WO2017002526A1 - 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法 - Google Patents

制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017002526A1
WO2017002526A1 PCT/JP2016/066502 JP2016066502W WO2017002526A1 WO 2017002526 A1 WO2017002526 A1 WO 2017002526A1 JP 2016066502 W JP2016066502 W JP 2016066502W WO 2017002526 A1 WO2017002526 A1 WO 2017002526A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power storage
switch
signal
current
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/066502
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
広和 伊藤
啓明 曾根
井上 達也
康貴 宮脇
Original Assignee
株式会社Gsユアサ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Gsユアサ filed Critical 株式会社Gsユアサ
Priority to JP2017526241A priority Critical patent/JP6677252B2/ja
Priority to EP16817635.2A priority patent/EP3319198B1/en
Priority to CN201680038250.1A priority patent/CN107820658B/zh
Priority to KR1020177037490A priority patent/KR102206931B1/ko
Priority to US15/738,073 priority patent/US10693198B2/en
Publication of WO2017002526A1 publication Critical patent/WO2017002526A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H02J7/0032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits disconnection of loads if battery is not under charge, e.g. in vehicle if engine is not running
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302Overcharge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a control device for controlling charging or discharging of one or more power storage units including a power storage element.
  • a configuration in which the plurality of power storage elements are connected in parallel is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a switch is provided in each of a plurality of charging paths (charging or discharging current paths) formed by a plurality of power storage elements connected in parallel.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a control device or the like that can suppress the occurrence of a malfunction of a power storage unit due to an overcurrent.
  • a control device that controls charging or discharging of one or more power storage units including a power storage element, and each of the one or more power storage units A switch provided in a current path for charging or discharging; a control unit that supplies a control signal to the switch; and an external input terminal that supplies an external input signal to the switch.
  • Each of the switches includes the control signal And an off function that turns off when at least one of the external input signals is a signal that turns off the switch, and on that when both the control signal and the external input signal are signals that turn on the switch. At least one of the ON functions.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overall external view of the power storage system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the power storage system according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating each component when the power storage device according to Embodiment 1 is disassembled.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a specific circuit configuration of the control device according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a flowchart illustrating the operation of the control device according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a flowchart showing a detailed operation in the output process of FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the state of the power storage system at the time of a power failure in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of the power storage system at the time of a power failure in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the state of the power storage system at the time of power recovery in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the state of the power storage system at the time of power recovery in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a state of the power storage system when an abnormality occurs in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a modification of the functional configuration of the control device.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a functional configuration of the power storage system according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing exchanges between the power storage devices when the power of each power storage device is turned on in the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a state transition diagram regarding the operation mode of the power storage device according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a functional configuration of the power storage system according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a functional configuration of the power storage system according to Embodiment 2.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a circuit diagram illustrating an example of a specific circuit configuration of the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a graph showing an example of the characteristics of the FET according to the second embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the precharge unit according to the second embodiment.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating the operation of the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing the state of the power storage system before precharging in the second embodiment.
  • FIG. 26 is a flowchart showing a specific example of the precharge operation of FIG.
  • FIG. 27 is a diagram schematically showing a state of the power storage system during precharging in the second embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram schematically showing the state of the power storage system when precharge is completed in the second embodiment.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing the state of the power storage system during a power failure in the second embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram schematically showing the state of the power storage system at the time of a power failure in the second embodiment.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 32 is a flowchart showing the operation of the control device according to the modification of the second embodiment.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a control device or the like that can suppress the occurrence of a malfunction of a power storage unit due to an overcurrent.
  • a control device that controls charging or discharging of one or more power storage units including a power storage element, and each of the one or more power storage units A switch provided in a current path for charging or discharging; a control unit that supplies a control signal to the switch; and an external input terminal that supplies an external input signal to the switch.
  • Each of the switches includes the control signal And an off function that turns off when at least one of the external input signals is a signal that turns off the switch, and on that when both the control signal and the external input signal are signals that turn on the switch. At least one of the ON functions.
  • the switches provided in each of the charging or discharging current paths are turned off all at once by the external input signal, or all at once by the external input signal. Therefore, since all the power storage units start or stop charging or discharging at the same time, the occurrence of malfunctions of the power storage units can be reduced.
  • the control device includes an external output terminal that controls charging or discharging of one power storage unit, and further outputs an external output signal to another switch provided in the current path of another power storage unit, From the external output terminal, when one switch provided in the current path of the one power storage unit is turned on, the external output signal for turning on the other switch is output, and the one switch is turned off. In this case, the external output signal for turning off the other switch may be output.
  • a signal for turning off the switch may be input as the external input signal.
  • a signal for turning on or off the switch may be input as the external input signal.
  • a signal for turning on the switch may be input as the external input signal.
  • the switch provided in the current path of each power storage unit in the test mode may be turned on.
  • the voltage of the power storage unit is not output to the external connection terminal of the housing that stores the power storage unit except during charging or discharging. For this reason, it is difficult to obtain the voltage of the power storage unit in advance before charging or discharging the power storage unit.
  • the voltage of the power storage unit can be measured at the external connection terminal connected to the power storage unit via the switch. it can.
  • the switch provided in the current path of each power storage unit in which the abnormality has occurred may be turned off.
  • the present invention may be realized as a moving body including the control device.
  • the present invention may be realized not only as the control device but also as a power storage device.
  • a power storage device includes a power storage unit including a power storage element, a switch provided in a current path for charging or discharging the power storage unit, a control unit that supplies a control signal to the switch, An external input terminal for supplying an external input signal to the switch, and the switch is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch, and Each of the control signal and the external input signal has at least one of an on function that is turned on when the switch turns on.
  • the present invention may be realized as a mobile body including the above power storage device.
  • a control device is a control device that controls charging or discharging of a power storage unit including a power storage element, and includes a switch provided in a current path for charging or discharging the power storage unit.
  • a control unit that supplies a control signal to the switch; an external input terminal that supplies an external input signal to the switch; and an external output terminal that outputs an external output signal to another control device including another switch.
  • the switch is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch, or both of the control signal and the external input signal are signals for turning on the switch.
  • the switch is turned on, the external output signal that turns on the other switch is turned on from the external output terminal. Is the force, the external output signal the switch and turn off the other switches when turned off is output.
  • the present invention may be realized as a power storage device including such a control device, and further as a power storage system.
  • a power storage device includes the above-described control device and a power storage unit whose charging or discharging is controlled by the control device.
  • the power storage system is a power storage system including a plurality of the power storage devices, wherein the plurality of power storage units included in the plurality of power storage devices are connected in parallel, and the plurality of control devices are The control devices are daisy chained in a loop shape, and each of the plurality of control devices receives the external output signal output from the previous control device as the external input signal.
  • the present invention may be realized as a mobile body including the above power storage system.
  • the present invention may be realized as a control method for controlling charging or discharging of one or more power storage units including a power storage element, and a current path for charging or discharging each of the one or more power storage units includes a switch And a step of supplying a control signal to the switch, a step of supplying an external input signal to the switch, and at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch.
  • a configuration in which the plurality of power storage elements are connected in parallel has been known (for example, see Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-240142).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-240142.
  • a resistor that is selectively connected or disconnected is provided between power storage elements connected in parallel.
  • a current may flow between the power storage elements.
  • this cross current is large, there is a risk that problems such as deterioration of the power storage elements may occur. There is.
  • the storage elements when the voltages between the storage elements are not equal, the storage elements are connected to each other through a resistance between the storage elements, for example, so that the voltage between the storage elements is equalized (so-called precharge is performed). can do. Therefore, it is possible to suppress an excessive cross current when connecting a plurality of power storage elements in parallel.
  • a control device is a control device that controls charging or discharging of a plurality of power storage elements provided in parallel (that is, a plurality of power storage units provided in parallel).
  • the current passing through the current limiting unit is provided using a current limiting unit that is provided in the current path of the discharge and limits the current passing therethrough, and the current amount of the current path obtained from information different from the voltage of the current path.
  • the control unit may acquire a current amount of the current path obtained by a non-contact current sensor, and control the current limiting unit using the acquired current amount of the current path. .
  • control unit determines whether or not the amount of current in the current path exceeds the predetermined amount, and when the amount exceeds the current amount, the current passing through the current limiting unit is controlled to be equal to or less than the predetermined amount. You may decide to do it.
  • the control device may further include a switch that is provided in series with the current limiting unit in the current path and that can be switched on and off.
  • the switch provided in series with the current limiting unit in the current path is provided, a redundant design of overcharge protection or overdischarge protection is achieved. That is, the configuration for ensuring the safety of the power storage element can be a redundant configuration.
  • control unit may further turn off the switch when the temperature of the current limiting unit exceeds a predetermined temperature.
  • the cross current can be interrupted. Therefore, further safety can be ensured.
  • control unit may control the current passing through the current limiting unit to be a constant current equal to or less than the predetermined amount.
  • the cross current flowing between the storage elements connected in parallel gradually decreases as the voltage between the storage elements becomes uniform. For this reason, for example, the voltage change in the precharged storage element becomes gradually dull.
  • the current passing through the current limiting unit controls the current passing through the current limiting unit to be a constant current, the voltage change in the precharged power storage element can be made constant until the precharge is completed. For this reason, the time required for precharging can be shortened.
  • the current limiting unit includes a semiconductor element provided in the current path, and the control unit operates the semiconductor element in a linear region so that a current passing through the current limiting unit is the predetermined amount. You may decide to control so that it may become the following.
  • the semiconductor element may be a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the present invention may be realized as a moving body including the control device.
  • the present invention may be realized not only as the control device but also as a power storage device including the control device.
  • a power storage device includes the above-described control device and a power storage element whose charging or discharging is controlled by the control device.
  • the present invention may be realized as a control method for controlling charging or discharging of a plurality of power storage elements provided in parallel (that is, a plurality of power storage units provided in parallel). Obtaining a current amount of the current path obtained from information different from the voltage of the current path, and using the obtained current amount to limit a current passing through the current path to a predetermined amount or less. Including.
  • charging or discharging may be referred to as “charging / discharging”, and the charging current path or discharging current path may be referred to as “charging / discharging current path” or simply “current path”. That is, hereinafter, 'charging / discharging' means at least one of charging and discharging, and 'charging / discharging current path' or 'current path' means at least one current path of charging current and discharging current.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overall external view of a power storage system 1000 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of power storage system 1000 according to the present embodiment.
  • the Z-axis direction is shown as the up-down direction, and the Z-axis direction will be described below as the up-down direction. However, depending on the usage, the Z-axis direction may not be the up-down direction.
  • the direction is not limited to the vertical direction.
  • the X axis direction may be the vertical direction. The same applies to the following drawings.
  • the power storage system 1000 is a system that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside.
  • power storage system 1000 is connected to a power system such as power source 2000 and a load 3000, charges electricity from power source 2000, and discharges electricity to load 3000.
  • the power storage system 1000 includes a plurality of power storage devices 1 (three power storage devices 1A to 1C in the present embodiment), and is used for, for example, a power storage application or a power supply application.
  • the power storage system 1000 is used for a moving body such as an automobile, a motorcycle, a train, a ship, an AGV (automated guided vehicle), a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, and the like. Used as a battery.
  • the number of power storage devices 1 may be any number as long as it is two or more.
  • the power storage device 1 is, for example, a power storage module that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside.
  • the power storage device 1 according to the present embodiment is suitably used as a stationary power supply device.
  • the power storage device 1 includes a power storage unit 40 and a control device 90 that controls charging or discharging of the power storage unit 40. That is, in the present embodiment, control device 90 controls charging or discharging of one power storage unit 40 among one or more power storage units 40 (three power storage units 40 in the present embodiment). In other words, in the present embodiment, the control device 90 is provided for each of the one or more power storage units 40.
  • the power storage unit 40 is a battery unit that can charge or discharge electric power.
  • power storage unit 40 includes one or more power storage elements 41 connected in series.
  • the plurality of power storage units 40 included in the plurality of power storage devices 1 are connected in parallel by the power line 3.
  • the control device 90 has a switch 91 provided in a current path for charging or discharging the power storage unit 40, and controls charging / discharging of the power storage unit 40 by turning the switch 91 on and off.
  • the plurality of control devices 90 included in the plurality of power storage devices 1 are daisy chain connected in a loop shape by communication lines 2 such as an RS-232 cable and an RS-485 cable.
  • the standard of the communication line 2 is not particularly limited, and may be a serial communication cable or a parallel communication cable. A detailed functional configuration of the control device 90 will be described later.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device 1 according to the present embodiment is disassembled.
  • the power storage device 1 includes an exterior body 10 including an exterior body body 100, a front wall portion 200, and an upper wall portion 300. Further, as shown in FIG. 3, the power storage device 1 includes a bottom surface side arrangement member 20, a power storage element 41, a terminal side arrangement member 50, a bus bar 60, a wiring board 70, and the inside of the exterior body 10. A measurement board 81 and a main circuit board 82 are provided.
  • the exterior body 10 is a rectangular (box-shaped) container (module case) that constitutes the exterior body of the power storage device 1.
  • the exterior body 10 arranges the power storage element 41 and the board (the wiring board 70, the measurement board 81, and the main circuit board 82) and the like at predetermined positions, and protects the power storage element 41 and the board from an impact or the like.
  • the exterior body 10 is made of a highly rigid material such as a metal such as aluminum or iron.
  • the package 10 may be made of a resin material such as polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT), or ABS resin.
  • the exterior body main body 100 is a member constituting the body of the exterior body 10, and has a rectangular bottom wall and three rectangular side walls erected from the bottom wall.
  • the exterior body main body 100 has a shape obtained by bending a plate-like member.
  • the front wall portion 200 is a rectangular and plate-like member that forms another side wall of the exterior body 10. That is, the exterior body main body 100 and the front wall portion 200 form a bottomed rectangular cylindrical member.
  • the front wall portion 200 is provided with an external connection terminal 201 (terminal block) of the power storage device 1.
  • a handle may be provided on the outer surface of the front wall portion 200. Thereby, removal or movement (carrying) of the power storage device 1 can be easily performed.
  • the upper wall portion 300 is a member that constitutes the upper wall (lid) of the exterior body 10, and is a rectangular and plate-like shape that closes the opening of the bottomed rectangular cylindrical member formed of the exterior body main body 100 and the front wall portion 200. It is a member. That is, in a state where the power storage element 41, the substrate (the wiring substrate 70, the measurement substrate 81, and the main circuit substrate 82) are arranged inside the exterior body main body 100 and the front wall portion 200, the opening portion is the upper wall portion. It is closed at 300.
  • the bottom surface arrangement member 20 is a flat rectangular member disposed on the bottom surface side of the electricity storage element 41 and supports the electricity storage element 41 from below. That is, the bottom surface side arrangement member 20 is placed on the bottom wall of the exterior body main body 100 and attached and fixed to the bottom wall, and supports the power storage element 41 with respect to the exterior body 10 at a predetermined position.
  • the bottom surface side arrangement member 20 is made of an insulating material, and the power storage element 41 is inserted into a recess formed on the top surface to fix the power storage element 41 in the exterior body 10. In this way, the bottom surface side arrangement member 20 prevents the power storage element 41 from coming into contact with a conductive member such as the outer package 10 and protects the power storage element 41 and the like from vibration, impact, and the like.
  • the bottom-surface-side arrangement member 20 may be formed of any insulating material, but for example, polybutylene terephthalate (GF reinforced PBT) reinforced with glass fiber, polyphenylene sulfide (PPS), or the like. It is preferably formed of a resin having high heat resistance. Thereby, even when the electricity storage element 41 generates heat, it is possible to suppress the bottom surface side arrangement member 20 from being damaged and affecting other electricity storage elements 41. In addition, as long as the insulation of the electrical storage element 41 can be ensured, the bottom face side arrangement
  • GF reinforced PBT polybutylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the power storage element 41 is a secondary battery (unit cell) that can charge and discharge electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. .
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • 13 power storage elements 41 are accommodated in the outer package 10, but another power storage element 41 is added to the vacant space to accommodate 14 power storage elements 41. But it doesn't matter.
  • the number of power storage elements 41 may be a plurality other than those described above, or a configuration in which only one power storage element 41 is accommodated.
  • the electrical storage element 41 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than the non-aqueous electrolyte secondary battery or a capacitor.
  • positioning member 50 is a flat rectangular member arrange
  • the terminal-side arrangement member 50 is made of an insulating material, and the power storage element 41 is inserted into a recess formed on the lower surface to fix the power storage element 41 in the exterior body 10. In this way, the terminal-side arrangement member 50 prevents the power storage element 41 from coming into contact with a conductive member such as the exterior body 10 and protects the power storage element 41 and the like from vibration and impact.
  • the bus bar 60 and the wiring board 70 are placed on the terminal side arrangement member 50. That is, the terminal-side arrangement member 50 also has a positioning function with respect to the power storage element 41 when the bus bar 60 and the wiring board 70 are attached to the power storage element 41.
  • the terminal-side arrangement member 50 may be formed of any insulating material, but is formed of a resin such as polypropylene (PP), polycarbonate (PC), or ABS resin from the viewpoint of cost. It is preferable. Note that the terminal-side arrangement member 50 may not be formed of an insulating material as long as the insulating properties of the power storage element 41, the bus bar 60, and the like can be ensured.
  • the bus bar 60 is a conductive plate-like member such as a metal that is arranged above the terminal-side arrangement member 50 and electrically connects the plurality of power storage elements 41 to each other. Specifically, the bus bar 60 connects the positive terminal or negative terminal of one power storage element 41 and the negative terminal or positive terminal of another power storage element 41 in the adjacent power storage element 41. In the present embodiment, bus bar 60 connects 13 power storage elements 41 in series. In this way, the power storage unit 40 is configured by one or more power storage elements 41 (13 power storage elements 41 in the present embodiment) connected in series by the bus bar 60.
  • the wiring board 70 is arranged above the terminal side arrangement member 50. In addition, in order to detect the voltage of the power storage element 41, the wiring board 70 is connected to the electrode terminals of at least one power storage element 41 of the power storage elements 41 included in the power storage device 1 (in the present embodiment, all the power storage elements 41). A positive electrode terminal) of which one end is connected.
  • the wiring board 70 has a rectangular shape and is disposed between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the power storage element 41. In the present embodiment, two wiring boards 70 are arranged, but the number of wiring boards 70 is not limited. In addition, a harness or the like can be used instead of the wiring board 70.
  • the wiring board 70 may have a configuration in which a thermistor is mounted and the temperature of the power storage element 41 can be detected.
  • the measurement board 81 and the main circuit board 82 are circuit boards constituting the control device 90 described above.
  • the measurement board 81 and the main circuit board 82 are disposed between the power storage element 41 and the side wall of the exterior body 10 and connected to at least one power storage element 41 of the power storage elements 41 included in the power storage device 1. The state of the storage element 41 is measured and controlled.
  • the main circuit board 82 is a board on which main circuit components through which a large current flows is mounted, and is fixed to the inner surface of the side wall of the exterior body 10 facing the short side surface of the container of the storage element 41.
  • the above-described switch 91 is mounted on the main circuit board 82.
  • the positive power supply line 61 is a power supply line electrically connected to the positive terminal of the power storage element 41 at one end
  • the negative power supply line 62 is the negative electrode of the power storage element 41 at the other end.
  • the measurement substrate 81 is a substrate on which peripheral circuit components through which a small current flows are mounted, and is fixed to the inner surface of the side wall of the exterior body 10 that faces the long side surface of the container of the power storage element 41.
  • the measurement board 81 is connected to the power storage element 41 via the wiring board 70 and is connected to the main circuit board 82 and an external device.
  • the measurement board 81 is provided with an external input terminal 83 and an external output terminal 84.
  • the external input terminal 83 is a connector that supplies an external input signal to the switch 91.
  • the external input terminal 83 receives a signal for turning off the switch 91 as an external input signal when the voltage of any of the three power storage units 40 is equal to or lower than the discharge end voltage.
  • the external input terminal 83 receives a signal for turning on the switch 91 as an external input signal.
  • the external output terminal 84 is a connector that outputs an external output signal to another control device 90 including another switch 91. From this external output terminal 84, when one switch 91 (the switch 91 of its own control device 90) is turned on, an external output signal for turning on the other switch 91 (the switch 91 of the other control device 90) is sent. When the one switch 91 is turned off, an external output signal for turning off the other switch 91 is outputted.
  • an external output terminal 84 turns off the other switch 91.
  • An output signal is output.
  • an external output signal for turning on the other switch 91 is output from the external output terminal 84.
  • an external output signal that turns on another switch 91 is output from the external output terminal 84.
  • the external input terminal 83 and the external output terminal 84 are connected to the external input terminal 83 and the external output of the other power storage devices 1 via the communication line 2 that daisy chain-connects the plurality of control devices 90 of the plurality of power storage devices 1. Connected to terminal 84. Specifically, the external input terminal 83 of one power storage device 1 is connected to the external output terminal 84 of the previous power storage device 1 via the communication line 2. In addition, the external output terminal 84 of one power storage device 1 is connected to the external input terminal 83 of the subsequent power storage device 1 via the communication line 2.
  • an external output signal output from the preceding control device 90 is input to each control device 90 as an external input signal.
  • control device 90 Next, the detailed configuration of the control device 90 will be described.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 90 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the control device 90 according to the present embodiment. 4 and 5 also show the power storage unit 40.
  • the control device 90 is a device that controls charging / discharging of the power storage unit 40 including the power storage element 41.
  • the control device 90 includes a switch 91, a control unit 92, an external input terminal 83, and an external output terminal 84.
  • the control device 90 further includes photocouplers 931 to 936 that transmit signals while ensuring insulation from the main circuit component side through which a large current flows, and photocouplers.
  • Transistors 941 to 944 for emitting light from the light emitting diodes of the couplers 933 to 936 are provided.
  • the switch 91 is a charging / discharging current path of the power storage unit 40 and is provided on the power supply line 62 connected to the power supply line 3 via the external connection terminal 201.
  • the switch 91 is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch 91, and both the control signal and the external input signal turn on the switch 91. It has at least one (both in the present embodiment) of an on function that is turned on in the case of a signal.
  • the off function and the on function are realized by, for example, a circuit configuration around the switch 91 shown in FIG. In the present embodiment, when an abnormality occurs in any of the three power storage units 40, the switch 91 provided in the current path for charging or discharging each power storage unit 40 in which the abnormality has occurred is turned off.
  • a signal for turning on the switch 91 may be referred to as an on signal, and a signal for turning off the switch 91 may be referred to as an off signal.
  • the switch 91 includes switches 911 to 913 inserted in series with the power supply line 62, for example. Accordingly, the switch 91 is turned off when at least one of the switches 911 to 913 is turned off, and the switch 91 is turned on when all the switches 911 to 913 are turned on.
  • Each of the switches 911 to 913 includes, for example, a FET (Field Effect Transistor) that is turned on and off according to a voltage supplied to the gate, and a diode connected in parallel to the FET.
  • FET Field Effect Transistor
  • the switch 911 is a discharge switch that is turned off when at least one of the control signal, the external input signal, and the discharge signal is an off signal, and is turned on when all are on signals.
  • the switch 911 includes an n-type FET 911a and a diode 911b connected in the opposite direction to the discharge current between the source and drain of the FET 911a.
  • the switch 912 is a charging switch that is turned off when at least one of the control signal, the external input signal, and the charging signal is an off signal, and turned on when the signal is an on signal.
  • the switch 912 includes an n-type FET 912a and a diode 912b connected in the opposite direction to the charging current between the source and drain of the FET 912a.
  • the switch 913 is a charge switch that is turned off when the charge signal is an off signal and turned on when the charge signal is an on signal.
  • the switch 913 is a charge switch that is configured similarly to the switch 912 and includes an n-type FET 913a and a diode 913b.
  • the charging switches are provided more redundantly than the discharging switch (switch 911).
  • the overcharge of the electrical storage element 41 can be suppressed by providing a charge switch redundantly.
  • the charge switch may not be provided redundantly, and the charge switch and the discharge switch may be provided integrally.
  • each of the discharge switch and the charge switch may be configured by one FET, or may be configured by a plurality of FETs (for example, five FETs) connected in parallel.
  • the switch 91 may be any switch as long as it can cut off the charging current and the discharging current, and may not be configured by an n-type FET.
  • the switch 91 may be configured by a p-type FET, or may be configured by a bipolar transistor that is turned on and off by a current. ).
  • it is preferable that the switch 91 is turned on when the voltage is low.
  • the power storage unit 40 is grounded on the positive electrode side, and the switch 91 is a negative power supply line among the positive power supply line 61 and the negative power supply line 62 connected to the power storage unit 40. 62. Therefore, power storage system 1000 according to the present embodiment is useful as a power storage system for communication such as a mobile communication base station that is used with the positive electrode side grounded. Note that the switch 91 may be provided in the charge / discharge current path of the power storage unit 40 and may be provided in the positive power supply line 61.
  • the control unit 92 supplies a control signal to the switch 91.
  • the control unit 92 supplies a control signal, a discharge signal, and a charge signal to the switches 911 to 913 as shown in FIG.
  • At least a part of the control unit 92 includes, for example, a memory such as a ROM (Read Only Memory) that holds a control program and a processor that executes the control program, and a single chip such as a CPU (Central Processing Unit). It is a microcomputer.
  • control unit 92 includes an end voltage determination unit 191, a power recovery determination unit 192, and an abnormality determination unit 193.
  • the control unit 92 outputs a control signal for turning off the switch 91 when the end voltage determination unit 191 determines that the voltage of the power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge end voltage.
  • the control unit 92 turns off each of the control signal, the discharge signal, and the charge signal, so that the light emitting diodes of the photocouplers 931 to 936 emit light and current flows, The switches 911 to 913 are turned off.
  • the external output signal output from the external output terminal 84 is an off signal.
  • the control unit 92 when the power recovery determination unit 192 determines that the power system connected to the power storage unit 40 has recovered power, the control unit 92 outputs a control signal that turns on the switch 91.
  • the control unit 92 sets each of the control signal, the discharge signal, and the charge signal to the on signal, the light emitting diodes of the photocouplers 933 to 936 emit light and current flows. Is turned on.
  • the external input signal is an on signal
  • the light emitting diodes of the photocouplers 931 and 932 emit light and current flows, so that the switches 911 and 912 are also turned on, and the external output output from the external output terminal 84
  • the signal is also an on signal.
  • the external input signal is an off signal
  • the light emitting diodes of the photocouplers 931 and 932 do not emit light, so the switches 911 and 912 are turned off, and the external output signal output from the external output terminal 84 is also an off signal. It becomes.
  • the control unit 92 when the abnormality determination unit 193 determines that an abnormality has occurred in the power storage unit 40, the control unit 92 outputs a control signal that turns off the switch 91.
  • the control unit 92 since the control unit 92 sets the control signal to the on signal and sets each of the discharge signal and the charge signal to the off signal, the light emitting diodes of the photocouplers 933 to 934 do not emit light. All of 911 to 913 are turned off.
  • the external output signal depends only on the external input signal among the control signal and the external input signal. That is, if the external input signal is an off signal, the external output signal is also an off signal, and if the external input signal is an on signal, the external output signal is also an on signal.
  • the end voltage determination unit 191 determines whether or not the voltage of the power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge end voltage.
  • the discharge end voltage is the minimum voltage of the power storage unit 40 that can be safely discharged.
  • the end voltage determination unit 191 measures the voltage of the power storage unit 40 by detecting the voltage of the power storage element 41 via the wiring board 70, for example.
  • the method for measuring the voltage of the power storage unit 40 is not particularly limited, and the voltage of the external connection terminal 201 may be measured.
  • the power recovery determination unit 192 determines whether or not the power system connected to the power storage unit 40 has recovered power. For example, the power recovery determination unit 192 measures the voltage of the external connection terminal 201 and determines that the power system has recovered when the measured voltage is equal to or higher than a predetermined voltage. Note that the method for determining power recovery is not particularly limited, and may be determined by detecting the interruption and release of the MCCB provided in the system.
  • the abnormality determination unit 193 determines whether or not an abnormality has occurred in the power storage unit 40.
  • the abnormality that occurs in the power storage unit 40 is, for example, an overcurrent due to an overload or a short circuit or a heat generation that exceeds the allowable temperature of the power storage element 41.
  • the abnormality determination unit 193 detects the amount of current flowing through the power supply line 62 using a Hall element (not shown) provided in the power supply line 62, and if the detected current amount is equal to or greater than a predetermined amount, It is determined that an abnormality has occurred.
  • the abnormality determination unit 193 detects the temperature of the power storage element 41 using, for example, a thermistor (not shown) mounted on the wiring board 70. If the detected temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the power storage unit 40 has an abnormality. Determine that it has occurred.
  • FIG. 6A is a flowchart showing the operation of the control device 90 according to the present embodiment.
  • FIG. 6B is a flowchart showing a detailed operation in step S30 of FIG. 6A.
  • a control signal is supplied to the switch 91 (S10).
  • the control unit 92 supplies a control signal, a discharge signal, and a charge signal to the switch 91.
  • an external input signal is supplied to the switch 91 (S20).
  • external input terminal 83 connected to external output terminal 84 of power storage device 1 in the previous stage via communication line 2 supplies an external input signal to switch 91.
  • step S30 when at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch 91 (when at least one is an off signal in S31). Then, an off function for turning off the switch 91 is executed (S32). At this time, an off signal is output from the external output terminal 84 as an external output signal.
  • both the control signal and the external input signal are signals that turn on the switch 91 (in the case of “both on signals” in S31)
  • an on function that turns on the switch 91 is executed (S33). At this time, an ON signal is output from the external output terminal 84 as an external output signal.
  • control device 90 of each power storage device 1 in power storage system 1000 will be described with reference to specific examples with reference to FIGS.
  • the control device 90 is described as being provided on the positive power supply line 61 of the power storage unit 40 in order to facilitate an intuitive understanding of the charging current and the discharging current. For this reason, in these drawings, the directions in which the charging current and the discharging current flow are opposite to those in FIG.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams schematically showing a state of the power storage system 1000 at the time of a power failure in the present embodiment.
  • the power storage system 1000 supplies power to the load 3000. That is, the power storage system 1000 performs power backup when the power source 2000 is powered off. At this time, since the respective switches 91 of the plurality of power storage devices 1 are turned on, a discharge current flows from each of the plurality of power storage units 40 connected in parallel to the load 3000.
  • the power storage device 1 here, the power storage device 1B in which the voltage of the power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge end voltage appears.
  • the switch 91 is turned off and an off signal is output as an external output signal.
  • the switch 91 is turned off. Furthermore, in control device 90 of power storage device 1C, an off signal is output as an external output signal.
  • the switch 91 is turned off, and an off signal is output as the external output signal.
  • power storage system 1000 if there is at least one power storage device 1 in which the voltage of power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge end voltage among a plurality of power storage devices 1, the power storage units of all power storage devices 1 are used. The discharge current from 40 stops in conjunction.
  • the timing at which the voltages of the plurality of power storage units 40 become equal to or lower than the end-of-discharge voltage can be different from each other due to the influence of variations in the capacity of the power storage units 40. For this reason, when the discharge currents from the plurality of power storage units 40 do not stop in conjunction with each other and stop at an independent timing when the voltage of each power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge current, the following problems may occur. There is.
  • the discharge current from each power storage unit 40 is stopped at an independent timing, the discharge current is sequentially stopped from the power storage unit 40 having a small capacity.
  • the current supplied to the load 3000 is preferably constant, as the number of power storage units 40 whose discharge current is stopped increases, the current of other power storage units 40 connected in parallel with the power storage unit 40 is increased. Sharing becomes large. That is, the amount of discharge current from the other power storage unit 40 increases.
  • the power storage unit 40 that has the latest timing of being equal to or lower than the discharge end voltage has a very large current (overcurrent) corresponding to the total amount of discharge currents supplied by the other power storage units 40. There is a risk of malfunction due to overcurrent.
  • a discharge current of 40 A per parallel flows at the time of rating
  • a power storage unit with the slowest timing that is equal to or lower than the discharge end voltage can be allowed by the power storage unit.
  • the discharge currents from all power storage devices 1 stop in conjunction with each other. The occurrence of problems due to current can be reduced.
  • the external input signal supplied from the external input terminal 83 is a signal for turning the switch 91 on and off without being input to the control unit 92 or the like. Yes.
  • the time required for the switch 91 to switch from ON to OFF after switching from the ON signal to the OFF signal of the external input signal can be made very short (for example, about several tens of ⁇ S). The same applies when switching from off to on.
  • the switch from the switching of the external input signal is performed.
  • the time required for switching 91 is a relatively long time (for example, several tens of milliseconds).
  • the external input signal is a signal for turning on and off the switch 91 without being processed on the computer, so the time required for switching the switch 91 from switching the external input signal Can be very short. Therefore, the time during which the overcurrent can flow can be greatly shortened. For this reason, generation
  • FIG 9 and 10 are diagrams schematically showing the state of the power storage system 1000 at the time of power recovery in the present embodiment.
  • each switch 91 of the plurality of power storage devices 1 is off. Thereafter, as illustrated in FIG. 9, when the power supply 2000 recovers from the power failure, the power storage device 1 (here, the power storage device 1 ⁇ / b> C) that is determined to be recovered by the control device 90 appears.
  • the power storage device 1C the external output signal output from the power storage device 1B is input as an external input signal, and the external output signal is an off signal. For this reason, even in the power storage device 1 ⁇ / b> C that has detected power recovery, the switch 91 remains off.
  • supply of charging current is started in conjunction with power storage units 40 of all power storage devices 1 at the time of power recovery.
  • the timing at which it is determined that the connected power system has recovered can be different from each other due to the influence of variations in the characteristics of the analog elements constituting the power storage device 1. For this reason, the supply of the charging current to the plurality of power storage units 40 is not started in conjunction with each other, and is started at an independent timing at which it is determined that the power system connected to each power storage unit 40 has recovered.
  • the following problems may occur.
  • the supply of charging current is stopped until it is determined that all the power storage devices 1 have recovered, and charging is performed when it is determined that all the power storage devices 1 have recovered.
  • the current supply starts in conjunction with the current supply. For this reason, generation
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the state of the power storage system 1000 when an abnormality occurs in the present embodiment.
  • the switch 91 In the power storage device 1 (in this case, the power storage device 1A) determined that an abnormality has occurred by the control device 90, the switch 91 is turned off and the external output signal is turned on. For this reason, in power storage device 1B in which the external output signal output from power storage device 1A is input as an external input signal, switch 91 remains on and the external output signal also remains on. Therefore, in power storage devices 1B and 1C other than power storage device 1A, switch 91 remains on. Therefore, only the power storage unit 40 in which an abnormality has occurred can stop the discharge current.
  • the power storage unit 40 in which an abnormality has occurred can be continuously discharged by another power storage unit 40 while being disconnected from the load 3000.
  • the switch 91 provided in the current path (in the present embodiment, the negative power supply line 62) for charging or discharging the power storage unit 40 has at least the control signal and the external input signal. At least one of an off function that turns off when one of the signals turns off the switch 91 and an on function that turns on when both the control signal and the external input signal turn on the switch 91 (Both in the present embodiment).
  • the switches 91 provided in each of the current paths for charging or discharging are turned off all at once by the external input signal, or all at once by the external input signal. Therefore, since all the power storage units 40 start or stop charging or discharging all at once, the occurrence of problems in the power storage units 40 can be reduced.
  • control device 90 controls charging or discharging of one power storage unit 40, and the switch 91 of another control device 90 is turned on from the external output terminal 84 when the switch 91 is turned on.
  • the switch 91 is turned off, an external output signal that turns off the switch 91 of another control device 90 is output.
  • the switch 91 corresponding to one power storage unit 40 when the switch 91 corresponding to one power storage unit 40 is turned off, the other switches 91 corresponding to other power storage units 40 are also turned off in conjunction with each other.
  • the switch 91 corresponding to one power storage unit 40 when the switch 91 corresponding to one power storage unit 40 is turned on, the other switches 91 corresponding to other power storage units 40 are also turned on in conjunction with each other. Therefore, since all the power storage units 40 can be charged or discharged in conjunction with each other, the occurrence of problems with the power storage units 40 can be reduced.
  • the other switch 91 provided in the current path for charging or discharging the other power storage unit 40 can be controlled by the external output signal, the installation work at the installation site can be performed easily and reliably. Can do.
  • a signal for turning off the switch 91 is input as an external input signal.
  • the switches 91 provided in each of the charging or discharging current paths are simultaneously turned off. Therefore, since each power storage unit 40 is disconnected from the load 3000 all at once, the occurrence of problems in the power storage unit 40 can be reduced.
  • a signal for turning on switch 91 is provided as an external input signal. Entered.
  • the switches 91 provided in each of the current paths for charging or discharging are turned on at the same time when the power is restored, so that the power storage units 40 are connected to the power system all at once. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of problems of the power storage unit 40 at the time of power recovery.
  • a signal for turning off the switch 91 may be input as an external input signal.
  • the switches 91 provided in each of the current paths for charging or discharging are turned off at the same time when the power is restored, so that the respective power storage units 40 are simultaneously disconnected from the power system. For this reason, generation
  • the switch 91 provided in the current path for charging or discharging the storage unit 40 in which an abnormality has occurred is turned off.
  • all the other power storage units 40 start or stop all at once while disconnecting the power storage unit 40 in which the abnormality has occurred from the power source 2000 or the load 3000.
  • the occurrence of defects can be reduced. That is, even if some of the power storage units 40 are abnormal, the other power storage units 40 are continuously charged and discharged, and N + 1 redundant design is achieved.
  • each of the plurality of power storage devices 1 includes a control device 90 and a power storage unit 40 whose charge or discharge is controlled by the control device 90.
  • Each control device 90 is configured as follows. That is, the control device 90 includes a switch 91 provided in a current path for charging or discharging the power storage unit 40, a control unit 92 that supplies a control signal to the switch 91, and an external input terminal that supplies an external input signal to the switch 91. 83 and an external output terminal 84 for outputting an external output signal to another control device 90 including another switch 91.
  • the switch 91 is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal for turning off the switch 91, or both the control signal and the external input signal are signals for turning on the switch 91. It turns on in the case of.
  • the external output terminal 84 outputs an external output signal that turns on another switch 91 when the switch 91 is turned on, and an external output that turns off the other switch 91 when the switch 91 is turned off. A signal is output.
  • the plurality of power storage units 40 included in the plurality of power storage devices 1 are connected in parallel.
  • the plurality of control devices 90 are daisy chain connected in a loop shape, and each of the plurality of control devices 90 receives an external output signal output from the preceding control device 90 as an external input signal.
  • the switches 91 of the plurality of control devices 90 when any one of the switches 91 of the plurality of control devices 90 is turned off, the switches 91 of the other control devices 90 are also turned off in conjunction with each other.
  • the switches 91 of the other control devices 90 when any one of the switches 91 of the plurality of control devices 90 is turned on, the switches 91 of the other control devices 90 are also turned on in conjunction with each other. Therefore, since all the power storage units 40 can start or stop charging or discharging in conjunction with each other, occurrence of malfunctions of the power storage units 40 can be reduced.
  • control device 90 (Modification of control device) Note that the configuration of the control device 90 described in the first embodiment is merely an example, and may be different from the configuration shown in FIGS. 4 and 5. Therefore, a modified example of the control device will be described below.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 190 according to this modification.
  • the electrical storage unit 40 is also shown in figure and the electrical storage apparatus 101 which concerns on this modification is shown in figure.
  • the control device 190 shown in the figure further includes a drive unit 93 as compared with the control device 90 in the first embodiment.
  • the driving unit 93 receives a control signal and an external input signal, and turns off and on the switch 91 according to the control signal and the external input signal.
  • the drive unit 93 includes a logic IC such as a NOR gate to which a control signal and an external input signal are input, and a photocoupler to which an output of the logic IC is input.
  • the switch 91 can be turned on and off even when the drive capability of the control signal and the external input signal is small.
  • the driving unit 93 has a logic IC
  • the logic IC can output a signal having a driving capability larger than that of the control signal and the external input signal by the supplied power. For this reason, since the light emitting diode of the photocoupler can emit light with a signal having a large driving capability, the switch 91 composed of an FET or the like can be reliably turned on and off.
  • the drive unit 93 is not limited to such a configuration, and may be a configuration using an IC used for a buffer or the like, or may be a configuration using an IC used for a level shifter or the like. It doesn't matter. Further, the drive unit 93 may not have a photocoupler as long as insulation with the main circuit component side through which a large current flows is ensured.
  • Modification 1 of Embodiment 1 The configuration in which the switches 91 of the plurality of power storage devices 1 described above in Embodiment 1 are turned on and off in conjunction with each other can also be applied as a configuration that reduces the occurrence of overcurrent when the control device is powered on. Therefore, in this modification, a power storage system that can reduce the occurrence of overcurrent when the power is turned on will be described.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of a power storage system 1002 according to this modification.
  • power storage system 1002 according to the present modification is power storage device 102 (power storage devices 102A to 102C) having control device 290 instead of control device 90, as compared with power storage system 1000 according to the first embodiment. Is provided.
  • any one of the plurality of power storage devices 102 (here, the power storage device 102A) is connected to a host battery (master battery) that is turned on in conjunction with the switches 91 of the plurality of power storage devices 1.
  • the other power storage device 102 (here, power storage devices 102B and 102C) is a target battery (slave battery) in which the switch 91 is turned on under the control of the host battery.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device 290 according to the present modification.
  • the electrical storage unit 40 is also shown in figure and the electrical storage apparatus 102 which concerns on this modification is shown in figure.
  • control device 290 When the control device 290 according to the present modification is permitted to turn on the switch 91 after the power storage unit 40 is turned on, the control device 290 outputs a standby completion signal to be described later to the power storage device 102 at the subsequent stage.
  • the control device 290 includes a control unit 292 instead of the control unit 92 as compared with the control device 90.
  • the control device 290 receives a host signal indicating whether or not the power storage device 102 is a host battery, and from the power storage device 102 in the previous stage via the communication line 2 and the external input terminal 83.
  • a standby completion signal is input.
  • control device 290 further outputs a standby completion signal to power storage device 102 at the subsequent stage via external output terminal 84 and communication line 2.
  • the host signal is switched by, for example, short-circuiting or opening between predetermined pins of the external input terminal 83.
  • a dedicated connector for short-circuiting between predetermined pins of the external input terminal 83 is attached to the external input terminal 83, and in the target battery, a normal connector that does not short-circuit between the predetermined pins is external input. Attached to the terminal 83.
  • the control unit 292 includes a standby determination unit 293 instead of the end voltage determination unit 191, the power recovery determination unit 192, and the abnormality determination unit 193, as compared with the control unit 92 in the first embodiment.
  • the control unit 292 turns on the control signal when the standby determination unit 293 determines that the standby is completed.
  • the standby determination unit 293 determines whether or not standby is completed after power-on of the control device 290. If it is determined that standby is completed, the standby determination unit 293 outputs a standby completion signal. Specifically, the host battery standby determination unit 293 performs self-diagnosis after power-on of its own control device 290. If the self-diagnosis results in “no abnormality”, the host battery standby determination unit 293 determines that standby is completed and A standby completion signal is output to the power storage device 102. On the other hand, the standby determination unit 293 for the target battery also determines the completion of standby, similarly to the standby determination unit 293 for the host battery.
  • the standby determination unit 293 of the target battery determines that the standby is completed and a standby completion signal is input from the power storage device 102 at the preceding stage
  • the standby determination unit 293 outputs a standby completion signal to the power storage device 102 at the subsequent stage.
  • the self-diagnosis is, for example, a diagnosis of whether or not there is an abnormality determination or the like executed by an internal BMU (Battery Management Unit) activated when a power switch (not shown) of the power storage device 102 is turned on. is there.
  • an internal BMU Battery Management Unit
  • the switch 91 when the switch 91 is permitted to be turned on after the control device 290 is powered on, a signal for turning on the switch 91 is input as an external input signal.
  • the external output terminal 84 of the host battery outputs an external output signal for turning on the switch 91 of the other control device 290 when the switch 91 is permitted to be turned on after the power storage unit 40 is turned on.
  • Output “it is permitted to turn on the switch 91” means that the standby determination unit 293 determines that the standby is completed, and a standby completion signal is input from the other (previous) power storage device 102. To be done.
  • the standby determination unit 293 determines that the host battery has completed standby, and the standby completion signal is input from the power storage device 102 in the previous stage, the host battery does not depend on the external input signal but the on-signal external output signal. Is output.
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing exchanges between the power storage devices 102 when the power storage devices 102 are turned on in the present modification. Such exchange is performed, for example, when the power storage system 1002 is installed.
  • the power is turned on in the order of the power storage device 102B, the power storage device 102A, and the power storage device 102C will be described, but the order in which the power is turned on is not limited to this, and any order may be used. Two or more power storage devices 102 may be powered on simultaneously.
  • each switch 91 of the plurality of power storage devices 102 is turned off.
  • the power storage device 102B for example, when the user turns on the power by pressing the power button (S201), a self-diagnosis is performed (S202), and the control is performed when it is determined that the standby is completed.
  • the signal becomes an ON signal.
  • the external output signal output from the power storage device 102A is input as an external input signal, and the external output signal is an off signal. For this reason, in the power storage device 1B, the switch 91 remains off.
  • a standby completion signal is output to the subsequent power storage device 102B (S213).
  • standby completion has already been determined, and since the standby completion signal has been input from power storage device 102A in the previous stage, a standby completion signal is output to power storage device 102C in the subsequent stage (S214). ).
  • the standby completion signal is output to the power storage device 102A in the subsequent stage (S223). That is, a standby completion signal is input to the power storage device 102A that is a host battery.
  • power storage elements such as lithium ion secondary batteries are generally shipped in a state of low charge (for example, about 5%) from the viewpoint of ensuring safety.
  • a state of low charge for example, about 5%
  • power-on of a plurality of power storage devices can be at different timings. For these reasons, the following problems may occur when connecting a plurality of power storage units to a power source or a load during installation of the power storage system.
  • the switch 91 when the switch 91 is permitted to be turned on after the control device 290 is turned on in the host battery (power storage device 102A in the present modification), the switch is used as an external input signal. A signal for turning on 91 is input. As a result, the switches 91 provided in each of the current paths for charging or discharging are turned on all at once, so that the power storage units 40 are connected to the power system all at once. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of malfunctions of the power storage unit 40 during maintenance or initial setting.
  • an external output that turns on the switch 91 of another control device 290 is output from the external output terminal 84.
  • a signal is output.
  • the switch 91 of the target battery (the power storage devices 102B and 102C in this modification) is not turned on and is in a standby state until it is permitted to turn on the switch 91 in the host battery. Therefore, the control device 290 of this configuration is provided corresponding to each of the plurality of power storage units 40 connected in parallel, and the external output terminal 84 of one control device 290 is connected to the external input terminal 83 of the other control device 290. Since the power storage units 40 are connected to the power source 2000 or the load 3000 in conjunction with each other after the power is turned on, the occurrence of problems in the power storage unit 400 can be reduced.
  • Modification 2 of Embodiment 1 a power storage system according to Modification 2 of Embodiment 1 will be described.
  • the power storage system according to this modification has a normal mode and a test mode as modes that the power storage device can selectively take.
  • FIG. 16 is a state transition diagram regarding the operation mode of the power storage device according to the present modification.
  • the normal mode S1 shown in the figure is a mode for performing the operation described in the first embodiment. That is, in the normal mode S1, the switch 91 is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is an off signal, or the switch 91 is turned on when both the control signal and the external input signal are on signals. Further, in this mode, the external output signal is turned on when the switch 91 is turned on, and the external output signal is turned off when the switch 91 is turned off. In other words, this is a mode in which the switches 91 of the plurality of power storage devices are turned on or off in conjunction with each other.
  • test mode S2 is a mode in which the switch 91 is turned on, and is a mode in which the switch 91 of its own power storage device is turned on even when the switch 91 of another power storage device is turned off.
  • the power storage device transitions from the normal mode S1 to the test mode S2 when, for example, a mode transition command instructing a transition from the user to the test mode S2 is input.
  • the switch 91 is turned on for a predetermined time (for example, 1 minute).
  • the power storage device transitions from the test mode S2 to the normal mode S1.
  • the normal mode S1 and the test mode S2 do not have to transition to each other. In this case, for example, the operation is performed in the test mode S2 when a test mode command is input when the power is turned on, and in the normal mode S1 when the command is not input.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device 390 according to the present modification.
  • the power storage unit 40 is also illustrated, and the power storage device 103 according to this modification is illustrated.
  • the control device 390 shown in the figure includes a control unit 392 instead of the control unit 92 and further includes a switch 393 as compared with the control device 90 in the first embodiment.
  • the control unit 392 further includes a test mode unit 394 as compared with the control unit 92 in the first embodiment.
  • the test mode unit 394 outputs an ON signal that turns on the switch 91 when the power storage device 103 of the test mode unit 394 enters the test mode S2. That is, in this modification, when any one of the one or more power storage units 40 enters the test mode S2, the switch 91 provided in the current path for charging or discharging each power storage unit 40 in the test mode S2 is provided. Turn on.
  • the voltage of the power storage unit 40 is not output to the external connection terminal of the exterior body 10 (housing) that houses the power storage unit 40 except during charging and discharging. For this reason, it is difficult to acquire the voltage of the power storage unit 40 in advance before charging / discharging the power storage unit 40.
  • the power storage unit 40 in the test mode when the switch 91 is turned on, the power storage unit 201 is connected to the power storage unit 40 via the switch 91. Forty voltages can be measured. Therefore, for example, at the time of factory shipment, the voltage of the power storage unit 40 can be measured easily.
  • the normal mode is described as a mode for performing the operation described in the first embodiment.
  • the normal mode may be a mode in which any operation is performed, for example, a mode in which the operation (standby operation) described in the first modification of the first embodiment is performed.
  • the first mode after power-on may be the test mode.
  • the voltage of the power storage unit 40 can be easily measured at the external connection terminal 201 for a predetermined time after the power is turned on.
  • each of the plurality of power storage devices includes the control device.
  • one control device 490 may be provided for one or more power storage units 40. That is, the control device may be provided as an external device of a plurality of power storage devices.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a functional configuration of a power storage system 1004 according to this modification.
  • the control device 490 includes a control unit 492 that supplies a control signal to a switch 91 provided in a current path for charging or discharging each of the one or more power storage units 40, and an external input to the switch 91.
  • An external input terminal 483 for supplying a signal may be provided.
  • the switches 91 are simultaneously turned off by an external input signal, or turned on all at once by an external input signal. For this reason, generation
  • FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the power storage system 1000a according to the present embodiment.
  • the power storage system 1000a includes a power storage device 1a having a control device 90a instead of the power storage device 1 having the control device 90, as compared with the power storage system 1000 shown in FIG.
  • a plurality of power storage elements 41 are provided in parallel (three in the present embodiment).
  • the control device 90 a is provided in a current path for charging or discharging the power storage unit 40 and controls charging or discharging of one or more power storage elements 41 constituting the power storage unit 40.
  • the control device 90a includes a current limiting unit 91a provided in the current path, and limits excessive current when the plurality of power storage elements 41 are connected in parallel by limiting the current by the current limiting unit 91a. be able to.
  • the control device 90a suppresses an excessive charging current during precharging as the cross current.
  • control device 90a further includes a switch 91b provided in series with the current limiting unit 91a in the current path.
  • control device 90a controls charging / discharging of power storage unit 40 by turning on / off switch 91b during normal use after precharging. That is, the control device 90a according to the present embodiment further includes a current limiting unit 91a that is provided in the current path and limits the current passing through, as compared with the control device 90 according to the first embodiment.
  • control device 90a Next, the detailed configuration of the control device 90a will be described.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 90a according to the present embodiment. 20 and 21 also show the power storage unit 40.
  • the control device 90a includes a current limiting unit 91a, a switch 91b, a control unit 92a, a current sensor 94, an external input terminal 83, and an external output terminal 84.
  • the current limiting unit 91a is provided in the current path for charging or discharging the storage element 41 and limits the current passing therethrough.
  • the current limiting unit 91 a is a charging / discharging current path of the power storage unit 40 and is provided in the power supply line 62 connected to the power supply line 3 via the external connection terminal 201.
  • a specific configuration of the current limiting unit 91a will be described later together with a specific configuration of the switch 91b with reference to FIG.
  • the switch 91b is a switch that is provided in series with the current limiting unit 91a in the current path (here, the power supply line 62) for charging or discharging the storage element 41 and is switched on and off.
  • the switch 91b is turned off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal that turns off the switch 91b, and both the control signal and the external input signal turn on the switch 91b. It has at least one of an ON function that is ON in the case of a signal.
  • the off function and the on function are realized by, for example, a circuit configuration around the switch 91b (see FIG. 21). A specific configuration of the switch 91b will be described later with reference to FIG.
  • the control unit 92a uses the current amount of the current path obtained from information different from the voltage of the current path (in this case, the power supply line 62) for charging or discharging the power storage element 41 to change the current passing through the current limiting unit 91a.
  • the current limiting unit 91a is controlled so as to be equal to or less than the predetermined amount.
  • the control unit 92a determines whether or not the amount of current in the current path exceeds a predetermined amount, and if so, the current passing through the current limiting unit 91a is Control to be below the fixed amount.
  • the control unit 92a controls the current passing through the current limiting unit 91a to be a constant current equal to or less than the predetermined amount.
  • the predetermined amount is a predetermined arbitrary amount of current, and is not particularly limited.
  • the predetermined amount is a rated current determined by the rating of the circuit elements constituting the power storage device 1a, and is continuous for a certain time (for example, 10 seconds).
  • the maximum current which is the maximum current that can be safely charged / discharged even if it flows, or the instantaneous withstand capability, which is the maximum current that can be safely charged / discharged in a relatively short time (for example, several tens of milliseconds), etc. is there.
  • the current amount of the constant current is not particularly limited as long as it is a first current amount that is equal to or smaller than a predetermined amount. Also, there is no particular limitation on the period during which the control unit 92a performs control so that the current passing through the current limiting unit 91a becomes a constant current equal to or less than a predetermined amount. However, from the viewpoint of shortening the time required for precharging when the power storage device 1a is replaced, it is preferable to secure a long period. From the same viewpoint, after the switch 91b is switched from OFF to ON, the second current amount smaller than the first current amount may be raised to the first current amount to maintain the constant current. .
  • control unit 92a further supplies a control signal to the switch 91b.
  • the control unit 92a controls the current limiting unit 91a using the current amount acquired by the next current sensor 94.
  • the controller 92a does not have to use the current amount directly acquired by the current sensor 94, but may acquire the current amount indirectly.
  • the control unit 92a acquires or stores in advance the voltage value or SOC (State Of Charge) of the power storage element 41 (or power storage unit 40), the resistance value of the power storage element 41, and the like, and stores these values. It may be obtained by calculating the current amount from SOC (State Of Charge) of the power storage element 41 (or power storage unit 40), the resistance value of the power storage element 41, and the like, and stores these values. It may be obtained by calculating the current amount from
  • the current sensor 94 is a sensor that detects a charging current or a discharging current flowing through the current path.
  • the current sensor 94 is a non-contact current sensor provided on the power supply line 62, and outputs a current signal indicating the amount of charge current or discharge current, for example, HCT (Hall-effect). Current Sensor). That is, the control unit 92a acquires the current amount of the current path obtained by the non-contact type current sensor 94, and controls the current limiting unit using the acquired current amount of the current path. For example, when the current sensor 94 is HCT, the control unit 92a acquires the current amount of the power line 62 from information (current signal) indicating the magnetic field around the power line 62.
  • the current sensor 94 only needs to indicate the current amount of the current path by information different from the voltage of the current path (power supply line 62 in the present embodiment), and indicates the current amount by Joule heat of the current path. It may be a thermoelectric ammeter or a contact-type current sensor such as an ammeter that indicates the amount of current in the current path using the amount of current flowing through the shunt (shunt).
  • FIG. 21 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the control device 90a according to the present embodiment.
  • the control device 90a further includes photocouplers 931 to 935 that transmit signals while ensuring insulation from the main circuit component side through which a large current flows, and a photocoupler 933.
  • the control unit 92a also supplies a charge / discharge unit 921 that supplies a discharge signal and a power reception signal to the switch 91b in addition to the control signal, and a precharge unit 922 that supplies a precharge signal to the current limiting unit 91a.
  • the switch 91b and the current limiting unit 91a have the same configuration as the switch 91 illustrated in FIG.
  • the switch 91b includes a discharge switch 911 that cuts off or passes a discharge current and a charge switch 912 that cuts off or passes a charge current.
  • the discharge switch 911 includes an n-type FET 911a and a diode 911b connected in the opposite direction to the discharge current between the source and drain of the FET 911a.
  • the discharge switch 911 is turned off when any one of the control signal, the external input signal, and the discharge signal is an off signal, and is turned on when all are on signals.
  • the charge switch 912 includes an n-type FET 912a and a diode 912b connected in the opposite direction to the charge current between the source and drain of the FET 912a.
  • the charge switch 912 is turned off when any one of the control signal, the external input signal, and the charge signal is an off signal, and is turned on when all are on signals.
  • the “ON signal” refers to a signal for turning on the switch, and the “OFF signal” refers to a signal for turning off the switch.
  • discharge switch 911 and the charge switch 912 do not have to be provided independently in the switch 91b.
  • a relay contact or MCCB Molded Case Circuit Breaker: for wiring
  • MCCB Molded Case Circuit Breaker: for wiring
  • a circuit breaker may be used.
  • the current limiting unit 91a includes a semiconductor element provided in a current path for charging or discharging (here, the power supply line 62). Specifically, in this embodiment, an FET is provided as the semiconductor element. More specifically, in the present embodiment, the current limiting unit 91a is configured in the same manner as the charging switch 912, and is connected in the opposite direction to the charging current between the n-type FET 913a and the source and drain of the FET 913a. Diode 913b. That is, in the present embodiment, current limiting unit 91a limits the current passing through the current path using a circuit configuration that can be configured as a switch that can be switched on (conducting state) and off (non-conducting state). . Note that the FETs 911a to 913a may be p-type FETs.
  • the FET 913a passes a current corresponding to the precharge signal supplied from the precharge unit 922 to the gate as a charging current.
  • the FET 913a can limit the current passing through the power supply line 62 to a current corresponding to the precharge signal.
  • FIG. 22 is a graph showing an example of the characteristics of the FET 913a used in the current limiting unit 91a. Specifically, the figure shows the drain current Id (that is, the charging current) of the FET 913a with respect to the gate-source voltage Vgs of the FET 913a determined by the precharge signal.
  • Id that is, the charging current
  • the FET 913a passes a charging current in which a large change is not seen (saturated) even when the Vgs rises in a saturated region where Vgs is equal to or higher than the threshold voltage Vt.
  • the FET 913a passes a charging current that changes linearly (logarithmically) in logarithmic notation according to the Vgs.
  • the precharge unit 922 can control the charging current flowing through the FET 913a to a predetermined amount or less by operating the FET 913a in the linear region. That is, the control unit 92a controls the current passing through the current limiting unit 91a to be a predetermined amount or less by operating the semiconductor element (here, the FET 913a) in the linear region.
  • the semiconductor element included in the current limiting unit 91a is not limited to the FET as long as it has the characteristics shown in FIG.
  • a bipolar transistor, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like may be used as the semiconductor element.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the precharge unit 922 according to the present embodiment.
  • the precharge unit 922 includes, for example, a reference voltage generation unit 925, an IV converter 926, a comparison unit 927, and a drive unit 928, and corresponds to the current signal from the current sensor 94.
  • a precharge signal which is a voltage signal is output.
  • the reference voltage generation unit 925 In the precharge unit 922, the reference voltage generation unit 925 generates a reference voltage that serves as a reference for determining whether or not the current amount of the power supply line 62 exceeds a predetermined amount.
  • the reference voltage generation unit 925 generates, as the reference voltage, for example, a voltage corresponding to the current from the current sensor 94 when the current passing through the current path (here, the power supply line 62) is a predetermined amount.
  • the reference voltage generation unit 925 generates a voltage corresponding to the current signal by resistance-dividing the power supply of the control unit 92a.
  • the IV converter 926 generates a voltage signal corresponding to the current signal by performing IV conversion (current / voltage conversion) on the current signal from the current sensor 94. That is, when the current signal varies, the voltage signal also varies.
  • the comparison unit 927 compares the reference voltage generated by the reference voltage generation unit 925 and the voltage signal generated by the IV converter 926, and generates a voltage signal corresponding to the difference voltage between the reference voltage and the voltage signal. To do. For example, when the difference obtained by subtracting the reference voltage from the voltage signal is greater than 0, the comparison unit 927 outputs a positive voltage whose absolute value increases as the difference increases. On the other hand, when the difference is 0 or less, the comparison unit 927 outputs a negative voltage with a smaller absolute value as the difference is larger.
  • the driving unit 928 generates a precharge signal for controlling the current limiting unit 91a by converting the voltage signal output from the comparison unit 927 into a voltage signal having a large driving capability. For example, the driving unit 928 amplifies the voltage signal output from the photocoupler that transmits a signal while ensuring insulation from the current limiting unit 91a through which a large current flows, and the comparison unit 927, and the light emitting diode of the photocoupler And a transistor that emits light.
  • the precharge unit 922 configured in this way, for example, reduces the voltage of the precharge signal when the current passing through the power supply line 62 exceeds a predetermined amount, thereby passing the current passing through the current limiting unit 91a. Can be controlled to be less than or equal to a predetermined amount. Specifically, in this embodiment, in this case, the precharge unit 922 reduces the voltage of the precharge signal and operates the FET 913a in the linear region to reduce the current to a predetermined amount or less. it can.
  • the precharge unit 922 can change the voltage of the precharge signal in accordance with the change of the current signal from the current sensor 94. That is, the precharge unit 922 can adjust the current passing through the power supply line 62 by feedback control. For this reason, it can control so that the electric current which passes the electric current limiting part 91a may become a constant current below a predetermined amount.
  • the control device 90a configured as described above operates as follows.
  • a power storage system 1000a in which a plurality of power storage elements 41 (a plurality of power storage units 40 in the present embodiment) are connected in parallel (three in the present embodiment), the power storage elements 41 are replaced or added.
  • the operation (control method) of the control device 90a will be described.
  • control device 90a the operation of the control device 90a will be described by taking as an example a case where one power storage unit 40 (the power storage unit 40 of the power storage device 1aC) is replaced among the plurality of power storage units 40.
  • the number of power storage units 40 to be replaced should be smaller than the number of all power storage units 40, and may be two.
  • the case where the power storage unit 40 is additionally installed operates in the same manner as the case where it is replaced.
  • the entire power storage device 1a including the power storage unit 40 is replaced. That is, the operation of the control device 90a described below is executed in the control device 90a of the replaced power storage device 1a.
  • the electrical storage unit 40 is replaced
  • exchanged suppose that the electrical storage system 1000a is not charging / discharging as a whole. That is, for example, it is assumed that the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the power supply 2000 and the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the load 3000 are off.
  • control device 90a the operation of the control device 90a will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the control device 90a according to the embodiment. Specifically, the figure shows an example of the operation of the control device 90a of the replaced power storage device 1a.
  • the control device 90a of the replaced power storage device 1a determines whether or not its power storage unit 40 needs to be precharged (S60). For example, the control device 90a acquires the voltage Vterm of the external connection terminal 201 and the voltage Vcell of the power storage unit 40 via the measurement board 81 (see FIG. 3) and the like. When these differential voltages
  • the set value is a predetermined arbitrary voltage and is not particularly limited.
  • the set value is a voltage of the external connection terminal 201 when a minimum cross current that may cause a malfunction in the power storage element 41 flows. This is a differential voltage from the voltage of the power storage unit 40.
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing the state of the power storage system 1000a when the power storage device 1aC is replaced.
  • the switch 91b of the power storage device 1aC is turned off. Further, the switches 91b of the other power storage devices 1aA and 1aB are turned on.
  • lithium ion secondary batteries are shipped with a low SOC (for example, about 5%) from the viewpoint of ensuring safety.
  • the SOC is high (for example, about 100%).
  • control device 90a If it is determined that precharge is necessary (Yes in S60), the control device 90a performs a precharge operation (S70). On the other hand, when it is determined that the precharge is unnecessary (No in S60), the control device 90a performs the charge / discharge operation without performing the precharge operation (S80).
  • FIG. 26 is a flowchart showing a specific example of the precharge operation (S70) of FIG. Specifically, the figure shows an example of the operation of the control device 90a in the precharge operation (S70).
  • the control device 90a of the power storage device 1aC turns on the switch 91b (S71).
  • FIG. 27 is a diagram schematically showing the state of the power storage system 1000a during precharging in the present embodiment. Specifically, this figure schematically shows the state of the power storage system 1000a when the switch 91b of the replaced power storage device 1aC is turned on.
  • the current flow when the control device 90a is provided in the positive power supply line 61 of the power storage unit 40 is shown as the direction in which the cross current (charging current) flows. It is shown. For this reason, in the same figure, compared with FIG. 21, the direction through which charging current flows is the opposite direction. Similarly in the subsequent schematic diagrams, the direction in which the discharge current flows is opposite to that in FIG.
  • the control device 90a obtains the current amount of the current path obtained from information different from the voltage of the current path (here, the power supply line 62) for charging or discharging the storage element 41 (S72). Specifically, the current amount of the current path is acquired from the current signal output from the current sensor 94.
  • the control device 90a limits the current passing through the current path to a predetermined amount or less using the acquired current amount. Specifically, the control device 90a determines whether or not the amount of current in the current path (here, the power supply line 62) exceeds a predetermined amount (S73). That is, the control device 90a determines whether or not the cross current flowing into its own power storage device 1aC exceeds a predetermined value. As a result, when it is determined that the current amount exceeds the predetermined amount (Yes in S73), the current is limited to a predetermined amount or less (S74).
  • the FET 913a is operated in the linear region by setting the voltage of the precharge signal so that the Vgs of the FET 913a is less than Vt so that the current becomes a predetermined amount or less.
  • the control device 90a allows the current to pass without limiting (S75).
  • the FET 913a is operated in the saturation region by setting the voltage of the precharge signal so that the Vgs of the FET becomes equal to or higher than Vt. That is, the FET 913a is turned on (conductive state).
  • step S22 to step S25 are repeated until it is determined that the precharge is completed (Yes in S76). Specifically, if
  • FIG. 28 is a diagram schematically showing the state of the power storage system 1000a when the precharge is completed in the present embodiment. Specifically, the figure schematically shows the state of the power storage system 1000a when the precharge of the replaced power storage device 1aC is completed.
  • the cross current stops and the SOC of the power storage units 40 connected in parallel is made uniform (for example, ⁇ %).
  • Such a precharge operation can suppress an excessive cross current when connecting a plurality of power storage elements 41 (here, a plurality of power storage units 40) in parallel.
  • the entire power storage system 1000a is in a chargeable / dischargeable state during the charge / discharge operation. That is, for example, it is assumed that the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the power supply 2000 and the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the load 3000 are on. Thereby, for example, at the time of a power failure of the power supply 2000, the power storage system 1000a can supply power to the load 3000.
  • the current limiting unit 91a may be off (non-conducting state) and may be on (conducting state). Specifically, the current limiting unit 91a may limit the amount of current to a predetermined amount or less by operating the FET 913a in the linear region, or may be turned on by operating the FET 913a in the saturation region. It doesn't matter. However, from the viewpoint of increasing the charging current or discharging current, it is preferable to be on. For example, in the charge / discharge operation (S80 in FIG. 24), the control device 90a performs each process (S10 to S30) shown in FIGS. 6A and 6B while turning on the current limiting unit 91a.
  • Such charging / discharging operation provides the following effects, for example.
  • the effect which the electrical storage system 1000a produces at the time of a power failure of the power supply 2000 (power supply system) is demonstrated.
  • 29 and 30 are diagrams schematically showing the state of the power storage system 1000a at the time of a power failure in the present embodiment.
  • the power storage system 1000a supplies power to the load 3000 when the power source 2000 is powered down, similarly to the power storage system 1000 shown in FIG. That is, the power storage system 1000a performs power backup at the time of a power failure of the power supply 2000. At this time, since the respective switches 91b of the plurality of power storage devices 1a are turned on, a discharge current flows from each of the plurality of power storage units 40 connected in parallel to the load 3000.
  • the power storage device 1 here, the power storage device 1aB in which the voltage of the power storage unit 40 is equal to or lower than the discharge end voltage appears.
  • the switch 91b is turned off and an off signal is output as an external output signal.
  • the switch 91b is turned off. Further, in control device 90a of power storage device 1C, an off signal is output as an external output signal.
  • the switch 91b is turned off, and an off signal is output as the external output signal.
  • Each control device 90a may use an external output signal as an on signal or an off signal when the power system connected to its own power storage device 1a recovers.
  • the switches 91b of the power storage system 1000a are turned on or off simultaneously at the time of power recovery, so that the power storage units 40 are connected to the power system all at once or disconnected from the power system all at once. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of problems of the power storage unit 40 at the time of power recovery.
  • control unit 92a also includes a current limiting unit when the switches 91b of the power storage system 1000a are turned on all at once or all at once (for example, when the discharge current is stopped, the power system is restored, etc.).
  • the current limiting unit 91a may be controlled so that the current passing through 91a is a predetermined amount or less. That is, the control device 90a may perform the operation shown in FIG. 24 at the timing when the switches 91b of the power storage system 1000a are turned on all at once or all at once.
  • the control device 90a of the power storage device 1a determines whether or not the power storage unit 40 needs to be precharged at the timing when the switch 91b thereof is turned on (specifically, immediately before it is turned on) (S60). When it is determined that precharge is necessary (Yes in S60), after the switch 91b is turned on and the precharge operation is performed (after S70), the charge / discharge operation is performed (S80). On the other hand, when it is determined that the precharge is unnecessary at the above timing (No in S60), the control device 90a turns on the switch 91b to perform the charge / discharge operation without performing the precharge operation (S80).
  • the criterion for determining whether or not precharge is necessary is not limited to the voltage (in the above description, the differential voltage
  • the control device 90a of the power storage device 1a has a current amount (here, the power supply line 62) exceeding a predetermined amount at the timing when its switch 91b is turned on (in detail, immediately after being turned on). It may be determined that precharge is necessary, and if it does not exceed, it may be determined that precharge is unnecessary.
  • control is performed so that the current passing through the current limiting unit 91a provided in the current path (power supply line 62 in the present embodiment) is equal to or less than a predetermined amount. For this reason, in this embodiment, an excessive cross current can be suppressed without providing, for example, a bypass circuit having a precharge resistor in parallel with the current path. Therefore, it is possible to suppress an excessive cross current from flowing when a plurality of power storage elements are connected in parallel with a simple configuration.
  • the non-contact type current sensor 94 by using the non-contact type current sensor 94, it is possible to acquire the current amount of the current path while suppressing the loss of the current flowing through the current path. For this reason, the high output of the electrical storage element 41 can be achieved. Further, by using the non-contact type current sensor 94, it is possible to ensure insulation between the main circuit through which a large current flows and the peripheral circuit through which a small current flows.
  • control unit 92a determines whether or not the amount of current in the current path exceeds a predetermined value, and if it exceeds, the current passing through the current limiting unit 91a is equal to or less than the predetermined amount. To control. Thereby, excessive current limitation by the current limiting unit 91a can be suppressed. Therefore, the time required for equalizing the voltages of the power storage elements 41 connected in parallel (time required for precharging) can be shortened.
  • redundant design for overcharge protection or overdischarge protection is achieved by including a switch 91b provided in series with the current limiting unit 91a in the current path. That is, the configuration for ensuring the safety of the power storage element 41 can be a redundant configuration. In such a redundant configuration, a lithium ion secondary battery or the like having a low SOC (eg, about 5%) at the time of shipment is used as the storage element 41 as compared with a lead battery or the like having a high SOC at the time of shipment (eg, about 100%). This is particularly effective from the viewpoint of ensuring safety.
  • the current limiting unit 91a has the same configuration as the charge switch 912. That is, the current limiting unit 91a blocks, passes, or limits the charging current among the charging current and the discharging current. In the storage element 41, overdischarge tends to cause a larger problem than overdischarge. For this reason, the current limiting unit 91a can be configured to be redundant with respect to the overcharge protection in which a major problem is likely to occur by configuring the current limiting unit 91a to cut off the charging current.
  • the control unit 92a controls the current passing through the current limiting unit 91a to be a constant current, so that, for example, the time required for precharging can be shortened.
  • the cross current flowing between the power storage elements 41 connected in parallel gradually decreases as the voltage between the power storage elements 41 becomes uniform. For this reason, for example, the voltage change in the precharged power storage element 41 (in this embodiment, the power storage element 41 of the power storage device 1aC) gradually becomes dull.
  • the current passing through the current limiting unit 91a to be a constant current, the voltage change in the precharged power storage element 41 can be made constant until the precharge is completed. For this reason, the time required for precharging can be shortened.
  • the semiconductor element (FET 913a in this embodiment) is operated in a linear region so that the current is controlled to be equal to or less than a predetermined amount. There is no need to provide. Thereby, simplification of a structure is achieved.
  • the switch 91b also has a semiconductor element (FETs 911a and 912a in the present embodiment) similarly to the current limiting unit 91a, and is turned on when the semiconductor element operates in a saturation region.
  • the semiconductor element is turned off by operating in the blocking region.
  • a substantially identical configuration constituted by semiconductor elements is used as the switch 91b by operating in the saturation region and the cutoff region, and is used as the current limiting unit 91a by operating in the linear region. Yes. For this reason, excessive cross current can be suppressed without using a dedicated configuration for precharging.
  • an excessive cross current can be suppressed with a simple configuration by using an FET (FET 913a in this embodiment) as the semiconductor element.
  • FET field effect transistor
  • the circuit configuration on the control side can be simplified as compared with a current control type such as a bipolar transistor.
  • the current passing through the current path can be limited with a small drive current. Therefore, the power consumption of the control device 90a can be reduced.
  • control unit may turn off the switch 91b when the temperature of the current limiting unit 91a exceeds a predetermined temperature.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device 190a according to a modification of the second embodiment. In the figure, the power storage unit 40 is also shown.
  • the power storage device 101a includes a control device 190a instead of the control device 90a, as compared with the second embodiment.
  • the control device 190a includes a control unit 192a instead of the control unit 92a, and further includes a temperature sensor 195.
  • the current limiter 91a may be destroyed when, for example, a current flows beyond the withstand capability of the FET 913a. In this case, since it becomes difficult for the current limiting unit 91a to limit the current, an excessive cross current flows to the power storage unit 40, and there is a possibility that problems such as deterioration of the power storage element 41 may occur.
  • the inventors have focused on the fact that the current limiting unit 91a generates heat more than usual when it is difficult to limit the current by the current limiting unit 91a, and obtained the idea of the control device 190a according to this modification. .
  • the control unit 192a turns off the switch 91b when the temperature of the current limiting unit 91a exceeds a predetermined temperature.
  • the predetermined temperature is not particularly limited, but is, for example, the temperature of the FET 913a when a minimum current for breaking the FET 913a is passed.
  • control unit 192a controls the current limiting unit 91a using information indicating the temperature acquired by the next temperature sensor 195.
  • the temperature sensor 195 is a sensor that detects the temperature of the current limiting unit 91a.
  • the temperature sensor 195 is, for example, a thermistor provided in the vicinity of the FET 913a on the main circuit board 82 (see FIG. 3) on which the FET 913a is mounted.
  • the control device 190a configured as described above operates as follows.
  • FIG. 32 is a flowchart showing the operation of the control device 190a according to this modification. Specifically, the figure shows an example of the operation of the control device 190a in the precharge operation (S170).
  • the precharge operation (S170) in the modification is substantially the same as the precharge operation (see FIG. 26: S70) in the second embodiment, but further, the temperature determination process (S121). And a process of turning off the switch 91b (S122).
  • control device 190a determines whether or not the temperature of the current limiting unit 91a exceeds a predetermined temperature in the temperature determination process (S171) after step S74 and step S75. If the temperature of the current limiting unit 91a does not exceed the predetermined temperature (No in S171), the process proceeds to step S76. On the other hand, when the temperature of the current limiting unit 91a exceeds the predetermined temperature (Yes in S171), the switch is turned off (S172), and the precharge operation is completed.
  • control device 190a As described above, the same effects as those of the second embodiment are exhibited. That is, it is possible to suppress an excessive cross current from flowing when a plurality of power storage elements 41 (a plurality of power storage units 40 in the present modification) are connected in parallel with a simple configuration.
  • a power storage system including a plurality of power storage devices each including a control device has been described.
  • a control device or a control device and a power storage unit in which charging or discharging is controlled thereby are provided.
  • the power storage device provided is also included in the scope of the present invention.
  • both the power storage unit and the control device may be mounted on the moving body, or only one of them may be mounted on the moving body.
  • a power storage system including a plurality of power storage devices each including a control device only a part of the power storage devices may be mounted on the mobile body.
  • the power storage device includes a power storage unit 40 including a power storage element 41, a switch provided in a current path for charging or discharging the power storage unit 40, a control unit that supplies a control signal to the switch, and an external input signal to the switch And an external input terminal for supplying.
  • the switch is an off function that turns off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal that turns off the switch, and a signal that turns on the switch both of the control signal and the external input signal. At least one of an ON function which is ON in the case of.
  • a power storage device is mounted on, for example, a moving body.
  • the switch has an off function that turns off when at least one of the control signal and the external input signal is a signal that turns off the switch, and the control signal and the external signal. It has been described that both of the input signals have both an on function that turns on when the signal turns on the switch. However, the switch may be configured to satisfy only one of the off function and the on function.
  • the FET may be used for limiting a charging current or a discharging current flowing in a charge / discharge current path.
  • IDs may be automatically assigned to the respective power storage devices 102.
  • automatic allocation of ID (CAN-ID) to the target battery may be performed starting from the host battery.
  • control device may control at least one of charging and discharging of the power storage unit 40, and may not control either charging or discharging, for example.
  • control unit has been described as suppressing a charging current that is excessive as a cross current, but may be a discharge current that is excessive as a cross current.
  • a power storage system provided with a plurality of power storage devices provided in parallel with any of the control devices described in the second embodiment and the modification thereof and a power storage element 41 whose charge or discharge is controlled by the control device, It is included within the scope of the present invention.
  • each power storage device since each power storage device has the control device, hot plugging (hot swap) of the power storage device can be performed. That is, in the second embodiment and the modification thereof, the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the power source 2000 and the MCCB (not shown) between the power storage system 1000a and the load 3000 are turned off. explained. However, these MCCBs may be turned on. Thus, when some of the plurality of power storage devices are replaced, other power storage devices are continuously charged or discharged, and N + 1 redundant design is achieved.
  • the replaced power storage device can be precharged from another power storage device, an external charger is not required, and the replacement work is facilitated.
  • the cross current to be suppressed is not restricted at the time of a precharge, For example, of an electrical storage apparatus or an electrical storage system It may be a cross current at the time of installation.
  • control device described in the second embodiment and its modification example can be used not only to suppress the cross current but also to suppress an excessive current during normal charging / discharging.
  • control device is provided in the power storage device (incorporated), but the control device may be provided outside the power storage device.
  • One control device may be provided for a plurality of power storage devices. That is, the control device may include a current limiting unit provided in a current path for charging or discharging each of the plurality of power storage elements 41 connected in parallel, and a control unit that controls the plurality of current limiting units. It doesn't matter.
  • the control device may not include the switch 91b. Even if it is such a structure, an excessive cross current can be suppressed by providing the current limiting part 91a.
  • the control device can use the current limiting unit 91a as a switch by operating the FET in a saturation region in a charge / discharge operation after precharging. That is, the current limiting unit 91a can be used to control charging or discharging during normal charging / discharging.
  • control unit may control the current passing through the current limiting unit 91a to be a predetermined amount or less, and may not control the current to be a constant current. .
  • the control unit may not determine whether or not the amount of current in the current path of the power storage element 41 exceeds a predetermined amount. For example, the control unit may control to always limit the current that the current limiting unit 91a passes, and when the rate of change of the current amount exceeds a predetermined rate of change, the control unit passes the current limiting unit 91a. You may control so that an electric current may become below predetermined amount.
  • the present invention can be applied to a backup power source for mobile communication base stations and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

制御装置(90)は、1以上の蓄電ユニット(40)の各々の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ(91)と、スイッチ(91)に制御信号を供給する制御部(92)と、スイッチ(91)に外部入力信号を供給する外部入力端子(83)とを備え、スイッチ(91)の各々は、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ(91)をオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。

Description

制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法
 本発明は、蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置等に関する。
 複数の蓄電素子を備える蓄電装置において、従来、これら複数の蓄電素子を並列に接続する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。この蓄電装置においては、並列接続された複数の蓄電素子によって形成される複数の充電路(充電または放電の電流経路)の各々に、スイッチが設けられている。
特開2006-246595号公報
 しかしながら、上記従来の構成では、充電または放電の開始時等において、一部の蓄電素子のみが充電または放電され、他の蓄電素子が電源または負荷から切り離された状態となる場合がある。この場合、一部の蓄電素子に過電流が流れることとなり、不具合が発生する虞がある。
 本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、過電流による蓄電ユニットの不具合の発生を抑制することができる制御装置等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御装置は、蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置であって、前記1以上の蓄電ユニットの各々の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備え、前記スイッチの各々は、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。
 本発明によれば、過電流による蓄電ユニットの不具合の発生を抑制することができる制御装置等を提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る蓄電システムの全体外観図を示す斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る蓄電システムの機能構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 図4は、実施の形態1に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図5は、実施の形態1に係る制御装置の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。 図6Aは、実施の形態1に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。 図6Bは、図6Aの出力処理における詳細な動作を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態1において、停電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図8は、実施の形態1において、停電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図9は、実施の形態1において、復電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図10は、実施の形態1において、復電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図11は、実施の形態1において、異常発生時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図12は、制御装置の機能構成の変形例を示すブロック図である。 図13は、実施の形態1の変形例1に係る蓄電システムの機能構成を示すブロック図である。 図14は、実施の形態1の変形例1に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図15は、実施の形態1の変形例1において、各蓄電装置の電源投入時における蓄電装置間のやり取りを示すシーケンス図である。 図16は、実施の形態1の変形例2に係る蓄電装置の動作モードに関する状態遷移図である。 図17は、実施の形態1の変形例2に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図18は、実施の形態1の変形例3に係る蓄電システムの機能構成を示すブロック図である。 図19は、実施の形態2に係る蓄電システムの機能構成を示すブロック図である。 図20は、実施の形態2に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図21は、実施の形態2に係る制御装置の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。 図22は、実施の形態2に係るFETの特性の一例を示すグラフである。 図23は、実施の形態2に係るプリチャージ部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図24は、実施の形態2に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。 図25は、実施の形態2において、プリチャージ前の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図26は、図24のプリチャージ動作の具体例を示すフローチャートである。 図27は、実施の形態2において、プリチャージ中の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図28は、実施の形態2において、プリチャージ完了時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図29は、実施の形態2において、停電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図30は、実施の形態2において、停電時の蓄電システムの状態を模式的に示す図である。 図31は、実施の形態2の変形例に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図32は、実施の形態2の変形例に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
 上記従来の構成では、充電または放電の開始時等において、一部の蓄電素子のみが充電または放電され、他の蓄電素子が電源または負荷から切り離された状態となる場合がある。この場合、一部の蓄電素子に過電流が流れることとなり、不具合が発生する虞がある。
 本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、過電流による蓄電ユニットの不具合の発生を抑制することができる制御装置等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御装置は、蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置であって、前記1以上の蓄電ユニットの各々の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備え、前記スイッチの各々は、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。
 これによれば、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチが外部入力信号によって一斉にオフとなる、または、外部入力信号によって一斉にオンとなる。よって、全ての蓄電ユニットが一斉に充電または放電を開始する、もしくは、停止することとなるため、蓄電ユニットの不具合の発生を低減することができる。
 また、前記制御装置は、一の蓄電ユニットの充電または放電を制御し、さらに、他の蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた他のスイッチに外部出力信号を出力する外部出力端子を備え、前記外部出力端子からは、前記一の蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた一のスイッチがオンとなる場合に前記他のスイッチをオンとする前記外部出力信号が出力され、前記一のスイッチがオフとなる場合に前記他のスイッチをオフとする前記外部出力信号が出力されることにしてもよい。
 これにより、一の蓄電ユニットに対応するスイッチがオフとなる場合に他の蓄電ユニットに対応する他のスイッチも連動してオフとなる。または、一の蓄電ユニットに対応するスイッチがオンとなる場合に他の蓄電ユニットに対応する他のスイッチも連動してオンとなる。したがって、全ての蓄電ユニットが連動して充電または放電することができるため、蓄電ユニットの不具合の発生を低減することができる。つまり、本構成によれば、外部出力信号により他の蓄電ユニットの電流経路に設けられた他のスイッチを制御できるため、設置現場での据付作業を簡易かつ確実に行うことができる。
 また、前記1以上の蓄電ユニットのいずれかの電圧が放電終止電圧以下の場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオフとする信号が入力されることにしてもよい。
 これにより、いずれかの蓄電ユニットの電圧が放電終止電圧以下になった場合、電流経路の各々に設けられたスイッチが一斉にオフとなる。よって、各蓄電ユニットが一斉に負荷から切り離されるため、蓄電ユニットの不具合の発生を低減することができる。
 また、前記1以上の蓄電ユニットに接続される電力系統が復電した場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオンまたはオフとする信号が入力されることにしてもよい。
 これにより、電流経路の各々に設けられたスイッチが復電時に一斉にオンまたは一斉にオフとなるため、各蓄電ユニットが一斉に電力系統に接続される、または、一斉に電力系統から切り離される。よって、復電時における蓄電ユニットの不具合の発生を低減することができる。
 また、前記制御装置の電源投入後に前記スイッチをオンとすることが許可された場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオンとする信号が入力されることにしてもよい。
 これにより、電源投入後にスイッチをオンとすることが許可されると、電流経路の各々に設けられたスイッチが一斉にオンとなるため、各蓄電ユニットが一斉に電力系統に接続される。よって、メンテナンス時または初期設定時等における蓄電ユニットの不具合の発生を低減することができる。
 また、前記1以上の蓄電ユニットのいずれかが試験モードになった場合、前記試験モードになった各蓄電ユニットの電流経路に設けられた前記スイッチはオンとなることにしてもよい。
 一般的に、安全性確保等の観点から、蓄電ユニットを収容する筐体の外部接続端子には、充電時または放電時を除き蓄電ユニットの電圧が出力されない。このため、蓄電ユニットの充電または放電を行う前に予め蓄電ユニットの電圧を取得することが困難である。
 これに対し、試験モードとなった蓄電ユニットでは、電流経路のスイッチがオンとなることにより、当該スイッチを介して蓄電ユニットに接続される外部接続端子において、当該蓄電ユニットの電圧を測定することができる。
 また、前記1以上の蓄電ユニットのいずれかに異常が生じた場合、前記異常が生じた各蓄電ユニットの電流経路に設けられた前記スイッチはオフとなることにしてもよい。
 これにより、異常が生じた蓄電ユニットを電源または負荷から切り離すことができる。つまり、一部の蓄電ユニットに異常が生じた場合であっても他の蓄電ユニットが継続して充電または放電することとなり、N+1の冗長設計が図られる。
 また、本発明は、上記制御装置を備える移動体として実現されてもよい。
 これにより、蓄電素子に過電流が流れることによる不具合の発生を抑制できる移動体が実現される。
 また、本発明は、上記制御装置としてだけでなく、蓄電装置として実現されてもよい。
 つまり、本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を備える蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットの充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備え、前記スイッチは、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。
 また、本発明は、上記蓄電装置を備える移動体として実現されてもよい。
 これにより、蓄電素子に過電流が流れることによる不具合の発生を抑制できる移動体が実現される。
 また、本発明の他の一態様に係る制御装置は、蓄電素子を備える蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置であって、前記蓄電ユニットの充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子と、他のスイッチを備える他の制御装置に外部出力信号を出力する外部出力端子とを備え、前記スイッチは、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなり、または、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなり、前記外部出力端子からは、前記スイッチがオンとなる場合に前記他のスイッチをオンとする前記外部出力信号が出力され、前記スイッチがオフとなる場合に前記他のスイッチをオフとする前記外部出力信号が出力される。
 また、本発明は、このような制御装置を備える蓄電装置、さらには蓄電システムとして実現されてもよい。
 つまり、本発明の一態様に係る蓄電装置は、上記の制御装置と、当該制御装置によって充電または放電が制御される蓄電ユニットとを備える。
 また、本発明の一態様に係る蓄電システムは、上記の蓄電装置を複数備える蓄電システムであって、複数の前記蓄電装置が備える複数の前記蓄電ユニットは、並列接続され、複数の前記制御装置は、ループ状にデイジーチェーン接続され、複数の前記制御装置の各々は、前記外部入力信号として前段の前記制御装置から出力された前記外部出力信号が入力される。
 また、本発明は、上記蓄電システムを備える移動体として実現されてもよい。
 これにより、蓄電素子に過電流が流れることによる不具合の発生を抑制できる移動体が実現される。
 また、本発明は、蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御方法として実現されてもよく、前記1以上の蓄電ユニットの各々の充電または放電の電流経路には、スイッチが設けられ、前記スイッチに制御信号を供給するステップと、前記スイッチに外部入力信号を供給するステップと、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が前記スイッチをオフとする信号の場合に当該スイッチがオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも前記スイッチをオンとする信号の場合に当該スイッチがオンとなるオン機能、の少なくとも一方を実行するステップとを含む。
 また、複数の蓄電素子を備える蓄電装置において、従来、これら複数の蓄電素子を並列に接続する構成が知られている(例えば、特許文献2:特開2013-240142号公報参照)。この蓄電装置においては、並列に接続された蓄電素子間に、選択的に接続または非接続とされる抵抗が設けられている。
 ここで、複数の蓄電素子が並列に接続される際には、蓄電素子間に電流(横流)が流れる場合があり、特にこの横流が大きい場合には、蓄電素子の劣化等の不具合が生じる虞がある。
 上記従来の構成では、蓄電素子同士の電圧が均等でない場合に、蓄電素子間の抵抗を介して蓄電素子同士を接続することにより、例えば蓄電素子同士の電圧の均一化を図る(いわゆるプリチャージをする)ことができる。よって、複数の蓄電素子を並列に接続する際の過大な横流を抑制することが可能である。
 しかしながら、上記従来の構成では、蓄電装置を負荷に接続する際の蓄電素子の充電または放電の電流経路と並列に、例えばプリチャージ用の抵抗を有するバイパス回路を別途設けることが必要となるため、構成が複雑になるという問題がある。
 本発明の一態様に係る制御装置は、並列に複数設けられた蓄電素子(すなわち、並列に複数設けられた蓄電ユニット)の充電または放電を制御する制御装置であって、前記蓄電素子の充電または放電の電流経路に設けられ、通過する電流を制限する電流制限部と、前記電流経路の電圧と異なる情報から得られた当該電流経路の電流量を用いて、前記電流制限部を通過する電流が所定量以下となるように前記電流制限部を制御する制御部とを備える。
 このように、充電または放電の電流経路に設けられた電流制限部を通過する電流が所定量以下となるように制御することにより、当該電流経路と並列に、例えばプリチャージ用の抵抗を有するバイパス回路を設けることなく、過大な横流を抑制することができる。よって、簡易な構成で、複数の蓄電素子を並列に接続する際に過大な横流が流れることを抑制できる。
 また、前記制御部は、非接触式の電流センサによって得られた前記電流経路の電流量を取得し、取得した前記電流経路の電流量を用いて前記電流制限部を制御することにしてもよい。
 このように非接触式の電流センサを用いることにより、電流経路を流れる電流のロスを抑制しつつ、当該電流経路の電流量を取得することができる。このため、蓄電素子の高出力化を図ることができる。
 また、前記制御部は、前記電流経路の電流量が前記所定量を超えているか否かを判断し、超えている場合に前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下となるように制御することにしてもよい。
 これにより、電流制限部による過剰な電流制限を抑制できる。よって、並列に接続された蓄電素子同士の電圧の均一化に要する時間(プリチャージに要する時間)の短縮化が図られる。
 また、前記制御装置は、さらに、前記電流経路において前記電流制限部と直列に設けられ、オンとオフとが切り替えられるスイッチを備えることにしてもよい。
 このように、当該電流経路において電流制限部と直列に設けられたスイッチを備えるため、過充電保護または過放電保護の冗長設計が図られる。つまり、蓄電素子の安全性を確保する構成を冗長構成にすることができる。
 また、前記制御部は、さらに、前記電流制限部の温度が所定温度を越えている場合、前記スイッチをオフにすることにしてもよい。
 このように、電流制限部の温度が所定温度を越えている場合にスイッチをオフにすることにより、例えば電流制限部に異常が生じた場合であっても横流を遮断することができる。よって、安全性を一層確保することができる。
 また、前記制御部は、前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下の定電流となるように制御することにしてもよい。
 ここで、並列に接続された蓄電素子同士に流れる横流は、蓄電素子同士の電圧が均一化するにしたがって次第に小さくなる。このため、例えばプリチャージされている蓄電素子における電圧変化は次第に鈍くなる。これに対して、電流制限部を通過する電流が定電流となるように制御することにより、当該プリチャージされている蓄電素子における電圧変化をプリチャージ完了まで一定にすることができる。このため、プリチャージに要する時間の短縮化が図られる。
 また、前記電流制限部は、前記電流経路に設けられた半導体素子を有し、前記制御部は、前記半導体素子をリニア領域で動作させることにより、前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下となるように制御することにしてもよい。
 このように、半導体素子をリニア領域で動作させることにより、当該電流が所定量以下となるように制御するため、例えば、プリチャージ用の専用の抵抗を設ける必要がない。これにより、構成の簡素化が図られる。
 また、前記半導体素子は、FET(Field effect transistor)であることにしてもよい。
 このように、半導体素子としてFETを用いることにより、簡易な構成で過大な横流を抑制することができる。
 また、本発明は、上記制御装置を備える移動体として実現されてもよい。
 これにより、蓄電素子に過電流が流れることによる不具合の発生を抑制できる移動体が実現される。
 また、本発明は、上記制御装置としてだけでなく、それを備える蓄電装置として実現されてもよい。
 つまり、本発明の一態様に係る蓄電装置は、上記の制御装置と、当該制御装置によって充電または放電が制御される蓄電素子とを備える。
 また、本発明は、並列に複数設けられた蓄電素子(すなわち、並列に複数設けられた蓄電ユニット)の充電または放電を制御する制御方法として実現されてもよく、前記蓄電素子の充電または放電の電流経路の電圧と異なる情報から得られた当該電流経路の電流量を取得するステップと、取得された前記電流量を用いて、前記電流経路を通過する電流を所定量以下に制限するステップとを含む。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る充電または放電を制御する制御装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ及びその順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態に係る構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、蓄電装置の説明のための図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
 また、以下では、各々に制御装置が搭載された複数の蓄電装置を備える蓄電システムについて説明する。なお、以下では、充電または放電を‘充放電’と称し、充電の電流経路または放電の電流経路を‘充放電電流経路’または単に‘電流経路’と称する場合がある。つまり、以下、‘充放電’とは充電及び放電の少なくとも一方を意味し、‘充放電電流経路’または‘電流経路’とは充電電流及び放電電流の少なくとも一方の電流経路を意味する。
 (実施の形態1)
 まず、実施の形態1に係る蓄電システムの構成について、図1及び図2を用いて説明する。
 図1は、本実施の形態に係る蓄電システム1000の全体外観図を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電システム1000の機能構成を示すブロック図である。
 なお、図1では、Z軸方向を上下方向として示しており、以下ではZ軸方向を上下方向として説明するが、使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるため、Z軸方向は上下方向となることには限定されない。例えば、X軸方向が上下方向になってもかまわない。以下の図においても、同様である。
 蓄電システム1000は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができるシステムである。本実施の形態では、蓄電システム1000は、電源2000等の電力系統及び負荷3000に接続されており、電源2000からの電気を充電し、負荷3000へ電気を放電する。蓄電システム1000は、複数の蓄電装置1(本実施の形態では3つの蓄電装置1A~1C)を備え、例えば、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される。具体的には、蓄電システム1000は、例えば自動車、自動二輪車、電車、船舶、AGV(無人搬送車)、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体に用いられ、例えば当該移動体のエンジン始動用バッテリーとして用いられる。なお、蓄電装置1の数は、2以上であれば、どのような数であってもかまわない。
 蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる、例えば蓄電モジュールである。中でも、本実施の形態に係る蓄電装置1は、据置用の電源装置として好適に使用される。この蓄電装置1は、蓄電ユニット40と、当該蓄電ユニット40の充電または放電を制御する制御装置90とを備えている。つまり、本実施の形態では、制御装置90は、1以上の蓄電ユニット40(本実施の形態では3つの蓄電ユニット40)うち一の蓄電ユニット40の充電または放電を制御する。言い換えると、本実施の形態では、1以上の蓄電ユニット40の各々について制御装置90が設けられている。
 蓄電ユニット40は、電力を充電または放電することができる電池ユニットである。本実施の形態では、蓄電ユニット40は、直列に接続された1以上の蓄電素子41を備える。複数の蓄電装置1が備える複数の蓄電ユニット40は、電源線3によって並列に接続されている。
 制御装置90は、蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91を有し、当該スイッチ91をオン及びオフすることで蓄電ユニット40の充放電を制御する。複数の蓄電装置1が備える複数の制御装置90は、RS-232用ケーブル、RS-485用ケーブル等の通信線2によってループ状にデイジーチェーン接続されている。なお、通信線2の規格は特に限定されず、シリアル通信用のケーブルであってもかまわないし、パラレル通信用のケーブルであってもかまわない。制御装置90の詳細な機能構成については、後述する。
 次に、蓄電装置1の構成について、図3を用いて図1を参照しながら説明する。
 図3は、本実施の形態に係る蓄電装置1を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
 図1及び図3に示すように、蓄電装置1は、外装体本体100と前壁部200と上壁部300とからなる外装体10を備えている。また、図3に示すように、蓄電装置1は、外装体10の内方に、底面側配置部材20と、蓄電素子41と、端子側配置部材50と、バスバー60と、配線基板70と、計測基板81と、主回路基板82とを備えている。
 外装体10は、蓄電装置1の外装体を構成する矩形状(箱型)の容器(モジュールケース)である。外装体10は、蓄電素子41や基板(配線基板70、計測基板81及び主回路基板82)などを所定の位置に配置し、蓄電素子41や当該基板などを衝撃などから保護する。外装体10は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属などの剛性の高い材料により構成されている。なお、外装体10は、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)またはABS樹脂等の樹脂材料により構成されていてもかまわない。
 外装体本体100は、外装体10の本体を構成する部材であり、矩形状の底壁と、当該底壁から立設した3つの矩形状の側壁とを有している。外装体本体100は、板状の部材を折り曲げた形状を有している。また、前壁部200は、外装体10のもう1つの側壁を構成する矩形状かつ板状の部材である。つまり、外装体本体100と前壁部200とで、有底矩形筒状の部材を形成する。前壁部200には、蓄電装置1の外部接続端子201(端子台)が設けられている。なお、前壁部200の外面に、取っ手が設けられていてもかまわない。これにより、蓄電装置1の取り外しや移動(持ち運び)などを容易に行うことができる。
 上壁部300は、外装体10の上壁(蓋)を構成する部材であり、外装体本体100及び前壁部200からなる有底矩形筒状の部材の開口を塞ぐ矩形状かつ板状の部材である。つまり、外装体本体100及び前壁部200の内方に、蓄電素子41や基板(配線基板70、計測基板81及び主回路基板82)等が配置された状態で、当該開口部が上壁部300で閉止される。
 底面側配置部材20は、蓄電素子41の底面側に配置される扁平な矩形状の部材であり、蓄電素子41を下方から支持する。つまり、底面側配置部材20は、外装体本体100の底壁に載置されて当該底壁に取り付けられて固定され、蓄電素子41を外装体10に対して所定位置で支持する。
 具体的には、底面側配置部材20は、絶縁性の材料により構成されており、上面に形成された凹部に蓄電素子41が挿入されて、蓄電素子41を外装体10内で固定する。このようにして、底面側配置部材20は、蓄電素子41が外装体10等の導電性の部材に接触することを回避するとともに、蓄電素子41等を振動や衝撃等から保護する。
 なお、底面側配置部材20は、どのような絶縁性の材料で形成されていてもかまわないが、例えばガラス繊維によって強化されたポリブチレンテレフタレート(GF強化PBT)や、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の耐熱性の高い樹脂で形成されるのが好ましい。これにより、蓄電素子41が発熱した場合でも、底面側配置部材20が損傷して他の蓄電素子41に影響を及ぼすのを抑制することができる。なお、蓄電素子41の絶縁性を確保できるのであれば、底面側配置部材20は、絶縁性の材料で形成されていなくともかまわない。
 蓄電素子41は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。本実施の形態では、外装体10内に13個の蓄電素子41が収容されているが、空いたスペースにもう1つの蓄電素子41を追加して、14個の蓄電素子41が収容された構成でもかまわない。または、蓄電素子41の個数は、上記以外の複数個であってもかまわないし、1つの蓄電素子41しか収容されていない構成でもかまわない。また、蓄電素子41は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
 端子側配置部材50は、蓄電素子41の電極端子側に配置される扁平な矩形状の部材であり、蓄電素子41を上方から支持する。つまり、端子側配置部材50は、蓄電素子41の上方に配置されており、底面側配置部材20とともに、蓄電素子41を上下両側(Z軸方向)から挟み込むことで、蓄電素子41を外装体10に対して所定位置で支持する。
 具体的には、端子側配置部材50は、絶縁性の材料により構成されており、下面に形成された凹部に蓄電素子41が挿入されて、蓄電素子41を外装体10内で固定する。このようにして、端子側配置部材50は、蓄電素子41が外装体10等の導電性の部材に接触することを回避するとともに、蓄電素子41等を振動や衝撃等から保護する。
 また、端子側配置部材50には、バスバー60及び配線基板70が載置される。つまり、端子側配置部材50は、バスバー60及び配線基板70を蓄電素子41に取り付ける際の蓄電素子41に対する位置決めの機能も有する。なお、端子側配置部材50は、どのような絶縁性の材料で形成されていてもかまわないが、コスト面等から、例えばポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)またはABS樹脂等の樹脂で形成されるのが好ましい。なお、蓄電素子41やバスバー60等の絶縁性を確保できるのであれば、端子側配置部材50は、絶縁性の材料で形成されていなくともかまわない。
 バスバー60は、端子側配置部材50の上方に配置され、複数の蓄電素子41同士を電気的に接続する金属など導電性の板状部材である。具体的には、バスバー60は、隣接する蓄電素子41において、一の蓄電素子41の正極端子または負極端子と、他の蓄電素子41の負極端子または正極端子とを接続する。本実施の形態では、バスバー60は、13個の蓄電素子41を直列に接続する。このように、バスバー60によって直列に接続された1以上の蓄電素子41(本実施の形態では13個の蓄電素子41)によって蓄電ユニット40が構成されている。
 配線基板70は、端子側配置部材50の上方に配置されている。また、蓄電素子41の電圧を検出するために、配線基板70は、蓄電装置1が備える蓄電素子41のうちの少なくとも1つの蓄電素子41の電極端子(本実施の形態では、全ての蓄電素子41の正極端子)に一端が接続された配線を有している。また、配線基板70は、矩形状を有しており、蓄電素子41の正極端子と負極端子との間に配置される。本実施の形態では、2枚の配線基板70が配置されているが、配線基板70の枚数は限定されない。また、配線基板70に代えて、ハーネス等を用いることもできるが、配線基板70を用いて電極端子と計測基板81とを接続することにより、配線の引き回しが容易となり、組付性が向上する。なお、配線基板70は、サーミスタを実装し、蓄電素子41の温度を検出することができる構成を有していてもかまわない。
 計測基板81及び主回路基板82は、上述の制御装置90を構成する回路基板である。計測基板81及び主回路基板82は、蓄電素子41と外装体10の側壁との間に配置され、かつ、蓄電装置1が備える蓄電素子41のうちの少なくとも1つの蓄電素子41と接続されて、蓄電素子41の状態を計測及び制御する。
 具体的には、主回路基板82は、大電流が流れる主回路部品を実装した基板であり、蓄電素子41の容器の短側面に対向する外装体10の側壁の内面に固定される。主回路基板82には、上述のスイッチ91が搭載され、本実施の形態では、蓄電ユニット40の充放電電流経路を形成する正の電源線61及び負の電源線62のうち、負の電源線62に接続されている。ここで、正の電源線61は、一方の端部の蓄電素子41の正極端子に電気的に接続される電源線であり、負の電源線62は、他方の端部の蓄電素子41の負極端子に接続される電源線である。
 また、計測基板81は、小電流が流れる周辺回路部品を実装した基板であり、蓄電素子41の容器の長側面に対向する外装体10の側壁の内面に固定される。この計測基板81は、配線基板70を介して蓄電素子41と接続されるとともに、主回路基板82と、外部機器とに接続される。計測基板81には、外部入力端子83と外部出力端子84とが設けられている。
 外部入力端子83は、スイッチ91に外部入力信号を供給するコネクタである。本実施の形態では、外部入力端子83には、3つの蓄電ユニット40のいずれかの電圧が放電終止電圧以下の場合、外部入力信号として、スイッチ91をオフとする信号が入力される。また、外部入力端子83には、3つの蓄電ユニット40に接続される電力系統(本実施の形態では電源2000)が復電した場合、外部入力信号として、スイッチ91をオンとする信号が入力される。
 外部出力端子84は、他のスイッチ91を備える他の制御装置90に外部出力信号を出力するコネクタである。この外部出力端子84からは、一のスイッチ91(自身の制御装置90のスイッチ91)がオンとなる場合に他のスイッチ91(他の制御装置90のスイッチ91)をオンとする外部出力信号が出力され、当該一のスイッチ91がオフとなる場合に他のスイッチ91をオフとする外部出力信号が出力される。
 本実施の形態では、一の蓄電ユニット40(自身の制御装置90に対応する蓄電ユニット40)の電圧が放電終止電圧以下の場合、外部出力端子84からは、他のスイッチ91をオフとする外部出力信号が出力される。また、蓄電ユニット40に接続される電源2000が復電した場合、外部出力端子84からは、他のスイッチ91をオンとする外部出力信号が出力される。また、蓄電ユニット40に異常が生じた場合、外部出力端子84からは、他のスイッチ91をオンとする外部出力信号が出力される。
 外部入力端子83及び外部出力端子84は、複数の蓄電装置1の複数の制御装置90をループ状にデイジーチェーン接続する通信線2を介して、他の蓄電装置1の外部入力端子83及び外部出力端子84と接続される。具体的には、一の蓄電装置1の外部入力端子83は、通信線2を介して、前段の蓄電装置1の外部出力端子84と接続される。また、一の蓄電装置1の外部出力端子84は、通信線2を介して、後段の蓄電装置1の外部入力端子83と接続される。
 したがって、それぞれの制御装置90には、外部入力信号として前段の制御装置90から出力された外部出力信号が入力される。
 次に、制御装置90の詳細な構成について、説明する。
 図4は、本実施の形態に係る制御装置90の機能構成を示すブロック図である。図5は、本実施の形態に係る制御装置90の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。なお、図4及び図5には、蓄電ユニット40も併せて図示されている。
 制御装置90は、蓄電素子41を備える蓄電ユニット40の充放電を制御する装置である。図4に示すように、制御装置90は、スイッチ91と、制御部92と、外部入力端子83と、外部出力端子84とを備える。また、図5に示すように、本実施の形態では、制御装置90は、さらに、大電流が流れる主回路部品側との絶縁性を確保しつつ信号を伝達するフォトカプラ931~936と、フォトカプラ933~936の発光ダイオードを発光させるトランジスタ941~944とを備える。
 スイッチ91は、蓄電ユニット40の充放電電流経路であって、外部接続端子201を介して電源線3に接続されている電源線62に設けられている。このスイッチ91は、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ91をオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチ91をオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方(本実施の形態では両方)を有する。このオフ機能及びオン機能は、例えば、図5に示すスイッチ91周辺の回路構成によって実現される。また、本実施の形態では、3つの蓄電ユニット40のいずれかに異常が生じた場合、異常が生じた各蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91はオフとなる。
 以下、スイッチ91をオンとする信号をオン信号、スイッチ91をオフとする信号をオフ信号と称する場合がある。
 図5に示すように、スイッチ91は、例えば、電源線62に直列に挿入されたスイッチ911~913を備える。よって、スイッチ911~913の少なくとも1つがオフとなる場合にスイッチ91はオフとなり、スイッチ911~913全てがオンとなる場合にスイッチ91はオンとなる。
 スイッチ911~913の各々は、例えば、ゲートに供給される電圧に応じてオン及びオフするFET(Field effect transistor:電界効果トランジスタ)、及び、当該FETに並列に接続されたダイオードによって構成される。
 スイッチ911は、制御信号、外部入力信号及び放電信号の少なくとも一方がオフ信号の場合にオフとなり、いずれもオン信号の場合にオンとなる放電スイッチである。具体的には、スイッチ911は、n型のFET911aと、当該FET911aのソース-ドレイン間に放電電流に対して逆方向に接続されたダイオード911bとを有する。
 スイッチ912は、制御信号、外部入力信号及び充電信号の少なくとも一方がオフ信号の場合にオフとなり、いずれもオン信号の場合にオンとなる充電スイッチである。具体的には、スイッチ912は、n型のFET912aと、当該FET912aのソース-ドレイン間に充電電流に対して逆方向に接続されたダイオード912bとを有する。
 スイッチ913は、充電信号がオフ信号の場合にオフとなり、オン信号の場合にオンとなる充電スイッチである。スイッチ913は、スイッチ912と同様に構成され、n型のFET913aとダイオード913bとを有する充電スイッチである。
 本実施の形態では、充電スイッチ(スイッチ912、913)は、放電スイッチ(スイッチ911)に比べて冗長に設けられている。一般的に、安全性確保の観点から、蓄電装置では蓄電素子の過充電を抑制することが重要である。このため、充電スイッチを冗長に設けることにより、蓄電素子41の過充電を抑制できる。なお、充電スイッチは冗長に設けられていなくてもかまわないし、充電スイッチと放電スイッチとが一体に設けられていてもかまわない。また、放電スイッチ及び充電スイッチの各々は、1つのFETによって構成されていてもかまわないし、並列に接続された複数のFET(例えば5つのFET)によって構成されていてもかまわない。
 なお、スイッチ91は、充電電流及び放電電流を遮断できるものであればよく、n型のFETによって構成されていなくてもよい。例えば、スイッチ91は、p型のFETによって構成されていてもかまわないし、電流によってオン及びオフするバイポーラトランジスタによって構成されていてもかまわないし、リレー接点またはMCCB(Molded Case Circuit Breaker:配線用遮断器)によって構成されていてもかまわない。ただし、通常の充放電時における制御部92等の消費電力を削減する観点から、スイッチ91は、ロー電圧の場合にオンとなる構成が好ましい。
 ここで、本実施の形態では、蓄電ユニット40は、正極側が接地されており、スイッチ91は、蓄電ユニット40に接続される正の電源線61及び負の電源線62のうち、負の電源線62に設けられている。このため、本実施の形態に係る蓄電システム1000は、正極側が接地されて用いられる移動体通信用の基地局等の通信用の蓄電システムとして有用である。なお、スイッチ91は、蓄電ユニット40の充放電電流経路に設けられていればよく、正の電源線61に設けられていてもかまわない。
 制御部92は、スイッチ91に制御信号を供給する。本実施の形態では、制御部92は、図5に示すように、スイッチ911~913に、制御信号と放電信号と充電信号とを供給する。制御部92は、その少なくとも一部が、例えば、制御プログラムを保持するROM(Read Only Memory)等のメモリと、その制御プログラムを実行するプロセッサとを備える、CPU(Central Processing Unit)等の1チップマイクロコンピュータである。
 本実施の形態では、図4に示すように、制御部92は、終止電圧判定部191と、復電判定部192と、異常判定部193とを備える。
 制御部92は、終止電圧判定部191によって蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下と判定された場合、スイッチ91をオフとする制御信号を出力する。本実施の形態では、当該場合、制御部92は、制御信号、放電信号及び充電信号の各々をオフ信号とすることにより、フォトカプラ931~936の発光ダイオードが発光して電流が流れることにより、スイッチ911~913がオフとなる。また、当該場合、外部出力端子84から出力される外部出力信号はオフ信号となる。
 また、制御部92は、復電判定部192によって、蓄電ユニット40に接続される電力系統が復電したと判定された場合、スイッチ91をオンとする制御信号を出力する。本実施の形態では、当該場合、制御部92が制御信号、放電信号及び充電信号の各々をオン信号とすることにより、フォトカプラ933~936の発光ダイオードが発光して電流が流れるため、スイッチ913がオンとなる。また、当該場合、外部入力信号がオン信号であれば、フォトカプラ931、932の発光ダイオードが発光して電流が流れるため、スイッチ911、912もオンとなり、外部出力端子84から出力される外部出力信号もオン信号となる。一方、当該場合、外部入力信号がオフ信号であれば、フォトカプラ931、932の発光ダイオードが発光しないため、スイッチ911、912はオフとなり、外部出力端子84から出力される外部出力信号もオフ信号となる。
 また、制御部92は、異常判定部193によって蓄電ユニット40に異常が生じたと判定された場合、スイッチ91をオフとする制御信号を出力する。本実施の形態では、当該場合、制御部92が制御信号をオン信号としつつ、放電信号及び充電信号の各々をオフ信号とすることにより、フォトカプラ933~934の発光ダイオードが発光しないため、スイッチ911~913はいずれもオフとなる。また、当該場合、外部出力信号は、制御信号及び外部入力信号のうち外部入力信号のみに依存する。つまり、外部入力信号がオフ信号であれば外部出力信号もオフ信号となり、外部入力信号がオン信号であれば外部出力信号もオン信号となる。
 終止電圧判定部191は、蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下であるか否かを判定する。ここで、放電終止電圧とは、安全に放電を行うことができる蓄電ユニット40の最小電圧である。終止電圧判定部191は、例えば、配線基板70を介して蓄電素子41の電圧を検出することにより、蓄電ユニット40の電圧を測定する。なお、蓄電ユニット40の電圧を測定する手法は特に限定されず、外部接続端子201の電圧を測定してもかまわない。
 復電判定部192は、蓄電ユニット40に接続される電力系統が復電したか否かを判定する。復電判定部192は、例えば、外部接続端子201の電圧を測定し、測定した電圧が所定の電圧以上の場合に電力系統が復電したと判定する。なお、復電を判定する手法は特に限定されず、系統に設けられたMCCBの遮断および開放を検出することにより判定してもかまわない。
 異常判定部193は、蓄電ユニット40に異常が生じているか否かを判定する。ここで、蓄電ユニット40に生じる異常とは、例えば、過負荷または短絡等による過電流や、蓄電素子41の許容温度以上の発熱などである。異常判定部193は、例えば、電源線62に設けられたホール素子(不図示)を用いて電源線62に流れる電流量を検出し、検出した電流量が所定量以上の場合、蓄電ユニット40に異常が生じていると判定する。また、異常判定部193は、例えば、配線基板70に実装されたサーミスタ(不図示)を用いて蓄電素子41の温度を検出し、検出した温度が所定温度以上の場合、蓄電ユニット40に異常が生じていると判定する。
 次に、本実施の形態に係る制御装置90の動作について、図6A及び図6Bを用いて説明する。図6Aは、本実施の形態に係る制御装置90の動作を示すフローチャートである。図6Bは、図6AのステップS30における詳細な動作を示すフローチャートである。
 図6Aに示すように、まず、スイッチ91に制御信号を供給する(S10)。本実施の形態では、制御部92が、制御信号と放電信号と充電信号とをスイッチ91に供給する。
 そして、スイッチ91に外部入力信号を供給する(S20)。本実施の形態では、通信線2を介して前段の蓄電装置1の外部出力端子84と接続された外部入力端子83が、外部入力信号をスイッチ91に供給する。
 その後、スイッチ91をオフとするオフ機能、及び、スイッチ91をオンとするオン機能、の少なくとも一方を実行する(S30)。具体的には、図6Bに示すように、ステップS30では、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ91をオフとする信号の場合(S31で「少なくとも一方がオフ信号」の場合)に、スイッチ91をオフとするオフ機能を実行する(S32)。このとき、外部出力端子84からは、外部出力信号としてオフ信号が出力される。一方、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチ91をオンとする信号の場合(S31で「いずれもオン信号」の場合)に、スイッチ91をオンとするオン機能を実行する(S33)。このとき、外部出力端子84からは、外部出力信号としてオン信号が出力される。
 以下、本実施の形態に係る蓄電システム1000において、各蓄電装置1の制御装置90が奏する効果について、図7~図11を用いて具体例を述べつつ説明する。なお、これらの図では、充電電流及び放電電流の直感的な理解を容易にするため、制御装置90が蓄電ユニット40の正の電源線61に設けられていることとして説明する。このため、これらの図では、図5と比べて、充電電流及び放電電流の流れる方向が反対方向となっている。
 まず、電源2000(電源系統)の停電時において、蓄電システム1000が奏する効果について説明する。
 図7及び図8は、本実施の形態において、停電時の蓄電システム1000の状態を模式的に示す図である。
 図7に示すように、電源2000が停電すると、蓄電システム1000は負荷3000に電力を供給する。つまり、蓄電システム1000は、電源2000の停電時に電力のバックアップを行う。このとき、複数の蓄電装置1のそれぞれのスイッチ91はオンとなっているため、並列に接続された複数の蓄電ユニット40の各々から負荷3000へと放電電流が流れることとなる。
 その後、負荷3000への電力供給が継続すると、図8に示すように、蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1(ここでは蓄電装置1B)が現れる。このとき、当該蓄電装置1Bの制御装置90では、スイッチ91がオフとなるとともに、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 これにより、外部入力信号として蓄電装置1Bの制御装置90から出力された外部出力信号が入力される蓄電装置1Cの制御装置90では、スイッチ91がオフとなる。さらに、蓄電装置1Cの制御装置90では、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 これにより、蓄電装置1Cから出力された外部出力信号が入力される蓄電装置1Aにおいても、スイッチ91がオフとなり、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 したがって、本実施の形態に係る蓄電システム1000では、複数の蓄電装置1のうち蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1が1つでもあれば、全ての蓄電装置1の蓄電ユニット40からの放電電流が連動して停止する。
 ここで、複数の蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となるタイミングは、蓄電ユニット40の容量のバラつき等の影響により、互いに異なるタイミングとなり得る。このため、複数の蓄電ユニット40からの放電電流が連動して停止せずに、各々の蓄電ユニット40の電圧が放電電流以下となる独立のタイミングで停止する場合、次のような問題が生じる虞がある。
 つまり、各々の蓄電ユニット40からの放電電流が独立のタイミングで停止する場合、容量の小さい蓄電ユニット40から放電電流が順次停止する。ここで、負荷3000に供給される電流は一定であることが好ましいため、放電電流が停止される蓄電ユニット40が増えるに伴い、当該蓄電ユニット40と並列に接続された他の蓄電ユニット40の電流分担が大きくなる。つまり、他の蓄電ユニット40からの放電電流の電流量が増加する。
 したがって、複数の蓄電ユニット40のうち放電終止電圧以下となるタイミングが最も遅い蓄電ユニット40では、他の蓄電ユニット40が供給していた放電電流の合計量に相当する非常に大きな電流(過電流)が流れることとなり、過電流による不具合が発生する虞がある。
 例えば、10個の蓄電ユニットが並列に接続された蓄電システムにおいて、定格時に1並列あたり40Aの放電電流が流れる場合、放電終止電圧以下となるタイミングが最も遅い蓄電ユニットでは、蓄電ユニットで許容され得る最大電流(例えば80A)を超える400Aの放電電流(過電流)が流れてしまう。
 これに対して、本実施の形態によれば、蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1があれば、全ての蓄電装置1からの放電電流が連動して停止するため、過電流による不具合の発生を低減することができる。
 また、本実施の形態における制御装置90では、外部入力端子83から供給される外部入力信号が、制御部92等に入力されることなく、スイッチ91をオン及びオフをするための信号となっている。これにより、外部入力信号のオン信号からオフ信号への切り替えからスイッチ91がオンからオフに切り替わるのに要する時間を非常に短時間(例えば数十μS程度)とすることができる。なお、オフからオンに切り替わる際も同様である。
 具体的には、例えば、外部入力信号がCPU等に入力されてコンピュータ上で何らかの処理が行われた後にスイッチ91をオン及びオフするための信号として供給される場合、外部入力信号の切り替えからスイッチ91の切り替えに要する時間は比較的長い時間(例えば数十mS)となる。
 これに対して、本実施の形態では、外部入力信号がコンピュータ上で処理されることなくスイッチ91をオン及びオフする信号となっているため、外部入力信号の切り替えからスイッチ91の切り替えに要する時間を非常に短時間とすることができる。よって、過電流が流れ得る時間の大幅な短縮化が図られる。このため、過電流による不具合の発生を大幅に低減することができる。
 次に、電源2000(電源系統)の復電時において、蓄電システム1000が奏する効果について説明する。
 図9及び図10は、本実施の形態において、復電時の蓄電システム1000の状態を模式的に示す図である。
 まず、復電前の状態では、複数の蓄電装置1のそれぞれのスイッチ91はオフとなっている。その後、図9に示すように、電源2000が停電から復電すると、制御装置90によって復電したと判定される蓄電装置1(ここでは蓄電装置1C)が現れる。ここで、当該蓄電装置1Cでは、蓄電装置1Bから出力された外部出力信号が外部入力信号として入力されており、当該外部出力信号はオフ信号となっている。このため、復電を検出した蓄電装置1Cにおいても、スイッチ91はオフのままとなっている。
 その後、図10に示すように、他の蓄電装置(ここでは蓄電装置1A、1B)全ての制御装置90が復電したと判定すると、全ての蓄電装置1の各々から出力される外部出力信号がオン信号となることにより、全ての蓄電装置1のスイッチ91がオンとなる。
 このように、本実施の形態に係る蓄電システム1000では、復電時に、全ての蓄電装置1の蓄電ユニット40で連動して充電電流の供給が開始される。
 ここで、複数の蓄電ユニット40について、接続される電力系統が復電したと判定されるタイミングは、蓄電装置1を構成するアナログ素子の特性のバラつき等の影響により、互いに異なるタイミングとなり得る。このため、複数の蓄電ユニット40への充電電流の供給が連動して開始されずに、各々の蓄電ユニット40に接続される電力系統が復電したと判定される独立のタイミングで開始される場合、次のような問題が生じる虞がある。
 つまり、各々の蓄電ユニット40への充電電流の供給が独立のタイミングで開始される場合、複数の蓄電ユニット40のうち復電したと判定されるタイミングが最も早い蓄電ユニット40では、他の蓄電ユニット40に供給されるべき充電電流の合計量に相当する非常に大きな電流(過電流)が流れることとなり、過電流による不具合が発生する虞がある。
 これに対して、本実施の形態によれば、全ての蓄電装置1で復電したと判定されるまで充電電流の供給は停止され、全ての蓄電装置1で復電したと判定されると充電電流の供給が連動して開始される。このため、過電流による不具合の発生を低減することができる。
 次に、蓄電装置1の異常発生時において、蓄電システム1000が奏する効果について説明する。なお、以下では、電源2000の停電時において蓄電装置1Aで異常が発生した場合について説明するが、電源2000が停電していないときに異常が発生した場合、または、他の蓄電装置1で異常が発生した場合についても、同様の効果が奏される。
 図11は、本実施の形態において、異常発生時の蓄電システム1000の状態を模式的に示す図である。
 制御装置90によって異常が発生したと判定された蓄電装置1(ここでは蓄電装置1A)では、スイッチ91はオフとなり、外部出力信号はオン信号となる。このため、蓄電装置1Aから出力された外部出力信号が外部入力信号として入力される蓄電装置1Bでは、スイッチ91はオンのままとなっており、外部出力信号もオン信号のままとなっている。よって、蓄電装置1A以外の蓄電装置1B、1Cでは、スイッチ91はオンのままとなる。したがって、異常が発生した蓄電ユニット40のみ放電電流を停止することができる。
 このように、本実施の形態に係る蓄電システム1000では、異常が発生した蓄電ユニット40を負荷3000から切り離しつつ、他の蓄電ユニット40によって継続して放電することができる。
 以上のように、本実施の形態では、蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路(本実施の形態では、負の電源線62)に設けられたスイッチ91は、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ91をオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチ91をオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方(本実施の形態では両方)を有する。
 これによれば、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチ91が外部入力信号によって一斉にオフとなる、または、外部入力信号によって一斉にオンとなる。よって、全ての蓄電ユニット40が一斉に充電または放電を開始する、または、停止することとなるため、蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 また、本実施の形態では、制御装置90が一の蓄電ユニット40の充電または放電を制御し、外部出力端子84からは、スイッチ91がオンとなる場合に他の制御装置90のスイッチ91をオンとする外部出力信号が出力され、スイッチ91がオフとなる場合に他の制御装置90のスイッチ91をオフとする外部出力信号が出力される。
 これにより、一の蓄電ユニット40に対応するスイッチ91がオフとなる場合に他の蓄電ユニット40に対応する他のスイッチ91も連動してオフとなる。または、一の蓄電ユニット40に対応するスイッチ91がオンとなる場合に他の蓄電ユニット40に対応する他のスイッチ91も連動してオンとなる。したがって、全ての蓄電ユニット40が連動して充電または放電することができるため、蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。つまり、本構成によれば、外部出力信号により他の蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられた他のスイッチ91を制御できるため、設置現場での据付作業を簡易かつ確実に行うことができる。
 具体的には、本実施の形態によれば、1以上の蓄電ユニット40のいずれかの電圧が放電終止電圧以下の場合、外部入力信号として、スイッチ91をオフとする信号が入力される。これにより、いずれかの蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下になった場合、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチ91が一斉にオフとなる。よって、各蓄電ユニット40が一斉に負荷3000から切り離されるため、蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 また、本実施の形態によれば、1以上の蓄電ユニット40に接続される電力系統(本実施の形態では電源2000)が復電した場合、外部入力信号として、スイッチ91をオンとする信号が入力される。これにより、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチ91が復電時に一斉にオンとなるため、各蓄電ユニット40が一斉に電力系統に接続される。よって、復電時における蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 なお、当該電力系統が復電した場合、外部入力信号として、スイッチ91をオフとする信号が入力されてもかまわない。これにより、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチ91が復電時に一斉にオフとなるため、各蓄電ユニット40が一斉に電力系統から切り離される。このため、短時間の停電を経た後の復電時に生じ得る蓄電ユニット40の過充電等の不具合の発生を低減することができる。
 また、本実施の形態によれば、異常が生じた蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91がオフとなる。これにより、異常が生じた蓄電ユニット40を電源2000または負荷3000から切り離しつつ、他の全ての蓄電ユニット40が一斉に充電もしくは放電を開始する、または、停止することとなるため、蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。つまり、一部の蓄電ユニット40に異常が生じた場合であっても他の蓄電ユニット40が継続して充放電することとなり、N+1の冗長設計が図られる。
 また、本実施の形態では、複数の蓄電装置1の各々は、制御装置90と、制御装置90によって充電または放電が制御される蓄電ユニット40とを備える。各制御装置90は次のように構成されている。すなわち、制御装置90は、蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91と、スイッチ91に制御信号を供給する制御部92と、スイッチ91に外部入力信号を供給する外部入力端子83と、他のスイッチ91を備える他の制御装置90に外部出力信号を出力する外部出力端子84とを備える。ここで、スイッチ91は、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ91をオフとする信号の場合にオフとなり、または、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチ91をオンとする信号の場合にオンとなる。また、外部出力端子84からは、スイッチ91がオンとなる場合に他のスイッチ91をオンとする外部出力信号が出力され、スイッチ91がオフとなる場合に他のスイッチ91をオフとする外部出力信号が出力される。
 ここで、本実施の形態では、複数の蓄電装置1が備える複数の蓄電ユニット40は、並列接続されている。また、複数の制御装置90は、ループ状にデイジーチェーン接続され、当該複数の制御装置90の各々は、外部入力信号として前段の制御装置90から出力された外部出力信号が入力される。
 これによれば、複数の制御装置90のいずれかのスイッチ91がオフとなる場合に他の制御装置90のスイッチ91も連動してオフとなる。または、複数の制御装置90のいずれかのスイッチ91がオンとなる場合に他の制御装置90のスイッチ91も連動してオンとなる。したがって、全ての蓄電ユニット40が連動して充電もしくは放電を開始する、または、停止することができるため、蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 (制御装置の変形例)
 なお、実施の形態1で説明した制御装置90の構成は一例であり、図4及び図5と異なる構成であってもかまわない。そこで、以下に、制御装置の変形例について説明する。
 図12は、本変形例に係る制御装置190の機能構成を示すブロック図である。なお、同図では、蓄電ユニット40も併せて図示され、本変形例に係る蓄電装置101が図示されている。
 同図に示す制御装置190は、実施の形態1における制御装置90と比べて、さらに、駆動部93を備える。
 駆動部93は、制御信号及び外部入力信号が入力され、制御信号及び外部入力信号に応じてスイッチ91をオフ及びオンする。例えば、駆動部93は、制御信号と外部入力信号とが入力されるNORゲート等の論理ICと、当該論理ICの出力が入力されるフォトカプラとを有する。
 このように構成された制御装置190であっても、上記実施の形態1と同様の効果が奏される。さらに、本変形例によれば、制御信号及び外部入力信号の駆動能力が小さい場合であってもスイッチ91をオン及びオフとすることができる。
 例えば、駆動部93が論理ICを有する場合、論理ICは、供給される電源によって、制御信号及び外部入力信号の駆動能力より大きい駆動能力を有する信号を出力することができる。このため、駆動能力の大きい信号でフォトカプラの発光ダイオードを発光させることができるため、FET等で構成されるスイッチ91のオン及びオフを確実に行うことができる。
 したがって、本変形例によれば、制御部92として駆動能力の高い高価なCPU等を用いることなく蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 なお、駆動部93は、このような構成に限定されず、例えば、バッファ等に用いられるICを用いた構成であってもかまなわないし、レベルシフタ等に用いられるICを用いた構成であってもかまわない。また、駆動部93は、大電流が流れる主回路部品側との絶縁性が確保されるのであれば、フォトカプラを有さなくてもかまわない。
 (実施の形態1の変形例1)
 上記実施の形態1で説明した複数の蓄電装置1のスイッチ91が連動してオン及びオフする構成は、制御装置の電源投入時における過電流の発生を低減する構成としても適用することができる。そこで、本変形例では、電源投入時における過電流の発生を低減できる蓄電システムについて説明する。
 図13は、本変形例に係る蓄電システム1002の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、本変形例に係る蓄電システム1002は、実施の形態1に係る蓄電システム1000と比べて、制御装置90に代わり制御装置290を有する蓄電装置102(蓄電装置102A~102C)を備える。
 本変形例では、複数の蓄電装置102のうち任意の1つの蓄電装置102(ここでは、蓄電装置102A)を、複数の蓄電装置1のスイッチ91を連動してオンするホストバッテリ(マスターバッテリ)とする。また、他の蓄電装置102(ここでは、蓄電装置102B、102C)を、ホストバッテリの制御によってスイッチ91がオンするターゲットバッテリ(スレーブバッテリ)とする。
 図14は、本変形例に係る制御装置290の機能構成を示すブロック図である。なお、同図では、蓄電ユニット40も併せて図示され、本変形例に係る蓄電装置102が図示されている。
 本変形例に係る制御装置290は、蓄電ユニット40の電源投入後にスイッチ91をオンとすることが許可された場合、後述するスタンバイ完了信号を後段の蓄電装置102に出力する。制御装置290は、制御装置90と比べて、制御部92に代わり制御部292を備える。また、本変形例では、制御装置290は、蓄電装置102がホストバッテリであるか否かを示すホスト信号が入力され、前段の蓄電装置102から、通信線2及び外部入力端子83を介して、スタンバイ完了信号が入力される。また、本変形例では、制御装置290は、さらに、外部出力端子84及び通信線2を介して、後段の蓄電装置102にスタンバイ完了信号を出力する。
 ホスト信号は、例えば、外部入力端子83の所定のピン間を短絡または開放することによって切り替えられる。具体的には、ホストバッテリでは、外部入力端子83の所定のピン間を短絡する専用のコネクタが外部入力端子83に取り付けられ、ターゲットバッテリでは当該所定のピン間を短絡しない通常のコネクタが外部入力端子83に取り付けられる。
 制御部292は、実施の形態1における制御部92と比べて、終止電圧判定部191、復電判定部192及び異常判定部193に代わり、スタンバイ判定部293を備える。制御部292は、スタンバイ判定部293によってスタンバイが完了したと判定された場合、制御信号をオンとする。
 スタンバイ判定部293は、制御装置290の電源投入後にスタンバイが完了したか否かを判定し、スタンバイが完了したと判定した場合、スタンバイ完了信号を出力する。具体的には、ホストバッテリのスタンバイ判定部293は、自身の制御装置290の電源投入後に自己診断を行い、自己診断により‘異常無し’となった場合、スタンバイが完了したと判定して後段の蓄電装置102にスタンバイ完了信号を出力する。一方、ターゲットバッテリのスタンバイ判定部293もホストバッテリのスタンバイ判定部293と同様に、スタンバイの完了を判定する。ただし、ターゲットバッテリのスタンバイ判定部293は、スタンバイが完了したと判定して、かつ、前段の蓄電装置102からスタンバイ完了信号が入力された場合に、後段の蓄電装置102にスタンバイ完了信号を出力する。
 ここで、自己診断とは、例えば、自身の蓄電装置102の電源スイッチ(不図示)が投入されたことにより起動した内部のBMU(Battery Management Unit)によって実行される異常判定等の有無の診断である。
 また、ホストバッテリでは、制御装置290の電源投入後にスイッチ91をオンとすることが許可された場合、外部入力信号として、スイッチ91をオンとする信号が入力される。つまり、ホストバッテリの外部出力端子84は、蓄電ユニット40の電源投入後にスイッチ91をオンとすることが許可された場合、他(後段)の制御装置290のスイッチ91をオンとする外部出力信号を出力する。ここで、「スイッチ91をオンとすることが許可される」とは、自身のスタンバイ判定部293によってスタンバイが完了したと判定され、かつ、他(前段)の蓄電装置102からスタンバイ完了信号が入力されることを指す。
 つまり、ホストバッテリは、自身のスタンバイ判定部293によってスタンバイが完了したと判定され、かつ、前段の蓄電装置102からスタンバイ完了信号が入力された場合、外部入力信号によらずオン信号の外部出力信号を出力する。
 図15は、本変形例において、各蓄電装置102の電源投入時における蓄電装置102間のやり取りを示すシーケンス図である。このようなやり取りは、例えば、蓄電システム1002の据付時等に行われる。なお、以下では、蓄電装置102B、蓄電装置102A及び蓄電装置102Cの順で電源が投入された例を説明するが、電源が投入される順序はこれに限らず、どのような順序でもよいし、2以上の蓄電装置102の電源が同時に投入されてもかまわない。
 まず、電源投入前の状態では、複数の蓄電装置102のそれぞれのスイッチ91はオフとなっている。
 同図に示すように、蓄電装置102Bにおいて、例えばユーザが電源ボタンを押すことにより電源が投入されると(S201)、自己診断が行われ(S202)、スタンバイが完了したと判定されると制御信号がオン信号となる。ただし、蓄電装置102Bでは、蓄電装置102Aから出力された外部出力信号が外部入力信号として入力されており、当該外部出力信号はオフ信号となっている。このため、蓄電装置1Bにおいて、スイッチ91はオフのままとなっている。
 その後、蓄電装置102Aにおいて、電源が投入されると(S211)、自己診断が行われ(S212)、スタンバイが完了したと判定されると制御信号がオン信号となる。ただし、蓄電装置102Aでは、蓄電装置102Cから出力された外部出力信号が外部入力信号として入力されており、当該外部出力信号はオフ信号となっている。このため、蓄電装置102Aにおいて、スイッチ91はオフのままとなっている。
 ここで、蓄電装置102Aはホストバッテリであるため、スタンバイが完了したと判定されると、後段の蓄電装置102Bにスタンバイ完了信号を出力する(S213)。スタンバイ完了信号が入力された蓄電装置102Bでは、既にスタンバイの完了が判定されており、前段の蓄電装置102Aからスタンバイ完了信号が入力されたため、後段の蓄電装置102Cにスタンバイ完了信号を出力する(S214)。
 その後、蓄電装置102Cにおいて、電源が投入されると(S221)、自己診断が行われ(S222)、スタンバイが完了したと判定されると制御信号がオン信号となる。ただし、蓄電装置102Cでは、蓄電装置102Bから出力された外部出力信号がオフ信号となっているため、スイッチ91はオフのままとなっている。
 また、蓄電装置102Cでは、スタンバイが完了したと判定され、かつ、前段の蓄電装置102Bからスタンバイ完了信号が入力されているため、後段の蓄電装置102Aにスタンバイ完了信号を出力する(S223)。つまり、ホストバッテリである蓄電装置102Aにスタンバイ完了信号が入力される。
 したがって、蓄電装置102Aでは、スタンバイが完了したと判定され、かつ、前段の蓄電装置102Cからスタンバイ完了信号が入力されるため、外部出力信号がオン信号となる。これにより、全ての蓄電装置102の各々から出力される外部出力信号がオン信号となるため、各蓄電装置102のスイッチ91が連動してオンとなる(S231)。
 このように、本変形例に係る蓄電システム1002では、複数の蓄電装置102全てでスタンバイが完了したと判定された後に、全ての蓄電装置1の蓄電ユニット40で連動して充電電流の供給が開始される。
 ここで、一般的に、特にリチウムイオン二次電池等の蓄電素子は、安全性確保の観点から、充電状態が低い状態(例えば5%程度)で出荷される。また、一般的に、蓄電装置では、ユーザが電源ボタン等を押すことにより電源投入が行われるため、複数の蓄電装置の電源投入は、互いに異なるタイミングとなり得る。これらのことから、蓄電システムの据付時等において、複数の蓄電ユニットを電源または負荷に接続する際に、次のような問題が生じる虞がある。
 つまり、最初に電源が投入された蓄電装置の蓄電ユニットでは、他の蓄電ユニットに供給されるべき充電電流の合計量に相当する非常に大きな電流(過電流)が流れることとなり、過電流による不具合が発生する虞がある。
 これに対して、本変形例によれば、ホストバッテリ(本変形例では蓄電装置102A)において制御装置290の電源投入後にスイッチ91をオンとすることが許可された場合、外部入力信号として、スイッチ91をオンとする信号が入力される。これにより、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチ91が一斉にオンとなるため、各蓄電ユニット40が一斉に電力系統に接続される。よって、メンテナンス時または初期設定時等における蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 具体的には、ホストバッテリは、制御装置290の電源投入後にスイッチ91をオンとすることが許可された場合、外部出力端子84からは、他の制御装置290のスイッチ91をオンとする外部出力信号が出力される。
 これにより、ホストバッテリにおいてスイッチ91をオンとすることが許可されるまで、ターゲットバッテリ(本変形例では蓄電装置102B、102C)のスイッチ91はオンされずに待機状態となる。よって、並列に接続された複数の蓄電ユニット40の各々に対応して本構成の制御装置290を設け、一の制御装置290の外部出力端子84を他の一の制御装置290の外部入力端子83に順次接続する所定の構成にすることで、電源投入後に全ての蓄電ユニット40が連動して電源2000または負荷3000に接続されるため、蓄電ユニット400の不具合の発生を低減することができる。
 (実施の形態1の変形例2)
 以下、実施の形態1の変形例2に係る蓄電システムについて説明する。本変形例に係る蓄電システムは、蓄電装置が選択的にとり得るモードとして、通常モードと試験モードとを有する。
 図16は、本変形例に係る蓄電装置の動作モードに関する状態遷移図である。
 同図に示す通常モードS1は、上記実施の形態1で説明した動作を行うモードである。つまり、通常モードS1は、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方がオフ信号の場合にスイッチ91がオフとなり、または、制御信号及び外部入力信号のいずれもオン信号の場合にスイッチ91がオンとなり、さらに、スイッチ91がオンとなる場合に外部出力信号がオン信号となり、スイッチ91がオフとなる場合に外部出力信号がオフ信号となるモードである。言い換えると、複数の蓄電装置のスイッチ91が連動してオンまたはオフとなるモードである。
 一方、試験モードS2は、スイッチ91がオンとなるモードであり、他の蓄電装置のスイッチ91がオフとなっていても、自身の蓄電装置のスイッチ91がオンとなるモードである。
 本変形例に係る蓄電装置は、例えばユーザから試験モードS2への遷移を指示するモード遷移コマンドが入力された場合に、通常モードS1から試験モードS2に遷移する。試験モードS2では、所定時間(例えば1分間)継続して、スイッチ91をオンとする。その後、試験モードS2において所定時間が経過すると、蓄電装置は、試験モードS2から通常モードS1に遷移する。なお、通常モードS1と試験モードS2とは互いに遷移しなくてもよい。その場合、例えば、電源投入時に試験モードコマンドが入力されている場合には試験モードS2、当該コマンドが入力されていない場合には通常モードS1にて動作する。
 図17は、本変形例に係る制御装置390の機能構成を示すブロック図である。なお、同図では、蓄電ユニット40も併せて図示され、本変形例に係る蓄電装置103が図示されている。
 同図に示す制御装置390は、実施の形態1における制御装置90と比べて、制御部92に代わり制御部392を備え、さらに、スイッチ393を備える。
 制御部392は、実施の形態1における制御部92と比べて、さらに、試験モード部394を備える。試験モード部394は、自身の蓄電装置103が試験モードS2になった場合、スイッチ91をオンとするオン信号を出力する。つまり、本変形例では、1以上の蓄電ユニット40のいずれかが試験モードS2になった場合、当該試験モードS2になった各蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91がオンとなる。
 このように構成された本変形例に係る蓄電装置103を備える蓄電システムにおいても、上記実施の形態1と同様の効果が奏される。
 ここで、一般的に、安全性確保等の観点から、蓄電ユニット40を収容する外装体10(筐体)の外部接続端子には、充放電時を除き蓄電ユニット40の電圧が出力されない。このため、蓄電ユニット40の充放電を行う前に予め蓄電ユニット40の電圧を取得することが困難である。
 これに対し、本変形例によれば、試験モードとなった蓄電ユニット40では、スイッチ91がオンとなることにより、スイッチ91を介して蓄電ユニット40に接続される外部接続端子201において、蓄電ユニット40の電圧を測定することができる。よって、例えば、工場出荷時等において、簡便に蓄電ユニット40の電圧を測定することができる。
 また、本変形例によれば、試験モードS2において所定時間が経過すると通常モードS1に遷移するため、スイッチ91が不要にオンとなることによる過放電を低減することができる。
 なお、本変形例では、通常モードを、実施の形態1で説明した動作を行うモードとして説明した。しかし、通常モードはどのような動作を行うモードであってもよく、例えば、実施の形態1の変形例1で説明した動作(スタンバイ動作)を行うモードであってもよい。
 また、電源投入後の最初のモードが試験モードであってもかまわない。このような構成にすることにより、電源投入後の所定時間、蓄電ユニット40の電圧を外部接続端子201で簡便に測定することができる。
 (実施の形態1の変形例3)
 上記実施の形態1ならびにその変形例1及び2では、1以上の蓄電ユニット40の各々について制御装置が設けられているとした。つまり、複数の蓄電装置の各々が制御装置を備えるとした。しかし、図18に示すように、1以上の蓄電ユニット40について1つの制御装置490が設けられていてもかまわない。つまり、制御装置は、複数の蓄電装置の外部装置として設けられていてもかまわない。
 図18は、本変形例に係る蓄電システム1004の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置490は、1以上の蓄電ユニット40の各々の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチ91に制御信号を供給する制御部492と、当該スイッチ91に外部入力信号を供給する外部入力端子483とを備えていてもかまわない。
 このような構成であっても、各スイッチ91が外部入力信号によって一斉にオフとなる、または、外部入力信号によって一斉にオンとなる。このため、上記実施の形態と同様に、過電流による蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 (実施の形態2)
 次に、実施の形態2に係る蓄電システムの構成について、図19を用いて説明する。
 図19は、本実施の形態に係る蓄電システム1000aの機能構成を示すブロック図である。
 蓄電システム1000aは、図2に示した蓄電システム1000と比べて、制御装置90を有する蓄電装置1に代わり制御装置90aを有する蓄電装置1aを備える。蓄電システム1000aでは、蓄電素子41(本実施の形態では複数の蓄電ユニット40)が並列に複数(本実施の形態では3つ)設けられている。
 制御装置90aは、蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられ、蓄電ユニット40を構成する1以上の蓄電素子41の充電または放電を制御する。制御装置90aは、当該電流経路に設けられた電流制限部91aを備え、当該電流制限部91aによって電流を制限することにより、複数の蓄電素子41を並列に接続する際の過大な横流を抑制することができる。以下、本実施の形態では、制御装置90aが当該横流としてプリチャージの際の過大な充電電流を抑制する例について、説明する。
 また、本実施の形態では、制御装置90aは、さらに、当該電流経路において電流制限部91aと直列に設けられたスイッチ91bを備える。本実施の形態では、制御装置90aは、プリチャージの後の通常使用時において、スイッチ91bをオン及びオフすることにより、蓄電ユニット40の充放電を制御する。つまり、本実施の形態に係る制御装置90aは、実施の形態1に係る制御装置90と比べて、さらに、電流経路に設けられ、通過する電流を制限する電流制限部91aを備える。
 次に、制御装置90aの詳細な構成について、説明する。
 図20は、本実施の形態に係る制御装置90aの機能構成を示すブロック図である。なお、図20及び図21には、蓄電ユニット40も併せて図示されている。
 図20に示すように、制御装置90aは、電流制限部91aと、スイッチ91bと、制御部92aと、電流センサ94と、外部入力端子83と、外部出力端子84とを備える。
 電流制限部91aは、蓄電素子41の充電または放電の電流経路に設けられ、通過する電流を制限する。本実施の形態では、電流制限部91aは、蓄電ユニット40の充放電電流経路であって、外部接続端子201を介して電源線3に接続されている電源線62に設けられている。電流制限部91aの具体的な構成については、図21を用いてスイッチ91bの具体的な構成と併せて後述する。
 スイッチ91bは、蓄電素子41の充電または放電の電流経路(ここでは電源線62)において電流制限部91aと直列に設けられ、オンとオフとが切り替えられるスイッチである。このスイッチ91bは、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチ91bをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチ91bをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。このオフ機能及びオン機能は、例えば、スイッチ91b周辺の回路構成(図21参照)によって実現される。スイッチ91bの具体的な構成については、図21を用いて後述する。
 制御部92aは、蓄電素子41の充電または放電の電流経路(ここでは電源線62)の電圧と異なる情報から得られた当該電流経路の電流量を用いて、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように電流制限部91aを制御する。具体的には、本実施の形態では、制御部92aは、電流経路の電流量が所定量を超えているか否かを判断し、超えている場合に電流制限部91aを通過する電流が当該所定量以下となるように制御する。本実施の形態では、制御部92aは、電流制限部91aを通過する電流が当該所定量以下の定電流となるように制御する。
 ここで、当該所定量とは、予め定められた任意の電流量であり、特に限定されないが、例えば、蓄電装置1aを構成する回路素子等の定格によって定まる定格電流、一定時間(例えば10sec)連続して流れても安全に充放電ができる最大の電流である最大電流、または、比較的短時間(例えば数十msec)であれば安全に充放電ができる最大の電流である瞬時耐量、等である。
 また、定電流の電流量は、所定量以下の第一の電流量であれば特に限定されないが、例えば、上記の定格電流である。また、制御部92aが、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下の定電流となるように制御する期間についても、特に限定されない。ただし、蓄電装置1aを交換した際のプリチャージに要する時間の短縮化を図る観点から、当該期間を長く確保することが好ましい。また、同様の観点から、スイッチ91bがオフからオンに切り替えられた後に、当該第一の電流量より小さい第二の電流量を第一の電流量に引き上げて定電流を維持してもかまわない。
 また、本実施の形態では、制御部92aは、さらに、スイッチ91bに制御信号を供給する。
 また、本実施の形態では、制御部92aは、次の電流センサ94によって取得された電流量を用いて、電流制限部91aを制御する。なお、制御部92aは、電流センサ94によって直接的に取得された電流量を用いなくてもよく、間接的に電流量を取得してもかまわない。例えば、制御部92aは、蓄電素子41(または蓄電ユニット40)の電圧値またはSOC(State Of Charge:充電状態)、及び、蓄電素子41等の抵抗値等を取得または予め記憶し、これらの値から電流量を算出することにより取得してもかまわない。
 電流センサ94は、電流経路を流れる充電電流または放電電流を検出するセンサである。本実施の形態では、電流センサ94は、電源線62に設けられた非接触式の電流センサであって、充電電流または放電電流の電流量を示す電流信号を出力する、例えばHCT(Hall-effect Current Sensor)である。つまり、制御部92aは、非接触式の電流センサ94によって得られた電流経路の電流量を取得し、取得した電流経路の電流量を用いて電流制限部を制御する。例えば、電流センサ94がHCTである場合、制御部92aは、電源線62の周囲の磁界を示す情報(電流信号)から当該電源線62の電流量を取得する。
 なお、電流センサ94は、電流経路(本実施の形態では電源線62)の電圧と異なる情報によって当該電流経路の電流量を示すものであればよく、電流経路のジュール熱によって当該電流量を示す熱電形電流計、あるいは、シャント(分流器)に流れる電流量を用いて上記電流経路の電流量を示す電流計等の接触式の電流センサであってもかまわない。
 このような制御装置90aは、より詳細には、図21に示すような回路構成によって実現される。図21は、本実施の形態に係る制御装置90aの具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
 図21に示すように、本実施の形態では、制御装置90aは、さらに、大電流が流れる主回路部品側との絶縁性を確保しつつ信号を伝達するフォトカプラ931~935と、フォトカプラ933~935の発光ダイオードを発光させるトランジスタ941~943とを備える。また、制御部92aは、スイッチ91bに対して上記制御信号に加えて放電信号と受電信号とを供給する充放電部921と、電流制限部91aに対してプリチャージ信号を供給するプリチャージ部922とを備える。
 ここで、スイッチ91b及び電流制限部91aの具体的な構成について説明する。本実施の形態では、スイッチ91b及び電流制限部91aは、図5に示したスイッチ91と同様の構成を有する。
 図21に示すように、スイッチ91bは、本実施の形態では、放電電流を遮断または通過させる放電スイッチ911と、充電電流を遮断または通過させる充電スイッチ912とを有する。放電スイッチ911は、n型のFET911aと、当該FET911aのソース-ドレイン間に放電電流に対して逆方向に接続されたダイオード911bとを有する。この放電スイッチ911は、制御信号、外部入力信号及び放電信号のいずれか1つでもオフ信号の場合にオフとなり、いずれもオン信号の場合にオンとなる。充電スイッチ912は、n型のFET912aと、当該FET912aのソース-ドレイン間に充電電流に対して逆方向に接続されたダイオード912bとを有する。この充電スイッチ912は、制御信号、外部入力信号及び充電信号のいずれか1つでもオフ信号の場合にオフとなり、いずれもオン信号の場合にオンとなる。なお、‘オン信号’とは、スイッチをオンさせる信号を指し、‘オフ信号’とはスイッチをオフさせる信号を指す。
 なお、スイッチ91bは、放電スイッチ911と充電スイッチ912とが独立に設けられていなくてもよく、放電電流及び充電電流のいずれも遮断または通過できる、リレー接点またはMCCB(Molded Case Circuit Breaker:配線用遮断器)によって構成されていてもかまわない。
 電流制限部91aは、実施の形態では、充電または放電の電流経路(ここでは、電源線62)に設けられた半導体素子を有する。具体的には、本実施の形態では、当該半導体素子として、FETが設けられている。より具体的には、本実施の形態では、電流制限部91aは、充電スイッチ912と同様に構成され、n型のFET913aと、当該FET913aのソース-ドレイン間に充電電流に対して逆方向に接続されたダイオード913bとを有する。つまり、本実施の形態では、電流制限部91aは、オン(導通状態)とオフ(非導通状態)とが切り替えられるスイッチとして構成され得る回路構成を用いて、電流経路を通過する電流を制限する。なお、FET911a~913aは、p型のFETであってもかまわない。
 ここで、FET913aは、充電電流として、プリチャージ部922からゲートに供給されたプリチャージ信号に応じた電流を通過させる。言い換えると、FET913aは、電源線62を通過する電流を、当該プリチャージ信号に応じた電流に制限することができる。
 図22は、電流制限部91aに用いられるFET913aの特性の一例を示すグラフである。具体的には、同図には、プリチャージ信号によって決定されるFET913aのゲート-ソース間電圧Vgsに対する、FET913aのドレイン電流Id(すなわち充電電流)が示されている。
 同図に示すように、FET913aは、Vgsが閾値電圧Vt以上の飽和領域では、当該Vgsが上昇しても大きな変化は見られない(飽和した)充電電流を通過させる。一方、FET913aは、Vgsが閾値電圧Vt未満のリニア領域では、当該Vgsに応じて対数表記でリニア(線形)に変化する充電電流を通過させる。
 すなわち、プリチャージ部922は、FET913aをリニア領域で動作させることにより、FET913aが流す充電電流を所定量以下に制御することができる。つまり、制御部92aは、半導体素子(ここではFET913a)をリニア領域で動作させることにより、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御する。
 なお、電流制限部91aが有する半導体素子は、図22に示すような特性を有していればよく、FETに限定されない。例えば、半導体素子として、バイポーラトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等を用いてもかまわない。
 次に、このような制御を行うプリチャージ部922の具体的な構成について、図23を用いて説明する。図23は、本実施の形態に係るプリチャージ部922の機能構成の一例を示すブロック図である。
 同図に示すように、プリチャージ部922は、例えば、基準電圧生成部925と、IV変換器926と、比較部927と、駆動部928とを備え、電流センサ94からの電流信号に応じた電圧信号であるプリチャージ信号を出力する。
 基準電圧生成部925は、プリチャージ部922において、電源線62の電流量が所定量を超えているか否かを判断する基準となる基準電圧を生成する。基準電圧生成部925は、当該基準電圧として、例えば、電流経路(ここでは電源線62)を通過する電流が所定量の場合における、電流センサ94からの電流に対応する電圧を生成する。この基準電圧生成部925は、例えば、制御部92aの電源を抵抗分圧することにより、当該電流信号に対応する電圧を生成する。
 IV変換器926は、電流センサ94からの電流信号をIV変換(電流電圧変換)することにより、電流信号に応じた電圧信号を生成する。つまり、電流信号が変動した場合、電圧信号も同様に変動する。
 比較部927は、基準電圧生成部925で生成された基準電圧とIV変換器926で生成された電圧信号とを比較し、当該基準電圧と当該電圧信号との差分電圧に応じた電圧信号を生成する。例えば、比較部927は、電圧信号から基準電圧を減算した差分が0より大きい場合に、当該差分が大きいほど絶対値が大きくなる正の電圧を出力する。一方、比較部927は、当該差分が0以下の場合に、当該差分が大きいほど絶対値が小さくなる負の電圧を出力する。
 駆動部928は、比較部927から出力された電圧信号を駆動能力の大きな電圧信号に変換することにより、電流制限部91aを制御するプリチャージ信号を生成する。例えば、駆動部928は、大電流が流れる電流制限部91aとの絶縁性を確保しつつ信号を伝達するフォトカプラと、比較部927から出力された電圧信号を増幅して当該フォトカプラの発光ダイオードを発光させるトランジスタとを有する。
 このように構成されたプリチャージ部922は、例えば、電源線62を通過する電流が所定量を超えている場合に、プリチャージ信号の電圧を低下させることにより、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御することできる。具体的には、本実施の形態では、プリチャージ部922は、当該場合に、プリチャージ信号の電圧を低下させてFET913aをリニア領域で動作させることにより、当該電流を所定量以下にすることができる。
 また、プリチャージ部922は、電流センサ94からの電流信号の変動に応じてプリチャージ信号の電圧を変動させることができる。つまり、プリチャージ部922は、電源線62を通過する電流をフィードバック制御によって調整することができる。このため、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下の定電流となるように制御することができる。
 このように構成された制御装置90aは、以下のように動作する。
 以下では、蓄電素子41(本実施の形態では複数の蓄電ユニット40)が並列に複数(本実施の形態では3つ)接続された蓄電システム1000aにおいて、蓄電素子41が交換または増設される場合における、制御装置90aの動作(制御方法)について説明する。
 また、以下では、制御装置90aの動作について、複数の蓄電ユニット40のうち1つの蓄電ユニット40(蓄電装置1aCの蓄電ユニット40)が交換される場合を例に説明する。しかし、交換される蓄電ユニット40の個数は全ての蓄電ユニット40の個数より少なければよく、2つであってもかまわない。また、蓄電ユニット40が増設される場合についても、交換される場合と同様に動作する。
 また、本実施の形態では、蓄電ユニット40が交換される際には、当該蓄電ユニット40を含む蓄電装置1a全体が交換されるものとする。つまり、以下で説明する制御装置90aの動作は、交換された蓄電装置1aの制御装置90aにおいて実行される。また、本実施の形態では、蓄電ユニット40が交換される際には、蓄電システム1000a全体としては充放電を行っていないものとする。つまり、例えば、蓄電システム1000aと電源2000との間のMCCB(不図示)及び蓄電システム1000aと負荷3000との間のMCCB(不図示)がオフとなっているとする。
 以下、制御装置90aの動作について、図24~図30を用いて説明する。
 図24は、実施の形態に係る制御装置90aの動作を示すフローチャートである。具体的には、同図には、交換された蓄電装置1aの制御装置90aの動作の一例が示されている。
 同図に示すように、まず、交換された蓄電装置1a(ここでは、蓄電装置1aC)の制御装置90aは、自身の蓄電ユニット40にプリチャージが必要か否かを判定する(S60)。例えば、制御装置90aは、計測基板81(図3参照)等を介して、外部接続端子201の電圧Vterm、及び、蓄電ユニット40の電圧Vcellを取得する。そして、これらの差分電圧|Vterm-Vcell|が設定値より大きい場合に、プリチャージが必要(S60でYes)と判断する。一方、制御装置90aは、差分電圧|Vterm-Vcell|が設定値以下の場合に、プリチャージが不要(S60でNo)と判断する。
 ここで、当該設定値とは、予め定められた任意の電圧であり、特に限定されないが、例えば、蓄電素子41に不具合が起こり得る最小の横流が流れた場合の、外部接続端子201の電圧と蓄電ユニット40の電圧との差分電圧である。
 図25は、蓄電装置1aCが交換された際の蓄電システム1000aの状態を模式的に示す図である。
 同図に示すように、蓄電装置1aCが交換された際には、当該蓄電装置1aCのスイッチ91bはオフとなっている。また、他の蓄電装置1aA、1aBのスイッチ91bはオンとなっている。
 ここで、一般的に、リチウムイオン二次電池では、安全性確保の観点から、SOCが低い状態(例えば5%程度)で出荷される。一方、交換されずに使用されている(通常使用時における)他の蓄電装置では、SOCが高い状態(例えば100%程度)となっている。
 よって、交換された蓄電装置1aCの蓄電ユニット40の電圧|Vcell|が小さいのに対して、交換されない他の蓄電装置1aA、1aBの蓄電ユニット40の電圧|Vcell|は大きいこととなる。ここで、蓄電装置1aA、1aBではスイッチ91bがオンとなっているため、蓄電装置1aA、1aBの電圧|Vterm|は当該蓄電装置1aA、1aBの電圧|Vcell|と同等となる。よって、蓄電装置1aA、1aBと並列に接続された蓄電装置1aCの電圧|Vterm|は、蓄電装置1aA、1aBの電圧|Vcell|と同等となる。したがって、蓄電装置1aCでは、|Vterm-Vcell|>設定値となるため、プリチャージが必要と判定される。
 プリチャージが必要と判定された場合(S60でYes)、制御装置90aはプリチャージ動作を行う(S70)。一方、プリチャージが不要と判定された場合(S60でNo)、制御装置90aはプリチャージ動作をせずに、充放電動作を行う(S80)。
 ここで、制御装置90aのプリチャージ動作(S70)について、具体的に説明する。なお、制御装置90aの充放電動作(S80)については、後述する。
 図26は、図24のプリチャージ動作(S70)の具体例を示すフローチャートである。具体的には、同図には、プリチャージ動作(S70)における制御装置90aの動作の一例が示されている。
 同図に示すように、まず、蓄電装置1aCの制御装置90aは、スイッチ91bをオンとする(S71)。
 図27は、本実施の形態において、プリチャージ中の蓄電システム1000aの状態を模式的に示す図である。具体的には、同図には、交換された蓄電装置1aCのスイッチ91bがオフからオンとなった際の蓄電システム1000aの状態が模式的に示されている。
 なお、同図では、直感的な理解を容易にするため、横流(充電電流)の流れる方向として、制御装置90aが蓄電ユニット40の正の電源線61に設けられている場合の電流の流れが示されている。このため、同図では、図21と比べて、充電電流の流れる方向が反対方向となっている。以降の同様の模式図においても同様に、図21と比べて放電電流の流れる方向が反対方向となっている。
 図27に示すように、蓄電装置1aCのスイッチ91bがオンとなることにより、他の蓄電装置1aA、1aBから当該蓄電装置1aCに横流(充電電流)が流れ込むこととなる。
 このとき、制御装置90aは、蓄電素子41の充電または放電の電流経路(ここでは電源線62)の電圧と異なる情報から得られた当該電流経路の電流量を取得する(S72)。具体的には、電流センサ94から出力された電流信号によって、当該電流経路の電流量を取得する。
 そして、制御装置90aは、取得された電流量を用いて、当該電流経路を通過する電流を所定量以下に制限する。具体的には、制御装置90aは、当該電流経路(ここでは電源線62)の電流量が所定量を超えているか否かを判断する(S73)。つまり、制御装置90aは、自身の蓄電装置1aCに流れ込む横流が所定値を超えているか否かを判断する。その結果、電流量が所定量を超えていると判断した場合(S73でYes)、当該電流を所定量以下に制限する(S74)。具体的には、当該電流が所定量以下となるように、プリチャージ信号の電圧をFET913aのVgsがVt未満となるようにすることで、FET913aをリニア領域で動作させる。一方、電流量が所定量以下の場合(S73でNo)、制御装置90aは電流を制限せずに(S75)通過させる。具体的には、プリチャージ信号の電圧をFETのVgsがVt以上となるようにすることで、FET913aを飽和領域で動作させる。つまり、FET913aをオン(導通状態)とする。
 このようなステップS22~ステップS25の処理を、プリチャージが完了したと判断する(S76でYes)まで繰り返す。具体的には、|Vterm-Vcell|>設定値の場合、プリチャージが完了していない(S76でNo)と判断して、ステップS72に戻る。一方、|Vterm-Vcell|≦設定値の場合、プリチャージが完了した(S76でYes)と判断して、プリチャージ動作を完了する。
 図28は、本実施の形態において、プリチャージ完了時の蓄電システム1000aの状態を模式的に示す図である。具体的には、同図には、交換された蓄電装置1aCのプリチャージが完了した際の蓄電システム1000aの状態が模式的に示されている。
 同図に示すように、プリチャージが完了すると、横流が停止し、並列に接続された蓄電ユニット40のSOCは均一化(例えばα%)される。
 このようなプリチャージ動作により、複数の蓄電素子41(ここでは複数の蓄電ユニット40)を並列に接続する際の過大な横流を抑制することができる。
 次に、制御装置90aの充放電動作(図24のS80)について、説明する。
 ここで、本実施の形態では、充放電動作の際には、蓄電システム1000a全体としては充放電可能な状態になっているものとする。つまり、例えば、蓄電システム1000aと電源2000との間のMCCB(不図示)及び蓄電システム1000aと負荷3000との間のMCCB(不図示)がオンとなっているとする。これにより、例えば、電源2000の停電時において、蓄電システム1000aは負荷3000に電力を供給することができる。
 また、電流制限部91aは、オフ(非導通状態)となっていなければよく、オン(導通状態)となっていてもかまわない。具体的には、電流制限部91aは、FET913aがリニア領域で動作することにより電流量を所定量以下に制限していてもかまわないし、FET913aが飽和領域で動作することによりオンとなっていてもかまわない。ただし、充電電流または放電電流の増大を図る観点から、オンとなっていることが好ましい。例えば、充放電動作(図24のS80)において、制御装置90aは、電流制限部91aをオンとしつつ、図6A及び図6Bに示した各処理(S10~S30)を行う。
 このような充放電動作(S30)により、例えば、次のような効果が奏される。以下、電源2000(電源系統)の停電時において、蓄電システム1000aが奏する効果について説明する。
 図29及び図30は、本実施の形態において、停電時の蓄電システム1000aの状態を模式的に示す図である。
 図29に示すように、本実施の形態に係る蓄電システム1000aは、図7に示した蓄電システム1000と同様に、電源2000が停電すると、負荷3000に電力を供給する。つまり、蓄電システム1000aは、電源2000の停電時に電力のバックアップを行う。このとき、複数の蓄電装置1aのそれぞれのスイッチ91bはオンとなっているため、並列に接続された複数の蓄電ユニット40の各々から負荷3000へと放電電流が流れることとなる。
 その後、負荷3000への電力供給が継続すると、図30に示すように、蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1(ここでは蓄電装置1aB)が現れる。このとき、当該蓄電装置1aBの制御装置90aでは、スイッチ91bがオフとなるとともに、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 これにより、外部入力信号として蓄電装置1aBの制御装置90から出力された外部出力信号が入力される蓄電装置1aCの制御装置90aでは、スイッチ91bがオフとなる。さらに、蓄電装置1Cの制御装置90aでは、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 これにより、蓄電装置1aCから出力された外部出力信号が入力される蓄電装置1aAにおいても、スイッチ91bがオフとなり、外部出力信号としてオフ信号が出力される。
 したがって、本実施の形態に係る蓄電システム1000aであっても、実施の形態1に係る蓄電システム1000と同様に、複数の蓄電装置1aのうち蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1aが1つでもあれば、全ての蓄電装置1aの蓄電ユニット40からの放電電流が連動して停止する。よって、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、蓄電ユニット40の電圧が放電終止電圧以下となる蓄電装置1aがあれば、全ての蓄電装置1aからの放電電流が連動して停止する。
 なお、各制御装置90aは、自身の蓄電装置1aに接続される電力系統が復電した場合、外部出力信号をオン信号またはオフ信号としてもかまわない。これにより、蓄電システム1000aのスイッチ91bが復電時に一斉にオンまたは一斉にオフとなるため、各蓄電ユニット40が一斉に電力系統に接続される、または、一斉に電力系統から切り離される。よって、復電時における蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 ここで、制御部92aは、蓄電システム1000aのスイッチ91bが一斉にオンまたは一斉にオフとなるとき(例えば、放電電流の連動停止時、電力系統の復電時、等)においても、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように電流制限部91aを制御してもかまわない。つまり、制御装置90aは、蓄電システム1000aのスイッチ91bが一斉にオンまたは一斉にオフとなるタイミングで、図24に示す動作を行ってもかまわない。
 例えば、蓄電装置1aの制御装置90aは、自身のスイッチ91bがオンとなるタイミング(詳細にはオンする直前)で、自身の蓄電ユニット40にプリチャージが必要か否かを判定する(S60)。そして、プリチャージが必要と判断した場合(S60でYes)、スイッチ91bをオンしてプリチャージ動作を行った後(S70の後)に、充放電動作を行う(S80)。一方、当該制御装置90aは、上記タイミングでプリチャージが不要と判断した場合(S60でNo)、プリチャージ動作を行うことなく、スイッチ91bをオンして充放電動作を行う(S80)。
 これにより、蓄電システム1000aのスイッチ91bが一斉にオンまたは一斉にオフとなるときに、過電流を抑制しつつ、横流を抑制することができる。
 なお、プリチャージが必要か否かを判定する基準は、電圧(上記説明では、差分電圧|Vterm-Vcell|)に限らず、例えば電流であってもかまわない。例えば、蓄電装置1aの制御装置90aは、自身のスイッチ91bがオンとなるタイミング(詳細にはオンした直後)で、電流経路(ここでは電源線62)の電流量が所定量を超えている場合にプリチャージが必要と判定し、超えていない場合にプリチャージが不要と判定してもかまわない。
 以上説明したように、本実施の形態では、電流経路(本実施の形態では電源線62)に設けられた電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御する。このため、本実施の形態では、当該電流経路と並列に、例えばプリチャージ用の抵抗を有するバイパス回路を設けることなく、過大な横流を抑制することができる。よって、簡易な構成で、複数の蓄電素子を並列に接続する際に過大な横流が流れることを抑制できる。
 また、本実施の形態では、非接触式の電流センサ94を用いることにより、電流経路を流れる電流のロスを抑制しつつ、当該電流経路の電流量を取得することができる。このため、蓄電素子41の高出力化を図ることができる。また、非接触式の電流センサ94を用いることにより、大電流が流れる主回路と小電流が流れる周辺回路との絶縁を確保することができる。
 また、本実施の形態では、制御部92aが当該電流経路の電流量が所定値を超えているか否かを判断し、超えている場合に電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御する。これにより、電流制限部91aによる過剰な電流制限を抑制できる。よって、並列に接続された蓄電素子41同士の電圧の均一化に要する時間(プリチャージに要する時間)の短縮化が図られる。
 また、本実施の形態では、当該電流経路において電流制限部91aと直列に設けられたスイッチ91bを備えることにより、過充電保護または過放電保護の冗長設計が図られる。つまり、蓄電素子41の安全性を確保する構成を冗長構成にすることができる。このような冗長構成は、出荷時のSOCが高い(例えば約100%)鉛電池等と比べて出荷時のSOCが低い(例えば約5%)リチウムイオン二次電池などが蓄電素子41として用いられる場合に、安全性確保の観点から特に有効である。
 また、本実施の形態では、電流制限部91aを充電スイッチ912と同様の構成とした。つまり、電流制限部91aは、充電電流及び放電電流のうち充電電流を、遮断もしくは通過、または制限する。蓄電素子41では、過放電よりも過放電の方がより大きな不具合が生じやすい。このため、電流制限部91aを、充電電流を遮断等できる構成にすることにより、大きな不具合が生じやすい過充電保護について冗長な構成とすることができる。
 また、本実施の形態では、制御部92aが電流制限部91aを通過する電流が定電流となるように制御することにより、例えばプリチャージに要する時間の短縮化が図られる。具体的には、並列に接続された蓄電素子41(本実施の形態では蓄電ユニット40)同士に流れる横流は、蓄電素子41同士の電圧が均一化するにしたがって次第に小さくなる。このため、例えばプリチャージされている蓄電素子41(本実施の形態では、蓄電装置1aCの蓄電素子41)における電圧変化は次第に鈍くなる。これに対して、電流制限部91aを通過する電流が定電流となるように制御することにより、当該プリチャージされている蓄電素子41における電圧変化をプリチャージ完了まで一定にすることができる。このため、プリチャージに要する時間の短縮化が図られる。
 また、本実施の形態では、半導体素子(本実施の形態ではFET913a)をリニア領域で動作させることにより、当該電流が所定量以下となるように制御するため、例えば、プリチャージ用の専用の抵抗を設ける必要がない。これにより、構成の簡素化が図られる。
 特に、本実施の形態では、スイッチ91bも電流制限部91aと同様に、半導体素子(本実施の形態ではFET911a、912a)を有し、当該半導体素子が飽和領域で動作することによりオンとなり、当該半導体素子が遮断領域で動作することによりオフとなる。言い換えると、本実施の形態では、半導体素子によって構成された略同一の構成を、飽和領域及び遮断領域で動作させることによりスイッチ91bとして用い、リニア領域で動作させることにより電流制限部91aとして用いている。このため、プリチャージ用の専用の構成を用いることなく、過大な横流を抑制することができる。
 また、本実施の形態では、当該半導体素子としてFET(本実施の形態ではFET913a)を用いることにより、簡易な構成で過大な横流を抑制することができる。具体的には、FETは電圧制御型素子のため、バイポーラトランジスタ等の電流制御型と比べて、制御側の回路構成を簡素化することができる。また、同様の理由から、小さい駆動電流で当該電流経路を通過する電流を制限することができる。したがって、制御装置90aの低消費電力化が図られる。
 (実施の形態2の変形例)
 また、制御部は、さらに、電流制限部91aの温度が所定温度を越えている場合、スイッチ91bをオフにしてもかまわない。
 図31は、実施の形態2の変形例に係る制御装置190aの機能構成の一例を示すブロック図である。なお、同図には、蓄電ユニット40も併せて図示されている。
 同図に示すように、本変形例に係る蓄電装置101aは、上記実施の形態2と比べて、制御装置90aに代わり制御装置190aを備える。この制御装置190aは、上記実施の形態2と比べて、制御部92aに代わり制御部192aを備え、さらに温度センサ195を備える。
 ここで、制御部192aによる電流制限部91aの制御が何らかの異常によって正常に行われない場合、次のような問題がある。すなわち、電流制限部91aは、例えば、FET913aの耐量を越えて電流が流れた場合、当該FET913aが破壊される虞がある。この場合、電流制限部91aが電流を制限することが困難となるため、蓄電ユニット40に過大な横流が流れることとなり、蓄電素子41の劣化等の不具合が生じる虞がある。
 発明者らは、このように電流制限部91aによる電流の制限が困難な場合、当該電流制限部91aが通常よりも発熱することに着目し、本変形例に係る制御装置190aの着想を得た。
 すなわち、本変形例では、制御部192aは、電流制限部91aの温度が所定温度を超えている場合、スイッチ91bをオフにする。これにより、電流制限部91aに異常が生じた場合に横流を遮断することができるので、安全性を確保することができる。ここで、所定温度とは、特に限定されないが、例えばFET913aが破壊される最小の電流を流した場合のFET913aの温度である。
 本変形例では、制御部192aは、次の温度センサ195によって取得された温度を示す情報を用いて、電流制限部91aを制御する。
 温度センサ195は、電流制限部91aの温度を検出するセンサである。本変形例では、温度センサ195は、FET913aが実装された主回路基板82(図3参照)のFET913a近傍に設けられた、例えばサーミスタである。
 このように構成された制御装置190aは、以下のように動作する。
 図32は、本変形例に係る制御装置190aの動作を示すフローチャートである。具体的には、同図には、プリチャージ動作(S170)における制御装置190aの動作の一例が示されている。
 同図に示すように、変形例におけるプリチャージ動作(S170)は、上記実施の形態2におけるプリチャージ動作(図26参照:S70)と比べてほぼ同じであるが、さらに、温度判定処理(S121)と、スイッチ91bをオフする処理(S122)とを含む。
 具体的には、制御装置190aは、ステップS74及びステップS75の後の温度判定処理(S171)において、電流制限部91aの温度が所定温度を超えているか否かを判定する。そして、電流制限部91aの温度が所定温度を超えていない場合(S171でNo)、ステップS76に移行する。一方、電流制限部91aの温度が所定温度を超えている場合(S171でYes)、スイッチをオフして(S172)、プリチャージ動作を完了する。
 以上のような本変形例に係る制御装置190aにおいても、上記実施の形態2と同様の効果が奏される。すなわち、簡易な構成で、複数の蓄電素子41(本変形例では複数の蓄電ユニット40)を並列に接続する際に過大な横流が流れることを抑制できる。
 また、本変形例では、電流制限部91aの温度が所定温度を越えている場合にスイッチ91bをオフすることにより、例えば電流制限部91aに異常が生じた場合であっても横流を遮断することができる。よって、安全性を一層確保することができる。
 (その他の実施の形態)
 以上、本発明の実施の形態に係る蓄電システムについて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及び変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、上記実施の形態及び変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
 また、例えば、上記説明では、各々が制御装置を備える複数の蓄電装置により構成される蓄電システムについて説明したが、制御装置、もしくは、制御装置とこれによって充電または放電が制御される蓄電ユニットとを備える蓄電装置も、本発明の範囲内に含まれる。このような構成において、蓄電ユニット及び制御装置の双方が移動体に搭載されてもかまわないし、いずれか一方のみが移動体に搭載されてもかまわない。また、各々が制御装置を備える複数の蓄電装置により構成される蓄電システムにおいて、一部の蓄電装置のみが移動体に搭載されてもかまわない。
 また、次のような蓄電装置も、本発明の範囲内に含まれる。すなわち、蓄電装置は、蓄電素子41を備える蓄電ユニット40と、前記蓄電ユニット40の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、スイッチに制御信号を供給する制御部と、スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備える。ここで、スイッチは、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する。このような蓄電装置は、例えば移動体に搭載される。
 また、例えば、上記実施の形態1及びその変形例では、スイッチは、制御信号及び外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、制御信号及び外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能の両方を有するとして説明した。しかし、スイッチは、当該オフ機能及び当該オン機能のいずれか一方のみを満たすように構成されていてもかまわない。
 このように構成された制御装置であっても、充電または放電の電流経路の各々に設けられたスイッチが外部入力信号によって一斉にオフとなる、または、外部入力信号によって一斉にオンとなる。このため、効果は多少劣るものの、上記実施の形態と同様に、過電流による蓄電ユニット40の不具合の発生を低減することができる。
 また、スイッチとしてFETが用いられる構成では、当該FETを充放電電流経路に流れる充電電流または放電電流の電流制限用に用いてもかまわない。
 また、実施の形態1の変形例1の構成を用いて、各蓄電装置102にIDの自動割り付けを行ってもかまわない。具体的には、ホストバッテリが起点となって、ターゲットバッテリにID(CAN-ID)の自動割り付けを行ってもかまわない。このようにIDの自動割り付けを行うことにより、ホストバッテリのみにIDを割り当てればよいため、IDの割り当てに関する作業工程の簡略化が図られる。
 また、制御装置は、蓄電ユニット40の充電及び放電の少なくとも一方を制御すればよく、例えば、充電及び放電の一方について制御しなくてもかまわない。例えば、上記実施の形態2及びその変形例では、制御部は、横流として過大な充電電流を抑制するとして説明したが、当該横流として過大な放電電流を抑制してもかまわない。
 また、上記実施の形態2及びその変形例で説明したいずれかの制御装置と当該制御装置によって充電または放電が制御される蓄電素子41とを備える蓄電装置が並列に複数設けられた蓄電システムも、本発明の範囲内に含まれる。
 このような構成によれば、各蓄電装置が制御装置を有していることにより、当該蓄電装置の活線挿抜(ホットスワップ)が可能となる。つまり、上記実施の形態2及びその変形例では、蓄電システム1000aと電源2000との間のMCCB(不図示)及び蓄電システム1000aと負荷3000との間のMCCB(不図示)がオフしているとして説明した。しかし、これらMCCBはオンしていてもかまわない。これにより、複数の蓄電装置のうち一部の蓄電装置が交換される際に、他の蓄電装置が継続して充電または放電することとなり、N+1の冗長設計が図られる。
 また、このような構成によれば、交換された蓄電装置を他の蓄電装置からプリチャージすることができるため、外部の充電器が不要となり、交換作業の容易化が図られる。
 また、上記実施の形態2及びその変形例では、プリチャージの際の過大な横流を抑制するとして説明したが、抑制される横流はプリチャージの際に限らず、例えば、蓄電装置または蓄電システムの据付時の横流であってもかまわない。
 また、上記実施の形態2及びその変形例で説明した制御装置の構成は、横流を抑制するだけでなく、通常の充放電時における過大な電流を抑制する構成として用いることもできる。
 また、上記実施の形態2及びその変形例では、制御装置は蓄電装置に設けられていた(内蔵されていた)が、制御装置は蓄電装置外に設けられていてもかまわない。また、複数の蓄電装置に対して1つの制御装置が設けられていてもかまわない。つまり、制御装置は、並列に接続された複数の蓄電素子41の各々の充電または放電の電流経路に設けられた電流制限部と、複数の電流制限部を制御する制御部とを備えていてもかまわない。
 また、実施の形態2及びその変形例では、制御装置はスイッチ91bを備えなくてもかまわない。このような構成であっても、電流制限部91aを備えることにより、過大な横流を抑制することができる。特に、電流制限部91aがFETを有する場合、制御装置は、プリチャージ後の充放電動作において、当該FETを飽和領域で動作させることにより、電流制限部91aをスイッチとして用いることができる。つまり、電流制限部91aを通常の充放電時における充電または放電を制御するために利用することができる。
 また、実施の形態2及びその変形例において、制御部は、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御すればよく、定電流となるように制御しなくてもかまわない。
 また、実施の形態2及びその変形例において、制御部は、蓄電素子41の電流経路の電流量が所定量を超えているか否かを判断しなくてもかまわない。例えば、制御部は、常に電流制限部91aが通過する電流を制限するように制御してもかまわないし、当該電流量の変化率が所定の変化率を超える場合に、電流制限部91aを通過する電流が所定量以下となるように制御してもかまわない。
 本発明は、移動体通信用の基地局等のバックアップ用電源等に適用できる。
  1、1A~1C、1a、1aA~1aC、101、102、102A~102C、103、101a 蓄電装置
  2 通信線
  3 電源線
  10 外装体
  20 底面側配置部材
  40 蓄電ユニット
  41 蓄電素子
  50 端子側配置部材
  60 バスバー
  61、62 電源線
  70 配線基板
  81 計測基板
  82 主回路基板
  83、483 外部入力端子
  84 外部出力端子
  90、90a、190、190a、290、390、490 制御装置
  91、91b、393、911~913 スイッチ
  91a 電流制限部
  92、92a、192a、292、392、492 制御部
  93 駆動部
  94 電流センサ
  100 外装体本体
  191 終止電圧判定部
  192 復電判定部
  193 異常判定部
  195 温度センサ
  200 前壁部
  201 外部接続端子
  293 スタンバイ判定部
  300 上壁部
  394 試験モード部
  400 蓄電ユニット
  911a~913a FET
  911b~913b ダイオード
  921 充放電部
  922 プリチャージ部
  925 基準電圧生成部
  926 IV変換器
  927 比較部
  928 駆動部
  931~936 フォトカプラ
  941~944 トランジスタ
  1000、1000a、1002、1004 蓄電システム
  2000 電源
  3000 負荷

Claims (23)

  1.  蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置であって、
     前記1以上の蓄電ユニットの各々の充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、
     前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、
     前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備え、
     前記スイッチの各々は、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する
     制御装置。
  2.  前記制御装置は、一の蓄電ユニットの充電または放電を制御し、
     さらに、他の蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた他のスイッチに外部出力信号を出力する外部出力端子を備え、
     前記外部出力端子からは、前記一の蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた一のスイッチがオンとなる場合に前記他のスイッチをオンとする前記外部出力信号が出力され、前記一のスイッチがオフとなる場合に前記他のスイッチをオフとする前記外部出力信号が出力される
     請求項1に記載の制御装置。
  3.  前記1以上の蓄電ユニットのいずれかの電圧が放電終止電圧以下の場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオフとする信号が入力される
     請求項1または2に記載の制御装置。
  4.  前記1以上の蓄電ユニットに接続される電力系統が復電した場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオンまたはオフとする信号が入力される
     請求項1~3のいずれか1項に記載の制御装置。
  5.  前記制御装置の電源投入後に前記スイッチをオンとすることが許可された場合、前記外部入力信号として、前記スイッチをオンとする信号が入力される
     請求項1~4のいずれか1項に記載の制御装置。
  6.  前記1以上の蓄電ユニットのいずれかが試験モードになった場合、前記試験モードになった各蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた前記スイッチはオンとなる
     請求項1~5のいずれか1項に記載の制御装置。
  7.  前記1以上の蓄電ユニットのいずれかに異常が生じた場合、前記異常が生じた各蓄電ユニットの前記電流経路に設けられた前記スイッチはオフとなる
     請求項1~6のいずれか1項に記載の制御装置。
  8.  前記1以上の蓄電ユニットは、並列に複数設けられ、
     前記制御部は、さらに、
     前記電流経路に設けられ、通過する電流を制限する電流制限部と、
     前記電流経路の電圧と異なる情報から得られた当該電流経路の電流量を用いて、前記電流制限部を通過する電流が所定量以下となるように前記電流制限部を制御する制御部とを備える
     請求項1~7のいずれか1項に記載の制御装置。
  9.  前記制御部は、非接触式の電流センサによって得られた前記電流経路の電流量を取得し、取得した前記電流経路の電流量を用いて前記電流制限部を制御する
     請求項8に記載の制御装置。
  10.  前記制御部は、前記電流経路の電流量が前記所定量を超えているか否かを判断し、超えている場合に前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下となるように制御する
     請求項8または9に記載の制御装置。
  11.  前記スイッチは、前記電流経路において前記電流制限部と直列に設けられている
     請求項8~10のいずれか1項に記載の制御装置。
  12.  前記制御部は、さらに、前記電流制限部の温度が所定温度を越えている場合、前記スイッチをオフにする
     請求項11に記載の制御装置。
  13.  前記制御部は、前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下の定電流となるように制御する
     請求項8~12のいずれか1項に記載の制御装置。
  14.  前記電流制限部は、前記電流経路に設けられた半導体素子を有し、
     前記制御部は、前記半導体素子をリニア領域で動作させることにより、前記電流制限部を通過する電流が前記所定量以下となるように制御する
     請求項8~13のいずれか1項に記載の制御装置。
  15.  前記半導体素子は、FET(Field effect transistor)である
     請求項14に記載の制御装置。
  16.  請求項1~15のいずれか1項に記載の制御装置を備える移動体。
  17.  蓄電素子を備える蓄電ユニットと、
     前記蓄電ユニットの充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、
     前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、
     前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子とを備え、
     前記スイッチは、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなるオン機能、の少なくとも一方を有する
     蓄電装置。
  18.  請求項17に記載の蓄電装置を備える移動体。
  19.  蓄電素子を備える蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御装置であって、
     前記蓄電ユニットの充電または放電の電流経路に設けられたスイッチと、
     前記スイッチに制御信号を供給する制御部と、
     前記スイッチに外部入力信号を供給する外部入力端子と、
     他のスイッチを備える他の制御装置に外部出力信号を出力する外部出力端子とを備え、
     前記スイッチは、前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が当該スイッチをオフとする信号の場合にオフとなり、または、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも当該スイッチをオンとする信号の場合にオンとなり、
     前記外部出力端子からは、前記スイッチがオンとなる場合に前記他のスイッチをオンとする前記外部出力信号が出力され、前記スイッチがオフとなる場合に前記他のスイッチをオフとする前記外部出力信号が出力される
     制御装置。
  20.  請求項19に記載の制御装置と、
     前記制御装置によって充電または放電が制御される蓄電ユニットとを備える
     蓄電装置。
  21.  請求項20に記載の蓄電装置を複数備える蓄電システムであって、
     複数の前記蓄電装置が備える複数の前記蓄電ユニットは、並列接続され、
     複数の前記制御装置は、ループ状にデイジーチェーン接続され、
     複数の前記制御装置の各々は、前記外部入力信号として前段の前記制御装置から出力された前記外部出力信号が入力される
     蓄電システム。
  22.  請求項21に記載の蓄電システムを備える移動体。
  23.  蓄電素子を備える1以上の蓄電ユニットの充電または放電を制御する制御方法であって、
     前記1以上の蓄電ユニットの各々の充電または放電の電流経路には、スイッチが設けられ、
     前記スイッチに制御信号を供給するステップと、
     前記スイッチに外部入力信号を供給するステップと、
     前記制御信号及び前記外部入力信号の少なくとも一方が前記スイッチをオフとする信号の場合に当該スイッチがオフとなるオフ機能、及び、前記制御信号及び前記外部入力信号のいずれも前記スイッチをオンとする信号の場合に当該スイッチがオンとなるオン機能、の少なくとも一方を実行するステップとを含む
     制御方法。
PCT/JP2016/066502 2015-06-30 2016-06-02 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法 WO2017002526A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017526241A JP6677252B2 (ja) 2015-06-30 2016-06-02 制御装置、蓄電装置、及び、制御方法
EP16817635.2A EP3319198B1 (en) 2015-06-30 2016-06-02 Control device, power storage device, power storage system, and control method
CN201680038250.1A CN107820658B (zh) 2015-06-30 2016-06-02 控制装置和方法、蓄电装置和系统、移动体及备用电源
KR1020177037490A KR102206931B1 (ko) 2015-06-30 2016-06-02 제어 장치, 축전 장치, 축전 시스템, 이동체 및 백업용 전원, 그리고 제어 방법
US15/738,073 US10693198B2 (en) 2015-06-30 2016-06-02 Controller, energy storage apparatus, energy storage system, moving object, backup power supply, and controller method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-132235 2015-06-30
JP2015132235 2015-06-30
JP2015219940 2015-11-09
JP2015-219940 2015-11-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017002526A1 true WO2017002526A1 (ja) 2017-01-05

Family

ID=57608482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/066502 WO2017002526A1 (ja) 2015-06-30 2016-06-02 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10693198B2 (ja)
EP (1) EP3319198B1 (ja)
JP (1) JP6677252B2 (ja)
KR (1) KR102206931B1 (ja)
CN (1) CN107820658B (ja)
TW (1) TW201707334A (ja)
WO (1) WO2017002526A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066214A1 (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 균등화 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP2019110648A (ja) * 2017-12-16 2019-07-04 株式会社アーズ 切換装置、それを備える電力ユニットおよびそれを備える電力システム
JP2019169445A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社エンビジョンAescジャパン 電源装置
WO2019187692A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 三洋電機株式会社 電池パック及びその充電制御方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016002218T5 (de) 2015-11-18 2018-04-19 Next-E Solutions Inc. Steuervorrichtung, elektrische Speichervorrichtung und elektrisches Speichersystem
TWI633738B (zh) * 2016-09-07 2018-08-21 華碩電腦股份有限公司 儲能單元充放電模組及其充放電方法
KR102150147B1 (ko) * 2017-05-24 2020-09-01 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법
KR102056876B1 (ko) * 2017-09-25 2019-12-17 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP6955972B2 (ja) * 2017-11-13 2021-10-27 NExT−e Solutions株式会社 制御装置、制御システム、蓄電装置及びプログラム
JP7205489B2 (ja) * 2017-12-04 2023-01-17 株式会社Gsユアサ 充電制御装置、蓄電装置、充電方法
JP7066390B2 (ja) * 2017-12-13 2022-05-13 大和製罐株式会社 蓄電池の経済性推定装置および経済性推定方法
TWI662762B (zh) * 2018-02-27 2019-06-11 圓展科技股份有限公司 充電裝置、充電排序方法與電量偵測方法
US11677260B2 (en) * 2018-10-22 2023-06-13 O2Micro Inc. Managing power in a portable device comprising multiple batteries
CN111384736A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中兴通讯股份有限公司 充放电装置、控制方法及装置、电池装置、存储介质
TWI738024B (zh) * 2019-07-10 2021-09-01 國立勤益科技大學 電源管理方法及其電源管理電路
KR20210045841A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
CN111431236A (zh) * 2020-04-10 2020-07-17 珠海迈巨微电子有限责任公司 电池管理芯片及电池管理系统
CN111725885A (zh) * 2020-07-22 2020-09-29 辽宁凯信工业技术工程有限公司 一种智能换电-兼5g基站备用供电系统
KR102534214B1 (ko) * 2020-12-15 2023-05-17 한화솔루션 주식회사 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조
JPWO2022145270A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07
US20230229225A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-20 Dell Products L.P. Intelligent battery discharge control to support environmental extremes
US20230231207A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-20 Supernal, Llc Dynamic energy storage systems and methods

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013126331A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Fdk Twicell Co Ltd 電子機器、電池ユニット
JP2014106157A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Espec Corp 充放電試験装置
JP2015053812A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 株式会社東芝 充電制御回路および充電制御システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006246595A (ja) 2005-03-02 2006-09-14 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池装置
JP5007493B2 (ja) 2005-06-09 2012-08-22 ソニー株式会社 電源装置
JP2007035479A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Nec Tokin Tochigi Ltd 電池パック及び電池パック専用機器
TWI307200B (en) * 2006-02-16 2009-03-01 Quanta Comp Inc Controllable charging/discharging device
JP2008178220A (ja) 2007-01-18 2008-07-31 Nissan Motor Co Ltd 二次電池装置と充電方法及び二次電池装置に含まれる蓄電モジュール間の電圧バラツキ補正方法
JP5160820B2 (ja) * 2007-03-01 2013-03-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 昇圧電源回路および昇圧電圧制御方法
JP4896937B2 (ja) 2008-08-28 2012-03-14 日本電信電話株式会社 直流電源システムおよびその充電方法
JP5376641B2 (ja) 2009-02-27 2013-12-25 Necエナジーデバイス株式会社 電池装置
JP2010220280A (ja) 2009-03-13 2010-09-30 Panasonic Corp 充放電制御回路、電源装置、及び電源装置の制御方法
JP5611727B2 (ja) * 2010-08-27 2014-10-22 三洋電機株式会社 電源装置
CN102576630A (zh) * 2010-10-15 2012-07-11 三洋电机株式会社 蓄电系统以及控制装置
WO2013076877A1 (ja) 2011-11-25 2013-05-30 株式会社日立製作所 蓄電池システム
JP5772708B2 (ja) 2012-05-11 2015-09-02 株式会社豊田自動織機 組電池の接続方法および組電池
JP2014030108A (ja) 2012-07-31 2014-02-13 Sharp Corp 電力制御装置、蓄電池、電力制御システム
JP5708897B2 (ja) 2012-12-21 2015-04-30 株式会社村田製作所 アンテナ装置および電子機器
US10008862B2 (en) 2013-03-28 2018-06-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power storage device, power storage system, and control method of power storage device
KR101691618B1 (ko) * 2014-12-29 2016-12-30 주식회사 엘지씨엔에스 전환 가능 무정전 전원 공급 시스템 및 이의 배터리 충전 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013126331A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Fdk Twicell Co Ltd 電子機器、電池ユニット
JP2014106157A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Espec Corp 充放電試験装置
JP2015053812A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 株式会社東芝 充電制御回路および充電制御システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3319198A4 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066214A1 (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 균등화 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN110249475A (zh) * 2017-09-27 2019-09-17 株式会社Lg化学 电池模块均衡装置以及包括其的电池组和车辆
US11205806B2 (en) 2017-09-27 2021-12-21 Lg Chem, Ltd. Battery module equalization apparatus and battery pack and vehicle including the same
CN110249475B (zh) * 2017-09-27 2022-07-08 株式会社Lg新能源 电池模块均衡装置以及包括其的电池组和车辆
JP2019110648A (ja) * 2017-12-16 2019-07-04 株式会社アーズ 切換装置、それを備える電力ユニットおよびそれを備える電力システム
JP2019169445A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社エンビジョンAescジャパン 電源装置
WO2019188731A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社エンビジョンAescジャパン 電源装置
CN111742460A (zh) * 2018-03-26 2020-10-02 远景Aesc日本有限公司 电源装置
WO2019187692A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 三洋電機株式会社 電池パック及びその充電制御方法
JPWO2019187692A1 (ja) * 2018-03-30 2021-04-15 三洋電機株式会社 電池パック及びその充電制御方法
JP7203091B2 (ja) 2018-03-30 2023-01-12 三洋電機株式会社 電池パック及びその充電制御方法
US11791504B2 (en) 2018-03-30 2023-10-17 Panasonic Energy Co., Ltd. Battery pack and charging control method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN107820658A (zh) 2018-03-20
JP6677252B2 (ja) 2020-04-08
EP3319198B1 (en) 2020-07-01
CN107820658B (zh) 2021-05-11
KR102206931B1 (ko) 2021-01-22
US20180309172A1 (en) 2018-10-25
JPWO2017002526A1 (ja) 2018-04-19
US10693198B2 (en) 2020-06-23
EP3319198A1 (en) 2018-05-09
TW201707334A (zh) 2017-02-16
KR20180033137A (ko) 2018-04-02
EP3319198A4 (en) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017002526A1 (ja) 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法
US8421404B2 (en) Power feeding control apparatus
US8593111B2 (en) Assembled battery system
US20160264012A1 (en) Vehicle charging device and method for protecting internal circuit of the same
EP3247022B1 (en) Storage-battery control system
KR20120049222A (ko) 배터리 팩 출력 접촉기를 위한 시스템 및 방법
WO2018123494A1 (ja) 電力供給装置、電力供給装置の制御方法、電力供給システム及び通信基地局バックアップシステム
JP6087675B2 (ja) 電池モジュール
US10298030B2 (en) Battery pack
JP2013092397A (ja) 電池監視装置
JP5392338B2 (ja) 電池監視装置
US20150028680A1 (en) Control module for an electrical energy accumulator, energy accumulator unit having such a control module, uninterruptible power supply unit and method for operating a control module
JP2018078672A (ja) 電池モジュール及び電池パック
JP2018048959A (ja) 電圧検出装置
JP2010279120A (ja) 電気自動車の電池監視装置
US20220317206A1 (en) Battery Management Apparatus
KR20200090104A (ko) 릴레이, 릴레이 시스템 및 릴레이 시스템의 동작 방법
KR20200086621A (ko) 전지 시스템용 제어 시스템, 전지 시스템, 차량, 및 전지 시스템의 동작 방법
JP6481593B2 (ja) スイッチング素子の端子接続構造
JP7373372B2 (ja) 電池制御装置
US20220285963A1 (en) Charging and discharging circuit
CN107210613B (zh) 本质安全的电池组电池的接通延迟
KR20240050534A (ko) 통합형 전류 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP2014182088A (ja) 電池監視装置
JP5510385B2 (ja) 充電システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16817635

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017526241

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15738073

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177037490

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016817635

Country of ref document: EP