JP2016063717A - Power storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池を集積した組電池を複数組備え、これらの組電池の充電/放電を司る蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system that includes a plurality of sets of assembled batteries in which secondary batteries are integrated and controls charge / discharge of these assembled batteries.
図10は、例えば電気自動車等の電気推進車両に搭載される、従来の蓄電システムの一例を示す単線接続図である(例えば、特許文献1参照。)。図において、DCバス1には、電力変換装置2が接続されている。複数組(ここでは3組)の組電池B1,B2,B3は、電力変換装置2に対して並列に接続されている。組電池B1〜B3の各々は、二次電池であるセルCを集積して構成されており、内蔵するセルバランス回路Cbにより、直列体を構成する複数のセルCについて各セルの電圧が均等になるよう、調整されている。
FIG. 10 is a single-line connection diagram illustrating an example of a conventional power storage system mounted on an electric propulsion vehicle such as an electric vehicle (see, for example, Patent Document 1). In the figure, a
組電池B1〜B3とシステム制御装置3とは、例えばCAN(Controller Area Network)通信により、互いに通信可能である。電力変換装置2は双方向に動作することができ、DCバス1の電圧に基づいて各組電池B1〜B3を充電するほか、各組電池B1〜B3の放電による電力をDCバス1に送り込むことができる。
The assembled batteries B1 to B3 and the
しかしながら、上記のような従来の蓄電システムでは、セルバランスをとる動作を定期的に行っていても、時間の経過とともに、組電池ごとに内部抵抗が異なってきて、均等に電流が流れなくなる。その結果、複数組の組電池B1〜B3間で、充電率(残量)のばらつきが生じる。
また、電力変換装置2は、複数組の組電池B1〜B3を束ねるため、大容量である。一般に大容量になるほど内部の部品の種類が少なくなり、部品選定の困難性がある。
However, in the conventional power storage system as described above, even when the cell balancing operation is performed periodically, the internal resistance differs for each assembled battery as time passes, and current does not flow evenly. As a result, the charging rate (remaining amount) varies among the plurality of sets of assembled batteries B1 to B3.
Moreover, since the
かかる従来に問題点に鑑み、本発明は、複数組の組電池間での充電率のばらつきを抑制するとともに、電力変換装置の部品選定の困難性も解消することを目的とする。 In view of the problems in the related art, an object of the present invention is to suppress variations in charging rate among a plurality of sets of assembled batteries and to eliminate difficulty in selecting components of a power converter.
本発明の蓄電システムは、複数組の、充電可能な組電池と、前記複数組の組電池に共通のDCバスと、前記DCバスと前記複数組の組電池との間にそれぞれ設けられた双方向性の電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置の各々は、DC/DCコンバータと、前記組電池側での電圧及び電流、並びに、前記DCバス側での電圧及び電流を検知する測定部と、他の電力変換装置との間で相互に通信を行うための通信部と、接続されている組電池の電流及び充電率の情報を前記測定部から取得し、かつ、前記通信部を介して全ての組電池についての情報を共有し、全ての組電池の充電率を揃えるように充放電を制御する制御部と、を備えている。
The power storage system of the present invention includes a plurality of sets of rechargeable assembled batteries, a DC bus common to the plurality of sets of assembled batteries, and both provided between the DC bus and the plurality of sets of assembled batteries. A directional power converter,
Each of the power conversion devices includes a DC / DC converter, a voltage and a current on the assembled battery side, a measurement unit that detects a voltage and a current on the DC bus side, and another power conversion device. To acquire information on the current and charging rate of the connected assembled battery from the measurement unit, and share information about all the assembled batteries via the communication unit. And a control unit that controls charging / discharging so that the charging rates of all the assembled batteries are uniform.
本発明は、複数組の組電池間での充電率のばらつきを抑制するとともに、電力変換装置の部品選定の困難性も解消する。 The present invention suppresses the variation in the charging rate among a plurality of sets of assembled batteries, and also eliminates the difficulty in selecting components for the power converter.
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
(1)この蓄電システムは、複数組の、充電可能な組電池と、前記複数組の組電池に共通のDCバスと、前記DCバスと前記複数組の組電池との間にそれぞれ設けられた双方向性の電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置の各々は、DC/DCコンバータと、前記組電池側での電圧及び電流、並びに、前記DCバス側での電圧及び電流を検知する測定部と、他の電力変換装置との間で相互に通信を行うための通信部と、接続されている組電池の電流及び充電率の情報を前記測定部から取得し、かつ、前記通信部を介して全ての組電池についての情報を共有し、全ての組電池の充電率を揃えるように充放電を制御する制御部と、を備えている。
[Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.
