蓄电系统以及蓄电方法与流程

文档序号:14100400阅读:259来源:国知局
蓄电系统以及蓄电方法与流程

本发明涉及将通过进行环境发电的发电元件发电所得的电力蓄积在蓄电池中来对负载装置供给电力的蓄电系统以及蓄电方法。

本申请基于2014年12月18日在日本申请的特愿2014-256362号主张优先权,并在此引用其内容。



背景技术:

近年来,因电子电路、无线技术的低消耗电力化,通过从周围的环境获得电能而无需配线、电池更换地进行动作的无线传感器、遥控开关等能量收集设备(环境发电元件)受到关注。因此,例如正在开发设想在荧光灯、LED照明等屋内光中的使用的能量收集用的低照度染料敏化太阳能电池。

其中,有一种相关的使用了锂离子电容器的电源装置(参照专利文献1)。专利文献1所记载的电源设装置是具备锂离子电容器的电源装置,具有使锂离子电容器在2.0V~3.2V的电压范围中进行动作的电力控制部。

市场上出售的锂离子电容器以40F(法拉)、100F等40F以上为主流。另外,锂离子电容器如专利文献1所记载那样,从防止单元的劣化的观点来看,优选在2.0V以上的电压下使用。为此,在电源装置中,有时使锂离子电容器的电压例如留有余地地不成为2.5V以下的电压。因此,在锂离子电容器的充电电压与2.5V相比电位降低时,暂时使负载装置的动作停止来停止电力的供给。之后,在电源装置中,若发电元件开始发电,则通过该发电元件开始锂离子电容器的再充电。

专利文献1:日本特开2013-78235号公报

在锂离子电容器进行再充电的情况下,若在锂离子电容器的充电电压超过2.5V的时刻立即使负载装置的动作恢复,则因负载装置的消耗电力而反复负载装置的动作开始和动作停止。即,负载装置的动作恢复、因负载装置的动作恢复时的消耗电力所引起的锂离子电容器的充电电压的降低、和因充电电压的降低所引起的负载装置的动作的停止反复发生,由此无法驱动系统。

另外,在负载装置为测量与环境有关的信息的传感器节点等通信装置的情况下,希望在发电元件开始发电之后以10分钟左右恢复系统的动作。然而,在以往的电源装置中,由于对40F等大容量的锂离子电容器进行充电,所以无法快速地提升对负载装置供电的输出电压,到使负载装置的动作恢复为止要花费长时间。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述的问题点而完成的,提供在发电元件进行发电的情况下能够在短时间使负载装置的动作恢复的蓄电系统以及蓄电方法。

为了解决上述问题,需要在将锂离子电容器再充电开始后使负载装置的动作恢复所需的最低电压例如设为2.7V(0.2V的富余量)等使动作停止时的电压与动作恢复时的电压之间具有滞后宽度。然而,例如在将容量40F的电容器的电压值从2.5V充电到2.7V来使负载装置的动作恢复的情况下,由于从环境发电元件供给的充电电流少,所以例如需要数小时等长的充电时间,负载装置会停止数小时。发明人门更专心研究的结果导出了本发明。

为了实现上述目的,本发明的第一方式涉及的蓄电系统具备:发电元件,进行环境发电;第一蓄电池,被供给通过上述发电元件发电的电力;第二蓄电池,容量比上述第一蓄电池小;第一开关部,将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放;第二开关部,将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放;第一切换部,将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较,并根据该比较结果来控制上述第一开关部;以及第二切换部,将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较,并根据该比较结果来控制上述第二开关部,上述第三阈值的电压被设定得比上述第一阈值的电压高,上述第二阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高,上述第四阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高,上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下,进行控制以使上述第一开关部成为开放状态,在向上述负载装置供给的电压大于上述第一阈值的电压且小于上述第二阈值的电压的情况下,进行控制以保持当前的上述第一开关部的状态,在向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下,进行控制以使上述第一开关部成为连接状态,上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第三阈值的电压以下的情况下,将上述第二开关部控制为连接状态以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接,在向上述负载装置供给的电压大于上述第三阈值的电压且小于上述第四阈值的电压的情况下,进行控制以保持当前的上述第二开关部的状态,在向上述负载装置供给的电压变为上述第四阈值的电压以上的情况下,将上述第二开关部控制为开放状态以使与上述第一蓄电池并联连接的上述第二蓄电池从上述第一蓄电池断开。

在这样的结构的蓄电系统中,在发电元件停止了发电的状态、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下,第一蓄电池因供给负载装置进行动作时的消耗电力而其充电电压逐渐降低。而且,在第一蓄电池的充电电压降低到第三阈值(第三阈值>第一阈值)的电压的情况下,第二切换部使第二开关部成为连接状态来将第二蓄电池与第一蓄电池并联连接。由此,进行从第一蓄电池向第二蓄电池的充电,第二蓄电池的充电电压上升。

之后,在第一蓄电池与第二蓄电池的并联电路的充电电压进一步降低,降低到第一阈值(第三阈值>第一阈值)的电压的情况下,第一切换部使第一开关部成为开放状态来将第一蓄电池从供电线以及负载装置断开。之后,在发电元件进行发电的情况下,发电元件经由第二开关部开始向第二蓄电池的充电。而且,在第二蓄电池的充电电压到达了第二阈值(第二阈值>第三阈值)的电压的情况下,第一切换部通过使第一开关部成为连接状态来使第一蓄电池与供电线以及负载装置再次连接,将第一蓄电池与第二蓄电池并联连接。

之后,在从发电元件对第一蓄电池与第二蓄电池的并联电路继续充电,该并联电路的充电电压到达了第四阈值(第四阈值>第三阈值)的电压的情况下,第二切换部使第二开关成为开放状态来从第一蓄电池断开第二蓄电池。

这样,本实施方式的蓄电系统在发电元件停止了发电的状态、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下,当第一蓄电池的充电电压降低到第三阈值的电压的情况下,使第一蓄电池与第二蓄电池并联连接,而从第一蓄电池向第二蓄电池进行充电,预先提高第二蓄电池的充电电压。然后,在发电元件进行发电的情况下,通过从发电元件选择第二蓄电池来进行充电,从而快速地提升向负载装置供电的电压。

由此,在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,在发电元件进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置的动作恢复。

另外,由于容量小的第二蓄电池在短时间充电电压上升,所以能够在短时间上升为第二阈值以上的电压。因此,蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。

另外,在第一蓄电池的电压降低为第三阈值的电压的情况下,第二蓄电池与第一蓄电池并联连接,第二蓄电池变为与第一蓄电池相同的电压。因此,若第一蓄电池的电压变为第一阈值的电压以下,第一开关部成为开放状态,第二开关部成为连接状态,则从此时的第二蓄电池的电位开始向第二蓄电池的充电。因此,蓄电系统能够在短时间将第二蓄电池充电到第二阈值以上的电压。由此,蓄电系统能够在短时间使负载装置的动作恢复。

另外,在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,上述第三阈值的电压可以设定为在上述第二蓄电池的电压为0V或者接近0V的值的情况下,当将上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接了时,上述第一蓄电池的电压不会变为上述第一阈值的电压以下的电压。

在这样的结构的蓄电系统中,第三阈值的电压被设定为即使在第二蓄电池的电压为0V的情况下,将第一蓄电池与第二蓄电池并联连接而第一蓄电池和第二蓄电池的电压变为相同时的电压成为第一阈值的电压以上。

即,第三阈值的电压被设定为“第三阈值的电压下的第一蓄电池的电荷量>(第一阈值的电压下的第一蓄电池的电荷量+第一阈值的电压下的第二蓄电池的电荷量)”。

由此,能够避免在第一蓄电池的电压变为第三阈值的电压而使第一蓄电池与第二蓄电池并联连接时,第一蓄电池的电压变为第一阈值的电压以下的情况。

另外,可以在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,具备第三开关部,该第三开关部将对上述负载装置供给电力的供电线与该负载装置之间连接或者开放,上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下,进行控制以使上述第三开关部成为开放状态,在使上述第三开关部成为开放状态后,向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下,进行控制以使上述第三开关部成为连接状态。

在这样的结构的蓄电系统中,在向负载装置供给的电压变为第一阈值的电压以下的情况下,第一切换部使第三开关部成为开放状态,停止从蓄电系统向负载装置的电力的供给。另一方面,第一切换部在使第三开关部成为开放状态后,向负载装置供给的充电电压到达第二阈值的电压的情况下,使第三开关部成为连接状态,开始从蓄电系统向负载装置的电力的供给。

由此,本发明的第一方式所涉及的蓄电系统能够在无法对负载装置供给需要的电力的状态的情况下,使第三开关部成为开放状态来停止向负载装置的电力的供给,而在能够对负载装置供给需要的电力的状态的情况下,使第三开关部成为连接状态来向负载装置供给电力。另外,负载装置不需要判定从蓄电系统供电的电源电压是否是负载装置自身进行动作所需的电源电压。

另外,可以在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,上述第一蓄电池是漏电流比上述第二蓄电池小的种类的电容器。

在这样的结构的蓄电系统中,第一蓄电池是长时间保持电力的电容器,为了不会不必要地消耗蓄积的电力,该第一蓄电池可使用漏电流少的电容器。另一方面,第二蓄电池是仅在从第一蓄电池的充电电压降低为第三阈值的电压以下而与该第一蓄电池并联连接的时刻到在发电元件进行发电的情况下第一蓄电池以及第二蓄电池的充电电压到达第四阈值的电压的时刻为止的短时间中所使用的电容器。因此,在蓄电系统中,作为第二蓄电池,能够使用漏电流大的电容器。

由此,第一蓄电池不会不必要地消耗蓄积的电力,而能够长时间保持电力。因此,本发明的蓄电系统在发电元件停止了发电的情况下、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下,也能够使负载装置长时间进行动作。

另外,可以在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,具备将上述发电元件的输出电压转换为规定的电压来对上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池进行供电的DC/DC转换器,上述DC/DC转换器控制输出电压以使上述第一蓄电池的充电电压不超过规定的上限电压。

在这样的结构的蓄电系统中,在发电元件的输出侧连接DC/DC转换器。该DC/DC转换器将发电元件的输出电压转换为与向负载装置供给的供电电压对应的电压。DC/DC转换器通过转换后的电压,在第一开关部为连接状态的情况下向第一蓄电池进行供电,在第二开关部为连接状态的情况下向第二蓄电池进行供电,在第一开关部和第二开关部为连接状态的情况下对第一蓄电池与第二蓄电池的并联电路进行充电。另外,DC/DC转换器通过控制为输出电压不超过规定的上限电压,使得第一蓄电池不会变为过充电状态。

由此,本发明的蓄电系统能够将发电元件的输出电压转换为能够使负载装置进行动作的电压。另外,DC/DC转换器能够使得第一蓄电池不会变为过充电状态。

另外,可以在本发明的第一方式所涉及的蓄电系统中,上述第一蓄电池是锂离子电容器。

在这样的结构的蓄电系统中,大容量的第一蓄电池需要长时间保持电荷。因此,第一蓄电池使用漏电流小的锂离子电容器。

由此,第一蓄电池不会不必要地消耗从发电元件供电的电力,而能够长时间保持。因此,本发明的蓄电系统在发电元件停止了发电的情况下、发电元件的发电量比负载装置的电力消耗量少的情况下,也能够使负载装置长时间进行动作。

为了实现上述目的,本发明的第二方式所涉及的蓄电方法准备以下蓄电系统,该蓄电系统具备:发电元件,进行环境发电;第一蓄电池,被供给由上述发电元件发电的电力;第二蓄电池,容量比上述第一蓄电池小;第一开关部,将上述第一蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放;第二开关部,将上述第二蓄电池与上述发电元件的发电电力的供电线以及负载装置连接或者开放;第一切换部,将向上述负载装置供给的电压与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较,并根据该比较结果来控制上述第一开关部;以及第二切换部,将向上述负载装置供给的电压与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较,并根据该比较结果来控制上述第二开关部,上述第三阈值的电压被设定得比上述第一阈值的电压高,上述第二阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高,上述第四阈值的电压被设定得比上述第三阈值的电压高,在上述蓄电方法中,上述第一切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第一阈值的电压以下的情况下,进行控制以使上述第一开关部成为开放状态,在向上述负载装置供给的电压大于上述第一阈值的电压且小于上述第二阈值的电压的情况下,进行控制以保持当前的上述第一开关部的状态,在向上述负载装置供给的电压变为上述第二阈值的电压以上的情况下,进行控制以使上述第一开关部成为连接状态(第一控制步骤),上述第二切换部在向上述负载装置供给的电压变为上述第三阈值的电压以下的情况下,将上述第二开关部控制为连接状态以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池并联连接,在向上述负载装置供给的电压大于上述第三阈值的电压且小于上述第四阈值的电压的情况下,进行控制以保持当前的上述第二开关部的状态,在向上述负载装置供给的电压变为上述第四阈值的电压以上的情况下,将上述第二开关部控制为开放状态以使与上述第一蓄电池并联连接的上述第二蓄电池从上述第一蓄电池断开(第二控制步骤)。

由此,在本发明的方式所涉及的蓄电方法中,在发电元件进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置的动作恢复。

根据本发明的方式所涉及的蓄电系统,在发电元件进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置的动作恢复。

附图说明

图1是表示无线传感器系统的概要的说明图。

图2是表示使用了第一实施方式所涉及的蓄电系统的传感器节点的构成例的结构图。

图3是表示第一实施方式所涉及的负载装置中的消耗电流的形态的说明图。

图4A是表示第一实施方式所涉及的太阳能电池的概观的图。

图4B是表示第一实施方式所涉及的太阳能电池单元的连接状态的说明图。

图5是用于说明第一实施方式所涉及的蓄电系统从通常状态移至接近过放电状态的电压的状态后再次向通常状态恢复的情况下的动作的示意图。

图6A是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统的通常状态中的供电状态的说明图。

图6B是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统的通常状态中的供电状态的说明图。

图7A是对第一实施方式所涉及的蓄电系统的接近过放电状态的电压的供电状态进行说明的说明图。

图7B是对第一实施方式所涉及的蓄电系统的接近过放电状态的电压的供电状态进行说明的说明图。

图8A是对第一实施方式所涉及的蓄电系统向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

图8B是对第一实施方式所涉及的蓄电系统向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

图9是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统中的处理的顺序的流程图。

图10是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统的运用例的示意图。

图11是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统的构成例的结构图。

图12是用于说明第二实施方式所涉及的蓄电系统从通常状态移至接近于与接近过放电状态的电压的状态接近的电压的状态的电压的状态后再次向通常状态恢复的情况下的动作的示意图。

图13A是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统的通常状态中的供电状态的说明图。

图13B是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统的通常状态中的供电状态的说明图。

图14A是对第二实施方式所涉及的蓄电系统的变为接近过放电状态的电压之前的供电状态进行说明的说明图。

图14B是对第二实施方式所涉及的蓄电系统的变为接近过放电状态的电压之前的供电状态进行说明的说明图。

图15A是对第二实施方式所涉及的蓄电系统向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

图15B是对第二实施方式所涉及的蓄电系统向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

图16是表示第二实施方式所涉及的蓄电系统中的处理的顺序的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

<第一实施方式>

图1是表示无线传感器系统1的概要的说明图。如图1所示,无线传感器系统1具备监视中心20、和传感器节点10a、10b。该传感器节点10a、10b具备后述的本发明的蓄电系统100(参照图2)。

监视中心20收集传感器节点10a、10b中的周围环境的测量结果,并对收集到的测量结果进行运算处理等。传感器节点10a、10b将测量结果无线发送给监视中心20。

此处,测量结果包括传感器节点10a、10b检测的信息,例如表示温度、湿度、CO2浓度、振动、水位、照度、电压、电流、声音、图像等的信息。另外,测量结果也可以包括使用红外线传感器等来判定有无人的存在的结果。并且,传感器节点10a、10b可以是固定型的装置,或者也可以是壁挂型、粘贴在壁上的类型的装置。

传感器节点10a、10b通过能量收集(Energy Harvest:环境发电)电源被供给电力而进行动作,由于不需要电源配线等的铺设,所以提高了进行配置时的自由度。

其中,在图1中,作为传感器节点,示出了2个传感器节点10a、10b,但传感器节点也可以是一个,另外,还可以是3个以上。

另外,传感器节点10a和传感器节点10b具有相同的结构,在以下的说明中,在表示任意一方或两方时记载为传感器节点10。

图2是表示使用了本实施方式所涉及的蓄电系统100的传感器节点10的构成例的结构图。该传感器节点10例如是被设置在办公室等室内的传感器节点,是通过太阳光、室内光发电而被供给电源的传感器节点。该传感器节点10获取温度和湿度的环境信息,并将这些环境信息通过无线周期性地发送给监视中心20。例如,传感器节点10以5分钟间隔将环境信息发送给监视中心20。

如图2所示,传感器节点10由将进行环境发电的太阳能电池110(发电元件)的发电电力蓄积在蓄电池中的蓄电系统100、和被从该蓄电系统100供电的负载装置200构成。

负载装置200例如是作为无需配线、电池更换地进行动作的无线传感器发挥作用的环境监视装置210等。该环境监视装置210具备测量办公室等室内的温度的温度传感器211、和测量室内的湿度的湿度传感器212。环境监视装置210将由温度传感器211测量出的室内温度的信息、和由湿度传感器212测量出的室内湿度的信息通过无线通信单元213周期性地无线发送给外部的监视中心20。

其中,在以下的说明中,“负载装置200停止动作”这一情况意味着由于负载装置200无法从蓄电系统100接受需要的电源电压,所以负载装置200不能进行测量动作和通信动作的状态,与负载装置200进行周期性的发送的情况下的睡眠期间(休止期间)不同。

另外,“负载装置200恢复动作”这一情况意味着在因电源电压降低而负载装置200暂时停止动作后,负载装置200能够从蓄电系统100再次接受需要的电源电压,使得负载装置200变为能够进行测量动作和通信动作的状态。

首先,对负载装置200进行说明。

在图2中,负载装置200通过接受供电线DCL1的输出电压Vout,从而从蓄电系统100接受电力的供给来进行动作。该负载装置200构成为在从蓄电系统100供给的电源电压(输出电压Vout)例如为2.7V以上的情况下开始动作,若从蓄电系统100供给的电源电压例如变为2.5V以下则停止动作。即,该负载装置200构成为若从蓄电系统100供给的电源电压例如变为2.5V以下则停止动作,在暂时停止了动作后,若电源电压例如变为2.7V以上则再次恢复动作,相对于电源电压具有0.2V的滞后特性。

温度传感器211和湿度传感器212由与传感器节点10的使用用途对应的测量器、检测器构成。温度传感器211以及湿度传感器212根据无线通信单元213的控制进行测量,并将得到的表示测量结果的信息输出给无线通信单元213。该温度传感器211以及湿度传感器212的测量例如与无线通信单元213进行无线发送的时机相配合地进行。

无线通信单元213对从温度传感器211以及湿度传感器212输入的测量结果进行编码及调制来生成发送信号,并将该发送信号通过无线通信周期性地发送给监视中心20。其中,环境监视装置210中的消耗电力大半被该无线通信单元213进行无线发送时的发送电力消耗。另外,在本实施方式中,无线通信单元213为了降低消耗电力而不具备无线的接收功能,但不一定限定于此,在所希望的情况下,无线通信单元213也可以具备接收功能。

另外,环境监视装置210在无线通信单元213不进行无线发送的状态下,移至睡眠状态(休止期间)来降低电力消耗。例如,环境监视装置210在发送间隔时间被设定为T1分钟的情况下,T1分钟期间成为睡眠状态,在经过T1分钟后再次恢复。而且,在已恢复时,环境监视装置210再次获取温度、湿度的信息,并进行无线发送。即,环境监视装置210在睡眠中不进行温度、湿度的信息的获取和无线发送。

其中,图3是表示本实施方式所涉及的负载装置200中的消耗电流的形态的说明图。在该图3中,横轴表示时刻,纵轴表示消耗电流的大小。负载装置200例如间隔5分钟进行发送。例如如图3所示,负载装置200从时刻t11开始通信动作,在时刻t13结束通信动作。

而且,在从时刻t11到t13的通信期间Tm中,在时刻t12的时刻,以最大电流A2(数mA)左右的峰值流动电流。之后,经过从时刻t13到时刻t21的休止期间(睡眠期间)Ts,在从时刻t11经过5分钟后的时刻t21中,负载装置200再次开始通信动作,在时刻t23结束通信动作。在从该时刻t21到t23的通信期间Tm中,在时刻t22的时刻以最大电流A2(数mA)左右的峰值流动电流。

该情况下,从蓄电系统100流向负载装置200的电流作为平均值而成为电流A1(数十μA)左右的消耗电流。

返回到图2,对蓄电系统100进行说明。

蓄电系统100对负载装置200供给电力来使该负载装置200进行动作。该蓄电系统100具备使用了环境发电元件的太阳能电池110、DC/DC转换器115、电压检测部120、第一蓄电池130、第二蓄电池140、第一切换部150、第一开关部160、第二切换部170、以及第二开关部180。

太阳能电池110是低照度用的太阳能电池,例如是在10000(Lux;勒克司)以下的照度使用的太阳能电池。在本实施方式中,太阳能电池110的发电能力在电灯的亮度为200勒克司左右的情况下,具有200~500(μW)左右的发电能力。该太阳能电池110在办公室等中电灯点亮的期间,进行向第一蓄电池130和第二蓄电池140的充电、以及向负载装置200的电力的供给。

图4A是表示本实施方式所涉及的太阳能电池的概观的图。图4B是表示太阳能电池单元的连接状态的说明图。如该图4A的俯视图所示,在太阳能电池110的受光面侧,太阳能电池单元A111、太阳能电池单元B112、太阳能电池单元C113、以及太阳能电池单元D114这4个太阳能电池单元平面状地排列,这4个太阳能电池单元A111~太阳能电池单元D114如图4B所示,构成为串联连接而获得规定的输出电压Vs。

图4A以及图4B所示的太阳能电池110是将4个太阳能电池单元A111~太阳能电池单元D114串联连接的例子。该串联连接的太阳能电池单元的个数以向DC/DC转换器115输出的电压Vs成为能够在DC/DC转换器115中以规定的效率以上进行升压动作以及降压动作的电压的方式被选择。例如,在太阳能电池单元为低照度染料敏化太阳能电池的情况下,优选使串联连接的太阳能电池单元的个数例如最低为三个以上。

返回到图2,继续蓄电系统100的说明。

在太阳能电池110的输出侧连接DC/DC转换器115的输入侧。对DC/DC转换器115输入太阳能电池110的输出电压Vs。其中,例如在太阳能电池110的输出电压Vs比负载装置200需要的电压低的情况下,DC/DC转换器115由升压转换器装置等构成。DC/DC转换器115将被输入的电压Vs转换为与向负载装置200的供电电压对应的电压。另外,DC/DC转换器115将转换后的电压输出给供电线DCL1,并且,对第一蓄电池130以及第二蓄电池140进行充电。其中,DC/DC转换器115的输出电压被控制为不超过规定的上限电压(例如3.7V),以使第一蓄电池130的充电电压Va不会变为过充电。例如,DC/DC转换器115在被输入的电压Vs超过上限电压(3.7V)这样的情况下,降压为与向负载装置200的供电电压对应的电压。

其中,通常蓄电系统100构成为即使在太阳能电池110的输出电压(发电电压)Vs最大的情况下,也不超过第一蓄电池130的上限电压。

另外,DC/DC转换器115构成为包括集成电路,例如构成为通过调整外部的外置电阻的电阻值,能够设定输出电压的上限值。

电压检测部120例如使用电阻分压电路来构成,对供电线DCL1的输出电压Vout进行检测。电压检测部120将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf分别输出给第一切换部150以及第二切换部170。由该电压检测部120检测的电压在第一开关部160为接通状态且第二开关部180为断开状态的情况下,成为第一蓄电池130的电压Va。另外,由电压检测部120检测的电压在第一开关部160为断开状态且第二开关部180为接通状态的情况下,成为第二蓄电池140的电压Vb。另外,在第一开关部160和第二开关部180双方为接通状态的情况下,电压检测信号Vf与检测第一蓄电池130的电压Va同时地检测与该电压Va相同的电位的第二蓄电池140的电压Vb。

此外,电压检测部120也可以是2个以上,分别独立地检测第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb。

第一蓄电池130和第二蓄电池140被太阳能电池110充电而蓄积电荷。

第一蓄电池130是锂离子电容器(LIC),例如是容量比第二蓄电池140大的40F(法拉)的大容量的锂离子电容器。其中,构成第一蓄电池130的40F的锂离子电容器的漏电流比第二蓄电池140的漏电流少。第一蓄电池130在办公室等中电灯被点亮的期间,第一开关部160为接通(ON)状态的情况下,经由DC/DC转换器115被供给太阳能电池110的发电电力。另外,第一蓄电池130在电池值为规定的值以上的情况下,将充电到第一蓄电池130的电力供给给负载装置200。例如,第一蓄电池130在办公室等中电灯被熄灭的期间,第一开关部160为接通状态的情况下,将充电到第一蓄电池130的电力供给给负载装置200。

其中,第一蓄电池130的锂离子电容器在出厂时被充电到例如2.5V~3.7V左右的电压。

第二蓄电池140是容量比第一蓄电池130的容量小的电容器,例如是1F(法拉)的双电层电容器(EDLC)。另外,构成第二蓄电池140的双电层电容器的漏电流比第一蓄电池130的锂离子电容器的漏电流大。第二蓄电池140在办公室等中电灯被点亮的期间,第二开关部180为接通(ON)状态的情况下,经由DC/DC转换器115被供给太阳能电池110的发电电力。另外,第二蓄电池140在电池值为规定的值以上的情况下,将充电到第二蓄电池140的电力供给给负载装置200。

其中,由于第一蓄电池130需要长时间保存电荷,所以作为第一蓄电池130,可使用漏电流少的锂离子电容器。另一方面,第二蓄电池140是负极被接地,短时间充电到负载装置200的动作恢复时用,只使用短时间的电容器。因此,第二蓄电池140能够使用漏电流比第一蓄电池130大的电容器。

另外,第一蓄电池130的容量并不限于40F,能够基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、想要连续驱动负载装置200的时间来选定适当的容量的电容器。另外,第二蓄电池140的容量并不限于1F,能够基于太阳能电池110的发电量、负载装置200的消耗电力的平均值、和想要使负载装置200恢复的时间来选定适当的容量的电容器。

其中,在图1中,示出了由单体的蓄电池构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的例子,但第一蓄电池130以及第二蓄电池140也可以由多个蓄电电容器构成。即,能够由任意个数的蓄电电容器构成第一蓄电池130以及第二蓄电池140的各个。

第一切换部150具备第一比较部151。该第一比较部151将从电压检测部120输入的供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与本身所具有的规定的基准电压Ref1以及Ref2进行比较。第一切换部150根据第一比较部151中的比较结果,将使第一开关部160成为接通或者断开(连接或者开放)状态的控制信号CNT1输出给第一开关部160。

该第一切换部150在通过第一比较部151判定为供电线DCL1的电压Vout为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下,输出使第一开关部160成为断开状态的控制信号CNT1。另外,第一切换部150在输出了使第一开关部160成为断开状态的控制信号CNT1后,通过第一比较部151判定为供电线DCL1的电压Vout变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下,输出使第一开关部160成为接通状态的控制信号CNT1。即,第一切换部150具有2.5V与2.7V之间的0.2V宽度的滞后特性,对第一开关部160的接通或者断开状态进行控制。

更详细而言,在第一开关部160为接通状态的情况下,第一比较部151将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较。该基准电压Ref1对应于判定第一蓄电池130的过放电状态时所使用的电压2.5V(第一阈值的电压)。第一比较部151在第一开关部160为接通的状态下,通过将供电线DCL1的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较来判定第一蓄电池130的电压Va是否是2.5V以下。而且,第一切换部150在第一蓄电池130的电压Va为2.5V以下的情况下,将控制信号CNT1输出给第一开关部160,通过使第一开关部160成为断开状态,从而将第一蓄电池130从供电线DCL1断开。由此,蓄电系统100停止向第一蓄电池130的充电、和从第一蓄电池130向负载装置200的供电。

另外,第一比较部151在第一开关部160为断开的状态下,将供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref2进行比较。该基准电压Ref2对应于判定蓄电系统100是否从停止由第一蓄电池130向负载装置200的供电的状态恢复为通常状态时所使用的电压2.7V(第二阈值的电压)。

第一比较部151在第一开关部160为断开状态、第二开关部180为接通状态的情况下,通过将供电线DCL1的电压检测信号Vf与基准电压Ref2进行比较来判定供电线DCL1的电压Vout是否是2.7V以上。而且,第一切换部150在供电线DCL1的电压Vout为2.7V以上的情况下,使第一开关部160成为接通状态,将第一蓄电池130与供电线DCL1连接。由此,第二蓄电池140和第一蓄电池130并联连接,进行从第二蓄电池140对第一蓄电池130的充电。通过进行从该第二蓄电池140向第一蓄电池130的充电,从而第一蓄电池130的电压Va上升。

第一开关部160被配置在供电线DCL1与第一蓄电池130之间,根据从第一切换部150输入的控制信号CNT1的指示内容,使供电线DCL1与第一蓄电池130之间成为接通或者断开(连接或者开放)状态。第一开关部160在接通状态的情况下,变为连接状态,使第一蓄电池130与供电线DCL1连接。另外,第一开关部160在断开状态的情况下,变为开放状态,将第一蓄电池130从供电线DCL1断开。其中,在以下的说明中,将第一开关部160为连接状态记载为是接通状态,将第一开关部160为开放状态称为是断开状态。

第一开关部160的一个端子a(第一端子)与供电线DCL1的节点Nb连接,另一个端子b(第二端子)与第一蓄电池130的正极(+)端子连接。而且,第一开关部160的端子a经由供电线DCL1的节点Nb和节点Na与DC/DC转换器115的输出侧连接。而且,在第一开关部160为接通状态的情况下,第一蓄电池130从太阳能电池110经由DC/DC转换器115接受供电,并且,对负载装置200供给电力。在该第一开关部160为接通状态的情况下,第一蓄电池130的正极(+)端子的电压Va(第一蓄电池130的充电电压Va)作为输出电压Vout被输出给供电线DCL1。

其中,在以下的说明中,有时将“第一蓄电池130的正极(+)端子的电压Va”或“第一蓄电池130的充电电压Va”简称为“第一蓄电池130的电压Va”。

第二切换部170具备第二比较部171。该第二比较部171将从电压检测部120输入的供电线DCL1的电压Vout的电压检测信号Vf与本身所具有的规定的基准电压Ref3以及Ref4进行比较。第二切换部170根据第二比较部171中的比较结果,将使第二开关部180成为接通或者断开(连接或者开放)状态的控制信号CNT2输出给第二开关部180。

其中,第一切换部150和第二切换部170可以经由信号线Sk相互通知第一开关部160的开闭状态的信息和第二开关部180的开闭状态的信息。由此,第一切换部150能够确认第二开关部180的开闭状态来控制第一开关部160的开闭状态。另外,第二切换部170能够确认第一开关部160的开闭状态来控制第二开关部180的开闭状态。

该第二切换部170在通过第二比较部171判定为供电线DCL1的电压Vout为2.6V(第三阈值的电压)以下的情况下,输出使第二开关部180成为接通状态的控制信号CNT2。另外,第二切换部170在输出了使第二开关部180成为接通状态的控制信号CNT2后,通过第二比较部171判定为供电线DCL1的电压Vout变为2.8V(第四阈值的电压)以上的情况下,输出使第二开关部180成为断开状态的控制信号CNT2。即,第二切换部170具有2.6V与2.8V之间的0.2V宽度的滞后特性,对第二开关部180的接通或者断开状态进行控制。

其中,在上述的例子中,对第四阈值的电压(2.8V)高于第二阈值(2.7)V的情况进行了说明,但第四阈值的电压也能够为低于第二阈值(2.7)V的电压。在该第四阈值低于第二阈值的情况下,第二切换部170并不仅检测供电线DCL1的电压Vout来使第二开关部180成为断开状态,而在第一开关部160为接通状态且供电线DCL1的电压Vout变为第四阈值的电压以上的情况下,使第二开关部180成为断开状态。这是因为在第一开关部160为断开状态的情况下,若使第二开关部180成为断开状态,则两方的开关部都变为断开状态。该情况下,第二切换部170经由信号线Sk确认第一开关部160的接通/断开状态,仅在第一开关部160的接通状态的情况下,使第二开关部180成为断开状态。

其中,由于在第四阈值(例如2.8V)的电压高于第二阈值的电压(例如2.7V)的情况下,第一开关部160为断开状态,供电线DCL1的电压Vout不会变为第四阈值的电压,所以第二切换部170只要仅查看供电线DCL1的电压Vout即可。

第二开关部180被配置在供电线DCL1与第二蓄电池140之间,根据从第二切换部170输入的控制信号CNT2的指示内容,使供电线DCL1与第二蓄电池140之间成为接通或者断开状态。该第二开关部180在接通状态的情况下,变为连接状态,使第二蓄电池140与供电线DCL1连接。

另外,第二开关部180在断开状态的情况下,变为开放状态,将第二蓄电池140从供电线DCL1断开。其中,在以下的说明中,将第二开关部180为连接状态记载为是接通状态,将第二开关部180为开放状态称为是断开状态。

另外,第二开关部180的一个端子b(第一端子)与供电线DCL1的节点Nb连接,并经由该节点Nb与端子a连接。另一个端子b(第二端子)与第二蓄电池140的正极(+)端子连接。而且,在第二开关部180为接通状态且第一开关部160为断开状态的情况下,第二蓄电池140的正极(+)端子的电压Vb(第二蓄电池140的充电电压Vb)作为输出电压Vout而被输出给供电线DCL1。另外,在第一开关部160和第二开关部180双方为接通状态的情况下,第一蓄电池130的充电电压Va和第二蓄电池140的充电电压Vb变为相同的电压(Va=Vb)。

其中,在以下的说明中,有时将“第二蓄电池140的正极(+)端子的电压Vb”或“第二蓄电池140的充电电压Vb”简称为“第二蓄电池140的电压Vb”。

其中,第一开关部160和第二开关部180被控制为始终至少任意一方为接通状态,不会双方同时变为断开状态。

此外,在图2所示的例子中,作为第一开关部160和第二开关部180,示出了使用机械式接点而构成的例子,但第一开关部160和第二开关部180构成为包括使用了MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件的半导体开关。

接下来,对蓄电系统100的动作进行说明。

该蓄电系统100在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下,通过蓄积在第一蓄电池130中的电力(电荷)来驱动负载装置200。蓄电系统100构成为通过蓄积在第一蓄电池130中的电力,例如能够连续60小时左右驱动负载装置200。另外,蓄电系统100构成为在来自太阳能电池110的供电停止了的状态下,因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止的情况下,能够在再次开始太阳能电池110的发电之后以10分钟左右恢复负载装置200的动作。

