JP6196650B2 - Power supply system - Google Patents

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JP6196650B2
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三菱電機株式会社
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本発明は、外部電源からの電力で充電され、制御負荷に電力を供給する蓄電手段を備える電力供給システム、及び電力供給システムに具備される蓄電手段の温度管理に関する。 The present invention is charged by the power from an external power source, the power supply system comprising a power storage unit for supplying electric power to the control load, and a temperature control of the power storage means is provided in the power supply system.

従来の電力供給システムにおいては、蓄電池を充放電に適した温度にするため、蓄電池の温度を検出する蓄電池温度検出手段と、内燃機関の排熱を利用して生成された温水で給湯を行うコージェネレーションユニットによって生成された温水で蓄電池を昇温させる蓄電池昇温手段と、検出された温度に基づいて蓄電池昇温手段の動作を制御する蓄電池温度制御手段とを備えた構成が開示されている。 In the conventional power supply system, to a temperature suitable for battery charging and discharging is performed and battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery, the hot water in the hot water generated by utilizing the exhaust heat of an internal combustion engine code a battery heating device for raising the temperature of the battery in hot water generated by the generation unit, configured to include a battery temperature control means for controlling the operation of the battery heating device based on the detected temperature is disclosed. (例えば、特許文献1参照) (E.g., see Patent Document 1)

特開2014−182934 Patent 2014-182934

従来の電力供給システムでは、外部電源からの電力で充電され、制御負荷に電力を供給する蓄電手段の寿命劣化の進行を抑制可能に構成されたものではなく、簡便な方法で蓄電手段の寿命劣化の進行を抑制することに対応できないという課題があった。 In the conventional power supply system, is charged with electric power from an external power source, the control load rather than being suppressed configured to be able to progress of deterioration of life of the electric storage means for supplying electric power, lifetime degradation of the power storage means in a simple manner there is a problem that can not correspond to suppress the progress of.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、外部電源からの電力で充電され、制御負荷に電力を供給する蓄電手段の寿命劣化の進行を、従来より抑制することが可能な電力供給システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems as described above, is charged with electric power from an external power source, the progress of the deterioration of life of the electric storage means for supplying electric power to the control load, is possible to suppress the conventional for its object to obtain a possible power supply system.

本発明の電力供給システムは、外部電源からの電力で充電され、制御負荷に電力を供給する蓄電手段を備える電力供給システムであって、蓄電手段を冷却する冷却手段と、蓄電手段を加熱する加熱手段と、蓄電手段の温度が第1温度より高い場合は、冷却手段を動作させ、第2温度より低い場合は加熱手段を動作させる温度制御手段とを備えるものである。 Power supply system of the present invention is charged by the power from an external power source, a power supply system comprising a power storage unit for supplying electric power to the control load, heating and cooling means for cooling the power storage means, the storage means heating and means, when the temperature of the power storage unit is higher than the first temperature, the cooling means is operated, is lower than the second temperature are those comprising a temperature control means for operating the heating means.

本発明は、外部電源からの電力で充電され、制御負荷に電力を供給する蓄電手段の温度を一定範囲内に制御するため、従来より蓄電手段の寿命劣化の進行を抑制することができるという効果を奏する。 Effect that the present invention is charged by the power from an external power source, since the temperature of the electric storage means for supplying electric power to control the load control within a certain range, it is possible to suppress the progress of the deterioration of life of conventionally storage means achieve the.

本発明に係る実施の形態1における電力供給システムの構成図である。 It is a configuration diagram of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明に係る実施の形態1の電力供給システムにおける二次電池の温度に対する温度閾値の設定例である。 A setting example of a temperature threshold for the temperature of the secondary battery in the power supply system according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る実施の形態1における電力供給システムの動作を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the operation of the power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明に係る実施の形態2における電力供給システムの構成図である。 It is a configuration diagram of a power supply system in the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態2における電力供給システムの動作を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the operation of the power supply system in the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態3における電力供給システムの構成図である。 It is a configuration diagram of a power supply system in the third embodiment according to the present invention.

実施の形態1. The first embodiment.
図1から図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。 Referring to FIGS. 1 to describe a first embodiment of the present invention.
図1は、本発明に係る実施の形態1における電力供給システムの構成図である。 Figure 1 is a configuration diagram of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention.
電力供給システム100は、系統電源200と直流電源300の外部電源を接続可能で、この外部電源からの電力供給により宅内負荷400に電力を供給する構成である。 Power supply system 100 is connectable to an external power supply of the system power source 200 and the DC power source 300, a configuration for supplying power to the home load 400 by power supply from the external power source. 系統電源200は商用電源等の交流電力が供給される。 System power supply 200 is an AC power such as a commercial power source is supplied. 直流電源300は、例えば、EV(Electric Vehicle)、又は太陽光発電で構成され直流電力が供給される。 DC power supply 300, for example, EV (Electric Vehicle), or DC power is composed of a solar power generation is supplied. 宅内負荷400は、例えばIHクッキングヒータ、冷蔵庫、及び照明などの家電機器である。 Home load 400 is, for example IH cooking heater, a home appliance such as a refrigerator, and lighting. 宅内負荷400には、電力変換手段の具体的な構成である電力変換回路3から出力される交流電力、又は系統電源200から出力される交流電力が供給される。 The home load 400, the AC power output from AC power or line power 200 is outputted from the power conversion circuit 3 is a specific configuration of the power conversion means is supplied.
外部電源からの電力供給の無いとき(以下「待機状態時」と記載)、電力供給システム100内の制御負荷7(例えば、CPU、リモコン、電圧電流状態監視センサ等)への待機電力を供給するために、蓄電手段の具体的な構成である二次電池1を搭載する。 When no power supply from the external power supply (hereinafter described as "standby state"), control load 7 of the power supply system 100 (e.g., CPU, remote control, the voltage-current condition monitoring sensor or the like) for supplying standby power to for the, mounting the secondary battery 1 is a specific configuration of the storage means. この二次電池1には、例えば鉛蓄電池を使用してもよい。 The secondary battery 1 may be used, such as lead-acid batteries.

電力供給システム100は、主たる構成部として、主回路20、二次電池温度調節部21、及びバックアップ用電源となる二次電池1を備えている。 Power supply system 100 includes, as principal components, a main circuit 20, rechargeable battery temperature adjusting unit 21, and a backup power rechargeable battery 1. 系統電源200から供給される交流電力は、主回路20を介さずに宅内負荷400に供給され、一方で、主回路20にも供給される。 AC power supplied from the system power supply 200 is supplied to the home load 400 without going through the main circuit 20, while also supplied to the main circuit 20. 主回路20は、系統電源200から供給される交流電力を、整流手段の具体的な構成である整流回路4によって直流電力に変換して制御電源5を介して直流負荷である制御負荷7に供給する。 The main circuit 20 supplies the AC power supplied from the system power supply 200, the specific configuration and is then converted into DC power by the rectifying circuit 4 is a DC load through the control power supply 5 control load 7 rectifying means to. 二次電池1の出力は、外部電源から電力が供給されないとき、制御負荷7に供給する。 The output of the secondary battery 1, when power from the external power source is not supplied, and supplies the control load 7.

主回路20は、EV等の直流電源300から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路3と、系統電源200または電力変換回路3から供給される交流電圧を整流する整流回路4と、整流回路4の出力を第1の直流電圧Vaに変換して制御負荷7に印加する制御電源5と、整流回路4の出力を第1の直流電圧Vaよりも低い第2の直流電圧Vbで二次電池1を充電する、バッテリ充電手段の具体的な構成であるバッテリ充電回路(以下「BCG」と記載)6と、BCG6をオンオフ制御する制御部(図示せず。)と、一端であるカソードが制御電源5の出力端側に電気的に接続され、他端であるアノードがBCG6の出力端側に電気的に接続され、制御電源5からの電流が二次電池1に流れ込むのを阻止する向きに接続され、一 The main circuit 20 includes a power conversion circuit 3 for converting DC power supplied from a DC power source 300, such as EV into AC power, a rectifying circuit 4 for rectifying an AC voltage supplied from the system power supply 200 or the power converter circuit 3 a control power supply 5 for applying a control load 7 by converting the output of the rectifier circuit 4 to a first DC voltage Va, the output of the rectifier circuit 4 in the first lower than the DC voltage Va second DC voltage Vb charging the secondary battery 1, the battery charging circuit (hereinafter described as "BCG") 6 is a specific configuration of a battery charging unit, a control unit for turning on and off the BCG6 (not shown.), it is at one end cathode is electrically connected to the output end of the control power supply 5, the anode, which is the other end is electrically connected to the output end side of BCG6, prevents the current from the control power supply 5 flows into the secondary battery 1 It is connected to the direction in which one 向性素子の具体的な構成である分離ダイオード2と、を備えている。 And isolation diode 2 is a specific configuration of the tropic elements, and a. 分離ダイオード2の存在により、制御電源5の出力によって二次電池1が充電されるのが防止されると共に、系統電源200及び直流電源300のうちの少なくとも一つから電力が供給されるとき(以下「通常状態時」と記載)には、二次電池1から制御負荷7への放電が防止される。 The presence of isolation diode 2, with the secondary battery 1 is prevented from being charged by the output of the control power supply 5, when the power from at least one of the system power supply 200 and the DC power source 300 is supplied (hereinafter the described) and "normal state", discharge is prevented to control the load 7 from the secondary battery 1.
この通常状態であるか否かの判定は、制御部(図示省略。)で実施しており、具体的には整流回路4又は制御電源5の入力電圧値で判定される。 This whether the determination whether a normal state is performed by the control unit (not shown.), Is specifically determined by the input voltage value of the rectifier circuit 4 or the control power supply 5.

待機状態時は、二次電池1から制御負荷7に向けて待機電力分の放電動作が実施されるため自己発熱は発生しない。 Standby state, the self-heating does not occur because the discharge operation of the standby power amount is performed toward the control load 7 from the secondary battery 1. また電力供給システム100内の発熱回路(電力変換回路3、制御電源5、BCG6が相当)は動作していないため発熱がなく、二次電池1の本体温度は電力供給システム100の外気温度で決定される。 Also no heating because the heating circuit of a power supply system 100 (power conversion circuit 3, a control power supply 5, BCG6 considerable) is not operating, the body temperature of the secondary battery 1 is determined by the ambient temperature of the power supply system 100 It is.

一方、通常状態時には、BCG6により二次電池1が充電されるため、二次電池1には自己発熱が発生する。 On the other hand, in the normal state, the BCG6 by the secondary battery 1 is charged, self-heating occurs in the secondary battery 1. BCG6は、電力変換回路3又は系統電源200からの出力が入力されると、二次電池1の入力に対して定電圧制御を行い、二次電池1への充電動作を行う。 BCG6, when the output from the power conversion circuit 3 or the system power supply 200 is inputted, performs constant voltage control for the input of the secondary battery 1, performs the charging operation to the secondary battery 1.
例えば、BCG6からの充電電圧は6セル構成の鉛蓄電池に対しては約13.5Vが一般的であり、鉛蓄電池の2個を直列接続した構成(12V×2=24V使用)であれば、約27Vで充電を行う。 For example, the charging voltage from BCG6 is for lead-acid battery of six cells constituting about 13.5V is common, if the two lead-acid batteries configured in series connection (12V × 2 = 24V used), charging at about 27V.

また制御電源5も同様に動作し、制御負荷7へ電力供給を行う。 The control power supply 5 also operates in the same manner and supplies power to the control load 7. 制御電源5の出力電圧はBCG6の出力(約27V)よりも高く、例えば28.5Vに設定される。 The output voltage of the control power supply 5 is higher than the output of BCG6 (about 27V), and is set to, for example, 28.5 V. 図1に示すように逆流防止ダイオード2を設けることにより、通常状態時は制御電源5から制御負荷7へ電力供給動作、BCG6から二次電池1へ充電動作を行うことが可能となる。 By providing the backflow preventing diode 2 as shown in FIG. 1, the normal state power supply operation from the control power supply 5 to control the load 7, it is possible to perform the charging operation from BCG6 to the secondary battery 1.
通常状態時は、二次電池1の充電による自己発熱に加え、電力変換回路3と制御電源5の動作での発熱の発生、即ち電力供給システム100内部の温度上昇により、二次電池1の本体温度(電池の周囲温度含む)が上昇することとなる。 During normal conditions, in addition to the self-heating due to the charging of the secondary battery 1, generating heat in operation of the power conversion circuit 3 and the control power supply 5, i.e. the temperature rise inside the power supply system 100, the secondary battery 1 of the body temperature (including ambient temperature of the battery) is to be increased. 二次電池1は温度上昇によりアレニウスの法則に従って寿命が低下するため、寿命劣化の進行を防止(軽減)するためには温度上昇の抑制が必要となる。 The secondary battery 1, since the life decreases as the Arrhenius law by the temperature rise, it is necessary to suppress the temperature rise in order to prevent the progression of the deterioration of life (reduction).

次に、二次電池温度調節部21の構成を説明する。 Next, the configuration of the secondary cell temperature control unit 21.
二次電池温度調節部21内に配置される二次電池1は、温度上昇を抑制するため、冷却用風路の風上に配置される。 Rechargeable batteries 1 disposed in the secondary battery temperature regulating unit 21 in order to suppress the temperature rise, is located on the windward of the cooling air passage. 冷却手段の具体的な構成である冷却ファン12によって外気を導入し、この外気で放熱材10(ヒートシンク、ヒートパイプなど)が空冷され、二次電池1が冷却される。 Introducing the outside air by the cooling fan 12 is a specific configuration of the cooling unit, the outside air in the heat radiating member 10 (heat sink, such as a heat pipe) is air-cooled, the secondary battery 1 is cooled.
さらに、二次電池1の本体温度を検出するための、温度検出手段の具体的な構成である温度検出部11と、放熱材10を冷却するための冷却ファン12と、外気を導入する冷却用風路31と、二次電池1を加熱するため、加熱手段の具体的な構成である加熱用風路30と、加熱用風路30内の加熱空気の流れを調整する風量調整手段の具体的構成である加熱用弁8と、冷却ファン12と加熱用弁8を制御するため、温度制御手段の具体的な構成である温度制御部9とを備えている。 Further, for detecting the body temperature of the secondary battery 1, a temperature detection unit 11 is a specific structure of the temperature detecting means, a cooling fan 12 for cooling the heat radiating member 10, cooling of introducing outside air and air path 31, for heating the secondary battery 1, and the heating air passage 30 is a specific configuration of the heating means, specifically of the air flow rate adjusting means for adjusting the flow of heated air in the heating air passage 30 and the heating valve 8 is a configuration, for controlling the heating valve 8 and the cooling fan 12, and a temperature controller 9 is a specific configuration of the temperature control means.

温度検出部11は、例えば、サーミスタを放熱材10に取り付け、二次電池1の温度を間接的に測定する構成であっても良い。 Temperature detection unit 11, for example, attaching a thermistor heat dissipation member 10 may be indirectly configured to measure the temperature of the secondary battery 1. また、赤外線センサを用いる構成であれば、二次電池1の温度を非接触で検出するので、冷却用風路31上に温度検出部11が無くなり、冷却空気の圧損を低減することが可能になる。 Further, with the configuration using an infrared sensor, the temperature of the secondary battery 1 and detects a non-contact, there is no temperature detection unit 11 on the cooling air passage 31, to be capable of reducing the pressure loss of the cooling air Become.
尚、図1中の冷却用風路31と加熱用風路30に記載する矢印は、空気の流れる方向を模式的に示すものである。 Arrows described heating air passage 30 and the cooling air passage 31 in FIG. 1 shows the direction of air flow schematically. また、加熱用弁8、温度検出部11、及び冷却ファン12と温度制御部9との間に記載される矢印は、信号の入出力方向を模式的に示すものである。 The arrow is described between the heating valve 8, the temperature detection unit 11, and the cooling fan 12 and a temperature controller 9 shows the input and output direction of signals schematically.

温度検出部11及び温度制御部9により、二次電池1の温度が高いと判断されたときは、冷却ファン12を動作し冷却用風路31を経由した外気によって二次電池1を冷却する。 By the temperature detector 11 and the temperature controller 9, the temperature of the secondary battery 1 when it is determined to be high, to cool the secondary battery 1 by operating the cooling fan 12 via the cooling air passage 31 outside air. 温度検出部11の温度に応じて、温度制御部9によるファン12の風量(風速)制御を行い、二次電池1を適切な温度に保つことになる。 Depending on the temperature of the temperature detection unit 11 performs air volume (air velocity) control of the fan 12 by the temperature controller 9, thus keeping the rechargeable battery 1 to an appropriate temperature.
温度検出部11及び温度制御部9により、二次電池1の温度が低いと判断されたときは、温度制御部9が加熱用弁8を開口するように制御する。 By the temperature detector 11 and the temperature controller 9, when the temperature of the secondary battery 1 is determined to be lower, and controls so that the temperature control unit 9 opens the heating valve 8. 加熱用弁8は、電力変換回路3の発熱を二次電池1に供給する加熱用風路30上に配置され、加熱用弁8の開口量に応じて加熱された空気が供給され、二次電池1の温度が上昇する構成になる。 Heating valve 8 is disposed on the heating air passage 30 for supplying heating to the secondary battery 1 of the power conversion circuit 3, air heated in accordance with the amount of opening of the heating valve 8 is supplied, the secondary temperature of the battery 1 is configured to rise.

上述したように、二次電池1を風上に配置し、二次電池1に放熱材10を取り付けることで、電力供給システム100内の最も低温の空気での冷却が可能となる。 As described above, to place the secondary battery 1 into the wind, by attaching the heat radiating member 10 to the secondary battery 1, it is possible to cool at coldest air of the power supply system 100. また、電力変換回路3の発熱を二次電池1に供給することで、二次電池1の温度を上げることが可能になり、二次電池1の周囲温度を常に一定範囲に設定することが可能になる。 In addition, by supplying the heat generation of the power conversion circuit 3 to the secondary battery 1, it is possible to raise the temperature of the secondary battery 1, it can always be set to a range of ambient temperature of the secondary battery 1 become.

