WO2016147614A1

WO2016147614A1 - 蓄電池装置、及び、容量補正方法

Info

Publication number: WO2016147614A1
Application number: PCT/JP2016/001298
Authority: WO
Inventors: 涼志尾崎
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2016-09-22
Also published as: JPWO2016147614A1

Abstract

充放電中であっても容量補正処理が行えるようにする。このため、電池パック毎に設けられ、かつ、電池パックと負荷との接続を制御する接続スイッチと、少なくとも電池パックの開放端子電圧を計測する計測部と、開放端子電圧を予め記憶している電圧容量変換情報に適用して、電池パックの実測容量を算出し、該実測容量に基づき既に記憶している管理容量を補正して更新する容量管理部とを含む容量管理ユニットと、外部からの受給電要求に応じて電池パックを充放電させる充放電指令及び容量補正指令を含む制御信号を出力する制御部と、制御信号に基づき接続スイッチをＯＮ・ＯＦＦ状態にする中継駆動部と、を備え、制御部が、複数の電池パックの１つに対して容量補正を行う際に、複数の容量管理ユニットの１つに対して容量補正を行わせる容量補正指令を出力し、中継駆動部は、容量補正指令を受信すると、容量補正する電池パックに接続された接続スイッチをＯＦＦ状態にし、容量管理部は、計測部からの開放端子電圧を電圧容量変換情報に適用して実測容量を算出し、該実測容量により管理容量を補正更新する。

Description

蓄電池装置、及び、容量補正方法

　本発明は、蓄電池装置、及び、容量補正方法に関する。

　電池パックは、充放電量に基づき管理している蓄積容量が、実際の蓄積容量と異なる場合がある。このような電池パックを備えた蓄電池装置では、実際の蓄積容量に従って充放電を行う必要がある。特に、電池パックが常に中間容量（フル充電状態と、容量無し状態との間の蓄積容量の意味）で充放電される場合には、管理している蓄積容量と実際の蓄積容量とのズレが問題となる。

　そこで、特開２０１４－１３２２４３号公報においては、電池パックの充放電が停止した時点から開放回路電圧を測定して、この開放回路電圧により実際の蓄積容量を推定する技術が開示されている。なお、他の先行技術文献として特開２００７－２５０５２１号公報や特許第５６１５９９５号公報が知られている。

特開２０１４－１３２２４３号公報特開２００７－２５０５２１号公報特許第５６１５９９５号公報

　しかしながら、特開２０１４－１３２２４３号公報にかかる構成では、実際の蓄積容量により管理している蓄積容量を補正するためには、充放電中では行えない問題があった。

　そこで、本発明の主目的は、充放電中であっても容量補正処理が行えるようにした蓄電池装置、及び、容量補正方法を提供することである。

　上記課題を解決するため、複数の電池パックを充放電する蓄電池装置にかかる発明は、電池パック毎に設けられ、かつ、電池パックと負荷との接続を制御する接続スイッチと、少なくとも電池パックの開放端子電圧を計測する計測部と、開放端子電圧を予め記憶している電圧容量変換情報に適用して、電池パックの実測容量を算出し、該実測容量に基づき既に記憶している管理容量を補正して更新する容量管理部とを含む容量管理ユニットと、外部からの受給電要求に応じて電池パックを充放電させる充放電指令及び容量補正指令を含む制御信号を出力する制御部と、制御信号に基づき接続スイッチをＯＮ・ＯＦＦ状態にする中継駆動部と、を備え、制御部が、複数の電池パックの１つに対して容量補正を行う際に、複数の容量管理ユニットの１つに対して容量補正を行わせる容量補正指令を出力し、中継駆動部は、容量補正指令を受信すると、容量補正する電池パックに接続された接続スイッチをＯＦＦ状態にし、容量管理部は、計測部からの開放端子電圧を電圧容量変換情報に適用して実測容量を算出し、該実測容量により管理容量を補正更新することを特徴とする。

　また、複数の電池パックを充放電する蓄電池装置における容量補正方法にかかる発明は、電池パック毎に設けられた容量管理ユニットに含まれる接続スイッチを制御して電池パックと負荷との接続を制御し、計測部により少なくとも電池パックの開放端子電圧を計測し、容量管理部により開放端子電圧を予め記憶している電圧容量変換情報に適用して、電池パックの実測容量を算出し、該実測容量に基づき既に記憶している管理容量を補正して更新する手順と、制御部により外部からの受給電要求に応じて電池パックを充放電させる充放電指令及び容量補正指令を含む制御信号を出力する手順と、中継駆動部により制御信号に基づき接続スイッチをＯＮ・ＯＦＦ状態にする手順とを含み、複数の電池パックの１つに対して容量補正を行う際に、制御部は、複数の容量管理ユニットの１つに対して容量補正を行わせる容量補正指令を出力し、中継駆動部は、容量補正指令を受信すると、容量補正する電池パックに接続された接続スイッチをＯＦＦ状態にし、容量管理部は、計測部からの開放端子電圧を電圧容量変換情報に適用して実測容量を算出して、該実測容量により管理容量を補正更新することを特徴とする。

　本発明によれば、容量補正処理を割り込み処理としたので、充放電中であっても容量補正処理が行えるようになる。

第１実施形態にかかる蓄電池装置のブロック図である。２つの電池パックの一方の電池パックの端子電圧又は開放端子電圧の時間変化を示した図である。２つの電池パックの他方の容量補正対象とした電池パックの端子電圧又は開放端子電圧の時間変化を示した図である。一方の電池パックの充放電電流の時間変化を示した図である。他方の容量補正対象とした電池パックの充放電電流の時間変化を示した図である。

一方の接続スイッチの動作状態を時間について示した図である。他方の容量補正対象側の接続スイッチの動作状態を時間について示した図である。

一方の電池パックの蓄積容量を時間について示した図である。他方の容量補正対象とした電池パックの蓄積容量を時間について示した図である。充放電処理の手順を示すフローチャートである。容量補正処理の手順を示すフローチャートである。第２実施形態にかかる蓄電池装置のブロック図である。動作手順を示すフローチャートである。接続スイッチの動作状態を示した図である。容量補正対象側の接続スイッチの動作状態を示す図である。制限スイッチの動作状態を示す図である。接容量補正対象側の制限スイッチの動作状態を示す図である。容量補正対象とした電池パックの充電電流を示した図である。第３実施形態にかかる蓄電池装置のブロック図である。動作手順を示すフローチャートである。接続スイッチの動作状態を示した図である。容量補正対象側の接続スイッチの動作状態を示す図である。制限スイッチの動作状態を示す図である。容量補正対象側の制限スイッチの動作状態を示す図である。容量補正対象の電池パックの充電電流を示した図である。

　＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる蓄電池装置２Ａのブロック図である。この蓄電池装置２Ａは、電池パック１１（１１ａ，１１ｂ）、計測部１２（１２ａ，１２ｂ）、容量管理部１３（１３ａ，１３ｂ）、接続スイッチ１４（１４ａ，１４ｂ）、中継駆動部１５、電圧変換部１６、制御部１７を備える。そして、蓄電池装置２Ａは、外部に対して電池パック１１から電力供給し、また外部から電力を受けて電池パック１１を充電する。

　ここで、外部とは、当該蓄電池装置２Ａが電力を受給電する発電所等を言うが、これに限定するものではない。例えば、他の直流電源（蓄電池を含む）であっても良い。外部として直流電源を用いる場合には、交流／直流変換を行う電圧変換部１６は不要になる。

　なお、計測部１２、容量管理部１３、接続スイッチ１４は容量管理ユニットを構成し、各ユニットは電池パック１１に対応して設けられている。即ち、１つの電池パック１１には１つの容量管理ユニットが設けられている。

　なお、電池パック１１の電圧は、負荷（ここでは電圧変換部１６）が接続されている場合と、接続されていない場合とで異なることがある。そこで、負荷が接続されている場合の電圧を接続端子電圧、負荷が接続されていない場合の電圧を開放端子電圧、これらを総称して端子電圧と記載する。

　電池パック１１は、複数の蓄電池がモジュール化して形成されている。そして、複数の電池パック１１は並列接続され、これが電圧変換部１６と並列接続されている。

　図１においては、２つの電池パック１１ａ，１１ｂを例示しているが、２つに限定する趣旨ではなく、２つ以上であればよい。

　計測部１２（１２ａ，１２ｂ）は、電池パック１１の端子電圧や充放電電流を計測して、計測結果を計測情報として容量管理部１３に出力する。

　容量管理部１３（１３ａ，１３ｂ）は、配下の電池パック１１の管理容量を記憶しており、計測部１２からの計測情報に基づき充放電した電流値を積算して、電池パック１１の蓄積容量を更新する。

　また、容量管理部１３は、制御部１７からの指示により容量補正処理を行う。容量補正処理は、電池パック１１の開放端子電圧を計測情報から取得し、予め記憶している電圧容量換算情報に開放端子電圧を適用することで、実際の蓄積容量を実測容量として算出する。そして、実測容量に基づき管理容量が補正されると共に、補正後の管理容量が制御部１７に送られる。なお、電圧容量換算情報とは、開放端子電圧と実際の蓄積容量との対応関係がテーブル等の形で纏められた情報である。

　ここで、計測情報に基づき充放電した電流値を積算して得られる容量を管理容量、電池パック１１の開放端子電圧に基づき算出された容量を実測容量、これら管理容量と実測容量とを総称して蓄積容量と定義する。

　接続スイッチ１４（１４ａ，１４ｂ）は、一端が電池パック１１の端子に接続され、他端が電圧変換部１６の端子に接続されて、中継駆動部１５からの駆動信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ動作することで、電池パック１１と電圧変換部１６との接続状態を制御する。このような接続スイッチ１４として、トランジスタ等の半導体スイッチやリレー等の利用が可能である。

　中継駆動部１５は、制御部１７から充放電指令や容量補正指令を含む制御信号を受信し、該制御信号に基づき、接続スイッチ１４のＯＮ，ＯＦＦ動作を制御駆動すると共に、容量管理部１３からの容量情報を中継して制御部１７に出力する。

　電池パック１１からの直流電力を外部に供給するような場合（電池パック１１を放電させる場合）には、交流電力に変換して供給する必要がある。また、電池パック１１を充電する場合には、供給された交流電力を直流電力に変換する必要がある。そして、いずれの場合も電圧値や電流値を制御する必要がある。

　そこで、電圧変換部１６は、かかる機能を備えるパワーコンディショナーシステム等から構成されている。

　制御部１７は、外部からの受給電要求に応じて中継駆動部１５及び電圧変換部１６に制御信号を出力すると共に、当該中継駆動部１５を介して容量管理部１３から容量情報を受信して図示しない記憶領域に記憶する。

　このような制御部１７は、受給電要求を受信すると、記憶している容量情報に基づき各電池パック１１に対する充放電量を計画し、これを制御信号として中継駆動部１５及び電圧変換部１６に出力する。

　なお、蓄電池装置２Ａの上位に蓄電池システムが設けられている場合には、制御部１７は、当該蓄電池システムの制御手段であってもよい。このとき、蓄電池システムは複数の蓄電池装置２Ａを配下にしてもよい。

　次に、このような蓄電池装置２Ａの動作を図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６，図７を参照して説明する。

　蓄電池装置２Ａは、充放電処理（充電処理及び放電処理）と、この充放電処理に対して割り込み処理となる容量補正処理とを大きな処理手順とする。但し、容量補正処理の実行は、充放電処理の停止を意味せず、充放電処理と並列に行われる。

　なお、充電処理は電池パック１１を充電する処理であり、放電処理は電池パック１１から電力供給する処理である。これに対し、容量補正処理は後述するように、電池パック１１の管理容量を補正更新する処理である。

　図２Ａは、電池パック１１ａの端子電圧又は開放端子電圧の時間変化を示した図で、図２Ｂは電池パック１１ｂの端子電圧を示す図である。

　図３Ａは、電池パック１１ａの充放電電流の時間変化を示した図で、図３Ｂは電池パック１１ｂの充放電電流を示す図である。なお、同図においては、受給電要求に基づく充放電電流も示されている。

　図４Ａは、接続スイッチ１４ａの動作状態を時間について示した図で、図４Ｂは接続スイッチ１４ｂの動作状態を示す図である。

　また、図５Ａは、電池パック１１ａの蓄積容量を時間について示した図で、図５Ｂ電池パック１１ｂの蓄積容量を示す図である。

　＜充放電処理＞
　充放電処理について説明する。図６は充放電処理の手順を示すフローチャートである。

　ステップＳＡ１：　制御が開始されると、制御部１７は、容量補正処理を実行するか否かを示す容量補正フラグを「０」に設定する。容量補正フラグが「１」の場合には、容量補正処理の実行を示し、容量補正フラグが「０」の場合には、容量補正処理を行わないことを示している。

　そして、制御部１７は、外部から受信した受給電要求の内容に応じて充電モード又は放電モードを判断して、その判断結果を充放電指令とする制御信号を作成する。作成された制御信号は、中継駆動部１５及び電圧変換部１６に出力される。なお、制御信号には、接続スイッチ１４を制御するためのスイッチ動作情報、電圧変換部１６での交流／直流変換方法及び電圧値や電流値を指定する電力変換情報、及び、充電するか放電するかを指示する充放電指令が含まれる。

　例えば、受給電要求が、充電モードを指示している場合に、電池パック１１ａ，１１ｂの管理容量が予め設定された規定容量より少なくなっているときは、制御部１７は当該電池パック１１ａ，１１ｂの充電が必要と判断する。この規定容量は、充電が必要か否かを示す予め設定された値である。

　このときのスイッチ動作情報は接続スイッチ１４ａ，１４ｂを共にＯＮ動作させ、電力変換情報は給電ライン１８からの交流電力を直流電力に変換して、電池パック１１ａ，１１ｂに供給させる内容となる。

　また、電池パック１１ａの管理容量のみが規定容量より少なくなっている場合には、当該電池パック１１ａのみの充電が必要と判断する。このときのスイッチ動作情報は接続スイッチ１４ａをＯＮ動作、接続スイッチ１４ｂをＯＦＦ動作させ、電力変換情報は、給電ライン１８からの交流電力を直流電力に変換して、電池パック１１ａに供給する内容となる。

　一方、放電モードの場合には、例えば電池パック１１ａの管理容量が規定容量より多く、電池パック１１ｂの管理容量が規定容量より少ない場合には、当該電池パック１１ｂから放電は不可能と判断する。

　このときのスイッチ動作情報は接続スイッチ１４ａをＯＮ動作、接続スイッチ１４ｂをＯＦＦ動作させ、電力変換情報は、電池パック１１ａからの直流電力を交流電力に変換して給電ライン１８に供給する内容となる。

　ステップＳＡ２：　中継駆動部１５は、制御信号に含まれるスイッチ動作情報を取得して、このスイッチ動作情報に該当する接続スイッチ１４を動作させる。例えば、電池パック１１ａ，１１ｂの充電を行う場合、接続スイッチ１４ａ，１４ｂを共にＯＮ動作させる。図４Ａ，図４Ｂの時刻ｔ０で、接続スイッチ１４ａ，１４ｂは、共にＯＮ状態となっている。

　ステップＳＡ３，ＳＡ４：　一方、電圧変換部１６は、制御信号から電力変換情報を取得すると、放電モードの場合は直流電力を交流電力に変換するように自己設定し、充電モードの場合は交流電力を直流電力に変換するように自己設定する。

　このとき、電圧変換部１６は、充放電電流を調整する。即ち、充放電する電池パック１１の数に変更が生じた場合（例えば、容量補正処理が実行されるような場合）、受給電要求を満たすように各電池パック１１からの充放電量を調整（電力調整）する。図３Ａ，図３Ｂでの時刻ｔ０では、電池パック１１ａと電池パック１１ｂとの充電電流が同じ値に調整されている。

　ステップＳＡ５：　その後、制御部１７は、充放電を終了するか否かを判断し、終了する場合はステップＳＡ１に戻る。

　ステップＳＡ６，ＳＡ７：　一方、充放電が未了の場合には、制御部１７は容量補正フラグが「１」か否かを判断する。先に説明したように容量補正フラグが「１」の場合は、容量補正処理が割り込み要求されていることを示している。そこで、容量補正フラグが「１」の場合は、割り込み処理（容量補正処理）を実行させた後、ステップＳＡ２に戻る。

　なお、ステップＳＡ２に戻るのは、容量補正処理を行う電池パック１１を電圧変換部１６から切り離すために、接続スイッチ１４を制御するためである。

　図４Ａ，図４Ｂの時刻ｔ１で、接続スイッチ１４ｂがＯＦＦして、電池パック１１ｂは負荷（電圧変換部１６）から切り離されている。これに伴い、図３Ａ，図３Ｂの時刻ｔ１では、電池パック１１ａの充電量が倍増して、電力調整が行われている。

　＜容量補正処理＞
　次に、容量補正処理について説明する。図７は容量補正処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、電池パック１１ａ，１１ｂの充電中に、電池パック１１ｂの容量補正を行う場合を例とする。

　ステップＳＢ１：　制御部１７は、予め設定された容量チェック判断基準が満たされたかを常に監視している。この容量チェック判断基準が満たされると、制御部１７は容量補正フラグを「１」に設定して、ステップＳＢ２に進む。

　この容量チェック判断基準として充放電開始から予め設定された時間が経過した場合、定期的な時間が経過した場合、稼働時間が所定の時間に達した場合等が例示できる。また、充電中の接続端子電圧の変化状況から判断しても良い。さらに、何かイベントが発生したことを容量チェック実行判断の実行条件としても良い。

　以下の説明では、充放電開始から予め設定された時間に達したときに容量チェック実行を行うとする。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂにおいては、容量チェック判断基準を、充放電開始してからの時間ｔ１が経過したときとした場合を示している。

　先の仮定では、電池パック１１ａ，１１ｂの充電中に、電池パック１１ｂの容量補正を行うので、制御部１７は、電池パック１１ｂの容量補正指令を含む制御信号を出力する。

　ステップＳＢ２：　中継駆動部１５は、この制御信号を受信すると容量補正処理のために容量補正対象である電池パックに接続されている接続スイッチ１４ｂをＯＦＦ状態にして電圧変換部１６から切り離す。図４Ａ，図４Ｂの時刻ｔ１で接続スイッチ１４ｂがＯＦＦ状態となっている。

　ステップＳＢ３：　一方、電圧変換部１６は、充電対象の電池パック１１の数が変動したのに伴い電力調整する。図３Ａ，図３Ｂの時刻ｔ１で電池パック１１ａの充電電流が調整（電力調整）されている。

　ステップＳＢ４：　容量管理部１３は、常時電池パック１１に入出力する電流をモニタしている。そして、充放電時間と充放電電流との積（充放電電力量）を算出して、記憶している管理容量を更新している。

　このような状況にあって、容量管理部１３は容量補正指令を含む制御信号を中継駆動部１５から受信すると、所定時間の経過するのを待って、電池パック１１の開放端子電圧を計測部１２から取得する。電池パック１１の端子電圧は、端子が開放されても多少の時間変動することがある。

　そこで、かかる端子電圧の変動が収まって開放端子電圧となるまでの時間だけ待つ（この時間を補正待機時間と記載する）。図２Ｂにおいては、時刻ｔ１で接続スイッチ１４ｂがＯＦＦされ、その後、電池パック１１ｂの端子電圧は徐々に落ち着いている。

　そして、電池パック１１ｂの開放端子電圧が取得されると、容量管理部１３は計測された開放端子電圧を予め記憶している電圧容量換算情報に適用して、当該開放端子電圧に対応した容量（実測容量）を算出する。

　ステップＳＢ５：　容量管理部１３は、端子容量と管理容量との一致性を判断する。管理容量が実測容量に対して予め設定された許容範囲内ならば実測容量と管理容量とは一致していると判断する。一方、許容範囲外ならば管理容量にズレが生じていると判断する。

　このような許容範囲は、電池パック１１を構成する蓄電池の構造や種類等に応じて適宜設定されるものであり、例えば、（実測容量－管理容量）／管理容量の絶対値が１割の範囲を許容範囲とすることが可能である。

