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公開番号2024166704
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023082998
出願日2023-05-19
発明の名称蓄電池システム
出願人東芝ITコントロールシステム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20241122BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電気自動車と接続することでシステム内の蓄電池容量を増加することを可能とする蓄電池システムを提供する。
【解決手段】
系統用DC/ACの入出力電力と、PV用DC/DC7の出力電力と、双方向充電器の入出力電力とから前記主要回路3に流れる電力の算出を行う主回路電力算出部12と、を備え、主回路電力算出部12において算出した電力源での入出力電力が各電力源の定格電力以下であり、且つ主要回路3に流れる電力が主要回路3の定格出力以下である場合に、主要回路3に流れる電力を蓄電池に充放電される電力とし、主回路電力算出部12において算出した電力源での入出力電力が各電力源の定格電力以上、または主要回路3に流れる電力が主要回路3の定格出力を超える場合に、各電力源の電力を制御し、制御後に主要回路3に流れる電力を蓄電池に充放電される電力とする電力源電力抑制部16を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統と電力供給対象となる負荷に接続する電力変換器と、
太陽光発電パネルと接続し、太陽光発電パネルからの出力する電力の変換を行う太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータと、
電気自動車と双方向に充電可能に接続する1台または複数台の双方向充電器と、
前記電力変換器、前記太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び前記双方向充電器が接続する主要回路と、
前記主要回路にＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに接続する蓄電池と、
を有する蓄電池システムにおいて、
前記電力変換器の入出力電力、前記太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力、及び前記双方向充電器の入出力電力に基づいて、前記主要回路に流れる電力を算出する主回路電力算出部と、
前記主回路電力算出部において算出した前記電力源での入出力電力が各電力源の定格電力以下であり、且つ前記主要回路に流れる電力が前記主要回路の定格出力以下である場合に、前記主要回路から前記蓄電池に充放電される電力を算出する蓄電池充放電力算出部と、
前記主回路電力算出部において算出した前記電力源での入出力電力が各電力源の定格電力を超える場合、または前記主要回路に流れる電力が前記主要回路の定格電力を超える場合に、前記各電力源の電力を前記蓄電池に充放電される電力とする電力源電力抑制部と、
を備えることを特徴とする蓄電池システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記電力源電力抑制部は、前記各電力源の電力抑制方法として、
電力変換器からの主要回路に対する充放電のスケジュールを優先する電力変換器のスケジュール優先モードと、
前記太陽光発電での発電効率を優先する太陽光発電効率優先モードと、
のいずれかの電力制御モードを有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項３】
前記電力変換器のスケジュール優先モードにおいて、
太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力からの出力電力がある場合には、前記電力変換器から前記蓄電池へ供給される電力に優先して太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力により前記蓄電池を充電するエコ充電モードと、
太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力がある場合、及び／または前記蓄電池に充電された電力がある場合には、それらの電力により電気自動車のバッテリーの充電を行う電気自動車エコ充電モードと、
のいずれか１つのエコモードを備えることを特徴とする請求項２に記載の蓄電池システム。
【請求項４】
前記双方向充電器の主要回路側の入出力電力、及び双方向充電器の電気自動車側の入出力電力は直流電力であり、
前記蓄電池、前記電力変換器、前記太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び双方向充電器は、直流電力が流れる主要回路と接続されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項５】
前記双方向充電器は複数台の双方向充電器であり、
主回路電力算出部での前記主要回路の電力の算出において、前記双方向充電器からの入出力電力として、各双方向充電器の入出力電力の合計を利用することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項６】
前記主要回路において、前記蓄電池に加えて新たな蓄電池を追加で接続した場合、
前記蓄電池充放電力算出部、及び電力源電力抑制部は、前記主要回路に流れる電力を、前記蓄電池と新たに追加した蓄電池に充放電される電力とすることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項７】
前記蓄電池の通常の充電の完了後、追加で充電を行う押し込み充電制御部をさらに備え、
前記押し込み充電制御部は、押し込み充電を複数回に分けて実施し、
各回の押し込み充電を行う際には前記蓄電池の出力電力を段階的に抑制すること、
を特徴とする請求項１に記載の蓄電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、電気自動車と接続することでシステム内の蓄電池容量を増加することを可能とする蓄電池システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
家庭やビルなどの建物に設置された太陽光発電システムで発電された電力を貯めておく蓄電池システムが知られている。蓄電池システムでは、太陽光発電システムが発電した余剰電力を蓄電池に充電しておき、必要なときに放電して利用することが可能である。これにより、蓄電池システムでは、太陽光発電システムで発電した電力をより有効に活用し、自家消費率の向上や災害時の備えとして利用することができる。
【０００３】
蓄電池システムでは、太陽光発電システムで発電した電力を蓄電池に充電するが、容量が小さい蓄電池では、電力を供給する能力が限られており、電力が必要となる時間帯に十分な電力を供給することが難しい。また、太陽光発電などの再生可能エネルギー源を用いて電力を生成している場合、発電量がピークに達する日中に発生した余剰電力を貯蔵する能力が限られるので、太陽光発電のメリットを十分に活用しづらい。また、電力を多く貯蔵できないため、電力価格が時間帯によって変動することを利用し蓄電池の充電を行う場合にも、電力価格が安い時間帯に充電を行う恩恵を十分に受けることが難しくなる。
【０００４】
一方で、蓄電池システムの蓄電池を大きくする場合、初期投資と維持費が高くなる。また、蓄電池システムは一般的に大きく、大容量のシステムはさらに大きなスペースを必要となる。そこで、蓄電池システム用の蓄電池だけではなく、電気自動車（ＥＶ）のバッテリーを蓄電池システムの電力供給源として使用する方法Ｖ２Ｘ（Vehicle-to-Everything）)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許6584736号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｖ２Ｘを利用する蓄電池システムでは、蓄電池からの出力電圧を調整し、主要回路（ロード）が必要とする適切な電圧レベルに保つために、蓄電池と主要回路との間にＤＣ／ＤＣコンバータを搭載するのが一般的である。しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータを設置することで、初期設置費用や保守コストが増加する。一方、蓄電池と接続するＤＣ／ＤＣコンバータを省くことで、システムが単純化され設置や運用が容易となる。
【０００７】
上記課題を解決すべく、Ｖ２Ｘを利用する蓄電池システムにおいて、蓄電池と主要回路との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設定することなく、安定的でかつ高効率の蓄電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本実施形態に係る高効率の蓄電池システムは、電力系統と電力供給対象となる負荷に接続する電力変換器と、太陽光発電パネルと接続し、太陽光発電パネルからの出力する電力の変換を行う太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータと、電気自動車と双方向に充電可能に接続する1台または複数台の双方向充電器と、前記電力変換器、前記太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び前記双方向充電器が接続する主要回路と、前記主要回路にＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに接続する蓄電池と、を有する蓄電池システムにおいて、前記電力変換器の入出力電力、前記太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力、及び前記双方向充電器の入出力電力に基づいて、前記主要回路に流れる電力を算出する主回路電力算出部と、前記主回路電力算出部において算出した前記電力源での入出力電力が各電力源の定格電力以下であり、且つ前記主要回路に流れる電力が前記主要回路の定格出力以下である場合に、前記主要回路から前記蓄電池に充放電される電力を算出する蓄電池充放電力算出部と、前記主回路電力算出部において算出した前記電力源での入出力電力が各電力源の定格電力を超える場合、または前記主要回路に流れる電力が前記主要回路の定格電力を超える場合に、前記各電力源の電力を前記蓄電池に充放電される電力とする電力源電力抑制部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態の蓄電システムによれば、蓄電池をＤＣ／ＤＣコンバータレスの蓄電システムであっても、各電力源での入出力電力を制御することで、蓄電池の過充電や過放電を防ぐシステムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態の蓄電池システムの全体構成を示すブロック図である。
第１の実施形態の蓄電池システムの制御部の詳細構成を示すブロック図である。
第１の実施形態の蓄電池システムの動作を示すフローチャートである。
第２の実施形態の蓄電池システムの制御部の詳細構成を示すブロック図である。
第２の実施形態で押し込み充電を行う際の各電力源の電力の抑制を示す図である。
第２の実施形態で押し込み充電を行う際の各電力源の電力の抑制を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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