电力储藏系统及其控制方法技术方案

电力储藏系统（100）是向负载（200）供给电力的电力储藏系统（100），具备：二次电池（10）；与所述二次电池（10）并联的电容器（11）；和以使所述电容器（11）优先于所述二次电池（10）充放电的形式进行控制的控制器（12）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备二次电池以及电容器的电力储藏系统及其控制方法。
技术介绍
以往，作为高能量密度以及高功率密度并存的电力储藏系统，已知有将二次电池以及电容器组合的混合系统。但是，二次电池的短寿命在将混合系统装载于船舶等运送机器上成为问题。因此，作为谋求了长寿命化的混合系统，已知有例如非专利文献1的混合电源系统。该混合电源系统中，电池供给低频成分的电力，双电层电容器供给高频成分的电力。该高频成分由HPF（HighPassFilter）分离，基于电容器的容量以及充放电周期设定HPF的时间常数TEDLC。又，为了防止电容器的过充电以及过放电，而使用比例补偿器（compensator），且以电池能够供给电容器的损失部分的形式设定比例补偿器的比例增益kp。现有技术文献：非专利文献：非专利文献1：能美雄贵，近藤圭一郎著《适合电池·电容器混合电源系统的电池长寿命化、损失降低的蓄电装置装载质量的决定法》平成25年电气学会产业应用部门大会IV-125～IV-128。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：上述混合电源系统中，由于控制参数（HPF的时间常数TEDLC、比例补偿器的比例增益kp）依赖于负载变动的特性（频率、大小），所以混合电源系统缺乏通用性。即，基于电容器的容量以及充放电周期的HPF的时间常数TEDLC，被设定为依赖于负载变动频率。例如，时间常数TEDLC被设定为大于与电容器所负担的负载变动的频率F1对应的时间常数T1（=1/F1）、小于与电池所负担的负载变动的频率F2对应的时间常数T2（=1/F2）的值。此时，由于充放电模式的变化、其他系统的适用等而负载变动的频率变化，则设定的时间常数TEDLC不适合变化后的负载变动的频率。T1<T2<TEDLC时，电容器负担全部的电力。另一方面，TEDLC<T1<T2时，电池负担全部的电力。因此，必须按照负载变动的频率调整时间常数TEDLC。又，比例补偿器的比例增益kp依赖于负载变动的大小。相对于负载变动的大小而比例增益kp过小时，不能补偿电容器的损失，电容器的电压达到下限。另一方面，相对于负载变动的大小而比例增益kp过大时，使电容器的电压固定而做功，来自电池的电力供给增加。因此，必须按照负载变动的大小调整比例增益kp。本专利技术是为了解决这样的问题而产生的，目的是提供一种通用性高，谋求了长寿命化的电力储藏系统及其控制方法。解决问题的手段：根据本专利技术某形态的电力储藏系统，具备：负载侧端子与负载连接的电源转换器；与所述电源转换器的电源侧端子连接的二次电池；通过DC/DC转换器与所述二次电池并联于所述电源转换器的电源侧端子的电容器；和以使所述电容器优先于所述二次电池充放电的形式控制所述DC/DC转换器的控制器。根据该结构，二次电池以及电容器的充放电不依赖于负载变动的频率以及大小，所以电力储藏系统的通用性较高。又，使电容器优先于二次电池充放电，所以与电容器不优先于二次电池的情况相比二次电池的充放电次数减少，且二次电池的寿命延长。其结果是能够谋求电力储藏系统的长寿命化。也可以是电力储藏系统中，所述控制器包括：基于与为零或接近零的规定的二次电池电流目标值相对的所述二次电池的电流的偏差生成所述电容器的电流目标值的第一控制部；和基于与所述电容器的电流目标值相对的所述电容器的电流的偏差生成所述DC/DC转换器的占空率（dutycycle），并将其输出至所述DC/DC转换器的第二控制部。根据该结构，负载变动时，二次电池的电流被抑制为规定的二次电池电流目标值。所以，按照规定的二次电池电流目标值，抑制二次电池的充放电次数，相应地，电容器优先于二次电池充放电。也可以是电力储藏系统中，所述规定的二次电池电流目标值为所述二次电池的一小时电流率以下的电流值。该一小时电流率，是能够在一小时内对二次电池的剩余容量SOC（充电状态StateOfCharge）充电或放电的电流值。根据该结构，有效地控制二次电池的充放电次数，并有效地延长二次电池的寿命。其结果是能够有效地谋求电力储藏系统的长寿命化。也可以是电力储藏系统中，所述规定的二次电池电流目标值为零。根据该结构，最有效地抑制二次电池的充放电次数，并最有效地延长二次电池的寿命。其结果是能够最有效地谋求电力储藏系统的长寿命化。也可以是电力储藏系统中，所述第一控制部形成为基于用于将所述二次电池的SOC维持在规定值的电流，和与所述规定的二次电池电流目标值相对的所述二次电池的电流的偏差生成所述电容器的电流目标值的结构。根据该结构，能够将二次电池的SOC维持在规定值。根据本专利技术某形态的电力储藏系统的控制方法，是具备负载侧端子与负载连接的电源转换器；与所述电源转换器的电源侧端子连接的二次电池；通过DC/DC转换器与所述二次电池并联于所述电源转换器的电源侧端子的电容器；和控制器的电力储藏系统的控制方法，所述控制器以使所述电容器优先于所述二次电池充放电的形式控制所述DC/DC转换器。专利技术效果：本专利技术具有以上说明的结构，且能够发挥提供通用性高、谋求长寿命化的电力储藏系统及其控制方法的效果。本专利技术的上述目的、其他目的、特征、以及优点，在参照说明书附图的情况下，从以下适宜的实施形态的详细说明中明确指出。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施形态一的电力储藏系统的结构的功能框图；图2是大致示出装载了图1的电力储藏系统的船舶的图；图3是示出图1的电力储藏系统的控制器的结构例的图；图4是示出电力的第一充放电模式的图表；图5是示出电力的第二充放电模式的图表；图6是示出第一充放电模式充放电的二次电池的损失量的图表；图7是示出第二充放电模式充放电的二次电池的损失量的图表；图8A是示出实施例的电力储藏系统中的第二充放电模式、二次电池以及电容器的各电力的图表；图8B是示出实施例的电力储藏系统中的二次电池以及电容器的各电流的图表；图9A是示出比较例的电源系统中的第二充放电模式、二次电池以及电容器的各电力的图表；图9B是示出比较例的电源系统中的二次电池以及电容器的各电流的图表；图10是示出第二充放电模式充放电时的实施例的电力储藏系统的二次电池以及电容器的各剩余容量的图表；图11是示出第二充放电模式充放电时的比较例的电源系统的二次电池以及电容器的各剩余容量的图表。具体实施方式以下，参照附图具体说明本专利技术的实施形态。另外，以下在所有附图中对于相同或相当的要素标以相同的参考符号，并省略其重复的说明。（实施形态一）图1是示出根据实施形态一的电力储藏系统100的结构的功能框图。图2是大致示出装载了电力储藏系统100的船舶300的图。图1所示的电力储藏系统100的用途没有特别限定，例如，用于车辆等移动体。该电力储藏系统100，例如，作为图2所示的电力推进船舶（船舶）300的辅助电源使用。图2中，船舶300将电力推进力（电动发电机330的驱动力）作为螺旋桨220的主驱动源使用。但是，也可以是螺旋桨220的主驱动源使用主机（未图示），将电力推进力（电动发电机330的驱动力）作为螺旋桨220的辅助驱动源使用。另外，电动发电机330通过电动转换器320与电力储藏系统100、主电源310以及船内电力系统210连接。通常，航海中推进船舶300的电力以及在船舶300内使用的电力由船舶300所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力储藏系统，具备：负载侧端子与负载连接的电源转换器；与所述电源转换器的电源侧端子连接的二次电池；通过DC/DC转换器与所述二次电池并联于所述电源转换器的电源侧端子的电容器；和以使所述电容器优先于所述二次电池充放电的形式控制所述DC/DC转换器的控制器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 JP 2014-1202881.一种电力储藏系统，具备：负载侧端子与负载连接的电源转换器；与所述电源转换器的电源侧端子连接的二次电池；通过DC/DC转换器与所述二次电池并联于所述电源转换器的电源侧端子的电容器；和以使所述电容器优先于所述二次电池充放电的形式控制所述DC/DC转换器的控制器。2.根据权利要求1所述的电力储藏系统，其特征在于，所述控制器包括：基于与为零或接近零的规定的二次电池电流目标值相对的所述二次电池的电流的偏差生成所述电容器的电流目标值的第一控制部；和基于与所述电容器的电流目标值相对的所述电容器的电流的偏差生成所述DC/DC转换器的传导率，并将其输出至所述DC/DC转换器的第二控制部。3.根据权利要求2所述的电力储藏...

【专利技术属性】
技术研发人员：阪东聪一郎，林正人，片冈干彦，德重贵之，大野达也，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP