JP2003017134A - 蓄電装置の管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管理手段の処理負担を軽減させて監視情報の
収集等の処理を迅速に行えるようにしながら、複数の蓄
電部における蓄電量のバラツキが発生することを抑制す
ることが可能となる蓄電装置の管理システムを提供す
る。 【解決手段】 自己が担当する蓄電部Ｕから作動用の電
力が供給されて動作して蓄電部Ｕの監視情報を管理手段
１２に通信する複数の監視手段ＫＳが、複数のグループ
に区分けされ、各グループ内の各スレーブ監視手段ＫＳ
及びマスター監視手段ＫＳが通信処理を実行し、マスタ
ー監視手段ＫＳ及び管理手段１２が通信処理を実行する
ように構成され、スレーブ監視手段ＫＳに対応する蓄電
部Ｕにおける蓄電量が、マスター監視手段ＫＳに対応す
る蓄電部Ｕにおける蓄電量と同じ又はほぼ同じになるよ
うに、スレーブ監視手段ＫＳに対応する蓄電部Ｕにおけ
る蓄電電力を消費させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の蓄電部を備
える蓄電装置の運転を管理する管理手段、及び、前記複
数の蓄電部夫々に対応させて設けられて自己が担当する
蓄電部の状態を監視する複数の監視手段が、通信自在に
設けられ、前記複数の監視手段の夫々が、自己が担当す
る蓄電部から作動用の電力が供給されることにより動作
するように構成され、且つ、自己が担当する蓄電部の監
視情報を前記管理手段に通信するように構成されている
蓄電装置の管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の蓄電装置の管理システムは、
複数の監視手段が前記監視情報を前記管理手段に通信す
るように構成され、これらの監視情報は、管理手段が、
例えば、充電を行ったり蓄電した電力を出力させたりす
る等の蓄電装置の運転を管理するための情報として用い
られるようにしたものである。そして、上記したような
構成において、従来では、複数の監視手段が管理手段に
対して夫々個別に通信処理を行うように構成されてい
た。つまり、複数の監視手段が夫々対等の関係にあり、
複数の監視手段の夫々が管理手段との間で、例えば、予
め設定された順序で個別に通信処理を行う構成となって
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように複数の
監視手段の夫々が管理手段との間で個別に通信処理を行
う構成とした場合には、次のような不利な面がある。つ
まり、管理手段は各監視手段との間での通信により得ら
れた複数の蓄電部の監視情報に基づいて蓄電装置の運転
を管理することになるが、監視手段の個数が多くなる
と、一つの監視手段との間での通信処理に必要な時間は
短いものであっても全ての監視手段との間での通信が終
了するまでには長い時間がかかることがある。そうする
と、複数の監視手段の情報に基づいて、例えば、充電を
行ったり蓄電した電力を出力させたりする等の蓄電装置
の運転を管理する処理を行うに際して、複数の監視手段
の全ての情報を取得するまでに時間が長くかかり、運転
処理が適切なタイミングで行えないものになるおそれが
あるといった不利がある。尚、このような不利を解消す
るための構成として、通信処理並びに取得した情報に基
づく各種の処理を高速で行うことが可能な高性能の処理
装置を用いることが考えられるが、このような高速処理
が可能となるような複雑な構成の処理装置を用いると構
成が複雑化してコスト高を招くおそれがあり、採用し難
いものであった。

【０００４】特に、前記蓄電部として、例えば、リチウ
ムイオン電池等のように電池電圧が数ボルト程度と比較
的低い電池を組み合わせたものを用いて商用交流電源に
相当するような高電圧を得る構成としたような場合のよ
うに多数の蓄電部を直列接続して使用する場合には、前
記監視手段が多数必要となるが、このような構成におい
ては上述したような不利が顕著なものとなっていた。

【０００５】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、蓄電装置全体としての監視情報の
収集等の処理を極力迅速に行えるようにしながら、適正
な運用状態を維持させることが可能となる蓄電装置の管
理システムを提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、複数
の蓄電部を備える蓄電装置の運転を管理する管理手段、
及び、前記複数の蓄電部夫々に対応させて設けられて自
己が担当する蓄電部の状態を監視する複数の監視手段
が、通信自在に設けられ、前記複数の監視手段の夫々
が、自己が担当する蓄電部から作動用の電力が供給され
ることにより動作するように構成され、且つ、自己が担
当する蓄電部の監視情報を前記管理手段に通信するよう
に構成されている蓄電装置の管理システムにおいて、前
記複数の監視手段が複数のグループに区分けされ、各グ
ループのうちのひとつの監視手段がマスター監視手段と
して動作し、そのグループ内の他の監視手段がスレーブ
監視手段として動作するように構成され、同一グループ
内における前記スレーブ監視手段、及び、前記マスター
監視手段が、スレーブ監視手段における蓄電部の監視情
報を前記マスター監視手段に通信する通信処理を実行す
るように構成され、複数のグループ夫々の前記マスター
監視手段、及び、前記管理手段が、前記同一グループ内
の前記スレーブ監視手段から通信された監視情報並びに
前記各マスター監視手段が担当する蓄電部の監視情報を
前記管理手段に通信する通信処理を実行するように構成
され、前記複数の蓄電部のうち前記スレーブ監視手段に
対応する蓄電部における蓄電量が、前記マスター監視手
段に対応する蓄電部における蓄電量と同じ又はほぼ同じ
になるように、前記スレーブ監視手段に対応する蓄電部
における蓄電電力を自動的に消費する電力消費手段が備
えられていることを特徴とする。

【０００７】すなわち、前記複数の監視手段を複数のグ
ループに区分けして、各グループのうちのいずれかの監
視手段を上位側監視手段であるマスター監視手段とし、
そのグループ内の他の監視手段が下位側監視手段である
スレーブ監視手段とするように構成されて、各グループ
内においては、マスター監視手段及びスレーブ監視手段
が通信処理を実行して、スレーブ監視手段における蓄電
部の監視情報がマスター監視手段に通信される。又、各
グループのマスター監視手段、及び、管理手段が通信処
理を実行して、グループ内のスレーブ監視手段から通信
された監視情報並びにマスター監視手段が担当する蓄電
部の監視情報が管理手段に通信されることになる。

【０００８】従って、管理手段は、すべての監視手段と
の間で通信を行う必要がなく、マスター監視手段との間
でのみ通信処理を実行するだけで、全ての監視手段にお
ける監視情報を得ることができ、従来技術のように全て
の監視手段との間で個別に通信を行うような構成に比べ
て、管理手段の処理負担を軽減させることが可能になる
とともに、迅速に処理を行うことが可能なものとなる。
説明を加えると、例えば、各監視手段が前記蓄電部の監
視情報として、充電動作や放電動作が可能であるか否か
の判別情報を含む場合であれば、従来のように全ての監
視手段との間で個別に通信を行うものとすると、複数の
監視手段の全ての判別情報を個別に通信する必要がある
が、上記構成によれば、各グループのマスター監視手段
は、そのグループとして充電動作や放電動作が可能であ
るか否かの一つの判別情報を通信すればよく、それだけ
情報量が少なくなり、管理手段の処理負担を軽減させる
ことが可能となる。又、前記蓄電部の監視情報として、
例えば、蓄電部の電圧のバラツキの情報、つまり、電圧
の最高値及び最低値の情報を含むような場合においても
同様に、グループ内での電圧の最高値及び最低値の情報
を通信すればよく、複数の監視手段の全ての判別情報を
個別に通信するものに比べて情報量が少なく管理手段の
処理の負担を軽減させることが可能となる。

【０００９】ところで、上記したような構成にした場合
には、管理手段の処理負担を軽減させることは可能であ
るが、次のような新たな不利が生じるおそれがある。つ
まり、マスター監視手段はグループ内の各スレーブ監視
手段との間での通信を行いながら、しかも、管理手段と
の間の通信も行うことになるが、前記スレーブ監視手段
はマスター監視手段との間での通信を行うだけである。
その結果、マスター監視手段はスレーブ監視手段に比べ
て通信の回数がそれだけ多くなり電力消費量も多くな
る。そうすると、マスター監視手段が担当する蓄電部か
らマスター監視手段に供給される電力量が、スレーブ監
視手段が担当する蓄電部からスレーブ監視手段に供給さ
れる電力量よりも多くなり、複数の蓄電部に蓄電される
蓄電量が互いに異なった値になりバラツキが生じてしま
うことがある。このような蓄電量のバラツキが発生する
と、充電動作や放電動作を繰り返しながら長期間にわた
り使用する場合に、例えば多くの蓄電部は適正な状態に
ある場合であっても一部の蓄電部だけが蓄電量が低下す
ることにより蓄電装置の使用期間が短いものに制限され
る等の運用上の不都合が生じるおそれがある。

【００１０】これに対して、スレーブ監視手段に対応す
る蓄電部における蓄電量が、マスター監視手段に対応す
る蓄電部における蓄電量と同じ又はほぼ同じになるよう
に、電力消費手段が、スレーブ監視手段に対応する蓄電
部における蓄電電力を自動的に消費するように構成され
ているから、スレーブ監視手段に対応する蓄電部におけ
る蓄電量がマスター監視手段に対応する蓄電部における
蓄電量と常に同じ又はほぼ同じ状態が維持されて複数の
蓄電部における蓄電量のバラツキが発生することを抑制
できるのである。そうすると、充電動作や放電動作を繰
り返しながら長期間にわたり使用する場合に、例えば多
くの蓄電部は適正な状態にある場合であっても一部の蓄
電部だけが蓄電量が低下することにより蓄電装置の使用
期間が短いものに制限される等の不都合が生じるおそれ
が少ないものとなる。

【００１１】このようにして、管理手段の処理負担を軽
減させて、蓄電装置全体としての監視情報の収集等の処
理を迅速に行えるようにしながら、複数の蓄電部におけ
る蓄電量のバラツキが発生することを抑制することによ
り、適正な運用状態を維持させることが可能となる蓄電
装置の管理システムを提供できるに至った。

【００１２】請求項２によれば、請求項１において、同
一グループ内の前記スレーブ監視手段の夫々と前記マス
ター監視手段との間での通信処理、及び、前記マスター
監視手段と前記管理手段との間での通信処理が、予め定
められた周期で実行されるように構成され、前記電力消
費手段が、前記スレーブ監視手段及び前記マスター監視
手段の夫々における単位時間当たりの電力消費量の差に
対応する電力を消費するように、予め設定される設定値
の電力を継続的に消費するように構成されていることを
特徴とする。

【００１３】すなわち、各スレーブ監視手段とマスター
監視手段との間での通信処理、及び、マスター監視手段
と管理手段との間での通信処理の夫々が、予め定められ
た周期で実行される。このように各通信処理が予め定め
られた周期で実行されることから、各スレーブ監視手段
の単位時間当たりの電力消費量及びマスター監視手段の
単位時間当たりの電力消費量は変化することなく一定で
あり、これらの電力消費量は予め計測して求めておくこ
とが可能である。又、スレーブ監視手段及びマスター監
視手段の夫々における単位時間当たりの電力消費量の差
に対応する電力量は一定の値であるから、電力消費手段
にて、各監視手段の電力消費量の差に対応する電力を消
費するように、予め設定される設定値の電力を継続的に
消費させることによって、各スレーブ監視手段、及び、
マスター監視手段における電力消費量が同じ又はほぼ同
じになる。その結果、設定量の電力を継続的に消費させ
るという簡単な構成で対応できるものでありながら、複
数の蓄電部における蓄電量のバラツキが発生することを
抑制することが可能となり、請求項１を実施するのに好
適な手段が得られる。

【００１４】請求項３によれば、請求項１において、同
一グループ内の前記スレーブ監視手段の夫々と前記マス
ター監視手段との間での通信処理、及び、前記マスター
監視手段と前記管理手段との間での通信処理の夫々が一
連の処理として実行されるように構成されるとともに、
その一連の処理が実行されるタイミングが変更されるよ
うに構成され、前記電力消費手段が、前記一連の処理が
実行されることによって消費される前記スレーブ監視手
段及び前記マスター監視手段の夫々における電力消費量
の差に対応する電力を、前記一連の処理が実行されるタ
イミングに合わせて消費するように構成されていること
を特徴とする。

