CN117791764A - 蓄电系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及蓄电系统。蓄电系统具备：电力变换装置，从外部系统供给电力；以及控制装置，控制电力变换装置的工作。对电力变换装置相互并联地连接种类相互不同的第1组电池以及第2组电池。控制装置存储有第1组电池用的第1充电配置文件和第2组电池用的第2充电配置文件。控制装置通过使电力变换装置根据第1充电配置文件工作，对第1组电池充电。控制装置通过使电力变换装置根据第2充电配置文件工作，对第2组电池充电。

Description

蓄电系统
技术领域
本公开涉及蓄电系统。
背景技术
在日本特开2014-103804号公报中，公开了并联地连接有多个组电池的电池系统。
发明内容
在如日本特开2014-103804号公报公开的系统中，有多个组电池的种类相互不同的情况。在这样的情况下，期望对组电池高效地充电。
本公开提供一种在并联连接有种类不同的组电池的蓄电系统中能够对各组电池高效地充电的蓄电系统。
根据本公开的一个方案，提供一种蓄电系统，具备：电力变换装置，从外部系统供给电力；以及控制装置，控制电力变换装置的工作。对电力变换装置，相互并联地连接种类相互不同的第1组电池以及第2组电池。控制装置存储有第1组电池用的第1充电配置文件和第2组电池用的第2充电配置文件。控制装置通过使电力变换装置根据第1充电配置文件工作，对第1组电池充电。控制装置通过使电力变换装置根据第2充电配置文件工作，对第2组电池充电。
根据上述结构，使用第1组电池用的第1充电配置文件对第1组电池充电。使用第2组电池用的第2充电配置文件对第2组电池充电。因此，能够在并联连接有种类不同的组电池的蓄电系统中对各组电池高效地充电。
优选，电力变换装置具有第1端子和第2端子。对第1端子连接有第1组电池以及第2组电池中的一方，对第2端子连接有第1组电池以及第2组电池中的另一方。控制装置取得用于识别与第1端子和第2端子各自连接的组电池的种类的识别信息。控制装置根据识别信息，从第1充电配置文件以及第2充电配置文件中选择在与第1端子连接的组电池的充电中使用的充电配置文件和在与第2端子连接的组电池的充电中使用的充电配置文件。控制装置通过使电力变换装置根据所选择的各充电配置文件工作，对与第1端子连接的组电池和与第2端子连接的组电池充电。
根据上述结构，控制装置能够识别与第1端子和第2端子连接的组电池的种类。因此，根据上述结构，能够根据适当的充电配置文件对各组电池充电。
优选，第1组电池是三元系的锂离子电池。第2组电池是磷酸铁系的锂离子电池。
根据上述结构，能够在并联连接有三元系电池以及LFP电池的蓄电系统中对各组电池高效地充电。
本发明的上述以及其他目的、特征、方案以及优点根据与添附的附图关联地理解的本发明的接下来的详细的说明将变得更加明确。
附图说明
图1是用于说明蓄电系统和外部系统的结构的图。
图2是用于说明电池单元中的充电处理的框图。
图3是说明由蓄电系统执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本公开的实施方式。在以下的说明中，对同一部件附加同一符号。他们的名称以及功能也相同。因此，不反复进行关于他们的详细的说明。
图1是用于说明蓄电系统和外部系统的结构的图。如图1所示，蓄电系统1通过电力线与外部系统900连接。蓄电系统1可从外部系统900供电。蓄电系统1可对外部系统900放电。
蓄电系统1具备多个电池单元10A、10B、…和上位控制器20。此外，以下，将多个电池单元10A、10B、…的任意的一个还称为“电池单元10”。
电池单元10A包括PCU(Power Control Unit，电源控制单元)11、三元系的锂离子电池(以下称为“三元系电池”)12A、2个磷酸铁系的锂离子电池(以下称为“LFP电池”)12B以及ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)(控制装置)13。PCU11是包括逆变器、DC/DC转换器等的电力变换装置。在电池单元10A中，1个三元系电池(第1组电池)12A和2个LFP电池(第2组电池)12B与PCU11并联连接。
详细而言，具有PCU11的外部连接用的3个端子(第1端子、第2端子)111、112、113。对3个端子中的端子111、112连接LFP电池12B。对3个端子中的端子113连接三元系电池12A。
电池单元10B包括PCU11、2个三元系电池(第1组电池)12A、1个LFP电池(第2组电池)12B以及ECU(控制装置)13。在电池单元10B中，2个三元系电池12A和1个LFP电池12B与PCU11并联连接。对端子111、113连接三元系电池12A。对端子112连接LFP电池12B。电池单元10B与PCU11连接的组电池的组合和电池单元10A不同。
