CN102598468A - 电力控制装置、电力控制方法及电力供给*** - Google Patents
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Abstract
为了提供抑制蓄电池劣化且对负载供给稳定电力的电力控制装置,本发明的电力控制装置(105)具备:取得部(201),取得电压信息和劣化信息,电压信息是施加至经由第一电源线及第二电源线设置在规定的发电机构和负载之间的电容器的电压信息,劣化信息表示与规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;决定部(202),比较取得的电压信息和规定的基准电压来检测施加至电容器的电压的变动成分,决定使蓄电池输出的电力,以抑制施加至电容器的电压的变动成分;以及指令值通知部(203),将与使蓄电池输出的电力对应的电流指令值通知给蓄电池;决定部(202)使用劣化信息检测蓄电池的劣化状态,与蓄电池的劣化状态相应地决定使蓄电池输出的电力。
Description
技术领域
本发明涉及对负载供给稳定电力的电力控制装置等。
背景技术
近年来,一直在研究利用太阳光及风力等可再生能源的电力供给***。在该电力供给***中,例如在楼房、工厂、家庭的各施设中进行利用了太阳光及风力等可再生能源的发电。在各施设中,配置有对发出的电力进行蓄存的一个以上的蓄电池、以及对各蓄电池的充放电进行控制的联合控制ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)。在各施设内配置的冰箱、电视机以及电动车等各种电气设备能够利用多个蓄电池所蓄存的电力动作。
但是,在电力供给***中,若对各蓄电池进行充电及放电的频度不均,则在各蓄电池之间可充电的充电量会产生不均。蓄电池如果可充电的充电量成为一定值以下则无法再使用。因此,各蓄电池的寿命产生不均。
此外,例如若多个蓄电池之中的1个不能使用,则对剩余的蓄电池的负担变大。结果,剩余的蓄电池也依次变得不能使用。于是,存在蓄电池整体的劣化严重的问题。
以往,为了使各蓄电池的剩余容量平均而抑制各蓄电池的寿命不均,已知有联合控制ECU对作为各蓄电池的状态量指标的温度及电压进行检测的方法。通过检测各蓄电池的温度及电压,能够掌握各蓄电池的剩余容量。联合控制ECU在各蓄电池进行充放电的情况下,检测各蓄电池的温度及电压,计算各蓄电池的剩余容量。而且,与剩余容量的比率相对应地计算对各蓄电池进行充放电的电力分配率。例如,在对各蓄电池进行放电的情况下,与剩余容量的比率相对应地,从剩余容量较多的蓄电池放出较大的电力,相反从剩余容量较少的蓄电池放出较小的电力。由此,通过与剩余容量的比率相对应地计算对各蓄电池进行充放电的电力分配率,能够抑制各蓄电池的剩余容量的不均(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2008-154302号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是在上述现有技术中,产生了下述的问题。
即,在上述现有技术中,从各蓄电池经由与正极性电力线及负极性电力线连接的电容器向负载装置供给电力而使设备动作。此时,为了对设备供给稳定的电力,需要使施加至该电容器的电压恒定。在此,在上述现有技术中,负载装置是以三相负载和平衡三相负载为前提的,因此各蓄电池的供给电力量和负载装置的消耗电力量一致。在该情况下,流入至上述电容器的电力量和从上述电容器流出的电力量大体一致。因此,施加至上述电容器的电压的变动很微小。因此,即使不考虑其变动成分,也能够使设备正常地动作。
但是,在利用了可再生能源的电力供给***中,其发电电力量不恒定而是在发电电力量中产生有变动。这是因为太阳光、风力等的强度是不稳定的。因此,由于该变动成分导致施加至电容器的电压产生变动。结果,可再生能源的发电电力量和负载装置的消耗电力量变得不一致。
特别在上述的负载装置是单相负载的情况下,与向单相负载供给电力时流动的交流电流的***频率相关地,施加于电容器的电压被重叠有某特定频率成分的电压变动。例如,在60Hz***频率中,作为电压变动而重叠有120Hz的频率成分。结果,存在有由于上述的电压变动使得向在各施设中设置的负载装置的电力供给变得不稳的问题。
因而,本发明鉴于上述课题而做出,其目的在于提供一种在抑制蓄电池的劣化的同时对负载供给稳定的电力的电力控制装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的一个实施方式中,电力控制装置具备:取得部,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;决定部,比较所述取得部所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;所述决定部使用所述取得部所取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
根据该结构,电力控制装置通过由蓄电池进行的电力的充电或放电,能够将施加至电容器的电压的变动抑制得较小。此时,与蓄电池的劣化状态相对应地调整充电时间或放电时间,由此能够抑制劣化严重的蓄电池的负担。结果,能够抑制蓄电池的劣化的同时对负载供给稳定的电力。
另外,本发明不仅能够作为这样的电力控制装置来实现,还能够作为将电力控制装置所包含的特征性手段作为步骤的电力控制方法来实现,或者作为使计算机执行这样的特征性步骤的程序来实现。并且,这样的程序当然能够通过CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等记录介质及因特网等传送介质进行流通。
而且,本发明还能够作为实现这样的电力控制装置的功能的一部分或全部的半导体集成电路(LSI)来实现,或者作为包含有这样的电力控制装置的电力供给***来实现。
发明效果
如上所述,本发明能够提供一种在抑制蓄电池的劣化的同时对负载供给稳定的电力的电力控制装置等。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电力供给***的***结构图。
图2是本发明的实施方式1所涉及的联合控制ECU的功能框图。
图3是本发明的实施方式1所涉及的蓄电装置的功能框图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电装置的电路结构的一个例子的图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的电力供给***中的联合控制ECU及蓄电装置的动作的时序图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的联合控制ECU所进行的处理的流程的流程图。
图7是表示蓄电池的端子电压与经过时间之间的关系的一个例子的图。
图8是表示蓄电池的端子电压与蓄电容量之间的关系的一个例子的图。
图9是用于说明在本发明的实施方式1所涉及的联合控制ECU中对DC链电压的变动进行补偿的方法的图。
图10是表示在本发明的实施方式1所涉及的联合控制ECU中由图6的步骤S607进行的详细处理的流程的流程图。
图11是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电装置的动作的流程图。
图12是表示本发明的实施方式2所涉及的电力供给***的***结构图。
图13是本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU的功能框图。
图14是表示本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU所进行的处理的流程的流程图。
图15是表示在本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU中由图14的步骤S1207进行的详细处理的流程的流程图。
图16是用于说明在本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU中对DC链电压的变动进行补偿的方法的图。
图17是用于说明在本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU中与各蓄电装置对应的电力分配率的计算方法的一个例子的图。
图18是表示本发明的实施方式3所涉及的电力供给***的***结构图。
图19是本发明的实施方式3所涉及的联合控制ECU的功能框图。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的电力供给***中的联合控制ECU及蓄电装置所进行的处理的流程的时序图。
图21是表示使用了本发明的实施方式1~3所涉及的电力控制装置、多个蓄电装置及电力控制方法的、电力供给***的一个例子的***结构图。
图22是表示使用了本发明的实施方式1~3所涉及的电力控制装置、多个蓄电装置及电力控制方法的、电力供给***的其他一个例子的***结构图。
具体实施方式
本发明所涉及的电力控制装置的一个方式具备:取得部,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;决定部,比较所述取得部所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;所述决定部使用所述取得部所取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
根据该结构,电力控制装置通过由蓄电池进行的电力的充电或放电,能够将施加于电容器的电压的变动抑制得较小。此时,通过与蓄电池的劣化状态相对应地调整充电时间或放电时间,能够抑制劣化严重的蓄电池的负担。结果,能够抑制蓄电池的劣化的同时对负载供给稳定的电力。
具体地讲,也可以是,所述劣化信息是作为与所述蓄电池的电压值及温度值中的至少一方对应的值来计算的值。
根据该结构,电力控制装置能够基于从蓄电池计测出的值来计算表示蓄电池的充电状态的SOC(State of Charge)及表示蓄电池的劣化状态的SOH(State of Health)。而且,能够与计算出的SOC及SOH相对应地依次决定为了抑制DC链电压(DC-link voltage)的变动成分(即进行修正以使变动成分接近0)而从蓄电池输出的电流。结果,电力控制装置能够抑制蓄电池的寿命缩短。此外,能够抑制DC链电压的变动成分并向负载供给稳定的电力。
更具体地讲,也可以是,所述决定部决定使该蓄电池输出的电力,以使所述蓄电池的劣化状态越严重则所述充电时间或所述放电时间越长。
一般而言,通过较长地设置对蓄电池的充电时间或从蓄电池的放电时间,能够抑制蓄电池的劣化。因此,通过以蓄电池的劣化越严重则越抑制劣化的方式进行使用,能够延长蓄电池的寿命。
此外,也可以是,多个所述蓄电池并联连接在所述第一电源线及所述第二电源线上;所述取得部从所述多个蓄电池分别取得电压值;所述决定部还根据所取得的各蓄电池的电压值计算与各蓄电池的SOC(State ofCharge)对应的值;所述电力控制装置还具备电力分配率运算部,该电力分配率运算部按照与所述SOC对应的值在多个所述蓄电池间的比率,计算使各蓄电池输出的电力的分配率;所述指令值通知部基于由所述决定部决定的使所述蓄电池输出的电力和由所述电力分配率运算部计算出的所述分配率,针对所述多个蓄电池分别计算所述电流指令值,将计算出的所述电流指令值分别通知给所对应的蓄电池。
由此,能够使多个蓄电池的充电量总是归于一定范围内,结果,能够使各蓄电池的寿命均匀化。因此,能够抑制因一部分蓄电池的过度使用而使蓄电装置整体的寿命缩短。
此外,也可以是,所述决定部按照所述多个蓄电池中温度最高的蓄电池的劣化状态,决定使所述多个蓄电池分别输出的电力的上限值。
由此,基于温度最高的蓄电池的劣化状态,能够对各蓄电池设定输出的电力的极限值。因此,能够更可靠地防止一部分蓄电池被过度使用。
具体地讲,也可以是,所述规定的发电机构由使用自然能源的发电***构成;所述负载由交流负载构成;在所述规定的发电机构与所述电容器之间连接有将所述自然能源转换为直流电力的DC/DC转换部;在所述电容器与所述负载之间连接有将从所述DC/DC转换部输出的直流电力转换为交流电力的DC/AC转换部;所述取得部还取得从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力值;所述决定部决定使所述蓄电池输出的电力,以抑制从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力的差量。
此外,也可以是,每当所述蓄电池与接收到所述电流指令值相对应地输出电流时,所述取得部取得包含所述蓄电池的电压值及温度值的所述劣化信息,直到所述电容器上施加的电压的变动成分消失为止;每当取得所述劣化信息时,所述决定部更新所述蓄电池的充电量和所述蓄电池的劣化状态。
此外,本发明所涉及的电力供给***的一个方式包括:规定的发电机构;连接有电气设备的负载;蓄电装置,对所述规定的发电机构发出的电力进行积蓄,对所述负载供给电力;以及电力控制装置,进行所述蓄电装置的充电控制或放电控制;所述电力控制装置与所述蓄电装置经由网络连接;所述电力控制装置具备:取得部,经由所述网络取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在所述规定的发电机构与所述负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的所述蓄电装置所具备的蓄电池的劣化状态;决定部,决定使所述蓄电池输出的电力,该决定部比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;所述决定部使用由所述取得部取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力;所述蓄电装置具备:所述蓄电池;电流控制部,与从所述电力控制装置接收到所述电流指令值相对应地控制所述蓄电池中充电或放电的电流;状态量检测部,检测所述蓄电池的电压值及温度值,并发送给所述电力控制装置;以及电流检测部,检测从所述蓄电池输出的电流,并输出给所述电流控制部。
此外,本发明所涉及的电力控制方法的一个方式包括:取得步骤,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;决定步骤,比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;和指令值通知步骤,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;在所述决定步骤中,使用所述取得步骤中取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
以下,使用附图详细地说明本发明的实施方式。另外,以下所说明的实施方式都只是示出了本发明优选的一个具体例。以下的实施方式所示出的数值、结构要素、结构要素的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一个例子。因此,本发明不受这些各方式的限定。本发明根据权利要求书进行限定。因此,以下的实施方式的结构要素之中的、未被记载在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的结构要素,并不是实现本发明的课题所必须的,但是将作为构成优选方式的结构要素进行说明。
(实施方式1)
以下,参照附图说明本发明的实施方式1所涉及的电力控制装置。
图1是表示具备本实施方式所涉及的电力控制装置的电力供给***的结构的***结构图。另外,电力控制装置也被称作联合控制ECU。因此,以后所记载的联合控制ECU对应于权利要求书中的电力控制装置。
在图1中,本实施方式所涉及的电力供给***包括电力源101、电力源106、电容器103、负载104、联合控制ECU105及蓄电装置107。
电力源101、电力源106、电容器103、负载104及蓄电装置107分别经由正极性电力线108及负极性电力线109连接。负载104上连接有n个(n≥1)设备113(后面对设备113a、设备113b、…、设备113n进行统称而作为设备113)。
各设备113表示例如空调、冰箱、电视机及电动车等。并且,电力源101、电力源106及蓄电装置107对负载104供给用于驱动各设备113的电力。
联合控制ECU105和蓄电装置107经由网络110及111连接。此外,联合控制ECU105和电压检测部102经由网络112连接。在此,网络110、网络111及网络112由以太网(注册商标)等有线网络、无线LAN等无线网络、基于广播波的网络、或者复合了这些网络而成的网络等构成。
电力源101及电力源106将由利用了太阳光或风力等可再生能源(或者称作自然能源)的发电***生成的电力或由电力公司生成的电力,供给至负载104及蓄电装置107。另外,作为利用了可再生能源的发电供给***其他例子,除了太阳光及风力以外,还能够应用使用了太阳热、地热、海流、波浪及潮汐等的发电***。
电压检测部102对正极性电力线108和负极性电力线109之间的电压即DC链电压VDC进行检测并输出至联合控制ECU105。所谓DC链电压即是指施加至后述的电容器103的电压。
电容器103是使DC链电压VDC平滑化而连接的。蓄电装置107在输出充放电电流时所输出的电压是方形波。另一方面,优选施加至负载104的电压恒定。因此,通过连接有电容器103,使从蓄电装置107输出的方形波输出电压平滑化,对负载104供给尽可能稳定的电力。另外,在本实施方式中,负载104由直流负载构成。
联合控制ECU105经由上述的网络,对蓄电装置107充电的电流量或放电的电流量(以下称作“充放电电流”)进行控制。具体地讲,联合控制ECU105通过取得蓄电装置107所配设的蓄电池(未图示)的电压及温度等,来检测该蓄电池的劣化状态。并且,联合控制ECU105基于蓄电池的劣化状态,通知蓄电装置107使蓄电装置107进行充放电的电力(功率)PSB。
蓄电装置107具备蓄电池(未图示),具备对从电力源101或电力源106供给的电力进行充电的功能和对负载104供给电力的功能。而且,蓄电装置107对蓄电池的电压及温度进行检测并输出至联合控制ECU105。此外,蓄电装置107从联合控制ECU105作为电流指令值ISB而取得自身应充放电的电流量。蓄电装置107与该电流指令值ISB相对应地进行电流的充放电控制。
图2示出了本实施方式所涉及的联合控制ECU105的功能框图。在图2中,本实施方式所涉及的联合控制ECU105具备取得部201、决定部202及指令值通知部203。
取得部201取得施加至在规定的发电机构(例如电力源101及106)及负载104之间经由第一电源线及第二电源线而设置的电容器103的电压信息、以及表示经由第一电源线及第二电源线与规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态的劣化信息。更具体地讲,取得部201从图1所示的电压检测部102取得DC链电压VDC,从蓄电装置107取得表示蓄电池的劣化状态的信息。在此,作为表示蓄电池的劣化状态的信息,以取得蓄电池的电压值及温度值的情况为例进行说明。
决定部202决定使蓄电池输出的电力。具体地讲,比较取得部201所取得的电压信息和预先确定的基准电压,检测施加至电容器103的电压的变动成分。并且,决定使蓄电池输出的电力,以使施加至电容器103的电压的变动成分被抑制。
