所选择的盒对配电装置3的交流电压供应动作(步骤S52)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S53)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒A、盒B分别设为盒电压为52V(第一电压)以上,且盒B的盒电压比盒A的盒电压低。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒A的开关电路导通(步骤S54)。具体而言,控制电路62将盒A和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从盒A输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从DC-DC变换器61a输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入该交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒A的输出电压,若盒A成为51V(第二电压)以下,则断开对应于盒A的开关电路。在该盒A成为51V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒B的指示。盒拔取信号以及表示盒B的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S55)。
控制电路62首先从步骤S53中决定的放电对象的盒中除去盒B。也就是说,控制电路62将设为盒A后下一个放电对象的盒决定为比盒B的盒电压次高的盒。接着,由于盒B不是放电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒B的信号输出至电力管理装置4(步骤S56)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6a拔出盒B的显示。由于盒B从放电对象中被除去,盒B不会连接到DC-DC变换器61a,所以用户能够安全地拔取盒B(步骤S57)。
以后,进行图6所示的步骤S5以后的动作。其中,由于盒B从放电对象中被除去,所以进行从比盒B的盒电压次高的盒的放电。此外,进行从各盒的放电直至没有盒电压为52V以上的盒,放电处理结束。
接着,参照图9B说明在从盒A的正在放电中盒拔取信号以及表示盒A的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路211~214成为打开的状态(非导通状态、断开状态)(步骤S61)。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从所选择的盒对配电装置3的交流电压供应动作(步骤S62)。
控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S63)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定导通连接到盒的开关电路的顺序。在此,盒A、盒B分别设为盒电压为52V(第一电压)以上,且盒B的盒电压比盒A的盒电压低。
控制电路62使对应于盒电压最高的盒A的开关电路导通(步骤S64)。具体而言,控制电路62将盒A和DC-DC变换器61a连接。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从盒A输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从DC-DC变换器61a输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入该交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。
控制电路62监视连接到DC-DC变换器61a的盒A的输出电压,若盒A成为51V(第二电压)以下,则断开对应于盒A的开关电路。在该盒A成为51V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒A的指示。盒拔取信号以及表示盒A的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S65)。
控制电路62闭合(导通、接通)对应于设为盒A后下一个放电对象的盒B的开关电路,将盒B和DC-DC变换器61a连接(步骤S66)。转移至从盒B对配电装置3放电的状态。
接着,控制电路62控制电路62打开(非导通、断开)对应于盒A的开关电路,将盒A和DC-DC变换器61a设为非连接(步骤S67)。另外,也可以交换步骤S66和步骤S67的顺序。通过交换步骤,能够抑制在盒A的盒电压和盒B的盒电压之间产生电压差的情况下的横流。
接着,由于盒A不是放电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒A的信号输出至电力管理装置4(步骤S68)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6a拔出盒A的显示。由于盒A从放电对象中被除去,盒A不会连接到DC-DC变换器61a,所以用户能够安全地拔取盒A(步骤S69)。
以后,进行图6所示的步骤S7以后的动作。进行从比盒A的盒电压次高的盒B的放电。此外,进行从各盒的放电直至没有盒电压为52V以上的盒,放电处理结束。
如上所述,本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a的特征在于,由多个连接的单元构成的盒100_1~100_4以多个并联的方式连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压。蓄电系统6a具备:被共同设置在以多个并联的方式连接的盒中的DC-DC变换器61a、被设置在DC-DC变换器61a和输出商用电压的节点之间的DC-AC逆变器61b、分别被设置在多个并联连接的各个盒与DC-DC变换器61a之间的多个开关电路、控制多个开关电路的导通或者非导通的控制电路62。
根据本发明的第一实施方式所涉及的蓄电系统6a,由于各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,所以也不需要进行盒间的能量平衡的平衡化的处理。此外,能够不受其他盒的充电电力的影响而最大限度提取对各盒充电的电力,所以能够有效活用各盒的充电能量。
(第二实施方式)
图10是说明本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b中的盒100_1~100_4的结构的图。
如图10所示,本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b具有蓄电装置60、对应于蓄电装置60中的盒100_1~100_4的各个盒的SW(以下,称为开关电路)210_1、210_2、210_3、210_4、控制电路62。此外,蓄电装置60具有4个盒100_1~100_4、连接到盒100_1~100_4的各个盒的PCS61_1~PCS61_4。
PCS61_i(i=1~4)的各个PSC包含DC-DC变换器64_i以及DC-AC逆变器63_i而构成。
盒100_i的+端子111_i以及-端子112_i连接到PCS61_i的盒侧的输入输出端子。此外,与PCS61_i的盒侧的输入输出端子相反的一侧的输入输出端子(配电装置3侧的输入输出端子)连接到开关电路210_i的一端。此外,开关电路210_i的另一端(输出商用电压或被输入商用电压的节点)连接到配电装置3。PCS61_i(i=1~4)也可以被设置在盒内部。此时,+端子111_i以及-端子112_i被设置在PCS与开关电路210_i之间的、PCS侧的输入输出端子。
像这样,构成蓄电装置60的多个盒的各个盒经由与各自的盒对应而设置的PCS以及开关电路,连接到配电装置3。
控制电路62根据电力管理装置4发送的控制信号(放电指示信号、充电指示信号、盒拔取信号、以及表示该盒的识别号的信号)而进行这些开关电路210_1~开关电路210_4的开闭控制(接通断开控制)。此外,控制电路62与开关电路210_1~开关电路210_4的接通断开控制连动,进行在开关电路与对应的盒之间连接的各PCS的控制(由PCS进行的对盒的充电控制,由PCS进行的从盒的放电控制)。
接着,参照图11,说明由控制电路62进行的PCS61_i(i=1~4)的控制。
图11是说明本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b中的PCS61_i的结构的图。图11将图10所示的PCS61_1~PCS61_4之中的一个作为PCS61_i而示出。
在构成PCS61_i的DC-AC逆变器63_i中,配电装置3侧的输入输出端子(输入节点)连接到开关电路210_i的一端,盒100_i侧的输入输出端子(输出节点)连接到DC-DC变换器64_i的配电装置3侧的输入输出端子(输入节点)。SW(开关电路)210_i的另一端(输出商用电压的节点)连接到配电装置3。
此外,在构成PCS61_i的DC-DC变换器64_i中,配电装置3侧的输入输出端子连接到DC-AC逆变器63_i的盒100_i侧的输入输出端子。
另外,这些输入输出端子与盒对应而分别包含正极侧端子和负极侧端子。
此外,在DC-DC变换器64_i中,盒100_i侧的输入输出端子之中,正极侧端子经由横流防止电路CCP_65i连接到盒100_i的+端子111_i,负极侧端子连接到-端子112_i。
横流防止电路CCP_65i包含二极管66_i、开关电路67_i、开关电路68_i、以及二极管69_i而构成。
在二极管66_i中,阳极端子连接到开关电路67_i的一端,阴极端子连接到盒100_i的+端子111_i。
在开关电路67_i中,一端连接到二极管66_i的阳极端子,另一端连接到DC-DC变换器64_i的盒100_i侧的输入输出端子(正极侧端子)。
在开关电路68_i中,一端连接到盒100_i的+端子111_i,另一端连接到二极管69_i的阳极端子。
在二极管66_i中,阳极端子连接到开关电路67_i的另一端,阴极端子连接到DC-DC变换器64_i的盒100_i侧的输入输出端子(正极侧端子)。
若控制电路62使PCS控制信号PCSC_i例如从低(L)电平变化为高(H)电平,则开关电路67_i成为闭合的状态、即导通(接通)状态,将DC-DC变换器64_i和二极管66_i连接。此外,若控制电路62使PCS控制信号PCSC_i例如从H电平变化为L电平,则开关电路67_i成为打开的状态、即非导通(断开)状态,将DC-DC变换器64_i和二极管66_i设为非连接。
此外,若控制电路62使PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,则开关电路68_i成为接通状态,将盒100_i和二极管69_i连接。此外,若控制电路62例如使PCS控制信号PCSC_i从H电平变化为L电平,则开关电路67_i成为断开状态,将盒100_i和二极管69_i设为非连接。
横流防止电路CCP_65i具有在包含盒100_i的多个盒被控制电路62选择时,防止例如在盒100_i的充电时在其他盒电压不同的盒和盒100_i之间流过横流的功能。此外,横流防止电路CCP_65i具有在包含盒100_i的多个盒被控制电路62选择时,防止例如在从盒100_i的放电时在其他盒电压不同的盒和盒100_i之间流过横流的功能。
另外,第二实施方式中设为将横流防止电路CCP_65i设置在盒100_i与DC-DC变换器64_i之间的结构,但也可以将横流防止电路CCP_65i设置在DC-DC变换器64_i与DC-AC逆变器63_i之间。
控制电路62通过从电力管理装置4发送的控制信号,控制开关电路210_i的开闭(非导通、导通)、以及横流防止电路CCP_65i的开关电路67_i、开关电路68_i的开闭。
具体而言,在控制信号为放电指示信号(表示从蓄电装置60的放电指示的信号)的情况下,控制电路62如下控制开关电路210_i、开关电路67_i、开关电路68_i的开闭。即,控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,接通开关电路210_1~开关电路210_4之中的至少一个开关电路210_i、以及开关电路68_i。由此,这些开关电路闭合的盒和配电装置3被连接。另外,在放电指示信号以及充电指示信号都没有被输入的情况下(默认状态的情况下),控制电路62将开关控制信号SWE_i、以及PCS控制信号PCSD_i维持为L电平,使开关电路210_i、开关电路67_i、开关电路68_i全部成为断开状态。
此外,在控制信号为放电指示信号的情况下,控制电路62如以下那样预先设定连接到配电装置3的盒的选择条件以及非选择条件。即,控制电路62将盒100_1~100_4之中的具有输出电压为例如47.8V以上(第一电压以上)的维持电压(盒电压)的盒设为选择的对象。另外,控制电路62始终监视全部盒电压,根据该输出电压,控制开关电路的接通或者断开。
控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平而接通对应于具有47.8V以上的盒电压的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i),选择盒100_i。由此,至少一个以上的盒被选择,连接到配电装置3。
此外,控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从H电平变化为L电平而断开对应于所选择的盒之中的盒电压成为例如46.8V以下(第二电压以下)的盒的开关电路,将盒设为非选择。即,从盒电压成为46.8V以下的盒起依次设为非选择,设为与配电装置3非连接。
以后,控制电路62进行将盒设为非选择的该开关电路断开动作,直至没有盒电压为46.8V以上的盒。
另一方面,在控制信号为充电指示信号(表示对蓄电装置60的充电指示的信号)的情况下,控制电路62如下控制开关电路210_i、开关电路67_i、开关电路68_i的开闭。即,控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平,接通开关电路210_1~开关电路210_4之中的至少一个开关电路210_i、以及开关电路67_i。由此,这些开关电路闭合的盒和配电装置3被连接。
此外,在控制信号为充电指示信号的情况下,控制电路62如以下那样预先设定连接到配电装置3的盒的选择条件以及非选择条件。即,控制电路62将盒100_1~100_4之中的盒电压为例如69.6V以下(第三电压以下)的盒设为选择的对象。
控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平而接通对应于具有69.6V以下的盒电压的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i),选择盒100_i。由此,至少一个以上的盒被选择,连接到配电装置3。
此外,控制电路62使开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSC_i从H电平变化为L电平而断开对应于所选择的盒之中的盒电压成为例如70.6V以上(第四电压以上)的盒的开关电路,将盒设为非选择。即,从盒电压成为70.6V以上的盒起依次设为非选择,设为与配电装置3非连接。
以后,控制电路62进行将盒设为非选择的该开关电路的断开动作,直至没有盒电压为70.6V以下的盒。
此外,在从电力管理装置4输入的控制信号表示盒拔取信号以及示出该盒的识别号的信号的情况下,控制电路62进行以下说明的控制。
如上述那样,控制电路62始终监视各盒的盒电压,将各盒的电压值发送至电力管理装置4。用户能够通过被设置在操作盘4b的显示装置而知晓各盒的盒电压值。此外,在蓄电系统6b不是正在工作的情况下,控制电路62使全部开关电路断开(默认状态)。在这样的蓄电系统6b不是正在工作的情况下,用户能够安全地从蓄电装置拔出任意的盒。
此外,在蓄电系统6b为正在工作的情况下,存在用户意图拔取的盒为正在充电或者正在放电的情况。在这样的情况下,控制电路62在该盒的充电或者放电的中途,断开上述的开关电路而将盒设为非选择。此时,在除用户意图拔取的盒以外还有正在充电或者正在放电的盒的情况下,继续该盒的充电或者放电。当然,在用户意图拔取的盒为正在充电或者正在放电的最后的盒的情况下,断开对应于该盒的开关电路而将盒设为非选择。控制电路62在用户意图拔取的盒成为非选择后,将指示显示可以拔取的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在操作盘4b的显示部上进行表示可以拔取盒的显示,用户能够安全地从蓄电装置60拔出该盒。
此外,控制电路62根据电力管理装置4发送的控制信号(放电指示信号、充电指示信号)而进行由DC-DC变换器64_i进行的升压、降压动作、以及由DC-AC逆变器63_i进行的电力变换动作。
具体而言,控制电路62在放电指示信号被输入的情况下,使PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,控制DC-DC变换器64_i。此时,DC-DC变换器64_i对经由开关电路68_i以及二极管69_i被输入至盒100_i侧的输入输出端子的直流(盒的维持电压)进行升压,将升压后的直流(例如300V的直流电压)输出至配电装置3侧的输入输出端子。此外,控制电路62使PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,控制DC-AC逆变器63_i。DC-AC逆变器63_i将被输入至盒100_i侧的输入输出端子的直流变换为交流(例如100V或者200V的交流电压),输出至配电装置3侧的输入输出端子。
此时,如上所述,由于开关电路210_i接通,所以从对应于接通了的开关电路210_i的盒、即所选择的盒的直流电压变换的交流电压被输入至配电装置3。配电装置3经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。另外,控制电路62通过被输入放电指示信号的期间之中的PCS控制信号PCSD_i为H电平的期间而进行对于PCS61_i的控制。也就是说,从被输入放电指示信号起,至盒100_i的盒电压成为46.8V以下为止进行。若盒100_i的盒电压成为46.8V以下,则控制电路62将PCS控制信号PCSD_i设为L电平,结束对于PCS61_i的控制。
此外,在被输入充电指示信号的情况下,控制电路62使PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平,控制DC-AC逆变器63_i。此时,DC-AC逆变器63_i将经由接通了的开关电路210_i被输入至配电装置3侧的输入输出端子的交流电压变换为直流电压,输出至盒100_i侧的输入输出端子。此外,控制电路62使PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平,控制DC-DC变换器64_i。此时,DC-DC变换器64_i对被输入至配电装置3侧的输入输出端子的直流电压进行降压,将降压后的直流电压经由开关电路67_i以及二极管66_i输出至盒100_i的输入输出端子。
此时,如上所述,由于开关电路210_i接通,所以蓄电装置60中的盒之中的开关电路接通了的盒被供应该直流电压而转移至被充电的状态。另外,控制电路62通过被输入充电指示信号的期间之中的PCS控制信号PCSC_i为H电平的期间进行对于PCS61_i的控制。也就是说,从被输入充电指示信号起,至盒100_i的盒电压成为70.6V以上为止进行。若盒100_i的盒电压成为70.6V以上,则控制电路62将PCS控制信号PCSC_i设为L电平,结束对于PCS61_i的控制。
接着,使用图12~图15说明图10所示的结构中的盒的充放电以及各开关电路的开闭(接通或者断开)控制。
图12是用于说明从本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的放电的处理的流程图。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路210_1~开关电路210_4成为断开状态(步骤S101)。具体而言,控制电路62在开关电路210_1~开关电路210_4、以及PCS61_1~PCS61_4中,将开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i、以及PCS控制信号PCSD_i(i=1~4)维持为L电平。在该状态下,通过从电力管理装置4被输入放电指示信号或者放电指示信号,能够随时进行从盒放电(对配电装置3的供电)或者对盒的充电。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从所选择的盒对配电装置3的交流电压供应动作(步骤S102)。
首先,控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S103)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定要选择连接到盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)的哪个。在此,设为盒100_1~100_4之中的三个盒(设为盒A、盒B、盒C)的盒电压为47.8V(第一电压)以上,且按盒A~C的顺序盒电压变低。
控制电路62使对应于盒电压为47.8V以上的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)接通(步骤S104)。在此,使对应于盒A~盒C的各个盒的开关电路接通。具体而言,控制电路62使对应于盒A~盒C的开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,将盒A~盒C和配电装置3连接。此外,控制电路62在盒A~盒C的各个盒中,控制DC-DC变换器64_i,使从各盒输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62在盒A~盒C的各个盒中,控制DC-AC逆变器63_i,使从DC-DC变换器64_i输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入从盒A~盒C的各个盒的直流电压变换的交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。
控制电路62监视盒电压,若其中的盒100_i的盒电压成为46.8V(第二电压)以下,则使开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)断开(步骤S105)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_i的开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_i的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)断开,PCS61_i去活。另外,在本实施方式中由于按盒A~C的顺序盒电压变低,所以在该步骤S106中,存在按盒C~盒A的顺序,盒被设为非选择、即与配电装置3非连接的趋势。
控制电路62判定在步骤S104中选择的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)是否都断开(步骤S106)。在此,判定盒A~盒C的开关电路是否都断开。开关电路已断开的盒,在步骤S105中,盒电压成为46.8V以下。因此,在本步骤S106中,在盒A~盒C的开关电路都断开的情况下,在步骤S103中选择的盒(在此为盒A~盒C全部)的盒电压成为46.8V以下。
并且,在盒A~盒C的开关电路都断开的情况下,转移至步骤S107(步骤S106-“是”)。另一方面,在步骤S104中选择的盒之中存在开关电路没有断开的盒的情况下,转移至上述的步骤S105(步骤S106-“否”)。在本实施方式的情况下,在盒C被设为非选择后,盒A以及盒B仍然处于盒电压比46.8V高的趋势。因此,维持对应于盒A以及盒B的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)的接通状态、以及PCS61_i的激活状态。并且,在重复步骤S105以及步骤S106的期间,盒A以及盒B的盒电压成为46.8V以下。由此,盒B成为非选择,盒A成为非选择(步骤S105),盒A~盒C的开关电路都断开,转移至步骤S107(步骤S106-“是”)。
控制电路62例如对电力管理装置4输出表示放电结束的信号(步骤S107)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示从蓄电系统6b的放电动作结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将放电指示信号输出至蓄电系统6b起至放电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6b为正在放电的显示的结构。
