WO2019049378A1 - 蓄電池装置 - Google Patents

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岡部　令
黒田　和人
洋介 佐伯
佐藤　信也
高橋　潤
関野　正宏
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株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a storage battery device.
  • a storage battery device including a battery assembly composed of a plurality of lithium ion battery cells is generally a battery monitoring circuit (CMU: cell monitoring unit) for detecting the battery assembly and the voltage of the battery cell or the battery assembly temperature.
  • CMU cell monitoring circuit
  • BMU battery management unit
  • the storage battery device includes a battery management circuit (BMU: battery management unit) as a control circuit that controls the operation of the storage battery device.
  • an electrical contact between the plurality of battery packs and the main circuit is configured to be switchable by an electromagnetic contactor provided on the low potential side and an electromagnetic contactor provided on the high potential side.
  • an electromagnetic contactor provided on the low potential side
  • an electromagnetic contactor provided on the high potential side.
  • An embodiment of the present invention is made in view of the above-mentioned situation, and it aims at providing a highly reliable storage battery device.
  • a storage battery device includes a plurality of battery modules including a battery assembly including a plurality of battery cells, and a battery monitoring circuit that detects voltages of the plurality of battery cells, and a high potential side of the plurality of battery assemblies.
  • a first electromagnetic contactor for switching an electrical connection between a terminal and a main circuit, and a parallel connection with the first electromagnetic contactor, and switching an electrical connection between high potential side terminals of the plurality of assembled batteries and the main circuit
  • a battery management circuit for controlling the operation of the second magnetic contactor, wherein the battery management circuit is configured such that the voltage of the main circuit and the main circuit and the charger are electrically connected.
  • the voltages of the plurality of battery cells are received from each of the plurality of battery monitoring circuits, and the voltages of the plurality of received battery cells are added to calculate a unit voltage, and the main circuit and the charger are electrically When the voltage of the main circuit is greater than the unit voltage, the contacts of the first contactor are opened and the contacts of the second contactor are closed.
  • FIG. 1 is a figure which shows roughly one structural example of the storage battery apparatus of embodiment.
  • Drawing 2 is a flow chart explaining an example of the control method of the storage battery device of an embodiment.
  • FIG. 1 is a figure which shows roughly one structural example of the storage battery apparatus of embodiment.
  • the storage battery device of this embodiment includes a plurality of battery modules MDL, a host control circuit 1, a battery management circuit (BMU) 2, a current sensor CS, electromagnetic contactors CN1, CN2, CN3, a resistor R, Is equipped.
  • Each of the plurality of battery modules MDL includes a battery assembly BT and a battery monitoring circuit (CMU) 3.
  • the assembled batteries BT of the plurality of battery modules MDL are connected in series.
  • the battery pack BT is configured by connecting a plurality of battery cells in series and in parallel.
  • the plurality of battery cells are, for example, lithium ion batteries.
  • the battery monitoring circuit 3 detects the voltage of each of the plurality of battery cells of the assembled battery BT and the temperature of at least one place of the assembled battery BT.
  • the battery monitoring circuit 3 is configured to be able to communicate with the battery management circuit 2 based on a CAN (Control Area Network) protocol, and cycles the detected voltage of the plurality of battery cells (or the assembled battery BT) and the temperature of the assembled battery BT. And transmit to the battery management circuit 2.
  • the battery monitoring circuit 3 is supplied with power from the battery management circuit 2 and is controlled in operation by a control signal from the battery management circuit 2.
  • the detection circuit of the battery monitoring circuit 3 and the communication circuit may operate with different reference voltages and may be electrically isolated.
  • the battery monitoring circuit 3 may be configured by hardware, may be configured by software, or may be configured by combining hardware and software.
  • the battery monitoring circuit 3 may include, for example, at least one processor capable of performing various operations, and a memory in which a program executed by the processor is recorded.
  • the current sensor CS is configured to be able to communicate with the battery management circuit 2 based on the CAN protocol while detecting the current flowing to the plurality of battery packs.
  • the current sensor CS periodically transmits the detected current value to the battery management circuit 2.
  • the current sensor CS is supplied with power from the battery management circuit 2 and is controlled in operation by a control signal from the battery management circuit 2.
  • the detection circuit of the current sensor CS and the communication circuit may operate with different reference voltages and may be electrically isolated.
  • the magnetic contactor (third electromagnetic contactor) CN1 is interposed between the terminals on the lowest potential side of the plurality of battery packs BT and the main circuit, and switches the electrical connection between the plurality of battery packs BT and the main circuit be able to.
  • the electromagnetic contactor CN1 is controlled by the drive signal DRV_CN1 from the battery management circuit 2 to open and close the contact.
  • the magnetic contactor (first magnetic contactor) CN2 is interposed between the terminals on the highest potential side of the plurality of battery packs BT and the main circuit, and switches the electrical connection between the plurality of battery packs BT and the main circuit be able to.
  • the electromagnetic contactor CN2 is controlled by the drive signal DRV_CN2 from the battery management circuit 2 to open and close the contact.
  • the magnetic contactor (second magnetic contactor) CN3 is connected in series to the resistor R.
  • the magnetic contactor CN3 and the resistor R are connected in parallel with the magnetic contactor CN2.
  • the magnetic contactor CN3 can electrically connect or cut off the terminals on the highest potential side of the plurality of battery packs BT and the main circuit via the resistor R.
  • the electromagnetic contactor CN3 is controlled by the drive signal DRV_CN3 from the battery management circuit 2 to open and close the contact.
  • the resistance value of the resistor R can be set in consideration of the energy loss due to the current flowing through the resistor R, the allowable range of the current flowing through the plurality of assembled batteries BT, and the like.
  • the battery management circuit 2 can communicate with each of the plurality of battery monitoring circuits 3, the current sensor CS, the electromagnetic contactors CN 1, CN 2, CN 3, and the upper control circuit 1 based on, for example, the CAN protocol.
  • the battery management circuit 2 is supplied with power from the host control circuit 1.
  • the battery management circuit 2 receives the main circuit voltage, the presence / absence of connection of the charger CH, and various control signals from the host control circuit 1, and based on the information, a plurality of battery monitoring circuits 3, current sensors CS, and It is possible to control the operation of the magnetic contactors CN1, CN2, CN3.
  • the battery management circuit 2 periodically receives the voltage of the plurality of battery cells (or the assembled battery BT) and the temperature of the assembled battery BT from each of the plurality of battery monitoring circuits 3 and makes the plurality of assembled batteries BT from the current sensor CS. Periodically receive the flowing current.
  • the battery management circuit 2 adds the voltages of a plurality of battery cells, and the overall voltage (unit voltage) of the plurality of battery packs BT or the charge state (SOC: state of charge) of the battery pack BT (or battery cells) Can be calculated.
  • the battery management circuit 2 monitors the voltages of the plurality of battery cells and the currents flowing to the plurality of assembled batteries BT, and controls the storage battery device such that the battery cells do not enter an abnormal state such as overcharging or overdischarging.
  • the battery management circuit 2 may be configured by hardware, may be configured by software, or may be configured by a combination of hardware and software.
  • the battery management circuit 2 may include, for example, at least one processor and a memory storing a program to be executed by the processor.
  • the host control circuit 1 is communicably connected to the battery management circuit 2 and the charger CH.
  • the host control circuit 1 can obtain, from the charger CH, whether or not the charger CH and the main circuit are electrically connected and in a chargeable state.
  • the host control circuit 1 obtains the voltage (bus voltage) of the main circuit and supplies the battery control circuit 2 with a main circuit voltage (for example, 0 to 12 V) obtained by A / D converting the bus voltage (for example, 100 V or less).
  • the upper control circuit 1 converts the voltage acquired from the main circuit into a predetermined value (12 V), and supplies power (12 V) to the battery management circuit 2.
  • the upper control circuit 1 may be configured by hardware, may be configured by software, or may be configured by a combination of hardware and software.
  • the battery management circuit 2 may include, for example, at least one processor and a memory storing a program to be executed by the processor.
  • the host control circuit 1 acquires information such as the presence / absence of connection of the charger CH and the bus voltage, but the information may be acquired by the battery management circuit 2. Absent. Further, the battery management circuit 2 may include a power supply circuit that converts the power obtained from the main circuit to generate a power supply. In the present embodiment, the host control circuit 1 is a circuit different from the battery management circuit 2, but the host control circuit 1 and the battery management circuit 2 may be integrally formed. The host control circuit 1 may be provided outside the storage battery device.
  • Drawing 2 is a flow chart explaining an example of the control method of the storage battery device of an embodiment.
  • an example of a method of controlling the operation of the magnetic contactors CN1, CN2, and CN3 when starting the storage battery device and charging or discharging the plurality of battery packs BT will be described.
  • the battery management circuit 2 When the battery management circuit 2 is activated by the power supply from the host control circuit 1, the battery management circuit 2 supplies power to the battery monitoring circuit 3 and the current sensor CS, and closes the contact of the electromagnetic contactor CN1 (ON A terminal on the lowest potential side of the plurality of battery packs BT is electrically connected to the main circuit, and start-up processing is performed (step S1).
  • the battery management circuit 2 may perform step S1 only once when the battery management circuit 2 is activated.
  • battery management circuit 2 determines whether or not charger CH is electrically connected to the main circuit, based on a signal indicating the presence or absence of connection of charger CH transmitted from higher-level control circuit 1. (Step S2).
  • the battery management circuit 2 controls the main circuit voltage transmitted from the upper control circuit 1 and the voltage of battery cells transmitted from the plurality of battery monitoring circuits 3.
  • the sum (unit voltage) of (or the voltage of the battery pack BT) is acquired (step S3).
  • the battery management circuit 2 determines whether the main circuit voltage and the unit voltage are equal.
  • the battery management circuit 2 may determine that the main circuit voltage and the unit voltage are equal when the absolute value of the difference between the main circuit voltage and the unit voltage is less than or equal to a predetermined threshold. In this embodiment, for example, when the absolute value of the difference between the main circuit voltage and the unit voltage is 3% or less of the unit voltage at full charge, the battery management circuit 2 determines that the main circuit voltage and the unit voltage are equal. It judges (step S4).
  • the battery management circuit 2 When determining that the main circuit voltage and the unit voltage are not equal, the battery management circuit 2 further determines whether the main circuit voltage is larger than the unit voltage (step S5).
  • the battery management circuit 2 may determine whether the difference between the main circuit voltage and the unit voltage is equal to or greater than a predetermined threshold.
  • step S4 When it is determined in step S4 that the main circuit voltage and the unit voltage are equal, and when it is determined in step S5 that the main circuit voltage is not larger than the unit voltage, the battery management circuit 2 discharges the storage battery device As the (low loss mode), the contact of the magnetic contactor CN2 is closed (turned on), and the contact of the magnetic contactor CN3 is opened (turned off) (step S6).
  • step S2 When it is determined in step S2 that the charger CH is electrically connected to the main circuit, and when it is determined in step S5 that the main circuit voltage is larger than the unit voltage, the battery management circuit 2 In the charging mode (current suppression mode), the contact of the magnetic contactor CN2 is opened (turned off) and the contact of the magnetic contactor CN3 is closed (turned on). Thus, the terminals on the highest potential side of the plurality of battery packs BT are electrically connected to the main circuit via the resistor R (step S7). After performing step S7, the battery management circuit 2 may notify the host control circuit 1 that charging can be started.
  • the battery assembly BT can be electrically connected to suppress the current flowing from the main circuit to the battery assembly BT, thereby avoiding overcharging of the battery assembly and failure of the battery module MDL.
  • the battery management circuit 2 repeatedly executes the operation from the step S2 to the step S7 in a constant cycle (for example, a cycle of 120 ms), and ends the operation when the battery management circuit 2 is stopped.
  • a constant cycle for example, a cycle of 120 ms
  • the configuration used for precharging and the charging of a plurality of battery packs BT (when it is determined in step S5 that the main circuit voltage is larger than the unit voltage)
  • the above-described effect can be obtained without increasing the number of parts.

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Abstract

実施形態は信頼性の高い蓄電池装置を提供するものであって、実施形態による蓄電池装置は、互いに並列に接続し組電池ＢＴの高電位側端子と主回路との電気的接続を切替える電磁接触器ＣＮ２、ＣＮ３と、電磁接触器ＣＮ２と直列に接続し、電磁接触器ＣＮ３と並列に接続した抵抗器Ｒと、複数の電池監視回路３および外部と通信可能であって、電磁接触器ＣＮ２および電磁接触器ＣＮ３の動作を制御する電池管理回路２と、を備え、電池管理回路２は、主回路の電圧および主回路と充電器ＣＨとが電気的に接続しているか否かの情報を外部から受信し、複数の電池監視回路３のそれぞれから複数の電池セルの電圧を受信し、受信した複数の電池セルの電圧を加算してユニット電圧を演算し、主回路と充電器ＣＨとが電気的に接続し、主回路の電圧がユニット電圧よりも大きいときに、電磁接触器ＣＮ２の接点を開いて電磁接触器ＣＮ３の接点を閉じる。

Description

蓄電池装置
　本発明の実施形態は、蓄電池装置に関する。
　近年、様々な状況で利用される電力エネルギーの需要に備えて、エネルギー密度の高い電池セルを用いた、蓄電池装置の実現が望まれている。
　例えば複数のリチウムイオン電池セルにより構成された組電池を含む蓄電池装置は、一般的に、組電池と、電池セルの電圧や組電池の温度を検出するための電池監視回路（ＣＭＵ：cell monitoring unit）とを含む電池モジュールを複数備えている。また、蓄電池装置は、蓄電池装置の動作を制御する制御回路として電池管理回路（ＢＭＵ：battery management unit）を備えている。
　上記蓄電池装置において、例えば、低電位側に設けられた電磁接触器と、高電位側に設けられた電磁接触器により、複数の組電池と主回路との電気的接続を切替え可能に構成される。安全性を担保するために、メンテナンス時など蓄電池装置が停止しているときには、複数の電池モジュールと主回路とは電気的に遮断される。
特開２００５－１７６４６６号公報
　複数の組電池と主回路とを電気的に接続する際に、主回路の電圧と複数の組電池の電圧との差が大きいと、高電圧側から低電圧側に向かって過大な電流が流れることとなる。例えば、主回路の電圧に比べて複数の組電池の電圧が十分小さいときには、主回路と複数の組電池とを電気的に接続したときに、主回路から電池モジュールへ非常に大きな充電電流が流れ、電池モジュールが故障する可能性があった。
　本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、信頼性の高い蓄電池装置を提供することを目的とする。
　実施形態による蓄電池装置は、複数の電池セルを含む組電池と、複数の前記電池セルの電圧を検出する電池監視回路と、を備えた電池モジュールを複数と、複数の前記組電池の高電位側端子と主回路との電気的接続を切替える第１電磁接触器と、前記第１電磁接触器と並列に接続し、複数の前記組電池の高電位側端子と主回路との電気的接続を切替える第２電磁接触器と、前記第２電磁接触器と直列に接続し、前記第１電磁接触器と並列に接続した抵抗器と、複数の前記電池監視回路および外部と通信可能であって、前記第１電磁接触器、および、前記第２電磁接触器の動作を制御する電池管理回路と、を備え、前記電池管理回路は、前記主回路の電圧および前記主回路と充電器とが電気的に接続しているか否かの情報を外部から受信し、複数の前記電池監視回路のそれぞれから複数の前記電池セルの電圧を受信し、受信した複数の前記電池セルの電圧を加算してユニット電圧を演算し、前記主回路と前記充電器とが電気的に接続しているときであって、前記主回路の電圧が前記ユニット電圧よりも大きいときに、前記第１電磁接触器の接点を開いて前記第２電磁接触器の接点を閉じるものである。
図１は、実施形態の蓄電池装置の一構成例を概略的に示す図である。 図２は、実施形態の蓄電池装置の制御方法の一例を説明するフローチャートである。
実施形態
　以下、実施形態の蓄電池装置および蓄電池装置の制御方法について、図面を参照して説明する。
　図１は、実施形態の蓄電池装置の一構成例を概略的に示す図である。
　本実施形態の蓄電池装置は、複数の電池モジュールＭＤＬと、上位制御回路１と、電池管理回路（ＢＭＵ）２と、電流センサＣＳと、電磁接触器ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３と、抵抗器Ｒと、を備えている。複数の電池モジュールＭＤＬのそれぞれは、組電池ＢＴと、電池監視回路（ＣＭＵ）３と、を備えている。
　複数の電池モジュールＭＤＬの組電池ＢＴは直列に接続している。組電池ＢＴは、複数の電池セルを直列および並列に接続して構成されている。複数の電池セルは、例えばリチウムイオン電池である。
　複数の電池モジュールＭＤＬそれぞれにおいて、電池監視回路３は、組電池ＢＴの複数の電池セルそれぞれの電圧、および、組電池ＢＴの少なくとも１ヶ所の温度を検出する。電池監視回路３は、ＣＡＮ（Control Area Network）プロトコルに基づいて電池管理回路２と通信可能に構成され、検出した複数の電池セル（又は組電池ＢＴ）の電圧と組電池ＢＴの温度とを周期的に電池管理回路２へ送信する。電池監視回路３は、電池管理回路２から給電され、電池管理回路２からの制御信号により動作を制御される。なお、主回路が高電圧となる場合には、電池監視回路３の検出回路と通信回路とは異なる基準電圧により動作するものとし、電気的に絶縁されても良い。
　電池監視回路３は、例えばハードウエアにより構成されてもよく、ソフトウエアにより構成されてもよく、ハードウエアとソフトウエアを組み合わせて構成されてもよい。電池監視回路３は、例えば、各種演算を行うことができるプロセッサを少なくとも１つと、プロセッサにより実行されるプログラムが記録されたメモリと、を備えていてもよい。
　電流センサＣＳは、複数の組電池に流れる電流を検出するとともに、ＣＡＮプロトコルに基づいて電池管理回路２と通信可能に構成されている。電流センサＣＳは、検出した電流の値を周期的に電池管理回路２へ送信する。電流センサＣＳは、電池管理回路２から給電され、電池管理回路２からの制御信号により動作を制御される。なお、主回路が高電圧となる場合には、電流センサＣＳの検出回路と通信回路とは異なる基準電圧により動作するものとし、電気的に絶縁されても良い。
　電磁接触器（第３電磁接触器）ＣＮ１は、複数の組電池ＢＴの最も低電位側の端子と主回路との間に介在し、複数の組電池ＢＴと主回路との電気的接続を切替えることができる。電磁接触器ＣＮ１は、電池管理回路２からの駆動信号ＤＲＶ_ＣＮ１により、接点を開閉する動作を制御される。
　電磁接触器（第１電磁接触器）ＣＮ２は、複数の組電池ＢＴの最も高電位側の端子と主回路との間に介在し、複数の組電池ＢＴと主回路との電気的接続を切替えることができる。電磁接触器ＣＮ２は、電池管理回路２からの駆動信号ＤＲＶ_ＣＮ２により、接点を開閉する動作を制御される。
　電磁接触器（第２電磁接触器）ＣＮ３は、抵抗器Ｒと直列に接続している。電磁接触器ＣＮ３と抵抗器Ｒとは、電磁接触器ＣＮ２と並列に接続している。電磁接触器ＣＮ３は、抵抗器Ｒを介して、複数の組電池ＢＴの最も高電位側の端子と主回路とを電気的接続する、又は、電気的に遮断することができる。電磁接触器ＣＮ３は、電池管理回路２からの駆動信号ＤＲＶ_ＣＮ３により、接点を開閉する動作を制御される。なお、抵抗器Ｒの抵抗値は、抵抗器Ｒを流れる電流によるエネルギー損失や、複数の組電池ＢＴに流れる電流の許容範囲などを考慮して、設定することができる。
　電池管理回路２は、複数の電池監視回路３、電流センサＣＳ、電磁接触器ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３、および、上位制御回路１のそれぞれと、例えばＣＡＮプロトコルに基づいて通信可能である。電池管理回路２は、上位制御回路１から給電される。電池管理回路２は、上位制御回路１から主回路電圧、充電器ＣＨの接続有無、および、各種制御信号を受信し、これらの情報に基づいて複数の電池監視回路３、電流センサＣＳ、および、電磁接触器ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３の動作を制御することが可能である。
　電池管理回路２は、複数の電池監視回路３それぞれから複数の電池セル（又は組電池ＢＴ）の電圧と組電池ＢＴの温度とを周期的に受信し、電流センサＣＳから複数の組電池ＢＴに流れる電流を周期的に受信する。電池管理回路２は、複数の電池セルの電圧を加算して、複数の組電池ＢＴの全体の電圧（ユニット電圧）や、組電池ＢＴ（又は電池セル）の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を演算することができる。電池管理回路２は、複数の電池セルの電圧や複数の組電池ＢＴに流れる電流を監視し、例えば、電池セルが過充電や過放電などの異常な状態とならないよう蓄電池装置を制御する。
　電池管理回路２は、ハードウエアにより構成されてもよく、ソフトウエアにより構成されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより構成されてもよい。電池管理回路２は、例えば、プロセッサを少なくとも１つと、プロセッサにより実行されるプログラムを記録したメモリと、を備えていてもよい。
　上位制御回路１は、電池管理回路２および充電器ＣＨと通信可能に接続している。
　上位制御回路１は、充電器ＣＨと主回路とが電気的に接続して充電可能な状態か否かを充電器ＣＨから取得可能である。また、上位制御回路１は、主回路の電圧（母線電圧）を取得し、母線電圧（例えば１００Ｖ以下）をＡ／Ｄ変換した主回路電圧（例えば０～１２Ｖ）を電池管理回路２へ供給する。また、上位制御回路１は、主回路から取得した電圧を所定の値（１２Ｖ）に変換して、電池管理回路２へ電源（１２Ｖ）を供給する。
　上位制御回路１は、ハードウエアにより構成されてもよく、ソフトウエアにより構成されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより構成されてもよい。電池管理回路２は、例えば、プロセッサを少なくとも１つと、プロセッサにより実行されるプログラムを記録したメモリと、を備えていてもよい。
　なお、本実施形態では、上位制御回路１により充電器ＣＨの接続の有無や母線電圧等の情報を取得しているが、これらの情報は電池管理回路２により取得するように構成しても構わない。また、電池管理回路２が主回路から得られた電力を変換して電源を生成する電源回路を備えていても構わない。
　本実施形態では、上位制御回路１は電池管理回路２と別の回路としているが、上位制御回路１と電池管理回路２とは一体に形成されていてもよい。また、上位制御回路１は、蓄電池装置の外部に設けられる構成であっても構わない。
　図２は、実施形態の蓄電池装置の制御方法の一例を説明するフローチャートである。
　ここでは、蓄電池装置を起動し、複数の組電池ＢＴの充電又は放電を行うとき等の電磁接触器ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３の動作を制御する方法の一例を説明する。
　上位制御回路１からの電源供給により電池管理回路２が起動すると、電池管理回路２は、電池監視回路３および電流センサＣＳへ電源を供給し、電磁接触器ＣＮ１の接点を閉じて（ＯＮして）複数の組電池ＢＴの最も低電位側の端子と主回路とを電気的に接続し、起動処理を行う（ステップＳ１）。なお、電池管理回路２は、起動したときに上記ステップＳ１を１回のみ行えばよい。
　続いて、電池管理回路２は、上位制御回路１から送信される充電器ＣＨの接続の有無を示す信号に基づいて、充電器ＣＨが主回路に電気的に接続しているか否かを判断する（ステップＳ２）。
　充電器ＣＨと主回路とが電気的に接続していないとき、電池管理回路２は、上位制御回路１から送信される主回路電圧と、複数の電池監視回路３から送信される電池セルの電圧（又は組電池ＢＴの電圧）の和（ユニット電圧）とを取得する（ステップＳ３）。
　続いて、電池管理回路２は、主回路電圧とユニット電圧とが等しいか否かを判断する。電池管理回路２は、主回路電圧とユニット電圧との差の絶対値が所定の閾値以下のときに、主回路電圧とユニット電圧とが等しいものであると判断してもよい。本実施形態では、例えば、主回路電圧とユニット電圧との差の絶対値が、満充電時のユニット電圧の３％以下であるとき、電池管理回路２は主回路電圧とユニット電圧とが等しいと判断する（ステップＳ４）。
　主回路電圧とユニット電圧とが等しくないと判断したとき、電池管理回路２は、主回路電圧がユニット電圧よりも大きいか否かを更に判断する（ステップＳ５）。ここでは、電池管理回路２は、例えば、主回路電圧からユニット電圧を引いた差が、所定の閾値以上であるか否かを判断してもよい。
　ステップＳ４にて主回路電圧とユニット電圧とが等しいと判断したとき、および、ステップＳ５にて主回路電圧がユニット電圧よりも大きくないと判断したとき、電池管理回路２は、蓄電池装置を放電モード（低損失モード）として、電磁接触器ＣＮ２の接点を閉じた（ＯＮした）状態とし、電磁接触器ＣＮ３の接点を開いた（ＯＦＦした）状態とする（ステップＳ６）。
　すなわち、ユニット電圧が主回路電圧以上であるときには、抵抗器Ｒを介さずに主回路と複数の組電池ＢＴを電気的に接続しても、組電池ＢＴへ過大な電流が流れることがなく、電池モジュールＭＤＬが故障することがない。また、抵抗器Ｒを介して複数の組電池ＢＴと主回路とを接続することにより、抵抗器Ｒにおけるエネルギー損失を回避することができる。
　ステップＳ２において充電器ＣＨが主回路に電気的に接続していると判断したとき、および、ステップＳ５において主回路電圧がユニット電圧よりも大きいと判断したとき、電池管理回路２は、蓄電池装置を充電モード（電流抑制モード）として、電磁接触器ＣＮ２の接点を開いた（ＯＦＦした）状態とし電磁接触器ＣＮ３の接点を閉じた（ＯＮした）状態とする。これにより、複数の組電池ＢＴの最も高電位側の端子と主回路とは抵抗器Ｒを介して電気的に接続する（ステップＳ７）。電池管理回路２は、上記ステップＳ７を行った後、上位制御回路１へ充電開始可能である旨の通知を行ってもよい。
　すなわち、ユニット電圧と主回路電圧とが等しくなく、かつ、ユニット電圧が主回路電圧未満であるとき、および、複数の組電池ＢＴが充電されるときには、抵抗器Ｒを介して主回路と複数の組電池ＢＴを電気的に接続し、主回路から組電池ＢＴへ流れる電流を抑制し、組電池の過充電や電池モジュールＭＤＬの故障を回避することができる。
　電池管理回路２は、上記ステップＳ２からステップＳ７までの動作を一定周期（例えば１２０ｍｓ周期）で繰り返し実行し、電池管理回路２が停止する処理のときに上記動作を終了する。上記ステップＳ２からステップＳ７までの動作を所定の周期で繰り返し行うことにより、例えば、電磁接触器ＣＮ３の接点を閉じて電磁接触器ＣＮ２の接点を開いた状態で期間が経過し、ユニット電圧と主回路電圧との差が十分小さくなったタイミングにて電磁接触器ＣＮ３の接点を開いて電磁接触器ＣＮ２の接点を閉じ、エネルギー損失を低減することが可能となる。
　上記動作により、複数の組電池ＢＴが放電するときにはエネルギー損失を低減し、複数の組電池ＢＴが充電するときには、過大な電流が流れることにより電池モジュールＭＤＬが故障することを回避することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、信頼性の高い蓄電池装置を提供することができる。
　なお、本実施形態の蓄電池装置によれば、プリチャージの際に用いる構成と、複数の組電池ＢＴの充電の際（ステップＳ５にて主回路電圧がユニット電圧よりも大きいと判断したとき）に利用する構成とを共通にすることにより、部品点数を増加させることなく上述の効果を得ることができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (5)

  1. 　複数の電池セルを含む組電池と、複数の前記電池セルの電圧を検出する電池監視回路と、を備えた電池モジュールを複数と、
    　複数の前記組電池の高電位側端子と主回路との電気的接続を切替える第１電磁接触器と、
    　前記第１電磁接触器と並列に接続し、複数の前記組電池の高電位側端子と主回路との電気的接続を切替える第２電磁接触器と、
    　前記第２電磁接触器と直列に接続し、前記第１電磁接触器と並列に接続した抵抗器と、
    　複数の前記電池監視回路および外部と通信可能であって、前記第１電磁接触器、および、前記第２電磁接触器の動作を制御する電池管理回路と、を備え、
    　前記電池管理回路は、前記主回路の電圧および前記主回路と充電器とが電気的に接続しているか否かの情報を外部から受信し、複数の前記電池監視回路のそれぞれから複数の前記電池セルの電圧を受信し、受信した複数の前記電池セルの電圧を加算してユニット電圧を演算し、前記主回路と前記充電器とが電気的に接続しているときであって、前記主回路の電圧が前記ユニット電圧よりも大きいときに、前記第１電磁接触器の接点を開いて前記第２電磁接触器の接点を閉じる、蓄電池装置。
  2. 　前記電池管理回路は、前記充電器が接続していないときであって、前記主回路の電圧が前記ユニット電圧以下であるときに、前記第１電磁接触器の接点を閉じて前記第２電磁接触器の接点を開く、請求項１記載の蓄電池装置。
  3. 　前記電池管理回路は、前記充電器が接続していないときであって、前記主回路の電圧が前記ユニット電圧より大きいときに、前記第１電磁接触器の接点を開いて前記第２電磁接触器の接点を閉じる、請求項１又は請求項２記載の蓄電池装置。
  4. 　複数の前記組電池の低電位側端子と前記主回路との電気的接続を切替える第３電磁接触器を更に備え、
    　前記電池管理回路は、外部から給電されて起動したときに、前記第３電磁接触器の接点を閉じる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の蓄電池装置。
  5. 　前記充電器および前記電池管理回路と通信可能に接続され、前記主回路から供給される電力により起動し、前記電池管理回路へ電源を供給する回路であって、
    　前記主回路の電圧を取得し、前記充電器と前記主回路とが電気的に接続しているか否かを前記充電器より受信して、前記電池管理回路へ送信する上位制御回路を更に備えた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の蓄電池装置。
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