JP2017103996A - 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム - Google Patents
蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017103996A JP2017103996A JP2015238077A JP2015238077A JP2017103996A JP 2017103996 A JP2017103996 A JP 2017103996A JP 2015238077 A JP2015238077 A JP 2015238077A JP 2015238077 A JP2015238077 A JP 2015238077A JP 2017103996 A JP2017103996 A JP 2017103996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- unit
- voltage
- battery unit
- contactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
- H01M50/512—Connection only in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】装置を簡素化することができる蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の蓄電池システムは、検出部と、制御部とを持つ。前記検出部は、自システムの正極線と負極線との間に並列に既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する。前記制御部は、直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする。
【選択図】図2
【解決手段】実施形態の蓄電池システムは、検出部と、制御部とを持つ。前記検出部は、自システムの正極線と負極線との間に並列に既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する。前記制御部は、直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムに関する。
従来、複数の蓄電池ユニットを並列に接続した蓄電池システムが知られている。この蓄電池システムにおいて、既設の蓄電池に新設の蓄電池を接続する場合、大きな突入電流が発生することを抑制するために、既設の蓄電池の両端電圧と新設の蓄電池の両端電圧とを揃える必要があった。しかしながら、従来の技術では、既設の蓄電池の両端電圧と新設の蓄電池の両端電圧とを揃えるために、電流抑制用のプリチャージ抵抗とスイッチとを直列に接続された直列回路を備えたり、別途、充電装置を用意して新設の蓄電池の両端電圧を調整することにより、装置のコストや重量が増大する場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、装置を簡素化することができる蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを提供することである。
実施形態の蓄電池システムは、検出部と、制御部とを持つ。前記検出部は、自システムの正極線と負極線との間に並列に既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する。前記制御部は、直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする。
以下、実施形態の蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを、図面を参照して説明する。
図1は、実施形態の蓄電池システム1の一例を示すブロック図である。図2は、実施形態における複数の蓄電池ユニット12の一例を示すブロック図である。図1および図2においては、電力線を実線で、通信線を破線で、それぞれ表している。
蓄電池システム1は、蓄電部10と、電池制御装置30と、PCS(Power Conditioning System)40とを含んでよいが、これに限定されない。蓄電部10は、複数の蓄電池装置11−1〜11−nを含む。nは、任意の自然数であり、例えば16である。なお、蓄電池装置を他の蓄電池装置と区別しない場合には「蓄電池装置11」と記載する。
蓄電池装置11は、蓄電池ユニット12−1〜12−mと、通信部13と、駆動電源部14とを含んでよいが、これに限定されない。なお、mは、1以上の任意の自然数である。なお、蓄電池ユニットを他の蓄電池ユニットと区別しない場合には「蓄電池ユニット12」と記載する。
複数の蓄電池ユニット12は、蓄電池システム1の正極線1Aと負極線1Bとの間に、互いに並列して接続される。蓄電池ユニット12は、第1の充放電端子21と、第2の充放電端子22とに接続される。第1の充放電端子21は、蓄電池装置11の正極側の端子である。第1の充放電端子21は、正極線1Aおよび蓄電池ユニット12における電池モジュール120の正極側端子に接続される。第1の充放電端子21は、電池制御装置30の遮断器31−1の正極側端子に接続される。第2の充放電端子22は、蓄電池装置11の負極側端子である。第2の充放電端子22は、負極線1Bを介して蓄電池ユニット12における電池モジュール120の負極側端子に接続される。第2の充放電端子22は、電池制御装置30の遮断器31−1の負極側端子に接続される。
通信部13は、例えばCAN(Control Area Network)通信線などの多重通信線に接続された通信回路であるが、これに限定されない。通信部13は、複数の蓄電池ユニット12におけるBMU(BMU : Battery Management Unit)130にそれぞれ接続される。通信部13は、多重通信線を介してBMU130により送信された情報を電池制御装置30に送信する。通信部13は、電池制御装置30により送信された情報を、宛先のBMU130に送信する。通信部13は、着脱部(不図示)を備える。通信部13の着脱部は、通信線を介して蓄電池ユニット12の着脱部と着脱可能である。なお、通信部13は、BMU130とシステムコントローラ32とが直接的に接続可能である場合、蓄電池装置11に含まれていなくてもよい。
