JPWO2013098923A1 - Battery system - Google Patents

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晋 山内
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Abstract

本発明に係る電池システムは、複数の蓄電池、および、前記複数の蓄電池の状態情報を取得すると共に該取得した蓄電池の状態情報を外部へ送信する第1の制御部を、筐体の内部空間に収容してなる電池モジュールと、前記第1の制御部からの前記蓄電池の状態情報を受信する第2の制御部と、を備えて構成される電池システムであって、前記電池モジュールは、前記筐体の内部空間に収容された前記複数の蓄電池および前記第1の制御部を前記筐体に対して電気的に絶縁する第1の絶縁部と、前記第1および第2の制御部間の前記状態情報の通信に用いられる通信媒体を電気的に絶縁する第2の絶縁部と、を有し、前記第1および第2の絶縁部の各々は、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をそれぞれが有するように設定される、ことを特徴とする。A battery system according to the present invention includes a plurality of storage batteries, and a first control unit that acquires state information of the plurality of storage batteries and transmits the acquired state information of the storage batteries to the outside space of the housing. A battery system comprising: a battery module housed therein; and a second control unit that receives state information of the storage battery from the first control unit, wherein the battery module includes the housing A first insulating part that electrically insulates the plurality of storage batteries and the first control unit housed in an internal space of the body from the housing; and the first and second control units A second insulating portion that electrically insulates a communication medium used for communication of status information, and each of the first and second insulating portions is an insulation to be guaranteed in a system scale assumed in advance. As each has performance It is a constant, characterized in that.

Description

本発明は、複数の蓄電池を直列に接続してなる電池モジュールを有する電池システムに関する。  The present invention relates to a battery system having a battery module formed by connecting a plurality of storage batteries in series.

従来の電池システムとしては、複数の蓄電池を直列に接続してなる電池モジュールを、相互に並列に複数設けてなるものなどが知られている(例えば、特許文献1参照)。  As a conventional battery system, there is known a battery system in which a plurality of battery modules formed by connecting a plurality of storage batteries in series are provided in parallel with each other (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に係る電池システムは、複数の蓄電池を直列に接続してブロックを形成し、そのブロックを複数直列に接続して直列単位を形成し、その直列単位を複数並列に接続して構成される。ブロックコントローラは、ブロックごとに設けられ、そのブロック内の蓄電池の状態を監視する。各ブロックコントローラと直列コントローラと統括コントローラとが、相互に通信可能に数珠繋ぎに接続される。直列コントローラは、直列単位に関する監視を行い、統合コントローラは、直列コントローラから取得した情報に基づいて、直列単位の並列構成に関する監視を行って、電池システム全体の状態を監視する。
特許文献1に係る電池システムによれば、電池システムの高圧化および大容量化に係る対応を、個々の蓄電池の状態を監視しながら的確に遂行することができる。
The battery system according to Patent Document 1 is configured by connecting a plurality of storage batteries in series to form a block, connecting the blocks in series to form a series unit, and connecting the series units in parallel. The The block controller is provided for each block and monitors the state of the storage battery in the block. Each block controller, serial controller, and general controller are connected in a daisy chain so that they can communicate with each other. The series controller monitors the series unit, and the integrated controller monitors the series unit parallel configuration based on the information acquired from the series controller to monitor the state of the entire battery system.
According to the battery system according to Patent Document 1, it is possible to accurately perform the countermeasures related to the high voltage and large capacity of the battery system while monitoring the state of each storage battery.

特開2010−63259号公報JP 2010-63259 A

最近時、再生可能エネルギーと呼ばれる、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーに由来する電力系統(発電・変電・送電・配電を統合したシステム)が整備されてきた。これに伴い、再生可能エネルギーを用いた電力系統の弱点である、電力供給能力の経時的な増減を補う目的で、電力貯蔵用の電池システムの開発および試験的な導入が着実に進みつつある。
こうした適用用途の拡大に伴って、電池システムでは、システム規模の拡張要請が生じた場合に、かかる拡張要請に対して柔軟に対応可能であることが求められるようになってきている。
しかしながら、特許文献1に係る電池システムでは、システム規模の拡張要請が生じた場合に、かかる拡張要請に対して柔軟に対応可能であるとはいえない。
Recently, a power system derived from natural energy such as wind power generation and solar power generation (system integrating power generation, transformation, transmission and distribution), called renewable energy, has been developed. Along with this, development and trial introduction of battery systems for power storage are steadily progressing in order to compensate for the increase and decrease in power supply capacity over time, which is a weak point of power systems using renewable energy.
Along with the expansion of such applications, battery systems are required to be able to respond flexibly to such expansion requests when a system scale expansion request is generated.
However, in the battery system according to Patent Document 1, when a request for expansion of the system scale occurs, it cannot be said that the expansion request can be flexibly handled.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、システム規模の拡張要請が生じた場合であっても、システム全体としての絶縁性能を可及的に維持しながら、かかる拡張要請に対して柔軟に対応可能な電池システムを提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above circumstances, and in response to such an expansion request while maintaining the insulation performance of the entire system as much as possible even when a system scale expansion request has occurred. It aims at providing the battery system which can respond flexibly.

本発明に係る電池システムは、複数の蓄電池、および、前記複数の蓄電池の状態情報を取得すると共に該取得した蓄電池の状態情報を外部へ送信する第1の制御部を、筐体の内部空間に収容してなる電池モジュールと、前記第1の制御部からの前記蓄電池の状態情報を受信する第2の制御部と、を備えて構成される電池システムであって、前記電池モジュールは、前記筐体の内部空間に収容された前記複数の蓄電池および前記第1の制御部を前記筐体に対して電気的に絶縁する第1の絶縁部と、前記第1および第2の制御部間の前記状態情報の通信に用いられる通信媒体を電気的に絶縁する第2の絶縁部と、を有し、前記第1および第2の絶縁部の各々は、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をそれぞれが有するように設定される、ことを最も主要な特徴とする。  A battery system according to the present invention includes a plurality of storage batteries, and a first control unit that acquires state information of the plurality of storage batteries and transmits the acquired state information of the storage batteries to the outside space of the housing. A battery system comprising: a battery module housed therein; and a second control unit that receives state information of the storage battery from the first control unit, wherein the battery module includes the housing A first insulating part that electrically insulates the plurality of storage batteries and the first control unit housed in an internal space of the body from the housing; and the first and second control units A second insulating portion that electrically insulates a communication medium used for communication of status information, and each of the first and second insulating portions is an insulation to be guaranteed in a system scale assumed in advance. As each has performance It is constant, the most important feature that.

本発明に係る電池システムによれば、システム規模の拡張要請が生じた場合であっても、システム全体としての絶縁性能を可及的に維持しながら、かかる拡張要請に対して柔軟に対応することができる。  According to the battery system of the present invention, even when a request for expansion of the system scale occurs, it is possible to flexibly respond to the expansion request while maintaining the insulation performance of the entire system as much as possible. Can do.

本発明に係る電池システムが適用される電力システムの概要を表すブロック図である。It is a block diagram showing the outline | summary of the electric power system with which the battery system which concerns on this invention is applied. 本発明の第1実施形態に係る電池システムに相当する第1Aの電池パックの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the 1A battery pack equivalent to the battery system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図2Aに示す第1の電池パックの構成要素である電池モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery module which is a component of the 1st battery pack shown to FIG. 2A. 本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第1Bの電池パックの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the 1B battery pack equivalent to the battery system which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る電池システムに相当する第2Aの電池パックの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the 2A battery pack equivalent to the battery system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第2Bの電池パックの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the 2B battery pack equivalent to the battery system which concerns on the modification of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る電池システムに相当する第3の電池パックの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the 3rd battery pack corresponded to the battery system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3の電池パックが収納される本体筐体部の外観図である。It is an external view of the main body housing | casing part in which a 3rd battery pack is accommodated. 本発明に係る電池システムの階層構造を概念的に表すブロック図である。1 is a block diagram conceptually showing a hierarchical structure of a battery system according to the present invention.

以下、本発明の第1〜第3実施形態に係る電池システムについて、図面を参照して説明する。  Hereinafter, battery systems according to first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[本発明に係る電池システムの概要]
はじめに、本発明の第1〜第3実施形態に係る電池システムに共通の本発明に係る電池システムの概要について説明する。
[Outline of Battery System According to the Present Invention]
First, the outline of the battery system according to the present invention common to the battery systems according to the first to third embodiments of the present invention will be described.

本発明に係る電池システムは、複数の蓄電池、および、複数の蓄電池の状態情報を取得すると共に該取得した蓄電池の状態情報を外部へ送信する第1の制御部(後記する電池セル監視部218)を、筐体の内部空間に収容してなる電池モジュールと、第1の制御部からの蓄電池の状態情報を受信する第2の制御部(後記する電池制御装置215など)と、を備えて構成されている。  The battery system according to the present invention acquires a plurality of storage batteries and state information of the plurality of storage batteries and transmits the acquired state information of the storage batteries to the outside (battery cell monitoring unit 218 described later). And a second control unit (such as a battery control device 215 to be described later) for receiving storage battery status information from the first control unit. Has been.

そして、本発明に係る電池システムは、筐体の内部空間に収容された複数の蓄電池および第1の制御部を筐体に対して電気的に絶縁する第1の絶縁部と、第1および第2の制御部間の状態情報の送受信に用いられる通信媒体を電気的に絶縁する第2の絶縁部と、を有し、第1および第2の絶縁部の各々を、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をそれぞれが有するように設定したことを最も主要な特徴とする。
なお、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能とは、あるシステム規模の電池システムを想定した場合において、同電池システムの総電圧に耐え得る絶縁性能を意味する。
The battery system according to the present invention includes a first insulating unit that electrically insulates the plurality of storage batteries and the first control unit housed in the internal space of the casing from the casing, and the first and first A second insulation unit that electrically insulates a communication medium used for transmission / reception of state information between the two control units, and each of the first and second insulation units is assumed to be a system scale assumed in advance. The most important feature is that each has the insulation performance to be guaranteed.
In addition, the insulation performance that should be guaranteed at the system scale assumed in advance means the insulation performance that can withstand the total voltage of the battery system when a battery system of a certain system scale is assumed.

ここで、“予め想定されるシステム規模”として、いかなる規模の電池システムを予め想定するのか、が問題となる。この点について、大きくふたつの考え方がある。第1は、最もニーズの高いと目される規模の電池システムを予め想定する考え方である。第2は、各国での法律などの規制に従って、規制の枠を考慮した規模の電池システムを予め想定する考え方である。  Here, as a “preliminarily assumed system scale”, what scale of battery system is assumed in advance is a problem. There are two main ways of thinking about this point. The first is an idea of presuming a battery system of the scale that is expected to have the highest needs. The second is the idea of presuming a battery system of a scale that takes into consideration the regulatory framework in accordance with regulations such as laws in each country.

第2の考え方について一例をあげると、例えば日本国の法律では、7000Vを超える直流電力は“特別高圧”、750Vを超え7000V以下の直流電力は“高圧”、750V以下の直流電力は“低圧”と区分され、それぞれの枠に応じて規制の程度が異なっている。具体的には、“低圧”の枠は、“特別高圧”または“高圧”と比べて規制の程度が緩い。そこで、例えば、“低圧”の枠に相当する750Vの直流電力を、“予め想定されるシステム規模”として設定する。このように、規制の枠を考慮した規模の電池システムを予め想定すれば、各国毎の規制事情を考慮した好ましいシステム規模の想定を行うことができる。  For example, in the Japanese law, DC power exceeding 7000 V is “special high voltage”, DC power exceeding 750 V and below 7000 V is “high voltage”, and DC power below 750 V is “low voltage”. The degree of regulation differs according to each frame. Specifically, the “low pressure” frame is less restrictive than “extra high pressure” or “high pressure”. Therefore, for example, 750 V DC power corresponding to the “low voltage” frame is set as “previously assumed system scale”. Thus, if a battery system having a scale that takes into account the regulatory framework is assumed in advance, a preferable system scale that takes into account the regulatory circumstances of each country can be assumed.

本発明に係る電池システムによれば、第1および第2の絶縁部の各々を、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をそれぞれが有するように設定したため、システム規模の拡張要請が生じた場合であっても、システム全体としての絶縁性能を可及的に維持しながら、かかる拡張要請に対して柔軟に対応することができる。  According to the battery system of the present invention, since each of the first and second insulating portions is set to have an insulation performance that should be guaranteed in a system scale that is assumed in advance, a request for expansion of the system scale arises. Even in this case, it is possible to flexibly respond to such an expansion request while maintaining the insulation performance of the entire system as much as possible.

さて、風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーに由来する電力系統では、自然環境に及ぼす負荷が少ないという利点がある反面、その発電能力が自然環境に左右される。具体的には、風力や太陽光の強さは時々刻々と変化するため、電力系統に周波数変動や電圧変動などの悪影響を及ぼすことが懸念される。  The power system derived from natural energy such as wind power generation or solar power generation has an advantage that the load on the natural environment is small, but the power generation capacity depends on the natural environment. Specifically, since the strength of wind power and sunlight changes every moment, there is a concern that the power system may be adversely affected by frequency fluctuations, voltage fluctuations, and the like.

こうした懸念を除くアプローチのひとつとして、自然エネルギー発電装置に電池システムを併設し、電力系統の周波数変動や電圧変動の抑制を図る電力システムが提案された。図1は、本発明に係る電池システム201が適用される電力システム101の概要を表すブロック図である。  As one approach to eliminate such concerns, a power system has been proposed in which a battery system is added to a natural energy generator to suppress frequency fluctuations and voltage fluctuations in the power system. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a power system 101 to which a battery system 201 according to the present invention is applied.

電力システム101は、図1に示すように、電力系統102と、発電装置103と、インバータ104と、本発明に係る電池システム201とを備えて構成される。
なお、本発明に係る電池システム201とは、後記する第1〜第3実施形態に係る電池システムを包括する概念である。
As shown in FIG. 1, the power system 101 includes a power system 102, a power generation device 103, an inverter 104, and a battery system 201 according to the present invention.
The battery system 201 according to the present invention is a concept that encompasses battery systems according to first to third embodiments to be described later.

発電装置103は、例えば、自然エネルギーに由来して発電した電力を電力系統102に供給する機能を有する。発電装置103と電力系統102とを接続する電線105には、連結点Aおよびインバータ104をそれぞれ介して、本発明に係る電池システム201が接続されている。  For example, the power generation apparatus 103 has a function of supplying power generated from natural energy to the power system 102. A battery system 201 according to the present invention is connected to an electric wire 105 connecting the power generation apparatus 103 and the power system 102 via a connection point A and an inverter 104, respectively.

インバータ104は、発電装置103で発電された電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を電池システム201へ送る機能と、電池システム201に蓄えられた直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統102へ送る機能とを有する。負荷への送電は、交流の電力系統102を介して行われる。  The inverter 104 converts the power generated by the power generation apparatus 103 into DC power, sends the converted DC power to the battery system 201, and converts the DC power stored in the battery system 201 into AC power for conversion. A function of sending AC power to the power system 102. Power transmission to the load is performed via the AC power system 102.

発電装置103として自然エネルギー発電装置103を採用した場合、その出力は、天候や季節などの自然環境の変化に係る影響を受けて変動する。この出力変動は、電力系統102の周波数変動や電圧変動を招き、電力系統102の電力品質を低下させる要因となる。  When the natural energy power generation device 103 is employed as the power generation device 103, the output fluctuates under the influence of changes in the natural environment such as weather and seasons. This output fluctuation causes a frequency fluctuation and a voltage fluctuation of the power system 102 and becomes a factor of degrading the power quality of the power system 102.

この点、本発明に係る電池システム201は、電力系統102の周波数や電圧の変動が所定の範囲に収まるように機能する。すなわち、電池システム201は、電力系統102に過剰な電力が供給された場合はその過剰電力を電池システム201に充電する一方、電力が不足する場合は電池システム201に蓄えられた電力を放電する、いわゆるバッファ機能を有する。これにより、本発明に係る電池システム201は、電力系統102の周波数変動や電圧変動を抑制することができる。  In this regard, the battery system 201 according to the present invention functions so that the frequency and voltage fluctuations of the power system 102 fall within a predetermined range. That is, when excessive power is supplied to the power system 102, the battery system 201 charges the battery system 201 with the excess power, while when the power is insufficient, the battery system 201 discharges the power stored in the battery system 201. It has a so-called buffer function. Thereby, the battery system 201 according to the present invention can suppress the frequency fluctuation and voltage fluctuation of the power system 102.

[本発明の第1実施形態に係る電池システム(第1Aの電池パック203−1A)]
次に、本発明の第1実施形態に係る電池システムについて、図2Aおよび図2Bを参照して説明する。図2Aは、本発明の第1実施形態に係る電池システムに相当する第1Aの電池パック203−1Aの回路構成図である。図2Bは、図2Aに示す第1Aの電池パック203−1Aの構成要素である電池モジュール213−1の分解斜視図である。
なお、図2Bに示す電池モジュール213−1は、後記する第2〜第3実施形態に係る電池システムにおいても共通に用いられる。
[Battery System according to First Embodiment of the Present Invention (1A Battery Pack 203-1A)]
Next, the battery system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a circuit configuration diagram of a 1A battery pack 203-1A corresponding to the battery system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2B is an exploded perspective view of the battery module 213-1 which is a component of the 1A battery pack 203-1A shown in FIG. 2A.
Note that the battery module 213-1 shown in FIG. 2B is also used in common in the battery systems according to second to third embodiments to be described later.

第1Aの電池パック203−1Aは、図2Aに示すように、正極端子Tpに接続される正極母線Lp、および、負極端子Tnに接続される負極母線Lnの間に設けられる。正極端子Tpは、電力系統102の正極母線(不図示)に対し、遮断器や断続器などを介して間接的に接続される。同様に、負極端子Tnも、電力系統102の負極母線(不図示)対し、遮断器や断続器などを介して間接的に接続される。  As shown in FIG. 2A, the 1A battery pack 203-1A is provided between a positive electrode bus Lp connected to the positive electrode terminal Tp and a negative electrode bus Ln connected to the negative electrode terminal Tn. The positive terminal Tp is indirectly connected to a positive bus (not shown) of the power system 102 via a circuit breaker, an interrupter, or the like. Similarly, the negative terminal Tn is also indirectly connected to a negative bus (not shown) of the power system 102 via a circuit breaker, an interrupter, or the like.

第1Aの電池パック203−1Aは、切替スイッチ211と、複数の電池モジュール213−1,213−2,・・・213−n(ただし、nは任意の自然数、以下同じ)をそれぞれが含む複数の電池モジュール群213と、電池制御装置(BCU)215とを備えて構成されている。要するに、第1Aの電池パック203−1Aは、複数の電池モジュール群213を、正極母線Lpおよび負極母線Lnの間に並列(直列および並列の組み合わせでよい)に接続して構成されている。
なお、電池モジュール群213とは、複数の電池モジュール213−1,213−2,・・・213−nを総称する概念であり、明細書の説明に用いているが、図示はしていない。
The first-A battery pack 203-1A includes a changeover switch 211 and a plurality of battery modules 213-1, 213-2,... 213-n (where n is an arbitrary natural number, the same applies hereinafter). Battery module group 213 and a battery control unit (BCU) 215. In short, the 1A battery pack 203-1A is configured by connecting a plurality of battery module groups 213 in parallel (which may be a combination of series and parallel) between the positive electrode bus Lp and the negative electrode bus Ln.
In addition, the battery module group 213 is a concept that collectively refers to a plurality of battery modules 213-1, 213-2,... 213-n, and is used in the description of the specification, but is not illustrated.

なお、以下において、複数の電池モジュール213−1,213−2,・・・213−nのそれぞれは、その基本構成が共通である。そこで、ひとつの電池モジュール213−1の構成を代表して説明することにより、その他の電池モジュール213−2,・・・213−nの構成説明に代えることとする。  In the following description, each of the plurality of battery modules 213-1, 213-2,... 213-n has a common basic configuration. Therefore, by describing the configuration of one battery module 213-1 as a representative, the configuration of the other battery modules 213-2,.

切替スイッチ211は、第1Aの電池パック203−1Aと電力系統102との間の電気的な接続関係を、接続または遮断のいずれかに切り替える機能を有する。  The changeover switch 211 has a function of switching the electrical connection relationship between the 1A battery pack 203-1A and the power system 102 to either connection or disconnection.

電池モジュール213−1は、許容容量を超える異常電流の流通により溶断して回路を開くヒューズ214、複数の電池セルを直列に接続してなる電池セル群217、および、電池セル監視部(CCU)218のそれぞれを、個別筐体219(図2Aおよび図2B参照)の内部空間に収容してなる。個別筐体219は、本発明の“筐体”に相当する。  The battery module 213-1 includes a fuse 214 that is blown by a flow of abnormal current exceeding an allowable capacity to open a circuit, a battery cell group 217 formed by connecting a plurality of battery cells in series, and a battery cell monitoring unit (CCU). Each of 218 is accommodated in an internal space of an individual casing 219 (see FIGS. 2A and 2B). The individual casing 219 corresponds to the “casing” of the present invention.

電池セル群217は、電力系統102からインバータ104を介して供給される直流電力を一時的に充電する一方、電池セル群217に蓄えた直流電力を必要に応じて放電する機能を有する。電池セル群217は、本発明の“複数の蓄電池”に相当する構成要素である。  The battery cell group 217 has a function of temporarily charging DC power supplied from the power system 102 via the inverter 104, and discharging DC power stored in the battery cell group 217 as necessary. The battery cell group 217 is a component corresponding to “a plurality of storage batteries” of the present invention.

電池セル監視部(CCU)218は、電池セル群217を構成する個々の電池セルの端子間電圧、温度、電流を計測し、個々の電池セル毎の充電状態(SOC;State Of Charge:以下、SOCと省略する場合がある。)や、電池セル群217の稼動状態に係る情報を取得する機能を有する。また、電池セル監視部218は、個々の電池セル毎の端子間電圧に基づいて、過充電または過放電の診断を行なう機能を有する。電池セル監視部218は、本発明の“第1の制御部”に相当する構成要素である。  The battery cell monitoring unit (CCU) 218 measures the inter-terminal voltage, temperature, and current of each battery cell constituting the battery cell group 217, and the state of charge (SOC) of each battery cell is as follows. It may be abbreviated as “SOC”) and has a function of acquiring information related to the operating state of the battery cell group 217. Further, the battery cell monitoring unit 218 has a function of diagnosing overcharge or overdischarge based on the inter-terminal voltage for each battery cell. The battery cell monitoring unit 218 is a component corresponding to the “first control unit” of the present invention.

電池セル監視部218は、例えばフォトカプラからなる絶縁通信素子216を備えている。電池モジュール213−1の電池セル監視部218が備える絶縁通信素子216は、通信線などの通信媒体Lcom1を介して、他の電池モジュールの電池セル監視部218が備える絶縁通信素子216、および、電池制御装置(BCU)215に接続されている。通信媒体Lcom1としては、双方向の情報通信を実現するバス形式を採用する。これにより、電池セル監視部218は、個々の電池セルに関する充電状態や稼働状態に係る情報(本発明の“蓄電池の状態情報”に相当する。)を含む各種の情報を、他の電池モジュール、または、電池制御装置(BCU)215との間で通信することができる。  The battery cell monitoring unit 218 includes an insulating communication element 216 made of, for example, a photocoupler. The insulated communication element 216 provided in the battery cell monitoring unit 218 of the battery module 213-1 includes the insulated communication element 216 provided in the battery cell monitoring unit 218 of another battery module, and the battery via the communication medium Lcom1 such as a communication line. It is connected to a control unit (BCU) 215. As the communication medium Lcom1, a bus format that realizes bidirectional information communication is adopted. Thereby, the battery cell monitoring unit 218 sends various types of information including information on the state of charge and the operation state of each battery cell (corresponding to “state information of storage battery” of the present invention) to other battery modules, Alternatively, communication can be performed with the battery control unit (BCU) 215.

ここで、重要な点は、ある電池モジュールと、その他の電池モジュール、または、電池制御装置(BCU)215との間の通信媒体Lcom1を介する通信は、絶縁通信素子216(本発明の“第2の絶縁部”に相当する。)を通して行うことによって、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能(システム全体としての絶縁性能)をもって、つまり、個々の部材としては過剰な品質をもって、強固に絶縁されている点である。  Here, the important point is that the communication via the communication medium Lcom1 between a certain battery module and another battery module or the battery control unit (BCU) 215 is performed by the isolated communication element 216 (“second” of the present invention). The insulation performance of the system that is assumed in advance (insulation performance of the entire system), that is, with an excessive quality as an individual member, It is an insulated point.

電池制御装置215は、電池モジュール群213との間で通信媒体Lcom1を介して情報通信を行うことにより、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュール毎の充電状態や稼動状態に係る情報(個々の電池セル毎の充電状態や稼動状態に係る情報を含む)を取得する機能を有する。また、電池制御装置215は、図2Aに示すように、後記する上位の管理装置との間で通信媒体Lcom2を介して情報通信を行うことにより、電池システム全体の充電状態や稼動状態に係る情報を取得する機能を有する。電池制御装置215は、本発明の“第2の制御部”に相当する構成要素である。  The battery control device 215 performs information communication with the battery module group 213 via the communication medium Lcom1 to thereby provide information on the charging state and the operating state of each battery module belonging to the battery module group 213 (individual information). It has a function of acquiring information on a charging state and an operating state for each battery cell. Further, as shown in FIG. 2A, the battery control device 215 performs information communication with a higher-level management device, which will be described later, via the communication medium Lcom2, thereby providing information on the charging state and operating state of the entire battery system. It has the function to acquire. The battery control device 215 is a component corresponding to the “second control unit” of the present invention.

次に、電池モジュール213−1の機構について説明する。電池モジュール213−1は、図2Bに示すように、個別筐体219(図2A参照)の一部を構成する金属製の容器221および蓋部222を有している。容器221は、一方の面が開放された矩形の箱状に形成されている。蓋部222は、略平板状に形成されている。容器221の開放面を蓋部222で覆うことにより、個別筐体219の内部空間を略密閉状態にすることができるようになっている。  Next, the mechanism of the battery module 213-1 will be described. As shown in FIG. 2B, the battery module 213-1 includes a metal container 221 and a lid portion 222 that constitute a part of the individual casing 219 (see FIG. 2A). The container 221 is formed in a rectangular box shape with one surface open. The lid part 222 is formed in a substantially flat plate shape. By covering the open surface of the container 221 with the lid 222, the internal space of the individual casing 219 can be made substantially sealed.

容器221の正面側には、正面側から視て略T字形状の正面パネル223が設けられている。容器221の背面側には、背面側から視て略T字形状の背面パネル224が設けられている。容器221の上面側には、上面側から視て略矩形状の上部パネル225が設けられている。  A front panel 223 having a substantially T-shape as viewed from the front side is provided on the front side of the container 221. On the back side of the container 221, a substantially T-shaped back panel 224 is provided as viewed from the back side. A substantially rectangular upper panel 225 is provided on the upper surface side of the container 221 when viewed from the upper surface side.

個別筐体219の内部空間は、容器221および蓋部222で囲まれた空間と、容器221の上面側と上部パネル225とで囲まれた空間とからなる。  The internal space of the individual casing 219 includes a space surrounded by the container 221 and the lid portion 222 and a space surrounded by the upper surface side of the container 221 and the upper panel 225.

前者の容器221および蓋部222で囲まれた空間には、電池セル群217、および、絶縁シート227a,227bが収容されている。電池セル群217は、その周囲を、絶縁シート227a,227bで覆われている。また、絶縁シート227a,227bの外側は、容器221および蓋部222の組み合わせによって覆われている。絶縁シート227a,227bは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、または、ポリイミドなどの電気的な絶縁性を有する樹脂製のフィルム材からなるものを好適に用いることができる。絶縁シート227a,227bは、電池セル群217を、個別筐体219から電気的に絶縁する機能を有する。  A battery cell group 217 and insulating sheets 227a and 227b are accommodated in the space surrounded by the former container 221 and the lid 222. The periphery of the battery cell group 217 is covered with insulating sheets 227a and 227b. Further, the outer sides of the insulating sheets 227a and 227b are covered with a combination of the container 221 and the lid 222. As the insulating sheets 227a and 227b, for example, a film made of a resin film material having electrical insulation such as polyethylene terephthalate or polyimide can be suitably used. The insulating sheets 227a and 227b have a function of electrically insulating the battery cell group 217 from the individual casing 219.

一方、後者の容器221の上面側と上部パネル225とで囲まれた空間には、回路基板上に搭載された電池セル監視部218、および、絶縁シート227cが収容されている。絶縁シート227cは、前記と同様に、例えば、ポリエチレンテレフタレート、または、ポリイミドなどの電気的な絶縁性を有する樹脂製のフィルム材からなるものを好適に用いることができる。絶縁シート227cは、容器221の上面側と、電池セル監視部218との間に介在するように設けられる。これにより、電池セル群217と電池セル監視部218、および、個別筐体219とその内部空間との間の、電気的な絶縁性能を強化するようにしている。
なお、以下の説明において、電気的な絶縁機能に着目して“絶縁シート”の用語を用いるときは、“絶縁シート227”と総称することとする。
On the other hand, in the space surrounded by the upper surface side of the latter container 221 and the upper panel 225, the battery cell monitoring unit 218 mounted on the circuit board and the insulating sheet 227c are accommodated. As the insulating sheet 227c, for example, a film made of a resin film material having electrical insulating properties such as polyethylene terephthalate or polyimide can be preferably used. The insulating sheet 227 c is provided so as to be interposed between the upper surface side of the container 221 and the battery cell monitoring unit 218. Thereby, the electrical insulation performance between the battery cell group 217, the battery cell monitoring unit 218, and the individual casing 219 and the internal space is enhanced.
In the following description, when the term “insulating sheet” is used focusing on the electrical insulating function, it is collectively referred to as “insulating sheet 227”.

ここで、重要な点は、個別筐体219は、内部空間に存する電池セル群217に対して、絶縁シート227および空間的距離(空間距離または沿面距離の両者を含む)の離隔の組み合わせ(本発明の“第1の絶縁部”に相当する。)によって、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能(システム全体としての絶縁性能)をもって、つまり、個々の部材としては過剰な品質をもって、強固に絶縁されている点である。
なお、空間距離(Clearance)とは、一対の導電性部材間の、空間を通る最短距離を意味する。また、沿面距離(Creepage Distance)とは、一対の導電性部材間の、絶縁体の表面に沿った最短距離を意味する。
Here, the important point is that the individual casing 219 is a combination of the insulating sheet 227 and a spatial distance (including both a spatial distance and a creepage distance) with respect to the battery cell group 217 existing in the internal space (this book). (Corresponding to the “first insulating portion” of the invention)) with an insulation performance (insulation performance as a whole system) to be guaranteed in a system scale assumed in advance, that is, with an excessive quality as an individual member, It is a point that is strongly insulated.
The clearance (Clearance) means the shortest distance passing through the space between the pair of conductive members. The creepage distance means the shortest distance along the surface of the insulator between the pair of conductive members.

空間距離または沿面距離の両者を含む概念である空間的距離を設定するに際しては、動作電圧または想定される過電圧の程度や、絶縁体の耐トラッキング特性などを含む、複数の要因の影響を考慮することが好ましい。所要の絶縁性能(絶縁強度)を的確に実現することが可能になるからである。  When setting the spatial distance, which is a concept that includes both spatial distance and creepage distance, consider the effects of multiple factors, including the operating voltage or expected overvoltage level and the tracking resistance characteristics of the insulator. It is preferable. This is because the required insulation performance (insulation strength) can be realized accurately.