つぎに、二次電池1の冷却及び加熱動作と温度閾値の関係を説明する。 Next, the cooling and relationships heating operation and temperature threshold value of the secondary battery 1.
図2は、本発明に係る実施の形態1の電力供給システムにおける二次電池の温度に対する温度閾値の設定例である。 Figure 2 is an example of setting the temperature threshold for the temperature of the secondary battery in the power supply system according to the first embodiment of the present invention. 温度制御部9の記憶部には、二次電池1の温度を判定するため、複数の温度閾値が設けられ、判定結果に応じて二次電池1の冷却及び加熱動作を行う。 The storage unit of the temperature control unit 9, to determine the temperature of the secondary battery 1, a plurality of temperature threshold value is provided, for cooling and heating operation of the secondary battery 1 in accordance with the determination result.
図2において、二次電池1の温度が高いところから、冷却動作の必要領域、適正温度、加熱動作の必要領域を示している。 2, from where the temperature of the secondary battery 1 is high, the necessary area of ​​the cooling operation, shows the proper temperature, the required area of ​​heating operation. 複数の温度閾値は、冷却動作の必要領域であるか否かを判定する温度閾値が閾値A1、適正温度であるか否かを判定する温度閾値の上限が閾値A2、下限が閾値B2、加熱動作の必要領域であるか否かを判定する温度閾値が閾値B1である。 A plurality of temperature thresholds, temperature threshold value determines whether it is necessary region of the cooling operation threshold A1, the appropriate temperature at which whether the upper limit of the determining temperature threshold threshold A2, a lower limit threshold value B2, heating operation temperature threshold determines whether the required area is threshold B1.

電力供給システム100の通常状態は、系統電源200又は直流電源300のうち、少なくともどちらか一方から電力が供給される状態である。 Normal state of the power supply system 100, among the system power source 200 or the DC power supply 300 is a state in which the power from at least one is supplied. 系統電源200から交流電力が供給される状態では、整流回路4に交流電力が入力される。 In a state where the AC power from the system power source 200 is supplied, the AC power to the rectifier circuit 4 is input. 又は、直流電源300から電力が供給される状態では、直流電力が電力変換回路3でDC/AC変換された後、整流回路4に入力される。 Or, in the state in which electric power is supplied from the DC power supply 300, after the DC power is DC / AC converter power conversion circuit 3, it is input to the rectifier circuit 4.

制御電源5は制御負荷7へ電力供給を行うと共に、二次電池1はBCG6により充電される。 Together with the control power supply 5 supplies power to the control loads 7, the secondary battery 1 is charged by BCG6. 電力変換回路3、制御電源5、及びBCG6動作タイミングにて、温度検出部11が二次電池1の温度を検出し、この検出温度に応じて温度制御部9が以下の制御を実施する。 Power conversion circuit 3, a control power supply 5, and at BCG6 operation timing, the temperature detection unit 11 detects the temperature of the secondary battery 1, the temperature controller 9 is performed the following control in accordance with the detected temperature.

二次電池1の温度が、第1温度の具体的な値である閾値A1(例えば57℃)を超えると、温度制御部9は温度検出部11の出力に応じて冷却動作を行う。 Temperature of the secondary battery 1 exceeds the threshold value A1 is a specific value of the first temperature (e.g. 57 ° C.), the temperature control unit 9 performs a cooling operation in accordance with the output of the temperature detecting portion 11. この冷却動作の一つとして、冷却ファン12を動作させるための入力の電圧可変、又はPWM(Pulse Width Modulation)制御により冷却ファン12の風量を調整する制御を行う。 As one of the cooling operation, it performs input of the voltage variable for operating the cooling fan 12, or PWM (Pulse Width Modulation) control for adjusting the air volume of the cooling fan 12 by controlling the. この制御は、例えば温度検出部11が検出した温度が高いほど風量が増加する動作を行う。 This control is performed, for example, an operation temperature of the temperature detecting unit 11 detects the flow rate the higher the increase. 同時に、温度検出部11の出力に応じてBCG6の出力電圧を可変する制御を行う。 At the same time, it performs control for changing the output voltage of BCG6 in accordance with the output of the temperature detection unit 11. この制御は、例えば温度検出部11が検出した温度が高いほど、BCG6の出力電圧を下げる動作を行う。 This control, for example, as the temperature of the temperature detection unit 11 has detected high, the operation of lowering the output voltage of BCG6. 尚、冷却ファン12とBCG6の制御は、どちらか一方の制御を実行することでも問題ない。 Incidentally, control of the cooling fan 12 and BCG6 also no problem by running one or the other control.

冷却ファン12は外気の取り込みにより、二次電池1を冷却する。 Cooling fan 12 by the outside air uptake, cooling the secondary battery 1. この外気の温度は、夏であれば例えば37℃になる。 The temperature of the outside air will be, for example, 37 ℃ it is summer.
冷却ファン12の動作等により、二次電池1の温度は低下し、温度検出部11で検出する二次電池1の温度が閾値A2(例えば53℃)まで達すると、上述の冷却動作を停止させる。 The operations of the cooling fan 12, the temperature of the secondary battery 1 is lowered, the temperature of the secondary battery 1 detected by the temperature detector 11 reaches the threshold value A2 (e.g. 53 ° C.), to stop the above-described cooling operation . 温度制御部9は冷却動作を継続する制御をしてもよいが、電力消費を極力抑えるために冷却動作を停止させる制御としている。 Temperature controller 9 may control to continue the cooling operation, but the control to stop the cooling operation to minimize the power consumption. このように閾値A1、A2に対する冷却動作にヒステリシス特性を持たせる制御とすることが望ましい。 It is desirable to control in this manner have a hysteresis characteristic to the cooling operation for the threshold A1, A2.