駆動電源部14は、電圧変換回路であるが、これに限定されない。駆動電源部14は、PCS40と接続され、PCS40から供給された電力の電圧値をBMU130の駆動用電圧に変換して、BMU130に供給する。駆動電源部14は、着脱部(不図示)を備える。駆動電源部14の着脱部は、蓄電池ユニット12と駆動用の電力線および着脱部(不図示)と着脱可能である。
電池制御装置30は、遮断器31−1、・・・、31−nと、システムコントローラ32とを含んでよいが、これに限定されない。遮断器31は、電力用のスイッチ回路である。遮断器31は、複数の蓄電池装置11に対応して設けられる。遮断器31は、第1の充放電端子21に接続されたスイッチと、第2の充放電端子22に接続されたスイッチとを含む。遮断器31は、それぞれのスイッチが、手動またはシステムコントローラ32の制御に従って動作することで、PCS40により生成した直流電力を蓄電池装置11に対して導通または遮断させる。なお、遮断器を他の遮断器と区別しない場合には「遮断器31」と記載する。
システムコントローラ32は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。システムコントローラ32は、一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアにより実現されてもよい。システムコントローラ32は、通信部13を介してBMU130と接続される。システムコントローラ32は、BMU130を制御することで、蓄電池ユニット12の充放電動作を制御する。
PCS40は、CPU等のプロセッサと、通信インターフェースとを含んでよいが、これに限定されない。PCS40は、通信インターフェースを介して、外部の制御コントローラ(不図示)と通信する。PCS40は、蓄電部10から電池制御装置30を介して供給された直流電圧を交流電圧に変換する。また、PCS40は、発電装置(不図示)から供給された交流電圧を直流電圧に変換し、蓄電部10の蓄電池ユニット12に充電させる。なお、PCS40によって生成された交流電圧は、トランスによって昇圧されてもよい。
蓄電池ユニット12−1、・・・、12−mは、図2に示すように、電池モジュール120−1、・・・、120−mと、コンタクタ122−1、・・・、122−mと、電流検出部124−1、・・・、124−mと、正極側接続部126−1、・・・、126−mと、負極側接続部128−1、・・・、128−mと、BMU130−1、・・・、130−mとを含んでよいが、これに限定されない。なお、以下の説明において、蓄電池ユニットを他の蓄電池ユニットと区別しない場合には「蓄電池ユニット12」と記載し、電池モジュールを他の電池モジュールと区別しない場合には「電池モジュール120」と記載し、コンタクタを他のコンタクタと区別しない場合には「コンタクタ122」と記載し、電流検出部を他の電流検出部と区別しない場合には「電流検出部124」と記載し、正極側接続部を他の正極側接続部と区別しない場合には「正極側接続部126」と記載し、負極側接続部を他の負極側接続部と区別しない場合には「負極側接続部128」と記載し、BMUを他のBMUと区別しない場合には「BMU130」と記載する。
蓄電池ユニット12は、作業者より、既設の蓄電池ユニット12に対して、新設の蓄電池ユニット12として接続される。「既設の蓄電池ユニット12」とは、既に正極側接続部126が正極線1Aに接続され、且つ負極側接続部128が負極線1Bに接続された電池モジュールである。「新設の蓄電池ユニット12」とは、蓄電池ユニット12の正極側接続部126および負極側接続部128が、正極線1Aおよび負極線1Bにそれぞれ接続されてない状態で、作業者により、蓄電池ユニット12の正極側接続部126および負極側接続部128が、正極線1Aおよび負極線1Bにそれぞれ接続される蓄電池ユニットである。
電池モジュール120は、電力線120bにより直列に接続された複数の蓄電池セル120aを含んでよいが、これに限定されない。蓄電池セル120a(二次電池セル)は、リチウムイオン電池であるが、これに限定されない。電池モジュール120は、直列に接続された複数の蓄電池セル120aが、互いに並列に接続されていてもよい。また、電池モジュール120は、蓄電池セル120aの温度および電圧などの状態を監視する電池監視ユニット(CMU : Cell Monitoring Unit)を含んでいてもよい。
コンタクタ122は、電力用のスイッチである。コンタクタ122は、一方が電池モジュール120の電力線120bに接続され、他方が電力線12Aに接続される。コンタクタ122は、BMU130により送信された制御信号に従って動作することで、オン状態(導通状態)とオフ状態(遮断状態)とが切り替えられる。コンタクタ122のオン状態とは、電池モジュール120と正極線1Aとを電気的に導通させる状態である。コンタクタ122のオフ状態とは、電池モジュール120と正極線1Aとを電気的に遮断する状態である。コンタクタ122の一方端には、正極線1Aと接続される正極側接続部126が接続される。
正極側接続部126は、正極線1Aと蓄電池ユニット12とを電気的に接続するコネクタである。正極側接続部126は、蓄電池ユニット12の取り付け時に作業者によって正極線1Aに接続され、蓄電池ユニット12の取り外し時に作業者によって正極線1Aから接続が解除される。
負極側接続部128は、負極線1Bと蓄電池ユニット12とを電気的に接続するコネクタである。負極側接続部128は、蓄電池ユニット12の取り付け時に作業者によって負極線1Bに接続され、蓄電池ユニット12の取り外し時に作業者によって負極線1Bから接続が解除される。
