(57)【要約】【課題】無駄な電力消費を抑えることができる蓄電池および直流給電システムを提供する。【解決手段】充電池は、直列接続された複数個のセルＣＬ１〜ＣＬ７と、複数個のセルの両端にある２つのセルＣＬ１，ＣＬ７の一端と接続する２個の第１端子Ｐ１，Ｐ２と、複数個のセルの間に設けられた２個の第２端子Ｐ３，Ｐ４とを備える。２個の第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、複数個のセルＣＬ１〜ＣＬ７の電圧が出力され、または複数個のセルＣＬ１〜ＣＬ７が充電される。２個の第２端子Ｐ３，Ｐ４を通じて、２個の第２端子Ｐ３，Ｐ４の間にあるセルＣＬ４の電圧が出力され、またはセルＣＬ４が充電される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数個のセルと、
前記複数個のセルの両端にある２つのセルの一端と接続する２個の第１端子と、
前記複数個のセルの間に設けられた２個の第２端子とを備え、
前記２個の第１端子を通じて、前記複数個のセルの電圧が出力され、または前記複数個のセルが充電され、
前記２個の第２端子を通じて、前記２個の第２端子の間にある１個以上のセルの電圧が出力、または前記１個以上のセルが充電される、蓄電池。
【請求項２】
前記蓄電池は、同一電圧を出力する（２Ｋ＋１）個のセルで構成され、
前記２個の第２端子は、前記第１端子から（Ｋ＋１）番目のセルの両端と接続する、ただし、Ｋは自然数である、請求項１記載の蓄電池。
【請求項３】
前記蓄電池は、同一の公称電圧を出力する（２Ｋ）個のセルで構成され、
前記２個の第２端子の一方は、前記第１端子からＫ番目のセルと（Ｋ−１）番目のセルとの間に設けられ、
前記２個の第２端子の他方は、前記第１端子から（Ｋ＋１）番目のセルと（Ｋ＋２）番目のセルとの間に設けられる、ただし、Ｋは自然数である、請求項１記載の蓄電池。
【請求項４】
請求項１に記載の蓄電池と、
直流バスと、
前記直流バスの電圧で動作する機器と、
前記直流バスの電圧を低電圧に変換して、前記変換した電圧で前記蓄電池の前記２個の第２端子の間にある１個以上のセルを充電するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
前記蓄電池の２個の第１端子は、前記直流バスと接続され、
前記蓄電池の２個の第２端子は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記機器内の制御部に接続される、直流給電システム。  
【請求項５】
請求項１に記載の蓄電池と、
直流バスと、
前記直流バスの電圧で動作する機器とを備え、
前記機器は、前記直流バスの電圧を低電圧に変換して、前記変換した電圧で蓄電池の前記２個の第２端子の間にある１個以上のセルを充電し、または前記変換した電圧を前記機器に含まれる制御部に供給するＤＣ／ＤＣコンバータを含み、
前記蓄電池の２個の第１端子は、前記直流バスと接続され、
前記蓄電池の２個の第２端子は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記機器内の制御部に接続される、直流給電システム。  
【請求項６】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記２個の第２端子にある１個以上のセルのＳＯＣ（State of Charge）、および前記１個以上のセル以外の少なくとも１つのセルのＳＯＣに基づいて、前記１個以上のセルの充電を開始および終了する、請求項４または５記載の直流給電システム。
【請求項７】
前記蓄電池は、前記２個の第１端子の一方の電圧と、前記２個の第１端子の他方の電圧の間の真中の電圧となる第３端子を備え、
前記第３端子は、グランドに接続される、請求項４または５記載の直流給電システム。
【請求項８】
前記蓄電池は、前記第１端子から順番に奇数個の第１群のセルと、２個の第２群のセルと、奇数個の第３群のセルとからなり、
前記第１群に属する各セルおよび前記第３群に属する各セルの公称電圧は、第１の電圧であり、
前記第２群に属する各セルの公称電圧は、前記第１の電圧の半分の電圧であり、
前記２個の第２端子の一方は、前記第２群に属するあるセルと前記第１群に属するあるセルとの間に設けられ、前記２個の第２端子の他方は、前記第２群に属する別のセルと前記第３群に属するあるセルとの間に設けられ、
前記第２群に属する２個のセルの間に前記第３端子が設けられる、請求項７記載の直流給電システム。
【請求項９】
前記蓄電池は、前記第１端子から順番に奇数個の第１群のセルと、２個の第２群のセルと、奇数個の第３群のセルとからなり、
前記第１群に属する各セル、前記第２群に属する各セル、および前記第３群に属する各セルの公称電圧は、同一であり、
前記２個の第２端子の一方は、前記第２群に属するあるセルと前記第１群に属するあるセルとの間に設けられ、前記２個の第２端子の他方は、前記第２群に属する別のセルと前記第３群に属するあるセルとの間に設けられ、
前記第２群に属する２個のセルの間に前記第３端子が設けられる、請求項７記載の直流給電システム。
