JP2018107043A - Storage battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池システムに関し、より詳細には、蓄電池を充電する蓄電池システムに関する。 The present invention relates to a storage battery system, and more particularly to a storage battery system that charges a storage battery.
従来、電源から供給された電力を受けて、負荷回路に電力を供給する電源装置が提供されている(例えば、特許文献1)。特許文献1の電源装置は、蓄電池を備える。電源装置は、電源から供給された電力で蓄電池を充電する。特許文献1の電源装置は、必要に応じて、蓄電池から負荷回路(負荷機器)に電力を供給する。 Conventionally, there has been provided a power supply device that receives power supplied from a power supply and supplies power to a load circuit (for example, Patent Document 1). The power supply device of Patent Document 1 includes a storage battery. The power supply device charges the storage battery with the power supplied from the power supply. The power supply apparatus of patent document 1 supplies electric power to a load circuit (load apparatus) from a storage battery as needed.
ところで、蓄電池の温度が上昇すると、蓄電池の劣化が進行し、蓄電池の寿命が短くなってしまうことがある。 By the way, when the temperature of a storage battery rises, deterioration of a storage battery will progress and the lifetime of a storage battery may become short.
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、蓄電池の長寿命化を図る蓄電池システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said reason, and it aims at providing the storage battery system which aims at the lifetime improvement of a storage battery.
本発明の一態様の蓄電池システムは、収納スペースに収納された蓄電池を電源から供給される電源電力で充電する充電回路と、前記蓄電池を放電させる放電回路と、前記蓄電池を冷却する冷却装置とを備える。 A storage battery system according to an aspect of the present invention includes a charging circuit that charges a storage battery stored in a storage space with power supplied from a power supply, a discharge circuit that discharges the storage battery, and a cooling device that cools the storage battery. Prepare.
本発明の態様の蓄電池システムは、蓄電池の長寿命化を図ることができるという効果がある。 The storage battery system of the aspect of the present invention has an effect that the life of the storage battery can be extended.
1.実施形態1
1.1 構成
図1は、本実施形態の蓄電池システム1のシステムの構成図である。本実施形態の蓄電池システム1は、図1に示すように、蓄電池4を充電する蓄電池システムである。また、蓄電池システム1は、電源2及び蓄電池4からの電力に基づいて負荷機器100に電力(供給電力)を供給するように構成されている。なお、負荷機器100は、電力系統(例えば、商用の電力系統)とも電気的に接続されている。電力系統が正常に動作している場合において、負荷機器100には、電力系統からの電力が供給される。
1. Embodiment 1
1.1 Configuration FIG. 1 is a system configuration diagram of a storage battery system 1 of the present embodiment. The storage battery system 1 of this embodiment is a storage battery system which charges the
蓄電池システム1は、図1に示すように、電源2と、充電回路3と、蓄電池4と、放電回路5と、冷却装置6と、収納庫7と、温度測定部8と、制御部9とを備える。
As shown in FIG. 1, the storage battery system 1 includes a
電源2は、複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電装置である。なお、電源2は、風力によって発電する風力発電装置、地熱によって発電する地熱発電装置などの発電装置であればよい。
The
充電回路3は、蓄電池4を充電するように構成される。充電回路3は、電源電力から蓄電池4を充電するのに必要な直流の充電電力を生成する。充電回路3は、充電電力で蓄電池4を充電する。蓄電池システム1において余剰電力がある場合、充電回路3は、負荷機器100及び冷却装置6の少なくとも一方に余剰電力を供給することができる。
The charging circuit 3 is configured to charge the
充電回路3は、例えば、定電流制御、定電圧制御、又は、定電流制御及び定電圧制御の組み合わせによる制御方式によって、蓄電池4を充電する。定電流制御及び定電圧制御の組み合わせによる制御方式には、定電圧定電流充電制御方式がある。
The charging circuit 3 charges the
ここで、定電圧定電流充電制御方式について説明する。以下の説明では、蓄電池4に蓄えられている電力の量(つまり蓄電池4が供給可能な電力の量)を残容量という。 Here, the constant voltage constant current charge control system will be described. In the following description, the amount of power stored in the storage battery 4 (that is, the amount of power that can be supplied by the storage battery 4) is referred to as remaining capacity.
