JP2008211935A - Power system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power system where over-discharging and deterioration of a battery pack formed of a plurality of batteries are suppressed, and restoration from a stop state of power supply is available. <P>SOLUTION: The operation power of a control part 3 for monitoring output voltage of the pack battery 1 and controlling opening/closing of a switching element 4 and an operation of a load 2 is supplied from the pack battery 1 through a power supply line into which the switching element 4 is inserted. When output voltage of the pack battery 1 is not more than a voltage threshold which is previously decided, the switching element 4 is opened, the operation of the load 2 is stopped and the power supply operation of the pack battery 1 is completely stopped. When there is no power supply to the control part 3, the switching element 4 is opened and the state where the operation of the load 2 is stopped is continued. A manual switch 5 connected to the switching element 4 in parallel is operated after exchange of the pack battery 1. Thus, the power supply operation from the pack battery 1 to the control part 3 is resumed, the switching element 4 is closed, and the operation of the load 2 is resumed, by control of the resumed control part 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源システムに関し、特に、複数の電池からなる組電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムにおいて、電池の過放電を防止する防止手段と停止状態から動作を再開させる復帰手段とを備えた電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system, and in particular, in a power supply system that supplies power output from an assembled battery composed of a plurality of batteries to a load, prevention means for preventing overdischarge of the battery and return means for resuming operation from a stopped state The present invention relates to a power supply system including

直流電源に用いられるニッケル水素蓄電池は、鉛蓄電池に比べて、エネルギー密度が大きく、電池寿命の長さや環境への負担が少ないことが特徴であり、さらには、小型・軽量で、持ち運びにも便利であるため、車載用バッテリーや災害対策用電源として、近年、急速に普及しつつある。   Nickel metal hydride storage batteries used for DC power supplies are characterized by higher energy density, less battery life and less burden on the environment than lead storage batteries, and are small and lightweight, making them easy to carry Therefore, in recent years, it has been rapidly spreading as an in-vehicle battery and a disaster countermeasure power source.

ニッケル水素蓄電池を電源として用いる場合、例えば、単セルと呼ばれる単一のニッケル水素蓄電池(定格電圧1.2V、電流容量95Ah)をk本(例えば10本)直列に接続したものを1単位(以降、1モジュールと称する)とし、さらに、このモジュールをm単位分(例えば4単位分)直列および/または並列に接続したものを組電池とし、さらに、n組(例えば3組)の組電池を並列接続して、大容量のニッケル水素蓄電池システムを構成するようにしている。   When using a nickel metal hydride storage battery as a power source, for example, a single nickel hydride storage battery called a single cell (rated voltage 1.2 V, current capacity 95 Ah) connected in series with k (for example, 10) one unit (hereinafter referred to as “unit”) 1 module), and this module connected in m units (for example, 4 units) in series and / or in parallel is used as an assembled battery, and n sets (for example, 3 sets) of assembled batteries are connected in parallel. A large capacity nickel-metal hydride storage battery system is configured by connection.

このような大容量の電源システムにおいて、負荷へ供給する電力の供給能力を管理するための仕組みについても、種々の提案がなされている。例えば、特許文献1の特開2004−119112号公報「電源装置」、特許文献2の特開2004−120856号公報「電源装置」、あるいは、特許文献3の特開2004−120857号公報「電源装置」などには、並列接続した複数の組電池と、充電制御手段と、放電制御手段と、を備えた電源システムにおける管理手法が記載されている。   In such a large-capacity power supply system, various proposals have been made for a mechanism for managing the power supply capability supplied to the load. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-119112 “Power Supply Device” in Patent Document 1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120856 “Power Supply Device”, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120857 “Power Supply Device” in Patent Document 3. Describes a management method in a power supply system including a plurality of assembled batteries connected in parallel, a charge control unit, and a discharge control unit.

前記特許文献1には、保守・点検時における組電池の寿命の推定を容易にするために、組電池の製造日付を内部に保存して、保存した組電池の製造日付に基づいて、所定の電力を供給可能な使用可能期間を算出して組電池交換日付を表示することが記載されている。   In Patent Document 1, in order to facilitate the estimation of the life of the assembled battery at the time of maintenance / inspection, the manufacturing date of the assembled battery is stored inside, and a predetermined date is determined based on the stored manufacturing date of the assembled battery. It describes that a usable period in which power can be supplied is calculated and a battery pack replacement date is displayed.

また、前記特許文献2には、組電池の劣化判定用に放電容量試験を実行中に停電等が発生したとしても、負荷側への給電を可能とするために、劣化判定対象の或る組電池の放電容量試験を実行する際に、当該組電池を満充電まで充電させるのみならず、劣化判定対象外の組電池も満充電まで充電させた上で、放電容量試験を実行する電池監視手段を設けることが記載されている。   Further, in Patent Document 2, even if a power failure or the like occurs during the execution of a discharge capacity test for determining the deterioration of an assembled battery, a certain set of deterioration determination targets is provided to enable power supply to the load side. Battery monitoring means for performing a discharge capacity test not only when the battery pack is charged to full charge but also when a battery pack that is not subject to deterioration determination is charged to full charge when performing a battery discharge capacity test It is described to provide.

また、前記特許文献3には、電力需要を平準化して電力コストを削減可能とするために、組電池の残存容量が充電開始閾値以下になったか否かを監視し、該充電開始閾値以下になった場合には、電力の利用が少ない深夜の所定時刻になるのを待って、当該組電池への補充電を開始させる電池監視手段を設けることが記載されている。
特開2004−119112号公報 特開2004−120856号公報 特開2004−120857号公報
Further, in Patent Document 3, in order to level the power demand and reduce the power cost, it is monitored whether or not the remaining capacity of the assembled battery is equal to or lower than the charging start threshold value, and is set to be equal to or lower than the charging start threshold value. In such a case, it is described that a battery monitoring unit is provided that waits for a predetermined time in the middle of the night when power usage is low and starts supplementary charging of the assembled battery.
JP 2004-119112 A JP 2004-120856 A JP 2004-120857 A

蓄電池、放電器および充電器を組み合わせることにより、商用電源の停電時にも負荷装置を動作させるためのバックップ電源システムを構成することが可能である。このような電源システムでは、例えば、図8に示すように、複数のニッケル水素蓄電池を直列および/または並列に接続してなる組電池1と、交流入力12からの交流電力をバイパスするバイパス回路11と、交流電力を直流電力へ変換して各ニッケル水素蓄電池すなわち組電池1を充電する整流器6と、組電池1が出力する電力を交流電力へ変換するインバータ7と、切替器8とを有する。図8は、商用電力を蓄電池へ充電しながら負荷へ供給し、停電時は蓄電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムの構成図である。   By combining the storage battery, the discharger, and the charger, it is possible to configure a backup power supply system for operating the load device even when a commercial power supply fails. In such a power supply system, for example, as shown in FIG. 8, a battery pack 1 formed by connecting a plurality of nickel metal hydride storage batteries in series and / or in parallel, and a bypass circuit 11 that bypasses AC power from an AC input 12. A rectifier 6 that converts AC power to DC power and charges each nickel-metal hydride storage battery, that is, the assembled battery 1, an inverter 7 that converts power output from the assembled battery 1 to AC power, and a switch 8. FIG. 8 is a configuration diagram of a power supply system that supplies commercial power to the load while charging the storage battery, and supplies power output from the storage battery to the load during a power failure.

交流入力12からの交流電力が有効であるときは、切替器8は、バイパス回路11を交流負荷9へ接続し、入力された交流電力がそのまま交流負荷9へと出力される。さらに、交流入力12からの交流電力により整流器6を介して組電池1を充電する。一方、交流入力12からの交流電力が無効になる停電時においては、切替器8は、インバータ7の出力を交流負荷9へ接続し、組電池1から出力されたエネルギーがインバータ7を介して交流電力に変換されて交流負荷9へ供給される。   When the AC power from the AC input 12 is valid, the switch 8 connects the bypass circuit 11 to the AC load 9 and the input AC power is output to the AC load 9 as it is. Furthermore, the assembled battery 1 is charged via the rectifier 6 with AC power from the AC input 12. On the other hand, at the time of a power failure in which the AC power from the AC input 12 becomes invalid, the switch 8 connects the output of the inverter 7 to the AC load 9, and the energy output from the assembled battery 1 is AC exchanged via the inverter 7. It is converted into electric power and supplied to the AC load 9.

制御部3は、組電池1の安全の確保および電池劣化の防止を図るために、組電池1の状態を監視し、充電中の満充電の検知、組電池1の故障検知、および、インバータ7の運転制御を行う機能を有する。また、制御部3の動作には、電源が必要であり、交流入力12からの交流電力の停電時においても、制御部3による制御を継続する必要があることから、この制御部3への動作電源は、組電池1から供給される。   The control unit 3 monitors the state of the assembled battery 1 in order to ensure the safety of the assembled battery 1 and prevent battery deterioration, and detects full charge during charging, failure detection of the assembled battery 1, and the inverter 7. Has the function of performing the operation control. Further, the operation of the control unit 3 requires a power source, and it is necessary to continue the control by the control unit 3 even when the AC power from the AC input 12 is interrupted. Power is supplied from the assembled battery 1.

一般に、組電池1を構成する蓄電池は、該蓄電池としてあらかじめ定められている放電終止電圧を下回って放電を継続した場合、劣化が進行するため、制御部3の動作により、放電終止電圧に達した時点で組電池1の放電を停止させる必要がある。したがって、交流入力12の交流電力が停電中において、組電池1から交流負荷9へ給電している場合は、制御部3は、組電池1の出力電圧を監視し、あらかじめ定めた電圧閾値つまり放電終止電圧以下に低下したとき、インバータ7の動作を停止させて交流負荷9への給電を停止する制御を行う。   In general, the storage battery constituting the assembled battery 1 has reached the discharge end voltage by the operation of the control unit 3 because the deterioration proceeds when the discharge continues below the discharge end voltage predetermined as the storage battery. It is necessary to stop the discharge of the assembled battery 1 at the time. Therefore, when the AC power of the AC input 12 is supplied with power from the assembled battery 1 to the AC load 9 during a power failure, the control unit 3 monitors the output voltage of the assembled battery 1 and determines a predetermined voltage threshold, that is, discharge. When the voltage drops below the final voltage, control is performed to stop the operation of the inverter 7 and stop the power supply to the AC load 9.

しかしながら、インバータ7の停止後も、制御部3の動作電源として、組電池1の電力が供給され続けるため、組電池1が放電終止電圧以下に低下した後も組電池1の放電が継続し、組電池1の劣化が進行するという問題が発生する。   However, since the power of the assembled battery 1 continues to be supplied as the operation power supply of the control unit 3 even after the inverter 7 is stopped, the assembled battery 1 continues to be discharged even after the assembled battery 1 has dropped below the discharge end voltage. There arises a problem that the deterioration of the assembled battery 1 proceeds.

また、組電池1の過放電を回避するには、制御部3への給電線にスイッチを挿入し、組電池1の出力電圧が放電終止電圧以下に低下したときに、当該スイッチを開放させるという方法があるが、当該スイッチを開放した後に、給電動作を再開させるための復帰手段がないという別の問題が発生する。   Further, in order to avoid overdischarge of the assembled battery 1, a switch is inserted into the power supply line to the control unit 3, and the switch is opened when the output voltage of the assembled battery 1 drops below the discharge end voltage. Although there is a method, there is another problem that there is no return means for resuming the power feeding operation after the switch is opened.

かくのごとき問題は、ニッケル水素蓄電池システムなどの場合に限らず、リチウムイオン電池や鉛蓄電池などの二次電池を組み合わせてなる電源システムや、一次電池を含め、複数の電池を組み合わせてなる電源システムにおいても生じる問題である。   Problems such as this are not limited to nickel-metal hydride storage battery systems, etc., but power supply systems that combine secondary batteries such as lithium ion batteries and lead storage batteries, and power supply systems that combine multiple batteries, including primary batteries This is also a problem that occurs.

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数の電池からなる組電池から負荷に電力を供給するように構成した電源システムに関して、電池の過放電および劣化を抑制しながら負荷への給電を行い、かつ、停止した給電動作を再開させる復帰手段を有する電源システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the problem to be solved by the present invention is related to a power supply system configured to supply power to a load from an assembled battery including a plurality of batteries. An object of the present invention is to provide a power supply system having a return means for supplying power to a load while suppressing discharge and deterioration and restarting a stopped power supply operation.

また、商用の交流電源の電力を負荷へ供給しながら、組電池内の二次電池を充電する構成からなり、商用の交流電源の停電時に、組電池から負荷へ電力を供給するバックアップ用の電源システムにおいても、電池の過放電および劣化を抑制しながら負荷への給電を行い、かつ、停止した給電動作を再開させる復帰手段を有する電源システムを提供することにある。   In addition, it is configured to charge the secondary battery in the assembled battery while supplying the power of the commercial AC power supply to the load, and the backup power supply supplies power from the assembled battery to the load in the event of a power failure of the commercial AC power supply In the system as well, an object is to provide a power supply system having a return means for supplying power to a load while suppressing overdischarge and deterioration of a battery and restarting a stopped power supply operation.

本発明は、前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。   The present invention comprises the following technical means in order to solve the above-mentioned problems.

第1の技術手段は、複数の電池を接続してなる組電池を備え、前記組電池が出力する電力を、負荷に供給するとともに、当該電源システムの動作を制御する制御部に供給する電源システムにおいて、前記制御部の動作電源が、スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給され、かつ、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記制御部への給電がされて、前記制御部が動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記制御部への給電が停止して、前記制御部の動作が停止することを特徴とする。   A first technical means includes an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, and supplies power output from the assembled battery to a load and to a control unit that controls the operation of the power system. In the case where the operating power of the control unit is supplied from the assembled battery via a feeder line in which a switching element is inserted, and the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold When the switching element is in a closed state, power is supplied to the control unit, the control unit is operated, and the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the switching element is It becomes an open state, the power supply to the control unit is stopped, and the operation of the control unit is stopped.

第2の技術手段は、複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換する整流器と、を備え、前記整流器が変換した直流電力を、負荷に供給するとともに、前記組電池当該電源システムの動作を制御する制御部に供給し、かつ、前記整流器の直流電力により前記組電池を充電する電源システムにおいて、前記制御部の動作電源が、前記交流電力が出力されている場合は、前記整流器から供給され、また、前記交流電力が停電している場合は、スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給され、かつ、前記交流電力の停電時に、前記整流器に代わって前記組電池から前記負荷に給電している状態において、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記制御部への給電がされて、前記制御部が動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記制御部への給電が停止して、前記制御部の動作が停止することを特徴とする。   The second technical means includes an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, and a rectifier that converts AC power into DC power, and supplies the DC power converted by the rectifier to a load. In a power supply system that supplies a battery to the control unit that controls the operation of the battery power supply system and charges the assembled battery with the DC power of the rectifier, the operation power of the control unit outputs the AC power Is supplied from the rectifier, and when the AC power is interrupted, is supplied from the assembled battery via a power supply line in which a switching element is inserted, and when the AC power is interrupted, In the state where power is supplied from the assembled battery to the load instead of the rectifier, when the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold, the switching element In the closed state, power is supplied to the control unit, the control unit operates, and when the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the switching element is in an open state, The power supply to the control unit is stopped, and the operation of the control unit is stopped.

第3の技術手段は、前記第2の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であった場合、前記整流器または前記組電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータを、前記整流器、前記組電池のそれぞれから前記負荷へ給電する給電線に挿入して備えていることを特徴とする。   In the power supply system according to the second technical means, when the load is an AC load driven by AC power, the third technical means converts the DC power from the rectifier or the assembled battery into AC power. An inverter to be converted is provided by being inserted into a power supply line that supplies power to the load from each of the rectifier and the assembled battery.

第4の技術手段は、前記第3の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記整流器への入力となる前記交流電力を前記交流負荷へ直接給電する給電経路と、前記インバータが出力する交流電力を前記交流負荷へ給電する給電経路と、を切り替える切り替え手段を備えていることを特徴とする。   According to a fourth technical means, in the power supply system according to the third technical means, a power supply path for directly feeding the AC power serving as an input to the rectifier to the AC load, and an AC power output from the inverter. Switching means for switching between a power supply path for supplying power to the AC load is provided.

