JP5314626B2 - 電源システム、放電制御方法および放電制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムに関し、より具体的には、複数の蓄電池ユニットからなる電源システムにおける放電動作を制御する電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムに関する。

ニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム電池は一般に定電流で充電される。大型の蓄電池では充電に必要な電流が大きくなるため、複数系列が並列に接続された蓄電池システムの場合、充電はすべての蓄電池について一斉に行うのではなく、複数に分かれた系列毎に充電が行われることが多い。充電後は、蓄電池は開回路状態に置かれ、自己放電により充電率（ＳＯＣ；State of Charge：電気容量に対して、充電している電気量を比率で表したもの）がある限度以下に低下した段階になると、再び満充電になるまで定電流で充電するという充電動作を繰り返す。かくのごとき充電動作を、通常、自己放電分を補うという意味から補充電と呼んでいる。

具体例として、非特許文献１のK.Saitoらによる‘High Performance Backup Power Supply System’（IEICE/IEEE INTELEC’03）に開示されている携帯電話基地局用直流電源システムにおいては、公称電流容量１００Ａｈのニッケル水素蓄電池単セルを１０本直列に接続して、蓄電池モジュールを形成し、さらに、４個の蓄電池モジュールを直列に接続して、１系列の蓄電池ユニットを構成している。さらに、この蓄電池ユニットを２系列並列に接続し、補充電は電流１０Ａで１系列ずつ行う。ここで、補充電は、蓄電池ユニットのＳＯＣが自己放電により約９０％まで低下した時点で行うよう設計されている。この時、２つの系列では蓄電池ユニットのＳＯＣは必ずしも一致しない。そして、２系列の蓄電池ユニットのＳＯＣの差は、一方の蓄電池ユニットが補充電した直後で、他方の蓄電池ユニットが補充電の直前の場合に、最大となり、そのＳＯＣ差は約１０％に及ぶ場合もある。しかし、かかるＳＯＣの差は、蓄電池ユニットのＳＯＣの推定が正しかった場合であって、実際には、２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣ差はさらに拡大することがある。

K.Saito,T.Shodai,A.Yamashita, and H.Wakaki；‘High Performance Backup Power Supply System’，IEICE/IEEE INTELEC’03（The 25th International Telecommunications Energy Conference）講演要旨集、第２６１−２６６頁（２００３）

前述のように、異なる系統の蓄電池ユニット間でＳＯＣに差がある状態のまま、複数の系列の蓄電池ユニットを並列に接続して負荷に接続して放電させた場合、通常、相対的にＳＯＣの高い方の系列の蓄電池ユニットからは大きな電流が流れ、相対的にＳＯＣの低い方の系列の蓄電池ユニットからは小さい電流が流れることになるので、２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣ差は次第に縮まり、最終的には、ほぼ同時に放電が終了する状態を得る可能性がある。

ところが、ニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池を蓄電池セルとして用いて蓄電池ユニットを構成している場合は、蓄電池ユニットのＳＯＣの違いによる電圧差は小さく、また、内部抵抗もＳＯＣに応じて変化するため、ＳＯＣが高い方の系列の蓄電池ユニットの方が、ＳＯＣが低い方の系列の蓄電池ユニットよりも常に大きな電流が流れるとは限らず、そのため、放電しても、２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣの差は縮まらないことがある。

ＳＯＣの低かった方の系列の蓄電池ユニットからの放電電流が、ＳＯＣが高い方の系列の蓄電池ユニットからの放電電流よりも小さくない場合には、ＳＯＣの低かった方の系列の蓄電池ユニットが先に放電終止限電圧に達して、電源システムから切り離されてしまうことになり、その場合、残りの系列の蓄電池ユニットに放電が集中してしまい、その結果、電源システムは、最大電流値を超えることにより、または、大きく電圧降下して最低電圧値を下回ることにより、放電動作を停止する。而して、電源システムが放電を停止した時点では、蓄電池ユニットには残存容量がまだ残っている状態が発生する。すなわち、蓄電池の全容量を使い切ることができない状態が発生する。

前記非特許文献１のシステムにおいては、各蓄電池ユニットの系列には、放電器が接続されている。しかし、当該放電器の機能は、昇降圧と電流制限との２つの機能しか有していないものであり、２つの系列の電池ユニット間でＳＯＣに差があった場合に、放電電流を制御して、そのＳＯＣ差を縮めるような機能は有していない。

前述のように、定電流で補充電（間欠充電）されるニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池を用いた蓄電池ユニットの場合、昇降圧と電流制限との機能のみを有し、放電電流を任意の値に制御するという機能を有していない従来の放電器を使用しても、２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣや蓄電池電圧のばらつきを放電中に解消することは困難であり、２系列の蓄電池ユニット間でＳＯＣや蓄電池電圧を揃えるためには、２系列の蓄電池ユニットを、同時に、一斉に、補充電することが必要である。しかし、そのためには、補充電時しか使用しない充電器をすべての蓄電池ユニットの系列に１台ずつ接続することが必要となり、また、配線も、一斉充電の電流値に対応しなければならないため、経済的にも有利な解決策とはなっていない。

（本発明の目的）
本発明は、前述のような問題を解決するためになされたものであり、本発明は、並列接続された蓄電池ユニットのＳＯＣ（充電率）や蓄電池電圧のばらつきを放電中に解消し、すべての系列の蓄電池ユニットを完全に放電させる電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムを提供することを、その目的としている。

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。

第１の技術手段は、複数の蓄電池セルを直列接続してなる蓄電池ユニットを、複数系列並列に接続した構成からなる蓄電部と、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれから負荷に供給するそれぞれの放電電流の電流値を制御することが可能な系列毎の放電器と、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況を計測した結果に基づいて、前記蓄電池ユニットに接続されている系列毎の前記放電器を制御して、当該蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を制御する制御回路と、を少なくとも備えた電源システムであって、前記制御回路は、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況に関し、それぞれ、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分を算出して、該差分があらかじめ設定している充電状況閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記制御回路が、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの蓄電池電圧を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第３の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の電源システムにおいて、前記制御回路が、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣ（State of Charge）を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットのＳＯＣ間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第４の技術手段は、前記第１ないし第３の技術手段のいずれかに記載の電源システムにおいて、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分が前記充電状況閾値以下になっている場合に、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値として制御する等しい値が、当該２系列の前記蓄電池ユニット双方が出力することが可能な最大放電電流の電流値であることを特徴とする。

第５の技術手段は、複数の蓄電池セルを直列接続してなる蓄電池ユニットを、複数系列並列に接続し、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況を計測した結果に基づいて、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれに接続した系列毎の放電器を制御して、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれから負荷に供給する放電電流の電流値を制御する電源システムの放電制御方法であって、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況に関し、それぞれ、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分を算出して、該差分があらかじめ設定している充電状況閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第６の技術手段は、前記第５の技術手段に記載の放電制御方法において、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの蓄電池電圧を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第７の技術手段は、前記第５の技術手段に記載の放電制御方法において、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣ（State of Charge）を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列同士の蓄電池ユニットのＳＯＣ間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする。

第８の技術手段は、前記第５ないし第７の技術手段のいずれかに記載の放電制御方法において、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの前記充電状況間の差分が前記充電状況閾値以下になっている場合に、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値として制御する等しい値が、当該２系列の前記蓄電池ユニットの双方が出力することが可能な最大放電電流の電流値であることを特徴とする。

第９の技術手段は、前記第５ないし第８の技術手段のいずれかに記載の放電制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施している放電制御プログラムとすることを特徴とする。

本発明の電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムによれば、構造を採用しているので、以下のごとき効果を奏することができる。

すなわち、並列接続された複数の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況例えばＳＯＣ（充電率）あるいは蓄電池電圧に応じて、複数の蓄電池ユニットそれぞれから負荷に供給する放電電流値を制御する仕組みを実現しているので、複数の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣ（充電率）や蓄電池電圧のばらつきを負荷側への放電動作中に解消させることができ、而して、放電動作の終止時に、複数の蓄電池ユニットの残存容量にばらつきが生じることなく、複数の蓄電池ユニットのすべてを完全に放電させることが可能になる。

本発明に係る電源システムとして、整流器等の直流電源のバックアップ電源として動作する複数系列の蓄電池ユニットからなる電源システムの一例を示すシステム構成図である。 本発明に係る電源システムの放電制御動作の一例を説明するために用いるシステム構成例を示すシステム構成図である。 図１に示す電源システムの放電動作を制御する一例を示すフローチャートである。 図１に示す電源システムの放電動作を制御する他の例を示すフローチャートである。 最大放電電流の切り替えができない従来型の放電器を用いた場合の２系列の蓄電池ユニットから放電される放電電流の時間変化を示すグラフである。 最大放電電流の切り替えができない従来型の放電器を用いた場合の２系列の蓄電池ユニットのＳＯＣの時間変化を示すグラフである。 最大放電電流の切り替えが可能な放電器を用いた図２に示す電源システムの場合の２系列の蓄電池ユニットから放電される放電電流の時間変化を示すグラフである。 最大放電電流の切り替えが可能な放電器を用いた図２に示す電源システムの場合の２系列の蓄電池ユニットのＳＯＣの時間変化を示すグラフである。

以下に、本発明に係る電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムの好適な実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本発明に係る電源システムおよび放電制御方法について説明するが、かかる放電制御方法をコンピュータにより実行可能な放電制御プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、放電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するようにしても良いことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明は、蓄電部として複数の蓄電池セル（単セル）を直列接続して構成する蓄電池ユニットを、複数系列、並列に接続した構成からなる電源システムにおいて、隣り合う２系列の蓄電池ユニット間の充電状況の差例えば蓄電池電圧差またはＳＯＣの差が、あらかじめ設定した充電状況閾値例えば蓄電池電圧閾値またはＳＯＣ閾値以下になった場合には、当該２系列の蓄電池ユニットの放電電流を等しい電流値に制御する動作を繰り返すことにより、最終的に、全系列の蓄電池ユニット間の充電状況の差例えば蓄電池電圧差またはＳＯＣの差が、あらかじめ設定した充電状況閾値例えば蓄電池電圧閾値またはＳＯＣ閾値以下になった場合には、全系列の蓄電池ユニットの放電電流を等しくするように制御することを特徴としている。

その結果、各系列の蓄電池ユニットの充電状況の初期値例えば蓄電池電圧またはＳＯＣの初期値が互いに異なっていて、さらに、たとえ、蓄電池電圧またはＳＯＣが高い方の系列の蓄電池ユニットと低い方の系列の蓄電池ユニットとの放電電流がの大小関係が如何なる関係にあった場合であっても、放電動作中に蓄電池ユニット間の残存容量のアンバランスを解消して、放電終止電圧を揃えることができ、各蓄電池ユニットに蓄積されている蓄電量を使い切ることができる。

（本発明の実施形態）
以下、本発明の実施形態について本発明の一例を詳細に説明するが、本発明は本実施形態にて説明する趣旨を逸脱しない限りに、かかる実施形態のみに限定されないことは言うまでもない。

（本発明に係る電源システムの構成例）
一般に、例えばニッケル水素蓄電池を用いて大出力の電源システムを実現する場合においては、非特許文献１にも記載されているように、定格１．２Ｖのニッケル水素蓄電池セル（平均電圧１．２Ｖ、定格電流容量９５Ａｈ）を１０本直列接続したものを１蓄電池モジュールとし、さらに、４個の蓄電池モジュールを直列接続して、これを１系統の蓄電池ユニット（出力５ｋＷｈ）とし、さらに、かかる蓄電池ユニットを、要求される出力が得られるように、Ｎ系列（Ｎ：正整数。例えば、出力３０ｋＷｈの場合は、Ｎ＝６）だけ並列接続した形態で構成される。

図１は、本発明に係る電源システムとして、整流器等の直流電源のバックアップ電源として動作する複数系列の蓄電池ユニットからなる電源システムの一例を示すシステム構成図であり、負荷側へ電力を放電する放電器を各系列の蓄電池ユニット毎に備え、かつ、複数系列の蓄電池ユニットを充電するための充電器を、複数系列の蓄電池ユニットに共通に備え、直流電源としては、商用交流電源を整流する整流器を用いている場合を示している。

図１に示す構成例においては、複数系列の蓄電池ユニットから蓄電池システムとして、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎ、のＮ系列の蓄電池ユニットが並列に接続されて、蓄電部を形成している。複数系列の蓄電池ユニットは、複数のニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池の単セルを直列に接続した蓄電池モジュールをさらに複数個直列に接続した構成を採用している。

さらに、Ｎ系統の蓄電池ユニットそれぞれから出力される電池電圧が負荷２の許容電圧範囲内に収まり、かつ、負荷２へ供給する放電電流の電流値を制御することができるように、制御回路９０からの制御により、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎそれぞれから出力される蓄電池電圧を昇降圧させたり、放電電流の電流値を任意の値に設定したりする（例えば大小２つの最大放電電流に切り替えたりする）制御を行うことが可能な系列毎の放電器として、系列１放電器３１、系列２放電器３２、…、系列Ｎ放電器３Ｎを各系列の蓄電池ユニットに対応させて備えている。つまり、系列１放電器３１、系列２放電器３２、…、系列Ｎ放電器３Ｎによって、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎそれぞれから負荷２へ供給する放電電流値が制御される。

さらに、図１においては、整流器１から複数系列の蓄電池ユニットそれぞれに対して充電器切替スイッチ６０を介して充電を行うための充電器として１台の共通充電器１０が備えられており、制御回路９０からの制御により、充電器切替スイッチ６０を切り替えることによって、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎのいずれかを共通充電器１０により充電することができるような構成となっている。なお、場合によっては、充電器側についても、放電器側と同様、共通充電器１０を用いる代わりに、複数の充電器を用いて、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎそれぞれに対応付けて配置するようにしても構わない。

さらに、図１においては、制御回路９０において、複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況を把握するために、例えば、複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの蓄電池電圧を計測するための計測線や、さらに、充電状況の評価尺度の一つになる複数系列の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣを算出するために、複数系列の蓄電池ユニットそれぞれに直列にシャント抵抗をさらに接続するとともに、それぞれのシャント抵抗の両端電圧を計測するための計測線が、制御回路９０に接続されている。

すなわち、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎの蓄電池電圧を計測するため計測線が、系列１蓄電池電圧計測線７１、系列２蓄電池電圧計測線７２、…、系列Ｎ蓄電池電圧計測線７Ｎとして、各蓄電池ユニットと制御回路９０との間に敷設されている。さらには、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎそれぞれに直列に、系列１シャント抵抗５１、系列２シャント抵抗５２、…、系列Ｎシャント抵抗５Ｎとしてシャント抵抗が接続されており、各シャント抵抗の両端電圧を計測するための計測線が、系列１シャント抵抗電圧計測線８１、系列２シャント抵抗電圧計測線８２、…、系列Ｎシャント抵抗電圧計測線８Ｎとして、各シャント抵抗と制御回路９０との間に敷設されている。

以上のような構成からなる図１に示す電源システムにおいては、制御回路９０の制御に応じて、充電器切替スイッチ６０の接続状態を変更させることにより、それぞれの蓄電池ユニット（系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２、…、系列Ｎ蓄電池ユニット４Ｎ）が、共通充電器１０を介して整流器１の出力によって適宜充電され、さらに、それぞれの放電器（系列１放電器３１、系列２放電器３２、…、系列Ｎ放電器３Ｎ）を介して、放電電流の電流値を適宜制御した形で負荷２へ電力を供給するように構成されている。ここで、複数の放電器（系列１放電器３１、系列２放電器３２、…、系列Ｎ放電器３Ｎ）は、その出力側で電気的に接続されて、負荷２に接続され、また、共通充電器１０は、その入力側で電気的に整流器１に接続される構成であり、放電器および蓄電池ユニットを増設することによって、電池システムの拡張が可能となっている。

次に、複数系列の蓄電池ユニットからなる本発明に係る電源システムの放電制御を行う動作についてその一例を、図２のシステム構成図を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明に係る電源システムの放電制御動作の一例を説明するために用いるシステム構成例を示すシステム構成図であり、説明を簡素化するために、図１に示した複数系列の蓄電池ユニットを、Ｎ＝２の２系列に限定した場合について示している。なお、蓄電池ユニットを構成する単位セル（蓄電池セル）としては、ニッケル水素蓄電池を用いるものとする。

つまり、図２においては、定格電流容量９５Ａｈのニッケル水素蓄電池セルを１０本直列に接続してケースに収めることによって蓄電池モジュールを形成した。さらに、該蓄電池モジュールを４つずつ直列に接続して単位ユニットを形成し、図２に示すように、系列１用第１蓄電池モジュール４１１、系列１用第２蓄電池モジュール４１２、系列１用第３蓄電池モジュール４１３、系列１用第４蓄電池モジュール４１４からなる系列１蓄電池ユニット４１と、系列２用第１蓄電池モジュール４２１、系列２用第２蓄電池モジュール４２２、系列２用第３蓄電池モジュール４２３、系列２用第４蓄電池モジュール４２４からなる系列２蓄電池ユニット４２との２系列を構成した。

さらに、２系列の系列１蓄電池ユニット４１と系列２蓄電池ユニット４２とを並列接続して、各系列の蓄電池ユニットに対応して、それぞれ、負荷２側に適切な放電電流を供給するための系列１放電器３１、系列２放電器３２を接続するとともに、充電器切替スイッチ６０を介して１台の共通充電器１０を各系列の蓄電池ユニットに切り替えて接続することによって、整流器（図２には、図１に示した整流器１を省略し、整流器接続端子１ａ，１ｂのみを記載している）のバックアップ電源を構成している。

また、図２において、２系列の系列１蓄電池ユニット４１と系列２蓄電池ユニット４２との蓄電池電圧は、各系列の蓄電池ユニットを構成する各蓄電池モジュールまたは各ニッケル水素蓄電池セル毎に設けられた電圧検知手段によって検知されて、それぞれに対応して接続された蓄電池電圧計測線を介して、制御回路９０に転送される。

図２に示す例では、各蓄電池モジュール毎に計測線が敷設されており、系列１蓄電池ユニット４１に関しては、系列１用第１蓄電池モジュール４１１、系列１用第２蓄電池モジュール４１２、系列１用第３蓄電池モジュール４１３、系列１用第４蓄電池モジュール４１４それぞれ毎に電圧検知手段が配置されており、それぞれの電圧検知手段から、系列１用第１蓄電池電圧計測線７１１、系列１用第２蓄電池電圧計測線７１２、系列１用第３蓄電池電圧計測線７１３、系列１用第４蓄電池電圧計測線７１４を介して、制御回路９０に転送される。

一方、系列２蓄電池ユニット４２に関しては、系列２用第１蓄電池モジュール４２１、系列２用第２蓄電池モジュール４２２、系列２用第３蓄電池モジュール４２３、系列２用第４蓄電池モジュール４２４それぞれ毎に電圧検知手段が配置されており、それぞれの電圧検知手段から、系列２用第１蓄電池電圧計測線７２１、系列２用第２蓄電池電圧計測線７２２、系列２用第３蓄電池電圧計測線７２３、系列２用第４蓄電池電圧計測線７２４を介して、制御回路９０に転送される。

制御回路９０においては、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれにおける充電状況の評価尺度の一つとして、各蓄電池電圧計測線によって計測された結果に基づいて、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれの蓄電池電圧を算出する。

また、図２において、２系列の系列１蓄電池ユニット４１と系列２蓄電池ユニット４２とのそれぞれに直列接続されている系列１シャント抵抗５１と系列２シャント抵抗５２とにおける両端電圧（シャント抵抗電圧）は、それぞれに対応して接続された系列１シャント抵抗電圧計測線８１、系列２シャント抵抗電圧計測線８２を介して、制御回路９０に転送される。制御回路９０においては、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれにおける充電状況の評価尺度の一つとして、各蓄電池電圧計測線によって計測された結果から算出された系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれの蓄電池電圧と、系列１シャント抵抗電圧計測線８１、系列２シャント抵抗電圧計測線８２によって計測されたシャント抵抗電圧とから、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれにおけるＳＯＣを算出する。

さらに、制御回路９０は、前述のように算出した系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２間の蓄電池電圧の差（蓄電池電圧差）を、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４１，４２間の蓄電池電圧差として求め、当該制御回路９０内の内部メモリに充電状況閾値の一例としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値と比較して、算出した系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２間の蓄電池電圧の電圧差が、前記蓄電池電圧閾値以下に低下していた場合、系列１放電器３１、系列２放電器３２に対して、系列１放電器制御線９１、系列２放電器制御線９２を介して、制御信号を送信して、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット双方からの放電電流の電流値を等しい値に設定する。

また、制御回路９０は、前述のように算出した系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２間におけるＳＯＣの差（ＳＯＣ差）を、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４１，４２間のＳＯＣ差として求め、当該制御回路９０内の内部メモリに充電状況閾値の他の例としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値と比較して、算出した系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２間におけるＳＯＣの差が、前記ＳＯＣ閾値以下に低下していた場合、系列１放電器３１、系列２放電器３２に対して、系列１放電器制御線９１、系列２放電器制御線９２を介して、制御信号を送信して、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット双方からの放電電流の電流値を等しい値に設定する。

ここで、制御回路９０は、マイコン（ＭＰＵ）等から構成されており、該マイコンにおいて実行される制御プログラム（放電制御プログラム）によって、隣り合う２系統の蓄電池ユニットすなわち系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれの時々刻々変化する充電状況を把握し、把握した充電状況に応じて、２系統の蓄電池ユニット４１，４２それぞれに接続されている系列１放電器３１、系列２放電器３２を制御して、２系統の蓄電池ユニット４１，４２それぞれからの放電電流値を任意の値に変更する（例えば、２系統の蓄電池ユニット４１，４２それぞれが共通に出力することが可能な最大放電電流値としてあらかじめ定めた大小の２つの電流値の間を任意に切り替える）ようにしても良い。

なお、図２に示す電源システムの構成例においては、系列１蓄電池ユニット４１と系列２蓄電池ユニット４２との隣り合う２系列の蓄電池ユニットそれぞれは、前述のように、４個ずつの蓄電池モジュール、すなわち、系列１用第１蓄電池モジュール４１１、系列１用第２蓄電池モジュール４１２、系列１用第３蓄電池モジュール４１３、系列１用第４蓄電池モジュール４１４と系列２用第１蓄電池モジュール４２１、系列２用第２蓄電池モジュール４２２、系列２用第３蓄電池モジュール４２３、系列２用第４蓄電池モジュール４２４とのそれぞれが直列接続されて構成されているが、それぞれの蓄電池モジュールは、定格電流容量９５Ａｈのニッケル水素蓄電池セルを１０本直列接続して、それぞれケースに収められている。

また、かくのごとき２系列の蓄電池ユニット４１，４２は、並列に接続して、それぞれの一方の端子は、系列１放電器３１、系列２放電器３２を介して、整流器が接続される一方の整流器接続端子１ａに接続されるとともに、充電器切替スイッチ６０を介して接続した１台の共通充電器１０を介して一方の整流器接続端子１ａに接続されている。また、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の他方の端子は、それぞれ、系列１シャント抵抗５１、系列２シャント抵抗５２を介して、整流器が接続される他方の整流器接続端子１ｂに接続されており、２系列の蓄電池ユニット４１，４２は、整流器のバックアップ電源として構成されている。

なお、整流器から、あるいは、バックアップ電源の蓄電部を形成している２系列の蓄電池ユニット４１，４２それぞれに接続された系列１放電器３１、系列２放電器３２から、放電電流が供給される負荷２は、本実施形態においては、１．６ｋＷの電力を消費する負荷が接続されている。

ここで、系列１放電器３１、系列２放電器３２は、制御回路９０からの制御により、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれから負荷２へ供給する放電電流の電流値を任意の値に制御することが可能であり、例えば、制御回路９０からの制御に応じて、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２双方が出力することが可能な同一の最大放電電流値に設定することによって、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれからの放電電流の電流値を互いに相等しい値に制御することができる。

（図１に示す電源システムの放電動作例）
次に、図１、図２に示す電源システムの制御回路９０において、複数の蓄電池ユニットの充電状況の如何に応じて負荷２に対する放電動作を制御する一例について、図３および図４に示すフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。

図３は、図１に示す電源システムの放電動作を制御する一例を示すフローチャートであり、複数の蓄電池ユニットの充電状況として、複数の蓄電池ユニットのＳＯＣの如何に応じて負荷に対する放電動作を制御する例を示している。また、図４は、図１に示す電源システムの放電動作を制御する他の例を示すフローチャートであり、複数の蓄電池ユニットの充電状況として、複数の蓄電池ユニットの蓄電池電圧の如何に応じて負荷に対する放電動作を制御する例を示している。ここで、図３、図４のフローチャートは、本発明に係る電源システムの放電制御方法の動作例を示すものであり、ニッケル水素蓄電池を用いたバックアップ電源の充電状況の如何に応じて負荷に対する放電電流の電流値を制御する一例を説明している。

（蓄電池ユニット間のＳＯＣ差による放電電流の制御方法）
まず、図３のフローチャートを用いて、バックアップ電源を形成する複数の蓄電池ユニットの充電状況として、複数の蓄電池ユニットのＳＯＣ（充電率）の如何に応じて、複数の蓄電池ユニットの放電電流を制御する動作について説明する。

図３において、まず、蓄電池ユニット番号を指定するユニットカウンタｉ、蓄電池ユニット内の蓄電池モジュールの番号を指定するモジュールカウンタｊを、それぞれ、‘１’に初期設定する（ステップＳ１）。しかる後、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する第ｊ番目の蓄電池モジュール４ｉｊの蓄電池電圧を、系列ｉ用第ｊ蓄電池電圧計測線７ｉｊを経由して計測する（例えば、系列１蓄電池ユニット４１の第１蓄電池モジュール４１１の蓄電池電圧を、系列１用第１蓄電池電圧計測線７１１を経由して計測する）（ステップＳ２）。

さらに、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する全蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測したか否かを確認して（ステップＳ３）、まだ、計測すべき蓄電池モジュールが残っている場合は（ステップＳ３のＮＯ）、モジュールカウンタｊを‘１’更新して（ステップＳ４）、ステップＳ２に戻って、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する次の蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測する動作を繰り返す。

一方、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する全蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する各蓄電池モジュールの蓄電池電圧を加算することによって、当該系列ｉの蓄電池ユニット４ｉの蓄電池電圧を算出する（ステップＳ５）。

しかる後、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉに接続されている系列ｉシャント抵抗５ｉのシャント抵抗電圧を、系列ｉシャント抵抗電圧計測線８ｉを経由して計測する（例えば、系列１蓄電池ユニット４１の第１系列シャント抵抗５１のシャント抵抗電圧を、系列１用第１蓄電池電圧計測線７１１を経由して計測する）（ステップＳ６）。

次に、ステップＳ５にて算出した系列ｉの蓄電池ユニット４ｉの蓄電池電圧と、ステップＳ６にて計測した系列ｉのシャント抵抗電圧とに基づいて、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉのＳＯＣ（充電率）を算出する（ステップＳ７）。

系列ｉの蓄電池ユニット４ｉのＳＯＣを算出すると、次に、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットのＳＯＣを算出したか否かを確認して（ステップＳ８）、まだ、ＳＯＣを算出すべき系列の蓄電池ユニットが残っている場合は（ステップＳ８のＮＯ）、ユニットカウンタｉを‘１’更新するとともに（ステップＳ９）、モジュールカウンタｊを‘１’の初期状態に戻した後（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻って、次の系列の蓄電池ユニットを構成する次の蓄電池モジュールの蓄電池電圧の計測動作、当該次の系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧の算出、シャント抵抗電圧の計測動作、および、当該次の系列の蓄電池ユニットのＳＯＣの算出動作を繰り返す。

一方、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットのＳＯＣの算出が終了した場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、ユニットカウンタｉを‘１’の初期状態に戻した後（ステップＳ１１）、電源システムを構成する各系列の蓄電池ユニットのうち、まず、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉのＳＯＣと系列（ｉ＋１）の蓄電池ユニット４（ｉ＋１）のＳＯＣとの差を求めて、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間のＳＯＣ差を算出する（ステップＳ１２）。

次いで、算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間のＳＯＣ差を、制御回路９０内のメモリに、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す情報としてあらかじめ設定されているＳＯＣ閾値と比較する（ステップＳ１３）。算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間のＳＯＣ差が、ＳＯＣ閾値を上回っている場合は（ステップＳ１３のＮＯ）、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）両者のＳＯＣ（充電率）には、まだ開きがあるものと看做して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）それぞれが接続されている系列ｉ放電器３ｉ、系列（ｉ＋１）放電器３（ｉ＋１）を制御することなく、そのまま、負荷２に対する放電動作を継続させる。

一方、算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間のＳＯＣ差が、ＳＯＣ閾値以下に収まっている場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）両者のＳＯＣ（充電率）は略等しい状態になったものと判断して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）それぞれが接続されている系列ｉ放電器３ｉ、系列（ｉ＋１）放電器３（ｉ＋１）を、系列ｉ放電器制御線９ｉ、系列（ｉ＋１）放電器制御線９（ｉ＋１）を介して制御して、系列ｉ蓄電池ユニット４ｉ、系列（ｉ＋１）蓄電池ユニット４（ｉ＋１）それぞれから負荷２に供給する放電電流の電流値を、あらかじめ定めた放電電流値（例えば、隣り合う２系列の系列ｉ蓄電池ユニット４ｉ、系列（ｉ＋１）蓄電池ユニット４（ｉ＋１）の双方から出力することが可能な最大放電電流値）に等しい電流値に設定する（ステップＳ１４）。

しかる後、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットに関して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣ差を算出したか否かを確認して（ステップＳ１５）、まだ、ＳＯＣ差を算出すべき隣り合う系列の蓄電池ユニットが残っている場合は（ステップＳ１５のＮＯ）、ユニットカウンタｉを‘１’更新した後（ステップＳ１６）、ステップＳ１２に戻って、次の隣り合う２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣ差の算出、当該次の隣り合う２系列の蓄電池ユニット間のＳＯＣ差とＳＯＣ閾値との比較、比較結果の如何に基づく放電電流の変更動作を繰り返す。

一方、隣り合う全系列の蓄電池ユニットについて、ＳＯＣ差の算出動作が終了した場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ＳＯＣ（充電率）の如何に応じて、複数の蓄電池ユニットの放電電流を制御する動作を終了する。

以上のような動作を行うことによって、並列接続された隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間のＳＯＣ（充電率）のばらつきを、さらには、電源システムの蓄電部を構成する全蓄電池ユニット４１，４２，…，４Ｎ間のＳＯＣ（充電率）のばらつきを、負荷２に対する放電動作中において解消させ、全系列の蓄電池ユニットを完全に放電させることが可能となる。

（蓄電池ユニット間の蓄電池電圧差による放電電流の制御方法）
次に、図４のフローチャートを用いて、バックアップ電源を形成する複数の蓄電池ユニットの充電状況として、複数の蓄電池ユニットの蓄電池電圧の如何に応じて、複数の蓄電池ユニットの放電電流を制御する動作について説明する。

図４において、まず、図３の場合と同様に、蓄電池ユニット番号を指定するユニットカウンタｉ、蓄電池ユニット内の蓄電池モジュールの番号を指定するモジュールカウンタｊを、それぞれ、‘１’に初期設定する（ステップＳ２１）。しかる後、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する第ｊ番目の蓄電池モジュール４ｉｊの蓄電池電圧を、系列ｉ用第ｊ蓄電池電圧計測線７ｉｊを経由して計測する（例えば、系列１蓄電池ユニット４１の第１蓄電池モジュール４１１の蓄電池電圧を、系列１用第１蓄電池電圧計測線７１１を経由して計測する）（ステップＳ２２）。

さらに、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する全蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測したか否かを確認して（ステップＳ２３）、まだ、計測すべき蓄電池モジュールが残っている場合は（ステップＳ２３のＮＯ）、モジュールカウンタｊを‘１’更新して（ステップＳ２４）、ステップＳ２に戻って、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する次の蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測する動作を繰り返す。

一方、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する全蓄電池モジュールの蓄電池電圧を計測した場合には（ステップＳ２３のＹＥＳ）、図３の場合と同様、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉを構成する各蓄電池モジュールの蓄電池電圧を加算することによって、当該系列ｉの蓄電池ユニット４ｉの蓄電池電圧を算出する（ステップＳ２５）。

系列ｉの蓄電池ユニット４ｉの蓄電池電圧を算出すると、次に、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧を算出したか否かを確認して（ステップＳ２６）、まだ、蓄電池電圧を算出すべき系列の蓄電池ユニットが残っている場合は（ステップＳ２６のＮＯ）、ユニットカウンタｉを‘１’更新するとともに（ステップＳ２７）、モジュールカウンタｊを‘１’の初期状態に戻した後（ステップＳ２８）、ステップＳ２２に戻って、次の系列の蓄電池ユニットを構成する次の蓄電池モジュールの蓄電池電圧の計測動作、当該次の系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧の算出動作を繰り返す。

一方、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧の算出が終了した場合には（ステップＳ２６のＹＥＳ）、ユニットカウンタｉを‘１’の初期状態に戻した後（ステップＳ２９）、電源システムを構成する各系列の蓄電池ユニットのうち、まず、系列ｉの蓄電池ユニット４ｉの蓄電池電圧と系列（ｉ＋１）の蓄電池ユニット４（ｉ＋１）の蓄電池電圧との差を求めて、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間の蓄電池電圧差を算出する（ステップＳ３０）。

次いで、算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間の蓄電池電圧差を、制御回路９０内のメモリに、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す情報としてあらかじめ設定されている蓄電池電圧閾値と比較する（ステップＳ３１）。算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間の蓄電池電圧差が、蓄電池電圧閾値を上回っている場合は（ステップＳ３１のＮＯ）、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）両者の蓄電池電圧には、まだ開きがあるものと看做して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）それぞれが接続されている系列ｉ放電器３ｉ、系列（ｉ＋１）放電器３（ｉ＋１）を制御することなく、そのまま、負荷２に対する放電動作を継続させる。

一方、算出した隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間の蓄電池電圧差が、蓄電池電圧閾値以下に収まっている場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）両者の蓄電池電圧は略等しい状態になったものと判断して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）それぞれが接続されている系列ｉ放電器３ｉ、系列（ｉ＋１）放電器３（ｉ＋１）を、系列ｉ放電器制御線９ｉ、系列（ｉ＋１）放電器制御線９（ｉ＋１）を介して制御して、系列ｉ蓄電池ユニット４ｉ、系列（ｉ＋１）蓄電池ユニット４（ｉ＋１）それぞれから負荷２に供給する放電電流の電流値を、あらかじめ定めた放電電流値（例えば、隣り合う２系列の系列ｉ蓄電池ユニット４ｉ、系列（ｉ＋１）蓄電池ユニット４（ｉ＋１）の双方から出力することが可能な最大放電電流値）に等しい電流値に設定する（ステップＳ３２）。

しかる後、電源システムを構成する全系列の蓄電池ユニットに関して、隣り合う２系列の蓄電池ユニット間の蓄電池電圧差を算出したか否かを確認して（ステップＳ３３）、まだ、蓄電池電圧差を算出すべき隣り合う系列の蓄電池ユニットが残っている場合は（ステップＳ３３のＮＯ）、ユニットカウンタｉを‘１’更新した後（ステップＳ３４）、ステップＳ３０に戻って、次の隣り合う２系列の蓄電池ユニット間の蓄電池電圧差の算出、当該次の隣り合う２系列の蓄電池ユニット間の蓄電池電圧差と蓄電池電圧閾値との比較、比較結果の如何に基づく放電電流の変更動作を繰り返す。

一方、隣り合う全系列の蓄電池ユニットについて、蓄電池電圧差の算出動作が終了した場合には（ステップＳ３３のＹＥＳ）、蓄電池電圧の如何に応じて、複数の蓄電池ユニットの放電電流を制御する動作を終了する。

以上のような動作を行うことによって、並列接続された隣り合う２系列の蓄電池ユニット４ｉ，４（ｉ＋１）間の蓄電池電圧のばらつきを、さらには、電源システムの蓄電部を構成する全蓄電池ユニット４１，４２，…，４Ｎ間の蓄電池電圧のばらつきを、負荷２に対する放電動作中において解消させ、全系列の蓄電池ユニットを完全に放電させることが可能となる。

（実施例）
次に、前述したような本実施形態における電源システム、放電制御方法および放電制御プログラムに関して、図２のシステム構成からなる電源システムを用いた場合の実施例について、比較例として示す従来技術の場合と対比した形で詳細に説明する。

（比較例１）
まず、比較例１として、図２と同様の回路構成からなるものの、最大放電電流を制御することが可能な系列１放電器３１、系列２放電器３２の代わりに、最大放電電流を制御することができない従来型の放電器３１Ａ，３２Ａを用いている場合の放電動作について説明する。

つまり、比較例１においては、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の２系列に対して、それぞれ、最大電流値３０Ａ、降圧電圧５０．５Ｖに固定されて最大放電電流値の切り替えができない従来型の放電器３１Ａ、３２Ａを接続し、かつ、系列１蓄電池ユニット４１の最初のＳＯＣを‘１．０’、系列２蓄電池ユニット４２の最初のＳＯＣを‘０．９’として、２系列それぞれの蓄電池電圧があらかじめ定めた放電終止電圧４０．０Ｖを下回るまで放電させた。

その結果、放電時間は２３５分、放電終止時の残存容量は、系列１蓄電池ユニット４１が１１％、系列２系列２蓄電池ユニット４２が４％であった。すなわち、前記放電終止電圧４０．０Ｖに対して、最初のＳＯＣ（充電率）が相異なる２系列の蓄電池ユニット４１，４２間では、残存容量が異なった状態になり、２系列のすべての蓄電池ユニットを完全に放電させることができない。

（比較例２）
次に、比較例２として、図２と同様の回路構成からなるものの、比較例１の場合と同様、最大放電電流を制御することが可能な系列１放電器３１、系列２放電器３２の代わりに、最大放電電流を制御することができない従来型の放電器３１Ａ，３２Ａを用いている場合の放電動作について、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２との間のＳＯＣ差が、比較例１の場合よりも大きい場合の放電動作を説明する。

つまり、比較例２においても、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の２系列に対して、それぞれ、最大電流値３０Ａ、降圧電圧５０．５Ｖに固定されて最大放電電流値の切り替えができない従来型の放電器３１Ａ、３２Ａを接続し、かつ、系列１蓄電池ユニット４１の最初のＳＯＣを‘１．０’、系列２蓄電池ユニット４２の最初のＳＯＣを‘０．８’と比較例１よりもＳＯＣ（充電率）の差が大きくなった場合について、比較例１の場合と同様に、２系列それぞれの蓄電池電圧があらかじめ定めた放電終止電圧４０．０Ｖを下回るまで放電させた。

その結果、放電時間は２１４分と比較例１に比して短くなり、放電終止時の残存容量は、系列１蓄電池ユニット４１が１７％、系列２系列２蓄電池ユニット４２が３％と比較例１に比して大きくばらついた状態になった。すなわち、前記放電終止電圧４０．０Ｖに対して、最初のＳＯＣ（充電率）が比較例１よりさらに大きく異なる２系列の蓄電池ユニット４１，４２間では、残存容量がさらに大きく異なった状態になり、２系列のすべての蓄電池ユニットを完全に放電させることがさらに困難になっている。

本比較例２における放電電流の時間変化とＳＯＣの時間変化との測定結果を、それぞれ、図５と図６とに示している。すなわち、図５は、最大放電電流の切り替えができない従来型の放電器３１Ａ,３２Ａを用いた場合の２系列の蓄電池ユニット４１，４２から放電される放電電流の時間変化を示すグラフであり、図６は、最大放電電流の切り替えができない従来型の放電器３１Ａ,３２Ａを用いた場合の２系列の蓄電池ユニット４１，４２のＳＯＣの時間変化を示すグラフである。最大放電電流を一切制御することができない従来型の放電器３１Ａ、３２Ａを用いている場合、図５に示すように、２系列の蓄電池ユニット４１，４２から放電される放電電流は、それぞれのＳＯＣに応じて、互いに独立した時間変化を示し、図６に示すように、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の双方のＳＯＣの時間変化は、ほぼ平行して下降していくことになる。

したがって、放電終止電圧４０．０Ｖに達した時点では、最初のＳＯＣが‘０．８’であった系列２蓄電池ユニット４２の残存容量が３％まで低下した状態に陥っているにも関わらず、最初のＳＯＣが‘１．０’であった系列１蓄電池ユニット４１の残存容量が１７％も残った状態になっている。その結果、電源システムを構成する２系統の蓄電池ユニットつまり系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の平均残存容量は、１０％程度となり、全容量の１割が放電し切らずに、残ってしまうことになる。

次に、本発明の実施形態における効果を具体的に確認するために、図２の回路構成において、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２それぞれの放電電流の電流値を任意の値に制御することが可能な系列１放電器３１、系列２放電器３２として、そのいずれも放電最大電流の電流値を２０Ａと３０Ａとの大小２つの値の間で切り替えられるものを用いた場合を例にとって、図２の電源システムにおける放電動作について説明する。

つまり、実施例１においては、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の２系列に対して、それぞれ、最大電流値２０Ａ・３０Ａとの大小２つの値の間で切替が可能で、かつ、降圧電圧が５０．５Ｖの系列１放電器３１、系列２放電器３２を接続し、かつ、比較例２の場合と同様、系列１蓄電池ユニット４１の最初のＳＯＣを‘１．０’、系列２蓄電池ユニット４２の最初のＳＯＣを‘０．８’と、両者のＳＯＣ差が大きく開いている場合について、比較例１，２の場合と同様に、２系列それぞれの蓄電池電圧があらかじめ定めた放電終止電圧４０．０Ｖを下回るまで放電させた。

ここで、最初のＳＯＣが‘１．０’と高い方の系列１蓄電池ユニット４１の最大放電電流を大きい方の３０Ａに、また、最初のＳＯＣが‘０．８’と低い方の系列２蓄電池ユニット４２の最大放電電流を小さい方の２０Ａに設定して、負荷２に対する放電動作を行い、放電動作中に２系列の蓄電池ユニット４１，４２間のＳＯＣ差が、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す一つの情報としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値例えば‘０．００５’以下に小さくなった場合に、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況が略同じ状態になったものと看做して、制御回路９０によって、系列２放電器制御線９２を介して系列２放電器３２を制御して、最初のＳＯＣが低い方の系列２蓄電池ユニット４２の最大放電電流についても、最初のＳＯＣが高い方の系列１蓄電池ユニット４１の最大放電電流と等しい３０Ａに切り替えるようにした。

なお、２系列の蓄電池ユニット４１，４２のＳＯＣは、制御回路９０により定期的にあらかじめ定めた時間間隔例えば１０秒毎に算出している。つまり、図２に示した系列１側の４つの蓄電池電圧計測線７１１〜７１４によってそれぞれ１０秒毎に計測した結果から算出した系列１蓄電池ユニット４１の蓄電池電圧および系列１シャント抵抗電圧計測線８１によって１０秒毎に計測した系列１シャント抵抗電圧に基づいて、系列１蓄電池ユニット４１のＳＯＣを算出し、系列２側の４つの蓄電池電圧計測線７２１〜７２４によってそれぞれ１０秒毎に計測した結果から算出した系列２蓄電池ユニット４２の蓄電池電圧および系列２シャント抵抗電圧計測線８２によって１０秒毎に計測した系列２シャント抵抗電圧に基づいて、系列２蓄電池ユニット４２のＳＯＣを算出している。

本実施例１における放電電流の時間変化とＳＯＣの時間変化との測定結果を、それぞれ、図７と図８とに示している。すなわち、図７は、最大放電電流の切り替えが可能な放電器３１，３２を用いた図２に示す電源システムの場合の２系列の蓄電池ユニット４１，４２から放電される放電電流の時間変化を示すグラフであり、図８は、最大放電電流の切り替えが可能な放電器３１，３２を用いた図２に示す電源システムの場合の２系列の蓄電池ユニット４１，４２のＳＯＣの時間変化を示すグラフである。

２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況を示す情報としてＳＯＣ（充電率）を用いる場合において、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間のＳＯＣ差に応じて、最大放電電流を２０Ａと３０Ａとの大小２つの値の間で切り替えることが可能な放電器３１、３２を用いることにより、図７に示すように、２系列の蓄電池ユニット４１，４２から放電される放電電流は、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間のＳＯＣ差が、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す一つの情報としてあらかじめ設定したＳＯＣ閾値例えば‘０．０００５’を超えている場合は、最初のＳＯＣが低い方の系列２蓄電池ユニット４２からの最大放電電流を小さい方の２０Ａに抑えるとともに、最初のＳＯＣが高い方の系列１蓄電池ユニット４１からの最大放電電流を大きい方の３０Ａとして、それぞれのＳＯＣに応じて、互いに独立した時間変化で、放電動作を継続している。

しかし、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間のＳＯＣ差が、ＳＯＣ閾値例えば‘０．０００５’以下になった場合には、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況が略同じ状態になったものと看做して、系列２蓄電池ユニット４２からの最大放電電流も、系列１蓄電池ユニット４１からの最大放電電流と等しい３０Ａに切り替える。この結果、２系列の蓄電池ユニット４１，４２からの放電電流は、略同様な時間変化を示すことになり、図８に示すように、２系列の蓄電池ユニット４１，４２のＳＯＣの時間変化も、略同様な状態で下降していくことになる。

したがって、放電終止電圧４０．０Ｖに達した時点では、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の双方の残存容量は１％未満となり、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２のいずれも略完全に放電し切った状態にすることができ、また、図８に示すように、放電時間も２３２分となり、放電電流の制御が一切できない比較例２の場合に比して大幅に延伸させることができた。

次に、本発明の実施形態における蓄電池ユニットの充電状況を示す評価尺度として、実施例１に示した蓄電池ユニットのＳＯＣ（充電率）の代わりに、蓄電池ユニットの蓄電池電圧を用いた場合の放電動作について説明する。

本実施例２においても、実施例１の場合と同様、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の２系列に対して、それぞれ、最大電流値２０Ａ・３０Ａとの大小２つの値の間で切替が可能で、かつ、降圧電圧が５０．５Ｖの系列１放電器３１、系列２放電器３２を接続し、比較例１，２の場合と同様に、２系列それぞれの蓄電池電圧があらかじめ定めた放電終止電圧４０．０Ｖを下回るまで放電させた。

ここで、最初の蓄電池電圧が高い方の系列１蓄電池ユニット４１の最大放電電流を大きい方の３０Ａに、また、最初の蓄電池電圧が低い方の系列２蓄電池ユニット４２の最大放電電流を小さい方の２０Ａに設定して、負荷２に対する放電動作を行い、放電動作中に２系列の蓄電池ユニット４１，４２間の蓄電池電圧差が、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す別の情報としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値例えば‘０．０１Ｖ’以下に小さくなった場合に、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況が略同じ状態になったものと看做して、制御回路９０によって、系列２放電器制御線９２を介して系列２放電器３２を制御して、最初のＳＯＣが低い方の系列２蓄電池ユニット４２の最大放電電流についても、最初のＳＯＣが高い方の系列１蓄電池ユニット４１の最大放電電流と等しい３０Ａに切り替えるようにした。

なお、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の蓄電池電圧は、制御回路９０により定期的にあらかじめ定めた時間間隔例えば１０秒毎に算出している。つまり、図２に示した系列１側の４つの蓄電池電圧計測線７１１〜７１４によってそれぞれ１０秒毎に計測した結果から系列１蓄電池ユニット４１の蓄電池電圧を算出し、系列２側の４つの蓄電池電圧計測線７２１〜７２４によってそれぞれ１０秒毎に計測した結果から系列２蓄電池ユニット４２の蓄電池電圧を算出している。

２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況を示す別の情報として蓄電池電圧を用いる場合においても、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間の蓄電池電圧差に応じて、最大放電電流を２０Ａと３０Ａとの大小２つの値の間で切り替えることが可能な放電器３１、３２を用いることによって、実施例１の図７に示した場合と同様、２系列の蓄電池ユニット４１，４２から放電される放電電流は、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間の蓄電池電圧差が、蓄電池ユニットの充電状況閾値を示す別の情報としてあらかじめ設定した蓄電池電圧閾値例えば‘０．０１Ｖ’を超えている場合は、最初の蓄電池電圧が低い方の系列２蓄電池ユニット４２からの最大放電電流を小さい方の２０Ａに抑えるとともに、最初の蓄電池電圧が高い方の系列１蓄電池ユニット４１からの最大放電電流を大きい方の３０Ａとして、それぞれの蓄電池電圧に応じて、互いに独立した時間変化で放電動作を継続している。

しかし、２系列の蓄電池ユニット４１，４２間の蓄電池電圧差が、蓄電池電圧閾値例えば‘０．０１Ｖ’以下になった場合には、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の充電状況が略同じ状態になったものと看做して、系列２蓄電池ユニット４２からの最大放電電流も系列１蓄電池ユニット４１からの最大放電電流に等しい３０Ａに切り替える。この結果、２系列の蓄電池ユニット４１，４２からの放電電流は、略同様な時間変化を示すことになり、２系列の蓄電池ユニット４１，４２の残存容量の時間変化も、略同様な状態で下降していくことになる。

したがって、放電終止電圧４０．０Ｖに達した時点では、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２の双方の残存容量は、実施例１の場合と同様、１％未満となり、系列１蓄電池ユニット４１、系列２蓄電池ユニット４２のいずれも略完全に放電し切った状態にすることができ、また、放電時間も２３０分と、実施例１と同程度になり、放電電流の制御が一切できない比較例２の場合に比して大幅に延伸させることができた。

（実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本実施形態においては、並列接続された複数の蓄電池ユニット４１，４２，…４Ｎそれぞれの充電状況例えばＳＯＣ（充電率）あるいは蓄電池電圧に応じて、複数の蓄電池ユニット４１，４２，…４Ｎそれぞれから負荷２に供給する放電電流値を制御する仕組みを実現しているので、複数の蓄電池ユニット４１，４２，…４ＮそれぞれのＳＯＣ（充電率）や蓄電池電圧のばらつきを負荷２側への放電動作中に解消させることができ、而して、放電動作の終止時に、複数の蓄電池ユニット４１，４２，…４Ｎの残存容量にばらつきが生じることなく、複数の蓄電池ユニット４１，４２，…４Ｎのすべてを完全に放電させることが可能になる。

１…整流器、１ａ，１ｂ…整流器接続端子、２…負荷、１０…共通充電器、３１…系列１放電器、３２…系列２放電器、３Ｎ…系列Ｎ放電器、４１…系列１蓄電池ユニット、４２…系列２蓄電池ユニット、４Ｎ…系列Ｎ蓄電池ユニット、５１…系列１シャント抵抗、５２…系列２シャント抵抗、５Ｎ…系列Ｎシャント抵抗、６０…充電器切替スイッチ、７１…系列１蓄電池電圧計測線、７２…系列２蓄電池電圧計測線、７Ｎ…系列Ｎ蓄電池電圧計測線、８１…系列１シャント抵抗電圧計測線、８２…系列２シャント抵抗電圧計測線、８Ｎ…系列Ｎシャント抵抗電圧計測線、９０…制御回路、９１…系列１放電器制御線、９２…系列２放電器制御線、４１１…系列１用第１蓄電池モジュール、４１２…系列１用第２蓄電池モジュール、４１３…系列１用第３蓄電池モジュール、４１４…系列１用第４蓄電池モジュール、４２１…系列２用第１蓄電池モジュール、４２２…系列２用第２蓄電池モジュール、４２３…系列２用第３蓄電池モジュール、４２４…系列２用第４蓄電池モジュール、７１１…系列１用第１蓄電池電圧計測線、７１２…系列１用第２蓄電池電圧計測線、７１３…系列１用第３蓄電池電圧計測線、７１４…系列１用第４蓄電池電圧計測線、７２１…系列２用第１蓄電池電圧計測線、７２２…系列２用第２蓄電池電圧計測線、７２３…系列２用第３蓄電池電圧計測線、７２４…系列２用第４蓄電池電圧計測線。

Claims (9)

1. 複数の蓄電池セルを直列接続してなる蓄電池ユニットを、複数系列並列に接続した構成からなる蓄電部と、
   前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれから負荷に供給するそれぞれの放電電流の電流値を制御することが可能な系列毎の放電器と、
   前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況を計測した結果に基づいて、前記蓄電池ユニットに接続されている系列毎の前記放電器を制御して、当該蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を制御する制御回路と、
   を少なくとも備えた電源システムであって、
   前記制御回路は、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況に関し、それぞれ、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分を算出して、該差分があらかじめ設定している充電状況閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする電源システム。
2. 請求項１に記載の電源システムにおいて、前記制御回路が、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの蓄電池電圧を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする電源システム。
3. 請求項１に記載の電源システムにおいて、前記制御回路が、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣ（State of Charge）を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットのＳＯＣ間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする電源システム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電源システムにおいて、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分が前記充電状況閾値以下になっている場合に、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値として制御する等しい値が、当該２系列の前記蓄電池ユニット双方が出力することが可能な最大放電電流の電流値であることを特徴とする電源システム。
5. 複数の蓄電池セルを直列接続してなる蓄電池ユニットを、複数系列並列に接続し、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況を計測した結果に基づいて、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれに接続した系列毎の放電器を制御して、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれから負荷に供給する放電電流の電流値を制御する電源システムの放電制御方法であって、
   前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの充電状況に関し、それぞれ、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの充電状況間の差分を算出して、該差分があらかじめ設定している充電状況閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする放電制御方法。
6. 請求項５に記載の放電制御方法において、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれの蓄電池電圧を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの蓄電池電圧間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定している蓄電池電圧閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする放電制御方法。
7. 請求項５に記載の放電制御方法において、前記複数系列の蓄電池ユニットそれぞれのＳＯＣ（State of Charge）を、前記充電状況として計測し、互いに隣り合う２系列同士の蓄電池ユニットのＳＯＣ間の差分を算出して、該差分が前記充電状況閾値としてあらかじめ設定しているＳＯＣ閾値以下になっている場合、当該２系列の蓄電池ユニットに接続されている前記系列毎の放電器を制御して、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値を等しい値に制御することを特徴とする放電制御方法。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載の放電制御方法において、互いに隣り合う２系列の蓄電池ユニットの前記充電状況間の差分が前記充電状況閾値以下になっている場合に、当該２系列の蓄電池ユニットからの放電電流の電流値として制御する等しい値が、当該２系列の前記蓄電池ユニットの双方が出力することが可能な最大放電電流の電流値であることを特徴とする放電制御方法。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載の放電制御方法を、コンピュータによって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放電制御プログラム。

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