[发明专利]用于自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及在风力发电系统等自然能源利用系统中使用的铅蓄电池和铅蓄电池系统。本发明尤其涉及通过掌握在风力发电的变动抑制中使用的铅蓄电池的充电状态(SOC：State of Charge)的推移(变化)，根据SOC推移状况来以适当的频率和方式实施均衡充电，从而能够增加铅蓄电池的寿命，并且降低均衡充电的成本和伴随风力发电蓄电系统的停止产生的损失的、面向自然能源利用系统的铅蓄电池和铅蓄电池系统。

背景技术

全球变暖对全人类来说是重大的问题，各国为了减缓变暖的速度而构建高效的电力系统、智能电网，推进节能，并且正在考虑推进不排放CO₂的太阳能发电和风力发电等自然能源的大量引入。

例如，风力发电具有使用大气循环的自然能源并且不排放CO₂这样的优点，但由于依赖风，因此发电输出不稳定，可能会对电力系统产生不良影响和导致电力质量降低。为了防止这样的对电力系统产生的不良影响，有效使用能源，正期待着使用铅蓄电池等使能源变动正常化且稳定化的风力发电、蓄电系统。要求用于抑制风力发电输出变动的铅蓄电池与风力发电机具有相同的长寿命和低成本。

然而，用于抑制风力发电变动的铅蓄电池在半放电状态(PSOC：Partial State of Charge)下被使用，使得能够配合风力输出变动进行充放电。因此，与以往通常预先充满电在需要时放电的紧急铅蓄电池、和在夜间预先充满电在白天负载多时放电的工业用铅蓄电池不同，而是在通常使用状态下不充满电。在该特殊用途下，为了防止由低SOC产生的负极的硫酸盐化(sulphation)而产生的劣化，而定期(通常每隔1～2周)实施对铅蓄电池充满电的均衡充电(恢复充电)。均衡充电的另一个目的在于为了正确掌握SOC，定期重置SOC值，在均衡充电后成为100％充电状态。

但是，若过于频繁地进行均衡充电，则相反地具有对正极过度充电而引起劣化且减少寿命等问题。

在专利文献1中公开有按照气温对铅蓄电池的均衡充电间隔进行变更的例子。另外，在专利文献2中公开有将铅蓄电池的均衡充电量时的过度充电量设定得比现有(110％～115％)低(99％～102％)，防止正极劣化的意思。

专利文献1：日本特开2003-288947号公报

专利文献2：日本特开2004-39434号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的铅蓄电池和铅蓄电池系统，在用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，通过按照铅蓄电池的使用状况(SOC的推移)来改变铅蓄电池的均衡充电的实施间隔，来使铅蓄电池的寿命增加，减少仅为了掌握SOC而进行的均衡充电，从而能够减小用于进行均衡充电的电力、成本以及自然能源蓄电系统的停止机会，在成本上也具有优势。

另外，本发明的目的在于：提供一种通过使用铅蓄电池一方能够掌握下次预定的均衡充电定时而易于进行使用管理的铅蓄电池和铅蓄电池系统。

本发明的铅蓄电池或铅蓄电池系统，被用于自然能源利用系统中，具有：电池状态测量部，用于测量铅蓄电池的状态；SOC模型，用于表示包含铅蓄电池的电流、电压、温度的输出要素与铅蓄电池的充电状态的关系；以及均衡充电实施部，用于实施铅蓄电池的均衡充电，所述铅蓄电池或铅蓄电池系统的特征在于，设置有：SOC估计部，根据由上述电池状态测量部测量到的信息和上述SOC模型的信息来估计上述铅蓄电池的充电状态；SOC推移DB，记录上述铅蓄电池的充电状态怎样推移；SOC推移历史管理部，在上述SOC推移DB中记录在上述SOC估计部中所估计的充电状态的值，并且调查SOC的推移状况；劣化模型，表示包含上述铅蓄电池的充电状态的铅蓄电池的使用状况与劣化的关系；以及均衡充电最佳计划部，基于来自上述SOC推移历史管理部的SOC推移状况和上述劣化模型的信息来计划均衡充电的最佳实施方式。

另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，上述均衡充电最佳计划部还具有均衡充电间隔确定部和均衡充电方式确定部。

另外，用于自然能源利用系统的铅蓄电池或铅蓄电池系统中，其特征在于，具有SOC估计模型选择部，上述SOC模型具有放电时SOC模型和充电时SOC模型，所述SOC估计模型选择部根据上述电池状态测量部的信息选择上述放电时SOC模型和充电时SOC模型中任一者。