　ステップＳＢ６：　管理容量が実測容量に対して許容範囲外の場合には、容量管理部１３は管理容量を実測容量により補正し、補正後の管理容量を制御部１７に送る。制御部１７は受信した管理容量を記憶する。

　なお、ステップＳＢ５における端子容量と管理容量との一致性を判断せず、実測容量が得られると、一律に管理容量を補正更新しても良い。

　ステップＳＢ７：容量補正が終了すると、制御部１７は容量補正フラグを「０」に設定して、割り込み処理を終了する。

　このとき中継駆動部１５は、接続スイッチ１４ｂをＯＮ動作させて、電池パック１１ｂを充放電処理に復帰させるが、無条件に復帰させると、電池パック１１ａと電池パック１１ｂとの端子電圧に違いがある場合には、これらの電池パック１１間に定格より大きな突入電流が流れる恐れがある。

　そこで、制御部１７は計測部１２から端子電圧を取得し、電池パック１１ａと電池パック１１ｂとの端子電圧が一致するまで待って（以下、この待ち時間を復帰待機時間と記載する）、中継駆動部１５に接続スイッチ１４ｂをＯＮ動作させる制御信号を出力する。

　このように、蓄電池装置２Ａを停止させることなく容量補正が行えるようになり、効率的に適切な蓄電容量の管理が可能になる。そして、受給電に対する信頼性が向上する。

　＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。

　第１実施形態においては、容量補正処理を実行する際に、補正待機時間の経過を待った。しかしこのような、補正待機時間は、容量補正の対象である電池パックが充放電処理に寄与していない時間（以下、容量補正時間と記載する）であり、かかる容量補正時間を長くすることは、蓄電池装置の信頼性（能力的な信頼性、寿命的な信頼性等）の低下を招く一因になる恐れがある。そこで、本実施形態では、補正待機時間の短縮を図る。

　補正待機時間は、開放端子電圧が落ち着くまでに要する時間（以下、端子電圧収束時間と記載する）と等しいことが理想的であるが、容量補正処理が適正に行うためには、端子電圧収束時間より長い時間に設定しなければならない。

　端子電圧収束時間は、電池パック１１に接続されている接続スイッチ１４をＯＦＦ状態にした時に流れていた電流値に依存し、この電流値が小さいと、端子電圧収束時間も短くなる。端子電圧収束時間が短くなれば、補正待機時間を短くすることができ、容量補正時間を短縮することが可能になる。

　図８は、このような観点から構成された本実施形態にかかる蓄電池装置２Ｂのブロック図である。この蓄電池装置２Ｂには、図１に示す蓄電池装置２Ａに対して、電流制限器１９（１９ａ，１９ｂ）、及び、電流制限器１９に直列に接続された制限スイッチ２０（２０ａ，２０ｂ）が追加されている。なお、電流制限器１９及び制限スイッチ２０は、電流制限部を構成している。

　電流制限器１９としては固定抵抗等が例示でき、制限スイッチ２０としてはトランジスタ等の半導体スイッチやリレー等が例示できる。

　電流制限器１９と制限スイッチ２０とは直列に接続され、この接続体が接続スイッチ１４と並列に接続されている。

　次に、このような構成の蓄電池装置２Ｂの動作を説明する。以下の説明では、充放電は同じように制御されるので、充電を例に説明する。

　図９は、この動作手順を示すフローチャートである。図１０Ａは接続スイッチ１４ａの動作状態を示した図、図１０Ｂは容量補正対象側の接続スイッチ１４ｂの動作状態を示す図、図１０Ｃは制限スイッチ２０ａの動作状態を示す図、図１０Ｄは容量補正対象側の制限スイッチ２０ｂの動作状態を示す図である。また、図１１は電池パック１１ｂの充電電流を示した図である。なお、図１１において、実線は充放電要求された充電電流であり、点線は電池パック１１ｂの充電電流を示している。

　ステップＳＣ１：　制御部１７は受給電要求に従い電池パック１１ａ、１１ｂの充電を指示する充放電指令を含む制御信号を出力する。これにより中継駆動部１５は、接続スイッチ１４ａ，１４ｂをＯＮ動作させ、制限スイッチ２０ａ，２０ｂをＯＦＦ動作させて、電池パック１１ａ、１１ｂの充電が開始される（図１０Ａ～図１０Ｄ及び図１１の時刻ｔ０）。このとき各電池パック１１ａ，１１ｂには、充電電流Ｉａ、Ｉｂが流れていたとする。

　ステップＳＣ２～ＳＣ４：　このような充電を行っている時に、容量チェック判断基準が満たされると、制御部１７は電池パック１１ｂの容量補正処理を行うために容量補正指令を含む制御信号を出力する。中継駆動部１５は、制御信号を受けると、補正対象である電池パック１１ｂ側の制限スイッチ２０ｂをＯＮ状態とし、接続スイッチ１４ｂをＯＦＦ状態にする。図１０Ａ～図１０Ｄ及び図１１ではこの状態切換を時刻ｔａで行っている。

　これにより、電池パック１１ｂには電流制限器１９を介して充電電流Ｉｂｍ（Ｉｂｍ＜Ｉｂ）が流れるようになる。即ち、電池パック１１ｂの充電電流は減少する。そして、電池パック１１ａには充電電流Ｉａｍ（Ｉａｍ＞Ｉａ）が流れる。このとき、Ｉｂ－Ｉｂｍ＝Ｉａｍ－Ｉａである。即ち、全体の充電電流は変化しない。

　ステップＳＣ５，ＳＣ６：　そして、中継駆動部１５は、所定時間（以下、電流制限時間と記載する）の経過を待つ。この電流制限時間が経過すると、中継駆動部１５は制限スイッチ２０ｂをＯＦＦ状態にして、電池パック１１ｂを電圧変換部１６から完全に切り離す。

　ステップＳＣ７，ＳＣ８：　電池パック１１ｂが完全に切り離されると、容量管理部は、補正待機時間の経過を待ちとなる。そして、当該補正待機時間に達すると、容量管理部は、開放端子電圧に基づき実測容量を求め、これにより管理容量を補正する。電池パック１１ｂを切り離す際の電池パック１１ｂに流れていた充電電流Ｉｂｍは、初期（時刻ｔ０）の充電電流Ｉｂより小さい。従って、このときの端子電圧収束時間は、充電電流Ｉｂが流れていたときの端子電圧収束時間より短い。

　図１０Ａ～図１０Ｄ及び図１１では、時刻ｔｂで端子電圧が収束して容量補正が行われたので、中継駆動部１５は制限スイッチ２０ｂをＯＮ状態に駆動している。これにより、電池パック１１ｂには電流制限器１９ｂを介して充電電流が流れ、充電が再開される。このときの充電電流Ｉｂｍとすると、電池パック１１ａには充電電流Ｉａｍ（＝Ｉａ＋Ｉｂ－Ｉｂｍ）が流れて、全体の充電電流が変化しないようになっている。

　ステップＳＣ９：　中継駆動部１５は、制限スイッチ２０ｂをＯＮ状態にする。これにより電池パック１１ｂは、電流制限器１９ｂを介して充電が再開される。

　ステップＳＣ１０～ＳＣ１２：　そして、電流制限器１９ｂを介した充電を電流制限時間だけ行った否かの判断が行われ、当該時間だけ充電すると、中継駆動部１５は、接続スイッチ１４ｂをＯＮ状態に、制限スイッチ２０ｂをＯＦＦ状態にする。これにより、電池パック１１ｂは電流制限器を介することなく充電されるようになる。図１０Ａ～図１０Ｄ及び図１１において時刻ｔ３で制限スイッチ２０ｂがＯＦＦ状態となっている。

　ステップＳＣ１３，ＳＣ１４：　その後、充放電の完了が判断されて、完了した場合には接続スイッチ１４、制限スイッチ２０の全てのスイッチがＯＦＦ状態となる。

　このような一連の動作によって、受給電要求を満たしながら、かつ、容量補正時間を短縮しながら、複数の電池パックの蓄積容量を補正更新することができるようになる。

　＜第３実施形態＞
　次に、本発明の第３実施形態を説明する。なお、第１，２実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。

　第１実施形態においては、容量補正処理を実行する際に、補正待機時間の経過を待って、複数の電池パックの端子電圧が一致するのを待った（復帰待機時間の経過を待った）。これは端子電圧の異なる電池パック１１間で定格より大きな突入電流が流れるのを防止するためであった。本実施形態では、この補正待機時間の短縮を図る。

　図１２は、本実施形態にかかる蓄電池装置２Ｃのブロック図である。図８に示す蓄電池装置２Ｂの電流制限器は固定抵抗であった。これに対し、本実施形態にかかるこの蓄電池装置２Ｃの電流制限器は、定電流回路で構成されている。即ち、本実施形態における電流制限部は、制限スイッチ２０（２０ａ，２０ｂ）と定電流回路２１（２１ａ，２１ｂ）とにより構成されている。

　定電流回路２１（２１ａ，２１ｂ）は、所定の電流値（最大許容電流）未満の電流に対しては設定された電流を流すように機能するが、この最大許容電流以上の電流に対しては、当該最大許容電流に制限する機能を持つ。

　このような構成の蓄電池装置２Ｃの動作を説明する。なお、以下の説明では、充放電は同じように制御されるので、充電を例に説明する。

　図１３は、この動作手順を示すフローチャートである。図１４Ａは接続スイッチ１４ａの動作状態を示した図、図１４Ｂは容量補正対象側の接続スイッチ１４ｂの動作状態を示す図、図１４Ｃは制限スイッチ２０ａの動作状態を示す図、図１４Ｄは容量補正対象側の制限スイッチ２０ｂの動作状態を示す図である。
なお、制限スイッチ２０は、中継駆動部１５により駆動される。

　また、図１５は電池パック１１ｂの充電電流を示した図である。図１５において、実線は充放電要求された充電電流であり、点線は電池パック１１ｂの充電電流を示している。

　ステップＳＤ１：　制御部１７は受給電要求に従い電池パック１１ａ、１１ｂの充電を指示する制御信号を出力する。中継駆動部１５は制御信号に含まれる充放電指令に基づき、接続スイッチ１４ａ，１４ｂをＯＮ動作させ、制限スイッチ２０ａ，２０ｂをＯＦＦ動作させる。これにより、電池パック１１ａ、１１ｂの充電が開始される（図１４Ａ～図１４Ｄ及び図１５の時刻ｔ０）。このとき各電池パック１１ａ，１１ｂには、充電電流Ｉａ、Ｉｂが流れていたとする。

　ステップＳＤ２，ＳＤ３：　このような充電を行っている時に、容量チェック判断基準が満たされると、制御部１７は電池パック１１ｂの容量補正処理を行うために容量補正指令を含む制御信号を出力する。中継駆動部１５は、容量補正指令を受けると、補正対象である電池パック１１ｂ側の接続スイッチ１４ｂをＯＦＦ状態にする。図１５ではこの状態切換を時刻ｔ１で行っている。

　ステップＳＤ４，ＳＤ５：　これにより、電池パック１１ｂは、電圧変換部１６から完全に切り離されて、当該電池パック１１ｂの端子電圧は開放端子電圧に収束する。なお、電池パック１１ａにはＩａ＋Ｉｂの充電電流が流れる。このような状態で、容量管理部は補正待機時間の経過を待ち、当該時間後に容量補正を行う。

　ステップＳＤ６：　次に中継駆動部１５は、制限スイッチ２０ｂをＯＮ状態にする。これにより定電流回路２１ｂが電池パック１１ｂの充電電流を最大許容電流とする。なお、このときの最大許容電流は、電池パック１１ａに流れている電流値と同じ電流値とすることができる。

　このことは、電圧変換部１６から見た接続点Ｋ（図１２参照）の電位が同じ電位と見なせることを意味する。従って、電池パック１１ａ，１１ｂの端子電圧が例え違っていても、電池パック１１ａ，１１ｂ間に突入電流が流れるのを防止できる。

　従って、補正対象の電池パック１１ｂは、制限スイッチ２０ｂを介して容量補正処理後に直ちに復帰するので、復帰待機時間を短縮することが可能になる。

　ステップＳＤ７～ＳＤ９：　そして、中継駆動部１５は電池パック１１ｂの端子電圧が電池パック１１ａの端子電圧と一致するまで待ち、これらの端子電圧が一致すると接続スイッチ１４ａをＯＮ状態、制限スイッチ２０ｂをＯＦＦ状態にする。

　このような一連の動作によって、受給電要求を満たしながら、かつ、容量補正後に直ちに最大許容電流で充放電を行うことが可能となり、復帰待機時間を短くすることができる。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年３月１６日に出願された日本出願特願２０１５－０５１８０９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

　２Ａ～２Ｃ　　蓄電池装置
　１１（１１ａ，１１ｂ）　　電池パック
　１２（１２ａ，１２ｂ）　　計測部
　１３（１３ａ，１３ｂ）　　容量管理部
　１４（１４ａ，１４ｂ）　　接続スイッチ
　１５　　中継駆動部
　１６　　電圧変換部
　１７　　制御部
　１８　　給電ライン
　１９（１９ａ，１９ｂ）　　電流制限器（固定抵抗）
　２０（２０ａ，２０ｂ）　　制限スイッチ
　２１（２１ａ，２１ｂ）　　電流制限器（定電流回路）

Claims

　複数の電池パックを充放電する蓄電池装置であって、
　前記電池パック毎に設けられ、かつ、前記電池パックと負荷との接続を制御する接続スイッチと、少なくとも前記電池パックの開放端子電圧を計測する計測部と、前記開放端子電圧を予め記憶している電圧容量変換情報に適用して、前記電池パックの実測容量を算出し、該実測容量に基づき既に記憶している管理容量を補正して更新する容量管理部とを含む容量管理ユニットと、
　外部からの受給電要求に応じて前記電池パックを充放電させる充放電指令及び容量補正指令を含む制御信号を出力する制御部と、
　前記制御信号に基づき前記接続スイッチをＯＮ・ＯＦＦ状態にする中継駆動部と、を備え、
　前記制御部が、複数の前記電池パックの１つに対して容量補正を行う際に、複数の前記容量管理ユニットの少なくとも１つに対して容量補正を行わせる前記容量補正指令を出力し、前記中継駆動部は、前記容量補正指令を受信すると、容量補正する前記電池パックに接続された前記接続スイッチをＯＦＦ状態にし、前記容量管理部は、前記計測部からの前記開放端子電圧を前記電圧容量変換情報に適用して前記実測容量を算出し、該実測容量により前記管理容量を補正更新することを特徴とする蓄電池装置。
　請求項１に記載の蓄電池装置であって、
　前記接続スイッチと並列接続された、制限スイッチ及び該制限スイッチと直列に接続された固定抵抗又は定電流回路の電流制限器からなる電流制限部を備えることを特徴とする蓄電池装置。
　請求項２に記載の蓄電池装置であって、
　前記電流制限器が固定抵抗の場合に前記容量補正処理を行う際には、前記中継駆動部は、容量補正する前記電池パックに接続された前記接続スイッチをＯＦＦ状態、前記制限スイッチをＯＮ状態に設定して所定の電流制限時間の経過を待ち、該電流制限時間の経過後に前記制限スイッチをＯＦＦ状態にして容量補正処理が行えるようにし、該容量補正処理が終了すると直ちに前記制限スイッチをＯＮ状態にして所定の復帰待機時間の経過を待ち、該復帰待機時間が経過すると、前記接続スイッチをＯＮ状態、前記制限スイッチをＯＦＦ状態にすることを特徴とする蓄電池装置。
　請求項２に記載の蓄電池装置であって、
前記電流制限器が定電流回路の場合に前記容量補正処理を行う際には、前記中継駆動部は、前記容量補正処理が行われる際に、前記中継駆動部は、所定の電流制限時間の経過を待ち、該電流制限時間の経過後に前記制限スイッチをＯＮ状態にして容量補正処理が行えるようにし、該容量補正処理が終了すると直ちに前記制限スイッチをＯＮ状態にして所定の復帰待機時間の経過を待ち、該復帰待機時間が経過すると、前記接続スイッチをＯＮ状態、前記制限スイッチをＯＦＦ状態にすることを特徴とする蓄電池装置。
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電池装置であって、
　前記負荷が前記電池パックから外部に電力供給する際に直流電力から交流電力に変換し、外部から前記電池パックに電力供給する際に交流電力を直流電力に変換する電圧変換部を備え、
　該電圧変換部は、容量補正処理が行われる際に、該容量補正処理の対象である前記電池パックが当該容量補正処理前に受給電していた電力を他の前記電池パックに割り当てることを特徴とする蓄電池装置。
　複数の電池パックを充放電する蓄電池装置における容量補正方法であって、
　前記電池パック毎に設けられた容量管理ユニットに含まれる接続スイッチを制御して前記電池パックと負荷との接続を制御し、
　計測部により少なくとも前記電池パックの開放端子電圧を計測し、
　容量管理部により前記開放端子電圧を予め記憶している電圧容量変換情報に適用して、前記電池パックの実測容量を算出し、該実測容量に基づき既に記憶している管理容量を補正して更新する手順と、
　制御部により外部からの受給電要求に応じて前記電池パックを充放電させる充放電指令及び容量補正指令を含む制御信号を出力する手順と、
　中継駆動部により前記制御信号に基づき前記接続スイッチをＯＮ・ＯＦＦ状態にする手順と、を含み、
　複数の前記電池パックの少なくとも１つに対して容量補正を行う際に、
　前記制御部は、複数の前記容量管理ユニットの１つに対して容量補正を行わせる前記容量補正指令を出力し、
　前記中継駆動部は、前記容量補正指令を受信すると、容量補正する前記電池パックに接続された前記接続スイッチをＯＦＦ状態にし、
　前記容量管理部は、前記計測部からの前記開放端子電圧を前記電圧容量変換情報に適用して前記実測容量を算出して、該実測容量により前記管理容量を補正更新することを特徴とする容量補正方法。
　請求項６に記載の容量補正方法であって、
　前記接続スイッチと並列接続された、制限スイッチ及び該制限スイッチと直列に接続された電流制限器が固定抵抗の場合に前記容量補正処理を行うときは、
　前記中継駆動部は、容量補正する前記電池パックに接続された前記接続スイッチをＯＦＦ状態、前記制限スイッチをＯＮ状態に設定して所定の電流制限時間の経過を待ち、
　該電流制限時間の経過後に前記制限スイッチをＯＦＦ状態にして容量補正処理が行えるようにし、
　該容量補正処理が終了すると直ちに前記制限スイッチをＯＮ状態にして所定の復帰待機時間の経過を待ち、
　該復帰待機時間が経過すると、前記接続スイッチをＯＮ状態、前記制限スイッチをＯＦＦ状態にすることを特徴とする容量補正方法。
　請求項６に記載の容量補正方法であって、
　前記接続スイッチと並列接続された、制限スイッチ及び該制限スイッチと直列に接続された電流制限器が定電流回路の場合に前記容量補正処理を行うときは、
　前記中継駆動部は、所定の電流制限時間の経過を待ち、
　該電流制限時間の経過後に前記制限スイッチをＯＮ状態にして容量補正処理が行えるようにし、
　該容量補正処理が終了すると直ちに前記制限スイッチをＯＮ状態にして所定の復帰待機時間の経過を待ち、
　該復帰待機時間が経過すると、前記接続スイッチをＯＮ状態、前記制限スイッチをＯＦＦ状態にすることを特徴とする容量補正方法。
　請求項６乃至８のいずれか１項に記載の容量補正方法であって、
　前記負荷が前記電池パックから外部に電力供給する際に直流電力から交流電力に変換し、外部から前記電池パックに電力供給する際に交流電力を直流電力に変換する電圧変換部が、容量補正処理が行われる際に、該容量補正処理の対象である前記電池パックが、当該容量補正処理前に受給電していた電力を他の前記電池パックに割り当てることを特徴とする容量補正方法。