具体地讲,决定部202计算与所取得的DC链电压VDC的变动成分相当的变动能量ΔW。并且,决定部202与蓄电装置107的状态相对应地求出使蓄电装置107进行充电或放电的电力PSB及其输出时间TSB,以抑制变动能量ΔW。
在此,劣化信息例如是作为与蓄电池的电压值及温度值的至少一方对应的值而计算的值。此时,决定部202根据所取得的蓄电池的电压值及温度值,计算表示蓄电池的充电状态的SOC及表示蓄电池的劣化状态的SOH。
在计算表示蓄电池的蓄电状态的SOC时,已知有不考虑抑制电池的劣化的计算方法和考虑劣化的计算方法这2种方法。使用哪种计算方法都能够根据蓄电池的电压某种程度正确地知晓SOC。另一方面。SOH由于不能被直接测定,因此,已知有根据蓄电池的内部电阻来推测劣化状态的方法和根据蓄电池的电压及温度等来进行推测的方法等。在本实施方式中,以相对于充放电电流的蓄电池的电压值及温度值来推测SOH的情况为例进行说明。详细内容将后述。
指令值通知部203将与使蓄电池输出的电力对应的电流指令值通知给蓄电池。具体地讲,指令值通知部203根据取得部201所取得的电压值、决定部202所决定的SOC、以及电力PSB,求出与应使蓄电装置107进行充电或放电的电力对应的电流指令值ISB。并且,指令值通知部203将求出的电流指令值ISB经由网络110发送给蓄电装置107。
另外,以下将适当地使用“使蓄电装置107输出充放电电力”这样的表述,使蓄电装置107的蓄电池放电而供给电力的情况意思是指输出正的电力,对蓄电装置107的蓄电池供给电流而对蓄电池进行充电的情况意思是指输出负的电力。
图3示出了本实施方式所涉及的蓄电装置107的功能框图。此外,图4是表示本实施方式所涉及的蓄电装置107的电路结构的一个例子的图。如图3及图4所示,本实施方式所涉及的蓄电装置107具备电流控制部310、状态量检测部303、蓄电池304、电流检测部305。
电流控制部310与从联合控制ECU105接收到电流指令值ISB相对应地,对蓄电池304中充电或放电的电流进行控制。
更详细地讲,电流控制部310具有电流控制运算部301、DC/DC转换部302。电流控制运算部301控制蓄电装置107进行充放电的电流。具体地讲,电流控制运算部301基于从联合控制ECU105经由网络110发送来的电流指令值ISB,进行反馈控制。此外,电流控制运算部301经由电流检测部305检测蓄电池304进行充放电的电流量。并且,电流控制运算部301反复进行该反馈控制,直至蓄电池304进行充放电的电流量与电流指令值ISB一致。
此外,如图4所示,电流控制运算部301基于电流指令值ISB,生成脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)方式的调制波,生成用于驱动DC/DC转换部302的开关脉冲信号。
DC/DC转换部302接收电流控制运算部301所生成的开关脉冲信号,基于该开关脉冲信号输出蓄电池304的充放电电流。另外,如图4所示,DC/DC转换部302的电路结构使用通常的双向升降压DC/DC转换器。
状态量检测部303检测蓄电池304的电压及温度。此外,将检测到的蓄电池304的电压及温度经由网络111向联合控制ECU105发送。另外,如图4所示,状态量检测部303具备用于检测蓄电池304的电压的电压检测部和用于检测蓄电池304的温度的温度检测部。电压检测部由通常的电压传感器等构成。此外,温度检测部由通常的温度传感器等构成。
蓄电池304蓄存电能并且根据需要输出电能。蓄电池304例如是锂离子电池、铅蓄电池、Nas电池或者镍氢电池等。另外,蓄电池304不限于这些例子,只要是具备蓄电池的功能就能够代替使用。
电流检测部305检测从蓄电池304经由DC/DC转换部302输出的充放电电流的量。并且,将检测到的电流量输出给电流控制运算部301。
接着,使用附图来说明如上那样构成的本实施方式所涉及的电力控制装置即联合控制ECU105的动作。
图5是表示本实施方式所涉及的电力供给***中的联合控制ECU105及蓄电装置107的动作的时序图。
首先,联合控制ECU105通过决定部202计算DC链电压VDC的变动成分。而且,求出与该变动电压成分相当的变动能量ΔW。此外,决定部202根据由蓄电装置107的状态量检测部303发送的蓄电池304的电压及温度,求出SOC及SOH。并且,决定部202与求出的变动能量ΔW、SOC及SOH相对应地计算使蓄电装置107进行充放电的电力PSB及其输出时间TSB(S501)。
接着,联合控制ECU105在指令值通知部203中,求出与步骤S501中求出的电力PSB对应的电流指令值ISB。并且,指令值通知部203向蓄电装置107发送电流指令值ISB(S502)。
接着,蓄电装置107在电流控制运算部301中,基于从联合控制ECU105发送的电流指令值ISB,进行蓄电池304的电流控制。结果,蓄电装置107输出用于抑制DC链电压的变动成分的充放电电流(S503)。
接着,蓄电装置107在状态量检测部303中,进行随着蓄电池304的充放电电流的输出而时时刻刻发生变化的蓄电池304的电压及温度的检测。并且,状态量检测部303将与检测到的电压及温度相关的信息发送给联合控制ECU105(S504)。
图6是表示联合控制ECU105所进行的DC链电压控制运算处理(图5的步骤S501)及电流指令值通知处理(图5的步骤S502)的流程的流程图。联合控制ECU105取得DC链电压VDC、蓄电池304的电压值及温度值。联合控制ECU105基于所取得的电压值及温度值,求出为了抑制DC链电压VDC的变动成分而应使蓄电装置107进行充电或放电的电力。另外,图6中的步骤S601~S606相当于图5的步骤S501。此外,步骤S607~S608相当于图5的步骤S502。
首先,联合控制ECU105通过取得部201来检测DC链电压VDC(S601)。然后,联合控制ECU105在决定部202中计算所检测到的DC链电压相对于应被维持为恒定的DC链电压的基准值的变动成分ΔV(S602)。该DC链电压的基准值例如预先设定在联合控制ECU105中。
接着,联合控制ECU105在决定部202中判断检测到的DC链电压VDC中是否有变动成分(S603)。
联合控制ECU105在步骤S603中判断为DC链电压VDC中没有变动成分的情况下(S603为否),决定部202向蓄电装置107发送电流控制的停止命令而结束本处理(S609)。换言之,在判断为通过与接收到电流指令值ISB相对应地从蓄电装置107输出的电流完成了DC链电压VDC的变动成分的抑制的情况下,联合控制ECU105结束本处理。
另一方面,在联合控制ECU105在步骤S603中判断为DC链电压VDC中有变动成分的情况下(S603为是),联合控制ECU105从取得部201取得蓄电装置107发送来的蓄电池304的电压值及温度值(S604)。然后,联合控制ECU105在决定部202中,运算与电容器103的DC链电压VDC的变动成分相当的变动能量ΔW。此外,根据所得到的电压及温度求出蓄电池304的SOC及SOH(S605)。另外,SOC及SOH的求出方法将后述。
接着,决定部202与蓄电池304的温度及SOH相对应地,计算为了抑制变动能量ΔW而应使蓄电装置107进行充电或放电的电力PSB及其输出时间TSB(S606)。电力PSB及其输出时间TSB的求出方法将后述。
接着,联合控制ECU105在指令值通知部203中,使用步骤S605中求出的SOC、步骤S606中求出的电力PSB、以及步骤S604中取得的蓄电池304的电压,求出与应使蓄电装置107进行充电或放电的电力对应的电流指令值ISB(S607)。该步骤S607的详细情况将利用图10进行说明。
接着,指令值通知部203将求出的电流指令值ISB向蓄电装置107通知(S608)。
另外,在步骤S608之后,接收到电流指令值ISB的蓄电装置107基于该电流指令值ISB,输出充电或放电电流。通过该输出使得蓄电池304的电压及温度时时刻刻发生变化。因此,在本方式中,通过图6所示的从步骤S608向步骤S601的循环,联合控制ECU105持续地取得蓄电池304的电压及温度,直至DC链电压的变动成分消失。
由此,即使在与蓄电装置107输出充电或放电电流相对应地使得蓄电池304的电压及温度时时刻刻发生变化的情况下,联合控制ECU105也持续地取得蓄电池304的电压及温度,直至DC链电压的变动成分消失。因此,联合控制ECU105能够实时地掌握蓄电池304的剩余容量及劣化状态。结果,联合控制ECU105能够更高精度地控制蓄电池304的剩余容量及劣化状态。
即,也可以是,取得部201直至施加至电容器103的电压的变动成分消失为止,每当与接收电流指令值相对应地蓄电池输出电流时,取得包含有蓄电池的电压值及温度值在内的劣化信息。此时,202决定部每当取得劣化信息时对蓄电池的充电量和蓄电池的劣化状态进行更新。
另外,作为决定部202判断所检测到的DC链电压VDC中是否有变动成分的方法,也可以是,如果变动成分为预先确定的阈值以下,则判断为没有变动成分。作为阈值的决定方法,例如可以想到使用蓄电池304的额定电压的1%或5%的值的方法等。此外,也可以是将存储在ROM(ReadOnly Memory)等中的固定值作为阈值来使用等、通过其他方法来决定阈值。
接着,参照图7,说明在步骤S605中决定部202求出SOC及SOH的方法。
图7是表示放电电流为0.2C、温度为5度的条件下的、蓄电池304的端子电压(V)与经过时间(h)之间的关系(下面称为电压特性)的一个例子的图。
曲线SOH0表示蓄电池304的劣化状态最轻的(即新品)状态下的电压特性。
此外,按照曲线SOH1、曲线SOH2、曲线SOH3的顺序,各个曲线表示蓄电池304的劣化(由于长期使用及充放电的反复等而引起的老化劣化)不断严重的状态下的电压特性。
如图7所示,蓄电池304在从满充电状态开始的情况下,伴随着放电时间的经过,端子电压几乎线性地降低。但是,在某时刻以后,端子电压急剧地降低。此外,在图7中,蓄电池304的劣化程度越严重,端子电压线性地降低为止的时间越短。结果,从满充电状态起到成为一定的电压值以下为止的放电时间随着蓄电池304劣化的严重而变短。
若针对例如端子电压成为3V以下为止的经过时间进行比较,则在新品的蓄电池304中,如曲线SOH0所示,从满充电起需要大致5.2个小时。另一方面,在劣化严重的蓄电池304中,如曲线SOH3所示,从满充电起大致3.6个小时后,端子电压成为3V以下。
作为决定曲线SOH0~曲线SOH3所示的电压特性的重要因素,可以想到放电电流(即被使用的电流)和温度。因此,如果决定了放电电流及温度,则能够通过实验唯一地得到表示与蓄电池304的劣化状态对应的电压特性的曲线。
本实施方式所涉及的决定部202使用表示该电压特性的曲线来求出SOH。
具体地讲,首先,在代表性的多个放电电流及温度条件下,按照蓄电池304的每个劣化状态,通过实验计测电压特性,预先取得与表示电压特性的曲线有关的数据。
作为数据的取得方法,可以想到,在对蓄电池304假定的使用环境的范围内,针对放电电流及温度条件分别以使几个条件变化的方式来取得数据。例如可以想到,如果使用温度范围为5~80度C、使用电流范围为0~0.8度C,则温度按照从5度起每次增加25度的4个等级,放电电流按照从0起每次增加0.2C的5个等级,合计以20个类型取得数据,等等。此外,关于蓄电池304的劣化状态也是,可以想到使用多个不同劣化状态的蓄电池来计测电压特性。
接着,使用这样得到的各电压特性数据,决定部202将从满充电状态开始至成为一定电压(例如3V)以下为止需要的放电时间,作为相对于将新品状态作为100时的相对比率来进行计算。在本实施方式中,将该相对比率用作SOH。
例如,在图7中,在新品状态的SOH0中,端子电压成为3V以下为止,需要经过时间704。由于以该长度为基准,所以SOH0的SOH为100。此外,在SOH3中,端子电压成为3V以下为止,需要经过时间702。在此,由于将经过时间704作为100时的、经过时间702的长度为69,所以SOH3的SOH被计算为69。
另一方面,SOC是将满充电状态下的端子电压为基准,作为相对于该值的相对值而求出的。
具体地讲,参照图7,将放电时间为0时的端子电压706作为基准(例如100)。在此,如果端子电压的当前值为3.5V,则决定部202将SOC作为(3.5/4.2)×100=83而求出。
这样,决定部202能够计算出SOH及SOC。
此外,更具体地讲,可以想到,将针对本实施方式所涉及的蓄电装置107通过预先的实验而得到的上述电压特性的曲线所对应的数值,例如作为表形式的数据预先记录在ROM(Read Only Memory)等中。据此,决定部202能够使用从ROM取得的数值来计算SOH、SOC。
另外,电压特性除了如图7所示那样作为蓄电池的放电时间(h)与端子电压(V)之间的关系进行计测及记录之外,还可以如图8所示那样作为蓄电池的剩余容量(Ah)与端子电压(V)之间的关系进行计测及记录。通过参照图8,联合控制ECU105能够根据温度和电压求出剩余容量。
接着,使用图9来说明在步骤S606中决定部202决定使蓄电装置107进行充电或放电的电力的方法的一个例子。
图9是用于说明在本发明的一个实施方式即联合控制ECU105中对DC链电压的变动进行补偿的方法的图。
如以上所描述的那样,例如由于电力源101生成的变动电力成分ΔP的影响而在DC链电压VDC中产生变动成分ΔV。于是,为了抑制变动电力成分ΔP,使得从蓄电装置107输出该变动电力成分ΔP的逆极性的电力“-ΔP”。
决定部202在图6的步骤S602中检测DC链电压的变动电压ΔV。并且,根据式(1)求出电容器103的变动能量ΔW。其中,在式(1)中C为电容器103的电容。
[算式1]
并且,基于下述的式(2),将变动能量ΔW换算为输出电力ΔPSB及输出时间TSB。
[算式2]
在该情况下,首先,输出时间TSB与蓄电池304的温度、即蓄电池304的SOH相对应地被决定,然后,决定电力PSB作为ΔPSB。
具体地讲,例如在W=10(J)的情况下,若将输出时间TSB设为2秒,则输出的电力PSB被决定为5(W)。另一方面,若将输出时间TSB设为5秒,则输出的电力PSB被决定为2(W)。此时,将输出时间TSB决定为2秒还是决定为5秒,是与检测到的蓄电池304的温度、SOH相对应地来决定的。
一般而言,即使输出了相同的电力,蓄电池304的温度随着其输出电力越高而越上升。此外,在输出相同的电力的情况下,将电力的输出时间TSB设为2秒的情况与将输出时间TSB设为5秒的情况相比,被输出的电力PSB高。因此,输出时间越短,蓄电池304的温度越上升。在此,一般而言,蓄电池的可使用的温度范围是被确定的。因此,若蓄电池的温度超过了可使用温度,则该蓄电池变得无法使用。因此,例如如果蓄电池304的当前温度为预先确定的设定温度以上,则为了避免温度进一步上升而变得不可使用,可以想到将输出时间TSB较长地设为5秒。此时,输出的电力PSB被决定为2(W)。
更一般的是,可以预先通过实验求出输出电力值与温度上升之间的关系。而且,也可以将输出电力值与温度上升之间的关系,作为离散化的表形式的数据,记录在蓄电装置107或联合控制ECU105所配设的ROM中。此外,也可以预先确定蓄电池304的温度的上限值。可以想到,根据上述的记录在ROM中的实验数据,在不超过温度的上限值的范围内,以成为尽量短的输出时间的方式决定输出时间TSB。
此外,如图8所示,输出相同的端子电压的情况下的蓄电池304的剩余容量具有蓄电池304越劣化即SOH越小则下降得越急剧的趋势。例如,在以端子电压3.5V进行输出的情况下,特性电压的曲线SOH0所示的蓄电池A的剩余容量为50Ah。但是,特性电压的曲线SOH3所示的蓄电池B的剩余容量为35Ah。因此,若使蓄电池A输出50Ah,则能够进行1个小时的持续输出,但是若使蓄电池B输出50Ah,则40分钟程度时剩余容量就成为了0。一般而言,若使蓄电池的剩余容量成为0,则蓄电池的劣化比一般情况更严重,所以不优选。此外,如上所述,由于大电流的输出所引起的温度上升也是蓄电池的劣化重要因素。
因此,优选的是,联合控制ECU105控制使蓄电池输出的电力的大小,使得对SOH较小(劣化严重)的蓄电池,与SOH较大(劣化轻)的蓄电池相比,较小地设置输出电流量(即增大输出时间)。具体地讲,优选的是,决定部202决定使该蓄电池输出的电力,使得蓄电池的劣化状态越严重,则充电时间或放电时间越长。
另外,在本实施方式中,能够与温度、SOH等所示的蓄电池304的状态相对应地任意调整使蓄电池304输出的电流量。
图10是表示在图6所示的步骤S607中联合控制ECU105所进行的详细处理的流程的流程图。在此,指令值通知部203在考虑了蓄电池304的寿命的基础上决定使蓄电池304进行充放电的电流指令值ISB。
首先,指令值通知部203取得电力PSB及电力的输出时间TSB(S801)。并且,指令值通知部203根据图6的步骤S605中求出的SOC,判断蓄电池304的剩余容量是否处于可使用范围内(S802)。具体地讲,在SOC被包含在线性地降低的区域的情况下,蓄电池304的剩余容量被判断为可使用。除此之外判断该为不可使用。这是为了使来自蓄电池304的电压供给稳定化。
所谓SOC线性地降低的区域是指,例如参照图8,剩余容量712至剩余容量714之间所示的区域。该期间的电压特性几乎线性地降低。即,蓄电池304的端子电压的变化稳定。
在步骤S802中判断为不处于可使用范围内的情况下,指令值通知部203等待蓄电池304进行充电或放电,直到SOC处于可使用范围内为止(S803)。另一方面,在步骤S802中判断为处于可使用范围内的情况下,指令值通知部203根据步骤S801中取得的电力PSB及图6的步骤S604中取得的蓄电池304的电压,求出电流指令值ISB(S804)。具体地讲,能够通过将PSB除以蓄电池304的电压来计算ISB。
以上,使用图6~图10说明了联合控制ECU105的动作。根据本方式,联合控制ECU105检测DC链电压而检测其变动成分。此外,取得蓄电池304的电压或温度来计算蓄电池304的SOC及SOH。并且,与蓄电池304的SOC及SOH相对应地,使蓄电装置107输出用于对上述DC链电压的变动成分进行抑制的电流。由此,联合控制ECU105能够与蓄电池304的状态量相对应地任意决定使蓄电装置107输出的电流量。因此,联合控制ECU105能够防止蓄电池304的寿命缩短。此外,联合控制ECU105能够抑制DC链电压的变动成分。因此,能够向负载104供给稳定的电力。
图11是表示蓄电装置107的动作的流程图。图11所示的步骤S901~步骤S905相当于图5的步骤S503。此外,图11所示的步骤S906相当于图5的步骤S504。
首先,蓄电装置107判断是否从联合控制ECU105接收到了电流控制的停止命令(S901)。蓄电装置107在接收到了该停止命令的情况下(S901为是),结束本处理。另一方面,在没有接收到该停止命令的情况下(S901为否),蓄电装置107执行步骤S902~步骤S905的处理。
蓄电装置107在电流控制运算部301中接收电流指令值ISB(S902)。然后,电流控制运算部301调整DC/DC转换部302的PWM调制波,以使从蓄电池304输出的电流值与接收到的电流指令值ISB一致。然后,电流控制运算部301基于所决定的PWM调制波生成开关脉冲信号并向DC/DC转换部302发送(S903)。
接着,DC/DC转换部302若接收到开关脉冲信号,则基于该开关脉冲信号输出蓄电池304的充放电电流(S904)。然后,蓄电装置107在电流检测部305中,检测从蓄电池304输出的充放电电流。而且,将其检测值输出给电流控制运算部301(S905)。
此外,在步骤S904之后,蓄电装置107在状态量检测部303中,检测蓄电池304的电压及温度。然后,将检测到的电压及温度输出给联合控制ECU105(S906)。
