JP2019192562A - Storage battery state monitoring system - Google Patents
Storage battery state monitoring system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019192562A JP2019192562A JP2018086114A JP2018086114A JP2019192562A JP 2019192562 A JP2019192562 A JP 2019192562A JP 2018086114 A JP2018086114 A JP 2018086114A JP 2018086114 A JP2018086114 A JP 2018086114A JP 2019192562 A JP2019192562 A JP 2019192562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- connections
- monitoring system
- unit
- measurement
- 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
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄電池の状態を監視する蓄電池状態監視システム等の技術に関し、バックアップや出力変動緩和等の用途で常に負荷に接続される蓄電池群を対象として、通電して蓄電池の状態の測定や推定を行う技術に関する。 The present invention relates to a storage battery state monitoring system that monitors the state of a storage battery, and measures and estimates the state of a storage battery by energizing a storage battery group that is always connected to a load in applications such as backup and output fluctuation mitigation. It relates to the technology to do.
蓄電池状態監視システムでは、蓄電池の電圧、温度、内部インピーダンス等を測定し、測定データに基づいて蓄電池の放電容量等を推定し、蓄電池の寿命や劣化等の状態を検出する。蓄電池状態監視システムでは、蓄電池システムの蓄電池群に対して接続される測定装置(蓄電池状態測定装置)が設けられる。1台の測定装置には、1または複数の蓄電池が電気的接続される。例えば、蓄電池が単セルの鉛蓄電池である場合に、1台の測定装置に、直列接続された複数の単セルの鉛蓄電池が1ユニットとして接続される場合がある。 In the storage battery state monitoring system, the voltage, temperature, internal impedance, etc. of the storage battery are measured, the discharge capacity of the storage battery is estimated based on the measurement data, and the state of the storage battery such as life and deterioration is detected. In the storage battery state monitoring system, a measurement device (storage battery state measurement device) connected to the storage battery group of the storage battery system is provided. One measuring device is electrically connected to one or more storage batteries. For example, when the storage battery is a single-cell lead storage battery, a plurality of single-cell lead storage batteries connected in series may be connected to one measuring device as one unit.
蓄電池状態監視システムに係わる先行技術例として、特開2005−26153号公報(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、蓄電池監視システムとして、複数の蓄電池からなる組電池の温度を検出し、各単電池の電圧や内部抵抗を測定し、単電池の寿命を判定する旨が記載されている。
JP, 2005-26153, A (patent documents 1) is mentioned as a prior art example concerning a storage battery state monitoring system.
従来技術例の蓄電池状態監視システムおよび蓄電池システムでは、測定装置と蓄電池との接続構成として、例えば1台の測定装置に、所定数として3個または4個の蓄電池(例えば単セルの鉛蓄電池)が接続可能であった。要件および設計に応じて、1つの蓄電池システム全体では、複数の各々の測定装置は、3個または4個のいずれか一方の所定数の蓄電池の接続構成のみで、実装、運用される必要があった。言い換えると、従来技術例の蓄電池状態監視システムおよび蓄電池システムでは、3個の蓄電池の接続構成の測定装置と、4個の蓄電池の接続構成の測定装置との混在は許容されていなかった。 In the storage battery state monitoring system and the storage battery system of the prior art example, as a connection configuration between the measurement device and the storage battery, for example, one measurement device has three or four storage batteries (for example, a single cell lead storage battery) as a predetermined number. Connection was possible. Depending on the requirements and design, in a whole storage battery system, each of a plurality of measuring devices needs to be implemented and operated only with a connection configuration of a predetermined number of storage batteries, either three or four. It was. In other words, in the storage battery state monitoring system and the storage battery system of the prior art example, mixing of a measuring device having a connection configuration of three storage batteries and a measuring device having a connection configuration of four storage batteries was not allowed.
そのため、従来技術例の蓄電池システムで実現できる蓄電池総数およびそれによる電力は、3倍数または4倍数の一方によるものであり、パターンとして限られ、実装の自由度が小さかった。また、仮に、1つの蓄電池システム内で、3個の蓄電池の接続構成の測定装置と4個の蓄電池の接続構成の測定装置とを混在させた場合、異なる種類の測定データが混在する。上位装置では、それらの測定データに対し、同じ閾値や計算式を用いて状態推定計算等を行うので、正確な推定や判定ができない。 For this reason, the total number of storage batteries that can be realized by the storage battery system according to the related art example and the resulting power are one of three times or four times, which is limited as a pattern and has a low degree of freedom in mounting. Further, if a measuring device having a connection configuration of three storage batteries and a measuring device having a connection configuration of four storage batteries are mixed in one storage battery system, different types of measurement data are mixed. The host device performs state estimation calculation and the like on the measurement data using the same threshold value and calculation formula, so accurate estimation and determination cannot be performed.
本発明の目的は、蓄電池状態監視システムの技術に関して、蓄電池システム内での測定装置と蓄電池との接続構成の自由度を高くでき、より高精度の測定や状態推定ができる技術を提供することである。 The purpose of the present invention is to provide a technology that can increase the degree of freedom of the connection configuration between the measuring device and the storage battery in the storage battery system, and can perform more accurate measurement and state estimation regarding the technology of the storage battery state monitoring system. is there.
本発明のうち代表的な実施の形態は、蓄電池状態監視システムであって、以下に示す構成を有することを特徴とする。一実施の形態の蓄電池状態監視システムは、蓄電池群に対して接続される複数の測定装置と、前記複数の測定装置に対して接続される上位装置と、を備え、前記複数の測定装置は、所定の接続数として第1数の蓄電池が接続される第1種測定装置と、第2数の蓄電池が接続される第2種測定装置との混在が許容され、前記複数の測定装置の各々の測定装置は、前記接続数を含む第1構成情報を把握し、前記接続数の蓄電池のうちの対象の蓄電池毎に、電圧の測定値を含む測定データを取得し、前記上位装置は、前記各々の測定装置の前記接続数を含む第2構成情報を把握し、前記測定装置から前記測定データを取得し、前記測定データに係わる前記接続数を確認し、前記接続数に応じた設定情報を用いて、前記対象の蓄電池毎の放電容量を含む状態を推定する計算処理を行う。 A typical embodiment of the present invention is a storage battery state monitoring system having the following configuration. The storage battery state monitoring system of an embodiment includes a plurality of measurement devices connected to a storage battery group, and a host device connected to the plurality of measurement devices, and the plurality of measurement devices are Mixing of the first type measuring device to which the first number of storage batteries are connected as the predetermined number of connections and the second type measuring device to which the second number of storage batteries are connected is permitted, and each of the plurality of measuring devices is allowed to be mixed. The measuring device grasps the first configuration information including the number of connections, acquires measurement data including a measured value of voltage for each target storage battery among the storage batteries of the number of connections, The second configuration information including the number of connections of the measurement device is obtained, the measurement data is obtained from the measurement device, the number of connections related to the measurement data is confirmed, and setting information corresponding to the number of connections is used. Including the discharge capacity of each target storage battery. It performs calculation processing for estimating the state.
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、蓄電池状態監視システムの技術に関して、蓄電池システム内での測定装置と複数の蓄電池との接続構成の自由度を高くでき、より高精度の測定や状態推定ができる。 According to a typical embodiment of the present invention, regarding the technology of the storage battery state monitoring system, the degree of freedom of the connection configuration between the measurement device and the plurality of storage batteries in the storage battery system can be increased, and more accurate measurement or State estimation is possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図1〜図11を用いて、本発明の実施の形態1の蓄電池状態監視システムについて説明する。実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、1つの蓄電池システム内における、複数の各々の測定装置と複数の蓄電池との接続構成として、1台の測定装置に接続される蓄電池(例えば単セルの鉛蓄電池)の数を接続数Xとして、第1数(X=3)の接続構成と、第2数(X=4)の接続構成との2種類の接続構成の混在が許容される。
(Embodiment 1)
The storage battery state monitoring system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the storage battery state monitoring system of the first embodiment, a storage battery (for example, a single cell lead) connected to one measurement device as a connection configuration of each of the plurality of measurement devices and the plurality of storage batteries in one storage battery system. When the number of storage batteries is the number of connections X, a mixture of two types of connection configurations, that is, a first number (X = 3) connection configuration and a second number (X = 4) connection configuration is allowed.
実施の形態1の蓄電池状態監視システムは、その混在を可能とするハードウェアおよびソフトウェアの構成を有する。測定装置および上位装置は、その混在の構成を、構成情報として把握する。上位装置は、その混在の構成に対応させて、各測定装置からの測定データに係わる接続数Xに応じて、蓄電池毎の状態の推定計算や判定を行う。 The storage battery state monitoring system according to the first embodiment has a hardware and software configuration that allows the mixture thereof. The measuring device and the host device grasp the mixed configuration as configuration information. The host device performs estimation calculation and determination of the state of each storage battery according to the number of connections X related to the measurement data from each measurement device, corresponding to the mixed configuration.