図3は、実施形態の電流検出部124の一例を示す図である。電流検出部124は、スイッチ部124aと、抵抗体124bと、電流計124cとを含んでよいが、これに限定されない。スイッチ部124a、抵抗体124b、および電流計124cは互いに直列に接続される。スイッチ部124a、抵抗体124b、および電流計124cの直列回路は、コンタクタ122に対して並列に接続される。また、スイッチ部124a、抵抗体124b、および電流計124cの直列回路は、一方端に第1の接続部124dが設けられ、他方端に第2の接続部124eが設けられる。なお、実施形態においては電流計124cを備えるが、これに限定されず、抵抗体124bと並列に接続された電圧計であってもよい。
スイッチ部124aは、電力用のスイッチである。スイッチ部124aは、BMU130により送信された制御信号に従って動作することで、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。スイッチ部124aのオン状態は、正極線1Aと抵抗体124bおよび電流計124cとを電気的に導通させる状態である。スイッチ部124aのオフ状態は、正極線1Aと抵抗体124bおよび電流計124cとを電気的に遮断する状態である。
抵抗体124bには、スイッチ部124aの動作により正極線1Aに対して導通された場合に、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧と、電池モジュール120の両端電圧との差分に基づく電流が流れる。抵抗体124bは、スイッチ部124aがオン状態とされた場合において、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧に基づく値が検出可能な程度の電流が流れるような抵抗値に設定される。抵抗体124bは、スイッチ部124aがオン状態とされた時に、既設の蓄電池ユニット12から自身の抵抗体124bに、蓄電池システム1に予め設定された限界値を上回る突入電流が流れないような大きな抵抗値のものであることが望ましい。
電流計124cは、スイッチ部124aにより正極線1Aに対して導通された状態において抵抗体124bに流れる電流の電流値を計測する。電流計124cは、計測した電流値をBMU130に送信する。
第1の接続部124dおよび第2の接続部124eは、正極線1Aと電池モジュール120とを接続する電力線12Aに固定的に接続されてよいが、これに限定されない。第1の接続部124dおよび第2の接続部124eは、蓄電池ユニット12を新設の蓄電池ユニット12として正極線1Aおよび負極線1Bに取り付ける場合に、正極線1Aと電池モジュール120とを接続する電力線12Aに取り付けられてもよい。
BMU130は、例えばCPU等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、BMU130のうち一部または全部は、LSI、ASIC、またはFPGA等のハードウェアにより実現されてもよい。BMU130は、コンタクタ122と電池モジュール120とを含む新設の蓄電池ユニット12が正極線1Aおよび負極線1Bとの間に既設の蓄電池ユニット12に並列して取り付けられたことを判定する。BMU130は、新設の蓄電池ユニット12として既設の蓄電池ユニット12に取り付けられたことを判定した場合、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧と合致するか否かを判定する。BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧と合致する判定したタイミングで、コンタクタ122をオフ状態からオン状態に切り替える。
BMU130−1、・・・、130−mは、通信線12B−1、・・・、12B−m、および通信接続部132−1、・・・、132−mを介してシステムコントローラ32と接続される。なお、以下の説明において、通信線を他の通信線と区別しない場合には「通信線12B」と記載する。また、以下の説明において、通信接続部を他の通信接続部と区別しない場合には「通信接続部132」と記載する。
通信線12Bおよび通信接続部132は、BMU130に固定的に接続される。通信接続部132は、蓄電池ユニット12の取り付け時に作業者によって通信線1Cに接続される。これにより、BMU130は、通信線12B、通信接続部132、および通信線1Cを介してシステムコントローラ32と通信可能になる。また、通信接続部132は、蓄電池ユニット12の取り外し時に作業者によって通信線1Cから接続が解除される。
さらに、BMU130は、駆動用の電力線(不図示)を介して駆動電源部14と接続される。BMU130は、蓄電池ユニット12の取り付け時に作業者によって駆動用の電力線に接続される。これにより、BMU130は、コンタクタ122の制御などが可能となる。また、BMU130は、蓄電池ユニット12の取り外し時に作業者によって駆動用の電力線から接続が解除される。
以下、実施形態の蓄電池システム1において、既設の蓄電池ユニット12に対して、新設の蓄電池ユニット12を取り付ける場合における動作について説明する。図4は、実施形態の蓄電池システム1におけるBMU130の処理手順を示すフローチャートである。
まず、BMU130は、自身が新設の蓄電池ユニット12として既設の蓄電池ユニット12に取り付けられたか否かを判定する(ステップS100)。このとき、BMU130は、駆動用の電力線に接続されることで駆動用の動作電力が供給されて起動した場合に、ステップS100の判定を行う。BMU130は、通信線12Bおよび通信接続部132が通信線1Cに接続され、システムコントローラ32により許可信号が供給された場合に、自身が新設の蓄電池ユニット12として既設の蓄電池ユニット12に取り付けられたと判定する。許可信号は、新設の蓄電池ユニット12として既設の蓄電池ユニット12に接続することを許可する信号であるが、これに限定されず、通信の許可信号などであってもよい。BMU130は、新設の蓄電池ユニット12として取り付けられていない場合には、待機状態となる。
BMU130は、新設の蓄電池ユニット12として既設の蓄電池ユニット12に接続されたと判定した場合、コンタクタ122がオン状態であるか否かを判定する(ステップS102)。BMU130は、コンタクタ122がオン状態である場合、通常の動作に移行する。BMU130は、通常の動作として、システムコントローラ32から受信した充放電要求、およびCMUにより検出された温度などに基づいて、蓄電池ユニット12の充放電を制御する。
