(57)【要約】  スイッチング回路（１３）は、充電スイッチ（３１）及び放電スイッチ（３２）を備える。充電スイッチがオンのとき、電力源（ＡＣＰ、１６）からの電力にて電池部（２１）が充電され、放電スイッチがオンのとき、電池部の放電電力が負荷（ＬＤ）側に出力される。主制御部（１１）は、電池部の異常発熱等が発生した場合には、スイッチング回路及び電池部間に設けられたブレーカ部（１４）を直ちにオフにする。一方で、発生した異常が、通信異常など、発生したからといって直ちに電池部等の安全性を脅かさない異常である場合には、猶予期間を設けて猶予期間の満了まではブレーカ部をオンに維持する。
2013042517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の二次電池から成る電池部を備えた電池ユニットと、電力を出力する又は電力の供給を受ける電力ブロックとの間に介在し、前記電池部及び前記電力ブロック間の接続又は遮断を切り替えるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路及び前記電池部間並びに前記スイッチング回路及び前記電力ブロック間の内の少なくとも一方である対象回路間に直列に設けられたブレーカ部と、
前記スイッチング回路における切り替え及び前記ブレーカ部を制御する制御部と、を備えたスイッチ装置において、
前記制御部は、当該スイッチ装置又は前記電池ユニットにおいて異常が発生し、前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる際、発生異常の種類によって前記発生異常を第１又は第２異常に分類し、
前記発生異常が前記第２異常である場合には、前記電池部の残容量又は出力電圧に応じた猶予期間を設定し、前記猶予期間中において前記ブレーカ部に前記対象回路間の接続を維持させる
ことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記発生異常が前記第２異常である場合、
前記制御部は、前記第２異常の発生タイミングを基準としたタイミングにおける前記残容量と所定の基準容量との差分容量に応じて、又は、前記第２異常の発生タイミングを基準としたタイミングにおける前記出力電圧と所定の基準電圧との差分電圧に応じて、前記猶予期間の時間長さを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記発生異常が前記第２異常である場合、
前記制御部は、前記差分容量又は前記差分電圧の増減に応じて、前記猶予期間の時間長さを調整する
ことを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記発生異常が前記第２異常である場合において、前記猶予期間が終了しても前記発生異常が解消されないとき、前記制御部は、前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記発生異常が前記第２異常であっても、前記第２異常の発生タイミングを基準としたタイミングにおける前記残容量が所定の容量範囲から逸脱するときには、又は、前記第２異常の発生タイミングを基準としたタイミングにおける前記出力電圧が所定の電圧範囲から逸脱するときには、前記制御部は、前記猶予期間を設けることなく前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記電力ブロックは、電力を出力する第１電力ブロック及び電力の供給を受ける第２電力ブロックを含み、
前記スイッチング回路は、前記第１電力ブロック及び前記電池部間の接続又は遮断を切り替える第１スイッチと、前記第２電力ブロック及び前記電池部間の接続又は遮断を切り替える第２スイッチと、を含み、
前記制御部は、前記第１及び第２スイッチの夫々における切り替えを制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記発生異常が前記第２異常である場合、
前記制御部は、前記猶予期間中において、前記第１電力ブロック及び前記電池部間の遮断並びに前記第２電力ブロック及び前記電池部間の遮断を指示するオフ指令信号を前記第１及び第２スイッチに出力する
ことを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記電池ユニット及び前記スイッチング回路と通信を行い、
前記第２異常は、前記通信における異常を含む
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記スイッチング回路に指令信号を出力することで前記スイッチング回路の切り替え状態を制御し、
前記第２異常は、前記切り替え状態の制御における異常を含む
ことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項１０】
前記第１異常は、
前記電池部の異常発熱、過充電、過放電及び過電流の内、少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記発生異常が前記第１異常である場合には、前記猶予期間を設けることなく前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項１２】
１以上の二次電池から成る電池部を備えた電池ユニットと、電力を出力する又は電力の供給を受ける電力ブロックとの間に介在し、前記電池部及び前記電力ブロック間の接続又は遮断を切り替えるスイッチング回路と、前記スイッチング回路及び前記電池部間並びに前記スイッチング回路及び前記電力ブロック間の内の少なくとも一方である対象回路間に直列に設けられたブレーカ部と、を備えたスイッチ装置に用いられるブレーカ制御方法において、
前記スイッチ装置又は前記電池ユニットにおいて異常が発生し、前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる際、発生異常の種類によって前記発生異常を第１又は第２異常に分類し、
前記発生異常が前記第２異常である場合には、前記電池部の残容量又は出力電圧に応じた猶予期間を設定し、前記猶予期間中において前記ブレーカ部に前記対象回路間の接続を維持させる
ことを特徴とするブレーカ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置及びブレーカ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力源、負荷及び二次電池をスイッチング回路を介して接続するシステムが様々に開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。図１２は、電池ユニット９１２を備えた従来の電池システムの全体構成図である。電池ユニット９１２は、１以上の二次電池から成る電池部９２１を有する。スイッチング回路９１３は、電力源９１５及び電池部９２１間に介在し、主制御部９１１による制御の下で電力源９１５及び電池部９２１間の接続又は遮断を切り替える一方で、電池部９２１及び負荷９１６間にも介在し、主制御部９１１による制御の下で電池部９２１及び負荷９１６間の接続又は遮断を切り替える。電力源９１５及び電池部９２１間が接続されると、電力源９１５の出力電力により電池部９２１が充電され、電池部９２１及び負荷９１６間が接続されると電池部９２１の放電電力が負荷９１６に供給される。【０００３】
図１２の電池システムにおいては、主制御部９１１と電池ユニット９１２及びスイッチング回路９１３との間で通信が可能になっている。電池ユニット９１２では、電池部９２１の電圧、電流、温度及び残容量等の測定又は算出が行われ、それらの測定又は算出結果は通信によって電池ユニット９１２から主制御部９１１に伝達される。スイッチング回路９１３では、スイッチング回路９１３内の電圧又は電流等の測定が行われ、それらの測定結果も通信によってスイッチング回路９１３から主制御部９１１に伝達される。【０００４】
また、スイッチング回路９１３及び電池部９２１間にはブレーカ部９１４が介在しており、電池システム内で何らかの異常が発生した時には、電池部９２１を安全に保護すべく、主制御部９１１がブレーカ部９１４にスイッチング回路９１３及び電池部９２１間を遮断させる（即ち、ブレーカ部９１４をオフにする）。電池システム内で発生しうる異常には様々な種類の異常があるが、電池部９２１の保護を最優先すべく、従来の電池システムにおいて異常が発生した場合には、発生異常の種類に関係なく速やかにブレーカ部９１４をオフにする。【０００５】
ブレーカ部９１４がオフされた後、電池システムのユーザ（例えば、電池システムを組み込んだ家屋の居住者）が自身の判断でブレーカ部９１４をオンに戻すことができる構成を採用すると、電池部９２１の安全性が確保されないこともある。例えば、電池部９２１の異常発熱に起因してブレーカ部９１４がオフされているときに、電池システムのユーザが特段の配慮を行うことなくブレーカ部９１４をオンに戻すことは電池部９２１の破損等に繋がる。従って、ひとたびブレーカ部９１４がオフになると、専用技術を有する保守管理者しかブレーカ部９１４をオンに戻すことができない構成が採用されることも多い。この場合、ブレーカ部９１４がオフになると、保守管理者が電池システムの設置場所まで訪問する必要があり、復旧が成されるまで電池システムは停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなブレーカ部９１４による回路遮断は、電池部９２１の安全性確保のために必要な機能である。しかしながら、電池システムの動作復旧に保守管理者の訪問が必要になることを考慮すれば、必要以上の回路遮断はユーザの利便性を損なう。このため、安全性を確保しつつも、ブレーカ部９１４による回路遮断の実行を極力抑制するような技術が求められている。【０００８】
そこで本発明は、ブレーカ部による回路遮断の実行をなるだけ抑制することが可能なスイッチ装置及びブレーカ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るスイッチ装置は、１以上の二次電池から成る電池部を備えた電池ユニットと、電力を出力する又は電力の供給を受ける電力ブロックとの間に介在し、前記電池部及び前記電力ブロック間の接続又は遮断を切り替えるスイッチング回路と、前記スイッチング回路及び前記電池部間並びに前記スイッチング回路及び前記電力ブロック間の内の少なくとも一方である対象回路間に直列に設けられたブレーカ部と、前記スイッチング回路における切り替え及び前記ブレーカ部を制御する制御部と、を備えたスイッチ装置において、前記制御部は、当該スイッチ装置又は前記電池ユニットにおいて異常が発生し、前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる際、発生異常の種類によって前記発生異常を第１又は第２異常に分類し、前記発生異常が前記第２異常である場合には、前記電池部の残容量又は出力電圧に応じた猶予期間を設定し、前記猶予期間中において前記ブレーカ部に前記対象回路間の接続を維持させることを特徴とする。前記発生異常が前記第１異常である場合には、前記制御部は、前記猶予期間を設けることなく前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させてもよい。【００１０】
本発明に係るブレーカ制御方法は、１以上の二次電池から成る電池部を備えた電池ユニットと、電力を出力する又は電力の供給を受ける電力ブロックとの間に介在し、前記電池部及び前記電力ブロック間の接続又は遮断を切り替えるスイッチング回路と、前記スイッチング回路及び前記電池部間並びに前記スイッチング回路及び前記電力ブロック間の内の少なくとも一方である対象回路間に直列に設けられたブレーカ部と、を備えたスイッチ装置に用いられるブレーカ制御方法において、前記スイッチ装置又は前記電池ユニットにおいて異常が発生し、前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させる際、発生異常の種類によって前記発生異常を第１又は第２異常に分類し、前記発生異常が前記第２異常である場合には、前記電池部の残容量又は出力電圧に応じた猶予期間を設定し、前記猶予期間中において前記ブレーカ部に前記対象回路間の接続を維持させることを特徴とする。ブレーカ制御方法において、前記発生異常が前記第１異常である場合には、前記猶予期間を設けることなく前記ブレーカ部に前記対象回路間を遮断させてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ブレーカ部による回路遮断の実行をなるだけ抑制することが可能なスイッチ装置及びブレーカ制御方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電池システムの概略的な全体構成図である。
【図２】電池部における異常の内容を示す図である。
【図３】スイッチング回路の内部構成図である。
【図４】スイッチング回路における異常の内容を示す図である。
【図５】電池システムにおける異常の内容を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に係り、非致命的異常が発生したときにおける、電池システムの動作フローチャートである。
【図７】本発明の第１実施例に係り、電池部の残容量と猶予期間の時間長さとの関係例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例に係り、非致命的異常が発生したときにおける、電池システムの動作フローチャートである。
【図９】本発明の第２実施例に係り、電池部の出力電圧と猶予期間の時間長さとの関係例を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施例に係る猶予期間の設定方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る電池システムの変形全体構成図である。
【図１２】従来の電池システムの概略的な全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
【００１４】
図１に、本発明の実施形態に係る電池システム１の概略的な全体構成図を示す。電池システム１は、図１に示される部位の全て又は一部を含んで形成される。例えば、電池システム１は、符号１１〜１４によって参照される各部位を備え、更に、符号１５〜１７によって参照される各部位の全部又は一部を備えうる。
【００１５】
主制御部１１は、マイクロコンピュータ等から成り、電池ユニット１２の充放電制御、スイッチング回路１３のスイッチング制御、ブレーカ部１４の動作制御などを成す。
【００１６】
電池ユニット１２は、１以上の二次電池から成る電池部２１を備える。電池部２１を形成する二次電池は、任意の種類の二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。電池部２１を形成する二次電池の個数は１でも良いが、本実施形態では、電池部２１が直列接続された複数の二次電池から成るものとする。但し、電池部２１に含まれる二次電池の一部又は全部は、並列接続された複数の二次電池であっても良い。電池部２１において、直列接続された複数の二次電池の内、最も高電位側に位置する二次電池の正極は正側端子２４に接続され、最も低電位側に位置する二次電池の負極は負側端子２５に接続される。正側端子２４及び負側端子２５は電池ユニット１２における１対の出力端子に接続され、１対の出力端子を介して電池部２１の充電及び放電が成される。尚、本実施形態において、放電及び充電とは、特に記述なき限り電池部２１の放電及び充電を意味する。
【００１７】
電池ユニット１２には、更に電圧測定器２２、電流測定器２３及び温度測定器２６が設けられている。電圧測定器２２は、電池部２１の出力電圧、即ち、負側端子２５の電位を基準とした正側端子２４及び負側端子２５間の電圧を測定する。本実施形態において、電圧とは、特に記述無き限り、基準電位である負側端子２５の電位から見た電圧である。電流測定器２３は、正側端子２４を介して流れる電流を測定する。温度測定器２６は、電池部２１の温度（例えば、電池部２１内の複数の二次電池を包むパックの表面温度、又は、電池部２１内の特定部位における温度）を測定する。
【００１８】
主制御部１１及び電池ユニット１２間で任意の情報及び信号の通信が可能なように、主制御部１１及び電池ユニット１２が接続されている。主制御部１１及び電池ユニット１２間の接続は有線接続であっても良いし、無線接続であっても良い。主制御部１１及び電池ユニット１２間の通信は、電池ユニット１２から主制御部１１に対する電池状態情報の送信及び主制御部１１による電池状態情報の受信を含む。電池状態情報は、電圧測定器２２による測定電圧値、電流測定器２３による測定電流値及び温度測定器２６による測定温度を含む。
【００１９】
電池ユニット１２には、更に電池異常検出部２７が設けられている。電池異常検出部２７は、電圧測定器２２による測定電圧値、電流測定器２３による測定電流値及び温度測定器２６による測定温度に基づき、電池部２１に異常が発生しているか否かを検出する。電池異常検出部２７が検出することのできる、電池部２１の異常は、図２に示す如く、電池部２１の異常発熱（換言すれば、電池部２１の温度における異常）、電池部２１の過充電（換言すれば、電池部２１の過充電による異常）、電池部２１の過放電（換言すれば、電池部２１の過放電による異常）、及び、電池部２１の過電流（換言すれば、電池部２１の過電流による異常）を含む。
【００２０】
電池異常検出部２７は、温度測定器２６による測定温度が所定の上限温度以上になっているとき、電池部２１が異常発熱の状態にあると判断し、電圧測定器２２による測定電圧値が所定の上限電圧値以上になっているとき、電池部２１が過充電の状態にあると判断し、電圧測定器２２による測定電圧値が所定の下限電圧値以下になっているとき、電池部２１が過放電の状態にあると判断し、電流測定器２３による測定電流値が所定の上限電流値以上になっているとき、電池部２１が過電流の状態にあると判断する。電池部２１が異常発熱の状態にあるか否かを表す情報、電池部２１が過充電の状態にあるか否かを表す情報、電池部２１が過放電の状態にあるか否かを表す情報、及び、電池部２１が過電流の状態にあるか否かを表す情報も、電池状態情報に含められる。
【００２１】
電池ユニット１２には、更に残容量算出部２８が設けられている。残容量算出部２８は、電流測定器２３による測定電流値を用いて、電池部２１の残容量を算出する。残容量算出部２８は、Ａ・ｈ（アンペア・アワー）又はｍＡ・ｈ（アンペア・アワー）の単位を持つ残容量の値そのものを算出してもよいが、残容量を表す指標としてＳＯＣ（state  of  charge）を算出してもよい。ＳＯＣは、電池部２１が満充電状態であるときの電池部２１の蓄電容量に対する、電池部２１の実際の残容量の割合を指す。従って、ＳＯＣの単位は％（パーセント）である。電池部２１が満充電状態であるときＳＯＣは１００％であり、電池部２１が放電終止状態であるときＳＯＣは０％である。放電終止状態を完全放電状態と呼んでも良い。
【００２２】
電池部２１が満充電状態であるときの電池部２１の蓄電容量、即ち満充電容量は、実際には電池部２１の劣化に伴って変化するが、ここでは、満充電容量は残容量算出部２８にとって既知であるとする。以下では、満充電容量を１にて正規化する（満充電容量が１であるとみなして、残容量を議論する）。そうすると、電池部２１の残容量及びＳＯＣは同じ値を持つ。残容量算出部２８は、電池部２１が満充電状態又は放電終止状態である状態を起点として、電流測定器２３にて周期的に得られる測定電流値を積算してゆくことにより、その時々の残容量を算出することができる。算出された残容量も電池状態情報に含められる。尚、電池異常検出部２７及び残容量算出部２８は、電池ユニット１２ではなく主制御部１１に設けられていても良い。
【００２３】
尚、本明細書において、満充電状態及び放電終止状態とは、電池システム１の設計者（出願人及び発明者を含む）が定めた電池部２１の特定の状態を指す。電池部２１が満充電状態に至った後、更に電池部２１を安全に充電することができるかもしれないが、過充電に対する余裕を見て、設計者は満充電状態を定義することができる。同様に、電池部２１が放電終止状態に至った後、更に電池部２１を安全に放電させることができるかもしれないが、過放電に対する余裕を見て、設計者は放電終止状態を定義することができる。
【００２４】
スイッチング回路１３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６と電池ユニット１２（及び電池部２１）との間に直列に介在する充電スイッチ３１と、ＤＣ／ＡＣインバータ１７と電池ユニット１２（及び電池部２１）との間に直列に介在する放電スイッチ３２とを備える。充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２の夫々は、任意の種類の半導体スイッチング素子又は機械式スイッチング素子である。例えば、金属酸化膜型電界効果トランジスタ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いて、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２を形成することができる。充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２はスイッチング回路１３の入力端子３４及び出力端子３５間に直列接続されており、接続点３３は充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２間の接続点である。充電スイッチ３１は入力端子３４及び接続点３３間に介在し、放電スイッチ３２は接続点３３及び出力端子３５間に介在する。
【００２５】
主制御部１１は、充電スイッチ３１に対するスイッチング指令信号として第１オン指令信号又は第１オフ指令信号を出力することで、充電スイッチ３１のオン又はオフを切り替え制御する。後述するような異常が充電スイッチ３１に発生していなければ、充電スイッチ３１に対して第１オン指令信号が伝達されたとき、充電スイッチ３１はオンとなり、充電スイッチ３１に対して第１オフ指令信号が伝達されたとき、充電スイッチ３１はオフとなる。充電スイッチ３１がオンであるとき入力端子３４及び接続点３３間が接続され、充電スイッチ３１がオフであるとき入力端子３４及び接続点３３間が遮断される。入力端子３４はＡＣ／ＤＣコンバータ１６に接続される一方で、接続点３３はブレーカ部１４を介して電池部２１に接続される。従って、充電スイッチ３１は、主制御部１１からのスイッチング指令信号に従って、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６及び電池部２１間の接続又は遮断を切り替えるスイッチである。
【００２６】
主制御部１１は、放電スイッチ３２に対するスイッチング指令信号として第２オン指令信号又は第２オフ指令信号を出力することで、放電スイッチ３２のオン又はオフを切り替え制御する。後述するような異常が放電スイッチ３２に発生していなければ、放電スイッチ３２に対して第２オン指令信号が伝達されたとき、放電スイッチ３２はオンとなり、放電スイッチ３２に対して第２オフ指令信号が伝達されたとき、放電スイッチ３２はオフとなる。放電スイッチ３２がオンであるとき接続点３３及び出力端子３５間が接続され、放電スイッチ３２がオフであるとき接続点３３及び出力端子３５間が遮断される。出力端子３５はＤＣ／ＡＣインバータ１７に接続される一方で、上述したように接続点３３はブレーカ部１４を介して電池部２１に接続される。従って、放電スイッチ３２は、主制御部１１からのスイッチング指令信号に従って、ＤＣ／ＡＣインバータ１７及び電池部２１間の接続又は遮断を切り替えるスイッチである。
【００２７】
主制御部１１及びスイッチング回路１３間で任意の情報及び信号の通信が可能なように、主制御部１１及びスイッチング回路１３が接続されている。主制御部１１及びスイッチング回路１３間の接続は有線接続であっても良いし、無線接続であっても良い。主制御部１１及びスイッチング回路１３間の通信は、スイッチング回路１３から主制御部１１に対するスイッチング状態情報の送信及び主制御部１１によるスイッチング状態情報の受信を含む。主制御部１１からスイッチング回路１３に対するスイッチング指令信号（第１及び第２オン指令信号並びに第１及び第２オフ指令信号）の送信及びスイッチング回路１３によるスイッチング指令信号の受信も、主制御部１１及びスイッチング回路１３間の通信に含まれていると考えても良い。
【００２８】
図３に示す如く、充電スイッチ３１の両端子間電圧、即ち入力端子３４及び接続点３３間の電圧を測定して測定電圧値Ｖ３１を表す信号を出力する電圧測定器３６、及び、放電スイッチ３２の両端子間電圧、即ち接続点３３及び出力端子３５間の電圧を測定して測定電圧値Ｖ３２を表す信号を出力する電圧測定器３７をスイッチング回路１３に設けておくことができ、電圧測定器３６及び３７の出力信号をスイッチング状態情報に含めておくことが可能である。また、スイッチング回路１３内の電流（例えば、入力端子３４、接続点３３又は出力端子３５を介して流れる電流）を測定して測定電流値を表す信号を出力する電流測定器（不図示）をスイッチング回路１３に設けておくこともでき、その電流測定器の出力信号をスイッチング状態情報に含めておくことも可能である。
【００２９】
上述したように、主制御部１１は、スイッチング回路１３にスイッチング指令信号を出力することで、スイッチング回路１３における切り替え状態（スイッチ３１及び３２のオン又はオフの切り替え状態）を制御する。この際、スイッチング状態情報に含まれる電圧測定器３６及び３７の出力信号に基づき、即ち測定電圧値Ｖ３１及びＶ３２に基づき、主制御部１１は、上記切り替え状態の制御における異常を検出することができる。
【００３０】
例えば、主制御部１１が第１オン指令信号を充電スイッチ３１に出力しているにも関わらず、測定電圧値Ｖ３１が所定の基準電圧値ＴＨ３１Ａ以上であって充電スイッチ３１がオフしていると推測される場合、或いは、主制御部１１が第１オフ指令信号を充電スイッチ３１に出力しているにも関わらず、測定電圧値Ｖ３１が所定の基準電圧値ＴＨ３１Ｂ以下であって充電スイッチ３１がオンしていると推測される場合、主制御部１１は、充電スイッチ３１に切り替え異常が発生していると判断する（ＴＨ３１Ａ＞ＴＨ３１Ｂ）。同様に、例えば、主制御部１１が第２オン指令信号を放電スイッチ３２に出力しているにも関わらず、測定電圧値Ｖ３２が所定の基準電圧値ＴＨ３２Ａ以上であって放電スイッチ３２がオフしていると推測される場合、或いは、主制御部１１が第２オフ指令信号を放電スイッチ３２に出力しているにも関わらず、測定電圧値Ｖ３２が所定の基準電圧値ＴＨ３２Ｂ以下であって放電スイッチ３２がオンしていると推測される場合、主制御部１１は、放電スイッチ３２に切り替え異常が発生していると判断する（ＴＨ３２Ａ＞ＴＨ３２Ｂ）。スイッチ３１及び３２の切り替え異常は、スイッチング回路１３の異常（即ち、スイッチング回路１３の切り替え状態の制御異常）に属する（図４参照）。
【００３１】
ブレーカ部１４は、電池部２１及びスイッチング回路１３間に直列に介在するセルフコントロールプロテクター（ＳＣＰ）、機械式リレー又はヒューズ等から成り、必要なときにオフとされる。ブレーカ部１４がオンのとき、電池部２１及びスイッチング回路１３間は接続され、ブレーカ部１４がオフのとき、電池部２１及びスイッチング回路１３間は遮断される。より具体的には、正側端子２４と接続点３３がブレーカ部１４を介して接続されているため、ブレーカ部１４がオンのとき、正側端子２４及び接続点３３間が接続され、ブレーカ部１４がオフのとき、正側端子２４及び接続点３３間が遮断される。
【００３２】
ブレーカ部１４は原則としてオンとされており、本実施形態において、特に記述なき限り、ブレーカ部１４はオンに維持されているものとする。主制御部１１は、必要なときにブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力することができ、ブレーカオフ指令信号を受けたブレーカ部１４は直ちにオフとなって電池部２１及びスイッチング回路１３間を遮断する。ブレーカ部１４は、自身の状態がオン及びオフのどちらであるのかを示す信号を主制御部１１に伝達することができる。
【００３３】
ブレーカ部１４がオフされた後、電池システム１のユーザ（例えば、電池システム１を組み込んだ家屋の居住者）がブレーカ部１４をオンに戻すことができるような電池システム１を構成しても構わないが、本実施形態では、電池システム１のユーザがブレーカ部１４をオンに戻すことが困難であることを想定する。ひとたびブレーカ部１４がオフになると、専用技術を有する保守管理者しかブレーカ部１４をオンに戻すことができない。故に、ブレーカ部１４がオフになると、保守管理者が電池システム１の設置場所まで訪問する必要があり、復旧が成されるまで電池システム１は停止する。
【００３４】
記憶部１５は、半導体メモリ又は磁気ディスク等から成るメモリである。主制御部１１は、任意の情報を記憶部１５に記憶させることが可能であると共に、記憶部１５に記憶された任意の情報を任意のタイミングで読み出すことが可能である。主制御部１１は、電池ユニット１２との通信によって周期的に電池状態情報を取得すると共にスイッチング回路１３との通信によって周期的にスイッチング状態情報を取得し、電池状態情報及びスイッチング状態情報を必要時間分だけ記憶部１５に記憶させておくことができる。尚、記憶部１５は、インターネット網等の通信網を介して主制御部１１に接続されていても良い。
【００３５】
交流電力源ＡＣＰは、例えば商用交流電源であり、所定の周波数及び電圧値を有する交流電圧を出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１６は、交流電力源ＡＣＰからの交流電圧を直流電圧に変換して出力する。この直流電圧が加わるＡＣ／ＤＣコンバータ１６の出力端子は、スイッチング回路１３の入力端子３４に接続される。充電スイッチ３１及びブレーカ部１４が共にオンである場合にのみ、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６からの直流電圧が、入力端子３４及び充電スイッチ３１を介して接続点３３に印加され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６からの直流電力による電池部２１の充電が可能となる。ブレーカ部１４がオンであるという前提の下、充電スイッチ３１がオフであって且つ放電スイッチ３２がオンであるとき、電池部２１の放電による直流電圧が放電スイッチ３２を介して出力端子３５に印加される。尚、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２を同時にオンすることも可能である。ブレーカ部１４、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２が全てオンの場合、電池部２１の出力電圧にも依存するが、電池部２１の放電による直流電圧とＡＣ／ＤＣコンバータ１６からの直流電圧との合成直流電圧が出力端子３５に印加される（電池部２１の出力電圧によっては電池部２１の充電が成される）。
【００３６】
ＤＣ／ＡＣインバータ１７の入力端子は、スイッチング回路１３の出力端子３５に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ１７は、出力端子３５に印加された直流電圧を交流電圧に変換し、得られた交流電圧を負荷ＬＤに供給する。
【００３７】
尚、ＤＣ／ＡＣインバータ１７及び負荷ＬＤに代えて或いはＤＣ／ＡＣインバータ１７及び負荷ＬＤに加えて、直流電力にて駆動する直流負荷（不図示）を出力端子３５に接続しても構わない。また、交流電力源ＡＣＰ及びＡＣ／ＤＣコンバータ１６に代えて或いは交流電力源ＡＣＰ及びＡＣ／ＤＣコンバータ１６に加えて、直流電力を出力する直流電力源（不図示；例えば太陽電池）を入力端子３４に接続するようにしても構わない。
【００３８】
ところで、図５に示す如く、電池システム１において発生しうる異常には、上述の電池部２１の異常（図２も参照）及びスイッチング回路１３の異常（図４も参照）に加えて、通信異常も含まれる（それら以外の異常も、電池システム１において発生しうる）。通信異常には、主制御部１１及び電池ユニット１２間の通信異常（以下、第１通信異常と呼ぶ）と、主制御部１１及びスイッチング回路１３間の通信異常（以下、第２通信異常と呼ぶ）とがある。第１通信異常が発生した場合、電池状態情報の全部又は一部が主制御部１１に伝達されず、第２通信異常が発生した場合、スイッチング状態情報の全部又は一部が主制御部１１に伝達されない。逆に考えれば、主制御部１１は、電池状態情報の全部又は一部が自身に伝達されないとき、第１通信異常が発生していると判断することができ、スイッチング状態情報の全部又は一部が自身に伝達されないとき、第２通信異常が発生していると判断することができる。加えて、主制御部１１は、電池異常検出部２７の検出結果から電池部２１における異常の有無を認識することができ、また、上述した方法によってスイッチング回路１３における異常の有無を認識することができる。
【００３９】
主制御部１１は、電池システム１内で何らかの異常が発生した際、発生異常の種類によって発生異常を致命的異常又は非致命的異常に分類する。この分類を行う異常分類部（不図示）が主制御部１１に内包されていると考えても構わない。
【００４０】
発生異常が致命的異常であるとき、主制御部１１は、異常の発生後、後述するような猶予期間を設けることなく直ちにブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力し、これによって電池部２１及びスイッチング回路１３間を直ちに遮断する（換言すれば、ブレーカ部１４に電池部２１及びスイッチング回路１３間を直ちに遮断させる）。例えば、電池部２１の異常発熱、過充電、過放電及び過電流の内、少なくとも１つが致命的異常に分類される。発生異常が致命的異常であるときの速やかなる遮断により、安全性が確保される。
【００４１】
一方、発生異常が非致命的異常であるとき、主制御部１１は、異常の発生時点から始まる猶予期間を設定し、猶予期間中には電池部２１及びスイッチング回路１３間の接続をブレーカ部１４に維持させる。そして、猶予期間が終了しても非致命的異常が解消されないときに初めて、主制御部１１は、ブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力し、これによってブレーカ部１４に電池部２１及びスイッチング回路１３間を遮断させる。猶予期間の終了前に非致命的異常が解消された場合、電池システム１の運転は、異常発生前の通常運転に戻る。通常運転とは、ブレーカ部１４が常時オンにされた状態の運転である。例えば、第１及び第２通信異常を非致命的異常に分類することができる。また、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２の切り替え異常をも非致命的異常に分類してもよい。
【００４２】
以下、非致命的異常の発生時における電池システム１の動作具体例又はそれに関連する事項を、第１〜第１０実施例において説明する。矛盾なき限り、第１〜第１０実施例の内、複数の実施例を組み合わせることも可能である。
【００４３】
＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。図６は、第１実施例に係る電池システム１の動作フローチャートである。第１実施例では、電池システム１が通常運転を行っている最中のタイミングＴＡにおいて、非致命的異常が発生して主制御部１１が非致命的異常の発生を認識した場合を想定する。
【００４４】
主制御部１１が非致命的異常の発生を認識すると、まずステップＳ１１において、主制御部１１は充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２の双方をオフさせるため、第１及び第２オフ指令信号を出力する。この第１及び第２オフ指令信号の出力は、後述の猶予期間中においても継続される。
【００４５】
ステップＳ１１に続くステップＳ１２において、主制御部１１は、タイミングＴＡ’における電池部２１の残容量を取得する。ここで取得されるタイミングＴＡ’における電池部２１の残容量を、記号ＲＣ［ＴＡ’］で表す。タイミングＴＡ’とは、タイミングＴＡを基準としたタイミングであり、微小な所定時間だけタイミングＴＡよりも前のタイミング（ＴＡ−Δ）、又は、微小な所定時間だけタイミングＴＡよりも後のタイミング（ＴＡ＋Δ）である。但し、タイミングＴＡ’はタイミングＴＡと一致していても良い。以下に述べる残容量とは、特に記述なき限り、電池部２１の残容量を指す。
【００４６】
具体的には例えば、ステップＳ１２において、主制御部１１は、タイミングＴＡの直前のタイミング（ＴＡ−Δ）における残容量を、ＲＣ［ＴＡ’］として記憶部１５から読み出す。或いは例えば、第１通信異常が発生していない場合には、主制御部１１は、タイミングＴＡにおける残容量又はタイミングＴＡの直後のタイミング（ＴＡ＋Δ）における残容量を、残容量ＲＣ［ＴＡ’］として、通信により電池ユニット１２から取得しても良い。
【００４７】
残容量ＲＣ［ＴＡ’］の取得後、ステップＳ１３において、主制御部１１は、下記不等式（１）の成否を判定する。式（１）における２つの不等号“≦”の内、少なくとも一方を不等号“＜”に置き換えることもできる。  “０＜ＲＣＴＨＡ＜ＲＣＴＨＢ＜１”を満たす範囲内において、下限値ＲＣＴＨＡ及び上限値ＲＣＴＨＢが予め設定されている（例えば、ＲＣＴＨＡ＝０．１、ＲＣＴＨＢ＝０．９）。尚、上述したように満充電容量を１にて正規化している。
ＲＣＴＨＡ≦ＲＣ［ＴＡ’］≦ＲＣＴＨＢ            …（１）
【００４８】
ステップＳ１３において式（１）が成立しない場合、即ち残容量ＲＣ［ＴＡ’］が所定の容量範囲を逸脱する場合には、主制御部１１は直ちにブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力し、ブレーカ部１４をオフにする（ステップＳ１７）。一方、主制御部１１は、式（１）が成立するとき、ステップＳ１３からステップＳ１４への移行を許可して、ステップＳ１４の処理及びそれに続く処理を実行する。ステップＳ１４において、主制御部１１は、残容量ＲＣ［ＴＡ’］に応じた時間長さＬＴを有する猶予期間を設定する。猶予期間の開始タイミングはタイミングＴＡ又はタイミングＴＡ’  である。図７は、残容量ＲＣ［ＴＡ’］と時間長さＬＴとの関係図である。ＲＣ［ＴＡ’］が、予め定められた基準容量ＲＣＲＥＦと一致するとき時間長さＬＴは最大時間となり、それらの差分の絶対値｜ＲＣ［ＴＡ’］−ＲＣＲＥＦ｜が増大するにつれて、時間長さＬＴは最大時間より短くなる。“ＲＣＴＨＡ＜ＲＣＲＥＦ＜ＲＣＴＨＢ”、である。
【００４９】
ステップＳ１４にて猶予期間を設定した後、ステップＳ１５及びＳ１６において、主制御部１１は、非致命的異常が解消したか否か監視しつつタイマ（不図示）を用いて猶予期間が終了したか否かも監視する。非致命的異常が第１通信異常である場合、主制御部１１による電池状態情報の受信が復帰したならば非致命的異常が解消したと判断され、非致命的異常が第２通信異常である場合、主制御部１１によるスイッチング状態情報の受信が復帰したならば非致命的異常が解消したと判断される。非致命的異常がスイッチ３１又は３２の切り替え異常である場合、主制御部１１は、測定電圧値Ｖ３１又はＶ３２（図３参照）に基づき、スイッチ３１又は３２の切り替え異常が解消したか否かを判断することができる。
【００５０】
猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消した場合には（ステップＳ１５のＹ）、電池システム１の運転は通常運転に戻るが（ステップＳ１８）、非致命的異常が解消することなく猶予期間が終了した場合には（ステップＳ１６のＹ）、ステップＳ１７において、主制御部１１はブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力してブレーカ部１４をオフにする。
【００５１】
非致命的異常は、発生したからといって直ちに電池部２１等の安全性を脅かすものではなく、また、通信異常等はノイズ等の影響による一時的なものであって時間が経過すれば解消する可能性がある。故に、発生異常が非致命的異常である場合には、上述の如く、ブレーカ部１４をオフにするまでに猶予を与えて異常の解消を待った方がユーザの便宜に資する、と考えられる。発生異常が非致命的異常である場合には、直ちにブレーカ部１４をオフとせずとも安全性が確保されており、且つ、非致命的異常が自然治癒すれば保守管理者を呼ぶ必要性がなくなる可能性があるからである。但し、電池部２１の安全性確保を優先すべく、非致命的異常の発生時には、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２に対して直ちに第１及び第２オフ指令信号を出力する（ステップＳ１１）。
【００５２】
しかしながら、主制御部１１が第１及び第２オフ指令信号を出力しても、発生異常の種類によっては、スイッチ３１及び３２の少なくとも一方がオン状態を維持する可能性がある。充電スイッチ３１のオンが継続されると電池部２１は満充電状態に達し、更には過充電に至る。放電スイッチ３２のオンが継続されると電池部２１は放電終止状態に達し、更には過放電に至る。過充電に至るまでの期間の長さは、残容量ＲＣ［ＴＡ’］が高いほうが短く、一方で、過放電に至るまでの期間の長さは、残容量ＲＣ［ＴＡ’］が低いほうが短い。過充電と過放電は、共に極力避けられるべき現象であるため、双方の発生回避に配慮する必要がある。そこで、図７を参照して説明したように、猶予期間の時間長さＬＴを設定する。例えば、過充電と過放電の発生を均等に避けるべく、基準容量ＲＣＲＥＦに０．５を設定すると良い。但し、基準容量ＲＣＲＥＦは０．５以外でも構わない。
【００５３】
また、ステップＳ１３において式（１）が成立しない場合には、主制御部１１は、猶予期間を設けることなく、直ちにブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力してブレーカ部１４をオフにする（ステップＳ１７）。式（１）の不成立時には、比較的短期間で電池部２１が過充電又は過放電状態に達する可能性がある。従って、式（１）の不成立には、安全性を優先して直ちにブレーカ部１４をオフにする。猶予期間を設けないことは、時間長さＬＴがゼロの猶予期間を設定することと等価である、と考えてもよい。
【００５４】
＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。第２実施例は、第１実施例の一部を変形した実施例であり、第２実施例において特に述べない事項に関しては、第１実施例の記載が第２実施例にも適用される。
【００５５】
電池部２１の出力電圧は残容量の増大に伴って増大するため、電池部２１の出力電圧を残容量の代わりに用いて第１実施例と同様の処理を成すことができ、これによって第１実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。即ち、図６のフローチャートを図８のフローチャートに置き換えることができる。図８は、第２実施例に係る電池システム１の動作フローチャートである。電池システム１が通常運転を行っている最中のタイミングＴＡにおいて、非致命的異常が発生して主制御部１１が非致命的異常の発生を認識した場合を想定する。
【００５６】
主制御部１１が非致命的異常の発生を認識すると、第１実施例と同様、まずステップＳ１１において、主制御部１１は充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２の双方をオフさせるため、第１及び第２オフ指令信号を出力する。この第１及び第２オフ指令信号の出力は、後述の猶予期間中においても継続される。
【００５７】
ステップＳ１１に続くステップＳ１２ａにおいて、主制御部１１は、タイミングＴＡ’における電池部２１の出力電圧値を取得する。ここで取得されるタイミングＴＡ’における電池部２１の出力電圧値を、記号Ｖ［ＴＡ’］で表すと共に電池電圧値と呼ぶ。具体的には例えば、ステップＳ１２ａにおいて、主制御部１１は、タイミングＴＡの直前のタイミング（ＴＡ−Δ）における電圧測定器２２の測定電圧値を、電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］として記憶部１５から読み出す。或いは例えば、第１通信異常が発生していない場合には、主制御部１１は、タイミングＴＡにおける電圧測定器２２の測定電圧値又はタイミングＴＡの直後のタイミング（ＴＡ＋Δ）における電圧測定器２２の測定電圧値を、電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］として、通信により電池ユニット１２から取得しても良い。また例えば、第１通信異常が発生している場合においても、接続点３３の電圧を測定する電圧測定器（不図示）がスイッチング回路１３に設けられていて、その電圧測定器の測定電圧値Ｖ３３がスイッチング状態情報に含められて主制御部１１に伝達されている場合には、タイミングＴＡ、（ＴＡ−Δ）又は（ＴＡ＋Δ）における測定電圧値Ｖ３３を電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］として取得するようにしてもよい。
【００５８】
電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］の取得後、ステップＳ１３ａにおいて、主制御部１１は、下記不等式（２）の成否を判定する。式（２）における２つの不等号“≦”の内、少なくとも一方を不等号“＜”に置き換えることもできる。下限値ＶＴＨＡより上限値ＶＴＨＢの方が大きい。下限値ＶＴＨＡ及び上限値ＶＴＨＢを、電池部２１の放電終止電圧及び満充電電圧に基づいて予め設定しておくことができる。
ＶＴＨＡ≦Ｖ［ＴＡ’］≦ＶＴＨＢ            …（２）
【００５９】
ステップＳ１３ａにおいて式（２）が成立しない場合、即ち電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が所定の電圧範囲を逸脱する場合には、主制御部１１は、猶予期間を設けることなく、直ちにブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力してブレーカ部１４をオフにする（ステップＳ１７）。一方、主制御部１１は、式（２）が成立するとき、ステップＳ１３ａからステップＳ１４ａへの移行を許可して、ステップＳ１４ａの処理及びそれに続く処理を実行する。ステップＳ１４ａにおいて、主制御部１１は、電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］に応じた時間長さＬＴを有する猶予期間を設定する。図９は、電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］と時間長さＬＴとの関係図である。電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が、予め定められた基準電圧値ＶＲＥＦと一致するとき時間長さＬＴは最大時間となり、それらの差分の絶対値｜Ｖ［ＴＡ’］−ＶＲＥＦ｜が増大するにつれて、時間長さＬＴは最大時間より短くなる。“ＶＴＨＡ＜ＶＲＥＦ＜ＶＴＨＢ”、である。
【００６０】
ステップＳ１４ａにて猶予期間を設定した後、ステップＳ１５及びＳ１６において、主制御部１１は、非致命的異常が解消したか否か監視しつつタイマ（不図示）を用いて猶予期間が終了したか否かも監視する。猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消した場合には（ステップＳ１５のＹ）、電池システム１の運転は通常運転に戻るが（ステップＳ１８）、非致命的異常が解消することなく猶予期間が終了した場合には（ステップＳ１６のＹ）、ステップＳ１７において、主制御部１１はブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力してブレーカ部１４をオフにする。
【００６１】
＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。第３実施例では、第１又は第２実施例を基準とした変形技術を説明する。電池部２１の安全性確保を優先した場合、非致命的異常の発生時に充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２を直ちにオフすることが望ましいのではあるが（ステップＳ１１参照）、これらのオフは必須ではない。特に例えば、電池部２１の充電又は放電の電流量がそれほど大きくないことが確定又は略確定している場合などにおいては、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２を直ちにオフする必要は無いともいえる。これを考慮し、第１又は第２実施例において、非致命的異常の発生時に、ステップＳ１１の処理（第１及び第２オフ指令信号の出力処理）を行うことなくステップＳ１２及びステップＳ１２以降の処理を行うようにしてもよい。電池部２１の充電又は放電の電流量がそれほど大きくないとは、例えば、電池部２１の充電又は放電の電流値が所定値以下であることを意味する。
【００６２】
＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。第４実施例においても、第１又は第２実施例を基準とした変形技術を説明する。
【００６３】
第１実施例において、充電スイッチ３１がオン且つ放電スイッチ３２がオフであるときに非致命的異常が発生した場合、非致命的異常の種類にもよるが、ステップＳ１１の処理を行うことなく充電スイッチ３１がオン且つ放電スイッチ３２がオフを維持し、第１実施例で述べたステップＳ１２及びステップＳ１２以降の処理を行うようにしてもよい。この際、第１実施例において下記式（１ａ）を上記式（１）の代わりに用いると共に、ＲＣＴＨＢを基準容量と捉え、基準容量ＲＣＴＨＢから見て残容量ＲＣ［ＴＡ’］が少ないほど時間長さＬＴを長く設定しても良い（基準容量ＲＣＴＨＢから見て残容量ＲＣ［ＴＡ’］が少ないほど時間長さＬＴを長く設定する方法を、便宜上、方法α１と呼ぶ）。残容量ＲＣ［ＴＡ’］が少ないほど過充電に至るまでの余裕度が大きいからである。
ＲＣ［ＴＡ’］≦ＲＣＴＨＢ            …（１ａ）
【００６４】
第１実施例において、充電スイッチ３１がオフ且つ放電スイッチ３２がオンであるときに非致命的異常が発生した場合、非致命的異常の種類にもよるが、ステップＳ１１の処理を行うことなく充電スイッチ３１がオフ且つ放電スイッチ３２がオンを維持し、第１実施例で述べたステップＳ１２及びステップＳ１２以降の処理を行うようにしてもよい。この際、第１実施例において下記式（１ｂ）を上記式（１）の代わりに用いると共に、ＲＣＴＨＡを基準容量と捉え、基準容量ＲＣＴＨＡから見て残容量ＲＣ［ＴＡ’］が多いほど時間長さＬＴを長く設定しても良い（基準容量ＲＣＴＨＡから見て残容量ＲＣ［ＴＡ’］が多いほど時間長さＬＴを長く設定する方法を、便宜上、方法α２と呼ぶ）。残容量ＲＣ［ＴＡ’］が多いほど過放電に至るまでの余裕度が大きいからである。
ＲＣＴＨＡ≦ＲＣ［ＴＡ’］            …（１ｂ）
【００６５】
第２実施例において、充電スイッチ３１がオン且つ放電スイッチ３２がオフであるときに非致命的異常が発生した場合、非致命的異常の種類にもよるが、ステップＳ１１の処理を行うことなく充電スイッチ３１がオン且つ放電スイッチ３２がオフを維持し、第２実施例で述べたステップＳ１２ａ及びステップＳ１２ａ以降の処理を行うようにしてもよい。この際、第２実施例において下記式（２ａ）を上記式（２）の代わりに用いると共に、ＶＴＨＢを基準電圧値と捉え、基準電圧値ＶＴＨＢから見て電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が低いほど時間長さＬＴを長く設定しても良い（基準電圧値ＶＴＨＢから見て電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が低いほど時間長さＬＴを長く設定する方法を、便宜上、方法α３と呼ぶ）。電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が低いほど過充電に至るまでの余裕度が大きいからである。
Ｖ［ＴＡ’］≦ＶＴＨＢ            …（２ａ）
【００６６】
第２実施例において、充電スイッチ３１がオフ且つ放電スイッチ３２がオンであるときに非致命的異常が発生した場合、非致命的異常の種類にもよるが、ステップＳ１１の処理を行うことなく充電スイッチ３１がオフ且つ放電スイッチ３２がオンを維持し、第２実施例で述べたステップＳ１２ａ及びステップＳ１２ａ以降の処理を行うようにしてもよい。この際、第２実施例において下記式（２ｂ）を上記式（２）の代わりに用いると共に、ＶＴＨＡを基準電圧値と捉え、基準電圧値ＶＴＨＡから見て電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が高いほど時間長さＬＴを長く設定しても良い（基準電圧値ＶＴＨＡから見て電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が高いほど時間長さＬＴを長く設定する方法を、便宜上、方法α４と呼ぶ）。電池電圧値Ｖ［ＴＡ’］が高いほど過放電に至るまでの余裕度が大きいからである。
ＶＴＨＡ≦Ｖ［ＴＡ’］            …（２ｂ）
【００６７】
第４実施例における上述の説明では、非致命的異常の発生後、充電スイッチ３１がオンであって且つ放電スイッチ３２がオフである状態、又は、充電スイッチ３１がオフであって且つ放電スイッチ３２がオンである状態が継続して維持されることを前提としているが、猶予期間の途中において充放電状態が変わる可能性があり、替わった場合、最適な猶予期間の長さは変化する。従って、一旦、猶予期間を設定した後、充放電状態に変化があった場合は、その変化のたびに猶予期間を再設定すべきである。充放電状態の変化とは、電池部２１が充電される状態から電池部２１が放電を行う状態への変化、又は、電池部２１が放電を行う状態から電池部２１が充電される状態への変化などを指す。但し、このような変化が繰り返されることで猶予期間が制限なく延長され続けることは、非致命的異常が発生しているにも関わらず運転を無制限に認めることに相当し、望ましくない。このため、猶予期間の再設定に一定の限度を設けるべきである。例えば、再設定した猶予期間の終了タイミングが、１回目に設定した猶予期間の終了タイミングを超えないように、猶予期間の再設定に制限を加えるとよい。
【００６８】
＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。第５実施例においても、第１又は第２実施例を基準とした変形技術を説明する。但し、第５実施例では、上述の方法α１〜α４の何れかが利用される。
【００６９】
非致命的異常の種類が或る程度はっきりしており、過充電の危険性が殆どないといえる状況下においては、過放電の回避を重点的に考慮すれば足ると言える。例えば、放電スイッチ３２に異常が発生しているが充電スイッチ３１が正常であることが分かっている場合や、電池部２１の充電を行わない放電モードにおいて第１通信異常（主制御部１１及び電池ユニット１２間の通信異常）が発生した場合などが、この状況に当たる。
【００７０】
逆に、非致命的異常の種類が或る程度はっきりしており、過放電の危険性が殆どないといえる状況下においては、過充電の回避を重点的に考慮すれば足ると言える。例えば、充電スイッチ３１に異常が発生しているが放電スイッチ３２が正常であることが分かっている場合や、電池部２１の放電を行わない充電モードにおいて第１通信異常（主制御部１１及び電池ユニット１２間の通信異常）が発生した場合などが、この状況に当たる。
【００７１】
このように、非致命的異常の種類にもよるが、非致命的異常の種類が或る程度はっきりしている場合には、上述の方法α１〜α４の如く、充電又は放電にのみ注目して基準容量又は基準電圧値を設定することが有益である。
【００７２】
即ち、非致命的異常の発生時において、非致命的異常の種類にもよるが、非致命的異常の種類が或る程度はっきりしている場合には、非致命的異常の種類に応じ方法α１又はα２を用いて時間長さＬＴを設定しても良い、或いは、非致命的異常の種類に応じ方法α３又はα４を用いて時間長さＬＴを設定しても良い。この際、ステップＳ１１の処理（第１及び第２オフ指令信号の出力処理）を行うことなくステップＳ１２及びステップＳ１２以降の処理を行うことが可能であり、それに対応する具体的動作例が第４実施例に示されている。
【００７３】
但し、急激な状態変化を考慮すれば、ステップＳ１１の処理を行っておくことの方が好ましく、安全性が高い。第５実施例においてステップＳ１１の処理を行う場合、方法α１〜α４を用いるか否かという点が、第１又は第２実施例と第５実施例との差異になるが、方法α１〜α４では、過充電又は過放電のどちらかのみを意識して猶予期間の時間長さＬＴが設定されるため、第１又は第２実施例の方法よりも、第５実施例の方が猶予期間を長く取れる可能性がある。
【００７４】
＜＜第６実施例＞＞
第６実施例を説明する。非致命的異常の発生時において、充電スイッチ３１又は放電スイッチ３２をオフする処理を直ちに行わない場合、２段階の猶予期間を設けることも可能である。
【００７５】
即ち例えば、図１０に示す如く、タイミングＴＡに非致命的異常が発生した場合、主制御部１１は、第１、第２又は第４実施例で述べた猶予期間設定方法に従って猶予期間を設定し、ここで設定した猶予期間を第１猶予期間として取り扱う。第１猶予期間はタイミングＴＡから始まる。タイミングＴＢは、タイミングＴＡから第１猶予期間の時間長さだけ後のタイミングである。主制御部１１は、第１猶予期間中においては、通常運転と同様、充電スイッチ３１又は放電スイッチ３２がオンになることを特に禁止しない。
【００７６】
第１猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消した場合には電池システム１の運転は通常運転に戻るが、第１猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消しなかった場合、主制御部１１は、第１、第２又は第４実施例で述べた猶予期間設定方法に従って再び猶予期間を設定する。再び設定された猶予期間を第２猶予期間と呼ぶ。主制御部１１は、第２猶予期間中においては、充電スイッチ３１又は放電スイッチ３２がオンになることを禁止する。つまり、主制御部１１は、第２猶予期間中において、充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２に対し継続的に第１及び第２オフ指令信号を出力する。
【００７７】
第２猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消した場合には電池システム１の運転は通常運転に戻るが、第２猶予期間が終了するまでに非致命的異常が解消しなかった場合、主制御部１１はブレーカオフ指令信号をブレーカ部１４に出力してブレーカ部１４をオフにする。
【００７８】
第１猶予期間中において充電スイッチ３１又は放電スイッチ３２がオンとされても過充電又は過放電の危険性が殆ど無いように、第１猶予期間の時間長さが設定される。このため、第１猶予期間では充電スイッチ３１又は放電スイッチ３２のオンが許可される。結果、ユーザは、第１猶予期間においては、特に非致命的異常の発生を意識することなく安全に電池システム１を利用することができる。第１猶予期間が終了すると過充電又は過放電の危険性が高まることが予想されるため、主制御部１１は、第１猶予期間の終了後の第２猶予期間において充電スイッチ３１及び放電スイッチ３２をオフし、安全性確保を優先する。
【００７９】
＜＜第８実施例＞＞
第８実施例を説明する。上述の何れかの方法で猶予期間を設定した後、状況によっては、猶予期間が終了する前であっても主制御部１１はブレーカ部１４をオフにしてもよい。例えば、猶予期間中においても電池部２１の残容量又は出力電圧値を監視しておき、猶予期間が終了する前のタイミングＴＣにおける残容量が上述の下限値ＲＣＴＨＡを下回る又は上限値ＲＣＴＨＢを上回るのであれば、或いは、タイミングＴＣにおける電池部２１の出力電圧値が上述の下限値ＶＴＨＡを下回る又は上限値ＶＴＨＢを上回るのであれば、猶予期間の終了を待たずに、当該タイミングＴＣにおいて、主制御部１１はブレーカ部１４をオフにしてもよい。
【００８０】
また、一旦、猶予期間を設定した後であっても、電池部２１の残容量又は出力電圧値に基づき過充電又は過放電のおそれが暫く無いと判断される場合には、その時点で、主制御部１１は一旦設定した猶予期間を延長しても良い。
【００８１】
尚、第１通信異常（主制御部１１及び電池ユニット１２間の通信異常）の発生等によって電池部２１の残容量又は出力電圧値を直接的に取得することができなくなった場合であっても、スイッチング回路１３に流れる電流、負荷ＬＤの消費電力、又は、交流電力源ＡＣＰ及びＡＣ／ＤＣコンバータ１６の代わりに用いられうる太陽電池の発電量などが電池システム１内で監視されている場合には、それらの電流、消費電力又は発電量などを利用して、猶予期間中の電池部２１の残容量又は出力電圧値を推定し、推定した残容量又は出力電圧値に基づき上述の各処理（第８実施例で上述した各処理を含む）を実現しても良い。
【００８２】
＜＜第９実施例＞＞
第９実施例を説明する。図１に示す電池システムでは、電池ユニット１２の外に主制御部１１が設けられているが、主制御部１１は電池ユニット１２内に設けられていても良い。即ち例えば、図１１に示す如く、主制御部１１と同等の機能を持つ主制御部１１Ａを電池ユニット１２内に設けておき、主制御部１１Ａにてスイッチング回路１３とブレーカ部１４の制御を行うようにしてもよい。電池ユニット１２内に設けられた制御部と電池ユニット１２外に設けられた制御部が協働して上述の主制御部１１の機能を実現しても良い。
【００８３】
＜＜第１０実施例＞＞
第１０実施例を説明する。ブレーカ部１４を、スイッチング回路１３及び電池ユニット１２（電池部２１）間に直列に設けた例を上述したが、スイッチング回路１３及び電池ユニット１２（電池部２１）間に直列に設けられた（直列に接続された）第１ブレーカ部と、スイッチング回路１３及びＡＣ／ＤＣコンバータ１６間に直列に設けられた（直列に接続された）第２ブレーカ部と、スイッチング回路１３及びＤＣ／ＡＣインバータ１７間に直列に設けられた（直列に接続された）第３ブレーカ部と、を電池システム１に設けておいても良い。或いは、第１〜第３ブレーカ部の内、１又は２つのブレーカ部のみを電池システム１に設けるようにしてもよい。第１ブレーカ部は、上述のブレーカ部１４と全く同じものであり、第２及び第３ブレーカ部の夫々は上述のブレーカ部１４と同様のものである。
【００８４】
第１〜第３ブレーカ部の夫々は、主制御部１１による制御の下で、第１及び第２対象回路間の接続又は遮断を行う。第１〜第３ブレーカ部の夫々にとっての第１対象回路は、スイッチング回路１３を含む回路であると考えることができる。第１、第２、第３ブレーカ部にとっての第２対象回路は、夫々、電池部２１を含む回路、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６を含む回路、ＤＣ／ＡＣインバータ１７を含む回路であると考えることができる。第ｉブレーカ部において、第ｉブレーカ部がオンのとき、第１及び第２対象回路間は接続され、第ｉブレーカ部がオフのとき、第１及び第２対象回路間は遮断される（ｉは整数）。主制御部１１による第ｉブレーカ部のオン又はオフの切り替え制御方法（猶予期間設定方法等を含む）は、上述した、主制御部１１によるブレーカ部１４のオン又はオフの切り替え制御方法と同様である。
【００８５】
＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈３を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【００８６】
［注釈１］
図１に示される電池システム１の全部又は一部を、様々な他のシステム、機器などに搭載することができる。例えば、主制御部１１、電池ユニット１２、スイッチング回路１３、ブレーカ部１４及び記憶部１５を含む電池システム１を、電池部２１の放電電力を用いて駆動する移動体（電動車両、船、航空機、エレベータ、歩行ロボット等）又は電子機器（パーソナルコンピュータ、携帯端末等）に搭載しても良いし、家屋や工場の電力システムに組み込んでも良い。
【００８７】
［注釈２］
主制御部１１を、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。ソフトウェアを用いて実現される機能をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能を実現するようにしてもよい。
【００８８】
［注釈３］
例えば、以下のように考えることができる。図１の電池システム１はスイッチ装置を内包しており、スイッチ装置は、主制御部１１、スイッチング回路１３及びブレーカ部１４を備え、電池システム１内の他の構成要素をも備えうる。本発明に係るスイッチ装置のスイッチング回路は、電池ユニットと、電力を出力する又は電力の供給を受ける電力ブロックと、の間に介在している。図１において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６、又は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１６及び交流電力源ＡＣＰの組み合わせは、電力を出力する第１電力ブロックの例であり、ＤＣ／ＡＣインバータ１７、又は、ＤＣ／ＡＣインバータ１７及び負荷ＬＤの組み合わせは、電力の供給を受ける第２電力ブロックの例である。また、充電スイッチ３１は、第１電力ブロック及び電池部間に介在する第１スイッチの例であり、放電スイッチ３２は、第２電力ブロック及び電池部間に介在する第２スイッチの例である。
【符号の説明】
【００８９】
１  電池システム
１１  主制御部
１２  電池ユニット
１３  スイッチング回路
１４  ブレーカ部
２１  電池部
２２  電圧検出器
２３  電流検出器
２６  温度測定器
２７  電池異常検出部
２８  残容量算出部
３１  充電スイッチ
３２  放電スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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