第5の技術手段は、前記第4の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記交流電力が出力されている場合は、前記切り替え手段の動作電源が前記整流器から供給されて、前記交流電力を前記交流負荷へ直接給電する給電経路に設定され、また、前記交流電力が停電している場合は、前記切り替え手段の動作電源が前記スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給されて、前記インバータが出力する交流電力を前記交流負荷へ給電する給電経路に設定され、かつ、前記交流電力の停電時に、前記整流器に代わって前記組電池から前記切り替え手段に給電している状態において、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記切り替え手段への給電がされ、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記切り替え手段への給電が停止することを特徴とする。   According to a fifth technical means, in the power supply system according to the fourth technical means, when the AC power is output, an operating power of the switching means is supplied from the rectifier, and the AC power is converted to the AC power. The power supply path is set to supply power directly to the AC load, and when the AC power is interrupted, the operating power of the switching means is supplied from the assembled battery via the power supply line in which the switching element is inserted. The AC power output from the inverter is set as a power supply path for supplying power to the AC load, and the power is supplied from the assembled battery to the switching means instead of the rectifier when the AC power is interrupted. In the case where the output voltage of the battery pack exceeds a predetermined voltage threshold, the switching element is in a closed state, and Feeding is, when the output voltage of the battery pack becomes equal to or lower than the voltage threshold, the switching element is in an open state, supply of power to the switching means characterized in that the stop.

第6の技術手段は、前記第2ないし第5の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記整流器から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電線に、前記制御部への給電方向および/または前記切り替え手段にのみ電力を通すダイオードが挿入され、前記整流器から前記負荷または前記インバータへの給電線に、前記負荷または前記インバータへの給電方向にのみ電力を通すダイオードが挿入されていることを特徴とする。   Sixth technical means is the power supply system according to any one of the second to fifth technical means, wherein power is supplied from the rectifier to the control unit and / or the switching unit to the control unit. A diode that passes power only in the direction and / or the switching means is inserted, and a diode that passes power only in the feed direction from the rectifier to the load or the inverter is inserted in the feed direction to the load or the inverter. It is characterized by being.

第7の技術手段は、前記第1ないし第6の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記負荷および/または前記インバータが動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記負荷および/または前記インバータの動作が停止することを特徴とする。   A seventh technical means is the power supply system according to any one of the first to sixth technical means, wherein when the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold, the load and / or Or when the said inverter operate | moves and the output voltage of the said assembled battery becomes below the said voltage threshold value, the operation | movement of the said load and / or the said inverter stops.

第8の技術手段は、前記第1ないし第7の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記スイッチング素子と並列に、ユーザにより操作可能な外部スイッチを接続し、前記組電池を交換した際に、前記外部スイッチを閉成することにより、交換した前記組電池から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電が開始されることを特徴とする。   According to an eighth technical means, in the power supply system according to any one of the first to seventh technical means, an external switch operable by a user is connected in parallel with the switching element, and the assembled battery is replaced. In this case, power supply from the replaced assembled battery to the control unit and / or the switching unit is started by closing the external switch.

第9の技術手段は、前記第8の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記外部スイッチは、ユーザが操作している間、または、ユーザの操作後あらかじめ定めた一定時間の間、閉成されることを特徴とする。   According to a ninth technical means, in the power supply system according to the eighth technical means, the external switch is closed during a user's operation or for a predetermined time after the user's operation. It is characterized by that.

第10の技術手段は、前記第1ないし第7の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池を交換したことを検知するセンサを備え、前記スイッチング素子と並列に、スイッチ回路を接続し、前記センサの検知結果に応じて、前記スイッチ回路を閉成することにより、交換した前記組電池から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電が開始され、あらかじめ定めた一定時間経過後に、前記スイッチ回路を開放することを特徴とする。   A tenth technical means includes a sensor for detecting that the assembled battery has been replaced in the power supply system according to any one of the first to seventh technical means, and a switch circuit is provided in parallel with the switching element. By connecting and closing the switch circuit in accordance with the detection result of the sensor, power supply from the replaced assembled battery to the control unit and / or the switching unit is started, and a predetermined time has elapsed. Later, the switch circuit is opened.

第11の技術手段は、前記第1ないし第10の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記制御部は、前記組電池の出力電圧を監視する電圧監視手段と、前記スイッチング素子の開閉を制御するスイッチング素子制御手段と、前記負荷の動作および動作停止を制御する負荷制御手段および/または前記インバータの動作および動作停止を制御するインバータ制御手段と、を少なくとも備え、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値を超えていることを検知した場合、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を閉成させ、かつ、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を開始させ、一方、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下であることを検知した場合、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させた後、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を開放させることを特徴とする。   The eleventh technical means is the power supply system according to any one of the first to tenth technical means, wherein the control unit is configured to monitor voltage output from the assembled battery, and to open / close the switching element. Switching element control means for controlling the load, and load control means for controlling the operation and operation stop of the load and / or inverter control means for controlling the operation and operation stop of the inverter, and the voltage monitoring unit When it is detected that the output voltage of the assembled battery exceeds the voltage threshold, the switching element control means closes the switching element, and the load control means and / or the inverter control means causes the load and / Or start the operation of the inverter, while the voltage monitoring unit outputs the assembled battery When it is detected that the pressure is equal to or lower than the voltage threshold value, the load control unit and / or the inverter control unit stops the operation of the load and / or the inverter, and then the switching element control unit controls the switching element. It is characterized by opening.

第12の技術手段は、前記第11の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記スイッチング素子制御手段から前記スイッチング素子へ出力する開放用の制御信号の電圧レベル、および、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータへ出力する動作停止用の制御信号の電圧レベルを、ゼロ電位レベルとし、前記制御部への給電が停止した場合、前記スイッチング素子が開放され、前記負荷および/または前記インバータの動作が停止することを特徴とする。   The twelfth technical means is the power supply system according to the eleventh technical means, wherein the voltage level of the open control signal output from the switching element control means to the switching element, and the load control means and / or When the inverter control means sets the voltage level of the operation stop control signal output to the load and / or the inverter to a zero potential level, and the power supply to the control unit is stopped, the switching element is opened, The operation of the load and / or the inverter is stopped.

第13の技術手段は、前記第12の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下であることを検知した場合、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させる動作を実施することなく、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を開放させる動作のみを実施することにより、前記制御部への前記組電池からの給電を停止させ、前記スイッチング素子の開放状態を継続させるとともに、前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させることを特徴とする。   A thirteenth technical means is the power supply system according to the twelfth technical means, wherein when the voltage monitoring unit detects that the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the load control means and / or Alternatively, by performing only the operation of opening the switching element by the switching element control means without performing the operation of stopping the operation of the load and / or the inverter by the inverter control means, The power supply from the assembled battery is stopped, the open state of the switching element is continued, and the operation of the load and / or the inverter is stopped.

第14の技術手段は、前記第1ないし第13の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池を構成する前記電池は、ニッケル水素蓄電池または鉛蓄電池であることを特徴とする。   A fourteenth technical means is the power supply system according to any one of the first to thirteenth technical means, wherein the battery constituting the assembled battery is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery.

本発明の電源システムによれば、以下のごとき効果を奏することができる。   According to the power supply system of the present invention, the following effects can be obtained.

電源システムを前述の各技術手段に記載したように構成することによって、組電池を構成する電池例えば二次電池の放電動作は、過放電となる前に停止することができ、而して、電池例えば二次電池の劣化を防止し、電池寿命を延伸させることが可能となる。   By configuring the power supply system as described in each of the technical means described above, the discharge operation of the battery constituting the assembled battery, for example, the secondary battery can be stopped before it becomes overdischarged. For example, it is possible to prevent the secondary battery from deteriorating and extend the battery life.

また、給電動作の停止状態からの復帰動作を、商用電源の復電により自動的に行い、当該電源システムから負荷への給電動作を再開可能とする電源システムを提供することが可能となる。さらには、電池交換によって、給電動作の停止状態からの復帰を行う場合には、手動スイッチを操作することにより、当該電源システムから負荷への給電動作を再開する電源システムを提供することができる。   In addition, it is possible to provide a power supply system that automatically performs a return operation from a stopped state of the power supply operation by power recovery of the commercial power supply and can restart the power supply operation from the power supply system to the load. Furthermore, when the power supply operation is recovered from the stopped state by battery replacement, a power supply system that restarts the power supply operation from the power supply system to the load by operating a manual switch can be provided.

以下に、本発明に係る電源システムの最良の実施形態についてその一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the best mode of the power supply system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(本発明の概要)
本発明の実施例の説明に先立って、まず、本発明の特徴についてその概要を説明する。本発明は、電源となる組電池を構成する電池の過放電を防止するとともに、給電動作を停止状態から再開させるための復帰手段を備えた電源システムに関するものである。
(Outline of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, first, the outline of the features of the present invention will be described. The present invention relates to a power supply system provided with return means for preventing overdischarge of a battery constituting an assembled battery serving as a power supply and restarting a power feeding operation from a stopped state.

本発明においては、電源システムの制御を行う制御部は、組電池の出力電圧が、あらかじめ定めた電圧閾値(放電終止電圧)以下になった場合、組電池から当該制御部への給電線に配置しているスイッチング素子(第1のスイッチ:過放電防止用スイッチ)を開放することにより、当該制御部自身に対する組電池からの給電動作を停止して、当該制御部が動作を停止するとともに、当該制御部の動作の停止により、負荷の動作を停止させる指示を自動的に出力させることにより、負荷を停止させて、あるいは、スイッチング素子を開放する動作に先立って、負荷の動作を停止させる制御を行った後、スイッチング素子を開放して、当該制御部自身に対する組電池からの給電動作を停止させて、組電池の給電対象となるすべてに対して、組電池の放電動作を完全に停止させることを可能としている。   In the present invention, the control unit that controls the power supply system is arranged on a power supply line from the assembled battery to the control unit when the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value (end-of-discharge voltage). By opening the switching element (first switch: overdischarge prevention switch), the power supply operation from the assembled battery to the control unit itself is stopped, and the control unit stops the operation, and By automatically outputting an instruction to stop the operation of the load by stopping the operation of the control unit, the control of stopping the operation of the load is performed before stopping the load or opening the switching element. After the switching element is opened, the power feeding operation from the assembled battery to the control unit itself is stopped, and the assembled battery is supplied to all of the batteries to be fed by the assembled battery. It is made possible to completely stop the discharge operation.

而して、組電池の過放電を確実に防止することができるという効果が得られる。   Thus, it is possible to reliably prevent overdischarge of the assembled battery.

さらには、あらかじめ定めた電圧閾値(放電終止電圧)以下に低下した組電池を交換して、前記スイッチング素子と並列に接続されている手動スイッチ(第2のスイッチ:給電動作復帰用スイッチ)を操作することにより、組電池から制御部への電力供給が再開され、制御部が制御動作を再開して、負荷の動作を再開させることを可能としている。   Furthermore, the battery pack that has dropped below a predetermined voltage threshold (end-of-discharge voltage) is replaced, and a manual switch (second switch: power supply operation return switch) connected in parallel with the switching element is operated. Thus, power supply from the assembled battery to the control unit is resumed, and the control unit can resume the control operation and resume the operation of the load.

また、商用交流電源により負荷へ電力を供給すると同時に、当該電源システムを構成する組電池内の二次電池を充電し、当該電源システムを商用交流電源のバックアップ電源システムとして利用している場合には、商用交流電源の停電時に、バックアップの組電池から給電動作をしている状態で、組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値(放電終止電圧)以下に低下して、組電池からの給電動作も停止してしまった場合、停電していた商用交流電源の復電により、商用交流電源から組電池への充電動作が開始された時点で、自動的に、商用交流電源から整流器を介して組電池の充電動作と制御部への給電動作を再開することにより、制御部が制御動作を再開して、負荷の動作を再開させることも可能としている。   In addition, when power is supplied to the load by a commercial AC power supply and at the same time, the secondary battery in the assembled battery constituting the power supply system is charged and the power supply system is used as a backup power supply system for the commercial AC power supply. When power is being supplied from a backup battery pack during a commercial AC power failure, the battery output voltage drops below a predetermined voltage threshold (end-of-discharge voltage) and power is supplied from the battery pack. If the commercial AC power supply that was out of power is restored and charging operation from the commercial AC power supply to the assembled battery is started, the battery is automatically assembled from the commercial AC power supply via the rectifier. By resuming the battery charging operation and the power feeding operation to the control unit, the control unit can resume the control operation and resume the load operation.

以下に、本発明の実施の形態について、組電池を構成する電池がニッケル水素蓄電池または鉛蓄電池の二次電池である場合を例として説明するが、本発明は、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池の場合のみに限られるものではない。例えば、複数のリチウムイオン電池など、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池以外の二次電池の組み合わせからなる電池システムであっても、あるいは、一次電池を含め、複数の電池の組み合わせからなる電池システムであっても、全く同様に適用することができる。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described by way of an example in which the battery constituting the assembled battery is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery secondary battery. However, the present invention is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery. It is not limited to only. For example, even a battery system composed of a combination of secondary batteries other than nickel-metal hydride storage batteries and lead storage batteries, such as a plurality of lithium ion batteries, or a battery system composed of a combination of a plurality of batteries including a primary battery Can be applied in exactly the same way.

また、以下の説明では、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池を直列接続して組電池を構成する場合を例にとって説明するが、ニッケル水素蓄電池や鉛蓄電池を直列および/または並列に接続して組電池を構成しても、全く同様に適用することができる。   Moreover, in the following description, a case where a nickel hydride storage battery or a lead storage battery is connected in series to form an assembled battery will be described as an example. However, a nickel hydride storage battery or a lead storage battery is connected in series and / or in parallel. Even if configured, it can be applied in exactly the same manner.

なお、組電池の放電対象となる負荷は、外部からの制御信号(当該電源システムの制御部からの制御信号)によって、動作させたり、動作を停止させたりすることを可能とするように構成されているものとする。   The load to be discharged from the assembled battery is configured to be able to be operated or stopped by an external control signal (control signal from the control unit of the power supply system). It shall be.

また、負荷が直流電力により駆動される場合のみならず、交流電力により駆動される交流負荷であった場合についても、組電池からの直流電力をインバータを介して交流電力に変換して負荷へ給電する電源システムを構成することもできる。かかる場合のように、組電池からインバータを介して負荷(交流負荷)に給電する場合、当該インバータについても、外部からの制御信号(当該電源システムの制御部からの制御信号)によって、動作させたり、動作を停止させたりすることを可能とするように構成されているものとする。   Also, not only when the load is driven by DC power, but also when the load is an AC load driven by AC power, DC power from the assembled battery is converted to AC power via an inverter and supplied to the load. A power supply system can be configured. In such a case, when power is supplied from the assembled battery to the load (AC load) via the inverter, the inverter is also operated by an external control signal (control signal from the control unit of the power supply system). It is assumed that the operation can be stopped.

ここで、以下の実施例では、負荷やインバータの動作を制御する制御部からの制御信号については、前述したスイッチング素子(第1のスイッチ:過放電防止用スイッチ)の開閉を制御する制御信号も含め、すべて、レベル信号とする場合について説明している。つまり、スイッチング素子は、外部からの電圧レベルの印加によって、開閉を制御する制御用端子を有しており、負荷やインバータも、それぞれの内部に、外部からの電圧レベルの印加によって、それぞれの動作/停止を制御する動作制御回路の制御用端子を有しているものとしている。なお、スイッチング素子の制御用端子、負荷やインバータの動作制御回路の制御用端子へゼロ電圧レベルが印加された場合には、スイッチング素子は開放状態になり、負荷やインバータの動作は停止し、一方、スイッチング素子の制御用端子、負荷やインバータの動作制御回路の制御用端子へあらかじめ定めた電圧レベルが印加された場合には、スイッチング素子は閉成状態になり、負荷やインバータの動作は起動するものとする。   Here, in the following embodiments, the control signal from the control unit for controlling the operation of the load and the inverter is also a control signal for controlling the opening / closing of the switching element (first switch: overdischarge prevention switch) described above. The case where all are included as level signals is described. In other words, the switching element has a control terminal for controlling opening and closing by applying an external voltage level, and the load and the inverter also operate in their respective interiors by applying an external voltage level. It is assumed that it has a control terminal of an operation control circuit that controls / stop. When a zero voltage level is applied to the control terminal of the switching element and the control terminal of the load or inverter operation control circuit, the switching element is opened, and the operation of the load or inverter is stopped. When a predetermined voltage level is applied to the control terminal of the switching element, the load or the control terminal of the operation control circuit of the inverter, the switching element is closed, and the operation of the load and the inverter is started. Shall.

したがって、以下の実施例においては、スイッチング素子の制御用端子に、閉成用電圧レベルとしてあらかじめ定めた電圧レベルを、制御部から印加すると、スイッチング素子は閉成し、一方、ゼロ電圧レベルを、制御部から印加すると、スイッチング素子は開放する。また、負荷やインバータの動作制御回路の制御用端子に、動作用電圧レベルとしてあらかじめ定めた電圧レベルを、制御部から印加すると、負荷やインバータの動作が起動し、一方、ゼロ電圧レベルを、制御部から印加すると、負荷やインバータの動作は停止する。   Therefore, in the following embodiments, when a voltage level predetermined as a closing voltage level is applied from the control unit to the control terminal of the switching element, the switching element is closed, while the zero voltage level is When applied from the control unit, the switching element is opened. Also, when a voltage level predetermined as the operating voltage level is applied from the control unit to the control terminal of the operation control circuit of the load or inverter, the operation of the load or inverter is started, while the zero voltage level is controlled. When applied from the unit, the operation of the load and the inverter stops.

<第1の実施例>
図1は、本発明の電源システムの第1の実施例の構成を説明する構成図である。図1においては、ニッケル水素蓄電池(例えば、単セル定格電圧1.2V、定格容量95Ah、最低使用電圧1.0V)を10セル直列接続することにより、組電池1(定格電圧12V、定格容量95Ah)を構成し、負荷2へ接続する。なお、負荷2は、内部に動作制御回路の制御用端子を備え、前述のように、外部からの制御信号例えば制御部3からの制御信号として、該制御用端子に印加される電圧レベルによって動作および停止が可能である。また、本実施例では、ニッケル水素蓄電池セルを10セル直列接続した場合について説明するが、組電池1として、任意のセル数からなる複数の電池を直列および/または並列接続して構成しても構わない。
<First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the configuration of the first embodiment of the power supply system of the present invention. In FIG. 1, nickel-metal hydride storage batteries (for example, single cell rated voltage 1.2V, rated capacity 95Ah, minimum operating voltage 1.0V) are connected in series to form assembled battery 1 (rated voltage 12V, rated capacity 95Ah). ) And connect to the load 2. The load 2 includes a control terminal of the operation control circuit inside, and operates as described above according to a voltage level applied to the control terminal as a control signal from the outside, for example, a control signal from the control unit 3. And can be stopped. In the present embodiment, a case where 10 nickel hydride storage battery cells are connected in series will be described. However, the assembled battery 1 may be configured by connecting a plurality of batteries having an arbitrary number of cells in series and / or in parallel. I do not care.

図1の構成において、組電池1の最低使用電圧(放電終止電圧)は、10V(=1セル当たり最低使用電圧1.0V×10セル)であり、この最低使用電圧を下回って放電を継続すると、過放電による劣化が起こり得る。   In the configuration of FIG. 1, the minimum use voltage (discharge end voltage) of the assembled battery 1 is 10 V (= minimum use voltage 1.0 V × 10 cells per cell), and when discharging continues below this minimum use voltage. Deterioration due to overdischarge can occur.

制御部3は、組電池1の出力電圧を監視し、負荷2の動作および停止を制御する制御信号(動作/停止制御用電圧レベル)を出力し、スイッチング素子4を開閉する制御信号(開閉制御用電圧レベル)を出力することができる。すなわち、制御部3は、図1に示すように、組電池1の出力電圧を監視する電圧監視手段である電圧監視部3a、スイッチング素子4の開閉を制御する制御信号(開閉制御用電圧レベル)を出力するスイッチング制御手段であるスイッチング素子制御部3b、および、負荷2の動作を制御する制御信号(動作/停止制御用電圧レベル)を出力する負荷制御手段である負荷制御部3cを少なくとも備えて構成されている。なお、制御部3の動作電源は、図1に示すように、組電池1からスイッチング素子4または手動スイッチ5を介して供給される。   The control unit 3 monitors the output voltage of the assembled battery 1, outputs a control signal (operation / stop control voltage level) for controlling the operation and stop of the load 2, and controls the switching element 4 (open / close control). Output voltage level). That is, as shown in FIG. 1, the control unit 3 includes a voltage monitoring unit 3 a that is a voltage monitoring unit that monitors the output voltage of the assembled battery 1, and a control signal that controls opening and closing of the switching element 4 (voltage level for switching control). A switching element control unit 3b that is a switching control unit that outputs a load, and a load control unit 3c that is a load control unit that outputs a control signal (operation / stop control voltage level) for controlling the operation of the load 2. It is configured. Note that the operation power of the control unit 3 is supplied from the assembled battery 1 via the switching element 4 or the manual switch 5 as shown in FIG.

ここで、負荷2の動作を制御するために、制御部3から負荷2内の動作制御回路の制御用端子に出力する制御信号(動作/停止制御用電圧レベル)の動作波形について、スイッチング素子4の制御用端子に出力する制御信号(開閉制御用電圧レベル)の動作波形とともに、図7のタイムチャートを用いてさらに説明する。図7は、図1に示す電源システムの制御部3から負荷2とスイッチング素子4とにレベル信号として出力される制御用電圧レベル(制御信号)の一例を説明するためのタイムチャートである。   Here, in order to control the operation of the load 2, the operation waveform of the control signal (operation / stop control voltage level) output from the control unit 3 to the control terminal of the operation control circuit in the load 2 will be described. The operation waveform of the control signal (open / close control voltage level) output to the control terminal will be further described with reference to the time chart of FIG. FIG. 7 is a time chart for explaining an example of a control voltage level (control signal) output as a level signal from the control unit 3 of the power supply system shown in FIG. 1 to the load 2 and the switching element 4.

前述したように、スイッチング素子制御部3bが、スイッチング素子4(第1のスイッチ:過放電防止用スイッチ)の開閉を制御するために出力する制御信号も、負荷制御部3cが負荷2の動作を制御するために出力する制御信号も、いずれも、レベル信号であり、該制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子、負荷2の動作制御回路の制御用端子に対して、それぞれの動作用としてあらかじめ定めた電圧レベルを印加することによって、それぞれ、スイッチング素子4を閉成させ、負荷2を動作させ、一方、スイッチング素子4の制御用端子、負荷2の動作制御回路の制御用端子に対して、ゼロ電圧レベルを印加することによって、それぞれ、スイッチング素子4を開放させ、負荷2の動作を停止させる。   As described above, the load control unit 3c also controls the operation of the load 2 when the switching element control unit 3b outputs the control signal for controlling the opening / closing of the switching element 4 (first switch: overdischarge prevention switch). The control signals output for control are both level signals. As the control signals, the control signals for the control terminal of the switching element 4 and the control terminals of the operation control circuit of the load 2 are used for the respective operations. By applying a predetermined voltage level, the switching element 4 is closed and the load 2 is operated. On the other hand, with respect to the control terminal of the switching element 4 and the control terminal of the operation control circuit of the load 2 By applying a zero voltage level, the switching element 4 is opened and the operation of the load 2 is stopped.

なお、スイッチング素子4の制御用端子、負荷2の動作制御回路の制御用端子に対してそれぞれの動作用として印加した電圧レベルは、そのまま持続する状態になるが、制御部3への電力供給が停止した場合、給電状態にない制御部3から、スイッチング素子4の制御用端子、負荷2の動作制御回路の制御用端子に印加されている電圧レベルは、ゼロ電圧レベルに強制的に設定されることになり、スイッチング素子4は開放され、負荷2の動作は停止する。   In addition, although the voltage level applied for each operation to the control terminal of the switching element 4 and the control terminal of the operation control circuit of the load 2 is maintained as it is, the power supply to the control unit 3 is not performed. When the operation is stopped, the voltage level applied to the control terminal of the switching element 4 and the control terminal of the operation control circuit of the load 2 from the control unit 3 that is not in the power supply state is forcibly set to the zero voltage level. As a result, the switching element 4 is opened and the operation of the load 2 is stopped.

図7において、組電池1からの出力電圧Vdが、あらかじめ定めた電圧閾値V1よりも大きい組電池1を接続して、時刻T0において、手動スイッチ5の押下操作をすると、組電池1からON状態の手動スイッチ5を介して制御部3への給電が開始され、これによって、制御部3の制御動作が開始される。   In FIG. 7, when an assembled battery 1 whose output voltage Vd from the assembled battery 1 is larger than a predetermined voltage threshold V1 is connected and the manual switch 5 is pressed at time T0, the assembled battery 1 is turned on. The power supply to the control unit 3 is started via the manual switch 5, and thereby the control operation of the control unit 3 is started.

制御部3は、電圧閾値V1を超える出力電圧Vdを出力していることを検知すると、時刻T1において、スイッチング素子4を閉成させる閉成制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子に閉成用電圧レベルとしてあらかじめ定めた電圧レベルを印加する。この結果、スイッチング素子4は閉成され、以降、スイッチング素子4の制御用端子は、閉成用電圧レベルが印加された状態が継続し、スイッチング素子4は閉成状態を持続する。   When detecting that the output voltage Vd exceeding the voltage threshold V1 is output, the control unit 3 closes the control terminal of the switching element 4 as a closing control signal for closing the switching element 4 at time T1. A predetermined voltage level is applied as a working voltage level. As a result, the switching element 4 is closed. Thereafter, the control terminal of the switching element 4 continues to be applied with the closing voltage level, and the switching element 4 maintains the closed state.

さらに、制御部3は、時刻T2において、負荷2を動作させる動作制御信号として、負荷2の動作制御回路の制御用端子に動作用電圧レベルとしてあらかじめ定めた電圧レベルを印加する。この結果、負荷2は動作を開始し、以降、負荷2の制御用端子は、動作用電圧レベルが印加された状態が継続し、負荷2は動作状態を持続する。   Further, at time T2, the control unit 3 applies a voltage level predetermined as an operation voltage level to the control terminal of the operation control circuit of the load 2 as an operation control signal for operating the load 2. As a result, the load 2 starts to operate, and thereafter, the control terminal of the load 2 continues to be applied with the operating voltage level, and the load 2 maintains the operating state.

しかる後、負荷2および制御部3への給電動作により、組電池1の出力電圧Vdが徐々に低下し、ついに、時刻T3において、あらかじめ定めた電圧閾値V1にまで低下したことを検知すると、制御部3は、時刻T4において、スイッチング素子4を開放させる開放制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子にゼロ電圧レベルを印加する。この結果、時刻T4とほぼ同時の時刻T5で、スイッチング素子4は開放され、制御部3への組電池1からの電力供給が停止し、制御部3の動作電圧がゼロ電位レベルになるので、以降、スイッチング素子4の制御用端子には、ゼロ電位レベルが持続する状態になり、スイッチング素子4は開放されたままになる。   Thereafter, when it is detected that the output voltage Vd of the assembled battery 1 gradually decreases due to the power feeding operation to the load 2 and the control unit 3 and finally decreases to the predetermined voltage threshold V1 at time T3, the control is performed. The unit 3 applies a zero voltage level to the control terminal of the switching element 4 as an open control signal for opening the switching element 4 at time T4. As a result, at the time T5 almost simultaneously with the time T4, the switching element 4 is opened, the power supply from the assembled battery 1 to the control unit 3 is stopped, and the operating voltage of the control unit 3 becomes the zero potential level. Thereafter, the control terminal of the switching element 4 is in a state where the zero potential level is maintained, and the switching element 4 remains open.

一方、制御部3の動作電圧がゼロ電位レベルになると、時刻T5とほぼ同時の時刻T6で、負荷2の動作制御回路の制御用端子に印加されていた動作電圧レベルもゼロ電位レベルにリセットされることになり、負荷2の動作も停止する。ここで、負荷2が停止する動作は、制御部3が給電されていて動作中の状態において、負荷制御部3cから負荷2の動作を停止させる動作停止制御信号として、負荷2の動作制御回路の制御用端子に対してゼロ電圧レベルが印加される場合と全く同様である。   On the other hand, when the operating voltage of the control unit 3 reaches the zero potential level, the operating voltage level applied to the control terminal of the operation control circuit of the load 2 is also reset to the zero potential level at time T6 almost simultaneously with time T5. Therefore, the operation of the load 2 is also stopped. Here, the operation of stopping the load 2 is performed by the operation control circuit of the load 2 as an operation stop control signal for stopping the operation of the load 2 from the load control unit 3c in a state where the control unit 3 is powered and operating. This is exactly the same as when a zero voltage level is applied to the control terminal.

ここで、制御信号としてレベル信号を用いる場合、スイッチング素子4や負荷2の動作制御回路の制御用端子の構成部について、次のような構成を採用すれば効果的である。スイッチング素子4は、制御部3への電力供給がなくなった際に、開放を指示する開放用制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子にゼロ電圧レベルが印加されることによって、自動的に開放状態に切り替わるように、例えば電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成し、FETのゲート電位がゼロレベルの状態では、FETが非導通となり、開放されるようにすれば良い。また、負荷2についても、動作制御回路の制御用端子に制御部3からゼロ電圧レベルが印加されることによって、自動的に開放状態に切り替わるように、動作制御回路の構成素子として、スイッチング素子4の場合と同様に、例えば電界効果トランジスタ(FET)を用いて構成し、FETのゲート電位がゼロレベルの状態では、FETが非導通となり、動作が停止するものを選定すれば良い。   Here, when a level signal is used as the control signal, it is effective to adopt the following configuration for the configuration part of the control terminal of the operation control circuit of the switching element 4 or the load 2. When the power supply to the control unit 3 is stopped, the switching element 4 is automatically opened by applying a zero voltage level to the control terminal of the switching element 4 as an opening control signal for instructing opening. For example, a field effect transistor (FET) may be used so as to switch to a state, and when the gate potential of the FET is at a zero level, the FET is non-conductive and opened. In addition, the load 2 also has a switching element 4 as a constituent element of the operation control circuit so that the load 2 is automatically switched to an open state by applying a zero voltage level from the control unit 3 to the control terminal of the operation control circuit. In the same manner as in the above, for example, a field effect transistor (FET) may be used, and when the gate potential of the FET is at a zero level, the FET becomes non-conductive and the operation stops.

以上で、本実施例における制御部3からレベル信号として出力される制御信号(制御用電圧レベル)の設定動作の一例の説明を終了して、次に、図1の電源システムが動作停止状態から復旧するための手段について説明する。図1に示すように、スイッチング素子4と並列に、当該電源システムのオペレータが手動で操作することができる手動スイッチ5を接続している。手動スイッチ5は、オペレータが押下操作をしている間のみ、閉成された状態を維持し、オペレータが手を離すと、開放状態に復帰するような構造としている。ここで、手動スイッチ5は、あらかじめ定めた電圧閾値(放電終止電圧)以下に放電してしまった組電池1をオペレータが新しい組電池1と交換した際に押下操作をするためのものであり、手動スイッチ5が押下されて閉成することにより、交換した新しい組電池1から制御部3への給電動作が再開されて、制御部3の制御動作が再開される。   This is the end of the description of an example of the setting operation of the control signal (control voltage level) output as a level signal from the control unit 3 in this embodiment. Next, the power supply system of FIG. Means for recovery will be described. As shown in FIG. 1, a manual switch 5 that can be manually operated by an operator of the power supply system is connected in parallel with the switching element 4. The manual switch 5 is configured to maintain a closed state only while the operator performs a pressing operation, and to return to an open state when the operator releases the hand. Here, the manual switch 5 is used to perform a pressing operation when the operator replaces the assembled battery 1 that has been discharged below a predetermined voltage threshold value (end-of-discharge voltage) with a new assembled battery 1. When the manual switch 5 is pressed and closed, the power supply operation from the replaced new assembled battery 1 to the control unit 3 is resumed, and the control operation of the control unit 3 is resumed.

