JP2019176687A - Power control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力制御システムに関するものであり、より詳細には、バッテリ、コンバータ等を備えるバッテリシステムと、発電装置を備える電力制御システムに関する。 The present invention relates to a power control system, and more particularly to a battery system including a battery, a converter, and the like, and a power control system including a power generator.
人工衛星の電力制御は従来から余剰電力制御(シャント制御)が基本であり、人工衛星の電力制御システムは、「シャント回路+バッテリ充電器(+バッテリ放電器)」という基本構成が一般的である。系統電源がない宇宙環境においては、太陽電池の発生電力を効率良くバス機器に供給することが最優先であり、太陽電池の出力電力をコンバータ等の電力変換装置を介することなくバス機器に供給できるシャント制御は宇宙機にとって最適な電力制御手法であると認識されている。 Conventionally, the power control of the satellite is based on the surplus power control (shunt control), and the power control system of the satellite generally has a basic configuration of “shunt circuit + battery charger (+ battery discharger)”. . In space environments where there is no grid power supply, the highest priority is to efficiently supply the power generated by the solar cell to the bus device, and the output power of the solar cell can be supplied to the bus device without going through a power converter such as a converter. Shunt control is recognized as an optimal power control method for spacecraft.
一方で、打上能力に制限のある宇宙機においては機器の小型軽量化が必要であり、上述のような「シャント回路+バッテリ充電器(+バッテリ放電器)」という基本構成をベースに高性能な電力変換デバイスの適用等により小型軽量化が進められている(下記非特許文献1等参照)。また、シャント回路の小型化のため、不要時に太陽電池の発生電力を減少させる技術も考案されている(下記特許文献1〜3等参照)。
On the other hand, spacecrafts with limited launch capabilities require equipment to be smaller and lighter, and have high performance based on the basic configuration of “shunt circuit + battery charger (+ battery discharger)” as described above. Reduction in size and weight is being promoted by applying power conversion devices (see Non-Patent
人工衛星の必要電力は増加の傾向にあり、特に静止衛星の代表格である通信・放送衛星では数十kWという大電力が求められており、電力制御システムの更なる小型軽量化が求められている。しかしながら、従来の「シャント回路+バッテリ充電器(+バッテリ放電器)」という基本構成では、小型軽量化に限界がある。また、太陽電池の発生電力を減少させる手法においてもシャント回路を無くすことは困難、又はできたとしてもシャント回路よりも大規模な装置が必要となり現実的ではない。 The required power of artificial satellites is on the rise. Especially, communication and broadcasting satellites, which are typical geostationary satellites, require high power of several tens of kW, and further reduction in size and weight of power control systems is required. Yes. However, the conventional basic configuration of “shunt circuit + battery charger (+ battery discharger)” has a limit in reducing the size and weight. In addition, it is difficult to eliminate the shunt circuit even in the method of reducing the generated power of the solar cell, or even if possible, a larger-scale device than the shunt circuit is required, which is not practical.
このような状況は地上においても同様であり、また、電力制御システムにおいて、発電装置が太陽電池の場合についてのみならず、例えば、発電装置が風力発電装置や燃料電池等の発電装置の場合においても同様である。 Such a situation is the same on the ground, and in the power control system, not only when the power generation device is a solar cell, but also when the power generation device is a power generation device such as a wind power generation device or a fuel cell. It is the same.
そこで、本発明は、更に小型軽量化された、発電装置の発生電力の電力制御システムを提供することを目的の1つとする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power control system for generated power of a power generator that is further reduced in size and weight.
