KR20120082876A

KR20120082876A - 축전 시스템 및 제어 장치

Info

Publication number: KR20120082876A
Application number: KR1020127007616A
Authority: KR
Inventors: 다께시 나까시마; 요헤이 야마다; 다께히또 이께
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-07-24
Also published as: EP2469572A4; JP2014135887A; US8649138B2; CN102576630A; WO2012050210A1; US20120236451A1; JPWO2012050210A1; EP2469572A1; US20140062416A1; US8958188B2

Abstract

본 발명의 축전 시스템(10)은, 축전 장치(30)와, 축전 장치(30)에 접속 배치되는 충방전 스위치 장치(60)와, 전원으로부터의 충전과 축전 장치로부터 외부의 부하에 대한 방전을 제어하는 충방전 제어 장치인 제어 블록(80)과, 축전 장치(30)와 충방전 스위치 장치(60) 사이에 설치되고, 축전 장치(30)의 이상의 검지에 따라, 또는 제어 블록(80)의 명령에 따라, 축전 장치(30) 사이의 접속을 차단하고, 차단한 것을 제어 블록(80)에 통지하는 송수신 기능을 구비한 축전 장치 브레이커(50)를 구비한다. 제어 블록(80)은, 소프트웨어 차단 명령부(162)의 다른 하드웨어 차단 명령부(164)를 갖는다.

Description

축전 시스템 및 제어 장치{ELECTRICITY STORAGE SYSTEM AND CONTROL DEVICE}

본 발명은 축전 장치가 브레이커를 개재해서 접속되는 축전 시스템 및 그 제어 장치에 관한 것이다.

이차 전지 등의 축전 장치를 이용함으로써, 에너지의 유효 활용이 이루어지고 있다. 예를 들어, 최근에 친환경 클린 에너지로서 태양광 발전 시스템의 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 태양광을 전력으로 변환하는 광전 변환 어레이는 축전 기능을 구비하고 있지 않기 때문에, 이차 전지와 조합시켜서 사용되는 경우가 있다. 예를 들어, 광전 변환 어레이에 의해 발전된 전력을 일단 이차 전지에 충전하고, 외부 부하의 요구 등에 따라서 이차 전지로부터 방전하는 충방전 제어에 의해 에너지의 유효 활용이 이루어지고 있다.

이와 같이, 이차 전지와 전원을 조합해서 충방전 제어를 행하는 축전 시스템을 구성할 때, 이차 전지인 축전 장치를 보호하기 위해서 축전 장치측에 브레이커가 설치된다.

특허문헌 1에는, 축전지에 의해 급전되는 인버터 회로를 상용 전원과 병용한 교류 UPS 장치의 축전지 열화 상태 시험 장치에 있어서, 축전지를 교환할 때 충전 회로와 축전지 사이에 설치되는 브레이커를 오프하는데, 교환 후에 온하는 것을 잊어버리는 것을 검출하는 방법으로서, 축전지 전압 감시 수단을 설치하고, 또한 콘덴서를 브레이커의 충전 회로측과 접지 사이에 배치하여, 감시 전압의 저하를 검출하기 쉽게 하는 것이 개시되어 있다.

또한, 브레이커와는 다른 축전 장치 보호 기술로서, 특허문헌 2에는 이차 전지의 충전 방법으로서, 충전과 방전을 반복하는 펄스 충전에 의해 전지 성능의 저하를 방지하면서 급속 충전하는 것이 설명되어 있다. 여기에서는 이차 전지와 병렬로 스위치와 방전 저항을 설치하여 방전 회로가 구성되어 있다.

일본 특허 공개 평9-237640호 공보 일본 특허 공개 평9-7641호 공보

축전 시스템에는 축전 장치 이외에, 광전 변환 어레이, 전력 변환 장치, 충방전 제어 장치 등 많은 구성 요소를 포함하는데, 그중에서도 축전 장치는 고가이다. 축전 장치의 보호를 위해서, 브레이커, 방전 저항 등의 기술을 사용할 수 있지만, 종래 기술의 브레이커는 수동식이고, 특허문헌 1에 설명되고 있는 바와 같이 온·오프의 검출이 이루어지지 않는 경우가 많다. 또한, 고전압의 축전 장치는 하우징에 수용할 수 있으므로, 방전 저항의 설치가 용이하지 않다. 이와 같이, 축전 장치를 효과적으로 보호하기 위해서는 과제가 남아 있다.

본 발명의 목적은, 효과적으로 축전 장치를 보호할 수 있는 축전 시스템 및 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 제어 장치는, 축전지를 갖고, 전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치이며, 축전지가 이상을 검지했을 때 발신하는 축전지 이상 검지 신호를 수신하는 수신부와, 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 차단 기준을 만족하는 이상일 경우에, 축전지에 대응해서 설치되는 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하는 출력부와, 차단이 실행된 것을 나타내는 차단 보고를 수신하는 수신부를 갖는다.

본 발명에 따른 다른 제어 장치는, 복수의 축전지를 갖고, 전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치이며, 각 축전지가 이상을 검지했을 때 개별로 발신하는 축전지 이상 검지 신호에 기초하여, 당해 제어 장치에 대응하는 모든 축전지의 충전 경로 또는 방전 경로 중 적어도 일방측을, 축전지 브레이커에 의해 차단한다.

본 발명에 따른 축전 시스템은, 상술한 제어 장치를 갖는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 축전 시스템은, 축전지의 정극과 접속되는 접속 단자에 설치되고, 축전지의 방전을 위한 방전용 저항 소자의 일방측 단부를 설치하기 위한 브레이커 일방측 접속 부재와, 축전지의 부극과 접속되는 접속 단자에 설치되고, 방전용 저항 소자의 타방측 단부를 설치하기 위한 브레이커 타방측 접속 부재로 이루어지는 축전지 브레이커를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 다른 축전 시스템은, 축전지 본체의 출력 전류 또는 입력 전류가 흐르는 배선 상에 설치되는 퓨즈와, 축전지의 정극측 단자 및 부극측 단자에 각각 방전용 저항 소자의 단부를 설치하기 위한 축전지 일방측 접속 부재와 축전지 타방측 접속 부재를 갖는다.

