本公開涉及能夠使用從外部電力系統(tǒng)和電池模塊輸出的電力的供電裝置和供電方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)來(lái)自外部電力系統(tǒng)(稱為商用電源、電網(wǎng)等)的供電由于事故等而減少時(shí)，或當(dāng)電力需求季節(jié)性地增加時(shí)，相對(duì)于供電，電力需求變得更大，導(dǎo)致意外電力中斷的可能性。除了這種情況之外，還假定由于暴雨、雷擊等造成的電力中斷。

在常規(guī)技術(shù)中已知，不間斷電源(在下文中稱為UPS)用于在發(fā)生諸如電力中斷的電力故障時(shí)向計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備供應(yīng)電力。然而，已知的UPS對(duì)于短暫的電力中斷是有效的，并且這僅僅用于臨時(shí)向計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備供應(yīng)電力。因此，當(dāng)發(fā)生大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)間的電力中斷時(shí)，這基本上不足以用于供應(yīng)基于住宅的電力。此外還存在問(wèn)題，例如，UPS在電力中斷時(shí)工作，并且不適用于減少外部電力系統(tǒng)的基于住宅的電力使用的問(wèn)題。

最近，基于住宅的更大容量蓄電裝置被投入實(shí)際使用。通過(guò)利用基于住宅的蓄電裝置，可以確保電力中斷時(shí)的供電，且因此減少外部電力系統(tǒng)的電力需求和電力使用。例如，一個(gè)措施將是減少來(lái)自外部電力系統(tǒng)的AC電力的供應(yīng)以通過(guò)蓄電裝置補(bǔ)償電力短缺(參考下面的專利文獻(xiàn)1)。此外，可能存在基于住宅的電力需求增加到超過(guò)與供電商的合同電力并且斷路器操作以切斷電力的問(wèn)題。在這種情況下，通過(guò)供應(yīng)從蓄電裝置輸出的電力，可以避免超過(guò)合同電力的情形。

為了將電池模塊的DC輸出轉(zhuǎn)換為AC供電，通常使用DC-AC逆變器。在UPS的情況下，可連接到UPS的最大負(fù)載(設(shè)備)值被定義為額定容量。此外，定義UPS中包括的電池模塊的容量(V/Ah)。例如，DC 12V/7.2Ah的描述表示連續(xù)運(yùn)行DC 12V/7.2A一個(gè)小時(shí)。

對(duì)于過(guò)載，保護(hù)被激活。過(guò)載是指負(fù)載因數(shù)超過(guò)100％的狀態(tài)。負(fù)載因數(shù)是負(fù)載容量與UPS額定輸出容量之比。正常操作是在負(fù)載因數(shù)為100％或以下的范圍內(nèi)的操作。當(dāng)負(fù)載因數(shù)較低時(shí)，可以將電力中斷時(shí)的備用時(shí)間設(shè)定得較長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，UPS額定容量是考慮預(yù)期負(fù)載設(shè)定的。然而，在最近的住宅中，越來(lái)越多地使用大功耗設(shè)備諸如電磁爐，導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)載的可能性增加。

示例性的過(guò)載保護(hù)操作使用旁路電路。提供旁路電路而不是UPS系統(tǒng)以將系統(tǒng)AC電力直接傳輸?shù)截?fù)載。除了使用保護(hù)過(guò)載，旁路電路也在維護(hù)時(shí)使用。

包括在UPS中的電池模塊與用于切斷放電電流的半導(dǎo)體開關(guān)元件(例如，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET))連接，以便防止電池被過(guò)度放電電流損壞。此外，該模塊經(jīng)配置使得在過(guò)度放電電流流動(dòng)的情況下熔斷器熔斷。

引文列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：JP 2013-233070A

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題

在已知技術(shù)中，UPS等被配置為考慮到DC-AC逆變器的過(guò)載容量和瞬時(shí)過(guò)載容量采取過(guò)載保護(hù)措施。而且，存在由于對(duì)電池模塊的過(guò)電流保護(hù)的考慮不足而導(dǎo)致的瞬時(shí)電力中斷產(chǎn)生的問(wèn)題。

鑒于上述，本公開旨在提供供電裝置和供電方法，其能夠通過(guò)在考慮到電池模塊的過(guò)電流保護(hù)的情況下執(zhí)行過(guò)載保護(hù)來(lái)降低瞬時(shí)電力中斷的產(chǎn)生的可能性。

問(wèn)題解決方案

為解決上述問(wèn)題，根據(jù)本公開的供電裝置包括蓄電模塊、DC-AC逆變器、旁路電路和控制器。DC-AC逆變器將蓄電模塊的輸出轉(zhuǎn)換為AC電力。旁路電路直接傳輸該AC電力?？刂破髟谟糜趯C-AC逆變器的輸出供應(yīng)給負(fù)載的放電模式和用于將旁路電路的輸出供應(yīng)給負(fù)載的旁路模式之間切換。在供電裝置上，用于在放電模式和旁路模式之間切換的閾值設(shè)定在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍。

本公開是實(shí)施在供電裝置上的供電方法，該供電裝置包括蓄電模塊、DC-AC逆變器、旁路電路和控制器。DC-AC逆變器將蓄電模塊的輸出轉(zhuǎn)換為AC電力。旁路電路直接傳輸AC電力?？刂破髟谟糜趯C-AC逆變器的輸出供應(yīng)給負(fù)載的放電模式和用于將旁路電路的輸出供應(yīng)給負(fù)載的旁路模式之間切換。供電方法包括將用于在放電模式和旁路模式之間切換的閾值設(shè)定在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍。

本發(fā)明的效果

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，在可進(jìn)行蓄電模塊的輸出的狀態(tài)下執(zhí)行切換到旁路模式，且因此可防止由于切換時(shí)停止供電而導(dǎo)致的瞬時(shí)電力中斷。應(yīng)當(dāng)注意本文描述的效果不受限制。效果可以是本公開中描述的任何效果。

附圖說(shuō)明

圖1是按照根據(jù)本公開的供電裝置的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。

圖2是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的第一操作模式的方框圖。

圖3是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的第二操作模式的方框圖。

圖4是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的第三操作模式的方框圖。

圖5是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的第四操作模式的方框圖。

圖6是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的第五操作模式的方框圖。

圖7是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的操作的流程圖。

圖8是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)載保護(hù)操作的曲線圖。

圖9是用于示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)載保護(hù)操作的曲線圖。

圖10是根據(jù)本公開的供電裝置的應(yīng)用示例的方框圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將描述本公開的實(shí)施例。應(yīng)該注意，盡管下面描述的實(shí)施例是本公開的優(yōu)選實(shí)施例，但是施加了各種技術(shù)上優(yōu)選的限制，在下面的描述中，本公開的保護(hù)范圍不限于所描述的實(shí)施例，除非存在限制本公開的描述。

將以以下順序提供本公開的描述。

<1.實(shí)施例>

<2.應(yīng)用例>

<3.變型例>

<1.實(shí)施例>

“供電裝置的配置”

將參照?qǐng)D1描述根據(jù)本公開的供電裝置(電力系統(tǒng))。在供電商的電站處產(chǎn)生的電力通過(guò)輸電網(wǎng)(未示出)和配電網(wǎng)(未示出)供應(yīng)到基于住宅的電表，且然后將AC電力從電表供應(yīng)給圖1中的外部電力系統(tǒng)(商用電力)輸入端子1。應(yīng)該注意，盡管該描述假定基于住宅的電力控制，但是本公開不僅可以應(yīng)用于住宅，而且可以應(yīng)用于在供電方面的分區(qū)，諸如多個(gè)住宅(社區(qū))、建筑物和工廠。

典型地，電力線從室外配電線通過(guò)引入線引入建筑物中，并且連接到功率表。配電盤連接到功率表的輸出側(cè)。電器連接到從配電盤延伸的室內(nèi)電力線。例如，根據(jù)本公開的供電裝置設(shè)置在功率表和配電盤之間。典型的住宅使用單相三線系統(tǒng)，具體地，在中心的中性線和兩個(gè)電壓線的三個(gè)電力線。通過(guò)使用中性線和電壓線中的一個(gè)可以利用100V的電壓。通過(guò)使用兩個(gè)電壓線可以利用200V的電壓。應(yīng)該注意，本公開可以應(yīng)用于雙線系統(tǒng)。

商用電力經(jīng)開關(guān)SW1和開關(guān)SW2供應(yīng)給AC供電端子2。在一些情況下，開關(guān)SW1可以是配電盤上的斷路器。室內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)連接到AC供電端子2。盡管未示出，例如，配電面板(包括配電盤)被供應(yīng)AC電力，且然后通過(guò)來(lái)自配電面板的電力線并經(jīng)插座將供電給電子設(shè)備組內(nèi)的電子設(shè)備中的每個(gè)。連接到一個(gè)插座的電子設(shè)備的最大功率通常限定為1500W。示例性電子設(shè)備包括空調(diào)、冰箱、照明設(shè)備、洗衣機(jī)、電視接收機(jī)等。

商用電力經(jīng)開關(guān)SW1供應(yīng)給AC-DC轉(zhuǎn)換器3。AC-DC轉(zhuǎn)換器3由商用電力形成DC電力。從AC-DC轉(zhuǎn)換器3輸出的DC電力被供應(yīng)給DC-AC逆變器4。DC-AC逆變器4形成具有與商用電力的情況類似的電平、相位和頻率的AC電力。從DC-AC逆變器4輸出的AC電力經(jīng)開關(guān)SW3提取到AC供電端子2?？刂菩盘?hào)控制開關(guān)SW1、SW2和SW3中的每個(gè)的接通/斷開。

諸如電池模塊6的蓄電裝置經(jīng)充電電路5連接在AC-DC轉(zhuǎn)換器3的輸出側(cè)和DC-AC逆變器4的輸入側(cè)之間。作為電池模塊6，例如，可以使用一種配置，其中使用并聯(lián)連接的八個(gè)圓柱形的鋰離子可再充電電池形成電池塊，并且串聯(lián)連接的16個(gè)電池塊包含在共用殼體中?？稍试S使用包括雙電層電容器和大容量電容器的蓄電裝置來(lái)代替電池模塊6。從AC-DC轉(zhuǎn)換器3輸出的DC電力經(jīng)充電電路5對(duì)電池模塊6進(jìn)行充電。應(yīng)該注意，電池模塊6不限于固定類型，而且可以是在電動(dòng)車輛中使用的電池模塊。

從電池模塊6輸出的DC電力經(jīng)作為放電電路的升壓電路7供應(yīng)給DC-AC逆變器4。升壓電路7對(duì)從電池模塊6輸出的DC電壓進(jìn)行升壓。通過(guò)升壓電路7，可以向DC-AC逆變器4輸入更高的電壓，且因此提高DC-AC轉(zhuǎn)換效率。例如，可以使用DC-DC轉(zhuǎn)換器作為升壓電路7。應(yīng)該注意，不必需提供升壓電路7。可替換地，可允許提供電池模塊6的放電路徑。

提供控制器8用于控制電力系統(tǒng)。控制器8主要包括電池管理單元(BMU)9和能量管理單元(EMU)10。提供BMU 9主要用于控制電池模塊6的充電/放電。EMU 10接收負(fù)載側(cè)信息并產(chǎn)生用于切換操作模式的控制信號(hào)。BMU 9和EMU 10中的每個(gè)包括微控制單元，使得能夠在BMU 9和EMU 10之間進(jìn)行通信。

BMU 9監(jiān)測(cè)電池模塊6的狀態(tài)(剩余容量，電池電壓，電池溫度等)，并且控制充電電路5和升壓電路7，使得執(zhí)行適當(dāng)?shù)某潆?放電操作。由BMU 9獲得的關(guān)于電池模塊6的剩余容量的信息被傳輸?shù)紼MU 10并且用于EMU 10的操作模式的切換。EMU 10控制開關(guān)SW1、SW2和SW3，AC-DC轉(zhuǎn)換器3和DC-AC逆變器4。應(yīng)該注意，例如，這些電路的控制通過(guò)電路的操作電源的接通/斷開來(lái)執(zhí)行。

峰值移位命令被供應(yīng)給EMU 10。峰值移位命令在室內(nèi)功率消耗(負(fù)載功率)之和變得相對(duì)高的時(shí)間區(qū)域自動(dòng)產(chǎn)生。還允許配置使得峰值移位命令在用戶指定的時(shí)間區(qū)域產(chǎn)生。此外，可允許提供監(jiān)測(cè)部分以監(jiān)測(cè)室內(nèi)功率，并且當(dāng)室內(nèi)功率將要超過(guò)預(yù)定功率時(shí)產(chǎn)生峰值移位命令。例如，當(dāng)與供應(yīng)商的合同功率可能超過(guò)室內(nèi)功率時(shí)，產(chǎn)生峰值移位命令。此外，還可以響應(yīng)于由供電商產(chǎn)生的電力限制命令而產(chǎn)生峰值移位命令。應(yīng)該注意，雖然在本示例中將BMU 9和EMU 10描述為單獨(dú)的配置，但是可允許將這些與一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)等一起實(shí)施和集成。

“操作模式”

本公開通過(guò)控制器8的控制能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作模式(驅(qū)動(dòng)模式)。

第一操作模式：如圖2所示，通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器3和DC-AC逆變器4形成的商用電力AC1僅被供應(yīng)給負(fù)載，并且與此同時(shí)，通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器3輸出的DC供電DC1對(duì)電池模塊6進(jìn)行充電。開關(guān)SW1和開關(guān)SW3接通且開關(guān)SW2斷開。應(yīng)該注意，包括開關(guān)SW2的路徑是旁路電路(旁路系統(tǒng))。開關(guān)SW2在操作處于額定范圍內(nèi)時(shí)保持?jǐn)嚅_。此外，充電電路5接通且升壓電路7斷開。所描述的第一操作模式被稱為充電優(yōu)先模式。

第二操作模式：如圖3所示，經(jīng)AC-DC轉(zhuǎn)換器3和DC-AC逆變器4形成的商用電力AC1和電池模塊6的輸出被升壓，與由DC-AC逆變器4形成的AC電力AC2混合?；旌嫌葾C-DC轉(zhuǎn)換器3的輸出側(cè)上的DC信號(hào)執(zhí)行。開關(guān)SW1和開關(guān)SW3接通且開關(guān)SW2斷開。此外，充電電路5斷開且升壓電路7接通。所描述的第二操作模式被稱為放電優(yōu)先混合模式。

第三操作模式：如圖4所示，僅使用電池模塊6的輸出。電池模塊6的輸出被升壓，且然后由DC-AC逆變器4形成AC電力AC2。該AC電力AC2對(duì)應(yīng)于AC供電輸出。這是用于執(zhí)行與UPS類似的操作的操作模式并且對(duì)電力中斷時(shí)等有效。根據(jù)放電命令執(zhí)行第三操作模式驅(qū)動(dòng)，在一些情況下，除了電力中斷時(shí)之外，電池模塊6由相對(duì)便宜的電力，例如夜間電力充電。開關(guān)SW1和開關(guān)SW3接通且開關(guān)SW2斷開。此外，AC-DC轉(zhuǎn)換器3和充電電路5斷開，DC-AC逆變器4和升壓電路7接通。所描述的第三操作模式被稱為放電優(yōu)先模式。

第四操作模式：如圖5所示，這是根據(jù)負(fù)載功率包括充電優(yōu)先模式和放電優(yōu)先混合模式兩者的操作模式。換言之，存在預(yù)設(shè)閾值功率。在負(fù)載功率低于閾值功率的情況下，僅將通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器3和DC-AC逆變器4形成的商用電力AC1供應(yīng)給負(fù)載，并且與此同時(shí)，電池模塊6由AC-DC轉(zhuǎn)換器3的DC輸出DC1充電。在負(fù)載功率為閾值功率或負(fù)載功率在閾值功率以上的情況下，商用電力AC1和電池模塊6的輸出被升壓，并與由DC-AC逆變器4形成的AC電力AC2混合。混合由AC-DC轉(zhuǎn)換器3的輸出側(cè)上的DC信號(hào)執(zhí)行。開關(guān)SW1和開關(guān)SW3接通且開關(guān)SW2斷開。此外，在充電優(yōu)先模式中，充電電路5接通且升壓電路7斷開。在放電優(yōu)先混合模式中，充電電路5斷開且升壓電路7接通。所描述的第四操作模式被稱為峰值移位模式。

第五操作模式：如圖6所示，其為這樣的操作模式，其中，實(shí)際上輸入商用電力AC0被提取到AC供電端子2。開關(guān)SW1和開關(guān)SW2接通且開關(guān)SW3斷開。單個(gè)電路的操作狀態(tài)接通。所描述的第五操作模式被稱為旁路模式。當(dāng)檢測(cè)到任何異常時(shí)，模式自動(dòng)切換到旁路模式。隨后，當(dāng)異常解除時(shí)，模式自動(dòng)返回到初始操作模式。

作為旁路模式的修改，可以提供用于執(zhí)行維護(hù)諸如電池模塊更換和風(fēng)扇檢查的維護(hù)旁路模式。維護(hù)旁路模式是這樣的操作模式，其中，當(dāng)AC-DC轉(zhuǎn)換器3，DC-AC逆變器4，充電電路5和升壓電路7中的每個(gè)的單獨(dú)供電斷開時(shí)，實(shí)際上輸入商用電力AC0被提取到AC供電端子2。

“由控制器控制”

上述操作模式由控制器8根據(jù)電池模塊6的剩余容量來(lái)選擇。例如，將參考圖7中的流程圖描述在從上述放電優(yōu)先模式切換到旁路模式的情況下的處理。

步驟ST1：確定負(fù)載功率值。當(dāng)負(fù)載功率值P＝0時(shí)，狀態(tài)變?yōu)闀和顟B(tài)(步驟ST2)。

步驟ST3：檢查電池剩余容量是否在適當(dāng)范圍內(nèi)。在電池電壓V在設(shè)定最小值Vmin和設(shè)定最大值Vmax之間的情況下，確定為適當(dāng)。剩余容量可以通過(guò)充電狀態(tài)(SOC)來(lái)確定。

步驟ST4：在步驟ST3的結(jié)果為V>Vmax的情況下，參考檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確認(rèn)是否在適當(dāng)范圍內(nèi)。當(dāng)電池剩余容量在適當(dāng)范圍之外時(shí)，過(guò)程進(jìn)行到步驟ST5(停止充電/放電)。在該值在適當(dāng)范圍內(nèi)的情況下，處理返回到步驟ST1。

步驟ST5：當(dāng)步驟ST4確定電壓剩余容量不在適當(dāng)范圍內(nèi)時(shí)，停止電池模塊6的充電/放電。

步驟ST6：AC-DC轉(zhuǎn)換器3和DC-AC逆變器4被激活。

步驟ST7：確定是否從電池模塊6供應(yīng)電力。在不執(zhí)行供電的情況下，處理移動(dòng)到步驟ST5(停止充電/放電)。

步驟ST8：當(dāng)確定從電池模塊6供應(yīng)電力時(shí)，從電池模塊6向負(fù)載供應(yīng)電力。

步驟ST9：確定負(fù)載功率值是否大于閾值TH1。這是為了確定該值是否對(duì)應(yīng)于過(guò)載。在負(fù)載功率值為閾值TH1或以下的情況下，處理返回到步驟ST7(確定是否從電池模塊6供應(yīng)電力)，并且繼續(xù)供應(yīng)電力。

步驟ST10：當(dāng)步驟ST9確定負(fù)載功率值大于閾值TH1時(shí)，電路切換到旁路電路(旁路模式)。

步驟ST11：經(jīng)旁路電路(開關(guān)SW2)向負(fù)載供應(yīng)商用電力。

步驟ST12：確定負(fù)載功率值是否為閾值TH2或以下。這是為了確定該值是否在額定操作范圍內(nèi)，而不是過(guò)載。在負(fù)載功率值大于閾值TH2的情況下，處理返回到步驟ST11(供應(yīng)商用電力)。

步驟ST13：當(dāng)步驟ST12確定負(fù)載功率值為閾值TH2或以下時(shí)，電池模塊6的剩余容量是否在適當(dāng)范圍內(nèi)被確定。在剩余容量在適當(dāng)范圍內(nèi)的情況下，在步驟ST15中將模式切換到初始操作模式(驅(qū)動(dòng)模式)，且此后，處理返回到步驟ST8(供應(yīng)負(fù)載電力)。

步驟ST14：當(dāng)步驟ST13確定電池模塊6的電壓剩余容量不在適當(dāng)范圍內(nèi)時(shí)，操作暫停。

上述閾值TH1是放電優(yōu)先模式切換為旁路模式的情況下的確定閾值，且閾值TH2是旁路模式返回到放電優(yōu)先模式的情況下的確定閾值。通常，假定閾值使得TH1>TH2。

將參照?qǐng)D8描述電池模塊6的示例性輸出特性。在圖8中，縱軸表示時(shí)間(秒)，橫軸表示負(fù)載功率(放電電流)。負(fù)載電流的單位是C。1C是在具有標(biāo)稱容量值的電芯以恒定電流放電并且放電在一個(gè)小時(shí)完成的情況下的電流值。例如，在標(biāo)稱容量值為2Ah的電芯中，1C對(duì)應(yīng)于2A(1C＝2A)。

在使用典型的鋰離子可再充電電池作為電芯(cell)的電池模塊6的情況下，高達(dá)大約2C的負(fù)載電流對(duì)應(yīng)于正常輸出區(qū)域。范圍2C至3C對(duì)應(yīng)于大功率輸出區(qū)域。超過(guò)3C的負(fù)載電流對(duì)應(yīng)于過(guò)載區(qū)域。在過(guò)載區(qū)域中，電池模塊6可以輸出幾秒(例如，2秒至3秒)的負(fù)載電流。此外，超過(guò)4C并且基本上高達(dá)5C的區(qū)域是瞬時(shí)值最大輸出區(qū)域，且因此，可能的輸出時(shí)間為1秒或以下。隨后，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到5C時(shí)，過(guò)電流保護(hù)被激活以為了保護(hù)而切斷FET，分離與負(fù)載的連接。這種過(guò)電流保護(hù)可以工作以防止由于電池過(guò)載而引起的異常發(fā)熱。此外，在流過(guò)甚至更大的負(fù)載電流的異常狀態(tài)下，熔斷器被切斷。因此，在使用具有圖8中所示的特性的電池模塊6的情況下，可以短時(shí)間輸出低于5C的負(fù)載電流。

將參照?qǐng)D9描述過(guò)載時(shí)的保護(hù)。在圖9中，縱軸表示時(shí)間(秒)，橫軸表示負(fù)載因數(shù)。如上所述，負(fù)載因數(shù)是負(fù)載容量與額定輸出容量的比。額定范圍內(nèi)的操作是在負(fù)載因數(shù)為100％或以下的范圍內(nèi)的操作。例如，使用額定輸出為3.5kW的DC-AC逆變器4。DC-AC逆變器4的瞬時(shí)過(guò)載容量假定為例如6kW(負(fù)載因數(shù)＝170％)。

當(dāng)負(fù)載電流為3C或更高時(shí)，電池模塊6進(jìn)入過(guò)載區(qū)域。在過(guò)載區(qū)域中，控制器8(BMU 9)的過(guò)電流保護(hù)被激活以例如在兩秒內(nèi)切斷連接。此外，當(dāng)負(fù)載電流為4C或更大時(shí)，電池模塊6進(jìn)入瞬時(shí)值最大輸出區(qū)域。在該區(qū)域中，可以供應(yīng)輸出一秒或更少，例如大約0.5秒，直到輸出為了保護(hù)而被FET切斷。因此，同樣在瞬時(shí)值最大輸出區(qū)域中，電池模塊6可提供約0.5秒的輸出。

在不考慮電池模塊6的過(guò)電流保護(hù)的情況下假定DC-AC逆變器4的過(guò)載保護(hù)，僅優(yōu)選的是，在電池模塊6的輸出中用于從放電優(yōu)先模式切換到旁路模式的閾值設(shè)定為6kW。在考慮電池模塊6的過(guò)載保護(hù)(FET切斷)的情況下，模式切換閾值被設(shè)定為例如如圖9中的虛線所示的負(fù)載因數(shù)＝142％(＝5kW)。該閾值是這樣的值，即，即使在發(fā)生過(guò)載時(shí)，避免電池模塊6的輸出在例如2秒內(nèi)切斷，并且同時(shí)，由于該值小于DC-AC逆變器4的瞬時(shí)過(guò)載容量，所以對(duì)應(yīng)于使得能夠在不引起瞬時(shí)電力中斷的情況下進(jìn)行模式切換的值。

例如，考慮到在住宅中負(fù)載從額定負(fù)載改變?yōu)檫^(guò)載的情形下，由于許多200V的電子設(shè)備具有逆變器，所以負(fù)載增加相對(duì)較慢。相比之下，在100V的電子設(shè)備的情況下，當(dāng)設(shè)備連接到插座并且電力開關(guān)接通時(shí)，負(fù)載急劇增加。由于典型的插座容量為1.5kW，所以在如上所述將閾值設(shè)定在負(fù)載因數(shù)＝140％的情況下，對(duì)于負(fù)載急劇增加的情形沒有余量，且因此，當(dāng)模式切換到旁路模式時(shí)可發(fā)生瞬時(shí)電力中斷。

相應(yīng)地，在本公開的一個(gè)實(shí)施例中，模式切換閾值TH1被設(shè)定為(負(fù)載因數(shù)＝128％＝4.5kW＝6kW-1.5kW)。當(dāng)超過(guò)閾值TH1時(shí)，在由電池模塊6短時(shí)間過(guò)度供應(yīng)電力的同時(shí)，模式切換到旁路模式。因此，可以在過(guò)載狀態(tài)下暫時(shí)供應(yīng)電流直到FET切斷輸出，且從而允許急劇的負(fù)載變化。通常，與在電池模塊6的輸出通過(guò)過(guò)電流保護(hù)切斷之后再次輸出AC電力的狀態(tài)不同，電池模塊6的輸出不被中斷，并且供電不被中斷。通過(guò)設(shè)定閾值TH1，即使在發(fā)生急劇的負(fù)載變化的情況下，也可以可靠地防止瞬時(shí)電力中斷。

<2.應(yīng)用例>

“作為應(yīng)用示例的住宅中的蓄電系統(tǒng)”

將參照?qǐng)D10描述本公開對(duì)用于住宅的蓄電系統(tǒng)的示例性應(yīng)用。例如，在用于住宅101的蓄電系統(tǒng)100中，從包括火力發(fā)電102a、核發(fā)電102b和水力發(fā)電102c的集中電力系統(tǒng)102，通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)109、信息網(wǎng)絡(luò)112、智能儀表107、電力集線器108等向蓄電裝置103供應(yīng)電力。與此同時(shí)，從獨(dú)立電源諸如基于住宅的發(fā)電裝置104向蓄電裝置103供應(yīng)電力。供應(yīng)的電力被儲(chǔ)存在蓄電裝置103中。使用蓄電裝置103來(lái)供應(yīng)在住宅101中使用的電力。類似的蓄電系統(tǒng)不僅可以在住宅101中使用，而且可以在建筑物中使用。

