蓄电系统以及蓄电方法技术方案

本发明专利技术的蓄电系统具备：进行环境发电的发电元件；被供给由上述发电元件发电的电力的第一蓄电池；容量比上述第一蓄电池小的第二蓄电池；将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放的第一开关部；将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放的第二开关部；将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第一开关部的第一切换部；以及将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第二开关部的第二切换部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将通过进行环境发电的发电元件发电所得的电力蓄积在蓄电池中来对负载装置供给电力的蓄电系统以及蓄电方法。本申请基于2014年12月18日在日本申请的特愿2014－256362号主张优先权，并在此引用其内容。
技术介绍
近年来，因电子电路、无线技术的低消耗电力化，通过从周围的环境获得电能而无需配线、电池更换地进行动作的无线传感器、遥控开关等能量收集设备(环境发电元件)受到关注。因此，例如正在开发设想在荧光灯、LED照明等屋内光中的使用的能量收集用的低照度染料敏化太阳能电池。其中，有一种相关的使用了锂离子电容器的电源装置(参照专利文献1)。专利文献1所记载的电源设装置是具备锂离子电容器的电源装置，具有使锂离子电容器在2.0V～3.2V的电压范围中进行动作的电力控制部。市场上出售的锂离子电容器以40F(法拉)、100F等40F以上为主流。另外，锂离子电容器如专利文献1所记载那样，从防止单元的劣化的观点来看，优选在2.0V以上的电压下使用。为此，在电源装置中，有时使锂离子电容器的电压例如留有余地地不成为2.5V以下的电压。因此，在锂离子电容器的充电电压与2.5V相比电位降低时，暂时使负载装置的动作停止来停止电力的供给。之后，在电源装置中，若发电元件开始发电，则通过该发电元件开始锂离子电容器的再充电。专利文献1:日本特开2013－78235号公报在锂离子电容器进行再充电的情况下，若在锂离子电容器的充电电压超过2.5V的时刻立即使负载装置的动作恢复，则因负载装置的消耗电力而反复负载装置的动作开始和动作停止。即，负载装置的动作恢复、因负载装置的动作恢复时的消耗电力所引起的锂离子电容器的充电电压的降低、和因充电电压的降低所引起的负载装置的动作的停止反复发生，由此无法驱动系统。另外，在负载装置为测量与环境有关的信息的传感器节点等通信装置的情况下，希望在发电元件开始发电之后以10分钟左右恢复系统的动作。然而，在以往的电源装置中，由于对40F等大容量的锂离子电容器进行充电，所以无法快速地提升对负载装置供电的输出电压，到使负载装置的动作恢复为止要花费长时间。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题点而完成的，提供在发电元件进行发电的情况下能够在短时间使负载装置的动作恢复的蓄电系统以及蓄电方法。为了解决上述问题，需要在将锂离子电容器再充电开始后使负载装置的动作恢复所需的最低电压例如设为2.7V(0.2V的富余量)等使动作停止时的电压与动作恢复时的电压之间具有滞后宽度。然而，例如在将容量40F的电容器的电压值从2.5V充电到2.7V来使负载装置的动作恢复的情况下，由于从环境发电元件供给的充电电流少，所以例如需要数小时等长的充电时间，负载装置会停止数小时。专利技术人门更专心研究的结果导出了本专利技术。为了实现上述目的，本专利技术的第一方式涉及的蓄电系统具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，被供给通过上述发电元件发电的电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；第一开关部，将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第二开关部，将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第一切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第一开关部；以及第二切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第二开关部，上述第三阈值的电压被设定得比上述第一阈值的电压高，上述第二阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第四阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为开放状态，在向上述负载装置供给的电压大于上述第一阈值的电压且小于上述第二阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第一开关部的状态，在向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为连接状态，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第三阈值的电压以下的情况下，将上述第二开关部控制为连接状态以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接，在向上述负载装置供给的电压大于上述第三阈值的电压且小于上述第四阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第二开关部的状态，在向上述负载装置供给的电压变为上述第四阈值的电压以上的情况下，将上述第二开关部控制为开放状态以使与上述第一蓄电池并联连接的上述第二蓄电池从上述第一蓄电池断开。在这样的结构的蓄电系统中，在发电元件停止了发电的状态、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下，第一蓄电池因供给负载装置进行动作时的消耗电力而其充电电压逐渐降低。而且，在第一蓄电池的充电电压降低到第三阈值(第三阈值＞第一阈值)的电压的情况下，第二切换部使第二开关部成为连接状态来将第二蓄电池与第一蓄电池并联连接。由此，进行从第一蓄电池向第二蓄电池的充电，第二蓄电池的充电电压上升。之后，在第一蓄电池与第二蓄电池的并联电路的充电电压进一步降低，降低到第一阈值(第三阈值＞第一阈值)的电压的情况下，第一切换部使第一开关部成为开放状态来将第一蓄电池从供电线以及负载装置断开。之后，在发电元件进行发电的情况下，发电元件经由第二开关部开始向第二蓄电池的充电。而且，在第二蓄电池的充电电压到达了第二阈值(第二阈值＞第三阈值)的电压的情况下，第一切换部通过使第一开关部成为连接状态来使第一蓄电池与供电线以及负载装置再次连接，将第一蓄电池与第二蓄电池并联连接。之后，在从发电元件对第一蓄电池与第二蓄电池的并联电路继续充电，该并联电路的充电电压到达了第四阈值(第四阈值＞第三阈值)的电压的情况下，第二切换部使第二开关成为开放状态来从第一蓄电池断开第二蓄电池。这样，本实施方式的蓄电系统在发电元件停止了发电的状态、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下，当第一蓄电池的充电电压降低到第三阈值的电压的情况下，使第一蓄电池与第二蓄电池并联连接，而从第一蓄电池向第二蓄电池进行充电，预先提高第二蓄电池的充电电压。然后，在发电元件进行发电的情况下，通过从发电元件选择第二蓄电池来进行充电，从而快速地提升向负载装置供电的电压。由此，在本专利技术的第一方式所涉及的蓄电系统中，在发电元件进行发电的情况下，能够在短时间使负载装置的动作恢复。另外，由于容量小的第二蓄电池在短时间充电电压上升，所以能够在短时间上升为第二阈值以上的电压。因此，蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。另外，在第一蓄电池的电压降低为第三阈值的电压的情况下，第二蓄电池与第一蓄电池并联连接，第二蓄电池变为与第一蓄电池相同的电压。因此，若第一蓄电池的电压变为第一阈值的电压以下，第一开关部成为开放状态，第二开关部成为连接状态，则从此时的第二蓄电池的电位开始向第二蓄电池的充电。因此，蓄电系统能够在短时间将第二蓄电池充电到第二阈值以上的电压。由此，蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。另外，在本专利技术的第一方式所涉及的蓄电系统中，上述第三阈值的电压可以设定为在上述第二蓄电池的电压为0V或者接近0V的值的情况下，当将上述第一蓄电池与上述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电系统，具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，被供给由上述发电元件发电的电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；第一开关部，将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第二开关部，将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第一切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第一开关部；以及第二切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第二开关部，上述第三阈值的电压被设定得比上述第一阈值的电压高，上述第二阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第四阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为开放状态，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压大于上述第一阈值的电压且小于上述第二阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第一开关部的状态，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为连接状态，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第三阈值的电压以下的情况下，将上述第二开关部控制为连接状态以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压大于上述第三阈值的电压且小于上述第四阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第二开关部的状态，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第四阈值的电压以上的情况下，将上述第二开关部控制为开放状态以使与上述第一蓄电池并联连接的上述第二蓄电池从上述第一蓄电池断开。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 JP 2014-2563621.一种蓄电系统，具备：发电元件，进行环境发电；第一蓄电池，被供给由上述发电元件发电的电力；第二蓄电池，容量比上述第一蓄电池小；第一开关部，将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第二开关部，将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放；第一切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第一开关部；以及第二切换部，将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较，并根据该比较结果来控制上述第二开关部，上述第三阈值的电压被设定得比上述第一阈值的电压高，上述第二阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第四阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为开放状态，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压大于上述第一阈值的电压且小于上述第二阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第一开关部的状态，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下，进行控制以使上述第一开关部成为连接状态，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第三阈值的电压以下的情况下，将上述第二开关部控制为连接状态以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压大于上述第三阈值的电压且小于上述第四阈值的电压的情况下，进行控制以保持当前的上述第二开关部的状态，上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第四阈值的电压以上的情况下，将上述第二开关部控制为开放状态以使与上述第一蓄电池并联连接的上述第二蓄电池从上述第一蓄电池断开。2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，上述第三阈值的电压被设定为在上述第二蓄电池的电压为0V或者接近0V的值的情况下，当将上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接了时，上述第一蓄电池的电压不会变为上述第一阈值的电压以下。3.根据权利要求1或者权利要求2所述的蓄电系统，其中，具备将对上述负载装置供给电力的供电线与该负载装置之间连接或者开放的第三开关部，上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下，进行控制以使上述第三开关部成为开放状态，上述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本和宽，冈田显一，柳本良二，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本;JP