[蓄電池状態監視システム(1)]
図1は、実施の形態1の蓄電池状態監視システムの構成を示す。実施の形態1の蓄電池状態監視システムは、上位装置10と、電源装置40(特にそのうちの複数の測定装置4)とを有し、これらが通信網102を通じて接続されている。電源装置40は、監視対象である蓄電池群50と、蓄電池群50に接続される複数(m個)の測定装置4とを有し、それらが接続されている。蓄電池群50は、直列接続された複数(n個)の蓄電池5である組電池を有し、それらの正極および負極の端子が制御電源装置60と接続されている。制御電源装置60は、通信網102と接続されている。
[Storage battery status monitoring system (1)]
FIG. 1 shows the configuration of the storage battery state monitoring system of the first embodiment. The storage battery state monitoring system according to the first embodiment includes a
顧客拠点(顧客環境)等において、常時稼働の必要がある重要な機器やシステム等(一例としてデータセンタ)である負荷72を有する。負荷72には、蓄電池群50を含む電源装置40、および制御電源装置60が接続される場合がある。電源装置40の蓄電池群50は、制御電源装置60を通じて、負荷72等に常に電気的接続されている。
At a customer base (customer environment) or the like, it has a
制御電源装置60は、例えば無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power Supply)、電力制御装置(PCS:Power Conditioning System)、直流電源装置等である。制御電源装置60は、充放電制御部61を含み、蓄電池群50に対する充電および放電を制御する装置である。制御電源装置60は、電力系統(商用電源)71、負荷72、発電装置73等と接続されている。電力系統(商用電源)71は、交流電力を供給する。負荷72は、バックアップや出力変動緩和等の対象となる、顧客拠点の任意の機器やシステムである。発電装置73は、無い場合もあるが、発電電力を供給する。制御電源装置60は、電力系統71からの充電や、発電装置73からの発電電力による充電を行い、負荷72に対する放電を行う。制御電源装置60は、例えば、顧客環境の停電の検出時には、蓄電池群50に充電されている電力に基づいて、負荷72への放電を行う。制御電源装置60は、例えば、停電からの復帰の検出時には、電力系統71等からの電力に基づいて、蓄電池群50への充電を行う。充電によって蓄電池5の充電状態が100%に近付けられる。
The
蓄電池群50は、通常時には、制御電源装置60の制御に基づいて、商用電源71からの供給電力による充電の動作が行われる。蓄電池群50は、非常時等には、制御電源装置60の制御に基づいて、負荷72への放電の動作が行われる。例えば、停電や瞬断等、商用電源71からの電力供給が途絶えた場合、あるいはその電力を利用しない場合や利用できない場合(「非常時」)が発生し得る。非常時等の場合にも、電源装置40から制御電源装置60を通じて負荷72に電力供給を継続できる。なお、電源装置40および制御電源装置60等を含むシステムを、蓄電池システムと記載する場合がある。蓄電池群50は、並列接続された組電池を有してもよい。
The
また、制御電源装置60は、充電や放電に係わる状態検出値や情報(充放電情報INFとする)を有し、その充放電情報INFを出力する機能を有する。上位装置10等の装置は、通信網102を通じて、制御電源装置60から、充放電情報INFを取得して、監視等に利用することができる。充放電情報INFは、例えば、充電や放電の有無や日時、充放電の際に蓄電池群50に流れる電流の検出値、等が挙げられる。なお、蓄電池5の内部抵抗のうちの直流成分である直流抵抗値については、充放電情報INFに基づいて、蓄電池5の充放電時の電圧値、電流値を用いて計算できる。
Further, the control
蓄電池5は、放電が何回も行われるにつれて、放電容量が徐々に低下し、寿命に近付く。また、蓄電池5は、非動作状態でも経年劣化する。蓄電池5の放電容量の低下による寿命や、劣化による故障等の状態になった場合、電源装置40の蓄電池群50による最適な放電動作ができない。そのため、蓄電池状態監視システムを用いて、自動的に、蓄電池群50の状態を監視し、蓄電池5の寿命や劣化等を検出することが有効である。蓄電池状態監視システムは、蓄電池5の電圧、温度、内部インピーダンス等を測定し、測定値を用いて、蓄電池5の充電状態(State of charge)や放電容量(discharged capacity)を推定する。これにより、蓄電池状態監視システムは、蓄電池5の寿命時期等を判定し、ユーザに対してアナウンス情報等を出力する。
As the
電源装置40において、複数の測定装置4における各測定装置4は、蓄電池状態測定装置である。1台の測定装置4は、所定の最大数(例えば4個)までの所定の複数(接続数X)の蓄電池5と接続されている。特に、各測定装置4は、接続数Xとして3個(第1数)または4個(第2数)のいずれかの数の蓄電池5が接続される接続構成を有する。図1の構成例では、1つの蓄電池システム内で、第1種としてX=3個の蓄電池5と接続された測定装置4(例:ID=C1)と、第2種としてX=4個の蓄電池5と接続された測定装置4(例:ID=C2)とが混在している。
In the
測定装置4は、直列接続された複数(接続数X)の蓄電池5を1ユニットとした単位で、および各々の蓄電池5毎の単位で、電圧(端子間電圧)、温度(近傍温度)、および内部インピーダンスを測定する機能を有する。測定装置4は、例えば、蓄電池5の正極端子と負極端子との端子間の電圧値を常時に測定する。また、測定装置4は、例えば、蓄電池5に近接した位置に設けられた温度センサを用いて、蓄電池5の近傍温度を常時に測定する。また、測定装置4は、例えば、蓄電池5の端子間に、内部抵抗に対応する内部インピーダンスを測定するための所定の測定周波数(例えば2種類以上の各測定周波数)の電流波形を印加し、それに対する応答電圧波形を測定する。その応答電圧波形のデータから内部インピーダンスが計算可能である。測定装置4は、それらの電圧、温度、および内部インピーダンスを含む測定データをメモリに記憶保持し、上位装置10に送信する。
The measuring
測定装置4は、接続数把握部140を備える。接続数把握部140は、自身の測定装置4に接続されている蓄電池5の数を、接続数Xとして把握する。測定装置4は、接続数Xを含む、自身の測定装置4および接続される蓄電池5の構成に関する構成情報(第1構成情報)を、メモリに記憶保持し、上位装置10に通知する。測定装置4は、自身に係わる構成が変更された場合には、構成情報を更新し、上位装置10へ通知する。
The measuring
上位装置10は、監視対象となる電源装置40の蓄電池群50の状態に係わる監視処理を行う監視処理装置である。上位装置10は、各測定装置4から測定データを取得して記憶手段に保存し、蓄電池5毎の状態を監視する。上位装置10は、測定データに基づいて、各蓄電池5の状態を推定する計算処理を行い、蓄電池5の健全性確認、寿命推定、劣化等の判定、検出を行う。上位装置10は、状態推定結果等を含む監視情報を作成、保存し、ユーザに対して出力する。
The
上位装置10は、監視アプリケーション101を備える。監視アプリケーション101は、上位装置10のCPU等のハードウェアに基づいたソフトウェアプログラム処理によって、監視処理を行う。監視アプリケーション101は、機能ブロックとして、測定データ取得部101A、放電容量推定部101B、GUI部101C、構成把握部101Dを含む。
The
測定データ取得部101Aは、通信網102を通じて、電源装置40の複数の各測定装置4との通信に基づいて、測定データを取得する。測定データは、測定日時、測定装置4のID等の情報や、蓄電池5の各パラメータ(電圧、温度、内部インピーダンス)の測定値を含む。
The measurement
放電容量推定部101Bは、測定データや設定情報を用いて、蓄電池5毎の放電容量等を推定する計算処理を行い、推定結果情報を含む監視情報を作成する。上位装置10(監視アプリケーション101)は、測定データや監視情報等を、記憶手段に保持する。
The discharge
GUI部101Cは、ユーザ(監視作業者等)に対するグラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)としての画面等を提供する。GUI部101Cは、上位装置10に内蔵または接続される入力機器や出力機器の入出力インタフェースを含む。GUI部101Cは、ユーザの入力操作による指示等を受け付ける。GUI部101Cは、測定データや監視情報や構成情報を、所定の形式でまとめて、画面に表示する。ユーザは、画面を見ることで、電源装置40の蓄電池群50の状態や構成を認識できる。
The
構成把握部101Dは、蓄電池システム(電源装置40)の各測定装置4および各蓄電池5を含む構成を把握し、構成情報(第2構成情報)として一元管理する。構成把握部101Dは、ユーザによる設定、または測定装置4からの第1構成情報の通知に基づいて、自身が管理している第2構成情報を作成または更新する。構成把握部101Dは、測定装置4からの第1構成情報の通知を受信した場合、その第1構成情報を用いて、自身の第2構成情報の内容を最新の状態に更新する。
The
測定データ取得部101Aは、測定装置4からの測定データを取得した際、構成把握部101Dの構成情報の参照に基づいて、測定データの送信元の測定装置4の接続数X等の情報を確認する。なお、測定装置4が測定データ内に接続数X等の情報を記述している場合、測定データ取得部101Aは、取得した測定データ内のその情報を参照することで、接続数X等を確認できる。
When the measurement
放電容量推定部101Bは、測定データおよび接続数X等の情報に基づいて、蓄電池5毎の状態を推定する計算処理を行う。その際、放電容量推定部101Bは、測定装置4の接続数X(=3または4)に応じた閾値や計算式等を用いて、蓄電池5毎の放電容量等を推定する計算処理を行う。これにより、接続数Xの構成に合わせた正確な状態推定が可能である。
The discharge
蓄電池状態監視システムの上位装置10は、蓄電池5の使用時間に応じた標準的な更新時期をユーザに対してアナウンスする。それだけでなく、上位装置10は、蓄電池5の放電容量等の推定結果に基づいて、蓄電池5が寿命(寿命時期)に近付いた状態を検出し、その場合に、その蓄電池5の状態およびその蓄電池5の保守や更新や交換等の時期(保守時期と記載する)を判断して、ユーザに対してアナウンス情報を出力する。
The
[蓄電池状態監視システム(2−1)]
図2は、図1の実施の形態1の蓄電池状態監視システムの実装構成例を示す。図2の構成と図1の構成との対応関係としては、図1の上位装置10が、図2では、遠隔監視サーバ1、統括親機2、および親機3等で構成されている。図1の複数の測定装置4は、図2では複数の子機4として構成されている。図2のシステムの場合、複数の顧客拠点の各蓄電池システムの状態を遠隔監視サーバ1で一括して監視し、一元管理することができる。図2のシステムは、装置および通信に関するツリー状の階層構成を有する。
