JP2017103996A - 蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置を簡素化することができる蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の蓄電池システムは、検出部と、制御部とを持つ。前記検出部は、自システムの正極線と負極線との間に並列に既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する。前記制御部は、直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムに関する。

従来、複数の蓄電池ユニットを並列に接続した蓄電池システムが知られている。この蓄電池システムにおいて、既設の蓄電池に新設の蓄電池を接続する場合、大きな突入電流が発生することを抑制するために、既設の蓄電池の両端電圧と新設の蓄電池の両端電圧とを揃える必要があった。しかしながら、従来の技術では、既設の蓄電池の両端電圧と新設の蓄電池の両端電圧とを揃えるために、電流抑制用のプリチャージ抵抗とスイッチとを直列に接続された直列回路を備えたり、別途、充電装置を用意して新設の蓄電池の両端電圧を調整することにより、装置のコストや重量が増大する場合があった。

特許第５６１５９９５号公報

本発明が解決しようとする課題は、装置を簡素化することができる蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを提供することである。

実施形態の蓄電池システムは、検出部と、制御部とを持つ。前記検出部は、自システムの正極線と負極線との間に並列に既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する。前記制御部は、直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする。

実施形態の蓄電池システム１の一例を示すブロック図。 実施形態における複数の蓄電池ユニット１２の一例を示すブロック図。 実施形態の電流検出部１２４の一例を示す図。 実施形態の蓄電池システム１におけるＢＭＵ１３０の処理手順を示すフローチャート。 実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの一例を説明する図。 実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図。 実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図。

以下、実施形態の蓄電池システム、蓄電池ユニット、およびプログラムを、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の蓄電池システム１の一例を示すブロック図である。図２は、実施形態における複数の蓄電池ユニット１２の一例を示すブロック図である。図１および図２においては、電力線を実線で、通信線を破線で、それぞれ表している。

蓄電池システム１は、蓄電部１０と、電池制御装置３０と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）４０とを含んでよいが、これに限定されない。蓄電部１０は、複数の蓄電池装置１１−１〜１１−ｎを含む。ｎは、任意の自然数であり、例えば１６である。なお、蓄電池装置を他の蓄電池装置と区別しない場合には「蓄電池装置１１」と記載する。

蓄電池装置１１は、蓄電池ユニット１２−１〜１２−ｍと、通信部１３と、駆動電源部１４とを含んでよいが、これに限定されない。なお、ｍは、１以上の任意の自然数である。なお、蓄電池ユニットを他の蓄電池ユニットと区別しない場合には「蓄電池ユニット１２」と記載する。

複数の蓄電池ユニット１２は、蓄電池システム１の正極線１Ａと負極線１Ｂとの間に、互いに並列して接続される。蓄電池ユニット１２は、第１の充放電端子２１と、第２の充放電端子２２とに接続される。第１の充放電端子２１は、蓄電池装置１１の正極側の端子である。第１の充放電端子２１は、正極線１Ａおよび蓄電池ユニット１２における電池モジュール１２０の正極側端子に接続される。第１の充放電端子２１は、電池制御装置３０の遮断器３１−１の正極側端子に接続される。第２の充放電端子２２は、蓄電池装置１１の負極側端子である。第２の充放電端子２２は、負極線１Ｂを介して蓄電池ユニット１２における電池モジュール１２０の負極側端子に接続される。第２の充放電端子２２は、電池制御装置３０の遮断器３１−１の負極側端子に接続される。

通信部１３は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）通信線などの多重通信線に接続された通信回路であるが、これに限定されない。通信部１３は、複数の蓄電池ユニット１２におけるＢＭＵ（BMU : Battery Management Unit）１３０にそれぞれ接続される。通信部１３は、多重通信線を介してＢＭＵ１３０により送信された情報を電池制御装置３０に送信する。通信部１３は、電池制御装置３０により送信された情報を、宛先のＢＭＵ１３０に送信する。通信部１３は、着脱部（不図示）を備える。通信部１３の着脱部は、通信線を介して蓄電池ユニット１２の着脱部と着脱可能である。なお、通信部１３は、ＢＭＵ１３０とシステムコントローラ３２とが直接的に接続可能である場合、蓄電池装置１１に含まれていなくてもよい。

