蓄電系統以及電源系統的製作方法
2023-05-24 19:21:01 1
蓄電系統以及電源系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種蓄電系統，其能夠使多個電池組的全部處於並聯狀態而高效地進行使用。具備將多個電池組（9a1）-（9an）的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的充電開關（9a1b）-（9anb）、放電開關（9a1c）-（9anc）、雙向DC/DC轉換器（9b）和蓄電系統控制器（9c），構成為以如下方式進行預充電，將每一個電池組的額定充電電流設為Iset，將額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref（1）的初始值而開始充電，之後在經過規定時間後監視各電池組的充電電流，將其最大值Ibmax（1）從充電電流指令值Iref（1）中減去，將相減結果Ierr（Iref（1）-Ibmax（1））與額定充電電流值Iset相加，設定新的充電電流指令值Iref（2）而繼續充電。
【專利說明】蓄電系統以及電源系統【技術領域】
[0001]本發明涉及將多個電池組並聯連接的蓄電系統以及具備該蓄電系統的電源系統。【背景技術】
[0002]蓄電裝置的大容量化通過將多個電池組並聯連接而實現。然而，由於並聯連接的各電池組間的電壓差，在並聯連接的瞬間，較大的衝擊(橫流)電流從端子電壓高的電池組流向端子電壓低的電池組。該橫流電流成為導致電池組的過流或過熱等的異常狀態等系統故障的原因。因此，考慮在各電池組上設置充電用開關和放電用開關，通過控制該開關而實現橫流防止。
[0003]這種橫流發生在設置蓄電裝置後的初次啟動時或從蓄電裝置的長期停止或故障中恢復時、更換一部分電池組時等。
[0004]作為用於防止橫流的對策，提出有如下方法，通過檢測各電池組的端子電壓，只使電壓差在規定範圍內的電池組並聯地處於能夠充放電狀態而進行運轉，從而不會產生較大的橫流。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2009-33936號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2012-34529號公報
【發明內容】
[0009](發明要解決的問題)
[0010]在現有的蓄電裝置中的橫流防止方法中，由於在蓄電裝置運行中存在休止的電池組，因此不能夠有效地使用設置於該蓄電裝置中的全部電池組。
[0011]所以，本發明的一個目的在於實現一種蓄電系統，該蓄電系統能夠使設置於蓄電裝置中的全部多個電池組處於能夠充放電狀態而高效地進行使用。具體來說，在不超過電池組的額定充電電流值的情況下，通過一邊階段性地提升充電電流，一邊進行對各電池組充電的預充電(預備充電)，能夠在短時間內實現各電池組的端子電壓的均等化，使全部電池組並聯地處於能夠充放電狀態。
[0012]另外，本發明的另一個目的在於實現一種電源系統，該電源系統通過使用上述蓄電系統能夠進行穩定的電力供給。
[0013](解決技術問題的技術方案)
[0014]本發明的特徵在於，對並聯連接的多個電池組中的全部電池組進行預充電，以使全部電池組的端子電壓的差處於規定範圍內的方式進行充電，之後，使全部電池組能夠充放電。
[0015]另外，蓄電系統具 備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，上述蓄電系統的特徵在於，上述控制單元以如下方式構成，使上述全部電池組處於能夠充電狀態，從上述外部電路接收供電進行預充電，以使全部電池組的電壓的差處於規定的範圍內的方式進行充電，之後，進行使全部電池組對上述外部電路處於能夠充放電狀態的控制。
[0016]由上述預充電中的上述控制單元進行的充電控制，以如下方式進行，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將上述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視各電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從上述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax(I))與上述額定充電電流值Iset相加，設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電。由此在不超過電池組的額定充電電流值的情況下，在短時間內實現各電池組的端子電壓的均等化。
[0017]另外，上述蓄電系統的特徵在於，上述各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，上述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制上述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制該DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關。
[0018]另外，上述蓄電系統的特徵在於，電源系統具備:商用電源電路，連接商用電源和負載；太陽光發電面板；DC/DC轉換器和逆變器的串聯電路，將上述太陽光發電面板的輸出供給至商用電源電路；電源切換電路，將上述逆變器連接於商用電源電路；電源系統控制器，控制這些元件。電源系統的特徵在於，將上述DC/DC轉換器和逆變器的串聯連接部作為外部電路連接於上述蓄電系統。
[0019]另外，電源系統具備:AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯電路，將電力從商用電源供給至信息設備；電源系統控制器，控制上述串聯電路，電源系統的特徵在於，將上述AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯連接部作為外部電路連接於上述蓄電系統。
[0020](發明的效果)
[0021 ] 本發明的蓄電系統構成為，以將端子電壓的差控制在規定範圍內的方式通過預充電對並聯連接的多個電池組的全部進行充電，之後，使全部電池組能夠進行充放電，從而能夠高效地使用全部電池組。
[0022]具體來說，在不超過額定充電電流值的情況下，通過一邊階段性地提升充電電流，一邊進行對各電池組充電的預充電，能夠在短時間內實現各電池組的端子電壓的均等化，使全部電池組並聯地處於能夠充放電狀態。
[0023]另外，本發明的電源系統通過使用上述蓄電系統而能夠進行穩定的電力供給。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是示出適用本發明的太陽光發電系統的實施例的框圖。
[0025]圖2是圖1所示的蓄電系統的框圖。
[0026]圖3是示出在有無由蓄電系統進行的預充電控制的情況下的電池組的狀態的時間圖。
[0027]圖4是示出適用本發明的信息設備電源系統的實施例的框圖。
[0028]符號說明
[0029]I 太陽光發電面板
[0030]2 DC/DC 轉換器[0031]3 逆變器
[0032]4 電源切換電路
[0033]5 商用電源電路
[0034]6 商用電源
[0035]7 交流負載
[0036]8 發電系統控制器
[0037]9 蓄電系統
[0038]9al-9an電池組
[0039]9ala-9ana 蓄電池
[0040]9alb_9anb 充電開關 [0041]9alc_9anc 放電開關
[0042]9ald-9and 電壓以及電流傳感器
[0043]9ale-9ane 電池組控制器
[0044]9b雙向DC/DC轉換器
[0045]9c蓄電系統控制器
[0046]10 AC/DC 轉換器
[0047]11 DC/DC 轉換器
[0048]12信息設備
[0049]13電源系統控制器。
【具體實施方式】
[0050]本發明的蓄電系統具備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，上述各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，上述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制上述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制該DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關。上述控制單元進行如下控制，使上述全部電池組處於能夠充電的狀態並從上述外部電路接收供電而進行預充電，以使全部電池組的端子電壓的差處於規定範圍內的方式進行充電，之後，進行使全部電池組處於對上述外部電路能夠充放電狀態。
[0051]另外，上述控制單元將系統啟動時或電池組的保養/更換時等的上述預充電中的充電控制以如下方式構成，將每一個電池組的額定充電電流值設為Iset，將上述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始進行充電，之後，在經過規定時間後監視各電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從上述充電電流指令值Iref (I)中減去，將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax (I))與上述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續進行充電。由此，在不超過電池組的額定充電電流值的情況下，在短時間內實現各電池組的端子電壓的均等化。
[0052]另外，電源系統具備:商用電源電路，連接商用電源與負載；太陽光發電面板；DC/DC轉換器和逆變器的串聯電路，將上述太陽光發電面板的輸出供給至商用電源電路；電源切換電路，將上述逆變器連接於商用電源電路；電源系統控制器，控制這些元件。上述DC/DC轉換器和逆變器的串聯連接部作為外部電路連接於上述蓄電系統。[0053]或者，在具備將電力從商用電源供給至信息設備的AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯電路以及控制這些元件的電源系統控制器的電源系統中，將上述AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯連接部作為外部電路連接於上述蓄電系統。
[0054]實施例1
[0055]圖1是適用本發明的太陽光發電系統的框圖。
[0056]在該太陽光發電系統中，太陽光發電面板I通過DC/DC轉換器2、逆變器3以及電源切換電路4連接於商用電源電路5。商用電源電路5是連接商用電源6和交流負載7的電路單元。電源切換電路4以如下方式發揮功能，當轉換太陽光發電面板I的產生電力而輸出的交流電力足夠大時，將該電力供給至交流負載7 (消費)以及/或者向商用電源6送電(售電)，當輸出的交流電力小時，將商用電源6的電力供給至交流負載7 (購電)。並且，該太陽光發電系統中的上述功能，通過由以微處理器為中心構成的發電系統控制器8進行的控制處理來實現。
[0057]S卩，發電系統控制器8執行DC/DC轉換器2或逆變器3的狀態監視以及控制、商用電源6的狀態監視、電源切換電路4的控制、以及與後述的蓄電系統的蓄電系統控制器的信息交換通信(通訊連絡)的處理。
[0058]蓄電系統9具備:並聯連接的多個電池組9al、9a2、...9an ;雙向DC/DC轉換器9b，連接於作為對該並聯連接的多個電池組9al-9an進行充放電的外部電路的上述DC/DC轉換器2和逆變器3的串聯連接部(直流電路)；蓄電系統控制器9c，以微處理器為中心構成。
[0059]蓄電系統控制器9c構成為，進行各電池組9al_9an和雙向DC/DC轉換器9b的狀態監視以及充放電控制、以及與發電系統控制器8的通信連絡的處理。
[0060]這樣構成的太陽光發電系統中的蓄電系統9，通過由蓄電系統控制器9c進行的控制，發揮如下功能。即，蓄電系統控制器9c首先通過未圖示的通信線對電池組9al-9an的各狀態進行監視。而後，當蓄電剩餘量或端子電壓不足時或判斷為需要預充電(預備充電)時，與發電系統控制器8進行通訊連絡並進行詢問對電池組9al-9an能否充電的信息交換。當接收該能否充電的詢問的發電系統控制器8，基於DC/DC轉換器2或逆變器3的狀態監視的結果，判斷太陽光發電面板I的產生電力處於對電池組9al-9an能夠充電狀態時，對蓄電系統控制器9c發送充電允許信息。而後，收到該充電允許信息的蓄電系統控制器9c，通過控制雙向轉換器9b和電池組9al-9an，執行將DC/DC轉換器2的輸出作為電源而對電池組9al-9an進行充電(預充電或補充充電)的控制處理。並且，在例如將鋰離子二次電池使用於電池組的構成中，需要定電流-定電壓(Constant Current-Constant Voltage)充電,但是為此的充電控制部(雙向DC/DC轉換器9b的反饋控制部)可以內置於雙向DC/DC轉換器9b偵彳，也可以內置於蓄電系統控制器9c側。在前者的情況下，蓄電系統控制器9c對DC/DC轉換器2進行充電執行的指示。在後者的情況下，對DC/DC轉換器2發送切換操作中所需要的PWM (Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製)信號。
[0061]當發電系統控制器8基於DC/DC轉換器2或逆變器3的狀態監視以及商用電源6的狀態監視，判斷向交流負載7的供電從蓄電系統9進行是優選的時，對蓄電系統9的蓄電系統控制器9c詢問能否供電。當接收該能否供電詢問的蓄電系統控制器9c基於電池組9al-9an的狀態監視，判斷能夠進行由電池組9al_9an的放電進行的供電時，將能夠供電信息發送給發電系統控制器8。接收能夠供電信息的發電系統控制器8轉變到從蓄電系統9受電的控制，將供電指示信息發送給蓄電系統控制器9c。
[0062]如果蓄電系統控制器9c從發電系統控制器8接收供電指示信息時，則對電池組9al-9an和雙向DC/DC轉換器9b進行控制，在使電池組9al_9an處於能夠放電狀態的同時，開始通過雙向DC/DC轉換器9b對逆變器3供給電力的控制。
[0063]發送供電指示信息的蓄電系統控制器8以將從蓄電系統9供給的電力供給至交流負載7的方式，對逆變器2和電源切換電路4進行控制。
[0064]該放電控制也與上述充電控制相同，可以將雙向DC/DC轉換器9b的反饋控制部內置於雙向DC/DC轉換器9b側，也可以內置於蓄電系統控制器9c偵1|。
[0065]根據這樣的太陽光發電系統，當太陽光發電面板I的產生電力降低時，通過將電池組9al-9an的蓄電電能供給至逆變器3並向交流負載7供電，減少來自於商用電源6的售電量，或者，當商用電源6停電並且太陽光發電面板I的產生電力降低時，也能夠進行對交流負載7的正常供電。
[0066]另外，並聯連接的各電池組9al_9an在正常運轉狀態下處於能夠並聯地充放電狀態，但是例如在系統構築的初期階段，各電池組9al_9an的蓄電剩餘量或端子電壓存在差值，當端子電壓的差值較大時，如果使各電池組9al_9an處於能夠並聯地充放電狀態，則會產生較大的橫流。
[0067]為了防止這種較大的橫流的產生，該蓄電系統9以如下方式構成，通過由蓄電系統控制器9c進行的控制，當系統設置後的初次啟動時、或從蓄電系統9的長期停止或故障中恢復時、或更換一部分電池組時，對並聯連接的多個電池組9al_9an中的全部電池組9al-9an進行預充電，以使全部電池組9al_9an的端子電壓的差處於規定的範圍內的方式進行充電，而後使全部電池組9al_9an處於並聯的能夠充放電的狀態。
[0068]圖2是該實施例中的蓄電系統9的框圖。
[0069]多個電池組9al_9an全部為同樣的構成，分別具備:蓄電池9ala_9ana ；串聯連接於上述蓄電池的充電開關9alb_9anb及放電開關9alc_9anc和電壓及電流傳感器9ald_9and ;電池組控制器 9ale_9ane。
[0070]上述各蓄電池9ala_9ana例如由將多個鋰離子二次電池單元串聯或者並聯連接而成的組電池構成。
[0071]上述各充電開關9alb-9anb由控制充電方向能否通電的半導體開關(例如功率MOSFET (金屬氧化物半導體場效電晶體))和反並聯連接於該半導體開關的二極體構成。並且，也可以使用在半導體開關中作為寄生元件形成的體二極體來替代二極體。
[0072]上述各放電開關9alc_9anc由控制放電方向能否通電的半導體開關(例如功率MOSFET (金屬-氧化層-半導體-場效電晶體))和反並聯連接於該半導體開關的二極體構成。並且，也可以使用在半導體開關中作為寄生元件形成的體二極體替代二極體。
[0073]上述各電壓和電流傳感器9ald_9and檢測上述各蓄電池9ala_9ana的各電池單元電壓或端子電壓(總電壓)和充電電流以及放電電流。
[0074]各電池組控制器9ale_9ane以微處理器為中心構成，輸入各電池組9al_9an的各蓄電池9ala_9ana的端子電壓、充電電流和放電電流的檢測值,一邊與蓄電系統控制器9c通訊連絡，一邊對各充電開關9alb_9anb和各放電開關9alc_9anc的能否通電進行控制。
[0075]這樣構成的蓄電系統9中的蓄電系統控制器9c，通過與各電池組控制器9ale-9ane通訊連絡並監視各電池組9al_9an中的各蓄電池9ala_9ana的端子電壓或充放電電流等，掌握各電池組9al-9an的蓄電剩餘量或端子電壓，在對應各電池組9al_9an的蓄電剩餘量或端子電壓而將各電池組9al-9an控制在充電(只有充電開關9alb_9anb通電)或者放電(只有放電開關9alc_9anc通電)或者充放電(使充電開關9alb_9anb和放電開關9alc-9anc 二者通電)的狀態的同時，執行對雙向DC/DC轉換器9b進行控制的處理。
[0076]並且,各充放電開關9alb_9anb、9alc_9anc的能否通電的控制可以構成為通過該電池組控制器9ale_9ane執行，也可以構成為通過該蓄電系統控制器控制。或者，也可以構成為能夠通過該電池組控制器9ale_9ane和該蓄電系統控制器9c 二者進行控制。
[0077]該蓄電系統9在運轉初期執行的用於預充電的充電，為了在不超過電池組9al-9an的額定充電電流值的情況下，通過一邊階段性地提升充電電流，一邊對各電池組9al-9an進行充電，而在短時間內實現各電池組9al_9an的蓄電剩餘量或端子電壓的均等化，蓄電系統控制器9c將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將使用雙向DC/DC轉換器9b構成的充電單元的充電電流指令值Iref (I)作為初始值設定為額定充電電流值Iset而開始充電，之後，經過規定時間後對各電池組9al_9an的充電電流進行監視並將其最大值Ibmax (I)從上述充電電流指令值Iref (I)中減去，將相減結果Ierr (Iref
(1)-1bmax(I))與額定充電電流值Iset相加設定新的充電電流指令值Iref (2)而進行充電，在此之後，在經過規定時間後對各電池組9al-9an的充電電流進行監視並將其最大值Ibmax (2)從上述充電電流指令值Iref (2)中減去,將相減結果Ierr (Iref (2)_Ibmax
(2))與額定充電電流值Iset相加設定新的充電電流指令值Iref(3)而進行充電，使得繼續階段性地提升充電電流指令值Iref。
[0078]這樣的充電電流值Iref的提升，如下所示，在檢測的各電池組9al_9an的充電電流的最大值Ibmax不超過額定充電電流值Iset的範圍內進行η次。
[0079]Iref (I) = Iset
[0080]Iref (2) = Iset + Iref (I) -1bmax (I)
[0081]Iref (3) = Iset + Iref (2) -1bmax (2)
[0082]......[0083]Iref (n) = Iset + Iref (n_l)-1bmax (η_1)
[0084]該用於預充電的充電，基於蓄電系統控制器9c從各電池組9al_9an的電池組控制器9ale_9ane取得的各蓄電池9ala_9ana的端子電壓或充電電流,計算各電池組9al_9an的蓄電剩餘量或端子電壓的差值，當計算結果達到規定的範圍內時終止。
[0085]也可以構成為，如果上述計算結果在達到規定範圍內之前，充電電流最大值Ibmax處在規定的充電終止電流值以下，在這種情況下終止上述預充電。這裡的充電終止電流值是指用於判斷電池充滿電的電流閾值。具體來說，如果構成為實施作為鋰離子電池的一般的充電方法的定電流-定電壓充電，則在轉變到定電壓充電後充電電流減小，但是當處於某一充電電流值以下時，判斷為充滿電而完全停止充電動作。此時的電流值為充電終止電流值。
[0086]並且，如果預充電終止，則該蓄電系統9成為使各電池組9al_9an處於並聯狀態的能夠充放電狀態。
[0087]另外，在如上所述的將雙向DC/DC轉換器9b的反饋控制部內置於DC/DC轉換器9b側的情況下，從蓄電系統控制器9c對上述反饋控制部發送上述充電電流指令值Iref。接收該值的反饋控制部通過進行將現在的充電電流指令值改寫為新接收的指令值的處理，能夠實現上述的預充電動作。
[0088]圖3是例示了在有無預充電控制的電池組的狀態的時間圖。該時間圖以電池組9al、9a2為對象，例示了電池組9al的端子電壓比電池組9a2的端子電壓(組電壓)高的情況。
[0089]在這種狀態下，在沒有預充電控制的情況下，如果使兩電池組9al、9a2的充電開關(充電SW)9alb、9a2b和放電開關(放電SW)9alc、9a2c都處於通電狀態(0N)，則在電池組9al中會產生較大的放電電流(橫流)(組電流)i9al。該放電電流i9al的值在兩電池組組9al、9a2的電壓差較大時,超過規定值成為過流。
[0090]然而，如該實施例，在進行預充電控制的情況下，當兩電池組9al、9a2的端子電壓(組電壓)存在規定值以上的差值時，在使兩電池組9al、9a2的充電開關(充電SW)9alb、9a2b和放電開關(放電SW)9alc、9a2c都處於通電狀態(ON)之前，首先，只使兩電池組9al、9a2的充電開關(充電SW)9alb、9a2b處於通電狀態(ON)而進行預充電，以使兩電池組9al、9a2的端子電壓(組電壓)的差處於規定值以內的方式進行預充電。並且，在此之後，由於使兩電池組9al、9a2的放電開關(放電SW) 9alc、9a2c都處於通電狀態(0N)，兩電池組組9al、9a2間的電壓差變小，從而會將電池組9al中產生的放電電流(橫流)(組電流)i9al的值抑制在規定值以下。
[0091]另外，蓄電系統控制器9c由於與各電池組9al_9an的電池組控制器9ale_9ane通訊連絡，因此如果在運轉中為了保養等更換某一個電池組，則能夠取得該更換信息。從而，當取得電池組的更換信息時，蓄電系統控制器9c對新設置的電池組禁止充電開關和放電開關的通電，取得其他的蓄電組的端子電壓和新設置的電池組的端子電壓的信息並計算電壓差。當該計算結果(電壓差)處於規定的範圍內時，使新設置的電池組的充電開關和放電開關通電，而使新設置的電池組也處於能夠充放電狀態。但是，當計算結果處於規定的範圍外，並且系統處於能夠進行預充電的狀態時，執行如上述的預充電，當各電池組9al_9an的端子電壓的差達到規定的範圍內時，使全部電池組的充電開關9alb_9anb和放電開關9alc-9anc通電，包括新設置的電池組在內處於能夠充放電的狀態。
[0092]另外，上述蓄電系統9也可以以並用來自商用電源6的電力進行充電的方式進行變形。該變形能夠以如下方式構成實現，與逆變器3並聯地將AC/DC轉換器連接，當轉換太陽光發電面板I的產生電力的DC/DC轉換器2的輸出電壓較小時，當對電池組9al-9an進行充電時，將商用電源6的電力通過AC/DC轉換器向蓄電系統9的雙向DC/DC轉換器9b供電而對電池組9al-9an進行充電。另外，即使不並聯地設置AC/DC轉換器，通過將逆變器3構成為能夠雙向地進行電力轉換，能夠實現上述同樣的充電。
[0093]實施例2
[0094]圖4是適用本發明的信息設備電源系統的框圖。
[0095]該信息設備電源系統構成為將商用電源6的電力通過AC/DC轉換器10和DC/DC轉換器11供給至信息設備12，電源系統控制器13負責該信息設備電源系統中的電源供給控制。
[0096]另外，蓄電系統9將雙向DC/DC控制器9b連接於上述信息設備電源系統中的AC/DC轉換器10和DC/DC轉換器11之間的串聯連接部(直流電路)。
[0097]該蓄電系統9與上述太陽光發電系統中的蓄電系統9同樣地構成，蓄電系統控制器9c 一邊與電源系統控制器13通訊連絡，一邊控制電池組9a和雙向DC/DC轉換器％。
[0098]這樣構成的信息設備電源系統通常通過由電源系統控制器13進行的控制使AC/DC轉換器10和DC/DC轉換器11發揮功能，而向信息設備12供給直流電力。
[0099]蓄電系統9通過由蓄電系統控制器9c進行的控制監視電池組9a的狀態，當蓄電剩餘量或端子電壓不足時或者判斷為需要進行預充電時，與電源系統控制器13通訊連絡，而進行詢問能否對電池組9a充電的信息交換。當接收該能否充電的詢問的電源系統控制器13基於AC/DC轉換器10以及DC/DC轉換器11的狀態監視的結果，判斷為處於能夠對電池組9a進行充電的狀態時，對蓄電系統控制器9c發送充電許可信息。並且，接收該充電許可信息的蓄電系統控制器9c通過控制雙向轉換器9b和電池組9a,將AC/DC轉換器10的輸出作為電源，與上述實施例同樣地執行對電池組9a進行充電(預充電或補充充電)的控制處理。
[0100]另外，當電源系統控制器13基於AC/DC轉換器10的狀態監視以及商用電源6的狀態監視，判斷為向信息設備12的供電從蓄電系統9進行是優選的時，對蓄電系統9的蓄電系統控制器9c進行詢問能否供電的通訊連絡。當接收該能否供電的詢問的蓄電系統控制器9c基於電池組9a的狀態監視，判斷為能夠進行由電池組9a的放電進行的供電時，將能夠供電信息發送到電源系統控制器13。接收能夠供電信息的電源系統控制器13轉變到從蓄電系統9受電的控制，向蓄電系統控制器9c發送供電指示信息。
[0101]如果蓄電系統控制器9c從電源系統控制器13接收供電指示信息，則對電池組9a和雙向DC/DC轉換器9b進行控制，在使電池組9a處於能夠放電狀態的同時，通過雙向DC/DC轉換器9b開始對DC/DC轉換器11的電力供給。
[0102]發送供電指示信息的電源系統控制器13以將從蓄電系統9供給的電力供給至信息設備12的方式對AC/DC轉換器10和DC/DC轉換器11進行控制。
[0103]根據這樣的信息設備電源系統，由於能夠使用電池組9a的蓄電對信息設備12進行供電，因此即使商用電源6停電，也能夠進行對信息設備12的供電。
[0104]並且，蓄電系統9在不超過電池組9a的額定充電電流值的情況下，通過一邊階段性地提升充電電流，一邊對電池組9a充電，能夠在短時間內實現並聯連接的電池組的蓄電剩餘量或端子電壓的均等化。
【權利要求】
1.一種蓄電系統，具備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，所述蓄電系統的特徵在於， 所述控制單元以如下方式構成，使所述全部電池組處於能夠充電狀態，從所述外部電路接收供電進行預充電，以使全部電池組的電壓的差處於規定的範圍內的方式進行充電，之後，進行使全部電池組對所述外部電路處於能夠充放電狀態的控制。
2.根據權利要求1所述的蓄電系統，其特徵在於，所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去，將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電。
3.根據權利要求1所述的蓄電系統，其特徵在於， 所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax( I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加，設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關。
4.根 據權利要求1所述的蓄電系統，其特徵在於， 所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax( I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加，設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關， 所述電池組具備將多個鋰離子二次電池單元串聯或者並聯連接而形成的組電池。
5.一種蓄電系統，具備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，所述蓄電系統的特徵在於， 所述控制單元以如下方式構成，在使所述全部電池組處於能夠充電狀態並從所述外部電路接收供電進行預充電之後，進行使全部電池組對所述外部電路處於能夠充放電狀態的控制， 所述預充電以如下方式構成，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去，將相減結果Ierr (Iref (I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加，設定為新的充電電流指令值Iref(2)，進行繼續充電的定電流充電，之後，進行定電壓充電，當充電電流處於充電終止電流值以下時，終止預充電。
6.一種電源系統，具備:商用電源電路，連接商用電源和負載；太陽光發電面板；DC/DC轉換器和逆變器的串聯電路，將所述太陽光發電面板的輸出供給至商用電源電路；電源切換電路，將所述逆變器連接於商用電源電路；電源系統控制器，控制這些元件；所述電源系統的特徵在於， 將串聯連接所述DC/DC轉換器和逆變器的連接部作為外部電路連接於蓄電系統，該蓄電系統具備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，所述控制單元以如下方式構成，使所述全部電池組處於能夠充電狀態，從所述外部電路接收供電進行預充電，以使全部電池組的電壓的差處於規定的範圍內的方式進行充電，之後，進行使全部電池組對所述外部電路處於能夠充放電狀態的控制。
7.根據權利要求6所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電。
8.根據權利要求6所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述蓄電系統中的各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關。
9.根據權利要求6所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述蓄電系統中的各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關， 所述電池組具備將多個鋰離子二次電池單元串聯或者並聯連接而形成的組電池。
10.一種電源系統，具備:商用電源電路，連接商用電源和負載；太陽光發電面板；DC/DC轉換器和逆變器的串聯電路，將所述太陽光發電面板的輸出供給至商用電源電路；電源切換電路，將所述逆變器連接於商用電源電路；電源系統控制器，控制這些元件；所述電源系統的特徵在於， 將串聯連接所述DC/DC轉換器和逆變器的連接部作為外部電路連接於權利要求5所述的蓄電系統。
11.一種電源系統，具備:AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯電路，將電力從商用電源供給至信息設備；電源系統控制器，控制這些元件；所述電源系統的特徵在於， 將串聯連接所述AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的連接部作為外部電路連接於蓄電系統，該蓄電系統具備將並聯連接的多個電池組的全部電池組連接於外部電路而並聯地進行充放電控制的控制單元，所述控制單元以如下方式構成，使所述全部電池組處於能夠充電狀態，從所述外部電路接收供電進行預充電，以使全部電池組的電壓的差處於規定的範圍內的方式進行充電，之後，進行使全部電池組對所述外部電路處於能夠充放電狀態的控制。
12.根據權利要求11所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述 額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電。
13.根據權利要求11所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的所述控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述蓄電系統中的各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關。
14.根據權利要求11所述的電源系統，其特徵在於， 所述蓄電系統中的控制單元構成為以如下方式進行所述預充電的控制，將每一個電池組的額定充電電流值設定為Iset，將所述額定充電電流值Iset設定為充電電流指令值Iref (I)的初始值而開始充電，之後，在經過規定時間後監視全部電池組的充電電流，將其最大值Ibmax (I)從所述充電電流指令值Iref (I)中減去,將相減結果Ierr (Iref(I)-1bmax (I))與所述額定充電電流值Iset相加,設定為新的充電電流指令值Iref (2)而繼續充電， 所述蓄電系統中的各電池組具備蓄電池和與該蓄電池串聯連接的充電開關以及放電開關，所述控制單元具備:雙向DC/DC轉換器，控制所述電池組的充放電；蓄電系統控制器，控制所述DC/DC轉換器和充電開關以及放電開關， 所述電池組具備將多個鋰離子二次電池單元串聯或者並聯連接而形成的組電池。
15.一種電源系統，具備:AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的串聯電路，將電力從商用電源供給至信息設備；電源系統控制器，控制這些元件；所述電源系統的特徵在於， 將串聯連接所述AC/DC轉換器和DC/DC轉換器的連接部作為外部電路連接於權利要求5所述的蓄電系統。`
【文檔編號】H02J7/00GK103795104SQ201310522084
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】高橋史一, 高橋芳秀, 勝山裕介, 谷口輝三彰, 內田安起宣, 濱荻昌弘, 永渕謹 申請人:株式會社日立信息通信工程