JP2017112762A - Power supply system and power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電源システム、および電力変換装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power supply system and a power conversion device.
従来、発電装置と、蓄電池装置と、電力変換装置とを備える電源システムが知られている。この電源システムにおいて、電力変換装置の制御部は、蓄電池装置から供給された駆動用電力によって動作する場合がある。しかしながら、駆動用電力を電力変換装置の制御部に供給している蓄電池装置が電力変換装置から切り離された場合に、電力変換装置を適切に停止させることができない場合があった。 Conventionally, a power supply system including a power generation device, a storage battery device, and a power conversion device is known. In this power supply system, the control unit of the power conversion device may be operated by the driving power supplied from the storage battery device. However, when the storage battery device that supplies driving power to the control unit of the power converter is disconnected from the power converter, the power converter may not be stopped properly.
本発明が解決しようとする課題は、電力変換装置を蓄電池装置から適切に切り離すことができる電源システム、および電力変換装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a power supply system and a power conversion device that can appropriately disconnect the power conversion device from the storage battery device.
実施形態の電源システムは、第１の蓄電装置と、電力変換装置と、を持つ。前記第１の蓄電装置は、第１の蓄電池、および前記第１の蓄電池に接続された第１のスイッチ部を持つ。前記電力変換装置は、前記第１の蓄電装置と第１の電力線を介して接続され、前記第１の蓄電装置から供給された電力を変換する電力変換部、前記第１のスイッチ部と制御部とを接続する第２の電力線の途中に設けられた第２のスイッチ部、および前記第２のスイッチ部を介して前記第１の蓄電装置から供給された電力により動作して前記電力変換部を制御する前記制御部を持つ。実施形態の電源システムにおいて、前記制御部は、前記第１のスイッチ部と信号線で接続され、前記第１のスイッチ部の状態に対応した接点信号に基づいて、前記電力変換装置が前記第１の蓄電装置からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始する。 The power supply system of the embodiment has a first power storage device and a power conversion device. The first power storage device includes a first storage battery and a first switch unit connected to the first storage battery. The power conversion device is connected to the first power storage device via a first power line, and converts a power supplied from the first power storage device, the first switch unit, and a control unit. A second switch unit provided in the middle of the second power line connecting the power supply unit, and the power conversion unit operated by the electric power supplied from the first power storage device via the second switch unit. It has the said control part to control. In the power supply system according to the embodiment, the control unit is connected to the first switch unit through a signal line, and the power conversion device is configured to be connected to the first switch unit based on a contact signal corresponding to a state of the first switch unit. The predetermined operation to be executed without receiving the power supply from the power storage device is started.
以下、実施形態の電源システム、および電力変換装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a power supply system and a power conversion device according to embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の電源システム１の一例を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態の電力変換装置１０および蓄電装置２０の一例を示す図である。電源システム１は、電力変換装置１０と、蓄電装置２０と、発電装置３０と、負荷４０とを含んでよいが、これに限定されない。電源システム１は、蓄電装置２０に蓄えられた電力と、発電装置３０により発電された電力とを負荷４０に供給可能なハイブリッド電源である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a power supply system 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