三元系电池12A以及LFP电池12B各自是将多个相同种类的单电池封装而成的组电池(还被称为“电池组”)的一个例子。电池单元10包括与PCU11相互并联地连接的3个组电池。蓄电系统1也可以包括仅包括3个三元系电池12A的电池单元10、或者仅包括3个LFP电池12B的电池单元10。
在本例子中，作为PCU11以及ECU13，分别转用搭载于车辆的PCU和ECU。同样地，作为三元系电池12A以及LFP电池12B，转用搭载于车辆的组电池。这样，利用不需要的车辆的零件来构筑蓄电系统1。详细而言，拆下与车辆的PCU连接的三相交流马达，连接3个组电池(对U层、V层、W层分别连接1个)。此外，端子111、112、113分别是U层用的端子、V层用的端子、W层用的端子。
外部系统900具备PCS(Power Conditioning System，功率调节系统)910、太阳能发电装置920、负载930以及电力体系940。各电池单元10(详细而言各PCU11)针对PCS910相互并联地连接。
PCS910是能够进行AC/DC变换(从交流向直流的变换)以及DC/AC变换(从直流向交流的变换)这两方的电力变换装置。PCS910从例如太阳能发电装置920接受直流电力。PCS910对负载930供给交流电力。此外，负载930包括在家庭中使用的电器产品(例如空调器以及照明器具等)。PCS910在与电力体系940之间交换交流电力。
各ECU13包括处理器以及存储器(参照图2)。各ECU13控制电池单元10。各ECU13与上位控制器20连接为可通信。
上位控制器20包括处理器以及存储器(都未图示)。上位控制器20向各ECU13发送指令。上位控制器20经由网络NW与服务器(未图示)连接为可通信。
在蓄电系统1中，各电池单元10在至少深夜的时间段通过外部系统900充电。各电池单元10在至少白天的时间段向外部系统900放电。详细而言，在各电池单元10中，3个组电池各自在至少深夜的时间段从外部系统900供电。3个组电池各自在至少白天的时间段向外部系统900放电。
但是，在三元系电池12A和LFP电池12B中，电池特性相互不同。例如，在三元系电池12A和LFP电池12B中，作为电池特性之一的SOC-OCV特性相互不同。三元系电池12A的OCV(V)在SOC(％)的全部区域大于LFP电池12B的OCV(V)。此外，SOC(State Of Charge，荷电状态)表示电池的充电状态(充电率)。OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)表示电池的释放电压(开电路电压)。
由于有这样的电池特性的差异，所以相比于使用相同的充电配置文件对三元系电池12A和LFP电池12B充电，在按照与电池的类别对应的充电配置文件对三元系电池12A和LFP电池12B充电时，充电效率更高。因此，在蓄电系统1中，使用相互不同的充电配置文件对三元系电池12A和LFP电池12B充电。
图2是用于说明电池单元10A中的充电处理的框图。如图2所示，ECU13具备处理器131和存储器132。
电池单元10A从上位控制器20取得三元系电池用的充电配置文件P1、LFP电池用的充电配置文件P2以及表示电池单元10A中的电池类别的识别信息DA。充电配置文件P1、充电配置文件P2和识别信息DA被储存于存储器132。
在存储器132中预先安装有程序R。程序R也可以是从上位控制器20发送给ECU13的结构。此外，充电配置文件P1、充电配置文件P2以及识别信息DA也可以不经由上位控制器20而预先存储于存储器132。
充电配置文件P1、充电配置P2文件是写入有充电时的各种设定的数据(文件)。充电配置文件P1构成为适合于三元系电池的充电。充电配置文件P2构成为适合于LFP电池的充电。
在本例子中，充电配置文件P1是用于执行管理电压和电流的恒定电流恒定电压充电(CCCV：Constant Current Constant Voltage)的配置文件。在充电配置文件P1中，规定了电压和电流的关系。详细而言，在充电配置文件P1中，在从放电状态开始的充电的情况下，最初由于电压低而以恒定电流状态对组电池充电，并且，充电量逐渐增加而单体电池电压达到预定电压后，切换到恒定电压充电。在充电配置文件P1中，在切换到恒定电压充电之后，以不超过该预定电压的方式缩减电流量。此外，根据充电时间、充电电流的减少状态来判断满充电。
在本例子中，充电配置文件P2是管理电压的方式的配置文件。详细而言，充电配置文件P2是除了电压以外还管理充电容量的方式的配置文件。
程序R构成为执行依照充电配置文件P1、充电配置文件P2的充电控制。通过由处理器131执行程序R，根据充电配置文件P1、充电配置文件P2生成控制指令，并且将该控制指令发送给PCU11。
处理器131参照识别信息DA，对电池单元10A内的各组电池发送与组电池的种类对应的控制指令。详细而言，识别信息DA是用于识别与电池单元10A的3个各端子111、112、113连接的组电池的种类的信息。在本例子中，识别信息DA表示出对表示端子111的第1端子和表示端子112的第2端子连接了LFP电池12B。识别信息DA还表示出对表示端子113的第3端子连接了三元系电池12A。
处理器131通过识别信息DA，判断与3个各端子111、112、113连接的组电池的种类。由此，处理器131从充电配置文件P1以及充电配置文件P2中选择与端子111连接的组电池用的充电配置文件(在本例子中为充电配置文件P2)、与端子112连接的组电池用的充电配置文件(在本例子中为充电配置文件P2)以及与端子113连接的组电池用的充电配置文件(在本例子中为充电配置文件P1)。
电池单元10A的ECU13通过使PCU11根据选择的充电配置文件工作，对1个三元系电池12A和2个LFP电池12B充电。详细而言，如上所述，ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P2工作，对与端子111(第1端子)连接的LFP电池12B和与端子112(第2端子)连接的LFP电池12B充电。ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P1工作，对与端子113(第3端子)连接的三元系电池12A充电。
在电池单元10B中，也执行与电池单元10A同样的处理。在该情况下，上位控制器20代替识别信息DA而将识别信息DB发送给电池单元10B。识别信息DB表示出对表示端子111的第1端子和表示端子113的第3端子分别连接了三元系电池12A。识别信息DB还表示出对表示端子112的第2端子连接了LFP电池12B。
电池单元10B的ECU13通过使PCU11根据识别信息DB工作，对2个三元系电池12A和1个LFP电池12B充电(参照图1)。详细而言，电池单元10B的ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P1工作，对与端子111连接的三元系电池12A和与端子113连接的三元系电池12A充电。电池单元10B的ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P2工作，对与端子112连接的LFP电池12B充电。
在例如由于更换电池单元10A内的组电池，与电池单元10A的各端子111、112、113中的任意一个连接的组电池的种类发生变化的情况下，上位控制器20经由网络NW取得新的识别信息DA’。此外，例如，通过由用户对未图示的服务器装置输入数据来生成识别信息DA’。
上位控制器20将识别信息DA’与识别信息的更新指令一起发送给电池单元10A的ECU13。电池单元10A的ECU13l利用识别信息DA’更新识别信息DA。之后，电池单元10A的ECU13根据识别信息DA’判断对各端子111、112、113连接了哪个类别的组电池。电池单元10A的ECU13根据该判断，利用与类别对应的充电配置文件P1、充电配置文件P2对各组电池充电。
图3是说明由蓄电系统1执行的处理的流程的流程图。详细而言，图3是说明由电池单元10A执行的处理的流程的流程图。在电池单元10A以外的电池单元10中，也执行同样的处理。
如图3所示，在步骤S1中，电池单元10A的ECU13根据识别信息DA判断与3个端子111、112、113各自连接的组电池的种类。具体而言，ECU13针对端子111、112、113的每一个，判断与3个端子111、112、113各自连接的组电池是三元系电池12A还是LFP电池12B。
在步骤S2中，ECU13判断是否为充电开始时时刻。详细而言，ECU13具有时钟(未图示)，根据该时钟判断是否为充电开始时刻。作为充电开始时刻的一个例子，可以例举出18时。
ECU13在判断为是充电开始时刻后(在步骤S2中“是”)，在步骤S3中，通过使PCU11根据充电配置文件P1工作，开始1个三元系电池12A的充电。与此同时，ECU13在步骤S3中，通过使PCU11根据充电配置文件P2工作，开始2个LFP电池12B的充电。
在步骤S4中，ECU13判断3个组电池各自是否为满充电。ECU13在判断为3个组电池各自为满充电的情况下(在步骤S4中“是”)，结束一连串的处理。ECU13在判断为3个组电池各自并未满充电的情况下(在步骤S4中“否”)，继续各组电池的充电，直至3个组电池各个为满充电为止。
<小结>
若对蓄电系统1小结，则如以下所述。
