CN102217162A - 充电电池*** - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种充电电池***。该充电电池***将由充电电池(B1～B3)提供的直流电利用功率转换装置(INV1～INV3)转换为交流电，来提供给负载侧的电力***，包括控制装置(1)，该控制装置(1)在与运转中的功率转换装置相对应的充电电池的蓄电池余量为与停止中的功率转换装置相对应的充电电池的蓄电池余量的预定的比例以下的情况下，停止该运转中的功率转换装置，开始运转停止中的功率转换单元。

Description

充电电池***
技术领域
本发明涉及使用充电电池的充电电池***。
背景技术
一直以来，已知有利用充电电池来供电的充电电池***。上述的充电电池***可用于例如在接收功率处来进行功率的补充等(例如，参照“月刊能量1月号”，日本工业新闻社，2004年12月28日发行，p.82-84)。
然而，在利用多个充电电池来进行供电的情况下，根据各充电电池的余量，有时必须限制充电电池***的运用。
因此，因各充电电池的余量的原因，可能会导致无法高效地运转充电电池***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电电池***，该充电电池***在使用多个充电电池的充电电池***中，能够进行高效地运转。
基于本发明的观点的充电电池***采用包括：两个以上的充电电池；两个以上的功率转换单元，所述功率转换单元分别与上述两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的上述充电电池提供的功率进行转换；检测单元，该检测单元检测与运行中的上述功率转换单元中的任一上述功率转换单元相对应的上述充电电池的蓄电池余量为与停止中的上述功率转换单元相对应的上述充电电池的蓄电池余量的预定的比例以下的情况；以及运转切换单元，该运转切换单元停止运转作为上述检测单元检测出的对象的上述功率转换单元，开始运转停止中的上述功率转换单元。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的充电电池***的构成的构成图。
图2A是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第一个充电电池的蓄电池余量的变化的曲线图。
图2B是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第一个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图2C是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第二个充电电池的蓄电池余量的变化的曲线图。
图2D是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第二个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图2E是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第三个充电电池的蓄电池余量的变化的曲线图。
图2F是表示本发明的实施方式1的充电电池***的第三个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图2G是表示本发明的实施方式1的充电电池***的输出功率的变化的曲线图。
图3是表示本发明的实施方式2的充电电池***的构成的构成图。
图4A是表示本发明的实施方式2的充电电池***的第一个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图4B是表示本发明的实施方式2的充电电池***的第二个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图4C是表示本发明的实施方式2的充电电池***的第三个功率转换装置的输出功率的变化的曲线图。
图4D是表示本发明的实施方式2的充电电池***的输出功率的变化的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的充电电池***的构成的构成图。此外，对于以下的附图中的相同部分标注相同标号并省略其详细说明，而主要说明不同的部分。以下的实施方式也相同，省略重复的说明。
