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JP2015133290A - Cooling system, and control device and control method of the same - Google Patents

Cooling system, and control device and control method of the same Download PDF

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JP2015133290A
JP2015133290A JP2014005046A JP2014005046A JP2015133290A JP 2015133290 A JP2015133290 A JP 2015133290A JP 2014005046 A JP2014005046 A JP 2014005046A JP 2014005046 A JP2014005046 A JP 2014005046A JP 2015133290 A JP2015133290 A JP 2015133290A
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JP
Japan
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temperature
cooling
equal
threshold
threshold value
Prior art date
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JP2014005046A
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Japanese (ja)
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将来 上浦
Masaki Kamiura
将来 上浦
明 八杉
Akira Yasugi
明 八杉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of cooling auxiliary machines of an electric storage device such as a power storage unit, which is operated according to a schedule.SOLUTION: A cooling system 5 comprises: cooling fans 6a-6n provided corresponding to respective battery modules 3a-3n; and space-conditioning equipment 7. Each of the cooling fans 6a-6n is turned on to operate when a temperature of the corresponding battery module 3a-3n is equal to or higher than a predetermined first threshold value and when a predicted temperature after a predetermined time period is equal to or higher than a second threshold value. Regarding the space-conditioning equipment 7, when the temperature of any of the battery modules 3a-3n is equal to or higher than a third threshold value and when the predicted temperature after the predetermined time period is equal to or higher than a fourth threshold value, its operation is started. Further, at this time, it is determined whether to actuate a compressor or not depending on whether the predicted temperature after the predetermined time period is less than or equal to or higher than the fifth threshold value.

Description

本発明は、冷却システム及びその制御装置並びに制御方法に係り、特に、電力貯蔵装置等のように、スケジュールに従って充放電の運用がなされる蓄電装置の冷却を行う冷却システム及びその制御装置並びに制御方法に関するものである。   The present invention relates to a cooling system, a control device therefor, and a control method, and in particular, a cooling system that cools a power storage device that is charged and discharged according to a schedule, such as a power storage device, and the control device and control method therefor. It is about.

近年、電力負荷の平準化(ロードレベリング)を目的として、二次電池を用いた電力貯蔵装置が利用されている。ロードレベリングは、電力料金が安価な深夜に電力を貯蔵し、貯蔵した電力を電力負荷の高い昼間に供給して負荷の平準化を図るものである。
二次電池は、充放電により発熱することから、一般的に、冷却ファンや空気調和機などの補機類が設けられている。
In recent years, power storage devices using secondary batteries have been used for the purpose of leveling power loads (load leveling). In load leveling, power is stored in the middle of the night when the power rate is low, and the stored power is supplied in the daytime when the power load is high to level the load.
Since secondary batteries generate heat due to charging and discharging, auxiliary devices such as cooling fans and air conditioners are generally provided.

特開平10−64598号公報JP-A-10-64598

従来、冷却補機類は、電力貯蔵装置の充放電にかかわらず、常時運転されていることが多く、電力を無駄に消費していた。   Conventionally, the cooling auxiliary machines are often operated at all times regardless of charging / discharging of the power storage device, and power is consumed wastefully.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、例えば、電力貯蔵装置のように、スケジュールに従って充放電の運用がなされる蓄電装置の冷却補機類の消費電力を低減することのできる冷却システム及びその制御装置並びに制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, for example, to reduce the power consumption of cooling auxiliary equipment for a power storage device that is charged and discharged according to a schedule, such as a power storage device. It is an object of the present invention to provide a cooling system capable of performing the same, a control device thereof, and a control method.

本発明の第1態様は、蓄電手段を冷却する第1冷却手段と、前記第1冷却手段よりも消費電力の高い第2冷却手段とを備える冷却システムの制御装置であって、前記蓄電手段の充放電パターンが予め設定されているスケジュール情報を格納する記憶手段と、前記蓄電手段の温度が所定の第1閾値以上である場合に、前記スケジュール情報を参照して、所定時間後の温度を予測する温度予測手段と、前記蓄電手段の温度が前記第1閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第1閾値よりも高い値に設定されている第2閾値以上である場合に、前記第1冷却手段を作動させる作動指令出力手段とを備える冷却システムの制御装置である。ここで、前記温度予測手段は、前記第1冷却手段が作動されるまで、または、前記蓄電手段の温度が前記第1閾値未満となるまで、温度予測を所定の時間間隔で繰り返すこととしてもよい。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for a cooling system comprising: a first cooling unit that cools the power storage unit; and a second cooling unit that consumes more power than the first cooling unit. A storage unit that stores schedule information in which a charge / discharge pattern is set in advance, and a temperature after a predetermined time is predicted with reference to the schedule information when the temperature of the power storage unit is equal to or higher than a predetermined first threshold value And the temperature predicted by the temperature predicting means is equal to or higher than the first threshold, and the temperature predicted by the temperature predicting means is equal to or higher than the second threshold set to a value higher than the first threshold. In some cases, the control device of the cooling system includes an operation command output means for operating the first cooling means. Here, the temperature prediction unit may repeat the temperature prediction at predetermined time intervals until the first cooling unit is operated or until the temperature of the power storage unit becomes less than the first threshold value. .

上記冷却システムの制御装置によれば、蓄電手段の温度が所定の第1閾値以上である場合に、スケジュール情報を参照して、所定時間後の温度を予測する。そして、蓄電手段の温度が第1閾値以上であり、かつ、予測した温度が第1閾値よりも高い値に設定されている第2閾値以上である場合に、第1冷却手段を作動させる。このように、第1冷却手段を作動させる際に、将来の温度予測を行い、将来温度上昇が見込まれる場合に限って第1冷却手段を作動させるので、第1冷却手段の無駄な起動を抑制することができ、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。   According to the control device of the cooling system, when the temperature of the power storage unit is equal to or higher than the predetermined first threshold, the temperature after a predetermined time is predicted with reference to the schedule information. Then, when the temperature of the power storage means is equal to or higher than the first threshold and the predicted temperature is equal to or higher than the second threshold set to a value higher than the first threshold, the first cooling means is operated. In this way, when the first cooling means is operated, the future temperature is predicted, and the first cooling means is operated only when the future temperature rise is expected, so that unnecessary activation of the first cooling means is suppressed. It is possible to suppress wasteful power consumption.

上記冷却システムの制御装置において、前記温度予測手段は、前記第1冷却手段が作動している状態であり、かつ、前記蓄電手段の温度が前記第2閾値よりも高い値に設定されている第3閾値以上である場合に、前記温度予測を行い、前記作動指令出力手段は、前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第3閾値よりも高い値に設定されている第4閾値以上である場合に、前記第2冷却手段を作動させることとしてもよい。またこのとき、前記温度予測手段は、前記第2冷却手段が作動されるまで、または、前記蓄電手段の温度が前記第3閾値未満となるまで、温度予測を所定の時間間隔で繰り返すこととしてもよい。   In the control device of the cooling system, the temperature predicting unit is a state in which the first cooling unit is operating and the temperature of the power storage unit is set to a value higher than the second threshold value. When the temperature is equal to or greater than three thresholds, the temperature prediction is performed, and the operation command output means is configured such that the temperature of the power storage means is equal to or higher than the third threshold and the temperature predicted by the temperature prediction means is the third threshold. The second cooling means may be operated when the value is equal to or higher than a fourth threshold value set to a value higher than the threshold value. Further, at this time, the temperature predicting means may repeat the temperature prediction at predetermined time intervals until the second cooling means is operated or until the temperature of the power storage means becomes less than the third threshold value. Good.

第1冷却手段を作動させた状態で、蓄電手段がさらに昇温して第3閾値を超えると、温度予測が再度行われる。この場合、蓄電手段の温度が第3閾値以上であり、かつ、予測した温度が第3閾値よりも大きな値である第4閾値以上である場合に、第2冷却手段を作動させる。このように、第2冷却手段を作動させるときも、将来の温度予測を行い、将来温度上昇が見込まれる場合に限って第2冷却手段を作動させる。これにより、第2冷却手段の無駄な起動を抑制することができ、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。   When the temperature of the power storage unit is further increased and exceeds the third threshold value with the first cooling unit being operated, temperature prediction is performed again. In this case, the second cooling unit is operated when the temperature of the power storage unit is equal to or higher than the third threshold value and the predicted temperature is equal to or higher than the fourth threshold value, which is larger than the third threshold value. In this way, when the second cooling means is operated, the future temperature is predicted, and the second cooling means is operated only when the future temperature rise is expected. Thereby, useless start-up of the second cooling means can be suppressed, and useless power consumption can be suppressed.

上記冷却システムの制御装置において、前記第2冷却手段は、冷媒を圧縮し、圧縮した前記冷媒を循環させる圧縮機を備えた空気調和機であり、前記作動指令出力手段は、前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第4閾値以上であり、かつ、前記第4閾値よりも高い値に設定された第5閾値未満である場合に、前記圧縮機を作動させない制御モードで前記空気調和機を作動させ、前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第5閾値以上である場合に、前記圧縮機を作動させる制御モードで前記空気調和機を作動させることとしてもよい。   In the cooling system control device, the second cooling means is an air conditioner including a compressor that compresses the refrigerant and circulates the compressed refrigerant, and the operation command output means is a temperature of the power storage means. Is not less than the third threshold, and the temperature predicted by the temperature predicting means is not less than the fourth threshold and less than the fifth threshold set to a value higher than the fourth threshold. In addition, the air conditioner is operated in a control mode in which the compressor is not operated, the temperature of the power storage means is equal to or higher than the third threshold value, and the temperature predicted by the temperature prediction means is equal to or higher than the fifth threshold value. In this case, the air conditioner may be operated in a control mode in which the compressor is operated.

このように、第2冷却手段が空気調和機であった場合には、将来の温度上昇の度合いによって、圧縮機を作動させるか否かを判断する。これにより、将来の温度上昇に応じた冷房モードで空気調和機を運転させることができ、無駄な電力消費を抑制することができる。例えば、前記作動指令出力手段は、前記圧縮機を作動させない制御モードで前記空気調和機を作動させる場合には、室内温度よりも高い設定温度を前記空気調和機に与えることとすればよい。   Thus, when the 2nd cooling means is an air conditioner, it is judged whether a compressor is operated according to the degree of future temperature rise. Thereby, the air conditioner can be operated in a cooling mode corresponding to a future temperature rise, and wasteful power consumption can be suppressed. For example, when the air conditioner is operated in a control mode in which the compressor is not operated, the operation command output means may give a set temperature higher than a room temperature to the air conditioner.

本発明の第2態様は、上記冷却システムの制御装置を備える冷却システムである。
本発明の第3態様は、上記冷却システムを備える電力貯蔵システムである。
本発明の第4態様は、蓄電手段を冷却する第1冷却手段と、前記第1冷却手段よりも消費電力の高い第2冷却手段とを備える冷却システムの制御方法であって、前記蓄電手段の充放電パターンが予め設定されているスケジュール情報を予め取得し、前記蓄電手段の温度が所定の第1閾値以上である場合に、前記スケジュール情報を参照して、所定時間後の温度を予測し、前記蓄電手段の温度が前記第1閾値以上であり、かつ、予測温度が前記第1閾値よりも高い値に設定されている第2閾値以上である場合に、前記第1冷却手段を作動させる冷却システムの制御方法である。
A 2nd aspect of this invention is a cooling system provided with the control apparatus of the said cooling system.
A 3rd aspect of this invention is an electric power storage system provided with the said cooling system.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cooling system control method comprising: a first cooling unit that cools the power storage unit; and a second cooling unit that consumes more power than the first cooling unit. Schedule information in which a charge / discharge pattern is set in advance is acquired in advance, and when the temperature of the power storage unit is equal to or higher than a predetermined first threshold, the temperature after a predetermined time is predicted with reference to the schedule information, Cooling that activates the first cooling means when the temperature of the power storage means is equal to or higher than the first threshold and the predicted temperature is equal to or higher than a second threshold set to a value higher than the first threshold. This is a system control method.

本発明によれば、電力貯蔵装置のように、スケジュールに従って充放電の運用がなされる蓄電装置の冷却補機類の消費電力を低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the cooling auxiliary equipment of the power storage device that is charged and discharged according to the schedule as in the power storage device.

本発明の一実施形態に係る冷却システムが適用される電力貯蔵システムの概略全体構成を示した図である。It is the figure which showed the schematic whole structure of the electric power storage system with which the cooling system which concerns on one Embodiment of this invention is applied. 本発明の一実施形態に係るシステム制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the system control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 温度予測部による温度予測の開始タイミングについて示した図である。It is the figure shown about the start timing of the temperature prediction by a temperature estimation part. 冷却ファンの作動開始条件について示した図である。It is the figure shown about the operation start conditions of the cooling fan. 空気調和機の作動開始条件について示した図である。It is the figure shown about the operation start conditions of the air conditioner. 冷却ファンの作動開始の条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions of the operation | movement start of a cooling fan. 冷却ファンの作動開始の条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions of the operation | movement start of a cooling fan. 空気調和機の運転開始に関する条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions regarding the driving | operation start of an air conditioner. 圧縮機の作動と温度設定値について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the action | operation and temperature setting value of a compressor. 空気調和機及び冷却ファンの動作を停止させるための条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions for stopping operation | movement of an air conditioner and a cooling fan.

以下に、本発明の一実施形態に係る冷却システム及びその制御装置並びに制御方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る冷却システム5が適用される電力貯蔵システム1の概略全体構成を示した図である。図1に示すように、本実施形態に係る電力貯蔵システム1は、蓄電装置2と、冷却システム5と、システム制御装置10とを備えている。
Hereinafter, a cooling system, a control device thereof, and a control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic overall configuration of a power storage system 1 to which a cooling system 5 according to the present embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the power storage system 1 according to this embodiment includes a power storage device 2, a cooling system 5, and a system control device 10.

蓄電装置2は、複数の電池モジュール3a〜3nと、電池モジュール3a〜3nを管理するバッテリマネジメントユニット(以下、「BMU」という。)4とを備えている。各電池モジュール3a〜3nは、例えば、複数の二次電池を直列に接続した構成とされている。BMU4は、蓄電装置2の温度、残容量、セルバランス等を監視する電池監視ユニットである。本発明による電池モジュール3a〜3nを構成する二次電池は、リチウム二次電池、鉛二次電池、ニッケル水素二次電池など特に限定されないが、充放電の追従性がよく、二次電池の温度が低い場合の充放電に伴う二次電池の劣化の管理の重要性から、リチウム二次電池であることが好ましい。   The power storage device 2 includes a plurality of battery modules 3 a to 3 n and a battery management unit (hereinafter referred to as “BMU”) 4 that manages the battery modules 3 a to 3 n. Each battery module 3a-3n is set as the structure which connected the some secondary battery in series, for example. The BMU 4 is a battery monitoring unit that monitors the temperature, remaining capacity, cell balance, and the like of the power storage device 2. The secondary battery constituting the battery modules 3a to 3n according to the present invention is not particularly limited, such as a lithium secondary battery, a lead secondary battery, and a nickel hydride secondary battery, but has good charge / discharge followability and the temperature of the secondary battery. From the importance of managing the deterioration of the secondary battery due to charge / discharge when the battery is low, a lithium secondary battery is preferable.