상기 구성에 의하면, 제어 장치는 축전지 이상 검지 신호를 수신하고, 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 차단 기준을 만족하는 이상일 경우에, 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하고, 차단이 실행된 것을 나타내는 차단 보고를 수신한다. 이와 같이, 전기 신호에 의해 축전 장치 브레이커의 동작을 제어할 수 있고, 그 결과를 알 수 있으므로, 효과적으로 축전 장치를 보호할 수 있다. 또한, 1개의 축전지의 이상에 대하여, 축전지 전부를 차단 상태로 함으로써, 이상 원인의 소재가 즉시 판명되지 않을 경우에 축전지의 보호를 우선시하고, 또 다른 축전지로의 이상이 파급되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 축전지와 브레이커 사이의 경로 상에 접속 부재를 설치했기 때문에, 축전지가 과충전인 채로 차단되었을 때, 방전용 저항 소자를 사용해서 안전하게 방전을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 형태의 축전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시 형태의 축전 시스템에 있어서의 차단 제어를 설명하기 위해서 필요한 부분을 골라내어 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시 형태의 축전 시스템에 있어서의 차단 제어를 설명하는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시 형태의 축전 시스템에 있어서, 브레이커에 방전 저항을 사용하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 있어서, 방전 전류의 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 4 대신에, 축전지에 방전 저항을 사용하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6에 있어서, 방전 전류의 모습을 도시하는 도면이다.

이하에 도면을 사용하여, 본 발명에 따른 실시 형태를 상세하게 설명한다. 이하에서는, 축전지로서 리튬 이온 전지를 설명하는데, 그 이외의 이차 전지이어도 좋다. 예를 들어 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지 등이어도 좋다.

또한, 이하에서 전력원으로서, 태양광 발전 전력과 외부 상용 전력을 설명하겠는데, 그 이외의 전력원, 예를 들어 풍력 발전이나 연료 전지 등에 의한 전력이어도 좋다. 또한, 이하에서 설명하는 축전 장치를 구성하는 축전지의 개수, 태양광 발전을 위한 광전 변환 어레이를 구성하는 태양광 발전 모듈(패널)의 개수, 전압치 등은, 설명을 위한 예시이며, 축전 시스템의 사양 등에 따라 적절히 변경이 가능하다.

또한, 이하에서는, 모든 도면에 있어서 같은 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복 설명을 생략한다. 또한, 본문 중의 설명에 있어서는, 필요에 따라 그 이전에 설명한 부호를 사용하기로 한다.

도 1은, 축전 시스템(10)의 구성을 설명하는 도면이다. 이 축전 시스템(10)은, 축전 장치(30)와, 부하측 브레이커(26)와, 축전 장치 브레이커(50)와, 충방전 스위치 장치(60)와, 제어 블록(80)을 포함하여 구성된다. 또한, 도 1에는, 축전 시스템(10)의 구성 요소는 아니지만, 전원으로서의 외부 상용 전원(12)과, 광전 변환 어레이(14)와, 외부 부하로서의 AC 부하(16), DC 부하(18), DC 부하(18)에 적합한 직류 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(28)가 도시되어 있다. 이하에서는, 경우에 따라, 교류를 AC, 직류를 DC로 나타내기로 한다. 또한, 도 1에서 굵은 실선은 전력의 흐름을 나타내고, 단부에 화살표가 붙어 있는 가는 실선은 신호의 흐름을 나타낸다.

AC 부하(16)는, 교류 전력으로 구동되는 장치 등이며, 예를 들어 회전 전기, 공조 장치, 가공 기계, 조립 기계 등의 기계 장치이다. DC 부하(18)는, 직류 전력으로 구동되는 장치 등이며, 예를 들어 사무기기, 조명 장치 등이다. 이것들을 총칭해서 외부 부하라고 부른다. DC/DC 컨버터(28)는, 예를 들어 축전 장치(30)로부터 공급되는 96V의 직류 전력을 약 12V의 직류 전력으로, 사무기기 등에 적합한 것으로 하는 전압 변환기이다.

전력원으로서의 외부 상용 전원(12)은, 단상 또는 삼상 교류 전력원이며, 발전소로부터 송전되는 일반적인 상용 전원이다. 전력원으로서의 광전 변환 어레이(14)는, 복수의 태양광 발전 모듈(패널)을 조합한 직류 전력원이고, 도 1의 예에서는 복수의 태양광 발전 모듈을 배치한 태양광 발전 블록이 4조 사용되고 있다. 이 4조의 태양광 발전 블록은, 서로 병렬로 접속되어 있다. 각 태양광 발전 블록에 배치되어 있는 6개의 태양광 발전 모듈을 직렬로 접속하면 약 240V의 출력 동작 전압으로 할 수 있고, 각 태양광 발전 블록에 배치되어 있는 태양광 발전 모듈 3개를 직렬로 접속하여, 이들을 병렬로 접속하면, 약 120V의 출력 동작 전압으로 할 수 있다.

전환 장치(20)는 광전 변환 어레이(14)를 구성하는 복수의 태양광 발전 모듈(패널)의 접속 상태를 변경하여, 상기한 바와 같이 출력 동작 전압을 약 240V와 약 120V 사이에서 전환하는 기능을 갖는 접속 전환 장치이다. 전환에 의해 출력 동작 전압이 전환되므로, 그러한 관점에서는 전압 전환 장치라고 부를 수 있다. 또한, 넓은 의미에서는, 전원의 형태를 변경하고, 태양광 발전을 240V 직류 전원 또는 120V 직류 전원으로 변환하는 것이므로, 전원 변환 장치의 1종이라고 생각할 수도 있다.

또한, 전환 장치(20)는, 광전 변환 어레이(14)의 발전 전력을 DC/AC 인버터(22)측 또는 충방전 스위치 장치(60)에 택일적으로 전환 가능하도록 접속하는 기능을 갖는다.

광전 변환 어레이(14)를 DC/AC 인버터(22)측에 접속하는 경우에는, 6개의 태양광 발전 모듈을 직렬로 접속(직렬 접속 형태)하고, 태양광 발전 모듈에 있어서 발전된 전력을 비교적 높은 전압에서 DC/AC 인버터(22)에 공급할 수 있다. 직렬 접속 형태에 있어서는, 광전 변환 어레이(14)와 충방전 스위치 장치(60)는, 전기적으로 절단되어 있다. 광전 변환 어레이(14)를 충방전 스위치 장치(60)에 접속하는 경우에는, 태양광 발전 모듈 3개를 직렬로 접속하고, 이들을 병렬로 접속(병렬 접속 형태)하여, 태양광 발전 모듈에서 발전된 전력을 비교적 낮은 전압에서 충방전 스위치 장치(60)에 공급할 수 있다. 병렬 접속 형태에 있어서는, 광전 변환 어레이(14)와 DC/AC 인버터(22)는 전기적으로 절단되어 있다.

전환 장치(20)와 제어 블록(80)은 도시되어 있지 않으나, 통신선으로 연결되고, 제어 블록(80)으로부터의 명령으로 직렬 접속 형태와 병렬 접속 형태의 전환이 이루어지며, 또한 현재 어느 쪽의 접속 형태인지에 대한 정보가 제어 블록(80)에 전송된다. DC/AC 인버터(22)에 전력을 공급하는 경우에는, 약 240 V의 출력 동작 전압이 되는 직렬 접속 상태가 된다.

DC/AC 인버터(22)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 전력 변환기이고, 넓은 의미로 전원 변환 장치의 1종이라고 생각할 수 있다. DC/AC 인버터(22)는, 전환 장치(20)로부터 약 240V의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여, AC 부하(16)에 공급하는 기능을 갖는다. 경우에 따라서는 외부 상용 전원(12)측에 복귀시키는, 소위 역조 또는 매전을 행할 수 있다.

AC/DC 컨버터(24)는, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 전력 변환기이고, 넓은 의미로 전원 변환 장치의 1종이라고 생각할 수 있다. AC/DC 컨버터(24)는, 축전 장치(30)로부터 DC 부하(18)에 직류 전력이 공급되지 않을 때, 백업 전력으로서, 외부 상용 전원(12)으로부터의 교류 전력 또는 DC/AC 인버터(22)에 의해 변환된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 것이다. 예를 들어, 축전 장치(30)가 어떠한 이유로 방전이 제한되었을 때 등에, AC/DC 컨버터(24)를 개재해서 직류 전력이 DC 부하(18)에 공급된다.

AC/DC 컨버터(24)와 제어 블록(80)은 도시되어 있지 않으나, 디지털 데이터를 교신할 수 있는 통신선으로 접속되고, 제어 블록(80)으로부터 동작 조건의 설정, 출력하는 직류 전력의 명령값(예를 들어, 출력 전압값 등) 설정 등이 전송되고, AC/DC 컨버터(24)로부터는, 동작 상태 데이터 등이 제어 블록(80)에 전송된다.

부하측 브레이커(26)는, 축전 시스템(10)과 DC 부하(18)측 사이에 설치되는 전력 차단 장치이다. 부하측 브레이커(26)는, 축전 장치(30) 등으로부터의 직류 전력을 DC/DC 컨버터(28)를 개재해서 DC 부하(18)에 공급할 때 미리 정해진 임계값 이상의 전류가 흐를 때에 전력의 흐름을 차단하는 기능을 갖는다.

부하측 브레이커(26)는 수동식이며, 접속 상태인 통전 상태로 하기 위해서는, 유저가 수동으로 스위치 조작을 행한다. 부하측 브레이커(26)와 제어 블록(80)은, 도시되어 있지 않으나, 스테이터스 신호를 송신하는 통신선으로 접속되고, 제어 블록(80)에서는 부하측 브레이커(26)가 현재 접속 상태에 있는지 차단 상태에 있는지를 알 수 있다.

충방전 스위치 장치(60)는, 전력원으로부터 축전 장치(30)로의 충전과 축전 장치(30)로부터 외부 부하로의 방전을 행하기 위해서 축전 장치(30)에 접속되도록 배치되는 충방전 전환 장치이다. 구체적으로는, 충전 경로측으로서 전환 장치(20)와 축전 장치(30)의 사이, 방전 경로측으로서, 부하측 브레이커(26)와 축전 장치(30) 사이에 배치된다.

충방전 스위치 장치(60)는, 충전 경로측의 충전 스위치(70)와, 방전 경로측의 방전 스위치(74)와, 복수의 축전지(32, 34, 36)의 충전 상태에 따라 충전 또는 방전하는 축전지를 선택할 수 있는 축전지 선택 회로(68)를 포함한다. 또한, 충방전 상태를 검출하기 위해서, 축전 장치(30)측에 축전 장치측 전류·전압 검지부(62, 64, 66)가 설치되고, 또한 충전 스위치(70)의 전환 장치(20)측에 충전측 전류·전압 검지부(72)가 설치되며, 방전 스위치(74)의 부하측 브레이커(26)측에 방전측 전류·전압 검지부(76)가 설치된다.

충전 스위치(70)와 방전 스위치(74)는, 전기 신호로 온·오프하는 반도체 스위치 소자이고, 구체적으로는 전계 효과 트랜지스터(FET)를 사용할 수 있다. 축전 장치측 전류·전압 검지부(62, 64, 66)와, 충전측 전류·전압 검지부(72)와, 방전측 전류·전압 검지부(76)는, 전압 검출 센서와 전류 검출 센서로 구성할 수 있다. 또한, 축전 장치(30)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 동일한 형상이고, 또한 동일한 성능인 3개의 축전지(32, 34, 36)로 구성되어 있다. 그리고, 각각의 축전지(32, 34, 36)에 대응하여, 축전 장치측 전류·전압 검지부(62, 64, 66)가 각각 설치된다. 축전 장치(30)를 구성하는 축전지의 수는 3개로 한정되는 것은 아니고, 필요한 전력에 기초하여 증감하면 좋지만, 충전과 방전의 경로는, 충방전 스위치 장치(60)를 설치하여 축전 시스템(10)으로서, 마치 1개의 전지인 것처럼 기능하는 것이 중요하다.

충전 스위치(70)와 방전 스위치(74)는 제어 블록(80)과 충방전 명령이 전송되는 통신선으로 접속된다. 제어 블록(80)으로부터의 충방전 명령은, 스위치의 온·오프를 나타내는 0/1 신호로 이루어진다. 축전 장치측 전류·전압 검지부(62, 64, 66)와 충전측 전류·전압 검지부(72)와 방전측 전류·전압 검지부(76)는, 각각 제어 블록(80)과, 도시되어 있지 않으나 검출된 정보를 송신할 수 있는 통신선으로 접속된다.

축전 장치 브레이커(50)는, 부하측 브레이커(26)와 마찬가지로, 미리 정해진 임계값 이상의 전류가 흐를 때, 전력의 흐름을 차단하는 기능을 갖는다. 축전 장치 브레이커(50)는, 축전 장치(30)와 충방전 스위치 장치(60) 사이에 설치되고, 축전 장치(30)를 구성하는 3개의 축전지(32, 34, 36) 각각에 대응하는, 3개의 브레이커(52, 54, 56)로 구성된다. 도 1에서는, 브레이커(52)가 축전지(32), 브레이커(54)가 축전지(34), 브레이커(56)가 축전지(36)에 각각 대응해서 배치된다. 또한, 3개의 브레이커(52, 54, 56)는 동일한 형상이고, 또한 동일한 성능의 축전지 브레이커인데, 개개의 축전지 브레이커와 3개의 축전지 브레이커의 집합체인 축전 장치 브레이커(50)를 구별하기 위해서, 여기에서는, 개개의 축전지 브레이커를 간단히 브레이커(52, 54, 56)라고 부르기로 한다.

