[发明专利]蓄电控制装置及蓄电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电控制装置和蓄电控制方法，具体地涉及使用发电元件给蓄电元件充电的蓄电控制装置和针对其的处理方法。

背景技术

越来越需求开发不排放二氧化碳和污染物的清洁能源作为环保措施。其中，近年来，太阳能发电和风力发电在不断地普及扩大。具体地，由于安装在房顶上的太阳能电池（太阳能电池板）的制造成本的减少及其发电效率的增加，太阳能发电设备已普及扩展到在一般家庭中使用。此外，随着太阳能电池的小型化的进步，使得时下已经在出售配备有太阳能电池的移动电话。

太阳能电池所具有的性质与诸如干电池等的恒定电压源的性质是不相同的。即，太阳能电池具有作为取决于端子间的电压的电流源的特性。为此，连接至太阳能电池的负载的电压需要与该太阳能电池的最大功率点电压相一致，以从太阳能电池获得最大输出。在太阳能电池的电流/电压特性中，仅有功率为最大的一个最大功率点（MPP）。然而，由于太阳能电池的电流/电压特性随着环境（诸如照度或温度等）而变化，所以在太阳能电池连接装置工作时，需要执行用于获得MPP电压的控制。该装置工作时用以获得MPP的控制被称为最大功率点跟踪（MPPT）控制。

作为用于执行MPPT控制的方法，已提出了许多方法。然而，用于直流路径的方法大致上分成两种方法，即，切换多个太阳能电池的串联连接或并联连接的方法（例如，参见专利文献1）和控制切换型DC-DC转换器并获得MPP的方法（例如，参见专利文献2）。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2001-218365（图1）

专利文献2：JP 7-336910（图1）

发明内容

技术问题

根据切换多个太阳能电池的串联连接或并联连接以执行MPPT控制的方法，可以执行控制操作，使得电压接近MPP。然而，在该方法中，对于太阳能电池并联连接的情况，各太阳能电池需要使用相同MPP的限制。太阳能电池的串联连接或并联连接类型根据太阳能电池的数目来变化。例如，当存在两个太阳能电池时，该MPP是从全部串联和全部并联的两个MPP中选出的。当存在六个太阳能电池时，该MPP是从四个MPP中选出的。由于各点之间的电压差并不相同，所以会出现大量的端子之间的电压与该MPP不一致的电压区间。

根据控制DC-DC转换器并获得MPP的方法，可以控制输入至开关的控制信号，以使向蓄电池充入的电流最大化。然而，在DC-DC转换器或诸如电流测量电路的控制电路中会产生功耗。

鉴于上述情况而创作了本发明，并且本发明的一个目的在于执行控制操作，以保持诸如太阳能电池的发电元件的MPP并抑制功耗。

解决技术问题的技术方案

根据本发明的第一方面，为了实现上述目标，提供了一种蓄电控制装置，包括：多个发电元件，用于产生电动势；路径切换单元，用于执行路径切换，以使得多个发电元件被分成多个组，并为每个组形成路径；短路路径，其将多个组中的一部分组的输出提供给蓄电元件；电压转换单元，其对多个组中一部分组的输出之外的输出的电压水平进行转换；以及变压路径，其将电压转换单元的输出提供给蓄电元件。因此，通过将多个发电元件的连接路径分成经过电压转换单元的变压路径和不经过电压转换单元的短路路径，并将输出提供给同一蓄电元件，可执行控制操作来保持发电元件的最大功率点（MPP）。

在第一方面中，蓄电控制装置可以进一步包括路径切换控制单元，其控制路径切换单元中的路径切换；以及电压转换控制单元，其控制电压转换单元的电压转换的变压率，并且路径切换控制单元和电压转换控制单元可控制连接至蓄电元件的一侧的电压，使得从变压路径中的发电元件获得最大电力。因此，可执行控制操作来保持发电元件的MPP，并能抑制功耗。在该情况下，蓄电控制装置可进一步包括旁路切换单元，用于当在未执行电压转换的情况下，变压路径中的电压转换单元的输入电压与短路路径中连接至蓄电元件的一侧的电压的差处于预定范围内时，执行切换以对电压转换单元进行旁路。因此，能够抑制电压转换单元的功耗。