接着,说明对蓄电系统6b的充电的处理。图13是用于说明对本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的充电的处理的流程图。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路210_1~开关电路210_4成为断开状态(步骤S121)。具体而言,控制电路62在开关电路210_1~开关电路210_4以及PCS61_1~PCS61_4中,将开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i、以及PCS控制信号PCSD_i(i=1~4)维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、对所选择的盒的直流电压供应动作(步骤S122)。
首先,控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(步骤S123)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定要选择连接到盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)的哪个。在此,设为盒100_1~100_4之中的三个盒(设为盒X、盒Y、盒Z)的盒电压为69.6V(第三电压)以下,按盒X~盒Z的顺序盒电压变低。
控制电路62使对应于盒电压为69.6V以下的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)接通(步骤S124)。在此,使对应于盒X~盒Z的各个盒的开关电路接通。具体而言,控制电路62使对应于盒X~盒Z的开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平,将盒和配电装置3连接。此外,控制电路62在盒X~盒Z的各个盒中,控制DC-AC逆变器63_i,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62在盒X~盒Z的各个盒中,控制DC-DC变换器64_i,使从DC-AC逆变器63_i输入的直流电压降压为例如70.6V的直流电压。在所选择的盒X~盒Z的各个盒中,串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。
控制电路62监视盒电压,若其中的盒100_i的盒电压成为70.6V(第四电压)以上,则使对应于盒100_i的开关电路断开(步骤S125)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_i的开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_i的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)断开,PCS61_i去活。另外,在本实施方式中由于按盒X~盒Z的顺序盒电压变低,所以在该步骤S106中,存在按盒X~盒Z的顺序,盒被设为非选择、即与配电装置3非连接的趋势。
控制电路62判定在步骤S124中选择的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)是否都断开(步骤S126)。在此,判定盒X~盒Z的开关电路是否都断开。开关电路已断开的盒,在步骤S125中,盒电压成为70.6V以上。因此,在本步骤S126中,在盒X~盒Z的开关电路都断开的情况下,在步骤S123中选择的盒(在此为盒X~盒Z全部)的盒电压成为70.6V以上。
并且,在盒X~盒Z的开关电路都断开的情况下,转移至步骤S127(步骤S126-“是”)。另一方面,在步骤S124中选择的盒之中存在开关电路没有断开的盒的情况下,转移至上述的步骤S125(步骤S126-“否”)。在本实施方式的情况下,在盒X设为非选择后,盒Y以及盒Z仍然处于盒电压比70.6V低的趋势。因此,维持对应于盒Y以及盒Z的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)的接通状态、以及PCS61_i的激活状态。并且,在重复步骤S125以及步骤S126的期间,盒Y以及盒Z的盒电压成为70.6V以上。由此,盒Y成为非选择,盒Z成为非选择(步骤S125),盒X~盒Z的开关电路都断开,转移至步骤S127(步骤S126-“是”)。
控制电路62例如对电力管理装置4输出表示充电结束的信号(步骤S127)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示对蓄电系统6b的充电动作已结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将充电指示信号输出至蓄电系统6b起至充电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6b为正在充电的显示的结构。
接着,说明在对蓄电系统6b的正在充电中拔取盒时的处理。图14是用于说明在本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。另外,在图14所示的处理中,将被充电的盒设为在图13的说明中使用的盒X~盒Z。此外,设为三个盒(盒X、盒Y、盒Z)的盒电压为69.6V(第三电压)以下。
在图14中,示出在盒X~盒Z之中的至少一个盒为正在充电中盒拔取信号、以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。另外,盒100_j是指盒X~盒Z之中的任意盒。盒100_j可以是盒X~盒Z之中的例如一个盒X,或者也可以是盒X以及盒Y这两个盒,或者也可以是盒X~~盒Z这三个盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路210_1~开关电路210_4成为断开状态(步骤S131)。具体而言,控制电路62在开关电路210_1~开关电路210_4以及PCS61_1~PCS61_4中,将开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i、以及PCS控制信号PCSD_i(i=1~4)维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、对所选择的盒的直流电压供应动作(步骤S132)。
首先,控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(步骤S133)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定要选择连接到盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)的哪个。
控制电路62使对应于盒电压为69.6V以下的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)接通(步骤S134)。在此,使对应于盒X~盒Z的各个盒的开关电路接通。具体而言,控制电路62将对应于盒X~盒Z的开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i从L电平变化为H电平,从而将盒和配电装置3连接。此外,控制电路62在盒X~盒Z的各个盒中,控制DC-AC逆变器63_i,使从配电装置3输入的交流变换为直流。此外,控制电路62在盒X~盒Z的各个盒中,控制DC-DC变换器64_i,使从DC-AC逆变器63_i输入的直流降压为例如70.6V的直流。在所选择的盒X~盒Z的各个盒中,被串联连接的各单元转移至充电为约4.15V的状态。
在盒X~盒Z之中的全部盒的盒电压成为70.6V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒100_j的指示。盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62。
控制电路62使对应于盒100_j的开关电路断开(步骤S135)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_j的开关控制信号SWE_j、PCS控制信号PCSC_j从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_j的开关电路(开关电路210_j以及开关电路67_j)断开,PCS61_j去活。
接着,由于盒100_j被设为非选择、即不再是充电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒100_j的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6b拔出盒100_j的显示。由于盒100_j从充电对象中被除去,盒100_j不会连接到PCS61_j,所以用户能够安全地拔取盒100_j。
控制电路62监视盒电压,若其中的盒100_i的盒电压成为70.6V(第四电压)以上,则使对应于盒100_i的开关电路断开(步骤S136)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_i的开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_i的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)断开,PCS61_i去活。另外,在该步骤S136中,除了在步骤S135中被设为非选择的盒100_j之外,盒被设为非选择、即与配电装置3非连接。
控制电路62判定在步骤S134中选择的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)是否都断开(步骤S137)。在此,判定盒X~盒Z的开关电路是否都断开。开关电路断开了的盒是在步骤S135中被设为非选择的盒、以及在步骤S136中被判定为盒电压成为70.6V以上的盒的任一个。因此,在本步骤S137中,在盒X~盒Z的开关电路都断开的情况下,在步骤S133中所选择的盒(在此为盒X~盒Z全部)除了在步骤S135中被设为非选择的盒之外,盒电压成为70.6V以上。
并且,在盒X~盒Z的开关电路都断开了的情况下,转移至步骤S138(步骤S137-”是”)。另一方面,在步骤S134中选择的盒之中存在开关电路未断开的盒的情况下,转移至上述的步骤S135(步骤S137-“否”)。在本实施方式的情况下,除了在步骤S135中被设为非选择的盒、以及在步骤S136中被判定为盒电压成为70.6V以上的盒之外的盒仍然处于盒电压比70.6V低的趋势。因此,维持对应于该盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路67_i)的接通状态、以及PCS61_i的激活状态。并且,在重复步骤S135、步骤S136、以及步骤S137的期间,该盒成为非选择(步骤S135、步骤S136),盒X~盒Z的开关电路都断开,转移至步骤S138(步骤S137-“是”)。
控制电路62对例如电力管理装置4输出表示充电结束的信号(步骤S138)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示对蓄电系统6b的充电动作已结束的显示。
接着,说明在从蓄电系统6b的正在放电中拔取盒时的处理。图15是用于说明在从本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。另外,在图15所示的处理中,被放电的盒设为在图12的说明中使用的盒A~盒C。此外,设为三个盒(盒A,盒B,盒C)的盒电压为47.8V(第一电压)以上。
