JP6324626B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の二次電池を備えた電源供給装置および電源供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply device and a power supply system including a plurality of secondary batteries.
従来、電源供給装置には、複数の二次電池を備え、各二次電池の電力残量の比率に基づいて各二次電池からの出力電流を制御し、負荷機器に供給するものがある(下記特許文献1参照)。電源供給装置は、二次電池の劣化防止のため、電力残量が多い二次電池ほど出力電流を大きくする制御をしている。
Conventionally, some power supply devices include a plurality of secondary batteries, and control output current from each secondary battery based on the ratio of the remaining power of each secondary battery to supply to load equipment ( See
しかしながら、二次電池は、電力残量が多いほど劣化が大きく、また、電力残量を保持している時間が長いほど劣化が大きい特性を有している。そのため、電力残量の多さだけを考慮しても劣化の大きい二次電池を正確に検出できない場合があり、その結果、二次電池の寿命が短くなるおそれがある、という問題があった。 However, the secondary battery has a characteristic that the deterioration is larger as the remaining amount of electric power is larger, and the deterioration is larger as the time for which the remaining electric power is held is longer. For this reason, there is a case where a secondary battery having a large deterioration cannot be accurately detected even if only a large amount of remaining power is taken into consideration, and as a result, the life of the secondary battery may be shortened.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数ある二次電池の劣化判定精度を向上させ、二次電池の寿命を延ばすことが可能な電源供給装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a power supply device capable of improving the deterioration determination accuracy of a plurality of secondary batteries and extending the life of the secondary batteries.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源供給システムは、二次電池からの出力電流値を検出し、出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う電力変換手段と、二次電池に蓄えられた電力残量を検出する電力残量検出手段と、電力変換手段から出力電流値を取得し、また、電力残量検出手段で検出された二次電池の設定電力残量ごとの累積保持時間を計測し、設定電力残量における累積保持時間および重み係数を用いて二次電池の保持時間換算値を算出する出力電流制御手段と、を有する電源供給装置を複数備える。各電源供給装置の出力電流制御手段は、他の電源供給装置の出力電流制御手段から出力電流値および保持時間換算値を取得し、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値、自装置の保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、二次電池の目標出力電流値を算出する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the power supply system of the present invention detects the output current value from the secondary battery, and makes the secondary battery have the target output current value so that the output current value becomes the target output current value. An output current value is obtained from the power conversion means for performing control to convert the DC power from the AC power to the AC power, the remaining power detection means for detecting the remaining power stored in the secondary battery, and the power conversion means, Measure the cumulative holding time for each set power remaining amount of the secondary battery detected by the remaining power detection means, and use the cumulative holding time and weighting factor for the set power remaining amount to calculate the secondary battery holding time conversion value A plurality of power supply devices having output current control means for calculating; The output current control means of each power supply device obtains the output current value and the hold time converted value from the output current control means of the other power supply device, and the total hold time that is the sum of the hold time converted values of each power supply device Calculate the converted value, calculate the total output current value that is the sum of the output current values of each power supply device, and use the total output current value, the own device's holding time converted value, and the total holding time converted value. The target output current value of the secondary battery is calculated.
本発明にかかる電源供給装置は、複数ある二次電池の劣化判定精度を向上させ、二次電池の寿命を延ばすことができる、という効果を奏する。 The power supply device according to the present invention has the effect of improving the deterioration determination accuracy of a plurality of secondary batteries and extending the life of the secondary batteries.
以下に、本発明の実施の形態にかかる電源供給装置および電源供給システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a power supply device and a power supply system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる電源供給装置7の構成例を示すブロック図である。また、図1では、電源供給装置7と接続される代表的な周辺装置を示している。電源供給装置7は、商用交流系統電源9、太陽電池1で発電された直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器2、および宅内などに設置された負荷機器8と接続している。商用交流系統電源9は、交流電力を電源供給装置7および負荷機器8へ給電する。直流交流変換器2は、太陽電池1で発電された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電源供給装置7および負荷機器8へ給電する。電源供給装置7は、商用交流系統電源9または直流交流変換器2から給電された交流電力を直流電力に変換して二次電池3a,3b,3cへ充電し、また、二次電池3a,3b,3cから放電した直流電力を交流電力に変換して負荷機器8へ給電する。負荷機器8は、宅内などで使用される電気機器、例えば、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機などである。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the
つぎに、電源供給装置7の構成について説明する。電源供給装置7は、商用交流系統電源9または直流交流変換器2から給電された交流電力を直流電力として蓄電する複数の二次電池である二次電池3a,3b,3cと、商用交流系統電源9または直流交流変換器2から給電された交流電力を直流電力に変換して接続する二次電池へ出力し、接続する二次電池からの直流電力を交流電力に変換して負荷機器8へ給電する電力変換部4a,4b,4cと、二次電池3a,3b,3cに蓄電されている電力量を示す電力残量を検出する電力残量検出部5と、電力変換部4a,4b,4cに対して、二次電池3a,3b,3cに蓄電されている直流電力の交流電力への変換を制御することで負荷機器8への給電を制御する出力電流制御部6と、を備える。以降の説明において、二次電池3a,3b,3cを区別しない場合は二次電池3と称し、電力変換部4a,4b,4cを区別しない場合は電力変換部4と称することがある。
Next, the configuration of the
電源供給装置7では、二次電池3と電力変換部4は1対1で接続している。電源供給装置7において、二次電池3aは電力変換部4aと接続し、二次電池3bは電力変換部4bと接続し、二次電池3cは電力変換部4cと接続している。図1では、電源供給装置7は、3つの二次電池3a,3b,3cおよび二次電池3a,3b,3cと同数の3つの電力変換部4a,4b,4cを備えているが、一例であり、2つの二次電池3および電力変換部4、または4つ以上の二次電池3および電力変換部4を備えることも可能である。
In the
二次電池3a,3b,3cは、例えば、リチウムイオン電池などであり、電力変換部4a,4b,4cによって交流電力から変換された直流電力を充電する。また、二次電池3a,3b,3cは、電力変換部4a,4b,4cの制御により蓄電している直流電力を放電する。なお、二次電池3a,3b,3cは、リチウムイオン電池に限定されるものではない。
The
電力変換部4a,4b,4cは、二次電池3a,3b,3cを放電させる場合、二次電池3a,3b,3cに蓄電されている直流電力を交流電力に変換し、負荷機器8に給電する電力変換手段である。電力変換部4a,4b,4cは、二次電池3a,3b,3cから出力される直流電力の電流値である出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池3a,3b,3cからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。目標出力電流値とは、二次電池3a,3b,3cの劣化を考慮して出力電流制御部6が算出した、各二次電池3a,3b,3cからの出力電流値の制御目標となる出力電流値である。出力電流制御部6が目標出力電流値を算出する方法については後述する。
When the
また、電力変換部4a,4b,4cは、二次電池3a,3b,3cを充電させる場合、直流交流変換器2または商用交流系統電源9から出力された交流電力を入力とし、交流電力を直流電力に変換して二次電池3a,3b,3cを充電する。また、電力変換部4a,4b,4cは、二次電池3a,3b,3cからの直流電力の出力電流値を検出する回路を内蔵しており、検出した出力電流値を出力電流制御部6へ通知する。電力変換部4a,4b,4cは、二次電池3a,3b,3cの出力電流値を常時または定期的に検出し、検出した出力電流値を出力電流制御部6へ通知する。
Moreover, when charging the
電力残量検出部5は、二次電池3a,3b,3cの出力電圧を監視して、二次電池3a,3b,3cの電力残量を検出し、検出した二次電池3a,3b,3cの電力残量を出力電流制御部6へ通知する電力残量検出手段である。電力残量検出部5は、二次電池3a,3b,3cの出力電圧を常時または定期的に検出し、検出した二次電池3a,3b,3cの電力残量を出力電流制御部6へ通知する。
The remaining
出力電流制御部6は、電力残量検出部5から通知された二次電池3a,3b,3cの電力残量について、設定された電力残量である設定電力残量、例えば、満充電状態である100%の電力残量、満充電状態に対して75%の電力残量、満充電状態に対して50%の電力残量、満充電状態に対して25%の電力残量の状態において、どれだけの時間継続して電力が保持されているか計測する出力電流制御手段である。設定電力残量とは、出力電流制御部6において、保持時間を計測する対象とする二次電池3a,3b,3cの電力残量である。ここでは、設定電力残量100%は電力残量検出部5から通知された二次電池3a,3b,3cの電力残量が100%の状態を対象とし、設定電力残量75%は電力残量検出部5から通知された二次電池3a,3b,3cの電力残量が75%以上の状態を対象とし、設定電力残量50%は電力残量検出部5から通知された二次電池3a,3b,3cの電力残量が50%以上の状態を対象とし、設定電力残量25%は電力残量検出部5から通知された二次電池3a,3b,3cの電力残量が25%以上の状態を対象とする。
The output
出力電流制御部6は、二次電池3a,3b,3cの電力残量および保持時間の関係から、二次電池3a,3b,3cから出力する直流電流、すなわち出力電流値の比率である出力電流比率を算出し、二次電池3a,3b,3cと接続する電力変換部4a,4b,4cを制御する。出力電流制御部6は、二次電池3a,3b,3cの電力残量および保持時間から、電力残量が多く、電力残量が多い状態を長時間保持している二次電池3の出力電流が大きくなるように、接続する電力変換部4を制御する。
The output
図2は、実施の形態1にかかる二次電池3aの電力残量の経過時間による推移を示す図である。横軸は時刻を示し、縦軸は電力残量を示す。出力電流制御部6は、二次電池3aの電力残量について、設定電力残量100%、75%、50%、25%以上の状態の保持時間をそれぞれ計測し、設定電力残量における保持時間を累積加算した累積保持時間を算出する。ここでは、二次電池3aの電力残量が設定電力残量100%を保持している状態の場合、出力電流制御部6は、設定電力残量75%、50%、25%の状態の保持時間も計測する。同様に、二次電池3aの電力残量が設定電力残量75%を保持している状態の場合、出力電流制御部6は、設定電力残量50%、25%の状態の保持時間も計測する。また、二次電池3aの電力残量が設定電力残量50%を保持している状態の場合、出力電流制御部6は、設定電力残量25%の状態の保持時間も計測する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a transition of the remaining power of the
出力電流制御部6は、例えば、各設定電力残量100%、75%、50%、25%用に保持時間を計測するタイマを備える。出力電流制御部6は、例えば、二次電池3aの電力残量が60%のときは設定電力残量50%および25%のタイマで保持時間をカウントし、二次電池3aの電力残量が90%のときは設定電力残量75%、50%および25%のタイマで保持時間をカウントする。なお、設定電力残量の100%、75%、50%、25%の値は一例であって、これらに限定されるものではない。また、図2ではおよそ24時間の範囲を保持時間の累積対象としているが、一例であり、その前後も累積を行い、二次電池3aが設置されて交換されるまでの範囲を保持時間の累積対象として用いてもよい。
The output
具体的に、図2に示す二次電池3aの場合、設定電力残量100%について、保持時間は3時間のみであるから累積保持時間は3時間となる。設定電力残量75%について、保持時間は1.5時間と6時間の2つがあるので、累積保持時間は1.5+6=7.5時間となる。設定電力残量50%について、保持時間は3時間と9.5時間と2時間の3つがあるので、累積保持時間は3+9.5+2=14.5時間となる。設定電力残量25%について、保持時間は6時間と14時間と4時間の3つがあるので、累積保持時間は6+14+4=24時間となる。出力電流制御部6は、二次電池3b,3cについても図2と同様の電力残量の推移から、各設定電力残量における保持時間を計測し、保持時間を累積加算した累積保持時間を算出する。
Specifically, in the case of the
図3は、実施の形態1にかかる出力電流制御部6において二次電池3a,3b,3cの出力電流比率を算出するまでの経過を示す図である。出力電流制御部6は、二次電池3aについて、各設定電力残量の累積保持時間に、各設定電力残量に定義された重み係数を乗算した値を算出し、算出した値を加算した保持時間換算値を算出する。保持時間換算値は、値の大きい設定電力残量の累積保持時間に重みを持たせた、各二次電池3における電力残量を考慮した保持時間の大きさを示す値である。重み係数は、値の大きい設定電力残量ほど大きい値にする。出力電流制御部6では、ユーザーなどからの設定により各設定電力残量の重み係数を記憶している。図3の例では、出力電流制御部6は、二次電池3aの場合、設定電力残量100%について累積保持時間3×重み係数6=18、設定電力残量75%について累積保持時間7.5×重み係数3=22.5、設定電力残量50%について累積保持時間14.5×重み係数1=14.5、設定電力残量25%について累積保持時間24×重み係数0=0となることから、各設定電力残量において累積保持時間に重み係数を乗算した値を加算し、保持時間換算値として18+22.5+14.5+0=55を算出する。出力電流制御部6は、二次電池3b,3cの場合も同様の計算を行って、二次電池3bの保持時間換算値の60、二次電池3cの保持時間換算値の85を算出する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a process until the output current ratio of the
出力電流制御部6は、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値を加算して、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値として55+60+85=200を算出する。そして、出力電流制御部6は、総保持時間換算値の200に対する二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の比率から、二次電池3a,3b,3cの出力電流比率を算出する。出力電流制御部6は、二次電池3aの出力電流比率=55/200=27.5%、二次電池3bの出力電流比率=60/200=30%、二次電池3cの出力電流比率=85/200=42.5%を算出する。
The output
また、出力電流制御部6は、前述のように電力変換部4a,4b,4cからの通知を受け、二次電池3a,3b,3cの出力電流値を取得する。出力電流制御部6は、電力変換部4a,4b,4cから取得した出力電流値を加算して、二次電池3a,3b,3cの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する。そして、出力電流制御部6は、総出力電流値に二次電池3a,3b,3cの出力電流比率を乗算して、二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を算出する。これにより、出力電流制御部6は、電力残量が多く、電力残量が多い状態を長時間保持している二次電池3の目標出力電流値を大きくする。
Further, the output
例えば、出力電流制御部6は、第1の電力残量の状態で第1の時間保持している第1の二次電池の目標出力電流値を、第1の電力残量より少ない第2の電力残量の状態で第1の時間保持している第2の二次電池の目標出力電流値、および、第1の電力残量の状態で第1の時間より短い第2の時間保持している第3の二次電池の目標出力電流値より大きくすることになる。
For example, the output
出力電流制御部6は、電力変換部4a,4b,4cに対して、接続する二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を通知する。電力変換部4a,4b,4cは、出力電流制御部6から通知された目標出力電流値に従って、接続する二次電池3a,3b,3cの出力電流値が目標出力電流値になるように、接続する二次電池3a,3b,3cの出力電流の電流制御、すなわち、二次電池3a,3b,3cからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
The output
つづいて、電源供給装置7における二次電池3a,3b,3cの出力電流の制御の流れについて説明する。図4は、実施の形態1にかかる電源供給装置7における二次電池3a,3b,3cの出力電流の制御処理を示すフローチャートである。
Next, the flow of control of the output current of the
まず、電力変換部4a,4b,4cでは、接続する二次電池3a,3b,3cの出力電流値を検出し(ステップS1)、検出した出力電流値を出力電流制御部6へ通知する(ステップS2)。
First, the
出力電流制御部6は、電力変換部4a,4b,4cから二次電池3a,3b,3cの出力電流値を取得し(ステップS3)、取得した二次電池3a,3b,3cの出力電流値を加算して、二次電池3a,3b,3cの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する(ステップS4)。
The output
電力残量検出部5は、二次電池3a,3b,3cの電力残量を検出し(ステップS5)、検出した電力残量を出力電流制御部6へ通知する(ステップS6)。
The remaining
出力電流制御部6は、電力残量検出部5から二次電池3a,3b,3cの電力残量を取得し(ステップS7)、取得した二次電池3a,3b,3cの電力残量について、各設定電力残量における保持時間を計測する(ステップS8)。出力電流制御部6は、二次電池3a,3b,3cについて、各設定電力残量の保持時間を累積加算した累積保持時間および重み係数を用いて保持時間換算値を算出し(ステップS9)、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値を加算して、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出する(ステップS10)。
The output
出力電流制御部6は、総保持時間換算値に対する二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の比率から、二次電池3a,3b,3cの出力電流比率を算出する(ステップS11)。出力電流制御部6は、総出力電流値と二次電池3a,3b,3cの出力電流比率とを乗算して、二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を算出し(ステップS12)、算出した二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を、接続する電力変換部4a,4b,4cへ通知する(ステップS13)。
The output
そして、電力変換部4a,4b,4cは、出力電流制御部6から目標出力電流値を取得し(ステップS14)、取得した目標出力電流値に従って、目標出力電流値になるように接続する二次電池3a,3b,3cの出力電流の電流制御を行う(ステップS15)。
Then, the
図4のフローチャートでは、ステップS1〜S15までの順番で電源供給装置7における二次電池3a,3b,3cの出力電流の制御処理を説明したが、一例であり、ステップS1〜S4の処理についてはステップS11とS12の処理の間で行ってもよく、ステップS1〜S4の処理とステップS5〜S11の処理を並行して行ってもよい。図4に示すフローチャートにおいて、ステップS1〜S2の処理およびステップS14〜S15の処理は電力変換部4a,4b,4cの処理であり、ステップS5〜S6の処理は電力残量検出部5の処理であり、ステップS3〜S4の処理およびステップS7〜S13の処理は出力電流制御部6の処理である。そのため、電力変換部4a,4b,4cの動作をフローチャートで表すと、ステップS1,S2,S14,S15の流れとなる。また、電力残量検出部5の動作をフローチャートで表すと、ステップS5,S6の流れとなる。また、出力電流制御部6の動作をフローチャートで表すと、ステップS3,S4,S7〜S13の流れとなる。
In the flowchart of FIG. 4, the control process of the output current of the
ここで、電力変換部4の構成例について説明する。図5は、実施の形態1にかかる電力変換部4の構成例を示すブロック図である。電力変換部4は、前述の出力電流値を検出する回路であって、接続する二次電池3からの出力電流値を検出する電流検出手段である電流検出部41と、接続する二次電池3からの直流電力を交流電力に変換して負荷機器8へ給電する直流交流変換手段である直流交流変換部42と、太陽電池1で発電された直流電力を交流電力に変換した直流交流変換器2または商用交流系統電源9から出力された交流電力を入力とし、交流電力を直流電力に変換して接続する二次電池を充電する交流直流変換手段である交流直流変換部43と、を備える。直流交流変換部42は、接続する二次電池3からの出力電流値が目標出力電流値になるように、接続する二次電池3からの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
Here, a configuration example of the
また、出力電流制御部6の構成例について説明する。図6は、実施の形態1にかかる出力電流制御部6の構成例を示すブロック図である。出力電流制御部6は、電力残量検出部5で検出された二次電池3a,3b,3cの電力残量について各設定電力残量における保持時間を計測する保持時間計測手段である保持時間計測部61と、電力変換部4a,4b,4cを制御し、二次電池3a,3b,3cの出力電流を制御する制御手段である制御部62と、を備える。制御部62は、設定電力残量における保持時間および重み係数を用いて二次電池3a,3b,3c毎の保持時間換算値を算出し、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値を加算して二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出する。また、制御部62は、電力変換部4a,4b,4cから出力電流値を取得して電力変換部4a,4b,4cで検出された二次電池3a,3b,3cの出力電流値を加算して、二次電池3a,3b,3cの出力電流値の総和である総出力電流値を算出する。そして、制御部62は、総出力電流値、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値、および総保持時間換算値を用いて、二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を算出する。
A configuration example of the output
つづいて、図1に示す電源供給装置7の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図7および図8は、実施の形態1にかかる電源供給装置7のハードウェア構成の例を示す図である。電源供給装置7における二次電池3a,3b,3cはバッテリ91であり、電力変換部4a,4b,4cの電流検出部41は電流検出回路93、交流直流変換部43は電力変換回路94である。電力変換部4a,4b,4cの直流交流変換部42は電力変換回路94および処理回路92により実現される。また、電源供給装置7における電力残量検出部5、出力電流制御部6の保持時間計測部61および制御部62の各機能は、処理回路92により実現される。すなわち、電源供給装置7は、二次電池3a,3b,3cの電力残量を検出し、設定電力残量における保持時間を計測し、目標出力電流値を算出し、目標出力電流値に従って二次電池3a,3b,3cの出力電流を制御するための処理回路92を備える。処理回路92は、専用のハードウェアであっても、メモリ96に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ95、DSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。
Next, a hardware configuration for realizing each configuration of the
処理回路92が専用のハードウェアである場合、処理回路92は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。電力残量検出部5および出力電流制御部6の各部の機能それぞれを処理回路92で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路92で実現してもよい。
When the processing circuit 92 is dedicated hardware, the processing circuit 92 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field Programmable Gate). Array) or a combination thereof. The functions of the respective units of the remaining
処理回路92がCPUの場合、電力残量検出部5および出力電流制御部6の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ96に格納される。処理回路92は、メモリ96に記憶されたプログラムをプロセッサ95が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。また、これらのプログラムは、電力残量検出部5および出力電流制御部6の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ96とは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
When the processing circuit 92 is a CPU, the functions of the remaining
なお、電力残量検出部5および出力電流制御部6の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、電力残量検出部5については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し出力電流制御部6については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
In addition, about each function of the electric power residual
このように、処理回路92は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 As described above, the processing circuit 92 can realize the above-described functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
以上説明したように、本実施の形態によれば、電源供給装置7では、出力電流制御部6は、二次電池3a,3b,3cについて各設定電力残量における保持時間と重み係数を用いて保持時間換算値を算出し、二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値を加算して二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、二次電池3a,3b,3cの出力電流値を加算して二次電池3a,3b,3cの出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に、総保持時間換算値に対する二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値の比率を乗算することで、二次電池3a,3b,3cの目標出力電流値を算出することとした。これにより、電源供給装置7では、二次電池3の電力残量が多い状態で長時間保持しているほど二次電池3の出力電流が大きくなるように制御することができ、二次電池3a,3b,3cに対して電力残量が多い状態を保つ時間を平均化させることができる。その結果、電源供給装置7では、二次電池3a,3b,3cをバランスよく用いることができるので、二次電池3a,3b,3cの劣化を低減することができ、二次電池3a,3b,3cの寿命を延ばすことができる。電源供給装置7では、二次電池3a,3b,3cの劣化判定精度を向上させ、二次電池3a,3b,3cの寿命を延ばすことができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
実施の形態2.
実施の形態1では、1つの電源供給装置7が複数の二次電池3a,3b,3cを備えていた。本実施の形態では、1つの二次電池3を持つ電源供給装置を複数備える電源供給システムについて説明する。
In the first embodiment, one
図9は、本発明の実施の形態2にかかる電源供給システム10の構成例を示すブロック図である。また、図9では、電源供給システム10と接続される代表的な周辺装置を示している。太陽電池1、直流交流変換器2、負荷機器8、および商用交流系統電源9は実施の形態1と同様である。電源供給システム10は、複数の電源供給装置7a,7b,7cを備える。実施の形態2では、二次電池3a、電力変換部4a、電力残量検出部5a、および出力電流制御部6aで1つの電源供給装置7aを構成する。同様に、二次電池3b、電力変換部4b、電力残量検出部5b、および出力電流制御部6bで1つの電源供給装置7bを構成し、二次電池3c、電力変換部4c、電力残量検出部5c、および出力電流制御部6cで1つの電源供給装置7cを構成する。図9では、電源供給システム10は3つの電源供給装置7a,7b,7cを備えているが、一例であり、2つの電源供給装置、または4つ以上の電源供給装置を備えることも可能である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the
つぎに、電源供給装置7a,7b,7cの構成について説明する。電源供給装置7a,7b,7cは同様の構成のため、電源供給装置7aを用いて説明する。電源供給装置7aは、商用交流系統電源9または直流交流変換器2から給電された交流電力を直流電力の形式で蓄電する二次電池3aと、商用交流系統電源9または直流交流変換器2から給電された交流電力を直流電力に変換して二次電池3aへ出力し、二次電池3aからの直流電力を交流電力に変換して負荷機器8へ給電する電力変換部4aと、二次電池3aに蓄電されている電力量を示す電力残量を検出する電力残量検出部5aと、電力変換部4aについて二次電池3aに蓄電されている直流電力の交流電力への変換を制御することで負荷機器8への給電を制御する出力電流制御部6aと、を備える。
Next, the configuration of the
二次電池3aは実施の形態1の二次電池3aと同じ構成である。二次電池3b,3cも同様である。
電力変換部4aは実施の形態1の電力変換部4aと同じ構成であるが、検出した二次電池3aの出力電流値を通知する通知先および目標出力電流値の通知を受ける通知元が、出力電流制御部6から、同じ電源供給装置7a内の出力電流制御部6aに変更されている。電力変換部4b,4cも同様である。
The
電力残量検出部5aは、同じ電源供給装置7a内の二次電池3aの出力電圧を監視して、二次電池3aの電力残量を検出し、検出した二次電池3aの電力残量を出力電流制御部6aへ通知する電力残量検出手段である。
The remaining
出力電流制御部6aは、電力残量検出部5aから通知された二次電池3aの電力残量について、実施の形態1と同様の各設定電力残量における保持時間を計測し、二次電池3aの保持時間換算値を算出する出力電流制御手段である。出力電流制御部6aにおける二次電池3aの保持時間換算値の算出方法は、実施の形態1において出力電流制御部6が二次電池3a,3b,3cの保持時間換算値を算出する方法と同様である。実施の形態2では、出力電流制御部6aは、同じ電源供給装置7a内の二次電池3aの保持時間換算値を算出する。出力電流制御部6aは、実施の形態1と同様、図3に示すように二次電池3aの保持時間換算値の55を算出する。
The output current control unit 6a measures the retention time at each set remaining power level as in the first embodiment with respect to the remaining power level of the
同様に、電源供給装置7bの出力電流制御部6bは、同じ電源供給装置7b内の二次電池3bの保持時間換算値の60を算出する。また、電源供給装置7cの出力電流制御部6cは、同じ電源供給装置7c内の二次電池3cの保持時間換算値の85を算出する。
Similarly, the output
出力電流制御部6aは、電力変換部4aからの通知を受け、二次電池3aの出力電流値を取得する。同様に、出力電流制御部6bは、電力変換部4bからの通知を受け、二次電池3bの出力電流値を取得する。また、出力電流制御部6cは、電力変換部4cからの通知を受け、二次電池3cの出力電流値を取得する。
The output current control unit 6a receives the notification from the
本実施の形態では、電源供給装置7aの出力電流制御部6aは、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cとの間で、出力電流値および保持時間換算値を交換する。すなわち、電源供給装置7aの出力電流制御部6aは、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cへ、電源供給装置7aの出力電流値および保持時間換算値を通知し、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cから、他の電源供給装置7b,7cの出力電流値および保持時間換算値を取得する。
In the present embodiment, the output current control unit 6a of the
出力電流制御部6aは、算出した電源供給装置7aの保持時間換算値55、取得した電源供給装置7bの保持時間換算値60および電源供給装置7cの保持時間換算値85を加算して、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値として55+60+85=200を算出する。そして、出力電流制御部6aは、総保持時間換算値の200に対する自装置である電源供給装置7aの保持時間換算値の55の比率から、二次電池3aの出力電流比率を算出する。具体的に、出力電流制御部6aは、出力電流比率=55/200=27.5%を算出する。
The output current control unit 6a adds the calculated holding time converted
出力電流制御部6aは、電力変換部4aからの通知を受け二次電池3aの出力電流値を取得し、他の電源供給装置7b,7cの出力電流値を取得する。出力電流制御部6aは、取得した自装置および他の電源供給装置7b,7cの出力電流値を加算して、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に二次電池3aの出力電流比率を乗算して、二次電池3aの目標出力電流値を算出する。出力電流制御部6aは、電力変換部4aへ、二次電池3aの目標出力電流値を通知する。電力変換部4aは、出力電流制御部6aから通知された目標出力電流値に従って、二次電池3aの出力電流値が目標出力電流値になるように、二次電池3aの出力電流の電流制御、すなわち、二次電池3aからの直流電力を交流電力に変換する制御を行う。
The output current control unit 6a receives the notification from the
電源供給装置7aについて説明したが、電源供給装置7b,7cにおいても同様の処理を行う。
Although the
つづいて、電源供給システム10の各電源供給装置における二次電池の出力電流の制御の流れについて説明する。図10は、実施の形態2にかかる電源供給システム10の電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を示すフローチャートである。なお、電源供給装置7aの構成を中心にして説明するが、他の電源供給装置7b,7cにおいても同様の処理を行っているものとする。
Next, the flow of control of the output current of the secondary battery in each power supply device of the
まず、電力変換部4aでは、接続する二次電池3aの出力電流値を検出し(ステップS21)、検出した出力電流値を出力電流制御部6aへ通知する(ステップS22)。出力電流制御部6aは、電力変換部4aから二次電池3aの出力電流値を取得する(ステップS23)。
First, the
電力残量検出部5aは、二次電池3aの電力残量を検出し(ステップS24)、検出した電力残量を出力電流制御部6aへ通知する(ステップS25)。
The remaining
出力電流制御部6aは、電力残量検出部5aから二次電池3aの電力残量を取得し(ステップS26)、取得した二次電池3aの電力残量について、各設定電力残量における保持時間を計測する(ステップS27)。出力電流制御部6aは、二次電池3aについて、各設定電力残量の保持時間を累積加算した累積保持時間および重み係数を用いて保持時間換算値を算出する(ステップS28)。
The output current control unit 6a acquires the remaining power level of the
出力電流制御部6aは、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cとの間で出力電流値および保持時間換算値を交換する(ステップS29)。具体的に、電源供給装置7aの出力電流制御部6aは、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cへ、電源供給装置7aの出力電流値および保持時間換算値を通知し、他の電源供給装置7b,7cの出力電流制御部6b,6cから、他の電源供給装置7b,7cの出力電流値および保持時間換算値を取得する。
The output current control unit 6a exchanges the output current value and the hold time converted value with the output
出力電流制御部6aは、電源供給装置7aおよび他の電源供給装置7b,7cの出力電流値を加算して総出力電流値を算出する(ステップS30)。また、出力電流制御部6aは、電源供給装置7aおよび他の電源供給装置7b,7cの保持時間換算値を加算して総保持時間換算値を算出する(ステップS31)。
The output current control unit 6a calculates the total output current value by adding the output current values of the
出力電流制御部6aは、総保持時間換算値に対する二次電池3aの保持時間換算値の比率から、二次電池3aの出力電流比率を算出する(ステップS32)。出力電流制御部6aは、総出力電流値と二次電池3aの出力電流比率とを乗算して、二次電池3aの目標出力電流値を算出し(ステップS33)、算出した二次電池3aの目標出力電流値を、電力変換部4aへ通知する(ステップS34)。
The output current control unit 6a calculates the output current ratio of the
そして、電力変換部4aは、出力電流制御部6aから目標出力電流値を取得し(ステップS35)、取得した目標出力電流値に従って、目標出力電流値になるように二次電池3aの出力電流の電流制御を行う(ステップS36)。
Then, the
図10のフローチャートでは、ステップS21〜S36までの順番で電源供給システム10の各電源供給装置における二次電池の出力電流の制御処理を説明したが、一例であり、ステップS21〜S23の処理についてはステップS28とS29の処理の間で行ってもよく、ステップS21〜S23の処理とステップS24〜S28の処理を並行して行ってもよい。図10に示すフローチャートにおいて、ステップS21〜S22の処理およびステップS35〜S36の処理は電力変換部4aの処理であり、ステップS24〜S25の処理は電力残量検出部5aの処理であり、ステップS23の処理およびステップS26〜S34の処理は出力電流制御部6aの処理である。そのため、電力変換部4aの動作をフローチャートで表すと、ステップS21,S22,S35,S36の流れとなる。また、電力残量検出部5aの動作をフローチャートで表すと、ステップS24,S25の流れとなる。また、出力電流制御部6aの動作をフローチャートで表すと、ステップS23,S26〜S34の流れとなる。
In the flowchart of FIG. 10, the control process of the output current of the secondary battery in each power supply device of the
なお、電力変換部4a,4b,4cについては、実施の形態1と同様、図5に示す電流検出部41、直流交流変換部42、および交流直流変換部43で構成することができる。また、出力電流制御部6a,6b,6cについては、実施の形態1と同様、図6に示す保持時間計測部61および制御部62で構成することができる。なお、実施の形態2では、制御部62は、他の電源供給装置の制御部62との間で、出力電流値および保持時間換算値の交換を行うこととする。
The
