JP2013219936A - 蓄電装置およびその制御方法ならびに電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電した電力の消費量を抑制して合理的な運用を実現し得る蓄電装置を提供する。
【解決手段】電池セル１３１〜１３４を直列に接続して構成した電池セル群１３Ａ，１３Ｂと、各電池セル１３１〜１３４の状態を判定するための各電池セル１３１〜１３４に基づく電圧であるセル電圧を含むパラメータを測定して監視することで電池セルに関する情報を得る監視装置１６Ａ，１６Ｂと、監視装置１６Ａ，１６Ｂから電池セル１３１〜１３４に関する情報を受信して所定の制御を行う管理装置１７とを有し、管理装置１７は、セル電圧が放電限界を表わす所定の電圧である放電限界電圧よりも低くなった否かを判断し、低くなったことが検出された場合には、監視装置１６Ａ，１６Ｂを、その機能を一部停止させるスリープモードに移行させるとともに、当該管理装置１７の一部の機能を停止させるスリープモードに移行させるよう制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は蓄電装置およびその制御方法ならびに電源装置に関し、特に集中管理・監視を行いつつ消費電力を低減させるシステムに適用して有用なものである。

従来の電源装置は、少なくとも蓄電池、充電器、商用電源入力端子、電力出力端子を有しており、商用電源入力端子に接続された商用電源で充電器を介して蓄電池を充電するようになっている。蓄電池は電力出力端子にも接続され、蓄電した電力を電力出力端子に接続された負荷に供給することが可能となっている。

上記構成要素を有する電源装置の一種として無停電電源装置がよく知られている。無停電電源装置は、商用電源と負荷との間に配置され、通常は商用電源で負荷に電力を供給するようにしている。一方、停電等により商用電源からの電力を負荷へ供給することが困難になった場合に、無停電電源装置は、搭載する蓄電池から負荷への電力供給を行うように自動的に切り替えられる。

近年、小型の蓄電池のみならず蓄電容量がより大きな中型や大型の蓄電池の活用がなされてきており、これら中型や大型の蓄電池の性能の安定化（安全性の向上等）に伴い、蓄電池の用途は大きく広がってきている。すなわち、電気自動車への適用のみならず、商用電源の使用を抑制するために、太陽光等の自然エネルギーと組合せて自然エネルギーで発電した電力を蓄積し、電子機器等の負荷へ供給する蓄電装置としての活用が増えてきている。

このように、蓄電池を電源として使用できるようになってきたことから、野外での使用に注目が集まってきている。野外で使用する場合、接続される負荷のための電源としてのみならず、内蔵する蓄電池を電力源として蓄電装置自身をも動作させることとなる。このため、蓄電池に蓄電した電力を無駄に消費しないための工夫が必要となる。例えば、電力供給すべき負荷が接続されていない場合（負荷による電力の使用がない場合）には、蓄電装置の構成要素であるインバータ等の動作を止めるような制御を行っている。

特許文献１、２は、いずれも無停電電源装置の例で、インバータの動作制御をする技術を開示するものである。特許文献３は電池の充放電を制御する充放電装置の例で、電子機器等に接続されていない場合には電池の放電を抑えるように制御する技術を開示するものである。特許文献４は電池管理装置の例で、電池の充電あるいは放電が行われていない場合にはＣＰＵと容量監視のための周辺装置とを低消費電力モード（スリープモードとも称する）にする技術を開示するものである。

特開平３−４５１３５号公報 特開平７−１７０６７８号公報 特開平３−２２６２３８号公報 特開平１０−１６４７６４号公報

一般に、蓄電池の充電量が減ってきた場合、蓄電装置は蓄電池に充電が必要であることを知らせるアラーム等をユーザーへ発する機能を有している。これは、蓄電池の蓄電残量が必要以上に減らないようにして過放電となることを防止するためである。非常用の電源として用いることを考慮しても、非常用の電源として使用できる最低限のレベルより下回らないように、蓄電装置が有する蓄電池の蓄電残量はある程度維持しておくことが肝要である。

ここで、蓄電池への充電を商用電源に基づいて行うと商用電源の使用量を減らすことができず、商用電源に対する依存度を抑えることができない。一方、充電に商用電源を利用せず、自然エネルギーを利用した発電に基づいて充電を行う場合は、充分な充電ができないことがある。例えば、太陽光発電では、曇りや雨など天候によって晴天時ほどの発電量が期待できない場合がある。また、風力発電では、風力の弱いときと強いときとで発電量が異なり安定的な発電量を確保することができない。このように、自然エネルギーを利用した発電に基づく充電では、時間をかけて充電しても蓄電池に蓄電される電力量は十分なものとはならないことがある。