BMU130は、コンタクタ122がオン状態ではないと判定した場合、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧を検出する(ステップS104)。このとき、BMU130は、スイッチ部124aをオン状態に切り替えることで電流計124cにより計測された電流値を取得する。電流計124cにより計測された電流値は、抵抗体124bに流れた電流の電流値であって、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧と、自身の蓄電池ユニット12における電池モジュール120の両端電圧との差に対応した値となる。BMU130は、電流計124cにより計測された電流値に基づいて、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧を導出する。このとき、BMU130は、電流計124cにより計測された電流値と、既知の抵抗体124bの抵抗値と、既知の自身の電池モジュール120における両端電圧とに基づいて、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧を導出する。
BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧を検出する期間においてスイッチ部124aをオン状態に切り替える。すなわち、抵抗体124bは、電池モジュール120に大きな突入電流が流れることを防止するプリチャージ用抵抗とは異なり、既設の蓄電池ユニット12と新設の蓄電池ユニット12との両端電圧を揃えるものではない。BMU130は、間欠的にスイッチ部124aをオフ状態からオン状態に切り替える。すなわち、BMU130は、電流計124cにより計測された電流値する場合にスイッチ部124aをオフ状態からオン状態に切り替え、電流値の計測後に、スイッチ部124aをオン状態からオフ状態に切り替える。
スイッチ部124aをオン状態に維持する期間は、電流値の計測が可能な期間であればよく、数秒であってもよいが、これに限定されない。また、BMU130は、電流値を計測する時間間隔を、数分間または数時間にしてもよいが、これに限定されない。これにより、BMU130は、抵抗体124bにより消費される無駄な電力を抑制して、蓄電池システム1におけるエネルギー効率が低下することを抑制することができる。また、BMU130は、抵抗体124bにおける発熱を防止することができる。
また、BMU130は、既設の蓄電池ユニットの両端電圧と新設の蓄電池ユニット12の両端電圧との差を判定し、差が所定の範囲である場合に、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧と合致すると判定してもよい。
BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が所定範囲内であるか否かを判定する(ステップS106)。BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が所定範囲内である場合、コンタクタ122をオン状態に切り替える(ステップS108)。BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が所定範囲内ではない場合、ステップS104に処理を戻す。
図5は、実施形態の蓄電池システム1において、コンタクタ122をオン状態にするタイミングの一例を説明する図である。図6は、実施形態の蓄電池システム1において、コンタクタ122をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図である。
BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧と比較される所定範囲内の電圧として、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧に対応したEVを中心として所定幅を持つ範囲(+ΔEVから−ΔEVまでの範囲)を設定する。新設の蓄電池ユニット12の両端電圧に対応したEVは、電池モジュール120における平均的なSOC(State of Charge)に対応する電圧値であるが、これに限定されない。ΔEVは、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVに対して許容されるズレ幅である。ΔEVは、コンタクタ122をオン状態にした場合に、コンタクタ122に流れることが許容される電流値に基づいて決定されている。
BMU130は、図5に示すように、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVよりも高い場合、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが電圧(+ΔEV)よりも低くなるまで待機する。既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vは、既設の蓄電池ユニット12から電力が放電されることで下降する。BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが電圧(+ΔEV)よりも低くなった場合、コンタクタ122をオン状態に制御する。これにより、BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが+ΔEVから−ΔEVとなるまでの期間(T−t1からT+t2)のタイミングで、コンタクタ122をオン状態に制御することができる。