【００１５】すなわち、上記構成によれば、同一グルー
プ内の前記スレーブ監視手段の夫々と前記マスター監視
手段との間での夫々の通信処理、及び、前記マスター監
視手段と前記管理手段との間での通信処理の夫々が一連
の処理として実行され、しかも、この一連の処理が実行
されるタイミングが変更される。このように処理が実行
されるタイミングが変更されると、前記各監視手段が単
位時間当たりに実行する通信処理の回数や周期が変化す
ることから、消費される電力はタイミングの変更に伴っ
て変化することになる。そこで、電力消費手段が、前記
一連の処理が実行されることによって消費されるスレー
ブ監視手段及びマスター監視手段の夫々における電力消
費量の差に対応する電力を、一連の処理が実行されるタ
イミングに合わせて消費することによって、スレーブ監
視手段とマスター監視手段との電力消費量が同じ又はほ
ぼ同じになる。その結果、一連の処理が実行されるタイ
ミングが変更する構成であっても、複数の蓄電部におけ
る蓄電量のバラツキが発生することを抑制することが可
能となり、請求項１を実施するのに好適な手段が得られ
る。

【００１６】請求項４によれば、請求項１〜３のいずれ
かにおいて、前記管理手段が、前記各監視手段から通信
される前記監視情報に基づいて、前記各蓄電部に対する
充電動作並びに放電動作についての運転を管理するよう
に構成されていることを特徴とする。

【００１７】すなわち、管理手段は、各監視手段にて監
視される夫々の蓄電部の情報に基づいて、充電動作並び
に放電動作についての運転を管理するようにしているの
で、そのときの複数の蓄電部の状況に対応させて適切な
タイミングで放電や充電を行うことができ、請求項１〜
３のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕以下、図面に基
づいて、本発明の第１実施形態について説明する。図１
に本発明に係る蓄電装置を備えた電源装置が示されてい
る。この電源装置は、燃料電池１から出力される低電圧
の直流電力を、２００ボルトの商用交流電源の電圧を得
るために必要となる直流電力に昇圧する昇圧コンバータ
２と、昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバー
タ３等を備えて構成され、燃料電池１から出力される直
流電力をインバータ３により交流電力に変換して外部に
出力すると共に、外部の電力負荷４に対して燃料電池１
の出力電力が余るときには、その余った直流電力を蓄電
池としての蓄電装置ＥＳに蓄え、外部の電力負荷に対し
て燃料電池１の出力電力が不足するときには、その不足
分を補うように、蓄電装置ＥＳに蓄えられている直流電
力をインバータ３により交流電力に変換して外部に出力
するように構成されている。

【００１９】この電源装置は、交流電力を外部電力負荷
４に供給する構成とし、連系装置３４にて商用電源３５
と系統連系させてあり、外部電力負荷４に対して電源装
置の出力が不足する場合にはその不足分を商用電源にて
補うことができ、又、電源装置における余剰電力を商用
電源３５側に逆流させて売電させることもできるように
してある。又、外部電力負荷としては、一般家庭や事業
所等における商用交流電源にて駆動されることを想定し
た一般の電気機器が対象となっている。

【００２０】そして、この電源装置には、燃料電池１に
燃料ガスを供給するための設備も備えられている。つま
り、図１に示すように、原燃料から水素ガスを含有する
燃料ガスを生成して、生成した燃料ガスを燃料電池１に
供給する燃料ガス生成部ＧＳ、燃料電池１に酸素含有ガ
スとして空気を供給するブロア２１、燃料電池１に供給
する冷却水を燃料電池１から排ガス路３１を通して排出
された酸素極側排ガスにて予熱する熱交換器２２、前記
冷却水を燃料電池１から排ガス路３２を通して排出され
た燃料極側排ガスにて予熱する熱交換器２３等が設けら
れている。燃料電池１から排水路３３を通して排出され
る温水は図示しない給湯箇所にて給湯用に利用される。
尚、前記燃料電池としては、電解質に固体高分子膜を用
いた固体高分子型を用いているが、それ以外に、電解質
としてリン酸を用いたリン酸型、電解質として固体電解
質を用いた固体電解質型等、種々の型式のものを用いる
ことができる。

【００２１】そして、別途備えられた貯湯タンク４２内
に、電力を消費することにより貯留されている湯水を加
熱する電気式加熱装置４０が備えられており、この電気
式加熱装置４０は電力消費量を変更調整自在に構成され
ている。前記貯湯タンク４２に貯留される湯は風呂や一
般給湯等に利用されるものであり、図示しない設定器に
より加熱動作が指令されるが、このような熱負荷の需要
状況は後述するシステムコントローラ１２に入力される
ことになる。

【００２２】前記燃料ガス生成部ＧＳは、天然ガス等の
炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器２４と、
供給される水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成器
２５と、脱硫器２４で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸
気生成器２５で生成された水蒸気を用いて水素ガスと一
酸化炭素ガスに改質処理する改質器２６と、その改質器
２６から排出される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを
水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成器２
７と、その変成器２７から排出される変成処理ガス中に
残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択
酸化器２８等からなり、一酸化炭素ガス含有量の少ない
燃料ガスを生成するように構成されている。改質器２６
における改質反応は吸熱反応であることから、改質器２
６には、反応熱を与えるためのバーナ２６ｂを設けてあ
り、水蒸気生成器２５は、そのバーナ２６ｂの排熱を用
いて、水を加熱して水蒸気を生成するようになってい
る。

