JP2015033231A - Storage battery device and potential divider - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、蓄電池装置と蓄電池装置に用いられる分圧器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a storage battery device and a voltage divider used in the storage battery device.
近年、分散電源として蓄電池装置を備えたマンションや一戸建て等の住宅が増加している。蓄電池装置は、複数の蓄電池パックが直列、並列に接続された構成となっている。この蓄電池パックの直列回路が電力変換回路を介して、宅内の低圧の交流配線に接続され、宅内交流配線に対する充放電を行う。 In recent years, the number of condominiums and detached houses including a storage battery device as a distributed power source is increasing. The storage battery device has a configuration in which a plurality of storage battery packs are connected in series and in parallel. The series circuit of the storage battery pack is connected to the low-voltage AC wiring in the house via the power conversion circuit, and charge / discharge is performed on the AC wiring in the house.
各蓄電池パックには電圧計測手段が設けられており、蓄電池パックの計測電圧に基づいて充放電の制御が行われる。すなわち、充電時には、いずれかの蓄電池パックにおいて、満充電を示す電圧が検出されると、充電動作を終了する。これは、過充電による液漏れ等の問題を防止するためである。同様に、放電時には、いずれかの蓄電池パックにおいて、放電完了を示す電圧が検出されると、放電動作を終了する。 Each storage battery pack is provided with voltage measuring means, and charge / discharge control is performed based on the measured voltage of the storage battery pack. That is, at the time of charging, if a voltage indicating full charge is detected in any of the storage battery packs, the charging operation is terminated. This is to prevent problems such as liquid leakage due to overcharging. Similarly, at the time of discharging, if any storage battery pack detects a voltage indicating completion of discharging, the discharging operation is terminated.
蓄電池パックは直列に接続されているため、直列回路を通過する電流は常に等しく、充放電動作において、各蓄電池パックの残存放電容量は、ほぼ同量で増加及び減少をすることになる。したがって、図7に示すように、複数の蓄電池パックの残存放電容量が均等である場合は、すべての蓄電池パックを、残存放電容量が100%になるまで充電することができる。また、放電時においても、すべての蓄電池パックを残存放電容量が0%になるまで放電することができ、蓄電池パックの合計容量分の電力量を充放電することができる。 Since the storage battery packs are connected in series, the currents passing through the series circuit are always equal, and in the charge / discharge operation, the remaining discharge capacity of each storage battery pack increases and decreases by substantially the same amount. Therefore, as shown in FIG. 7, when the remaining discharge capacities of the plurality of storage battery packs are equal, all the storage battery packs can be charged until the remaining discharge capacity reaches 100%. Further, even during discharging, all the storage battery packs can be discharged until the remaining discharge capacity becomes 0%, and the amount of power corresponding to the total capacity of the storage battery pack can be charged and discharged.
しかしながら、例えば、1つの蓄電池パックに不具合が生じた場合、それを新しい蓄電池パックに交換することとなる。その際、既存の蓄電池パックと交換した蓄電池パックの残存放電容量にバラつきが生じることがある。バラつきが生じた状態で充放電動作を行うと、複数の蓄電池パックを合計した電力量を充放電できない問題が生じる。 However, for example, when a failure occurs in one storage battery pack, it is replaced with a new storage battery pack. At that time, the remaining discharge capacity of the storage battery pack replaced with the existing storage battery pack may vary. When the charge / discharge operation is performed in a state where the variation has occurred, there arises a problem that it is not possible to charge / discharge the total amount of power of the plurality of storage battery packs.
一例として、図8に、既存の蓄電池パック11,12,14の残存放電容量が0%で、交換した蓄電池パック13の残存放電容量が50%である場合を示している。ここで充電動作を開始すると、蓄電池パック13が他の電池より先に100%まで充電されてしまう。この時点で充電動作が終了するため、蓄電池パック11,12,14は50%までしか充電されない。この場合は、蓄電池装置は次に放電を行う際、蓄電池パック11〜14の合計電力量分の放電ができなくなってしまう。
As an example, FIG. 8 shows a case where the remaining discharge capacity of the existing
また、別の例として、図9に、既存の蓄電池パック11,12,14の残存放電容量が100%で、交換した蓄電池パック13の残存放電容量が50%である場合を示している。ここで放電動作を開始すると、交換した蓄電池パック13が既存の蓄電池パック11,12,14より先に0%まで放電されてしまう。この時点で放電動作が終了するため、既存の蓄電池パック11,12,14に残存しているそれぞれ50%の残存放電容量は放電されない。
As another example, FIG. 9 shows a case where the remaining discharge capacity of the existing
以上の2つの例からわかるように、蓄電池パックの残存放電容量が均等でないと、蓄電池装置は本来の蓄電池パック4台分の電力量を充放電できないことになってしまう。 As can be seen from the above two examples, if the remaining discharge capacities of the storage battery packs are not uniform, the storage battery device will not be able to charge / discharge the power amount of the original four storage battery packs.
