CN102986113A - 充电/放电控制装置 - Google Patents

充电/放电控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102986113A
CN102986113A CN2011800323924A CN201180032392A CN102986113A CN 102986113 A CN102986113 A CN 102986113A CN 2011800323924 A CN2011800323924 A CN 2011800323924A CN 201180032392 A CN201180032392 A CN 201180032392A CN 102986113 A CN102986113 A CN 102986113A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rechargeable battery
charge
discharge
period
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800323924A
Other languages
English (en)
Inventor
西川员史
奥田泰生
大内淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN102986113A publication Critical patent/CN102986113A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H02J7/00716—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current in response to integrated charge or discharge current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14—The load or loads being home appliances
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/62—The condition being non-electrical, e.g. temperature
    • H02J2310/64—The condition being economic, e.g. tariff based load management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/34—Arrangements for transfer of electric power between networks of substantially different frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

在耗电较低时对可再充电电池充电、并且在耗电较重时从可再充电电池放电的***中，使得可再充电电池的使用寿命更长。估计单元(140)对每一单位时间段估计耗电量。可再充电电池控制单元(150)控制可再充电电池(200)，使得基于估计单元(140)进行估计的结果，将在单位时间段期间超过目标电力量的过量电力量充电至可再充电电池(200)，并且在超过目标电力量的时段期间从可再充电电池(200)放电。在可再充电电池控制单元(150)中设置与可以充电至可再充电电池(200)的完全电量相比充电电量的上限值。当需要将可再充电电池(200)充电至超过上限值时，可再充电电池控制单元(150)在由估计单元(140)估计的耗电量较轻的时段期间将可再充电电池充电至上限值，并且在与超过目标电力量的时段接近的时段期间充电超过上限值的电力量。

Description

充电/放电控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制可再充电电池的充电/放电的充电/放电控制装置。
背景技术
近年来，电力用户引入能够电力削峰的充电***的情况不断增加。在这种类型的充电***中，在电力使用量低的时段期间对可再充电电池充电，并且在电力使用量达到其峰值的时段期间从可再充电电池释放充电的电力，使得降低了电力使用量的峰值电力。另外，引入充电***，利用低成本的深夜电力对可再充电电池充电，并且在日间释放电力，使得降低了日间的电力成本的情况也不断增加。这些类型的充电***的引入使得能够降低总电力成本。
典型地，使用诸如锂离子电池、镍金属氢电池、铅蓄电池等的二次电池，作为结合到这种充电***中的可再充电电池。具体地，锂离子电池重量轻且容量和输出高，在用作上述类型充电***的可再充电电池方面已经引起了关注。
引用文献
专利文献
专利文件1：JP-A-2009-194947
发明内容
技术问题
锂离子电池的使用寿命极大地依赖于锂离子电池的使用方式。通过降低电力成本来补偿引入电池的初始成本要求电池具有尽可能长的使用寿命。引起电池使用寿命减小的一个因素是执行充电/放电次数的增加，其他的这种因素包括在高温下保持电池处于完全充满状态、对电池过量充电以及对电池过量放电。
现在假设这样一种情况：在电力使用量低的时段期间对锂离子电池充电、并且在电力使用量达到其峰值的时段期间对锂离子电池放电的充电***中，在电力区域处于低成本的深夜时段期间(电力使用量低的时段)，将锂离子电池充电至几乎完全充满状态，并且在电力使用量达到其峰值的次日某时段(例如，中午前后)期间对锂离子电池进行放电。在这种情况下，锂离子电池长时间保持处于几乎完全充满的状态。也就是说，引起电池使用寿命减小的因素之一在这种情况下发生。另外，在电池周边环境温度高的情况下(例如在夏天)，在电池中发生较大程度的容量退化，导致电池使用寿命的进一步降低。这里，容量退化指的是这样一种状态：即使充电至完全充满状态，也不再能实现初始的完全充电容量。通常，当电池容量降低至其初始完全充电容量的约60％时，就判断电池已经达到其使用寿命的尽头。