本発明の1つの態様は、発電装置と、バス機器と、少なくとも1つのバッテリシステムと、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して制御を行う統合制御装置とを備え、前記バス機器と前記少なくとも1つのバッテリシステムは、前記発電装置に並列に直接接続され、前記少なくとも1つのバッテリシステムの各々は、双方向電力変換装置とバッテリを含み、前記双方向電力変換装置の各々は、前記発電装置の出力電圧を変換して前記バッテリ側へ出力し、前記バッテリの出力電圧を変換して前記バス機器側へ出力することによって、前記バッテリの充放電を行い、前記統合制御装置が、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して所定の充放電制御を指示し、前記少なくとも1つのバッテリシステムが、前記バス機器のバス電圧の制御を行う電力制御システムを提供するものである。 One aspect of the present invention includes a power generation device, a bus device, at least one battery system, and an integrated control device that controls the at least one battery system, and the bus device and the at least one A battery system is directly connected in parallel to the power generator, each of the at least one battery system including a bidirectional power converter and a battery, each of the bidirectional power converters being an output voltage of the generator. And the battery is charged and discharged by converting the output voltage of the battery and outputting it to the bus device side, and the integrated control device is configured to output the at least one battery system. Predetermined charge / discharge control is instructed, and the at least one battery system is connected to the bus voltage of the bus device. There is provided a power control system for controlling.
前記発電装置は太陽電池であり、前記電力制御しては太陽電池回転機構を更に含み、前記統合制御装置は、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対する充放電制御及び前記太陽電池回転機構に対する回転制御を行うことにより、前記太陽電池の出力電力の制御及び前記バス機器のバス電圧の制御を行うものとすることができる。 The power generation device is a solar cell, and the power control further includes a solar cell rotation mechanism, and the integrated control device performs charge / discharge control for the at least one battery system and rotation control for the solar cell rotation mechanism. Thus, the output power of the solar cell and the bus voltage of the bus device can be controlled.
前記バス機器のバス電圧の制御は、前記バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにする制御であるものとすることができる。 The control of the bus voltage of the bus device may be control so that the value of the bus voltage is within a predetermined range with respect to a predetermined value.
前記統合制御装置は、日照モード時に、前記所定の充放電制御として、前記少なくとも1つのバッテリシステムのうちの第1のバッテリシステムに対してMPPT(最大電力追尾)モードを指示するものとすることができる。 The said integrated control apparatus shall instruct | indicate MPPT (maximum power tracking) mode with respect to the 1st battery system of the said at least 1 battery system as said predetermined | prescribed charge / discharge control at the time of sunshine mode. it can.
前記第1のバッテリシステムの第1のバッテリの電圧値が第1の電圧値となった場合、統合制御装置は、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステムに対して、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを充電する制御モードであるバス電圧一定充電モードを指示するものとすることができる。 When the voltage value of the first battery of the first battery system becomes the first voltage value, the integrated control device determines the value of the bus voltage with respect to the first battery system as the charge / discharge control. May be instructed to be in a constant bus voltage charging mode, which is a control mode for charging the battery so as to fall within a predetermined range with respect to a predetermined value.
前記第1のバッテリシステムの第1のバッテリの電圧値が第3の電圧値となった場合、統合制御装置は、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステムに対して、前記バス電圧一定充電モードを指示しつつ、前記太陽電池回転機構に指示し、前記太陽電池を回転させ、前記太陽電池に対する太陽光の入射角を調整することによって、前記太陽電池の出力電力を減少させるものとすることができる。 When the voltage value of the first battery of the first battery system becomes the third voltage value, the integrated control device sets the bus voltage constant for the first battery system as the charge / discharge control. Instructing the solar cell rotation mechanism while instructing the charging mode, rotating the solar cell, and adjusting the incident angle of sunlight with respect to the solar cell, thereby reducing the output power of the solar cell. be able to.
前記第1のバッテリシステムの第1のバッテリの電圧値が第5の電圧値となった場合、統合制御装置は、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステムに対して、バッテリを定電圧充電する制御モードである定電圧充電モードを指示するものとすることができる。 When the voltage value of the first battery in the first battery system becomes the fifth voltage value, the integrated control device supplies a constant voltage to the first battery system as the charge / discharge control. A constant voltage charging mode, which is a control mode for charging, can be indicated.
前記統合制御装置は、日陰モード時に、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステムに対して、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを放電する制御モードであるバス電圧一定放電モードを指示するものとすることができる。 In the shade mode, the integrated control device controls the first battery system to discharge the battery so that the bus voltage value falls within a predetermined range with respect to a predetermined value as the charge / discharge control. The mode may indicate a constant bus voltage discharge mode.