[Storage battery state monitoring system (2-1)]
FIG. 2 shows a mounting configuration example of the storage battery state monitoring system according to
図2の蓄電池状態監視システムを含むシステム全体は、遠隔監視サーバ1、ユーザ端末9、顧客拠点毎の蓄電池システムを有し、これらが広域通信網90を介して接続されている。広域通信網90は、インターネットやモバイル網等のインフラを含む。蓄電池システムは、制御装置20、複数の親機3、電源装置40、制御電源装置60等を含む。電源装置40は、複数の蓄電池装置6を含む。蓄電池装置6は、子機4と複数の蓄電池5とを含む。
The entire system including the storage battery state monitoring system of FIG. 2 has a
遠隔監視サーバ1は、クラウドコンピューティングシステム上のクラウドサーバとして構成されている。遠隔監視サーバ1は、対象となる顧客拠点の電源装置40の蓄電池群50について、遠隔監視処理を行うサーバ装置である。遠隔監視サーバ1は、設定情報、構成情報、測定データ、監視情報等のデータ/情報を、データベース(DB)100に格納し管理する。遠隔監視サーバ1は、図1の監視アプリケーション101に対応するアプリ(遠隔監視アプリケーション)を備える。遠隔監視サーバ1は、蓄電池5毎の状態の傾向管理を行い、閾値管理に基づいて蓄電池5毎の劣化や異常、および寿命を含む状態を推定し検出する。アプリは、監視処理機能として、放電容量等の状態の推定や、劣化等の状態の判定、検出を行う機能を有する。また、アプリは、測定値や計算値等のデータをグラフや表等の形式にして画面に表示する機能を有する。また、この蓄電池状態監視システムは、各装置間の接続構成や各装置間の通信異常等についても検出する機能を有する。
The
遠隔監視サーバ1は、統括親機2に対する指令の送信や、統括親機2からの測定データや構成情報の取得を行う。遠隔監視サーバ1は、取得した測定データをDB100に記憶し、必要に応じて読み出して画面にグラフや表等の形式で表示する。遠隔監視サーバ1は、対象の蓄電池5の測定データについて、構成情報に基づいて、蓄電池種類、接続数X、直列接続数、並列接続数等を確認する。遠隔監視サーバ1は、接続数X等に応じた計算式や閾値を参照して、蓄電池5毎の放電容量等の状態推定計算処理や寿命判定処理等を行う。遠隔監視サーバ1は、推定結果を含む監視情報を、画面にグラフや表等の形式で表示する。
The
ユーザ端末9は、ユーザ(遠隔監視作業者)が操作するクライアント端末であり、遠隔監視サーバ1等にアクセスする。遠隔監視サーバ1は、ユーザ端末9に対し、監視情報等を表示するGUI画面(例えばWebページ)を提供する。
The
制御装置20は、蓄電池システムの制御装置であり、統括親機2と、オプション構成の場合の現地監視PC21とを含む。現地監視PC21は、蓄電池状態監視システムにおけるオプション機能として顧客拠点での現地監視を行う場合に設けられる装置である。顧客毎に、遠隔監視サーバ1の代わりに現地監視PC21を使用してもよいし、使用しなくてもよいし、両方を使用してもよい。現地監視PC21には、遠隔監視サーバ1の機能と類似の監視処理機能を有する。現地監視PC21では、遠隔監視はできないが、状態推定等の基本的な監視機能を利用でき、外部への通信接続が不要であり、顧客拠点内で閉じた運用が可能である。例えば、顧客拠点で、セキュリティ等の観点から、外部との通信が制限される場合、現地監視PC21が使用される。
The
統括親機2は、下位に接続される複数の親機3を統括制御する装置であり、広域通信網90と接続して通信するゲートウェイ機能や、通信網70との通信インタフェース機能を備える。なお、統括親機2とは別にゲートウェイ機器が設けられてもよい。統括親機2は、上位の遠隔監視サーバ1と通信し、遠隔監視サーバ1からの指令に従って、複数の親機3を制御する。統括親機2は、通信網70を通じて複数の親機2から測定データ等を取得し、遠隔監視サーバ1に送信して保存させる。統括親機2は、複数(例えば最大8台。図2の例では2台)の親機3との通信が可能である。統括親機2と遠隔監視サーバ1との通信は、公共のモバイル通信を使用しつつ、セキュリティが確保される。統括親機2は、例えば設定された所定のスケジュールで、下位の装置群から測定データを収集する。
The
通信網70は、例えばEthernet(登録商標)が用いられ、例えば有線LANである。通信網70を通じて、統括親機2、複数の親機3、制御電源装置60が接続され、相互通信可能である。
The
複数の親機3と複数の子機(測定装置)4とは、無線通信網80を通じて無線接続され、相互通信可能である。無線通信網80は、例えばIEEE802.15.4に準拠する無線通信網である。親機3は無線通信親機であり、子機4は無線通信子機である。複数の親機3として、例えば2つの親機3(ID=P1,P2)を示す。親機3は、下位の複数の子機4から測定データ等を取得し、統括親機2へ送信する。親機3と子機4との間では、設定された無線周波数のチャネルで無線通信処理が行われる。親機3は、複数(例えば最大270台)の子機4との無線通信が可能である。
The plurality of
複数の親機3は、複数(n個)の子機4との通信を分担する構成を有する。例えば、一方の親機P1が半分の数の子機4を担当し、他方の親機P2が他の半分の数の子機4を担当する。あるいは、複数の親機3は、複数(n個)の子機4との通信を重複して担当する多重化構成を有してもよい。例えば、一方の親機P1および他方の親機P2がそれぞれ同じ複数(n個)の子機4と通信する。
The plurality of
顧客拠点の蓄電池システムでは、図1の負荷72に対して接続される、1つ以上の電源装置40を有する。電源装置40は、複数(m個)の子機(測定装置)4と、複数(n個)の蓄電池5が直列接続された組電池である蓄電池群50とを備え、それらが図1と同様に接続されている。蓄電池群50は、制御電源装置60と接続され、前述のように充放電が制御される。1つの子機4と複数(接続数X)の蓄電池5とを含む部分が、蓄電池装置(測定装置付き蓄電池)6として構成されている。
The storage battery system at the customer base has one or more
複数(m個)の子機4(ID=C1,C2,……,Cm)は、それぞれ前述の蓄電池状態測定装置である。子機4は、接続されている各蓄電池5の電圧、温度、および内部インピーダンスを測定し、測定データを記憶し、無線通信で親機3へ送信する。子機4は、例えば100ミリ秒毎の時間単位で電圧を常時測定し、例えば1秒毎の時間単位で温度を常時測定し、各測定値を保持する。子機4は、例えば5分の周期のタイミングで、電圧および温度の測定データを、親機3へ送信する。また、子機4は、親機3からの指令に基づいて、例えば1日1回の周期のタイミングで、内部インピーダンスを測定し、測定データを親機3へ送信する。
A plurality (m) of slave units 4 (ID = C1, C2,..., Cm) are the above-described storage battery state measuring devices. The subunit | mobile_unit 4 measures the voltage, temperature, and internal impedance of each
遠隔監視サーバ1や統括親機2等の装置(上位装置10)では、顧客拠点の蓄電池システムの設置時に、統括親機2、親機3、子機4、蓄電池5等の各装置を含むシステムの構成情報が設定される。この構成情報は、各装置のID(識別情報)や通信アドレスや数や種類、蓄電池5の直列接続数や並列接続数、接続関係、接続数X(子機セル数)、等の情報を含む。設定情報には、接続数Xに応じた閾値(推定用閾値、判定用閾値)を含む。遠隔監視サーバ1と統括親機2は、相互通信で、それぞれ構成情報を把握し、同期する。遠隔監視サーバ1は、DB100に構成情報を格納し、構成変更の際には更新する。接続数Xに対応する子機セル数は、子機4に接続される蓄電池5(単セルの鉛蓄電池)の数である。
In the devices (host device 10) such as the
本システムの各装置は、階層的に下位の装置の構成を把握し、上位の装置へ通知する機能を有する。例えば、子機4は、接続数把握部140を用いて、接続される蓄電池5の種類やID、接続数X等を把握し、第1構成情報を親機3へ通知する。親機3は、子機4の第1構成情報を把握し、統括親機2へ通知する。統括親機2は、親機3以下の構成情報を把握し、遠隔監視サーバ1へ通知する。遠隔監視サーバ1は、統括親機2からの通知等に基づいて、蓄電池システムの第2構成情報を把握する。
Each device of this system has a function of grasping the configuration of lower-level devices hierarchically and notifying higher-level devices. For example, the subunit |
設定情報のうちの閾値は、遠隔監視サーバ1のアプリ(上位装置10の監視アプリケーション101)等における、状態推定計算や寿命判定等の処理において用いる閾値である。この閾値としては、蓄電池種類や接続数X(=3または4)に応じて異なる複数種類の閾値を有する。なお、この閾値や計算式やプログラム等は、本システム(上位装置10の監視アプリケーション101等)における固定の設計情報としてもよいし、適宜に変更可能な設定情報としてもよい。ユーザは、GUI画面で、上記構成情報や設定情報を含む各種の情報の確認や設定が可能である。
The threshold value in the setting information is a threshold value used in processing such as state estimation calculation and life determination in the application of the remote monitoring server 1 (the
[蓄電池状態監視システム(2−2)]
図2の蓄電池状態監視システムでの動作概要は以下である。基本的には、設定に基づいて、自動的な測定および推定等の動作が実現される。
[Storage battery status monitoring system (2-2)]
The outline of operation in the storage battery state monitoring system of FIG. 2 is as follows. Basically, operations such as automatic measurement and estimation are realized based on the setting.