考虑到上述情况做出了本发明，并且本发明的目的在于：在当电力使用量低时对可再充电电池充电并且当电力使用量高时对可再充电电池放电的***中，提供一种增加可再充电电池使用寿命的技术。
解决问题的技术方案
根据本发明一个方面的充电/放电控制装置是这样一种充电/放电控制装置，控制可再充电电池的充电/放电，并且包括：估计部，估计每单位时间段的电力使用量；以及可再充电电池控制部，执行控制，使得基于估计部的估计结果，将在单位时间段内超过目标电力值的过量电力充电至可再充电电池，并且在超过目标电力值的时段期间从可再充电电池放电。在可再充电电池控制部中，设置相对于可再充电电池的完全充电的充电量上限值。在需要将可再充电电池充电超过上限值的情况下，可再充电电池控制部在由估计部估计的电力使用量较低的时段期间将可再充电电池充电至上限值，并且在靠近超过目标电力值的时段的时段期间向可再充电电池中充电超过上限值的过量部分。这里，充电量指的是当前存储的电力量，并且除了其与完全充电的比率之外(充电状态SOC：“％”)，这一术语包含充电量的绝对量“Ah”。将充电状态SOC定义为可再充电电池的当前充电量(绝对量“Ah”)/完全充电时的充电量(绝对值“Ah”)。
本发明的有益效果
根据本发明，在当电力使用量较低时对可再充电电池充电并且当电力使用量较高时对可再充电电池放电的***中，可以增加可再充电电池的使用寿命。
附图说明
图1是用于解释根据本发明实施例的充电/放电方法的图。
图2是示出了根据本发明实施例的充电/放电***的配置的图。
图3是示出了学习数据保持部中的数据结构的一个示例的图。
图4是用于解释基于次日每单位时间段的外部气温来估计次日每单位时间段的电力使用量的处理的图。
图5是用于解释在不执行超过充电量上限值的充电情况下的充电/放电方法的图。
图6是用于解释在需要执行超过完全充电的充电情况下的充电/放电方法的图。
图7是示出了可再充电电池的充电持续时间和充电量之间关系的图。
图8是示出了根据本发明实施例的充电/放电***的整个操作的流程图。
图9是示出了电力值获取处理和学习处理的详情的流程图。
图10是示出了估计处理的详情的流程图。
图11是示出了充电处理的详情的流程图。
图12是示出了放电处理的详情的流程图。
图13是用于解释根据改型示例1的充电/放电方法的图。
图14是用于解释根据改型示例2的充电/放电方法的图。
具体实施方式
首先，在详细描述本发明的实施例之前，下面描述本发明实施例的概要。图1是用于解释根据本发明实施例的充电/放电方法的图。图1上部的曲线示出了在一定设施中每单位时间段的估计耗电量，并且图1下部的曲线示出了在该设施中安装的可再充电电池的每单位时间段充电量，其与估计的耗电相对应。如图1所示，估计次日的耗电，并且在电力使用量较低的时段期间(参见方框“a”)充电所估计的耗电超过目标电力值(下文中，根据与电力公司的合同供应的电力)的电力量(下文中，若合适则称作过量电力(参见区域“C”))。然而在这种情况下，超过充电量上限值(例如，完全充电的80％)的过量部分紧接在执行放电的时段之前来充电(参见方框“b”)。这极大地减小了可再充电电池处于完全充电状态(参见圆圈区域“d”)的时间长度，从而可以防止电池的退化。
图2是示出了根据本发明实施例的充电/放电***500的配置的图。以下描述假设在诸如超市、便利店等设施中安装根据该实施例的充电/放电***500的情况。然而，并不局限于此。
充电/放电***500包括充电/放电控制装置100、可再充电电池200、电力接收器210、电力计220、AC/DC转换器230和电力消耗设备300。在该设施中，提供例如冰箱310、橱窗320和空调330作为电力消耗设备300。该实施例假设可再充电电池200是锂离子电池。
电力接收器210将商用电力(AC电力)引入到设施中。电力计220测量设施中的电力消耗设备300的实际耗电，并且向充电/放电控制装置100(更具体地，下文描述的测量部110)输出测量结果。这里，例如将每单位时间(例如10分钟)耗电的平均值定义为实际耗电。AC/DC转换器230将从商用电源供应的交流电力转换为直流电力，并且将直流电力供应给可再充电电池200。AC/DC转换器230也将从可再充电电池200供应的直流电力转换为交流电力，并且将交流电力供应给设施中的电力消耗设备300。
充电/放电控制装置100控制可再充电电池200的充电/放电。充电/放电控制装置100包括测量部110、学习数据管理部120、学习数据保持部130、估计部140和可再充电电池控制部150。尽管这些组成部件中的每一个可以通过任意处理器、存储器或任意其他类型LSI以硬件来实现以及通过例如加载到存储器中的程序以软件来实现，但是这里描述的是可以通过协同使用的这种硬件和软件来实现的功能模块。因此，本领域普通技术人员应该理解的是，这些功能模块可以单独通过硬件，单独通过软件，或者通过硬件和软件的组合按照各种方式实现。
测量部10按给定周期(例如，每隔10分钟)获取环境数据。环境数据包括设施外的气温和湿度以及设施内的温度和湿度等。为了简化说明，该实施例下面描述获取设施外的气温(下文中称作外部气温，其与耗电紧密相关)的情况。测量部110还按给定周期(例如，每隔10分钟)从电力计220获取电力消耗设备300的实际耗电。
学习数据管理部120在学习数据保持部130中登记测量部110获取的环境数据(在该实施例中是外部气温)和实际耗电作为学习数据。
图3是示出了学习数据保持部130中的数据结构的一个示例的图。图3描述了这样的示例，其中构建了使用时段和外部气温作为参数的二维表，并且将测量的实际耗电值作为学习数据存储在表的单元“e”中。例如，以下配置是可能的：将在最近10次测量中测量的实际耗电值存储在单元“e”中。除了时段、气温和湿度之外，可以使用诸如观众数据、估计访问者数目、交易日、星期几等其他参数，作为获得学习数据的环境条件。