駆動電源部１４は、電圧変換回路であるが、これに限定されない。駆動電源部１４は、ＰＣＳ４０と接続され、ＰＣＳ４０から供給された電力の電圧値をＢＭＵ１３０の駆動用電圧に変換して、ＢＭＵ１３０に供給する。駆動電源部１４は、着脱部（不図示）を備える。駆動電源部１４の着脱部は、蓄電池ユニット１２と駆動用の電力線および着脱部（不図示）と着脱可能である。

電池制御装置３０は、遮断器３１−１、・・・、３１−ｎと、システムコントローラ３２とを含んでよいが、これに限定されない。遮断器３１は、電力用のスイッチ回路である。遮断器３１は、複数の蓄電池装置１１に対応して設けられる。遮断器３１は、第１の充放電端子２１に接続されたスイッチと、第２の充放電端子２２に接続されたスイッチとを含む。遮断器３１は、それぞれのスイッチが、手動またはシステムコントローラ３２の制御に従って動作することで、ＰＣＳ４０により生成した直流電力を蓄電池装置１１に対して導通または遮断させる。なお、遮断器を他の遮断器と区別しない場合には「遮断器３１」と記載する。

システムコントローラ３２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。システムコントローラ３２は、一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。システムコントローラ３２は、通信部１３を介してＢＭＵ１３０と接続される。システムコントローラ３２は、ＢＭＵ１３０を制御することで、蓄電池ユニット１２の充放電動作を制御する。

ＰＣＳ４０は、ＣＰＵ等のプロセッサと、通信インターフェースとを含んでよいが、これに限定されない。ＰＣＳ４０は、通信インターフェースを介して、外部の制御コントローラ（不図示）と通信する。ＰＣＳ４０は、蓄電部１０から電池制御装置３０を介して供給された直流電圧を交流電圧に変換する。また、ＰＣＳ４０は、発電装置（不図示）から供給された交流電圧を直流電圧に変換し、蓄電部１０の蓄電池ユニット１２に充電させる。なお、ＰＣＳ４０によって生成された交流電圧は、トランスによって昇圧されてもよい。

蓄電池ユニット１２−１、・・・、１２−ｍは、図２に示すように、電池モジュール１２０−１、・・・、１２０−ｍと、コンタクタ１２２−１、・・・、１２２−ｍと、電流検出部１２４−１、・・・、１２４−ｍと、正極側接続部１２６−１、・・・、１２６−ｍと、負極側接続部１２８−１、・・・、１２８−ｍと、ＢＭＵ１３０−１、・・・、１３０−ｍとを含んでよいが、これに限定されない。なお、以下の説明において、蓄電池ユニットを他の蓄電池ユニットと区別しない場合には「蓄電池ユニット１２」と記載し、電池モジュールを他の電池モジュールと区別しない場合には「電池モジュール１２０」と記載し、コンタクタを他のコンタクタと区別しない場合には「コンタクタ１２２」と記載し、電流検出部を他の電流検出部と区別しない場合には「電流検出部１２４」と記載し、正極側接続部を他の正極側接続部と区別しない場合には「正極側接続部１２６」と記載し、負極側接続部を他の負極側接続部と区別しない場合には「負極側接続部１２８」と記載し、ＢＭＵを他のＢＭＵと区別しない場合には「ＢＭＵ１３０」と記載する。

蓄電池ユニット１２は、作業者より、既設の蓄電池ユニット１２に対して、新設の蓄電池ユニット１２として接続される。「既設の蓄電池ユニット１２」とは、既に正極側接続部１２６が正極線１Ａに接続され、且つ負極側接続部１２８が負極線１Ｂに接続された電池モジュールである。「新設の蓄電池ユニット１２」とは、蓄電池ユニット１２の正極側接続部１２６および負極側接続部１２８が、正極線１Ａおよび負極線１Ｂにそれぞれ接続されてない状態で、作業者により、蓄電池ユニット１２の正極側接続部１２６および負極側接続部１２８が、正極線１Ａおよび負極線１Ｂにそれぞれ接続される蓄電池ユニットである。

電池モジュール１２０は、電力線１２０ｂにより直列に接続された複数の蓄電池セル１２０ａを含んでよいが、これに限定されない。蓄電池セル１２０ａ（二次電池セル）は、リチウムイオン電池であるが、これに限定されない。電池モジュール１２０は、直列に接続された複数の蓄電池セル１２０ａが、互いに並列に接続されていてもよい。また、電池モジュール１２０は、蓄電池セル１２０ａの温度および電圧などの状態を監視する電池監視ユニット（CMU : Cell Monitoring Unit）を含んでいてもよい。

コンタクタ１２２は、電力用のスイッチである。コンタクタ１２２は、一方が電池モジュール１２０の電力線１２０ｂに接続され、他方が電力線１２Ａに接続される。コンタクタ１２２は、ＢＭＵ１３０により送信された制御信号に従って動作することで、オン状態（導通状態）とオフ状態（遮断状態）とが切り替えられる。コンタクタ１２２のオン状態とは、電池モジュール１２０と正極線１Ａとを電気的に導通させる状態である。コンタクタ１２２のオフ状態とは、電池モジュール１２０と正極線１Ａとを電気的に遮断する状態である。コンタクタ１２２の一方端には、正極線１Ａと接続される正極側接続部１２６が接続される。

正極側接続部１２６は、正極線１Ａと蓄電池ユニット１２とを電気的に接続するコネクタである。正極側接続部１２６は、蓄電池ユニット１２の取り付け時に作業者によって正極線１Ａに接続され、蓄電池ユニット１２の取り外し時に作業者によって正極線１Ａから接続が解除される。

負極側接続部１２８は、負極線１Ｂと蓄電池ユニット１２とを電気的に接続するコネクタである。負極側接続部１２８は、蓄電池ユニット１２の取り付け時に作業者によって負極線１Ｂに接続され、蓄電池ユニット１２の取り外し時に作業者によって負極線１Ｂから接続が解除される。

図３は、実施形態の電流検出部１２４の一例を示す図である。電流検出部１２４は、スイッチ部１２４ａと、抵抗体１２４ｂと、電流計１２４ｃとを含んでよいが、これに限定されない。スイッチ部１２４ａ、抵抗体１２４ｂ、および電流計１２４ｃは互いに直列に接続される。スイッチ部１２４ａ、抵抗体１２４ｂ、および電流計１２４ｃの直列回路は、コンタクタ１２２に対して並列に接続される。また、スイッチ部１２４ａ、抵抗体１２４ｂ、および電流計１２４ｃの直列回路は、一方端に第１の接続部１２４ｄが設けられ、他方端に第２の接続部１２４ｅが設けられる。なお、実施形態においては電流計１２４ｃを備えるが、これに限定されず、抵抗体１２４ｂと並列に接続された電圧計であってもよい。

スイッチ部１２４ａは、電力用のスイッチである。スイッチ部１２４ａは、ＢＭＵ１３０により送信された制御信号に従って動作することで、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。スイッチ部１２４ａのオン状態は、正極線１Ａと抵抗体１２４ｂおよび電流計１２４ｃとを電気的に導通させる状態である。スイッチ部１２４ａのオフ状態は、正極線１Ａと抵抗体１２４ｂおよび電流計１２４ｃとを電気的に遮断する状態である。

抵抗体１２４ｂには、スイッチ部１２４ａの動作により正極線１Ａに対して導通された場合に、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と、電池モジュール１２０の両端電圧との差分に基づく電流が流れる。抵抗体１２４ｂは、スイッチ部１２４ａがオン状態とされた場合において、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に基づく値が検出可能な程度の電流が流れるような抵抗値に設定される。抵抗体１２４ｂは、スイッチ部１２４ａがオン状態とされた時に、既設の蓄電池ユニット１２から自身の抵抗体１２４ｂに、蓄電池システム１に予め設定された限界値を上回る突入電流が流れないような大きな抵抗値のものであることが望ましい。

