JP2013135533A - 蓄電システム及び蓄電システムにおける給電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一電池ユニット11が、放電の終了条件に至ったことを契機として、該第一電池ユニット11の給電を維持したまま、第二電池ユニット12から負荷LDに対して、予備的な放電が可能となるように該第二電池ユニット12を負荷LDに接続すると共に、第三電池ユニット13からも負荷LDに対して、予備的な放電が可能となるように該第三電池ユニット13を負荷LDに接続する工程と、第二電池ユニット12から負荷LD側への予備的な放電が正常に行われているかどうかを判定し、正常に行われている場合は、該第二電池ユニット12から負荷LDに対して通常の放電を開始し、正常に行われていない場合は、該第二電池ユニット12と負荷LDとの接続を遮断すると共に、第三電池ユニット13から負荷LDに対して通常の放電を開始する工程とを含む。
【選択図】図5
Description
上記構成により、仮に第二電池ユニットからの放電が何らかの理由で行えない状態であっても、第三電池ユニットからの給電が維持されるため、電池ユニットの切り替えによって負荷への給電が完全に断たれるリスクを軽減できる。
上記構成により、給電を第一電池ユニットから第二電池ユニットに切り替える前に、第二電池ユニットが放電可能であることを放電可否判定手段で判定できるため、万一放電不能の場合は、他の電池ユニットに切り替える等、必要な対策を講じることが可能となって、切り替え動作の確実性を一層高めることが可能となる。
上記構成により、極めて簡単に電池ユニットの動作確認を行える利点が得られる。
上記構成により、電池ユニットの異常を検出すると警告を発して注意を促し、交換やメンテナンスなどの必要な対策を早期に講じることが可能となる。
上記構成により、電池ユニットを切り替える際に、予備放電切替スイッチを開放して放電ダイオードに通電可能な状態とし、予備的な放電が行える。また放電ダイオードを通じて電池ユニットから放電されているかどうかを確認することも可能となり、切り替え対象の電池ユニットの動作確認を行うことができる。
上記構成により、発電ユニットで発電される電力を、電力変換ユニットでもって適宜変換できる。
これによって、切り替え動作時において利用可能なすべての電池ユニットでもって切り替え動作をバックアップでき、考え得る最良の信頼性を達成することができる。
これにより、切り替え先の第二電池ユニットに仮に何らかの異常があっても、第三電池ユニットの予備的な放電によってバックアップされるため、負荷の動作が中断されることなく、給電を維持でき、電池ユニットの切り替え時にシステムが停止するリスクを軽減できる。
これにより、第三電池ユニットにも何らかの異常が生じたとしても、この第三電池ユニットで通常放電する前にさらに別の電池ユニットで給電できるため、負荷の動作を確実に維持できる。
これにより、他の電池ユニットと負荷との接続を維持したままで、放電を一時的に行うことが可能となる。
これにより、放電ダイオードを通じた電圧降下のない、高効率な放電が可能となる。
上記構成により、仮に切り替えようとされる電池ユニットに何らかの異常があっても、複数の電池ユニットと切り替えることで、別の電池ユニットからの給電を可能として、電池ユニットの切り替え時に蓄電システムの給電が完全に断たれるリスクを軽減できる。
上記構成により、第二電池ユニットの放電に切り替える前に、予めこの第二電池ユニットが放電可能かどうかを判定することで、放電不能の場合にはこの第二電池ユニットを使用しないように適切な処置が可能となり、放電すべき電池ユニットを正しく選択できる利点が得られる。
(蓄電システム100)
(電池ユニット10)
(発電ユニット81)
(充電用電源ユニット83)
(充電スイッチ)
(電力変換ユニット82)
(放電スイッチ)
(予備放電切替スイッチ)
(放電ダイオード)
(放電可否判定手段85)
(制御ユニット84)
10…電池ユニット
11…第一電池ユニット;11a…第一電池モジュール
12…第二電池ユニット;12a…第二電池モジュール
13…第三電池ユニット;13a…第三電池モジュール
14…第四電池ユニット;14a…第四電池モジュール
21…第一放電スイッチ
22…第二放電スイッチ
23…第三放電スイッチ
24…第四放電スイッチ
31…第一予備放電切替スイッチ
32…第二予備放電切替スイッチ
33…第三予備放電切替スイッチ
34…第四予備放電切替スイッチ
41…第一放電ダイオード
42…第二放電ダイオード
43…第三放電ダイオード
44…第四放電ダイオード
51…第一放電経路
52…第二放電経路
53…第三放電経路
54…第四放電経路
61…第一充電経路
62…第二充電経路
63…第三充電経路
64…第四充電経路
71…第一充電スイッチ
72…第二充電スイッチ
73…第三充電スイッチ
74…第四充電スイッチ
81…発電ユニット
82…電力変換ユニット
83…充電用電源ユニット
84…制御ユニット
85…放電可否判定手段
86…出力線
87…充電線
LD…負荷
Claims (17)
- 複数の二次電池セルを直列及び/又は並列にそれぞれ接続した、第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)と、
電力源の電力を、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)を充電する電力に変換するための充電用電源ユニット(83)と、
前記充電用電源ユニット(83)と前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)とを、それぞれ電気的に接続する第一充電経路(61)、第二充電経路(62)、第三充電経路(63)上に配置された第一充電スイッチ(71)、第二充電スイッチ(72)、第三充電スイッチ(73)と、
負荷(LD)と接続するための出力線(86)と、
前記出力線(86)と、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)とを電気的に接続する第一放電経路(51)、第二放電経路(52)、第三放電経路(53)上にそれぞれ配置された、第一放電スイッチ(21)、第二放電スイッチ(22)、第三放電スイッチ(23)と、
前記第一充電スイッチ(71)、第二充電スイッチ(72)、第三充電スイッチ(73)及び第一放電スイッチ(21)、第二放電スイッチ(22)、第三放電スイッチ(23)のON/OFFを制御する制御ユニット(84)と、
を備える蓄電システムであって、
前記制御ユニット(84)は、前記第一放電スイッチ(21)をONさせ、前記第一電池ユニット(11)から前記出力線(86)を介して負荷(LD)に対して電力供給する状態から、前記第二放電スイッチ(22)をONさせて前記第二電池ユニット(12)からの電力供給に切り替える際に、前記第三放電スイッチ(23)もONさせて前記第三電池ユニット(13)からの電力供給も行わせるように制御可能に構成してなることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1に記載の蓄電システムであって、さらに、
前記第二電池ユニット(12)が放電可能かどうかを判定する放電可否判定手段(85)を備えることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項2に記載の蓄電システムであって、
前記放電可否判定手段(85)は、前記第二電池ユニット(12)を予備的に放電可能な状態として、放電電流が流れるかどうかでもって充電可能かどうかを判定してなることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1から3のいずれか一に記載の蓄電システムであって、
前記制御ユニット(84)は、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)のいずれかが異常であることを検出すると、警告を発するよう構成してなることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1から4のいずれか一に記載の蓄電システムであって、さらに、
前記第一放電スイッチ(21)、第二放電スイッチ(22)、第三放電スイッチ(23)と、それぞれ直列に接続された第一予備放電切替スイッチ(31)、第二予備放電切替スイッチ(32)、第三予備放電切替スイッチ(33)を備えており、
前記第一予備放電切替スイッチ(31)、第二予備放電切替スイッチ(32)、第三予備放電切替スイッチ(33)は、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)から放電される向きに通電可能な、第一放電ダイオード(41)、第二放電ダイオード(42)、第三放電ダイオード(43)を、それぞれ並列に接続してなることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の蓄電システムであって、さらに、
電力源として、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)を充電するための電力を生成する発電ユニット(81)を備えることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項6に記載の蓄電システムであって、
前記発電ユニット(81)が、太陽光発電装置を備えることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項6又は7に記載の蓄電システムであって、さらに、
前記充電用電源ユニット(83)と前記発電ユニット(81)との間に、電力変換可能な電力変換ユニット(82)を備えてなることを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1から8のいずれか一に記載の蓄電システムであって、
前記制御ユニット(84)は、電池ユニット(10)の切り替え時において放電が完了していないすべての電池ユニット(10)の前記放電スイッチをONにするよう制御することを特徴とする蓄電システム。 - 負荷(LD)に対して並列に接続された第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)を備える蓄電システムを用いて、負荷(LD)を給電する給電方法において、
前記第一電池ユニット(11)を負荷(LD)と接続して、該第一電池ユニット(11)を放電して負荷(LD)に給電する工程と、
前記第一電池ユニット(11)が、放電の終了条件に至ったことを契機として、該第一電池ユニット(11)の給電を維持したまま、
前記第二電池ユニット(12)から負荷(LD)に対して、予備的な放電が可能となるように該第二電池ユニット(12)を負荷(LD)に接続すると共に、
前記第三電池ユニット(13)からも負荷(LD)に対して、予備的な放電が可能となるように該第三電池ユニット(13)を負荷(LD)に接続する工程と、
前記第二電池ユニット(12)から負荷(LD)側への予備的な放電が正常に行われているかどうかを判定し、
正常に行われている場合は、該第二電池ユニット(12)から負荷(LD)に対して通常の放電を開始し、
正常に行われていない場合は、該第二電池ユニット(12)と負荷(LD)との接続を遮断すると共に、前記第三電池ユニット(13)から負荷(LD)に対して通常の放電を開始する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 負荷(LD)に対して並列に接続された第一電池ユニット(11)、複数のその他の電池ユニットを備える蓄電システムを用いて、負荷(LD)を給電する給電方法において、
前記第一電池ユニット(11)を負荷(LD)と接続して、該第一電池ユニット(11)を放電して負荷(LD)に給電する工程と、
前記第一電池ユニット(11)が、放電の終了条件に至ったことを契機として、該第一電池ユニット(11)の給電を維持したまま、
前記複数のその他の電池ユニットから負荷(LD)に対して、予備的な放電が可能となるように該複数のその他の電池ユニットを負荷(LD)に接続すると共に、
前記複数のその他の電池ユニットから負荷(LD)側への予備的な放電が正常に行われているかどうかを判定し、
前記複数のその他の電池ユニットから正常に行われているものを選択して、負荷(LD)に対して通常の放電を開始する一方、
前記複数のその他の電池ユニットから正常に行われていないものについては、負荷(LD)との接続を遮断する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 請求項10に記載の蓄電システムにおける給電方法であって、さらに、
前記第三電池ユニット(13)から負荷(LD)に対する通常の放電を開始する前に、
前記第三電池ユニット(13)から負荷(LD)側への予備的な放電が正常に行われているかどうかを判定し、
正常に行われている場合は、該第三電池ユニット(13)から負荷(LD)に対して通常の放電を開始し、
正常に行われていない場合は、該第三電池ユニット(13)と負荷(LD)との接続を遮断すると共に負荷(LD)に対して並列に接続された第四電池ユニット(14)から、負荷(LD)に対して通常の放電を開始する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 請求項10から11のいずれか一に記載の蓄電システムにおける給電方法であって、
前記予備的な放電が、電池ユニット(10)から負荷(LD)への放電経路上に配置された放電スイッチと、並列に接続された放電ダイオードを介した放電であることを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 請求項13に記載の蓄電システムにおける給電方法であって、
前記通常放電が、前記放電ダイオードを介さない放電であることを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 複数の二次電池セルを直列及び/又は並列に接続した、第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)と、
前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)を充電するための電力を生成する発電ユニット(81)と、
前記発電ユニット(81)で発電された電力を、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)を充電する電力に変換するための充電用電源ユニット(83)と、
前記充電用電源ユニット(83)と前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)とをそれぞれ電気的に接続する第一充電経路(61)、第二充電経路(62)、第三充電経路(63)上に配置された第一充電スイッチ(71)、第二充電スイッチ(72)、第三充電スイッチ(73)と、
負荷(LD)と接続するための出力線(86)と、
前記出力線(86)と、前記第一電池ユニット(11)、第二電池ユニット(12)、第三電池ユニット(13)とをそれぞれ電気的に接続する、第一放電経路(51)、第二放電経路(52)、第三放電経路(53)上に配置された第一放電スイッチ(21)、第二放電スイッチ(22)、第三放電スイッチ(23)と、
前記第一充電スイッチ(71)、第二充電スイッチ(72)、第三の充電スイッチ(73)及び第一放電スイッチ(21)、第二放電スイッチ(22)、第三放電スイッチ(23)のON/OFFを制御する制御ユニット(84)と、
を備える蓄電システムにおいて、前記出力線(86)との接続を第一電池ユニット(11)から他の電池ユニットに切り替えるための切り替え方法であって、
前記第一電池ユニット(11)が、前記第一放電スイッチ(21)を介して前記出力線(86)と接続された状態で、前記制御ユニット(84)が、
前記第二放電スイッチ(22)をOFFからONに切り替えると共に、
前記第三放電スイッチ(23)をOFFからONに切り替える工程と、
前記制御ユニット(84)が、前記第一放電スイッチ(21)を、ONからOFFに切り替える工程と、
を含むことを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 請求項15に記載の蓄電システムにおける給電方法であって、さらに、
前記制御ユニット(84)が前記前記第一放電スイッチ(21)をONからOFFに切り替える前に、前記第二電池ユニット(12)が放電可能かどうかを判定し、
前記第二電池ユニット(12)が放電可能と判定された場合は、前記第二電池ユニット(12)の通常放電を許容し、
前記第二電池ユニット(12)が放電不能と判定された場合は、前記第二電池ユニット(12)の放電を禁止し、第三電池ユニット(13)の放電を許容する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。 - 請求項15又は16に記載の蓄電システムにおける給電方法であって、
前記制御ユニット(84)は、電池ユニット(10)の切り替え時において放電が完了していないすべての電池ユニット(10)の放電スイッチをONにするよう制御することを特徴とする蓄電システムにおける給電方法。
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