充电电池***包括：充电电池B1、B2、B3；功率转换装置INV1、INV2、INV3，该功率转换装置INV1、INV2、INV3分别与充电电池B1、B2、B3相连接；变压器TR1、TR2、TR3，该变压器TR1、TR2、TR3分别与功率转换装置INV1、INV2、INV3的输出侧相连接；断路器K1、K2、K3，该断路器K1、K2、K3分别与变压器TR1、TR2、TR3相连接；断路器KD，该断路器KD以使断路器K1、K2、K3的输出侧短路的方式与断路器K1、K2、K3的输出侧相连接，设置于该连接点与供电的负载侧之间；以及控制装置1，该控制装置1控制三个功率转换装置INV1、INV2、INV3。
充电电池B1、B2、B3是例如硫化钠电池(NAS电池)。充电电池B1、B2、B3将分别充在其中的电作为直流电，来提供给分别与其连接的功率转换装置INV1、INV2、INV3。
功率转换装置INV1、INV2、INV3基于来自控制装置1的指令将分别由充电电池B1、B2、B3提供的直流电转换为交流电。功率转换装置INV1、INV2、INV3将转换后的交流电输出到分别与其相连接的变压器TR1、TR2、TR3。
变压器TR1将由功率转换装置INV1提供的交流电依次通过断路器K1及断路器KD，来提供给负载侧的电力***。
变压器TR2将由功率转换装置INV2提供的交流电依次通过断路器K2及断路器KD，来提供给负载侧的电力***。
变压器TR3将由功率转换装置INV3提供的交流电依次通过断路器K3及断路器KD，来提供给负载侧的电力***。
通过分别打开断路器K1、K2、K3，从而停止向负载侧提供分别由功率转换装置INV1、INV2、INV3输出的交流电。
通过打开断路器KD，从而停止来自本充电电池***的供电。
控制装置1基于充电电池B1、B2、B3的各蓄电池余量，来控制功率转换装置INV1、INV2、INV3。控制装置1设定用于切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转的设定值。控制装置1基于该设定值及充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量，来切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转。
接着，参照图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、及图2G来说明控制装置1的控制。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、及图2G是表示由本发明的实施方式1的充电电池***的控制装置1的控制引起的功率转换装置INV1、INV2、INV3的输出功率和充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量的变化的曲线图。
图2A是表示充电电池B1的蓄电池余量的变化的曲线图。图2B是表示功率转换装置INV1的输出功率的变化的曲线图。图2C是表示充电电池B2的蓄电池余量的变化的曲线图。图2D是表示功率转换装置INV2的输出功率的变化的曲线图。图2E是表示充电电池B3的蓄电池余量的变化的曲线图。图2F是表示功率转换装置INV3的输出功率的变化的曲线图。图2G是表示充电电池***的输出功率的变化的曲线图。
此处，设充电电池***需要向负载侧的电力***提供400kW的功率量。设功率转换装置INV1、INV2、INV3的最大发电功率是200kW。设定于控制装置1的用于切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转的设定值是70％。
当前，设控制装置1从时刻T0开始进行控制。
充电电池***的负载侧的电力***所需要的供电是400kW，功率转换装置INV1、INV2、INV3各自的最大发电功率为200kW，因此，运转两台功率转换装置就能提供所需的功率。因此，控制装置1利用两台功率转换装置来进行供电，使剩下的一台功率转换装置停止。
在时刻T0的充电电池B1、B2、B3的各自的蓄电池余量如下所示。充电电池B1的蓄电池余量为90％。充电电池B2的蓄电池余量为100％。充电电池B1的蓄电池余量为70％。
因此，控制装置1运转与从蓄电池余量较多的充电电池起的两个充电电池B1、B2相连接的功率转换装置INV1、INV2。停止与蓄电池余量最少的充电电池B3相连接的功率转换装置INV3。
控制装置1在从时刻T0到时刻T1为止的期间，运转功率转换装置INV1、INV2。
在时刻T0时，功率转换装置INV1的蓄电池余量为大约49％。该49％相当于以下值，即，停止中的功率转换装置INV3的蓄电池余量70％的70％，该70％是控制装置1的设定值。
因此，控制装置1停止功率转换装置INV1，运转功率转换装置INV3。
即，若将停止中的功率转换装置的蓄电池余量设为A％，控制装置1的设定值设为B％，运转中的功率转换装置中余量最少的蓄电池余量为C％，则控制装置1在以下不等式成立时，切换功率转换装置。