(1)遠隔監視サーバ1から、統括親機2、親機3、子機4の順で上位から下位へ通信し、設定や指令を送信する。なお、上位装置10(遠隔監視サーバ1や統括親機2等)から下位の子機4等の装置に対し、通信を通じて各種の設定を行うことができる。また、前述のように、下位の子機4等の装置から上位の装置に対し、通信を通じて、構成情報の通知も可能である。子機4は、自身の接続数Xを含む構成情報を、上位の装置(親機3)へ通知する。
(1) The
統括親機2は、蓄電池システムの設置時には、ユーザによる設定を含む作業に基づいて、蓄電池システムの構成を把握する。その構成の構成情報は、階層的な接続構成の各装置のIDや種類、子機4の蓄電池5の接続数X、蓄電池群50の直列接続数や並列接続数、等の情報を含む。
At the time of installation of the storage battery system, the
(2)子機4は、親機3からの指令または設定に基づいて、所定の周期(例えば5分)の時間毎に、蓄電池5の電圧および温度の測定値を含む測定データを、親機3へ送信する。
(2) Based on the command or setting from the
(3)また、子機4は、所定の周期(例えば1日1回)での親機3からの指令(インピーダンス測定指令)または設定に基づいて、蓄電池5毎に、例えば2種類以上の測定周波数を用いてそれぞれの内部インピーダンスを測定する。子機4は、そのインピーダンス測定値(電圧波形データ)を含む測定データを、親機3へ送信する。
(3) Moreover, the subunit |
(4)親機3は、統括親機2の指令に基づいて、下位の複数の子機4と無線通信して、各子機4から各パラメータ(電圧、温度、および内部インピーダンス)の測定データを取得する。親機3は、取得した測定データを記憶すると共に、統括親機2へ送信する。
(4) The
(5)統括親機2は、遠隔監視サーバ1の指令に基づいて、下位の複数の親機3と通信して親機3を制御し、親機3から測定データを取得する。統括親機2は、取得した測定データを記憶すると共に、遠隔監視サーバ1へ送信する。
(5) Based on the command from the
(6)遠隔監視サーバ1のアプリは、統括親機2と通信して、統括親機2から上記測定データを取得し、DB100に格納する。なお、この際、アプリは、構成情報に基づいて、測定データに係わる接続数X等の確認を行ってもよい。
(6) The application of the
(7)遠隔監視サーバ1のアプリは、測定データを用いて、遠隔監視処理の1つとして、蓄電池5毎の放電容量(放電持続時間で表される)の推定処理を行う。この際、遠隔監視サーバ1のアプリは、測定データについての接続数Xを確認し、接続数Xに応じた閾値や計算式を適用して、状態推定計算等を行う。アプリは、推定結果の放電容量から、蓄電池5の寿命時期を推定し、寿命時期に近付いた状態や保守時期等を判定する。
(7) The app of the
(8)遠隔監視サーバ1のアプリは、推定結果を含む監視情報をDB100に格納し、監視情報を含むGUI画面を構成する。ユーザは、ユーザ端末9からGUI画面で蓄電池5の状態を確認できる。また、遠隔監視サーバ1のアプリは、劣化等の状態を検出した場合、アナウンス情報をユーザ端末9に送信する。
(8) The application of the
[子機と蓄電池との接続]
図3は、1つの子機(測定装置)4と複数(接続数X)の蓄電池5との接続構成例、および蓄電池5の外観構成例を示す。実施の形態1では、1つの子機4は、最大4個の蓄電池5との接続が可能なインタフェース部301を備える。実装例では、電源装置40全体で、各子機4には、3個または4個の接続数Xの蓄電池5が接続される。図3の例では、ある蓄電池装置6(ID=D1)のある子機3(ID=C1)において、インタフェース部301を通じて、3個の蓄電池5(ID=B1,B2,B3)が1ユニットとして接続されている。直列接続される隣接する蓄電池3の負極端子と正極端子との端子間は電源ケーブル303で接続されている。
[Connection between slave unit and storage battery]
FIG. 3 shows a connection configuration example of one slave unit (measuring device) 4 and a plurality (number of connections X) of
インタフェース部301は、蓄電池接続用の複数の端子を備える。インタフェース部301の端子と、蓄電池5の正極(+)および負極(−)の端子とが、接続線302で接続されている。図3の接続構成例では、各蓄電池5の正極および負極の各端子に、それぞれ接続線302が接続され、インタフェース部301の対応する各端子と接続されている。また、1ユニットの正極および負極の端子にも接続線302が接続されている。本例では、破線で示すように、インタフェース部301の一部の端子には、蓄電池5が接続されていない非接続状態であり、接続数X=3の状態である。
The
実施の形態1の実装例では、蓄電池5は、電圧が2Vの単セルタイプの鉛蓄電池が適用されている。1つの子機4に、接続数X=3(または4)として、2V×3=6V(または2V×4=8V)が1ユニットとして接続される。子機4は、この単セルの蓄電池5毎の状態および1ユニットでの状態を測定可能である。上位装置10は、この単セルの蓄電池5毎の状態および1ユニットでの状態を推定可能である。
In the mounting example of the first embodiment, the
他の実装例では、蓄電池5は、例えば、電圧が6Vまたは12Vのモノブロックタイプの電池が適用できる。その場合、1つの子機4には1つのモノブロックタイプの蓄電池5が接続される。
In another implementation example, the
蓄電池5は、外観としては、電槽501と蓋部502とを有する。蓋部502には、正極および負極の端子を備える。電槽501内部では、公知の構造例として、電解液中に浸された状態で正極板および負極板が配列され、ストラップを通じて正極端子や負極端子と接続されている。なお、蓄電池5の電槽501または蓋部502の面やその近傍の位置には、温度センサが設置される場合がある。
The
子機4(接続数把握部140)は、電源オンで起動された時等に、インタフェース部301の各端子に接続線302を通じて蓄電池5が接続されているか否かの状態を、対応する入力電気信号の有無等によって検出する機能を有する。これにより、接続数把握部140は、子機4での蓄電池5の接続数X(子機セル数)を把握する。また、子機4(接続数把握部140)は、作業者によってインタフェース部301に対し蓄電池5が接続された時や、接続されていた蓄電池5が取り外された(非接続にされた)時に、リアルタイムでその接続数Xの状態を検出してもよい。
The slave unit 4 (number-of-connections grasping unit 140) indicates whether or not the
なお、単セルの蓄電池5毎に子機4が接続される構成を考えた場合、システム全体で必要な子機4の数が多くなるので、コスト等の観点で不利である。電源装置40の筐体に多数の子機4を設置しなければならないので、配線量や設置スペースや電波干渉等の観点でも不利である。実施の形態1では、1つの子機4で複数の単セルの蓄電池5の測定をカバーする構成とすることで、コスト等の観点で有利としている。
In addition, when the structure where the subunit |
なお、図3では、測定用の接続線302の構成について、蓄電池5毎に、正極端子と負極端子との両方にそれぞれ接続線302が接続されている。例えば、隣接する蓄電池B1および蓄電池B2をみた場合に、蓄電池B1の負極端子との接続線302と、蓄電池B2の正極端子との接続線302とを有する。これに限らず、接続線302の他の構成として、図4のようにしてもよい。
In FIG. 3, with respect to the configuration of the
図4は、接続線802に関する他の構成例を示す。図4の例では、子機4に、4個の単セルの蓄電池5が1ユニットとして接続されている。図4では、電圧等の測定用の接続線302として、隣接する蓄電池5の正極端子または負極端子の一方に、接続線302が接続されている。すなわち、隣接する蓄電池5間で1本の接続線302にまとめられている。例えば、蓄電池B1の負極端子と蓄電池B2の正極端子とにおいて、蓄電池B1の負極端子のみに接続線302が接続され、インタフェース部301の対応する端子と接続されている。この構成の場合、例えば蓄電池B1の負極電位と蓄電池B2の正極電位とを殆ど同じとみなして測定可能である。
FIG. 4 shows another configuration example related to the connection line 802. In the example of FIG. 4, four single-
なお、測定装置4の接続数把握部140は、自身に蓄電池5が接続されていない場合(X=0)、あるいは、1個または2個の蓄電池5しか接続されていない場合(X=1または2)の状態についても、区別して把握するようにしてもよい。測定装置4は、その状態(X=0,1または2)の場合でも、接続数Xを含む情報を上位装置10へ通知するようにしてもよい。その場合、上位装置10の構成把握部101Dは、その通知に基づいて、その測定装置4の接続数X=0,1または2の状態を把握可能である。
Note that the connection
また、変形例として以下のようにしてもよい。測定装置4は、接続数X=0,1または2の状態の場合には、X=3または4の状態以外の所定の状態(例えば「保守中」状態)として区別して把握してもよい。実施の形態1の蓄電池状態監視システムおよび蓄電池システムでは、通常使用するすべての測定装置4および蓄電池群50を、接続数X=3または4の接続構成として運用する。そのため、測定装置4および上位装置10は、例えば、X=3の状態(第1種)またはX=4の状態(第2種)を把握すると共に、それらの状態について例えば「通常」状態として把握する。また、測定装置4および上位装置10は、X=0,1または2の状態については、例えば「保守中」状態として把握する。
Moreover, you may make it as follows as a modification. When the number of connections X = 0, 1 or 2, the measuring
上位装置10のGUI部101Cは、蓄電池システム(電源装置40)の各測定装置10および蓄電池5の状態(少なくとも接続数X)や構成がわかるように、ユーザに対し、GUI画面等で情報を出力する。ユーザは、その状態や構成を認識しながら、システム保守運用を行うことができる。
The
[電源装置]
図5は、電源装置40の構成例を示し、電源装置40の筐体における複数の蓄電池5および子機4(一例として1台のみ)の配置構成例を示す。電源装置40の筐体は、フレーム501、平面板502、図示しない側壁や扉等の部材で構成されている。平面板502は、高さ方向(Z方向)に多段の構成が可能である。平面板502上に、複数の蓄電池5が配置可能である。本例では、ある1段の平面板502上において、正面でみたX方向の1列で5個、側面でみてY方向の4列で、5×4=20個の蓄電池5が配列されている。複数の蓄電池5(例えばX=4個)を1ユニットとして、接続線302を通じて、1台の子機4が接続されている。子機4の設置位置は、例えば、いずれかの蓄電池5の側面あるいは上面である。これに限らず、子機4の設置位置は、電源装置40の筐体のいずれかの位置としてもよい。
[Power supply]
FIG. 5 shows a configuration example of the
[比較例:接続構成]
図10は、実施の形態1に対する比較例の蓄電池状態監視システムにおける、各装置間の接続関係の構成例を示す。図10の(A)は、上位装置910、複数の親機903、電源装置940の接続構成例を示す。電源装置940は、1台以上を有する。図10の(A)で、例えば、1台の上位装置910に対し、最大12台の親機903が接続可能である。全測定装置904は、接続数X=3の接続構成、またはX=4の接続構成のいずれか一方であり、混在不可である。
[Comparative example: Connection configuration]
FIG. 10 shows a configuration example of the connection relationship between the devices in the storage battery state monitoring system of the comparative example with respect to the first embodiment. FIG. 10A illustrates a connection configuration example of the
さらに、図10の(B)は、親機903と複数の子機(測定装置)904との接続、および子機904と複数の蓄電池905との接続を含む第1構成例を示す。図10の(C)は、同様の第2構成例を示す。図10の(B)の第1構成例は、接続数X=4の場合である。全子機904において、1台の子機904には、直列接続された4個の単セルの鉛蓄電池が1ユニットとして接続されている。1ユニット(=4セル)の両端の正極端子および負極端子に対して接続線を通じて子機904が電気的接続されている。この子機904は、1ユニットでの電圧、温度、内部インピーダンスを測定可能である。上位装置910は、測定装置904からの測定データに基づいて、X=4の1ユニットを前提とした固定の閾値や計算式を用いて、1ユニットでの放電容量等の状態推定計算や寿命判定を行っている。1セルの蓄電池905の状態については、1ユニットの状態に基づいた概略的な推定に限られる。
Further, FIG. 10B shows a first configuration example including a connection between the
図10の(C)の第2構成例は、接続数X=3の場合である。全子機904において、1台の子機904には、直列接続された3個の単セルの鉛蓄電池が1ユニットとして接続されている。上位装置910は、同様に、測定データに基づいて、X=3の1ユニットを前提とした固定の閾値や計算式を用いて、1ユニットでの放電容量等の状態推定計算を行っている。
The second configuration example of FIG. 10C is a case where the number of connections X = 3. In all the
比較例では、実装として、(B)の第1構成例または(C)の第2構成例のいずれかの構成が採用されている。上位装置10では、予め、いずれかの構成の固定の閾値等が設定されている。上位装置910のアプリでは、子機904から取得した測定データについて、X=3または4の1ユニットの測定値を前提として、X=3または4のいずれかに対応した閾値や計算式等を用いて、1ユニットの状態の推定計算処理を行う。そのため、仮に、2種の接続数X(=3,4)の子機904が混在した状態である場合、上位装置910のアプリでは、正確な推定計算ができず、推定精度が低下する。例えば、X=3の子機904の測定データについて、X=4を前提とした閾値等を用いる場合、正確な推定計算はできない。
In the comparative example, the configuration of either the first configuration example (B) or the second configuration example (C) is adopted as the implementation. In the
[接続構成]
図6は、実施の形態1の蓄電池状態監視システムにおける、各装置間の接続関係の構成例を示す。図6の(A)は、上位装置10、複数の親機3、電源装置40の接続の構成例を示す。図6の(B)は、親機3と複数の子機(測定装置)4との接続、および子機4と複数の蓄電池5との接続を含む構成例を示す。図6の(C)は、蓄電池システム(電源装置40)の蓄電池総数として可能なパターン等を示す。
[Connection configuration]
FIG. 6 shows a configuration example of the connection relationship between the devices in the storage battery state monitoring system of the first embodiment. FIG. 6A shows a configuration example of connection of the
図6の(A)で、実施の形態1の蓄電池状態監視システムおよび蓄電池システムでは、1つの上位装置10(図2の遠隔監視サーバ1、統括親機2等)に対し、例えば最大8台の親機3(ID=P1〜P8)が接続可能である。複数の親機3に対し、1台以上の電源装置40が接続可能である。電源装置40の各測定装置4は、接続数X=3または4の接続構成が可能であり、それらの2種の混在が可能である。
In FIG. 6A, in the storage battery state monitoring system and storage battery system of the first embodiment, for example, a maximum of eight units are provided for one host device 10 (
図6の(B)で、1台の親機3に対し、例えば最大270台の子機4(ID=C1〜Cm)が接続および制御可能である。1台の子機4には、接続数X=3またはX=4の蓄電池5(単セルの鉛蓄電池)が接続されている。例えば、子機C1には、X=3の蓄電池5(B1〜B3)が接続され、子機C2には、X=4の蓄電池5(B4〜B7)が接続されている。
In FIG. 6B, for example, a maximum of 270 slave units 4 (ID = C1 to Cm) can be connected to and controlled with respect to one
上位装置10では、子機4からの測定データおよび把握している構成情報に基づいて、子機4の接続数Xに応じた状態推定計算処理等を行う。上位装置10では、子機4から取得した測定データについて、接続数X=3か4かを確認する。上位装置10は、測定データについての接続数Xに応じた閾値や計算式(対応するプログラム)等を用いて、蓄電池5毎の放電容量等の状態を推定する計算を行う。なお、上位装置10は、子機4の1ユニットでの状態を推定する計算も可能である。
The
上位装置10の監視アプリケーション101には、予め、例えば、X=3の場合の閾値や計算式と、X=4の場合の閾値や計算式とが設定されており、接続数Xの確認に応じた閾値や計算式が参照される。閾値や計算式は、詳しくは、蓄電池種類、接続数X、直列接続数、並列接続数等に応じた、それぞれに異なる閾値や計算式を有する。
In the
図6の(C)で、実施の形態1の蓄電池状態監視システムおよび蓄電池システムでは、接続数Xとして3または4の混在が可能である。そのため、X=3と4との組み合わせを含め、蓄電池総数を実現する接続構成として各種のパターンが可能である。顧客拠点の蓄電池システムとして要求されている電力等に応じて、蓄電池総数が選択される。その際、本パターンで実現できる蓄電池総数が選択できる。選択されるパターンに対応して、子機4と蓄電池5との接続数Xの組み合わせの構成が採用される。本システムでは、図10の比較例に比べて、利用可能なパターンが多く、実現できる蓄電池総数が多く、自由度が高い。本システムでは、要件に対応した各種の蓄電池総数や電力に対応しやすく、柔軟で多様な実装や運用が可能である。
In FIG. 6C, in the storage battery state monitoring system and the storage battery system of the first embodiment, the number of connections X can be 3 or 4. Therefore, various patterns are possible as the connection configuration that realizes the total number of storage batteries including the combination of X = 3 and 4. The total number of storage batteries is selected according to the power required for the storage battery system at the customer base. At that time, the total number of storage batteries that can be realized with this pattern can be selected. Corresponding to the pattern to be selected, a combination of the number of connections X between the
本システムでは、直列接続の蓄電池総数(Yとする)を実現するパターンとして以下が挙げられる。まず、比較例および実施の形態1において、接続数X=3の接続構成のみを用いて蓄電池システムを構成する場合、蓄電池総数Yとして、3倍数{3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39,42,45,48,……}が可能である。同様に、接続数X=4の接続構成のみを用いて蓄電池システムを構成する場合、蓄電池総数Yとして、4倍数{4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,……}が可能である。例えば単セルの鉛蓄電池の直列接続数=50までの範囲内で考えた場合、3倍数で可能なパターンの数は16であり、4倍数で可能なパターンの数は12である。 In this system, the following is mentioned as a pattern which implement | achieves the storage battery total number (it is set as Y) of a series connection. First, in the comparative example and the first embodiment, when the storage battery system is configured using only the connection configuration with the connection number X = 3, the storage battery total number Y is set to a triple number {3, 6, 9, 12, 15, 18, 21,24,27,30,33,36,39,42,45,48, ...} are possible. Similarly, when the storage battery system is configured using only the connection configuration with the number of connections X = 4, the storage battery total number Y is 4 times {4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44,48, ...} is possible. For example, when considering the number of single-cell lead-acid batteries connected in series up to 50, the number of patterns that can be tripled is 16, and the number of patterns that can be quadrupled is 12.
比較例では、3倍数または4倍数によって実現できる蓄電池総数Yとして、直列接続数=50までの範囲内では、以下となる。Y=3,4,6,8,9,12,15,16,18,20,21,24,27,28,30,32,33,36,39,40,42,44,45,または48。このYの数は24個である。 In the comparative example, the total number Y of storage batteries that can be realized by a triple or quadruple is as follows within the range of the number of series connections = 50. Y = 3,4,6,8,9,12,15,16,18,20,21,24,27,28,30,32,33,36,39,40,42,44,45, or 48 . The number of Y is 24.
また、比較例で、接続数X=3のみの場合で、実現できない蓄電池総数Yは、直列接続数=3〜50の範囲内で、3倍数以外(非3倍数の数)として、48−16=32個のパターンが存在する。3倍数以外:{4,5,7,8,10,11,13,14,16,17,19,20,22,23,25,26,28,29,31,32,34,35,37,38,40,41,43,44,46,47,49,50,……}。また、接続数X=4のみの場合で、実現できない蓄電池総数Yは、直列接続数=3〜50の範囲内で、4倍数以外(非4倍数の数)として、48−16=36個のパターンが存在する。4倍数以外:{5,6,7,9,10,11,13,14,15,17,18,19,21,22,23,25,26,27,29,30,31,33,34,35,37,38,39,41,42,43,45,46,47,49,50,……}。比較例では、蓄電池総数Yとして実現できないパターンの数は、48−24=24である。実現できない蓄電池総数Y:{5,7,10,11,13,14,17,19,22,23,25,26,29,31,34,35,37,38,41,43,46,47,49,50,……}。 Further, in the comparative example, the total number Y of storage batteries that cannot be realized in the case of only the number of connections X = 3 is 48-16 in the range of the number of series connections = 3-50, except as a multiple of 3 (a non-triple number). There are 32 patterns. Other than triples: {4,5,7,8,10,11,13,14,16,17,19,20,22,23,25,26,28,29,31,32,34,35,37 , 38,40,41,43,44,46,47,49,50, ……}. In addition, in the case of only the number of connections X = 4, the total number of storage batteries Y that cannot be realized is 48-16 = 36 as a number other than four times (non-four times number) within the range of the number of series connections = 3-50. There is a pattern. Other than quadruple: {5,6,7,9,10,11,13,14,15,17,18,19,21,22,23,25,26,27,29,30,31,33,34 , 35,37,38,39,41,42,43,45,46,47,49,50, ……}. In the comparative example, the number of patterns that cannot be realized as the total number of storage batteries Y is 48-24 = 24. Total number of storage batteries Y that cannot be realized: {5,7,10,11,13,14,17,19,22,23,25,26,29,31,34,35,37,38,41,43,46,47 , 49,50, ……}.
一方、実施の形態1では、接続数X=3の子機4と、接続数X=4の子機4との組み合わせの構成が可能である。これにより、例えば直列接続数=3〜50の範囲内で考えた場合、殆どの蓄電池総数Yのパターンが実現でき、実現できない蓄電池総数Y=5のみであり、実現できる蓄電池総数Yのパターンは47である。例えば、以下のような組み合わせも可能である。Y=7(=3+4),Y=10(=3+3+4),Y=11(=3+4+4),Y=13(=3+3+3+4),Y=14(=3+3+4+4),Y=17(=3+3+3+4+4),Y=19(=3+4+4+4+4),Y=22(=3+3+4+4+4+4)。
On the other hand, in the first embodiment, a combination of the
上記のように、実施の形態1では、3と4の倍数の組み合わせによって殆どの蓄電池総数Yに対応可能である。比較例の場合に比べて、実施の形態1では、対応可能な蓄電池総数Yが大幅に増え、システム構成に関する自由度が高い。 As described above, in the first embodiment, most of the total number of storage batteries Y can be handled by a combination of multiples of 3 and 4. Compared to the case of the comparative example, in the first embodiment, the total number Y of compatible storage batteries greatly increases, and the degree of freedom regarding the system configuration is high.
[比較例:電源装置の接続構成]
図11は、比較例の電源装置940における蓄電池群の接続構成例を示す。電源装置940の筐体において、上段、中段、下段の3段に分けて、直列接続数(直列セル数)=54の蓄電池群が配置される場合の構成例を示す。なお、組電池の並列接続が無い構成の場合である。すべての測定装置904および蓄電池905は、1台の測定装置904にX=3個の単セルの鉛蓄電池が1ユニットとして接続される構成である。直列接続数=54(電圧:54×2V=108V)における蓄電池総数Y=54の蓄電池システムとする場合に、3セル×18グループで実現できる場合を示す。
[Comparative example: Power supply connection configuration]
FIG. 11 shows a connection configuration example of the storage battery group in the
従来の実装例の蓄電池システムでは、本例のように、電源装置940で蓄電池群が多段の配置構成になる場合がある。この場合に、1段において、複数の蓄電池905が、3個または4個の蓄電池905のグループにきれいに分けて収まるとは限らず、3個または4個の蓄電池905のグループを、2段にわたって段跨ぎで接続しなければならない場合がある。
In the conventional storage battery system of the mounting example, the storage battery group may be arranged in multiple stages in the
図11の例では、例えば上段の平面板(X−Y面)上において、1行5個が4列で、5×4=20個の蓄電池905(ID=B1〜B20)が直列接続で配置されている。同様に中段では、5×4=20個の蓄電池905(ID=B21〜B40)が直列接続で配置されている。下段では、4×3+2=14個の蓄電池905(ID=B41〜B54)が直列接続で配置されている。隣接する蓄電池905同士は、負極、正極の端子間が電源ケーブル(黒色実線)で接続されている。
In the example of FIG. 11, for example, on the upper flat plate (XY plane), 5 rows in 4 rows and 5 × 4 = 20 storage batteries 905 (ID = B1 to B20) are arranged in series connection. Has been. Similarly, in the middle stage, 5 × 4 = 20 storage batteries 905 (ID = B21 to B40) are arranged in series connection. In the lower stage, 4 × 3 + 2 = 14 storage batteries 905 (ID = B41 to B54) are arranged in series.
