蓄電池管理系統(tǒng)和蓄電池管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對電動汽車中使用的蓄電池進行更換的蓄電池更換站（即換電站）中 應(yīng)用的蓄電池管理系統(tǒng)和蓄電池管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為既可防止全球變暖又能實現(xiàn)能源的穩(wěn)定供給的手段之一，利用了信息通信技 術(shù)的智能電網(wǎng)的開發(fā)在世界各國迅速推廣。其中，電動汽車的普及和電動汽車所具備的蓄 電池的使用是被廣泛推進的措施之一。
[0003] 在電動汽車的普及和利用的推廣過程中，人們對其蓄電池的充電方法也開展了深 入研究。提出了從家用的插座或充電粧進行充電的充電方式，或與已充電的蓄電池進行更 換的更換方式等，作為電動汽車的蓄電池的充電方法。
[0004] 特別是，在蓄電池更換方式的站點（蓄電池更換站）中，將進入站內(nèi)的電動汽車 的蓄電池（W下也稱為被更換蓄電池）取出，替換為與電動汽車進行更換的站內(nèi)的蓄電 池（W下也稱為更換蓄電池），因此與充電方式相比，使電動汽車的蓄電池成為滿電狀態(tài) (S0C=StateOf化argelOO% )所需要的駕駛員的等待時間較短，所W我國目前主力推進的 是換電站的普及。
[0005] 但是，蓄電池更換站中的蓄電池的管理較為困難。更換時從電動汽車接收的蓄電 池的充電狀態(tài)（SOC)會與其行駛距離等使用狀況相應(yīng)地存在不均（參差不齊），所W在換電 站內(nèi)充電時到達滿電（或目標充電率）所需的充電量存在不同。目P，由于該充電量不同，可 能會因過充電引起蓄電池劣化，同時因多余的電力引起成本增加等。
[0006] 于是，人們對換電站中的蓄電池的管理方法進行了研究。例如，專利文獻1中公開 了一種電動汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，具備計測蓄電池的端子電壓/電流的傳感器、監(jiān)視SOC 的監(jiān)視裝置、故障警報裝置等。基于該傳感器和監(jiān)視裝置的計測值，對充換電站的多個蓄 電池的充電電力進行控制。
[0007] 專利文獻1 ;CN202749839 -種電動汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009] 但是，專利文獻1的技術(shù)是只利用充換電站中管理的蓄電池的信息（端子電壓 /電流、SOC等）的監(jiān)視控制系統(tǒng)，沒有考慮電動汽車上的在該換電站進行更換（從電動 汽車換入站內(nèi)）的蓄電池的充電狀態(tài)。因此，在相同充電環(huán)境下，例如在同一PCSfower ConditioningSystem,功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)）下，會連接充電狀態(tài)不同的蓄電池。而同一PCS下的 多個蓄電池由相同的電壓/電流充電，所W在該多個蓄電池的充電狀態(tài)（SOC)不同的情況 下，達到滿電所需的時間和電量（充電量）不同。即，在較快達到滿電的蓄電池中會發(fā)生過 充電狀態(tài)，可能促進蓄電池的劣化。此外，過充電時也會產(chǎn)生多余的電力和成本增加。另一 方面，在與可再生能源互聯(lián)的蓄電池更換站中，將該可再生能源的電力用于充電，但是出于 抑制過充電和劣化的觀點，可能需要容許可再生能源的電力向商用電力系統(tǒng)逆向潮流。
[0010] 本發(fā)明為了解決上述問題而提出，其目的在于，在具有多個連接了多個蓄電池的 PCS的電動汽車用蓄電池更換站中所應(yīng)用的蓄電池管理系統(tǒng)中，獲取作為更換對象的電動 汽車的蓄電池的信息，考慮被更換的蓄電池的充電狀態(tài)或到滿電所需的充電量，W抑制過 充電引起的電力成本增加和蓄電池的劣化，并且抑制與該蓄電池更換站互聯(lián)的可再生能源 的剩余電力向商用電力系統(tǒng)逆向潮流的方式，對該蓄電池更換站內(nèi)的蓄電池進行管理。
[0011] 解決問題的技術(shù)手段
[0012] 為了解決上述問題，本發(fā)明的蓄電池管理系統(tǒng)的蓄電池管理方法例如采用W下技 術(shù)方案。
[0013] 本發(fā)明第一技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，應(yīng)用于電動汽車用的蓄電池更換 站，該蓄電池更換站與商用電力系統(tǒng)連接，包括多個能夠連接多個電動汽車用蓄電池的直 流交流轉(zhuǎn)換裝置，所述蓄電池管理系統(tǒng)包括：蓄電池信息收集部，取得所述蓄電池更換站 內(nèi)的各蓄電池的充電率，和進入蓄電池更換站的電動汽車所搭載的蓄電池的充電率；更換 蓄電池選擇部，從所述蓄電池更換站內(nèi)的各蓄電池中，選擇與所述電動汽車的蓄電池進行 更換的更換蓄電池；充電量推定部，推定作為所述被更換蓄電池的充電率與所述更換蓄電 池的充電率的差的必要充電量；和蓄電池配置部，用于決定所述被更換蓄電池的配置場所， W確定使從所述電動汽車接收的被更換蓄電池與所述蓄電池更換站的哪一個直流交流轉(zhuǎn) 換裝置連接，所述蓄電池配置部基于所述必要充電量決定所述被更換蓄電池的配置場所。
[0014] 本發(fā)明第二技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第一技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，所述蓄電池更換站經(jīng)所述商用電力系統(tǒng)與分散型發(fā)電裝置互聯(lián)，所述直流交流 轉(zhuǎn)換裝置的一部分，使用所述分散型發(fā)電裝置的電力對所連接的蓄電池進行充電。
[0015] 本發(fā)明第H技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第一或第二技術(shù)方案的蓄 電池管理系統(tǒng)中，所述蓄電池配置部，除了所述必要充電量W外，還基于除去所述更換蓄電 池后的按每個直流交流轉(zhuǎn)換裝置求取的蓄電池的平均充電量，決定所述被更換蓄電池的配 置場所。
[0016] 本發(fā)明第四技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第H技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，所述蓄電池配置部求取所述必要充電量與除去所述更換蓄電池后的按每個直流 交流轉(zhuǎn)換裝置求取的蓄電池的平均充電量的差，按照使所述被更換蓄電池與該差在規(guī)定的 闊值W內(nèi)的直流交流轉(zhuǎn)換裝置連接的方式，決定所述被更換蓄電池的配置場所。
[0017] 本發(fā)明第五技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第一或第二技術(shù)方案的蓄 電池管理系統(tǒng)中，所述更換蓄電池選擇部，對于所述蓄電池更換站內(nèi)的各蓄電池，選擇充電 率在規(guī)定的充電率可更換闊值W上、且假定將該蓄電池作為更換蓄電池的情況下的所述必 要充電量在規(guī)定的充電量闊值W上的蓄電池作為更換蓄電池。
[0018] 本發(fā)明第六技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第一技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，在所述蓄電池更換站中，對所述蓄電池使用所述商用電力系統(tǒng)的電力W-定的 電流進行充電至所述蓄電池的電壓達到規(guī)定電壓，之后W-定的電壓進行充電。
[0019] 本發(fā)明第走技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第二技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，在所述蓄電池更換站中，對所述蓄電池使用所述商用電力系統(tǒng)或所述分散型發(fā) 電裝置的電力W-定的電流充電至所述蓄電池的電壓達到規(guī)定電壓，之后W-定的電壓充 電。
[0020] 本發(fā)明第八技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第一或第二技術(shù)方案的蓄 電池管理系統(tǒng)中，所述蓄電池信息收集部使用無線或有線的通信功能按規(guī)定的時間間隔取 得所述蓄電池的充電率。
[0021] 本發(fā)明第九技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第八技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，所述蓄電池信息收集部使用無線通信功能按規(guī)定的時間間隔取得位于W所述蓄 電池更換站為中必的規(guī)定范圍內(nèi)的電動汽車或位于所述站內(nèi)的電動汽車所具備的蓄電池 的充電率。
[0022] 本發(fā)明第十技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第二技術(shù)方案的蓄電池管 理系統(tǒng)中，包括分散型電源發(fā)電量推定部，用于推定所連接的所述分散型發(fā)電裝置的發(fā)電 量，所述蓄電池配置部求取所述必要充電量與除去所述更換蓄電池后的按每個直流交流轉(zhuǎn) 換裝置求取的蓄電池的平均充電量的差，按照使所述被更換蓄電池與該差在規(guī)定的闊值W 內(nèi)的直流交流轉(zhuǎn)換裝置連接的方式，決定所述被更換蓄電池的配置場所，進而，所述蓄電池 配置部，基于按蓄電池更換后的每個直流交流轉(zhuǎn)換裝置取得的蓄電池的推測充電量合計值 和所述發(fā)電量推定部的推定結(jié)果，W減小所述分散型發(fā)電裝置的剩余電力的方式，決定蓄 電池更換后使用該分散型發(fā)電裝置的電力對所連接的蓄電池充電的直流交流轉(zhuǎn)換裝置。
[0023] 本發(fā)明第^^一技術(shù)方案提供一種蓄電池管理系統(tǒng)，在上述第十技術(shù)方案的蓄電池 管理系統(tǒng)中，所述蓄電池配置部，基于按蓄電池更換后的每個直流交流轉(zhuǎn)換裝置取得的蓄 電池的推測充電量合計值和所述發(fā)電量推定部的推定結(jié)果，對于蓄電池的推測充電量合計 值越大的直流交流轉(zhuǎn)換裝置越優(yōu)先使用分散型發(fā)電裝置的電力進行充電。
[0024] 本發(fā)明第十二技術(shù)方案提供一種蓄電池管理方法，應(yīng)用于電動汽車用的蓄電池更 換站，該蓄電池更換站與商用電力系統(tǒng)連接，包括多個能夠連接多個電動汽車用蓄電池的 直流交流轉(zhuǎn)換裝置，所述蓄電池管理方法包括；蓄電池信息收集步驟，取得所述蓄電池更換 站內(nèi)的各蓄電池的充電率，和進入蓄電池更換站的電動汽車所搭載的蓄電池的充電率；更 換蓄電池選擇步驟，從所述蓄電池更換站內(nèi)的各蓄電池中，選擇與所述電動汽車的蓄電池 進行更換的更換蓄電池；充電量推定步驟，推定作為所述被更換蓄電池的充電率與所述更 換蓄電池的充電率的差的必要充電量；和蓄電池配置步驟，決定所述被更換蓄電池的配置 場所，W確定使從所述電動汽車接收的被更換蓄電池與所述蓄電池更換站的哪一個直流交 流轉(zhuǎn)換裝置連接，所述蓄電池配置步驟中，基于所述必要充電量決定所述被更換蓄電池的 配置場所。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制過充電引起的電力成本增加和蓄電池的劣化。此外，能夠抑 制與蓄電池更換站互聯(lián)的可再生能源的剩余電力向商用電力系統(tǒng)逆向潮流。
【附圖說明】
[0026] 圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的蓄電池管理系統(tǒng)和應(yīng)用該系統(tǒng)的蓄電池更換 站的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027] 圖2是表示蓄電池與商用電力系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0028] 圖3是表示取得蓄電池的充電率的信息的一例的圖。
[0029] 圖4(a)~圖4(c)是表示蓄電池更換的流程的圖。
[0030] 圖5是表示本發(fā)明第一實施方式中的蓄電池配置位置決定處理的流程的圖。
[0031] 圖6是表示蓄電池更換站中的蓄電池配置的一例的圖。
[0032] 圖7是表示蓄電池的充電方法的一例的圖。
[0033] 圖8是表示充電處理的流程的圖。
[0034] 圖9是表示本發(fā)明第二實施方式的蓄電池管理系統(tǒng)和應(yīng)用該系統(tǒng)的蓄電池更換 站的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035] 圖10是表示本發(fā)明第二實施方式中的蓄電池配置位置決定處理的流程的圖。
[0036] 附圖標記說明
[0037] 10商用電力系統(tǒng)（供配電系統(tǒng)）
[0038] 11配電線
[0039] 12電壓/電流計測器
[0040] 13直流交流轉(zhuǎn)換裝置（功率調(diào)節(jié)器/逆變器）
[0041] 14充電率監(jiān)視部/蓄電池監(jiān)視裝置
[004引 15蓄電池
[0043] 16電動汽車巧V)
[0044] 90太陽能發(fā)電裝置/風力發(fā)電裝置
[0045] 101蓄電池信息收集部
[004引 102充電量推定部
[0047] 103蓄電池配置部
[004引 104SOC(充電率）分布監(jiān)視部
[0049] 105更換蓄電池選擇部<