しかる後、制御部3の電圧監視部3aにて、交換後の組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えていることを検出すると、スイッチング素子制御部3bにより、スイッチング素子4を閉成する閉成用制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子に、閉成用電圧レベルの電圧が印加され、スイッチング素子4は開放状態から閉成状態に切り替わる。したがって、その後、手動スイッチ5からオペレータが手を離して、手動スイッチ5が開放状態に移行してしまっても、スイッチング素子4を介して組電池1から制御部3への給電動作が継続することになる。   After that, when the voltage monitoring unit 3a of the control unit 3 detects that the output voltage of the assembled battery 1 after replacement exceeds a predetermined voltage threshold value, the switching element control unit 3b closes the switching element 4. As a closing control signal to be formed, a voltage at the closing voltage level is applied to the control terminal of the switching element 4, and the switching element 4 is switched from the open state to the closed state. Therefore, after that, even if the operator releases the manual switch 5 and the manual switch 5 shifts to the open state, the power feeding operation from the assembled battery 1 to the control unit 3 continues through the switching element 4. become.

以上のように、スイッチング素子4は、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値(例えば、組電池1として放電可能な最低限の電圧を示す最低使用電圧つまり放電終止電圧)以下に低下した場合に、組電池1の過放電を防止するために、制御部3、負荷2への放電動作を抑止するための過放電保護用スイッチ(第1のスイッチ)として機能し、手動スイッチ5は、電源システムとしての動作を制御する制御部3への給電がなくなり、一切の動作が停止した状態になった場合に、停止状態から脱して動作状態を再開させるための復帰用スイッチ(第2のスイッチ)として機能する。   As described above, in the switching element 4, the output voltage of the assembled battery 1 has dropped below a predetermined voltage threshold value (for example, the lowest usable voltage indicating the minimum voltage that can be discharged as the assembled battery 1, that is, the discharge end voltage). In this case, in order to prevent overdischarge of the assembled battery 1, the control unit 3 functions as an overdischarge protection switch (first switch) for suppressing the discharge operation to the load 2. Return switch (second switch) for returning from the stopped state and restarting the operating state when the power supply to the control unit 3 that controls the operation as the power supply system is lost and all the operations are stopped ).

次に、制御部3の動作について図2のフローチャートを用いてさらに説明する。図2は、図1に示す電池システムにおいて制御部3による負荷2およびスイッチング素子4の制御の流れの一例を説明するフローチャートであり、本発明の電源システムの制御方法の一例を示している。なお、かかる電源システムの制御方法をコンピュータにより実行可能な電源システム制御プログラムとして実施しても良いし、あるいは、該電源システム制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしても良い。   Next, operation | movement of the control part 3 is further demonstrated using the flowchart of FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of the control flow of the load 2 and the switching element 4 by the control unit 3 in the battery system shown in FIG. 1, and shows an example of the control method of the power supply system of the present invention. The power supply system control method may be implemented as a power supply system control program that can be executed by a computer, or the power supply system control program may be recorded on a computer-readable program recording medium. .

図2において、電源システムへの新しい組電池1の設定が終了して、例えば、手動スイッチ5を押下操作することによって、制御部3への給電動作が開始される。電源システムとしての制御動作を開始した制御部3は、まず、スイッチング素子制御部3bによりスイッチング素子4を閉成(短絡)させる制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子に閉成用電圧レベルを印加して、スイッチング素子4を閉成させる(ステップS21)。   In FIG. 2, the setting of the new assembled battery 1 in the power supply system is completed, and the power supply operation to the control unit 3 is started by pressing the manual switch 5, for example. The control unit 3 that has started the control operation as the power supply system first sets the closing voltage level at the control terminal of the switching element 4 as a control signal for closing (short-circuiting) the switching element 4 by the switching element control unit 3b. This is applied to close the switching element 4 (step S21).

次に、負荷制御部3cにより負荷2を動作させる制御信号として、負荷2の動作制御回路の制御用端子に動作用電圧レベルを印加して、負荷2を動作させる(ステップS22)。ここで、スイッチング素子4の閉成用電圧レベル、負荷2の動作用電圧レベルは、以降、継続して保持され続け、スイッチング素子4は閉成された状態を継続し、負荷2は動作状態を継続する。なお、スイッチング素子4を閉成させる制御信号として閉成用電圧レベルを出力するステップS21と負荷2を動作させる制御信号として動作用電圧レベルを出力するステップ22との順序は逆でも構わない。   Next, an operation voltage level is applied to the control terminal of the operation control circuit of the load 2 as a control signal for operating the load 2 by the load control unit 3c, thereby operating the load 2 (step S22). Here, the closing voltage level of the switching element 4 and the operating voltage level of the load 2 are continuously maintained thereafter, the switching element 4 continues to be closed, and the load 2 remains in the operating state. continue. Note that the order of step S21 for outputting the closing voltage level as a control signal for closing the switching element 4 and step 22 for outputting the operating voltage level as the control signal for operating the load 2 may be reversed.

しかる後、制御部3は、電圧監視部3aにより組電池1の出力電圧Vbを監視し、出力電圧Vbが当該組電池1についてあらかじめ定めた電圧閾値V1(例えば組電池1の最低使用電圧10V)を越えている間は(ステップS23のNO)、ステップS23における組電池1の出力電圧Vbの監視動作を繰り返す。   Thereafter, the control unit 3 monitors the output voltage Vb of the assembled battery 1 by the voltage monitoring unit 3a, and the output voltage Vb is a voltage threshold value V1 determined in advance for the assembled battery 1 (for example, the minimum operating voltage 10V of the assembled battery 1). Is exceeded (NO in step S23), the monitoring operation of the output voltage Vb of the assembled battery 1 in step S23 is repeated.

一方、組電池1の出力電圧Vbが電圧閾値V1(例えば組電池1の最低使用電圧10V)以下となったとき(ステップS23のYES)、ステップS24へ進み、制御部3は、スイッチング素子制御部3bによりスイッチング素子4を開放する開放用制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子にゼロ電圧レベルを印加して、スイッチング素子4を開放する(ステップS24)。スイッチング素子4が開放されて、制御部3への動作電力の供給が停止すると、負荷2の動作制御回路の制御用端子に印加されていた動作用電圧レベルも強制的にゼロ電圧レベルに設定されて、負荷2の動作が停止する。この結果、組電池1の放電動作は完全に停止する。   On the other hand, when the output voltage Vb of the assembled battery 1 becomes equal to or lower than the voltage threshold value V1 (for example, the minimum operating voltage of the assembled battery 1 is 10V) (YES in step S23), the process proceeds to step S24, and the control unit 3 As an opening control signal for opening the switching element 4 by 3b, a zero voltage level is applied to the control terminal of the switching element 4 to open the switching element 4 (step S24). When the switching element 4 is opened and the supply of operating power to the control unit 3 is stopped, the operating voltage level applied to the control terminal of the operation control circuit of the load 2 is forcibly set to the zero voltage level. Thus, the operation of the load 2 is stopped. As a result, the discharging operation of the assembled battery 1 is completely stopped.

負荷2、制御部3への給電動作が停止し、組電池1の放電動作が完全に停止すると、以降においては、スイッチング素子4の制御用端子、負荷2の動作制御回路の制御用端子のそれぞれへの印加電圧レベルは、ゼロ電圧レベルを保持し続けるので、スイッチング素子4は開放された状態を継続し、負荷2は動作停止状態が継続する。   When the power feeding operation to the load 2 and the control unit 3 is stopped and the discharging operation of the assembled battery 1 is completely stopped, the control terminal of the switching element 4 and the control terminal of the operation control circuit of the load 2 are respectively thereafter. Since the applied voltage level continues to hold the zero voltage level, the switching element 4 continues to be opened, and the load 2 continues to be in an operation stop state.

なお、ステップS24においては、スイッチング素子4を開放することによって、制御部3の電力供給が停止し、その結果として、負荷2の動作制御回路の制御用端子もゼロ電圧レベルに設定されて、負荷2の動作が停止する場合について説明したが、まず、負荷制御部3cにより負荷2に対する動作停止用の制御信号として負荷2の動作制御回路の制御用端子へゼロ電圧レベルを印加した後、スイッチング素子4を開放する制御信号として、スイッチング素子4の制御用端子にゼロ電圧レベルを印加する動作を行うようにしても良い。   In step S24, the power supply of the control unit 3 is stopped by opening the switching element 4, and as a result, the control terminal of the operation control circuit of the load 2 is also set to the zero voltage level. The operation of 2 is stopped. First, the load control unit 3c applies a zero voltage level to the control terminal of the operation control circuit of the load 2 as a control signal for stopping the operation of the load 2, and then the switching element. As a control signal for opening 4, an operation of applying a zero voltage level to the control terminal of the switching element 4 may be performed.

ここで、電圧閾値V1として、前述のように、組電池1の放電可能な最低使用電圧(放電終止電圧)を設定することによって、過放電による電池劣化を防止することができる。   Here, as described above, by setting the minimum usable voltage (discharge end voltage) of the assembled battery 1 as the voltage threshold value V1, battery deterioration due to overdischarge can be prevented.

以上のような制御を実行することにより、組電池1の出力電圧Vbが電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10V)より大きい間は、組電池1から負荷2へ給電されて、負荷2の動作は継続し、一方、出力電圧Vbが電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10V)以下となったときには、スイッチング素子4が開放されて、以降、制御部3への動作電力の供給がない状態が継続し、その結果、負荷2の動作の停止状態が継続して、組電池1の放電が完全に停止される。而して、組電池1の過放電を防止することができる。   By executing the control as described above, while the output voltage Vb of the assembled battery 1 is higher than the voltage threshold V1 (for example, the lowest usable voltage 10V), power is supplied from the assembled battery 1 to the load 2, and the operation of the load 2 is performed. On the other hand, when the output voltage Vb becomes equal to or lower than the voltage threshold V1 (for example, the lowest usable voltage 10V), the switching element 4 is opened, and the state where no operating power is supplied to the control unit 3 continues thereafter. As a result, the stopped state of the operation of the load 2 continues, and the discharge of the assembled battery 1 is completely stopped. Thus, overdischarge of the assembled battery 1 can be prevented.

なお、放電停止後に、電池システムの制御部3の動作を再開させて、負荷2の動作を再開するためには、前述のように、組電池1を電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10V)よりも高いものに交換した後、スイッチング素子4に対して並列に接続されている手動スイッチ5を押下操作すれば良い。   In order to restart the operation of the control unit 3 of the battery system and resume the operation of the load 2 after the discharge is stopped, the assembled battery 1 is set to the voltage threshold value V1 (for example, the minimum operating voltage 10V) as described above. After switching to a higher one, the manual switch 5 connected in parallel to the switching element 4 may be pressed.

また、後述する図5に示すような構成の交流負荷に対する電源システムヘ適用する場合については、図1において、負荷2をインバータ7と読み替えることにより、全く等価の制御構造とすることができる。つまり、負荷が交流電力により駆動される交流負荷9であり、組電池1の出力側に、直流電力を交流電力に変換するインバータ7を接続し、インバータ7の出力により交流負荷9を駆動する構成としている場合、組電池1の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値(例えば最低使用電圧10V)以下となったときには、交流負荷9の動作を停止させる指示を行う代わりに、インバータ7の動作を停止させる指示を行うようにすれば良い。   In addition, when applied to a power supply system for an AC load having a configuration as shown in FIG. 5 described later, a completely equivalent control structure can be obtained by replacing the load 2 with the inverter 7 in FIG. That is, the load is an AC load 9 that is driven by AC power, an inverter 7 that converts DC power to AC power is connected to the output side of the assembled battery 1, and the AC load 9 is driven by the output of the inverter 7. When the output voltage of the assembled battery 1 becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold (for example, the minimum operating voltage 10V), the operation of the inverter 7 is stopped instead of giving an instruction to stop the operation of the AC load 9 It is only necessary to give an instruction to do so.

一般に、インバータ7は、外部からの制御用電圧レベルに応じて、動作/停止する動作制御回路の制御用端子を備えている。したがって、制御部3から、動作用電圧レベルとしてあらかじめ定められている電圧レベルを該制御用端子に印加することによって、インバータ7の動作を開始させ、運転停止信号として、ゼロ電圧レベルを該制御用端子に印加することによって、インバータ7の出力を停止させることができ、スイッチング素子4の開放により制御部3への給電動作が停止した際に、インバータ7への放電動作も停止させることができる。   In general, the inverter 7 includes a control terminal of an operation control circuit that operates / stops in accordance with an external control voltage level. Therefore, the control unit 3 applies a voltage level predetermined as the operation voltage level to the control terminal, thereby starting the operation of the inverter 7 and using the zero voltage level as the operation stop signal. By applying the voltage to the terminal, the output of the inverter 7 can be stopped, and when the power feeding operation to the control unit 3 is stopped by opening the switching element 4, the discharging operation to the inverter 7 can also be stopped.

放電停止後に、組電池1を電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10V)よりも高いものに交換した後、手動スイッチ5を押下操作すれば、手動スイッチ5が閉成されて、交換後の組電池1から制御部3へ給電されるため、制御部3が始動し、制御部3のスイッチング素子制御部3bにて、スイッチング素子4を閉成させた後、負荷制御部3cに代わるインバータ制御部の動作によりインバータ7の動作制御回路の制御用端子に対して動作用電圧レベルが印加されて、インバータ7の動作が再開され、負荷2への給電動作が再開されるように制御することができる。   After the discharge is stopped, after replacing the assembled battery 1 with a voltage higher than the voltage threshold V1 (for example, the minimum operating voltage 10V), if the manual switch 5 is pressed, the manual switch 5 is closed, and the assembled battery after the replacement Since the power is supplied from 1 to the control unit 3, the control unit 3 is started, and the switching element control unit 3b of the control unit 3 closes the switching element 4, and then the inverter control unit instead of the load control unit 3c. The operation voltage level is applied to the control terminal of the operation control circuit of the inverter 7 by the operation, so that the operation of the inverter 7 is resumed and the power feeding operation to the load 2 can be resumed.

以上に詳細に説明したように、本実施例における電源システムは、以下のような特徴を有している。   As described in detail above, the power supply system in the present embodiment has the following characteristics.

本実施例の電源システムにおいては、二次電池を含め複数の電池からなる組電池1の出力電圧を監視し、負荷2の動作を制御し、かつ、スイッチング素子4の開閉を制御する制御部3を備え、制御部3の動作電源を、組電池1からスイッチング素子4を挿入した給電線を介して供給し、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下のとき、スイッチング素子4を開放し、制御部3には電力が供給されない状態とする。また、制御部3に電力が供給されない状態においては、負荷2の動作を停止させる。   In the power supply system of the present embodiment, the control unit 3 that monitors the output voltage of the assembled battery 1 composed of a plurality of batteries including the secondary battery, controls the operation of the load 2, and controls the opening and closing of the switching element 4. The operation power supply of the control unit 3 is supplied from the assembled battery 1 through the feeder line in which the switching element 4 is inserted, and the switching element 4 is opened when the output voltage of the assembled battery 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value. The control unit 3 is not supplied with power. Further, the operation of the load 2 is stopped in a state where power is not supplied to the control unit 3.

さらに、スイッチング素子4に対して、並列に、操作している間のみ閉成(短絡)される手動スイッチ5が接続され、組電池1から制御部3への電力供給を開始したい場合、手動スイッチ5を操作することにより、制御部3の動作電源を組電池1から供給し、制御部3の動作を再開させることを可能とし、制御部3の制御動作により、制御部3への給電線に挿入されているスイッチング素子4を閉成させるとともに、負荷2の動作を再開させる。   Further, when a manual switch 5 that is closed (short-circuited) only during operation is connected to the switching element 4 in parallel, and it is desired to start power supply from the assembled battery 1 to the control unit 3, the manual switch 5, the operation power of the control unit 3 can be supplied from the assembled battery 1 and the operation of the control unit 3 can be resumed. The control operation of the control unit 3 causes the power supply line to the control unit 3 to The inserted switching element 4 is closed and the operation of the load 2 is restarted.

