JP2023112691A - 電源システム、電源システムの制御方法、およびプログラム - Google Patents
電源システム、電源システムの制御方法、およびプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】蓄電池の劣化を抑制すること。【解決手段】それぞれが並列に接続された複数の電源ユニットと、前記複数の電源ユニットを制御する制御部と、を備え、前記複数の電源ユニットのそれぞれは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、前記制御部は、前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御して、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流を制御する電源システム。【選択図】図1
Description
本発明は、電源システム、電源システムの制御方法、およびプログラムに関する。
従来、複数の蓄電池に対して並列に接続された充電器から複数の蓄電池への充電が可能であると共に、複数の蓄電池に対して並列に接続された負荷への電力供給を複数の蓄電池の放電により行うことが可能な電源システムが開示されている(例えば特許文献1参照)。この電源システムは、複数の蓄電池に流れる総充電電流を制御するBMU(Battery Management Unit)と、充電器から複数の蓄電池への充電が行われている際に蓄電池を流れる個別充電電流を複数の蓄電池毎に検出する電流センサとを備え、BMUが、複数の蓄電池の最大の個別充電電流と最小の個別充電電流との差である個別充電電流の最大偏差が制限閾値以上になった際に、総充電電流を制限する。
しかしながら、上記の従来技術では、蓄電池の劣化については十分に考慮されていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、蓄電池の劣化を抑制することができる電源システム、電源制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様は、それぞれが並列に接続された複数の電源ユニットと、前記複数の電源ユニットを制御する制御部と、を備え、前記複数の電源ユニットのそれぞれは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、前記制御部は、前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御して、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流を制御する電源システムである。
本発明によれば、制御部が、電源ユニットのそれぞれに含まれる蓄電池が出力する電流を制御することにより、蓄電池の劣化を抑制することができる。
以下、図面を参照し、本発明の電源システム、電源システムの制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、電源システム1の構成の一例を示す図である。電源システム1は、例えば、回路Cと、制御装置100とを備える。電源システム1は、定置用であってもよいし、携帯用であってもよい。
図1は、電源システム1の構成の一例を示す図である。電源システム1は、例えば、回路Cと、制御装置100とを備える。電源システム1は、定置用であってもよいし、携帯用であってもよい。
[回路]
回路Cは、例えば、端子10と、端子20と、ユニットAからユニットEとを含む。端子10と端子20との間には、負荷Lが電気線を介して接続されている。また、端子10には電気線EL1が接続され、端子20には電気線EL2が接続されている。電気線EL1と電気線EL2との間には、ユニットAからユニットEが並列に接続されている。端子10および端子20に近い側から、ユニットA、ユニットB、ユニットC、ユニットD、ユニットEが、この順で接続されている。端子10と後述する接点P1Aとの間には、スイッチ30が設けられている。なお、ユニットの数は5つに限らず、複数であればよい。ユニットA-ユニットEは、それぞれ分離していてもよいし、分離していなくてもよい(例えばユニットA-ユニットEに含まれる構成が一つの筐体に含まれてもよい)。
回路Cは、例えば、端子10と、端子20と、ユニットAからユニットEとを含む。端子10と端子20との間には、負荷Lが電気線を介して接続されている。また、端子10には電気線EL1が接続され、端子20には電気線EL2が接続されている。電気線EL1と電気線EL2との間には、ユニットAからユニットEが並列に接続されている。端子10および端子20に近い側から、ユニットA、ユニットB、ユニットC、ユニットD、ユニットEが、この順で接続されている。端子10と後述する接点P1Aとの間には、スイッチ30が設けられている。なお、ユニットの数は5つに限らず、複数であればよい。ユニットA-ユニットEは、それぞれ分離していてもよいし、分離していなくてもよい(例えばユニットA-ユニットEに含まれる構成が一つの筐体に含まれてもよい)。
以下、ユニットAについて説明する。ユニットB-ユニットEもユニットAと同様の機能構成や接点を有するため、ユニットB-ユニットEの説明は省略する。ユニットB-ユニットEの機能構成の符号や接点の符号は、ユニットAの機能構成の符号や接点の符号の「A」を、当該ユニットの符号(「B」-「E」)に置き換えて表されている。
[ユニット]
接点P1Aは、電気線EL1と、ユニットAとが接続される接点である。接点P2Aは、電気線EL2と、ユニットAとが接続される接点である。ユニットAは、蓄電池50Aと、DC-DC変換器60Aと、AC-DC変換器70Aと、ダイオード80Aと、電圧検出部82Aと、電流検出部84Aとを含む。
接点P1Aは、電気線EL1と、ユニットAとが接続される接点である。接点P2Aは、電気線EL2と、ユニットAとが接続される接点である。ユニットAは、蓄電池50Aと、DC-DC変換器60Aと、AC-DC変換器70Aと、ダイオード80Aと、電圧検出部82Aと、電流検出部84Aとを含む。
蓄電池50Aと、DC-DC変換器60Aと、AC-DC変換器70Aとは、電気的に並列に接続されている。蓄電池50Aの接点P1A側の電気線と、DC-DC変換器60Aの接点P1A側の電気線と、AC-DC変換器70Aの接点P1A側の電気線は、接点P3Aに接続され、接点P3Aと接点P1Aとが電気線で接続されている。蓄電池50Aの接点P2A側の電気線と、DC-DC変換器60Aの接点P2A側の電気線と、AC-DC変換器70Aの接点P2A側の電気線は、接点P4Aに接続され、接点P4Aと接点P2Aとが電気線で接続されている。
ダイオード80Aは、接点P1Aと接点P3Aとの間に接続されている。電源システム1において、他のユニットの蓄電池50等から流れる電流が、当該ユニット(ユニットAの蓄電池50等)に流れ込むのを抑制するダイオードが設けられている。ダイオード80Aに代えて(或いは加えて)、他の位置にダイオード80Aと同様の機能を有するダイオードが設けられていてもよい。電圧検出部82Aは、ダイオード80Aと接点P3Aとの間に接続されている。電流検出部84Aは、蓄電池50Aと接点P4Aとの間に接続されている。
蓄電池50Aは、例えば、リチウムイオン電池や鉛電池などの繰り返し充電および放電が可能な二次電池である。蓄電池50Aが出力する電力は接点P3A側に供給される。
DC-DC変換器60Aは、太陽光発電装置62Aにより供給された直流電力を、所望の直流電力に変換して、変換した直流電力を接点P3A側に出力する。DC-DC変換器60Aは、PWM制御等によって出力する電力を制御する。DC-DC変換器60は、例えば、制御装置100の指示に基づいて、入力される信号のパルス幅のディーティを変化させて出力を制御する。