この結果、充分な充電がされずに蓄電池の放電が行われるので、負荷へ供給する電力が減るばかりでなく、蓄電装置自身の動作を行うために、蓄電した電力を消費することとなり、蓄電池は蓄電装置自身を正常に動作させるための電力が不足して蓄電装置の動作が誤動作あるいは動作停止することや、蓄電装置をできる限り正常に動作させることを優先して蓄電池が蓄電している電力をぎりぎりまで消費しようとすると劣化原因となる過放電状態となることを引き起こしかねない。

また、蓄電装置はビル、商業施設、マンション、個人住宅等に普及してきており、安全性を高めるべく蓄電池の劣化や異常等を監視し、複数の蓄電装置の状態を集中管理センタ等で集中的に監視・管理する必要性が高まっている。この場合、蓄電装置自身が、監視対象である各蓄電装置の電池セルの状態（セル電圧、セル電流、温度等）を定期的に測定して、集中管理センタでは、蓄電装置から送信されてくる測定データを受信して電池セルの状態を監視する必要がある。

上記特許文献１〜４は、いずれも、電池を使用しない場合（電池への充電あるいは電池から負荷への放電が必要とされない場合）に特定の回路を停止する等の低消費電力モードになることを開示するものであり、電池を使用する場合においても低消費電力モードに切り替え可能な装置に対する動作制御については考慮されていない。特に、電池の蓄電量に関係なく低消費電力モードになるか否かの切り替えを行うに過ぎず、蓄電量が少ないにも関わらず低消費電力モードに入らないことから蓄電装置として動作可能な時間が短くなってしまい、例えば、外部からの電力供給がなされないような蓄電装置が独立して動作する状態で短時間動作しただけで不測な誤動作や動作停止を引き起こし易くなってしまう。

本発明は、上記従来技術に鑑み、蓄電した電力の消費量を抑制して合理的な運用を実現し得る蓄電装置およびその制御方法ならびに電源装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
複数の電池セルを接続して構成した電池セル群と、
前記各電池セルの状態を判定するための前記各電池セルに基づく電圧であるセル電圧を含むパラメータを測定して監視することで電池セルに関する情報を得る監視装置と、
前記監視装置から前記電池セルに関する情報を受信して所定の制御を行う管理装置とを有し、
前記管理装置は、前記セル電圧が放電状態を表わす所定の電圧である放電限界電圧よりも低くなった否かを判断し、該セル電圧が前記放電限界電圧より低くなったことが検出された場合には、前記監視装置の機能の一部を停止させるとともに、当該管理装置の一部の機能を停止させるスリープモードに移行させるよう制御することを特徴とする蓄電装置にある。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する蓄電装置において、
前記管理装置は、前記スリープモードに移行した後の経過時間をカウントするタイマーを有し、予め設定しておいた所定時間の経過を前記タイマーが計測した時点でスリープモードにより停止させた機能を復帰させることを特徴とする蓄電装置にある。

本発明の第３の態様は、
第１又は２の態様に記載する蓄電装置において、
前記管理装置は、前記スリープモード中に動作させている前記セル電圧の監視機能により前記スリープモード中に前記セル電圧の異常上昇が検出された場合には、前記スリープモードを解除するように制御することを特徴とする蓄電装置にある。

本発明の第４の態様は、
第１〜第３の態様の何れか一つに記載する蓄電装置において、
前記管理装置は、上位装置との間で、所定の情報の授受を行うための通信を行う通信手段を有することを特徴とする蓄電装置にある。

本発明の第５の態様は、
複数の電池セルを接続して構成した電池セル群を有する蓄電装置の制御方法において、
前記各電池セルの状態を判定するための前記各電池セルに基づく電圧であるセル電圧を含むパラメータを測定し、前記パラメータに基づき所定の制御を行うとともに、
前記セル電圧が放電限界を表わす所定の電圧である放電限界電圧よりも低くなった否かを判断し、低くなったことが検出された場合には、当該蓄電装置の機能の一部を停止させるスリープモードに移行させることを特徴とする蓄電装置の制御方法にある。

本発明の第６の態様は、
第５の態様に記載する蓄電装置の制御方法において、
前記スリープモードに移行した後の経過時間をカウントするとともに、このカウント値が所定値に達した時点で前記スリープモードにより停止させた前記機能を復帰させることを特徴とする蓄電装置の制御方法にある。

本発明の第７の態様は、
第５又は第６の態様に記載する蓄電装置の制御方法において、
前記スリープモード中に動作させている前記セル電圧の監視機能により、前記スリープモード中に前記セル電圧の異常上昇が検出された場合には、前記スリープモードを解除することを特徴とする蓄電装置の制御方法にある。

本発明の第８の態様は、
電源と負荷との間にシャント回路を介して第１〜第４の態様の何れか一つの蓄電装置が接続された電源装置であって、
前記シャント回路は、前記蓄電装置が満充電状態であることを表す満充電電圧を超えたことを前記管理装置が検出した時点で前記電源から前記蓄電装置に対する充電が停止されるよう前記管理装置で制御されるように構成したことを特徴とする電源装置にある。

本発明の第９の態様は、
第８の態様に記載する電源装置において、
前記電源は、自然エネルギーを利用して発電するものであることを特徴とする電源装置にある。

本発明によれば、電池セル群の蓄電量が少なくなったと判断された場合や負荷への電力供給が必要ないと判断された場合に蓄電装置自体をスリープモードにして、電池セル群の蓄電した電力の消費量を抑えることができる。特に、蓄電量に応じて蓄電装置自体をスリープモードにすることができるので、蓄電装置自体が独立して動作しているような場合であっても、可能な限り蓄電装置自体を安定して動作させておくことができる。

また、蓄電装置をスリープモードから通常動作モードへ容易に移行することができるため、集中管理・監視を実現しつつ消費電力を低減させることができる。

さらに、電源装置としては、上記スリープ機能とも相俟ち、充電用の電源として発電量が不安定な自然エネルギーを利用する場合でも、蓄電池の蓄電量に応じて蓄電装置自体をスリープモードにすることができるので、負荷に対して長期間に亘り安定した電力の供給を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電装置およびこれを有する電源装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置におけるスリープ（低消費電力）モードに移行する場合の動作フローチャートである。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置のおけるスリープモードから通常動作モードへ移行する場合の動作フローチャートである。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置におけるスリープモードから通常動作モードへ移行する場合の他の動作フローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る電源装置を示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係る蓄電装置５０は、複数（図では２個）の電池セル（１３１，１３２）、（１３３，１３４）からなる複数（図では２組）の電池セル群１３Ａ、１３Ｂと、各電池セル群１３Ａ，１３Ｂの状態を監視する監視装置（CMU：cell monitor unit）１６Ａ，１６Ｂと、当該蓄電装置５０の全体を制御する管理装置（BMU：battery management unit）１７とを有する。電池セル群１３Ａ，１３Ｂは、複数（図では２個）の二次電池を直列に接続した電池セル（１３１，１３２）、（１３３，１３４）で形成する各ユニットを、それぞれ直列に接続してある。監視装置１６Ａ，１６Ｂは各電池セル群１３Ａ，１３Ｂに対応させて設けられている。監視装置１６Ａ，１６Ｂは、電池セル群１３Ａ，１３Ｂを構成する各電池セル１３１〜１３４の状態を確認するためにセル電圧、セル電流、セル温度等、電池セル１３１〜１３４の状態判定をするためのパラメータを測定して異常の有無を判定することで、電池セル１３１〜１３４の状態を監視する。管理装置１７は中央演算装置（ＣＰＵ）として機能する制御手段１７Ａ、タイマー１７Ｂおよび通信手段１７Ｃを有している。制御手段１７Ａは監視装置１６Ａ，１６Ｂで判定した電池セル１３１〜１３４の状態に関する情報を受取り、所定の処理を行って各種動作の制御を行うために必要な制御信号を生成して出力する。タイマー１７Ｂは制御手段１７Ａで制御のための規定時間のカウント等に用いるものであるが、その機能の詳細は後述する。通信手段１７Ｃは、制御手段１７Ａから送出された電池セル１３１〜１３４の状態の関する情報を上位装置（図示せず）へ送信したり、上位装置からの情報を受信して制御手段１７Ａに送出する。

かかる蓄電装置５０を有する本形態に係る電源装置Ｉは、蓄電装置５０の他に自然エネルギーによる発電電力を受け取るための太陽光発電装置接続用入力部１１、シャント回路１２、インバータ１４および出力部１５を有する。太陽光発電装置接続用入力部１１は太陽電池（図示せず）と接続されている。したがって、太陽光発電装置接続用入力部１１からは直流電力が供給される。かかる直流電力はシャント回路１２を介して蓄電装置５０の各電池セル１３１〜１３４に供給されて、各電池セル１３１〜１３４を充電する。ここで、シャント回路１２は、制御手段１７Ａの制御信号により各電池セル１３１〜１３４に対する充電動作を制御する。さらに詳言すると、制御手段１７Ａは、監視装置１６Ａ，１６Ｂを介して電池セル群１３Ａ，１３Ｂの両端の電圧（電池セル１３１の正極側と電池セル１３４の負極側（接地側））の電圧である蓄電電圧を監視しており、蓄電電圧が満充電状態を表わす満充電電圧となった時点でシャント回路１２から電池セル１３１〜１３４への充電電流の供給を遮断させる。ここで、満充電電圧は電池セル１３１〜１３４の最大充電電圧未満の値とする。このことにより、電池セル１３１〜１３４の過充電を防止する。ここで、満充電電圧は、過放電電圧よりも高い電圧として設定してある。なお、満充電電圧は電池セル１３１〜１３４の各々に対するものであっても電池セル１３１〜１３４をまとめて１つの蓄電池としてみた前述の蓄電電圧を対象とするものであってもよい。前者であれば、電池セルの１３１〜１３４のいずれか１つでも満充電になった時点でシャント回路１２が動作することで過充電の防止が容易に可能となる。後者であれば、電池セル１３１〜１３４に対して均等に蓄電させるようなバランス回路設けることで各電池セルに対して無駄なく充電させることができる。

シャント回路１２で電池セル１３１〜１３４への充電電流の供給が遮断されている状態での太陽電池による発電電力はその全てがインバータ１４に供給され、インバータ１４で交流電力に変換され、出力部１５を介して負荷（図示せず）に供給される。ただし、太陽光発電に基づく電力は天候や太陽光パネルの配置に基づく太陽光の太陽光パネルへの当たり具合により安定性に欠けるところがあり、必要以上の電力が発生した場合は、例えば、シャント回路１２で余剰電力分を接地側へ流すこととなる。

一方、インバータ１４には、シャント回路１２を介して蓄電装置５０の放電電流も供給される。すなわち、シャント回路１２は、蓄電電圧が満充電電圧になるまでは電池セル群１３Ａ，１３Ｂと負荷側とを接続し、蓄電装置５０の放電電流がインバータ１４および出力部１５を介して負荷に供給されるように制御される。かかる制御は制御手段１７Ａが行う。

制御手段１７Ａは、電池セル群１３Ａ，１３Ｂの電圧が所定値よりも低下した場合には、当該蓄電装置５０をスリープモードに移行させる。かかるスリープモードの具体的な制御の内容は後に詳述する。

なお、図１には明示していないが蓄電装置５０の監視装置１６Ａ，１６Ｂや管理装置１７で消費する電力は電池セル群１３Ａ，１３Ｂから供給される。また、前述の如く本形態の電源装置Ｉは、通信手段１７Ｃを介して上位装置との間で情報の授受を行い得るように構成しているので、同様の構成の電源装置Ｉを複数箇所に分散配置し、各電源装置Ｉの監視ないし制御を前記上位装置で一括して行うようなシステムを構築することもできる。

以上のような構成の蓄電装置５０における低消費電力モード（スリープ（Sleep）モード）への移行に関する動作を説明する。図２は蓄電装置５０におけるスリープモードに移行する動作フローチャートである。

図２に示すように、管理装置１７の制御手段１７Ａはスリープモードへ移行するべきか否かの監視処理を開始する（ステップＳ１１）。本形態では、監視装置１６Ａ，１６Ｂを介して各電池セル群１３Ａ，１３Ｂの両端電圧であるセル電圧を用いて制御手段１７Ａがスリープモードに移行するか否かの判断をするものとしている。セル電圧は蓄電量の低下に伴って低下することから、セル電圧を監視することで、電池セル群１３Ａ，１３Ｂの蓄電量が必要以上に低下することに起因して非常用電源としての使用ができなくなることや、過放電になって電池セル１３１〜１３４が劣化してしまうことを避けることができる。

管理装置１７の制御手段１７Ａは、セル電圧の放電限界を表わす放電限界電圧より低くなったか否かを判定する（ステップＳ１２）。このときの放電限界電圧は、当該電源装置Ｉが非常用電源として使用ができる最低限度の蓄電量に相当する電池電圧値（非常用保持電圧と称する）より大きくしてある。これは、非常用電源として使用ができる最低限度の蓄電量まで低下することをできるだけ遅延させるために放電限界電圧を高めに設定したためである。過放電状態になる危険性を判断する電圧値を過放電電圧とすると、過放電電圧＜非常用保持電圧＜放電限界電圧の関係となる。

上記判定で、セル電圧が比較対象の放電限界電圧より低いと判定された場合には、制御手段１７Ａは通信手段１７Ｃを介して集中管理を行う上位装置へセル電圧が低下したことの通知を行って（ステップＳ１３）から監視装置１６Ａ，１６Ｂをスリープモードへ移行させる（ステップＳ１４）。その後、制御手段１７Ａは自身もスリープモードへと移行する（ステップＳ１５）。ここで監視装置１６Ａ，１６Ｂおよび管理装置１７（制御手段１７Ａ）のスリープモードは、それぞれ動作に必要な電源供給を止めることにより行われる。なお、他のスリープモードとして、監視装置１６Ａ，１６Ｂや管理装置１７（制御手段１７Ａ）に入力される信号レベルを固定してしまうことで動作を停止させることが可能であるが、トランジスタ等における貫通電流の低減も考慮すると、電源供給を止める方が消費電力の低減には効果的である。

