充電控制裝置、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、以及充電控制方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)涉及使得能夠更高效率地進(jìn)行充電的充電控制裝置、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、以及充電控制方法。充電控制裝置構(gòu)成為具備：充電用變換器，從太陽(yáng)能面板取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及控制用CPU，調(diào)整從充電用變換器輸出的輸出電壓。并且，充電用變換器在某個(gè)輸出電壓下，在從太陽(yáng)能面板能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從太陽(yáng)能面板取出電力而對(duì)蓄電池充電，控制用CPU根據(jù)與兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的輸入電壓的電壓差，調(diào)整輸出電壓。本技術(shù)能夠應(yīng)用于例如太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的充電控制裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】充電控制裝置、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、以及充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及充電控制裝置、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、以及充電控制方法，尤其是涉及使得能夠更高效率地進(jìn)行充電的充電控制裝置、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、以及充電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，作為自然能量的靈活運(yùn)用、災(zāi)害時(shí)的應(yīng)對(duì)用，對(duì)于由太陽(yáng)能面板以及蓄電池組合而構(gòu)成的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的需求變大。一般而言，在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)生由太陽(yáng)能面板發(fā)電的電力的供給和由負(fù)載消耗的電力的需求不一致的時(shí)間段，因此需要進(jìn)行靈活運(yùn)用蓄電池的電力控制。
[0003]此外，在從太陽(yáng)能面板有效地向蓄電池充電的充電方法中，提出了各種的手法。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了切換基于與從太陽(yáng)能面板被輸入的電壓和蓄電池的電壓的電壓差相應(yīng)的大電流的充電、和基于比該大電流小的電流的充電，而進(jìn)行充電的充電裝置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)平10-42484號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，在以往的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，使用了在從太陽(yáng)能面板向蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，進(jìn)行MPPT (Maximum Power Point Tracking,最大功率點(diǎn)跟蹤)控制,使得從太陽(yáng)能面板取出的電力成為最大的變換器，和使用了具備以與蓄電池的充電狀態(tài)(S0C:state ofcharge，充電狀況)相應(yīng)的電壓進(jìn)行充電的充電功能的變換器。如此，在使用2臺(tái)變換器進(jìn)行2次電壓變換的結(jié)構(gòu)中，在作為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)整體來(lái)看時(shí)，在各自的變換器中發(fā)生變換損失，因此難以高效率地進(jìn)行充電。
[0009]本公開(kāi)鑒于該狀況而完成，使得能夠更高效率地進(jìn)行充電。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本公開(kāi)的一個(gè)方面的充電控制裝置具備:變換部件，從進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電部件取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓，所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述發(fā)電部件能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述發(fā)電部件取出電力而對(duì)所述蓄電池充電，所述調(diào)整部件根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸出電壓。
[0012]本公開(kāi)的一個(gè)方面的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)具備:變換部件，從根據(jù)太陽(yáng)光的照射進(jìn)行發(fā)電的太陽(yáng)能面板取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓，所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述太陽(yáng)能面板能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述太陽(yáng)能面板取出電力而對(duì)所述蓄電池充電，所述調(diào)整部件根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸出電壓。[0013]本公開(kāi)的一個(gè)方面的充電控制方法，充電控制裝置具備變換部件，從進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電部件取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓，在該充電控制裝置的充電控制方法中，包含如下步驟:所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述發(fā)電部件能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述發(fā)電部件取出電力而對(duì)所述蓄電池充電，所述調(diào)整部件根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸出電壓。
[0014]在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，在某個(gè)輸出電壓下在能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)取出電力而對(duì)蓄電池充電，根據(jù)與兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的輸入電壓的電壓差，調(diào)整輸出電壓。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，能夠更高效率地進(jìn)行充電。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是說(shuō)明應(yīng)用了本技術(shù)的充電控制方法的概念的圖。
[0018]圖2是表示太陽(yáng)能面板以及蓄電池的電壓電流曲線的圖。
[0019]圖3是表示太陽(yáng)能面板以及蓄電池的電壓電流曲線的圖。
[0020]圖4是表示太陽(yáng)能面板以及蓄電池的電壓電流曲線的圖。
[0021]圖5是表示應(yīng)用了本技術(shù)的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的方框圖。
[0022]圖6是說(shuō)明對(duì)太陽(yáng)能面板以及蓄電池的電力進(jìn)行放電時(shí)的流程的圖。
[0023]圖7是說(shuō)明通過(guò)來(lái)自電力系統(tǒng)的電力而對(duì)蓄電池充電時(shí)的流程的圖。
[0024]圖8是說(shuō)明將由太陽(yáng)能面板發(fā)電的電力蓄電到蓄電池時(shí)的流程的圖。
[0025]圖9是說(shuō)明第I充電方法的處理的流程圖。
[0026]圖10是說(shuō)明第2充電方法的處理的流程圖。
[0027]圖11是說(shuō)明第3充電方法的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面，參照附圖，關(guān)于應(yīng)用了本技術(shù)的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]首先，參照?qǐng)D1至圖4，說(shuō)明應(yīng)用了本技術(shù)的充電控制方法的概念。
[0030]在圖1的A中，簡(jiǎn)化地表示以往的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。以往的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成為在從太陽(yáng)能面板(PV:Photovoltaic，光伏)11到蓄電池12之間，串聯(lián)連接整流部件13、DC/DC (Direct Current/Direct Current)變換器 14、以及 DC/DC 變換器 15。
[0031]由太陽(yáng)能面板11發(fā)生的電力通過(guò)整流部件13整流而輸入至DC/DC變換器1LDC/DC變換器14進(jìn)行執(zhí)行DC/DC變換的MPPT控制，使得從太陽(yáng)能面板11取出的電力成為最大，并且將從太陽(yáng)能面板11取出的電力供給至DC/DC變換器15。DC/DC變換器15根據(jù)蓄電池12中已充電的電力的充電狀況，以成為對(duì)蓄電池12充電最佳的電壓的方式，對(duì)從DC/DC變換器14輸出的電力進(jìn)行DC/DC變換，供給至蓄電池12而進(jìn)行充電。
[0032]如此，在以往的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，使用DC/DC變換器14以及DC/DC變換器15，進(jìn)行2次DC/DC變換。
[0033]另一方面，在圖1的B中，簡(jiǎn)化表示采用應(yīng)用了本技術(shù)的充電控制方法的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。如圖1的B所示，該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成為在從太陽(yáng)能面板到蓄電池12之間，串聯(lián)連接整流部件13以及DC/DC變換器16。
[0034]DC/DC變換器16根據(jù)蓄電池12中已充電的電力的充電狀況，根據(jù)對(duì)蓄電池12充電最佳的電壓進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在從太陽(yáng)能面板11取出的電力成為最大的附近的電壓下將從太陽(yáng)能面板11取出的電力供給至蓄電池12而進(jìn)行充電。因此，在采用應(yīng)用了本技術(shù)的充電控制方法的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，和以往比較，能夠僅通過(guò)DC/DC變換器16而高效率地進(jìn)行充電，能夠?qū)⒀b置尺寸小型化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。
[0035]另外，在下面的說(shuō)明中，如圖1的B所示，將從太陽(yáng)能面板11輸入至DC/DC變換器16的電力的電壓設(shè)為輸入電壓Vi，將此時(shí)的電流設(shè)為輸入電流Ii。此外，將DC/DC變換器16對(duì)蓄電池12輸出的電力的電壓設(shè)為輸出電壓Vo,將此時(shí)的電流設(shè)為輸出電流Ιο。然后，DC/DC變換器16的變換效率η通過(guò)輸出電壓Vo X輸出電流1 =變換效率η X輸入電壓Vi X輸入電流Ii的關(guān)系而表不。
[0036]在圖2至圖4中，表示太陽(yáng)能面板11以及蓄電池12的電壓電流曲線。
[0037]圖2的A中，橫軸表不從太陽(yáng)能面板11輸入至DC/DC變換器16的輸入電壓Vi,縱軸表示從太陽(yáng)能面板11輸入至DC/DC變換器16的輸入電流Ii。然后，在圖2的A中示出了用于表示DC/DC變換器16從太陽(yáng)能面板11能夠取出的電力的電壓以及電流的關(guān)系的電流電壓曲線。
[0038]也就是說(shuō)，在根據(jù)輸入電壓Vi增加而輸入電流Ii平緩地減少那樣的電壓電流曲線上的任意的動(dòng)作點(diǎn)，從太陽(yáng)能面板11能夠取出電力。此外，電壓電力曲線根據(jù)照射到太陽(yáng)能面板11的太陽(yáng)光的照射量而變化，若太陽(yáng)光的照射量增加，則DC/DC變換器16從太陽(yáng)能面板11能夠取出的電力增加，使得電壓電流曲線朝右上方偏移。
[0039]圖2的B中，橫軸表不DC/DC變換器16輸出至蓄電池12的電力的輸出電壓Vo,縱軸表示DC/DC變換器16輸出至蓄電池12的電力的輸出電流Ιο。然后，在圖2的B中示出了用于表不DC/DC變換器16根據(jù)蓄電池12的充電狀況能夠輸出的電力的電壓以及電流的關(guān)系的電壓電流曲線。
[0040]也就是說(shuō)，DC/DC變換器16輸出的電力在蓄電池12的電壓V_bat與輸出電壓Vo一致的情況下，輸出電流1成為O。然后，根據(jù)輸出電壓Vo增加，沿著輸出電流1急劇地增加那樣的電壓電流曲線，從DC/DC變換器16輸出電力。此外,根據(jù)蓄電池12的充電狀況，若變成SOC高的狀態(tài)(即蓄電池12中已充電的電力的電壓增加)，則DC/DC變換器16輸出的電力增加，使得電壓電流曲線朝右方偏移。
[0041 ] 在此，如圖3的B所示，在設(shè)定DC/DC變換器16，使得DC/DC變換器16輸出的電力的輸出電壓Vo成為輸出電壓Vol的情況下，根據(jù)蓄電池12的電壓電流曲線，流(將要流)至蓄電池12的輸出電流1被唯一地決定為輸出電流10?。此時(shí)，蓄電池12的電壓電流曲線上的點(diǎn)P_bat成為蓄電池12的動(dòng)作點(diǎn)。
[0042]另一方面， 太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作點(diǎn)成為滿(mǎn)足輸入電壓Vil X輸入電流Iil =輸出電壓Vol X輸出電流1l/變換效率η的關(guān)系的點(diǎn)。也就是說(shuō)，若設(shè)為變量a =輸出電壓VolX輸出電流1l/變換效率η，則輸入電流Iil =變量a/輸入電壓Vil的關(guān)系成立。即，如圖3的A所示，太陽(yáng)能面板11的電壓電流曲線、與輸入電流I i =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線的交點(diǎn)成為太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2。如此，若決定DC/DC變換器16輸出的電力的輸出電壓Vo，則太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作點(diǎn)限定為動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2的2點(diǎn)。
[0043]然而,成為從太陽(yáng)能面板11能夠取出的最大的電力的最大動(dòng)作點(diǎn)P_max是，在太陽(yáng)能面板11的電壓電流曲線上，輸入電壓ViX輸入電流Ii成為最大的點(diǎn)。因此，當(dāng)使太陽(yáng)能面板11在動(dòng)作點(diǎn)Pl或者P2動(dòng)作時(shí)，不一定從太陽(yáng)能面板11能夠取出最大的電力。
[0044]所以，例如，如圖4的B中白色黑邊的箭頭所示，伴隨著增加輸出電壓Vol，輸出電流1l增加。其結(jié)果，變量a(=輸出電壓Vol X輸出電流1l/變換效率η)增加。因此，如圖4的A中白色黑邊的箭頭所示，輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線朝右上方偏移，動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2變得接近最大動(dòng)作點(diǎn)P_max。
[0045]另一方面，若過(guò)度增加輸出電壓Vol，則太陽(yáng)能面板11的電壓電流曲線、與輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線的交點(diǎn)變得不存在。此時(shí)，DC/DC變換器16不能輸出蓄電池12的充電所需的電流，太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作變得不穩(wěn)定，DC/DC變換器16的輸出急劇地降低。因此，需要控制輸出電壓Vo，使得避免太陽(yáng)能面板11的電壓電流曲線、與輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線的交點(diǎn)不存在的狀態(tài)。
[0046]例如，DC/DC變換器16有意地掃描增大太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作點(diǎn)，定期地切換輸出電壓Vo成為輸出電壓Vol的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2而進(jìn)行利用。然后，若DC/DC變換器16逐漸增加輸出電壓Vol，動(dòng)作點(diǎn)Pl的輸入電壓Vil和動(dòng)作點(diǎn)P2的輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi變小，則判斷為正在接近最大動(dòng)作點(diǎn)P_max。此時(shí)，DC/DC變換器16通過(guò)減小增加輸出電壓Vol的幅度，或者停止輸出電壓Vol的增加，從而避免太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作變得不穩(wěn)定。
[0047]通過(guò)這樣的控制方法，能夠通過(guò)I臺(tái)DC/DC變換器16更高效率地進(jìn)行充電。
[0048]圖5是表示應(yīng)用了本技術(shù)的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的方框圖。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，系統(tǒng)表示由多個(gè)裝置構(gòu)成的裝置整體。
[0049]圖5所示，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)21構(gòu)成為具備:太陽(yáng)能面板22、PV用功率調(diào)節(jié)器23、配電盤(pán)24、以及充電控制裝置25，用于從商用電源供給電力的電力系統(tǒng)26被連接到配電盤(pán)24。
[0050]太陽(yáng)能面板22是由多個(gè)太陽(yáng)能電池模塊連接而構(gòu)成的面板，根據(jù)太陽(yáng)光的照射量進(jìn)行發(fā)電。
[0051]PV用功率調(diào)節(jié)器23調(diào)整由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力，對(duì)太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力進(jìn)行DC/AC (Direct Current/Alternating Current,直流/交流)變換,輸出至配電盤(pán)
24。然后,從PV用功率調(diào)節(jié)器23輸出的電力,例如逆功率流(reverse power flow)至電力系統(tǒng)26并售電、或者供給至與配電盤(pán)24連接的負(fù)載。
[0052]配電盤(pán)24構(gòu)成為具有:布線用斷路器(MCB:Molded Case Circuit Breaker,模制外殼電路斷路器)31、漏電斷路器(ELB:Earth Leakage Circuit Breaker,接地漏電斷路器)32和33、以及多個(gè)斷路器34。配電盤(pán)24經(jīng)由布線用斷路器31連接到電力系統(tǒng)26，經(jīng)由漏電斷路器32連接到PV用功率調(diào)節(jié)器23，經(jīng)由漏電斷路器33連接到充電控制裝置25。此外，布線用斷路器31、漏電斷路器32、以及漏電斷路器33相互連接，經(jīng)由與連接這些的布線進(jìn)行了連接的多個(gè)斷路器34，連接有未圖示的負(fù)載。
[0053]充電控制裝置25構(gòu)成為具備:蓄電池41、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS =BatteryManagement System,蓄電池管理系統(tǒng))42、充電用變換器43、放電用逆變器44、顯示部45、以及控制用CPU (Central Prosessing Unit,中央處理單兀)46。
[0054]此外，蓄電池41以及充電用變換器43經(jīng)由整流部件51以及開(kāi)關(guān)52連接，充電用變換器43以及配電盤(pán)24的ELB33經(jīng)由開(kāi)關(guān)53連接。此外，在整流部件51以及開(kāi)關(guān)52間的連接點(diǎn)、與開(kāi)關(guān)53以及ELB33間的連接點(diǎn)之間，與充電用變換器43并聯(lián)地連接放電用逆變器44。此外，太陽(yáng)能面板22以及PV用功率調(diào)節(jié)器23經(jīng)由開(kāi)關(guān)55連接，太陽(yáng)能面板22以及開(kāi)關(guān)55間的連接點(diǎn)、與充電用變換器43以及開(kāi)關(guān)53間的連接點(diǎn)經(jīng)由開(kāi)關(guān)54連接。
[0055]蓄電池41具有蓄積電力的多個(gè)的電池(cell)，從太陽(yáng)能面板22或者電力系統(tǒng)26經(jīng)由充電用變換器43供給的電力對(duì)各電池充電。此外，蓄電池41的電池中已充電的電力經(jīng)由放電用逆變器44而供給至與配電盤(pán)24連接的多個(gè)負(fù)載(未圖示)。
[0056]蓄電池管理系統(tǒng)42管理蓄電池41具有的多個(gè)電池的狀況。例如，蓄電池管理系統(tǒng)42測(cè)定蓄電池41的電壓、電流、以及溫度，將其測(cè)定結(jié)果供給至控制用CPU46。
[0057]充電用變換器43根據(jù)控制用CPU46的控制，將由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力DC/DC變換為與蓄電池41的充電狀況相應(yīng)的電壓，供給至蓄電池41并對(duì)蓄電池41充電。此夕卜，充電用變換器43對(duì)經(jīng)由配電盤(pán)24從電力系統(tǒng)26供給的電力進(jìn)行AC/DC (AlternatingCurrent/Direct Current)變換,供給至蓄電池41并對(duì)蓄電池41充電。
[0058]放電用逆變器44對(duì)從蓄電池41輸出的電力進(jìn)行DC/AC變換，供給至與配電盤(pán)24連接的多個(gè)負(fù)載(未圖示)。另外，控制通過(guò)放電用逆變器44進(jìn)行了 DC/AC變換的來(lái)自蓄電池41的電力，使其不輸出至電力系統(tǒng)26。
[0059]顯示部45根據(jù)控制用CPU46的控制，顯示各種的信息。例如，顯示部45顯示太陽(yáng)能面板22的電力的發(fā)電量、或蓄電池41中已蓄電的電力的剩余量等。
[0060]控制用CPU46根據(jù)太陽(yáng)能面板22的電力的發(fā)電量、蓄電池41中已充電的電力的剩余量、時(shí)間段(例如，白天或者夜間)等，進(jìn)行對(duì)于充電控制裝置25具備的各塊的控制，控制電力的充電或者放電。
[0061]例如，在通過(guò)太陽(yáng)能面板22進(jìn)行發(fā)電，且蓄電池41中電力已充分充電時(shí)，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得將太陽(yáng)能面板22以及蓄電池41的電力進(jìn)行放電。
[0062]S卩，如圖6所示，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得接通開(kāi)關(guān)55，并且斷開(kāi)開(kāi)關(guān)54，由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力供給至PV用功率調(diào)節(jié)器23。此外，此時(shí)，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得接通開(kāi)關(guān)52，使放電用逆變器44動(dòng)作，另一方面，停止充電用變換器43的動(dòng)作。由此，由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力通過(guò)PV用功率調(diào)節(jié)器23進(jìn)行DC/AC變換而供給至配電盤(pán)24，蓄電池41中已充電的電力通過(guò)放電用逆變器44進(jìn)行DC/AC變換而供給至配電盤(pán)24。
[0063]此外，例如，在不通過(guò)太陽(yáng)能面板22進(jìn)行發(fā)電，蓄電池41中電力沒(méi)有被充分充電時(shí)，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得通過(guò)從配電盤(pán)24經(jīng)由充電用變換器43供給的電力而對(duì)蓄電池41充電。
[0064]S卩，如圖7所示，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得接通開(kāi)關(guān)52以及53，使充電用變換器43動(dòng)作，另一方面，停止放電用逆變器44的動(dòng)作。由此，從電力系統(tǒng)26經(jīng)由配電盤(pán)24供給的電力通過(guò)充電用變換器43進(jìn)行AC/DC變換而對(duì)蓄電池41充電。
[0065]此外，例如，在通過(guò)太陽(yáng)能面板22進(jìn)行發(fā)電，且蓄電池41中電力未充分充電時(shí)，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得將由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力充電至蓄電池41。
[0066]S卩，如圖8所示，控制用CPU46進(jìn)行控制，使得接通開(kāi)關(guān)52以及54，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)53以及55，并且使充電用變換器43動(dòng)作，另一方面，停止放電用逆變器44的動(dòng)作。由此，由太陽(yáng)能面板22充電的電力通過(guò)充電用變換器43進(jìn)行DC/DC變換而對(duì)蓄電池41充電。
[0067]在此，在將由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力充電至蓄電池41的情況下，如參照?qǐng)D1的B而說(shuō)明的那樣，成為在太陽(yáng)能面板22以及蓄電池41之間，配置了 I臺(tái)充電用變換器43的結(jié)構(gòu)。因此，充電用變換器43以及控制用CPU46通過(guò)參照?qǐng)D2至圖4進(jìn)行說(shuō)明了的充電控制方法，進(jìn)行對(duì)于蓄電池41的充電。也就是說(shuō)，充電用變換器43在太陽(yáng)能面板22的電壓電流曲線與輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線的交點(diǎn)所表示的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，從太陽(yáng)能面板22取出電力，控制用CPU46根據(jù)與動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2分別對(duì)應(yīng)的輸入電壓的電壓差Λ Vi而調(diào)整輸出電壓Vol。
[0068]圖9是說(shuō)明充電用變換器43的第I充電方法的處理的流程圖。
[0069]例如，控制用CPU46基于太陽(yáng)能面板22的發(fā)電狀況、以及、蓄電池41的充電狀況，在判斷為將由太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力充電至蓄電池41的情況下，開(kāi)始處理。
[0070]在步驟Sll中，控制用CPU46決定充電用變換器43對(duì)于蓄電池41輸出的輸出電壓Vol，并且對(duì)充電用變換器43進(jìn)行設(shè)定。例如，控制用CPU46基于與通過(guò)蓄電池管理系統(tǒng)42測(cè)定到的蓄電池41的充電狀況相應(yīng)的電壓，將比該電壓稍高的電壓值決定作為輸出電壓Vol。
[0071]在步驟S12中，控制用CPU46判定是否繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電。例如，在蓄電池41充滿(mǎn)電的情況下、或者是以太陽(yáng)能面板22的發(fā)電量不能對(duì)蓄電池41進(jìn)行充電的狀況的情況下等，控制用CPU46判定為不繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電。
[0072]在步驟S12中，在控制用CPU46判定為繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電的情況下，處理前進(jìn)至步驟S13，充電用變換器43以所設(shè)定的輸出電壓Vol輸出電力，進(jìn)行對(duì)蓄電池41的充電。
[0073]在此，如參照?qǐng)D3進(jìn)行了說(shuō)明的那樣，在以輸出電壓Vol進(jìn)行對(duì)蓄電池41的充電時(shí)，在位于太陽(yáng)能面板11的電壓電流曲線上的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，能夠使太陽(yáng)能面板11動(dòng)作。充電用變換器43掃描(變化)增大輸入電壓Vi，并且從太陽(yáng)能面板22取出電力，檢測(cè)出輸出電壓Vo成為輸出電壓Vol的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2。然后，充電用變換器43通過(guò)差別很大的兩個(gè)模式進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件的PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)控制，定期地切換動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，并且從太陽(yáng)能面板11取出電力。
[0074]也就是說(shuō)，在步驟S13中，充電用變換器43定期地切換由所設(shè)定的輸出電壓Vol規(guī)定的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，并且從太陽(yáng)能面板11取出電力，以輸出電壓Vol輸出電力而進(jìn)行蓄電池41的充電。
[0075]在步驟S14中，控制用CPU46針對(duì)充電用變換器43從太陽(yáng)能面板22取出電力的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，計(jì)算動(dòng)作點(diǎn)Pl的輸入電壓Vil以及動(dòng)作點(diǎn)P2的輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi。
[0076]在步驟S15中，控制用CPU46判定輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi是否為容許輸入電壓差Va以上。在此，容許輸入電壓差Va是預(yù)先設(shè)定的值，使得若電壓差A(yù)Vi小于該電壓差，則使輸出電壓Vol降低。
[0077]在步驟S15中，在控制用CPU46判定為動(dòng)作點(diǎn)Pl的輸入電壓ViI以及動(dòng)作點(diǎn)Ρ2的輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi不是容許輸入電壓差Va以上的情況下，處理前進(jìn)至步驟S16。[0078]在步驟S16中，控制用CPU46進(jìn)行降低充電用變換器43的輸出電壓Vol的處理。即，此時(shí)，輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi小，離太陽(yáng)能面板22的最大動(dòng)作點(diǎn)P_max近，因此使輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線向圖4的左下方偏移。例如，控制用CPU46將充電用變換器43對(duì)于蓄電池41輸出的輸出電壓Vol設(shè)定為，從充電用變換器43中現(xiàn)在設(shè)定的輸出電壓Vol減去電壓梯級(jí)(step)幅度Λ Vl后的值(Vol =Vol 一Λ VI)。在此，電壓梯級(jí)幅度Λ Vl是作為調(diào)整使得輸出電壓降低的情況下的調(diào)整量而預(yù)先設(shè)定的值。
[0079]另一方面，在步驟S15中，在控制用CPU46判定為輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi為容許輸入電壓差Va以上的情況下，處理前進(jìn)至步驟S17。
[0080]在步驟S17中，控制用CPU46判定輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi是否為緩沖輸入電壓差Vb以下。在此，緩沖輸入電壓差Vb是預(yù)先設(shè)定的值，使得若電壓差大于該電壓差，則增加輸出電壓。
[0081]在步驟S17中，在控制用CPU46判定為輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Δ Vi不是緩沖輸入電壓差Vb以下的情況下，處理前進(jìn)至步驟S18。
[0082]在步驟S18中，控制用CPU46進(jìn)行增加充電用變換器43的輸出電壓Vol的處理。即，此時(shí)，輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi大，離太陽(yáng)能面板22的最大動(dòng)作點(diǎn)P_max遠(yuǎn)，因此使輸入電流Ii =變量a/輸入電壓Vi表示的曲線朝右上方偏移。例如，控制用CPU46將充電用變換器43對(duì)于蓄電池41輸出的輸出電壓Vol設(shè)定為，對(duì)充電用變換器43現(xiàn)在設(shè)定的輸出電壓Vol加上電壓梯級(jí)幅度Λ V2后的值(Vol = Vol+ Λ V2)。在此，電壓梯級(jí)幅度Λ V2是作為調(diào)整使得輸出電壓增加的情況下的調(diào)整量而預(yù)先設(shè)定的值。
[0083]另一方面，在步驟S17中，在控制用CPU46判定為輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi為緩沖輸入電壓差Vb以下的情況下，處理前進(jìn)至步驟S19。S卩，此時(shí)，輸入電壓Vi I以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi變成由容許輸入電壓差Va以及緩沖輸入電壓差Vb規(guī)定的適當(dāng)?shù)囊?guī)定范圍內(nèi)。
[0084]在步驟S19中，控制用CPU46以現(xiàn)在設(shè)定的值來(lái)維持充電用變換器43的輸出電壓Vol。
[0085]此外，步驟S16、S18、以及S19的處理后，處理返回至步驟S12，下面進(jìn)行相同的處理。
[0086]然后，在步驟S12中，在控制用CPU46判定為不繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電的情況下，
結(jié)束處理。
[0087]如上所述，在充電控制裝置25中，根據(jù)輸入電壓Vi I以及輸入電壓Vi2的電壓差Δ Vi進(jìn)行調(diào)整，使得輸出電壓Vol成為最大動(dòng)作點(diǎn)P_max的附近，因此，能夠更高效率地進(jìn)行充電。此外，通過(guò)避免成為動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2不存在的狀態(tài)，從而避免太陽(yáng)能面板11的動(dòng)作變得不穩(wěn)定。
[0088]圖10是說(shuō)明充電用變換器43的第2充電方法的處理的流程圖。
[0089]在步驟S31至S34中，進(jìn)行與圖9的步驟Sll至S14相同的處理，控制用CPU46計(jì)算與由設(shè)定的輸出電壓Vol所規(guī)定的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2對(duì)應(yīng)的輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi。
[0090]在步驟S35中，控制用CPU46基于預(yù)先設(shè)定的電壓差Λ Vi的函數(shù)，求出用于調(diào)整輸出電壓的調(diào)整量F ( Δ Vi)。然后，控制用CPU46將充電用變換器43對(duì)于蓄電池41輸出的輸出電壓Vol設(shè)定為，對(duì)充電用變換器43現(xiàn)在設(shè)定的輸出電壓Vol加上調(diào)整量F ( Λ Vi)后的值(Vol = Vol+F(AVi))。
[0091]在此，例如根據(jù)太陽(yáng)光的照射狀況進(jìn)行學(xué)習(xí)而設(shè)定適當(dāng)?shù)南禂?shù)作為系數(shù)α、系數(shù)β、以及系數(shù)Y，調(diào)整量F(AVi)能夠設(shè)為通過(guò)調(diào)整量F(AVi)=α X Δ Vi3+^ X AVi+Y表示的數(shù)學(xué)式。
[0092]如上所述，在充電控制裝置25中，通過(guò)基于電壓差Λ Vi的函數(shù)求出的調(diào)整量F( Λ Vi)來(lái)調(diào)整輸出電壓VoI，從而能夠更高效率地進(jìn)行充電。
[0093]圖11是說(shuō)明充電用變換器43的第3充電方法的處理的流程圖。
[0094]在步驟S51中，控制用CPU46決定充電用變換器43對(duì)于蓄電池41輸出的輸出電壓Vol，且對(duì)充電用變換器43進(jìn)行設(shè)定。此外，控制用CPU46將規(guī)定的計(jì)數(shù)值η設(shè)定為初始值的I。
[0095]在步驟S52中，充電用變換器43在寬范圍上掃描輸入電壓Vi，并且從太陽(yáng)能面板22取出電力。
[0096]在步驟S53中，充電用變換器43檢測(cè)輸出電壓Vo成為輸出電壓Vol的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及Ρ2。
[0097]在步驟S5 4中，控制用CPU46判定是否繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電，在判定為繼續(xù)對(duì)蓄電池41的充電的情況下，處理前進(jìn)至步驟S55。
[0098]在步驟S55中，在與現(xiàn)在的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及Ρ2對(duì)應(yīng)的輸入電壓Vil以及Vi2的附近掃描輸入電壓Vi，重新檢測(cè)輸出電壓Vo成為輸出電壓Vol的動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2。另外，在計(jì)數(shù)值η為I的情況下跳過(guò)步驟S55的處理，僅在計(jì)數(shù)值η為I以外的情況下進(jìn)行步驟S55的處理。
[0099]在步驟S56以及S57中，與圖10的步驟S34以及35相同地，控制用CPU46計(jì)算輸入電壓Vil以及輸入電壓Vi2的電壓差Λ Vi，求出用于調(diào)整輸出電壓的調(diào)整量F( Δ Vi)，調(diào)整輸出電壓Vol。
[0100]在步驟S58中，控制用CPU46將計(jì)數(shù)值η遞增(η = η+1)，處理返回至步驟S54，下面，重復(fù)相同的處理。
[0101]如上所述，充電控制裝置25在檢測(cè)出動(dòng)作點(diǎn)Pl以及Ρ2后，通過(guò)在輸入電壓Vil以及Vi2的附近掃描輸入電壓Vi，從而重新檢測(cè)出動(dòng)作點(diǎn)Pl以及P2，因此，輸入電壓Vi的掃描范圍可以較窄，能夠更高效率地調(diào)整輸出電壓Vol。
[0102]另外，本技術(shù)除了將通過(guò)太陽(yáng)能面板22發(fā)電的電力充電至蓄電池41的系統(tǒng)之外，能夠應(yīng)用于將通過(guò)風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn)等的各種發(fā)電手段(分散電源)發(fā)電的電力充電至蓄電池41的系統(tǒng)，能夠通過(guò)與太陽(yáng)能面板22相同的控制方法進(jìn)行充電。此外，也可以應(yīng)用于組合這些發(fā)電手段的系統(tǒng)。
[0103]另外，參照上述的流程圖說(shuō)明了的各處理，不一定需要沿著流程圖記載的順序而按時(shí)間序列進(jìn)行處理，也包含并列地或者單獨(dú)地執(zhí)行的處理(例如，并列處理或者基于目標(biāo)進(jìn)行的處理)。
[0104]另外，本實(shí)施方式并不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離本公開(kāi)的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種的變更。[0105]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0106]11太陽(yáng)能面板12蓄電池
[0107]13整流部件
[0108]14 至 16 DC/DC 變換器
[0109]21太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)
[0110]22太陽(yáng)能面板
[0111]23 PV用功率調(diào)節(jié)器
[0112]24配電盤(pán)
[0113]25充電控制裝置
[0114]26電力系統(tǒng)
[0115]41蓄電池
[0116]42蓄電池管理系統(tǒng)
[0117]43充電用變換器
[0118]44放電用逆變器
[0119]45顯示部
[0120]46 控制用 CPU
【權(quán)利要求】
1.一種充電控制裝置，具備: 變換部件，從進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電部件取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及 調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓， 所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述發(fā)電部件能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述發(fā)電部件取出電力而對(duì)所述蓄電池充電， 所述調(diào)整部件根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的充電控制裝置， 所述調(diào)整部件根據(jù)將所述輸入電壓的電壓差作為變量的規(guī)定的函數(shù)，調(diào)整所述輸出電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的充電控制裝置， 所述調(diào)整部件，調(diào)整所述輸出電壓，使得在所述輸入電壓的電壓差不是規(guī)定的第I設(shè)定值以上的情況下，降低所述輸出電壓，在所述輸入電壓的電壓差不是規(guī)定的第2設(shè)定值以下的情況下，增加所述輸出電壓。
4.如權(quán)利要求1~3 的任一項(xiàng)所述的充電控制裝置， 所述變換部件，在寬范圍上變更從所述發(fā)電部件取出的電力的電壓，檢測(cè)出要輸出的電壓成為由所述調(diào)整部件進(jìn)行了調(diào)整的所述輸出電壓的所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的充電控制裝置， 所述變換部件在檢測(cè)出所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)后，在與該兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的附近，變更從所述發(fā)電部件取出的電力的電壓，重新檢測(cè)出所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，重復(fù)用于調(diào)整所述輸出電壓的處理。
6.如權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的充電控制裝置， 在將由所述發(fā)電部件發(fā)電的電力充電至所述蓄電池時(shí)，在連接所述發(fā)電部件和所述蓄電池的布線中，僅配置有所述變換部件作為用于變換電力的部件。
7.一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，具備: 變換部件，從根據(jù)太陽(yáng)光的照射進(jìn)行發(fā)電的太陽(yáng)能面板取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及 調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓， 所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述太陽(yáng)能面板能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述太陽(yáng)能面板取出電力而對(duì)所述蓄電池充電， 所述調(diào)整部件，根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸出電壓。
8.一種充電控制裝置的充電控制方法，該充電控制裝置具備:變換部件，從進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電部件取出電力，變換為蓄電池的充電所需的電壓；以及調(diào)整部件，調(diào)整從所述變換部件輸出的輸出電壓， 在該充電控制方法中，包含如下步驟: 所述變換部件在所述輸出電壓下在從所述發(fā)電部件能夠取出的兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)，從所述發(fā)電部件取出電力而對(duì)所述蓄電池充電， 所述調(diào)整部件根據(jù)與所述兩個(gè)位置的動(dòng)作點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓的電壓差，調(diào)整所述輸 出電壓。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK103907261SQ201280052814
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】西川武男, 岡田亙, 山田潤(rùn)一郎, 大橋誠(chéng), 砂畑美宣 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社