JP2024007816A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリユニットの蓄電電力の効率よい運用を可能とすること。
【解決手段】第２電源装置１２のバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを備えている。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにはそれぞれ、温度センサ４２が設けられている。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、複数の温度センサ４２の測定結果から蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの蓄積電荷により出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを出力可能な出力維持可能時間を算出する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのうちの出力維持可能時間が短いバッテリユニットの出力電流を低減するように制御する。
【選択図】図２

Description

本開示は、電源装置に関するものである。

特許文献１には、電源ユニットに対してバッテリユニットと負荷とが並列接続される電源システムが開示されている。特許文献１の電源システムは、通常モード、バックアップモード、アシストモードのいずれかで動作することにより、複雑な共通制御装置や大規模な相互通信手段を設けずにピーク負荷時のバッテリによる電力分担量を適切に制御可能とする。

国際公開第２０１５／０１５５７０号

ところで、上記の電源システムに用いられるバッテリユニットでは、蓄電電力を消費してから出力を停止することが望ましい。また、バッテリユニットは、温度上昇に応じて出力を停止する保護回路を備えることが好ましい。しかしながら、上記の保護回路を備えるバッテリユニットでは、出力可能な蓄電電力を有していても、保護回路によって出力が停止される場合があるため、蓄電電力を効率よく運用できないという問題が生じる。

そこで本開示は、バッテリユニットの蓄電電力の効率よい運用を可能とした電源装置の提供を目的とする。

本開示の一態様である電源装置は、蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果から前記蓄電池の蓄積電荷により前記出力電流を出力可能な出力維持可能時間を算出し、前記複数のバッテリユニットのうちの前記出力維持可能時間が短い前記バッテリユニットの前記出力電流を低減するように制御する。

また、本開示の一態様である電源装置は、蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果のうち、最も高い測定結果となったバッテリユニットの前記出力電流を低減するとともに、他の少なくとも１つのバッテリユニットの前記出力電流を増加する制御を行う。

本開示の一態様である電源装置によれば、バッテリユニットの蓄電電力の効率よい運用を可能とすることができる。

図１は、一実施形態の電源システムを示すブロック図である。 図２は、バッテリユニットの構成を示すブロック図である。 図３は、カレントバランス処理に係る複数のバッテリユニットの出力電流のうちの最大電流を検出する構成例を示すブロック図である。 図４は、バッテリユニットの出力電流調整動作を示す波形図である。 図５は、カレント非バランス処理に係る複数のバッテリユニットの制御の構成例を示すブロック図である。 図６は、バッテリユニットの出力電流調整動作を示す波形図である。 図７は、温度による出力停止時刻の予測処理説明するための波形図である。 図８は、バッテリユニットの出力電流の制御の流れを示すフローチャートである。 図９は、変更例の電源装置を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本開示の電源装置を含む電源システムのいくつかの実施形態を説明する。
添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。

以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。

以下、一実施形態を説明する。
（電源システムの概略構成）
図１に示すように、電源システム１０は、第１電源装置１１、第２電源装置１２を含む。第１電源装置１１は、交流電源９１に接続される。交流電源９１は、例えば商用電力系統、等である。第１電源装置１１は、電源線１３に接続され、その電源線１３は機器９２に接続される。機器９２は、直流電圧にて動作するものである。機器９２は、例えばデータセンタ等のサーバ、ストレージ、等である。

第１電源装置１１は、複数の電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｂを含む。電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、交流電源９１の交流電圧を、機器９２が動作する直流電圧に変換する機能を有している。第１電源装置１１の電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの出力電圧は、電源線１３により機器９２に供給される。

第２電源装置１２は、電源線１３に接続可能に構成される。第２電源装置１２は、蓄電池（バッテリ）３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃをそれぞれ備えたバッテリユニット（以下、「ＢＵ」と表すことがある）３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを含む。蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、充放電可能とされた電池（二次電池）である。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、第１電源装置１１の出力電圧により蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを充電する機能を有している。また、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの電圧を、機器９２が動作する直流電圧に変換して出力する機能を有している。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電圧は、電源線１３により機器９２に供給される。

（第１電源装置）
図１に示すように、第１電源装置１１は、３つの電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを含む。なお、第１電源装置１１は、１つ、２つ、または４つ以上の電源ユニットを含んでいてもよい。電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれ、交流電源９１に接続される。また、電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれ、電源線１３により機器９２に接続される。

電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、同一構成である。電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれ、ＡＣ－ＤＣコンバータ２１、ＤＣ－ＤＣコンバータ２２、制御回路２３を含む。制御回路２３は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２１，ＤＣ－ＤＣコンバータ２２を制御する。ＡＣ－ＤＣコンバータ２１は、交流電源９１の交流電圧を直流電圧に変換する。ＤＣ－ＤＣコンバータ２２は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２１から出力される直流電圧を、機器９２に応じた直流電圧に変換する。

電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、出力電流によって出力電圧が変動する出力特性（ドループ特性）を有している。サーバ等の機器９２は、情報処理量によって消費電力が変動する。機器９２における消費電力は、電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに対する負荷である。したがって、機器９２の動作によって、電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの負荷は変動する。

（第２電源装置）
第２電源装置１２は、３つのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、制御ユニット６０を含む。なお、第２電源装置１２は、１つ、２つ、または４つ以上のバッテリユニットを含んでいてもよい。

バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、同一構成である。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、電源線１３により機器９２に接続される。したがって、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに対して並列に接続されているといえる。電源ユニット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、機器９２に接続されている。したがって、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、機器９２に並列に接続されているといえる。

バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、制御ユニット６０に接続されている。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、制御ユニット６０と通信可能に構成されている。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対して各種の命令を送信可能に構成されている。

（バッテリユニットの構成）
バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを含む。

上記したように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、同一構成である。このため、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの構成について、バッテリユニット３０Ａについて詳細に説明し、バッテリユニット３０Ｂ，３０Ｃについての説明を省略する。なお、説明の必要に応じて、バッテリユニット３０Ｂ，３０Ｃの構成を含めて説明する。

バッテリユニット３０Ａの蓄電池３１Ａは、充放電可能とされた電池（二次電池）である。蓄電池３１Ａは、例えばリチウムイオン電池である。電力変換回路３２Ａは、バッテリユニット３０Ａの接続端子３４の端子電圧を変換可能に構成されている。接続端子３４は、電源線１３に接続される。また、電力変換回路３２Ａは、蓄電池３１Ａの電圧を変換可能に構成されている。

電力変換回路３２Ａは、バッテリユニット３０Ａの接続端子３４の端子電圧により、蓄電池３１Ａを充電する充電電流を生成する。また、電力変換回路３２Ａは、蓄電池３１Ａの電圧を接続端子３４の出力電圧に変換する機能を有している。この電力変換回路３２Ａは、例えば双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにより構成される。制御回路３３Ａは、電力変換回路３２Ａを制御する。

図２に示すように、蓄電池３１Ａは、複数の電池セル４１を含む。蓄電池３１Ａには、温度センサ４２、電圧センサ４３、電流センサ４４が設けられる。
温度センサ４２は、蓄電池３１Ａの温度を測定可能に構成されている。温度センサ４２は、複数の電池セル４１のうち、所定の電池セル４１の温度を測定可能に構成されている。所定の電池セル４１は、複数の電池セル４１のうち、バッテリユニット３０Ａの動作中に最も温度が高い電池セルとすることができる。温度センサ４２は、所定の電池セル４１の近傍に配置することができる。

なお、蓄電池３１Ａに複数の温度センサ４２が設けられてもよい。複数の温度センサ４２のうちの１つは、蓄電池３１Ａを構成する複数の電池セル４１のうち、バッテリユニット３０Ａの動作中に最も温度が低い電池セルの温度を測定可能に配置される。このように配置された温度センサ４２により測定した温度により、低温時の動作制限を行うこともできる。

電圧センサ４３は、蓄電池３１Ａの出力電圧を測定可能に構成されている。蓄電池３１Ａの出力電圧は、例えば、蓄電池３１Ａのプラス側端子とマイナス側端子との間の電位差（端子間電圧）である。電圧センサ４３は、蓄電池３１Ａを構成する複数の電池セル４１のうちに少なくとも１つの電池セル４１の端子電圧を測定可能に構成されていてもよい。

電流センサ４４は、蓄電池３１Ａに対する電流を測定可能に構成されている。蓄電池３１Ａに対する電流は、電力変換回路３２Ａから蓄電池３１Ａに向かう電流（充電電流）と、蓄電池３１Ａから電力変換回路３２Ａに向かう電流（放電電流）とを含む。なお、電流センサ４４は、少なくとも放電電流を測定可能に構成されていてもよい。また、放電電流を測定可能な電流センサと、充電電流を測定可能な電流センサとが設けられていてもよい。

電力変換回路３２Ａには、温度センサ４５、電圧センサ４６、電流センサ４７が設けられる。
温度センサ４５は、電力変換回路３２Ａの温度を測定可能に構成されている。温度センサ４５は、電力変換回路３２Ａの電子部品の温度を測定可能に構成されている。温度センサ４５は、所定の電子部品の温度を測定可能とすることができる。所定の電子部品は、例えば、電力変換回路３２Ａに含まれるトランジスタとすることができる。

電圧センサ４６は、接続端子３４の端子電圧を測定可能に構成されている。接続端子３４は、電力変換回路３２Ａに接続されている。電力変換回路３２Ａは、接続端子３４の端子電圧により、蓄電池３１Ａを充電する充電電流を生成する。したがって、蓄電池３１Ａを充電する充電モードにおいて、接続端子３４の端子電圧は、電力変換回路３２Ａの入力電圧、バッテリユニット３０Ａの入力電圧といえる。このため、電圧センサ４６は、充電モードにおける電力変換回路３２Ａの入力電圧、バッテリユニット３０Ａの入力電圧を測定可能に構成されている。

また、電力変換回路３２Ａは、蓄電池３１Ａの電圧を接続端子３４の出力電圧に変換する。したがって、蓄電池３１Ａから放電する放電モードにおいて、接続端子３４の端子電圧は、電力変換回路３２Ａの出力電圧、バッテリユニット３０Ａのといえる。このため、電圧センサ４６は、放電モードにおける電力変換回路３２Ａの出力電圧、バッテリユニット３０Ａの出力電圧を測定可能に構成されている。

電流センサ４７は、接続端子３４に流れる電流を測定可能に構成されている。
接続端子３４には、充電モードにおいて、接続端子３４から電力変換回路３２Ａに向かう電流が流れる。この電流は、充電モードにおける電力変換回路３２Ａの入力電流、バッテリユニット３０Ａの入力電流といえる。電流センサ４７は、充電モードにおける電力変換回路３２Ａの入力電流、バッテリユニット３０Ａの入力電流を測定可能に構成されている。

また、接続端子３４には、放電モードにおいて、電力変換回路３２Ａから接続端子３４に向かう電流が流れる。この電流は、放電モードにおける電力変換回路３２Ａの出力電流、バッテリユニット３０Ａの出力電流といえる。電流センサ４７は、放電モードにおける電力変換回路３２Ａの出力電流、バッテリユニット３０Ａの出力電流を測定可能に構成されている。

（制御回路の機能：保護機能）
制御回路３３Ａは、温度センサ４２、電圧センサ４３、電流センサ４４の測定結果により、蓄電池３１Ａの状態を監視する。蓄電池３１Ａの状態は、温度過上昇、温度過低下、過電流放電、過充電、充電率（ＳＯＣ）、劣化度（ＳＯＨ）を含む。制御回路３３Ａは、温度センサ４２により、蓄電池３１Ａのセル温度Ｔcellを監視する。制御回路３３Ａは、電流センサ４４により、蓄電池３１Ａの放電電流量を監視する。また、制御回路３３Ａは、蓄電池３１Ａに対する充放電量（電荷量）を積算することにより、充電率（ＳＯＣ）、劣化度（ＳＯＨ）を監視する。制御回路３３Ａは、監視する各種のパラメータが制限値以上または以下とならないように、電力変換回路３２Ａを制御する。

一例として、制御回路３３Ａは、温度センサ４２の測定結果により蓄電池３１Ａのセル温度Ｔcellを検出する。セル温度Ｔcellが放電停止保護値Ｔcell_max以上の場合、制御回路３３Ａは、電力変換回路３２Ａを制御して蓄電池３１Ａの放電を停止する。これにより、制御回路３３Ａは、温度過上昇しないように、蓄電池３１Ａを保護する。

また、制御回路３３Ａは、電圧センサ４３の測定結果により、蓄電池３１Ａの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを検出する。蓄電池電圧値Ｖdcdc_inが放電停止保護電圧Ｖdcdc_min以下まで低下した場合、制御回路３３Ａは、電力変換回路３２Ａを制御して蓄電池３１Ａの放電を停止する。放電停止保護電圧Ｖdcdc_minは、例えば蓄電池３１Ａの満充電の電圧値の５割程度とすることができる。これにより、制御回路３３Ａは、蓄電池３１Ａを過放電から保護する。

また、制御回路３３Ａは、電流センサ４４の測定結果により、蓄電池３１Ａのジュール損失Ｐlossを検出する。ジュール損失Ｐlossが放電停止保護値以上になった場合、制御回路３３Ａは、電力変換回路３２Ａを制御して蓄電池３１Ａの放電を停止する。

また、制御回路３３Ａは、温度センサ４５、電圧センサ４６、電流センサ４７の測定結果により、電力変換回路３２Ａの状態を監視する。電力変換回路３２Ａの状態は、温度過上昇、温度過低下、過電流流入、過電流出力、入力電圧異常（電圧過上昇、電圧過低下）を含む。制御回路３３Ａは、温度センサ４５により、電力変換回路３２Ａの温度を監視する。制御回路３３Ａは、電流センサ４７により、電力変換回路３２Ａの入力電流量、出力電流量を監視する。また、制御回路３３Ａは、電圧センサ４６により、電力変換回路３２Ａの入力電圧を監視する。制御回路３３Ａは、監視する各種のパラメータが制限値以上または以下とならないように、電力変換回路３２Ａを制御する。

（制御回路の機能：カレントバランスの調整）
また、制御回路３３Ａは、自バッテリユニット３０Ａの出力電流量と、自バッテリユニット３０Ａと並列接続された他のバッテリユニット３０Ｂ，３０Ｃの出力電流量とを比較する機能を有している。そして、制御回路３３Ａは、比較結果に基づいて、自バッテリユニット３０Ａの電力変換回路３２Ａを制御する。これによりバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とするように動作する。

詳述すると、図２に示すように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、互いに接続される。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流値のうちの最大電流値を検出するように構成されている。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、記憶部４８を有している。記憶部４８には、比較差目標値が記憶される。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、検出した最大電流値、自ユニットの出力電流値、比較差目標値に基づいて、自ユニットの出力電流を調整するように電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。

比較差目標値は、制御ユニット６０の制御指令として制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに与えられ、記憶部４８に記憶される。比較差目標値は、最大電流値に対するバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃそれぞれの出力電流値と最大電流値との差の比率（％）として設定される。制御回路３３Ａはそれぞれ、最大電流値と自ユニットの出力電流値との電流差値を算出する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、最大電流値に対する電流差値の比率が比較差目標値以下となるように電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。なお、比較差目標値は比率に限らず、固定値（例えば５Ａ（アンペア））でもよい。

例えば、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの比較差目標値を同一値とする。この場合、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、自ユニットの電流差値を同一の比較差目標値以下とするように電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。これにより、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、互いに等しい出力電流を出力する。比較差目標値は、差の範囲（差の最大値、最小値）として示される。比較差目標値の一例は±５％である。

図３は、複数のバッテリユニットの出力電流値のうちの最大電流値を検出する構成の一例を示すブロック図である。
バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、ダイオード４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃのアノードに接続され、ダイオード４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃのカソードは共通信号線５０に接続される。共通信号線５０は、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに接続される。

制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ（図２参照）の電流量を示す信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣを出力する。この例において、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、電流量に応じた信号レベル（電圧）の信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣを出力する。ここでは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの信号レベルを、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣとおなじ符号を用いるものとする。共通信号線５０の信号レベル（最大電圧）をＳＩ＿ｍａｘとする。

制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、最大レベルＳＩ＿ｍａｘを入力する。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃそれぞれの信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣのレベルと、最大レベルＳＩ＿ｍａｘとのレベル差を検出する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、レベル差を比較差目標値以下とするように、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。

図４は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流に対応する信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの一例を示す波形図である。図４において、横軸は時間、縦軸は信号レベルである。図４に示す例では、図３に示す制御回路３３Ａの信号ＳＩＡ、制御回路３３Ｂの信号ＳＩＢ、制御回路３３Ｃの信号ＳＩＣの順で信号レベルが低くなる。つまり、最大レベルＳＩ＿ｍａｘは、制御回路３３Ａの信号ＳＩＡの信号レベルとなる。

制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、最大レベルＳＩ＿ｍａｘと信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの信号レベルとの差ΔＳＡ，ΔＳＢ，ΔＳＣを検出する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、検出したレベル差ΔＳＡ，ΔＳＢ，ΔＳＣと、それぞれに設定された比較差目標値とを比較する。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、検出したレベル差ΔＳＡ，ΔＳＢ，ΔＳＣと比較差目標値以下とするように、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。

図４において、レベル差ΔＳＢ，ΔＳＣが比較差目標値よりも大きいとする。図４において、最大レベルＳＩ＿ｍａｘは、信号ＳＩＡのレベルと等しい。したがって、制御回路３３Ａはレベル差ΔＳＡが「０」であり、比較差目標値よりも小さいため、出力電流ＩＡを維持する。制御回路３３Ｂは、レベル差ΔＳＢを検出する。制御回路３３Ｂは、レベル差ΔＳＢを比較差目標値以下（範囲内）とする、つまり出力電流ＩＢの電流量を増加するように、電力変換回路３２Ｂを制御する。また、制御回路３３Ｃは、最大レベルＳＩ＿ｍａｘと信号ＳＩＣとのレベル差ΔＳＣを検出する。制御回路３３Ｃは、レベル差ΔＳＣを比較差目標値以下（範囲内）とする、つまり出力電流ＩＣの電流量を増加するように、電力変換回路３２Ｃを制御する。これらの制御により、バッテリユニット３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＢ，ＩＣの電流量が多くなり、信号ＳＩＢ，ＳＩＣの信号レベルが上昇する。したがって、全てのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣの電流量が等しくなる。つまりバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣが均一化される。

（出力維持可能時間とカレントアンバランス化）
制御回路３３Ａは、出力維持可能時間ｔholdを算出する機能を有する。出力維持可能時間ｔholdは、バッテリユニット３０Ａの出力電流ＩＡを維持可能な残り時間を予測したものである。制御回路３３Ａは、バッテリユニット３０Ａの内部要因に対する保護機能により、バッテリユニット３０Ａの出力電流ＩＡを停止する。保護機能は、蓄電池３１Ａのセル温度Ｔcellによる温度保護機能、電力変換回路３２Ａの回路温度Ｔdcdcによる温度保護機能、蓄電池の充電率による保護機能を含む。

セル温度Ｔcellによる保護機能は、蓄電池３１Ａのセル温度Ｔcellが放電停止セル温度(高温保護)Ｔcell_max以上となった場合、出力電流ＩＡの出力を停止するものである。
図７に示すように、制御回路３３Ａは、時刻ｔにおけるセル温度Ｔcell(t)を測定する。このセル温度Ｔcell(t)と、温度上昇時間勾配ΔＴcellとにより、セル温度Ｔcellが放電停止保護値Ｔcell_maxとなる時刻ｔ１を算出することができる。算出した時刻ｔ１と現在の時刻ｔとの差は、現在時刻ｔにおける予測時間ｔcell(t)である。

制御回路３３Ａは、温度上昇時間勾配ΔＴcell(Ｉbatt,ＳＯＨ）[℃/sec]を、蓄電池３１Ａの放電電流Ｉbatt（ｔ）と、蓄電池３１Ａの劣化度ＳＯＨとから算出する。なお、温度上昇時間勾配ΔＴcellは、複数回測定したセル温度Ｔcellから算出することもできる。また、予測時間ｔcellは、制御回路３３Ａに記憶したテーブルに基づいて、セル温度Ｔcell等から得ることもできる。

制御回路３３Ａは、温度上昇時間勾配ΔＴcellにより、セル温度Ｔcellが放電停止保護値Ｔcell_maxに到達するまでの予測時間ｔcellを算出する。予測時間ｔcellは、次式により求めることができる。

上記の式において、Ｔcell_maxは、放電停止セル温度（保護閾値）、Ｔcell(t)は、時刻ｔにおけるセル温度、ΔＴcell(Ｉbatt,ＳＯＨ)は蓄電池３１Ａの温度上昇時間勾配である。

回路温度Ｔdcdcによる保護機能は、電力変換回路３２Ａの回路温度Ｔdcdcが温度上昇保護値Ｔdcdc_max以上となった場合に出力電流ＩＡの出力を停止するものである。
制御回路３３Ａは、回路温度Ｔdcdcが温度上昇保護値Ｔdcdc_maxに到達するまでの予測時間ｔdcdcを算出する。予測時間ｔdcdcは、次式により求めることができる。

上記の式において、Ｔdcdc_maxは、回路温度上昇保護値（保護閾値）、Ｔdcdc(t)は、時刻ｔにおける回路温度、ΔＴdcdc（Ｉbatt,ＳＯＨ)は、電力変換回路３２Ａの温度上昇時間勾配である。

充電率による保護機能は、蓄電池３１Ａの蓄積電荷量Ｑbattが下限値以下となった場合に出力電流ＩＡの出力を停止するものである。制御回路３３Ａは、蓄電池３１Ａの電荷量が下限値に到達するまでの予測時間ｔsocを算出する。予測時間ｔsocは、次式により求めることができる。

上記の式において、Ｑbatt(SOC)は、蓄電池３１Ａの蓄積電荷量、Ｑbatt-min_limitは、電荷量下限値（保護閾値）、Ｉbattは蓄電池の放電電流量である。
制御回路３３Ａは、上記のように算出した予測時間ｔcell，ｔdcdc，ｔsocのうちの最小値を出力維持可能時間ｔholdとする。制御回路３３Ａは、出力維持可能時間ｔholdを制御ユニット６０に送信する。

制御回路３３Ａは、電圧センサ４３により取得した蓄電池３１Ａの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを制御ユニット６０に送信する。
制御回路３３Ａは、蓄電池３１Ａの劣化度ＳＯＨと、蓄電池３１Ａのセル温度Ｔcellとから、蓄電池３１Ａの内部抵抗値（直流抵抗成分）ＤＣＲを算出する。制御回路３３Ａは、次式に示すように、蓄電池３１Ａの内部抵抗値ＤＣＲと、蓄電池３１Ａの放電電流Ｉbattの２乗とにより、蓄電池３１Ａの損失（ジュール損失）Ｐlossを算出する。

制御回路３３Ａは、ジュール損失Ｐlossを制御ユニット６０に送信する。上記の式において、ＤＣＲ(ＳＯＨ，Ｔcell)は、蓄電池の内部抵抗値、Ｉbattは、蓄電池の放電電流量である。

制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃから、出力維持可能時間ｔhold、蓄電池電圧値Ｖdcdc_in、ジュール損失Ｐlossを受信する。

制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdを比較する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdに差がある場合、出力維持可能時間ｔholdを等しくするように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流量を調整する。制御ユニット６０は、例えば、２つのバッテリユニットの出力維持可能時間ｔholdの差が所定時間（例えば１０秒）以上の場合に出力維持可能時間ｔholdに差があると判定する。なお、２つのバッテリユニットの出力維持可能時間ｔholdの差が一方の出力維持可能時間ｔholdの所定の割合（例えば１０％）以上の場合に出力維持可能時間ｔholdに差があると判定してもよい。

制御ユニット６０は、出力維持可能時間ｔholdが短いバッテリユニットを対象のバッテリユニットとする。制御ユニット６０は、対象のバッテリユニットに対して比較差目標値を大きくする。比較差目標値は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流量を均一とするように設定する範囲であり、制御ユニット６０は、比較差目標値を大きくする、つまり範囲を大きくする。これにより、対象のバッテリユニットの出力電流量は、他のバッテリユニットの出力電流量よりも少なくなる。つまり、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流量を非バランス化する。

図５は、セル温度Ｔcellに差がある場合の電流調整を説明するためのブロック図である。図６は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流に対応する信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの一例を示す波形図である。

一例として、図２に示す蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのセル温度Ｔcellが「４０℃」「４０℃」「５０℃」とする。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、セル温度Ｔcellに応じた出力維持可能時間ｔholdを制御ユニット６０に送信する。この例では、制御回路３３Ｃの出力維持可能時間ｔholdが、他の制御回路３３Ａ，３３Ｂの出力維持可能時間ｔholdよりも短い。

制御ユニット６０は、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの出力維持可能時間ｔholdの差を検出する。そして、制御ユニット６０は、出力維持可能時間ｔholdの差により、制御回路に対して出力電流を低減するように命令ＳＣを送信する。この場合、制御ユニット６０は、出力維持可能時間ｔholdが短い制御回路３３Ｃに対して、出力電流ＩＣを低減するように、比較差目標値（命令ＳＣ）を送信する。制御回路３３Ｃは、比較差目標値により、図６に示すように、出力電流ＩＣを低減させる。

対象のバッテリユニットにおいて、出力電流量の低下は、蓄電池のセル温度Ｔcellや電力変換回路の上昇を緩やかにする、蓄電池の蓄積電荷量の低下を緩やかにする、ことになる。したがって、対象のバッテリユニットにおいて、出力維持可能時間ｔholdを延ばし、他のバッテリユニットの出力維持可能時間ｔholdに近づける、または等しくすることができる。これにより、第２電源装置１２の出力維持可能時間ｔholdを延ばすことができる。

バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdに差がない場合、制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを比較する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inに差がある場合、上記した出力維持可能時間ｔholdと同様に、対象のバッテリユニットの出力電流量を低減するように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを制御する。

なお、制御ユニット６０は、蓄電池電圧値Ｖdcdc_inが基準値よりも低下した場合に、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを比較することもできる。基準値は、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの満充電時の電圧値と放電停止保護電圧Ｖdcdc_minとの間の値に設定することができる。基準値は、例えば蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの満充電の電圧値の８割程度とすることができる。

バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inに差がない場合、制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのジュール損失Ｐlossを比較する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのジュール損失Ｐlossに差（例えば１０Ｗ以上の差）がある場合、上記した出力維持可能時間ｔhold、蓄電池電圧値Ｖdcdc_inと同様に、対象のバッテリユニットの出力電流量を低減するように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを制御する。

（対象とするバッテリユニットの数）
本実施形態では、３つのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを含む第２電源装置１２を示している。この第２電源装置１２では、３つのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのうち、１つのバッテリユニットを対象とする。対象とするバッテリユニットの数は、電源装置を構成するバッテリユニットの数に応じて設定することができる。例えば、対象とするバッテリユニットの数は、電源装置を構成するバッテリユニットの数の１／２以下とすることができる。

（バッテリユニットの電流調整）
図８に示すフローチャートにしたがって、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流の調整について説明する。

図８は、図１、図２の第２電源装置１２、詳しくはバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃと制御ユニット６０とが実施する処理の一部であり、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流を調整する比較差目標値の設定に係る処理を示す。制御ユニット６０および制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、図８に示す処理を、所定の間隔で繰り返し実行する。例えば、制御ユニット６０および制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、図８に示す処理を、５（ｓｅｃ）の周期で繰り返し実行する。なお、処理を繰り返し実行する間隔は、適宜変更することができる。

図８に示すステップ７１において、制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃから受信した出力維持可能時間ｔholdを比較する。

ステップ７２において、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdに差が有る場合（ＹＥＳ）にステップ７８に移行し、差がない場合（ＮＯ）にステップ７３に移行する。

ステップ７３において、制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃから受信した蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを比較する。
ステップ７４において、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inに差が有る場合（ＹＥＳ）にステップ７８に移行し、差がない場合（ＮＯ）にステップ７５に移行する。

ステップ７５において、制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃから受信したジュール損失Ｐlossを比較する。
ステップ７６において、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのジュール損失Ｐlossに差が有る場合（ＹＥＳ）にステップ７８に移行し、差がない場合（ＮＯ）にステップ７７に移行する。

ステップ７７において、全バッテリユニット（ＢＵ）の比較差目標値に通常値を設定する。通常値は、全てのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣが均一となるように設定される値であり、例えば±５（％）とすることができる。

ステップ７８において、対象バッテリユニット（ＢＵ）の比較差目標値に低減値を設定する。低減値は、所定の値（例えば、－２０％）に設定される。なお、上記した出力維持可能時間ｔholdの差、蓄電池電圧値Ｖdcdc_inの差、ジュール損失Ｐlossの差に応じて設定することができる。

ステップ７９において、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、受信した比較差目標値に基づいて、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを制御する。

ステップ７９における電流の調整は、対象のバッテリユニットの出力電流を低減することと、対象となっていないバッテリユニットの出力電流を増加することとを含む。対象となっていないバッテリユニットの出力電流を増加することにより、対象のバッテリユニットの出力電流の低下分が補われる。つまり、電流の調整は、対象のバッテリユニットの出力電流を低減するとともに、低減した出力電流を、対象となっていないバッテリユニットの出力電流を増加して補う制御を行うものである。

例えば、対象のバッテリユニットをバッテリユニット３０Ａとする。このバッテリユニット３０Ａの出力電流ＩＡを２Ａ低減させる。そして、対象としていないバッテリユニットであるバッテリユニット３０Ｂ、３０Ｃの出力電流ＩＢ，ＩＣの合計値で２Ａ増加させるように、出力電流を調整する。調整方法としては、例えばバッテリユニット３０Ｂの出力電流ＩＢとバッテリユニット３０Ｃの出力電流ＩＣをそれぞれ１Ａ増加させる。また、例えばバッテリユニット３０Ｂの出力電流ＩＢとバッテリユニット３０Ｃの出力電流ＩＣのいずれか一方を１．５Ａ増加させ、いずれか他方を０．５Ａ増加させる。また、バッテリユニット３０Ｂの出力電流ＩＢとバッテリユニット３０Ｃの出力電流ＩＣのいずれか一方のみを２Ａ増加させる。この構成により、負荷（サーバなど）が要求する電力を供給することと、出力維持可能時間の増加と、を両立させることができる。

なお、各バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃについては、出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣに上限を設けても良い。上限とは、例えばバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに定められた定格電流の最大値であり、例えば６０Ａである。上記の制御によって出力電流の上限を超えるバッテリユニットが生じた場合には、出力電流を増加させずに、全てのバッテリユニットの目標電流値を通常値に設定し、全てのバッテリユニットの出力電流が均等になるように制御しても良い。

第２電源装置１２の制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃおよび制御ユニット６０は、上記のステップ７１～７９の処理を所定の周期で繰り返し実行する。所定の周期は、例えば５（ｓｅｃ）とすることができる。したがって、制御ユニット６０とバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとの間で、所定の周期で通信が行われる。また、所定の周期で、制御ユニット６０から制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに対して、所定の周期で比較差目標値が設定される。

（作用）
次に、上記のように構成された第２電源装置１２の作用を説明する。
第２電源装置１２は、並列に接続された３つのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに接続された制御ユニット６０とを含む。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを備えている。蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにはそれぞれ、温度センサ４２、電圧センサ４３、電流センサ４４が設けられている。電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにはそれぞれ、温度センサ４５、電圧センサ４６、電流センサ４７が設けられている。

制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣの電流量を示す信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣを出力する。また、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの最大値となる信号ＳＩ＿ｍａｘを入力する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣと信号ＳＩ＿ｍａｘに対してとのレベル差を比較差目標値以下とするように、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。これにより、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とするように電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。このように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とする。これにより、１つまたは複数のバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに負荷が集中することを防ぎ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが過電流となることを抑制することができる。

蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを搭載したバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにおいて、機器９２に対して、数ｋＷ～数十ｋＷの高い出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを供給する。このため、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃおよび電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに高い温度上昇を伴う。そして、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの温度上昇は、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが放電可能であっても、出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣの停止をもたらす。例えば、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうちの１つの蓄電池の温度が他の蓄電池の温度よりも高い場合、温度が高い１つの蓄電池によって、出力電流を維持できる期間が短くなる。

これに対し、本実施形態の第２電源装置１２の制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、温度センサ４２の測定結果から、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの放電電流により出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを出力可能な出力維持可能時間ｔholdを算出する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのうちの出力維持可能時間ｔholdが最も短いバッテリユニットの出力電流を低減するように制御する。温度が高い蓄電池を含むバッテリユニットの出力電流を低減することにより、蓄電池の温度上昇を抑えることができ、そのバッテリユニットにおける出力維持可能時間ｔholdを延ばすことができる。そして、全てのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdを延ばすことができる。これにより、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電電力の効率よい運用を行うことができる。

（効果）
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）第２電源装置１２は、並列に接続された３つのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに接続された制御ユニット６０とを含む。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃはそれぞれ、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを備えている。蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにはそれぞれ、温度センサ４２、電圧センサ４３、電流センサ４４が設けられている。電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにはそれぞれ、温度センサ４５、電圧センサ４６、電流センサ４７が設けられている。

制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣの電流量を示す信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣを出力する。また、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの最大値となる信号ＳＩ＿ｍａｘを入力する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣと信号ＳＩ＿ｍａｘとのレベル差を比較差目標値以下とするように、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。これにより、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とするように電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを制御する。このように、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とする。これにより、１つまたは複数のバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに負荷が集中することを防ぎ、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが過電流となることを抑制することができる。

（２）制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、温度センサ４２の測定結果から、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの放電電流により出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを出力可能な出力維持可能時間ｔholdを算出する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのうちの出力維持可能時間ｔholdが最も短いバッテリユニットの出力電流を低減するように制御する。温度が高い蓄電池を含むバッテリユニットの出力電流を低減することにより、蓄電池の温度上昇を抑えることができ、そのバッテリユニットにおける出力維持可能時間ｔholdを延ばすことができる。そして、全てのバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力維持可能時間ｔholdを延ばすことができる。これにより、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電電力の効率よい運用を行うことができる。

（３）制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、温度センサ４５の測定結果から、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの回路温度Ｔdcdcが温度上昇保護値Ｔdcdc_maxに到達するまでの予測時間ｔdcdcを算出する。また、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの電荷量が下限値に到達するまでの予測時間ｔsocを算出する。そして、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、予測時間ｔcell，ｔdcdc，ｔsocのうちの最小値を出力維持可能時間ｔholdとする。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、出力維持可能時間ｔholdを制御ユニット６０に送信する。これにより、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの温度上昇に対する保護機能により出力電流の出力を停止するまでの時間を長くすることができ、蓄電電力の効率よい運用を行うことができる。また、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの蓄積電荷量の低下により出力電流の出力を停止するまでの時間をより正確に算出することができる。

（４）温度上昇時間勾配ΔＴcell，ΔＴdcdc（Ｉbatt,ＳＯＨ)は、内部パラメータとして制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの記憶部４８に記憶される。このような内部パラメータを用いることにより、演算の負荷を低減することができる。この結果、制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ、制御ユニット６０に高速に処理可能な構成を用いる不要とすることができる。また、出力維持可能時間ｔholdの短いバッテリユニットについて、そのバッテリユニットにおける保護機能が働く前に出力電流を制御することができるため、出力電流の大きな変動を抑制することができる。

（５）制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞれ、電圧センサ４３により取得した蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを制御ユニット６０に送信する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inを比較し、蓄電池電圧値Ｖdcdc_inに差がある場合に、蓄電池電圧値Ｖdcdc_inの低いバッテリユニットの出力電流を低減するように制御する。蓄電池電圧値Ｖdcdc_inは、充電量の低下、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの直流抵抗成分ＤＣＲの上昇及び放電電流の増大による内部電圧降下量の増大、等の要因により低下する。直流抵抗成分ＤＣＲは、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが低温であるときや蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの劣化により上昇する。これらの要因によって、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの蓄電池電圧値Ｖdcdc_inが低下したバッテリユニットの出力電流を制御することにより、蓄電電力の効率よい運用を行うことができる。

（６）制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのジュール損失Ｐlossを算出する。制御ユニット６０は、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのジュール損失Ｐlossを比較し、ジュール損失Ｐlossの低いバッテリユニットの出力電流を低減するように制御する。ジュール損失Ｐlossは、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの劣化度、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのセル温度Ｔcellに基づいて算出される。したがって、劣化度の大きいバッテリユニット、またはセル温度Ｔcellの高いバッテリユニットの出力電流を制御することにより、蓄電電力の効率よい運用を行うことができる。

（変更例）
上記実施形態は例えば以下のように変更できる。上記実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記実施形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

・図２に示す第２電源装置１２の構成は、適宜変更されてもよい。
図９は、変更例の第２電源装置１００の構成を示す。この第２電源装置１００は、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃをそれぞれ備えたバッテリユニット１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃを含み、図２に示す制御ユニット６０を含んでいない。

バッテリユニット１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃは、蓄電池３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、電力変換回路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ、制御回路１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃを含む。
バッテリユニット１１０Ａ，１１０Ｂの制御回路１３３Ａ，１３３Ｂは、図２に示すバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂの制御回路３３Ａ，３３Ｂの機能を有する。バッテリユニット１１０Ｃの制御回路１３３Ｃは、図２に示すバッテリユニット３０Ｃの制御回路３３Ｃの機能と、制御ユニット６０の機能とを有する。このように構成されたバッテリユニット１１０Ｃを用いることにより、機器９２に対してバッテリユニット１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃから供給する電流を調整することができる。また、第２電源装置１００を構成するユニットの数を低減することができる。

なお、制御回路１３３Ｃに替えて、制御回路１３３Ａ，１３３Ｂのうちのいずれか１つが図１に示す制御ユニット６０の機能を併せ持つようにしてもよい。
また、２つの制御回路１３３Ａ，１３３Ｂが制御ユニット６０の機能を併せ持つようにしてもよい。また、２つの制御回路１３３Ｂ，１３３Ｃが制御ユニット６０の機能を併せ持つようにしてもよい。２つの制御回路１３３Ａ，１３３Ｃが制御ユニット６０の機能を併せ持つようにしてもよい。また、全ての制御回路１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃが制御ユニット６０の機能を併せ持つようにしてもよい。２つ以上の制御回路が制御ユニット６０の機能を合わせ持つ場合、内部設定によって１つの制御回路が制御ユニットとして動作させる、全ての制御回路の間の調停によって１つの制御回路が制御ユニットとして動作する、等の適宜設定することができる。

・上記実施形態に対し、比較差目標値の設定に必要な要素を適宜変更してもよい。
例えば、温度のみにより比較差目標値が設定されてもよい。つまり、図８に示すステップ７３，７４，７５，７６の処理は省略されてもよい。また、蓄電池電圧値のみにより比較差目標値が設定され、ステップ７１，７２，７５，７６の処理は省略されてもよい。また、内部損失のみにより比較差目標値が設定され、ステップ７１，７２，７３，７４の処理は省略されてもよい。

また、温度と蓄電池電圧値とにより比較差目標値が設定され、ステップ７５，７６が省略されてもよい。また、温度と内部損失とにより比較差目標値が設定され、ステップ７３，７４が省略されてもよい。また、蓄電池電圧値と内部損失とにより比較差目標値が設定され、ステップ７１，７２が省略されてもよい。

・図３では、ダイオード４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃによって信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣの信号レベルのうちの最大レベルＳＩ＿ｍａｘを制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが検出する構成を示した。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、互いに送受信することにより、最大レベルＳＩ＿ｍａｘを検出するようにしてもよい。例えば、制御回路３３Ａ，３３Ｃ，３３Ｂは、信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣをデジタル信号として他の制御回路に送信する。制御回路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、受信した信号ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣのうちの最大値を最大レベルＳＩ＿ｍａｘとする。このような構成によってもバッテリユニット１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを均一とするようにカレントバランス調整を行うことができる。また、最大レベルＳＩ＿ｍａｘの検出を制御ユニット６０が行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、出力維持可能時間ｔholdによってバッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを調整したが、出力電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを調整する条件は、出力維持可能時間ｔholdに限られない。例えば、バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃそれぞれの温度を用いることがっできる。バッテリユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの温度としては、セル温度Ｔcellが用いられてもよいし、回路温度Ｔdcdcが用いられてもよいし、セル温度Ｔcellおよび回路温度Ｔdcdcが用いられてもよい。測定した温度のうち、最も温度の高いバッテリユニットが所定の温度閾値（例えば６０℃）を超えた場合、最も温度の高いバッテリユニットの出力電流を減らすとともに、他のバッテリユニットの出力電流を増加させて補う制御を行う。この構成により、算出するための装置を備えないシンプルな構成で、出力維持可能時間の増加と、負荷の要求する電力を供給することとを両立させることができる。

（付記）
本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。
［１］
蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、
前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、
前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果から前記蓄電池の蓄積電荷により前記出力電流を出力可能な出力維持可能時間を算出し、前記複数のバッテリユニットのうちの前記出力維持可能時間が短い前記バッテリユニットの前記出力電流を低減するように制御する、
電源装置。

［２］
前記制御部は、前記出力維持可能時間が最も短い前記バッテリユニット以外の前記バッテリユニットのうちの少なくとも１つの前記バッテリユニットの前記出力電流を増加するように制御する、［１］に記載の電源装置。

［３］
前記制御部は、前記出力維持可能時間が最も長い前記バッテリユニットの前記出力電流を増加するように制御する、［１］または［２］に記載の電源装置。

［４］
前記複数のバッテリユニットそれぞれの前記出力電流を測定可能に構成された複数の電流センサをさらに備える、［１］から［３］のいずれか一つに記載の電源装置。

［５］
前記複数の温度センサそれぞれは、前記複数のバッテリユニットそれぞれの前記蓄電池の温度を測定可能に配置される、［１］から［４］のいずれか一つに記載の電源装置。

［６］
前記制御部は、前記出力維持可能時間として、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間を予測する、［５］に記載の電源装置。

［７］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の温度を測定可能に構成された温度センサと、をさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記電力変換回路の温度が回路温度閾値以上になるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記電力変換回路の温度による予測時間のうちの短い時間を前記出力維持可能時間とする、［５］に記載の電源装置。

［８］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を測定可能に構成された電流センサをさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記蓄電池の放電電流の測定結果に基づく蓄積電荷量が電荷閾値以下となるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記蓄積電荷量による予測時間のうちの短い時間を前記出力維持可能時間とする、［５］に記載の電源装置。

［９］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の温度を測定可能に構成された温度センサと、前記蓄電池の放電電流を測定可能に構成された電流センサと、をさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記電力変換回路の温度が回路温度閾値以上になるまでの時間と、前記蓄電池の放電電流の測定結果に基づく蓄積電荷量が電荷閾値以下となるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記電力変換回路の温度による予測時間と前記蓄積電荷量による予測時間とのうちの最も短い時間を前記出力維持可能時間とする、「６」に記載の電源装置。

［１０］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路をさらに備え、
前記制御部は、前記複数のバッテリユニットに設けられて前記電力変換回路を制御する制御回路と、前記複数のバッテリユニットに接続されて前記制御回路に対して前記出力維持可能時間により前記出力電流を低減するように命令する制御ユニットと、を含む、
［１］に記載の電源装置。

［１１］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路をさらに備え、
前記制御部は、前記複数のバッテリユニットに設けられて前記電力変換回路を制御する制御回路である、
［１］から［６］のいずれか１つに記載の電源装置。

［１２］
前記蓄電池は複数の電池セルを含み、
前記温度センサは、前記電池セルの温度を測定可能に配置される、
［５］に記載の電源装置。

［１３］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の電圧を測定可能に構成された電圧センサと、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧センサにより測定した前記蓄電池の蓄電池電圧値が基準値まで低下した場合、前記複数のバッテリユニットの前記蓄電池電圧値を比較し、前記複数のバッテリユニットのうちの前記蓄電池電圧値が低い前記バッテリユニットの出力電流量を低減するように、前記電力変換回路を制御する、
［４］に記載の電源装置。

［１４］
前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の電圧を測定可能に構成された電圧センサと、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記電流センサと前記電圧センサの測定結果により前記蓄電池のジュール損失を算出し、
前記複数のバッテリユニットの前記ジュール損失を比較し、差がある場合に、前記複数のバッテリユニットのうちの前記ジュール損失が大きい前記バッテリユニットの出力電流量を低減するように、前記電力変換回路を制御する、
［４］に記載の電源装置。

［１５］
蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、
前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、
前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果のうち、最も高い測定結果となったバッテリユニットの前記出力電流を低減するとともに、他の少なくとも１つのバッテリユニットの前記出力電流を増加する制御を行う、
電源装置。

以上の説明は単に例示である。本開示の技術を説明する目的のために列挙された構成要素および方法（製造プロセス）以外に、より多くの考えられる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者は認識し得る。本開示は、特許請求の範囲を含む本開示の範囲内に含まれるすべての代替、変形、および変更を包含することが意図される。

１０ 電源システム
１１ 第１電源装置
１２ 第２電源装置
１３ 電源線
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 電源ユニット
２１ ＡＣ－ＤＣコンバータ
２２ ＤＣ－ＤＣコンバータ
２３ 制御回路
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ バッテリユニット
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 蓄電池
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 電力変換回路
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 制御回路
３４ 接続端子
４１ 電池セル
４２ 温度センサ
４３ 電圧センサ
４４ 電流センサ
４５ 温度センサ
４６ 電圧センサ
４７ 電流センサ
４８ 記憶部
４９Ａ ダイオード
４９Ｂ ダイオード
４９Ｃ ダイオード
５０ 共通信号線
６０ 制御ユニット
７１～７９ ステップ
９１ 交流電源
９２ 機器
１００ 第２電源装置
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ バッテリユニット
１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃ 制御回路
ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ 出力電流
ΔＳＡ，ΔＳＢ，ΔＳＣ レベル差
Ｐloss ジュール損失
ＳＩ＿ｍａｘ 最大レベル
ＳＩＡ，ＳＩＢ，ＳＩＣ 信号
ＳＯＨ 劣化度
ｔ 時刻
ｔ１ 時刻
Ｔcell セル温度
Ｔdcdc 回路温度
ｔhold 出力維持可能時間
ΔＴcell 温度上昇時間勾配
ＤＣＲ 内部抵抗値
Ｉbatt 放電電流
Ｑbatt 蓄積電荷量
ｔcell 予測時間
Ｔcell_max 放電停止保護値
ｔdcdc 予測時間
Ｔdcdc_max 温度上昇保護値
ｔsoc 予測時間
ΔＴdcdc 温度上昇時間勾配
ＳＩ＿ｍａｘ 信号
Ｖdcdc_in 蓄電池電圧値
Ｖdcdc_min 放電停止保護電圧

Claims (15)

1. 蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、
   前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、
   前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果から前記蓄電池の蓄積電荷により前記出力電流を出力可能な出力維持可能時間を算出し、前記複数のバッテリユニットのうちの前記出力維持可能時間が短い前記バッテリユニットの前記出力電流を低減するように制御する、
   電源装置。
2. 前記制御部は、前記出力維持可能時間が最も短い前記バッテリユニット以外の前記バッテリユニットのうちの少なくとも１つの前記バッテリユニットの前記出力電流を増加するように制御する、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御部は、前記出力維持可能時間が最も長い前記バッテリユニットの前記出力電流を増加するように制御する、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記複数のバッテリユニットそれぞれの前記出力電流を測定可能に構成された複数の電流センサをさらに備える、請求項１に記載の電源装置。
5. 前記複数の温度センサそれぞれは、前記複数のバッテリユニットそれぞれの前記蓄電池の温度を測定可能に配置される、請求項１に記載の電源装置。
6. 前記制御部は、前記出力維持可能時間として、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間を予測する、請求項５に記載の電源装置。
7. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の温度を測定可能に構成された温度センサと、をさらに備え、
   前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記電力変換回路の温度が回路温度閾値以上になるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記電力変換回路の温度による予測時間のうちの短い時間を前記出力維持可能時間とする、請求項５に記載の電源装置。
8. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を測定可能に構成された電流センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記蓄電池の放電電流の測定結果に基づく蓄積電荷量が電荷閾値以下となるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記蓄積電荷量による予測時間のうちの短い時間を前記出力維持可能時間とする、請求項５に記載の電源装置。
9. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の温度を測定可能に構成された温度センサと、前記蓄電池の放電電流を測定可能に構成された電流センサと、をさらに備え、
   前記制御部は、前記蓄電池の温度が温度閾値以上になるまでの時間と、前記電力変換回路の温度が回路温度閾値以上になるまでの時間と、前記蓄電池の放電電流の測定結果に基づく蓄積電荷量が電荷閾値以下となるまでの時間とを予測し、前記蓄電池の温度による予測時間と前記電力変換回路の温度による予測時間と前記蓄積電荷量による予測時間とのうちの最も短い時間を前記出力維持可能時間とする、請求項６に記載の電源装置。
10. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路をさらに備え、
    前記制御部は、前記複数のバッテリユニットに設けられて前記電力変換回路を制御する制御回路と、前記複数のバッテリユニットに接続されて前記制御回路に対して前記出力維持可能時間により前記出力電流を低減するように命令する制御ユニットと、を含む、
    請求項１に記載の電源装置。
11. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路をさらに備え、
    前記制御部は、前記複数のバッテリユニットに設けられて前記電力変換回路を制御する制御回路である、
    請求項１に記載の電源装置。
12. 前記蓄電池は複数の電池セルを含み、
    前記温度センサは、前記電池セルの温度を測定可能に配置される、
    請求項５に記載の電源装置。
13. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の電圧を測定可能に構成された電圧センサと、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記電圧センサにより測定した前記蓄電池の蓄電池電圧値が基準値まで低下した場合、前記複数のバッテリユニットの前記蓄電池電圧値を比較し、前記複数のバッテリユニットのうちの前記蓄電池電圧値が低い前記バッテリユニットの出力電流量を低減するように、前記電力変換回路を制御する、
    請求項４に記載の電源装置。
14. 前記複数のバッテリユニットはそれぞれ、前記蓄電池の電圧を測定可能に構成された電圧センサと、前記蓄電池の放電電流を前記出力電流に変換する電力変換回路と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記電流センサと前記電圧センサの測定結果により前記蓄電池のジュール損失を算出し、
    前記複数のバッテリユニットの前記ジュール損失を比較し、差がある場合に、前記複数のバッテリユニットのうちの前記ジュール損失が大きい前記バッテリユニットの出力電流量を低減するように、前記電力変換回路を制御する、
    請求項４に記載の電源装置。
15. 蓄電池を含み、互いに並列に接続される複数のバッテリユニットと、
    前記複数のバッテリユニットそれぞれの温度を測定可能に構成された複数の温度センサと、
    前記複数のバッテリユニットそれぞれの出力電流を制御可能に構成された制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記複数の温度センサの測定結果のうち、最も高い測定結果となったバッテリユニットの前記出力電流を低減するとともに、他の少なくとも１つのバッテリユニットの前記出力電流を増加する制御を行う、
    電源装置。

Images