二次電池1の温度が、第2温度の具体的な値である閾値B1(例えば0℃)を下回ると、温度制御部9は温度検出部11の出力に応じて加熱動作を行う。 Temperature of the secondary battery 1 falls below the threshold value B1 is a specific value of the second temperature (e.g., 0 ° C.), the temperature control unit 9 performs the heating operation in accordance with the output of the temperature detecting portion 11. この加熱動作の一つとして、加熱用弁8が温度制御部9の指令に応じて開口する。 As one of the heating operation, the heating valve 8 is opened in response to a command of the temperature control unit 9. 加熱用弁8は、電力変換回路3の排熱を二次電池1に誘導する加熱用風路30に設置されており、加熱用弁8が開口すると、電力変換回路3の発熱が二次電池1に送風される構成となっている。 Heating valve 8 is installed in the heating air passage 30 to induce heat of the power conversion circuit 3 to the secondary battery 1, when the heating valve 8 is opened, the heat generation of the power conversion circuit 3 is the secondary battery and it has a configuration that is blown to 1. 電力変換回路3の損失による発熱により、電力供給システム100内の温度に対し、例えば20℃ほど高い温度が、二次電池1に送風されることで、二次電池1の温度は上昇する。 The heat generated by the loss of the power conversion circuit 3, with respect to the temperature of the power supply system 100, such as temperature higher 20 ° C. is, by being blown to the secondary battery 1, the temperature of the secondary battery 1 increases.

これら動作により、二次電池1の温度は上昇し、温度検出部11による二次電池1の温度が閾値B2(例えば10℃)まで達すると、上述の加熱動作を停止させる。 These operations, the temperature of the secondary battery 1 rises and the temperature of the secondary battery 1 by the temperature detector 11 reaches the threshold value B2 (e.g. 10 ° C.), to stop the above-described heating operation. 加熱動作の継続は、逆に二次電池1の過昇を招く恐れがあるため、二次電池1の温度が閾値B2に達したら加熱動作を停止させる。 Continuing the heating operation, since it may lead to excessive rechargeable battery 1 Conversely, stopping the heating operation when the temperature of the secondary battery 1 reaches the threshold B2. このように閾値B1、B2に対する加熱動作にヒステリシス特性を持たせる制御とすることが望ましい。 It is desirable that the thus controlled to have a hysteresis characteristic to the heating operation to the threshold value B1, B2.

つぎに、電力システム100における二次電池1の冷却及び加熱時の動作をフローチャートを用いて説明する。 Now it is described with reference to a flowchart of operation during cooling and heating of the secondary battery 1 in the power system 100.
図3は、実施の形態1における電力供給システムの動作を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flow chart showing the operation of the power supply system in the first embodiment. なお、図3では、電力供給システムの各構成部に付される符号の表記を省略している。 In FIG. 3, it is omitted representation of the code to be added to each component of the power supply system.

温度制御部9の記憶部に温度検出用として図2に記載された複数の温度閾値が設けられることを前提として、フローチャートを説明する。 Assuming that a plurality of temperature threshold value described in FIG. 2 as a temperature detector in the storage unit of the temperature control unit 9 is provided, describing the flowchart. 尚、図3のフローチャート内の判定動作では、閾値A1、A2、B1、B2という4つの温度閾値を例示するが、温度閾値の種類はこれに限定されるものではない。 In the determination operation in the flow chart of FIG. 3, it illustrates the threshold A1, A2, B1, B2 of four temperature threshold, the type of temperature threshold is not limited thereto.

通常状態がスタート(ステップS30)すると、電力変換回路3の動作(ステップS31)と、制御電源5から制御負荷7への電力供給(ステップS32)と、BCG6による二次電池1への充電(ステップS33)と、温度検出部11により二次電池1の温度を検出(ステップS34)とを実行する。 Then start the normal state (step S30), the operation of the power conversion circuit 3 (step S31), and power supply from the control power supply 5 to control the load 7 (step S32), the charging of the BCG6 by the secondary battery 1 (step and S33), and executes the detection (step S34) the temperature of the secondary battery 1 by the temperature detection unit 11.
その後、温度制御部9は、温度検出部11が検出した温度、すなわち二次電池2の温度が第1の閾値である閾値A1以上であるか否かを判定する第1の判定処理を行う(ステップS35)。 Thereafter, the temperature control unit 9 performs temperature, i.e. the first determination process determines whether the temperature of the secondary battery 2 is the threshold value A1 or more, which is a first threshold temperature detecting section 11 has detected ( step S35).
二次電池2の温度が閾値A1以上の場合には(ステップS35、Yes)、冷却動作を開始(ステップS36)し、温度検出部11の検出温度に基づきBCG6の出力電圧を加減(ステップS37)する。 If the temperature of the secondary battery 2 is not less than the threshold value A1 (step S35, Yes), start cooling operation (step S36), and adjusting the output voltage of BCG6 based on the temperature detected by the temperature detection unit 11 (step S37) to. このステップS36とS37の動作は、どちらか一方のみを実行するフローチャートであっても問題ない。 The operation of the step S36 and S37 is no problem even flowchart executed only either.

次に、二次電池2の温度が第2の閾値である閾値A2以下であるか否かを判定する第2の判定処理を行う(ステップS38)。 Next, a second determination process for determining whether the temperature of the secondary battery 2 is equal to or smaller than the threshold A2 is a second threshold value (step S38). 二次電池1の温度が閾値A2超過の場合(ステップS38、No)には、ステップS38の処理を繰り返す。 When the temperature of the secondary battery 1 threshold A2 exceeded (step S38, No) and repeats the processing in step S38. 二次電池1の温度が第2の閾値である閾値A2以下(ステップS38、Yes)であれば、冷却動作を停止する(ステップS39)。 Threshold A2 following the temperature of the secondary battery 1 is a second threshold value if (step S38, Yes), stops the cooling operation (step S39). その後、通常状態であるか否かを判定(ステップS44)し、通常状態を継続するのであれば、第1の判定処理(ステップS35)に戻る。 Then, determine whether the normal state (step S44), if the continue normal state, returns to the first determination process (step S35).

