電源系統(tǒng)及能量管理方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種電源系統(tǒng)及能量管理方法。在電源系統(tǒng)中，控制裝置構(gòu)成為：從AC電池串及DC電池串中包含的多個電池中選擇執(zhí)行被要求的能量管理的1個以上的對象電池，在將所述對象電池以外的所述電池從電路切離了的狀態(tài)下，使用所述對象電池來執(zhí)行被要求的能量管理。使用所述對象電池來執(zhí)行被要求的能量管理。使用所述對象電池來執(zhí)行被要求的能量管理。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
電源系統(tǒng)及能量管理方法


[0001]本公開涉及電源系統(tǒng)及能量管理方法，尤其涉及使用了電池串的電源系統(tǒng)及能量管理方法。

技術(shù)介紹

[0002]在日本特開2018
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074709中公開了控制電池串的控制電路。電池串包括互相連接的多個電池電路模塊。電池串中包含的各電池電路模塊具備電池、與電池并聯(lián)連接的第一開關(guān)、與電池串聯(lián)連接的第二開關(guān)及在第一開關(guān)是斷開狀態(tài)且第二開關(guān)是接通狀態(tài)時被施加電池的電壓的第一輸出端子及第二輸出端子。控制電路通過控制電池串中包含的各電池電路模塊的第一開關(guān)及第二開關(guān)，能夠?qū)㈦姵卮妮敵鲭妷赫{(diào)整為期望的大小。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]日本特開2018
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074709公開使用如上所述的電池串來輸出直流電力的電源系統(tǒng)。但是，在日本特開2018
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074709中，關(guān)于使用電池串來輸出電力波形(交流電力)未做任何研究。另外，在日本特開2018
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074709中，關(guān)于使用電池串來進行能量管理也未做任何研究。
[0004]本公開提供能夠使用電池串來適宜地進行能量管理的電源系統(tǒng)及能量管理方法。
[0005]本公開的第一方案的電源系統(tǒng)具備第一電源電路、第二電源電路及控制裝置。第一電源電路具備直流電力用的DC電池串和將從DC電池串輸出的直流電力變換為交流電力的變換器，構(gòu)成為利用DC電池串及變換器來輸出第一交流電力。第二電源電路具備交流電力用的AC電池串，構(gòu)成為利用AC電池串來輸出第二交流電力。控制裝置構(gòu)成為控制第一電源電路及第二電源電路。AC電池串及DC電池串的各自包括串聯(lián)連接的多個電池電路模塊。多個電池電路模塊的各自包括電池、輸出電池的電壓的輸出端子、連接于輸出端子并且與電池并聯(lián)連接的第一開關(guān)及與電池串聯(lián)連接的第二開關(guān)。多個電池電路模塊的各自構(gòu)成為：在第一開關(guān)是切斷狀態(tài)且第二開關(guān)是導通狀態(tài)時，電池的電壓被向輸出端子施加。控制裝置構(gòu)成為：從AC電池串及DC電池串中包含的多個電池中選擇執(zhí)行被要求的能量管理的1個以上的對象電池，在將對象電池以外的電池從電路切離了的狀態(tài)下，使用對象電池來執(zhí)行上述被要求的能量管理。
[0006]上述的電源系統(tǒng)能夠從各電池串中包含的多個電池中選擇符合了能量管理的要求的對象電池，在對象電池以外的電池被從電路切離了的狀態(tài)下，使對象電池執(zhí)行能量管理。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠保持不執(zhí)行能量管理的電池(電池串中包含的對象電池以外的電池)的狀態(tài)，并使用對象電池來適宜地進行能量管理。
[0007]另外，上述的電源系統(tǒng)容易利用第一電源電路及第二電源電路來輸出多樣的交流電力。具體而言，第一電源電路能夠使用變換器，根據(jù)DC電池串輸出的直流電力來生成電力波形(交流電力)。第二電源電路通過控制AC電池串中包含的各電池電路模塊的第一開關(guān)及第二開關(guān)，能夠調(diào)整連接于電路的電池的數(shù)量。另外，在AC電池串和DC電池串中，能夠采用不同種類的電池(例如，高容量型電池/高輸出型電池)。因而，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在電源系統(tǒng)的
