CN106797134A - 蓄电系统以及蓄电方法 - Google Patents

蓄电系统以及蓄电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106797134A
CN106797134A CN201580045674.6A CN201580045674A CN106797134A CN 106797134 A CN106797134 A CN 106797134A CN 201580045674 A CN201580045674 A CN 201580045674A CN 106797134 A CN106797134 A CN 106797134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
battery
voltage
switch portion
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580045674.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106797134B (zh
Inventor
山本和宽
冈田显
冈田显一
柳本良二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014256361A external-priority patent/JP5857118B1/ja
Priority claimed from JP2015202668A external-priority patent/JP6127108B2/ja
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Publication of CN106797134A publication Critical patent/CN106797134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106797134B publication Critical patent/CN106797134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

蓄电系统具备：进行环境发电的发电元件；通过发电元件的发电电力而被供电并且对负载装置供给电力的第一蓄电池；容量比第一蓄电池小并与第一蓄电池串联连接的第二蓄电池；与第二蓄电池并联连接，在闭合状态的情况下使第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使第二蓄电池的短路状态解除的第一开关部；以及控制第一开关部的开闭状态的切换部。

Description

蓄电系统以及蓄电方法
技术领域
本发明涉及将通过进行环境发电的发电元件发电所得的电力蓄积在蓄电池中来对负载装置供给电力的蓄电系统以及蓄电方法。
本申请基于2014年12月18日申请的日本专利申请2014－256361号以及2015年10月14日申请的2015－202668号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
近年来，因电子电路、无线技术的低消耗电力化，通过从周围的环境获得电能而无需配线、电池更换地进行动作的无线传感器、遥控开关等能量收集设备(环境发电元件)受到关注。因此，例如正在开发设想在荧光灯、LED照明等屋内光中的使用的能量收集用的低照度染料敏化太阳能电池。
其中，有一种相关的使用了锂离子电容器的电源装置(参照专利文献1)。专利文献1所记载的电源设装置是具备锂离子电容器的电源装置，并具有使锂离子电容器在2.0V～3.2V的电压范围中进行动作的电力控制部。
并且，专利文献1中公开了基于电力需要量来求出太阳能电池所被要求的适当发电量，并根据被要求的发电量来调整太阳能电池的发电量。
另外，进行了在室内光那样的低照度的环境下使太阳能电池发电，将发电所得的电力蓄积在蓄电池中，并利用该蓄积的电力驱动负载装置的尝试。该情况下，作为蓄电池，出于大容量且漏电流小的角度而优选使用锂离子电容器。
市场上出售的锂离子电容器以40F(法拉)、100F等40F以上为主流。另外，锂离子电容器如专利文献1所记载那样，从防止单元的劣化的观点来看，优选在2.0V以上的电压下使用。为此，在电源装置中，有时使锂离子电容器的电压例如留有余地地不成为2.5V以下的电压。因此，在锂离子电容器的充电电压与2.5V相比电位降低时，暂时使负载装置的动作停止来停止电力的供给。之后，在电源装置中，若发电元件开始发电，则通过发电元件开始锂离子电容器的再充电。
专利文献1:日本特开2013－78235号公报
在锂离子电容器进行再充电的情况下，若在锂离子电容器的充电电压超过2.5V的时刻立即使负载装置的动作恢复，则因负载装置的消耗电力而反复负载装置的动作开始和动作停止。即，负载装置的动作恢复、因负载装置的动作恢复时的消耗电力引起的锂离子电容器的充电电压的降低、和因充电电压的降低引起的负载装置的动作的停止反复发生，由此无法驱动系统。
另外，在负载装置为测量与环境有关的信息的传感器节点等通信装置的情况下，希望在发电元件开始发电之后以10分钟左右恢复系统的动作。然而，在以往的电源装置中，由于对40F等大容量的锂离子电容器进行充电，所以无法快速地提升对负载装置供电的输出电压，到使负载装置的动作恢复为止要花费长时间。
为了缩短使系统的动作恢复的时间，可考虑减小对作为蓄电池而使用的锂离子电容器的充电电压进行检测时的阈值电压的滞后电压。然而，若减小阈值电压的滞后电压，则因系统的动作再开始后的微小的电压变化会使负载装置的动作停止，动作变得不稳定。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，提供在发电元件进行发电的情况下能够以短时间使负载装置的动作恢复的蓄电系统以及蓄电方法。
为了解决上述课题，需要将在锂离子电容器的再充电开始后使负载装置的动作恢复所需的最低电压例如设为2.7V(0.2V的富余量)等使动作停止时的电压与动作恢复时的电压之间具有滞后宽度。然而，例如在将容量40F的电容器的电压值从2.5V充电到2.7V来使负载装置的动作恢复的情况下，由于从环境发电元件供给的充电电流较少，所以例如需要数小时等长的充电时间，负载装置停止数小时。发明人进一步专心研究的结果导出了本发明。
本发明的一个方式涉及蓄电系统，具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，通过上述发电元件的发电电力而被供电，并且对负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小，并与上述第一蓄电池串联连接；第一开关部，与上述第二蓄电池并联连接，在闭合状态的情况下使上述第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使上述第二蓄电池的短路状态解除；以及切换部，控制上述第一开关部的开闭状态，上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端短路而从上述第一蓄电池经由上述第一开关部向上述负载装置进行供电的情况下，将上述第一蓄电池的充电电压与规定的第一阈值的电压进行比较，在上述第一蓄电池的充电电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为切断状态，上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除而从上述发电元件对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的串联电路进行充电的情况下，检测上述串联电路整体的充电电压或者检测上述第二蓄电池单体的充电电压，通过将该检测出的充电电压和上述第一蓄电池的充电电压合计来求出上述串联电路整体的充电电压，并在上述串联电路整体的充电电压变为比上述第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为闭合状态。
在这样的结构的蓄电系统中，将容量小的第二蓄电池与第一蓄电池串联连接，并且，在第二蓄电池并联连接第一开关部。第一开关部在闭合状态的情况下使第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使第二蓄电池的短路状态解除。切换部控制第一开关部的开闭状态。而且，切换部在通过第一开关部使第二蓄电池的两端短路，从第一蓄电池经由第一开关部对负载装置进行供电的情况下，将第一蓄电池的充电电压与第一阈值的电压进行比较。
切换部在从第一蓄电池经由第一开关部对负载装置进行供电的状态下，第一蓄电池的充电电压变为第一阈值的电压以下的情况下，使第一开关部成为切断状态来解除第二蓄电池的两端的短路状态。另外，切换部在第二蓄电池的短路状态被解放，从发电元件对第一蓄电池和第二蓄电池的串联电路进行供电的情况下，例如检测第一蓄电池以及第二蓄电池的充电电压(串联电路整体的充电电压)，并在充电电压变为规定的第二阈值的电压以上的情况下，使第一开关部成为闭合状态来使第二蓄电池的两端短路。
另外，例如切换部可以检测第二蓄电池的单体中的充电电压(串联电路的规定的部位的充电电压)，并在第二蓄电池的充电电压和第一蓄电池的充电电压的合计的充电电压(串联电路整体的充电电压)变为规定的第二阈值的电压以上的情况下，使第一开关部成为闭合状态来使第二蓄电池的两端短路。
由此，在蓄电系统中，在发电元件进行发电的情况下，能够短时间使负载装置的动作恢复。
另外，由于容量小的第二蓄电池在短时间充电电压上升，所以能够短时间上升为第二阈值以上的电压。因此，蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。
另外，在通常的状态下，由于第二蓄电池通过第一开关部而被短路，正极、负极都与第一蓄电池的正极同电位，所以若第一开关部被开放，则开始从此时的第一蓄电池的电位向第二蓄电池的充电。因此，蓄电系统能够在短时间将第二蓄电池充电到第二阈值以上的电压。换言之，第二蓄电池通过与第一蓄电池串联连接，即使第二蓄电池本身的正极和负极中的电位差较小，也从第一蓄电池的电位开始充电动作。因此，蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。
本发明的第二方式可以在上述第一方式所涉及的蓄电系统中，基于上述发电元件的发电量、从上述第一蓄电池供给电力的上述负载装置的消耗电力的平均值、和通过蓄积在上述第一蓄电池中的电力连续驱动上述负载装置的时间来设定上述第一蓄电池的容量，基于上述发电元件的发电量、上述负载装置的消耗电力的平均值、和在因上述第一蓄电池的充电电压降低而上述负载装置的动作停止后到上述发电元件进行发电而使上述负载装置的动作恢复为止的时间来设定上述第二蓄电池的容量。
在这样的结构的蓄电系统中，在决定向负载装置供给电力的第一蓄电池的容量的大小的情况下，基于发电元件的发电量、负载装置的消耗电力的平均值、和通过蓄积在第一蓄电池中的电力连续驱动负载装置的时间来决定第一蓄电池的容量。另外，在蓄电系统中，在决定小的容量的第二蓄电池的容量的情况下，基于发电元件的发电量、负载装置的消耗电力的平均值、和通过发电元件进行发电来使负载装置的动作恢复为止的时间来决定第二蓄电池的容量。
由此，在蓄电系统中，通过蓄积在第一蓄电池中的电力，能够将负载装置连续驱动所希望的时间。另外，在蓄电系统中，在通过发电元件进行发电的情况下，能够以所希望的时间使负载装置的动作恢复。
本发明的第三方式可以在上述第一或者第二方式的蓄电系统中，上述第一蓄电池是漏电流比上述第二蓄电池小的种类的电容器。
在这样的结构的蓄电系统中，第一蓄电池是长时间保持电力的电容器，为了不会不必要地消耗蓄积的电力，该第一蓄电池使用漏电流少的电容器。另一方面，第二蓄电池是仅在从通过发电元件对该第二蓄电池开始供电到使负载装置的动作恢复为止的短时间所使用的电容器，另外，被充电的最大的电压是第一阈值与第二阈值的差量的电压，仅在低的充电电压下使用。因此，在蓄电系统中，作为第二蓄电池，能够使用漏电流大的电容器。
由此，第一蓄电池不会不必要地消耗蓄积的电力，而长时间保持电力。
本发明的第四方式可以在上述第一～第三方式所涉及的蓄电系统中，还具备使上述蓄电系统与上述负载装置之间连接或者开放的第二开关部，上述切换部在将上述第一蓄电池的充电电压与为上述第一阈值的电压以上的第三阈值的电压进行比较，上述第一蓄电池的充电电压超过上述第三阈值的电压的情况下，使上述第二开关部成为连接状态，在上述第一蓄电池的充电电压为上述第三阈值的电压以下的情况下，使上述第二开关部成为开放状态。
在这样的结构的蓄电系统中，切换部在第一蓄电池的充电电压超过第三阈值的电压，能够从第一蓄电池对负载装置供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部成为连接状态，对负载装置供给电力。另一方面，切换部在第一蓄电池的充电电压为第三阈值的电压以下，不能够从第一蓄电池对负载装置供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部成为开放状态，停止向负载装置的电力的供给。
由此，蓄电系统能够在不能对负载装置供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部成为开放状态而停止向负载装置的电力的供给，在能够对负载装置供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部成为连接状态而向负载装置供给电力。
本发明的第五方式可以在上述第四方式所涉及的蓄电系统中，上述第三阈值的电压被设定为与上述第一阈值的电压相同的电压，上述切换部在使上述第一开关部成为闭合状态来使上述第二蓄电池的两端短路的情况下，使上述第二开关部成为连接状态，在使上述第一开关部成为断开状态来使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除的情况下，使上述第二开关部成为开放状态。
在这样的结构的蓄电系统中，切换部在使第一开关部成为闭合状态来使第二蓄电池的两端短路的状态、即能够从第一蓄电池对负载装置供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部成为连接状态，对负载装置供给电力。另外，切换部在使第一开关部成为切断状态来使第二蓄电池的两端从短路状态解除的状态、即从发电元件对第一蓄电池和第二蓄电池的串联电路进行充电的情况下，使第二开关部成为开放状态。
由此，蓄电系统能够在使第一开关部成为闭合状态的情况下使第二开关部成为连接状态，在使第一开关部成为切断状态的情况下使第二开关部成为开放状态。即，蓄电系统能够在相同的时机控制第一开关部的开闭状态和第二开关部的开闭状态。
本发明的第六方式可以在上述第一～第五方式所涉及的蓄电系统中，具备将上述发电元件的输出电压转换为规定的电压来对上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池进行供电的DC/DC转换器，上述DC/DC转换器控制输出电压以使上述第一蓄电池的充电电压不超过规定的上限电压。
在这样的结构的蓄电系统中，在发电元件的输出侧连接DC/DC转换器。该DC/DC转换器将发电元件的输出电压转换为与向负载装置供给的供电电压对应的电压。DC/DC转换器通过转换后的电压，在第一开关部为闭合状态的情况下向第一蓄电池进行供电，在第一开关部为切断状态的情况下向第一蓄电池和第二蓄电池的串联电路进行供电。另外，DC/DC转换器通过控制为输出电压不超过规定的上限电压，使得第一蓄电池不会变为过充电状态。
由此，蓄电系统能够将发电元件的输出电压转换为能够使负载装置动作的电压。另外，DC/DC转换器能够使第一蓄电池不会变为过充电状态。
本发明的第七方式可以在上述第一～第六方式所涉及的蓄电系统中，上述第一蓄电池是锂离子电容器。
在这样的结构的蓄电系统中，大容量的第一蓄电池需要长时间保持电荷。因此，第一蓄电池使用漏电流小的锂离子电容器。
由此，第一蓄电池不会不必要地消耗从发电元件供电的电力，能够长时间进行保持。因此，本发明的蓄电系统在发电元件停止发电的情况下、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下，也能够使负载装置长时间动作。
本发明的第八方式涉及蓄电方法，是蓄电系统中的蓄电方法，上述蓄电系统具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，通过上述发电元件的发电电力而被供电，并且对负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小，并与上述第一蓄电池串联连接；第一开关部，与上述第二蓄电池并联连接，在闭合状态的情况下使上述第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使上述第二蓄电池的短路状态解除；以及切换部，控制上述第一开关部的开闭状态，其中，上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端短路而从上述第一蓄电池经由上述第一开关部向上述负载装置进行供电的情况下，将上述第一蓄电池的充电电压与规定的第一阈值的电压进行比较，并在上述第一蓄电池的充电电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为切断状态，上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除而从上述发电元件对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的串联电路进行充电的情况下，检测上述串联电路整体的充电电压或者检测上述第二蓄电池单体的充电电压，通过将该检测出的充电电压和上述第一蓄电池的充电电压合计来求出上述串联电路整体的充电电压，并在上述串联电路整体的充电电压变为比上述第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为闭合状态。
由此，在蓄电系统中，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。
本发明的第九方式涉及蓄电系统，具备：发电元件，进行环境发电；供电线，向负载装置供给电力；第一蓄电池，经由上述供电线通过上述发电元件的发电电力而被充电，并且对上述负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；开关部，选择性地设定为在上述供电线与地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池并联连接的并联连接状态、和在上述供电线与上述地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池串联连接的串联连接状态；电压检测部，对上述第一蓄电池成为过放电的电压进行检测；以及切换部，根据上述电压检测部的检测电压来控制上述开关部，上述切换部具有与上述电压检测部的检测电压下降时的电压进行比较的第一阈值电压、和与上述电压检测部的检测电压上升时的电压进行比较的第二阈值电压，在上述开关部被设定为上述并联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第一阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第一阈值电压以下的情况下，将上述开关部设定为上述串联连接状态，在上述开关部被设定为上述串联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第二阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第二阈值电压以上的情况下，将上述开关部设定为上述并联连接状态。
由此，在本发明的一个方式所涉及的蓄电系统中，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。
本发明的第十方式基于上述第九方式所涉及的蓄电系统而提出，上述开关部由对上述供电线与上述第一蓄电池之间进行开闭的第一开关部、和使上述第二蓄电池选与上述地侧和上述第一蓄电池侧择性地连接的第二开关部构成，通过将上述第一开关部设定为上述供电线与上述第一蓄电池之间导通，并且将上述第二开关部设定为选择上述地侧，从而成为上述并联连接状态，通过将上述第一开关部设定为上述供电线与上述第一蓄电池之间切断，并且将上述第二开关部设定为选择上述第一蓄电池侧，从而成为上述串联连接状态。
由此，在本发明的一个方式所涉及的蓄电系统中，通过第一开关部和第二开关部，能够选择性地设定为在供电线与地之间将第一蓄电池和第二蓄电池并联连接的状态、和在供电线与地之间将第一蓄电池和第二蓄电池串联连接的状态。在系统再启动时，通过成为在供电线与地之间将第一蓄电池和第二蓄电池串联连接的状态，能够缩短再启动时间。
本发明的第十一方式可以在上述第九或者第十方式所涉及的蓄电系统中，基于上述发电元件的发电量、从上述第一蓄电池供给电力的上述负载装置的消耗电力的平均值、和通过蓄积在上述第一蓄电池中的电力连续驱动上述负载装置的时间来设定上述第一蓄电池的容量，基于上述发电元件的发电量、上述负载装置的消耗电力的平均值、和在因上述第一蓄电池的充电电压降低而上述负载装置的动作停止后到上述发电元件进行发电而使上述负载装置的动作恢复为止的时间来设定上述第二蓄电池的容量。
由此，在蓄电系统中，通过蓄积在第一蓄电池中的电力，能够将负载装置连续驱动所希望的时间。另外，在蓄电系统中，在通过发电元件进行发电的情况下，能够以所希望的时间使负载装置的动作恢复。
本发明的第十二方式可以在上述第九～第十一方式所涉及的蓄电系统中，上述电压检测部检测上述供电线的电压，根据上述第一蓄电池的下限电压来设定上述第一阈值电压，上述第二阈值电压被设定为对上述第一阈值电压加上滞后电压所得的电压。
通过根据第一蓄电池的下限电压来设定第一阈值电压，来防止第一蓄电池的电池单元的劣化。另外，通过第二阈值电压设为对第一阈值电压加上滞后电压所得的电压，能够使动作稳定。
本发明的第十三方式可以在上述第九～第十一方式所涉及的蓄电系统中，上述电压检测部检测上述第一蓄电池的电压，根据上述第一蓄电池的下限电压来设定上述第一阈值电压，上述第二阈值电压被设定为对上述第一阈值电压加上根据上述第一蓄电池的容量和上述第二蓄电池的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压。
通过根据第一蓄电池的下限电压来设定第一阈值电压，来防止第一蓄电池的电池单元的劣化。另外，通过第二阈值电压设为加上了根据上述第一蓄电池的容量和上述第二蓄电池的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压，能够使动作稳定。
本发明的第十四方式可以在上述第九～第十三方式所涉及的蓄电系统中，上述第一蓄电池是漏电流比上述第二蓄电池小的种类的电容器。
在这样的结构的蓄电系统中，大容量的第一蓄电池需要长时间保持电荷。因此，第一蓄电池使用漏电流小的电容器。
本发明的第十五方式可以在上述第九～第十四方式所涉及的蓄电系统中，具备将上述发电元件的输出电压转换为规定的电压来对上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池进行供电的DC/DC转换器，上述DC/DC转换器控制输出电压以使上述第一蓄电池的充电电压不超过规定的上限电压。
由此，蓄电系统能够将发电元件的输出电压转换为能够使负载装置动作的电压。另外，DC/DC转换器能够使第一蓄电池不成为过充电状态。
本发明的第十六方式可以在上述第九～第十五方式所涉及的蓄电系统中，上述第一蓄电池是锂离子电容器。
在这样的结构的蓄电系统中，大容量的第一蓄电池需要长时间保持电荷。因此，第一蓄电池使用漏电流小的锂离子电容器。
本发明的第十七方式涉及蓄电方法，是蓄电系统中的蓄电方法，上述蓄电系统具备：发电元件，进行环境发电；供电线，向负载装置供给电力；第一蓄电池，经由上述供电线通过上述发电元件的发电电力而被充电，并且对上述负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；开关部，选择性地设定为在上述供电线与地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池并联连接的并联连接状态、和在上述供电线与上述地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池串联连接的串联连接状态；电压检测部，对上述第一蓄电池成为过放电的电压进行检测；以及切换部，根据上述电压检测部的检测电压来控制上述开关部，上述切换部具有与上述电压检测部的检测电压下降时的电压进行比较的第一阈值电压、和与上述电压检测部的检测电压上升时的电压进行比较的第二阈值电压，在上述开关部被设定为上述并联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第一阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第一阈值电压以下的情况下，将上述开关部设定为上述串联连接状态，在上述开关部被设定为上述串联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第二阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第二阈值电压以上的情况下，将上述开关部设定为上述并联连接状态。
由此，在蓄电系统中，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。
根据上述方式的蓄电系统以及蓄电方法，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。
附图说明
图1是表示无线传感器系统的概要的说明图。
图2是表示使用了第一实施方式所涉及的蓄电系统的传感器节点的构成例的结构图。
图3是表示第一实施方式所涉及的负载装置中的消耗电流的形态的说明图。
图4A是表示第一实施方式所涉及的太阳能电池的概观的说明图。
图4B是表示图4A的太阳能电池单元的连接状态的说明图。
图5A是表示第一实施方式所涉及的第一蓄电池和第二蓄电池的连接结构的结构图。
图5B是表示第一实施方式所涉及的第一蓄电池和第二蓄电池的连接结构的结构图。
图6A是表示第一实施方式所涉及的第一开关部为接通状态时的向负载装置的供电状态的说明图。
图6B是表示第一实施方式所涉及的第一开关部为接通状态时的向负载装置的供电状态的说明图。
图7A是表示第一实施方式所涉及的第一开关部我断开状态时的从太阳能电池向第二蓄电池的供电状态的说明图。
图7B是表示第一实施方式所涉及的第一开关部为断开状态时的从太阳能电池向第二蓄电池的供电状态的说明图。
图8是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统中的处理顺序的流程图。
图9是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统的运用例的示意图。
图10是图9的局部放大图。
图11是表示第一实施方式所涉及的3连休的情况下的蓄电系统的运用例的示意图。
图12是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统的构成例的结构图。
图13是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统中的处理顺序的第一流程图。
图14是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统中的处理顺序的第二流程图。
图15是表示第三实施方式所涉及的蓄电系统的构成例的结构图。
图16A是表示第三实施方式所涉及的蓄电系统中的各开关状态下的供电状态的说明图。
图16B是表示第三实施方式所涉及的蓄电系统中的各开关状态下的供电状态的说明图。
图17是第三实施方式所涉及的蓄电系统中的开关控制的说明图。
图18是表示第三实施方式所涉及的蓄电系统中的处理顺序的流程图。
图19是表示第四实施方式所涉及的蓄电系统的构成例的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
第一实施方式
图1是表示无线传感器系统1的概要的说明图。如该图所示，无线传感器系统1具备监视中心20、和传感器节点10a、10b。该传感器节点10a、10b具备后述的本发明的蓄电系统100(参照图2)。
监视中心20收集传感器节点10a、10b中的周围环境的测量结果，并对收集到的测量结果进行运算处理等。传感器节点10a、10b将测量结果无线发送给监视中心20。
此处，测量结果包括传感器节点10a、10b检测的信息，例如表示温度、湿度、CO2浓度、振动、水位、照度、电压、电流、声音、图像等的信息。另外，测量结果也可以包括使用红外线传感器等来判定有无人的存在的结果。并且，传感器节点10a、10b可以是固定型的装置，或者也可以是壁挂型、粘贴在壁上的类型的装置。
传感器节点10a、10b由能量收集(Energy Harvest：环境发电)电源供给电力而进行动作，由于不需要电源配线等的铺设，所以提高了进行配置时的自由度。
此外，在图1中，作为传感器节点，示出了2个传感器节点10a、10b，但传感器节点也可以是一个，另外，还可以是3个以上。
另外，传感器节点10a和传感器节点10b具有相同的结构，在以下的说明中，在表示任意一方或两方时记载为传感器节点10。
图2是表示使用了本实施方式所涉及的蓄电系统100的传感器节点10的构成例的结构图。该传感器节点10例如是被设置在办公室等室内的传感器节点，是通过太阳光、室内光发电而被供给电源的传感器节点。该传感器节点10获取温度和湿度的环境信息，并将这些环境信息通过无线周期性地发送给监视中心20。例如，传感器节点10以5分钟间隔将环境信息发送给监视中心20。
如图2所示，传感器节点10由将进行环境发电的太阳能电池110(发电元件)的发电电力蓄积于蓄电池的蓄电系统100、和被从该蓄电系统100供电的负载装置200构成。
负载装置200例如是作为无需配线、电池更换地进行动作的无线传感器发挥作用的环境监视装置210等。该环境监视装置210具备测量办公室等室内的温度的温度传感器211、和测量室内的湿度的湿度传感器212。环境监视装置210将由温度传感器211测量出的室内温度的信息、和由湿度传感器212测量出的室内湿度的信息通过无线通信单元213周期性地无线发送给外部的监视中心20。
其中，在以下的说明中，“负载装置200停止动作”这一情况意味着由于负载装置200无法从蓄电系统100接受需要的电源电压，所以负载装置200不能进行测量动作和通信动作的状态，与负载装置200进行周期性的发送的情况下的睡眠期间(休止期间)不同。
另外，“负载装置200恢复动作”这一情况意味着在因电源电压降低而负载装置200暂时停止动作后，负载装置200能够从蓄电系统100再次接受需要的电源电压，使得负载装置200变为能够进行测量动作和通信动作的状态。
首先，对负载装置200进行说明。
在图2中，负载装置200构成为从蓄电系统100接受电力的供给而进行动作，在从蓄电系统100供给的电源电压例如为2.7V以上的情况下开始动作，若从蓄电系统100供给的电源电压变为2.5V以下则停止动作。即，该负载装置200构成为若从蓄电系统100供给的电源电压例如变为2.5V以下则停止动作，在暂时停止了动作后，若电源电压例如变为2.7V以上则再次恢复动作，相对于电源电压具有0.2V的滞后特性。
温度传感器211和湿度传感器212由与传感器节点10的使用用途对应的测量器、检测器构成。温度传感器211以及湿度传感器212根据无线通信单元213的控制进行测量，并将得到的表示测量结果的信息输出给无线通信单元213。该温度传感器211以及湿度传感器212的测量例如与无线通信单元213进行无线发送的时机相配合地进行。
无线通信单元213对从温度传感器211以及湿度传感器212输入的测量结果进行编码及调制来生成发送信号，并将该发送信号通过无线通信周期性地发送给监视中心20。其中，环境监视装置210中的消耗电力大半被该无线通信单元213进行无线发送时的发送电力消耗。另外，在本实施方式中，无线通信单元213为了降低消耗电力而不具备无线的接收功能，但不一定限定于此，在所希望的情况下，无线通信单元213也可以具备接收功能。
另外，环境监视装置210在无线通信单元213不进行无线发送的状态下，移至睡眠状态(休止期间)来降低电力消耗。例如，环境监视装置210在发送间隔时间被设定为T1分钟的情况下，T1分钟期间成为睡眠状态，在经过T1分钟后再次恢复。而且，在已恢复时，环境监视装置210再次获取温度、湿度的信息，并进行无线发送。即，环境监视装置210在睡眠中不进行温度、湿度的信息的获取和无线发送。
其中，图3是表示本实施方式所涉及的负载装置200中的消耗电流的形态的说明图。在该图3中，横轴表示时刻，纵轴表示消耗电流的大小。负载装置200例如间隔5分钟进行发送。例如如图3所示，负载装置200从时刻t11开始通信动作，在时刻t13结束通信动作。
而且，在从时刻t11至t13的通信期间Tm中，在时刻t12的时刻，以最大电流A2(数mA)左右的峰值流动电流。之后，经过从时刻t13至时刻t21的休止期间(睡眠期间)Ts，在从时刻t11经过5分钟后的时刻t21，负载装置200再次开始通信动作，在时刻t23结束通信动作。在从该时刻t21至t23的通信期间Tm中，在时刻t22的时刻，以最大电流A2(数mA)左右的峰值流动电流。
该情况下，从蓄电系统100流向负载装置200的电流作为平均值而成为电流A1(数十μA)左右的消耗电流。
返回到图2，对蓄电系统100进行说明。
蓄电系统100对负载装置200供给电力，使该负载装置200进行动作。该蓄电系统100具备使用了环境发电元件的太阳能电池110、DC/DC转换器120(直流电压－直流电压转换装置)、第一蓄电池130、第二蓄电池140、切换部150、第一开关部160、和电压检测部170。
太阳能电池110是低照度用的太阳能电池，例如是在10000(Lux；勒克司)以下的照度使用的太阳能电池。在本实施方式中，太阳能电池110的发电能力在电灯的亮度为200勒克司左右的情况下，具有200～500(μW)左右的发电能力。该太阳能电池110在办公室等中电灯点亮的期间，进行向第一蓄电池130和第二蓄电池140的充电、以及向负载装置200的电力的供给。
图4A以及图4B分别是表示本实施方式所涉及的太阳能电池的概观和太阳能电池单元的连接状态的说明图。如该图4A的俯视图所示，在太阳能电池110的受光面侧太阳能电池单元A111、太阳能电池单元B112、太阳能电池单元C113、以及太阳能电池单元D114这4个太阳能电池单元呈平面状地排列，这4个太阳能电池单元A111～太阳能电池单元D114如图4B所示，构成为串联连接而获得规定的输出电压Vs。
图4A以及图4B所示的太阳能电池110是将4个太阳能电池单元A111～太阳能电池单元D114串联连接的例子。该串联连接的太阳能电池单元的个数以向DC/DC转换器120输出的电压Vs成为能够在DC/DC转换器120中以规定的效率以上进行升压动作以及降压动作的电压的方式被选择。例如，在太阳能电池单元为低照度染料敏化太阳能电池的情况下，优选使串联连接的太阳能电池单元的个数例如最低为三个以上。
返回到图2，继续蓄电系统100的说明。
在太阳能电池110的输出侧连接DC/DC转换器120的输入侧。对DC/DC转换器120输入太阳能电池110的输出电压Vs。DC/DC转换器120将被输入的电压Vs转换为与向负载装置200的供电电压对应的电压。其中，例如在太阳能电池110的输出电压Vs比负载装置200需要的电压低的情况下，DC/DC转换器120由升压转换器装置等构成。DC/DC转换器120将转换后的电压输出给供电线DCL1，并且，对第一蓄电池130或者第一蓄电池130与第二蓄电池140的串联电路进行充电。其中，DC/DC转换器120的输出电压被控制为不超过规定的上限电压(例如3.7V)，以使第一蓄电池130的充电电压不会成为过充电。例如，DC/DC转换器120在被输入的电压Vs超过上限电压(3.7V)那样的情况下，降压为与向负载装置200的供电电压对应的电压。
其中，通常即使在太阳能电池110的输出电压(发电电压)Vs最大的情况下，也不超过第一蓄电池130的上限电压。
另外，DC/DC转换器120构成为包括集成电路，例如构成为通过调整外部的外置电阻的电阻值，能够设定输出电压的上限值。
第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。该第一蓄电池130和第二蓄电池140被太阳能电池110充电而蓄积电荷。
第一蓄电池130是锂离子电容器(LIC)，例如是容量比第二蓄电池140大的40F(法拉)的大容量的锂离子电容器。其中，构成第一蓄电池130的40F的锂离子电容器的漏电流比第二蓄电池140的漏电流少。第一蓄电池130在办公室等中电灯被点亮的期间，第一开关部160为接通(ON)状态的情况下，经由DC/DC转换器120被供给太阳能电池110的发电电力。另外，第一蓄电池130在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，将充电到第一蓄电池130的电力供给给负载装置200。例如，第一蓄电池130在办公室等中电灯被熄灭的期间，第一开关部160为接通状态的情况下，将充电到第一蓄电池130的电力供给给负载装置200。
其中，第一蓄电池130的锂离子电容器在出厂时被充电到例如2.5V～3.7V左右的电压。
第二蓄电池140是与第一蓄电池130的容量相比为小容量的电容器，例如是1F(法拉)的双电层电容器(EDLC)。第二蓄电池140与第一蓄电池130串联连接。另外，构成第二蓄电池140的双电层电容器的漏电流比第一蓄电池130的锂离子电容器的漏电流大。第二蓄电池140在办公室等中电灯被点亮的期间，第一开关部160为断开(OFF)状态的情况下，经由DC/DC转换器120被供给太阳能电池110的发电电力。另外，第二蓄电池140在电池值为规定的值以上的情况下，将充电到第二蓄电池140的电力供给给负载装置200。
其中，由于第一蓄电池130需要长时间保存电荷，所以作为第一蓄电池130，可使用漏电流较少的锂离子电容器。另一方面，第二蓄电池140是在通常状态下两端被短路，且在负载装置200的动作恢复时短时间被使用的电容器，另外，被充电的最大的电压是第一阈值与第二阈值的差值的电压(0.2V)左右，在极低的充电电压下使用。因此，第二蓄电池140能够使用漏电流比第一蓄电池130大的电容器。其中，第二蓄电池140被设为以第二蓄电池140的2.7V(第二阈值的电压)与2.5V(第一阈值的电压)的电压差值的容量，能够进行至少一次的负载装置200的动作。由此，在蓄电系统100中，能够避免在连接了第一开关部160后，立即第一蓄电池130的电压Va变为2.5V(第一阈值的电压)以下。