前記のように構成された電池モジュール213−1の個別筐体219に係る基準電位と、電池制御装置(BCU)215に係る基準電位とは、図2Aで黒塗りの矢印を用いて接地端子Gを示すように、共通の電位となるように設定した。具体的には、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの個別筐体が有する接地端子Gと、電池制御装置215が有する接地端子Gとの間を、不図示のアース線を介して接続すると共に、アース線を接地した。これにより、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位と、電池制御装置215の基準電位とを、共通の接地電位に設定した。  The reference potential relating to the individual casing 219 of the battery module 213-1 configured as described above and the reference potential relating to the battery control unit (BCU) 215 are represented by a black arrow in FIG. As shown, the common potential was set. Specifically, the ground terminal G included in the individual housing of each battery module belonging to the battery module group 213 and the ground terminal G included in the battery control device 215 are connected via a ground wire (not shown). At the same time, the ground wire was grounded. Thereby, the reference potential of each battery module belonging to the battery module group 213 and the reference potential of the battery control device 215 were set to a common ground potential.

また、電池セル群217に係る基準電位(電池セル群217のうち最も低い電位)と、電池セル監視部(CCU)218に係る基準電位とを、図2Aで白抜きの矢印で示すように、共通の電位となるように設定した。  In addition, the reference potential (the lowest potential among the battery cell group 217) related to the battery cell group 217 and the reference potential related to the battery cell monitoring unit (CCU) 218 are indicated by white arrows in FIG. The common potential was set.

[本発明の第1実施形態に係る電池システム(第1Aの電池パック203−1A)の作用効果]
本発明の第1実施形態に係る電池システムに相当する第1Aの電池パック203−1Aでは、仮に、電池モジュールを増設(ただし、予め想定されるシステム規模の範囲内で)することで全体として高電圧化を図った場合であっても、個別筐体219は、内部空間に存する電池セル群217に対して、絶縁シート227および空間的な距離の離隔の組み合わせによって、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をもって、つまり、個々の部材としては余裕のある(ときには過剰ともいえる)品質をもって、強固に絶縁されている。
[Operation and Effect of Battery System (1A Battery Pack 203-1A) According to First Embodiment of the Present Invention]
In the 1A battery pack 203-1A corresponding to the battery system according to the first embodiment of the present invention, it is assumed that the battery module 203-1A is increased by adding a battery module (within a range of the system scale assumed in advance) as a whole. Even in the case where the voltage is increased, the individual casing 219 has a system scale that is assumed in advance by the combination of the insulating sheet 227 and the separation of the spatial distance with respect to the battery cell group 217 existing in the internal space. It is strongly insulated with an insulation performance that should be guaranteed, that is, with a quality that can be afforded (sometimes said to be excessive) for individual members.

また、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位と、電池制御装置215の基準電位とは、共通の接地電位に設定されている。  Further, the reference potential of each battery module belonging to the battery module group 213 and the reference potential of the battery control device 215 are set to a common ground potential.

しかも、ある電池モジュールと、その他の電池モジュール、または、電池制御装置(BCU)215との間の通信媒体Lcom1を介する通信は、絶縁通信素子216を通して通信を行うことによって、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をもって、つまり、個々の部材としては余裕のある(ときには過剰ともいえる)品質をもって、強固に絶縁されている。  Moreover, the communication via the communication medium Lcom1 between a certain battery module and other battery modules or the battery control unit (BCU) 215 performs communication through the insulated communication element 216, thereby presuming the system scale. In this case, the insulation performance is to be ensured, i.e., with sufficient (and sometimes excessive) quality for individual members.

本発明の第1実施形態に係る電池システムに相当する第1Aの電池パック203−1Aによれば、システム規模の拡張要請が生じた場合であっても、システム全体としての絶縁性能を可及的に維持しながら、かかる拡張要請に対して柔軟に対応することができる。  According to the 1A battery pack 203-1A corresponding to the battery system according to the first embodiment of the present invention, the insulation performance of the entire system is made as much as possible even when a system scale expansion request is generated. Thus, it is possible to respond flexibly to such an expansion request.

[本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システム(第1Bの電池パック203−1B)]
次に、本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システムについて、図2Cを参照して説明する。図2Cは、本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第1Bの電池パック203−1Bの回路構成図である。
[Battery System According to Modification of First Embodiment of the Present Invention (1B Battery Pack 203-1B)]
Next, a battery system according to a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2C. FIG. 2C is a circuit configuration diagram of a 1B battery pack 203-1B corresponding to the battery system according to the modification of the first embodiment of the present invention.

第1Aの電池パック203−1Aと、第1Bの電池パック203−1Bとは、通信媒体周りの構成を除き、その他の構成は共通である。そこで、前記両者の相違点について説明することで、本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システムの説明に代える。  The first A battery pack 203-1A and the first B battery pack 203-1B have the same configuration except for the configuration around the communication medium. Therefore, the difference between the two will be described to replace the description of the battery system according to the modification of the first embodiment of the present invention.

第1Aの電池パック203−1Aでは、通信媒体Lcom1として、双方向の情報通信を実現するバス形式を採用したのに対し、第1Bの電池パック203−1Bでは、通信媒体Lcom3として、いわゆるディジーチェーン方式を採用している。ディジーチェーン方式とは、相互に隣り合う通信ノード(個々の電池モジュールや電池制御装置(BCU)215)間において、情報通信を許容する通信方式である。絶縁通信素子216を通して通信を行う点は、第1Aの電池パック203−1Aと同じである。  The 1A battery pack 203-1A employs a bus format that realizes bidirectional information communication as the communication medium Lcom1, whereas the 1B battery pack 203-1B employs a so-called daisy chain as the communication medium Lcom3. The method is adopted. The daisy chain method is a communication method that allows information communication between communication nodes (individual battery modules and battery control units (BCU) 215) adjacent to each other. The point of performing communication through the insulated communication element 216 is the same as that of the 1A battery pack 203-1A.

次に、ディジーチェーン方式の作用を説明する。最も高電位側に存する電池モジュール213−1は、低電位側に隣接する電池モジュール213−2に向けて、電池モジュール213−1に関する充電状態や稼動状態に係る情報を送る。これを受けて電池モジュール213−2は、低電位側に隣接する電池モジュール(不図示)に向けて、電池モジュール213−1に関する充電状態や稼動状態に係る情報に対し、自身(電池モジュール213−2)に関する充電状態や稼動状態に係る情報を付加した2モジュール分の情報を送る。  Next, the operation of the daisy chain method will be described. The battery module 213-1 existing on the highest potential side sends information related to the charging state and the operating state relating to the battery module 213-1 toward the battery module 213-2 adjacent to the lower potential side. In response to this, the battery module 213-2 sends information (battery module 213-3) to the battery module (not shown) adjacent to the low potential side with respect to the information related to the charging state and the operating state regarding the battery module 213-1. 2) Information for two modules to which information related to the charging state and operating state is added is sent.

最も低電位側に存する電池モジュール213−nには、自身と比べて高電位側に存する電池モジュール213−1〜(n−1)に関する充電状態や稼動状態に係る情報が送信されてくる。これを受けて最も低電位側に存する電池モジュール213−nは、電池制御装置(BCU)215に向けて、電池モジュール213−1〜(n−1)に関する充電状態や稼動状態に係る情報に対し、自身(電池モジュール213−n)に関する充電状態や稼動状態に係る情報を付加したnモジュール分の情報を送る。  The battery module 213-n existing on the lowest potential side receives information related to the charging state and the operating state regarding the battery modules 213-1 to (n-1) existing on the higher potential side compared to itself. In response to this, the battery module 213-n existing on the lowest potential side is directed toward the battery control unit (BCU) 215 with respect to the information relating to the charging state and the operating state relating to the battery module 213-1- (n-1). , Information for n modules to which information related to the state of charge and the operating state relating to itself (battery module 213-n) is added is sent.

電池制御装置(BCU)215から、電池モジュール群213のいずれかに対する情報通信は、前記と逆の手順で遂行される。  Information communication from the battery control unit (BCU) 215 to any one of the battery module groups 213 is performed in the reverse procedure.

本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第1Bの電池パック203−1Bによれば、第1Aの電池パック203−1Aと同様に、システム規模の拡張要請が生じた場合であっても、システム全体としての絶縁性能を可及的に維持しながら、かかる拡張要請に対して柔軟に対応することができる。  According to the 1B battery pack 203-1B corresponding to the battery system according to the modification of the first embodiment of the present invention, as with the 1A battery pack 203-1A, a request for expansion of the system scale occurs. Even so, it is possible to flexibly respond to such an expansion request while maintaining the insulation performance of the entire system as much as possible.