電流計１２４ｃは、スイッチ部１２４ａにより正極線１Ａに対して導通された状態において抵抗体１２４ｂに流れる電流の電流値を計測する。電流計１２４ｃは、計測した電流値をＢＭＵ１３０に送信する。

第１の接続部１２４ｄおよび第２の接続部１２４ｅは、正極線１Ａと電池モジュール１２０とを接続する電力線１２Ａに固定的に接続されてよいが、これに限定されない。第１の接続部１２４ｄおよび第２の接続部１２４ｅは、蓄電池ユニット１２を新設の蓄電池ユニット１２として正極線１Ａおよび負極線１Ｂに取り付ける場合に、正極線１Ａと電池モジュール１２０とを接続する電力線１２Ａに取り付けられてもよい。

ＢＭＵ１３０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、ＢＭＵ１３０のうち一部または全部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡ等のハードウェアにより実現されてもよい。ＢＭＵ１３０は、コンタクタ１２２と電池モジュール１２０とを含む新設の蓄電池ユニット１２が正極線１Ａおよび負極線１Ｂとの間に既設の蓄電池ユニット１２に並列して取り付けられたことを判定する。ＢＭＵ１３０は、新設の蓄電池ユニット１２として既設の蓄電池ユニット１２に取り付けられたことを判定した場合、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と合致するか否かを判定する。ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と合致する判定したタイミングで、コンタクタ１２２をオフ状態からオン状態に切り替える。

ＢＭＵ１３０−１、・・・、１３０−ｍは、通信線１２Ｂ−１、・・・、１２Ｂ−ｍ、および通信接続部１３２−１、・・・、１３２−ｍを介してシステムコントローラ３２と接続される。なお、以下の説明において、通信線を他の通信線と区別しない場合には「通信線１２Ｂ」と記載する。また、以下の説明において、通信接続部を他の通信接続部と区別しない場合には「通信接続部１３２」と記載する。

通信線１２Ｂおよび通信接続部１３２は、ＢＭＵ１３０に固定的に接続される。通信接続部１３２は、蓄電池ユニット１２の取り付け時に作業者によって通信線１Ｃに接続される。これにより、ＢＭＵ１３０は、通信線１２Ｂ、通信接続部１３２、および通信線１Ｃを介してシステムコントローラ３２と通信可能になる。また、通信接続部１３２は、蓄電池ユニット１２の取り外し時に作業者によって通信線１Ｃから接続が解除される。

さらに、ＢＭＵ１３０は、駆動用の電力線（不図示）を介して駆動電源部１４と接続される。ＢＭＵ１３０は、蓄電池ユニット１２の取り付け時に作業者によって駆動用の電力線に接続される。これにより、ＢＭＵ１３０は、コンタクタ１２２の制御などが可能となる。また、ＢＭＵ１３０は、蓄電池ユニット１２の取り外し時に作業者によって駆動用の電力線から接続が解除される。

以下、実施形態の蓄電池システム１において、既設の蓄電池ユニット１２に対して、新設の蓄電池ユニット１２を取り付ける場合における動作について説明する。図４は、実施形態の蓄電池システム１におけるＢＭＵ１３０の処理手順を示すフローチャートである。

まず、ＢＭＵ１３０は、自身が新設の蓄電池ユニット１２として既設の蓄電池ユニット１２に取り付けられたか否かを判定する（ステップＳ１００）。このとき、ＢＭＵ１３０は、駆動用の電力線に接続されることで駆動用の動作電力が供給されて起動した場合に、ステップＳ１００の判定を行う。ＢＭＵ１３０は、通信線１２Ｂおよび通信接続部１３２が通信線１Ｃに接続され、システムコントローラ３２により許可信号が供給された場合に、自身が新設の蓄電池ユニット１２として既設の蓄電池ユニット１２に取り付けられたと判定する。許可信号は、新設の蓄電池ユニット１２として既設の蓄電池ユニット１２に接続することを許可する信号であるが、これに限定されず、通信の許可信号などであってもよい。ＢＭＵ１３０は、新設の蓄電池ユニット１２として取り付けられていない場合には、待機状態となる。