另外，第一蓄电池130的容量并不限于40F，能够基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、想要连续驱动负载装置200的时间来选定适当的容量的电容器。另外，第二蓄电池140的容量并不限于1F，能够基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、和想要使负载装置200恢复的时间来选定适当的容量的电容器。
图5A以及图5B分别是表示本实施方式所涉及的第一蓄电池130和第二蓄电池140的连接结构的结构图。图5A表示由单体的电容器构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的例子。图5B表示由多个电容器构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的例子。
如图5A所示，第一蓄电池130由40F的大容量的锂离子电容器构成，第二蓄电池140由1F的小容量的双电层电容器构成。而且，第二蓄电池140的正极(+)端子的端子与供电线DCL1连接，第二蓄电池140的负极(－)端子经由供电线DCL2与第一蓄电池130的正极(+)端子连接。第一蓄电池130的负极(－)端子与地G连接。
返回到图2，继续蓄电系统100的说明。
第一开关部160与第二蓄电池140并联连接。该第一开关部160在为接通状态(闭合状态)的情况下，使第二蓄电池140的两端短路，在为断开状态(开启状态)的情况下，使第二蓄电池140的两端从短路状态解除。
第一开关部160内的端子a与供电线DCL1的节点Nb连接，并经由该节点Nb与第二蓄电池140的正极(+)端子连接。另外，第一开关部160内的端子b与供电线DCL2的节点Nc连接，并经由该节点Nc与第二蓄电池140的负极(－)端子和第一蓄电池130的正极(+)端子连接。
而且，在第一开关部160为接通状态的情况下、即在第二蓄电池140的两端被短路的情况下，供电线DCL1和供电线DCL2连接，第一蓄电池130的正极(+)端子经由第一开关部160与供电线DCL1直接连接。在该第一开关部160为接通状态的情况下，对供电线DCL1输出第一蓄电池130的充电电压Va。
另一方面，在第一开关部160为断开状态的情况下，第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。而且，在第一开关部160为断开状态的情况下，对供电线DCL1输出第二蓄电池140的正极(+)端子的电压Vb。该第二蓄电池140的正极(+)端子的电压Vb是第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路的充电电压Vb，是第二蓄电池140自身的充电电压和第一蓄电池130的充电电压Va相加所得的电压。
其中，在以下的说明中，有时将“第二蓄电池140的正极(+)端子的电压Vb”或“第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路的充电电压Vb”简称为“第二蓄电池140的电压Vb”。另外，第一蓄电池130的充电电压Va是第一蓄电池130的正极(+)端子的电压，有时将该“第一蓄电池130的正极(+)端子的电压Va”或“第一蓄电池130的充电电压Va”简称为“第一蓄电池130的电压Va”。
此外，在图5A中，示出了由单体的电容器构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的例子，但也可以如图5B所示，第一蓄电池130以及第二蓄电池140由多个蓄电电容器构成。即，能够由任意个数的蓄电电容器构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的各个。
返回到图2，继续蓄电系统100的说明。
第一开关部160根据被从切换部150输入的控制信号CNT1的指示内容而成为接通状态或者断开状态。此外，在图2中，示出了作为第一开关部160，由使用了机械式接点的开关构成的例子，但实际上，开关构成为包括使用了MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、或IGBT(Insulated GateBipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件的半导体开关。
电压检测部170例如使用电阻分压电路来构成，对供电线DCL1的电压Vout进行检测。电压检测部170将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf输出给切换部150。由该电压检测部170检测的电压在第一开关部160为接通状态的情况下，成为第一蓄电池130的电压Va，在第一开关部160为断开状态的情况下，成为第二蓄电池140的电压Vb。
切换部150具备比较部151。
比较部151将从电压检测部170输入的供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与自身所具有的规定的基准电压Ref1以及Ref2进行比较。
切换部150根据比较部151中的比较结果，向第一开关部160输出使第一开关部160接通/断开(开闭)的控制信号CNT1。
切换部150在通过比较部151而判定为供电线DCL1的电压Vout为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下，输出使第一开关部160成为断开状态的控制信号CNT1。另外，切换部150在输出了使第一开关部160成为断开状态的控制信号CNT1后，通过比较部151而判定为供电线DCL1的电压Vout变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下，输出使第一开关部160成为接通状态的控制信号CNT1。即，切换部150具有2.5V与2.7V之间的0.2V宽度的滞后特性，对第一开关部160的开闭状态进行控制。
更详细而言，在第一开关部为接通状态的情况下，比较部151将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较。该基准电压Ref1对应于在判定接近了第一蓄电池130的过放电状态这一情况时所使用的电压2.5V(第一阈值的电压)。比较部151在第一开关部160为接通状态下，通过将供电线DCL1的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较来判定第一蓄电池130的电压Va是否是2.5V以下。而且，切换部150在第一蓄电池130的电压Va为2.5V以下的情况下，通过将控制信号CNT1输出给第一开关部160，使第一开关部160成为断开状态，来将第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。由此，蓄电系统100停止向第一蓄电池130的充电、和从第一蓄电池130向负载装置200的供电。
另外，比较部151在第一开关部160为断开的状态下，将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref2进行比较。该基准电压Ref2对应于在判定蓄电系统100是否从将由太阳能电池110向第一蓄电池130的充电、和由第一蓄电池130向负载装置200的供电停止的状态(以下，称为来自第一蓄电池的供电停止状态)恢复为通常状态时所使用的电压2.7V(第二阈值的电压)。
比较部151在第一开关部160为断开的状态下，通过将供电线DCL1的电压检测信号Vf与基准电压Ref2进行比较来判定第二蓄电池140的电压Vb是否是2.7V以上。而且，切换部150在第二蓄电池140的电压Vb为2.7V以上的情况下，使第一开关部160成为接通状态，而使第二蓄电池140的两端成为短路状态，来将第一蓄电池130的正极(+)端子与供电线DCL1直接连接。由此，蓄电系统100再次开始向第一蓄电池130的充电、和从第一蓄电池130向负载装置200的供电。
此外，切换部150也可以通过电压检测部170检测第二蓄电池140的单体中的充电电压(串联电路的规定的部位的充电电压)，在该第二蓄电池140的充电电压和第一蓄电池130的充电电压的合计的充电电压(串联电路整体的充电电压)变为规定的第二阈值的电压以上的情况下，使第一开关部160成为闭合状态来使第二蓄电池140的两端短路。该情况下，切换部150可以将第一蓄电池130的电压视为第一阈值，仅利用第二蓄电池140的蓄电容量判断串联电路整体的充电电压。而且，切换部150可以以如下方式进行控制：在通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端从短路状态解除，而从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的情况下，检测串联电路整体的或者规定的部位的充电电压，并在串联电路整体的充电电压变为比第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上时，使第一开关部160成为接通状态。
接下来，对蓄电系统100的动作进行说明。
该蓄电系统100在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，通过蓄积在第一蓄电池130中的电力(电荷)来驱动负载装置200。蓄电系统100构成为通过蓄积蓄积在第一蓄电池130中的电力，例如能够连续60小时左右驱动负载装置200。另外，蓄电系统100构成为在来自太阳能电池110的供电停止了的状态下，因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止的情况下，能够在再次开始太阳能电池110的发电之后以10分钟左右恢复负载装置200的动作。
另外，蓄电系统100构成为：在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止后，该太阳能电池110的发电量增加的情况下，当然能够根据太阳能电池110的发电量而在短时间恢复负载装置200的动作，在该太阳能电池110的发电量较少的状态情况持续的情况下，也能够根据太阳能电池110的发电量而在短时间恢复负载装置200的动作。
其中，在本说明书中，包括“在太阳能电池110停止发电，负载装置200停止动作后，太阳能电池110再次开始了发电的情况”、“在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少，负载装置200停止动作后，太阳能电池110的发电量增加的情况、发电量较少的状态持续的情况”等在内，有时将太阳能电池110处于发电状态的情况简称为“太阳能电池110进行发电的情况”。
在蓄电系统100中，从防止第一蓄电池130的锂离子电容器的单元的劣化的观点来看，为了不成为过放电状态，第一蓄电池130的充电电压Va不成为比2.5V(第一阈值的电压)低的电压值。因此，蓄电系统100在第一蓄电池130的充电电压为接近2.5V的过放电状态的电压的状态的情况下，停止从第一蓄电池130向负载装置200的电力的供给。例如，负载装置200在从蓄电系统100供给的电源电压变为2.5V以下的情况下，自己停止动作。
此处，在假设仅将第一蓄电池130再充电到规定的电压值，并通过该第一蓄电池130使负载装置200的动作恢复的情况下，需要考虑以下所示的点。
例如，需要不产生太阳能电池110对第一蓄电池130的再充电、负载装置200的动作的恢复、因该负载装置200的再启动引起的第一蓄电池130的充电电压Va的降低、和因该充电电压Va的降低引起的负载装置200的动作的停止的反复动作。因此，在蓄电系统100中，将对负载装置200开始电力的供给的电压例如设定为2.7V(第二阈值的电压)。另外，与此配合，负载装置200自身在电源电压2.7V以上恢复动作。
然而，在蓄电系统100中，由于从作为环境发电元件的太阳能电池110能够向第一蓄电池130供给的充电电流少到数十μA等，所以在将容量为40F的第一蓄电池130从2.5V充电到2.7V的情况下，需要数小时等较长的充电时间。因此，产生负载装置200在第一蓄电池130的再充电时，停止数小时动作这一问题。
鉴于此，在本实施方式的蓄电系统100中，与第一蓄电池130一起使用了第二蓄电池140、和作为开关机构的第一开关部160。蓄电系统100在第一蓄电池130为第一阈值的电压以上的通常状态下，通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端短路，来仅使用第一蓄电池130进行充放电。而且，蓄电系统100在第一蓄电池130的充电电压Va变为2.5V时，停止向负载装置200的电力的供给，并且，使第一开关部160成为断开状态，将第二蓄电池140串联连接于第一蓄电池130。
之后，在通过太阳能电池110进行发电的情况下，太阳能电池110向第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路流动充电电流。该情况下，由于第二蓄电池140的容量与第一蓄电池130的容量相比较，容量显著较小，所以因来自太阳能电池110的充电电流，第二蓄电池140的充电电压急速地上升。因此，第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路的充电电压Vb能够以较短的时间到达使负载装置200的动作恢复所需的2.7V的电压。由此，蓄电系统100能够以短时间(例如，10分钟左右)使负载装置200恢复。
这样，本实施方式的蓄电系统100在使用因太阳能电池110的发电量而充电时间花费数小时这样的大容量的第一蓄电池130的情况下，也能够快速地提升向负载装置200供电的输出电压Vout。因此，在蓄电系统100中，例如在因太阳能电池110的发电停止、第一蓄电池130的电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止的情况下，能够在太阳能电池110开始发电之后以短时间使负载装置200的动作恢复。
另外，蓄电系统100在太阳能电池110的发电量较少的状态下，负载装置200的动作停止后，该发电量较少的状态持续的情况下，能够快速地提升向负载装置200供电的输出电压Vout。因此，在蓄电系统100中，在太阳能电池110的发电量较少的状态下负载装置200的动作暂时停止的情况下，能够根据太阳能电池110的发电量在短时间使负载装置200的动作恢复。
此外，在太阳能电池110的发电量较少的状态继续的情况下，在负载装置200动作了一定时间后，不久第一蓄电池130的充电电压Va会降低为2.5V以下，负载装置200的动作再次停止。即，在太阳能电池110的发电量较少的状态下，反复负载装置200的动作停止和动作恢复。然而，在负载装置200的动作恢复时，负载装置200能够在一定时间的期间继续进行测量和通信动作。
另外，在上述的蓄电系统100中，将第一阈值的电压设为2.5V，但该电压只要是锂离子电容器不会成为过放电状态的电压以上的值即可。例如，如果锂离子电容器变为过放电状态的电压为2.2V，则只要使第一阈值的电压为2.3V等超过2.2V的电压即可。
另外，在蓄电系统100中，将第二阈值的电压设为2.7V，第二蓄电池140的充电电压变为0.2V，但并不局限于此，例如能够设为2.6V等。另外，也可以根据该第二阈值的电压来变更第二蓄电池140的容量。例如，在蓄电系统100中，可以在将第二阈值的电压设为2.6V的情况下，将第二蓄电池140的容量设为2F，能够蓄积蓄积与第二阈值的电压为2.7V的情况相同的电荷量。
图6A以及图6B是表示本实施方式所涉及的第一开关部160为接通状态时的向负载装置200的供电状态的说明图。以下，参照图6A以及图6B，对第一开关部160接通时的向负载装置200的供电的形态进行说明。
图6A所示的例子是第一开关部160为接通状态，太阳能电池110进行发电、且第一蓄电池130的充电电压Va超过2.5V(第一阈值)的情况下的例子。
在图6A所示的状态下，在太阳能电池110的发电电力足够大的情况下，例如在对太阳能电池110的输出电压Vs进行电压转换的DC/DC转换器120的输出电压为3.0V等的情况下，DC/DC转换器120向负载装置200流动电流I1来供给电力，并且，经由第一开关部160向第一蓄电池130供给充电电流I2。另外，在图6A所示的状态下，若太阳能电池110的发电电力降低，太阳能电池110的发电量变得比负载装置200的电力消耗量少，则从第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200流动电流I3来供给电力。即，在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200流动电流I3来供给电力。
另一方面，如图6B所示，在太阳能电池110不进行发电，不从DC/DC转换器120供给电力的情况下，第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200流动电流I3来供给电力。而且，在图6B所示的状态下，若第一蓄电池130的输出电压变为2.5V以下，则负载装置200停止测量动作和通信动作，并且，不从第一蓄电池130向负载装置200流动电流I3。这样，在图6B所示的状态下，若第一蓄电池130的输出电压变为2.5V以下，则切换部150使第一开关部160成为断开状态。由此，蓄电系统100停止向第一蓄电池130的充电、和从第一蓄电池130向负载装置200的供电，将第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。
图7A以及图7B是表示本实施方式所涉及的第一开关部160为断开状态时的从太阳能电池110向第二蓄电池140的供电状态的说明图。以下，参照图7A以及图7B，对第一开关部160为断开时的从太阳能电池110向第二蓄电池140以及第一蓄电池130的供电的形态进行说明。
图7A表示在使第一开关部160成为断开状态后，太阳能电池110向第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的状态，并且，表示负载装置200停止动作的状态。在刚刚变为该第一开关部160的断开状态之后，供电线DCL1的电压Vout成为第二蓄电池140的电压Vb，但由于第二蓄电池140的充电电压最初几乎为0V，所以电压Vb变为与第一蓄电池130的充电电压2.5V几乎相等。
而且，在使第一开关部160成为断开状态后，从太阳能电池110向串联连接的第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路流动电流I11。由此，开始向第一蓄电池130和第二蓄电池140的充电。该情况下，由于第一蓄电池130的容量比第二蓄电池140的容量显著大，所以第二蓄电池140的电压Vb的上升量占据第二蓄电池140自身的充电电压的上升量的绝大部分。因此，从太阳能电池110向第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电能够视为从太阳能电池110向第二蓄电池140进行充电。因此，在以下的说明中，有时将“从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的动作”称为“从太阳能电池110向第二蓄电池140进行充电的动作”。
而且，若开始从太阳能电池110向第二蓄电池140的充电，则由于第二蓄电池140的容量小到1F，所以第二蓄电池140的电压Vb与从太阳能电池110对40F的第一蓄电池130进行充电的情况相比较，迅速地上升。而且，若第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V，则如图7B所示，负载装置200的动作恢复，从太阳能电池110向负载装置200流动电流I12。另外，在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，从第二蓄电池140向负载装置200流动电流I13。
由此，负载装置200能够进行测量和通信动作。由于第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V，所以第一开关部160从断开状态移至接通状态，蓄电系统100恢复为图6A以及图6B所示的通常状态的动作。
其中，在第一开关部160从断开状态变为接通状态时，如图7B所示，经由第一开关部160从第二蓄电池140向第一蓄电池130流动电流I14，第一蓄电池130通过蓄积蓄积在第二蓄电池140中的电荷被充电。
图8是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100中的处理顺序的流程图。图8利用流程图表示了上述的蓄电系统100中的动作的流程。以下，参照图8，对该处理的流程进行说明。
最初，设蓄电系统100正在通常状态下进行动作(步骤S100)。即，设在蓄电系统100中，第一开关部160为接通状态，第一蓄电池130的电压Va超过2.5V，另外，负载装置200为动作中。
接着，电压检测部170对供电线DCL1的电压(该情况下，为第一蓄电池130的电压Va)进行检测，并将电压检测信号Vf输出给切换部150(步骤S105)。
接着，在切换部150中，通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较，来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过2.5V(第一阈值的电压)(步骤S110)。
而且，当在步骤S110中判定为第一蓄电池130的电压Va超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S110：是)、即在第一蓄电池130的电压Va不是2.5V以下的情况下，负载装置200继续动作(步骤S115)，并且蓄电系统100返回到步骤S105的处理。
接着，蓄电系统100再次执行步骤S105以下的处理。
另一方面，当在步骤S110中判定为第一蓄电池130的电压Va没有超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S110：否)、即在第一蓄电池130的电压Va变为2.5V以下的情况下，负载装置200停止动作(步骤S120)，并且，蓄电系统100移至步骤S130的处理。此外，在第一蓄电池130的电压Va变为2.5V以下的情况下，负载装置200自身检测出从第一蓄电池130经由供电线DCL1供给的电源电压(该情况下为第一蓄电池130的电压Va)变为2.5V以下，自身停止测量和通信动作。
接着，切换部150将第一开关部160从接通状态切换为断开状态(步骤S130)。由此，蓄电系统100停止向第一蓄电池130的充电、和从第一蓄电池130向负载装置200的供电，并将第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。而且，在太阳能电池110正进行发电的情况下，进行从太阳能电池110向第二蓄电池140的充电(步骤S140)。
接着，电压检测部170对供电线DCL1的电压(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)进行检测，并将电压检测信号Vf输出给切换部150(步骤S150)。
切换部150通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref2进行比较，来判定第二蓄电池140的电压Vb是否是2.7V(第二阈值的电压)以上(步骤S160)。
而且，当在步骤S160中判定为第二蓄电池140的电压Vb不是2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下(步骤S160：否)，返回到步骤S130的处理，切换部150保持原样地维持第一开关部160的断开状态(步骤S130)。接着，蓄电系统100反复执行步骤S140以后的处理。
即，蓄电系统100在移至来自第一蓄电池的供电停止状态后，不通过太阳能电池110进行发电，不从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电的情况下，由于第二蓄电池140的电压Vb不上升，所以反复执行从步骤S130到步骤S160的处理。另外，在从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电的情况下，也反复执行从步骤S130到步骤S160的处理，直至第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上为止。
然后，在太阳能电池110进行发电的情况下，第二蓄电池140的电压Vb上升而变为2.7V以上，在通过切换部150判定为第二蓄电池140的电压Vb为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下(步骤S160：是)、即若第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V，则负载装置200的动作恢复(步骤S170)，并且，切换部150将第一开关部160从断开状态切换为接通状态(步骤S175)。其中，在第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上的情况下，负载装置200自身检测出从第二蓄电池140经由供电线DCL1供给的电源电压(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)变为2.7V以上，自身恢复动作。由此，蓄电系统100返回到通常状态。
另外，切换部150可以使在步骤S175中将第一开关部160从断开状态切换为接通状态的时机在负载装置200的动作恢复后延迟规定的时间。由此，第二蓄电池140在负载装置200进行测量动作和通信动作的情况下，能够供给至少一次的电力。
接着，蓄电系统100返回到步骤S105的处理，再次执行步骤S105以后的处理。
通过上述处理的流程，蓄电系统100在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，当第一蓄电池130的充电电压Va降低为2.5V以下时，停止从第一蓄电池130向负载装置200的放电。
而且，蓄电系统100在将第二蓄电池140串联连接于第一蓄电池130后，太阳能电池110进行发电的情况下，从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电。由于第二蓄电池140的容量比第一蓄电池130的容量小，所以蓄电系统100能够迅速地进行向第二蓄电池140的充电。由此，蓄电系统100能够使用充电到第二蓄电池140的电力快速地提升向负载装置200输出的电压。结果，在蓄电系统100中，能够使第一蓄电池130的电压值降低而动作暂时停止了的负载装置200的动作在短时间恢复。
图9是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100的运用例的示意图。对于图9所示的例子，纵轴表示电压值，横轴表示经过时间(h：小时)，概念性地用图像示出了出现在供电线DCL1的输出电压Vout的变化特性。
另外，在图9中，用“亮”表示的期间是办公室的室内因照明、外部光而变亮的时间段，用“暗”表示的期间是夜间、照明熄灭而办公室的室内变暗的时间段，另外，“接通”表示的期间表示第一开关部160为接通状态的期间，用“断开”表示的期间表示第一开关部160为断开状态的期间。
其中，在图9中，出现在供电线DCL1的电压Vout在第一开关部160为接通状态时变为第一蓄电池130的电压Va，在第一开关部160为断开状态时变为第二蓄电池140的电压Vb。因此，由于在从经过时刻“0小时”到经过时刻“72小时”的期间、和从经过时刻t41到经过时刻“120小时”的期间，第一开关部160为接通状态，所以供电线DCL1的输出电压Vout用第一蓄电池130的电压Va表示。另外，由于在从经过时刻“72小时”到经过时刻t41为止的期间，第一开关部160为断开状态，所以供电线DCL1的输出电压Vout用第二蓄电池140的电压Vb表示。
在图9中，第一天例如是从周末的星期五的早上8点(例如在办公室等中室内变亮的时刻)到次日的早上8点为止的24小时。第二天是从星期六的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第三天是从星期日的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第四天是从下周的星期一的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第五天是从星期二的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。
在图9所示的例子中，在第一天(从星期五的早上8点到星期六的早上8点)、第四天(从星期一的早上8点到星期二的早上8点)、和第五天(从星期二的早上8点到星期三的早上8点)中，按一日为单位重复“亮”的期间和“暗”的期间。另一方面，在第二天(从星期六的早上8点到星期日的早上8点)、和第三天(从星期日的早上8点到星期一的早上8点)中，由于是停业日，所以“暗”的期间连续。另外，在第一天的最初的时刻(经过时刻“0小时”：星期五的早上8点)中，设第一开关部160处于接通状态，供电线DCL1的电压Vout(第一蓄电池130的电压Va)处于2.9V左右的状态。而且，该供电线DCL1的电压2.9V作为电源电压被从供电线DCL1向负载装置200供给，负载装置200处于能够动作的状态。
在经过时刻“0小时”时刻，办公室的室内因外部光(或照明光)而变亮的“亮”的期间开始。在该经过时刻“0小时”开始的“亮”的期间会继续到经过时刻“0小时”之后的经过时刻t31。而且，从经过时刻“0小时”以后，若光开始照射到太阳能电池110而开始太阳能电池110的发电，则开始从太阳能电池110向第一蓄电池130的充电，供电线DCL1的电压Vout开始上升。其中，此时，由于第一开关部160为接通状态，所以供电线DCL1的电压Vout变为第一蓄电池130的电压Va。
在从经过时刻0小时到经过时刻t31为止的“亮”的期间中，第一蓄电池130的电压Va逐渐增加，在时刻t31，第一蓄电池130的电压Va达到最大值Vmax。
接着，在经过时刻t31，办公室的室内变暗的“暗”的期间开始。从经过时刻t31开始的“暗”的期间会继续到该经过时刻t31之后的经过时刻“72小时”。而且，在从经过时刻t31以后，太阳能电池110的发电停止，从太阳能电池110向第一蓄电池130的充电停止。而且，在经过时刻t31以后的“暗”期间中，由于负载装置200的测量以及通信动作周期性地重复，所以蓄积在第一蓄电池130中的电荷逐渐减少，第一蓄电池130的电压Va缓缓降低。“暗”的期间从经过时刻t31经过第二天的经过时刻“24小时”和第三天的经过时刻“48小时”继续到第三天的经过时刻“72小时”。
在从经过时刻t31到经过时刻“72小时”为止的“暗”期间中，第一蓄电池130的电压Va缓缓降低，但由于在“暗”期间中，第一蓄电池130的电压Va超过2.5V，所以第一开关部160维持接通状态。另外，由于在“暗”期间中，第一蓄电池130的电压Va超过2.5V，所以负载装置200继续动作。
这样，在以周为单位运用负载装置200的情况下，在蓄电系统100中，预先在到平日的星期五(第一天)为止从太阳能电池110对第一蓄电池130进行充电，在休息日(第二天以及第三天)利用蓄积在第一蓄电池130中的电力来使负载装置200动作。
而且，在图9所示的例子中，在经过时刻“72小时”中，第一蓄电池130的电压降低到2.5V以下，并且，从经过时刻“72小时”之后立即开始“亮”的期间。
因此，在经过时刻“72小时”中，第一蓄电池130的电压Va降低到2.5V以下，负载装置200停止动作，并且，第一开关部160变为断开状态。而且，由于第一开关部160变为断开状态，使得第二蓄电池140与第一蓄电池130串联连接。在该第一开关部160变成断开状态的时刻，由于第二蓄电池140的充电电压为0V，所以在第二蓄电池140的电压Vb(更准确地说是第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路的充电电压Vb)中保持原样出现第一蓄电池130的充电电压(2.5V)。
而且，若从经过时刻“72小时”之后立即开始“亮”的期间，则光开始照射太阳能电池110，太阳能电池110开始发电而开始向第二蓄电池140的充电。该情况下，小容量的第二蓄电池140被太阳能电池110迅速地充电，在从充电开始起10分钟(min)后的经过时刻t41，第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V。即，在从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电的情况下，第二蓄电池140的充电电压Vb与从太阳能电池110对大容量的第一蓄电池130进行充电的情况相比较，以大约40倍的速度上升。因此，第二蓄电池140的电压Vb从充电开始起10分钟(min)后上升到2.7V。
在经过时刻t41，若第二蓄电池140的电压上升到2.7V，则负载装置200的动作恢复，负载装置200开始测量动作和通信动作。另外，在经过时刻t41，因第一开关部160从断开状态移至接通状态，所以蓄电系统100移至通常状态。在该经过时刻t41以后，第一开关部160变为接通状态，在供电线DCL1的Vout出现第一蓄电池130的电压Va。而且，在经过时刻t41以后，由于“亮”和“暗”的期间反复，所以第一蓄电池130的电压Va变化。而且，在第四天以后，第一蓄电池130逐渐地不断蓄积在接下来的星期六和星期日中消耗的量的电力。
图10是图9的局部放大图。图10是将在图9中由虚线的圆圈包围的区域H的部分放大表示的图。
在图10中，在经过时刻“72小时”，第一开关部160变为断开状态，第二蓄电池140和第一蓄电池130串联连接。而且，从经过时刻“72小时”之后，光立即开始照射太阳能电池110，太阳能电池110对第二蓄电池140和第一蓄电池130的串联电路开始充电。而且，在从经过时刻“72小时”到经过时刻t41的期间，小容量的第二蓄电池140的电压Vb迅速地增加，在经过时刻t41达到2.7V。
另一方面，大容量的第一蓄电池130的电压Va在从经过时刻“72小时”到经过时刻t41的期间中，几乎没有变化(严格来说，仅增加第二蓄电池140的充电电压的增加量的约1/40的电压)。
而且，若到达经过时刻t41，第二蓄电池140的电压Vb达到2.7V，则第一开关部160接通，第二蓄电池140的两端被短路，并且，第一蓄电池130的电压Va上升ΔV(例如，0.05V)。另外，第二蓄电池140的电压Vb下降到第一蓄电池130的电压(2.5V+ΔV)。在经过时刻t41以后，开始从太阳能电池110向第一蓄电池130的充电。在经过时刻t41以后，由于第一开关部160变为接通状态(第二蓄电池140的短路状态)，所以第二蓄电池140的电压Vb和第一蓄电池130的电压Va成为相同的电压。此外，在图中，为了容易观察附图，在经过时刻t41以后表示成电压Va变为比电压Vb低的电压，但实际上，电压Va和电压Vb是相同的电压。
此外，在图9以及图10所示的例子中，示出了第一蓄电池130的电压Va从经过时刻t31开始减少，在经过时刻“72小时”正好变为2.5V的例子，但例如第一蓄电池130的电压Va在3连休的情况下，也有可能在第三天的中途达到2.5V。这是因为将传感器节点10被要求的负载装置200的连续驱动能力设为连续60小时驱动。
例如，图11是表示本实施方式所涉及的3连休的情况下的蓄电系统100的运用例的示意图。该图11与图9同样，纵轴表示电压值，横轴表示经过时间(h)，概念性地用图像示出了供电线DCL1中出现的第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb的变化特性。图11与图10相比较，从第一天到第三天是休息日(3连休)这一点不同，从第一天的经过时刻“0小时”到第三天的经过时刻“72小时”为止的期间持续“暗”的期间这一点不同。
在该例子的情况下，在第三天的经过时刻t32，第一蓄电池130的电压Va降低到2.5V。即，第一蓄电池130的电压Va在第三天的经过时刻“72小时”之前的时刻t32降低到2.5V。而且，在该经过时刻t32第一蓄电池130的电压Va达到2.5V的时刻，负载装置200停止动作。另外，在该经过时刻t32，第一开关部160变为断开状态，在第一蓄电池130串联连接第二蓄电池140。而且，由于从经过时刻t32到经过时刻“72小时”为止的期间Tk为“暗”的期间，所以不进行从太阳能电池110向第二蓄电池140的充电，在该期间Tk中，第一蓄电池130的充电电压(2.5V)保持原样出现在供电线DCL1中。
若变为第三天的经过时刻“72小时”，则从经过时刻“72小时”进入“亮”的期间，光开始照射太阳能电池110，太阳能电池110开始发电，开始向第二蓄电池140的充电。该情况下，对于太阳能电池110而言，容量小的第二蓄电池140被太阳能电池110迅速地充电，在从充电开始起10分钟(min)后的经过时刻t41，第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V。而且，若在经过时刻t41第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V，则负载装置200的动作恢复，负载装置200开始测量和通信动作。
这样，在3连休等持续连休，负载装置200从连休的中途停止了动作的情况下，也通过蓄电系统100，在光开始照射太阳能电池110，太阳能电池110开始发电的情况下，能够在短时间恢复负载装置200的动作。
此外，在蓄电系统100中，在第一蓄电池130的电压Va比规定的阈值的电压(第一阈值以上的电压)低的情况下，可以扩大负载装置200的通信时间间隔。由此，蓄电系统100在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，能够减少第一蓄电池130向负载装置200供给的电力量。因此，蓄电系统100能够延长向负载装置200供给电力的期间。