例えば上段では、接続数X=3個の蓄電池905毎にグループが構成され、測定装置(子機)904が接続されている。例えば蓄電池B1,B2,B3はグループ#1として構成され、子機C1が接続されている。例えば、蓄電池B19,B20,B21が1つのグループ#7を構成して1つの測定装置903(子機C7)と接続されている。このグループ#7では、上段の蓄電池B19,B20と中段の蓄電池B21とに分かれて、段跨ぎで配置されている。また、蓄電池B40,B41,B42が1つのグループ#14を構成して1つの測定装置904(子機C14)と接続されている。このグループ#14では、中段の蓄電池B40と下段の蓄電池B41,B42とに分かれて、段跨ぎで配置されている。
For example, in the upper stage, a group is formed for each of the
比較例では、蓄電池総数Y=54としたい場合、このように3セル×18グループの構成のみで実現できるが、段跨ぎ接続が必要である。X=4の接続を用いる場合、4セル×13グループ=52で、2セルが余ってしまい、実現できない。 In the comparative example, when it is desired to set the total number of storage batteries Y = 54, it can be realized only by the configuration of 3 cells × 18 groups as described above, but cross-stage connection is necessary. When a connection of X = 4 is used, 2 cells are left in 4 cells × 13 groups = 52, which cannot be realized.
このように段跨ぎで接続される場合、1つの測定装置904と複数(例えば3個)の蓄電池905との接続のハーネス等の配線が長くなってしまう。その分、その配線で誘導して生起されるノイズの量が多くなる。例えば蓄電池905の内部インピーダンスの測定の際にそのノイズが影響して測定精度を低下させる恐れがある。例えば、グループ#7の蓄電池5(B19,B20,B21)のインピーダンス測定値には、子機C7との配線に対応するインピーダンスが含まれて誤差となる。配線が長くなることで、電磁誘導によるインピーダンス測定値の誤差が大きくなってしまい、精度が低くなる。そのため、このような段跨ぎ接続、言い換えると蓄電池905間の距離が長い接続は、なるべく少ないまたは無いことが望ましい。
Thus, when connected across steps, wiring of a harness or the like for connection between one
比較例のシステムでは、3個の蓄電池905のグループと、4個の蓄電池905のグループとの混在の構成は許容されておらず、そのような構成とする場合の監視制御は実現できない。上位装置910のアプリの構成では、接続数X=3または4のいずれかの接続構成の前提に対応した固定の閾値等の設定情報を有する。上位装置910は、すべての測定データについて、その固定の閾値等を適用して状態推定計算処理等を行う。X=3とX=4の構成が混在した場合、例えばX=3の測定データにX=4の閾値等が適用され、正確な状態推定計算等はできない。
In the system of the comparative example, a mixed configuration of a group of three
[電源装置の接続構成]
図7は、実施の形態1での電源装置40の蓄電池群50の接続構成例を示す。電源装置40の筐体において、上段、中段、下段の3段に分けて、直列接続数(直列セル数)=54(電圧:2V×54=108V)、蓄電池総数Y=54の蓄電池群50が配置される場合の構成例を示す。蓄電池システム(電源装置40)の構成例として100V系直流電源とする場合であり、組電池の並列接続が無い構成(並列接続数=1)の場合である。接続数X=4の12個のグループ(#1〜#12)の接続構成と、X=3の2個のグループ(#13,#14)の接続構成との混在によって実現される場合を示す(4×12+3×2=54)。
[Power supply connection configuration]
FIG. 7 shows a connection configuration example of the
上段では、接続数X=4の4セルを1グループとして、5グループ(#1〜#5)の蓄電池5(B1〜B20)および対応する子機4(C1〜C5)を有する。同様に、中段では、X=4を1グループとして、5グループ(#6〜#10)の蓄電池5(B21〜B40)および対応する子機4(C6〜C10)を有する。下段では、X=4による2つのグループ#11,#12と、X=3による2つのグループ#13,#14とを有し、2×4+2×3=14個の蓄電池5(B41〜B54)および対応する子機4(C11〜C14)を有する。
In the upper stage, four cells with the number of connections X = 4 are regarded as one group, and five groups (# 1 to # 5) of storage batteries 5 (B1 to B20) and corresponding slave units 4 (C1 to C5) are provided. Similarly, the middle stage includes five groups (# 6 to # 10) of storage batteries 5 (B21 to B40) and corresponding slave units 4 (C6 to C10), where X = 4 is one group. In the lower stage, there are two
このように、実施の形態1では、電源装置40における複数の蓄電池5を、段毎にグループに分けて、段跨ぎでの接続無しで、子機4との接続が可能である。よって、子機4と複数の蓄電池5との接続のハーネス等の配線(接続線302)が短くて済み、その分、配線で誘導して生起されるノイズの量が少なくなる。測定装置4が蓄電池5の内部インピーダンスを測定する際に、そのノイズの影響が小さくなるので、比較例よりも測定精度を確保または向上することができる。実施の形態1では、子機4と蓄電池5との接続構成の組み合わせの自由度が高いので、蓄電池総数Yに関する他の各種の構成とする場合でも、少なくとも段跨ぎ接続を最小限にすることができ、配線長さを短くすることができる。
Thus, in
上記構成に限らず、例えば1段に19個の蓄電池5が配置される場合でも、4セル×4グループ+3セル×1グループ=19として構成できる。1段に21個の蓄電池5が配置される場合でも、例えば4セル×3+3セル×3=21として構成できる。このように、1段において近接して配置される複数の蓄電池5は、殆どの数が3と4の組み合わせで実現できる。そのため、段跨ぎ接続が不要となる。
For example, even when 19
上記のように、実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、接続数Xとして3と4との組み合わせによって殆どの蓄電池総数Yのパターンに対応できることを考慮して、測定装置4と複数の蓄電池5との接続を含む構成が設計されている。本システムは、制御電源装置60として直流電源装置等を用いる場合で、蓄電池群50の蓄電池5の直列接続数が3と4の倍数の組み合わせとなる殆どの場合において、好適に適用できる。
As described above, in the storage battery state monitoring system according to the first embodiment, the
実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、3セルと4セルの混在の蓄電池システムの場合でも、その構成に対応した監視制御を実現できる。例えば、統括親機2では、顧客拠点での蓄電池システムの設置時に、子機4毎の接続数X、直列接続数、並列接続数、等の構成情報が、設置データとして設定される。そして、統括親機2から遠隔監視サーバ1へ、設置データが送信される。遠隔監視サーバ1は、設置データの構成情報を取得し、DB100に設定する。上位装置10は、蓄電池システムの接続数Xの混在を含む構成情報を管理する。
In the storage battery state monitoring system of the first embodiment, monitoring control corresponding to the configuration can be realized even in the case of a storage battery system in which 3 cells and 4 cells are mixed. For example, in the
そのため、本システムでは、子機4で測定されて上位装置10へ転送された測定データと、上位装置10で管理されている構成情報や設定情報とが整合している。上位装置10では、下位の装置から取得した測定データに基づいて、構成情報に基づいて、子機4の蓄電池5の接続数X等を確認できる。上位装置10は、その接続数X等に対応した閾値や計算式を用いて、状態推定計算処理等を行う。
For this reason, in this system, the measurement data measured by the
なお、測定装置4や上位装置10における接続数Xの確認や判断については、例えば以下のように行ってもよい。
Note that the confirmation and determination of the number of connections X in the
(1)1つの方式として、子機4は、自身での測定データに、接続数Xの情報を記述しない。上位装置10は、下位の装置から受信、取得した測定データについて、送信元の子機4のID等の属性情報を参照、確認する。上位装置10は、送信元の子機4のIDから、第2構成情報を参照し、その子機4の接続数Xや蓄電池5のIDを確認する。上位装置10は、その子機4のグループの接続数X=3または4に対応した閾値や計算式を参照して、状態推定計算処理等を行う。
(1) As one method, the subunit |
(2)他の1つの方式として、子機4は、自身での測定データに、接続数X=3または4の情報を記述する。上位装置10は、下位の装置から受信、取得した測定データについて、記述されている情報から、送信元の子機4のIDや接続数Xや蓄電池5のID等の情報を確認する。上位装置10は、その子機4のグループの接続数X=3または4に対応した閾値や計算式を参照して、状態推定計算処理等を行う。
(2) As another method, the
[構成情報]
図8は、上位装置10(構成把握部101D)で管理される構成情報の例である表を示す。例えば蓄電池システム(電源装置40)の設置時に、統括親機2および遠隔監視サーバ1は、このような表の構成情報を設定し、内容を共有および同期して保持する。
[Configuration Information]
FIG. 8 shows a table as an example of configuration information managed by the higher-level device 10 (
図8の(A)の表は、構成情報の例として、親機3と子機4との接続構成部分について示す。この表は、列として、統括親機ID、親機ID、子機ID、グループID、接続数X、等を有する。なお、グループIDは省略可能である。例えば、ID=「1001」で示すある統括親機2には、ID=P1で示す親機3が接続され、その親機P1には、ID=C1〜C14で示す子機4が接続されている。子機C1〜C14は、それぞれ、接続数Xとして、3(第1種)または4(第2種)が設定されている。
The table in FIG. 8A shows a connection configuration portion between the
図8の(B)の表は、構成情報の例として、子機4と蓄電池5との接続構成部分について示す。この表は、列として、子機ID、蓄電池ID、蓄電池種類、蓄電池位置、等を有する。例えば、ID=C1で示すある子機4には、ID=B1〜B4で示す4個の単セルの鉛蓄電池である蓄電池5が1ユニットとして接続されている。蓄電池種類=Aは、単セルの鉛蓄電池(例えば電圧が2V)を示す。蓄電池位置は、電源装置40においてその蓄電池が設置されている位置を識別する情報を示し、例えば図7の上段、中段、下段の識別や、X方向の位置(1〜5)やY方向の位置(A〜D)を示す。
The table in FIG. 8B shows a connection configuration part between the
図8の(C)の表は、測定データおよび状態推定結果情報の概要構成例を示す。この表は、子機ID、蓄電池ID、電圧、温度、インピーダンス、放電容量、状態、等を有する。測定データは、図示しないが、時系列での測定日時等の情報を伴う。電圧、温度、インピーダンス等の測定値は、詳しくは、別のファイル(アドレス)の情報にリンクしており、測定日時毎の測定値を有する。放電容量や状態の列は、状態推定結果の情報が格納される。例えば、推定された放電容量(放電持続時間)が所定の閾値以上である場合には、「正常」状態と判定され、閾値未満である場合には、「劣化」状態等とされる。 The table in FIG. 8C shows a schematic configuration example of measurement data and state estimation result information. This table has a handset ID, a storage battery ID, a voltage, a temperature, an impedance, a discharge capacity, a state, and the like. Although not shown, the measurement data is accompanied by information such as measurement date and time in time series. In detail, measurement values such as voltage, temperature, impedance, etc. are linked to information in another file (address) and have measurement values for each measurement date and time. Information on the state estimation result is stored in the discharge capacity and state columns. For example, when the estimated discharge capacity (discharge duration) is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined as a “normal” state, and when it is less than the threshold, it is determined as a “degraded” state.