蓄电池304的电压及温度伴随着从蓄电池304输出的充放电电流而时时刻刻地发生变化。因此,蓄电装置107每当蓄电池304输出充放电电流时检测蓄电池304的电压及温度,并发送给联合控制ECU105。由此,联合控制ECU105能够实时地掌握蓄电池304的剩余容量及劣化状态。结果,在联合控制ECU105中,能够更高精度低控制蓄电池304的剩余容量及劣化状态。
在步骤S905之后,如上述那样,在步骤S901中从联合控制ECU105接收到电流控制的停止命令之前,蓄电装置107反复执行步骤S903~步骤S905的处理。
(实施方式2)
实施方式1所涉及的联合控制ECU105控制1个蓄电装置107所进行的充电及放电。另一方面,实施方式2所涉及的联合控制ECU控制对多个蓄电装置所分别具备的蓄电池进行的充电及放电。在该情况下,仅分别独立地控制各蓄电池的剩余容量,则使得各蓄电池的容量产生不均。结果,各蓄电池的寿命产生不均。此外,多个蓄电装置整体的寿命变短。
于是,实施方式2所涉及的联合控制ECU在对DC链电压VDC的变动成分进行补偿的情况下,进行各蓄电装置的充放电控制,以使各蓄电池的剩余容量均匀。由此,能够对负载104供给稳定的电力的同时抑制各蓄电装置的寿命缩短。
以下,详细地说明本发明的实施方式2所涉及的联合控制ECU。
图12是表示具备本实施方式所涉及的联合控制ECU105A的电力供给***的结构的图。另外,对于与图1相同的结构要素,赋予相同的附图标记并省略详细的说明。
在图12中,在本实施方式中配置有n(n为2以上的任意数字)个蓄电装置。即,在本实施方式中,多个蓄电池并联连接在第一电源线及第二电源线上。
在图12中,联合控制ECU105A从n个蓄电装置107a、107b、…、107n(附图标记107的附带的字母n是从a开始数的第n个字母。以下相同)分别取得各蓄电装置107a~107n所具备的蓄电池(未图示)的电压及温度。由此,联合控制ECU105A检测各蓄电池的剩余容量及劣化状态。此外,联合控制ECU105A对DC链电压VDC进行抑制,并且,将以使各蓄电池的剩余容量均匀的方式决定的电流指令值ISB1~ISBn分别通知给蓄电装置107a~107n。
另外,本实施方式所涉及的蓄电装置107a~107n分别具有与图3所示的蓄电装置107相同的结构及功能,在此省略说明。
图13是表示本实施方式所涉及的联合控制ECU105A的功能框图。如图13所示,本实施方式所涉及的联合控制ECU105A具备取得部201A、决定部202A、指令值通知部203A和电力分配率运算部204。
取得部201A从多个蓄电池分别取得电压值。更具体地讲,取得部201A取得各蓄电装置107a~107n的电压及温度。
决定部202A使用取得部201A所取得的各蓄电装置107a~107n的电压及温度,计算各蓄电装置107a~107n的SOC及SOH。而且,决定部202A求出为了抑制变动能量ΔW而应使蓄电装置107a~107n进行充电或放电的总电力PSB、及其输出时间TSB。
电力分配率运算部204对应于与SOC对应的值在多个蓄电池间的比率,计算应使各蓄电池输出的电力的分配率。更具体地讲,电力分配率运算部204根据检测到的各蓄电池的电压值,求出应使蓄电装置107a~107n分别输出的电力的分配率。
指令值通知部203A基于由决定部202A决定的使蓄电池输出的电力和由电力分配率运算部204计算出的分配率,针对多个蓄电池分别计算电流指令值。而且,将计算出的电流指令值分别通知给所对应的蓄电池。
指令值通知部203A根据各蓄电池的SOC、由决定部202A决定的总电力PSB、以及电力分配率,求出应使蓄电装置107a~107n分别输出的电力PSB1~PSBn。然后,作为与各电力对应的电流值、即应使各蓄电装置107a~107n进行充放电的电流量,求出电流指令值ISB1~Isbn。并且,指令值通知部203将求出的电流指令值ISB1~Isbn经由网络110分别通知给各蓄电装置107a~107n。
接着,使用附图来说明以上那样构成的本实施方式所涉及的联合控制ECU105A的动作。
图14是表示本实施方式所涉及的联合控制ECU105A的处理的流程的流程图。联合控制ECU105A求出应使各蓄电装置107a~107n分别输出的电流指令值ISB1~Isbn,以抑制DC链电压VDC的变动成分并且使多个蓄电装置107a~107n各自的剩余容量均匀。
另外,在本处理中,除了步骤S1207之外,步骤S1201~步骤S1206的各处理进行与图6所示的步骤S601~步骤S606的各处理相同的处理,所以在此省略详细的说明。
首先,联合控制ECU105A所具备的取得部201A检测DC链电压VDC(S1201)。接着,决定部202A计算DC链电压的变动成分ΔV(S1202)。
在此,决定部202A在判断为DC链电压VDC中没有变动成分的情况下(S1203为否),对蓄电装置107发送电流控制的停止命令而结束本处理(S1210)。
另一方面,决定部202A在判断为DC链电压VDC中有变动成分的情况下(S1203为是),在取得部201A中取得各蓄电装置107a~107n所具有的蓄电池的电压值及温度值(S1204)。
接着,决定部202A运算与电容器103的DC链电压VDC的变动成分相当的变动能量ΔW。此外,决定部202A根据步骤S1204中得到的电压及温度,求出各蓄电池的SOH(S1205)。并且,决定部202A与各蓄电池的SOH相对应地,求出为了抑制变动能量ΔW而使各蓄电装置进行充电或放电的总电力(功率)PSB(S1206)。
例如在本实施方式中,也可以是,决定部202A着眼于多个蓄电池中温度最高的蓄电池来决定输出时间TSB,根据上述的式(2)来求出PSB。此外,也可以是,与多个蓄电池中温度最高的蓄电池的劣化状态相对应地,决定使多个蓄电池分别输出的电力的上限值。在该情况下,也可以是,在多个蓄电池输出的总电力小于为了抑制ΔW而需要的电力的情况下,还与多个蓄电池中温度第二高的蓄电池的劣化状态相对应,决定使温度最高的蓄电池以外的蓄电池输出的电力的上限值。同样,也可以是,一边增加N直至达到为了抑制ΔW而需要的总电力,一边与多个蓄电池中温度第N高的蓄电池的劣化状态相对应地,决定使多个蓄电池中的温度高度为第N+1高以下的蓄电池输出的电力的上限值。此时,在温度为第N+1高以下的蓄电池间的电力的分配率例如以与温度成正比的方式决定。此外,也可以以均等的方式决定。
接着,电力分配率运算部204使用取得部201A所取得的各蓄电池的电压,求出应使各蓄电装置107a~107n输出的电力的分配率。并且,指令值通知部203A与总电力PSB及各蓄电池的电力分配率相对应地,求出应使蓄电装置107a~107n分别输出的电力。而且,求出与各电力对应的电流值,作为对各蓄电装置的电流指令值ISB1~Isbn(S1207)。
该步骤S1207的详细情况将通过图15后述。并且,指令值通知部203A将求出的电流指令值ISB1~Isbn分别通知给蓄电装置107a~107n(S1208)。
图15是表示联合控制ECU105A在图14的步骤S1207中进行的电流指令值计算处理的详细流程的流程图。另外,在本处理中,除了图15的步骤S1304之外,步骤S1301~步骤S1305的各处理进行与图10所示的除了步骤S804之外的、步骤S801~步骤S805的各处理相同的处理,所以在此省略详细的说明。
首先,电力分配率运算部204从决定部202A取得应使各蓄电装置输出的总电力PSB、以及与各蓄电池的SOC对应的值(S1301)。接着,电力分配率运算部204基于各蓄电池的SOC,判断各蓄电池的剩余容量是否处于可使用范围内(S1302)。
在步骤S1302中判断为存在有剩余容量不处于可使用范围内的蓄电池的情况下,联合控制ECU105A等待该蓄电池进行充电或放电直至处于可使用范围内(S1303)。
另一方面,在步骤S1302中判断为各蓄电池处于可使用范围内的情况下,电力分配率运算部204使用所取得的各蓄电池的电压值,计算为了使各蓄电池的剩余容量均匀而应使各蓄电池进行充放电的电力的分配率(S1304)。该计算方法的详细情况将使用图17后述。
接着,指令值通知部203A与各电力分配率相对应地,求出应使蓄电装置107a~107n分别输出的电流指令值ISB1~Isbn。即,如图16所示,求出使蓄电装置107a~107n分别输出的电流指令值ISB1~Isbn,使得PSB-ΔP=PSB1+PSB2+…PSBn。
图17是用于说明图15的步骤S1304所示的、指令值通知部203A计算与各蓄电装置对应的电力分配率的方法的一个例子的概念图。本计算方法中的电力分配率α作为以下的式(3)进行计算。α相当于图17所示的直线的斜率。
[算式3]
式(3)是蓄电装置为2个的情况的例子。在此,将2个蓄电装置设为蓄电装置107a及蓄电装置107b。设各个蓄电装置具有蓄电池A及蓄电池B。
根据上述式(3),指令值通知部203A根据图15的步骤S1301中得到的电力PSB、蓄电池A及蓄电池B各自的电压值、以及蓄电池A及蓄电池B的可使用范围内的最大电压值Vmax,计算电力分配率α。另外,最大电压值Vmax例如预先记录在联合控制ECU105A中。
接着,指令值通知部203A利用求出的电力分配率α,根据以下的式(4),求出蓄电池A及蓄电池B各自的电力指令值PSB1、PSB2。
[算式4]
通过上述式(3)可知,电力分配率α与蓄电池A及蓄电池B各自的电压值VSB1、VSB2相对应地进行变化。即,与蓄电池A及蓄电池B的剩余容量相对应地,蓄电池A及蓄电池B各自应进行充电或放电的电力PSB(即、PSB1及PSB2)被设定成可变。在此,Vmax-VSB1是与SOC对应的值。因此,电力分配率运算部204对应于与SOC对应的值在各蓄电池间的比率,计算应使各蓄电池输出的电力的分配率。
然后,指令值通知部203A通过将PSB除以蓄电池的电压,来计算ISB(即ISB1及ISB2)。