BMU130は、図6に示すように、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVよりも低い場合、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが電圧(−ΔEV)よりも高くなるまで待機する。既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vは、既設の蓄電池ユニット12に電力が充電されることで上昇する。BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが電圧(−ΔEV)より高くなった場合、コンタクタ122をオン状態に制御する。これにより、BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが−ΔEVから+ΔEVとなるまでの期間(T+t12からT−t11)のタイミングで、コンタクタ122をオン状態に制御することができる。
また、BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVと等しくなった場合に、コンタクタ122をオン状態にしてもよい。これにより、BMU130は、コンタクタ122の動作遅れを考慮しても、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧VがEVから+ΔEVまたは−ΔEVとなるまでの期間に、コンタクタ122をオン状態に制御することができる。
さらに、BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vの微分値に基づいて、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVに到達するまでの時間を予測して、コンタクタ122をオン状態に切り替えるタイミングを制御してもよい。図7は、実施形態の蓄電池システム1において、コンタクタ122をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図である。BMU130は、電流計124cにより計測された電流値の変化に基づいて、既存の蓄電池ユニット12の両端電圧Vと新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVとの差ΔVを演算すると共に既存の蓄電池ユニット12の両端電圧Vの微分値Δv/Δtを演算する。BMU130は、差ΔVおよび微分値Δv/Δtに基づいて既存の蓄電池ユニット12の両端電圧が新設の蓄電池ユニット12の両端電圧EVとなるまでの期間Tを演算し、期間Tが経過するタイミングでコンタクタ122をオン状態に切り替える。
さらに、BMU130は、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vの微分値が所定値よりも高い場合に、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧Vが所定範囲内であっても、コンタクタ122をオン状態にすることを回避してもよい。
なお、上述したようにコンタクタ122をオン状態にする処理は、BMU130により実行したが、BMU130とシステムコントローラ32とが通信を行うことで、システムコントローラ32がコンタクタ122をオン状態にする制御を実行してもよい。
以上説明したように、実施形態の蓄電池システム1によれば、既設の蓄電池ユニット12に新設の蓄電池ユニット12を接続する場合に、既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が新設の蓄電池ユニット12の両端電圧に合致した場合に、コンタクタ122をオン状態に制御する。これにより、実施形態の蓄電池システム1によれば、コンタクタ122をオン状態にしても大きな突入電流が流れることを回避することができる。この結果、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧を既設の蓄電池ユニット12の両端電圧に合致させるためのプリチャージ用抵抗や充電装置が必要なく、装置を簡素化することができる。さらに、実施形態の蓄電池システム1によれば、安価にかつ安全に新設の蓄電池ユニット12を既設の蓄電池ユニット12に接続させることができる。
また、実施形態の蓄電池システム1によれば、新設の蓄電池ユニット12を既設の蓄電池ユニット12に接続する場合に新設の蓄電池ユニット12の両端電圧を既設の蓄電池ユニット12の両端電圧に揃える必要がない。これにより、実施形態の蓄電池システム1によれば、両者の両端電圧を揃えるための待機時間を抑制することができる場合があり、新設の蓄電池ユニット12が起動するまでの待機時間を短縮することができる。例えば、使用電力に比べて蓄電電力が大きく、充放電の幅が大きく且つ充放電を繰り返すシステムの場合に、新設の蓄電池ユニット12のための待機時間を短縮することができる。
さらに、実施形態の蓄電池システム1によれば、大きな突入電流が既設の蓄電池ユニット12に流れることを防止するために既設の蓄電池ユニット12の動作を停止させることなく、蓄電池システム1の修理保守品としての新設の蓄電池ユニット12を、既設の蓄電池ユニット12に接続させることができる。この結果、実施形態の蓄電池システム1は、システムとしての利便性および信頼性を向上させることができる。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、正極線1Aおよび負極線1Bとの間に並列に接続された複数の既設の蓄電池ユニット12の両端電圧を検出する電流検出部124と、コンタクタ122と電池モジュール120とを含む新設の蓄電池ユニット12が正極線1Aおよび負極線1Bとの間に既設の蓄電池ユニット12に並列して取り付けられた場合に、電流検出部124により検出された既設の蓄電池ユニット12の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングでコンタクタ112を導通状態にする制御部(130)とを持つことにより、新設の蓄電池ユニット12の両端電圧を既設の蓄電池ユニット12の両端電圧に合わせるための構成を備える必要が無く、装置を簡素化することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…蓄電池システム、1A…正極線、1B…負極線、1C…通信線、10…蓄電部、11…蓄電池装置、12…蓄電池ユニット、32…システムコントローラ、112…コンタクタ、120…電池モジュール、120a…蓄電池セル、122…コンタクタ、124…電流検出部、124a…スイッチ部、124b…抵抗体、124c…電流計、124d…第1の接続部、124e…第2の接続部、126…正極側接続部、128…負極側接続部、130…制御部、132…通信接続部