以上説明したように、本実施の形態によれば、電源供給システム10では、電源供給装置7a,7b,7cの出力電流制御部6a,6b,6cは、自装置内の二次電池3について各設定電力残量における保持時間と重み係数を用いて保持時間換算値を算出し、他の電源供給装置との間で出力電流値および保持時間換算値を交換し、自装置および他の電源供給装置の保持時間換算値を加算して各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、自装置および他の電源供給装置の出力電流値を加算して各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、総出力電流値に、総保持時間換算値に対する自装置の二次電池3の保持時間換算値の比率を乗算することで、自装置の二次電池3の目標出力電流値を算出することとした。これにより、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態2では、各電源供給装置が電力残量検出部および出力電流制御部を備える構成とした。これにより、複数の電源供給装置を備える電源供給システムでは、同一構成の電源供給装置を任意の台数で接続することができるため、自由に二次電池の総容量を選択でき、運用開始後の増設対応も容易になる。
As described above, according to the present embodiment, in the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 太陽電池、2 直流交流変換器、3a,3b,3c 二次電池、4,4a,4b,4c 電力変換部、5,5a,5b,5c 電力残量検出部、6,6a,6b,6c 出力電流制御部、7,7a,7b,7c 電源供給装置、8 負荷機器、9 商用交流系統電源、10 電源供給システム、41 電流検出部、42 直流交流変換部、43 交流直流変換部、61 保持時間計測部、62 制御部。 1 Solar cell, 2 DC / AC converter, 3a, 3b, 3c Secondary battery, 4, 4a, 4b, 4c Power conversion unit, 5, 5a, 5b, 5c Remaining power detection unit, 6, 6a, 6b, 6c Output current control unit, 7, 7a, 7b, 7c Power supply device, 8 load device, 9 commercial AC system power supply, 10 power supply system, 41 current detection unit, 42 DC / AC conversion unit, 43 AC / DC conversion unit, 61 holding Time measuring unit, 62 control unit.
Claims (1)
前記二次電池に蓄えられた電力残量を検出する電力残量検出手段と、
前記電力変換手段から出力電流値を取得し、また、前記電力残量検出手段で検出された前記二次電池の設定電力残量ごとの累積保持時間を計測し、前記設定電力残量における累積保持時間および重み係数を用いて前記二次電池の保持時間換算値を算出する出力電流制御手段と、
を有する電源供給装置を複数備え、
各電源供給装置の出力電流制御手段は、他の電源供給装置の出力電流制御手段から前記出力電流値および前記保持時間換算値を取得し、各電源供給装置の保持時間換算値の総和である総保持時間換算値を算出し、また、各電源供給装置の出力電流値の総和である総出力電流値を算出し、前記総出力電流値、自装置の保持時間換算値、および前記総保持時間換算値を用いて、前記二次電池の目標出力電流値を算出する、
ことを特徴とする電源供給システム。 A power conversion means for detecting an output current value from the secondary battery and performing control to convert the DC power from the secondary battery into AC power so that the output current value becomes a target output current value;
A remaining power detection means for detecting a remaining power stored in the secondary battery;
Get the output current value from the power converter means, the cumulative retention time for each set power remaining amount of the secondary battery detected by the remaining power detector unit to measure the cumulative retention in the set remaining power Output current control means for calculating a retention time converted value of the secondary battery using time and a weighting factor;
A plurality of power supply devices having
The output current control means of each power supply device obtains the output current value and the hold time converted value from the output current control means of another power supply device, and is a total sum of the hold time converted values of each power supply device. A holding time conversion value is calculated, and a total output current value that is a sum of output current values of each power supply device is calculated, and the total output current value, the holding time conversion value of the own device, and the total holding time conversion A target output current value of the secondary battery is calculated using the value;
A power supply system characterized by that.
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