二次電池1の温度が閾値A1未満の場合には(ステップS35、No)、二次電池2の温度が第3の閾値である閾値B1以下であるか否かを判定する第3の判定処理を行う(ステップS40)。 When the temperature of the secondary battery 1 is less than the threshold value A1 (step S35, No), the third determination process determines whether the temperature of the secondary battery 2 is the threshold value B1 or less which is a third threshold value is carried out (step S40).
二次電池2の温度が閾値B1より大きい場合には(ステップS40、No)、第1の判定処理を再度行う(ステップS35)。 If the temperature of the secondary battery 2 is larger than the threshold value B1 (step S40, No), it performs the first determination process again (step S35).
二次電池1の温度が閾値B1以下の場合には(ステップS40、Yes)、温度検出部11が検出した温度に基づき加熱用弁を開口(ステップS37)し、二次電池1を加熱する。 When the temperature of the secondary battery 1 is the threshold B1 below (step S40, Yes), opening the heating valve on the basis of the temperature of the temperature detecting unit 11 has detected (Step S37), and heating the secondary battery 1.
次に、二次電池1の温度が第4の閾値である閾値B2以上であるか否かを判定する第4の判定処理を行う(ステップS42)。 Next, the fourth determination process determines whether the temperature of the secondary battery 1 is the threshold value B2 or the fourth threshold value (step S42). 二次電池1の温度が閾値B2未満の場合には(ステップS42、No)、ステップS42の処理を繰り返す。 When the temperature of the secondary battery 1 is less than the threshold value B2 (step S42, No), it repeats the processing in step S42. 二次電池1の温度が第4の閾値である閾値B2以上(ステップS42、Yes)であれば、加熱用弁8を閉口し加熱動作を停止する(ステップS43)。 Threshold B2 or temperature of the secondary battery 1 is a fourth threshold value if (step S42, Yes), then closing the heating valve 8 to stop the heating operation (step S43).
その後、通常状態であるか否かを判定(ステップS44)し、通常状態が終了であると判定すると、動作は終了(ステップS45)となる。 Then, determine whether the normal state (step S44), when the normal state determined to be terminated, the operation is ended (step S45).

以上のように、二次電池1の温度に応じて冷却動作及び加熱動作を行うことにより、二次電池1を適正温度に保つため、寿命劣化の進行を抑制することが可能となり、長寿命化による二次電池1の交換頻度が減り、交換費用削減、即ちコスト削減を図ることができる。 As described above, by performing the cooling operation and heating operation according to the temperature of the secondary battery 1, to keep the secondary battery 1 to a proper temperature, it is possible to suppress the progress of the deterioration of life, longer life It reduces the frequency of replacement of the secondary battery 1 by, exchange cost savings, i.e., cost reduction can be achieved. また、交換頻度の減少により、使用者の使い勝手が向上する。 In addition, due to a decrease in replacement frequency, thereby improving the usability of the user.

実施の形態2. The second embodiment.
図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。 Referring to FIG. 4, it will be described a second embodiment of the present invention.
図4は、本発明に係る実施の形態2における電力供給システムの構成図である。 Figure 4 is a configuration diagram of a power supply system in the second embodiment according to the present invention.
実施の形態1と異なる構成は、強制冷却手段の具体的な構成である強制冷却部13を備えることである。 Embodiment 1 is different from configuration of the embodiment is to have forced cooling unit 13 is a specific configuration of the forced cooling means.
図4において、冷却ファン12の最大風量での冷却で、二次電池1が設定時間内に閾値A2まで低下しない場合、温度制御部9は強制冷却部13を動作させ、二次電池1の温度を低下させる構成である。 4, the cooling at the maximum air volume of the cooling fan 12, if not reduced to the threshold A2 to the secondary battery 1 is the set time, the temperature control unit 9 activates the forced cooling unit 13, the temperature of the secondary battery 1 it is configured to reduce the. 強制冷却部13は、例えばペルチェ素子による外気の冷却であり、外気温(例えば37℃)を例えば30℃にまで低下させた冷却風を、冷却ファン12によって二次電池1に送風することで、一層の温度低下を実現させる。 Forced cooling unit 13 is, for example, a fresh air of the cooling by the Peltier element, the cooling air was reduced to the ambient temperature (e.g. 37 ° C.) for example to 30 ° C., by the cooling fan 12 that blows air to the secondary battery 1, to realize the further temperature reduction. 尚、ペルチェ素子の発熱は、電力供給システム100の外に排熱する。 Incidentally, the heating of the Peltier device, the exhaust heat to the outside of the power supply system 100.

強制冷却部13は、外気温より低い温度の空気を冷却ファン12に供給する構成であり、外気温で送風される空気によって、二次電池1の温度を適正な温度にまで冷却できないときに作動させる。 Forced cooling unit 13 is configured to supply air lower than the outside air temperature the temperature in the cooling fan 12, the air blown by the outside air temperature, operating when it can not cool the temperature of the secondary battery 1 to a proper temperature make. このため、真夏など、外気温が高い時にも二次電池1の温度を適正に保つことが可能となり、従来より確実に二次電池1の寿命劣化の進行を抑制することができる。 Thus, summer like, even when the outside temperature is high it is possible to maintain proper temperature of the secondary battery 1, reliably than conventional can be suppressed progression of life deterioration of the secondary battery 1.

つぎに、実施の形態2に係る電力システムにおける二次電池の冷却及び加熱時の動作を説明する。 Next, the operation during cooling and heating of the secondary battery in the power system according to the second embodiment will be described.
図5は、実施の形態2における電力供給システムの動作を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flow chart showing the operation of the power supply system in the second embodiment. 以下の説明では、実施の形態1のフローチャートと異なる箇所を主に説明する。 In the following description, mainly described different points from the flowchart of the first embodiment.
図5において、二次電池1の温度が閾値A2以下であるか否かを判定(ステップS38、No)後、二次電池1の冷却動作が設定時間を経過した場合(ステップS46、Yes)に強制冷却部13を動作(ステップS47)させ、二次電池1を冷却する動作になる。 5, the determination whether the temperature of the secondary battery 1 is the threshold value A2 or less (step S38, No) after when the cooling operation of the secondary battery 1 has exceeded the set time (step S46, Yes) forced cooling unit 13 the operation (step S47), it will operate to cool the secondary battery 1. 二次電池1の温度が閾値A2以下(ステップS38、Yes)の場合、冷却動作を停止する。 For the temperature of the secondary battery 1 is the threshold A2 following (step S38, Yes), stops the cooling operation.

