JP2016042782A - エネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システムに関する。
【解決手段】本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置は、少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、前記少なくとも１つのバッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部と、外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換する通信モジュールと、電力変換部を制御する制御部とを含む。これによって、三相のうちの他の相に接続される外部のエネルギー貯蔵装置とデータ交換が可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、エネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システムに係り、より詳細には、内部電力網内の三相のうちの他の相に接続される外部のエネルギー貯蔵装置とデータ交換が可能なエネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システムに関する。

最近、石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに代わる代替エネルギーへの関心が高まっている。その中でも、太陽電池は、半導体素子を用いて太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する次世代電池として脚光を浴びている。

新再生可能エネルギーを利用して、エネルギーを供給したり、貯蔵したりする必要があり、これによって、エネルギーを貯蔵するためのエネルギー貯蔵装置が使用される。

本発明の目的は、外部のエネルギー貯蔵装置とデータ交換が可能なエネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置は、少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部と、外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換する通信モジュールと、電力変換部を制御する制御部とを含む。

一方、上記目的を達成するための本発明の実施例に係るエネルギーシステムは、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールから供給される直流電源を交流電源に変換して内部電力網に供給する交流電力変換モジュールとを備える太陽光モジュールと、少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、前記内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部とを備えるエネルギー貯蔵装置とを備える。

本発明の実施例によれば、エネルギー貯蔵装置は、少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部と、外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換する通信モジュールと、電力変換部を制御する制御部とを含むことによって、三相のうちの他の相に接続される外部のエネルギー貯蔵装置とデータ交換が可能となる。

特に、通信モジュールから受信される、内部電力網内の三相のうちの第２相及び第３相の電圧情報に基づいて、放電モード時に、内部電力網内の三相のうちの第１相に供給する電力量を制御することによって、三相の内部電力網での電圧不均衡を解消できるようになる。

一方、接続部と電力変換部との間に、インラッシュ電流の防止のためのスイッチング部を配置することによって、充電モード時のインラッシュ電流を防止できるようになる。

特に、スイッチング部としてＡＣリレー素子を使用することによって、製造コストが低減される。

一方、接続部と電力変換部との間に配置され、充電モードの場合、外部電源を感知したり、放電モードの場合、変換された交流電源を感知する電源感知部、及び電源感知部で感知された電源が所定値以上である場合に電源供給を遮断する遮断器を使用することによって、エネルギー貯蔵装置内の素子を保護できるようになる。

一方、本発明の実施例に係るエネルギーシステムは、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールから供給される直流電源を交流電源に変換して内部電力網に供給する交流電力変換モジュールとを備える太陽光モジュールと、少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、入力される外部電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパックに貯蔵された直流電源を変換する電力変換部とを備えるエネルギー貯蔵装置とを備えることによって、エネルギー貯蔵装置内の電力変換部での電力変換時の電力損失が低減されるなど、全体的な電力変換効率が増加する。

本発明の一実施例に係るエネルギー貯蔵システムの構成図の一例を示す図である。 本発明の他の実施例に係るエネルギー貯蔵システムの構成図の一例を示す図である。 図１の太陽光モジュールの内部構成図の一例を示す図である。 図２のエネルギー貯蔵システム内でのエネルギー貯蔵装置の構成図の一例を示す図である。 図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の内部ブロック図である。 図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の分解斜視図である。 図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の動作を示すフローチャートの一例を示す図である。

以下では、図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞、「モジュール」及び「部」は、単純に本明細書の作成の容易さのみを考慮して付与するもので、それ自体として特別に重要な意味または役割を付与するものではない。したがって、前記「モジュール」及び「部」は、互いに混用してもよい。

図１は、本発明の一実施例に係るエネルギー貯蔵システムの構成図の一例である。

図面を参照すると、図１のエネルギー貯蔵システム１０は、太陽光モジュール７０と、エネルギー貯蔵装置１００とを備えることができる。その他に、グリッド５０及び負荷７００をさらに備えることができる。

太陽光モジュール７０とエネルギー貯蔵装置１００は、内部電力網３３を介して電気的に接続されてもよい。

エネルギー貯蔵装置１００は、少なくとも１つのバッテリパック１６０と、充電モードの場合、入力される外部電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を変換する電力変換部１４０とを備えることができる。

太陽光モジュール７０は、太陽電池モジュール３０と、太陽電池モジュール３０から供給される直流電源を交流電源に変換して内部電力網に供給する交流電力変換モジュール４００とを備えることができる。

太陽電池モジュール３０は、複数の太陽電池を含むことができる。

交流電力変換モジュール４００は、太陽電池モジュール３０からの直流電源を交流電源に変換して出力する電力変換モジュールであって、バイパスダイオード部（図３の５１０）、コンバータ部（図３の５３０）、キャパシタ（図３のＣ１）、インバータ部（図３の５４０）、制御部（図３の５５０）、及び通信部（図３の５７０）を含むことができる。このような交流電力変換モジュール４００をマイクロインバータと呼ぶこともできる。

一方、本発明の実施例における太陽光モジュール７０は、太陽電池モジュール３０と、太陽電池モジュール３０から供給される直流電源を交流電源に変換して内部電力網に供給する交流電力変換モジュール４００とを備えることで、内部電力網３３に、直ちに交流電源を出力できるので、太陽光ＡＣモジュールと呼ぶこともできる。

一方、エネルギー貯蔵装置１００は、太陽光モジュール７０から供給される交流電源を、内部のバッテリパック１６０に貯蔵できるようになる。

一方、グリッド５０及び負荷７００は、太陽光モジュール７０内の交流電力変換モジュール４００と電気的に接続され得る。

すなわち、図１のエネルギー貯蔵システム１０は、太陽光モジュール７０内の交流電力変換モジュール４００を中心に、エネルギー貯蔵装置１００、グリッド５０、及び負荷７００がそれぞれ接続され得る。

したがって、太陽光モジュール７０内の交流電力変換モジュール４００が、変換された交流電源を、内部電力網３３、グリッド５０、または負荷７００に供給できるようになる。

このようなエネルギーシステム１０によれば、エネルギー貯蔵装置１００内の電力変換部１４０が、グリッド５０や負荷７００に交流電源を直接供給しなくてもよいので、エネルギー貯蔵装置１００内の電力変換部１４０での、電力変換時の電力損失が低減されるなど、全体的な電力変換効率が増加する。

図２は、本発明の他の実施例に係るエネルギー貯蔵システムの構成図の一例である。

図２のエネルギー貯蔵システム１５は、太陽電池モジュール３０及びエネルギー貯蔵装置１００を備える。その他に、グリッド５０及び負荷７００をさらに備えることができる。

図２のエネルギー貯蔵システム１５は、図１のエネルギー貯蔵システム１０と類似しているが、交流電力変換モジュール４００が省略された点で異なる。

すなわち、太陽光モジュール７０内の交流電力変換モジュール４００が省略され、太陽電池モジュール３０が内部電力網３３ｃを介してエネルギー貯蔵装置１００に接続される。

一方、エネルギー貯蔵装置１００を中心に、太陽電池モジュール３０はもちろん、グリッド５０及び負荷７００が、内部電力網３３ａ，３３ｂを介して接続され得る。

このようなシステム１５によれば、太陽電池モジュール３０の直流電源が、直ちに、エネルギー貯蔵装置１００を通じてバッテリパック１６０に貯蔵可能であり、このとき、電力変換部１４０は、別途の電力変換を行わずに、直流電源を直ちにバイパス（ｂｙｐａｓｓ）することができる。

一方、エネルギー貯蔵装置１００は、放電モード時に、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を、電力変換部１４０を通じて交流電源に変換し、内部電力網３３ａ，３３ｂを介してグリッド５０や負荷７００に提供できるようになる。

一方、上述したものとは異なり、太陽電池モジュール３０が直流電源を変換し、内部電力網３３ｃを介して交流電源を供給することも可能である。エネルギー貯蔵装置の電力変換部１４０は、太陽電池モジュール３０からの交流電源を再び直流電源に変換し、バッテリパック１６０に供給することもできる。このような場合にも、エネルギー貯蔵装置１００は、放電モード時に、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を、電力変換部１４０を通じて交流電源に変換し、内部電力網３３ａ，３３ｂを介してグリッド５０や負荷７００に提供できるようになる。

図３は、図１の太陽光モジュールの内部構成図の一例である。

図面を参照すると、太陽光モジュール７０は、太陽電池モジュール３０及びＡＣ電力変換モジュール４００を備えることができる。

太陽電池モジュール３０は、複数の太陽電池を含むことができる。各太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変化する半導体素子であって、シリコン太陽電池（ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）、化合物半導体太陽電池（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）、積層型太陽電池（ｔａｎｄｅｍ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）、染料感応型太陽電池、またはＣｄＴｅ、ＣＩＧＳ型太陽電池などであってもよい。

各太陽電池は、電気的に直列、並列または直並列に接続されてもよい。図では、６個のストリングが形成され、各ストリングは１０個の太陽電池を備える場合を例示しているが、図とは異なり、様々な変形が可能である。

一方、複数の太陽電池ストリングは、それぞれ第１〜第４導電性ライン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄに電気的に接続され、第１〜第４導電性ライン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄは、ＡＣ電力変換モジュール４００内のバイパスダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃに電気的に接続されてもよい。

ＡＣ電力変換モジュール４００は、太陽電池モジュール３０からの直流電源を交流電源に変換して出力する電力変換モジュールであって、バイパスダイオード部５１０、コンバータ部５３０、キャパシタＣ１、インバータ部５４０、制御部５５０、及び通信部５７０を含むことができる。

バイパスダイオード部５１０は、太陽電池モジュール３０の第１〜第４導電性ライン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄの間にそれぞれ配置されるバイパスダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを備えることができる。このとき、バイパスダイオードの個数は１つ以上であり、導電性ラインの個数より１つさらに少ないことが好ましい。

バイパスダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃは、太陽電池モジュール３０から、特に、太陽電池モジュール３０内の第１〜第４導電性ライン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄから太陽光直流電源の入力を受ける。そして、バイパスダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃは、第１〜第４導電性ライン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄのうちの少なくとも１つからの直流電源において逆電圧が発生する場合、バイパスさせることができる。

一方、バイパスダイオード部５１０を経た入力電源（Ｖｐｖ）は、コンバータ部５３０に入力される。

コンバータ部５３０は、バイパスダイオード部５１０から出力された入力電源（Ｖｐｖ）を変換する。一方、コンバータ部５３０は、第１電力変換部と呼ぶことができる。

例えば、コンバータ部５３０は、直流入力電源（Ｖｐｖ）を擬似直流電源（ｐｓｅｕｄｏ ｄｃ ｖｏｌｔａｇｅ）に変換することができる。これによって、キャパシタＣ１には擬似直流電源が貯蔵されてもよい。一方、キャパシタＣ１の両端はｄｃ端ということができ、キャパシタＣ１はｄｃ端キャパシタと呼ぶこともできる。

他の例として、コンバータ部５３０は、直流入力電源（Ｖｐｖ）を昇圧して直流電源に変換することができる。これによって、ｄｃ端キャパシタＣ１には昇圧された直流電源が貯蔵されてもよい。

インバータ部５４０は、ｄｃ端キャパシタＣ１に貯蔵された直流電源を交流電源に変換することができる。一方、インバータ部５４０は、第２電力変換部と呼ぶことができる。

例えば、インバータ部５４０は、コンバータ部５３０で変換された擬似直流電源（ｐｓｅｕｄｏ ｄｃ ｖｏｌｔａｇｅ）を交流電源に変換することができる。

他の例として、インバータ部５４０は、コンバータ部５３０で昇圧された直流電源を交流電源に変換することができる。

一方、コンバータ部５３０は、擬似直流電源（ｐｓｅｕｄｏ ｄｃ ｖｏｌｔａｇｅ）変換、または昇圧直流電源変換のために、複数のインターリービングコンバータを備えることが好ましい。

