JP5364893B2 - Storage battery charge amount determination apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池充電量判定装置及び方法に関し、より詳細には、単相電源における単相電力貯蔵交直変換装置において、2次電池などの蓄電池充電量を運転中に判定する蓄電池の充電量判定装置及び方法に関する。 The present invention relates to a storage battery charge amount determination device and method, and more particularly, to a storage battery charge amount determination for determining a storage battery charge amount of a secondary battery or the like during operation in a single-phase power storage AC / DC converter in a single-phase power source. The present invention relates to an apparatus and a method.
蓄電池システムは、その運用過程で充放電を繰り返すことにより蓄電池の寿命劣化が進行する。蓄電池システムにおいては、蓄電池の劣化を遅らせることも大きな課題である。蓄電池の寿命劣化抑制方法としては、蓄電池の充電量(SOC:State of Charge)を推定し、SOCに基づいて過充放電を行わないように制御する方法があるが、この場合、蓄電池のSOCを正確に知ることが重要になる。 In the storage battery system, the life deterioration of the storage battery proceeds by repeating charging and discharging in the operation process. In the storage battery system, it is also a big problem to delay the deterioration of the storage battery. As a method for suppressing the life deterioration of the storage battery, there is a method of estimating the amount of charge (SOC: State of Charge) of the storage battery and controlling so as not to overcharge / discharge based on the SOC. In this case, the SOC of the storage battery is controlled. It is important to know exactly.
従来、蓄電池のSOCの検出は、例えば鉛蓄電池では、電解液の比重に基づく方法や、蓄電池の無負荷状態での端子電圧、すなわち開路電圧(OCV)に基づく方法がある。 Conventionally, the detection of the SOC of a storage battery includes, for example, a method based on the specific gravity of an electrolytic solution in a lead storage battery and a method based on a terminal voltage in an unloaded state of the storage battery, that is, an open circuit voltage (OCV).
また、システム稼動中のSOCを求める方法としては、蓄電池の充電電流及び放電電流を所定期間毎に積算して積算充電量及び積算放電量を求め、これらの積算充電量および積算放電量を充放電開始直前のSOCに加算又は減算することからSOCを算出する方法がある。 Also, as a method of obtaining the SOC during system operation, the charging current and discharging current of the storage battery are integrated every predetermined period to obtain the integrated charging amount and the integrated discharging amount, and these integrated charging amount and integrated discharging amount are charged and discharged. There is a method of calculating the SOC by adding or subtracting to the SOC immediately before the start.
しかしながら、前者はOCVを無負荷状態で検出することが求められるので、システム稼動中にSOCの検出を行うことはできないという課題があった。また、後者は、積算充電量および積算放電量を算出する際、電流検出器の測定誤差等が累積されるため、長期間のSOC算出課程で誤差が増大する可能性が大きいという課題があった。 However, since the former is required to detect the OCV in a no-load state, there is a problem that the SOC cannot be detected while the system is operating. In the latter case, when calculating the accumulated charge amount and the accumulated discharge amount, the measurement error of the current detector is accumulated, so there is a problem that the error is likely to increase in the long-term SOC calculation process. .
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、単相電源における電力貯蔵交直変換装置(PCS:Power Conversion System)において、2次電池などの蓄電池を流れる電流の平均値(直流分)に対する脈動率を算出し、SOCを運転中、すなわち充電時又は放電時に連続して、かつ、簡易に判定する蓄電池の充電量判定装置及び方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a current flowing through a storage battery such as a secondary battery in a power storage system (PCS) in a single-phase power supply. It is an object of the present invention to provide a storage battery charge amount determination apparatus and method for calculating a pulsation rate with respect to an average value (DC component) of the battery and determining the SOC continuously during operation, that is, during charging or discharging, and simply.
このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、単相電力貯蔵交直変換装置が有する蓄電池の充電量(SOC)を判定するSOC判定装置であって、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、所定のSOCのときの前記脈動率を基準とした前記脈動率の変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 is an SOC determination device that determines a charge amount (SOC) of a storage battery included in a single-phase power storage AC / DC converter, and flows into the storage battery. And a current detection means for detecting a current discharged from the storage battery, and a current value detected by the current detection means is separated into a ripple component and a DC component, and a pulsation rate which is a ratio to the DC component of the ripple is calculated. Pulsation rate calculating means for performing the above operation, and SOC determination means for determining the SOC of the storage battery based on the amount of change in the pulsation rate based on the pulsation rate at a predetermined SOC.
請求項2に記載の発明は、単相電力貯蔵交直変換装置が有する蓄電池の充電量(SOC)を判定するSOC判定装置であって、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備え、前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のSOC判定装置において、前記SOC判定手段は、前記脈動率の変化率が大きく変化したことを検出したときに放電末期であると判定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the SOC determination device according to the first or second aspect, when the SOC determination means detects that the rate of change of the pulsation rate has changed significantly, it is determined that the discharge is at the end of discharge. It is characterized by doing.
請求項4に記載の発明は、SOC判定装置であって、蓄電池及び直流側にリアクトルを含まない平滑化回路を有する単相電力貯蔵交直変換装置と、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、所定のSOCのときの前記脈動率に応じた所定の脈動率の変化量に対するSOCの変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、SOC判定装置であって、蓄電池及び直流側にリアクトルを含まない平滑化回路を有する単相電力貯蔵交直変換装置と、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備え、前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is an SOC determination device, a single-phase power storage AC / DC converter having a storage battery and a smoothing circuit not including a reactor on the DC side, and flowing into the storage battery and discharging from the storage battery Current detecting means for detecting the current to be detected, pulsation rate calculating means for calculating a pulsation rate that is a ratio of the DC value of the ripple with respect to the current value detected by the current detecting means, and a parameter representing the state of the storage battery depending pulsation rate and the SOC memory means pulsation rate -SOC corresponding data associated is stored, the ripple factor -SOC corresponding data read from said memory means corresponding to the parameter representative of the state of the most recent of said battery When, a SOC determination means for determining the SOC of the pulsation rate and the storage battery by matching the parameters representative of the state of the storage battery, the charging current and One of the SOC specified based on the SOC calculated by integrating the electric current, the pulsation rate reduction rate starting to change during discharge, the pulsation rate reduction rate when the SOC is reduced, and the pulsation rate when the SOC is 100% It is characterized by being.
請求項6に記載の発明は、SOC判定装置であって、蓄電池及び直流側にリアクトルを含まない平滑化回路を有する単相電力貯蔵変換装置を有し、前記複数の単相電力貯蔵変換装置が直列に接続された単相電力貯蔵交直変換装置と、前記各蓄電池に流入する電流を選択的に検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、所定のSOCのときの前記脈動率に応じた所定の脈動率の変化量に対するSOCの変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is an SOC determination device, comprising a storage battery and a single-phase power storage conversion device having a smoothing circuit not including a reactor on the DC side, wherein the plurality of single-phase power storage conversion devices are Single-phase power storage AC / DC converters connected in series, current detection means for selectively detecting the current flowing into each storage battery, and the ratio of the current value detected by the current detection means to the DC component of the ripple A pulsation rate calculating means for calculating a pulsation rate, and an SOC determination means for determining the SOC of the storage battery based on a change amount of the SOC with respect to a change amount of the predetermined pulsation rate according to the pulsation rate at a predetermined SOC. It is characterized by comprising.
請求項7に記載の発明は、SOC判定装置であって、蓄電池及び直流側にリアクトルを含まない平滑化回路を有する単相電力貯蔵変換装置を有し、前記複数の単相電力貯蔵変換装置が直列に接続された単相電力貯蔵交直変換装置と、前記各蓄電池に流入する電流を選択的に検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率演算手段によって算出された脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備え、前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is an SOC determination device, comprising a storage battery and a single-phase power storage conversion device having a smoothing circuit not including a reactor on the DC side, wherein the plurality of single-phase power storage conversion devices are Single-phase power storage AC / DC converters connected in series, current detection means for selectively detecting the current flowing into each storage battery, and the ratio of the current value detected by the current detection means to the DC component of the ripple Pulsation rate calculating means for calculating the pulsation rate, storage means for storing pulsation rate-SOC correspondence data in which the pulsation rate and SOC according to the parameter representing the state of the storage battery are related, and the latest storage battery wherein the ripple factor -SOC corresponding data read from the storage means, the storage battery by collating the calculated ripple factor by the pulsation ratio calculating means corresponding to the parameter representing the state And a SOC judging means for judging OC, parameters representative of the state of the battery is identified based on the SOC calculated by integrating the charge current and discharge current, decreasing rate of the pulsation ratio starts changing during discharge It is one of the pulsation rate when the SOC, the pulsation rate when the SOC is reduced, and the pulsation rate when the SOC is 100% .