蓄電池4の残容量が比較的少ない場合、充電回路3は、定電流制御によって蓄電池4の充電を行う。充電回路3が定電流制御によって蓄電池4を充電する場合、蓄電池4の残容量は、定電圧制御の場合よりも急速に増加する。充電回路3は、蓄電池4に定電圧制御の場合よりも多くの充電電流が一定の値で流れるように制御する。充電回路3は、蓄電池4の残容量が満充電の値に近づくまで、定電流制御によって蓄電池4を充電する。
When the remaining capacity of the
蓄電池4の残容量が満充電の値に近づくと、充電回路3は、定電流制御から定電圧制御に切り替える。充電回路3は、定電圧制御によって、蓄電池4の残容量が定電流制御の場合より緩やかに増加するように蓄電池4を充電する。充電回路3は、一定の値の充電電圧を蓄電池4に供給する。このように、充電回路3は、充電電圧を一定の値に維持し、蓄電池4の残容量を徐々に増加させる。この結果、蓄電池4の過充電が抑制される。
When the remaining capacity of the
ところで、蓄電池4が満充電の状態になった後、充電回路3は、トリクル充電に切り替える。蓄電池4の残容量は、自然放電により減少する。例えば、蓄電池4が満充電の状態になり、放置されると、自然放電により満充電の状態を維持することができない。そこで、充電回路3は、蓄電池4を満充電の状態に維持するために、蓄電池4のトリクル充電を行う。トリクル充電では、充電回路3が蓄電池4の公称電圧よりも高い一定の電圧を蓄電池4に印加する。一定の電圧が蓄電池4に印加されているので、自然放電によって蓄電池4の残容量が減少した場合、蓄電池4には、微弱な充電電流が流れる。蓄電池4に当該充電電流が流れることで、蓄電池4は、充電される。そして、蓄電池4が満充電の状態になると、蓄電池4に充電電流が流れなくなる。このように、自然放電により、蓄電池4が満充電の状態が維持できなくなった場合、充電回路3は、蓄電池4を満充電の状態になるまで充電する。
By the way, after the
また、充電回路3は、必要に応じて、蓄電池4から放電回路5へ電力を供給するように構成される。例えば、電力系統及び電源2から電力が得られず、負荷機器100を動作させることができない場合には、充電回路3は蓄電池4から放電回路5へ電力を供給する。これにより、蓄電池4により負荷機器100を動作させることが可能になる。例えば、充電回路3は、充電電力の電圧を蓄電池4の電圧より低くすることで、蓄電池4から放電回路5に電力が供給されるようにする。
The charging circuit 3 is configured to supply power from the
放電回路(給電回路)5は、充電回路3及び蓄電池4と電気的に接続される。さらに、放電回路5は、負荷機器100及び制御部9と電気的に接続される。制御部9は、放電回路5から受け取った電力により冷却装置6を動作させる。したがって、放電回路5は、充電回路3及び蓄電池4の少なくとも一方から電力を受け取り、受け取った電力に基づいて負荷機器100及び制御部9の少なくとも一方に供給電力を供給する。放電回路5は、例えば、インバータ回路を備える。インバータ回路は、蓄電池4から出力される直流電力を、交流の供給電力に変換する。また、放電回路5は、充電回路3から出力される直流電力を、供給電力に変換する。放電回路5は、インバータ回路により得られた供給電力を負荷機器100及び制御部9の少なくとも一方に供給する。
The discharge circuit (feeding circuit) 5 is electrically connected to the charging circuit 3 and the
なお、供給電力の周波数は、商用の電力系統と同じ周波数(例えば、50Hz及び60Hz)である。放電回路5には、複数の負荷機器100が電気的に接続されていてもよい。また、放電回路5は、充電回路3又は蓄電池4からの直流電力を交流の供給電力に変換する構成に限定されない。例えば、放電回路5は、降圧チョッパ又は昇圧チョッパなどを有し、充電回路3又は蓄電池4からの直流電力を所望の直流の供給電力に変換する構成であってもよい。要するに、放電回路5は、適宜、負荷機器100及び冷却装置6が動作するのに必要な電力を供給するように構成されていればよい。
The frequency of the supplied power is the same as that of the commercial power system (for example, 50 Hz and 60 Hz). A plurality of
蓄電池4は、複数の蓄電池ユニット41(図2では4つ)で構成される。複数の蓄電池ユニット41は、例えば、直方体の密閉型鉛蓄電池である。複数の蓄電池ユニット41は、例えば、互いに電気的に直列に接続されている。なお、複数の蓄電池ユニット41のそれぞれは、ニッケル水素電池、又はリチウムイオン電池でもよい。また、複数の蓄電池ユニット41は、互いに電気的に並列又は直並列に接続されていてもよい。
The
冷却装置6は、例えば、コンプレッサ式の冷却装置である。冷却装置6は、外部から空気を取り込む。そして、冷却装置6は、外部から取り込んだ空気を冷却する。冷却装置6は、冷却した空気を外部に排出する。冷却装置6は、放電回路5から制御部9を介して動作に必要な電力が供給される。
The
収納庫7は、図2に示すように、本体71と、扉72とを有する。なお、以下の説明で特に断りがない限り、収納庫7の上下、左右、及び前後方向は、図2に示す、上下、左右、及び前後方向に一致する。
As shown in FIG. 2, the
本体71は、矩形の箱状に形成される。本体71の内部には、蓄電池4が収納される収納スペース710が設けられる。収納スペース710には、複数の蓄電池ユニット41が左右方向に並べられて配置される。
The
収納スペース710の上側に位置する上壁711の上面には、冷却装置6が配置される。本体71の上壁711には、冷却装置6からの冷気が流れ込む吸気孔712と、収納庫7の内部から空気が冷却装置6に流れ出る排気孔713とが形成される。このように、冷却装置6は、収納庫7の内部の空気を循環して冷却する。また、本体71の上壁711には、蓄電池4の電気分解によって発生する水素を排出する通気孔714が形成される。
The
冷却装置6の動作が開始されると、収納庫7の内部の空気は、排気孔713を通って冷却装置6に入り込む。そして、冷却装置6によって冷却された空気が吸気孔712を通って収納庫7の内部に入る。この結果、収納庫7の内部の温度は、低くなる。言い換えると、収納庫7から流れ出た暖かい空気を冷却装置6が冷却し、冷却装置6によって冷却された空気が収納庫7に流れ込むことで、収納スペース710の温度が低くなる。収納スペース710の温度が低くなるこことで、蓄電池4の温度は低くなる。このように、収納スペース710が設けられる収納庫7の内部が冷却されることで、蓄電池4は、冷却される。
When the operation of the
また、収納庫7の外壁(側壁及び上壁)の内部、及び扉72の内部には、断熱材が収納されていてもよい。このように、収納庫7が断熱構造を有することで、収納庫7では、内部の温度が外気によって影響され難くなる。
Further, a heat insulating material may be housed inside the outer wall (side wall and upper wall) of the
温度測定部8は、収納庫7の収納スペース710の温度(以下、空間温度と呼ぶ)を測定するように構成される。ここで、蓄電池4が発熱すると、収納スペース710の空間温度が上昇する。つまり、温度測定部8は、収納庫7の収納スペース710の空間温度を、蓄電池4の温度として測定する。
The
制御部9は、冷却装置6を制御するように構成される。制御部9は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリを有するマイクロコントローラによって構成されている。制御部9は、メモリに格納されているプログラムをCPUによって実行されることで機能する。なお、CPUが実行するプログラムは、メモリカード等の記録媒体に記憶されて提供されてもよい。また、制御部9において、CPUとメモリとは別々の電子部品であって、互いに電気的に接続するように構成されていてもよい。
The
制御部9は、予め上限温度及び下限温度を記憶している。制御部9は、温度測定部8が測定した温度(収納スペース710の空間温度)と上限温度とを比較する。収納スペース710の空間温度が上限温度よりも高い場合、制御部9は、冷却装置6の動作を開始させる。また、制御部9は、空間温度と下限温度とを比較する。制御部9は、収納スペース710の空間温度が下限温度よりも低くなると、冷却装置6の動作を終了する。なお、蓄電池4は、10℃から25℃の間の温度に維持されることが好ましい。さらに、蓄電池4は、15℃から20℃の間の温度に維持されることがより好ましい。つまり、上限温度は、20℃から25℃で設定されることが好ましい。また、下限温度は、10℃から15℃の間で設定されることが好ましい。
The
例えば、蓄電池システム1の充電回路3、放電回路5、蓄電池4、冷却装置6、収納庫7と、温度測定部8、及び制御部9は、コンテナに収納される。コンテナは、金属の箱状に形成される。コンテナには、ドアが取り付けられることで、作業者が蓄電池4などを容易に出し入れすることができる。コンテナの屋根(上面)には、電源2が配置される。より詳細には、コンテナの屋根には、複数の太陽電池モジュールが並べて配置されている。コンテナの屋根は、複数の太陽電池モジュールを支持する。太陽電池モジュールは、発電効率を向上させるために、受光面が水平方向に対して傾斜するように配置される。
For example, the charging circuit 3, the discharging
コンテナは、換気用の吸気孔と、排気孔とを備える。吸気孔は、コンテナの側壁の下端側に設けられる。吸気孔は、矩形の開口である。吸気孔は雨などが入らないように、雨除けフードに覆われていてもよい。排気孔は、コンテナの側壁の上端側に設けられる。つまり、排気孔は、吸気孔よりも上下方向に高い位置に配置される。排気孔には、排気用の換気扇が取り付けられてもよい。このように、排気孔は、コンテナの内部の空気を外部に排出する。コンテナは、必要に応じて内部に外気を取り入れることで、コンテナの内部の温度の上昇を抑制する。 The container includes an intake hole for ventilation and an exhaust hole. The intake hole is provided on the lower end side of the side wall of the container. The air intake hole is a rectangular opening. The air intake hole may be covered with a rain hood so that rain does not enter. The exhaust hole is provided on the upper end side of the side wall of the container. That is, the exhaust hole is disposed at a position higher in the vertical direction than the intake hole. An exhaust fan for exhaust may be attached to the exhaust hole. Thus, the exhaust hole discharges the air inside the container to the outside. The container suppresses a rise in temperature inside the container by taking outside air into the inside as necessary.
1.2 制御方法
実施形態1の蓄電池システム1では、蓄電池4が満充電になった場合に、余剰電力で冷却装置6を動作するように構成される。蓄電池システム1の制御方法を、図3のフローチャートを参照して、より詳細に説明する。なお、図3のフローチャートの開始では、制御部9が冷却装置6の動作を停止させている。
1.2 Control Method The storage battery system 1 according to Embodiment 1 is configured to operate the
充電回路3は、余剰電力があるか否かを判断する(ステップS101)。充電回路3は、蓄電池4が満充電の状態であり、電源2の電源電力が冷却装置6を動作させるのに必要な電力以上であれば、余剰電力があると判断する。余剰電力があると判断されれば(ステップS101:Yes)、制御部9は、温度測定部8によって測定された収納スペース710の空間温度が上限温度よりも高いか否かを判断する(ステップS102)。空間温度が上限温度よりも高いと判断された場合(ステップS102:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を開始させる(ステップS103)。これにより冷却装置6は、電源2の余剰電力を利用して動作する。冷却装置6の動作の開始後、充電回路3は余剰電力があるか否かをさらに判断する(ステップS104)。余剰電力があると判断されれば(ステップS104:Yes)、制御部9は、空間温度が下限温度よりも低いか否かを判断する(ステップS105)。空間温度が下限温度よりも低いと判断された場合(ステップS105:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS106)。この後、蓄電池システム1は、処理をステップS101に移行する。
The charging circuit 3 determines whether there is surplus power (step S101). The charging circuit 3 determines that there is surplus power if the
なお、制御部9が冷却装置6の動作を停止させている状態において、余剰電力がないと判断された場合(ステップS101:No)、蓄電池システム1は、処理をステップS101に移行する。同様に、空間温度が上限温度以下と判断された場合(ステップS102:No)、蓄電池システム1は、処理をステップS101に移行する。
In addition, in the state where the
制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、余剰電力がないと判断された場合(ステップS104:No)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS106)。また、制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、空間温度が下限温度以上であると判断された場合(ステップS105:No)、蓄電池システム1は、処理をステップS104に移行する。つまり、蓄電池システム1は、冷却装置6の動作が一度開始されると、余剰電力がないと判断されるか空間温度が下限温度よりも低いと判断されるまで、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。
When it is determined that there is no surplus power while the
1.3 まとめ
本実施形態の蓄電池システム1は、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。この結果、蓄電池4が冷却されて、蓄電池4の温度上昇は、抑制される。言い換えると、蓄電池4の温度上昇による劣化が抑制される。したがって、本実施形態の蓄電池システム1では、蓄電池4の長寿命化を図ることができる。
1.3 Summary The storage battery system 1 of the present embodiment cools the
また、蓄電池システム1では、制御部9が、電源2から電源電力の余剰分(余剰電力)を利用して冷却装置6を動作させるので、冷却装置6を動作させるために電源2と別の電源を用意する必要がない。さらに、制御部9は、蓄電池4の温度が上限温度より高い場合に、冷却装置6の動作を開始させる。また、制御部9は、蓄電池4の温度が下限温度よりも低い場合に、冷却装置6の動作を終了する。このように、制御部9は必要に応じて冷却装置6を動作させるから、電力の無駄を軽減することができる。
Further, in the storage battery system 1, the
2.実施形態2
2.1 構成
本実施形態の蓄電池システム1Aについて、図4を参照して説明する。なお、実施形態1と重複する構成については、同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
2.
2.1 Configuration A
本実施形態の蓄電池システム1Aは、図4に示すように、電源2と、充電回路3Aと、蓄電池4と、放電回路5と、冷却装置6と、収納庫7と、温度測定部8と、制御部9とを備える。また、蓄電池システム1Aは、電力変換回路31をさらに備える。電力変換回路31は、充電回路3A及び冷却装置6と電気的に接続されている。充電回路3Aは、電力変換回路31、蓄電池4、及び放電回路5と個別に電気的に接続されている。つまり、充電回路3Aは、入力された電源電力を分配して、電力変換回路31、蓄電池4、及び放電回路5のそれぞれに電力を供給する。また、充電回路3Aは、必要に応じて、蓄電池4から放電回路5へ電力を供給するように構成される。例えば、電力系統及び電源2から電力が得られず、負荷機器100を動作させることができない場合には、充電回路3Aは、蓄電池4から放電回路5へ電力を供給する。これにより、負荷機器100を動作させることが可能になる。
As shown in FIG. 4, the storage battery system 1 </ b> A of the present embodiment includes a
電力変換回路31は、放電回路5のインバータ回路と同様の回路である。電力変換回路31は、充電回路3Aから出力される直流電力を、冷却装置6を動作させるための交流の駆動電力に変換する。電力変換回路31は、変換した駆動電力を冷却装置6に供給する。なお、電力変換回路31は、直流電力を交流の駆動電力に変換する構成に限定されず、冷却装置6が動作するのに必要な駆動電力を供給する構成であればよい。
The
本実施形態の蓄電池システム1Aでは、充電回路3Aが電力変換回路31、蓄電池4、及び放電回路5のそれぞれに供給される電力を制御できる。そのため、蓄電池4、冷却装置6、及び負荷機器100のいずれかに優先的に電力を振り分けるかを設定できる。例えば、充電回路3Aは、蓄電池4を充電している間でも、電源電力から充電電力を引いた残りの電力(余剰電力)を利用して冷却装置6を動作させることができる。また、例えば、充電回路3Aは、放電回路5から負荷機器100に供給電力を供給している間でも、電源電力から供給電力を引いた残りの電力(余剰電力)を利用して冷却装置6を動作させることができる。また、例えば、充電回路3Aは、蓄電池4を充電し、かつ放電回路5から負荷機器100に供給電力を供給している間でも、電源電力から充電電力及び供給電力を引いた残りの電力(余剰電力)を利用して冷却装置6を動作させることができる。つまり、充電回路3Aは、電源電力の余剰電力(例えば、電源電力から充電電力を引いた残りの電力)の一部又は全部を利用して冷却装置6を動作させることができる。
In the
2.2 制御モード
充電回路3Aは、2つの制御モード(第1制御モード、及び第2制御モード)を有する。以下の2つの制御モードについて図5及び図6のフローチャートを参照して説明する。
2.2 Control Mode The charging circuit 3A has two control modes (a first control mode and a second control mode). The following two control modes will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
2.2.1 第1制御モード
第1制御モードでは、充電回路3Aは、冷却装置6及び負荷機器100よりも蓄電池4に優先的に電源2から電力を供給するように構成される。つまり、第1制御モードでは、充電回路3Aは、優先して蓄電池4を充電するように構成される。言い換えると、充電回路3Aは、蓄電池4が満充電の状態でない限り、蓄電池4を充電する。充電回路3Aが負荷機器100に供給電力を供給する場合、充電回路3Aは、電源電力から充電電力を引いた残りの電力を負荷機器100に供給するように構成される。また、充電回路3Aは、電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた余剰電力で冷却装置6を動作させるように構成される。言い換えると、充電回路3Aは、電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きい場合、電力変換回路31に電力を供給する。
2.2.1 First Control Mode In the first control mode, the charging circuit 3A is configured to supply power from the
第1制御モードについて、図5のフローチャートを参照して、より詳細に説明する。なお、以下に説明するステップS206〜ステップS209は、図3のフローチャートにおけるステップS102〜ステップS105に対応している。 The first control mode will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. Note that steps S206 to S209 described below correspond to steps S102 to S105 in the flowchart of FIG.