AC-DC変換器70Aは、電力系統72A(商用電源)から供給される交流電力を、所望の直流電力に変換して、変換した直流電力を接点P3A側に出力する。AC-DC変換器70AもDC-DC変換器60Aと同様にPWM制御等によって出力する電力を制御する。
DC-DC変換器60AまたはAC-DC変換器70Aの一方は省略されてもよいし、他のDC-DC変換器または他のAC-DC変換器が蓄電池50に対して並列に接続されてもよい。また、太陽光発電装置62Aに代えて、他の発電装置(例えば自然エネルギーまたは再生可能エネルギーを用いた発電装置や燃料電池を用いた発電装置)が用いられてもよいし、商用電源に代えて、他の電力供給源が用いられてもよい。
ダイオード80Aは、接点P3Aから接点P1Aに流れる電流を許容し、接点P1Aから接点P3Aに電流が流れることを抑制する。電圧検出部82Aは、接点P3A(または接点P3A付近)の電圧を検出する。電流検出部84Aは、接点P4Aと蓄電池50Aとの間に流れる電流を検出する。電流検出部84Aは、蓄電池50Aを流れる電流を検出する。以下の説明において、各ユニットに含まれる機能構成等を区別しない場合は、「A」-「E」のアルファベットの記号を省略して表すことがある。
[制御装置]
制御装置100は、電圧検出部82Aまたは電流検出部84Aの検出結果を取得し、取得した情報に基づいて各ユニット(DC-DC変換器60AやAC-DC変換器70A)を制御する。
制御装置100は、電圧検出部82Aまたは電流検出部84Aの検出結果を取得し、取得した情報に基づいて各ユニット(DC-DC変換器60AやAC-DC変換器70A)を制御する。
制御装置100は、例えば、情報管理部110と、制御部120と、記憶部130とを備える。情報管理部110および制御部120は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、情報管理部110または制御部120の各構成要素は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアにより実現されてもよい。
記憶部130は、例えば、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、SSD(Solid State Drive)などのフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置である。記憶部130には、制御情報140が記憶されている。制御情報140は、例えば、情報管理部110および制御部120が実行する処理に係るプログラムや、蓄電池50の仕様などの情報である。蓄電池50の仕様とは、例えば容量や、好適な出力電流値、最大出力電流値等の情報である。蓄電池50の仕様は、例えば容量や、好適な容量比率等の情報であってもよい。好適な容量比率とは、蓄電池50の容量に対する蓄電池50が出力する電流値(最大出力電流値や好適となる出力電流値)の比率である。
情報管理部110は、DC-DC変換器60、およびAC-DC変換器70の動作状態や、電圧検出部82の検出結果、電流検出部84の検出結果を取得して管理する。制御部120は、情報管理部110が取得した情報に基づいて、DC-DC変換器60またはAC-DC変換器70の一方または双方を制御する。DC-DC変換器60とAC-DC変換器70とを区別しない場合は、「変換器」と称する場合がある。
[処理の概要]
本実施形態では、電源システム1は、各蓄電池50が電流を出力している場合において、各蓄電池50の内部インピーダンスが同じなるまたは近似するように(近づくように)、DC-DC変換器60またはAC-DC変換器70が出力する電力(電流)を制御する。これにより、各蓄電池50のうち、特定の蓄電池50のインピーダンスが他の蓄電池50のインピーダンスに対して乖離する状態が維持されることが抑制されたり、インピーダンスの変化が大きくなることが抑制されたりする。そして、各蓄電池50の利用状態が均一化され、ひいては各蓄電池50の劣化の抑制、更には各蓄電池50の長寿命化に繋がる。
本実施形態では、電源システム1は、各蓄電池50が電流を出力している場合において、各蓄電池50の内部インピーダンスが同じなるまたは近似するように(近づくように)、DC-DC変換器60またはAC-DC変換器70が出力する電力(電流)を制御する。これにより、各蓄電池50のうち、特定の蓄電池50のインピーダンスが他の蓄電池50のインピーダンスに対して乖離する状態が維持されることが抑制されたり、インピーダンスの変化が大きくなることが抑制されたりする。そして、各蓄電池50の利用状態が均一化され、ひいては各蓄電池50の劣化の抑制、更には各蓄電池50の長寿命化に繋がる。
本実施形態では、各蓄電池50の容量が同じまたは近い場合は、各蓄電池50が出力する電流値を近づける処理1が実行され、各蓄電池50の容量が同じでないまたは近くない場合は、各蓄電池50の容量比率を近づける処理2が実行される。以下、[処理1]および[処理2]について説明する。
[処理1]
図2は、制御装置100により実行される処理1の流れ一例を示すフローチャートである。本処理では、各ユニットに含まれる蓄電池50の容量は同じまたは近似しているものとする。本処理に対応する制御情報140は、例えば、蓄電池50に対して規定された規定電流値を含む。規定された規定電流値は、蓄電池50が劣化しづらい出力の電流値や、寿命が縮みづらい出力の電流値、最大出力電流値である。本処理は、制御部120がスイッチ30を遮断状態から導通状態に制御し、蓄電池50が電力を出力している際に実行される処理である。
図2は、制御装置100により実行される処理1の流れ一例を示すフローチャートである。本処理では、各ユニットに含まれる蓄電池50の容量は同じまたは近似しているものとする。本処理に対応する制御情報140は、例えば、蓄電池50に対して規定された規定電流値を含む。規定された規定電流値は、蓄電池50が劣化しづらい出力の電流値や、寿命が縮みづらい出力の電流値、最大出力電流値である。本処理は、制御部120がスイッチ30を遮断状態から導通状態に制御し、蓄電池50が電力を出力している際に実行される処理である。
まず、情報管理部110が、各ユニットの電流検出部84の検出結果を取得する(ステップS100)。次に、制御部120は、各ユニットの電流検出部84の検出結果である電流値(検出電流値)のそれぞれと、規定された規定電流値とを比較して、検出電流値のうち、規定電流値を超える検出電流値が存在するか否かを判定する(ステップS110)。検出電流値のうち、規定電流値を超える検出電流値が存在する場合、ステップS130の処理に進む。制御部120は、各検出電流値が規定電流値以下、且つ各検出電流値が近づくようにDC-DC変換器60またはAC-DC変換器70の出力を制御する。具体例については、図3を参照して説明する。
検出電流値のうち、規定電流値を超える検出電流値が存在しない場合、制御部120は、各検出電流値に所定度合以上の乖離が存在するか否かを判定する(ステップS120)。所定度合以上の乖離が存在しない場合は、本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。
所定度合以上の乖離が存在する場合は、制御部120は、各検出電流値の乖離が所定範囲に収まるようにDC-DC変換器60またはAC-DC変換器70の出力を制御する。具体例については、図4を参照して説明する。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。
