JP4717856B2 - Battery system, battery system control method, battery system control program, and program recording medium - Google Patents

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Description

本発明は、電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体に関し、特に、電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体に関する。   The present invention relates to a battery system, a battery system control method, a battery system control program, and a program recording medium, and in particular, a battery system that supplies power output from a battery to a load, a battery system control method, a battery system control program, and a program recording medium. About.

直流電源に用いられるニッケル水素蓄電池は、鉛蓄電池に比べて、エネルギー密度が大きく、電池寿命の長さや環境への負担が少ないことが特徴であり、さらには、小型・軽量で、持ち運びにも便利であるため、車載用バッテリーや災害対策用電源として、近年、急速に普及しつつある。   Nickel metal hydride storage batteries used for DC power supplies are characterized by higher energy density, less battery life and less burden on the environment than lead storage batteries, and are small and lightweight, making them easy to carry Therefore, in recent years, it has been rapidly spreading as an in-vehicle battery and a disaster countermeasure power source.

ニッケル水素蓄電池を電源として用いる場合、例えば、単セルと呼ばれる単一のニッケル水素蓄電池(定格電圧1.2V、電流容量95Ah)をk本(例えば10本)直列に接続したものを1単位(以降、1モジュールと称する)とし、さらに、このモジュールをm単位分(例えば4単位分)直列および/または並列に接続したものを組電池とし、さらに、n組(例えば3組)の組電池を並列接続して、大容量のニッケル水素蓄電池システムを構成するようにしている。   When using a nickel metal hydride storage battery as a power source, for example, a single nickel hydride storage battery called a single cell (rated voltage 1.2 V, current capacity 95 Ah) connected in series with k (for example, 10) one unit (hereinafter referred to as “unit”) 1 module), and this module connected in m units (for example, 4 units) in series and / or in parallel is used as an assembled battery, and n sets (for example, 3 sets) of assembled batteries are connected in parallel. A large capacity nickel-metal hydride storage battery system is configured by connection.

このような大容量の電池システムにおいて、負荷へ供給する電力の供給能力を管理するための仕組みについても、種々の提案がなされている。例えば、特許文献1の特開2004−119112号公報「電源装置」、特許文献2の特開2004−120856号公報「電源装置」、あるいは、特許文献3の特開2004−120857号公報「電源装置」などには、並列接続した複数の組電池と、充電制御手段と、放電制御手段と、を備えた電源システムにおける管理手法が記載されている。   In such a large-capacity battery system, various proposals have also been made regarding a mechanism for managing the power supply capacity supplied to the load. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-119112 “Power Supply Device” in Patent Document 1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120856 “Power Supply Device”, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120857 “Power Supply Device” in Patent Document 3. Describes a management method in a power supply system including a plurality of assembled batteries connected in parallel, a charge control unit, and a discharge control unit.

前記特許文献1には、保守・点検時における組電池の寿命の推定を容易にするために、組電池の製造日付を内部に保存して、保存した組電池の製造日付に基づいて、所定の電力を供給可能な使用可能期間を算出して組電池交換日付を表示することが記載されている。   In Patent Document 1, in order to facilitate the estimation of the life of the assembled battery at the time of maintenance / inspection, the manufacturing date of the assembled battery is stored inside, and a predetermined date is determined based on the stored manufacturing date of the assembled battery. It describes that a usable period in which power can be supplied is calculated and a battery pack replacement date is displayed.

また、前記特許文献2には、組電池の劣化判定用に放電容量試験を実行中に停電等が発生したとしても、負荷側への給電を可能とするために、劣化判定対象の或る組電池の放電容量試験を実行する際に、当該組電池を満充電まで充電させるのみならず、劣化判定対象外の組電池も満充電まで充電させた上で、放電容量試験を実行する電池監視手段を設けることが記載されている。   Further, in Patent Document 2, even if a power failure or the like occurs during the execution of a discharge capacity test for determining the deterioration of an assembled battery, a certain set of deterioration determination targets is provided to enable power supply to the load side. Battery monitoring means for performing a discharge capacity test not only when the battery pack is charged to full charge but also when a battery pack that is not subject to deterioration determination is charged to full charge when performing a battery discharge capacity test It is described to provide.

また、前記特許文献3には、電力需要を平準化して電力コストを削減可能とするために、組電池の残存容量が充電開始閾値以下になったか否かを監視し、該充電開始閾値以下になった場合には、電力の利用が少ない深夜の所定時刻になるのを待って、当該組電池への補充電を開始させる電池監視手段を設けることが記載されている。
特開2004−119112号公報 特開2004−120856号公報 特開2004−120857号公報
Further, in Patent Document 3, in order to level the power demand and reduce the power cost, it is monitored whether or not the remaining capacity of the assembled battery is equal to or lower than the charging start threshold value, and is set to be equal to or lower than the charging start threshold value. In this case, it is described that a battery monitoring unit is provided that waits for a predetermined time in the middle of the night when power usage is low and starts supplementary charging of the assembled battery.
JP 2004-119112 A JP 2004-120856 A JP 2004-120857 A

蓄電池、放電器および充電器を組み合わせることにより、商用電源の停電時にも負荷装置を動作させるためのバックップ電源システムを構成することが可能である。このような電源システムでは、例えば、図5に示すように、複数のニッケル水素蓄電池を直列および/または並列に接続してなる組電池1と、交流入力5からの交流電力をバイパスするバイパス回路10と、交流電力を直流電力へ変換して各ニッケル水素蓄電池すなわち組電池1を充電する充電器6と、組電池1が出力する電力を交流電力へ変換するインバータ7と、切替器8とを有する。   By combining the storage battery, the discharger, and the charger, it is possible to configure a backup power supply system for operating the load device even when a commercial power supply fails. In such a power supply system, for example, as shown in FIG. 5, an assembled battery 1 in which a plurality of nickel hydride storage batteries are connected in series and / or in parallel, and a bypass circuit 10 that bypasses AC power from an AC input 5. And a charger 6 that converts AC power into DC power to charge each nickel metal hydride storage battery, that is, the assembled battery 1, an inverter 7 that converts power output from the assembled battery 1 into AC power, and a switch 8. .

交流入力5からの交流電力が有効であるときは、切替器8は、バイパス回路10を交流負荷9へ接続し、入力された交流電力がそのまま交流負荷9へと出力される。さらに、交流入力5からの交流電力により充電器6を介して組電池1を充電する。一方、交流入力5からの交流電力が無効になる停電時においては、切替器8は、インバータ7の出力を交流負荷9へ接続し、組電池1から出力されたエネルギーがインバータ7を介して交流電力に変換されて交流負荷9へ供給される。   When the AC power from the AC input 5 is valid, the switch 8 connects the bypass circuit 10 to the AC load 9 and the input AC power is output to the AC load 9 as it is. Furthermore, the assembled battery 1 is charged via the charger 6 with AC power from the AC input 5. On the other hand, at the time of a power failure in which the AC power from the AC input 5 becomes invalid, the switch 8 connects the output of the inverter 7 to the AC load 9, and the energy output from the assembled battery 1 is AC via the inverter 7. It is converted into electric power and supplied to the AC load 9.

制御部4は、組電池1の安全の確保および電池劣化の防止を図るために、組電池1の状態を監視し、充電中の満充電の検知、組電池1の故障検知、および、インバータ7の運転制御を行う機能を有する。また、制御部4の動作には、電源が必要であり、交流入力5からの交流電力の停電時においても、制御部4による制御を継続する必要があることから、この制御部4への動作電源は、組電池1から供給される。   The control unit 4 monitors the state of the assembled battery 1 in order to ensure the safety of the assembled battery 1 and prevent battery deterioration, and detects full charge during charging, failure detection of the assembled battery 1, and the inverter 7. Has the function of performing the operation control. Further, since the operation of the control unit 4 requires a power source, and it is necessary to continue the control by the control unit 4 even when the AC power from the AC input 5 is interrupted, the operation to the control unit 4 Power is supplied from the assembled battery 1.

一般に、組電池1を構成する蓄電池は、該蓄電池としてあらかじめ定められている放電終止電圧を下回って放電を継続した場合、劣化が進行するため、制御部4の動作により、放電終止電圧に達した時点で組電池1の放電を停止させる必要がある。したがって、交流入力5の交流電力が停電中において、組電池1から交流負荷9へ給電している場合は、制御部4は、組電池1の出力電圧を監視し、あらかじめ定めた電圧閾値つまり放電終止電圧以下に低下したとき、インバータ7の動作を停止させて交流負荷9への給電を停止する制御を行う。   In general, the storage battery constituting the assembled battery 1 has reached the discharge end voltage by the operation of the control unit 4 because the deterioration proceeds when the discharge continues below the discharge end voltage predetermined as the storage battery. It is necessary to stop the discharge of the assembled battery 1 at the time. Therefore, when the AC power of the AC input 5 is supplying power from the assembled battery 1 to the AC load 9 during a power failure, the control unit 4 monitors the output voltage of the assembled battery 1 and determines a predetermined voltage threshold, that is, discharge. When the voltage drops below the final voltage, control is performed to stop the operation of the inverter 7 and stop the power supply to the AC load 9.

しかしながら、インバータ7の停止後も、制御部4の動作電源として、組電池1の電力が供給され続けるため、組電池1が放電終止電圧以下に低下した後も組電池1の放電が継続し、組電池1の劣化が進行するという問題が発生する。   However, since the power of the assembled battery 1 continues to be supplied as the operation power supply for the control unit 4 even after the inverter 7 is stopped, the assembled battery 1 continues to be discharged even after the assembled battery 1 has dropped below the discharge end voltage. There arises a problem that the deterioration of the assembled battery 1 proceeds.

かくのごとき問題は、ニッケル水素蓄電池システムの場合に限らず、リチウムイオン電池などの二次電池を組み合わせてなる電池システムや、一次電池を含め、複数の電池を組み合わせてなる電池システムにおいても生じる問題である。   Problems such as these are not limited to nickel-metal hydride storage battery systems, but also occur in battery systems that combine secondary batteries such as lithium ion batteries, and battery systems that combine multiple batteries, including primary batteries. It is.

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数の電池を直列および/または並列に接続した組電池を1組以上有し、各組電池が並列接続されて負荷に電力を供給するように構成した電池システムに関して、電池の過放電および劣化を抑制しながら負荷への給電を行うことが可能な電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and the problem to be solved by the present invention is to have one or more assembled batteries in which a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel. A battery system, a battery system control method, and a battery system control program capable of supplying power to a load while suppressing overdischarge and deterioration of the battery with respect to a battery system configured to supply power to a load connected in parallel And providing a program recording medium.

また、例えば、商用の交流電力を負荷へ供給しながら組電池の蓄電池を充電し、商用交流電力の停電時に、組電池から負荷へ電力を供給するバックアップ電源システムのように、組電池からインバータを介して負荷へ放電する電池システムにおいて、電池の過放電および劣化を抑制しながら負荷への給電を行う電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体を提供することにある。   In addition, for example, an inverter from an assembled battery is charged like a backup power supply system that charges an assembled battery storage battery while supplying commercial AC power to the load, and supplies power from the assembled battery to the load in the event of a commercial AC power outage. An object of the present invention is to provide a battery system, a battery system control method, a battery system control program, and a program recording medium for supplying power to a load while suppressing overdischarge and deterioration of the battery.

本発明は、前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。   The present invention comprises the following technical means in order to solve the above-mentioned problems.

の技術手段は、複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システムであって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システムにおいて、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手段を備え、かつ、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行った後、さらに、あらかじめ定めた経過時間の経過後に該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手段を備えていることを特徴とする。 The first technical means is a battery system that has one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and supplies power output from the battery pack to a load. The above assembled batteries are connected in parallel and connected to the load, and each of the assembled batteries has a circuit breaker on the output side to the load, and the output voltage of any one of the assembled batteries is The battery pack has means for opening the circuit breaker connected to the output side of the battery pack when the battery pack voltage is less than or equal to a predetermined voltage threshold value, and the remaining one of the circuit breakers is closed. if it becomes, when the output voltage of the remaining one of the battery pack in a state where the circuit breaker is closed is equal to or less than a predetermined voltage threshold, issues an instruction for stopping the operation of the load Later, further Characterized in that it comprises a means for opening the connected circuit breaker on the output side of said set battery after a predetermined elapsed time.

の技術手段は、複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システムであって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システムにおいて、当該電池システムの動作を制御する制御部として、前記組電池それぞれの出力電圧を監視する電圧監視手段と、前記遮断器の開閉を制御する制御信号を送信する遮断器制御手段と、前記負荷の動作を制御する制御信号を送信する負荷制御手段と、あらかじめ定めた経過時間を計数する時間計数手段とを備え、かつ、前記制御部の動作電力を、前記組電池それぞれから前記遮断器を介して供給するように構成されており、前記制御部の前記電圧監視手段が、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったことを検知したとき、前記遮断器制御手段により、当該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する制御信号を送信して、前記遮断器を開放させ、または、前記制御部の前記電圧監視手段が、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合に、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったことを検知したときには、前記負荷制御手段により、前記負荷の動作を停止させる制御信号を送信した後、さらに、前記時間計数手段によりあらかじめ定めた経過時間の経過を計数した後に、前記遮断器制御手段により、前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する制御信号を送信して、前記遮断器を開放させることを特徴とする。 The second technical means is a battery system that has one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and supplies power output from the battery pack to a load. The battery packs connected in parallel and connected to the load, each battery pack having a circuit breaker on the output side to the load, as a control unit for controlling the operation of the battery system, Voltage monitoring means for monitoring the output voltage of each assembled battery, circuit breaker control means for transmitting a control signal for controlling opening and closing of the circuit breaker, load control means for transmitting a control signal for controlling the operation of the load, and a time counting means for counting the elapsed time predetermined, and the operating power of the control unit is configured to supply from each of the battery pack through the breaker, the system When the voltage monitoring unit detects that the output voltage of any one of the assembled batteries is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value for each of the assembled batteries, the breaker control unit A control signal for opening the circuit breaker connected to the output side of the battery is transmitted to open the circuit breaker, or the voltage monitoring means of the control unit remains in the closed circuit breaker. When it becomes one, when it is detected that the output voltage of the remaining one of the assembled batteries in the closed state of the circuit breaker is less than or equal to a predetermined voltage threshold, the load control means , After transmitting a control signal for stopping the operation of the load, and further counting the passage of a predetermined elapsed time by the time counting means, and then by the breaker control means, Sends a control signal to open the connection to said circuit breaker on the output side, characterized in that for opening the circuit breaker.

の技術手段は、前記第1またはの技術手段に記載の電池システムにおいて、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であり、1組以上の前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を並列接続した接続点に、直流電力を交流電力に変換するインバータを接続し、該インバータの出力により前記負荷を駆動する構成としている場合、閉成されている前記遮断器が残り1つになり、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行う代わりに、前記インバータの動作を停止させる指示を行うことを特徴とする。 A third technical means is the battery system according to the first or second technical manual stage, an alternating current load which the load is driven by AC power, connected to the output side of the one or more sets of the battery pack When the inverter that converts DC power into AC power is connected to a connection point where the circuit breakers connected in parallel are connected, and the load is driven by the output of the inverter, the circuit breaker that is closed Instead of issuing an instruction to stop the operation of the load when the output voltage of the remaining one assembled battery in the state where the circuit breaker is in a closed state becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold value. In addition, an instruction to stop the operation of the inverter is given.

の技術手段は、前記第1ないし第の技術手段のいずれかに記載の電池システムにおいて、前記電池は二次電池であることを特徴とする。 According to a fourth technical means, in the battery system according to any one of the first to third technical means, the battery is a secondary battery.

の技術手段は、複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システム制御方法であって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システム制御方法において、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手続きを有し、かつ、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行った後、さらに、あらかじめ定めた経過時間の経過後に該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手続きを有することを特徴とする。 A fifth technical means is a battery system control method for supplying one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and supplying power output from the battery pack to a load, In the battery system control method, one or more sets of the assembled batteries are connected in parallel and connected to the load, and each of the assembled batteries has a circuit breaker on the output side to the load. Has a procedure for opening the circuit breaker connected to the output side of the assembled battery when the voltage is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value for each of the assembled batteries, and the closed circuit breaker is closed If the vessel has become remaining one, when the output voltage of the remaining one of the battery pack in a state where the circuit breaker is closed is equal to or less than a predetermined voltage threshold, stops the operation of the load Instructions After further characterized by having a procedure for opening the circuit breaker, which is connected to the output side of said set battery after the elapse of the elapsed time determined in advance.