図２に示すように、電力変換装置１０と蓄電装置２０とは、電力線１ａにより接続される。電力線１ａは、一端が蓄電装置２０のコネクタ２０ａと接続され、他方が電力変換装置１０のコネクタ１０ａに接続される。電力線１ａは、電力変換装置１０に接続される蓄電装置２０を変更するためにコネクタ１０ａおよび２０ａと着脱可能であってもよいが、これに限定されない。電力変換装置１０は、電力線１ａを介して、蓄電装置２０に充電させる電力を蓄電装置２０に供給する。蓄電装置２０は、電力線１ａを介して、放電した電力を電力変換装置１０に供給する。
As shown in FIG. 2,
電力変換装置１０と蓄電装置２０とは、電力線１ｂにより接続される。電力線１ｂは、一端が蓄電装置２０のコネクタ２０ｂと接続され、他方が電力変換装置１０のコネクタ１０ｂに接続される。電力線１ｂは、電力変換装置１０に接続される蓄電装置２０を変更するためにコネクタ１０ｂおよび２０ｂと着脱可能であってもよいが、これに限定されない。蓄電装置２０は、電力線１ｂを介して、電力変換装置１０における制御部１４の駆動用電力を供給する。
さらに、電力変換装置１０と蓄電装置２０とは、信号線１ｃにより接続される。信号線１ｃは、ＣＡＮ（Control Area Network）通信線などの多重通信線であってもよいが、これに限定されない。信号線１ｃは、一方端が蓄電装置２０のコネクタ２０ｂと接続され、他方端が電力変換装置１０のコネクタ１０ｂに接続される。信号線１ｃは、電力変換装置１０に接続される蓄電装置２０を変更するためにコネクタ１０ｂおよび２０ｂと着脱可能であってもよいが、これに限定されない。蓄電装置２０は、信号線１ｃを介して、電力変換装置１０における制御部１４に第１のスイッチ２４の接点信号を供給する。第１のスイッチ２４の接点信号は、第１のスイッチ２４が導通状態か遮断状態かを示す。
Furthermore, the
なお、第１の実施形態において、コネクタ１０ａおよび１０ｂと、コネクタ２０ａおよび２０ｂとは、電力線１ａ、１ｂおよび信号線１ｃにそれぞれ接続されるが、電力変換装置１０と蓄電装置２０とを物理的に切り離すことができるコネクタであってもよい。すなわち、第１の実施形態の電源システム１は、電力変換装置１０と蓄電装置２０とが別体であり、電力変換装置１０に接続される蓄電装置２０を使用者により交換などができる。また、第１の実施形態において、電力変換装置１０と蓄電装置２０との間に、大電流により損失することから保護するために、開閉器およびヒューズ等を挿入してもよい。
In the first embodiment, the
電力変換装置１０は、蓄電装置２０から駆動用電力が供給されることで動作する。電力変換装置１０は、発電装置３０により発電された発電電力を変換して、蓄電装置２０および負荷４０に供給する。また、電力変換装置１０は、蓄電装置２０から供給された電力を変換して、負荷４０に供給する。
The
発電装置３０は、太陽電池パネル、燃料電池システム、ディーゼル型発電機などを含む。発電装置３０は、発電電力を電力変換装置１０に供給する。負荷４０は、電力を消費する電気機器である。負荷４０は、電力変換装置１０から供給された電力を消費して動作する。なお、電源システム１は、電力変換装置１０が出力端子に接続されている場合、負荷４０を備えていなくてもよい。
The
蓄電装置２０は、図２に示すように、蓄電池ユニット２２と、第１のスイッチ２４とを含んでよいが、これに限定されない。
As shown in FIG. 2, the
蓄電池ユニット２２は、複数の蓄電池セル２２ａを含む。蓄電池セル２２ａは、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池などであってもよいが、これに限定されない。複数の蓄電池セル２２ａは、他の蓄電池セル２２ａと直列に接続される。蓄電池ユニット２２は、正極端子が電力線１ａ（第１の電力線）を介して電力変換装置１０に接続され、負極端子が接地端子Ｇ１に接続される。蓄電池ユニット２２は、電力変換装置１０から電力線１ａを介して供給された電力を充電すると共に、充電電力を電力変換装置１０に放電して電力線１ａを介して電力変換装置１０に供給する。
第１のスイッチ２４は、電力用の開閉器である。第１のスイッチ２４は、手動またはＢＭＵ（Battery Management Unit）等の制御部の制御に従って電磁的に動作することで、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。第１のスイッチ２４のオン状態は、蓄電池ユニット２２と電力変換装置１０とを電気的に導通させる状態である。第１のスイッチ２４のオフ状態は、蓄電池ユニット２２と電力変換装置１０とを電気的に遮断する状態である。
The
第１のスイッチ２４は、信号線１ｃを介して電力変換装置１０に接続される。第１のスイッチ２４の状態は、接点信号として電力変換装置１０に検知される。接点信号は、第１のスイッチ２４のオン状態またはオフ状態に対応する値を表す。
The
蓄電装置２０は、第１のスイッチ２４をオン状態に動作させることで、蓄電池ユニット２２の放電電力を、電力変換装置１０の駆動用電力として電力変換装置１０に供給する。なお、蓄電装置２０は、蓄電池ユニット２２の放電電力を変換しないで駆動用電力として電力変換装置１０に供給するが、これに限定されない。蓄電装置２０は、放電電力の電圧値を駆動用電力の電圧値に変換する電圧変換装置を含んでいてもよい。
The
電力変換装置１０は、図２に示すように、電力変換部１２と、制御部１４と、記憶部１６と、第２のスイッチ部１８とを含んでよいが、これに限定されない。また、電力変換装置１０は、コンデンサＣ１と、抵抗体Ｒ１、第１のスイッチング素子ＴＲ１と、第２のスイッチング素子ＴＲ２とを含んでよいが、これに限定されない。
As shown in FIG. 2, the
電力変換装置１０には、電力線１ａを介して電力変換部１２により変換される電力が供給される。また、電力変換装置１０には、電力線１ｂを介して制御部１４が動作するための駆動用電力が供給される。駆動用電力は、コネクタ１０ｂと制御部１４とを接続する電力線Ｌ１０およびＬ１２を介して、制御部１４に供給される。電力線１ｂ、Ｌ１０、およびＬ１２は、第１のスイッチ２４と制御部１４とを接続する第２の電力線に相当する。なお、電力線Ｌ１０の駆動用電力の受け入れ側には、電力変換装置１０から蓄電装置２０に電流が流れないように、ダイオードを設置することが望ましい。
The
電力変換部１２は、直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換回路、および直流電力の電圧値を変換するＤＣ−ＤＣ変換回路であるが、これに限定されない。電力変換部１２は、蓄電装置２０と電力線１ａを介して接続される。電力変換部１２は、蓄電装置２０から供給された電力を変換して、負荷４０に供給する。電力変換部１２は、発電装置３０から供給された発電電力を変換して、蓄電装置２０および負荷４０に供給する。
The
制御部１４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。制御部１４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。制御部１４は、信号線１ｃおよび電力線１ｂを介して蓄電装置２０と接続される。制御部１４は、電力線１ｂを介して供給された駆動用電力を消費して動作することで、電力変換部１２の変換動作を制御する。制御部１４は、蓄電装置２０と電気的に遮断された場合に、電力変換装置１０が蓄電装置２０からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始する。
The
制御部１４は、第２のスイッチ部１８よりも蓄電装置２０側における電力線Ｌ１０の電圧値Ｖｂを検出する。制御部１４は、電力線Ｌ１０とは電気的に絶縁した状態で、電圧値Ｖｂを検出する。制御部１４は、電力線Ｌ１０に接続された電圧計（不図示）により計測された電圧値をＶｂとして取得してもよいが、これに限定されない。さらに、制御部１４は、コネクタ２０ｂにおける電力線の接点ａが導通しているか否かを表すコネクタ検知信号、およびコネクタ１０ｂにおける電力線の接点ｂが導通しているか否かを表すコネクタ検知信号を検出する。制御部１４は、接点信号、電圧値Ｖｂ、コネクタ検知信号、またはこれらの組み合わせに基づいて蓄電装置２０と電気的に遮断されたことを判定すればよいが、これに限定されない。
記憶部１６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現される。記憶部１６は、制御部１４により送信された書き込み命令に従って各種の情報を書き込む。記憶部１６は、制御部１４により送信された読み出し命令に従って情報を読み出して、制御部１４に供給する。また、記憶部１６には、制御部１４が動作を実行するためのプログラムが記憶されていてもよい。
The
第２のスイッチ部１８は、電力用の開閉器である。第２のスイッチ部１８は、第２の電力線の途中に設けられる。第２のスイッチ部１８は、例えば、一端がコネクタ１０ｂおよび電力線Ｌ１０に接続され、他端が電力線Ｌ１２を介して制御部１４に接続される。第２のスイッチ部１８は、手動または制御部１４の制御に従って電磁的に動作することで、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。第２のスイッチ部１８のオン状態は、電力線１ｂと制御部１４とを電気的に導通させる状態である。第２のスイッチ部１８のオフ状態は、電力線１ｂと制御部１４とを電気的に遮断する状態である。
The
第２のスイッチ部１８は、信号線を介して制御部１４に接続される。第２のスイッチ部１８の状態は、接点信号として制御部１４に検知される。接点信号は、第２のスイッチ部１８のオン状態またはオフ状態に対応する値を表す。
The
コンデンサＣ１は、電力線Ｌ１０から分岐した分岐線Ｌ１４の途中に設けられる。コンデンサＣ１は、例えば、一端が電力線Ｌ１０に接続され、他端が接地端子Ｇ１１に接続される。コンデンサＣ１は、電力変換装置１０から供給される直流電力に含まれる高周波ノイズを除去する。また、コンデンサＣ１の電荷は、蓄電装置２０が電力変換装置１０に対して電気的に遮断された場合に、制御部１４の駆動用電力を供給として放電される。
The capacitor C1 is provided in the middle of the branch line L14 branched from the power line L10. For example, one end of the capacitor C1 is connected to the power line L10, and the other end is connected to the ground terminal G11. Capacitor C <b> 1 removes high frequency noise contained in DC power supplied from
なお、コンデンサＣ１の容量は、電力変換装置１０からの駆動用電力が途絶した状態において、制御部１４の動作を保持する期間に基づいて設定される。また、コンデンサＣ１の容量が大きいためにコンデンサＣ１の電力を制御部１４に供給した場合に大きな突入電流が流れる可能性がある場合には、コンデンサＣ１に並列に接続されたスイッチを含む突入電流の抑制回路を設けてもよい。
Note that the capacitance of the capacitor C1 is set based on a period during which the operation of the
抵抗体Ｒ１と第１のスイッチング素子ＴＲ１とは、電力線Ｌ１０から分岐した分岐線Ｌ１６の途中に設けられる。抵抗体Ｒ１と第１のスイッチング素子ＴＲ１とは、直列に接続される。抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１は、一端が電力線Ｌ１０に接続され、他端が接地端子Ｇ１２に接続される。第１のスイッチング素子ＴＲ１は、制御信号が供給されていない状態で、導通状態（オン状態）となるノーマルクローズの半導体スイッチである。第１のスイッチング素子ＴＲ１は、制御部１４から制御信号が供給された場合に、遮断状態（オフ状態）に切り替えられる。
The resistor R1 and the first switching element TR1 are provided in the middle of the branch line L16 branched from the power line L10. The resistor R1 and the first switching element TR1 are connected in series. The resistor R1 and the first switching element TR1 have one end connected to the power line L10 and the other end connected to the ground terminal G12. The first switching element TR1 is a normally closed semiconductor switch that is in a conductive state (on state) when no control signal is supplied. The first switching element TR1 is switched to a cut-off state (off state) when a control signal is supplied from the
第２のスイッチング素子ＴＲ２は、一端が電力線Ｌ１０に接続され、他端が電力線Ｌ１２に接続されることで、第２のスイッチ部１８と並列して設けられる。第２のスイッチング素子ＴＲ２は、制御信号が供給されていない状態で、遮断状態（オフ状態）となる半導体スイッチである。第２のスイッチング素子ＴＲ２は、制御部１４から制御信号が供給された場合に、導通状態（オン状態）に切り替えられる。
The second switching element TR2 is provided in parallel with the
なお、電力変換装置１０は、電力変換装置１０のメンテナンス用のコネクタ１０ｃを含んでもよいが、これに限定されない。コネクタ１０ｃには、制御部１４に接続された駆動用電力の正極線および負極線と、信号線とが接続される。電力変換装置１０は、メンテナンス用のコネクタ１０ｃを介して供給された電力を用いて自装置を起動することができる。このとき、制御部１４は、コネクタ１０ｃを介して接続された信号線によりメンテナンス信号が供給されることで、メンテナンスを実施する動作モードであることを認識する。
In addition, although the
電力変換装置１０は、第１のスイッチ２４の接点信号などに基づいて駆動用電力の供給状態を提示する通電ランプを含んでいてもよい。これにより、電力変換装置１０は、駆動用電力が途絶していることを作業者に提示して、手動により第２のスイッチ部１８を遮断させることができる。
The
このような電源システム１において、電力変換装置１０と蓄電装置２０とが別体であり、コネクタ２０ａとコネクタ１０ａとが電力線１ａにより着脱可能であり、且つコネクタ２０ｂとコネクタ１０ｂとが信号線１ｃおよび電力線１ｂにより着脱可能である。電力線１ａ、１ｂ、および信号線１ｃが接続される前において、第１のスイッチ２４および第２のスイッチ部１８は、接点が開放された遮断状態である。電力変換装置１０と蓄電装置２０とを電力線１ａ、１ｂ、および信号線１ｃにより接続し、蓄電装置２０から電力変換装置１０に電力線１ｂを介して電力が供給された場合、コンデンサＣ１に電力が充電される。コンデンサＣ１の充電が完了した後、制御部１４には、第２のスイッチング素子ＴＲ２を遮断状態（開放）に制御して、第１のスイッチ２４および第２のスイッチ部１８の接点信号、電圧値Ｖｂ、およびコネクタ検知信号を監視する状態に移行する。
In such a power supply system 1, the
以下、上述した第１の実施形態の電源システム１において、電力変換装置１０の動作を停止する処理について説明する。図３は、第１の実施形態の制御部１４の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４は、第１の実施形態における第１のスイッチ２４、第２のスイッチング素子ＴＲ２の動作タイミング、停止処理、および第１のスイッチング素子ＴＲ１の動作タイミングの一例を示す図である。図５は、第１の実施形態における電圧値Ｖｂ、第２のスイッチング素子ＴＲ２の動作タイミング、所定の動作、および第１のスイッチング素子ＴＲ１の動作タイミングの一例を示す図である。
Hereinafter, a process of stopping the operation of the
まず、制御部１４は、蓄電装置２０の遮断を検出したか否かを判定する（ステップＳ１００）。このとき、制御部１４は、第１のスイッチ２４の接点信号を監視し（図４の１段目）、蓄電装置２０の遮断を判定する。また、制御部１４は、第２のスイッチ部１８の接点信号電圧値Ｖｂが基準値を下回ったか否か、コネクタ検知信号により接点ａまたはｂが導通していないか否かを監視し、蓄電装置２０の遮断を検出したと判定する。さらに、制御部１４は、蓄電装置２０の過放電またはエラー(重故障)を判定した場合に、蓄電装置２０の遮断を検出してもよい。制御部１４は、蓄電装置２０の遮断を検出していない場合、所定の動作を行わずに、待機する。
First, the
制御部１４は、蓄電装置２０の遮断を検出したと判定した場合、所定の動作として、停止処理を行う（ステップＳ１０２）。停止処理は、電力変換装置１０の動作ログを生成して記憶部１６に記憶させる動作を含むが、これに限定されない。動作ログは、電力変換装置１０の動作履歴情報であって、電力変換装置１０または蓄電装置２０の各部の動作状態および時刻等の情報を含む。動作ログは、例えば、コネクタ１０ｃを介して給電を実施することで電力変換装置１０を起動させた場合に、記憶部１６から読み出される。これにより、電力変換装置１０は、電力変換装置１０が停止する前の動作状態などを使用者に知らせることができる。
When it determines with the
停止処理において、制御部１４は、接点信号（図４の１段目）に基づいて、第１のスイッチ２４がオフ状態であることを検出した時刻ｔ１において、第２のスイッチ部１８がオフである場合、第２のスイッチング素子ＴＲ２をオン状態に制御する（図４の２段目）。さらに、制御部１４は、停止処理を時刻ｔ１から開始し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に電圧値Ｖｂの検知処理Ｐ１を行い、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間に動作ログの生成および記憶処理Ｐ２を実施する（図４の３段目）。
In the stop process, the
次に、制御部１４は、電圧値Ｖｂが復帰したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御部１４は、電圧値Ｖｂが蓄電装置２０の遮断前の電圧に復帰していない場合には、処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。このとき、制御部１４は、停止処理を開始した時刻ｔ１から所定の処理時間が経過して時刻ｔ２に至ったか否かを判定する。所定の処理時間は、数１０秒が設定されるが、これに限定されない。制御部１４は、処理時間が経過していない場合にはステップＳ１０４に処理を戻す。なお、制御部１４は、処理時間が経過したことを判定することに限らず、停止処理が完了したか否かを判定してもよい。
Next, the
制御部１４は、処理時間が経過したと判定した場合、コンデンサＣ１の電荷を放電させる（ステップＳ１１０、図４の４段目）。このとき、制御部１４は、第１のスイッチング素子ＴＲ１に対して制御信号の供給を停止することで、第１のスイッチング素子ＴＲ１を導通状態に制御する。これにより、コンデンサＣ１の電荷は、抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１を接地端子Ｇ１２に放電される。これにより、抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１は、放電部として動作する。
When determining that the processing time has elapsed, the