図3は、検出電流値が規定電流値を超える場合に実行される処理について説明するための図である。時刻Tにおいて、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値のうち、ユニットA、ユニットB、ユニットC、ユニットEの蓄電池50が出力する電流(電圧検出部82が検出する電流)が規定電流値を超え、変換器は電力を出力していないものとする。また、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値の合計は、負荷に応じて要求される要求電流値である250[A]であるものとする。
この場合、制御部120は、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値が規定電流値以下、且つ各電流値が近づくように、変換器の出力電流を制御する。時刻T+nにおいて、上記のように変換器の出力電流が制御されることにより、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値が規定電流値以下、且つ各電流値が近づき、更に蓄電池50が出力する電流値と各変換器が出力する電流値との合計は、要求電流値となる。例えば、ユニットA-ユニットEの蓄電池50が出力する電流値の合計は150[A]であり、各変換器が出力する電流値の合計は100[A]であり、これらの合計は250[A]となる。
例えば、上記の処理において、制御部120は、変換器に出力させる電流値を目標値に合致させる定電流制御を行う。制御部120は、例えば、変換器に出力させる電流を所定単位ごと増加させながら、増加後の各検出電流値が互いに近づくように変換器を制御する。更に、この際、制御部120は、各電圧検出部82の検出結果を参照し、接点P3A-P3Eの電圧が近くなるように各ユニットを制御する。これにより、蓄電池50Aが出力する電流が均一化されると共に、各ユニットから流れる電流が均一化される。下記の図4においても同様の考え方によって制御部120が各ユニットを制御する。また、制御部120は、変換器に出力させる電流を減少させる場合も、同様に電流を所定単位ごと減少させながら、減少後の各検出電流値が互いに近づくように変換器を制御する。
また、上記の処理(または後述する各処理)において、制御部120は、蓄電池50が出力する電流では要求電流値が満たされた場合、自然エネルギーを用いた電力を供給する変換部を優先的に稼働させて不足する電流を出力させてもよい。例えば、制御部120は、AC-DC変換器70よりもDC-DC変換器60を優先的に稼働させて不足する電流を出力させてもよい。優先的とは、例えば、AC-DC変換器70を稼働させないことや、AC-DC変換器70の出力よりもDC-DC変換器60の出力を大きくすることである。例えば、制御部120は、蓄電池50が出力する電流値と、DC-DC変換器60が出力する電流値との合計でも、要求電流値が満たされない場合に不足する電流をAC-DC変換器70に出力させてもよい。上記のようにAC-DC変換器70に接続される供給源からの出力が最小化されるように制御がされてもよい。
なお、上述した図3(後述する図4、後述する図5)では、説明を簡潔にするために、変換器が電流を出力していないものとした(説明する)が、これに代えて変換器は電流を出力している状態においも、同様の処理が行われてもよい。また、蓄電池50が出力する電流が優先的に利用されるものとして説明したが、変換器から出力される電流が優先的に利用され、蓄電池50から出力される電流が補助的に利用されてもよい。例えば、変換器が出力される電流値が、蓄電池50が出力する電流値よりも大きくなるように制御されてもよい。
図4は、検出電流値に乖離が存在している場合に実行される処理について説明するための図である。時刻Tにおいて、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値が乖離し(または全ての検出電流値が所定の範囲に収まっていなく)、変換器は電力を出力していないものとする。乖離している、または所定の範囲に収まっていないとは、例えば、検出電流値の平均値を基準に所定値以上乖離していることや、検出電流値の平均値を基準に所定の電流値の範囲に収まっていないことである。また、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値の合計は、要求される要求電流値である250[A]であるものとする。
この場合、制御部120は、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値が乖離しない(または所定の範囲に収まるように)、変換器の出力電流を制御する。時刻T+nにおいて、上述したように変換器の出力電流が制御されることにより、各ユニットの蓄電池50が出力する電流値が近づき、更に蓄電池50が出力する電流値と各変換器が出力する電流値との合計は、要求電流値となる。
例えば、時刻Tにおいて、蓄電池50Aに50[A]、蓄電池50Bに40[A]、蓄電池50Cに55[A]、蓄電池50Dに45[A]、蓄電池50Eに60[A]の電流が流れていた場合、時刻T+nにおいて、制御部120は、蓄電池50A―50Eのそれぞれに20[A]の電力が流れるように変換器を制御する。例えば、ユニットA-ユニットEの蓄電池50が出力する電流値の合計は100[A]であり、各変換器が出力する電流値の合計は150[A]であり、これらの合計は250[A]となる。
例えば、変換器を考慮せずに、スイッチ30が導通状態となると、蓄電池50は電流を出力する。蓄電池50の内部インピーダンスの違いにより所定の蓄電池50は大きな電流を出力する場合がある。この場合、当該蓄電池50の劣化が進行しやすくなり、蓄電池50の寿命が短くなる場合がある。そこで、本実施形態では、上記のように蓄電池50のインピーダンスが均等になるように蓄電池50の電流値を揃える。上記のように制御部120が、検出電流値が規定値以下となり、更に検出電流値が近づくように、変換器を制御することにより、蓄電池50の劣化を抑制し、更には蓄電池50の長寿命化に寄与することができる。
[処理2]
図5は、制御装置100により実行される処理2の流れ一例を示すフローチャートである。本処理では、各ユニットに含まれる蓄電池50の容量は異なっているものとする。本処理に対応する制御情報140は、例えば、蓄電池50に対して規定された規定電流値、容量を含む。制御情報140は、蓄電池50にとって好適な容量比率(例えば最大出力電流値に対応する容量比率)を特定するための情報であればよい。本処理は、制御部120がスイッチ30を遮断状態から導通状態に制御し、蓄電池50が電力を出力している際に実行される処理である。
図5は、制御装置100により実行される処理2の流れ一例を示すフローチャートである。本処理では、各ユニットに含まれる蓄電池50の容量は異なっているものとする。本処理に対応する制御情報140は、例えば、蓄電池50に対して規定された規定電流値、容量を含む。制御情報140は、蓄電池50にとって好適な容量比率(例えば最大出力電流値に対応する容量比率)を特定するための情報であればよい。本処理は、制御部120がスイッチ30を遮断状態から導通状態に制御し、蓄電池50が電力を出力している際に実行される処理である。
まず、情報管理部110が、各ユニットの電流検出部84の検出結果を取得する(ステップS200)。次に、制御部120は、各ユニットの電流検出部84の検出結果に基づいて、各蓄電池50の容量比率を導出する(ステップS210)。
次に、制御部120は、各蓄電池50の容量比率のそれぞれが、所定の範囲に収まっているか否かを判定する(ステップS220)。所定の範囲とは、例えば、基準とする容量比率に基づく範囲である。基準とする容量比率とは、各蓄電池50の容量比率を統計処理した結果であり、例えば、各蓄電池50の容量比率の平均値である。
各蓄電池50の容量比率のそれぞれが、所定の範囲に収まっている場合、本処理のフローチャートの1ルーチンの処理が終了する。各蓄電池50の容量比率のうちいずれかの容量比率が、所定の範囲に収まっていない場合、制御部120は、判定結果に基づいて変換器を制御する(ステップS230)。制御部120は、容量比率が所定の範囲を逸脱しないように変換器を制御する。これにより本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。
なお、上記の処理において、各検出電流値のうちいずれかの検出電流値が、蓄電池50ごとに定められた最大電流値を超えているか否かが判定され(各蓄電池50の容量比率が蓄電池50ごとに定められた最大の容量比率を超えているか否かが判定され)、検出電流値が最大出力電流値を超えている場合は、ステップS230で検出電流値が最大出力電流値を超えないように制御される。
図6は、容量比率が所定の範囲を逸脱している場合に実行される処理について説明するための図である。図6では、検出電流値は規定電流値以下であり、変換器は電力を出力していないものとして説明する。時刻Tにおいて、各ユニットの蓄電池50の容量比率は基準とする容量比率から乖離している(所定の範囲外の容量比率が存在する)。
この場合、制御部120は、各ユニットの蓄電池50の容量比率が近づくように変換器の出力電流を制御する。時刻T+nにおいて、変換器の出力電流が制御されることにより、各ユニットの蓄電池50の容量比率が近づき、更に蓄電池50が出力する電流値と各変換器が出力する電流値との合計は、要求電流値となる。なお、この場合の容量比率は、蓄電池50ごとに定められた上限の容量比率以下であることが条件とされる。換言すると、蓄電池50が出力する電流は、蓄電池50ごとに定められ規定電流値以下(最大電流値以下)であることが条件とされる。
例えば、蓄電池50Aの容量は50[Ah]、蓄電池50Bの容量は100[Ah]、蓄電池50Cの容量は150[Ah]、蓄電池50Cの容量は200[Ah]、蓄電池50Eの容量は250[Ah]であものとする。時刻Tにおいて、蓄電池50Aが10[A]、蓄電池50Bが40[A]、蓄電池50Cが80[A]、蓄電池50Dが100[A]、蓄電池50Eが170[A]を出力し、合計400Aの電流が出力されている。
時刻Tにおける、各蓄電池50の容量比率は以下となる。
蓄電池50A;0.20(=10[A]/50[Ah])
蓄電池50B;0.40(=40[A]/100[Ah])
蓄電池50C;0.53(=80[A]/150[Ah])
蓄電池50D;0.50(=100[A]/200[Ah])
蓄電池50E;0.68(=170[A]/250[Ah])
蓄電池50A;0.20(=10[A]/50[Ah])
蓄電池50B;0.40(=40[A]/100[Ah])
蓄電池50C;0.53(=80[A]/150[Ah])
蓄電池50D;0.50(=100[A]/200[Ah])
蓄電池50E;0.68(=170[A]/250[Ah])
例えば、制御部120は、蓄電池50A-50Eの容量比率が近づくように変換器を制御する。これにより、時刻T+nにおける、各蓄電池50の容量比率は以下となる。
蓄電池50A;0.10(=5[A]/50[Ah])
蓄電池50B;0.10(=10[A]/100[Ah])
蓄電池50C;0.10(=15[A]/150[Ah])
蓄電池50D;0.10(=20[A]/200[Ah])
蓄電池50E;0.10(=25[A]/250[Ah])
蓄電池50A;0.10(=5[A]/50[Ah])
蓄電池50B;0.10(=10[A]/100[Ah])
蓄電池50C;0.10(=15[A]/150[Ah])
蓄電池50D;0.10(=20[A]/200[Ah])
蓄電池50E;0.10(=25[A]/250[Ah])
なお、一例として容量比率を0.1としているが、容量比率はこれに限らず、蓄電池50の仕様によって設定されればよい。例えば、蓄電池50から出力される電流を大きくしたい場合(最大にしたい場合)、各蓄電池50の最大容量比率のうち最も小さい容量比率に合わせるように各容量比率が制御される。
制御部120は、蓄電池50Aが5[A]、蓄電池50Bが10[A]、蓄電池50Cが15[A]、蓄電池50Dが20[A]、蓄電池50Eが25[A]の電流を出力するように、変換器を制御する。蓄電池50が出力する電流の合計は75[A]であり、制御部120は、不足分の325[A]を変換器に出力させる。
例えば、上記の処理において、制御部120は、変換器に出力させる電流値を目標値に合致させる定電流制御を行う。制御部120は、変換器に出力させる電流を所定単位ごと増加させながら、増加後の各検出電流値に基づく容量比率が互いに近づくように変換器を制御する。更に、この際、制御部120は、各電圧検出部82の検出結果を参照し、接点P3A-P3Eの電圧が近くなるように各ユニットを制御する。これにより、蓄電池50Aの容量比率が均一化されると共に、各ユニットから流れる電流が均一化される。
例えば、変換器を考慮せずに、スイッチ30が導通状態となると、蓄電池50は電流を出力する。蓄電池50の内部インピーダンスの違いにより蓄電池50に流れる電流はばらつき、所定の蓄電池50が大きな電流を出力する場合がある。この場合、当該蓄電池50の劣化が進行しやすくなり、蓄電池50の寿命が短くなる場合がある。そこで、本実施形態では、上記のように蓄電池50のインピーダンスが均等になるように蓄電池50の電流値を揃える。すなわち、制御部120が、検出電流値が規定電流値以下となり、更に蓄電池50の容量比率が近づくように、変換器を制御することにより、蓄電池50の劣化を抑制し、更には蓄電池50の長寿命化に寄与することができる。
[充電時の制御]
上記の処理1、処理2では、蓄電池50が放電する際の処理について説明したが、次に、図7、図8を参照して蓄電池50が充電される際の処理の一例について説明する。
上記の処理1、処理2では、蓄電池50が放電する際の処理について説明したが、次に、図7、図8を参照して蓄電池50が充電される際の処理の一例について説明する。
図7は、制御装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、制御部120が、蓄電池50の電圧が第1閾値以下であるか否かを判定する(ステップS300)。蓄電池50の電圧は、不図示の電圧検出部の検出結果に基づいて判定される。例えば、基準とする蓄電池50の電圧が第1閾値以下になった場合に、次の処理に進んでもよいし、全ての蓄電池50の電圧が第1閾値以下になった場合に、次の処理に進んでもよい。
蓄電池50の電圧が第1閾値以下である場合、制御部120は、蓄電池50に充電をさせるための制御を実行する(ステップS310)。例えば、制御部120は、各変換器を制御して、変換器から出力される電流が蓄電池50に入力させるように変換器が出力する電力の電圧を上昇させる。充電においても、放電と同様に各蓄電池50の容量比率が同じになるように蓄電池50に入力される電流が制御される。
次に、制御部120は、蓄電池50の電圧が第2閾値を超えたか否かを判定する(ステップS320)。例えば、基準とする蓄電池50の電圧が第2閾値を超えた場合に、次の処理に進んでもよいし、全ての蓄電池50の電圧が第2閾値を超えた場合に、次の処理に進んでもよい。
蓄電池50の電圧が第2閾値を超えた場合、制御部120は、蓄電池50の充電を停止する(ステップS330)。例えば、制御部120は、各変換器を制御して、変換器から出力される電流と蓄電池50が出力する電流とが負荷に流れるように変換器が出力する電力の電圧を低下させる(電圧を制御する)。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。
図8は、図7のフローチャートの処理を概念的に示す図である。図8の例では、蓄電池50Aと蓄電池50Bと蓄電池50Cとの容量は第1容量で同じであり、蓄電池50Dと蓄電池50Eとの容量は第2容量で同じであり、第2容量は第1容量よりも大きいものとする。また、蓄電池50の充電率と電圧とは相関するものとする。
