蓄电系统以及蓄电方法

蓄电系统以及蓄电方法
【专利摘要】本发明涉及蓄电系统以及蓄电方法。蓄电系统具备：第一蓄电池，构成为通过进行环境发电的发电元件的发电电力被供电，并向外部负载装置供给电力；第二蓄电池，构成为容量比上述第一蓄电池大，并向上述外部负载装置供给电力；第一开关部，进行上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的电连接状态以及切断状态的切换；以及第一切换部，对上述第一蓄电池的电压和作为能够使上述外部负载装置进行动作的电压以上的第一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。另外，上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压为上述第一阈值的电压以下的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态，来仅向上述第一蓄电池供给上述发电元件的发电电力。而且，上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，来从上述第一蓄电池对上述第二蓄电池进行供电。
【专利说明】
蓄电系统以及蓄电方法
技术领域
[0001]本发明涉及将由进行环境发电的发电元件发出的电力蓄积在蓄电池中来向外部负载装置供给电力的蓄电系统以及蓄电方法。
[0002]本申请基于2013年12月27日在日本提出的特愿2013 — 272145号以及2014年I月31日在日本提出的特愿2014 — 017346号主张优先权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]近年来，因电子电路、无线技术的低消耗电力化，无线传感器、遥控开关等能量收集(环境发电)设备受到关注。能量收集设备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。作为能量收集设备，例如正在进行假定了荧光灯、LED照明这样的室内光的使用的能量收集用的低照度染料敏化太阳能电池的开发。
[0004]其中，专利文献I中公开了一种基于电力需要量来求出太阳能电池被要求的适当发电量，并根据该要求的发电量来调整太阳能电池的发电量的发电系统。
[0005]另外，专利文献2公开了一种为了有效地将由太阳能电池发出的电力进行充电而具备容量不同的多个蓄电部的电源装置。
[0006]专利文献3公开了一种具备对电容器向光发电部的连接、和电容器向蓄电池的连接进行切换的开关电路的电源装置。
[0007]专利文献1:日本特开2012 —108829号公报
[0008]专利文献2:日本特开2002 —199618号公报
[0009]专利文献3:日本特开2009 — 89585号公报
[0010]然而，在发电电力较少或者也有较少的情况的环境中，进行了如下的尝试:使发电元件进行发电，将发出的电力蓄积在蓄电池中，通过蓄积的电力来使负载装置进行工作。该情况下，存在以下的问题。
[0011]S卩，为了负载装置进行连续的工作，需要向相应的容量的蓄电池蓄积电力。然而，在蓄电池使用较大的容量的情况下，存在蓄电花费时间，到启动由蓄电池驱动的负载装置为止的时间变长这一问题。
[0012]上述专利文献I?3所记载的发电系统或者电源装置不能够应对上述问题。特别是在专利文献2以及3的电源装置中，由于不能够从容量较小的蓄电部、电容器对外部的装置进行供电，所以直至容量较大的蓄电部、蓄电池被充分充电为止不能向外部的装置进行供电。

【发明内容】

[0013]本发明是鉴于上述实际情况而完成的，本发明的目的在于，提供在使用较大的容量的蓄电池的情况下也能够快速地提升向外部负载装置供给的输出电压的蓄电系统以及蓄电方法。
[0014]为了解决上述课题，本发明的第一方式所涉及的蓄电系统具备:第一蓄电池，构成为通过进行环境发电的发电元件的发电电力被供电，并向外部负载装置供给电力;第二蓄电池，构成为容量比上述第一蓄电池大，并向上述外部负载装置供给电力；第一开关部，进行上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的电连接状态以及切断状态的切换；以及第一切换部，对上述第一蓄电池的电压和作为能够使上述外部负载装置进行动作的电压以上的第一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，上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压为上述第一阈值的电压以下的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态，来仅向上述第一蓄电池供给上述发电元件的发电电力，上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，来从上述第一蓄电池对上述第二蓄电池进行供电。
[0015]在上述方式所涉及的蓄电系统中，能够使用容量不同的两种蓄电池，从各个蓄电池向外部负载装置供给电力。而且，第一切换部控制第一开关部，以便直至第一蓄电池被充电的电压变为第一阈值的电压为止，仅向第一蓄电池供给发电元件的发电电力。而且，在第一蓄电池的电压超过作为规定电压的第一阈值的电压的情况下，第一切换部控制第一开关部，以便从第一蓄电池对第二蓄电池进行供电。
[0016]由此，蓄电系统即使在使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速地提升向外部负载装置供给的输出电压。特别是由于第一蓄电池与外部负载装置连接，所以即使在容量较大的第二蓄电池被充电之前，也能够提升向外部负载装置供给的输出电压。
[0017]另外，上述蓄电系统可以具备:第二开关部，进行上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间的电连接状态以及切断状态的切换；以及第二切换部，对上述第一蓄电池的电压和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二开关部，在上述第一蓄电池的电压比上述第二阈值的电压高的状态的情况下，上述第二切换部控制上述第二开关部，以使上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间成为连接状态，在上述第一蓄电池的电压比上述第二阈值的电压低的状态的情况下，上述第二切换部控制上述第二开关部，以使上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间成为切断状态。
[0018]在上述方式所涉及的蓄电系统中，设置对第一蓄电池以及第二蓄电池与外部负载装置之间的电连接状态以及切断状态进行切换的第二开关部。而且，第二切换部在第一蓄电池的电压比第二阈值的电压高的情况下，使第二开关部成为连接状态，从蓄电系统对外部负载装置进行供电。另外，第二切换部在第一蓄电池的电压比第二阈值的电压低的情况下，使第二开关部成为切断状态，从蓄电系统切断外部负载装置。
[0019]由此，蓄电系统在对蓄电装置进行初始充电的情况等、第一蓄电池的电压较低的状态的情况下，停止对外部负载装置的供电来抑制不必要的电力消耗，从而能够加速对第一蓄电池的充电。
[0020]另外，上述第二阈值的电压可以被设定得比上述外部负载装置能够进行动作的动作电压高规定电压量且比上述第一阈值的电压低。
[0021]由此，在蓄电系统对外部负载装置进行供电的情况下，能够可靠地使外部负载装置进行动作。
[0022]另外，上述第一切换部可以具有磁滞特性，使用上述磁滞特性对上述第一蓄电池的电压和上述第一阈值的电压进行比较，上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，上述第一切换部在上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间为连接状态、且上述第一蓄电池的电压降低到比上述第一阈值的电压低规定电压的第三阈值的电压以下的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态。
[0023]在上述方式所涉及的蓄电系统中，第一切换部在检测出第一蓄电池的电压超过第一阈值的电压的情况下，使第一蓄电池与第二蓄电池之间连接。之后，通过从第一蓄电池对第二蓄电池进行供电，使得第一蓄电池的电压降低。而且，第一切换部在检测出第一蓄电池的电压降低到比第一阈值的电压低规定电压量的第三阈值的电压以下的情况下，使第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的连接切断。即，第一切换部使用磁滞特性来控制第一开关部的开闭。
[0024]由此，蓄电系统能够从第一蓄电池对第二蓄电池进行供电，并且，能够使第一蓄电池的电压不降低到规定电压以下。
[0025]另外，上述第一切换部的上述磁滞特性中的上述第一阈值的电压和上述第三阈值的电压之间的磁滞宽度可以与控制第二开关部的开闭时所使用的第二阈值的电压对应地设定，该第二开关部切换上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间的电连接状态以及切断状态。
[0026]由此，蓄电系统在从第一蓄电池对第二蓄电池进行供电时，能够使第一蓄电池的电压不降低到第二阈值的电压以下。
[0027]另外，上述第三阈值的电压可以被设定得比上述第二阈值的电压高规定电压量。
[0028]由此，蓄电系统在从第一蓄电池对第二蓄电池进行供电时，能够避免第二开关部不连续地反复开闭。
[0029]另外，上述第一开关部可以具有并联连接的供给电路，上述供给电路抑制从上述第二蓄电池向上述第一蓄电池流动的电流、且从上述第二蓄电池朝向上述外部负载装置流动电流。
[0030]由此，在蓄电系统中，即使在第一开关部断开的情况下，也能够从第二蓄电池对外部负载装置进行供电。
[0031]另外，可以具备DC/DC转换器，该DC/DC转换器将上述发电元件的输出电压转换为规定电压，并对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池进行供电。
[0032]由此，蓄电系统能够通过DC/DC转换器对发电元件的输出电压进行升压，对蓄电池进行供电。
[0033]另外，上述发电元件也可以是能够在规定的照度以下的环境中使用的低照度用的太阳能电池。
[0034]由此，蓄电系统即使在使用较大的容量的蓄电池对从低照度用的太阳能电池输出的电力进行蓄电的情况下，也能够快速地提升进行外部输出的输出电压。
[0035]另外，上述太阳能电池可以通过串联连接太阳能电池单元而构成。
[0036]由此，在蓄电系统中，太阳能电池能够输出需要的电压。
[0037]另外，上述太阳能电池可以是低照度染料敏化太阳能电池。
[0038]由此，蓄电系统即使在使用较大的容量的蓄电池对从低照度染料敏化太阳能电池输出的电力进行蓄电的情况下，也能够快速地提升进行外部输出的输出电压。
[0039]另外，本发明的第二方式所涉及的蓄电方法包括:准备具备第一蓄电池、第二蓄电池、第一开关部、和第一切换部的蓄电系统，该第一蓄电池构成为通过进行环境发电的发电元件的发电电力被供电，并向外部负载装置供给电力，该第二蓄电池构成为容量比上述第一蓄电池容量大，并向上述外部负载装置供给电力，该第一开关部进行上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的电连接状态以及切断状态的切换，该第一切换部对上述第一蓄电池的电压和作为能够使上述外部负载装置进行动作的电压以上的规定的第一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;在上述第一蓄电池的电压为上述第一阈值的电压以下的情况下，上述第一切换部控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态，来仅向上述第一蓄电池供给上述发电元件的发电电力；在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，上述第一切换部控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，来从上述第一蓄电池对上述第二蓄电池进行供电。
[0040]由此，即使在蓄电系统使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速地提升向外部负载装置供给的输出电压。特别是由于第一蓄电池与外部负载装置连接，所以即使在容量较大的第二蓄电池被充电之前也能够提升向外部负载装置供给的输出电压。
[0041]根据本发明的上述方式所涉及的蓄电系统，即使在使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速提升向外部负载装置供给的输出电压。
【附图说明】
[0042]图1是表示使用本发明的实施方式所涉及的蓄电系统的环境监视系统的示意结构的构成图。
[0043]图2A是表示太阳能电池的概观和太阳能电池单元的连接状态的说明图。
[0044]图2B是表示太阳能电池的概观和太阳能电池单元的连接状态的说明图。
[0045]图3是表示蓄电系统101的构成例的构成图。
[0046]图4是表示由多个蓄电池构成蓄电池A121以及蓄电池B122的例子的构成图。
[0047]图5是表示向蓄电池A121以及蓄电池B122的充电动作的方式的说明图。
[0048]图6是表示蓄电池A121和蓄电池B122的电压的变化的映像(image)的说明图。
[0049]图7是表示蓄电系统101中的处理的流程的流程图。
[0050]图8是表不按周为单位运用蓄电系统101的例子的不意图。
[0051 ]图9是表示蓄电系统1I的变形例的构成图。
[0052]图10是表示切换部170中的处理的流程的流程图。
[0053]图11是用于说明对外部负载装置200进行供电时的问题点的说明图。
[0054]图12是用于说明对外部负载装置200进行供电时的针对问题点的应对方法的说明图。
[0055]图13是表示开关SWl和开关SW2的接通(ON)状态以及断开(OFF)状态的定时的说明图。
[0056]图14是表示蓄电系统102的构成例的构成图。
[0057]图15是表示对蓄电池123的充电动作的方式的说明图。
[0058]图16是表示蓄电系统102中的处理的流程的流程图。
[0059]图17是表示蓄电系统103的构成例的构成图。
【具体实施方式】
[0060]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0061][使用了蓄电系统的环境监视系统的例子]
[0062]图1是表示使用本发明的实施方式所涉及的蓄电系统的环境监视系统的示意结构的构成图。如图1所示，环境监视系统I由将进行环境发电的发电元件的发电电力蓄积到蓄电池中的蓄电系统100、和被蓄电系统100供电的外部负载装置200构成。作为外部负载装置200，例如可举出无需配线、电池更换地进行动作的作为无线传感器发挥作用的环境监视装置210等。
[0063]环境监视装置210具备对办公室等室内的温度进行测量的温度传感器211、和对室内的湿度进行测量的湿度传感器212。环境监视装置210通过无线通信单元213朝向外部的监视系统300周期性地无线发送由温度传感器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。其中，在图1所示的例子中，例示了环境监视装置210具备温度传感器211和湿度传感器212的例子，但也可以是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CO2浓度、振动、水位、照度、电压、电流、声音、图像等。
[0064]即便是具备这样的传感器的环境监视系统I，也能够发送与环境有关的信息，在使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速地提升对外部负载装置供给的输出电压。
[0065]向外部负载装置200供给电力的蓄电系统100具备作为发电元件的太阳能电池110、蓄电装置120、和DC/DC转换器130。太阳能电池110是低照度用的太阳能电池，例如在lOOOOLux(勒克司)以下的照度下使用。在蓄电系统100中，经由DC/DC转换器130向蓄电装置120供给太阳能电池110的发电电力，将电力蓄积在蓄电装置120中。蓄电系统100将蓄电装置120中所蓄积的电力向外部负载装置200供给。蓄电系统100的构成和动作的详细情况将后述。此外，在图1所示的例子中，作为发电元件，示出了太阳能电池110，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。这里，光以外的环境发电是利用例如基于热、振动、风力、电波等进行的发电。
[0066]图2A以及图2B是表示太阳能电池的概观和太阳能电池单元的连接状态的说明图。如图2A的俯视图所示，在太阳能电池110的受光面，4个太阳能电池单元Alll、B112、C113、D114以平面状排列。4个太阳能电池单元六1113112、(:113、0114如图28所示，构成为串联连接而获得规定的输出电压Vs。
[0067]图2A以及图2B所示的太阳能电池110是串联连接了4个太阳能电池单元的例子，但并不限定串联连接的太阳能电池单元的个数。太阳能电池单元的个数被选择为朝向DC/DC转换器130输出的电压成为在DC/DC转换器130中能够以规定的效率以上进行升压动作的电压。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，优选将串联连接的太阳能电池单元的个数例如选为最低三个以上。
[0068]然而，在将太阳能电池110作为输入电源的情况下，若要连续地驱动外部负载装置200，则需要事先将无照明的夜间的消耗电力量蓄积在蓄电池中。并且，在考虑了办公室等室内中的使用的情况下，需要事先还蓄积周末节日等的消耗电力量。为了使蓄电池中所蓄积的电力增加，能够利用增加蓄电池的容量或者将蓄电池充电到高电压等方法来应对。然而，由于在任何的方法中，蓄电池的充电都花费时间，所以直至能够驱动外部负载装置200为止的时间变长。
[0069]在本实施方式所涉及的蓄电系统中，为了解决上述问题，使用容量不同的两种蓄电池A121以及蓄电池B122、和作为开关机构的开关部140(第一开关部)。
[0070]图3是表示蓄电系统101的构成的构成图。图3所示的蓄电系统101具备太阳能电池110、蓄电装置120、DC/DC转换器130、开关部140、电压检测部150、切换部160(第一切换部)、以及供给电路165。
[0071]太阳能电池110是图2A以及图2B所示的低照度用的太阳能电池。蓄电装置120由与能量收集的用途对应的二次电池、电容器等构成，由容量较小的蓄电池A121、和容量较大的蓄电池B122构成。
[0072]考虑从太阳能电池110进行供电而提升到能够驱动外部负载装置200的电压为止的时间、从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电时的蓄电池A121的电压下降的程度、以及能够由蓄电池Al 21连续地驱动外部负载装置200的时间来设定蓄电池Al 21的容量的大小。
[0073]另外，根据外部负载装置200的负载容量、和能够连续地驱动外部负载装置200的时间来设定蓄电池B122的容量的大小。例如，蓄电池B122相对于蓄电池A121的容量比率被设定为数倍?数十倍左右。
[0074]其中，蓄电池A121以及蓄电池B122的各个可以由单体的蓄电池构成，或者也可以如图4所示，由多个蓄电池构成。在图4所示的例子中，例如蓄电池A121由蓄电池1211和蓄电池1212这2个蓄电池构成，蓄电池B122由蓄电池1221、蓄电池1222、...、蓄电池122η这η个蓄电池构成。即，能够由任意个数的蓄电池构成蓄电池Α121以及蓄电池Β122的各个。
[0075]如图3所示，在太阳能电池110的输出侧经由供电线DCLO连接DC/DC转换器(升压转换器)130的输入侧。DC/DC转换器130由DC/DC转换器装置等构成，被输入太阳能电池110的输出电压Vs，将电压Vs升压为规定电压并输出给供电线DCLl ο此外，在本实施方式中，DC/DC转换器130是为了升高电压而设置的，但也可以根据需要而使用DC/DC转换器130来使电压降低。
[0076]DC/DC转换器130的输出侧经由供电线DCLl与蓄电池Α121连接，并且与开关部140的一个端子a连接。开关部140的另一个端子b经由供电线DCL2与蓄电池Β122连接。
[0077]开关部140通过根据从切换部160输入的控制信号CNTl的指示内容而使内部的开关SWl接通(0N:闭合状态)或者断开(OFF:断开状态)，来进行供电线DCLl与供电线DCL2之间的电连接状态以及切断状态的切换。即，通过使开关SWl接通，蓄电池A121和蓄电池B122经由开关SWl电并联连接。另外，通过使开关SWl断开，蓄电池A121和蓄电池B122电断开。
[0078]此外，在图3中，作为开关部140，示出由使用了机械式触点的开关SWl构成的例子。然而，实际上开关SWl包括使用了M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor:金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT( Insulated Gate BipolarTransistor:绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件的半导体开关。
[0079]另外，在图3中，利用单线示出供电线DCL0、供电线DCLl以及供电线DCL2，但实际上包括正极侧的供电线和负极侧的供电线(或者接地线)。另外，开关部140的开关SWl可以是进行正极侧的供电线和负极侧的供电线中的、例如仅正极侧的供电线的连接状态以及切断状态的切换的I回路的开关，或者开关SWl也可以是进行正极侧的供电线和负极侧的供电线双方的连接状态以及切断状态的切换的2回路的开关。在后述的图9、图14以及图17中也同样。
[0080]电压检测部150例如使用电阻分压电路来构成，对供电线DCLl的电压进行检测。其中，供电线DCLl的电压是与蓄电池A121的电压Va相同的电压。因此，电压检测部150通过检测供电线DCLl的电压，结果检测作为蓄电池A121的充电电压的电压Va。电压检测部150朝向切换部160输出蓄电池Al 21的电压Va的检测信号Vf。
[0081]切换部160具备比较器161。比较器161对由未图示的基准电压生成电路生成的规定的基准电压Refl、和从电压检测部150输入的蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf进行比较。基准电压Refl与蓄电池A121的电压Vl (第一阈值的电压)对应，在判定蓄电池A121的电压Va是否超过能够进行对蓄电池B122供给的电压Vl时被使用。
[0082]切换部160根据比较器161中的比较结果，朝向开关部140输出使开关部140的开关SWl接通/断开(开闭)的控制信号CNTl。开关部140基于控制信号CNTl来进行开关SWl的开闭动作。
[0083]S卩，切换部160在蓄电池A121的电压Va比电压Vl低的情况下，通过控制信号CNTl使开关部140的开关SWl断开，来将蓄电池A121和蓄电池B122电断开。由此，太阳能电池110的发电电力经由DC/DC转换器130仅向给蓄电池Al 21供给。
[0084]另外，切换部160在蓄电池A121的电压Va超过电压Vl的情况下，使开关SWl接通来将蓄电池A121和蓄电池B122并联连接。结果，通过蓄电池A121中所蓄积的电荷或者通过DC/DC转换器130的输出电力和蓄电池Al 21中所蓄积的电荷双方对蓄电池B122进行供电。
[0085]其中，在对蓄电池B122进行供电时，由于DC/DC转换器130的输出电力较小，所以主要由蓄电池A121对蓄电池B122进行供电。因此，在以下的说明中，对从蓄电池A121进行向蓄电池B122的供电进行说明。
[0086]另外，切换部160的比较器161在对蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf和基准电压Ref I的大小关系进行比较时，使用磁滞特性来进行判定。即，比较器161在检测出蓄电池A121的电压Va超过电压Vl之后，当电压Va降低到比电压Vl低规定电压量Δ V的电压Vl，(=Vl — AV)时，判定为蓄电池A121的电压Va降低到电压Vl以下。
[0087]因此，切换部160在检测出蓄电池A121的电压Va超过电压Vl而暂时输出了使开关SWl接通的控制信号CNTl之后，直至电压Va降低为电压VI’(第三阈值的电压)为止继续输出使SWl接通的控制信号CNTl。
[0088]其中，电压VI’被设定为比电压Vl低规定电压、且比外部负载装置200的可驱动电压VL高规定电压(VI’>VL)。即，电压Vl也被设定为比外部负载装置200的可驱动电压VL高的电压(VI > VI’ > VL)。由此，能够使DC/DC转换器难以变成冷态起动模式。
[0089]其中，本说明书中所使用的术语“可驱动电压VL”是比外部负载装置200实际能够进行动作的动作电压Vout高规定电压AVo的电压。即，可驱动电压VL是相对于动作电压Vout具有富余的电压。另外，在以下的说明中，在称为“可驱动电压VL”或者“电压VL”的情况下，意味着比外部负载装置200实际能够进行动作的动作电压Vout高规定电压AVo的电压“动作电压Vout+Δ Vo”。
[0090]在没有供给电路165的情况下，即使已经对蓄电池B122进行一定量的充电，若开关SWl变为断开，则也不能从蓄电池B122向外部负载装置200供给电力。然而，由于蓄电系统101具有供给电路165，所以在对蓄电池B122已充电一定量的电荷的情况下，能够从蓄电池B122向外部负载装置200供给电力。由此，在仅利用蓄电池A121的充电量不能驱动外部装置200的情况、蓄电池A121的负载较大的情况下等，能够从蓄电池B122向外部负载装置200供给电力。因此，能够适当地驱动外部负载装置200。另外，供给电路165不向蓄电池A121供给电力。例如，供给电路165能够使用二极管来构成。
[0091]图5是表示对向蓄电池A121以及蓄电池B122的充电动作的方式的说明图。
[0092]以下，参照图5，说明向蓄电池A121以及蓄电池B122的充电动作的方式。
[0093]在最初开始向蓄电装置120的供电的情况下、即在蓄电池A121和蓄电池B122双方都未充电的情况下，首先如状态(I)所示，使开关部140的开关SWl断开。由此，从DC/DC转换器130仅向蓄电池Al 21流动充电电流Ia，优先对蓄电池Al 21进行充电。
[0094]而且，在蓄电池A121的充电推进，蓄电池A121的电压增加到能够对蓄电池B122进行供电的电压Vl的情况下，如状态(2)所示，使开关部140的开关SWl接通。由此，通过蓄电池Al 21中所蓄积的电荷，从蓄电池A121向蓄电池B122流动充电电流Iab来对蓄电池BI 22进行供电。
[0095 ] 之后，通过从蓄电池A121向蓄电池B122流动电流I ab，使得蓄电池A121的电压Va降低到蓄电池A121与蓄电池B122平衡的电压。因此，切换部160在蓄电池A121的电压Va低于外部负载装置200的可驱动电压VL(=动作电压Vout+AVo)之前、即蓄电池A121的电压降低到电压VI’(V1>V1’>VL)的情况下，如状态⑶所示，使开关部140的开关SWl断开，来将蓄电池B122从蓄电池A121电断开。利用前述的比较器161的磁滞特性来进行蓄电池A121的电压降低到电压VI’的检测。因此，蓄电池Al21的电压Va在电压Vl与电压VI’之间变动。
[0096]之后，通过反复进行状态(2)和状态(3)，在蓄电系统101中，能够向外部负载装置200流动电流IL来驱动外部负载装置200，并且推进向蓄电池B122的蓄电。这样，在蓄电系统101中，通过反复进行状态(2)和状态(3)来推进对蓄电池B122的蓄电。由此，能够对蓄电池B122进行充电，以便在夜间、休息日也能够连续地驱动外部负载装置200。
[0097]另外，图6是表示蓄电池A121和蓄电池B122的电压的变化的映像的说明图。在图6中，横轴表示时间t的经过，纵轴表示电压，示出了蓄电池A121的电压Va的时间变化的情况、和蓄电池B12 2的电压Vb的时间变化的情况。
[0098]在图6的时刻t0，从太阳能电池110经由DC/DC转换器130开始蓄电装置120的充电。在时刻t0的充电开始时，如图5的状态(I)所示，切换部160使开关部140的开关SWl断开，开始仅对蓄电池A121的供电。
[0099]接着，从时刻t0到时刻11，蓄电池A121的电压Va逐渐上升，在时刻11，若达到能够驱动外部负载装置200的电压VL，则外部负载装置200被启动。
[0100]其中，外部负载装置200例如是前述的环境监视装置210，环境监视装置210周期性地向外部无线发送温度信息、湿度信息等。
[0101]而且，从时刻tl到外部负载装置200启动后的时刻t2，若蓄电池A121的电压Va上升到电压VI，则切换部160使开关部140的开关SWl接通，来通过蓄电池A121中所蓄积的电荷对蓄电池B122进行供电。
[0102]设在从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电的情况下，蓄电池A121的电压Va会降低到蓄电池A121和蓄电池B122平衡的电压。因此，切换部160在蓄电池A121的电压Va低于外部负载装置200的可驱动电压VL之前、即蓄电池A121的电压降低到电压V1’(V1>V1’>VL)的情况下，使开关SWl断开，将蓄电池B122从蓄电池A121电断开。而且，在使开关SWl断开之后再次蓄电池A121的电压Va超过电压Vl的情况下，切换部160通过再次使开关SWl接通，来从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电。即，切换部160—边反复进行开关SWl的接通/断开动作，一边从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电。
[0103]因此，蓄电池A121的电压Va如图6的用虚线所包围的部分E放大所示那样，成为在电压Vl与电压VI’之间变动的电压。
[0104]而且，在时刻t2以后，对蓄电池B122的充电推进，蓄电池B122的电压Vb逐渐上升。
[0105]而且，若到达时刻t3，则蓄电池BI 22的电压Vb被充电到与蓄电池Al 21的电压几乎相等。在时刻t3以后，能够从蓄电池A121以及蓄电池B122进行对外部负载装置200的供电。
[0106]其中，若蓄电池A121以及蓄电池B122的电压变为电压VH，则DC/DC转换器130为了防止对蓄电池A121以及蓄电池B122的过充电而停止输出，来停止对蓄电池A121以及蓄电池B122的供电。
[0107]另外，图7是表示蓄电系统101中的处理的流程的流程图，利用流程图表示上述的蓄电系统101中的动作的流程。
[0108]以下，参照图7，对该处理的流程进行说明。
[0109]首先，假设蓄电池A121以及蓄电池B122处于未充电的状态。而且，若蓄电系统101启动(步骤S11)，则切换部160使开关部140的开关SWl断开(步骤S12)。然后，太阳能电池110经由DC/DC转换器130仅对蓄电池Al 21开始供电(步骤S13)。
[0110]接着，通过对蓄电池Al21进行供电，使得蓄电池Al21的电压Va上升。而且，切换部160的比较器161判定蓄电池A121的电压Va是否超过能够向蓄电池B122供电的电压Vl (步骤S14)。
[0111]而且，当在步骤S14中判定为蓄电池Al 21的电压Va超过电压Vl的情况下(步骤S14:是)，移至步骤S15的处理。在步骤S15中，切换部160使开关部140的开关SWl接通，开始从蓄电池A121对蓄电池B122的供电。通过从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电，使得蓄电池A121的电压Va下降。
[0112]接着，切换部160的比较器161判定蓄电池A121的电压Va是否比电压VI’(=Vl— ΔV)低(步骤S16)。
[0113]而且，当在步骤S16中判定为蓄电池A121的电压Va不比电压VI’低的情况下(步骤S16:否)，切换部160返回到步骤S15的处理，继续从蓄电池A121向蓄电池B122的供电。
[0114]另一方面，当在步骤S16中判定为蓄电池A121的电压Va比电压VI’低的情况下(步骤S16:是)，切换部160返回到步骤S12的处理，使开关部140的开关SWl断开，再次开始仅对蓄电池A121的供电。
[0115]通过上述处理的流程，蓄电系统101在使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速地提升向外部负载装置200输出的电压。另外，在蓄电系统1I中，能够驱动外部负载装置200并且推进对蓄电池B122的蓄电。
[0?10]另外，图8是表不按周为单位运用蓄电系统101的例子的不意图。在图8所不的例子，横轴表示时间t的经过，纵轴表示电压，利用映像示出了蓄电池A121的电压Va和蓄电池BI 22的电压Vb的电压推移的样子。
[0117]其中，图8并不是蓄电池A121以及蓄电池B122的电压的详细的变化特性，而概念性地示出针对蓄电池A121以及蓄电池B122的充电的方式。即，图8概念性地示出按一日为单位重复办公室的室内因照明、外部光的入射而变亮的“亮”的期间、和夜间等室内的照明熄灭而变暗的“暗”的期间的情况下的、以周为单位(从星期一到星期日)的蓄电池A121和蓄电池B122的电压变化的趋势。
[0118]以下，参照图8，对蓄电池Al21的电压Va和蓄电池B122的电压Vb的以周为单位的推移的概要进行说明。
[0119]首先，在第一日的最初的时刻(时刻tlO)，设蓄电池A121以及蓄电池B122都处于未充电的状态。而且，在时刻110，办公室的室内因照明、外部光而变亮，在时刻tlO以后，开始从太阳能电池110向蓄电池A121的供电。
[0120]接着，蓄电池A121的电压Va逐渐增加，到时刻til，若蓄电池A121的电压Va变为电压Va I，则开始对蓄电池B122的供电，蓄电池B122的电压Vb开始上升。
[0121]接着，从时刻til到时刻tl2、即直到在时刻tl2办公室的照明等降低而进入“暗”的期间为止，继续对蓄电池A121以及蓄电池B122的供电，在时刻tl2，蓄电池A121的电压Va上升到电压Va2，蓄电池B122的电压上升到电压Vbl。
[0122]然后，在时刻112，若在时刻112办公室的照明等熄灭、变暗而进入“暗”的期间，则不再进行来自太阳能电池110的电力的供给。而且，在从时刻tl2到第二日点亮照明的时刻t21为止的“暗”的期间，从蓄电池A121对外部负载装置200进行供电，由此蓄电池A121的电压Va在时刻tl2以后逐渐降低。另外，也停止对蓄电池B122的供电，蓄电池B122的电压保持电压Vbl不变而为恒定的电压。而且，蓄电池A121的电压在时刻t21降低到电压Val。
[0123]其中，蓄电池A121的电压Va被设定成即使在降低到电压Val的状态下，蓄电池A121也将电压Val向外部负载装置200供给，能够连续地驱动外部负载装置200。即，蓄电池A121的充电容量被设定成在办公室的照明等熄灭而变暗的“暗”的期间，能够驱动外部负载装置200。
[0124]这样，在蓄电系统101中，在“亮”的期间进行对蓄电池A121的供电、和对蓄电池B122的供电，在“暗”的期间从蓄电池A121对外部负载装置200进行供电，并且，停止对蓄电池B122的供电。
[0125]接着，第二日也同样，在第二日的从时刻t21到t22的“亮”的期间中，对蓄电池A121以及蓄电池B122进行供电，蓄电池B122上升到电压Vb2。另外，同样在第三日的从时刻t31到t32的“亮”的期间中，对蓄电池Al 21以及蓄电池B122进行供电，蓄电池B122上升到电压Vb3。另外，同样在第四日的从时刻t41到t42的“亮”的期间中，对蓄电池A121以及蓄电池B122进行供电，蓄电池B122上升到电压Vb4。
[0126]接着，在第四日的从时刻t42到第五日的时刻t51的“暗”的期间，从蓄电池A121对外部负载装置200进行供电，由此蓄电池A121的电压Va逐渐降低，在时刻t43，蓄电池A121的电压Va和蓄电池B122的电压Vb变为相同的电压。
[0127]而且，在第四日的时刻t43以后，开关部140的开关SWl继续为接通状态，蓄电池A121的电压和蓄电池B122的电压以相同的电压(Va * Vb)推移。
[0128]而且，从第五日的时刻t52进入“暗”的期间，第五日的从时刻t52到时刻t61的期间、作为休息日的第六日的从时刻t61到时刻t71的期间、以及同样作为休息日的第七日的从时刻t71到时刻t72的期间成为“暗”的期间。在从时刻t52到时刻t72为止的“暗”的期间中，从蓄电池A121和蓄电池B122双方对外部负载装置200进行供电。
[0129]其中，在从蓄电池A121对蓄电池B122进行供电的情况下，蓄电池A121的电压Va比蓄电池B122的电压变高由构成开关部140的开关SWl的半导体元件引起的电压下降量(例如
0.3V左右)。反之，在从蓄电池B122对供电线DCLl进行供电的情况下，蓄电池A121的电压Va比蓄电池B122的电压Vb变低由构成开关SWl的半导体元件引起的电压下降量。
[0130]因此，即使在开关部140的开关SWl为接通状态下，在蓄电池A121的电压Va比蓄电池B122的电压高的情况下，蓄电池A121的电荷也被优先向外部负载装置200供给。而且，若蓄电池A121中所蓄积的电荷变少，蓄电池A121的电压Va降低，则蓄电池A121从蓄电池B122接受电荷的供给。由此，从蓄电池A121对外部负载装置200进行供电。或者，从蓄电池B122经由开关部140以及供电线DCLl对外部负载装置200进行直接供电。
[0131]如以上说明那样，在按周为单位运用蓄电系统101的情况下，能够事先在平日(从第一日到第五日)进行蓄电池B122的充电，在休息日(第六日以及第七日)利用蓄电池B122中所蓄积的电力。
[0132]另外，图9是表示蓄电系统101的变形例的构成图。
[0133]图9所示的蓄电系统1lA具备电压检测部155、切换部170(第二切换部)、开关部180(第二开关部)、和控制部185这一点与图3所示的蓄电系统101不同。追加了切换部170和控制部185的理由将后述，首先，对蓄电系统1lA的构成和动作进行说明。
[0134]在图9中，电压检测部150将蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf输出给切换部160、切换部170、以及控制部185。电压检测部155使用电阻分压电路等来构成，将蓄电池B122的电压Vb的检测信号Vf b输出给控制部185。
[0135]另外，开关部180的一个端子a与供电线DCLl连接，另一个端子b经由供电线DCLlO与外部负载装置200连接。
[0136]开关部180根据从切换部170输入的控制信号CNT2的指示内容来使内部的开关SW2接通或者断开，从而进行供电线DCLl与供电线DCLlO之间的电连接状态以及切断状态的切换。即，通过使开关SW2接通，来使供电线DCLl和供电线DCLlO连接，从蓄电系统1lA向外部负载装置200供给电力。
[0137]上述切换部170具备比较器171。比较器171对由未图示的基准电压生成电路生成的规定的基准电压RefL、和从电压检测部150输入的蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf进行比较。基准电压RefL对应于与外部负载装置200的动作电压Vout对应的可驱动电压VL(第二阈值的电压)。可驱动电压VL被设定为比外部负载装置200实际上能够进行动作的动作电压Vout高规定电压Δ Vo的电压(VL =动作电压Vout+ Δ Vo)。在判定蓄电池A121的电压Va是否超过能够驱动外部负载装置200的动作电压Vout时使用可驱动电压VL。即，可驱动电压VL是相对于外部负载装置200能够进行实际的动作的动作电压Vout具有富余的电压，在开关SW2接通时，能够可靠地启动外部负载装置200。
[0138]而且，切换部170根据比较器171中的比较结果朝向开关部180输出控制信号CNT2。控制信号CNT2控制开关部180的开关SW2的接通/断开。开关部180根据控制信号CNT2的指示内容来进行开关SW2的开闭。
[0139]S卩，切换部170在蓄电池A121的电压Va超过电压VL的情况下，使开关部180的开关SW2接通。由此，供电线DCLl和供电线DCLlO连接，蓄电系统1lA的电力向外部负载装置200供给。另外，切换部170在蓄电池A121的电压Va为电压VL以下的情况下，使开关部180的开关SW2断开。由此，供电线DCLl和供电线DCLlO电断开，蓄电系统1lA的电力不向外部负载装置200供给。
[0140]图10是表示切换部170中的处理的流程的流程图。其中，切换部160中的处理的流程已在图7中进行说明。
[0141]参照图10，首先假设蓄电池A121以及蓄电池B122处于未充电的状态。而且，若蓄电系统1lA启动(步骤S21)，则切换部170使开关部140的开关SW2断开，停止对外部负载装置200的供电(步骤S22)。
[0142]接着，切换部170的比较器171对蓄电池Al21的电压Va的电压进行检测(步骤S23)，并判定是否超过能够驱动外部负载装置200的可驱动电压VL(步骤S24)。
[0143]而且，当在步骤S24中判定为蓄电池A121的电压Va未超过可驱动电压VL的情况下(步骤S24:否)，切换部170使开关SW2成为断开状态(步骤S25)，再次返回到步骤S23的处理，对蓄电池Al 21的电压Va进行检测。
[0144]另一方面，当在步骤S24中判定为蓄电池A121的电压Va超过电压VL的情况下(步骤S24:是)，移至步骤S26的处理，切换部170使开关SW2接通，对外部负载装置200开始供电(步骤S26)。在执行了步骤S26的处理之后，切换部170返回到步骤S23，再次对蓄电池A121的电压Va进行检测。
[0145]通过上述处理的流程，切换部170在蓄电池A121的电压Va超过可驱动电压VL的情况下，能够使开关SW2接通，对外部负载装置200进行供电。另外，切换部170在蓄电池A121的电压Va低于可驱动电压VL的情况下，能够使开关SW2断开，停止对外部负载装置200的供电。
[0146]在图9中，控制部185控制切换部160以及切换部170的动作。例如控制部185基于外部输入的外部设定信号Set对切换部160以及切换部170发送控制信号CNTs，对切换部160以及切换部170的动作进行控制。例如，控制部185能够基于控制信号CNTs变更切换部160中的磁滞特性。另外，控制部185能够基于控制信号CNTs变更切换部170中的可驱动电压VL的设定。
[0147]以上，对蓄电系统1lA的构成和动作进行了说明。其中，对于设置开关部180(开关SW2 )、控制部185的理由也说明了一部分，这里，重新对设置开关部180、控制部185的理由进行说明。
[0148]图11是用于说明对外部负载装置200进行供电时的问题点的说明图。在图11中，横轴表示时间t的经过，纵轴表示电压(V)，示出了蓄电池A121的电压Va的时间变化的映像和蓄电池B122的电压Vb的时间变化的映像。蓄电池A121的电压Va的时间变化的映像和蓄电池B12 2的电压Vb的时间变化的映像与前述的图6相同，省略重复的说明。
[0149]在图11的时刻t0，若从太阳能电池110经由DC/DC转换器130对蓄电装置120开始初始充电，则切换部160使开关部140的开关SWl断开，开始仅对蓄电池Al 21的供电。接着，从时刻t0到tl，蓄电池A121的电压Va逐渐上升，在时刻tl，达到外部负载装置200能够进行动作的动作电压Vout。而且，从时刻tl到时刻t2，蓄电池A121的电压Va上升到电压Vl (第一阈值的电压)。而且，在时刻t2，切换部160使开关部140的开关SWl接通，通过蓄电池A121中所蓄积的电荷向蓄电池B122供电。
[0150]在图11中，如利用虚线包围的部分F所示，在从时刻t0到时刻tl为止的蓄电池A121的电压Va较低的状态下，若对外部负载装置200进行供电，则导致从DC/DC转换器130向蓄电池A121流动的电流被引入外部负载装置200。因此，不能驱动外部负载装置200而不必要地消耗电力。另外，作为第一问题点，可举出蓄电池A121的充电延迟与不必要地消耗电力对应的量。
[0151]另外，在时刻t2以后，通过开关SWl向接通状态或者断开状态的动作，蓄电池A121的电压Va成为在电压Vl与电压VI’(第三阈值的电压)之间变动的电压。该情况下，若电压Vl与电压VI’之间的变动电压Δ V、以及电压VI’与动作电压Vout之间的电压Vk不是适当的值，则电压VI’低于外部负载装置200的动作电压Vout。因此，作为第二问题点，可举出不能够连续驱动外部负载装置200。
[0152]为了应对上述的第一问题点，在蓄电系统1lA中设置有上述的开关SW2。即，如图12的利用虚线包围的部分F所示，直至蓄电池A121的电压Va达到外部负载装置200的可驱动电压VL(=动作电压Vout+AV0)为止，使开关SW2处于断开状态。而且，在时刻tl，当蓄电池A121的电压Va达到了可驱动电压VL的情况下，使开关SW2接通。即，在从时刻t0至时刻tl的期间，由于开关SW2为断开状态，所以不对外部负载装置200进行供电，在时刻tl，由于开关SW2变为接通状态，所以在时刻tl以后，对外部负载装置200进行供电。
[0153]由此，在蓄电系统1lA中，通过在对蓄电装置120进行初始充电的情况下等、是蓄电池Al 21的电压较低的状态的情况下，停止对外部负载装置200的供电来抑制不必要的电力消耗，能够加快对蓄电池Al 21的充电。
[0154]另外，对于上述的第二问题，如图12的利用虚线包围的部分E所示，使开关SWl成为接通状态或者断开状态时所使用的判定电压具有电压A V( =Vl — VI’)的磁滞特性。因此，在电压Vl ’与可驱动电压VL( =动作电压Vout+Δ Vo)之间形成适当的富余电压Vk’。即，由于开关SWl具有磁滞特性，所以切换部160将蓄电池A121的电压变动的下限的电压VI’相对于可驱动电压VL设定为高富余电压Vk’量的电压。
[0155]这样，在蓄电系统1lA中，通过根据开关SWl的磁滞特性，在电压VI’与可驱动电压VL之间设定适当的富余电压Vk’，能够避免开关SW2不连续地反复接通状态或者断开状态的情况。
[0156]另外，蓄电系统1lA能够仅在可供给与外部负载装置200的输入电源规格(输入电压范围)对应的电压的情况下，对外部负载装置200进行供电。
[0157]其中，图13是表示开关SWl和开关SW2的接通状态以及断开状态的定时的说明图。在图13中，横轴表示时间t的经过，纵轴表示电压(V)，示出蓄电池A121的电压Va的时间变化的映像、和蓄电池B122的电压Vb的时间变化的映像。另外，在图13中，从时刻t0至时刻t7的期间表示例如白天等太阳能电池110正进行发电的期间，时刻t7以后表示例如夜间等太阳能电池110停止发电的期间。
[0158]参照图13，在时刻t0，若从太阳能电池110经由DC/DC转换器130对蓄电装置120开始初始充电，则在时刻to的充电开始时，切换部160使开关部140的开关SWl断开，开始仅对蓄电池A121的供电。另外，由于蓄电池A121的电压Va未达到电压VL(=Vout+AVo)，所以开关SW2为断开状态。
[0159]接着，从时刻t0到时刻tl，蓄电池A121的电压Va逐渐上升，达到能够驱动外部负载装置200的动作电压Vout。并且，到时刻tl，若蓄电池A121的电压Va上升到电压VL(=Vout+AVo),则切换部170使开关部180的开关SW2接通，通过蓄电池Al 21中所蓄积的电荷对外部负载装置200开始供电。在从时刻tl至后述的时刻t8的期间，开关SW2维持接通状态。
[0160]而且，到时刻t2，若蓄电池A121的电压增加到电压VI，则切换部160使开关部140的开关SWl接通，通过蓄电池A121中所蓄积的电荷对蓄电池B122进行供电。
[0161]而且，通过从蓄电池A121向蓄电池B122流动电流，蓄电池A121的电压Va开始降低。而且，在时刻t3，当蓄电池A121的电压降低到电压VI’的情况下，切换部160使开关SWl断开，使蓄电池B122从蓄电池A121电断开。即，在从时刻t2至时刻t3的期间，开关SWl接通。
[0162]接着，通过在时刻t3开关SWl断开，使得蓄电池Al21的电压Va基于来自DC/DC转换器130的充电电流而再次开始增加。而且，到时刻t4，若蓄电池A121的电压再次增加到电压Vl，则切换部160使开关SWl接通，通过蓄电池Al 21中所蓄积的电荷对蓄电池B122进行供电。即，在从时刻t3至时刻t4的期间，开关SWl断开。
[0163]接着，在时刻t4以后，开关SWl反复进行接通状态或者断开状态，在时刻t5，开关SWl接通，在从时刻t5至时刻t6的期间，蓄电池A121的电压Va降低，但在时刻t6，蓄电池B122的电压Vb充分上升，在时刻t6开关SWl不断开而保持原样维持接通状态。
[0164]而且，在从时刻t6至后述的时刻t8为止的期间，开关SWl保持接通状态，蓄电池A121的电压Va和蓄电池B122的电压Vb大致变为相同的电压。而且，在从时刻t6至时刻t7为止的期间，从DC/DC转换器130对蓄电池A121以及蓄电池B122的充电继续，蓄电池A121和蓄电池B122的电压上升。
[0165]而且，到时刻t7，例如变成夜间等，太阳能电池110的发电停止，从DC/DC转换器130对蓄电池A121以及蓄电池B122的充电停止。
[0166]因此，在时刻t7以后，由于不从太阳能电池110接受电力的供给地进行对外部负载装置200的供电，所以电力蓄电池A121以及蓄电池B122的电压Va、Vb逐渐降低。而且，从时刻t7到时刻t8，若蓄电池A121以及蓄电池B122的电压Va、Vb降低到电压VI’，则开关SWl再次断开，但不进行从DC/DC转换器130对蓄电池A121的充电。因此，蓄电池Al 21以及蓄电池B12 2的电压Va、Vb不上升而保持原样继续降低。
[0167]其中，在时刻t8，即使开关SWl为断开的状态，蓄电池B122也能够经由供给电路165进行对外部负载装置200的供电。
[0168]接着，从时刻t8到时刻t9，若蓄电池B122的电压Va、Vb变为可驱动电压VL(=Vout+A Vo)以下，则开关SW2断开，从蓄电系统1lA对外部负载装置200的供电停止。
[0169]这样，通过恰当地设定切换部160中的磁滞宽度(VI— VI’)、以及判定开关SW2的接通状态和断开状态的可驱动电压VL，能够使开关SW2连续地维持为接通状态。由此，能够稳定地驱动外部负载装置200。
[0170]另外，通过在蓄电系统1lA中设置控制部185，能够基于外部设定信号Set任意地设定例如切换部160中的磁滞宽度(VI — VI’)、以及控制开关SW2的接通状态或者断开状态时所使用的可驱动电压VL。由此，能够根据与蓄电系统1lA连接的外部负载装置200的动作电压Vou t的值来恰当地设定磁滞宽度(VI — V I’)和可驱动电压VL。
[0171]另外，控制部185能够基于被输入的蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf、和蓄电池B122的电压Vb的检测信号Vfb，经由切换部160来控制开关部140的开关SWl的接通状态或者断开状态。或者，控制部185可以对蓄电池A121的检测信号Vf和蓄电池B122的检测信号Vfb进行监视，由控制部185自身直接控制开关SWl和开关SW2的接通状态或者断开状态。另外，控制部185可以不设置在蓄电系统1lA的内部，而例如设置在外部负载装置200侧。
[0172]另外，开关部180可以使用DC/DC转换器来构成。在使用DC/DC转换器的情况下，通过DC/DC转换器的升压功能，即使在蓄电池B122的电压低于可驱动电压VL的情况下，也能够进行对外部负载装置200的供电。
[0173 ]另外，在蓄电系统1IA中，对仅切换部160具有磁滞特性的例子进行了说明，但切换部170也可以具有磁滞特性。即，切换部170在检测蓄电池A121的电压是否超过可驱动电压VL时，也可以具有磁滞特性。
[0174]此外，示出了在上述的蓄电系统101以及蓄电系统1lA中使用了蓄电池A121和蓄电池BI 22这2个蓄电池的例子。然而，也可以还设置比蓄电池B122大的容量的第三个蓄电池C(未图示)。该情况下，在蓄电池A121的电压Va和蓄电池B122的电压Vb变成规定电压以上的情况下，对蓄电池C也进行供电。由此，能够将蓄电池C作为紧急用或者按月为单位等与长期间对应的蓄电池使用。
[0175]如以上说明那样，蓄电系统101具备:包括蓄电池A121(第一蓄电池)和蓄电池B122(第二蓄电池)的多个蓄电池、开关部140、以及切换部160。蓄电池A121构成为通过进行环境发电的发电元件(例如太阳能电池110)的发电电力被供电，并对外部负载装置200供给电力。蓄电池B122构成为容量比蓄电池A121大，并向外部负载装置200供给电力。开关部140进行蓄电池Al 21与蓄电池B122之间的电连接状态以及切断状态的切换。切换部160对蓄电池A121的电压Va和作为能够使外部负载装置进行动作的电压以上的电压Vl(规定的第一阈值的电压)进行比较，并根据该比较结果来控制开关部140。另外，切换部160在蓄电池A121的电压Va为电压Vl以下的情况下，控制开关部140，以使蓄电池A121和蓄电池B122成为切断状态而仅向蓄电池A121供给发电元件(太阳能电池110)的发电电力。并且，切换部160在蓄电池A121的电压超过电压Vl的情况下，控制开关部140，以使蓄电池A121与蓄电池B122之间连接来从蓄电池Al 21对蓄电池BI 22进行供电。
[0176]这样，在蓄电系统101中使用容量不同的两种蓄电池A121以及蓄电池B122、和开关部140。而且，优先对第一蓄电池A121供电至外部负载装置200能够驱动的电压VL(更准确而言，能够对蓄电池B122进行供电的电压VI)。而且，在蓄电池A121的电压Va超过电压Vl的情况下，从蓄电池Al 21对蓄电池BI 22进行供电。
[0177]由此，即使在使用了较大的容量的蓄电池的情况下，也能够快速地提升蓄电系统1I的输出电压。因此，蓄电系统1I能够快速地启动外部负载装置200。
[0178]图14是表示蓄电系统102的构成例的构成图。
[0179]图14所示的蓄电系统102与图3所示的蓄电系统101相比，以下的点不同。首先，蓄电系统102不包括图3所示的开关部140而具备开关部141。另外，蓄电装置120由单体的蓄电池123构成。另外，切换部190的比较器191将蓄电池A121的电压Va的检测信号Vf与从未图示的基准电压生成电路输出的规定的基准电压Refm相比较。而且，开关部141的触点c经由供电线DCLO与太阳能电池110连接，触点a与供电线DCLl连接，触点b经由供电线DCL3与DC/DC转换器130连接。
[0180]其它的构成与图3所不的蓄电系统101相同。因此，对同一构成部分附加同一符号，重复的说明省略。
[0181]然而，在从蓄电池123的电压与OV(零伏特)接近那样的低电压的状态开始进行充电的情况下，一般的DC/DC转换器只能以非常低的效率进行升压，升压时的转换损失变大。这样的状态被称为启动模式或冷态起动模式，在能量收集那样的对微弱的电力进行蓄电的情况下成为很大的问题。即，DC/DC转换器130能够在蓄电池123被蓄电到规定电压而初次进行被称为主升压(Mainboost)等的高效率的升压动作。例如DC/DC转换器130的转换效率在转换效率较低的模式即启动模式、冷态起动模式下为1?40 %左右，在转换效率较高的模式即主升压模式下为70?90%左右。
[0182]其中，在以下的说明中，将DC/DC转换器130中的转换效率变为规定值以上的蓄电池123的电压Va称为主升压的电压Vm。另外，作为主升压的电压Vm、S卩DC/DC转换器130变为主升压模式的电压，优选是DC/DC转换器130的转换效率为70%以上的蓄电池123的电压。
[0183]鉴于此，在蓄电系统102中，切换部190的比较器191将蓄电池123的电压Va的检测信号Vf与规定的基准电压Refm相比较，判定蓄电池123的电压Va是否超过主升压的电压Vm以上的电压即规定电压Vc。基准电压Refm与蓄电池123的电压Vm(第四阈值的电压)对应，在判定蓄电池123的电压Va是否超过能够进行主升压的电压Vm时被使用。其中，作为本实施方式中的能够进行主升压的电压Vm以及规定电压Vc的一个例子，可举出能够进行主升压的电压Vm为1.8V，规定电压Vc(第一阈值的电压)为2.0V的情况。
[0184]而且，在蓄电池123的电压Va为规定电压Vc以下的情况下，切换部190使开关SW3的触点a和触点c导通，从太阳能电池110对蓄电池123进行直接供电。另外，在蓄电池123的电压超过规定电压Vc的情况下，切换部190使开关SW3的触点b和触点c导通，经由DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电。其中，规定电压Vc(第一阈值)只要被设定为在DC/DC转换器130变成主升压模式后被DC/DC转换器130供电即可，规定电压(第一阈值)Vc可以和DC/DC转换器130变为主升压模式的电压Vm相等。
[0185]图15是表示对蓄电池123的充电动作的方式的说明图。
[0186]如图15的状态(I)所示，到蓄电池123的电压Va变为规定电压Vc为止，切换部190使开关部141的开关SW3的触点a和触点c导通。而且，从太阳能电池110向蓄电池123流动电流Ia来进行直接供电。之后，若蓄电池123的电压Va变为规定电压Vc，则切换部190使开关部141的开关SW3的触点b和触点c导通，从太阳能电池110对DC/DC转换器130进行供电。并且，从DC/DC转换器130向蓄电池123流动电流Ib来进行供电。
[0187]另外，图16是表示蓄电系统102中的处理的流程的流程图，利用流程图表示上述的蓄电系统102中的动作的流程。以下，参照图16，对该处理的流程进行说明。
[0188]首先，设蓄电池123处于未充电的状态。而且，若蓄电系统102启动(步骤S100)，则切换部190最初向开关部140发送控制信号CNT3，使开关部141的开关SW3的触点a和触点c导通，使触点b和触点c不导通(步骤SlOl )。由此，切换部190开始从太阳能电池110对蓄电池123的直接供电(步骤S102)。
[0189]接着，通过对蓄电池123进行供电，蓄电池123的电压Va (与供电线DCLl相同的电压)逐渐上升。接着，切换部190的比较器191判定蓄电池123的电压Va是否超过规定电压Vc(步骤 S103)。
[0190]而且，当在步骤S103中判定为蓄电池123的电压Va不超过电压Vc的情况下(步骤S103:否)，返回到步骤SlOl的处理。该情况下，切换部190使开关部141的开关SW3的触点a和触点c导通，使触点b和触点c不导通，继续从太阳能电池110对蓄电池123的直接供电。
[0191]接着，对蓄电池123的充电推进，蓄电池123的电压Va上升，在判定为蓄电池123的电压Va超过电压Vc的情况下(步骤S103:是)，移至步骤S104的处理。该情况下，切换部190使开关部141的开关SW3的触点a和触点c不导通，而使触点b和触点c导通(步骤S104)。由此，切换部190从DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电(步骤S105)。
[0192]接着，切换部190返回到步骤S103的处理，再次开始从步骤S103起的处理。
[0193]通过上述处理的流程，在蓄电系统102中，直到蓄电池123的电压Va变为规定电压Vc为止，从太阳能电池110对蓄电池123进行直接供电。而且，若蓄电池123的电压Va超过规定电压Vc，则能够从太阳能电池110经由DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电。即，在蓄电系统1lA中，当对充电电压较低的状态的蓄电池123进行供电时，能够不被由DC/DC转换器进行的电压升压时的转换损失影响地进行供电。因此，在对蓄电池123充电的电压Va较低的状态下，能够加速对蓄电池123的蓄电时间。
[0194]在蓄电系统102中，判断是否仅从蓄电池123的电压Va经由DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电。
[0195]尤其在规定的照度以下的环境中，使用低照度用的低照度染料敏化太阳能电池作为蓄电池123，产生电力较小。该情况下，与蓄电池123导通的DC/DC转换器130直至蓄电池123的电压Va变为第一阈值的电压Vm以上为止为转换效率较低的模式。而且，若蓄电池123的电压变为第一阈值的电压Vm以上，则DC/DC转换器130变为转换效率较高的主升压模式。
[0196]因此，蓄电系统102在规定的照度以下的环境中特别有效。
[0197]如以上说明那样，蓄电系统102具备蓄电池123、DC/DC转换器130、开关部141、和切换部190。蓄电池123通过进行环境发电的发电元件(例如太阳能电池110)的发电电力而被供电。DC/DC转换器130使发电元件(太阳能电池110)的输出电压升压为规定电压。开关部141切换是将发电元件(太阳能电池110)的输出电压直接馈电给蓄电池123还是经由DC/DC转换器130进行馈电。切换部190将蓄电池123的电压与主升压的电压Vm以上的规定电压Vc(第四阈值的电压)相比较，并根据该比较结果来控制开关部141。另外，切换部190在蓄电池123的电压为规定电压Vc以下的情况下，控制开关部141，以便从发电元件(太阳能电池110)对蓄电池123进行直接供电。并且，切换部190在蓄电池123的电压超过规定电压Vc的情况下，控制开关部141，以便从发电元件(太阳能电池110)经由DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电。
[0198]在这样的构成的蓄电系统102中，设置对是从作为发电元件的太阳能电池110向蓄电池123直接供电、还是经由DC/DC转换器130进行供电加以切换的开关部141。而且，切换部190判定蓄电池123的电压Va是否超过规定电压Vc，在蓄电池123的电压Va为规定电压Vc以下的情况下，控制开关部141，以便从太阳能电池110对蓄电池123进行直接供电。另外，切换部190在蓄电池123的电压Va超过规定电压Vc的情况下，控制开关部141，以便从太阳能电池110经由DC/DC转换器130对蓄电池123进行供电。
[0199]由此，在蓄电系统12中，能够在蓄电池12 3的电压Va较低的状态下，不被DC/DC转换器130的升压时的转换损失影响地从太阳能电池110对蓄电池123直接供电。这样，在蓄电系统102中，能够在蓄电池123的电压Va较低的状态下，提前对蓄电池123的蓄电时间。因此，能够快速地提升蓄电池123的电压。
[0200]图17是表示蓄电系统103的构成例的构成图。
[0201]图17所示的蓄电系统103与图3所示的蓄电系统101相比较，只有还具备开关部141和切换部190这一点不同。其它的构成与图3所示的蓄电系统101相同。因此，对同一构成部分附加同一的符号，省略重复的说明。
[0202]在图17所示的蓄电系统103中，在蓄电池A121未充电或者蓄电池A121的电压Va较低的情况下，与蓄电系统101同样地，切换部160使开关部140的开关SWl断开，仅对蓄电池A121进行供电。
[0203]另外，同时与蓄电系统102同样，切换部190使开关部141的开关SW3的触点a和触点c导通，而使触点b和触点c不导通。即，在蓄电系统103中，当蓄电池A121未充电或者蓄电池A121的电压Va较低的情况下，不经由DC/DC转换器130地从作为发电元件的太阳能电池110对蓄电池Al 21直接供电。
[0204]而且，在开始了对蓄电池A121的供电之后，蓄电池A121的电压Va逐渐上升，在电压Va达到了规定电压Vc的情况下，切换部190使开关部141的开关SW3的触点b和触点c导通(使触点a和触点c不导通)，经由DC/DC转换器130对蓄电池Al 21进行供电。
[0205]之后，与蓄电系统101同样地在蓄电池A121的电压达到能够驱动外部负载装置200的可驱动电压VL(=动作电压Vout+△ Vo)的情况下，对外部负载装置200开始供电，并在蓄电池A121的电压达到电压Vl(Vl>VL>Vc)的情况下，开始从蓄电池A121对蓄电池B122的供电。
[0206]此时，优选电压Vl被设定成通过从蓄电池A121对蓄电池B122的供电而第一蓄电池A121的电压和第二蓄电池的电压B122为恒定时的电压成为主升压的电压Vm以上的规定电压Vc以上。
[0207]通过在从容量较小的第一蓄电池A121对容量较大的第二蓄电池供电之后也为规定电压Vc以上，在从第一蓄电池A121对第二蓄电池的供电之后，DC/DC转换器130也不会变为冷态起动模式。因此，能够维持主升压模式，可更高效地进行蓄电。
[0208]这样，在蓄电系统103中，当充电开始时，最初仅优先对容量较小的蓄电池A121进行供电。并且，在蓄电池A121的电压Va比规定电压Vc低的期间，不经由DC/DC转换器130地从作为发电元件的太阳能电池110对蓄电池A121进行直接供电。由此，在蓄电系统103中，能够选择容量较小的蓄电池A121来进行供电，并且不被DC/DC转换器中的升压时的转换损失影响地对蓄电池Al 21进行供电。因此，能够快速地提升蓄电池Al 21的电压Va。
[0209]此外，蓄电系统103也可以具备图9(蓄电系统101A)所示那样的切换部170和开关部180。
[0210]此外，在上述的蓄电系统(100、101、101A、102、103)中示出了使用太阳能电池110作为发电元件的例子，但作为发电手段，除此之外也可以使用振动、热、风力、电波等。
[0211]以上，对本发明进行了说明，但本发明的蓄电系统并仅限于上述的图示例子，在不脱离本发明主旨的范围内能够加入各种变更。
[0212]例如，可以如图9所示的蓄电系统10IA那样，对图17所示的蓄电系统103加入切换部170(第二切换部)、开关部180(第二开关部)、控制部185。由此，除了图17所示的蓄电系统103的效果之外，还能够获得图9所示的蓄电系统1lA的效果。
[0213]符号说明
[0214]100、101、101A、102、103 …蓄电系统，110 …太阳能电池，111、112、113、114 …太阳能电池单元，120…蓄电装置，121…蓄电池A(第一蓄电池)，122...蓄电池B(第二蓄电池)，130"_0(3/0(3转换器，14(^_开关部(第一开关部)，141...开关部，18(l...开关部(第二开关部)，150、155…电压检测部，160…切换部(第一切换部)，170...切换部(第二切换部)，190...切换部，161、171、191…比较器，165…供给电路，200...外部负载装置，210...环境监视装置。
【主权项】
1.一种蓄电系统，具备: 第一蓄电池，构成为通过进行环境发电的发电元件的发电电力被供电，并向外部负载装置供给电力； 第二蓄电池，构成为容量比上述第一蓄电池大，并向上述外部负载装置供给电力； 第一开关部，进行上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的电连接状态以及切断状态的切换；以及 第一切换部，对上述第一蓄电池的电压和作为能够使上述外部负载装置进行动作的电压以上的第一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， 上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压为上述第一阈值的电压以下的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态，来仅向上述第一蓄电池供给上述发电元件的发电电力， 上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，来从上述第一蓄电池对上述第二蓄电池进行供电。2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，具备: 第二开关部，进行上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间的电连接状态以及切断状态的切换；以及 第二切换部，对上述第一蓄电池的电压和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二开关部， 在上述第一蓄电池的电压比上述第二阈值的电压高的状态的情况下，上述第二切换部控制上述第二开关部，以使上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间成为连接状态， 在上述第一蓄电池的电压比上述第二阈值的电压低的状态的情况下，上述第二切换部控制上述第二开关部，以使上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间成为切断状态。3.根据权利要求2所述的蓄电系统，其中， 上述第二阈值的电压被设定得比上述外部负载装置能够进行动作的动作电压高规定电压量且比上述第一阈值的电压低。4.根据权利要求1?权利要求3中任意一项所述的蓄电系统，其中， 上述第一切换部具有磁滞特性，使用上述磁滞特性对上述第一蓄电池的电压和上述第一阈值的电压进行比较， 上述第一切换部在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态， 上述第一切换部在上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间为连接状态、且上述第一蓄电池的电压降低到比上述第一阈值的电压低规定电压的第三阈值的电压以下的情况下，控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态。5.根据权利要求4所述的蓄电系统，其中， 上述第一切换部的上述磁滞特性中的上述第一阈值的电压和上述第三阈值的电压之间的磁滞宽度与控制第二开关部的开闭时所使用的第二阈值的电压对应地被设定，上述第二开关部切换上述第一蓄电池以及上述第二蓄电池与上述外部负载装置之间的电连接状态以及切断状态。6.根据权利要求5所述的蓄电系统，其中， 上述第三阈值的电压被设定得比上述第二阈值的电压高规定电压量。7.根据权利要求1?权利要求6中任意一项所述的蓄电系统，其中， 上述第一开关部具有并联连接的供给电路， 上述供给电路构成为抑制从上述第二蓄电池向上述第一蓄电池流动的电流、且从上述第二蓄电池朝向上述外部负载装置流动电流。8.根据权利要求1?权利要求7中任意一项所述的蓄电系统，其中， 具备DC/DC转换器，该DC/DC转换器将上述发电元件的输出电压转换为规定电压，并对上述第一蓄电池和上述第二蓄电池进行供电。9.根据权利要求1?权利要求8中任意一项所述的蓄电系统，其中， 上述发电元件是能够在规定照度以下的环境中使用的低照度用的太阳能电池。10.根据权利要求9所述的蓄电系统，其中， 上述太阳能电池通过串联连接太阳能电池单元而构成。11.根据权利要求9或者权利要求10所述的蓄电系统，其中， 上述太阳能电池是低照度染料敏化太阳能电池。12.一种蓄电方法，包括下述步骤: 准备具备第一蓄电池、第二蓄电池、第一开关部、和第一切换部的蓄电系统，上述第一蓄电池构成为通过进行环境发电的发电元件的发电电力被供电，并向外部负载装置供给电力，上述第二蓄电池构成为容量比上述第一蓄电池容量大，并向上述外部负载装置供给电力，上述第一开关部进行上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间的电连接状态以及切断状态的切换，上述第一切换部对上述第一蓄电池的电压和作为能够使上述外部负载装置进行动作的电压以上的规定的第一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； 在上述第一蓄电池的电压为上述第一阈值的电压以下的情况下，上述第一切换部控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为切断状态，来仅向上述第一蓄电池供给上述发电元件的发电电力； 在上述第一蓄电池的电压超过上述第一阈值的电压的情况下，上述第一切换部控制上述第一开关部，以使上述第一蓄电池与上述第二蓄电池之间成为连接状态，来从上述第一蓄电池对上述第二蓄电池进行供电。
【文档编号】H02J7/35GK105850003SQ201480070748
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月26日
【发明人】山本和宽, 柳本良二, 山田祐司, 矢野健次郎, 冈田显, 冈田显一
【申请人】株式会社藤仓