(57)【要約】【課題】並列に接続された複数の蓄電装置において蓄電装置間に過大な電流が発生しないように、蓄電装置の電流を安定的に制御する。【解決手段】蓄電装置１１−１および１１−２は、電流制御装置５０を経由して、直流バス１０に対して並列に電気的に接続される。電流制御装置５０は、初期状態では、スイッチ素子５６−１，５６−２をオフして、ダイオード５６−１，５６−２によって、蓄電装置１１−１，１１−２の充電経路を遮断して放電経路のみを形成する。初期状態での放電によって、蓄電装置１１−１．１１−２の間の電流差が小さくなると、スイッチ素子５８−１，５８−２をオンすることによって、並列接続された蓄電装置１１−１，１１−２の各々において充電経路および放電経路の両方が形成される。【選択図】図１
2014103822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電装置とそれぞれ電気的に接続される複数の第１の接続部と、
前記複数の第１の接続部にそれぞれ対応して設けられ、各々が共通の直流バスと接続される複数の第２の接続部と、
前記複数の第１の接続部および前記複数の第２の接続部との間にそれぞれ接続される複数の第１の整流素子と、
前記複数の第１の整流素子のそれぞれと並列に接続される複数の第１のスイッチ素子と、
前記複数の第１のスイッチ素子の導通および非導通を制御するための制御部とを備え、
前記複数の第１の整流素子の各々は、前記蓄電装置および前記直流バスの間で共通の一方向のみの電流通過を許容するように配置され、
前記制御部は、各前記第１のスイッチ素子を非導通とする第１の状態の後、前記第１のスイッチ素子のうちの少なくとも１つを導通させる、蓄電装置の電流制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の状態における、前記複数の第１の接続部および前記複数の第２の接続部の間のそれぞれの複数の通過電流の検出値に基づいて、前記第１のスイッチ素子の導通を制御する、請求項１記載の蓄電装置の電流制御装置。
【請求項３】
前記複数の第１の整流素子に対してそれぞれ直列に接続されて、前記複数の第１の整流素子とは逆方向のみの電流通過を許容する複数の第２の整流素子と、
前記複数の第２の整流素子とそれぞれ並列に接続される複数の第２のスイッチ素子とをさらに備え、
前記制御部は、前記第１の状態において、各前記第１のスイッチ素子および各前記第２のスイッチ素子の一方を非導通として他方を導通させるとともに、前記第１の状態の後、少なくとも１つの前記蓄電装置に対応させて前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の両方を導通させる第２の状態を形成させる、請求項１記載の蓄電装置の電流制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の状態における、前記複数の第１の接続部および前記複数の第２の接続部の間のそれぞれの複数の通過電流の間の差が所定値よりも低いときに、各前記第１のスイッチ素子および各前記第２のスイッチ素子の両方を導通させる、請求項３記載の蓄電装置の電流制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の状態の後、各前記第１のスイッチ素子および各前記第２のスイッチ素子を非導通とする期間を設けた後、各前記第１のスイッチ素子および各前記第２のスイッチ素子の前記一方を導通させるとともに前記他方を非導通とする第３の状態を形成させる、請求項３記載の蓄電装置の電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電装置の電流制御装置に関し、より特定的には、並列接続された複数の蓄電装置に適用される電流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
並列接続した複数の蓄電装置によって負荷に電流を供給する構成が一般的に用いられている。たとえば特開２００８−１１７５７３号公報（特許文献１）では、複数のセルを直列および並列に接続したモジュールにおいて、セル間の接続をスイッチで切換えることにより、並列に接続されるセル間において相互充放電を行なうことによって各セルの電圧を均等化する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の蓄電装置の間を並列接続した場合には、両者の電圧差に応じた電流が発生する。このため、並列接続された蓄電装置間の電圧差が大きい場合や、内部抵抗が極めて小さい場合には、並列接続した瞬間に相互に過大な電流が発生することにより、蓄電装置にダメージが生じたり、ヒューズ遮断によって電流供給が停止することが懸念される。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、並列に接続された複数の蓄電装置において蓄電装置間に過大な電流が発生しないように、蓄電装置の電流を安定的に制御するための電流制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のある局面では、蓄電装置の電流制御装置は、複数の蓄電装置とそれぞれ電気的に接続される複数の第１の接続部と、複数の第１の接続部にそれぞれ対応して設けられ、各々が共通の直流バスと接続される複数の第２の接続部と、複数の第１の接続部および複数の第２の接続部との間にそれぞれ接続される複数の第１の整流素子と、複数の第１の整流素子のそれぞれと並列に接続される複数の第１のスイッチ素子と、複数の第１のスイッチ素子の導通および非導通を制御するための制御部とを備える。複数の第１の整流素子の各々は、蓄電装置および直流バスの間で共通の一方向のみの電流通過を許容するように配置される。制御部は、各第１のスイッチ素子を非導通とする第１の状態の後、第１のスイッチ素子のうちの少なくとも１つを導通させる。
【０００７】
好ましくは、蓄電装置の電流制御装置は、複数の第１の整流素子に対してそれぞれ直列に接続されて、複数の第１の整流素子とは逆方向のみの電流通過を許容する複数の第２の整流素子と、複数の第２の整流素子とそれぞれ並列に接続される複数の第２のスイッチ素子とをさらに備える。制御部は、第１の状態において、各第１のスイッチ素子および各第２のスイッチ素子の一方を非導通として他方を導通させるとともに、第１の状態の後、少なくとも１つの蓄電装置に対応させて第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子の両方を導通させる第２の状態を形成させる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、並列に接続された複数の蓄電装置において蓄電装置間に過大な電流が発生しないように、蓄電装置の電流を安定的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に従う蓄電装置の電流制御装置の構成を説明するための回路図である
【図２】図１に示した電流制御装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示した電流制御装置の動作モードを説明するための状態遷移図である。
【図４】並列接続された蓄電装置間での電圧差によって生じる問題点を説明するための概念的な回路図である。
【図５】実施の形態１に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための第１の概念的な回路図である。
【図６】実施の形態１に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための第２の概念的な回路図である。
【図７】実施の形態１に従う蓄電装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である。
【図８】本発明の実施の形態１の変形例に従う蓄電装置の電流制御装置の構成を説明するための回路図である。
【図９】図８に示した電流制御装置の動作モードを説明するための状態遷移図である。
【図１０】実施の形態１の変形例に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための概念的な回路図である。
【図１１】実施の形態１の変形例に従う蓄電装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に従う蓄電装置の電流制御装置の構成を説明するための回路図である。
【図１３】図１２に示した電流制御装置の動作モードを説明するための状態遷移図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に従う蓄電装置の電流制御装置の変形例の構成を説明するための回路図である。
【図１５】図１５に示した電流制御装置の動作モードを説明するための状態遷移図である。
【図１６】実施の形態２に従う蓄電装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う蓄電装置の電流制御装置の構成を説明するための回路図である。
【００１２】
図１を参照して、電流制御装置５０は、直流バス１０と、蓄電装置１１−１および１1−２との間に接続される。蓄電装置１１−１および１１−２は、電流制御装置５０によって形成される電流経路を通じて、共通の直流バス１０に対して並列に接続される。
【００１３】
直流バス１０には、負荷１００および電力源１１０が配置される。以下では、電流制御装置５０全体が、直流バス１０（すなわち、負荷１００および電力源１１０の全体）に対して出力する電流を負荷電流ＩＬと表記する。負荷１００が電流を消費する場合には、負荷電流ＩＬは正（ＩＬ＞０）となる。一方で、電力源１１０が直流バス１０に対して蓄電装置１１−１，１１−２の充電電力を供給している場合には、負荷電流ＩＬは負（ＩＬ＜０）となる。また、負荷１００および電力源１１０の両方が動作している場合には、負荷１００による消費電流が電力源１１０からの供給電流よりも大きい場合には、ＩＬ＞０となる。一方、負荷１００による消費電流が電力源１１０からの供給電流よりも小さい場合には、ＩＬ＜０となる。なお、電力源１１０は、太陽電池および直流変換器の組み合わせ、もしくは、商用系統（交流）およびＡＣ／ＤＣ変換器の組み合わせ、もしくは、太陽電池および商用系統（交流）とパワーコンディショナの組み合わせによって構成することができる。
【００１４】
蓄電装置１１−１および１１−２の各々は、たとえばニッケル水素やリチウムイオンなどの二次電池によって構成されるが、大容量のキャパシタによって蓄電装置１１−１，１１−２を構成してもよい。
【００１５】
電流制御装置５０は、蓄電装置接続部５１−１，５１−２と、直流バス接続部５２−１，５２−２と、制御部５５と、ダイオード５６−１，５６−２と、スイッチ素子５８−１，５８−２とを有する。
【００１６】
蓄電装置接続部５１−１は、蓄電装置１１−１の正極端子と電気的に接続される。蓄電装置接続部５１−２は、蓄電装置１１−２の正極端子と電気的に接続される。直流バス接続部５２−１および５２−２は、共通の直流バス１０と電気的に接続される。
【００１７】
ダイオード５６−１は、蓄電装置接続部５１−１および直流バス接続部５２−１の間に、蓄電装置接続部５１−１から直流バス接続部５２−１へ向かう一方向のみの電流通過を許容するように接続される。すなわち、ダイオード５６−１は、蓄電装置１１−１の放電電流のみを通過させる一方で、充電電流の通過を阻止する。
【００１８】
スイッチ素子５８−１は、直流バス接続部５２−１および蓄電装置接続部５１−１の間に、ダイオード５６−１と並列に電気的に接続される。スイッチ素子５８−１のオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ１によって制御される。スイッチ素子５８−１がオンすることによって。直流バス接続部５２−１から蓄電装置接続部５１−１へ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−１の充電方向）の電流経路が形成される。スイッチ素子５８−１のオフ時には、蓄電装置１１−１の充電経路は遮断されて、放電経路のみが形成される。
【００１９】
蓄電装置接続部５１−１および直流バス接続部５２−１の間に流れる電流Ｉ１は、電流センサ５９−１によって検出される。電流Ｉ１は、蓄電装置１１−１の放電時に正（Ｉ１＞０）であり、蓄電装置１１−１の充電時に負（Ｉ１＜０）であるものとする。
【００２０】
同様に、ダイオード５６−２は、蓄電装置接続部５１−２および直流バス接続部５２−２の間に、蓄電装置接続部５１−２から直流バス接続部５２−２へ向かう一方向のみの電流通過を許容するように接続される。すなわち、ダイオード５６−２は、蓄電装置１１−２の放電電流のみを通過させる一方で、充電電流の通過を阻止する。
【００２１】
スイッチ素子５８−２は、直流バス接続部５２−２および蓄電装置接続部５１−２の間に、ダイオード５６−２と並列に電気的に接続される。スイッチ素子５８−２のオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ２によって制御される。スイッチ素子５８−２がオンすることによって。直流バス接続部５２−２から蓄電装置接続部５１−２へ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−２の充電方向）の電流経路が形成される。スイッチ素子５８−２のオフ時には、蓄電装置１１−２の充電経路は遮断されて、放電経路のみが形成される。
【００２２】
蓄電装置接続部５１−２および直流バス接続部５２−２の間に流れる電流Ｉ２は、電流センサ５９−２によって検出される。電流Ｉ２は、蓄電装置１１−２の放電時に正（Ｉ２＞０）であり、蓄電装置１１−２の充電時に負（Ｉ２＜０）であるものとする。
【００２３】
制御部５５は、電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて、スイッチ素子５８−１，５８−２のオンオフを制御するための制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。
【００２４】
図２には、図１に示した電流制御装置の制御処理を説明するためのフローチャートが示される。
【００２５】
図２を参照して、制御部５５は、電流制御装置５０の動作開始時には、ステップＳ１００により、スイッチ素子５８−１，５８−２の両方をオフするように制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。これにより、並列接続された蓄電装置１１−１，１１−２に対して、一方向のみ（放電のみ）の電流経路を形成するように電流を制御する初期モードが形成される。
【００２６】
さらに、制御部５５は、ステップＳ１１０により、初期モードにおける電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩ（ΔＩ＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）を基準値Ｉｔｈと比較する。制御部５５は、電流差ΔＩが基準値Ｉｔｈよりも小さくなると（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１２０により、スイッチ素子５８−１，５８−２ともオンする。これにより、並列接続された蓄電装置１１−１，１１−２に対して、双方向（充電および放電の両方）の電流経路形成するように電流を制御する双方向モードが形成される。
【００２７】
一方で、電流差ΔＩ≧Ｉｔｈである間は（Ｓ１１０のＮＯ判定時）、ステップＳ１００が繰り返し実行されるので、初期モードが維持される。なお、基準電流Ｉｔｈは、蓄電装置間を流れる電流についてのシステム的に許容できる電流値に従って、予め設定される。
【００２８】
図３には、図１に示した電流制御装置５０の動作モードを説明するための状態遷移図が示される。
【００２９】
図３を参照して、電流制御装置５０は、動作開始時には、ステップＳ１００の処理により、初期モードに設定される。これにより、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１，１１−２の放電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【００３０】
そして、電流制御装置５０は、初期モードでの動作によって、電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩ１（ΔＩ＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）が基準値Ｉｔｈよりも小さくなると、初期モードから双方向モードに遷移する。これにより、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向および放電方向の両方の電流通過を許容するように動作する。
【００３１】
図４は、並列接続された蓄電装置間での電圧差によって生じる問題点を説明するための概念的な回路図である。
【００３２】
図４を参照して、蓄電装置１１−１の内部抵抗ｒ１と、蓄電装置１１−２の内部抵抗ｒ２とは、ｒ１＝ｒ２＝０．５Ωである。そして、蓄電装置１１−１の開放電圧Ｖ１ｏ＝４００Ｖ、かつ、蓄電装置１１−２の開放電圧Ｖ２ｏ＝３００Ｖの状態から、蓄電装置１１−１および１１−２が、電流方向の制限を受けることなく、共通の直流バス１０に対して並列に電気的に接続される。
【００３３】
このとき、蓄電装置１１−１および１１−２の電圧差と内部抵抗とに応じて、短絡的な充電電流Ｉｓｃが瞬間的に生じる。図４の例では、Ｉｓｃ＝（４００−３００）／（０．５＋０．５）＝１００Ａとなる。このような大電流が生じると、蓄電装置１１−１，１１−２に、過大な電流通過によるダメージが生じる虞がある。ヒューズ遮断によってダメージを免れた場合にも、電流供給が一旦停止されてしまう。
【００３４】
このため、図１に示した電流制御装置５０では、図４に示した過電流が発生しないように初期モードが設けられる。
【００３５】
図５には、実施の形態１に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための第１の概念的な回路図が示される。
【００３６】
図５（ａ）に示す初期状態では、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧はそれぞれ４００Ｖおよび３６０Ｖである。また、蓄電装置１１−１，１１−２の各々の内部抵抗を１Ωとする。
【００３７】
初期モードでは、蓄電装置１１−１，１１−２は、電流制御装置５０によって、充電方向の電流通過を阻止するダイオードを経由して、共通の直流バス１０に対して並列に電気的に接続される。このため、図４のように、蓄電装置１１−１から蓄電装置１１−２への電流経路は形成されない。負荷電流ＩＬ＝１０Ａ（すなわち、放電）である場合には、開放電圧が高い蓄電装置１１−１のみから放電しても（Ｉ１＝１０Ａ）、蓄電装置１１−１の電圧Ｖ１＝４００−１０×１＝３９０Ｖであり、蓄電装置１１−２の開放電圧（３６０Ｖ）よりも高い。したがって、蓄電装置１１−１のみから放電される一方で、蓄電装置１１−２からは放電されない（Ｉ２＝０Ａ）。
【００３８】
図５（ａ）の状態での継続的な放電によって蓄電装置１１−１の開放電圧が低下することにより、図５（ｂ）に示すように、蓄電装置１１−２からも放電が開始される。
【００３９】
図５（ｂ）の状態では、蓄電装置１１−１の開放電圧は３６６Ｖまで低下している一方で、蓄電装置１１−２の開放電圧は３６０Ｖである。このとき、Ｉ１＝８Ａ、Ｉ１＝２Ａになると、蓄電装置１１−１ではＶ１＝３６６−８×１＝３５８Ｖとなる一方で、蓄電装置１１−２では、開放電圧３６０ＶでＶ２＝３６０−２×１＝３５８Ｖとなって、Ｖ１＝Ｖ２の状態となる。このように、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧の変化に応じて、Ｖ１＝Ｖ２が維持される電流配分に従って、ＩＬに対するＩ１およびＩ２が自律的に決まる。
【００４０】
図５（ｂ）に示されるように、開放電圧が高い蓄電装置は、放電電流が相対的に大きくなるため開放電圧の低下量も大きくなる。このため、図５（ｂ）の状態が継続するに従って、電流Ｉ１が徐々に低下する一方で電流Ｉ２が徐々に上昇することによって、蓄電装置１１−１，１１−２の間で開放電圧、すなわち、残容量が均等化される。
【００４１】
最終的には、図５（ｃ）に示されるように、蓄電装置１１−１，１１−２の各開放電圧が３５０Ｖで等しくなる。この状態で、Ｉ１＝Ｉ２＝５Ａとなり、電流差が解消される。このように、初期モードでは、電圧差が生じている蓄電装置１１−１，１１−２間で電圧が均等化されるように、放電が自律的に調整される。
【００４２】
図５（ｃ）の状態では、電流制御装置５０においてスイッチ素子５８−１，５８−２をオンして双方向モードに遷移しても、蓄電装置１１−１，１１−２の間に電流は発生しない。したがって、電流差が解消した後では、双方向モードにより、蓄電装置１１−１，１１−２の各々が直流バス１０に対して並列に充電または放電される。上述のように、初期モードから双方向モードへの遷移タイミングは、電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩに基づいて適切に設定することができる。なお、電流差ΔＩは、図１に示した電流センサ５９−１，５９−２の検出値に基づいて検出できる他、蓄電装置１１−１，１１−２の電圧（開放電圧）の検出値を用いて、両方の電圧が等しくなった場合にスイッチ素子５８−１，５８−２ともオンしてもよい。その場合、スイッチ素子５８−１，５８−２ともオンしたときに電流差ΔＩに応じて蓄電装置１１−１，１１−２間に電流が流れるが、その電流をシステムとして許容可能なように設計を行なう必要がある。
【００４３】
図６には、実施の形態１に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための第２の概念的な回路図が示される。図６には、蓄電装置間で内部抵抗が異なる場合の動作が示される。図６の例では、蓄電装置１１−１の内部抵抗が１Ωであるのに対し、蓄電装置１１−２の内部抵抗は０．６Ωである。
【００４４】
図６（ａ）に示す初期状態では、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧はそれぞれ４００Ｖおよび３６０Ｖである。初期モードでは、蓄電装置１１−１，１１−２は、ダイオード５６−１，５６−２によって、充電方向の電流通過が遮断されている。したがって、蓄電装置１１−１から蓄電装置１１−２への電流経路は形成されない。そして、開放電圧が高い蓄電装置１１−１のみから放電されて、Ｉ１＝１０Ａとなる。このとき、蓄電装置１１−１の電圧Ｖ１＝４００−１０×１＝３９０Ｖであり、蓄電装置１１−２の開放電圧（３６０Ｖ）よりも高いので、蓄電装置１１−２からは放電されない（Ｉ２＝０Ａ）。
【００４５】
図６（ａ）の状態での継続的な放電によって蓄電装置１１−１の開放電圧が低下することにより、図６（ｂ）に示すように、蓄電装置１１−２からも放電が開始される。蓄電装置１１−１，１１−２の両方から放電される状態では、開放電圧と内部抵抗による電圧降下との和に従う電圧Ｖ１およびＶ２が等しくなるように、電流Ｉ１およびＩ２の配分が自律的に決まる。
【００４６】
図６（ｂ）の例では、蓄電装置１１−１の開放電圧が３６６．８Ｖまで低下したときに、電流Ｉ１＝８Ａ、電流Ｉ２＝２Ａとなることにより、Ｖ１＝３６６．８−８×1＝３５８．８Ｖかつ、Ｖ２＝３６０−２×０．６＝３５８．８Ｖとなるため、Ｖ１＝Ｖ２の状態となる。このように、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧の変化に応じて、Ｖ１＝Ｖ２が維持される電流配分に従って、ＩＬに対するＩ１およびＩ２が自律的に決まる。
【００４７】
図６（ｂ）の状態が継続するに従って、電流Ｉ１が徐々に低下する一方で電流Ｉ２が徐々に上昇することによって、蓄電装置１１−１，１１−２の間で開放電圧、すなわち、残容量が均等化される。
【００４８】
最終的には、図６（ｃ）に示されるように、Ｉ１＝Ｉ２＝５Ａとなり、電流差が解消される。このとき、内部抵抗差から、蓄電装置１１−１の開放電圧が３５０Ｖである一方で、蓄電装置１１−１の開放電圧は３４８Ｖとなる。
【００４９】
図６（ｃ）の状態では、電流制御装置５０においてスイッチ素子５８−１，５８−２をオンすることにより、双方向モードに遷移することができる。この状態では、スイッチ素子５８−１，５８−２をオンしても、蓄電装置１１−１，１１−２の間に電流は発生しない。
【００５０】
このように、蓄電装置１１−１，１１−２の内部抵抗に差がある場合でも、初期モードにおいて、電圧差の均等化によって電流差ΔＩが解消するように、蓄電装置１１−１，１１−２の放電が自律的に調整される。この場合においても、図５と同様に、初期モードから双方向モードへの遷移タイミングは、電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩに基づいて適切に設定することができる。
【００５１】
このように、実施の形態１に従う電流制御装置によれば、複数の蓄電装置を直流バス１０に対して並列に電気的に接続する際に、各蓄電装置に対して充電経路を遮断して放電経路のみを形成する初期モードを適用することによって、蓄電装置間に過大な電流が流れることを防止できる。さらに、初期モードにおいて電流差が解消されるように放電が自律的に調整された後に、双方向モードへの遷移によって、直流バス１０に対して各蓄電装置の充電経路および放電経路の両方を形成することが可能である。
【００５２】
特に、電流差ΔＩに基づいて双方向モードを開始することにより、双方向モードにおける負荷電流ＩＬを増やすことができる。言い換えると、電流差ΔＩが大きい状態で双方向モードに移行すると、複数の蓄電装置間での電流の偏りによって、特定の蓄電装置での電流が規制上限値に達することで全体の負荷電流ＩＬが制約される虞がある。これに対して、電流差ΔＩが小さくなってから双方向モードに遷移する場合には、各蓄電装置から均等な電流量を並列に供給することができるので、双方向モードにおける負荷電流ＩＬが増加する。
【００５３】
図１には並列接続される２個の蓄電装置１１−１，１１−２に用いられる電流制御装置５０の構成を示したが、実施の形態１に従う電流制御装置５０は、３以上の複数個の蓄電装置を並列に接続する構成に対しても適用することが可能である。
【００５４】
図７には、実施の形態１に従う電流制御装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である
図７を参照して、電流制御装置５０は、直流バス１０と、ｎ個（ｎ：３以上の自然数）の蓄電装置１１−１〜１１−ｎとの間に接続される。蓄電装置１１−１〜１１−ｎは、電流制御装置５０によって形成される電流経路を通じて、共通の直流バス１０に対して並列に接続される。
【００５５】
電流制御装置５０は、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎと、直流バス接続部５２−１〜５２−ｎと、制御部５５と、ダイオード５６−１〜５６−ｎと、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎとをさらに有する。
【００５６】
蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎは、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの正極端子とそれぞれ電気的に接続される。直流バス接続部５２−１〜５２−ｎは、共通の直流バス１０と電気的に接続される。
【００５７】
ダイオード５６−１〜５６−ｎは、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎのそれぞれの間に、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの放電方向の電流通過を許容するように電気的に接続される。ダイオード５６−１〜５６−ｎの各々は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの放電電流のみを通過させる一方で、充電電流の通過を阻止するように配置される。
【００５８】
スイッチ素子５８−１〜５８−ｎは、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎのそれぞれの間に、ダイオード５６−１〜５６−ｎとそれぞれ並列に接続される。スイッチ素子５８−１〜５８−ｎのオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ１〜Ｓｎによってそれぞれ制御される。スイッチ素子５８−１〜５８−ｎの各々は、オン時には直流バス接続部５２−１〜５２−ｎから蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎへ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−１〜１１−ｎの充電方向）の電流通過を許容する。
【００５９】
蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎの間をそれぞれ流れる電流Ｉ１〜Ｉｎは、電流センサ５９−１〜５９−ｎによってそれぞれ検出される。電流Ｉ１〜Ｉｎは、蓄電装置１１−１〜１１−ｎのそれぞれが直流バス１０に対して充放電する電流に相当する。
【００６０】
図７に示した電流制御装置５０についても、図３に示したように、動作開始時には、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎの全てがオフされて、初期モードに設定される。すなわち、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの各々について、放電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【００６１】
そして、電流制御装置５０は、初期モードでの動作によって、電流Ｉ１〜Ｉｎの間の電流差ΔＩ（Ｉ１〜Ｉｎのうちの最大値および最小値の差）が基準値Ｉｔｈよりも小さくなると、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎの各々をオンすることによって、初期モードから双方向モードに遷移する。これにより、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの充電方向および放電方向の両方の電流通過を許容するように動作する。なお、図７に示した電流制御装置５０では、双方向モードを細分化して、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎの一部を順にオンするようにしてもよい。
【００６２】
このように、実施の形態１に従う電流制御装置５０は、任意の複数個の蓄電装置が並列接続される構成に適用することが可能である。なお、実施の形態１に従う電流制御装置５０では、図３中に点線で示すように、双方向モードからスイッチ素子５８−１，５８−２をオフすることによって、放電のみを許容する（充電を禁止する）ために、初期モードに復帰するための条件（たとえば、内部抵抗差が拡大したとき）を定めることも可能である。また、図３および図９において、初期モードは「第１の状態」に対応する。
【００６３】
［実施の形態１の変形例］
図８は、本発明の実施の形態１の変形例に従う蓄電装置の電流制御装置の構成を説明するための回路図である。
【００６４】
図８を参照して、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置５０♯は、図１に示した電流制御装置５０の構成において、ダイオード５６−１，５６−２に代えてダイオード５６♯−１，５６♯−２を有し、かつ、スイッチ素子５８−１，５８−２に代えてスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２を有する点で異なる。電流制御装置５０♯のその他の構成については、図１の電流制御装置５０と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００６５】
ダイオード５６♯−１は、蓄電装置接続部５１−１および直流バス接続部５２−１の間に、直流バス接続部５２−１から蓄電装置接続部５１−１へ向かう一方向のみの電流通過を許容するように接続される。すなわち、ダイオード５６♯−１は、蓄電装置１１−１の充電電流のみを通過させる一方で、放電電流の通過を阻止するように配置される。
【００６６】
スイッチ素子５８♯−１は、直流バス接続部５２−１および蓄電装置接続部５１−１の間に、ダイオード５６♯−１と並列に電気的に接続される。スイッチ素子５８♯−１のオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ１♯によって制御される。スイッチ素子５８♯−１がオンすることによって。蓄電装置接続部５１−１から直流バス接続部５２−１へ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−１の放電方向）の電流経路が形成される。一方、スイッチ素子５８♯−１のオフ時には、蓄電装置１１−１の放電経路は遮断されて、充電経路のみが形成される。
【００６７】
同様に、ダイオード５６♯−２は、蓄電装置接続部５１−２および直流バス接続部５２−２の間に、直流バス接続部５２−２から蓄電装置接続部５１−２へ向かう一方向のみの電流通過を許容するように接続される。すなわち、ダイオード５６♯−２は、蓄電装置１１−２の充電電流のみを通過させる一方で、放電電流の通過を阻止するように配置される。
【００６８】
スイッチ素子５８♯−２は、直流バス接続部５２−２および蓄電装置接続部５１−２の間に、ダイオード５６♯−２と並列に電気的に接続される。スイッチ素子５８♯−２のオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ２♯によって制御される。スイッチ素子５８♯−２がオンすることによって。蓄電装置接続部５１−２から直流バス接続部５２−２へ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−２の放電方向）の電流経路が形成される。一方、スイッチ素子５８♯−２のオフ時には、蓄電装置１１−２の放電経路は遮断されて、充電経路のみが形成される。
【００６９】
実施の形態１の変形例に従う電流制御装置５０♯において、制御部５５は、電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２のオンオフを制御するための制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２のオンオフは、図２のフローチャートに従って制御することができる。これにより、電流制御装置５０♯の動作は、図９に示すように制御される。
【００７０】
図９には、図８に示した電流制御装置５０♯の動作モードを説明するための状態遷移図が示される。
【００７１】
図９を参照して、電流制御装置５０♯は、動作開始時には、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２をオフすることにより、初期モードに設定される。これにより、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【００７２】
そして、電流制御装置５０は、初期モードでの動作によって、電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩが基準値Ｉｔｈよりも小さくなると、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２をオンすることによって、初期モードから双方向モードに遷移する。これにより、電流制御装置５０は、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向および放電方向の両方の電流通過を許容するように動作する。
【００７３】
図１０には、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置の初期モードにおける動作を説明するための概念的な回路図が示される。
【００７４】
図１０（ａ）に示す初期状態では、図５（ａ）と同様に、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧はそれぞれ４００Ｖおよび３６０Ｖである。また、蓄電装置１１−１，１１−２の各々の内部抵抗は１Ωである。
【００７５】
初期モードでは、蓄電装置１１−１，１１−２は、電流制御装置５０によって、放電方向の電流通過を阻止するダイオードを経由して、共通の直流バス１０に対して並列に電気的に接続される。このため、開放電圧４００Ｖの蓄電装置１１−１から開放電圧３６０Ｖの蓄電装置１１−２への電流経路は形成されない。そして、負荷電流ＩＬ＝−１０Ａ（すなわち、充電）である場合には、開放電圧が低い蓄電装置１１−２のみを充電しても（Ｉ２＝−１０Ａ）、蓄電装置１１−２の電圧Ｖ１＝３６０＋１０×１＝３７０Ｖであり、蓄電装置１１−２の開放電圧（４００Ｖ）よりも低い。したがって、蓄電装置１１−２のみが充電される一方で、蓄電装置１１−１は充電されない（Ｉ１＝０Ａ）。図１０（ａ）の状態での継続的な充電によって蓄電装置１１−２の開放電圧が上昇することにより、図１０（ｂ）に示すように、蓄電装置１１−１も充電が開始される。
【００７６】
図１０（ｂ）の状態では、蓄電装置１１−２の開放電圧は３９４Ｖまで上昇している。このとき、Ｉ２＝−８Ａ、Ｉ１＝−２Ａとなると、蓄電装置１１−２では、Ｖ２＝３９４＋８×１＝４０２Ｖとなる一方で、蓄電装置１１−１では、開放電圧４００Ｖに対してＶ１＝４００＋２×１＝４０２Ｖとなって、Ｖ１＝Ｖ２の状態となる。すなわち、蓄電装置１１−１，１１−２の開放電圧の変化に応じて、Ｖ１＝Ｖ２が維持される電流配分に従って、ＩＬに対するＩ１およびＩ２が自律的に決まる。
【００７７】
図１０（ｂ）に示されるように、開放電圧が低い蓄電装置は、充電電流が相対的に大きくなるため開放電圧の上昇量も大きくなる。このため、図１０（ｂ）の状態が継続するに従って、｜Ｉ２｜が徐々に低下する一方で｜Ｉ１｜が徐々に上昇することによって、蓄電装置１１−１，１１−２の間で開放電圧、すなわち、残容量が均等化される。
【００７８】
最終的には、図１０（ｃ）に示されるように、蓄電装置１１−１，１１−２の各開放電圧が４１５Ｖで等しくなる。この状態で、Ｉ１＝Ｉ２＝−５Ａとなり、電流差が解消される。このように、初期モードでは、電圧差が生じている蓄電装置１１−１，１１−２間で電圧が均等化されるように、充電が自律的に調整される。
【００７９】
図１０（ｃ）の状態では、電流制御装置５０♯においてスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２をオンして双方向モードに遷移しても、蓄電装置１１−１，１１−２の間に電流は発生しない。したがって、電流差が解消した後では、双方向モードにより、蓄電装置１１−１，１１−２の各々が直流バス１０に対して並列に充電または放電される。実施の形態１と同様に、初期モードから双方向モードへの遷移タイミングは、電流Ｉ１，Ｉ２の電流差ΔＩに基づいて適切に設定することができる。実施の形態１の変形例においても、実施の形態１と同様に、電流差ΔＩに基づいて双方向モードを開始することにより、双方向モードにおける負荷電流ＩＬを増やすことができる。
【００８０】
このように、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置によっても、複数の蓄電装置を直流バス１０に対して並列に電気的に接続する際に、各蓄電装置に対して放電経路を遮断して充電経路のみを形成する初期モードを適用することによって、蓄電装置間に過大な電流が流れることを防止できる。さらに、初期モードにおいて電流差が解消されるように充電が自律的に調整された後に、双方向モードへの遷移によって。直流バス１０に対して各蓄電装置が充電経路および放電経路の両方を形成することが可能である。
【００８１】
図８には並列接続される２個の蓄電装置１１−１，１１−２に用いられる電流制御装置５０♯の構成を示したが、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置５０♯は、３以上の複数個の蓄電装置を並列に接続する構成に対しても適用することが可能である。
【００８２】
図１１には、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である。
【００８３】
図１１を参照して、電流制御装置５０♯は、直流バス１０と、ｎ個（ｎ：３以上の自然数）の蓄電装置１１−１〜１１−ｎとの間に接続される。蓄電装置１１−１〜１１−ｎは、電流制御装置５０♯によって形成される電流経路を通じて、共通の直流バス１０に対して並列に接続される。
【００８４】
電流制御装置５０♯は、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎと、直流バス接続部５２−１〜５２−ｎと、制御部５５と、ダイオード５６♯−１〜５６♯−ｎと、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎとをさらに有する。
【００８５】
蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎは、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの正極端子とそれぞれ電気的に接続される。直流バス接続部５２−１〜５２−ｎは、共通の直流バス１０と電気的に接続される。
【００８６】
ダイオード５６♯−１〜５６♯−ｎは、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎのそれぞれの間に、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの充電方向の電流通過を許容するように電気的に接続される。ダイオード５６♯−１〜５６♯−ｎの各々は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの放電電流のみを通過させる一方で、充電電流の通過を阻止するように配置される。
【００８７】
スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎは、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎのそれぞれの間に、ダイオード５６♯−１〜５６♯−ｎのそれぞれと並列に接続される。スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎのオンオフは、制御部５５からの制御信号Ｓ１♯〜Ｓｎ♯によってそれぞれ制御される。スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎの各々は、オン時には蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎから直流バス接続部５２−１〜５２−ｎへ向かう方向（すなわち蓄電装置１１−１〜１１−ｎの放電方向）の電流経路を形成する。蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎの間をそれぞれ流れる電流Ｉ１〜Ｉｎは、電流センサ５９−１〜５９−ｎによってそれぞれ検出される。
【００８８】
図１１に示した電流制御装置５０♯についても、図９に示したように、動作開始時には、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎの全てがオフされて、初期モードに設定される。すなわち、電流制御装置５０♯は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの各々について、充電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【００８９】
そして、電流制御装置５０♯は、初期モードでの動作によって、電流Ｉ１〜Ｉｎの間の電流差ΔＩ（Ｉ１〜Ｉｎのうちの最大値および最小値の差）が基準値Ｉｔｈよりも小さくなると、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎの各々をオンすることによって、初期モードから双方向モードに遷移する。これにより、電流制御装置５０♯は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの充電方向および放電方向の両方の電流通過を許容するように動作する。なお、図１１に示した電流制御装置５０♯では、双方向モードを細分化して、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎの一部を順にオンするようにしてもよい。
【００９０】
このように、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置５０♯は、任意の複数個の蓄電装置が並列接続される構成に適用することが可能である。また、実施の形態１の変形例に従う電流制御装置５０♯では、図９中に点線で示すように、双方向モードからスイッチ素子５８−１，５８−２をオフすることによって、充電のみを許容する（放電を禁止する）ために、初期モードに復帰するための条件（たとえば、内部抵抗差が拡大したとき）を定めることも可能である。
【００９１】
［実施の形態２］
実施の形態１およびその変形例では、初期モードでの電流方向が固定されていた。実施の形態２では、初期モードでの電流方向を選択できる電流制御装置の構成について説明する。
【００９２】
図１２は、本発明の実施の形態２に従う電流制御装置１５０の構成の第１の例を説明するための回路図である。
【００９３】
図１２を参照して、電流制御装置１５０は、図１に示した電流制御装置５０と比較して、並列接続されたダイオード５６−１およびスイッチ素子５８−１のペアに対して直列接続された、ダイオード５６−１＃およびスイッチ素子５８−１＃のペアをさらに含む。ダイオード５６−１＃およびスイッチ素子５８−１＃は、互いに並列に接続されている。
【００９４】
さらに、電流制御装置１５０は、図１に示した電流制御装置５０と比較して、並列接続されたダイオード５６−２およびスイッチ素子５８−２のペアに対して直列接続された、ダイオード５６♯−２およびスイッチ素子５８♯−２のペアをさらに含む。ダイオード５６♯−２およびスイッチ素子５８♯−２は、互いに並列に接続されている。ダイオード５６♯−１，５６♯−２およびスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２が許容する電流方向は、図８（実施の形態１の変形例）と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【００９５】
制御部５５に代えて設けられる制御部１５５は、スイッチ素子５８−１，５８−２のオンオフを制御する制御信号Ｓ１，Ｓ２に加えて、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２のオンオフを制御する制御信号Ｓ１♯，Ｓ２♯を生成する。
【００９６】
また、直流バス１０に対しては、図１に示された電力源１１０に代えて、双方向電源１２０が接続されてもよい。双方向電源１２０は、直流バス１０に対して充放電可能に構成された蓄電部１２１を内蔵する。たとえば、時間帯に応じて、蓄電部１２１が直流バス１０からの電力によって充電される動作、および、蓄電部１２１が直流バス１０に対して放電する動作が切り換えられる。
【００９７】
電流制御装置１５０のその他の部分の構成は、図１に示した電流制御装置５０と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００９８】
図１３には、図１２に示した電流制御装置１５０の動作モードを説明するための状態遷移図が示される。
【００９９】
図１３を参照して、電流制御装置１５０では、２種類の初期モードを選択可能である。初期モード１では、スイッチ素子５８−１，５８−２がオンされる一方でスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２がオフされる。これにより、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向の電流経路が、スイッチ素子５８−１，５８−２およびダイオード５６♯−１，５６♯−２によって形成される。一方で、蓄電装置１１−１，１１−２の放電方向の電流経路は、ダイオード５６♯−１，５６♯−２およびスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２によって阻止される。したがって、電流制御装置１５０は、初期モード１では、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【０１００】
一方、初期モード２では、スイッチ素子５８−１，５８−２がオフされる一方でスイッチ素子５８♯−１，５８♯−２がオンされる。これにより、蓄電装置１１−１，１１−２の放電方向の電流経路が、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２およびダイオード５６−１，５６−２によって形成される。一方で、蓄電装置１１−１，１１−２の充電方向の電流経路は、ダイオード５６−１，５６−２およびスイッチ素子５８−１，５８−２によって阻止される。したがって、電流制御装置１５０は、初期モード２では、蓄電装置１１−１，１１−２の放電方向のみの電流通過を許容するように動作する。
【０１０１】
図１２に示した電流制御装置１５０においても、初期モード１および初期モード２の各々では、電流制御装置５０，５０♯と同様に、蓄電装置１１−１および１１−２の間での電流差が解消されるように、充電または放電が自律的に調整される。したがって、電流制御装置１５０は、初期モード１または初期モード２による動作後に、スイッチ素子５８−１，５８−２，５８♯−１，５８♯−２の全てがオンされた双方向モードに遷移することができる。双方向モードでは、並列接続された蓄電装置１１−１，１１−２の各々に対して、充電方向および放電方向の両方の電流経路が形成される。なお、双方向モードへの遷移可否を判断するための、電流差が解消したか否かの判定は、電流センサの配置を必須とすることなく、蓄電装置１１−１，１１−２の電圧（開放電圧）の検出値を用いて、両方の電圧が等しくなった場合にスイッチ素子５８−１，５８−２ともオンしてもよい。その場合、スイッチ素子５８−１，５８−２ともオンしたときに電流差ΔＩに応じて蓄電装置１１−１，１１−２間に電流が流れるが、その電流をシステムとして許容可能なように設計を行なう必要がある。
【０１０２】
また、図１２に示した構成では、たとえば、負荷１００が停止して双方向電源１２０が動作している状態では、時間帯に応じて、初期モード１または初期モード２において、蓄電装置１１−１，１１−２の残容量（開放電圧）の不均一性が解消していない状態で、すなわち、電流差が解消していない状態で、充電および放電を切換える必要が生じる可能性がある。電流制御装置１５０では、このような場面に対応するために、充電のみを許容する初期モード１と、放電のみを許容する初期モード２との間を遷移することも可能である。
【０１０３】
電流制御装置１５０は、初期モード１から初期モード２へ、あるいは、初期モード２から初期モード１への遷移時には、デッドタイムモードを経由してモード遷移を実行する。たとえば、初期モード１から初期モード２へ移行する場合には、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２のオフを維持したままで、スイッチ素子５８−１，５８−２の少なくとも一方をさらにオフすることにより、蓄電装置１１−１，１１−２の間の電流経路を遮断したデッドタイムモードが実現される。
【０１０４】
また、初期モード２から初期モード１へ移行する場合には、スイッチ素子５８−１，５８−２のオフを維持したままで、スイッチ素子５８♯−１，５８♯−２の少なくとも一方をさらにオフすることにより、蓄電装置１１−１，１１−２の間の電流経路を遮断したデッドタイムモードが実現される。
【０１０５】
デッドタイムモードを経由して、初期モード１および初期モード２の遷移を行なうことにより、電流制御装置１５０において、図４に示したような、蓄電装置１１−１，１１−２間の大電流の発生を確実に防止することが可能となる。
【０１０６】
このように、実施の形態２に従う電流制御装置では、実施の形態１およびその変形例に従う電流制御装置による効果に加えて、初期モードにおける充電および放電の選択が可能となる。
【０１０７】
図１４には、本発明の実施の形態２に従う蓄電装置の電流制御装置の構成の第２の例を説明するための回路図が示される。図１５には、図１４に示した電流制御装置の動作モードを説明するための状態遷移図が示される。
【０１０８】
図１４を参照して、実施の形態２に従う電流制御装置１５０には、蓄電装置１１−１，１１−２の電流Ｉ１，Ｉ２を測定するための電流センサ５９−１，５９−２をさらに設けでもよい。
【０１０９】
図１４の構成例では、電流センサ５９−１，５９−２の検出値に基づいて、初期モード１および初期モード２の各々において、電流差ΔＩ（ΔＩ＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）を直接検出することができる
したがって、図１５に示されるように、初期モード１から双方向モードへの遷移、および、初期モード２から双方向モードへの遷移を、センサ検出値に基づいて正確に判定することが可能となる。すなわち、双方向モードへの遷移時に、蓄電装置１１−１，１１−２間に大きな電流が生じることを確実に防止することが可能となる。さらに、実施の形態１およびその変形例で説明したように、双方向モードにおける負荷電流ＩＬを増やすことができる。
【０１１０】
図１２および図１４には並列接続される２個の蓄電装置１１−１，１１−２に用いられる電流制御装置１５０の構成を示したが、実施の形態２に従う電流制御装置１５０は、３以上の複数個の蓄電装置を並列に接続する構成に対しても適用することが可能である。
【０１１１】
図１６には、実施の形態２に従う電流制御装置が並列接続された３以上の複数個の蓄電装置に用いられるときの構成を説明するための回路図である。
【０１１２】
図１６を参照して、電流制御装置１５０は、直流バス１０と、ｎ個（ｎ：３以上の自然数）の蓄電装置１１−１〜１１−ｎとの間に接続される。蓄電装置１１−１〜１１−ｎは、電流制御装置５０♯によって形成される電流経路を通じて、共通の直流バス１０に対して並列に接続される。
【０１１３】
電流制御装置５０♯は、蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎと、直流バス接続部５２−１〜５２−ｎと、制御部５５と、ダイオード５６−１〜５６−ｎおよび５６♯−１〜５６♯−ｎと、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎおよび５８♯−１〜５８♯−ｎとをさらに有する。
【０１１４】
蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎは、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの正極端子とそれぞれ電気的に接続される。直流バス接続部５２−１〜５２−ｎは、共通の直流バス１０と電気的に接続される。
【０１１５】
蓄電装置接続部５１−１〜５１−ｎおよび直流バス接続部５２−１〜５２−ｎの間には、並列接続されたダイオード５６−１〜５６−ｎおよびスイッチ素子５８−１〜５８−ｎのペアと、並列接続されたダイオード５６♯−１〜５６♯−ｎおよびスイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎのペアとが直列に接続される。
【０１１６】
制御部１５５は、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎのオンオフを制御する制御信号Ｓ１〜Ｓｎと、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎのオンオフを制御する制御信号Ｓ１♯〜Ｓｎ♯を生成する。さらに、蓄電装置１１−１〜１１−ｎのそれぞれが直流バス１０に対して充放電する電流Ｉ１〜Ｉｎを検出するための電流センサ５９−１〜５９−ｎが設けられてもよい。
【０１１７】
図１６に示した電流制御装置１５０についても、図１３および図１５と同様に、動作開始時には、初期モード１または初期モード２が適用される。初期モード１では、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎがオンされる一方で、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎがオフされることによって、電流制御装置１５０は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの各々において充電のみを許容するように動作する。一方、初期モード２では、スイッチ素子５８♯−１〜５８♯−ｎがオンされる一方で、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎがオフされることによって、電流制御装置１５０は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの各々において放電のみを許容するように動作する。
【０１１８】
さらに、初期モード１または２での動作によって、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの間の電流差が小さくなると、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎおよび５８♯−１〜５８♯−ｎの全てをオンすることによって、初期モードから双方向モードに遷移する。これにより、電流制御装置１５０♯は、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの充電方向および放電方向の両方の電流通過を許容するように動作する。なお、電流制御装置１５０では、双方向モードを細分化して、蓄電装置１１−１〜１１−ｎのうちの一部について順に充放電の両方を許容するように、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎおよび５８♯−１〜５８♯−ｎを制御してもよい。また、初期モード１から初期モード２へ、あるいは、初期モード２から初期モード１へは、デッドタイムモードを経由してモード遷移が実行される。デッドタイムモードでは、スイッチ素子５８−１〜５８−ｎおよび５８♯−１〜５８♯−ｎの全てをオフすることによって、蓄電装置１１−１〜１１−ｎの各々の間の電流経路を一旦遮断する。
【０１１９】
このように、実施の形態２に従う電流制御装置１５０は、任意の複数個の蓄電装置が並列接続される構成に適用することが可能である。また、実施の形態２に従う電流制御装置１５０では、図１３および図１５中に点線で示すように、双方向モードから、充電のみを許容する（放電を禁止する）初期モード１、または、放電のみを許容する（充電を禁止する）初期モード２に復帰するための条件を定めることも可能である。
【０１２０】
図１３および図１５において、初期モード１または初期モード２は「第１の状態」に対応し、双方向モードは「第２の状態」に対応する。また、初期モード１が「第１の状態」に対応するときは、初期モード２が「第３の状態」に対応し、初期モード２が「第１の状態」に対応するときは、初期モード１が「第３の状態」に対応する。
【０１２１】
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。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。
【０１２２】
［付記］
項目１に係る蓄電装置の電流制御装置（５０，５０♯，１５０）は、複数の蓄電装置（１１−１〜１１−ｎ）とそれぞれ電気的に接続される複数の第１の接続部（５１−１〜５１−ｎ）と、複数の第１の接続部にそれぞれ対応して設けられ、各々が共通の直流バス（１０）と接続される複数の第２の接続部（５２−１〜５２−ｎ）と、前記複数の第１の接続部および前記複数の第２の接続部との間にそれぞれ接続される複数の第１の整流素子（５６−１〜５６−ｎ／５６♯−１〜５６♯−ｎ）と、前記複数の第１の整流素子のそれぞれと並列に接続される複数の第１のスイッチ素子（５８−１〜５８−ｎ／５８♯−１〜５８♯−ｎ）と、前記複数の第１のスイッチ素子の導通および非導通を制御するための制御部（５５）とを備える。前記複数の第１の整流素子の各々は、前記蓄電装置および前記直流バスの間で共通の一方向のみの電流通過を許容するように配置される。前記制御部は、各前記第１のスイッチ素子を非導通とする第１の状態の後、前記第１のスイッチ素子のうちの少なくとも１つを導通させる。
【０１２３】
このような構成とすることにより、複数の蓄電装置を共通の直流バスに対して並列に電気的に接続する際に、各蓄電装置に対して充電経路または放電経路の一方のみを形成する第１の状態を形成することによって、蓄電装置間に過大な電流が流れることを防止できる。さらに、第１の状態において電流差が解消されるように放電または充電が自律的に調整された後に第１のスイッチ素子を導通させることによって。各蓄電装置の充電経路および放電経路の両方を形成することが可能である。
【０１２４】
項目２に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目１に係る蓄電装置の電流制御装置において、前記制御部（５５）は、前記第１の状態における、前記複数の第１の接続部（５１−１〜５１−ｎ）および前記複数の第２の接続部（５２−１〜５２−ｎ）の間のそれぞれの複数の通過電流（Ｉ１〜Ｉｎ）の検出値に基づいて、前記第１のスイッチ素子の導通を制御する。
【０１２５】
このような構成とすることにより、電流検出値に基づいて第１のスイッチ素子を導通させることができるので、過大な電流の発生をより確実に防止することができる。さらに、蓄電装置間での通過電流差に応じて第１のスイッチ素子を導通させることにより、蓄電装置間で電圧差により通過電流に差が生じている状態で、各蓄電装置から並列に電流が供給されることを回避できる。この結果、第１のスイッチ素子の導通後において、各蓄電装置から均等な電流量を並列に供給することができるので、複数の蓄電装置全体から直流バスへの供給電流を増やすことができる。
【０１２６】
項目３に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目２に係る蓄電装置の電流制御装置において、前記制御部（５５）は、前記第１の状態における前記複数の通過電流の間の差（ΔＩ）が所定値（Ｉｔｈ）よりも低いときに、各前記第１のスイッチ素子を導通させる
このような構成とすることにより、電流検出値に基づいて電流差が解消されたことが確認されてから第１のスイッチ素子を導通させることができるので、過大な電流の発生をより確実に防止することができる。さらに、蓄電装置間での通過電流差が確実に小さい状態となった後に第１のスイッチ素子を導通させることができるので、第１のスイッチ素子の導通後において、各蓄電装置からの並列な電流量をより確実に均等化できるので、複数の蓄電装置全体から直流バスへの供給電流を増やすことができる。
【０１２７】
項目４に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目１〜３のいずれかに係る蓄電装置の電流制御装置において、各前記第１の整流素子（５６−１〜５６−ｎ）は、前記蓄電装置（１１−１〜１１−ｎ）の放電方向のみの電流通過を許容する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置の電流制御装置。
【０１２８】
このような構成とすることにより、初期状態（第１の状態）において各蓄電装置の放電を均等化した後に、各蓄電装置に充電経路および放電経路の両方を形成することができる。
【０１２９】
項目５に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目１〜３のいずれかに係る蓄電装置の電流制御装置において、各前記第１の整流素子（５６♯−１〜５６♯−ｎ）は、前記蓄電装置（１１−１〜１１−ｎ）の充電方向のみの電流通過を許容する。
【０１３０】
このような構成とすることにより、初期状態（第１の状態）において各蓄電装置の充電を均等化した後に、各蓄電装置に充電経路および放電経路の両方を形成することができる。
【０１３１】
項目６に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目１に係る蓄電装置の電流制御装置において、前記複数の第１の整流素子（５６−１〜５６−ｎ／５６♯−１〜５６♯−ｎ）に対してそれぞれ直列に接続されて、前記複数の第１の整流素子とは逆方向のみの電流通過を許容する複数の第２の整流素子（５６♯−１〜５６♯−ｎ／５６−１〜５６−ｎ）と、前記複数の第２の整流素子とそれぞれ並列に接続された複数の第２のスイッチ素子（５８♯−１〜５８♯−ｎ／５８−１〜５８−ｎ）とをさらに備える。制御部（１５５）は、前記第１の状態において、各前記第１のスイッチ素子および各前記第２のスイッチ素子の一方を非導通として他方を導通させるとともに、前記第１の状態の後、少なくとも１つの前記蓄電装置に対応させて前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の両方を導通させる第２の状態を形成させる。
【０１３２】
このような構成とすることにより、初期状態（第１の状態）において各蓄電装置について充電経路および放電経路のいずれを形成するかを選択することが可能となる。さらに、第２の状態では、対応する第１および第２のスイッチ素子が導通された少なくとも１つの蓄電装置に対して、充電経路および放電経路の両方を形成できる。
【０１３３】
項目７に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目６に係る蓄電装置の電流制御装置において、前記制御部（１５５）は、前記第１の状態における、前記複数の第１の接続部（５１−１〜５１−ｎ）および前記複数の第２の接続部（５２−１〜５２−ｎ）の間のそれぞれの複数の通過電流（Ｉ１〜Ｉｎ）の間の差が所定値よりも低いときに、各前記第１のスイッチ素子（５８−１〜５８−ｎ／５８♯−１〜５８♯−ｎ）および各前記第２のスイッチ素子（５８♯−１〜５８♯−ｎ／５８−１〜５８−ｎ）を導通させる。
【０１３４】
このような構成とすることにより、初期状態（第１の状態）における複数の蓄電装置間での充電または放電が均等化されて電流差が基準値よりも低くなった後に、各蓄電装置に対して充電経路および放電経路の両方を形成できる。この結果、第２の状態への移行時に過大な電流が生じることを防止できる。
【０１３５】
項目８に係る蓄電装置の電流制御装置は、項目６に係る蓄電装置の電流制御装置において、前記制御部（１５５）は、前記第１の状態の後、各前記第１のスイッチ素子（５８−１〜５８−ｎ／５８♯−１〜５８♯−ｎ）および各前記第２のスイッチ素子（５８♯−１〜５８♯−ｎ／５８−１〜５８−ｎ）を非導通とする期間を設けた後、前記各前記第１のスイッチ素子を導通する一方で各前記第２のスイッチ素子を非導通とする第３の状態を形成させる。
【０１３６】
このような構成とすることにより、過電流を発生させることなく、
各蓄電装置に対して充電経路のみを形成するモードと、各蓄電装置に対して放電経路のみを形成するモードとの間の遷移を実行できる。
【０１３７】
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。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】
【０１３８】
１０  直流バス、１１−１，１１−２，１１−ｎ  蓄電装置、５０，５０♯，１５０  電流制御装置、５１−１，５１−２，５１−ｎ  蓄電装置接続部、５２−１，５２−２，５２−ｎ  直流バス接続部、５５，１５５  制御部、５６−１，５６−２，５６−ｎ，５６♯−１，５６♯−２，５６♯−ｎ  ダイオード、５８−１，５８−２，５８−ｎ，５８♯−１，５８♯−２，５８♯−ｎ  スイッチ素子、５９−１，５９−２．５９−ｎ  電流センサ、１００  負荷、１１０  電力源、１２０  双方向電源、１２１  蓄電部、Ｉ１，Ｉ２，Ｉｎ  電流、ＩＬ  負荷電流、Ｉｔｈ  基準値、Ｓ１、Ｓ２，Ｓｎ，Ｓ１♯，Ｓ２♯，Ｓｎ♯  制御信号。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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