【請求項１０】
前記機器は、前記２個の第２端子の間にある１個以上のセル、および前記制御部と接続される１個以上のセルからなる蓄電池を備える、請求項４または５記載の直流給電システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の蓄電池と、
直流バスと、
前記直流バスの電圧で動作する機器とを備え、
前記蓄電池の２個の第１端子は、前記直流バスと接続され、
前記蓄電池の２個の第２端子は、前記機器内の制御部に接続され、
前記蓄電池は、さらに前記複数個の電圧の大きさをバランスさせる電圧バランス回路を含む、直流給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池および直流給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池などの分散電源装置で発電した直流電力を交流に変換することなく、直流電力のまま、直流バスを通じて蓄電池や機器（負荷）に送電する直流給電システムが知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開２０１２−５０１６７号公報）に記載されている直流給電システムでは、分散電源装置、負荷および系統電力システムが接続された直流給電部に蓄電池を直結する。蓄電池はその入出力電流を検出する蓄電池電流検出部を備える。系統電力システムは、系統電力と直流給電部との間に直流を交流に、交流を直流に変換する電力変換器を有する。電力変換器は、蓄電池電流検出部より得られる蓄電池電流情報に基づいて、電力変換器の出力を制御して、蓄電池電流または電力を所定値に制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５０１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機器（負荷）の動作部は、直流バスで供給される高電圧で動作するが、動作部を制御するための制御回路には、動作部を動作させる電圧よりも低い電圧で動作するようなものがある。そのため、直流バスで供給される電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで低電圧に変換することが必要となる。
【０００６】
このようなシステムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータを常時動作させる必要があり、待機時でも待機電力が消費するという問題がある。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、無駄な電力消費を抑えることができる蓄電池および直流給電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の充電池は、直列接続された複数個のセルと、複数個のセルの両端にある２つのセルの一端と接続する２個の第１端子と、複数個のセルの間に設けられた２個の第２端子とを備える。２個の第１端子を通じて、複数個のセルの電圧が出力され、または複数個のセルが充電される。２個の第２端子を通じて、２個の第２端子の間にある１個以上のセルの電圧が出力され、または１個以上のセルが充電される。
【０００９】
好ましくは、蓄電池は、同一電圧を出力する（２Ｋ＋１）個のセルで構成される。２個の第２端子は、第１端子から（Ｋ＋１）番目のセルの両端と接続する。ただし、Ｋは自然数である。
【００１０】
好ましくは、蓄電池は、同一の公称電圧を出力する（２Ｋ）個のセルで構成される。２個の第２端子の一方は、第１端子からＫ番目のセルと（Ｋ−１）番目のセルとの間に設けられる。２個の第２端子の他方は、第１端子から（Ｋ＋１）番目のセルと（Ｋ＋２）番目のセルとの間に設けられる。ただし、Ｋは自然数である。
【００１１】
本発明の直流給電システムは、上述の蓄電池と、直流バスと、直流バスの電圧で動作する機器と、直流バスの電圧を低電圧に変換して、変換した電圧で蓄電池の２個の第２端子の間にある１個以上のセルを充電するＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。蓄電池の２個の第１端子は、直流バスと接続される。蓄電池の２個の第２端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび機器内の制御部に接続される。  
【００１２】
本発明の直流給電システムは、上述の蓄電池と、直流バスと、直流バスの電圧で動作する機器とを備える。機器は、直流バスの電圧を低電圧に変換して、変換した電圧で蓄電池の２個の第２端子の間にある１個以上のセルを充電し、または変換した電圧を機器に含まれる制御部に供給するＤＣ／ＤＣコンバータを含む。蓄電池の２個の第１端子は、直流バスと接続され、蓄電池の２個の第２端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータと、機器内の制御部に接続される。  
【００１３】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、２個の第２端子にある１個以上のセルのＳＯＣ（State of Charge）、および１個以上のセル以外の少なくとも１つのセルのＳＯＣに基づいて、１個以上のセルの充電を開始および終了する。
【００１４】
好ましくは、蓄電池は、２個の第１端子の一方の電圧と、２個の第１端子の他方の電圧の間の真中の電圧となる第３端子を備える。第３端子は、グランドに接続される。
【００１５】
好ましくは、蓄電池は、第１端子から順番に奇数個の第１群のセルと、２個の第２群のセルと、奇数個の第３群のセルとからなる。第１群に属する各セルおよび第３群に属する各セルの公称電圧は、第１の電圧であり、第２群に属する各セルの公称電圧は、第１の電圧の半分の電圧である。２個の第２端子の一方は、第２群に属するあるセルと第１群に属するあるセルとの間に設けられ、２個の第２端子の他方は、第２群に属する別のセルと第３群に属するあるセルとの間に設けられる。第２群に属する２個のセルの間に第３端子が設けられる。
【００１６】
好ましくは、蓄電池は、第１端子から順番に奇数個の第１群のセルと、２個の第２群のセルと、奇数個の第３群のセルとからなる。第１群に属する各セル、第２群に属する各セル、および第３群に属する各セルの公称電圧は、同一である。２個の第２端子の一方は、第２群に属するあるセルと第１群に属するあるセルとの間に設けられ、２個の第２端子の他方は、第２群に属する別のセルと第３群に属するあるセルとの間に設けられる。第２群に属する２個のセルの間に第３端子が設けられる。
【００１７】
好ましくは、機器は、２個の第２端子の間にある１個以上のセル、および制御部と接続される１個以上のセルからなる蓄電池を備える。
【００１８】
本発明の直流給電システムは、上述の蓄電池と、直流バスと、直流バスの電圧で動作する機器とを備える。蓄電池の２個の第１端子は、直流バスと接続される。蓄電池の２個の第２端子は、機器内の制御部に接続される。蓄電池は、さらに複数個の電圧の大きさをバランスさせる電圧バランス回路を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無駄な電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図２】第１の実施形態の変形例の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図３】第２の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図４】第３の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図５】第４の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図６】第４の実施形態の変形例の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図７】第５の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図８】第６の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【図９】第７の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００２２】
この直流給電システム１は、太陽電池１１と、直流バス１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８と、蓄電池１９と、家電機器１３と、パソコン１７と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、地絡検出部１６とを備える。
【００２３】
太陽電池１１は、直流電圧を生成して、直流バス１２へ出力する。
直流バス１２は、直流電圧を伝送し、蓄電池１９、太陽電池１１、家電機器１３、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１８と接続する。
【００２４】
蓄電池１９は、７個のセルＣＬ１〜ＣＬ７が直列接続されて構成される。セルＣＬ１〜ＣＬ７の公称電圧は、それぞれＸ１［Ｖ］である。
【００２５】
蓄電池１９の両端のセルＣＬ１，ＣＬ７の一端と接続する第１端子Ｐ１，Ｐ２は、直流バス１２と接続する。第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２にセルＣＬ１〜ＣＬ７の電圧（７×Ｘ１）が供給される（放電）。また、第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２の直流電圧でセルＣＬ１〜ＣＬ７が充電される（充電）。
【００２６】
第２端子Ｐ３，Ｐ４は、セルＣＬ１〜ＣＬ７の間に設けられる。具体的には、第２端子Ｐ３は、第１端子Ｐ１から４番目のセルＣＬ４の一端と接続し、第２端子Ｐ４は、セルＣＬ４の他端と接続する。一般的には、セルの個数が（２Ｋ＋１）の場合には（Ｋは自然数）、第２端子Ｐ３は、第１端子Ｐ１から（Ｋ＋１）番目のセルの一端と接続し、第２端子Ｐ４は、（Ｋ＋１）番目のセルの他端と接続する。
【００２７】
第２端子Ｐ３，Ｐ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および制御部１４と接続する。第２端子Ｐ３，Ｐ４を通じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８からの電圧で、セルＣＬ４が充電される。直流バス１２からの充電では、すべてのセルＣＬ１〜ＣＬ７が同等に充電されるのに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８による充電では、セルＣＬ４のみが充電される。また、第２端子Ｐ３，Ｐ４を通じて、セルＣＬ４の電圧が制御部１４およびパソコン１７に供給される（放電）。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、蓄電池１９の第２端子Ｐ３，Ｐ４と接続し、直流バス１２の電圧を低い電圧に変換して、変換した電圧で蓄電池１９のセルＣＬ４を充電する。
【００２９】
家電機器１３は、制御部１４と動力部１５とを備える。
制御部１４は、蓄電池１９から直流電圧が供給されて、供給された直流電圧で動作する。制御部１４は、動力部１５の動作を制御する。
【００３０】
動力部１５は、直流バス１２から直流電圧が供給されて、供給された直流電圧で動作する。動力部１５は、制御部１４による制御に従って、動作する。
【００３１】
パソコン１７は、蓄電池１９から直流電圧が供給されて、供給された直流電圧で動作する。
【００３２】
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、直流バス１２と接続される。抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間のノードＮＤとグランドとの間に設けられる。
【００３３】
地絡検出部１６は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間のノードＮＤに接続され、地絡を検出する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、奇数個のセルを有する蓄電池が、両端のセルおよび直流バスに接続する第１端子に加えて、低電圧が入出力可能な第２端子を有することによって、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００３５】
［第１の実施形態の変形例］
第１の実施形態では、蓄電池が奇数個のセルで構成される場合について説明したが、本変形例では、蓄電池が偶数個のセルで構成される場合について説明する。
【００３６】
図２は、第１の実施形態の変形例の直流給電システムの構成を表わす図である。
この直流給電システム２が、図１の直流給電システム１と相違する点は、蓄電池である。図２の直流給電システム２の蓄電池５９は、８個のセルＣＬ１〜ＣＬ８を含む。
【００３７】
蓄電池５９は、８個のセルＣＬ１〜ＣＬ８が直列接続されて構成される。セルＣＬ１〜ＣＬ８の公称電圧は、それぞれＸ２［Ｖ］である。
【００３８】
蓄電池５９の両端のセルＣＬ１，ＣＬ８の一端と接続する第１端子Ｐ１，Ｐ２は、直流バス１２と接続する。第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２にセルＣＬ１〜ＣＬ８の電圧（８×Ｘ２）が供給される（放電）。また、第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２の直流電圧でセルＣＬ１〜ＣＬ８が充電される（充電）。
【００３９】
第２端子Ｐ５，Ｐ６は、セルＣＬ１〜ＣＬ８の間に設けられる。具体的には、第２端子Ｐ５は、第１端子Ｐ１から４番目のセルＣＬ４と３番目のセルＣＬ３の間に設けられる。第２端子Ｐ６は、第１端子Ｐ１から５番目のセルＣＬ５と６番目のセルＣＬ６の間に設けられる。一般的には、セルの個数が（２Ｋ）の場合には（Ｋは自然数）、第２端子Ｐ５は、第１端子Ｐ１からＫ番目のセルと（Ｋ−１）番目のセルとの間に設けられ、第２端子Ｐ６は、第１端子Ｐ１から（Ｋ＋１）番目のセルと（Ｋ＋２）番目のセルとの間に設けられる。
【００４０】
第２端子Ｐ５，Ｐ６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および制御部１４と接続する。第２端子Ｐ５，Ｐ６を通じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８からの電圧で、セルＣＬ４，ＣＬ５が充電される。また、第２端子Ｐ５，Ｐ６を通じて、セルＣＬ４，ＣＬ５の電圧が制御部１４およびパソコン１７に供給される（放電）。
【００４１】
以上のように、本変形例でも、蓄電池が偶数個のセルからなる場合でも、第１の実施形態と同様に、両端のセルおよび直流バスに接続する第１端子に加えて、低電圧が入出力可能な第２端子を有することによって、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００４２】
［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００４３】
この直流給電システム３が、図１の直流給電システム１と相違する点は、以下である。
この直流給電システム３の家電機器５３は、蓄電池４２を備える。
【００４４】
蓄電池４２は、一例として、１個のセルで構成されるが、複数個のセルで構成されていてもよい。蓄電池４２の公称電圧は、蓄電池１９内のセルＣＬ４の公称電圧と同一である。
【００４５】
蓄電池４２は、蓄電池１９の第２端子Ｐ３，Ｐ４の間にあるセルＣＬ４、および家電機器５３内の制御部１４と接続される。
【００４６】
蓄電池１９のセルＣＬ４は、制御部１４に電圧を供給するとともに、蓄電池４２を充電する。蓄電池４２は、蓄電池１９内のセルＣＬ４からの電圧で充電される。蓄電池４２は、セルＣＬ４から電圧が制御部１４に供給されない場合に、制御部１４に電圧を供給し、またはセルＣＬ４を充電する。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、家電機器内に蓄電池を設けることによって、夜間などにＤＣ／ＤＣコンバータが停止し、ＤＣ／ＤＣコンバータによるセルＣＬ４の充電が十分に行なわれず、セルＣＬ４から制御部に電圧が供給されない場合でも、家電機器内の蓄電池から制御部に電圧を供給することができる。
【００４８】
［第３の実施形態］
図４は、第３の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００４９】
この直流給電システム４が、図１の直流給電システム１と相違する点は、以下である。
直流給電システム４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を備えず、家電機器３３が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を備える。
【００５０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、蓄電池１９の第２端子Ｐ３，Ｐ４と接続し、直流バス１２の電圧を低い電圧に変換して、変換した電圧を制御部１４へ供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、制御部１４が動作していないときなどに、変換した電圧の一部または全部を蓄電池１９のセルＣＬ４へ供給して、セルＣＬ４を充電する。
【００５１】
夜間などにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１が停止しているときには、蓄電池１９のセルＣＬ４の電圧が制御部１４へ送られる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によれば、機器がＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵する場合に、このＤＣ／ＤＣコンバータで生成された電圧で蓄電池を充電し、制御部を動作させることができる。
【００５３】
［第４の実施形態］
図５は、第４の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００５４】
この直流給電システム５が、図２の直流給電システム２と相違する点は、蓄電池である。
【００５５】
蓄電池５９は、第１端子Ｐ１から順番に直列接続された３個の第１群のセルＣＬ１〜ＣＬ３と、２個の第２群のセルＣＬ４，ＣＬ５と、３個の第３群のセルＣＬ６〜ＣＬ８とを有する。第１群に属するセルＣＬ１〜ＣＬ３、第２群に属するセルＣＬ４，ＣＬ５、および第３群に属するセルＣＬ６〜ＣＬ８の公称電圧は、すべて同一で、Ｘ１［Ｖ］である。
【００５６】
蓄電池５９の両端の第１端子Ｐ１，Ｐ２は、直流バス１２と接続する。第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２に電圧（８×Ｘ１）が供給され（放電）、または直流バス１２からの直流電圧が蓄電池に充電される。
【００５７】
第２端子Ｐ５は、第２群に属するセルＣＬ４と第１群に属するセルＣＬ３との間に設けられる。第２端子Ｐ６は、第２群に属するセルＣＬ５と第３群に属するセルＣＬ６との間に設けられる。第２端子Ｐ５，Ｐ６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および制御部１４と接続する。第２端子Ｐ５，Ｐ６を通じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８からの電圧が、セルＣＬ４およびＣＬ５に供給される。第２端子Ｐ５，Ｐ６を通じて、セルＣＬ４の電圧とセルＣＬ５の電圧の和が制御部１４およびパソコン１７に供給される。
【００５８】
第２群に属する２個のセルＣＬ４とＣＬ５の間に第３端子Ｐ７が設けられる。第３端子Ｐ７は、第１端子Ｐ１の電圧と、第１端子Ｐ２の電圧の間の真中の電圧となる。第３端子Ｐ７は、抵抗Ｒ１を介してグランドに接続される。これにより、第３端子Ｐ７の電位を０［Ｖ］に設定される。
【００５９】
以上のように、本実施の形態によれば、第１端子Ｐ１の電圧と、第１端子Ｐ２の電圧の間の真中の電圧となる端子の電圧をグランド電圧となり、直流バスの電圧を安定させることができるとともに、地絡の検出感度を上げることできる。通常の高抵抗接地方式では、各種ノイズによって、地絡検出抵抗にかかる電圧が変動するが、蓄電池によって電圧安定化を図ることによって、地絡電流の検出精度が向上する。
【００６０】
［第４の実施形態の変形例］
図６は、第４の実施形態の変形例の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００６１】
この直流給電システム５５では、家電機器１３の制御部１４がグランド電圧を基準に動作するため、外部との接続、たとえばＲＳ２３２Ｃのような通信に対して絶縁することなく安定した通信が可能となる。
【００６２】
［第５の実施形態］
第４の実施形態では、蓄電池が同じ電圧の複数個のセルで構成される場合について説明したが、本実施形態では、蓄電池を構成する中央のセルの電圧が他のセルの電圧と異なる場合について説明する。
【００６３】
図７は、第５の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
この直流給電システム６が、図２の直流給電システム２と相違する点は、蓄電池である。
【００６４】
蓄電池６９は、第１端子Ｐ１から順番に直列接続された３個の第１群のセルＣＬ１〜ＣＬ３と、２個の第２群のセルＣＬ４１，ＣＬ４２と、３個の第３群のセルＣＬ５〜ＣＬ７とを有する。第１群に属するセルＣＬ１〜ＣＬ３、第３群に属するセルＣＬ５〜ＣＬ７の公称電圧は、それぞれＸ１［Ｖ］である。第２群に属するセルＣＬ４１，ＣＬ４２の公称電圧は、それぞれＸ１／２［Ｖ］である。
【００６５】
蓄電池６９の両端の第１端子Ｐ１，Ｐ２は、直流バス１２と接続する。第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２に電圧（７×Ｘ１）が供給され（放電）、または直流バス１２からの直流電圧が蓄電池に充電される。
【００６６】
第２端子Ｐ８は、第２群に属するセルＣＬ４１と第１群に属するセルＣＬ３との間に設けられる。第２端子Ｐ９は、第２群に属するセルＣＬ４２と第３群に属するセルＣＬ５との間に設けられる。第２端子Ｐ８，Ｐ９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および制御部１４と接続する。第２端子Ｐ８，Ｐ９を通じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８からの電圧が、セルＣＬ４１およびＣＬ４２に供給される。第２端子Ｐ８，Ｐ９を通じて、セルＣＬ４１の電圧とセルＣＬ４２の電圧の和が制御部１４およびパソコン１７に供給される。
【００６７】
第２群に属する２個のセルＣＬ４１とＣＬ４２の間に第３端子Ｐ０が設けられる。第３端子Ｐ０は、第１端子Ｐ１の電圧と、第１端子Ｐ２の電圧の間の真中の電圧となる。第３端子Ｐ０は、抵抗Ｒ１を介してグランドに接続される。これにより、第３端子Ｐ０の電位を０［Ｖ］に設定される。
【００６８】
以上のように、本実施の形態によれば、第２端子Ｐ８、Ｐ９の間に２つのセルの電圧が他のセルの電圧の１／２にした場合でも、第４の実施形態と同様に、第１端子Ｐ１の電圧と、第１端子Ｐ２の電圧の間の真中の電圧となる端子の電圧をグランド電圧となり、直流バスの電圧を安定させることができるとともに、地絡の検出感度を上げることできる。
【００６９】
［第６の実施形態］
図８は、第６の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
【００７０】
この直流給電システム７が、図１の直流給電システム１と相違する点は、蓄電池、パソコンの構成が相違することと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を備えない点である。
【００７１】
図８の直流給電システム７の蓄電池８９は、７個のセルＣＬ１〜ＣＬ７が直列接続されて構成される。セルＣＬ１〜ＣＬ７の公称電圧は、それぞれＸ１［Ｖ］である。
【００７２】
蓄電池８９の両端の第１端子Ｐ１，Ｐ２は、直流バス１２と接続する。第１端子Ｐ１，Ｐ２を通じて、直流バス１２に電圧を供給し（放電）、または直流バス１２から直流電圧を受けて蓄積する（充電）。
【００７３】
中央のセルＣＬ４の両端にある第２端子Ｐ３，Ｐ４は、制御部１４と接続する。第２端子Ｐ３，Ｐ４を通じて、セルＣＬ４の電圧が制御部１４およびパソコン９７に供給される。
【００７４】
蓄電池８９は、電圧バランス回路８８を備える。電圧バランス回路８８は、７個のセルＣＬ１〜ＣＬ７の電圧の大きさをバランスさせる。電圧バランス回路８８は、７個のセルＣＬ１〜ＣＬ７とそれぞれ並列に配置されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ７と、抵抗Ｒ９〜Ｒ１５とを備える。抵抗Ｒ９〜Ｒ１５は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７がオンした瞬間に蓄電池がショートするのを防止するために設けられる。
【００７５】
また、電圧バランス回路８８は、ＢＭＵ（Battery Management Unit）１２３と接続し、ＢＵＭによって制御される。
【００７６】
パソコン９７は、充電を要するセルに並列に接続されたスイッチをオンとし、充電を要しないセルに並列に接続されたスイッチをオフとする。
【００７７】
具体的には、パソコン９７は、セルＣＬ４による制御部１４への給電によって、セルＣＬ４の電圧が他のセルＣＬ１〜ＣＬ３、ＣＬ５〜ＣＬ７よりも減少した場合には、スイッチＳＷ４のみをオフとし、残りのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３、ＳＷ５〜ＳＷ７をオンとする。
【００７８】
以上のように、本実施の形態では、電圧バランス回路によって、蓄電池の中央のセルを充電するので、中央のセルを充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータをなくすことができる。
【００７９】
［第７の実施形態］
本実施の形態では、制御部と接続される中央のセルのＳＯＣが他のセルと比べて少なくなり、バランスが失われた場合に、中央のセルを充電する方法について説明する。
【００８０】
図９は、第７の実施形態の直流給電システムの構成を表わす図である。
この直流給電システム８が、図１の直流給電システム１と相違する点は、ＤＣ／ＤＣコンバータとパソコンの構成が相違することである。
【００８１】
制御器９８は、セルＣＬ１〜ＣＬ７の充電状態を表わすＳＯＣ（State of Charge）を管理する。
【００８２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、制御器９８の制御によって、セルＣＬ４のＳＯＣと、セルＣＬ４以外の少なくとも１つのセルのＳＯＣに基づいて、セルＣＬ４の充電を開始および終了する。
【００８３】
具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、セルＣＬ４のＳＯＣが、６個のセルＣＬ１〜ＣＬ３、ＣＬ５〜ＣＬ７のＳＯＣの平均値ＭＶの９０％以下になったとき、または所定の下限ＳＯＣ値になったときに、セルＣＬ４の充電を開始する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、充電後、セルＣＬ４のＳＯＣが、平均値ＭＶの１１０％に達したとき、または所定の上限ＳＯＣに達したときに、セルＣＬ４の充電を終了する。
【００８４】
あるいは、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、セルＣＬ４のＳＯＣが、隣接せるセルＣＬ３のＳＯＣの８０％以下になったとき、または所定の下限ＳＯＣ値になったときに、セルＣＬ４の充電を開始することとしてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、充電後、セルＣＬ４のＳＯＣが、セルＣＬ３のＳＣＯの１２０％に達したとき、または所定の上限ＳＯＣに達したときに、セルＣＬ４の充電を終了することとしてもよい。
【００８５】
以上のように、本実施の形態によれば、蓄電池を構成するセルのＳＯＣに基づいて、中央のセルと他のセルのＳＯＣのバランスが失われた場合に、中央のセルのみを充電することができる。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。たとえば、各実施形態の構成要件を適宜組み合わせることとしてもよい。
本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１〜８，５５  直流給電システム、１１  太陽電池、１２  直流バス、１３，３３，５３  家電機器、１４  制御部、１５  動作部、１６  地絡検出部、１７，９７  パソコン、１８，３１，７８  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１９，４２，５９，８９  蓄電池、８８  電圧バランス回路、９８  制御器、１２３  ＢＭＵ、ＣＬ１〜ＣＬ８，ＣＬ４１，ＣＬ４２  セル、Ｐ１，Ｐ２  第１端子、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９  第２端子、Ｐ０，Ｐ７  第３端子、ＮＤ  ノード、Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ９〜Ｒ１５  抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ７  スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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