以上,使用图14~图17说明了本实施方式所涉及的联合控制ECU105A的动作。根据本方式,联合控制ECU105A从多个蓄电装置107a~107n取得各个蓄电装置所具备的蓄电池的电压值及温度值。并且,基于所取得的电压值及温度值,决定为了抑制DC链电压的变动成分并且使各蓄电池的剩余容量均匀而应使蓄电装置107a~107n进行充放电的电流值。
由此,联合控制ECU105A能够与蓄电池的剩余容量相对应地计算使各蓄电池进行充放电的电力分配率。结果,能够抑制各蓄电池的剩余容量的不均。此外,能够抑制DC链电压的变动成分并向负载104供给稳定的电力。而且,能够抑制各蓄电池的寿命降低。
(实施方式3)
在实施方式1及实施方式2中,说明了对负载供给的电力为直流的情况。
在实施方式3中,说明对负载供给的电力为交流的情况。
以下,说明本发明的实施方式3所使用的联合控制ECU。
图18是表示具备本实施方式所涉及的电力控制装置即联合控制ECU1605的电力供给***的***结构图。在图18中,在本实施方式中,使用了可再生能源的发电***所生成的电力通过电力源1601被供给。
另外,在本实施方式中,作为可再生能源的一个例子,以由太阳光发电***生成的电力源1601为例进行说明,作为可再生能源的其他例子,能够适当地使应用使用了风力、太阳热、地热、海流、波浪及潮汐等的发电***。另外,在本实施方式中,负载1604由交流负载构成。
电力源1601供给由太阳光发电***发电的电力。太阳光发电***具有包含太阳能电池的PV(PhotoVoltaic)板。
电压检测部1613检测电力源1601的电压。具体地讲,在该情况下,检测太阳能电池的电压。电流检测部1612检测从电力源1601流出的电流。
电压检测部1617检测施加至负载1604的电压。此外,电流检测部1616检测DC/AC转换部1615的输出电流。
DC/DC转换部1614接收从联合控制ECU1605输出的开关信号PWM_pv。而且,基于该开关信号PWM_pv,输出从太阳光能转换来的电力。在该情况下,联合控制ECU1605与电压检测部1613检测到的太阳能电池的电压值相对应地进行最大电力点追踪控制(MPPT:Maximum Power PointTracking control),该最大电力点追踪控制控制脉冲宽度调制(PWM:PulseWidth Modulation)方式的调制波传导率及开关周期。
DC/AC转换部1615接收从联合控制ECU1605输出的开关信号PWM_pw。而且,基于该开关信号PWM_pw,将输入的直流电力转换为交流电力PINV进行输出。在该情况下,联合控制ECU1605根据电压检测部1617检测到的电压值Vpw和电流检测部1616检测到的电流值iBpw,计算从DC/AC转换部1615输出的电力值PINV。而且,与该输出电力值PINV与所希望的电力指令值的差量相对应地,进行控制PWM方式的调制波传导率的反馈控制。
联合控制ECU1605生成用于进行DC/DC转换部1614及DC/AC转换部1615各自的输出控制的开关信号。而且,将所生成的开关信号分别输出至DC/DC转换部1614及DC/AC转换部1615。此外,联合控制ECU1605求出使蓄电装置1607a及蓄电装置1607b进行充电或放电的电流指令值,并发送给各蓄电装置。下面,将蓄电装置1607a及蓄电装置1607b总称为蓄电装置1607。
发送给各蓄电装置的电流指令值对用于补偿由电压检测部1602检测到的DC链电压VDC的电压变动成分的电力、以及为了供给至负载1604而需要的DC/AC转换部1615的输出电力的不足量进行补偿。
图19表示本实施方式所涉及的联合控制ECU1605的功能框图。另外,图19所示的决定部202A、指令值通知部203A及电力分配率运算部204的各模块,具有与图13所示的各模块相同的功能,因此赋予相同的附图标记并省略说明。
取得部1701取得太阳能电池的电压VR及太阳能电池的输出电流iR、DC/AC转换部1615的交流侧电压Vpw及DC/AC转换部1615的输出电流iBpw。并且,取得部1701计算DC/AC转换部1615的输出电力值PINV。
DC-AC控制信号运算部1705进行由取得部1701计算出的电力值PINV的输出控制。具体地讲,DC-AC控制信号运算部1705生成用于驱动DC/AC转换部1615的PWM开关信号PWM_pw。此外,DC-AC控制信号运算部1705根据电压检测部1617检测到的电压值和电流检测部1618的检测到的电流值,计算向电力源1606流动的电力值PA。
PV用DC-DC控制信号运算部1706根据检测到的太阳能电池的电压值VR进行MPPT控制。具体地讲,PV用DC-DC控制信号运算部1706生成用于驱动DC/DC转换部1614的PWM开关信号PWM_pw。
图20是表示本实施方式所涉及的电力供给***中的、动力源1601、联合控制ECU1605、蓄电装置1607、DC/DC转换部1614及DC/AC转换部1615的动作的时序图。另外,在图20中,将决定部202A、指令值通知部203A及电力分配率运算部204总记为运算部。
DC/DC转换部1614的输出电力是向电容器1603流入的电力。另一方面,DC/AC转换部1615的输出电力是从电容器1603输出的电力。
在电力源1601为太阳光发电***的情况下,DC/DC转换部1614的输出电力与DC/AC转换部1615的输出电力不一致。这是因为电力源1601是以太阳光这样的变动能量为电力源的。因此,输入至电容器1603的电力和从电容器1603输出的电力之间产生差异。结果,DC链电压VDC变动。因此,本实施方式所涉及的联合控制ECU1605检测输入至DC/AC转换部1615的电力(即从太阳能电池输出的电压及电流)、以及从DC/DC转换部1614输出的电力。而且,根据检测到的各个电力抑制产生的DC链电压VDC的变动成分(即,以使变动成分抵消的方式进行修正)。
以下,更详细地进行说明。
首先,作为太阳光发电***的电力源1601接收太阳光,并在太阳能电池内将接收到的太阳光能转换为电压(S1801)。
接着,DC/DC转换部1614在电压检测部1613中检测其电压值。并且,DC/DC转换部1614将检测到的电压值发送给联合控制ECU1605(S1802)。另外,在本实施方式中,将电压检测部1613作为DC/DC转换部1614的一部分进行说明,但是也可以如图18所示那样设为与DC/DC转换部1614独立的结构。
联合控制ECU1605若从电压检测部1613接收到该电压值,则在PV用DC-DC控制信号运算部1706中进行MPPT控制及PWM控制。并且,将PWM开关信号发送给DC/DC转换部1614(S1803)。DC/DC转换部1614接收从联合控制ECU1605发送来的PWM开关信号,输出与太阳能电池的电压及电流特性中的最大电力的动作点对应的电力(S1804)。
接着,DC-AC控制信号运算部1705决定潮流量指令值,该潮流量指令值用于将作为太阳光发电***的电力源1601发出的电力向负载1604供给或控制向各蓄电装置1607的充放电电力(S1805)。并且,DC-AC控制信号运算部1705基于该潮流量指令值和DC/AC转换部1615的输出电力PINV,进行反馈控制。通过该反馈控制,DC-AC控制信号运算部1705生成用于驱动DC/AC转换部1615的PWM开关信号。然后,将所生成的PWM开关信号向DC/AC转换部1615发送(S1806)。
接着,DC/AC转换部1615若接收到PWM开关信号,则基于PWM开关信号,将有效电力及无效电力输出至联合控制ECU1605(S1807)。此外,DC/AC转换部1615为了进行输出电力反馈控制,将从DC/DC转换部1614输出的直流电力转换为PINV。并且,经由电流检测部1616及电压检测部1617将PINV通知给联合控制ECU1605(S1808)。
联合控制ECU1605从蓄电装置1607取得蓄电池304的电压及温度。此外,从DC/DC转换部1614取得电力源1601输出的电力值。而且,从DC/AC转换部1615取得PINV。另外,该PINV中包含有有效电力及无效电力。
然后,联合控制ECU1605进行与图5的步骤S501~步骤S502中说明的处理同样的处理。此外,蓄电装置1607进行与图5的步骤S503~步骤S504中说明的处理同样的处理。
如以上所述,在本实施方式中,作为规定的发电机构的电力源1601由使用了自然能源的发电***构成。此外,负载1604由交流负载构成。在此,在规定的发电机构和电容器1603之间,连接有将自然能源转换为直流电力的DC/DC转换部1614。在电容器1603和负载1604之间,连接有将从DC/DC转换部1614输出的直流电力转换为交流电力的DC/AC转换部1615。取得部1701进而取得从DC/DC转换部1614及DC/AC转换部1615分别输出的电力值。此外,决定部202A决定使蓄电池输出的电力,以抑制从DC/DC转换部1614及DC/AC转换部1615分别输出的电力的差量。
根据本方式,在使用太阳光等可再生能源发出的直流电力转换为交流电力而对负载1604进行供给的情况下,联合控制ECU1605检测DC链电压VDC、从太阳能电池输出并供给至DC/DC转换部1614的电力、从DC/AC转换部1615输出的电力。由此,即使在DC链电压VDC的变动成分包含有这些电力的变动成分的情况下,联合控制ECU1605也能够抑制DC链电压的变动成分并向负载供给稳定的电力。而且,能够抑制蓄电池的寿命降低。
另外,设有实施方式1~3所涉及的电力控制装置的多个施设也可以与相同的配电网联系。
图21是表示设有联合控制ECU105的多个施设与相同的配电网联系的一个例子的概念图。
在图21中,高压配电网联系着设有本实施方式所涉及的联合控制ECU105的多个工厂及楼房。此外,低压配电网联系着设有联合控制ECU105的多个民宅。这些工厂、楼房、民宅中分别设置有太阳光发电***及对由该太阳光发电***发出的电力进行蓄电的蓄电装置107。此外,各施设的负载104被从太阳光发电***及配电网供给电力。即,在图21中,各施设中兼设有负载104、蓄电装置107、基于太阳光发电***的电力源101。
