WO2014207994A1 - 蓄電システム、蓄電モジュールおよび制御方法 - Google Patents
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Definitions
- This technology relates to a power storage system, a power storage module, and a control method.
- a so-called hot-swap technology is known in which units constituting a system are replaced, removed, added, etc. while the system is in operation.
- a large current inrush current
- the proposal which reduces inrush current is made
- formed for example, refer the following patent document 1).
- Patent Document 1 does not use a battery as a power source. Even in a system using a battery as a power source, it is desirable to reduce the inrush current.
- one of the objects of the present technology is to provide a power storage system, a power storage module, and a control method that can solve the above-described points.
- the present technology for example, A plurality of power storage modules connected in parallel to the power line; A system voltage acquisition unit for acquiring a system voltage in the power line, The power storage module A power storage unit comprising one or more storage batteries; A current control unit that controls a current flowing between the power storage unit and the power line; Have The current control unit is a power storage system that controls a current flowing between the power storage unit and the power line according to the system voltage and the voltage of the power storage unit.
- This technology is, for example, It can be connected to and separated from a specified power line, A power storage unit comprising one or more storage batteries; A current control unit that controls a current flowing between the power storage unit and the power line; Have The current control unit is a power storage module that controls a current flowing between the power storage unit and the power line according to a system voltage in the power line and a voltage of the power storage unit.
- This technology is, for example, Acquire the system voltage on the power line where the storage module can be connected and separated, A control method in a power storage module that controls a current flowing between a power storage unit and a power line in accordance with an acquired system voltage and a voltage of a power storage unit including one or a plurality of storage batteries.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of a process flow of the power storage module according to an embodiment of the present technology. It is a figure for explaining an example of processing which sets up a resistance value of variable resistance in one embodiment of this art. It is a figure for demonstrating the structure of the electrical storage module in the modification of this technique. It is a figure for demonstrating the application example of this technique. It is a figure for demonstrating the application example of this technique.
- FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a configuration of a general power storage system.
- the power storage system 1 includes an EMU (Energy Management Unit) 10 and a plurality of power storage modules.
- EMU Electronic User Management Unit
- FIG. 1 as an example of a plurality of power storage modules, a power storage module 11a, a power storage module 11b, a power storage module 11c, and a power storage module 11d are illustrated. When there is no need to distinguish between the individual power storage modules, they are appropriately referred to as power storage modules 11.
- the EMU 10 and the power storage module 11 are connected via a predetermined communication line SL1. Data and commands can be exchanged between the EMU 10 and the power storage module 11 via the communication line SL1.
- the plurality of power storage modules 11 are connected in parallel to a predetermined power line PL1.
- Power storage module 11 is connected to load 13 via power line PL1.
- the content of the load 13 can be appropriately set according to the use of the power storage system 1.
- voltage Vsys1 is generated on power line PL1.
- FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a configuration of a general power storage module.
- the power storage module 11 a is illustrated, but other power storage modules such as the power storage module 11 b have the same configuration.
- the power path is indicated by a solid line, and the data and control command paths are indicated by a dotted line.
- the power storage module 11a includes, for example, a module controller 21, a BMU (Battery Management Unit) 22, a power storage unit 23, a PV (Photovoltaic) charger 24, and an AC (Alternating Current) -DC (Direct Current) 25. .
- the PV charger 24 is connected to the PV panel 14 outside the power storage module 11a.
- the AC-DC converter 25 is connected to the system power 15 outside the power storage module 11a. Note that these configurations will be specifically described when the configuration of the power storage module according to an embodiment of the present technology is described.
- the power storage module 11 can be connected to and separated from the power line PL1. For example, during operation of the power storage system 1, the power storage module 11a among the plurality of power storage modules 11 can be disconnected from the power line PL1. For example, when performing maintenance such as inspection and repair of the power storage module 11a, the power storage module 11a is disconnected from the power line PL1.
- the power storage module 11a is connected again to the power line PL1.
- the voltage Vsys1 is greater than or equal to the voltage Vbatt1 of the power storage unit 23 by a predetermined amount or more
- an inrush current exceeding the rating of the power storage unit 23 is connected to the power line between the power storage unit 23 and the power line PL1.
- the voltage Vbatt1 is greater than or equal to the voltage Vsys1
- a rush current from the power storage unit 23 toward the load 13 may flow.
- the power storage unit includes, for example, a plurality of secondary batteries.
- the secondary battery constituting the power storage unit is, for example, a lithium ion secondary battery including a positive electrode active material and a carbon material such as graphite as a negative electrode active material.
- the positive electrode material is not particularly limited, but preferably contains a positive electrode active material having an olivine structure.
- the positive electrode active material having an olivine structure a lithium iron phosphate compound (LiFePO 4 ) or a lithium iron composite phosphate compound containing different atoms (LiFe x M 1-x O 4 : M is one or more types) And x is preferably 0 ⁇ x ⁇ 1).
- the “main body” means 50% or more of the total mass of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer. Further, when M is two or more kinds, M is selected so that the sum of the subscripts is 1-x.
- M includes transition elements, IIA group elements, IIIA group elements, IIIB group elements, IVB group elements, and the like.
- those containing at least one of cobalt (Co), nickel, manganese (Mn), iron, aluminum, vanadium (V), and titanium (Ti) are preferable.
- the positive electrode active material is a metal oxide (for example, selected from Ni, Mn, Li, etc.) or phosphoric acid having a composition different from that of the oxide on the surface of the lithium iron phosphate compound or lithium iron composite phosphate compound.
- the coating layer containing a compound (for example, lithium phosphate etc.) etc. may be given.
- lithium lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ) having a layered rock salt structure, spinel structure
- Li lithium cobaltate
- LiNiO 2 lithium nickelate
- LiMnO 2 lithium manganate
- spinel structure A lithium composite oxide such as lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) may be used.
- the graphite used in the present technology is not particularly limited, and a wide range of graphite materials used in the industry can be used.
- As the negative electrode material lithium titanate, silicon (Si) -based material, tin (Sn) -based material, or the like may be used.
- the battery configuration in the present technology is not particularly limited, and known configurations can be widely used.
- the electrolytic solution used in the present technology is not particularly limited, and a wide variety of electrolytic solutions used in the industry including liquid and gel forms can be used.
- electrolyte solvent 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC), ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ⁇ -Butyrolactone, ⁇ -valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, acetonitrile , Glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropironitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane,
- the electrolyte supporting salt is preferably lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N), lithium perchlorate (LiClO 4 ).
- Lithium hexafluoroarsenate LiAsF 6
- lithium tetrafluoroborate LiBF 4
- lithium trifluoromethanesulfonate LiSO 3 CF 3
- lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide Li (CF 3 SO 2)
- tris trifluoromethanesulfonyl) methyllithium (LiC (SO 2 CF 3 ) 3 .
- Lithium ion secondary batteries can be classified into rectangular, cylindrical, etc. according to their shape.
- a cylindrical lithium ion secondary battery is used.
- One cylindrical lithium ion secondary battery which is an example of a storage battery is appropriately referred to as a cell.
- the average output voltage of the lithium ion secondary battery cell is, for example, about 3.0 V (volts), and the full charge voltage is, for example, about 4.2 V.
- capacitance of the cell of a lithium ion secondary battery is 3 Ah (ampere hour) (3000 mAh (milliampere hour)), for example.
- a submodule is formed by connecting a plurality of cells.
- the submodule has, for example, a configuration in which eight cells are connected in parallel.
- the capacity of the submodule is about 24 Ah
- the voltage is about 3.0 V which is substantially the same as the cell voltage.
- a power storage unit is configured by connecting 16 submodules in series.
- the capacity of the power storage unit is about 24 Ah, and the voltage is about 48 V (3.0 V ⁇ 16).
- One power storage module is formed by housing the power storage unit together with other components in a common case.
- the configuration of the power storage unit can be changed as appropriate in accordance with the application.
- secondary batteries other than lithium ion secondary batteries (sodium-sulfur batteries, nickel metal hydride batteries, etc.), capacitors (electric double layer capacitors, etc.), and combinations of these batteries
- the part may be configured.
- FIG. 3 is a diagram for describing an example of a configuration of a power storage system according to an embodiment of the present technology.
- the power storage system 2 includes an EMU 30 and a plurality of power storage modules.
- a power storage module 31a, a power storage module 31b, a power storage module 31c, and a power storage module 31d are illustrated as an example of a plurality of power storage modules.
- power storage modules 31 When there is no need to distinguish between individual power storage modules, they are appropriately referred to as power storage modules 31.
- the EMU 30 functions as a host controller in the power storage system 2 and controls each part of the power storage system 2. Further, the EMU 30 functions as a system voltage acquisition unit that acquires a system voltage (voltage Vsys10 described later) in the power line PL10 measured by a voltage sensor or the like (not shown). For example, the EMU 30 acquires the system voltage at a predetermined cycle.
- the EMU 30 and the power storage module 31 are connected via a predetermined communication line SL10. Data and control commands based on a predetermined communication standard can be exchanged between the EMU 30 and the power storage module 31 via the communication line SL10.
- the plurality of power storage modules 31 are connected in parallel to a predetermined power line PL10.
- Power storage module 31 is connected to load 33 via power line PL10.
- the content of the load 33 can be appropriately set according to the use of the power storage system 2.
- voltage Vsys10 which is an example of a system voltage, is generated in power line PL10.
- FIG. 4 is a diagram for describing an example of a configuration of a power storage module according to an embodiment of the present technology.
- the power storage module 31 a is illustrated, but other power storage modules such as the power storage module 31 b have the same configuration.
- the power path is indicated by a solid line, and the data and control command paths are indicated by a dotted line.
- the power storage module 31a is connected to, for example, the PV panel 34, the system power 35, and the load 33.
- the PV panel 34 is a solar cell module installed on, for example, a roof or outdoors.
- a solar cell module is a panel formed by connecting a plurality of solar cells, and is also referred to as a solar panel. Usually, a plurality of solar cell modules are installed side by side to constitute a solar cell array.
- a power conditioner (not shown) is connected to the PV panel 34.
- the power conditioner performs control called maximum power point tracking control (Maximum Power Point Tracking: MPPT).
- MPPT Maximum Power Point Tracking
- This control is a method that always follows the maximum power point following the fluctuation of the power generated by the solar cell module. It is good also as a structure by which the output of this power conditioner is connected to the electric power supply line of an external electric power grid
- System power 35 is, for example, commercial power.
- the power (AC power) generated at the power supplier's power plant is supplied to the system power 35 via a transmission network and a distribution network (not shown).
- the load 33 can be appropriately set according to the application, such as a large-scale system in addition to an electronic device such as a refrigerator or a television device.
- the power storage module 31a includes, for example, a module controller 41, a BMU 42, a power storage unit 43, a PV charger 44, an AC-DC 45, a breaker 46, and a variable resistor 47.
- the PV charger 44 is connected to the PV panel 34 outside the power storage module 31a.
- the AC-DC converter 45 is connected to the system power 35 outside the power storage module 31a.
- the module controller 41 is configured by a CPU (Central Processing Unit) or the like, and controls each part of the power storage module 31a.
- the module controller 41 may be configured to include a ROM (Read Only Memory) in which a program or the like is stored and a RAM (Random Access Memory) used as a work memory or the like.
- the module controller 41 controls the BMU 42, the PV charger 44, the AC-DC converter 45, the breaker 46, and the variable resistor 47, for example.
- the module controller 41 acquires the voltage Vsys10 in the power line PL10 from the EMU 30 by communicating with the EMU 30. Further, the module controller 41 acquires the voltage Vbatt10 of the power storage unit 43.
- the voltage Vbatt10 of the power storage unit 43 is measured by, for example, a voltage sensor (not shown).
- the module controller 41 continues to operate even when, for example, the BMU 42 is off.
- the power of the module controller 41 may be power supplied via the PV panel 34 and the PV charger 44, or power supplied via the system power 35 and the AC-DC converter 45. You may make it the electric power of the electrical storage part 43 supplied only to the module controller 41.
- the module controller 41 and the variable resistor 47 constitute a current control unit.
- the module controller 41 functions as a resistance control unit that sets the resistance value of the variable resistor 47.
- the module controller 41 appropriately sets the resistance value of the variable resistor 47 according to the voltage Vsys10 and the voltage Vbatt10. By appropriately setting the resistance value of the variable resistor 47 by the module controller 41, the current flowing between the power storage unit 43 and the power line PL10 is controlled.
- the module controller 41 determines that the current flowing between the power storage unit 43 and the power line PL10 is a predetermined current value.
- the resistance value of the variable resistor 47 is set so as to be as follows.
- the BMU 42 is connected to the power storage unit 43.
- the BMU 42 is connected to the power storage unit 43 via a switching element (not shown) such as an FET (Field Effect Transistor).
- a switching element such as an FET (Field Effect Transistor).
- FET Field Effect Transistor
- the BMU 42 monitors the state of the power storage unit 43 (remaining capacity, battery voltage, battery temperature, etc.) and operates so that an appropriate charge / discharge operation is performed.
- the BMU 42 appropriately controls on / off of a charge control switch and a discharge control switch (not shown) made of an FET or the like, and controls charging / discharging of the power storage unit 43.
- the BMU 42 transmits the voltage Vbatt10 of the power storage unit 43 to the module controller 41.
- the PV charger 44 has a configuration including, for example, a DC-DC converter.
- the PV charger 44 has a function of stabilizing the power generated by the PV panel 34 and converting it to a predetermined voltage.
- a predetermined voltage is output from the PV charger 44 and supplied to the load 33 and the power storage unit 43.
- the PV charger 44 operates using, for example, electric power supplied from the power storage unit 43.
- a power source for the PV charger 44 may be provided separately.
- the PV charger 44 may be operated by the electric power generated by the PV panel 34. That is, when the voltage supplied from the PV panel 34 exceeds the threshold value, the PV charger 44 may be activated and operated autonomously.
- the AC-DC converter 45 forms DC power from AC power supplied from the system power 35.
- the DC power generated by the AC-DC converter 45 is supplied to the load 33 and the power storage unit 43.
- Breaker 46 is for electrically connecting or disconnecting power storage unit 43 and power line PL10. On / off of the breaker 46 is controlled by the module controller 41, for example. By turning off the breaker 46, the power storage module 31a can be disconnected from the power storage system 2.
- the variable resistor 47 is a resistor whose resistance value can be varied. For example, by increasing the resistance value of the variable resistor 47, the current flowing between the power line PL10 and the power storage unit 43 can be limited. For example, when there is a possibility that an inrush current flows, the inrush current can be reduced by setting the resistance value of the variable resistor 47 large.
- the resistance value of the variable resistor 47 is set according to the control of the module controller 41, for example.
- variable resistor 47 elements other than the variable resistor may be used as long as the current flowing between the power line PL10 and the power storage unit 43 can be controlled.
- a polyswitch or a current limiting circuit including a plurality of elements may be used.
- a DC-AC inverter may be provided at the output stage of the power storage module 31a.
- the DC-AC inverter generates AC power having the same level and frequency as commercial power from DC power output from the power storage module 31a.
- AC power generated by a DC-AC inverter may be supplied to the load 33.
- the power storage module 31 a can charge the power storage unit 43 based on the DC power supplied from the PV panel 34. That is, the DC voltage supplied from the PV panel 34 is converted into an appropriate DC voltage by the PV charger 44. The DC voltage formed by the PV charger 44 is supplied to the power storage unit 43, and the power storage unit 43 is charged.
- the power storage module 31 a can charge the power storage unit 43 based on the AC power supplied from the system power 35.
- the AC voltage supplied from the system power 35 is converted into a DC voltage by the AC-DC converter 45.
- the direct current voltage is supplied to the power storage unit 43, and the power storage unit 43 is charged.
- the power storage unit 43 is charged by, for example, a constant current (CC) -constant voltage (CV) method.
- CC constant current
- CV constant voltage
- the power storage module 31 a can supply the power supplied from the PV panel 34 to the load 33.
- the DC voltage supplied from the PV panel 34 is converted into a predetermined voltage by the PV charger 44, and DC power is formed.
- the DC power generated by the PV charger 44 is supplied to the load 33.
- the power storage module 31 a can supply AC power supplied from the system power 35 to the load 33.
- AC power supplied from the system power 35 is supplied to the AC-DC converter 45.
- the AC-DC converter 45 forms DC power from AC power and outputs it.
- DC power output from the AC-DC converter 45 is supplied to the load 33.
- the power storage module 31 a can supply power to the load 33 by discharging the power storage unit 43.
- DC power generated by the discharge of the power storage unit 43 is supplied to the load 33 via the BMU 42, the variable resistor 47 and the breaker 46.
- the power storage unit 43 may be charged with the power supplied from the PV panel 34 while supplying the power supplied from the system power 35 to the load 33.
- Example of operation of power storage module With reference to FIG. 5 and FIG. 6, an example of the operation of the power storage module 31a will be described. The operation of other power storage modules such as the power storage module 31b is the same.
- FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the operation of the power storage module 31a. The processing described below is performed under the control of the module controller 41 unless otherwise specified.
- step ST101 the module controller 41 confirms the state of the breaker 46, and confirms whether or not its own module (in this example, the power storage module 31a) is connected to the power line PL10 of the power storage system 2. If power storage module 31a is connected to power line PL10, the process returns to step ST101. Then, the determination in step ST101 is repeated periodically. If power storage module 31a is not connected to power line PL10, the process proceeds to step ST102.
- its own module in this example, the power storage module 31a
- step ST102 the module controller 41 confirms on / off of the BMU 42 of its own system.
- the module controller 41 determines that the power storage module 31a is being maintained. Then, the process returns to step ST102, and the determination in step ST102 is repeated. If the BMU 42 is on, the process proceeds to step ST103.
- step ST103 the module controller 41 communicates with the EMU 10 and acquires the system voltage (voltage Vsys 10) from the EMU 10. Then, the process proceeds to step ST104.
- step ST104 the module controller 41 communicates with the BMU 42, and acquires the voltage (voltage Vbatt10) of the power storage unit 43 from the BMU 42.
- a voltage Vsys 10 and a voltage Vbatt 10 are input to the module controller 41. Then, the process proceeds to step ST105.
- step ST105 the module controller 41 calculates Vdiff, which is the absolute value of the difference between the voltage Vsys10 and the voltage Vbatt10 (
- step ST106 the resistance value Rcont of the variable resistor 47 is set based on the rated current of the power storage module 31a and Vdiff.
- Vdiff is a linear function with the resistance value Rcont as a slope according to Ohm's law.
- the resistance value Rcont is selected to be larger than R1 according to FIG.
- the resistance value of R1 is set to a value of 2.5 ⁇ (ohms) or more.
- the resistance value Rcont is selected to be greater than R2 according to FIG. As a specific example, if V2 is 40 V and Imax is 20 A, the resistance value of R2 is set to a value of 2.0 ⁇ or more. After the resistance value Rcont of the variable resistor 47 is determined, the process proceeds to step ST107.
- step ST107 the module controller 41 instructs the BMU 42 to perform control for connecting the power storage unit 43 to the power storage system 2.
- the BMU 42 turns on the FET switch, for example. Thereby, preparation for connecting the power storage unit 43 to the power storage system 2 is made.
- the module controller 41 turns on the breaker 46 and connects the power storage module 31 a to the power storage system 2. Since the resistance value Rcont of the variable resistor 47 is set to an appropriate value, it is possible to prevent an inrush current (for example, a current exceeding the rating) from flowing through the power storage unit 43 or the load 33. That is, by setting the resistance value Rcont to an appropriate value, the current flowing between the power storage unit 43 and the power line PL10 can be set to a predetermined current value or less (for example, a rated current or less).
- the predetermined time is a time that varies depending on the output voltage of the power storage module 31a, and is set to about 1 second as an example. In one embodiment, the process of step ST108 is further performed.
- step ST108 the module controller 41 decreases the resistance value Rcont after a predetermined time has elapsed. For example, the module controller 41 sets the resistance value Rcont to the minimum after elapse of a predetermined time. Thereby, when the electrical storage module 31a performs normal charging / discharging, it can suppress that losses, such as a voltage drop by the variable resistance 47, arise.
- the current flowing between the power line and the power storage unit can be controlled. Furthermore, according to one embodiment, since an appropriate resistance value of the variable resistor is automatically set, it is possible to prevent a current exceeding the rating from flowing when the power storage module is connected to the system. Since the resistance value of the variable resistor is set instantaneously, the time required to connect the power storage module to the system can be greatly reduced. Furthermore, since the storage module is automatically connected to the system, it is possible to prevent an inrush current from flowing due to a human error or the like.
- FIG. 7 is a block diagram for explaining a modification of the power storage module.
- the same components as those of the power storage module 31a are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
- the power storage module 50 in the modification includes a module controller 51 and a bypass circuit 52 that bypasses the variable resistor 47.
- the bypass circuit 52 includes, for example, a switch 52a connected in parallel to the variable resistor 47.
- the module controller 51 of the power storage module 50 Similar to the module controller 41 of the power storage module 31a, the module controller 51 of the power storage module 50 appropriately sets the resistance value of the variable resistor 47. Thereby, an inrush current that can be generated when power storage module 50 is connected to power line PL10 can be reduced. Note that when the power storage module 50 is connected to the power line PL10, the switch 52a of the bypass circuit 52 is turned off.
- the module controller 51 turns on the switch 52a after a predetermined time has elapsed since the power storage module 50 was connected to the power line PL10. By turning on the switch 52 a, the current path is changed from the circuit including the variable resistor 47 to the bypass circuit 52. Although it is difficult to make the resistance value of the variable resistor 47 strictly zero, since no resistor is connected to the bypass circuit 52, the loss caused by the resistance when the power storage module 50 performs normal charging / discharging. Can be prevented.
- the present technology can be variously modified within a range where no technical contradiction occurs.
- the resistance value of the variable resistor may be set to the minimum because the inrush current is less likely to flow.
- the resistance value of the variable resistor is calculated from the absolute value of the difference between the voltage Vsys and the voltage Vbatt.
- a table in which resistance values corresponding to the absolute value of the difference between the voltage Vsys and the voltage Vbatt are described may be stored in the ROM or the like.
- the module controller may read out the resistance value corresponding to the absolute value of the difference between the voltage Vsys and the voltage Vbatt from the table.
- a table in which resistance values are described may be input to the power storage module via a network or the like.
- a plurality of power storage modules may be directly connected to form a power storage module group.
- a plurality of power storage module groups may be connected in parallel to the power line. The case where the power storage module is connected in series and parallel to the power line is also included in the claims, where the power storage module is connected in parallel to the power line.
- This technology is not limited to an apparatus, and can be realized by a method, a system, a program, or the like.
- the configurations and processes in the embodiments and the like can be appropriately combined within a range where no technical contradiction occurs.
- the order of each process in the exemplified process flow can be changed as appropriate within a range where no technical contradiction occurs.
- the present technology can have the following configurations.
- the power storage module is:
- the current controller is At least one variable resistor;
- the resistance control unit is configured such that when a value obtained based on the system voltage and the voltage of the power storage unit is greater than a predetermined value, a current flowing between the power storage unit and the power line is equal to or less than a predetermined current value.
- the resistance control unit sets the resistance value according to the system voltage and a voltage of the power storage unit.
- a resistance control unit of the power storage module reduces the resistance value after a predetermined time has elapsed since at least one power storage module was connected to the power line.
- a resistance control unit of the power storage module sets the resistance value to a minimum value after elapse of a predetermined time after at least one power storage module is connected to the power line.
- the power storage module has a bypass circuit that bypasses the variable resistor, The power control unit according to any one of (2) to (4), wherein the current control unit sets the path of the current to the bypass circuit after elapse of a predetermined time after at least one power storage module is connected to the power line. system.
- the power storage module has a breaker that makes the power storage unit and the power line conductive or non-conductive, The power storage system according to any one of (2) to (7), wherein the breaker is switched from non-conduction to conduction after the resistance value is set by the resistance control unit. (9) The power storage system according to any one of (2) to (8), wherein the resistance control unit sets the resistance value according to an absolute value of a difference between the system voltage and a voltage of the power storage unit.
- a power storage unit comprising one or more storage batteries; A current control unit that controls a current flowing between the power storage unit and the power line; Have The current control unit controls a current flowing between the power storage unit and the power line according to a system voltage in the power line and a voltage of the power storage unit.
- (11) Acquire the system voltage on the power line where the storage module can be connected and separated, The control method in an electrical storage module which controls the electric current which flows between the said electrical storage part and the said electric power line according to the acquired system voltage and the voltage of the electrical storage part which consists of a 1 or several storage battery.
- Power storage device in a house as an application example An example in which the present technology is applied to a residential power storage device will be described with reference to FIG.
- the power storage device 100 for the house 101 electric power is supplied from the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c through the power network 109, the information network 112, the smart meter 107, the power hub 108, and the like. It is supplied to the power storage device 103.
- power is supplied to the power storage device 103 from an independent power source such as the home power generation device 104.
- the electric power supplied to the power storage device 103 is stored. Electric power used in the house 101 is fed using the power storage device 103.
- the same power storage device can be used not only for the house 101 but also for buildings.
- the house 101 is provided with a home power generation device 104, a power consumption device 105, a power storage device 103, a control device 110 that controls each device, a smart meter 107, and a sensor 111 that acquires various types of information.
- Each device is connected by a power network 109 and an information network 112.
- a solar cell, a fuel cell, or the like is used as the home power generation device 104, and the generated power is supplied to the power consumption device 105 and / or the power storage device 103.
- the power consuming device 105 is a refrigerator 105a, an air conditioner 105b, a television receiver 105c, a bath 105d, and the like.
- the electric power consumption device 105 includes an electric vehicle 106.
- the electric vehicle 106 is an electric vehicle 106a, a hybrid car 106b, and an electric motorcycle 106c.
- the power storage device 103 is composed of a secondary battery or a capacitor. For example, it is composed of a lithium ion secondary battery.
- the power storage module 31 or the power storage module 50 described above can be applied as the power storage device 103.
- the lithium ion secondary battery may be a stationary type or used in the electric vehicle 106.
- the smart meter 107 has a function of measuring the usage amount of commercial power and transmitting the measured usage amount to an electric power company.
- the power network 109 may be any one or a combination of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.
- the various sensors 111 are, for example, human sensors, illuminance sensors, object detection sensors, power consumption sensors, vibration sensors, contact sensors, temperature sensors, infrared sensors, and the like. Information acquired by the various sensors 111 is transmitted to the control device 110. Based on the information from the sensor 111, the weather condition, the human condition, etc. can be grasped, and the power consumption device 105 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Furthermore, the control device 110 can transmit information regarding the house 101 to an external power company or the like via the Internet.
- the power hub 108 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion.
- the communication method of the information network 112 connected to the control device 110 includes a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark). And a sensor network based on a wireless communication standard such as Wi-Fi (registered trademark).
- the Bluetooth method is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication.
- ZigBee uses the physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Electronics) (802.15.4).
- IEEE 802.15.4 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.
- the control device 110 is connected to an external server 113.
- the server 113 may be managed by any one of the house 101, the power company, and the service provider.
- the information transmitted and received by the server 113 is, for example, information related to power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transactions. These pieces of information may be transmitted / received from a power consuming device (for example, a television receiver) in the home, or may be transmitted / received from a device outside the home (for example, a mobile phone). Such information may be displayed on a device having a display function, for example, a television receiver, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant) or the like.
- the control device 110 that controls each unit includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and is stored in the power storage device 103 in this example.
- the control device 110 is connected to the power storage device 103, the home power generation device 104, the power consumption device 105, the various sensors 111, the server 113 and the information network 112, and adjusts, for example, the amount of commercial power used and the amount of power generation. have. In addition, you may provide the function etc. which carry out an electric power transaction in an electric power market.
- electric power is generated not only from the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c but also from the home power generation device 104 (solar power generation, wind power generation) to the power storage device 103.
- the home power generation device 104 solar power generation, wind power generation
- the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 103, and midnight power with a low charge is stored in the power storage device 103 at night. You can also use it.
- control device 110 is stored in the power storage device 103 .
- control device 110 may be stored in the smart meter 107 or may be configured independently.
- the power storage device 100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.
- FIG. 9 schematically shows an example of the configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present technology is applied.
- the series hybrid system is a vehicle that runs on a power driving force conversion device using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power once stored in a battery.
- the hybrid vehicle 200 includes an engine 201, a generator 202, a power driving force conversion device 203, driving wheels 204a, driving wheels 204b, wheels 205a, wheels 205b, a battery 208, a vehicle control device 209, various sensors 210, and a charging port 211. Is installed.
- Hybrid vehicle 200 travels using electric power / driving force conversion device 203 as a power source.
- An example of the power driving force conversion device 203 is a motor.
- the electric power / driving force converter 203 is operated by the electric power of the battery 208, and the rotational force of the electric power / driving force converter 203 is transmitted to the driving wheels 204a and 204b.
- DC-AC DC-AC
- AC-DC conversion AC-DC conversion
- the power driving force converter 203 can be applied to either an AC motor or a DC motor.
- the various sensors 210 control the engine speed via the vehicle control device 209, and control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown).
- the various sensors 210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
- the rotational force of the engine 201 is transmitted to the generator 202, and the electric power generated by the generator 202 by the rotational force can be stored in the battery 208.
- the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 203, and the regenerative power generated by the power driving force conversion device 203 by this rotational force is applied to the battery 208. Accumulated.
- the battery 208 is connected to a power source outside the hybrid vehicle, so that it can receive power from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received power.
- the battery 208 for example, the power storage module 31 or the power storage module 50 can be applied.
- an information processing device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided.
- an information processing apparatus for example, there is an information processing apparatus that displays a remaining battery capacity based on information on the remaining battery capacity.
- the present technology is also effective for a parallel hybrid vehicle in which the engine and motor outputs are both driving sources, and the system is switched between the three modes of driving with only the engine, driving with the motor, and engine and motor. Applicable. Furthermore, the present technology can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.
- Power storage system 30 ... EMU 31, 50 ... Power storage module 33 ... Load 41, 51 ... Module controller 42 ... BMU 43 ... Power storage unit 46 ... Breaker 47 ... Variable resistor 52 ... Bypass circuit PL10 ... Power line Vsys ... System voltage Vbatt ... Power storage unit voltage
Landscapes
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Abstract
蓄電システムは、例えば、電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、前記電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部とを有し、前記蓄電モジュールは、１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、を有し、前記電流制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する。
Description
本技術は、蓄電システム、蓄電モジュールおよび制御方法に関する。
システムの稼働中に、システムを構成するユニットを交換、抜去、増設等する、いわゆる、活線挿抜に関する技術が知られている。システムの稼働中にユニットを接続する場合に、システム内に大電流（突入電流）が流れ、システムが損傷するおそれがある。このため、突入電流を低減する提案がなされている（例えば、下記特許文献１参照）。
特許文献１の技術は、電源として電池を用いるものではない。電源として電池を使用するシステムにおいても、突入電流を低減することが望ましい。
したがって、本技術の目的の一つは、上記点を解決し得る蓄電システム、蓄電モジュールおよび制御方法を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本技術は、例えば、
電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、
電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部と
を有し、
蓄電モジュールは、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
電流制御部は、システム電圧および蓄電部の電圧に応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電システムである。
電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、
電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部と
を有し、
蓄電モジュールは、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
電流制御部は、システム電圧および蓄電部の電圧に応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電システムである。
本技術は、例えば、
所定の電力線に対して接離可能とされ、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
電流制御部は、電力線におけるシステム電圧および蓄電部の電圧に応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールである。
所定の電力線に対して接離可能とされ、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
電流制御部は、電力線におけるシステム電圧および蓄電部の電圧に応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールである。
本技術は、例えば、
蓄電モジュールが接離可能とされる電力線におけるシステム電圧を取得し、
取得したシステム電圧と、１または複数の蓄電池からなる蓄電部の電圧とに応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールにおける制御方法である。
蓄電モジュールが接離可能とされる電力線におけるシステム電圧を取得し、
取得したシステム電圧と、１または複数の蓄電池からなる蓄電部の電圧とに応じて、蓄電部と電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールにおける制御方法である。
少なくとも一つの実施形態によれば、電源として電池を使用するシステムにおいて、突入電流を低減する制御を行うことができる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示あって、それにより本技術の内容が限定されて解釈されるものではない。また、例示した効果と異なる効果が得られることを否定するものではない。
以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
＜３．応用例＞
以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
＜３．応用例＞
以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
＜１．一実施形態＞
「一般的な蓄電システムおよび蓄電モジュールの構成の一例」
本技術の理解を容易とするために、始めに、一般的な蓄電システムおよび蓄電モジュールの一例について、説明する。
「一般的な蓄電システムおよび蓄電モジュールの構成の一例」
本技術の理解を容易とするために、始めに、一般的な蓄電システムおよび蓄電モジュールの一例について、説明する。
図１は、一般的な蓄電システムの構成の一例を説明するための図である。蓄電システム１は、ＥＭＵ(Energy Management Unit)１０と、複数の蓄電モジュールとを含む。図１では、複数の蓄電モジュールの一例として、蓄電モジュール１１ａと、蓄電モジュール１１ｂと、蓄電モジュール１１ｃと、蓄電モジュール１１ｄとが図示されている。個々の蓄電モジュールを区別する必要がない場合には、蓄電モジュール１１と適宜、称する。
ＥＭＵ１０と蓄電モジュール１１とか、所定の通信ラインＳＬ１を介して接続される。通信ラインＳＬ１を介して、ＥＭＵ１０と蓄電モジュール１１との間で、データやコマンドのやり取りが可能とされる。
複数の蓄電モジュール１１は、所定の電力ラインＰＬ１に対して並列接続される。蓄電モジュール１１は、電力ラインＰＬ１を介して負荷１３に接続される。負荷１３の内容は、蓄電システム１の用途に応じて、適宜、設定することができる。蓄電システム１の稼働時には、電力ラインＰＬ１に電圧Ｖｓｙｓ１が発生する。
図２は、一般的な蓄電モジュールの構成の一例を説明するための図である。図２では、蓄電モジュール１１ａが図示されているが、蓄電モジュール１１ｂ等の他の蓄電モジュールも同様の構成を有する。なお、図２では、電力の経路が実線により示され、データや制御コマンドの経路が点線により示されている。
蓄電モジュール１１ａは、例えば、モジュールコントローラ２１と、ＢＭＵ(Battery Management Unit)２２と、蓄電部２３と、ＰＶ(Photovoltaic)充電器２４と、ＡＣ(Alternating Current)－ＤＣ(Direct Current)２５とを含む。ＰＶ充電器２４は、蓄電モジュール１１ａの外部のＰＶパネル１４に対して接続される。ＡＣ－ＤＣコンバータ２５は、蓄電モジュール１１ａの外部の系統電力１５に接続される。なお、これらの構成については、本技術の一実施形態における蓄電モジュールの構成を説明する際に、具体的に説明する。
蓄電モジュール１１は、電力ラインＰＬ１に対して接離可能とされる。例えば、蓄電システム１の稼働中に、複数の蓄電モジュール１１のうちの蓄電モジュール１１ａを電力ラインＰＬ１から切り離すことができる。例えば、蓄電モジュール１１ａの点検、修理等のメンテナンスを行う際に、蓄電モジュール１１ａが電力ラインＰＬ１から切り離される。
メンテナンスの終了後、蓄電モジュール１１ａが電力ラインＰＬ１に対して再度、接続される。この接続の際に、例えば、電圧Ｖｓｙｓ１が蓄電部２３の電圧Ｖｂａｔｔ１より所定以上、大きい場合には、蓄電部２３と電力ラインＰＬ１との間の電力ラインを、蓄電部２３の定格を超える突入電流が、蓄電部２３に向かって流れるおそれがある。一方、電圧Ｖｂａｔｔ１が電圧Ｖｓｙｓ１より所定以上、大きい場合には、蓄電部２３から負荷１３に向かう突入電流が流れるおそれがある。
蓄電モジュール１１ａを電力ラインＰＬ１に接続する際には、突入電流が流れることを防止するために電圧Ｖｓｙｓ１と電圧Ｖｂａｔｔ１との電位差に注意しなければならず、接続作業に時間と手間がかかるという問題あった。さらに、蓄電モジュール１１ａを電力ラインＰＬ１に接続する際の手順を誤ると、突入電流が流れるおそれがある、という問題があった。以下、このような問題に鑑みてなされた本技術の一実施形態について説明する。
「蓄電部の一例」
本技術の一実施形態の説明に先立ち、一実施形態における蓄電部の一例について説明する。蓄電部は、例えば、複数の２次電池により構成される。蓄電部を構成する２次電池は、例えば、正極活物質と、黒鉛等の炭素材料を負極活物質として含むリチウムイオン２次電池である。正極材料として特に限定はないが、好ましくは、オリビン構造を有する正極活物質を含有するものである。
本技術の一実施形態の説明に先立ち、一実施形態における蓄電部の一例について説明する。蓄電部は、例えば、複数の２次電池により構成される。蓄電部を構成する２次電池は、例えば、正極活物質と、黒鉛等の炭素材料を負極活物質として含むリチウムイオン２次電池である。正極材料として特に限定はないが、好ましくは、オリビン構造を有する正極活物質を含有するものである。
オリビン構造を有する正極活物質としてさらに好ましくは、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4）、または、異種原子を含有するリチウム鉄複合リン酸化合物（ＬｉＦｅxＭ1-xＯ4：Ｍは１種類以上の金属、ｘは０＜ｘ＜１である。）が好ましい。ここで、「主体」とは、正極活物質層の正極活物質総質量の５０％以上を意味する。また、Ｍが２種以上の場合は、各々の下付数字の総和が１－ｘとなるように選定される。
Ｍとしては、遷移元素、ＩＩＡ族元素、ＩＩＩＡ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＩＶＢ族元素等が挙げられる。特にコバルト（Ｃｏ），ニッケル，マンガン（Ｍｎ），鉄，アルミニウム，バナジウム（Ｖ），およびチタン（Ｔｉ）のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。
正極活物質は、リチウム鉄リン酸化合物またはリチウム鉄複合リン酸化合物の表面に、該酸化物とは異なる組成の金属酸化物（例えば、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉなどから選択されるもの）やリン酸化合物（例えば、リン酸リチウム等）等を含む被覆層が施されていてもよい。
リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出することが可能な正極材料として、層状岩塩構造を有するコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ2）、スピネル構造を有するマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）などのリチウム複合酸化物が使用されてもよい。
本技術における黒鉛としては、特に限定はなく、業界において用いられる黒鉛材料を広く用いることができる。負極の材料として、チタン酸リチウム、シリコン（Ｓｉ）系材料、スズ（Ｓｎ）系材料等が使用されてもよい。
本技術にかかる電池の電極の製造法としては、特に限定はなく、業界において用いられている方法を広く用いることができる。
本技術における電池構成としては、特に限定はなく、公知の構成を広く用いることができる。
本技術に用いられる電解液としては、特に限定はなく、液状、ゲル状を含み、業界において用いられる電解液を広く用いることができる。
電解液溶媒として好ましくは、４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（ＦＥＣ）、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン（ＶＣ）、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィド、およびビストリフルオロメチルスルホニルイミドトリメチルヘキシルアンモニウム、さらに好ましくは４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（ＦＥＣ）、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン（ＶＣ）、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトンである。
電解液支持塩として好ましくは、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＳＯ3ＣＦ3）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチルリチウム（ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3である。
リチウムイオン２次電池は、形状に応じて角型、円筒型等に分類することができる。本技術では一例として、円筒型のリチウムイオン２次電池が使用される。蓄電池の一例である１の円筒型のリチウムイオン２次電池を、セルと適宜、称する。リチウムイオン２次電池のセルの平均的な出力電圧は、例えば、３．０Ｖ（ボルト）程度であり、満充電電圧は、例えば、４．２Ｖ程度である。また、リチウムイオン２次電池のセルの容量は、例えば、３Ａｈ（アンペアアワー）（３０００ｍＡｈ（ミリアンペアアワー））である。
複数のセルが接続されることにより、サブモジュールが形成される。サブモジュールは、例えば、８個のセルが並列に接続された構成を有する。この場合のサブモジュールの容量は、２４Ａｈ程度となり、電圧は、セルの電圧と略同じ３．０Ｖ程度となる。
例えば、１６のサブモジュールが直列に接続されることにより蓄電部が構成される。この場合の蓄電部の容量は、２４Ａｈ程度となり、電圧は、４８Ｖ（３．０Ｖ×１６）程度となる。蓄電部が、他の構成要素とともに共通のケース内に収納されることにより一の蓄電モジュールが形成される。
なお、蓄電部の構成は、用途等に応じて適宜、変更することができる。さらに、リチウムイオン２次電池に限らず、リチウムイオン２次電池以外の２次電池（ナトリウム－硫黄電池、ニッケル水素電池等）や、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）、これらを組み合わせたものにより蓄電部が構成されてもよい。
「一実施形態における蓄電システムおよび蓄電モジュールの構成の一例」
図３は、本技術の一実施形態における蓄電システムの構成の一例を説明するための図である。蓄電システム２は、ＥＭＵ３０と、複数の蓄電モジュールとを含む。図３では、複数の蓄電モジュールの一例として、蓄電モジュール３１ａと、蓄電モジュール３１ｂと、蓄電モジュール３１ｃと、蓄電モジュール３１ｄとが図示されている。個々の蓄電モジュールを区別する必要がない場合には、蓄電モジュール３１と適宜、称する。
図３は、本技術の一実施形態における蓄電システムの構成の一例を説明するための図である。蓄電システム２は、ＥＭＵ３０と、複数の蓄電モジュールとを含む。図３では、複数の蓄電モジュールの一例として、蓄電モジュール３１ａと、蓄電モジュール３１ｂと、蓄電モジュール３１ｃと、蓄電モジュール３１ｄとが図示されている。個々の蓄電モジュールを区別する必要がない場合には、蓄電モジュール３１と適宜、称する。
ＥＭＵ３０は、蓄電システム２における上位のコントローラとして機能し、蓄電システム２の各部を制御する。また、ＥＭＵ３０は、電圧センサ等（図示は省略している）により測定される電力ラインＰＬ１０におけるシステム電圧（後述する電圧Ｖｓｙｓ１０）を取得する、システム電圧取得部として機能する。ＥＭＵ３０は、例えば、所定の周期でもってシステム電圧を取得する。
ＥＭＵ３０と蓄電モジュール３１とが、所定の通信ラインＳＬ１０を介して接続される。通信ラインＳＬ１０を介して、ＥＭＵ３０と蓄電モジュール３１との間で、所定の通信規格に基づく、データや制御コマンドのやり取りが可能とされる。
複数の蓄電モジュール３１は、所定の電力ラインＰＬ１０に対して並列接続される。蓄電モジュール３１は、電力ラインＰＬ１０を介して負荷３３に接続される。負荷３３の内容は、蓄電システム２の用途に応じて、適宜、設定することができる。蓄電システム２の稼働時には、電力ラインＰＬ１０にシステム電圧の一例である電圧Ｖｓｙｓ１０が発生する。
図４は、本技術の一実施形態における蓄電モジュールの構成の一例を説明するための図である。図４では、蓄電モジュール３１ａが図示されているが、蓄電モジュール３１ｂ等の他の蓄電モジュールも同様の構成を有する。なお、図４では、電力の経路が実線により示され、データや制御コマンドの経路が点線により示されている。
蓄電モジュール３１ａは、例えば、ＰＶパネル３４、系統電力３５および負荷３３に接続される。ＰＶパネル３４は、例えば、屋根、屋外等に設置される太陽電池モジュールである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を接続してパネル状としたものであり、ソーラーパネルとも称される。通常、複数枚の太陽電池モジュールが並べて設置され、太陽電池アレイが構成される。
ＰＶパネル３４に対してパワーコンディショナ（図示は省略している）が接続される。パワーコンディショナは、最大電力点追従制御(Maximum Power Point Tracking:MPPT)と称される制御を行う。この制御は、太陽電池モジュールの発電電力の変動に追従して、常に最大の電力点を追いかける方式である。このパワーコンディショナの出力が外部電力系統の電力供給ラインに接続され、太陽電池モジュールの発電電力（余剰電力）が売電される構成としてもよい。
系統電力３５は、例えば、商用電力である。電力供給者の発電所にて発電した電力（交流電力）が図示しない送電網、配電網を介して系統電力３５に供給される。負荷３３は、冷蔵庫やテレビジョン装置等の電子機器のほか、大規模なシステムなど、用途に応じて適宜、設定できる。
蓄電モジュール３１ａは、例えば、モジュールコントローラ４１と、ＢＭＵ４２と、蓄電部４３と、ＰＶ充電器４４と、ＡＣ－ＤＣ４５と、ブレーカー４６と、可変抵抗４７とを含む。ＰＶ充電器４４は、蓄電モジュール３１ａの外部のＰＶパネル３４に対して接続される。ＡＣ－ＤＣコンバータ４５は、蓄電モジュール３１ａの外部の系統電力３５に接続される。
モジュールコントローラ４１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等により構成され、蓄電モジュール３１ａの各部を制御する。モジュールコントローラ４１が、プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)や、ワークメモリ等として使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)を有する構成としてもよい。モジュールコントローラ４１が、例えば、ＢＭＵ４２と、ＰＶ充電器４４と、ＡＣ－ＤＣコンバータ４５と、ブレーカー４６と、可変抵抗４７とに対する制御を実行する。
モジュールコントローラ４１は、ＥＭＵ３０と通信を行うことにより、ＥＭＵ３０から電力ラインＰＬ１０における電圧Ｖｓｙｓ１０を取得する。また、モジュールコントローラ４１は、蓄電部４３の電圧Ｖｂａｔｔ１０を取得する。蓄電部４３の電圧Ｖｂａｔｔ１０は、例えば、電圧センサ（図示は省略している）等により測定される。
なお、モジュールコントローラ４１は、例えば、ＢＭＵ４２がオフしている場合でも動作し続ける。この場合のモジュールコントローラ４１の電源としては、ＰＶパネル３４およびＰＶ充電器４４を介して供給される電力でもよく、系統電力３５およびＡＣ－ＤＣコンバータ４５を介して供給される電力でもよい。蓄電部４３の電力がモジュールコントローラ４１のみに供給されるようにしてもよい。
一例として、モジュールコントローラ４１と可変抵抗４７とにより、電流制御部が構成される。この場合、モジュールコントローラ４１は、可変抵抗４７の抵抗値を設定する抵抗制御部として機能する。モジュールコントローラ４１は、電圧Ｖｓｙｓ１０および電圧Ｖｂａｔｔ１０に応じて可変抵抗４７の抵抗値を適切に設定する。モジュールコントローラ４１により可変抵抗４７の抵抗値が適切に設定されることにより、蓄電部４３と電力ラインＰＬ１０との間に流れる電流が制御される。
モジュールコントローラ４１は、例えば、電圧Ｖｓｙｓ１０および電圧Ｖｂａｔｔ１０に基づいて得られる値（例えば、差分値）が所定値より大きい場合に、蓄電部４３と電力ラインＰＬ１０との間に流れる電流が所定の電流値以下となるように、可変抵抗４７の抵抗値を設定する。
ＢＭＵ４２は、蓄電部４３に対して接続される。例えば、ＢＭＵ４２は、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)等のスイッチング素子（図示は省略している）を介して蓄電部４３に接続される。ＢＭＵ４２がこのＦＥＴのオン／オフを切り替えることにより、蓄電モジュール３１ａ内外のシステムへの蓄電部４３の接続を制御できる。ＦＥＴがオンされると蓄電部４３が蓄電モジュール３１ａ内のシステムに接続される。さらに、ブレーカー４６がオンされると、蓄電部４３が蓄電モジュール３１ａ外のシステムに接続される。
ＢＭＵ４２は、蓄電部４３の状態（残容量、電池電圧、電池温度等）を監視し、適切な充放電動作が行われるように動作する。ＢＭＵ４２は、ＦＥＴ等からなる充電制御スイッチおよび放電制御スイッチ（これらの図示は省略している）のオン／オフを適切に制御し、蓄電部４３に対する充放電を制御する。ＢＭＵ４２は、例えば、蓄電部４３の電圧Ｖｂａｔｔ１０をモジュールコントローラ４１に対して送信する。
蓄電部４３の詳細については既述してあるため、重複した説明を省略する。
ＰＶ充電器４４は、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータを含む構成を有する。ＰＶ充電器４４は、例えば、ＰＶパネル３４が発電した電力を安定化するとともに、所定の電圧に変換する機能を有する。ＰＶ充電器４４から所定の電圧が出力され、負荷３３や蓄電部４３に供給される。
ＰＶ充電器４４は、例えば、蓄電部４３から供給される電力を使用して動作する。ＰＶ充電器４４のための電源が別途、設けられてもよい。ＰＶ充電器４４が、ＰＶパネル３４が生成する電力により動作するようにしてもよい。すなわち、ＰＶパネル３４から供給される電圧が閾値を超えた場合に、ＰＶ充電器４４が自律的に起動し動作するようにしてもよい。
ＡＣ－ＤＣコンバータ４５は、系統電力３５から供給される交流電力から直流電力を形成する。ＡＣ－ＤＣコンバータ４５により形成された直流電力が負荷３３や蓄電部４３に供給される。
ブレーカー４６は、蓄電部４３と電力ラインＰＬ１０とを導通または非導通とするものである。ブレーカー４６のオン／オフは、例えば、モジュールコントローラ４１により制御される。ブレーカー４６をオフすることにより、蓄電モジュール３１ａを蓄電システム２から切り離すことができる。
可変抵抗４７は、抵抗値を可変できる抵抗である。例えば、可変抵抗４７の抵抗値を大きくすることにより、電力ラインＰＬ１０と蓄電部４３との間に流れる電流を制限することができる。例えば、突入電流が流れるおそれがある場合に可変抵抗４７の抵抗値を大きく設定することにより、突入電流を低減できる。可変抵抗４７の抵抗値は、例えば、モジュールコントローラ４１の制御に応じて設定される。
なお、電力ラインＰＬ１０と蓄電部４３との間に流れる電流を制御できる構成であれば、可変抵抗以外の素子が使用されてもよい。可変抵抗４７に代えて、ポリスイッチや、複数の素子からなる電流制限回路が使用されてもよい。
なお、蓄電モジュール３１ａの出力段に、ＤＣ－ＡＣインバータが設けられてもよい。ＤＣ－ＡＣインバータは、蓄電モジュール３１ａから出力される直流電力から商用電力と同様のレベルおよび周波数の交流電力を形成する。ＤＣ－ＡＣインバータにより形成された交流電力が負荷３３に供給されてもよい。
「電力の流れの一例」
蓄電モジュール３１ａにおける電力の流れの一例について説明する。蓄電モジュール３１ａでは、ＰＶパネル３４から供給される直流電力に基づいて、蓄電部４３を充電することができる。すなわち、ＰＶパネル３４から供給される直流電圧がＰＶ充電器４４により適切な直流電圧に変換される。ＰＶ充電器４４により形成される直流電圧が蓄電部４３に供給され、蓄電部４３が充電される。
蓄電モジュール３１ａにおける電力の流れの一例について説明する。蓄電モジュール３１ａでは、ＰＶパネル３４から供給される直流電力に基づいて、蓄電部４３を充電することができる。すなわち、ＰＶパネル３４から供給される直流電圧がＰＶ充電器４４により適切な直流電圧に変換される。ＰＶ充電器４４により形成される直流電圧が蓄電部４３に供給され、蓄電部４３が充電される。
さらに、蓄電モジュール３１ａでは、系統電力３５から供給される交流電力に基づいて蓄電部４３を充電することができる。系統電力３５から供給される交流電圧がＡＣ－ＤＣコンバータ４５により直流電圧に変換される。直流電圧が介して蓄電部４３に供給され、蓄電部４３が充電される。なお、蓄電部４３の充電は、例えば、定電流（ＣＣ）－定電圧（ＣＶ）方式による充電が行われる。蓄電部４３を充電する際に、低電流による初期充電が行われるようにしてもよい。
蓄電モジュール３１ａは、ＰＶパネル３４から供給される電力を負荷３３に対して供給することができる。ＰＶパネル３４から供給される直流電圧がＰＶ充電器４４により所定の電圧に変換され、直流電力が形成される。ＰＶ充電器４４により形成された直流電力が負荷３３に対して供給される。
蓄電モジュール３１ａは、系統電力３５から供給される交流電力を負荷３３に対して供給することができる。系統電力３５から供給される交流電力がＡＣ－ＤＣコンバータ４５に供給される。ＡＣ－ＤＣコンバータ４５は、交流電力から直流電力を形成し出力する。ＡＣ－ＤＣコンバータ４５から出力される直流電力が負荷３３に供給される。
蓄電モジュール３１ａは、蓄電部４３の放電による電力を負荷３３に供給することができる。蓄電部４３の放電による直流電力がＢＭＵ４２、可変抵抗４７およびブレーカー４６を介して負荷３３に供給される。さらに、例えば、系統電力３５から供給される電力を負荷３３に供給しつつ、ＰＶパネル３４から供給される電力により蓄電部４３を充電するようにしてもよい。
「蓄電モジュールの動作の一例」
図５および図６を参照して、蓄電モジュール３１ａの動作の一例について説明する。なお、蓄電モジュール３１ｂ等の他の蓄電モジュールの動作も同様である。
図５および図６を参照して、蓄電モジュール３１ａの動作の一例について説明する。なお、蓄電モジュール３１ｂ等の他の蓄電モジュールの動作も同様である。
図５は、蓄電モジュール３１ａの動作の一例を説明するためのフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、特に断らない限り、モジュールコントローラ４１による制御により行われる。
ステップＳＴ１０１では、モジュールコントローラ４１が、ブレーカー４６の状態を確認し、自モジュール（この例では、蓄電モジュール３１ａ）が蓄電システム２の電力ラインＰＬ１０に接続されているか否かを確認する。蓄電モジュール３１ａが電力ラインＰＬ１０に接続されている場合には、処理がステップＳＴ１０１に戻る。そして、ステップＳＴ１０１の判断が定期的に繰り返される。蓄電モジュール３１ａが電力ラインＰＬ１０に接続されていない場合には、処理がステップＳＴ１０２に進む。
ステップＳＴ１０２では、モジュールコントローラ４１が、自システムのＢＭＵ４２のオン／オフを確認する。ＢＭＵ４２がオフである場合には、モジュールコントローラ４１は、蓄電モジュール３１ａがメンテナンス等されているものと判断する。そして、処理がステップＳＴ１０２に戻り、ステップＳＴ１０２の判断が繰り返される。ＢＭＵ４２がオンである場合には、処理がステップＳＴ１０３に進む。
例えば、蓄電モジュール３１ａが電力ラインＰＬ１０に接続される前に、電圧Ｖｓｙｓ１０および電圧Ｖｂａｔｔ１０を取得する処理が行われる。すなわち、ステップＳＴ１０３では、モジュールコントローラ４１は、ＥＭＵ１０と通信を行い、ＥＭＵ１０からシステムの電圧（電圧Ｖｓｙｓ１０）を取得する。そして、処理がステップＳＴ１０４に進む。
ステップＳＴ１０４では、モジュールコントローラ４１は、ＢＭＵ４２と通信を行い、ＢＭＵ４２から蓄電部４３の電圧（電圧Ｖｂａｔｔ１０）を取得する。モジュールコントローラ４１には、電圧Ｖｓｙｓ１０および電圧Ｖｂａｔｔ１０が入力される。そして、処理がステップＳＴ１０５に進む。
ステップＳＴ１０５では、モジュールコントローラ４１が、電圧Ｖｓｙｓ１０と電圧Ｖｂａｔｔ１０の差分の絶対値（｜電圧Ｖｓｙｓ１０－電圧Ｖｂａｔｔ１０｜）であるＶｄｉｆｆを算出する。そして、処理がステップＳＴ１０６に進む。
ステップＳＴ１０６では、蓄電モジュール３１ａの定格電流とＶｄｉｆｆとに基づいて、可変抵抗４７の抵抗値Ｒｃｏｎｔを設定する。ここで、図６の縦軸がＶｄｉｆｆを示し、横軸が電流を示すとすると、オームの法則によりＶｄｉｆｆは、抵抗値Ｒｃｏｎｔを傾きとする１次関数となる。
例えば、定格電流をＩｍａｘ、ＶｄｉｆｆをＶ１と仮定すると、抵抗値Ｒｃｏｎｔは図６にしたがってＲ１より大きい値が選択される。具体例として、Ｖ１が５０ＶでＩｍａｘが２０Ａとすると、Ｒ１の抵抗値は２．５Ω（オーム）以上の値に設定される。
例えば、定格電流をＩｍａｘ、ＶｄｉｆｆがＶ２と仮定すると、抵抗値Ｒｃｏｎｔは図６にしたがってＲ２より大きい値が選択される。具体例として、Ｖ２が４０ＶでＩｍａｘが２０Ａとすると、Ｒ２の抵抗値は２．０Ω以上の値に設定される。可変抵抗４７の抵抗値Ｒｃｏｎｔが決定された後に、処理がステップＳＴ１０７に進む。
ステップＳＴ１０７では、モジュールコントローラ４１がＢＭＵ４２に対して蓄電部４３を蓄電システム２に接続するための制御を行うように指示する。この指示に応じて、ＢＭＵ４２は、例えば、ＦＥＴスイッチをオンする。これにより、蓄電部４３を蓄電システム２に接続するための準備がなされる。
さらに、モジュールコントローラ４１は、ブレーカー４６をオンし、蓄電モジュール３１ａを蓄電システム２に接続する。可変抵抗４７の抵抗値Ｒｃｏｎｔが適切な値に設定されているため、蓄電部４３に対して、若しくは、負荷３３に対して突入電流（例えば、定格以上の電流）が流れることを防止できる。すなわち、抵抗値Ｒｃｏｎｔを適切な値に設定することにより、蓄電部４３と電力ラインＰＬ１０との間に流れる電流を、所定の電流値以下（例えば、定格電流以下）とすることができる。
なお、蓄電モジュール３１ａが接続されてから所定時間、経過後には、電圧Ｖｓｙｓ１０および電圧Ｖｂａｔｔ１０の差分が減少し、蓄電システム２全体が定常状態へと移行する。所定時間は、蓄電モジュール３１ａの出力電圧等に応じて異なる時間であるが、一例としては、１秒程度に設定される。一実施形態では、さらに、ステップＳＴ１０８の処理を行うようにしている。
ステップＳＴ１０８では、モジュールコントローラ４１が、所定時間、経過後に抵抗値Ｒｃｏｎｔを低下させる。例えば、モジュールコントローラ４１は、所定時間、経過後に抵抗値Ｒｃｏｎｔを最小に設定する。これにより、蓄電モジュール３１ａが通常の充放電を行う際に、可変抵抗４７による電圧降下等の損失が生じることを抑制できる。
以上、説明したように、一実施形態では、電力線と蓄電部との間に流れる電流を制御できる。さらに、一実施形態によれば、可変抵抗の適切な抵抗値が自動で設定されるため、蓄電モジュールのシステムへの接続時に定格を超える電流が流れることを防止できる。可変抵抗の抵抗値は瞬時に設定されるため、蓄電モジュールをシステムへ接続する際の時間を大幅に短縮できる。さらに、蓄電モジュールのシステムへの接続が自動で行われるため、人為的なミス等に起因して突入電流が流れてしまうことを防止できる。
＜２．変形例＞
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
図７は、蓄電モジュールの変形例を説明するためのブロック図である。なお、図７では、蓄電モジュール３１ａと同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略している。
変形例における蓄電モジュール５０は、モジュールコントローラ５１と、可変抵抗４７をバイパスするバイパス回路５２を有する。バイパス回路５２は、例えば、可変抵抗４７に対して並列に接続されるスイッチ５２ａを含む。
蓄電モジュール５０の動作の一例について説明する。蓄電モジュール５０のモジュールコントローラ５１は、蓄電モジュール３１ａのモジュールコントローラ４１と同様に、可変抵抗４７の抵抗値を適切に設定する。これにより、蓄電モジュール５０が電力ラインＰＬ１０に接続された際に生じ得る突入電流を低減できる。なお、蓄電モジュール５０が電力ラインＰＬ１０に接続される際には、バイパス回路５２のスイッチ５２ａはオフされている。
モジュールコントローラ５１は、蓄電モジュール５０が電力ラインＰＬ１０に接続されてから所定時間、経過後に、スイッチ５２ａをオンする。スイッチ５２ａをオンすることにより、電流の経路が可変抵抗４７を含む回路からバイパス回路５２に変更される。可変抵抗４７の抵抗値を厳密に０にすることは困難であるが、バイパス回路５２には抵抗が接続されていないため、蓄電モジュール５０が通常の充放電を行う際に、抵抗に起因する損失が生じることを防止できる。
上述した変形例の他にも、本技術は、技術的な矛盾が生じない範囲で各種の変形が可能である。例えば、電圧Ｖｓｙｓと電圧Ｖｂａｔｔとの差分の絶対値が所定値より小さい場合には、突入電流が流れるおそれが低いため、可変抵抗の抵抗値を最小に設定してもよい。
上述した一実施形態では、電圧Ｖｓｙｓと電圧Ｖｂａｔｔとの差分の絶対値から可変抵抗の抵抗値を算出するようにした。これに代えて、電圧Ｖｓｙｓと電圧Ｖｂａｔｔとの差分の絶対値に対応する抵抗値が記述されたテーブルがＲＯＭ等に格納されてもよい。そして、モジュールコントローラが、電圧Ｖｓｙｓと電圧Ｖｂａｔｔとの差分の絶対値に対応する抵抗値を当該テーブルから読み出すようにしてもよい。抵抗値が記述されたテーブルが、ネットワーク等を介して蓄電モジュールに入力されてもよい。
複数の蓄電モジュールが直接に接続されることにより、蓄電モジュール群が形成されてもよい。複数の蓄電モジュール群が電力ラインに対して並列接続されてもよい。蓄電モジュールが電力ラインに対して直並列接続される場合も、特許請求の範囲における、蓄電モジュールが電力ラインに並列接続される、ことに含まれる。
本技術は、装置に限らず、方法、システム、プログラム等により実現することができる。実施形態等における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。
本技術は、以下の構成もとることができる。
（１）
電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、
前記電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部と
を有し、
前記蓄電モジュールは、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電システム。
（２）
前記電流制御部は、
少なくとも一の可変抵抗と、
前記可変抵抗の抵抗値を設定する抵抗制御部と
を有する
（１）に記載の蓄電システム。
（３）
前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に基づいて得られる値が所定値より大きい場合に、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流が所定の電流値以下となるように、前記抵抗値を設定する
（２）に記載の蓄電システム。
（４）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に対して接続される前に、前記システム電圧および該蓄電モジュールの蓄電部の電圧が取得され、
前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記抵抗値を設定する
（２）または（３）に記載の蓄電システム。
（５）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を低下させる
（２）乃至（４）のいずれかに記載の蓄電システム。
（６）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を最小値に設定する
（５）に記載の蓄電システム。
（７）
前記蓄電モジュールは、前記可変抵抗をバイパスするバイパス回路を有し、