前記電力制御システムは予備バッテリを更に備え、前記予備バッテリは、前記第1のバッテリに直列又は並列に接続されたものとすることができる。 The power control system may further include a spare battery, and the spare battery may be connected to the first battery in series or in parallel.
前記双方向電力変換装置は、双方向DC/DCコンバータであるものとすることができる。 The bidirectional power converter may be a bidirectional DC / DC converter.
本発明の1つの態様は、発電装置と、バス機器と、少なくとも1つのバッテリシステムと、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して制御を行う統合制御装置とを備え、前記バス機器と前記少なくとも1つのバッテリシステムは、前記発電装置に並列に直接接続され、前記少なくとも1つのバッテリシステムの各々は、双方向電力変換装置とバッテリを含み、前記双方向電力変換装置の各々は、前記発電装置の出力電圧を変換して前記バッテリ側へ出力し、前記バッテリの出力電圧を変換して前記バス機器側へ出力することによって、前記バッテリの充放電を行う電力制御システムにおける電力制御方法であって、前記統合制御装置が、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して所定の充放電制御を指示し、前記少なくとも1つのバッテリシステムが、前記バス機器のバス電圧の制御を行う電力制御方法を提供するものである。 One aspect of the present invention includes a power generation device, a bus device, at least one battery system, and an integrated control device that controls the at least one battery system, and the bus device and the at least one A battery system is directly connected in parallel to the power generator, each of the at least one battery system including a bidirectional power converter and a battery, each of the bidirectional power converters being an output voltage of the generator. Is a power control method in a power control system that charges and discharges the battery by converting the output voltage of the battery and outputting it to the bus device side by converting the output voltage of the battery, The control device instructs predetermined charge / discharge control to the at least one battery system, and the at least one battery system Battery system, and provides a power control method for controlling a bus voltage of the bus instrument.
本発明の1つの態様は、前記電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供するものである。 One aspect of the present invention provides a program for causing a computer to execute the power control method.
本発明の1つの態様は、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供するものである。 One aspect of the present invention provides a computer-readable storage medium storing the program.
上記構成を有する本発明によれば、電力変換装置を介することなくバス機器に電力を供給し、更に小型軽量化された、発電装置の発生電力の電力制御システムを提供することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to provide a power control system for generated power of a power generator that supplies power to a bus device without going through a power converter and is further reduced in size and weight.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の1つの実施形態に係る電力制御システム1の全体構成を示す図である。電力制御システム1は、太陽電池10、太陽電池回転機構11、第1のバッテリシステム20、第2のバッテリシステム30、バス機器40、統合制御装置50を備える。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a