請求項8に記載の発明は、請求項4又は7に記載のSOC判定装置において、前記SOC判定手段は、前記脈動率が予め設定された閾値以下であることを検出したとき前記蓄電池が放電末期であると判定することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the SOC determination device according to
請求項9に記載の発明は、請求項1、4、6のいずれかに記載のSOC判定装置において、前記所定のSOCは、100%であることを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention is the SOC determination device according to any one of the first, fourth, and sixth aspects, wherein the predetermined SOC is 100%.
請求項10に記載の発明は、単相電力貯蔵交直変換装置が有する蓄電池のSOCを判定するSOC判定方法であって、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出ステップと、前記電流検出手段で検出された電流値に関をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算ステップと、所定のSOCのときの前記脈動率を基準とした前記脈動率の変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定ステップとを有することを特徴とする。 The invention according to claim 10 is an SOC determination method for determining the SOC of a storage battery included in a single-phase power storage AC / DC converter, and detects current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery. A step, a pulsation rate calculating step for calculating a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component, and a current value detected by the current detection means, and a predetermined SOC And an SOC determination step for determining an SOC of the storage battery based on a change amount of the pulsation rate based on the pulsation rate.
請求項11に記載の発明は、単相電力貯蔵交直変換装置が有する蓄電池のSOCを判定するSOC判定方法であって、前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出ステップと、前記電流検出手段で検出された電流値をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算ステップと、前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段から読み込んだ、直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率演算手段によって算出された脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定ステップとを有し、前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is an SOC determination method for determining the SOC of a storage battery included in the single-phase power storage AC / DC converter, and detects current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery. A step, a pulsation rate calculating step for dividing a current value detected by the current detection means into a ripple component and a DC component, and calculating a pulsation rate that is a ratio to the DC component of the ripple, and a parameter representing the state of the storage battery The pulsation rate-SOC correspondence data corresponding to the parameter representing the latest state of the storage battery, read from the storage means storing the pulsation rate-SOC correspondence data in which the pulsation rate according to the SOC and the SOC are stored, and by matching the ripple factor calculated by the pulsation ratio calculating means possess a SOC determination step of determining SOC of the battery, Pa indicating the state of said storage battery The meter is specified based on the SOC calculated by integrating the charging current and the discharging current. When the SOC starts to change the rate of decrease of the pulsation rate at the time of discharge, when the rate of decrease of the pulsation rate when the SOC decreases, and when the SOC is 100% The pulsation rate is any one of the following.
請求項12に記載の発明は、請求項10又は11に記載のSOC判定方法において、前記SOC判定ステップが、前記脈動率の変化率が大きく変化したことを検出したときに放電末期であると判定することを特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is the SOC determination method according to the tenth or eleventh aspect, wherein when the SOC determination step detects that the rate of change of the pulsation rate has changed significantly, it is determined that the discharge is at the end of discharge. It is characterized by doing.
請求項13に記載の発明は、請求項10に記載のSOC判定方法において、前記所定のSOCは、100%であることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the SOC determination method according to the tenth aspect, wherein the predetermined SOC is 100%.
本発明によれば、単相電源におけるPCSにおいて、2次電池などの蓄電池を流れる電流の平均値(直流分)に対する脈動率を算出し、SOCを運転中、すなわち充電時又は放電時に連続して、かつ、簡易に判定するが可能になる。 According to the present invention, in a PCS in a single-phase power supply, a pulsation rate with respect to an average value (DC component) of a current flowing through a storage battery such as a secondary battery is calculated, and the SOC is being operated, that is, continuously during charging or discharging. And it becomes possible to make a simple determination.
蓄電池の充電量が変化すると蓄電池の内部抵抗が変化することが知られている。本発明では、脈動率による内部抵抗変化測定方法(特許文献1参照)を用いることにより、運転中に連続して、かつ、簡易にSOCを判定することができる。また、特に直流側平滑回路をリアクトル無しでコンデンサのみの構成とすることで、より効果的にSOCを判定することができる。 It is known that the internal resistance of a storage battery changes when the charge amount of the storage battery changes. In the present invention, by using the internal resistance change measurement method based on the pulsation rate (see Patent Document 1), it is possible to determine the SOC continuously and easily during operation. In particular, the SOC can be determined more effectively by configuring the DC side smoothing circuit without a reactor and using only a capacitor.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1(a)に、平滑化回路にリアクトルを有する単相電力貯蔵PCSの主回路構成を示し、図1(b)に、本発明の実施形態1に係るSOC判定装置の構成を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1A shows a main circuit configuration of a single-phase power storage PCS having a reactor as a smoothing circuit, and FIG. 1B shows a configuration of the SOC determination device according to Embodiment 1 of the present invention.
