JP2014117083A - Input power supply switching method for power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置に接続された負荷に、外部からの入力電力が有る時は外部電源を供給し、外部電源が無くなった時には蓄電池からの供給に切り替える機能を備えた、蓄電装置の入力電源切り替え方法に関するものである。 The present invention provides an input power supply for a power storage device having a function of supplying an external power supply to a load connected to the power storage device when there is external input power and switching to a supply from a storage battery when the external power supply is lost It relates to the switching method.
蓄電装置において、外部からの入力電源の有る状態では電源入力部より、外部電源が無い状態では蓄電池からと、自動的に切り替える事により、電源出力部の負荷に継続して電力を供給する。 In the power storage device, power is continuously supplied to the load of the power output unit by automatically switching from the power input unit when there is an external input power source and from the storage battery when there is no external power source.
通常、蓄電池を管理する機構は外部からの電源を利用し動作するが、外部電源が停電等により無くなっても蓄電池の管理を継続する必要があるため、切り替え回路等により蓄電池からの電源に切り替えることで継続動作を実現している。(特許文献1参照) Usually, the mechanism that manages the storage battery operates using an external power supply, but it is necessary to continue to manage the storage battery even if the external power supply is lost due to a power failure, etc., so switch to the power supply from the storage battery using a switching circuit, etc. Has achieved continuous operation. (See Patent Document 1)
また、自動的切り替え機能を持たない蓄電装置では、商用電源で使用していた負荷の電源を一旦切り、使用者が蓄電装置の出力端子に接続後、負荷の電源を投入し、再び商用電源に切り替える時も負荷の電源を切り、蓄電装置から商用電源への接続を手動で行う簡易的な物もある。 For power storage devices that do not have an automatic switching function, turn off the load used by the commercial power supply, and after the user connects to the output terminal of the power storage device, turn on the load and turn it back on. There is also a simple one that turns off the load power and manually connects the power storage device to the commercial power source when switching.
このような蓄電装置に内蔵される電池には、繰り返し充放電が可能な蓄電池が用いられているが、過放電による蓄電池の劣化を防止するために、放電終止電圧を下回らないように蓄電池により動作する管理機構や外部に接続された負荷など、電力を消費するものから切り離す機構が必要である。 A battery that can be charged and discharged repeatedly is used for the battery built in such a power storage device, but it operates with a storage battery so that it does not fall below the end-of-discharge voltage in order to prevent deterioration of the battery due to overdischarge. It is necessary to have a mechanism that separates from the power consuming device such as a management mechanism to be connected and an externally connected load.
自動切り替え機能を備えた蓄電装置は、蓄電池管理機構の電源の切り替えと、負荷への電源を切り替えることで継続利用しており、切り替えにはリレーが用いられる。切り替え動作時に瞬停が起きるが、管理装置や負荷に影響を与えない瞬停時間の短いリレーを使用している。 The power storage device having the automatic switching function is continuously used by switching the power source of the storage battery management mechanism and switching the power source to the load, and a relay is used for the switching. Although a momentary power failure occurs during the switching operation, a relay with a short power failure time that does not affect the management device or load is used.
頻繁に停電が起こる箇所で使用し、リレーの切り替えも頻繁になるので、接点の劣化等による不具合を事前に防止するため、リレーの交換が必要となる場合もあるが、蓄電池管理機構用と負荷用など、複数箇所の交換が必要になる。 Since it is used in places where frequent power outages occur and relays are frequently switched, relays may need to be replaced in order to prevent problems due to contact deterioration in advance. It is necessary to replace multiple locations.
外部電源の供給が停止しても、蓄電池による供給に切り替わり、蓄電池の電圧が放電終止電圧に達した時は、蓄電池の劣化防止のため管理機構や負荷から切り離し、外部電源が復帰した時は、管理機構の動作と負荷への電力供給が始まる蓄電装置の提供する事を課題とする。 Even if the supply of external power is stopped, it switches to supply by storage battery.When the storage battery voltage reaches the end-of-discharge voltage, it is disconnected from the management mechanism and load to prevent deterioration of the storage battery, and when the external power supply is restored, It is an object of the present invention to provide a power storage device in which operation of a management mechanism and power supply to a load start.