Claims (6)
- 正極線と負極線との間に並列に、既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する検出部と、
直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする制御部と
を備える蓄電池システム。 - 前記コンタクタは、突入電力抑制用の抵抗体を介することなく、前記既設の蓄電池ユニットの蓄電池に接続された正極線および負極線と接続される、
請求項1に記載の蓄電池システム。 - 前記検出部は、前記既設の蓄電池ユニットと前記新設の蓄電池ユニットとを接続する電力線に設けられる電流検出用の抵抗体と、前記電流検出用の抵抗体と直列に接続された電流検出部とを備え、
前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流値に基づいて前記既設の蓄電池ユニットの両端電圧と前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧との差を判定し、前記差が所定の範囲内である場合に、前記既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致すると判定する、
請求項1または2に記載の蓄電池システム。 - 前記制御部は、電源装置から動作電力が供給された場合に、新設の蓄電池ユニットが前記既設の蓄電池ユニットに取り付けられたと判定し、前記検出部に既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出させる、
請求項1から3のうちいずれか1項に記載の蓄電池システム。 - 蓄電池と、
前記蓄電池と直列に接続されたコンタクタと、
自装置が接続される正極線と負極線との間に並列に既に接続された既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する検出部と、
コンタクタと蓄電池とを含む新設の蓄電池ユニットが前記既設の蓄電池ユニットに取り付けられた場合、前記検出部により検出された既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする制御部と
を備える蓄電池ユニット。 - コンピュータに、
直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、正極線と負極線との間に並列に既に接続された既設の蓄電池ユニットに取り付けられた場合に、
前記既設の蓄電池ユニットの両端電圧を取得させ、
取得された既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定させ、
前記既設の蓄電池の両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にさせる、
プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015238077A JP2017103996A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム |
AU2016204215A AU2016204215A1 (en) | 2015-12-04 | 2016-06-21 | Storage battery system, storage battery unit, and computer program product |
EP16175679.6A EP3176856A1 (en) | 2015-12-04 | 2016-06-22 | Storage battery system, storage battery unit, and computer program product |
US15/191,684 US20170163054A1 (en) | 2015-12-04 | 2016-06-24 | Storage battery system, storage battery unit, and computer program product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015238077A JP2017103996A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017103996A true JP2017103996A (ja) | 2017-06-08 |
Family
ID=56148306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015238077A Pending JP2017103996A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170163054A1 (ja) |
EP (1) | EP3176856A1 (ja) |
JP (1) | JP2017103996A (ja) |
AU (1) | AU2016204215A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021023074A (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
JP2021125952A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 株式会社東芝 | 監視制御装置、蓄電池システム及び方法 |
JP7494686B2 (ja) | 2020-09-28 | 2024-06-04 | スズキ株式会社 | 充放電制御システム |
JP7494685B2 (ja) | 2020-09-28 | 2024-06-04 | スズキ株式会社 | 充放電制御システム |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11916242B2 (en) * | 2019-10-11 | 2024-02-27 | Briggs & Stratton, Llc | Commercial flexible battery pack with secondary output control |
CN113300451A (zh) * | 2020-02-22 | 2021-08-24 | 坎德拉(深圳)科技创新有限公司 | 供电系统、用电设备及热插拔控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010045923A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電システム |
JP2012085461A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Toshiba Corp | 電池モジュール、充電状態平均化装置、及び、電池モジュールの電池システムへの接続方法 |
JP2013070441A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | 蓄電池装置及び蓄電池装置の運転方法 |
JP2013078241A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Toshiba Corp | 蓄電池装置、蓄電池装置の制御方法及び制御プログラム |
JP2013192410A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Hitachi Ltd | 電池システム |
JP2013243790A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-12-05 | Toyota Motor Corp | 電源の制御装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3360613B2 (ja) * | 1998-06-25 | 2002-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電池制御装置 |
JP2001309567A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-11-02 | Sony Corp | 充電制御方法および充電制御装置 |
US20070216368A1 (en) * | 2003-02-13 | 2007-09-20 | Poweready | Cell balancing system |
JP5017009B2 (ja) * | 2007-07-30 | 2012-09-05 | 株式会社東芝 | 並列接続蓄電システム |
JP2011130551A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置及びこれを備える車両 |
CN102208820B (zh) * | 2010-03-29 | 2013-08-21 | 比亚迪股份有限公司 | 一种储能电池组并联装置及其控制方法 |
TWI431896B (zh) * | 2011-04-15 | 2014-03-21 | Simplo Technology Co Ltd | 電池平衡電路與其平衡方法與電池模組活化方法 |
US9118192B2 (en) * | 2011-08-29 | 2015-08-25 | Amperex Technology Limited | Series/parallel connection scheme for energy storage devices |
US9350187B2 (en) * | 2012-01-09 | 2016-05-24 | Johnson Controls Technology Llc | Pre-charging vehicle bus using parallel battery packs |
KR20140096600A (ko) * | 2013-01-28 | 2014-08-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 그의 셀 밸런싱방법 |
WO2015041249A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 新神戸電機株式会社 | 蓄電システム及び蓄電システムの保全方法 |
WO2015124161A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Volvo Truck Corporation | Electrical storage system for a vehicle and method for controlling said system |
-
2015
- 2015-12-04 JP JP2015238077A patent/JP2017103996A/ja active Pending
-
2016
- 2016-06-21 AU AU2016204215A patent/AU2016204215A1/en not_active Abandoned
- 2016-06-22 EP EP16175679.6A patent/EP3176856A1/en not_active Withdrawn
- 2016-06-24 US US15/191,684 patent/US20170163054A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010045923A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電システム |
JP2012085461A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Toshiba Corp | 電池モジュール、充電状態平均化装置、及び、電池モジュールの電池システムへの接続方法 |
JP2013070441A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | 蓄電池装置及び蓄電池装置の運転方法 |
JP2013078241A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Toshiba Corp | 蓄電池装置、蓄電池装置の制御方法及び制御プログラム |
JP2013192410A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Hitachi Ltd | 電池システム |
JP2013243790A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-12-05 | Toyota Motor Corp | 電源の制御装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021023074A (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
JP7299095B2 (ja) | 2019-07-30 | 2023-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
JP2021125952A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 株式会社東芝 | 監視制御装置、蓄電池システム及び方法 |
JP7293145B2 (ja) | 2020-02-04 | 2023-06-19 | 株式会社東芝 | 監視制御装置、蓄電池システム及び方法 |
JP7494686B2 (ja) | 2020-09-28 | 2024-06-04 | スズキ株式会社 | 充放電制御システム |
JP7494685B2 (ja) | 2020-09-28 | 2024-06-04 | スズキ株式会社 | 充放電制御システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170163054A1 (en) | 2017-06-08 |
EP3176856A1 (en) | 2017-06-07 |
AU2016204215A1 (en) | 2017-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102247391B1 (ko) | 배터리 시스템 | |
EP3518374B1 (en) | Power supply system | |
KR102415122B1 (ko) | 배터리 시스템 | |
JP2017103996A (ja) | 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム | |
JP7001229B2 (ja) | 過充電防止装置及び方法 | |
US9300016B2 (en) | Battery system and energy storage system | |
EP3518382B1 (en) | Power supply system | |
EP3151360B1 (en) | Battery system | |
US9130381B2 (en) | Systems and methods for identifying and monitoring a battery charger | |
JP5971626B2 (ja) | 電池システム | |
JP5274110B2 (ja) | 車両用の電源装置 | |
CN110462965A (zh) | 采用可再充电电化学单元的快速切换的备用供电系统 | |
US20090179650A1 (en) | Cell voltage abnormality detector and cell voltage monitoring device for a multi-cell series battery | |
EP2629388A1 (en) | Power management system | |
WO2019123907A1 (ja) | 管理装置、及び電源システム | |
KR20150081731A (ko) | 배터리 팩, 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템, 배터리 팩의 작동 방법 | |
JP2014086296A (ja) | 蓄電システム | |
US10491013B2 (en) | Battery system having battery manager | |
KR20140065951A (ko) | 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법 | |
US11482869B2 (en) | Electric storage system | |
JP2015223008A (ja) | 電源装置及びこの電源装置を備える電動車両並びに蓄電装置 | |
JP2015073340A (ja) | 蓄電システム | |
AU2017386331A1 (en) | Power supply apparatus, method for controlling power supply apparatus, power supply system, and communication base station backup system | |
WO2020071290A1 (ja) | 蓄電システム | |
JP2013078241A (ja) | 蓄電池装置、蓄電池装置の制御方法及び制御プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170905 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20170912 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20170912 |