このような問題を防ぐために、既存の蓄電池パックの残存放電容量と同じとなるように、交換用の蓄電池パックの残存放電容量を工場出荷時に調整することが考えられる。しかしながら、工場出荷から交換までに、交換用蓄電池パックの充電量が減少してしまうこともある。また、定期の保守点検において蓄電池パックの交換が必要となった場合には、事前に既存の蓄電池パックの残存放電容量を把握しておくことは容易ではない。 In order to prevent such a problem, it is conceivable to adjust the remaining discharge capacity of the replacement storage battery pack at the time of shipment from the factory so that it becomes the same as the remaining discharge capacity of the existing storage battery pack. However, the charge amount of the replacement storage battery pack may decrease from the factory shipment to the replacement. In addition, when it is necessary to replace the storage battery pack in regular maintenance and inspection, it is not easy to grasp the remaining discharge capacity of the existing storage battery pack in advance.
他にも、交換作業の際に外部電源を用意して全ての蓄電池パックの残存放電容量を均等にすることも考えられる。しかしながら、現地でそのような精密な調整を行うことは、保守作業時間を長引かせてしまう可能性もある。 In addition, it is possible to prepare an external power source at the time of replacement work to equalize the remaining discharge capacities of all the storage battery packs. However, such precise adjustment at the site can prolong maintenance work time.
本実施形態は、上述のような問題を鑑みてなされたものであり、複数の蓄電池パックの残存放電容量を容易に均等にすることで、交換や保守作業を簡便に行うことができ、また蓄電池パックの電力量分の充放電を行うことができる信頼性の高い蓄電池装置と、蓄電池装置に用いる分圧器を提供することを目的とする。 The present embodiment has been made in view of the above-described problems. By easily equalizing the remaining discharge capacities of a plurality of storage battery packs, replacement and maintenance work can be easily performed. An object of the present invention is to provide a highly reliable storage battery device capable of charging and discharging the amount of power of the pack and a voltage divider used for the storage battery device.
上記の目的を達成するために、本実施形態の蓄電池装置は、直列に接続された複数の蓄電池モジュールを有し、外部回路に対して充放電を行う蓄電池ユニットと、前記複数の蓄電池モジュールのそれぞれに並列に接続される複数の抵抗器を有し、外部回路から各蓄電池モジュールに印加される電圧を分圧する分圧器と、前記複数の蓄電池モジュールと前記複数の抵抗器とを切り離し可能に接続する接続手段と、を備える。 In order to achieve the above object, the storage battery device of the present embodiment includes a plurality of storage battery modules connected in series, and each of the storage battery modules that charge and discharge an external circuit and each of the plurality of storage battery modules. A plurality of resistors connected in parallel to each other, and a voltage divider for dividing a voltage applied to each storage battery module from an external circuit, and the plurality of storage battery modules and the plurality of resistors are detachably connected. Connecting means.
また、本実施形態の分圧器は、直列に接続された複数の蓄電池モジュールを有し外部回路に対して充放電を行う蓄電池ユニットに接続され、外部回路から各蓄電池モジュールに印加される電圧を分圧する分圧器であって、前記複数の蓄電池モジュールのそれぞれに並列に接続される複数の抵抗器と、両端に位置する抵抗器及び各抵抗器間の接続点に接続する複数の導線と、各導線の先端に設けられ、前記複数の蓄電池モジュールに切り離し可能に接続されるコネクタと、を備える。 Further, the voltage divider of the present embodiment is connected to a storage battery unit that has a plurality of storage battery modules connected in series and charges / discharges an external circuit, and divides the voltage applied to each storage battery module from the external circuit. A plurality of resistors connected in parallel to each of the plurality of storage battery modules, a resistor located at both ends, and a plurality of conductors connected to a connection point between the resistors, and each conductor And a connector that is detachably connected to the plurality of storage battery modules.
以下、本発明に係る蓄電池装置及び分圧器の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
(構成)
第1の実施形態の蓄電池装置と、蓄電池装置に用いられる分圧器の構成について、図1〜図3を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of a storage battery device and a voltage divider according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
The configuration of the storage battery device of the first embodiment and the voltage divider used in the storage battery device will be described with reference to FIGS.
蓄電池装置は、外部回路である宅内交流配線(不図示)に接続し、宅内交流配線に対して充放電を行う蓄電池ユニット1を有する。また、この蓄電池ユニット1に接続され、宅内交流配線から蓄電池ユニット1へ印加される電圧を分圧する分圧器2を有している。蓄電池ユニット1と分圧器2とは、接続手段3によって、切り離し可能に接続されている。
The storage battery device includes a
図2は、分圧器2との接続が切り離された状態の蓄電池ユニット1を示している。蓄電池ユニット1は、直列に接続された複数の蓄電池パック11,12,13,14と、蓄電池パック11〜14の充放電電力の変換を行う電力変換回路15を備えている。蓄電池パック11〜14と電力変換回路は筐体(不図示)に収納され、宅内に設置されている。筐体には開閉部が設けられており、この開閉部を開いて蓄電池パック11〜14の交換や電力変換回路の点検を行う。
FIG. 2 shows the
本実施形態では、蓄電池ユニット1が4つの蓄電池パック11〜14を備えている例を説明する。蓄電池パック11〜14はそれぞれ、互いに直列又は並列に接続された複数の蓄電池セルを内蔵している。これらの蓄電池パック11〜14は、蓄電池モジュールとして、一定の定格電圧及び定格電流を出力可能な単位となる。
In this embodiment, an example in which the
図3に示すように、蓄電池パック11〜14の隣接するもの同士は、端子台31,32,33,34,35によって相互に接続されている。すなわち、蓄電池パック11と12は端子台32によって、蓄電池パック12と13は端子台33によって、蓄電池パック13と14は端子台34によって、それぞれ相互に接続されている。具体的には、各蓄電池パック11〜14の両端に導線であるケーブル4が取り付けられ、各ケーブル4の先端にコネクタである丸型圧着端子5が取り付けられている。この丸型圧着端子5を端子台31〜35の端子部36に取り付ける。これによって、4つの蓄電池パック11〜14による直列回路が形成される。
As shown in FIG. 3, adjacent
なお、両端に位置する蓄電池パック11,14と電流変換回路15との間も、それぞれ端子台31,35を介して接続されている。
In addition, between the
端子台31〜35は、基台上にネジ孔とネジ部材とからなる複数の端子部36が設けられた構成となっている。基台内部には、各端子部が他の端子部と導通するように、導体が配置されている。蓄電池パック11〜14の丸型圧着端子5の丸孔にネジを通し、ネジをネジ孔に螺合させることによって、丸型圧着端子5は、端子台31〜35に固定される。
The terminal blocks 31 to 35 have a configuration in which a plurality of
各端子台には、隣接する蓄電池パックの丸型圧着端子5を1つずつ取り付ける必要があるため、このネジ孔とネジ部材とからなる端子部36は、少なくとも2以上設けられていると良い。本実施形態では、6つの端子部36を有する端子台を用いており、4つは空き端子となっている。
Since it is necessary to attach the round crimping terminals 5 of the adjacent storage battery packs one by one to each terminal block, it is preferable that at least two or more
また、端子台31〜35の基台の周縁には、別の端子部として、導体で構成された導片37が取り付けられている。導片37は少なくとも一部が基台から上方に突出しており、後述する分圧器2のコネクタが接続可能となっている。
Moreover, the
図示していないが、各蓄電池パック11〜14には、電圧計測回路が並列に接続されている。各蓄電池パック11〜14の両端の電圧を計測することによって、蓄電池パック11〜14の残存放電容量を判断することが可能である。 Although not shown, a voltage measuring circuit is connected in parallel to each of the storage battery packs 11-14. By measuring the voltage at both ends of each storage battery pack 11-14, it is possible to determine the remaining discharge capacity of storage battery packs 11-14.
図2に示すように、蓄電池パック11〜14の直列回路と電流変換回路15は、直流開閉器16,17を介して接続されている。直流開閉器16,17の開閉により、蓄電池パック11〜14の直列回路と電流変換回路15の接続及び遮断を切り換える。電流変換回路15は、また、交流開閉器6,7および交流端子8を介して宅内の交流配線に接続する。電流変換回路15は、DC/DCコンバーター回路18、インバーター回路19及びACフィルター回路20を有する。
As shown in FIG. 2, the series circuit of the storage battery packs 11 to 14 and the
DC/DCコンバーター回路18は、蓄電池パック11〜14から放電される直流電力の電圧を変換して、インバーター回路19に出力する。さらに、宅内交流配線から供給され、インバーター回路19を介して交流から直流に変換された電力の電圧を変換して、蓄電池パック11〜14の直列回路に出力する。
The DC /
具体的には、放電時において、蓄電池の直列回路から出力された電荷がDC/DCコンバーター回路18のコンデンサに蓄えられる。DC/DCコンバーター回路18、トランジスタースイッチング素子を用いてリアクトルに断続的に電流を供給することによって、リアクトルの両端に高い電圧を発生させる。これをさらに別のコンデンサに充電して、入力の直流電圧よりも高い直流電圧に変換して、インバーター回路19に出力する。充電時には、放電時とは逆方向に電流が流れるように動作して直流電圧の変換を行う。
Specifically, the electric charge output from the series circuit of the storage battery is stored in the capacitor of the DC /
インバーター回路19は、トランジスタースイッチング素子が導通するタイミングを制御することによって、DC/DCコンバーター回路18から出力された直流電力を交流電力に変換し、ACフィルター回路20を介して宅内の交流配線に出力する。また、充電時には、ACフィルター回路20から入力された交流電力を直流電力に変換して、DC/DCコンバーター回路18に出力する。
The
ACフィルター回路20は、インバーター回路19に接続し、放電時においてインバーター回路19で直流から交流に変換した電流の高調波歪みを除去して交流電流波形を作り、交流配線に出力する。
The
図3に示すように、分圧器2は、蓄電池パック11,12,13,14と同数の4つの抵抗器21,22,23,24を有している。4つの抵抗器21〜24は直列に接続され、筐体25の内部に収容されている。
As shown in FIG. 3, the voltage divider 2 has the same number of four
隣接する抵抗器の接続点にはケーブル26が接続されている。両端に位置する抵抗器21,24にもケーブル26が接続されている。各ケーブル26先端には、コネクタであるわに口クリップ28が取り付けられている。わに口クリップ28は挟持部と把持部を有し、挟持部を持って挟持部を開閉することにより物を挟み込むことができる。筐体25の、両端部分と、隣接する抵抗器の接続点に近接する部分にはそれぞれ導出孔27が形成されている。各ケーブル26は、近接する導出孔27を通って、筐体25内部から外部へ導出されている。
A
図3に示すように、各ケーブル26のわに口クリップ28で、上述した各端子台31,32,33,34,35の導片37の突出した部分を挟持することによって、各抵抗器21,22,23,24は、各蓄電池パック11,12,13,14に並列に接続される。これによって、図1に示すように、分圧器2と蓄電池ユニット1とが接続した状態となる。すなわち、端子台31〜35は、蓄電池パック11〜14を直列に接続し、蓄電池パック11〜14と電流変換回路15を接続する手段であると同時に、蓄電池パック11〜14と抵抗器21〜24とを切り離し可能に接続する接続手段3でもある。蓄電池ユニット1に接続された分圧器2は、蓄電池装置における分圧回路となり、蓄電池パック11〜14に印加される電圧は各抵抗器21〜24によって均等に分圧される。
As shown in FIG. 3, each of the
抵抗器21〜24には、それぞれの両端の電圧が所定値以上印加されると点灯するLED表示灯(不図示)が並列に接続されている。所定値を、蓄電池パック11〜14が満充電となる電圧に設定することによって、LED表示灯は、分圧器2が蓄電池ユニット1に接続されている状況において、各蓄電池パック11〜14の充電完了をユーザに報知する手段となる。
Connected in parallel to the
蓄電池装置には、不図示の制御部が設けられている。制御部は、電圧計測手段の計測値に基づいて、蓄電池パック11〜14と電力変換回路との間に設けられた直流開閉器16,17と、電力変換回路と宅内交流配線の間に設けられた交流開閉器6,7の開閉を制御し、蓄電池の充放電動作を制御する。作用の説明において後述するが、本実施形態では、分圧器2を切り離した状態と接続した状態とでは、制御部の充放電動作の制御を変更するように設定されている。 The storage battery device is provided with a control unit (not shown). Based on the measured value of the voltage measuring means, the control unit is provided between the DC switches 16 and 17 provided between the storage battery packs 11 to 14 and the power conversion circuit, and between the power conversion circuit and the home AC wiring. The AC switches 6 and 7 are controlled to open and close, and the charge / discharge operation of the storage battery is controlled. As will be described later in the description of the operation, in the present embodiment, the control of the charge / discharge operation of the control unit is changed between the disconnected state and the connected state.
(作用)
本実施形態の蓄電池装置の作用について、まず、通常運転時の充放電動作を説明する。通常運転時には、図2に示すように、分圧器2は蓄電池ユニット1から切り離されている。充電動作時において、宅内交流配線から供給された交流電力は、インバーター回路19において直流電力に変換され、DC/DCコンバーター回路18において電圧変換され、各蓄電池パック11〜14に充電される。このとき、分圧器2は接続されていないため、充電電圧は分圧されることなく全て蓄電池パック11〜14に印加される。制御部は、電圧計測手段で計測された各蓄電池パック11〜14の計測電圧を参照する。いずれかの蓄電池パックの計測電圧が満充電電圧値になると、制御部は、直流開閉器16,17と交流開閉器6,7を開にして、充電動作を終了する制御を行う。これによって、過充電による液漏れ等の障害が防止される。
(Function)
Regarding the operation of the storage battery device of the present embodiment, first, the charge / discharge operation during normal operation will be described. During normal operation, the voltage divider 2 is disconnected from the
一方、放電動作時において、蓄電池パック11〜14に充電された直流電力は、DC/DCコンバーター回路18において電圧値変換され、インバーター回路19において交流電力に変換され、さらにACフィルター回路20で正弦波状の交流波形に整形されて宅内の交流配線に出力される。制御部は、いずれかの蓄電池パックの計測電圧が放電終了電圧値になると、直流開閉器16,17及び交流開閉器6,7を開にして、放電動作を終了する制御を行う。
On the other hand, during the discharge operation, the DC power charged in the storage battery packs 11 to 14 is converted into a voltage value in the DC /
次に、保守運転時の充電動作について説明する。保守運転は、ここでは、蓄電池パック11〜14の残存放電容量にバラつきが生じたときに、残存放電容量を均等化するために、分圧器2を蓄電池ユニット1に接続して運転を行うことを意味する。例えば、作業員が蓄電池装置の保守点検を行って蓄電池パック13の不具合を発見し、これを新品のものに交換すると、図4に示すように、新品の蓄電池パック13の残存放電容量と既存の蓄電池パック11,12,14の残存放電容量にバラつきが生じることがある。
Next, the charging operation during the maintenance operation will be described. In the maintenance operation, here, when the remaining discharge capacities of the storage battery packs 11 to 14 vary, the operation is performed by connecting the voltage divider 2 to the
このような場合には、作業員は蓄電池パック13の交換後に、図3に示すように、分圧器2のわに口クリップ28で端子台31〜35の導片37をそれぞれ挟み、分圧器2の各抵抗器21〜24を各蓄電池パック11〜14に並列に接続させ、充電動作を開始させる。
In such a case, after replacement of the
宅内交流配線から供給された交流電力は、インバーター回路19において直流電力に変換されて、蓄電池パック11〜14に充電される。ここで、蓄電池パック11〜14に印加される電圧は、並列に接続された抵抗器21〜24によって均等に分圧される。
The AC power supplied from the home AC wiring is converted to DC power in the
制御部は、通常運転時とは異なり、保守運転時には、全ての蓄電池パック11〜14から満充電電圧が検出された場合に充電動作を終了するように制御を行う。すなわち、図4の例では、交換時において残存放電容量が50%である蓄電池パック13が、残存放電容量が25%の既存の蓄電池パック11,12,14よりも先に満充電になるが、充電動作は終了されない。残りの蓄電池パック11,12,14が満充電になるまで充電動作は継続される。
Unlike the normal operation, the control unit performs control so as to end the charging operation when the full charge voltage is detected from all the storage battery packs 11 to 14 during the maintenance operation. That is, in the example of FIG. 4, the
ここで、蓄電池パック13に並列に接続された抵抗器22によって、蓄電池パック13に印加される電圧は分圧される。また、満充電となった蓄電池パック13の内部抵抗よりも、まだ満充電となっていない蓄電池パック11,12,14の内部抵抗の方が低いため、蓄電池パック11,12,14により多くの電流が流れることになる。したがって、蓄電池パック13への過充電による液漏れ等の問題は低減される。
Here, the voltage applied to the
制御部は、蓄電池パック11〜14における計測電圧値が、全て満充電電圧値となったところで、直流開閉器16,17及び交流開閉器6,7を開にして、充電動作を終了する制御を行う。各抵抗器21〜24に接続されているLED表示灯は、満充電電圧を検知すると点灯するため、保守作業を行っている作業員は、充電動作の終了を知ることができる。作業員は、わに口クリップ28を端子台31〜35から取り外して作業を完了する。分圧器2が取り外されると、制御部は通常運転時の充放電制御に切り換える。
When all the measured voltage values in the storage battery packs 11 to 14 are full charge voltage values, the control unit opens the DC switches 16 and 17 and the AC switches 6 and 7 and performs control to end the charging operation. Do. Since the LED indicator lamps connected to the
(効果)
(1)本実施形態の蓄電池装置は、直列に接続された複数の蓄電池モジュールとして、蓄電池パック11〜14を有し、宅内の交流配線に対して充放電を行う蓄電池ユニット1を備えている。また、蓄電池装置は、蓄電池ユニット1に接続され、外部回路から各蓄電池パック11〜14に印加される電圧を分圧する分圧器2を備えている。この分圧器2は、複数の蓄電池パック11〜14のそれぞれに並列に接続される抵抗器21〜24を有するものである。さらに、蓄電池装置は、蓄電池パック11〜14と抵抗器21〜24とを切り離し可能に接続する接続手段3として、端子台31〜35を備えている。
(effect)
(1) The storage battery device of this embodiment includes storage battery packs 11 to 14 as a plurality of storage battery modules connected in series, and includes a
蓄電池の保守作業において、不具合の生じた蓄電池パックを交換すると、各蓄電池パック11〜14の残存放電容量にバラつきが生じることがある。このバラつきを解消するために、全ての蓄電池パック11〜14を満充電になるまで充電すると、先に満充電となった蓄電池パックが過充電されて液漏れ等が生じる可能性がある。本実施形態では、分圧器2を接続して充電作業を行うことによって、蓄電池パック11〜14に印加される電圧が分圧されるため、過充電を防止しながら、容易に各蓄電池パック11〜14の残存放電容量を均等にすることができる。これによって、蓄電池パック11〜14の合計電力分の充放電を行うことができる、信頼性の高い蓄電池装置を提供することができる。
In the maintenance work of the storage battery, if the storage battery pack in which the malfunction has occurred is replaced, the remaining discharge capacities of the storage battery packs 11 to 14 may vary. In order to eliminate this variation, if all the storage battery packs 11 to 14 are charged until they are fully charged, there is a possibility that the storage battery pack that has been fully charged first will be overcharged, causing liquid leakage and the like. In the present embodiment, the voltage applied to the storage battery packs 11 to 14 is divided by connecting the voltage divider 2 and performing the charging operation, so that each
さらに、保守作業の前に交換用の蓄電池パックの残存放電容量を調整しておく必要がない。また、現場の作業においても、全ての蓄電池パック11〜14を満充電電圧まで充電する容易な作業で済むため、現場での精密な調整は必要なく、保守作業の時間を短縮することができる。 Furthermore, it is not necessary to adjust the remaining discharge capacity of the replacement storage battery pack before maintenance work. In addition, even in the field work, an easy work for charging all the storage battery packs 11 to 14 to the full charge voltage is sufficient, so that no precise adjustment in the field is necessary, and the maintenance work time can be shortened.
なお、蓄電池パックに交換が必要となる不具合がなくとも、使用を継続していると残存放電容量にバラつきが生じる場合もある。そのような場合も、作業員がメンテナンスとして分圧器2を接続して充電作業を行うことによって残存放電容量を均等にすることができ、蓄電池装置の安定した使用が可能となる。 In addition, even if there is no problem that the storage battery pack needs to be replaced, the remaining discharge capacity may vary if the battery pack is used continuously. Even in such a case, the remaining discharge capacity can be equalized by connecting the voltage divider 2 as a maintenance and performing a charging operation by an operator, and the storage battery device can be used stably.
また、通常運転時に分圧器2が蓄電池ユニット1に接続されていると、分圧されることによって電力のロスが生じてしまうが、本実施形態では、端子台31〜35によって蓄電池ユニット1と分圧器2は切り離し可能に接続されているため、通常運転時には分圧器2を切り離しておくことができ、利便性が高い。
In addition, when the voltage divider 2 is connected to the
(2)隣接する蓄電池パックを相互に接続し、かつ両端に位置する蓄電池パック11,14を外部回路に接続する端子台31〜35を、分圧器2と蓄電池ユニット1の接続手段3として用いることによって、作業員が保守作業を行う際の部品点数を減らすことができ、作業効率を向上させることができる。近年、蓄電池装置を備えた住宅の増加が見込まれており、定期の保守作業の必要性も高まっている中、このように保守作業の効率を向上させることは、蓄電池装置自体の商品価値を大きく高めるものである。
(2) The terminal blocks 31 to 35 for connecting adjacent storage battery packs to each other and connecting the storage battery packs 11 and 14 located at both ends to an external circuit are used as the connection means 3 between the voltage divider 2 and the
(3)本実施形態では、分圧器2の両端と各抵抗器21,22,23,24間にケーブル26が接続され、さらに各ケーブル26の先端にコネクタとしてわに口クリップ28が取り付けられている。そして、接続手段3である端子台31〜35は、ネジ孔とネジ部材とからなる端子部36に加えて、端子台31〜35から突出する導片37が、別の端子部として設けられている。わに口クリップ28でこの導片37を挟むことによって、分圧器2を蓄電池ユニット1に容易に接続することができるため、作業効率をより向上させることができる。
(3) In this embodiment, a
また、わに口クリップ28が導片37を挟み込むため、接触面積を大きく取ることができる。電池パックの残存放電容量が少ないときに充電を行うと急激に電流が流れるため、接触部分が発熱するが、接触面積が大きいと高温になりにくいため、安全性が高い。充電動作後も、把持部を持って取り外すことができるため、発熱する部分に触れることなく、安全にかつ容易に取り外すことができる。また、わに口クリップ28は導片37をしっかりと挟み込むことができるため、例えば作業中に作業員がわに口クリップ28に接触してしまっても外れにくい。
Further, since the
(4)分圧器2は、筐体25内部に抵抗器21,22,23,24を収容したものであり、筐体25には、複数のケーブル26を筐体25内部から筐体25外部へ導出させる導出孔27が形成されている。抵抗器の個数が蓄電池パックに合わせて増加した場合でも、筐体25に一体的に収容されているため、作業員が持ち運びやすい。また、筐体25に収容されていることによって、抵抗器21〜24を外部から保護することができるため、分圧器2としての信頼性も向上させることができる。同時に、わに口クリップ28が接続されているケーブル26の先端側は導出孔27を通って外部に露出しているため、分圧器2の接続作業は、この外部に出ているわに口クリップ28を端子台31〜35に接続するだけで済み、利便性が高い。
(4) The voltage divider 2 has
(5)抵抗器21,22,23,24には、抵抗器の両端に所定値以上の電圧、例えば満充電電圧が印加されると発光する発光素子として、LED表示灯が並列に接続されている。これによって作業員は充電動作の終了をすぐに知ることができ、作業時間の短縮に繋がる。
(5) An LED indicator is connected in parallel to the
(第2の実施形態)
(構成及び作用)
次に第2の実施形態について、図5を参照して説明する。
なお、この第2の実施形態では、前述の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、前述の第1実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
(Configuration and action)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, only points different from the first embodiment will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
第1の実施形態では、分圧器2のコネクタとして、各ケーブル26の先端にわに口クリップ28が取り付けられていた。図5に示すように、第2の実施形態では、蓄電池パック11〜14のコネクタと同じ丸型圧着端子29を、分圧器2のコネクタとして取り付けている。
In the first embodiment, a
丸型圧着端子29も、わに口クリップ28の場合と同様に、蓄電池ユニット1の端子台31,32,33,34,35に取り付けることで、分圧器2と蓄電池ユニット1を接続する。ただし、わに口クリップ28は端子台31〜35から突出する導片37に取り付けていたが、丸型圧着端子29は端子台31〜35上面に設けられている端子部36のうち、蓄電池パック11〜14の丸型圧着端子5が取り付けられていない4つの空き端子部36のいずれかに取り付ける。具体的には、丸型圧着端子29の丸孔にネジを通し、ネジをネジ孔に螺合させることによって、丸型圧着端子29が、端子台31〜35に固定される。これによって、各抵抗器21〜24が各蓄電池パック11〜14に並列に接続される。
Similarly to the case of the
(効果)
分圧器2のコネクタとして丸型圧着端子29を用いることによって、端子台31〜35に強固に固定することができるため、作業時の接触等により、コネクタが外れて分圧器2と蓄電池ユニット1の接続が解除されてしまうことを、確実に防止することができる。
(effect)
By using the
(第3の実施形態)
(構成及び作用)
次に第3の実施形態について、図6を参照して説明する。
なお、この第3の実施形態では、前述の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、前述の第1実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
(Configuration and action)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, only points different from the first embodiment will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
第1及び第2の実施形態では、分圧器2を作業員が持ち運び、保守作業時のみ蓄電池ユニット1に接続させることを想定し、分圧器2を蓄電池ユニット1とは別の筐体25に収容していた。本実施形態では、分圧器2の各抵抗器21,22,23,24は、蓄電池ユニット1の各蓄電池パック11,12,13,14と予めケーブルにより接続されている。そのため、分圧器2と蓄電池ユニット1は同じ筐体に収容されている。各抵抗器21〜24と各蓄電池パック11〜14とを接続するケーブルには、接続手段3としてスイッチ回路39が設けられている。制御部がこのスイッチ回路39を開閉することにより、分圧器2と蓄電池ユニット1の接続及び遮断が切り換えられる。
In the first and second embodiments, assuming that the voltage divider 2 is carried by an operator and connected to the
通常運転時は、スイッチ回路39を開にすることによって、分圧器2と蓄電池ユニット1の接続を切り離しておく。保守運転時には、スイッチ回路39を閉にすることによって、分圧器2と蓄電池ユニット1を接続させる。
During normal operation, the connection between the voltage divider 2 and the
(効果)
蓄電池装置の設置スペースに余裕がある住宅では、分圧器2を蓄電池ユニット1と予め接続しておくことで、分圧器2を持ち運ぶ手間を省くことができ、利便性が高い。また、分圧器2と蓄電池ユニット1の間にスイッチ回路39を設けることによって、通常運転時は接続を遮断することができ、蓄電池パック11〜14に印加される電圧が分圧されることによる電力のロスを防止することができる。
(effect)
In a house where the installation space for the storage battery device is sufficient, by connecting the voltage divider 2 to the
(その他の実施形態)
(1)上述の実施形態では、分圧器2のコネクタとして、わに口クリップ28や丸型圧着端子29を説明したが、これらに限られない。他にも、C型圧着端子やバナナクリップ等の、比較的容易な作業で接続及び切り離しを切り換えられることができる種々のコネクタを用いることができる。また、分圧器2のコネクタの種別に応じて、端子台31,32,33,34,35の端子部36も適宜変形すると良い。
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上述の実施形態では、保守作業時において蓄電池パック11〜14の充電完了を作業員に報知する手段として、発光素子のLED表示灯を設けていたが、これに限られない。検出電圧が満充電電圧になったときに、アラーム音を発するアラーム装置を設けても良い。 (2) In the above-described embodiment, the LED indicator lamp of the light emitting element is provided as means for notifying the worker of the completion of charging of the storage battery packs 11 to 14 at the time of maintenance work, but is not limited thereto. An alarm device that emits an alarm sound when the detection voltage reaches a full charge voltage may be provided.
(3)上述の実施形態では、主に住宅に設置される蓄電池装置について説明したが、これに限られない。オフィスビルや商業施設、工場施設等に分散電源として設置される蓄電池装置にも、上述の実施形態は適用可能である。 (3) In the above-described embodiment, the storage battery device mainly installed in a house has been described. However, the present invention is not limited to this. The embodiment described above can also be applied to storage battery devices installed as distributed power sources in office buildings, commercial facilities, factory facilities, and the like.
(4)本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 (4) The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1 蓄電池ユニット
2 分圧器
3 接続手段
4,26 ケーブル
5,29 丸型圧着端子
6,7 交流開閉器
8 交流端子
11,12,13,14 蓄電池パック
15 電力変換回路
16,17 直流開閉器
18 DC/DCコンバーター回路
19 インバーター回路
20 ACフィルター回路
21,22,23,24 抵抗器
25 筐体
27 導出孔
28 わに口クリップ
31,32,33,34,35 端子台
36 端子部
37 導片
39 スイッチ回路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の蓄電池モジュールのそれぞれに並列に接続される複数の抵抗器を有し、外部回路から各蓄電池モジュールに印加される電圧を分圧する分圧器と、
前記複数の蓄電池モジュールと前記複数の抵抗器とを切り離し可能に接続する接続手段と、を備えることを特徴とする蓄電池装置。 A storage battery unit having a plurality of storage battery modules connected in series and charging and discharging an external circuit;
A plurality of resistors connected in parallel to each of the plurality of storage battery modules, and a voltage divider for dividing a voltage applied to each storage battery module from an external circuit;
A storage battery device comprising: connection means for detachably connecting the plurality of storage battery modules and the plurality of resistors.
前記接続手段は、隣接する蓄電池モジュールを相互に接続し、かつ両端に位置する蓄電池モジュールを外部回路に接続する端子台であり、当該端子台には、前記分圧器のコネクタを接続可能な端子部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の蓄電池装置。 The voltage divider further includes a plurality of conductors connected to both ends of the voltage divider and connection points between the resistors, and a connector provided at the tip of each conductor,
The connecting means is a terminal block for connecting adjacent storage battery modules to each other and connecting storage battery modules located at both ends to an external circuit, and a terminal portion to which the connector of the voltage divider can be connected to the terminal block The storage battery device according to claim 1, wherein the storage battery device is provided.
前記筐体には、前記複数の導線を筐体内部から筐体外部へ導出させる導出孔が設けられていることを特徴とする請求項2記載の蓄電池装置。 The voltage divider further includes a housing that houses the resistor therein,
The storage battery device according to claim 2, wherein the casing is provided with a lead-out hole for leading the plurality of conductive wires from the inside of the casing to the outside of the casing.
前記分圧器のコネクタは、前記導片を挟持可能な挟持部材であることを特徴とする請求項2又は3記載の蓄電池装置。 The terminal portion has a conductive piece provided to protrude from the terminal block,
The storage battery device according to claim 2 or 3, wherein the connector of the voltage divider is a holding member capable of holding the conductive piece.
前記端子部は、前記圧着端子を固定するネジ孔及びネジ部材を有することを特徴とする請求項2又は3記載の蓄電池装置。 The voltage divider connector is a crimp terminal,
The storage battery device according to claim 2 or 3, wherein the terminal portion includes a screw hole and a screw member for fixing the crimp terminal.
前記複数の蓄電池モジュールのそれぞれに並列に接続される複数の抵抗器と、
両端に位置する抵抗器及び各抵器抗間の接続点に接続する複数の導線と、
各導線の先端に設けられ、前記複数の蓄電池モジュールに切り離し可能に接続されるコネクタと、
を備えることを特徴とする分圧器。 A voltage divider for dividing a voltage applied to each storage battery module from an external circuit, connected to a storage battery unit having a plurality of storage battery modules connected in series and charging / discharging an external circuit,
A plurality of resistors connected in parallel to each of the plurality of storage battery modules;
A plurality of wires connected to the connection points between the resistors located at both ends and each resistor,
A connector provided at the tip of each conducting wire, and detachably connected to the plurality of storage battery modules;
A voltage divider comprising:
当該筐体には、前記複数の導線を筐体内部から筐体外部へ導出させる導出孔が設けられていることを特徴とする請求項8記載の分圧器。 A housing for accommodating the plurality of resistors;
The voltage divider according to claim 8, wherein the casing is provided with a lead-out hole for leading the plurality of conductive wires from the inside of the casing to the outside of the casing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013161361A JP2015033231A (en) | 2013-08-02 | 2013-08-02 | Storage battery device and potential divider |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013161361A JP2015033231A (en) | 2013-08-02 | 2013-08-02 | Storage battery device and potential divider |
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Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015033231A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102183720B1 (en) * | 2019-08-23 | 2020-11-27 | (주)파워에이앤디 | charging system for battery cells |
WO2021262979A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Charge balancing for a multi-bay power supply |
-
2013
- 2013-08-02 JP JP2013161361A patent/JP2015033231A/en active Pending
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