制御部１４は、ステップＳ１０４において電圧値Ｖｂが蓄電装置２０の遮断前の電圧に復帰したと判定した場合、停止処理を中断して、継続して電力変換装置１０を動作させる（ステップＳ１０６）。このとき、制御部１４は、図５の１段目に示すように、電圧値Ｖｂが基準値Ｖｔを超えたか否かを監視し、電圧値Ｖｂが基準値Ｖｔを超えた場合に、電圧値Ｖｂが復帰したと判定する。なお、制御部１４は、蓄電装置２０の遮断を検出した原因が第１のスイッチ２４がオフ状態になったことである場合には停止処理を中断し、蓄電装置２０の遮断を検出した原因が第２のスイッチ部１８がオフ状態になったことである場合には停止処理の中断が不可であると判定してもよい。
When it is determined in step S104 that the voltage value Vb has returned to the voltage before the
制御部１４は、電圧値Ｖｂが蓄電装置２０の遮断前の電圧に復帰した場合には、停止処理を中断して、継続して電力変換装置１０を動作させる（ステップＳ１０６）。これにより、制御部１４は、電圧値Ｖｂが復帰した後の時刻ｔ１０において停止処理を中断する（図５の３段目）。この結果、制御部１４は、第１のスイッチング素子ＴＲ１をオン状態に切り替えることなく（図５の４段目）、電力変換装置１０の動作を継続させる。
When voltage value Vb returns to the voltage before shutting down
以上説明したように、第１の実施形態の電源システム１によれば、第１のスイッチ２４の状態に対応した接点信号に基づいて、電力変換装置１０が蓄電装置２０からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始することができるので、所定の動作により適切に蓄電装置２０を電力変換装置１０から切り離すことができる。第１の実施形態の電源システム１によれば、例えば、所定の動作として、電力変換装置１０の動作履歴情報を記憶部１６に記憶させることで、適切に停止処理を行うことができる。
As described above, according to the power supply system 1 of the first embodiment, the
また、第１の実施形態の電源システム１によれば、電力変換装置１０と蓄電装置２０とを別体にすることで、システムの拡張性を向上させることができ、さらに、電力変換装置１０に電源を備える必要がなく小型化および軽量化を図ることができる。
Moreover, according to the power supply system 1 of 1st Embodiment, the expandability of a system can be improved by making the
さらに、第１の実施形態の電源システム１によれば、さらに、蓄電装置２０により供給されている電力の電圧値Ｖｂが基準値を下回った場合に所定の動作を開始するので、第１のスイッチ２４の接点信号および電圧値Ｖｂの双方に基づいて、第１のスイッチ２４が遮断されたことを誤って検知することを抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
Furthermore, according to the power supply system 1 of the first embodiment, since the predetermined operation is started when the voltage value Vb of the power supplied by the
さらに、第１の実施形態の電源システム１によれば、コネクタ１０ｂまたは２０ｂの接続状態に基づいて所定の動作を開始するので、コネクタ１０ｂまたは２０ｂの接続状態によって電力変換装置１０に駆動用電力が供給されない場合であっても、短時間で駆動用電力が途絶したことを検知して停止処理を行うことができ、信頼性を向上させることができる。
Furthermore, according to the power supply system 1 of 1st Embodiment, since predetermined | prescribed operation | movement is started based on the connection state of the
さらに、第１の実施形態の電源システム１によれば、第２のスイッチ部１８が遮断状態になった場合に第２のスイッチング素子ＴＲ２を導通状態に切り替えるので、第１のスイッチ２４のみならず第２のスイッチ部１８が遮断状態に変化した場合であっても、適切に停止処理を行うことができ、信頼性を向上させることができる。
Furthermore, according to the power supply system 1 of the first embodiment, since the second switching element TR2 is switched to the conductive state when the
さらに、第１の実施形態の電源システム１によれば、電力線Ｌ１０に接続されたコンデンサＣ１、抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１（第４のスイッチ部）を含み、コンデンサＣ１から供給される電力を用いて所定の動作を行い、所定の動作を完了した場合に、第１のスイッチング素子ＴＲ１を導通状態に制御してコンデンサＣ１に蓄えられた電荷を放電させるので、電力変換装置１０の動作を停止した後にコンデンサＣ１に残存する電荷を低減させることができ、安全性を向上させることができる。 Furthermore, according to the power supply system 1 of the first embodiment, the power supply system 1 includes the capacitor C1, the resistor R1, and the first switching element TR1 (fourth switch unit) connected to the power line L10, and is supplied from the capacitor C1. When a predetermined operation is performed using electric power, and the predetermined operation is completed, the first switching element TR1 is controlled to be in a conductive state, and the electric charge stored in the capacitor C1 is discharged. The charge remaining in the capacitor C1 after stopping the operation can be reduced, and the safety can be improved.
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態の電源システム１Ａについて説明する。なお、第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付することで詳細な説明を省略する。図６は、第２の実施形態の電源システム１Ａの一例を示すブロック図である。図７は、第２の実施形態の電力変換装置１０Ａの一例を示す図である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the power supply system 1A of the second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a power supply system 1A according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the
第２の実施形態の電源システム１Ａは、図６に示すように、電力変換装置１０Ａに複数の蓄電装置２０−１、２０−２、・・・、および２０−Ｎ（Ｎは１以上の任意の自然数）が接続される。第２の実施形態の電源システム１Ａにおいて、所定の動作として駆動用電力を供給する蓄電装置２０を切り替える点で、第１の実施形態の電源システム１と相違する。以下、蓄電装置を他の蓄電装置と区別しない場合には、「蓄電装置２０」と記載する。
As shown in FIG. 6, the power supply system 1 </ b> A of the second embodiment includes a plurality of power storage devices 20-1, 20-2,..., And 20 -N (N is an arbitrary number of 1 or more). Of natural numbers). The power supply system 1A of the second embodiment is different from the power supply system 1 of the first embodiment in that the
蓄電装置２０は、第１の実施形態の蓄電装置２０と同様に、蓄電池ユニット２２と、第１のスイッチ２４とを含んでよいが、これに限定されない。蓄電装置２０は、図７に示すように、電力線１ｂ＃を介して、それぞれ電力変換装置１０Ａのコネクタ１０ｄ−１、１０ｄ−２、・・・、および１０ｄ−Ｎ（以下、他のコネクタと区別しない場合には、コネクタ１０ｄと記載する。）に接続される。蓄電装置２０−１、２０−２、・・・、および２０−Ｎの第１のスイッチ２４のうち、何れか一つの第１のスイッチ２４がオン状態に設定される。これにより、第１のスイッチ２４がオン状態に設定された蓄電装置２０は、電力線１ｂ＃およびコネクタ１０ｄを介して、制御部１４に駆動用電力を供給する。
The
蓄電装置２０は、信号線１ｃ＃および電力変換装置１０Ａのコネクタ１０ｅを介して、電力変換装置１０Ａの制御部１４にそれぞれ接続される。蓄電装置２０は、制御部１４により送信された制御信号に従って、第１のスイッチ２４をオン状態とオフ状態との間で切り替える。
電力変換装置１０Ａは、第１の実施形態の電源システム１に加えて、電力線Ｌ１０に接続された複数の第３のスイッチング素子ＴＲ３−１、ＴＲ３−２、・・・、およびＴＲ３−Ｎを含んでよいが、これに限定されない。以下の説明において、第３のスイッチング素子を他の第３のスイッチング素子と区別しない場合には、「第３のスイッチング素子ＴＲ３」と記載する。なお、第２の実施形態において、第３のスイッチング素子ＴＲ３は、電力変換装置１０Ａ内に設けられているが、これに限定されない。第３のスイッチング素子ＴＲ３は、各蓄電装置２０と制御部１４との間に設けられていればよく、蓄電装置２０とコネクタ１０ｄとの間に設けられていてもよい。
The
制御部１４は、信号線１ｃ＃を介して、複数の蓄電装置２０とそれぞれ通信を行う。これにより、制御部１４は、電力変換装置１０Ａに接続された蓄電装置２０の数、および蓄電装置２０の状態を取得する。
図８は、第２の実施形態において電力変換装置１０Ａに接続される蓄電装置２０を切り替える流れの一例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a flow of switching the
まず、制御部１４は、電力変換装置１０Ａに接続されている蓄電装置２０のうち、自身（制御部１４）に駆動用電力を供給している蓄電装置２０（以下、第１の蓄電装置２０と記載する。）のＳＯＣ（State of Charge）が低下したか否かを判定する（ステップＳ２００）。このとき、制御部１４は、第１の蓄電装置２０により送信された蓄電池ユニット２２のＳＯＣが所定の閾値を下回った場合に、ＳＯＣが低下したと判定する。
First, among the
制御部１４は、第１の蓄電装置２０のＳＯＣが低下したと判定した場合、新たに駆動用電力を供給する蓄電装置２０（以下、第２の蓄電装置２０と記載する）を決定する（ステップＳ２０２）。このとき、制御部１４は、第１の蓄電装置２０以外の蓄電装置２０により送信されたＳＯＣに基づいて、第２の蓄電装置２０を決定する。制御部１４は、複数の蓄電装置２０のうち最もＳＯＣが高い蓄電装置２０を第２の蓄電装置２０に決定してもよいが、これに限定されない。
When it is determined that the SOC of the first
次に、制御部１４は、第１の蓄電装置２０を電力変換装置１０Ａから切り離す（ステップＳ２０４）。このとき、制御部１４は、第１の蓄電装置２０に対応する第３のスイッチング素子ＴＲ３をオフ状態に切り替えると共に、第１の蓄電装置２０における第１のスイッチ２４をオフ状態に制御する。第１の蓄電装置２０に対応する第３のスイッチング素子ＴＲ３をオフ状態に切り替えた場合、制御部１４には、コンデンサＣ１に充電された電力が第２のスイッチ部１８を介して供給され、当該供給された電力を駆動用電力として動作を継続する。
Next,
次に、制御部１４は、第２の蓄電装置２０に対応した第３のスイッチング素子ＴＲ３をオン状態に切り替える（ステップＳ２０６）。次に、制御部１４は、第２の蓄電装置２０における第１のスイッチ２４をオン状態に切り替えるように制御する。このとき、制御部１４は、信号線１ｃ＃を介して、第１のスイッチ２４をオン状態に制御する制御信号を供給する。
Next, the
なお、第２の実施形態の電源システム１Ａは、第１の実施形態の電源システム１のように、所定の動作として、電力変換装置１０Ａの動作履歴情報を記憶部１６に記憶させる処理を行うこともできる。
Note that the power supply system 1A of the second embodiment performs a process of storing the operation history information of the
以上説明したように、第２の実施形態の電源システム１Ａによれば、第２の蓄電装置２０と、第２の蓄電装置２０と電力変換装置１０Ａとを接続する電力線１ｂ＃の途中に設けられた第３のスイッチング素子ＴＲ３（第５のスイッチ部）と、を備え、所定の動作として、第３のスイッチング素子ＴＲ３を導通状態に制御する。これにより、第２の実施形態の電源システム１Ａによれば、電力変換装置１０Ａに接続する蓄電装置２０を第１の蓄電装置２０から第２の蓄電装置２０に切り替える場合であっても、第１の蓄電装置２０を切り離した状態でコンデンサＣ１の電力に基づいて動作し、第２の蓄電装置２０を接続させることができる。この結果、第２の実施形態の電源システム１Ａによれば、第１の蓄電装置２０を適切に切り離して、第２の蓄電装置２０により供給された電力を用いて電力変換部１２の動作を継続することができる。
As described above, according to the power supply system 1A of the second embodiment, the second
さらに、第２の実施形態の電源システム１Ａによれば、電力変換装置１０Ａに接続される蓄電容量を向上させることができ、第１の蓄電装置２０のＳＯＣが低下した場合であっても、動作を継続することができる。また、第２の実施形態の電源システム１Ａによれば、第３のスイッチング素子ＴＲ３を切り替える動作により、駆動用電力の供給元を第１の蓄電装置２０から第２の蓄電装置２０に簡単に切り替えることができる。
Furthermore, according to the power supply system 1A of the second embodiment, the storage capacity connected to the
（変形例）
図９は、変形例の電力変換装置１０Ｂの一例を示す図である。変形例の電力変換装置１０Ｂは、第１のスイッチ２４と制御部１４とを接続する電力線のうち、第２のスイッチ部１８と制御部１４とを接続する電力線Ｌ１２に、コンデンサＣ１を含む第１の分岐線、抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１を接地端子Ｇ１２に接続する第２の分岐線を設けている。また、変形例の電力変換装置１０Ｂは、第２のスイッチ部１８に並列に接続された第２のスイッチング素子ＴＲ２を備えていない。
(Modification)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a
変形例の電力変換装置１０Ｂは、第１のスイッチ２４または第２のスイッチ部１８が遮断状態になった場合に、コンデンサＣ１の電力に基づいて制御部１４が動作する。制御部１４は、所定の動作が完了した場合に、第１のスイッチング素子ＴＲ１を導通状態に制御する。これにより、変形例の電力変換装置１０Ｂは、コンデンサＣ１の電荷を抵抗体Ｒ１および第１のスイッチング素子ＴＲ１を介して接地端子Ｇ１２に放電することができる。
In the
変形例の電力変換装置１０Ｂによれば、第１の実施形態の電源システム１と同様に、例えば、所定の動作として、電力変換装置１０Ｂの動作履歴情報を記憶部１６に記憶させることで、適切に停止処理を行うことができる。また、変形例の電力変換装置１０Ｂによれば、第２の実施形態の電力変換装置１０Ａのように、複数の蓄電装置２０に対応した第３のスイッチング素子ＴＲ３を備えることで、所定の処理として、駆動用電力を供給する蓄電装置２０を切り替えることができる。
According to the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、蓄電装置２０の第１のスイッチ２４と信号線１ｃで接続され、第１のスイッチ２４の状態に対応した接点信号に基づいて、電力変換装置１０が蓄電装置２０からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始する制御部を持つことにより、電力変換装置を蓄電池装置から適切に切り離すことができる。
According to at least one embodiment described above, the
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１、１Ａ…電源システム、１０、１０Ａ、１０Ｂ…電力変換装置、１２…電力変換部、１４…制御部、１６…記憶部、１８…第２のスイッチ部、２０…蓄電装置、２２…蓄電池ユニット、２２ａ…蓄電池セル、２４…第１のスイッチ、３０…発電装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ...
Claims (9)
前記第１の蓄電装置と第１の電力線を介して接続され、前記第１の蓄電装置から供給された電力を変換する電力変換部、前記第１のスイッチ部と制御部とを接続する第２の電力線の途中に設けられた第２のスイッチ部、および前記第２のスイッチ部を介して前記第１の蓄電装置から供給された電力により動作して前記電力変換部を制御する前記制御部を備える電力変換装置と、を備え、
前記制御部は、前記第１のスイッチ部と信号線で接続され、前記第１のスイッチ部の状態に対応した接点信号に基づいて、前記電力変換装置が前記第１の蓄電装置からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始する、
電源システム。 A first power storage device comprising a first storage battery, and a first switch connected to the first storage battery;
A power conversion unit that is connected to the first power storage device via a first power line and converts the power supplied from the first power storage device, and a second that connects the first switch unit and the control unit. A second switch unit provided in the middle of the power line, and the control unit that operates by the power supplied from the first power storage device via the second switch unit and controls the power conversion unit. A power conversion device comprising:
The control unit is connected to the first switch unit through a signal line, and the power conversion device supplies power from the first power storage device based on a contact signal corresponding to the state of the first switch unit. Start a predetermined action to be executed without receiving
Power system.
請求項１に記載の電源システム。 The control unit further detects a voltage value of electric power supplied by the first power storage device, and starts the predetermined operation when the voltage value falls below a reference value.
The power supply system according to claim 1.
前記制御部は、さらに、前記コネクタの接続状態に基づいて、前記所定の動作を開始する、
請求項１または２に記載の電源システム。 The power converter is connected to the second power line by a connector;
The control unit further starts the predetermined operation based on a connection state of the connector.
The power supply system according to claim 1 or 2.
前記制御部は、さらに、前記第２のスイッチ部が遮断状態になった場合に、前記第３のスイッチ部を導通状態に切り替える、
請求項１から３の何れか１項に記載の電源システム。 A third switch unit provided in parallel with the second switch unit;
The control unit further switches the third switch unit to a conductive state when the second switch unit is in a cut-off state.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記コンデンサから供給される電力を用いて前記所定の動作を行い、前記所定の動作を完了した場合に、前記第４のスイッチ部を導通状態に制御して前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電させる、
請求項１から４のうち何れか１項に記載の電源システム。 The power conversion device includes a first branch line branched from the second power line and having a capacitor attached thereto, and a second branch branched from the second power line and connected to a ground terminal via a fourth switch unit. A branch line, and
The control unit performs the predetermined operation using electric power supplied from the capacitor, and when the predetermined operation is completed, the control unit controls the fourth switch unit to be in a conductive state and is stored in the capacitor. Discharge
The power supply system according to any one of claims 1 to 4.
前記制御部は、前記所定の動作として、前記電力変換装置の動作履歴情報を前記記憶部に記憶させる、
請求項１から５のうち何れか１項に記載の電源システム。 The power conversion device includes a storage unit,
The control unit causes the storage unit to store operation history information of the power conversion device as the predetermined operation.
The power supply system according to any one of claims 1 to 5.
前記第２の蓄電装置と前記電力変換装置とを接続する第３の電力線の途中に設けられた第５のスイッチ部と、を備え、
前記制御部は、前記所定の動作として、前記第５のスイッチ部を導通状態に制御する、
請求項１から６のうち何れか１項に記載の電源システム。 A second power storage device comprising a second storage battery;
A fifth switch unit provided in the middle of a third power line connecting the second power storage device and the power converter,
The control unit controls the fifth switch unit to a conductive state as the predetermined operation.
The power supply system according to any one of claims 1 to 6.
前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置に対して着脱可能である、
請求項１から７のうち何れか１項に記載の電源システム。 The first power storage device and the power conversion device are separate bodies,
The first power storage device is detachable from the power converter;
The power supply system according to any one of claims 1 to 7.
前記蓄電装置の第１のスイッチ部と制御部とを接続する第２の電力線の途中に設けられた第２のスイッチ部と、
前記第２のスイッチ部を介して前記第１の蓄電装置から供給された電力により動作して前記電力変換部を制御する前記制御部を備え、
前記制御部は、前記第１のスイッチ部と信号線で接続され、前記第１のスイッチ部の状態に対応した接点信号に基づいて、自装置が前記第１の蓄電装置からの電力供給を受けずに実行する所定の動作を開始する、
電力変換装置。 A power conversion unit connected to the power storage device via the first power line and converting the power supplied from the power storage device;
A second switch unit provided in the middle of a second power line connecting the first switch unit and the control unit of the power storage device;
Including the control unit that operates by the power supplied from the first power storage device via the second switch unit and controls the power conversion unit;
The control unit is connected to the first switch unit through a signal line, and the device receives power supply from the first power storage device based on a contact signal corresponding to a state of the first switch unit. Start a predetermined action to be performed without
Power conversion device.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11183850B2 (en) | 2018-07-26 | 2021-11-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion system |
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2015
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