在图15中,示出了在盒A~盒C之中的至少一个盒为正在充电中盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。另外,盒100_j是指盒A~盒C之中的任意盒。盒100_j可以是盒A~盒C之中的例如一个盒A,或者也可以是盒A以及盒B这两个盒,或者也可以是盒A~盒C这三个盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使开关电路210_1~开关电路210_4成为断开状态(步骤S141)。具体而言,控制电路62在开关电路210_1~开关电路210_4、以及PCS61_1~PCS61_4中,将开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSC_i、以及PCS控制信号PCSD_i(i=1~4)维持为L电平。在该状态下,通过从电力管理装置4被输入放电指示信号或者放电指示信号,能够随时进行从盒放电(对配电装置3的供电)或者对盒的充电。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号,则控制电路62转移至蓄电装置60中的盒的选择、从所选择的盒对配电装置3的交流电压供应动作(步骤S142)。
首先,控制电路62测定盒100_1~100_4的各个盒的盒电压(输出电压)(步骤S143)。控制电路62基于盒电压的测定结果,决定要选择连接到盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)的哪个。
控制电路62使对应于盒电压为47.8V以上的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)接通(步骤S144)。在此,使对应于盒A~盒C的各个盒的开关电路接通。具体而言,控制电路62使对应于盒A~盒C的开关控制信号SWE_i以及PCS控制信号PCSD_i从L电平变化为H电平,从而将盒A~盒C和配电装置3连接。此外,控制电路62在盒A~盒C的各个盒中,控制DC-DC变换器64_i,使从各盒输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62在盒A~盒C的各个盒中,控制DC-AC逆变器63_i,使从DC-DC变换器64_i输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入从盒A~盒C的各个盒的直流电压变换的交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。
在盒A~盒C之中的全部盒的盒电压成为46.8V为止的期间,用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒100_j的指示。盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62。
控制电路62使对应于盒100_j的开关电路断开(步骤S145)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_j的开关控制信号SWE_j、PCS控制信号PCSD_j从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_j的开关电路(开关电路210_j以及开关电路68_j)断开,PCS61_j去活。
接着,由于盒100_j被设为非选择、即不再是放电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒100_j的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6b拔出盒100_j的显示。由于盒100_j从放电对象中被除去,盒100_j不会连接到PCS61_j,所以用户能够安全地拔取盒100_j。
控制电路62监视盒电压,若其中的盒100_i的盒电压成为46.8V(第二电压)以下,则使对应于盒100_i的开关电路断开(步骤S146)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_i的开关控制信号SWE_i、PCS控制信号PCSD_i从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_i的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)断开,PCS61_i去活。另外,在该步骤S146中,除了在步骤S145中被设为非选择的盒100_j之外,盒被设为非选择、即与配电装置3非连接。
控制电路62判定在步骤S144中选择的盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)是否都断开(步骤S147)。在此,判定盒A~盒C的开关电路是否都断开。开关电路断开了的盒是在步骤S145中被设为非选择的盒、以及在步骤S146中被判定为盒电压成为46.8V以下的盒的任一个。因此,在本步骤S147中,在盒A~盒C的开关电路都断开的情况下,在步骤S143中所选择的盒(在此为盒A~盒C全部)除了在步骤S145中被设为非选择的盒之外,盒电压成为46.8V以下。
并且,在盒A~盒C的开关电路都断开了的情况下,转移至步骤S148(步骤S147-”是”)。另一方面,在步骤S144中选择的盒之中存在开关电路未断开的盒的情况下,转移至上述的步骤S145(步骤S147-“否”)。在本实施方式的情况下,除了在步骤S145中被设为非选择的盒、以及在步骤S146中被判定为盒电压成为46.8V以下的盒外的盒仍然处于盒电压比46.8V高的趋势。因此,维持对应于该盒的开关电路(开关电路210_i以及开关电路68_i)的接通状态、以及PCS61_i的激活状态。并且,在重复步骤S145、步骤S146、以及步骤S147的期间,该盒成为非选择(步骤S145、步骤S146),盒A~盒C的开关电路都断开,转移至步骤S148(步骤S147-“是”)。
控制电路62对例如电力管理装置4输出表示放电结束的信号(步骤S148)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示从蓄电系统6b的放电动作已结束的显示。
如上所述,本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b的特征在于,由多个连接的单元构成的盒100_1~100_4以多个并联的方式连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,且将商用电压变换为直流电压而对多个并联连接的盒之中的满足规定的电压条件的盒进行充电,或者从该盒放电而输出商用电压。
本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b在与输出商用电压的节点之间与盒100_1~100_4的各个盒对应而设置开关电路(开关电路210_1~开关电路210_4)、输入节点连接到开关电路的DC-AC逆变器63_i、输入节点连接到DC-AC逆变器63_i的输出节点且输出节点连接到盒100_i的DC-DC变换器64_i,且所述蓄电系统6b具备控制开关电路的导通或者非导通的控制电路62。
根据本发明的第二实施方式所涉及的蓄电系统6b,由于将电池组盒化,因而不仅能够定置用,还能够重新载入其他设备或装置而供应电力。由此,能够有效活用电力。特别是,能够提供不需要基于平衡化的盒间的能量平衡的处理且能够充分提取各个盒的能量的蓄电系统。
(第三实施方式)
图16是说明本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c中的盒100_1~100_4的连接的图。此外,图17是说明本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c中的反向电流防止电路65_i的连接的图。
蓄电系统6c具有蓄电装置60、PCS(功率调节器)、控制电路62、横流防止电路(CCP)65_1~65_4。PCS包含DC-DC变换器61a以及DC-AC逆变器61b而构成。
横流防止电路65_i(符号i为1~4的其中一个,设为将符号i用作对应于控制对象的结构(电路以及控制信号)的符号。)如图17所示,包含二极管66_i(第二二极管)、开关电路67_i(第二开关电路)、开关电路68_i(第一开关电路)、以及二极管69_i(第一二极管)而构成。横流防止电路65_i将对于盒100_1~100_4的每个盒的电流限制为一个方向,从而防止产生横流。
二极管66_i和开关电路67_i被串联连接。通过二极管66_i以及开关电路67_i,对于盒100_i,形成了仅向充电方向这一个方向流过电流Ia的电流路径。
即,在二极管66_i中,阳极端子连接到开关电路67_i的一端,阴极端子连接到盒100_i的+端子111_i。
在开关电路67_i中,一端连接到二极管66_i的阳极端子,另一端连接到DC-DC变换器61a的输入输出端子(正极侧端子)。
二极管69_i和开关电路68_i被串联连接。通过二极管69_i以及开关电路68_i,形成了仅向放电方向这一个方向流过电流Ib的电流路径。
即,在开关电路68_i中,其一端连接到盒100_i的+端子111_i,其另一端连接到二极管69_i的阳极端子。
在二极管69_i中,阳极端子连接到开关电路68_i的另一端,阴极端子连接到DC-DC变换器61a的输入输出端子(正极侧端子)。
开关电路67_i被来自控制电路62的PCS控制信号PCSC_i控制。即,开关电路67_i在PCS控制信号PCSC_i为L电平时断开,在PCS控制信号PCSC_i为H电平时接通。开关电路68_i被来自控制电路62的PCS控制信号PCSD_i控制。即,开关电路68_i在PCS控制信号PCSD_i为L电平时断开,在PCS控制信号PCSD_i为H电平时接通。
若开关电路68_i断开且开关电路67_i接通,则能够限制为仅向盒100_i的充电方向流过电流Ia。若开关电路67_i断开且开关电路68_i接通,则能够限制为仅向盒100_i的放电方向流过电流Ib。
另外,横流防止电路65_i中的二极管66_i以及开关电路67_i只要串联连接即可,也可以在+端子111_i侧配设开关电路67_i,在DC-DC变换器61a侧配设二极管66_i,从而将它们串联连接。此外,横流防止电路65_i中的二极管69_i以及开关电路68_i只要串联连接即可,也可以在+端子111_i侧配设二极管69_i,在DC-DC变换器61a侧配设开关电路68_i,从而将它们串联连接。
返回图16,盒100_1~100_4的+端子111_1~111_4经由横流防止电路65_1~65_4,连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子(正极侧端子)。盒100_1~100_4的-端子112_1~112_4连接到DC-DC变换器61a的蓄电装置60侧的输入输出端子(负极侧端子)。
在构成PCS的DC-DC变换器61a中,蓄电装置60侧的输入输出端子(正极侧端子)如上述那样,经由横流防止电路65_1~65_4分别连接到盒100_1~100_4的+端子111_1~111_4。在构成PCS的DC-DC变换器61a中,蓄电装置60侧的输入输出端子(负极侧端子)连接到盒100_1~100_4的-端子112_1~112_4。
在构成PCS的DC-AC逆变器61b中,蓄电装置60侧的输入输出端子连接到DC-DC变换器61a的配电装置3侧的输入输出端子,与蓄电装置60相反的一侧的输入输出端子(输出商用电压的节点)连接到配电装置3。
另外,在本实施方式中,将PCS(功率调节器)的结构设为由DC-DC变换器以及DC-AC逆变器构成的结构。但是,这是一例,也可以将PCS的结构设为设置两组由单向DC-DC变换器以及单向DC-AC逆变器构成的组(分别设为PCS1、PCS2),各自的组向相反方向供应电压的结构。在采用该结构的情况下,PCS1、PCS2的各个PCS与盒100_1~100_4以及配电装置3的连接如下所述。
即,在PCS1中,蓄电装置60侧的输入端子(正极侧端子)经由横流防止电路65_1~65_4分别连接到盒100_1~100_4的+端子111_1~111_4。此外,在PCS1中,蓄电装置60侧的输入端子(负极侧端子)连接到盒100_1~100_4的-端子112_1~112_4。此外,在PCS1中,蓄电装置60侧的输出端子连接到配电装置3。
另一方面,在PCS2中,蓄电装置60侧的输出端子(正极侧端子)经由横流防止电路65_1~65_4,分别连接到盒100_1~100_4的+端子111_1~111_4。此外,在PCS2中,蓄电装置60侧的输出端子(负极侧端子)连接到盒100_1~100_4的-端子112_1~112_4。此外,在PCS2中,蓄电装置60侧的输入端子连接到配电装置3。
像这样,PCS(功率调节器)将商用电压变换为直流电压而对多个并联连接的盒100_1~100_4同时进行充电,或者从多个并联连接的盒100_1~100_4同时进行放电而输出商用电压即可,也可以使用DC-DC变换器以及DC-AC逆变器的任一个。
控制电路62根据电力管理装置4发送的控制信号(放电指示信号、充电指示信号)而进行由DC-DC变换器61a进行的升压、降压动作、以及由DC-AC逆变器61b进行的电力变换动作。
具体而言,控制电路62在被输入放电指示信号的情况下,控制DC-DC变换器61a,对被输入至蓄电装置60侧的输入输出端子的直流电压(盒的维持电压)进行升压,使升压后的直流电压(例如300V的直流电压)输出至配电装置3侧的输入输出端子。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使被输入至蓄电装置60侧的输入输出端子的直流电压变换为交流电压(例如100V或者200V的交流电压),输出至配电装置3侧的输入输出端子。配电装置3被输入该交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。另外,由控制电路62进行的对于PCS的控制通过被输入放电指示信号的期间而进行。
此外,控制电路62在被输入充电指示信号的情况下,控制DC-AC逆变器61b,使被输入至配电装置3侧的输入输出端子的交流电压变换为直流电压,输出至蓄电装置60侧的输入输出端子。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,对被输入至配电装置3侧的输入输出端子的直流电压进行降压,使降压后的直流电压输出至蓄电装置60侧的输入输出端子。蓄电装置60中的盒100_1~100_4转移至被供应该直流电压而被充电的状态。另外,由控制电路62进行的对于PCS的控制通过被输入充电指示信号的期间而进行。
此外,控制电路62通过从电力管理装置4发送的控制信号,控制构成横流防止电路65_1~65_4的各开关电路67_1~67_4以及各开关电路68_1~68_4的开闭(非导通、导通)。
具体而言,控制电路62在放电指示信号,以及充电指示信号都没有被输入的情况下(默认状态的情况下),使横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4全部成为打开的状态(非导通、断开的状态)。
在控制信号为放电指示信号(表示从蓄电装置60的放电指示的信号)的情况下,控制电路62使PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4成为H电平,使PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4成为L电平。控制电路62控制为横流防止电路65_1~65_4中的开关电路68_1~68_4导通,开关电路67_1~67_4成为非导通。此时,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路68_i以及二极管69_i,形成了仅向放电方向这一个方向流过电流Ib的电流路径。
在控制信号为充电指示信号(表示对蓄电装置60的充电指示的信号)的情况下,控制电路62使PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4成为H电平,使PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4成为L电平。控制电路62控制为横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4导通,开关电路68_1~68_4成为非导通。此时,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路67_i以及二极管66_i,形成了仅向充电方向这一个方向流过电流Ia的电流路径。
此外,设为在正在放电中,从电力管理装置4输入的控制信号为盒拔取信号以及表示该盒的识别号的信号。如上述那样,在正在放电中,横流防止电路65_1~65_4中,开关电路68_1~68_4导通,开关电路67_1~67_4成为非导通。若输入盒拔取信号以及表示该盒的识别号的信号,则控制电路62使PCS控制信号PCSD_j(将j设为表示成为拔取的对象的盒的标号)成为L电平,将对应于用户意图拔取的盒的开关电路68_j设为非导通。并且,控制电路62将指示显示可以拔取用户意图拔取的盒的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在操作盘4b的显示部上进行表示可以拔取盒的显示,用户能够安全地从蓄电装置60拔出该盒。
此外,设为在正在充电中,从电力管理装置4输入的控制信号为盒拔取信号以及表示该盒的识别号的信号。如上述那样,在正在充电中,横流防止电路65_1~65_4中,开关电路67_1~67_4导通,开关电路68_1~68_4成为非导通。若输入盒拔取信号以及表示该盒的识别号的信号,则控制电路62使PCS控制信号PCSC_j(将j设为表示成为拔取的对象的盒的标号)成为L电平,将对应于用户意图拔取的盒的开关电路67_j设为非导通。并且,控制电路62将指示显示可以拔取用户意图拔取的盒的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在操作盘4b的显示部上进行表示可以拔取盒的显示,用户能够安全地从蓄电装置60拔出该盒。
图18是用于说明从本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的放电的处理的流程图。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4成为断开状态(步骤S1)。具体而言,控制电路62将PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4以及PCS控制信号PCSD1~PCSD4全部维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号(步骤S2),则控制电路62转移至从盒对配电装置3的交流电压供应动作。控制电路62使PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4从L电平变化为H电平。由此,在横流防止电路65_1~65_4中,开关电路68_1~68_4成为接通(步骤S3)。因此,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路68_i以及二极管69_i,形成了仅向盒100_i的放电方向流过电流Ib的电流路径。
此外,控制电路62控制DC-DC61a,使从各盒100_1~100_4输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从DC-DC变换器61a输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入从各盒100_1~100_4的各个盒的直流电压变换的交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压。由此,多个盒100_1~100_4同时成为放电状态(步骤S4)。
控制电路62监视盒电压,若全部盒100_1~100_4的盒电压成为46.8V(第一电压)以下(步骤S5),则使PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4从H电平变化为L电平。
由此,横流防止电路65_1~65_4中的开关电路68_1~68_4成为断开(步骤S6),在各自的横流防止电路65_i中,放电电流Ib以及充电电流Ia这双方的电流路径被切断。
控制电路62对例如电力管理装置4输出表示放电结束的信号(步骤S7)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示从蓄电系统6c的放电动作已结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将放电指示信号输出至蓄电系统6c起至放电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6c为正在放电的显示的结构。
接着,说明对蓄电系统6c的充电的处理。图19是用于说明对本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的充电的处理的流程图。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4成为断开状态(步骤S11)。具体而言,将PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4以及PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号(步骤S12),则控制电路62转移至对盒的直流电压供应动作。控制电路62使PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4从L电平变化为H电平。由此,在横流防止电路65_1~65_4中,开关电路67_1~67_4成为接通(步骤S13)。因此,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路67_i以及二极管66_i,形成了仅向盒100_i的充电方向流过电流Ia的电流路径。
此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从DC-AC变换器61a输入的直流电压降压为直流电压。由此,多个盒100_1~100_4同时成为充电状态。(步骤S14)
控制电路62监视盒电压,若全部盒100_1~100_4的盒电压成为68V(第二电压)以上(步骤S15),则使PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4从H电平变化为L电平。由此,在横流防止电路65_1~65_4中,开关电路67_1~67_4成为断开(步骤S16),在各自的横流防止电路65_i中,放电电流Ib以及充电电流Ia这双方的电流路径被切断。其中,若盒内的单元的个数变动,则第二电压变化。例如,在单元的终止电压设为4.15V时,若为串联连接了100个的盒,则第二电压成为415V。
控制电路62对例如电力管理装置4输出表示充电结束的信号(步骤S17)。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行表示从蓄电系统6c的充电动作已结束的显示。另外,也可以设为从电力管理装置4将充电指示信号输出至蓄电系统6c起至充电结束为止,电力管理装置4进行表示蓄电系统6c为正在充电的显示的结构。
接着,说明在对蓄电系统6c的正在放电中拔取盒时的处理。图20是用于说明在本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的正在放电中拔取盒时的处理的流程图。
在图20中,示出了在盒为正在放电中盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。另外,设为盒100_j表示盒100_1~盒100_4之中的成为拔取的对象的盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4成为断开状态(步骤S21)。具体而言,控制电路62将PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4以及PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入放电指示信号(步骤S22),则控制电路62转移至从盒100_1~100_4对配电装置3的交流电压供应动作。控制电路62使PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4从L电平变化为H电平。由此,在横流防止电路65_1~65_4中,开关电路68_1~68_4成为接通(步骤S23)。因此,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路68_i以及二极管69_i,形成了仅向对盒100_i的放电方向流过电流Ib的电流路径。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a使从盒100_1~100_4输入的直流电压升压为例如300V的直流电压。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从DC-DC变换器61a输入的直流电压变换为例如100V或者200V的交流电压。配电装置3被输入从盒100_1~100_4的直流电压变换的交流电压,经由例如通电监视器5向电器51供应动作电压(步骤S24)。
在盒100_1~盒100_4之中的全部盒的盒电压成为46.8V(第一电压)为止的期间,若用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒100_j的指示,则盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S25)。其中,若盒内的单元的个数变动,则第一电压变化。例如,在单元的终止电压设为2.7V时,若为串联连接了100个的盒,则第二电压成为270V。
控制电路62使对应于盒100_j的横流防止电路65_j中的开关电路68_j断开(步骤S26)。具体而言,控制电路62使PCS控制信号PCSD_j从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_j的横流防止电路65_j的开关电路68_j断开。
接着,由于盒100_j不再是放电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒100_j的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6c拔出盒100_j的显示(步骤S27)。由于盒100_j从放电对象中被除去,所以用户能够安全地拔取盒100_j(步骤S28)。
接着,说明在从蓄电系统6c的正在充电中拔取盒时的处理。图21是用于说明在本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的正在充电中拔取盒时的处理的流程图。
在图21中,示出了在盒为正在充电中盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62的情况下的处理。另外,设为盒100_j表示盒100_1~盒100_4之中的成为拔取的对象的盒。
控制电路62在没有从电力管理装置4输入放电指示信号以及充电指示信号的任一信号的状态下,使横流防止电路65_1~65_4中的开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4成为断开状态(步骤S31)。具体而言,控制电路62将PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4以及PCS控制信号PCSD_1~PCSD_4维持为L电平。
若从电力管理装置4被输入充电指示信号,则控制电路62转移至对盒100_1~100_4的直流电压供应动作(步骤S32)。控制电路62使PCS控制信号PCSC_1~PCSC_4从L电平变化为H电平。
由此,在横流防止电路65_1~65_4中,开关电路67_1~67_4成为接通(步骤S33)。因此,在各自的横流防止电路65_i中,通过开关电路67_i以及二极管66_i,形成为仅向盒100_i的充电方向流过电流Ia的电流路径。此外,控制电路62控制DC-AC逆变器61b,使从配电装置3输入的交流电压变换为直流电压。此外,控制电路62控制DC-DC变换器61a,使从AC-DC变换器61b输入的直流电压降压(步骤S34)。
在盒100_1~盒100_4之中的全部盒的盒电压成为68V(第二电压)为止的期间,若用户从电力管理装置4的操作盘4b输入拔出盒100_j的指示,则盒拔取信号以及表示盒100_j的识别号的信号被输入至控制电路62(步骤S35)。
控制电路62使对应于盒100_j的横流防止电路65_j中的开关电路67_j断开(步骤S36)。具体而言,控制电路62使对应于盒100_j的横流防止电路65_j的PCS控制信号PCSC_j从H电平变化为L电平。由此,对应于盒100_j的横流防止电路65_j的开关电路67_j断开。
接着,由于盒100_j不再是充电状态,所以控制电路62将指示显示可以拔出盒100_j的信号输出至电力管理装置4。电力管理装置4在被设置在操作盘4b的显示装置上,进行可以从蓄电系统6c拔出盒100_j的显示(步骤S37)。由于盒100_j从充电对象中被除去,所以用户能够安全地拔取盒100_j(步骤S38)。
接着,说明在使用本实施方式对多个盒同时进行了充放电时的循环试验的结果。图22A~图22C是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第一循环试验的结果的图。此外,图23A~图23C是表示本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的第二循环试验的结果的图。
如图22A所示,第一试验使用相同容量(2900Wh)的盒,在图22A所示的条件下,重复放电和充电。图22B示出放电结果,图22C示出充电结果。在该循环试验中,在没有进行充电、放电时观察不到电流值,从而确认出没有横流。这是由于由二极管以及开关电路构成的横流防止电路的作用。另外,认为充电以及放电容量没有达到理论值是由于二极管产生热损耗。
如图23A所示,第二试验使用不同的容量(2900Wh、2900Wh、2400Wh)的盒,在图23A所示的条件下,重复放电和充电。图23B示出放电结果,图23C示出充电结果。在该循环试验的情况下,也在没有进行充电、放电时观察不到电流值,从而确认出没有横流。这是由于由二极管以及开关电路构成的横流防止电路的作用。另外,认为充电以及放电容量没有达到理论值是由于二极管产生热损耗。
如上所述,本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的特征在于,将由多个连接的单元构成的盒100_1~100_4以多个并联的方式连接,设置将对于盒100_1~100_4的每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的横流防止电路65_1~65_4,将商用电压变换为直流电压而对并联连接的多个盒100_1~100_4同时进行充电,或者从并联连接的多个盒100_1~100_4同时进行放电而输出所述商用电压。
本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c的特征在于,具备:被共同设置在多个并联连接的盒100_1~100_4中的DC-DC变换器61a、被设置在DC-DC变换器61a与输出商用电压的节点之间的DC-AC逆变器61b、包含将对于盒100_1~100_4的每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的二极管66_1~66_4、69_1~69_4以及开关电路67_1~67_4、68_1~68_4的横流防止电路65_1~65_4、控制构成多个横流防止电路65_1~65_4的开关电路67_1~67_4、68_1~68_4的导通或者非导通的控制电路62。
根据本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c,由于对多个盒同时进行放电或者充电,所以能够高效地进行放电或者充电。此外,根据本发明的第三实施方式所涉及的蓄电系统6c,由于设置了将电流限制为一个方向的横流防止电路65_1~65_4,所以即使对多个盒同时进行放电或者充电,也能够防止产生横流。
(第四实施方式)
以下,参照附图说明本发明的第四实施方式的电池管理系统、蓄电系统。
蓄电系统是进行将从自然能源得到的电力以及系统电力(商用电力)蓄电到被设置在盒中的单元、以及从被设置在盒中的单元作为定置用而向建筑物内供应电力的管理的系统。从自然能源得到的电力是指例如通过太阳能发电或风力发电等而得到的电力。
作为蓄电的设备,由锂离子二次电池(以下LiB)构成,由LiB的单元多个连接的盒类型的组(以下盒:作为盒的含义为能够卸下的部件)以及固定盒而进行盒的电池管理的蓄电系统构成。
盒能够容易地从蓄电系统装卸。通过这些发明,不仅能够用作住宅、大厦、工场等的蓄电用系统,还能够将盒转用于自行车或汽车等,变得更易于维护。
在该实施方式中,涉及对从自然能源得到的电力以及系统电力进行蓄电,进行管理的系统。由LiB的单元多个连接的盒和固定盒而进行电力的融通的蓄电系统构成。为了实现这些,单元在盒内部被电连接,且该盒被并联连接是必须的。为了达成盒,盒的安全的装卸是必须的,所以盒和蓄电系统的电连接部分通过罩而保护。或者进行基于无线的电力融通。进而,在盒中剩余容量不同的电池被装入蓄电系统。所以,具有使这些剩余容量均匀的系统。
在本实施方式的第一方式中,提供了一种蓄电系统,其特征在于,连接了多个由锂离子二次电池构成的单元的盒以多个并联的方式连接,盒的电压维持能够变换为商用电压的电压。
蓄电系统中,由于将多个盒并联连接,所以与盒的个数无关而蓄电系统工作。此外,蓄电系统的电压与盒的电压成为相同。所以,盒的电压在连接了蓄电系统时,必须维持能够变换为商用电压的电压。作为变换电压的电力变换装置可列举变压器等。该电力变换装置将从盒输出的直流的电压变换为交流的规定的电压(例如,100V或200V)。
此外,在该实施方式中的第二方式中,提供了一种电池管理系统以及蓄电系统,在第一方式中记载的蓄电系统中,即使盒搭载个数为n个(n<30)而a个(a:n-1以下)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。在连接了蓄电系统时,作为其他用途而使用盒的情况下,必须使蓄电系统在比当初的盒的个数少的状态下工作。此时,存在输出变小的可能性,但需要即使是a个盒也作为蓄电系统而工作的电池管理系统。
此外,在该实施方式的第三方式中,提供了一种盒,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,是大致相同的形状的盒。通过使蓄电系统中使用的盒的大小成为相同,能够不限定用途而使用。
此外,在该实施方式的第四方式中,提供了一种电池管理系统以及蓄电系统,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,在剩余容量不同的盒被搭载时,仅使用剩余容量大的盒,不使用少的盒,在全部电压成为相同电压时,从全部盒输出电力。由于是由盒构成的蓄电系统,所以若将某盒用作其他用途,则在返回至蓄电系统时,剩余容量与其他盒不同。若是以往的系统,则由于在盒间没有设置开关等,所以剩余容量最小的盒的电压成为输出(output)的电压,因此系统整体的性能降低。在本方式中,在盒间设置了开关,通过容量少的盒被强制性地从电路去除,从而解决了上述课题。另外,仅使用剩余容量大的盒而不使用少的盒的状态是将剩余容量大的盒连接到蓄电系统而将少的盒不连接到蓄电系统的状态。在从该被连接的盒供应电力的状态下,未被连接的盒的剩余容量与被连接的盒的剩余容量成为相同的情况下,连接未被连接的盒,使其供应电力。
此外,在该实施方式的第五方式中,提供了一种电池管理系统以及蓄电系统,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,在剩余容量不同的盒被搭载时,能够从剩余容量大的盒对少的盒进行电力输送的电路配置在各盒间。这是与上述的第四方式并列的条件,但由于在盒间设置了开关,所以能够仅进行特定的单元间的电力交接。所以能够使所使用的全部盒的剩余容量均匀,因此能够防止盒的寿命恶化。
此外,在该实施方式的第六方式中,提供了一种盒以及蓄电系统,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置了罩,若将盒嵌入蓄电系统则露出连接面而形成电连接。盒必须与蓄电系统电连接。但是,考虑使得不会将大型锂离子二次电池的接片不小心暴露在外部。因此,对盒以及蓄电系统的电极接片施加罩。由此,不仅能够安全地进行连接,还能够避免灰尘等的污垢所导致的接触不良。
此外,在该实施方式的第七方式中,提供了一种盒以及蓄电系统,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置了无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。这是与上述的第六方式并列的关系。在安全上,从避免接触不良的观点来看,优选电极接片等的连接部不露出。因此,在电力交接侧以及电力提供侧施加能够进行无线充电的电部件(螺旋线等)。
此外,在该实施方式的第八方式中,提供一种蓄电系统,在第一方式中记载的蓄电系统中,能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