축전 장치 브레이커(50)는, 제어 블록(80) 사이에서 디지털 데이터의 송수신을 행하는 기능을 갖고, 제어 블록(80)의 명령에 의해 접속 상태로부터 차단 상태로 전환을 행할 수 있고, 또한 현재의 상태가 접속 상태인가 차단 상태인가를 스테이터스 신호로 제어 블록(80)에 전송한다. 명령 신호와 스테이터스 신호는, 모두 O/1 신호로 전송이 이루어진다. 이들 신호의 전송은, 각 브레이커(52, 54, 56) 마다 이루어진다. 또한, 축전 장치 브레이커(50)는, 부하측 브레이커(26)와 마찬가지로, 유저의 수동 스위치 조작으로, 차단 상태로부터 통전을 행하는 접속 상태로 전환할 수 있다.

축전 장치 브레이커(50)의 송수신을 행하는 기능은, 예를 들어 각 브레이커(52, 54, 56)에 CPU를 설치함으로써 실현하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 비용이나 고장률이 높다는 것을 고려하여, 이하와 같이 간략화된 구성으로 하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 코일(52-2, 54-2, 56-2), 도시하지 않은 제1 스위치 및 제2 스위치로부터 각 브레이커(52, 54, 56)를 구성한다. 코일(52-2, 54-2, 56-2)은 수신부로서 기능하고, 제어 블록(80)으로부터의 차단 명령에 따라서 자력을 발생하여, 제1 스위치를 동작시킨다. 계속해서, 제1 스위치는 차단부로서 기능하고, 코일의 자력에 따라서 회로를 차단한다. 제2 스위치는 도시하지 않은 제어 블록(80)으로부터의 배선 상에 설치되고, 제1 스위치에 연동해서 온·오프하는 스위치이다. 제어 블록(80)은, 차단 명령을 출력한 후, 당해 도시하지 않은 배선으로부터 제2 스위치의 일단부에 예를 들어 5V의 소정의 전압을 인가한다. 이때 제2 스위치는 제1 스위치에 연동하고 있기 때문에, 제2 스위치의 타단부는 5V가 안된다. 이것이, 제어 블록(80)에 대한, 이른바 차단됨의 확인 신호가 되어서 송신된다. 반대로 제어 블록(80)이 차단 명령을 출력했음에도 불구하고, 제2 스위치에 인가한 5V의 전압이 타단부에 그대로 드러날 경우, 브레이커가 기능하고 있지 않기 때문에, 제어 블록(80)은 경보를 나타냄과 동시에 충방전을 정지하도록 종료된다. 또한 제2 스위치와 제1 스위치를 반대로 연동시켜, 브레이커가 회로를 차단했을 때에만, 제2 스위치의 타단부에 5V가 나타나도록 해도 좋다. 즉, 제2 스위치는 송신부로서 기능하고, 제1 스위치, 즉 브레이커의 차단/접속 상태를 제어 블록(80)에 송신한다.

축전 장치(30)는 축전지(32, 34, 36)가 병렬로 접속됨으로써 구성된다. 축전지(32, 34, 36)는 복수의 리튬 이온 단전지를 조합한 조전지이고, 충방전 가능한 이차 전지이며, 각각 2개의 축전지 팩(92, 94, 96)이 직렬로 접속된 구성으로 되어 있다. 이 축전지 팩(92, 94, 96)은 복수의 리튬 이온 단전지가, 직렬 및 병렬로 조합되고, 1개의 조전지 케이스 내에 수용된 것이다.

축전지 상태 검지부(38, 40, 42)는 축전지 팩(92, 94, 96)마다, 그 조전지 케이스의 내부에 배치되어서 설치되고, 축전지 팩의 내부 상태로서, 축전지 팩의 +- 사이의 전압, 축전지 팩에 흐르는 전류, 축전지 팩 내부의 온도 등을 검출해서 제어 블록(80)에 전송하는 기능을 갖는 센서 군이다. 또한, 내부 상태로서 과전류, 과방전, 과충전 등의 이상 상태를 검출해서 제어 블록(80)에 전송하는 기능도 갖는다. 축전지 상태 검지부(38, 40, 42)와 제어 블록(80)의 사이는, 축전지 팩의 내부 상태를 디지털 신호로서 전송할 수 있는 신호선으로 접속된다.

또한, 축전지(32, 34, 36)에는 축전지 팩이 2개씩 직렬 접속되어 있고, 축전지 상태 검지부는 축전지 팩마다 설치되기 때문에, 합계 6개의 축전지 상태 검지부가 축전 장치(30) 내에 설치되게 된다. 축전지 팩 내에 설치된 2개의 축전지 상태 검지부로부터의 신호선은, 제어 블록(80)과 접속되어 있다.

이와 같이, 각 축전지 팩(32, 34, 36)은 그 조전지 케이스 중에, 각종 센서와, 그 검출 신호에 관한 송수신 회로를 갖고 있다. 또한, 이하에서는 간단화를 위하여, 축전지(32, 34, 36) 각각에 설치된 2개의 축전지 상태 검지부를 총칭하여, 축전지 상태 검지부(38, 40, 42)라고 부른다.

제어 블록(80)은, 축전 시스템(10)의 충방전에 관한 것이고, 각 구성 요소를 전체적으로 제어하는 기능을 갖는 제어 장치이다. 제어 블록(80)에 접속되는 표시부(82)는, 자기 진단 기능 등을 실행할 때의 에러 내용 등을 표시할 수 있는 소형 디스플레이이다. 운전 램프(84)는 축전 시스템(10)이 운전 상태일 때 점등하는 표시 등이다. 에러 램프(86)는 축전 시스템(10)에 이상이 발생했을 때 점등하는 경고 표시등이다. 따라서, 축전 시스템(10)이 정상적으로 운전되고 있을 때는, 운전 램프(84)가 점등하고, 에러 램프(86)가 소등되어 있다.

제어 블록(80)은, 상기와 같이 축전 시스템(10)의 동작을 전체적으로 제어하는 기능을 갖는다. 제어 블록(80)은, 충전 스위치(70)와 방전 스위치(74)의 온·오프 제어에 의해 축전 장치(30)의 충방전을 제어하는 충방전 제어부(160)와, 축전 장치(30)의 이상의 검지가 미리 정한 차단 기준을 만족할 때, 소프트웨어 처리에 의해 축전 장치 브레이커(50)에 차단 명령을 출력하는 소프트웨어 차단 명령부(162)와, 하드웨어 처리에 의해 축전 장치 브레이커(50)에 차단 명령을 출력하는 하드웨어 차단 명령부(164)를 포함하여 구성된다. 소프트웨어 차단 명령부(162)와 하드웨어 차단 명령부(164)는, 모두 축전 장치 브레이커(50)에 차단 명령을 출력하는 출력부이다. 또한, 이 2개는, 축전 장치 브레이커(50)의 차단을 관리하는 기능을 가지므로, 축전 장치 브레이커 차단 관리부라고 부를 수 있다.

상기 구성의 작용, 특히 제어 블록(80)의 차단 명령 기능에 대해서 이하에 상세하게 설명한다. 도 2는, 축전 시스템(10)에 있어서의 차단 제어를 설명하기 위해서 필요한 부분으로, 축전 장치(30)와 축전 장치 브레이커(50)와, 제어 블록(80)의 소프트웨어 차단 명령부(162)와, 하드웨어 차단 명령부(164)를 골라내어 도시하는 도면이다. 여기에서는, 축전 장치(30)를 구성하는 3개의 축전지(32, 34, 36) 중에서, 축전지(34)에 이상이 검지되었을 경우가 나타나고 있다.

미리 정한 차단 기준이란, 축전 장치(30)를 보호하기 위해서, 축전 장치 브레이커(50)를 차단하는 것이라고 정해진 기준이다. 구체적으로는 축전지(32, 34, 36)가 과충전 상태가 되었을 때, 과방전 상태가 되었을 때, 충전 전류값이 미리 정한 상한 전류값을 초과하는 기간이 미리 정한 임계값 기간을 초과했을 때, 방전 전류값이 미리 정한 상한 전류값을 초과하는 기간이 미리 정한 임계값 기간을 초과했을 때 등을 차단 기준으로 정할 수 있다.

축전 장치(30)의 이상의 검지는, 축전지 상태 검지부(38, 40, 42)에 의해 이루어지고, 그 검지 데이터는, 신호선에 의해 제어 블록(80)에 전송된다. 각 축전지(32, 34, 36)의 이상 검지를 전송하는 신호선은, 3개의 축전지 상태 검지부(38, 40, 42) 각각으로부터 제어 블록(80)에 접속되지만, 축전 장치 브레이커 차단 관리부의 전단에서 하나로 통합할 수 있다. 따라서, 3개의 축전지 상태 검지부(38, 40, 42) 중 어느 1개가 축전지 이상 검지 신호를 내면, 다른 2개가 이상을 검지하지 않아도, 전체적으로 축전 장치(30)가 이상으로 검지되는 것으로 취급된다. 또한, 각 전지 팩 내의 6개의 축전지 상태 검지부 중 어느 1개가 축전지 이상 검지 신호를 내면, 다른 5개도 축전 장치(30)가 이상으로 검지되는 것으로 취급된다.

전체적으로 축전 장치(30)가 이상으로 검지된 신호는, 소프트웨어 차단 명령부(162)와 하드웨어 차단 명령부(164)의 양쪽에 전송된다. 소프트웨어 차단 명령부(162)에서는, 신호 데이터를 소프트웨어에서 처리하는 CPU이며, 차단 명령이 나오기 위해서는, 그 소프트웨어 연산 처리에 필요로 하는 시간 후이다. 하드웨어 차단 명령부(164)는, 이상 검지 신호에 응답하는 고속 스위칭 소자 등을 사용하므로, 소프트웨어 차단 명령부(162)의 차단 신호보다 현저히 신속하게 차단 명령을 출력할 수 있다.

하드웨어 차단 명령부(164)는, 축전지 이상 검지 신호를 받고, 그것이 시스템의 안전상 규정되어 있는 임계값을 초과하고 있는 것을 나타내는 경우에, 차단 기준을 만족하는 것으로, 즉시 차단 명령을 출력한다. 예를 들어, 축전지 팩(92, 94, 96)의 각 리튬 이온 단전지의 셀 전압이 만충전되었을 때 4V로 규정되어 있는 시스템에 있어서, 4.22V 이상인 경우, 또한 각 브레이커(52, 54, 56)를 흐르는 전류가 상한 전류값 30A를 크게 초과하는 35V 이상인 경우 등에, 하드웨어 차단 명령부(164)에 의해 즉시 차단 명령이 내려진다. 이렇게 시스템의 안전상 규정되어 있는 임계값을 초과할 때를, 제1 기준을 만족할 때라고 부를 수 있다.

하드웨어 차단 명령부(164)로부터 출력된 차단 명령은 1개의 신호인데, 신호선이 3개로 나뉘어지고, 각각, 브레이커(52, 54, 56)로 차단 명령이 전송된다. 즉, 도 2의 예에서는, 축전지(34)가 미리 결정된 차단 기준을 만족하고, 다른 축전지(32, 36)는 정상인데, 차단 명령은 3개의 브레이커(52, 54, 56)에 동시에 전송되므로, 3개의 축전지(32, 34, 36) 모두 차단 상태가 된다. 복수의 축전지(32, 34, 36)를 갖는 축전 시스템(10)에 있어서, 이상이 검지된 축전지(34)만을 차단하는 것은, 통상 행해지는 것이지만, 이상이 발생한 축전지(34)만을 차단하면, 충방전을 나머지의 2개의 축전지(32, 36)에서 갑자기 담당해야 할 필요가 생겨서, 통상의 1.5배의 전류가 집중되어버리고, 결과적으로 1개의 축전지(34)의 이상이 다른 축전지(32, 36)에 연쇄되어 다중 이상이 되는 경우가 있다. 이러한 다중 이상이 발생하면, 원래 정상인 축전지(32, 36)도 교환이 필요해지는 경우가 있고, 이상으로부터 복구하기까지 오랜 시간이 걸리며, 교환 비용도 3배가 들게 된다. 본 축전 시스템(10)에서는, 이상이 검출된 축전지(34)와 함께, 정상인 축전지(32, 36)도 동시에 차단하므로, 다중 이상을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 제1 기준을 만족하지 않는 이상의 경우에는, 하드웨어 차단 명령부(164)으로부터는 차단 명령이 출력되지 않는다. 이 경우, 소프트웨어 차단 명령부(162)에 의해 이상의 정도가 판단되며, 통상의 충방전으로는 회복할 수 없어서 차단이 필요하다고 판단되면, 소프트웨어 차단 명령부(162)에 의해 차단 지령이 내려진다. 예를 들어, 축전지 팩(92, 94, 96)의 각 리튬 이온 단전지의 셀 전압이 만충전되었을 때 4V라고 규정되어 있는 시스템에 있어서, 4.15V 이상인 경우, 각 브레이커(52, 54, 56)를 흐르는 전류가 상한 전류값인 30A 이상인 경우 등에, 소프트웨어 차단 명령부(162)에 의해 차단 지령이 내려진다. 또한, 전류가 30A 이상 흐르는 상태가 10초간 계속되었을 경우에는 차단 기준을 만족한다고 차단 명령을 출력해도 좋다. 이러한 경우도, 1개의 축전지로부터의 이상이더라도, 차단 명령은 3개의 브레이커(52, 54, 56) 전부에 동시에 전송된다. 또한, 브레이커(52, 54, 56)는 송수신 기능을 구비한 것이므로, 브레이커(52, 54, 56)로부터 실제로 차단 되었는지 여부가 소프트웨어 차단 명령부(162)에 통지된다.

또한, 제1 기준을 만족하고 있는 경우에, 하드웨어 차단 명령부(164)로부터의 차단 명령 외에, 소프트웨어 차단 명령부(162)로부터도 차단 명령이 내려지도록 해도 좋다. 즉, 소프트웨어 차단 명령부(162)에 하드웨어 차단 명령부(164)로부터의 차단 명령이 중복되어도 좋다.

미리 정한 어느 차단 기준도 만족하지 않는 이상일 경우, 예를 들어 축전지(34)가 과충전에 가깝다고 판정되었을 때는, 정상인 축전지(32, 36)에 이상이 연쇄되지 않도록 시스템 전체의 충방전 전류값을 조정한 후, 충방전 스위치 장치(60)는 축전지(34)로의 충전을 정지하는 등, 정상 동작으로 복구를 시도한다. 또한, 소프트웨어 차단 명령부(162)는 충방전 제어부(160), 또는 축전 시스템(10)의 다른 검출 장치나 제어 장치로부터의 이상 정보를 수취해서 그 내용을 판단하고, 그 판단에 따라 브레이커(52, 54, 56)에 차단 명령을 내릴 수 있다. 이러한 이상 정보로서는, 충방전 스위치 장치(60)에 있어서의 반도체 스위치 소자의 고장이나 축전 시스템(10)을 설치한 방 또는 주변 개소의 화재, 지진, 기타 긴급 사태를 생각할 수 있다. 또한, 소프트웨어 차단 명령부(162)에는, 각 브레이커(52, 54, 56)의 현재 상태가 접속 상태인가 차단 상태인가에 관한 스테이터스 신호가 전송된다. 이에 의해, 예를 들어 각 브레이커(52, 54, 56)가 차단 명령에 따라서 정확하게 차단 동작했는지 여부를 판단할 수 있다. 브레이커(52, 54, 56)를 개별로 컨트롤하기 위해서는, 제어가 복잡해지므로, 긴급시 확실한 동작이 담보되지 않는다. 이에 대해, 본원에 의한 축전 시스템(10)은, 이상 검지도 차단 명령도 1개의 신호로 되어 있기 때문에, 간단하여 고장나기 어렵고, 시스템 전체가 높은 신뢰성을 갖는다.

도 3은, 상기에서 설명한 축전 시스템(10)에 있어서의 차단 제어를 설명하는 모식도다. 여기서, LIB라고 나타나 있는 것이 축전지(32, 34, 36)이고, LIB는 리튬 이온 전지의 약칭이다. 또한, CPU라고 나타나 있는 것이 소프트웨어 차단 명령부(162)이다. 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 축전지(32, 34, 36)로부터의 이상 검지 신호는 하나로 통합되어 소프트웨어 차단 명령부(162)와 하드웨어 차단 명령부(164)에 전송된다. 그리고, 하드웨어 차단 명령부(164)는 반사적으로 차단 명령을 출력하고, 그 결과로서 차단 명령은 3개로 나뉘어져 3개의 브레이커(52, 54, 56)의 각각에 전송된다.

이와 같이 1개의 축전지의 이상에 대하여, 축전지 전부를 차단 상태로 하는 것은, 이상 원인의 소재가 즉시 판명되지 않을 경우에, 판단 처리를 행하지 않고, 축전지의 보호를 우선시하기 위해서이다. 또한, 예를 들어 충방전 제어부(160)나 충방전 스위치 장치(60)의 동작이 고장 났을 경우, 이상 검지 신호를 먼저 출력한 축전지를 차단해도, 이상 원인은 해소되지 않고, 다른 축전지에도 이상이 파급되는 것을 생각할 수 있기 때문이다.

또한, 하드웨어 차단 명령부(164)가 신속히 처리를 행함에도 불구하고 소프트웨어 차단 명령부(162)에 이상 검지 신호가 전송되는 것은, 첫번째로, 축전 장치(30), 축전 장치 브레이커(50)의 상태를 소프트웨어 차단 명령부(162)에서 관리할 필요가 있기 때문이다. 이에 의해, 축전 장치(30), 축전 장치 브레이커(50)의 상태와 각 브레이커(52, 54, 56)의 스테이터스 신호를 대조하고, 축전 시스템(10)이 정상적으로 동작하고 있는 것을 확인할 수 있게 된다. 소프트웨어 차단 명령부(162)가 이상 검지 신호를 수신한 후, 일정 시간이 지나도 각 브레이커(52, 54, 56)가 차단되지 않는 경우에는, 중대한 고장이 발생했다고 간주하고, 축전 시스템(10)의 전체를 오프한다. 두번째로, 어떠한 원인에 의해 하드웨어 차단 명령부(164)의 처리의 지연이나 고장이 발생한 경우에도, 소프트웨어 차단 명령부(162)로부터의 차단 명령에 의해 브레이커(52, 54, 56)를 차단할 수 있도록 하고, 안전성을 높이기 위해서다.

이상이 차단 제어에 관한 설명인데, 본 구성에 의하면, 예를 들어 축전지(32, 34, 36)가 과충전이 되면, 상기한 바와 같이 브레이커(52, 54, 56)가 차단되므로, 과충전이 된 축전지는 그대로 과충전 상태를 유지하게 된다. 축전지(32, 34, 36)는 상기와 같이 복수의 리튬 이온 단전지를 조합한 것으로, 상당한 고전압이므로, 과충전인 채로 방치하는 것은 바람직하지 않다. 이러한 경우, 방전용 저항 소자(196)를 사용해서 방전을 행할 수 있다. 이하, 브레이커 차단시 등의 축전지(32, 34, 36)의 방전 처리에 대해서 설명한다.

우선, 도 4 및 도 6을 사용해서 브레이커 및 축전지의 구조에 대해서 설명한다. 여기에서는, 간단화를 위하여 축전지는 단일 축전지 팩으로 구성되는 것으로 하고, 축전지(36)에 대해서만 도시하고 있지만, 축전지(32, 34)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 한다. 우선, 각 브레이커(52, 54, 56)에는 2개의 접속 부재, 즉 브레이커의 일방측 접속 부재(170, 172, 174) 및 브레이커의 타방측 접속 부재(171, 173, 175)가 설치되어 있다.

브레이커의 일방측 접속 부재(170, 172, 174)는, 대응하는 축전지(32, 34, 36)와 접속되는 플러스측의 접속 단자로부터 인출되어, 축전지 방전용인 방전용 저항 소자(196)의 일방측 단부를 설치하기 위한 설치 부재이다. 또한, 브레이커의 타방측 접속 부재(171, 173, 175)는, 각각의 브레이커의 마이너스측의 접속 단자로부터 인출되고, 방전용 저항 소자(196)의 타방측 단부를 설치하기 위한 설치 부재이다.

여기서, 방전용 저항 소자(196)는, 양단부에 접속용 부재가 설치되는 저항체이며, 평소에는 제거되지만, 어떠한 요인에 의해 축전지(32, 34, 36)가 과충전이 되었을 때에 설치해서 방전을 행한다. 저항값으로서는, 축전지(32, 34, 36)가 과충전일 때, 미리 설정된 설정 방전 시간 내에 적절한 SOC가 될 수 있는 값으로 설정된다. 특히, 과충전이라고 판정하는 충전량으로부터 적절해지는 충전량까지 방전시켰을 때의 최고 온도가 60℃ 이하이고, 또한 1시간 이내에 방전할 수 있는 정도의 저항값, 또는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 SOC란, State Of Charge의 약자이며, 유저가 설정한 최대 저장 상태에 있어서의 SOC(충전도)를 100으로 하여, 그것을 기준으로 전력의 각 저장 상태에서의 SOC(충전도)를 백분율로 나타낸 것이다. 방전용 저항 소자(196)의 양단부 접속용 부재 중, 일방측 단부의 접속용 부재는, 브레이커의 일방측 접속 부재(170, 172, 174)에 접속하기 쉬운 형상으로 하고, 타방측 단부의 접속용 부재는, 브레이커의 타방측 접속 부재(171, 173, 175)에 접속하기 쉬운 형상으로 하는 것이 좋다.

방전용 저항 소자(196)의 일방측 단부의 접속용 부재의 형상과 타방측 단부의 접속 부재의 형상은 상이한 것일 수도 있지만, 저항체를 흐르는 전류 방향에 조건이 없으면, 동일한 형상으로 하는 것이 바람직하다. 방전용 저항 소자(196)의 일방측 단부의 접속용 부재의 형상과 타방측 단부의 접속 부재의 형상을 동일하게 할 때에는, 브레이커의 일방측 접속 부재(170, 172, 174)와 브레이커 타방측 접속 부재(171, 173, 175)는 모두 동일한 형상이 된다. 예를 들어, 방전용 저항 소자(196) 양단부의 접속용 부재를 플러그 형상으로 하고, 브레이커의 일방측 접속 부재(170, 172, 174)와 브레이커의 타방측 접속 부재(171, 173, 175)를 플러그 삽입 구멍으로 할 수 있다. 플러그 삽입구는, 브레이커(52, 54, 56)의 하우징 외주부에 설치할 수 있다.

도 4는, 브레이커(56)와 축전지(36)의 상세한 구성을 나타내는 것이며, 브레이커의 일방측의 접속 부재(174)와 브레이커의 타방측 접속 부재(175)가 나타나 있다.

또한, 각 축전지(32, 34, 36)에는, 전지 팩의 보호용에 퓨즈(190, 192, 194)가 설치되는 경우가 있다. 이들 퓨즈(190, 192, 194)는, 축전지(32, 34, 36)의 입력 전류 또는 출력 전류가 미리 정해진 용단 전류를 초과할 때 용단하는 과전류 보호 소자이다. 퓨즈(190, 192, 194)는, 축전지(32, 34, 36)의 출력 전류(입력 전류)가 흐르는 배선 상에 설치된다.

또한, 각 축전지(32, 34, 36)에는, 축전지 일방측 접속 부재(180, 182, 184)와 축전지 타방측 접속 부재(181, 183, 185)가 설치된다. 축전지 일방측 접속 부재(180, 182, 184)와 축전지 타방측 접속 부재(181, 183, 185)는, 브레이커(52, 54, 56)에 방전용 저항 소자(196)를 설치할 수 없을 만한 경우 등에, 브레이커(52, 54, 56)에 설치되는 브레이커 일방측 접속 부재(170, 172, 174)와, 브레이커 타방측 접속 부재(171, 173, 175)를 대신해서 사용할 수 있는 접속 부재이며, 퓨즈(190, 192, 194)가 용단했을 경우에 강제적으로 방전시키기 위해서 사용된다.

도 6은, 축전지(36)의 상세한 구성을 나타내는 것이며, 퓨즈(194), 축전지 일방측의 접속 부재(184)와 축전지 타방측 접속 부재(185)가 나타나 있다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 축전지 일방측 접속 부재(180, 182, 184)는, 제1 분기점(197)을 개재해서 축전지 본체의 정극측 단자로부터 인출되고, 축전지 타방측 접속 부재(181, 183, 185)는, 제2 분기점(198)을 개재해서 축전지 본체의 부극측 단자로부터 인출된다. 또한, 퓨즈(190, 192, 194)는, 축전지(32, 34, 36)의 출력 전류(입력 전류)가 흐르는 배선 상 중에, 분기점(197 또는 198)과 브레이커(52, 54, 56)의 사이에 설치된다. 이에 의해, 가령 퓨즈가 용단한 경우에도, 방전용 저항 소자(196)를 접속 부재에 설치함으로써, 축전지(32, 34, 36)의 방전이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 방전용 저항 소자(196)의 양단부의 접속용 부재를 플러그 형상으로 할 때는, 축전지 일방측의 접속 부재(180, 182, 184)와 축전지 타방측 접속 부재(181, 183, 185)를, 축전지 하우징 외주부에 설치되는 플러그 삽입 구멍으로 할 수 있다.

이어서, 축전지(32, 34, 36)의 방전 처리에 관하여, 도 4 내지 도 7을 사용해서 회로의 동작에 대해서 설명한다.

도 4, 도 5는 축전지(36)가 과충전일 경우의 예이며, 방전용 저항 소자(196)의 양단부의 플러그 형상의 접속용 부재를, 브레이커(56)의 브레이커 하우징 외주부에 설치되는 플러그 삽입 구멍인 브레이커 일방측의 접속 부재(174)와 브레이커 타방측 접속 부재(175)에 삽입하는 모습을 도시하는 도면이다. 도 4는 방전용 저항 소자(196)의 양단부의 플러그 형상을 브레이커(56)의 플러그 삽입 구멍에 삽입하기 전의 상태를 나타내고, 도 5는, 삽입했을 때의 전류의 흐름을 도시하는 도면이다. 이와 같이, 축전지(36)의 전하가 방전용 저항 소자(196)를 흐름으로서 열로 소비되어, 방전이 이루어지고 과충전이 해소된다.

도 6, 도 7은 축전지(36)가 과충전된 경우의 예이며, 방전용 저항 소자(196)의 양단부의 플러그 형상의 접속용 부재를, 축전지(36)의 하우징 외주부에 설치되는 플러그 삽입 구멍인 축전지 일방측의 접속 부재(184)와 축전지 타방측의 접속 부재(185)에 삽입하는 모습을 도시하는 도면이다. 도 6은 방전용 저항 소자(196)의 양단부의 플러그 형상을 축전지(36)의 플러그 삽입 구멍에 삽입하기 전의 상태를 나타내고, 도 7은 삽입했을 때의 전류의 흐름을 도시하는 도면이다. 이와 같이, 축전지(36)의 전하가 방전용 저항 소자(196)를 흐름으로써 열로 소비되어, 방전이 이루어지고 과충전이 해소된다.

또한, 방전용 저항 소자(196)는, 축전지(32, 34, 36)의 과충전 해소를 위한 것에 한정되지 않고, 방전을 할 필요가 있을 때, 마찬가지로 사용할 수 있다. 또한, 방전용 저항 소자(196) 대신 충전기 및 이차 전지를 사용하면, 과충전 해소시에 방출되는 전력을 낭비 없이 활용할 수 있다.

본 발명에 따른 축전 시스템은, 복수의 축전지와 브레이커를 구비하는 시스템에 이용할 수 있다. 특히 축전지가, 복수의 단전지를 조합한 축전지 팩일 경우, 각 축전지 팩의 전압이 높으므로, 상태 이상이 되었을 경우의 화재 발생을 확실하게 방지하고, 축전 시스템의 신뢰성을 높여, 고가인 축전지 팩을 확실하게 보호할 수 있으므로, 대규모 축전 시스템에 이용할 수 있다.

10 축전 시스템, 12 외부 상용 전원, 14 광전 변환 어레이, 16 AC 부하, 18 DC 부하, 20 전환 장치, 22 DC/AC 인버터, 24 AC/DC 컨버터, 26 부하측 브레이커, 28 DC/DC 컨버터, 30 축전 장치, 32, 34, 36 축전지, 38, 40, 42 축전지 상태 검지부, 50 축전 장치 브레이커, 52, 54, 56 브레이커, 52-2, 54-2, 56-2 코일, 60 충방전 스위치 장치, 62, 64, 66 축전 장치측 전류·전압 검지부, 68 축전지 선택 회로, 70 충전 스위치, 72 충전측 전류·전압 검지부, 74 방전 스위치, 76 방전측 전류·전압 검지부, 80 제어 블록, 82 표시부, 84 운전 램프, 86 에러 램프, 92, 94, 96 축전지 팩, 160 충방전 제어부, 162 소프트웨어 차단 명령부, 164 하드웨어 차단 명령부, 170, 172, 174 브레이커 일방측 접속 부재, 171, 173, 175 브레이커 타방측 접속 부재, 180, 182, 184 축전지 일방측 접속 부재, 181, 183, 185 축전지 타방측 접속 부재, 190, 192, 194 퓨즈, 196 방전용 저항 소자, 197, 198 분기점.

Claims

축전지를 갖고, 전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치이며,
상기 축전지가 이상을 검지했을 때 발신하는 축전지 이상 검지 신호를 수신하는 수신부와,
상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 차단 기준을 만족하는 이상일 경우에, 상기 축전지에 대응해서 설치되는 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하는 출력부와,
차단이 실행된 것을 나타내는 차단 보고를 수신하는 수신부를 갖는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 제1 기준을 만족시키는 경우, 판단 처리를 수반하지 않고, 상기 축전지 브레이커에 즉시 차단 명령을 출력하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 제1 기준을 만족하지 않는 경우, 차단해야할지 여부를 판단하여, 차단해야 할 이상이라고 판단한 경우에 상기 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하는 제어 장치.
복수의 축전지를 갖고, 전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치이며,
각 축전지가 이상을 검지했을 때 개별로 발신하는 축전지 이상 검지 신호에 기초하여,
당해 제어 장치에 대응하는 모든 축전지의 충전 경로 또는 방전 경로 중 적어도 한쪽을, 상기 축전지에 대응해서 설치되는 복수의 축전지 브레이커에 의해 차단하는 제어 장치.
복수의 축전지를 갖는 축전 장치와, 전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 상기 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치를 포함하는 축전 시스템이며,
상기 제어 장치는, 각 축전지가 이상이 발생했을 때 발신하는 축전지 이상 검지 신호를 수신하는 수신부와,
상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 차단 기준을 만족하는 이상일 경우에, 상기 축전지에 대응해서 설치되는 복수의 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하는 출력부와,
차단이 실행된 것을 나타내는 차단 보고를 수신하는 수신부를 갖는 축전 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 제1 기준을 만족시키는 경우, 판단 처리를 수반하지 않고, 상기 축전지 브레이커에 즉시 차단 명령을 출력하는 축전 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 축전지 이상 검지 신호가 미리 정한 제1 기준을 만족하지 않는 경우, 차단해야할지 여부를 판단하여, 차단해야 할 이상이라고 판단한 경우에 상기 축전지 브레이커에 차단 명령을 출력하는 축전 시스템.
복수의 축전지를 갖는 축전 장치와,
상기 축전지에 대응해서 설치되는 복수의 축전지 브레이커와,
전력원으로부터 공급되는 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 외부 부하에 방전하는 상기 축전 장치의 충방전을 제어하는 제어 장치를 포함하는 축전 시스템이며,
상기 제어 장치는, 각 축전지가 이상을 검지했을 때 개별로 발신하는 축전지 이상 검지 신호에 기초하여, 당해 제어 장치에 대응하는 모든 축전지의 충전 경로 또는 방전 경로 중 적어도 일방측을, 상기 축전지 브레이커에 의해 차단하는 축전 시스템.
제8항에 있어서, 상기 축전지 브레이커는,
상기 축전지의 정극과 접속되는 접속 단자에 설치되고, 상기 축전지의 방전을 위한 방전용 저항 소자의 일방측 단부를 설치하기 위한 브레이커 일방측 접속 부재와,
상기 축전지의 부극과 접속되는 접속 단자에 설치되고, 상기 방전용 저항 소자의 타방측 단부를 설치하기 위한 브레이커 타방측 접속 부재를 갖는 축전 시스템.
제8항에 있어서, 상기 축전지는,
상기 축전지 본체의 출력 전류 또는 입력 전류가 흐르는 배선 상에 설치되는 퓨즈와,
상기 축전지의 정극측 단자에 설치되고, 상기 축전 장치의 방전을 위한 방전용 저항 소자의 일방측 단부를 설치하기 위한 축전지 일방측 접속 부재와,
상기 축전지의 부극측 단자에 설치되고, 상기 방전용 저항 소자의 타방측 단부를 설치하기 위한 축전지 타방측 접속 부재를 갖는 축전 시스템.
제8항에 있어서, 상기 축전지 일방측 접속 부재는 제1 분기점을 개재해서 축전지 본체의 정극측 단자로부터 인출되고, 상기 축전지 타방측 접속 부재는 제2 분기점을 개재해서 축전지 본체의 부극측 단자로부터 인출되며,
상기 퓨즈는 상기 축전지의 출력 전류 또는 입력 전류가 흐르는 배선 중, 제1 또는 제2 분기점과 상기 브레이커의 사이에 설치되는 축전 시스템.