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、前記電流制御部は、前記電流の経路を前記バイパス回路に設定する
（２）乃至（４）のいずれかに記載の蓄電システム。
（８）
前記蓄電モジュールは、前記蓄電部と前記電力線とを導通または非導通とするブレーカーを有し、
前記抵抗制御部による前記抵抗値の設定後に、前記ブレーカーが非導通から導通に切り替えられる
（２）乃至（７）のいずれかに記載の蓄電システム。
（９）
前記抵抗制御部は、前記システム電圧と前記蓄電部の電圧との差の絶対値に応じて、前記抵抗値を設定する
（２）乃至（８）に記載の蓄電システム。
（１０）
所定の電力線に対して接離可能とされ、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記電力線におけるシステム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュール。
（１１）
蓄電モジュールが接離可能とされる電力線におけるシステム電圧を取得し、
前記取得したシステム電圧と、１または複数の蓄電池からなる蓄電部の電圧とに応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールにおける制御方法。
（１）
電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、
前記電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部と
を有し、
前記蓄電モジュールは、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電システム。
（２）
前記電流制御部は、
少なくとも一の可変抵抗と、
前記可変抵抗の抵抗値を設定する抵抗制御部と
を有する
（１）に記載の蓄電システム。
（３）
前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に基づいて得られる値が所定値より大きい場合に、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流が所定の電流値以下となるように、前記抵抗値を設定する
（２）に記載の蓄電システム。
（４）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に対して接続される前に、前記システム電圧および該蓄電モジュールの蓄電部の電圧が取得され、
前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記抵抗値を設定する
（２）または（３）に記載の蓄電システム。
（５）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を低下させる
（２）乃至（４）のいずれかに記載の蓄電システム。
（６）
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を最小値に設定する
（５）に記載の蓄電システム。
（７）
前記蓄電モジュールは、前記可変抵抗をバイパスするバイパス回路を有し、
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、前記電流制御部は、前記電流の経路を前記バイパス回路に設定する
（２）乃至（４）のいずれかに記載の蓄電システム。
（８）
前記蓄電モジュールは、前記蓄電部と前記電力線とを導通または非導通とするブレーカーを有し、
前記抵抗制御部による前記抵抗値の設定後に、前記ブレーカーが非導通から導通に切り替えられる
（２）乃至（７）のいずれかに記載の蓄電システム。
（９）
前記抵抗制御部は、前記システム電圧と前記蓄電部の電圧との差の絶対値に応じて、前記抵抗値を設定する
（２）乃至（８）に記載の蓄電システム。
（１０）
所定の電力線に対して接離可能とされ、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記電力線におけるシステム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュール。
（１１）
蓄電モジュールが接離可能とされる電力線におけるシステム電圧を取得し、
前記取得したシステム電圧と、１または複数の蓄電池からなる蓄電部の電圧とに応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールにおける制御方法。
＜３．応用例＞
本技術の応用例について説明する。なお、本技術の内容は、以下に説明する応用例に限定されるものではない。
本技術の応用例について説明する。なお、本技術の内容は、以下に説明する応用例に限定されるものではない。
「応用例としての住宅における電力貯蔵装置」
本技術を住宅用の電力貯蔵装置に適用した例について、図８を参照して説明する。例えば住宅１０１用の電力貯蔵装置１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これとともに、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の電力貯蔵装置を使用できる。
本技術を住宅用の電力貯蔵装置に適用した例について、図８を参照して説明する。例えば住宅１０１用の電力貯蔵装置１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これとともに、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の電力貯蔵装置を使用できる。
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および－または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
蓄電装置１０３は、２次電池、またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン２次電池によって構成されている。蓄電装置１０３として、上述した蓄電モジュール３１または蓄電モジュール５０を適用できる。リチウムイオン２次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電のいずれか一つまたは複数を組み合わせても良い。
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーのいずれかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えるとともに、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、電力貯蔵装置１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
「応用例としての車両における電力貯蔵装置」
本技術を車両用の電力貯蔵装置に適用した例について、図９を参照して説明する。図９に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
本技術を車両用の電力貯蔵装置に適用した例について、図９を参照して説明する。図９に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電池２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。電池２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ－ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力を電池２０８に蓄積することが可能である。
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力が電池２０８に蓄積される。
電池２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。電池２０８として、例えば、蓄電モジュール３１または蓄電モジュール５０を適用できる。
図示しないが、２次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置などがある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
２・・・蓄電システム
３０・・・ＥＭＵ
３１，５０・・・蓄電モジュール
３３・・・負荷
４１，５１・・・モジュールコントローラ
４２・・・ＢＭＵ
４３・・・蓄電部
４６・・・ブレーカー
４７・・・可変抵抗
５２・・・バイパス回路
ＰＬ１０・・・電力ライン
Ｖｓｙｓ・・・システム電圧
Ｖｂａｔｔ・・・蓄電部の電圧
３０・・・ＥＭＵ
３１，５０・・・蓄電モジュール
３３・・・負荷
４１，５１・・・モジュールコントローラ
４２・・・ＢＭＵ
４３・・・蓄電部
４６・・・ブレーカー
４７・・・可変抵抗
５２・・・バイパス回路
ＰＬ１０・・・電力ライン
Ｖｓｙｓ・・・システム電圧
Ｖｂａｔｔ・・・蓄電部の電圧
Claims (11)
- 電力線に対して並列接続される複数の蓄電モジュールと、
前記電力線におけるシステム電圧を取得するシステム電圧取得部と
を有し、
前記蓄電モジュールは、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電システム。 - 前記電流制御部は、
少なくとも一の可変抵抗と、
前記可変抵抗の抵抗値を設定する抵抗制御部と
を有する
請求項１に記載の蓄電システム。 - 前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に基づいて得られる値が所定値より大きい場合に、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流が所定の電流値以下となるように、前記抵抗値を設定する
請求項２に記載の蓄電システム。 - 少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に対して接続される前に、前記システム電圧および該蓄電モジュールの蓄電部の電圧が取得され、
前記抵抗制御部は、前記システム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記抵抗値を設定する
請求項２に記載の蓄電システム。 - 少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を低下させる
請求項２に記載の蓄電システム。 - 少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、該蓄電モジュールの抵抗制御部は、前記抵抗値を最小値に設定する
請求項５に記載の蓄電システム。 - 前記蓄電モジュールは、前記可変抵抗をバイパスするバイパス回路を有し、
少なくとも一の蓄電モジュールが前記電力線に接続されてから所定時間、経過後に、前記電流制御部は、前記電流の経路を前記バイパス回路に設定する
請求項２に記載の蓄電システム。 - 前記蓄電モジュールは、前記蓄電部と前記電力線とを導通または非導通とするブレーカーを有し、
前記抵抗制御部による前記抵抗値の設定後に、前記ブレーカーが非導通から導通に切り替えられる
請求項２に記載の蓄電システム。 - 前記抵抗制御部は、前記システム電圧と前記蓄電部の電圧との差の絶対値に応じて、前記抵抗値を設定する
請求項２に記載の蓄電システム。 - 所定の電力線に対して接離可能とされ、
１または複数の蓄電池からなる蓄電部と、
前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する電流制御部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記電力線におけるシステム電圧および前記蓄電部の電圧に応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュール。 - 蓄電モジュールが接離可能とされる電力線におけるシステム電圧を取得し、
前記取得したシステム電圧と、１または複数の蓄電池からなる蓄電部の電圧とに応じて、前記蓄電部と前記電力線との間に流れる電流を制御する
蓄電モジュールにおける制御方法。
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