估计部140估计每单位时间段的电力使用量。例如，估计部140在某天的前一日估计该天的每单位时间段的电力使用量。更具体地，估计部140获取使用时段和至少一个环境条件(在该实施例中是外部气温)作为参数记录的关于电力使用量(例如实际耗电)的学习数据以及单位时间段的该环境条件(在该实施例中是外部气温)的估计值，并且基于此来估计每单位时间段的电力使用量。
当预定的估计时间已经到来时，估计部140从估计部140经由网络(例如因特网)连接到的外部服务器中构建的气象数据库400获取次日的气象数据(在该实施例中是每单位时间段的外部气温)。基于每单位时间段的外部气温，估计部140参考学习数据保持部130，并估计次日的每单位时间段的电力使用量。
图4是用于解释基于次日的每单位时间段的外部气温来估计次日的每单位时间段的电力使用量的处理的图。图4上部的曲线示出了从气象数据库400获取的次日的每单位时间段的外部气温“f”。图4下部的曲线示出了图3所示的表，其中存储了实际耗电值。基于在表的单元中存储的最近10次测量中获得的实际耗电的数据，估计部140对于每一时段确定估计耗电值。灰度表示的单元“g”表示与次日的每单位时间段的外部气温“f”的值相对应的单元。例如，作为用于确定估计耗电的方法，选择并且使用最近10次测量获得的实际耗电的最大值(替代地，可以使用平均值)
基于估计部140的估计结果，可再充电电池控制部150执行控制，使得将上述单位时间段(在该实施例中，一天作为估计对象)内超过目标电力值的过量电力充电至可再充电电池200中，并且在超过目标电力值的时段期间从可再充电电池200放电。
在可再充电电池控制部150中，依赖于可再充电电池200的特性，预设相对于可再充电电池200的完全充电的充电量上限值(在该实施例中，例如是80％)。可再充电电池退化的加速程度随着充电量而变化，并且具体地，在可再充电电池几乎完全充满或者其充电量几乎为零的情况下，与其充电量大约为一半的情况相比较，增加了上述加速程度。将上述上限值和下述下限值设置为之间包括退化加速程度增大的值范围。该说明书将其描述为可再充电电池的特性。在需要将可再充电电池200充电超过上限值的情况下，可再充电电池控制部150在与任意其他时段相比由估计部140估计的每单位时间段的电力使用量较低的时段期间，将可再充电电池200充电至上限值，并且在与将可再充电电池200充电至上限值的时段相比更靠近超过目标电力值的时段的时段期间，向可再充电电池200充电超过上限值的过量部分。
可以将电力使用量较低的上述时段看作是估计耗电没有超过预定设置值的时段、估计耗电值的累积和最小的时段、或者包括估计耗电最低的时间在内的时段。典型地，这种时段对应于深夜时段。在日本，电力成本设置为在深夜时段比在正常时段要低(自2010年6月起)。因此，通常在电力成本设置为比正常时段低的时段期间，可再充电电池控制部150将可再充电电池200充电至上限值，因此可以期待电力成本的进一步降低。
优选地，更靠近超过目标电力值的时段的时段是调度开始对超过上限值的过量部分进行充电的时段，使得在超过目标电力值的时段开始时或者紧接在其开始之前结束对过量部分的充电。在这种情况下，可以最大的减小可再充电电池200处于完全充电状态的时间长度。
在可再充电电池控制部150中，依赖于可再充电电池200的特性，可以设置相对于可再充电电池200的完全充电的充电量下限值(在该实施例中例如是50％)。在这种情况下，在从可再充电电池200的当前充电量减去估计部140估计的过量电力获得的充电量与可再充电电池200的完全充电之比不小于下限值时，可再充电电池控制部150不执行对可再充电电池200的预先充电。相反，当上述充电量与可再充电电池200的完全充电之比小于下限值时，可再充电电池控制部150执行充电，使得在过量电力的放电之后剩余的充电量达到下限值。
下面描述一具体示例来对此进行解释。前提是在将过量电力表示为X[kWh]、可再充电电池200的完全充电量表示为Y[kWh]、以及当前充电量表示为Z[kWh]的情况下，将过量电力量与完全充电量的百分比表示为((X/Y)×100)％，并且将当前充电量与完全充电量的百分比表示为((Z/Y)×100)％。在下文中，将前者和后者的百分比分别表示为x％和z％。
图5是用于解释不执行超过充电量上限值的充电情况下的充电/放电方法的图。图6是用于解释需要执行超过完全充电的充电情况下的充电/放电方法的图。图7是示出了可再充电电池200的充电持续时间和充电量之间关系的图。
在从当前充电量减去过量电力获得的差不小于上述下限值(在该实施例中例如30％)的情况下(z-x≥下限值)，可再充电电池控制部150执行控制，使得不执行对可再充电电池200的充电。这样的目的在于减小执行充电/放电的次数，从而防止可再充电电池200的容量退化。在上述差小于下限的情况下(z-x＜下限值)，在估计电力使用量较低的时段期间，可再充电电池控制部150执行(下限值+x-z)％量的充电，使得在过量电力的放电之后剩余的充电量达到下限值。
基于可再充电电池的充电特性来确定对可再充电电池进行充电的充电电流。然而，在推测由于充电而要超过目标电力值的时段期间，可再充电电池控制部150将充电电流值设置为减小，使得不会超过目标电力值。基于使用的电池的充电特性(参见图7)来确定充电持续时间。在充电电流值设置为减小的情况下，将充电持续时间设置为增加。例如，当充电电流值设置为减半，推断充电持续时间加倍。基于这样推断的充电持续时间，可再充电电池控制部150开始充电，使得在电力使用量较低的时段(例如，深夜时段(这里是23:00至7:00))结束之前完成充电。
图5上部的曲线示出了设施中每单位时间段的估计耗电，图5下部的曲线示出了设施中安装的可再充电电池200的每单位时间段的充电量，其与估计耗电相对应。估计部140估计次日的耗电，并且可再充电电池控制部150在电力使用量较低的时段期间基于估计耗电(参见区域“i”)来执行过量电力的充电(参见方框“h”)。这里，在深夜时段的电力收费率适用的早7:00前完成充电。在图5中，对超过上述上限值的过量部分的充电不是必要的，并且不存在实现完全充电的时段。