実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、例えば、図8の(A),(B)のような構成情報を、上位装置10(遠隔監視サーバ1、統括親機2等)が保持している。例えば、遠隔監視サーバ1は、ある子機4(例えば子機C1)からの測定データを取得した場合、図8の(A)のような構成情報から、その子機C1の接続数Xが4であると確認できる。そのため、遠隔監視サーバ1は、X=4に対応した計算式や閾値を用いて、状態推定計算処理等を行うことができる。
In the storage battery state monitoring system according to the first embodiment, for example, the higher-level device 10 (the
[子機(測定装置)]
図9は、実施の形態1での子機(測定装置)4の詳しい構成例を示す。この子機4は、各パラメータ(電圧、温度、内部インピーダンス)を測定するための測定回路を含む。子機4は、マイコン41、アンテナ42、V/I変換部43、レギュレータ44、マルチプレクサ45、差動アンプ46、AC差動アンプ47、温度センサ411、温度センサ412等を備える。この子機4では、マイコン41等によって、各パラメータの測定機能や図1の構成把握部140が実装されている。なお、図9の接続構成例では、1つの子機4に、直列接続された4個の単セルの鉛蓄電池である蓄電池5(ID=B1〜B4)が1ユニットとして接続されている。図9の接続構成例は、前述の図4と対応している。各蓄電池5は、図4と同様に各接続線302を通じてインタフェース部301と接続されている。なお、3個の蓄電池5が1ユニットとして接続される場合、測定装置4内の一部の回路(例えばAC差動アンプ#4)を使用しない構成となる。
[Slave unit (measuring device)]
FIG. 9 shows a detailed configuration example of the slave unit (measuring device) 4 in the first embodiment. The
マイコン41は、公知のCPU等の他に、DAC401、メモリ402、RF部403、ADC404等を備える。DAC401は、デジタル・アナログ変換器である。ADC404は、アナログ・デジタル変換器である。メモリ402は、不揮発性メモリ等であり、測定データや構成情報等が記憶保持される。RF部403は、アンテナ42と接続された高周波(Radio frequency:RF)部であり、アンテナ42を用いて無線通信網80の無線通信インタフェースでの通信処理を行う。RF部403は、オンボード(マイコン41内蔵)で実装されている。アンテナ42は、パターンアンテナを用いて子機4の筐体内に実装されている。
The
マイコン41は、内部インピーダンスの測定の際、DAC401を用いて、例えば2種の測定周波数でのそれぞれの正弦波電圧波形421を順に発生する。また、マイコン41は、電圧の測定の際、マルチプレクサ45の制御によって、測定対象の蓄電池5を順に選択する。
When measuring the internal impedance, the
V/I変換部43は、電圧/電流変換部であり、ADC401からの測定周波数の正弦波電圧波形421を入力し、その正弦波電圧波形421を電流に変換して電流波形として出力する。V/I変換部43の出力線は、インタフェース部301の対応する端子および接続線302を通じて、1ユニットの蓄電池5(そのうちの第1の蓄電池B1)の正極端子に接続されている。1ブロックの蓄電池5(そのうちの第4の蓄電池B4)の負極端子は、接続線302およびインタフェース部301の対応する端子を通じて、接地(GND)されている。測定周波数での電流波形は、1ユニットの4個の蓄電池5に対して共通に流れる。
The V /
実施の形態1では、子機4は、自身の動作用の内部電源として、自身に接続されている蓄電池5の電力を使用する。1ユニットの蓄電池5の正極端子は、インタフェース部301の対応する端子等を通じて、レギュレータ44に接続されている。レギュレータ44を通じて蓄電池5から入力されて一定電圧として出力される電力が、子機4の内部電源として使用される。
In
マルチプレクサ45は、複数(例えば2つ)のマルチプレクサ回路(MUX1,MUX2)で構成される。各マルチプレクサ回路は、マイコン41からの制御に基づいて複数の入力のうち選択された1つを出力する。マルチプレクサ45は、入力端子側が、1ユニットの各蓄電池5の端子と、インタフェース部301の対応する端子等を通じて接続されている。マルチプレクサ45は、出力端子側が、差動アンプ46の入力端子と接続されている。例えば、第1マルチプレクサ回路MUX1は、4つの入力端子が、4個の蓄電池5(B1〜B4)の正極端子と接続されている。第2マルチプレクサ回路MUX2は、4つの入力端子が、4個の蓄電池5(B1〜B4)の負極端子と接続されている。第1マルチプレクサ回路MUX1の出力端子と第2マルチプレクサ回路MUX2の出力端子とが、差動アンプ46の2つの入力端子と接続されている。マルチプレクサ45の選択状態に応じて、1ユニットの4個の蓄電池5のうちの1つ、または直列接続された複数(2個、3個、または4個)の蓄電池5を選択できる。そして、選択された蓄電池5の端子間電圧を差動アンプ46に入力することができる。
The
差動アンプ46の1つの出力端子はADC404と接続されている。差動アンプ46は、マルチプレクサ45からの2つの信号の差分を増幅して、測定対象の蓄電池5の端子間電圧(電圧Viで表す)として出力する。
One output terminal of the
ADC404は、差動アンプ46からのアナログの電圧Viを入力してアナログ・デジタル変換によってデジタルの電圧値に変換する。マイコン41は、この電圧値である測定電圧値をメモリ402に記憶する。
The
AC差動アンプ47として、複数(4個)のAC差動アンプ47(#1〜#4)を有する(AC:交流)。それぞれのAC差動アンプ47は、入力端子側が、1ユニットのうちの対応する1つの蓄電池5(B1〜B4)と接続されている。例えば、第4のAC差動アンプ47(#4)の2つの入力端子は、第4の蓄電池B4の正極および負極の端子と、インタフェース部301の対応する端子等を通じて接続されている。それぞれのAC差動アンプ47の出力端子は、ADC404と接続されている。各AC差動アンプ47は、対応する蓄電池5の正極および負極の端子から、測定周波数での応答電流波形に対応する電圧波形423を入力する。AC差動アンプ46は、2つの電流信号の入力の差分に基づいて、出力端子から、測定周波数でのインピーダンス応答波形422の電圧信号を出力する。
The AC
ADC404は、それぞれのAC差動アンプ47からのインピーダンス応答波形422のアナログ電圧信号を入力して、アナログ・デジタル変換(サンプリング)によってデジタル電圧値にし、インピーダンス測定値とする。マイコン41は、そのインピーダンス測定値データをメモリ402に記憶する。マイコン41(または上位装置10)は、そのインピーダンス測定値データに基づいて、対象の蓄電池5の内部インピーダンスを計算する。
The
温度センサ411は、子機4が設置されている環境における環境温度を常時に測定する。マイコン41は、温度センサ411による温度測定値(T0とする)を入力し、メモリ402に記憶する。また、1ユニットの複数の蓄電池5の近傍位置に少なくとも1つの温度センサ412が設置されている。温度センサ412は、蓄電池5の近傍位置での近傍温度を常時に測定する。マイコン41は、温度センサ412の温度測定値(Tiとする)を入力し、メモリ402に記憶する。
The
メモリ402には、測定データとして、例えば、測定日時の時系列で、蓄電池5(B1〜B4)毎に、電圧測定値、温度測定値、インピーダンス測定値を有する。マイコン41は、蓄電池5毎の各パラメータの測定値を含む測定データを、RF部403による無線通信処理を通じて、親機3へ送信する。
The
インタフェース部301の蓄電池接続用の端子、例えば端子t2,t3に、接続線302を通じて、第1の蓄電池B1の正極、負極の端子が接続される。その場合、それらの端子t2,t3からの入力電気信号が有ることが、差動アンプ46またはAC作動アンプ47等を通じて、マイコン41で検出可能である。そのため、マイコン41は、インタフェース部301の各端子の位置に蓄電池5が接続されているか否かを検出できる。よって、マイコン41は、蓄電池5の接続数Xを把握できる。
The positive and negative terminals of the first storage battery B1 are connected to the storage battery connection terminals of the
[GUI画面]
遠隔監視サーバ1等が出力するGUI画面には、DB100に格納されている設定情報、構成情報、測定データ、監視情報等を含む各種の情報が表示可能である。画面には、例えば監視情報として、蓄電池システムおよび蓄電池5(ID)毎に、電圧、温度、および内部インピーダンスの各測定値や、推定された放電容量、寿命時期等の状態が、表やグラフ等の形式で表示可能である。また、画面には、蓄電池システムの階層的な接続構成や子機4毎の接続数Xを含む構成情報が表示可能である。また、保守時期等のアナウンス情報は、画面に限らず、メール通知等でも出力可能である。画面やアナウンス情報では、推定した蓄電池5の寿命時期だけでなく、寿命に達するよりも前の時期として、推奨する保守時期を出力可能である。ユーザは、蓄電池5の寿命時期や保守時期を前もって知ることができ、保守対応が容易になる。
[GUI screen]
Various information including setting information, configuration information, measurement data, monitoring information and the like stored in the
[効果等]
上記のように、実施の形態1の蓄電池状態監視システムによれば、蓄電池システム内での測定装置4と複数の蓄電池5との接続構成の自由度を高くでき、蓄電池総数やそれによる電力の自由度を高くでき、より高精度の測定や状態推定ができる。本システムによれば、接続数X=3または4の組み合わせによって、殆どの蓄電池総数等に対応でき、段跨ぎ接続等を回避して配線ノイズを低減でき、測定精度を確保または向上できる。
[Effects]
As described above, according to the storage battery state monitoring system of the first embodiment, the degree of freedom of the connection configuration between the measuring
実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、前述のように、測定装置(子機)4および上位装置10(親機3、統括親機2、遠隔監視サーバ1等)は、それぞれ、接続数X=3または4の構成を把握する機能を有する。少なくとも、蓄電池システムの設置時に、上位装置10では、構成情報として、X=3または4の混在を許容する構成情報が設定される。さらには、蓄電池システムの運用時に、接続数Xの構成が変更された場合でも、装置間通信に基づいて、構成情報が更新される。各子機4での測定データは、上位装置10の構成情報や設定情報と、接続数X等の点で整合している。例えば、遠隔監視サーバ1は、子機4からの測定データと、構成情報とに基づいて、接続数X等を確認でき、その接続数Xに対応した閾値や計算式を用いて、状態推定計算処理等が可能である。よって、上位装置10では、蓄電池5毎の状態を正確で高精度に推定することが可能である。
In the storage battery state monitoring system of the first embodiment, as described above, the measuring device (child device) 4 and the host device 10 (the
なお、実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、接続数X=3または4の混在が可能であるため、以下のような保守運用の事例にも対応可能であり、保守性が良好である。最初、ある測定装置4において、例えば接続数X=4として、4個の単セルの鉛蓄電池が接続されたとする。それらの4個の蓄電池5のうち、ある1個の蓄電池5の劣化等が検出された場合に、その1個の蓄電池5が取り外される。それにより、その測定装置4には、一時的に3個の蓄電池5が接続された状態となる。この際、本システムでは、その測定装置4について、接続数X=3の状態として把握され、構成情報が更新される。本システムでは、その測定装置4と3個の蓄電池5について、稼動継続することも可能である。その後、保守交換作業で、その測定装置4に、新しい1個の蓄電池5が接続された場合、接続数X=4の状態に戻り、構成情報が更新される。
In the storage battery state monitoring system of the first embodiment, since the number of connections X = 3 or 4 can be mixed, it is possible to deal with the following maintenance operation examples, and the maintainability is good. Initially, in a
実施の形態1の蓄電池状態監視システムでは、費用対効果や動作電圧等を考慮して、子機4の蓄電池5の接続数Xを3または4として設計したが、これに限らず、変形例として、他の接続数Xも可能である。例えば、接続数X=2または3としてもよい。接続数X=1または2としてもよい。接続数X=5を可能としてもよい。接続数Xとして3種以上の数を可能としてもよい。
In the storage battery state monitoring system according to the first embodiment, the number of connections X of the
他の実施の形態(変形例)の蓄電池状態監視システムとして以下も可能である。変形例のシステムとして、図2の統括親機2と複数の各親機3とが、無線通信網で接続されてもよい。図2の複数の親機3と複数の子機4とが、有線通信網で接続されてもよい。また、統括親機2、親機3、子機4といった3階層の構成としたが、これに限らず、複数階層(例えば2階層や4階層)の構成としてもよい。測定装置4と上位装置10とが1つの装置に統合されてもよい。
The following is also possible as a storage battery state monitoring system of another embodiment (modification). As a modified system, the
変形例のシステムとして、測定装置(子機)4での測定処理のうちの一部を、上位装置10(遠隔監視サーバ1、統括親機2、または親機3等)で行わせるようにしてもよい。また、上位装置10(遠隔監視サーバ1、統括親機2、または親機3等)での推定処理等の一部を、測定装置(子機)4で行わせるようにしてもよい。また、子機4は、測定装置と通信装置とで分けて構成されてもよい。
As a modified system, a part of the measurement processing in the measurement device (slave device) 4 is performed by the host device 10 (the
他の実施の形態では、蓄電池5は、鉛蓄電池に限らず、他の種類の蓄電池が適用可能である。また、測定装置4に、蓄電池5の電流値を測定する機能や、直流抵抗値を計算する機能等を追加してもよい。また、測定装置4のメモリまたは外部ストレージ等に格納された測定データ等を、ユーザが必要時に手動で読み出して取得可能な形態としてもよい。
In other embodiments, the
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
4…測定装置(蓄電池状態測定装置)、5…蓄電池、10…上位装置(監視処理装置)、40…電源装置、50…蓄電池群、60…制御電源装置、61…充放電制御部、71…商用電源(電力系統)、72…負荷、73…発電装置、101…監視アプリケーション、102…通信網、101A…測定データ取得部、101B…放電容量推定部、101C…GUI部、101D…構成把握部、140…接続数把握部、X…接続数。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の測定装置に対して接続される上位装置と、
を備え、
前記複数の測定装置は、所定の接続数として第1数の蓄電池が接続される第1種測定装置と、第2数の蓄電池が接続される第2種測定装置との混在が許容され、
前記複数の測定装置の各々の測定装置は、
前記接続数を含む第1構成情報を把握し、
前記接続数の蓄電池のうちの対象の蓄電池毎に、電圧および内部インピーダンスの測定値を含む測定データを取得し、
前記上位装置は、
前記各々の測定装置の前記接続数を含む第2構成情報を把握し、
前記測定装置から前記測定データを取得し、前記測定データに係わる前記接続数を確認し、前記接続数に応じた設定情報を用いて、前記対象の蓄電池毎の放電容量を含む状態を推定する計算処理を行う、
蓄電池状態監視システム。 A plurality of measuring devices connected to the storage battery group;
A host device connected to the plurality of measuring devices;
With
The plurality of measuring devices are allowed to mix a first type measuring device to which a first number of storage batteries are connected as a predetermined number of connections and a second type measuring device to which a second number of storage batteries are connected,