実施の形態3. Embodiment 3.
図6を参照して、本発明の実施の形態3ついて説明する。 Referring to FIG. 6, it will be explained a third embodiment of the present invention.
図6は、本発明に係る実施の形態3における電力供給システムの構成図である。 Figure 6 is a configuration diagram of a power supply system in the third embodiment according to the present invention. この構成図は、電力供給システムを設置した状態を模式的に示している。 This diagram shows an installed state of the power supply system schematically.
実施の形態3は、実施の形態1及び2と冷却用風路の構成が異なっている。 Embodiment 3 is different from configuration of the cooling air passage and the first and second embodiments. 電力供給システム100内の内部発熱体としては、電力変換回路3、制御電源5、及び二次電池1があり、実施の形態1及び2では、二次電池1を冷却及び加熱する構成を説明した。 As the internal heating element of the power supply system 100, the power conversion circuit 3, a control power supply 5, and there is a secondary battery 1, in the first and second embodiments has been described a structure for cooling and heating the secondary battery 1 . 実施の形態3では、電力供給システム100内の上述の内部発熱体と二次電池1を冷却する風路構成について説明する。 In the third embodiment will be described air passage structure for cooling an internal heating element and the secondary battery 1 of the above power supply system 100.

図6において、電力供給システム100を収納する筐体50は支持部51を備えており、この支持部51が筐体50と設置面52との間に配置される。 6, a housing 50 for accommodating the power supply system 100 includes a support portion 51, the support portion 51 is disposed between the installation surface 52 and the housing 50.
第1風路40は内部発熱体を冷却するための外気を導入する風路であり、図6に筐体50の下端から吸気し、上端から排気する構成を示しているが、この構成に限定されるものではない。 The first air passage 40 is an air passage for introducing outside air for cooling the internal heating elements, air from the lower end of the housing 50 in FIG. 6 shows a configuration of the exhaust from the upper end, limited to this structure not intended to be. 尚、矢印60が示す方向が筐体50の上方向を示す。 The direction indicated by the arrow 60 indicates the upper direction of the casing 50.
一方、第1風路40とは別に、二次電池1の近傍に第2風路41を形成し二次電池1を冷却する。 On the other hand, the first air passage 40 separately from cooling the forming the second air passage 41 in the vicinity of the secondary battery 1 rechargeable battery 1. この第2風路41は、第1風路40と同様の筐体50の下端からの吸気とする必要はなく、筐体50の上端からの吸気でも構わない。 The second air passage 41 does not need to be air from the lower end of the same housing 50 and the first air passage 40, may be a suction from the upper end of the housing 50. その際は、第1風路40の排気を第2風路41が吸気として取り込まないような、ショートサイクル防止のための構造設計を留意すればよい。 In that case, the exhaust of the first air passage 40 as a second air passage 41 is not incorporated as an intake, it may be noted the structural design for the short cycle prevention.

第2風路41は、二次電池1を冷却するための専用風路としているため、第1風路40の構成を考慮することなく電力供給システム100内に二次電池1を配置することが可能になる。 The second air passage 41, since the dedicated air path for cooling the secondary battery 1, is possible to arrange the secondary battery 1 to the power supply system 100 without considering the structure of the first air passage 40 possible to become. 例えば、第2風路41を筐体50の上端からの吸気とすれば、二次電池1交換時のアクセスが容易となるように二次電池1を電力供給システム100の筐体50の上部に配置することが可能になり、二次電池1交換時の施工性向上を図ることができる。 For example, the second air passage 41 when the intake from the top of the housing 50, as the secondary battery 1 when replacing access is easily rechargeable battery 1 at the top of the housing 50 of the power supply system 100 it is possible to arrange, it is possible to achieve workability enhancement during secondary battery 1 exchange.

以上のように、電力供給システム100の内部の第1風路40とは別に、二次電池1を冷却するための専用の第2風路41を設けることで、第2風路41の吸気風は必ず外気温になる。 As described above, separate from the first air passage 40 of the internal power supply system 100, by providing the second air passage 41 dedicated for cooling the secondary battery 1, the intake air of the second air passage 41 always be on the outside air temperature is. この吸気風は、電力供給システム100内の発熱による温度上昇の影響を受けないので、筐体50内の温度より低温を維持できる。 The intake air is not affected by the temperature rise due to heat generation of the power supply system 100, capable of maintaining a lower temperature than the temperature in the casing 50. このため、二次電池1の効率的な冷却を実現することが可能となる。 Therefore, it is possible to realize efficient cooling of the secondary battery 1.
また、電力供給システム100内部の第1風路40と関係なく二次電池1を配置することができるため、二次電池1を交換する時の施工性を向上する等の内部配置にすることが可能となる。 Further, it is possible to arrange the first air passage 40 of the internal power supply system 100 of the secondary battery 1, regardless which may be internal arrangement of such to improve the workability when replacing the rechargeable batteries 1 It can become.

さらに、上述した二次電池1を冷却する風路構成は、二次電池1の温度上昇を低減するので、寿命劣化の進行を抑制できる。 Furthermore, air passage structure for cooling the secondary battery 1 described above, since reducing the temperature rise of the secondary battery 1 can suppress the progress of the deterioration of life. 例えば、電力供給システム100の製品寿命15年に対し、二次電池1の交換が3回から2回、又は2回から0回に削減できる。 For example, with respect to product life 15 years of the power supply system 100, can be reduced twice from three changes of the secondary battery 1, or from 2 times to zero. このように、二次電池1の交換頻度を下げることが可能となり、交換費用を削減する効果がある。 Thus, it is possible to reduce the frequency of replacement of the secondary battery 1, the effect of reducing the replacement cost.

尚、上記の実施例では、二次電池1の冷却に外気を取り込む気体流路を設ける構成としたが、その限りではなく、冷却方式として水冷式を用いても構わない。 In the above embodiment, a configuration provided with a gas passage for taking outside air to cool the secondary battery 1 is not limited thereto, may be used water-cooled as the cooling method. 水冷式による冷却の場合は、二次電池1の温度に応じて水流(水量)を可変させる制御を行う。 For cooling by water-cooled, it performs control to vary the water flow (water) in accordance with the temperature of the secondary battery 1.

また、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, without departing from the scope of the present invention, it is possible to variously modified.

