JP6798224B2 - 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法 - Google Patents

蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6798224B2
JP6798224B2 JP2016193617A JP2016193617A JP6798224B2 JP 6798224 B2 JP6798224 B2 JP 6798224B2 JP 2016193617 A JP2016193617 A JP 2016193617A JP 2016193617 A JP2016193617 A JP 2016193617A JP 6798224 B2 JP6798224 B2 JP 6798224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power storage
cell voltage
monitoring unit
storage device
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016193617A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018057220A (ja
Inventor
孝兼 吉岡
孝兼 吉岡
勝久 道永
勝久 道永
卓美 木村
卓美 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Priority to JP2016193617A priority Critical patent/JP6798224B2/ja
Priority to CN201710738392.5A priority patent/CN107887659B/zh
Priority to EP17188107.1A priority patent/EP3301465A1/en
Priority to US15/701,058 priority patent/US10539626B2/en
Publication of JP2018057220A publication Critical patent/JP2018057220A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6798224B2 publication Critical patent/JP6798224B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、蓄電装置に関する。
例えば、無人搬送車は、電源装置として、複数の蓄電素子を直列に接続した蓄電装置を使用している。こうした蓄電装置は、安全性を確保するため、各蓄電素子の電圧を監視して、最低セル電圧が下限値未満になった場合、異常と判定して、電流遮断器などの保護装置を作動させている。
特開２００８−３１２２８２号公報
上記構成では、異常の有無など蓄電装置の状態を、最低セル電圧に基づいて、判定している。しかしながら、蓄電素子は内部抵抗による電圧降下があることから、最低セル電圧だけで、蓄電装置の状態を判定する方法では、蓄電装置の状態を正確に判定することが出来ない場合があり、対策が求められていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、蓄電装置の状態について、判定の精度を高める。
本明細書により開示される蓄電装置は、直列に接続された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の各電圧を検出する電圧検出部と、前記複数の蓄電素子を監視する監視部と、を備え、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣと、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧とに基づいて、前記蓄電装置の状態を判定する、蓄電装置。
尚、セルとは、複数の蓄電素子からなる素子群の構成単位を意味し、１セルが１つの蓄電素子を示す。
本明細書により開示される蓄電システムは、蓄電装置を並列に複数接続した複数バンクタイプの蓄電システムであって、並列に接続された複数の前記蓄電装置と、前記複数の蓄電装置を監視する統合監視部と、を備え、前記統合監視部は、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣと、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の最低セル電圧とに基づいて、前記蓄電システムの状態を判定する、蓄電システム。
本明細書により開示される蓄電装置の状態判定方法は、前記蓄電装置は、直列に接続された複数の蓄電素子を含み、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣと、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧とに基づいて、前記蓄電装置の状態を判定する。
本明細書により開示される蓄電装置によれば、最低セル電圧のみを判定材料にして、蓄電装置の状態を判定する場合に比べて、蓄電装置の状態を精度よく判定することが出来る。また、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法も同様である。
実施形態１に適用された電源システムの電気的構成を示すブロック図 電池モジュールの構成を示すブロック図 二次電池の電圧と、下限値、判定値及び閾値との関係を示す図 二次電池の電圧−ＳＯＣの相関性を示すグラフ 異常判定フローの流れを示すフローチャート図 実施形態２に適用された異常判定フローの流れを示すフローチャート図 二次電池の電圧及びＯＣと、下限値、切換値及び閾値との関係を示す図 他の実施形態に適用された異常判定フローの流れを示すフローチャート図
初めに、本実施形態にて開示する蓄電装置の概要について説明する。
蓄電装置は、直列に接続された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の各電圧を検出する電圧検出部と、前記複数の蓄電素子を監視する監視部と、を備え、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣと、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧とに基づいて、前記蓄電装置の状態を判定する。
この構成では、複数の蓄電素子の最低セル電圧のみを判定材料にして、蓄電装置の状態を判定する場合に比べて、蓄電装置の状態を精度よく判定することが出来る。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電装置の異常の有無を判定する、ことが好ましい。
平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上で、最低セル電圧が通常よりも低下している場合、その蓄電素子は異常である可能性が高い。この構成では、蓄電装置の異常の有無を精度よく判定することが可能である。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧を、前記閾値より小さい判定値と比較し、前記最低セル電圧が前記判定値未満の場合に、前記蓄電装置は異常ありと判定する。この構成では、平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上の場合に、最低セル電圧が判定値未満になると、その蓄電装置は異常であると判定される。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記閾値と前記判定値との差は、前記蓄電素子の電圧ばらつきの許容範囲に基づいて設定されている、ことが好ましい。
この構成では、蓄電素子の電圧のバラつきが許容範囲内である場合、蓄電装置は異常と判断されないので、判定精度がより高くなる。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記判定値は、前記蓄電素子のセル電圧の下限値に対して所定のマージンを加算した値である、ことが好ましい。この構成では、最低セル電圧が下限値に到達する前に、蓄電装置の異常を判定することができる。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記複数の蓄電素子に流れる電流を遮断する電流遮断装置を備え、前記監視部は、異常ありと判定した場合、前記電流遮断装置を遮断する、ことが好ましい。この構成では、異常な蓄電装置を、電源の供給先となる相手機器から切り離すことが出来る。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電装置の放電電流を制限するか、否かを判定する、ことが好ましい。
複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満で、最低セル電圧が低下している場合、蓄電装置が異常である可能性は低く、放電電流が適正値より多く流れている可能性が高い。そのため、本構成では、放電電流を制限する必要があるか、否かを精度よく判定することができる。
本実施形態にて開示する蓄電装置の一実施態様として、前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧を、前記蓄電素子のセル電圧の下限値よりも高い切換電圧と比較し、最低セル電圧が切換電圧以下の場合に、前記蓄電装置の放電電流を制限する必要があると判定し、放電電流を制限する電流制限処理の実行を要求する通知を、電源の供給先となる相手機器に対して行う。