另一方面，在充电之后的充电量(下限值+x)％大于上述上限值的情况下，执行以下处理。也就是说，紧接在执行放电的时段之前，对超过上述上限值的过量部分(下限值+x-上限值)％进行充电(下文中称作第二充电)。也基于所使用的可再充电电池的充电特性(参见图7)确定第二充电的充电持续时间。基于这样确定的充电持续时间，可再充电电池控制部150开始充电，使得在紧接执行放电的时段之前完成充电。
图6上部的曲线示出了设施中每单位时间段的估计耗电，图6下部的曲线示出了设施中安装的可再充电电池200的每单位时间段的充电量，其与估计耗电相对应。估计部140估计次日的耗电，并且可再充电电池控制部150在电力使用量较低的时段期间基于估计耗电(参见区域“l”)来执行过量电力的充电(参见方框“j”)(下文中称作第一充电)。这里，在深夜时段的电力收费率适用的早7:00前完成第一充电。将第一充电执行到这样的程度，使得不超过上述上限值。可再充电电池控制部150紧接在执行放电的时段之前执行超过上述上限值的过量部分的充电，作为第二充电(参见方框“k”)。这可以减小完全充电的时间长度(参见圆圈区域“m”)。
在可再充电电池控制部150中，依赖于可再充电电池200的特性，可以设置相对于可再充电电池200的完全充电的放电量下限值(在该实施例中，例如是20％)。在这种情况下，可再充电电池控制部150执行放电到这样的程度，使得放电量不会下降到其下限值之下。为了使用上述具体示例解释这种情况，在估计耗电超过目标电力值的时段期间，从可再充电电池200放电z％至这样的程度，使得放电量不会下降到其第一下限值之下(参见图6的“h”)。这可以抑制由于过量放电导致的容量退化。此外在可再充电电池控制部150中，可以设置放电量的第二下限值(在该实施例中，例如是10％)和放电至第二下限值的次数(放电量下降到第一下限值之下并且执行放电至第二下限值的次数)。可以依赖于可再充电电池的特性来改变上述放电至第二下限值的次数，并且该次数可以是绝对次数或者每单位时间段的次数(例如每年10次等)。在这种情况下，如果上述放电至第二下限值的次数不大于预定次数，则可再充电电池控制部150可以允许放电至第二下限值。也就是说，可以执行放电至放电量的第一下限值之下的第二下限值。
图8是示出了根据本发明实施例的充电/放电***500的整个操作的流程图。将参考图9至12描述在操作中执行的各种处理的详情。测量部110执行电力值获取处理，学习数据管理部120执行学习处理(S10)。估计部140执行估计处理(S20)。可再充电电池控制部150执行充电处理(S40)。可再充电电池控制部150执行放电处理(S50)。重复地执行这些处理。
图9是示出了电力值获取处理和学习处理的详情的流程图。测量部110判断针对传感器获取的周期性定时是否到来(S11)，并且如果已经到来(S11中“是”)，则获取外部气温和实际耗电(S12)。学习数据管理部120将实际耗电值存储在根据环境条件(在该实施例中，根据时段和外部气温)分段的学习数据单元中(S13)。
图10是示出了估计处理的详情的流程图。估计部140判断由用户指定的估计时间(例如，前一天的23:00)是否已经到来(S21)，并且如果已经到来(S21中“是”)，则获取次日的气象数据(在该实施例中，每单位时间段的外部气温)(S22)。基于气象数据，提取在根据时段和外部气温分段的学习数据单元中存储的最大值作为估计电力值(S23)，并且确定估计耗电模式(S24)。
基于估计耗电模式，估计部140确定过量电力(S25)，并且基于过量电力来确定放电开始时间、放电结束时间和放电模式(S26)。放电模式指的是每单位时间的过量电力量，通过从估计耗电模式减去目标电力值获得放电模式。
估计部140将从当前充电量减去过量电力获得的值与充电量的下限值进行比较(S27)。如果前者小于后者(S27中“是”)，则估计部140确定在电力使用量较低的时段期间执行的充电的第一充电量(S28)，并且确定充电的开始时间和结束时间(S29)。如果前者不小于后者(S27中“否”)，则不执行充电(S30)。更具体地，针对第一充电开始时间和第二充电开始时间的每一个设置无效值。
在执行第一充电的情况下，估计部140将过量电力值与当前充电量相加获得的值与充电量的上限值进行比较(S31)。如果前者超过后者(S31中“是”)，则估计部140确定紧接在放电之前的时段期间执行的充电的第二充电量(S32)，并且确定充电的开始时间和结束时间(S33)。如果前者不大于后者(S31中“否”)，则跳过步骤S32和33的处理。尽管在图10中未示出，但是在推断由于充电而要超过目标电力值的时段期间，设置充电电流值降低，并且确定这种情况下的充电持续时间。
图11是示出了充电处理的详情的流程图。在从第一充电的开始时间到结束时间的时段期间(S41中“是”)，可再充电电池控制部150对可再充电电池200执行第一充电(S42)。在该时段之外的时段(S41中“否”)，停止第一充电(S43)。在针对第一充电开始时间设置无效值的情况下，不执行充电。
在从第二充电的开始时间到结束时间的时段期间(S44中“是”)，可再充电电池控制部150对可再充电电池200执行第二充电(S45)。在该时段之外的时段(S44中“否”)，停止第二充电(S46)。在针对第二充电开始时间设置无效值的情况下，不执行充电。
图12是示出了放电处理的详情的流程图。在从放电的开始时间到结束时间的时段(S51中“是”)，可再充电电池控制部150根据放电模式执行放电(S52)。在该时段之外的时段(S51中“否”)，停止放电(S53)。
如果可再充电电池200的充电量不大于放电量的下限值(S54中“是”)，则可再充电电池控制部150停止放电(S55)。如果充电量超过放电量的下限值(S54中“否”)，则根据放电模式执行放电。
如上所述，根据该实施例，在电力使用量较低时对可再充电电池充电、并且在电力使用量较高时放电的***中，减小了完全放电的时间长度，因此可以增加可再充电电池的使用寿命。另外，减小了执行充电/放电的次数，也使得能够增加可再充电电池的使用寿命。此外，抑制了过量放电，也使得能够增加可再充电电池的使用寿命。此外，在深夜时段执行充电，从而可以实现电力成本的降低。
前面已经基于实施例讨论了本发明。本领域普通技术人员能够理解的是，实施例只是说明性的，并且可以在组成部件和处理的组合方面进行各种改型，并且这些改型也落在本发明的范围内。
图13是用于解释根据改型示例1的充电/放电方法的图。在图13中，转变曲线“s”表示在前一天的例如23:00估计的耗电模式。转变曲线“r”表示在当天早上时间“p”(例如7:00)基于从气象数据库400获取的最新气象信息估计的耗电模式。
基于由转变曲线“s”表示的耗电模式，估计部140确定过量电力(参见区域v)，并且基于过量电力在电力使用量较低的时段期间执行充电(参见方框“o”)。基于由转变曲线“r”表示的耗电模式(通过在当天早上执行重新估计来获得)，估计部140重新确定过量电力。如果重新确定的结果发现当前充电量不足以完全获得重新确定的过量电力，则紧接在放电之前充电超过可获得量的电力量(参见方框“p”)。
估计部140可以配置为使得每当更新气象数据库400中的气象信息时，执行过量电力的上述重新确定，并且相应地改变充电量。如上所述，根据改型示例1，可以增加估计耗电模式的准确度，从而可以实现充电/放电控制的进一步优化。
图14是用于解释根据改型示例2的充电/放电方法的图。在前述实施例中，作为示例采用电力成本较低的深夜时段作为电力使用量较低的时段。在日本，电力成本在日间电力时段和深夜电力时段之间变化，与日间电力相比深夜电力设置为更便宜。然而，可能存在电力成本不依赖于时段变化的情况。
如参考以上图7所示，当对锂离子电池充电时，通常的方式是以较快速度执行恒电流充电至充电量的约80％，并且随后以较低速度执行恒电压充电。因此，优选地，在电力使用量较低的时段期间执行不超过充电量约80％的恒电流充电。
由于不考虑电力成本的上述发现，可以将可再充电电池控制部150配置如下。即，基于通过估计部140估计的每单位时间段的电力使用量，可再充电电池控制部150调度充电至上述上限值，使得当电力使用量从下降或者稳定变为上升的时间之前完成充电。
图14上部的曲线示出了设施中每单位时间段的估计耗电，图14下部的曲线示出了设施中安装的可再充电电池200的每单位时间段的充电量，其与估计耗电相对应。估计部140估计次日的耗电，并且可再充电电池控制部150调度第一充电，使得紧接在估计耗电的变化坡度开始上升之前完成第一充电(参见方框“t”)。可再充电电池控制部150紧接在执行放电的时段之前执行超过上述上限值的过量部分的充电，作为第二充电(参见方框“u”)。
如上所述，根据改型示例2，在电力使用量较低的时段期间执行恒电流充电，使得可以执行不超过目标电力值的充电，可以减小充电持续时间。
在前述讨论中，作为示例将充电/放电***500应用于诸如商店等的设施。然而，充电/放电***500也可以应用于个人住宅。
参考符号列表
100充电/放电控制装置，
110测量部，
120学习数据管理部，
130学习数据保持部，
140估计部，
150可再充电电池控制部，
200可再充电电池，
210电力接收器，
220电力计，
230AC/DC转换器，
300电力消耗设备，
310冰箱，
320橱窗，
330空调，
400气象数据库，
500充电/放电***

Claims (8)

1.一种充电/放电控制装置，控制可再充电电池的充电/放电，所述充电/放电控制装置包括：
估计部，所述估计部估计每单位时间段的电力使用量；以及
可再充电电池控制部，所述可再充电电池控制部执行控制，使得基于所述估计部的估计结果，将电力充电至所述可再充电电池，充电的电力量足以使得能够释放在所述单位时间段内超过目标电力值的过量电力量，并且在超过所述目标电力值的时段期间从所述可再充电电池释放与所述过量电力量相对应的电力量，
其中，
所述估计部使用外部气温作为参数，来构建关于每单位时间段电力使用量的学习数据，从外部服务器中构建的气象数据库获取次日的外部气温数据，并且基于所述学习数据和所述外部气温数据来估计每单位时间段的电力使用量，以及
在所述可再充电电池控制部中，设置相对于所述可再充电电池的完全充电的充电量上限值，并且在需要将所述可再充电电池充电超过所述上限值的情况下，所述可再充电电池控制部在由所述估计部估计的电力使用量较低的时段期间将所述可再充电电池充电至所述上限值，并且在靠近超过所述目标电力值的所述时段的时段期间向所述可再充电电池中充电超过所述上限值的过量部分。
2.根据权利要求1所述的充电/放电控制装置，其中，
在所述可再充电电池控制部中，设置相对于所述可再充电电池的完全充电的充电量下限值，以及
在从所述可再充电电池的当前充电量减去由所述估计部估计的过量电力量而获得的充电量不小于所述下限值的情况下，所述可再充电电池控制部不执行对所述可再充电电池的预先充电，并且在所述相减获得的充电量小于所述下限值的情况下，所述可再充电电池控制部执行充电，使得在所述过量电力量的放电之后剩余的充电量达到所述下限值。
3.根据权利要求1或2所述的充电/放电控制装置，其中，
在所述可再充电电池控制部中，设置所述可再充电需电池的放电量的第一下限值，以及
所述可再充电电池控制部执行放电至这样的程度，使得放电量不会降低到所述放电量的第一下限值以下。
4.根据权利要求3所述的充电/放电控制装置，其中，
在所述可再充电电池控制部中，进一步设置比所述可再充电电池的放电量的所述第一下限值小的第二下限值以及放电至所述第二下限值的次数；以及
在放电至所述第二下限值的次数不大于预定次数的情况下，所述可再充电电池控制部允许放电至所述第二下限值。
5.根据权利要求1所述的充电/放电控制装置，其中，
所述可再充电电池控制部在电力成本设置为小于正常时段中电力成本的时段期间将所述可再充电电池充电至所述上限值。