[本発明の第2実施形態に係る電池システム(第2Aの電池パック203−2A)]
次に、本発明の第2実施形態に係る電池システムについて、図3Aを参照して説明する。図3Aは、本発明の第2実施形態に係る電池システムに相当する第2Aの電池パック203−2Aの回路構成図である。
[Battery System according to Second Embodiment of the Present Invention (2A Battery Pack 203-2A)]
Next, a battery system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A. FIG. 3A is a circuit configuration diagram of a 2A battery pack 203-2A corresponding to the battery system according to the second embodiment of the present invention.

第1Aの電池パック203−1Aと、第2Aの電池パック203−2Aとは、個々の電池モジュールや電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源の構成を除き、その他の構成は共通である。そこで、前記両者の相違点について説明することで、本発明の第2実施形態に係る電池システムの説明に代える。  The first A battery pack 203-1A and the second A battery pack 203-2A have the same configuration except for the configuration of the power supply source for each battery module and the battery control unit (BCU) 215. Therefore, the difference between the two will be described to replace the description of the battery system according to the second embodiment of the present invention.

第1Aの電池パック203−1Aでは、個々の電池モジュールや電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源として、特に言及していないのに対し、第2Aの電池パック203−2Aでは、個々の電池モジュールについては、それぞれに属する電池セル群217の端子間直流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するDC/DCコンバータ241を採用している。また、電池制御装置(BCU)215については、商用電源Upの交流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するAC/DCコンバータ243を採用している。  In the 1A battery pack 203-1A, the power supply source for each battery module or battery control unit (BCU) 215 is not particularly mentioned, whereas in the 2A battery pack 203-2A, individual batteries The module employs a DC / DC converter 241 that receives a DC voltage between terminals of the battery cell group 217 belonging to each module and outputs a DC voltage of an appropriate level. The battery control unit (BCU) 215 employs an AC / DC converter 243 that receives an AC voltage of the commercial power supply Up and outputs a DC voltage of an appropriate level.

また、DC/DCコンバータ241の基準電位と、電池セル群217に係る基準電位(電池セル群217のうち最も低い電位)と、電池セル監視部(CCU)218に係る基準電位とを、図3Aで白抜きの矢印で示すように、共通の電位となるように設定した。
なお、共通電位の設定方式としてアース線を用いる点は、前記と同様である。また、下記に述べる共通電位の設定方式も、アース線を用いる点は同じである。
Further, the reference potential of the DC / DC converter 241, the reference potential related to the battery cell group 217 (the lowest potential among the battery cell group 217), and the reference potential related to the battery cell monitoring unit (CCU) 218 are shown in FIG. As shown by the white arrow in FIG.
Note that the ground wire is used as the common potential setting method in the same manner as described above. The common potential setting method described below is the same in that a ground wire is used.

さらに、AC/DCコンバータ243の基準電位と、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位と、電池制御装置215の基準電位とを、図3Aで黒塗りの矢印を用いて接地端子Gを示すように、共通の接地電位に設定した。
その他の構成は、第1Aの電池パック203−1Aと同じである。
Further, the reference potential of the AC / DC converter 243, the reference potentials of the individual battery modules belonging to the battery module group 213, and the reference potential of the battery control device 215 are shown in FIG. As shown, the common ground potential was set.
Other configurations are the same as those of the 1A battery pack 203-1A.

[本発明の第2実施形態に係る電池システム(第2Aの電池パック203−2A)の作用効果]
本発明の第2実施形態に係る電池システムに相当する第2Aの電池パック203−2Aによれば、個々の電池モジュールに対する電源供給源として、それぞれに属する電池セル群217の端子間直流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するDC/DCコンバータ241を採用する一方、電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源として、商用電源Upの交流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するAC/DCコンバータ243を採用したので、本発明の第1実施形態に係る電池システムの作用効果に加えて、電源供給源の選択肢を増やすといった観点から、本電池システムの設置時における汎用性および利便性を担保することができる。
[Operation and Effect of Battery System (2A Battery Pack 203-2A) According to Second Embodiment of the Present Invention]
According to the 2A battery pack 203-2A corresponding to the battery system according to the second embodiment of the present invention, the DC voltage between terminals of the battery cell group 217 belonging to each battery module 217 is input as a power supply source for each battery module. As a power supply source for the battery control unit (BCU) 215, a DC / DC converter 241 that outputs a DC voltage of an appropriate level is used, and an AC voltage of a commercial power supply Up is used as an input to input a DC voltage of an appropriate level. Since the AC / DC converter 243 that outputs the power is adopted, in addition to the operational effects of the battery system according to the first embodiment of the present invention, from the viewpoint of increasing the options of the power supply source, And convenience can be ensured.

[本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システム(第2Bの電池パック203−2B)]
次に、本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システムについて、図3Bを参照して説明する。図3Bは、本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第2Bの電池パック203−2Bの回路構成図である。
[Battery system according to a modification of the second embodiment of the present invention (second battery pack 203-2B)]
Next, a battery system according to a modification of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3B. FIG. 3B is a circuit configuration diagram of a 2B battery pack 203-2B corresponding to the battery system according to the modification of the second embodiment of the present invention.

第2Aの電池パック203−2Aと、第2Bの電池パック203−2Bとは、電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源の構成を除き、その他の構成は共通である。そこで、前記両者の相違点について説明することで、本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システムの説明に代える。  The 2A battery pack 203-2A and the 2B battery pack 203-2B have the same configuration except for the configuration of the power supply source for the battery control unit (BCU) 215. Therefore, the difference between the two will be described to replace the description of the battery system according to the modification of the second embodiment of the present invention.

第2Aの電池パック203−2Aでは、電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源として、AC/DCコンバータ243を採用していたのに対し、第2Bの電池パック203−2Bでは、正極母線Lp、および、負極母線Lnの線間直流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するDC/DCコンバータ245を採用している。また、DC/DCコンバータ245の基準電位と、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位と、電池制御装置215の基準電位とを、図3Bで黒塗りの矢印を用いて接地端子Gを示すように、共通の接地電位に設定した。
その他の構成は、第2Aの電池パック203−2Aと同じである。
The 2A battery pack 203-2A employs the AC / DC converter 243 as a power supply source for the battery control unit (BCU) 215, whereas the 2B battery pack 203-2B employs the positive electrode bus Lp. And a DC / DC converter 245 that outputs a DC voltage of an appropriate level by using the line DC voltage of the negative electrode bus Ln as an input. Further, the reference potential of the DC / DC converter 245, the reference potentials of the individual battery modules belonging to the battery module group 213, and the reference potential of the battery control device 215 are shown in FIG. As shown, the common ground potential was set.
Other configurations are the same as those of the 2A battery pack 203-2A.

[本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システム(第2Bの電池パック203−2B)の作用効果]
本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システムに相当する第2Bの電池パック203−2Bによれば、電池制御装置(BCU)215に対する電源供給源として、正極母線Lp、および、負極母線Lnの線間直流電圧を入力として、適宜のレベルの直流電圧を出力するDC/DCコンバータ245を採用したので、本発明の第2実施形態に係る電池システムの作用効果と同様に、電源供給源の選択肢を増やすといった観点から、本電池システムの設置時における汎用性および利便性を担保することができる。
[Operation and Effect of Battery System (2B Battery Pack 203-2B) According to Modification of Second Embodiment of the Present Invention]
According to the 2B battery pack 203-2B corresponding to the battery system according to the modification of the second embodiment of the present invention, the positive electrode bus Lp and the negative electrode bus are used as power supply sources for the battery control unit (BCU) 215. Since the DC / DC converter 245 that outputs a DC voltage of an appropriate level using the Ln line DC voltage as an input is employed, the power supply source is similar to the effect of the battery system according to the second embodiment of the present invention. From the viewpoint of increasing the number of options, versatility and convenience at the time of installation of the battery system can be ensured.

[本発明の第3実施形態に係る電池システム(第3の電池パック203−3)]
次に、本発明の第3実施形態に係る電池システムについて、図4および図5を参照して説明する。図4は、本発明の第3実施形態に係る電池システムに相当する第3の電池パック203−3の回路構成図である。図5は、第3の電池パック203−3が収納される本体筐体部250の外観図である。
[Battery System (Third Battery Pack 203-3) According to Third Embodiment of the Present Invention]
Next, the battery system which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. 4 and FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a third battery pack 203-3 corresponding to the battery system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is an external view of the main body casing 250 in which the third battery pack 203-3 is accommodated.