蓄電池の状態を管理する管理機構の動作電源として、蓄電池が放電終止電圧以上の場合は蓄電池側からの通常電圧を常時供給し、電源入力部からは、通常電圧を下回る起動電圧を供給する。 As an operation power source of a management mechanism for managing the state of the storage battery, when the storage battery is equal to or higher than the discharge end voltage, a normal voltage from the storage battery side is always supplied, and a starting voltage lower than the normal voltage is supplied from the power input unit.
管理機構に対し、電源入力部および蓄電池からの電力の供給が無い状態において、電源入力部からの供給が再開すると、管理機構が起動電圧により起動し、充電の開始により蓄電池の電圧が放電終止電圧を上回ると、通常電圧による管理機構の動作が始まる。 When the supply from the power input unit resumes in the state where there is no power supply from the power input unit and the storage battery to the management mechanism, the management mechanism is activated by the start voltage, and the voltage of the storage battery becomes the discharge end voltage by the start of charging. When the value exceeds, the operation of the management mechanism with normal voltage starts.
電源入力部を複数備えた蓄電装置では、第1電源入力部に商用電源等の常時安定した電力を、第2電源入力部には太陽光パネル、風力発電等の、出力の停止と再開を繰り返す電力を接続した場合、第1電源入力部は第2電源入力部からの停止時に、第2電源入力部は出力が可能な時に、切り替わりながら蓄電池の充電を継続する。 In a power storage device provided with a plurality of power input units, the first power input unit is constantly supplied with stable power such as a commercial power supply, and the second power input unit is repeatedly stopped and restarted, such as a solar panel and wind power generation. When electric power is connected, the first power input unit continues to charge the storage battery while switching when the second power input unit is stopped and when the second power input unit is capable of output.
第2電源入力部は、環境の変化により電圧・電流の変化が起こるため、充電コントローラを介して一定にさせた上で、第2電源入力部に接続する。 Since the voltage / current changes due to environmental changes, the second power input unit is connected to the second power input unit after being made constant via the charge controller.
蓄電池の電力で負荷を動作させ電圧が放電終止電圧付近まで下がると、蓄電池の劣化防止のため電源出力部の電力が停止する事を、残量表示計やブザー音により警告することで、負荷を安全に停止させることが可能になる。 When the load is operated with the power of the storage battery and the voltage drops to near the discharge end voltage, the load output can be stopped by warning that the power of the power output section stops to prevent deterioration of the storage battery by a remaining amount indicator or buzzer sound. It becomes possible to stop safely.
本発明により、入力電源の有無に応じた管理機構を動作させる電源切り替え機構が不要となり、同等の機能を有した蓄電装置に対して、機構の単純化による故障率の低下と、メンテナンス時の交換部品の削減が可能な蓄電装置の実現が可能となる。 The present invention eliminates the need for a power supply switching mechanism that operates a management mechanism according to the presence or absence of an input power supply, reduces the failure rate due to simplification of the mechanism, and replaces it during maintenance for a power storage device having an equivalent function. A power storage device capable of reducing the number of parts can be realized.
複数の種類の外部電源を接続した場合、出力可能な電源に自動的に切り替える事が可能なため、効率の良い蓄電池の充電が可能となる。 When a plurality of types of external power sources are connected, it is possible to automatically switch to a power source that can output, so that efficient storage battery charging is possible.
一例として、商用電源と太陽光パネルの2種類の電源の切り替えと、外部電源を失った時には蓄電池の電力に切り替える機能を備えた蓄電装置を基に説明する。 As an example, a description will be given based on a power storage device having a function of switching between two types of power sources, a commercial power source and a solar panel, and a function of switching to power of a storage battery when the external power source is lost.