(1)蓄电系统1具备：PCU11，从外部系统900供给电力；以及ECU13，控制PCU11的工作。对PCU11相互并联地连接种类相互不同的三元系电池以及LFP电池。ECU13存储有三元系电池用的充电配置文件P1和LFP电池用的充电配置文件P2。ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P1工作，对三元系电池12A充电。ECU13通过使PCU11根据充电配置文件P2工作，对LFP电池12B充电。
根据上述结构，使用三元系电池用的充电配置文件P1对三元系电池12A充电。使用LFP电池用的充电配置文件P2对LFP电池12B充电。因此，在并联连接有种类不同的组电池(三元系电池12A以及LFP电池12B)的蓄电系统1中能够对各组电池高效地充电。例如，相比于使用相同的充电配置文件对三元系电池12A和LFP电池12B充电的结构，根据上述结构，能够对三元系电池12A和LFP电池12B高效地充电。
(2)PCU11至少具有端子111和端子112。对端子111连接三元系电池12A以及LFP电池12B中的一方。对端子112连接三元系电池12A以及LFP电池12B中的另一方。ECU13取得用于识别与端子111和端子112各自连接的组电池的种类的识别信息。
ECU13根据识别信息，从充电配置文件P1以及充电配置文件P2中选择在与端子111连接的组电池的充电中使用的充电配置文件和在与端子112连接的组电池的充电中使用的充电配置文件。ECU13通过使PCU11根据所选择的各充电配置文件工作，对与端子111连接的组电池和与端子112连接的组电池充电。
根据上述结构，ECU13能够识别与端子111和端子112连接的组电池的种类，所以能够基于适当的充电配置文件对各组电池充电。
<变形例>
(1)在上述中，作为种类不同的组电池，以三元系电池和LFP电池为例子进行了说明，但不限定于此。还能够针对2种以上的组电池，利用适合于各个组电池的充电配置文件进行上述充电处理。
(2)在上述中，以对电力变换装置(在本例子中PCU11)连接3个组电池的结构为例子进行了说明，但不限定于此。例如，也可以是2个或者4个以上的组电池与电力变换装置连接的结构。
<附记>
(1)一种通过外部系统蓄电的蓄电系统中的充电控制方法，其中，
所述蓄电系统具有从外部系统供给电力的电力变换装置，对所述电力变换装置相互并联地连接种类相互不同的第1组电池以及第2组电池，
所述充电控制方法具备：
所述蓄电系统的控制装置通过使所述电力变换装置根据所述第1组电池用的充电配置文件工作，对所述第1组电池充电的步骤；以及
所述控制装置通过使所述电力变换装置根据所述第2组电池用的充电配置文件工作，对所述第2组电池充电的步骤。
(2)一种使处理器131执行上述充电控制方法的各步骤的程序R。
(3)一种存储有程序R的非临时性的计算机可读取的存储介质。
(4)一种还存储有上述第1配置文件以及第2配置文件的非临时性的计算机可读取的存储介质。
虽然说明了本发明的实施方式，但本次公开的实施方式在所有点上都仅为例示而不应认为限制于此。本发明的范围通过权利要求书表示，并且意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (3)

1.一种蓄电系统，具备：
电力变换装置，从外部系统供给电力；以及
控制装置，控制所述电力变换装置的工作，
对所述电力变换装置相互并联地连接种类相互不同的第1组电池以及第2组电池，
所述控制装置存储有所述第1组电池用的第1充电配置文件和所述第2组电池用的第2充电配置文件，
所述控制装置通过使所述电力变换装置根据所述第1充电配置文件工作，对所述第1组电池充电，
所述控制装置通过使所述电力变换装置根据所述第2充电配置文件工作，对所述第2组电池充电。
2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，
所述电力变换装置具有第1端子和第2端子，
对所述第1端子连接有所述第1组电池以及第2组电池中的一方，对所述第2端子连接有所述第1组电池以及第2组电池中的另一方，
所述控制装置取得用于识别与所述第1端子和所述第2端子各自连接的组电池的种类的识别信息，
所述控制装置根据所述识别信息，从所述第1充电配置文件以及所述第2充电配置文件中选择在与所述第1端子连接的组电池的充电中使用的充电配置文件和在与所述第2端子连接的组电池的充电中使用的充电配置文件，
所述控制装置通过使所述电力变换装置根据所选择的各所述充电配置文件工作，对与所述第1端子连接的组电池和与所述第2端子连接的组电池充电。
3.根据权利要求1或者2所述的蓄电系统，其中，
所述第1组电池是三元系的锂离子电池，
所述第2组电池是磷酸铁系的锂离子电池。
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