1 二次電池、2 ダイオード、3 電力変換回路、4 整流回路、5 制御電源、6 バッテリ充電回路、7 制御負荷、8 加熱用弁、9 温度制御部、10 放熱部、11 温度検出部、12 冷却ファン、13 強制冷却部、20 主回路、21 二次電池温度調節部、30 加熱用風路、31 冷却用風路、40 第1風路、41 第2風路、50 筐体、51 支持部、52 設置面、60 矢印、100 電力供給システム、200 系統電源、300 直流電源、400 宅内負荷 1 battery, 2 a diode, 3 power conversion circuit, 4 the rectifier circuit, 5 a control power supply, 6 battery charging circuit, 7 control load, 8 heating valve, 9 temperature control unit, 10 radiating portion, 11 temperature detection unit, 12 cooling fan, 13 forced cooling unit, 20 main circuit, 21 rechargeable battery temperature regulating section, 30 heating air path, 31 the cooling air passage, 40 first air passage, 41 a second air passage, 50 a housing, 51 support parts, 52 installation surface 60 arrow, 100 power supply systems, 200 system power supply, 300 DC power supply, 400 house load

Claims (6)

  1. 系統電源からの交流電力を交流負荷に供給する電力供給システムであって、 A power supply system for supplying AC power from the system power source to the AC load,
    直流電源又は前記系統電源からの電力で充電され、直流負荷である制御負荷に電力を供給する蓄電手段と、 Is charged with electric power from the DC power source or the system power supply, a power storage unit for supplying electric power to the control load is a DC load,
    前記直流電源が供給する直流電力を交流電力に変換して交流負荷に供給する電力変換手段と、 And the power conversion unit supplies to the AC load by converting DC power supplied the DC power source into AC power,
    前記電力変換手段又は前記系統電源が供給する交流電力を整流する整流手段と、 Rectifying means for rectifying the power conversion means or the AC power to the system power supply is,
    前記整流手段の出力を降圧して前記制御負荷に供給する制御電源と、 A control power supply to said control load output by lowering of the rectifying means,
    前記整流手段の出力を降圧して前記蓄電手段を充電するバッテリ充電手段と、 And battery charging means for charging said electrical storage means by lowering the output of said rectifying means,
    前記蓄電手段の発熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとで構成され、前記蓄電手段を冷却する冷却手段と、 A heat sink for dissipating heat generated said storage means is composed of a cooling fan for cooling the heat sink, a cooling means for cooling said storage means,
    前記蓄電手段を加熱する加熱手段と、 Heating means for heating the storage means,
    前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、 A temperature detecting means for detecting a temperature of the accumulator unit,
    前記温度検出手段が検出した温度に応じて、前記冷却手段を動作させ、前記冷却手段の冷却動作を停止させ、前記加熱手段を動作させ、又は前記加熱手段の加熱動作を停止させる温度制御手段と、 Depending on the temperature of said temperature detecting means detects said cooling means is operated, the cooling operation is stopped in the cooling means to operate said heating means, or a temperature control means for stopping the heating operation of said heating means ,
    を備え、 Equipped with a,
    前記冷却手段は、導入する外気の温度を下げる強制冷却手段をさらに有し、前記強制冷却手段の風下に前記冷却ファンが配置され、 Said cooling means further includes a forced cooling means to lower the temperature of the outside air to be introduced, the cooling fan is disposed downwind of the forced cooling means,
    前記温度制御手段は、 It said temperature control means,
    前記蓄電手段の温度が第1温度より高い場合は前記冷却手段を動作させ、第2温度より低い場合は前記加熱手段を動作させると共に、 If the temperature of the accumulator unit is higher than the first temperature activates the cooling means and is lower than the second temperature to operate the heating means,
    前記蓄電手段の温度が前記第1温度より低く、前記第2温度より高い第3温度のときに加熱動作を停止させ、 Lower than the temperature of the first temperature of the accumulator unit, to stop the heating operation when the higher second temperature a third temperature,
    前記蓄電手段の温度が前記第温度より高く、前記第温度より低い第4温度のときに冷却動作を停止させ、 Higher than the temperature the third temperature of the accumulator unit, to stop the cooling operation when the lower than the first temperature fourth temperature,
    前記蓄電手段の温度が前記第1温度より低く、前記第4温度より高い温度のとき、冷却動作が設定時間を経過した場合には、前記強制冷却手段を動作させる Lower than the temperature of the first temperature of the accumulator unit, when the fourth higher than the temperature the temperature, when the cooling operation has exceeded the set time, to operate the forced cooling means
    ことを特徴とする電力供給システム。 Power supply system, characterized in that.
  2. 前記加熱手段は、前記電力変換手段、前記制御電源、及び前記バッテリ充電手段の少なくとも一つからの発熱で加熱された空気を前記蓄電手段に送風する加熱用風路と、 It said heating means, said power conversion means, and heating air path for blowing the control power, and the air heated by heat generated from at least one of said battery charging means to said storage means,
    前記加熱用風路内の風量を調整する風量調整手段と、を備える ことを特徴とする請求項に記載の電力供給システム。 Power supply system according to claim 1, characterized in that and a flow rate adjusting means for adjusting the air flow of the heating air passage.
  3. 前記温度制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に応じて、前記風量調整手段を制御する ことを特徴とする請求項に記載の電力供給システム。 Said temperature control means, the power supply system according to claim 2, depending on the temperature detected by said temperature detecting means, and controls the air amount adjusting means.
  4. 前記温度制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に応じて、前記冷却ファンの風量を調整する ことを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の電力供給システム。 It said temperature control means, in accordance with the temperature detected by said temperature detecting means, the power supply system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that adjusting the air volume of the cooling fan.
  5. 前記温度制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に応じて、前記バッテリ充電手段の出力電圧を調整する ことを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の電力供給システム。 Said temperature control means, in accordance with the temperature detected by said temperature detecting means, the power supply system according to claim 1, any one of 4, characterized in that to adjust the output voltage of the battery charging unit.
  6. 前記温度検出手段は、サーミスタ又は赤外線センサで構成される ことを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の電力供給システム。 It said temperature detecting means, the power supply system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that consists of a thermistor or infrared sensor.
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