単相交流電源101はリアクトルLを介してPCS102に交流電力を供給し、PCS102において単相全波整流を行うことによって交流電力から直流電力に変換する。PCS102の直流側には、交直変換の際に生じたリプル電流を平滑用コンデンサC及びリアクトルLdcを介して起電力Ei、内部抵抗riの蓄電池103が接続されている。
Single-phase
SOC判定装置200は、平滑用コンデンサCとリアクトルLdcとの間に電気的に接続し、充放電電流検出手段201において電流の検出を行う。充放電電流検出手段201で検出された電流検出値から、リプル分抽出手段202、平均値算出部203においてリプル分と直流分を取り出し、直流分に対するリプル分の割合、即ち脈動率を除算器204で算出し、記憶手段205に格納する。記憶手段205には、検出した電流から算出した脈動率の外に、予め測定されたSOCの変化に対する脈動率の変化を記録した脈動率−SOCデータベースが格納されており、SOC判定手段206は、充放電電流検出手段201で検出される脈動率と脈動率−SOCデータベースとを照合してSOCを判定することができる。SOC判定手段206の判定結果は、判定結果表示手段207によって表示可能にされている。
The
尚、より簡易な蓄電池103のSOC判定方法として、記憶手段205の脈動率−SOCデータベースを使用しない方法もある。この方法では、SOC判定装置206は、脈動率が予め設定された閾値を下回ったか否かを判定することにより、脈動率のみからSOCの判定を行うことができる。
As a simpler SOC determination method for the
図2(a)、(b)に、図1(a)の単相電力貯蔵PCSの主回路構成において、本発明の実施形態1に係るSOC判定装置で測定したSOCに対する脈動率の測定結果を示す。尚、図2(a)は放電時に測定した結果であり、図2(b)は充電時に測定した結果である。また、蓄電池としては鉛蓄電池を用い、蓄電池の経年劣化を模擬するため蓄電池に直列に抵抗を接続した。 2 (a) and 2 (b) show the measurement results of the pulsation rate with respect to the SOC measured by the SOC determination device according to Embodiment 1 of the present invention in the main circuit configuration of the single-phase power storage PCS of FIG. 1 (a). Show. FIG. 2 (a) shows the results measured during discharging, and FIG. 2 (b) shows the results measured during charging. Moreover, a lead storage battery was used as the storage battery, and a resistor was connected in series with the storage battery in order to simulate the aging of the storage battery.
図2(a)、(b)の結果より、SOCが約40%以上では、劣化度合に関わらず脈動率の変化量に対するSOCの変化量は一定であることが分かる。このことから、例えば、SOC100%のときの脈動率を基準にして、その基準となる脈動率からの変化量を測定すれば劣化度合に関わらずSOCを判定することができる。 From the results of FIGS. 2A and 2B, it can be seen that when the SOC is about 40% or more, the change amount of the SOC with respect to the change amount of the pulsation rate is constant regardless of the degree of deterioration. From this, for example, if the amount of change from the reference pulsation rate is measured with reference to the pulsation rate when the SOC is 100%, the SOC can be determined regardless of the degree of deterioration.
また、図2(a)が示すように、抵抗無しの場合SOCが約35%で脈動率が大きく低下を始め、経年劣化が進んで内部抵抗が大きくなると脈動率の低下が始まるSOCが徐々に高くなる。さらに、経年劣化により内部抵抗が増加した場合、SOC低下時の脈動率の低下量も大きくなる。このような特性を踏まえて、脈動率の大きな低下が始まるSOCが高くなるのに応じて、脈動率に対応するSOCを高く設定することにより、経年劣化しても脈動率から充電量の変化を把握すること、特に放電末期の状態を知ることができ、過放電を防止することができる。 Further, as shown in FIG. 2 (a), when there is no resistance, the pulsation rate starts to decrease greatly when the SOC is about 35%, and when the internal resistance increases due to aged deterioration, the SOC gradually begins to decrease. Get higher. Furthermore, when the internal resistance increases due to deterioration over time, the amount of decrease in the pulsation rate when the SOC decreases is also increased. Based on these characteristics, the SOC corresponding to the pulsation rate is set higher as the SOC starts to greatly decrease, thereby changing the amount of charge from the pulsation rate even if it deteriorates over time. It is possible to grasp, particularly the state at the end of discharge, and to prevent overdischarge.
(実施形態2)
蓄電池103の保護のためには、蓄電池103にかかるリプル電圧、リプル電流を小さくする必要がある。そのため、一般的にPCS102の直流側には、リプル除去のための平滑用コンデンサ及びリアクトルが設置されている。また、電源電圧が100V以下のような低い場合には、大容量のコンデンサが比較的容易に使用できるため、図3に示すように平滑用コンデンサ単独で構成することもできる。この場合、実施形態1のSOC判定装置200を、コンデンサCと蓄電池103との間に接続し、蓄電池103に流入するリプル電流の検出を行う。
(Embodiment 2)
In order to protect the
図4(a)、(b)に、図3の平滑回路にリアクトルを有さない単相電力貯蔵PCSの主回路構成において、本発明の実施形態1に係るSOC判定装置で測定したSOCに対する脈動率の測定結果を示す。尚、図4(a)は放電時に測定した結果であり、図4(b)は充電時に測定した結果である。また、蓄電池としては鉛蓄電池を用い、蓄電池の経年劣化を模擬するため蓄電池に直列に抵抗を接続した。 4 (a) and 4 (b), in the main circuit configuration of the single-phase power storage PCS having no reactor in the smoothing circuit of FIG. 3, the pulsation with respect to the SOC measured by the SOC determination device according to the first embodiment of the present invention. The measurement result of a rate is shown. FIG. 4A shows the result measured at the time of discharging, and FIG. 4B shows the result measured at the time of charging. Moreover, a lead storage battery was used as the storage battery, and a resistor was connected in series with the storage battery in order to simulate the aging of the storage battery.
この結果を直流側平滑化回路にリアクトルを有する実施形態1の場合と比較すると、直流側にリアクトルを持たない単相PCSの主回路構成の方が充電量に対する脈動率の変化がより滑らかで連続的である。このように、直流側にリアクトルを持たない単相PCSの主回路構成を採用した場合、脈動率からより正確な充電量の概略値を推定することが可能になる。また、実施形態1の場合と異なり、劣化度合により脈動率の変化量に対するSOCの変化量は変化する。そのため、例えば、SOC100%のときの脈動率に応じて脈動率の変化量に対するSOCの変化量を設定することにより、劣化度合に関係なく脈動率からSOCを判定することができる。 When this result is compared with the case of the first embodiment in which the DC side smoothing circuit has a reactor, the change in the pulsation rate with respect to the charge amount is smoother and continuous in the main circuit configuration of the single-phase PCS having no reactor on the DC side. Is. As described above, when the main circuit configuration of the single-phase PCS having no reactor on the DC side is adopted, it is possible to estimate a more accurate approximate value of the charge amount from the pulsation rate. Also, unlike the case of the first embodiment, the SOC change amount with respect to the pulsation rate change amount changes depending on the degree of deterioration. Therefore, for example, the SOC can be determined from the pulsation rate regardless of the degree of deterioration by setting the change amount of the SOC with respect to the change amount of the pulsation rate according to the pulsation rate when the SOC is 100%.
また図4(a)、(b)が示すように、経年劣化が進み、内部抵抗が増加すると、SOC100%のときの脈動率は大きく低下するが、SOCが低下するのに伴って経年劣化に伴う脈動率の低下は少なくなる。このことから、経年劣化を把握するためには、SOC100%での脈動率の変化を測定することが望ましい。また、経年劣化が進むと脈動率からSOCの変化を把握するのは難しくなるが、放電末期の脈動率は劣化度合に関係無く概ね同程度の脈動率となる。そのため、放電末期の状態は常に脈動率から把握して過放電を防止することができる。 As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), as the aging progresses and the internal resistance increases, the pulsation rate at SOC 100% greatly decreases, but the aging deteriorates as the SOC decreases. The accompanying decrease in pulsation rate is reduced. From this, in order to grasp the aging deterioration, it is desirable to measure the change in the pulsation rate when the SOC is 100%. Further, as the aging progresses, it becomes difficult to grasp the change in the SOC from the pulsation rate, but the pulsation rate at the end of discharge becomes substantially the same pulsation rate regardless of the degree of deterioration. Therefore, the state at the end of discharge can always be grasped from the pulsation rate to prevent overdischarge.