【００２３】蓄電装置ＥＳと電力供給経路７との間に
は、電力供給経路７から蓄電装置ＥＳに向けて充電電流
が流れる充電用回路にその回路を断続するスイッチＳＷ
１と逆流防止ダイオードＤ１とが設けられ、蓄電装置Ｅ
Ｓから電力供給経路７に向けて出力電流が流れる出力用
回路にその回路を断続するスイッチＳＷ２と逆流防止ダ
イオードＤ２とが設けられている。前記各スイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、動作異常等が発生したときに蓄電装置Ｅ
Ｓと電力供給経路７との間を遮断する遮断スイッチ８と
して機能するようになっている。又、電力供給経路７に
は、その電力供給経路を断続するスイッチＳＷ３と逆流
防止ダイオードＤ３とが設けられ、逆流防止ダイオード
Ｄ３の電流通流方向下手側箇所から前記電気式加熱装置
４０に向けて電力を供給するように構成されている。

【００２４】次に、蓄電装置ＥＳの構成について説明を
加える。図２に示すように、出力電圧が数ボルト（例え
ば、３〜４ボルト程度）である単位電池セルＣを９６個
直列接続して蓄電手段５が構成されており、この蓄電手
段５に余剰分の直流電力を充電して蓄電するとともに、
この蓄電手段５に蓄電された直流電力をインバータ３に
より交流電力に変換して外部に出力することができるよ
うに構成されている。前記単位電池セルＣとしてはリチ
ウムイオン電池が用いられている。そして、この蓄電装
置ＥＳには、８個づつの単位電池セルＣを１ユニットと
して蓄電部Ｕが構成され、全体が１２の蓄電部Ｕにて構
成され、それらの各蓄電部Ｕ毎に、その蓄電部Ｕに属す
る８個の単位電池セルＣの夫々の端子間電圧や内部温度
等を監視しながら、後述するような各種の処理を実行す
る監視手段としての監視装置ＫＳが夫々備えられてい
る。

【００２５】前記監視装置ＫＳは、図３に示すように、
８個の単位電池セルＣの夫々の端子間電圧を検出する電
圧検出回路９、８個の単位電池セルＣのうち、端子電圧
が他のものに比べて大きく放電処理すべきものとして判
定した単位電池セルＣの正負両端子間を短絡させて放電
させる放電回路１０、他の監視装置ＫＳとの間でデジタ
ル信号をシリアル伝送方式にて情報の通信を行う装置間
通信部１１、電源装置全体の動作を管理するシステムコ
ントローラ１２との間でデジタル信号をシリアル伝送方
式にて情報の通信を行う上位間通信部１３、蓄電手段５
のユニット毎に備えた温度検出用のサーミスタ１４の検
出情報を入力する温度検知部１５、遮断スイッチ８を作
動させる保護回路作動部１６、電圧検出回路９の検出情
報に基づいて、複数の単位電池夫々の正負間電圧が均一
あるいはそれに近い状態になるように、複数の単位電池
のうちで放電すべきものを判別して、その判別された単
位電池を放電回路１０により放電させる放電作動処理
や、各部から入力される情報に基づいて必要な情報を他
の監視装置ＫＳやシステムコントローラ１２に通信する
処理、動作異常が発生したときに保護回路作動部１６を
作動させる処理等を実行するマイクロコンピュータを備
えた制御回路１７等を備えて構成されている。

【００２６】そして、４つの蓄電部Ｕで１つのグループ
が構成され、各グループのうちの１つの監視装置ＫＳが
マスター監視手段としてのマスター監視装置として動作
し、他の３つの監視装置ＫＳがスレーブ監視手段として
のスレーブ監視装置として動作するように構成され、そ
れらが互いに装置間通信部１１及び通信線１８を介して
通信可能に接続されている。又、前記各グループにおけ
るマスター監視装置ＫＳと、前記システムコントローラ
１２とが互いに通信可能に上位間通信部１３及び通信線
１９を介して通信可能に接続されている。

【００２７】１２個全ての監視装置ＫＳは同じ仕様のも
のを共用する構成となっており、各監視装置ＫＳはプリ
ント配線基板上に前記各回路を構成する部品が夫々装着
されて、前記各制御回路１７も夫々同一の制御プログラ
ムを備える構成となっている。又、各監視装置ＫＳに
は、複数の切換スイッチからなる識別情報付与部２０が
備えられており、複数の切換スイッチを切り換えること
により、自己がマスター監視装置として機能するか、あ
るいは、３つのスレーブ監視装置のうちどの番号のスレ
ーブ監視装置として機能するかを設定するための識別情
報が付与される構成となっている。つまり、スレーブ監
視装置として機能する監視装置ＫＳは、前記上位間通信
部１３は部品としては装着されているが、実際には使用
しないものとなる。

【００２８】前記各グループにおけるマスター監視装置
ＫＳと３つのスレーブ監視装置ＫＳとの間の通信は次の
ようにして行われる。すなわち、マスター監視装置ＫＳ
から各スレーブ監視装置ＫＳに対して、設定周期毎に繰
り返して通信用のクロック信号を送信するようになって
おり、マスター監視装置ＫＳから通信されるクロック信
号に同期させる状態で、３つのスレーブ監視装置ＫＳ
は、夫々タイミングをずらせて上記したような各種の情
報をシリアル伝送方式にてマスター監視装置ＫＳに送信
するように構成されている。前記各グループにおける各
マスター監視装置ＫＳとシステムコントローラ１２との
間の通信も同様にして、４個のマスター監視装置ＫＳが
夫々タイミングをずらせて、システムコントローラ１２
から設定周期毎に繰り返して送信されるクロック信号に
同期させる状態で、３つのスレーブ監視装置から受信し
た監視情報と自己の監視情報とをシリアル伝送方式にて
システムコントローラ１２に送信するように構成されて
いる。

【００２９】従って、マスター監視装置は、グループ内
の各スレーブ監視手段との間での通信を行いながら、し
かも、システムコントローラ１２との間の通信も行うこ
とになるが、スレーブ監視装置は、マスター監視手段と
の間での通信を行うだけであるから、マスター監視装置
はスレーブ監視装置に比べて通信の回数がそれだけ多く
なり電力消費量も多くなる。そこで、図３に示すよう
に、スレーブ監視装置として機能する監視装置ＫＳとマ
スター監視装置として機能する監視装置ＫＳとの夫々が
消費する電力量が同じ又はほぼ同じになるように、消費
電力を変更調整自在な消費電力調整部３０が備えられて
いる。この消費電力調整部３０は、具体的には、制御回
路を構成するマイクロコンピュータにおける出力ポート
のうちの１つに電力消費用の抵抗器を接続して、この抵
抗器に通流するパルス電流のデューティ比を変更調節す
ることで監視装置ＫＳ全体としての消費電力を調整する
ことができるように構成されている。