住宅101包括發(fā)電裝置104、耗電裝置105、蓄電裝置103、控制各個(gè)裝置的控制裝置110、智能儀表107和獲取各種類型的信息的傳感器111。各個(gè)裝置通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)109和信息網(wǎng)絡(luò)112連接。太陽(yáng)能電池，燃料電池等被用作發(fā)電裝置104，并且所產(chǎn)生的電力被供應(yīng)到耗電裝置105和蓄電裝置103中的至少一個(gè)。耗電裝置105是冰箱105a、空調(diào)105b、電視接收機(jī)105c、浴器105d等。此外，耗電裝置105包括電動(dòng)車輛106。電動(dòng)車輛106是電動(dòng)汽車106a，混合動(dòng)力汽車106b和電動(dòng)摩托車106c。

蓄電裝置103配置有可再充電電池或電容器。例如，蓄電裝置103配置有鋰離子電池。鋰離子電池可以是固定式的，或者可以是在電動(dòng)車輛106中使用的鋰離子電池。智能儀表107具有測(cè)量商用電力的使用并將測(cè)量的使用傳輸給電力公司的功能。電力網(wǎng)絡(luò)109可以是DC供電，AC供電和非接觸供電中的任意一種，或者是這些中的多個(gè)的組合。本公開可以應(yīng)用于包括蓄電裝置103和控制裝置110的供電裝置。

示例性的各種傳感器111包括人體傳感器、照明傳感器、物體檢測(cè)傳感器、耗電傳感器、振動(dòng)傳感器、接觸傳感器、溫度傳感器、紅外傳感器。由各種傳感器111獲得的信息被傳輸?shù)娇刂蒲b置110。通過(guò)來(lái)自傳感器111的信息知道天氣狀況、人體狀況等，且相應(yīng)地，可以自動(dòng)控制耗電裝置105，以使能耗最小化。此外，控制裝置110可以通過(guò)因特網(wǎng)將關(guān)于住宅101的信息傳輸?shù)酵獠侩娏镜取?/p>

電力集線器108執(zhí)行電力線分支、DC-AC轉(zhuǎn)換等的處理。連接到控制裝置110的信息網(wǎng)絡(luò)112的通信系統(tǒng)包括使用通信接口諸如通用異步收發(fā)器(UART)：用于異步串行通信的傳輸和接收電路的方法，以及通過(guò)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)諸如藍(lán)牙(注冊(cè)商標(biāo))，ZigBee和Wi-Fi使用傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法。藍(lán)牙(注冊(cè)商標(biāo))系統(tǒng)應(yīng)用于多媒體通信，并且能進(jìn)行包含一對(duì)多連接的通信。ZigBee使用電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.15.4的物理層。IEEE 802.15.4是被稱為個(gè)人局域網(wǎng)(PAN)或無(wú)線(W)PAN的短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的名稱。

控制裝置110連接到外部服務(wù)器113。服務(wù)器113可以由住宅101、電力公司和服務(wù)提供商中的任何一個(gè)管理。由服務(wù)器113傳輸和接收的信息包括耗電信息、生活模式信息、電力費(fèi)用、天氣信息、自然災(zāi)害信息和關(guān)于電力交易的信息。此信息可以由基于住宅的耗電裝置(例如，電視接收機(jī))傳輸和接收，并且可以由住宅外的裝置(例如，蜂窩電話)傳輸和接收。此信息可以顯示在具有顯示功能的設(shè)備上，例如，電視接收機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等。

控制裝置110經(jīng)配置控制包括中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)的各個(gè)部件，并且儲(chǔ)存在本示例中的蓄電裝置103中。控制裝置110通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)112連接到蓄電裝置103、基于住宅的發(fā)電裝置104、耗電裝置105、各種傳感器111和服務(wù)器113，并且具有調(diào)整商用電力的使用和發(fā)電量的功能。應(yīng)該注意，控制裝置110可以具有在電力市場(chǎng)中執(zhí)行電力交易的附加功能等。

如上所述，不僅來(lái)自諸如火力發(fā)電102a、核發(fā)電102b和水力發(fā)電102c的集中電力系統(tǒng)102的電力，而且還包括基于住宅的發(fā)電裝置104(太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電)產(chǎn)生的電力可以儲(chǔ)存在蓄電裝置103中。因此，即使在基于住宅的發(fā)電裝置104產(chǎn)生的電力變化時(shí)，也可以執(zhí)行保持傳輸?shù)酵獠康碾娔芎愣ɑ騼H放電所需量的控制。例如，也可以采用這樣的使用形式，其中通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電獲得的電力被儲(chǔ)存在蓄電裝置103中，并且與此同時(shí)，夜間成本低的午夜電力被儲(chǔ)存在蓄電裝置103中，并且當(dāng)成本高時(shí)，由蓄電裝置103儲(chǔ)存的電力放電以在白天時(shí)間區(qū)域中使用。

應(yīng)該注意，盡管本示例描述了控制裝置110被儲(chǔ)存在蓄電裝置103中的情況，但是控制裝置110可以儲(chǔ)存在智能儀表107中或者可以被獨(dú)立地配置。此外，蓄電系統(tǒng)100可以作為目標(biāo)用于集體住宅中的多個(gè)住宅，或者可以作為目標(biāo)用于多個(gè)分離的住宅。

應(yīng)該注意，本公開可以被配置如下。

(1)一種供電裝置，包括：

蓄電模塊；

DC-AC逆變器，被配置為將蓄電模塊的輸出轉(zhuǎn)換為交流電力；

旁路電路，被配置為直接傳輸該交流電力；以及

控制器，被配置為在用于將DC-AC逆變器的輸出供應(yīng)給負(fù)載的放電模式和用于將旁路電路的輸出供應(yīng)給負(fù)載的旁路模式之間切換，

其中，用于在放電模式和旁路模式之間切換的閾值設(shè)定在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍。

(2)根據(jù)(1)所述的供電裝置，

其中，閾值設(shè)定為比由于DC-AC逆變器的過(guò)載而導(dǎo)致的輸出切斷的閾值小的值。

(3)根據(jù)(1)所述的供電裝置，

其中，在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍內(nèi)的輸出時(shí)間比在放電模式和旁路模式之間切換所需的時(shí)間更長(zhǎng)。

(4)根據(jù)(1)所述的供電裝置，

其中，考慮到預(yù)期的急劇負(fù)載變化將閾值設(shè)定為較小的值。

(5)一種在供電裝置上實(shí)施的供電方法，該供電裝置包括：

蓄電模塊；

DC-AC逆變器，被配置為將蓄電模塊的輸出轉(zhuǎn)換為交流電力；

旁路電路，被配置為直接傳輸該交流電力；以及

控制器，被配置為在用于將DC-AC逆變器的輸出供應(yīng)給負(fù)載的放電模式和用于將旁路電路的輸出供應(yīng)給負(fù)載的旁路模式之間切換，

在所述供電方法中，將用于在放電模式和旁路模式之間切換的閾值設(shè)定在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍。

(6)根據(jù)(5)所述的供電方法，

其中，閾值設(shè)定為比由于DC-AC逆變器的過(guò)載而導(dǎo)致的輸出切斷的閾值小的值。

(7)根據(jù)(5)所述的供電方法，

其中，在使蓄電模塊能夠在過(guò)載狀態(tài)下提供輸出的范圍內(nèi)的輸出時(shí)間比在放電模式和旁路模式之間切換所需的時(shí)間更長(zhǎng)。

(8)根據(jù)(5)所述的供電方法，

其中，考慮到預(yù)期的急劇負(fù)載變化將閾值設(shè)定為較小的值。

<3.變型例>

在上文中，上面已經(jīng)描述了本公開的一個(gè)實(shí)施例，而本公開不限于上述一個(gè)實(shí)施例，并且可以基于本公開的技術(shù)思想做出各種修改。上述實(shí)施例和修改示例中包括的配置、方法、過(guò)程、形式、材料、數(shù)值等僅僅是示例，并且根據(jù)需要可采用與所描述的那些不同的配置、方法、過(guò)程、形式、材料、數(shù)值等。例如，上述一個(gè)實(shí)施例設(shè)定用于將正常驅(qū)動(dòng)模式切換到旁路模式的一個(gè)閾值TH1。然而，可替換地，在形成DC-AC逆變器4的部件的過(guò)載容量為低的情況下，也可允許配置為使得可以將較低的值設(shè)定為閾值。例如，可以配置為使得可以設(shè)定具有使得電池模塊6能夠輸出大功率輸出的范圍的閾值(圖9中的120％值)。此外，通過(guò)使得能夠設(shè)定多個(gè)閾值的配置，可以具有更實(shí)用的配置。

附圖標(biāo)記列表

1 外部交流電力(商用電力)輸入端子

2 交流電源供電端子

3 AC-DC轉(zhuǎn)換器

4 DC-AC逆變器

5 充電電路

6 電池模塊

8 控制器

9 BMU

10 EMU。