一方、インターリービングコンバータは、タップインダクタコンバータ、またはフライバックコンバータなどを使用することができる。

一方、インバータ部５４０で変換された交流電源は、通信部５７０を通じて、所定の情報が付加されて外部に出力されてもよい。

すなわち、通信部５７０は、電力線通信（ＰＬＣ）によって、インバータ部５３０で変換された交流電源に、所定の情報を含むキャリア周波数信号を付加して、情報を含む交流電源を内部電力網３３などに出力することができる。

このときの情報は、太陽電池モジュールを含む太陽光モジュールの発電電力情報、太陽光モジュールの入力、出力電流情報、太陽光モジュールの入力、出力電圧情報、太陽光モジュールの動作状態情報、太陽光モジュールのエラー情報のうちの少なくとも１つを含むことができる。このような情報は、制御部５５０で生成されてもよい。

図４は、図２のエネルギー貯蔵システム内でのエネルギー貯蔵装置１００の構成図の一例である。

図面を参照すると、エネルギー貯蔵システム１５下に、負荷７００、グリッド５０、及びエネルギー貯蔵装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、内部電力網３３を介して電気的に接続されてもよい。

一方、内部電力網３３が三相である場合、第１エネルギー貯蔵装置１００ａは、三相のうちの第１相Ｌ１に接続され、第２エネルギー貯蔵装置１００ｂは、三相のうちの第２相Ｌ２に接続され、第３エネルギー貯蔵装置１００ｃは、三相のうちの第３相Ｌ３に接続されてもよい。

各エネルギー貯蔵装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、三相平衡のために、各相の電圧情報を互いに共有することが好ましい。

そのために、各エネルギー貯蔵装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、それぞれ通信モジュール（図５の１５０）を備えることが好ましい。そして、通信モジュール（図５の１５０）を介して、各相の電圧情報を伝送または受信することができる。

一方、各エネルギー貯蔵装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃのうちの第１エネルギー貯蔵装置１００ａがマスター（ｍａｓｔｅｒ）となり、第２エネルギー貯蔵装置１００ｂ及び第３エネルギー貯蔵装置１００ｃがスレーブ（ｓｌａｖｅ）となって、第１エネルギー貯蔵装置１００ａの制御により、放電モード時に、各相に供給される放電量が一定に維持されることも可能である。

そのために、第１エネルギー貯蔵装置１００ａは、各相の電圧情報を全て受信するものとし、第１エネルギー貯蔵装置１００ａの制御部１７０は、各相の電圧情報に基づいて、各相に対する放電電力量を演算し、第２エネルギー貯蔵装置１００ｂ及び第３エネルギー貯蔵装置１００ｃに、演算された放電電力量情報を伝送することもできる。

図５は、図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の内部ブロック図である。

図面を参照すると、エネルギー貯蔵装置１００は、接続部１３０、スイッチング部１３２、電力変換部１４０、通信モジュール１５０、内蔵されるバッテリパック１６０を含むことができる。

接続部１３０は、交流電源端子（図示せず）を備えることができる。本発明の実施例によれば、エネルギー貯蔵装置１００は、充電モードの場合、内部電力網３３から供給される交流電源が入力されるか、または放電モードの場合、エネルギー貯蔵装置１００で電力変換されて出力される交流電源を内部電力網３３に出力する。

これによって、直流電源端子は不要であり、交流電源端子のみを備える。

一方、エネルギー貯蔵装置１００が三相の内部電力網３３に電気的に接続される場合、接続部１３０は、三相のうちの第１相Ｌ１に電気的に接続されてもよい。このような場合、接続部１３０は、充電モードの場合、内部電力網内の三相のうちの第１相Ｌ１から交流電源を受信し、放電モードの場合、第１相Ｌ１に、電力変換部１４０から変換された交流電源を出力することができる。