この構成では、最低セル電圧が切換電圧に達した時点で、電流制限処理の実行を要求して放電電流を絞ることで、各蓄電素子の電圧低下を抑えることが出来る。従って、複数の蓄電素子の最低セル電圧が下限値を下回らない状態を維持することが可能となり、蓄電装置を継続使用することが出来る。
また、上記の蓄電装置を並列に複数接続した複数バンクタイプの蓄電システムの実施態様についても、同様である。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図５によって説明する。
１．電源システムＵの電気的構成
図１は電源システムのブロック図である。電源システムＵは、例えば無人搬送車１０の電源として使用され、統合監視部２０と、複数の電池バンクＢ１〜Ｂ１０とを備えている。尚、電源システムＵが、本発明の「複数バンクタイプの蓄電システム」に相当し、電池バンクＢ１〜Ｂ１０が、本発明の「蓄電装置」に相当する。
図１に示すように、複数の電池バンクＢ１〜Ｂ１０は並列に接続されており、無人搬送車１０の駆動部（具体的にはモータ）１３に対して、共通の通電路Ｌｏを介して接続されている。尚、本例では電池バンクＢの並列接続数は「１０」である。
電池バンクＢ１〜Ｂ１０は、同一構造であり、直列に接続された複数の電池モジュール３１と、複数のモジュールセンサ３５と、電流センサ４１と、電流遮断装置４５と、個別監視部５０とを備えている。
電池モジュール３１は、図２に示すように、直列に接続された複数の二次電池（一例としてリチウムイオン二次電池）３３から構成されている。本例では、１つの電池モジュール３１を１２個の二次電池３３で構成し、更に、電池モジュール３１を直列に１５個設けていることから、１つの電池バンクＢが、１８０個の二次電池３３を直列に接続した構成になっている。尚、以下の説明において、「セル」は電池モジュール３１の構成単位を示しており、１セルは１つの二次電池３３を意味する。
モジュールセンサ３５は電池モジュール３１ごとに設けられており、電池モジュール３１を構成する各二次電池３３のセル電圧Ｖをそれぞれ検出する。また、電池モジュール３１の温度を検出する。モジュールセンサ３５は信号線によって個別監視部５０と接続されており、モジュールセンサ３５の検出する各二次電池３５のセル電圧のデータや電池モジュール３１の温度のデータは、個別監視部５０に対して出力されるようになっている。尚、モジュールセンサ３５が本発明の「電圧検出部」に相当する。
電流センサ４１は、例えば、ホールセンサである。電流センサ４１は、電池モジュール３１の通電路Ｌｍに設けられており、電池モジュール３１に流れる電流を検出する。電流センサ４１は信号線を通じて個別監視部５０に接続されており、電流センサ４１にて検出した電流のデータは、個別監視部５０に対して出力されるようになっている。
電流遮断装置４５は、例えば、配線用遮断器（Molded Case Circuit Breaker）であり、電池モジュール３１の通電路Ｌｍに設けられている。電流遮断装置４５は、個別監視部５０から指令に応答して、電池モジュール３１の通電路Ｌｍを開放し、電流を遮断する。尚、電流遮断装置４５を作動させて電流を遮断することを、以下、トリップと言う。
個別監視部５０は、中央処理装置であるＣＰＵ（図略）と、各種情報を記憶するためのメモリ（図略）とを含む。個別監視部５０は、モジュールセンサ３５、電流センサ４１から取り込まれるデータに基づいて、電池バンクＢの状態を監視する。尚、個別監視部５０の監視項目は下記の通りである。
＜個別監視部５０の監視項目＞
（１）各二次電池３３のセル電圧Ｖ
（２）複数の電池モジュール３１の総電圧Ｖｂ
（３）各電池モジュール３１の温度Ｔ
（４）電池バンクＢの電流Ｉｂ
（５）電流遮断装置４５の動作状況（トリップの有無）
統合監視部２０は、信号線を介して各電池バンクＢ１〜Ｂ１０の個別監視部５０と接続されており、各電池バンクＢ１〜Ｂ１０の個別監視部５０から各電池バンクＢの状態に関するデータ、すなわち、上記した（１）〜（５）のデータが取り込まれるようになっている。
統合監視部２０は、各電池バンクＢ１〜Ｂ１０の個別監視部５０から入力される（１）〜（５）のデータに基づいて、各電池バンクＢ１〜Ｂ１０の状態を監視する。また、統合監視部２０は、無人搬送車１０の制御部１５と接続されており、無人搬送車１０の制御部１５と通信可能となっている。
２．電池バンクＢの異常判定
電池バンクＢを構成する二次電池３３の一部に、内部短絡や電圧ばらつきが許容範囲を逸脱する等の異常がある場合、電源システムＵの安全性を確保するため、その電池バンクＢは、電源システムＵから切り離す必要がある。
内部短絡を起こした二次電池３３や電圧ばらつきが許容範囲を逸脱した二次電池３３は、電圧が低下することから、電池バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉを使用限界の下限値Ｘ１と比較して、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１よりも低下した場合に、その二次電池３３は「異常」と判定して、異常と判定された二次電池３３を含む電池バンクＢを、電源システムＵから切り離すことが考えられる。
ところが、二次電池３３は、内部抵抗による電圧降下（以下、ドロップ）がある。そのため、実際にはセルそのものが異常でなくても、放電時に、内部抵抗によるドロップにより、電池バンクＢを構成する二次電池３３のセル電圧Ｖが全体的に低下し、一部の二次電池３３のセル電圧が下限値Ｘ１を下回ることがある。
そこで、本実施形態では、電池バンクＢの異常の有無を、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖと、稼働バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉと、に基づいて判定する。
具体的には、全稼働バンクＢの二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上（図５のＳ２０：ＹＥＳ）であり、かつ、全稼働バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが閾値Ｘ３よりも小さい判定値Ｘ２未満（図５のＳ３０）である場合、統合監視部１５は、稼働バンクＢは異常ありと判定する（図５のＳ４０）。すなわち稼働バンクＢを構成する一部の二次電池３３に異常があると判定する。尚、稼働バンクとは、電流遮断装置４５がトリップしておらず、負荷である無人搬送車１０に対して電力供給が可能な電池バンクＢを意味する。
ここで、図３に示すように、判定値Ｘ２は、二次電池３１の電圧の下限値（放電側の使用限界値）Ｘ１に対して、所定のマージン（余裕）αを加算した値である。本例では、下限値Ｘ１は２．６５[Ｖ]であり、マージンを０．１０[Ｖ]としていることから、判定値Ｘ２は２．７５[Ｖ]である。また、閾値Ｘ３は一例として３．３２５[Ｖ]であり、判定値Ｘ２に対して、二次電池３３の電圧の許容ばらつきβを加算した数値に設定されている。
尚、本例では、電圧ばらつきの許容範囲βを、二次電池３３の初期容量のばらつきの許容範囲に基づいて算出している。すなわち、二次電池３３の初期容量[Ａｈ]を所定数、実測して、初期容量の分布を予め算出し、その３σを初期容量のばらつきの許容範囲とする。図３に示す曲線Ｇは、初期容量のばらつきを示しており、「σ」は標準偏差である。３σは一例であり、使用する蓄電素子（二次電池３３）の製造ばらつきなどにより異なる。使用する蓄電素子の容量ばらつきの許容範囲により、適切な電圧ばらつき許容範囲は決定される。
そして、初期容量のばらつきを、ＳＯＣ（State of charge：充電状態）に換算して、二次電池３３のＳＯＣのばらつきの許容範囲Ｙ（一例として５％）を求める。さらに、ＳＯＣと電圧の相関性（図４に示す曲線Ｌ２）を利用して換算することで、電圧ばらつきの許容範囲βを算出することができる。本例では、ＳＯＣのばらつきの許容範囲は５％、電圧ばらつきの許容範囲βは０．５７５Ｖである。
尚、図４にて実線で示す曲線Ｌ１は、二次電池３３の開放電圧とＳＯＣの相関性を示し、破線で示す曲線Ｌ２は、所定レートで放電している時の、二次電池３３のセル電圧ＶとＳＯＣの相関特性を示している。
閾値Ｘ３を判定値Ｘ２に対して電圧ばらつきの許容範囲βを加えた数値にすることで、稼働バンクＢに、許容範囲βを逸脱して電圧が低下した二次電池３３が含まれていない場合、図３の（ａ）に示すように、稼働バンクＢの全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖは閾値Ｘ３より高ければ、最低セル電圧Ｖｍｉは判定値Ｘ２よりも高くなる。そのため、稼働バンクＢは正常、すなわち異常な二次電池３３を含んでいない、と判定することができる。
一方、稼働バンクＢに許容範囲βを逸脱して電圧が低下した二次電池３３や、内部短絡を起こした二次電池３３が含まれている場合、図３の（ｄ）に示すように、全稼働バンクＢの二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖは閾値Ｘ３よりも高くても、最低セル電圧Ｖｍｉは判定値Ｘ２よりも低くなる結果、稼働バンクＢは異常あり、すなわち異常な二次電池３３を含んでいると、判定される。
また、図３の（ｂ）、（ｃ）に示すように、稼働バンクＢの全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３を下回った場合、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２より低いかどうかに関わらず、稼働バンクＢの異常の有無を判定しない。
従って、内部抵抗によるドロップにより、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３のセル電圧Ｖが全体的に低下した場合は、異常判定を行わないことから、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３のセル電圧Ｖが、全体的に低下して、一部の二次電池３３が判定値Ｘ２に到達した場合に、それを誤って異常と判定することがない。よって、稼働バンクＢの異常判定精度を高めることが可能となる。
また、本実施形態では、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが、閾値Ｘ３未満であり（図５のＳ２０：ＮＯ）、かつ、稼働バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（図５のＳ９０：ＹＥＳ）、統合監視部２０から無人搬送車１０の制御部１５に対して電源システムＵの電流を絞る電流制限処理の実行を要求する通知を行う（図５のＳ１００）。
具体的には、統合監視部２０から制御部１５に駆動部１３の減速を求める通知を行う。そして、通知を受けると、制御部１５が駆動部１３を減速させるため、電源システムＵから駆動部１５に流れる放電電流Ｉｂが下がる。
このようにすることで、内部抵抗によるドロップにより、電池バンクＢを構成する二次電池３３の電圧が全体的に低下して、一部の二次電池３３が判定値Ｘ２に到達すると、放電電流Ｉｂが絞られ、各二次電池３３の内部抵抗によるドロップが小さくなることから、二次電池３３の最低電圧Ｖｍｉが、判定値Ｘ２、ひいては下限値Ｘ１を下回ることを抑制できる。尚、判定値Ｘ２が本発明の「切換電圧」の一例である。
３．異常判定フロー
図５は、電源システムＵの異常判定フローの流れを示すフローチャート図であり、電源システムＵの起動後に実行開始される。システム起動後、各電池バンクＢ１〜Ｂ１０では、モジュールセンサ３５にて、電池モジュール３１を構成する各二次電池３３のセル電圧Ｖを検出する処理と、電池モジュール３１の温度Ｔを検出する処理が一定周期で定期的に行われる。また、電流センサ４１にて、電池モジュール３１に流れる電流Ｉｂを検出する処理が一定周期で定期的に行われる。
そして、個別監視部５０は、モジュールセンサ３５、電流センサ４１から取り込まれるデータに基づいて、上記した（１）〜（４）のデータ、すなわち各電池モジュール３１を構成する各二次電池３３のセル電圧Ｖ、電池バンクＢの総電圧Ｖｂ、各電池モジュール３１の温度Ｔ、電池バンクＢの電流Ｉｂを監視する。
尚、（１）〜（４）のデータ、及び（５）の電流遮断装置４５の動作状況のデータは、各電池バンクＢ１〜Ｂ１０の個別監視部５０から統合監視部２０へ定期的に送信するようになっており、統合監視部２０側でも、（１）〜（５）のデータを保持している。
統合監視部２０は、稼働バンクＢを構成する各二次電池３３のセル電圧Ｖのデータに基づいて、全稼働バンクＢの二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖを算出する。例えば、稼働バンクがＢ１〜Ｂ９の９バンクである場合、これらＢ１〜Ｂ９の９バンクを構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが算出される。そして、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の平均セル電圧Ｖａｖを閾値Ｘ３と比較する処理を行う（Ｓ２０）。
稼働バンクＢ１〜Ｂ９の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上の場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３を対象に、電圧が最も低い最低セル電圧Ｖｍｉを算出する。
そして、統合監視部２０は、算出した最低セル電圧Ｖｍｉを、判定値Ｘ２と比較する処理を行う（Ｓ３０）。最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２以上の場合（Ｓ３０：ＮＯ）、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９は正常、すなわち、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する各二次電池３３は異常なしと判定する。この場合、処理の流れとしては、Ｓ１０に戻る。
一方、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９に異常ありと判定する（Ｓ４０）。すなわち、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の一部に異常な二次電池３３が含まれていると判定する。そして、統合監視部２０は該当する稼働バンクＢに異常を通知する。尚、該当する稼働バンクＢとは、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２を下回った二次電池３３を含む稼働バンク（ここでは稼働バンクＢ１）である。
その後、該当する稼働バンクＢ１の個別監視部５０は、最低セル電圧Ｖｍｉを下限値Ｘ１と比較する処理を行う（Ｓ５０）。
そして、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１よりも大きい期間は、最低セル電圧Ｖｍｉを監視する状態が続き、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１未満になると（Ｓ５０：ＹＥＳ）、個別監視部５０は、電流遮断装置４５に指令を与えて、電流遮断装置４５をトリップさせる処理を実行する（Ｓ６０）。
これにより、異常な二次電池３３が存在する稼働バンクＢ１は、電源システムＵから切り離されることになる。そして、稼働バンクＢ１の切り離し以降は、正常判定されている、稼働バンクＢ２〜Ｂ９だけで、無人搬送車１０に対する電力の供給が継続される。
統合監視部２０は、現在の稼働バンク数Ｎは足りているか、常に判定処理を行っている（Ｓ７０）。具体的には、現在の稼働バンク数Ｎが「無人搬送車１０の駆動に必要な最低バンク数」より多い場合、稼働バンク数は足りていると判定する。例えば、現在の稼働バンク数Ｎが「９」、駆動に必要な最低バンク数が「７」の場合、稼働バンク数Ｎは最低バンク数よりも２バンク分多いことから、稼働バンク数Ｎは足りていると判定される。
稼働バンク数Ｎが足りていると判定されると（Ｓ７０：ＹＥＳ）、処理の流れとしては、Ｓ１０に戻る。
このように、稼働バンク数Ｂが最低バンク数より多い場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）は、一部の二次電池３３に異常が発生すると、その二次電池３３を含む稼働バンクＢ２〜Ｂ９は、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１に到達した時点で、電源システムＵから順に切り離されることになる。尚、稼働バンクＢの切り離しは、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満になった段階で直ちに行うことも可能である。
また、稼働バンク数が最低バンク数以下の場合（Ｓ７０：ＮＯ）は、稼働バンクＢをそれ以上切り離すと、稼働バンク数が最低バンク数を下回ることになり、無人搬送車１０に対する電源供給を維持できなくなる。
従って、この場合、統合監視部２０は、放電継続不能と判定し、無人搬送車１０の制御部１５に対して放電停止の実行を要求する通知、すなわち駆動部１３の停止を求める通知を行う（Ｓ８０）。
次に、全稼働バンクＢの平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より小さい場合（Ｓ２０：ＮＯ）について説明を行う。尚、稼働バンクＢはＢ１〜Ｂ９の９バンクであるものとする。
全稼働バンクＢ１〜Ｂ９の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３よりも小さい場合、統合監視部は、Ｓ３０と同様に、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３を対象に、電圧の最も低い最低セル電圧Ｖｍｉを算出する。そして、統合監視部２０は、算出した最低セル電圧Ｖｍｉを、判定値Ｘ２と比較する処理を行う（Ｓ９０）。
最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２以上の場合（Ｓ９０：ＮＯ）、処理の流れとしては、Ｓ１０に戻る。
一方、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の放電電流を制限する必要があると判断し、無人搬送車１０の制御部１５に対して電流制限処理の実行を要求する通知を行う。具体的には、駆動部１３の減速を求める通知を行う（Ｓ１００）。
これにより、制御部１５が駆動部１３を減速させるから、稼働バンクＢ１〜Ｂ９から駆動部１５に流れる放電電流Ｉｂが下がる。よって、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する各二次電池３３は、内部抵抗によるドロップ（電圧降下）が小さくなる。そのため、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２よりも低下すること、すなわち使用限界の下限値Ｘ１に到達することを抑制できる。よって、電流遮断装置４５のトリップを抑制しつつ、稼働バンクＢ１〜Ｂ９による無人搬送車１０への電源供給を継続できる。
４．効果説明
本実施形態の電源システムＵによれば、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の異常の有無を、「二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖ」と「二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉ」の２つの判定材料を基に判定している。そのため、「最低セル電圧Ｖｍｉ」だけを判定材料として、判定を行う場合に比べて、判定精度が高くなる。
具体的には、統合監視部２０は、稼働バンクＢの構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上である場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）に、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉに基づいて、稼働バンクＢの異常の有無を判定する。
平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上で、最低セル電圧Ｖｍｉが通常よりも低下している場合、その稼働バンクＢは異常な二次電池３３を含んでいる可能性が高い。従って、稼働バンクＢの異常の有無を精度よく判定することが可能である。
また、本実施形態の電源システムＵでは、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満である場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、稼働バンクＢは異常であると判定する。判定値Ｘ２は、二次電池３３の下限値Ｘ１に対して所定のマージンを加算した値であることから、本構成では、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１に達する前に、稼働バンクＢに異常が有ることを判定することができる。
また、本実施形態の電源システムＵによれば、稼働バンクＢ１〜Ｂ９について、電流制限が必要か否かを、「二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖ」と「二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉ」の２つの判定材料を基に判定している。そのため、「最低セル電圧Ｖｍｉ」だけを判定材料として、判定を行う場合に比べて、判定精度が高くなる。
具体的には、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より小さい場合（Ｓ２０：ＮＯ）に、稼働バンクＢを構成する全二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉに基づいて、電流制限の必要があるか否かを判断する。
平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３未満で、最低セル電圧Ｖｍｉが低下している場合（Ｓ２０：ＮＯ）、稼働バンクＢが異常である可能性が低く、放電電流が適正値よりも多く流れている可能性が高い。そのため、本構成では、放電電流を制限する必要があるか、精度よく判定することができる。
そして、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合、統合監視部２０は、電流制限の必要があると判断し、無人搬送車１０の制御部１５に対して、駆動部１３の減速を求める通知を行う。これにより、制御部１５が駆動部１３を減速させるから、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する各二次電池３３は、内部抵抗によるドロップ（電圧降下）が小さくなる。そのため、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２よりも低下すること、すなわち使用限界の下限値Ｘ１に到達することを抑制できる。よって、電流遮断装置４５のトリップを抑制しつつ、稼働バンクＢ１〜Ｂ９による無人搬送車１０への電源供給を継続できる。
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図６〜図７によって説明する。
実施形態１では、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上（図５のＳ２０：ＹＥＳ）であり、かつ、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満（図５のＳ３０：ＹＥＳ）である場合、稼働バンクＢに異常があると判定した。すなわち、稼働バンクＢの一部に異常な二次電池３３が含まれていると判定した。
また、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より小さく（図５のＳ２０：ＮＯ）であり、かつ、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満（図５のＳ９０：ＹＥＳ）である場合、稼働バンクＢ１〜Ｂ９は、電流制限が必要であると判定した。
二次電池３３の電圧ＶとＳＯＣは一意の対応関係があり、ある電圧Ｖに対応するＳＯＣの値は１つのみである。
従って、二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖ以外に、二次電池３３の平均ＳＯＣを用いて、Ｓ２０と同様の判定処理を行うことが可能である。
具体的に説明すると、実施形態２では、電池バンクＢの状態監視を開始した以降（Ｓ１０以降）、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の各個別監視部５０は、電流積算法などを用いて各二次電池３３のＳＯＣを算出し、更に二次電池３３の平均ＳＯＣを算出する処理を行う。尚、平均ＳＯＣの算出は、所定サイクルで行われ、最新の値に更新される。
稼働バンクＢ１〜Ｂ９の各個別監視部５０は、統合監視部２０に対して、各二次電池３３のＳＯＣ、二次電池３３の平均ＳＯＣのデータを定期的に送信し、統合監視部２０では、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の平均ＳＯＣを算出する処理を定期的に行う。
そして、総合監視部１５は、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９の二次電池３３の平均ＳＯＣを閾値Ｘ３と比較する処理を行う（図６、Ｓ２５）。
尚、図７に示すように、判定値Ｘ２は２．７５[Ｖ]であり、それに対応するＳＯＣは０[％]である。そして、一例として、使用する蓄電素子（二次電池３３）の初期容量の許容ばらつき３σを、ＳＯＣの許容ばらつきに換算した値が約５％であることから、本例では、平均ＳＯＣの閾値Ｘ３は５[％]である。
そして、平均ＳＯＣが閾値Ｘ３である５[％]より大きい場合、統合監視部２０は、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９の二次電池３３の最低電圧Ｖｍｉを判定値Ｘ２と比較する処理を行う。
最低電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（図６、Ｓ３０：ＹＥＳ）、統合監視部２０は、稼働バンクＢ１〜Ｂ９に異常ありと判定する（図６、Ｓ４０）。すなわち、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の一部に異常な二次電池３３が含まれていると判定する。
このように、実施形態２では、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の平均ＳＯＣと、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉとに基づいて、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の異常の有無を判定する。
そのため、実施形態１と同様に、二次電池３３の最低電圧Ｖｍｉのみを判定材料として、稼働バンクＢの異常の有無を判定する場合に比べて、稼働バンクＢの異常の有無を精度よく判定することが出来る。
尚、詳細な説明は割愛するが、実施形態２の場合も、稼働バンクＢに異常があると判定された場合、該当する稼働バンクＢでは、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１に到達することを条件として、電流遮断装置４５に指令を与えて、電流遮断装置４５をトリップさせる処理を実行する。これにより、異常ありと判定された稼働バンクＢは、電源システムＵから切り離されることになる。
また、全稼働バンクＢ１〜Ｂ９の平均ＳＯＣが閾値Ｘ３より小さく（図６、Ｓ２５：ＮＯ）、かつ全稼働バンクＢ１〜Ｂ９の二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満である場合（図６、Ｓ９０：ＹＥＳ）、統合監視部２０は、無人搬送車１０の制御部１５に対して、駆動部１３の減速を求める通知を行う。
これにより、実施形態１と同様に、制御部１５が駆動部１３を減速するように制御する。そのため、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する二次電池３３の電圧が判定値Ｘ２よりも低下することを抑制することができる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１では、電源システムＵを無人搬送車１０の電源に使用した例を示したが、電源システムＵの使用用途は、無人搬送車１０に限定されるものではなく、例えば、無停電電源装置（ＵＰＳ）など、それ以外の使用用途に使用してもよい。
（２）実施形態１では、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池３３を例示したが、例えば、蓄電素子は、鉛蓄電池など他の二次電池や、キャパシタであってもよい。
（３）実施形態１では、電流遮断装置４５の一例として、配線用遮断装置（ＭＣＣＢ）を用いた例を示したが、リレーなどを用いてもよい。
（４）実施形態１では、二次電池３３の電圧ばらつきの許容範囲を、二次電池３３の初期容量のばらつきの許容範囲に基づいて算出した例を示した。これ以外にも、初期容量のばらつきの許容範囲と、劣化による容量のばらつきの許容範囲とに基づいて算出してもよいし、任意に設定した値でもよい。
（５）実施形態１では、統合監視部２０にて、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３を対象に平均セル電圧Ｖａｖを求めて、これを閾値Ｘ３と比較する処理（Ｓ２０）を行った。また、稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉを求め、それを判定値Ｘ２と比較して、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の異常の有無を判定した（Ｓ３０）。これらＳ２０、Ｓ３０の処理は稼働バンク単位で行い、稼働バンクＢ１〜Ｂ９ごとに異常の有無を判定するようにしてもよい。尚、この場合は、Ｓ２０、Ｓ３０の処理は、各稼働バンクＢ１〜Ｂ９の個別監視部５５にて行うようにすればよい。
（６）実施形態１では、判定値Ｘ２を下限値Ｘ１に対して所定のマージンαを加算した値としたが、下限値Ｘ１を判定値としてもよい。この場合、下限値Ｘ１と閾値Ｘ３との差を、二次電池３３の電圧ばらつきの許容範囲βにするとよい。
（７）実施形態１では、最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）に、電流制御処理の実行を要求する通知を行った。電流制限処理の実行を要求するか否かを決める際の、最低セル電圧Ｖｍｉの比較対象電圧（すなわち本発明の「切換電圧」）は、閾値Ｘ３より小さく、下限値Ｘ１より高い電圧であればよく、判定値Ｘ２以外の電圧であってもよい。
（８）実施形態１では、電源システムＵの一例として、１０台の電池バンクＢ１〜Ｂ１０を並列に接続した構成を例示したが、電池バンクＢの並列接続数は１０台に限定されるものではなく、それ以外の台数にしてもよい。
（９）また、電源システムＵは、必ずしも、複数台の電池バンクＢから構成されている必要はなく、スタンドアロンタイプ、すなわち、電源システムＵを単一の電池バンクＢから構成するものであってもよい。この場合、図８に示すように、単一の電池バンクＢを構成する二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上であり（Ｓ２０：ＹＥＳ）、かつ単一の電池バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、電池バンクＢは異常な二次電池３３を含んでいると、電池バンクＢの監視部５０にて判定される（Ｓ４０）。
そして、異常ありと判定された場合（Ｓ４０）、最低セル電圧Ｖｍｉを判定する処理が実行され（Ｓ５０）、最低セル電圧Ｖｍｉが下限値Ｘ１を下回った時点で、監視部５０にて、電流遮断装置４５をトリップする処理が実行される（Ｓ６０）。
また、単一の電池バンクＢを構成する二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より小さく（Ｓ２０：ＮＯ）、かつ単一の電池バンクＢを構成する二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉが判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、電池バンクＢは電流制限の必要があると判断され、監視部２０から無人搬送車１０の制御部１５に対して電流制限処理の実行を要求する通知が行われる。尚、電源システムＵを単一の電池バンクＢにより構成する場合、稼働バンク数を判定する処理（図５に示すＳ７０）や、放電停止の実行を要求する処理（図５に示すＳ８０）は廃止できる。
また、実施形態１では、全稼働バンクの平均セル電圧もしくは平均ＳＯＣと、最低セル電圧Ｖｍｉによる判定を統合監視部２０で実施し、統合監視部２０から電流制限処理や放電停止の実行を要求する通知を出しているが、統合監視部２０から外部に出力された上記パラメータを元に制御部１５で同様の処理を実施するものであってもよい。この場合も、電流遮断装置によるトリップは、個別監視部により実施される。
また、実施形態１では、電源システムＵについて、「稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖ」と「稼働バンクＢ１〜Ｂ９を構成する全二次電池３３の最低セル電圧Ｖｍｉ」とに基づいて、（ａ）、（ｂ）の２つの判定を行った。
本技術は、「二次電池３３の平均セル電圧（又は平均ＳＯＣ）」と「二次電池２２の最低セル電圧」とに基づいて、電源システムＵの状態を判定するものであれば、広く適用することが可能であり、（ａ）や（ｂ）とは異なる別の状態を、判定するものであってもよい。また、電源システムＵを、単一の電池バンクＢからなるスタンドアロンタイプとした場合も、同様である。
（ａ）電源システムＵの状態に関する判定の一例として、稼働バンクＢ１〜Ｂ９の異常有無を判定
（ｂ）電源システムＵの状態に関する判定の一例として、稼働バンクＢ１〜Ｂ９について電流制限処理を行う必要があるか否かを判定
また、実施形態１では、図５のＳ２０にて、全稼働バンクＢの二次電池３３の平均セル電圧Ｖａｖと閾値Ｘ３とを比較し、平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以上の場合、ＹＥＳと判断してＳ３０の処理に進み、平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より小さい場合、ＮＯと判断してＳ９０の処理に進んだ。すなわち、上記例では、平均セル電圧Ｖａｖと閾値Ｘ３が等しい場合を、Ｓ３０側の処理に進むようにしたが、Ｓ９０側の処理に進むようにしても、効果としてはほぼ同じである。従って、平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３より大きい場合、ＹＥＳと判断してＳ３０の処理に進み、平均セル電圧Ｖａｖが閾値Ｘ３以下の場合、ＮＯと判断してＳ９０の処理に進むようにしてもよい。また、Ｓ３０、Ｓ５０、Ｓ９０の処理についても、同様である。
１０...無人搬送車
１３...駆動部
１５...制御部
２０...統合監視部（本発明の「監視部」の一例）
３１...電池モジュール
３３...二次電池（本発明の「蓄電素子」の一例）
３５...モジュールセンサ（本発明の「電圧検出部」の一例）
４１...電流センサ
４５...電流遮断装置
５０...個別監視部
Ｂ１〜Ｂ１０...電池バンク（本発明の「蓄電装置」の一例）
Ｕ...電源システム（本発明の「複数バンクタイプの蓄電システム」の一例）

Claims (11)

  1. 蓄電装置であって、
    直列に接続された複数の蓄電素子と、
    前記複数の蓄電素子の各電圧を検出する電圧検出部と、
    前記複数の蓄電素子を監視する監視部と、を備え、
    前記監視部は、
    前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電装置の放電電流を制限するか、否かを判定する、蓄電装置。
  2. 請求項１に記載の蓄電装置であって、
    前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電装置の異常の有無を判定する、蓄電装置。
  3. 請求項２に記載の蓄電装置であって、
    前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値以上の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧を、前記閾値より小さい判定値と比較し、
    前記最低セル電圧が前記判定値未満の場合に、前記蓄電装置は異常ありと判定する、蓄電装置。
  4. 請求項３に記載の蓄電装置であって、
    前記閾値と前記判定値との差は、前記蓄電素子の電圧ばらつきの許容範囲に基づいて設定されている、蓄電装置。
  5. 請求項３又は請求項４に記載の蓄電装置であって、
    前記判定値は、前記蓄電素子のセル電圧の下限値に対して所定のマージンを加算した値である、蓄電装置。
  6. 請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    前記複数の蓄電素子に流れる電流を遮断する電流遮断装置を備え、
    前記監視部は、
    異常ありと判定した場合、前記電流遮断装置を遮断する、蓄電装置。
  7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    前記監視部は、前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧を、前記蓄電素子のセル電圧の下限値よりも高い切換電圧と比較し、
    最低セル電圧が切換電圧以下の場合に、前記蓄電装置の放電電流を制限する必要があると判定し、放電電流を制限する電流制限処理の実行を要求する通知を、電源の供給先となる相手機器に対して行う、蓄電装置。
  8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の蓄電装置を並列に複数接続した複数バンクタイプの蓄電システムであって、
    並列に接続された複数の前記蓄電装置と、
    前記複数の蓄電装置を監視する統合監視部と、を備え、
    前記統合監視部は、
    前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣと、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の最低セル電圧とに基づいて、前記蓄電システムの状態を判定する、蓄電システム。
  9. 請求項８に記載の蓄電システムであって、
    前記蓄電システムを構成する複数の前記蓄電装置は、
    前記複数の蓄電素子に流れる電流を遮断する電流遮断装置を備え、
    前記統合監視部は、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均セル電圧が閾値以上の場合、又は前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均ＳＯＣが閾値以上の場合、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、複数の前記蓄電装置について異常の有無を判定し、前記統合監視部が異常ありと判定した場合、
    異常判定原因となった蓄電素子を含む蓄電装置は、前記電流遮断装置を遮断し、他の蓄電装置からの切り離しを行う、蓄電システム。
  10. 請求項８又は請求項９に記載の蓄電システムであって、
    前記統合監視部は、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均セル電圧が閾値未満の場合、又は前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記蓄電システムを構成する前記蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電システムの放電電流を制限するか、否か判定し、
    前記統合監視部は、前記蓄電システムの放電電流を制限する必要があると判定した場合、放電電流を制限する電流制限処理の実行を要求する通知を、電源の供給先となる相手機器に対して行う、蓄電システム。
  11. 蓄電装置の状態判定方法であって、
    前記蓄電装置は、直列に接続された複数の蓄電素子を含み、
    前記複数の蓄電素子の平均セル電圧又は平均ＳＯＣが閾値未満の場合、前記複数の蓄電素子の最低セル電圧に基づいて、前記蓄電装置の放電電流を制限するか、否かを判定する、蓄電装置の状態判定方法。
JP2016193617A 2016-09-30 2016-09-30 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法 Active JP6798224B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016193617A JP6798224B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法
CN201710738392.5A CN107887659B (zh) 2016-09-30 2017-08-24 蓄电装置、蓄电系统、蓄电装置的状态判定方法
EP17188107.1A EP3301465A1 (en) 2016-09-30 2017-08-28 Energy storage apparatus, energy storage system, and method of determining state of energy storage apparatus
US15/701,058 US10539626B2 (en) 2016-09-30 2017-09-11 Energy storage apparatus, energy storage system, and method of determining state of energy storage apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016193617A JP6798224B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018057220A JP2018057220A (ja) 2018-04-05
JP6798224B2 true JP6798224B2 (ja) 2020-12-09

Family

ID=59745217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016193617A Active JP6798224B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10539626B2 (ja)
EP (1) EP3301465A1 (ja)
JP (1) JP6798224B2 (ja)
CN (1) CN107887659B (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11411409B2 (en) * 2017-04-28 2022-08-09 Gs Yuasa International Ltd. Management apparatus, energy storage apparatus, and energy storage system
JP7275490B2 (ja) * 2018-07-31 2023-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 容量推定システム、容量推定方法、及び通信デバイス
WO2019239706A1 (ja) * 2018-06-14 2019-12-19 株式会社Ｇｓユアサ 通信デバイス、情報処理システム、情報処理方法及びコンピュータプログラム
JP6822443B2 (ja) * 2018-06-14 2021-01-27 株式会社Ｇｓユアサ 通信デバイス、情報処理システム、情報処理方法及びコンピュータプログラム
US11733304B2 (en) 2018-06-27 2023-08-22 Nec Corporation Determination apparatus
US11035904B2 (en) * 2018-07-23 2021-06-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery control apparatus and method for detecting internal short of battery
JP7000298B2 (ja) * 2018-11-16 2022-01-19 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法
CN110120558B (zh) * 2019-03-07 2021-10-29 上海电气集团股份有限公司 一种锂离子电池的主动均衡控制方法及控制系统
EP3800723A1 (en) * 2019-10-02 2021-04-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Battery module and aircraft with a battery module
US11225170B2 (en) * 2019-11-22 2022-01-18 Ford Global Technologies, Llc Balancing cells of a traction battery using statistical analysis
JP7404049B2 (ja) 2019-12-05 2023-12-25 東芝インフラシステムズ株式会社 蓄電池制御装置、方法及びプログラム
JP7184028B2 (ja) 2019-12-19 2022-12-06 トヨタ自動車株式会社 電力制御システム、電動車両および電力制御方法
KR20240022458A (ko) * 2021-04-15 2024-02-20 씨피에스 테크놀로지 홀딩스 엘엘씨 지능형 납산 배터리 시스템 및 그 작동 방법
US20230104095A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-06 Nanya Technology Corporation Testing device and method for testing devices under test
CN114725966B (zh) * 2022-03-30 2022-12-27 西安奇点能源股份有限公司 分布式储能系统及分布式储能控制方法

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123225A (ja) 1996-10-21 1998-05-15 Fuji Elelctrochem Co Ltd 並列電池の放電装置及び充放電装置
JP3398304B2 (ja) 1997-07-31 2003-04-21 東芝電池株式会社 二次電池の電圧測定回路およびこれを用いた保護回路
JPH1169798A (ja) 1997-08-21 1999-03-09 Hitachi Ltd 並列運転電源の冷却
JP3855497B2 (ja) 1998-10-22 2006-12-13 株式会社デンソー 組電池の充放電状態判定方法及び装置
JP2000253569A (ja) 1999-03-04 2000-09-14 Nec Corp 電源制御方法とその装置
TW535308B (en) * 2000-05-23 2003-06-01 Canon Kk Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said
JP3624800B2 (ja) * 2000-06-28 2005-03-02 日産自動車株式会社 組電池の容量調整方法
KR100387491B1 (ko) * 2000-12-28 2003-06-18 현대자동차주식회사 전기 자동차의 배터리 고장 진단방법
JP3649135B2 (ja) * 2001-02-20 2005-05-18 日産自動車株式会社 組電池の異常検出装置
JP2002334726A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Nissan Motor Co Ltd 組電池の異常セル検出装置および異常セル検出方法
JP4092904B2 (ja) * 2001-11-09 2008-05-28 トヨタ自動車株式会社 組電池の状態判定装置
JP4019815B2 (ja) 2002-06-26 2007-12-12 日産自動車株式会社 組電池の異常診断装置および方法
JP4543714B2 (ja) * 2004-03-23 2010-09-15 日産自動車株式会社 組電池の容量調整装置および容量調整方法
JP4311363B2 (ja) 2005-03-17 2009-08-12 トヨタ自動車株式会社 蓄電システムおよび蓄電システムの異常処理方法
CN101075667A (zh) * 2006-05-16 2007-11-21 有量科技股份有限公司 锂电池保护装置及其方法
JP5248764B2 (ja) * 2006-11-02 2013-07-31 パナソニック株式会社 蓄電素子の異常検出装置、蓄電素子の異常検出方法及びその異常検出プログラム
JP4794504B2 (ja) 2007-06-12 2011-10-19 三洋電機株式会社 電源装置の制御方法
KR100993110B1 (ko) * 2007-07-26 2010-11-08 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 충전량 밸런싱 장치 및 방법
JP5286708B2 (ja) 2007-08-03 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 二次電池の異常検出装置および異常検出方法
JP5098775B2 (ja) 2008-04-17 2012-12-12 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の制御装置
JP4973611B2 (ja) 2008-07-04 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 蓄電体の制御装置及び車両
JP2010093876A (ja) 2008-10-03 2010-04-22 Fujitsu Ltd 電池ユニット、電池システム、電子機器、電池の充電制御方法、および電池の放電制御方法
JP2010164510A (ja) 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Motor Corp 組電池の異常検出装置
JP5310156B2 (ja) 2009-03-18 2013-10-09 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびその異常判定方法並びに車両
JP5529877B2 (ja) 2009-09-28 2014-06-25 日立ビークルエナジー株式会社 電池システム
JP5304661B2 (ja) 2010-01-12 2013-10-02 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の状態判別システムおよび状態判別方法
JP5235959B2 (ja) * 2010-09-10 2013-07-10 日立ビークルエナジー株式会社 電池コントローラ及び電圧異常検出方法
US20130187466A1 (en) * 2010-10-15 2013-07-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Power management system
KR101293635B1 (ko) * 2010-12-29 2013-08-05 주식회사 엘지화학 이차전지 셀의 퇴화 정도를 반영한 배터리 팩의 관리 장치와 방법 및 이를 구비한 배터리 팩
CN102653263B (zh) * 2011-03-03 2014-08-06 北汽福田汽车股份有限公司 电动汽车动力电池管理系统及方法
CN103444046B (zh) * 2011-03-31 2016-06-08 瑞萨电子株式会社 电压监视模块和使用其的电压监视系统
JP2012249456A (ja) 2011-05-30 2012-12-13 Sharp Corp 組電池の異常検出装置
JP2013078233A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Lithium Energy Japan:Kk 組電池の監視装置、及び該監視装置を備えた電池パック
JP5808418B2 (ja) * 2011-10-07 2015-11-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池監視装置、電池監視システム
JP5942882B2 (ja) 2013-02-15 2016-06-29 株式会社デンソー 電池システム
JP2014157075A (ja) 2013-02-15 2014-08-28 Omron Automotive Electronics Co Ltd 電池電圧検出装置、組電池管理システム
JP2015006027A (ja) 2013-06-19 2015-01-08 三菱重工業株式会社 蓄電池システム及び蓄電池システムの制御方法
JP2015065796A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 ソニー株式会社 蓄電装置、蓄電制御装置および蓄電制御方法
CN103645444A (zh) * 2013-12-23 2014-03-19 中国科学院电工研究所 基于众数原理的电池一致性在线评价方法及检测电路
JP2015163025A (ja) 2014-02-28 2015-09-07 株式会社東芝 蓄電池システム
US9616763B2 (en) * 2014-06-12 2017-04-11 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Autonomous charging management system for electric vehicles
JP2016009552A (ja) 2014-06-23 2016-01-18 株式会社東芝 電源システム
JP2016059243A (ja) 2014-09-12 2016-04-21 株式会社東芝 蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、蓄電池制御プログラム及び電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN107887659A (zh) 2018-04-06
US20180095137A1 (en) 2018-04-05
US10539626B2 (en) 2020-01-21
CN107887659B (zh) 2022-03-01
JP2018057220A (ja) 2018-04-05
EP3301465A1 (en) 2018-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6798224B2 (ja) 蓄電装置、蓄電システム、蓄電装置の状態判定方法
JP6228666B2 (ja) 電池システム
KR101696160B1 (ko) 전압 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
US10840711B2 (en) Method and system for effective battery cell balancing through duty control
KR101377321B1 (ko) 배터리셀을 선택하여 충방전 가능한 배터리팩과 휴대용전자기기, 배터리의 방전 제어방법 그리고 배터리의 충전제어방법
JP2009059504A (ja) 電池パックおよび制御方法
US9431833B2 (en) Battery systems and remaining capacity management systems for secondary battery
KR20170084608A (ko) 고장 셀 검출 장치 및 방법
US11774510B2 (en) Apparatus and method for detecting low-voltage defective battery cell
JPWO2015072510A1 (ja) 蓄電池、蓄電池の制御方法及びプログラム
US11437834B2 (en) Storage battery apparatus with current cutoff control
KR20200009203A (ko) 무정전 전원 장치의 배터리 보호 시스템 및 그 방법
JP6247460B2 (ja) 電池制御装置
JP5397985B2 (ja) 二次電池パック
WO2016143296A1 (ja) 蓄電制御システム及び充放電制御方法
JP4057193B2 (ja) 電池並列使用時の異常検出方法
KR101902308B1 (ko) 배터리 관리 시스템
US11965936B2 (en) Battery diagnosis apparatus and method
US20180083478A1 (en) Charging system
US8819470B2 (en) Switching device, a switching device control method and a switching device control program
JP7383814B2 (ja) バッテリーラックの個別放電システム及び方法
KR102343790B1 (ko) 셀프 에너지 밸런싱을 고려한 배터리 관리 시스템 및 이를 이용한 배터리 관리방법
JP6865649B2 (ja) 制御装置、電池監視システム、および電池監視方法
KR20210069916A (ko) 배터리 관리 장치 및 배터리 이중 관리 시스템
KR20210028356A (ko) 배터리 차단 장치, 배터리 장치 및 전력 차단 방지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200220

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200410

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200615

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200914

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20200914

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20200918

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20200924

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201102

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6798224

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150