蓄电系统及测量方法技术方案

在包括多并联蓄电池模块(2)的蓄电系统中，以更简单的构成安全地进行蓄电池组之间的连接。蓄电系统(100)包括：多并联蓄电池模块(2)，其由多个蓄电池组(20_1～20_n)并联连接而成，所述蓄电池组(20_1～20_n)包含至少一个铅蓄电池单元(200)；交直流转换装置(3)，其控制所述多并联蓄电池模块的电力的送受；开关(4_1～4_n)，其对应于每个所述蓄电池组而设置，且串联连接于对应的所述蓄电池组与所述交直流转换装置之间；以及控制装置(1、1A)，所述控制装置在将已解列的所述蓄电池组彼此并联连接时，基于与连接对象即所述蓄电池组的电压关联的测量值(ΔV、T)，控制与连接对象即所述蓄电池组对应的所述开关的接通/断开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电系统及测量方法
本专利技术涉及蓄电系统及蓄电池的内部电阻的测量方法，例如涉及对铅蓄电池的充放电进行控制的蓄电系统、及铅蓄电池的内部电阻的测量方法。
技术介绍
近年来，由于要求铅蓄电池具有更大容量，正在普及一种大型蓄电系统，其包括多并联蓄电池模块，该模块由多个蓄电池组(串)并联连接而成，所述蓄电池组由单一铅蓄电池单元(单电池)或多个铅蓄电池单元串联连接而成。对于这种蓄电系统，在蓄电池组的充放电控制中，有时进行将蓄电池组彼此连接与解列的切换控制。在将已解列的蓄电池组重新连接时，在蓄电池组之间具有电压差的情况下，重新连接后，紧接着在蓄电池组之间会流动循环电流。已知当这种循环电流为大电流时，会缩短蓄电池的寿命。此外，已知当蓄电池组彼此重新连接时流动的循环电流，超过与多并联蓄电池模块连接的缆线或断路器等蓄电池周边设备的允许电流时，会因发热导致功率组件破损或劣化等。为了防止该循环电流对蓄电池及蓄电池周边设备的不良影响，一直以来研究了各种方法。例如，在专利文献1中公开了一种蓄电系统，其包括第1电路及第2电路，所述第1电路经由电阻元件将多个蓄电池组之间连接，所述第2电路直接将多个蓄电池组之间连接而不经由电阻元件。在该蓄电系统中，将蓄电池组彼此连接时，首先选择第1电路，经由电阻元件将蓄电池组彼此连接，从而抑制循环电流并减少蓄电池组之间的电压差，当电压差缩小后，选择第2电路，不经由电阻元件而将蓄电池组彼此连接。由此，防止因流过大的循环电流而对蓄电池造成不良影响。若知晓蓄电池的内部电阻，便可根据欧姆定律，求出将存在电压差的蓄电池组连接时流动的循环电流的大小。作为蓄电池组的内部电阻的计算方法，已知有如下方法。例如，在专利文献2中公开有如下方法：根据运转中的蓄电池的电压及电流求出内部电阻。具体来说，在蓄电池运转过程中将规定大小的测量用电阻元件连接于蓄电池，并测量此测量用电阻元件的电压的変化ΔV及电流的変化ΔI。然后，根据计算公式(R＝ΔV/ΔI)，计算蓄电池的内部电阻R。此外，已知蓄电池的内部电阻具有频率依赖性，在非专利文献1中公开有一种使用科尔-科尔(Cole－Cole)图来评估蓄电池的内部电阻的技术。此处，所谓科尔-科尔图，是指横轴取蓄电池的内部电阻的实数部分、纵轴取其内部电阻的虚数部分，绘制频率从0.1Hz摆动到几十kHz时的轨迹的图。例如，在铅蓄电池的科尔-科尔图中，轨迹大约在1kHz频率前后接触横轴。此时的值不含阻抗的虚数部分，因此可以理解为表示铅蓄电池的直流内部电阻。因此，使用测试仪控制铅蓄电池的放电电流，以使铅蓄电池流动大约1kHz的交流电流ΔI＝Io·sin(ωt)，并测量此时的电压变化然后，根据交流电流ΔI及电压变化ΔV各自的实效值的比，便可求出铅蓄电池的内部电阻。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：JP专利第6004350号公报；专利文献2：JP特开昭63-12981号公报。(非专利文献)非专利文献1：板垣昌幸等人、“扩散-电荷转移混合控制系统系统的电化学阻抗与反应速率之间的关系”、Zairyo-to-Kankyo，51，410-417，2002年。非专利文献2：DanielRoiu等人，“12V电池建模：模型开发，模拟和验证”，IEEE，2017年6月15日。
技术实现思路