尚、実施形態1と同様に、記憶手段205に予め測定されたSOCの変化に対する脈動率の変化を記録した脈動率−SOCデータベースを格納しておき、SOC判定手段206は、検出される脈動率と脈動率−SOCデータベースとを照合してSOCを判定することもできる。
As in the first embodiment, the
また、電源電圧が100Vを超えるような高い電圧であっても、図5に示す低電圧電池多重化インバータシステムを採用することにより、直流側コンデンサの印加電圧を汎用のコンデンサを使用できる電圧まで低減し、直流側のリアクトルを不要とすることができる。これにより、高電圧の電源に対しても脈動率の変化による充電量の推定を容易にすることができる。 In addition, even if the power supply voltage is a high voltage exceeding 100 V, the applied voltage of the DC side capacitor is reduced to a voltage at which a general-purpose capacitor can be used by adopting the low voltage battery multiplexed inverter system shown in FIG. In addition, a DC side reactor can be eliminated. Thereby, it is possible to easily estimate the amount of charge due to the change in the pulsation rate even for a high-voltage power supply.
100 単相PCS回路
101 交流単相電源
102 PCS
103 蓄電池
200 SOC判定装置
201 充放電電流検出手段
202 リプル分抽出手段
203 平均値算出手段
204 除算器
205 記憶手段
206 SOC判定手段
207 判定結果表示手段
301 スイッチ
100 single-
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
所定のSOCのときの前記脈動率を基準とした前記脈動率の変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段と
を備えたことを特徴とするSOC判定装置。 An SOC determination device that determines a charge amount (SOC) of a storage battery included in a single-phase power storage AC / DC converter,
Current detecting means for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that separates the current value detected by the current detection unit into a ripple component and a DC component, and calculates a pulsation rate that is a ratio to the DC component of the ripple;
An SOC determination device, comprising: SOC determination means for determining an SOC of the storage battery based on a change amount of the pulsation rate based on the pulsation rate at a predetermined SOC.
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、
直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段と
を備え、
前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とするSOC判定装置。 An SOC determination device that determines a charge amount (SOC) of a storage battery included in a single-phase power storage AC / DC converter,
Current detecting means for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that calculates a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component with respect to the current value detected by the current detection unit;
Storage means for storing pulsation rate-SOC correspondence data in which a pulsation rate according to a parameter representing the state of the storage battery and SOC are related;
SOC determining means for determining the SOC of the storage battery by comparing the pulsation rate-SOC correspondence data read from the storage means corresponding to the parameter representing the state of the latest storage battery and the pulsation rate ;
The parameter indicating the state of the storage battery is specified based on the SOC calculated by integrating the charging current and the discharging current, and the pulsation rate lowering rate when the SOC and SOC lowering starts. , And a pulsation rate when the SOC is 100% .
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
所定のSOCのときの前記脈動率に応じた所定の脈動率の変化量に対するSOCの変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段と
を備えたことを特徴とするSOC判定装置。 A single-phase power storage AC / DC converter having a storage circuit and a smoothing circuit not including a reactor on the DC side;
Current detecting means for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that calculates a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component with respect to the current value detected by the current detection unit;
An SOC determination device comprising: SOC determination means for determining an SOC of the storage battery based on a change amount of the SOC with respect to a change amount of the predetermined pulsation rate according to the pulsation rate at a predetermined SOC.
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、
直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段とを備え、
前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とするSOC判定装置。 A single-phase power storage AC / DC converter having a storage circuit and a smoothing circuit not including a reactor on the DC side;
Current detecting means for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that calculates a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component with respect to the current value detected by the current detection unit;
Storage means for storing pulsation rate-SOC correspondence data in which a pulsation rate according to a parameter representing the state of the storage battery and SOC are related;
SOC determining means for determining the SOC of the storage battery by comparing the pulsation rate-SOC correspondence data read from the storage means corresponding to the parameter representing the state of the latest storage battery and the pulsation rate ;
The parameter indicating the state of the storage battery is specified based on the SOC calculated by integrating the charging current and the discharging current, and the pulsation rate lowering rate when the SOC and SOC lowering starts. , And a pulsation rate when the SOC is 100% .