の技術手段は、前記第の技術手段に記載の電池システム制御方法において、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であり、1組以上の前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を並列接続した接続点に、直流電力を交流電力に変換するインバータを接続し、該インバータの出力により前記負荷を駆動する構成としている場合、閉成されている前記遮断器が残り1つになり、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行う代わりに、前記インバータの動作を停止させる指示を行うことを特徴とする。 A sixth technical means is the battery system control method according to the fifth technical means, wherein the load is an AC load driven by AC power, and is connected to an output side of one or more sets of the assembled batteries. In the case where an inverter that converts DC power into AC power is connected to a connection point where the circuit breakers are connected in parallel, and the load is driven by the output of the inverter, the closed circuit breaker remains 1 When the output voltage of the remaining one assembled battery in the closed state of the circuit breaker is equal to or lower than a predetermined voltage threshold, instead of instructing to stop the operation of the load, An instruction to stop the operation of the inverter is given.

の技術手段は、前記第5またはの技術手段に記載の電池システム制御方法において、前記電池は二次電池であることを特徴とする。 A seventh technical means is the cell system control method according to the fifth or sixth technical manual stage, wherein the battery is a secondary battery.

の技術手段は、前記第5ないしの技術手段のいずれかに記載の電池システム制御方法の前記手続きを、コンピュータにより実行可能なプログラムとして実施している電池システム制御プログラムとすることを特徴とする。 According to an eighth technical means, a battery system control program executing the procedure of the battery system control method according to any of the fifth to seventh technical means as a program executable by a computer. Features.

の技術手段は、前記第の技術手段に記載の電池システム制御プログラムを、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録しているプログラム記録媒体とすることを特徴とする。 A ninth technical means is a program recording medium in which the battery system control program according to the eighth technical means is recorded on a computer-readable recording medium.

本発明の電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体によれば、以下のごとき効果を奏することができる。   According to the battery system, the battery system control method, the battery system control program, and the program recording medium of the present invention, the following effects can be obtained.

電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体を前述の各技術手段に記載したように構成することによって、組電池を構成する電池例えば二次電池の放電動作は、過放電となる前に停止することができ、而して、電池例えば二次電池の劣化を防止し、電池寿命を延伸させることが可能となる。   By configuring the battery system, the battery system control method, the battery system control program, and the program recording medium as described in each of the above technical means, the discharge operation of the battery constituting the assembled battery, for example, the secondary battery is overdischarge. Therefore, the battery, for example, the secondary battery can be prevented from deteriorating and the battery life can be extended.

また、組電池の負荷側への給電の停止を電力配線に挿入された遮断器等のスイッチ部の開放によって行う場合に、スイッチ部の開放によって組電池が負荷側から切り離される前に、組電池から給電されている負荷の動作を停止させるため、スイッチ部の開放時に発生するアーク等によるスイッチ部の損傷を防止することができ、而して、遮断器等の寿命を延伸させることが可能となる。   In addition, when stopping the power supply to the load side of the assembled battery by opening the switch unit such as a circuit breaker inserted in the power wiring, the assembled battery is disconnected from the load side by opening the switch unit. In order to stop the operation of the load being fed from, it is possible to prevent the switch part from being damaged by an arc or the like generated when the switch part is opened, thus extending the life of the circuit breaker or the like. Become.

以下に、本発明に係る電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体の最良の実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the best embodiment of a battery system, a battery system control method, a battery system control program, and a program recording medium according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(本発明の概要)
本発明の実施例の説明に先立って、まず、本発明の特徴についてその概要を説明する。本発明は、複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、各組電池が並列接続されて負荷に電力を供給する電池システムに関するものであり、各組電池の出力電圧が、各組電池ごとにあらかじめ定めた電圧閾値以下になった場合、当該組電池は、出力側に備えられている遮断器を開放することにより負荷から切り離すように制御することを特徴とする。さらに、負荷に接続されている組電池が残り1つになり、残り1つの当該組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下になったときは、まず、負荷の動作を停止させる指示を行った後、負荷の動作が完全に停止するまでの時間としてあらかじめ定めた経過時間が経過した後に、当該組電池の遮断器を開放する制御を行うことを特徴としている。
(Outline of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, first, the outline of the features of the present invention will be described. The present invention relates to a battery system that has one or more assembled batteries formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and each assembled battery is connected in parallel to supply power to a load. When the output voltage of the battery falls below a predetermined voltage threshold for each assembled battery, the assembled battery is controlled to be disconnected from the load by opening the circuit breaker provided on the output side. Features. Furthermore, when the remaining battery pack is connected to the load and the output voltage of the remaining battery pack falls below a predetermined voltage threshold, an instruction to stop the load operation is first given. Then, after a predetermined elapsed time has elapsed as a time until the load operation completely stops, control is performed to open the breaker of the assembled battery.

つまり、本発明に係る電池システム、電池システム制御方法、電池システム制御プログラムおよびプログラム記録媒体においては、複数の電池を直列および/または並列に接続してなる1組以上の組電池から負荷への放電中に、1組以上の組電池のうちいずれかの組電池の出力電圧の低下を検知した場合、当該組電池の出力側に備える遮断器の開放を行い、また、閉成されている遮断器が残り1つになった際に、遮断器が閉成された状態にあった残り1つの組電池の出力電圧の低下を検知した場合は、該遮断器の開放前に負荷を停止させ、しかる後に、該遮断器の開放を行う。   That is, in the battery system, the battery system control method, the battery system control program, and the program recording medium according to the present invention, the discharge from one or more assembled batteries formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel to the load. When a decrease in the output voltage of any one of the assembled batteries is detected, the circuit breaker provided on the output side of the assembled battery is opened and the circuit breaker is closed When a drop in the output voltage of the remaining one assembled battery that has been in a closed state is detected when the number of remaining ones becomes one, the load is stopped before the circuit breaker is opened. Later, the circuit breaker is opened.

さらには、1組以上の組電池それぞれに接続されている遮断器の開閉動作を制御する制御部への電力供給を前記遮断器を介して行うように構成することにより、1組以上の遮断器がすべて開放された状態では、前記制御部への電力供給も停止されることになり、組電池の放電動作を完全に停止させることができる。   Further, the power supply to the control unit that controls the opening / closing operation of the circuit breaker connected to each of the one or more battery packs is performed via the circuit breaker, thereby providing one or more circuit breakers. In a state where all of the battery packs are opened, the power supply to the control unit is also stopped, and the discharging operation of the assembled battery can be completely stopped.

この結果、組電池の過放電による劣化を防止するとともに、組電池の負荷からの切り離し時に発生する可能性があるアーク等による遮断器の損傷を防止することができるという効果を奏する。   As a result, it is possible to prevent deterioration due to overdischarge of the assembled battery and to prevent damage to the circuit breaker due to an arc or the like that may occur when the assembled battery is disconnected from the load.

以下に、本発明の実施の形態について、組電池を構成する電池がニッケル水素蓄電池の二次電池である場合を例として説明するが、本発明は、ニッケル水素蓄電池の場合のみに限られるものではない。例えば、複数のリチウムイオン電池や鉛蓄電池など、ニッケル水素蓄電池以外の二次電池の組み合わせからなる電池システムであっても、あるいは、一次電池を含め、複数の電池の組み合わせからなる電池システムであっても、全く同様に適用することができる。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case where the battery constituting the assembled battery is a secondary battery of a nickel hydride storage battery, but the present invention is not limited to the case of a nickel hydride storage battery. Absent. For example, a battery system composed of a combination of secondary batteries other than nickel metal hydride storage batteries, such as a plurality of lithium ion batteries and lead storage batteries, or a battery system composed of a combination of a plurality of batteries including a primary battery. Can be applied in exactly the same way.

なお、ニッケル水素蓄電池を直列接続して組電池を構成する場合を例にとって説明するが、ニッケル水素蓄電池を直列および/または並列に接続して組電池を構成しても、全く同様に適用することができる。   In addition, although it demonstrates taking the case where a nickel hydride storage battery is connected in series and comprises an assembled battery, even if it connects a nickel hydride storage battery in series and / or in parallel and comprises an assembled battery, it applies exactly the same. Can do.

また、負荷が交流電力により駆動される交流負荷であった場合には、組電池からの直流電力をインバータを介して交流電力に変換して負荷へ給電するような電池システムについても適用することができる。   In addition, when the load is an AC load driven by AC power, the present invention can also be applied to a battery system that converts DC power from an assembled battery into AC power via an inverter and supplies power to the load. it can.

<実施例1>
(組電池が1組の電池システムの場合)
図1は、本発明の電池システムの実施の形態例を説明する構成図であり、組電池が1組からなっている場合を示している。図1において、ニッケル水素蓄電池(例えば、単セル定格電圧1.2V、定格容量95Ah、最低使用電圧1.0V)を10セル直列接続することにより、組電池1(定格電圧12V、定格容量95Ah)を構成し、負荷2へ接続する。組電池1から出力される電力は負荷2へ供給されるが、組電池1の出力側には遮断器3を備え、組電池1は遮断器3を介して負荷2に接続される。なお、負荷2は、外部からの制御信号によって動作および停止が可能である。また、本実施例では、ニッケル水素蓄電池セルを10セル直列接続した場合について説明するが、組電池1として、任意のセル数からなる複数の電池を直列および/または並列接続して構成しても構わない。
<Example 1>
(When battery pack is one battery system)
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of the battery system of the present invention, and shows a case where the assembled battery is composed of one set. In FIG. 1, a nickel-metal hydride storage battery (for example, a single cell rated voltage of 1.2 V, a rated capacity of 95 Ah, and a minimum operating voltage of 1.0 V) is connected in series with 10 cells, whereby an assembled battery 1 (rated voltage of 12 V and rated capacity of 95 Ah) Is connected to the load 2. The electric power output from the assembled battery 1 is supplied to the load 2, and the breaker 3 is provided on the output side of the assembled battery 1, and the assembled battery 1 is connected to the load 2 through the breaker 3. The load 2 can be operated and stopped by an external control signal. In the present embodiment, a case where 10 nickel hydride storage battery cells are connected in series will be described. However, the assembled battery 1 may be configured by connecting a plurality of batteries having an arbitrary number of cells in series and / or in parallel. I do not care.

図1の構成において、組電池1の最低使用電圧(放電終止電圧)は、10V(=1セル当たり最低使用電圧1.0V×10セル)であり、この最低使用電圧を下回って放電を継続すると、過放電による劣化が起こり得る。   In the configuration of FIG. 1, the minimum use voltage (discharge end voltage) of the assembled battery 1 is 10 V (= minimum use voltage 1.0 V × 10 cells per cell), and when discharging continues below this minimum use voltage. Deterioration due to overdischarge can occur.

制御部4は、組電池1の出力電圧を監視し、負荷2の動作および停止を制御する制御信号を送信し、遮断器3を開閉する制御信号を送信することができる。すなわち、制御部4は、図1に示すように、組電池1の出力電圧を監視する電圧監視手段である電圧監視部4a、遮断器3の開閉を制御する制御信号を送信する遮断器制御手段である遮断器制御部4b、負荷2の動作を制御する制御信号を送信する負荷制御手段である負荷制御部4c、および、あらかじめ定めた経過時間を計数する時間計数部4dを少なくとも備えて構成されている。なお、制御部4の動作電源は、図1に示すように、組電池1から遮断器3を介して供給される。   The control unit 4 can monitor the output voltage of the assembled battery 1, transmit a control signal for controlling the operation and stop of the load 2, and transmit a control signal for opening and closing the circuit breaker 3. That is, as shown in FIG. 1, the control unit 4 is a voltage monitoring unit 4 a that is a voltage monitoring unit that monitors the output voltage of the assembled battery 1, and a circuit breaker control unit that transmits a control signal for controlling the opening and closing of the circuit breaker 3. Circuit breaker control unit 4b, load control unit 4c as load control means for transmitting a control signal for controlling the operation of load 2, and time counting unit 4d for counting a predetermined elapsed time. ing. Note that the operation power of the control unit 4 is supplied from the assembled battery 1 via the circuit breaker 3 as shown in FIG.

図2は、図1に示す電池システムにおいて制御部4による負荷2および遮断器3の制御の流れを説明するフローチャートであり、本発明の電池システム制御方法の一例を示している。なお、かかる電池システム制御方法をコンピュータにより実行可能な電池システム制御プログラムとして実施しても良いし、あるいは、該電池システム制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしても良い。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of control of the load 2 and the circuit breaker 3 by the control unit 4 in the battery system shown in FIG. 1, and shows an example of the battery system control method of the present invention. The battery system control method may be implemented as a battery system control program that can be executed by a computer, or the battery system control program may be recorded on a computer-readable program recording medium.

図2において、電池システムが起動され、電池システムとしての制御動作を開始した制御部4は、まず、負荷制御部4cにより負荷2を動作させる制御信号を生成して、負荷2に送信し、負荷2を動作させる(ステップS21)。しかる後、制御部4は、電圧監視部4aにより組電池1の出力電圧Vdを監視し、出力電圧Vdが当該組電池1についてあらかじめ定めた電圧閾値V1(つまり組電池1の最低使用電圧10V)を越えている間は(ステップS22のNO)、ステップS22における組電池1の出力電圧Vdの監視動作を繰り返す。   In FIG. 2, when the battery system is started and the control operation as the battery system is started, the control unit 4 first generates a control signal for operating the load 2 by the load control unit 4c, and transmits the control signal to the load 2. 2 is operated (step S21). Thereafter, the control unit 4 monitors the output voltage Vd of the assembled battery 1 by the voltage monitoring unit 4a, and the output voltage Vd is a voltage threshold V1 determined in advance for the assembled battery 1 (that is, the minimum operating voltage 10V of the assembled battery 1). Is exceeded (NO in step S22), the monitoring operation of the output voltage Vd of the assembled battery 1 in step S22 is repeated.

一方、組電池1の出力電圧Vdが電圧閾値V1(つまり10V)以下となったとき(ステップS22のYES)、ステップS23へ進み、制御部4は、まず、負荷制御部4cにより負荷2の動作を停止させる制御信号を生成して、負荷2の動作を停止させる指示を行った後(ステップS23)、負荷2が停止するまでの時間としてあらかじめ定めた経過時間T2(例えば1秒)が経過したことを時間計数部4dによって検出した時点で、遮断器制御部4bにより遮断器3を開放する制御信号を生成して、遮断器3を開放する(ステップS24)。   On the other hand, when the output voltage Vd of the assembled battery 1 becomes equal to or lower than the voltage threshold value V1 (that is, 10 V) (YES in step S22), the process proceeds to step S23, and the control unit 4 first operates the load 2 by the load control unit 4c. After generating a control signal for stopping the operation and giving an instruction to stop the operation of the load 2 (step S23), a predetermined elapsed time T2 (for example, 1 second) has elapsed as a time until the load 2 stops. When this is detected by the time counting unit 4d, the circuit breaker control unit 4b generates a control signal for opening the circuit breaker 3 and opens the circuit breaker 3 (step S24).

ここで、電圧閾値V1として、前述のように、組電池1の放電可能な最低使用電圧(放電終止電圧)を設定することによって、過放電による電池劣化を防止することができる。また、経過時間T2としては、負荷2の動作が完全に停止して負荷2の消費電力が最小となるまでの時間を設定することによって、遮断器3の開放時に、遮断器3のスイッチ部におけるアーク等の発生を抑止し、遮断器3のスイッチ部の損傷を防止することができる。   Here, as described above, by setting the minimum usable voltage (discharge end voltage) of the assembled battery 1 as the voltage threshold value V1, battery deterioration due to overdischarge can be prevented. Further, as the elapsed time T2, by setting the time until the power consumption of the load 2 is minimized after the operation of the load 2 is completely stopped, when the circuit breaker 3 is opened, in the switch section of the circuit breaker 3 Generation | occurrence | production of an arc etc. can be suppressed and damage to the switch part of the circuit breaker 3 can be prevented.

