JP5704156B2 - 蓄電池システム - Google Patents
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Description
複数の電池パック(1)のうちマスター機能を有しない各電池パック(1b、1n)の各蓄電池管理ユニット(15b、15n)は、マスター機能を有する蓄電池管理ユニット(15a)を介して上位制御装置(16)からの制御指令を受信し、マスター機能を有する蓄電池管理ユニット(15a)は、上位制御装置(16)に対して、複数の電池パック(1)の故障要因の情報および充電状態に関する電池パック情報を送信し、上位制御装置(16)は、受信した電池パック情報、および上位制御装置(16)が制御するシステム全体の制御計画に基づいて、マスター機能を有する蓄電池管理ユニット(15a)に対して制御指令となる第1充放電制限値(L1)に関する情報を供給し、第1充放電制限値(L1)に関する情報は、電池パック(1)内の蓄電池(2)の充電または放電の大きさを制限する情報から成り、第1充放電制限値(L1)に関する情報の供給を受けたマスター機能を有する蓄電池管理ユニット(15a)は、第1充放電制限値(L1)に基づいて各電池パック(1)の蓄電池マネージメント機能部に対して第2充放電制限値(L21〜L2N)に関する情報を分配し、第2充放電制限値(L21〜L2N)に関する情報の分配を受けた各電池パック(1)内の蓄電池マネージメント機能部は、各電池パック(1)内の蓄電池(2)の故障要因の情報または充電状態の情報に基づいて第3充放電制限値(L31〜L3N)に関する情報を各電池パック(1)内の双方向電源回路(12)に供給することを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態について図1ないし図4を用いて詳細に説明する。図1は、複数の電池パック1a、1b、1n(総称して電池パック1という)を有する蓄電池システムの電力系統を示している。工場やビルディングでは複数の電池パック1を組み合わせて蓄電する。各電池パック1内にはリチウムイオン電池またはニッケル水素電池から成る蓄電池2a、2b、2n(総称して蓄電池2という)とこの蓄電池2の充電と放電を行うDC/DCコンバータを有する双方向電源回路12a、12b、12n(総称して双方向電源回路12という)とが設けられている。
上記第1実施形態においては、複数の蓄電池2(2a、2b、2n)と、該蓄電池2の充電放電の制御を行う双方向電源回路12(12a、12b、12n)と、蓄電池2の故障状況および充電状態を検出するBMU15(15a、15b、15n)とから成る複数の電池パック1(1a、1b、1n)を有する。また、複数の電池パック1が接続された直流回路9を有する。更に、この直流回路9に接続された直流電気負荷11a〜11cを有する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。なお、第2実施例については、第1実施例と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。
この第2実施形態においては、直流回路9に直流側発電装置(太陽光発電装置)13が接続されている。これによれば、直流側発電装置13から直流回路9を介して各電池パック1内の蓄電池2を充電したり、直流回路9に接続された直流電気負荷11a〜11cに給電したりすることができる。
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
2、2a、2b、2n 蓄電池
6〜7、11 電気負荷群
10 交流直流変換回路
12、12a、12b、12n 双方向電源回路
15、15a、15b、15n 蓄電池管理ユニット(BMU)
16 上位制御装置
L1 第1充放電制限値
L21〜L2N 第2充放電制限値
L31〜L3N 第3充放電制限値
Claims (10)
- 複数の蓄電池(2)と、該蓄電池(2)の充電放電を行う双方向電源回路(12)と、前記蓄電池(2)の過充電、過放電または過温度といった、故障が発生する前の故障要因の情報および充電状態を検出する蓄電池管理ユニット(15)とから成る複数の電池パック(1)と、
前記複数の電池パック(1)が接続された直流回路(9)と、
前記複数の電池パック(1)に対して制御指令を送信する上位制御装置(16)と、を備え、
前記複数の電池パック(1)のうち選択された電池パック(1a)はマスター機能を有するために前記蓄電池管理ユニット(15a)内に蓄電池統括機能部を備え、
前記複数の電池パック(1)のうち前記マスター機能を有しない各前記電池パック(1b、1n)の各前記蓄電池管理ユニット(15b、15n)は、前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)を介して前記上位制御装置(16)からの制御指令を受信し、
前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)は、前記上位制御装置(16)に対して、前記複数の電池パック(1)の前記故障要因の情報および充電状態に関する電池パック情報を送信し、
前記上位制御装置(16)は、受信した前記電池パック情報、および前記上位制御装置(16)が制御するシステム全体の制御計画に基づいて、前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)に対して前記制御指令となる第1充放電制限値(L1)に関する情報を供給し、
前記第1充放電制限値(L1)に関する情報は、前記電池パック(1)内の前記蓄電池(2)の充電または放電の大きさを制限する情報から成り、
前記第1充放電制限値(L1)に関する情報の供給を受けた前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)は、前記第1充放電制限値(L1)に基づいて各前記電池パック(1)の蓄電池マネージメント機能部に対して第2充放電制限値(L21〜L2N)に関する情報を分配し、
前記第2充放電制限値(L21〜L2N)に関する情報の分配を受けた各前記電池パック(1)内の前記蓄電池マネージメント機能部は、各前記電池パック(1)内の前記蓄電池(2)の前記故障要因の情報または充電状態の情報に基づいて第3充放電制限値(L31〜L3N)に関する情報を各前記電池パック(1)内の前記双方向電源回路(12)に供給することを特徴とする蓄電池システム。 - 前記第1充放電制限値(L1)の方が前記第2充放電制限値(L21〜L2N)より大きな値であり、前記第2充放電制限値(L21〜L2N)は前記第3充放電制限値(L31〜L3N)以上の値であることを特徴とする請求項1に記載の蓄電池システム。
- 前記蓄電池管理ユニット(15a)内の前記蓄電池統括機能部による前記第2充放電制限値(L21〜L2N)の各前記電池パック(1)への分配は、前記電池パック(1)の総数(n)で均等割りして分配することを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池システム。
- 前記蓄電池管理ユニット(15a)内の前記蓄電池統括機能部による前記第2充放電制限値(L21〜L2N)の各前記電池パック(1)への分配は、各前記蓄電池(2)の充電状態に応じて前記第2充放電制限値(L21〜L2N)の各前記電池パック(1)への分配を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池システム。
- 前記蓄電池管理ユニット(15)内の前記蓄電池マネージメント機能部による前記第3充放電制限値(L31〜L3N)の各前記双方向電源回路(12)への供給は、各前記蓄電池(2)の前記故障要因の情報に基づいて行われることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の蓄電池システム。
- 各前記電池パック(1)内の各前記蓄電池(2)の放電側最大能力と充電側最大能力とが、前記蓄電池(2)内の温度および電圧により各前記蓄電池管理ユニット(15)内の前記蓄電池マネージメント機能部内で算出され、
前記蓄電池管理ユニット(15a)内の前記蓄電池マネージメント機能部による前記第3充放電制限値(L31〜L3N)の各前記双方向電源回路(12)への供給は、前記蓄電池マネージメント機能部内の前記放電側最大能力および前記充電側最大能力に係る情報により、各前記電池パック(1)に分配された前記第2充放電制限値(L21〜L2N)の前記放電側最大能力から、前記充電側最大能力までの範囲内で供給されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の蓄電池システム。 - 前記第3充放電制限値(L31〜L3N)に関する情報を各前記電池パック(1)内の前記双方向電源回路(12)に供給する場合に、
前記電池パック(1)内の前記蓄電池(2)における過充電、過放電および過温度のいずれかの検出に応じて前記第2充放電制限値(L21〜L2N)にかかわらず前記第3充放電制限値(L31〜L3N)を抑制またはゼロとし、
前記放電側最大能力と前記充電側最大能力との範囲内に前記第2充放電制限値(L21〜L2N)が無い場合には、前記第2充放電制限値(L21〜L2N)にかかわらず前記第3充放電制限値(L31〜L3N)を前記放電側最大能力または前記充電側最大能力とすることを特徴とする請求項6に記載の蓄電池システム。 - 前記上位制御装置(16)は、蓄電池充放電スケジューリング機能を持ち、少なくとも前記直流回路(9)の直流電気負荷(11)から成る電気負荷群(6〜7、11)における電力需要予測、および、前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)からの複数の前記電池パック(1)の充電状態に関する前記電池パック情報により商用電源(100)における電力使用量の最小を達成する蓄電池充放電スケジュールを立案し、
立案された前記蓄電池充放電スケジュールに基づき、前記マスター機能を有する前記蓄電池管理ユニット(15a)に対して前記第1充放電制限値(L1)の情報を供給することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の蓄電池システム。 - 前記直流回路(9)に交流直流変換回路(10)を介して接続された交流回路(4)を有し、前記交流回路(4)は前記商用電源(100)に接続されていることを特徴とする請求項8に記載の蓄電池システム。
- 前記直流回路(9)に直流側発電装置(13)が接続されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の蓄電池システム。
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