6.根据权利要求1所述的充电/放电控制装置，其中，
基于由所述估计部估计的每单位时间段的电力使用量，所述可再充电电池控制部调度充电至所述上限值，使得在电力使用量从下降或者稳定变为上升的时间之前完成充电。
7.根据权利要求1所述的充电/放电控制装置，其中，
所述估计部获取使用时段和至少一个环境条件作为参数记录的关于电力使用量的学习数据以及所述单位时间段的环境条件的估计值，并且基于获取的学习数据和估计值来估计每单位时间段的电力使用量。
8.一种冰箱***，包括根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置。
CN2011800323924A 2010-06-30 2011-06-29 充电/放电控制装置 Pending CN102986113A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-150303 2010-06-30
JP2010150303 2010-06-30
PCT/JP2011/064903 WO2012002429A1 (ja) 2010-06-30 2011-06-29 充放電制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102986113A true CN102986113A (zh) 2013-03-20

Family

ID=45402134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800323924A Pending CN102986113A (zh) 2010-06-30 2011-06-29 充电/放电控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9071068B2 (zh)
EP (1) EP2590298A4 (zh)
JP (2) JP5485392B2 (zh)
CN (1) CN102986113A (zh)
WO (1) WO2012002429A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103902004A (zh) * 2014-03-24 2014-07-02 可牛网络技术（北京）有限公司 一种充电剩余时间计算方法、装置及移动设备
CN106896330A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 东软集团股份有限公司 一种关于电池剩余电量的数据处理方法及装置
CN107276108A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 宁波三星医疗电气股份有限公司 一种配电方法及装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6012144B2 (ja) * 2011-05-20 2016-10-25 パナソニックエコソリューションズ電路株式会社 充電制御システム
WO2013027272A1 (ja) * 2011-08-23 2013-02-28 富士通株式会社 電力平準化制御装置および電力平準化制御方法
JP5947675B2 (ja) * 2012-08-30 2016-07-06 パナソニック株式会社 電力制御装置、およびそれを用いた電力供給システム
JP6166599B2 (ja) * 2013-06-28 2017-07-19 株式会社エヌエフ回路設計ブロック 電力貯蔵システム及びその運用方式
US9511675B2 (en) * 2013-09-13 2016-12-06 Nissan North America, Inc. Methods of decreasing peak energy consumption
JP2016015857A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 シャープ株式会社 電力制御システム及び電力制御装置
FR3028684A1 (fr) * 2014-11-14 2016-05-20 Orange Technique de gestion de la consommation electrique dans un reseau de communication local
JP2016116401A (ja) * 2014-12-17 2016-06-23 株式会社ピューズ 電力負荷平準化装置
WO2016129034A1 (ja) * 2015-02-09 2016-08-18 三菱電機株式会社 制御装置、制御システム、制御方法、及び、プログラム
WO2016132796A1 (ja) * 2015-02-19 2016-08-25 日本電気株式会社 電力消費量推定装置、電力消費量推定方法およびプログラム
KR101750150B1 (ko) * 2015-03-11 2017-07-04 엘에스산전 주식회사 전력 관리 시스템
CN107710542B (zh) 2015-06-22 2020-10-30 三菱电机株式会社 蓄电池控制装置、蓄电池充放电***、太阳能发电***以及蓄电池控制方法
KR102381582B1 (ko) * 2015-06-23 2022-04-01 삼성전자 주식회사 스마트 그리드를 이용한 기지국 에너지 관리 방법 및 장치
JP6582737B2 (ja) * 2015-08-25 2019-10-02 住友電気工業株式会社 充放電制御装置及び制御プログラム
IT201700103604A1 (it) * 2017-09-15 2019-03-15 Integra Srl Apparato e metodo per alimentare in modo continuato una rete elettrica di distribuzione
US20190137956A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 Nec Laboratories America, Inc. Battery lifetime maximization in behind-the-meter energy management systems
JP6696699B2 (ja) * 2017-11-15 2020-05-20 株式会社東芝 電力制御装置、電力制御方法及び電力制御プログラム
US10958082B2 (en) * 2018-04-25 2021-03-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Intelligent battery cycling for lifetime longevity
DE102019125200B4 (de) * 2019-09-19 2022-07-07 Ibc Solar Ag Verfahren zum Steuern eines Speichersystems und Energie-Management-System für ein Speichersystem
JP7259709B2 (ja) * 2019-11-12 2023-04-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 エネルギーマネジメントシステム
FR3118339B1 (fr) * 2020-12-23 2024-04-05 Somfy Activites Sa Procédé de gestion de puissance d’une batterie, dispositif de gestion de puissance électrique mettant en œuvre un tel procédé, et installation domotique comprenant un tel dispositif
CN112677769B (zh) * 2020-12-28 2022-10-11 重庆大学 基于多因素融合的电池***功率限值估算方法
US20220407329A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery charge regulation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030047209A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic power generation system with storage batteries
CN1494192A (zh) * 2002-08-30 2004-05-05 松下电器产业株式会社 便携式信息设备及电池管理服务器
JP2010016999A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Meidensha Corp 店舗用電力供給装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2537784B2 (ja) * 1985-12-13 1996-09-25 株式会社日立製作所 蓄熱冷暖房装置の運転制御方法
JPH10300169A (ja) 1997-04-25 1998-11-13 Matsushita Refrig Co Ltd 空気調和機
JPH10300168A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Sanden Corp 圧縮機用電源制御装置
JP2000253586A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Sanyo Electric Co Ltd 電池の充電方法と電源装置
JP3621853B2 (ja) 1999-09-17 2005-02-16 株式会社日立製作所 電力供給システム
JP2002142378A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Canon Inc 充電装置、方法及び記憶媒体
JP2003189470A (ja) * 2001-12-21 2003-07-04 Yuasa Corp ピークカット装置の運転方法
JP4760766B2 (ja) * 2006-05-16 2011-08-31 株式会社日立製作所 ピークシフト管理サーバおよび電力需要量ピークシフト方法
US7590472B2 (en) * 2006-11-09 2009-09-15 Gridpoint, Inc. Energy arbitrage by load shifting
JP2009194947A (ja) 2008-02-12 2009-08-27 Kansai Electric Power Co Inc:The 充放電深度管理装置及び方法、並びに、蓄電システム
JP2009254221A (ja) 2008-04-11 2009-10-29 Kansai Electric Power Co Inc:The 二次電池の充電方法
JP5095495B2 (ja) * 2008-05-20 2012-12-12 日本電信電話株式会社 電力システムおよびその制御方法
EP2139090A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-30 ABB Research Ltd. Method for operating a battery energy storage system
