(57)【要約】  複数の蓄電器が電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて構成され、電気的に並列に接続された複数の第１蓄電器群のそれぞれに対して、第１制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群のそれぞれに向かう方向に流れる電流を制限する第１電流制御用スイッチを設けると共に、複数の第１蓄電器群が電気的に並列に接続された第２蓄電器群を含む、第１蓄電器群よりも蓄電器の数が多い蓄電器郡に対して、第２制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群に向かう方向とは反対方向に流れる電流を制限する第２電流制御用スイッチを設けることにより、電源装置の低コスト化を図る。
2014132321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電器が電気的に接続されることにより構成され、前記電気的な接続の態様として、複数の蓄電器が電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて構成された第１蓄電器群の態様と、前記第１蓄電器群がさらに複数、電気的に並列に接続されて構成された第２蓄電器群の態様とを含む蓄電部と、
前記蓄電部に設けられた第１及び第２電流制御用スイッチと、
前記第１及び第２電流制御用スイッチの作動を制御する第１及び第２制御手段を備えた制御部と、を有し、
前記第１電流制御用スイッチは、前記複数の第１蓄電器群のそれぞれに向かう方向に流れる電流を制限するように、前記複数の第１蓄電器群のそれぞれに対応して設けられており、
前記第２電流制御用スイッチは、前記第１電流制御用スイッチよりも個数が少なく、前記複数の第１蓄電器群に向かう方向とは反対方向に流れる電流を制限するように、前記第２蓄電器群を含む前記第１蓄電器群よりも前記蓄電器の数が多い蓄電器群に対応して設けられている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記蓄電部は、前記電気的な接続の態様として、前記第２蓄電器群がさらに複数、電気的に並列に接続されて構成された第３蓄電器群の態様を含む、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、
前記第１蓄電器群は、前記第１電流制御用スイッチによって、前記第１蓄電器群に向かう方向に流れる電流から、前記第１蓄電器群を構成する所定数の蓄電器を保護するための単位を示し、
前記第２蓄電器群は、前記第３蓄電器群から前記第２蓄電器群を切り離すための単位を示す、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電源装置において、
前記複数の第１電流制御用スイッチはＮ型電界効果トランジスタによって構成されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電源装置において、
前記複数の第１電流制御用スイッチはＰ型電界効果トランジスタによって構成されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置において、
前記複数の第１電流制御用スイッチを駆動する駆動回路を備え、
前記駆動回路は前記複数の第１電流制御用スイッチに対して共通に設けられている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の電源装置において、
前記複数の第１電流制御用スイッチは、それぞれ、対応する前記第１蓄電器群の正極側に電気的に接続されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電源装置において、
前記第２電流制御用スイッチはＮ型電界効果トランジスタによって構成されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置において、
前記Ｎ型電界効果トランジスタは前記第２蓄電器群の正極側に電気的に接続されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の電源装置において、
前記第２電流制御用スイッチは機械式スイッチによって構成されている、
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術分野に関する背景技術としては、例えば特許文献１に開示された技術がある。【０００３】
特許文献１には、複数の２次電池が直列に接続された第１の電池ブロックの正極端子を第１及び第２の電界効果トランジスタに直列に接続し、複数の２次電池が直列に接続された第２の電池ブロックの正極端子を第３及び第４の電界効果トランジスタに直列に接続し、第２及び第４の電界効果トランジスタを充放電正極端子に接続すると共に、第１及び第２の直列接続電池ブロックの電圧を読み取ると共に第１乃至第４の電界効果トランジスタを制御するマイクロコンピュータを設け、複数個の直列接続電池ブロック間の電位差に起因して流れる突入電流によって２次電池がダメージを受けないようにする、という技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電動化の普及、災害時などの非常時に対する対応強化、クリーンエネルギーの利用促進などにより、電気エネルギーを利用したシステムの導入が増えている。電気エネルギーを利用したシステムの多くは、電気エネルギーを蓄積できる蓄電器を備えた電源装置を備えている。【０００６】
しかし、蓄電器を備えた電源装置は、例えば直流電力を交流電力に変換するインバータ装置などと比べて高価である。このため、蓄電器を備えた電源装置に対する低コスト化の要求が高い。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
解決すべき代表的な課題は、電源装置の低コスト化にある。【０００８】
上記代表的な課題は、複数の蓄電器が電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて構成され、電気的に並列に接続された複数の第１蓄電器群のそれぞれに対して、第１制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群のそれぞれに向かう方向に流れる電流を制限する第１電流制御用スイッチを設けると共に、複数の第１蓄電器群が電気的に並列に接続された第２蓄電器群を含む、第１蓄電器群よりも蓄電器の数が多い蓄電器郡に対して、第２制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群に向かう方向とは反対方向に流れる電流を制限する第２電流制御用スイッチを設けるという、代表的な一解決手段によって解決できる。【０００９】
ここで、第１蓄電器群は、突入電流に対する第１電流制御用スイッチによる蓄電器の保護範囲（単位）であり、電気的に並列に接続された複数の蓄電器群間の電位差に基づいて、最低電位の蓄電器群に流れる突入電流が、蓄電器の許容電流を越えないように、第１電流制御用スイッチによって、最低電位の蓄電器群に流れる突入電流を確実に阻止或いは制御できる範囲を示す。【００１０】
また、第２蓄電器群は、第２電流制御用スイッチによって、電気的に並列に接続された複数の第１蓄電器群を主回路から電気的に切離す範囲（単位）であり、電気的に接続される蓄電器の数が第１蓄電器群よりも多く、電源装置の負荷運転中において蓄電器を交換するときの蓄電器の充放電停止（無負荷）範囲、或いは複数の蓄電器の搭載構造、例えば複数のラック或いは複数の収容箱に複数の蓄電器を分散して搭載したときの分散範囲を示す。
【発明の効果】
【００１１】
代表的な一解決手段によれば、第２電流制御用スイッチ及び第２制御手段を、電気的に並列に接続される蓄電器群のそれぞれに設ける必要がないため、その分、電源装置を低コスト化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】三相分の電源ストリングから構成された電源装置の全体構成を示すシステム構成図。
【図２】図１の電源ストリングの構成要素である電源ユニットの構成を示す回路図。
【図３】四つの電源ユニットから一つの電源ストリングを構成したときの動作原理を示す波形図。波形図は、各電源ユニットの矩形波状出力電圧を生成するための制御指令と、各電源ユニットにおいて生成された矩形波状出力電圧と、各電源ユニットの出力電圧を合成して生成した一相分の交流電圧（電源ストリングの出力電圧）との対応関係を時間変化で示している。
【図４】図２の電源ユニットの構成要素である蓄電ユニットの構成を示す回路図。
【図５】図４の蓄電ユニットの構成要素である蓄電ブロックを構成する複数の蓄電器の電気的な接続構成を示す接続図。
【図６】図４の蓄電ユニットの構成要素である蓄電制御回路の構成を示す機能ブロック図。
【図７】図１の電源装置の動作の一部を示すフローチャート。
【図８】図７の動作の続きを示すフローチャート。
【図９】図８の動作の続きを示すフローチャート。
【図１０】蓄電器の健康（劣化）状態（ＳＯＨ）と直流内部抵抗（ＤＣＲ）との相関関係を示す特性図。
【図１１】蓄電器の充電状態（ＳＯＣ）と開放（開路）電圧（ＯＣＶ）との相関関係を示す特性図。
【図１２】電源装置の各相の電源ストリングを構成する電源ユニットの構成要素である蓄電ユニットの構成を示す回路図。
【図１３】電源装置の各相の電源ストリングを構成する電源ユニットの構成要素である蓄電ユニットの構成を示す回路図。
【図１４】Ｎｃｈ型電界効果トランジスタのゲート印加電圧とソース・ドレイン間抵抗との関係を示す特性図。
【図１５】Ｐｃｈ型電界効果トランジスタのゲート印加電圧とソース・ドレイン間抵抗との関係を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を説明する。
（発明の適用アプリケーションの概略説明）
以下では、本発明を、再生可能エネルギーを利用した発電システム、例えば太陽光発電システム或いは風力発電システムと共に発電ファームに、電力貯蔵装置として設置された定置用電源装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
再生可能エネルギーを利用した発電システムは、自然環境に及ぼす負荷が少ないという利点がある反面、天候などの自然環境に発電能力が左右され、電力系統に対する出力が変動する。この出力変動の抑制（緩和）を図るために定置用電源装置は設けられている。発電システムから電力系統に出力される電力が所定の出力電力に対して不足状態にある場合には、定置用電源装置は電力を放電し、発電不足分の電力を補う。発電システムから電力系統に出力される電力が所定の電力に対して余剰状態にある場合には、定置用電源装置は、発電余剰分の電力を受けて充電する。
【００１５】
本発明を適用した定置用電源装置は、データセンタのサーバーシステムや通信設備などの無停電用電源（バックアップ用電源）として設置される定置用電源装置、需要家に配置され、夜間電力を貯蔵し、この貯蔵された電力を昼間に放出して電力負荷の平準化を図る電力貯蔵システムとして設置される定置用電源装置、送配電系統の途中に電気的に接続され、送配電系統において送配電される電力の変動対策、余剰電力対策、周波数対策、逆潮流対策などとして用いられる定置用電源装置などとして用いることもできる。また、本発明を適用した定置用電源装置は、定置用としてではなく、移動体に設置され、移動体の駆動用電源や、移動体に搭載された負荷を駆動する駆動用電源などとして用いられる移動用電源装置として用いることもできる。
【００１６】
移動体としては、エンジン及びモータを車両の駆動源とするハイブリッド電気自動車やモータを車両の唯一の駆動源とする純粋な電気自動車などの自動車、すなわち陸上走行車両（乗用車，トラックなどの貨物自動車，バスなどの乗合自動車など）、ディーゼルエンジンの動力で発電し、この発電によって得られた電力により駆動されるモータを駆動源とするハイブリッド電車などの鉄道車両，建設機械やフォークリフトトラックなどの産業用車両などがある。
【００１７】
移動体の電動システムでは、基本的構成要素として、車輪や機械負荷などの被駆動体に駆動力を供給するモータと、モータの駆動を制御する制御装置と、モータの駆動用電力を供給する電源装置とを備えている。
【００１８】
モータは、三相交流電力の供給を受けることによって電機子と界磁との間に磁気的作用を働かせ、これによって回転動力を発生させる回転電機、例えば永久磁石界磁式或いは巻線界磁式の三相交流同期モータや三相交流誘導モータであり、回生を行うシステム仕様になっている場合には、被駆動体から駆動されて三相交流電力を発電するジェネレータを兼ねたモータジェネレータとして機能する。
【００１９】
制御装置は、スイッチング半導体素子を備えた電力変換回路によって、供給された電力を所定の電力に変換する電力変換装置、例えば電源装置の直流電力を三相交流電力に変換してモータに供給するインバータ装置であり、回生を行うシステム仕様になっている場合は、モータから供給された三相交流電力を直流電力に変換して電源装置に供給する交直電力変換を行うコンバータ装置として機能する。
【００２０】
移動体には、外部電源（例えば商用電源）或いは外部負荷（例えば家庭の電気機器）と電源装置との間を電気的に接続し、外部電源或いは外部負荷と電源装置との間において電力の授受が可能なように、別の電力変換装置が設けられている場合もある。別の電力変換装置は、外部電源から電源装置に電力を供給する場合には充電器として機能し、外部電源から供給された電力（例えば家庭用コンセントから供給された１００ボルト又は２００ボルトの単相交流電力）を、電源装置の充電に必要な直流電力に変換して電源装置に供給する。また、別の電力変換装置は、電源装置から外部負荷に電力を供給する場合には放電器として機能し、電源装置から供給された直流電力を、外部負荷に必要な電力（例えば家庭用の電気機器に必要な１００ボルト又は２００ボルトの単相交流電力）に変換して外部負荷に供給する。
（電源装置の概略説明）
電源装置は、複数の蓄電器（二次電池又は容量性を有する受動素子）の電気化学的作用や電荷蓄積構造によって電気エネルギーを蓄積（充電）及び放出（放電）する蓄電システムを備えている。
【００２１】
複数の蓄電器は、電源装置に要求される出力電圧、蓄電容量などの仕様に応じて、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されている。
【００２２】
蓄電器としては、リチウムイオン二次電池を用いることが好ましいが、鉛電池、ニッケル水素電池などの他の二次電池や、２種類の蓄電器、例えばリチウムイオン二次電池とニッケル水素電池とを組み合わせたハイブリッド二次電池を用いてもよい。容量性を有する受動素子としては、キャパシタ、例えば電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどを用いることができる。
【００２３】
最近、再生可能エネルギーを利用した発電システムは、原子力発電システムや火力発電システムの代替発電システムとして導入が急がれている。再生可能エネルギーを利用した発電システムが、原子力発電システムや火力発電システムのように、電力系統に安定して電力を供給するためには、併設された定置用電源装置による発電システムの変動抑制が必要不可欠になる。定置用電源装置が発電システムの変動抑制を十分に果たすためには、定置用電源装置の高性能化を図り、電力系統との間の電力の授受が効率的に行われることが好ましい。
【００２４】
そこで、定置用電源装置としては、蓄電器を有する蓄電ユニット、及び蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットが複数、電気的に直列に接続されてなり、複数の電源ユニットの出力電圧を合成して出力するように構成された多重化インバータ方式の定置用電源装置を採用することが好ましい。多重化インバータ方式の定置用電源装置によれば、電力変換の高効率化を図ることができるので、電力系統との間の電力の授受を効率的に行うことができ、定置用電源装置の高性能化を図ることができる。
（実施形態における技術課題）
複数の蓄電器間には、蓄電器の個体差や劣化度の違いや、使用環境（例えば温度）の違いによって、充電状態（ＳＯＣ）にばらつきが生じる。また、蓄電器を交換した場合には、新品の蓄電器と旧品の蓄電器との間に充電状態のばらつきが生じる。複数の蓄電器を電気的に直列或いは直並列に接続した蓄電器群を複数、電気的に並列に接続してなる電源装置においては、複数の蓄電器間の充電状態のばらつきによって、複数の蓄電器群間に電位差が生じる。また、蓄電器に内部短絡などの故障が生じていると、その蓄電器が属する蓄電器群と、その他の蓄電器群との間に電位差が生じる。このように電位差が生じている状態で複数の蓄電器群間を電気的に接続すると、電位の高い或いは故障した蓄電器を有しない蓄電器群から、電位の低い或いは故障した蓄電器を有する蓄電器群に、複数の蓄電器群間の電位差に基づいて、突入電流（横流ともいう）が流れる。複数の蓄電器群間の電位差が大きい場合には、その突入電流は蓄電器の許容電流以上の電流になることも考えられる。もし、蓄電器に許容電流以上の突入電流が流れた場合には、蓄電器の過充電による異常発熱や寿命劣化に至ることが考えられる。
【００２５】
そこで、複数の蓄電器を電気的に直列或いは直並列に接続した蓄電器群を複数、電気的に並列に接続してなる電源装置では、背景技術のように、複数の蓄電器群のそれぞれにスイッチ、例えば電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を設けている。これにより、複数の蓄電器群間の電位差に起因する突入電流から、複数の蓄電器群のそれぞれを構成する複数の蓄電器を保護にしている。
【００２６】
しかし、複数の蓄電器を電気的に直列或いは直並列に接続した蓄電器群を複数、電気的に並列に接続してなる電源装置において、背景技術を採用した場合には、放電用と充電用の二つのスイッチを複数の蓄電器群のそれぞれに設けなければならず、さらには、放電用と充電用の二つのスイッチのそれぞれの駆動回路を複数の蓄電器群のそれぞれに設けなければならず、複数の蓄電器群の数（Ｎ）に応じて、充電スイッチ、放電スイッチ及びそれらの駆動回路のそれぞれがＮ倍化した数だけ必要になる。この結果、背景技術を採用した場合には、充電用スイッチ、放電用スイッチ及びそれらの駆動回路のそれぞれにかかるコストがＮ倍化して上昇する。
【００２７】
電源装置は、例えば直流電力を交流電力に変換するインバータ装置などと比べて高価である。このため、電源装置に対する低コスト化の要求が高い。このようなことから、複数の蓄電器を電気的に直列或いは直並列に接続した蓄電器群を複数、電気的に並列に接続してなる電源装置ではコスト低減が望まれている。
【００２８】
以上の技術課題は、多重化インバータ方式の定置用電源装置に限らず、蓄電ユニットから電力制御ユニットが切り離され、蓄電ユニットのみで構成された定置用電源装置や移動体用電源装置においても共通の課題である。
（技術課題を解決するための解決手段）
充電スイッチは、電気的に並列に接続された複数の蓄電器群間の電位差に基づいて、最低電位の蓄電器群に流れる突入電流が、蓄電器の許容電流を越えないように、充電スイッチによって最低電位の蓄電器群に流れる突入電流を確実に阻止或いは制御できる保護範囲から決定される複数の蓄電器の集合（蓄電器群）毎に設ける必要がある。しかし、放電スイッチまでそうする必要はない。放電スイッチは、充電スイッチが設けられた蓄電器群よりも蓄電器の数が多く、電源装置の負荷運転中において蓄電器を交換するときの蓄電器の充放電停止（無負荷）範囲、或いは複数の蓄電器の搭載構造、例えば複数のラック或いは複数の収容箱に複数の蓄電器を分散して搭載したときの分散範囲から決定される複数の蓄電器の集合（蓄電器群）毎に設けることでよい。
【００２９】
このような考え方に基づけば、複数の蓄電器が電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて構成され、電気的に並列に接続された複数の第１蓄電器群のそれぞれに対しては、第１制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群のそれぞれに向かう方向に流れる電流を制御する第１電流制御用スイッチを設け、複数の第１蓄電器群が電気的に並列に接続された第２蓄電器群を含む、第１蓄電器群よりも蓄電器の数が多い蓄電器郡に対しては、第２制御手段によって作動が制御され、複数の第１蓄電器群に向かう方向とは反対方向に流れる電流を制御する第２電流制御用スイッチを設ける、という一解決手段が考えられる。
（解決手段による作用効果）
上記一解決手段によれば、第２電流制御用スイッチ及び第２制御手段の数を第１電流制御用スイッチ及び第１制御手段の数よりも少なくすることができるので、電気的に並列に接続される蓄電器群のそれぞれに、第１制御手段によって作動が制御される第１電流制御用スイッチ及び第２制御手段によって作動が制御される第２電流制御用スイッチを設ける場合と比べて、第２電流制御用スイッチ及び第２制御手段の数を減らすことができ、その分、電源装置を低コスト化できる。この作用効果は、電気的に並列に接続された第１蓄電器群の数が多くなれば多くなるほど、特に蓄電器を用いた大規模な定置用電源装置であるほど顕著になる。
【００３０】
以下、図面を用いて、各実施例を説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１乃至図１０を用いて、第１実施例を説明する。【００３２】
まず、図１を用いて、定置用電源装置１のシステム構成を説明する。
（電力系統の構成）
図１において符号１０は電力系統を示す。【００３３】
電力系統１０は、発電した電力を需要家の受電設備に供給するための、発電、変電、送電、配電の各システムを統合したシステムであり、発電システムによって発電された電力を、高電圧の三相交流電力（ｕ相，ｖ相，ｗ相）として送電し、需要家に近くになるにしたがって低い電圧に変電し、需要家に配電されるときには、１００ボルト或いは２００ボルトの低い電圧の三相交流電力として或いは三相交流電力から単相交流電力に変換して配電する。【００３４】
発電システムとしては、原子力発電システム、火力発電システム、水力発電システムがある。また、発電システムとしては、再生可能エネルギーを利用した発電システム、例えば太陽光発電システムや風力発電システムなどがある。原子力発電システム、火力発電システムなどは安定して電力を供給することが可能ではあるが、再生可能エネルギーを利用した発電システムは、発電能力が天候などの自然環境に左右されて出力が変動し、安定した電力の供給ができない場合がある。このため、再生可能エネルギーを利用した発電システムを電力系統１０に連係させる場合には、発電システムの出力変動分が補われ、発電システムの出力変動が抑制されるように、発電システムの出力変動を抑制するための手段を発電システムに併設することが望ましい。【００３５】
そこで、本実施例では、再生可能エネルギーを利用した発電システムの出力変動を抑制するための手段として、定置用電源装置１（以下、単に「電源装置１」と記述する）を発電システムに併設している。
（定置用電源装置の構成）
電源装置１は、後述する蓄電システムを備え、発電システムと電気的に並列な接続関係になるように、電力系統１０に電気的に接続されている。【００３６】
この構成において、電源装置１は、発電システムから出力される電力が負荷側の要求電力に対して不足状態にある場合には、電力系統１０に電力を供給して発電システムの不足分の電力を補い（放電し）、発電システムから電力系統に出力される電力が負荷側の要求電力に対して余剰状態にある場合には、電力系統１０から発電システムの余剰分の電力を回収して蓄積し（充電し）、というように機能させられる。【００３７】
このように、電源装置１を機能させれば、再生可能エネルギーを利用した発電システムの出力変動を抑制することができる。また、発電システムの余剰電力を蓄え、この蓄えた余剰電力を発電システムの出力変動を抑制させるための電力として活用でき、発電システムにおいて発電した電力を有効利用できる。【００３８】
以上のように機能させられる電源装置１は、主要な構成要素として、電力を充放電する蓄電システム、及び蓄電システムと電力系統１０との間で授受される電力を変電する変電システムを備えている。
（変電システムの構成）
変電システムは、主要な構成要素として、三相交流電力を変電する三相変圧器２を備えている。三相変圧器２は、蓄電システムと電力系統１０との間において授受される電力を変電するための静止誘導器である。【００３９】
図示省略するが、三相変圧器２は、各相に対応した鉄心を備えている。各鉄心には、対応する相の一次巻線及び二次巻線が捲回されている。各相の一次巻線及び各相の二次巻線は、それぞれ、Ｙ（スター）結線方式或いは△（デルタ）結線方式によって結線されている。本実施例では、各相の一次巻線及び各相の二次巻線をＹ（スター）結線方式により結線した場合を例に挙げて説明する。【００４０】
三相変圧器２の一次巻線は高圧側巻線であり、電力系統１０に電気的に接続されている。三相変圧器２の二次巻線は低圧側巻線であり、蓄電システムに電気的に接続されている。このため、三相変圧器２は、蓄電システムから二次巻線に三相交流電力が入力されると、入力された低電圧の三相交流電力を高電圧に変電して一次巻線から電力系統１０に出力し、電力系統１０から一次巻線に三相交流電力が入力されると、入力された高電圧の三相交流電力を低電圧に変電して二次巻線から蓄電システムに出力し、というように機能する。
（蓄電システムの構成）
蓄電システムは、主要な構成要素として、電源ストリング３〜５、中央制御装置６、電流計測装置７及び電圧計測装置８を備え、三相変圧器２の二次巻線（低圧側）との間で三相交流電力を授受している。
（電源ストリングの構成）
電源ストリング３〜５は三相交流のいずれかの相に対応して設けられている。本実施例では、電源ストリング３はｕ相に、電源ストリング４はｖ相に、電源ストリング５はｗ相に、それぞれ対応している。【００４１】
電源ストリング３は、三つの電源ユニット３１〜３３を備え、対応するｕ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット３１〜３３の間で分担して生成している。三つの電源ユニット３１〜３３は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット３１〜３３のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧を合成して出力することができる。【００４２】
同様に、電源ストリング４は、三つの電源ユニット４１〜４３を備え、対応するｖ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット４１〜４３の間で分担して生成している。三つの電源ユニット４１〜４３は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット４１〜４３のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧を合成して出力することができる。【００４３】
同様に、電源ストリング５は、三つの電源ユニット５１〜５３を備え、対応するｗ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット５１〜５３の間で分担して生成している。三つの電源ユニット５１〜５３は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット５１〜５３のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧を合成して出力することができる。【００４４】
電源ストリング３〜５はＹ（スター）結線方式によって結線されている。【００４５】
このため、ｕ相の三つの電源ユニット３１〜３３の電気的な直列接続の一端、ｖ相の三つの電源ユニット４１〜４３の電気的な直列接続の一端、及びｗ相の三つの電源ユニット５１〜５３の電気的な直列接続の一端が三相結線９によって電気的に接続されている。ｕ相の三つの電源ユニット３１〜３３の電気的な直列接続の他端、ｖ相の三つの電源ユニット４１〜４３の電気的な直列接続の他端、及びｗ相の三つの電源ユニット５１〜５３の電気的な直列接続の他端は、それぞれ、三相変圧器２の対応する相の二次巻線に電気的に接続されている。【００４６】
尚、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３の具体的な構成は図２を用いて後述する。
（中央制御装置の機能的構成）
中央制御装置６は、電力系統１０と電源装置１とが連系して電力の授受ができるように、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれの作動を制御する電子回路装置であり、主要な構成要素として、演算処理装置（マイクロコンピュータ）や記憶装置を備えている。演算処理装置や記憶装置は他の複数の電子部品と共に回路基板に実装され、制御盤の中に組み込まれている。【００４７】
中央制御装置６には、入力情報として、蓄電システムと三相変圧器２との間に発生する三相交流電圧に関する情報（電力系統１０の三相交流電圧に関する情報）、及び蓄電システムと三相変圧器２との間において流れる三相交流電流に関する情報がインターフェース回路を介して入力されている。【００４８】
中央制御装置６は、記憶装置に格納されたプログラムにしたがって動作し、インターフェース回路を介して入力された入力情報、及び記憶装置に格納された記憶情報を含む複数の情報に基づいて、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれの作動を制御するための制御指令を演算し、その制御指令に関する信号を、無線通信或いは有線通信によって、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれに信号伝送している。【００４９】
電源ユニット３１〜３３は、それぞれ、中央制御装置６から信号伝送された制御指令に基づいて、ｕ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。電源ユニット４１〜４３は、それぞれ、中央制御装置６から信号伝送された制御指令に基づいて、ｖ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。電源ユニット５１〜５３は、それぞれ、中央制御装置６から信号伝送された制御指令に基づいて、ｗ相の交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。【００５０】
電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれに対して信号伝送される制御指令は、電源ストリング３，４，５のそれぞれにおいて生成する目標交流電圧を示す指令と、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれが、対応する目標電圧に対して生成する矩形波状の電圧パターンを決めるためのパターン生成電圧を示す指令である。【００５１】
目標電圧を示す指令は一般的には変調波（基本波）と呼ばれている。変調波は、直流電圧から交流電圧を生成する場合には正弦波が用いられている。パターン生成電圧を示す指令は一般的には搬送波(キャリア)として呼ばれている。搬送波は、変調波よりも周波数が大きい三角波やのこぎり波が用いられており、目標交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために変調波と比較される。【００５２】
本実施例では、電源ストリング３〜５のそれぞれにおいて、対応する複数の電源ユニットによって、目標交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を分担して生成している。このため、電源ストリング３の電源ユニット３１〜３３のそれぞれに信号伝送される搬送波は、電位レベルの異なる三角波となる。電源ストリング４の電源ユニット４１〜４３のそれぞれ、電源ストリング５の電源ユニット５１〜５３のそれぞれにも、電位レベルの異なる三角波が信号伝送されている。【００５３】
尚、搬送波は、電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれにおいて生成してもよい。この場合、搬送波の生成に必要な情報が中央制御装置６から信号伝送されるようになる。例えば電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれにおいて、どの搬送波の電位レベルに関する情報、搬送波の振幅の高さに関する情報が信号伝送されるようになる。
（計測装置の構成）
電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３のそれぞれを作動させるための制御指令を生成するためには、電源ストリング３〜５と三相変圧器２の二次巻線（低圧側）との間において授受される交流電圧及び交流電流に関する情報が必要である。このため、蓄電システムには、電源ストリング３〜５と三相変圧器２の二次巻線との間において授受される交流電圧及び交流電流に関する情報を取得するために、電流計測装置７及び電圧計測装置８が設置されている。【００５４】
電流計測装置７は、電源ストリング３〜５のそれぞれと三相変圧器２の二次巻線との間に設けられ、それらの間において授受される交流電流に対応した信号を出力する電流センサ部と、電流センサから出力された信号を信号処理して交流電流を検出し、この検出した交流電流を計測値として、この計測値に関する信号を計測信号として中央制御装置６に出力する検出部とを備えている。【００５５】
電圧計測装置８は、電源ストリング３〜５のそれぞれと三相変圧器２の二次巻線との間に設けられ、それらの間において授受される交流電圧に対応した信号を出力する電圧センサ部と、電圧センサから出力された信号を信号処理して交流電圧を検出し、この検出した交流電圧を計測値として、この計測値に関する信号を計測信号として中央制御装置６に出力する検出部とを備えている。【００５６】
電流計測装置７及び電圧計測装置８はセンサ部のみの構成とすることも可能である。この場合、検出部は中央制御装置６側に設けられることになり、センサ部からの信号を受けた中央制御装置６が三相交流電流及び三相交流電圧を検出することになる。このような構成の方が、電流計測装置７及び電圧計測装置８を簡単な構成にでき、低コスト化の効果がある。【００５７】
尚、本実施例では、三相変圧器２の二次側に電流計測装置７及び電圧計測装置８を設置し、三相交流電流及び三相交流電圧を計測する場合を例に挙げて説明するが、電流計測装置７及び電圧計測装置８を三相変圧器２の一次側に設置して三相交流電流及び三相交流電圧を計測するようにしてもよい。【００５８】
三相交流電圧及び三相交流電流を三相変圧器２の二次側において計測する場合には、三相交流電圧及び三相交流電流を三相変圧器２の一次側において計測する場合に比べて、電流計測装置７及び電圧計測装置８の耐圧や電気絶縁を低くでき、電流計測装置７及び電圧計測装置８の低コスト化を図ることができる。
（電源ストリングの動作原理）
次に、図３を用いて、電源ストリングの動作原理を、図２の構成を参酌しながら説明する。【００５９】
ここでは、図２に示す電源ユニット３１と同じ構成の電源ユニットＡ〜Ｄの電気的な直列接続によって、一つの電源ストリングＳを構成したときの動作原理、すなわち一つの交流電圧の生成方法について説明する。【００６０】
図３は、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて生成する矩形波状の出力電圧パターンを生成するための制御指令と、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて生成された矩形波状の出力電圧と、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれの矩形波状の出力電圧を合成して生成した一相分の交流電圧との対応関係の時間変化（半（１／２）サイクル分）を示す。制御指令としては、電源ストリングＳに対する目標交流電圧を示す変調波（正弦波）と、電源ストリングＳを構成する電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれに対応するキャリア（三角波である搬送波）を示す。【００６１】
図３の横軸は時間を示す。【００６２】
図３の縦軸は、制御指令である変調波及び搬送波の波形の電位レベル及び出力電圧を示す。具体的には、図３（Ａ）は電源ストリングＳ（電源ユニットＡ〜Ｄ）に対する変調波及び電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれに対するキャリアの電位レベルを示す。尚、図中、変調波は実線で、キャリアは破線で、それぞれ示している。図３（Ｂ）〜（Ｅ）は、それぞれ、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれの矩形波状の出力電圧を示す。図３（Ｆ）は電源ストリングＳの出力電圧を示す。【００６３】
電源ストリングＳは、図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて、矩形波状の出力電圧を分担して生成する。矩形波状の出力電圧は、電源ユニットＡ〜Ｄが電気的に直列に接続されていることから、図３（Ｆ）に示すように合成され、目標交流電圧を示す変調波（正弦波）に近い正弦波の交流電圧として、電源ストリングＳから出力される。【００６４】
電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて、矩形波状の出力電圧を生成する場合には、図３（Ａ）に示すように、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれの電力制御回路８０（図２を用いて後述する）において、目標交流電圧を示す正弦波状の変調波と、対応する三角波状のキャリア（搬送波）とを比較し、キャリアに対して変調波が大きい場合に電圧を出力するようにして電圧生成パターンを生成する。ここで、図３（Ａ）に示すように、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれに対するキャリアの電位レベルがそれぞれ異なっているので、電源ユニットＡ〜Ｄは、それぞれ、図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、異なるパルス幅の矩形波状の電圧を生成することができる。【００６５】
電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれの電力制御回路８０は、変調波とキャリアとの比較に基づいて、対応する電源ユニットにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、対応する電源ユニットのスイッチング回路６０を構成するスイッチング素子６１〜６４（図２を用いて後述する）のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、対応する電源ユニットのスイッチング回路６０を構成するスイッチング素子６１〜６４のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、この生成されたノッチ波を、対応する電源ユニットのスイッチング回路６０を構成するスイッチング素子６１〜６４のそれぞれのゲートに出力する。これにより、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれのスイッチング回路６０を構成するスイッチング素子６１〜６４がスイッチング動作（オン，オフ）され、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて、矩形波状の電圧生成パターンに対応した矩形波状の電圧（図３（Ｂ）〜（Ｅ）参照）が生成される。【００６６】
電源ストリングＳは、後述するように、電源ユニットＡ〜Ｄの出力側（交流側）が電気的に直列に接続されている。このため、電源ユニットＡ〜Ｄのそれぞれにおいて生成されて出力された、パルス幅の異なる矩形波状の電圧は合成されて（足し合わされて）出力される。この合成電圧は、図３（Ｆ）に示すように、図３（Ｂ）〜（Ｅ）の矩形波状の電圧を、図３（Ｅ）から順に積み上げた階段状の波形となり、この波形の縁をマクロ的に見ると、図３（Ａ）に示す目標交流電圧（変調波）に近似した正弦波形となる。この結果、電源ストリングＳは、図３（Ａ）に示す目標交流電圧（変調波）に近似した振幅、周期で変化する交流電圧を出力することができる。【００６７】
以上のように、図３では、四つの電源ユニットによって一つの電源ストリングを構成し、電源ストリングの出力電圧を、四つの電源ユニットによって分担して生成するときの動作原理について説明したが、複数の電源ユニットによる出力電圧の分担は、複数の電源ストリングに跨ってもよい。また、分担する電源ユニットの数が多ければ、目標交流電圧により近似した交流電圧を出力することができる。
（電源ユニットの構成）
次に、電源ユニットの構成を説明する。【００６８】
図１に示す電源ユニット３１〜３３，４１〜４３，５１〜５３はいずれも構成が同じであるので、以下では、電源ユニット３１を代表に挙げてその構成を、図２を用いて説明し、その他の電源ユニット３２，３３，４１〜４３，５１〜５３の構成の説明は省略する。【００６９】
図２に示すように、電源ユニット３１は、主要な構成要素として、蓄電ユニット（或いは電池ユニット）１００及び電力変換ユニット２００を備え、変調波と搬送波との比較によって得られたオンオフ信号（ノッチ波）に基づいて、交流電圧を生成するための矩形波状の電圧の一つを生成している。【００７０】
蓄電ユニット１００と電力変換ユニット２００との間は、蓄電ユニット１００の正極側と電力変換ユニット２００の直流正極側とが直流正極側電路によって電気的に接続されることにより、さらには、蓄電ユニット１００の負極側と電力変換ユニット２００の直流負極側とが直流負極側電路によって電気的に接続されることにより、電気的に接続されている。
（蓄電ユニットの概略構成）
蓄電ユニット１００は、主要な構成要素として、複数の蓄電器１１を備え、直流電力を充放電している。蓄電器１１としては、前述したように、蓄電池であるリチウムイオン二次電池を用いている。複数の蓄電器１１は、図５を用いて後述するように、電気的に直並列に接続されている。【００７１】
尚、蓄電ユニット１００を構成する蓄電器１１の数や、複数の蓄電器をどのように電気的に接続するかは、電源装置１に要求される定格出力電圧や定格蓄電容量などに応じて適宜設定すればよい。
（電力変換ユニットの構成）
電力変換ユニット２００は、主要な構成要素として、スイッチング回路６０、スイッチング回路６０の作動を制御する電力制御回路８０及び負荷側接続端７０を備え、蓄電ユニット１００から直流電力を放電する場合には、蓄電ユニット１００から出力された直流電圧から、交流電圧を生成するための一つの矩形波状の電圧を生成して出力し、蓄電ユニット１００に直流電力を充電する場合には、入力された交流電圧から直流電圧を生成して蓄電ユニット１００に出力している。
（スイッチング回路の構成）
スイッチング回路６０は半導体のスイッチング素子６１〜６４を備え、スイッチング素子６１〜６４の電気的なブリッジ接続によって、電力変換回路の一つである単相フルブリッジインバータ回路を構成している。スイッチング素子６１〜６４には、Ｎｃｈ型電界効果トランジスタ（MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor））を用いている。尚、スイッチング素子６１〜６４としては、他のスイッチング素子、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor））などを用いてもよい。【００７２】
単相フルブリッジインバータ回路は、具体的には、上アームのスイッチング素子６１のソースと下アームのスイッチング素子６２のドレインとの電気的な直列接続によって構成された第１のアームと、上アームのスイッチング素子６３のソースと下アームのスイッチング素子６４のドレインとの電気的な直列接続によって構成された第２のアームとが、上アームのスイッチング素子６１，６３のドレイン同士の電気的な接続、及び下アームのスイッチング素子６２，６４のソース同士の電気的な接続によって、電気的に並列に接続されることにより構成されている。【００７３】
スイッチング素子６１〜６４のそれぞれのドレインとソースとの間には、ソースからドレインに向かって順方向となるように、ダイオードが電気的に接続されている。具体的には、スイッチング素子６１のドレインとソースとの間にはダイオード６５が、スイッチング素子６２のドレインとソースとの間にはダイオード６６が、スイッチング素子６３のドレインとソースとの間にはダイオード６７が、スイッチング素子６４のドレインとソースとの間にダイオード６８が、それぞれ、電気的に接続されている。ダイオード６５〜６８は、別個に用意して電気的に接続したものではなく、電界効果トランジスタの構造上、ドレインとソースとの間に寄生したものである。尚、スイッチング素子６１〜６４として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いた場合には、別個に用意したダイオードをドレインとソースとの間に電気的に接続する必要がある。【００７４】
上アームのスイッチング素子６１，６３のドレインは直流正極側接続端として、蓄電ユニット１００の正極側端子に、下アームのスイッチング素子６２，６４のソースは直流負極側接続端として、蓄電ユニット１００の負極側端子に、それぞれ、電気的に接続されている。【００７５】
第１のアームの中点、すなわち上アームのスイッチング素子６１のソースと下アームのスイッチング素子６２のドレインとの電気的な接続点は、交流側（負荷側）接続端の一方としてスイッチング回路６０から外に引き出され、交流側（負荷側）接続端子７０の一方に電気的に接続されている。第２のアームの中点、すなわち上アームのスイッチング素子６３のソースと下アームのスイッチング素子６４のドレインとの電気的な接続点は、交流側接続端の他方としてスイッチング回路６０から外に引き出され、交流側接続端子７０の他方に電気的に接続されている。
（電力制御回路の機能的構成）
電力制御回路８０は、中央制御装置６から信号伝送された制御指令に対応した矩形波状の電圧が、交流側接続端子７０間に発生するように、スイッチング素子６１〜６４の駆動を制御する電子回路装置であり、主要な構成要素として、演算処理装置（マイクロコンピュータ）及び記憶装置を備えている。演算処理装置や記憶装置は他の複数の電子部品と共に回路基板に実装され、電源ユニット３１内に設けられた電子回路収納箱に収納されている。【００７６】
電力制御回路８０には、入力情報として、中央制御装置６から有線或いは無線によって信号伝送された制御指令（変調波及び搬送波）がインターフェース回路を介して入力されている。【００７７】
電力制御回路８０は、記憶装置に格納されたプログラムにしたがって動作し、入力情報、及び記憶装置に格納された記憶情報を含む複数の情報に基づいて、矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、スイッチング素子６１〜６４をスイッチング動作（オン，オフ）させるための駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、スイッチング素子６１〜６４のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、この生成されたノッチ波をスイッチング素子６１〜６４のそれぞれのゲートに出力する。これにより、スイッチング素子６１〜６４はスイッチング動作（オン，オフ）する。この結果、スイッチング回路６０は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。【００７８】
ノッチ波は矩形波状のパルス信号であり、駆動信号或いはゲート信号と呼ばれる場合もある。
（電源ユニットの交流側の電気的な接続構成）
次に、図１の電源ストリング３〜５のそれぞれにおける電源ユニットの交流側の電気的な接続関係について説明する。図２を用いて説明した電源ユニット３１の構成により、電源ストリング３〜５のそれぞれにおける電源ユニットの交流側の電気的な接続関係は、以下に示す関係になる。【００７９】
電源ストリング３
電源ユニット３１
交流側接続端子の一方の接続先  −  三相変圧器２のｕの二次巻線
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット３２の交流側接続端子の一方
電源ユニット３２
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット３１の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット３３の交流側接続端子の一方
電源ユニット３３
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット３２の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  三相結線９
電源ストリング４
電源ユニット４１
交流側接続端子の一方の接続先  −  三相変圧器２のｖの二次巻線
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット４２の交流側接続端子の一方
電源ユニット４２
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット４１の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット４３の交流側接続端子の一方
電源ユニット４３
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット４２の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  三相結線９
電源ストリング５
電源ユニット５１
交流側接続端子の一方の接続先  −  三相変圧器２のｗの二次巻線
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット５２の交流側接続端子の一方
電源ユニット５２
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット５１の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  電源ユニット５３の交流側接続端子の一方
電源ユニット５３
交流側接続端子の一方の接続先  −  電源ユニット５２の交流側接続端子の他方
交流側接続端子の他方の接続先  −  三相結線９
以上説明した関係によれば、電源ストリング３〜５のいずれも、対応する電源ユニットの交流側が電気的に直列に接続され、三相変圧器２の対応する相の二次巻線と三相結線９との間に電気的に直列に接続されている。
（蓄電ユニットの詳細な構成）
次に、図４乃至６を用いて、蓄電ユニット１００の構成を詳細に説明する。【００８０】
図４に示すように、蓄電ユニット１００は、主要な構成要素として、蓄電パック（或いは電池パック）１１０及び蓄電制御装置（或いは電池制御装置）１５０を備え、交流電圧を生成するための一つの矩形波状の電圧を生成するために必要な直流電力を放電し、電力変換ユニット２００に供給する。蓄電ユニット１００は電力変換ユニット２００から直流電力の供給を受け、その電力を充電している。
（蓄電パックの構成）
蓄電パック１１０は、蓄電モジュール（電池モジュール）１２０〜１４０、放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４を主要な構成要素として備え、直流電力を充放電している。【００８１】
蓄電モジュール１２０の正極側には充電スイッチ１０２が、蓄電モジュール１３０の正極側には充電スイッチ１０３が、蓄電モジュール１４０の正極側には充電スイッチ１０４が、それぞれ、電気的に接続されている。充電スイッチ１０２〜１０４の蓄電モジュール１２０〜１４０側とは反対側は電気的に接続されている。充電スイッチ１０２〜１０４の蓄電モジュール１２０〜１４０側とは反対側の電気的な接続には放電スイッチ１０１が電気的に直列に接続されている。これにより、蓄電モジュール１２０は充電スイッチ１０２及び放電スイッチ１０１を介して、蓄電モジュール１３０は充電スイッチ１０３及び放電スイッチ１０１を介して、蓄電モジュール１４０は充電スイッチ１０４及び放電スイッチ１０１を介して、それぞれ、電力変換ユニット２００の直流正極側に電気的に接続されている。【００８２】
蓄電モジュール１２０〜１４０の負極側は電気的に接続されていると共に、電流を制御するためのスイッチを介さずに電力変換ユニット２００の直流負極側に電気的に接続されている。【００８３】
放電スイッチ１０１の充電スイッチ１０２〜１０４側とは反対側には、電力変換ユニット２００と蓄電パック１１０との間において授受される電流（蓄電パック１１０の充放電電流）を計測するための電流計測装置１０９が設けられている。電流計測装置１０９には変流器を用いている。電流計測装置１０９としてはシャント抵抗器（分流器）などの他の機器を用いてもよい。【００８４】
蓄電モジュール１２０〜１４０は、それぞれ、複数の蓄電ブロック（或いは電池ブロック）の電気的な直列接続によって構成されている。具体的には、蓄電モジュール１２０は蓄電ブロック１２１，１２２を備え、蓄電ブロック１２１，１２２の電気的な直列接続によって構成されている。蓄電モジュール１３０は蓄電ブロック１３１，１３２を備え、蓄電ブロック１３１，１３２の電気的な直列接続によって構成されている。蓄電モジュール１４０は蓄電ブロック１４１，１４２を備え、蓄電ブロック１４１，１４２の電気的な直列接続によって構成されている。【００８５】
蓄電ブロックの詳細な構成については、図５を用いて後述する。【００８６】
放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４は、それぞれ、半導体のスイッチング素子によって構成されている。半導体のスイッチング素子にはＮｃｈ型電界効果トランジスタを用いている。【００８７】
放電スイッチ１０１として、蓄電モジュール１２０〜１４０に共通に設けられた電界効果トランジスタは、蓄電モジュール１２０〜１４０から電力変換ユニット２００に流れる電流（放電電流）を制御するように、すなわち寄生ダイオードの順方向が電力変換ユニット２００から蓄電モジュール１２０〜１４０に向かう方向になるように、ソースが電力変換ユニット２００の直流正極側に、ドレインが充電スイッチ１０２〜１０４側に、それぞれ、電気的に接続されている。【００８８】
充電スイッチ１０２として、蓄電モジュール１２０専用として設けられた電界効果トランジスタは、電力変換ユニット２００から蓄電モジュール１２０に流れる電流（充電電流）を制御するように、すなわち寄生ダイオードの順方向が蓄電モジュール１２０から放電スイッチ１０１に向かう方向になるように、ソースが蓄電モジュール１２０の正極側に、ドレインが放電スイッチ１０１側に、それぞれ、電気的に接続されている。充電スイッチ１０３として、蓄電モジュール１３０専用として設けられた電界効果トランジスタは、電力変換ユニット２００から蓄電モジュール１３０に流れる電流（充電電流）を制御するように、すなわち寄生ダイオードの順方向が蓄電モジュール１３０から放電スイッチ１０１に向かう方向になるように、ソースが蓄電モジュール１３０の正極側に、ドレインが放電スイッチ１０１側に、それぞれ、電気的に接続されている。充電スイッチ１０４として、蓄電モジュール１４０専用として設けられた電界効果トランジスタは、電力変換ユニット２００から蓄電モジュール１４０に流れる電流（充電電流）を制御するように、すなわち寄生ダイオードの順方向が蓄電モジュール１４０から放電スイッチ１０１に向かう方向になるように、ソースが蓄電モジュール１４０の正極側に、ドレインが放電スイッチ１０１側に、それぞれ、電気的に接続されている。【００８９】
ここで、放電スイッチ１０１と充電スイッチ１０２〜１０４は、放電スイッチ１０１として設けられた電界効果トランジスタのドレインと、充電スイッチ１０２〜１０４として設けられた電界効果トランジスタのドレインとが電気的に接続され、放電スイッチ１０１として設けられた電界効果トランジスタと、充電スイッチ１０２〜１０４として設けられた電界効果トランジスタの寄生ダイオードの順方向の向きが逆向きになっている、いわゆる逆接続の関係になっている。【００９０】
充電スイッチ１０２〜１０４は、突入電流に対する蓄電器の保護範囲（単位）に対応して設けられている。保護範囲は、電気的に並列に接続された複数の蓄電器群間の電位差に基づいて、最低電位の電池群に流れる突入電流が蓄電器の許容電流を越えないように、充電スイッチによって最低電位の電池群に流れる突入電流を阻止或いは制御可能な範囲で決定されている。従って、蓄電モジュール１２０〜１４０は、突入電流に対する蓄電器の保護範囲を示し、最低電位の電池群に流れる突入電流が蓄電器の許容電流を越えないように、充電スイッチによって最低電位の電池群に流れる突入電流を阻止或いは制御可能な範囲から決定される複数の蓄電器の集合（蓄電器群）である。【００９１】
放電スイッチ１０１は、電気的に並列に接続された蓄電モジュール１２０〜１４０を主回路から電気的に切離す範囲（単位）に対応して設けられている。切り離し範囲は、電気的に接続される蓄電器の数が蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれよりも多く、電源装置１の負荷運転中において蓄電器を交換するときの蓄電器の充放電停止の範囲から決定されている。従って、蓄電パック１１０は切り離し範囲を示し、充放電停止の範囲から決定される複数の蓄電器の集合（蓄電器群）である。【００９２】
このような考えに基づいて、放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４を設けるようにすれば、充電スイッチ１０２〜１０４に合わせて放電スイッチ１０１を設ける必要がなくなるので、放電スイッチ１０１の数を削減でき、突入電流に対する信頼性を確保しながら、低コスト化を図ることができる。【００９３】
尚、充電スイッチ１０２〜１０４は一つの電界効果トランジスタで構成しているが、耐圧が大きい場合には二つ以上の電界効果トランジスタを電気的に直列に接続して、電流容量が大きい場合には二つ以上の電界効果トランジスタを電気的に並列に接続して、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれを構成してもよい。
（蓄電ブロックの構成）
次に、蓄電ブロックの構成を説明する。【００９４】
図４に示す蓄電ブロック１２１，１２２，１３１，１３２，１４１，１４２はいずれも構成が同じであるので、以下では、蓄電ブロック１２１を代表に挙げてその構成を、図５を用いて説明し、その他の蓄電ブロック１２２，１３１，１３２，１４１，１４２の構成の説明は省略する。【００９５】
蓄電ブロック１２１は、図５に示すように、ｎ個（ｎは１，２，３…の任意の正の整数）の蓄電器１１を電気的に直列に接続した蓄電器列をｍ個（ｍは１，２，３…の任意の正の整数）、電気的に並列に接続した蓄電器群によって構成されている。本実施例においては、ｎ，ｍが２以上、すなわち蓄電器１１が４個以上、電気的に直並列に接続された蓄電器群としている。【００９６】
尚、ｎが１、ｍが２以上の場合には、蓄電器１１が２個以上、電気的に並列に接続された蓄電器群が構成されることになり、ｍが１、ｎが２以上の場合には、蓄電器１１が２個以上、電気的に直列に接続された蓄電器群が構成されることになるが、蓄電器１１の数やその電気的な接続構成は、電源装置１に要求される出力電圧、蓄電容量などの仕様に応じて、適宜決定される。
（蓄電制御装置の構成）
蓄電制御装置１５０は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの状態を検知し、この検知情報に基づいて、放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４の駆動を制御し、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電を制御する電子回路装置であり、主要な構成要素として、演算処理装置（マイクロコンピュータ）や記憶装置を備えた蓄電制御回路１６０、放電スイッチ１０１を駆動する放電スイッチ駆動回路１７０、充電スイッチ１０２〜１０４を駆動する充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３、及び蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの電圧や充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのドレイン−ソース間の電圧を計測する電圧計測回路１８０，１９０を備えている。蓄電制御回路１６０、放電スイッチ駆動回路１７０、充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３及び電圧計測回路１８０，１９０は他の複数の電子部品と共に回路基板に実装され、蓄電ユニット１００内に設けられた電子回路収納箱に収納されている。【００９７】
蓄電制御回路１６０は、記憶装置に格納された所定のプログラムにしたがって動作する。蓄電制御回路１６０の機能的構成は、図６を用いて後述する。【００９８】
放電スイッチ駆動回路１７０は、蓄電制御回路１６０から出力された制御信号に基づいて、放電スイッチ１０１のゲートに入力される駆動電圧（パルス電圧）を生成し、放電スイッチ１０１のゲートに入力し、放電スイッチ１０１をスイッチング（オン、オフ）させるゲート信号生成回路である。放電スイッチ１０１のゲートに入力される駆動電圧は、放電スイッチ１０１のソース側の電位を基準電位（グランド電位）として生成された正の電圧である。【００９９】
充電スイッチ駆動回路１７１は、蓄電制御回路１６０から出力された制御信号に基づいて、充電スイッチ１０２のゲートに入力される駆動電圧（パルス電圧）を生成し、充電スイッチ１０２のゲートに入力し、充電スイッチ１０２をスイッチング（オン、オフ）させるゲート信号生成回路である。充電スイッチ１０２のゲートに入力される駆動電圧は、蓄電モジュール１２０の充電スイッチ１０２側とは反対側の電位を基準電位（グランド電位）として生成された正の電圧である。【０１００】
充電スイッチ駆動回路１７２は、蓄電制御回路１６０から出力された制御信号に基づいて、充電スイッチ１０３のゲートに入力される駆動電圧（パルス電圧）を生成し、充電スイッチ１０３のゲートに入力し、充電スイッチ１０３をスイッチング（オン、オフ）させるゲート信号生成回路である。充電スイッチ１０３のゲートに入力される駆動電圧は、蓄電モジュール１３０の充電スイッチ１０３側とは反対側の電位を基準電位（グランド電位）として生成された正の電圧である。【０１０１】
充電スイッチ駆動回路１７３は、蓄電制御回路１６０から出力された制御信号に基づいて、充電スイッチ１０４のゲートに入力される駆動電圧（パルス電圧）を生成し、充電スイッチ１０４のゲートに入力し、充電スイッチ１０４をスイッチング（オン、オフ）させるゲート信号生成回路である。充電スイッチ１０４のゲートに入力される駆動電圧は、蓄電モジュール１４０の充電スイッチ１０４側とは反対側の電位を基準電位（グランド電位）として生成された正の電圧である。【０１０２】
電圧計測回路１８０は選択部１８１及び電圧計測部１８２，１８３を備えている。【０１０３】
選択部１８１は、蓄電モジュール１２０と充電スイッチ１０２との電気的な接続列、蓄電モジュール１３０と充電スイッチ１０３との電気的な接続列及び蓄電モジュール１４０と充電スイッチ１０４との電気的な接続列のいずれかを選択する切替スイッチを備えており、選択した接続列の２つの蓄電ブロックの間の電位（蓄電ブロック１２１，１２２の間の電位、蓄電ブロック１３１，１３２の間の電位、蓄電ブロック１４１，１４２の間の電位のいずれか）を入力している。【０１０４】
電圧計測部１８２は、一端が充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのドレイン側に電気的に接続され、他端が電圧計測部１８３の一端（選択部１８１の出力端）に電気的に接続された抵抗分圧回路及び増幅回路を備えており、充電スイッチ１０２〜１０４のドレイン側の電位と、選択部１８１によって選択された電位（蓄電ブロック１２１，１２２の間、蓄電ブロック１３１，１３２の間、蓄電ブロック１４１，１４２の間のいずれかの中間電位）との電位差（電圧）を抵抗分圧回路によって分圧し、この分圧された電圧を増幅回路によって増幅して蓄電制御回路１６０に出力している。【０１０５】
電圧計測部１８３は、一端が電圧計測部１８２の他端（選択部１８１の出力端）に電気的に接続され、他端が蓄電モジュール１２０〜１４０の充電スイッチ１０２〜１０４側とは反対側、すなわち負極側に電気的に接続された抵抗分圧回路及び増幅回路を備えており、蓄電モジュール１２０〜１４０の充電スイッチ１０２〜１０４側とは反対側、すなわち負極側の電位と、選択部１８１によって選択された電位（蓄電ブロック１２１，１２２の間、蓄電ブロック１３１，１３２の間、蓄電ブロック１４１，１４２の間のいずれかの中間電位）との電位差（電圧）を抵抗分圧回路によって分圧し、この分圧された電圧を増幅回路によって増幅して蓄電制御回路１６０に出力している。【０１０６】
電圧計測回路１９０は選択部１９１及び電圧計測部１９２を備えている。【０１０７】
選択部１９１は、蓄電モジュール１２０と充電スイッチ１０２との電気的な接続列、蓄電モジュール１３０と充電スイッチ１０３との電気的な接続列及び蓄電モジュール１４０と充電スイッチ１０４との電気的な接続列のいずれかを選択する切替スイッチを備えており、選択した接続列の蓄電ブロックと充電スイッチの間の電位（蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との間の電位、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との間の電位、蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との間の電位のいずれか）を入力している。【０１０８】
電圧計測部１９２は、一端が充電スイッチ１０２〜１０４のドレイン側に電気的に接続され、他端が選択部１９１の出力端に電気的に接続された抵抗分圧回路及び増幅回路を備えており、充電スイッチ１０２〜１０４のドレイン側の電位と、選択部１８１によって選択された電位（蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との間、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との間、蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との間のいずれかの電位）との電位差（電圧）を抵抗分圧回路によって分圧し、この分圧された電圧を増幅回路によって増幅して蓄電制御回路１６０に出力している。【０１０９】
尚、蓄電モジュール１２０〜１４０の両端の電圧を検出する電圧計測回路は一つとしてもよい。この場合、選択部の入力端が、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との間の電位、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との間の電位、蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との間の電位をそれぞれ入力できるようにすればよい。電圧計測回路を一つにすれば、低コスト化を図ることができる。
（蓄電制御回路の機能的構成）
次に、図６を用いて、蓄電制御回路１６０の構成を説明する。【０１１０】
図６に示すように、蓄電制御回路１６０は、主要な構成要素として、演算部１６１、記憶部１６２、電圧検出部１６３、電流検出部１６４及びスイッチ制御部１６５を備え、電力制御回路８０から出力された指令信号や、電圧計測回路１８０，１９０及び電流計測装置１０９から出力された計測信号を含む複数の信号を入力して処理を行い、放電スイッチ駆動回路１７０及び充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３に対する制御信号や、蓄電モジュール１２０〜１４０の状態推定量及び診断結果に関する信号を含む複数の信号を出力している。【０１１１】
記憶部１６２は、演算部１６１の動作に必要な制御プログラムや、蓄電器の特性に関係する特性情報、検出された蓄電器の状態情報、演算によって推定された蓄電器の状態情報、診断情報、使用履歴を含む情報が記憶されており、演算部１６１との間において読み込み及び書き込みができるようになっている。記憶部１６２には外部からのアクセスが可能であり、制御プログラムや特性情報の書き換えや、記憶された各情報の読み出しができるようになっている。【０１１２】
電圧検出部１６３は、電圧計測回路１８０，１９０から出力された計測信号に基づいて、電圧計測部１８２，１８３，１９２によって計測された電圧を検出し、この検出された電圧を演算部１６１に出力している。電圧検出は、アナログ信号である計測信号をアナログ・デジタル変換器によってデジタル信号に変換して信号処理することにより検出することができる。【０１１３】
電圧検出部１６３によって検出される電圧は、電圧計測部１８３によって計測された蓄電ブロック１２２，１３２，１４２のそれぞれの両端の電圧、電圧計測部１８２によって計測された、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との電気的な直列接続列のそれぞれの両端の電圧、電圧計測部１９２によって計測された充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのドレイン−ソース間の電圧である。【０１１４】
電流検出部１６４は、電流計測装置１０９から出力された計測信号に基づいて、蓄電パック１１０と電力変換ユニット２００との間で充放電される電流を検出し、この検出された電流を演算部１６１に出力している。電流検出は、アナログ信号である計測信号をアナログ・デジタル変換器によってデジタル信号に変換して信号処理することにより検出することができる。【０１１５】
スイッチ制御部１６５は、電力制御回路８０から出力された指令信号に基づいて、放電スイッチ１０１のスイッチング動作（オン・オフ）及び充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのスイッチング動作（オン・オフ）を制御するための制御信号を生成し、放電スイッチ駆動回路１７０及び充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれに出力している。【０１１６】
電力制御回路８０から出力された指令信号は、蓄電パック１１０の充放電を開始するための起動信号、蓄電パック１１０の充放電を止める休止信号である。起動信号が入力された場合には、スイッチ制御部１６５は、放電スイッチ駆動回路１７０及び充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれにオンの制御信号を出力する。休止信号が入力された場合には、スイッチ制御部１６５は、放電スイッチ駆動回路１７０及び充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれにオフの制御信号を出力する。また、スイッチ制御部１６５には、演算部１６１の一部の出力も入力されており、演算部１６１の出力によってもスイッチングが制御できるようになっている。【０１１７】
演算部１６１は、電圧検出部１６３及び電流検出部１６４から出力された電圧検出情報及び電流検出情報を入力し、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧、充放電電流、充電状態（ＳＯＣ）、健康（劣化）状態（ＳＯＨ）を演算し、この演算結果に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれについて各種診断を行うと共に、演算された一部の演算情報及び診断結果を電力制御回路８０に出力し、さらには、診断結果をスイッチ制御部１６５に出力している。【０１１８】
このため、演算部１６１は、図６に示すように、主要な構成要素として、相対電流演算部１６１１、電圧演算部１６１２、絶対電流演算部１６１３、ＤＣＲ（直流内部抵抗）演算部１６１４、ＯＣＶ（開放（開路）電圧）演算部１６１５、ＳＯＨ（健康（劣化）状態）演算部１６１６、ＳＯＣ（充電状態）演算部１６１７、及び診断部１６１８を備えている。【０１１９】
電圧検出部１６３によって検出され出力された電圧は相対電流演算部１６１１及び電圧演算部１６１２に入力されている。【０１２０】
電流検出部１６４によって検出され出力された電流は絶対電流演算部１６１３に入力されている。【０１２１】
相対電流演算部１６１１は、電圧検出部１６３によって検出された電圧と、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのオン抵抗値（ドレイン−ソース抵抗）に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電相対電流を演算している。電圧検出部１６３によって検出された電圧は、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれの両端（ドレイン−ソース間）の電圧である。一方、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのオン抵抗値は記憶部１６２に予め記憶されている。このため、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれに流れる相対電流は、電圧検出部１６３によって検出された充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれの両端の電圧を、記憶部１６２に記憶されている充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのオン抵抗値のうち、対応する充電スイッチのオン抵抗値によって除算ことにより演算することができる。【０１２２】
このように演算された充放電相対電流は相対電流演算部１６１１から出力され、絶対電流演算部１６１３に入力されている。【０１２３】
電圧演算部１６１２は、電圧検出部１６３によって検出された電圧に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧を演算している。電圧検出部１６３によって検出された電圧は、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との電気的な直列接続列及び蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との電気的な直列接続列のそれぞれの両端の電圧、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれの両端（ドレイン−ソース間）の電圧、及び蓄電ブロック１２２，１３２，１４２のそれぞれの両端の電圧である。蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧は、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との電気的な直列接続列、及び蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との電気的な直列接続列のそれぞれの両端の電圧から、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれの両端の電圧のうち、対応する充電スイッチの両端の電圧を減算し、蓄電ブロック１２２，１３２，１４２のそれぞれの両端の電圧のうち、対応する蓄電ブロックの両端の電圧を加算することによって演算することができる。【０１２４】
尚、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれがオフしているときには、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧は、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との電気的な直列接続列、及び蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との電気的な直列接続列のそれぞれの両端の電圧に、蓄電ブロック１２２，１３２，１４２のそれぞれの両端の電圧のうち、対応する蓄電ブロックの両端の電圧を加算するだけで演算することができる。すなわち充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれがオフのとき、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれの両端の電圧が実質的にゼロであるので、蓄電ブロック１２１と充電スイッチ１０２との電気的な直列接続列、蓄電ブロック１３１と充電スイッチ１０３との電気的な直列接続列、及び蓄電ブロック１４１と充電スイッチ１０４との電気的な直列接続列のそれぞれの両端の電圧は実質的に蓄電ブロック１２１，１３１．１４１の両端の電圧と見なすことができる。【０１２５】
このように演算された蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧は電圧演算部１６１２から出力され、ＤＣＲ演算部１６１４、ＯＣＶ演算部１６１５に入力されると共に、診断部１６１７に入力されている。【０１２６】
絶対電流演算部１６１３は、電流検出部１６４によって検出された電流と、相対電流演算部１６１１によって演算された相対電流に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流を演算している。このように、充放電絶対電流を演算するのは、後述する診断部１６１８において、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電電流のばらつきを求めるためであり、充放電電流のばらつきを求めるためには、相対電流演算部１６１１によって演算された相対電流を絶対電流に変換する必要があるからである。また、後述するＤＣＲ演算部１６１４及びＯＣＶ演算部１６１５の演算にも、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流が必要であるからである。このため、絶対電流演算部１６１３では、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電相対電流に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０の充放電相対電流の合計値に対する蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電相対電流の比率を演算し、この演算された充放電相対電流の比率を、電流検出部１６４によって検出された蓄電パック１１０の充放電絶対電流に積算して、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流を演算している。【０１２７】
このように演算された充放電絶対電流は絶対電流演算部１６１３から出力され、ＤＣＲ演算部１６１４、ＯＣＶ演算部１６１５に入力されていると共に、診断部１６１８に入力されている。【０１２８】
ＤＣＲ演算部１６１４は、電圧演算部１６１２によって演算された電圧と、絶対電流演算部１６１３によって演算された蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの直流内部抵抗を演算している。電圧演算部１６１２によって演算された電圧は、充電スイッチ１０２〜１０４をそれぞれオン及びオフさせたときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧である。蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの直流内部抵抗（ＤＣＲ）は式１から演算することができる。【０１２９】
ＤＣＲ＝（Ｖ２−Ｖ１）／Ｉ１  …  （式１）
ここで、
Ｖ１は、充電スイッチ１０２〜１０４がオンのときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧を、
Ｖ２は、充電スイッチ１０２〜１０４がオフのときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧を、
Ｉ１は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流を、
それぞれ示す。【０１３０】
このように演算された直流内部抵抗はＤＣＲ演算部１６１４から出力され、ＳＯＨ演算部１６１６及びＯＣＶ演算部１６１５に入力されている。【０１３１】
ＯＣＶ演算部１６１５は、電圧演算部１６１２によって演算された電圧と、絶対電流演算部１６１３によって演算された充放電絶対電流と、ＤＣＲ演算部１６１３によって演算された直流内部抵抗に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの開放（開路）電圧を演算している。電圧演算部１６１２によって演算された電圧は、充電スイッチ１０２〜１０４がオンのときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧である。蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの開放（開路）電圧（ＯＣＶ）は式２から演算することができる。【０１３２】
ＯＣＶ＝Ｖ＋Ｉ・ＤＣＲ  …  （式２）
ここで、
Ｖは、充電スイッチ１０２〜１０４がオンしたときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧を、
Ｉは、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流を、
ＤＣＲは、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの直流内部抵抗を、
それぞれ示す。【０１３３】
このように演算された開放（開路）電圧はＯＣＶ演算部１６１５から出力され、ＳＯＣ演算部１６１７に入力されている。【０１３４】
ＳＯＨ演算部１６１４は、記憶部１６２に記憶された情報と、ＤＣＲ演算部１６１３によって演算された直流内部抵抗に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態を演算している。記憶部１６２に記憶された情報は、健康（劣化）状態と直流内部抵抗との関係を示す特性情報である。健康（劣化）状態は、新品時の蓄電容量を基準として、現在の蓄電容量の大きさを百分率で表した値であり、直流内部抵抗との間に相関関係を有する（図１０参照）。すなわち図１０に示すように、直流内部抵抗が小さければ健康（劣化）状態は良好であり（劣化が小さく）、直流内部抵抗が大きくなればなるほど健康（劣化）状態は悪化する（劣化が大きくなる）とういう直線的な相関関係がある。記憶部１６２には、直流内部抵抗と健康（劣化）状態との関係（図１０参照）がマップ（テーブル）化されて予め格納されており、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの直流内部抵抗に基づいて、直流内部抵抗と健康（劣化）状態との関係を示すマップ（テーブル）を参照することにより演算することができる。【０１３５】
このように演算された健康（劣化）状態はＳＯＨ演算部１６１６から出力され、診断部１６１８に入力されていると共に、蓄電パック１１０の状態情報の一つとして、電力制御回路８０に入力されている。【０１３６】
尚、図１０に示す直線の変化、例えば傾きは、蓄電器として用いられる二次電池の種類、電極に用いられる材料などによって異なる。【０１３７】
ＳＯＣ演算部１６１６は、記憶部１６２に記憶された情報と、ＯＣＶ演算部１６１５によって演算された開放（開路）電圧に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態を演算している。記憶部１６２に記憶された情報は、充電状態と開放（開路）電圧との関係を示す特性情報である。充電状態は、満充電時を基準として、現在の放電可能な電荷量（電流と時間の積算値）を百分率で表した値であり、開放（開路）電圧との間に相関関係を有する（図１１参照）。すなわち図１１に示すように、充電状態０％のときに放電終止電圧となり、充電状態１００％のときに充電終止電圧となると共に、充電状態０％から充電状態１０％くらいまでは電圧が大きく上昇し、充電状態１０％くらいからは電圧の上昇が徐々に小さくなり、充電状態２０％くらいからはほぼ一定の変化率で電圧が上昇するという曲線的な相関関係がある。記憶部１６２には、開放（開路）電圧と充電状態との関係（図１１参照）がマップ（テーブル）化されて予め格納されており、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの開放（開路）電圧に基づいて、開放（開路）電圧と充電状態との関係を示すマップ（テーブル）を参照することにより演算することができる。【０１３８】
このように演算された充電状態はＳＯＣ演算部１６１７から出力され、診断部１６１８に入力されていると共に、蓄電パック１１０の状態情報の一つとして、電力制御回路８０に入力されている。【０１３９】
尚、図１１に示す曲線の変化、例えばは、蓄電器として用いられる二次電池の種類、電極に用いられる材料などによって異なる。【０１４０】
また、図１１に示す関係は温度の影響を受けて変化し易い。このため、温度を含め、図１１に示す関係を、開放（開路）電圧、充電状態及び温度の３つのパラメータで３次元的にマップ（テーブル）化し、温度の検出情報と、開放（開路）電圧の演算情報に基づいて、その３次元マップ（テーブル）を参照することにより、各蓄電モジュールの充電状態を演算するようにしてもよい。このようにすれば、蓄電モジュールの充電状態を精度良く推定できる。【０１４１】
診断部１６１８は、絶対電流演算部１６１３によって演算された充放電絶対電流と、電圧演算部１６１２によって演算された電圧と、ＳＯＨ演算部１６１６によって演算された健康（劣化）状態と、ＳＯＣ演算部１６１７によって演算された充電状態に基づいて、診断している。【０１４２】
絶対電流演算部１６１３によって演算された充放電絶対電流は蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流である。電圧演算部１６１２によって演算された電圧は充電スイッチ１０２〜１０４がオン及びオフのときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧である。ＳＯＨ演算部１６１６によって演算された健康（劣化）状態は蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態である。ＳＯＣ演算部１６１７によって演算された充電状態は蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態である。【０１４３】
診断部１６１８による診断としては、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれに対しての劣化診断、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれに対しての故障診断、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の電圧ばらつき診断、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の電流ばらつき診断を実施している。【０１４４】
劣化診断は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれに劣化度の大きい不良の蓄電器が含まれているかどうかを診る診断ロジックであり、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態と、予め設定された所定の健康（劣化）状態閾値とを比較し、健康（劣化）状態が健康（劣化）状態閾値以下である場合には、蓄電モジュール１２０〜１４０のいずれかに劣化度の大きい不良の蓄電器が含まれていると判断する、というようにロジックが組まれている。【０１４５】
故障診断は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のいずれかに自己放電量の大きい不良の蓄電器が含まれているかどうかを診る診断ロジックであり、充電スイッチ１０２〜１０４を同時にオフ状態にしたときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態を一定時間毎に複数回取得し、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態の時間変化に対する変化（降下）量を演算し、これから蓄電モジュール１２０〜１４０全体の充電状態の変化量の平均値を演算し、この演算された変化（降下）量の平均値と、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態の変化（降下）量とを比較し、両者の差分が、予め設定してある所定の充電状態変化量閾値以上である場合には、蓄電モジュール１２０〜１４０のいずれかに自己放電量の大きい不良の蓄電器が含まれていると判断する、というようにロジックが組まれている。【０１４６】
蓄電器の電極を構成するセパレータが劣化する、或いは、電解液中のリチウムイオンがセパレータにデンドライト状（樹枝状）に析出するなどして正負極間の絶縁が低下すると、蓄電器の電極において微小短絡が発生し、蓄電器の自己放電が大きくなる。正常な蓄電器における自己放電による充電状態の低下は、例えば１ヶ月で５％程度と非常に小さいが、微小短絡が発生すると、蓄電器における自己放電による充電状態の低下は大きくなる。従って、蓄電器の充電状態の変化（降下）量を監視することにより、微小短絡が発生して自己放電量が大きくなった蓄電器を検出することができる。【０１４７】
尚、蓄電器の充電状態と開放（開路）電圧との間には、前述したように、図１１に示す関係があるので、故障診断にあたっては、蓄電器の開放（開路）電圧の変化（降下）量を監視するようにしてもよい。【０１４８】
また、故障診断にあたっては、充電スイッチ１０２〜１０４をオフ状態（充放電停止状態）にしたときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態の変化（降下）量から蓄電器の自己放電量を推定することも考えられるが、分極の影響を受けないようになるまで待つ必要があり、診断に要する時間が長くなる。このため、本実施例では、充電スイッチ１０２〜１０４を同時にオフ状態にして充放電停止からの経過時間を同じ時間として、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態同士を相対的に比較することにより、診断に要する時間を短くしている。【０１４９】
電圧ばらつき診断は、充電スイッチ１０２〜１０４がオフのとき、すなわち無負荷のときの蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の電圧ばらつきが所定の範囲内にあるか否かを診る診断ロジックであり、充電スイッチ１０２〜１４０がオフしているとき（無負荷のとき）の蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の電圧から最大電圧と最小電圧とを選択してそれらの差分を演算し、この演算された両端の電圧の差分と、蓄電器の許容電流に応じて予め設定してある所定のばらつき電圧閾値とを比較し、両端の電圧の差分が、予め設定してある所定のばらつき電圧閾値以上である場合、すなわち蓄電モジュール１２０〜１４０の間の電位差に基づいて、最低電位の蓄電モジュールに流れる突入電流が蓄電器の許容電流を超える場合、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の電圧ばらつきが所定の範囲内から外れ、最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによって最低電位の蓄電モジュールに流れる突入電流を阻止或いは制御する必要があると判断する、というようにロジックが組まれている。【０１５０】
電流ばらつき診断は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の充放電絶対電流のばらつきが所定の範囲内にあるか否かを診る診断ロジックであり、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の充放電絶対電流の最大値と最小値との差分を演算し、この演算された充放電絶対電流差分と、予め設定してある所定の充放電絶対電流閾値とを比較し、充放電絶対電流差分が充放電絶対電流閾値以上である場合には、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の充放電絶対電流のばらつきが所定の範囲内から外れ、基準となる充放電絶対電流の最小値との差分が充放電絶対電流閾値以上の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによって、基準となる充放電絶対電流の最小値との差分が充放電絶対電流閾値以上の蓄電モジュールの充放電絶対電流を絞る必要があると判断する、というようにロジックが組まれている。【０１５１】
劣化診断、故障診断、電圧ばらつき診断、電流ばらつき診断の結果は診断部１６１８から出力され、電力制御回路８０に入力されていると共に、スイッチ制御部１６５に入力されている。【０１５２】
スイッチ制御部１６５は、診断部１６１８から出力された診断結果に基づいて、充電スイッチ１０２〜１０４のそれぞれのスイッチング（オン・オフ）を制御するための制御信号を充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれに出力する。劣化診断、故障診断において、異常があると判断された場合には、異常がある蓄電モジュールに対応する充電スイッチのゲート電圧を制御し、異常がある蓄電モジュールに対する充電スイッチをオフするように、スイッチ制御部１６５から、異常がある蓄電モジュールに対応する充電スイッチの充電スイッチ駆動回路に制御信号が入力される。電圧ばらつき診断、電流ばらつき診断において、ばらつきが大きいと判断された場合には、ばらつきが大きい蓄電モジュールに対応する充電スイッチのゲート電圧を制御し、ばらつきが大きい蓄電モジュールに対する充電スイッチをオフ或いはその充電スイッチによって電流が制限されるように、スイッチ制御部１６５から、異常がある蓄電モジュールに対応する充電スイッチの充電スイッチ駆動回路に制御信号が入力される。【０１５３】
ここで、充電スイッチ１０２〜１０４はＮｃｈ型電界効果トランジスタであるので、充電スイッチ１０２〜１０４をオンするには、図１４に示すように、ソースを基準とした正の閾値以上のゲート電圧をゲートに印加すればよい。正の閾値以上のゲート電圧をゲートに印加すれば、ソース−ドレイン間の抵抗が小さくなり、ソース−ドレイン間に電流が流れる。逆に充電スイッチ１０２〜１０４をオフするには、ゲートに印加されているゲート電圧を正の閾値未満とすればよい。正の閾値未満のゲート電圧をゲートに印加すれば、ソース−ドレイン間の抵抗が大きくなり、ソース−ドレイン間に電流が流れなくなる。充電スイッチ１０２〜１０４によって電流を制限するには、ソースを基準とした正の閾値以上のゲート電圧の大きさを変えればよい。例えば図１４に示す矢印のように、ソースを基準とした正の閾値以上のゲート電圧を小さくすると、ソース−ドレイン間の抵抗が大きくなり、ソース−ドレイン間に流れる電流を絞ることができる。
（蓄電ユニットの動作）
次に、図７乃至９を用いて、蓄電ユニット１００の動作について説明する。
（ステップＳ７００）
中央制御装置６からの起動指令に基づいて、電力制御回路８０が蓄電制御回１６０に起動指令を出力すると、蓄電制御回路１６０では、入力された起動指令によって動作電源が立ち上がり、マイクロプロセッサなどの半導体装置に動作電源から電力が供給される。これにより、蓄電制御回路１６０は作動する。この時、放電スイッチ１０１、充電スイッチ１０２〜１０４はオフの状態にある。
（ステップＳ７０１）
蓄電制御回路１６０は作動すると、放電スイッチ１０１、充電スイッチ１０２〜１０４がオフした状態で状態検知を行う。状態検知としては、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の開放（開路）電圧を求める。蓄電制御回路１６０は、電圧検出部１６３によって検出された電圧に基づいて、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの両端の開放（開路）電圧を電圧演算部１６１２で演算する。この演算された開放（開路）電圧は電圧演算部１６１２から診断部１６１８に入力される。
（ステップＳ７０２）
診断部１６１８では、ステップＳ７０２において演算された開放（開路）電圧に基づいて、電圧ばらつき診断を行い、その結果をスイッチ制御部１６５に出力する。電圧ばらつき診断の結果、電圧ばらつきが無いという否定（Ｎｏ）の場合にはステップＳ７０３に進み、電圧ばらつきが有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ７０４に進む。
（ステップＳ７０３）
電圧ばらつき診断の結果、電圧ばらつきが無いという否定（Ｎｏ）の場合には、スイッチ制御部１６５は、充電スイッチ１０２〜１０４がオンするように、次いで、放電スイッチ１０１がオンするように、充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれにオンさせるための制御指令を出力し、次いで、放電スイッチ駆動回路１７０にオンさせるための制御指令を出力する。この時、充電スイッチ１０２〜１０４による電流制限は行わない。これにより、蓄電パック１１０は、蓄電モジュール１２０〜１４０の電流制限が行われること無く充放電を開始する。【０１５４】
この後、ステップＳ７０６に進む。
（ステップＳ７０４）
電圧ばらつき診断の結果、電圧ばらつきが有りという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、スイッチ制御部１６５は、充電スイッチ１０２〜１０４がオンするように、充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれにオンさせるための制御指令を出力するが、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチに対しては、最低電位の蓄電モジュールの電流が制限され、残りの蓄電モジュールに対応する充電スイッチに対しては、残りの蓄電モジュールの電流が制限されないように、充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３のそれぞれにオンさせるための制御指令を出力する。これにより、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチのゲートに入力されるゲート電圧が、他の充電スイッチのゲートに入力されるゲート電圧よりも小さくなり、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによって、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールの電流を制限することができる。この結果、充電スイッチ１０２〜１０４がオンして蓄電モジュール１２０〜１４０が電気的に接続され、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに突入電流（横流）が流れようとしても、蓄電器１１の許容電流を超えないようにその蓄電モジュールに流れる電流を制限することができ、蓄電器１１を突入電流（横流）から保護することができる。【０１５５】
この後、ステップＳ７０５に進む。
（ステップＳ７０５）
ステップＳ７０５では、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによる電流制限の時間が所定の経過時間を過ぎたかどうか判断する。この結果、電流制限の時間が所定の経過時間を過ぎていないという否定（Ｎｏ）の場合には、電流制限の時間が所定の経過時間を過ぎたかどうかの判断を繰り返し行なう。一方、電流制限の時間が所定の経過時間を過ぎたという肯定（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ７０３に進む。【０１５６】
ステップＳ７０３に進むと、スイッチ制御部１６５は、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチのゲートに入力されるゲート電圧を、他の充電スイッチのゲートに入力されるゲート電圧と同じ電圧し、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによる、最高電位の蓄電モジュールとの間の電位差が大きい最低電位の蓄電モジュールの電流制限を解除する。【０１５７】
また、スイッチ制御部１６５は、放電スイッチ１０１がオンするように、放電スイッチ駆動回路１７０にオンさせるための制御指令を出力する。これにより、蓄電パック１１０は充放電を開始する。
（ステップＳ７０６）
蓄電パック１１０の充放電が開始されると、蓄電制御回路１６０は状態検知を行う。状態検知は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態の推定、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態の推定、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流の演算である。これらの検知結果は診断部１６１８に入力される。【０１５８】
この後、ステップＳ７０７に進む。
（ステップＳ７０７）
診断部１６１８では、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの健康（劣化）状態及び蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充電状態に基づいて、劣化診断及び故障診断を行う。この結果、蓄電モジュール１２０〜１４０のいずれかに、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれるという肯定（Yes）の場合には、ステップＳ７０８に進み、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれないという否定（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ７０９に進む。
（ステップＳ７０９）
劣化診断及び故障診断の結果、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれないという否定（Ｎｏ）の場合には、診断部１６１８は、蓄電モジュール１２０〜１４０のそれぞれの充放電絶対電流に基づいて、電流ばらつき診断を実行する。この結果、蓄電モジュール１２０〜１４０の間に電流ばらつきがあるという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ７１０に進み、電流ばらつきがないという否定の場合には、ステップＳ７０６に戻り、状態検知を行なう。
（ステップＳ７１０）
電流ばらつき診断の結果、電流ばらつきがあるという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、スイッチ制御部１６５は、蓄電モジュール１２０〜１４０のうち、充放電電流閾値以上の充放電電流が流れている蓄電モジュールに対応する充電スイッチの充電スイッチ駆動回路に対して、充放電電流が制限されるように制御指令を出力する。【０１５９】
図１４に用いて説明したように、充電スイッチ１０２〜１０４を構成するＮｃｈ型電界効果トランジスタは、図１４に示す矢印のように、ゲートに入力されるゲート電圧を小さくすると、ソース−ドレイン間の抵抗が大きくなり、ソース−ドレイン間に流れる電流を絞ることができる。従って、スイッチ制御部１６５は、充電スイッチ駆動回路から充電スイッチに入力されるゲート電圧が小さくなるように、充放電電流閾値以上の充放電電流が流れている蓄電モジュールに対応する充電スイッチの充電スイッチ駆動回路に制御指令を出力する。【０１６０】
このように、充放電電流閾値以上の充放電電流が流れている蓄電モジュールの充放電電流を絞ることにより、他の蓄電モジュールとの間の充放電電流のばらつきを小さくすることができ、蓄電モジュール１２０〜１４０の間の蓄電器１１の劣化（寿命）のばらつきの拡大を抑えることができる。【０１６１】
この後、ステップＳ７０６に戻る。
（ステップＳ７０８）
劣化診断及び故障診断の結果、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれるという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、スイッチ制御部１６５は、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれる蓄電モジュールに対応する充電スイッチの充電スイッチ駆動回路に対して、当該充電スイッチがオフするように制御指令を出力する。これにより、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれる蓄電モジュールは他の蓄電モジュールから切り離され、充電できない状態になる。【０１６２】
これにより、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれる蓄電モジュールの充電を制限して、劣化した或いは故障した蓄電器１１に対する過充電を防ぐことができ、蓄電パック１１０の安全性を確保することができる。【０１６３】
この後、ステップＳ７１１に進む。
（ステップＳ７１１）
劣化診断及び故障診断の結果、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれるという判断がなされ、スイッチ制御部１６５によって、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれる蓄電モジュールが他の蓄電モジュールから切り離されると、蓄電制御回路１６０（診断部１６１８）は、電力制御回路８０に異常信号を出力する。また、蓄電制御回路１６０は、蓄電ユニット１００に取り付けられた警告ランプ（図示省略）などを点灯させる。電力制御回路８０は、蓄電制御回路１６０から出力された異常信号に基づいて、自身が所属する電源ユニットの蓄電ユニット１００に異常がある旨を中央制御装置６に通知し、中央制御装置６からの指示を待つ。【０１６４】
中央制御装置６は、電源装置１の運転状態及び異常内容などに応じて、異常がある電源ユニットの電力制御回路８０に、電源ユニットを休止させるかどうかの休止指令や、蓄電ユニット１００における蓄電器１１を交換するかどうかの交換指令などの指令を出力する。電力制御回路８０は、中央制御装置６からの指令を受けて、蓄電制御回路１６０に休止や交換の指示を与える。【０１６５】
この後、ステップＳ７１２に進む。
（ステップＳ７１２）
ステップＳ７１２では、中央制御装置６から休止指令があるか否かを判断し、休止指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ７１３に進み、休止指令がないという否定（Ｎｏ）の場合にはステップＳ７１４に進む。
（ステップＳ７１３）
中央制御装置６から休止指令があるか否かの判断の結果、休止指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、スイッチ制御部１６５は、放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４が全てオフするように、放電スイッチ駆動回路１７０及び充電スイッチ駆動回路１７１〜１７３に対して制御指令を出力する。これにより、放電スイッチ１０１及び充電スイッチ１０２〜１０４が全てオフする。【０１６６】
この後、ステップＳ７１５に進む。
（ステップＳ７１４）
ステップＳ７１４では、中央制御装置６から交換指令があるか否かを判断し、交換指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ７１６に進み、交換指令がないという否定（Ｎｏ）の場合にはステップＳ７０６に戻り、ステップＳ７０６以降の処理を繰り返す。この場合、蓄電ユニット１００は、劣化した或いは故障した蓄電器１１が含まれない残りの蓄電モジュールで運転を継続する。
（ステップＳ７１５）
ステップＳ７１５では、中央制御装置６から交換指令があるか否かを判断し、交換指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ７１６に進み、交換指令がないという否定（Ｎｏ）の場合には制御フローを終了する。
（ステップＳ７１６）
交換指令があるか否かの判断の結果、交換指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、劣化した或いは故障した蓄電器１１を蓄電ユニット１００が停止した状態で交換するための処理を実行し、制御フローを終了する。劣化した或いは故障した蓄電器１１を交換は、人手によって、劣化した或いは故障した蓄電器１１を含む蓄電ブロック或いは蓄電モジュールを単位として行われる。
（ステップＳ７１６）
交換指令があるか否かの判断の結果、交換指令が有るという肯定（Ｙｅｓ）の場合には、劣化した或いは故障した蓄電器１１を、劣化した或いは故障した蓄電器１１を含まない他の蓄電モジュールを稼動させている状態で交換するための処理を実行し、交換終了後、交換した蓄電器１１を含む蓄電モジュールを稼動中の他の蓄電モジュールと電気的に接続するための処理、例えば交換した蓄電器１１を含む蓄電モジュールに対応する充電スイッチや、他の蓄電モジュールに対応する充電スイッチによって、電流制限を行いながら全ての蓄電モジュールの両端の電圧を同じ状態にする処理などを実行し、通常動作に移行させる。劣化した或いは故障した蓄電器１１を交換は、人手によって、劣化した或いは故障した蓄電器１１を含む蓄電ブロック或いは蓄電モジュールを単位として交換が行われる。【０１６７】
この後、ステップＳ７０６に戻り、ステップＳ７０６以降の処理を繰り返す。
【実施例２】
【０１６８】
図１２を用いて、第２実施例を説明する。【０１６９】
第２実施例は第１実施例の変形例であり、図１２に示すように，蓄電モジュール１２０に対応する充電スイッチ１０５を、蓄電モジュール１３０に対応する充電スイッチ１０６を、蓄電モジュール１４０に対応する充電スイッチ１０６を、それぞれ、Ｐｃｈ型電界効果トランジスタを用いて構成し、充電スイッチ１０５〜１０７のそれぞれを、充電スイッチ１０５〜１０７に共通に設けられた一つの充電スイッチ駆動回路１７１から出力された駆動信号（充電スイッチ１０５〜１０７のソースを基準とした負のゲート電圧）で駆動している。【０１７０】
ここで、充電スイッチ１０５〜１０７はＰｃｈ型電界効果トランジスタであるので、充電スイッチ１０５〜１０７をオンするには、図１５に示すように、ソースを基準とした負の閾値以上のゲート電圧をゲートに印加すればよい。負の閾値以上のゲート電圧をゲートに印加すれば、ソース−ドレイン間の抵抗が小さくなり、ソース−ドレイン間に電流が流れる。逆に充電スイッチ１０５〜１０７をオフするには、ゲートに印加されているゲート電圧を負の閾値未満とすればよい。負の閾値未満のゲート電圧をゲートに印加すれば、ソース−ドレイン間の抵抗が大きくなり、ソース−ドレイン間に電流が流れなくなる。充電スイッチ１０５〜１０７によって電流を制限するには、ソースを基準とした負の閾値以上のゲート電圧の大きさを変えればよい。例えば図１５に示す矢印のように、ソースを基準とした負の閾値以上のゲート電圧を小さくすると、ソース−ドレイン間の抵抗が大きくなり、ソース−ドレイン間に流れる電流を絞ることができる。【０１７１】
充電スイッチ１０５〜１０７のソースは、Ｎｃｈ型電界効果トランジスタである放電スイッチ１０１のソースと電気的に接続されている。充電スイッチ１０５〜１０７のドレインは、対応する蓄電モジュールの正極側に電気的に接続されている。【０１７２】
尚、放電スイッチ１０１として、充電スイッチ１０５〜１０７と同様にＰｃｈ型電界効果トランジスタを用いてもよいが、Ｎｃｈ型電界効果トランジスタを用いた方が、Ｐｃｈ型電界効果トランジスタを用いるのに比べて、放電スイッチ１０１をオンさせるするためのソースを基準とした正のゲート電圧の閾値を小さくすることができる。【０１７３】
充電スイッチ１０５〜１０７と充電スイッチ駆動回路１７１との間には、充電スイッチ駆動回路１７１から出力された駆動信号（ゲート電圧）を、充電スイッチ１０５〜１０７のいずれかを選択して出力する選択スイッチ回路１７５が設けられている。選択スイッチ回路１７５は、充電スイッチ１０５〜１０７のそれぞれに対応して設けられ、一端が対応する充電スイッチのゲートに電気的に接続され、他端が充電スイッチ駆動回路１７１の負側に電気的に接続されたスイッチング素子（電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子）１７６と、スイッチング素子１７６のスイッチング（オン・オフ）させるための駆動信号をスイッチング素子１７６に出力する駆動回路１７７とを備えている。選択スイッチ回路１７５の選択は、蓄電制御回１６０（スイッチ制御部）から出力された制御指令により制御されている。【０１７４】
この他の構成は第１実施例と同様であることから、第１実施例と同じ構成には第１実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。【０１７５】
以上説明した第２実施例では、複数の充電スイッチのそれぞれに個別に設けていた充電スイッチ駆動回路を、充電スイッチ１０５〜１０７に対して共通の一つの充電スイッチ駆動回路１７１としたので、充電スイッチ駆動回路１７１の個数を減らすことができる。第２実施例では、充電スイッチ駆動回路の個数を減らし、新たに選択スイッチ回路１７５を追加している。しかし、第２実施例では、充電スイッチ駆動回路の個数を減らした分のコストの低減分から、選択スイッチ回路１７５を新たに追加した分のコスト分を差し引いたとしても、低コスト化を図ることができる。
【実施例３】
【０１７６】
図１３を用いて、第３実施例を説明する。【０１７７】
第３実施例は第２実施例の改良例であり、図１３に示すように，放電スイッチとして機械式スイッチ１０８を用いている。このように、機械式スイッチ１０８を用いれば放電スイッチ駆動回路を削減できる。【０１７８】
この他の構成は第２実施例と同様であることから、第２実施例と同じ構成には第２実施例と同じ符号を付し、その説明を省略する。【０１７９】
以上説明した第３実施例では、放電スイッチ駆動回路を削減した分、さらに低コスト化を図ることができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月2日(2016.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電器が電気的に接続されることにより構成され、前記電気的な接続の態様として、複数の蓄電器が電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されて構成された第１蓄電器群の態様と、前記第１蓄電器群がさらに複数、電気的に並列に接続されて構成された第２蓄電器群の態様とを含む蓄電部と、  前記蓄電部に設けられた第１及び第２電流制御用スイッチと、  前記第１及び第２電流制御用スイッチの作動を制御する第１及び第２制御手段を備えた制御部と、を有し、  前記第１電流制御用スイッチは、前記複数の第１蓄電器群のそれぞれに向かう方向に流れる電流を制限するように、前記複数の第１蓄電器群のそれぞれに対応して設けられており、  前記第２電流制御用スイッチは、前記第１電流制御用スイッチよりも個数が少なく、前記複数の第１蓄電器群に向かう方向とは反対方向に流れる電流を制限するように、前記第１蓄電器群よりも前記蓄電器の数が多い蓄電器群に対応して設けられている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、  前記蓄電部は、前記電気的な接続の態様として、前記第２蓄電器群がさらに複数、電気的に並列に接続されて構成された第３蓄電器群の態様を含む、ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、  前記第１蓄電器群は、前記第１電流制御用スイッチによって、前記第１蓄電器群に向かう方向に流れる電流から、前記第１蓄電器群を構成する所定数の蓄電器を保護するための単位を示し、  前記第２蓄電器群は、前記第３蓄電器群から前記第２蓄電器群を切り離すための単位を示す、ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置において、  前記複数の第１電流制御用スイッチはＮ型電界効果トランジスタによって構成されている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置において、  前記複数の第１電流制御用スイッチはＰ型電界効果トランジスタによって構成されている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置において、  前記複数の第１電流制御用スイッチを駆動する駆動回路を備え、  前記駆動回路は前記複数の第１電流制御用スイッチに対して共通に設けられている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の電源装置において、  前記複数の第１電流制御用スイッチは、それぞれ、対応する前記第１蓄電器群の正極側に電気的に接続されている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電源装置において、  前記第２電流制御用スイッチはＮ型電界効果トランジスタによって構成されている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置において、  前記Ｎ型電界効果トランジスタは前記第２蓄電器群の正極側に電気的に接続されている、ことを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電源装置において、  前記第２電流制御用スイッチは機械式スイッチによって構成されている、ことを特徴とする電源装置。
【国際調査報告】
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