(57)【要約】  実施形態による蓄電装置は、安全性を担保するものであって、複数の電池セルを含む組電池ＢＴと、複数の電池セルの電圧と組電池ＢＴの温度とを検出する電池監視回路１０と、を備えた電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎと、電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの高電位側の端子と正極端子Ｐとの間、および、電池モジュール複数の前記の低電位側の端子と負極端子Ｎとの間を電気的に接続する主回路と、複数の電池セルの電圧と組電池ＢＴの温度とを受信する電池管理回路ＣＴＲと、主回路から得られる直流電力を所定の大きさに変換し、電池管理回路ＣＴＲへ電源を供給する電源回路１２と、主回路に過電流が流れたときに主回路を遮断する配線用遮断器１４と、電池管理回路ＣＴＲからの制御信号が停止したときに、電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎへの充電電流を遮断する充電電流遮断回路と、を備える。
2019053786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と電気的に接続可能な正極端子および負極端子と、
複数の電池セルを含む組電池と、複数の前記電池セルの電圧と前記組電池の温度とを検出する電池監視回路と、をそれぞれ備えた複数の電池モジュールと、
複数の前記電池モジュールの高電位側の端子と前記正極端子との間、および、複数の前記電池モジュールの低電位側の端子と前記負極端子との間を電気的に接続する主回路と、
複数の前記電池監視回路から複数の前記電池セルの電圧と前記組電池の温度とを受信する電池管理回路と、
前記主回路から得られる直流電力を所定の大きさに変換し、前記電池管理回路へ電源を供給する電源回路と、
前記主回路に過電流が流れたときに前記主回路を遮断する配線用遮断器と、
前記電池管理回路からの制御信号が停止したときに、前記主回路において、複数の前記電池モジュールを充電する方向の電流を遮断する充電電流遮断回路と、を備えた蓄電池装置。
【請求項２】
前記主回路から前記配線用遮断器へ引き外し電流を供給する経路と、前記電池管理回路からの制御信号が停止したときに前記経路において接点を閉じる第１電磁接触器とを含む、前記配線用遮断器の引き外し回路を更に備えた請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項３】
前記充電電流遮断回路は、複数の前記電池モジュールの前記高電位側の端子から前記正極端子へ電流が流れる方向を順方向として前記主回路に介在するダイオードと、前記ダイオードと並列に接続し、前記電池管理回路からの制御信号が停止したときに接点を開放する第２電磁接触器と、を備える、請求項１又は請求項２記載の蓄電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な状況で利用される電力エネルギーの需要に備えて、エネルギー密度の高い電池セルを用いた、蓄電池装置の実現が望まれている。【０００３】
例えば複数のリチウムイオン電池セルにより構成された組電池を含む蓄電池装置は、一般的に、電池セルの電圧や組電池の温度を監視するための電池監視回路（ＣＭＵ：cell monitoring unit）と、蓄電池装置の動作を制御する制御回路として電池管理回路（ＢＭＵ：battery management unit）とを備えている。電池管理回路は、例えば、ＤＣ/ＤＣ回路を介して組電池から給電されて起動するように構成可能であって、電池監視回路は電池管理回路から供給される電源により動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
組電池が、例えば過充電状態や過温度状態等の異常状態となったときには、安全性を担保するために、組電池の充電および放電を停止することが望ましい。
しかしながら、電池管理回路がＤＣ／ＤＣ回路を介して組電池から給電されて起動する構成では、組電池の過放電やＤＣ／ＤＣ回路の故障などが生じたときには、主回路を遮断されないまま電池管理回路が停止する可能性があった。この状態では、電池セルの電圧や温度などが監視されない状態で蓄電池装置の充電および放電が可能となり、組電池が異常状態となったとしても蓄電池装置の充電および放電を停止することができず、組電池が危険な状態となる可能性があった。【０００６】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、蓄電池装置の安全性を担保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態による蓄電池装置は、外部と電気的に接続可能な正極端子および負極端子と、複数の電池セルを含む組電池と、複数の前記電池セルの電圧と前記組電池の温度とを検出する電池監視回路と、をそれぞれ備えた複数の電池モジュールと、複数の前記電池モジュールの高電位側の端子と前記正極端子との間、および、複数の前記電池モジュールの低電位側の端子と前記負極端子との間を電気的に接続する主回路と、複数の前記電池監視回路から複数の前記電池セルの電圧と前記組電池の温度とを受信する電池管理回路と、前記主回路から得られる直流電力を所定の大きさに変換し、前記電池管理回路へ電源を供給する電源回路と、前記電池管理回路からの制御信号が停止したときに、前記主回路において、複数の前記電池モジュールを充電する方向の電流を遮断する充電電流遮断回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態の蓄電池装置の構成例を概略的に示すブロック図である。
【実施形態】
【０００９】
以下に、一実施形態の蓄電池装置について図面を参照して詳細に説明する。  
図１は、一実施形態の蓄電池装置の構成例を概略的に示すブロック図である。
【００１０】
本実施形態の蓄電池装置１は、負荷システム（図示せず）等の外部と接続可能な正極端子Ｐと負極端子Ｎとを備えている。蓄電池装置１は負荷システムへ電力を供給可能であって、負荷システムから供給される電力により充電可能である。なお、蓄電池装置１は、負荷システム内に含まれていてもよい。
【００１１】
蓄電池装置１は、外部と電気的に接続可能な複数の端子を備えている。本実施形態では、蓄電池装置１は、ＳＯＣ端子Ｔ１と、ＥＮＡＢＬＥ端子Ｔ２と、ＣＡＮ通信端子Ｔ３と、ＦＵＬＬ端子Ｔ４と、ＥＭＰＴＹ端子Ｔ５と、ＦＡＩＬ端子Ｔ６と、電源入力端子（ＰＯＷＥＲ端子）Ｔ７と、を備えている。
【００１２】
ＳＯＣ端子Ｔ１は、蓄電池装置１から外部へＳＯＣ値を出力するための端子である。  
ＥＮＡＢＬＥ端子Ｔ２は、蓄電池装置１の起動と停止とを切替える信号が供給される端子である。
【００１３】
ＣＡＮ通信端子Ｔ３は、蓄電池装置１が外部との間でＣＡＮ（control area network）プロトコルに基づいて信号を伝送するための端子である。蓄電池装置１は、例えば負荷システムに含まれる各種装置との間で、ＣＡＮバス配線（図示せず）を介して通信することができる。
【００１４】
ＦＵＬＬ端子Ｔ４は、蓄電池装置１が満充電状態であることを外部へ通知するための端子である。  
ＥＭＰＴＹ端子Ｔ５は、蓄電池装置１が完放電状態であることを外部へ通知するための端子である。  
ＦＡＩＬ端子Ｔ６は、蓄電池装置１の故障を外部へ通知するための端子である。  
電源入力端子Ｔ７は、蓄電池装置１が例えば保守モードで起動させるときに、外部から電源を供給するための端子である。なお、電源入力端子Ｔ７は、保守作業員のみにより利用されることが想定される。そのため、電源入力端子Ｔ７は、例えば、蓄電池装置１の外部に露出した部分に設けられる必要はなく、保守作業時に取り外し可能なカバーにて覆われていてもよい。
【００１５】
蓄電池装置１は、複数の電池モジュールＭＤＬ１−ＭＤＬｎと、電池管理回路（ＢＭＵ：Battery Management Unit）ＣＴＲと、ＤＣ／ＤＣ回路（電源回路）１２と、配線用遮断器１４と、充電電流遮断回路と、配線用遮断器１４の引き外し回路と、電流センサＣＳと、サービスディスコネクタＳＤＣと、を備えている。配線用遮断器１４の引き外し回路は、主回路から配線用遮断器へ電流（引き外し電流）を供給する経路と、この経路の電気的接続を切替える電磁接触器（第１電磁接触器）１９とを備えている。充電電流遮断回路は、ダイオード１６と、電磁接触器（第２電磁接触器）１８と、を備えている。
【００１６】
複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎのそれぞれは、組電池ＢＴと、電池監視回路（ＣＭＵ：Cell Monitoring Unit）１０と、を備えている。複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの組電池ＢＴは、サービスディスコネクタＳＤＣを介して直列に接続している。複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの最も高電位側の端子（電池モジュールＭＤＬ１の高電位側の端子）と正極端子Ｐとの間は高電位側の主回路により電気的に接続され、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの最も低電位側の端子(電池モジュールＭＤＬｎの低電位側の端子)と負極端子Ｐとの間は、低電位側の主回路により電気的に接続されている。
【００１７】
組電池ＢＴは、例えばリチウムイオン電池の二次電池セル（図示せず）を複数組み合わせて、所定の容量および出力を実現するように構成されている。最も高電位側の電池モジュールＭＤＬの正極端子は、充電電流遮断回路と配線用遮断器１４とを介して蓄電池装置１の正極端子Ｐと電気的に接続可能である。最も低電位側の電池モジュールＭＤＬの負極端子は、配線用遮断器１４を介して蓄電池装置１の負極端子Ｎと電気的に接続可能である。なお、組電池ＢＴはリチウムイオン電池以外の二次電池セルを備えていてもよい。例えば、組電池ＢＴは、例えば、ニッケル水素電池や鉛電池を採用しても構わない。
【００１８】
電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎのそれぞれにおいて、電池監視回路１０は、組電池ＢＴの複数の二次電池セル個々の正極端子と負極端子との電圧を検出する。また電池監視回路１０は、組電池ＢＴの近傍の温度を少なくとも１ヶ所で検出する。電池監視回路１０は、後述する電池管理回路ＣＴＲとの間に接続した通信ライン（ＣＭＵ−ＣＡＮ）を介して、例えばＣＡＮ（Control Area Network）プロトコルに基づいて通信可能に構成されている。電池監視回路１０は、電圧と温度との検出結果を周期的に電池管理回路ＣＴＲへ送信する。
【００１９】
電池監視回路１０の電圧検出回路および温度検出回路（主回路側）と通信回路（電池管理回路側）とは基準とする電圧が異なっている。本実施形態の蓄電池装置１は、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎを接続した大型の蓄電池装置であり、主回路には大きな電流が流れることとなる。一方で、電池監視回路１０の通信回路は、電池管理回路ＣＴＲから供給される１２Ｖの電源により動作する。このため、電池監視回路１０の主回路側と通信回路側とは絶縁され、異なる電圧を基準として動作する。
【００２０】
電池監視回路１０は、例えば、少なくとも１つのプロセッサとメモリとを備え、ソフトウエアにより上記動作を実現するように構成されてもよく、ハードウエアにより構成された回路により上記動作を実現するように構成されてもよく、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせにより上記動作を実現するように構成されていてもよい。
【００２１】
サービスディスコネクトＳＤＣは、保守用の遮断器である。サービスディスコネクトＳＤＣは、例えば、電気的に直列に接続した複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの略中央の位置（電池モジュールＭＤＬｋと電池モジュールＭＤＬ（ｋ＋１）との間）に配置され、電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎ間の電気的接続を遮断可能に設けられている。電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの保守時にサービスディスコネクトＳＤＣを開くことにより、保守作業者の安全性を確保することができる。サービスディスコネクトＳＤＣは、例えば電磁接触器であって、電池管理回路ＣＴＲからの制御信号により動作を制御可能である。
【００２２】
なお、例えば電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの搭載数が少ない蓄電池装置において、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎを接続した状態であっても保守時に作業員の安全性を担保することが可能であるときには、サービスディスコネクトＳＤＣを省略しても構わない。
【００２３】
電流検出器ＣＳは、最も高電位側の組電池ＢＴの高電位側の端子と充電電流遮断回路との間に接続した高電位側の主回路配線の電流を検出する電流検出回路（図示せず）と、検出値を外部へ送信する通信回路（図示せず）と、を備えている。電流検出器ＣＳは、例えば電池管理回路ＣＴＲから供給される電力により動作する。また、電流検出器ＣＳは、電池管理回路ＣＴＲと通信可能に構成され、複数の組電池ＢＴに流れる電流を周期的に検出し、例えばＣＡＮプロトコルに基づいて、検出結果を電池管理回路ＣＴＲへ送信する。
【００２４】
電流検出器ＣＳの電流検出回路（主回路側）と通信回路（電池管理回路側）とは基準とする電圧が異なっている。本実施形態の蓄電池装置１は、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎを接続した大型の蓄電池装置であり、主回路には大きな電流が流れることとなる。一方で、電流検出器ＣＳの通信端子は、電池管理回路ＣＴＲと電気的に接続している。このため、電池監視回路１０の主回路側と通信回路側とは絶縁され、異なる電圧を基準として動作する。
【００２５】
なお、本実施形態の蓄電池装置において、電流検出器ＣＳを備えるほうが好ましいが、電流検出器ＣＳは必須の構成ではなく、省略しても構わない。電流検出器ＣＳを備えることにより、電池管理回路ＣＴＲは、電流検出器ＣＳの電流検出結果と電池監視回路より得られる電圧検出結果と合わせてより精度良くＳＯＣを算出することができる。また、電池管理回路ＣＴＲは、電流検出器ＣＳの電流検出結果を用いて、組電池ＢＴに対する強制充電可否の判断が可能となる。
【００２６】
なお、本願において強制充電とは、例えば組電池ＢＴの過放電が発生し、電池セル保護のために配線用遮断器１４および充電電流遮断回路の電磁接触器１８の接点が開放状態になったときに、蓄電池装置を再度使用可能な状態にするために、保守作業員が正極端子および負極端子に充電器を接続した後に端末装置よりＣＡＮ通信端子Ｔ３より電池管理回路ＣＴＲへ特別な設定を行って、配線用遮断器１４および充電電流遮断回路の電磁接触器１８の接点を閉じて行う充電のことである。上記強制充電により、組電池ＢＴ内の電池セルの電圧を復帰させることにより、蓄電池装置を使用可能な状態とすることができる。
【００２７】
配線用遮断器（ＭＣＣＢ：Molded Case Circuit Breaker）１４は、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの最も高電位側の端子（電池モジュールＭＤＬ１の正極端子）と正極端子Ｐとの間の電気的接続状態、および、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの最も低電位側の端子（電池モジュールＭＤＬｎの負極端子）と負極端子Ｎとの間の電気的接続状態を切り替え可能に設けられている。配線用遮断器１４は、主回路に過電流が流れたときに、高電位側の主回路と正極端子Ｐとの電気的接続、および、低電位側の主回路と負極端子Ｎとの電気的接続を遮断する。
【００２８】
電磁接触器１９は、一端が配線用遮断器１４を介して高電位側の主回路と電気的に接続し、他端が低電位側の主回路と電気的に接続している。配線用遮断器１４は例えば熱動式の引き外し機構を備え、電磁接触器１９の接点が閉じると、主回路から配線用遮断器１４へ電流（引き外し電流）が供給され、例えば配線用遮断器１４を加熱することにより主回路を遮断することが可能である。電磁接触器１９は、電池管理回路ＣＴＲにより動作を制御され、Ｂ接点の回路であり、制御信号がオンのときは接点を開放した状態であり、制御信号がオフ（若しくは停止）のときは接点を閉じた状態となる。なお、配線用遮断器１４は、電磁式の引き外し機構を備えるものであっても構わない。
【００２９】
ダイオード１６は、高電位側の主回路に介在し、最も高電位側の電池モジュールＭＤＬ１の正極から蓄電池装置１の正極端子Ｐへ向かう方向を順方向として接続している。すなわち、ダイオード１６は、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎから放電電流を流し、充電電流を流さない方向に接続している。
【００３０】
電磁接触器１８は、高電位側の主回路において、ダイオード１６と並列に接続している。電磁接触器１８は、電池管理回路ＣＴＲにより動作を制御され、Ａ接点の回路であり、電池管理回路ＣＴＲが起動しているとき（制御信号がオンのとき）に接点を閉じた状態であり、電池管理回路ＣＴＲが停止しているとき（制御信号がオフ（若しくは停止）のとき）に接点を開放した状態となる。
【００３１】
電磁接触器１８が接点を閉じた状態であるときには、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎは、配線用遮断器１４を介して充電および放電することが可能である。電磁接触器１８により接点が開放された状態であるときには、ダイオード１６により複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎへの充電電流が遮断されるため、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎは配線用遮断器１４を介して放電のみ可能となる。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣ回路１２は、主回路配線から供給される電力により起動し、主回路配線から供給される直流電力を１２Ｖの直流電力へ変換して電池管理回路ＣＴＲへ供給する。ＤＣ／ＤＣ回路１２は、電池管理回路ＣＴＲからの電源制御信号ＰＷ_ＣＴＲＬにより動作を制御される。ＤＣ／ＤＣ回路１２は、例えば複数の組電池ＢＴが過放電状態であるときには、電池管理回路ＣＴＲからの電源制御信号に従って動作を停止する。なお、ＤＣ／ＤＣ回路１２は、蓄電池装置１が正常に停止したときには、停止せずに動作を継続する（例えばスタンバイ状態となる）ように構成されてもよい。
【００３３】
電池管理回路ＣＴＲは、例えば、少なくとも１つのプロセッサとメモリ（図示せず）とを備え、ソフトウエアにより下記動作を実現するように構成されてもよく、ハードウエアにより構成された回路により下記動作を実現するように構成されてもよく、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせにより下記動作を実現するように構成されていてもよい。
【００３４】
電池管理回路ＣＴＲは、複数の電池モジュールＭＤＬの電池監視回路１０から、電圧および温度の検出結果を取得する。また、電池管理回路ＣＴＲは、電流検出器ＣＳから、複数の組電池ＢＴに流れる電流の検出結果を取得する。電池管理回路ＣＴＲは、例えば、電圧、温度、および電流の検出結果を用いて、複数の組電池ＢＴ（或いは複数の二次電池セル）のＳＯＣ（state of charge）を演算することができる。
【００３５】
また、電池管理回路ＣＴＲは、主回路配線の電圧を取得してもよい。電池管理回路ＣＴＲは、主回路配線の電圧により、複数の組電池ＢＴが過放電状態であるか否か、および、過充電状態であるか否かを判断してもよい。
【００３６】
もしくは、電池管理回路ＣＴＲは、複数の電池監視回路１０による二次電池セルの電圧検出結果に基づいて、複数の組電池ＢＴの直列接続分の電圧を積算演算し、得られた主回路配線電圧相当の電圧により、複数の組電池ＢＴが過放電状態であるか否か、および、過充電状態であるか否かを判断してもよい。
【００３７】
電池管理回路ＣＴＲは、主回路配線の電圧を取得するには分圧などの影響を受けやすく、複数の組電池ＢＴの直列接続分を積算演算し、得られた主回路配線電圧相当の電圧の方が分圧の影響なくより精度良く主回路配線の電圧を検出できるため好ましい。これにより、複数の組電池ＢＴが過放電状態であるか否か、および、過充電状態であるか否かを、精度良く判断することができる。
【００３８】
また、蓄電池装置もしくは電池管理回路ＣＴＲには電池劣化推定部（図示せず）を設けることにより、電池管理回路ＣＴＲは、複数の組電池ＢＴの劣化推定結果に応じて強制充電モード可否、もしくは、複数の強制充電モードから適切なモードを精度よく選択することが可能となる。電池劣化推定部は、例えば、電池セルの劣化状態（ＳＯＨ：state of health）や、使用履歴などの情報に基づいて、組電池ＢＴの劣化を推定することができる。
【００３９】
電池管理回路ＣＴＲは、ＤＣ／ＤＣ回路１２を介して、複数の組電池ＢＴから供給される電力（ＤＣ１２Ｖ）により動作し、複数の電池監視回路１０および電流検出器ＣＳへ電力を供給する。また、電池管理回路ＣＴＲは、サービスディスコネクタＳＤＣと遮断器ＣＮ、ＣＰとの動作を制御可能である。
【００４０】
電池管理回路ＣＴＲは、蓄電池装置１の複数の端子、すなわち、ＳＯＣ端子Ｔ１と、ＥＮＡＢＬＥ端子Ｔ２と、ＣＡＮ通信端子Ｔ３と、ＦＵＬＬ端子Ｔ４と、ＥＭＰＴＹ端子Ｔ５と、ＦＡＩＬ端子Ｔ６と、電源入力端子Ｔ７と、に電気的に接続している。
【００４１】
電池管理回路ＣＴＲは、複数の組電池ＢＴ（或いは複数の二次電池セル）のＳＯＣをＳＯＣ端子Ｔ１へ出力することができる。
【００４２】
電池管理回路ＣＴＲは、ＥＮＡＢＬＥ端子Ｔ２に印加される電圧に応じて起動する。例えば、電池管理回路ＣＴＲは、ＥＮＡＢＬＥ端子Ｔ２から供給される信号がハイ（Ｈ）レベルとなったときに起動するように構成されている。
【００４３】
電池管理回路ＣＴＲは、ＣＡＮ通信端子Ｔ３を介して、外部に接続された機器との間で互いにＣＡＮプロトコルに基づく信号を通信可能である。電池管理回路ＣＴＲは、例えば、複数の組電池ＢＴの電圧、電流、温度、ＳＯＣの検出結果や、蓄電池装置１の各構成の制御情報等の所定期間分を内蔵のメモリに蓄積し、外部から要求された際にメモリから読み出して過去のログ情報として外部へ出力することができる。
【００４４】
電池管理回路ＣＴＲは、複数の組電池ＢＴのＳＯＣが所定の閾値以上となったときに満充電であると判断し、ＦＵＬＬ端子Ｔ４へ満充電である旨を通知する信号を出力することができる。
【００４５】
電池管理回路ＣＴＲは、複数の組電池ＢＴのＳＯＣが所定の閾値未満となったときに完放電であると判断し、ＥＭＰＴＹ端子Ｔ５へ完放電である旨を通知する信号を出力することができる。
【００４６】
電池管理回路ＣＴＲは、蓄電池装置１が故障していると判断したときに、ＦＡＩＬ端子Ｔ６へ故障である旨を通知する信号を出力することができる。例えば、複数の組電池ＢＴが過充電状態であるとき、および、過放電状態であるときには、電池管理回路ＣＴＲは蓄電池装置１の故障であると判断し、ＦＡＩＬ端子Ｔ６を介して外部へ故障を通知することができる。
【００４７】
電池管理回路ＣＴＲは、電源入力端子Ｔ７を介して外部から供給される電源（１２Ｖ）により起動することができる。なお、電源入力端子Ｔ７は、ＤＣ／ＤＣ回路１２と電池管理回路ＣＴＲとの間に接続した電源供給ラインと電気的に接続するように構成されてもよい。電源入力端子Ｔ７から電源を入力する電池管理回路ＣＴＲの端子は、ＤＣ／ＤＣ回路１２から電源を入力する電池管理回路ＣＴＲの端子と共通であってもよく、それぞれ独立して設けられてもよい。
【００４８】
次に、上述の蓄電池装置１において異常が検出されたときの動作の一例について説明する。蓄電池装置１は、例えば、組電池ＢＴが過充電状態であるとき、組電池ＢＴが過放電状態であるとき、組電池ＢＴが過温度状態であるとき、および、蓄電池装置１に内蔵された構成の故障が検出されたときに、異常が検出されたものとして充電および放電を停止する。
【００４９】
電池管理回路ＣＴＲは、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎから複数の電池セルの電圧、組電池ＢＴの温度を受信し、電流センサＣＳから主回路に流れる電流を受信して、例えば複数の組電池ＢＴが満充電状態であると判断したときには、ＦＵＬＬ端子Ｔ４へ満充電である旨を通知する信号を出力する。
【００５０】
この状態でさらに複数の組電池ＢＴの充電が継続されたとき、電池管理回路ＣＴＲは、複数の電池セルの電圧、組電池ＢＴの温度、主回路に流れる電流の監視を継続し、複数の組電池ＢＴが過充電状態であると判断したときには、蓄電池装置１の故障であるとし、ＦＡＩＬ端子Ｔ６を介して外部へ故障を通知する。このとき、電池管理回路ＣＴＲは、制御信号をオフとして電磁接触器１９により接点を閉じて、配線用遮断器１４へ電流を供給し、配線用遮断器１４を開いて主回路を遮断することができる。このことにより、複数の組電池ＢＴが更に充電されることはなくなり、蓄電池装置１が危険な状態となることを回避することができる。
【００５１】
次に、上記蓄電池装置１において、電池管理回路ＣＴＲへの電源供給がなくなり、停止したときの動作の一例について説明する。
【００５２】
例えばＤＣ／ＤＣ回路１２の故障等により、電池管理回路ＣＴＲへ電源（ＤＣ１２Ｖ）が供給されなくなった場合、電池管理回路ＣＴＲが停止し、複数の電池セルの電圧、組電池の温度、および、主回路に流れる電流が監視されない状態となる。
【００５３】
このとき、電池管理回路ＣＴＲが停止して電池管理回路ＣＴＲから電磁接触器１９への制御信号がオフとなり、電磁接触器１９の接点が閉じて配線用遮断器１４への電流経路が接続されると、配線用遮断器１４へ電流が供給されることにより配線用遮断器が加熱され、配線用遮断器１４により主回路が遮断される。また、電池管理回路ＣＴＲからの制御信号が停止すると、電磁接触器１８への制御信号がオフとなり、電磁接触器１８の接点が開放されて、主回路の電気的接続が遮断される。
【００５４】
したがって、電池モジュールＭＤＬ１の高電位側の端子は、電池管理回路ＣＴＲが停止してから配線用遮断器１４により主回路が遮断されるまでの間、ダイオード１６および配線用遮断器１４を介して蓄電池装置１の正極端子Ｐと電気的に接続する。これにより、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎへの充電電流は遮断され、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎは放電のみが可能となる。
【００５５】
例えばリチウムイオン電池の電池セルを、電圧および温度の監視をせずに充電すると、電池セルが過電圧状態に至り、爆発・発火等により使用者に危害が加わる事象に至る可能性がある。
これに対し、本実施形態の蓄電池装置１によれば、電池管理回路ＣＴＲへの電源供給が停止し、複数の電池セルの電圧等の監視ができない状態となったときに、複数の電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの充電電流を遮断し、複数の組電池ＢＴが過充電状態となり、更に蓄電池装置１が危険な状態となることを回避することができる。また、電池管理回路ＣＴＲの動作が突然停止したときであっても、蓄電池装置１からの放電が突然停止することはなく、負荷システムへの電力供給が突然停止することを回避することができる。
すなわち、本実施形態の蓄電池装置によれば、蓄電池装置の安全性を担保することができる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
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【国際調査報告】
2019053786.tif 000004
2019053786.tif 000005