ＢＭＵ１３０は、新設の蓄電池ユニット１２として既設の蓄電池ユニット１２に接続されたと判定した場合、コンタクタ１２２がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ＢＭＵ１３０は、コンタクタ１２２がオン状態である場合、通常の動作に移行する。ＢＭＵ１３０は、通常の動作として、システムコントローラ３２から受信した充放電要求、およびＣＭＵにより検出された温度などに基づいて、蓄電池ユニット１２の充放電を制御する。

ＢＭＵ１３０は、コンタクタ１２２がオン状態ではないと判定した場合、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を検出する（ステップＳ１０４）。このとき、ＢＭＵ１３０は、スイッチ部１２４ａをオン状態に切り替えることで電流計１２４ｃにより計測された電流値を取得する。電流計１２４ｃにより計測された電流値は、抵抗体１２４ｂに流れた電流の電流値であって、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と、自身の蓄電池ユニット１２における電池モジュール１２０の両端電圧との差に対応した値となる。ＢＭＵ１３０は、電流計１２４ｃにより計測された電流値に基づいて、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を導出する。このとき、ＢＭＵ１３０は、電流計１２４ｃにより計測された電流値と、既知の抵抗体１２４ｂの抵抗値と、既知の自身の電池モジュール１２０における両端電圧とに基づいて、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を導出する。

ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を検出する期間においてスイッチ部１２４ａをオン状態に切り替える。すなわち、抵抗体１２４ｂは、電池モジュール１２０に大きな突入電流が流れることを防止するプリチャージ用抵抗とは異なり、既設の蓄電池ユニット１２と新設の蓄電池ユニット１２との両端電圧を揃えるものではない。ＢＭＵ１３０は、間欠的にスイッチ部１２４ａをオフ状態からオン状態に切り替える。すなわち、ＢＭＵ１３０は、電流計１２４ｃにより計測された電流値する場合にスイッチ部１２４ａをオフ状態からオン状態に切り替え、電流値の計測後に、スイッチ部１２４ａをオン状態からオフ状態に切り替える。

スイッチ部１２４ａをオン状態に維持する期間は、電流値の計測が可能な期間であればよく、数秒であってもよいが、これに限定されない。また、ＢＭＵ１３０は、電流値を計測する時間間隔を、数分間または数時間にしてもよいが、これに限定されない。これにより、ＢＭＵ１３０は、抵抗体１２４ｂにより消費される無駄な電力を抑制して、蓄電池システム１におけるエネルギー効率が低下することを抑制することができる。また、ＢＭＵ１３０は、抵抗体１２４ｂにおける発熱を防止することができる。

また、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニットの両端電圧と新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧との差を判定し、差が所定の範囲である場合に、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と合致すると判定してもよい。

ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が所定範囲内である場合、コンタクタ１２２をオン状態に切り替える（ステップＳ１０８）。ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が所定範囲内ではない場合、ステップＳ１０４に処理を戻す。

図５は、実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの一例を説明する図である。図６は、実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図である。

ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と比較される所定範囲内の電圧として、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に対応したＥＶを中心として所定幅を持つ範囲（＋ΔＥＶから−ΔＥＶまでの範囲）を設定する。新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に対応したＥＶは、電池モジュール１２０における平均的なＳＯＣ（State of Charge）に対応する電圧値であるが、これに限定されない。ΔＥＶは、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶに対して許容されるズレ幅である。ΔＥＶは、コンタクタ１２２をオン状態にした場合に、コンタクタ１２２に流れることが許容される電流値に基づいて決定されている。

ＢＭＵ１３０は、図５に示すように、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶよりも高い場合、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが電圧（＋ΔＥＶ）よりも低くなるまで待機する。既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖは、既設の蓄電池ユニット１２から電力が放電されることで下降する。ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが電圧（＋ΔＥＶ）よりも低くなった場合、コンタクタ１２２をオン状態に制御する。これにより、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが＋ΔＥＶから−ΔＥＶとなるまでの期間（Ｔ−ｔ１からＴ＋ｔ２）のタイミングで、コンタクタ１２２をオン状態に制御することができる。

ＢＭＵ１３０は、図６に示すように、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶよりも低い場合、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが電圧（−ΔＥＶ）よりも高くなるまで待機する。既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖは、既設の蓄電池ユニット１２に電力が充電されることで上昇する。ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが電圧（−ΔＥＶ）より高くなった場合、コンタクタ１２２をオン状態に制御する。これにより、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが−ΔＥＶから＋ΔＥＶとなるまでの期間（Ｔ＋ｔ１２からＴ−ｔ１１）のタイミングで、コンタクタ１２２をオン状態に制御することができる。

また、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶと等しくなった場合に、コンタクタ１２２をオン状態にしてもよい。これにより、ＢＭＵ１３０は、コンタクタ１２２の動作遅れを考慮しても、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＶがＥＶから＋ΔＥＶまたは−ΔＥＶとなるまでの期間に、コンタクタ１２２をオン状態に制御することができる。

さらに、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖの微分値に基づいて、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶに到達するまでの時間を予測して、コンタクタ１２２をオン状態に切り替えるタイミングを制御してもよい。図７は、実施形態の蓄電池システム１において、コンタクタ１２２をオン状態にするタイミングの他の一例を説明する図である。ＢＭＵ１３０は、電流計１２４ｃにより計測された電流値の変化に基づいて、既存の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖと新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶとの差ΔＶを演算すると共に既存の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖの微分値Δｖ／Δｔを演算する。ＢＭＵ１３０は、差ΔＶおよび微分値Δｖ／Δｔに基づいて既存の蓄電池ユニット１２の両端電圧が新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧ＥＶとなるまでの期間Ｔを演算し、期間Ｔが経過するタイミングでコンタクタ１２２をオン状態に切り替える。

さらに、ＢＭＵ１３０は、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖの微分値が所定値よりも高い場合に、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧Ｖが所定範囲内であっても、コンタクタ１２２をオン状態にすることを回避してもよい。

なお、上述したようにコンタクタ１２２をオン状態にする処理は、ＢＭＵ１３０により実行したが、ＢＭＵ１３０とシステムコントローラ３２とが通信を行うことで、システムコントローラ３２がコンタクタ１２２をオン状態にする制御を実行してもよい。

以上説明したように、実施形態の蓄電池システム１によれば、既設の蓄電池ユニット１２に新設の蓄電池ユニット１２を接続する場合に、既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に合致した場合に、コンタクタ１２２をオン状態に制御する。これにより、実施形態の蓄電池システム１によれば、コンタクタ１２２をオン状態にしても大きな突入電流が流れることを回避することができる。この結果、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に合致させるためのプリチャージ用抵抗や充電装置が必要なく、装置を簡素化することができる。さらに、実施形態の蓄電池システム１によれば、安価にかつ安全に新設の蓄電池ユニット１２を既設の蓄電池ユニット１２に接続させることができる。

また、実施形態の蓄電池システム１によれば、新設の蓄電池ユニット１２を既設の蓄電池ユニット１２に接続する場合に新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に揃える必要がない。これにより、実施形態の蓄電池システム１によれば、両者の両端電圧を揃えるための待機時間を抑制することができる場合があり、新設の蓄電池ユニット１２が起動するまでの待機時間を短縮することができる。例えば、使用電力に比べて蓄電電力が大きく、充放電の幅が大きく且つ充放電を繰り返すシステムの場合に、新設の蓄電池ユニット１２のための待機時間を短縮することができる。

さらに、実施形態の蓄電池システム１によれば、大きな突入電流が既設の蓄電池ユニット１２に流れることを防止するために既設の蓄電池ユニット１２の動作を停止させることなく、蓄電池システム１の修理保守品としての新設の蓄電池ユニット１２を、既設の蓄電池ユニット１２に接続させることができる。この結果、実施形態の蓄電池システム１は、システムとしての利便性および信頼性を向上させることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、正極線１Ａおよび負極線１Ｂとの間に並列に接続された複数の既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を検出する電流検出部１２４と、コンタクタ１２２と電池モジュール１２０とを含む新設の蓄電池ユニット１２が正極線１Ａおよび負極線１Ｂとの間に既設の蓄電池ユニット１２に並列して取り付けられた場合に、電流検出部１２４により検出された既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧が、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングでコンタクタ１１２を導通状態にする制御部（１３０）とを持つことにより、新設の蓄電池ユニット１２の両端電圧を既設の蓄電池ユニット１２の両端電圧に合わせるための構成を備える必要が無く、装置を簡素化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…蓄電池システム、１Ａ…正極線、１Ｂ…負極線、１Ｃ…通信線、１０…蓄電部、１１…蓄電池装置、１２…蓄電池ユニット、３２…システムコントローラ、１１２…コンタクタ、１２０…電池モジュール、１２０ａ…蓄電池セル、１２２…コンタクタ、１２４…電流検出部、１２４ａ…スイッチ部、１２４ｂ…抵抗体、１２４ｃ…電流計、１２４ｄ…第１の接続部、１２４ｅ…第２の接続部、１２６…正極側接続部、１２８…負極側接続部、１３０…制御部、１３２…通信接続部

Claims (6)

1. 正極線と負極線との間に並列に、既に接続された複数の既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する検出部と、
   直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、前記正極線と前記負極線との間に前記既設の蓄電池ユニットに並列して取り付けられた場合に、前記検出部により検出された既設の蓄電池ユニットの両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする制御部と
   を備える蓄電池システム。
2. 前記コンタクタは、突入電力抑制用の抵抗体を介することなく、前記既設の蓄電池ユニットの蓄電池に接続された正極線および負極線と接続される、
   請求項１に記載の蓄電池システム。
3. 前記検出部は、前記既設の蓄電池ユニットと前記新設の蓄電池ユニットとを接続する電力線に設けられる電流検出用の抵抗体と、前記電流検出用の抵抗体と直列に接続された電流検出部とを備え、
   前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流値に基づいて前記既設の蓄電池ユニットの両端電圧と前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧との差を判定し、前記差が所定の範囲内である場合に、前記既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致すると判定する、
   請求項１または２に記載の蓄電池システム。
4. 前記制御部は、電源装置から動作電力が供給された場合に、新設の蓄電池ユニットが前記既設の蓄電池ユニットに取り付けられたと判定し、前記検出部に既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出させる、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の蓄電池システム。
5. 蓄電池と、
   前記蓄電池と直列に接続されたコンタクタと、
   自装置が接続される正極線と負極線との間に並列に既に接続された既設の蓄電池ユニットの両端電圧を検出する検出部と、
   コンタクタと蓄電池とを含む新設の蓄電池ユニットが前記既設の蓄電池ユニットに取り付けられた場合、前記検出部により検出された既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定し、合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にする制御部と
   を備える蓄電池ユニット。
6. コンピュータに、
   直列に接続されたコンタクタと蓄電池とを備える新設の蓄電池ユニットが、正極線と負極線との間に並列に既に接続された既設の蓄電池ユニットに取り付けられた場合に、
   前記既設の蓄電池ユニットの両端電圧を取得させ、
   取得された既設の蓄電池の両端電圧が、前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致するか否かを判定させ、
   前記既設の蓄電池の両端電圧が前記新設の蓄電池ユニットの両端電圧と合致すると判定したタイミングで前記コンタクタを導通状態にさせる、
   プログラム。

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