この発明の原理の概略を表した図2を基に説明をする。商用電源入力部10には商用電源1のAC100Vを、太陽光パネル電源入力部21に太陽光パネル2の電圧を、充電コントローラ20で蓄電池3の充電電圧に変換したものが接続されており、電源出力部40には商用電源AC100Vにより動作する負荷4が接続されている。
An explanation will be given based on FIG. 2 showing an outline of the principle of the present invention. The commercial power
管理機構5、充電装置12、DC12V蓄電池3などは筐体内に収められており、電源入力部10・21と電源出力部40、残量表示計50などは、操作や確認が容易にできる筐体の外部に設置されている。
The
管理機構5は、蓄電池電圧を変圧したDC5Vの通常電圧と、商用電源1と太陽光パネル2の出力を変換したDC4.6〜4.7Vの起動電圧により動作し、通常電圧と起動電圧は、出力が可能な時は常に管理装置5に給電されている。
The
通常電圧と起動電圧の両方が同時に給電される場合、電圧の差により通常電圧で動作し、起動電圧は消費されていないと見なす事ができるので、起動電圧を停止させるスイッチ等は設けていない。起動電圧側には通常電圧の逆流防止用にダイオード等を入れる。 When both the normal voltage and the starting voltage are supplied simultaneously, it operates with the normal voltage due to the voltage difference, and it can be considered that the starting voltage is not consumed. Therefore, a switch or the like for stopping the starting voltage is not provided. A diode or the like is inserted on the start-up voltage side to prevent a normal voltage backflow.
蓄電池の電圧はDC−ACコンバータ11によりAC100Vに変換した上で、電源出力部40に送られる。
The voltage of the storage battery is converted to AC 100 V by the DC-
商用電源1と、太陽光パネル2を接続した場合、太陽光パネル2の電力供給が可能な時は太陽光パネル2からの電力を利用する。また、太陽光パネル2からの出力が無い場合は商用電源1を利用し、蓄電池3の充電を行う。
When the
商用電源1が利用可能なときは蓄電池3の状態にかかわらず、出力切り替えリレー41により、商用電源入力部10と電源出力部40が直結となり、負荷4は商用電源1により動作する。その間蓄電池3は充電中であるか、充電済みであれば待機状態(図3のS1)になる。
When the
この出力切り替えの判断には、太陽光パネル監視部23が太陽光パネル2の電圧を監視し、設定された電圧を上回る時は太陽光パネル側の回路に切り替え、下回る時は商用電源1に切り替える。
For the judgment of the output switching, the solar
商用電源1が利用でき、かつ蓄電池3が充電中または充電完了した状態で、負荷4を利用している時に、停電により商用電源1が失われると、出力切り替えリレー41によりDC−ACコンバータ11と電源出力部40が接続され、負荷4は蓄電池3の電力により継続動作を続ける。(図3のS2)
If the
停電が復帰せず、蓄電池3での動作が長時間続き、蓄電池電圧が放電終止電圧に近づいた事を蓄電池監視部31が検知すると、残量表示計50やブザー51による警告を行い、間もなく電源出力部40の出力が停止する事を使用者に警告する。
When the power failure is not restored, the operation of the
その後も使用を継続し、放電終止電圧を下回ると、過放電による蓄電池3の劣化を防ぐため、蓄電池開放リレー30により負荷4や管理機構5から蓄電池3が切り離され、電源出力部40への送電が停止する。(図3のS3)
After that, if the battery continues to be used and falls below the end-of-discharge voltage, the
この切り離は、蓄電池3の出力側に取り付けられた、蓄電池開放リレー30によって行われ、あらかじめ管理機構5に設定された放電終止電圧を下回ったときにリレーが動作し蓄電池3が開放される。
This disconnection is performed by a storage battery
蓄電池3が開放された状態で、商用電源1が停電から復帰すると、起動電圧により管理機構5が動作を始め(図3のS4)、出力切り替えリレー41は、商用電源入力部10と電源出力部40が接続された状態になる。同時に、蓄電池3の充電開始により蓄電池3の電圧が放電終止電圧を上回ると、通常電圧の供給が再開し停電前の通常動作に戻る。(図3のS5)
When the
また、蓄電池3の放電終止電圧を下回る前(図3のS2)に停電から復帰した場合は、出力切り替えリレー41が切り替わり、商用電源入力部10と電源出力部40が接続された状態になると同時に、蓄電池3の充電が再開し、負荷4への電力供給が途切れる事なく、停電前の通常動作に戻る事が可能である。(図3のS5)
Moreover, when it recovers from a power failure before it falls below the discharge end voltage of the storage battery 3 (S2 in FIG. 3), the
電源出力部40の端子は、商用電源のAC100Vのみでなく、シガーソケットのDC12V、USB機器を充電するDC5Vなどの端子も用意しておけば、蓄電装置の利便性が向上する。
以上、実施例に基づいて説明したが、上述の実施例に限定されるものではない。
If the terminals of the
As described above, the description has been given based on the embodiment, but is not limited to the above-described embodiment.
1 第1電源(商用電源)
10 第1電源入力部(商用電源入力部)
11 インバータ(AC−DC)
12 充電装置
13 充電切り替え手段(充電切り替えリレー)
2 第2電源(太陽光パネル)
20 充電コントローラ
21 第2電源入力部(太陽光パネル電源入力部)
22 変圧手段(レギュレータ)
23 第2電源監視手段(太陽光パネル電源監視部)
3 蓄電池
30 蓄電池開放手段(蓄電池開放リレー)
31 蓄電池監視手段(蓄電池監視部)
32 コンバータ(DC−AC)
33 変圧手段(レギュレータ)
4 負荷(商用電源により動作)
40 電源出力部
41 出力切り替え手段(出力切り替えリレー)
5 管理機構
50 残量表示器
51 ブザー
1 First power supply (commercial power supply)
10 First power input section (commercial power input section)
11 Inverter (AC-DC)
12
2 Second power supply (solar panel)
20
22 Transformer (regulator)
23 Second power source monitoring means (solar panel power source monitoring unit)
3
31 Storage battery monitoring means (storage battery monitoring unit)
32 Converter (DC-AC)
33 Transformer (regulator)
4 Load (operated by commercial power supply)
40
5
Claims (4)
前記第1電源とは異なる第2電源を取り込む第2電源入力部、
充放電可能な蓄電池、
負荷を接続する1つ以上の端子を備えた電源出力部、
前記蓄電池を充電する前記第1電源により動作する充電装置、
前記蓄電池の管理と、蓄電装置の動作に必要な構成機構の動作を制御する管理機構、
前記第2電源の電圧を監視する第2電源監視手段、
前記蓄電池を、前記充電装置か前記第2電源のどちらで充電するかを切り替える充電切り替え手段、
前記蓄電池を前記負荷と前記管理機構から切り離す蓄電池開放手段、
前記負荷に対し、前記第1電源または前記蓄電池側の電力に切り替える出力切り替え手段と、
が備えられ、
前記管理機構は、前記蓄電池側からの通常電圧と、前記第1電源または前記第2電源からの前記通常電圧を下回る起動電圧の供給により動作し、前記第1電源と前記第2電源の電力供給が無く、かつ前記蓄電池が前記蓄電池開放手段により開放され、前記管理機構が停止した状態において、前記第1電源または前記第2電源の電力供給が再開され、前記起動電圧により前記管理機構の動作が始まると、前記蓄電池開放手段が閉じられることで前記蓄電池の充電開始と、前記通常電圧による前記管理機構の通常動作が始まることを特徴とする蓄電装置の入力電源切り替え方法。 A first power input unit for taking in a first power source such as a commercial power source;
A second power input unit for capturing a second power different from the first power;
Rechargeable storage battery,
A power output with one or more terminals for connecting the load,
A charging device that operates from the first power source for charging the storage battery;
A management mechanism for controlling the storage battery and controlling the operation of the structural mechanism necessary for the operation of the power storage device;
Second power supply monitoring means for monitoring the voltage of the second power supply;
Charge switching means for switching whether the storage battery is charged by the charging device or the second power source;
Storage battery opening means for separating the storage battery from the load and the management mechanism;
Output switching means for switching to the first power source or the power on the storage battery side with respect to the load;
Is provided,
The management mechanism operates by supplying a normal voltage from the storage battery side and a start-up voltage lower than the normal voltage from the first power source or the second power source, and supplying power to the first power source and the second power source. In the state where the storage battery is opened by the storage battery opening means and the management mechanism is stopped, the power supply of the first power supply or the second power supply is resumed, and the operation of the management mechanism is performed by the start voltage. When started, the storage battery opening means is closed to start charging of the storage battery, and normal operation of the management mechanism using the normal voltage starts.
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