ここで、本形態における監視装置１６Ａ，１６Ｂのスリープモードでは電池セル１３１〜１３４に対する監視動作のうち一部（セル電圧の監視などスリープモードからの復帰に必要となる電池情報やスリープモード時においても必要となる電池情報の監視を行う回路）を除いて監視を行う各回路の動作を停止状態とすることとし、管理装置１７のスリープモードでは、制御手段１７Ａにおける監視装置１６Ａ，１６Ｂから送出されてくる信号やデータに対する処理動作や蓄電装置５０内の各部の制御処理動作を行う各回路の動作を停止することとする。以上により、蓄電装置５０はスリープモードへの移行が行われる（ステップＳ１６）。管理装置１７について、特に問題ないようであれば、タイマー１７Ｂや通信手段１７Ｃもスリープ状態にしてもよいが、本実施形態においては制御手段１７Ａがスリープ状態であっても、管理装置１７のタイマー１７Ｂ，通信手段１７Ｃは動作可能としている。これら構成要素を動作させているのは、タイマー１７Ｂは後述するスリープモードから通常モードへの移行を行うため、通信手段１７Ｃは外部から送信されるデータの受信ミスが生じないようにするためである。また、スリープモードからの復帰に電池情報を用いず、スリープモード時には電池情報が必要ないような場合には、スリープモードで監視装置１６Ａ，１６Ｂの監視動作を行う回路を全て停止するようにしてもよい。

なお、図２に示すスリープモードへの移行動作に関係なく、監視装置１６Ａ，１６Ｂにおける蓄電電圧およびセル電圧の検出は行えるようにしている。これは、本実施形態においては、前述したように、スリープモードからの復帰にセル電圧を用いるものとしているためである。この蓄電電圧およびセル電圧の検出は、例えば、タイマー１７Ｂにより所定時間分のカウントを行う毎に制御手段１７Ａを起動し、起動した制御手段１７Ａから監視装置１６Ａ，１６Ｂを起動して所望の電圧の検出を行った後に再びスリープモードに入るようにすることで実現できる。また、監視装置１６Ａ，１６Ｂの電圧検出を行う構成要素はスリープモードでも継続動作可能なように電源供給されるようにすることで実現できる。この電圧の検出結果に伴い、制御手段１７Ａにおけるシャント回路１２への動作制御も行われる。管理装置１７の制御手段１７Ａにおける蓄電電圧およびセル電圧に基づくシャント回路１２の制御等は継続して行えるようにすることで、スリープモードにおいても電池セル群１３Ａ，１３Ｂでの充電動作ないし放電動作は継続させることができる。この結果、電池セル群１３Ａ，１３Ｂの充電や放電中であっても管理装置１７や監視装置１６Ａ，１６Ｂをスリープモードとすることができ、積極的に蓄電量の消費を抑えることができる。かくして、太陽光発電による電力が太陽光発電装置接続用入力部１１から入力され、インバータ１４を介して出力部１５に供給されるとともに電池セル群１３Ａ，１３Ｂに対する充電も行うことができ、後述する図３、図４のスリープモードからの復帰も容易に実現できる。また、スリープモード中でも電池セル１３１〜１３４の放電動作を継続させることができるようにするものでは、本実施形態のように、スリープモード中でも監視装置１６Ａ，１６Ｂにおけるセル電圧の監視動作を行わせることは有効である。このようにすれば、セル電圧の監視を行うことにより、スリープモード中においてもセル電圧が過放電電圧に到達したか否かを検出することができ、電池セル１３１〜１３４が過放電状態となることを抑えることができる。

次に、監視装置１６Ａ，１６Ｂ、管理装置１７がスリープモードから通常モードへ移行する場合の動作について説明する。図３は、蓄電装置５０におけるスリープモードから通常動作モードへ移行する場合の動作フローチャートで、タイマー１７Ｂを利用して移行する場合である。

図３に示すように、蓄電装置５０は監視装置１６Ａ，１６Ｂがスリープ状態となったことにより管理装置１７がスリープモードになる（ステップＳ１６）と、タイマー１７Ｂはスリープモード移行に伴ってリセット状態が解除されてカウントを開始する。タイマー１７Ｂには、蓄電電圧やセル電圧を検出するタイミングに相当する時間を規定する第１の規定時間と、スリープ時間を規定する第２の規定時間が設定されている。第１の規定時間は第２の規定時間より短い。すなわち、タイマー１７Ｂはスリープモードに移行した際に起動されてカウント動作を開始し、第１の規定時間に相当するカウント値に到達した場合、タイマー１７Ｂからその旨を指示する信号が制御手段１７Ａへ出力され、その信号に基づき制御手段１７Ａを一時的に起動して前述した電圧検出を行う。その後、再び監視装置１６Ａ，１６Ｂ及び制御手段１７Ａがスリープモードになって、タイマー１７Ｂが第２の規定時間に相当するカウント値に到達した場合、タイマー１７Ｂからその旨を指示する信号が制御手段１７Ａへ出力される（ステップＳ２１）。なお、本実施形態においては、この信号の出力の後、起動した制御手段１７Ａによりタイマー１７Ｂのカウント動作が停止されるようにリセット信号が供給され、それが維持される。

制御手段１７Ａは、タイマー１７Ｂのカウント値が第２の規定時間に相当するカウント値に到達（規定時間経過）したことに伴い、管理装置１７を再度、通常動作状態とするために、スリープモードに移行した際に動作停止状態とした管理装置１７内の回路に電力供給を行い、管理装置１７をスリープ状態から通常動作状態へと移行させる（ステップＳ２２）。

管理装置１７が通常動作状態に戻ると、管理装置１７の制御手段１７Ａは監視装置１６Ａ，１６Ｂをスリープ状態から通常動作状態に戻るように監視装置１６Ａ，１６Ｂに指示する（ステップＳ２３）。監視装置１６Ａ，１６Ｂが通常動作状態に戻ると、各監視装置１６Ａ，１６Ｂは対象の電池セル群１３Ａ，１３Ｂを構成する電池セル１３１〜１３４のセル電圧を測定し、管理装置１７に送る。測定したセル電圧および蓄電電圧に基づいて再び管理装置１７はスリープモードへ移行するべきか否かの監視処理を行うべく図２のステップＳ１１に戻る。

次に、管理装置１７、監視装置１６Ａ，１６Ｂがスリープモードから通常モードへ移行する場合の他の動作について説明する。図４は、蓄電装置５０におけるスリープモード時の動作フローチャートで、割り込み処理により起動する場合である。

図３と同様に、図４において、蓄電装置５０がスリープモードの状態（ステップＳ１６）になっている。このとき図３に基づく上述したタイマー１７Ｂがカウント動作を実行している。

蓄電装置５０は、タイマー１７Ｂで第１の規定時間に相当するカウント値に到達した際の電圧検出時に、制御手段１７Ａでセル電圧が所定の閾値を超えて上昇したか否かを監視し、閾値を超えるセル電圧の上昇が確認された場合に割り込み処理を行う（ステップＳ３１）。この割り込み処理を実行することにより監視装置１６Ａ，１６Ｂはスリープ状態から通常動作状態へと移行する（ステップＳ３２）。なお、この場合の閾値は、放電限界電圧を充分に上回っている電圧値まで到達したことを確認するために設定した値で、放電限界電圧に相当する値と等しいかそれより高い値である。

監視装置１６Ａ，１６Ｂは通常動作状態に戻ると管理装置１７に対してスリープ状態から通常動作状態への移行を要求する信号を送信する（ステップＳ３３）。当該信号を受信した管理装置１７は、タイマー１７Ｂによるカウント値が前述の第２の規定時間に相当する値まで到達していなくとも通常動作状態に移行することとなる（ステップＳ３４）。

管理装置１７が通常動作状態に移行すると、監視装置１６Ａ，１６Ｂはセル電圧を測定し、管理装置１７に送る（ステップＳ３５）。この結果、測定したセル電圧に基づいて再び管理装置１７はスリープモードへ移行するべき否かの監視処理を行うべく図２のステップＳ１１に戻る。

かかる制御により管理装置１７、監視装置１６Ａ，１６Ｂをスリープモードとすることができ、電池セル群１３Ａ，１３Ｂに蓄電された電力の消費量を抑えることができる。

なお、上記実施の形態では、自然エネルギーを活用した発電装置が生成した電力を蓄電装置の電源として使用する例を示したが、本願発明は、かかる実施の形態に限定する必要はない。例えば、自然エネルギーを活用した発電装置が生成した電力のみでなく商用電源にも接続可能な装置であっても、当該装置が電池セル群からの電力を装置内の各構成を駆動させるための電源としても用いるのであれば、本発明を適用することは可能であり、同様の作用・効果を得ることができる。また、自然エネルギーを活用した発電装置の代わりに商用電源を接続可能な装置であっても本発明を適用することは可能である。この場合、商用電源である交流電力を直流電力に変換するコンバータを設ける必要がある。

また、上記実施の形態では、蓄電池の蓄電量に基づいて蓄電装置をスリープモードに入る構成について開示したが、これに加えて、負荷の接続を検知することによる負荷の接続状態に基づいて負荷未接続と判断された場合には、蓄電装置をスリープモードに入るように制御するものや、負荷電流の有無（大小）に基づいて負荷電流が発生していない（あるいは駆動しておらず、単に接続してある程度の微小電流程度）の場合には、蓄電装置をスリープモードに入るようにしてもよい。蓄電池への充放電が所定時間行われていない場合に蓄電装置をスリープモードに入るように制御することを加えるようにしてもよい。このように、様々な条件で蓄電装置をスリープモードに入るようにしておけば蓄電装置における蓄電池の蓄電量の消費をさらに低減することができる。

また、スリープモードから通常モードへの移行の方法として、動作状態となっている通信手段１７Ｃを介して外部（例えば、上位装置）からの復帰指示の命令により割り込みをかけるようにして制御手段１７Ａ及び監視装置１６Ａ，１６Ｂを起動させるようにしてもよい。このような構成とすれば、スリープモード時にも動作させておく必要のある構成を利用してスリープモードから通常モードへの移行をさせることが可能となる。

また、本実施形態では、スリープモード中においてもシャント回路１２や監視装置１６Ａ，１６Ｂのセル電圧の監視を行う回路を動作させて、電池セル１３１〜１３４に対する充電動作や放電動作を可能とするものとして説明したが、スリープモード中に電池セル１３１〜１３４に対する充電動作や放電動作を必要としないものであれば、スリープモードにおいてはシャント回路１２や監視装置１６Ａ，１６Ｂのセル電圧の監視を行う回路も動作停止するものとしてもよい。この場合には、太陽光発電装置接続用入力部１１から入力される電力が電池セル１３１〜１３４に入らないようシャント回路１２に太陽光発電装置接続用入力部１１と電池セル１３１〜１３４との接続を遮断するスイッチを設けてそのスイッチをオフ状態とするのがよい。このスイッチのオン／オフ状態を制御手段１７Ａで検出して、その状態に基づき、スリープモード時にシャント回路１２や監視装置１６Ａ，１６Ｂのセル電圧の監視を行う回路の動作を停止する（スイッチオフ時）か、あるいは動作をさせるものとする（スイッチオン時）か、を選択制御可能とするようにしてもよい。

さらに、電池セル群１３Ａ，１３Ｂへの充電や放電を必要としない場合、例えば、自然エネルギーに基づいて発生した電力が負荷を駆動させるのに十分の大きさであり、電池セル群１３Ａ，１３Ｂからの放電が必要なく、電池セル群１３Ａ，１３Ｂも充分充電されているような場合には、電池セル群１３Ａ，１３Ｂの充電動作や放電動作に関わる回路をスリープモードにしてもよい。本実施形態においては、電源装置Ｉが太陽光発電装置接続用入力部１１から入力される電力を、電池セル群１３Ａ，１３Ｂに供給せずにインバータ１４を介して負荷が接続される出力部１５へ供給するような動作モード（太陽光発電モードと称する）時には、監視装置１６Ａ，１６Ｂにおける電池セル１３１〜１３４に対する監視を行う回路全般及び管理装置１７（スリープモードからの復帰判断を行うために必要となる回路部分があればそれを除いて）をスリープモードに移行させることができる。この場合のスリープモードからの復帰は、電源装置Ｉが太陽光発電モードを終了したことに応じて管理装置１７や監視装置１６Ａ，１６Ｂに電源供給を再開するようにすればよい。また、制御手段１７Ａで太陽光発電モードか否かを認識する回路をスリープモード中も駆動させておき、１）太陽光発電モードか否かで電圧レベルが変化する信号の状態変化をみる、２）スリープモード中にタイマー１７Ｂも駆動させておき、スリープモード移行とともにカウント開始したカウント値が所定カウントに達したか否かをみる、あるいは、３）スリープモード中に通信手段１７Ｃも駆動させておき、太陽光発電モード終了に伴い通信手段１７Ｃにスリープモードからの復帰を促す割り込み情報を送る、等で管理装置１７をスリープモードから復帰させ、その後に監視装置１６Ａ，１６Ｂを復帰させることができる。

また、電源装置Ｉとしてみると、電池セル１３１〜１３４の開回路電圧（OCV：Open Circuit Voltage）を測定する場合にも、電池セル群１３Ａ，１３Ｂへの充電動作や放電動作は行わないことから、このようなタイミングでシャント回路１２をスリープモードにして、シャント回路１２の動作を停止させるようにすることもできる。この場合、太陽光発電装置接続用入力部１１からの電力が電池セル群１３Ａ，１３Ｂへ供給されないように、シャント回路１２に太陽光発電装置接続用入力部１１と電池セル１３１〜１３４との接続を遮断するスイッチを設けておくのがよい。このスイッチの動作は、電池セル１３１〜１３４の開回路電圧の測定をするための命令等があった場合にスイッチをオフ（太陽光発電装置接続用入力部１１と電池セル１３１〜１３４との接続を遮断）してシャント回路１２をスリープモードにし、電池セル１３１〜１３４の開回路電圧の測定の終了を指示する信号等が発生した場合にシャント回路１２のスリープモードを解除してスイッチをオン（太陽光発電装置接続用入力部１１と電池セル１３１〜１３４との接続を維持）するようにすればよい。この制御は、電池セル１３１〜１３４の開回路電圧の測定をする際に、管理装置１７がスリープモードにならないのであれば、管理装置１７の制御手段１７Ａに行わせるものとしてもよい。

本発明は蓄電装置を利用して、例えば非常用電源装置を構築し、この非常用電源を電子機器等の電源として利用する産業分野において有効に利用することができる。

Ｉ 電源装置
１１ 太陽光発電装置接続用入力部
１２ シャント回路
１３Ａ，１３Ｂ 電池セル群
１４ インバータ
１５ 出力部
１６Ａ，１６Ｂ 監視装置
１７ 管理装置
１７Ａ 制御手段
１７Ｂ タイマー
１７Ｃ 通信手段
５０ 蓄電装置
１３１〜１３４ 電池セル

Claims (9)

1. 複数の電池セルを接続して構成した電池セル群と、
   前記各電池セルの状態を判定するための前記各電池セルに基づく電圧であるセル電圧を含むパラメータを測定して監視することで電池セルに関する情報を得る監視装置と、
   前記監視装置から前記電池セルに関する情報を受信して所定の制御を行う管理装置とを有し、
   前記管理装置は、前記セル電圧が放電限界を表わす所定の電圧である放電限界電圧よりも低くなった否かを判断し、該セル電圧が前記放電限界電圧より低くなったことが検出された場合には、前記監視装置の機能の一部を停止させるとともに、当該管理装置の一部の機能を停止させるスリープモードに移行させるよう制御することを特徴とする蓄電装置。
2. 請求項１に記載する蓄電装置において、
   前記管理装置は、前記スリープモードに移行した後の経過時間をカウントするタイマーを有し、予め設定しておいた所定時間の経過を前記タイマーが計測した時点でスリープモードにより停止させた機能を復帰させることを特徴とする蓄電装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載する蓄電装置において、
   前記管理装置は、前記スリープモード中に動作させている前記セル電圧の監視機能により前記スリープモード中に前記セル電圧の異常上昇が検出された場合には、前記スリープモードを解除するように制御することを特徴とする蓄電装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一つに記載する蓄電装置において、
   前記管理装置は、上位装置との間で、所定の情報の授受を行うための通信を行う通信手段を有することを特徴とする蓄電装置。
5. 複数の電池セルを接続して構成した電池セル群を有する蓄電装置の制御方法において、
   前記各電池セルの状態を判定するための前記各電池セルに基づく電圧であるセル電圧を含むパラメータを測定し、前記パラメータに基づき所定の制御を行うとともに、
   前記セル電圧が放電限界を表わす所定の電圧である放電限界電圧よりも低くなった否かを判断し、低くなったことが検出された場合には、当該蓄電装置の機能の一部を停止させるスリープモードに移行させることを特徴とする蓄電装置の制御方法。
6. 請求項５に記載する蓄電装置の制御方法において、
   前記スリープモードに移行した後の経過時間をカウントするとともに、このカウント値が所定値に達した時点で前記スリープモードにより停止させた前記機能を復帰させることを特徴とする蓄電装置の制御方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載する蓄電装置の制御方法において、
   前記スリープモード中に動作させている前記セル電圧の監視機能により、前記スリープモード中に前記セル電圧の異常上昇が検出された場合には、前記スリープモードを解除することを特徴とする蓄電装置の制御方法。
8. 電源と負荷との間にシャント回路を介して請求項１〜請求項４の何れか一つの蓄電装置が接続された電源装置であって、
   前記シャント回路は、前記蓄電装置が満充電状態であることを表す満充電電圧を超えたことを前記管理装置が検出した時点で前記電源から前記蓄電装置に対する充電が停止されるよう前記管理装置で制御されるように構成したことを特徴とする電源装置。
9. 請求項８に記載する電源装置において、
   前記電源は、自然エネルギーを利用して発電するものであることを特徴とする電源装置。

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