另外，在上述蓄电系统100中，上述切换部150在使第一开关部160成为断开状态后，第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路的电压Vout变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下，使第一开关部160成为接通状态。但并不局限于此，切换部150也可以查看第二蓄电池140的电位差(充电电压)来决定第二阈值的电压。
即，切换部150也可以通过电压检测部170来检测第二蓄电池140的单体中的充电电压(串联电路的规定的部位的充电电压)，并在该第二蓄电池140的充电电压和第一蓄电池130的充电电压的合计的充电电压(串联电路整体的充电电压)变为规定的第二阈值的电压以上的情况下，使第一开关部160成为闭合状态来使第二蓄电池140的两端短路。该情况下，切换部150可以将第一蓄电池130的电压视为第一阈值，仅利用第二蓄电池140的蓄电容量来判断串联电路整体的充电电压。而且，切换部150也可以以如下的方式进行控制：在通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端从短路状态解除而从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的情况下，检测串联电路整体的或者规定的部位的充电电压，并在串联电路整体的充电电压变为比第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上的情况下，使第一开关部160成为接通状态。
如以上说明那样，本实施方式的蓄电系统100具备：进行环境发电的太阳能电池110(发电元件)、通过太阳能电池110的发电电力被供电并且向负载装置200供给电力的第一蓄电池130、容量比第一蓄电池130小并与第一蓄电池130串联连接的第二蓄电池140、与第二蓄电池140并联连接并在闭合状态的情况下使第二蓄电池140的两端短路且在切断状态的情况下使第二蓄电池140的短路状态解除的第一开关部160、以及控制第一开关部160的开闭状态的切换部150。
切换部150在通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端短路而从第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200进行供电的情况下，将第一蓄电池130的充电电压Va与2.5V(规定的第一阈值的电压)进行比较，在第一蓄电池130的充电电压Va变为2.5V以下的情况下，进行控制以使第一开关部160成为切断状态，在通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端从短路状态解除而从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的情况下，检测串联电路整体(第一蓄电池130以及第二蓄电池140的充电电压(串联电路整体的充电电压)Vb)的或者规定的部位的充电电压，在串联电路整体的充电电压变为比第一阈值的电压高的电压即2.7V(规定的第二阈值的电压)以上的情况下，进行控制以使第一开关部160成为闭合状态。
在这样的结构的蓄电系统100中，将容量小的第二蓄电池140与第一蓄电池130串联连接，并且，与第二蓄电池140并联连接第一开关部160。该第一开关部160在闭合状态的情况下使第二蓄电池140的两端短路，在断开状态的情况下使第二蓄电池140的短路状态解除。切换部150控制第一开关部160的开闭状态。而且，切换部150在通过第一开关部160使第二蓄电池140的两端短路，从第一蓄电池130经由第一开关部160对负载装置200进行供电的情况下，将第一蓄电池130的充电电压Va与2.5V(第一阈值的电压)进行比较。而且，切换部150在从第一蓄电池130经由第一开关部160对负载装置200进行供电的状态下，第一蓄电池130的充电电压Va变为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下，使第一开关部160成为切断状态来解除第二蓄电池140的两端的短路状态。
另外，切换部150在第二蓄电池140的短路状态被解除，从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行供电的情况下，例如检测第一蓄电池130以及第二蓄电池140的充电电压(串联电路整体的充电电压)，在该充电电压变为2.7V(规定的第二阈值的电压)以上的情况下，使第一开关部160成为闭合状态来使第二蓄电池140的两端短路。
由此，在蓄电系统100中，在太阳能电池110(发电元件)进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置200的动作恢复。
另外，在蓄电系统100中，由于容量小的第二蓄电池140在短时间充电电压上升，所以能够短时间上升为2.7V(第二阈值的电压)以上的电压。因此，蓄电系统100能够在短时间使负载装置200的动作恢复。
另外，在通常的状态下，第二蓄电池140通过第一开关部160而被短路，正极、负极都与第一蓄电池130的正极的电位成为同电位。因此，若第一开关部160被开放，则开始从与此时的第一蓄电池130相同的电位向第二蓄电池140的蓄电。由此，能够在短时间将第二蓄电池140充电到2.7V(第二阈值的电压)以上的电压。换言之，通过第二蓄电池140与第一蓄电池130串联连接，即使第二蓄电池140本身的正极和负极中的电位差小，也从第一蓄电池130的电位开始充电动作。因此，蓄电系统100能够在短时间使负载装置200的动作恢复。
另外，在上述蓄电系统100中，基于太阳能电池110(发电元件)的发电量、从第一蓄电池130供给电力的负载装置200的消耗电力的平均值、和通过蓄积在第一蓄电池130中的电力连续驱动负载装置200的时间来设定第一蓄电池130的容量，基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、和在因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200的动作停止后到通过太阳能电池110进行发电而使负载装置200的动作恢复为止的时间来设定第二蓄电池140的容量。
在这样的结构的蓄电系统100中，在决定向负载装置200供给电力的第一蓄电池130的容量的大小的情况下，基于太阳能电池110(发电元件)的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、和通过蓄积在第一蓄电池130中的电力连续驱动负载装置200的时间来决定第一蓄电池130的容量。另外，在蓄电系统100中，在决定小的容量的第二蓄电池140的容量的情况下，基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、和在负载装置200的动作停止后到太阳能电池110进行发电而使负载装置200的动作恢复为止时间来决定第二蓄电池140的容量。
由此，在蓄电系统100中，通过蓄积在第一蓄电池130中的电力，能够将负载装置200连续驱动所希望的时间。另外，在蓄电系统100中，在负载装置200的动作停止后，太阳能电池110进行发电的情况下，能够以所希望的时间使负载装置200的动作恢复。
另外，在上述蓄电系统100中，第一蓄电池130是漏电流比第二蓄电池140小的种类的电容器。
在这样的结构的蓄电系统100中，第一蓄电池130是长时间保持电力的电容器，为了不会不必要地消耗蓄积的电力，该第一蓄电池130可使用漏电流少的电容器。另一方面，第二蓄电池140是仅在负载装置200的动作停止后，到太阳能电池110进行发电而使负载装置200的动作恢复为止的短时间中使用的电容器，另外，被充电的最大的电压是0.2V(第一阈值与第二阈值的差量的电压)，只在低的充电电压下使用。因此，在蓄电系统中，作为第二蓄电池140，能够使用漏电流比第一蓄电池130大的电容器。
由此，第一蓄电池130不会不必要地消耗蓄积的电力，而能够长时间保持电力。
另外，在上述蓄电系统100中具备DC/DC转换器120，该DC/DC转换器120将太阳能电池110(发电元件)的输出电压Vs电压转换为规定的电压，并对第一蓄电池130以及第二蓄电池140进行供电，DC/DC转换器120控制输出电压以使第一蓄电池130的充电电压Va不超过规定的上限电压(例如，3.7V)。
在这样的结构的蓄电系统100中，在太阳能电池110(发电元件)的输出侧连接DC/DC转换器120。该DC/DC转换器120将太阳能电池110的输出电压Vs转换为与向负载装置200供给的供电电压对应的电压。
DC/DC转换器120通过转换后的电压，在第一开关部160为闭合状态的情况下向第一蓄电池130进行供电，在第一开关部160为切断状态的情况下，向第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行供电。另外，DC/DC转换器120通过进行控制以使输出电压不超过规定的上限电压(例如3.7V)，从而第一蓄电池130不成为过充电状态。
由此，蓄电系统100能够将太阳能电池110(发电元件)的输出电压Vs转换为能够使负载装置200动作的电压。另外，DC/DC转换器120能够使第一蓄电池130不成为过充电状态。
另外，在上述蓄电系统100中，作为大容量的第一蓄电池130，使用锂离子电容器。
在这样的结构的蓄电系统100中，大容量的第一蓄电池130需要长时间保持电荷。因此，第一蓄电池130使用漏电流小的锂离子电容器。
由此，第一蓄电池130不会不必要地消耗从太阳能电池110(发电元件)供电的电力而能够进行长时间保持。因此，本发明的蓄电系统100在太阳能电池110停止发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下，也能够使负载装置200长时间动作。
第二实施方式
图12是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A的构成例的结构图。图12所示的蓄电系统100A与图2所示的蓄电系统100相比较，新追加了第二开关部180的点、将切换部150变更为切换部150A的点、以及将负载装置200变更为负载装置200A的点不同。另外，负载装置200A构成为若接受超过输入电源规格的2.5V的电源电压的供给则保持原样开始动作，这一点与负载装置200不同。其它的构成与图2所示的蓄电系统100相同。因此，对同一构成部分附加同一符号，省略重复的说明。
在图12中，第二开关部180的一个端子a与供电线DCL1连接，另一个端子b经由供电线DCL10与负载装置200A连接。该第二开关部180根据从切换部150A输入的控制信号CNT2的指示内容而成为接通状态或者断开状态，由此将供电线DCL1与供电线DCL10之间连接或者开放。即，通过第二开关部180变为接通状态，使得供电线DCL1和供电线DCL10连接，从蓄电系统100A向负载装置200A供给电力。
切换部150A具备比较部151A，该比较部151A在第一开关部160为接通的状态下，第一蓄电池130的电压Va变为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下，将控制信号CNT1输出给第一开关部160，使第一开关部160成为断开状态，从而将第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。由此，蓄电系统100A移至来自第一蓄电池的供电停止状态。
另外，切换部150A通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref3进行比较，来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过规定的第三阈值的电压。其中，该第三阈值的电压只要是为2.5V以上的电压且为2.7V(第二阈值的电压)以下的电压即可，例如可以是与作为第一阈值的电压的2.5V相同的电压，或者也可以是2.55V、2.6V等比作为第一阈值的电压的2.5V高的电压。
切换部150A在第一蓄电池130的电压Va为第三阈值的电压以下的情况下，将控制信号CNT2输出给第二开关部180，使第二开关部180成为断开状态，停止向负载装置200A的电力的供给。另外，切换部150A在第一蓄电池130的电压Va超过第三阈值的电压的情况下，将控制信号CNT2输出给第二开关部180，使第二开关部180成为接通状态，向负载装置200A供给电力。
由此，在蓄电系统100A中，仅在第一蓄电池130的充电电压Va超过第三阈值的电压的情况下，能够向负载装置200A供给电力。
比较部151A在第一开关部160为断开的状态下，第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上的情况下，使第一开关部160成为接通状态，使第二蓄电池140的两端成为短路状态，将第一蓄电池130与供电线DCL1直接连接。由此，蓄电系统100A从来自第一蓄电池的供电停止状态恢复为通常状态。
这样，在蓄电系统100A中，负载装置200A无需自身来判定从供电线DCL1供给的电源电压的大小，若第二开关部180变为接通状态，从蓄电系统100A被供给电源电压，则能够立即开始动作。
此外，在蓄电系统100A中，通过将第三阈值的电压设为2.5V(与第一阈值的电压相同的电压)，能够使第一开关部160和第二开关部180在相同的时机接通、断开。即，在第一开关部160为接通状态时，第二开关部180成为接通状态，在第一开关部160为断开状态时，第二开关部180成为断开状态。
图13是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A中的处理顺序的第一流程图。图13用流程图表示了上述的蓄电系统100A中的动作的流程。以下，参照图13，对该处理的流程进行说明。
最初，设蓄电系统100A在通常状态下进行动作(步骤S200)。即，设在蓄电系统100A中，第一开关部160为接通状态，第一蓄电池130的电压Va超过2.5V，第二开关部180为接通状态，负载装置200A为动作中。
接着，电压检测部170检测供电线DCL1的电压(该情况下为第一蓄电池130的电压Va)，并将电压检测信号Vf输出给切换部150A(步骤S205)。
接着，在切换部150A中，通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref3进行比较，来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过第三阈值的电压(步骤S210)。
当在步骤S210中判定为第一蓄电池130的电压Va超过第三阈值的电压的情况下(步骤S210：是)，切换部150A在第二开关部180为断开状态的情况下切换为接通状态，在接通状态的情况下保持原样继续接通状态(步骤S215)。由此，蓄电系统100A向负载装置200A供给电力，使负载装置200A进行动作(步骤S220)。接着，蓄电系统100A移至步骤S240的处理。
另一方面，当在步骤S210中判定为第一蓄电池130的电压Va没有超过第三阈值的电压的情况下(步骤S210：否)，切换部150A在第二开关部180为接通状态的情况下切换为断开状态，在断开状态的情况下保持原样继续断开状态(步骤S225)。由此，蓄电系统100A停止向负载装置200A的电力的供给，使负载装置200A的动作停止(步骤S230)。接着，蓄电系统100A移至步骤S240的处理。
接着，在切换部150A中，通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较，来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过2.5V(第一阈值的电压)(步骤S240)。
当在步骤S240中判定为第一蓄电池130的电压Va超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S240：是)，返回到步骤S205的处理，蓄电系统100A反复执行步骤S205以下的处理。
另一方面，当在步骤S240中判定为第一蓄电池130的电压Va没有超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S240：否)、即在第一蓄电池130的电压为2.5V以下的情况下，切换部150A将第一开关部160从接通状态切换为断开状态(步骤S250)。由此，蓄电系统100A移至来自第一蓄电池的供电停止状态，第一蓄电池130和第二蓄电池140串联连接。而且，在太阳能电池110进行发电的情况下，进行从太阳能电池110向第二蓄电池140的充电(步骤S260)。
接着，电压检测部170检测供电线DCL1的电压(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)，并将电压检测信号Vf输出给切换部150A(步骤S270)。在切换部150A中，通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref2进行比较，来判定第二蓄电池140的电压Vb是否是2.7V(第二阈值的电压)以上(步骤S280)。
当在步骤S280中判定为第二蓄电池140的电压Vb不是2.7V以上的情况下(步骤S280：否)，返回到步骤S250的处理，切换部150A保持原样维持第一开关部160的断开状态(步骤S250)，接着，蓄电系统100A反复执行步骤S260以后的处理。
在通过切换部150A判定为第二蓄电池140的电压Vb为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下(步骤S280：是)，切换部150A将第一开关部160从断开状态切换为接通状态(步骤S290)。接着，蓄电系统100A返回到步骤S100的处理，再次执行步骤S205以后的处理。
通过上述处理的流程，蓄电系统100A在因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200A的动作暂时停止后，太阳能电池110进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置200A的动作恢复。另外，蓄电系统100A仅在能够供给超过负载装置200A能够动作的第三阈值的电压的电压的情况下，能够对负载装置200A进行供电。
另外，图14是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A中的处理顺序的第二流程图。该图14是在蓄电系统100A中将第三阈值的电压和第一阈值的电压设为相同的电压2.5V的情况下的例子。
图14所示的流程图与图13所示的流程图比较，图14的由虚线包围的处理步骤S210A到230A的部分与图13不同。其它的处理步骤与图13所示的流程图相同。因此，对同一处理内容的步骤附加同一符号，省略重复的说明。
参照图14，在步骤S205中，电压检测部170检测供电线DCL1的电压(该情况下为第一蓄电池130的电压Va)，并将电压检测信号Vf输出给切换部150A。
接着，切换部150A判定第一蓄电池130的电压Va是否超过2.5V(第三阈值以及第一阈值的电压)(步骤S210A)。
当在步骤S210A中判定为第一蓄电池130的电压Va超过2.5V的情况下(步骤S210A：是)，切换部150A在第二开关部180为断开状态的情况下切换为接通状态，在接通状态的情况下保持原样继续接通状态(步骤S215A)。由此，蓄电系统100A对负载装置200A供给电力，使负载装置200A进行动作(步骤S220A)。
接着，蓄电系统100A返回到步骤S205的处理，反复执行步骤S210A以下的处理。
另一方面，当在步骤S210A中判定为第一蓄电池130的电压Va没有超过2.5V的情况下(步骤S210A：否)、即在第一蓄电池130的充电电压Va为2.5V以下的情况下，切换部150A使第二开关部180成为断开状态(步骤S225A)。由此，蓄电系统100A停止向负载装置200A的电力的供给，使负载装置200A的动作停止(步骤S230A)。接着，切换部150A移至步骤S250的处理。之后的步骤S250以后的处理与图13所示的处理相同，省略重复的说明。
这样，在蓄电系统100A中，通过将第三阈值的电压设为2.5V(与第一阈值的电压相同的电压)，能够使第一开关部160和第二开关部180在相同的时机接通、断开。即，能够在第一开关部160为接通状态时，使第二开关部180成为接通状态，在第一开关部160为断开状态时，使第二开关部180成为断开状态。因此，与图13的情况相比较，切换部150A中的控制被简化。
如以上说明那样，蓄电系统100A还具备使蓄电系统100A与负载装置200A之间连接或者开放的第二开关部180，切换部150A将第一蓄电池130的充电电压Va与2.5V(第一阈值的电压)以上的第三阈值的电压进行比较，在第一蓄电池130的充电电压Va超过第三阈值的电压的情况下，使第二开关部180成为连接状态，在第一蓄电池130的充电电压Va为第三阈值的电压以下的情况下，使第二开关部180成为开放状态。
在这样的结构的蓄电系统100A中，切换部150A在第一蓄电池130的充电电压Va超过第三阈值的电压，能够从第一蓄电池130对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部180成为连接状态，对负载装置200A供给电力。另一方面，切换部150A在第一蓄电池130的充电电压Va为第三阈值的电压以下，不能够从第一蓄电池130对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部180成为开放状态，停止向负载装置200A的电力的供给。
由此，蓄电系统100A能够在不能够对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部180成为开放状态来停止向负载装置200A的电力的供给，在能够对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部180成为连接状态，向负载装置200A供给电力。
另外，在上述蓄电系统100A中，第三阈值的电压被设定为2.5V(与第一阈值的电压相同的电压)，切换部150A在使第一开关部160成为闭合状态来使第二蓄电池140的两端短路的情况下，使第二开关部180成为连接状态，使第一开关部160成为切断状态，使第二蓄电池140的两端从短路状态解除的情况下，使第二开关部180成为开放状态。
在这样的结构的蓄电系统100A中，切换部150A在使第一开关部160成为闭合状态来使第二蓄电池140的两端短路的状态，即，能够从第一蓄电池130对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下，使第二开关部180成为连接状态，对负载装置200A供给电力。另外，切换部150A在使第一开关部160成为切断状态来使第二蓄电池140的两端从短路状态解除的状态，即，从太阳能电池110(发电元件)对第一蓄电池130和第二蓄电池140的串联电路进行充电的情况下，使第二开关部180成为开放状态。
由此，蓄电系统100A能够在使第一开关部160成为闭合状态的情况下使第二开关部180成为连接状态，在使第一开关部160成为切断状态的情况下使第二开关部180成为开放状态。即，蓄电系统100A能够在相同的时机控制第一开关部160的开闭状态和第二开关部180的开闭状态。
以上，对本发明进行了说明，但本发明的蓄电系统并不仅限于上述的图示例，在不脱离本发明主旨的范围内当然能够加入各种变更。
例如，在图2以及图12所示的例子中，示出了作为发电元件而使用了环境发电元件的太阳能电池110的例子，但并不限于此。发电元件只要为能够进行环境发电的发电元件即可。此处，光以外的环境发电是指利用例如热、振动、风力、电波等的发电。
另外，在图2所示的负载装置200的例子中，示出了环境监视装置210具备温度传感器211和湿度传感器212的例子，但环境监视装置210也可以具备温度传感器211和湿度传感器212中的任意一个传感器。另外，环境监视装置210也可以具备对其它的与环境有关的信息进行检测的传感器。其它的与环境有关的信息例如是照度、CO2浓度、振动、水位、电压、电流、声音、图像等。
另外，蓄电系统100以及100A能够用作门的开闭用的电源、电气开关的电源。在将蓄电系统使用于门的开闭用的电源等的情况下，由于门的开闭用的电源、电气开关的电源根据设置环境、使用状况而电力消耗量不同，所以即使光照射太阳能电池110，发电量和电力消耗量的收支也有时变为负。在这样的情况下，能够适宜地使用蓄电系统100以及100A。
第三实施方式
图15是表示本实施方式所涉及的蓄电系统300的构成例的结构图。蓄电系统300对负载装置400供给电力，使负载装置400进行动作。负载装置400例如是作为无配线、电池更换地进行动作的无线传感器发挥作用的环境监视装置。环境监视装置具备测量办公室等室内的温度的温度传感器、测量室内的湿度的湿度传感器。负载装置400构成为从蓄电系统300接受电力的供给而进行动作，在从蓄电系统300供给的电源电压例如为5.2V以上的情况下开始动作，若从蓄电系统300供给的电源电压变为2.5V以下则停止动作。此外，上述的各电压值是一个例子，并不限于此。也可以是与使用于蓄电系统300的蓄电池对应的电压值、与蓄电系统300的用途对应的电压值。
如图15所示，蓄电系统300具备使用了环境发电元件的太阳能电池310、DC/DC转换器320(直流电压－直流电压转换装置)、第一蓄电池330、第二蓄电池340、切换部350、第一开关部360、电压检测部370、以及第二开关部380。
太阳能电池310是低照度用的太阳能电池，例如是在10000(Lux；勒克司)以下的照度使用的太阳能电池。太阳能电池310构成为将在受光面侧排列的多个太阳能电池单元串联连接，获得规定的输出电压Vs。在太阳能电池310的输出侧连接DC/DC转换器320的输入侧。
DC/DC转换器320将从太阳能电池310输入的电压Vs转换为与向负载装置400的供电电压对应的电压。DC/DC转换器320的输出侧与供电线DCL1连接。通过供电线DCL1对负载装置400供给电力。DC/DC转换器320例如在太阳能电池310的输出电压Vs比负载装置400所需的电压低的情况下，由升压转换器装置等构成。另外，DC/DC转换器320控制输出电压以使第一蓄电池330的充电电压不超过规定的上限电压。
第一开关部360使第一蓄电池330的正极(+)端子与供电线DCL1之间接通或者断开。第一开关部360的端子a经由电压检测部370与供电线DCL1连接，并且，与第二蓄电池340的正极(+)端子连接。第一开关部360的端子b与第一蓄电池330的正极(+)端子连接，并且，与第二开关部380的端子f连接。
第一蓄电池330通过太阳能电池310的发电电力而被充电，并且，对负载装置400供给电力。第一蓄电池330是大容量的电容器，例如是40F(法拉)的锂离子电容器(LIC)。第一蓄电池330的负极(－)端子与地GND连接。第一蓄电池330的正极(+)端子与第一开关部360的端子b连接，并且，与第二开关部380的端子f连接。其中，由于第一蓄电池330需要长时间保存电荷，所以可使用漏电流少的锂离子电容器。第一蓄电池330的容量并不限于40F，能够基于太阳能电池310的发电量、负载装置400的消耗电力的平均值、和想要连续驱动负载装置400的时间来选定适当的容量的电容器。此外，第一蓄电池330在出厂时被充电到例如2.5V～3.7V左右的电压。
第二蓄电池340是容量比第一蓄电池330的容量小的电容器，例如是1F(法拉)的双电层电容器(EDLC)。第二蓄电池340的正极(+)端子经由电压检测部370与供电线DCL1连接，并且，与第一开关部360的端子a连接。第二蓄电池340的负极(－)端子与第二开关部380的共用端子d连接。此外，第二蓄电池340的容量并不限于1F，能够基于太阳能电池310的发电量、负载装置400的消耗电力的平均值、想要使负载装置400恢复的时间来选定适当的容量的电容器。
第二开关部380使第二蓄电池340的负极(－)端子选择性地与地GND侧和第一蓄电池330的正极(+)端子侧连接。第二开关部380的共用端子d与第二蓄电池340的负极(－)端子连接。第二开关部380的端子e与地GND连接。第二开关部380的端子f与第一蓄电池330的正极(+)端子连接，并且，与第一开关部360的端子b连接。此外，以下将第二开关部380的共用端子d和端子e连接的状态称为第二开关部380选择地GND侧的状态。另外，将第二开关部380的共用端子d和端子f连接的状态称为第二开关部380选择第一蓄电池330侧的状态。
电压检测部370为了检测第一蓄电池330的过放电电压而设置。即，构成第一蓄电池330的锂离子电容器有下限电压，若被过放电至该下限电压，则单元产生劣化。电压检测部370对相当于第一蓄电池330的充电电压的电压进行检测，以使构成第一蓄电池330的锂离子电容器不被过放电到下限电压。此处，电压检测部370检测供电线DCL1的电压Vout，并将该电压检测信号Vf输出给切换部350，从而检测相当于第一蓄电池330的过放电电压的电压。电压检测部370例如使用电阻分压电路来构成。
切换部350根据电压检测部370的检测电压来控制第一开关部360以及第二开关部380。切换部350具备比较部351。比较部351将从电压检测部370输入的来自供电线DCL1的电压检测信号Vf与自身所具有的规定的第一阈值电压Ref1以及第二阈值电压Ref2进行比较。第一阈值电压Ref1是从通常状态起供电线DCL1的电压Vout下降，负载装置400停止动作的阈值电压。根据构成第一蓄电池330的锂离子电容器的下限电压来设定第一阈值电压Ref1。锂离子电容器的下限电压例如为2V左右，第一阈值电压Ref1例如为2.5V。第二阈值电压Ref2是从负载装置400停止动作的状态起供电线DCL1的电压Vout上升，恢复为通常状态时的阈值电压。第二阈值电压Ref2是比第一阈值电压Ref1高与滞后电压相当的电压的电压。滞后电压例如为2.7V，第二阈值电压Ref2为(2.5V+2.7V＝5.2V)。
在通常状态下，切换部350输出使第一开关部360成为接通状态的控制信号CNT1，并且，输出第二开关部380选择地GND侧的控制信号CNT2。其中，通常状态是通过太阳能电池310的发电电力对第一蓄电池330以及第二蓄电池340进行充电，并且，主要从第一蓄电池330向负载装置供给电力的状态。
在通常状态中，因太阳能电池310的发电停止，切换部350基于从电压检测部370输入的电压检测信号Vf，判定为供电线DCL1的电压Vout从通常状态的电压(例如3V)下降到第一阈值电压Ref1(2.5V)以下。在这样判断了的情况下，切换部350输出使第一开关部360成为断开状态的控制信号CNT1，并且，输出使第二开关部380选择第一蓄电池330侧的控制信号CNT2。由此，第一蓄电池330和第二蓄电池340从并联连接切换为串联连接，供电线DCL1的电压Vout成为第二蓄电池340的充电电压和第一蓄电池330的充电电压相加所得的电压。并且，负载装置400停止动作。
由于在第一开关部360为断开状态、第二开关部380选择为第一蓄电池330侧的状态(也称为高速启动状态)之后，第一蓄电池330和第二蓄电池340立即从并联连接切换为串联连接，所以供电线DCL1的电压Vout是第一阈值电压Ref1的约2倍。因之后的太阳能电池310的发电再开始，供电线DCL1的电压Vout上升。在供电线DCL1的电压Vout上升到第二阈值电压Ref2(5.2V)的情况下，首先负载装置400的动作恢复。进而切换部350判定为供电线DCL1的电压Vout上升到第二阈值电压Ref2，输出使第一开关部360成为接通状态的控制信号CNT1，并且，输出使第二开关部380选择地GND侧的控制信号CNT2。
由此，第一蓄电池330和第二蓄电池340从串联连接切换为并联连接。这样，切换部350具有第一阈值电压Ref1(2.5V)与第二阈值电压Ref2(5.2V)之间的2.7V宽度的滞后特性，对第一开关部360以及第二开关部380进行控制。
在图15中，示出了作为第一开关部360以及第二开关部380，由使用了机械式接点的开关构成的例子。开关也可以构成为包括使用了MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor)、或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等半导体开关元件的半导体开关。
接下来，对蓄电系统300的动作进行说明。图16A以及图16B是表示本实施方式所涉及的蓄电系统中的各开关状态下的供电状态的说明图。
图16A是使第一开关部360为接通状态，并且使第二开关部380成为选择地GND侧的状态时的说明图。在该状态下，第一开关部360的端子a和端子b连接，第二开关部380的共用端子d和端子e连接。该情况下，第一蓄电池330的正极(+)端子经由第一开关部360与供电线DCL1连接，第一蓄电池330的负极(－)端子与地GND连接。另外，第二蓄电池340的正极(+)端子与供电线DCL1连接，第二蓄电池340的负极(－)端子经由第二开关部380与地GND连接。因此，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340并联连接。
在通常状态中，通过太阳能电池310的发电电力对第一蓄电池330以及第二蓄电池340进行充电，并且，从第一蓄电池330以及第二蓄电池340向负载装置400流动放电电流Ia3以及Ia4来供给电力。这样，在通常状态下，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340并联连接，根据来自太阳能电池310的发电电力、负载装置400的动作状态，第一蓄电池330以及第二蓄电池340进行充放电。其中，由于第一蓄电池330的容量比第二蓄电池340的容量大，所以主要对来自太阳能电池310的发电电力进行充放电是第一蓄电池330。
若太阳能电池310的发电停止，则第一蓄电池330以及第二蓄电池340的放电继续，供电线DCL1的电压Vout不断下降。若供电线DCL1的电压Vout下降到第一阈值电压Ref1(2.5V)以下，则负载装置400停止动作，并且，切换部350使第一开关部360为断开状态并使第二开关部380成为选择第一蓄电池330侧的状态。
图16B是使第一开关部360为断开状态并且使第二开关部380成为选择了第一蓄电池330侧的状态时的说明图。在该状态(高速启动状态)下，第一开关部360的端子a和端子b被切断，第二开关部380的共用端子d和端子f连接。该情况下，第一蓄电池330的正极(+)端子经由第二开关部380与第二蓄电池340的负极(－)端子连接。因此，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340从并联连接切换为串联连接，供电线DCL1的电压Vout为第一阈值电压Ref1(2.5V)的约2倍。
之后，若再开始太阳能电池310的发电，则从太阳能电池310向第一蓄电池330和第二蓄电池340的串联电路流动电流Ib，开始向第一蓄电池330以及第二蓄电池340的充电。由此，供电线DCL1的电压Vout进一步不断上升。
第二蓄电池340的容量(例如1F)比第一蓄电池330的容量(例如40F)小。因此，若开始从太阳能电池310向第二蓄电池340的充电，则第二蓄电池340的充电电压迅速地上升。由于供电线DCL1的电压Vout成为第一蓄电池330的充电电压和第二蓄电池340的充电电压的相加值，所以因第二蓄电池340的充电电压的上升，供电线DCL1的电压Vout迅速地不断上升。
在供电线DCL1的电压Vout上升到第二阈值电压Ref2(5.2V)以上时，负载装置400的动作恢复，并且，切换部350如图16A所示，使第一开关部360为接通状态，并且，使第二开关部380成为选择地GND侧的状态。由此，第一蓄电池330和第二蓄电池340从串联连接切换为并联连接，主要从第一蓄电池330对负载装置400再供给电源，蓄电系统300恢复为通常状态的动作。
在本实施方式中，切换部350具有第一阈值电压Ref1(2.5V)与第二阈值电压Ref2(5.2V)之间的2.7V宽度的滞后特性，对第一开关部360以及第二开关部380进行控制。因此，能够维持稳定的动作。
图17是本实施方式所涉及的蓄电系统300中的开关控制的说明图。
在图17中，横轴表示时间，纵轴表示电压检测部370的检测电压。
设在时刻t0，在通常状态下太阳能电池310的发电动作停止。此时，设第一开关部360为接通状态，第二开关部380为选择地GND侧的状态。若太阳能电池310的发电动作停止，则第一蓄电池330以及第二蓄电池340放电，如图17所示，电压检测部370的检测电压不断下降。
在时刻t1，若电压检测部370的检测电压下降到第一阈值电压Ref1(2.5V)以下，则负载装置400停止动作。第一开关部360变为断开状态，第二开关部380成为选择第一蓄电池330侧的状态，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340串联连接，供电线DCL1的电压Vout为第一阈值电压Ref1(2.5V)的约2倍。
之后，设在时刻t2，再开始太阳能电池310的发电动作。若再开始太阳能电池310的发电，则从太阳能电池310向第一蓄电池330和第二蓄电池340的串联电路流动充电电流。由此，电压检测部370的检测电压不断上升。由于在第一蓄电池330串联连接小容量的第二蓄电池340，所以供电线DCL1的电压Vout迅速地上升。因此，如图17所示，在时刻t2以后，电压检测部370的检测电压迅速地上升。
在时刻t3，若电压检测部370的检测电压上升到第二阈值电压Ref2(5.2V)以上，则负载装置400的动作恢复，并且，第一开关部360成为接通状态，第二开关部380成为选择地GND侧的状态，恢复为通常状态的动作。在通常状态下，由于在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340并联连接，所以在时刻t3以后，电压检测部370的检测电压缓缓地不断上升。
这样，在本实施方式所涉及的蓄电系统300中，当高速启动状态时，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和小容量的第二蓄电池340串联配设。由此，蓄电系统300能够使第一蓄电池330的电压值降低而动作暂时停止了的负载装置400的动作在再开始太阳能电池310的发电后短时间恢复。
在通常状态下，由于在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340并联连接，所以也对第二蓄电池340进行充电。因此，当将第一蓄电池330和第二蓄电池340在供电线DCL1与地GND之间串联连接时，第二蓄电池340中剩余电荷。由此，与使第二蓄电池340从完全放电后的状态恢复的情况相比，能够缩短恢复时间。