(1) The power storage system is provided between a plurality of sets of rechargeable assembled batteries, a DC bus common to the plurality of assembled batteries, and the DC bus and the plurality of assembled batteries. With a bidirectional power converter,
Each of the power conversion devices includes a DC / DC converter, a voltage and a current on the assembled battery side, a measurement unit that detects a voltage and a current on the DC bus side, and another power conversion device. To acquire information on the current and charging rate of the connected assembled battery from the measurement unit, and share information about all the assembled batteries via the communication unit. And a control unit that controls charging / discharging so that the charging rates of all the assembled batteries are uniform.
上記のように構成された蓄電システムでは、組電池ごとに電力変換装置が設けられ、個別の充放電制御が可能である。各電力変換装置は、通信部により相互に通信が可能であり、それぞれの組電池の充電率(残量)を検知して情報を共有し、充電率を揃えるように充放電を制御することで、全ての組電池の充電率を揃えることができる。従って、複数組の組電池の充電/放電の能力を十分に発揮させることができる。 In the power storage system configured as described above, a power conversion device is provided for each assembled battery, and individual charge / discharge control is possible. Each power conversion device can communicate with each other by the communication unit, detects the charging rate (remaining amount) of each assembled battery, shares information, and controls charging / discharging so that the charging rate is uniform. , The charge rate of all the assembled batteries can be made uniform. Therefore, the charging / discharging ability of a plurality of sets of assembled batteries can be sufficiently exhibited.
(2)また、(1)の蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記複数組の組電池の充電中に、それぞれの充電率を示すSOCの値が大きいほど充電電流を小さく、SOCの値が小さいほど充電電流を大きくするように、電流を配分する制御を行うようにしてもよい。
この場合、充電率に応じて充電電流を配分することにより全ての組電池の充電率を互いに揃えることができる。
(2) Further, in the power storage system of (1), during the charging of the plurality of sets of assembled batteries, the control unit decreases the charging current as the SOC value indicating each charging rate increases, and the SOC value increases. You may make it perform control which distributes an electric current so that charging current may become large, so that it is small.
In this case, the charging rates of all the assembled batteries can be made equal to each other by distributing the charging current according to the charging rate.
(3)また、(2)の蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記複数組の組電池の充電中に、SOCの値が最も高い組電池の充電を停止して残余の組電池に電流を配分するようにしてもよい。
この場合、残余の組電池の充電率に応じて充電電流を配分することにより、充電を停止した組電池の充電率に、残余の組電池の充電率を追いつかせることができる。
(3) Further, in the power storage system of (2), during the charging of the plurality of assembled batteries, the control unit stops charging the assembled battery having the highest SOC value and supplies current to the remaining assembled batteries. You may make it distribute.
In this case, by distributing the charging current according to the charging rate of the remaining assembled battery, the charging rate of the remaining assembled battery can be caught up with the charging rate of the assembled battery whose charging has been stopped.
(4)また、(1)の蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記複数組の組電池の放電中に、それぞれの充電率を示すSOCの値が大きいほど充電電流を大きく、SOCの値が小さいほど充電電流を小さくするように、電流を配分するようにしてもよい。
この場合、充電率に応じて放電電流を配分することにより全ての組電池の充電率を互いに揃えることができる。
(4) In the power storage system of (1), during the discharge of the plurality of sets of assembled batteries, the control unit increases the charging current as the SOC value indicating each charging rate increases, and the SOC value increases. The current may be distributed so that the smaller the value is, the smaller the charging current is.
In this case, the charge rates of all the assembled batteries can be made uniform by distributing the discharge current according to the charge rate.
(5)また、(4)の蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記複数組の組電池の放電中に、SOCの値が最も低い組電池の放電を停止して残余の組電池に電流を配分するようにしてもよい。
この場合、残余の組電池の充電率に応じて放電電流を配分することにより、放電を停止した組電池の充電率に、残余の組電池の充電率を追いつかせることができる。
(5) In the power storage system of (4), during the discharge of the plurality of sets of assembled batteries, the control unit stops discharging the assembled battery having the lowest SOC value, and supplies current to the remaining assembled batteries. You may make it distribute.
In this case, by distributing the discharge current according to the charging rate of the remaining assembled battery, the charging rate of the remaining assembled battery can be caught up with the charging rate of the assembled battery that has stopped discharging.
(6)また、(1)〜(5)のいずれかの蓄電システムにおいて、前記通信部は、前記DCバスと前記複数の電力変換装置とを繋ぐ電路を用いて電力線通信を行うようにしてもよい。
この場合、通信線を別途設ける必要がないので、簡素で、便利である。
(6) In the power storage system according to any one of (1) to (5), the communication unit may perform power line communication using an electric path that connects the DC bus and the plurality of power conversion devices. Good.
In this case, since it is not necessary to provide a communication line separately, it is simple and convenient.
[実施形態の詳細]
《単線接続図》
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電システム100の単線接続図である。この蓄電システム100は、例えば、電気自動車等の電気推進車両に搭載することができる。
図において、DCバス1には、電力変換装置CV1,CV2,CV3が互いに並列に接続されている。3組の組電池B1,B2,B3はそれぞれ、電力変換装置CV1,CV2,CV3に接続されている。組電池B1〜B3の各々は、二次電池であるセルCを集積して構成されており、内蔵するセルバランス回路Cbにより、直列体を構成する複数のセルCについて各セルの電圧が均等になるよう、調整されている。
[Details of the embodiment]
<Single line connection diagram>
FIG. 1 is a single-line connection diagram of a
In the figure, power converters CV1, CV2, and CV3 are connected to DC bus 1 in parallel. Three sets of assembled batteries B1, B2, and B3 are connected to power converters CV1, CV2, and CV3, respectively. Each of the assembled batteries B <b> 1 to B <b> 3 is configured by integrating cells C as secondary batteries, and the voltage of each cell is equalized for a plurality of cells C constituting a series body by the built-in cell balance circuit Cb. It has been adjusted to be.
電力変換装置CV1〜CV3は双方向に動作することができ、DCバス1の電圧に基づいて各組電池B1〜B3を充電するほか、各組電池B1〜B3の放電による電力をDCバス1に送り込むことができる。また、電力変換装置CV1〜CV3は、電力線通信(PLC:Power Line Communication)により、相互に通信可能である。
なお、図1では、3組の組電池B1〜B3と、それらに対応して設けられた電力変換装置CV1〜CV3を示したが、数量は一例に過ぎず、任意の複数組の組電池及びそれらに対応する電力変換装置を設けることができる。
The power conversion devices CV1 to CV3 can operate in both directions and charge the assembled batteries B1 to B3 based on the voltage of the DC bus 1, and also supply the power generated by the discharging of the assembled batteries B1 to B3 to the DC bus 1. Can be sent. Moreover, the power converters CV1 to CV3 can communicate with each other by power line communication (PLC).
In FIG. 1, three sets of assembled batteries B1 to B3 and power converters CV1 to CV3 provided corresponding to them are shown. However, the number is merely an example, and an arbitrary plurality of sets of assembled batteries and The power converter corresponding to them can be provided.
《回路ブロック図》
図2は、電力変換装置CV1の内部構成を示す回路ブロック図である。なお、この図は、組電池B1と接続される電力変換装置CV1について示しているが、組電池B2,B3に接続される他の電力変換装置CV2,CV3についても内部の構成は同様である。
図において、電力変換装置CV1は、昇降圧チョッパ回路を構成するDC/DCコンバータ10と、組電池側とDCバス側とに分かれて存在する測定部20と、制御部30と、電力線通信による通信部40とを主な構成ブロック要素として備えている。
<Circuit block diagram>
FIG. 2 is a circuit block diagram showing the internal configuration of the power conversion device CV1. In addition, although this figure has shown about power converter device CV1 connected with assembled battery B1, internal structure is the same also about other power converter devices CV2, CV3 connected to assembled battery B2, B3.
In the figure, a power conversion device CV1 includes a DC /
DC/DCコンバータ10は、主回路要素として、平滑用のコンデンサ11、リアクトル12、フリーホイーリングダイオードを有するスイッチング素子13,14、平滑用のコンデンサ15と、を備えている。スイッチング素子13,14は、例えばFET(Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のパワー半導体素子である。また、スイッチング素子13,14をPWM(パルス幅変調)制御で駆動することができるPWM回路16を備えている。
The DC /
組電池B1の電圧を昇圧するときは、スイッチング素子13と、スイッチング素子14とを交互にオンにして、かつ、そのオン時間を制御することにより、所望の電圧へ昇圧することができる。逆に、DCバス1の電圧を降圧するときは、スイッチング素子13をオフに保ち、スイッチング素子14のみオン/オフし、かつ、そのデューティを制御することにより、所望の電圧を得ることができる。
When boosting the voltage of the assembled battery B1, it is possible to boost the voltage to a desired voltage by alternately turning on the
組電池側の測定部20は、組電池B1の両端電圧である電池電圧Vbを検知する電圧センサ21と、組電池B1から流出又は組電池B1に流入する電池電流Ibdcを検知する電流センサ22とを備えている。電圧センサ21の出力及び電流センサ22の出力は、制御部30に提供される。
また、DCバス側の測定部20は、DCバス電圧Vdcを検知する電圧センサ23と、DCバス1とDC/DCコンバータ10との間で流れるDCバス電流Idcを検知する電流センサ24とを備えている。電圧センサ23の出力及び電流センサ24の出力は、制御部30に提供される。
The assembled battery
The
通信部40は、電力線通信のモデム機能を有し、DCバス1の1線路に電磁結合するカプラ40cを介して、DCバス1を信号伝送線として他の電力変換装置CV2,CV3と通信することができる。この場合、通信線を別途設ける必要がないので、簡素で、便利である。電力線通信により、3台の電力変換装置CV1〜CV3で、それぞれの組電池B1〜B3の電池電流や、充電率(SOC:State of Charge)を示す値の情報を共有する。共有する情報は、制御部30に与えられる。
The
制御部30は、電池残量算出部31、電流指令値算出部32、及び、PI制御部33を備えている。これらは、CPUを用いたソフトウェアによる機能部分として実現することができる。但し、ハードウェアを用いた回路により構成することも可能である。電池残量算出部31は、電池電圧Vb及び電池電流Ibdcに基づいて、電池残量すなわち組電池B1の充電率を算出する。充電率によって、組電池B1を充電すべき状態か、放電させ得る状態かを判定(充放電判定)することができる。電池残量算出部31は、判定結果をPI制御部33に出力し、また、SOCの値の情報を電流指令値算出部32に出力する。
The
電流指令値算出部32は、組電池B1の電池電流及びSOCの値を取得するほか、通信部40を介して他の組電池B2,B3の電池電流やSOCの値の情報を共有する。また、組電池B1の電池電流やSOCの値の情報を、他の電力変換装置CV2,CV3に提供する。そして、電流指令値算出部32は、自他を含むSOCの情報と、電池電流Ibdcとに基づいて、電流の指令値を算出し、PI制御部33に出力する。PI制御部33は、PWM回路16に制御指令を与えるとともに、フィードバック制御により、実電流を指令値に収束させる。こうして、制御指令を受けたPWM回路16の制御により、電池電流Ibdcすなわち充電電流又は放電電流を所望の値に制御することができる。
The current command
《充電時の動作》
次に、組電池間のSOCの値が不揃いである場合に、これを揃えるための充電について具体的に説明する。
図3は、蓄電システム100における充電時の電流の流れを示す単線接続図である。充電時には、電力変換装置CV1〜CV3からそれぞれ組電池B1〜B3に対して、充電電流Ic1,Ic2,Ic3が流れる。
<Operation during charging>
Next, when the SOC values between the assembled batteries are uneven, charging for aligning them will be specifically described.
FIG. 3 is a single line connection diagram showing a current flow during charging in
図4は、充電時の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの実行主体は制御部30である。処理開始により、まず、制御部30は、全ての組電池B1〜B3について充電電流(Ibdc)を取得する(ステップS1)。続いて、制御部30は、全ての組電池B1〜B3についてSOCの値を取得する(ステップS2)。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation during charging. The execution subject of this flowchart is the
そして、制御部30は、各SOCの値が100%に満たないか否かを判定する(ステップS3)。100%であれば、処理終了となるが、100%未満であれば、充電可能であるため、制御部30は、全ての組電池B1〜B3についてSOCの値が互いに一致するか否かを判定する(ステップS4)。一致する場合は処理終了となるが、一致しないときは、制御部30は充電電流指令値を計算する(ステップS5)。計算後、制御部30は充電電流指令値を設定し(ステップS6)、ステップS1へ戻る。
以上のような処理により、3つの組電池B1〜B3それぞれのSOCの値に応じた充電を行うことができる。
And the
By the processing as described above, charging according to the SOC value of each of the three assembled batteries B1 to B3 can be performed.