(专利技术所要解决的问题)但是，上述现有技术中并未公开关于蓄电池组之间的电压差小至何种程度才会变成安全的循环电流的任何见解。此外，在专利文献1公开的技术中，为了抑制循环电流，需要为每个蓄电池组准备多个电路，这就导致系统构成变得复杂并且成本增加的问题。此外，如非专利文献2所示，已知蓄电池的内部电阻在放电时与充电时具有不同值。因此，根据上述专利文献2公开的方法，虽然能测量放电时的电阻，但无法测定充电时的电阻，因此并不能说可以准确地测量蓄电池的内部电阻。因此，即便使用专利文献2公开的方法所测量的内部电阻推断出循环电流的值，该推断值也会成为从实际已连接蓄电池组彼此时流动的循环电流的值偏离的值。进而，本申请专利技术人发现，相比基于非专利文献1的公开技术测量的内部电阻得到的循环电流的预测值，蓄电池组之间实际流动的循环电流非常小，只有预测值的几分之一。即，发现使用现有测量方法求出的内部电阻时，估算的循环电流大于实际电流。本专利技术是鉴于上述问题研究而成的，本专利技术的目的是在包括多并联蓄电池模块的蓄电系统中，以更简单的构成安全地进行蓄电池组彼此的连接。(用于解决问题的方案)本专利技术的代表性实施方式涉及的蓄电系统包括：多并联蓄电池模块，其由多个蓄电池组并联连接而成，该蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；交直流转换装置，其控制所述多并联蓄电池模块的电力的送受；开关，其对应于每个所述蓄电池组而设置，串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流转换装置之间；以及控制装置，针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，控制所述开关的接通/断开；所述控制装置在将已解列的所述蓄电池组彼此并联连接时，也可以基于与连接对象即所述蓄电池组的电压关联的测量值，来控制与连接对象即所述蓄电池组对应的所述开关的接通/断开。(专利技术效果)根据本专利技术涉及的具有多并联蓄电池模块的蓄电系统，能够以更简单的构成安全地进行蓄电池组彼此的连接。附图说明图1是表示铅蓄电池均衡充电时的电压与电流的关系的图。图2是表示由于蓄电池组的电压衰减状态的差而产生的循环电流的图。图3是表示由于蓄电池组的SOC的差而产生的循环电流的图。图4是表示实施方式1涉及的蓄电系统的构成的图。图5是表示监视部的硬件构成的图。图6是表示根据实施方式1涉及的蓄电系统的、蓄电池组之间的连接控制方法的流程的流程图。图7是表示实施方式1涉及的蓄电池组的连接可否判断处理(步骤S2)的流程的流程图。图8是用于说明实施方式1涉及的蓄电池的内部电阻的测量方法的图。图9是表示实施方式1涉及的蓄电池的内部电阻的测量方法的流程的流程图。图10是表示实施方式2涉及的蓄电系统的构成的图。图11是用于说明稳定基准时间Ts的图。图12是表示实施方式2涉及的蓄电池组的连接可否判断处理(步骤S2)的流程的流程图。具体实施方式1.实施方式的概要首先，对本申请公开的专利技术的代表性实施方式进行概要说明。另外，在以下说明中，作为一个例子，将附图上与专利技术组成部分对应的参考标记附加括号进行记载。〔1〕本专利技术的代表性实施方式涉及的蓄电系统(100、100A)的特征在于包括：多并联蓄电池模块(2)，其由多个蓄电池组(20_1～20_n)并联连接而成，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；交直流转换装置(3)，其控制所述多并联蓄电池模块的电力的送受；开关(4_1～4_n)，其对应于每个所述蓄电池组而设置，且串联连接在对应的所述蓄电池组与所述交直流转换装置之间；以及控制装置(1、1A)，其针对每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电系统，其特征在于，包括：/n多并联蓄电池模块，其由多个蓄电池组并联连接而成，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；/n交直流转换装置，其控制所述多并联蓄电池模块的电力的送受；/n开关，其对应于每个所述蓄电池组而设置，且串联连接于对应的所述蓄电池组与所述交直流转换装置之间；以及/n控制装置，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述开关的接通/断开，/n所述控制装置在将已解列的所述蓄电池组彼此相互并联连接时，基于与连接对象即所述蓄电池组的电压关联的测量值，控制与连接对象即所述蓄电池组对应的所述开关的接通/断开。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 JP 2018-0627661.一种蓄电系统，其特征在于，包括：
多并联蓄电池模块，其由多个蓄电池组并联连接而成，所述蓄电池组包含至少一个铅蓄电池单元；
交直流转换装置，其控制所述多并联蓄电池模块的电力的送受；
开关，其对应于每个所述蓄电池组而设置，且串联连接于对应的所述蓄电池组与所述交直流转换装置之间；以及
控制装置，其针对每个所述蓄电池组监视所述蓄电池组的状态，并控制所述开关的接通/断开，
所述控制装置在将已解列的所述蓄电池组彼此相互并联连接时，基于与连接对象即所述蓄电池组的电压关联的测量值，控制与连接对象即所述蓄电池组对应的所述开关的接通/断开。


2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其特征在于，
与所述蓄电池组的电压关联的测量值是连接对象即所述蓄电池组之间的电压差。


3.根据权利要求2所述的蓄电系统，其特征在于，
所述控制装置具有：
存储部，其存储预先测量的所述蓄电池组的内部电阻的值、及在将所述蓄电池组彼此连接时流过的循环电流的允许电流；
判断部，其判断所述蓄电池组彼此可否连接；以及
开关控制部，其基于所述判断部的判断结果，切换所述开关的接通/断开，
所述判断部基于根据连接对象即所述蓄电池组的电压的测量值计算的所述电压差与所述存储部存储的所述内部电阻的值，计算在将连接对象即所述蓄电池组彼此连接时流过的循环电流的推断值，当所述推断值小于存储在所述存储部的所述允许电流时，针对所述开关控制部允许所述蓄电池组彼此连接，当所述推断值大于存储在所述存储部的所述允许电流时，针对所述开关控制部不允许所述蓄电池组彼此连接。


4.根据权利要求3所述的蓄电系统，其特征在于，
存储在所述存储部的所述内部电阻包含第1电阻与第2电阻，
所述判断部判断连接对象即所述蓄电池组的状态，当连接对象即所述蓄电池组处于因电压的衰减状态的差而产生所述电压差的第1状态时，使用所述第1电阻来计算所述推断值，当连接对象即所述蓄电池组处于因充电状态的差而产生所述电压差的第2状态时，使用所述第2电阻来计算所述推断值。


5.根据权利要求3或4所述的蓄电系统，其特征在于，
存储在所述存储部的所述内部电阻的值是基于在将所述蓄电池组彼此连接时流过的循环电流的峰值的测量值、与连接前的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：可知纯夫，中村秀人，手塚涉，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，古河电池株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP