(57)【要約】  二次電池と、二次電池への充電を制御する充電スイッチと、二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有する。複数のモジュールは並列接続されており、スイッチ制御部は少なくとも一つのモジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となるモジュールの充電スイッチをオン状態に制御する蓄電装置である。図１９
2014155986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、前記二次電池への充電を制御する充電スイッチと、前記二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、
充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有し、
前記複数のモジュールは並列接続されており、
前記スイッチ制御部は
少なくとも一つの前記モジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、
前記モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となる前記モジュールの充電スイッチをオン状態に制御する
蓄電装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの電圧の中で、前記モジュールの電圧の中で最高電圧と、前記モジュールの電圧の中で最低電圧との電圧差が所定の値より小の場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールのうち接続されるモジュールの個数が予め設定された数以上の場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの残容量が所定の値より大きい場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの残容量の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの中で、前記モジュールの電圧が最高の第１のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、前記第１のモジュールとモジュールの電圧の電圧差が一定値以下にある第２のモジュールの数を計数し、
前記第２のモジュールの数でシステムの充電電流を除算して、推定モジュール充電電流を求め、
前記推定モジュール充電電流が前記モジュールの最大充電電流より小の場合に、前記第１および第２のモジュールの充電スイッチをオンとする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの中で、前記モジュールの電圧が最高の第１のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、残容量が最高の第３のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、前記第１のモジュールとモジュールの電圧の電圧差が一定値以下で、且つ前記第３のモジュールと残容量の差が一定値以下にある第４のモジュールを計数し、
前記第４のモジュールの数でシステムの充電電流を除算して、推定モジュール充電電流を求め、
前記推定モジュール充電電流が前記モジュールの最大充電電流より小の場合に、前記第４のモジュールの充電スイッチをオンとする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記スイッチ制御部は全ての前記モジュールが放電状態で且つ最高電流の前記モジュールの電流値と最低電流の前記モジュールの電流値との差が所定の値より小さい場合、
または全ての前記モジュールが充電状態で且つ最高電流の前記モジュールの電流値と最低電流の前記モジュールの電流値との差が所定の値より小さい場合、
全ての前記モジュールの充電スイッチをオンとする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記スイッチ制御部は１台以上の前記モジュールの充電電流が前記モジュール１台の最大充電電流値よりも大きい、
または１台以上の前記モジュールの放電電流が前記モジュール１台の最大放電電流値よりも大きい場合、
全てのモジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項１０】
前記スイッチ制御部は前記モジュール充電スイッチをオン状態に切り替える条件が非成立になった場合、全ての前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項１１】
前記スイッチ制御部は最高残容量の前記モジュールのＳＯＣ値が予め設定された値以上の場合、全ての前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項１２】
前記スイッチ制御部は前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える場合、時間のカウントを開始し、予め設定された時間が経過するまでの時間において、前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に保持する請求項１０に記載の蓄電装置。
【請求項１３】
前記モジュールの前記二次電池の正極側端子と外部正極端子間、または前記モジュールの前記二次電池の負極側端子と外部負極端子間に、プリ充電スイッチと電流制限部を直列接続し、前記プリ充電スイッチは、常にオン状態を保持する請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項１４】
前記モジュールの各々の二次電池の電圧が予め設定された過電圧充電値以上、または前記モジュールの充電電流が予め設定された過電流充電値以上の場合、前記充電スイッチと前記プリ充電スイッチをオフ状態に切り替え、
前記モジュールの各々の二次電池の電圧が予め設定された過電圧放電値以下、または前記モジュールの放電電流が予め設定された過電流放電値以上の場合、前記放電スイッチをオフ状態に切り替える請求項１３に記載の蓄電装置。
【請求項１５】
二次電池と、前記二次電池への充電を制御する充電スイッチと、前記二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有し、前記複数のモジュールは並列接続されている蓄電装置の制御方法であって、
前記スイッチ制御部によって、
少なくとも一つの前記モジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、
前記モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となる前記モジュールの充電スイッチをオン状態に制御する
蓄電装置の制御方法。
【請求項１６】
複数の二次電池と、前記二次電池の電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部の測定データを出力する制御部とを有するモジュールと、
複数の前記モジュールを接続して、電力を外部に出力すると共に、複数の前記モジュールを制御するコントローラとを有する蓄電装置と、
複数の前記蓄電装置を並列接続し、複数の前記蓄電装置の電力を外部に出力すると共に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの前記コントローラと通信を行い、動作中の前記蓄電装置の電圧と追加される前記蓄電装置の電圧との電圧差が小さいか否かを判定し、前記電圧差が小さい場合に、前記追加される蓄電装置の充電または放電を許可するシステムコントロールユニットと
を備える蓄電システム。
【請求項１７】
前記並列接続されている複数の蓄電装置の電圧の平均値から求められるシステム電圧に対して、±（Ｎ×閾値）（Ｎは前記モジュールの接続数）の範囲内に前記追加される蓄電装置の電圧が含まれる場合に、前記電圧差が小さいと判定する請求項１６に記載の蓄電システム。
【請求項１８】
前記モジュールに含まれる前記二次電池がＳＯＣの変化に対する電圧変化が小さいものである請求項１６に記載の蓄電システム。
【請求項１９】
前記モジュールに含まれる前記二次電池がオリビン構造を有する正極活物質を有するものである請求項１６に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池を使用する蓄電装置、蓄電システムおよび蓄電装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、リチウムイオン電池などの二次電池の用途が太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池等に急速に拡大している。大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば単位電池（電池セル、単電池、セルとも呼ばれる。）を使用する場合、複数の蓄電モジュールを直列に接続する構成が採用される。複数個例えば４個の電池セルを並列および／または直列に接続して、電池ブロックが構成される。多数の電池ブロックが外装ケースに収納されて蓄電モジュール（以下の説明では、単にモジュールと称する）が構成される。【０００３】
さらに、複数のモジュールを接続し、複数のモジュールに対して共通の制御装置を設ける蓄電システムが知られている。各モジュールがモジュールコントローラを有し、モジュールコントローラと制御装置との間で通信手段を介して通信する構成とされている。【０００４】
さらに、蓄電システムを電源として使用する場合、通電中であってもモジュールをバックアップ用モジュールに切り換えることが必要とされる場合がある。例えば非常用電源、携帯電話の基地局の電源等は、電源をオフすることができないので、通電中にモジュールを交換するようになされる。このような電源を投入したままで脱着を行える構造を備えた機器の仕組みは、活線挿抜（ホットスワップ）と呼ばれる。【０００５】
ホットスワップの場合、図１に模式的に示すように、二つのモジュールＭＯ１およびＭＯ２がスイッチＳを介して並列に接続されることになる。モジュールＭＯ１は、電池部ＢＡＴ１および内部抵抗Ｒ１を有し、モジュールＭＯ２は、電池部ＢＡＴ２および内部抵抗Ｒ２を有する。リチウムイオン電池を搭載した蓄電池モジュールは、鉛蓄電池のように稼働中にモジュールを交換することが困難な問題があった。【０００６】
従来から電源をバックアップ電源に切り換える点に関して、特許文献１および特許文献２に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載のものでは、二つの電池のそれぞれの出力が電界効果トランジスタを介して共通の電源回路に接続されている。電池から負荷に電源が供給されている状態で、電池が不用意に抜き取られると、他の電池から負荷へ電源が供給される状態に切り換えられるものである。【０００７】
特許文献２に記載のものは、直流電力によって動作する負荷装置に電源トラブルが発生したとき直流バックアップ電力を供給するもので、負荷装置が要求する電圧が得られるように複数の二次電池を直列接続した電池パックが備えられている。各電池パックは、寿命判定され、寿命と判定された電池パックのみを取り外して交換するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０９５１７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１７６４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載のものは、接続する場合には、電池が抜き取られると、他の動作している電池によるバックアップが直ちに行われるもので、既に動作している電池を使用するものである。かかる特許文献１に記載のものでは、休止中のモジュールを動作中のモジュールに対して新たに接続する場合の問題を解決することができない。特許文献２に記載のものは、電池パックの出力側にＤＣ−ＤＣコンバータを用いて電圧を調整しているものである。電池パックの数に等しいＤＣ−ＤＣコンバータを必要として、回路構成が大規模となり、コストの面で不利な構成である。【００１０】
したがって、本開示は、モジュールのホットスワップを行う場合に、モジュールの劣化または故障が発生することが防止された蓄電装置、蓄電システムおよび蓄電装置の制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本開示は、二次電池と、二次電池への充電を制御する充電スイッチと、二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、
充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有し、
複数のモジュールは並列接続されており、
スイッチ制御部は
少なくとも一つのモジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、
モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となるモジュールの充電スイッチをオン状態に制御する
蓄電装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本開示は、モジュールのホットスワップを行うことができる。ホットスワップを行う時に、過大な充電電流が各モジュールに流れないことを予測できたときに、充電スイッチをオンとするので、モジュールを過大電流から保護することができ、システムの劣化または故障を防止することができる。さらに、複数のモジュールを有するストリングを複数並列接続する蓄電システムに対してもホットスワップを行うことができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ホットスワップ時の問題点の説明に用いるブロック図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に使用できるモジュールの一例のブロック図である。
【図３】本開示の第１の実施の形態のシステム構成の一例のブロック図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態のシステム構成の他の例のブロック図である。
【図５】本開示の第１の実施の形態のモジュールの構成を示す接続図である。
【図６】本開示の第１の実施の形態のモジュールの電流制限部の具体例を示す接続図である。
【図７】本開示の第１の実施の形態のモジュールにおいてＦＥＴを使用した構成を示す接続図である。
【図８】本開示の第１の実施の形態の使用できるモジュールの他の例の構成を示す接続図である。
【図９】ホットスワップ時の作業処理の流れと接続関係を示すブロック図である。
【図１０】蓄電装置において、放電時の動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１１】蓄電装置において、充電時の動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１２】蓄電装置において、残容量が充分大きく、充電スイッチがオフの場合の充電時の動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１３】蓄電装置において、残容量が充分大きい２個のモジュールの充電スイッチがオンの場合の充電時の動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１４】蓄電装置において、残容量が充分大きい２個のモジュールの充電スイッチがオンの場合の放電時の動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１５】蓄電装置において、無負荷で、残容量が小さい３個のモジュールの充電スイッチがオンの場合に、１個のモジュールから過大放電電流が流れる動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１６】蓄電装置において、残容量が小さい３個のモジュールの充電スイッチがオンの場合に、１個のモジュールから過大放電電流が流れ、３個のモジュールに過大充電電流が流れる動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１７】蓄電装置において、残容量が小さい３個のモジュールを含む全てのモジュールの充電スイッチがオンの場合に、１個のモジュールから過大放電電流が流れ、３個のモジュールに過大充電電流が流れる動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１８】蓄電装置において、無負荷で、全てのモジュールの充電スイッチがオンの場合に、１個のモジュールに過大充電電流が流れる動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図１９】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ａ−１の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２０】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ａ−２の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２１】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ａ−３の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２２】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ａ−４の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２３】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ａ−３の変形例の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２４】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ｂ−１の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２５】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ｂ−２の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２６】本開示の第１の実施の形態における制御方法Ｃの処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２７】本開示の第１の実施の形態によるコントローラを含むスイッチボックスの取り付け方法の一例を説明するための略線図である。
【図２８】本開示の第１の実施の形態によるコントローラを含むスイッチボックスの取り付け方法の一例を説明するための略線図である。
【図２９】本開示の第１の実施の形態によるコントローラを含むスイッチボックスの取り付け方法の他の例を説明するための略線図である。
【図３０】本開示の第２の実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図３１】本開示の第２の実施の形態において、ストリングを追加する場合の処理を示すシーケンス図である。
【図３２】本開示の第２の実施の形態に使用して好適なモジュールの放電特性を示すグラフである。
【図３３】モジュールの比較例の放電特性を示すグラフである。
【図３４】本開示の蓄電装置の応用例の第１の例のブロック図である。
【図３５】本開示の蓄電装置の応用例の第２の例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、以下の説明は、下記の順序でもって行われる。
＜１．第１の実施の形態＞
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．応用例＞
＜４．変形例＞
【００１５】
＜１．第１の実施の形態＞
「モジュール」
大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば電池セルを使用する場合、複数のモジュールを例えば並列接続し、複数のモジュールに対して共通に制御装置（以下、コントローラと適宜称する。）を設ける構成が採用される。コントローラが充電管理、放電管理、劣化抑制等のための管理を行う。かかる構成を蓄電装置と称する。コントローラは、マイクロコンピュータによって構成されている。
【００１６】
一例としてモジュールは、金属製の外装ケース内に多数の電池セルを収納する構成とされる。外装ケースからは、接続用の正極端子および負極端子が導出されている。さらに、外装々ースに対して通信用のコネクタが設けられている。かかる構成のモジュールを複数個接続して蓄電装置が構成される。例えば複数のモジュールがラックに配置される。例えば一つのモジュールは、１６個の電池ブロックを有し、（１６×３．２Ｖ＝５１．２Ｖ）を出力する。
【００１７】
図２は、モジュールＭＯの一例の電気的構成を示す。モジュールＭＯは、例えば、蓄電部２と、コントローラ３とを有する。蓄電部２とコントローラ３との間で電力の伝送および通信がなされる。図１では１のモジュールのみが図示されているが、複数のモジュールが接続され、各モジュールが上位のコントローラに接続されてもよい。このような構成の場合には、例えば、最下位のモジュールの正極端子および負極端子がコントローラに接続される。電力や制御コマンドは、上位のモジュールから下位のモジュールを介して、もしくは反対に、下位のモジュールから上位のモジュールを介して伝送される。
【００１８】
コントローラ３は、電力ケーブルおよび通信用のバスを介して、充電装置（充電電源）または負荷に対して接続される。蓄電部２を充電する際には、コントローラ３は充電装置に接続される。蓄電部２を放電する際には、コントローラ３は負荷に接続される。コントローラ３を介して、負荷に対して蓄電部２の電力が供給される。
【００１９】
蓄電部２の一例について説明する。蓄電部２は、例えば、所定の形状の外装ケースに収納される。外装ケースは、高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることが望ましい。高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることにより、外装ケースにおける優れた放熱性を得ることができる。優れた放熱性を得ることで、外装ケース内の温度上昇を抑制できる。さらに、外装ケースの開口部を最小限または、廃止することができ、高い防塵防滴性を実現できる。外装ケースは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅、銅合金等の材料が使用される。
【００２０】
蓄電部２は、例えば、電池部，正極端子１１，負極端子１２，スイッチ素子，電圧マルチプレクサ１３，ＡＤＣ(Analog to Digital Converter )１４、温度測定部１５，温度マルチプレクサ１６，監視部１７，温度測定部１８，電流検出抵抗１９，電流検出アンプ２０，ＡＤＣ２１，サブマイクロコントロールユニット２５および記憶部２６を含む構成とされる。電池部は、複数例えば１６個の電池ＳＭＯ１〜ＳＭＯ１６の直列接続である。電池ＳＭＯ１〜ＳＭＯ１６のそれぞれは、単電池または並列接続された複数の単電池である。
【００２１】
蓄電部２の正極側が正極端子１１に接続される。電池ＳＭＯ１６の負極側が蓄電部２の負極端子１２に接続される。正極端子１１は、コントローラ３の正極端子に接続される。負極端子１２は、コントローラ３の負極端子に接続される。１６個の電池に対応して、１６個のＦＥＴ(Field  Effect Transistor)（ＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４・・・ＦＥＴ１６）が設けられる。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１６は、セルバランス制御を行うためものである。
【００２２】
電池部の各電池の電圧が常時検出される。蓄電部２の放電時に、例えば２５０ｍｓ（ミリ秒）の周期でもって、各電池の電圧が検出される。各電池の電圧（アナログの電圧データ）が電圧マルチプレクサ（ＭＵＸ (Multiplexer)）１３に供給される。この例では、１６個の電池により電 池部が構成されることから、１６個のアナログ電圧データが電圧マルチプレクサ１３に供給される。
【００２３】
電圧マルチプレクサ１３は、例えば、所定の周期でもってチャネルを切り換え、１６個のアナログ電圧データ中から一のアナログ電圧データを選択する。電圧マルチプレクサ１３によって選択された一のアナログ電圧データが、ＡＤＣ１４に供給される。そして、電圧マルチプレクサ１３は、チャネルを切り換え、次のアナログ電圧データをＡＤＣ１４に供給する。すなわち、所定の周期でもって、１６個のアナログ電圧データが電圧マルチプレクサ１３からＡＤＣ１４に供給される。
【００２４】
なお、電圧マルチプレクサ１３におけるチャネルの切り換えは、蓄電部２のサブマイクロコントロールユニット２５またはコントローラ３のメインマイクロコントロールユニット３０による制御に応じて行われる。
【００２５】
温度測定部１５は、各電池の温度を検出する。温度測定部１５は、サーミスタ等の温度を検出する素子からなる。電池の温度は、例えば、充電中および放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。温度測定部１５によって検出された各電池の温度を示すアナログ温度データが、温度マルチプレクサ（ＭＵＸ）１６に供給される。この例では、１６個の電池により電池部が構成されることから、１６個のアナログ温度データが温度マルチプレクサ１６に供給されることになる。
【００２６】
温度マルチプレクサ１６は、例えば、所定の周期でもってチャネルを切り替え、１６個のアナログ温度データから一のアナログ温度データを選択する。温度マルチプレクサ１６によって選択された一のアナログ温度データが、ＡＤＣ１４に供給される。そして、温度マルチプレクサ１６は、チャネルを切り換え、次のアナログ温度データをＡＤＣ１４に供給する。すなわち、所定の周期でもって、１６個のアナログ温度データが温度マルチプレクサ１６からＡＤＣ１４に供給される。
【００２７】
なお、温度マルチプレクサ１６におけるチャネルの切り換えは、蓄電部２のサブマイクロコントロールユニット２５またはコントローラ３のメインマイクロコントロールユニット３０による制御に応じて行われる。
【００２８】
ＡＤＣ１４は、電圧マルチプレクサ１３から供給されるアナログ電圧データをデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ１４は、アナログ電圧データを、例えば、１４〜１８ビットのデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ１４における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。
【００２９】
ＡＤＣ１４は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（なお、これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電圧データが入力される。出力端子からは、変換後のデジタル電圧データが出力される。
【００３０】
制御信号入力端子には、例えば、コントローラ３から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電圧マルチプレクサ１３から供給されるアナログ電圧データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ１４によってアナログ電圧データが取得され、取得されたアナログ電圧データがデジタル電圧データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電圧データが出力端子を介して出力される。出力されたデジタル電圧データが監視部１７に供給される。
【００３１】
さらに、制御信号入力端子には、温度マルチプレクサ１６から供給されるアナログ温度データの取得を指示する取得指示信号が入力される。取得指示信号に応じて、ＡＤＣ１４はアナログ温度データを取得する。取得されたアナログ温度データが、ＡＤＣ１４によってデジタル温度データに変換される。アナログ温度データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル温度データに変換される。変換されたデジタル温度データが出力端子を介して出力され、出力されたデジタル温度データが監視部１７に供給される。なお、電圧データおよび温度データのそれぞれを処理するＡＤＣが別個に設けられる構成としてもよい。ＡＤＣ１４の機能ブロックが、電圧や温度を所定値と比較するコンパレータの機能を有するようにしてもよい。
【００３２】
ＡＤＣ１４から監視部１７に対して、例えば、１６個のデジタル電圧データや１６個のデジタル温度データが時分割多重されて送信される。送信データのヘッダに電池を識別する識別子を記述し、どの電池の電圧や温度であるかを示すようにしてもよい。なお、この例では、所定の周期でもって得られ、ＡＤＣ１４によりデジタルデータへと変換された各電池のデジタル電圧データが、電圧情報に対応する。アナログ電圧データが電圧情報とされてもよく、補正処理等がなされたデジタル電圧データが電圧情報とされてもよい。
【００３３】
温度測定部１８は、蓄電部２全体の温度を測定する。温度測定部１８により蓄電部２の外装ケース内の温度が測定される。温度測定部１８により測定されたアナログ温度データが温度マルチプレクサ１６に供給され、温度マルチプレクサ１６からＡＤＣ１４に供給される。そして、アナログ温度データがＡＤＣ１４によりデジタル温度データに変換される。デジタル温度データがＡＤＣ１４から監視部１７に供給される。
【００３４】
蓄電部２は、電流（負荷電流）の値を検出する電流検出部を有する。電流検出部は、１６個の電池に流れる電流値を検出する。電流検出部は、例えば、電池１６個の負極側と負極端子１２との間に接続される電流検出抵抗１９と、電流検出抵抗１９の両端に接続される電流検出アンプ２０とから構成される。電流検出抵抗１９によって、アナログ電流データが検出される。アナログ電流データは、例えば、充電中および放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。
【００３５】
検出されたアナログ電流データが電流検出アンプ２０に供給される。アナログ電流データが電流検出アンプ２０により増幅される。電流検出アンプ２０のゲインは、例えば、５０〜１００倍程度に設定される。増幅されたアナログ電流データがＡＤＣ２１に供給される。
【００３６】
ＡＤＣ２１は、電流検出アンプ２０から供給されるアナログ電流データをデジタル電流データに変換する。ＡＤＣ２１によって、アナログ電流データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル電流データに変換される。ＡＤＣ２１における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。
【００３７】
ＡＤＣ２１は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電流データが入力される。出力端子からは、デジタル電流データが出力される。
【００３８】
ＡＤＣ２１の制御信号入力端子には、例えば、コントローラ３から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電流検出アンプ２０から供給されるアナログ電流データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ２１によってアナログ電流データが取得され、取得されたアナログ電流データがデジタル電流データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電流データが出力端子から出力される。出力されたデジタル電流データが監視部１７に供給される。このデジタル電流データが電流情報の一例とされる。なお、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ２１が同一のＡＤＣとして構成されてもよい。
【００３９】
監視部１７は、ＡＤＣ１４から供給されるデジタル電圧データおよびデジタル温度データを監視し、電池の異常の有無を監視する。例えば、デジタル電圧データにより示される電圧が過充電の目安となる４．２Ｖ付近、もしくは、過放電の目安となる２．０Ｖ〜２．７Ｖ付近である場合には、異常がある、または異常が生じるおそれがあることを示す異常通知信号を生成する。さらに、監視部１７は、電池の温度もしくは蓄電部２全体の温度が閾値より大きい場合も同様に、異常通知信号を生成する。
【００４０】
さらに、監視部１７は、ＡＤＣ２１から供給されるデジタル電流データを監視する。デジタル電流データにより示される電流値が閾値より大きい場合に、監視部１７は、異常通知信号を生成する。監視部１７により生成された異常通知信号は、監視部１７が有する通信機能によりサブマイクロコントロールユニット２５に対して送信される。
【００４１】
監視部１７は、上述した異常の有無を監視するとともに、ＡＤＣ１４から供給される１６個の電池毎のデジタル電圧データおよびＡＤＣ２１から供給されるデジタル電流データを、サブマイクロコントロールユニット２５に送信する。電池毎のデジタル電圧データおよびデジタル電流データが監視部１７を介さずにサブマイクロコントロールユニット２５に直接、供給されてもよい。送信される電池毎のデジタル電圧データおよびデジタル電流データがサブマイクロコントロールユニット２５に入力される。さらに、ＡＤＣ１４から供給されるデジタル温度データが、監視部１７からサブマイクロコントロールユニット２５に供給される。
【００４２】
サブマイクロコントロールユニット２５は、通信機能を有するＣＰＵ(Central Processing Unit )等により構成され、蓄電部２の各部を制御する。サブマイクロコントロールユニット２５は、例えば、監視部１７から異常通知信号が供給されると、通信機能を使用してコントローラ３のメインマイクロコントロールユニット３０に異常を通知する。この通知に応じて、メインマイクロコントロールユニット３０は充電または放電を停止する等の処理を適宜、実行する。なお、サブマイクロコントロールユニットおよびメインマイクロコントロールユニットにおけるサブ、メインとの表記は説明の便宜上のためのものであり、特別の意味を有するものではない。
【００４３】
サブマイクロコントロールユニット２５とメインマイクロコントロールユニット３０との間で、シリアル通信の規格であるＩ２ＣやＳＭＢｕｓ(System Management Bus)、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)、ＣＡＮ(Controller Area Network )等の規格に準じた双方向の通信が行わ れる。通信は、有線でもよく無線でもよい。
【００４４】
監視部１７からサブマイクロコントロールユニット２５に対して、デジタル電圧データが入力される。例えば、蓄電部２の放電時における電池毎のデジタル電圧データがサブマイクロコントロールユニット２５に入力される。さらに、蓄電部２に負荷が接続されたときの負荷電流の大きさ（デジタル電流データ）が監視部１７からサブマイクロコントロールユニット２５に入力される。電池毎の温度や蓄電部２内の温度を示すデジタル温度データがサブマイクロコントロールユニット２５に入力される。サブマイクロコントロールユニット２５は、入力される電池毎のデジタル電圧データや電池毎の温度を示すデジタル温度データ、デジタル電流データ等をメインマイクロコントロールユニット３０に対して送信する。
【００４５】
記憶部２６は、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)などからなる。記憶部２６には、例えば、サブマイクロコントロールユニット２５によって実行されるプログラムが格納される。記憶部２６は、さらに、サブマイクロコントロールユニット２５が処理を実行する際のワークエリアとして使用される。記憶部２６には、さらに、充電および放電の履歴（適宜、充放電履歴と称する）が記憶される。充放電履歴は、充電レートや充電時間、充電回数等の充電条件、放電レートや放電時間、放電回数の放電条件、充電または放電が行われた際の電池の温度の情報を含む。
【００４６】
「コントローラの構成」
次に、コントローラ３の構成の一例について説明する。コントローラ３は、樹脂ケース内に構成され、蓄電部２のケースの背面パネル等に取り付けられる。コントローラ３は、蓄電部２の充電や放電の管理を行うものである。具体的には、蓄電部２の充電の開始および停止，蓄電部２の放電の開始および停止、充電レートおよび放電レートの設定などを行う。コントローラ３は、上位のコントローラとの通信を行う構成とされている。
【００４７】
コントローラ３は、メインマイクロコントロールユニット３０，正極端子３１，負極端子３２，外部端子Ｂ＋，外部端子Ｂ−，充電スイッチＳＷｃ、放電スイッチＳＷｄ、記憶部３７を有する。正極端子３１は、蓄電部２の正極端子１１に接続される。負極端子３２は、蓄電部２の負極端子１２に接続される。外部端子Ｂ＋および外部端子Ｂ−は、外部に電力を取り出すための出力端子である。
【００４８】
メインマイクロコントロールユニット３０は、例えば、上位のコントローラとの通信機能を有するＣＰＵにより構成され、コントローラ３の各部を制御する。メインマイクロコントロールユニット３０は、蓄電部２の充電および放電を制御する。充電時には、充電スイッチＳＷｃがオンとされ、放電時には、放電スイッチＳＷｄがオンとされる。
【００４９】
充電スイッチＳＷｃは、スイッチ素子３５ａと、スイッチ素子３５ａと並列に放電電流に対して順方向に接続されるダイオード３５ｂとからなる。放電スイッチＳＷｄは、スイッチ素子３６ａと、スイッチ素子３６ａと並列に充電電流に対して順方向に接続されるダイオード３６ｂとからなる。スイッチ素子３５ａおよび３６ａとしては、例えば、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、リレー接点を使用することができる。なお、充電スイッチＳＷｃおよび放電スイッチＳＷｄは、負の電源ラインに挿入されても良い。
【００５０】
記憶部３７は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる。記憶部３７には、例えば、メインマイクロコントロールユニット３０によって実行されるプログラムが格納される。記憶部３７は、メインマイクロコントロールユニット３０が処理を実行する際のワークエリアとして使用される。記憶部３７に充放電の履歴が記憶されるようにしてもよい。
【００５１】
「システム構成」
図２の構成では、一つのモジュールＭＯのみが示されているが、図３に示すように、複数例えば５個のモジュールＭＯ１〜ＭＯ５を並列接続した構成が使用される。これらのモジュールＭＯ１〜ＭＯ５に対して共通に上位のコントローラＣＮＴが設けられる。コントローラＣＮＴは、各モジュールからのデータを収集する。すなわち、電池部の各電池セルの電圧、ＳＯＣ( State Of Charge：残容量率)、充電電流、放電電流および電池温度のデータを通信を介して取得する。
【００５２】
そして、コントローラＣＮＴが充電許可または充電禁止を制御する。コントローラＣＮＴは、充電許可の判定がされたモジュールに対して充電許可指令を送信する。充電許可指令を受けたモジュールが充電スイッチ素子をオンする。但し、電池の過充電等の条件が成立した場合では、充電スイッチ素子をオフする。充電許可指令を受けないモジュールは、充電スイッチ素子をオフする。
【００５３】
図４に示すように、複数のモジュールＭＯ１〜ＭＯ５の中の一つのモジュール例えばモジュールＭＯ１がコントローラＣＮＴとしての機能を持つようにしても良い。モジュールＭＯ１がモジュールＭＯ２〜ＭＯ５からのデータを収集する。すなわち、モジュール電圧、ＳＯＣ、充電電流、放電電流および電池温度のデータを通信を介して取得する。
【００５４】
そして、モジュールＭＯ１が充電許可または充電禁止を制御する。モジュールＭＯ１は、充電許可の判定がされたモジュールに対して充電許可指令を送信する。充電許可指令を受けたモジュールが充電スイッチ素子をオンする。但し、電池の過充電等の条件が成立した場合では、充電スイッチ素子をオフする。充電許可指令を受けないモジュールは、充電スイッチ素子をオフする。
【００５５】
「第１の実施の形態のモジュール」
さらに、以下の説明では、モジュールＭＯの構成として、図２の構成をより簡略化した図５に示すものを使用する。図５の構成では、電池部ＢＡＴの正極側が放電スイッチＳＷｄおよび充電スイッチＳＷｃとを通じて正の外部端子Ｂ＋として導出され、電池部ＢＡＴの負極側が負の外部端子Ｂ−として導出される。放電スイッチＳＷｄおよび充電スイッチＳＷｃは、それぞれスイッチ素子と、スイッチ素子に並列接続されるダイオードとによって構成されている。放電スイッチＳＷｄ、充電スイッチＳＷｃおよびプリ充電スイッチＳＷｐとしては、ＮチャンネルＦＥＴ、ＰチャンネルＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、電磁石内蔵の機械式リレー等を使用できる。
【００５６】
外部端子Ｂ＋が電流制限部Ｒｅｇおよびプリ充電スイッチＳＷｐを通じて放電スイッチＳＷｄおよび充電スイッチＳＷｃの接続点と接続される。放電スイッチＳＷｄは、充電電流を流す方向のダイオードを有しているので、電池部ＢＡＴに対して常にプリ充電電流が流れる。プリ充電電流は、電流制限部Ｒｅｇを通ることによって、比較的小さな電流とされる。
【００５７】
放電スイッチＳＷｄは、放電電流の通電（オン）／遮断（オフ）の切り替えに使用される。充電スイッチＳＷｃは、放電電流の通電（オン）／遮断（オフ）の切り替えに使用される。プリ充電スイッチＳＷｐは、充電電流（電流制限部Ｒｅｇによって小さくされている）の通電（オン）／遮断（オフ）の切り替えに使用される。
【００５８】
放電スイッチＳＷｄ、充電スイッチＳＷｃおよびプリ充電スイッチＳＷｐは、モジュールコントローラＭＯＣＮＴによって制御される。モジュールコントローラＭＯＣＮＴは、図２の構成におけるサブマイクロコントロールユニット２５およびメインマイクロコントロールユニット３０に対応するものである。したがって、図示を省略しているが、モジュールコントローラＭＯＣＮＴは、電池部ＢＡＴの各電池セルの電圧、ＳＯＣ、充電電流、放電電流および電池温度のデータを取得して上位のコントローラＣＮＴに対して送信する機能を有する。さらに、コントローラＣＮＴとの通信によって、放電スイッチＳＷｄ、充電スイッチＳＷｃおよびプリ充電スイッチＳＷｐを制御する。
【００５９】
図６Ａに示すように、電流制限部Ｒｅｇは、例えば抵抗器５１の構成とされる。抵抗器５１によって充電電流が制限される。図６Ｂに示すように、抵抗器５１と直列にポジスタ５２を接続しても良い。抵抗器５１にポジスタ５２の定格電流の１．１倍〜２倍以上の電流が流れた場合、ポジスタ５２が電流を制限する。例えばポジスタ５２の初期の抵抗が約４Ωであり、約０．６Ａの電流が約１分以上ポジスタ５２を流れると、抵抗値が約５Ω以上に大きくなる。その結果、電流を０．５Ａ以下に小さくする。この接続によって、充電電流を予め設定した電流値以下に制限することができる。さらに、抵抗器５１に過大電流が流れ、抵抗器５１が異常高温となり、故障することを防止することができる。なお、ポジスタ５２の代わりに正特性サーミスタを使用しても良い。
【００６０】
図７は、放電スイッチＳＷｄ、充電スイッチＳＷｃおよびプリ充電スイッチＳＷｐのスイッチ素子としてＦＥＴＱ１、Ｑ２およびＱ３を使用した場合の構成を示す。ＦＥＴＱ１のドレインが電池部ＢＡＴの正極側と接続され、ＦＥＴＱ１のソースとＦＥＴＱ２のソースとが接続され、ＦＥＴＱ２のドレインが外部端子Ｂ＋と接続される。さらに、ＦＥＴＱ３のドレインが電流制限部Ｒｅｇを介して外部端子Ｂ＋と接続され、ＦＥＴＱ３のソースがＦＥＴＱ１およびＱ２のソースと接続される。ＦＥＴＱ１、Ｑ２およびＱ３のゲートに対してモジュールコントローラＭＯＣＮＴからのコントロール信号が供給され、これらのＦＥＴのオン／オフが制御される。
【００６１】
「モジュールの変形例」
図８に示すように、電池部ＢＡＴに対して並列に放電スイッチＳＷｄ、充電スイッチＳＷｃおよびプリ充電スイッチＳＷｐを接続し、外部端子Ｂ＋とこれらのスイッチとの間に逆流防止用のダイオードＤ１およびＤ２を接続する構成としても良い。図８に示す構成は、図５に示す構成と比較してスイッチを直列接続していないので、スイッチの抵抗成分による損失を少なくできる利点がある。しかしながら、ダイオードＤ１およびＤ２における電圧降下（約０．７Ｖ）が発生するので、ダイオードＤ１およびＤ２による損失が発生する不利がある。
【００６２】
「モジュールの交換作業時の動作」
図９を参照してモジュールのホットスワップの作業の一例について説明する。例えば図９Ａに示すように、３個のモジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３の電力線がバスバーＢＵＳを介して並列的に接続され、コントローラＣＮＴと各モジュールとの間が通信線（実線で示す）で接続されている。この通常状態では、全モジュールが放電可能、プリ充電可能、通信可能な状態である。例えば全モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡより大であれば、大電流の充電が不可とされ、プリ充電のみがなされる。電圧差が判定電圧値ＳＶＡ以下の場合、大電流による充電が可能である。
【００６３】
次に、１台のモジュールＭＯ３を交換する場合、図９Ｂに示すように、モジュールＭＯ３に接続されている２本の通信ケーブルがモジュールＭＯ３から外される。この状態は、放電可能、プリ充電可能、通信不可の状態である。通信不可のため、大電流による充電が不可とされる。
【００６４】
次に、図９Ｃに示すように、モジュールＭＯ３からバスバーＢＵＳが外される。システムの状態は、図９Ｂの接続状態と同様である。モジュールＭＯ３に関しては、放電不可、プリ充電不可、大電流の充電不可、通信不可の状態となる。
【００６５】
次に、図９Ｄに示すように、新たなモジュールＭＯ４がバスバーＢＵＳと接続される。この状態は、放電可能、プリ充電可能、通信不可の状態である。通信不可のため、大電流による充電が不可とされる。
【００６６】
次に、図９Ｅに示すように、新たに追加されたモジュールＭＯ４に対して２本の通信線が接続され、通信が確立される。この状態では、全モジュールが放電可能、プリ充電可能、通信可能な状態である。例えば全モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡより大であれば、大電流の充電が不可とされ、プリ充電のみがなされる。電圧差が判定電圧値ＳＶＡ以下の場合、大電流による充電が可能である。
【００６７】
以下、複数のモジュールに対する制御方法について説明する。例えば図３に示すように、複数のモジュールに対する制御をコントローラＣＮＴが行う。この制御方法としては、いくつかの方法があるが、３種類の制御方法に分けて説明する。
【００６８】
「充電状態、放電状態の複数の例」
各制御方法の説明の前に、４個のモジュールＭＯ１〜ＭＯ４の並列接続に対して充電器または装置負荷ＣＨＬが接続される場合の複数の充電状態および放電状態について具体的に説明する。なお、以下の図１０〜図１８では、簡単のために、上位のコントローラＣＮＴについては省略されている。各モジュールのモジュールコントローラと上位のコントローラＣＮＴとが通信を行い、各モジュールの充電・放電をモジュールコントローラが制御する。
【００６９】
図１０に示す例は、各モジュールのＳＯＣが８０％であり、各モジュールの電圧が５３Ｖの場合である。この場合では、全モジュールの放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４、充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４、プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が全てオンとされる。充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４は、オフでも良い。充電器または装置負荷ＣＨＬに対するシステム電流が２０Ａの場合、各モジュールからそれぞれ５Ａの出力電流が供給される。図１０の例は、好ましい放電状態である。
【００７０】
図１１に示す例は、各モジュールのＳＯＣが８０％であり、各モジュールの電圧が５３Ｖの場合である。この場合では、全モジュールの放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４、充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４、プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が全てオンとされる。放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４は、オフでも良い。充電器または装置負荷ＣＨＬからのシステム電流が最大で４０Ａの場合、各モジュールに対してそれぞれ１０Ａの充電電流が供給される。図１１の例は、好ましい充電状態である。
【００７１】
図１２に示す例は、各モジュールのＳＯＣが９５％であり、各モジュールの電圧が５４．５Ｖの場合である。この場合では、各モジュールの電池部は、ほぼ満充電とされているので、充電電流が小とされる。すなわち、全モジュールの放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４、プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が全てオンとされる。放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４は、オフでも良い。充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４がオフとされる。プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４を通じて小さな充電電流で各モジュールが充電される。したがって、この例では、充電器または装置負荷ＣＨＬからのシステム電流が１．２Ａとされ、各モジュールに対してそれぞれ０．３Ａの充電電流が供給される。
【００７２】
図１３に示す例は、モジュールＭＯ１およびＭＯ２のＳＯＣがそれぞれ８０％であり、電圧が５３Ｖであり、モジュールＭＯ３およびＭＯ４のＳＯＣがそれぞれ３０％であり、電圧が５２Ｖの場合の充電状態を示す。
【００７３】
この例の充電の場合には、放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４が全てオンとされ、プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が全てオンとされる。ＳＯＣが大であるモジュールＭＯ１およびＭＯ２の充電スイッチＳＷｃ１およびＳＷｃ２がオンとされ、これらのモジュールが大電流１９Ａで充電される。ＳＯＣが小のモジュールＭＯ３およびＭＯ４の充電スイッチＳＷｃ３およびＳＷｃ４がオフとされ、これらのモジュールＭＯ３およびＭＯ４は、プリ充電スイッチＳＷｐ３およびＳＷｐ４を通じて供給される小電流１Ａで充電される。
【００７４】
図１４に示す例は、モジュールＭＯ１およびＭＯ２のＳＯＣがそれぞれ８０％であり、電圧が５３Ｖであり、モジュールＭＯ３およびＭＯ４のＳＯＣがそれぞれ３０％であり、電圧が５２Ｖの場合の充電状態を示す。
【００７５】
この例の放電の場合では、放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４が全てオンとされ、プリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が全てオンとされる。ＳＯＣが大であるモジュールＭＯ１およびＭＯ２の充電スイッチＳＷｃ１およびＳＷｃ２がオンとされ、これらのモジュールＭＯ１およびＭＯ２から電流７Ａが出力される。ＳＯＣが小のモジュールＭＯ３およびＭＯ４の充電スイッチＳＷｃ３およびＳＷｃ４がオフとされ、これらのモジュールＭＯ３およびＭＯ４から小電流３Ａが出力される。合計のシステム電流が２０Ａとなる。
【００７６】
図１５に示す例は、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３のＳＯＣがそれぞれ１０％であり、電圧が５１Ｖであり、モジュールＭＯ４のＳＯＣが８０％であり、電圧が５３Ｖの場合を示す。システム電流を０Ａ（すなわち、無負荷）としている。さらに、各モジュールの最大充電電流が２４Ａであり、各モジュールの最大放電電流が３０Ａとする。
【００７７】
このように、ＳＯＣの差が７０％あり、電圧差が２Ｖある場合に、ＳＯＣが小のモジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３の充電スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２およびＳＷｃ３をオンにしたとする。モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３に対して充電スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２およびＳＷｃ３を通じてそれぞれ２０Ａの充電電流が流れる。モジュールＭＯ４から最大放電電流を超える過大な放電電流６０Ａが流れ、モジュールＭＯ４が破損するおそれが生じる。したがって、図１５に示すような状態が生じないように制御することが必要とされる。
【００７８】
図１６に示す例は、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３のＳＯＣがそれぞれ１０％であり、電圧が５１Ｖであり、モジュールＭＯ４のＳＯＣが８０％であり、電圧が５３Ｖの場合を示す。システム電流を充電時の電流４０Ａとしている。さらに、各モジュールの最大充電電流が２４Ａであり、各モジュールの最大放電電流が３０Ａであるとする。
【００７９】
このように、ＳＯＣの差が７０％あり、電圧差が２Ｖある場合に、ＳＯＣが小のモジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３の充電スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２およびＳＷｃ３をオンにしたとする。モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３に対して充電スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２およびＳＷｃ３を通じてそれぞれ２６Ａの充電電流が流れる。モジュールＭＯ４から最大放電電流３８Ａが流れる。したがって、モジュールＭＯ４に過大放電電流が流れ、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３に過大充電電流が流れ、モジュールＭＯ１〜ＭＯ４が破損するおそれが生じる。したがって、図１６に示すような状態が生じないように制御することが必要とされる。
【００８０】
図１７に示す例は、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３のＳＯＣがそれぞれ１０％であり、電圧が５１Ｖであり、モジュールＭＯ４のＳＯＣが８０％であり、電圧が５３Ｖの場合を示す。システム電流を充電時の電流４０Ａとしている。さらに、各モジュールの最大充電電流が２４Ａであり、各モジュールの最大放電電流が３０Ａであるとする。
【００８１】
このように、ＳＯＣの差が７０％あり、電圧差が２Ｖある場合に、全てのモジュールＭＯ１〜ＭＯ４の充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４をオンにしたとする。モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３に対して充電スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２およびＳＷｃ３を通じてそれぞれ２６Ａの充電電流が流れる。モジュールＭＯ４から最大放電電流３８Ａが流れる。したがって、モジュールＭＯ４に過大放電電流が流れ、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３に過大充電電流が流れ、モジュールＭＯ１〜ＭＯ４が破損するおそれが生じる。したがって、図１７に示すような状態が生じないように制御することが必要とされる。
【００８２】
図１８に示す例は、モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３のＳＯＣがそれぞれ８０％であり、電圧が５３Ｖであり、モジュールＭＯ４のＳＯＣが１０％であり、電圧が５１Ｖの場合を示す。システム電流を０Ａ（無負荷）としている。さらに、各モジュールの最大充電電流が２４Ａであり、各モジュールの最大放電電流が３０Ａであるとする。
【００８３】
このように、ＳＯＣの差が７０％あり、電圧差が２Ｖある場合に、全てのモジュールＭＯ１〜ＭＯ４の放電スイッチＳＷｄ１〜ＳＷｄ４、充電スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ４およびプリ充電スイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４をオンにしたとする。モジュールＭＯ１、ＭＯ２およびＭＯ３から放電スイッチＳＷｄ１、ＳＷｄ２およびＳＷｄ３を通じてそれぞれ１０Ａの放電電流が流れる。モジュールＭＯ４に対して最大充電電流２４Ａを超える値の充電電流３０Ａが流れる。したがって、モジュールＭＯ４に過大充電電流が流れ、モジュールＭＯ４が破損するおそれが生じる。したがって、図１８に示すような状態が生じないように制御することが必要とされる。
【００８４】
「制御の概要」
本開示による制御は、概略的には、以下のものである。
各モジュールは、詳細には、図２に示す構成を有し、概略的には、図５（または図８）に示す構成を有する。そして、図３または図４に示すように、複数のモジュールが並列接続され、上位のコントローラによって充放電が制御される構成とされている。
【００８５】
図９を参照して説明したように、モジュールのホットスワップを行う場合に、通信が確立されることによって、充電制御が開始される。複数のモジュールがバスバーによって接続されると、常に  全てのモジュールは、放電可能な状態に制御される。全てのモジュール間の電圧差が小さいときに、全てのモジュールは、充電スイッチをオンにすることによって、充電可能な状態に制御する。この制御により、１台の残容量があれば、常に、蓄電装置が放電可能である。モジュール間の電圧差が小さいときにのみ、充電可能とするため、１台のモジュールに異常に大きな放電電流、充電電流が流れることを防止することができる。システムの充電電流は、全てのモジュールにほぼ均等に分散される。
【００８６】
電圧が低いモジュールが混在する場合においても、電圧が一番高いモジュールに近い電圧のモジュール台数をカウントし、システムが充電開始した場合の１台あたりの充電電流を予め算出することにより、充電スイッチをオンにして電圧が一番高いモジュールに近い電圧のモジュールを充電可能状態に切り替える。これと共に、充電スイッチをオフすることによって、電圧が一番高いモジュールに近くない電圧のモジュールを充電禁止状態に保持する。この制御によって、１台のモジュールに異常に大きな放電電流、充電電流が流れることを防止することができる。
【００８７】
上述した制御において、充電スイッチをオン状態に切り替えた後に、過電流充電状態、または過電流放電状態になったモジュールが１台以上の場合、全てのモジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える。
【００８８】
小さい充電電流を供給するプリ充電機能を設け、常に全てのモジュールは、プリ充電スイッチをオン状態にすることによって、電流制限部Ｒｅｇを介して小さな充電電流が流れることを可能にする。この機能によって、モジュール間の電圧差が大きい場合においても、全てのモジュールに対して、小さな充電電流が流すことができるので、ある程度の長い時間が経過すれば、全てのモジュールが均等に充電され、互いにほぼ同じ電圧となる。全てのモジュールの電圧がほぼ同じになると、全てのモジュールは、充電可能な状態に切り替わる。
【００８９】
さらに、何れか１台のモジュールの残容量が約９０％以上になった場合、充電スイッチをオフ状態に切り替え、電流制限部Ｒｅｇが直接接続されているプリ充電スイッチのみをオン状態に切り替えるように制御する。この制御によって、１台のモジュールに大きな充電電流が流れることが防止される。システムが充電中のとき、残容量が約９０％以上のモジュールの充電電流が小さくなり、他の残容量が約９０％未満のモジュールに大きな充電電流が流れる。
【００９０】
電池部の電池が過電圧充電状態、またはモジュールが過電流充電の場合、充電不可能に切り替える。これと共に、プリ充電スイッチをオフ状態に切り替える。電池が過電圧放電状態、またはモジュールが過電流放電の場合、放電不可能に制御される。これらの単電池とモジュールの保護機能は、上述した制御に優先したものとされる。
【００９１】
さらに、本開示による制御方法について説明する。本開示の第１の制御方法を制御方法Ａと呼び、第２の制御方法を制御方法Ｂと呼び、第３の制御方法を制御方法Ｃと呼ぶことにする。最初に第１の制御方法Ａについて説明する。一例として、制御方法Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４のそれぞれについて説明する。
【００９２】
「第１の制御方法Ａ」
制御方法Ａにおいて共通する機能を下記に示す。
常時、全てのモジュールの放電スイッチをオンする。
常時、全てのモジュールのプリ充電スイッチをオンする。プリ充電スイッチには、抵抗器を直列接続して抵抗器を介した小さい充電電流が流れることを許可する。抵抗器の抵抗値は、例えば１０Ωである。
なお、ここでいう常時とは、特に限定されるわけではないが、例えば１時間とすることが可能 である。
【００９３】
「制御方法Ａ−１」
制御方法Ａ−１の制御の流れを図１９に示す。以下の制御方法Ａ−２、Ａ−３およびＡ−４においても同様であるが、システムの全モジュールが同期して図１９の状態遷移を行う。ステップＳ１では、全モジュールの放電スイッチおよびプリ充電スイッチがオンとされ、充電スイッチがオフとされている。ステップＳ２では、充電スイッチがオンとされる。充電スイッチがオフからオンへ移行する条件は、最高電圧モジュールと最低電圧モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡ以下の場合である。以下の説明では、例えば（ＳＶＡ＝３００ｍＶ）とされている。ステップＳ２では、全モジュールが充電および放電が可能である。
【００９４】
ステップＳ２において、下記のモジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、制御がステップＳ３に移行し、全てのモジュールの充電スイッチがオフされる。ステップＳ３の状態が所定時間例えば６０分継続すると、ステップＳ３からステップＳ１に制御が戻る。
【００９５】
モジュール大電流充電禁止条件：
全てのモジュールの充電と放電の電流値を測定し、測定した電流値（測定充電電流値および測定放電電流値）を用いる。測定充電電流値が１台のモジュールの最大充電電流値ＳＭＭＡＸＣＣ（例えば２４Ａ）と比較される。測定放電電流値が１台のモジュールの最大放電電流値ＳＭＭＡＸＤＣ（例えば３０Ａ）と比較される。
１台以上のモジュールにおいて、（測定充電電流値＞最大充電電流値）の関係と、（測定放電電流値＞最大放電電流値）の関係との何れかが成り立つ場合にモジュール大電流充電禁止条件が成立する。
【００９６】
制御方法Ａ１の利点は、充電スイッチがオンのモジュール台数が多いため、充電スイッチがオンしているとき、過大充電電流になる可能性が低くなる。反面、モジュール間の電圧差が大きい場合、充電電流が小さいため、電圧差が小さくなり、充電スイッチがオンするまでの時間が長い時間（例えば数十時間）になる。
【００９７】
下記の表１は、制御方法Ａ−１の種々の値の組合せと、充電スイッチおよび放電スイッチの制御の態様を示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【００９８】
【表１】
2014155986.tif 000003
【００９９】
「制御方法Ａ−２」
制御方法Ａ−２の制御の流れを図２０に示す。ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３のそれぞれの状態は、上述した制御方法Ａ−１と同様である。ステップＳ１からステップＳ２（全てのモジュールの充電スイッチがオン）に移行する条件は、下記のものである。
【０１００】
最高電圧モジュールと最低電圧モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡ（＝３００ｍＶ）以下で、且つ接続モジュール台数が設定台数２台以上の場合である。
【０１０１】
制御方法Ａ−１と同様に、ステップＳ２において、モジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、制御がステップＳ３に移行し、全てのモジュールの充電スイッチがオフされる。ステップＳ３の状態が所定時間例えば６０分継続すると、ステップＳ３からステップＳ１に制御が戻る。
【０１０２】
下記の表２は、制御方法Ａ−２の種々の値の組合せと、充電スイッチおよび放電スイッチの制御の態様を示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【０１０３】
【表２】
2014155986.tif 000004
【０１０４】
「制御方法Ａ−３」
制御方法Ａ−３の制御の流れを図２１に示す。ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３のそれぞれの状態は、上述した制御方法Ａ−１と同様である。ステップＳ１からステップＳ２（全てのモジュールの充電スイッチがオン）に移行する条件は、下記のものである。
【０１０５】
最高電圧モジュールと最低電圧モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡ（＝３００ｍＶ）以下で、且つ接続モジュール台数が設定台数２台以上で、且つ最高電圧のモジュールのＳＯＣが９０％以下の場合である。
【０１０６】
制御方法Ａ−１と同様に、ステップＳ２において、モジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、制御がステップＳ３に移行し、全てのモジュールの充電スイッチがオフされる。ステップＳ３の状態が所定時間例えば６０分継続すると、ステップＳ３からステップＳ１に制御が戻る。ＳＯＣが９０％以下の条件を追加することによって、電池の満充電状態の近傍において充電スイッチのオン／オフが頻繁に発生することを回避できる。
【０１０７】
下記の表３は、制御方法Ａ−３の種々の値の組合せを示している。
【０１０８】
【表３】
2014155986.tif 000005
【０１０９】
「制御方法Ａ−４」
制御方法Ａ−４の制御の流れを図２２に示す。ステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３のそれぞれの状態は、上述した制御方法Ａ−１と同様である。ステップＳ１からステップＳ２（全てのモジュールの充電スイッチがオン）に移行する条件は、下記のものである。
【０１１０】
最高電圧モジュールと最低電圧モジュールの電圧差が予め設定した判定電圧値ＳＶＡ（＝３００ｍＶ）以下で、且つ最高電圧モジュールＳＯＣと最低電圧モジュールのＳＯＣの差が１０％以下で、且つ接続モジュール台数が設定台数２台以上の場合である。
【０１１１】
制御方法Ａ−１と同様に、ステップＳ２において、モジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、制御がステップＳ３に移行し、全てのモジュールの充電スイッチがオフされる。ステップＳ３の状態が所定時間例えば６０分継続すると、ステップＳ３からステップＳ１に制御が戻る。
【０１１２】
下記の表４は、制御方法Ａ−４の種々の値の組合せを示している。
【０１１３】
【表４】
2014155986.tif 000006
【０１１４】
「制御方法Ａ−３の変形例」
制御方法Ａ−３の変形例の制御の流れを図２３に示す。変形例では、ステップＳ２からステップＳ１に遷移することを可能としている。そのための条件は、最大電圧モジュールのＳＯＣが９０％より大となることである。
【０１１５】
「第２の制御方法Ｂ」
「制御方法Ｂ−１」
制御方法Ｂ−１の処理の流れを図２４に示す。ステップＳ１１においては、全モジュールが放電モードとされている。以下のようにして推定モジュール充電電流が求められる。
電圧差：最大電圧のモジュール電圧−当該モジュールの電圧
電圧差≦ＳＶＡ（例えば３００ｍＶ）の条件が成り立つ充電許可モジュールを選択する。
選択された充電許可モジュールの台数ＰＭＮを求める。
推定モジュール充電電流ＥＣＶ＝システム最大充電電流ＳＣＡ÷充電許可モジュールの台数ＰＭＮ
【０１１６】
推定モジュール充電電流ＥＣＶがモジュール１台当たりの最大充電電流値ＳＭＭＡＸＣＣ（例えば２４Ａ）と比較される。ＥＣＶ≦ＳＭＭＡＸＣが成立する場合、ステップＳ１２に処理か移行し、充電許可モジュールを充電許可する。電圧差＞ＳＶＡのモジュールは、充電が許可されず、放電許可モードとなる。
【０１１７】
上述したモジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、全てのモジュールの充電スイッチがオフとされる。この場合の処理は、図２４においては省略されているが、６０分の継続を条件としてステップＳ１１へ制御が戻る。
【０１１８】
このような制御方法Ｂ−１は、電圧差が大きいモジュールが混在していた場合、電圧が近いモジュールを大きな電流で充電することが可能な利点を有する。
【０１１９】
下記の表５は、制御方法Ｂ−１の種々の値の組合せと、充電スイッチおよび放電スイッチの制御の態様を示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【０１２０】
【表５】
2014155986.tif 000007
【０１２１】
「制御方法Ｂ−２」
制御方法Ｂ−２の処理の流れを図２５に示す。ステップＳ１１においては、全モジュールが放電モードとされており、以下のようにして推定モジュール充電電流ＥＣＶが求められる。
電圧差：最大電圧のモジュール電圧−当該モジュールの電圧
電圧差≦ＳＶＡ（例えば３００ｍＶ）で、且つＳＯＣの差が設定値ＳＳＡ（例えば１０％）以下の条件が成り立つ充電許可モジュールを選択する。
選択された充電許可モジュールの台数ＰＭＮを求める。
推定モジュール充電電流ＥＣＶ＝システム最大充電電流ＳＣＡ÷充電許可モジュールの台数ＰＭＮ
【０１２２】
推定モジュール充電電流ＥＣＶがモジュール１台当たりの最大充電電流値ＳＭＭＡＸＣＣ（例えば２４Ａ）と比較される。ＥＣＶ≦ＳＭＭＡＸＣが成立する場合、ステップＳ１２に処理か移行し、上述した充電許可モジュールを充電許可する。電圧差＞ＳＶＡまたはＳＯＣの差＞１０％のモジュールは、充電が許可されず、放電許可モードとなる。
【０１２３】
上述したモジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、全てのモジュールの充電スイッチがオフとされる。この場合の処理は、図２５においては省略されているが、６０分の継続を条件としてステップＳ１１へ制御が戻る。
【０１２４】
このような制御方法Ｂ−２は、制御方法Ｂ−１と同様に、電圧差またはＳＯＣの差が大きいモジュールが混在していた場合、電圧およびＳＯＣが近いモジュールを大きな電流で充電することが可能な利点を有する。
【０１２５】
下記の表６は、制御方法Ｂ−２の種々の値の組合せと、充電スイッチおよび放電スイッチの制御の態様を示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【０１２６】
【表６】
2014155986.tif 000008
【０１２７】
「第３の制御方法Ｃ」
制御方法Ｃの処理の流れを図２６に示す。ステップＳ２１においては、常時、全てのモジュールの放電スイッチおよびプリ充電スイッチをオンする。プリ充電スイッチには、抵抗器を直列接続して抵抗器を介した小さい充電電流が流れることを許可する。抵抗器の抵抗値は、例えば１０Ωである。
【０１２８】
ステップＳ２１からステップＳ２２（充電スイッチがオンの状態）に移行する条件は、以下のものである。
全てのモジュールが充電状態で、最大の測定電流値ＭＨＣと最小の測定電流値ＭＬＣとの測定電流値の差が予め設定された設定値ＳＣＢ（例えば３０ｍＡ）以下である。
または
全てのモジュールが放電状態で、最大の測定電流値ＭＨＣと最小の測定電流値ＭＬＣとの測定電流値の差が予め設定された設定値ＳＣＢ（例えば１Ａ）以下である。
【０１２９】
上述したモジュール大電流充電禁止条件が成り立った場合、全てのモジュールの充電スイッチがオフとされる。この場合の処理は、図２６においては省略されているが、６０分の継続を条件としてステップＳ２１へ制御が戻る。
【０１３０】
下記の表７は、制御方法Ｃの種々の値の組合せと、充電スイッチおよび放電スイッチの制御の態様を示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【０１３１】
【表７】
2014155986.tif 000009
【０１３２】
さらに、下記の表８は、本開示による制御を行わないために生じる不適切（ＮＧ）な例の組合せを示している。表中で、黒丸は、スイッチがオンとされることを表している。
【０１３３】
【表８】
2014155986.tif 000010
【０１３４】
「コントローラの実装方法」
図２を参照して説明したように、モジュールＭＯは、蓄電部２（電池部ＢＡＴ）と、コントローラ３（モジュールコントローラＭＯＣＮＴ）とを有している。蓄電部２は、金属製の外装ケース内に多数の電池セルを収納する構成とされる。外装ケースからは、接続用の正極端子および負極端子が導出されている。コントローラ３には、比較的大電流をオン／オフする充電スイッチおよび放電スイッチが設けられており、コントローラ３の発生する熱が比較的多い。したがって、コントローラ３の発熱に対する対策をとることが望ましい。
【０１３５】
図２７は、蓄電部２の外装ケース６１の背面に対してコントローラ３を収納するスイッチボックス６２を取り付け、スイッチボックス６２の発熱を外装ケース６１の通じて発散させる構成である。スイッチボックス６２のケースは、樹脂製である。
【０１３６】
スイッチボックス６２内には、充電スイッチおよび放電スイッチを構成するＦＥＴ６４ａ、６４ｂ、６４ｃおよび６４ｄが設けられている。これらのＦＥＴ６４ａ〜６４ｄの発熱は、ヒートシンク６３を通じて発散される。さらに、ヒートシンク６３に対して絶縁材の伝熱シート６５およびヒートシンク６６が積層され、ＦＥＴ６４ａ〜６４ｄで発生した熱が外装ケース６１に伝達される。外装ケース６１は、熱電導性が良好な金属からなるもので、伝達されたＦＥＴ６４ａ〜６４ｄで発生した熱を効果的に発散することができる。なお、参照符号６７ａおよび６７ｂは、それぞれショートバーを示し、参照符号６８は、スイッチを示している。
【０１３７】
なお、図２８に示すように、蓄電部２の外装ケース６１の背面および底面に対してヒートシンク６６を密着させるようにしても良い。
【０１３８】
図２９に示すように、複数の蓄電モジュールを並列接続するために導電体例えば銅の板からなるバスバー７１ａおよび７１ｂが設けられている。例えばバスバー７１ａによって複数の蓄電モジュールの負極側の外部端子Ｂ−が共通に接続され、バスバー７１ｂによって複数の蓄電モジュールの正極側の外部端子Ｂ＋が共通に接続される。一方のバスバー例えばバスバー７１ａに対してヒートシンク６６が密着される。
【０１３９】
ヒートシンク６６に対して絶縁性の伝熱シート６５およびヒートシンク６３が積層される。ＦＥＴ６４ａ〜ＦＥＴ６４ｄで発生した熱がヒートシンク６３、伝熱シート６５およびヒートシンク６６を介してバスバー７１ａに伝達される。バスバー７１ａおよび７１ｂは、縦に積み重ねられた複数のモジュールを接続するために比較的長い板である。したがって、バスバー７１ａによってＦＥＴ６４ａ〜ＦＥＴ６４ｄで発生した熱を放熱させることができる。
【０１４０】
＜２．第２の実施の形態＞
「蓄電装置の概略」
第２の実施の形態では、複数の蓄電装置を使用して蓄電システムが構成される。各蓄電装置には、複数のモジュールとコントローラとが含まれる。図３０は、３個の蓄電装置を使用する蓄電システムの一例を示す。蓄電装置では、Ｎ個例えば３個のモジュールＭＯＤ１〜ＭＯＤ３が直列に接続される。モジュールの接続個数および接続形態（直列／並列）は、適宜変更できる。
【０１４１】
３個のモジュールＭＯＤ１〜ＭＯＤ３に対して共通のコントローラＢＭＵ（Battery Management Unit：電池管理システム）１が設けられている。３個のモジュールＭＯＤ１〜ＭＯＤ３とコントローラＢＭＵ１とで構成される蓄電装置をストリングＳＴ１と呼ぶ。ストリングＳＴ２は、コントローラＢＭＵ２と３個のモジュールＭＯＤ１１〜ＭＯＤ１３とで構成され、ストリングＳＴ３は、コントローラＢＭＵ３と３個のモジュールＭＯＤ２１〜ＭＯＤ２３とで構成される。これらの３個のストリングＳＴ１〜ＳＴ３が並列接続されて蓄電システムが構成される。なお、コントローラＢＭＵ１〜ＢＭＵ３は、第１の実施の形態におけるコントローラＣＮＴに対応するものである。
【０１４２】
ストリングＳＴ１〜ＳＴ３の出力電力端子を並列に接続するパワーラインＬpwが設けられ、パワーラインＬpwおよびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を通じて外部に電力が取り出される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、例えば図２における充電スイッチＳＷｃ、放電スイッチＳＷｄの直列回路と同様の構成とされる。ホットスワップ時には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３によって充放電の制御がなされる。外部には、負荷または充電器ＣＨＬが接続されている。一つのモジュールＭＯＤの出力電圧を例えば５１．２Ｖとし、Ｎ＝１〜Ｎ＝１６の場合では、（略５０Ｖ〜略８００Ｖ）の出力電圧が発生する。
【０１４３】
ストリングＳＴ１〜ＳＴ３の出力コントローラＩＣＮＴが通信ラインＬcom を通じて互いに接続される。通信回線ラインＬcom として、ＣＡＮ、Ｉ２Ｃ、ＲＳ４８５等が使用される。通信回線ラインＬcom がシステムコントロールユニットＳＹＣに接続される。システムコントロールユニットＳＹＣは、ストリングＳＴ１〜ＳＴ３のコントローラＢＭＵ１〜ＢＭＵ３と通信を行い、ストリングＳＴ１〜ＳＴ３を制御する。さらに、システムコントロールユニットＳＹＣが図示しない外部のコントローラに対して接続される。
【０１４４】
各ストリングに設けられているコントローラＢＭＵ１〜ＢＭＵ３は、それぞれ下記の機能を備えている。
モジュールの状態を監視し、電池の保護を行う。
充電、放電それぞれに独立した遮断器を備える。
本体の電源をオン／オフする主電源スイッチを持つ。
【０１４５】
システムコントロールユニットＳＹＣは、コントローラＢＭＵの上位システムである。システムコントロールユニットは、ストリングＳＴの状態を監視し、コントローラＢＭＵに対して制御を行う。
負荷／充電器ＣＨＬは、各モジュールの電池に対して充電、放電を行う。負荷／充電器ＣＨＬに限らず、パワーコンディショナ、ＵＰＳ、インバータ等が接続されても良い。
【０１４６】
上述した蓄電システムでは、一度起動したシステムは可能な限り起動し続けることが求められる。そのため、大規模な蓄電システムは、複数のストリングを並列で接続し、冗長性を持たせている。あるストリングが故障した場合でも、並列に接続されている正常な他のストリングによって、電力の供給を継続する必要がある。故障が発生したストリングを交換する際に、ストリングのホットスワップ（システム全体を止めることなく、故障したストリングを交換すること）が必要となる。
【０１４７】
故障したストリングの代わりに新たなストリングを追加する場合には、既存のストリング群と追加するストリングの間の電圧バランスが問題となる。電流は、電圧の高いストリングから低いストリングに流れるため、制御なしでストリングを追加してしまうと、電圧差が大きい場合、追加ストリングに過大な電流が流れ、危険な状態となる。
【０１４８】
図３１を参照して、１個のストリングで動作している蓄電システムに対して、１個のストリングを追加する場合の処理について説明する。すなわち、蓄電システムが外部のコンピュータＰＣＳと、システムコントロールユニットＳＹＳと、コントローラＢＭＵ１と、複数のモジュール（図示を省略）とによって構成されている。この蓄電システムに対して、コントローラＢＭＵ２と、複数のモジュールとからなるストリングを追加する場合を考える。
【０１４９】
初期状態では、１個のストリングのみの構成のため、１ストリングあたりの電流値の上限が５０Ａの場合、システム全体の電流値の上限も５０Ａとなる。
【０１５０】
ステップＳ３１：コントローラＢＭＵ２が接続されている状態で、作業者がコントローラＢＭＵ２の電源をオンする。そして、コントローラＢＭＵ２が起動して初期化処理を開始する。
ステップＳ３２：作業者がシステムコントロールユニットＳＹＳに対して、接続構成設定を変更する。この場合、コントローラＢＭＵ１およびＢＭＵ２が接続となるように設定する。
ステップＳ３３：コントローラＢＭＵ２の初期化が完了する。コントローラＢＭＵ２は、充電、放電の遮断器をオフした状態で、システムコントロールユニットＳＹＳから充電・放電許可の指示が来るまで待つ。
ステップＳ３４：システムコントロールユニットＳＹＳが新たに追加されたコントローラＢＭＵ２に対して初期通信を行い、初期化が完了したか否かを確認する。
ステップＳ３５：起動が完了していることを確認する。
【０１５１】
ステップＳ３６：システムコントロールユニットＳＹＳが既に動作しているコントローラＢＭＵ１およびＢＭＵ２と通信して各ストリングの電圧を確認し、コントローラＢＭＵ２に対して充電、放電を許可して良いか否かを判断する。
ステップＳ３７：コントローラＢＭＵ１およびＢＭＵ２間の電圧差が少なく、コントローラＢＭＵ２の充電、放電を許可して良いと判断した場合、システムコントロールユニットＳＹＳは、コントローラＢＭＵ２に対して、充電、放電許可の指示を通信にて行う。
ステップＳ３８、Ｓ３９：システムコントロールユニットＳＹＳは、通信にてコントローラＢＭＵ１およびＢＭＵ２のそれぞれの状態を取得し、各ストリングが正常に動作したことを確認する。
【０１５２】
ステップＳ４０：システムコントロールユニットＳＹＳは、ステップＳ３８、Ｓ３９の通信結果により、ストリングが追加されたことを認識する。ストリングが追加されたことによりシステムとして充放電可能な電流の上限が増えるため、内部で充放電可能電流を再計算する。
例えば、１個のストリングあたりで、５０Ａの充電が可能であれば、５０Ａ×２＝１００Ａとして充電可能電流が計算される。
ステップＳ４１：外部のコントローラＰＣＳがシステムコントロールユニットＳＹＳに対して通信を行い、充放電可能な電流値を取得する。
ステップＳ４２：外部コントローラＰＣＳは、ステップＳ４１において取得した電流値を基に、ストリングへ流す電流値を変更する。ストリングの追加によって、２個のストリング分の電流値が上限値となる。
【０１５３】
上述したステップＳ３７におけるように、コントローラＢＭＵ１（ストリングＳＴ１）およびＢＭＵ２（ストリングＳＴ２）間の電圧差が少ないと、コントローラＢＭＵ２の充電、放電を許可して良いと判断する。すなわち、システムを止めずにストリングを追加する場合、既に動いているストリング群と、新たに追加したストリングの電位差が一定値以内の場合に、追加ストリングの充放電を許可する。これを行わない場合、電圧の高いストリングから低いストリングに過大な電流がながれ、過電流となりバッテリが危険な状態となる。
【０１５４】
システムコントロールユニットＳＹＳの追加ストリングの充電許可の判定方法を以下に示す。
・システムコントロールユニットＳＹＳが通常動作しているストリングを監視し、常にシステム電圧値を計算する
・ストリング追加時には、システム電圧と追加したストリングの電圧値の差を計算し、電位差が一定値以内であれば充放電を許可する
【０１５５】
システム電圧は以下のように計算する
（１）システムコントロールユニットＳＹＳが現在動作しているコントローラＢＭＵの情報を取得し、通常動作中のストリングの電圧の平均値を計算する。
（２）通常動作中のストリングのうち、（１）で求めた電圧の平均値に最も近いストリングの電圧をシステム電圧とする。但し、（１）で求めた平均値をそのままシステム電圧値とする方法もある。
（３）システム電圧から「±（モジュール直列数）×（閾値）Ｖ」以内のストリングはストリング間の電位差が小さいと判断し、システムコントロールユニットＳＹＳがコントローラＢＭＵに充電、放電を許可する。
【０１５６】
一例として、１６個のモジュールが直列接続されているストリングの場合、閾値＝０．５Ｖの場合、（１６×０．５＝８Ｖ）となり、±８Ｖの範囲内の電圧差であれば、電圧差が小さいと判断して、追加ストリングに対して充放電を許可する。通常動作中のストリングが充電、放電され、追加ストリングとの電位差が小さくなった場合には追加ストリングの充電、放電を許可する。
【０１５７】
第２の実施の形態によれば、システム全体を止めずに、ストリングを追加することができる。複数のストリングによって構成される蓄電システムを安全に立ち上げることができる。特にモジュールの直列数が増えて、高電圧となる場合でも安全にストリングを追加することができる。
【０１５８】
「２次電池の一例について」
本開示の第２の実施の形態において、使用される２次電池の一例は、正極活物質と、黒鉛等の炭素材料を負極活物質として含むリチウムイオン２次電池であり、正極材料としてオリビン構造を有する正極活物質を含有するものである。
【０１５９】
オリビン構造を有する正極活物質としてさらに好ましくは、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4 ）、または、異種原子を含有するリチウム鉄複合リン酸化合物（ＬｉＦｅxＭ1-xＯ4 ：Ｍは１種類以上の金属、ｘは０＜ｘ＜１である。）が好ましい。ここで、「主体」とは、正極活物質層の正極活物質総質量の５０％以上を意味する。また、Ｍが２種以上の場合は、各々の下付数字の総和が１−ｘとなるように選定される。
【０１６０】
Ｍとしては、遷移元素、ＩＩＡ族元素、ＩＩＩＡ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＩＶＢ族元素等が挙げられる。特にコバルト（Ｃｏ），ニッケル，マンガン（Ｍｎ），鉄，アルミニウム，バナジウム（Ｖ），およびチタン（Ｔｉ）のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。
【０１６１】
正極活物質は、リチウム鉄リン酸化合物またはリチウム鉄複合リン酸化合物の表面に、該酸化物とは異なる組成の金属酸化物（例えば、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉなどから選択されるもの）やリン酸化合物（例えば、リン酸リチウム等）等を含む被覆層が施されていてもよい。
【０１６２】
リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出することが可能な正極材料として、層状岩塩構造を有するコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ2）、スピネル構造を有するマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2O4）などのリチウム複合酸化物が使用されてもよい。
【０１６３】
本開示における黒鉛としては、特に限定はなく、業界において用いられる黒鉛材料を広く用いることができる。負極の材料として、チタン酸リチウム、シリコン（Ｓｉ）系材料、スズ（Ｓｎ）系材料等が使用されてもよい。
【０１６４】
本開示にかかる電池の電極の製造法としては、特に限定はなく、業界において用いられている方法を広く用いることができる。
【０１６５】
本開示における電池構成としては、特に限定はなく、公知の構成を広く用いることができる。
【０１６６】
本開示に用いられる電解液としては、特に限定はなく、液状、ゲル状を含み、業界において用いられる電解液を広く用いることができる。
【０１６７】
正極材料としてオリビン構造を有する正極活物質を含有する２次電池を使用したモジュールの放電特性の一例を図３２に示す。比較例として、正極材料として、ＮＣＭ（ニッケルコバルトマンガン）を使用する２次電池を使用したモジュールの放電特性の一例を図３３に示す。正極材料としてオリビン構造を有する正極活物質を含有する２次電池のモジュールの場合、放電が進んでも電圧の低下が少ない。ＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で電圧差が０．２Ｖ／セル以内であることが望ましい。一方、ＮＣＭを使用する２次電池を使用したモジュールの場合、放電の進行に伴い、電圧の低下の割合が大きい。
【０１６８】
上述したように、蓄電システムにおいて、ストリングを追加する場合には、動作中のストリングの電圧の平均値と追加するストリングの電圧との差が閾値以下であるとが必要とされる。したがって、放電の状態によって電圧が大きく変化する図３３に示すモジュールの場合では、ＳＯＣによっては、電圧差が閾値より小と判定されることが少なくなり、ホットスワップを円滑に行うことができないおそれがある。図３２に示すオリビン構造を有する正極活物質を含有する２次電池を使用したモジュールの場合では、放電状態によって電圧の変動が小さいので、ストリングを追加することが円滑になされる。例えばストリングの交換に要する時間を短くできる。
【０１６９】
言い換えると、上述した例では、閾値＝０．５Ｖとしているが、より小さい閾値例えば０．１Ｖを設定することが可能となり、ストリングを追加する時の電圧差をより小さいものとすることが可能となる。それによって、追加ストリングに過大電流が流れるおそれをより少なくすることができる。
【０１７０】
＜３．応用例＞
「応用例としての住宅における電力貯蔵装置」
本開示を住宅用の電力貯蔵装置に適用した例について、図３４を参照して説明する。例えば住宅１０１用の電力貯蔵装置１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の電力貯蔵装置を使用できる。
【０１７１】
蓄電装置１０３は、上述したように、複数のモジュールを並列接続したものである。したがって、本開示によって過大電流が流れて、蓄電装置の劣化または故障を生じることなく、蓄電装置１０３をホットスワップにより交換することが可能となる。
【０１７２】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【０１７３】
蓄電装置１０３は、２次電池、またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン２次電池によって構成されている。蓄電装置１０３として、上述した蓄電部２を使用することができる。リチウムイオン２次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【０１７４】
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０１７５】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌ ｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１７６】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。
【０１７７】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０の機能として、例えば、サブマイクロコントロールユニット２５等の蓄電部２の各部の機能やメインマイクロコントロールユニット３０の機能を適用できる。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【０１７８】
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１７９】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、電力貯蔵装置１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１８０】
「応用例としての車両における電力貯蔵装置」
本開示を車両用の電力貯蔵装置に適用した例について、図３５を参照して説明する。図３５に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０１８１】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電池２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。電池２０８として、蓄電部２を適用することができる。
【０１８２】
蓄電装置１０３は、上述したように、複数のモジュールを並列接続したものである。したがって、本開示によって過大電流が流れて、蓄電装置の劣化または故障を生じることなく、蓄電装置１０３をホットスワップにより交換することが可能となる。
【０１８３】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。電池２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１８４】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力を電池２０８に蓄積することが可能である。
【０１８５】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力が電池２０８に蓄積される。
【０１８６】
電池２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１８７】
図示しないが、２次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置などがある。
【０１８８】
車両制御装置２０９の機能として、例えば、メインマイクロコントロールユニット３０等の機能を適用することができる。
【０１８９】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。
【０１９０】
なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
二次電池と、前記二次電池への充電を制御する充電スイッチと、前記二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、
充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有し、
前記複数のモジュールは並列接続されており、
前記スイッチ制御部は
少なくとも一つの前記モジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、
前記モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となる前記モジュールの充電スイッチをオン状態に制御する
蓄電装置。
（２）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの電圧の中で、前記モジュールの電圧の中で最高電圧と、前記モジュールの電圧の中で最低電圧との電圧差が所定の値より小の場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える（１）に記載の蓄電装置。
（３）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールのうち接続されるモジュールの個数が予め設定された数以上の場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える（１）（２）の何れかに記載の蓄電装置。
（４）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの残容量が所定の値より大きい場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える（１）（２）（３）の何れかに記載の蓄電装置。
（５）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの残容量の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のモジュールの充電スイッチをオン状態に切り替える（１）（２）（３）の何れかに記載の蓄電装置。
（６）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの中で、前記モジュールの電圧が最高の第１のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、前記第１のモジュールとモジュールの電圧の電圧差が一定値以下にある第２のモジュールの数を計数し、
前記第２のモジュールの数でシステムの充電電流を除算して、推定モジュール充電電流を求め、
前記推定モジュール充電電流が前記モジュールの最大充電電流より小の場合に、前記第１および第２のモジュールの充電スイッチをオンとする（１）に記載の蓄電装置。
（７）
前記スイッチ制御部は前記複数のモジュールの中で、前記モジュールの電圧が最高の第１のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、残容量が最高の第３のモジュールを選択し、
前記複数のモジュールの中で、前記第１のモジュールとモジュールの電圧の電圧差が一定値以下で、且つ前記第３のモジュールと残容量の差が一定値以下にある第４のモジュールを計数し、
前記第４のモジュールの数でシステムの充電電流を除算して、推定モジュール充電電流を求め、
前記推定モジュール充電電流が前記モジュールの最大充電電流より小の場合に、前記第４のモジュールの充電スイッチをオンとする（１）に記載の蓄電装置。
（８）
前記スイッチ制御部は全ての前記モジュールが放電状態で且つ最高電流の前記モジュールの電流値と最低電流の前記モジュールの電流値との差が所定の値より小さい場合、
または全ての前記モジュールが充電状態で且つ最高電流の前記モジュールの電流値と最低電流の前記モジュールの電流値との差が所定の値より小さい場合、
全ての前記モジュールの充電スイッチをオンとする（１）に記載の蓄電装置。
（９）
前記スイッチ制御部は１台以上の前記モジュールの充電電流が前記モジュール１台の最大充電電流値よりも大きい、
または１台以上の前記モジュールの放電電流が前記モジュール１台の最大放電電流値よりも大きい場合、
全てのモジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える（１）乃至（８）の何れかに記載の蓄電装置。
（１０）
前記スイッチ制御部は前記モジュール充電スイッチをオン状態に切り替える条件が非成立になった場合、全ての前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える（１）乃至（８）の何れかに記載の蓄電装置。
（１１）
前記スイッチ制御部は最高残容量の前記モジュールのＳＯＣ値が予め設定された値以上の場合、全ての前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える（１）乃至（８）の何れかに記載の蓄電装置。
（１２）
前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える場合、時間のカウントを開始し、予め設定された時間が経過するまでの時間において、前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に保持する（９）乃至（１１）の何れかに記載の蓄電装置。
（１２）
前記スイッチ制御部は前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に切り替える場合、時間のカウントを開始し、予め設定された時間が経過するまでの時間において、前記モジュールの充電スイッチをオフ状態に保持する（９）乃至（１１）の何れかに記載の蓄電装置。
（１３）
前記モジュールの前記二次電池の正極側端子と外部正極端子間、または前記モジュールの前記二次電池の負極側端子と外部負極端子間に、プリ充電スイッチと電流制限部を直列接続し、前記プリ充電スイッチは、常にオン状態を保持する（１）乃至（１２）の何れかに記載の蓄電装置。
（１４）
前記モジュールの各々の二次電池の電圧が予め設定された過電圧充電値以上、または前記モジュールの充電電流が予め設定された過電流充電値以上の場合、前記充電スイッチと前記プリ充電スイッチをオフ状態に切り替え、
前記モジュールの各々の二次電池の電圧が予め設定された過電圧放電値以下、または前記モジュールの放電電流が予め設定された過電流放電値以上の場合、前記放電スイッチをオフ状態に切り替える（１）乃至（１３）の何れかに記載の蓄電装置。
（１５）
二次電池と、前記二次電池への充電を制御する充電スイッチと、前記二次電池の放電を制御する放電スイッチと、モジュールの電圧を測定する電圧測定部とを有する複数のモジュールと、充電スイッチおよび／または放電スイッチを制御するスイッチ制御部を有し、前記複数のモジュールは並列接続されている蓄電装置の制御方法であって、
前記スイッチ制御部によって、
少なくとも一つの前記モジュールの放電スイッチを所定期間オン状態に保持し、
前記モジュールの電圧を基に想定される最大モジュール充電電流が所定の値以下となる前記モジュールの充電スイッチをオン状態に制御する
蓄電装置の制御方法。
（１６）
複数の二次電池と、前記二次電池の電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部の測定データを出力する制御部とを有するモジュールと、
複数の前記モジュールを接続して、電力を外部に出力すると共に、複数の前記モジュールを制御するコントローラとを有する蓄電装置と、
複数の前記蓄電装置を並列接続し、複数の前記蓄電装置の電力を外部に出力すると共に、前記複数の蓄電装置のそれぞれの前記コントローラと通信を行い、動作中の前記蓄電装置の電圧と追加される前記蓄電装置の電圧との電圧差が小さいか否かを判定し、前記電圧差が小さい場合に、前記追加される蓄電装置の充電または放電を許可するシステムコントロールユニットと
を備える蓄電システム。
（１７）
前記並列接続されている複数の蓄電装置の電圧の平均値から求められるシステム電圧に対して、±（Ｎ×閾値）（Ｎは前記モジュールの接続数）の範囲内に前記追加される蓄電装置の電圧が含まれる場合に、前記電圧差が小さいと判定する（１６）に記載の蓄電システム。
（１８）
前記モジュールに含まれる前記二次電池がＳＯＣの変化に対する電圧変化が小さいものである（１６）（１７）の何れかに記載の蓄電システム。
（１９）
前記モジュールに含まれる前記二次電池がオリビン構造を有する正極活物質を有するものである（１６）（１７）（１８）の何れかに記載の蓄電システム。
【０１９１】
＜４．変形例＞
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。例えば上述した電圧の値、電流の値、ＳＯＣの値は、一例であり、他の値を採用しても良い。また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１９２】
ＭＯ、ＭＯ１、ＭＯ２、ＭＯ３・・・モジュール
ＣＮＴ・・・コントローラ
ＢＡＴ・・・電池部
ＭＣＮＴ・・・モジュールコントローラ
ＳＷｄ、ＳＷｄ１〜ＳＷｄ４・・・放電スイッチ
ＳＷｃ、ＳＷｃ１〜ＳＷｃ４・・・充電スイッチ
ＳＷｐ、ＳＷｐ１〜ＳＷｐ４・・・プリ充電スイッチ
Ｒｅｇ、Ｒｅｇ１〜Ｒｅｇ４・・・電流制限部
ＣＨＬ・・・充電器／装置負荷
ＢＭＵ・・・コントローラ
ＳＹＳ・・・システムコントロールユニット
ＳＴ・・・ストリング
【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】
2014155986.tif 000026
【図１７】
2014155986.tif 000027
【図１８】
2014155986.tif 000028
【図１９】
2014155986.tif 000029
【図２０】
2014155986.tif 000030
【図２１】
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【図２２】
2014155986.tif 000032
【図２３】
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【図２４】
2014155986.tif 000034
【図２５】
2014155986.tif 000035
【図２６】
2014155986.tif 000036
【図２７】
2014155986.tif 000037
【図２８】
2014155986.tif 000038
【図２９】
2014155986.tif 000039
【図３０】
2014155986.tif 000040
【図３１】
2014155986.tif 000041
【図３２】
2014155986.tif 000042
【図３３】
2014155986.tif 000043
【図３４】
2014155986.tif 000044
【図３５】
2014155986.tif 000045
【国際調査報告】
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