CN103094949A - 控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制装置和控制方法，该控制装置包括：获取部，被配置为获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及控制部，被配置为将输出电压与电压范围互相比较，并控制电池单元，使输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

Description

控制装置和控制方法

技术领域

本公开涉及一种控制装置和控制方法，其中，例如，电池的输出有效输出到外部。

背景技术

对从诸如电池的电源提供的电压进行升压或降压的DC-DC转换器普遍使用。日本专利公开第2003-158877号公开了一种备用电容器的电压低于基准电压时关闭DC-DC转换器的技术。

发明内容

一般来说，如果DC-DC转换器运行，DC-DC转换器消耗电力，因此降低了效率。因此，需要在必要时打开/关闭DC-DC转换器。根据上述文献中公开的技术，在正常运行时，DC-DC转换器始终运行。因此，该技术存在效率低的问题，如上所述。

由此，需要提供一种控制装置和控制方法，其中，例如，控制DC-DC转换器的开/关操作，使电池的输出有效输出到外部。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种控制装置，包括：获取部，被配置为获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及，控制部，被配置为将输出电压与电压范围互相比较，并控制电池单元，使输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

根据本公开的另一个实施方式，提供了一种控制方法，包括：获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围，并将输出电压与电压范围互相比较，并控制电池单元，使输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

根据本公开的一个进一步实施方式，提供了一种控制装置，包括：切换部，可与具有第一电池和第一转换部的第一电池单元、具有第二电池和第二转换部的第二电池单元以及外部装置连接，并被配置为将放电的电池从第一电池切换到第二电池；以及控制部，被配置为响应于第二电池的输出电压与适用于外部装置的电压范围之间的比较结果而控制第二电池单元，使输出电压按原样输出，或在转换后输出。

根据本公开的一个进一步实施方式，提供了一种控制方法，包括：将放电的电池从第一电池单元具有的第一电池切换到第二电池单元具有的第二电池；并且，响应于第二电池的输出电压与适用于外部装置的电压范围之间的比较结果而控制第二电池单元，使输出电压按原样输出，或在转换后输出。

通过所述实施方式的至少其中之一，可有效稳定地从发电部提取电力。

根据以下说明和所附权利要求，结合附图，本公开的上述及其他特征和优点得以明确，在附图中，相似部分或单元用相似参考符号表示。

附图说明

图1为示出系统的配置的一个示例的框图；

图2为示出控制单元的配置的一个示例的框图；

图3为示出控制单元的电源系统的配置的一个示例的框图；

图4为示出控制单元的高压输入电源电路的特定配置的一个示例的框图；

图5为示出电池单元的配置的一个示例的框图；

图6为示出电池单元的电源系统的配置的一个示例的框图；

图7为示出电池单元的充电器电路的特定配置的一个示例的框图；

图8为图解打开/关闭DC-DC转换器的控制的框图；

图9A为图解太阳能电池的伏安特性的示意图，图9B为用特定曲线表示太阳能电池的伏安特性的情况下表示太阳能电池的端电压与太阳能电池的生成电力之间的关系的示意图，具体是P-V曲线；

图10A为图解相对于表示太阳能电池的伏安特性的曲线的变化的操作点的变化的示意图，图10B为示出控制系统的配置的一个示例的框图，其中，协作控制由控制单元和多个电池单元进行；

图11A为图解在太阳能电池上的光照强度降低的情况下进行协作控制时操作点的变化的示意图，图11B为图解在从太阳能电池所见的负载增加的情况下进行协作控制时操作点的变化的示意图；

图12为图解在太阳能电池上的光照强度和从太阳能电池所见的负载产生变化的情况下进行协作控制时操作点的变化的示意图；

图13为图解放电控制的第一示例的框图；

图14为图解放电控制的第二示例的框图；

图15为图解放电控制的第二示例中的过程的视图；以及

图16为图解放电控制的第二示例的变形例的视图。

具体实施方式

下文参考附图对本公开的实施方式进行说明。应注意，按以下顺序进行说明。

<1.实施方式>

<2.变形例>

应注意，下文所述的实施方式和变形例为本公开的特定优选示例，本公开不限于这些实施方式和变形例。

<1.实施方式>

[系统的配置]

图1示出了根据本公开的控制系统的配置的一个示例。所述控制系统由一个或多个控制单元CU和一个或多个电池单元BU配置而成。图1中作为示例所示的控制系统1包括一个控制单元CU和三个电池单元BUa、BUb和BUc。不需要区分单个电池单元时，每个电池单元都适当地称为电池单元BU。

在控制系统1中，可将电池单元BU互相独立控制。进一步，电池单元BU可在控制系统1中互相独立连接。例如，在电池单元BUa和电池单元BUb连接在控制系统1中的情况下，电池单元BUc可重新或额外连接在控制系统1中。或者，在电池单元BUa至BUc连接在控制系统1中的情况下，可仅从控制系统1移除电池单元BUb。

控制单元CU和电池单元BU由电力线互相单独连接。电力线包括，例如，将电力从控制单元CU提供给电池单元BU的电力线L1和将电力从电池单元BU提供给控制单元CU的另一个电力线L2。因此，通过信号线SL在控制单元CU与电池单元BU之间进行双向通信。可根据（例如）SMBus（系统管理总线）或UART（通用异步收发器）等规范进行通信。

信号线SL由一条或多条线配置而成，根据目的限定要使用的线。信号线SL被公共使用，电池单元BU与信号线SL连接。每个电池单元BU对通过信号线SL传输给其的控制信号的报头部分进行分析，以确定该控制信号的目的地是否是该电池单元BU本身。通过适当设置控制信号的电平等，可向电池单元BU传输命令。电池单元BU对控制单元CU的响应也传输给其他电池单元BU。但是，其他电池单元BU不响应于响应的传输而运行。应注意，虽然假定当前示例中电力和通信的传输通过线路进行，但还可通过无线电进行。

[控制单元的总体配置]

控制单元CU由高压输入电源电路11和低压输入电源电路12配置而成。控制单元CU具有一个或多个第一装置。在当前示例中，控制单元CU具有两个第一装置，第一装置单独与高压输入电源电路11和低压输入电源电路12对应。应注意，本文使用了术语“高压”和“低压”，但要输入到高压输入电源电路11和低压输入电源电路12中的电压可处于相同输入范围内。高压输入电源电路11和低压输入电源电路12可接受的电压的输入范围可互相重叠。

响应于环境而产生电力的发电部产生的电压提供给高压输入电源电路11和低压输入电源电路12。例如，发电部为通过日光或风力发电的装置。同时，发电部并不限于响应于自然环境而产生电力的装置。例如，发电部可配置为通过人力发电的装置。虽然以此方式假设了发电能量会响应于环境或情况而波动的发电机，但发电能量不波动的发电机同样适用。因此，如图1所示，也可将AC电力输入到控制系统1中。应注意，电压从相同发电部或不同发电部提供给高压输入电源电路11和低压输入电源电路12。一个或多个发电部产生的一个或多个电压是一个或多个第一电压的示例。

向高压输入电源电路11提供（例如）通过光伏发电产生的约75至100V（伏特）的DC（直流）电压V10。可替代地，可向高压输入电源电路11提供约100至250V的AC（交流）电压。高压输入电源电路11响应于通过光伏发电向其提供的电压V10的波动而产生第二电压。例如，电压V10由高压输入电源电路11降低，以产生第二电压。第二电压为（例如）45至48V的范围内的DC电压。

电压V10为75V时，高压输入电源电路11将电压V10转换为45V。但是，电压V10为100V时，高压输入电源电路11将电压V10转换为48V。高压输入电源电路11响应于电压V10在75至100V的范围内的变化而产生第二电压，使第二电压基本在45至48V的范围内线性变化。高压输入电源电路11输出产生的第二电压。应注意，第二电压的变化率不需要为线性，但可使用反馈电路，使高压输入电源电路11的输出按原样使用。

向低压输入电源电路12提供（例如）通过风力发电或人力发电产生的约10至40V范围内的DC（直流）电压V11。低压输入电源电路12响应于电压V11的波动产生第二电压，与高压输入电源电路11相似。低压输入电源电路12响应于电压V11在10至40V范围内的变化将电压V11升高到（例如）45至48V的范围内的DC电压。升高的DC电压从低压输入电源电路12输出。

高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的输出电压的两个或其中之一输入到电池单元BU中。在图1中，提供给电池单元BU的DC电压用V12表示。如上所述，电压V12为，例如，45至48V的范围内的DC电压。所有或某些电池单元BU由电压V12充电。应注意，正在放电的电池单元BU不能充电。

个人计算机可与控制单元CU连接。例如，使用USB（通用串行总线）将控制单元CU与个人计算机互相连接。控制单元CU可使用个人计算机控制。

[电池单元的总体配置]

下文对作为第二装置的一个示例的电池单元的总体配置进行说明。下文的说明将电池单元BUa作为示例，除非另有说明，电池单元BUb和电池单元BUc具有相同配置。

电池单元BUa包括充电器或充电器电路41a、放电器或放电器电路42a和电池Ba。其他电池单元BU也包括充电器或充电器电路、放电器或放电器电路和电池。在以下说明中，不需要区分每个电池时，将其适当地称为电池B。

充电器电路41a将控制单元CU向其提供的电压V12转换为适用于电池Ba的电压。电池Ba根据通过转换获得的电压进行充电。应注意，充电器电路41a响应于电压V12的波动而改变对电池Ba的充电速率。

电池Ba输出的电力提供给放电器电路42a。（例如）基本为12至55V的范围内的DC电压从电池Ba输出。电池Ba提供的DC电压由放电器电路42a转换为DC电压V13。电压V13为（例如）48V的DC电压。电压V13从放电器电路42a通过电力线L2输出到控制单元CU中。应注意，电池Ba输出的DC电压还可直接提供给外部装置，不需要通过放电器电路42a。

每个电池B可为锂离子电池、橄榄石型磷酸铁锂离子电池、铅蓄电池等。电池单元BU的电池B可为互相不同电池类型的电池。例如，电池单元BUa的电池Ba和电池单元BUb的电池Bb由锂离子电池配置而成，电池单元BUc的电池Bc由铅蓄电池配置而成。电池B中的电池单元的数量和连接方案可适当改变。多个电池单元可串联或并联。或者，串联的多个电池单元可并联。

电池单元放电时，在负载较轻的情况下，电池单元的输出电压中的最高电压作为电压V13提供给电力线L2。负载变重时，电池单元的输出组合在一起，将组合输出提供给电力线L2。电压V13通过电力线L2提供给控制单元CU。电压V13从控制单元CU的输出端口输出。电力可以分布式关系从电池单元BU提供给控制单元CU。因此，可减轻单个电池单元BU上的负荷。

例如，以下使用形式可用。电池单元BUa输出的电压V13通过控制单元CU提供给外部装置。电压V12从控制单元CU提供给电池单元BUb，对电池单元BUb的电池Bb充电。电池单元BUc用作备用电源。例如，电池单元BUa的剩余电量下降时，要使用的电池单元从电池单元BUa切换到电池单元BUc，电池单元BUc输出的电压V13提供给外部装置。当然，使用形式仅为示例，控制系统1的使用形式并不限于该特定使用形式。

[控制单元的内部配置]

图2示出了控制单元CU的内部配置的一个示例。如上所述，控制单元CU包括高压输入电源电路11和低压输入电源电路12。如图2所示，高压输入电源电路11包括被配置为将AC输入转换为DC输出的AC-DC转换器11a，以及被配置为将电压V10下降为45至48V的范围内的DC电压的DC-DC转换器11b。AC-DC转换器11a和DC-DC转换器11b可为已知类型。应注意，在仅将DC电压提供给高压输入电源电路11的情况下，AC-DC转换器11a可省略。

电压传感器、电子开关和电流传感器与DC-DC转换器11b的输入级和输出级连接。在图2和下文所述的图5中，在简化表示中，单独地，电压传感器用方形标志表示；电子开关用圆形标志标识；电流传感器用具有斜线的圆形标志表示。具体地，电压传感器11c、电子开关11d和电流传感器11e与DC-DC转换器11b的输入级连接。电流传感器11f、电子开关11g和电压传感器11h与DC-DC转换器11b的输出级连接。传感器获得的传感器信息提供给下文所述的CPU（中央处理器）13。电子开关的开关操作由CPU 13控制。

低压输入电源电路12包括被配置为将电压V11下降为45至48V的范围内的DC电压的DC-DC转换器12a。电压传感器、电子开关和电流传感器与低压输入电源电路12的输入级和输出级连接。具体地，电压传感器12b、电子开关12c和电流传感器12d与DC-DC转换器12a的输入级连接。电流传感器12e、电子开关12f和电压传感器12g与DC-DC转换器12a的输出级连接。传感器获得的传感器信息提供给CPU 13。开关的开关操作由CPU 13控制。

应注意，在图2中，从传感器开始延伸的箭头标志表示传感器信息提供给CPU 13。延伸至电子开关的箭头标志表示电子开关由CPU 13控制。

高压输入电源电路11的输出电压通过二极管输出。低压输入电源电路12的输出电压通过另一个二极管输出。高压输入电源电路11的输出电压和低压输入电源电路12的输出电压组合在一起，组合电压V12通过电力线L1输出给电池单元BU。电池单元BU提供的电压V13通过电力线L2提供给控制单元CU。随后，提供给控制单元CU的电压V13通过电力线L3提供给外部装置。应注意，在图2中，提供给外部装置的电压表示为电压V14。

电力线L3可与电池单元BU连接。（例如）通过该配置，电池单元BUa输出的电压通过电力线L2提供给控制单元CU。提供的电压通过电力线L3提供给电池单元BUb，并可对电池单元BUb充电。应注意，通过电力线L2提供给控制单元CU的电力（未示出）可提供给电力线L1。

控制单元CU包括CPU 13。CPU 13控制控制单元CU的部件。例如，CPU 13打开/关闭高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的电子开关。进一步，CPU 13向电池单元BU提供控制信号。CPU 13向电池单元BU提供用于打开电池单元BU的电源的控制信号或用于指示电池单元BU充电或放电的控制信号。CPU 13可将不同内容的控制信号输出给单个电池单元BU。

CPU 13通过总线14与存储器15、D/A（数模）转换部16、A/D（模数）转换部17和温度传感器18连接。总线14由（例如）I2C总线配置而成。存储器15由非易失性存储器，例如EEPROM（电可擦可编程只读存储器）配置而成。D/A转换部16将各个过程中使用的数字信号转换为模拟信号。

CPU 13接收电压传感器和电流传感器测量的传感器信息。传感器信息由A/D转换部17转换为数字信号之后输入到CPU 13中。温度传感器18对环境温度进行测量。例如，温度传感器18测量控制单元CU内部的温度或控制单元CU周围的温度。

CPU 13可具有通信功能。例如，CPU 13和个人计算机（PC）19可互相通信。CPU 13可不仅与个人计算机通信，而且与连接到网络，例如，因特网的装置通信。

[控制单元的电源系统]

图3主要示出了与电源系统相关的控制单元CU的配置的一个示例。用于防止回流的二极管20与高压输入电源电路11的输出级连接。另一个用于防止回流的二极管21与低压输入电源电路12的输出级连接。高压输入电源电路11和低压输入电源电路12由二极管20和二极管21通过OR连接互相连接。高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的输出组合在一起，并提供给电池单元BU。实际上，高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的输出中具有较高电压的一个提供给电池单元BU。但是，还响应于作为负载的电池单元BU的电力消耗而进入从高压输入电源电路11和低压输入电源电路12这两者提供电力的情况。

控制单元CU包括可由用户操作的主开关SW1。主开关SW1接通时，电力提供给CPU 13，以启动控制单元CU。电力从（例如）嵌入到控制单元CU中的电池22提供给CPU 13。电池22为可充电电池，例如，锂离子电池。电池22的DC电压由DC-DC转换器23转换为CPU 13的工作电压。通过转换获得的电压作为电源电压提供给CPU 13。这样，控制单元CU启动时，使用电池22。电池22由（例如）CPU 13控制。

电池22可通过高压输入电源电路11或低压输入电源电路12或电池单元BU提供的电力充电。电池单元BU提供的电力提供给充电器电路24。充电器电路24包括DC-DC转换器。电池单元BU提供的电压V13由充电器电路24转换为预定电平的DC电压。通过转换获得的DC电压提供给电池22。电池22通过向其提供的DC电压充电。

应注意，CPU 13可用高压输入电源电路11、低压输入电源电路12或电池单元BU向其提供的电压V13运行。电池单元BU提供的电压V13由DC-DC转换器25转换为预定电平的电压。通过转换获得的DC电压作为电源电压提供给CPU 13，使CPU 13运行。

控制单元CU启动之后，如果电压V10和V11的至少其中之一被输入，则产生电压V12。电压V12通过电力线L1提供给电池单元BU。此时，CPU 13使用信号线SL与电池单元BU通信。通过该通信，CPU 13输出用于指示电池单元BU启动和放电的控制信号。随后，CPU 13接通开关SW2。开关SW2例如由FET（场效应晶体管）配置而成。或者，开关SW2可由IGBT（绝缘栅双极晶体管）配置而成。开关SW2接通时，电压V13从电池单元BU提供给控制单元CU。

用于防止回流的二极管26与开关SW2的输出侧连接。二极管26的连接可防止太阳能电池或风力发电源提供的不稳定电力直接提供给外部装置。因此，可将电池单元BU提供的稳定电力提供给外部装置。当然，可在电池单元BU的末级上设置二极管，以保证安全。

为了将电池单元BU提供的电力提供给外部装置，CPU 13接通开关SW3。开关SW3接通时，基于电压V13的电压V14通过电力线L3提供给外部装置。应注意，电压V14可提供给其他电池单元BU，使其他电池单元BU的电池B通过电压V14充电。

[高压输入电源电路的配置示例]

图4示出了高压输入电源电路的具体配置的一个示例。如图4所示，高压输入电源电路11包括DC-DC转换器11b和下文所述的前馈控制系统。在图4中，电压传感器11c、电子开关11d、电流传感器11e、电流传感器11f、电子开关11g和电压传感器11h以及二极管20等未示出。

除DC-DC转换器12a为升压型之外，低压输入电源电路12的配置基本与高压输入电源电路11相似。

DC-DC转换器11b例如由包括开关元件的初级侧电路32、变压器33和包括整流元件的次级侧电路34等配置而成。图4所示的DC-DC转换器11b为电流谐振式，即，LLC谐振转换器。

前馈控制系统包括运算放大器35、晶体管36和电阻器Rc1、Rc2和Rc3。前馈控制系统的输出被输入到DC-DC转换器11b的初级侧电路32的驱动器上设置的控制端。DC-DC转换器11b对高压输入电源电路11的输出电压进行调整，使控制端的输入电压可固定。

由于高压输入电源电路11包括前馈控制系统，高压输入电源电路11的输出电压被调整，使其值可变为预先设置的范围内的电压值。由此，包括高压输入电源电路11的控制单元CU例如具有响应于太阳能电池等输入的电压的变化而改变输出电压的电压转换装置的功能。

如图4所示，输出电压通过AC-DC转换器11a从高压输入电源电路11中提取，AC-DC转换器11a包括电容器31、初级侧电路32、变压器33和次级侧电路34。AC-DC转换器11a为布置在从外部对控制单元CU的输入为AC电源的位置的功率因数校正电路。

控制单元CU的输出通过电力线L1发送给电池单元BU。例如，单个电池单元BUa、BUb和BUc分别通过用于防止回流的二极管D1、D2、D3、……与输出端Te1、Te2、Te3、……连接。

下文对高压输入电源电路11中设置的前馈控制系统进行说明。

通过将高压输入电源电路11的输入电压下降到kc倍而获得的电压输入到运算放大器35的非反相输入端中，其中，kc约为数十分之一至百分之一。同时，通过将预先确定的固定电压Vt0下降到kc倍而获得的电压输入到运算放大器35的反相输入端c1。运算放大器35的反相输入端c1的输入电压kc×Vt0来自（例如）D/A转换部16。电压Vt0的值保留在D/A转换部16的内置存储器中，并可在需要时改变。电压Vt0的值还可保留到通过总线14与CPU 13连接的存储器15中，使其传输给D/A转换部16。

运算放大器35的输出端与晶体管36的基极连接，晶体管36响应于运算放大器35的非反相输入端的输入电压与反相输入端的输入电压之间的差而进行电压-电流转换。

与晶体管36的发射极连接的电阻器Rc2的电阻值高于与电阻器Rc2并联的电阻器Rc1的电阻值。

例如，假定高压输入电源电路11的输入电压大大高于预先确定的固定电压Vt0。此时，由于晶体管36处于导通状态，电阻器Rc1与电阻器Rc2的合成电阻的值低于电阻器Rc1的电阻值，图4所示的f点处的电位接近地电位。

因此，通过光耦合器37与f点连接的、初级侧电路32的驱动器上设置的控制端的输入电压下降。检测控制端的输入电压的下降的DC-DC转换器11b升高高压输入电源电路11的输出电压，使控制端的输入电压可固定。

例如现在假定与控制单元CU连接的太阳能电池的端电压相反下降，高压输入电源电路11的输入电压接近预先确定的固定电压Vt0。

高压输入电源电路11的输入电压下降时，晶体管36的状态从导通状态靠近截止状态。随着晶体管36的状态从导通状态靠近截止状态，电流流向电阻器Rc1和电阻器Rc2的可能性变小，图4所示的f点处的电位升高。

因此，初级侧电路32的驱动器上设置的控制端的输入电压脱离其保持固定的状态。因此，DC-DC转换器11b降低高压输入电源电路11的输出电压，使控制端的输入电压可固定。

换句话说，在输入电压大大高于预先确定的固定电压Vt0的情况下，高压输入电源电路11升高输出电压。另一方面，如果太阳能电池的端电压下降，并且输入电压接近预先确定的固定电压Vt0，则高压输入电源电路11降低输出电压。这样，包括高压输入电源电路11的控制单元CU响应于输入电压的大小而动态改变输出电压。

另外，如下文所述，高压输入电源电路11还响应于控制单元CU的输出侧要求的电压的变化而动态改变输出电压。

例如，假定与控制单元CU电连接的电池单元BU的数量在太阳能电池发电期间增加。换句话说，假定从太阳能电池所见的负载在太阳能电池发电期间增加。

这种情况下，电池单元BU额外与控制单元CU电连接，因此，与控制单元CU连接的太阳能电池的端电压下降。随后，高压输入电源电路11的输入电压下降时，晶体管36的状态从导通状态靠近截止状态，高压输入电源电路11的输出电压下降。

另一方面，如果假定与控制单元CU电连接的电池单元BU的数量在太阳能电池发电期间减少，从太阳能电池所见的负载减少。因此，与控制单元CU连接的太阳能电池的端电压升高。如果高压输入电源电路11的输入电压大大高于预先确定的固定电压Vt0，初级侧电路32的驱动器上设置的控制端的输入电压下降。因此，高压输入电源电路11的输出电压上升。

应注意，电阻器Rc1、Rc2和Rc3的电阻值适当选择，使高压输入电源电路11的输出电压的值可包括在预先设置的范围内。换句话说，高压输入电源电路11的输出电压的上限由电阻器Rc1和Rc2的电阻值确定。晶体管36被布置为，当高压输入电源电路11的输入电压高于预定值时，高压输入电源电路11的输出电压的值不会超过预先设置的上限的电压值。

另一方面，高压输入电源电路11的输出电压的下限由如下文所述的充电器电路41a的前馈控制系统的运算放大器的非反相输入端的输入电压确定。

[电池单元的内部配置]

图5示出了电池单元BU的内部配置的一个示例。此处，将电池单元BUa作为示例进行说明。除非另有说明，电池单元BUb和电池单元BUc的配置与电池单元BUa的配置相似。

如图5所示，电池单元BUa包括充电器电路41a、放电器电路42a和电池Ba。电压V12从控制单元CU提供给充电器电路41a。作为电池单元BUa的输出的电压V13通过放电器电路42a提供给控制单元CU。电压V13还可从放电器电路42a直接提供给外部装置。

充电器电路41a包括DC-DC转换器43a。输入到充电器电路41a中的电压V12由DC-DC转换器43a转换为预定电压。通过转换获得的预定电压提供给电池Ba，以对电池Ba充电。预定电压根据电池Ba的类型等而有所不同。电压传感器43b、电子开关43c和电流传感器43d与DC-DC转换器43a的输入级连接。电流传感器43e、电子开关43f和电压传感器43g与DC-DC转换器43a的输出级连接。

放电器电路42a包括DC-DC转换器44a。从电池Ba提供给放电器电路42a的DC电压由DC-DC转换器44a转换为电压V13。通过转换获得的电压V13从放电器电路42a输出。电压传感器44b、电子开关44c和电流传感器44d与DC-DC转换器44a的输入级连接。电流传感器44e、电子开关44f和电压传感器44g与DC-DC转换器44a的输出级连接。

电池单元BUa包括CPU 45。CPU 45对电池单元BU的部件进行控制。例如，CPU 45控制电子开关的开关操作。CPU 45可进行用于确保电池B的安全性的过程，例如，防止过充功能和防止过流功能。CPU 45与总线46连接。总线46可为，例如，I²C总线。

存储器47、A/D转换部48和温度传感器49与总线46连接。存储器47为可重写非易失性存储器，例如，EEPROM。A/D转换部48将电压传感器和电流传感器获得的模拟传感器信息转换为数字信息。由A/D转换部48转换成数字信号的传感器信息提供给CPU 45。温度传感器49对电池单元BU内预定位置的温度进行测量。具体地，温度传感器49对（例如）安装有CPU 45的电路板的周围的温度、充电器电路41a和放电器电路42a的温度和电池Ba的温度进行测量。

[电池单元的电源系统]

图6示出了主要与电源系统相关的电池单元BUa的配置的一个示例。如图6所示，电池单元BUa不包括主开关。开关SW5a和DC-DC转换器39连接在电池Ba与CPU 45之间。另一个开关SW6a连接在电池Ba与放电器电路42a之间。另一个开关SW7a与充电器电路41a的输入级连接。另一个开关SW8a与放电器电路42a的输出级连接。开关SW由（例如）FET配置而成。

电池单元BUa由（例如）控制单元CU的控制信号启动。（例如）高电平的控制信号通常从控制单元CU通过预定信号线提供给电池单元BUa。因此，仅通过将电池单元BUa的端口与预定信号线连接，高电平的控制信号便可提供给开关SW5a，使开关SW5a处于接通状态以启动电池单元BUa。开关SW5a接通时，电池Ba的DC电压提供给DC-DC转换器39。用于运行CPU 45的电源电压由DC-DC转换器39产生。产生的电源电压提供给CPU 45，以运行CPU 45。

CPU 45根据控制单元CU的指令执行控制。例如，用于指示充电的控制信号从控制单元CU提供给CPU 45。CPU 45响应于充电指令关断开关SW6a和SW8a，且随后接通开关SW7a。开关SW7a接通时，控制单元CU提供的电压V12提供给充电器电路41a。电压V12由充电器电路41a转换为预定电压，电池Ba由通过转换获得的预定电压进行充电。应注意，电池B的充电方法可适当地根据电池B的类型而变化。

例如，用于指示放电的控制信号从控制单元CU提供给CPU 45。CPU45响应于放电指令关断开关SW7a，并接通开关SW6a和SW8a。例如，开关SW8a在开关SW6a接通之后的固定时间间隔后接通。开关SW6a接通时，电池Ba的DC电压提供给放电器电路42a。电池Ba的DC电压由放电器电路42a转换为电压V13。通过转换获得的电压V13通过开关SW8a提供给控制单元CU。应注意，可将二极管（未示出）添加到开关SW8a的后一级，以防止开关SW8a的输出干扰一个不同电池单元BU的输出。

应注意，放电器电路42a可通过CPU 45的控制在开和关之间切换。这种情况下，使用从CPU 45延伸到放电器电路42a的开/关信号线。例如，未示出的开关SW设于开关SW6a的输出侧。为了便于说明，这种情况下的开关SW在下文称为开关SW10a。开关SW10a在经过放电器电路42a的第一路径与不经过放电器电路42a的第二路径之间进行切换。

为了接通放电器电路42a，CPU 45将开关SW10a与第一路径连接。因此，开关SW6a的输出通过放电器电路42a提供给开关SW8a。为了关断放电器电路42a，CPU 45将开关SW10a与第二路径连接。因此，开关SW6a的输出不通过放电器电路42a而直接提供给开关SW8a。

[充电器电路的配置示例]

图7示出了电池单元的充电器电路的特定配置的一个示例。如图7所示，充电器电路41a包括DC-DC转换器43a、前馈控制系统和下文所述的反馈控制系统。应注意，在图7中，电压传感器43b、电子开关43c、电流传感器43d、电流传感器43e、电子开关43f、电压传感器43g和开关SW7a等未示出。

另外，电池单元BU的充电器电路的配置与图7所示的充电器电路41a的配置基本相似。

DC-DC转换器43a由（例如）晶体管51、线圈52、控制IC（集成电路）53等配置而成。晶体管51由控制IC 53控制。

前馈控制系统包括运算放大器55、晶体管56和电阻器Rb1、Rb2和Rb3，与高压输入电源电路11相似。前馈控制系统的输出被输入到（例如）DC-DC转换器43a的控制IC 53上设置的控制端。DC-DC转换器43a中的控制IC 53对充电器电路41a的输出电压进行调整，使控制端的输入电压可固定。

换句话说，充电器电路41a中设置的前馈控制系统与高压输入电源电路11中设置的前馈控制系统起相似作用。

由于充电器电路41a包括前馈控制系统，充电器电路41a的输出电压被调整，使其值可变为预先设置的范围内的电压值。由于充电器电路的输出电压的值被调整为预先设置的范围内的电压值，与控制单元CU电连接的电池B的充电电流响应于高压输入电源电路11的输入电压的变化而被调整。由此，包括充电器电路的电池单元BU具有改变电池B的充电速率的充电装置的功能。

由于与控制单元CU电连接的电池B的充电速率改变，电池单元BU的充电器电路的输入电压的值，或者，换句话说，高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出电压的值被调整，以变为预先设置的范围内的电压值。

充电器电路41a的输入为（例如）上文所述的控制单元CU的高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出。由此，图4所示的输出端Te1、Te2、Te3、……的其中之一与充电器电路41a的输入端互相连接。

如图7所示，充电器电路41a的输出电压通过DC-DC转换器43a、电流传感器54和滤波器59而被提取。电池Ba与充电器电路41a的终端Tb1连接。换句话说，充电器电路41a的输出用作电池Ba的输入。如下文所述，每个充电器电路的输出电压的值被调整，以响应于与充电器电路连接的电池的类型而变为预先设置的范围内的电压值。每个充电器电路的输出电压的范围通过适当地选择电阻器Rb1、Rb2和Rb3的电阻值而调整。

由于每个充电器电路的输出电压的范围响应于与充电器电路连接的电池的类型而单独确定，因此电池单元BU中设置的电池B的类型并没有特别限制。这是因为，充电器电路中电阻器Rb1、Rb2和Rb3的电阻值可响应于与其连接的电池B的类型而适当选择。

应注意，图7示出了前馈控制系统的输出被输入到控制IC 53的控制端中的配置，但电池单元BU的CPU 45可向控制IC 53的控制端提供输入。例如，电池单元BU的CPU 45可通过信号线SL从控制单元CU的CPU 13中获得与电池单元BU的输入电压相关的信息。控制单元CU的CPU 13可根据电压传感器11h或电压传感器12g的测量结果获取与电池单元BU的输入电压相关的信息。

下文对充电器电路41a中设置的前馈控制系统进行说明。

运算放大器55的非反相输入端的输入为通过将充电器电路41a的输入电压下降到kb倍而获得的电压，其中，kb约为几十分之一至百分之一。同时，运算放大器55的反相输入端b1的输入为通过将电压Vb下降到kb倍而获得的电压，电压Vb是被设定为高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出电压的下限。运算放大器55的反相输入端b1的输入电压kb×Vb来自（例如）CPU 45。

由此，充电器电路41a的输入电压大大高于预先确定的固定电压Vb时，充电器电路41a中设置的前馈控制系统升高充电器电路41a的输出电压。随后，充电器电路41a的输入电压接近预先确定的固定电压Vb时，前馈控制系统降低充电器电路41a的输出电压。

晶体管56被布置为，充电器电路41a的输入电压高于预定值时，充电器电路41a的输出电压的值可不超过预先设置的上限，与上文所述的图4所示的晶体管36相似。应注意，充电器电路41a的输出电压的值的范围取决于电阻器Rb1、Rb2和Rb3的电阻值的组合。因此，电阻器Rb1、Rb2和Rb3的电阻值响应于与充电器电路连接的电池B的类型而调整。

进一步，充电器电路41a还包括如上所述的反馈控制系统。反馈控制系统由（例如）电流传感器54、运算放大器57、晶体管58等配置而成。

如果提供给电池Ba的电流量超过预先设置的指定值，则充电器电路41a的输出电压由反馈控制系统降低，提供给电池Ba的电流量被限制。将提供给电池Ba的电流量的限制程度根据与每个充电器电路连接的电池B的额定值确定。

如果充电器电路41a的输出电压由前馈控制系统或反馈控制系统降低，则将提供给电池Ba的电流量被限制。因此，当提供给电池Ba的电流量被限制时，与充电器电路41a连接的电池Ba的充电减速。

[放电器电路的开关控制]

现在对放电器电路的开关控制的一个示例进行说明。该控制接通/关断放电器电路中的DC-DC转换器。

如图8所示，电池单元BUa的电池Ba通过开关SW6a与开关SW10a连接。电池Ba放电时，开关SW6a接通。电池Ba不放电时，开关SW6a关断。

开关SW10a切换与触点61a或另一个触点62a的连接。一旦电池Ba放电，当开关SW10a与触点61a连接时，电池Ba的输出电压通过用于防止回流的二极管63a按原样输出。一旦电池Ba放电，当开关SW10a与触点62a连接时，电池Ba的输出电压提供给放电器电路42a。随后，电池Ba的输出电压由放电器电路42a的DC-DC转换器44a转换为预定电压。通过转换获得的预定电压通过二极管63a输出。

电池单元BUb的电池Bb通过开关SW6b与开关SW10b连接。电池Bb放电时，开关SW6b接通。电池Bb不放电时，开关SW6b关断。

开关SW10b切换与触点61b或另一个触点62b的连接。一旦电池Bb放电，当开关SW10b与触点61b连接时，电池Bb的输出电压通过用于防止回流的二极管63b按原样输出。一旦电池Bb放电，开关SW10b与触点62b连接时，电池Bb的输出电压提供给放电器电路42b。随后，电池Bb的输出电压由放电器电路42b的DC-DC转换器44a’转换为预定电压。通过转换获得的预定电压通过二极管63b输出。

电池单元BUc的电池Bc通过开关SW6c与开关SW10c连接。电池Bc放电时，开关SW6c接通。电池Bc不放电时，开关SW6c关断。

开关SW10c切换与触点61c或另一个触点62c的连接。一旦电池Bc放电，开关SW10c与触点61c连接时，电池Bc的输出电压通过用于防止回流的二极管63c按原样输出。一旦电池Bc放电，开关SW10c与触点62c连接时，电池Bc的输出电压提供给放电器电路42c。随后，电池Bc的输出电压由放电器电路42c的DC-DC转换器44a”转换为预定电压。通过转换获得的预定电压通过二极管63c输出。

开关SW10a、SW10b和SW10c在（例如）控制单元CU的CPU 13的控制下进行切换。开关SW10a、SW10b和SW10c可互相独立切换。CPU13的控制信号，下文称为开关切换信号，通过共用信号线SL提供给每个电池单元BU。每个电池单元BU可对开关切换信号的报头部分进行分析，以判定开关切换信号是否发给该电池单元BU本身。

应注意，开关切换信号提供给每个电池单元BU的CPU 45。随后，开关SW10根据开关切换信号在CPU 45的控制下在开与关之间切换。应注意，来自CPU 13的开关切换信号还可直接提供给开关SW10，以将开关SW10在开与关之间切换。

例如，要关断DC-DC转换器44a时，CPU 13产生开关切换信号，用于将开关SW10a与触点61a连接。该开关切换信号提供给电池Ba的CPU45。CPU 45根据提供给其的开关切换信号将开关SW10a与触点61a连接。

要接通DC-DC转换器44a时，CPU 13产生开关切换信号，用于将开关SW10a与触点62a连接。该开关切换信号提供给电池Ba的CPU 45。CPU 45根据提供给其的开关切换信号将开关SW10a与触点62a连接。这样，DC-DC转换器44a可通过切换开关SW10a而接通或关断。通过控制开关SW10b和开关SW10c，DC-DC转换器44a’和44a”可接通/关断。

应注意，上述DC-DC转换器的接通/关断控制仅为示例，DC-DC转换器可由不同控制方法接通/关断。例如，普遍使用的某些开关DC-DC转换器停止开关操作，使其输入电压通过其输出。在使用该类型的DC-DC转换器的情况下，不进行上述对输出路径的切换控制，相反，停止开关操作，使电池的电压按原样输出。

下文将对MPPT控制和通过电压跟踪法的控制的控制方法进行说明，随后对可在本公开的一个实施方式中执行的协作控制进行说明。

[MPPT控制]

首先，下文对MPPT控制的概要进行说明。

图9A为图解太阳能电池的伏安特性的示意图。在图9A中，纵坐标的轴线代表太阳能电池的端电流，横坐标的轴线代表太阳能电池的端电压。进一步，在图9A中，Isc代表太阳能电池的端子短路，而光照射在太阳能电池上时的输出电流值，Voc代表太阳能电池的端子断路，而光照射在太阳能电池上时的输出电压。电流Isc和电压Voc分别称为短路电流和断路电压。

如图9A所示，光照射在太阳能电池上时，太阳能电池的端电流在太阳能电池的端子短路时表现出最大值。此时，太阳能电池的端电压几乎为0V。另一方面，光照射在太阳能电池上时，太阳能电池的端电压在太阳能电池的端子断路时表现出最大值。此时，太阳能电池的端电流几乎为0A。

现在假定示出太阳能电池的伏安特性的图用图9A所示的曲线C1表示。此处，如果负载与太阳能电池连接，要从太阳能电池提取的电压和电流取决于与太阳能电池连接的负载要求的耗电量。此时，曲线C1上由太阳能电池的一组端电压和端电流代表的点称为太阳能电池的工作点。应注意，图9A示意性示出了工作点的位置，但没有示出实际工作点的位置。这同样适用于本公开的任何其他附图上出现的工作点。

如果表示太阳能电池的伏安特性的曲线上的工作点改变，则确定出使端电压与端电流的乘积，即，产生的功率具有最大值的一组端电压Va和端电流Ia。使太阳能电池获得的功率具有最大值的一组端电压Va和端电流Ia代表的点称为太阳能电池的最佳工作点。

表示太阳能电池的伏安特性的图用图9A所示的曲线C1表示时，从太阳能电池获得的最大功率由提供最佳工作点的端电压Va和端电流Ia的乘积确定。换句话说，表示太阳能电池的伏安特性的图用图9A所示的曲线C1表示时，从太阳能电池获得的最大功率由图9A所示的阴影区域的面积表示，即，Va×Ia。应注意，用Va×Ia除以Voc×Isc获得的量为占空系数（fill factor）。

最佳工作点根据与太阳能电池连接的负载要求的功率而变化，代表工作点的PA点在与太阳能电池连接的负载要求的功率变化时在曲线C1上移动。负载要求的功率量较小时，将提供给负载的电流可低于最佳工作点上的端电流。因此，此时的太阳能电池的端电压的值高于最佳工作点上的电压值。另一方面，负载要求的功率量大于最佳工作点上可提供的功率量时，功率量超过此时的光照强度下可提供的功率。因此，考虑将太阳能电池的端电压下降为0V。

图9A所示的曲线C2和C3表示（例如）太阳能电池上的光照强度变化时太阳能电池的伏安特性。例如，图9A所示的曲线C2与太阳能电池上的光照强度增加时的伏安特性对应，图9A所示的曲线C3与太阳能电池上的光照强度下降时的伏安特性对应。

例如，如果太阳能电池上的光照强度增加，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C1变化到曲线C2，最佳工作点也响应于太阳能电池上的光照强度的增加而变化。应注意，此时的最佳工作点从曲线C1上的点移动到曲线C2上的另一个点。

MPPT控制的目的仅在于根据表示太阳能电池的伏安特性的曲线的变化确定最佳工作点，并控制太阳能电池的端电压或端电流，使从太阳能电池获得的功率可最大化。

图9B为表示用特定曲线表示太阳能电池的伏安特性的情况下太阳能电池的端电压与太阳能电池产生的功率之间的关系的曲线图，即，P-V曲线。

如果假定太阳能电池产生的功率在提供最大工作点的端电压下呈现最大值Pmax，如图9B所示，则提供最大工作点的端电压可由称为爬山法的方法确定。下文所述的一系列步骤通常由连接在太阳能电池与电力系统之间的功率调节器的CPU等执行。