Each measuring device of the plurality of measuring devices,
Grasping the first configuration information including the number of connections,
For each target storage battery of the number of connected storage batteries, obtain measurement data including measured values of voltage and internal impedance,
The host device is
Ascertaining second configuration information including the number of connections of each of the measuring devices;
Calculation for obtaining the measurement data from the measurement device, confirming the number of connections related to the measurement data, and estimating a state including a discharge capacity for each target storage battery using setting information according to the number of connections Process,
Storage battery status monitoring system.
前記接続数における前記第1数が3、前記第2数が4であり、
前記蓄電池群の蓄電池総数として、3倍数と4倍数との組み合わせによる数が可能である、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
In the connection number, the first number is 3, the second number is 4,
As the total number of storage batteries in the storage battery group, a number by a combination of 3 times and 4 times is possible.
Storage battery status monitoring system.
前記測定装置は、前記接続数を含む前記第1構成情報を、前記上位装置へ通知し、
前記上位装置は、前記第1構成情報に基づいて前記第2構成情報を更新する、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
The measurement device notifies the host device of the first configuration information including the number of connections;
The higher-order device updates the second configuration information based on the first configuration information.
Storage battery status monitoring system.
前記測定装置は、前記測定データに、前記接続数を含む情報を記述し、
前記上位装置は、前記測定データに記述されている前記接続数を含む情報を確認する、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
The measurement device describes information including the number of connections in the measurement data,
The host device confirms information including the number of connections described in the measurement data.
Storage battery status monitoring system.
前記設定情報は、前記接続数に応じて異なる閾値を有する、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
The setting information has different thresholds depending on the number of connections.
Storage battery status monitoring system.
前記測定装置は、
前記接続数の蓄電池を接続するための複数の端子を持つインタフェース部を有し、前記インタフェース部の前記複数の端子のうちの対応する端子と、前記接続数の蓄電池の各々の蓄電池毎の正極または負極の少なくとも一方の端子との間が接続線で接続され、
前記インタフェース部の前記対応する端子を通じた入力電気信号の有無に基づいて前記接続数を把握する、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
The measuring device is
An interface unit having a plurality of terminals for connecting the number of connected storage batteries; a corresponding terminal of the plurality of terminals of the interface unit; and a positive electrode for each storage battery of the number of connected storage batteries or A connection line connects between at least one terminal of the negative electrode,
Grasping the number of connections based on the presence or absence of an input electrical signal through the corresponding terminal of the interface unit;
Storage battery status monitoring system.
前記蓄電池群と前記複数の測定装置とを搭載する機器を備え、
前記蓄電池群は、複数の蓄電池が直列に接続された組電池を有し、
前記組電池は、正極および負極の端子が制御電源装置に接続され、前記制御電源装置を通じて、負荷への放電が制御される、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
A device equipped with the storage battery group and the plurality of measuring devices,
The storage battery group has an assembled battery in which a plurality of storage batteries are connected in series,
In the assembled battery, positive and negative terminals are connected to a control power supply, and discharge to a load is controlled through the control power supply.
Storage battery status monitoring system.
前記蓄電池は鉛蓄電池である、
蓄電池状態監視システム。 In the storage battery state monitoring system according to claim 1,
The storage battery is a lead storage battery,
Storage battery status monitoring system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018086114A JP2019192562A (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Storage battery state monitoring system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018086114A JP2019192562A (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Storage battery state monitoring system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019192562A true JP2019192562A (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=68390796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018086114A Pending JP2019192562A (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Storage battery state monitoring system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019192562A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019213297A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 株式会社Gsユアサ | Information processing method, information processing system, communication device, and computer program |
JP2020020654A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社Gsユアサ | Capacity estimating system, capacity estimating method, communication device, and computer program |
WO2024085158A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 日置電機株式会社 | Impedance measurement system and impedance measurement method |
-
2018
- 2018-04-27 JP JP2018086114A patent/JP2019192562A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019213297A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 株式会社Gsユアサ | Information processing method, information processing system, communication device, and computer program |
JP7225570B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-02-21 | 株式会社Gsユアサ | Information processing method, information processing system, communication device, and computer program |
JP2020020654A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社Gsユアサ | Capacity estimating system, capacity estimating method, communication device, and computer program |
JP7275490B2 (en) | 2018-07-31 | 2023-05-18 | 株式会社Gsユアサ | CAPACITY ESTIMATION SYSTEM, CAPACITY ESTIMATION METHOD, AND COMMUNICATION DEVICE |
WO2024085158A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 日置電機株式会社 | Impedance measurement system and impedance measurement method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019190939A (en) | Storage battery condition monitoring system | |
CN114556734A (en) | System and method for managing electrical loads | |
CA2634309C (en) | Battery system and management method | |
KR102675520B1 (en) | Modular energy storage method and system | |
JP6569791B2 (en) | Maintenance operation system for storage battery equipment | |
CN111819453A (en) | Abnormality factor determination device, degradation determination device, computer program, degradation determination method, and abnormality factor determination method | |
JP2019192562A (en) | Storage battery state monitoring system | |
Reindl et al. | Scalable, decentralized battery management system based on self-organizing nodes | |
US11145012B2 (en) | Using cyber-physical system-enabled microgrid system for optimal power utilization and supply strategy | |
CN108885234B (en) | Adapter for testing electrical devices | |
CN113491048A (en) | Integrated electrical management system and architecture | |
US20230120453A1 (en) | Integrated home energy management, home monitoring, and automated fault mitigation | |
KR101645647B1 (en) | Smart pannel board controller for realtime multi-communication | |
US10263458B2 (en) | Uninterruptible power supplies with control capabilities | |
EP3482218B1 (en) | Electrical system for network device inspection | |
KR20160138919A (en) | Method and system for self-registration and self-assembly of electrical devices | |
KR101645648B1 (en) | Smart pannel board controller capable of communication and branch expansion | |
JP7285968B2 (en) | COMMON MODE VOLTAGE MONITORING DEVICE AND MONITORING METHOD | |
CN201259622Y (en) | Remote digital monitoring system | |
US20200099248A1 (en) | Controlled Low Voltage Emergency Power Distribution | |
CN107979093B (en) | Power control system and method | |
Kulhanek et al. | Topology of Battery Management System for Second Life Battery Energy Storage System | |
JP2019060774A (en) | Storage cell state monitoring system and power supply device | |
Šuňal et al. | BMS Controller Architecture for Second-Life Batteries | |
WO2019188071A1 (en) | Electricity storage device, electricity storage device control device, and electricity storage device control method |