JP7020593B2 - 蓄電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池モジュールに関する。

交流蓄電池から入力される交流電圧を直流電圧に変換するダイオードブリッジと、直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、スイッチング素子を含む昇圧回路と、交流蓄電池とダイオードブリッジとの間に介在し交流蓄電池とダイオードブリッジの入力とを接離するメインリレーと、メインリレーの後段に接続された突入電流防止抵抗と、突入電流防止抵抗と並列に接続された充電リレーと、を備える電力変換装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３－１７２６３２号公報

ところで、特許文献１に記載されたメインリレーおよび充電リレーが機械式リレーから構成されている場合、メインリレーおよび充電リレーに外部から振動が加わると、意図せずに閉状態となってしまう場合がある。この場合、ダイオードブリッジおよび昇圧回路へ突入電流が流れてしまい、昇圧回路に含まれるスイッチング素子が破損してしまう虞がある。これに対して、メインリレーと充電リレーとの少なくとも一方を例えば半導体リレーに置き換えることが考えられる。しかしながら、半導体リレーは機械式リレーに比べて閉状態におけるいわゆるオン抵抗が大きいため、その分、電力変換装置での電力損失が増大してしまう。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、突入電流に起因した電力変換回路の破損を抑制しつつ、電力損失を低減できる蓄電池モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る蓄電池モジュールは、
蓄電池と、
第１スイッチング素子と一対の第１端子と一対の第２端子とを有し、前記第１スイッチング素子がオンオフを交互に繰り返す動作をすることにより前記蓄電池から前記一対の第１端子へ入力される直流電圧を昇圧または降圧して前記一対の第２端子から出力するとともに、前記第１スイッチング素子が動作していない状態で、高電位側の前記第１端子から高電位側の前記第２端子へ至る電流経路が形成される電力変換回路と、
前記電力変換回路の前記一対の第２端子間に接続され、前記電力変換回路の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の第１端子の少なくとも一方との間に介在する機械式リレーと、
前記一対の第１端子と前記一対の第２端子とのうち、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が高い方に接続され、前記電力変換回路が停止している場合オフ状態で維持される第２スイッチング素子と、を備える。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記第２スイッチング素子が、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が前記一対の第１端子に比べて前記一対の第２端子のほうが高い場合、前記電力変換回路の低電位側の第２端子と前記平滑コンデンサとの間に接続され、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が前記一対の第２端子に比べて前記一対の第１端子のほうが高い場合、前記電力変換回路の低電位側の第１端子と前記蓄電池との間に接続されている、ものであってもよい。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記電力変換回路が、前記蓄電池から一対の第１端子へ入力される直流電圧を昇圧して一対の第２端子から出力する、ものであってもよい。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記電力変換回路が、一端が高電位側の前記第２端子に電気的に接続され他端が前記第１スイッチング素子の一端に接続されたインダクタと、一端が前記インダクタの前記他端および前記第１スイッチング素子の前記一端とに接続された第３スイッチング素子と、を更に有し、
前記第１スイッチング素子が、他端が前記電力変換回路の低電位側の前記第１端子および低電位側の前記第２端子に接続され、
前記平滑コンデンサが、一端が前記電力変換回路の高電位側の前記第２端子に接続され、他端が前記第２スイッチング素子を介して前記電力変換回路の低電位側の前記第２端子に接続されている、ものであってもよい。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記第２スイッチング素子が、電圧駆動型のスイッチング素子であってもよい。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子および前記第３スイッチング素子が、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第１スイッチング素子が、ソースが前記電力変換回路の低電位側の前記第１端子および低電位側の前記第２端子に接続され、
前記第２スイッチング素子が、ソースが前記電力変換回路の低電位側の前記第２端子に接続されている、ものであってもよい。

また、本発明に係る蓄電池モジュールは、
前記機械式リレーが、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の第１端子の少なくとも一方とが直接接続された第１状態と、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の前記第１端子の少なくとも一方とが抵抗を介して接続された第２状態と、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の前記第１端子の少なくとも一方とが非接続である第３状態と、のいずれかに切り替える、ものであってもよい。

本発明によれば、電力変換回路が停止している場合、第２スイッチング素子はオフ状態で維持される。これにより、電力変換回路が停止している状態で、機械式リレーに例えば外部から衝撃が加わることにより機械式リレーが意図せずに閉状態となってしまった場合でも、蓄電池から電力変換回路へ流れる突入電流が遮断される。これにより、突入電流に起因した電力変換回路の破損が抑制される。また、第２スイッチング素子が、一対の第１端子と一対の第２端子とのうち、機械式リレーが閉状態であり且つ電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が高い方に接続されている。これにより、第１スイッチング素子の動作中において第２スイッチング素子を流れる電流を小さくすることができるので、その分、第２スイッチング素子のオン抵抗に起因した電力損失を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電池モジュールの回路図である。 比較例１に係る蓄電池モジュールの一部を示す回路図である。 実施の形態に係る蓄電池モジュールの一部を示す回路図である。 比較例２に係る蓄電池モジュールの一部を示す回路図である。 実施の形態に係る蓄電池モジュールの一部を示す回路図である。 変形例に係る蓄電池モジュールの回路図である。 変形例に係る蓄電池モジュールの回路図である。 変形例に係る蓄電池モジュールの回路図である。 変形例に係る蓄電池モジュールの回路図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る蓄電池モジュールは、蓄電池と、電力変換回路と、平滑コンデンサと、機械式リレーと、第２スイッチング素子と、を備える。電力変換回路は、第１スイッチング素子を有し、第１スイッチング素子がオンオフを交互に繰り返す動作をすることにより蓄電池から一対の第１端子へ入力される直流電圧を昇圧または降圧して一対の第２端子から出力するとともに、第１スイッチング素子が動作していない状態で、高電位側の第１端子から高電位側の第２端子へ至る電流経路が形成される。平滑コンデンサは、電力変換回路の一対の第２端子間に接続され、電力変換回路の出力電圧を平滑化する。機械式リレーは、蓄電池と電力変換回路の一対の第１端子の少なくとも一方との間に介在している。第２スイッチング素子は、一対の第１端子と一対の第２端子とのうち、機械式リレーが閉状態であり且つ電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が高い方に接続され、電力変換回路が停止している場合オフ状態で維持される。ここで、本実施の形態に係る蓄電池モジュールの構成について詳細に説明する。

本実施の形態に係る蓄電池モジュールは、図１に示すように、蓄電池ＢＡＴと、電力変換回路２と、平滑コンデンサＣ１と、インバータ３と、制御回路４と、を備える。また、蓄電池モジュールは、２つのリレーＲＬ１、ＲＬ２と、リレーＲＬ１に並列に接続された限流用の抵抗Ｒ１と、スイッチング素子Ｑ３と、を備える。蓄電池ＢＡＴは、例えば鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ等である。インバータ３は、電力変換回路２から出力される直流電圧を交流電圧へ変換して出力する。インバータ３は、例えばスイッチング素子とインダクタとを組み合わせて構成されたフルブリッジ型の双方向インバータである。

電力変換回路２は、ＤＣ－ＤＣコンバータであり、蓄電池ＢＡＴから一対の第１端子ｔｅｉｈ、ｔｅｉｇへ入力される直流電圧を昇圧して一対の第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇから出力するチョッパ回路である。高電位側の第１端子ｔｅｉｈは、リレーＲＬ１に接続され、低電位側の第１端子ｔｅｉｇは、蓄電池ＢＡＴの低電位側の第２端子に接続されている。また、一対の第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇは、インバータ３の一対の第１端子に接続されている。この電力変換回路２は、インダクタＬ１と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、を有する。スイッチング素子Ｑ１は、例えばｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ソースが第１端子ｔｅｉｇおよび第２端子ｔｅｏｇに接続された第１スイッチング素子である。インダクタＬ１は、一端が第１端子ｔｅｉｈに接続され、他端がスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、例えばｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ソースがインダクタＬ１の他端およびスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続された第３スイッチング素子である。

電力変換回路２は、制御回路４から入力される制御信号により、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にオンオフを交互に繰り返す動作をさせることで電力変換動作を行い、蓄電池ＢＡＴを放電する放電モードまたは蓄電池ＢＡＴを充電する充電モードで動作する。また、電力変換回路２は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が動作していない状態で、第１端子ｔｅｉｈからインダクタＬ１およびスイッチング素子Ｑ２のボディダイオードを経て第２端子ｔｅｏｈへ至る電流経路が形成される。なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２がスイッチング動作していないときは、電力変換回路２は停止している状態である。

平滑コンデンサＣ１は、電力変換回路２の一対の第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇ間に接続され、電力変換回路２の出力電圧を平滑化する。平滑コンデンサＣ１は、一端が電力変換回路２の高電位側の第２端子ｔｅｏｈに接続され、他端がスイッチング素子Ｑ３を介して電力変換回路２の低電位側の第２端子ｔｅｏｇに接続されている。平滑コンデンサＣ１は、例えば電解コンデンサである。

リレーＲＬ１、ＲＬ２は、例えばノーマリーオープン型の電磁リレーのような機械式リレーであり、蓄電池ＢＡＴの高電位側の第２端子と電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈとの間に介在している。リレーＲＬ１、ＲＬ２は、互いに直列に接続されている。抵抗Ｒ１は、蓄電池ＢＡＴから電力変換回路２への突入電流の発生を抑制するためのものである。電力変換回路２が、起動直後である時は、リレーＲＬ２が閉状態となり、リレーＲＬ１が開状態となる。この場合、蓄電池ＢＡＴからの出力電流を電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈ、ｔｅｉｇへ比較的高インピーダンスで供給する電路が形成される。その後、平滑コンデンサＣ１が充電されたことで、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がある程度上昇し、突入電流が流れなくなると、リレーＲＬ１、ＲＬ２が共に閉状態となる。この場合、電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈ、ｔｅｉｇからの出力電流を蓄電池ＢＡＴへ比較的低インピーダンスで供給する電路が形成される。また、制御回路４が停止しておりリレーＲＬ１、ＲＬ２に制御信号が入力されていない状態では、リレーＲＬ１、ＲＬ２が共に開状態となっている。これにより、蓄電池ＢＡＴが、電力変換回路２から電気的に切り離される。

スイッチング素子Ｑ３は、スイッチング素子Ｑ１が動作していない場合オフ状態で維持される第２スイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ３は、一対の第１端子ｔｅｉｈ、ｔｅｉｇと一対の第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇとのうち、リレーＲＬ１が閉状態であり且つスイッチング素子Ｑ１がオンオフを交互に繰り返す動作をしている状態で生じる電圧が高い方、即ち、第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇ側に接続されている。具体的には、スイッチング素子Ｑ３は、例えばｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ソースが電力変換回路２の低電位側の第２端子ｔｅｏｇに接続され、ドレインが平滑コンデンサＣ１に接続されている。

制御回路４は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）とメモリとを有する。制御回路４は、インバータ３を動作させるための制御信号を生成してインバータ３へ出力するとともに、電力変換回路２およびリレーＲＬ１、ＲＬ２を動作させるための制御信号を生成して電力変換回路２およびリレーＲＬ１、ＲＬ２へ出力する。制御回路４は、電力変換回路２が駆動している時に、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をスイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２のゲートへ出力する。この場合、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２は、ＰＷＭ信号に応じた周波数およびオンデューティ比でオンオフを交互に繰り返す動作をし、互いに相補的に駆動する。

次に、本実施の形態に係る蓄電池モジュールの動作について比較例１、２と比較しながら説明する。比較例１に係る蓄電池モジュールは、図２Ａに示すように、実施の形態に係る蓄電池モジュールについてスイッチング素子Ｑ３が省略された回路構成を有する。比較例に係る蓄電池モジュールは、リレーＲＬ１、ＲＬ２が共に開状態となっている場合において、外部から衝撃が加わり、リレーＲＬ１、ＲＬ２が閉状態になってしまうと、矢印ＡＲ１に示す電流経路で突入電流が流れてしまう。この場合、スイッチング素子Ｑ２が破損してしまう虞がある。これに対して、図２Ｂに示すような本実施の形態に係る蓄電池モジュールでは、リレーＲＬ１、ＲＬ２が共に開状態となっている場合、スイッチング素子Ｑ３がオフ状態で維持される。このため、リレーＲＬ１、ＲＬ２が共に開状態となっている場合において、外部から衝撃が加わり、リレーＲＬ１、ＲＬ２が閉状態になってもスイッチング素子Ｑ３がオフ状態で維持されるため、蓄電池ＢＡＴの高電位側の出力端からリレーＲＬ１、ＲＬ２、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ２、平滑コンデンサＣ１およびスイッチング素子Ｑ３を経由して蓄電池ＢＡＴの低電位側の出力端に至る電流経路がスイッチング素子Ｑ３のところで遮断される。これにより、蓄電池ＢＡＴから電力変換回路２への突入電流の発生が防止される。

また、比較例２に係る蓄電池モジュールは、図３Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ３が第１端子ｔｅｉｇに接続されている点が実施の形態に係る蓄電池モジュールと相違する。比較例２に係る蓄電池モジュールでは、電力変換回路２が駆動している時に、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間中、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギが第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇ側へ放出され、矢印ＡＲ２１に示す電流経路で電流が流れる。一方、スイッチング素子Ｑ１のオン期間中、矢印ＡＲ２２に示す電流経路で電流が流れインダクタＬ１にエネルギが蓄積される。ここで、スイッチング素子Ｑ３は、スイッチング素子Ｑ１がオン期間、オフ期間の電流経路の両方に含まれる位置に接続されているため、スイッチング素子Ｑ３を流れる平均電流が比較的大きく、その分、スイッチング素子Ｑ３での電力損失も大きい。一方、本実施の形態に係る蓄電池モジュールでは、図３Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ３は、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間の電流経路のみに含まれる位置に接続されているため、スイッチング素子Ｑ３を流れる平均電流が比較的小さく、その分、スイッチング素子Ｑ３での電力損失が小さい。つまり、本実施の形態に係る蓄電池モジュールは、比較例２に係る蓄電池モジュールに比べて、スイッチング素子Ｑ３での電力損失が小さいという利点がある。スイッチング素子Ｑ３が、オン抵抗が比較的大きい電圧駆動型の半導体スイッチである場合には特に電力損失低減効果が顕著となる。

以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電池モジュールによれば、スイッチング素子Ｑ１が動作していない場合、スイッチング素子Ｑ３がオフ状態で維持される。これにより、スイッチング素子Ｑ１が動作していない状態で、リレーＲＬ１、ＲＬ２に例えば外部から衝撃が加わることによりリレーＲＬ１、ＲＬ２が意図せずに閉状態となってしまった場合でも、蓄電池ＢＡＴから電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈから第２端子ｔｅｏｈへ至る電流経路を経て平滑コンデンサＣ１へ流れる突入電流が遮断される。これにより、突入電流に起因した電力変換回路２、特に、スイッチング素子Ｑ２の破損が抑制される。また、スイッチング素子Ｑ３が、第１端子ｔｅｉｈ、ｔｅｉｇと第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇとのうち、リレーＲＬ１が閉状態であり且つスイッチング素子Ｑ１がオンオフを交互に繰り返す動作をしている状態で生じる電圧が高い方、即ち、第２端子ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇ側に接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１の動作中において、スイッチング素子Ｑ３を流れる平均電流を小さくすることができるので、その分、スイッチング素子Ｑ３のオン抵抗に起因した電力損失を低減することができる。

例えば、本実施の形態に係る蓄電モジュールを運搬している最中に運搬中の振動によりリレーＲＬ１、ＲＬ２が同時に閉状態になったとしても、スイッチング素子Ｑ３がオフ状態で維持されるので、蓄電池ＢＡＴから電力変換回路２へ流れる突入電流が発生しない。これにより、リレーＲＬ１、ＲＬ２が同時に開状態から閉状態へ変化する際に生じるアーク放電に起因したリレーＲＬ１、ＲＬ２の接点の溶着の発生を抑制することができる。また、スイッチング素子Ｑ３が、第２端子ｔｅｏｇに接続されているので、電力変換回路２の動作中においてスイッチング素子Ｑ３を流れる平均電流を比較的小さくすることができるので、電力変換回路２の変換効率の低下を抑制できる。

また、本実施の形態に係るスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３は、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、スイッチング素子Ｑ１のソースが電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｇおよび第２端子ｔｅｏｇに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ３のソースが、電力変換回路２の第２端子ｔｅｏｇに接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ３の駆動電圧をスイッチング素子Ｑ１の駆動電圧と同様に５Ｖ程度の低電圧で駆動できる。従って、レベルシフタ、駆動電源等を別途設ける必要がなくなるので、その分、蓄電モジュールの回路構成を簡素化できる。

なお、本実施の形態におけるスイッチング素子Ｑ１は、請求の範囲に記載の第１スイッチング素子に相当し、本実施の形態におけるスイッチング素子Ｑ３は、請求の範囲に記載の第２スイッチング素子に相当する。また、本実施の形態におけるスイッチング素子Ｑ２は、請求の範囲に記載の第３スイッチング素子に相当する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図４に示すように、蓄電池モジュールが、１つのリレーＲＬ２１とリレーＲＬ２１に並列に接続された限流用の抵抗Ｒ２１と、を備えるものであってもよい。なお、図４において、実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付している。リレーＲＬ２１は、例えば電磁リレーのような機械式リレーである。ここで、電力変換回路２が起動直後である場合、リレーＲＬ２１が開状態となる。その後、平滑コンデンサＣ１が充電されたことで、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がある程度上昇し、突入電流が流れなくなると、リレーＲＬ２１が閉状態となる。本構成によれば、実施の形態に係る蓄電池モジュールに比べてリレーＲＬ２１の数を低減することができるので、回路構成の簡素化を図ることができる。また、本構成によれば、電力変換回路２が動作していない場合、スイッチング素子Ｑ３をオフ状態で維持しているので、仮にリレーＲＬ２１の接点の溶着が発生したとしても、蓄電池ＢＡＴから電力変換回路２へ流れる突入電流の発生を防止できる。

実施の形態において、例えば図５に示すように、蓄電池モジュールが、２つのリレーＲＬ３１、ＲＬ３２と、リレーＲＬ３１に直列に接続された限流用の抵抗Ｒ３１と、を備えるものであってもよい。なお、図５において、実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付している。リレーＲＬ３１、ＲＬ３２は、いずれも、例えば電磁リレーのような機械式リレーである。ここで、電力変換回路２が起動直後である場合、リレーＲＬ３１が閉状態となり、リレーＲＬ３２が開状態となる。その後、平滑コンデンサＣ１が充電されたことで、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がある程度上昇し、突入電流が流れなくなると、リレーＲＬ３１が開状態となり、リレーＲＬ３２が閉状態となる。

或いは、例えば図６に示すように、いわゆる３ステートリレーであるリレーＲＬ４１と、限流用の抵抗Ｒ４１と、を備えるものであってもよい。ここで、リレーＲＬ４１は、蓄電池ＢＡＴと電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈとが直接接続された第１状態と、蓄電池ＢＡＴと電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈとが抵抗Ｒ４１を介して接続された第２状態と、蓄電池ＢＡＴと電力変換回路２の第１端子ｔｅｉｈとが非接続である第３状態と、のいずれかに切り替える。本構成によれば、実施の形態に係る蓄電池モジュールに比べてリレーＲＬ４１の数を低減することができるので、回路構成の簡素化を図ることができる。

実施の形態では、スイッチング素子Ｑ３が、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである例について説明したが、スイッチング素子Ｑ３の種類はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであるスイッチング素子Ｑ５３が、電力変換回路２の第２端子ｔｅｏｇと平滑コンデンサＣ１との間に接続されているものであってもよい。なお、図５において、実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付している。スイッチング素子Ｑ３は、エミッタが電力変換回路２の第２端子ｔｅｏｇに接続され、コレクタが平滑コンデンサＣ１に接続されている。なお、スイッチング素子Ｑ５３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。

実施の形態では、蓄電池ＢＡＴの出力電圧を昇圧する電力変換回路２を備える蓄電モジュールの例について説明したが、これに限らず、例えば、蓄電モジュールが、第１スイッチング素子を有し、第１スイッチング素子がオンオフを交互に繰り返す動作を行うことにより、蓄電池ＢＡＴの出力電圧を降圧する電力変換回路２を備えるものであってもよい。この場合、蓄電池の高電位側の出力端に接続されたリレーが閉状態であり且つ第１スイッチング素子がオンオフを交互に繰り返す動作をしている状態で生じる電圧が一対の第２端子に比べて一対の第１端子のほうが高い場合、第２スイッチング素子が、電力変換回路の低電位側の第１端子と蓄電池との間に接続されている。

実施の形態では、スイッチング素子Ｑ３が、電力変換回路２の低電位側の第２端子ｔｅｏｇと平滑コンデンサＣ１との間に接続される例について説明したが、スイッチング素子Ｑ３の接続位置はこれに限定されない。例えば、スイッチング素子Ｑ３が、電力変換回路２の高電位側の第２端子ｔｅｏｈと平滑コンデンサＣ１との間に接続されるものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

本出願は、２０１９年６月２１日に出願された日本国特許出願特願２０１９－１１５２６０号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１９－１１５２６０号の明細書、特許請求の範囲および図面全体を参照として取り込むものとする。

本発明は、複数の蓄電池を備えるパワーコンディショナとして好適である。

２：電力変換回路、３：インバータ、４：制御回路、ＢＡＴ：蓄電池、Ｃ１：平滑コンデンサ、Ｌ１：インダクタ、Ｒ１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１：抵抗、ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ２１，ＲＬ３１，ＲＬ３２，ＲＬ４１：リレー、ｔｅｉｈ，ｔｅｉｇ：第１端子、ｔｅｏｈ、ｔｅｏｇ：第２端子、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ５３：スイッチング素子

Claims (7)

1. 蓄電池と、
   第１スイッチング素子と一対の第１端子と一対の第２端子とを有し、前記第１スイッチング素子がオンオフを交互に繰り返す動作をすることにより前記蓄電池から前記一対の第１端子へ入力される直流電圧を昇圧または降圧して前記一対の第２端子から出力するとともに、前記第１スイッチング素子が動作していない状態で、高電位側の前記第１端子から高電位側の前記第２端子へ至る電流経路が形成される電力変換回路と、
   前記電力変換回路の前記一対の第２端子間に接続され、前記電力変換回路の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の第１端子の少なくとも一方との間に介在する機械式リレーと、
   前記一対の第１端子と前記一対の第２端子とのうち、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が高い方に接続され、前記電力変換回路が停止している場合オフ状態で維持される第２スイッチング素子と、を備える、
   蓄電池モジュール。
2. 前記第２スイッチング素子は、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が前記一対の第１端子に比べて前記一対の第２端子のほうが高い場合、前記電力変換回路の低電位側の第２端子と前記平滑コンデンサとの間に接続され、前記機械式リレーが閉状態であり且つ前記電力変換回路の電力変換動作をしている状態で生じる電圧が前記一対の第２端子に比べて前記一対の第１端子のほうが高い場合、前記電力変換回路の低電位側の第１端子と前記蓄電池との間に接続されている、
   請求項１に記載の蓄電池モジュール。
3. 前記電力変換回路は、前記蓄電池から一対の第１端子へ入力される直流電圧を昇圧して一対の第２端子から出力する、
   請求項１または２に記載の蓄電池モジュール。
4. 前記電力変換回路は、一端が高電位側の前記第２端子に電気的に接続され他端が前記第１スイッチング素子の一端に接続されたインダクタと、一端が前記インダクタの前記他端および前記第１スイッチング素子の前記一端とに接続された第３スイッチング素子と、を更に有し、
   前記第１スイッチング素子は、他端が前記電力変換回路の低電位側の前記第１端子および低電位側の前記第２端子に接続され、
   前記平滑コンデンサは、一端が前記電力変換回路の高電位側の前記第２端子に接続され、他端が前記第２スイッチング素子を介して前記電力変換回路の低電位側の前記第２端子に接続されている、
   請求項３に記載の蓄電池モジュール。
5. 前記第２スイッチング素子は、電圧駆動型のスイッチング素子である、
   請求項４に記載の蓄電池モジュール。
6. 前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子および前記第３スイッチング素子は、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
   前記第１スイッチング素子は、ソースが前記電力変換回路の低電位側の前記第１端子および低電位側の前記第２端子に接続され、
   前記第２スイッチング素子は、ソースが前記電力変換回路の低電位側の前記第２端子に接続されている、
   請求項５に記載の蓄電池モジュール。
7. 前記機械式リレーは、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の第１端子の少なくとも一方とが直接接続された第１状態と、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の前記第１端子の少なくとも一方とが抵抗を介して接続された第２状態と、前記蓄電池と前記電力変換回路の前記一対の前記第１端子の少なくとも一方とが非接続である第３状態と、のいずれかに切り替える、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電池モジュール。

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