WO2020071290A1 - 蓄電システム - Google Patents

蓄電システム

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WO2020071290A1
WO2020071290A1 PCT/JP2019/038328 JP2019038328W WO2020071290A1 WO 2020071290 A1 WO2020071290 A1 WO 2020071290A1 JP 2019038328 W JP2019038328 W JP 2019038328W WO 2020071290 A1 WO2020071290 A1 WO 2020071290A1
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WO
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power storage
unit
wiring
module
current
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/038328
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English (en)
French (fr)
Inventor
中尾 文昭
佐藤 弘康
Original Assignee
NExT-e Solutions株式会社
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Publication date
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Priority to JP2020550406A priority patent/JP7466198B2/ja
Publication of WO2020071290A1 publication Critical patent/WO2020071290A1/ja
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    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
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    • 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 power storage system.
  • Patent Literature 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-98708
  • Patent Document 2 International Publication No. 2017/083349
  • a load device that receives power from a power storage system often includes a capacitive load arranged in parallel with a resistive load. Therefore, when the power storage system and the load device are electrically connected in a state where the discharge of the capacitive load has progressed, an inrush current (sometimes referred to as a starting current) flows immediately after the load device is energized. , The load device or the power storage system may be damaged.
  • a power storage system is provided.
  • the above-described power storage system is disposed, for example, between a power storage unit of a power storage device configured to be connectable in parallel with another power supply device and a wiring that electrically connects the power storage device and another power supply device,
  • a switching unit that switches an electrical connection relationship between the wiring and the power storage unit is provided.
  • the power storage system is connected in parallel with the switching unit between the wiring and the power storage unit, has a greater resistance than the switching unit, allows current to flow from the power storage unit to the wiring, And a restricting unit that suppresses passage of current in the direction toward.
  • the limiting unit may include a current amount limiting unit that limits the amount of current flowing through the limiting unit.
  • the limiting unit is connected in series with the current amount limiting unit, and allows the current to flow in the direction from the power storage unit to the wiring, and the current direction limiting unit that does not allow the current to flow in the direction from the wiring to the power storage unit. May have.
  • the current limiting unit may include at least one of a fixed resistor, a variable resistor, a constant current circuit, and a constant power circuit.
  • the limiting unit is connected in series with the current amount limiting unit and the current direction limiting unit, and includes a current amount limiting unit, a current direction limiting unit and the power storage unit, and a connection unit that electrically connects the wiring. May have.
  • the above power storage system may include a switching control unit that controls the switching unit.
  • the above power storage system may include a restriction control unit that controls the restriction unit.
  • the switching control unit includes: (i) when the voltage between terminals of the switching unit satisfies a predetermined condition, the switching unit electrically connects the wiring and the power storage unit; The switching unit may be controlled such that the switching unit electrically disconnects the wiring and the power storage unit when the voltage between the terminals of the unit does not satisfy the predetermined condition.
  • the connection control unit connects the current amount limiting unit, the current direction limiting unit, the power storage unit, and the wiring.
  • connection may be controlled so as to make an electrical connection.
  • the connection control unit electrically connects the current amount limiting unit, the current direction limiting unit, the power storage unit, and the wiring.
  • the connection may be controlled to disconnect.
  • the above power storage system may include a restriction control unit that controls the restriction unit.
  • the limit control unit is configured to control whether the power storage system is physically or electrically connected to a load device external to the power storage system, or the power storage system is electrically connected to a load device external to the power storage system.
  • the connection unit Before the connection, the connection unit may be controlled such that the connection unit electrically connects the current limiting unit, the current direction limiting unit, and the power storage unit to the wiring.
  • the above power storage system may include a switching control unit that controls the switching unit. In the above power storage system, the switching control unit controls the switching unit so that the switching unit electrically disconnects the wiring and the power storage unit before the power storage system is electrically connected to a load device external to the power storage system. May be controlled.
  • the restriction unit may be configured to be detachable from one end and the other end of the switching unit.
  • the power storage device may include a switching unit and a limiting unit.
  • the power storage device may be configured to be detachable from the wiring.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a system configuration of a power storage system 100.
  • An example of a system configuration of a power storage module 110 is schematically illustrated.
  • An example of a system configuration of the module control unit 240 is schematically shown.
  • 1 schematically illustrates an example of a system configuration of a system control unit 140.
  • An example of a circuit configuration of the power storage module 110 is schematically illustrated.
  • An example of the system configuration of the switching unit 630 is schematically shown.
  • An example of a system configuration of a power storage module 710 is schematically illustrated.
  • An example of the system configuration of the switching unit 730 is schematically shown.
  • An example of a system configuration of a power storage system 900 is schematically illustrated.
  • An example of a system configuration of a power storage module 1010 is schematically illustrated.
  • An example of the system configuration of the module control unit 1040 is schematically shown.
  • An example of the circuit configuration of the module control unit 1040 is schematically shown.
  • An example of the circuit configuration of the module control unit 1040 is schematically shown.
  • An example of a system configuration of a power storage module 1410 is schematically illustrated.
  • An example of a system configuration of a circuit configuration of the voltage adjusting unit 1430 is schematically illustrated.
  • An example of the voltage adjusting unit 1430 is schematically illustrated.
  • An example of a system configuration of a power storage module 1710 is schematically illustrated.
  • An example of a system configuration of a power storage module 1810 is schematically illustrated.
  • An example of the internal configuration of the pre-charge unit 1820 is schematically shown.
  • An example of a circuit configuration of a precharge unit 1820 is schematically shown.
  • An example of a circuit configuration of a precharge unit 1820 is schematically shown.
  • An example of a circuit configuration of a precharge unit 1820 is schematically shown.
  • An example of the internal configuration of the pre-charge unit 1820 is schematically shown.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage system 100.
  • the power storage system 100 is electrically connected to the load device 12 and supplies power to the load device 12 (sometimes referred to as discharging of the power storage system 100).
  • the power storage system 100 is electrically connected to the charging device 14 and stores electrical energy (sometimes referred to as charging the power storage system).
  • the power storage system 100 is used for, for example, a power storage device, an electric device, a transportation device, and the like.
  • Examples of the transportation device include an electric vehicle, a hybrid vehicle, an electric motorcycle, a railway vehicle, an airplane, an elevator, a crane, and the like.
  • the power storage system 100 includes a connection terminal 102, a connection terminal 104, a wiring 106 for electrically connecting the connection terminal 102 and the connection terminal 104, and a power storage module 110 including a positive terminal 112 and a negative terminal 114.
  • the power storage module 110 and the power storage module 120 may be an example of a power storage device configured to be connectable in parallel.
  • the power storage module 110 may be an example of a power storage device, and the power storage module 120 may be an example of another power storage device.
  • the power storage device may be an example of a power supply device.
  • the system control unit 140 may be an example of a battery characteristic acquisition unit.
  • the system control unit 140 may be an example of an output unit.
  • the power storage system 100 is electrically connected to the load device 12 or the charging device 14 via the connection terminal 102 and the connection terminal 104.
  • the power storage module 110 and the power storage module 120 are connected in parallel using the wiring 106.
  • Each of the power storage module 110 and the power storage module 120 is detachably held in a housing of the power storage system 100. Thereby, each of power storage module 110 and power storage module 120 can be individually replaced.
  • each of the power storage modules 110 and 120 can switch the connection relationship between the power storage unit of each power storage module and the wiring 106 based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation.
  • each of the power storage module 110 and the power storage module 120 electrically connects the power storage unit of each power storage module to the wiring 106 based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation, or The power storage unit of the module can be electrically disconnected from the wiring 106.
  • Each of the plurality of power storage modules included in power storage system 100 can be individually replaced. The reason is, for example, as follows.
  • the impedance of lithium-ion batteries has been reduced to about 10 m ⁇ . Therefore, for example, even when the voltage difference between the two power storage modules is only 0.4 V, when the two power storage modules are connected in parallel, 40 A is applied from the higher voltage power storage module to the lower voltage power storage module. A large current flows. As a result, the power storage module is deteriorated or damaged.
  • the voltage of the power storage module may be a voltage between the positive terminal and the negative terminal of the power storage module (sometimes referred to as a voltage between terminals of the power storage module).
  • each of the power storage module 110 and the power storage module 120 operates based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation. And the wiring 106 can be switched. Then, for example, the power storage module 110 can be replaced by the following procedure.
  • the user removes the old power storage module 110 from the power storage system 100.
  • the user performs an operation for electrically disconnecting the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106.
  • the user manually operates a switching element arranged between the positive terminal 112 of the power storage module 110 and the power storage unit to electrically disconnect the positive terminal 112 and the power storage unit.
  • the user mounts power storage module 110 in power storage system 100 in a state where positive electrode terminal 112 and the power storage unit are electrically disconnected.
  • the positive electrode terminal 112 and the power storage unit are electrically disconnected, even if the voltage difference between the power storage module 110 and the power storage module 120 is relatively large, the current between the power storage module 110 and the power storage module 120 is large. Does not flow.
  • the system control unit 140 executes an operation for electrically connecting the power storage module 110 and the wiring 106. The details of the system control unit 140 will be described later.
  • the power storage module when the power storage module is replaced or mounted, the voltage of the power storage module newly mounted on the power storage system 100 and the voltage of the power storage module already mounted on the power storage system 100 are provided. There is no need to strictly adjust the voltage of the power storage module. Therefore, the power storage module can be easily and quickly replaced or mounted.
  • the system control unit 140 controls each unit of the power storage system 100. In one embodiment, the system control unit 140 determines the state of the power storage system 100. Examples of the state of the power storage system 100 include a charging state, a discharging state, a standby state, a stopped state, and the like.
  • the system control unit 140 receives the information on the charge / discharge event, and determines the state of the power storage system 100 based on the information on the charge / discharge event.
  • the information on the charging / discharging event includes (i) a charging request or a discharging request from an external device such as the load device 12 and the charging device 14, (ii) information indicating that the external device is connected, and (iii) information of the external device.
  • Information indicating the type (iv) information indicating the operation of the external device, (v) information indicating the state of the external device, (vi) information indicating a user's instruction or operation on the external device, (vii) a user indicating the power storage system 100 And (viii) a combination thereof.
  • the system control unit 140 determines that the power storage system 100 is in the discharging state.
  • System control unit 140 may determine that power storage system 100 is in a discharged state when receiving a signal indicating that power is to be used from load device 12.
  • the signal indicating that power is used includes a signal indicating that the power of the load device 12 is turned on, a signal indicating that the power of the load device 12 is turned on, and shifting the load device 12 to the operation mode. And a signal indicating that the load device 12 has shifted to the operation mode.
  • System control unit 140 may determine that power storage system 100 is in a charged state when connection of charging device 14 is detected or when a signal indicating the type of charging device 14 is received. System control unit 140 may determine that power storage system 100 is in a charged state when receiving a signal indicating that charging is started from charging device 14. System control unit 140 determines that power storage system 100 is in a charged state when receiving a signal indicating that a regenerative current is generated or a possibility that a regenerative current is generated from load device 12. You may.
  • the system control unit 140 monitors the state of each of the power storage modules 110 and 120.
  • the system control unit 140 may collect information on the battery characteristics of the power storage unit included in each of the power storage module 110 and the power storage module 120.
  • Information on the battery characteristics of the power storage unit includes a voltage value of the power storage unit, a current value flowing through the power storage unit, a battery capacity of the power storage unit, a temperature of the power storage unit, a state of deterioration of the power storage unit, and an SOC (State Of Charge) of the power storage unit. At least one selected from
  • the battery characteristics of the power storage unit (sometimes referred to as the battery characteristics of the power storage module.
  • the battery characteristics of the power storage unit may be the battery characteristics of a single cell of the plurality of cells constituting the power storage module,
  • the information on the battery characteristics of the combination of the plurality of single cells may be included.
  • the information on the specification of the power storage unit and / or the information on the deterioration state of the power storage unit may be included.
  • Information on the specifications of the power storage unit includes the type or model of the power storage unit, the connection state of the power storage unit, the type of charging method that can charge the power storage unit, the type of charging method that cannot charge the power storage unit, and the rated battery.
  • Capacity (sometimes referred to as rated capacity), rated voltage, rated current, energy density, maximum charge / discharge current, charge characteristics, charge temperature characteristics, discharge characteristics, discharge temperature characteristics, self-discharge characteristics, charge / discharge cycle characteristics , The equivalent series resistance in the initial state, the battery capacity in the initial state, the SOC [%] in the initial state, the storage voltage [V], and the like.
  • Examples of the charging method include a CCCV method, a CC method, a trickle charging method, and the like.
  • connection state of the power storage unit examples include a type of a unit cell included in the power storage unit, the number of the unit cells, a connection format of the unit cell, and the like.
  • connection format of the unit cells examples include the number of unit cells connected in series, the number of unit cells connected in parallel, and the like.
  • the energy density may be a volume energy density [Wh / m 3 ] or a weight energy density [Wh / kg].
  • the information on the deterioration state of the power storage unit is information on the power storage unit at an arbitrary point in time, including (i) a battery capacity in a fully charged state, (ii) an SOC under a predetermined temperature condition, and (iii) an SOH (State). Of Health), (iv) equivalent series resistance (DCR, sometimes referred to as internal resistance), (v) usage time, number of charges, charge amount, discharge from an initial state or a predetermined timing Information on the amount, the number of charge / discharge cycles, at least one of a temperature stress element, and an overcurrent stress element can be exemplified.
  • DCR equivalent series resistance
  • usage time number of charges, charge amount, discharge from an initial state or a predetermined timing Information on the amount, the number of charge / discharge cycles, at least one of a temperature stress element, and an overcurrent stress element can be exemplified.
  • the information on the battery characteristics of the power storage unit may store the information on the deterioration state of the power storage unit and the information on the time when the information was acquired in association with each other.
  • the information on the battery characteristics of the power storage unit may store information on the deterioration state of the power storage unit at a plurality of times.
  • ⁇ SOH [%] is expressed as, for example, the full charge capacity at the time of deterioration (for example, the current full charge capacity) [Ah] ⁇ the initial full charge capacity [Ah] ⁇ 100.
  • the method for calculating or estimating the SOH is not particularly limited.
  • the SOH of the power storage unit is calculated or estimated based on at least one of the DC resistance value and the open-circuit voltage value of the power storage unit.
  • the SOH may be a value converted into a value under a predetermined temperature condition using an arbitrary conversion formula or the like.
  • the method of determining the deterioration state of the power storage unit is not particularly limited, and a currently known or future developed determination method can be used.
  • the available battery capacity decreases and the equivalent series resistance increases. Therefore, for example, by comparing the current battery capacity, SOC, or equivalent series resistance with the battery capacity, SOC, or equivalent series resistance in the initial state, the deterioration state of the battery can be determined.
  • the SOC is expressed as, for example, remaining capacity [Ah] ⁇ full charge capacity [Ah] ⁇ 100.
  • the method for calculating or estimating the SOC is not particularly limited.
  • the SOC includes (i) the measurement result of the voltage of the power storage unit, (ii) the IV characteristic data of the voltage of the power storage unit, and (iii) It is calculated or estimated based on at least one of the integrated values of the current values of the power storage unit.
  • the SOC may be a value converted into a value under a predetermined temperature condition using an arbitrary conversion formula or the like.
  • the information on the battery characteristics of the power storage unit may be information on at least one of a charging time and a discharging time of the power storage unit.
  • the charging time and the discharging time of the power storage unit may be the charging time and the discharging time of the power storage module including the power storage unit, respectively.
  • the available battery capacity decreases, and at least one of the charging time and the discharging time decreases.
  • the information regarding the charging time of the power storage unit may include information indicating a ratio of the charging time of the power storage unit to the charging time of the power storage system 100.
  • the information on the charging time of the power storage unit may include information indicating the charging time of the power storage system 100 and information indicating the charging time of the power storage unit.
  • the charging time may be (i) a time during which a current or a voltage is applied to the power storage system 100 or the power storage unit in one charging operation, and (ii) one or a plurality of times in a predetermined period. In the charging operation, the sum may be a total time during which a current or a voltage is applied to the power storage system 100 or the power storage unit.
  • the information on the charging time of the power storage unit may include information indicating a ratio of the number of times of charging of the power storage unit in the predetermined period to the number of times of charging of the power storage system 100 in the predetermined period.
  • the information on the charging time of the power storage unit may include information indicating the number of times of charging of the power storage system 100 in a predetermined period, and information indicating the number of times of charging of the power storage unit in the period.
  • the information on the discharge time of the power storage unit may include information indicating a ratio of the discharge time of the power storage unit to the discharge time of the power storage system 100.
  • the information on the discharge time of the power storage unit may include the discharge time of the power storage system 100 and the discharge time of the power storage unit.
  • the discharge time may be (i) a time during which the power storage system 100 or the power storage unit supplies a current or a voltage in one discharge operation, and (ii) one or a plurality of discharges in a predetermined period. In the operation, the sum may be the total time during which the power storage system 100 or the power storage unit supplies the current or the voltage.
  • the information on the discharge time of the power storage unit may include information indicating a ratio of the number of discharges of the power storage unit in the period to the number of discharges of the power storage system 100 in the predetermined period.
  • the information on the discharge time of the power storage unit may include the number of discharges of the power storage system 100 in a predetermined period and the number of discharges of the power storage unit in the period.
  • the system control unit 140 may transmit at least one of the information on the battery characteristics of the power storage unit included in the power storage module 110 and the information on the battery characteristics of the power storage unit included in the power storage module 120 to an external device.
  • Examples of the external device include the load device 12, the charging device 14, and the like.
  • the external device may be an output device that outputs information to a user. Examples of the output device include a display device such as a display and a sound output device such as a microphone.
  • the output device may be an example of an output unit.
  • the system control unit 140 may determine the performance of the power storage module based on information on the battery characteristics of the power storage module. When the battery characteristics of the power storage module do not satisfy a predetermined determination condition, system control unit 140 may output information indicating that the performance of the power storage module is insufficient. System control unit 140 may determine the determination condition based on the use of power storage system 100.
  • the system control unit 140 collects and collects at least one of the information on the battery characteristics of the power storage unit included in the power storage module 110 and the information on the battery characteristics of the power storage unit included in the power storage module 120.
  • the case where the transmitted information is transmitted to an external device has been described.
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • each of the power storage module 110 and the power storage module 120 may collect information on the battery characteristics of the power storage unit included in each power storage module, and transmit the collected information to an external device.
  • the system control unit 140 determines the order in which the power storage units of each power storage module are electrically connected to the wiring 106 based on the voltage of the power storage unit of each power storage module. For example, when the operation of the power storage system 100 is started and the state of the power storage system 100 starts from a charged state, the system control unit 140 causes the power storage unit of the low-voltage power storage module to be electrically connected to the wiring 106. On the other hand, when the operation of the power storage system 100 is started and the state of the power storage system 100 starts from a discharge state, the system control unit 140 electrically connects the power storage unit of the power storage module with a high voltage to the wiring 106. Note that the system control unit 140 may determine the order in which the power storage units of each power storage module are electrically connected to the wiring 106 based on the voltage between terminals of each power storage module.
  • system control unit 140 may transmit a signal for connecting the power storage unit to the wiring 106 to each power storage module in the determined order.
  • system control unit 140 selects the power storage module with the lowest voltage or SOC or the power storage module with the highest voltage or SOC, and connects the power storage unit only to the selected power storage module.
  • a signal for connecting to 106 may be transmitted.
  • the system control unit 140 may be realized by hardware, or may be realized by software. Further, it may be realized by a combination of hardware and software. In one embodiment, the system control unit 140 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit. In another embodiment, the system control unit 140 is a program for controlling each unit of the system control unit 140 in a general information processing apparatus including a data processing device having a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, and the like. May be implemented.
  • the program that is installed in the computer and causes the computer to function as a part of the system control unit 140 may include a module that specifies the operation of each unit of the system control unit 140. These programs or modules act on the CPU or the like to cause the computer to function as each unit of the system control unit 140.
  • the information processing described in these programs is read by a computer to function as specific means in which the software and the various hardware resources described above cooperate.
  • the program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.
  • electrically connected is not limited to the case where a specific element is directly connected to another element.
  • a third element may be interposed between a specific element and another element.
  • the present invention is not limited to the case where a specific element and another element are physically connected.
  • the input and output windings of the transformer are not physically connected, but are electrically connected.
  • the specific element and the other element are not electrically connected.
  • Is electrically connected is electrically connected.
  • “connected in series” indicates that a specific element and another element are electrically connected in series
  • connected in parallel means that a specific element and another element are connected. And are electrically connected in parallel.
  • the power storage system 100 includes two power storage modules connected in parallel has been described.
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the power storage system 100 may include three or more power storage modules connected in parallel.
  • the user performs an operation for electrically connecting the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106 before mounting the power storage module 110 in the power storage system 100.
  • the method of mounting or replacing the power storage module 110 is not limited to the present embodiment.
  • the user operates an input unit (not shown) of the power storage system 100 to input an instruction to start the work of replacing the power storage module 110.
  • the input unit include a keyboard, a pointing device, a touch panel, a microphone, a voice recognition system, a gesture input system, and the like.
  • the system control unit 140 When receiving an instruction to start the work of replacing the power storage module 110, the system control unit 140 stores the power storage unit of the power storage module (in the present embodiment, the power storage module 120) connected in parallel with the power storage module 110. An operation for electrically disconnecting from the wiring 106 may be performed. At this time, system control unit 140 may perform an operation for electrically disconnecting power storage unit of power storage module 110 from wiring 106. For example, the system control unit 140 transmits a signal for turning off a switching element disposed between the positive terminal of each power storage module and the power storage unit to the switching element.
  • the system control unit 140 detects that the old power storage module 110 is taken out and the new power storage module 110 is mounted, the system control unit 140 acquires the voltage of the power storage unit of each power storage module.
  • the system control unit 140 may, for example, continue until the voltage difference between the power storage module 110 and the power storage module 120 becomes an appropriate value.
  • the power storage system 100 is operated using only 110.
  • system control unit 140 executes an operation for electrically connecting power storage module 120 and wiring 106.
  • the system control unit 140 connects the power storage unit of each power storage module to the wiring 106 based on the voltage of the power storage unit of each power storage module. Is determined in order of electrical connection. After that, the system control unit 140 electrically connects the power storage units of each power storage module to the wiring 106 in the determined order. When the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106 are electrically connected, the system control unit 140 first disconnects the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106 from each other. Good.
  • the order in which the power storage units of each power storage module are electrically connected to the wiring 106 is determined based on the voltage of the power storage unit of each power storage module, and the power storage unit of each power storage module is electrically connected to the wiring 106 in accordance with the determined order. Connection may be made.
  • the power storage module 110 and the power storage module 120 connected in parallel to the load device 12 or the charging device 14 is connected to the voltage difference between the two power storage modules. It can be mounted or replaced at any time without worrying about.
  • the voltage difference between the power storage module 110 and the power storage module 120 can be caused not only by the difference in the charge state or the discharge state of both power storage modules, but also by the difference in the battery characteristics of both power storage modules.
  • the battery characteristics of the power storage module may be the same as the battery characteristics of the power storage unit described above.
  • the battery characteristics of the power storage module may be at least one of the characteristics exemplified as the battery characteristics of the power storage unit.
  • the power storage system 100 even if the battery characteristics of the power storage module 110 and the battery characteristics of the power storage module 120 are different, deterioration or breakage of the power storage module 110 or the power storage module 120 is prevented. Meanwhile, the power storage module 110 and the power storage module 120 can be connected to the load device 12 or the charging device 14 in parallel. In the power storage system 100 according to the present embodiment, the battery characteristics of the power storage module 110 and the battery characteristics of the power storage module 120 may be the same or different.
  • the battery characteristics of the secondary battery forming the power storage unit of the power storage module 110 and the battery characteristics of the secondary battery forming the power storage unit of the power storage module 120 are as follows: They may be the same or different.
  • a power supply system that can connect a plurality of power supply modules having different battery characteristics to each other in parallel may be constructed. Thereby, each power supply module can be mounted or replaced at an arbitrary timing while suppressing deterioration or breakage of each power supply module.
  • Employing a configuration similar to that of power storage system 100 is particularly useful when the power supply system is a system that is electrically connected to an external charging device or load device by two terminals.
  • the power supply module may be an example of a power supply device that supplies power to another device.
  • the power storage module 110 and the power storage module 120 may be examples of a power supply module.
  • the power storage system 100 may be an example of a power supply system in which a plurality of power supply devices can be connected in parallel.
  • the power storage unit and the secondary battery may be an example of a power supply unit serving as a power supply source of the power supply device.
  • the battery characteristics of the power supply device fluctuate depending on factors such as (i) the state of deterioration of the power supply unit, (ii) the type of the power supply unit, (iii) the capacity and the SOC balance state.
  • a power supply system capable of connecting a plurality of power supply devices having different deterioration states to each other in parallel.
  • a secondary use product of the power supply module also referred to as a used product, a reused product, or the like
  • a power supply system can be constructed.
  • a power supply system capable of connecting a plurality of different types of power supply devices in parallel.
  • at least one of service life, reliability, charging performance, discharging performance, energy efficiency, temperature characteristics, and economy can be achieved as compared with the case where a single type of power supply device is combined to form a power supply system.
  • An excellent power supply system can be constructed. Details of the power supply system will be described later.
  • the plurality of power supply modules constituting the power storage system 100 are the power storage module 110 and the power storage module 120.
  • the plurality of power supply modules configuring the power storage system 100 are not limited to the present embodiment.
  • at least one of the plurality of power supply modules may include a primary battery or a fuel cell.
  • at least one of the plurality of power supply modules may include a primary battery or a fuel cell, and at least one of the plurality of power supply modules may include a secondary battery.
  • the power storage unit, the primary battery, and the fuel cell may be examples of a power supply unit.
  • the power supply module including the primary battery or the fuel cell has a configuration similar to that of the power storage module 110 and the power storage module 120 and is based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation.
  • the connection relationship between the primary battery or the fuel cell and the wiring 106 may be switched. For example, when the power supply module receives a signal indicating that a discharging operation has been detected from the system control unit 140, the power supply module electrically connects the primary battery or the fuel cell of the power supply module to the wiring 106. .
  • the power supply module when the power supply module receives a signal indicating that the charging operation has been detected from the system control unit 140, the power supply module establishes an electrical connection between the primary battery or the fuel cell of the power supply module and the wiring 106. Disconnect the connection. Thereby, breakage or deterioration of the primary battery or the fuel cell can be prevented.
  • the power storage system 100 includes a plurality of power supply devices.
  • the plurality of power supply devices may include two power supply devices in which the power supply units have different deterioration states.
  • the plurality of power supply devices may be connected in parallel to the load device 12 or the charging device 14.
  • the power storage system 100 may be electrically connected to the load device 12 or the charging device 14 by two terminals. At least one of the plurality of power supply devices may be detachably held in a housing of the power storage system 100. Thereby, each power supply device can be replaced individually.
  • the power storage system 100 may include at least one power storage module.
  • Examples of the power supply devices having different deterioration states include power supply devices having different usage histories.
  • the power storage system 100 includes a new power supply device and a power supply device for secondary use.
  • the power storage system 100 may include a plurality of secondary products having different usage histories.
  • the performance required for the storage battery differs depending on the application. Therefore, even if the storage battery used for a specific application deteriorates and the required performance for the application is not satisfied, the storage battery can be reused by diverting the storage battery to another use. May be possible.
  • the life of the storage battery may be longer than the life of the product incorporating the storage battery. In such a case, it is desirable to reuse the storage battery instead of discarding it.
  • the present embodiment it is possible to easily construct the power storage system 100 in which a plurality of power supply devices having different deterioration states are connected in parallel.
  • each power supply device can be individually mounted or removed. Further, at least a part of the inspection of the power supply device can be omitted before the power supply device to be reused is incorporated into the power storage system 100.
  • each power supply device can switch the connection relationship between the power supply unit of each power supply device and the wiring 106 based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation.
  • the power storage system 100 can be operated safely.
  • the battery characteristics of the power supply device can be checked. If the battery characteristics of the power supply device are insufficient, the power supply device can be easily replaced.
  • the power storage system 100 includes a plurality of power supply devices.
  • the plurality of power supply measures may include two power supply devices having different types of power supply units.
  • the plurality of power supply devices may be connected in parallel to the load device 12 or the charging device 14.
  • the power storage system 100 may be electrically connected to the load device 12 or the charging device 14 by two terminals. At least one of the plurality of power supply devices may be detachably held in a housing of the power storage system 100. Thereby, each power supply device can be replaced individually.
  • the power storage system 100 may include at least one power storage module.
  • Examples of the type of the power supply unit include a primary battery, a secondary battery, and a fuel cell.
  • Examples of the type of the secondary battery include a lithium battery, a lithium ion battery, a lithium sulfur battery, a sodium sulfur battery, a lead battery, a nickel hydride battery, a nickel cadmium battery, a redox flow battery, and a metal air battery.
  • the type of the lithium ion battery is not particularly limited. Examples of the type of lithium ion battery include iron phosphate, manganese, cobalt, nickel, and ternary batteries.
  • each power supply device differs between the two power supply devices, the difference between the rated voltages of the two power supply devices may exceed a predetermined value. Further, the difference between at least one of the charging characteristics and the discharging characteristics of the two power supply devices may not satisfy the predetermined condition.
  • a power supply system has been constructed by finding power supply devices that meet specific conditions and combining them. For this reason, there was no idea to connect such two power supply devices in parallel.
  • the power storage system 100 in which a plurality of different types of power supply devices are connected in parallel can be easily constructed.
  • each power supply device can be individually mounted or removed.
  • the electrical connection between the power supply unit and the load device 12 or the charging device 14 can be disconnected during the charging operation of the power storage system 100. .
  • each power supply device can switch the connection relationship between the power supply unit of each power supply device and the wiring 106 based on a control signal from the system control unit 140 or a user operation.
  • a power supply system that is excellent in at least one of economical efficiency.
  • a power supply module including a lead battery that operates in a relatively wide temperature range but has a relatively low charge and discharge energy efficiency; and (ii) a low and high temperature region although the charge and discharge energy efficiency is high.
  • FIG. 2 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 110.
  • the power storage module 110 includes a power storage unit 210 having a positive terminal 212 and a negative terminal 214, a switching unit 230, a module control unit 240, a protection unit 250, and a balance correction unit 260.
  • the power storage unit 210 includes a power storage cell 222 and a power storage cell 224.
  • the switching unit 230 may be an example of a switching element.
  • the module control unit 240 may be an example of a control unit.
  • the module control unit 240 may be an example of a control device.
  • the module control unit 240 may be an example of a battery characteristic acquisition unit.
  • the module control unit 240 may be an example of an output unit.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 1 ⁇ or less, or 100 m ⁇ or less.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 10 m ⁇ or less, 1 m ⁇ or less, 0.8 m ⁇ or less, or 0.5 m ⁇ or less.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 0.1 m ⁇ or more.
  • the impedance of the power storage unit 210 may be 0.1 m ⁇ or more and 1 ⁇ or less, may be 0.1 m ⁇ or more and 100 m ⁇ or less, may be 0.1 m ⁇ or more and 10 m ⁇ or less, and may be 0.1 m ⁇ or more and 1 m ⁇ or less. There may be.
  • the voltage of the power storage module newly added to the power storage system and the remaining voltage It is not necessary to match the voltage of the power storage module with high accuracy. Therefore, even if the impedance of power storage unit 210 is small, power storage module 110 can be easily and quickly replaced.
  • the power storage cell 222 and the power storage cell 224 are connected in series.
  • the storage cells 222 and 224 may be secondary batteries or capacitors. At least one of the storage cells 222 and 224 may be a lithium ion battery. At least one of the power storage cell 222 and the power storage cell 224 may further include a plurality of power storage cells connected in series, in parallel, or in a matrix inside the power storage cell.
  • the positive terminal 212 of the power storage unit 210 is electrically connected to the wiring 106 via the positive terminal 112 of the power storage module 110 and the switching unit 230.
  • the negative electrode terminal 214 of the power storage unit 210 is electrically connected to the wiring 106 through the negative terminal 114 of the power storage module 110.
  • the power storage module 110 is not limited to this embodiment.
  • the negative terminal 214 of the power storage unit 210 is electrically connected to the wiring 106 via the negative terminal 114 of the power storage module 110 and the switching unit 230.
  • the positive terminal 212 of the power storage unit 210 is electrically connected to the wiring 106 via the positive terminal 112 of the power storage module 110.
  • Switching section 230 is provided between wiring 106 and power storage section 210.
  • the switching unit 230 switches the connection state between the wiring 106 and the power storage unit 210 based on the signal generated by the module control unit 240. Accordingly, power storage unit 210 can be electrically connected to wiring 106 or power storage unit 210 can be electrically disconnected from wiring 106.
  • the power storage module 110 When the power storage module 110 is mounted on the power storage system 100, the power storage module 110 may be mounted on the power storage system 100 in a state where the power storage unit 210 and the wiring 106 are electrically disconnected by the switching unit 230. Thus, damage or deterioration of power storage module 110 can be prevented.
  • the switching unit 230 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software.
  • the switching unit 230 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit.
  • the switching unit 230 may include one or more elements.
  • the switching unit 230 may include one or more switching elements. Each of the one or more switching elements may be disposed between the positive terminal 112 and the positive terminal 212, or between the negative terminal 114 and the negative terminal 214. Examples of the switching element include a relay, a thyristor, a transistor, and the like.
  • the thyristor may be a bidirectional thyristor (sometimes called a triac).
  • the transistor may be a semiconductor transistor.
  • the semiconductor transistor may be a bipolar transistor or a field effect transistor.
  • the field effect transistor may be a MOSFET.
  • the module control unit 240 controls a current flowing between the power storage unit 210 of the power storage module 110 and the wiring 106.
  • the module control unit 240 determines that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 (in the present embodiment, the voltage between the positive terminal 112 and the positive terminal 212) satisfies a predetermined condition. Then, the switching unit 230 is controlled such that the switching unit 230 electrically connects the power storage unit 210 and the wiring 106.
  • the switching unit 230 may electrically connect the power storage unit 210 and the wiring 106 by electrically connecting the power storage unit 210 and the positive electrode terminal 112.
  • the switching unit 230 is controlled so that the switching unit 230 electrically disconnects the power storage unit 210 and the wiring 106 or the positive terminal 112. I do.
  • the switching unit 230 may electrically disconnect the power storage unit 210 and the wiring 106 by electrically disconnecting the power storage unit 210 and the positive electrode terminal 112.
  • the predetermined condition may be a condition that the absolute value of the voltage between terminals of the switching unit 230 is within a predetermined range.
  • the predetermined range may be 3 V or less, 1 V or less, 0.1 V or less, 10 mV or less, or 1 mV or less. Further, the predetermined range may be 0.5 mV or more, or 1 mV or more. The predetermined range may be 0.5 mV or more and 3 V or less. The predetermined range may be 1 mV or more and 3 V or less, 1 mV or more and 1 V or less, 1 mV or more and 0.1 V or less, 1 mV or more and 10 mV or less, or 10 mV.
  • the voltage may be not less than 1 V, not more than 10 mV and not more than 0.1 V, or not less than 0.1 V and not more than 1 V.
  • the terminal voltage of the switching unit 230 may be a voltage between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 or a voltage between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the predetermined range may be set based on the impedance of power storage unit 210.
  • the predetermined range may be set based on the rated current or allowable current of power storage unit 210.
  • the predetermined range may be set based on the impedance of power storage unit 210 and the rated current or allowable current of power storage unit 210.
  • the predetermined range may be set based on the rated current or the allowable current of the element having the smallest rated current or allowable current among the elements configuring power storage module 110.
  • the predetermined range may be set based on the impedance of power storage module 110 and the rated current or allowable current of the element having the smallest rated current or allowable current among the elements configuring power storage module 110.
  • the wiring 106 and the newly mounted power storage module are replaced until the voltage difference between the newly mounted power storage module and the already mounted power storage module is within a predetermined range. It is possible to maintain a state in which the power storage module 210 of the power storage module is electrically disconnected from the power storage module. Then, when the voltage difference between the newly mounted power storage module and the already mounted power storage module due to charging or discharging of the already mounted power storage module falls within a predetermined range, the newly mounted power storage module is newly mounted. A power storage portion of the power storage module is electrically connected to wiring 106. As described above, according to the present embodiment, a newly mounted power storage module and another power storage module can be automatically connected.
  • the module control unit 240 receives, from the system control unit 140, a signal indicating that the voltage between terminals of the power storage module 110 is lower than the voltage between terminals of other power storage modules.
  • the module control unit 240 controls the switching unit 230 so that the switching unit 230 electrically connects the power storage unit 210 and the wiring 106. Thereby, the plurality of power storage modules 110 connected in parallel can be charged efficiently.
  • the module control unit 240 receives, from the system control unit 140, a signal indicating that the terminal voltage of the power storage module 110 is higher than the terminal voltage of another power storage module.
  • the module control unit 240 controls the switching unit 230 so that the switching unit 230 electrically connects the power storage unit 210 and the wiring 106. Thereby, the plurality of power storage modules 110 connected in parallel can be efficiently discharged.
  • the module control unit 240 receives, from the protection unit 250, a signal indicating that the voltage between the terminals of the power storage cell 222 or the power storage cell 224 is not within a predetermined range. Upon receiving the signal, module control section 240 controls switching section 230 such that switching section 230 electrically disconnects power storage section 210 and wiring 106. Thereby, deterioration or damage of power storage unit 210 due to overcharge or overdischarge can be suppressed.
  • the module control unit 240 receives a user operation and receives an instruction from the user to turn the switching unit 230 on or off. Upon receiving the user's instruction, the module control unit 240 controls the switching unit 230 according to the instruction.
  • the module control unit 240 may acquire information on the battery characteristics of the power storage unit 210.
  • the module control unit 240 may output information on the battery characteristics of the power storage unit 210 to an external device.
  • an external device can use information on the battery characteristics of power storage unit 210. Examples of the external device include the load device 12, the charging device 14, and the like.
  • the external device may be an output device that outputs information to a user.
  • the module control unit 240 may be realized by hardware or software. Further, it may be realized by a combination of hardware and software. In one embodiment, the module control unit 240 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit. In another embodiment, the module control unit 240 executes a program for controlling the module control unit 240 in a general information processing device including a data processing device having a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, and the like. It may be realized by doing.
  • the program that is installed in the computer and causes the computer to function as a part of the module control unit 240 may include a module that specifies the operation of each unit of the module control unit 240. These programs or modules act on the CPU or the like to cause the computer to function as each unit of the module control unit 240.
  • the information processing described in these programs is read by a computer to function as specific means in which the software and the various hardware resources described above cooperate.
  • the program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.
  • the computer-readable medium may be a non-transitory computer-readable medium.
  • the protection unit 250 protects the power storage unit 210.
  • the protection unit 250 protects the power storage unit 210 from overcharge and overdischarge.
  • protection unit 250 transmits a signal indicating that to terminal control unit 240.
  • the protection unit 250 may transmit information on the voltage between terminals of the power storage unit 210 to the system control unit 140.
  • the protection unit 250 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software.
  • the protection unit 250 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit.
  • the balance correction unit 260 equalizes the voltages of the plurality of power storage cells.
  • the operating principle of the balance correction unit 260 is not particularly limited, and any balance correction device can be used.
  • the power storage module 110 may include a plurality of balance correction units 260.
  • the power storage module 110 includes n (n is an integer equal to or greater than 2) power storage cells, the power storage module 110 includes n ⁇ 1 balance correction units 260.
  • the balance correction unit 260 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software.
  • the balance correction unit 260 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit.
  • the balance correction unit 260 is an active balance correction device.
  • the active type balance correction unit may be a balance correction unit that transfers electric charge between two storage cells via an inductor as described in JP-A-2006-0676742, It may be a balance correction unit that transfers electric charges using a capacitor as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 210109/210.
  • the balance corrector 260 may be a passive balance corrector.
  • the passive type balance correction device emits unnecessary charges using, for example, an external resistor.
  • power storage unit 210 has two power storage cells connected in series.
  • power storage unit 210 is not limited to the present embodiment.
  • power storage unit 210 may include three or more power storage cells connected in series.
  • power storage unit 210 may have a plurality of power storage cells connected in parallel, or may have a plurality of cells connected in a matrix.
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of a system configuration of the module control unit 240.
  • the module control unit 240 includes a determination unit 310, a reception unit 320, and a signal generation unit 330.
  • the module control unit 240 may include a module information acquisition unit 340, a module information storage unit 350, and a module information transmission unit 360.
  • the receiving unit 320 may be an example of a first signal receiving unit, a second signal receiving unit, and a third signal receiving unit.
  • Module information acquisition section 340 may be an example of a battery characteristic acquisition section.
  • Module information transmitting section 360 may be an example of an output section.
  • the module control unit 240 includes a module information acquisition unit 340, a module information storage unit 350, and a module information transmission unit 360.
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the system control unit 140 may include at least one of the module information acquisition unit 340, the module information storage unit 350, and the module information transmission unit 360.
  • the determination unit 310 determines whether the voltage between terminals of the switching unit 230 is within a predetermined range. Determination section 310 transmits a signal indicating the determination result to signal generation section 330.
  • the determination unit 310 may be any comparator or comparison circuit.
  • the determination unit 310 may be a window comparator.
  • the receiving unit 320 receives at least one of a signal from the system control unit 140, a signal from the protection unit 250, and an instruction from a user. Receiving section 320 transmits a signal corresponding to the received information to signal generating section 330.
  • the signal generation unit 330 receives a signal from at least one of the determination unit 310 and the reception unit 320. Signal generating section 330 generates a signal for controlling switching section 230 based on the received information. The signal generation unit 330 transmits the generated signal to the switching unit 230.
  • the signal generation unit 330 is configured to turn on the switching element of the switching unit 230 when the determination unit 310 determines that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is within a predetermined range. Generate a signal. In another embodiment, the signal generation unit 330 is configured to turn off the switching element of the switching unit 230 when the determination unit 310 determines that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is not within a predetermined range. Generate a signal.
  • the signal generation unit 330 generates a signal after a predetermined time has elapsed since the determination unit 310 determines whether the voltage between terminals of the switching unit 230 is within a predetermined range or not. May be sent. Thereby, malfunction due to noise or the like can be prevented. Further, it is possible to prevent the power storage unit 210 and the wiring 106 from being electrically connected immediately after the power storage module 110 is mounted on the power storage system 100.
  • the signal generating unit 330 generates a signal for controlling the switching element of the switching unit 230 based on the signal received by the receiving unit 320. In one embodiment, when the receiving unit 320 receives a signal for turning on the switching element of the switching unit 230 from the system control unit 140, the signal generation unit 330 turns on the switching element of the switching unit 230. Generate a signal for
  • the signal generation unit 330 when the receiving unit 320 receives a signal for turning off the switching element of the switching unit 230 from the protection unit 250, the signal generation unit 330 turns off the switching element of the switching unit 230. Generate a signal for In still another embodiment, when the receiving unit 320 receives a user's instruction, the signal generating unit 330 generates a signal for operating the switching element of the switching unit 230 according to the user's instruction.
  • the module information acquisition unit 340 acquires information on the battery characteristics of the power storage unit 210.
  • the module information acquisition unit 340 may acquire information on the battery characteristics of the power storage unit 210 by measuring the battery characteristics of the power storage unit 210.
  • the module information acquisition unit 340 may acquire information on the battery characteristics of the power storage unit 210 input by a manufacturer, a seller, or the like at the time of shipment, inspection, or sale.
  • the module information acquisition unit 340 may store information on the battery characteristics of the power storage unit 210 in the module information storage unit 350. Although a specific configuration of the module information acquisition unit 340 is not particularly limited, the module information acquisition unit 340 may be a controller that controls reading and writing of data in the module information storage unit 350. In the present embodiment, the module information storage unit 350 stores information on the battery characteristics of the power storage unit 210 acquired by the module information acquisition unit 340.
  • the module information transmitting unit 360 transmits the information on the battery characteristics of the power storage unit 210 acquired by the module information acquiring unit 340 to the system control unit 140.
  • the module information transmitting unit 360 may transmit the information on the battery characteristics of the power storage unit 210 acquired by the module information acquiring unit 340 to an external device.
  • Module information transmitting section 360 may transmit information on the battery characteristics of power storage unit 210 in response to a request from an external device, and transmits information on the battery characteristics of power storage unit 210 at a predetermined timing. You may.
  • the module information transmission unit 360 may transmit information on the battery characteristics of the power storage unit 210 to the system control unit 140 or an external device with reference to the module information storage unit 350.
  • FIG. 4 schematically illustrates an example of a system configuration of the system control unit 140.
  • the system control unit 140 includes a state management unit 410, a module selection unit 420, and a signal generation unit 430.
  • State management unit 410 may be an example of a battery characteristic acquisition unit.
  • the state management unit 410 may be an example of an output unit.
  • the state management unit 410 manages the state of the power storage system 100.
  • the state management unit 410 may manage the states of the power storage modules 110 and 120.
  • the state management unit 410 may monitor the state of each of the power storage module 110 and the power storage module 120.
  • the state management unit 410 may monitor the power storage module 110 and the power storage module 120 and acquire information on each battery characteristic of the power storage module 110 and the power storage module 120.
  • the state management unit 410 may transmit information obtained by monitoring the power storage module 110 and the power storage module 120 to an external device.
  • the state management unit 410 may measure the battery characteristics of each power storage module while operating the power storage system 100. When the battery characteristics of the power storage module do not satisfy the predetermined condition, the state management unit 410 outputs information indicating that the performance of the power storage module is insufficient to an output device that outputs information to a user. Good. The state management unit 410 may output identification information of the power storage module and information indicating that the performance of the power storage module is insufficient.
  • the user can easily determine the power storage module with insufficient performance and replace the power storage module.
  • the power storage system 100 is constructed using a reusable product of the power storage module, at least a part of the inspection of the power storage module to be reused can be omitted.
  • the module selection unit 420 selects the power storage module having the smallest inter-terminal voltage from the plurality of power storage modules included in the power storage system 100. For example, the module selection unit 420 compares the voltage between the terminals of the power storage module 110 and the power storage module 120 and selects the power storage module with the smaller voltage between the terminals. Module selection section 420 transmits a signal indicating the selected power storage module to signal generation section 430.
  • the module selection unit 420 selects the power storage module having the largest inter-terminal voltage among the plurality of power storage modules included in the power storage system 100. For example, the module selection unit 420 compares the voltage between the terminals of the power storage module 110 and the power storage module 120 and selects the power storage module having the larger voltage between the terminals. Module selection section 420 transmits a signal indicating the selected power storage module to signal generation section 430.
  • the signal generation unit 430 generates a signal for turning on the switching element of the switching unit 230 of the power storage module for the power storage module selected by the module selection unit 420.
  • the signal generation unit 430 transmits the generated signal to the module control unit 240.
  • the signal generation unit 430 may generate a signal for turning off the switching element of the switching unit 230 of the power storage module for the power storage module selected by the module selection unit 420.
  • FIG. 5 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the power storage module 110.
  • FIG. 5 does not show the protection unit 250 and the wiring related to the protection unit 250.
  • the switching unit 230 includes a transistor 510, a resistor 512, a resistor 514, a diode 516, a transistor 520, a resistor 522, a resistor 524, and a diode 526.
  • the transistor 510 and the transistor 520 may be examples of a switching element. In the present embodiment, a case where the transistor 510 and the transistor 520 are used as switching elements of the switching unit 230 will be described. However, the switching elements of the switching unit 230 are not limited to the present embodiment. In another embodiment, a single switching element may be used as the switching element of the switching unit 230.
  • the module control unit 240 includes a determination unit 310, a signal generation unit 330, a switch 592, and a switch 594.
  • the determination unit 310 includes a transistor 530, a resistor 532, a transistor 540, a resistor 542, a resistor 552, and a resistor 554.
  • the signal generator 330 includes a transistor 560, a capacitor 570, a resistor 572, and a transistor 580.
  • the switch 592 and the switch 594 may be an example of the receiving unit 320.
  • the transistor 510 is a MOSFET, and a parasitic diode (not shown) equivalently formed between the source and the drain of the transistor 510 even when the transistor 510 is off. As a result, a current can flow from the positive terminal 212 to the positive terminal 112.
  • the transistor 520 is a MOSFET. Even when the transistor 520 is off, a parasitic diode (not shown) equivalently formed between the source and the drain of the transistor 520 causes the transistor 520 to be connected to the positive terminal 112. A current may flow toward the positive terminal 212.
  • the transistors 510 and 520 are turned off by default.
  • the transistor 580 When the transistor 580 is turned on during charging of the power storage system 100, current flows from the positive terminal 112 to the negative terminal 114 through the resistor 512, the resistor 514, and the transistor 580. As a result, a voltage is applied to the gate of the transistor 510, and the transistor 510 is turned on. Accordingly, current can flow from the positive terminal 112 to the positive terminal 212 through a parasitic diode equivalently formed between the source and the drain of the transistor 520.
  • the transistor 580 when the transistor 580 is turned on when the power storage system 100 is discharged, a current flows from the positive terminal 212 to the negative terminal 214 via the resistor 522, the resistor 524, and the transistor 580. As a result, a voltage is applied to the gate of the transistor 520, and the transistor 520 is turned on. Accordingly, a current can flow from the positive terminal 212 to the positive terminal 112 through a parasitic diode equivalently formed between the source and the drain of the transistor 510.
  • the voltage applied to the gate of the transistor 510 or the transistor 520 when the transistor 580 is turned on may be an example of a signal for turning on the switching element of the switching unit 230.
  • a voltage applied to the gate of the transistor 510 or the transistor 520 may be an example of a signal for turning off the switching element of the switching unit 230.
  • the values of the resistor 512 and the resistor 514 are set so that the transistor 510 can be turned on / off reliably with low power consumption.
  • the values of the resistor 522 and the resistor 524 are set so that the transistor 520 can be reliably turned on / off with low power consumption.
  • a diode 516 is provided between the resistor 514 and the resistor 524.
  • Diode 516 allows current to pass in the direction from resistor 514 to resistor 524, but does not allow current to pass in the direction from resistor 524 to resistor 514.
  • a diode 526 is provided between the resistor 514 and the resistor 524.
  • Diode 526 allows current to pass in the direction from resistor 524 to resistor 514, but does not allow current to pass in the direction from resistor 514 to resistor 524.
  • the transistors 530 and 540 of the determination unit 310 are turned off by default.
  • the transistors 560 and 580 of the signal generation unit 330 are turned off by default.
  • the value of the resistor 532 is such that the transistor 530 is turned on when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is smaller than a first value that is positive on the positive terminal 112 side. It is set as follows. It is preferable that the value of the resistor 532 be set so that the current leaked when the switching unit 230 is off is minimized.
  • the value of the resistor 542 is set so that the transistor 540 is turned on when the voltage between terminals of the switching unit 230 is larger than a second predetermined value. It is preferable that the value of the resistor 542 be set so that the current leaked when the switching unit 230 is off is minimized.
  • the voltage between the terminals of the switching unit 230 is equal to the voltage difference between the positive terminal 112 and the positive terminal 212.
  • the transistor 530 When the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is smaller than a predetermined first value, the transistor 530 is turned on, and the power of the transistor 560 is output from the power storage unit 210 via the positive terminal 212, the transistor 530, and the resistor 552. A voltage is applied to the base, and the transistor 560 is turned on. Although the voltage from the positive electrode terminal 112 is applied to the base of the transistor 580, the on-operation of the transistor 580 is prevented while the transistor 560 is on. As a result, the transistor 580 is turned off.
  • the transistor 540 is turned on, and from the positive terminal 112 to the base of the transistor 560 via the transistor 540 and the resistor 554. The voltage is applied, and the transistor 560 is turned on. As a result, the transistor 580 is turned off.
  • the value of the resistor 552 is set so that power consumption can be reduced in a range where the transistor 560 can be turned on when the transistor 530 is on.
  • the value of the resistor 554 is set so that power consumption can be reduced in a range where the transistor 560 can be turned on when the transistor 540 is on.
  • the capacitance of the capacitor 570 is set such that the transistor 560 is turned on before the voltage from the positive electrode terminal 112 is applied to the base of the transistor 580 and the transistor 580 is turned on. Accordingly, the signal generation unit 330 outputs the signal after the predetermined time has elapsed since the determination unit 310 determines whether the inter-terminal voltage of the switching element is within a predetermined range. Can be generated.
  • the transistors 530 and 540 remain off, and the transistor 560 remains off. It is. Therefore, a voltage is applied from the positive electrode terminal 112 to the base of the transistor 580 via the resistor 572, and the transistor 580 is turned on.
  • the switches 592 and 594 may be manual switches or switching elements such as relays, thyristors, and transistors.
  • the signal 52 indicating that the switching unit 230 is turned on may be input to the switch 592.
  • the signal 54 indicating that the switching unit 230 is turned off may be input.
  • the switching section 230 can be turned on regardless of whether the transistor 580 is on or off.
  • the switch 594 is turned on, the transistor 580 can be turned off regardless of whether the transistor 560 is on or off. As a result, the switching unit 230 can be turned off.
  • FIG. 6 schematically illustrates an example of a system configuration of the switching unit 630.
  • the switching unit 630 is different from the switching unit 230 described with reference to FIG. 5 in that the switching unit 630 includes a relay 632 connected in parallel with the transistor 510 and the transistor 520.
  • the switching unit 230 may have the same configuration.
  • the transistors 510 and 520 may be semiconductor transistors.
  • Transistors 510 and 520 may be field effect transistors (FETs).
  • the relay circuit has an excellent characteristic that the resistance when the circuit is turned on is small, but has a relatively slow response speed. Therefore, for example, when the load device is a device having a pulsed current pattern such as a motor, and the voltage greatly fluctuates in a short time, the load device may turn on following the signal from the signal generation unit 330. difficult. On the other hand, the semiconductor transistor consumes more power than the relay circuit, but has excellent responsiveness. According to the switching unit 630 of the present embodiment, the transistor 510 or the transistor 520 using a semiconductor transistor and the relay 632 using a relay circuit are connected in parallel.
  • the switching unit 230 receives a signal for turning on the switching unit 230 from the signal generation unit 330, first, the transistor 510 or the transistor 520 quickly responds to turn on the switching unit 230. After a short delay, the relay 632 is turned on. Then, when the relay 632 is turned on, the relay 632 having a small resistance is connected in parallel to the transistor 510 and the transistor 520, so that the combined resistance is reduced and the loss can be reduced.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 710.
  • FIG. 8 schematically illustrates an example of a system configuration of the switching unit 730.
  • FIG. 8 illustrates a parasitic diode 842 of the transistor 510 and a parasitic diode 844 of the transistor 520 in order to facilitate understanding of the operation of the transistor 510 and the transistor 520.
  • the power storage module 710 has a switching unit 730 instead of the switching unit 230 and a point that a signal from the protection unit 250 is transmitted to the switching unit 730 instead of the module control unit 240 in relation to FIG. It differs from the described power storage module 110. In other respects, the power storage module 110 may have the same configuration.
  • the switching unit 730 receives a signal for turning on or off the switching unit 730 from the module control unit 240. Further, switching section 730 receives a signal for turning off switching section 730 from protection section 250.
  • the signal 82 for turning on the switching element of the switching unit 730 is input to the logic circuit 852, and the signal 88 indicating that the power storage unit 210 is in the overcharged state is input to the logic circuit 852. If not, transistor 510 turns on. In addition, when the signal 82 for turning on the switching element of the switching unit 730 is input to the logic circuit 854 and the signal 86 indicating that the power storage unit 210 is in an overdischarge state is not input, the transistor 520 turns on.
  • FIG. 9 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage system 900.
  • the power storage system 900 differs from the power storage system 100 in including a plurality of power storage modules 110 connected in a matrix. In other respects, power storage system 100 may have the same configuration.
  • a first block including three power storage modules 110 and diodes 902 connected in parallel and a second block including three power storage modules 110 and diodes 904 connected in parallel are connected in series. It is connected.
  • the discharge from the block is stopped after the discharge is continued until all of the plurality of power storage modules 110 included in the specific block reach the discharge completed state.
  • the current can be bypassed by the diode 902 even when the discharge from the block is stopped.
  • power supply by power storage system 900 can be continued. Therefore, while power storage system 900 is discharging power, the output voltage decreases stepwise.
  • the connection with the power storage system 900 is sequentially disconnected from the power storage module 110 that has reached the charging completed state among the plurality of power storage modules 110 included in the specific block. Finally, charging of all the power storage modules 110 is completed.
  • the diode 902 and the diode 904 are provided so that a current flows in a direction from the connection terminal 104 to the connection terminal 102 (sometimes referred to as a discharge direction). Therefore, even when the switching units 230 of all the power storage modules 110 included in the specific block are turned off, the current can be maintained. On the other hand, once the switching units 230 of all the power storage modules 110 included in a specific block are turned off, subsequent charging becomes difficult.
  • the system control unit 140 when charging the power storage system 900, the system control unit 140 first detects the inter-terminal voltage of each block and checks whether there is a block whose inter-terminal voltage is 0. When a block having an inter-terminal voltage of 0 is found, the system control unit 140 turns on the switching element of the switching unit 230 for one of the plurality of power storage modules 110 included in the block. Transmit the signal of The system control unit 140 transmits a signal for turning on the switching element of the switching unit 230 to the power storage module 110 having the smallest terminal voltage among the plurality of power storage modules 110 included in the block. Good. After that, the system control unit 140 starts charging the power storage system 900.
  • diodes 902 and 904 are installed so that current flows in the discharge direction.
  • the power storage system 900 is not limited to this embodiment.
  • diodes 902 and 904 may be Zener diodes. Accordingly, even when all the power storage modules 110 included in a specific block are completely charged and all the power storage modules 110 included in the block are separated from the power storage system 900, The charging of other blocks connected in series with the specific block can be continued.
  • the system control unit 140 may detect the terminal-to-terminal voltage of each group and check for the presence or absence of a group whose terminal-to-terminal voltage is 0 before starting the discharge. After that, a signal for turning on the switching element of the switching unit 230 may be transmitted to one of the plurality of power storage modules 110 included in the block whose terminal voltage is 0.
  • FIGS. 10 to 17 Another example of the power storage module 110 will be described with reference to FIGS. The matter described for the power storage module 110 and each unit thereof may be applied to other examples of the power storage module 110 and each unit thereof within a technically consistent range. In addition, items described for other examples of the power storage module 110 and respective units thereof may be applied to the power storage module 110 and respective units thereof. In the description of FIGS. 10 to 17, the description of the items described for each unit of the power storage module 110 may be omitted.
  • FIG. 10 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 1010.
  • the power storage module 1010 includes a positive electrode terminal 112, a negative electrode terminal 114, and a power storage unit 210.
  • the power storage module 1010 may include the switching unit 230.
  • the power storage module 1010 may include the protection unit 250.
  • the power storage module 1010 may include a balance correction unit 260.
  • the power storage module 1010 includes a current detection element 1020 and a module control unit 1040.
  • Power storage module 1010 may be an example of a control device and a control system.
  • the module control unit 1040 may be an example of a control device.
  • the switching unit 230 may be an example of an adjustment unit, a first current adjustment unit, and a second current adjustment unit.
  • the switching unit 230 adjusts the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210. In one embodiment, the switching unit 230 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210, and electrically disconnects the wiring 106 and the power storage unit 210. In another embodiment, the switching unit 230 increases or decreases the current, for example, by changing a resistance value of a path between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • one end of the switching unit 230 is electrically connected to the wiring 106 via the positive terminal 112 and the current detection element 1020.
  • the other end of switching section 230 is electrically connected to positive electrode terminal 212 of power storage section 210.
  • Information indicating the voltage between terminals of the switching unit 230 includes the potential of the wiring 106 or the voltage applied to the wiring 106 (sometimes simply referred to as the voltage of the wiring 106) and the terminal of the power storage unit 210 (for example, a positive electrode terminal). 212) or a voltage applied to the terminal (sometimes simply referred to as the voltage of the power storage unit 210, the voltage of the terminal, or the like).
  • the switching unit 230 detects at least a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in a direction from the positive terminal 212 to the positive terminal 112 of the power storage unit 210 (which may be referred to as a discharge direction). Adjust the size. In another embodiment, the switching unit 230 at least flows between the wiring 106 and the power storage unit 210 in a direction from the positive terminal 112 to the positive terminal 212 of the power storage unit 210 (may be referred to as a charging direction). Adjust the size of. In still another embodiment, the switching unit 230 adjusts the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharging direction and the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction.
  • power storage module 1010 is different from power storage module 110 in that current storage element 1020 is provided.
  • the power storage module 1010 is different from the power storage module 110 in that a module control unit 1040 is provided instead of the module control unit 240.
  • the power storage module 1010 may have the same features as the corresponding configuration of the power storage module 110.
  • the current detection element 1020 is used to acquire information indicating a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the information indicating the current include the presence / absence of the current, the magnitude of the current, the direction of the current, and the like.
  • the power storage module 1010 obtains information on the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 by measuring the voltage between the terminals of the current detection element 1020.
  • the current detection element 1020 is provided between the positive terminal 112 and the switching unit 230. More specifically, one end of current detection element 1020 is electrically connected to switching section 230. The other end of the current detection element 1020 is electrically connected to the wiring 106 via the positive terminal 112. Note that current detection element 1020 may be provided between switching section 230 and positive electrode terminal 212 of power storage section 210. Further, the switching unit 230 or a part of the element configuring the switching unit 230 may be used as the current detection element 1020.
  • the current detection element 1020 may be any element having an arbitrary resistance value, and the type thereof is not particularly limited.
  • current detection element 1020 has an appropriate resistance value according to the maximum allowable current of power storage unit 210.
  • a resistor, a Hall sensor, and the like can be exemplified.
  • a passive element or an active element having an appropriate resistance value may be used as the resistance.
  • the module control unit 1040 is different from the module control unit 240 in that a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 is detected.
  • the module control unit 1040 controls the operation of the switching unit 230 based on (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210 and (ii) the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210. Therefore, this is different from the module control unit 240.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 based on (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210, (ii) the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210, and (iii) the inter-terminal voltage of the switching unit 230. The operation may be controlled.
  • the module control unit 1040 may have the same features as the corresponding configuration of the module control unit 240.
  • the method by which the module control unit 1040 detects the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 is not particularly limited.
  • the module control unit 1040 acquires information indicating the voltage between the terminals of the current detection element 1020 disposed between the positive terminal 112 and the positive terminal 212, and based on the information, obtains the wiring 106 and the power storage unit.
  • the current flowing between 210 is detected. Accordingly, the module control unit 1040 can monitor the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 may determine the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210, and may determine the direction of the current.
  • the module control unit 1040 controls Monitor or detect the current flowing in the charging direction.
  • the switching unit 230 disconnects the electrical connection in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 (sometimes referred to as “electrically disconnected in the discharge direction”)
  • the module is used.
  • Control unit 1040 may monitor or detect a current flowing between wiring 106 and power storage unit 210. Note that in this case, the current detected by the module control unit 1040 is a current that flows between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction.
  • the module control unit 1040 controls the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the current flowing in the discharge direction is monitored or detected.
  • the switching unit 230 disconnects the electrical connection in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 (sometimes referred to as “electrically disconnected in the charging direction”)
  • the module is used.
  • Control unit 1040 may monitor or detect a current flowing between wiring 106 and power storage unit 210. Note that, in this case, the current detected by the module control unit 1040 is a current that flows between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction.
  • module control unit 1040 controls the operation of the switching unit 230 is not particularly limited. As described above, module control unit 1040 detects a current flowing between wiring 106 and power storage unit 210. The module control unit 1040 may control the operation of the switching unit 230 based on information indicating the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210. Thus, when the power storage module 1010 is actively inserted and removed, the interlock of the switching unit 230 can be safely released.
  • the module control unit 1040 may obtain information indicating the voltage between terminals of the switching unit 230.
  • the module control unit 1040 may control the operation of the switching unit 230 based on information indicating the voltage between terminals of the switching unit 230. Accordingly, the time required for active insertion and removal of power storage module 1010 is reduced.
  • the module control unit 1040 may obtain, from the protection unit 250, information obtained or generated by the protection unit 250. For example, the module control unit 1040 outputs information indicating that the overcharge protection function is enabled, information indicating that the overcharge protection function is not enabled, and information indicating that the overdischarge protection function is enabled from the protection unit 250. Information indicating that the overdischarge protection function is not enabled, and the like.
  • the module control unit 1040 may control the operation of the switching unit 230 based on the information obtained or generated by the protection unit 250. Thereby, switching unit 230 can be appropriately controlled according to the state of power storage unit 210.
  • the overdischarge protection function when the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is smaller than or equal to or less than the threshold for overdischarge protection, the overdischarge protection function is enabled. When the voltage or SOC of power storage unit 210 is greater than or equal to a threshold for overdischarge protection, the overdischarge protection function is disabled. Further, for example, when the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is greater than or equal to a threshold for overcharge protection, the overcharge protection function is enabled. When the voltage or SOC of power storage unit 210 is smaller than or equal to or less than the threshold for overcharge protection, the overcharge protection function is disabled.
  • the module control unit 1040 may obtain, from the system control unit 140, information obtained or generated by the system control unit 140. For example, the module control unit 1040 acquires information indicating the battery characteristics of the power storage unit 210 from the system control unit 140. The module control unit 1040 may control the operation of the switching unit 230 based on the information obtained or generated by the system control unit 140. Thereby, switching unit 230 can be appropriately controlled according to the state of power storage unit 210.
  • module control unit 1040 controls the operation of switching unit 230 based on the state of charge of power storage unit 210. In another embodiment, the module control unit 1040 controls the operation of the switching unit 230 based on the voltage between terminals of the switching unit 230. In still another embodiment, the module control unit 1040 controls the operation of the switching unit 230 based on the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210. The module control unit 1040 may control the operation of the switching unit 230 based on at least one of the magnitude and direction of the current.
  • module control section 1040 controls the operation of switching section 230 based on (i) voltage or SOC of power storage section 210 and (ii) current flowing between wiring 106 and power storage section 210. .
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 based on (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210, (ii) the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210, and (iii) the inter-terminal voltage of the switching unit 230. The operation may be controlled.
  • module control unit 1040 controls switching unit 230 such that switching unit 230 electrically connects wiring 106 and power storage unit 210.
  • the battery characteristics of power storage unit 210 may be an example of the battery characteristics of power storage unit 210, such as the voltage or SOC of power storage unit 210.
  • the predetermined condition may be a condition using a predetermined numerical range or a threshold, or may be a condition using a numerical range or a threshold calculated according to a predetermined procedure. Thereby, for example, deterioration or breakage of power storage unit 210 due to overcharge or overdischarge can be prevented.
  • the predetermined condition may be a condition for protecting power storage unit 210.
  • the predetermined conditions include (i) a condition indicating that the voltage or SOC of power storage unit 210 is within a specific numerical range, and (ii) a voltage or SOC of power storage unit 210 being lower than a specific threshold. (V) a condition indicating that the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is smaller than a specific threshold or equal to or less than a specific threshold; Can be exemplified.
  • the condition indicating that the voltage or SOC of power storage unit 210 is within a specific numerical range is a condition indicating that at least one of the overvoltage protection function and the overdischarge protection function of power storage module 1010 is not enabled. There may be.
  • the condition indicating that the voltage or SOC of power storage unit 210 is within a specific numerical range may be a condition indicating that the overvoltage protection function and the overdischarge protection function of power storage module 1010 are not enabled.
  • Good The condition indicating that the voltage or SOC of power storage unit 210 is higher than a specific threshold or higher than a specific threshold is a condition indicating that the overdischarge protection function of power storage module 1010 is not enabled. Is also good.
  • the condition indicating that the voltage or SOC of power storage unit 210 is lower than a specific threshold or lower than or equal to a specific threshold is a condition indicating that the overcharge protection function of power storage module 1010 is not enabled. Is also good.
  • the module control unit 1040 causes the switching unit 230 to electrically connect the power storage unit 210 and the wiring 106 when the voltage between terminals of the switching unit 230 satisfies a predetermined condition.
  • the switching unit 230 More specifically, when the difference between the voltage of wiring 106 and the voltage of power storage unit 210 is relatively large, power storage unit 210 and wiring 106 are electrically disconnected. On the other hand, when the difference is relatively small, power storage unit 210 and wiring 106 are electrically connected. This enables quick active insertion and removal.
  • the predetermined condition may be a condition for realizing quick active insertion and removal.
  • the predetermined conditions include (i) a condition indicating that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is within a specific numerical range, and (ii) a condition that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is higher than a specific threshold.
  • the voltage or SOC of the power storage Protection unit 250 transmits a signal for activating the over-discharge protection function to module control unit 1040 when the threshold value becomes smaller than the threshold value.
  • the current is flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction.
  • the discharge direction may be an example of the first direction.
  • the charging direction may be an example of the second direction. In the present embodiment, the discharging direction and the charging direction are opposite to each other.
  • protection unit 250 sends a signal for enabling the overdischarge protection function to module control unit 1040. May be sent.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to electrically disconnect the wiring 106 and the power storage unit 210. If the power storage system 100 continues to discharge even after the wiring 106 and the power storage unit 210 are electrically disconnected, a voltage difference occurs between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 sets the switching unit 230 To try to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the voltage or SOC of power storage unit 210 is smaller than the threshold for overdischarge protection. Therefore, the interlock mechanism of the module control unit 1040 operates. As a result, the module control unit 1040 cannot control the switching unit 230 to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 determines the current based on the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 or the information on the current. Is determined, and the operation of the switching unit 230 is controlled.
  • the switching unit 230 includes the transistor 520 that adjusts or controls the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction.
  • the transistor 520 include a Si-MOSFET, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a SiC-MOSFET, and a GaN-MOSFET.
  • transistor 520 is preferably an SiC-MOSFET.
  • the maximum value of the rated voltage of the power storage unit 210 is 100 V or higher, preferably 200 V or higher, more preferably 300 V or higher, further preferably 500 V or higher, more preferably 800 V or higher, and still more preferably 1000 V
  • the transistor 520 , SiC-MOSFETs are used.
  • the advantage of the SiC-MOSFET that has a small loss while having excellent withstand voltage characteristics can be sufficiently exhibited.
  • the maximum value of the rated voltage of power storage unit 210 is 300 V or more or 500 V or more, the effect of using a SiC-MOSFET as transistor 520 can be remarkably exhibited.
  • a parasitic diode is formed between the source and the drain of the transistor 520.
  • the parasitic diode allows a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction to pass.
  • the parasitic diode suppresses a current from flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction via the parasitic diode.
  • the transistor 520 may be an example of a first current adjustment unit or a second current adjustment unit.
  • the parasitic diode of the transistor 520 may be an example of the first bypass unit or the second bypass unit.
  • the switching unit 230 has a function similar to that of the parasitic diode of the transistor 520, and may include a rectifier connected in parallel with the transistor 520 between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the rectifier include (i) a rectifying element such as a diode, and (ii) a rectifying circuit including a plurality of elements.
  • the switching unit 230 includes the (i) transistor 520 for adjusting the current in the discharging direction and the (ii) the transistor 520 arranged in parallel to allow the current in the charging direction to pass therethrough. And a parasitic diode that does not pass current in the direction. Therefore, when the power storage system 100 is further charged and the voltage of the wiring 106 becomes higher than the voltage of the positive electrode terminal 212 of the power storage unit 210, the voltage between the wiring 106 and the power storage unit 210 is increased through the parasitic diode of the transistor 520. Current flows in the charging direction.
  • module control unit 1040 When preventing deterioration or breakage of power storage unit 210 due to overdischarge, module control unit 1040 needs to prevent current from flowing in the discharging direction, but does not have to prevent current from flowing in the charging direction. . Therefore, according to the present embodiment, the module control unit 1040 monitors the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction. In another embodiment, the module control unit 1040 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 when the switching unit 230 is electrically disconnecting the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharging direction. You may.
  • the module control unit 1040 After charging of the power storage system 100 is started, the module control unit 1040 maintains an interlock for overdischarge protection until the above current is detected. On the other hand, when the above current is detected, the module control unit 1040 releases the interlock for overdischarge protection.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the value of the on-resistance of the transistor 520 is smaller than the resistance value of the parasitic diode. Therefore, according to the present embodiment, the charge and discharge efficiency of the power storage unit 210 is improved.
  • the module control unit 1040 determines at least that the voltage difference has the quick activation / removal.
  • the switching unit 230 may be controlled such that the switching unit 230 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 until the condition for realizing the condition is satisfied. Note that while the voltage difference satisfies the condition for realizing quick active insertion / removal, the module control unit 1040 performs switching so that the switching unit 230 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the unit 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 may transmit a signal for resetting the overdischarge protection function to the protection unit 250. Then, when receiving a signal for resetting the overdischarge protection function, protection unit 250 may control switching unit 230 to electrically connect wiring 106 and power storage unit 210.
  • protection unit 250 may transmit a signal for resetting the overdischarge protection function to module control unit 1040.
  • module control section 1040 may control switching section 230 such that switching section 230 electrically connects power storage section 210 and wiring 106.
  • the module control unit 1040 may, for example, (i) electrically disconnect the wiring 106 and the power storage unit 210, or (ii) The magnitude of a current that can flow in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 is reduced. As a result, when the overdischarge protection function is enabled, the magnitude of the current that can flow in the discharge direction is smaller than when the overdischarge protection function is disabled.
  • the module control unit 1040 sets (i) the wiring 106 and the power storage unit 210 Electrical connection is made, or (ii) the magnitude of current that can flow in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 is increased.
  • the module control unit 1040 adjusts the resistance value or the conduction ratio (may be referred to as a duty ratio) of the switching unit 230 to increase the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction. Adjust or control the height.
  • the module control unit 1040 adjusts a gate voltage (sometimes referred to as an input voltage) of the transistor 520.
  • the module control unit 1040 controls the operation of an element provided in a circuit for adjusting the input voltage of the transistor 520, thereby adjusting the magnitude of the current flowing in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 or It may be controlled.
  • the module control unit 1040 adjusts a base current (sometimes referred to as an input current) of the transistor 520.
  • a base current sometimes referred to as an input current
  • the module control unit 1040 adjusts the magnitude of the current flowing in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 by controlling the operation of an element provided in a circuit for adjusting the input current of the transistor 520. It may be controlled.
  • the resistance value or the conduction ratio of the switching unit 230 may be the same or different when the overdischarge protection function is enabled and when the overdischarge protection function is disabled. .
  • the switching unit 230 includes a switching element, the on-resistance of the switching element is the same between when the overcharge protection function is enabled and when the overcharge protection function is disabled. Well, may be different.
  • the switching unit 230 has a variable resistor, the resistance value of the variable resistor is the same between when the overcharge protection function is enabled and when the overcharge protection function is disabled. Well, may be different.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to increase the resistance value of the switching unit 230 when the overdischarge protection function is enabled, as compared to when the overdischarge protection function is disabled. 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 performs switching so that the duty ratio of the switching unit 230 is smaller when the overdischarge protection function is enabled than when the overdischarge protection function is disabled.
  • the unit 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 when it is determined to enable the overdischarge protection function, the module control unit 1040 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to each other.
  • the module control unit 1040 When the module control unit 1040 is disconnected and (ii) the overdischarge protection function is determined to be invalid, the module control unit 1040 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 as an example.
  • the procedure for releasing the interlock of the overdischarge protection has been described. However, those skilled in the art who are in contact with the description of the present specification will be aware that (i) when it is determined that the overdischarge protection function is to be enabled, the module control unit 1040 discharges the wiring between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 can flow between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction. It can be understood that in another embodiment in which the magnitude of the current is increased, the module control unit 1040 can release the interlock of the over-discharge protection by the same procedure as in the present embodiment.
  • a series of operations for electrically disconnecting the wiring 106 and the power storage unit 210 by the module control unit 1040 is the same as the other operations described above.
  • the module control unit 1040 corresponds to a series of operations for reducing a current that can flow between the power storage unit 210 and the wiring 106.
  • a series of operations for electrically connecting the wiring 106 and the power storage unit 210 by the module control unit 1040 are performed in the other embodiments described above.
  • And corresponds to a series of operations for increasing the current that the module control unit 1040 can flow between the power storage unit 210 and the wiring 106.
  • the protection unit 250 transmits a signal for activating the overcharge protection function to the module control unit 1040 when the threshold value becomes larger than the threshold value for the protection.
  • the current flows between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction.
  • the charging direction may be an example of the first direction.
  • the discharge direction may be an example of the second direction.
  • the discharging direction and the charging direction are opposite to each other.
  • the case where the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is larger than the threshold for overcharge protection may be an example where the condition for protecting the power storage unit 210 is not satisfied.
  • the protection unit 250 sends a signal for enabling the overcharge protection function to the module control unit 1040. May be sent.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to electrically disconnect the wiring 106 and the power storage unit 210. If the power storage system 100 continues charging even after the wiring 106 and the power storage unit 210 are electrically disconnected, a voltage difference occurs between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 sets the switching unit 230 To try to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the voltage or SOC of power storage unit 210 is larger than the threshold for overcharge protection. Therefore, the interlock mechanism of the module control unit 1040 operates. As a result, the module control unit 1040 cannot control the switching unit 230 to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 determines the current based on the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 or the information on the current. Is determined, and the operation of the switching unit 230 is controlled.
  • the switching unit 230 includes the transistor 510 that adjusts or controls the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction.
  • the transistor 510 include a Si-MOSFET, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a SiC-MOSFET, and a GaN-MOSFET.
  • transistor 510 is preferably an SiC-MOSFET.
  • the maximum value of the rated voltage of the power storage unit 210 is 100 V or higher, preferably 200 V or higher, more preferably 300 V or higher, still more preferably 500 V or higher, further preferably 800 V or higher, and more preferably 1000 V
  • the transistor 510 , SiC-MOSFETs are used.
  • the advantage of the SiC-MOSFET that has a small loss while having excellent withstand voltage characteristics can be sufficiently exhibited.
  • the maximum value of the rated voltage of power storage unit 210 is 300 V or more or 500 V or more, the effect of using a SiC-MOSFET as transistor 510 can be remarkably exhibited.
  • a parasitic diode is formed between the source and the drain of the transistor 510.
  • the parasitic diode allows a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 to flow in the discharge direction.
  • the parasitic diode suppresses a current from flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction via the parasitic diode.
  • the transistor 510 may be an example of a first current adjustment unit or a second current adjustment unit.
  • the parasitic diode of the transistor 510 may be an example of a first bypass unit or a second bypass unit.
  • the switching unit 230 has a function similar to that of the parasitic diode of the transistor 510 separately from the parasitic diode of the transistor 510, and may include a rectifier connected in parallel with the transistor 510 between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • Examples of the rectifier include (i) a rectifying element such as a diode, and (ii) a rectifying circuit including a plurality of elements.
  • the switching unit 230 is arranged in parallel with (i) the transistor 510 for adjusting the current in the charging direction and (ii) in parallel with the transistor 510 to allow the current in the discharging direction to pass, and And a parasitic diode that does not pass current in the direction. Therefore, when the discharge of the power storage system 100 further proceeds and the voltage of the wiring 106 becomes lower than the voltage of the positive terminal 212 of the power storage unit 210, the voltage between the wiring 106 and the power storage unit 210 Current flows in the discharge direction.
  • module control unit 1040 When preventing deterioration or breakage of power storage unit 210 due to overcharging, module control unit 1040 needs to prevent current from flowing in the charging direction, but does not have to prevent current from flowing in the discharging direction. . Therefore, according to the present embodiment, the module control unit 1040 monitors the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the module control unit 1040 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction. In another embodiment, the module control unit 1040 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 when the switching unit 230 is electrically disconnecting the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction. You may.
  • the module control unit 1040 maintains an interlock for overcharge protection until the above current is detected. On the other hand, when the above current is detected, the module control unit 1040 releases the interlock for overcharge protection.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the value of the on-resistance of the transistor 510 is smaller than the resistance value of the parasitic diode. Therefore, according to the present embodiment, the charge and discharge efficiency of the power storage unit 210 is improved.
  • the module control unit 1040 determines at least that the voltage difference has the quick activation / removal.
  • the switching unit 230 may be controlled such that the switching unit 230 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 until the condition for realizing the condition is satisfied. Note that while the voltage difference satisfies the condition for realizing quick active insertion / removal, the module control unit 1040 performs switching so that the switching unit 230 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the unit 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 may transmit a signal for resetting the overcharge protection function to the protection unit 250. Then, when receiving a signal for resetting the overcharge protection function, protection unit 250 may control switching unit 230 to electrically connect wiring 106 and power storage unit 210.
  • protection unit 250 may transmit a signal for resetting the overcharge protection function to module control unit 1040.
  • module control section 1040 may control switching section 230 such that switching section 230 electrically connects power storage section 210 and wiring 106.
  • the module control unit 1040 may, for example, (i) electrically disconnect the wiring 106 and the power storage unit 210, or (ii) The magnitude of the current that can flow in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 is reduced. As a result, when the overcharge protection function is enabled, the amount of current that can flow in the charging direction is smaller than when the overcharge protection function is disabled.
  • the module control unit 1040 sets (i) the wiring 106 and the power storage unit 210 Electrical connection is made, or (ii) the magnitude of current that can flow in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 is increased.
  • the module control unit 1040 adjusts the resistance value or the conduction ratio (may be referred to as a duty ratio) of the switching unit 230 to increase the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction. Adjust or control the height.
  • the module control unit 1040 adjusts a gate voltage (sometimes referred to as an input voltage) of the transistor 510.
  • the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction can be adjusted or controlled.
  • the module control unit 1040 adjusts the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction by controlling the operation of an element provided in a circuit for adjusting the input voltage of the transistor 510. It may be controlled.
  • the module control unit 1040 adjusts a base current (sometimes referred to as an input current) of the transistor 510.
  • a base current sometimes referred to as an input current
  • the module control unit 1040 adjusts the amount of current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction by controlling the operation of an element provided in a circuit for adjusting the input current of the transistor 510. It may be controlled.
  • the resistance value or the conduction ratio of the switching unit 230 may be the same or different between a case where the overcharge protection function is enabled and a case where the overcharge protection function is disabled. .
  • the switching unit 230 includes a switching element, the on-resistance of the switching element is the same between when the overcharge protection function is enabled and when the overcharge protection function is disabled. Well, may be different.
  • the switching unit 230 has a variable resistor, the resistance value of the variable resistor is the same between when the overcharge protection function is enabled and when the overcharge protection function is disabled. Well, may be different.
  • the module control unit 1040 controls the switching unit 230 to increase the resistance value of the switching unit 230 when the overcharge protection function is enabled, as compared to when the overcharge protection function is disabled. 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 performs switching so that the duty ratio of the switching unit 230 is smaller when the overcharge protection function is enabled than when the overcharge protection function is disabled.
  • the unit 230 may be controlled.
  • the module control unit 1040 when it is determined to enable the overcharge protection function, the module control unit 1040 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to each other.
  • the module control unit 1040 disconnects and (ii) determines that the overcharge protection function is to be invalidated, the module control unit 1040 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to each other, as an example.
  • the procedure for releasing the overcharge protection interlock has been described. However, those skilled in the art who are in contact with the description of the present specification will be aware that (i) the module control unit 1040 charges the space between the wiring 106 and the power storage unit 210 when it is determined to enable the overcharge protection function.
  • the module control unit 1040 can flow between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction. It can be understood that in another embodiment in which the magnitude of the current is increased, the module control unit 1040 can release the interlock of the overcharge protection by the same procedure as in the present embodiment.
  • the module control unit 1040 corresponds to a series of operations for reducing a current that can flow between the power storage unit 210 and the wiring 106.
  • a series of operations for electrically connecting the wiring 106 and the power storage unit 210 by the module control unit 1040 are performed in the other embodiments described above.
  • And corresponds to a series of operations for increasing the current that the module control unit 1040 can flow between the power storage unit 210 and the wiring 106.
  • the module control unit 1040 can achieve both the active insertion / extraction function and the protection function of the power storage unit 210 without greatly reducing the charge / discharge efficiency of the power storage module 1010. it can.
  • the power storage module that constitutes a part of the power supply of a small-scale system such as a home appliance has a small number of power storage cells connected in series and has a rated voltage of 3.5 to 3.5. It is about 4.5V. Therefore, when mounting the power storage module on the power supply or removing the power storage module from the power supply while the system is operating, the voltage of the power storage module to be hot-swapped and the power of the other power storage Strict control of the voltage may be required. Depending on the specifications of the power storage module, the allowable value of the voltage difference between the power storage module to be hot-swapped and another power storage module that constitutes the power supply may be managed to be less than 1V.
  • the size of power storage modules has been increasing.
  • a power storage module having a rated voltage of about 300 to 400 V is used in a small to medium-sized electric vehicle such as a passenger car.
  • power storage modules having a rated voltage of about 500 to 800 V have been used in large-sized electric vehicles such as electric buses.
  • the allowable value of the voltage difference between the power storage module to be actively inserted and removed and another power storage module that configures the power supply also increases. For example, even when the voltage difference between one power storage module forming the power supply and another power storage module forming the power supply exceeds 1 V, the one power storage module can be actively inserted and removed. .
  • the voltage difference between the power storage module and the power storage module may be 30 V or less, 10 V or less, 5 V or less, 3 V or less, 2 V or less, or 1 V It may be as follows.
  • the voltage difference between the power storage module to be hot-swapped and the other power storage module constituting the power supply may be 1/5 or less of the rated voltage of the power storage module to be hot-swapped or 1/10 or less. 1/20 or less, 1/30 or less, 1/50 or less, 1/100 or less, 1/200 or less, 1 / 300 or less, 1/500 or less, and 1/1000 or less.
  • the current detection element 1020 and the switching unit 230 are disposed between the positive terminal 112 of the power storage module 1010 and the positive terminal 212 of the power storage unit 210, and the positive terminal 212 of the power storage unit 210 is connected to the switching unit 230.
  • the arrangement of the current detection element 1020 and the switching unit 230 is not limited to the present embodiment.
  • the current detection element 1020 and the switching unit 230 are disposed between the negative terminal 114 of the power storage module 1010 and the negative terminal 214 of the power storage unit 210, and the negative terminal 214 of the power storage unit 210 is connected to the switching unit. Electrically connected to the wiring 106 via 230.
  • FIG. 11 schematically illustrates an example of a system configuration of the module control unit 1040.
  • the module control unit 1040 includes a determination unit 310, a reception unit 320, and a signal generation unit 330.
  • the module control unit 1040 may include a module information acquisition unit 340, a module information storage unit 350, and a module information transmission unit 360.
  • the module control unit 1040 includes a current monitoring unit 1120.
  • the current monitoring unit 1120 has a current detection unit 1122 and a direction determination unit 1124.
  • the signal generation unit 330 may be an example of an operation control unit.
  • the module control unit 1040 differs from the module control unit 240 in that the module control unit 1040 includes a current monitoring unit 1120.
  • the module control unit 1040 may have the same features as the corresponding configuration of the module control unit 240.
  • the current monitoring unit 1120 monitors a current flowing between the wiring 106 of the power storage system 100 and the power storage unit 210 of the power storage module 1010. For example, the current monitoring unit 1120 monitors a current flowing between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 of the power storage module 1010.
  • the current detection unit 1122 detects a current flowing between the wiring 106 of the power storage system 100 and the power storage unit 210 of the power storage module 1010.
  • the current detection unit 1122 may determine the magnitude of the current.
  • the current detection unit 1122 may be configured by an arbitrary analog circuit, or may be configured by an arbitrary digital circuit.
  • the direction determining unit 1124 determines the direction of the current flowing between the wiring 106 of the power storage system 100 and the power storage unit 210 of the power storage module 1010.
  • the direction determining unit 1124 may be configured by an arbitrary analog circuit, or may be configured by an arbitrary digital circuit.
  • FIG. 12 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the module control unit 1040.
  • FIG. 12 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the switching unit 230.
  • FIG. 12 illustrates an example of the switching unit 230 and an example of the module control unit 1040 together with the positive terminal 112, the negative terminal 114, the power storage unit 210, the protection unit 250, and the current detection element 1020.
  • one end of the transistor 510 is electrically connected to the wiring 106, and the other end is electrically connected to the power storage unit 210.
  • the transistor 510 is connected in series with the transistor 520 and the parasitic diode 844 between the wiring 106 and the power storage unit 210. In this embodiment, the transistor 510 adjusts the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction.
  • one end of the transistor 520 is electrically connected to the wiring 106, and the other end is electrically connected to the power storage unit 210.
  • the transistor 520 is connected in series with the transistor 510 and the parasitic diode 842 between the wiring 106 and the power storage unit 210. In this embodiment, the transistor 520 adjusts the magnitude of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction.
  • parasitic diode 842 One end of the parasitic diode 842 is electrically connected to the wiring 106, and the other end is electrically connected to the power storage unit 210.
  • Parasitic diode 842 is connected in parallel with transistor 510 between wiring 106 and power storage unit 210.
  • the parasitic diode 842 is connected in series with the transistor 520 and the parasitic diode 844 between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the parasitic diode 842 allows a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 to flow in the discharge direction. On the other hand, the parasitic diode 842 suppresses a current from flowing in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 through the parasitic diode 842.
  • One end of the parasitic diode 844 is electrically connected to the wiring 106, and the other end is electrically connected to the power storage unit 210.
  • Parasitic diode 844 is connected in parallel with transistor 520 between wiring 106 and power storage unit 210.
  • Parasitic diode 844 is connected in series with transistor 510 and parasitic diode 842 between wiring 106 and power storage unit 210.
  • the parasitic diode 842 allows a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 to flow in the charging direction.
  • the parasitic diode 844 suppresses a current from flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharging direction via the parasitic diode 844.
  • the transistor 510 may be an example of one of the first current adjustment unit and the second current adjustment unit.
  • the transistor 520 may be an example of the other of the first current adjustment unit and the second current adjustment unit.
  • the parasitic diode 842 may be an example of one of the first bypass unit and the second bypass unit.
  • the parasitic diode 844 may be an example of the other of the first bypass unit and the second bypass unit.
  • the discharge direction may be an example of one of the first direction and the second direction.
  • the charging direction may be an example of the other of the first direction and the second direction.
  • the module control unit 1040 includes a determination unit 310, a signal generation unit 330, and a current monitoring unit 1120.
  • the determination unit 310 may be an example of a first determination unit, a second determination unit, and a third determination unit.
  • the signal generator 330 includes an OR circuit 1260, an AND circuit 1272, an AND circuit 1274, an OR circuit 1282, and an OR circuit 1284.
  • a resistor having an appropriate resistance value is disposed as the current detection element 1020 between the positive electrode terminal 112 and the switching unit 230.
  • the resistance value of the current detection element 1020 is determined, for example, so that the current monitoring unit 1120 can reliably determine the direction of the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210.
  • the determination unit 310 determines whether the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is within a predetermined range. Determination section 310 transmits a signal indicating the determination result to signal generation section 330.
  • the determination unit 310 may be configured by an arbitrary analog circuit, or may be configured by an arbitrary digital circuit.
  • the determination unit 310 may include a window comparator.
  • the window comparator can be realized using, for example, two comparators.
  • the determination unit 310 has two input terminals.
  • the voltage of one end of the switching unit 230 (for example, the end on the positive terminal 112 side) is input to one input terminal (shown as a ⁇ terminal in the figure) of the determination unit 310.
  • the voltage at the other end of the switching unit 230 (for example, the end on the power storage unit 210 side) is input to the other input terminal (shown as a + terminal in the drawing) of the determination unit 310.
  • the determination unit 310 has two output terminals.
  • the determination unit 310 outputs a signal indicating that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is smaller than the first threshold from one output terminal (shown as an L terminal in the drawing) as a signal indicating the determination result.
  • the determination unit 310 outputs H logic from the L terminal.
  • the determination unit 310 outputs L logic from the L terminal.
  • the determination unit 310 outputs a signal indicating that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is greater than the second threshold from the other output terminal (shown as an H terminal in the drawing) as a signal indicating the determination result. Output.
  • a value larger than the absolute value of the first threshold is set as the absolute value of the second threshold. For example, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is larger than the second threshold, the determination unit 310 outputs H logic from the H terminal. On the other hand, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is equal to or less than the second threshold, the determination unit 310 outputs L logic from the H terminal.
  • the determination unit 310 can determine whether the voltage or the SOC of the power storage unit 210 meets the first condition.
  • the first condition includes (i) a condition indicating that the voltage or SOC of the power storage unit is out of a predetermined first numerical value range, and (ii) a first condition in which the voltage or SOC of the power storage unit is predetermined.
  • a condition indicating that the voltage is larger than the threshold, (iii) a condition indicating that the voltage or the SOC of the power storage unit is equal to or higher than the first threshold, and the like can be exemplified.
  • the first condition is, for example, a condition indicating that power storage unit 210 is overcharged.
  • the determination unit 310 can determine, for example, whether the voltage or the SOC of the power storage unit 210 meets the second condition.
  • the second condition includes (i) a condition indicating that the voltage or SOC of the power storage unit is out of the predetermined second numerical range, and (ii) a second condition in which the voltage or SOC of the power storage unit is predetermined.
  • a condition indicating that the value is smaller than the threshold value, (iii) a condition indicating that the voltage or the SOC of the power storage unit is equal to or less than the second threshold value can be exemplified.
  • the second condition may be a condition different from the first condition.
  • the second condition is, for example, a condition indicating that power storage unit 210 is overdischarged.
  • the determination unit 310 can determine, for example, whether or not the inter-terminal voltage of the switching unit 230 meets the third condition.
  • the third condition is (i) a condition indicating that the voltage between terminals of the switching unit 230 is within a predetermined third numerical range, and (ii) a voltage between terminals of the switching unit 230 is predetermined.
  • a condition indicating that the voltage is smaller than the third threshold, (iii) a condition indicating that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is equal to or less than the third threshold can be exemplified.
  • the determination unit 310 can determine whether or not the inter-terminal voltage of the switching unit 230 meets the fourth condition.
  • the fourth condition (i) a condition indicating that the voltage between terminals of the switching unit 230 is out of a predetermined fourth numerical range, and (ii) a voltage between terminals of the switching unit 230 is predetermined.
  • a condition indicating that the voltage is larger than the fourth threshold, (iii) a condition indicating that the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is equal to or higher than the fourth threshold, and the like can be exemplified.
  • the fourth numerical range may be the same as the third numerical range.
  • the upper limit of the fourth numerical range may be larger than the upper limit of the third numerical range.
  • the fourth threshold may be the same as the third threshold.
  • the fourth threshold may be higher than the third threshold.
  • the current monitoring unit 1120 may include a comparator.
  • the current monitoring unit 1120 has, for example, two input terminals and one output terminal.
  • the voltage of one end of the current detection element 1020 (for example, the end on the positive electrode terminal 112 side) is input to one input terminal (shown as a + terminal in the drawing) of the current monitoring unit 1120.
  • the voltage at the other end of the current detection element 1020 (for example, the end on the switching unit 230 side) is input to the other input terminal (shown as a ⁇ terminal in the drawing) of the current monitoring unit 1120.
  • the current monitoring unit 1120 when the voltage input to the + terminal is higher than the voltage input to the ⁇ terminal, the current monitoring unit 1120 outputs H logic from the output terminal. On the other hand, when the voltage input to the + terminal is smaller than the voltage input to the ⁇ terminal, the current monitoring unit 1120 outputs L logic from the output terminal. In addition, when the voltage input to the + terminal and the voltage input to the ⁇ terminal are equal, or when both are considered to be equal, the current monitoring unit 1120 does not output a signal from the output terminal.
  • the current monitoring unit 1120 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 when at least one of the transistor 510 and the transistor 520 electrically disconnects the wiring 106 and the power storage unit 210. To detect. In one embodiment, the current monitoring unit 1120 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharging direction when the overcharge protection function is enabled. In another embodiment, the current monitoring unit 1120 detects a current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction when the overdischarge protection function is enabled.
  • the signal generation unit 330 may have the function of the reception unit 320.
  • the signal generation unit 330 receives a signal 86 for enabling the overdischarge protection function from the protection unit 250. Further, the signal generation unit 330 receives a signal 88 from the protection unit 250 for enabling the overcharge protection function.
  • the signal generation unit 330 receives information on the inter-terminal voltage of the switching unit 230 from the determination unit 310.
  • the signal generation unit 330 receives information on the current between the wiring 106 and the power storage unit 210 from the current monitoring unit 1120.
  • the signal generation unit 330 controls at least one of the transistor 510 and the transistor 520 based on (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210 and (ii) the detection result of the current monitoring unit 1120. can do.
  • the signal generation unit 330 determines the transistor 510 and the transistor 520 based on (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210, (ii) the detection result of the current monitoring unit 1120, and (iii) the determination result of the determination unit 310. Can be controlled.
  • the signal generation unit 330 controls at least one of the transistor 510 and the transistor 520 by outputting a signal for controlling operation of at least one of the transistor 510 and the transistor 520 to a transistor to be controlled by the signal. Good.
  • the signal generation unit 330 connects the wiring 106 and the power storage to at least one of the transistor 510 and the transistor 520.
  • a signal for performing an operation of electrically disconnecting the portion 210 or an operation of reducing current flowing between the wiring 106 and the power storage portion 210 may be output.
  • determination section 310 can also be used as an overcurrent protection function of power storage section 210.
  • the OR circuit 1260 has two input terminals and one output terminal.
  • the output from the H terminal of the determination unit 310 is input to one input terminal of the OR circuit 1260.
  • the output from the L terminal of the determination unit 310 is input to the other input terminal of the OR circuit 1260.
  • OR circuit 1260 outputs a logical sum of two inputs. For example, when the voltage between terminals of the switching unit 230 falls within a specific numerical range, the OR circuit 1260 outputs L logic. On the other hand, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is out of the specific numerical range, the OR circuit 1260 outputs H logic. For example, as an example of a case where the switching unit 230 satisfies the above-described fourth condition, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is larger than a specific value, H logic is output from the H terminal of the determination unit 310. In this case, the OR circuit 1260 outputs H logic.
  • the AND circuit 1272 has two input terminals and one output terminal. A signal obtained by inverting the output of the OR circuit 1260 is input to one input terminal of the AND circuit 1272. A signal obtained by inverting the signal 88 for activating the overcharge protection function is input to the other input terminal of the AND circuit 1272.
  • the AND circuit 1272 outputs a logical product of two inputs. For example, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 falls within a specific numerical range (specifically, when the absolute value of the difference between the voltage of the wiring 106 and the voltage of the power storage unit 210 is smaller than a specific threshold or When the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is smaller than the threshold for overcharge protection, the AND circuit 1272 outputs H logic. On the other hand, in cases other than the above, the AND circuit 1272 outputs L logic.
  • the AND circuit 1274 has two input terminals and one output terminal. A signal obtained by inverting the output of the OR circuit 1260 is input to one input terminal of the AND circuit 1274. A signal obtained by inverting the signal 86 for enabling the overdischarge protection function is input to the other input terminal of the AND circuit 1274.
  • the AND circuit 1274 outputs a logical product of two inputs. For example, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 falls within a specific numerical range (specifically, when the absolute value of the difference between the voltage of the wiring 106 and the voltage of the power storage unit 210 is smaller than a specific threshold or If the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is higher than the threshold for overdischarge protection, the AND circuit 1274 outputs H logic. On the other hand, in cases other than the above, the AND circuit 1274 outputs L logic.
  • the OR circuit 1282 has two input terminals and one output terminal. A signal obtained by inverting the output of the current monitoring unit 1120 is input to one input terminal of the OR circuit 1282. The output of the AND circuit 1272 is input to the other input terminal of the OR circuit 1282.
  • the OR circuit 1282 outputs a logical sum of two inputs. For example, when the output of the OR circuit 1282 is H logic, the transistor 510 is turned on, and when the output of the OR circuit 1282 is L logic, the transistor 510 is turned off. In one embodiment, when a current flows in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage unit 210, the OR circuit 1282 outputs H logic. In another embodiment, when the voltage between terminals of the switching unit 230 falls within a specific numerical range and the voltage or SOC of the power storage unit 210 is smaller than a threshold for overcharge protection, the OR circuit 1282 Outputs H logic.
  • the OR circuit 1284 has two input terminals and one output terminal.
  • the output of the current monitoring unit 1120 is input to one input terminal of the OR circuit 1284.
  • the output of the AND circuit 1274 is input to the other input terminal of the OR circuit 1284.
  • the OR circuit 1284 outputs a logical sum of two inputs. For example, when the output of the OR circuit 1284 is H logic, the transistor 520 is turned on, and when the output of the OR circuit 1284 is L logic, the transistor 520 is turned off. In one embodiment, when a current flows in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210, the OR circuit 1284 outputs H logic. In another embodiment, when the inter-terminal voltage of the switching unit 230 falls within a specific numerical range and the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is smaller than a threshold for overcharge protection, the OR circuit 1284 Outputs H logic.
  • the signal generation unit 330 when the determination unit 310 determines that the voltage or the SOC of the power storage unit 210 meets the first condition, the signal generation unit 330 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to the transistor 510, for example. A signal for executing an operation of disconnecting the wiring or an operation of reducing the current flowing in the charging direction between the wiring 106 and the power storage unit 210 is output. Note that the signal generation unit 330 may output a signal to the transistor 520 depending on the content of the first condition.
  • the signal generation unit 330 when the determination unit 310 determines that the voltage or the SOC of the power storage unit 210 satisfies the second condition, the signal generation unit 330 connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to the transistor 520, for example. A signal for performing an operation of electrically disconnecting or an operation of reducing current flowing in the discharge direction between the wiring 106 and the power storage portion 210 is output. Note that the signal generation unit 330 may output a signal to the transistor 510 depending on the content of the second condition.
  • the signal generation unit 330 determines whether the voltage or the SOC of the power storage unit 210 is equal to the first condition. Regardless of whether or not the second condition is satisfied, the operation of electrically connecting the wiring 106 and the power storage unit 210 to the transistor 510 and the transistor 520 or increasing the current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 is performed. It outputs a signal for executing the operation.
  • the signal generation unit 330 may output a signal according to the detection result of the current monitoring unit 1120. For example, the signal generator 330 outputs a signal as described below.
  • the current monitoring unit 1120 activates the (i) overcharge protection function. Current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the discharge direction when the power is on, or (ii) between the wiring 106 and the power storage unit 210 when the transistor 510 electrically disconnects the wiring 106 and the power storage unit.
  • the signal generation unit 330 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to the transistor 510 regardless of whether the voltage or the SOC of the power storage unit 210 meets the first condition, or A signal for performing an operation of increasing current flowing between the wiring 106 and the power storage portion 210 is output.
  • the current monitoring unit 1120 activates the (i) overdischarge protection function. Current flowing between the wiring 106 and the power storage unit 210 in the charging direction when the power is on, or (ii) between the wiring 106 and the power storage unit 210 when the transistor 520 electrically disconnects the wiring 106 and the power storage unit.
  • the signal generation unit 330 electrically connects the wiring 106 and the power storage unit 210 to the transistor 520 regardless of whether the voltage or the SOC of the power storage unit 210 satisfies the second condition, or A signal for performing an operation of increasing current flowing between the wiring 106 and the power storage portion 210 is output.
  • the module control unit 1040 can suppress deterioration or damage of the power storage unit 210 due to an overcurrent.
  • the OR circuit 1260 outputs H logic.
  • the L logic is output from the OR circuit 1282. Is output. As a result, the transistor 510 is turned off.
  • the L logic is output from the OR circuit 1284. Is output. As a result, the transistor 520 turns off.
  • the present embodiment it is possible to suppress a steady current from flowing through the parasitic diode 842 and the parasitic diode 844. As a result, it can be considered that the voltage between the terminals of the switching unit 230 and the current flowing through the transistors 510 and 520 are proportional. Therefore, the determination is made by appropriately setting the resistance value of the current detection element 1020 or connecting a resistor having an appropriate resistance value between the wiring 106 and the power storage unit 210 in series with the current detection element 1020.
  • the unit 310 and the signal generation unit 330 can be used as an overcurrent protection circuit.
  • FIG. 13 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the module control unit 1040.
  • the module control unit 1040 disclosed in FIG. 13 differs from the module control unit 1040 described with reference to FIG. 12 in that a resistor 1310 is provided between the current detection elements 1020 and 120.
  • the module control unit 1040 disclosed in FIG. 13 may have the same features as the corresponding configuration of the module control unit 1040 described with reference to FIG.
  • the determination unit 310 and the signal generation unit 330 can be used as an overcurrent protection circuit.
  • the resistance value of the resistor 1310 is determined, for example, so that the determination unit 310 can reliably determine whether the value of the load current falls within a predetermined numerical range.
  • the resistor 1310 may be used as a current detection element instead of the current detection element 1020. In this case, the power storage module 1010 need not include the current detection element 1020.
  • FIG. 14 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 1410.
  • the power storage module 1410 is different from the power storage module 1010 in that the power storage module 1410 includes a voltage adjustment unit 1430 and the module control unit 1040 controls the operation of the voltage adjustment unit 1430.
  • the power storage module 1410 may have the same features as the corresponding configuration of the power storage module 1010.
  • the voltage adjusting unit 1430 may be an example of a first switching element and a second switching element.
  • FIG. 15 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the voltage adjustment unit 1430.
  • FIG. 15 schematically illustrates an example of a circuit configuration of a module control unit 1040 of the power storage module 1410.
  • the voltage adjustment unit 1430 includes the transistor 1522 and the resistor 1524.
  • the voltage adjustment unit 1430 includes a transistor 1542 and a resistor 1544.
  • the transistor 1522 may be an example of a first switching element.
  • the transistor 1542 may be an example of a second switching element.
  • the module control unit 1040 of the power storage module 1410 differs from the module control unit 1040 of the power storage module 1010 in that the signal generation unit 330 (not shown) includes an AND circuit 1552 and an AND circuit 1554. .
  • the module control unit 1040 of the power storage module 1410 may have the same features as the corresponding configuration of the module control unit 1040 of the power storage module 1010.
  • the transistor 1522 is connected between the wiring 106 and the power storage unit 210 in parallel with the switching unit 230.
  • one end of the transistor 1522 is electrically connected to one end of the switching unit 230.
  • One end of the transistor 1522 may be electrically connected to the wiring 106 through the positive electrode terminal 112.
  • the other end of the transistor 1522 is electrically connected to the other end of the switching unit 230.
  • the other end of the transistor 1522 may be electrically connected to the power storage unit 210.
  • the power storage module can be easily hot-swapped.
  • the power storage system 100 is an infrequently used device such as an emergency power supply
  • the replaced power storage module becomes the power storage system 100. It may take some time to be electrically connected to the wiring 106.
  • the transistor 1522 can electrically connect the wiring 106 and the power storage portion 210 of the power storage module 1410 at an arbitrary timing.
  • the resistor 1524 determines the magnitude of the current flowing through the transistor 1522 when the transistor 1522 is turned on.
  • the resistance value of the resistor 1524 is determined so that an excessive current does not flow through the transistor 1522 when the transistor 1522 is turned on.
  • the resistance value of the resistor 1524 is such that the resistance value of the path electrically connecting the wiring 106 and the power storage unit 210 through the transistor 1522 is different from the resistance value of the wiring 106 and the power storage unit 210 through the switching unit 230. Is determined to be larger than the resistance value of the path connected to
  • the resistance value of the resistor 1524 is based on “the time required to charge the power storage unit 210 from the first SOC to the second SOC at a specific charging voltage when the transistor 1522 is turned on”. May be determined.
  • the first SOC is 25% and the second SOC is 75%.
  • the first SOC may be 20% and the second SOC may be 80%.
  • the first SOC may be 10% and the second SOC may be 90%.
  • the first SOC may be 0% and the second SOC may be 100%. Examples of the above time periods include 12 hours, 18 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 72 hours, 1 week, 10 days, 15 days, 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months. it can.
  • one end of the transistor 1542 is electrically connected to the positive terminal 212 of the power storage unit 210, and the other end is electrically connected to the negative terminal 214 of the power storage unit 210 or the reference potential. Accordingly, power storage unit 210 can be discharged at an arbitrary timing. As a result, the transistor 1542 can adjust the difference between the voltage of the wiring 106 and the voltage of the power storage portion 210 of the power storage module 1410 at an arbitrary timing. For example, even when the power storage system 100 is an infrequently used device, the power storage module 1410 can electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210 of the power storage module 1410 at an arbitrary timing.
  • the resistor 1544 determines the magnitude of the current flowing through the transistor 1542 when the transistor 1542 is turned on.
  • the resistance value of the resistor 1544 is determined so that an excessive current does not flow through the transistor 1542 when the transistor 1542 is turned on.
  • the resistance value of the resistor 1544 is such that the resistance value of a path that electrically connects one end and the other end of the power storage unit 210 via the transistor 1542 is equal to the resistance value of the wiring 106 and the power storage unit 210 via the switching unit 230.
  • the resistance is determined so as to be larger than the resistance value of the path for electrical connection.
  • the resistance value of the resistor 1544 may be determined based on “the time required for discharging the power storage unit 210 from the first SOC to the second SOC when the transistor 1542 is turned on”. For example, the first SOC is 75% and the second SOC is 25%. The first SOC may be 80% and the second SOC may be 20%. The first SOC may be 90% and the second SOC may be 10%. The first SOC may be 100% and the second SOC may be 0%. Examples of the above time periods include 12 hours, 18 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 72 hours, 1 week, 10 days, 15 days, 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months. it can.
  • the AND circuit 1552 has two input terminals and one output terminal. A signal obtained by inverting the signal 88 for activating the overcharge protection function is input to one input terminal of the AND circuit 1552. The output from the L terminal of the determination unit 310 is input to the other input terminal of the AND circuit 1552. AND circuit 1552 outputs a logical product of two inputs. The signal 92 output from the AND circuit 1552 is input to an input terminal of the transistor 1522.
  • the AND circuit 1554 has two input terminals and one output terminal. A signal obtained by inverting the signal 86 for enabling the overdischarge protection function is input to one input terminal of the AND circuit 1554. To the other input terminal of the AND circuit 1554, an output from the H terminal of the determination unit 310 is input. The AND circuit 1554 outputs a logical product of two inputs. The signal 94 output from the AND circuit 1554 is input to an input terminal of the transistor 1522.
  • the module control unit 1040 determines the transistor 1522 based on, for example, (i) the voltage or the SOC of the power storage unit 210, (ii) the voltage of the wiring 106, and (iii) the voltage of the positive terminal 212 of the power storage unit 210. Can be controlled. Further, for example, the module control unit 1040 determines whether or not the transistor 1542 is based on (i) the voltage or the SOC of the power storage unit 210, (ii) the voltage of the wiring 106, and (iii) the voltage of the positive terminal 212 of the power storage unit 210. Operation can be controlled.
  • FIG. 16 schematically illustrates an example of the voltage adjustment unit 1430.
  • the voltage adjuster 1430 disclosed in FIG. 16 is different from the voltage adjuster 1430 described with reference to FIG. 15 in having a bidirectional DC-DC converter 1630 instead of the transistor 1522 and the resistor 1544.
  • the voltage adjustment unit 1430 disclosed in FIG. 16 may have the same features as the corresponding configuration of the voltage adjustment unit 1430 described with reference to FIG.
  • the bidirectional DC-DC converter 1630 is connected between the wiring 106 and the power storage unit 210 in parallel with the switching unit 230.
  • one end of the bidirectional DC-DC converter 1630 is electrically connected to one end of the switching unit 230.
  • One end of the bidirectional DC-DC converter 1630 may be electrically connected to the wiring 106 via the positive terminal 112.
  • the other end of bidirectional DC-DC converter 1630 is electrically connected to the other end of switching section 230.
  • the other end of bidirectional DC-DC converter 1630 may be electrically connected to power storage unit 210.
  • the rated current value of the bidirectional DC-DC converter 1630 may be smaller than the rated current value of the switching unit 230.
  • the specification of bidirectional DC-DC converter 1630 may be determined based on “the time required to charge power storage unit 210 from first SOC to second SOC when bidirectional DC-DC converter 1630 operates”. .
  • the first SOC is 25% and the second SOC is 75%.
  • the first SOC may be 20% and the second SOC may be 80%.
  • the first SOC may be 10% and the second SOC may be 90%.
  • the first SOC may be 0% and the second SOC may be 100%. Examples of the above time periods include 12 hours, 18 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 72 hours, 1 week, 10 days, 15 days, 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months. it can.
  • the specification of the bidirectional DC-DC converter 1630 may be determined based on “the time required for discharging the power storage unit 210 from the first SOC to the second SOC when the bidirectional DC-DC converter 1630 operates”. .
  • the first SOC is 75% and the second SOC is 25%.
  • the first SOC may be 80% and the second SOC may be 20%.
  • the first SOC may be 90% and the second SOC may be 10%.
  • the first SOC may be 100% and the second SOC may be 0%.
  • Examples of the above time periods include 12 hours, 18 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 72 hours, 1 week, 10 days, 15 days, 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months. it can.
  • the specification of the bidirectional DC-DC converter 1630 includes a rated current value, a rated power value, and the like.
  • bidirectional DC-DC converter 1630 transfers electric energy from one power storage module 1410 to another power storage module 1410 using, for example, a period during which power storage system 100 is stopped. Transmit. Therefore, the capability of the bidirectional DC-DC converter 1630 may be much smaller than when a bidirectional DC-DC converter is used to completely replace the switching unit 230.
  • the bidirectional DC-DC converter 1630 is controlled by the module control unit 1040.
  • the module control unit 1040 performs bidirectional DC-DC based on, for example, (i) the voltage or SOC of the power storage unit 210, (ii) the voltage of the wiring 106, and (iii) the voltage of the positive terminal 212 of the power storage unit 210.
  • the operation of converter 1630 is controlled.
  • the bidirectional DC-DC converter 1630 can transmit electric energy from the power storage unit 210 to the wiring 106 at an arbitrary timing. In addition, the bidirectional DC-DC converter 1630 can transmit electric energy from the wiring 106 to the wiring 210 at an arbitrary timing.
  • FIG. 17 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 1710.
  • the power storage module 1710 when the module control unit 1040 determines to release at least one of the interlock for overdischarge protection and the interlock for overcharge protection, the power storage module 1710 includes a reset signal for overdischarge protection and an overcharge protection. Is different from the power storage module 1410 in that at least one of the reset signals is transmitted to the protection unit 250.
  • the protection unit 250 receives the reset signal
  • the power storage module 1710 controls the switching unit 230 to release at least one of the interlock for overdischarge protection and the interlock for overcharge protection. 1410 and the like.
  • the power storage module 1710 may have the same features as the corresponding configuration such as the power storage module 1410.
  • the switching units such as the switching unit 230, the switching unit 630, and the switching unit 730 are provided inside the power storage modules such as the power storage module 110, the power storage module 710, the power storage module 1010, the power storage module 1410, and the power storage module 1710.
  • the details of the power storage system 100 have been described by taking as an example the case where the power storage system 100 is provided. However, the power storage system 100 is not limited to the above embodiments.
  • the switching unit may be provided outside the power storage module.
  • the switching unit is provided between the connection terminal 102 of the power storage system 100 and the positive terminal of each power storage module.
  • the switching unit may be provided between the connection terminal 104 of the power storage system 100 and the negative terminal of each power storage module.
  • the above-described switching unit disposed inside or outside each power storage module may be referred to as a switching unit corresponding to each power storage module.
  • FIG. 18 schematically illustrates an example of a system configuration of the power storage module 1810.
  • FIG. 18 schematically illustrates an example of a state in which power storage system 100 including power storage module 1810 and load device 12 are electrically connected. As illustrated in FIG. 18, when the load device 12 and the power storage system 100 are electrically connected, one end of the load device 12 is electrically connected to the connection terminal 102 of the power storage system 100, and the other end of the load device 12 Are electrically connected to the connection terminals 104 of the power storage system 100.
  • the power storage module 1810 is different from the power storage module 110, the power storage module 710, the power storage module 1010, the power storage module 1410, or the power storage module 1710 in that the power storage module 1810 includes a precharge unit 1820.
  • the power storage module 1810 may have the same features as the corresponding configuration of the above power storage module. Since the power storage module 1810 includes the pre-charging unit 1820, the occurrence of an inrush current immediately after the energization of the load device 12 can be suppressed.
  • Precharge unit 1820 may be an example of a limiting unit.
  • the load device 12 includes a switch 1804, a load 1802, and a capacitor 1806.
  • the load 1802 consumes power supplied from the power storage system 100.
  • Load 1802 may include a resistive load.
  • the switch 1804 is connected in series with the load 1802.
  • the switch 1804 switches an electrical connection relationship between the load 1802 and the power storage system 100.
  • the switch 1804 may be a switch for activating the load device 12.
  • the switch 1804 may be a manual switch or a switching element such as a relay, a thyristor, or a transistor.
  • the capacitor 1806 is connected between the one end and the other end of the load device 12 in parallel with the load 1802 and the switch 1804.
  • the capacitor 1806 is provided for the purpose of removing noise from, for example, an inverter or a motor.
  • Capacitor 1806 may be an example of a capacitive load.
  • the precharge unit 1820 is connected in parallel with the switching unit 230 between the wiring 106 of the power storage system 100 and the power storage unit 210 of the power storage module 1810.
  • the precharge unit 1820 may have a larger resistance than the switching unit 230. That is, a resistance value between the wiring 106 and the power storage unit 210 when a current flows through the precharge unit 1820 is larger than a resistance value when a current flows through the switching unit 230. Accordingly, even when the voltage between terminals of capacitor 1806 is smaller than the voltage between terminals of power storage unit 210, capacitor 1806 can be precharged with a current having a small current value. As a result, generation of an inrush current is suppressed.
  • the precharge unit 1820 allows a current to pass from the power storage unit 210 to the wiring 106.
  • precharge section 1820 suppresses passage of current in a direction from wiring 106 to power storage section 210.
  • precharge unit 1820 does not allow current to pass in a direction from wiring 106 to power storage unit 210.
  • overcharging of power storage unit 210 can be prevented.
  • the power storage system 100 may include a power storage module 1810 and another power storage module (not illustrated). In this case, the power storage module 1810 and another power storage module are connected in parallel via the wiring 106.
  • the power storage system 100 includes a plurality of power storage modules, all the power storage modules included in the power storage system 100 may have the precharge unit 1820, or only a single power storage module may have the precharge unit 1820. Good.
  • Precharge section 1820 may be configured to be detachable from power storage module 1810. For example, before the load device 12 is connected to the power storage system 100, the precharge unit 1820 is attached to the power storage module 1810.
  • switching unit 230 electrically disconnects wiring 106 of power storage system 100 and power storage unit 210 of power storage module 1810. At this time, according to the present embodiment, power is supplied from power storage unit 210 to capacitor 1806 of load device 12 via precharge unit 1820.
  • the capacitor 1806 of the load device 12 is precharged, and the voltage between the terminals of the capacitor 1806 increases. As a result, the difference between the voltage between terminals of capacitor 1806 and the voltage between terminals of power storage unit 210 is reduced. Further, the terminal voltage of the switching unit 230 becomes smaller than a predetermined value.
  • switching unit 230 When the inter-terminal voltage of switching unit 230 becomes smaller than a predetermined value, switching unit 230 electrically connects wiring 106 of power storage system 100 and power storage unit 210 of power storage module 1810. After wiring 106 and power storage unit 210 are electrically connected, precharge unit 1820 may be removed from power storage module 1810.
  • FIG. 19 schematically shows an example of the internal configuration of precharge section 1820.
  • the precharge unit 1820 includes a switch 1930, a current amount limiting unit 1940, and a current direction limiting unit 1950.
  • the switch 1930 may be an example of a connection unit.
  • the switch 1930 is connected in series with the current amount limiting unit 1940 and the current direction limiting unit 1950.
  • the switch 1930 When the switch 1930 is ON, the switch 1930 electrically connects the current amount limiting unit 1940 and the current direction limiting unit 1950 of the precharge unit 1820, the power storage unit 210 of the power storage module 1810, and the wiring 106 of the power storage system 100. Connecting.
  • the switch 1930 when the switch 1930 is OFF, the switch 1930 electrically connects the current amount limiting unit 1940 and the current direction limiting unit 1950 of the precharge unit 1820, the power storage unit 210 of the power storage module 1810, and the wiring 106 of the power storage system 100. Cut.
  • the operation of the switch 1930 may be manually operated or automatically operated.
  • the switch 1930 may be a manual switch or a switching element such as a relay, a thyristor, or a transistor.
  • the current amount limiting unit 1940 limits the amount of current flowing through the precharge unit 1820.
  • the current amount limiting unit 1940 may have a larger resistance than the switching unit 230.
  • the current amount limiting unit 1940 may include at least one of a fixed resistor, a variable resistor, a constant current circuit, and a constant power circuit.
  • the current direction limiting unit 1950 is connected in series with the current amount limiting unit 1940.
  • Current direction restriction unit 1950 allows current to pass in a direction from power storage unit 210 to wiring 106.
  • current direction limiting section 1950 does not allow current to pass in a direction from wiring 106 to power storage section 210.
  • the current direction limiting unit 1950 may include a diode. The above diodes may be arranged such that the direction from power storage unit 210 to wiring 106 is a forward direction.
  • the precharge unit 1820 may operate according to a control signal output from at least one of the system control unit 140 and the module control unit 240.
  • the system control unit 140 may be an example of a switching control unit and a restriction control unit.
  • the module control unit 240 may be an example of a switching control unit and a restriction control unit.
  • the switching unit 230 switches the electrical connection relationship between the wiring 106 and the power storage unit 210 of the power storage module 1810.
  • the difference between the voltage between terminals of capacitor 1806 and the voltage between terminals of power storage unit 210 of power storage module 1810 is relatively large, when load device 12 and power storage system 100 are electrically connected, wiring 106 and power storage module 1810 Is electrically connected, a rush current may flow through the load device 12 and the power storage system 100.
  • At least one of the system control unit 140 and the module control unit 240 may control the operation of the precharge unit 1820 in conjunction with the operation of the switching unit 230.
  • at least one of the system control unit 140 and the module control unit 240 causes the switching unit 230 to electrically connect the wiring 106 and the power storage unit 210 when the voltage between terminals of the switching unit 230 satisfies a predetermined condition.
  • the switching unit 230 is controlled so as to connect to.
  • at least one of the system control unit 140 and the module control unit 240 electrically disconnects the wiring 106 and the power storage unit 210 when the voltage between terminals of the switching unit 230 does not satisfy a predetermined condition.
  • the switching unit 230 is controlled so as to perform the switching.
  • the above-mentioned predetermined condition may be a condition that the value of the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is smaller than the predetermined value.
  • the system control unit 140 determines whether the connection terminal 102 and the connection terminal 104 of the power storage system 100 are physically or electrically connected to the load device 12. For example, the system control unit 140 determines whether the connection terminal 102 and the connection terminal 104 of the power storage system 100 are physically or electrically connected to the load device 12 by a switch or a detector that detects attachment by a mechanical structure. Is determined.
  • the system control unit 140 determines whether all of the power storage modules included in the power storage system 100 have been connected.
  • a control signal indicating that the power storage unit 210 of each power storage module and the wiring 106 of the power storage system 100 are electrically disconnected may be transmitted to the module control unit 240.
  • the module control unit 240 of each power storage module controls the switching unit 230 of each power storage module, and causes the switching unit 230 to store the power storage unit 210 of each power storage module,
  • the wiring 106 of the power storage system 100 is electrically disconnected.
  • the wiring 106 of the power storage system 100 and the power storage units 210 of all the power storage modules are electrically disconnected.
  • power storage units 210 of all power storage modules included in power storage system 100 and wiring 106 of power storage system 100 are electrically disconnected.
  • the system control unit 140 switches at least one module control unit 240 of the power storage module including the precharge unit 1820 among the one or more power storage modules included in the power storage system 100 to switch the precharge unit 1820.
  • a control signal indicating that 1930 is turned on may be transmitted.
  • the system control unit 140 turns on the switch 1930 of the precharge unit 1820 for the module control unit 240 of the power storage module with the smallest battery voltage of the power storage unit 210 among the one or more power storage modules including the precharge unit 1820.
  • a control signal indicating the operation may be transmitted.
  • the module control unit 240 which has received the above control signal from the system control unit 140, controls the switches 1930 of each power storage module to turn on the switches 1930.
  • the switch 1930 controls the current amount limiting unit 1940, the current direction limiting unit 1950, and the power storage unit. 210 and wiring 106 are electrically connected.
  • the system control unit 140 When the switching unit 230 electrically connects the corresponding power storage unit 210 to the wiring 106, the system control unit 140 performs module control of the power storage module including the precharge unit 1820 in which the switch 1930 is ON. A control signal indicating that the switch 1930 is turned off may be transmitted to the unit 240. Upon receiving the above control signal from the system control unit 140, the module control unit 240 controls the corresponding switch 1930 to turn off the switch 1930.
  • the system control unit 140 when it is determined that the connection terminal 102 and the connection terminal 104 of the power storage system 100 are not physically or electrically connected to the load device 12, the system control unit 140 performs the above control.
  • the details of the power storage system 100 have been described using a case where a signal is transmitted as an example.
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the system control unit 140 determines whether the connection terminal 102 and the connection terminal 104 of the power storage system 100 are physically connected to the load device 12 or the connection terminal of the power storage system 100. When it is determined that the connection terminal 102 and the connection terminal 104 can be electrically connected to the load device 12, at least one of the power storage modules including the precharge unit 1820 among the one or more power storage modules included in the power storage system 100. A control signal indicating that the switch 1930 of the precharge unit 1820 is turned on may be transmitted to the module control unit 240. Thus, even when the switching unit 230 electrically disconnects the wiring 106 and the corresponding power storage unit 210, the switch 1930 controls the current amount limiting unit 1940, the current direction limiting unit 1950, and the power storage unit. 210 and wiring 106 are electrically connected.
  • FIG. 20 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the precharge unit 1820.
  • FIG. 20 illustrates an example of the precharge unit 1820 together with the switching unit 230 and the power storage unit 210.
  • the precharge unit 1820 includes a switch 1930, a fixed resistor 2040, and a diode 2050.
  • the switch 1930, the fixed resistor 2040, and the diode 2050 are connected in series.
  • the fixed resistor 2040 can be used as a resistive load.
  • diodes 2050 are arranged such that the direction from power storage unit 210 to wiring 106 is the forward direction.
  • the fixed resistor 2040 may be an example of a current limiting unit.
  • the diode 2050 may be an example of a current direction limiting unit.
  • FIG. 21 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the precharge unit 1820.
  • FIG. 21 illustrates an example of the precharge unit 1820 together with the switching unit 230 and the power storage unit 210.
  • one end of the switching unit 230 is connected to the positive terminal 112.
  • the other end of switching section 230 is connected to one end of power storage section 210.
  • the other end of power storage unit 210 is connected to negative terminal 114.
  • the precharge unit 1820 includes a switch 1930, a constant power circuit 2140, and a diode 2050.
  • the switch 1930, the constant power circuit 2140, and the diode 2050 are connected in series.
  • the constant power circuit 2140 may be an example of a current amount limiting unit.
  • the constant power circuit 2140 includes a transistor 2152, a fixed resistor 2154, a multiplier 2162, a fixed resistor 2164, a fixed resistor 2172, and a variable resistor 2174.
  • a diode 2050, a transistor 2152, a fixed resistor 2154, and a switch 1930 are connected in series.
  • Diode 2050, fixed resistor 2172, variable resistor 2174, and switch 1930 are connected in series.
  • a transistor 2152 and a fixed resistor 2154, and a fixed resistor 2172 and a variable resistor 2174 are connected in parallel.
  • one end of the diode 2050 is connected to one end of the power storage unit 210.
  • the other end of diode 2050 is connected to the collector of transistor 2152.
  • the emitter of the transistor 2152 is connected to one end of the fixed resistor 2154.
  • the base of transistor 2152 is connected to one end of fixed resistor 2164.
  • the other end of the fixed resistor 2154 is connected to one end of the switch 1930.
  • the other end of switch 1930 is connected to positive electrode terminal 112.
  • one end of the diode 2050 is connected to one end of the fixed resistor 2172.
  • the other end of fixed resistor 2172 is connected to one end of variable resistor 2174.
  • the other end of the variable resistor 2174 is connected to one end of the switch 1930.
  • one input terminal of the multiplier 2162 is connected to the other end of the fixed resistor 2172 and one end of the variable resistor 2174.
  • the other input terminal of the multiplier 2162 is connected to the emitter of the transistor 2152 and one end of the fixed resistor 2154.
  • the output terminal of the multiplier 2162 is connected to the other end of the fixed resistor 2164.
  • FIG. 22 schematically illustrates an example of a circuit configuration of the precharge unit 1820.
  • FIG. 22 illustrates an example of the precharge unit 1820 together with the switching unit 230 and the power storage unit 210.
  • one end of the switching unit 230 is connected to the positive terminal 112.
  • the other end of switching section 230 is connected to one end of power storage section 210.
  • the other end of power storage unit 210 is connected to negative terminal 114.
  • the precharge unit 1820 includes a switch 1930, a constant current circuit 2240, and a diode 2050.
  • the switch 1930, the constant current circuit 2240, and the diode 2050 are connected in series.
  • the constant current circuit 2240 may be an example of a current amount limiting unit.
  • the constant current circuit 2240 includes a transistor 2152, a fixed resistor 2154, an operational amplifier 2262, a fixed resistor 2164, and a reference voltage circuit 2270.
  • a diode 2050, a transistor 2152, a fixed resistor 2154, and a switch 1930 are connected in series.
  • one end of the diode 2050 is connected to one end of the power storage unit 210.
  • the other end of diode 2050 is connected to the collector of transistor 2152.
  • the emitter of the transistor 2152 is connected to one end of the fixed resistor 2154.
  • the base of transistor 2152 is connected to one end of fixed resistor 2164.
  • the other end of the fixed resistor 2154 is connected to one end of the switch 1930.
  • the other end of switch 1930 is connected to positive electrode terminal 112.
  • the non-inverting input terminal of the operational amplifier 2262 is connected to the positive terminal of the reference voltage circuit 2270.
  • the negative electrode of the reference voltage circuit 2270 is connected to one end of the switch 1930 and the other end of the fixed resistor 2154.
  • the inverting input terminal of the operational amplifier 2262 is connected to the emitter of the transistor 2152 and one end of the fixed resistor 2154.
  • the output terminal of the operational amplifier 2262 is connected to the other end of the fixed resistor 2164.
  • the constant current circuit 2240 can be used as a constant current load.
  • FIG. 23 schematically shows an example of the internal configuration of precharge section 1820.
  • FIG. 21 illustrates an example of the precharge unit 1820 together with the switching unit 230 and the power storage unit 210.
  • one end of the switching unit 230 is connected to the positive terminal 112 and the connection terminal 2302.
  • the other end of switching section 230 is connected to one end of power storage section 210 and connection terminal 2304.
  • the other end of power storage unit 210 is connected to negative terminal 114.
  • the precharge unit 1820 shown in FIG. 23 differs from the precharge unit 1820 shown in FIGS. 18 to 22 in that the precharge unit 1820 is configured to be detachable from the switching unit 230 and does not include the switch 1930. I do.
  • precharge section 1820 shown in FIG. 23 may have the same features as the corresponding configuration of precharge section 1820 shown in FIGS.
  • the precharge unit 1820 shown in FIG. 23 may include a switch 1930, similarly to the precharge unit 1820 shown in FIGS.
  • the precharge unit 1820 includes a current amount limiting unit 1940, a current direction limiting unit 1950, and connection terminals 2332 and 2334.
  • the connection terminal 2332, the current amount limiter 1940, the current direction limiter 1950, and the connection terminal 2334 are directly connected.
  • the connection terminal 2332 is configured to be detachable from the connection terminal 2302.
  • the connection terminal 2334 is configured to be detachable from the connection terminal 2304.
  • the connection terminal 2332 and the connection terminal 2334 may be examples of a connection unit.

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Abstract

他の電力供給装置と並列接続可能に構成された蓄電装置の蓄電部と、蓄電装置及び他の電力供給装置を電気的に接続する配線との間に配され、配線及び蓄電部の電気的な接続関係を切り替える切替部と、配線及び蓄電部の間において切替部と並列に接続され、切替部よりも大きな抵抗を有し、蓄電部から配線に向かう方向に電流を通過させ、配線から蓄電部に向かう方向に電流が通過することを抑制する制限部と、を備える。

Description

蓄電システム
 本発明は、蓄電システムに関する。
 複数の蓄電モジュールを備えた蓄電システムにおいて、当該蓄電モジュールが並列に接続される場合がある(例えば、特許文献1を参照)。特許文献2には、蓄電モジュールを活性挿抜することのできる蓄電システムが開示されている。
 [先行技術文献]
 [特許文献]
 [特許文献1]特開平11-98708号公報
 [特許文献2]国際公開第2017/086349号
解決しようとする課題
 蓄電システムから電力の提供を受ける負荷装置は、多くの場合、抵抗負荷と並列に配された容量性負荷を備える。そのため、上記の容量性負荷の放電が進行した状態で蓄電システム及び負荷装置が電気的に接続されると、負荷装置の通電直後に突入電流(起動電流と称される場合がある。)が流れ、負荷装置又は蓄電システムが損傷する可能性がある。
一般的開示
 本発明の第1の態様においては、蓄電システムが提供される。上記の蓄電システムは、例えば、他の電力供給装置と並列接続可能に構成された蓄電装置の蓄電部と、蓄電装置及び他の電力供給装置を電気的に接続する配線との間に配され、配線及び蓄電部の電気的な接続関係を切り替える切替部を備える。上記の蓄電システムは、例えば、配線及び蓄電部の間において切替部と並列に接続され、切替部よりも大きな抵抗を有し、蓄電部から配線に向かう方向に電流を通過させ、配線から蓄電部に向かう方向に電流が通過することを抑制する制限部を備える。
 上記の蓄電システムにおいて、制限部は、制限部を流れる電流の電流量を制限する電流量制限部を有してよい。上記の蓄電システムにおいて、制限部は、電流量制限部と直列に接続され、蓄電部から配線に向かう方向に電流を通過させ、配線から蓄電部に向かう方向に電流を通過させない電流方向制限部を有してよい。上記の蓄電システムにおいて、電流量制限部は、固定抵抗、可変抵抗、定電流回路、及び、定電力回路の少なくとも1つを有してよい。上記の蓄電システムにおいて、制限部は、電流量制限部及び電流方向制限部と直列に接続され、電流量制限部、電流方向制限部及び蓄電部と、配線とを電気的に接続する接続部を有してよい。
 上記の蓄電システムは、切替部を制御する切替制御部を備えてよい。上記の蓄電システムは、制限部を制御する制限制御部を備えてよい。上記の蓄電システムにおいて、切替制御部は、(i)切替部の端子間電圧が予め定められた条件を満足する場合に、切替部が配線及び蓄電部を電気的に接続し、(ii)切替部の端子間電圧が予め定められた条件を満足しない場合に、切替部が配線及び蓄電部を電気的に切断するように、切替部を制御してよい。上記の蓄電システムにおいて、制限制御部は、切替部が配線及び蓄電部を電気的に切断している場合に、接続部が、電流量制限部、電流方向制限部及び蓄電部と、配線とを電気的に接続するように、接続部を制御してよい。上記の蓄電システムにおいて、制限制御部は、切替部が配線及び蓄電部を電気的に接続した後、接続部が、電流量制限部、電流方向制限部及び蓄電部と、配線とを電気的に切断するように、接続部を制御してよい。
 上記の蓄電システムは、制限部を制御する制限制御部を備えてよい。上記の蓄電システムにおいて、制限制御部は、蓄電システムが蓄電システムの外部の負荷装置と物理的又は電気的に接続されている場合、又は、蓄電システムが蓄電システムの外部の負荷装置と電気的に接続される前に、接続部が、電流量制限部、電流方向制限部及び蓄電部と、配線とを電気的に接続するように、接続部を制御してよい。上記の蓄電システムは、切替部を制御する切替制御部を備えてよい。上記の蓄電システムにおいて、切替制御部は、蓄電システムが、蓄電システムの外部の負荷装置と電気的に接続される前に、切替部が配線及び蓄電部を電気的に切断するように、切替部を制御してよい。
 上記の蓄電システムにおいて、制限部は、切替部の一端及び他端と、着脱自在に構成されてよい。上記の蓄電システムにおいて、蓄電装置は、切替部及び制限部を備えてよい。上記の蓄電システムにおいて、蓄電装置は、配線と、着脱自在に構成されてよい。
 なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
蓄電システム100のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110のシステム構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部240のシステム構成の一例を概略的に示す。 システム制御部140のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110の回路構成の一例を概略的に示す。 切替部630のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール710のシステム構成の一例を概略的に示す。 切替部730のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電システム900のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール1010のシステム構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部1040のシステム構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部1040の回路構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部1040の回路構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール1410のシステム構成の一例を概略的に示す。 電圧調整部1430の回路構成のシステム構成の一例を概略的に示す。 電圧調整部1430の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール1710のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール1810のシステム構成の一例を概略的に示す。 予充電部1820の内部構成の一例を概略的に示す。 予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。 予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。 予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。 予充電部1820の内部構成の一例を概略的に示す。
 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
 図1は、蓄電システム100のシステム構成の一例を概略的に示す。一実施形態において、蓄電システム100は、負荷装置12に電気的に接続され、負荷装置12に電力を供給する(蓄電システム100の放電と称する場合がある)。他の実施形態において、蓄電システム100は、充電装置14に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄積する(蓄電システムの充電と称する場合がある)。蓄電システム100は、例えば、蓄電装置、電気機器、輸送装置などに利用される。輸送装置としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、飛行機、昇降機、クレーンなどを例示することができる。
 本実施形態において、蓄電システム100は、接続端子102と、接続端子104と、接続端子102及び接続端子104を電気的に接続する配線106と、正極端子112及び負極端子114を有する蓄電モジュール110と、正極端子122及び負極端子124を有する蓄電モジュール120と、システム制御部140とを備える。蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120は、並列接続可能に構成された蓄電装置の一例であってよい。例えば、蓄電モジュール110は蓄電装置の一例であってよく、蓄電モジュール120は他の蓄電装置の一例であってよい。蓄電装置は、電力供給装置の一例であってよい。システム制御部140は、電池特性取得部の一例であってよい。システム制御部140は、出力部の一例であってよい。
 蓄電システム100は、接続端子102及び接続端子104を介して、負荷装置12又は充電装置14と電気的に接続される。本実施形態において、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120は、配線106を用いて並列に接続される。また、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれは、蓄電システム100の筐体に着脱自在に保持される。これにより、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれを、個別に交換することができる。
 本実施形態において、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれは、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部と配線106との接続関係を切り替えることができる。例えば、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれは、システム制御部140からの制御信号、又は、ユーザの操作に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させたり、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106から電気的に切断したりすることができる。
 これにより、蓄電システム100に新たに実装する蓄電モジュールの電圧と、蓄電システム100に既に実装されている蓄電モジュールの電圧とが異なる場合であっても、蓄電モジュールの破損又は劣化を心配することなく、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュールのそれぞれを、個別に交換することができる。その理由は、例えば、下記のとおりである。
 近年のリチウムイオン電池の性能の向上により、リチウムイオン電池のインピーダンスが10mΩ程度にまで小さくなっている。そのため、例えば、2つの蓄電モジュールの電圧差が0.4Vしかない場合であっても、当該2つの蓄電モジュールを並列に接続すると、電圧の大きな蓄電モジュールから電圧の小さな蓄電モジュールに向かって、40Aもの大電流が流れる。その結果、蓄電モジュールが劣化したり、破損したりする。なお、蓄電モジュールの電圧は、蓄電モジュールの正極端子及び負極端子の間の電圧(蓄電モジュールの端子間電圧と称する場合がある。)であってよい。
 蓄電モジュールの交換作業に伴う蓄電モジュールの劣化又は破損を防止することを目的として、並列に接続された複数の蓄電モジュールの1つを個別に交換する場合、蓄電モジュールの交換作業を実施する前に、新たに実装する蓄電モジュールと、既に実装されている蓄電モジュールとの電圧差が極めて小さくなるまで、時間をかけて両者の電圧を調整することが考えられる。新たに実装する蓄電モジュールと、既に実装されている蓄電モジュールとの電圧差を極めて小さくすることで、蓄電モジュールの交換時に各蓄電モジュールに大きな電流が流れることを防止することができる。その結果、蓄電モジュールの劣化又は破損を抑制することができる。しかしながら、リチウムイオン電池のインピーダンスが小さくなるにつれて、新たに実装する蓄電モジュールと、既に実装されている蓄電モジュールとの電圧差の許容値も小さくなり、電圧差の調整に要する時間が非常に長くなる可能性がある。
 これに対して、本実施形態に係る蓄電システム100によれば、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれが、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部と配線106との間の接続関係を切り替えることができる。そして、例えば、以下の手順により、蓄電モジュール110を交換することができる。
 まず、ユーザは、古い蓄電モジュール110を、蓄電システム100から取り外す。次に、ユーザは、新しい蓄電モジュール110を蓄電システム100に実装する前に、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に切断するための操作を実施する。例えば、ユーザは、蓄電モジュール110の正極端子112と蓄電部との間に配されたスイッチング素子を手動で操作して、正極端子112と蓄電部とを電気的に切断する。
 その後、ユーザは、正極端子112と蓄電部とが電気的に切断された状態の蓄電モジュール110を、蓄電システム100に実装する。このとき、正極端子112と蓄電部とが電気的に切断されているので、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の間の電圧差が比較的大きくても、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の間に電流は流れない。その後、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の電圧差が適切な値になると、システム制御部140が、蓄電モジュール110と配線106とを電気的に接続するための操作を実行する。なお、システム制御部140の詳細については後述する。
 以上のとおり、本実施形態に係る蓄電システム100によれば、蓄電モジュールを交換又は実装する場合に、新たに蓄電システム100に実装される蓄電モジュールの電圧と、既に蓄電システム100に実装されている蓄電モジュールの電圧とを厳密に調整する必要がない。そのため、蓄電モジュールを容易かつ迅速に交換したり、実装したりすることができる。
 システム制御部140は、蓄電システム100の各部を制御する。一実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の状態を決定する。蓄電システム100の状態としては、充電状態、放電状態、スタンバイ状態又は停止状態などを例示することができる。
 例えば、システム制御部140は、充放電イベントに関する情報を受信して、充放電イベントに関する情報に基づいて、蓄電システム100の状態を決定する。充放電イベントに関する情報としては、(i)負荷装置12、充電装置14などの外部機器からの充電要求又は放電要求、(ii)外部機器が接続されたことを示す情報、(iii)外部機器の種類を示す情報、(iv)外部機器の動作を示す情報、(v)外部機器の状態を示す情報、(vi)外部機器に対するユーザの指示又は操作を示す情報、(vii)蓄電システム100に対するユーザの指示又は操作を示す情報、及び、(viii)これらの組み合わせなどを例示することができる。
 例えば、システム制御部140は、負荷装置12の接続を検出した場合、又は、負荷装置12の種類を示す信号を受信した場合に、蓄電システム100が放電状態にあると判断する。システム制御部140は、負荷装置12から、電力を使用することを示す信号を受信した場合に、蓄電システム100が放電状態にあると判断してもよい。電力を使用することを示す信号としては、負荷装置12の電源をONにすることを示す信号、負荷装置12の電源がONになったことを示す信号、負荷装置12を運転モードに移行させることを示す信号、負荷装置12が運転モードに移行したことを示す信号などを例示することができる。
 システム制御部140は、充電装置14の接続を検出した場合、又は、充電装置14の種類を示す信号を受信した場合に、蓄電システム100が充電状態にあると判断してよい。システム制御部140は、充電装置14から、充電を開始することを示す信号を受信した場合に、蓄電システム100が充電状態にあると判断してもよい。システム制御部140は、負荷装置12から、回生電流が発生していること又は回生電流が発生する可能性があることを示す信号を受信した場合に、蓄電システム100が充電状態にあると判断してもよい。
 他の実施形態において、システム制御部140は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれの状態を監視する。システム制御部140は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれに含まれる蓄電部の電池特性に関する情報を収集してよい。蓄電部の電池特性に関する情報は、蓄電部の電圧値、蓄電部を流れる電流値、蓄電部の電池容量、蓄電部の温度、蓄電部の劣化状態、及び、蓄電部のSOC(State Of Charge)から選択される少なくとも1つであってよい。
 蓄電部の電池特性(蓄電モジュールの電池特性と称する場合がある。蓄電部の電池特性は、蓄電モジュールを構成する複数の単電池のうちの単一の単電池の電池特性であってもよく、当該複数の単電池の組み合わせの電池特性であってもよい。)に関する情報は、蓄電部の仕様に関する情報、蓄電部の劣化状態に関する情報の少なくとも一方を含んでもよい。蓄電部の仕様に関する情報としては、蓄電部の種類又は型式、蓄電部の接続状態、蓄電部を充電することができる充電方式の種類、蓄電部を充電することができない充電方式の種類、定格電池容量(定格容量と称される場合がある。)、定格電圧、定格電流、エネルギー密度、最大充放電電流、充電特性、充電温度特性、放電特性、放電温度特性、自己放電特性、充放電サイクル特性、初期状態における等価直列抵抗、初期状態における電池容量、初期状態におけるSOC[%]、蓄電電圧[V]などに関する情報を例示することができる。充電方式としては、CCCV方式、CC方式、トリクル充電方式などを例示することができる。
 蓄電部の接続状態としては、蓄電部を構成する単位セルの種類、当該単位セルの数、当該単位セルの接続形式などを例示することができる。単位セルの接続形式としては、直列に接続された単位セルの数、並列に接続された単位セルの数などを例示することができる。エネルギー密度は、体積エネルギー密度[Wh/m]であってもよく、重量エネルギー密度[Wh/kg]であってもよい。
 蓄電部の劣化状態に関する情報としては、任意の時点における蓄電部の情報であって、(i)満充電状態における電池容量、(ii)予め定められた温度条件におけるSOC、(iii)SOH(State Of Health)、(iv)等価直列抵抗(DCR、内部抵抗と称される場合もある。)、(v)初期状態又は予め定められたタイミングから積算された使用時間、充電回数、充電量、放電量、充放電サイクル数、温度ストレス要素及び過電流ストレス要素の少なくとも1つなどに関する情報を例示することができる。蓄電部の電池特性に関する情報は、蓄電部の劣化状態に関する情報と、当該情報が取得された時刻に関する情報とを対応付けて格納してもよい。蓄電部の電池特性に関する情報は、複数の時刻における、蓄電部の劣化状態に関する情報を格納してよい。
 SOH[%]は、例えば、劣化時の満充電容量(例えば、現在の満充電容量である。)[Ah]÷初期の満充電容量[Ah]×100として表される。SOHの算出方法又は推算方法は特に限定されるものではないが、例えば、蓄電部のSOHは、当該蓄電部の直流抵抗値及び開放電圧値の少なくとも一方に基づいて、算定又は推定される。SOHは、任意の換算式などを利用して、予め定められた温度条件における値に換算された値であってもよい。
 蓄電部の劣化状態の判定方法は、特に制限されるものでなく、現在知られている、又は、将来開発された判定方法を利用することができる。一般的に、蓄電部の劣化が進行するにつれて、利用可能な電池容量は減少し、等価直列抵抗は増加する。そのため、例えば、現在の電池容量、SOC又は等価直列抵抗と、初期状態の電池容量、SOC又は等価直列抵抗とを比較することで、電池の劣化状態を判定することができる。
 SOC[%]は、例えば、残容量[Ah]÷満充電容量[Ah]×100として表される。SOCの算出方法又は推算方法は特に限定されるものではないが、SOCは、例えば、(i)蓄電部の電圧の測定結果、(ii)蓄電部の電圧のI-V特性データ及び(iii)蓄電部の電流値の積算値の少なくとも1つに基づいて、算出又は推定される。SOCは、任意の換算式などを利用して、予め定められた温度条件における値に換算された値であってもよい。
 蓄電部の電池特性に関する情報は、当該蓄電部の充電時間及び放電時間の少なくとも一方に関する情報であってもよい。蓄電部の充電時間及び放電時間は、それぞれ、当該蓄電部を含む蓄電モジュールの充電時間及び放電時間であってもよい。一般的に、蓄電部の劣化が進行するにつれて、利用可能な電池容量が減少し、充電時間及び放電時間の少なくとも一方が短くなる。
 蓄電部の充電時間に関する情報は、蓄電システム100の充電時間に対する、当該蓄電部の充電時間の割合を示す情報を含んでよい。蓄電部の充電時間に関する情報は、蓄電システム100の充電時間を示す情報と、当該蓄電部の充電時間を示す情報とを含んでよい。上記の充電時間は、(i)1回の充電動作において、蓄電システム100又は蓄電部に電流又は電圧が印加された時間であってもよく、(ii)予め定められた期間における1又は複数の充電動作において、蓄電システム100又は蓄電部に電流又は電圧が印加された時間の総和であってもよい。
 蓄電部の充電時間に関する情報は、予め定められた期間における蓄電システム100の充電回数に対する、当該期間における当該蓄電部の充電回数の割合を示す情報を含んでよい。蓄電部の充電時間に関する情報は、予め定められた期間における蓄電システム100の充電回数を示す情報と、当該期間における当該蓄電部の充電回数を示す情報とを含んでよい。
 蓄電部の放電時間に関する情報は、蓄電システム100の放電時間に対する、当該蓄電部の放電時間の割合を示す情報を含んでよい。蓄電部の放電時間に関する情報は、蓄電システム100の放電時間と、当該蓄電部の放電時間とを含んでもよい。上記の放電時間は、(i)1回の放電動作において、蓄電システム100又は蓄電部が電流又は電圧を供給した時間であってもよく、(ii)予め定められた期間における1又は複数の放電動作において、蓄電システム100又は蓄電部が電流又は電圧を供給した時間の総和であってもよい。
 蓄電部の放電時間に関する情報は、予め定められた期間における蓄電システム100の放電回数に対する、当該期間における当該蓄電部の放電回数の割合を示す情報を含んでよい。蓄電部の放電時間に関する情報は、予め定められた期間における蓄電システム100の放電回数と、当該期間における当該蓄電部の放電回数とを含んでもよい。
 システム制御部140は、蓄電モジュール110に含まれる蓄電部の電池特性に関する情報、及び、蓄電モジュール120に含まれる蓄電部の電池特性に関する情報の少なくとも一方を、外部の機器に送信してよい。これにより、外部の機器は、蓄電部の電池特性に関する情報を利用することができる。外部の機器としては、負荷装置12、充電装置14などを例示することができる。外部の機器は、ユーザに情報を出力する出力装置であってもよい。出力装置としては、ディスプレイなどの表示装置、又は、マイクなどの音声出力装置を例示することができる。出力装置は、出力部の一例であってよい。
 システム制御部140は、蓄電モジュールの電池特性に関する情報に基づいて、当該蓄電モジュールの性能を判定してよい。システム制御部140は、蓄電モジュールの電池特性が予め定められた判定条件を満足しない場合に、当該蓄電モジュールの性能が不十分であることを示す情報を出力してもよい。システム制御部140は、蓄電システム100の用途に基づいて、判定条件を決定してもよい。
 本実施形態においては、システム制御部140が、蓄電モジュール110に含まれる蓄電部の電池特性に関する情報、及び、蓄電モジュール120に含まれる蓄電部の電池特性に関する情報の少なくとも一方を収集し、収集された情報を外部の機器に送信する場合について説明した。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれが、各蓄電モジュールに含まれる蓄電部の電池特性に関する情報を収集して、収集された情報を外部の機器に送信してもよい。
 本実施形態において、システム制御部140は、各蓄電モジュールの蓄電部の電圧に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させる順番を決定する。例えば、蓄電システム100の動作を開始する場合において、蓄電システム100の状態が充電状態から始まる場合、システム制御部140は、電圧の小さな蓄電モジュールの蓄電部から、配線106に電気的に接続させる。一方、蓄電システム100の動作を開始する場合において、蓄電システム100の状態が放電状態から始まる場合、システム制御部140は、電圧の大きな蓄電モジュールの蓄電部から、配線106に電気的に接続させる。なお、システム制御部140は、各蓄電モジュールの端子間電圧に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させる順番を決定してもよい。
 一実施形態において、システム制御部140は、蓄電部を配線106に接続させるための信号を、決定された順番に従って各蓄電モジュールに送信してよい。他の実施形態において、システム制御部140は、電圧若しくはSOCが最も小さな蓄電モジュール、又は、電圧若しくはSOCが最も大きな蓄電モジュールを選択して、選択された蓄電モジュールに対してのみ、蓄電部を配線106に接続させるための信号を送信してもよい。
 システム制御部140は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、システム制御部140は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。他の実施形態において、システム制御部140は、CPU、ROM、RAM、通信インターフェース等を有するデータ処理装置等を備えた一般的な情報処理装置において、システム制御部140の各部を制御するためのプログラムが実行されることにより実現されてよい。
 コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係るシステム制御部140の一部として機能させるプログラムは、システム制御部140の各部の動作を規定したモジュールを備えてよい。これらのプログラム又はモジュールは、CPU等に働きかけて、コンピュータを、システム制御部140の各部としてそれぞれ機能させる。
 これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の装置を構築することができる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。
 なお、「電気的に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。特定の要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、特定の要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、特定の要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正部とが電気的に接続されたときに、特定の要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが直列に電気的に接続されることを示し、「並列に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが並列に電気的に接続されることを示す。
 本実施形態において、蓄電システム100が、並列に接続された2つの蓄電モジュールを備える場合について説明した。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電システム100は、並列に接続された3以上の蓄電モジュールを有してもよい。
 本実施形態において、蓄電モジュール110を蓄電システム100に実装する前に、ユーザが、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に接続するための操作を実施する場合について説明した。しかしながら、蓄電モジュール110の実装方法又は交換方法は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ユーザは、例えば、蓄電システム100の入力部(図示していない。)を操作して、蓄電モジュール110の交換作業を開始するための指示を入力する。入力部としては、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、マイク、音声認識システム、ジェスチャ入力システムなどを例示することができる。
 システム制御部140は、蓄電モジュール110の交換作業を開始するための指示を受け付けると、蓄電モジュール110と並列に接続された蓄電モジュール(本実施形態の場合、蓄電モジュール120である。)の蓄電部と配線106とを電気的に切断するための操作を実施してもよい。このとき、システム制御部140は、蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に切断するための操作を実施してもよい。例えば、システム制御部140は、各蓄電モジュールの正極端子と蓄電部との間に配されたスイッチング素子をオフ動作させるための信号を、当該スイッチング素子に送信する。
 システム制御部140は、古い蓄電モジュール110が取り出され、新しい蓄電モジュール110が実装されたことを検出すると、各蓄電モジュールの蓄電部の電圧を取得する。新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とが電気的に接続されている場合、システム制御部140は、例えば、蓄電モジュール110と蓄電モジュール120との電圧差が適切な値になるまで、蓄電モジュール110のみを利用して、蓄電システム100を運用する。そして、蓄電モジュール110と蓄電モジュール120との電圧差が適切な値になると、システム制御部140は、蓄電モジュール120と配線106とを電気的に接続するための操作を実行する。
 一方、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とが電気的に接続されていない場合、システム制御部140は、各蓄電モジュールの蓄電部の電圧に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させる順番を決定する。その後、システム制御部140は、決定された順番に従って各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させる。なお、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とが電気的に接続されている場合、システム制御部140は、まず、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に切断してもよい。その後、各蓄電モジュールの蓄電部の電圧に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させる順番を決定し、決定された順番に従って各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させてもよい。
 [蓄電システム100の応用例]
 上述のとおり、本実施形態に係る蓄電システム100によれば、負荷装置12又は充電装置14に対して並列に接続された蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の少なくとも一方を、両蓄電モジュール間の電圧差を気にすることなく、任意のタイミングで、実装したり、交換したりすることができる。ここで、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の電圧差は、両蓄電モジュールの充電状態又は放電状態の違いだけでなく、両蓄電モジュールの電池特性の違いによっても生じ得る。蓄電モジュールの電池特性は、上述の蓄電部の電池特性と同様であってもよい。蓄電モジュールの電池特性は、蓄電部の電池特性として例示された特性の少なくとも1つであってもよい。
 そのため、本実施形態に係る蓄電システム100によれば、蓄電モジュール110の電池特性と、蓄電モジュール120の電池特性とが異なる場合であっても、蓄電モジュール110又は蓄電モジュール120の劣化又は破損を防止しながら、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120を、負荷装置12又は充電装置14に対して並列に接続することができる。なお、本実施形態に係る蓄電システム100において、蓄電モジュール110の電池特性と、蓄電モジュール120の電池特性とは、同一であってもよく、異なってもよい。蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120が二次電池を含む場合、蓄電モジュール110の蓄電部を構成する二次電池の電池特性と、蓄電モジュール120の蓄電部を構成する二次電池の電池特性とは、同一であってもよく、異なってもよい。
 また、蓄電システム100と同様の構成により、互いに電池特性の異なる複数の電力供給モジュールを並列に接続可能な電力供給システムを構築してもよい。これにより、各電力供給モジュールの劣化又は破損を抑制しながら、任意のタイミングで、各電力供給モジュールを実装したり、交換したりすることができる。蓄電システム100と同様の構成を採用することは、電力供給システムが、2つの端子により、外部の充電装置又は負荷装置と電気的に接続されるシステムである場合に、特に有用である。
 電力供給モジュールは、他の機器に電力を供給する電力供給装置の一例であってよい。蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120は、電力供給モジュールの一例であってよい。蓄電システム100は、複数の電力供給装置が並列接続可能に構成された電力供給システムの一例であってよい。蓄電部及び二次電池は、電力供給装置の電力供給源となる電力供給部の一例であってよい。
 電力供給装置の電池特性は、(i)電力供給部の劣化状態、(ii)電力供給部の種類、(iii)容量及びSOCのバランス状態などの要因により変動する。一実施形態によれば、互いに劣化状態の異なる複数の電力供給装置を並列に接続可能な電力供給システムが提供される。上記の電力供給システムの詳細については後述するが、当該実施形態によれば、例えば、電力供給モジュールの二次利用品(中古品、再利用品などと称される場合もある。)を利用して、電力供給システムを構築することができる。
 他の実施形態によれば、互いに種類の異なる複数の電力供給装置を並列に接続可能な電力供給システムが提供される。これにより、単一の種類の電力供給装置を組み合わせて電力供給システムを構築した場合と比較して、寿命、信頼性、充電性能、放電性能、エネルギー効率、温度特性、及び、経済性の少なくとも1つに優れた電力供給システムを構築することができる。上記の電力供給システムの詳細については後述する。
 本実施形態に係る蓄電システム100においては、蓄電システム100を構成する複数の電力供給モジュールが、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120である場合について説明した。しかしながら、蓄電システム100を構成する複数の電力供給モジュールは、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、複数の電力供給モジュールの少なくとも1つが、一次電池を含んでもよく、燃料電池を含んでもよい。他の実施形態において、複数の電力供給モジュールの少なくとも1つが、一次電池又は燃料電池を含み、且つ、複数の電力供給モジュールの少なくとも1つが、二次電池を含んでもよい。蓄電部、一次電池及び燃料電池は、電力供給部の一例であってよい。
 これらの場合において、一次電池又は燃料電池を含む電力供給モジュールは、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120と同様の構成により、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、当該電力供給モジュールの一次電池又は燃料電池と、配線106との間の接続関係を切り替えてよい。例えば、電力供給モジュールは、システム制御部140から、放電動作が検出されたことを示す信号を受信した場合に、当該電力供給モジュールの一次電池又は燃料電池と、配線106とを電気的に接続する。一方、電力供給モジュールは、システム制御部140から、充電動作が検出されたことを示す信号を受信した場合に、当該電力供給モジュールの一次電池又は燃料電池と、配線106との間の電気的な接続関係を切断する。これにより、一次電池又は燃料電池の破損又は劣化を防止することができる。
 [蓄電システム100の第1の応用例]
 一実施形態において、蓄電システム100は、複数の電力供給装置を備える。複数の電力供給装置は、電力供給部の劣化状態が互いに異なる2つの電力供給装置を含んでよい。複数の電力供給装置は、負荷装置12又は充電装置14に対して並列に接続されてよい。蓄電システム100は、2つの端子により、負荷装置12又は充電装置14と電気的に接続されてよい。複数の電力供給装置の少なくとも1つは、蓄電システム100の筐体に着脱自在に保持されてよい。これにより、各電力供給装置を、個別に交換することができる。蓄電システム100は、少なくとも1つの蓄電モジュールを備えてよい。
 劣化状態の異なる電力供給装置としては、使用履歴の異なる電力供給装置を例示することができる。例えば、蓄電システム100は、新品の電力供給装置と、二次利用品の電力供給装置とを有する。蓄電システム100は、使用履歴の異なる複数の二次利用品を有してもよい。
 近年、(i)電気自動車、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)などの動力源、(ii)再生可能エネルギーの出力安定化装置、(iii)スマートグリッド用の蓄電装置、(iv)電力料金が安い時間帯に電力を蓄電するための蓄電装置、(v)充電ステーションのように、一時的に大きな電流を必要とする用途向けの蓄電装置などの用途において、蓄電池の需要が急速に高まっている。また、更新時期を迎えた蓄電池の数も増加している。
 ここで、蓄電池に要求される性能は、用途によって異なる。そのため、特定の用途に利用されている蓄電池が劣化して、当該用途における要求性能を満たさなくなった場合であっても、当該蓄電池を他の用途に転用することで、当該蓄電池を再利用することができる場合がある。また、蓄電池の性能が向上した結果、蓄電池を組み込んだ製品の寿命よりも、当該蓄電池の寿命の方が長くなる場合もある。このような場合にも、蓄電池を破棄するのではなく、再利用することが望ましい。
 蓄電池を再利用する場合、蓄電池ごとに劣化状態が異なる。そのため、従来は、蓄電池を再利用する前に、当該蓄電池の電池特性が検査されていた。また、検査結果に基づいて、電池特性が特定の条件を満足する蓄電池同士を組み合わせることにより、電力供給システムが構築されていた。しかしながら、電池特性を検査するためには、蓄電池を満充電させた後、当該蓄電池を放電させる必要があり、手間と時間とを要する。
 これに対して、本実施形態よれば、互いに劣化状態の異なる複数の電力供給装置が並列に接続された蓄電システム100を容易に構築することができる。また、蓄電システム100を運用しながら、各電力供給装置を個別に実装したり、取り外したりすることもできる。さらに、再利用される電力供給装置を蓄電システム100に組み込む前に、当該電力供給装置の検査の少なくとも一部を省略することができる。
 本実施形態によれば、各電力供給装置は、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、各電力供給装置の電力供給部と配線106との接続関係を切り替えることができる。これにより、再利用される電力供給装置の電池特性を事前に検査していない場合であっても、蓄電システム100を安全に運用することができる。また、蓄電システム100を運用しながら、当該電力供給装置の電池特性を調べることができる。そして、電力供給装置の電池特性が不十分である場合には、当該電力供給装置を容易に交換することができる。
 [蓄電システム100の第2の応用例]
 他の実施形態において、蓄電システム100は、複数の電力供給装置を備える。複数の電力供給措置は、電力供給部の種類が互いに異なる2つの電力供給装置を含んでよい。複数の電力供給装置は、負荷装置12又は充電装置14に対して並列に接続されてよい。蓄電システム100は、2つの端子により、負荷装置12又は充電装置14と電気的に接続されてよい。複数の電力供給装置の少なくとも1つは、蓄電システム100の筐体に着脱自在に保持されてよい。これにより、各電力供給装置を、個別に交換することができる。蓄電システム100は、少なくとも1つの蓄電モジュールを備えてよい。
 電力供給部の種類としては、一次電池、二次電池、燃料電池などを例示することができる。二次電池の種類としては、リチウム電池、リチウムイオン電池、リチウム硫黄電池、ナトリウム硫黄電池、鉛電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、レドックスフロー電池、金属空気電池などを例示することができる。リチウムイオン電池の種類は、特に限定されない。リチウムイオン電池の種類としては、リン酸鉄系、マンガン系、コバルト系、ニッケル系、三元系などを例示することができる。
 2つの電力供給装置の間で、各電力供給装置に含まれる電力供給部の種類が異なる場合、当該2つの電力供給装置の定格電圧の差が予め定められた値を超える場合がある。また、2つの電力供給装置の充電特性及び放電特性の少なくとも一方の差が、予め定められた条件を満足しない場合がある。従来は、特定の条件に合致する電力供給装置を見つけて、それらを組み合わせることにより、電力供給システムが構築されていた。そのため、そもそも、このような2つの電力供給装置を並列に接続しようという発想が存在しなかった。
 これに対して、本実施形態によれば、互いに種類の異なる複数の電力供給装置が並列に接続された蓄電システム100を容易に構築することができる。また、蓄電システム100を運用しながら、各電力供給装置を個別に実装したり、取り外したりすることもできる。さらに、電力供給装置に含まれる電力供給部の種類によっては、蓄電システム100の充電動作時に、当該電力供給部と、負荷装置12又は充電装置14との電気的な接続関係を切断することができる。
 本実施形態によれば、各電力供給装置は、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、各電力供給装置の電力供給部と配線106との接続関係を切り替えることができる。これにより、蓄電システム100に含まれる2つの電力供給装置の定格電圧の差が予め定められた値を超える場合、又は、当該2つの電力供給装置の充電特性及び放電特性の少なくとも一方の差が、予め定められた条件を満足しない場合であっても、蓄電システム100を安全に運用することができる。
 また、本実施形態によれば、単一の種類の電力供給装置を組み合わせて電力供給システムを構築した場合と比較して、寿命、信頼性、充電性能、放電性能、エネルギー効率、温度特性、及び、経済性の少なくとも1つに優れた電力供給システムを構築することができる。例えば、(i)比較的広い温度範囲で動作するものの、充放電のエネルギー効率が比較的低い鉛電池を含む電力供給モジュールと、(ii)充放電のエネルギー効率が高いものの、低温領域及び高温領域での動作に課題を有するリチウムイオン電池を含む電力供給モジュールとを組み合わせることで、広い温度範囲で動作しつつ、エネルギー効率の高い電力供給システムを構築することができる。
 図2は、蓄電モジュール110のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、蓄電モジュール110は、正極端子212及び負極端子214を有する蓄電部210と、切替部230と、モジュール制御部240と、保護部250と、バランス補正部260とを備える。また、本実施形態において、蓄電部210は、蓄電セル222と、蓄電セル224とを備える。切替部230は、スイッチング素子の一例であってよい。モジュール制御部240は、制御部の一例であってよい。モジュール制御部240は、制御装置の一例であってよい。モジュール制御部240は、電池特性取得部の一例であってよい。モジュール制御部240は、出力部の一例であってよい。
 蓄電部210のインピーダンスは、1Ω以下であってもよく、100mΩ以下であってもよい。蓄電部210のインピーダンスは、10mΩ以下であってもよく、1mΩ以下であってもよく、0.8mΩ以下であってもよく、0.5mΩ以下であってもよい。蓄電部210のインピーダンスは、0.1mΩ以上であってよい。蓄電部210のインピーダンスは、0.1mΩ以上1Ω以下であってもよく、0.1mΩ以上100mΩ以下であってもよく、0.1mΩ以上10mΩ以下であってもよく、0.1mΩ以上1mΩ以下であってもよい。
 本実施形態に係る蓄電システム100によれば、例えば、並列に接続された複数の蓄電モジュールのうちの1つを交換する場合に、蓄電システムに新たに追加する蓄電モジュールの電圧と、残りの他の蓄電モジュールの電圧とを高い精度で一致させなくてもよい。そのため、蓄電部210のインピーダンスが小さい場合であっても、蓄電モジュール110を容易かつ迅速に交換することができる。
 本実施形態において、蓄電セル222及び蓄電セル224は直列に接続される。蓄電セル222及び蓄電セル224は、二次電池またはキャパシタであってよい。蓄電セル222及び蓄電セル224の少なくとも一方は、リチウムイオン電池であってよい。蓄電セル222及び蓄電セル224の少なくとも一方は、当該蓄電セルの内部に、さらに直列、並列又はマトリクス状に接続された複数の蓄電セルを含んでもよい。
 本実施形態において、蓄電部210の正極端子212が、蓄電モジュール110の正極端子112及び切替部230を介して、配線106と電気的に接続される。一方、蓄電部210の負極端子214は、蓄電モジュール110の負極端子114を介して、配線106と電気的に接続される。しかしながら、蓄電モジュール110は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電部210の負極端子214が、蓄電モジュール110の負極端子114及び切替部230を介して、配線106と電気的に接続される。一方、蓄電部210の正極端子212は、蓄電モジュール110の正極端子112を介して、配線106と電気的に接続される。
 切替部230は、配線106及び蓄電部210の間に配される。本実施形態において、切替部230は、モジュール制御部240が生成した信号に基づいて、配線106及び蓄電部210の接続状態を切り替える。これにより、蓄電部210を配線106に電気的に接続させたり、蓄電部210を配線106から電気的に切断したりすることができる。蓄電モジュール110を蓄電システム100に実装する場合、蓄電モジュール110は、切替部230により、蓄電部210と配線106とが電気的に切断された状態で、蓄電システム100に装着されてよい。これにより、蓄電モジュール110の破損又は劣化を防止することができる。
 切替部230は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。切替部230は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。切替部230は、1以上の素子を有してよい。切替部230は、1以上のスイッチング素子を有してもよい。1以上のスイッチング素子のそれぞれは、正極端子112及び正極端子212の間、又は、負極端子114及び負極端子214の間に配されてよい。スイッチング素子としては、リレー、サイリスタ、トランジスタなどを例示することができる。サイリスタは、双方向性サイリスタ(トライアックと称される場合がある。)であってもよい。トランジスタは、半導体トランジスタであってもよい。半導体トランジスタは、バイポーラトランジスタであってもよく、電界効果トランジスタであってもよい。電界効果トランジスタは、MOSFETであってもよい。
 モジュール制御部240は、蓄電モジュール110の蓄電部210と、配線106との間に流れる電流を制御する。本実施形態において、モジュール制御部240は、切替部230の端子間電圧(本実施形態においては、正極端子112及び正極端子212の間の電圧である。)が予め定められた条件を満足する場合に、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。切替部230は、蓄電部210及び正極端子112を電気的に接続することで、蓄電部210及び配線106を電気的に接続してよい。
 一方、切替部230の端子間電圧が予め定められた条件を満足しない場合には、切替部230が蓄電部210及び配線106又は正極端子112を電気的に切断するように、切替部230を制御する。切替部230は、蓄電部210及び正極端子112を電気的に切断することで、蓄電部210及び配線106を電気的に切断してよい。
 予め定められた条件は、切替部230の端子間電圧の絶対値が、予め定められた範囲内であるという条件であってよい。予め定められた範囲は、3V以下であってもよく、1V以下であってもよく、0.1V以下であってもよく、10mV以下であってもよく、1mV以下であってもよい。また、予め定められた範囲は、0.5mV以上であってもよく、1mV以上であってもよい。予め定められた範囲は、0.5mV以上3V以下であってもよい。予め定められた範囲は、1mV以上3V以下であってもよく、1mV以上1V以下であってもよく、1mV以上0.1V以下であってもよく、1mV以上10mV以下であってもよく、10mV以上1V以下であってもよく、10mV以上0.1V以下であってもよく、0.1V以上1V以下であってもよい。なお、切替部230の端子間電圧は、正極端子112及び正極端子212の間の電圧であってもよく、配線106及び蓄電部210の間の電圧であってもよい。
 予め定められた範囲は、蓄電部210のインピーダンスに基づいて、設定されてもよい。予め定められた範囲は、蓄電部210の定格電流又は許容電流に基づいて、設定されてよい。予め定められた範囲は、蓄電部210のインピーダンスと、蓄電部210の定格電流又は許容電流とに基づいて、設定されてよい。予め定められた範囲は、蓄電モジュール110を構成する素子のうち、定格電流又は許容電流が最も小さな素子の定格電流又は許容電流に基づいて、設定されてよい。予め定められた範囲は、蓄電モジュール110のインピーダンスと、蓄電モジュール110を構成する素子のうち、定格電流又は許容電流が最も小さな素子の定格電流又は許容電流に基づいて、設定されてよい。
 これにより、蓄電モジュールを交換する場合に、新たに実装された蓄電モジュールと、既に実装されていた蓄電モジュールとの電圧差が予め定められた範囲内になるまで、配線106と、新たに実装された蓄電モジュールの蓄電部210とが電気的に切断された状態を維持することができる。そして、既に実装されていた蓄電モジュールの充電又は放電により、新たに実装された蓄電モジュールと、既に実装されていた蓄電モジュールとの電圧差が予め定められた範囲内になると、新たに実装された蓄電モジュールの蓄電部が配線106に電気的に接続される。このように、本実施形態によれば、新たに実装された蓄電モジュールと、他の蓄電モジュールとを、自動的に接続することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、システム制御部140から、蓄電モジュール110の端子間電圧が、他の蓄電モジュールの端子間電圧よりも小さいことを示す信号を受信する。モジュール制御部240は、蓄電システム100が充電状態に移行するときに上記の信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。これにより、並列に接続された複数の蓄電モジュール110を効率よく充電することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、システム制御部140から、蓄電モジュール110の端子間電圧が、他の蓄電モジュールの端子間電圧よりも大きいことを示す信号を受信する。モジュール制御部240は、蓄電システム100が放電状態に移行するときに上記の信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。これにより、並列に接続された複数の蓄電モジュール110を効率よく放電することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、保護部250から、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が予め定められた範囲内にないことを示す信号を受信する。モジュール制御部240は、当該信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に切断するように、切替部230を制御する。これにより、過充電又は過放電による蓄電部210の劣化又は損傷を抑制することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、ユーザの操作を受け付けて、ユーザから、切替部230をオン動作又はオフ動作させる旨の指示を受け取る。モジュール制御部240は、ユーザの指示を受け取ると、当該指示に従って、切替部230を制御する。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してよい。モジュール制御部240は、蓄電部210の電池特性に関する情報を、外部の機器に出力してよい。これにより、外部の機器は、蓄電部210の電池特性に関する情報を利用することができる。外部の機器としては、負荷装置12、充電装置14などを例示することができる。外部の機器は、ユーザに情報を出力する出力装置であってもよい。
 モジュール制御部240は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、モジュール制御部240は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。他の実施形態において、モジュール制御部240は、CPU、ROM、RAM、通信インターフェース等を有するデータ処理装置等を備えた一般的な情報処理装置において、モジュール制御部240を制御するためのプログラムが実行されることにより実現されてよい。
 コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係るモジュール制御部240の一部として機能させるプログラムは、モジュール制御部240の各部の動作を規定したモジュールを備えてよい。これらのプログラム又はモジュールは、CPU等に働きかけて、コンピュータを、モジュール制御部240の各部としてそれぞれ機能させる。
 これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の装置を構築することができる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、非一時なコンピュータ可読媒体であってよい。
 保護部250は、蓄電部210を保護する。本実施形態において、保護部250は、蓄電部210を過充電及び過放電から保護する。保護部250は、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が予め定められた範囲内にないことを検出すると、その旨を示す信号をモジュール制御部240に送信する。保護部250は、蓄電部210の端子間電圧に関する情報をシステム制御部140に送信してよい。保護部250は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。保護部250は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。
 バランス補正部260は、複数の蓄電セルの電圧を均等化する。バランス補正部260の動作原理は特に限定されるものではなく、任意のバランス補正装置を利用することができる。蓄電部210が3以上の蓄電セルを有する場合、蓄電モジュール110は、複数のバランス補正部260を有してよい。例えば、蓄電部210がn個(nは、2以上の整数である。)の蓄電セルを有する場合、蓄電モジュール110は、n-1個のバランス補正部260を有する。
 バランス補正部260は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。バランス補正部260は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、バランス補正部260は、アクティブ方式のバランス補正装置である。アクティブ方式のバランス補正部は、特開2006-067742号公報に記載されているような、2つの蓄電セルの間でインダクタを介して電荷を移動させるバランス補正部であってもよく、特開2012-210109号公報に記載されているような、キャパシタを用いて電荷を移動させるバランス補正部であってもよい。他の実施形態において、バランス補正部260は、パッシブ方式のバランス補正装置であってもよい。パッシブ方式のバランス補正装置は、例えば、外部抵抗を用いて余計な電荷を放出する。
 本実施形態において、蓄電部210が直列に接続された2つの蓄電セルを有する場合について説明した。しかしながら、蓄電部210は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電部210は、直列に接続された3以上の蓄電セルを有してもよい。また、蓄電部210は、並列に接続された複数の蓄電セルを有してもよく、マトリクス状に接続された複数のセルを有してもよい。
 図3は、モジュール制御部240のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モジュール制御部240は、判定部310と、受信部320と、信号生成部330とを備える。モジュール制御部240は、モジュール情報取得部340と、モジュール情報格納部350と、モジュール情報送信部360とを備えてもよい。受信部320は、第1信号受信部、第2信号受信部及び第3信号受信部の一例であってよい。モジュール情報取得部340は、電池特性取得部の一例であってよい。モジュール情報送信部360は、出力部の一例であってよい。
 本実施形態においては、モジュール制御部240が、モジュール情報取得部340、モジュール情報格納部350及びモジュール情報送信部360を備える場合について説明する。しかしながら、蓄電システム100は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、システム制御部140が、モジュール情報取得部340、モジュール情報格納部350及びモジュール情報送信部360の少なくとも1つを備えてもよい。
 判定部310は、切替部230の端子間電圧が予め定められた範囲内であるか否かを判定する。判定部310は、判定結果を示す信号を信号生成部330に送信する。判定部310は、任意の比較器又は比較回路であってもよい。判定部310は、ウインドコンパレータであってもよい。
 受信部320は、システム制御部140からの信号、保護部250からの信号、及び、ユーザからの指示の少なくとも1つを受け取る。受信部320は、受け取った情報に対応する信号を信号生成部330に送信する。
 信号生成部330は、判定部310及び受信部320の少なくとも一方から信号を受け取る。信号生成部330は、受け取った情報に基づいて、切替部230を制御するための信号を生成する。信号生成部330は、生成された信号を切替部230に送信する。
 一実施形態において、信号生成部330は、判定部310が、切替部230の端子間電圧が予め定められた範囲内であると判定した場合に、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を生成する。他の実施形態において、信号生成部330は、判定部310が、切替部230の端子間電圧が予め定められた範囲内でないと判定した場合に、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を生成する。
 信号生成部330は、判定部310が、切替部230の端子間電圧が予め定められた範囲内であるか否かを判定してから、予め定められた時間が経過した後、信号を生成又は送信してよい。これにより、ノイズなどによる誤作動を防止することができる。また、蓄電モジュール110が蓄電システム100に装着された直後に、蓄電部210及び配線106が電気的に接続されることを防止することができる。
 本実施形態において、信号生成部330は、受信部320が受信した信号に基づいて、切替部230のスイッチング素子を制御するための信号を生成する。一実施形態において、受信部320が、システム制御部140から、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を受信した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を生成する。
 他の実施形態において、受信部320が、保護部250から、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を受信した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を生成する。さらに他の実施形態において、受信部320が、ユーザの指示を受け付けた場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をユーザの指示どおりに動作させるための信号を生成する。
 本実施形態において、モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得する。モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性を測定することにより、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してもよい。モジュール情報取得部340は、出荷時、検査時又は販売時に、製造者、販売者などにより入力された、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してもよい。
 モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性に関する情報を、モジュール情報格納部350に格納してよい。モジュール情報取得部340の具体的な構成は特に限定されるものではないが、モジュール情報取得部340は、モジュール情報格納部350におけるデータの読み込み及び書き込みを制御するコントローラであってもよい。本実施形態において、モジュール情報格納部350は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を格納する。
 本実施形態において、モジュール情報送信部360は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を、システム制御部140に送信する。モジュール情報送信部360は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を、外部の機器に送信してもよい。モジュール情報送信部360は、外部の機器からの要求に応じて、蓄電部210の電池特性に関する情報を送信してもよく、予め定められたタイミングにおいて、蓄電部210の電池特性に関する情報を送信してもよい。モジュール情報送信部360は、モジュール情報格納部350を参照して、蓄電部210の電池特性に関する情報を、システム制御部140又は外部の機器に送信してもよい。
 図4は、システム制御部140のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、システム制御部140は、状態管理部410と、モジュール選択部420と、信号生成部430とを備える。状態管理部410は、電池特性取得部の一例であってよい。状態管理部410は、出力部の一例であってもよい。
 本実施形態において、状態管理部410は、蓄電システム100の状態を管理する。状態管理部410は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120の状態を管理してよい。状態管理部410は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれの状態を監視してよい。状態管理部410は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120を監視して、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120のそれぞれの電池特性に関する情報を取得してもよい。状態管理部410は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120を監視して得られた情報を、外部の機器に送信してもよい。
 状態管理部410は、蓄電システム100を運用しながら、各蓄電モジュールの電池特性を測定してよい。状態管理部410は、蓄電モジュールの電池特性が予め定められた条件を満足しない場合、当該蓄電モジュールの性能が不十分であることを示す情報を、ユーザに情報を出力する出力装置に出力してよい。状態管理部410は、蓄電モジュールの識別情報と、当該蓄電モジュールの性能が不十分であることを示す情報を出力してもよい。
 これにより、ユーザは、性能が不十分である蓄電モジュールを容易に判別し、当該蓄電モジュールを交換することができる。本実施形態によれば、例えば、蓄電モジュールの再利用品を利用して蓄電システム100を構築する場合において、再利用される蓄電モジュールの検査の少なくとも一部を省略することができる。
 一実施形態において、モジュール選択部420は、蓄電システム100が充電状態に移行するときに、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュールのうち、端子間電圧が最も小さい蓄電モジュールを選択する。例えば、モジュール選択部420は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120端子間電圧を比較して、端子間電圧が小さな方の蓄電モジュールを選択する。モジュール選択部420は、選択された蓄電モジュールを示す信号を信号生成部430に送信する。
 他の実施形態において、モジュール選択部420は、蓄電システム100が放電状態に移行するときに、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュールのうち、端子間電圧が最も大きい蓄電モジュールを選択する。例えば、モジュール選択部420は、蓄電モジュール110及び蓄電モジュール120端子間電圧を比較して、端子間電圧が大きな方の蓄電モジュールを選択する。モジュール選択部420は、選択された蓄電モジュールを示す信号を信号生成部430に送信する。
 本実施形態において、信号生成部430は、モジュール選択部420が選択した蓄電モジュールに対して、当該蓄電モジュールの切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を生成する。信号生成部430は、生成された信号をモジュール制御部240に送信する。他の実施形態において、信号生成部430は、モジュール選択部420が選択した蓄電モジュールに対して、当該蓄電モジュールの切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を生成してもよい。
 図5は、蓄電モジュール110の回路構成の一例を概略的に示す。なお、説明を簡単にする目的で、図5において、保護部250及び保護部250に関連する配線については図示していない。
 本実施形態において、切替部230は、トランジスタ510と、抵抗512と、抵抗514と、ダイオード516と、トランジスタ520と、抵抗522と、抵抗524と、ダイオード526とを備える。トランジスタ510及びトランジスタ520は、スイッチング素子の一例であってよい。本実施形態においては、切替部230のスイッチング素子として、トランジスタ510及びトランジスタ520を用いる場合について説明する。しかしながら、切替部230のスイッチング素子は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、切替部230のスイッチング素子として、単一のスイッチング素子が用いられてもよい。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、判定部310と、信号生成部330と、スイッチ592及びスイッチ594とを備える。本実施形態において、判定部310は、トランジスタ530と、抵抗532と、トランジスタ540と、抵抗542と、抵抗552と、抵抗554とを備える。信号生成部330は、トランジスタ560と、キャパシタ570と、抵抗572と、トランジスタ580とを備える。スイッチ592及びスイッチ594は、受信部320の一例であってよい。
 次に、切替部230及びモジュール制御部240の各部の詳細について説明する。本実施形態の切替部230において、トランジスタ510はMOSFETであり、トランジスタ510がオフの場合であっても、トランジスタ510のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオード(図示していない。)により、正極端子212から正極端子112に向かって電流が流れ得る。同様に、トランジスタ520はMOSFETであり、トランジスタ520がオフの場合であっても、トランジスタ520のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオード(図示していない。)により、正極端子112から正極端子212に向かって電流が流れ得る。
 本実施形態において、トランジスタ510及びトランジスタ520は、初期設定ではオフに設定される。蓄電システム100の充電時にトランジスタ580がオン動作すると、抵抗512、抵抗514及びトランジスタ580を介して、正極端子112から負極端子114に向かって電流が流れる。その結果、トランジスタ510のゲートに電圧が印加され、トランジスタ510がオン動作する。これにより、トランジスタ520のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードを介して、正極端子112から正極端子212に向かって電流を流すことができる。
 一方、蓄電システム100の放電時にトランジスタ580がオン動作すると、抵抗522、抵抗524及びトランジスタ580を介して、正極端子212から負極端子214に向かって電流が流れる。その結果、トランジスタ520のゲートに電圧が印加され、トランジスタ520がオン動作する。これにより、トランジスタ510のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードを介して、正極端子212から正極端子112に向かって電流を流すことができる。
 トランジスタ580がオン動作することに伴い、トランジスタ510又はトランジスタ520のゲートに印加される電圧は、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号の一例であってよい。同様に、トランジスタ580がオフ動作することに伴い、トランジスタ510又はトランジスタ520のゲートに印加される電圧は、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号の一例であってよい。
 本実施形態において、抵抗512及び抵抗514の値は、トランジスタ510を省電力で確実にオン/オフできるように設定される。また、抵抗522及び抵抗524の値は、トランジスタ520を省電力で確実にオン/オフできるように設定される。
 本実施形態において、抵抗514と、抵抗524との間に、ダイオード516が配される。ダイオード516は、抵抗514から抵抗524に向かう方向には電流を通過させるが、抵抗524から抵抗514に向かう方向には電流を通過させない。ダイオード516を設けることで、切替部230が、正極端子112と、正極端子212とを電気的に切断しているときに、抵抗522、抵抗524、抵抗514及び抵抗512のルートを通って、正極端子212から正極端子112に電流が漏れることを防止することができる。
 本実施形態において、抵抗514と、抵抗524との間に、ダイオード526が配される。ダイオード526は、抵抗524から抵抗514に向かう方向には電流を通過させるが、抵抗514から抵抗524に向かう方向には電流を通過させない。ダイオード526を設けることで、切替部230が、正極端子112と、正極端子212とを電気的に切断しているときに、抵抗512、抵抗514、抵抗524及び抵抗522のルートを通って、正極端子112から正極端子212に電流が漏れることを防止することができる。
 本実施形態のモジュール制御部240において、判定部310のトランジスタ530及びトランジスタ540は、初期設定ではオフに設定される。また、信号生成部330のトランジスタ560及びトランジスタ580は、初期設定ではオフに設定される。
 本実施形態によれば、抵抗532の値は、切替部230の端子間電圧が、正極端子112側をプラスとした予め定められた第1の値よりも小さい場合に、トランジスタ530がオン動作するように設定される。抵抗532の値は、切替部230がオフのときに漏れる電流が極小となるように設定されることが好ましい。また、抵抗542の値は、切替部230の端子間電圧が予め定められた第2の値よりも大きい場合に、トランジスタ540がオン動作するように設定される。抵抗542の値は、切替部230がオフのときに漏れる電流が極小となるように設定されることが好ましい。なお、本実施形態によれば、切替部230の端子間電圧は、正極端子112及び正極端子212の電圧差に等しい。
 切替部230の端子間電圧が予め定められた第1の値よりも小さい場合、トランジスタ530がオン動作して、蓄電部210から、正極端子212、トランジスタ530及び抵抗552を介して、トランジスタ560のベースに電圧が印加され、トランジスタ560がオン動作する。トランジスタ580のベースには正極端子112からの電圧が印加されるものの、トランジスタ560がオン動作をしている間、トランジスタ580のオン動作が妨げられる。その結果、トランジスタ580はオフになる。
 一方、切替部230の端子間電圧が予め定められた第2の値よりも大きい場合、トランジスタ540がオン動作して、正極端子112から、トランジスタ540及び抵抗554を介して、トランジスタ560のベースに電圧が印加され、トランジスタ560がオン動作する。その結果、トランジスタ580がオフになる。
 本実施形態において、抵抗552の値は、トランジスタ530がオンのときにトランジスタ560をオンできる範囲で、消費電力を低減することができるように設定される。抵抗554の値は、トランジスタ540がオンのときにトランジスタ560をオンできる範囲で、消費電力を低減することができるように設定される。
 キャパシタ570の容量は、トランジスタ580のベースに正極端子112からの電圧が印加されて、トランジスタ580がオン動作する前に、トランジスタ560がオン動作するように設定される。これにより、信号生成部330は、判定部310が、スイッチング素子の端子間電圧が予め定められた範囲内であるか否かを判定してから、予め定められた時間が経過した後、信号を生成することができる。
 これに対して、切替部230の端子間電圧が、第1の値及び第2の値により定められる範囲内である場合、トランジスタ530及びトランジスタ540はオフのままであり、トランジスタ560もオフのままである。そのため、正極端子112から、抵抗572を介して、トランジスタ580のベースに電圧が印加され、トランジスタ580がオン動作する。
 スイッチ592及びスイッチ594は、手動スイッチであってもよく、リレー、サイリスタ、トランジスタなどのスイッチング素子であってもよい。スイッチ592には、切替部230をオン動作させることを示す信号52が入力されてよい。スイッチ594には、切替部230をオフ動作させることを示す信号54が入力されてよい。
 スイッチ592がオン動作すると、トランジスタ580のオン/オフに関わらず、切替部230をオン動作させることができる。スイッチ594がオン動作すると、トランジスタ560のオン/オフに関わらず、トランジスタ580をオフ動作させることができる。その結果、切替部230をオフ動作させることができる。
 図6は、切替部630のシステム構成の一例を概略的に示す。切替部630は、トランジスタ510及びトランジスタ520と並列に接続されるリレー632を有する点で、図5に関連して説明された切替部230と相違する。その他の点については、切替部230と同様の構成を有してよい。本実施形態において、トランジスタ510及びトランジスタ520は、半導体トランジスタであってよい。トランジスタ510及びトランジスタ520は、電界効果トランジスタ(FET)であってよい。
 リレー回路は、当該回路がオンになっているときの抵抗が小さいという優れた特性を有するものの、応答速度が比較的遅い。そのため、例えば、負荷装置が、モーターなどのパルス性の電流パターンを有する装置であり、短時間で電圧が大きく変動する場合には、信号生成部330からの信号に追従してオン動作することが難しい。一方、半導体トランジスタは、リレー回路と比較して消費電力は大きいものの、応答性に優れる。本実施形態の切替部630によれば、半導体トランジスタを用いたトランジスタ510又はトランジスタ520と、リレー回路を用いたリレー632とが並列に接続される。
 そのため、切替部230が、信号生成部330から切替部230をオン動作させるための信号を受信した場合に、まずは、トランジスタ510又はトランジスタ520が素早く応答して、切替部230をオン動作させる。その後、少し遅れて、リレー632がオン動作する。そして、リレー632がオンになると、抵抗の小さなリレー632が、トランジスタ510及びトランジスタ520に並列に接続されるので、合成抵抗が小さくなり、損失を低減することができる。
 図7及び図8を用いて、蓄電モジュール710について説明する。図7は、蓄電モジュール710のシステム構成の一例を概略的に示す。図8は、切替部730のシステム構成の一例を概略的に示す。図8においては、トランジスタ510及びトランジスタ520の動作に関する理解を助ける目的で、トランジスタ510の寄生ダイオード842、及び、トランジスタ520の寄生ダイオード844を図示している。
 蓄電モジュール710は、切替部230の代わりに切替部730を有する点と、保護部250からの信号が、モジュール制御部240ではなく切替部730に送信される点とにおいて、図2に関連して説明された蓄電モジュール110と相違する。その他の点については、蓄電モジュール110と同様の構成を有してよい。
 本実施形態において、切替部730は、モジュール制御部240から、切替部730をオン動作又はオフ動作させるための信号を受信する。また、切替部730は、保護部250から、切替部730をオフ動作させるための信号を受信する。
 本実施形態によれば、論理回路852に、切替部730のスイッチング素子をオン動作させるための信号82が入力されており、蓄電部210が過充電状態にあることを示す信号88が入力されていない場合に、トランジスタ510がオンになる。また、論理回路854に、切替部730のスイッチング素子をオン動作させるための信号82が入力されており、蓄電部210が過放電状態にあることを示す信号86が入力されていない場合に、トランジスタ520がオンになる。
 図9は、蓄電システム900のシステム構成の一例を概略的に示す。蓄電システム900は、マトリクス状に接続された複数の蓄電モジュール110を備える点で、蓄電システム100と相違する。その他の点については、蓄電システム100と同様の構成を有してもよい。本実施形態においては、並列に接続された3つの蓄電モジュール110及びダイオード902からなる第1のブロックと、並列に接続された3つの蓄電モジュール110及びダイオード904からなる第2のブロックとが直列に接続されている。
 本実施形態によれば、蓄電システム900の放電時には、特定のブロックに含まれる複数の蓄電モジュール110の全てが放電完了状態に到達するまで放電を続けた後、当該ブロックからの放電が停止する。本実施形態によれば、上記のブロックからの放電が停止した場合であっても、ダイオード902により電流をバイパスさせることができる。これにより、蓄電システム900による電力の供給を継続することができる。そのため、蓄電システム900が電力を放電している間に、出力電圧が段階的に低下する。
 同様に、蓄電システム900の充電時には、特定のブロックに含まれる複数の蓄電モジュール110のうち、充電完了状態に到達した蓄電モジュール110から、順次、蓄電システム900との接続が切り離される。そして、最終的には、全ての蓄電モジュール110の充電が完了する。
 本実施形態によれば、ダイオード902及びダイオード904が、接続端子104から接続端子102に向かう方向(放電方向と称する場合がある。)に電流を流すように設置されている。そのため、特定のブロックに含まれる全ての蓄電モジュール110の切替部230がオフになっても、電流を維持することができる。一方、一旦、特定のブロックに含まれる全ての蓄電モジュール110の切替部230がオフになると、その後の充電が困難になる。
 そこで、本実施形態によれば、蓄電システム900を充電する場合、システム制御部140は、まず、各ブロックの端子間電圧を検出して、端子間電圧が0であるブロックの有無を調べる。端子間電圧が0であるブロックが発見された場合、システム制御部140は、当該ブロックに含まれる複数の蓄電モジュール110のうちの1つに対して、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を送信する。システム制御部140は、上記のブロックに含まれる複数の蓄電モジュール110のうち、端子間電圧が最も小さい蓄電モジュール110に対して、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を送信してよい。その後、システム制御部140は、蓄電システム900の充電を開始する。
 本実施形態においては、ダイオード902及びダイオード904が放電方向に電流を流すように設置されている場合について説明した。しかしながら、蓄電システム900は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ダイオード902及びダイオード904は、ゼナーダイオードであってよい。これにより、特定のブロックに含まれる全ての蓄電モジュール110の充電が完了して、当該ブロックに含まれる全ての蓄電モジュール110が蓄電システム900から切り離された場合であっても、蓄電システム900において、上記の特定のブロックと直列に接続されている他のブロックの充電を継続することができる。
 この場合、蓄電システム900を放電する場合、システム制御部140は、放電を開始する前に、各グループの端子間電圧を検出して、端子間電圧が0であるグループの有無を調べてよい。その後、端子間電圧が0であるブロックに含まれる複数の蓄電モジュール110のうちの1つに対して、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を送信してよい。
 図10~図17を用いて、蓄電モジュール110の他の例について説明する。技術的に矛盾しない範囲において、蓄電モジュール110及びその各部について説明された事項が、蓄電モジュール110の他の例及びその各部に適用されてもよい。また、蓄電モジュール110の他の例及びその各部について説明された事項が、蓄電モジュール110及びその各部に適用されてもよい。図10~図17の説明において、蓄電モジュール110の各部について説明された事項については、説明を省略する場合がある。
 図10は、蓄電モジュール1010のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、蓄電モジュール1010は、正極端子112と、負極端子114と、蓄電部210とを備える。蓄電モジュール1010は、切替部230を備えてよい。蓄電モジュール1010は、保護部250を備えてよい。蓄電モジュール1010は、バランス補正部260を備えてよい。本実施形態において、蓄電モジュール1010は、電流検出素子1020と、モジュール制御部1040とを備える。
 蓄電モジュール1010は、制御装置及び制御システムの一例であってよい。モジュール制御部1040は、制御装置の一例であってよい。切替部230は、調整部、第1電流調整部及び第2電流調整部の一例であってよい。
 本実施形態において、切替部230は、配線106と、蓄電部210との間に流れる電流を調整する。一実施形態において、切替部230は、配線106及び蓄電部210を電気的に接続したり、配線106及び蓄電部210を電気的に切断したりする。他の実施形態において、切替部230は、例えば、配線106及び蓄電部210の間の経路の抵抗値を変化させることにより、上記の電流を増加させたり、減少させたりする。
 本実施形態において、切替部230の一端は、正極端子112及び電流検出素子1020を介して、配線106と電気的に接続される。切替部230の他端は、蓄電部210の正極端子212と電気的に接続される。切替部230の端子間電圧を示す情報は、配線106の電位又は配線106に印加された電圧(単に、配線106の電圧と称する場合がある。)と、蓄電部210の端子(例えば、正極端子212である。)の電位又は当該端子に印加された電圧(単に、蓄電部210の電圧、端子の電圧などと称する場合がある。)との差を示す情報として利用されてよい。
 一実施形態において、切替部230は、少なくとも、配線106及び蓄電部210の間を、蓄電部210の正極端子212から正極端子112に向かう方向(放電方向と称する場合がある。)に流れる電流の大きさを調整する。他の実施形態において、切替部230は、少なくとも、配線106及び蓄電部210の間を、正極端子112から蓄電部210の正極端子212に向かう方向(充電方向と称する場合がある。)に流れる電流の大きさを調整する。さらに他の実施形態において、切替部230は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流、及び、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整する。
 本実施形態において、蓄電モジュール1010は、電流検出素子1020を備える点で、蓄電モジュール110と相違する。蓄電モジュール1010は、モジュール制御部240の代わりに、モジュール制御部1040を備える点で、蓄電モジュール110と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、蓄電モジュール1010は、蓄電モジュール110の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 本実施形態において、電流検出素子1020は、配線106と、蓄電部210との間を流れる電流を示す情報を取得するために用いられる。電流を示す情報としては、当該電流の有無、当該電流の大きさ、当該電流の方向などを例示することができる。本実施形態において、蓄電モジュール1010は、電流検出素子1020の端子間電圧を測定することで、配線106と、蓄電部210との間を流れる電流に関する情報を取得する。
 本実施形態において、電流検出素子1020は、正極端子112と、切替部230との間に配される。より具体的には、電流検出素子1020の一端は、切替部230と電気的に接続される。電流検出素子1020の他端は、正極端子112を介して、配線106と電気的に接続される。なお、電流検出素子1020は、切替部230と、蓄電部210の正極端子212との間に配されてもよい。また、切替部230、又は、切替部230を構成する素子の一部が、電流検出素子1020として利用されてもよい。
 電流検出素子1020は、任意の抵抗値を有する素子であればよく、その種類は特に限定されるものではない。例えば、電流検出素子1020は、蓄電部210の最大許容電流に応じた適切な抵抗値を有する。電流検出素子1020としては、抵抗、ホールセンサなどを例示することができる。適切な抵抗値を有する受動素子又は能動素子が、上記の抵抗として利用されてもよい。
 本実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出する点で、モジュール制御部240と相違する。本実施形態において、モジュール制御部1040は、(i)蓄電部210電圧又はSOC、及び、(ii)配線106及び蓄電部210の間を流れる電流に基づいて、切替部230の動作を制御する点で、モジュール制御部240と相違する。モジュール制御部1040は、(i)蓄電部210電圧又はSOC、(ii)配線106及び蓄電部210の間を流れる電流、及び、(iii)切替部230の端子間電圧に基づいて切替部230の動作を制御してもよい。上記の相違点以外の構成に関して、モジュール制御部1040は、モジュール制御部240の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 モジュール制御部1040が、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出する方法は特に限定されない。本実施形態において、モジュール制御部1040は、正極端子112及び正極端子212の間に配された電流検出素子1020の端子間電圧を示す情報を取得し、当該情報に基づいて、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出する。これにより、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を監視することができる。モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流の大きさを決定してもよく、上記の電流の方向を決定してもよい。
 一実施形態において、切替部230が、少なくとも、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御する場合、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を監視又は検出する。切替部230が、配線106及び蓄電部210の間の放電方向の電気的な接続を切断している(「電気的に放電方向で切断している」と称する場合がある。)場合において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を監視又は検出してもよい。なお、この場合において、モジュール制御部1040により検出される電流は、結果として、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流である。
 他の実施形態において、切替部230が、少なくとも、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御する場合、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を監視又は検出する。切替部230が、配線106及び蓄電部210の間の充電方向の電気的な接続を切断している(「電気的に充電方向で切断している」と称する場合がある。)場合において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を監視又は検出してもよい。なお、この場合において、モジュール制御部1040により検出される電流は、結果として、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流である。
 モジュール制御部1040が、切替部230の動作を制御する方法は特に限定されない。上述のとおり、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出する。モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を示す情報に基づいて、切替部230の動作を制御してよい。これにより、蓄電モジュール1010を活性挿抜するときに、切替部230のインターロックを安全に解除することができる。
 モジュール制御部240と同様に、モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧を示す情報を取得してよい。モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧を示す情報に基づいて、切替部230の動作を制御してよい。これにより、蓄電モジュール1010の活性挿抜に要する時間が短縮される。
 モジュール制御部240と同様に、モジュール制御部1040は、保護部250から、保護部250が取得又は生成した情報を取得してよい。例えば、モジュール制御部1040は、保護部250から、過充電保護機能が有効になっていることを示す情報、過充電保護機能が有効になっていないことを示す情報、過放電保護機能が有効になっていることを示す情報、過放電保護機能が有効になっていないことを示す情報などを取得する。モジュール制御部1040は、保護部250が取得又は生成した情報に基づいて、切替部230の動作を制御してよい。これにより、蓄電部210の状態に応じて、切替部230を適切に制御することができる。
 例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値よりも小さい又は当該閾値以下である場合、過放電保護機能が有効になる。蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値よりも大きい又は当該閾値以上である場合、過放電保護機能が無効になる。また、例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも大きい又は当該閾値以上である場合、過充電保護機能が有効になる。蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも小さい又は当該閾値以下である場合、過充電保護機能が無効になる。
 モジュール制御部240と同様に、モジュール制御部1040は、システム制御部140から、システム制御部140が取得又は生成した情報を取得してよい。例えば、モジュール制御部1040は、システム制御部140から、蓄電部210の電池特性を示す情報を取得する。モジュール制御部1040は、システム制御部140が取得又は生成した情報に基づいて、切替部230の動作を制御してよい。これにより、蓄電部210の状態に応じて、切替部230を適切に制御することができる。
 [切替部230の動作を制御する手順の具体例]
 一実施形態において、モジュール制御部1040は、蓄電部210の充電状態に基づいて、切替部230の動作を制御する。他の実施形態において、モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧に基づいて、切替部230の動作を制御する。さらに他の実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流に基づいて、切替部230の動作を制御する。モジュール制御部1040は、上記の電流の大きさ及び方向の少なくとも一方に基づいて、切替部230の動作を制御してよい。
 より具体的には、モジュール制御部1040は、(i)蓄電部210電圧又はSOC、及び、(ii)配線106及び蓄電部210の間を流れる電流に基づいて、切替部230の動作を制御する。モジュール制御部1040は、(i)蓄電部210電圧又はSOC、(ii)配線106及び蓄電部210の間を流れる電流、及び、(iii)切替部230の端子間電圧に基づいて切替部230の動作を制御してもよい。
 例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが予め定められた条件を満足する場合、モジュール制御部1040は、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御する。蓄電部210の電池特性は、蓄電部210の電圧又はSOCは、蓄電部210の電池特性の一例であってよい。予め定められた条件は、予め定められた数値範囲又は閾値を用いた条件であってもよく、予め定められた手順に従って算出される数値範囲又は閾値を用いた条件であってもよい。これにより、例えば、過充電又は過放電による蓄電部210の劣化又は破損を防止することができる。
 予め定められた条件は、蓄電部210を保護するための条件であってよい。予め定められた条件としては、(i)蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の数値範囲の範囲内であることを示す条件、(ii)蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の閾値より大きい、又は、特定の閾値以上であることを示す条件、(iii)蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の閾値より小さい、又は、特定の閾値以下であることを示す条件、(v)これらを組み合わせた条件などを例示することができる。
 蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の数値範囲の範囲内であることを示す条件は、蓄電モジュール1010の過電圧保護機能及び過放電保護機能の少なくとも一方が有効になっていないことを示す条件であってもよい。蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の数値範囲の範囲内であることを示す条件は、蓄電モジュール1010の過電圧保護機能及び過放電保護機能が有効になっていないことを示す条件であってもよい。蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の閾値より大きい、又は、特定の閾値以上であることを示す条件は、蓄電モジュール1010の過放電保護機能が有効になっていないことを示す条件であってもよい。蓄電部210の電圧又はSOCが、特定の閾値より小さい、又は、特定の閾値以下であることを示す条件は、蓄電モジュール1010の過充電保護機能が有効になっていないことを示す条件であってもよい。
 本実施形態によれば、モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧が予め定められた条件を満足する場合に、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。より具体的には、配線106の電圧と、蓄電部210の電圧との差が比較的大きい場合には、蓄電部210及び配線106が電気的に切断される。一方、上記の差が比較的小さい場合には、蓄電部210及び配線106が電気的に接続される。これにより、迅速な活性挿抜が可能となる。
 予め定められた条件は、迅速な活性挿抜を実現するための条件であってよい。予め定められた条件としては、(i)切替部230の端子間電圧が、特定の数値範囲の範囲内であることを示す条件、(ii)切替部230の端子間電圧が、特定の閾値より大きい、又は、特定の閾値以上であることを示す条件、(iii)切替部230の端子間電圧が、特定の閾値より小さい、又は、特定の閾値以下であることを示す条件、(v)これらを組み合わせた条件などを例示することができる。
 (過放電保護のインターロックを解除する手順の具体例)
 蓄電モジュール1010の蓄電部210が蓄電システム100の配線106と電気的に接続された状態で、蓄電システム100が放電している場合において、例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが、過放電保護のための閾値よりも小さくなると、保護部250は、過放電保護機能を有効化するための信号を、モジュール制御部1040に送信する。このとき、電流は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れている。この場合において、放電方向は第1方向の一例であってよい。また、充電方向は第2方向の一例であってよい。なお、本実施形態において、放電方向及び充電方向とは互いに逆向きである。
 蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値よりも小さい場合は、蓄電部210を保護するための条件が満たされていない場合の一例であってよい。他の実施形態において、保護部250は、蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値以下である場合に、過放電保護機能を有効化するための信号を、モジュール制御部1040に送信してよい。
 モジュール制御部1040は、上記の信号を受信すると、切替部230を制御して、配線106と、蓄電部210とを電気的に切断する。配線106及び蓄電部210が電気的に切断された後も、蓄電システム100が放電を続けると、配線106と、蓄電部210との間に電圧差が生じる。
 蓄電システム100の放電が終了した後、次に、蓄電システム100の充電が開始されたとき、配線106と、蓄電部210との間には電圧差が生じている。この場合において、上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも大きいとき、モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧が、迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足していないと判断する。その結果、蓄電モジュール1010の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とが電気的に切断された状態で、蓄電システム100の充電が進行する。
 一方、(i)蓄電システム100の充電開始時の上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも小さい若しくは当該閾値以下であるとき、又は、(ii)蓄電システム100の充電が進行して、上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも小さくなった若しくは当該閾値以下になったとき、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続しようとする。しかしながら、この段階では、蓄電部210の電圧又はSOCが、過放電保護のための閾値よりも小さい。そのため、モジュール制御部1040のインターロック機構が作動する。その結果、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続することができない。
 モジュール制御部1040が、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続するためには、何らかのロジックにより、上記のインターロックを解除する必要がある。上記のインターロックを解除する方法は特に限定されるものではないが、本実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流又は当該電流に関する情報に基づいて、上記のインターロックを解除するか否かを決定し、切替部230の動作を制御する。
 ここで、図5に関連して説明されたように、切替部230は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御するトランジスタ520を備える。トランジスタ520としては、Si-MOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、SiC-MOSFET、GaN-MOSFETなどを例示することができる。
 蓄電部210の定格電圧が比較的大きい場合、トランジスタ520は、SiC-MOSFETであることが好ましい。例えば、蓄電部210の定格電圧の最大値が100V以上、好ましくは200V以上、より好ましくは300V以上、さらに好ましくは500V以上、さらに好ましくは800V以上、さらに好ましくは1000Vである場合に、トランジスタ520として、SiC-MOSFETが利用される。これにより、優れた耐圧特性を有しながら、損失が少ないというSiC-MOSFETの利点を十分に発揮することができる。蓄電部210の定格電圧の最大値が300V以上又は500V以上である場合、トランジスタ520としてSiC-MOSFETが利用されることの効果が顕著に現れうる。
 また、トランジスタ520のソース・ドレイン間には、寄生ダイオードが形成される。上記の寄生ダイオードは、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を通過させる。一方、上記の寄生ダイオードは、電流が、当該寄生ダイオードを介して、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れることを抑制する。
 トランジスタ520は、第1電流調整部又は第2電流調整部の一例であってよい。トランジスタ520の寄生ダイオードは、第1バイパス部又は第2バイパス部の一例であってよい。なお、切替部230は、トランジスタ520の寄生ダイオードとは別に、当該寄生ダイオードと同様の機能を有し、配線106及び蓄電部210の間にトランジスタ520と並列に接続される整流器を備えてもよい。上記の整流器としては、(i)ダイオードなどの整流素子、(ii)複数の素子により構成される整流回路などを例示することができる。
 上記のとおり、本実施形態によれば、切替部230が、(i)放電方向の電流を調整するトランジスタ520と、(ii)トランジスタ520に並列に配され、充電方向の電流を通過させ、放電方向の電流を通過させない寄生ダイオードとを備える。そのため、蓄電システム100の充電がさらに進行して、配線106の電圧が、蓄電部210の正極端子212の電圧よりも大きくなると、トランジスタ520の寄生ダイオードを介して、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に電流が流れるようになる。
 過放電による蓄電部210の劣化又は破損を防止する場合、モジュール制御部1040は、放電方向に電流が流れることを防止する必要はあるが、充電方向に電流が流れることは防止しなくてもよい。そこで、本実施形態によれば、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を監視する。
 一実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を検出する。他の実施形態において、モジュール制御部1040は、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に放電方向で切断しているときに、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出してもよい。
 蓄電システム100の充電が開始された後、上記の電流が検出されるまでの間、モジュール制御部1040は、過放電保護のためのインターロックを維持する。一方、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、過放電保護のためのインターロックを解除する。
 一実施形態において、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続する。一般的に、トランジスタ520のオン抵抗の値は、寄生ダイオードの抵抗値よりも小さいので、本実施形態によれば、蓄電部210の充放電効率が向上する。
 上記の電圧差が、迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足していない状態において、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、少なくとも、上記の電圧差が迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足するまでの間、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。なお、上記の電圧差が迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足している間、モジュール制御部1040は、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。
 他の実施形態において、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、過放電保護機能をリセットするための信号を、保護部250に送信してもよい。そして、保護部250は、過放電保護機能をリセットするための信号を受信すると、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続してよい。
 配線106及び蓄電部210が電気的に接続された後、蓄電システム100の充電がさらに進行すると、蓄電部210の電圧又はSOCが、過放電保護のための閾値よりも大きくなる。蓄電部210の電圧又はSOCが、過放電保護のための閾値よりも大きくなった場合、保護部250は、過放電保護機能をリセットするための信号を、モジュール制御部1040に送信してもよい。モジュール制御部1040は、過放電保護機能をリセットするための信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。
 なお、上述のとおり、過放電保護機能を有効化することが決定された場合、モジュール制御部1040は、例えば、(i)配線106及び蓄電部210を電気的に切断する、又は、(ii)配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れ得る電流の大きさを小さくする。これにより、過放電保護機能が有効になっている場合には、過放電保護機能が無効になっている場合と比較して、放電方向に流れ得る電流の大きさが小さくなる。一方、過放電保護のインターロックを解除することが決定された場合(過放電保護機能を無効化すると称する場合がある)、モジュール制御部1040は、例えば、(i)配線106及び蓄電部210を電気的に接続する、又は、(ii)配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れ得る電流の大きさを大きくする。
 モジュール制御部1040は、切替部230の抵抗値又は通流率(デューティ比と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御する。一実施形態において、切替部230がトランジスタ520を備え、トランジスタ520が電界効果トランジスタである場合、モジュール制御部1040は、トランジスタ520のゲート電圧(入力電圧と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御することができる。モジュール制御部1040は、トランジスタ520の入力電圧を調整するための回路に配された素子の動作を制御することにより、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御してもよい。
 他の実施形態において、切替部230がトランジスタ520を備え、トランジスタ520がバイポーラトランジスタである場合、モジュール制御部1040は、トランジスタ520のベース電流(入力電流と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御することができる。モジュール制御部1040は、トランジスタ520の入力電流を調整するための回路に配された素子の動作を制御することにより、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御してもよい。
 切替部230の抵抗値又は通流率は、過放電保護機能が有効になっている場合と、過放電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。切替部230がスイッチング素子を有する場合、当該スイッチング素子のオン抵抗は、過充電保護機能が有効になっている場合と、過充電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。切替部230が可変抵抗を有する場合、当該可変抵抗の抵抗値は、過充電保護機能が有効になっている場合と、過充電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。モジュール制御部1040は、過放電保護機能が有効になっている場合には、過放電保護機能が無効になっている場合と比較して、切替部230の抵抗値が大きくなるように、切替部230を制御してもよい。モジュール制御部1040は、過放電保護機能が有効になっている場合には、過放電保護機能が無効になっている場合と比較して、切替部230の通流率が小さくなるように、切替部230を制御してもよい。
 説明を簡単にすることを目的として、本実施形態においては、(i)過放電保護機能を有効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に切断し、(ii)過放電保護機能を無効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に接続する実施形態を例として、モジュール制御部1040が過放電保護のインターロックを解除する手順について説明した。しかしながら、本願明細書の記載に接した当業者であれば、(i)過放電保護機能を有効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れ得る電流の大きさを小さくし、(ii)過放電保護機能を無効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れ得る電流の大きさを大きくする他の実施形態においても、モジュール制御部1040が、本実施形態と同様の手順により過放電保護のインターロックを解除し得ることを、理解することができる。
 具体的には、過放電保護機能が有効化される場合、本実施形態において、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に切断するための一連の動作は、上記の他の実施形態において、モジュール制御部1040が蓄電部210及び配線106の間を流れ得る電流を小さくするための一連の動作に相当する。同様に、過放電保護機能が無効化される場合、本実施形態において、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するための一連の動作は、上記の他の実施形態において、モジュール制御部1040が蓄電部210及び配線106の間を流れ得る電流を大きくするための一連の動作に相当する。
 (過充電保護のインターロックを解除する手順の具体例)
 蓄電モジュール1010の蓄電部210が蓄電システム100の配線106と電気的に接続された状態で、蓄電システム100が充電している場合において、例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが、過充電保護のための閾値よりも大きくなると、保護部250は、過充電保護機能を有効化するための信号を、モジュール制御部1040に送信する。このとき、電流は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れている。この場合において、充電方向は第1方向の一例であってよい。また、放電方向は第2方向の一例であってよい。なお、本実施形態において、放電方向及び充電方向とは互いに逆向きである。
 蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも大きい場合は、蓄電部210を保護するための条件が満たされていない場合の一例であってよい。他の実施形態において、保護部250は、蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値以上である場合に、過充電保護機能を有効化するための信号を、モジュール制御部1040に送信してよい。
 モジュール制御部1040は、上記の信号を受信すると、切替部230を制御して、配線106と、蓄電部210とを電気的に切断する。配線106及び蓄電部210が電気的に切断された後も、蓄電システム100が充電を続けると、配線106と、蓄電部210との間に電圧差が生じる。
 蓄電システム100の充電が終了した後、次に、蓄電システム100の放電が開始されたとき、配線106と、蓄電部210との間には電圧差が生じている。この場合において、上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも大きいとき、モジュール制御部1040は、切替部230の端子間電圧が、迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足していないと判断する。その結果、蓄電モジュール1010の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とが電気的に切断された状態で、蓄電システム100の放電が進行する。
 一方、(i)蓄電システム100の放電開始時の上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも小さい若しくは当該閾値以下であるとき、又は、(ii)蓄電システム100の充電が進行して、上記の電圧差の絶対値が、迅速な活性挿抜を実現するための閾値よりも小さくなった若しくは当該閾値以下になったとき、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続しようとする。しかしながら、この段階では、蓄電部210の電圧又はSOCが、過充電保護のための閾値よりも大きい。そのため、モジュール制御部1040のインターロック機構が作動する。その結果、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続することができない。
 モジュール制御部1040が、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続するためには、何らかのロジックにより、上記のインターロックを解除する必要がある。上記のインターロックを解除する方法は特に限定されるものではないが、本実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流又は当該電流に関する情報に基づいて、上記のインターロックを解除するか否かを決定し、切替部230の動作を制御する。
 ここで、図5に関連して説明されたように、切替部230は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御するトランジスタ510を備える。トランジスタ510としては、Si-MOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、SiC-MOSFET、GaN-MOSFETなどを例示することができる。
 蓄電部210の定格電圧が比較的大きい場合、トランジスタ510は、SiC-MOSFETであることが好ましい。例えば、蓄電部210の定格電圧の最大値が100V以上、好ましくは200V以上、より好ましくは300V以上、さらに好ましくは500V以上、さらに好ましくは800V以上、さらに好ましくは1000Vである場合に、トランジスタ510として、SiC-MOSFETが利用される。これにより、優れた耐圧特性を有しながら、損失が少ないというSiC-MOSFETの利点を十分に発揮することができる。蓄電部210の定格電圧の最大値が300V以上又は500V以上である場合、トランジスタ510としてSiC-MOSFETが利用されることの効果が顕著に現れうる。
 また、トランジスタ510のソース・ドレイン間には、寄生ダイオードが形成される。上記の寄生ダイオードは、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を通過させる。一方、上記の寄生ダイオードは、電流が、当該寄生ダイオードを介して、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れることを抑制する。
 トランジスタ510は、第1電流調整部又は第2電流調整部の一例であってよい。トランジスタ510の寄生ダイオードは、第1バイパス部又は第2バイパス部の一例であってよい。なお、切替部230は、トランジスタ510の寄生ダイオードとは別に、当該寄生ダイオードと同様の機能を有し、配線106及び蓄電部210の間にトランジスタ510と並列に接続される整流器を備えてもよい。上記の整流器としては、(i)ダイオードなどの整流素子、(ii)複数の素子により構成される整流回路などを例示することができる。
 上記のとおり、本実施形態によれば、切替部230が、(i)充電方向の電流を調整するトランジスタ510と、(ii)トランジスタ510に並列に配され、放電方向の電流を通過させ、充電方向の電流を通過させない寄生ダイオードとを備える。そのため、蓄電システム100の放電がさらに進行して、配線106の電圧が、蓄電部210の正極端子212の電圧よりも小さくなると、トランジスタ510の寄生ダイオードを介して、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に電流が流れるようになる。
 過充電による蓄電部210の劣化又は破損を防止する場合、モジュール制御部1040は、充電方向に電流が流れることを防止する必要はあるが、放電方向に電流が流れることは防止しなくてもよい。そこで、本実施形態によれば、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を監視する。
 一実施形態において、モジュール制御部1040は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を検出する。他の実施形態において、モジュール制御部1040は、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に充電方向で切断しているときに、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出してもよい。
 蓄電システム100の放電が開始された後、上記の電流が検出されるまでの間、モジュール制御部1040は、過充電保護のためのインターロックを維持する。一方、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、過充電保護のためのインターロックを解除する。
 一実施形態において、モジュール制御部1040は、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続する。一般的に、トランジスタ510のオン抵抗の値は、寄生ダイオードの抵抗値よりも小さいので、本実施形態によれば、蓄電部210の充放電効率が向上する。
 上記の電圧差が、迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足していない状態において、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、少なくとも、上記の電圧差が迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足するまでの間、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。なお、上記の電圧差が迅速な活性挿抜を実現するための条件を満足している間、モジュール制御部1040は、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。
 他の実施形態において、上記の電流が検出された場合、モジュール制御部1040は、過充電保護機能をリセットするための信号を、保護部250に送信してもよい。そして、保護部250は、過充電保護機能をリセットするための信号を受信すると、切替部230を制御して、配線106及び蓄電部210を電気的に接続してよい。
 配線106及び蓄電部210が電気的に接続された後、蓄電システム100の放電がさらに進行すると、蓄電部210の電圧又はSOCが、過充電保護のための閾値よりも小さくなる。蓄電部210の電圧又はSOCが、過充電保護のための閾値よりも小さくなった場合、保護部250は、過充電保護機能をリセットするための信号を、モジュール制御部1040に送信してもよい。モジュール制御部1040は、過充電保護機能をリセットするための信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御してよい。
 なお、上述のとおり、過充電保護機能を有効化することが決定された場合、モジュール制御部1040は、例えば、(i)配線106及び蓄電部210を電気的に切断する、又は、(ii)配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れ得る電流の大きさを小さくする。これにより、過充電保護機能が有効になっている場合には、過充電保護機能が無効になっている場合と比較して、充電方向に流れ得る電流の大きさが小さくなる。一方、過充電保護のインターロックを解除することが決定された場合(過充電保護機能を無効化すると称する場合がある)、モジュール制御部1040は、例えば、(i)配線106及び蓄電部210を電気的に接続する、又は、(ii)配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れ得る電流の大きさを大きくする。
 モジュール制御部1040は、切替部230の抵抗値又は通流率(デューティ比と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御する。一実施形態において、切替部230がトランジスタ510を備え、トランジスタ510が電界効果トランジスタである場合、モジュール制御部1040は、トランジスタ510のゲート電圧(入力電圧と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御することができる。モジュール制御部1040は、トランジスタ510の入力電圧を調整するための回路に配された素子の動作を制御することにより、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御してもよい。
 他の実施形態において、切替部230がトランジスタ510を備え、トランジスタ510がバイポーラトランジスタである場合、モジュール制御部1040は、トランジスタ510のベース電流(入力電流と称される場合がある。)を調整することで、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御することができる。モジュール制御部1040は、トランジスタ510の入力電流を調整するための回路に配された素子の動作を制御することにより、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整又は制御してもよい。
 切替部230の抵抗値又は通流率は、過充電保護機能が有効になっている場合と、過充電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。切替部230がスイッチング素子を有する場合、当該スイッチング素子のオン抵抗は、過充電保護機能が有効になっている場合と、過充電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。切替部230が可変抵抗を有する場合、当該可変抵抗の抵抗値は、過充電保護機能が有効になっている場合と、過充電保護機能が無効になっている場合とで、同一であってもよく、異なってもよい。モジュール制御部1040は、過充電保護機能が有効になっている場合には、過充電保護機能が無効になっている場合と比較して、切替部230の抵抗値が大きくなるように、切替部230を制御してもよい。モジュール制御部1040は、過充電保護機能が有効になっている場合には、過充電保護機能が無効になっている場合と比較して、切替部230の通流率が小さくなるように、切替部230を制御してもよい。
 説明を簡単にすることを目的として、本実施形態においては、(i)過充電保護機能を有効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に切断し、(ii)過充電保護機能を無効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に接続する実施形態を例として、モジュール制御部1040が過充電保護のインターロックを解除する手順について説明した。しかしながら、本願明細書の記載に接した当業者であれば、(i)過充電保護機能を有効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れ得る電流の大きさを小さくし、(ii)過充電保護機能を無効化することが決定された場合に、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れ得る電流の大きさを大きくする他の実施形態においても、モジュール制御部1040が、本実施形態と同様の手順により過充電保護のインターロックを解除し得ることを、理解することができる。
 具体的には、過充電保護機能が有効化される場合、本実施形態において、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に切断するための一連の動作は、上記の他の実施形態において、モジュール制御部1040が蓄電部210及び配線106の間を流れ得る電流を小さくするための一連の動作に相当する。同様に、過充電保護機能が無効化される場合、本実施形態において、モジュール制御部1040が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するための一連の動作は、上記の他の実施形態において、モジュール制御部1040が蓄電部210及び配線106の間を流れ得る電流を大きくするための一連の動作に相当する。
 以上のとおり、本実施形態によれば、モジュール制御部1040は、例えば、蓄電モジュール1010の充放電効率を大きく低下させることなく、活性挿抜機能と、蓄電部210の保護機能とを両立させることができる。
 図1に関連して説明したとおり、家電製品などの小規模のシステムの電源の一部を構成する蓄電モジュールは、直列に接続された蓄電セルの数が少なく、その定格電圧も3.5~4.5V程度である。そのため、システムが稼働している状態で電源に蓄電モジュールを実装したり、電源から蓄電モジュールを取り外したりする場合、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールの電圧と、電源を構成する他の蓄電モジュールの電圧とを厳密に管理することが要求され得る。蓄電モジュールの仕様によっては、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールと、電源を構成する他の蓄電モジュールとの電圧差の許容値が1V未満に管理されることもあり得る。
 一方、近年、蓄電モジュールの大型化が進んでいる。例えば、乗用車などの小型~中型の電気自動車では、定格電圧が300~400V程度の蓄電モジュールが利用されている。また、電気バスなどの大型の電気自動車では、定格電圧が500~800V程度の蓄電モジュールが利用されるようになってきている。蓄電モジュールの定格電圧が大きくなると、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールと、電源を構成する他の蓄電モジュールとの電圧差の許容値も大きくなる。例えば、電源を構成する一の蓄電モジュールと、当該電源を構成する他の蓄電モジュールとの電圧差が1Vを越える場合であっても、当該一の蓄電モジュールを活性挿抜することができる場合がある。
 活性挿抜の対象となる蓄電モジュールの抵抗又はインピーダンスにもよるが、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールの定格電圧が100V以上である場合、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールと、電源を構成する他の蓄電モジュールとの電圧差は、30V以下であってもよく、10V以下であってもよく、5V以下であってもよく、3V以下であってもよく、2V以下であってもよく、1V以下であってもよい。活性挿抜の対象となる蓄電モジュールと、電源を構成する他の蓄電モジュールとの電圧差は、活性挿抜の対象となる蓄電モジュールの定格電圧の1/5以下であってよく、1/10以下であってよく、1/20以下であってよく、1/30以下であってよく、1/50以下であってよく、1/100以下であってよく、1/200以下であってよく、1/300以下であってよく、1/500以下であってよく、1/1000以下であってよい。
 本実施形態において、電流検出素子1020及び切替部230が、蓄電モジュール1010の正極端子112と、蓄電部210の正極端子212との間に配され、蓄電部210の正極端子212が、切替部230を介して配線106と電気的に接続される場合について説明した。しかしながら、電流検出素子1020及び切替部230の配置は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、電流検出素子1020及び切替部230は、蓄電モジュール1010の負極端子114と、蓄電部210の負極端子214との間に配され、蓄電部210の負極端子214は、切替部230を介して配線106と電気的に接続される。
 図11は、モジュール制御部1040のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モジュール制御部1040は、判定部310と、受信部320と、信号生成部330とを備える。モジュール制御部1040は、モジュール情報取得部340と、モジュール情報格納部350と、モジュール情報送信部360とを備えてもよい。本実施形態において、モジュール制御部1040は、電流監視部1120を備える。本実施形態において、電流監視部1120は、電流検出部1122と、方向決定部1124とを有する。信号生成部330は、動作制御部の一例であってよい。
 本実施形態において、モジュール制御部1040は、電流監視部1120を備える点で、モジュール制御部240と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、モジュール制御部1040は、モジュール制御部240の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 本実施形態において、電流監視部1120は、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1010の蓄電部210との間を流れる電流を監視する。例えば、電流監視部1120は、蓄電モジュール1010の正極端子112及び正極端子212の間を流れる電流を監視する。
 本実施形態において、電流検出部1122は、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1010の蓄電部210との間を流れる電流を検出する。電流検出部1122は、上記の電流の大きさを決定してもよい。電流検出部1122は、任意のアナログ回路により構成されてもよく、任意のデジタル回路により構成されてもよい。
 本実施形態において、方向決定部1124は、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1010の蓄電部210との間を流れる電流の方向を決定する。方向決定部1124は、任意のアナログ回路により構成されてもよく、任意のデジタル回路により構成されてもよい。
 図12は、モジュール制御部1040の回路構成の一例を概略的に示す。図12は、切替部230の回路構成の一例を概略的に示す。図12は、正極端子112、負極端子114、蓄電部210、保護部250及び電流検出素子1020とともに、切替部230の一例及びモジュール制御部1040の一例を示す。
 [切替部230の回路の具体例]
 本実施形態において、トランジスタ510は、一端が配線106と電気的に接続され、他端が蓄電部210と電気的に接続される。トランジスタ510は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ520及び寄生ダイオード844と直列に接続される。本実施形態において、トランジスタ510は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流の大きさを調整する。
 本実施形態において、トランジスタ520は、一端が配線106と電気的に接続され、他端が蓄電部210と電気的に接続される。トランジスタ520は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ510及び寄生ダイオード842と直列に接続される。本実施形態において、トランジスタ520は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流の大きさを調整する。
 寄生ダイオード842は、一端が配線106と電気的に接続され、他端が蓄電部210と電気的に接続される。寄生ダイオード842は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ510と並列に接続される。寄生ダイオード842は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ520及び寄生ダイオード844と直列に接続される。
 寄生ダイオード842は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を通過させる。一方、寄生ダイオード842は、電流が、寄生ダイオード842を介して、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れることを抑制する。
 寄生ダイオード844は、一端が配線106と電気的に接続され、他端が蓄電部210と電気的に接続される。寄生ダイオード844は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ520と並列に接続される。寄生ダイオード844は、配線106及び蓄電部210の間において、トランジスタ510及び寄生ダイオード842と直列に接続される。
 寄生ダイオード842は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を通過させる。一方、寄生ダイオード844は、電流が、寄生ダイオード844を介して、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れることを抑制する。
 トランジスタ510は、第1電流調整部及び第2電流調整部の一方の一例であってよい。トランジスタ520は、第1電流調整部及び第2電流調整部の他方の一例であってよい。寄生ダイオード842は、第1バイパス部及び第2バイパス部の一方の一例であってよい。寄生ダイオード844は、第1バイパス部及び第2バイパス部の他方の一例であってよい。放電方向は、第1方向及び第2方向の一方の一例であってよい。充電方向は、第1方向及び第2方向の他方の一例であってよい。
 [モジュール制御部1040の回路の具体例]
 本実施形態において、モジュール制御部1040は、判定部310と、信号生成部330と、電流監視部1120とを備える。判定部310は、第1決定部、第2決定部及び第3決定部の一例であってよい。
 本実施形態において、信号生成部330は、OR回路1260と、AND回路1272と、AND回路1274と、OR回路1282と、OR回路1284とを備える。また、本実施形態において、正極端子112及び切替部230の間に、電流検出素子1020として、適切な抵抗値を有する抵抗が配されている。電流検出素子1020の抵抗値は、例えば、電流監視部1120が、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流の方向を確実に判定することができるように決定される。
 本実施形態において、判定部310は、切替部230の端子間電圧が予め定められた範囲内であるか否かを判定する。判定部310は、判定結果を示す信号を信号生成部330に送信する。判定部310は、任意のアナログ回路により構成されてもよく、任意のデジタル回路により構成されてもよい。判定部310は、ウインドコンパレータを含んでよい。ウインドコンパレータは、例えば、2つのコンパレータを利用して実現することができる。
 本実施形態において、判定部310は2つの入力端子を有する。判定部310の一方の入力端子(図中、-端子として示される)には、切替部230の一端(例えば、正極端子112側の端部である。)の電圧が入力される。判定部310の他方の入力端子(図中、+端子として示される)には、切替部230の他端(例えば、蓄電部210側の端部である。)の電圧が入力される。
 本実施形態において、判定部310は2つの出力端子を有する。判定部310は、判定結果を示す信号として、一方の出力端子(図中、L端子として示される)から、切替部230の端子間電圧が第1の閾値よりも小さいことを示す信号を出力する。例えば、切替部230の端子間電圧が第1の閾値よりも小さい場合、判定部310は、L端子からH論理を出力する。一方、切替部230の端子間電圧が第1の閾値以上である場合、判定部310は、L端子からL論理を出力する。
 また、判定部310は、判定結果を示す信号として、他方の出力端子(図中、H端子として示される)から、切替部230の端子間電圧が第2の閾値よりも大きいことを示す信号を出力する。本実施形態において、第2の閾値の絶対値として、第1の閾値の絶対値よりも大きな値が設定される。例えば、切替部230の端子間電圧が第2の閾値よりも大きい場合、判定部310は、H端子からH論理を出力する。一方、切替部230の端子間電圧が第2の閾値以下である場合、判定部310は、H端子からL論理を出力する。
 一実施形態において、判定部310は、例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが第1条件に合致するか否かを決定することができる。第1条件としては、(i)蓄電部の電圧又はSOCが予め定められた第1数値範囲の範囲外であることを示す条件、(ii)蓄電部の電圧又はSOCが予め定められた第1閾値より大きいことを示す条件、(iii)蓄電部の電圧又はSOCが第1閾値以上であることを示す条件などを例示することができる。第1条件は、例えば、蓄電部210が過充電であることを示す条件である。
 他の実施形態において、判定部310は、例えば、蓄電部210の電圧又はSOCが第2条件に合致するか否かを決定することができる。第2条件としては、(i)蓄電部の電圧又はSOCが予め定められた第2数値範囲の範囲外であることを示す条件、(ii)蓄電部の電圧又はSOCが予め定められた第2閾値より小さいことを示す条件、(iii)蓄電部の電圧又はSOCが第2閾値以下であることを示す条件などを例示することができる。なお、第2条件は、第1条件とは異なる条件であってよい。第2条件は、例えば、蓄電部210が過放電であることを示す条件である。
 さらに他の実施形態において、判定部310は、例えば、切替部230の端子間電圧が第3条件に合致するか否かを決定することができる。第3条件としては、(i)切替部230の端子間電圧が予め定められた第3数値範囲の範囲内であることを示す条件、(ii)切替部230の端子間電圧が予め定められた第3閾値より小さいことを示す条件、(iii)切替部230の端子間電圧が第3閾値以下であることを示す条件などを例示することができる。
 さらに他の実施形態において、判定部310は、例えば、切替部230の端子間電圧が第4条件に合致するか否かを決定することができる。第4条件としては、(i)切替部230の端子間電圧が予め定められた第4数値範囲の範囲外であることを示す条件、(ii)切替部230の端子間電圧が予め定められた第4閾値より大きいことを示す条件、(iii)切替部230の端子間電圧が第4閾値以上であることを示す条件などを例示することができる。第4数値範囲は第3数値範囲と同一であってもよい。第4数値範囲の上限値は、第3数値範囲の上限値より大きくてもよい。第4閾値は第3閾値と同一であってもよい。第4閾値は、第3閾値より大きくてもよい。
 本実施形態において、電流監視部1120は、コンパレータを含んでよい。電流監視部1120は、例えば、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。電流監視部1120の一方の入力端子(図中、+端子として示される)には、電流検出素子1020の一端(例えば、正極端子112側の端部である。)の電圧が入力される。電流監視部1120の他方の入力端子(図中、-端子として示される)には、電流検出素子1020の他端(例えば、切替部230側の端部である。)の電圧が入力される。
 例えば、+端子に入力された電圧が、-端子に入力された電圧よりも大きい場合、電流監視部1120は、出力端子からH論理を出力する。一方、+端子に入力された電圧が、-端子に入力された電圧よりも小さい場合、電流監視部1120は、出力端子からL論理を出力する。また、+端子に入力された電圧と、-端子に入力された電圧とが等しい場合、又は、両者が等しいと見做せる場合、電流監視部1120は、出力端子から信号を出力しない。
 本実施形態において、電流監視部1120は、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方が、配線106及び蓄電部210を電気的に切断しているときに、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出する。一実施形態において、電流監視部1120は、過充電保護機能が有効化されているときに、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を検出する。他の実施形態において、電流監視部1120は、過放電保護機能が有効化されているときに、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を検出する。
 本実施形態において、信号生成部330は、受信部320の機能を兼ね備えてよい。例えば、信号生成部330は、保護部250から、過放電保護機能を有効化させるための信号86を受信する。また、信号生成部330は、保護部250から、過充電保護機能を有効化させるための信号88を受信する。信号生成部330は、判定部310から、切替部230の端子間電圧に関する情報を受信する。信号生成部330は、電流監視部1120から、配線106及び蓄電部210の間の電流に関する情報を受信する。
 本実施形態において、信号生成部330は、(i)蓄電部210の電圧又はSOC、及び、(ii)電流監視部1120の検出結果に基づいて、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方の動作を制御することができる。信号生成部330は、(i)蓄電部210の電圧又はSOC、及び、(ii)電流監視部1120の検出結果、及び、(iii)判定部310の判定結果に基づいて、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方の動作を制御することができる。信号生成部330は、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方の動作を制御するための信号を、当該信号による制御対象となるトランジスタに出力することで、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方を制御してよい。
 本実施形態において、判定部310が、切替部230の端子間電圧が第4条件に合致することを決定した場合、信号生成部330は、トランジスタ510及びトランジスタ520の少なくとも一方に、配線106及び蓄電部210を電気的に切断する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を小さくする動作を実行させるための信号を出力してよい。これにより、判定部310は、蓄電部210の過電流保護機能としても利用され得る。
 本実施形態において、OR回路1260は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。OR回路1260の一方の入力端子には、判定部310のH端子からの出力が入力される。OR回路1260の他方の入力端子には、判定部310のL端子からの出力が入力される。
 OR回路1260は、2つの入力の論理和を出力する。例えば、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲に収まる場合、OR回路1260は、L論理を出力する。一方、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲から外れる場合、OR回路1260は、H論理を出力する。例えば、切替部230が上記の第4条件に合致する場合の一例として、切替部230の端子間電圧が特定の値よりも大きい場合、判定部310のH端子から、H論理が出力される。この場合、OR回路1260は、H論理を出力する。
 本実施形態において、AND回路1272は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。AND回路1272の一方の入力端子には、OR回路1260の出力が反転された信号が入力される。AND回路1272の他方の入力端子には、過充電保護機能を有効化させるための信号88が反転された信号が入力される。
 AND回路1272は、2つの入力の論理積を出力する。例えば、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲に収まる場合(具体的には、配線106の電圧と、蓄電部210の電圧との差の絶対値が特定の閾値よりも小さい場合又は当該閾値以下の場合である。)であって、且つ、蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも小さい場合、AND回路1272は、H論理を出力する。一方、上記以外の場合、AND回路1272は、L論理を出力する。
 本実施形態において、AND回路1274は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。AND回路1274の一方の入力端子には、OR回路1260の出力が反転された信号が入力される。AND回路1274の他方の入力端子には、過放電保護機能を有効化させるための信号86が反転された信号が入力される。
 AND回路1274は、2つの入力の論理積を出力する。例えば、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲に収まる場合(具体的には、配線106の電圧と、蓄電部210の電圧との差の絶対値が特定の閾値よりも小さい場合又は当該閾値以下の場合である。)であって、且つ、蓄電部210の電圧又はSOCが過放電保護のための閾値よりも大きい場合、AND回路1274は、H論理を出力する。一方、上記以外の場合、AND回路1274は、L論理を出力する。
 本実施形態において、OR回路1282は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。OR回路1282の一方の入力端子には、電流監視部1120の出力が反転された信号が入力される。OR回路1282の他方の入力端子には、AND回路1272の出力が入力される。
 OR回路1282は、2つの入力の論理和を出力する。例えば、OR回路1282の出力がH論理である場合、トランジスタ510がオン動作し、OR回路1282の出力がL論理である場合、トランジスタ510がオフ動作する。一実施形態において、配線106及び蓄電部210の間で放電方向に電流が流れている場合、OR回路1282は、H論理を出力する。他の実施形態において、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲に収まる場合であって、且つ、蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも小さい場合、OR回路1282は、H論理を出力する。
 本実施形態において、OR回路1284は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。OR回路1284の一方の入力端子には、電流監視部1120の出力が入力される。OR回路1284の他方の入力端子には、AND回路1274の出力が入力される。
 OR回路1284は、2つの入力の論理和を出力する。例えば、OR回路1284の出力がH論理である場合、トランジスタ520がオン動作し、OR回路1284の出力がL論理である場合、トランジスタ520がオフ動作する。一実施形態において、配線106及び蓄電部210の間で充電方向に電流が流れている場合、OR回路1284は、H論理を出力する。他の実施形態において、切替部230の端子間電圧が特定の数値範囲に収まる場合であって、且つ、蓄電部210の電圧又はSOCが過充電保護のための閾値よりも小さい場合、OR回路1284は、H論理を出力する。
 [信号生成部330の動作の具体例]
 一実施形態において、判定部310が、蓄電部210の電圧又はSOCが第1条件に合致することを決定した場合、信号生成部330は、例えば、トランジスタ510に、配線106及び蓄電部210を電気的に切断する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流を小さくする動作を実行させるための信号を出力する。なお、第1条件の内容によっては、信号生成部330は、トランジスタ520に信号を出力してもよい。
 他の実施形態において、判定部310が、蓄電部210の電圧又はSOCが第2条件に合致することを決定した場合、信号生成部330は、例えば、トランジスタ520に、配線106及び蓄電部210を電気的に切断する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流を小さくする動作を実行させるための信号を出力する。なお、第2条件の内容によっては、信号生成部330は、トランジスタ510に信号を出力してもよい。
 さらに他の実施形態において、判定部310が、切替部230の端子間電圧が第3条件に合致することを決定した場合、信号生成部330は、蓄電部210の電圧又はSOCが第1条件及び第2条件に合致するか否かに関わらず、トランジスタ510及びトランジスタ520に、配線106及び蓄電部210を電気的に接続する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を大きくする動作を実行させるための信号を出力する。一方、判定部310が、切替部230の端子間電圧が第3条件に合致しないことを決定した場合、信号生成部330は、電流監視部1120の検出結果に応じた信号を出力してよい。例えば、信号生成部330は、下記のとおり信号を出力する。
 [(a)判定部310が、切替部230の端子間電圧が第3条件に合致しないことを決定した場合において、(b)電流監視部1120が、(i)過充電保護機能が有効化されているときに配線106及び蓄電部210の間を放電方向に流れる電流、又は、(ii)トランジスタ510が配線106及び蓄電部を電気的に切断しているときに配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出した場合]
 この場合、信号生成部330は、蓄電部210の電圧又はSOCが第1条件に合致するか否かに関わらず、トランジスタ510に、配線106及び蓄電部210を電気的に接続する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を大きくする動作を実行させるための信号を出力する。
 [(a)判定部310が、切替部230の端子間電圧が第3条件に合致しないことを決定した場合において、(c)電流監視部1120が、(i)過放電保護機能が有効化されているときに配線106及び蓄電部210の間を充電方向に流れる電流、又は、(ii)トランジスタ520が配線106及び蓄電部を電気的に切断しているときに配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を検出した場合]
 この場合、信号生成部330は、蓄電部210の電圧又はSOCが第2条件に合致するか否かに関わらず、トランジスタ520に、配線106及び蓄電部210を電気的に接続する動作、又は、配線106及び蓄電部210の間を流れる電流を大きくする動作を実行させるための信号を出力する。
 さらに他の実施形態において、モジュール制御部1040は、過電流により蓄電部210が劣化又は破損することを抑制することができる。上述のとおり、切替部230が上記の第4条件に合致する場合の一例として、切替部230の端子間電圧が特定の値よりも大きい場合、OR回路1260が、H論理を出力する。
 そのため、配線106及び蓄電部210の間で放電方向に電流が流れている場合であって、切替部230の端子間電圧が特定の値よりも大きい場合には、OR回路1282から、L論理が出力される。その結果、トランジスタ510がオフ動作する。同様に、配線106及び蓄電部210の間で充電方向に電流が流れている場合であって、切替部230の端子間電圧が特定の値よりも大きい場合には、OR回路1284から、L論理が出力される。その結果、トランジスタ520がオフ動作する。
 本実施形態によれば、寄生ダイオード842及び寄生ダイオード844に定常的に電流が流れることが抑制される。その結果、切替部230の端子間電圧と、トランジスタ510及びトランジスタ520を介して流れる電流とが比例すると見做すことができる。そこで、電流検出素子1020の抵抗値を適切に設定したり、配線106及び蓄電部210の間において、適切な抵抗値を有する抵抗を、電流検出素子1020と直列に接続したりすることにより、判定部310及び信号生成部330を、過電流保護回路として利用することができる。
 図13は、モジュール制御部1040の回路構成の一例を概略的に示す。図13に開示されたモジュール制御部1040は、電流検出素子1020と、120との間に抵抗1310を備える点で、図12に関連して説明されたモジュール制御部1040と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、図13に開示されたモジュール制御部1040は、図12に関連して説明されたモジュール制御部1040の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 上述のとおり、抵抗1310の抵抗値を適切に設定することで、判定部310及び信号生成部330を、過電流保護回路として利用することができる。抵抗1310の抵抗値は、例えば、判定部310が、負荷電流の値が予め定められた数値範囲に収まるか否かを確実に判定することができるように決定される。また、抵抗1310は、電流検出素子1020の代わりに、電流検出素子として利用されてもよい。この場合、蓄電モジュール1010は、電流検出素子1020を備えなくてもよい。
 図14は、蓄電モジュール1410のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、蓄電モジュール1410は、電圧調整部1430を備え、モジュール制御部1040が電圧調整部1430の動作を制御する点で、蓄電モジュール1010と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、蓄電モジュール1410は、蓄電モジュール1010の対応する構成と同様の特徴を有してよい。電圧調整部1430は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の一例であってよい。
 図15は、電圧調整部1430の回路構成の一例を概略的に示す。図15は、また、蓄電モジュール1410のモジュール制御部1040の回路構成の一例を概略的に示す。
 本実施形態において、電圧調整部1430は、トランジスタ1522と、抵抗1524とを備える。本実施形態において、電圧調整部1430は、トランジスタ1542と、抵抗1544とを備える。トランジスタ1522は、第1スイッチング素子の一例であってよい。トランジスタ1542は、第2スイッチング素子の一例であってよい。
 本実施形態において、蓄電モジュール1410のモジュール制御部1040は、信号生成部330(図示されていない。)がAND回路1552及びAND回路1554を備える点で、蓄電モジュール1010のモジュール制御部1040と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、蓄電モジュール1410のモジュール制御部1040は、蓄電モジュール1010のモジュール制御部1040の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 本実施形態において、トランジスタ1522は、配線106及び蓄電部210の間において切替部230と並列に接続される。例えば、トランジスタ1522の一端は、切替部230の一端と電気的に接続される。トランジスタ1522の一端は、正極端子112を介して、配線106と電気的に接続されてもよい。一方、トランジスタ1522の他端は、切替部230の他端と電気的に接続される。トランジスタ1522の他端は、蓄電部210と電気的に接続されてもよい。
 本実施形態によれば、蓄電モジュールを容易に活性挿抜することができる。しかしながら、例えば、蓄電システム100が非常用電源のように使用頻度の少ない機器である場合、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュールの一部を交換した後、交換された蓄電モジュールが蓄電システム100の配線106と電気的に接続されるまでに時間がかかることがある。このような場合であっても、トランジスタ1522は、任意のタイミングで、配線106と、蓄電モジュール1410の蓄電部210とを電気的に接続することができる。
 本実施形態において、抵抗1524は、トランジスタ1522がオン動作した場合に、トランジスタ1522に流れる電流の大きさを決定する。抵抗1524の抵抗値は、トランジスタ1522がオン動作した場合に、トランジスタ1522に過大な電流が流れないように決定される。一実施形態において、抵抗1524の抵抗値は、トランジスタ1522を介して配線106及び蓄電部210を電気的に接続する経路の抵抗値が、切替部230を介して配線106及び蓄電部210を電気的に接続する経路の抵抗値よりも大きくなるように決定される。
 他の実施形態において、抵抗1524の抵抗値は、「トランジスタ1522がオン動作した場合に、特定の充電電圧において、蓄電部210を第1SOCから第2SOCまで充電するために要する時間」に基づいて、決定されてよい。例えば、第1SOCが25%であり、第2SOCが75%である。第1SOCが20%であり、第2SOCが80%であってもよい。第1SOCが10%であり、第2SOCが90%であってもよい。第1SOCが0%であり、第2SOCが100%であってもよい。上記の時間としては、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、72時間、1週間、10日、15日、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヶ月などを例示することができる。
 本実施形態において、トランジスタ1542は、一端が蓄電部210の正極端子212と電気的に接続され、他端が蓄電部210の負極端子214又は基準電位と電気的に接続される。これにより、任意のタイミングで、蓄電部210を放電することができる。その結果、トランジスタ1542は、任意のタイミングで、配線106の電圧と、蓄電モジュール1410の蓄電部210の電圧との差を調整することができる。例えば、蓄電システム100が使用頻度の少ない機器であっても、蓄電モジュール1410は、任意のタイミングで、配線106と、蓄電モジュール1410の蓄電部210とを電気的に接続することができる。
 本実施形態において、抵抗1544は、トランジスタ1542がオン動作した場合に、トランジスタ1542に流れる電流の大きさを決定する。抵抗1544の抵抗値は、トランジスタ1542がオン動作した場合に、トランジスタ1542に過大な電流が流れないように決定される。一実施形態において、抵抗1544の抵抗値は、トランジスタ1542を介して蓄電部210の一端及び他端を電気的に接続する経路の抵抗値が、切替部230を介して配線106及び蓄電部210を電気的に接続する経路の抵抗値よりも大きくなるように決定される。
 他の実施形態において、抵抗1544の抵抗値は、「トランジスタ1542がオン動作した場合に、蓄電部210を第1SOCから第2SOCまで放電するために要する時間」に基づいて、決定されてよい。例えば、第1SOCが75%であり、第2SOCが25%である。第1SOCが80%であり、第2SOCが20%であってもよい。第1SOCが90%であり、第2SOCが10%であってもよい。第1SOCが100%であり、第2SOCが0%であってもよい。上記の時間としては、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、72時間、1週間、10日、15日、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヶ月などを例示することができる。
 本実施形態において、AND回路1552は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。AND回路1552の一方の入力端子には、過充電保護機能を有効化させるための信号88が反転された信号が入力される。AND回路1552の他方の入力端子には、判定部310のL端子からの出力が入力される。AND回路1552は、2つの入力の論理積を出力する。AND回路1552から出力された信号92は、トランジスタ1522の入力端子に入力される。
 本実施形態において、AND回路1554は、2つの入力端子と、1つの出力端子とを有する。AND回路1554の一方の入力端子には、過放電保護機能を有効化させるための信号86が反転された信号が入力される。AND回路1554の他方の入力端子には、判定部310のH端子からの出力が入力される。AND回路1554は、2つの入力の論理積を出力する。AND回路1554から出力された信号94は、トランジスタ1522の入力端子に入力される。
 これにより、モジュール制御部1040は、例えば、(i)蓄電部210の電圧又はSOC、(ii)配線106の電圧、及び、(iii)蓄電部210の正極端子212の電圧に基づいて、トランジスタ1522の動作を制御することができる。また、モジュール制御部1040は、例えば、(i)蓄電部210の電圧又はSOC、(ii)配線106の電圧、及び、(iii)蓄電部210の正極端子212の電圧に基づいて、トランジスタ1542の動作を制御することができる。
 図16は、電圧調整部1430の一例を概略的に示す。図16に開示された電圧調整部1430は、トランジスタ1522及び抵抗1544の代わりに、双方向DC-DCコンバータ1630を有する点で、図15に関連して説明された電圧調整部1430と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、図16に開示された電圧調整部1430は、図15に関連して説明された電圧調整部1430の対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 本実施形態において、双方向DC-DCコンバータ1630は、配線106及び蓄電部210の間において切替部230と並列に接続される。例えば、双方向DC-DCコンバータ1630の一端は、切替部230の一端と電気的に接続される。双方向DC-DCコンバータ1630の一端は、正極端子112を介して、配線106と電気的に接続されてもよい。一方、双方向DC-DCコンバータ1630の他端は、切替部230の他端と電気的に接続される。双方向DC-DCコンバータ1630の他端は、蓄電部210と電気的に接続されてもよい。
 双方向DC-DCコンバータ1630の定格電流値は、切替部230の定格電流値よりも小さくてよい。双方向DC-DCコンバータ1630の仕様は、「双方向DC-DCコンバータ1630が作動した場合に、蓄電部210を第1SOCから第2SOCまで充電するために要する時間」に基づいて、決定されてよい。例えば、第1SOCが25%であり、第2SOCが75%である。第1SOCが20%であり、第2SOCが80%であってもよい。第1SOCが10%であり、第2SOCが90%であってもよい。第1SOCが0%であり、第2SOCが100%であってもよい。上記の時間としては、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、72時間、1週間、10日、15日、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヶ月などを例示することができる。
 双方向DC-DCコンバータ1630の仕様は、「双方向DC-DCコンバータ1630が作動した場合に、蓄電部210を第1SOCから第2SOCまで放電するために要する時間」に基づいて、決定されてよい。例えば、第1SOCが75%であり、第2SOCが25%である。第1SOCが80%であり、第2SOCが20%であってもよい。第1SOCが90%であり、第2SOCが10%であってもよい。第1SOCが100%であり、第2SOCが0%であってもよい。上記の時間としては、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、72時間、1週間、10日、15日、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヶ月などを例示することができる。双方向DC-DCコンバータ1630の仕様としては、定格電流値、定格電力値などを例示することができる。
 切替部230を完全に代替する目的で双方向DC-DCコンバータを使用する場合、大きくて高価な双方向DC-DCコンバータが用いられる。しかしながら、本実施形態によれば、双方向DC-DCコンバータ1630は、例えば、蓄電システム100が停止している期間を利用して、一の蓄電モジュール1410から、他の蓄電モジュール1410に電気エネルギーを伝送する。そのため、切替部230を完全に代替する目的で双方向DC-DCコンバータを使用する場合と比較して、双方向DC-DCコンバータ1630の能力は遥かに小さくてよい。
 本実施形態において、双方向DC-DCコンバータ1630は、モジュール制御部1040により制御される。モジュール制御部1040は、例えば、(i)蓄電部210の電圧又はSOC、(ii)配線106の電圧、及び、(iii)蓄電部210の正極端子212の電圧に基づいて、双方向DC-DCコンバータ1630の動作を制御する。
 本実施形態によれば、双方向DC-DCコンバータ1630は、任意のタイミングで、蓄電部210から配線106に電気エネルギーを伝送することができる。また、双方向DC-DCコンバータ1630は、任意のタイミングで、配線106から210に電気エネルギーを伝送することができる。
 図17は、蓄電モジュール1710のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、蓄電モジュール1710は、モジュール制御部1040が、過放電保護のインターロック及び過充電保護のインターロックの少なくとも一方を解除することを決定すると、過放電保護のリセット信号及び過充電保護のリセット信号の少なくとも一方を保護部250に送信する点で、蓄電モジュール1410などと相違する。また、蓄電モジュール1710は、保護部250が、リセット信号を受信すると、切替部230を制御して、過放電保護のインターロック及び過充電保護のインターロックの少なくとも一方を解除する点で、蓄電モジュール1410などと相違する。上記の相違点以外の構成に関して、蓄電モジュール1710は、蓄電モジュール1410などの対応する構成と同様の特徴を有してよい。
 上記の各実施形態においては、切替部230、切替部630、切替部730などの切替部が、蓄電モジュール110、蓄電モジュール710、蓄電モジュール1010、蓄電モジュール1410、蓄電モジュール1710などの蓄電モジュールの内部に配される場合を例として、蓄電システム100の詳細が説明された。しかしながら、蓄電システム100は、上記の各実施形態に限定されない。
 他の実施形態において、切替部は、蓄電モジュールの外部に配されてもよい。例えば、切替部は、蓄電システム100の接続端子102と、各蓄電モジュールの正極端子との間に配される。切替部は、蓄電システム100の接続端子104と、各蓄電モジュールの負極端子との間に配されてもよい。各蓄電モジュールの内部又は外部に配された上記の切替部は、各蓄電モジュールに対応する切替部と称される場合がある。
 図18は、蓄電モジュール1810のシステム構成の一例を概略的に示す。図18は、蓄電モジュール1810を備えた蓄電システム100と、負荷装置12とが、電気的に接続された状態の一例を概略的に示す。図18に示されるとおり、負荷装置12及び蓄電システム100が電気的に接続される場合、負荷装置12の一端が、蓄電システム100の接続端子102と電気的に接続され、負荷装置12の他端が、蓄電システム100の接続端子104と電気的に接続される。
 本実施形態において、蓄電モジュール1810は、予充電部1820を備える点で、蓄電モジュール110、蓄電モジュール710、蓄電モジュール1010、蓄電モジュール1410又は蓄電モジュール1710と相違する。蓄電モジュール1810は、上記の相違点以外の構成に関して、上記の蓄電モジュールの対応する構成と同様の特徴を有してよい。蓄電モジュール1810が予充電部1820を備えることにより、負荷装置12の通電直後における突入電流の発生が抑制され得る。予充電部1820は、制限部の一例であってよい。
 本実施形態において、負荷装置12は、スイッチ1804と、負荷1802と、キャパシタ1806とを備える。本実施形態において、負荷1802は、蓄電システム100から供給された電力を消費する。負荷1802は、抵抗負荷を含んでよい。
 本実施形態において、スイッチ1804は、負荷1802と直列に接続される。スイッチ1804は、負荷1802と、蓄電システム100との電気的な接続関係を切り替える。スイッチ1804は、負荷装置12を起動させるためのスイッチであってもよい。スイッチ1804は、手動スイッチであってもよく、リレー、サイリスタ、トランジスタなどのスイッチング素子であってもよい。
 本実施形態において、キャパシタ1806は、負荷装置12の一端及び他端の間において、負荷1802及びスイッチ1804と並列に接続される。キャパシタ1806は、例えば、インバータやモーター等のノイズ除去を目的として配される。キャパシタ1806は、容量性負荷の一例であってよい。
 本実施形態において、予充電部1820は、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1810の蓄電部210との間において、切替部230と並列に接続される。予充電部1820は、切替部230よりも大きな抵抗を有してよい。つまり、配線106及び蓄電部210との間において、予充電部1820を介して電流が流れる場合の抵抗値が、切替部230を介して電流が流れる場合の抵抗値よりも大きい。これにより、キャパシタ1806の端子間電圧が、蓄電部210の端子間電圧より小さい場合であっても、電流値の小さな電流により、キャパシタ1806を予充電することができる。その結果、突入電流の発生が抑制される。
 本実施形態において、予充電部1820は、蓄電部210から配線106に向かう方向に電流を通過させる。一方、予充電部1820は、配線106から蓄電部210に向かう方向に電流が通過することを抑制する。例えば、予充電部1820は、配線106から蓄電部210に向かう方向に電流を通過させない。これにより、起動後に112からの充電に相当する充電電流が入ってきた場合であっても、蓄電部210の過充電を防止できる。
 なお、図18に示された実施形態において、蓄電システム100は、蓄電モジュール1810と、他の蓄電モジュール(図示されていない。)とを備えてよい。この場合、蓄電モジュール1810と、他の蓄電モジュールとは、配線106を介して、並列に接続される。蓄電システム100が複数の蓄電モジュールを備える場合、蓄電システム100に含まれる全ての蓄電モジュールが予充電部1820を有してもよく、単一の蓄電モジュールのみが予充電部1820を有してもよい。
 予充電部1820は、蓄電モジュール1810に対して着脱可能に構成されていてもよい。例えば、負荷装置12が蓄電システム100に接続される前に、予充電部1820が蓄電モジュール1810に取り付けられる。
 負荷装置12が蓄電システム100に接続された場合に、キャパシタ1806の端子間電圧と、蓄電部210の端子間電圧との差が比較的大きく、切替部230の端子間電圧が予め定められた値よりも大きいときには、切替部230が、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1810の蓄電部210とを電気的に切断する。このとき、本実施形態によれば、予充電部1820を介して、蓄電部210から負荷装置12のキャパシタ1806に電力が供給される。
 これにより、負荷装置12のキャパシタ1806が予充電され、キャパシタ1806の端子間電圧が上昇する。その結果、キャパシタ1806の端子間電圧と、蓄電部210の端子間電圧との差が小さくなる。また、切替部230の端子間電圧が、予め定められた値よりも小さくなる。
 切替部230の端子間電圧が予め定められた値よりも小さくなると、切替部230は、蓄電システム100の配線106と、蓄電モジュール1810の蓄電部210とを電気的に接続する。配線106と、蓄電部210とが電気的に接続された後、予充電部1820が蓄電モジュール1810から取り外されてもよい。
 図19は、予充電部1820の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、予充電部1820は、スイッチ1930と、電流量制限部1940と、電流方向制限部1950とを備える。スイッチ1930は、接続部の一例であってよい。
 本実施形態において、スイッチ1930は、電流量制限部1940及び電流方向制限部1950と直列に接続される。スイッチ1930がONの場合、スイッチ1930は、予充電部1820の電流量制限部1940及び電流方向制限部1950、並びに、蓄電モジュール1810の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に接続する。一方、スイッチ1930がOFFの場合、スイッチ1930は、予充電部1820の電流量制限部1940及び電流方向制限部1950、並びに、蓄電モジュール1810の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に切断する。
 スイッチ1930の動作は、手動で操作されてもよく、自動で操作されてもよい。スイッチ1930は、手動スイッチであってもよく、リレー、サイリスタ、トランジスタなどのスイッチング素子であってもよい。
 本実施形態において、電流量制限部1940は、予充電部1820を流れる電流の電流量を制限する。電流量制限部1940は、切替部230よりも大きな抵抗を有してよい。電流量制限部1940は、固定抵抗、可変抵抗、定電流回路、及び、定電力回路の少なくとも1つを有してよい。
 本実施形態において、電流方向制限部1950は、電流量制限部1940と直列に接続される。電流方向制限部1950は、蓄電部210から配線106に向かう方向に電流を通過させる。一方、電流方向制限部1950は、配線106から蓄電部210に向かう方向に電流を通過させない。電流方向制限部1950は、ダイオードを有してよい。上記のダイオードは、蓄電部210から配線106に向かう方向が、順方向となるように配されてよい。
 本実施形態において、予充電部1820は、システム制御部140及びモジュール制御部240の少なくとも一方が出力する制御信号に従って動作してよい。システム制御部140は、切替制御部及び制限制御部の一例であってよい。モジュール制御部240は、切替制御部及び制限制御部の一例であってよい。
 上述のとおり、切替部230は、配線106と、蓄電モジュール1810の蓄電部210の電気的な接続関係を切り替える。キャパシタ1806の端子間電圧と、蓄電モジュール1810の蓄電部210の端子間電圧との差が比較的大きい場合、負荷装置12及び蓄電システム100が電気的に接続されたときに配線106及び蓄電モジュール1810の蓄電部210が電気的に接続されていると、負荷装置12及び蓄電システム100に突入電流が流れる可能性がある。
 そこで、システム制御部140及びモジュール制御部240の少なくとも一方は、予充電部1820の動作を、切替部230の動作と連動させて制御してもよい。上述のとおり、システム制御部140及びモジュール制御部240の少なくとも一方は、切替部230の端子間電圧が予め定められた条件を満足する場合に、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に接続するように、切替部230を制御する。また、システム制御部140及びモジュール制御部240の少なくとも一方は、切替部230の端子間電圧が予め定められた条件を満足しない場合に、切替部230が配線106及び蓄電部210を電気的に切断するように、切替部230を制御する。上記の予め定められた条件は、切替部230の端子間電圧の値が、予め定められた値よりも小さいという条件であってよい。
 本実施形態によれば、システム制御部140は、蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と物理的又は電気的に接続されているか否かを判定する。例えば、システム制御部140は、機械的構造で装着を検出するスイッチ又は検出器により、蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と物理的又は電気的に接続されているか否かを判定する。
 蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と物理的又は電気的に接続されていないと判定された場合、システム制御部140は、蓄電システム100に含まれる全ての蓄電モジュールのモジュール制御部240に対して、各蓄電モジュールの蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に切断することを示す制御信号を送信してよい。各蓄電モジュールのモジュール制御部240は、システム制御部140からの上記の制御信号を受信すると、各蓄電モジュールの切替部230を制御して、切替部230に、各蓄電モジュールの蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に切断させる。
 これにより、蓄電システム100が負荷装置12と電気的に接続される前に、蓄電システム100の配線106と、全ての蓄電モジュールの蓄電部210とが電気的に切断される。また、蓄電システム100の起動時には、蓄電システム100に含まれる全ての蓄電モジュールの蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とが電気的に切断されている。
 この場合において、システム制御部140は、蓄電システム100に含まれる1以上の蓄電モジュールのうち、予充電部1820を備える蓄電モジュールの少なくとも1つのモジュール制御部240に対して、予充電部1820のスイッチ1930をONにすることを示す制御信号を送信してよい。システム制御部140は、予充電部1820を備える1以上の蓄電モジュールのうち、蓄電部210の電池電圧が最も小さい蓄電モジュールのモジュール制御部240に対して、予充電部1820のスイッチ1930をONにすることを示す制御信号を送信してもよい。
 システム制御部140からの上記の制御信号を受信したモジュール制御部240は、各蓄電モジュールのスイッチ1930を制御して、スイッチ1930をONにする。これにより、切替部230が、配線106及び対応する蓄電部210を電気的に切断している場合であっても、スイッチ1930により、電流量制限部1940、電流方向制限部1950及び上記の蓄電部210と、配線106とが電気的に接続される。
 そして、蓄電システム100及び負荷装置12が電気的に接続されると、比較的小さな電流により、負荷装置12のキャパシタ1806の予充電が開始される。上記の予充電によりキャパシタ1806の端子間電圧が増加すると、蓄電システム100に含まれる1以上の蓄電モジュールのうち、少なくとも1つの蓄電モジュールにおいて、切替部230の端子間電圧が上記の予め定められた条件を満足するようになる。その結果、上記の切替部230は、対応する蓄電部210と、配線106とを電気的に接続する。
 上記の切替部230が、対応する蓄電部210と、配線106とを電気的に接続した場合、システム制御部140は、スイッチ1930がONになっている予充電部1820を含む蓄電モジュールのモジュール制御部240に対して、上記のスイッチ1930をOFFにすることを示す制御信号を送信してよい。システム制御部140からの上記の制御信号を受信したモジュール制御部240は、対応するスイッチ1930を制御して、スイッチ1930をOFFにする。
 なお、本実施形態においては、蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と物理的又は電気的に接続されていないと判定された場合に、システム制御部140が上記の制御信号を送信する場合を例として、蓄電システム100の詳細が説明された。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。
 他の実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と物理的に接続されていると判定された場合、又は、蓄電システム100の接続端子102及び接続端子104が、負荷装置12と電気的に接続され得ると判定された場合に、蓄電システム100に含まれる1以上の蓄電モジュールのうち、予充電部1820を備える蓄電モジュールの少なくとも1つのモジュール制御部240に対して、予充電部1820のスイッチ1930をONにすることを示す制御信号を送信してもよい。これにより、切替部230が、配線106及び対応する蓄電部210を電気的に切断している場合であっても、スイッチ1930により、電流量制限部1940、電流方向制限部1950及び上記の蓄電部210と、配線106とが電気的に接続される。
 図20は、予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。図20は、予充電部1820の一例を、切替部230及び蓄電部210とともに示す。本実施形態において、予充電部1820は、スイッチ1930と、固定抵抗2040と、ダイオード2050とを備える。本実施形態において、スイッチ1930、固定抵抗2040及びダイオード2050は直列に接続される。固定抵抗2040は、抵抗負荷として利用され得る。本実施形態において、ダイオード2050は、蓄電部210から配線106に向かう方向が、順方向となるように配される。固定抵抗2040は、電流量制限部の一例であってよい。ダイオード2050は、電流方向制限部の一例であってよい。
 図21は、予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。図21は、予充電部1820の一例を、切替部230及び蓄電部210とともに示す。本実施形態において、切替部230の一端は、正極端子112と接続される。切替部230の他端は、蓄電部210の一端と接続される。蓄電部210の他端は、負極端子114と接続される。
 本実施形態において、予充電部1820は、スイッチ1930と、定電力回路2140と、ダイオード2050とを備える。本実施形態において、スイッチ1930、定電力回路2140及びダイオード2050は直列に接続される。定電力回路2140は、電流量制限部の一例であってよい。
 本実施形態において、定電力回路2140は、トランジスタ2152と、固定抵抗2154と、乗算器2162と、固定抵抗2164と、固定抵抗2172と、可変抵抗2174とを備える。本実施形態において、ダイオード2050と、トランジスタ2152と、固定抵抗2154と、スイッチ1930とが直列に接続される。ダイオード2050と、固定抵抗2172と、可変抵抗2174と、スイッチ1930とが直列に接続される。ダイオード2050及びスイッチ1930の間において、トランジスタ2152及び固定抵抗2154と、固定抵抗2172及び可変抵抗2174が並列に接続される。
 本実施形態において、ダイオード2050の一端は、蓄電部210の一端と接続される。ダイオード2050の他端は、トランジスタ2152のコレクタと接続される。トランジスタ2152のエミッタは、固定抵抗2154の一端と接続される。トランジスタ2152のベースは、固定抵抗2164の一端と接続される。固定抵抗2154の他端は、スイッチ1930の一端と接続される。スイッチ1930の他端は、正極端子112と接続される。
 本実施形態において、ダイオード2050の一端は、固定抵抗2172の一端と接続される。固定抵抗2172の他端は、可変抵抗2174の一端と接続される。可変抵抗2174の他端は、スイッチ1930の一端と接続される。
 本実施形態において、乗算器2162の一方の入力端子は、固定抵抗2172の他端及び可変抵抗2174の一端と接続される。乗算器2162の他方の入力端子は、トランジスタ2152のエミッタ及び固定抵抗2154の一端と接続される。乗算器2162の出力端子は、固定抵抗2164の他端と接続される。これにより、定電力回路2140は、定電力負荷として利用され得る。
 図22は、予充電部1820の回路構成の一例を概略的に示す。図22は、予充電部1820の一例を、切替部230及び蓄電部210とともに示す。本実施形態において、切替部230の一端は、正極端子112と接続される。切替部230の他端は、蓄電部210の一端と接続される。蓄電部210の他端は、負極端子114と接続される。
 本実施形態において、予充電部1820は、スイッチ1930と、定電流回路2240と、ダイオード2050とを備える。本実施形態において、スイッチ1930、定電流回路2240及びダイオード2050は直列に接続される。定電流回路2240は、電流量制限部の一例であってよい。
 本実施形態において、定電流回路2240は、トランジスタ2152と、固定抵抗2154と、オペアンプ2262と、固定抵抗2164と、基準電圧回路2270とを備える。本実施形態において、ダイオード2050と、トランジスタ2152と、固定抵抗2154と、スイッチ1930とが直列に接続される。
 本実施形態において、ダイオード2050の一端は、蓄電部210の一端と接続される。ダイオード2050の他端は、トランジスタ2152のコレクタと接続される。トランジスタ2152のエミッタは、固定抵抗2154の一端と接続される。トランジスタ2152のベースは、固定抵抗2164の一端と接続される。固定抵抗2154の他端は、スイッチ1930の一端と接続される。スイッチ1930の他端は、正極端子112と接続される。
 本実施形態において、オペアンプ2262の非反転入力端子は、基準電圧回路2270の正極と接続される。基準電圧回路2270の負極は、スイッチ1930の一端及び固定抵抗2154の他端と接続される。オペアンプ2262の反転入力端子は、トランジスタ2152のエミッタ及び固定抵抗2154の一端と接続される。オペアンプ2262の出力端子は、固定抵抗2164の他端と接続される。これにより、定電流回路2240は、定電流負荷として利用され得る。
 図23は、予充電部1820の内部構成の一例を概略的に示す。図21は、予充電部1820の一例を、切替部230及び蓄電部210とともに示す。本実施形態において、切替部230の一端は、正極端子112及び接続端子2302と接続される。切替部230の他端は、蓄電部210の一端及び接続端子2304と接続される。蓄電部210の他端は、負極端子114と接続される。
 図23に示される予充電部1820は、切替部230に対して着脱自在に構成されている点と、スイッチ1930を備えない点とにおいて、図18~図22に示される予充電部1820と相違する。上記の相違点以外の構成に関して、図23に示される予充電部1820は、図18~図22に示される予充電部1820の対応する構成と同様の特徴を有してよい。また、他の実施形態において、図23に示される予充電部1820は、図18~図22に示される予充電部1820と同様に、スイッチ1930を備えてもよい。
 本実施形態において、予充電部1820は、電流量制限部1940と、電流方向制限部1950と、接続端子2332及び接続端子2334とを備える。接続端子2332、電流量制限部1940、電流方向制限部1950、及び、接続端子2334は、直接に接続される。接続端子2332は、接続端子2302と着脱自在に構成される。接続端子2334は、接続端子2304と着脱自在に構成される。接続端子2332及び接続端子2334は、接続部の一例であってよい。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載などから明らかである。
 請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
 12 負荷装置、14 充電装置、52 信号、54 信号、82 信号、86 信号、88 信号、92 信号、94 信号、100 蓄電システム、102 接続端子、104 接続端子、106 配線、110 蓄電モジュール、112 正極端子、114 負極端子、120 蓄電モジュール、122 正極端子、124 負極端子、140 システム制御部、210 蓄電部、212 正極端子、214 負極端子、222 蓄電セル、224 蓄電セル、230 切替部、240 モジュール制御部、250 保護部、260 バランス補正部、310 判定部、320 受信部、330 信号生成部、340 モジュール情報取得部、350 モジュール情報格納部、360 モジュール情報送信部、410 状態管理部、420 モジュール選択部、430 信号生成部、510 トランジスタ、512 抵抗、514 抵抗、516 ダイオード、520 トランジスタ、522 抵抗、524 抵抗、526 ダイオード、530 トランジスタ、532 抵抗、540 トランジスタ、542 抵抗、552 抵抗、554 抵抗、560 トランジスタ、570 キャパシタ、572 抵抗、580 トランジスタ、592 スイッチ、594 スイッチ、630 切替部、632 リレー、710 蓄電モジュール、730 切替部、842 寄生ダイオード、844 寄生ダイオード、852 論理回路、854 論理回路、900 蓄電システム、902 ダイオード、904 ダイオード、1010 蓄電モジュール、1020 電流検出素子、1040 モジュール制御部、1120 電流監視部、1122 電流検出部、1124 方向決定部、1260 OR回路、1272 AND回路、1274 AND回路、1282 OR回路、1284 OR回路、1310 抵抗、1410 蓄電モジュール、1430 電圧調整部、1522 トランジスタ、1524 抵抗、1542 トランジスタ、1544 抵抗、1552 AND回路、1554 AND回路、1630 双方向DC-DCコンバータ、1710 蓄電モジュール、1802 負荷、1804 スイッチ、1806 キャパシタ、1810 蓄電モジュール、1820 予充電部、1930 スイッチ、1940 電流量制限部、1950 電流方向制限部、2040 固定抵抗、2050 ダイオード、2140 定電力回路、2152 トランジスタ、2154 固定抵抗、2162 乗算器、2164 固定抵抗、2172 固定抵抗、2174 可変抵抗、2240 定電流回路、2262 オペアンプ、2270 基準電圧回路、2302 接続端子、2304 接続端子、2332 接続端子、2334 接続端子

Claims (10)

  1.  他の電力供給装置と並列接続可能に構成された蓄電装置の蓄電部と、前記蓄電装置及び前記他の電力供給装置を電気的に接続する配線との間に配され、前記配線及び前記蓄電部の電気的な接続関係を切り替える切替部と、
     前記配線及び前記蓄電部の間において前記切替部と並列に接続され、前記切替部よりも大きな抵抗を有し、前記蓄電部から前記配線に向かう方向に電流を通過させ、前記配線から前記蓄電部に向かう方向に電流が通過することを抑制する制限部と、
    を備える、
     蓄電システム。
  2.  前記制限部は、
     前記制限部を流れる電流の電流量を制限する電流量制限部と、
     前記電流量制限部と直列に接続され、前記蓄電部から前記配線に向かう方向に電流を通過させ、前記配線から前記蓄電部に向かう方向に電流を通過させない電流方向制限部と、
     を有する、
     請求項1に記載の蓄電システム。
  3.  前記電流量制限部は、固定抵抗、可変抵抗、定電流回路、及び、定電力回路の少なくとも1つを有する、
     請求項2に記載の蓄電システム。
  4.  前記制限部は、前記電流量制限部及び前記電流方向制限部と直列に接続され、前記電流量制限部、前記電流方向制限部及び前記蓄電部と、前記配線とを電気的に接続する接続部をさらに有する、
     請求項2又は請求項3に記載の蓄電システム。
  5.  前記切替部を制御する切替制御部と、
     前記制限部を制御する制限制御部と、
     をさらに備え、
     前記切替制御部は、
     (i)前記切替部の端子間電圧が予め定められた条件を満足する場合に、前記切替部が前記配線及び前記蓄電部を電気的に接続し、(ii)前記切替部の端子間電圧が前記予め定められた条件を満足しない場合に、前記切替部が前記配線及び前記蓄電部を電気的に切断するように、前記切替部を制御し、
     前記制限制御部は、前記切替部が前記配線及び前記蓄電部を電気的に切断している場合に、前記接続部が、前記電流量制限部、前記電流方向制限部及び前記蓄電部と、前記配線とを電気的に接続するように、前記接続部を制御する、
     請求項4に記載の蓄電システム。
  6.  前記制限制御部は、前記切替部が前記配線及び前記蓄電部を電気的に接続した後、前記接続部が、前記電流量制限部、前記電流方向制限部及び前記蓄電部と、前記配線とを電気的に切断するように、前記接続部を制御する、
     請求項5に記載の蓄電システム。
  7.  前記制限部を制御する制限制御部をさらに備え、
     前記制限制御部は、前記蓄電システムが前記蓄電システムの外部の負荷装置と物理的又は電気的に接続されている場合、又は、前記蓄電システムが前記蓄電システムの外部の負荷装置と電気的に接続される前に、前記接続部が、前記電流量制限部、前記電流方向制限部及び前記蓄電部と、前記配線とを電気的に接続するように、前記接続部を制御する、
     請求項4に記載の蓄電システム。
  8.  前記切替部を制御する切替制御部をさらに備え、
     前記切替制御部は、前記蓄電システムが、前記蓄電システムの外部の負荷装置と電気的に接続される前に、前記切替部が前記配線及び前記蓄電部を電気的に切断するように、前記切替部を制御する、
     請求項7に記載の蓄電システム。
  9.  前記制限部は、前記切替部の一端及び他端と、着脱自在に構成される、
     請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の蓄電システム。
  10.  前記蓄電装置が、
     前記切替部及び前記制限部を備え、
     前記配線と、着脱自在に構成される、
     請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の蓄電システム。
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