【００３０】次に、前記制御回路１７の制御動作につい
て説明する。図４、図５に示すように、制御動作を開始
すると先ず制御動作の初期設定を行う（ステップ１）。
そして、検出用設定時間Ｔ１（数十ｍｓｅｃ）が経過す
る毎に、電圧検出回路９による８個の単位電池セルＣの
夫々の正負端子間電圧、及び、温度検知部１５による温
度検出用のサーミスタ１４による電池温度等の検出処
理、並びに、電圧検出回路９の検出結果に基づいて蓄電
部が充電動作並びに放電動作が可能であるか否かを判別
する判別処理等のデータ検出処理を実行する（ステップ
２、３）。

【００３１】又、上記したようにして検出される電圧や
検出温度が予め設定された許容範囲を越えているか否か
についての判断処理等により蓄電手段５の動作異常であ
るか否かを判別して、異常が判別されると故障モードに
移行する（ステップ４、８）。自己がマスター監視装置
であれば、スレーブ監視装置から設定時間（３０秒間）
以上経過しても通信応答がない場合、及び、システムコ
ントローラ１２から設定時間（３０秒間）以上通信がな
い場合に故障モードに移行する（ステップ６、７）。自
己がスレーブ監視装置であれば、マスター監視装置から
設定時間（３０秒間）以上通信がない場合に故障モード
に移行する（ステップ８、９） 故障モードであれば、そのような状態が停止判定時間Ｔ
２（４分間）以上継続すると通信停止モードに移行する
（ステップ１０、１１、１２）。この通信停止モードに
おいては、それ以降の処理を実行することなく、ステッ
プ２に戻り、ステップ２からステップ１２までの処理を
繰り返すだけで他の装置との通信は行われない（ステッ
プ１３）。

【００３２】自己がマスター監視装置である場合には、
判定用設定時間Ｔ３（約１秒間）が経過する毎に、各ス
レーブ監視装置ＫＳとの間での通信処理を実行し、スレ
ーブ監視装置ＫＳからデータの受信処理を行う（ステッ
プ１４、１５、１６）。つまり、マスター監視装置は通
信用クロック信号を送信して、この通信用クロック信号
に同期してスレーブ監視装置ＫＳからのデータを受信す
る。そして、３つのスレーブ監視装置ＫＳから順次、タ
イミングを異ならせてデータを受信することになる。
尚、通信用クロック信号の送信は、予め設定されている
データ数が受信されるまで継続し、その設定数のデータ
が受信された後は送信を停止して待機し、前記判定用設
定時間Ｔ３が経過する毎に送信を開始することになる。

【００３３】又、自己がマスター監視装置である場合に
は、システムコントローラ１２との間での通信処理を実
行する（ステップ１７）。すなわち、上記したようにマ
スター監視装置ＫＳからスレーブ監視装置ＫＳに向けて
送信される通信用のクロック信号と同様にして、システ
ムコントローラ１２から設定周期毎に通信用クロック信
号が送信される構成となっており、システムコントロー
ラ１２から送信されるクロック信号に同期して、自己が
検出した電圧や温度の情報、及び、各スレーブ監視装置
ＫＳから受信した電圧や温度の情報、更には、上記した
ような判別処理による判別結果の情報をシステムコント
ローラ１２に送信する。

【００３４】自己がスレーブ監視装置ＫＳである場合に
は、マスター監視装置ＫＳとの間で通信処理を実行する
（ステップ１４、１８）。すなわち、マスター監視装置
ＫＳから送信される通信用のクロック信号に同期させ
て、自己が検出した電圧や温度の情報、及び、上記した
ような判別処理の判別結果等をマスター監視装置ＫＳに
送信する。尚、スレーブ監視装置ＫＳは、マスター監視
装置ＫＳからの通信用のクロック信号の送信が停止して
いる間に、上記したような電圧や温度の検出情報のデー
タを検出して保持しておき、マスター監視装置ＫＳから
通信用のクロック信号が送信されると、そのクロック信
号に同期して情報を送信するのである。又、自己がスレ
ーブ監視装置ＫＳである場合には、消費する電力量がマ
スター監視装置と同じ又はほぼ同じになるように消費電
力を変更調整する電力調整処理を実行する（ステップ１
９）。すなわち、スレーブ監視装置及びマスター監視装
置の夫々における単位時間当たりの電力消費量の差に対
応する電力を、前記消費電力調整部３０にて消費するよ
うに、この消費電力調整部３０が予め設定される設定値
の電力を継続的に消費するように作動を制御するよう構
成されている。説明を加えると、各スレーブ監視装置と
マスター監視装置との間での通信処理、及び、マスター
監視装置とシステムコントローラ１２との間での通信処
理の夫々が、予め定められた周期で実行されることか
ら、各スレーブ監視装置の単位時間当たりの電力消費量
及びマスター監視装置の単位時間当たりの電力消費量は
変化することなく一定であり、これらの電力消費量は予
め計測して求めておくことができる。そして、スレーブ
監視装置及びマスター監視装置の夫々における単位時間
当たりの電力消費量の差に対応する電力量は一定の値で
あるから、前記消費電力調整部３０にて、各監視装置の
電力消費量の差に対応する電力を消費するように、予め
設定される設定値の電力に対応する一定値の電流を継続
的に供給させるのである。

