JP2021016269A - Power storage system and charging method - Google Patents

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允弘 篠▲ざき▼
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Abstract

To provide a power storage system and a charging method capable of efficiently charging a storage battery according to a type of a power source.SOLUTION: A power storage system 1 includes: an input unit 3 connected to a power source 2; a control mechanism 4 connected to the input unit 3; and a storage battery 5 connected to the control mechanism 4. A type determination unit 8 of the control mechanism 4 determines a type of the power source 2 connected to the power storage system 1. Based on the determination result, a conversion unit 9 of the control mechanism 4 converts at least one of a voltage and a current of electricity supplied from the power source 2. The storage battery 5 is charged by electricity converted by the conversion unit 9.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電源から供給される電気により蓄電池を充電する蓄電システムおよび充電方法に関するものであり、詳しくは電源の種別に応じて蓄電池を効率よく充電できる蓄電システムおよび充電方法に関するものである。 The present invention relates to a power storage system and a charging method for charging a storage battery by electricity supplied from a power source, and more particularly to a power storage system and a charging method capable of efficiently charging a storage battery according to the type of power source.

蓄電池を充電する蓄電システムが種々提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の蓄電システムは、太陽電池から供給される電気を蓄電池に充電する構成を有している。太陽電池からの充電に特化した回路等で構成されているため、蓄電システムは別種の電源による充電に対応できなかった。そもそも従来の蓄電システムは、別種の電源による充電を想定していなかった。 Various power storage systems for charging storage batteries have been proposed (see, for example, Patent Document 1). The power storage system described in Patent Document 1 has a configuration for charging a storage battery with electricity supplied from a solar cell. Since it is composed of circuits specialized for charging from solar cells, the power storage system could not support charging with another type of power source. In the first place, the conventional power storage system did not assume charging by another kind of power source.

日本国特開2014−100050号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-100050

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は電源の種別に応じて蓄電池を効率よく充電できる蓄電システムおよび充電方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage system and a charging method capable of efficiently charging a storage battery according to the type of power source.

上記の目的を達成するための蓄電システムは、電源に接続される入力部と、この入力部に接続されて前記電源から供給される電気で充電される蓄電池と、前記入力部と前記蓄電池との間に接続されて前記蓄電池に供給される電気の制御を行う制御機構とを備える蓄電システムにおいて、前記入力部に接続されている前記電源の種別を判定する種別判定部と、この種別判定部の判定結果に基づいて前記電源から供給される電気の電圧または電流の少なくとも一方を変換する変換部とを前記制御機構が備えることを特徴とする。 The power storage system for achieving the above object includes an input unit connected to a power source, a storage battery connected to the input unit and charged with electricity supplied from the power source, and the input unit and the storage battery. In a power storage system including a control mechanism connected between them and controlling electricity supplied to the storage battery, a type determination unit for determining the type of the power supply connected to the input unit and a type determination unit for determining the type of the power supply are The control mechanism is characterized in that the control mechanism includes a conversion unit that converts at least one of the voltage and the current of electricity supplied from the power source based on the determination result.

上記の目的を達成するための充電方法は、電源から供給される電気の電圧および電流を調整して蓄電池に供給して前記蓄電池を充電する充電方法において、前記蓄電池に接続されている前記電源の種別を判定して、この判定に基づいて前記電源から供給される電気の電圧または電流の少なくとも一方を変換して前記蓄電池に供給することを特徴とする。 A charging method for achieving the above object is a charging method in which the voltage and current of electricity supplied from a power source are adjusted and supplied to a storage battery to charge the storage battery, wherein the power source connected to the storage battery is charged. It is characterized in that the type is determined, and at least one of the voltage and the current of electricity supplied from the power source is converted and supplied to the storage battery based on this determination.

本発明によれば、電源の種別を判定できるので電源の種別に応じて蓄電池を効率よく充電するには有利である。 According to the present invention, since the type of power source can be determined, it is advantageous to efficiently charge the storage battery according to the type of power source.

蓄電システムの構成の概略を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the outline of the structure of the power storage system. 図1の蓄電システムの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the power storage system of FIG. 図1の蓄電システムの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the power storage system of FIG. 図1の蓄電システムの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the power storage system of FIG.

以下、蓄電システムおよび充電方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the power storage system and the charging method will be described based on the embodiment shown in the figure.

図1に例示するように蓄電システム1は、電源2に接続される入力部3と、この入力部3に接続される制御機構4と、この制御機構4に接続される蓄電池5と、この蓄電池5に接続される出力部6とを備えている。出力部6は蓄電池5から電気の供給を受ける外部機器7に接続される。上記構成どうしは電線等で接続されている。図1では説明のため電気の流れる方向を矢印で示している。 As illustrated in FIG. 1, the power storage system 1 includes an input unit 3 connected to a power supply 2, a control mechanism 4 connected to the input unit 3, a storage battery 5 connected to the control mechanism 4, and the storage battery. It is provided with an output unit 6 connected to 5. The output unit 6 is connected to an external device 7 that receives electricity from the storage battery 5. The above configurations are connected by electric wires or the like. In FIG. 1, the direction in which electricity flows is indicated by an arrow for explanation.

この実施形態では制御機構4は、入力部3に接続される種別判定部8と、この種別判定部8と蓄電池5の間に接続される変換部9とを有している。入力部3に接続されている電源2の種別を判定する構成を種別判定部8は有している。種別判定部8は、電源2が交流電源または直流電源のいずれであるかを判定する構成を有している。また種別判定部8は電源2から供給される電気の電圧値や電流値から電源2の種別を判定する構成を有している。 In this embodiment, the control mechanism 4 has a type determination unit 8 connected to the input unit 3 and a conversion unit 9 connected between the type determination unit 8 and the storage battery 5. The type determination unit 8 has a configuration for determining the type of the power supply 2 connected to the input unit 3. The type determination unit 8 has a configuration for determining whether the power supply 2 is an AC power supply or a DC power supply. Further, the type determination unit 8 has a configuration for determining the type of the power supply 2 from the voltage value and the current value of the electricity supplied from the power supply 2.