各蓄电装置107通过抑制由于从太阳光发电***输出的变动电力引起的电压变动,而向各负载104供给稳定的电力。此外,各蓄电装置107在电力需要少的夜间对电力进行充电,在需要多的白天对电力进行放电。由此,使电力平均化,并能够将电费抑制得较少。
联合控制ECU105进行各施设所具备的蓄电装置107的动作控制。具体地讲,联合控制ECU105进行各施设所具备的蓄电装置的协调控制。
例如在图21所示的***的情况下,联合控制ECU105检测工厂、楼房及各民宅所具备的蓄电池的电压及温度。由此,联合控制ECU105检测各施设所具备的蓄电装置107的剩余容量即充电量。结果,联合控制ECU105使得从充电量较多的蓄电装置107向充电量较少的蓄电装置107供给电力。
例如,联合控制ECU105可以将充电量为上位30%以内的蓄电装置107决定为充电量较多的蓄电装置107。此外,联合控制ECU105可以将充电量为下位30%以内的蓄电装置107决定为充电量较少的蓄电装置107。
此外,也可以设定阈值来作为充电量或者充电量相对于满充电量的比例即充电率。在该情况下,也可以是,联合控制ECU105将具有预先确定的阈值以上的充电量或者充电率的蓄电装置107作为充电量较多的蓄电装置107。同样地,也可以是,联合控制ECU10将具有预先确定的阈值值以下的充电量或充电率的蓄电装置107作为充电量较少的蓄电装置107。而且,也可以使用所述条件的组合(将充电量为上位30%以内并且具有阈值以上的充电量的蓄电装置107作为充电量较多的蓄电装置107,等等)。
由此,联合控制ECU105能够控制在各施设中设置的蓄电装置107间的充电量的平衡。结果,能够使蓄电装置107的负担分散。因此,能够抑制蓄电装置107整体的劣化。
此外,实施方式1~3所涉及的联合控制ECU也可以按照针对多个负载设置1台联合控制ECU的比例进行设置。
图22是表示相对于多个负载104设置1台联合控制ECU105的一个例子的概念图。
在图22中,设置有本实施方式所涉及的联合控制ECU105的多个施设包括:与高压配电网连接的多个工厂、与低压配电网连接的多个民宅。这些工厂、民宅中分别配置有太阳光发电***。
在图22中,各工厂或各民宅形成1个负载组。此外,与各组相对应地设置有1个联合控制ECU和蓄电装置。例如,与集体住宅等的1个负载组相对应地设置有蓄电装置107a。蓄电装置107a向各房间的负载供给稳定的电力。此外,通过设置蓄电装置107a,能够有效地利用夜间电力而能够使电费较低。而且,在各负载组内构建有协调电力供给稳定化***。同样,在由多个工厂构成的负载组中设置有蓄电装置107b。
联合控制ECU105进行与各负载组相对应地配置的蓄电装置的协调控制。由此,能够控制各组中设置的蓄电装置的剩余量的平衡。结果,能够抑制蓄电装置整体的劣化。
以上,说明了本发明的实施方式1~3所涉及的电力控制装置即联合控制ECU。
然而,本发明不限于这些实施方式。只要不脱离本发明的宗旨,在这些实施方式中实施本领域技术人员所能想到的各种变形的方式或者组合上述说明的多个结构要素而构成的方式,都包含在本发明的范围内。
另外,在实施方式1~3所涉及的电力控制装置中,SOH的决定方法不限于图6的步骤S605所述的方法。
在使用图7所示的电压特性来决定SOH的情况下,在步骤S605中,将SOH计算为从满充电状态起至成为预先确定的端子电压(例如3V)以下的时间的比率。但是,也可以将SOH计算为从满充电状态起端子电压线性地降低的时间的比率。
例如,参照图7,在SOH0中,到4.6h为止端子电压线性地降低,相对与此,在SOH3中,到3h为止端子电压线性地降低。因此,可以是,在将SOH0设为基准的SOH=100的情况下,SOH3计算为SOH=(3/4.6)×100=65。
而且,也可以是,不是将新品状态作为基准的相对值,而是例如作为以时间为单位的绝对值,来求出SOH。
此外,也可以是,代替测定图7所示的电压特性,而是例如通过计测蓄电池的可蓄电容量(Ah)、蓄电池的内部电阻值,作为与蓄电池的内部电阻值对应的值来求出SOH。一般而言,若蓄电池的劣化严重,则可蓄电容量(Ah)有减少的趋势。此外,可蓄电容量(Ah)和内部电阻值能够通过线性回归式近似得出。即,有可蓄电容量越小则内部电阻值越大的趋势。因此,按照处于劣化状态的多个蓄电池的每个,通过实验取得可蓄电容量(Ah)与蓄电池的内部电阻值之间的关系。据此,将内部电阻值与SOH的对应关系,例如作为表形式的数据,记录并保持在ROM(Read OnlyMemory)中,能够根据内部电阻值求出SOH。
此外,也可以想到,不利用实验方法,而是将蓄电池数学模型化,通过使用该模型进行的模拟,来求出SOC及SOH。
作为蓄电池304的数学模型,已知有电气等价电路模型、状态空间模型等。作为使用了这些模型的微分方程式的解,能够得到SOC、SOH的推测值。
而且,也可以想到利用将蓄电池的电压、电流等的输入输出作为时序数据全部进行记录、根据该时序数据推测电池的内部状态的依次状态记录法,等等。在该情况下,蓄电装置107需要具有计测并记录其使用履历的处理部。
此外,蓄电池的电压特性、基于输出时间的蓄电池的上升温度的关系,不必一定预先计测而记录在ROM中。例如可以是,在过去的一定期间内,记录想要建立对应的多个数据的计测结果。也可以是,基于这样记录的计测结果,利用GLM(Generalised Linear Model)等统计方法、机械学习方法,生成使用环境下的模型。通过使用该模型,本实施方式所涉及的电力控制装置能够进行与蓄电池的各自的劣化状态相对应的电力控制。另外,作为应计测的多个数据,可以想到:(1)输出时间TSB和上升温度、(2)温度及放电电流恒定的情况下的、端子电压和剩余容量、等等。
<变形例>
(1)构成本实施方式各部的结构要素的一部分或全部可以由1个***LSI(Large Scale Integration:大规模集成电路)构成。***LSI是将多个结构部集成在1个芯片上而制造成的超多功能LSI,具体地讲,是包含有微处理器、ROM、RAM等而构成的计算机***。所述RAM中存储有计算机程序。所述微处理器根据所述计算机程序进行动作,由此,***LSI实现其功能。
此外,构成上述各装置的结构要素的各部可以单独地形成为1个芯片,也可以包含有一部分或全部地形成为1个芯片。
此外,在此设为***LSI,但是通过集成度的不同也有时称为IC、LSI、超LSI、超级(ultra)LSI。此外,集成电路化的方法不限于LSI,可以通过专用电路或通用处理器来实现。也可以利用在制造LSI之后能够进行编程的FPGA(Field Programmable Gate Array)、能够对LSI内部的电路单元的连接和设定进行重构的可重构·处理器。
而且,如果通过半导体技术的进歩或者派生的其他技术而出现了替代LSI的集成电路化的技术,当然可以使用该技术进行功能模块的集成化。
(2)构成本实施方式各部的结构要素的一部分或全部也可以由相对于各装置可拆装的IC卡或单体的模组构成。所述IC卡或所述模组是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机***。所述IC卡或所述模组也可以包含有上述的超多功能LSI。微处理器根据计算机程序进行动作,由此,所述IC卡或所述模组实现其功能。该IC卡或该模组也可以具有耐篡改性。
(3)本发明可以是上述的方法。此外,可以使通过计算机来实现这些方法的计算机程序,也可以是由所述计算机程序构成的数字信号。
此外,本发明也可以是,将所述计算机程序或所述数字信号记录在计算机可读取的记录介质、例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray Disc)、半导体存储器等中。此外,也可以是记录在这些记录介质中的所述数字信号。
此外,本发明也可以是,将所述计算机程序或所述数字信号经由电气通信线路、无线或有线通信线路、以因特网为代表的网络、数据广播等进行传送。
此外,本发明也可以是,具备微处理器和存储器的计算机***中,所述存储器存储上述计算机程序,所述微处理器根据所述计算机程序进行动作。
此外,通过将所述程序或所述数字信号记录在所述记录介质中进行转送,或者通过经由所述网络等对所述程序或所述数字信号进行转送,来由独立的其他计算机***进行实施。
工业上的可利用性
本发明能够应用于电力控制装置等中。特别是能够应用于对负载进行稳定的电力供给的电力控制装置等中。
附图标记说明
101、106、1601、1606电力源
102、1602、1613、1617电压检测部
103、1603电容器
104、1604负载
105、105A、1605联合控制ECU(电力控制装置)
107、107a、107b、107n、1607、1607a、1607b蓄电装置
108正极性电力线
109负极性电力线
110、111、112网络
113、113a、113b、113n设备
201、201A、1701取得部
202、202A决定部
203、203A指令值通知部
204电力分配率运算部
301电流控制运算部
302、1614DC/DC转换部
303状态量检测部
304蓄电池
305、1612、1616、1618电流检测部
310电流控制部
702、704经过时间
706端子电压
712、714剩余容量
1615DC/AC转换部
1705DC-AC控制信号运算部
1706PV用DC-DC控制信号运算部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种电力控制装置,具备:
取得部,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;
决定部,比较所述取得部所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