【００３５】スレーブ監視装置ＫＳからマスター監視装
置ＫＳに通信される情報について説明を加えると、スレ
ーブ監視装置ＫＳが担当する蓄電部における８個の単位
電池の夫々の端子間電圧の検出値のデータに加えて、そ
の蓄電部における８個の端子間電圧のバラツキを表すデ
ータ、つまり、その中での最高値と最低値のデータ及び
対応する単位電池のセル番号データ等を含んでいる。
又、上記したような判別処理の結果に基づく動作モード
を表すデータ、例えば、８個の単位電池のうちいずれか
のものが放電禁止状態になっているモード、８個の単位
電池のうちいずれかのものが充電禁止状態になっている
モード、温度検出値が異常高温になっているモード、正
常な動作状態を示すモード等の複数のモードのうち、現
在はいずれの状態であるかを数値情報で表すデータ等を
含んでいる。

【００３６】マスター監視装置ＫＳからシステムコント
ローラ１２に通信される情報について説明を加えると、
各スレーブ監視装置ＫＳから受信した前記各単位電池の
夫々の端子間電圧の検出値のデータに加えて、自己が監
視している蓄電部における各単位電池の夫々の端子間電
圧の検出値のデータと、そのグループにおける３２個の
端子間電圧のバラツキを表すデータ、つまり、その中の
最高値と最低値のデータ及び対応する単位電池のセル番
号データ等を含んでいる。又、上記したような判別処理
の結果に基づく動作モードを表すデータ、例えば、３２
個の単位電池のうちいずれかのものが放電禁止状態にな
っているモード、３２個の単位電池のうちいずれかのも
のが充電禁止状態になっているモード、グループ内のい
ずれかで温度検出値が異常高温になっているモード、正
常な動作状態を示すモード等の複数のモードのうち、現
在はいずれ状態であるかを数値情報で表すデータ等を含
んでいる。

【００３７】このように、電圧のバラツキを表す情報や
動作モードを表す情報は、各グループを１単位として一
つの情報を通信するので、複数のスレーブ監視手段から
通信される情報をシステムコントローラに全て通信する
場合に比べて、情報量が少なくなり、通信の負担を軽減
できるものとなる。

【００３８】前記各監視装置ＫＳが、このような処理を
繰り返し実行することにより、各単位電池セルＣの電圧
検出情報や温度検出情報等の蓄電手段５の監視情報がシ
ステムコントローラ１２に送信されることになる。又、
電源装置の電力出力箇所には、現在の外部電力負荷の大
きさを検出する負荷検出手段としての負荷検出器４１が
備えられており、この負荷検出器４１の検出結果もシス
テムコントローラ１２に入力される構成となっている。

【００３９】そして、システムコントローラ１２は、上
記したような各種の情報に基づいて、蓄電手段５の充放
電動作や電気式加熱装置４０の加熱動作等を制御するよ
うに構成されている。つまり、図６に示すように、シス
テムコントローラ１２は、予め設定された設定周期毎に
通信用クロック信号をマスター監視装置ＫＳに送信し
て、マスター監視装置ＫＳとの間での通信処理を実行す
る（ステップ５０）。そして、それらの通信される情報
に基づいて、燃料電池１の発電電力Ｗｇが負荷検出器４
１にて検出される負荷電力Ｗｏより小であり、且つ、全
ての単位電池セルについて前記判別処理の結果において
放電禁止が判別されていない場合には、蓄電手段５に蓄
電した電力を外部に出力する（ステップ５１、５２、５
３）。そして、燃料電池１の発電電力Ｗｇが負荷電力Ｗ
ｏより大であれば、各監視装置ＫＳから送信される電圧
検出情報に基づいて蓄電手段５が満充電状態であるか否
かを判別して、満充電状態でなく、且つ、全ての単位電
池について前記判別処理の結果において充電禁止が判別
されていない場合には、余剰電力を蓄電手段５に蓄電さ
せる（ステップ５４、５５、５６）。満充電状態であれ
ば余剰電力を電気式加熱装置４０にて消費させることに
なる（ステップ５７）。

【００４０】上述したように、この電源装置において
は、前記消費電力調整部３０にて、マスター監視装置Ｋ
Ｓとスレーブ監視装置ＫＳとの電力消費量の差に対応す
る電力を消費するように、スレーブ監視装置ＫＳに予め
設定される設定値の電力に対応する一定値の電流を継続
的に供給させる構成として、前記複数の蓄電部のうち前
記スレーブ監視装置ＫＳに対応する蓄電部Ｕにおける蓄
電量が、前記マスター監視装置ＫＳに対応する蓄電部Ｕ
における蓄電量と同じ又はほぼ同じになるように、スレ
ーブ監視装置ＫＳに対応する蓄電部Ｕにおける蓄電電力
を自動的に消費させることができる。従って、前記消費
電力調整部３０と制御回路１７における上述したような
電流調整処理手順とにより、前記スレーブ監視装置ＫＳ
に対応する蓄電部における蓄電電力を自動的に消費する
電力消費手段Ａが構成されることになる。

【００４１】〔第２実施形態〕以下、本発明の第２実施
形態について説明する。この実施形態では、前記スレー
ブ監視装置ＫＳと前記マスター監視装置ＫＳとの間での
通信処理、及び、前記マスター監視装置ＫＳと前記シス
テムコントローラ１２との間での通信処理の方法、及
び、前記消費電力調整部３０における電力消費処理形態
が異なる点を除くその他の構成、すなわち、図１、図
２、図３に示す構成は、上記第１実施形態の場合と同様
であるから、異なる構成についてのみ説明し、他の構成
については説明は省略する。つまり、この第２実施形態
においては、同一グループ内の前記スレーブ監視装置の
夫々と前記マスター監視装置との間での通信処理、及
び、前記マスター監視装置と前記システムコントローラ
１２との間での通信処理の夫々が一連の処理として実行
されるように構成されるとともに、その一連の処理が実
行されるタイミングが変更されるように構成され、前記
消費電力調整部３０にて、前記一連の処理が実行される
ことによって消費される前記スレーブ監視装置及び前記
マスター監視装置の夫々における電力消費量の差に対応
する電力を、前記一連の処理が実行されるタイミングに
合わせて消費するように構成されている。

【００４２】説明を加えると、同一グループ内の前記ス
レーブ監視装置ＫＳと前記マスター監視手段ＫＳとの間
での通信処理、及び、前記マスター監視装置ＫＳと前記
システムコントローラとの間での通信処理の夫々が、シ
ステムコントローラ１２から指令される通信用指令情報
に基づいて設定されたタイミングで一連の処理として実
行されるように構成され、この通信用指令情報による一
連の処理を実行するタイミングを変更調整可能な構成と
なっている。すなわち、システムコントローラ１２が、
自己が設定した設定タイミング毎に通信用指令情報をマ
スター監視装置ＫＳに指令して、その指令に基づいて、
マスター監視装置ＫＳがスレーブ監視装置ＫＳとの間で
の通信処理を実行し、且つ、それに引き続いてシステム
コントローラ１２との間での通信処理を実行するように
なっている。

【００４３】一連の処理を実行するタイミングを変更調
整する場合の具体例としては、次のような場合がある。
つまり、上記したような各単位電池セルＣの電圧検出情
報や温度検出情報等の蓄電手段５の監視情報がシステム
コントローラ１２に送信されることになるが、電圧検出
情報や温度検出情報において、装置の運転を緊急停止さ
せるほど異常な値ではないが、適正な状態とは言えない
ような状態が現出したような場合に、計測精度を向上さ
せるために、上記したような一連の通信処理を実行する
タイミングを短い間隔で行わせるようにする構成となっ
ている。タイミングを変更する構成としては、これ以外
に、例えば、装置の運転時間が設定時間を越えて長くな
ると上記タイミングを短い間隔にすること等が挙げられ
る。ところで、詳述はしないが、システムコントローラ
１２は、第１実施形態における図５に示す制御を同様の
制御を実行することになるが、一連の処理を実行するタ
イミングを変更調整する処理は、ステップ５０のマスタ
ー監視装置との通信処理の一部として行われる構成とな
っている。

【００４４】前記各監視装置に備えられる制御装置は、
先ず、第１実施形態における図４に示すようなステップ
１〜ステップ１３の処理を実行する点は、第１実施形態
と同じである。そして、ステップ１４以降、図５に示す
内容に代えて、図７に示すような処理を実行する。ステ
ップ１〜ステップ１３の処理は第１実施形態の図４に示
す処理と同じであるから、ステップ１４以降の処理につ
いて説明する。自己がマスター監視装置である場合に
は、システムコントローラ１２から通信用指令情報が指
令されると、上記第１実施形態と同様にして、各スレー
ブ監視装置ＫＳとの間での通信処理を実行し、スレーブ
監視装置ＫＳからデータの受信処理を行う（ステップ１
４、１５、１６）。この通信処理は、上記第１実施形態
と同様に、マスター監視装置がスレーブ監視装置に通信
用クロック信号を送信して、この通信用クロック信号に
同期してスレーブ監視装置ＫＳからのデータを受信す
る。そして、この各スレーブ監視装置ＫＳとの間での通
信処理が終了すると、それに引き続いてシステムコント
ローラ１２との間での通信処理を実行する（ステップ１
７）。この処理は、システムコントローラ１２が、マス
ター監視装置に通信用クロック信号を送信して、この通
信用クロック信号に同期してマスター監視装置ＫＳから
のデータを受信する。

【００４５】自己がスレーブ監視装置ＫＳである場合に
は、マスター監視装置ＫＳとの間で通信処理を実行する
（ステップ１４、１８）。この処理は、上記したような
マスター監視装置から送信される通信用のクロック信号
に同期させて、マスター監視装置ＫＳにデータを送信す
る。

【００４６】そして、このような一連の処理が実行され
ることによって消費される前記スレーブ監視装置ＫＳ及
び前記マスター監視装置ＫＳの夫々における電力消費量
の差に対応する電力を、一連の処理が実行されるタイミ
ングに合わせて消費電力調整部３０にて消費するように
構成されている。説明を加えると、スレーブ監視装置Ｋ
Ｓにおける制御回路１７が一連の処理が実行されるタイ
ミングに合わせて電力調整処理を実行するように構成さ
れている（ステップ１９）。この電力調整処理について
説明すると、図８に示すように、自己がマスター監視装
置ＫＳとの間で実行した単位時間あたりの通信の回数を
測定して、その一連の処理が実行されるときにおけるマ
スター監視装置ＫＳとスレーブ監視装置ＫＳとの間での
単位時間あたりの電力消費量の差違を求め、消費電力調
整部３０にて消費すべき電力量を求める（ステップ４
０、４１）。具体的には、設定電源電圧が印加されて消
費電力調整部３０における抵抗器に通流する電流をパル
ス制御するためのパルス信号を出力する構成となってお
り、そのパルス信号のデューティ比及び電流を供給する
ための供給用時間を求めて、その求めたデューティ比の
パルス信号を出力して、供給用時間だけ消費電流調整部
３０に電流を通流させて電力を消費させる（ステップ４
２）。尚、上記一連の処理が実行されるときにおける当
該スレーブ監視装置ＫＳとマスター監視装置ＫＳとの間
で実行した単位時間あたりの通信の回数が計測される
と、当該スレーブ監視装置ＫＳ以外の他のスレーブ監視
装置ＫＳとマスター監視装置ＫＳとの間の通信も同じ回
数だけ行われ、しかも、マスター監視装置ＫＳとシステ
ムコントローラ１２との間の通信の回数も予め設定され
ているから、マスター監視装置ＫＳとスレーブ監視装置
ＫＳとの間での電力消費量の差違を求めることができる
のである。

【００４７】このようにして、各スレーブ監視装置ＫＳ
における電力消費量がマスター監視装置ＫＳにおける電
力消費量とほぼ等しいものとなり、前記各蓄電部Ｕから
監視装置ＫＳに供給される電力が等しくなり、結果的
に、複数の蓄電部Ｕのうちスレーブ監視装置ＫＳに対応
する蓄電部Ｕにおける蓄電量が、マスター監視装置ＫＳ
に対応する蓄電部Ｕにおける蓄電量と同じ又はほぼ同じ
になる。従って、この第２実施形態においても、前記消
費電力調整部３０と制御回路１７における上述したよう
な電流調整処理手順とにより、前記スレーブ監視装置Ｋ
Ｓに対応する蓄電部における蓄電電力を自動的に消費す
る電力消費手段Ａが構成されることになる。

【００４８】〔別実施形態〕以下、別実施形態を列記す
る。

【００４９】（１）上記実施形態では、データの通信処
理の構成として、一方側から通信用クロック信号を送信
し、その通信用クロック信号に同期させてデータを通信
する処理形態としたが、このような構成に限らず、通信
処理の形態としては、双方向にデータを通信するような
方式、複数のスレーブ監視手段のうち通信が必要なもの
だけが通信するような方式等各種の形態で実施するもの
でもよい。

【００５０】（２）上記実施形態では、消費電力調整部
として、制御回路の出力ポートに抵抗器を接続してパル
ス電流を供給する構成としたが、このような構成に限ら
ず、例えば、前記スレーブ監視手段における前記上位間
通信部に通信処理に伴って消費する電力と同じ電力を消
費する疑似通信回路を接続しておいて疑似的な通信処理
を行わせるような構成とする等、種々の形態で実施する
ものでもよい。

【００５１】（３）上記実施形態では、マスター監視装
置ＫＳからシステムコントローラ１２に通信される情報
として、前記各単位電池の夫々の端子間電圧の検出値の
データを含む構成としているが、このような電圧検出値
のデータを通信するものに代えて、上記したような判別
処理における判別結果や各種の動作モードを表す情報だ
けを通信する構成としてもよく、電圧検出値のデータ以
外のその他の情報を通信する構成としてもよい。

【００５２】（４）上記実施形態では、商用電源と系統
連系させてあり、外部電力負荷に対して電源装置の出力
電力が不足するときは、その不足分を商用電源にて補う
ことができる構成としたが、このような構成に限らず、
商用電源と系統連系させることなく独立した電源装置に
適用するものでもよい。

【００５３】（５）上記実施形態では、蓄電手段が多数
の単位電池としてリチウムイオン電池にて構成されるも
のを用いたが、これに限らず、鉛蓄電池、ニッケル−カ
ドミウム電池、ニッケル−水素電池等種々のものを用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電源装置の全体構成図

【図２】蓄電装置の構成を示す図

【図３】監視装置の構成を示すブロック図

【図４】監視装置の制御フローチャート

【図５】監視装置の制御フローチャート

【図６】システムコントローラの制御フローチャート

【図７】第２実施形態の監視装置の制御フローチャート

【図８】第２実施形態の監視装置の制御フローチャート

【符号の説明】

１２ 管理手段 Ａ 電力消費手段 ＫＳ 監視手段 Ｕ 蓄電部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA05 BA03 CA14 CB01 CC02 DA06 DA07 EA08 GB06 GC05 5H030 AA01 AA06 AS01 BB01 BB08 BB09 BB21 DD08 DD12 FF22 FF41 FF43 FF44 FF52

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の蓄電部を備える蓄電装置の運転を
   管理する管理手段、及び、前記複数の蓄電部夫々に対応
   させて設けられて自己が担当する蓄電部の状態を監視す
   る複数の監視手段が、通信自在に設けられ、 前記複数の監視手段の夫々が、自己が担当する蓄電部か
   ら作動用の電力が供給されることにより動作するように
   構成され、且つ、自己が担当する蓄電部の監視情報を前
   記管理手段に通信するように構成されている蓄電装置の
   管理システムであって、 前記複数の監視手段が複数のグループに区分けされ、各
   グループのうちのひとつの監視手段がマスター監視手段
   として動作し、そのグループ内の他の監視手段がスレー
   ブ監視手段として動作するように構成され、 同一グループ内における前記スレーブ監視手段、及び、
   前記マスター監視手段が、スレーブ監視手段における蓄
   電部の監視情報を前記マスター監視手段に通信する通信
   処理を実行するように構成され、 複数のグループ夫々の前記マスター監視手段、及び、前
   記管理手段が、前記同一グループ内の前記スレーブ監視
   手段から通信された監視情報並びに前記各マスター監視
   手段が担当する蓄電部の監視情報を前記管理手段に通信
   する通信処理を実行するように構成され、 前記複数の蓄電部のうち前記スレーブ監視手段に対応す
   る蓄電部における蓄電量が、前記マスター監視手段に対
   応する蓄電部における蓄電量と同じ又はほぼ同じになる
   ように、前記スレーブ監視手段に対応する蓄電部におけ
   る蓄電電力を自動的に消費する電力消費手段が備えられ
   ている蓄電装置の管理システム。
2. 【請求項２】 同一グループ内の前記スレーブ監視手段
   の夫々と前記マスター監視手段との間での通信処理、及
   び、前記マスター監視手段と前記管理手段との間での通
   信処理が、予め定められた周期で実行されるように構成
   され、 前記電力消費手段が、 前記スレーブ監視手段及び前記マスター監視手段の夫々
   における単位時間当たりの電力消費量の差に対応する電
   力を消費するように、予め設定される設定値の電力を継
   続的に消費するように構成されている請求項１記載の蓄
   電装置の管理システム。
3. 【請求項３】 同一グループ内の前記スレーブ監視手段
   の夫々と前記マスター監視手段との間での通信処理、及
   び、前記マスター監視手段と前記管理手段との間での通
   信処理の夫々が一連の処理として実行されるように構成
   されるとともに、その一連の処理が実行されるタイミン
   グが変更されるように構成され、 前記電力消費手段が、 前記一連の処理が実行されることによって消費される前
   記スレーブ監視手段及び前記マスター監視手段の夫々に
   おける電力消費量の差に対応する電力を、前記一連の処
   理が実行されるタイミングに合わせて消費するように構
   成されている請求項１記載の蓄電装置の管理システム。
4. 【請求項４】 前記管理手段が、 前記各監視手段から通信される前記監視情報に基づい
   て、前記各蓄電部に対する充電動作並びに放電動作につ
   いての運転を管理するように構成されている請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の蓄電装置の管理システム。