時刻Tにおいて、各蓄電池50の充電率(SOC;State Of Charge)が第1閾値Th以上であり(蓄電池50の電圧が第1閾値以上であり)、蓄電池50は放電している。時刻T+1において、各蓄電池50の充電率は第1閾値Th未満(蓄電池50の電圧が第1閾値未満)となった。各蓄電池50が出力電流は異なるものの容量比率は同じであるため、各蓄電池50の充電量に対する放電量の割合は同様であり、各蓄電池50の充電率の減少度合は同じ傾向となる。そして、蓄電池50の充電が開始される。
時刻T+2において、充電によって各蓄電池50の充電率は上昇する。各蓄電池50の容量は異なるものの各蓄電池50の容量に対する充電される電流の比率である容量比率は同様であり、各蓄電池50の充電率の上昇度合は同じ傾向となる。このように、同様の容量比率で充電が行われると同じタイミングで(時刻T+3において)各蓄電池50の充電率が第2閾値を超える(各蓄電池50の電圧が第2閾値を超える)。各蓄電池50の電圧が第2閾値を超えた場合(または基準とする蓄電池50の電圧が第2閾値を超えた場合)、充電に代えて放電が開始される。
上記のように、制御部120が、容量比率を近づけるように充電および放電を行うことにより、蓄電池50の放電および充電が同じ傾向で行われて蓄電池50の利用状態が均一化される。これにより、蓄電池50の劣化が抑制され、更には蓄電池50の長寿命化が期待される。
以上説明した実施形態により、電源システム1は、蓄電池の劣化を抑制することができる。上記の実施形態の処理を適用すれば、例えば、中古の蓄電池50や、容量が異なる蓄電池50をユニットに含め、蓄電池50および蓄電池50を含むユニットから出力される電力を制御することができる。具体的には、中古の容量が異なる電池が電源システム1に搭載される場合であっても、電源システム1は、本実施形態の処理により、劣化を抑制しつつ適切な電流を出力することができる。これにより、上記のように蓄電池50の劣化を抑制すると共に、電源システム1の導入に要するコストの抑制や、ランニングコストの抑制が実現され、更には資源の有効活用、ひいてはCO2などの環境負荷の低減に貢献することができる。
[その他]
上述した説明では、電源システム1は、蓄電池50が搭載されているものとしたが、蓄電池50は省略されてもよい。例えば、電源システム1は、蓄電池50を備えない状態で出荷され、電源システム1が納品された納品先で蓄電池50が搭載されてもよい。この場合、例えば、電源システム1は、蓄電池50が搭載される搭載ユニットや、蓄電池50の端子が接続される接続部などを備えてもよい。
上述した説明では、電源システム1は、蓄電池50が搭載されているものとしたが、蓄電池50は省略されてもよい。例えば、電源システム1は、蓄電池50を備えない状態で出荷され、電源システム1が納品された納品先で蓄電池50が搭載されてもよい。この場合、例えば、電源システム1は、蓄電池50が搭載される搭載ユニットや、蓄電池50の端子が接続される接続部などを備えてもよい。
また、上記の説明では、電源システム1の構成として図1に示した構成を示したが、一部の構成や、他の構成が追加されてもよい。例えば、各変換器の出力側や、所定の機器の入力側または出力側に電圧検出部や電流検出部が設けられ、制御装置100は、これらの検出結果を参照して、各種処理を実行してもよい。
また、電源システム1は、後からユニットが追加されてもよい。例えば、図1で示したようにユニットA-ユニットEに加え、ユニットFが加えられてもよい。例えば、電源システム1が適用する負荷の変更に伴って、ユニットFが追加されてもよい。更に、所定のユニットが取り外し可能な構成であってもよい。また、各ユニット(例えばユニットDとユニットE)との間にスイッチが設けられ、スイッチが遮断状態に制御されることで、所定のユニット(ユニットE)が一時的に切り離されてもよい。
また、上述した制御情報は書き換えられてもよい。書き換えは、ユーザが制御装置100に設けられた入力部(不図示)や操作部(不図示)を操作して書き換えてもよいし、制御装置100の通信部(不図示)が書き換え用の制御情報を取得して、制御装置100が、現行の制御情報を、取得した書き換え用の制御情報に、自動で書き換えてもよい。例えば、搭載されている蓄電池50が他の蓄電池に交換され、他の蓄電池の容量が、搭載されていた蓄電池50の容量と異なる場合、書き換え用の制御情報は、他の蓄電池の容量や最大出力電流値などの情報、他の蓄電池の仕様が加味された制御プログラムを含む。これにより、電源システム1は、蓄電池が交換された場合であっても、上述した各処理を実行することができる。
上記の処理を実施する際の回路構成として、回路における電力線(配線)の仕様や長さが加味されてもよい。例えば、蓄電池50に接続された電力線の仕様や長さは同じにされ、電力線の仕様や長さによって各蓄電池50のインピーダンスに影響がされないように電力線が構成されていることが好適である。
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、精度の高い蓄電池の劣化診断の手法または適切な放電制御を行う手法である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態の機能と第2実施形態の機能とは、別々のシステムまたは装置に含まれてもよいし、同じシステムまたは装置に第1実施形態の機能と第2実施形態の機能とが含まれ、実施されてもよい。なお、情報管理部110と、制御部120と、を合わせた構成は、「制御部」の一例である。
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、精度の高い蓄電池の劣化診断の手法または適切な放電制御を行う手法である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態の機能と第2実施形態の機能とは、別々のシステムまたは装置に含まれてもよいし、同じシステムまたは装置に第1実施形態の機能と第2実施形態の機能とが含まれ、実施されてもよい。なお、情報管理部110と、制御部120と、を合わせた構成は、「制御部」の一例である。
図9は、第2実施形態の電源システム1の一部の機能構成の一例を示す図である。図9では、上述した図1の機能構成のうち、第2実施形態の説明に用いる機能構成のみを示しており、他の機能構成は省略している。
電源システム1Aは、制御装置100に代えて制御装置100Aを備える。制御装置100Aは、記憶部130に代えて記憶部130Aを備える。記憶部130Aには、例えば、制御情報140に加え、温度補正情報142と、状態情報144とが記憶されている。温度補正情報142および状態情報144の詳細については後述する。
ユニットAは、例えば、図1の機能構成に加え、第1セル電圧検出部90A-1から第Nセル電圧検出部90A-Nと、第1温度検出部92A-1から第N温度検出部92A-Nと、を備える。図9の例では、ユニットAのみを示しているが、例えば、他のユニットも同様の機能構成を備える。以下、第1セル電圧検出部90A-1から第Nセル電圧検出部90A-Nを区別しない場合は、「セル電圧検出部」と称し、第1温度検出部92A-1から第N温度検出部92A-Nを区別しない場合は、「温度検出部92」と称する。上記の「N」は任意の自然数である。
セル電圧検出部90は、複数のセルのそれぞれに設けられ、それぞれのセルの電圧(例えば出力側の電圧)を検出する。
温度検出部92Aは、例えば、蓄電池50Aに含まれる複数のセルのうち所定のセルの温度を検出可能な位置に設けられる。温度検出部92Aは、複数のセルのうち所定のセルに対して設けられればよい。セルの数によるが、例えば、複数のセルのうち真ん中のセルにのみ設けられてもよいし、これに加え、真ん中から端部までの間に位置するセルに設けられてもよい。温度検出部92Aが設けられるセルの数は、任意に定められてよい。例えば、温度が最も高くなるセル(真ん中)に温度検出部92Aが設けられると好適である。
[フローチャート]
図10は、制御装置100Aにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、情報管理部110が、セル電圧検出部90のそれぞれから各セルの電圧を取得する(ステップS400)。次に、情報管理部110が、電流検出部84から蓄電池50が出力する電流を取得する(ステップS402)。
図10は、制御装置100Aにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、情報管理部110が、セル電圧検出部90のそれぞれから各セルの電圧を取得する(ステップS400)。次に、情報管理部110が、電流検出部84から蓄電池50が出力する電流を取得する(ステップS402)。
次に、情報管理部110は、温度検出部92から温度を取得する(ステップS404)。次に、情報管理部110は、ステップS404で取得した温度に基づいて、温度検出部92が設けられていないセル(他のセル)の温度を推定する(ステップS406)。例えば、情報管理部110は、温度補正情報142を参照して、他のセルの温度を推定する。
図11は、温度補正情報142の内容の一例を示す図である。温度補正情報142は、例えば、セルの識別情報であるセル番号と、係数(補正値)とが互いに対応付けられた情報である。例えば、複数のセルのうち真ん中のセルは、他のセルより温度は高い傾向であり、真ん中から離れるに従って温度は低くなる傾向である。例えば、真ん中のセルの温度を検出でき、他のセルの温度を検出できない場合は、温度補正情報142の補正値を真ん中のセルの温度に適用することで、他のセルの温度が推定される。温度補正情報142の係数は、実験的に求められてもよいし、シミュレーションによって求められてもよい。また、温度補正情報142の係数は、セルの電圧と電流との組み合わせごとに用意されていてもよい。
フローチャートの説明に戻る。次に、情報管理部110は、セルの状態を示す情報を取得し、状態情報を生成する(ステップS408)。図12は、状態情報144の内容の一例を示す図である。状態情報144は、情報が取得された時間に対して、電流検出部84が検出した電流(蓄電池50が出力する電流)や、セル電圧検出部90が検出した電圧、内部抵抗、温度検出部92が検出した温度(または推定された温度)、SOC(State Of Charge)などが対応付けられた情報である。内部抵抗およびSOCは、公知の手法を用いて求められた情報である。例えば、電流や電圧、温度などをパラメータとしたモデルに基づいて求められた情報である。例えば、これまでの充放電の履歴や、温度などに基づいてSOCが求められてもよいし、予め得られている電圧や電流、温度などをパラメータとした充放電の特性とSOCとの関係と、実際に取得または推定された電圧や電流、温度などをパラメータとした充放電の特性とSOCとの関係とをフィッティング処理してSOCが求められてよい。
次に、情報管理部110は、セルの状態の判定タイミングが到来したか否を判定する(ステップS410)。例えば、状態情報144において判定のための情報が十分に集まった場合、判定タイミングが到来したと判定される。十分に集まったとは、例えば、所定数以上の時間(タイミング)の電流、電圧などの情報が集まったことである。例えば、2つのタイミングなど複数のタイミングの情報が集まった場合、判定タイミングが到来したと判定されてもよい。
セルの状態の判定タイミングが到来していない場合、制御部120は、DC-DC変換器60とAC-DC変換器70との一方または双方を制御して、蓄電池50が出力する電流を変化させ(ステップS412)、ステップS400の処理に進む。セルの状態の判定タイミングが到来した場合、情報管理部110は、状態情報144に基づいて、セルの状態を判定する(ステップS414)。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理が終了する。ステップS412およびステップS414の処理の詳細について後述する。
図13は、ステップS412の処理について説明するための図である。図13の縦軸は電流であり、横軸は時間である。例えば、時刻Tのルーチンの処理において、情報管理部110は、ステップS412において蓄電池50が出力する電流を変化させる。この際、負荷に要求される電流を供給するために当該ユニットが出力すべき電流は電流I1である。制御部120は、蓄電池50が出力する電流が変化しても電流I1を出力することができるように、DC-DC変換器60とAC-DC変換器70との一方または双方を制御する。例えば、時刻T+1において、制御部120は、DC-DC変換器60の出力を維持し、AC-DC変換器70の出力を上昇させることで、蓄電池50が出力する電流が減少させる。
また、時刻T+5のように、負荷が要求する電流が大きくなり当該ユニットが出力すべき電流が電流I1よりも大きい電流I2である場合も同様に、制御部120は、DC-DC変換器60とAC-DC変換器70とのうち一方または双方の出力を上昇させることで、蓄電池50が出力する電流を減少させる。DC-DC変換器60とAC-DC変換器70とのうち、いずれの変換器を制御するか、またはどの程度出力を変更させるかは、予め設定された優先度や、変換器に接続された電源の供給能力によって決定されればよい。また、上記の例では、蓄電池50が出力する電流を減少させる場合について説明したが、蓄電池50が出力する電流を上昇させる場合は、DC-DC変換器60とAC-DC変換器70との出力を減少させればよい。
上記のように、状態情報144に含まれる蓄電池50の時間ごとのパラメータが十分に集まると、情報管理部110は、蓄電池50の劣化または適切に充放電が可能な領域を判定する。情報管理部110は、例えば、内部抵抗の変化の履歴と、劣化がしていない状態の内部抵抗の変化の履歴とを比較して、乖離度に応じて、セルの劣化が進行していると判定する。この処理において、情報管理部110は、取得または推定されたセルの温度と内部抵抗とに基づく指標を導出し、この指標と、予め用意された劣化前のセルの温度と内部抵抗とに基づく指標との乖離を比較して、セルの劣化の進行を推定してもよい。更に、内部抵抗および温度に加え、状態情報に含まれる他のパラメータが加味されて、セルの劣化の進行が推定されてもよい。また、劣化の進行は、これらのパラメータを入力すると、劣化の進行度合を示す指標を導出するモデルや数式によって判定されてもよい。更に、例えば、情報管理部110は、次のようにセルの劣化を診断してもよい。つまり、情報管理部110は、放電電流を一定にした上で、設定電圧までの放電時間を計測して放電時間の短縮率を算出し、この短縮率と予め定められた閾値とを比較して劣化具合を判定してもよい。一方、放電電流を変化させ、劣化の深度(劣化の進行具合)を検知してもよい。
また、情報管理部110は、劣化の進行に加えて(または代えて)、適切に充放電が可能な領域(例えば電流や、電圧、これらの組み合わせ)を導出してもよい。例えば、電圧または電流の変化に対する内部抵抗の変化の履歴において、内部抵抗の変化が小さくなる点や急激に内部抵抗が変化する点が現れる。これらの点に基づいて適切な充放電の領域を特定してもよい。例えば、急激に内部抵抗が変化する地点とは異なる地点が充放電の領域と決定されてもよい。
また、上記の適切な充放電の領域が劣化の判定のためのパラメータとして利用されてもよい。例えば、適切な充放電の領域と、予め規定された適切な充放電の領域との乖離度合に基づいて、劣化が判定されてもよい。
上記のように、電源システム1Aは、負荷に要求される電力を供給しつつ、容易に蓄電池50の劣化を判定(診断)したり、適切な充放電の領域を特定したりすることができる。更に、蓄電池50の各セルの温度が加味されるため、精度よく簡易に、劣化の判定または適切な充放電の領域の特定が可能である。
制御装置100Aは、例えば、劣化の判定結果が所定の劣化度合であると判定した場合、不図示の表示装置に、その旨の情報を提供したり、予め設定されたスマートフォンなどの端末装置にその旨の情報を提供したりしてもよい。また、この際、劣化しているセルの番号や位置の情報も提供されてもよい。これにより、蓄電池50の管理者やユーザは、容易に劣化度合や劣化しているセルを認識することができる。
上述したように、第2実施形態の制御装置100Aは、蓄電池のセルの交換時期を適切に判断するための情報を提供することができる。更に、適切な充放電の領域が特定可能なため、最適な充放電の制御を行って蓄電池の劣化速度を鈍くして蓄電池の寿命を延ばすことができる。これらを総合的に考えると、制御装置100Aは、蓄電池50の状態、電圧、電流、温度を把握して、充電電流または放電電流の大きさが最適となるように制御することで寿命の判定を行いつつ、延命措置が可能となる。
更に、蓄電池の寿命や劣化が明確に判定できれば異なる容量の蓄電池を接続することや、劣化度合が異なる蓄電池を接続することが可能となる。例えば、中古の蓄電池や再利用の蓄電池、廃棄蓄電池などを再利用しやすくなり、システムを安価に提供することができる。また、上記の中古の蓄電池や再利用の蓄電池、廃棄蓄電池などを安全に利用することができる。
なお、第2実施形態の電源システム1Aは、以下のように表現できる。例えば、電源システム1Aの上述した機能は、第1実施形態とは独立して実施可能である。例えば、第2実施形態の電源システム1Aは、第2実施形態に係る制御が、複数のユニット(電源ユニット)のそれぞれで実施されてもよいし、一つのユニットにおいて実施されてもよい。また、電源システム1Aは、一つのユニットを備え、このユニットにおいて第2実施形態に係る制御が実施されてもよい。
<付記1>
電源ユニットと、
前記電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記電源ユニットは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
前記制御部は、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記複数のセルのそれぞれの劣化度合を診断する、
電源システム。
電源ユニットと、
前記電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記電源ユニットは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
前記制御部は、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記複数のセルのそれぞれの劣化度合を診断する、
電源システム。
<付記2>
電源ユニットと、
前記電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記電源ユニットは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
前記制御部は、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する、
電源システム。
電源ユニットと、
前記電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記電源ユニットは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
前記制御部は、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する、
電源システム。
上記の機能構成において、前記制御部は、要求される電流を一以上の電力供給部が出力する電流と前記蓄電池が出力する電流とで満たすように、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させてもよい。
上記の機能構成において、前記複数のセルのうち所定のセルの温度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のセルの温度に基づいて、前記複数のセルのうち前記所定のセルとは異なるセルの温度を推定し、
(A)前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記所定のセルの劣化度合を診断し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記推定した温度を用いて、前記異なるセルの劣化度合を診断してもよい。
前記制御部は、前記所定のセルの温度に基づいて、前記複数のセルのうち前記所定のセルとは異なるセルの温度を推定し、
(A)前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記所定のセルの劣化度合を診断し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記推定した温度を用いて、前記異なるセルの劣化度合を診断してもよい。
また、(A)に代えて(加えて)、(B)を行ってもよい。
(B)前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する。
(B)前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
1、1A…電源システム、50…蓄電池、60…DC-DC変換器、70…AC-DC変換器、80…ダイオード、82…電圧検出部、84…電流検出部、90…セル電圧検出部、92…第1温度検出部、100…制御装置、110…情報管理部、120…制御部、130…記憶部、140…制御情報
Claims (19)
- それぞれが並列に接続された複数の電源ユニットと、
前記複数の電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記複数の電源ユニットのそれぞれは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
前記制御部は、前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御して、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流を制御する、
電源システム。 - 前記制御部は、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池のインピーダンスが近づくように前記所望の電力供給部が出力する電力を制御する、
請求項1に記載の電源システム。 - 前記電源ユニットに含まれる蓄電池の容量が同じまたは近似し、
前記制御部は、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流が近づくように、前記所望の電力供給部が出力する電力を制御する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記電源ユニットに含まれる蓄電池の容量が同じでなくまたは近似せず、
前記制御部は、前記複数の電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池の容量に対する前記蓄電池が出力する電流の比が近づくように、前記所望の電力供給部が出力する電力を制御する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記制御部は、前記蓄電池の電圧が所定値以下になった場合、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記電力供給部を制御して前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池に電力を充電させるための制御を行い、
前記制御において前記蓄電池の容量に対する前記蓄電池に入力される電流の比が近づくように、前記電力供給部を制御する、
請求項4に記載の電源システム。 - 前記制御部は、前記複数の電源ユニットに含まれる蓄電池のそれぞれに対して規定された規定電流値を超える電流値をそれぞれの前記蓄電池が出力しないように前記所望の電力供給部が出力する電力を制御して前記蓄電池が出力する電流を制御する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記一以上の電力供給部は、太陽光発電装置により発電された直流電力を所望の直流電力に変換し、変換した直流電力を出力する第1電力供給部を含む、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記一以上の電力供給部は、交流電力を供給する供給源により供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を出力する第2電力供給部を含む、
請求項7に記載の電源システム。 - 前記制御部は、前記第2電力供給部よりも前記第1電力供給部を優先して前記蓄電池が出力する電流を制御する、
請求項8に記載の電源システム。 - それぞれが並列に接続された前記複数の電源ユニットは3以上の電源ユニットであり、
前記制御部は、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池のインピーダンスが近づくように前記所望の電力供給部が出力する電力を制御する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記制御部は、
一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記複数のセルのそれぞれの劣化度合を診断する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記制御部は、要求される電流を一以上の電力供給部が出力する電流と前記蓄電池が出力する電流とで満たすように、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させる、
請求項11に記載の電源システム。 - 前記複数のセルのうち所定のセルの温度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のセルの温度に基づいて、前記複数のセルのうち前記所定のセルとは異なるセルの温度を推定し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、前記所定のセルの劣化度合を診断し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記推定した温度を用いて、前記異なるセルの劣化度合を診断する、
請求項11に記載の電源システム。 - 前記制御部は、
一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させながら、変化前および変化後の、前記電流と、前記電源ユニットに含まれる複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部により検出された電圧と、前記電源ユニットの前記複数のセルまたは前記複数のセルに設けられた温度検出部により検出された温度とを取得する処理を繰り返し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する、
請求項1または2に記載の電源システム。 - 前記制御部は、要求される電流を一以上の電力供給部が出力する電流と前記蓄電池が出力する電流とで満たすように、一以上の電力供給部を制御して前記蓄電池が出力する電流を変化させる、
請求項14に記載の電源システム。 - 前記複数のセルのうち所定のセルの温度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記所定のセルの温度に基づいて、前記複数のセルのうち前記所定のセルとは異なるセルの温度を推定し、
前記取得する処理により取得された前記電流、前記電圧、および前記温度を用いて、劣化が軽減される前記蓄電池の充電電流または放電電流の大きさを特定し、特定した充電電流または放電電流の大きさに基づいて前記蓄電池の充電または放電を制御する、
請求項14に記載の電源システム。 - それぞれが並列に接続された複数の電源ユニットと、
前記複数の電源ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記複数の電源ユニットのそれぞれは、蓄電池が接続される接続部と、前記接続部に接続される蓄電池に対して並列に接続される一以上の電力供給部を含み、
前記制御部は、前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御して、前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記接続部に接続される前記蓄電池が出力する電流を制御する、
電源システム。 - 複数の電源ユニットの制御方法であって、
前記電源ユニットのそれぞれは並列に接続され、前記電源ユニットのそれぞれは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
コンピュータが、
前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御し、
前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流を制御する、
電源システムの制御方法。 - 複数の電源ユニットを制御するためのプログラムであって、
前記電源ユニットのそれぞれは並列に接続され、前記電源ユニットのそれぞれは、蓄電池と、前記蓄電池に対して並列に接続された一以上の電力供給部とを含み、
コンピュータに、
前記複数の電源ユニットに含まれる前記電力供給部のうち所望の前記電力供給部を制御することで前記所望の電力供給部が出力する電力を制御させ、
前記電源ユニットのそれぞれに含まれる前記蓄電池が出力する電流を制御させる、
プログラム。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2023112691A true JP2023112691A (ja) | 2023-08-14 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2023013110A Pending JP2023112691A (ja) | 2022-02-01 | 2023-01-31 | 電源システム、電源システムの制御方法、およびプログラム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023112691A (ja) |
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2023
- 2023-01-31 JP JP2023013110A patent/JP2023112691A/ja active Pending
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