種別判定部8での判定結果に基づいて電源2から供給される電気を適切な方法で変換して蓄電池5に充電する構成を変換部9は有している。具体的には例えば電源2から供給される電気が交流であれば交流から直流への変換を行い、直流であれば充電に適した電圧への変換を行う構成を変換部9は有している。 The conversion unit 9 has a configuration in which the electricity supplied from the power source 2 is converted by an appropriate method based on the determination result of the type determination unit 8 to charge the storage battery 5. Specifically, for example, the conversion unit 9 has a configuration in which if the electricity supplied from the power source 2 is alternating current, it is converted from alternating current to direct current, and if it is direct current, it is converted into a voltage suitable for charging. ..

蓄電池5は例えばリチウムイオン電池で構成することができる。蓄電池5は電気を蓄電できる構成を有していればよく、リチウムイオン電池に限定されない。例えば鉛蓄電池や電気二重層などで蓄電池5を構成してもよい。 The storage battery 5 can be composed of, for example, a lithium ion battery. The storage battery 5 may have a configuration capable of storing electricity, and is not limited to the lithium ion battery. For example, the storage battery 5 may be composed of a lead storage battery, an electric double layer, or the like.

出力部6は、蓄電池5から出力される直流の電気を交流に変換するDC/ACコンバータを備える構成にすることができる。このとき出力部6は例えば100Vの交流の電気を外部機器7に供給する構成を有している。また出力部6は、蓄電池5から出力される直流の電気を直流のまま外部機器7に供給する構成を有していてもよい。蓄電池5の定格出力が12Vの場合は例えば11V〜14Vの電気が出力部6を介して外部機器7に供給される。蓄電池5の定格出力が24Vの場合は例えば22V〜28Vの電気が出力部6を介して外部機器7に供給される。出力部6は交流または直流の少なくとも一方の電気を外部機器7に供給する構成を有していればよい。 The output unit 6 can be configured to include a DC / AC converter that converts direct current electricity output from the storage battery 5 into alternating current. At this time, the output unit 6 has a configuration for supplying, for example, 100 V AC electricity to the external device 7. Further, the output unit 6 may have a configuration in which the direct current electricity output from the storage battery 5 is supplied to the external device 7 as the direct current as it is. When the rated output of the storage battery 5 is 12V, for example, 11V to 14V electricity is supplied to the external device 7 via the output unit 6. When the rated output of the storage battery 5 is 24V, for example, 22V to 28V of electricity is supplied to the external device 7 via the output unit 6. The output unit 6 may have a configuration for supplying at least one of AC and DC electricity to the external device 7.

蓄電システム1に電源2が接続されているとき、種別判定部8により電源2の種別が判定される。種別判定部8の判定結果に基づき変換部9が電圧値または電流値の少なくとも一方を変換して蓄電池5を充電する。 When the power supply 2 is connected to the power storage system 1, the type determination unit 8 determines the type of the power supply 2. Based on the determination result of the type determination unit 8, the conversion unit 9 converts at least one of the voltage value and the current value to charge the storage battery 5.

図2に例示するように電源2の種別として例えば交流電源2A、直流高圧電源2B、直流低圧電源2Cが想定される。交流電源2Aとは、例えば100Vまたは200Vの交流の電気を出力する商用電源や発電機などが該当する。交流電源2Aは200V以上の交流の電気を出力する発電機で構成されてもよい。直流高圧電源2Bとは、例えば100V〜400Vの直流の電気を出力する太陽光パネルや風力発電機などが該当する。直流低圧電源2Cとは、例えば5〜64Vの直流の電気を出力する車両用のオルタネータや小型の太陽光パネルなどが該当する。 As illustrated in FIG. 2, as the type of the power supply 2, for example, an AC power supply 2A, a DC high voltage power supply 2B, and a DC low voltage power supply 2C are assumed. The AC power source 2A corresponds to, for example, a commercial power source or a generator that outputs 100V or 200V AC electricity. The AC power supply 2A may be composed of a generator that outputs AC electricity of 200 V or more. The DC high-voltage power supply 2B corresponds to, for example, a solar panel or a wind power generator that outputs DC electricity of 100V to 400V. The DC low-voltage power supply 2C corresponds to, for example, an alternator for a vehicle that outputs DC electricity of 5 to 64 V, a small solar panel, or the like.

直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cとは、蓄電池5を充電可能な電圧を境界として区別することができる。例えば定格出力が12Vのリチウムイオン電池で蓄電池5が構成される場合は、充電可能な電圧は定格出力よりも高い15V程度となる。定格出力が24Vのリチウムイオン電池で蓄電池5が構成される場合は、充電可能な電圧は30V程度となる。定格出力が12Vの鉛蓄電池で蓄電池5が構成される場合は、充電可能な電圧は14.5V程度となる。この充電可能な電圧以上の電圧の電気を発生させる電源を直流高圧電源2Bとして、充電可能な電圧より小さい電圧の電気を発生させる電源を直流低圧電源2Cとして区別することができる。 The DC high-voltage power supply 2B and the DC low-voltage power supply 2C can be distinguished from each other with the voltage at which the storage battery 5 can be charged as a boundary. For example, when the storage battery 5 is composed of a lithium ion battery having a rated output of 12 V, the rechargeable voltage is about 15 V, which is higher than the rated output. When the storage battery 5 is composed of a lithium ion battery having a rated output of 24 V, the rechargeable voltage is about 30 V. When the storage battery 5 is composed of a lead storage battery having a rated output of 12 V, the rechargeable voltage is about 14.5 V. A power source that generates electricity having a voltage higher than the rechargeable voltage can be distinguished as a DC high-voltage power supply 2B, and a power source that generates electricity having a voltage smaller than the rechargeable voltage can be distinguished as a DC low-voltage power supply 2C.

直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cとの境界となる電圧の値は、上記に限定されない。蓄電池5の充電可能な電圧に応じて適宜決定することができる。また例えば90Vなど充電可能な電圧よりも高い値を予め設定しておき、この値を境界として直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cとを区別する構成としてもよい。蓄電システム1に設置される蓄電池5に応じて、直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cとの境界となる電圧の値は予め設定される。 The value of the voltage that is the boundary between the DC high-voltage power supply 2B and the DC low-voltage power supply 2C is not limited to the above. It can be appropriately determined according to the rechargeable voltage of the storage battery 5. Further, a value higher than the rechargeable voltage such as 90V may be set in advance, and the DC high-voltage power supply 2B and the DC low-voltage power supply 2C may be distinguished from each other with this value as a boundary. The value of the voltage that is the boundary between the DC high-voltage power supply 2B and the DC low-voltage power supply 2C is set in advance according to the storage battery 5 installed in the power storage system 1.

入力部3は、各電源2を接続するための接続口をそれぞれ有している。各接続口は独立して形成されるそれぞれの経路を介して種別判定部8に接続されている。種別判定部8はいずれの電源2から電気が供給されているかを判定することができる。いずれの接続口に電源が接続されているか、またはいずれの接続口を介して電気が供給されているかを検出する検出センサ10を入力部3または種別判定部8が備える構成にしてもよい。交流電源用の接続口は例えば交流電源から延びるケーブルを接続されるACインレットや端子台で構成できる。直流電源用の接続口は例えば直流電源から延びるケーブルを接続されるDC電源コネクタや端子台で構成できる。種別判定部8が入力部3に設置される検出センサ10からの信号に基づき、電源2が交流電源2A、直流高圧電源2B、直流低圧電源2Cのいずれであるかを判定する構成としてもよい。このとき検出センサ10と種別判定部8とを信号線L1で接続する構成としてもよい。図2では説明のためこの信号線L1を一点鎖線で示している。信号線L1は有線または無線のいずれで構成してもよい。 The input unit 3 has a connection port for connecting each power supply 2. Each connection port is connected to the type determination unit 8 via each route formed independently. The type determination unit 8 can determine which power source 2 is supplying electricity. The input unit 3 or the type determination unit 8 may be provided with a detection sensor 10 that detects whether the power supply is connected to which connection port or the electricity is supplied through which connection port. The connection port for the AC power supply can be composed of, for example, an AC inlet or a terminal block to which a cable extending from the AC power supply is connected. The connection port for the DC power supply can be composed of, for example, a DC power connector or a terminal block to which a cable extending from the DC power supply is connected. The type determination unit 8 may be configured to determine whether the power supply 2 is an AC power supply 2A, a DC high voltage power supply 2B, or a DC low voltage power supply 2C based on a signal from the detection sensor 10 installed in the input unit 3. At this time, the detection sensor 10 and the type determination unit 8 may be connected by the signal line L1. In FIG. 2, this signal line L1 is shown by a alternate long and short dash line for explanation. The signal line L1 may be configured either wired or wireless.

図2に例示するように直流低圧電源2Cから供給される電気を交流に変換するDC/ACコンバータ11を入力部3と種別判定部8との間に接続する構成にしてもよい。このDC/ACコンバータ11は例えば100Vの交流の電気を種別判定部8に送る。 As illustrated in FIG. 2, a DC / AC converter 11 that converts electricity supplied from the DC low-voltage power supply 2C into alternating current may be connected between the input unit 3 and the type determination unit 8. The DC / AC converter 11 sends, for example, 100 V AC electricity to the type determination unit 8.

図2に例示するように変換部9は、電源2の種別にそれぞれ対応する複数の変換部から構成されている。交流電源2Aから供給される電気を交流から直流に変換する第一変換部9Aと、直流高圧電源2Bから供給される電気を直流のまま降圧する第二変換部9Bと、直流低圧電源2Cから供給される電気を昇圧した直流に変換する第三変換部9Cとを、変換部9は備えている。 As illustrated in FIG. 2, the conversion unit 9 is composed of a plurality of conversion units corresponding to the types of the power supply 2. Supply from the first conversion unit 9A that converts the electricity supplied from the AC power supply 2A from AC to DC, the second conversion unit 9B that steps down the electricity supplied from the DC high-voltage power supply 2B as it is, and the DC low-voltage power supply 2C. The conversion unit 9 includes a third conversion unit 9C that converts the generated electricity into a boosted direct current.

第一変換部9AはAC/DCコンバータで構成できる。第一変換部9Aは、交流電源2Aから供給される交流を、蓄電池5の充電可能な電圧以上であり且つ蓄電池5を安全に充電できる電圧の上限以下となる範囲の電圧(以下、適正充電電圧ということがある)を有する直流に変換して、蓄電池5に供給する。 The first conversion unit 9A can be configured by an AC / DC converter. The first conversion unit 9A has a voltage in a range in which the AC supplied from the AC power supply 2A is equal to or higher than the rechargeable voltage of the storage battery 5 and equal to or lower than the upper limit of the voltage capable of safely charging the storage battery 5 (hereinafter, appropriate charging voltage). It is converted into a direct current having (may be said to be) and supplied to the storage battery 5.

第二変換部9BはDC/DCコンバータで構成できる。第二変換部9Bは、蓄電池5を安全に充電できる電圧以上の電圧を有する直流を、直流のまま適正充電電圧まで降圧させて蓄電池5に供給する。 The second conversion unit 9B can be configured by a DC / DC converter. The second conversion unit 9B supplies the storage battery 5 with a direct current having a voltage equal to or higher than a voltage that can safely charge the storage battery 5 by stepping down the direct current to an appropriate charging voltage.

第三変換部9CはAC/DCコンバータで構成できる。直流低圧電源2Cから供給されてDC/ACコンバータ11で交流に変換された電気を、第三変換部9Cは適正充電電圧の直流に変換して蓄電池5に供給する。DC/ACコンバータ11が接続されていない場合は、第三変換部9CはDC/ACコンバータとAC/DCコンバータとで構成される。第三変換部9Cは、直流低圧電源2Cから供給される直流を、交流に変換したのち直流に再変換して適正充電電圧まで昇圧させる。直流低圧電源2Cから供給される直流を直流のまま昇圧するDC/DCコンバータで第三変換部9を構成してもよい。 The third conversion unit 9C can be configured by an AC / DC converter. The third conversion unit 9C converts the electricity supplied from the DC low-voltage power supply 2C and converted into alternating current by the DC / AC converter 11 into direct current having an appropriate charging voltage and supplies it to the storage battery 5. When the DC / AC converter 11 is not connected, the third conversion unit 9C is composed of a DC / AC converter and an AC / DC converter. The third conversion unit 9C converts the DC supplied from the DC low-voltage power supply 2C into an alternating current and then reconverts it into a direct current to boost the voltage to an appropriate charging voltage. The third conversion unit 9 may be configured by a DC / DC converter that boosts the DC supplied from the DC low-voltage power supply 2C as it is.

DC/ACコンバータ11を備えている場合は、例えば13Vなど比較的小さい電圧の電気を100Vの交流に変換することで電流値を小さくすることができる。これにともない蓄電システム1を構成する電線等の太さを大幅に小さくできる。蓄電システム1を小型化するには有利である。 When the DC / AC converter 11 is provided, the current value can be reduced by converting electricity having a relatively small voltage such as 13V into alternating current of 100V. Along with this, the thickness of the electric wires and the like constituting the power storage system 1 can be significantly reduced. It is advantageous for miniaturizing the power storage system 1.

蓄電システム1は、電源2の種別を判定する種別判定部8を備えるとともに、電源2の種別に応じて異なる処理を行う複数の変換部9を備えている。種別判定部8での判定結果に応じて、対応する変換部9が電圧等の変換を行うので、蓄電池5を効率よく充電するには有利である。 The power storage system 1 includes a type determination unit 8 for determining the type of the power supply 2, and a plurality of conversion units 9 for performing different processing according to the type of the power supply 2. Since the corresponding conversion unit 9 converts the voltage and the like according to the determination result of the type determination unit 8, it is advantageous to efficiently charge the storage battery 5.

交流電源2Aや直流高圧電源2Bなど供給される電力が比較的大きい電源2の場合には、比較的短時間で効率よく蓄電池5を充電できる。直流低圧電源2Cなど電圧が比較的小さい電源2の場合には、昇圧させて蓄電池5に充電できる。適正充電電圧が比較的高い値であるリチウムイオン電池で蓄電池5が構成されている場合であっても、第三変換部9Cで電圧を昇圧して充電できるので、蓄電池5の容量の100%まで充電することが可能となる。そのため直流低圧電源2Cが例えば車両用のオルタネータで構成されていて車両の走行中であっても、蓄電池5の容量の100%まで充電することができる。 In the case of a power source 2 having a relatively large power supply such as an AC power source 2A or a DC high voltage power source 2B, the storage battery 5 can be charged efficiently in a relatively short time. In the case of a power source 2 having a relatively small voltage such as a DC low voltage power source 2C, the storage battery 5 can be charged by boosting the voltage. Even when the storage battery 5 is composed of a lithium-ion battery having a relatively high appropriate charging voltage, the third conversion unit 9C can boost the voltage for charging, so that up to 100% of the capacity of the storage battery 5 can be charged. It becomes possible to charge. Therefore, even when the DC low-voltage power supply 2C is composed of, for example, an alternator for a vehicle and the vehicle is running, it can be charged up to 100% of the capacity of the storage battery 5.

図3に例示するように制御機構4が、種別判定部8と変換部9との間に接続される充電制御部12を備える構成にしてもよい。充電制御部12は蓄電システム1の必須要件ではない。充電制御部12は種別判定部8の判定結果に基づいて蓄電池5への充電を制御する構成を有していてもよい。 As illustrated in FIG. 3, the control mechanism 4 may include a charge control unit 12 connected between the type determination unit 8 and the conversion unit 9. The charge control unit 12 is not an essential requirement of the power storage system 1. The charge control unit 12 may have a configuration that controls charging of the storage battery 5 based on the determination result of the type determination unit 8.

充電制御部12は、例えば電源2から供給される電気が充電可能条件を満たすか否かを判定して、この条件を満たす場合には蓄電池5への充電を行い、この条件を満たさない場合は蓄電池5への充電を停止する制御を行う構成にできる。このとき充電可能条件は電源2ごとにそれぞれ予め設定されている。充電制御部12と種別判定部8とが信号線L2で接続されていてもよい。図2では説明のため信号線L2を一点鎖線で示している。 For example, the charge control unit 12 determines whether or not the electricity supplied from the power source 2 satisfies the rechargeability condition, charges the storage battery 5 if this condition is satisfied, and if this condition is not satisfied, the storage battery 5 is charged. The storage battery 5 can be configured to be controlled to stop charging. At this time, the chargeable condition is preset for each power source 2. The charge control unit 12 and the type determination unit 8 may be connected by a signal line L2. In FIG. 2, the signal line L2 is shown by a alternate long and short dash line for explanation.

交流電源2Aの充電可能条件は例えば電圧がAC85V以上265V以下に設定される。直流高圧電源2Bの充電可能条件は例えば電圧がDC120V以上350V以下に設定される。直流低圧電源2Cの充電可能条件は蓄電池5への充電可能な電力量を満たす範囲で設定される。電源2ごとの充電可能条件は例えば充電制御部12に記憶させておくことができる。充電可能条件は制御機構4のメモリ等に記憶させてもよい。 The chargeable condition of the AC power supply 2A is set, for example, to have a voltage of AC85V or more and 265V or less. The chargeable condition of the DC high-voltage power supply 2B is set, for example, to have a voltage of 120 V or more and 350 V or less. The rechargeable condition of the DC low-voltage power supply 2C is set within a range that satisfies the amount of rechargeable power to the storage battery 5. The chargeable condition for each power source 2 can be stored in, for example, the charge control unit 12. The rechargeable condition may be stored in the memory of the control mechanism 4 or the like.

充電制御部12は電源2から供給される電気の電圧や電流を監視する構成を有していて、この電圧等と種別判定部8の判断結果とから、予め設定されている充電可能条件を満たしているか否かを判定する。この構成により例えばオルタネータなど比較的発電量が小さい機器で直流低圧電源2Cが構成されていて発電量が十分でないときには、充電可能条件を満たさないとして充電制御部12が充電を停止できる。オルタネータ等が過剰出力となり故障等を引き起こす不具合を回避するには有利である。 The charge control unit 12 has a configuration for monitoring the voltage and current of electricity supplied from the power supply 2, and satisfies a preset chargeable condition from the voltage and the determination result of the type determination unit 8. Judge whether or not. With this configuration, when the DC low-voltage power supply 2C is configured in a device having a relatively small power generation amount such as an alternator and the power generation amount is not sufficient, the charge control unit 12 can stop charging because the chargeability condition is not satisfied. It is advantageous to avoid a problem that the alternator or the like becomes excessive output and causes a failure or the like.

充電制御部12は例えば電源2の種別ごとに予め定められる適正充電量と、種別判定部8の判断結果とから変換部9に送る電気の量を制御する構成にできる。適正充電量は、電源2の種別ごとに例えば電力量の範囲で規定される。充電制御部12はこの電力量の範囲内で蓄電池5への充電量を制御する。適正充電量は例えば制御機構4のメモリ等または充電制御部12に記憶させておくことができる。この充電制御部12の構成により、電源2の種別に応じて適切な充電量で蓄電池5を充電できる。具体的には電源2から供給される電力が比較的小さい場合には蓄電池5への充電量を抑制する制御を充電制御部12が行う。電源2から供給される電力が比較的大きい場合には蓄電池5への充電量を増加させる制御を充電制御部12が行う。 The charge control unit 12 can be configured to control the amount of electricity sent to the conversion unit 9 from, for example, an appropriate charge amount predetermined for each type of the power supply 2 and a determination result of the type determination unit 8. The appropriate charge amount is defined for each type of power source 2, for example, in the range of electric power amount. The charge control unit 12 controls the amount of charge to the storage battery 5 within the range of this amount of electric power. The appropriate charge amount can be stored in, for example, the memory of the control mechanism 4 or the charge control unit 12. With the configuration of the charge control unit 12, the storage battery 5 can be charged with an appropriate charge amount according to the type of the power supply 2. Specifically, when the electric power supplied from the power source 2 is relatively small, the charge control unit 12 controls the amount of charge to the storage battery 5. When the electric power supplied from the power source 2 is relatively large, the charge control unit 12 controls to increase the charge amount to the storage battery 5.

例えば発電量が比較的小さい300Wのオルタネータなどで構成される直流低圧電源2Cから電気が供給される場合、充電制御部12は充電量を300W以下とする範囲で第三変換部9Cに電気を送る。一方で電力量が1500Wの商用電源や3000Wの発電機などで構成される交流電源2Aから電気の供給を受けている場合、充電制御部12は充電量を500W〜1500W程度として第一変換部9Aに電気を送る。 For example, when electricity is supplied from a DC low-voltage power supply 2C composed of a 300 W alternator having a relatively small amount of power generation, the charge control unit 12 sends electricity to the third conversion unit 9C within a range of charging amount of 300 W or less. .. On the other hand, when electricity is supplied from an AC power source 2A composed of a commercial power source having a power amount of 1500 W or a generator of 3000 W, the charge control unit 12 sets the charge amount to about 500 W to 1500 W and the first conversion unit 9A. Send electricity to.

電源2が発電量の小さい直流低圧電源2Cの場合には充電量を抑制できるので、直流低圧電源2Cが過剰出力となる不具合を回避するには有利である。直流低圧電源2Cを構成するオルタネータ等が過剰出力となり故障する不具合を回避できる。供給される電力が大きい交流電源2Aで電源2が構成される場合は、充電量を大きくできるので、蓄電システム1は蓄電池5を比較的短時間で効率よく充電することができる。 When the power source 2 is a DC low-voltage power source 2C having a small amount of power generation, the amount of charge can be suppressed, which is advantageous in avoiding a problem that the DC low-voltage power source 2C has an excessive output. It is possible to avoid a problem that the alternator or the like constituting the DC low-voltage power supply 2C becomes excessively output and fails. When the power source 2 is configured by the AC power source 2A having a large amount of power to be supplied, the amount of charge can be increased, so that the power storage system 1 can efficiently charge the storage battery 5 in a relatively short time.

適正充電量で規定される範囲内で蓄電池5に電気を供給できない場合に、充電制御部12が蓄電池5への充電を停止する制御を行う構成としてもよい。また蓄電池5の充電が完了している場合に、充電制御部12が充電を停止する構成を有していてもよい。つまり充電制御部12は、電源2から供給される電気に応じて充電を制御する構成や、蓄電池5の残量に応じて充電を制御する構成を備えることができる。 The charge control unit 12 may control to stop charging the storage battery 5 when electricity cannot be supplied to the storage battery 5 within the range specified by the appropriate charge amount. Further, the charge control unit 12 may have a configuration in which charging is stopped when the charging of the storage battery 5 is completed. That is, the charge control unit 12 can include a configuration that controls charging according to the electricity supplied from the power source 2, and a configuration that controls charging according to the remaining amount of the storage battery 5.

図3に例示するように蓄電システム1が、種別判定部8と充電制御部12との間に接続される状態取得部13を備える構成にしてもよい。状態取得部13は蓄電システム1の必須要件ではない。図3では説明のため状態取得部13を破線で示している。蓄電システム1に状態取得部13が組み込まれる場合には同時に充電制御部12が組み込まれる。状態取得部13は電源2の状態を取得する構成を有している。また状態取得部13は信号線L3で充電制御部12と接続されている。 As illustrated in FIG. 3, the power storage system 1 may be configured to include a state acquisition unit 13 connected between the type determination unit 8 and the charge control unit 12. The state acquisition unit 13 is not an essential requirement of the power storage system 1. In FIG. 3, the state acquisition unit 13 is shown by a broken line for explanation. When the state acquisition unit 13 is incorporated in the power storage system 1, the charge control unit 12 is incorporated at the same time. The state acquisition unit 13 has a configuration for acquiring the state of the power supply 2. Further, the state acquisition unit 13 is connected to the charge control unit 12 by a signal line L3.

状態取得部13が取得する電源2の状態とは、発電機やオルタネータ等で構成される電源2の動作または停止の状態や、電源2が供給する電力量などを含む情報を意味する。状態取得部13が、電源2から供給される電気の電圧値や電流値から電源2の状態を推定する構成を有していてもよい。また状態取得部13と電源2とを信号線L4で接続して電源2から直接的にその状態を状態取得部13が取得する構成にしてもよい。 The state of the power source 2 acquired by the state acquisition unit 13 means information including an operation or stop state of the power source 2 composed of a generator, an alternator, and the like, an amount of electric power supplied by the power source 2, and the like. The state acquisition unit 13 may have a configuration in which the state of the power supply 2 is estimated from the voltage value and the current value of the electricity supplied from the power supply 2. Further, the state acquisition unit 13 and the power supply 2 may be connected by a signal line L4 so that the state acquisition unit 13 directly acquires the state from the power supply 2.

直流低圧電源2Cが車両用のオルタネータで構成される場合、オルタネータと状態取得部13とを信号線L4で接続して、オルタネータの発電状態を直接取得する構成にしてもよい。また車両の制御コンピュータと状態取得部13とを信号線で接続して、オルタネータの状態を制御コンピュータから取得する構成にしてもよい。オルタネータの発電量や回転数などの情報を電源2の状態として状態取得部13は取得する。 When the DC low-voltage power supply 2C is composed of an alternator for a vehicle, the alternator and the state acquisition unit 13 may be connected by a signal line L4 to directly acquire the power generation state of the alternator. Further, the control computer of the vehicle and the state acquisition unit 13 may be connected by a signal line to acquire the state of the alternator from the control computer. The state acquisition unit 13 acquires information such as the amount of power generation and the number of rotations of the alternator as the state of the power supply 2.

車両のエンジンのアイドリング時にはオルタネータの発電量が比較的少ない。状態取得部13がこの電源2の状態を取得したとき、状態取得部13で取得される情報に基づき充電制御部12は充電量を抑制したり充電を停止したりする。蓄電池5への充電量がオルタネータの発電量を超えて、オルタネータが過剰出力となる不具合を抑制するには有利である。過剰出力となりオルタネータが故障する不具合を回避するには有利である。 When the vehicle engine is idling, the alternator generates a relatively small amount of electricity. When the state acquisition unit 13 acquires the state of the power supply 2, the charge control unit 12 suppresses the charge amount or stops charging based on the information acquired by the state acquisition unit 13. It is advantageous to suppress a problem that the amount of charge to the storage battery 5 exceeds the amount of power generated by the alternator and the alternator becomes excessively output. It is advantageous to avoid the problem that the alternator breaks down due to excessive output.

車両のアクセサリー電源(ACC電源)のオンオフを状態取得部13が取得する構成にしてもよい。ACC電源がオフのときは、この信号に基づき充電制御部12が充電を停止する構成にできる。車両が停止している際に、車両に搭載されオルタネータに接続されている鉛バッテリから蓄電システム1の蓄電池5に電気が流れることを防止できる。鉛バッテリの残量が減りすぎて車両が始動できなくなる不具合を回避するには有利である。 The state acquisition unit 13 may be configured to acquire the on / off of the vehicle accessory power supply (ACC power supply). When the ACC power supply is off, the charge control unit 12 can be configured to stop charging based on this signal. When the vehicle is stopped, it is possible to prevent electricity from flowing from the lead battery mounted on the vehicle and connected to the alternator to the storage battery 5 of the power storage system 1. It is advantageous to avoid the problem that the remaining amount of the lead battery becomes too low and the vehicle cannot be started.

交流電源2Aが発電機で構成される場合、発電機と状態取得部13とを信号線L4で接続して発電機の発電状態を直接取得する構成にしてもよい。発電機の起動または停止の状態や、発電量などの情報を電源2の状態として状態取得部13は取得する。発電量が多い場合は充電量を増加させて、発電量が少ない場合または発電機が停止している場合は充電量を減少させたり充電を停止する制御を、状態取得部13の情報に基づき充電制御部12が行う。 When the AC power source 2A is composed of a generator, the generator and the state acquisition unit 13 may be connected by a signal line L4 to directly acquire the power generation state of the generator. The state acquisition unit 13 acquires information such as the start or stop state of the generator and the amount of power generation as the state of the power source 2. When the amount of power generation is large, the amount of charge is increased, and when the amount of power generation is small or the generator is stopped, the amount of charge is decreased or the charge is stopped based on the information of the state acquisition unit 13. The control unit 12 performs this.

蓄電システム1は、それぞれの電源2に対応する複数の変換部9A〜9Cを備えているので、複数の電源2が接続されて同時に電気が供給される状態であっても、蓄電池5への充電が可能となる。例えば図4に例示するように交流電源2Aとして発電機を接続して、直流高圧電源2Bとして太陽電池を接続することができる。制御機構4の充電制御部12が対応するそれぞれの変換部9を介して電源2から供給される電気を蓄電池5に送る。図4では説明のため制御機構4が備える種別判定部8等を省略している。 Since the power storage system 1 includes a plurality of conversion units 9A to 9C corresponding to the respective power supplies 2, the storage battery 5 is charged even when the plurality of power supplies 2 are connected and electricity is supplied at the same time. Is possible. For example, as illustrated in FIG. 4, a generator can be connected as an AC power source 2A, and a solar cell can be connected as a DC high voltage power source 2B. The charge control unit 12 of the control mechanism 4 sends electricity supplied from the power source 2 to the storage battery 5 via the corresponding conversion units 9. In FIG. 4, the type determination unit 8 and the like included in the control mechanism 4 are omitted for the sake of explanation.

このとき制御機構4は、例えば二つ以上の電源2から供給される電気を合成して蓄電池5に送る構成を有していてもよい。例えば交流電源2Aと直流高圧電源2Bとから同時に電気が供給される場合は、それぞれの電気を充電適正電圧に変換した後に合成して蓄電池5に送ることができる。例えば交流電源2Aと直流低圧電源2Cとから同時に電気が供給される場合は、位相を合わせて合成した後に直流に変換して蓄電池5に送ることができる。また制御機構4は、二つ以上の電源2から電気が供給される場合に、複数の電源2のうちの一部から供給される電気でのみ蓄電池5を優先的に充電する構成を有していてもよい。 At this time, the control mechanism 4 may have a configuration in which, for example, electricity supplied from two or more power sources 2 is combined and sent to the storage battery 5. For example, when electricity is supplied from the AC power supply 2A and the DC high-voltage power supply 2B at the same time, each electricity can be converted into an appropriate charging voltage and then combined and sent to the storage battery 5. For example, when electricity is supplied from the AC power supply 2A and the DC low-voltage power supply 2C at the same time, they can be combined in phase and then converted into DC and sent to the storage battery 5. Further, the control mechanism 4 has a configuration in which when electricity is supplied from two or more power sources 2, the storage battery 5 is preferentially charged only by electricity supplied from a part of the plurality of power sources 2. You may.

制御機構4が蓄電池5の残量を監視する監視部14を備えていてもよい。監視部14は、蓄電池5の電圧から残量を推定する構成を有している。監視部14の構成はこれに限らず蓄電池5の残量を取得できる構成であればよい。例えば変換部9から蓄電池5に入力される電力と蓄電池5から外部機器7に出力される電力との差から蓄電池5の残量を推定する構成としてもよい。 The control mechanism 4 may include a monitoring unit 14 that monitors the remaining amount of the storage battery 5. The monitoring unit 14 has a configuration for estimating the remaining amount from the voltage of the storage battery 5. The configuration of the monitoring unit 14 is not limited to this, and may be any configuration that can acquire the remaining amount of the storage battery 5. For example, the remaining amount of the storage battery 5 may be estimated from the difference between the power input from the conversion unit 9 to the storage battery 5 and the power output from the storage battery 5 to the external device 7.

図4に例示する実施形態では制御機構4の状態取得部13が、信号線L4を介して発電機の起動および停止を制御する制御信号を交流電源2Aに送る構成を有している。 In the embodiment illustrated in FIG. 4, the state acquisition unit 13 of the control mechanism 4 has a configuration in which a control signal for controlling the start and stop of the generator is sent to the AC power supply 2A via the signal line L4.

制御機構4は残量の変化量から、蓄電池5への充電量が十分か否かを判断する。蓄電池5の残量が所定量以上あるときや残量が増加傾向にあるときなどは、状態取得部13からの制御信号で発電機を停止させることができる。また蓄電池5の残量が所定量より少ないときや残量が減少傾向にあるときなどは、状態取得部13が発電機を起動させることができる。このとき直流高圧電源2Bによる蓄電池5の充電と並行して、交流電源2Aによる蓄電池5の充電が行われる。 The control mechanism 4 determines whether or not the amount of charge to the storage battery 5 is sufficient from the amount of change in the remaining amount. When the remaining amount of the storage battery 5 is equal to or more than a predetermined amount or the remaining amount tends to increase, the generator can be stopped by the control signal from the state acquisition unit 13. Further, when the remaining amount of the storage battery 5 is less than a predetermined amount or when the remaining amount tends to decrease, the state acquisition unit 13 can start the generator. At this time, the storage battery 5 is charged by the AC power supply 2A in parallel with the charging of the storage battery 5 by the DC high-voltage power supply 2B.

蓄電池5を充電する際には太陽電池からの充電を優先するとともに状況に応じて発電機の起動および停止を蓄電システム1は制御できるので、発電機の燃料消費を抑制しつつ蓄電池5を効率よく充電できる。蓄電システム1が発電機を制御できるので、蓄電池5の容量を自動的に一定に保つことができる。 When charging the storage battery 5, priority is given to charging from the solar cell, and the power storage system 1 can control the start and stop of the generator according to the situation. Therefore, the storage battery 5 can be efficiently used while suppressing the fuel consumption of the generator. Can be charged. Since the power storage system 1 can control the generator, the capacity of the storage battery 5 can be automatically kept constant.

電源2から供給される電気が、蓄電池5をバイパスして直接的に出力部6から外部機器7に供給される構成にしてもよい。図4に例示するように制御機構4と出力部6とを直接接続するバイパスケーブル15を有する構成にすることができる。この実施形態では出力部6が、DC/ACコンバータ16の他に、ソリッドステートリレーやメカニカルリレーで構成されるリレー17を有している。リレー17をソリッドステートリレーで構成することで、交流電源2Aからバイパスケーブル15を介して供給される電気と、蓄電池5から供給される電気とを遮断させることなく切り替えて外部機器7に供給することができる。このリレー17は、バイパスケーブル15を介して供給される電気と蓄電池5から供給される電気とを同時に外部機器7に供給することもできる。 The electricity supplied from the power source 2 may be configured to bypass the storage battery 5 and be directly supplied from the output unit 6 to the external device 7. As illustrated in FIG. 4, the configuration may include a bypass cable 15 that directly connects the control mechanism 4 and the output unit 6. In this embodiment, the output unit 6 has a relay 17 composed of a solid state relay and a mechanical relay in addition to the DC / AC converter 16. By configuring the relay 17 with a solid state relay, the electricity supplied from the AC power supply 2A via the bypass cable 15 and the electricity supplied from the storage battery 5 can be switched and supplied to the external device 7 without interruption. Can be done. The relay 17 can also supply electricity supplied via the bypass cable 15 and electricity supplied from the storage battery 5 to the external device 7 at the same time.

制御機構4の充電制御部12が、バイパスケーブル15および出力部6を介して外部機器7に必要な電力を供給するとともに、変換部9を介して蓄電池5に外部機器7が使用せず余る電力を送る構成にしてもよい。例えば太陽電池から供給される電気を優先して外部機器7へ供給することができる。外部機器7が必要とする電力が大きい場合には不足する電力を蓄電池5から供給して、必要とする電力が小さい場合には余った電力を蓄電池5に充電することができる。 The charge control unit 12 of the control mechanism 4 supplies the necessary power to the external device 7 via the bypass cable 15 and the output unit 6, and the surplus power that the external device 7 does not use to the storage battery 5 via the conversion unit 9. May be configured to send. For example, the electricity supplied from the solar cell can be preferentially supplied to the external device 7. When the power required by the external device 7 is large, the insufficient power can be supplied from the storage battery 5, and when the power required is small, the surplus power can be charged to the storage battery 5.

本明細書に記載されている信号線L1〜L4は有線で構成してもよく、無線で構成してもよい。交流電源2Aと直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cとで構成される電源2に接続可能な蓄電システム1を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。蓄電システム1は交流電源2Aと直流高圧電源2Bと直流低圧電源2Cのうち、少なくとも二つの電源2に対して接続可能な構成を有していればよい。 The signal lines L1 to L4 described in the present specification may be configured by wire or wirelessly. Although the power storage system 1 that can be connected to the power supply 2 composed of the AC power supply 2A, the DC high voltage power supply 2B, and the DC low voltage power supply 2C has been described as an example, the present invention is not limited thereto. The power storage system 1 may have a configuration that can be connected to at least two power sources 2 of the AC power source 2A, the DC high voltage power source 2B, and the DC low voltage power source 2C.

1 蓄電システム
2 電源
2A 交流電源
2B 直流高圧電源
2C 直流低圧電源
3 入力部
4 制御機構
5 蓄電池
6 出力部
7 外部機器
8 種別判定部
9 変換部
9A 第一変換部
9B 第二変換部
9C 第三変換部
10 検出センサ
11 DC/ACコンバータ
12 充電制御部
13 状態取得部
14 監視部
15 バイパスケーブル
16 DC/ACコンバータ
17 リレー
L1〜L4 信号線
1 Power storage system 2 Power supply 2A AC power supply 2B DC high voltage power supply 2C DC low voltage power supply 3 Input unit 4 Control mechanism 5 Storage battery 6 Output unit 7 External device 8 Type determination unit 9 Conversion unit 9A 1st conversion unit 9B 2nd conversion unit 9C 3rd Conversion unit 10 Detection sensor 11 DC / AC inverter 12 Charge control unit 13 Status acquisition unit 14 Monitoring unit 15 Bypass cable 16 DC / AC inverter 17 Relay L1 to L4 Signal line

Claims (7)

電源に接続される入力部と、この入力部に接続されて前記電源から供給される電気で充電される蓄電池と、前記入力部と前記蓄電池との間に接続されて前記蓄電池に供給される電気の制御を行う制御機構とを備える蓄電システムにおいて、
前記入力部に接続されている前記電源の種別を判定する種別判定部と、この種別判定部の判定結果に基づいて前記電源から供給される電気の電圧または電流の少なくとも一方を変換する変換部とを前記制御機構が備えることを特徴とする蓄電システム。
An input unit connected to a power source, a storage battery connected to the input unit and charged by electricity supplied from the power source, and electricity connected between the input unit and the storage battery and supplied to the storage battery. In a power storage system equipped with a control mechanism that controls
A type determination unit that determines the type of the power supply connected to the input unit, and a conversion unit that converts at least one of the voltage and current of electricity supplied from the power supply based on the determination result of the type determination unit. A power storage system characterized by the above-mentioned control mechanism.
前記種別判定部の判定結果に基づいて前記蓄電池への充電を制御する充電制御部を前記制御機構が有していて、
前記電源の種別ごとに予め定められる充電可能条件を前記電源から供給される電気が満たすか否かを判定して、この判定結果に基づいて前記蓄電池への充電を制御する構成を前記充電制御部が備える請求項1に記載の蓄電システム。
The control mechanism has a charge control unit that controls charging of the storage battery based on the determination result of the type determination unit.
The charge control unit has a configuration in which it is determined whether or not the electricity supplied from the power source satisfies the chargeable condition predetermined for each type of the power source, and the charge to the storage battery is controlled based on the determination result. The power storage system according to claim 1.
前記種別判定部の判定結果に基づいて前記蓄電池への充電を制御する充電制御部を前記制御機構が有していて、
前記電源の種別ごとに予め定められる適正充電量に基づき前記蓄電池に充電される充電量を制御する構成を前記充電制御部が備える請求項1または2に記載の蓄電システム。
The control mechanism has a charge control unit that controls charging of the storage battery based on the determination result of the type determination unit.
The power storage system according to claim 1 or 2, wherein the charge control unit includes a configuration for controlling the charge amount charged to the storage battery based on an appropriate charge amount predetermined for each type of power source.
前記電源が、交流の電気を発生させる交流電源、または直流であり所定の値以上の電圧の電気を発生させる直流高圧電源、または直流であり前記所定の値よりも小さい電圧の電気を発生させる直流低圧電源のいずれであるかを判定する構成を前記種別判定部が備える請求項1〜3のいずれかに記載の蓄電システム。 The power source is an AC power source that generates AC electricity, a DC high-voltage power source that is DC and generates electricity with a voltage equal to or higher than a predetermined value, or a DC that is DC and generates electricity with a voltage smaller than the predetermined value. The power storage system according to any one of claims 1 to 3, wherein the type determination unit includes a configuration for determining which of the low-voltage power sources is used. 電源から供給される電気の電圧または電流の少なくとも一方を制御して蓄電池に供給して前記蓄電池を充電する充電方法において、
前記蓄電池に接続されている前記電源の種別を判定して、この判定結果に基づいて前記蓄電池への充電を制御して、前記電源から供給される電気の電圧または電流の少なくとも一方を変換して前記蓄電池に供給することを特徴とする充電方法。
In a charging method in which at least one of the voltage and current of electricity supplied from a power source is controlled and supplied to a storage battery to charge the storage battery.
The type of the power source connected to the storage battery is determined, and the charging of the storage battery is controlled based on the determination result to convert at least one of the voltage and the current of the electricity supplied from the power source. A charging method characterized by supplying to the storage battery.
前記電源の種別ごとに予め定められる充電可能条件を前記電源から供給される電気が満たすか否かを判定して、この判定結果に基づいて前記蓄電池への充電を制御する請求項5に記載の充電方法。 The fifth aspect of claim 5, wherein it is determined whether or not the electricity supplied from the power source satisfies the rechargeable condition predetermined for each type of the power source, and the charging of the storage battery is controlled based on the determination result. Charging method. 前記電源の種別ごとに予め定められる適正充電量に基づき前記蓄電池に充電される充電量を制御する請求項5または6に記載の充電方法。 The charging method according to claim 5 or 6, wherein the charge amount to be charged to the storage battery is controlled based on an appropriate charge amount predetermined for each type of power source.
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