另外,蓄电系统100构成为:在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下因第一蓄电池130的充电电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止后,该太阳能电池110的发电量增加的情况下,当然能够根据太阳能电池110的发电量而在短时间恢复负载装置200的动作,在该太阳能电池110的发电量较少的状态情况持续的情况下,也能够根据太阳能电池110的发电量而在短时间恢复负载装置200的动作。

其中,在本说明书中,包括“在太阳能电池110停止发电,负载装置200停止动作后,太阳能电池110再次开始了发电的情况”、“在太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少,负载装置200停止了动作后,太阳能电池110的发电量增加的情况、发电量较少的状态持续的情况”等在内,有时将太阳能电池110处于发电状态的情况简称为“太阳能电池110进行发电的情况”。

在蓄电系统100中,从防止第一蓄电池130的锂离子电容器的单元的劣化的观点来看,为了不成为过放电状态,第一蓄电池130的充电电压Va不成为比2.5V(第一阈值的电压)低的电压值。因此,蓄电系统100在第一蓄电池130的充电电压为接近2.5V的过放电状态的电压的状态的情况下,停止从第一蓄电池130向负载装置200的电力的供给。例如,负载装置200在从蓄电系统100供给的电源电压变为2.5V以下的情况下,自己停止动作。

此处,在假设仅将第一蓄电池130再充电到规定的电压值,并通过该第一蓄电池130使负载装置200的动作恢复的情况下,需要考虑以下所示的点。

例如,需要不产生太阳能电池110对第一蓄电池130的再充电、负载装置200的动作的恢复、因该负载装置200的再启动所引起的第一蓄电池130的充电电压Va的降低、和因该充电电压Va的降低所引起的负载装置200的动作的停止的反复动作。因此,在蓄电系统100中,将对负载装置200开始电力的供给的电压例如设定为2.7V(第二阈值的电压)。另外,与此配合,负载装置200自身在电源电压2.7V以上恢复动作。

然而,在蓄电系统100中,由于从作为环境发电元件的太阳能电池110能够向第一蓄电池130供给的充电电流少到数十μA等,所以在将容量为40F的第一蓄电池130从2.5V充电至2.7V的情况下,需要数小时等较长的充电时间。因此,产生负载装置200在第一蓄电池130的再充电时停止数小时动作这一问题。

鉴于此,在本实施方式的蓄电系统100中,与第一蓄电池130一起使用了第二蓄电池140、作为开关机构的第一开关部160、和第二开关部180。蓄电系统100在第一蓄电池130的锂离子电容器为通常状态下,使第一开关部160成为接通状态(连接状态),第一蓄电池130进行充放电。而且,蓄电系统100在第一蓄电池130的充电电压Va降低到接近过放电状态的2.5V(第一阈值的电压)的以上的电压、例如2.6V(第三阈值的电压)时,使第二开关部180成为接通状态(连接状态)。由此,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,第二蓄电池140通过蓄积在第一蓄电池130中的电荷而被充电,第一蓄电池130的充电电压Va和第二蓄电池140的充电电压Vb变为相同的电位(例如约2.54V)。

其中,在以下的说明中,在第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接的情况下、即在充电到第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140电压Vb为相同的电压(Va=Vb)的情况下,有时将该第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路的充电电压记载为“蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb”。

在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下,因负载装置200周期性地进行动作,使得第一蓄电池130与第二蓄电池140的蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb逐渐降低。而且,在第一蓄电池130的充电电压降低到2.5V的情况下,负载装置200停止负载装置200自身的动作,从蓄电系统100向负载装置200的电力的供给被停止。

另外,在蓄电系统100中,当蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb降低到2.5V时,第一切换部150使第一开关部160成为断开状态(开放状态)。另外,第二切换部170保持原样地继续第二开关部180的接通状态。由此,第一蓄电池130被从供电线DCL1断开,在供电线DCL1上仅连接第二蓄电池140。

之后,在光开始照射到太阳能电池110的情况下、在由于太阳能电池110的发电量较少所以第一蓄电池130的充电电压降低到2.5V后太阳能电池110的发电量较少的状态继续的情况下,太阳能电池110仅向第二蓄电池140流动充电电流。该情况下,第二蓄电池140被第一蓄电池130预先充电到约2.5V。另外,由于第二蓄电池140的容量(1F)与第一蓄电池130的容量(40F)相比较,容量显著较小,所以第二蓄电池140通过来自太阳能电池110的充电电流而被充电,充电电压Vb急速地上升。因此,第二蓄电池140的充电电压Vb能够以较短的时间(例如10分钟左右)到达使负载装置200的动作恢复所需的2.7V的电压。由此,蓄电系统100在负载装置200的动作停止后,太阳能电池110进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置200再启动。

这样,本实施方式的蓄电系统100在使用了大的容量的第一蓄电池130的情况下,也能够快速地提升向负载装置200供电的输出电压Vout。因此,在蓄电系统100中,在因第一蓄电池130的电压Va降低而负载装置200的动作暂时停止后,太阳能电池110进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置200的动作恢复。

其中,在太阳能电池110的发电量较少的状态继续的情况下,在负载装置200动作了一定时间后,不久第一蓄电池130的充电电压Va降低为2.5V以下,负载装置200的动作再次停止。即,在太阳能电池110的发电量较少的状态下,反复负载装置200的动作停止和动作恢复。然而,在负载装置200的动作恢复时,负载装置200能够在一定时间的期间继续进行测量和通信动作。

在该蓄电系统100中,在第一开关部160为接通状态,第二开关部180为断开状态的情况下,将太阳能电池110的发电电力经由DC/DC转换器115供给给第一蓄电池130,并且,从第一蓄电池130对负载装置200供给电力。

另外,蓄电系统100在第一开关部160和第二开关部180为接通状态的情况下,将太阳能电池110的发电电力供给给第一蓄电池130和第二蓄电池140,并且,通过第一蓄电池130和第二蓄电池140对负载装置200供给电力。另外,在蓄电系统100中,在第二开关部180为接通状态,第一开关部160为断开状态的情况下,将太阳能电池110的发电电力供给给第二蓄电池140。

此外,在上述的蓄电系统100中,将第一阈值的电压设为2.5V,但该电压只要为锂离子电容器不会成为过放电状态的电压以上的值即可。例如,如果锂离子电容器变为过放电状态的电压为2.2V,则只要使第一阈值的电压为2.3V等超过2.2V的电压即可。

另外,在蓄电系统100中,将第二阈值的电压设为2.7V,第二蓄电池140的充电电压变为0.2V,但并不局限于此,例如能够为2.6V等。另外,也可以根据该第二阈值的电压来变更第二蓄电池140的容量。例如在蓄电系统100中,可以在将第二阈值的电压设为2.6V的情况下,将第二蓄电池140的容量设为2F,能够蓄积与第二阈值的电压为2.7V的情况相同的电荷量。

另外,虽然将第三阈值的电压设为2.6V,但负载装置200能够根据第一阈值的电压适当地进行设定。

该情况下,第三阈值的电压被设定为即使第二蓄电池140的电压Vb为0V的情况下,在使第二开关部180成为接通状态的瞬间,第一蓄电池130的电压Va也不会变为2.5V(第一阈值的电压)以下。

即,第三阈值的电压被设定为“第三阈值的电压下的第一蓄电池的电荷量>(第一阈值的电压下的第一蓄电池的电荷量+第一阈值的电压下的第二蓄电池的电荷量)”。即,优选被设定为第一蓄电池130变为第三阈值的电压,刚刚使第二开关部180成为接通状态之后的、将第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接的并联电路的电压变为2.5V(第一阈值的电压)以上。

另外,从第一蓄电池130断开第二蓄电池140时的判定电压即2.8V(第四阈值的电压)并不限于此,能够为超过2.7V的所希望的电压。

另外,第二切换部170可以在刚刚将第一开关部160从断开状态切换为接通状态后、即刚刚从第二蓄电池140对第一蓄电池130进行了充电之后,立即使第二开关部180从接通状态变为断开状态,将第二蓄电池140从第一蓄电池130断开。

该情况下,在第二切换部170中,例如通过将本身的“基准电压Ref4”设为与“第一切换部150的基准电压Ref4”相同的电压值,从而“第二阈值的电压=第四阈值的电压”。由此,第二切换部170能够在第一开关部160刚刚从断开状态切换为接通状态之后,立即使第二开关部180从接通状态切换为断开状态。

其中,第二切换部170使第二开关部180成为断开状态的时机是需要第一开关部160接通、从第二蓄电池140向第一蓄电池130的充电完成之后。因此,第二切换部170例如在检测出第二蓄电池140的电压Vb为第四阈值的电压(=第二阈值的电压)后,以规定的延迟时间(例如数10msec),使第二开关部180成为断开状态。

或者,第二切换部170可以不设置本身的“基准电压Ref4”(不检测第四阈值的电压),而经由信号线Sk从第一切换部150接收第一开关部160的开闭状态的信息,并检测出第一开关部160从断开状态切换为接通状态而使第二开关部180成为断开状态。

图5是用于说明本实施方式所涉及的蓄电系统100从通常状态移至接近过放电状态的电压的状态后再次向通常状态恢复的情况下的动作的示意图。另外,图6A以及图6B是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100的通常状态中的供电状态的说明图。图7A以及图7B是对本实施方式所涉及的蓄电系统100的接近过放电状态的电压的供电状态进行说明的说明图。图8A以及图8B是对本实施方式所涉及的蓄电系统100向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

以下,参照图5~图8B,对蓄电系统100在太阳能电池110停止了发电的状态下第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态,负载装置200停止了动作之后,太阳能电池110再次开始发电,蓄电系统100恢复为通常状态的动作进行说明。

在图5中,对于图5的部分(A)而言,纵轴表示电压值(V),横轴表示经过时间(h:小时),用概念性的图像示出了第一蓄电池130的电压Va的变化、和第二蓄电池140的电压Vb的变化。另外,对于图5的部分(B)而言,在图5的部分(A)所示的各期间T1~T5中,用表格示出了参与充电或者放电动作的动作中的蓄电池、第一开关部160的接通或者断开状态、以及第二开关部180的接通/断开状态的变化。

其中,在该图5的部分(A)中,用“亮”表示的期间表示办公室的室内因照明、外部光而变亮的时间段,用“暗”表示的期间表示夜间、照明熄灭而办公室的室内变暗的时间段。另外,在图5的部分(A)中,用期间T1表示从时刻t1到该时刻t1后的时刻t2为止的期间,用期间T2表示从时刻t2到该时刻t2后的时刻t3为止的期间,用期间T3表示从时刻t3到该时刻t3后的时刻t4为止的期间,用期间T4表示从时刻t4到该时刻t4后的时刻t5为止的期间,用期间T5表示时刻t5以后的期间。

另外,由于在图5的部分(A)中,用虚线的“○”标记(用虚线表示的圆)表示的区域H1的部分的波形难以观察,所以该区域H1的部分的波形在同样地用虚线的“○”标记(用虚线表示的圆)表示的区域H2中,在纵轴方向放大2倍来示出。

在该图5中,在时刻t1,蓄电系统100在通常状态下进行动作。即,在该时刻t1,第一蓄电池130的电压Va约为3.5V,第一开关部160为接通状态,第二开关部180为断开状态。

其中,在蓄电系统100的通常状态中,例如如图6A所示,在太阳能电池110的发电电力足够大的情况下,例如在对太阳能电池110的输出电压Vs进行电压转换的DC/DC转换器115的输出电压为3.5V等的情况下,DC/DC转换器115向负载装置200流动电流I1来供给电力,并且,经由第一开关部160对第一蓄电池130供给充电电流I2。另外,在通过从DC/DC转换器115流向负载装置200的电流I1不能够供应被负载装置200消耗的电力的情况下,第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200流动电流I3来供给电力。