例如，从太阳能电池输入的电压的初始值设为V₀，先计算此时产生的功率P₀。随后，将从太阳能电池输入的电压增加ε，ε大于0，即，ε>0，以确定V₁=V₀+ε表示的电压V₁。随后，计算从太阳能电池输入的电压为V₁时产生的功率P₁。随后，将产生的功率P₀与P₁相互比较，如果P₁>P₀，则将从太阳能电池输入的电压增加ε，用V₂=V₁+ε表示。随后，计算从太阳能电池输入的电压为V₂时产生的功率P₂。随后，将计算的产生功率P₂与之前产生的功率P₁进行比较。随后，如果P₂>P₁，将从太阳能电池输入的电压增加ε，用V₃=V₂+ε表示。随后，计算从太阳能电池输入的电压为V₃时产生的功率P₃。

此处，如果P₃<P₂，则提供最大工作点的端电压存在于电压V₂与V₃之间。通过这样调整ε的幅度，可以任意精确度确定提供最大工作点的端电压。可对上述处理应用二分法算法。应注意，如果在阴影局部出现于太阳能电池的光照面的情况下P-V曲线具有两个以上峰值，则简单爬山法无法解决该问题。因此，控制程序要求某些方案。

根据MPPT控制，由于可调整端电压，使从太阳能电池所见的负载始终处于最佳状态，可在不同天气条件下从太阳能电池提取最大功率。另一方面，提供最大工作点的端电压的计算要求进行模拟/数字转换（A/D转换），此外，计算过程中还包括乘法。因此，进行控制需要时间。因此，在天空突然变多云，太阳能电池上的光照强度突然变化的情况下，MPPT控制有时无法对太阳能电池上的光照强度的突然变化做出响应。

[通过电压跟踪法的控制]

此处，如果将图9A所示的曲线C1至C3互相比较，相对于太阳能电池上的光照强度的变化（可考虑作为表示伏安特性的曲线的变化），开路电压Voc的变化小于短路电流Isc的变化。进一步，所有太阳能电池表现出伏安特性互相相似，并且，已知的是，在使用晶体硅太阳能电池的情况下，提供最大工作点的端电压约为开路电压的80%左右。由此，可以估计的是，如果将适当电压值设为太阳能电池的端电压，并调整转换器的输出电流，使太阳能电池的端电压等于所设置的电压值，则可有效地从太阳能电池提取功率。上述通过限制电流进行的这种控制称为电压跟踪法。

下文对通过电压跟踪法的控制的概要进行说明。假定开关元件布置在太阳能电池与功率调节器之间，电压测量仪布置在太阳能电池与开关元件之间，作为前提。另外，还假定太阳能电池处于光照射在其上的状态。

首先，关断开关元件，随后，在预定时间过去时，由电压测量仪测量太阳能电池的端电压。在关断开关元件之后，测量太阳能电池的端电压之前等待预定时间过去的原因在于，需要等待太阳能电池的端电压变稳定。此时的端电压为开路电压Voc。

随后，计算（例如）通过测量获得的开路电压Voc的80%的电压值，作为目标电压值，并将目标电压值临时保存在存储器等之内。随后，接通开关元件，以开始对功率调节器中的转换器通电。此时，调整转换器的输出电流，使太阳能电池的端电压等于目标电压值。在每个任意时间间隔之后执行上述一系列过程。

与MPPT控制相比，在通过电压跟踪法的控制中，太阳能电池获得的功率的损失较高。但是，由于通过电压跟踪法的控制可由简单电路实施或成本较低，包括转换器的功率调节器可以相对较低的成本进行配置。

图10A图解了相对于表示太阳能电池的伏安特性的曲线的变化的工作点的变化。在图10A中，纵坐标的轴线代表太阳能电池的端电流，横坐标的轴线代表太阳能电池的端电压。进一步，图10A中的空心圆形标志表示进行MPPT控制时的工作点，图10A中的实心圆形标志表示进行通过电压跟踪法的控制时的工作点。

现在假定表示太阳能电池的伏安特性的曲线为曲线C5。随后，假定太阳能电池上的光照强度变化时表示太阳能电池的伏安特性的曲线依次从曲线C5变化到曲线C8。另外，根据控制方法的工作点响应于表示太阳能电池的伏安特性的曲线的变化而变化。应注意，由于相对于太阳能电池上的光照强度的变化的开路电压Voc的变化较小，在图10A中，将进行通过电压跟踪法的控制时的目标电压值视为基本固定值Vs。

从图10A可以看出，表示太阳能电池的伏安特性的曲线为曲线C6时，MPPT控制的工作点与通过电压跟踪法的控制的工作点之间的偏差度较小。因此，表示太阳能电池的伏安特性的曲线为曲线C6时，两种不同控制之间太阳能电池获得的产生的功率没有显著差别。

另一方面，如果表示太阳能电池的伏安特性的曲线为曲线C8，则MPPT控制的工作点与通过电压跟踪法的控制的工作点之间的偏差度较大。例如，如果将应用MPPT控制时的端电压与应用通过电压跟踪法的控制时的端电压之间的差ΔV6和ΔV8分别互相比较，如图10A所示，则ΔV6<ΔV8。因此，表示太阳能电池的伏安特性的曲线为曲线C8时，应用MPPT控制时从太阳能电池获得的产生的功率与应用通过电压跟踪法的控制时从太阳能电池获得的产生的功率之间的差较大。

[控制单元与电池单元的协作控制]

现在将对控制单元与电池单元的协作控制的概要进行说明。在以下说明中，通过控制单元与电池单元的协作或联动进行的控制被适当称为协作控制。

图10B示出了控制系统的配置的一个示例，其中，由控制单元和多个电池单元进行协作控制。

如图10B所示，例如，分别包括一组充电器电路和电池的一个或多个电池单元BU与控制单元CU连接。一个或多个电池单元BU与电力线L1并联，如图10B所示。应注意，图10B仅示出了一个控制单元CU，但在控制系统包括多个控制单元CU的情况下，一个或多个控制单元CU与电力线L1并联。

一般来说，如果尝试使用从太阳能电池获得的功率对一个电池充电，由夹在太阳能电池与电池之间的功率调节器执行上述MPPT控制或通过电压跟踪法的控制。虽然一个电池可由以组合方式运行的多个电池配置而成，但电池通常为单一类型。换句话说，假定上述MPPT控制或通过电压跟踪法的控制由连接在太阳能电池与一个电池之间的单一功率调节器执行。进一步，成为充电对象的电池的数量和配置（连接方案，例如，并联或串联）在充电期间没有变化，而是基本固定。

同时，在协作控制中，控制单元CU和多个电池单元BUa、BUb、BUc、……进行自主控制，使控制单元CU的输出电压和电池单元BU要求的电压互相良好平衡。如上所述，电池单元BUa、BUb、BUc、……中包括的电池B可为任何类型。换句话说，根据本公开的控制单元CU可对多种类型的电池B进行协作控制。

进一步，在图10B所示的配置示例中，各电池单元BU可随意连接或断开，与控制单元CU连接的电池单元BU的数量在太阳能电池发电期间可变。在图10B所示的配置示例中，从太阳能电池所见的负载在太阳能电池发电期间可变。但是，协作控制不仅能解决太阳能电池上的光照强度的变化问题，还能解决太阳能电池发电期间从太阳能电池所见的负载的变化问题。这是相关技术的配置无法达到的一个重要特性。

可通过将上述控制单元CU和电池单元BU互相连接来构造响应于控制单元CU的供电能力而动态改变充电速率（charge rate）的控制系统。下文对协作控制的一个示例进行了说明。应注意，以下说明将初始状态下一个电池单元BUa与控制单元CU连接的控制系统作为示例，但协作控制同样适用于多个电池单元BU与控制单元CU连接的情况。

假定（例如）太阳能电池与控制单元CU的输入侧连接，电池单元BUa与控制单元CU的输出侧连接。另外，还假定太阳能电池的输出电压的上限为100V，太阳能电池的输出电压的下限期望限制为75V。换句话说，假定电压Vt0设为Vt0=75V，运算放大器35的反相输入端的输入电压为kc×75V。

进一步，假定控制单元CU的输出电压的上限和下限分别设为（例如）48V和45V。换句话说，假定电压Vb设为Vb=45V，运算放大器55的反相输入端的输入电压为kb×45V。应注意，通过适当地选择高压输入电源电路11中的电阻器Rc1和Rc2而调整作为控制单元CU的输出端的上限48V的值。换句话说，假定控制单元CU的输出的目标电压值设为48V。

进一步，假定电池单元BUa的充电器电路41a的输出电压的上限和下限分别设为（例如）42V和28V。由此，选择充电器电路41a中的电阻器Rb1、Rb2和Rb3，使充电器电路41a的输出电压的上限和下限可分别变成42V和28V。

应注意，充电器电路41a的输入电压为上限电压的状态与电池Ba的充电速率为100%的状态对应，而充电器电路41a的输入电压为下限电压的另一个状态与电池Ba的充电速率为0%的状态对应。具体地，充电器电路41a的输入电压为48V的状态与电池Ba的充电速率为100%的状态对应，充电器电路41a的输入电压为45V的状态与电池Ba的充电速率为0%的状态对应。响应于输入电压从45至48V的范围内的变化，充电速率被设置到0至100%的范围内。

应注意，对电池的充电速率控制可与协作控制并行进行或单独进行。具体地，由于在充电初期进行恒定电流充电，对充电器电路41a的输出进行反馈调整，以调整充电电压，使充电电流可保持低于固定电流。随后，在末期时，充电电压保持等于或低于固定电压。此处调整的充电电压等于或低于通过上述协作控制调整的电压。通过控制，在控制单元CU提供的功率内进行充电过程。

首先，对太阳能电池上的光照强度产生变化的情况下进行协作控制时工作点的变化进行说明。

图11A图解了太阳能电池上的光照强度降低的情况下进行协作控制时工作点的变化。在图11A中，纵坐标的轴线代表太阳能电池的端电流，横坐标的轴线代表太阳能电池的端电压。进一步，图11A中的空心圆形标志代表进行MPPT控制时的工作点，图11A中的阴影圆形标志代表进行协作控制时的工作点。图11A所示的曲线C5至C8表示太阳能电池上的光照强度变化时太阳能电池的伏安特性。

现在假定电池Ba要求的功率为100W（瓦特），太阳能电池的伏安特性由与最晴朗天气状态对应的曲线C5表示。进一步，假定此时太阳能电池的工作点由（例如）曲线C5上的点表示，通过高压输入电源电路11和充电器电路41a从太阳能电池提供给电池Ba的功率或供电量高于电池Ba要求的功率或所需量。

从太阳能电池提供给电池Ba的功率高于电池Ba要求的功率时，控制单元CU给电池单元BUa的输出电压，即，电压V12，为上限48V。具体地，由于电池单元BUa的输入电压为上限48V，电池单元BUa的充电器电路41a的输出电压为上限的42V，对电池Ba的充电在100%的充电速率下进行。应注意，额外功率作为（例如）热而被丢弃。应注意，上文对在100%下对电池进行充电进行了说明，但对电池的充电并不限于100%，可根据电池的特性适当调整。

如果天空开始从该状态变为多云，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C5变为曲线C6。由于天空变为多云，太阳能电池的端电压逐渐下降，控制单元CU给电池单元BUa的输出电压逐渐下降。由此，由于表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C5变为曲线C6，太阳能电池的工作点移动到（例如）曲线C6上的b点。

如果天空开始从该状态变为更加多云的状态，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C6变为曲线C7，由于太阳能电池的端电压逐渐下降，控制单元CU给电池单元BUa的输出电压下降。控制单元CU给电池单元BUa的输出电压下降一定程度时，控制系统无法再向电池Ba提供100%的功率。

此处，如果太阳能电池的端电压从100V接近下限Vt0=75V，控制单元CU的高压输入电源电路11开始将给电池单元BUa的输出电压从48V下降为Vb=45V。

控制单元CU给电池单元BUa的输出电压开始下降后，电池单元BUa的输入电压下降，因此，电池单元BUa的充电器电路41a开始降低电池Ba的输出电压。充电器电路41a的输出电压下降时，提供给电池Ba的充电电流下降，与充电器电路41a连接的电池Ba的充电减速。换句话说，电池Ba的充电速率下降。

由于电池Ba的充电速率下降，功耗下降，因此，从太阳能电池所见的负载下降。因此，太阳能电池的端电压上升或恢复，上升或恢复的量为从太阳能电池所见的负载下降的量。

由于太阳能电池的端电压上升，控制单元CU给电池单元BUa的输出电压的下降程度减少，电池单元BUa的输入电压升高。由于电池单元BUa的输入电压升高，电池单元BUa的充电器电路41a升高充电器电路41a的输出电压，以升高电池Ba的充电速率。

由于电池Ba的充电速率升高，从太阳能电池所见的负载增加，太阳能电池的端电压下降，下降的量为从太阳能电池所见的负载增加的量。由于太阳能电池的端电压下降，控制单元CU的高压输入电源电路11降低电池单元BUa的输出电压。

随后，自动重复上述充电速率的调整，直到控制单元CU给电池单元BUa的输出电压收敛至某值，以建立功率的需求与供应之间的平衡。

协作控制与MPPT控制的不同之处在于，其并非用软件控制。因此，协作控制不要求对提供最大工作点的端电压进行计算。进一步，通过协作控制调整充电速率不包括用CPU进行计算。因此，与MPPT控制相比，协作控制的功耗较低，上述充电速率调整在约数纳秒至数十纳秒的短时间段内进行。

进一步，由于高压输入电源电路11和充电器电路41a仅检测其输入电压的大小并调整输出电压，不要求进行模拟/数字转换，也不要求在控制单元CU与电池单元BUa之间进行通信。由此，协作控制不要求使用复杂电路，且用于实施协作控制的电路的规模较小。

此处，假定在曲线C5上的点上，控制单元CU可提供100W的功率，且控制单元CU给电池单元BUa的输出电压收敛至某值。进一步，假定太阳能电池的工作点改变到（例如）曲线C7上的c点上。此时，提供给电池Ba的功率低于100W。但是，如图11A所示，根据电压Vt0的值的选择，可将不低于实施MPPT控制的情况下的功率的功率提供给电池Ba。

如果天空更加多云，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C7变为曲线C8，太阳能电池的工作点移动到（例如）曲线C8上的d点。

如图11A所示，由于在协作控制下对功率的需求和供应之间的平衡进行调整，太阳能电池的端电压不会低于电压Vt0。换句话说，在协作控制下，即使太阳能电池上的光照强度急剧下降，太阳能电池的端电压也完全不会低于电压Vt0。

如果太阳能电池上的光照强度急剧下降，则太阳能电池的端电压的值接近电压Vt0，提供给电池Ba的电流的量变的非常小。由此，太阳能电池上的光照强度急剧下降时，虽然电池Ba的充电要求一定时间，由于控制系统中功率的需求与供应互相良好平衡，控制系统不会发生系统故障。

由于通过协作控制调整充电速率在上述非常短的时间内进行，根据协作控制，即使天空突然开始多云，太阳能电池上的光照强度突然下降，仍可避免控制系统发生系统故障。

现在，对从太阳能电池所见的负载产生变化的情况下进行协作控制时工作点的变化进行说明。

图11B图解了从太阳能电池所见的负载增加的情况下进行协作控制时工作点的变化。在图11B中，纵坐标的轴线代表太阳能电池的端电流，横坐标的轴线代表太阳能电池的端电压。进一步，图11B中的阴影圆形标志代表进行协作控制时的工作点。

现在假定太阳能电池上的光照强度没有变化，太阳能电池的伏安特性用图11B所示的曲线C0表示。

控制系统刚刚启动之后，假定其中的耗电量几乎为零，因此，太阳能电池的端电压可视为基本等于开路电压。由此，控制系统刚刚启动之后太阳能电池的工作点可视为处于（例如）曲线C0上的e点。应注意，控制单元CU给电池单元BUa的输出电压可视为上限48V。

开始向与电池单元BUa连接的电池Ba提供功率之后，太阳能电池的工作点移动到（例如）曲线C0上的g点。应注意，由于在本示例的说明中电池Ba要求的功率为100W，图11B中的阴影表示的区域S 1的面积等于100W。

太阳能电池的工作点处于曲线C0上的g点时，控制系统处于通过高压输入电源电路11和充电器电路41a从太阳能电池提供给电池Ba的功率高于电池Ba要求的功率的状态。由此，太阳能电池的工作点处于曲线C0上的g点时太阳能电池的端电压、控制单元CU的输出电压和提供给电池Ba的电压分别为100V、48V和42V。

此处，假定具有与电池单元BUa相似的配置的电池单元BUb与控制单元CU建立新连接。如果假定与电池单元BUb连接的电池Bb要求其充电功率为100W，与与电池单元BUa连接的电池Ba相似，则耗电量增加，从太阳能电池所见的负载突然增加。

为了向两个电池提供200W的总功率，（例如）总输出电流必须加倍，而电池单元BUa的充电器电路41a和电池单元BUb的充电器电路41b的输出电压保持不变。

但是，在发电机为太阳能电池的情况下，太阳能电池的端电压随着充电器电路41a和41b的输出电流的增加而下降。因此，总输出电流必须高于太阳能电池的工作点处于g点时的总输出电流的两倍。因此，太阳能电池的工作点必须（例如）处于图11B所示的曲线C0上的h点，太阳能电池的端电压急剧下降。如果太阳能电池的端电压急剧下降，控制系统可能会发生系统故障。

在协作控制中，如果由于电池单元BUb的新连接或额外连接而使太阳能电池的端电压下降，则对控制系统中功率的需求和供应之间的平衡进行调整。具体地，两个电池的充电速率自动下降，使提供给电池Ba和电池Bb的功率可总体变为（例如）150W。

具体地，如果由于电池单元BUb的新连接而使太阳能电池的端电压下降，则控制单元CU给电池单元BUa和BUb的输出电压也下降。如果太阳能电池的端电压从100V接近下限Vt0=75V，则控制单元CU的高压输入电源电路11开始将给电池单元BUa和BUb的输出电压从48V下降为Vb=45V。

控制单元CU给电池单元BUa和BUb的输出电压下降时，电池单元BUa和BUb的输入电压下降。因此，电池单元BUa的充电器电路41a和电池单元BUb的充电器电路41b分别开始降低给电池Ba和Bb的输出电压。充电器电路的输出电压下降时，与充电器电路连接的电池的充电减速。换句话说，电池的充电速率下降。

由于每个电池的充电速率下降，功耗整体下降，因此，从太阳能电池所见的负载下降，太阳能电池的端电压上升或恢复，上升或恢复的量为从太阳能电池所见的负载下降的量。

随后，对充电速率进行调整，直到控制单元CU给电池单元BUa和BUb的输出电压收敛至某值，以建立功率的需求与供应之间的平衡，与太阳能电池上的光照强度突然下降的情况相似。

应注意，电压值实际收敛为何值根据情况而定。因此，虽然电压值实际收敛为何值并不明确，由于太阳能电池的端电压等于下限Vt0=75V时充电停止，可以估计的是，电压值收敛为稍高于下限Vt0的值的值。进一步，可以估计的是，由于各电池单元不在互相联动的关系下被控制，即使各电池单元具有相同配置，由于使用的元件的差异，各电池单元之间的充电速率不同。但是，电池单元一般通过协作控制而控制，这一点没有变化。

由于通过协作控制调整充电速率在上述非常短的时间段内进行，如果新连接电池单元BUb，则太阳能电池的工作点从g点变为曲线C0上的i点。应注意，在图11B中，为了便于说明，将h点作为曲线C0上太阳能电池的工作点的一个示例，但在协作控制下，太阳能电池的工作点实际上不会变为h点。

这样，在协作控制下，各电池单元BU的充电器电路响应于从太阳能电池所见的负载的增加而检测其输入电压的大小，并自动限制将由其吸收的电流量。根据协作控制，即使与控制单元CU连接的电池单元BU的数量增加，使从太阳能电池所见的负载突然增加，仍可防止控制系统可能发生的系统故障。

现在，对太阳能电池上的光照强度和从太阳能电池所见的负载产生变化的情况下进行协作控制时工作点的变化进行说明。

图12图解了太阳能电池上的光照强度和从太阳能电池所见的负载产生变化的情况下进行协作控制时工作点的变化。在图12中，纵坐标的轴线代表太阳能电池的端电流，横坐标的轴线代表太阳能电池的端电压。图12中的阴影圆形标志代表进行协作控制时的工作点。图12所示的曲线C5至C8表示太阳能电池上的光照强度变化时太阳能电池的伏安特性。

首先，假定包括电池Ba的电池单元BUa与控制单元CU连接，电池Ba要求其充电功率为100W。另外，还假定此时太阳能电池的伏安特性用曲线C7表示，太阳能电池的工作点用曲线C7上的p点表示。

假定p点上太阳能电池的端电压明显地接近预先设置、作为太阳能电池的输出电压的下限的电压Vt0。太阳能电池的端电压明显地接近电压Vt0表示，在控制系统中，通过协作控制对充电速率进行调整，并大大限制充电速率。具体地，在太阳能电池的工作点用图12所示的p点表示的情况下，通过充电器电路41a提供给电池Ba的功率大大高于太阳能电池提供给高压输入电源电路11的功率。由此，在太阳能电池的工作点用图12所示的p点表示的情况下，对充电速率进行较大调整，将大大低于100W的功率提供给对电池Ba充电的充电器电路41a。

假定随后太阳能电池上的光照强度增加，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C7变化到曲线C6。进一步，假定具有与电池单元BUa相似的配置的电池单元BUb与控制单元CU建立新连接。此时，太阳能电池的工作点（例如）从曲线C7上的p点变为曲线C6上的q点。

由于两个电池单元与控制单元CU连接，充电器电路41a和41b对电池Ba和Bb完全充电时的功耗为200W。但是，太阳能电池上的光照强度不足时，继续进行协作控制，将功耗调整为低于200W的值，例如，150W。

此处假定随后天空放晴，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C6变为曲线C5。此时，太阳能电池产生的功率随着太阳能电池上的光照强度的增加而增加时，太阳能电池的输出电流增加。

如果太阳能电池上的光照强度大大增加，太阳能电池产生的功率进一步增加，则某点处太阳能电池的端电压大大高于电压Vt0。如果通过高压输入电源电路11和充电器电路41a和41b从太阳能电池提供给两个电池的功率高于对两个电池充电所需的功率，则通过协作控制对充电速率的调整减缓或自动取消。

此时，太阳能电池的工作点由（例如）曲线C5上的r点表示，对各电池Ba和Bb的充电在100%的充电速率下进行。

随后，假定太阳能电池上的光照强度下降，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C5变为曲线C6。

太阳能电池的端电压下降，并接近预先设置的电压Vt0时，再次通过协作控制对充电速率进行调整。此时太阳能电池的工作点由曲线C6上的q点表示。

随后，假定太阳能电池上的光照强度进一步下降，表示太阳能电池的伏安特性的曲线从曲线C6变为曲线C8。

因此，由于对充电速率进行了调整，使太阳能电池的工作点不会低于电压Vt0，太阳能电池的端电流下降，太阳能电池的工作点从曲线C6上的q点变为曲线C8上的s点。

在协作控制中，对控制单元CU与单个电池单元BU之间的功率的需求与供应之间的平衡进行调整，使各电池单元BU的输入电压不低于预先确定的电压Vt0。由此，通过协作控制，各电池B的充电速率可响应于从各电池单元BU所见的输入侧的供电能力而实时变化。这样，协作控制不仅能解决太阳能电池上的光照强度的变化问题，还能解决太阳能电池发电期间从太阳能电池所见的负载的变化问题。

如上所述，本公开不要求使用商用电源。由此，本公开在未配备电源装置或电力网络的区域也有效。

[放电控制的第一示例]

顺便提一下，如果DC-DC转换器以上述方式运行，则功率由DC-DC转换器消耗。本公开的实施方式对这一点加以考虑以根据情况接通/关断DC-DC转换器。

首先，对第一示例进行说明，在第一示例中，一个电池单元放电。如图13所示，电池单元BUa和外部装置连接至控制单元CU。电池单元BUa包括DC-DC转换器44a和电池Ba。电池单元BUa的详细配置在图13中以简化形式示出。应注意，图13仅示出了电池单元BUa，但这并不表示仅电池Ba放电。进行充电的电池单元或作为备用电源的电池单元可与控制单元CU连接。

控制单元CU和电池单元BUa通过电力线L2互相连接。二极管161a与电力线L2连接，使其负极侧靠近控制单元CU侧，而其正极侧靠近电池单元BUa侧。二极管161a防止反偏压施加至电池单元BUa的电池Ba。如图13中的虚线所示，开关切换信号从控制单元CU提供给电池单元BUa。

外部装置通过电力线L3与控制单元CU连接。外部装置为，例如，将DC电压转换为AC电压的逆变器70。控制单元CU通过电力线L3将从电池单元BUa提供的DC电压提供给逆变器70。应注意，控制单元CU和逆变器70可配置为互相通信。

控制单元CU获取电池单元BUa的电池Ba的输出电压。控制单元CU进行（例如）与电池单元BUa的通信，以获取电池Ba的输出电压。电池单元BUa的输出电压和标识符（ID）可以互相关联的关系存储在控制单元CU的存储器15中。控制单元CU通过通信获取电池单元BUa的ID。随后，控制单元CU可从存储器15中读出与ID对应的输出电压，以获取输出电压。或者，可使用每个电池单元BU的ID从与网络等连接的服务器中获取与ID对应的输出电压。用于获取输出电压的方法可适当改变。输出电压根据电池Ba的类型或连接方案而有所不同。在当前示例中，电池Ba的输出电压为40V或100V。

控制单元CU获取适用于外部装置的电压的范围。控制单元CU获取适用于（例如）逆变器70的输入电压范围。控制单元CU（例如）通过通信获取逆变器70的输入电压范围。逆变器70的输入电压范围可存储在存储器15中，使其从存储器15中读出。获取输入电压范围的方法可适当改变。在当前示例中，输入电压范围设为DC 35V至DC 50V。

下文作为示例所述的放电控制由（例如）控制单元CU的CPU 13执行。放电控制在开始从（例如）电池单元BUa放电之前进行。

首先，CPU 13将电池Ba的输出电压与逆变器70的输入允许电压互相比较。电池Ba的输出电压为40V时，其处于逆变器70的输入允许电压的范围内。这种情况下，CPU 13进行关断DC-DC转换器44a的控制。具体地，CPU 13产生开关切换信号，用于将开关SW10a与触点61a连接。产生的开关切换信号提供给电池单元BUa的CPU 45。CPU 45根据提供给其的开关切换信号将开关SW10a与触点61a连接。

CPU 13接通控制单元CU的开关SW2和开关SW3。随后，CPU 13给CPU 45提供放电指令的控制信号。CPU 45根据发送给CPU 45本身的放电指令的控制信号接通开关SW6a和开关SW8a。由于开关SW6a和开关SW8a接通，电池Ba放电。电池Ba的输出电压从电池单元BUa中按原样输出，不通过DC-DC转换器44a。换句话说，40V的DC电压从电池单元BUa中按原样输出。电池单元BUa输出的DC电压通过控制单元CU提供给逆变器70。由于DC电压不经过DC-DC转换器44a，不会产生DC-DC转换器44a操作中的功率损失。

电池Ba的输出电压为100V时，其处于逆变器70的输入允许电压的范围外。这种情况下，CPU 13进行接通DC-DC转换器44a的控制。具体地，CPU 13产生开关切换信号，用于将开关SW10a与触点62a连接。产生的开关切换信号提供给电池单元BUa的CPU 45。CPU 45根据提供给其的，并发送给CPU 45本身的开关切换信号将开关SW10a与触点62a连接。

CPU 13接通控制单元CU的开关SW2和开关SW3。随后，CPU 13给CPU 45提供放电指令的控制信号。CPU 45根据发送给CPU 45本身的放电指令的控制信号接通开关SW6a和开关SW8a。由于开关SW6a和开关SW8a接通，电池Ba放电。

电池Ba的输出电压通过触点62a提供给放电器电路42a。随后，输出电压提供给放电器电路42a的DC-DC转换器44a。输出电压由DC-DC转换器44a转换为预定电压。例如，输出电压转换为48V的DC电压。48V的DC电压通过控制单元CU从电池单元BUa提供给逆变器70。因此，通过DC-DC转换器44a的操作，逆变器70可产生对应电压。这样，DC-DC转换器44a可响应于适用于外部装置的电压而接通或关断。

[放电控制的第二示例]

现在对放电控制的第二示例进行说明。如图14所示，电池单元BUa、另一个电池单元BUb和一个进一步电池单元BUc与控制单元CU连接。传输功率的线路用实线表示，传输控制信号的线路用虚线表示。应注意，控制信号通过上述共用信号线SL传输。

作为外部装置的一个示例的逆变器70与控制单元CU连接。应注意，在下文所述的示例中，电池Ba的输出电压为40V；电池Bb的输出电压为45V；电池Bc的输出电压为60V。进一步，假定逆变器70的输入电压范围为35至50V。

参照图15描述放电控制的第二示例。时间t0的定时之前，所有电池单元BU不输出输出电压。时间t0的定时处，逆变器70与控制单元CU连接，逆变器70向控制单元CU发出放电请求。控制单元CU的CPU 13根据放电请求向电池单元BUa输出（例如）放电指令的控制信号。电池单元BUa根据发送给电池单元BUa本身的放电指令的控制信号使电池Ba放电。

此处，电池Ba的输出电压为40V，并保持在逆变器70的输入电压范围内。由此，控制单元CU关断DC-DC转换器44a。由于DC-DC转换器44a关断，Ba的输出电压从电池单元BUa中按原样输出。应注意，该控制与放电控制的第一示例中的控制相似，因此，本文省略其重复说明，以避免重复。在时间t0的定时处，电池单元BUb和电池单元BUc不放电。换句话说，电池单元BUb和电池单元BUc保持在输出停止状态下。

预定时间段结束，定时从时间t0转变到时间t1。在时间t1，需要停止电池Ba的放电。例如，电池Ba的剩余电量下降时，电池Ba发生某些异常状况或类似情况时，需要停止电池Ba。通常来说，这种情况下，关断外部装置，并与不同电池单元连接，随后重新启动。但是，在本公开的实施方式的系统中，可连接多个电池单元BU，进一步，电池单元BU可互相独立控制。因此，即使某电池单元BU处于无法放电的状态下，可通过使其他电池单元BU放电而继续对外部装置提供功率。

控制单元CU将要进行放电过程的电池单元从电池单元BUa切换到电池单元BUb。此时，控制单元CU获取电池Bb的输出电压。电池Bb的输出电压可提前获取。此处，电池Bb的输出电压（45V）保持在逆变器70的输入电压范围内。由此，控制单元CU关断DC-DC转换器44a’。这种情况下的过程细节与放电控制的第一示例相似。

控制单元CU将放电指令的控制信号输出给电池单元BUb。响应于放电指令的控制信号，电池单元BUb的电池Bb放电。由于DC-DC转换器44a’处于关断状态，从电池单元BUb输出45V的DC电压。由于电池单元BUa的输出电压处于降低状态，具有较高电压的电池单元BUb侧的输出电压通过控制单元CU提供给逆变器70。由于二极管63a和63c分别连接，电池单元BUb的输出电压不对电池单元BUa的电池Ba和电池单元BUc的电池Bc的任何一个产生影响。

在上述示例中，电压从40V上升到45V，但是，如果电池单元BUb放电较早，电池单元BUa随后启动，则电压从45V下降到40V。但是，在这种情况下，由于连接有二极管63a，不存在任何问题。

在时间t2的定时处，控制单元CU将放电停止的控制信号输出给电池单元BUa。响应于放电停止的控制信号，电池Ba的放电停止，因此使电池单元BUa处于输出停止状态。这样，切换目的地的电池单元的电池可以最大效率放电。

进行放电过程的电池单元可从电池单元BUa切换到电池单元BUc。这种情况下，电池Bc的输出电压处于逆变器70的输入允许电压的范围外。由此，电池单元BUc将放电时，控制单元CU进行接通DC-DC转换器44a”，随后使电池Bc放电的控制。

电池单元BU切换时，DC-DC转换器可接通。如图16所示，电池单元BUa的DC-DC转换器44a在时间t1的定时处接通。由于DC-DC转换器44a接通，电池Ba的输出电压转换为（例如）48V的DC电压。通过转换获得的DC电压从电池单元BUa输出。

控制单元CU接通电池单元BUb的DC-DC转换器44a’。随后，控制单元将放电指令的控制信号输出给电池单元BUb。响应于放电指令的控制信号，电池Bb放电。由于DC-DC转换器44a’接通，电池Bb的输出电压转换为（例如）48V的DC电压。通过转换获得的DC电压从电池单元BUb输出。

在时间t2的定时处，控制单元CU将放电停止的控制信号输出给电池单元BUa。响应于放电停止的控制信号，电池Ba的放电停止。随后，为了进行提高了效率的放电，控制单元CU进行关断DC-DC转换器44a’的控制。

电池单元BUa和电池单元BUb输出的输出电压可一次调整为上述预定电压。这可防止将输出给控制单元CU的电压突然从电池单元BUa的输出电压切换为电池单元BUb的输出电压。

应注意，与控制单元连接的外部装置的输入电压范围预先确定，且如果电池单元的电池的输出电压处于输入电压范围内，可简化过程。具体地，一个电池单元将放电时，电池单元的DC-DC转换器关断。多个电池单元将放电时，所有电池单元的DC-DC转换器可接通。

同时，如上文所述，即使电压出现某些变化，作为负载的逆变器70可在不存在任何问题的情况下继续运行，但根据负载的不同，逆变器70可能无法随着过大的电压变化而继续运行。另外，在这种情况下，可通过DC-DC转换器通过切换调整抑制过大的电压变化。例如，在上述示例中，电池Ba的输出电压为40V，电池Bc的输出电压为60V。如果输出源从电池Ba切换到电池Bc，会发生幅度为20V的电压变化。但是，通过加入上文所述作为示例的48V的DC-DC转换器，输出源可通过8V和12V的电压变化而切换。因此，可抑制变化量。

<2.变形例>

上文对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限于上述实施方式，可以各种形式修改。当前实施方式中的所有配置、数值、材料等仅为示例，本公开并不限于作为示例的配置等。作为示例的配置等可在不存在技术矛盾的范围内适当改变。

控制系统中的控制单元和电池单元可为便携式。上述控制系统可应用到（例如）汽车或房屋中。

应注意，本公开可具有下文所述的配置。

（1）一种控制装置，包括：

获取部，被配置为获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及

控制部，被配置为将输出电压与电压范围互相比较，并控制电池单元，使输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

（2）根据（1）的控制装置，其中，控制部在输出电压处于电压范围内时控制电池单元，使输出电压按原样输出，且在输出电压处于电压范围外时控制电池单元，使输出电压由转换部转换为预定电压，并输出预定电压。

（3）根据（1）或（2）的控制装置，其中，

电池单元包括：第一路径，电池的输出电压沿第一路径输出；第二路径，由转换部转换电池的输出电压而成的预定电压沿第二路径输出；以及开关，用于在第一路径与第二路径之间切换；并且

控制部在输出电压处于电压范围内时控制开关，使电池与第一路径连接，且在输出电压处于电压范围外时控制开关，使电池与第二路径连接。

（4）根据（1）至（3）任一项的控制装置，其中，转换部为升压型或降压型直流到直流转换器。

（5）一种控制方法，包括：

获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及

将输出电压与电压范围互相比较，并控制电池单元，使输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

（6）一种控制装置，包括：

切换部，能够与具有第一电池和第一转换部的第一电池单元、具有第二电池和第二转换部的第二电池单元以及外部装置连接，并被配置为把要放电的电池从第一电池切换到第二电池；以及

控制部，被配置为响应于第二电池的输出电压与适用于外部装置的电压范围之间的比较结果来控制第二电池单元，使输出电压按原样输出或在转换后输出。

（7）根据（6）的控制装置，其中，控制部在第二电池的输出电压处于电压范围内时控制第二电池单元，使输出电压按原样输出，且在第二电池的输出电压处于电压范围外时控制第二电池单元，使输出电压由第二转换部转换为预定电压，并输出预定电压。

（8）根据（6）或（7）的控制装置，其中，

第一电池单元包括：第一路径，第一电池的输出电压沿第一路径输出；第二路径，由转换部转换第一电池的输出电压而成的预定电压沿第二路径输出；以及第一开关，被配置为在第一路径与第二路径之间切换，

第二电池单元包括：第三路径，第二电池的输出电压沿第三路径输出；第四路径，由转换部转换第二电池的输出电压而成的预定电压沿第四路径输出；以及第二开关，被配置为在第三路径与第四路径之间切换，并且

控制部在第二电池的输出电压处于电压范围内时执行第一控制，控制第二开关使第二电池与第三路径连接，且在第二电池的输出电压处于电压范围外时执行第二控制，控制第二开关使第二电池与第四路径连接。

（9）根据（8）的控制装置，其中，在第一电池与第一路径连接时，在控制部控制第一开关使第一电池与第二路径连接后，控制部执行第一控制或第二控制。

（10）根据（9）的控制装置，其中，在控制部控制第一开关之后控制部进行第一控制时，控制部先控制第二开关，使第二电池与第四路径连接，随后控制第二开关，使第二电池与第三路径连接。

（11）根据（6）至（10）任一项的控制装置，其中，第一电池的输出电压与第二电池的输出电压彼此不同。

（12）一种控制方法，包括：

把要放电的电池从第一电池单元所具有的第一电池切换到第二电池单元所具有的第二电池；并且

响应于第二电池的输出电压与适用于外部装置的电压范围之间的比较结果来控制第二电池单元，使输出电压按原样输出或在转换后输出。

本公开包含与2011年11月4日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-242631中公开的内容相关的主题，其全部内容纳入本文作为参考。

Claims (13)

1.一种控制装置，包括：

获取部，被配置为获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及

控制部，被配置为将所述输出电压与所述电压范围互相比较，并控制所述电池单元，使所述输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制部在所述输出电压处于所述电压范围内时控制所述电池单元，使所述输出电压按原样输出，且在所述输出电压处于所述电压范围外时控制所述电池单元，使所述输出电压由转换部转换为预定电压，并输出所述预定电压。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，

所述电池单元包括：第一路径，所述电池的输出电压沿所述第一路径输出；第二路径，由所述转换部转换所述电池的输出电压而成的所述预定电压沿所述第二路径输出；以及开关，用于在所述第一路径与所述第二路径之间切换；并且

所述控制部在所述输出电压处于所述电压范围内时控制所述开关，使所述电池与所述第一路径连接，且在所述输出电压处于所述电压范围外时控制所述开关，使所述电池与所述第二路径连接。

4.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述转换部为升压型或降压型直流到直流转换器。

5.一种控制方法，包括：

获取电池单元的电池的输出电压和适用于外部装置的电压范围；以及

将所述输出电压与所述电压范围互相比较，并控制所述电池单元，使所述输出电压响应于比较结果而按原样输出或在转换之后输出。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，控制所述电池单元，使得在所述输出电压处于所述电压范围内时所述输出电压按原样输出，并且在所述输出电压处于所述电压范围外时所述输出电压在转换之后输出。

7.一种控制装置，包括：

切换部，能够与具有第一电池和第一转换部的第一电池单元、具有第二电池和第二转换部的第二电池单元以及外部装置连接，并被配置为把要放电的电池从所述第一电池切换到所述第二电池；以及

控制部，被配置为响应于所述第二电池的输出电压与适用于所述外部装置的电压范围之间的比较结果来控制所述第二电池单元，使所述输出电压按原样输出或在转换后输出。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述控制部在所述第二电池的输出电压处于所述电压范围内时控制所述第二电池单元，使所述输出电压按原样输出，且在所述第二电池的输出电压处于所述电压范围外时控制所述第二电池单元，使所述输出电压由所述第二转换部转换为预定电压，并输出所述预定电压。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其中，

所述第一电池单元包括：第一路径，所述第一电池的输出电压沿所述第一路径输出；第二路径，由转换部转换所述第一电池的输出电压而成的预定电压沿所述第二路径输出；以及第一开关，被配置为在所述第一路径与所述第二路径之间切换，

所述第二电池单元包括：第三路径，所述第二电池的输出电压沿所述第三路径输出；第四路径，由转换部转换所述第二电池的输出电压而成的预定电压沿所述第四路径输出；以及第二开关，被配置为在所述第三路径与所述第四路径之间切换，并且

所述控制部在所述第二电池的输出电压处于所述电压范围内时执行第一控制，控制所述第二开关使所述第二电池与所述第三路径连接，且在所述第二电池的输出电压处于所述电压范围外时执行第二控制，控制所述第二开关使所述第二电池与所述第四路径连接。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其中，在所述第一电池与所述第一路径连接时，在所述控制部控制所述第一开关使所述第一电池与所述第二路径连接后，所述控制部执行所述第一控制或所述第二控制。

11.根据权利要求10所述的控制装置，其中，在所述控制部控制所述第一开关之后所述控制部进行所述第一控制时，所述控制部先控制所述第二开关，使所述第二电池与所述第四路径连接，随后控制所述第二开关，使所述第二电池与所述第三路径连接。

12.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述第一电池的输出电压与所述第二电池的输出电压彼此不同。

13.一种控制方法，包括：

把要放电的电池从第一电池单元所具有的第一电池切换到第二电池单元所具有的第二电池；并且

响应于所述第二电池的输出电压与适用于外部装置的电压范围之间的比较结果来控制所述第二电池单元，使所述输出电压按原样输出或在转换后输出。

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