充電回路3Aは、電源2の電源電力が充電電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS201)。電源電力が充電電力よりも大きいと判断された場合(ステップS201:Yes)、充電回路3Aは、蓄電池4を充電する(ステップS202)。次に、充電回路3Aは、電源2の電源電力から充電電力を引いた残りの電力が供給電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS203)。電源電力から充電電力を引いた残りの電力が供給電力よりも大きいと判断された場合(ステップS203:Yes)、充電回路3Aは、放電回路5を介して負荷機器100に供給電力を供給する(ステップS204)。次に、充電回路3Aは、電源2の電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS205)。電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいと判断された場合(ステップS205)、制御部9は、温度測定部8によって測定された収納スペース710の空間温度が上限温度よりも高いか否かを判断する(ステップS206)。空間温度が上限温度よりも高いと判断された場合(ステップS206:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を開始させる(ステップS207)。これにより冷却装置6は、電源2の余剰電力を利用して動作する。冷却装置6の動作の開始後、充電回路3Aは、電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいか否かをさらに判断する(ステップS208)。電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいと判断されれば(ステップS208:Yes)、制御部9は、空間温度が下限温度よりも低いか否かを判断する(ステップS209)。空間温度が下限温度よりも低いと判断された場合(ステップS209:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS210)。この後、蓄電池システム1Aは、処理をステップS201に移行する。
The charging circuit 3A determines whether the power source power of the
なお、制御部9が冷却装置6の動作を停止させている状態において、電源電力が充電電力以下であると判断された場合(ステップS201:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS201に移行する。同様に、制御部9が電源電力から充電電力を引いた残りの電力が供給電力以下であると判断された場合(ステップS203:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS201に移行する。また、電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力以下であると判断された場合(ステップS205:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS201に移行する。さらに、空間温度が上限温度以下であると判断された場合(ステップS206:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS201に移行する。
In addition, in a state where the
制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、電源電力から充電電力及び供給電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力以下と判断された場合(ステップS208:No)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS210)。
When it is determined that the remaining power obtained by subtracting the sum of the charging power and the supplied power from the power source power is equal to or lower than the driving power in the state where the
また、制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、空間温度が下限温度以上であると判断された場合(ステップS209:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS208に移行する。つまり、蓄電池システム1Aは、冷却装置6の動作が一度開始されると、余剰電力がないと判断されるか空間温度が下限温度よりも低いと判断されるまで、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。
Further, when it is determined that the space temperature is equal to or higher than the lower limit temperature in the state where the
このように、第1制御モードでは、蓄電池4及び負荷機器100に電源2から電力を供給している際に、電源2に余剰電力があれば、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。この結果、蓄電池システム1Aは、冷却装置6で蓄電池4を冷却することができる。
As described above, in the first control mode, when power is supplied from the
2.2.2 第2制御モード
第2制御モードでは、充電回路3Aは、蓄電池4及び冷却装置6よりも負荷機器100に優先的に電源2から電力を供給するように構成される。つまり、第2制御モードでは、充電回路3Aは優先して負荷機器100に供給電力を供給する。充電回路3Aは、電源電力から供給電力を引いた残りの電力のうち、一部又は全部で蓄電池4を充電する。つまり、充電回路3Aは、電源電力から供給電力を引いた残りの電力が充電電力よりも大きいと判断された場合、充電電力で蓄電池4を充電する。また、収納スペース710の空間温度が上限温度よりも高いと判断され、かつ電源電力から供給電及び充電電力の合計を引いた残りの電力(余剰電力)があると判断されれば、制御部9は、供給される駆動電力で冷却装置6を動作させる。なお、駆動電力とは、冷却装置6が動作するのに必要な電力である。
2.2.2 Second Control Mode In the second control mode, the charging circuit 3A is configured to supply power from the
第2制御モードについて、図6のフローチャートを参照して、より詳細に説明する。なお、以下に説明するステップS306〜ステップS309は、図3のフローチャートにおけるステップS102〜ステップS105に対応している。 The second control mode will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. Note that steps S306 to S309 described below correspond to steps S102 to S105 in the flowchart of FIG.
充電回路3Aは、電源2の電源電力が供給電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS301)。電源電力が供給電力よりも大きいと判断された場合(ステップS301:Yes)、充電回路3Aは、放電回路5を介して負荷機器100に供給電力を供給する(ステップS302)。次に、充電回路3Aは、電源2の電源電力から供給電力を引いた残りの電力が充電電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS303)。電源電力から供給電力を引いた残りの電力が充電電力よりも大きいと判断された場合(ステップS303:Yes)、充電回路3Aは、蓄電池4を充電する(ステップS304)。次に、充電回路3Aは、電源2の電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいか否かを判断する(ステップS305)。電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいと判断された場合(ステップS305)、制御部9は、温度測定部8によって測定された収納スペース710の空間温度が上限温度よりも高いか否かを判断する(ステップS306)。空間温度が上限温度よりも高いと判断された場合(ステップS306:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を開始させる(ステップS307)。これにより冷却装置6は、電源2の余剰電力を利用して動作する。冷却装置6の動作の開始後、充電回路3Aは、電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいか否かをさらに判断する(ステップS308)。電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力よりも大きいと判断されれば(ステップS308:Yes)、制御部9は、空間温度が下限温度よりも低いか否かを判断する(ステップS309)。空間温度が下限温度よりも低いと判断された場合(ステップS309:Yes)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS310)。この後、蓄電池システム1は、処理をステップS301に移行する。
The charging circuit 3A determines whether or not the power source power of the
なお、制御部9が冷却装置6の動作を停止させている状態において、電源電力が供給電力以下であると判断された場合(ステップS301:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS301に移行する。同様に、制御部9が電源電力から供給電力を引いた残りの電力が充電電力以下であると判断された場合(ステップS303:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS301に移行する。また、電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力以下であると判断された場合(ステップS305:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS301に移行する。さらに、空間温度が上限温度以下と判断された場合(ステップS306:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS301に移行する。
In addition, in the state where the
制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、電源電力から供給電力及び充電電力の合計を引いた残りの電力が駆動電力以下であると判断された場合(ステップS308:No)、制御部9は、冷却装置6の動作を終了する(ステップS310)。
When it is determined that the remaining power obtained by subtracting the sum of the supply power and the charge power from the power supply power is equal to or lower than the drive power in a state where the
また、制御部9が冷却装置6を動作させている状態において、空間温度が下限温度以上であると判断された場合(ステップS309:No)、蓄電池システム1Aは、処理をステップS308に移行する。つまり、蓄電池システム1Aは、冷却装置6の動作が一度開始されると、余剰電力がないと判断されるか空間温度が下限温度よりも低いと判断されるまで、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。
Moreover, in the state where the
このように、第2制御モードでは、第1制御モードと同様に、蓄電池4及び負荷機器100に電源2から電力を供給している際に、電源2に余剰電力があれば、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。この結果、蓄電池システム1Aは、冷却装置6で蓄電池4を冷却することができる。
As described above, in the second control mode, when power is supplied to the
また、第2制御モードでは、蓄電池4よりも負荷機器100に優先して電源2から電力を供給する。そのため、例えば電力系統からの給電が不安定な場合には、第1制御モードから第2制御モードに切り替えることで、負荷機器100の安定した動作が期待できる。
In the second control mode, power is supplied from the
2.3 まとめ
本実施形態の蓄電池システム1Aは、蓄電池4及び負荷機器100の両方に電力が供給されていても、余剰電力があれば、冷却装置6で収納スペース710を冷却する。収納スペース710が冷却されることで、蓄電池4の温度上昇は、抑制される。言い換えると、蓄電池4の温度上昇による劣化が抑制される。したがって、本実施形態の蓄電池システム1Aは、蓄電池4の長寿命化を図ることができる。
2.3
さらに、制御部9は、蓄電池4の温度が上限温度より高い場合に、冷却装置6の動作を開始させる。また、制御部9は、蓄電池4の温度が下限温度よりも低い場合に、冷却装置6の動作を終了する。このように、制御部9は、蓄電池4及び負荷機器100の両方に電力が供給されていても、必要に応じて冷却装置6を動作させるから、電力の無駄を軽減することができる。
Furthermore, the
3.変形例
以上説明した実施形態1,2は、本発明の様々な実施形態の一部に過ぎない。また、実施形態1,2は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、実施形態1,2の変形例を列挙する。
3. Modifications Embodiments 1 and 2 described above are only a part of various embodiments of the present invention. Further, the first and second embodiments can be variously modified according to the design or the like as long as the object of the present invention can be achieved. Below, the modification of
電源2は、ディーゼル発電装置など、電力系統から独立した独立型電源装置であればよい。
The
変形例では、冷却装置6は、ヒートポンプ式、水冷式などの冷却装置であってもよい。また、冷却装置6は、1つ又は複数のペルチェ素子などであってもよい。複数のペルチェ素子は、蓄電池4の複数の蓄電池ユニット41にそれぞれ直接取り付けられてもよい。また、例えば、ペルチェ素子は、収納庫7の内部の壁に取り付けられてもよい。この場合、ペルチェ素子によって収納スペース710が冷却されることで、蓄電池4が間接的に冷却される。要するに、冷却装置6は、直接的又は間接的に、蓄電池4を冷却することができればよい。
In a modification, the
さらに、冷却装置6は、収納庫7の内部に配置されていてもよい。この場合、収納庫7には、吸気孔712及び排気孔713のいずれも形成されなくてもよい。このように冷却装置6が、収納庫7の内部に配置されることで、収納庫7の施工が容易になる。
Furthermore, the
変形例では、複数の蓄電池ユニット41のそれぞれは、長手方向が水平方向となるように配置されてもよい。
In a modification, each of the plurality of
また、蓄電池4は、4つの蓄電池ユニット41で構成される必要はなく、1つ以上の蓄電池ユニット41で構成されてもよい。
Moreover, the
収納庫7の形状は、上述の実施形態で説明した形状に限定されない。変形例では、収納庫7は、例えば、上段と下段とに区切られた空間を有してもよい。また、収納庫7は、上下方向、左右方向、又は前後方向に区切られた複数の空間を有してもよい。蓄電池システム(1:1A)は、空間のそれぞれを個別に冷却することができるので、使用する電力を軽減することができる。
The shape of the
変形例では、充電回路(3:3A)は、電力網と接続されていてもよい。この場合、商用電源からの電源電力で、蓄電池4が充電されてもよい。
In the modification, the charging circuit (3: 3A) may be connected to the power network. In this case, the
変形例では、蓄電池4が満充電の状態のとき、充電回路(3:3A)は、トリクル充電をせず、蓄電池4のそれぞれの残容量が、例えば、予め決められていた残容量の下限値よりも下回ると、充電を始めるように構成されてもよい。
In the modification, when the
なお、冷却装置6に供給される電力は、余剰電力に限定されない。変形例では、冷却装置6は、例えば、乾電池または蓄電池システム(1:1A)から独立した二次電池の電力を利用してもよい。
Note that the power supplied to the
なお、実施形態2では、蓄電池4、冷却装置6、負荷機器100の中で、冷却装置6の優先順位が一番低く設定されている。しかしながら、冷却装置6の優先順位が最も高く設定されてもよい。つまり、蓄電池4、冷却装置6、負荷機器100の優先順位は適宜変更してもよい。
In the second embodiment, among the
4.態様
上記実施形態から明らかなように、第1の態様の蓄電池システム(1:1A)は、収納スペース(710)に収納された蓄電池(4)を電源から供給される電源電力で充電する充電回路(3:3A)を備える。第1態様の蓄電池システム(1:1A)は、蓄電池(4)を放電させる放電回路(5)と、蓄電池(4)を冷却する冷却装置とをさらに備える。第1の態様によれば、蓄電池(4)の長寿命化を図ることができる。
4). Aspect As apparent from the above embodiment, the storage battery system (1: 1A) of the first aspect is a charging circuit that charges the storage battery (4) stored in the storage space (710) with the power supplied from the power source. (3: 3A). The storage battery system (1: 1A) of a 1st aspect is further provided with the discharge circuit (5) which discharges a storage battery (4), and the cooling device which cools a storage battery (4). According to the first aspect, the life of the storage battery (4) can be extended.
第2の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第1の態様との組み合わせにより実現され得る。第2の態様は、冷却装置(6)の動作を制御する制御部(9)をさらに備える。第2の態様によれば、制御部(9)により必要な時だけ冷却装置(6)を動作させることができる。 The storage battery system (1: 1A) of the second aspect can be realized in combination with the first aspect. A 2nd aspect is further provided with the control part (9) which controls operation | movement of a cooling device (6). According to the second aspect, the cooling device (6) can be operated only when necessary by the controller (9).
第3の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第2の態様との組み合わせにより実現され得る。第3の態様では、制御部(9)は、冷却装置(6)を電源電力を利用して動作させるように構成される。第3の態様によれば、冷却装置(6)を動作させるために電源(2)とは別の電源を用意する必要がない。 The storage battery system (1: 1A) of the third aspect can be realized by a combination with the second aspect. In the third aspect, the control unit (9) is configured to operate the cooling device (6) using power supply power. According to the third aspect, it is not necessary to prepare a power source different from the power source (2) in order to operate the cooling device (6).
第4の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第3の態様との組み合わせにより実現され得る。第4の態様では、制御部(9)は、電源の電源電力が蓄電池(4)の充電に必要な充電電力よりも大きい場合、電源電力から充電電力を引いた余剰電力で冷却装置(6)を動作させるように構成される。第4の態様によれば、電源電力を効率よく利用して、蓄電池4を冷却することができる。
The storage battery system (1: 1A) of the fourth aspect can be realized by a combination with the third aspect. In the fourth aspect, when the power supply power of the power supply is larger than the charge power necessary for charging the storage battery (4), the control unit (9) uses the surplus power obtained by subtracting the charge power from the power supply power to the cooling device (6). Configured to operate. According to the 4th aspect, the
第5の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第2〜4の態様の何れか一つとの組み合わせにより実現され得る。第5の態様では、制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が予め設定された上限温度よりも高い場合、冷却装置(6)の動作を開始させるように構成される。第5の態様によれば、電源電力をより効率よく利用して、蓄電池(4)を冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the fifth aspect can be realized by a combination with any one of the second to fourth aspects. In the fifth aspect, the control unit (9) is configured to start the operation of the cooling device (6) when the temperature of the storage battery (4) is higher than a preset upper limit temperature. According to the fifth aspect, the storage battery (4) can be cooled by more efficiently using the power supply.
第6の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第5の態様との組み合わせにより実現され得る。第6の態様では、蓄電池(4)の温度を測定する温度測定部(8)をさらに備える。制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が上限温度よりも高いか否かを判断する。制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が上限温度よりも高い場合、冷却装置(6)の動作を開始させるように構成される。第6の態様によれば、電源電力をより効率よく利用して、蓄電池(4)を冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the sixth aspect can be realized by a combination with the fifth aspect. In a 6th aspect, the temperature measurement part (8) which measures the temperature of a storage battery (4) is further provided. A control part (9) judges whether the temperature of a storage battery (4) is higher than upper limit temperature. The controller (9) is configured to start the operation of the cooling device (6) when the temperature of the storage battery (4) is higher than the upper limit temperature. According to the 6th aspect, a storage battery (4) can be cooled using power supply power more efficiently.
第7の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第5の態様との組み合わせにより実現され得る。第7の態様では、制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が下限温度よりも低い場合、冷却装置(6)の動作を停止させるように構成される。第7の態様によれば、電源電力をより効率よく利用して、蓄電池(4)を冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the seventh aspect can be realized by a combination with the fifth aspect. In the seventh aspect, the control unit (9) is configured to stop the operation of the cooling device (6) when the temperature of the storage battery (4) is lower than the lower limit temperature. According to the 7th aspect, a storage battery (4) can be cooled using power supply power more efficiently.
第8の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第7の態様との組み合わせにより実現され得る。第8の態様は、蓄電池(4)の温度を測定する温度測定部(8)をさらに備える。制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が下限温度よりも低いか否かを判断する。制御部(9)は、蓄電池(4)の温度が下限温度よりも低い場合、冷却装置(6)の動作を停止させるように構成される。第8の態様によれば、電源電力をより効率よく利用して、蓄電池(4)を冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the eighth aspect can be realized by a combination with the seventh aspect. The eighth aspect further includes a temperature measurement unit (8) that measures the temperature of the storage battery (4). A control part (9) judges whether the temperature of a storage battery (4) is lower than a minimum temperature. The controller (9) is configured to stop the operation of the cooling device (6) when the temperature of the storage battery (4) is lower than the lower limit temperature. According to the 8th aspect, a storage battery (4) can be cooled using power supply power more efficiently.
第9の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第1〜8の態様の何れか一つとの組み合わせにより実現され得る。第9の態様は、電源(2)をさらに備える。電源(2)は、発電装置である。第9の態様によれば、商用の電力系統に影響されず、蓄電池(4)を充電することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the ninth aspect can be realized by a combination with any one of the first to eighth aspects. The ninth aspect further includes a power source (2). The power source (2) is a power generator. According to the ninth aspect, the storage battery (4) can be charged without being affected by the commercial power system.
第10の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第9の態様との組み合わせにより実現され得る。第10の態様では、発電装置は、太陽光発電装置である。第10の態様によれば、比較的多くの電力を発電することができ、さらに利用することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the tenth aspect can be realized in combination with the ninth aspect. In the tenth aspect, the power generation device is a solar power generation device. According to the tenth aspect, a relatively large amount of electric power can be generated and further utilized.
第11の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第1〜10の態様の何れか一つとの組み合わせにより実現され得る。第11の態様では、冷却装置(6)は、収納スペース(710)を冷却することで、蓄電池(4)を冷却するように構成される。第11の態様によれば、蓄電池(4)を効率よく冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the eleventh aspect can be realized by a combination with any one of the first to tenth aspects. In the eleventh aspect, the cooling device (6) is configured to cool the storage battery (4) by cooling the storage space (710). According to the 11th aspect, a storage battery (4) can be cooled efficiently.
第12の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第11の態様との組み合わせにより実現され得る。第12の態様は、収納スペース(710)を内部に有する収納庫(7)をさらに備える。収納庫(7)は、一面が上向きになるように配置される。冷却装置(6)は、収納スペース(710)よりも上に配置される。第12の態様によれば、簡易な構造によって蓄電池(4)を冷却することができる。 The storage battery system (1: 1A) of the twelfth aspect can be realized by a combination with the eleventh aspect. The twelfth aspect further includes a storage (7) having a storage space (710) therein. The storage (7) is arranged so that one surface faces upward. The cooling device (6) is disposed above the storage space (710). According to the twelfth aspect, the storage battery (4) can be cooled with a simple structure.
第13の態様の蓄電池システム(1:1A)は、第1〜12の態様の何れか一つとの組み合わせにより実現され得る。第13の態様は、蓄電池(4)をさらに備える。第13の態様によれば、蓄電池(4)の長寿命化を図ることができる。 The storage battery system (1: 1A) of the thirteenth aspect can be realized by a combination with any one of the first to twelfth aspects. The thirteenth aspect further includes a storage battery (4). According to the thirteenth aspect, the life of the storage battery (4) can be extended.
1、1A 蓄電池システム
2 電源
3、3A 充電回路
4 蓄電池
5 放電回路
6 冷却装置
7 収納庫
710 収納スペース
8 温度測定部
9 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記蓄電池を放電させる放電回路と、
前記蓄電池を冷却する冷却装置と、
を備える、
蓄電池システム。 A charging circuit for charging the storage battery stored in the storage space with the power supplied from the power supply;
A discharge circuit for discharging the storage battery;
A cooling device for cooling the storage battery;
Comprising
Storage battery system.
請求項1の蓄電池システム。 A control unit for controlling the operation of the cooling device;
The storage battery system according to claim 1.
請求項2の蓄電池システム。 The control unit is configured to operate the cooling device using the power supply power.
The storage battery system according to claim 2.
請求項3の蓄電池システム。 The control unit is configured to operate the cooling device with surplus power obtained by subtracting the charging power from the power supply power when the power supply power of the power supply is larger than the charging power required for charging the storage battery. ,
The storage battery system according to claim 3.
請求項2〜4の何れか一項の蓄電池システム。 The control unit is configured to start the operation of the cooling device when the temperature of the storage battery is higher than a preset upper limit temperature.
The storage battery system according to any one of claims 2 to 4.
前記制御部は、前記蓄電池の前記温度が前記上限温度よりも高いか否かを判断し、前記蓄電池の前記温度が前記上限温度よりも高い場合、前記冷却装置の動作を開始させるように構成される、
請求項5の蓄電池システム。 A temperature measuring unit for measuring the temperature of the storage battery;
The controller is configured to determine whether or not the temperature of the storage battery is higher than the upper limit temperature, and start the operation of the cooling device when the temperature of the storage battery is higher than the upper limit temperature. The
The storage battery system according to claim 5.
請求項5の蓄電池システム。 The control unit is configured to stop the operation of the cooling device when the temperature of the storage battery is lower than a lower limit temperature.
The storage battery system according to claim 5.
前記制御部は、前記蓄電池の前記温度が前記下限温度よりも低いか否かを判断し、前記蓄電池の前記温度が前記下限温度よりも低い場合、前記冷却装置の動作を停止させるように構成される、
請求項7の蓄電池システム。 A temperature measuring unit for measuring the temperature of the storage battery;
The controller is configured to determine whether the temperature of the storage battery is lower than the lower limit temperature, and to stop the operation of the cooling device when the temperature of the storage battery is lower than the lower limit temperature. The
The storage battery system according to claim 7.
前記電源は、発電装置である、
請求項1〜8の何れか一項の蓄電池システム。 Further comprising the power source;
The power source is a power generation device.
The storage battery system according to any one of claims 1 to 8.
請求項9の蓄電池システム。 The power generation device is a solar power generation device.
The storage battery system according to claim 9.
請求項1〜10の何れか一項の蓄電池システム。 The cooling device is configured to cool the storage battery by cooling a storage space.
The storage battery system according to any one of claims 1 to 10.
前記収納庫は、一面が上向きなるように配置され、
前記冷却装置は、前記収納スペースよりも上に配置される、
請求項11の蓄電池システム。 Further comprising a storage having the storage space inside,
The storage is arranged so that one side faces upward,
The cooling device is disposed above the storage space;
The storage battery system according to claim 11.
請求項1〜12の何れか一項の蓄電池システム。 The battery further comprising:
The storage battery system according to any one of claims 1 to 12.
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