冷却システム5は、電池モジュール3a〜3nにそれぞれ対応して設けられた冷却ファン6a〜6nと、空気調和機7と、システム制御装置10とを備えている。システム制御装置10は、蓄電装置2のBMU4から各電池モジュール3a〜3nの温度(以下「モジュール温度」という。)等を受信するとともに、システム内に設置されている温度センサ8からシステム内温度を受信する。また、空気調和機の制御装置9から空調の動作状態に関する情報を受信する。そして、これら受信した情報を用いて、冷却ファン6a〜6n及び空気調和機7を制御する。空気調和機7は冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を循環させる圧縮機を備えている。   The cooling system 5 includes cooling fans 6 a to 6 n provided corresponding to the battery modules 3 a to 3 n, an air conditioner 7, and a system control device 10, respectively. The system control device 10 receives the temperature (hereinafter referred to as “module temperature”) of each of the battery modules 3a to 3n from the BMU 4 of the power storage device 2, and also calculates the system internal temperature from the temperature sensor 8 installed in the system. Receive. Moreover, the information regarding the operation state of an air conditioning is received from the control apparatus 9 of an air conditioner. And the cooling fans 6a-6n and the air conditioner 7 are controlled using these received information. The air conditioner 7 includes a compressor that compresses the refrigerant and circulates the compressed refrigerant.

ここで、各冷却ファン6a〜6nについては、対応する電池モジュール3a〜3nの温度に基づいて個別に制御される。一方、空気調和機については、いずれか一つの電池モジュールについての温度が後述する所定の条件を満たした場合に、運転が開始される。   Here, the cooling fans 6a to 6n are individually controlled based on the temperatures of the corresponding battery modules 3a to 3n. On the other hand, about an air conditioner, a driving | operation is started when the temperature about any one battery module satisfy | fills the predetermined conditions mentioned later.

図2は、システム制御装置10の機能を示した機能ブロック図である。図2に示すように、システム制御装置10は、情報取得部21と、記憶部23と、温度予測部25と、作動指令出力部27とを備えている。
情報取得部21は、上述した蓄電装置2の温度、システム内温度、空気調和機の動作情報等の各種情報を取得する。
記憶部23には、蓄電装置2の充放電パターンが予め設定されているスケジュール情報が格納されている。電力貯蔵システム1は、例えば、ロードレベリングなどに用いられ、充電時間帯と放電時間帯とがスケジュールによって予め設定されている。なお、このスケジュール情報については、電力貯蔵システムを制御する制御装置(図示略)に定期的にアクセスし、取得することとしてもよい。また、天候予測などから推測される運転パターンをシステム制御装置10で管理し、天候予測をスケジュール情報に反映させてもよい。
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions of the system control apparatus 10. As shown in FIG. 2, the system control device 10 includes an information acquisition unit 21, a storage unit 23, a temperature prediction unit 25, and an operation command output unit 27.
The information acquisition unit 21 acquires various types of information such as the temperature of the power storage device 2 described above, the temperature in the system, and the operation information of the air conditioner.
The storage unit 23 stores schedule information in which the charge / discharge pattern of the power storage device 2 is set in advance. The power storage system 1 is used, for example, for load leveling and the like, and a charging time zone and a discharging time zone are preset according to a schedule. The schedule information may be acquired by periodically accessing a control device (not shown) that controls the power storage system. Moreover, the driving | running pattern estimated from a weather prediction etc. may be managed by the system control apparatus 10, and a weather prediction may be reflected on schedule information.

温度予測部25は、例えば、図3に示すように、モジュール温度が所定の第1閾値(例えば、30℃)に達した場合に、記憶部23に格納されているスケジュール情報を参照して、所定時間後(例えば、1時間後)のモジュール温度を予測する。ここで、温度予測部25は、電池モジュール3i(i=1〜n)のモジュール温度が第1閾値を超える度に、その電池モジュール3iに関する温度予測を開始する。また、温度予測部25は、その電池モジュール3iの温度が第1閾値未満となるか、あるいは、その電池モジュール3iに対応する冷却ファン6iが作動を開始するまで、当該電池モジュール3iに関する温度予測を所定の時間間隔(例えば、5分間隔)で継続して行う。   For example, as illustrated in FIG. 3, the temperature prediction unit 25 refers to the schedule information stored in the storage unit 23 when the module temperature reaches a predetermined first threshold (for example, 30 ° C.). The module temperature after a predetermined time (for example, after 1 hour) is predicted. Here, every time the module temperature of the battery module 3i (i = 1 to n) exceeds the first threshold, the temperature prediction unit 25 starts temperature prediction regarding the battery module 3i. Further, the temperature predicting unit 25 performs temperature prediction regarding the battery module 3i until the temperature of the battery module 3i becomes less than the first threshold or until the cooling fan 6i corresponding to the battery module 3i starts operating. It is performed continuously at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes).

また、温度予測部25は、図3に示すように、モジュール温度が所定の第3閾値(例えば、35℃)に達した場合に、所定時間後(例えば、1時間後)のモジュール温度を予測する。このときの温度予測は、空気調和機7が動作されるか、あるいは、モジュール温度が第3閾値以下となるまで、所定の時間間隔(例えば、5分間隔)で繰り返し行う。
なお、上記に代えて、所定の時間間隔(例えば、5分間隔)で、各電池モジュール3a〜3nについて温度予測を行うようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the temperature predicting unit 25 predicts a module temperature after a predetermined time (for example, 1 hour) when the module temperature reaches a predetermined third threshold (for example, 35 ° C.). To do. The temperature prediction at this time is repeated at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes) until the air conditioner 7 is operated or the module temperature becomes equal to or lower than the third threshold value.
Instead of the above, temperature prediction may be performed for each of the battery modules 3a to 3n at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes).

モジュール予測温度は、例えば、モジュール温度とスケジュール情報とから、所定時間後の発熱量を算出し、算出した発熱量から所定時間後の温度上昇予測値を算出し、現在のモジュール温度に温度上昇予測値を加えることで算出することができる。演算式は、例えば、以下の(1)式、(2)式で与えられる。   The predicted module temperature is calculated, for example, from the module temperature and schedule information, after calculating the heat generation amount after a predetermined time, calculating the predicted temperature increase value after a predetermined time from the calculated heat generation amount, and predicting the temperature increase to the current module temperature. It can be calculated by adding a value. The arithmetic expression is given by, for example, the following expressions (1) and (2).

(放電電力×放電時間)/熱容量=予測発熱量/熱容量=温度上昇予測値 (1)
温度上昇予測値+現在のモジュール温度=モジュール予測温度 (2)
(Discharge power x discharge time) / heat capacity = predicted calorific value / heat capacity = predicted temperature rise (1)
Predicted temperature rise + current module temperature = predicted module temperature (2)

作動指令出力部27は、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfと現在のモジュール温度Tpとを用いて、各冷却ファン6a〜6g及び空気調和機7のそれぞれを動作させるか否かを判断し、その判断結果に応じてそれぞれに動作指令を与える。
具体的には、図4に示すように、現在のモジュール温度Tpが第1閾値以上であり、モジュール予測温度Tfが第2閾値(第1閾値よりも大きい値であり、例えば、32.5℃)以上である場合、当該電池モジュール3iに対応する冷却ファン6iを作動させる。なお、いずれか一方の条件を満たさない場合には、冷却ファン6iは作動させない。
The operation command output unit 27 determines whether to operate each of the cooling fans 6a to 6g and the air conditioner 7 using the module predicted temperature Tf and the current module temperature Tp by the temperature prediction unit 25, An operation command is given to each according to the determination result.
Specifically, as shown in FIG. 4, the current module temperature Tp is equal to or higher than the first threshold value, and the predicted module temperature Tf is a second threshold value (a value larger than the first threshold value, for example, 32.5 ° C. ) If it is above, the cooling fan 6i corresponding to the battery module 3i is operated. Note that if either condition is not satisfied, the cooling fan 6i is not operated.

また、図5(a)に示すように、現在のモジュール温度Tpが第3閾値(第2閾値よりも大きい値であり、例えば、35℃)以上であり、モジュール予測温度Tfが第4閾値(第3閾値よりも大きい値であり、例えば、37.5℃)以上かつ第5閾値未満(第4閾値よりも大きい値であり、例えば、40℃)である場合に、圧縮機を作動させない運転モードで空気調和機7を運転させる。圧縮機を作動させない運転モードとは、冷却ファン6a〜6nと空気調和機7の送風により電池モジュール3a〜3nを冷却するものである。また、図5(b)に示すように、現在のモジュール温度Tpが第3閾値以上であり、モジュール予測温度Tfが第5閾値以上である場合に、圧縮機を作動させる運転モードで空気調和機を運転させる。
なお、現在のモジュール温度Tpが第3閾値未満であるか、あるいは、モジュール予測温度Tfが第4閾値未満である場合には、空気調和機7の運転を開始させない。
Further, as shown in FIG. 5A, the current module temperature Tp is equal to or higher than the third threshold value (a value larger than the second threshold value, for example, 35 ° C.), and the predicted module temperature Tf is equal to the fourth threshold value ( Operation that does not operate the compressor when the value is greater than the third threshold value, for example, 37.5 ° C. or more and less than the fifth threshold value (value that is greater than the fourth threshold value, for example, 40 ° C.) The air conditioner 7 is operated in the mode. The operation mode in which the compressor is not operated is to cool the battery modules 3 a to 3 n by the cooling fans 6 a to 6 n and the air conditioner 7. Further, as shown in FIG. 5B, when the current module temperature Tp is equal to or higher than the third threshold value and the predicted module temperature Tf is equal to or higher than the fifth threshold value, the air conditioner is operated in the operation mode in which the compressor is operated. Drive.
Note that if the current module temperature Tp is less than the third threshold value or the module predicted temperature Tf is less than the fourth threshold value, the operation of the air conditioner 7 is not started.

次に、上記機能を備えるシステム制御装置10によって実行される冷却システム5の制御方法について、図を参照して具体的に説明する。ここで、上記冷却ファン6a〜6nについては、各冷却ファン6a〜6nに対応する電池モジュール3a〜3nの温度が図4に示した条件をそれぞれ満たした場合に、対応する冷却ファン6a〜6nが個別に作動する。一方、空気調和機7については、冷却システム5に1台しか設置されていないため、いずれか一つの電池モジュールについて図5に示す条件が満たされた場合に、動作が開始される。以下、説明の便宜上、電池モジュール3aを例に挙げて、システム制御装置10の処理内容について説明する。   Next, a method for controlling the cooling system 5 executed by the system control apparatus 10 having the above functions will be specifically described with reference to the drawings. Here, regarding the cooling fans 6a to 6n, when the temperatures of the battery modules 3a to 3n corresponding to the cooling fans 6a to 6n satisfy the conditions shown in FIG. 4, the corresponding cooling fans 6a to 6n Operates individually. On the other hand, since only one air conditioner 7 is installed in the cooling system 5, the operation is started when the condition shown in FIG. 5 is satisfied for any one of the battery modules. Hereinafter, for convenience of explanation, the processing content of the system control apparatus 10 will be described by taking the battery module 3a as an example.

まず、電池モジュール3aのモジュール温度が上昇して第1閾値に達すると(図3参照)、温度予測部25によるモジュール温度予測が開始される。具体的には、記憶部23からスケジュール情報が取得され、取得したスケジュール情報や現在のモジュール温度等を考慮して、上記(1)、(2)式により所定時間後(例えば、1時間後)のモジュール予測温度Tfが算出される。
この結果、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfが図6に示すように第2閾値以上であり、かつ、現在のモジュール温度Tpが第1閾値以上である場合に(図4参照)、作動指令出力部27は、電池モジュール3aに対応する冷却ファン6aに対して動作指令を出力する。これに対し、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfが図7に示すように第2閾値未満であった場合には、作動指令出力部27は冷却ファン6aに対して作動指令を出力しない。この場合、現在のモジュール温度Tpが第1閾値未満となるか、あるいは、モジュール予測温度Tfが第2閾値以上となるまで、温度予測の演算が所定の時間間隔(例えば、5分間隔)で継続して行われる。
First, when the module temperature of the battery module 3a rises and reaches the first threshold (see FIG. 3), module temperature prediction by the temperature prediction unit 25 is started. Specifically, schedule information is acquired from the storage unit 23, and after a predetermined time (for example, one hour later) according to the above formulas (1) and (2) in consideration of the acquired schedule information, current module temperature, and the like. The predicted module temperature Tf is calculated.
As a result, when the module predicted temperature Tf by the temperature prediction unit 25 is equal to or higher than the second threshold as shown in FIG. 6 and the current module temperature Tp is equal to or higher than the first threshold (see FIG. 4), the operation command The output unit 27 outputs an operation command to the cooling fan 6a corresponding to the battery module 3a. On the other hand, when the module predicted temperature Tf by the temperature prediction unit 25 is less than the second threshold as shown in FIG. 7, the operation command output unit 27 does not output an operation command to the cooling fan 6a. In this case, until the current module temperature Tp becomes lower than the first threshold value or the predicted module temperature Tf becomes equal to or higher than the second threshold value, the temperature prediction calculation continues at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes). Done.

続いて、どこかのタイミングで、冷却ファン6aの動作開始の条件が充足され、冷却ファン6aが作動を開始した後に、更に、電池モジュール3aのモジュール温度が上昇して第3閾値に達すると、温度予測部25により、モジュール予測温度Tfが算出される。そして、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfが図8のβで示されるように、第4閾値以上第5閾値未満であった場合には、作動指令出力部27は、圧縮機を作動させない運転モードで空気調和機7を動作させる。このとき、作動指令出力部27は、図9に示すように、温度センサ8から通知されるシステム内温度よりも高い設定温度を空気調和機の制御装置9に与える。これにより、圧縮機を作動させない運転モードで空気調和機7を運転させることができる。   Subsequently, at some timing, after the conditions for starting the operation of the cooling fan 6a are satisfied and the cooling fan 6a starts to operate, when the module temperature of the battery module 3a further increases and reaches the third threshold value, The temperature prediction unit 25 calculates a module predicted temperature Tf. When the module predicted temperature Tf by the temperature predicting unit 25 is equal to or greater than the fourth threshold value and less than the fifth threshold value as indicated by β in FIG. 8, the operation command output unit 27 operates so as not to operate the compressor. The air conditioner 7 is operated in the mode. At this time, as shown in FIG. 9, the operation command output unit 27 gives a set temperature higher than the in-system temperature notified from the temperature sensor 8 to the control device 9 of the air conditioner. Thereby, the air conditioner 7 can be operated in an operation mode in which the compressor is not operated.

また、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfが図8のγで示されるように、第5閾値以上であった場合には、作動指令出力部27は、圧縮機を作動させる運転モードで空気調和機7を動作させる。このとき、作動指令出力部27は、図9に示すように、温度センサ8から通知されるシステム内温度よりも低い設定温度を空気調和機の制御装置9に与える。これにより、圧縮機を作動させる運転モードで空気調和機7を運転させることができる。
また、温度予測部25によるモジュール予測温度Tfが図8のαで示されるように、第4閾値未満であった場合には、作動指令出力部27は、空気調和機7の運転開始を見送る。この場合、現在の電池モジュール温度Tpが第3閾値未満となるか、あるいは、モジュール予測温度Tfが第4閾値以上となるまで、温度予測の演算が所定の時間間隔(例えば、5分間隔)で継続して行われる。
Further, when the module predicted temperature Tf by the temperature prediction unit 25 is equal to or higher than the fifth threshold as indicated by γ in FIG. 8, the operation command output unit 27 performs air conditioning in the operation mode in which the compressor is operated. The machine 7 is operated. At this time, as shown in FIG. 9, the operation command output unit 27 gives a set temperature lower than the system temperature notified from the temperature sensor 8 to the control device 9 of the air conditioner. Thereby, the air conditioner 7 can be operated in the operation mode in which the compressor is operated.
Further, when the module predicted temperature Tf by the temperature prediction unit 25 is less than the fourth threshold value as indicated by α in FIG. 8, the operation command output unit 27 defers the operation start of the air conditioner 7. In this case, until the current battery module temperature Tp becomes lower than the third threshold value or the module predicted temperature Tf becomes equal to or higher than the fourth threshold value, the temperature prediction calculation is performed at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes). Continued.

また、作動指令出力部27は、図10に示すように、全ての電池モジュールの現在温度Tpが、第1閾値よりも低い値に設定されている安全領域温度以下となった場合に、空気調和機7及び全ての冷却ファン6a〜6nの動作を停止させる。   Further, as shown in FIG. 10, the operation command output unit 27 performs air conditioning when the current temperatures Tp of all the battery modules are equal to or lower than the safety region temperature set to a value lower than the first threshold value. The operation of the machine 7 and all the cooling fans 6a to 6n is stopped.

以上説明したように、本実施形態に係る冷却システム及びその制御装置並びに制御方法によれば、電池モジュール3iの温度が所定の第1閾値以上であり、かつ、将来の予測温度が第2閾値以上である場合に限って、冷却ファン6iを作動させる。これにより、冷却ファン6iの無駄な起動を抑制することができ、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。   As described above, according to the cooling system, the control device thereof, and the control method according to the present embodiment, the temperature of the battery module 3i is equal to or higher than the predetermined first threshold, and the predicted future temperature is equal to or higher than the second threshold. Only when it is, the cooling fan 6i is operated. Thereby, useless start-up of the cooling fan 6i can be suppressed, and useless power consumption can be suppressed.

更に、冷却ファン6iを作動させた状態で、電池モジュール3iがさらに昇温してモジュール温度が第3閾値を超えた場合には、電池モジュールの温度が第3閾値以上であり、かつ、予測した温度が第4閾値以上である場合に、空気調和機7を運転させる。このとき、予測温度に応じて、圧縮機を作動させた運転モードにするか、圧縮機を作動させない運転モードにするかが決定される。このように、温度上昇の度合いに応じて、段階的に空気調和機を動作させるので、無駄な電力消費を更に抑制することが可能となる。   Further, when the temperature of the battery module 3i further increases and the module temperature exceeds the third threshold value with the cooling fan 6i operated, the temperature of the battery module is equal to or higher than the third threshold value and is predicted. When the temperature is equal to or higher than the fourth threshold, the air conditioner 7 is operated. At this time, according to the predicted temperature, it is determined whether to set the operation mode in which the compressor is operated or the operation mode in which the compressor is not operated. Thus, since the air conditioner is operated in stages according to the degree of temperature rise, it is possible to further suppress wasteful power consumption.

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

1 電力貯蔵システム
2 蓄電装置
3a〜3n 電池モジュール
4 BMU
5 冷却システム
6a〜6n 冷却ファン
7 空気調和機
8 温度センサ
9 空気調和機の制御装置
10 システム制御装置
21 情報取得部
23 記憶部
25 温度予測部
27 作動指令出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power storage system 2 Electric power storage apparatus 3a-3n Battery module 4 BMU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Cooling system 6a-6n Cooling fan 7 Air conditioner 8 Temperature sensor 9 Air conditioner control apparatus 10 System control apparatus 21 Information acquisition part 23 Storage part 25 Temperature prediction part 27 Operation command output part

Claims (7)

蓄電手段を冷却する第1冷却手段と、前記第1冷却手段よりも消費電力の高い第2冷却手段とを備える冷却システムの制御装置であって、
前記蓄電手段の充放電パターンが予め設定されているスケジュール情報を格納する記憶手段と、
前記蓄電手段の温度が所定の第1閾値以上である場合に、前記スケジュール情報を参照して、所定時間後の温度を予測する温度予測手段と、
前記蓄電手段の温度が前記第1閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第1閾値よりも高い値に設定されている第2閾値以上である場合に、前記第1冷却手段を作動させる作動指令出力手段と
を備える冷却システムの制御装置。
A control device for a cooling system, comprising: a first cooling means for cooling the power storage means; and a second cooling means having higher power consumption than the first cooling means,
Storage means for storing schedule information in which a charge / discharge pattern of the power storage means is preset;
A temperature predicting means for predicting the temperature after a predetermined time with reference to the schedule information when the temperature of the power storage means is equal to or higher than a predetermined first threshold;
When the temperature of the power storage means is equal to or higher than the first threshold, and the temperature predicted by the temperature prediction means is equal to or higher than a second threshold set to a value higher than the first threshold, the first A control device for a cooling system, comprising an operation command output means for operating one cooling means.
前記温度予測手段は、前記第1冷却手段が作動している状態であり、かつ、前記蓄電手段の温度が前記第2閾値よりも高い値に設定されている第3閾値以上である場合に、前記温度予測を行い、
前記作動指令出力手段は、前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第3閾値よりも高い値に設定されている第4閾値以上である場合に、前記第2冷却手段を作動させる請求項1に記載の冷却システムの制御装置。
When the temperature predicting means is in a state where the first cooling means is operating and the temperature of the power storage means is equal to or higher than a third threshold value set to a value higher than the second threshold value, Perform the temperature prediction,
The operation command output means has a temperature equal to or higher than the third threshold value and the temperature predicted by the temperature prediction means is set to a value higher than the third threshold value. The control device of the cooling system according to claim 1, wherein the second cooling means is operated when
前記第2冷却手段は、冷媒を圧縮し、圧縮した前記冷媒を循環させる圧縮機を備えた空気調和機であり、
前記作動指令出力手段は、
前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第4閾値以上であり、かつ、前記第4閾値よりも高い値に設定された第5閾値未満である場合に、前記圧縮機を作動させない制御モードで前記空気調和機を作動させ、
前記蓄電手段の温度が前記第3閾値以上であり、かつ、前記温度予測手段によって予測された温度が前記第5閾値以上である場合に、前記圧縮機を作動させる制御モードで前記空気調和機を作動させる請求項2に記載の冷却システムの制御装置。
The second cooling means is an air conditioner including a compressor that compresses a refrigerant and circulates the compressed refrigerant,
The operation command output means includes
A fifth temperature in which the temperature of the power storage means is equal to or higher than the third threshold value, and the temperature predicted by the temperature prediction means is equal to or higher than the fourth threshold value and higher than the fourth threshold value. When the air conditioner is operated in a control mode in which the compressor is not operated when the value is less than the threshold;
When the temperature of the power storage means is equal to or higher than the third threshold value and the temperature predicted by the temperature prediction means is equal to or higher than the fifth threshold value, the air conditioner is controlled in a control mode for operating the compressor. The control device of the cooling system according to claim 2 to be operated.
前記作動指令出力手段は、室内温度よりも高い設定温度を前記空気調和機に与えることにより、前記圧縮機を作動させない制御モードで前記空気調和機を作動させる請求項3に記載の冷却システムの制御装置。   The control of the cooling system according to claim 3, wherein the operation command output means operates the air conditioner in a control mode in which the compressor is not operated by giving a set temperature higher than a room temperature to the air conditioner. apparatus. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の冷却システムの制御装置を備える冷却システム。   A cooling system provided with the control apparatus of the cooling system in any one of Claims 1-4. 請求項5に記載の冷却システムを備える電力貯蔵システム。   An electric power storage system comprising the cooling system according to claim 5. 蓄電手段を冷却する第1冷却手段と、前記第1冷却手段よりも消費電力の高い第2冷却手段とを備える冷却システムの制御方法であって、
前記蓄電手段の充放電パターンが予め設定されているスケジュール情報を予め取得し、
前記蓄電手段の温度が所定の第1閾値以上である場合に、前記スケジュール情報を参照して、所定時間後の温度を予測し、
前記蓄電手段の温度が前記第1閾値以上であり、かつ、予測温度が前記第1閾値よりも高い値に設定されている第2閾値以上である場合に、前記第1冷却手段を作動させる冷却システムの制御方法。
A cooling system control method comprising: a first cooling means for cooling an electricity storage means; and a second cooling means having higher power consumption than the first cooling means,
Obtain in advance schedule information in which the charge / discharge pattern of the power storage means is preset,
When the temperature of the power storage means is equal to or higher than a predetermined first threshold, the temperature after a predetermined time is predicted with reference to the schedule information,
Cooling that activates the first cooling means when the temperature of the power storage means is equal to or higher than the first threshold and the predicted temperature is equal to or higher than a second threshold set to a value higher than the first threshold. How to control the system.
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