スイッチング部１３２は、接続部１３０と電力変換部１４０との間に配置され、充電モードの場合、インラッシュ電流の防止のために動作することができる。

そのために、スイッチング部１３２は、ＡＣリレー素子を備えることができる。接続部１３０と電力変換部１４０との間に交流電源が流れるので、ｄｃリレー素子を備える場合には、別途に抵抗素子が必要であるが、ＡＣリレー素子を使用する場合、別途の抵抗素子を必要としないので、製造コストが低減され、スイッチング部１３２のサイズをコンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）化することができる。

電力変換部１４０は、充電モードの場合、入力される外部電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を変換することができる。

具体的に、電力変換部１４０は、充電モードの場合、内部電力網３３から供給される交流電源が入力されて、交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を交流電源に変換して、接続部１３０を経て内部電力網３３に供給することができる。

そのために、電力変換部１４０は、充電モードの場合、内部電力網３３から交流電源が入力されて直流電源に変換するか、または放電モードの場合、バッテリパック１６０に貯蔵された直流電源を交流電源に変換する両方向ａｃ／ｄｃコンバータ（ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ａｃ／ｄｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を備えることができる。

通信モジュール１５０は、外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換することができる。特に、隣接するエネルギー貯蔵装置１００ｂ，１００ｃなどとデータを交換することができる。

そのために、通信モジュールは、有線通信または無線通信を行うことができる。有線通信である場合、電力線通信（ＰＬＣ）を行うことができ、無線通信である場合、ブルートゥース通信、ＷｉＦｉ通信、またはＺｉｇｂｅｅ通信などを行うことができる。

一方、エネルギー貯蔵装置１００が三相の内部電力網３３に電気的に接続される場合、接続部１３０は、三相のうちの第１相Ｌ１に電気的に接続され得る。

このとき、通信モジュール１５０は、内部電力網３３において第２相及び第３相にそれぞれ接続される、外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換することができる。具体的に、通信モジュール１５０は、第２相の電圧情報及び第３相の電圧情報を受信し、第１相の電圧情報を外部のエネルギー貯蔵装置に伝送することができる。

制御部１７０は、このような各相の電圧情報を用いて、内部電力網３３に、３相平衡がなされるように、エネルギー貯蔵装置１００の放電時の放電電力量を制御するか、または充電時の充電電力量を制御できるようになる。

例えば、制御部１７０は、通信モジュール１５０から受信される、三相のうちの第２相及び第３相の電圧情報に基づいて、放電モード時に、第１相に供給する電力量を制御することができる。

一方、制御部１７０は、放電モード時に、第１相に供給する電力量に基づいて、第２相及び第３相に供給される電力量を演算し、演算された第２相及び第３相に対する電力量情報を、通信モジュール１５０を介して外部に伝送されるように制御することができる。

一方、制御部１７０は、エネルギー貯蔵装置１００内の各構成ユニットを制御することができる。特に、電力変換部１４０、及びバッテリパック１６０内のバッテリー制御部１６２などを制御することができる。

上述したように、制御部１７０は、エネルギー貯蔵装置１００が三相の内部電力網のうちの第１相に接続された場合、各相の電圧情報を用いて、電力変換部１４０で変換される電力量を制御することができる。特に、放電モード時の放電電力量を制御することができる。または、充電モード時の充電電力量を制御することができる。

一方、制御部１７０は、バッテリパック１６０から、貯蔵可能な電力情報を受信し、これに基づいて、充電モード時の充電電力量を演算し、演算された充電電力量に基づいて電力変換部１４０を制御することもできる。

一方、制御部１７０は、充電モードの場合、電力変換部１４０の動作時に、バッテリパック内のバッテリー制御部１６２が初期化するように制御し、バッテリー制御部１６２の動作準備が完了した場合、入力される外部電源が変換されてバッテリパック１６０に充電されるように制御することができる。

一方、バッテリパック１６０は、バッテリパックのケース内に、バッテリー制御部１６２、バッテリーセル部１６４、温度調節部１６６を含むことができる。

バッテリーセル部１６４は、複数のバッテリーセルを備える。このようなバッテリーセルは直列、並列または直並列混合で接続することができる。

温度調節部１６６は、バッテリーセル部１６４の温度を調節する。そのために、温度調節部１６６は、温度感知手段（図示せず）を備えて、バッテリーセル部１６４の温度を感知することができる。一方、温度調節部１６６は、ファン駆動手段（図示せず）をさらに備えることができ、感知された温度に基づいて、バッテリーセル部１６４の温度を下げるために、ファンを駆動することができる。ファン駆動手段は、温度調節の効率の向上のために、全てのバッテリーセルが配置される領域に対応する領域に配置されることが好ましい。

一方、バッテリー制御部１６２は、バッテリパック１６０の全般的な制御を行う。例えば、バッテリーセル部１６４の温度が所定温度以上に上がった場合、温度調節部１６６を制御して、温度を下げるように制御することができる。

他の例として、バッテリー制御部１６２は、バッテリーセル部１６４内の各バッテリーセルに貯蔵される直流電源のバランスを調節することができる。バッテリーセルに貯蔵される直流電源を感知し、これに基づいて、直流電源のバランスを調節することができる。

一方、バッテリー制御部１６２は、バッテリパック１６０の状態情報（温度、貯蔵された電源レベルなど）を通信モジュール１５０に伝達することができる。また、バッテリー制御部１６２は、通信モジュール１５０から、エネルギー貯蔵装置１００の状態情報（必要な電源レベルなど）を受信することができる。

図６は、図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の分解斜視図である。

図面を参照すると、エネルギー貯蔵装置１００は、フレーム６２０と、フレーム６２０内に装着される、電力変換部１４０及び複数のバッテリパック１６０ａ，．．．，１６０ｆと、フレーム６２０、電力変換部１４０、バッテリパック１６０ａ，．．．，１６０ｆをケーシングする上面ケース６１５、下面ケース６１６、前面ケース６１１、後面ケース６１２、右側ケース６１３、左側ケース６１４を備えることができる。特に、各ケースは、フレーム６２０に着脱可能である。

一方、エネルギー貯蔵装置１００は、上面ケース６１５上に、外部に突出する第１端子６４２及び第２端子６４３を備えることができる。

このときの第１端子６４２及び第２端子６４３は、図５などで記述した、接続部１３０内に含まれる概念であり得る。

一方、エネルギー貯蔵装置１００は、接続部１３０と電力変換部１４０との間に配置される、電源感知部６４０及び遮断器６４５をさらに含むことができる。

電源感知部６４０は、充電モードの場合、外部電源を感知したり、放電モードの場合、変換された交流電源を感知することができる。具体的に交流電流を感知することができる。

一方、遮断器６４５は、電源感知部６４０で感知された電源が所定値以上である場合、電源供給を遮断することができる。これによって、エネルギー貯蔵装置１００内の素子を保護できるようになる。

図７は、図１又は図２のエネルギー貯蔵装置の動作を示すフローチャートの一例である。

図面を参照すると、制御部１７０は、充電モードの場合、電力変換部１４０を動作させる（Ｓ７１０）。そして、制御部１７０は、バッテリー制御部１６２に第１メッセージ信号を伝送する。例えば、‘１’信号を伝送する。

次いで、バッテリパック１６０内のバッテリー制御部１６２は、第１メッセージ信号に基づいて、初期化動作を行う（Ｓ７２０）。そして、制御部１７０は、電力変換部１４０に第２メッセージ信号を伝送する。例えば、‘１’信号を伝送する。

次いで、バッテリパック１６０内のバッテリー制御部１６２は、動作準備をする（Ｓ７３０）。そして、制御部１７０は、電力変換部１４０に第３メッセージ信号を伝送する。例えば、‘１’信号を伝送する。

次いで、電力変換部１４０は、第２及び第３メッセージ信号に基づいて、初期充電動作を行う（Ｓ７４０）。そして、制御部１７０は、バッテリー制御部１６２に第４メッセージ信号を伝送する。例えば、‘０’信号を伝送する。

次いで、制御部１７０は、エネルギー貯蔵装置１００が正常動作であるか否かを判断する（Ｓ７５０）。そして、正常動作の場合、制御部１７０は、バッテリー制御部１６２に第５メッセージ信号を伝送する。例えば、‘１’信号を伝送する。

次いで、エネルギー貯蔵装置１００は、正常に充電動作または放電動作を行う（Ｓ７６０）。

このようなステップ７１０（Ｓ７１０）〜ステップ７６０（Ｓ７６０）での各メッセージを、制御部１７０が規定し、内部のバッテリー制御部１６２または電力変換部１４０などに伝送することによって、バッテリー制御部１６２または電力変換部１４０などを容易かつ迅速に制御できるようになる。

本発明に係るエネルギー貯蔵装置及びそれを備えるエネルギー貯蔵システムは、以上で説明された実施例の構成及び方法が限定されて適用されるものではなく、上記実施例は様々な変形が可能なように、各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成することもできる。

また、以上では本発明の好ましい実施例について図示し説明したが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱せずに当該発明の属する技術分野における通常の知識を者によって多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解してはならない。

Claims (20)

1. 少なくとも１つのバッテリパックと、
   充電モードの場合、内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、前記少なくとも１つのバッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部と、
   外部のエネルギー貯蔵装置とデータを交換する通信モジュールと、
   前記電力変換部を制御する制御部とを含む、エネルギー貯蔵装置。
2. 前記充電モードの場合、前記内部電力網内の三相のうちの前記第１相からの前記交流電源を受信し、前記放電モードの場合、前記第１相に、前記電力変換部で変換された前記交流電源を出力する接続部をさらに備える、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
3. 前記制御部は、
   前記通信モジュールから受信される、前記三相のうちの第２相及び第３相の電圧情報に基づいて、前記放電モード時に、前記第１相に供給する電力量を制御する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
4. 前記制御部は、
   前記放電モード時に、前記第１相に供給する電力量に基づいて、前記三相のうちの第２相及び第３相に供給される電力量を演算し、前記演算された第２相及び第３相に対する電力量情報を、前記通信モジュールを介して外部に伝送されるように制御する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
5. 前記制御部は、
   前記充電モード時に、前記三相の各相の電圧情報を用いて、前記電力変換部で変換される充電電力量を制御するか、または、
   前記放電モード時に、前記三相の各相の電圧情報を用いて、前記電力変換部で変換される放電電力量を制御する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
6. 前記制御部は、
   前記少なくとも１つのバッテリパックから貯蔵可能な電力情報を受信し、前記貯蔵可能な電力情報に基づいて、前記充電モード時の充電電力量を演算し、前記演算された充電電力量に基づいて前記電力変換部を制御する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
7. 前記接続部と前記電力変換部との間に配置され、前記充電モードの場合、インラッシュ電流の防止のためのスイッチング部をさらに備える、請求項２に記載のエネルギー貯蔵装置。
8. 前記スイッチング部は、
   ＡＣリレー素子を備える、請求項７に記載のエネルギー貯蔵装置。
9. 前記接続部と前記電力変換部との間に配置され、前記充電モードの場合、前記第１相からの交流電源を感知するか、または、前記放電モードの場合、前記変換された交流電源を感知する電源感知部と、
   前記電源感知部で感知された電源が所定値以上である場合、電源供給を遮断する遮断器とをさらに含む、請求項２に記載のエネルギー貯蔵装置。
10. 前記制御部は、
    前記充電モードの場合、前記電力変換部の動作時に、 前記少なくとも１つのバッテリパック内のバッテリー制御部が初期化するように制御し、前記バッテリー制御部の動作準備が完了した場合、前記入力される第１相からの交流電源が変換されて 前記少なくとも１つのバッテリパックに充電されるように制御する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
11. 前記少なくとも１つのバッテリパックは、
    複数のバッテリーセルを備えるバッテリーセル部と、
    前記バッテリーセル部の温度を調節する温度調節部と、
    前記バッテリーセル部内の各バッテリーセルに貯蔵される直流電源のバランスを調節するバッテリー制御部とを含む、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
12. 前記温度調節部は、
    温度感知手段と、
    前記温度感知手段で感知された温度に基づいて、ファンを駆動するファン駆動手段とを含み、
    前記ファン駆動手段は、前記複数のバッテリーセルが配置される領域に対応する領域に配置される、請求項１１に記載のエネルギー貯蔵装置。
13. 前記バッテリー制御部は、
    前記少なくとも１つのバッテリパックの温度情報、貯蔵された電源レベル情報を前記通信モジュールに伝送するように制御する、請求項１１に記載のエネルギー貯蔵装置。
14. 太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールから供給される直流電源を交流電源に変換して内部電力網に供給する交流電力変換モジュールとを備える太陽光モジュールと、
    少なくとも１つのバッテリパックと、充電モードの場合、前記内部電力網内の三相のうちの第１相からの交流電源を直流電源に変換し、放電モードの場合、前記バッテリパックに貯蔵された直流電源を交流電源に変換する電力変換部とを備えるエネルギー貯蔵装置と、
    を備える、エネルギー貯蔵システム。
15. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記内部電力網内の三相のうちの第２相に接続される第２エネルギー貯蔵装置及び前記内部電力網内の三相のうちの第３相に接続される第３エネルギー貯蔵装置と、データを交換する通信モジュールと、
    前記通信モジュールから受信される、前記三相のうちの第２相及び第３相の電圧情報に基づいて、前記放電モード時に、前記第１相に供給する電力量を制御する制御部とをさらに含む、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵システム。
16. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記放電モード時に、前記第１相に供給する電力量に基づいて、前記第２相及び第３相に供給される電力量を演算し、前記演算された第２相及び第３相に対する電力量情報を、前記通信モジュールを介して外部に伝送する、請求項１５に記載のエネルギー貯蔵システム。
17. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記充電モード時に、前記三相の各相の電圧情報を用いて、前記電力変換部で変換される充電電力量を制御するか、または、
    前記放電モード時に、前記三相の各相の電圧情報を用いて、前記電力変換部で変換される放電電力量を制御する、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵システム。
18. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記充電モードの場合、前記内部電力網内の三相のうちの前記第１相からの前記交流電源を受信し、前記放電モードの場合、前記第１相に、前記電力変換部で変換された前記交流電源を出力する接続部と、
    前記接続部と前記電力変換部との間に配置され、前記充電モードの場合、前記第１相からの交流電源を感知するか、または、前記放電モードの場合、前記変換された交流電源を感知する電源感知部と、
    前記電源感知部で感知された電源が所定値以上である場合、電源供給を遮断する遮断器とをさらに含む、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵システム。
19. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記充電モードの場合、前記電力変換部の動作時に、前記少なくとも１つのバッテリパック内のバッテリー制御部が初期化するように制御し、前記バッテリー制御部の動作準備が完了した場合、前記入力される第１相からの交流電源が変換されて前記少なくとも１つのバッテリパックに充電されるように制御する、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵システム。
20. 前記少なくとも１つのバッテリパックは、
    複数のバッテリーセルを備えるバッテリーセル部と、
    前記バッテリーセル部の温度を調節する温度調節部と、
    前記バッテリーセル部内の各バッテリーセルに貯蔵される直流電源のバランスを調節するバッテリー制御部とを含み、
    前記温度調節部は、
    温度感知手段と、
    前記温度感知手段で感知された温度に基づいて、ファンを駆動するファン駆動手段とを含む、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵システム。

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