ここで、SOCの値に応じた充電について、具体的な数値例を挙げて説明する。
<第1例>
例えば、組電池B1,B2,B3について、SOCの値がそれぞれ、満充電を100%として、30%,50%,70%であったとする。また、直前の充電電流Ic1,Ic2,Ic3は概ね均等で合計15Aであったとする。
ここで、制御部30は、SOCの値が大きいほど充電電流を小さく、SOCの値が小さいほど充電電流を大きくするように、電流を配分する。この結果、例えば以下のような配分となる。
Here, charging according to the SOC value will be described with specific numerical examples.
<First example>
For example, it is assumed that the SOC values of the assembled batteries B1, B2, and B3 are 30%, 50%, and 70%, respectively, assuming that the full charge is 100%. Further, it is assumed that the immediately preceding charging currents Ic1, Ic2, and Ic3 are substantially uniform and total 15A.
Here, the
すなわち、表1の場合、(100−SOC値[%])の比である7:5:3で、組電池B1,B2,B3に充電電流を配分することになる。このような配分により、SOCの値は互いに揃う方向へ向かう。充電電流は随時、SOCの値に応じて変化させ、最終的にはSOCの値が互いに同じとなるまで充電が行われる。
こうして、充電率に応じて充電電流を配分することにより全ての組電池B1〜B3の充電率を互いに揃えることができる。
なお、SOCの値が揃った後は、均等な充電電流によりSOC100%まで充電することができる。
That is, in the case of Table 1, the charging current is distributed to the assembled batteries B1, B2, and B3 at a ratio of (100-SOC value [%]) of 7: 5: 3. Due to such distribution, the SOC values are directed to be aligned with each other. The charging current is changed at any time according to the SOC value, and charging is performed until the SOC values are finally the same.
In this way, the charging rates of all the assembled batteries B1 to B3 can be made uniform by distributing the charging current according to the charging rate.
In addition, after the value of SOC is prepared, it can charge to SOC100% with a uniform charging current.
<第2例>
例えば、組電池B1,B2,B3について、SOCの値がそれぞれ、満充電を100%として、30%,50%,70%であったとする。また、直前の充電電流Ic1,Ic2,Ic3は概ね均等で合計12Aであったとする。
ここで、制御部30は、SOCの値が最も高い組電池B3については充電を停止する。また、残る組電池B1,B2については、SOCの値が大きいほど充電電流を小さく、SOCの値が小さいほど充電電流を大きくするように、電流を配分する。この結果、例えば以下のような配分となる。
<Second example>
For example, it is assumed that the SOC values of the assembled batteries B1, B2, and B3 are 30%, 50%, and 70%, respectively, assuming that the full charge is 100%. Further, it is assumed that the immediately preceding charging currents Ic1, Ic2, and Ic3 are substantially equal and 12A in total.
Here, the
すなわち、表2の場合、(100−SOC値[%])の比である7:5で、組電池B1,B2に充電電流を配分することになる。このような配分により、SOCの値は互いに揃う方向へ向かう。充電電流は随時、SOCの値に応じて変化させ、最終的にはSOCの値が互いに同じ70%となるまで充電が行われる。
こうして、組電池B3を除く残余の組電池B1,B2の充電率に応じて充電電流を配分することにより、充電を停止した組電池B3の充電率に、残余の組電池B1,B2の充電率を追いつかせることができる。
なお、SOCの値が揃った後は、均等な充電電流によりSOC100%まで充電することができる。
That is, in Table 2, the charging current is distributed to the assembled batteries B1 and B2 at a ratio of (100−SOC value [%]) of 7: 5. Due to such distribution, the SOC values are directed to be aligned with each other. The charging current is changed from time to time in accordance with the SOC value, and finally charging is performed until the SOC values become the same 70%.
Thus, by allocating the charging current according to the charging rates of the remaining assembled batteries B1 and B2 excluding the assembled battery B3, the charging rate of the remaining assembled batteries B1 and B2 is added to the charging rate of the assembled battery B3 that has stopped charging. Can catch up.
In addition, after the value of SOC is prepared, it can charge to SOC100% with a uniform charging current.
《放電時の動作》
次に、組電池間のSOCの値が不揃いである場合に、これを揃えるための放電について具体的に説明する。
図5は、蓄電システム100における放電時の電流の流れを示す単線接続図である。放電時には、組電池B1〜B3からそれぞれ電力変換装置CV1〜CV3に向けて、放電電流Id1,Id2,Id3が流れる。
<Operation during discharge>
Next, when the SOC values between the assembled batteries are uneven, the discharge for aligning them will be specifically described.
FIG. 5 is a single-line connection diagram illustrating a current flow during discharging in
図6は、放電時の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの実行主体は制御部30である。処理開始により、まず、制御部30は、全ての組電池B1〜B3について放電電流(Ibdc)を取得する(ステップS1)。続いて、制御部30は、全ての組電池B1〜B3についてSOCの値を取得する(ステップS2)。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation during discharging. The execution subject of this flowchart is the
そして、制御部30は、各SOCの値が0%より大きいか否かを判定する(ステップS3)。なお、この「0%」は、説明上の一例としての値であるが、実際には放電限界の最低値とすることが好ましい。ここで0%であれば、処理終了となるが、0%より大きい場合は、放電可能であるため、制御部30は、全ての組電池B1〜B3についてSOCの値が互いに一致するか否かを判定する(ステップS4)。一致する場合は処理終了となるが、一致しないときは、制御部30は放電電流指令値を計算する(ステップS5)。計算後、制御部30は放電電流指令値を設定し(ステップS6)、ステップS1へ戻る。
以上のような処理により、3つの組電池B1〜B3それぞれのSOCの値に応じた放電を行うことができる。
And the
By the above process, discharge according to the SOC value of each of the three assembled batteries B1 to B3 can be performed.
ここで、SOCの値に応じた放電について、具体的な数値例を挙げて説明する。
<第1例>
例えば、組電池B1,B2,B3について、SOCの値がそれぞれ、満充電を100%として、30%,50%,70%であったとする。また、直前の放電電流Id1,Id2,Id3は概ね均等で合計15Aであったとする。
ここで、制御部30は、SOCの値が大きいほど放電電流を大きく、SOCの値が小さいほど充電電流を小さくするように、電流を配分する。この結果、例えば以下のような配分となる。
Here, the discharge according to the SOC value will be described with specific numerical examples.
<First example>
For example, it is assumed that the SOC values of the assembled batteries B1, B2, and B3 are 30%, 50%, and 70%, respectively, assuming that the full charge is 100%. Further, it is assumed that the immediately preceding discharge currents Id1, Id2, and Id3 are substantially uniform and total 15A.
Here, the
すなわち、表3の場合、SOC値[%]の比である3:5:7で、組電池B1,B2,B3に放電電流を配分することになる。このような配分により、SOCの値は互いに揃う方向へ向かう。放電電流は随時、SOCの値に応じて変化させ、最終的にはSOCの値が互いに同じとなるまで放電が行われる。
こうして、充電率に応じて放電電流を配分することにより全ての組電池B1〜B3の充電率を互いに揃えることができる。
なお、SOCの値が揃った後は、均等な放電電流により放電限界まで放電させることも可能である。
That is, in the case of Table 3, the discharge current is distributed to the assembled batteries B1, B2, and B3 at a ratio of SOC value [%] of 3: 5: 7. Due to such distribution, the SOC values are directed to be aligned with each other. The discharge current is changed from time to time according to the SOC value, and discharge is finally performed until the SOC values become the same.
In this way, the charge rates of all the assembled batteries B1 to B3 can be made equal to each other by distributing the discharge current according to the charge rate.
In addition, after the value of SOC is prepared, it is also possible to discharge to the discharge limit with a uniform discharge current.
<第2例>
例えば、組電池B1,B2,B3について、SOCの値がそれぞれ、満充電を100%として、30%,50%,70%であったとする。また、直前の放電電流Id1,Id2,Id3は概ね均等で合計12Aであったとする。
ここで、制御部30は、SOCの値が最も低い組電池B1については放電を停止する。また、残る組電池B2,B3については、SOCの値が大きいほど放電電流を大きく、SOCの値が小さいほど充電電流を小さくするように、電流を配分する。この結果、例えば以下のような配分となる。
<Second example>
For example, it is assumed that the SOC values of the assembled batteries B1, B2, and B3 are 30%, 50%, and 70%, respectively, assuming that the full charge is 100%. Further, it is assumed that the immediately preceding discharge currents Id1, Id2, and Id3 are substantially uniform and total 12A.