所述决定部使用所述取得部所取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间。
2.(修改后)如权利要求1所述的电力控制装置,
所述决定部按照所述蓄电池的劣化状态,决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
3.(修改后)如权利要求1所述的电力控制装置,
所述劣化信息是作为与所述蓄电池的电压值及温度值中的至少一方对应的值来计算的值。
4.(修改后)如权利要求1所述的电力控制装置,
所述决定部决定使所述蓄电池输出的电力,以使该蓄电池的劣化状态越严重则所述充电时间或所述放电时间越长。
5.(修改后)如权利要求1~4中任一项所述的电力控制装置,
多个所述蓄电池并联连接在所述第一电源线及所述第二电源线上;
所述取得部从所述多个蓄电池分别取得电压值;
所述决定部还根据所取得的各蓄电池的电压值计算与各蓄电池的充电状态即SOC对应的值;
所述电力控制装置还具备电力分配率运算部,该电力分配率运算部按照与所述SOC对应的值在多个所述蓄电池间的比率,计算使各蓄电池输出的电力的分配率;
所述指令值通知部基于由所述决定部决定的使所述蓄电池输出的电力以及由所述电力分配率运算部计算出的所述分配率,针对所述多个蓄电池分别计算所述电流指令值,将计算出的所述电流指令值分别通知给所对应的蓄电池。
6.(修改后)如权利要求5所述的电力控制装置,
所述决定部按照所述多个蓄电池中温度最高的蓄电池的劣化状态,决定使所述多个蓄电池分别输出的电力的上限值。
7.(修改后)如权利要求1~6中任一项所述的电力控制装置,
所述规定的发电机构由使用自然能源的发电***构成;
所述负载由交流负载构成;
在所述规定的发电机构与所述电容器之间,连接有将所述自然能源转换为直流电力的DC/DC转换部;
在所述电容器与所述负载之间,连接有将从所述DC/DC转换部输出的直流电力转换为交流电力的DC/AC转换部;
所述取得部还取得从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力值;
所述决定部决定使所述蓄电池输出的电力,以抑制从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力的差量。
8.(修改后)如权利要求1~7中任一项所述的电力控制装置,
直到所述电容器上施加的电压的变动成分消失为止,每当所述蓄电池与接收到所述电流指令值相应地输出电流时,所述取得部取得包含所述蓄电池的电压值及温度值的所述劣化信息;
每当取得所述劣化信息时,所述决定部更新所述蓄电池的充电量和所述蓄电池的劣化状态。
9.(修改后)一种电力供给***,包括:规定的发电机构;连接有电气设备的负载;蓄电装置,对所述规定的发电机构发出的电力进行积蓄,对所述负载供给电力;以及电力控制装置,进行所述蓄电装置的充电控制或放电控制;所述电力控制装置与所述蓄电装置经由网络连接;
所述电力控制装置具备:
取得部,经由所述网络取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在所述规定的发电机构与所述负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的所述蓄电装置所具备的蓄电池的劣化状态;
决定部,比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
所述蓄电装置具备:
所述蓄电池;
电流控制部,与从所述电力控制装置接收到所述电流指令值相应地控制所述蓄电池中充电或放电的电流;以及
状态量检测部,检测表示所述蓄电池的劣化状态的劣化信息,并发送给所述电力控制装置;
所述电力控制装置所具备的所述决定部使用由所述取得部取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间。
10.(修改后)一种电力控制方法,包括:
取得步骤,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;
决定步骤,比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知步骤,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
在所述决定步骤中,使用所述取得步骤中取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间。
11.(追加)一种程序,使计算机执行权利要求10所述的电力控制方法。
Claims (10)
1.一种电力控制装置,具备:
取得部,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;
决定部,比较所述取得部所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
所述决定部使用所述取得部所取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
2.如权利要求1所述的电力控制装置,
所述劣化信息是作为与所述蓄电池的电压值及温度值中的至少一方对应的值来计算的值。
3.如权利要求1所述的电力控制装置,
所述决定部决定使所述蓄电池输出的电力,以使该蓄电池的劣化状态越严重则所述充电时间或所述放电时间越长。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电力控制装置,
多个所述蓄电池并联连接在所述第一电源线及所述第二电源线上;
所述取得部从所述多个蓄电池分别取得电压值;
所述决定部还根据所取得的各蓄电池的电压值计算与各蓄电池的充电状态即SOC对应的值;
所述电力控制装置还具备电力分配率运算部,该电力分配率运算部按照与所述SOC对应的值在多个所述蓄电池间的比率,计算使各蓄电池输出的电力的分配率;
所述指令值通知部基于由所述决定部决定的使所述蓄电池输出的电力以及由所述电力分配率运算部计算出的所述分配率,针对所述多个蓄电池分别计算所述电流指令值,将计算出的所述电流指令值分别通知给所对应的蓄电池。
5.如权利要求4所述的电力控制装置,
所述决定部按照所述多个蓄电池中温度最高的蓄电池的劣化状态,决定使所述多个蓄电池分别输出的电力的上限值。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电力控制装置,
所述规定的发电机构由使用自然能源的发电***构成;
所述负载由交流负载构成;
在所述规定的发电机构与所述电容器之间,连接有将所述自然能源转换为直流电力的DC/DC转换部;
在所述电容器与所述负载之间,连接有将从所述DC/DC转换部输出的直流电力转换为交流电力的DC/AC转换部;
所述取得部还取得从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力值;
所述决定部决定使所述蓄电池输出的电力,以抑制从所述DC/DC转换部及所述DC/AC转换部分别输出的电力的差量。
7.如权利要求1~6中任一项所述的电力控制装置,
直到所述电容器上施加的电压的变动成分消失为止,每当所述蓄电池与接收到所述电流指令值相应地输出电流时,所述取得部取得包含所述蓄电池的电压值及温度值的所述劣化信息;
每当取得所述劣化信息时,所述决定部更新所述蓄电池的充电量和所述蓄电池的劣化状态。
8.一种电力供给***,包括:规定的发电机构;连接有电气设备的负载;蓄电装置,对所述规定的发电机构发出的电力进行积蓄,对所述负载供给电力;以及电力控制装置,进行所述蓄电装置的充电控制或放电控制;所述电力控制装置与所述蓄电装置经由网络连接;
所述电力控制装置具备:
取得部,经由所述网络取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在所述规定的发电机构与所述负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的所述蓄电装置所具备的蓄电池的劣化状态;
决定部,决定使所述蓄电池输出的电力,该决定部比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知部,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
所述决定部使用由所述取得部取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力;
所述蓄电装置具备:
所述蓄电池;
电流控制部,与从所述电力控制装置接收到所述电流指令值相应地控制所述蓄电池中充电或放电的电流;
状态量检测部,检测所述蓄电池的电压值及温度值,并发送给所述电力控制装置;以及
电流检测部,检测从所述蓄电池输出的电流,并输出给所述电流控制部。
9.一种电力控制方法,包括:
取得步骤,取得电压信息和劣化信息,所述电压信息是在规定的发电机构与负载之间经由第一电源线及第二电源线设置的电容器上施加的电压信息,所述劣化信息表示经由所述第一电源线及所述第二电源线与所述规定的发电机构连接的蓄电池的劣化状态;
决定步骤,比较所取得的所述电压信息和规定的基准电压来检测所述电容器上施加的电压的变动成分,决定使所述蓄电池输出的电力以抑制所述电容器上施加的电压的变动成分;以及
指令值通知步骤,向所述蓄电池通知与使所述蓄电池输出的电力对应的电流指令值;
在所述决定步骤中,使用所述取得步骤中取得的所述劣化信息来检测所述蓄电池的劣化状态,按照所述蓄电池的劣化状态调整所述蓄电池的充电时间或放电时间,由此决定每单位时间使所述蓄电池输出的电力。
10.一种程序,使计算机执行权利要求9所述的电力控制方法。
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