此外,在该实施方式的第九方式中,提供一种电池管理系统以及蓄电系统,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,蓄电系统连接到LAN(局域网),基于天气预报而算出未来的太阳能电池的发电量,且若所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,基于天气预报而算出未来的太阳能电池的发电量,且若所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间为预先决定的时间以上则不进行从系统的蓄电。在此,预先决定的时间能够适当设定,例如能够设为3小时。
通过蓄电系统连接到LAN等的IT(信息技术)设备,从而能够高效地使用能量。若是设置了太阳能发电的家庭,则通过根据天气预报推测太阳能发电在未来(例如次日)发电的量,判断应该在前一日从商用系统电源进行蓄电,还是根据次日的太阳能发电来供应电力。通过将其实现,能够达成能量的高效的使用。
此外,为了推进来自太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,将蓄电系统连接到LAN,从被设置在外部的服务器接收天气预报。优选构筑还考虑了生活模式的总能量管理系统。生活模式是指各家庭在何时使用多少电力这样的信息。智能表连接到蓄电系统,从而蓄电系统从智能表接收作为生活模式的信息,基于该信息,配合该家庭的电力使用状况而从盒供应电力,或者对盒进行充电。
此外,在该实施方式的第十方式中,提供了一种单元以及盒,其特征在于,在第一方式中记载的蓄电系统中,在盒中连接的单元在5C充电、5C放电的条件下进行了循环特性试验时,第100次循环的容量维持率为90%以上。比起第二方式以及第四方式,产生以少数的盒的蓄电系统的工作、以及盒间的电力融通。此时,只要盒中搭载的单元具有急速充放电性能,即使盒的个数为a个(n-1以下),也能够通过提高C速率,从而有效活用能量。
在此,说明了第一至第十方式,但还能够组合其中的两个以上而构成盒、电池管理系统、蓄电系统。
图24是表示本发明的第四实施方式的构成在电池管理系统、蓄电系统中使用的盒的单元的外观的图。单元为大致长方体的形状,端子被设置在一个面(在此上表面)。关于单元的大小,例如宽度为10cm左右,高度为0.5cm左右,进深为30cm左右。
图25是表示本发明的第四实施方式中的盒的外观的图。
盒由多个单元构成。在该图中,图示了盒由三个单元构成的情况。在盒中,三个单元并排收纳,单元的端子向外部露出。关于盒的大小,例如宽度为15cm左右,高度3cm左右,进深40cm左右。
若各单元被搭载在蓄电装置中,则在蓄电装置侧各单元串联连接。
另外,在该图中,说明了盒具有三个单元的情况,但单元的个数不限于此,也可以是一个、两个、或四个以上。
图26是表示盒的其他例的图。在该图中,在盒的箱体内,搭载了电池管理系统(BMS)。电池管理系统具有管理从蓄电装置对单元的充电或从单元对连接到外部的负载的放电等的功能,例如,控制充放电以使不产生过充电或过放电。
图27是表示蓄电系统的外观的图。蓄电系统由一个或者多个盒和蓄电装置构成。在该图中,蓄电装置设置了四个容纳并连接盒的容纳口,最多能够连接四个盒。关于该蓄电装置的大小,例如宽度100cm,高度50cm,进深100cm左右。在该图中,一个盒被搭载在蓄电装置中。
图28是说明蓄电装置和盒的连接的图。在此,说明最多能够将四个盒306~309连接到蓄电装置的情况。在该图中,在蓄电装置中,设置了开关301~开关305。关于开关301,一个端子连接到开关302~305的一个端子,另一个端子选择性地从蓄电装置连接到负载侧(例如,建筑物内的电设备)或商用电源等的各种电路的其中一个,或将该各种电路从开关302~305切断。
关于开关302~305,分别一个端子连接到开关301的另一个端子,在接通的情况下另一个端子连接到其中一个单元,在断开的情况下从单元切断。
在此,被设置在蓄电系统内的控制装置对开关301~305进行接通断开,从而在盒306、307、308、309之间融通电力。例如,通过仅使开关302和305接通,从而能够在盒306和盒309之间进行电力输送。
图29是说明盒的图。在该例中,说明盒的端子被收纳在对盒设置的罩内的情况。
在盒310的其中一个面上,设置了能够开闭的罩313。该罩313向横向打开。在盒310的罩内,设置了正端子311和负端子312。经由该正端子311和负端子312,能够从被设置在盒310中的单元供应电力,或进行单元的充电。盒310内的各单元串联连接,经由正端子311和负端子312连接到蓄电装置或负载,从而能够进行对单元的充电以及放电。
图30是说明蓄电系统中使用的蓄电装置320的图。在该图中,在蓄电装置320的侧面的其中一个面上,以能够开闭的方式设置了罩322(相当于图29中的罩313)。该罩322向横向打开。在罩322内,设置了两个端子口321,盒310的正端子311和负端子312分别被插入。由此,蓄电装置320和盒310能够进行电连接。
根据上述的实施方式,能够将例如定置用蓄电池用作根据行驶状态而行驶距离较大变动的电动车的补充器。此外,若将定置用蓄电池用于自行车则还能够省略电池充电时间,便利性提高。此外,在家属增加而电力使用量改变时,通过增设盒的个数,能够容易地增加容量,所以不需要引入新的系统,因此经济性高。
此外,也可以将用于实现图1中的蓄电系统6(6a、6b、6c)的功能的程序记录到计算机能够读取的记录介质,通过使计算机系统读取并执行该记录介质中记录的程序,进行充放电管理。另外,在此所说的“计算机系统”设为包含OS或周边设备等的硬件。
此外,若在利用WWW系统的情况下,“计算机系统”设为还包含主页提供环境(或显示环境)。
此外,“计算机能够读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等的移动介质、计算机系统中内置的硬盘等的存储装置。进而“计算机能够读取的记录介质”是指如成为经由互联网等的网络或电话线路等的通信线路而发送了程序的情况下的服务器或客户机的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)那样,还包含一定时间保持程序的器件。此外上述程序可以是用于实现前述的功能的一部分的程序,进而也可以是能够以与已经记录于计算机系统的程序的组合而前述的功能实现的程序。
以上,参照附图详述了本发明的实施方式,但具体构成不限于该实施方式,还包含不脱离本发明的主旨的范围内的变更等。
例如,在上述实施方式中,说明了能够转用于一般住宅的蓄电系统。也可以是,将本发明的蓄电系统能够转用于店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
此外,在上述实施方式中,说明了物理地进行盒和蓄电系统的连接的例子。关于该蓄电系统和盒的连接部,也可以设为在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接的结构。在卸下盒时,在安全上,从避免接触不良的观点来看,优选电极接片等的连接部不露出。因此也可以在电力交接侧以及电力提供侧施加能够无线充电的电部件(螺旋线等)。
此外,在上述实施方式中,设为电力管理装置4基于电预报,控制对蓄电系统6的充电或者从蓄电系统6的放电的结构。为了更进一步推进从太阳能电池以及系统的电力的有效活用化,也可以设为以下的结构。即,也可以设为基于天气预报而算出未来的太阳能电池的发电量,且若所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,基于天气预报而算出未来的太阳能电池的发电量,且若所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间为预先决定的时间以上则不进行从系统的蓄电的结构。
此外,图3所示的盒100以及单元101的尺寸、特性为一例,不限定于图示的尺寸等。此外,控制电路62在对开关电路67_1~67_4以及开关电路68_1~68_4进行接通或者断开时的判定电压(第一电压以及第二电压)的电压值为一例,不限定于这些电压值。此外,不用说即使将盒100从蓄电系统6卸下,也能够单独输出直流电压以及交流电压。
工业上的可利用性
本发明能够广泛应用于蓄电系统,由于将电池组盒化,因而不仅能够定置用,还能够重新载入其他设备或装置而供应电力。由此,能够有效活用电力。特别是,不需要基于平衡化的盒间的能量平衡的处理,且能够充分提取各个盒的能量。
此外,能够对多个盒同时高效地进行放电或者充电。此外,能够防止在对多个盒同时进行放电或者充电时,产生由于盒的端子电压间的差异而产生的横流。
标号说明
1        供电网
2        电表
3        配电装置
4        电力管理装置
4a       控制装置
4b       操作盘
5        通电监视器
6        蓄电系统
6a       蓄电系统
6b       蓄电系统
6c       蓄电系统
9        太阳能电池板
10       太阳能模块
16       互联网
17       外部服务器
18       电动车
22       罩
51       电器
60       蓄电装置
61_i PCS (功率调节器)
61_1PCS    (功率调节器)
61_2PCS    (功率调节器)
61_3PCS    (功率调节器)
61_4PCS    (功率调节器)
61a DC-DC  变换器
61b DC-AC  逆变器
62          控制电路
63_i DC-AC 逆变器
63_1DC-AC  逆变器
63_2DC-AC  逆变器
63_3DC-AC  逆变器
63_4DC-AC  逆变器
64_i DC-DC 变换器
64_1DC-DC  变换器
64_2DC-DC  变换器
64_3DC-DC  变换器
64_4DC-DC  变换器
65_i        横流防止电路
65_1        横流防止电路
65_2        横流防止电路
65_3        横流防止电路
65_4        横流防止电路
66_i        二极管
66_1        二极管
66_2        二极管
66_3        二极管
66_4        二极管
67_i        开关电路
67_1        开关电路
67_2        开关电路
67_3        开关电路
67_4  开关电路
68_i  开关电路
68_1  开关电路
68_2  开关电路
68_3  开关电路
68_4  开关电路
69_i  二极管
69_1  二极管
69_2  二极管
69_3  二极管
69_4  二极管
100   盒
100_i 盒
100_1 盒
100_2 盒
100_3 盒
100_4 盒
101   单元
102   安全电路
103   手柄
111   +端子
111_i +端子
111_1 +端子
111_2 +端子
111_3 +端子
111_4 +端子
112   -端子
112_i -端子
112_1 -端子
112_2 -端子
112_3 -端子
112_4     -端子
210_i     开关电路
210_1     开关电路
210_2     开关电路
210_3     开关电路
210_4     开关电路
211       开关电路
212       开关电路
213       开关电路
214       开关电路
301       开关
302       开关
303       开关
304       开关
305       开关
306       盒
307       盒
308       盒
309       盒
310       盒
311       正端子
312       负端子
313       罩
322       罩
320       蓄电装置
321       端子口
CCP_65i   横流防止电路
PCSC_i PCS控制信号
PCSC_1PCS 控制信号
PCSC_2PCS 控制信号
PCSC_3PCS 控制信号
PCSC_4PCS 控制信号
PCSD_i PCS 控制信号
PCSD_1PCS 控制信号
PCSD_2PCS 控制信号
PCSD_3PCS 控制信号
PCSD_4PCS 控制信号

Claims (44)

1.一种蓄电系统,其特征在于,
将由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式进行连接,
设置将对于所述盒的每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向的横流防止电路,
将商用电压变换为直流电压而对所述多个并联连接的盒同时进行充电,或者从所述多个并联连接的盒同时进行放电而输出所述商用电压。
2.如权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于,还具备:
功率调节器,被共同地设置在以多个并联的方式连接的盒中,将商用电压变换为直流电压而对多个并联连接的盒同时进行充电,或者从多个并联连接的盒同时进行放电而输出商用电压;
横流防止电路,包含二极管以及开关电路,将对于所述盒的每个盒的电流限制为放电方向或者充电方向中的一个方向;以及
控制电路,控制构成所述多个横流防止电路的所述开关电路的导通或者非导通。
3.如权利要求2所述的蓄电系统,其特征在于,
所述横流防止电路包含:
对所述盒的每个盒仅在放电方向上形成电流路径的、串联连接的第一二极管以及第一开关电路;以及
对所述盒的每个盒仅在充电方向上形成电流路径的、串联连接的第二二极管以及第二开关电路。
4.如权利要求3所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示从所述蓄电系统的放电的放电指示信号,
则对以多个并联的方式连接的盒,使仅在所述放电方向上形成电流路径的第一开关电路同时导通,
输出所述商用电压直至该多个盒的维持电压成为第一电压。
5.如权利要求4所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示对所述蓄电系统的充电的充电指示信号,
则对以多个并联的方式连接的盒,使仅在所述充电方向上形成电流路径的第二开关电路同时导通,
根据所述商用电压而进行充电直至该盒的维持电压成为第二电压。
6.如权利要求4所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在放电,则通过对于该盒,将仅在放电方向上形成电流路径的第一开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号。
7.如权利要求4所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在充电,则通过对于该盒,将仅在充电方向上形成电流路径的第二开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号。
8.如权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
9.如权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接,也能够进行电力的交接。
10.如权利要求1所述的蓄电系统,
能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
11.如权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于,
蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在所述预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
12.一种盒,其特征在于,
即使从权利要求1所述的蓄电系统卸下,也能够单独输出直流电压以及交流电压。
13.一种蓄电系统,其特征在于,
由多个连接的单元构成的盒以多个并联的方式被连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压。
14.如权利要求13所述的蓄电系统,其特征在于,还具备:
DC-DC变换器,被共同地设置在以多个并联的方式连接的盒中;
DC-AC逆变器,被设置在所述DC-DC变换器和输出所述商用电压的节点之间;
多个开关电路,分别被设置在多个并联连接的所述盒的各个盒和所述DC-DC变换器之间;以及
控制电路,控制所述多个开关电路的导通或者非导通。
15.如权利要求14所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示从所述蓄电系统的放电的放电指示信号,则按照预先设定的顺序来选择在多个并联连接的所述盒之中、盒的维持电压为预先设定的第一电压以上的盒,使与所选择的盒对应的所述开关电路导通,输出所述商用电压直至该盒的维持电压成为比所述第一电压低的第二电压。
16.如权利要求15所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示对所述蓄电系统的充电的充电指示信号,则按照预先设定的顺序来选择在多个并联连接的所述盒之中、盒的维持电压为预先设定的第三电压以下的盒,使与所选择的盒对应的所述开关电路导通,根据所述商用电压进行充电直至该盒的维持电压成为比所述第三电压高的第四电压。
17.如权利要求15所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在放电,则导通与维持比该盒次低的维持电压的盒对应的所述开关电路,且将与该盒对应的所述开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号,其中,比该盒次低的维持电压是所述第一电压以上的电压,
若该盒不是正在放电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
18.如权利要求15所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在充电,则导通与维持比该盒次高的维持电压的盒对应的所述开关电路,且将与该盒对应的所述开关电路设为非导通,从而输出表示能够拔取该盒的信号,其中,比该盒次高的维持电压是所述第三电压以下的电压,
若该盒不是正在充电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
19.如权利要求13所述的蓄电系统,
即使在盒搭载个数为n个(n:正数)而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。
20.如权利要求13所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
21.如权利要求13所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
22.如权利要求13所述的蓄电系统,
能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
23.如权利要求13所述的蓄电系统,其特征在于,
蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在所述预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
24.一种蓄电系统,其特征在于,
由多个连接的单元构成的盒以单个或者多个并联的方式被连接,各个盒独立维持能够变换为商用电压的电压,并且将所述商用电压变换为直流电压而对在单个或多个并联连接的所述盒之中的满足规定的电压条件的盒进行充电,或者从该盒进行放电而输出所述商用电压。
25.如权利要求24所述的蓄电系统,其特征在于,
将开关电路、输入节点被连接到所述开关电路的DC-AC逆变器、以及输入节点被连接到所述DC-AC逆变器的输出节点且输出节点被连接到所述盒的DC-DC变换器,在与输出所述商用电压的节点之间与所述盒的各个盒对应而设置,
还具备:控制电路,控制所述开关电路的导通或者非导通。
26.如权利要求25所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示从所述蓄电系统的放电的放电指示信号,则选择在多个并联连接的所述盒之中、盒的维持电压为预先设定的第一电压以上的盒,使与所选择的盒对应的所述开关电路导通,输出所述商用电压直至所选择的盒的各个盒的维持电压成为比所述第一电压低的第二电压。
27.如权利要求26所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,若被输入指示对所述蓄电系统的充电的充电指示信号,则选择在多个并联连接的所述盒之中、盒的维持电压为预先设定的第三电压以下的盒,使与所选择的盒对应的所述开关电路导通,根据所述商用电压进行充电直至所选择的盒的各个盒的维持电压成为比所述第三电压高的第四电压。
28.如权利要求26所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述放电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在放电,则将与该盒对应的所述开关电路设为非导通,输出表示能够拔取该盒的信号,
若该盒不是正在放电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
29.如权利要求26所述的蓄电系统,其特征在于,
所述控制电路,在被输入所述充电指示信号,且被输入表示用户意图拔取在多个并联连接的所述盒之中的任意盒的盒拔取信号的情况下,
若该盒为正在充电,则将与该盒对应的所述开关电路设为非导通,输出表示能够拔取该盒的信号,
若该盒不是正在充电,则输出表示能够拔取该盒的信号。
30.如权利要求24所述的蓄电系统,
即使在盒搭载个数为n个(n:正数)而a个(a:n-1以下的正数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。
31.如权利要求24所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接部露出而形成电连接。
32.如权利要求24所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
33.如权利要求24所述的蓄电系统,
能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
34.如权利要求24所述的蓄电系统,其特征在于,
蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在所述预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
35.一种蓄电系统,其特征在于,
多个单元连接的盒以多个并联的方式被连接,盒的电压维持能够变换为商用电压的电压。
36.如权利要求35所述的蓄电系统,
即使在盒搭载个数为n个(n:正数)而a个(a:n-1以下的整数)盒被搭载的情况下,也以a个盒工作。
37.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
在该蓄电系统中使用的盒为大致相同的形状。
38.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
在剩余容量不同的盒被搭载时,仅使用剩余容量大的盒,不使用剩余容量少的盒,在全部电压成为相同电压时,从全部盒输出电力。
39.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
在剩余容量不同的盒被搭载时,能够从剩余容量大的盒向剩余容量少的盒进行电力输送的电路被配设在各盒间。
40.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置罩,若将盒嵌入蓄电系统则连接面露出而形成电连接。
41.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
关于蓄电系统和盒的连接部,在蓄电系统以及盒侧设置无线电力输送装置,即使不进行物理连接也能够进行电力的交接。
42.如权利要求35所述的蓄电系统,
能够转用于一般住宅、店铺、大厦、工场、备用电源、大型太阳能蓄电、风力蓄电、地热发电蓄电、电动车、插入式混合动力车、混合动力车,作为其用途。
43.如权利要求35所述的蓄电系统,其特征在于,
蓄电系统被连接到LAN,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间小于预先决定的时间,则根据天气预报预测太阳能电池的输出量,若基于天气预报而计算未来的太阳能电池的发电量,且所算出的结果是太阳能电池的发电量为额定输出的一半以上的期间在所述预先决定的时间以上,则不进行从系统的蓄电。
44.一种盒,在权利要求35所述的蓄电系统中使用,其特征在于,
在该蓄电系统中使用的盒为大致相同的形状。
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