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を選択的に検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
所定のSOCのときの前記脈動率に応じた所定の脈動率の変化量に対するSOCの変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段と
を備えたことを特徴とするSOC判定装置。 A single-phase power storage AC / DC converter having a storage battery and a single-phase power storage converter having a smoothing circuit that does not include a reactor on the DC side, and the plurality of single-phase power storage converters connected in series;
Current detecting means for selectively detecting the current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that calculates a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component with respect to the current value detected by the current detection unit;
An SOC determination device comprising: SOC determination means for determining an SOC of the storage battery based on a change amount of the SOC with respect to a change amount of the predetermined pulsation rate according to the pulsation rate at a predetermined SOC.
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を選択的に検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に関してリプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算手段と、
前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段と、
直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記記憶手段から読み込んだ前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率演算手段によって算出された脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定手段と
を備え、
前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とするSOC判定装置。 A single-phase power storage AC / DC converter having a storage battery and a single-phase power storage converter having a smoothing circuit that does not include a reactor on the DC side, and the plurality of single-phase power storage converters connected in series;
Current detecting means for selectively detecting the current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating unit that calculates a pulsation rate that is a ratio of the ripple relative to the DC component with respect to the current value detected by the current detection unit;
Storage means for storing pulsation rate-SOC correspondence data in which a pulsation rate according to a parameter representing the state of the storage battery and SOC are related;
The SOC of the storage battery is determined by comparing the pulsation rate-SOC correspondence data read from the storage unit corresponding to the parameter representing the state of the latest storage battery with the pulsation rate calculated by the pulsation rate calculation unit. An SOC determination means ,
The parameter indicating the state of the storage battery is specified based on the SOC calculated by integrating the charging current and the discharging current, and the pulsation rate lowering rate when the SOC and SOC lowering starts. , And a pulsation rate when the SOC is 100% .
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出ステップと、
前記電流検出手段で検出された電流値をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算ステップと、
所定のSOCのときの前記脈動率を基準とした前記脈動率の変化量に基づいて前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定ステップと
を有することを特徴とするSOC判定方法。 An SOC determination method for determining the SOC of a storage battery of a single-phase power storage AC / DC converter,
A current detection step for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating step of separating a current value detected by the current detection means into a ripple component and a DC component, and calculating a pulsation rate that is a ratio to the DC component of the ripple;
And a SOC determination step of determining an SOC of the storage battery based on an amount of change of the pulsation rate based on the pulsation rate at a predetermined SOC.
前記蓄電池に流入する、及び前記蓄電池から放出される電流を検出する電流検出ステップと、
前記電流検出手段で検出された電流値をリプル分と直流分に分離し、リプル分の直流分に対する割合である脈動率を算出する脈動率演算ステップと、
前記蓄電池の状態を表すパラメータに応じた脈動率とSOCとを関係付けた脈動率−SOC対応データが格納された記憶手段から読み込んだ、直近の前記蓄電池の状態を表すパラメータに対応する前記脈動率−SOC対応データと、前記脈動率演算手段によって算出された脈動率とを照合して前記蓄電池のSOCを判定するSOC判定ステップと
を有し、
前記蓄電池の状態を表すパラメータは、充電電流及び放電電流を積算することにより算出したSOCに基づき特定される、放電時に脈動率の低下率が変化し始めるSOC、SOC低下時の脈動率の低下率、およびSOC100%のときの脈動率のいずれかであることを特徴とするSOC判定方法。 An SOC determination method for determining the SOC of a storage battery of a single-phase power storage AC / DC converter,
A current detection step for detecting a current flowing into the storage battery and discharged from the storage battery;
A pulsation rate calculating step of separating a current value detected by the current detection means into a ripple component and a DC component, and calculating a pulsation rate that is a ratio to the DC component of the ripple;
The pulsation rate corresponding to the latest parameter representing the state of the storage battery, read from the storage means storing the pulsation rate-SOC correspondence data in which the pulsation rate according to the parameter representing the state of the storage battery and the SOC are associated with each other. possess a -SOC correspondence data, and a SOC determination step of determining SOC of the battery by collating the calculated ripple factor by the pulsation ratio calculating means,
The parameter indicating the state of the storage battery is specified based on the SOC calculated by integrating the charging current and the discharging current, and the pulsation rate lowering rate when the SOC and SOC lowering starts. , And a pulsation rate when the SOC is 100% .
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