以上のような特徴を備えることによって、組電池1の放電動作は過放電となる前に停止され、組電池1を構成する電池の劣化を防止し、該電池の寿命を延伸することが可能となる。さらに、電源システムの停止後に、組電池1を新しい組電池に交換して、手動スイッチ5を操作することにより、電源システムを停止状態から動作状態へ復帰させることが可能となる。   By providing the features as described above, the discharge operation of the assembled battery 1 is stopped before it becomes over-discharged, and it is possible to prevent deterioration of the battery constituting the assembled battery 1 and extend the life of the battery. Become. Furthermore, after the power supply system is stopped, it is possible to replace the assembled battery 1 with a new assembled battery and operate the manual switch 5 to return the power supply system from the stopped state to the operating state.

<第2の実施例>
図3は、本発明の電源システムの第2の実施例の構成を説明する構成図であり、商用交流電源による整流器からの電力供給をバックアップするための電源システムの構成例を示している。図3においては、鉛蓄電池(例えば、単セル定格電圧2.0V、定格容量100Ah、最低使用電圧1.7V)を6セル直列接続することにより、組電池1(定格電圧12V、定格容量100Ah)を構成し、負荷2へ接続する。なお、負荷2は、第1の実施例と同様、内部の動作制御回路の制御用端子に制御部3からの制御信号として制御用電圧レベルを印加することによって動作および停止が可能である。また、本実施例では、鉛蓄電池セルを6セル直列接続した場合について説明するが、組電池1として、任意のセル数からなる複数の電池を直列および/または並列接続して構成しても構わない。
<Second embodiment>
FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the second embodiment of the power supply system of the present invention, and shows a configuration example of a power supply system for backing up power supply from a rectifier by a commercial AC power supply. In FIG. 3, an assembled battery 1 (rated voltage 12V, rated capacity 100Ah) is obtained by connecting 6 cells of lead storage batteries (for example, single cell rated voltage 2.0V, rated capacity 100Ah, minimum operating voltage 1.7V) in series. Is connected to the load 2. As in the first embodiment, the load 2 can be operated and stopped by applying a control voltage level as a control signal from the control unit 3 to the control terminal of the internal operation control circuit. In the present embodiment, a case where six lead storage battery cells are connected in series will be described. However, as the assembled battery 1, a plurality of batteries having an arbitrary number of cells may be connected in series and / or in parallel. Absent.

本実施例においては、組電池1の最低使用電圧(放電終止電圧)は、10.2V(=1セル当たり最低使用電圧1.7V×6セル)であり、この最低使用電圧を下回って放電を継続すると、過放電による劣化が起こり得る。   In the present embodiment, the minimum operating voltage (end-of-discharge voltage) of the assembled battery 1 is 10.2 V (= minimum operating voltage 1.7 V × 6 cells per cell), and discharge is performed below this minimum operating voltage. If continued, deterioration due to overdischarge may occur.

図3の構成において、整流器6は、入力される商用交流電源(交流電力)を直流電力へ変換するものであり、商用交流電源が有効である限り、負荷2および制御部3へ給電するとともに、組電池1を充電する。また、整流器6から負荷2への給電線には、負荷2への給電方向にのみ電力を通すダイオード7aが挿入され、負荷2に対してはダイオード7aを介して整流器6から給電されるとともに、組電池1についてもダイオード7aを介して整流器6から充電される。また、整流器6から制御部3への給電線には、制御部3への給電方向にのみ電力を通すダイオード7bが挿入され、制御部3に対してはダイオード7bを介して整流器6から給電される。   In the configuration of FIG. 3, the rectifier 6 converts the commercial AC power supply (AC power) that is input into DC power. As long as the commercial AC power is valid, the rectifier 6 supplies power to the load 2 and the control unit 3. The assembled battery 1 is charged. In addition, a diode 7a that passes power only in the direction of power supply to the load 2 is inserted into the power supply line from the rectifier 6 to the load 2, and power is supplied from the rectifier 6 to the load 2 via the diode 7a. The assembled battery 1 is also charged from the rectifier 6 via the diode 7a. Also, a diode 7b that passes power only in the direction of power supply to the control unit 3 is inserted into the power supply line from the rectifier 6 to the control unit 3, and the control unit 3 is supplied with power from the rectifier 6 via the diode 7b. The

ここで、商用交流電源が有効であるときは、整流器6が出力する直流電力により、負荷2と制御部3とに対する給電と組電池1への充電とが行われるが、商用交流電源が停電となり無効になったときは、整流器6の出力が停止するため、組電池1から出力される電力が、負荷2と制御部3とに供給される。なお、ダイオード7a,7bにより、商用交流電源の停電時において、組電池1から出力される電力は、負荷2、制御部3に対して供給されるのみにして、出力が停止した整流器6側に逆流することを抑止している。   Here, when the commercial AC power supply is effective, the DC power output from the rectifier 6 supplies power to the load 2 and the control unit 3 and charges the assembled battery 1, but the commercial AC power supply becomes a power failure. When it becomes invalid, the output of the rectifier 6 stops, so that the power output from the assembled battery 1 is supplied to the load 2 and the control unit 3. In addition, by the diodes 7a and 7b, the power output from the assembled battery 1 is only supplied to the load 2 and the control unit 3 when the commercial AC power supply is interrupted. Prevents backflow.

制御部3は、第1の実施例と同様に、組電池1の出力電圧を監視し、負荷2の動作および停止を制御し、スイッチング素子4を開閉することができる。すなわち、制御部3は、図3に示すように、第1の実施例における図1の場合と同様、電圧監視部3a、スイッチング素子制御部3b、および、負荷制御部3cを少なくとも備えて構成されている。   As in the first embodiment, the control unit 3 can monitor the output voltage of the assembled battery 1, control the operation and stop of the load 2, and open and close the switching element 4. That is, as shown in FIG. 3, the control unit 3 includes at least a voltage monitoring unit 3a, a switching element control unit 3b, and a load control unit 3c as in the case of FIG. 1 in the first embodiment. ing.

なお、制御部3の動作電源については、前述のように、商用交流電源が有効な場合は、整流器6からダイオード7bを介して供給され、商用交流電源が停電した場合は、組電池1からスイッチング素子4または手動スイッチ5を介して供給される。   As described above, the operation power source of the control unit 3 is supplied from the rectifier 6 via the diode 7b when the commercial AC power source is effective, and is switched from the assembled battery 1 when the commercial AC power source fails. Supplied via element 4 or manual switch 5.

図3の構成においても、スイッチング素子制御部3bがレベル信号としてスイッチング素子4の制御用端子に出力する開閉制御用の電圧レベルおよび負荷制御部3cが負荷2の動作制御回路の制御用端子に出力する動作/停止制御用の電圧レベルは、第1の実施例の場合と全く同様であり、ここでの説明は省略する。制御信号としてレベル信号を用いる場合、スイッチング素子4や負荷2の動作制御回路の制御用端子の回路部として、本実施例においても、第1の実施例にて説明したような構成で電界効果トランジスタ(FET)を用いることが効果的である。   In the configuration of FIG. 3 as well, the switching element control unit 3b outputs the level signal to the control terminal of the switching element 4 as a level signal, and the load control unit 3c outputs to the control terminal of the operation control circuit of the load 2. The voltage level for the operation / stop control to be performed is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted here. In the case where a level signal is used as the control signal, the field effect transistor having the configuration described in the first embodiment is used as the circuit portion of the control terminal of the operation control circuit of the switching element 4 or the load 2 in this embodiment. It is effective to use (FET).

なお、図3に示すように、電源システムの停止状態から復旧するための手段として、第1の実施例の場合と同様に、スイッチング素子4と並列に、当該電源システムのオペレータが手動で操作することができる手動スイッチ5を接続しており、手動スイッチ5を用いて、第1の実施例で説明した復旧手順と同様の手順で、電源システムの動作を再開させることができる。   As shown in FIG. 3, as a means for recovering from the power supply system stop state, the operator of the power supply system manually operates in parallel with the switching element 4 in the same manner as in the first embodiment. The manual switch 5 that can be used is connected, and the operation of the power supply system can be resumed by using the manual switch 5 in the same procedure as the recovery procedure described in the first embodiment.

図4は、図3に示す電池システムにおいて制御部3による負荷2およびスイッチング素子4の制御の流れの一例を説明するフローチャートであり、本発明の電源システムの制御方法の異なる例を示している。なお、かかる電源システムの制御方法をコンピュータにより実行可能な電源システム制御プログラムとして実施しても良いし、あるいは、該電源システム制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしても良い。   FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of the control flow of the load 2 and the switching element 4 by the control unit 3 in the battery system shown in FIG. 3, and shows a different example of the control method of the power supply system of the present invention. The power supply system control method may be implemented as a power supply system control program that can be executed by a computer, or the power supply system control program may be recorded on a computer-readable program recording medium. .

図4のフローチャートは、電源システムへの新しい組電池1の設定が終了して、例えば、手動スイッチ5を押下操作することによって、あるいは、商用交流電源が復電することによって、制御部3への給電動作が開始されて、当該電源システムが起動されることにより開始される。以降のステップS41からS44までの各ステップの動作は、6セルの鉛蓄電池からなる組電池1を使う本実施例の場合、その最低使用電圧となる電圧閾値V1を例えば10.2V(=1セル当たり最低使用電圧1.7V×6セル)と設定すること以外については、第1の実施例の図2の場合のステップS21からS24までの各ステップと全く同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。   The flowchart of FIG. 4 shows that the setting of the new assembled battery 1 to the power supply system is completed and, for example, when the manual switch 5 is pressed or the commercial AC power is restored, The power supply operation is started and the power supply system is started. In the following steps S41 to S44, in the case of the present embodiment in which the assembled battery 1 composed of a 6-cell lead storage battery is used, the voltage threshold V1 that is the lowest usable voltage is set to 10.2 V (= 1 cell, for example). Except for setting the minimum use voltage of 1.7V × 6 cells), the steps are identical to steps S21 to S24 in the case of FIG. 2 of the first embodiment, and detailed description here Is omitted.

図4のような手順を実行して、制御部3が動作状態を保持している状態において、商用交流電源が何らかの原因により停電した場合には、商用交流電源が停電した場合のバックアップ電源として、組電池1から負荷2への給電を自動的に行うことによって、負荷2は動作を継続することができる。ただし、商用交流電源の停電時においてバックアップ給電をしている状態で、組電池1の出力電圧Vbが電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10.2V)以下となったときには、第1の実施例の場合と同様、組電池1の過放電を防止するために、スイッチング素子4が開放されて、制御部3の電力供給が停止され、負荷2の動作も強制的に停止される。その結果、組電池1の放電動作は完全に停止し、組電池1の過放電を防止することができる。   When the commercial AC power supply fails for some reason in the state in which the control unit 3 maintains the operating state by executing the procedure as shown in FIG. 4, as a backup power source when the commercial AC power supply fails, By automatically supplying power from the assembled battery 1 to the load 2, the load 2 can continue to operate. However, when the output voltage Vb of the assembled battery 1 is equal to or lower than the voltage threshold V1 (for example, the lowest usable voltage 10.2 V) in a state where backup power supply is performed at the time of a power failure of the commercial AC power supply, the first embodiment is used. Similarly to the case, in order to prevent overdischarge of the assembled battery 1, the switching element 4 is opened, the power supply of the control unit 3 is stopped, and the operation of the load 2 is also forcibly stopped. As a result, the discharge operation of the assembled battery 1 is completely stopped, and overdischarge of the assembled battery 1 can be prevented.

なお、組電池1からの放電停止後に、商用交流電源が復電すると、整流器6が直流電力の出力を開始し、ダイオード7aを介して負荷2への給電および組電池1への充電動作が再開されるとともに、ダイオード7bを介して制御部3へも給電され、制御部3の制御動作も再開されるので、制御部3のスイッチング素子制御部3bの動作により、スイッチング素子4が閉成(短絡)され、さらに、負荷制御部3cの動作により負荷2の動作が再開される。以降は、整流器6の出力により、負荷2と制御部3とに対する給電動作と組電池1への充電とが継続するようになる。   When the commercial AC power supply recovers after the discharge from the assembled battery 1 is stopped, the rectifier 6 starts to output DC power, and the power supply to the load 2 and the charging operation to the assembled battery 1 are resumed via the diode 7a. At the same time, power is supplied to the control unit 3 through the diode 7b, and the control operation of the control unit 3 is resumed, so that the switching element 4 is closed (short-circuited) by the operation of the switching element control unit 3b of the control unit 3. In addition, the operation of the load 2 is resumed by the operation of the load control unit 3c. Thereafter, the power feeding operation for the load 2 and the control unit 3 and the charging of the assembled battery 1 are continued by the output of the rectifier 6.

また、放電停止後の復帰を商用交流電源の復電によらず、組電池1の交換により、電源システムを始動させる必要がある場合には、第1の実施例と同様、組電池1を電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10.2V)よりも高いものに交換した後、スイッチング素子4に対して並列に接続されている手動スイッチ5を押下操作すれば良い。   In addition, when it is necessary to start the power supply system by replacing the assembled battery 1 instead of restoring the commercial AC power supply after the discharge is stopped, the assembled battery 1 is connected to the voltage as in the first embodiment. After switching to a voltage higher than the threshold value V1 (for example, the lowest usable voltage 10.2V), the manual switch 5 connected in parallel to the switching element 4 may be pressed.

なお、後述する図5に示すような構成の交流負荷に対する電源システムヘ適用する場合については、図3において、負荷2をインバータ7と読み替えることにより、全く等価の制御構造とすることができ、本実施例の場合、商用交流電源の復電時により、自動的に、インバータ7の動作を開始させることができること以外については第1の実施例において説明した場合とほぼ同様である。   Note that, when applied to a power supply system for an AC load having a configuration as shown in FIG. 5 to be described later, a completely equivalent control structure can be obtained by replacing the load 2 with the inverter 7 in FIG. In the case of the embodiment, it is almost the same as the case described in the first embodiment except that the operation of the inverter 7 can be automatically started when the commercial AC power supply is restored.

以上に説明したように、本実施例における電源システムは、以下のような特徴を有している。   As described above, the power supply system in the present embodiment has the following characteristics.

本実施例の電源システムにおいては、商用交流電源の交流電力を整流する整流器6が、組電池1を充電し、かつ、負荷2、制御部3へ電力を供給するために備えられ、商用交流電源が停電して、整流器6の出力が停止したときに、組電池1から負荷2へ給電するとともに、制御部3の動作電源を、組電池1からスイッチング素子4を挿入した給電線を介して供給する。また、第1の実施例と同様、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下のとき、スイッチング素子4を開放し、スイッチング素子4が開放している状態では、制御部3には電力が供給されない状態とし、かつ、制御部3に電力が供給されない状態においては、負荷2を停止させる。   In the power supply system of the present embodiment, a rectifier 6 that rectifies AC power of a commercial AC power supply is provided for charging the assembled battery 1 and supplying power to the load 2 and the control unit 3. When the output of the rectifier 6 is stopped due to a power failure, power is supplied from the assembled battery 1 to the load 2, and the operating power of the control unit 3 is supplied from the assembled battery 1 through the feeder line into which the switching element 4 is inserted. To do. Similarly to the first embodiment, when the output voltage of the battery pack 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, the switching element 4 is opened, and in the state where the switching element 4 is opened, the control unit 3 has power. In a state where no power is supplied and no power is supplied to the control unit 3, the load 2 is stopped.

ここで、整流器6は、負荷2および組電池1への給電方向にのみ電力を通し、組電池1からの電力が整流器6側に逆流することを防止するダイオード7aを介して接続され、かつ、制御部3の動作電源についても、制御部3への給電方向にのみ電力を通すダイオード7bを介して整流器6から供給される。   Here, the rectifier 6 is connected via a diode 7a that passes power only in the feeding direction to the load 2 and the assembled battery 1 and prevents the power from the assembled battery 1 from flowing back to the rectifier 6 side, and The operation power supply of the control unit 3 is also supplied from the rectifier 6 via a diode 7b that passes power only in the direction of feeding power to the control unit 3.

また、電源システムの停止時において、商用交流電源が復電した際に、整流器6から負荷2、制御部3への電力供給と組電池1への充電動作が再開されるので、制御部3の制御動作を自動的に再開させることを可能とし、制御部3の制御動作により、制御部3への給電線に挿入されているスイッチング素子4を閉成させるとともに、負荷2の動作を再開させる。   In addition, when the commercial AC power supply is restored when the power supply system is stopped, the power supply from the rectifier 6 to the load 2 and the control unit 3 and the charging operation to the assembled battery 1 are resumed. The control operation can be automatically restarted, and the switching element 4 inserted in the power supply line to the control unit 3 is closed and the operation of the load 2 is restarted by the control operation of the control unit 3.

また、第1の実施例と同様、スイッチング素子4に対して、並列に、操作している間のみ閉成(短絡)される手動スイッチ5が接続されており、電源システムの停止時、組電池1から制御部3への電力供給を開始したい場合、手動スイッチ5を操作することにより、制御部3の動作電源を組電池1から供給し、制御部3の制御動作を再開させることを可能とし、制御部3の制御動作により、制御部3への給電線に挿入されているスイッチング素子4を閉成させるとともに、負荷2の動作を再開させる。   Similarly to the first embodiment, a manual switch 5 that is closed (short-circuited) only during the operation is connected to the switching element 4 in parallel. When it is desired to start the power supply from 1 to the control unit 3, the operation power of the control unit 3 can be supplied from the assembled battery 1 by operating the manual switch 5 and the control operation of the control unit 3 can be resumed. By the control operation of the control unit 3, the switching element 4 inserted in the power supply line to the control unit 3 is closed and the operation of the load 2 is restarted.

以上のような特徴を備えることによって、商用交流電源をバックアップする電源システムにおいても、第1の実施例の場合と同様に、組電池1の放電動作は過放電となる前に停止され、組電池1を構成する電池の劣化を防止し、該電池の寿命を延伸することが可能となる。   By providing the above-described features, also in the power supply system that backs up the commercial AC power supply, the discharge operation of the assembled battery 1 is stopped before the overdischarge occurs, as in the case of the first embodiment. It is possible to prevent deterioration of the battery constituting 1 and extend the life of the battery.

また、電源システムの停止後に、商用交流電源の復電により、負荷2、制御部3への給電と組電池1への充電動作を自動的に再開し、電源システムの制御部3による制御動作と負荷2の動作とを再開させることができる状態に復帰して、商用交流電源のバックアップが可能な状態に復帰させることが可能となる。さらに、電源システムの停止後に、組電池1を新しい組電池に交換して、手動スイッチ5を操作することにより、電源システムを停止状態から動作状態へ復帰させることも可能である。   In addition, after the power supply system is stopped, the power supply to the load 2 and the control unit 3 and the charging operation to the assembled battery 1 are automatically resumed by the recovery of the commercial AC power supply. It is possible to return to a state in which the operation of the load 2 can be resumed and to return to a state in which the commercial AC power source can be backed up. Furthermore, after the power supply system is stopped, it is possible to replace the assembled battery 1 with a new assembled battery and operate the manual switch 5 to return the power supply system from the stopped state to the operating state.

<第3の実施例>
図5は、本発明の電源システムの第3の実施例の構成を説明する構成図であり、負荷が交流電力で駆動する交流負荷となる場合の構成例を示している。図5においても、図3と同様、鉛蓄電池(例えば、単セル定格電圧2.0V、定格容量100Ah、最低使用電圧1.7V)を6セル直列接続することにより、組電池1(定格電圧12V、定格容量100Ah)を構成し、直流電力を交流電力に変換するインバータ7、高速スイッチ10を介して交流負荷9へ接続する。なお、インバータ7は、第1の実施例の負荷2の場合と同様、内部の動作制御回路の制御用端子に制御部3Aからの制御信号として制御用電圧レベルを印加することによって動作および停止が可能である。また、本実施例では、鉛蓄電池セルを6セル直列接続した場合について説明するが、組電池1として、任意のセル数からなる複数の電池を直列および/または並列接続して構成しても構わない。
<Third embodiment>
FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the third embodiment of the power supply system of the present invention, and shows a configuration example when the load is an AC load driven by AC power. In FIG. 5, as in FIG. 3, a lead-acid battery (for example, a single cell rated voltage of 2.0 V, a rated capacity of 100 Ah, and a minimum operating voltage of 1.7 V) is connected in series to form a battery pack 1 (rated voltage of 12 V The rated capacity 100Ah) is configured and connected to the AC load 9 through the inverter 7 and the high-speed switch 10 that convert DC power into AC power. As in the case of the load 2 of the first embodiment, the inverter 7 is operated and stopped by applying a control voltage level as a control signal from the control unit 3A to the control terminal of the internal operation control circuit. Is possible. In the present embodiment, a case where six lead storage battery cells are connected in series will be described. However, as the assembled battery 1, a plurality of batteries having an arbitrary number of cells may be connected in series and / or in parallel. Absent.

本実施例においても、第2の実施例と同様、組電池1の最低使用電圧(放電終止電圧)は、10.2V(=1セル当たり最低使用電圧1.7V×6セル)であり、この最低使用電圧を下回って放電を継続すると、過放電による劣化が起こり得る。   Also in the present embodiment, as in the second embodiment, the minimum use voltage (discharge end voltage) of the assembled battery 1 is 10.2 V (= the minimum use voltage 1.7 V × 6 cells per cell). If the discharge is continued below the minimum operating voltage, deterioration due to overdischarge can occur.

図5の構成において、整流器6は、交流入力12の商用交流電源から入力される交流電力を直流電力へ変換し、商用交流電源が有効である限り、インバータ7、制御部3Aおよび高速スイッチ10に給電するとともに、組電池1を充電する。インバータ7は、整流器6からの直流電力あるいは組電池1からの出力電力を交流電力に変換し、商用交流電源の停電時に、高速スイッチ10を介して交流負荷9へ交流電力を出力する。   In the configuration of FIG. 5, the rectifier 6 converts AC power input from the commercial AC power source of the AC input 12 into DC power, and as long as the commercial AC power source is valid, the inverter 7, the control unit 3 </ b> A, and the high-speed switch 10 While supplying power, the assembled battery 1 is charged. The inverter 7 converts the DC power from the rectifier 6 or the output power from the assembled battery 1 into AC power, and outputs AC power to the AC load 9 via the high-speed switch 10 when a commercial AC power supply fails.

高速スイッチ10は、交流入力12からの商用交流電源が有効であるときは、商用交流電源をバイパス回路11を介して交流負荷9へ接続し、商用交流電源の停電発生時には、例えば10ms以内の短時間の間に、商用交流電源をバイパス回路11を介して交流負荷9に接続していた状態からインバータ7の出力を交流負荷9へ接続する状態に高速で切り替える機能を有するが、この切り替え機能が動作するためには、動作電源が必要である。   The high-speed switch 10 connects the commercial AC power supply to the AC load 9 via the bypass circuit 11 when the commercial AC power supply from the AC input 12 is valid. During the time, the commercial AC power supply has a function of switching from the state where the commercial AC power source is connected to the AC load 9 via the bypass circuit 11 to the state where the output of the inverter 7 is connected to the AC load 9 at a high speed. In order to operate, an operating power supply is required.

また、制御部3Aは、組電池1の出力電圧を監視し、スイッチング素子4を開閉し、インバータ7の動作および停止を制御することができる。すなわち、制御部3Aは、図5に示すように、第1の実施例における図1の場合と同様の電圧監視部3a、スイッチング素子制御部3bを少なくとも備え、さらに、図1の負荷制御部3cの代わりに、インバータ7の動作を制御する制御信号(動作/停止制御用電圧レベル)を出力するインバータ制御手段であるインバータ制御部3dを備えている。このような制御部3Aの制御動作を行うためにも、制御部3Aには動作電源が必要である。   In addition, the control unit 3A can monitor the output voltage of the assembled battery 1, open and close the switching element 4, and control the operation and stop of the inverter 7. That is, as shown in FIG. 5, the control unit 3A includes at least a voltage monitoring unit 3a and a switching element control unit 3b similar to those in FIG. 1 in the first embodiment, and further includes a load control unit 3c in FIG. Instead of this, an inverter control unit 3d which is an inverter control means for outputting a control signal (operation / stop control voltage level) for controlling the operation of the inverter 7 is provided. In order to perform the control operation of the control unit 3A, the control unit 3A needs an operation power source.

高速スイッチ10と制御部3Aとの動作電源は、図5に示すように、商用交流電源が有効な場合は、整流器6からダイオード7aとスイッチング素子4とを介して、あるいは、整流器6からダイオード7bを介して供給されるように接続される。また、商用交流電源が停電した場合は、ダイオード7aとスイッチング素子4の間に組電池1が接続されているため、組電池1からスイッチング素子4または手動スイッチ5を介して供給される。   As shown in FIG. 5, the operating power supply for the high-speed switch 10 and the control unit 3A is from the rectifier 6 to the diode 7a and the switching element 4 or from the rectifier 6 to the diode 7b when the commercial AC power supply is effective. It is connected so that it may be supplied via. Further, when the commercial AC power supply fails, the assembled battery 1 is connected between the diode 7 a and the switching element 4, and thus supplied from the assembled battery 1 via the switching element 4 or the manual switch 5.

交流入力12の商用交流電源が有効であるときには、整流器6から出力される直流電力は、インバータ7、制御部3A、高速スイッチ10および組電池1へ供給される。なお、商用交流電源が有効な場合、インバータ7は動作中の状態になるものの、高速スイッチ10はバイパス回路11と交流負荷9とを接続した状態にあって、交流入力12の商用交流電源が交流負荷9へ接続されているため、インバータ7は無負荷運転の状態にある。   When the commercial AC power source of the AC input 12 is valid, the DC power output from the rectifier 6 is supplied to the inverter 7, the control unit 3 </ b> A, the high-speed switch 10, and the assembled battery 1. When the commercial AC power is valid, the inverter 7 is in an operating state, but the high-speed switch 10 is in a state where the bypass circuit 11 and the AC load 9 are connected, and the commercial AC power of the AC input 12 is AC. Since it is connected to the load 9, the inverter 7 is in a no-load operation state.

一方、交流入力12の商用交流電源が停電した場合には、整流器6の動作が停止し、整流器6からの直流電力の供給が停止するため、組電池1に蓄積された電力が、インバータ7、制御部3Aおよび高速スイッチ10へ供給され、この結果、交流負荷9へもインバータ7からの交流電力が給電される。なお、ダイオード7a,7bが挿入されているため、図3の場合と同様、組電池1からの電力が整流器6側に逆流して供給されることはない。   On the other hand, when the commercial AC power supply of the AC input 12 fails, the operation of the rectifier 6 is stopped and the supply of DC power from the rectifier 6 is stopped. As a result, the AC power from the inverter 7 is also fed to the AC load 9. Since the diodes 7a and 7b are inserted, the power from the assembled battery 1 is not supplied back to the rectifier 6 side as in the case of FIG.

図5において、スイッチング素子制御部3bがレベル信号としてスイッチング素子4の制御用端子に出力する開閉制御用の電圧レベルおよびインバータ制御部3dがインバータ7の動作制御回路の制御用端子に出力する動作/停止制御用の電圧レベルは、第1の実施例の場合の負荷2の動作制御回路の制御用端子をインバータ7の動作制御回路の制御用端子と読み替えるだけで、その他は全く同様であり、ここでの説明は省略する。制御信号としてレベル信号を用いる場合、スイッチング素子4やインバータ7の動作制御回路の制御用端子の回路部として、本実施例においても、第1の実施例にて説明したような構成で電界効果トランジスタ(FET)を用いることが効果的である。   In FIG. 5, the switching element control unit 3 b outputs the level signal as a level signal to the control terminal of the switching element 4, and the operation / output that the inverter control unit 3 d outputs to the control terminal of the operation control circuit of the inverter 7. The voltage level for the stop control is exactly the same except that the control terminal of the operation control circuit of the load 2 in the first embodiment is replaced with the control terminal of the operation control circuit of the inverter 7. The description in is omitted. In the case where a level signal is used as the control signal, the field effect transistor having the configuration as described in the first embodiment is also used in the present embodiment as the circuit portion of the control terminal of the operation control circuit of the switching element 4 or the inverter 7. It is effective to use (FET).

なお、図5に示すように、電源システムの停止状態から復旧するための手段として、第1の実施例の場合と同様に、スイッチング素子4と並列に、当該電源システムのオペレータが手動で操作することができる手動スイッチ5を接続しており、手動スイッチ5を用いて、第1の実施例で説明した復旧手順と同様の手順で、電源システムの動作を再開させることができる。   As shown in FIG. 5, as a means for recovering the power supply system from the stopped state, the operator of the power supply system manually operates in parallel with the switching element 4 as in the case of the first embodiment. The manual switch 5 that can be used is connected, and the operation of the power supply system can be resumed by using the manual switch 5 in the same procedure as the recovery procedure described in the first embodiment.

図6は、図5に示す電池システムにおいて制御部3Aによるインバータ7およびスイッチング素子4の制御の流れの一例を説明するフローチャートであり、本発明の電源システムの制御方法のさらに異なる例を示している。なお、かかる電源システムの制御方法をコンピュータにより実行可能な電源システム制御プログラムとして実施しても良いし、あるいは、該電源システム制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしても良い。   FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of the control flow of the inverter 7 and the switching element 4 by the control unit 3A in the battery system shown in FIG. 5, and shows a further different example of the control method of the power supply system of the present invention. . The power supply system control method may be implemented as a power supply system control program that can be executed by a computer, or the power supply system control program may be recorded on a computer-readable program recording medium. .

図6のフローチャートは、電源システムへの新しい組電池1の設定が終了して、例えば、手動スイッチ5を押下操作することによって、あるいは、商用交流電源が復電することによって、制御部3への給電動作が開始されて、当該電源システムが起動されることによって開始される。以降のステップS61からS64までの各ステップの動作は、6セルの鉛蓄電池からなる組電池1を使う本実施例の場合、その最低使用電圧となる電圧閾値V1を例えば10.2V(=1セル当たり最低使用電圧1.7V×6セル)と設定すること、および、負荷2をインバータ7と読み替えること以外については、第1の実施例の図2の場合のステップS21からS24までの各ステップと全く同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。   The flowchart of FIG. 6 shows that when the setting of the new assembled battery 1 to the power supply system is completed, for example, by pressing the manual switch 5 or when the commercial AC power is restored, The power supply operation is started and the power supply system is started. In the following steps S61 to S64, in the case of the present embodiment using the assembled battery 1 composed of a 6-cell lead-acid battery, the voltage threshold V1 that is the lowest usable voltage is set to 10.2 V (= 1 cell, for example). Step S21 to S24 in the case of FIG. 2 in the first embodiment, except that the minimum use voltage is 1.7V × 6 cells) and the load 2 is replaced with the inverter 7. The detailed description is omitted here.

図6のような手順を実行して、制御部3が動作状態を保持している状態において、商用交流電源が何らかの原因で停電した場合には、商用交流電源が停電した場合のバックアップ電源として、組電池1からインバータ7への給電を行うことによって、交流負荷9は動作を継続することができる。ただし、商用交流電源の停電時においてバックアップ給電をしている状態で、組電池1の出力電圧Vbが電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10.2V)以下となったときには、第1の実施例の場合と同様、組電池1の過放電を防止するために、スイッチング素子4が開放されて、制御部3の電力供給が停止され、インバータ7の動作も強制的に停止される。その結果、組電池1の放電動作は完全に停止し、組電池1の過放電を防止することができる。   When the commercial AC power supply fails for some reason in the state in which the control unit 3 holds the operating state by executing the procedure as shown in FIG. 6, as a backup power source when the commercial AC power supply fails, By supplying power from the assembled battery 1 to the inverter 7, the AC load 9 can continue to operate. However, when the output voltage Vb of the assembled battery 1 is equal to or lower than the voltage threshold V1 (for example, the lowest usable voltage 10.2 V) in a state where backup power supply is performed at the time of a power failure of the commercial AC power supply, the first embodiment is used. Similarly to the case, in order to prevent overdischarge of the assembled battery 1, the switching element 4 is opened, the power supply of the control unit 3 is stopped, and the operation of the inverter 7 is also forcibly stopped. As a result, the discharge operation of the assembled battery 1 is completely stopped, and overdischarge of the assembled battery 1 can be prevented.

なお、組電池1からの放電停止後に、商用交流電源が復電すると、実施例2の場合と同様、整流器6が直流電力の出力を開始し、ダイオード7aを介してインバータ7への給電および組電池1への充電動作が再開されるとともに、ダイオード7bを介して制御部3Aおよび高速スイッチ10へも給電され、制御部3Aの制御動作も再開されるので、制御部3Aのスイッチング素子制御部3bの動作により、スイッチング素子4が閉成(短絡)され、さらに、インバータ制御部3dの動作によりインバータ7の動作が再開される。以降は、整流器6の出力により、インバータ7と制御部3Aと高速スイッチ10とに対する給電動作と組電池1への充電とが継続するようになる。   When the commercial AC power supply recovers after the discharge from the assembled battery 1 is stopped, the rectifier 6 starts to output DC power as in the case of the second embodiment, and supplies power to the inverter 7 through the diode 7a. Since the charging operation to the battery 1 is resumed and the control unit 3A and the high-speed switch 10 are supplied with power through the diode 7b, and the control operation of the control unit 3A is resumed, the switching element control unit 3b of the control unit 3A is resumed. As a result, the switching element 4 is closed (short-circuited), and the operation of the inverter 7 is resumed by the operation of the inverter control unit 3d. Thereafter, the power supply operation and the charging of the assembled battery 1 to the inverter 7, the control unit 3 </ b> A, and the high-speed switch 10 are continued by the output of the rectifier 6.

また、高速スイッチ10は、商用交流電源の復電により、バイパス回路11を経由して交流入力12からの商用交流電源を交流負荷9へ供給するように接続状態を復旧しており、インバータ7は、待機状態の無負荷運転の状態になる。   Moreover, the high-speed switch 10 has recovered the connection state so that the commercial AC power from the AC input 12 is supplied to the AC load 9 via the bypass circuit 11 by the recovery of the commercial AC power. In a standby state, it becomes a no-load operation state.

また、放電停止後の復帰を商用交流電源の復電によらず、組電池1の交換により、電源システムを始動させる必要がある場合には、第1の実施例と同様、組電池1を電圧閾値V1(例えば最低使用電圧10.2V)よりも高いものに交換した後、スイッチング素子4に対して並列に接続されている手動スイッチ5を押下操作すれば良い。   In addition, when it is necessary to start the power supply system by replacing the assembled battery 1 instead of restoring the commercial AC power supply after the discharge is stopped, the assembled battery 1 is connected to the voltage as in the first embodiment. After switching to a voltage higher than the threshold value V1 (for example, the lowest usable voltage 10.2V), the manual switch 5 connected in parallel to the switching element 4 may be pressed.

以上に説明したように、本実施例における電源システムは、以下のような特徴を有している。   As described above, the power supply system in the present embodiment has the following characteristics.

本実施例の電源システムにおいては、負荷として交流電力により駆動される交流負荷9を接続した場合においても、商用交流電源の交流電力を整流する整流器6が、組電池1を充電し、かつ、制御部3Aへ電力供給するとともにインバータ7を介して交流負荷9へ電力を供給するために備えられ、商用交流電源が停電して、整流器6の出力が停止したとき、組電池1からインバータ7へ給電するとともに、制御部3Aの動作電源を、組電池1からスイッチング素子4を挿入した給電線を介して供給する。また、第1の実施例と同様、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下のとき、スイッチング素子4を開放し、スイッチング素子4が開放している状態では、制御部3Aには電力が供給されない状態とし、かつ、制御部3Aに電力が供給されない状態においては、インバータ7の動作を停止させる。   In the power supply system of the present embodiment, even when an AC load 9 driven by AC power is connected as a load, the rectifier 6 that rectifies the AC power of the commercial AC power supply charges the assembled battery 1 and controls it. Power is supplied from the assembled battery 1 to the inverter 7 when the commercial AC power supply stops and the output of the rectifier 6 is stopped. At the same time, the operation power supply of the control unit 3A is supplied from the assembled battery 1 through the feeder line in which the switching element 4 is inserted. Similarly to the first embodiment, when the output voltage of the assembled battery 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, the switching element 4 is opened, and in the state where the switching element 4 is opened, the control unit 3A has power. In a state where no power is supplied and no power is supplied to the control unit 3A, the operation of the inverter 7 is stopped.

ここで、整流器6は、インバータ7および組電池1への給電方向にのみ電力を通し、組電池1からの電力が整流器6側に逆流することを防止するダイオード7aを介して接続され、かつ、制御部3Aの動作電源についても、第2の実施例と同様、制御部3Aへの給電方向にのみ電力を通すダイオード7bを介して整流器6から供給される。   Here, the rectifier 6 is connected via a diode 7a that passes power only in the feeding direction to the inverter 7 and the assembled battery 1 and prevents the power from the assembled battery 1 from flowing back to the rectifier 6 side, and Similarly to the second embodiment, the operation power supply of the control unit 3A is supplied from the rectifier 6 via the diode 7b that passes power only in the feeding direction to the control unit 3A.

また、交流負荷9への給電経路として、商用交流電源からのバイパス回路11を介した給電と、インバータ7からの給電とを高速に切り替える高速スイッチ10を介して接続され、高速スイッチ10の動作電源が、商用交流電源が有効であれば、整流器6から供給され、商用交流電源が停電した場合には、組電池1から供給される。   The power supply path to the AC load 9 is connected via a high-speed switch 10 that switches between power supply from the commercial AC power supply via the bypass circuit 11 and power supply from the inverter 7 at high speed. However, if the commercial AC power supply is effective, it is supplied from the rectifier 6, and if the commercial AC power supply fails, it is supplied from the assembled battery 1.

また、電源システムの停止時において、商用交流電源が復電した際に、第2の実施例の場合とほぼ同様に、整流器6から負荷2、制御部3A,インバータ7への電力供給と組電池1への充電動作が再開されるので、制御部3Aの制御動作を自動的に再開させることを可能とし、制御部3Aの制御動作により、制御部3Aへの給電線に挿入されているスイッチング素子4を閉成させるとともに、インバータ7の動作を再開させる。   Further, when the commercial AC power supply is restored when the power supply system is stopped, the power supply and the assembled battery from the rectifier 6 to the load 2, the control unit 3A, and the inverter 7 are substantially the same as in the second embodiment. Since the charging operation to 1 is resumed, the control operation of the control unit 3A can be automatically resumed, and the switching element inserted in the power supply line to the control unit 3A by the control operation of the control unit 3A 4 is closed and the operation of the inverter 7 is restarted.

また、第1の実施例と同様、スイッチング素子4に対して、並列に、操作している間のみ閉成(短絡)される手動スイッチ5が接続されており、電源システムの停止時、組電池1から制御部3Aへの電力供給を開始したい場合、手動スイッチ5を操作することにより、制御部3Aの動作電源を組電池1から供給し、制御部3Aの動作を再開させることを可能とし、制御部3Aの制御動作により、制御部3Aへの給電線に挿入されているスイッチング素子4を閉成させるとともに、インバータ7の動作を再開させる。   Similarly to the first embodiment, a manual switch 5 that is closed (short-circuited) only during the operation is connected to the switching element 4 in parallel. 1 to start power supply to the control unit 3A, by operating the manual switch 5, it is possible to supply the operation power of the control unit 3A from the assembled battery 1 and restart the operation of the control unit 3A. The switching element 4 inserted in the power supply line to the control unit 3A is closed and the operation of the inverter 7 is restarted by the control operation of the control unit 3A.

以上のような特徴を備えることによって、交流負荷9にインバータ7を介して給電する場合であっても、第1の実施例と同様に、組電池1の放電動作は過放電となる前に停止され、組電池1を構成する電池の劣化を防止し、該電池の寿命を延伸することが可能となる。   By providing the above-described features, even when power is supplied to the AC load 9 via the inverter 7, the discharge operation of the assembled battery 1 is stopped before it becomes overdischarged, as in the first embodiment. Thus, it is possible to prevent deterioration of the battery constituting the assembled battery 1 and extend the life of the battery.

また、第2の実施例と同様、電源システムの停止後に、商用交流電源の復電により、交流負荷9への給電動作を再開するとともに、整流器6を介してインバータ7、制御部3Aへの給電と組電池1への充電動作を自動的に再開し、電源システムの制御部3による制御動作とインバータ7の動作とを再開させることができる状態に復帰し、商用交流電源のバックアップが可能な状態に復帰させることが可能となる。さらに、電源システムの停止後に、組電池1を新しい組電池に交換して、手動スイッチ5を操作することにより、電源システムを停止状態から動作状態へ復帰させることも可能である。   Similarly to the second embodiment, after the power supply system is stopped, the power supply operation to the AC load 9 is resumed by the recovery of the commercial AC power supply, and the power supply to the inverter 7 and the control unit 3A is performed via the rectifier 6. The charging operation to the assembled battery 1 is automatically resumed, the control operation by the control unit 3 of the power supply system and the operation of the inverter 7 are resumed, and the commercial AC power source can be backed up. It is possible to return to Furthermore, after the power supply system is stopped, it is possible to replace the assembled battery 1 with a new assembled battery and operate the manual switch 5 to return the power supply system from the stopped state to the operating state.

<その他の実施例>
また、以上の各実施例においては、制御部3,3Aから、スイッチング素子4や負荷2、インバータ7に対する制御用の信号として、レベル信号を用いる場合について説明したが、場合によっては、あらかじめ定めた特定のコード(符号)からなるコード信号を用い、制御対象の制御用端子の位置には該コード信号のデコード回路を配置するようにしても良い。かかる場合においては、制御部3,3Aへの給電があり、制御部3,3Aの動作が可能な状態においてのみ、スイッチング素子4や負荷2、インバータ7に対して制御信号を送信することが可能である。したがって、例えば、組電池1の出力電圧Vdがあらかじめ定めた電圧閾値V1以下に低下した場合には、スイッチング素子4を開放して、制御部3,3Aへの電力供給を停止してしまう前に、負荷2、インバータ7に対して動作の停止を指示するコード信号を制御信号として送信することが必要であり、しかる後に、スイッチング素子4を開放するように制御される。
<Other examples>
In each of the above-described embodiments, the case where the level signal is used as the control signal for the switching element 4, the load 2, and the inverter 7 from the control units 3 and 3A has been described. A code signal composed of a specific code (symbol) may be used, and a code signal decoding circuit may be arranged at the position of the control terminal to be controlled. In such a case, it is possible to transmit a control signal to the switching element 4, the load 2, and the inverter 7 only when power is supplied to the control units 3 and 3 </ b> A and the operations of the control units 3 and 3 </ b> A are possible. It is. Therefore, for example, when the output voltage Vd of the assembled battery 1 drops below a predetermined voltage threshold V1, before the switching element 4 is opened and the power supply to the control units 3 and 3A is stopped. Then, it is necessary to transmit a code signal instructing to stop the operation to the load 2 and the inverter 7 as a control signal, and thereafter, the switching element 4 is controlled to be opened.

ただし、電圧閾値V1以下に低下して組電池1の過放電状態に陥った場合には、制御部3,3Aが動作できない電圧にまで低下してしまって、スイッチング素子4や負荷2、インバータ7に対して開放や動作の停止を指示するコード信号を送信することができない状態になる場合も生じかねない。このため、かかる事態に備えて、制御部3,3A専用のバックアップ電源を備えるようにしても良い。   However, when the battery pack 1 falls into an overdischarged state due to the voltage threshold V1 or lower, the voltage drops to a voltage at which the control units 3 and 3A cannot operate, and the switching element 4, the load 2, and the inverter 7 However, there may be a case where a code signal instructing opening or stopping of operation cannot be transmitted. For this reason, you may make it provide the backup power supply only for the control parts 3 and 3A in preparation for this situation.

また、以上の各実施例におけるスイッチング素子4や、負荷2やインバータ7の動作制御回路の制御用端子に配置する制御用素子は、FETを用いる以外に、バイポーラ半導体素子やフォトカップラやリレーなど、あらかじめ定めた電圧範囲でスイッチング動作が可能な素子であれば、如何なる素子を用いて構成しても良い。   In addition, the switching element 4 in each of the above embodiments and the control element disposed at the control terminal of the operation control circuit of the load 2 or the inverter 7 are not only FETs, but also bipolar semiconductor elements, photocouplers, relays, etc. Any element may be used as long as the element can perform a switching operation within a predetermined voltage range.

また、以上の各実施例においては、組電池1の交換によって、停止状態から脱して給電動作を再開させるための復帰用スイッチ(第2のスイッチ)として、オペレータが押下操作をしている間だけ、スイッチが閉成(短絡)されて、オペレータが手を離して押下をやめた時点でスイッチが開放状態に復旧する手動スイッチ5を用いる場合について説明したが、場合によっては、閉成用ボタンと開放用ボタンとを別々のボタンとしてあるいは同一のボタンとして備えている手動スイッチであっても良いし、あるいは、押下操作後あらかじめ設定している時間の間だけ閉成されるスローリリース型の手動スイッチであっても構わない。   Further, in each of the embodiments described above, only when the operator performs a pressing operation as a return switch (second switch) for removing the assembled battery 1 from the stopped state and restarting the power feeding operation by replacing the assembled battery 1. In the above description, the switch is closed (short-circuited) and the manual switch 5 is used to restore the switch to the open state when the operator releases the hand and stops pressing. The manual switch may be provided as a separate button or as the same button, or it may be a slow release type manual switch that is closed for a preset time after the pressing operation. It does not matter.

また、手動スイッチ5の代わりに、センサとスイッチ回路とを備え、組電池の電極を接続する端子部の位置に組電池の交換動作を検知することが可能なセンサを装備するようにして、該センサの検知結果に応じて、あらかじめ定めた一定時間だけ作動するスイッチ回路を、スイッチング素子4と並列接続するように構成しても良い。かかる構成にすることによって、オペレータは、組電池1の交換操作を行うだけで、電源システムを停止状態から復帰させることが可能となる。   Further, instead of the manual switch 5, a sensor and a switch circuit are provided, and a sensor capable of detecting the replacement operation of the assembled battery is provided at the position of the terminal portion to which the electrode of the assembled battery is connected. A switch circuit that operates for a predetermined time in accordance with the detection result of the sensor may be configured to be connected in parallel with the switching element 4. With this configuration, the operator can return the power supply system from the stopped state only by performing the replacement operation of the assembled battery 1.

なお、本発明に係る電源システムが設置される環境如何によって、例えば、非常災害対策用の設備のように、電源システムを停止状態から復帰させる復帰用手段が他の設備に備えられていた場合には、前述のような復帰用スイッチを、本電源システム内に備えない形式で構成しても良い。   Depending on the environment in which the power supply system according to the present invention is installed, for example, when other equipment is provided with return means for returning the power supply system from a stopped state, such as emergency disaster countermeasure equipment. May be configured in a form that does not include the above-described return switch in the power supply system.

また、第2、第3の実施例において、整流器6から負荷2またはインバータ7への給電線に、負荷2またはインバータ7への給電方向にのみ電力を通すダイオード7aが挿入され、整流器6から制御部3,3Aへの給電線に、制御部3,3Aへの給電方向にのみ電力を通すダイオード7bが挿入されている例を説明したが、整流器の構成如何によっては、ダイオード7a,7bを挿入していない構成を採用することも可能である。   In the second and third embodiments, a diode 7 a that passes power only in the direction of power supply to the load 2 or the inverter 7 is inserted into the power supply line from the rectifier 6 to the load 2 or the inverter 7. In the above description, the diode 7b that passes power only in the direction of power supply to the control units 3 and 3A is inserted in the power supply line to the units 3 and 3A. However, depending on the configuration of the rectifier, the diodes 7a and 7b are inserted. It is also possible to adopt a configuration that is not.

また、第2、第3の実施例においては、電源システムが停止した状態にある場合に、商用交流電源が復電して、整流器6からの出力により、制御部3,3Aへの給電と組電池1への充電動作が再開された際に、当該電源システムを自動的に停止状態から復帰させて、負荷2やインバータ7を動作させる場合について説明したが、本発明はかかる場合のみに限るものではない。例えば、組電池1への充電動作が再開されたとしても、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下あるいは当該電圧閾値の近傍にあった場合には、ただちに、負荷2やインバータ7の動作を再開させずに、例えば、あらかじめ定めた一定時間が経過するまで、組電池1への充電動作を継続させた後で、負荷2やインバータ7の動作を再開させるようにしても良いし、あるいは、組電池1が満充電状態に達するまで、負荷2やインバータ7の動作を停止させたままにしても良い。   Further, in the second and third embodiments, when the power supply system is in a stopped state, the commercial AC power supply recovers, and the output from the rectifier 6 is combined with the power supply to the control units 3 and 3A. The case where the power supply system is automatically returned from the stopped state and the load 2 and the inverter 7 are operated when the charging operation to the battery 1 is resumed has been described. However, the present invention is limited to such a case. is not. For example, even if the charging operation to the assembled battery 1 is resumed, if the output voltage of the assembled battery 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value or close to the voltage threshold value, the load 2 and the inverter 7 For example, the operation of the load 2 and the inverter 7 may be resumed after the charging operation to the assembled battery 1 is continued until a predetermined time elapses without resuming the operation. Alternatively, the operations of the load 2 and the inverter 7 may be stopped until the assembled battery 1 reaches a fully charged state.

また、第3の実施例においては、組電池1の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下であった場合に、制御部3Aへの給電が停止して、インバータ7の動作が停止するか、あるいは、制御部3Aのインバータ制御部3dによりインバータ7の動作を停止する指示を行って、インバータ7の動作が停止する場合について説明したが、場合によっては、インバータ7の動作の停止のみならず、さらに、交流駆動される交流負荷9についても動作を停止させるようにしても良い。かかる場合、制御部3Aに、さらに、交流負荷9つまり負荷の動作・停止を制御する負荷制御手段となる負荷制御部3cを備え、また、負荷の動作・停止を指示する制御信号を印加する制御用端子の電圧レベルがゼロ電位レベルになった場合に、動作の停止を指示するように構成される。   In the third embodiment, when the output voltage of the assembled battery 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold, the power supply to the control unit 3A is stopped and the operation of the inverter 7 is stopped. The inverter control unit 3d of the control unit 3A gives an instruction to stop the operation of the inverter 7 and the case where the operation of the inverter 7 is stopped has been described. The operation of the AC load 9 that is AC driven may also be stopped. In such a case, the control unit 3A is further provided with a load control unit 3c serving as a load control means for controlling operation / stop of the AC load 9, that is, load, and control for applying a control signal instructing operation / stop of the load. When the voltage level of the terminal for use reaches a zero potential level, the operation is instructed to stop.

また、第3の実施例においては、交流入力12からの商用交流電源を交流負荷9へ直接給電する給電経路と、インバータ7からの出力を交流負荷9へ給電する給電経路とを切り替える切り替え手段として、例えば10ms以内の時間で高速に切り替える高速スイッチ10を用いている例を説明したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではなく、例えば、メカニカルリレーを用いても構わない。   Further, in the third embodiment, as a switching means for switching between a power supply path for directly supplying commercial AC power from the AC input 12 to the AC load 9 and a power supply path for supplying output from the inverter 7 to the AC load 9. For example, although the example using the high-speed switch 10 that switches at high speed in a time within 10 ms has been described, the present invention is not limited to such a case, and for example, a mechanical relay may be used.

本発明の電源システムの第1の実施例の構成を説明する構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram explaining the structure of the 1st Example of the power supply system of this invention. 図1に示す電池システムにおいて制御部による負荷およびスイッチング素子の制御の流れの一例を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining an example of a flow of control of a load and a switching element by a control unit in the battery system shown in FIG. 本発明の電源システムの第2の実施例の構成を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the structure of the 2nd Example of the power supply system of this invention. 図3に示す電池システムにおいて制御部による負荷およびスイッチング素子の制御の流れの一例を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of a flow of control of a load and a switching element by a control unit in the battery system shown in FIG. 3. 本発明の電源システムの第3の実施例の構成を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the structure of the 3rd Example of the power supply system of this invention. 図5に示す電池システムにおいて制御部によるインバータおよびスイッチング素子の制御の流れの一例を説明するフローチャートである。6 is a flowchart for explaining an example of a control flow of an inverter and a switching element by a control unit in the battery system shown in FIG. 5. 図1に示す電源システムの制御部から負荷とスイッチング素子とに出力される制御信号の一例を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating an example of the control signal output to a load and a switching element from the control part of the power supply system shown in FIG. 商用電力を蓄電池へ充電しながら負荷へ供給し、停電時は蓄電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power supply system which supplies commercial power to a load, charging a storage battery, and supplies the electric power which a storage battery outputs to a load at the time of a power failure.

符号の説明Explanation of symbols

1…組電池、2…負荷、3,3A…制御部、3a…電圧監視部、3b…スイッチング素子制御部、3c…負荷制御部、3d…インバータ制御部、4…スイッチング素子、5…手動スイッチ、6…整流器、7…インバータ、7a,7b…ダイオード、8…切替器、9…交流負荷、10…高速スイッチ、11…バイパス回路、12…交流入力。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery assembly, 2 ... Load, 3, 3A ... Control part, 3a ... Voltage monitoring part, 3b ... Switching element control part, 3c ... Load control part, 3d ... Inverter control part, 4 ... Switching element, 5 ... Manual switch , 6 ... Rectifier, 7 ... Inverter, 7a, 7b ... Diode, 8 ... Switch, 9 ... AC load, 10 ... High-speed switch, 11 ... Bypass circuit, 12 ... AC input.

Claims (14)

複数の電池を接続してなる組電池を備え、前記組電池が出力する電力を、負荷に供給するとともに、当該電源システムの動作を制御する制御部に供給する電源システムにおいて、前記制御部の動作電源が、スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給され、かつ、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記制御部への給電がされて、前記制御部が動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記制御部への給電が停止して、前記制御部の動作が停止することを特徴とする電源システム。   An operation of the control unit in a power supply system including an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, supplying power output from the assembled battery to a load and supplying a control unit that controls the operation of the power supply system. When the power source is supplied from the assembled battery via a feeder line in which a switching element is inserted and the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold, the switching element is closed. In the state, when the power is supplied to the control unit, the control unit is operated, and the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the switching element is opened, and the control The power supply system, wherein power supply to the unit is stopped and the operation of the control unit is stopped. 複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換する整流器と、を備え、前記整流器が変換した直流電力を、負荷に供給するとともに、前記組電池当該電源システムの動作を制御する制御部に供給し、かつ、前記整流器の直流電力により前記組電池を充電する電源システムにおいて、前記制御部の動作電源が、前記交流電力が出力されている場合は、前記整流器から供給され、また、前記交流電力が停電している場合は、スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給され、かつ、前記交流電力の停電時に、前記整流器に代わって前記組電池から前記負荷に給電している状態において、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記制御部への給電がされて、前記制御部が動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記制御部への給電が停止して、前記制御部の動作が停止することを特徴とする電源システム。   An assembled battery formed by connecting a plurality of batteries; and a rectifier that converts alternating current power into direct current power, supplying the direct current power converted by the rectifier to a load, and operating the power supply system of the assembled battery. In a power supply system that supplies power to the control unit to be controlled and charges the assembled battery with DC power of the rectifier, the operation power of the control unit is supplied from the rectifier when the AC power is output. In addition, when the AC power is interrupted, the assembled battery is supplied from the assembled battery via a feeder line in which a switching element is inserted, and instead of the rectifier when the AC power is interrupted. When the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold in a state where power is supplied from the load to the load, the switching element is in a closed state, When power is supplied to the control unit, the control unit operates, and when the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the switching element is opened, and power is supplied to the control unit. Stops, and the operation of the control unit stops. 請求項2に記載の電源システムにおいて、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であった場合、前記整流器または前記組電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータを、前記整流器、前記組電池のそれぞれから前記負荷へ給電する給電線に挿入して備えていることを特徴とする電源システム。   The power supply system according to claim 2, wherein when the load is an AC load driven by AC power, an inverter that converts DC power from the rectifier or the assembled battery into AC power is used as the inverter. A power supply system, wherein the power supply system is provided by being inserted into a power supply line for supplying power from each of the batteries to the load. 請求項3に記載の電源システムにおいて、前記整流器への入力となる前記交流電力を前記交流負荷へ直接給電する給電経路と、前記インバータが出力する交流電力を前記交流負荷へ給電する給電経路と、を切り替える切り替え手段を備えていることを特徴とする電源システム。   The power supply system according to claim 3, wherein a power supply path for directly supplying the AC power to be input to the rectifier to the AC load, a power supply path for supplying the AC power output from the inverter to the AC load, A power supply system comprising switching means for switching between the two. 請求項4に記載の電源システムにおいて、前記交流電力が出力されている場合は、前記切り替え手段の動作電源が前記整流器から供給されて、前記交流電力を前記交流負荷へ直接給電する給電経路に設定され、また、前記交流電力が停電している場合は、前記切り替え手段の動作電源が前記スイッチング素子が挿入された給電線を経由して前記組電池から供給されて、前記インバータが出力する交流電力を前記交流負荷へ給電する給電経路に設定され、かつ、前記交流電力の停電時に、前記整流器に代わって前記組電池から前記切り替え手段に給電している状態において、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記スイッチング素子が閉成状態にあり、前記切り替え手段への給電がされ、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記スイッチング素子が開放状態になり、前記切り替え手段への給電が停止することを特徴とする電源システム。   5. The power supply system according to claim 4, wherein when the AC power is output, an operation power source of the switching unit is supplied from the rectifier and set to a power supply path for directly supplying the AC power to the AC load. In addition, when the AC power is out of power, the operation power of the switching means is supplied from the assembled battery via the feeder line in which the switching element is inserted, and the AC power output from the inverter Is set as a power supply path for supplying power to the AC load, and in the state where power is supplied from the assembled battery to the switching means instead of the rectifier during a power failure of the AC power, the output voltage of the assembled battery is When a predetermined voltage threshold is exceeded, the switching element is in a closed state, power is supplied to the switching means, and the assembled battery is discharged. If the voltage drops below the voltage threshold, the power supply system wherein the switching element is in an open state, power supply to the switching means, characterized in that the stop. 請求項2ないし5のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記整流器から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電線に、前記制御部および/または前記切り替え手段への給電方向にのみ電力を通すダイオードが挿入され、前記整流器から前記負荷または前記インバータへの給電線に、前記負荷または前記インバータへの給電方向にのみ電力を通すダイオードが挿入されていることを特徴とする電源システム。   6. The power supply system according to claim 2, wherein power is supplied only to a power supply line from the rectifier to the control unit and / or the switching unit in a power supply direction to the control unit and / or the switching unit. A power supply system, wherein a diode for passing power is inserted, and a diode that passes power only in a power feeding direction from the rectifier to the load or the inverter in a power feeding direction to the load or the inverter. 請求項1ないし6のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値を超えている場合には、前記負荷および/または前記インバータが動作し、前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下になった場合には、前記負荷および/または前記インバータの動作が停止することを特徴とする電源システム。   7. The power supply system according to claim 1, wherein when the output voltage of the assembled battery exceeds a predetermined voltage threshold, the load and / or the inverter operates, When the output voltage becomes equal to or lower than the voltage threshold, the operation of the load and / or the inverter is stopped. 請求項1ないし7のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記スイッチング素子と並列に、ユーザにより操作可能な外部スイッチを接続し、前記組電池を交換した際に、前記外部スイッチを閉成することにより、交換した前記組電池から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電が開始されることを特徴とする電源システム。   8. The power supply system according to claim 1, wherein an external switch operable by a user is connected in parallel with the switching element, and the external switch is closed when the assembled battery is replaced. Thus, power supply from the replaced assembled battery to the control unit and / or the switching unit is started. 請求項8に記載の電源システムにおいて、前記外部スイッチは、ユーザが操作している間、または、ユーザの操作後あらかじめ定めた一定時間の間、閉成されることを特徴とする電源システム。   9. The power supply system according to claim 8, wherein the external switch is closed while the user is operating or for a predetermined time after the user's operation. 請求項1ないし7のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池を交換したことを検知するセンサを備え、前記スイッチング素子と並列に、スイッチ回路を接続し、前記センサの検知結果に応じて、前記スイッチ回路を閉成することにより、交換した前記組電池から前記制御部および/または前記切り替え手段への給電が開始され、あらかじめ定めた一定時間経過後に、前記スイッチ回路を開放することを特徴とする電源システム。   8. The power supply system according to claim 1, further comprising: a sensor that detects that the assembled battery has been replaced, wherein a switch circuit is connected in parallel with the switching element, and according to a detection result of the sensor. By closing the switch circuit, power supply from the replaced assembled battery to the control unit and / or the switching unit is started, and the switch circuit is opened after a predetermined time has elapsed. And power system. 請求項1ないし10のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記制御部は、前記組電池の出力電圧を監視する電圧監視手段と、前記スイッチング素子の開閉を制御するスイッチング素子制御手段と、前記負荷の動作および動作停止を制御する負荷制御手段および/または前記インバータの動作および動作停止を制御するインバータ制御手段と、を少なくとも備え、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値を超えていることを検知した場合、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を閉成させ、かつ、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を開始させ、一方、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下であることを検知した場合、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させた後、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を開放させることを特徴とする電源システム。   The power supply system according to any one of claims 1 to 10, wherein the control unit includes a voltage monitoring unit that monitors an output voltage of the assembled battery, a switching element control unit that controls opening and closing of the switching element, and the load. Load control means for controlling the operation and operation stop of the inverter and / or inverter control means for controlling the operation and operation stop of the inverter, and the voltage monitoring unit has an output voltage of the assembled battery exceeding the voltage threshold value The switching element control means closes the switching element, and the load control means and / or the inverter control means starts the operation of the load and / or the inverter, The voltage monitoring unit has an output voltage of the assembled battery equal to or lower than the voltage threshold value. When detected, the load control means and / or the inverter control means stops the operation of the load and / or the inverter, and then the switching element control means opens the switching element. . 請求項11に記載の電源システムにおいて、前記スイッチング素子制御手段から前記スイッチング素子へ出力する開放用の制御信号の電圧レベル、および、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータへ出力する動作停止用の制御信号の電圧レベルを、ゼロ電位レベルとし、前記制御部への給電が停止した場合、前記スイッチング素子が開放され、前記負荷および/または前記インバータの動作が停止することを特徴とする電源システム。   12. The power supply system according to claim 11, wherein a voltage level of an open control signal output from the switching element control unit to the switching element, and the load and / or the load control unit and / or the inverter control unit. When the voltage level of the control signal for stopping the operation output to the inverter is set to a zero potential level and the power supply to the control unit is stopped, the switching element is opened, and the operation of the load and / or the inverter is stopped. A power supply system characterized by 請求項12に記載の電源システムにおいて、前記電圧監視部が前記組電池の出力電圧が前記電圧閾値以下であることを検知した場合、前記負荷制御手段および/または前記インバータ制御手段により前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させる動作を実施することなく、前記スイッチング素子制御手段により前記スイッチング素子を開放させる動作のみを実施することにより、前記制御部への前記組電池からの給電を停止させ、前記スイッチング素子の開放状態を継続させるとともに、前記負荷および/または前記インバータの動作を停止させることを特徴とする電源システム。   13. The power supply system according to claim 12, wherein when the voltage monitoring unit detects that the output voltage of the assembled battery is equal to or lower than the voltage threshold, the load control unit and / or the inverter control unit controls the load and / or Or without performing the operation to stop the operation of the inverter, by performing only the operation of opening the switching element by the switching element control means, to stop the power supply from the assembled battery to the control unit, A power supply system characterized in that the open state of the switching element is continued and the operation of the load and / or the inverter is stopped. 請求項1ないし13のいずれかに記載の電源システムにおいて、前記組電池を構成する前記電池は、ニッケル水素蓄電池または鉛蓄電池であることを特徴とする電源システム。   14. The power supply system according to claim 1, wherein the battery constituting the assembled battery is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery.
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