以上のような制御を実行することにより、組電池1の出力電圧Vdが最低使用電圧10Vより大きい間は、組電池1から負荷2へ給電され、負荷2の動作が継続し、一方、出力電圧Vdが最低使用電圧10V以下となった時、負荷2が停止して、負荷2の消費電力が小さくなるのを待って、遮断器3が開放される。   By executing the control as described above, while the output voltage Vd of the assembled battery 1 is larger than the minimum operating voltage 10V, power is supplied from the assembled battery 1 to the load 2 and the operation of the load 2 is continued. When Vd becomes the minimum operating voltage of 10 V or less, the load 2 is stopped and the circuit breaker 3 is opened after the power consumption of the load 2 is reduced.

ただし、遮断器3の構成や電池システムの電力容量如何によっては、組電池1の出力電圧が最低使用電圧10V以下となった時であっても、負荷2の動作を停止させることなく、遮断器3を開放させるように構成する場合もあり得る。   However, depending on the configuration of the circuit breaker 3 and the power capacity of the battery system, even when the output voltage of the assembled battery 1 becomes a minimum operating voltage of 10 V or less, the circuit breaker can be operated without stopping the operation of the load 2. 3 may be configured to open.

なお、図5に示すような構成の交流負荷に対する電源システムヘ適用する場合については、図1において、負荷2をインバータ7と読み替えることにより、全く等価の構成とすることができる。つまり、負荷が交流電力により駆動される交流負荷9であり、組電池1の出力側に接続された遮断器3に、直流電力を交流電力に変換するインバータ7を接続し、インバータ7の出力により交流負荷9を駆動する構成としている場合、組電池1の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下すなわち最低使用電圧10V以下となったとき、交流負荷9の動作を停止させる指示を行う代わりに、インバータ7の動作を停止させる指示を行うようにしても良い。   In the case of application to a power supply system for an AC load having a configuration as shown in FIG. 5, the load 2 can be read as an inverter 7 in FIG. That is, the load is an AC load 9 driven by AC power, and an inverter 7 that converts DC power to AC power is connected to the circuit breaker 3 connected to the output side of the assembled battery 1. When the AC load 9 is configured to be driven, when the output voltage of the assembled battery 1 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold, that is, the minimum operating voltage is 10 V or lower, instead of giving an instruction to stop the operation of the AC load 9, An instruction to stop the operation of the inverter 7 may be issued.

一般に、インバータ7は、外部信号により、運転・停止する機能を備えている。したがって、制御部4からの運転停止信号をインバータ7が受信することによって、インバータ7の出力を停止させることができる。インバータ7の出力が停止して、組電池1からインバータ7への放電が完全に停止するのを待って、組電池1の消費電力が制御部4のみとなった状態になった以降において、遮断器3の開放を指示することにより、遮断器3は安全に開放されて、組電池1の放電が完全に停止する。   In general, the inverter 7 has a function of operating and stopping by an external signal. Therefore, when the inverter 7 receives the operation stop signal from the control unit 4, the output of the inverter 7 can be stopped. After the output of the inverter 7 stops and the discharge from the assembled battery 1 to the inverter 7 stops completely, the power consumption of the assembled battery 1 becomes only the control unit 4 and then shuts off. By instructing the opening of the device 3, the circuit breaker 3 is safely opened and the discharge of the assembled battery 1 is completely stopped.

<実施例2>
(組電池が3組の電池システムの場合)
図3は、本発明の電池システムの実施例1とは異なる実施の形態例を説明する構成図であり、組電池が3組からなっている場合を示している。しかし、任意の複数組の組電池からなっている場合でも本実施例と全く同様である。図3において、ニッケル水素蓄電池(例えば、単セル定格電圧1.2V、定格容量95Ah、最低使用電圧1.0V)をそれぞれ10セル直列接続することにより、3組の組電池1(1a,1b,1c)(それぞれ、定格電圧12V、定格容量95Ah)を構成し、3組の組電池1(1a,1b,1c)をそれぞれの出力側において並列接続し、並列接続点から負荷2へ接続する。
<Example 2>
(In case of 3 battery sets)
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an embodiment different from the first embodiment of the battery system of the present invention, and shows a case where the assembled battery is composed of three sets. However, even when the battery is composed of an arbitrary plurality of assembled batteries, it is exactly the same as the present embodiment. In FIG. 3, nickel hydride storage batteries (for example, a single cell rated voltage of 1.2 V, a rated capacity of 95 Ah, and a minimum operating voltage of 1.0 V) are connected in series by 10 cells, whereby three sets of assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c) (respectively rated voltage 12V, rated capacity 95Ah), three sets of assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c) are connected in parallel on the respective output sides, and connected from the parallel connection point to the load 2.

3組の組電池1(1a,1b,1c)から出力される電力は負荷2へ供給されるが、それぞれの組電池1(1a,1b,1c)の出力側には遮断器3(3a,3b,3c)を備え、組電池1(1a,1b,1c)は、遮断器3(3a,3b,3c)を介して並列接続点へ接続されて、該並列接続点を経由して負荷2へ接続される。なお、負荷2は、外部からの制御信号によって動作および停止が可能である。また、本実施例では、ニッケル水素蓄電池セルを10セル直列接続した場合について説明するが、各組電池1(1a,1b,1c)として、任意のセル数からなる複数の電池を直列および/または並列接続して構成しても構わない。   The electric power output from the three sets of assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c) is supplied to the load 2, but the breaker 3 (3a, 3a, 1c) is connected to the output side of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c). 3b, 3c), and the assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) is connected to the parallel connection point via the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c), and the load 2 via the parallel connection point. Connected to. The load 2 can be operated and stopped by an external control signal. Further, in this embodiment, a case where 10 nickel-metal hydride storage battery cells are connected in series will be described. As each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c), a plurality of batteries having an arbitrary number of cells are connected in series and / or You may comprise by connecting in parallel.

図3の構成において、3組の各組電池1(1a,1b,1c)の最低使用電圧(放電終止電圧)は、それぞれ、10V(=1セル当たり最低使用電圧1.0V×10セル)であり、この最低使用電圧を下回って放電を継続すると、過放電による劣化が起こり得る。   In the configuration of FIG. 3, the minimum operating voltage (end-of-discharge voltage) of each of the three batteries 1 (1a, 1b, 1c) is 10V (= minimum operating voltage 1.0V × 10 cells per cell). If the discharge is continued below this minimum operating voltage, deterioration due to overdischarge can occur.

制御部4は、各組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧を監視し、負荷2の動作および停止を制御する制御信号を送信し、遮断器3(3a,3b,3c)を開閉する制御信号を送信することができる。すなわち、制御部4は、図3に示すように、組電池1それぞれの出力電圧を監視する電圧監視手段である電圧監視部4a、遮断器3の開閉を制御する制御信号を送信する遮断器制御手段である遮断器制御部4b、負荷2の動作を制御する制御信号を送信する負荷制御手段である負荷制御部4c、および、あらかじめ定めた経過時間を計数する時間計数部4dを少なくとも備えて構成されている。なお、制御部4の動作電源は、図3に示すように、各組電池1(1a,1b,1c)から遮断器3(3a,3b,3c)を介して供給される。   The control unit 4 monitors the output voltage of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c), transmits a control signal for controlling the operation and stop of the load 2, and opens and closes the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c). A control signal can be transmitted. That is, as shown in FIG. 3, the control unit 4 transmits a control signal that controls the opening and closing of the circuit breaker 3, the voltage monitoring unit 4 a that is a voltage monitoring unit that monitors the output voltage of each assembled battery 1. It comprises at least a circuit breaker control unit 4b that is a means, a load control unit 4c that is a load control unit that transmits a control signal for controlling the operation of the load 2, and a time counting unit 4d that counts a predetermined elapsed time. Has been. In addition, as shown in FIG. 3, the operation power supply of the control part 4 is supplied from each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) via the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c).

図4は、図3に示す電池システムにおいて制御部4による負荷2および遮断器3の制御の流れを説明するフローチャートであり、本発明の電池システム制御方法の実施例1とは異なる例を示している。なお、かかる電池システム制御方法をコンピュータにより実行可能な電池システム制御プログラムとして実施しても良いし、あるいは、該電池システム制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしても良い。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow of control of the load 2 and the circuit breaker 3 by the control unit 4 in the battery system shown in FIG. 3, and shows an example different from the embodiment 1 of the battery system control method of the present invention. Yes. The battery system control method may be implemented as a battery system control program that can be executed by a computer, or the battery system control program may be recorded on a computer-readable program recording medium.

図4において、電池システムが起動され、電池システムとしての制御動作を開始した制御部4は、まず、負荷制御部4cにより負荷2を動作させる制御信号を生成して、負荷2に送信し、負荷2を動作させる(ステップS41)。しかる後、制御部4は、各組電池1(1a,1b,1c)のうち、遮断器3(3a,3b,3c)が閉成している状態にある(ステップS42,S47,S52のYESの場合の)組電池1について、該当する各組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧Va,Vb,Vcがあらかじめ定めた電圧閾値V1(つまり各組電池1の最低使用電圧10V)以下であるか否かを電圧監視部4aにより監視する(ステップS43,S48,S53)。   In FIG. 4, when the battery system is started and the control operation as the battery system is started, the control unit 4 first generates a control signal for operating the load 2 by the load control unit 4c, and transmits the control signal to the load 2. 2 is operated (step S41). Thereafter, the control unit 4 is in a state in which the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) is closed among the assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c) (YES in steps S42, S47, S52). In the case of the assembled battery 1, the output voltage Va, Vb, Vc of each corresponding assembled battery 1 (1 a, 1 b, 1 c) is equal to or lower than a predetermined voltage threshold V 1 (that is, the lowest usable voltage of each assembled battery 1). Is monitored by the voltage monitoring unit 4a (steps S43, S48, S53).

各組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧Va,Vb,Vcがそれぞれの組電池1(1a,1b,1c)についてあらかじめ定めた電圧閾値V1を越えている間は(ステップS43,S48,S53のNO)、各遮断器3(3a,3b,3c)の閉成状態と各組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧Va,Vb,Vcの電圧レベルの監視動作を繰り返し、負荷2の動作および遮断器3(3a,3b,3c)の開閉状態には変化がない。   While the output voltage Va, Vb, Vc of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) exceeds a predetermined voltage threshold V1 for each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) (steps S43, S48) , S53, NO), the closed state of each circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) and the monitoring operation of the voltage level of the output voltage Va, Vb, Vc of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) are repeated, There is no change in the operation of the load 2 and the open / close state of the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c).

ここで、組電池1(1a,1b,1c)のうち、いずれかの組電池1の出力電圧が、電圧閾値V1(10V)以下となったとき(ステップS43,S48,S53のいずれかがYES)、制御部4は、遮断器制御部4bにより該当する組電池1の遮断器3を開放する制御信号を生成して、遮断器3を開放する(ステップS46,S51,S56のいずれかのステップ)。   Here, when the output voltage of any one of the assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c) becomes equal to or lower than the voltage threshold value V1 (10 V), any of steps S43, S48, and S53 is YES. ), The control unit 4 generates a control signal for opening the circuit breaker 3 of the corresponding assembled battery 1 by the circuit breaker control unit 4b, and opens the circuit breaker 3 (step S46, S51, S56). ).

ただし、閉成されている遮断器3が、残り1つだけになっていたときに(ステップS44,S49,S54のいずれかのステップのYES)、該当する組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧Va,Vb,Vcが電圧閾値V1(10V)以下となった場合は、制御部4は、まず、負荷制御部4cにより負荷2の動作を停止させる制御信号を生成して、負荷2の動作を停止させる指示を行った後(ステップS45,S50,S55のいずれかのステップ)、負荷2が停止するまでの時間としてあらかじめ定めた経過時間T2(例えば1秒)が経過したことを時間計数部4dによって検出した時点で、遮断器制御部4bにより該当する遮断器3を開放する制御信号を生成して、遮断器3を開放する(ステップS46,S51,S56のいずれかのステップ)。   However, when only one circuit breaker 3 is closed (YES in any one of steps S44, S49, S54), the corresponding assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) When the output voltages Va, Vb, and Vc of the output voltage become equal to or lower than the voltage threshold value V1 (10V), the control unit 4 first generates a control signal for stopping the operation of the load 2 by the load control unit 4c. After giving an instruction to stop the operation (any one of steps S45, S50, and S55), it is a time that a predetermined elapsed time T2 (for example, 1 second) has elapsed as a time until the load 2 stops. When detected by the counting unit 4d, the circuit breaker control unit 4b generates a control signal for opening the corresponding circuit breaker 3 and opens the circuit breaker 3 (any one of steps S46, S51, S56). Step).

ここで、電圧閾値V1として、前述のように、各組電池1(1a,1b,1c)の放電可能な最低使用電圧(放電終止電圧)を設定することによって、過放電による電池劣化を防止することができる。また、経過時間T2としては、負荷2の動作が完全に停止して負荷2の消費電力が最小となるまでの時間を設定することによって、遮断器3(3a,3b,3c)の開放時に、遮断器3のスイッチ部におけるアーク等の発生を抑止し、遮断器3のスイッチ部の損傷を防止することができる。   Here, as described above, by setting the minimum usable voltage (discharge end voltage) of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) as the voltage threshold value V1, battery deterioration due to overdischarge is prevented. be able to. Further, as the elapsed time T2, by setting the time until the power consumption of the load 2 is minimized after the operation of the load 2 is completely stopped, when the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) is opened, Generation | occurrence | production of the arc etc. in the switch part of the circuit breaker 3 can be suppressed, and damage to the switch part of the circuit breaker 3 can be prevented.

以上のような制御を実行することにより、各組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧Va,Vb,Vcが最低使用電圧10Vより大きい間は、各組電池1(1a,1b,1c)から負荷2へ給電され、負荷2の動作が継続し、一方、出力電圧Va,Vb,Vcのいずれかが最低使用電圧10V以下となった時、該当する組電池1(1a,1b,1c)の遮断器3(3a,3b,3c)は開放され、さらに、最後に残った1組の組電池1の出力電圧が最低使用電圧10V以下となった時には、まず、負荷2が停止して、負荷2の消費電力が小さくなるのを待って、該当する遮断器3が開放される。   By executing the control as described above, each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) is output while the output voltage Va, Vb, Vc of each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) is higher than the minimum operating voltage 10V. ) Is supplied to the load 2 and the operation of the load 2 continues. On the other hand, when one of the output voltages Va, Vb, and Vc becomes a minimum operating voltage of 10 V or less, the corresponding assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) ) Circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) is opened, and when the output voltage of the last set of assembled battery 1 falls below the minimum operating voltage of 10 V, load 2 is stopped first. The corresponding circuit breaker 3 is opened after the power consumption of the load 2 is reduced.

なお、遮断器3(3a,3b,3c)を開放する場合の組電池1(1a,1b,1c)の出力電圧を、実施例2においては、組電池1(1a,1b,1c)のすべてについて同一の電圧閾値V1(つまり組電池1(1a,1b,1c)の最低使用電圧10V)以下としているが、各組電池1(1a,1b,1c)において必ずしも同一の値に設定する必要はない。組電池1(1a,1b,1c)間の劣化状態に差がある場合などにおいては、組電池1(1a,1b,1c)ごとにそれぞれで異なる電圧閾値すなわち放電終止電圧を設定することも可能である。   The output voltage of the assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) when the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) is opened is the same as that of the assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) in Example 2. Are set to the same voltage threshold value V1 (that is, the minimum operating voltage of the assembled battery 1 (1a, 1b, 1c) is 10V) or less, but it is not always necessary to set the same value in each assembled battery 1 (1a, 1b, 1c). Absent. When there is a difference in the deterioration state between the assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c), it is also possible to set different voltage thresholds, that is, discharge end voltages for the assembled batteries 1 (1a, 1b, 1c). It is.

また、遮断器3(3a,3b,3c)の構成や電池システムの電力容量如何によっては、最後に残った1組の組電池1の出力電圧が最低使用電圧10V以下となった時であっても、負荷2の動作を停止させることなく、遮断器3を開放させるように構成する場合もあり得る。   Also, depending on the configuration of the circuit breaker 3 (3a, 3b, 3c) and the power capacity of the battery system, the output voltage of the last remaining one set of the assembled battery 1 is less than the minimum operating voltage of 10V. However, the circuit breaker 3 may be opened without stopping the operation of the load 2.

なお、図5に示すような構成の交流負荷に対する電源システムヘ適用する場合については、図3において、負荷2をインバータ7と読み替えることにより、全く等価の構成とすることができる。つまり、負荷が交流電力により駆動される交流負荷9であり、1組以上の組電池1(1a,1b,1c)の出力側にそれぞれ接続された遮断器3(3a,3b,3c)を並列接続した接続点に、直流電力を交流電力に変換するインバータ7を接続し、インバータ7の出力により交流負荷9を駆動する構成としている場合、閉成されている遮断器3が残り1つになり、遮断器3が閉成された状態にある残り1つの組電池1の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下すなわち最低使用電圧10V以下となったとき、交流負荷9の動作を停止させる指示を行う代わりに、インバータ7の動作を停止させる指示を行うようにしても良い。   In the case of application to a power supply system for an AC load having a configuration as shown in FIG. 5, by replacing the load 2 with the inverter 7 in FIG. That is, the load is an AC load 9 driven by AC power, and the circuit breakers 3 (3a, 3b, 3c) respectively connected to the output sides of one or more battery packs 1 (1a, 1b, 1c) are connected in parallel. When the inverter 7 that converts DC power to AC power is connected to the connected connection point, and the AC load 9 is driven by the output of the inverter 7, the remaining circuit breaker 3 is the remaining one. An instruction to stop the operation of the AC load 9 when the output voltage of the remaining one assembled battery 1 in a state where the circuit breaker 3 is closed is equal to or lower than a predetermined voltage threshold, that is, a minimum operating voltage of 10 V or lower. Instead of performing, an instruction to stop the operation of the inverter 7 may be performed.

一般に、インバータ7は、外部信号により、運転・停止する機能を備えている。したがって、制御部4からの運転停止信号をインバータ7が受信することによって、インバータ7の出力を停止させることができる。インバータ7の出力が停止して、残った1組の組電池1からインバータ7への放電が完全に停止するのを待って、残った1組の組電池1の消費電力が制御部4のみとなった状態になった以降において、閉成されている遮断器3の開放を指示することにより、遮断器3は安全に開放されて、組電池1の放電が完全に停止する。   In general, the inverter 7 has a function of operating and stopping by an external signal. Therefore, when the inverter 7 receives the operation stop signal from the control unit 4, the output of the inverter 7 can be stopped. After the output of the inverter 7 stops and the discharge from the remaining set of assembled batteries 1 to the inverter 7 stops completely, the power consumption of the remaining set of assembled batteries 1 is only the control unit 4. After reaching the state, by instructing the opening of the closed circuit breaker 3, the circuit breaker 3 is safely opened and the discharge of the assembled battery 1 is completely stopped.

(本発明によって得られる効果)
以上に詳細に説明したように、本発明に係る電池システムの特徴は、複数の電池を組み合わせてなる組電池から出力される電力を負荷へ供給する電池システムにおいて、組電池の出力側に遮断器を有し、放電中に組電池の出力電圧があらかじめ定めた電圧閾値以下となったときに、該組電池の出力側に備えた遮断器を開放する制御を行い、また、最後に残った1組の遮断器を開放する場合には、遮断器の開放を実施する前に、負荷の動作を停止させる制御をも可能とすることにある。
(Effect obtained by the present invention)
As described above in detail, the battery system according to the present invention is characterized in that in a battery system that supplies power output from an assembled battery formed by combining a plurality of batteries to a load, a circuit breaker is provided on the output side of the assembled battery. And when the output voltage of the assembled battery falls below a predetermined voltage threshold during discharging, control is performed to open the circuit breaker provided on the output side of the assembled battery, and the remaining 1 In the case of opening a pair of circuit breakers, it is also possible to control to stop the operation of the load before opening the circuit breakers.

かかる特徴を有することによって、電池の過放電による劣化を防止しつつ、電池に蓄積されたエネルギーを有効に負荷へ供給し、放電の終了前に負荷の動作が停止して、遮断器の遮断部の損傷を防止する電源システムを提供することが可能となる。   By having such characteristics, the energy stored in the battery is effectively supplied to the load while preventing the battery from being deteriorated due to overdischarge, and the operation of the load is stopped before the end of the discharge. It is possible to provide a power supply system that prevents damage to the device.

以上、本発明の実施の形態について、電池がニッケル水素蓄電池である場合を例として説明したが、本発明は、前述のように、かかる場合のみに限られるものではなく、例えば、複数のリチウムイオン電池や鉛蓄電池など、ニッケル水素蓄電池以外の二次電池の組み合わせからなる電池システムであっても、あるいは、一次電池を含め、複数の電池の組み合わせからなる電池システムであっても、全く同様に適用することができる。   As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the case where the battery is a nickel-metal hydride storage battery as an example. However, as described above, the present invention is not limited to such a case. For example, a plurality of lithium ions Whether it is a battery system consisting of a combination of secondary batteries other than nickel-metal hydride storage batteries, such as batteries and lead storage batteries, or a battery system consisting of a combination of multiple batteries including primary batteries, the same applies. can do.

次に、本発明によって得られる効果について説明する。   Next, the effect obtained by the present invention will be described.

(1)電池例えば二次電池から出力されるエネルギーを負荷へ供給する電池システムでは、放電終止電圧を下回って放電し続けて、過放電状態となった場合、当該電池例えば二次電池が劣化し、蓄電能力が低下するという問題が発生する。   (1) In a battery system that supplies energy output from a battery such as a secondary battery to a load, if the battery continues to discharge below the end-of-discharge voltage and enters an overdischarge state, the battery such as a secondary battery deteriorates. This causes a problem that the storage capacity decreases.

本発明により、出力電圧が放電終止電圧以下に低下した電池例えば二次電池は、ただちに放電を停止するため、電池例えば二次電池の過放電や劣化を抑制する電池システムを構成することが可能となる。   According to the present invention, since a battery such as a secondary battery whose output voltage has dropped below the discharge end voltage immediately stops discharging, it is possible to configure a battery system that suppresses overdischarge and deterioration of the battery such as a secondary battery. Become.

(2)電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システムにおいて、給電の停止を電力配線に挿入された遮断器等のスイッチ部の開放によって行う場合、開放時のアーク等によりスイッチ部が損傷を受け、遮断器等の寿命低下を招くという問題が発生する。   (2) In a battery system that supplies power output from a battery to a load, when the power supply is stopped by opening the switch part such as a circuit breaker inserted in the power wiring, the switch part may be damaged by an arc at the time of opening. There arises a problem that the life of the receiving circuit breaker and the like is reduced.

本発明により、遮断器等のスイッチ部の開放前に、負荷の動作を停止させ、最小限の消費電力となった後に、スイッチ部が開放されるため、アーク等の発生によるスイッチ部の損傷を防止することが可能となり、遮断器等の寿命を延伸させることができる。   According to the present invention, the operation of the load is stopped before opening the switch unit such as a circuit breaker, and the switch unit is opened after the minimum power consumption is reached. It becomes possible to prevent, and the lifetime of a circuit breaker etc. can be extended.

本発明の電池システムの実施の形態例を説明する構成図である、It is a block diagram illustrating an embodiment of the battery system of the present invention. 図1に示す電池システムにおいて制御部による負荷および遮断器の制御の流れを説明するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a flow of control of a load and a circuit breaker by a control unit in the battery system shown in FIG. 1. 本発明の電池システムの実施例1とは異なる実施の形態例を説明する構成図である、It is a block diagram illustrating an embodiment different from the first embodiment of the battery system of the present invention, 図3に示す電池システムにおいて制御部による負荷および遮断器の制御の流れを説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a flow of control of a load and a circuit breaker by a control unit in the battery system shown in FIG. 3. 商用電力を蓄電池へ充電しながら負荷へ供給し、停電時は蓄電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power supply system which supplies commercial power to a load, charging a storage battery, and supplies the electric power which a storage battery outputs to a load at the time of a power failure.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a,1b,1c…組電池、2…負荷、3,3a,3b,3c…遮断器、4…制御部、4a…電圧監視部、4b…遮断器制御部、4c…負荷制御部、4d…時間計数部、5…交流入力、6…充電器、7…インバータ、8…切替器、9…交流負荷、10…バイパス回路。 1, 1a, 1b, 1c ... assembled battery, 2 ... load, 3, 3a, 3b, 3c ... circuit breaker, 4 ... control unit, 4a ... voltage monitoring unit, 4b ... circuit breaker control unit, 4c ... load control unit, 4d ... time counting unit, 5 ... AC input, 6 ... charger, 7 ... inverter, 8 ... switch, 9 ... AC load, 10 ... bypass circuit.

Claims (9)

複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システムであって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システムにおいて、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手段を備え、かつ、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行った後、さらに、あらかじめ定めた経過時間の経過後に該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手段を備えていることを特徴とする電池システム。 A battery system having one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and supplying power output from the battery pack to a load, wherein one or more battery packs are connected in parallel Connected to the load, and each of the assembled batteries has a circuit breaker on the output side to the load, the output voltage of any of the assembled batteries is predetermined for each of the assembled batteries. and when it becomes below the voltage threshold, comprising means for opening the circuit breaker, which is connected to the output side of said set battery, and, when the circuit breaker is closed becomes remaining one, said After the instruction to stop the operation of the load when the output voltage of the remaining one assembled battery in a state where the circuit breaker is closed is equal to or lower than a predetermined voltage threshold, the predetermined voltage is further determined. Cell system, characterized in that it comprises a means for opening the circuit breaker, which is connected to the output side of said set battery after elapse of the over-time. 複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システムであって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システムにおいて、当該電池システムの動作を制御する制御部として、前記組電池それぞれの出力電圧を監視する電圧監視手段と、前記遮断器の開閉を制御する制御信号を送信する遮断器制御手段と、前記負荷の動作を制御する制御信号を送信する負荷制御手段と、あらかじめ定めた経過時間を計数する時間計数手段とを備え、かつ、前記制御部の動作電力を、前記組電池それぞれから前記遮断器を介して供給するように構成されており、前記制御部の前記電圧監視手段が、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったことを検知したとき、前記遮断器制御手段により、当該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する制御信号を送信して、前記遮断器を開放させ、または、前記制御部の前記電圧監視手段が、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合に、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったことを検知したときには、前記負荷制御手段により、前記負荷の動作を停止させる制御信号を送信した後、さらに、前記時間計数手段によりあらかじめ定めた経過時間の経過を計数した後に、前記遮断器制御手段により、前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する制御信号を送信して、前記遮断器を開放させることを特徴とする電池システム。   A battery system having one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and supplying power output from the battery pack to a load, wherein one or more battery packs are connected in parallel In the battery system having a circuit breaker on the output side to the load, each of the assembled batteries is connected to the load, and the output voltage of each of the assembled batteries is used as a control unit that controls the operation of the battery system. Voltage monitoring means for monitoring, circuit breaker control means for transmitting a control signal for controlling opening / closing of the circuit breaker, load control means for transmitting a control signal for controlling the operation of the load, and counting a predetermined elapsed time Time counting means, and is configured to supply the operating power of the control unit from each of the assembled batteries via the circuit breaker, and the voltage monitoring of the control unit When the stage detects that the output voltage of any one of the assembled batteries is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value for each of the assembled batteries, the circuit breaker control means causes the output voltage of the assembled battery to A control signal for opening the connected circuit breaker is transmitted to open the circuit breaker, or the voltage monitoring means of the control unit is left as one of the closed circuit breakers. In this case, when it is detected that the output voltage of the remaining one assembled battery in the closed state of the circuit breaker is equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, the load control means controls the operation of the load. Is transmitted to the output side of the assembled battery by the circuit breaker control means after counting the passage of a predetermined elapsed time by the time counting means. Cell system which transmits a control signal to open, characterized in that for opening the circuit breaker the circuit breaker was. 請求項1または2に記載の電池システムにおいて、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であり、1組以上の前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を並列接続した接続点に、直流電力を交流電力に変換するインバータを接続し、該インバータの出力により前記負荷を駆動する構成としている場合、閉成されている前記遮断器が残り1つになり、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行う代わりに、前記インバータの動作を停止させる指示を行うことを特徴とする電池システム。 3. The battery system according to claim 1, wherein the load is an AC load driven by AC power, and the connection point where the circuit breakers connected to the output side of one or more sets of the battery packs are connected in parallel. When the inverter for converting DC power to AC power is connected and the load is driven by the output of the inverter, the closed circuit breaker is the remaining one, and the circuit breaker is closed. When the output voltage of the remaining one of the assembled batteries in the set state falls below a predetermined voltage threshold value, an instruction to stop the operation of the inverter is issued instead of an instruction to stop the operation of the load. A battery system characterized by that. 請求項1ないしのいずれかに記載の電池システムにおいて、前記電池は二次電池であることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 3, a battery system, wherein the battery is a secondary battery. 複数の電池を直列および/または並列に接続してなる組電池を1組以上有し、前記組電池が出力する電力を負荷へ供給する電池システム制御方法であって、1組以上の前記組電池が並列接続されて前記負荷へ接続され、前記組電池それぞれは、前記負荷への出力側に遮断器を有する電池システム制御方法において、いずれかの前記組電池の出力電圧が、それぞれの前記組電池についてあらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手続きを有し、かつ、閉成されている前記遮断器が残り1つになった場合、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行った後、さらに、あらかじめ定めた経過時間の経過後に該組電池の出力側に接続された前記遮断器を開放する手続きを有することを特徴とする電池システム制御方法。 A battery system control method that includes one or more battery packs formed by connecting a plurality of batteries in series and / or in parallel, and that supplies power output from the battery pack to a load, wherein the battery pack includes one or more battery packs. Are connected in parallel and connected to the load, and each of the assembled batteries has a circuit breaker on the output side to the load, the output voltage of any one of the assembled batteries is the respective assembled battery. When the voltage threshold is less than or equal to a predetermined voltage threshold value, a procedure for opening the circuit breaker connected to the output side of the assembled battery is provided, and the remaining circuit breaker is one remaining. If the, when the output voltage of the remaining one of the battery pack in a state where the circuit breaker is closed is equal to or less than a predetermined voltage threshold, after the command to stop the operation of the load, further Cell system control method characterized by having a procedure to open a connection to said circuit breaker after a predetermined elapsed time to the output side of said set battery. 請求項に記載の電池システム制御方法において、前記負荷が交流電力により駆動される交流負荷であり、1組以上の前記組電池の出力側に接続された前記遮断器を並列接続した接続点に、直流電力を交流電力に変換するインバータを接続し、該インバータの出力により前記負荷を駆動する構成としている場合、閉成されている前記遮断器が残り1つになり、前記遮断器が閉成された状態にある残り1つの前記組電池の出力電圧があらかじめ定められた電圧閾値以下となったとき、前記負荷の動作を停止させる指示を行う代わりに、前記インバータの動作を停止させる指示を行うことを特徴とする電池システム制御方法。 6. The battery system control method according to claim 5 , wherein the load is an AC load driven by AC power, and is connected to a connection point in which the breakers connected to the output side of one or more sets of the assembled batteries are connected in parallel. When the inverter for converting DC power to AC power is connected and the load is driven by the output of the inverter, the closed circuit breaker is the remaining one, and the circuit breaker is closed. When the output voltage of the remaining one of the assembled batteries in the set state falls below a predetermined voltage threshold value, an instruction to stop the operation of the inverter is issued instead of an instruction to stop the operation of the load. A battery system control method. 請求項5または6に記載の電池システム制御方法において、前記電池は二次電池であることを特徴とする電池システム制御方法。 7. The battery system control method according to claim 5 , wherein the battery is a secondary battery. 請求項ないしのいずれかに記載の電池システム制御方法の前記手続きを、コンピュータにより実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする電池システム制御プログラム。 The procedure of the battery system control method according to any one of claims 5 to 7, the battery system control program, characterized by being implemented as a program executable by a computer. 請求項に記載の電池システム制御プログラムを、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録していることを特徴とするプログラム記録媒体。 9. A program recording medium, wherein the battery system control program according to claim 8 is recorded on a computer-readable recording medium.
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