C％＜A％×B％
若以上不等式成立，则控制装置1停止运转蓄电池余量最少的功率转换装置，而开始运转停止中的功率转换装置。
在从图2A至图2G所示的时刻T1，蓄电池余量最少的功率转换装置是功率转换装置INV1。另外，停止中的的功率转换装置是功率转换装置INV3。因此，控制装置1停止运转功率转换装置INV1，而开始运转功率转换装置INV3。
控制装置1重复以上顺序，来运转功率转换装置INV1、INV2、INV3。
根据本实施方式，充电电池***在即使停止一台功率转换装置也能提供负载侧的电力***所需的供给功率的情况下，始终停止一台功率转换装置，从而作为设备整体能够降低一台功率转换装置的损耗。
另外，充电电池***运转功率转换装置，以使得所有的充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量均一化，能够向负载侧的电力***供电。由此，通过确保蓄电池余量均一化，从而能够使充电电池***的设备的运用及保养变容易。
(实施方式2)
图3是表示本发明的实施方式2的充电电池***的构成的构成图。
本实施方式的充电电池***与图1所示的实施方式1的充电电池***的不同点在于，以控制装置1A代替控制装置1，此外，都与实施方式1的充电电池***采用相同的结构。
控制装置1A控制功率转换装置INV1、INV2、INV3。控制装置1A设定用于切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转的设定值。控制装置1A基于该设定值来切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转。
接着，参照图4A、图4B、图4C、及图4D，说明控制装置1A的控制。
图4A、图4B、图4C、及图4D是表示因本发明的实施方式2的充电电池***的控制装置1A的控制而引起的功率转换装置INV1、INV2、INV3的输出功率的变化的曲线图。
图4A是表示功率转换装置INV1的输出功率的变化的曲线图。图4B是表示功率转换装置INV2的输出功率的变化的曲线图。图4C是表示功率转换装置INV3的输出功率的变化的曲线图。图4D是表示充电电池***的输出功率的变化的曲线图。
此处，设充电电池***需要向负载侧的电力***提供400kW的功率量。设功率转换装置INV1、INV2、INV3的最大发电功率是200kW。分别与功率转换装置INV1、INV2、INV3对应的充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量是几乎均一的。设定于控制装置1A的用于切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转的设定值是时间T。
当前，设控制装置1A从时刻T0开始进行控制。
充电电池***的负载侧的电力***所需要的供电是400kW，功率转换装置INV1、INV2、INV3各自的最大发电功率为200kW，因此，运转两台功率转换装置就能提供所需的功率。因此，控制装置1A利用两台功率转换装置来进行供电，使剩下的一台功率转换装置停止。
控制装置1A开始运转两台功率转换装置INV1、INV3。
运转开始后，在经过了设定值的时间T的一半即时问T/2后的时刻T1，控制装置1A停止运转功率转换装置INV3，开始运转功率转换装置INV2。由此，控制装置1A将运转的功率转换装置从功率转换装置INV3切换到功率转换装置INV2。
从时刻T1起经过了时间T/2后的时刻T2，控制装置1A停止运转功率转换装置INV1，开始运转功率转换装置INV3。由此，控制装置1A将运转的功率转换装置从功率转换装置INV1切换到功率转换装置INV3。
同样的，在每经过时间T/2后的时刻T3、T4、T5，控制装置1A切换所运转的功率转换装置INV1、INV2、INV3。控制装置1A重复以上切换，来运转功率转换装置INV1、INV2、INV3。
利用上述控制装置1A的控制，重复地在连续设定值时间T连续运转、停止功率转换装置INV1、INV2、INV3。
根据本实施方式，充电电池***在即使停止一台功率转换装置也能提供负载侧的电力***所需的供给功率的情况下，始终停止一台功率转换装置，从而作为设备整体能够降低一台功率转换装置的损耗。
另外，每隔由控制装置1A设定的时间T/2，依次切换功率转换装置INV1、INV2、INV3的运转，因此能够均一地消耗所有的充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量。由此，能够确保充电电池B1、B2、B3的蓄电池余量均一化，从而能够使得充电电池***的设备的运用及保养变容易。
此外，在各实施方式中，将充电电池及功率转换装置分别设为三个，但只要是两个以上，数量可以为任意值。另外，将停止的功率转换装置的台数设为了一台，但是只要能够向负载侧的电力***提供所需的功率，也可以是两台以上。在上述结构中，在被停止运转的功率转换装置为两台以上、选择开始运转的功率转换装置的情况下，也可以选择与蓄电池余量最多的充电电池相对应的功率转换装置。由此，能够均等地消耗所有充电电池的蓄电池余量。
另外，在本实施方式中，作为充电电池，使用了NAS电池，但也可以使用其他电池。
此外，本发明不仅限于上述实施方式，只要在实施阶段不脱离本发明的要点的范围内，能够改变构成要素来具体化。另外，通过适当地组合上述实施方式所揭示的多个构成要素，能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示出的所有构成要素中删除几个构成要素。而且，还可以适当地组合不同实施方式中的构成要素。
工业上的实用性
利用本发明，能够提供一种使用多个充电电池的充电电池***，它能够进行高效地运转。

Claims (6)

1.一种充电电池***，其特征在于，包括：
两个以上的充电电池；两个以上的功率转换单元，所述功率转换单元分别与所述两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换；
检测单元，该检测单元检测出与运行中的所述功率转换单元中的任一所述功率转换单元相对应的所述充电电池的蓄电池余量、为与停止中的所述功率转换单元相对应的所述充电电池的蓄电池余量的预定的比例以下的情况；以及
运转切换单元，该运转切换单元停止运转作为所述检测单元检测出的对象的所述功率转换单元，开始运转停止中的所述功率转换单元。
2.一种充电电池的控制***，
控制两个以上的功率转换装置，所述功率转换装置分别与两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换，其特征在于，包括：
检测单元，该检测单元检测出与运行中的所述功率转换装置中的任一所述功率转换装置相对应的所述充电电池的蓄电池余量、为与停止中的所述功率转换装置相对应的所述充电电池的蓄电池余量的预定的比例以下的情况；以及
运转切换单元，该运转切换单元停止运转作为所述检测单元检测出的对象的所述功率转换装置，开始运转停止中的所述功率转换装置。
3.一种充电电池***的控制方法，
是一种控制两个以上的功率转换装置的充电电池***的控制方法，所述功率转换装置分别与两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换，其特征在于，包括：
检测步骤，该检测步骤检测出与运行中的所述功率转换装置中的任一所述功率转换装置相对应的所述充电电池的蓄电池余量、为与停止中的所述功率转换装置相对应的所述充电电池的蓄电池余量的预定的比例以下的情况；以及
运转切换步骤，该运转切换步骤停止运转作为所述检测步骤检测出的对象的所述功率转换装置，开始运转停止中的所述功率转换装置。
4.一种充电电池***，其特征在于，包括：
两个以上的充电电池；
两个以上的功率转换单元，所述功率转换单元分别与所述两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换；以及
运转切换单元，该运转切换单元在停止所述功率转换单元中的一个所述功率转换单元时的最大发电功率超过负载侧所需提供的功率的情况下，每隔预定时间，就停止运转在该预定时间的期间中连续运转的所述功率转换单元，开始运转停止中的所述功率转换单元。
5.一种充电电池***的控制装置，
控制两个以上的功率转换装置，所述功率转换装置分别与两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换，其特征在于，
包括运转切换单元，该运转切换单元在停止所述功率转换单元中的一个所述功率转换单元时的最大发电功率超过负载侧所需提供的功率的情况下，每隔预定时间，每隔预定时间，就停止运转在该预定时间的期间中连续运转的所述功率转换单元，开始运转停止中的所述功率转换单元。
6.一种充电电池***的控制方法，
是一种控制两个以上的功率转换装置的充电电池***的控制方法，所述功率转换装置分别与两个以上的充电电池对应设置，对由相对应的所述充电电池提供的功率进行转换，其特征在于，包括：
包括运转切换步骤，该运转切换步骤在停止所述功率转换单元中的一个所述功率转换单元时的最大发电功率超过负载侧所需提供的功率的情况下，每隔预定时间，每隔预定时间，就停止运转在该预定时间的期间中连续运转的所述功率转换单元，开始运转停止中的所述功率转换单元。
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