第2Aの電池パック203−2Aと、第3の電池パック203−3とは、負荷として、ファンモータ247によって駆動される送風ファン249が設けられている点、第3の電池パック203−3が本体筐体250に丸ごと収容されている点、本体筐体250が接地電位に設定されている点を除き、その他の構成は共通である。そこで、前記両者の相違点について説明することで、本発明の第3実施形態に係る電池システムの説明に代える。  The second battery pack 203-2A and the third battery pack 203-3 are provided with a blower fan 249 driven by a fan motor 247 as a load, and the third battery pack 203-3 is Other configurations are common except that the whole body housing 250 is housed and the body housing 250 is set to the ground potential. Therefore, the difference between the two will be described to replace the description of the battery system according to the third embodiment of the present invention.

前記の第2Aの電池パック203−2Aでは、AC/DCコンバータ243に接続される負荷として、電池制御装置(BCU)215のみを採用していたのに対し、第3の電池パック203−3では、ファンモータ247によって駆動される送風ファン249を増設すると共に、ファンモータ247の基準電位を、接地電位に設定している。  In the second battery pack 203-2A, only the battery control unit (BCU) 215 is used as the load connected to the AC / DC converter 243, whereas in the third battery pack 203-3, the load is connected to the AC / DC converter 243. The fan 249 driven by the fan motor 247 is added, and the reference potential of the fan motor 247 is set to the ground potential.

また、第2Aの電池パック203−2Aでは、電池モジュール群213の収納先として、特別な構成について言及していなかったのに対し、第3の電池パック203−3では、電池モジュール群213の収納先として、図4および図5に示すように、本体筐体部250を採用している。さらに、本体筐体部250の基準電位と、AC/DCコンバータ243の基準電位と、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位と、電池制御装置215の基準電位とを、図4で黒塗りの矢印を用いて接地端子Gを示すように、共通の接地電位に設定した。
その他の構成は、第2Aの電池パック203−2Aと同じである。
Further, in the 2A battery pack 203-2A, the special configuration is not mentioned as the storage location of the battery module group 213, whereas in the 3rd battery pack 203-3, the battery module group 213 is stored. First, as shown in FIGS. 4 and 5, a main body casing 250 is employed. Further, the reference potential of the main body casing 250, the reference potential of the AC / DC converter 243, the reference potential of each battery module belonging to the battery module group 213, and the reference potential of the battery control device 215 are shown in FIG. A common ground potential is set so that the ground terminal G is indicated by using a black arrow.
Other configurations are the same as those of the 2A battery pack 203-2A.

[本発明の第3実施形態に係る電池システム(第3の電池パック203−3)の作用効果]
本発明の第3実施形態に係る電池システムに相当する第3の電池パック203−3によれば、電池モジュール群213を本体筐体部250に収納し、本体筐体部250の基準電位を、電池制御装置215などの基準電位と共通の接地電位に設定したので、本発明の第2実施形態に係る電池システムの作用効果に加えて、システム全体としての絶縁性能をより一層高めることができる。
[Operation and Effect of Battery System (Third Battery Pack 203-3) According to Third Embodiment of the Present Invention]
According to the third battery pack 203-3 corresponding to the battery system according to the third embodiment of the present invention, the battery module group 213 is housed in the main body housing portion 250, and the reference potential of the main body housing portion 250 is set as follows. Since the ground potential common to the reference potential of the battery control device 215 and the like is set, in addition to the operational effects of the battery system according to the second embodiment of the present invention, the insulation performance of the entire system can be further enhanced.

また、AC/DCコンバータ243に接続される負荷として、ファンモータ247によって駆動される送風ファン249などの周辺機器を設け、こうした周辺機器の基準電位を、接地電位に設定したため、周辺機器の増設を容易に行えるといった観点から、本電池システムの設置時における汎用性および利便性を担保することができる。  In addition, peripheral devices such as a blower fan 249 driven by a fan motor 247 are provided as a load connected to the AC / DC converter 243, and the reference potential of such peripheral devices is set to the ground potential. From the viewpoint that it can be easily performed, versatility and convenience at the time of installation of the battery system can be ensured.

ここで、本発明に係る電池システム201の階層構造について、図6を参照して説明する。図6は、本発明に係る電池システム201の階層構造を概念的に表すブロック図である。  Here, the hierarchical structure of the battery system 201 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram conceptually showing the hierarchical structure of the battery system 201 according to the present invention.

本発明に係る電池システム201では、図6に示すように、電池セル群217を直列に接続してなる電池モジュール213と、電池モジュール213を直並列に接続してなる電池パック203と、電池パック203を並列に接続してなる電池ブロック251とを、相互に階層化して構成されている。  In the battery system 201 according to the present invention, as shown in FIG. 6, a battery module 213 formed by connecting battery cell groups 217 in series, a battery pack 203 formed by connecting battery modules 213 in series and parallel, and a battery pack The battery blocks 251 formed by connecting 203 in parallel are hierarchized with each other.

電池ブロック251は、第1〜第3実施形態に係る複数の電池パック203と、これら複数の電池パック203の動作管理を行う統合制御装置(IBCU)261と、を備えて構成される。  The battery block 251 includes a plurality of battery packs 203 according to the first to third embodiments, and an integrated control unit (IBCU) 261 that performs operation management of the plurality of battery packs 203.

また、複数の電池ブロック251のそれぞれは、これら複数の電池ブロック251の動作管理を行うシステム制御装置(BSCU)271に接続されている。  Further, each of the plurality of battery blocks 251 is connected to a system control device (BSCU) 271 that performs operation management of the plurality of battery blocks 251.

電池パック203に属する電池制御装置(BCU)215は、電池セル監視部218から取得した電池セル群217の充電状態や稼動状態に係る情報や、電池パック203の管理情報を、自身の上位の制御装置である統合制御装置(IBCU)261およびシステム制御装置(BSCU)271へ報告する。したがって、電池制御装置(BCU)215は、本発明の“第2の制御部”に相当する。  The battery control unit (BCU) 215 belonging to the battery pack 203 controls information related to the charging state and operating state of the battery cell group 217 acquired from the battery cell monitoring unit 218 and management information of the battery pack 203 on its own control. This is reported to the integrated control unit (IBCU) 261 and the system control unit (BSCU) 271 which are the devices. Therefore, the battery control unit (BCU) 215 corresponds to the “second control unit” of the present invention.

電池ブロック251に属する統合制御装置(IBCU)261は、電池制御装置(BCU)215から取得した情報や、電池ブロック251の管理情報を、システム制御装置(BSCU)271へ報告する。したがって、統合制御装置(IBCU)261も、本発明の“第2の制御部”に相当する。  The integrated control unit (IBCU) 261 belonging to the battery block 251 reports the information acquired from the battery control unit (BCU) 215 and the management information of the battery block 251 to the system control unit (BSCU) 271. Therefore, the integrated control unit (IBCU) 261 also corresponds to the “second control unit” of the present invention.

[その他の実施形態]
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
[Other Embodiments]
The plurality of embodiments described above show examples of implementation of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limitedly interpreted by these. This is because the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or main features thereof.

例えば、第3実施形態に係る電池システムの説明において、第3の電池パック203−3を本体筐体部250に収納し、本体筐体部250の基準電位を、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位や、電池制御装置215の基準電位などと共通に設定する構成を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。  For example, in the description of the battery system according to the third embodiment, the third battery pack 203-3 is accommodated in the main body housing portion 250, and the reference potential of the main body housing portion 250 is set to each individual belonging to the battery module group 213. Although the configuration set in common with the reference potential of the battery module, the reference potential of the battery control device 215, and the like has been described as an example, the present invention is not limited to this example.

第1〜第2実施形態に係る電池システム(変形例)において、第1〜第2の電池パックを本体筐体部250に収納し、本体筐体部250の基準電位を、電池モジュール群213に属する個々の電池モジュールの基準電位や、電池制御装置215の基準電位などと共通に設定する構成を採用してもよい。  In the battery system (variation example) according to the first to second embodiments, the first to second battery packs are housed in the main body housing portion 250, and the reference potential of the main body housing portion 250 is set to the battery module group 213. You may employ | adopt the structure set in common with the reference electric potential of each battery module which belongs, the reference electric potential of the battery control apparatus 215, etc.

また、本発明の第1実施形態に係る電池システムの説明において、絶縁シート227は、容器221の上面側と、電池セル監視部218との間に介在するように設けられる構成を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。絶縁シート227を、電池セル群217を収容した容器221の全面を覆うように設ける構成を採用してもよい。  In the description of the battery system according to the first embodiment of the present invention, the configuration in which the insulating sheet 227 is provided so as to be interposed between the upper surface side of the container 221 and the battery cell monitoring unit 218 will be described. However, the present invention is not limited to this example. A configuration may be adopted in which the insulating sheet 227 is provided so as to cover the entire surface of the container 221 in which the battery cell group 217 is accommodated.

また、本発明の第1実施形態に係る電池システムの説明において、本発明の“第1の絶縁部”の構成として、絶縁シート227および空間的距離の離隔の組み合わせを採用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。絶縁シート227、または、空間的距離の離隔のいずれを単独で用いて、本発明の“第1の絶縁部”を構成してもよい。  In the description of the battery system according to the first embodiment of the present invention, an example in which a combination of the insulating sheet 227 and the spatial distance is adopted as the configuration of the “first insulating portion” of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to this example. The “first insulating portion” of the present invention may be configured using either the insulating sheet 227 or a spatial distance separation alone.

最後に、本発明の第1実施形態に係る電池システムの説明において、本発明の“第1の絶縁部”として、絶縁シート227および空間的距離の離隔の組み合わせを例示し、本発明の“第2の絶縁部”として、例えばフォトカプラからなる絶縁通信素子216を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明の“第1の絶縁部”または“第2の絶縁部”としては、所要の絶縁性能を得られるならば、いかなる絶縁手段を適宜採用してもよいことはいうまでもない。  Finally, in the description of the battery system according to the first embodiment of the present invention, the “first insulating portion” of the present invention is exemplified by a combination of the insulating sheet 227 and a spatial distance separation. Although the insulating communication element 216 made of, for example, a photocoupler has been described as an example of “2 insulating portions”, the present invention is not limited to this example. Needless to say, any insulating means may be appropriately employed as the “first insulating portion” or “second insulating portion” of the present invention as long as the required insulating performance can be obtained.

201 本発明に係る電池システム
203−1A 第1Aの電池パック(本発明の第1実施形態に係る電池システム)
203−1B 第1Bの電池パック(本発明の第1実施形態の変形例に係る電池システム)
203−2A 第2Aの電池パック(本発明の第2実施形態に係る電池システム)
203−2B 第2Bの電池パック(本発明の第2実施形態の変形例に係る電池システム)
203−3 第3の電池パック(本発明の第3実施形態に係る電池システム)
211 切替スイッチ
213 電池モジュール群
213−1〜n 電池モジュール
214 ヒューズ
215 電池制御装置(BCU;第2の制御部)
216 絶縁通信素子(第2の絶縁部)
217 電池セル群(複数の蓄電池)
218 電池セル監視部(CCU;第1の制御部)
219 個別筐体(筐体)
227a,227b,227c 絶縁シート(第1の絶縁部)
241 DC/DCコンバータ
243 AC/DCコンバータ
245 DC/DCコンバータ
247 ファンモータ
249 送風ファン
250 本体筐体
251 電池ブロック
261 統合制御装置(IBCU)
271 システム制御装置(BSCU)
201 battery system according to the present invention 203-1A 1A battery pack (battery system according to the first embodiment of the present invention)
203-1B 1B battery pack (battery system according to a modification of the first embodiment of the present invention)
203-2A 2A battery pack (battery system according to the second embodiment of the present invention)
203-2B 2B battery pack (battery system according to a modification of the second embodiment of the present invention)
203-3 third battery pack (battery system according to the third embodiment of the present invention)
211 switch 213 battery module group 213-1 to n battery module 214 fuse 215 battery control device (BCU; second control unit)
216 Insulated communication element (second insulating part)
217 battery cell group (multiple storage batteries)
218 Battery cell monitoring unit (CCU; first control unit)
219 Individual housing (housing)
227a, 227b, 227c Insulating sheet (first insulating part)
241 DC / DC converter 243 AC / DC converter 245 DC / DC converter 247 Fan motor 249 Blower fan 250 Body housing 251 Battery block 261 Integrated control unit (IBCU)
271 System Controller (BSCU)

Claims (8)

複数の蓄電池、および、前記複数の蓄電池の状態情報を取得すると共に該取得した蓄電池の状態情報を外部へ送信する第1の制御部を、筐体の内部空間に収容してなる電池モジュールと、
前記第1の制御部からの前記蓄電池の状態情報を受信する第2の制御部と、
を備えて構成される電池システムであって、
前記電池モジュールは、
前記筐体の内部空間に収容された前記複数の蓄電池および前記第1の制御部を前記筐体に対して電気的に絶縁する第1の絶縁部と、
前記第1および第2の制御部間の前記状態情報の通信に用いられる通信媒体を電気的に絶縁する第2の絶縁部と、を有し、
前記第1および第2の絶縁部の各々は、予め想定されるシステム規模において保証すべき絶縁性能をそれぞれが有するように設定される、
ことを特徴とする電池システム。
A battery module comprising: a plurality of storage batteries; and a first control unit that acquires state information of the plurality of storage batteries and transmits the acquired state information of the storage battery to the outside;
A second control unit that receives state information of the storage battery from the first control unit;
A battery system comprising:
The battery module is
A first insulating portion that electrically insulates the plurality of storage batteries and the first control unit housed in an internal space of the housing from the housing;
A second insulating part that electrically insulates a communication medium used for communication of the state information between the first and second control parts;
Each of the first and second insulating sections is set so that each has an insulating performance to be guaranteed in a system scale assumed in advance.
A battery system characterized by that.
請求項1に記載の電池システムであって、
前記筐体および前記第2の制御部の各々の基準電位は、共通となるように設定される、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 1,
The reference potential of each of the housing and the second control unit is set to be common.
A battery system characterized by that.
請求項1または2に記載の電池システムであって、
前記第1の絶縁部は、前記筐体の内部空間に収容された前記複数の蓄電池および前記第1の制御部を覆うフィルム状の絶縁素子である、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 1 or 2,
The first insulating portion is a film-like insulating element that covers the plurality of storage batteries and the first control portion housed in the internal space of the housing.
A battery system characterized by that.
請求項1または2に記載の電池システムであって、
前記第1の絶縁部は、前記筐体と、前記筐体の内部空間に収容された前記複数の蓄電池および前記第1の制御部との間に置かれた空間距離または沿面距離である、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 1 or 2,
The first insulating portion is a spatial distance or a creepage distance placed between the housing, the plurality of storage batteries housed in an internal space of the housing, and the first control portion.
A battery system characterized by that.
請求項2に記載の電池システムであって、
前記筐体および前記第2の制御部の各々の基準電位は、接地電位に設定される、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 2,
The reference potential of each of the casing and the second control unit is set to a ground potential.
A battery system characterized by that.
請求項4に記載の電池システムであって、
当該電池システムの基準電位は、接地電位に設定される、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 4,
The reference potential of the battery system is set to the ground potential.
A battery system characterized by that.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池システムであって、
前記第1の制御部に電源を供給する第1の電源と、前記第2の制御部に電源を供給する第2の電源とを各別に備える、
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 5,
A first power source for supplying power to the first control unit and a second power source for supplying power to the second control unit;
A battery system characterized by that.
請求項7に記載の電池システムであって、
前記第1の電源は、前記電池モジュールの直流電圧を入力とするDC/DCコンバータであり、前記第2の電源は、商用電源の交流電圧を入力とするAC/DCコンバータである、
ことを特徴とする電池システム。
The battery system according to claim 7,
The first power supply is a DC / DC converter that receives a DC voltage of the battery module, and the second power supply is an AC / DC converter that receives an AC voltage of a commercial power supply.
A battery system characterized by that.
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