第1のバッテリシステム20、第2のバッテリシステム30、バス機器40は、太陽電池10に並列に直接接続されている。
The
太陽電池回転機構11は、太陽電池10を回転させて、太陽電池10に対する太陽光の入射角を変化させることによって、太陽電池の出力電力を変化させることができる。
The solar
第1のバッテリシステム20は、第1の電力変換装置である第1の双方向DC/DCコンバータ210、第1のバッテリ230を備える。同様に、第2のバッテリシステム30は、第2の双方向DC/DCコンバータ310、第2のバッテリ330を備える。
The
第1の双方向DC/DCコンバータ210は、第1の制御部211、第1の記憶部213を備える。同様に、第2の双方向DC/DCコンバータ310は、第2の制御部311、第2の記憶部313を備える。第1の双方向DC/DCコンバータ210、第2の双方向DC/DCコンバータ310は、それぞれPWM(パルス幅変調)によって太陽電池10の出力電圧を変換してバッテリ側へ出力し、第1のバッテリ230、第2のバッテリ330の出力電圧を変換してバス機器側へ出力することによって、第1のバッテリ230、第2のバッテリ330の充放電を行う。第1の制御部211、第2の制御部311は、それぞれの双方向DC/DCコンバータのPWMのデューティー比を制御する。また、各双方向DC/DCコンバータにおいては、図示しない各電圧計、電流計により、太陽電池10の動作電圧、出力電流、双方向DC/DCコンバータの入力側電圧値(バス電圧値)、出力側電圧値(バッテリ電圧値)、入力側電流値、出力側電流値等が測定されて、各制御部に入力される。
The first bidirectional DC /
統合制御装置50は、太陽電池10、バス機器40、各バッテリシステムの双方向DC/DCコンバータ、バッテリの電圧や電流、バッテリのSOC(State of Charge:充電率)等のシステム全体の状態を監視し、その監視結果に基づいて、また日照モード、日陰モードのいずれのモードかに基づいて、どの双方向DC/DCコンバータに対してどの制御モードを指示するかを判定し、各双方向DC/DCコンバータに対して、判定された制御モードを指示し、また、必要に応じて太陽電池回転機構11に対して回転角を指示する。本実施形態においては、制御モードは、MPPT(最大電力追尾)モード、定電流充電モード、定電流放電モード、定電圧充電モード、バス電圧一定充電モード、バス電圧一定放電モードの6つである。MPPTモードは太陽電池出力を最大化する制御を行う。定電流充電モードは、バッテリを定電流充電する制御を行う。定電流放電モードは、バッテリを定電流放電する制御を行う。定電圧充電モードは、バッテリを定電圧充電する制御を行う。バス電圧一定充電モードは、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを充電する制御を行う。バス電圧一定放電モードは、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを放電する制御を行う。
The integrated
ここで、各双方向DC/DCコンバータにおけるPWMのデューティー比の制御は、各双方向DC/DCコンバータの制御部が、統合制御装置50から送信された制御モード信号に基づいて行う。
Here, the control of the PWM duty ratio in each bidirectional DC / DC converter is performed based on the control mode signal transmitted from the
図2は、本実施形態に係る電力制御システム1の統合制御装置50のハードウエア構成の例を示す図である。統合制御装置50は、CPU50a、RAM50b、ROM50c、外部メモリ50d、入力部50e、出力部50f、通信部50gを含む。RAM50b、ROM50c、外部メモリ50d、入力部50e、出力部50f、通信部50gは、システムバス50hを介して、CPU50aに接続されている。各双方向DC/DCコンバータの制御部のハードウエア構成も同様である。図1に示される統合制御装置50の制御部の各部は、ROM50cや外部メモリ50dに記憶された各種プログラムが、CPU50a、RAM50b、ROM50c、外部メモリ50d、入力部50e、出力部50f、通信部50g等を資源として使用することで実現される。各双方向DC/DCコンバータの制御部についても同様である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
以上のシステム構成を前提に、本発明の1つの実施形態に係る電力制御システムの電力制御処理の例を以下に説明する。 Based on the above system configuration, an example of power control processing of the power control system according to one embodiment of the present invention will be described below.
(1)日照モード時の制御
まず、日照モード時の電力制御処理の例について説明する。図3は、本実施形態に係る電力制御システムの日照モード時の電力制御処理のフローチャートである。
(1) Control in the sunshine mode First, an example of the power control process in the sunshine mode will be described. FIG. 3 is a flowchart of power control processing in the sunshine mode of the power control system according to the present embodiment.
統合制御装置50は、第1のバッテリシステム20に対してMTTPモードを指示し、第2のバッテリシステム30に対して定電流充電モード又は定電流放電モードを指示し、第1の制御部211、第2の制御部311は、太陽電池10の出力を最大化すると共に、バス電圧の値が、所定の値であるバス基準電圧に対して所定の範囲内に収まるように制御する(S301)。該所定の値は、バス基準電圧に限定されるものではなく、他の任意の適切な値とすることができる。
The
第2のバッテリ330に対する充電が進み、統合制御装置50が、第1のバッテリ230の電圧値が第1の電圧値となったか、第2のバッテリ330の電圧値が第2の電圧値となったか、又はバス電圧の値がバス基準電圧に対して所定の範囲外となったことを検知すると(S303)、統合制御装置50は、第1のバッテリシステム20又は第2のバッテリシステム30に対してバス電圧一定充電モードを指示し、第1の制御部211又は第2の制御部311は、バス電圧がバス基準電圧に対して所定の範囲内に収まるように第1のバッテリ230又は第2のバッテリ330の充電量を増減させる。すなわち、バス電圧がバス基準電圧よりも低いときは、第1のバッテリ230又は第2のバッテリ330の充電量を減らし、バス電圧がバス基準電圧よりも高いときは、第1のバッテリ230又は第2のバッテリ330の充電量を増やして、バス電圧がバス基準電圧に対して所定の範囲内に収まるように制御する(S305)。バッテリ充電量の制御は、統合制御装置50が、第1のバッテリ230の電圧値が第1の電圧値となったか、又は第2のバッテリ330の電圧値が第2の電圧値となったことを検知した場合に換えて又は加えて、第1のバッテリ230のSOC値が第1のSOC値となったか、又は第2のバッテリ330のSOC値が第2のSOC値となったことを検知した場合に行ってもよい。
Charging of the
第2のバッテリ330に対する充電が更に進み、統合制御装置50が、第1のバッテリ230の電圧値が第3の電圧値となったか、又は第2のバッテリ330の電圧値が第4の電圧値となったことを検知すると(S307)、統合制御装置50は、太陽電池回転機構11に指示し、太陽電池10を回転させ、太陽電池10に対する太陽光の入射角を調整することによって、太陽電池の出力電力を減少させる(S309)。このとき、S305で開始されたバス電圧一定充電モードの制御は継続して行われる。太陽電池の回転制御は、統合制御装置50が、第1のバッテリ230の電圧値が第3の電圧値となったか、又は第2のバッテリ330の電圧値が第4の電圧値となったことを検知した場合に換えて又は加えて、第1のバッテリ230のSOC値が第3のSOC値となったか、又は第2のバッテリ330のSOC値が第4のSOC値となったことを検知した場合に行ってもよい。
Charging of the
ここで、電力制御システム1が宇宙機等の移動体に搭載される場合、太陽電池10の回転制御は姿勢制御に関わるため、制御タイミングの時間間隔が小さいと姿勢が不安定になる。そこで、そのような場合は、太陽電池10の回転制御タイミングの時間間隔が大きくなるようにするとよい。例えば、回転制御タイミングの時間間隔そのものを大きくしてもよいし、バス基準電圧に対して複数の閾値レベル(例えば、バス基準電圧50Vに対して、+1V、+2V、+3V、・・・)を設定し、各閾値レベルに達した場合に回転制御を行うようにしてもよい。
Here, when the
太陽電池10に対する回転制御によって太陽電池10の出力電圧を減少させても、統合制御装置50が、第1のバッテリ230の電圧値が第5の電圧値となったか、又は第2のバッテリ330の電圧値が第6の電圧値となったことを検知すると(S311)、統合制御装置50は、第1のバッテリシステム20又は第2のバッテリシステム30に対して定電圧充電モードを指示し、第1のバッテリ230及び/又は第2のバッテリ330を保護する(S313)。
Even if the output voltage of the
(2)日陰モード時の制御
次に、日陰モード時の電力制御処理の例について説明する。統合制御装置50は、第1のバッテリシステム20に対してバス電圧一定放電モードを指示し、第2のバッテリシステム30に対して定電流放電モード又はバス電圧一定放電モードを指示し、第1のバッテリシステム20、第2のバッテリシステム30は、バス機器40に対して電力を供給すると共に、バス電圧の値がバス基準電圧に対して所定の範囲内に収まるように制御する。
(2) Control in shade mode Next, an example of power control processing in the shade mode will be described. The
本実施形態によれば、双方向DC/DCコンバータは、従来の電力制御システムの基本構成のバッテリ充電器の一部改良で構築できることから、従来の電力制御システムの基本構成のシャント回路及びバッテリ放電器を不要とすることができ、機器の大幅な削減が可能となる。そして、シャント制御の利点である太陽電池をバス機器に直結する構成は維持しつつ、小型軽量化を実現することができる。 According to this embodiment, since the bidirectional DC / DC converter can be constructed by partially improving the battery charger having the basic configuration of the conventional power control system, the shunt circuit and the battery discharge having the basic configuration of the conventional power control system can be constructed. Electric appliances can be eliminated, and the equipment can be greatly reduced. And the size and weight reduction can be implement | achieved, maintaining the structure which connects the solar cell which is the advantage of shunt control to bus equipment directly.
上記実施形態においては、太陽電池10に対して、複数の双方向DC/DCコンバータが並列に接続されているため、双方向DC/DCコンバータ間の制御干渉が生じうる。よって、この制御干渉を低減するための装置を設けてもよい。複数の双方向DC/DCコンバータ間の制御干渉低減技術は、例えば、岩佐稔、内藤均、艸分宏昌,“分散協調制御を適用した宇宙機電源システムの研究”,電子情報通信学会技術研究報告 EE 電子通信エネルギー技術,一般社団法人電子情報通信学会,2016年1月21日,第115巻,第429号,pp.115-120等に開示されている技術を用いることができ、その詳細な説明は省略する。
In the above embodiment, since a plurality of bidirectional DC / DC converters are connected in parallel to the
上記実施形態においては、バッテリシステムの数は2つであったが、バッテリシステムの数は、1つ以上の任意の適切な数とすることができる。ここで、バッテリシステムの数が1つの場合の制御モードは、日照時の制御のステップ301においては、MPPTモードとする。ただし、バス電圧の値がバス基準電圧を上回ることが検知された場合は、バス電圧一定充電モードとし、下回ることが検知された場合は、バス電圧一定放電モードとし、バス電圧の値が所定の値となることが検知されると、再びMPPTモードとする。また、日陰時の制御においては、バス電圧一定放電モードとする。
In the above embodiment, the number of battery systems is two. However, the number of battery systems may be any appropriate number of one or more. Here, the control mode when the number of battery systems is one is the MPPT mode in
上記実施形態において、各バッテリに予備バッテリが直列又は並列に接続される構成ともよい。そのような構成によれば、従来、シャントにより捨てていた余剰電力を予備バッテリに蓄えることにより、異常等の抗たん性が向上する。 In the above-described embodiment, a configuration may be employed in which a spare battery is connected to each battery in series or in parallel. According to such a configuration, the surplus power that has conventionally been thrown away by the shunt is stored in the spare battery, thereby improving the resistance to abnormality and the like.
上記実施形態においては、統合制御装置50と各双方向DC/DCコンバータの制御部は別個なものとして構成されていたが、統合制御装置50の一部又は全部は、各双方向DC/DCコンバータの制御部の1つ又は複数に含まれる構成としてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、すべてのバッテリシステムの双方向電力変換装置を、双方向DC/DCコンバータとしたが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の電力変換装置を用いることができる。 In the above embodiment, the bidirectional power converters of all battery systems are bidirectional DC / DC converters, but the present invention is not limited to this, and any other appropriate power converter can be used. it can.
上記実施形態においては、発電装置を太陽電池としたが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の発電装置とすることができる。 In the said embodiment, although the electric power generating apparatus was a solar cell, it is not limited to this, It can be set as other appropriate arbitrary electric power generating apparatuses.
以上、本発明について、例示のためにいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細について、様々な変形及び修正を行うことができることは、当業者に明らかであろう。 Although the present invention has been described above with reference to several embodiments for purposes of illustration, the present invention is not limited thereto and various forms and details may be used without departing from the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that variations and modifications can be made.
1 電力制御システム
10 太陽電池
11 太陽電池回転機構
20 第1のバッテリシステム
30 第2のバッテリシステム
40 バス機器
50 統合制御装置
210 第1の双方向DC/DCコンバータ
310 第2の双方向DC/DCコンバータ
211 第1の制御部
311 第2の制御部
213 第1の記憶部
313 第2の記憶部
230 第1のバッテリ
330 第2のバッテリ
DESCRIPTION OF
Claims (16)
バス機器と、
少なくとも1つのバッテリシステムと、
前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して制御を行う統合制御装置と、
を備え、
前記バス機器と前記少なくとも1つのバッテリシステムは、前記発電装置に並列に直接接続され、
前記少なくとも1つのバッテリシステムの各々は、双方向電力変換装置とバッテリを含み、
前記双方向電力変換装置の各々は、前記発電装置の出力電圧を変換して前記バッテリ側へ出力し、前記バッテリの出力電圧を変換して前記バス機器側へ出力することによって、前記バッテリの充放電を行い、
前記統合制御装置が、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して所定の充放電制御を指示し、前記少なくとも1つのバッテリシステムが、前記バス機器のバス電圧の制御を行う電力制御システム。 A power generator,
Bus equipment,
At least one battery system;
An integrated control device for controlling the at least one battery system;
With
The bus device and the at least one battery system are directly connected in parallel to the power generation device,
Each of the at least one battery system includes a bidirectional power converter and a battery;
Each of the bidirectional power converters converts the output voltage of the power generator and outputs it to the battery side, converts the output voltage of the battery and outputs it to the bus device side, thereby charging the battery. Discharge,
The power control system, wherein the integrated control device instructs predetermined charge / discharge control to the at least one battery system, and the at least one battery system controls a bus voltage of the bus device.
太陽電池回転機構を更に含み、
前記統合制御装置は、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対する充放電制御及び前記太陽電池回転機構に対する回転制御を行うことにより、前記太陽電池の出力電力の制御及び前記バス機器のバス電圧の制御を行う請求項1に記載の電力制御システム。 The power generator is a solar cell;
A solar cell rotation mechanism;
The integrated control device performs control of output power of the solar cell and bus voltage of the bus device by performing charge / discharge control for the at least one battery system and rotation control for the solar cell rotation mechanism. Item 4. The power control system according to Item 1.
前記第1のバッテリシステムの第1のバッテリの電圧値が第1の電圧値となったか、又はバス電圧の値が前記所定の値に対して前記所定の範囲外となった場合、統合制御装置は、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステムに対して、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを充電する制御モードであるバス電圧一定充電モードを指示する請求項4に記載の電力制御システム。 The number of the at least one battery system is one;
When the voltage value of the first battery of the first battery system becomes the first voltage value or the value of the bus voltage is out of the predetermined range with respect to the predetermined value, the integrated control device Is a bus voltage constant charge mode which is a control mode for charging the battery so that the bus voltage value falls within a predetermined range with respect to a predetermined value for the first battery system as the charge / discharge control. The power control system according to claim 4, wherein:
前記第1のバッテリシステムの第1のバッテリの電圧値が第1の電圧値となったか、前記少なくとも1つのバッテリシステムのうちの第2のバッテリシステムの第2のバッテリの電圧値が第2の電圧値となったか、又はバス電圧の値が前記所定の値に対して前記所定の範囲外となった場合、統合制御装置は、前記充放電制御として、前記第1のバッテリシステム又は前記第2のバッテリシステムに対して、バス電圧の値が所定の値に対して所定の範囲内に収まるようにバッテリを充電する制御モードであるバス電圧一定充電モードを指示する請求項4に記載の電力制御システム。 A plurality of the at least one battery system;
The voltage value of the first battery of the first battery system has become the first voltage value, or the voltage value of the second battery of the second battery system of the at least one battery system is the second voltage value. When the voltage value is reached or the value of the bus voltage is out of the predetermined range with respect to the predetermined value, the integrated control device uses the first battery system or the second battery as the charge / discharge control. 5. The power control according to claim 4, instructing a battery voltage constant charge mode, which is a control mode for charging the battery so that the value of the bus voltage is within a predetermined range with respect to the predetermined value. system.
前記予備バッテリは、前記第1のバッテリに直列又は並列に接続された請求項1〜11のいずれか1項に記載の電力制御システム。 A spare battery,
The power control system according to claim 1, wherein the spare battery is connected in series or in parallel to the first battery.
バス機器と、
少なくとも1つのバッテリシステムと、
前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して制御を行う統合制御装置と、
を備え、
前記バス機器と前記少なくとも1つのバッテリシステムは、前記発電装置に並列に直接接続され、
前記少なくとも1つのバッテリシステムの各々は、双方向電力変換装置とバッテリを含み、
前記双方向電力変換装置の各々は、前記発電装置の出力電圧を変換して前記バッテリ側へ出力し、前記バッテリの出力電圧を変換して前記バス機器側へ出力することによって、前記バッテリの充放電を行う、
電力制御システムにおける電力制御方法であって、
前記統合制御装置が、前記少なくとも1つのバッテリシステムに対して所定の充放電制御を指示し、前記少なくとも1つのバッテリシステムが、前記バス機器のバス電圧の制御を行う電力制御方法。 A power generator,
Bus equipment,
At least one battery system;
An integrated control device for controlling the at least one battery system;
With
The bus device and the at least one battery system are directly connected in parallel to the power generation device,
Each of the at least one battery system includes a bidirectional power converter and a battery;
Each of the bidirectional power converters converts the output voltage of the power generator and outputs it to the battery side, converts the output voltage of the battery and outputs it to the bus device side, thereby charging the battery. Discharge,
A power control method for a power control system, comprising:
The power control method, wherein the integrated control device instructs predetermined charge / discharge control to the at least one battery system, and the at least one battery system controls a bus voltage of the bus device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210178926A1 (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method of controlling the same |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01214236A (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Nec Corp | Battery charging control circuit |
JPH0248299A (en) * | 1988-08-11 | 1990-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | Artificial satellite |
JPH02266833A (en) * | 1989-04-05 | 1990-10-31 | Nec Corp | Battery charge controller |
JPH03294912A (en) * | 1990-04-12 | 1991-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power unit |
JPH06121472A (en) * | 1992-10-08 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Power unit |
JPH06144399A (en) * | 1992-11-16 | 1994-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply unit |
JPH06266457A (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Photovoltaic power generating equipment capable of jointly using battery |
JPH07101400A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-18 | Toshiba Corp | Solar battery paddle control device |
JPH0884465A (en) * | 1994-07-22 | 1996-03-26 | Space Syst Loral Inc | Power converter of interleaving type |
JP2009033797A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Fuji Pureamu Kk | Power storage type photovoltaic power generation system |
JP2009531762A (en) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | アントワーヌ・カペル | Circuit and method for controlling the maximum power point for a solar generator incorporating a solar energy source and circuit |
JP2010110124A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Japan Aerospace Exploration Agency | Power system |
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 |
JP2017046532A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 日本電気株式会社 | Power control system, power control method, control method determination device, control method determination method and program |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3294912B2 (en) | 1993-06-30 | 2002-06-24 | 旭硝子株式会社 | Fluorine-containing ion exchange fiber and porous membrane |
US9997507B2 (en) | 2013-07-25 | 2018-06-12 | General Electric Company | Semiconductor assembly and method of manufacture |
DE102014206875A1 (en) | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Wacker Chemie Ag | Process for cleaning technical parts of metal halides |
JP6144399B1 (en) | 2016-09-30 | 2017-06-07 | 内外化学製品株式会社 | Steam condensate corrosion inhibitor and corrosion inhibition method |
-
2018
- 2018-03-29 JP JP2018065031A patent/JP7389977B2/en active Active
-
2023
- 2023-05-19 JP JP2023083164A patent/JP2023106511A/en active Pending
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01214236A (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Nec Corp | Battery charging control circuit |
JPH0248299A (en) * | 1988-08-11 | 1990-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | Artificial satellite |
JPH02266833A (en) * | 1989-04-05 | 1990-10-31 | Nec Corp | Battery charge controller |
JPH03294912A (en) * | 1990-04-12 | 1991-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power unit |
JPH06121472A (en) * | 1992-10-08 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Power unit |
JPH06144399A (en) * | 1992-11-16 | 1994-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply unit |
JPH06266457A (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Photovoltaic power generating equipment capable of jointly using battery |
JPH07101400A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-18 | Toshiba Corp | Solar battery paddle control device |
JPH0884465A (en) * | 1994-07-22 | 1996-03-26 | Space Syst Loral Inc | Power converter of interleaving type |
JP2009531762A (en) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | アントワーヌ・カペル | Circuit and method for controlling the maximum power point for a solar generator incorporating a solar energy source and circuit |
JP2009033797A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Fuji Pureamu Kk | Power storage type photovoltaic power generation system |
JP2010110124A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Japan Aerospace Exploration Agency | Power system |
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 |
JP2017046532A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 日本電気株式会社 | Power control system, power control method, control method determination device, control method determination method and program |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210178926A1 (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method of controlling the same |
US11938837B2 (en) * | 2019-12-16 | 2024-03-26 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method of controlling the same |
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---|---|
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