蓄电池管理系统和蓄电池管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对电动汽车中使用的蓄电池进行更换的蓄电池更换站（即换电站）中 应用的蓄电池管理系统和蓄电池管理方法。
【背景技术】
[0002] 作为既可防止全球变暖又能实现能源的稳定供给的手段之一，利用了信息通信技 术的智能电网的开发在世界各国迅速推广。其中，电动汽车的普及和电动汽车所具备的蓄 电池的使用是被广泛推进的措施之一。
[0003] 在电动汽车的普及和利用的推广过程中，人们对其蓄电池的充电方法也开展了深 入研究。提出了从家用的插座或充电粧进行充电的充电方式，或与已充电的蓄电池进行更 换的更换方式等，作为电动汽车的蓄电池的充电方法。
[0004] 特别是，在蓄电池更换方式的站点（蓄电池更换站）中，将进入站内的电动汽车 的蓄电池（W下也称为被更换蓄电池）取出，替换为与电动汽车进行更换的站内的蓄电 池（W下也称为更换蓄电池），因此与充电方式相比，使电动汽车的蓄电池成为满电状态 (S0C=StateOf化argelOO% )所需要的驾驶员的等待时间较短，所W我国目前主力推进的 是换电站的普及。
[0005] 但是，蓄电池更换站中的蓄电池的管理较为困难。更换时从电动汽车接收的蓄电 池的充电状态（SOC)会与其行驶距离等使用状况相应地存在不均（参差不齐），所W在换电 站内充电时到达满电（或目标充电率）所需的充电量存在不同。目P，由于该充电量不同，可 能会因过充电引起蓄电池劣化，同时因多余的电力引起成本增加等。
[0006] 于是，人们对换电站中的蓄电池的管理方法进行了研究。例如，专利文献1中公开 了一种电动汽车充换电站监控系统，具备计测蓄电池的端子电压/电流的传感器、监视SOC 的监视装置、故障警报装置等。基于该传感器和监视装置的计测值，对充换电站的多个蓄 电池的充电电力进行控制。
[0007] 专利文献1 ;CN202749839 -种电动汽车充换电站监控系统
【发明内容】
[0008] 发明要解决的技术问题
[0009] 但是，专利文献1的技术是只利用充换电站中管理的蓄电池的信息（端子电压 /电流、SOC等）的监视控制系统，没有考虑电动汽车上的在该换电站进行更换（从电动 汽车换入站内）的蓄电池的充电状态。因此，在相同充电环境下，例如在同一PCSfower ConditioningSystem,功率调节系统）下，会连接充电状态不同的蓄电池。而同一PCS下的 多个蓄电池由相同的电压/电流充电，所W在该多个蓄电池的充电状态（SOC)不同的情况 下，达到满电所需的时间和电量（充电量）不同。即，在较快达到满电的蓄电池中会发生过 充电状态，可能促进蓄电池的劣化。此外，过充电时也会产生多余的电力和成本增加。另一 方面，在与可再生能源互联的蓄电池更换站中，将该可再生能源的电力用于充电，但是出于 抑制过充电和劣化的观点，可能需要容许可再生能源的电力向商用电力系统逆向潮流。
[0010] 本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于，在具有多个连接了多个蓄电池的 PCS的电动汽车用蓄电池更换站中所应用的蓄电池管理系统中，获取作为更换对象的电动 汽车的蓄电池的信息，考虑被更换的蓄电池的充电状态或到满电所需的充电量，W抑制过 充电引起的电力成本增加和蓄电池的劣化，并且抑制与该蓄电池更换站互联的可再生能源 的剩余电力向商用电力系统逆向潮流的方式，对该蓄电池更换站内的蓄电池进行管理。
[0011] 解决问题的技术手段
[0012] 为了解决上述问题，本发明的蓄电池管理系统的蓄电池管理方法例如采用W下技 术方案。
[0013] 本发明第一技术方案提供一种蓄电池管理系统，应用于电动汽车用的蓄电池更换 站，该蓄电池更换站与商用电力系统连接，包括多个能够连接多个电动汽车用蓄电池的直 流交流转换装置，所述蓄电池管理系统包括：蓄电池信息收集部，取得所述蓄电池更换站 内的各蓄电池的充电率，和进入蓄电池更换站的电动汽车所搭载的蓄电池的充电率；更换 蓄电池选择部，从所述蓄电池更换站内的各蓄电池中，选择与所述电动汽车的蓄电池进行 更换的更换蓄电池；充电量推定部，推定作为所述被更换蓄电池的充电率与所述更换蓄电 池的充电率的差的必要充电量；和蓄电池配置部，用于决定所述被更换蓄电池的配置场所， W确定使从所述电动汽车接收的被更换蓄电池与所述蓄电池更换站的哪一个直流交流转 换装置连接，所述蓄电池配置部基于所述必要充电量决定所述被更换蓄电池的配置场所。
[0014] 本发明第二技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第一技术方案的蓄电池管 理系统中，所述蓄电池更换站经所述商用电力系统与分散型发电装置互联，所述直流交流 转换装置的一部分，使用所述分散型发电装置的电力对所连接的蓄电池进行充电。
[0015] 本发明第H技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第一或第二技术方案的蓄 电池管理系统中，所述蓄电池配置部，除了所述必要充电量W外，还基于除去所述更换蓄电 池后的按每个直流交流转换装置求取的蓄电池的平均充电量，决定所述被更换蓄电池的配 置场所。
[0016] 本发明第四技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第H技术方案的蓄电池管 理系统中，所述蓄电池配置部求取所述必要充电量与除去所述更换蓄电池后的按每个直流 交流转换装置求取的蓄电池的平均充电量的差，按照使所述被更换蓄电池与该差在规定的 阔值W内的直流交流转换装置连接的方式，决定所述被更换蓄电池的配置场所。
[0017] 本发明第五技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第一或第二技术方案的蓄 电池管理系统中，所述更换蓄电池选择部，对于所述蓄电池更换站内的各蓄电池，选择充电 率在规定的充电率可更换阔值W上、且假定将该蓄电池作为更换蓄电池的情况下的所述必 要充电量在规定的充电量阔值W上的蓄电池作为更换蓄电池。
[0018] 本发明第六技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第一技术方案的蓄电池管 理系统中，在所述蓄电池更换站中，对所述蓄电池使用所述商用电力系统的电力W-定的 电流进行充电至所述蓄电池的电压达到规定电压，之后W-定的电压进行充电。
[0019] 本发明第走技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第二技术方案的蓄电池管 理系统中，在所述蓄电池更换站中，对所述蓄电池使用所述商用电力系统或所述分散型发 电装置的电力W-定的电流充电至所述蓄电池的电压达到规定电压，之后W-定的电压充 电。
[0020] 本发明第八技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第一或第二技术方案的蓄 电池管理系统中，所述蓄电池信息收集部使用无线或有线的通信功能按规定的时间间隔取 得所述蓄电池的充电率。
[0021] 本发明第九技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第八技术方案的蓄电池管 理系统中，所述蓄电池信息收集部使用无线通信功能按规定的时间间隔取得位于W所述蓄 电池更换站为中必的规定范围内的电动汽车或位于所述站内的电动汽车所具备的蓄电池 的充电率。
[0022] 本发明第十技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第二技术方案的蓄电池管 理系统中，包括分散型电源发电量推定部，用于推定所连接的所述分散型发电装置的发电 量，所述蓄电池配置部求取所述必要充电量与除去所述更换蓄电池后的按每个直流交流转 换装置求取的蓄电池的平均充电量的差，按照使所述被更换蓄电池与该差在规定的阔值W 内的直流交流转换装置连接的方式，决定所述被更换蓄电池的配置场所，进而，所述蓄电池 配置部，基于按蓄电池更换后的每个直流交流转换装置取得的蓄电池的推测充电量合计值 和所述发电量推定部的推定结果，W减小所述分散型发电装置的剩余电力的方式，决定蓄 电池更换后使用该分散型发电装置的电力对所连接的蓄电池充电的直流交流转换装置。
[0023] 本发明第^^一技术方案提供一种蓄电池管理系统，在上述第十技术方案的蓄电池 管理系统中，所述蓄电池配置部，基于按蓄电池更换后的每个直流交流转换装置取得的蓄 电池的推测充电量合计值和所述发电量推定部的推定结果，对于蓄电池的推测充电量合计 值越大的直流交流转换装置越优先使用分散型发电装置的电力进行充电。
[0024] 本发明第十二技术方案提供一种蓄电池管理方法，应用于电动汽车用的蓄电池更 换站，该蓄电池更换站与商用电力系统连接，包括多个能够连接多个电动汽车用蓄电池的 直流交流转换装置，所述蓄电池管理方法包括；蓄电池信息收集步骤，取得所述蓄电池更换 站内的各蓄电池的充电率，和进入蓄电池更换站的电动汽车所搭载的蓄电池的充电率；更 换蓄电池选择步骤，从所述蓄电池更换站内的各蓄电池中，选择与所述电动汽车的蓄电池 进行更换的更换蓄电池；充电量推定步骤，推定作为所述被更换蓄电池的充电率与所述更 换蓄电池的充电率的差的必要充电量；和蓄电池配置步骤，决定所述被更换蓄电池的配置 场所，W确定使从所述电动汽车接收的被更换蓄电池与所述蓄电池更换站的哪一个直流交 流转换装置连接，所述蓄电池配置步骤中，基于所述必要充电量决定所述被更换蓄电池的 配置场所。
[00巧]根据本发明，能够抑制过充电引起的电力成本增加和蓄电池的劣化。此外，能够抑 制与蓄电池更换站互联的可再生能源的剩余电力向商用电力系统逆向潮流。
【附图说明】
[0026] 图1是表示本发明第一实施方式的蓄电池管理系统和应用该系统的蓄电池更换 站的结构的图。
[0027] 图2是表示蓄电池与商用电力系统的连接结构的一例的图。
[0028] 图3是表示取得蓄电池的充电率的信息的一例的图。
[0029] 图4(a)~图4(c)是表示蓄电池更换的流程的图。
[0030] 图5是表示本发明第一实施方式中的蓄电池配置位置决定处理的流程的图。
[0031] 图6是表示蓄电池更换站中的蓄电池配置的一例的图。
[0032] 图7是表示蓄电池的充电方法的一例的图。
[0033] 图8是表示充电处理的流程的图。
[0034] 图9是表示本发明第二实施方式的蓄电池管理系统和应用该系统的蓄电池更换 站的结构的图。
[0035] 图10是表示本发明第二实施方式中的蓄电池配置位置决定处理的流程的图。
[0036] 附图标记说明
[0037] 10商用电力系统（供配电系统）
[0038] 11配电线
[0039] 12电压/电流计测器
[0040] 13直流交流转换装置（功率调节器/逆变器）
[0041] 14充电率监视部/蓄电池监视装置
[004引 15蓄电池
[0043] 16电动汽车巧V)
[0044] 90太阳能发电装置/风力发电装置
[0045] 101蓄电池信息收集部
[004引 102充电量推定部
[0047] 103蓄电池配置部
[004引 104SOC(充电率）分布监视部
[0049] 105更换蓄电池选择部<