設(shè)計中，擴大能夠輸出的電壓范圍(V)及電力范圍(kW)或者延長能夠輸出的時間變得容易。這樣，上述的電源系統(tǒng)具有容易響應(yīng)各種各樣的能量管理的要求的結(jié)構(gòu)。
[0008]上述的控制裝置可以構(gòu)成為：關(guān)于AC電池串中包含的1個以上的電池和DC電池串中包含的1個以上的電池的各自，使用在該電池的充電過程中和放電過程中的至少一方逐次取得的數(shù)據(jù)來進行該電池的劣化診斷。并且，控制裝置可以構(gòu)成為：判斷被要求的能量管理的電力變動是否適應(yīng)于劣化診斷。所述控制裝置可以構(gòu)成為：在判斷為被要求的能量管理的電力變動不適應(yīng)于劣化診斷的情況下，將AC電池串及DC電池串中包含的多個電池中的劣化診斷中的1個以上的電池從對象電池的選定候補排除。
[0009]在上述的電源系統(tǒng)中，控制裝置使用在電池的充電過程中和放電過程中的至少一方逐次取得的數(shù)據(jù)(例如，電池電壓和/或電池電流的推移)來進行該電池的劣化診斷。若正被診斷的電池在劣化診斷的中途參加伴隨著大到無法取得合適的數(shù)據(jù)的程度的電力變動的能量管理，則劣化診斷會重做。于是，在上述的電源系統(tǒng)中，在能量管理的電力變動不適應(yīng)于劣化診斷的情況下，不使劣化診斷中的電池參加能量管理，從而抑制劣化診斷重做。劣化診斷中的電池在劣化診斷的中途被從電路切離，在能量管理的執(zhí)行中保持電池的狀態(tài)。控制裝置在能量管理結(jié)束后，能夠?qū)⒅袛嗟牧踊\斷再次開始。
[0010]需要說明的是，控制裝置可以關(guān)于電池串中包含的全部的電池進行劣化診斷，也可以作為代表而僅對電池串中包含的規(guī)定數(shù)量的電池進行劣化診斷。
[0011]上述的控制裝置可以構(gòu)成為：在被要求的能量管理的持續(xù)時間為第一基準值以上的情況下，判斷為被要求的能量管理的電力變動適應(yīng)于劣化診斷。
[0012]在持續(xù)時間長的能量管理中，存在電力變動變得緩慢的傾向。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，容易確切且容易地判斷被要求的能量管理的電力變動是否適應(yīng)于劣化診斷。
[0013]上述的控制裝置可以構(gòu)成為：在被要求的能量管理的響應(yīng)時間為第二基準值以下的情況下，判斷為被要求的能量管理的電力變動不適應(yīng)于劣化診斷。
[0014]在響應(yīng)時間短的能量管理中，存在電力變動變大的傾向。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，容易確切且容易地判斷被要求的能量管理的電力變動是否適應(yīng)于劣化診斷。
[0015]DC電池串中包含的電池的功率密度可以比AC電池串中包含的電池的功率密度高。另外，AC電池串中包含的電池的能量密度可以比DC電池串中包含的電池的能量密度高。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，容易利用第一電源電路及第二電源電路來輸出多樣的交流電力。例如，通過使用高容量型電池(能量密度高的電池)，容易應(yīng)對長時間的供電。另外，通過使用高輸出型電池(功率密度高的電池)，容易應(yīng)對高速率的供電。
[0017]以下，將DC電池串中包含的各電池也稱作“DC電池”。DC電池的功率密度可以為1000W/kg以上，也可以為1500W/kg以上且小于5000W/kg，還可以為5000W/kg以上。DC電池的能量密度可以小于300Wh/kg，也可以小于100Wh/kg，還可以為50Wh/kg以上且小于500Wh/kg。
[0018]以下，將AC電池串中包含的各電池也稱作“AC電池”。AC電池的能量密度可以為300Wh/kg以上，也可以為500Wh/kg以上且小于1000Wh/kg，還可以為1000Wh/kg以上。AC電池的功率密度可以小于1000W/kg，也可以為300W/kg以上且小于1000W/kg。
[0019]在上述的任一電源系統(tǒng)中，第一電源電路及第二電源電路的各自可以與將向建筑物供給電力的外部電源和建筑物連結(jié)的電線電連接。前述的能量管理可以是外部電源的電
力調(diào)整。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠從第一電源電路及第二電源電路的各自向建筑物供給交流電力。另外，能夠利用來自外部電源的電力來對AC電池及DC電池的各自充電，因此第一電源電路及第二電源電路的各自能夠根據(jù)需要而蓄積電力。上述電源系統(tǒng)能夠作為建筑物的緊本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電源系統(tǒng)，其特征在于，具備：第一電源電路，具備直流電力用的DC電池串和將從所述DC電池串輸出的直流電力變換為交流電力的變換器，利用所述DC電池串及所述變換器來輸出第一交流電力；第二電源電路，具備交流電力用的AC電池串，利用所述AC電池串來輸出第二交流電力；及控制裝置，構(gòu)成為控制所述第一電源電路及所述第二電源電路，其中，所述AC電池串及所述DC電池串的各自包含串聯(lián)連接的多個電池電路模塊，所述多個電池電路模塊的各自包含：電池；輸出端子，輸出所述電池的電壓；第一開關(guān)，連接于輸出端子并且與所述電池并聯(lián)連接；及第二開關(guān)，與所述電池串聯(lián)連接，所述多個電池電路模塊的各自構(gòu)成為：在所述第一開關(guān)是切斷狀態(tài)且所述第二開關(guān)是導通狀態(tài)時，所述電池的電壓被向所述輸出端子施加，所述控制裝置構(gòu)成為：從所述AC電池串及所述DC電池串中包含的多個所述電池中選擇執(zhí)行被要求的能量管理的1個以上的對象電池，在將所述對象電池以外的所述電池從電路切離了的狀態(tài)下，使用所述對象電池來執(zhí)行所述被要求的能量管理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置構(gòu)成為：關(guān)于所述AC電池串中包含的1個以上的所述電池和所述DC電池串中包含的1個以上的所述電池的各自，使用在該電池的充電過程中和放電過程中的至少一方逐次取得的數(shù)據(jù)來進行該電池的劣化診斷，所述控制裝置構(gòu)成為：判斷所述被要求的能量管理的電力變動是否適應(yīng)于所述劣化診斷，所述控制裝置構(gòu)成為：在判斷為所述被要求的能量管理的電力變動不適應(yīng)于所述劣化診斷的情況下，將所述AC電池串及所述DC電池串中包含的多個所述電池中的所述劣化診斷中的1個以上的所述電池從所述對象電池的選定候補排除。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置構(gòu)成為：在所述被要求的能量管理的持續(xù)時間為第一基準值以上的情況下，判斷為所述被要求的能量管理的電力變動適應(yīng)于所述劣化診斷。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置構(gòu)成為：在所述被要求的能量管理的響應(yīng)時間為第二基準值以下的情況下，判斷為所述被要求的能量管理的電力變動不適應(yīng)于所述劣化診斷。5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述DC電池串中包含的所述電池的功率密度比所述AC電池串中包含的所述電池的功率密度高，所述AC電池串中包含的所述電池的能量密度比所述DC電池串中包含的所述電池的能量密度高。6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電源電路及所述第二電源電路的各自與將向建筑物供給電力的外部電源和
所述建筑物連結(jié)的電線電連接，所述被要求的能量管理是所述外部電源的電力調(diào)整。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，還具備配置于所述第一電源電路與所述電線之間的絕緣濾波器，其中，所述變換器是以其他的用途被使用過的再利用品。8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電源電路包含第一驅(qū)動電路和第一控制電路，所述第一驅(qū)動電路驅(qū)動所述DC電池串中包含的所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)，所述第一控制電路將用于按照來自所述控制裝置的指令來驅(qū)動所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)的各自的信號向所述第一驅(qū)動電路發(fā)送...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：泉純太，木村健治，
申請(專利權(quán))人：豐田自動車株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：