JP6789910B2 - 電池ユニットおよび電池ユニットの制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態の電池ユニットを含む電源システムの一構成例を説明するための図である。
複数の整流器22のそれぞれは、高電位側の主回路配線MCPと低電位側の主回路配線MCNとの間に接続している。複数の整流器22のそれぞれは、例えばMOSFETやIGBTなどのスイッチング素子を備えている。複数の整流器22は、それぞれスイッチング素子を高速に切替えることにより交流電力を直流電力に変換し、主回路配線MCP、MCNを介して負荷30へ直流電力を供給可能である。
なお、コントローラ24と電池装置BSとは、CAN(control area network)プロトコルやRS485規格などに基づくシリアル通信を行うことが可能に構成されていてもよい。コントローラ24は、電池装置BSから得られた情報に基づいて、負荷30および電池装置BSへ供給する電流を制御してもよい。また、コントローラ24は、電池装置BSから取得したデータやアラームを外部(NOC:network operations center)へ通知可能に構成されてもよい。
電池装置BSは、電源装置20の高電位側の主回路配線MCPと電気的に接続する端子Pと、低電位側の主回路配線MCNと電気的に接続する端子Nと、少なくとも1つの電池ユニットUNTと、を備えている。本実施形態の電池装置BSは複数の電池ユニットUNTを備えている。
なお、複数の電池ユニットUNTは同様の構成であるため、以下では、1つの電池ユニットUNTの構成例を説明し、他の電池ユニットUNTの構成についての説明は省略する。
本実施形態の電池ユニットUNTは、組電池BTの複数の電池セルと、電池管理回路BMUと、正極端子TPと、負極端子TNと、を備えている。電池管理回路BMUは、アドレススイッチ1と、電源スイッチ2と、表示部3と、組電池BTの検出回路と、プリチャージ制御部4と、充放電制御部5と、ヒューズFと、電流センサCSSと、制御部CTRと、を備えている。
負極端子TNは、低電位側の充放電回路を介して、電離装置BSの端子Nと電気的に接続する。
組電池BTの検出回路は、制御部CTRと通信可能に構成され、検出した電圧および温度に相当する値を周期的に制御部CTRへ出力する。
本実施形態の電池ユニットUNTを含む電源システムは、例えば、通常運転時には、商用電源から供給された電力を所定の直流電力に変換し、負荷30へ電源を供給している。このとき、組電池BTの負極端子はメイン切替器MSを介して電源装置20の主回路MCNと電気的に接続し、組電池BTの正極端子は放電制御用切替器DSおよび充電制御用切替器CSを介して主回路MCPと電気的に接続されている状態である。
電池ユニットUNTが起動すると、制御部CTRは、プリチャージ切替器PSと、放電制御用切替器DSと、充電制御用切替器CSと、を閉じた状態とし、メイン切替器MSを開いた状態として、組電池BTをプリチャージ状態とする(ステップS1)。プリチャージ状態では、組電池BTの負極端子は抵抗器Rを介して負極端子TNと電気的に接続し、組電池BTに過大な電流が流れることを回避することができる。
図5は、実施形態の電池ユニットの他の構成例を概略的に示す図である。
この例では、電池ユニットUNTは、プリチャージ制御部4および充放電制御部5に替えて、充放電プリチャージ制御部6を備えている。充放電プリチャージ制御部6は、図3に示した電池ユニットUNTのプリチャージ制御部4と充放電制御部5との機能を合わせ持つ構成である。
すなわち、電池ユニットUNTが通常運転可能となるまでの時間を短くすることができ、作業時間の短縮(つまり作業コスト削減)をはかることができる。
Claims (7)
- 複数の電池セルと、前記複数の電池セルの電圧を検出する検出回路と、を備えた組電池と、
前記複数の電池セルに流れる電流を検出する電流センサと、
前記組電池からの放電電流および前記組電池への充電電流が流れる経路の抵抗および電気的接続状態を切替え可能に構成されたプリチャージ制御部と、
前記経路の電気的接続状態を切替え可能であって、前記経路の電気的接続状態を切替え可能に構成された充放電制御部と、
前記電流センサで検出された電流と、前記検出回路で検出された前記複数の電池セルの電圧と、外部電圧と、を取得し、前記プリチャージ制御部、および、前記充放電制御部の動作を制御可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、起動時に、前記経路の抵抗を大きくして前記組電池の充電および放電が可能な状態とし、前記複数の電池セルの電圧と前記外部電圧とを比較し、前記複数の電池セルの電圧が前記外部電圧よりも小さいときに、前記充放電制御部により前記組電池への充電電流を遮断し、前記プリチャージ制御部により前記経路の抵抗を小さくし、前記外部電圧を下げるように外部に要求し、前記外部電圧が低下したと判断したときに、前記充放電制御部により前記組電池の充電を可能とする、電池ユニット。 - 前記プリチャージ制御部は、前記組電池からの放電電流および前記組電池への充電電流が流れる前記経路の電気的接続状態を切替えるメイン切替器と、前記メイン切替器と並列に接続し、互いに直列に接続した抵抗器およびプリチャージ切替器と、を備え、
前記充放電制御部は、前記経路に設けられた充電制御用切替器と、前記組電池からの放電電流が流れる向きを順方向として前記充電制御用切替器と並列に接続した逆流防止素子と、前記経路に設けられた放電制御用切替器と、前記組電池への充電電流が流れる向きを順方向として前記放電制御用切替器と並列に接続した逆流防止素子と、を備える、請求項1記載の電池ユニット。 - 前記プリチャージ制御部は、前記充放電制御部と、前記前記充放電制御部と並列に接続し、互いに直列に接続した抵抗器およびプリチャージ切替器と、を備え、
前記充放電制御部は、前記経路に設けられた充電制御用切替器と、前記組電池からの放電電流が流れる向きを順方向として前記充電制御用切替器と並列に接続した逆流防止素子と、前記経路に設けられた放電制御用切替器と、前記組電池への充電電流が流れる向きを順方向として前記放電制御用切替器と並列に接続した逆流防止素子と、前記充電制御用切替器および前記放電制御用切替器と並列に接続し、互いに直列に接続した抵抗器およびプリチャージ切替器と、を備える、請求項1記載の電池ユニット。 - 前記制御部は、起動時に、前記複数の電池セルの電圧と前記外部電圧とを比較して、前記複数の電池セルの電圧が前記外部電圧よりも大きいときに、前記充放電制御部により前記組電池の充電および放電を可能な状態とし、前記プリチャージ制御部により前記経路の抵抗を小さくする、請求項1乃至3のいずれか1項記載の電池ユニット。
- 複数の電池セルと、前記複数の電池セルの電圧を検出する検出回路と、を備えた組電池と、
前記複数の電池セルに流れる電流を検出する電流センサと、
前記組電池からの放電電流および前記組電池への充電電流が流れる経路の抵抗および電気的接続状態を切替え可能に構成されたプリチャージ制御部と、
前記経路の電気的接続状態を切替え可能であって、前記経路の電気的接続状態を切替え可能に構成された充放電制御部と、を備えた電池ユニットの制御方法であって、
起動時に、前記プリチャージ制御部により、前記経路の抵抗を大きくし、前記充放電制御部により前記組電池の充電および放電が可能な状態とし、
前記複数の電池セルの電圧と外部電圧とを比較し、
前記複数の電池セルの電圧が前記外部電圧よりも小さいときに、前記充放電制御部により前記組電池への充電電流を遮断し、前記プリチャージ制御部により前記経路の抵抗を小さくし、
前記外部電圧を下げるように外部に要求し、
前記外部電圧が低下したと判断したときに、前記充放電制御部により前記組電池の充電を可能とする、電池ユニットの制御方法。 - 前記複数の電池セルに流れる電流を検出する電流センサの検出値に基づいて、前記外部電圧が低下したか否か判断する、請求項5記載の電池ユニットの制御方法。
- 前記複数の電池セルの電圧が前記外部電圧よりも大きいときに、前記充放電制御部により前記組電池の充電および放電を可能とし、前記プリチャージ制御部により前記経路の抵抗を小さくする請求項5又は請求項6記載の電池ユニットの制御方法。
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