Here, the
すなわち、表4の場合、SOC値[%]の比である5:7で、組電池B2,B3に放電電流を配分することになる。このような配分により、SOCの値は互いに揃う方向へ向かう。放電電流は随時、SOCの値に応じて変化させ、最終的にはSOCの値が互いに同じ30%となるまで放電が行われる。
こうして、組電池B1を除く残余の組電池B2,B3の充電率に応じて放電電流を配分することにより、放電を停止した組電池B1の充電率に、残余の組電池B2,B3の充電率を追いつかせることができる。
なお、SOCの値が揃った後は、均等な放電電流により放電限界まで放電させることも可能である。
That is, in the case of Table 4, the discharge current is distributed to the assembled batteries B2 and B3 at a ratio of SOC value [%] of 5: 7. Due to such distribution, the SOC values are directed to be aligned with each other. The discharge current is changed from time to time according to the SOC value, and discharge is finally performed until the SOC values become the same 30%.
Thus, by allocating the discharge current according to the charging rates of the remaining assembled batteries B2 and B3 excluding the assembled battery B1, the charging rate of the remaining assembled batteries B2 and B3 is added to the charging rate of the assembled battery B1 that has stopped discharging. Can catch up.
In addition, after the value of SOC is prepared, it is also possible to discharge to the discharge limit with a uniform discharge current.
《まとめ》
以上のように、本実施形態の蓄電システム100では、組電池B1〜B3ごとに電力変換装置CV1〜CV3が設けられ、個別の充放電制御が可能である。複数の組電池を1台の電力変換装置の傘下に置かないことにより、電力変換装置の容量が軽減され、部品選定の困難性も解消する。
また、各電力変換装置CV1〜CV3は、通信部40により相互に通信が可能であり、それぞれの組電池B1〜B3の充電率SOC(残量)を検知して情報を共有し、充電率を揃えるように充放電を制御することで、複数組の組電池間での充電率のばらつきを抑制し、組電池B1〜B3の充電率を揃えることができる。従って、複数組の組電池の充電/放電の能力を十分に発揮させることができる。
<Summary>
As described above, in the
Moreover, each power converter device CV1-CV3 can mutually communicate by the
《適用例》
上記の蓄電システム100は、DCバスを有する種々の給電設備に適用することができる。図7は、DC電源200から逆阻止用の整流器201を介して負荷300に電力を供給する給電設備に蓄電システム100を設けた接続図の例である。
図8は、商用系統400から整流器401を介して蓄電システム100に接続し、さらにインバータ500を介して交流の負荷300に接続する接続図の例である。
図9は、商用系統からAC/DCコンバータ600を介して蓄電システム100に接続する接続図の例である。
<Application example>
The
FIG. 8 is an example of a connection diagram in which the
FIG. 9 is an example of a connection diagram for connecting from the commercial system to the
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
《Supplementary Note》
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 DCバス
2 電力変換装置
10 DC/DCコンバータ
11 コンデンサ
12 リアクトル
13,14 スイッチング素子
15 コンデンサ
16 PWM回路
20 測定部
21 電圧センサ
22 電流センサ
23 電圧センサ
24 電流センサ
30 制御部
31 電池残量算出部
32 電流指令値算出部
33 PI制御部
40 通信部
40c カプラ
100 蓄電システム
200 DC電源
201 整流器
300 負荷
400 商用系統
401 整流器
500 インバータ
600 AC/DCコンバータ
B1,B2,B3 組電池
C セル
Cb セルバランス回路
CV1,CV2,CV3 電力変換装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記複数組の組電池に共通のDCバスと、
前記DCバスと前記複数組の組電池との間にそれぞれ設けられた双方向性の電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置の各々は、
DC/DCコンバータと、
前記組電池側での電圧及び電流、並びに、前記DCバス側での電圧及び電流を検知する測定部と、
他の電力変換装置との間で相互に通信を行うための通信部と、
接続されている組電池の電流及び充電率の情報を前記測定部から取得し、かつ、前記通信部を介して全ての組電池についての情報を共有し、全ての組電池の充電率を揃えるように充放電を制御する制御部と、
を備えている蓄電システム。 Multiple sets of rechargeable batteries,
A DC bus common to the plurality of sets of assembled batteries;
A bi-directional power converter provided between the DC bus and the plurality of sets of assembled batteries,
Each of the power converters
A DC / DC converter;
A voltage and current on the assembled battery side, and a measurement unit for detecting the voltage and current on the DC bus side; and
A communication unit for communicating with another power conversion device; and
Information on the current and charging rate of the connected assembled battery is acquired from the measurement unit, and information about all the assembled batteries is shared via the communication unit, so that the charging rates of all the assembled batteries are aligned. A control unit for controlling charging and discharging;
Power storage system equipped with.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018007478A (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社デンソー | Power supply controller and power supply system |
JP2020114055A (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | 株式会社デンソー | Battery device |
JP2020145799A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | トヨタ自動車株式会社 | Method of charging battery |
JP2020171102A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 清水建設株式会社 | Power management device and power management method |
JP2021016241A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 東洋電機製造株式会社 | Power conversion system |
JP2021027784A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-22 | 住友電気工業株式会社 | Power storage system and control method for the same |
JPWO2021100799A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | ||
CN113291187A (en) * | 2021-05-17 | 2021-08-24 | 东莞市光烨节能科技有限公司 | Ring network parallel fast charging system capable of flexibly expanding capacity |
JP2022010373A (en) * | 2018-06-06 | 2022-01-14 | 住友電気工業株式会社 | Storage battery device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003339118A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | My Way Giken Kk | Distributed power supply system |
JP2012157224A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Nec Computertechno Ltd | Battery adapter, battery output control method, and battery output control program |
JP2012205488A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power storage system |
JP2012228041A (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Ntt Facilities Inc | Charge control device for electric vehicle, charge control method for electric vehicle, and charging system for electric vehicle |
WO2013145658A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | パナソニック株式会社 | Charging/discharging control apparatus, power storage system, and charging/discharging control method |
JP2014128152A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Panasonic Corp | Charge and discharge controller, charge and discharge control system and charge and discharge control method |
US20140266061A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Manitoba Hydro International Ltd. | Heterogeneous Energy Storage System and Associated Methods |
-
2014
- 2014-09-22 JP JP2014192443A patent/JP6442949B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003339118A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | My Way Giken Kk | Distributed power supply system |
JP2012157224A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Nec Computertechno Ltd | Battery adapter, battery output control method, and battery output control program |
JP2012205488A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power storage system |
JP2012228041A (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Ntt Facilities Inc | Charge control device for electric vehicle, charge control method for electric vehicle, and charging system for electric vehicle |
WO2013145658A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | パナソニック株式会社 | Charging/discharging control apparatus, power storage system, and charging/discharging control method |
JP2014128152A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Panasonic Corp | Charge and discharge controller, charge and discharge control system and charge and discharge control method |
US20140266061A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Manitoba Hydro International Ltd. | Heterogeneous Energy Storage System and Associated Methods |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018008566A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社デンソー | Power source control device and power source system |
JP2018007478A (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社デンソー | Power supply controller and power supply system |
JP7342927B2 (en) | 2018-06-06 | 2023-09-12 | 住友電気工業株式会社 | storage battery device |
JP2022010373A (en) * | 2018-06-06 | 2022-01-14 | 住友電気工業株式会社 | Storage battery device |
JP2020114055A (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | 株式会社デンソー | Battery device |
JP7139955B2 (en) | 2019-01-09 | 2022-09-21 | 株式会社デンソー | battery device |
JP2020145799A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | トヨタ自動車株式会社 | Method of charging battery |
JP7279421B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | Battery charging method |
JP2020171102A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 清水建設株式会社 | Power management device and power management method |
JP7286382B2 (en) | 2019-04-02 | 2023-06-05 | 清水建設株式会社 | Power management device and power management method |
JP7301649B2 (en) | 2019-07-11 | 2023-07-03 | 東洋電機製造株式会社 | power conversion system |
JP2021016241A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 東洋電機製造株式会社 | Power conversion system |
JP2021027784A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-22 | 住友電気工業株式会社 | Power storage system and control method for the same |
JP7314707B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-07-26 | 住友電気工業株式会社 | Electricity storage system and its control method |
WO2021100799A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 本田技研工業株式会社 | Power supply system and method for controlling same |
US11646599B2 (en) | 2019-11-20 | 2023-05-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Power supply system and method for controlling same |
JP7147080B2 (en) | 2019-11-20 | 2022-10-04 | 本田技研工業株式会社 | Power supply system and its control method |
JPWO2021100799A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | ||
CN113291187A (en) * | 2021-05-17 | 2021-08-24 | 东莞市光烨节能科技有限公司 | Ring network parallel fast charging system capable of flexibly expanding capacity |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6442949B2 (en) | 2018-12-26 |
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