US20100123436A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Symbol Technologies, Inc. Optimized lithium-ion battery charging
JP5570782B2 (ja) * 2009-10-16 2014-08-13 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに電源装置の充放電制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030047209A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic power generation system with storage batteries
CN1494192A (zh) * 2002-08-30 2004-05-05 松下电器产业株式会社 便携式信息设备及电池管理服务器
JP2010016999A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Meidensha Corp 店舗用電力供給装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103902004A (zh) * 2014-03-24 2014-07-02 可牛网络技术（北京）有限公司 一种充电剩余时间计算方法、装置及移动设备
CN106896330A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 东软集团股份有限公司 一种关于电池剩余电量的数据处理方法及装置
CN107276108A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 宁波三星医疗电气股份有限公司 一种配电方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014131477A (ja) 2014-07-10
US9071068B2 (en) 2015-06-30
EP2590298A4 (en) 2014-05-21
JP5485392B2 (ja) 2014-05-07
US20130099751A1 (en) 2013-04-25
EP2590298A1 (en) 2013-05-08
JPWO2012002429A1 (ja) 2013-08-29
WO2012002429A1 (ja) 2012-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102986113A (zh) 充电/放电控制装置
US20140009117A1 (en) Electrical storage system and mobile body
US8788110B2 (en) Electric power visualization method and electric power visualization device
JP5013023B2 (ja) 蓄電システムの仕様選定装置および蓄電システムの仕様選定方法
US8571720B2 (en) Supply-demand balance controller
US10031503B2 (en) Energy management device, energy management method, and energy management system
JP5095495B2 (ja) 電力システムおよびその制御方法
JP6729985B2 (ja) 蓄電池システム充電制御装置、蓄電池システム及び蓄電池充電制御方法
KR101522858B1 (ko) 건물의 최대 수요전력 제어 기능을 갖는 에너지관리시스템 및 그 제어방법
WO2011128733A1 (ja) 充電制御装置
CN104459551A (zh) 一种电动汽车动力电池能量状态估算方法
EP3422516A1 (en) Power supply and demand prediction system, power supply and demand prediction method and power supply and demand prediction program
JP7040601B2 (ja) 電池制御装置、電池制御方法、無停電電源装置、電力システム及び電動車両
EP2602902A1 (en) Power supplying system
JP2012186877A (ja) 太陽光発電用バッテリーシステムのバッテリー状態検知装置
KR20190000038A (ko) 전기자동차를 이용한 최적수요관리 방법 및 그 장치
US9876350B2 (en) Power supply system
JP6148120B2 (ja) エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理システム
JP6178179B2 (ja) 電力貯蔵装置
KR101581684B1 (ko) 에너지 저장장치의 방전심도 제어를 통한 충방전 스케줄링 장치 및 방법
JP6148119B2 (ja) エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理システム
JP7254481B2 (ja) 電力制御システム
KR20220074102A (ko) 전기차 충전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130320