另一方面,如图6B所示,在太阳能电池110不进行发电而不从DC/DC转换器115供给电力的情况下,第一蓄电池130经由第一开关部160向负载装置200流动电流I3来供给电力。

返回到图5。在图5中,在从时刻t1继续到时刻t2的“暗”期间T1中,第一开关部160处于接通状态,第二开关部180处于断开状态。而且,在该期间T1中,太阳能电池110不进行向第一蓄电池130的供电,另外,负载装置200周期性地进行动作。因此,第一蓄电池130如图6B所示,对负载装置200供给电流I3。由此,第一蓄电池130的电压Va因负载装置200周期性地进行动作而逐渐降低。另一方面,由于第二开关部180为断开状态,所以不进行来自太阳能电池110的充电,第二蓄电池140的电压Vb几乎为0V。

而且,在时刻t2,若第一蓄电池130的电压Va降低到2.6V(第三阈值的电压),则蓄电系统100进入接近过放电状态的电压的状态即期间T2。另外。该期间T2是“暗”的时间段。

在该期间T2中,第二切换部170将第二开关部180从断开状态切换为接通状态,并且,第一切换部150保持原样地继续第一开关部160的接通状态。由此,在时刻t2,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,第二蓄电池140通过蓄积到第一蓄电池130中的电荷而被充电。即,在第一蓄电池130与第二蓄电池140之间进行电荷的再分配,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压“2.5V+ΔV1(约0.04V)”。

例如,通过如图7A所示,使第二开关部180成为接通状态,从而从第一蓄电池130向第二蓄电池140流动充电电流I10,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压。

而且,在期间T2中,由于第一开关部160和第二开关部180为接通状态,所以第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb变为相同的电压(Va=Vb),从第一蓄电池130和第二蓄电池140双方对负载装置200供给电力。而且,在该期间T2中,太阳能电池110不进行向第一蓄电池130以及第二蓄电池140的供电,另外,负载装置200周期性地进行动作。因此,如图7B所示,第一蓄电池130经由第一开关部160对负载装置200供给电流I11,第二蓄电池140经由第二开关部180对负载装置200供给电流I12。由此,第一蓄电池130与第二蓄电池140的蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb逐渐降低。

而且,在时刻t3,因蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb降低到2.5V(第一阈值的电压),所以第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态。而且,因蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb降低到2.5V,所以供电线DCL1的输出电压Vout降低到2.5V,对负载装置200而言,负载装置200自身判定出供电线DCL1的输出电压Vout降低为2.5V以下,负载装置200自身停止动作。由此,蓄电系统100停止向负载装置200的供电。另外,在接近该过放电状态的电压的状态下,第一切换部150将第一开关部160从接通状态切换为断开状态,第二切换部170保持原样地继续第二开关部180的接通状态。由此,第一蓄电池130从供电线DCL1断开。

而且,从时刻t3之后立即开始“亮”的期间T3,太阳能电池110再次开始发电装置。在该期间T3中,第一开关部160为断开状态,第二开关部180为接通状态,另外,负载装置200停止动作。

因此,从该时刻t3起,如图8A所示,太阳能电池110仅对第二蓄电池140供给充电电流I21。另外,第二蓄电池140在来自太阳能电池110的充电开始时被预先充电到约2.5V。另外,由于第二蓄电池140的容量(1F)与第一蓄电池130的容量(40F)相比较,容量显著较小,所以第二蓄电池140通过来自太阳能电池110的充电电流I21而被充电,充电电压Vb急速地上升。

即,在从太阳能电池110对小容量(1F)的第二蓄电池140进行充电的情况下,第二蓄电池140的电压Vb与从太阳能电池110对大容量(40F)的第一蓄电池130进行充电的情况相比较,以40倍的速度上升。

由此,第二蓄电池140的电压Vb从充电开始时的电压2.5V开始,在从充电开始起10分钟(min)后,上升到2.7V的电压。而且,该第二蓄电池140的电压Vb作为供电线DCL1的输出电压Vout而被输出给负载装置200。另一方面,由于第一开关部160为断开状态,所以第一蓄电池130的电压Va被保持原样地维持2.5V。

而且,在时刻t4,第二蓄电池140的电压Vb到达2.7V。对于负载装置200而言,负载装置200自身判定出从供电线DCL1供电的输出电压Vout(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)到达了2.7V,负载装置200自身恢复动作,再开始测量和通信动作。在负载装置200恢复动作后,接着,第一切换部150通过将第一开关部160从断开状态切换为接通状态,从而将第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接。由此,如图8B所示,从第二蓄电池140向第一蓄电池130流动充电电流I22,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压“2.5V+ΔV2(例如约0.005V)”。而且,负载装置200在供电线DCL1的电压Vout从2.7V降低到“2.5V+ΔV2”的情况下,由于输出电压Vout超过2.5V,所以也能够保持原样地继续动作。

其中,在负载装置200的动作恢复后,第一切换部150将第一开关部160切换为接通状态的时机也可以是负载装置200反复了几次测量以及通信动作之后。例如,可以在负载装置200按5分钟间隔反复了三次测量以及通信动作后,第一切换部150将第一开关部160从断开状态切换为接通状态。

另外,负载装置200可以在负载装置200自身判定出从供电线DCL1供电的输出电压Vout(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)到达2.7V的情况下,不立即开始动作,而在经过规定的时间后,开始动作。即,负载装置200可以在第一开关部160先被切换为接通状态后,在稍微经过时间的时刻开始动作。

而且,在时刻t4以后的期间T4中,第一开关部160和第二开关部180都成为接通状态,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb变为相同的电压(Va=Vb)。而且,通过从太阳能电池110对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路进行充电,从而蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb逐渐增加。

而且,在时刻t5,若蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb到达2.8V(第四阈值的电压)的电压,则第二切换部170将第二开关部180从接通状态切换为断开状态。另一方面,第一切换部150保持原样地继续第一开关部160的接通状态。由此,在时刻t5以后的期间T5中,第二蓄电池140从供电线DCL1断开,之后,第二蓄电池140的电压Vb因漏电流而逐渐降低。另一方面,由于第二蓄电池140被继续来自太阳能电池110的充电,所以在时刻t5以后,第一蓄电池130的电压Va进一步不断增加。

由此,蓄电系统100能够使因大容量的第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态而暂时停止了的负载装置200的动作在太阳能电池110开始发电之后短时间恢复。

图9是表示第一实施方式所涉及的蓄电系统100中的处理的顺序的流程图。以下,参照图9,对该处理的流程进行说明。

最初,蓄电系统100在通常状态下进行动作(步骤S100)。

即,在蓄电系统100中,第一开关部160为接通状态,第二开关部180为断开状态,第一蓄电池130的电压Va超过2.6V,另外,负载装置200为动作中。即,在蓄电系统100中,第一蓄电池130与供电线DCL1连接,第二蓄电池140从供电线DCL1断开,仅第一蓄电池130进行充电或者放电动作。

接着,电压检测部120检测供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为第一蓄电池130的电压Va),并将电压检测信号Vf输出给第一切换部150以及第二切换部170(步骤S105)。

接着,第二切换部170通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref3进行比较,来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过2.6V(第三阈值的电压)(步骤S110)。

而且,当在步骤S110中判定为第一蓄电池130的电压Va超过2.6V(第三阈值的电压)的情况下(步骤S110:是),负载装置200保持原样地继续动作(步骤S115),蓄电系统100返回到步骤S105的处理。接着,蓄电系统100再次执行步骤S105以下的处理。

另一方面,当在步骤S110中判定为第一蓄电池130的电压Va没有超过2.6V(第三阈值的电压)的情况下(步骤S110:否)、即在第一蓄电池130的电压Va降低为2.6V以下的情况下,第二切换部170使第二开关部180成为接通状态(步骤S120)。因第二开关部180变为接通状态,使得第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,第二蓄电池140通过充电到第一蓄电池130的电荷而被充电。由此,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb变为相同的电压(Va=Vb)。

接着,电压检测部120检测供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为第一蓄电池130与第二蓄电池140的蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb),并将电压检测信号Vf输出给第一切换部150和第二切换部170(步骤S125)。

接着,在第一切换部150中,通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref1进行比较,来判定第一蓄电池130的电压Va是否超过2.5V(第三阈值的电压)(步骤S130)。

而且,当在步骤S130中判定为第一蓄电池130的电压Va超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S130:是),接着,第二切换部170判定供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为第一蓄电池130的电压Va)是否超过2.8V(第四阈值的电压)(步骤S131)。

而且,当在步骤S131中判定为第一蓄电池130的电压Va的电压超过2.8V的情况下(步骤S131:是),第二切换部170将第二开关部180从接通状态切换为断开状态(步骤S132),之后,返回到步骤S105的处理。

另一方面,当在步骤S131中判定为第一蓄电池130的电压Va的电压没有超过2.8V的情况下(步骤S131:否),负载装置200保持原样地继续动作(步骤S135),蓄电系统100返回到步骤S120的处理。接着,蓄电系统100反复执行步骤S105以下的处理。

另一方面,当在步骤S130中判定为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb没有超过2.5V(第一阈值的电压)的情况下(步骤S130:否)、即在蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb变为2.5V以下的情况下,负载装置200停止测量和通信动作(步骤S140)。其中,由于在电池的并联电路的电压Va以及Vb变为2.5V的情况下供电线DCL1的输出电压Vout也变为2.5V以下,所以对于负载装置200而言,由负载装置200自身检测出供电线DCL1的输出电压Vout变为2.5V以下,负载装置200自身停止测量和通信动作。由此,蓄电系统100停止向负载装置200的电力的供给。

接着,第一切换部150将第一开关部160从接通状态切换为断开状态,将第一蓄电池130从供电线DCL1断开(步骤S145)。由此,蓄电系统100移至第一蓄电池130的接近过放电状态的电压的状态。

接着,在太阳能电池110进行发电的情况下,进行从太阳能电池110向第二蓄电池140的充电(步骤S150)。

接着,电压检测部120检测供电线DCL1的电压(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb),并将电压检测信号Vf输出给第一切换部150和第二切换部170(步骤S155)。在第一切换部150中,通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref2进行比较,来判定第二蓄电池140的电压Vb是否是2.7V(第二阈值的电压)以上(步骤S160)。

而且,当在步骤S160中判定为第二蓄电池140的电压Vb不是2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下(步骤S160:否),返回到步骤S145的处理,第一切换部150保持原样地维持第一开关部160的断开状态(步骤S145)。接着,蓄电系统100反复执行步骤S150以后的处理。

即,蓄电系统100在移至第一蓄电池130的接近过放电状态的电压的状态后,太阳能电池110不进行发电,不从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电的情况下,第二蓄电池140的电压Vb不上升,步骤S145~步骤S160的处理被反复执行。另外,在太阳能电池110进行发电,从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电的情况下,也反复执行步骤S145~步骤S160的处理,直至第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上为止。

而且,在太阳能电池110进行发电的情况下,第二蓄电池140的电压Vb上升而变为2.7V以上,在通过第一切换部150判定为第二蓄电池140的电压Vb为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下(步骤S160:是),恢复负载装置200的动作(步骤S165),并且第一切换部150将第一开关部160从断开状态切换为接通状态(步骤S170)。由此,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接。

其中,在第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上的情况下,对于负载装置200而言,由负载装置200自身检测出通过供电线DCL1的输出电压Vout而被供给的电源电压(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)变为2.7V以上,负载装置200自身恢复动作。

另外,第一切换部150可以使在步骤S170中将第一开关部160从断开状态切换为接通状态的时机在负载装置200的动作恢复之后延迟规定的时间。由此,第二蓄电池140在负载装置200进行测量动作和通信动作的情况下,能够供给至少一次的电力。

接着,电压检测部120检测供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb),并将电压检测信号Vf输出给第一切换部150和第二切换部170(步骤S175)。在第二切换部170中,通过将电压检测信号Vf与规定的基准电压Ref4进行比较,来判定蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb是否是2.8V(第四阈值的电压)以上(步骤S180)。

而且,当在步骤S180中判定为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb不是2.8V(第四阈值的电压)以上的情况下(步骤S180:否),返回到步骤S175的处理,接着,蓄电系统100反复执行步骤S175以后的处理。

而且,当在步骤S180中判定为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb为2.8V(第四阈值的电压)以上的情况下(步骤S180:是),第二切换部170使第二开关部180成为断开状态(步骤S190)。由此,第二蓄电池140从供电线DCL1断开。

而且,在执行了该步骤S190的处理后,蓄电系统100返回到步骤S105的处理。由此,蓄电系统100返回到从供电线DCL1断开了第二蓄电池140的通常状态的动作,再次开始步骤S105以后的处理。

根据上述处理的流程,在蓄电系统100中,能够使因大容量的第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态而暂时停止了的负载装置200的动作在太阳能电池110进行发电的情况下,以短时间恢复。

图10是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100的运用例的示意图。对于该图9所示的例子而言,纵轴表示电压值,横轴表示经过时间(h:小时),概念性地用图像表示了第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb的变化特性。

另外,在该图10中,用“亮”表示的期间表示了办公室的室内因照明、外部光而变亮的时间段,用“暗”表示的期间表示了夜间、照明熄灭而办公室的室内变暗的时间段。另外,在该图10中,由虚线的圆圈(虚线所示的椭圆)包围的区域H的部分是与先前说明的图5相同的波形。

在图10中,第一天例如是从周末的星期五的早上8点(例如在办公室等中室内变亮的时刻)到次日的早上8点为止的24小时。第二天是从星期六的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第三天是从星期日的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第四天是从下周的星期一的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。第五天是从星期二的早上8点到次日的早上8点为止的24小时。

而且,在该图10所示的例子中,在第一天(从星期五的早上8点到星期六的早上8点)、第四天(从星期一的早上8点到星期二的早上8点)、和第五天(从星期二的早上8点到星期三的早上8点)中,按一日为单位反复“亮”的期间和“暗”的期间。另一方面,在第二天(从星期六的早上8点到星期日的早上8点)、和第三天(从星期日的早上8点到星期一的早上8点)中,由于是停业日,所以“暗”的期间连续。

另外,在第一天的最初的时刻(经过时刻“0小时”:星期五的早上8点),第一开关部160处于接通状态,第二开关部180为断开状态,第一蓄电池130的电压Va处于2.9V左右的状态。另外,由于第二开关部180为断开状态,第二蓄电池140从供电线DCL1断开,所以第二蓄电池140的电压Vb几乎为0V。而且,该第一蓄电池130的电压2.9V作为供电线DCL1的输出电压Vout而被供给给负载装置200,负载装置200处于能够动作的状态。即,在经过时刻“0小时”,蓄电系统100不是第一蓄电池130接近过放电状态的电压的状态,而在通常状态下进行动作。

而且,在经过时刻“0小时”时刻,办公室的室内因外部光(或,照明光)而变亮的“亮”的期间开始。在该经过时刻“0小时”开始的“亮”的期间持续到经过时刻“0小时”之后的经过时刻t31为止。而且,从经过时刻“0小时”以后,若光开始照射到太阳能电池110而开始太阳能电池110的发电,则开始从太阳能电池110向第一蓄电池130的充电,第一蓄电池130的电压Va开始上升。其中,此时,由于第一开关部160为接通状态,所以供电线DCL1的电压Vout变为第一蓄电池130的电压Va。

而且,在从经过时刻0时到经过时刻t31为止的“亮”的期间中,第一蓄电池130的电压Va逐渐增加,在时刻t31,第一蓄电池130的电压Va达到最大值Vmax。

接着,在经过时刻t31,办公室的室内变暗的“暗”的期间开始。

从该经过时刻t31开始的“暗”的期间持续到该经过时刻t31之后的经过时刻“72小时”。而且,从经过时刻t31以后,太阳能电池110停止发电,停止从太阳能电池110向第一蓄电池130的充电。而且,在经过时刻t31以后的“暗”期间中,因负载装置200的测量以及通信动作周期性地反复,使得蓄积在第一蓄电池130中的电荷逐渐减少,第一蓄电池130的电压Va缓缓降低。该“暗”的期间从经过时刻t31经过第二天的经过时刻“24小时”和第三天的经过时刻“48小时”持续到第三天的经过时刻“72小时”。

在从该经过时刻t31到经过时刻“72小时”为止的“暗”期间中,第一蓄电池130的电压Va缓缓降低。而且,在图10所示的例子中,在经过时刻“48小时”后的经过时刻t32,若第一蓄电池130的电压Va降低到2.6V,则第二切换部170将第二开关部180从断开状态切换为接通状态。由此,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,进行从第一蓄电池130向第二蓄电池140的充电,第二蓄电池140的电压Vb变为与第一蓄电池130的电压Va相同的电压(Va=Vb)。

而且,在该经过时刻t32以后,蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb被供给给负载装置200。而且,在经过时刻t32以后,因负载装置200进行动作,所以蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb逐渐降低,在经过时刻72降低到2.5V。

其中,由于在从该经过时刻“0小时”到经过时刻“72小时”为止的“暗”期间,第一蓄电池130的电压Va、和蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb超过2.5V,所以第一开关部160维持接通状态。另外,由于在该“暗”期间,第一蓄电池130的电压Va超过2.5V,所以负载装置200继续动作。

在这样以周为单位运用负载装置200的情况下,在蓄电系统100中,预先在到平日的星期五(第一天)为止从太阳能电池110对第一蓄电池130进行充电,在休息日(第二天以及第三天)利用蓄积在第一蓄电池130中的电力来使负载装置200动作。

而且,在经过时刻“72小时”,因第一蓄电池130的电压降低为2.5V以下,使得负载装置200停止动作,并且,第一切换部150将第一开关部160从接通状态切换为断开状态。由此,第一蓄电池130从供电线DCL1断开。

而且,若从经过时刻“72小时”之后立即开始“亮”的期间,则光开始照射到太阳能电池110,太阳能电池110开始发电而开始向第二蓄电池140的充电。该情况下,小容量(1F)的第二蓄电池140被太阳能电池110迅速地充电,第二蓄电池140的电压Vb从充电开始时的电压2.5V开始,在充电开始起10分钟(min)后的经过时刻t41,被充电到2.7V的电压。

而且,在经过时刻t41,若第二蓄电池140的电压上升到2.7V,则负载装置200的动作恢复,负载装置200开始测量和通信动作。另外,在经过时刻t41,第一切换部150将第一开关部160从断开状态切换为接通状态。由此,第一蓄电池130与供电线DCL1连接。其中,第二开关部180保持原样地维持接通状态。

在该经过时刻t41以后,第一开关部160和第二开关部180变为接通状态,在供电线DCL1的Vout出现蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb(Va=Vb)。而且,在经过时刻t41以后的“亮”的期间,通过太阳能电池110对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路进行充电,使得蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb在经过时刻t42的时刻到达2.8V。

若蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb到达2.8V,则第二切换部170将第二开关部180从接通状态切换为断开状态。由此,在经过时刻t42以后,第二蓄电池140从供电线DCL1断开,第二蓄电池140的电压Vb因漏电流流动而逐渐降低。而且,在经过时刻t42以后,由于“亮”和“暗”的期间反复,所以第一蓄电池130的电压Va变化。而且,在第四天以后,第一蓄电池130逐渐地不断蓄积在接下来的星期六和星期日的“暗”期间中将被负载装置200消耗的量的电力。

其中,图10所示的例子示出了第一蓄电池130的电压Va从经过时刻t31开始减少,在经过时刻t32第一蓄电池130的电压Va变为2.6V,使第二开关部180成为接通状态后,在经过时刻“72小时”,蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb正好变为2.5V的例子。然而,第一蓄电池130的电压Va例如在3连休的情况下,也有可能在第三天的中途达到2.5V。这是因为将传感器节点10被要求的负载装置200的连续驱动能力设为连续60小时驱动。

因此,在“暗”的期间,不从太阳能电池110接受供电,也有可能使第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接的期间较长地持续。该情况下,蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb因第二蓄电池140的漏电流而大幅降低(例如降低到0V)。然而,即使第二蓄电池140的电压Vb大幅降低,由于小容量(1F)的第二蓄电池140容量较小,所以太阳能电池110也能够与对大容量(40F)的第一蓄电池130进行充电的情况相比较,以40倍速度对第二蓄电池140进行充电。因此,蓄电系统100在第二蓄电池140的电压Vb大幅降低的情况下,也能够以比较短的时间使负载装置200的动作恢复。

或者,在蓄电系统100中,作为第二蓄电池140,也可以使用漏电流较少的电容器,例如锂离子电容器。

其中,在蓄电系统100中,在第一蓄电池130的电压Va比规定的阈值的电压(第一阈值以上的电压)低的情况下,可以扩大负载装置200的通信时间间隔。由此,蓄电系统100在太阳能电池110不进行发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下,能够减少第一蓄电池130向负载装置200供给的电力量。因此,蓄电系统100能够延长向负载装置200供给电力的期间。

如以上说明那样,本实施方式的蓄电系统100具备:进行环境发电的太阳能电池110(发电元件)、被供给由太阳能电池110发电的电力的第一蓄电池130、容量比第一蓄电池130小的第二蓄电池140、将第二蓄电池140与太阳能电池110的发电电力的供电线DCL1以及负载装置200连接或者开放的第一开关部160、将第二蓄电池140与太阳能电池110的发电电力的供电线DCL1以及负载装置200连接或者开放的第二开关部180、将向负载装置200供给的电压Vout与规定的第一阈值以及第二阈值的电压进行比较并根据该比较结果来控制第一开关部160的第一切换部150、以及将向负载装置200供给的电压Vout与规定的第三阈值以及第四阈值的电压进行比较并根据该比较结果来控制第二开关部180的第二切换部170。

而且,比第一阈值的电压(2.5V)高地设定第三阈值的电压(2.6V),比第三阈值的电压(2.6V)高地设定第二阈值的电压(2.7V),比第三阈值的电压(2.6V)高地设定第四阈值的电压(2.8V)的电压。而且,第一切换部150在向负载装置200供给的电压Vout变为第一阈值的电压(2.5V)以下的情况下,进行控制以使第一开关部160成为开放状态,在向负载装置200供给的电压Vout变为第二阈值的电压(2.7V)以上的情况下,进行控制以使第一开关部160成为连接状态,第二切换部170在太阳能电池110停止发电的状态下,向负载装置200供给的电压Vout变为第三阈值的电压(2.6V)以下的情况下,将第二开关部180控制为连接状态以使第一蓄电池130与第二蓄电池140并联连接,在向负载装置200供给的电压Vout变为第四阈值的电压(2.8V)以上的情况下,将第二开关部180控制为开放状态以使将与第一蓄电池130并联连接的第二蓄电池140从第一蓄电池130断开。

在这样的结构的蓄电系统100中,在太阳能电池110停止了发电的状态下,由于第一蓄电池130供给负载装置200进行动作时的消耗电力,使得其充电电压Va(向负载装置200供给的电压Vout)逐渐降低。

而且,在第一蓄电池130的充电电压Va降低到2.6V(第三阈值的电压)的情况下,第二切换部170使第二开关部180成为连接状态,将第二蓄电池140和第一蓄电池130并联连接。由此,进行从第一蓄电池130向第二蓄电池140的充电,第二蓄电池140的充电电压Vb上升。

之后,第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路的充电电压Va以及Vb(向负载装置200供给的电压Vout)进一步降低,在降低到2.5V(第一阈值的电压)的情况下,第一切换部150使第一开关部160成为开放状态,将第一蓄电池130从供电线DCL1以及负载装置200断开。

之后,在太阳能电池110进行发电的情况下,太阳能电池110经由第二开关部180开始向第二蓄电池140的充电。

而且,在第二蓄电池140的充电电压Vb(向负载装置200供给的电压Vout)到达了2.7V(第二阈值的电压)的情况下,第一切换部150通过使第一开关部160成为连接状态而将第一蓄电池130与供电线DCL1以及负载装置200再次连接,使第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接。

之后,从太阳能电池110对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路继续充电,在该并联电路的充电电压Va以及Vb(向负载装置200供给的电压Vout)到达了2.8V(第四阈值(第四阈值>第三阈值))的电压的情况下,第二切换部170使第二开关部180成为开放状态,从第一蓄电池130断开第二蓄电池140。

这样,本实施方式的蓄电系统100在太阳能电池110停止了发电的状态下第一蓄电池130的充电电压Va降低到2.6V(第三阈值的电压)的情况下,将第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接来从第一蓄电池130向第二蓄电池140进行充电,预先提高第二蓄电池140的充电电压Vb。

之后,在太阳能电池110进行发电的情况下,通过从太阳能电池110选择第二蓄电池140来进行充电,从而快速地提升向负载装置200供电的电压Vout。

由此,在本实施方式的蓄电系统100中,在负载装置200的动作停止后,太阳能电池110进行发电的情况下,能够在短时间使负载装置200的动作恢复。

另外,由于容量小的第二蓄电池140能够在短时间使充电电压上升,所以能够在短时间上升为第二阈值以上的电压。因此,蓄电系统100能够在短时间使负载装置200的动作恢复。

另外,在第一蓄电池130的电压降低为2.6V(第三阈值的电压)的情况下,第二蓄电池140与第一蓄电池130并联连接,第二蓄电池140变为与第一蓄电池130相同的电压。因此,若第一蓄电池130的电压变为2.5V(第一阈值的电压)以下而第一开关部160成为开放状态、第二开关部180成为连接状态,则从此时的第二蓄电池140的电位开始向第二蓄电池140的充电。因此,蓄电系统100能够在短时间将第二蓄电池140充电到2.7V(第二阈值的电压)以上的电压。由此,蓄电系统100能够在短时间使负载装置200的动作恢复。

另外,在上述实施方式的蓄电系统100中,2.6V(第三阈值的电压)被设定为在第二蓄电池140的电压Vb为0V或者接近0V的值的情况下,当将第一蓄电池130与第二蓄电池140并联连接时,第一蓄电池130的电压Va也不会变为2.5V(第一阈值的电压)以下的电压。

在这样的结构的蓄电系统100中,第三阈值的电压(2.6V)被设定为:即使在第二蓄电池140的电压Vb为0V的情况下,也将第一蓄电池130与第二蓄电池140并联连接,第一蓄电池130和第二蓄电池140的电压变为相同时的电压变为2.5V(第一阈值的电压)以上。

由此,能够避免当在第一蓄电池130中电压Va变为第三阈值的电压,将第一蓄电池130与第二蓄电池140并联连接时,第一蓄电池130的电压Va变为第一阈值的电压(例如,2.5V)以下的情况。

另外,在上述实施方式的蓄电系统100中,第一蓄电池130是漏电流比第二蓄电池140小的种类的电容器。

在这样的结构的蓄电系统100中,第一蓄电池130是长时间保持电力的电容器,为了不会不必要地消耗蓄积的电力,该第一蓄电池130可使用漏电流较少的电容器。另一方面,第二蓄电池140是仅在从第一蓄电池130的充电电压Va降低为2.6V(第三阈值的电压)以下而与该第一蓄电池130并联连接的时刻到在太阳能电池110(发电元件)进行发电的情况下第一蓄电池130以及第二蓄电池140的充电电压Va以及Vb达到2.8V(第四阈值的电压)的时刻为止的短时间中使用的电容器。因此,在蓄电系统100中,作为第二蓄电池140,能够使用漏电流较大的电容器。

由此,第一蓄电池130不会不必要地消耗蓄积的电力,能够长时间保持电力。因此,本实施方式的蓄电系统100在太阳能电池110停止发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下,也能够使负载装置200长时间动作。

另外,在上述实施方式中,在蓄电系统100中具备将太阳能电池110(发电元件)的输出电压Vs转换为规定的电压来对第一蓄电池130以及第二蓄电池140进行供电的DC/DC转换器115,DC/DC转换器115控制输出电压以使第一蓄电池130的充电电压Va不超过规定的上限电压(例如,3.7V)。

在这样的结构的蓄电系统100中,在太阳能电池110(发电元件)的输出侧连接DC/DC转换器115。该DC/DC转换器115将太阳能电池110的输出电压Vs转换为与向负载装置200供给的供电电压对应的电压。

DC/DC转换器115通过转换后的电压,在第一开关部160为连接状态的情况下向第一蓄电池130进行供电,在第二开关部180为连接状态的情况下向第二蓄电池140进行供电,在第一开关部160和第二开关部180为连接状态的情况下对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路进行充电。另外,DC/DC转换器115通过进行控制以使输出电压不超过规定的上限电压,使得第一蓄电池130不会变为过充电状态。

由此,上述实施方式的蓄电系统100能够将太阳能电池110(发电元件)的输出电压转换为能够使负载装置200动作的电压。另外,DC/DC转换器120能够使得第一蓄电池130不成为过充电状态。

另外,在上述实施方式中,在蓄电系统100中,作为第一蓄电池130,使用锂离子电容器。

在这样的结构的蓄电系统100中,大容量的第一蓄电池130需要长时间保持电荷。因此,第一蓄电池130使用漏电流小的锂离子电容器。

由此,第一蓄电池130不会不必要地消耗从太阳能电池110(发电元件)供电的电力而能够长时间进行保持。因此,本实施方式的蓄电系统100在太阳能电池110停止发电的情况下、太阳能电池110的发电量比负载装置200的电力消耗量少的情况下,也能够使负载装置200长时间动作。

<第二实施方式>

图11是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A的构成例的结构图。该图11所示的蓄电系统100A与图2所示的蓄电系统100相比较,新追加了第三开关部190的点、将第一切换部150变更成第一切换部150A的点、以及将负载装置200变更成负载装置200A的点不同。另外,负载装置200A构成为若接受超过输入电源规格的2.5V的电源电压的供给则保持原样地开始动作这一点与负载装置200不同。其它的构成与图2所示的蓄电系统100相同。因此,对同一构成部分附加同一符号,省略重复的说明。

在图11中,第三开关部190的一个端子a与供电线DCL1连接,另一个端子b与负载装置200A的电源输入线DCL10连接。该第三开关部190根据从第一切换部150A输入的控制信号CNT3的指示内容来使第三开关部190成为接通状态或者断开状态。

由此,第一开关部160使供电线DCL1与负载装置200A的电源输入线DCL10之间成为连接状态或者开放状态。即,通过第三开关部190变为连接状态,使得供电线DCL1和电源输入线DCL10连接,从蓄电系统100A对负载装置200A供给电力。另外,通过第三开关部190变为开放状态,使得供电线DCL1与电源输入线DCL10的连接被解除,停止从蓄电系统100A向负载装置200A的电力的供给。

其中,在以下的说明中,有时将第三开关部190为连接状态记载为第三开关部190为接通状态,将第三开关部190为开放状态记载为第三开关部190为断开状态。

上述第一切换部150A具备第一比较部151A,该第一比较部151A在第一开关部160以及第二开关部180为接通的状态下,判定供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb)是否是2.5V(第一阈值的电压)以下。另外,第一比较部151A在第一开关部160为断开状态、第二开关部180为接通状态的情况下,判定供电线DCL1的输出电压Vout(该情况下为第二蓄电池140的电压Vb)是否是2.7V以上。

而且,第一切换部150A在蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb为2.5V以下的情况下,将控制信号CNT1输出给第一开关部160,使第一开关部160成为断开状态。另外,第一切换部150A在蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下,将控制信号CNT3输出给第三开关部190,使第三开关部190成为断开状态。由此,蓄电系统100A停止向负载装置200A的电力的供给。

另外,第一切换部150A在使第一开关部160成为断开状态后,第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下,将控制信号CNT1输出给第一开关部160,使第一开关部160成为接通状态。另外,第一切换部150A在第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下,将控制信号CNT3输出给第三开关部190,使第三开关部190成为接通状态。由此,蓄电系统100A向负载装置200A供给电力。

这样,在蓄电系统100A中,使第一开关部160的第一开关部160和第三开关部190的第三开关部190在相同的条件下接通、断开。即,当第一开关部160的第一开关部160为接通状态时,使第三开关部190的第三开关部190成为接通状态,当第一开关部160的第一开关部160为断开状态时,使第三开关部190的第三开关部190成为断开状态。

其中,在第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上的情况下,第一切换部150A可以比第一SW161先使第三开关部190成为接通状态,从第二蓄电池140对负载装置200A供给电力。该情况下,第一切换部150A在负载装置200A反复几次测量以及通信动作后,使第二开关部180成为接通状态。

另外,第一切换部150A和第二切换部170可以经由信号线Sk相互通知第一开关部160以及第三开关部190的开闭状态的信息、和第二开关部180的开闭状态的信息。由此,第一切换部150A能够确认第二开关部180的开闭状态来控制第一开关部160以及第三开关部190的开闭状态。另外,第二切换部170能够确认第一开关部160以及第三开关部190的开闭状态来控制第二开关部180的开闭状态。

这样,通过使用蓄电系统100A,负载装置200A不需要由负载装置200A自身判定通过供电线DCL1的输出电压Vout供给的电源电压的大小,若第三开关部190变为接通状态,从蓄电系统100A供给电源电压,则能够立即开始动作。

另外,图12是用于对本实施方式所涉及的蓄电系统100A从通常状态移至接近于与接近过放电状态的电压的状态接近的电压的状态的电压的状态后再次向通常状态恢复的情况下的动作进行说明的示意图。另外,图13A以及图13B是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A的通常状态中的供电状态的说明图。图14A以及图14B是对本实施方式所涉及的蓄电系统100A的变为接近过放电状态的电压之前的供电状态进行说明的说明图。图15A以及图15B是对本实施方式所涉及的蓄电系统100A向通常状态的恢复动作时的供电状态进行说明的说明图。

以下,参照图12~图15B,对于蓄电系统100A在第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态,负载装置200A停止了动作后,太阳能电池110再次开始发电,蓄电系统100A恢复为通常状态的情况下的动作进行说明。

对于该图12的部分(A)而言,纵轴表示电压值(V),横轴表示经过时间(h:小时),用概念性的图像示出了第一蓄电池130的电压Va的变化、和第二蓄电池140的电压Vb的变化。另外,图12的部分(B)用表格示出了在图12的部分(A)所示的各期间T11~T15中,参与充电或者放电动作的动作中的蓄电池、第一开关部160的接通/断开状态、第二开关部180的接通或者断开状态、以及第三开关部190的接通或者断开状态的变化。

该图12与先前说明的图5相比较,在图12的部分(B)中,仅追加了第三开关部190的接通或者断开状态的变化的这一点不同。其它与图5相同,省略反复的说明。

在该图12中,在时刻t51,蓄电系统100A在第一蓄电池130不是接近过放电状态的电压的状态的通常状态下进行动作。即,在该时刻t51,第一蓄电池130的电压Va约为3.5V,第一开关部160为接通状态,第二开关部180为断开状态,第三开关部190为接通状态。

其中,在蓄电系统100A的通常状态下,例如如图13A所示,在太阳能电池110的发电电力足够大的情况下,例如在对太阳能电池110的输出电压Vs进行电压转换的DC/DC转换器115的输出电压为3.5V等的情况下,DC/DC转换器115经由第三开关部190向负载装置200A流动电流I1来供给电力,并且,经由第一开关部160对第一蓄电池130供给充电电流I2。另外,在通过从DC/DC转换器115流向负载装置200A的电流I1不能够供应被负载装置200A消耗的电力的情况下,第一蓄电池130经由第一开关部160以及第三开关部190向负载装置200A流动电流I3来供给电力。

另一方面,如图13B所示,在太阳能电池110不进行发电,不从DC/DC转换器115供给电力的情况下,第一蓄电池130经由第一开关部160以及第三开关部190向负载装置200A流动电流I3来供给电力。

返回到图12,继续图12的说明。在图12中,在从时刻t51继续到时刻t52的“暗”的期间T11中,第一开关部160处于接通状态,第二开关部180处于断开状态,第三开关部190处于接通状态。

而且,在该期间T11中,由于不进行从太阳能电池110向第一蓄电池130的供电,负载装置200A周期性地进行动作,所以如图13B所示,从第一蓄电池130向负载装置200A流动电流I3,第一蓄电池130的充电电压Va逐渐降低。另一方面,由于第二开关部180为断开状态,所以不进行来自太阳能电池110的充电,第二蓄电池140的电压Vb几乎为0V。

而且,若在时刻t52第一蓄电池130的电压Va降低到2.6V(第三阈值的电压),则蓄电系统100A进入变为接近过放电状态的电压之前的状态即期间T12。另外。该期间T12是“暗”的时间段。

在该期间T12中,第二切换部170将第二开关部180从断开状态切换为接通状态,并且,第一切换部150A保持原样地继续第一开关部160以及第三开关部190的接通状态。由此,在时刻t52,第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接,由此第二蓄电池140通过蓄积在第一蓄电池130中的电荷而被充电。即,在第一蓄电池130与第二蓄电池140之间进行电荷的再分配,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压“2.5V+ΔV1(约0.04V)”。

例如如图14A所示,通过使第二开关部180成为接通状态,从而从第一蓄电池130向第二蓄电池140流动充电电流I10,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压(Va=Vb)。

而且,由于在期间T12中,第一开关部160和第二开关部180为接通状态,所以第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb变为相同的电压(Va=Vb)。而且,在该期间T12中,由于不进行从太阳能电池110向第一蓄电池130以及第二蓄电池140的供电,负载装置200A周期性地进行动作,所以如图14B所示,从第一蓄电池130经由第一开关部160以及第三开关部190向负载装置200A流动电流I11。另外,从第二蓄电池140经由第二开关部180以及第三开关部190向负载装置200A流动电流I12。由此,蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb(Va=Vb)逐渐降低。

而且,在时刻t53,蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb降低到2.5V(第一阈值的电压),从而第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态。而且,若蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb降低到2.5V,则第一切换部150A将第一开关部160从接通状态切换为断开状态,并且,将第三开关部190从接通状态切换为断开状态。由此,蓄电系统100A停止向负载装置200A的供电,负载装置200A停止动作。另外,第一蓄电池130从供电线DCL1断开。

而且,在时刻t53之后立即开始“亮”的期间T13,太阳能电池110再次开始发电。在该期间T13中,第一开关部160为断开状态,第二开关部180为接通状态,第三开关部190为断开状态。

因此,从该时刻t53起,如图15A所示,太阳能电池110仅对第二蓄电池140供给充电电流I21。由此,小容量(1F)的第二蓄电池140被太阳能电池110急速地充电,在从充电开始起10分钟(min)后的时刻t54,第二蓄电池140的电压Vb上升到2.7V(第二阈值的电压)。而且,该第二蓄电池140的电压Vb作为供电线DCL1的输出电压Vout被输出给负载装置。

另一方面,由于第一开关部160为断开状态,所以第一蓄电池130的电压Va保持原样地维持2.5V。

而且,若在时刻t54第二蓄电池140的电压Vb到达2.7V(第二阈值的电压),则第一切换部150A将第三开关部190从断开状态切换为接通状态。由此,从蓄电系统100A对负载装置200A再次供给电力,负载装置200A恢复动作而再开始测量和通信动作。

接着,第一切换部150A通过将第一开关部160从断开状态切换为接通状态来使第一蓄电池130和第二蓄电池140并联连接。由此,如图15B所示,从第二蓄电池140向第一蓄电池130流动充电电流I22,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb瞬时变为相同的电压“2.5V+ΔV2(例如,约0.005V)”。而且,负载装置200A在供电线DCL1的电压Vout从2.7V降低到“2.5V+ΔV2”的情况下,由于供电线DCL1的输出电压Vout超过2.5V,所以也能够保持原样地继续动作。

而且,在时刻t54以后的期间T14中,第一开关部160、第二开关部180、以及第三开关部190都为接通状态,从太阳能电池110对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路进行充电。因此,在期间T14中,第一蓄电池130的电压Va和第二蓄电池140的电压Vb变为相同的电压(Va=Vb)。而且,通过从太阳能电池110对第一蓄电池130和第二蓄电池140进行充电,使得蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb逐渐增加。

而且,若在时刻t55蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb到达2.8V(第四阈值的电压)的电压,则第二切换部170将第二开关部180从接通状态切换为断开状态。另一方面,第一切换部150A保持原样地继续第一开关部160的接通状态、和第三开关部190的接通状态。由此,在时刻t55以后的期间T15中,第二蓄电池140从供电线DCL1断开,第二蓄电池140的电压Vb因漏电流而逐渐降低。另一方面,由于第二蓄电池140继续来自太阳能电池110的充电,所以在时刻t55以后,第一蓄电池130的电压Va进一步不断增加。

由此,蓄电系统100A在太阳能电池110进行发电的情况下,能够在短时间使因大容量的第一蓄电池130变为接近过放电状态的电压的状态而暂时停止了的负载装置200A的动作恢复。另外,负载装置200A不需要由负载装置200A自身判定通过供电线DCL1的输出电压Vout被供给的电源电压的大小,若第三开关部190变为接通状态,从蓄电系统100A供给电源电压,则能够立即开始动作。

图16是表示本实施方式所涉及的蓄电系统100A中的处理的顺序的流程图。该图16所示的流程图与图9所示的流程图相比较,仅将图9的步骤S100变更为步骤S100A、还新追加了步骤S136和步骤S161的点不同。其它的处理步骤与图9所示的流程图相同。即,在图16所示的流程图中,仅新追加了第三开关部190的接通/断开(连接/开放)的处理步骤这一点与图9所示的流程图不同。因此,对同一处理内容的步骤附加同一符号,省略反复的说明。

参照图16,在步骤S100A中,最初,设为蓄电系统100A在通常状态下进行动作。即,设为在蓄电系统100A中,第一开关部160为接通状态,第二开关部180为断开状态,第三开关部190为接通状态,第一蓄电池130的电压Va超过2.6V,另外,负载装置200A为动作中。

接着,由蓄电系统100A进行的步骤S105~步骤S135的处理、即蓄电系统100A在从通常状态移至第一蓄电池130的接近过放电状态的电压的状态为止的期间所进行的处理与图9所示的蓄电系统100中的处理相同。而且,当在步骤S130中判定为蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb变为2.5V以下的情况下(步骤S130:否),第一切换部150A将第三开关部190从接通状态切换为断开状态,停止从蓄电系统100A向负载装置200A的供电(步骤S136)。由此,负载装置200A停止动作(步骤S140)。

接着,步骤S145~步骤S160的处理、即在从太阳能电池110对第二蓄电池140进行充电来将第二蓄电池140的电压Vb从2.5V充电到2.7V的期间所进行的处理与图9所示的蓄电系统100中的处理相同。而且,当在步骤S160中判定为第二蓄电池140的电压Vb变为2.7V以上的情况下(步骤S160:是),第一切换部150A将第三开关部190从断开状态切换为接通状态,开始从蓄电系统100A向负载装置200A的供电(步骤S161)。由此,负载装置200A的动作恢复,负载装置200A开始测量和通信动作(步骤S165)。

接着,步骤S170~步骤S190的处理、即从太阳能电池110对第一蓄电池130与第二蓄电池140的并联电路进行供电的处理、以及在蓄电池的并联电路的电压Va以及Vb到达2.8V的情况下第二切换部170将第二蓄电池140从供电线DCL1断开的处理与图9所示的蓄电系统100中的处理相同。

这样,在蓄电系统100A中,使第一开关部160和第三开关部190在相同的时机接通、断开。即,蓄电系统100A在第一开关部160为接通状态时,使第三开关部190成为接通状态,在第一开关部160为断开状态时,使第三开关部190成为断开状态。

如以上说明那样,上述实施方式的蓄电系统100A具备第三开关部190,该第三开关部190使向负载装置200A供给电力的供电线DCL1与该负载装置200A之间连接或者开放,第一切换部150A在向负载装置200A供给的电压变为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下,进行控制以使第三开关部190成为开放状态,在使第三开关部190成为开放状态后,向负载装置200A供给的电压Vout变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下,进行控制以使第三开关部190成为连接状态。

在这样的结构的蓄电系统100A中,在向负载装置200A供给的电压变为2.5V(第一阈值的电压)以下的情况下,第一切换部150A使第三开关部190成为开放状态,停止从蓄电系统100A向负载装置200A的电力的供给。另一方面,第一切换部150A在使第三开关部190成为开放状态后,向负载装置200A供给的充电电压变为2.7V(第二阈值的电压)以上的情况下,使第三开关部190成为连接状态,开始从蓄电系统100A向负载装置200A的电力的供给。

由此,蓄电系统100A能够在无法对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下,使第三开关部190成为开放状态来停止向负载装置200A的电力的供给,而在能够对负载装置200A供给需要的电力的状态的情况下,使第三开关部190成为连接状态,向负载装置200A供给电力。另外,负载装置200A不需要判断从蓄电系统100A供电的电源电压是否是负载装置200A自身进行动作所需的电源电压。

以上,对本发明进行了说明,但本发明的蓄电系统并不仅限于上述的图示例子,在不脱离本发明主旨的范围内当然可加入各种变更。

例如,在图2以及图12所示的例子中,示出了作为发电元件而使用了环境发电元件的太阳能电池110的例子,但并不限于此。发电元件只要是能够进行环境发电的发电元件即可。此处,光以外的环境发电是指利用例如热、振动、风力、电波等的发电。

另外,在图2所示的负载装置200的例子中,示出了环境监视装置210具备温度传感器211和湿度传感器212的例子,但环境监视装置210可以具备温度传感器211和湿度传感器212中的任意一个传感器。另外,环境监视装置210可以具备检测其它的与环境有关的信息的传感器。其它的与环境有关的信息例如是照度、CO2浓度、振动、水位、电压、电流、声音、图像等。

另外,蓄电系统100能够用作门的开闭用的电源、电气开关的电源。在将蓄电系统使用于门的开闭用的电源等的情况下,由于门的开闭用的电源、电气开关的电源根据设置环境、使用状况而电力消耗量不同,所以即使光照射到太阳能电池110,发电量和电力消耗量的收支也有时变为负。这样的情况下,能够适当地使用蓄电系统100。

符号说明

100、100A…蓄电系统,110…太阳能电池(发电元件),115…DC/DC转换器,120…电压检测部,130…第一蓄电池,140…第二蓄电池,150、150A…第一切换部,151、151A…第一比较部,160…第一开关部,170…第二切换部,171…第二比较部,180…第二开关部,190…第三开关部,200、200A…负载装置,210…环境监视装置,211…温度传感器,212…湿度传感器,213…无线通信单元。

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