图18是表示本实施方式所涉及的蓄电系统300中的处理顺序的流程图。
最初，设蓄电系统300在通常状态(并联连接)下进行动作(步骤S301)。即，设在蓄电系统300中，第一开关部360为接通状态，第二开关部为选择地GND侧的状态，供电线DCL1的电压Vout超过2.5V，另外，负载装置400为动作中。
接着，电压检测部370检测供电线DCL1的电压Vout，并将电压检测信号Vf输出给切换部350(步骤S302)。接着，在切换部350中，判定电压检测部370的检测电压是否是第一阈值电压Ref1(2.5V)以下(步骤S303)。当在步骤S303中判定为电压检测部370的检测电压不是第一阈值电压Ref1(2.5V)以下的情况下(步骤S303：否)，负载装置400继续动作(步骤S304)，并且蓄电系统300返回到步骤S302的处理。接着，蓄电系统300再次执行步骤S302以下的处理。
另一方面，当在步骤S303中判定为供电线DCL1的电压Vout为第一阈值电压Ref1(2.5V)以下的情况下(步骤S303：是)，负载装置400停止动作(步骤S305)，并且蓄电系统300移至步骤S306的处理。
在步骤S306中，切换部350将第一开关部360从接通状态切换为断开状态，将第二开关部380切换为选择第一蓄电池330侧的状态。由此，在供电线DCL1与地GND之间，第一蓄电池330和第二蓄电池340串联连接。而且，在太阳能电池310进行发电的情况下，进行从太阳能电池310向第一蓄电池330以及第二蓄电池340的串联电路的充电(步骤S307)。
接着，电压检测部370检测供电线DCL1的电压Vout，并将电压检测信号Vf输出给切换部350(步骤S308)。切换部350判定电压检测部370的检测电压是否是第二阈值电压Ref2(5.2V)以上(步骤S309)。而且，当在步骤S309中判定为电压检测部370的检测电压不是第二阈值电压Ref2(5.2V)以上的情况下(步骤S309：否)，返回到步骤S306的处理，切换部350使第一开关部360维持断开状态，使第二开关部380维持为选择第一蓄电池330侧的状态(步骤S306)。接着，蓄电系统300反复执行步骤S306以后的处理。
在太阳能电池310不进行发电，不进行从太阳能电池310向第一蓄电池330以及第二蓄电池340的串联电路的充电的情况下，由于供电线DCL1的电压Vout不上升，所以蓄电系统300反复执行步骤S306～步骤S309的处理。若来自太阳能电池310的发电再开始，则充电电流流向第一蓄电池330以及第二蓄电池340的串联连接，供电线DCL1的电压Vout上升。
在判定为供电线DCL1的电压Vout上升为第二阈值电压Ref2(5.2V)以上的情况下(步骤S309：是)，负载装置400的动作恢复(步骤S310)，并且切换部350将第一开关部360从断开状态切换为接通状态，将第二开关部380切换为选择地GND侧的状态(步骤S311)。由此，蓄电系统300返回到通常状态(并联连接)。接着，蓄电系统300返回到步骤S302的处理，再次执行步骤S302以后的处理。
如以上那样，本实施方式的蓄电系统300具备进行环境发电的发电元件(例如太阳能电池310)、对负载装置400供给电力的供电线DCL1、经由供电线通过发电元件的发电电力而被充电并且对负载装置供给电力的第一蓄电池330、容量比第一蓄电池小的第二蓄电池340、选择性地设定为在供电线与地(GND)之间将第一蓄电池和第二蓄电池并联连接的并联连接状态(图16A)、和在供电线与地之间将第一蓄电池和第二蓄电池串联连接的串联连接状态(图16B)的开关部(第一开关部360、第二开关部380)、对第一蓄电池成为过放电的电压进行检测的电压检测部370、以及根据电压检测部的检测电压来控制开关部的切换部350，切换部具有与电压检测部的检测电压下降时的电压相比较的第一阈值电压Ref1、和与电压检测部的检测电压上升时的电压相比较的第二阈值电压Ref2，在开关部被设定为并联连接状态时，切换部将电压检测部的检测电压与第一阈值电压进行比较，并在电压检测部的检测电压变为第一阈值电压以下的情况下，将开关部设定为串联连接状态，在开关部被设定为串联连接状态时，切换部将电压检测部的检测电压与第二阈值电压进行比较，并在电压检测部的检测电压变为第二阈值电压以上的情况下，将开关部设定为并联连接状态。
根据上述构成，在本实施方式中，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。
第四实施方式
图19是表示本实施方式所涉及的蓄电系统300A的构成例的结构图。电压检测部370A的位置与第一实施方式的电压检测部370的位置不同。其它的结构与第一实施方式相同，对同一构成部分附加同一符号，省略重复的说明。
在第三实施方式中，电压检测部370检测地GND与供电线DCL1之间的电压，并输出给切换部350。与此相对，在第二实施方式中，电压检测部370A检测地GND与第一蓄电池330的正极(+)端子之间的电压，并输出给切换部350。
在第三实施方式中，根据构成第一蓄电池330的锂离子电容器的下限电压来设定第一阈值电压Ref1。第一阈值电压Ref1是第一开关部360为接通状态、第二开关部380成为选择地GND侧的状态时的阈值电压。此时，由于第一开关部360是接通状态，所以地GND与供电线DCL1之间的电压和地GND与第一蓄电池330的正极(+)端子之间的电压相等。因此，第二实施方式的情况下的第一阈值电压Ref1A与第一实施方式的情况下的第一阈值电压Ref1同样地根据构成第一蓄电池330的锂离子电容器的下限电压例如被设定为2.5V。
在第三实施方式中，第二阈值电压Ref2被设定为比第一阈值电压Ref1高相当于滞后电压的电压的电压。第二阈值电压Ref2是第一开关部360为断开状态、第二开关部380成为选择第一蓄电池330侧的状态时的阈值电压。该情况下，在第一实施方式的情况下的电压检测部370中，检测地GND与供电线DCL1之间的电压，该电压成为第一蓄电池330的充电电压和第二蓄电池340的充电电压的相加值。与此相对，在第二实施方式的情况下的电压检测部370A中，检测地GND与第一蓄电池330之间的电压(第一蓄电池330的充电电压)，成为相差第二蓄电池340的充电电压的量的值。因此，在第二实施方式中，将第二阈值电压Ref2A设定为对第一阈值电压Ref1A加上根据第一蓄电池330的容量和第二蓄电池340的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压。
即，在第三实施方式中，第二阈值电压Ref2(5.2V)设为比第一阈值电压Ref1(2.5V)高相当于滞后电压的2.7V的电压(2.5V+2.7V＝5.2V)。此处，滞后电压的2.7V由刚刚串联连接之后的第二蓄电池340的充电电压(2.5V)和之后的太阳能电池310的发电主要对第二蓄电池340充电引起的充电电压的上升量(0.2V)构成。
另一方面，在本实施方式中，若将第一蓄电池330的容量设为40F，将第二蓄电池340的容量设为1F，则第二蓄电池340中的0.2V的电压变化第一蓄电池330中相当于(0.2V×(1F/40F))V的电压变化。因此，本实施方式中的第二阈值电压Ref2A被设定为下式(1)。
Ref2A＝2.5V+(0.2V×(1F/40F))…(1)
即，在第一蓄电池330的容量为C1、第二蓄电池340的容量为C2的情况下，第二阈值电压Ref2A用Ref2A＝2.5V+(0.2V×(C2/C1))表示。此外，式(1)中的2.5V、0.2V的值是一个例子，并不限于此。
如以上那样，在本实施方式的蓄电系统300A中，电压检测部370A检测第一蓄电池330的电压，根据第一蓄电池的下限电压来设定第一阈值电压Ref1A，第二阈值电压Ref2A被设定为对第一阈值电压加上根据第一蓄电池的容量和第二蓄电池340的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压。
根据该构成，在本实施方式中，通过根据第一蓄电池的下限电压来设定第一阈值电压，从而防止第一蓄电池的电池单元的劣化。另外，在本实施方式中，通过将第二阈值电压设为加上了根据第一蓄电池的容量和第二蓄电池的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压，能够使动作稳定。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的蓄电系统并不仅限于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内当然可加入各种变更。
例如，在上述的实施方式中，示出了作为发电元件而使用了环境发电元件的太阳能电池310的例子，但并不限于此。发电元件只要是能够进行环境发电的发电元件即可。此处，光以外的环境发电是指利用例如热、振动、风力、电波等的发电。
另外，蓄电系统300以及300A能够用作门的开闭用的电源、电气开关的电源。在将蓄电系统使用于门的开闭用的电源等的情况下，由于门的开闭用的电源、电气开关的电源根据设置环境、使用状况而电力消耗量不同，所以即使光照射太阳能电池310，发电量和电力消耗量的收支也有时变为负。在这样的情况下，能够适宜地使用蓄电系统300以及300A。
符号说明
100、100A、300、300A…蓄电系统，110、310…太阳能电池(发电元件)，120、320…DC/DC转换器，130、330…第一蓄电池，140、340…第二蓄电池，150、150A、350…切换部，151、151A、351…比较部，160、360…第一开关部，170、370、370A…电压检测部，180、380…第二开关部，200、200A、400…负载装置，210…环境监视装置，211…温度传感器，212…湿度传感器，213…无线通信单元。

Claims (17)

1.一种蓄电系统，具备：
发电元件，进行环境发电；
第一蓄电池，通过上述发电元件的发电电力而被供电，并且对负载装置供给电力；
第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小，并与上述第一蓄电池串联连接；
第一开关部，与上述第二蓄电池并联连接，并在闭合状态的情况下使上述第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使上述第二蓄电池的短路状态解除；以及
切换部，控制上述第一开关部的开闭状态，
上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端短路而从上述第一蓄电池经由上述第一开关部向上述负载装置进行供电的情况下，将上述第一蓄电池的充电电压与规定的第一阈值的电压进行比较，并在上述第一蓄电池的充电电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为切断状态，
上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除而从上述发电元件对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的串联电路进行充电的情况下，检测上述串联电路整体的充电电压或者检测上述第二蓄电池单体的充电电压，通过将该检测出的充电电压和上述第一蓄电池的充电电压合计来求出上述串联电路整体的充电电压，并在上述串联电路整体的充电电压变为比上述第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为闭合状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，
基于上述发电元件的发电量、从上述第一蓄电池供给电力的上述负载装置的消耗电力的平均值、和通过蓄积在上述第一蓄电池中的电力连续驱动上述负载装置的时间来设定上述第一蓄电池的容量，
基于上述发电元件的发电量、上述负载装置的消耗电力的平均值、和在因上述第一蓄电池的充电电压降低而上述负载装置的动作停止后到上述发电元件进行发电而使上述负载装置的动作恢复为止的时间来设定上述第二蓄电池的容量。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的蓄电系统，其中，
上述第一蓄电池是漏电流比上述第二蓄电池小的种类的电容器。
4.根据权利要求1～权利要求3中任意一项所述的蓄电系统，其中，
还具备使上述蓄电系统与上述负载装置之间连接或者开放的第二开关部，
上述切换部在将上述第一蓄电池的充电电压与为上述第一阈值的电压以上的第三阈值的电压进行比较时，上述第一蓄电池的充电电压超过上述第三阈值的电压的情况下使上述第二开关部成为连接状态，在上述第一蓄电池的充电电压为上述第三阈值的电压以下的情况下使上述第二开关部成为开放状态。
5.根据权利要求4所述的蓄电系统，其中，
上述第三阈值的电压被设定为与上述第一阈值的电压相同的电压，
上述切换部在使上述第一开关部成为闭合状态来使上述第二蓄电池的两端短路的情况下，使上述第二开关部成为连接状态，
上述切换部在使上述第一开关部成为断开状态来使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除的情况下，使上述第二开关部成为开放状态。
6.根据权利要求1～权利要求5中任意一项所述的蓄电系统，其中，
具备将上述发电元件的输出电压转换为规定的电压来对上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池进行供电的DC/DC转换器，
上述DC/DC转换器控制输出电压以使上述第一蓄电池的充电电压不超过规定的上限电压。
7.根据权利要求1～权利要求6中任意一项所述的蓄电系统，其中，
上述第一蓄电池是锂离子电容器。
8.一种蓄电方法，是蓄电系统中的蓄电方法，上述蓄电系统具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，通过上述发电元件的发电电力而被供电，并且对负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小，并与上述第一蓄电池串联连接；第一开关部，与上述第二蓄电池并联连接，在闭合状态的情况下使上述第二蓄电池的两端短路，在切断状态的情况下使上述第二蓄电池的短路状态解除；以及切换部，控制上述第一开关部的开闭状态，其中，
上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端短路而从上述第一蓄电池经由上述第一开关部向上述负载装置进行供电的情况下，将上述第一蓄电池的充电电压与规定的第一阈值的电压进行比较，并在上述第一蓄电池的充电电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为切断状态，
上述切换部在通过上述第一开关部使上述第二蓄电池的两端从短路状态解除而从上述发电元件对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的串联电路进行充电的情况下，检测上述串联电路整体的充电电压或者检测上述第二蓄电池单体的充电电压，通过将该检测出的充电电压和上述第一蓄电池的充电电压合计来求出上述串联电路整体的充电电压，并在上述串联电路整体的充电电压变为比上述第一阈值的电压高的电压即规定的第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为闭合状态。
9.一种蓄电系统，具备：
发电元件，进行环境发电；
供电线，向负载装置供给电力；
第一蓄电池，经由上述供电线通过上述发电元件的发电电力而被充电，并且对上述负载装置供给电力；
第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；
开关部，选择性地设定为在上述供电线与地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池并联连接的并联连接状态、和在上述供电线与上述地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池串联连接的串联连接状态；
电压检测部，对上述第一蓄电池成为过放电的电压进行检测；以及
切换部，根据上述电压检测部的检测电压来控制上述开关部，
上述切换部具有与上述电压检测部的检测电压下降时的电压进行比较的第一阈值电压、和与上述电压检测部的检测电压上升时的电压进行比较的第二阈值电压，
在上述开关部被设定为上述并联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第一阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第一阈值电压以下的情况下，将上述开关部设定为上述串联连接状态，
在上述开关部被设定为上述串联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第二阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第二阈值电压以上的情况下，将上述开关部设定为上述并联连接状态。
10.根据权利要求9所述的蓄电系统，其中，
上述开关部由对上述供电线与上述第一蓄电池之间进行开闭的第一开关部、和使上述第二蓄电池与上述地侧和上述第一蓄电池侧选择性地连接的第二开关部构成，
通过将上述第一开关部设定为上述供电线与上述第一蓄电池之间导通，并且将上述第二开关部设定为选择上述地侧，从而成为上述并联连接状态，
通过将上述第一开关部设定为上述供电线与上述第一蓄电池之间切断，并且将上述第二开关部设定为选择上述第一蓄电池侧，从而成为上述串联连接状态。
11.根据权利要求9或者权利要求10所述的蓄电系统，其中，
基于上述发电元件的发电量、从上述第一蓄电池供给电力的上述负载装置的消耗电力的平均值、和通过蓄积在上述第一蓄电池中的电力连续驱动上述负载装置的时间来设定上述第一蓄电池的容量，
基于上述发电元件的发电量、上述负载装置的消耗电力的平均值、和在因上述第一蓄电池的充电电压降低而上述负载装置的动作停止后到上述发电元件进行发电而使上述负载装置的动作恢复为止的时间来设定上述第二蓄电池的容量。
12.根据权利要求9～权利要求11中任意一项所述的蓄电系统，其中，
上述电压检测部检测上述供电线的电压，根据上述第一蓄电池的下限电压来设定上述第一阈值电压，上述第二阈值电压被设定为对上述第一阈值电压加上滞后电压所得的电压。
13.根据权利要求9～权利要求11中任意一项所述的蓄电系统，其中，
上述电压检测部检测上述第一蓄电池的电压，根据上述第一蓄电池的下限电压来设定上述第一阈值电压，上述第二阈值电压被设定为对上述第一阈值电压加上根据上述第一蓄电池的容量和上述第二蓄电池的容量进行了修正的修正滞后电压所得的电压。
14.根据权利要求9～权利要求13中任意一项所述的蓄电系统，其中，
上述第一蓄电池是漏电流比上述第二蓄电池小的种类的电容器。
15.根据权利要求9～权利要求14中任意一项所述的蓄电系统，其中，
具备将上述发电元件的输出电压转换为规定的电压来对上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池进行供电的DC/DC转换器，
上述DC/DC转换器控制输出电压以使上述第一蓄电池的充电电压不超过规定的上限电压。
16.根据权利要求9～权利要求15中任意一项所述的蓄电系统，其中，
上述第一蓄电池是锂离子电容器。
17.一种蓄电方法，是蓄电系统中的蓄电方法，上述蓄电系统具备：发电元件，进行环境发电；供电线，向负载装置供给电力；第一蓄电池，经由上述供电线通过上述发电元件的发电电力而被充电，并且对上述负载装置供给电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；开关部，选择性地设定为在上述供电线与地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池并联连接的并联连接状态、和在上述供电线与上述地之间将上述第一蓄电池和上述第二蓄电池串联连接的串联连接状态；电压检测部，对上述第一蓄电池成为过放电的电压进行检测；以及切换部，根据上述电压检测部的检测电压来控制上述开关部，其中，
上述切换部具有与上述电压检测部的检测电压下降时的电压进行比较的第一阈值电压、和与上述电压检测部的检测电压上升时的电压进行比较的第二阈值电压，
在上述开关部被设定为上述并联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第一阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第一阈值电压以下的情况下，将上述开关部设定为上述串联连接状态，
在上述开关部被设定为上述串联连接状态时，上述切换部将上述电压检测部的检测电压与上述第二阈值电压进行比较，并在上述电压检测部的检测电压变为上述第二阈值电压以上的情况下，将上述开关部设定为上述并联连接状态。
CN201580045674.6A 2014-12-18 2015-12-16 蓄电系统以及蓄电方法 Active CN106797134B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014256361A JP5857118B1 (ja) 2014-12-18 2014-12-18 蓄電システム、及び蓄電方法
JP2014-256361 2014-12-18
JP2015202668A JP6127108B2 (ja) 2015-10-14 2015-10-14 蓄電システム、及び蓄電方法
JP2015-202668 2015-10-14
PCT/JP2015/085181 WO2016098802A1 (ja) 2014-12-18 2015-12-16 蓄電システム、及び蓄電方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106797134A true CN106797134A (zh) 2017-05-31
CN106797134B CN106797134B (zh) 2018-05-25

Family

ID=56126687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580045674.6A Active CN106797134B (zh) 2014-12-18 2015-12-16 蓄电系统以及蓄电方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9893527B2 (zh)
EP (1) EP3236559B1 (zh)
CN (1) CN106797134B (zh)
WO (1) WO2016098802A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110943504A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 精工爱普生株式会社 移动设备
CN111525630A (zh) * 2019-02-05 2020-08-11 松下知识产权经营株式会社 充电控制装置和充电控制方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10700527B2 (en) * 2016-03-25 2020-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Power generation system, power conditioner, power control device, power control method, and power control program
JP6536466B2 (ja) * 2016-04-27 2019-07-03 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源装置
US10903655B2 (en) * 2016-09-27 2021-01-26 I.D. Systems, Inc. Extended-life asset tracking and sensing power source and management system
US10551894B2 (en) * 2016-11-03 2020-02-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic power management in a hybrid dual battery system
US11153819B2 (en) * 2017-02-06 2021-10-19 Itron Networked Solutions, Inc. Battery control for safeguarding lower voltage integrated circuits
US10554172B2 (en) * 2017-03-09 2020-02-04 Alliance For Sustainable Energy, Llc Illuminated outdoor luminescence imaging of photovoltaic modules
US10432130B2 (en) * 2017-11-28 2019-10-01 GM Global Technology Operations LLC Electric powertrain and a method of operating the same
US10369896B2 (en) 2017-11-28 2019-08-06 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for flexible DC fast charging of an electrified vehicle
CN109449982A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 国网山西省电力公司临汾供电公司 含多个光伏微电网的配电网的运行维护方法
WO2020239532A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 E-Peas S.A. Method and device for energy harvesting and charging rechargeable energy storage devices
US10742242B1 (en) * 2019-06-05 2020-08-11 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for improving the effective performance of a power source and associated methods
US20200395774A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-17 Renesas Electronics America Inc. Single inductor multiple output charger for multiple battery applications
DE102019124833A1 (de) * 2019-09-16 2021-03-18 Enocean Gmbh Funksensor sowie Verfahren zur Kommunikation mit einem Funksensor
US11336101B2 (en) * 2020-02-03 2022-05-17 GM Global Technology Operations LLC Adaptive fast-charging of multi-pack battery system in a mobile platform having dual charge ports
GB202209891D0 (en) * 2022-07-05 2022-08-17 Lightricity Ltd Ultra-low power energy harvesting electronic devices with energy efficient backup circuits
WO2024138575A1 (zh) * 2022-12-29 2024-07-04 深圳市乐祺微电子科技有限公司 一种自适应电源管理系统、方法以及储能电源

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104942A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Murata Mfg Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2006158043A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology 電力制御装置
CN101156294A (zh) * 2005-04-28 2008-04-02 罗斯蒙德公司 现场设备用的充电系统
JP2010022108A (ja) * 2008-07-09 2010-01-28 Fuji Heavy Ind Ltd 電源装置
JP2013198297A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Fujitsu Ltd 電源回路
JP2014018011A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Nec Toshiba Space Systems Ltd 電圧トランジェント抑制回路

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58183043U (ja) 1982-05-31 1983-12-06 三菱電機株式会社 表示回路
JPH0429531A (ja) 1990-05-22 1992-01-31 Nec Eng Ltd バックアップ電源供給方式
JPH11289675A (ja) 1998-04-01 1999-10-19 Nec Saitama Ltd 通信装置の電池切れ延長方法
JP4440406B2 (ja) 2000-01-26 2010-03-24 宣夫 芦立 電源装置
US7081693B2 (en) * 2002-03-07 2006-07-25 Microstrain, Inc. Energy harvesting for wireless sensor operation and data transmission
US6590370B1 (en) * 2002-10-01 2003-07-08 Mti Microfuel Cells Inc. Switching DC-DC power converter and battery charger for use with direct oxidation fuel cell power source
US6949843B2 (en) * 2003-07-11 2005-09-27 Morningstar, Inc. Grid-connected power systems having back-up power sources and methods of providing back-up power in grid-connected power systems
JP4514143B2 (ja) * 2005-03-31 2010-07-28 本田技研工業株式会社 電源装置およびその制御方法
US20100060231A1 (en) * 2006-01-05 2010-03-11 Tpl, Inc. Method and Apparatus for Energy Harvesting and/or Generation, Storage, and Delivery
EP1986306B1 (en) * 2006-01-27 2014-05-14 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply system
WO2008064605A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Beijing Hi-Tech Wealth Investment & Development Co., Ltd A method, an apparatus and a system for supplying power with photovoltaic cells
CN103190056B (zh) * 2010-07-27 2015-07-08 竹田佳史 蓄电装置的充电控制方法以及放电控制方法
JP5691365B2 (ja) * 2010-10-07 2015-04-01 ソニー株式会社 電力制御装置、電力制御方法、および給電システム
JP2013078235A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Asahi Kasei Corp リチウムイオンキャパシタを用いた電源装置、及び無線通信機器
KR20130055156A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 모듈의 오류 통보 장치 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104942A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Murata Mfg Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2006158043A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology 電力制御装置
CN101156294A (zh) * 2005-04-28 2008-04-02 罗斯蒙德公司 现场设备用的充电系统
JP2010022108A (ja) * 2008-07-09 2010-01-28 Fuji Heavy Ind Ltd 電源装置
JP2013198297A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Fujitsu Ltd 電源回路
JP2014018011A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Nec Toshiba Space Systems Ltd 電圧トランジェント抑制回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110943504A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 精工爱普生株式会社 移动设备
CN110943504B (zh) * 2018-09-21 2023-09-15 精工爱普生株式会社 移动设备
CN111525630A (zh) * 2019-02-05 2020-08-11 松下知识产权经营株式会社 充电控制装置和充电控制方法
CN111525630B (zh) * 2019-02-05 2023-10-03 松下知识产权经营株式会社 充电控制装置和充电控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3236559A1 (en) 2017-10-25
US9893527B2 (en) 2018-02-13
WO2016098802A1 (ja) 2016-06-23
US20170279275A1 (en) 2017-09-28
EP3236559A4 (en) 2018-08-01
CN106797134B (zh) 2018-05-25
EP3236559B1 (en) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106797134B (zh) 蓄电系统以及蓄电方法
CN106605352B (zh) 蓄电系统以及蓄电方法
CN105934785B (zh) 传感器节点、以及传感器节点的控制方法
JP3019248B2 (ja) バッテリーチャージャー付ポータブル電源装置
CN103380498B (zh) 能量转换设备和方法
KR101297150B1 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
CN107113479A (zh) 传感器节点和传感器节点的控制方法
CN105850003B (zh) 蓄电系统以及蓄电方法
CN107979125A (zh) 太阳能辅助充电系统和控制方法
JP5857118B1 (ja) 蓄電システム、及び蓄電方法
CN103094954B (zh) 控制装置及控制方法
KR20220015402A (ko) 에너지 하베스팅하고 재충전 가능한 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 방법 및 디바이스
CN208986668U (zh) 复合型离网电池储能系统
CN207398909U (zh) 一种智能供电设备
CN110365075A (zh) 一种电池充电装置和方法
KR101162221B1 (ko) 에너지 저장장치의 과충전/과방전 방지장치 및 방법
CN113629839A (zh) 具电池唤醒充电功能的太阳能发电系统
KR20220143512A (ko) 저전력 구간 에너지 수확을 위한 슈퍼 커패시터를 이용한 능동형 충전장치
CN210092920U (zh) 一种电池充电装置
CN219420338U (zh) 一种宽电压交直流自动充电切换电路
CN2925180Y (zh) 一种具有多种供电方式的太阳能遮阳灯光伞
CN115483749A (zh) 太阳能供电电源的控制电路及系统
CN116388361A (zh) 一种光伏供电的通用传感器
CN118249493A (zh) 开关
JPH07241032A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant