(57)【要約】【課題】複数の組電池から複数の放電器を介して負荷側へ電力供給する際に、組電池間の容量低下のばらつきを回避可能な放電器を提供する。【解決手段】放電器の出力電流が第１の電流閾値Ｉ１以下のとき、出力電圧を第１の電圧設定値Ｖ１に設定し、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１より大きく第２の電流閾値以下のとき、出力電圧を第１の電圧設定値Ｖ１よりも低い第２の電圧設定値Ｖ２に設定し、出力電流が第２の電流閾値よりも大きく第３の電流閾値以下のとき、出力電圧を第２の電圧設定値よりも低い第３の電圧設定値Ｖ３に設定し、出力電流が第３の電流閾値よりも大きいときは、出力電圧を急激に低下させる。また、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が或る一定時間継続する都度、第１および第２の電流閾値Ｉ１、Ｉ２の値が増加し、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が或る一定時間継続する都度、第１および第２の電流閾値Ｉ１、Ｉ２の値が減少する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷側に出力する放電器において、負荷側への出力電圧が、あらかじめ定めた第１の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第１の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする放電器。
【請求項２】
請求項１に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項３】
請求項１に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された以降、第２の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第２の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項４】
請求項３に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第２の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第２の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値に前記電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする放電器。
【請求項６】
請求項１に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第２の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする放電器。
【請求項７】
請求項６に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項８】
請求項６に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された以降、第３の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第３の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された以降、第１の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第１の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項９】
請求項８に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第３の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第３の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値に前記電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値以下に低下した状態が、前記第１の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第１の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする放電器。
【請求項１０】
請求項９に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記電流減分値をそれぞれ減算して変更して設定しようとする前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値が、それぞれ、前記第１の電流閾値の初期値および前記第２の電流閾値の初期値と同一の値よりも小さくなる場合、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値の変更を行わないことを特徴とする放電器。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第２の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする放電器。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の放電器において、リアクトルとダイオードとコンデンサとスイッチング素子とからなり、前記スイッチング素子を制御することにより、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧することを特徴とする放電器。
【請求項１３】
複数の電池を組み合わせてなる組電池と前記組電池から入力される直流電力を降圧または昇圧して負荷側に出力する放電器とのそれぞれを、複数備え、複数の前記放電器それぞれの出力点を並列接続して前記負荷側と接続する構成からなる電池システムにおいて、前記放電器のそれぞれが、請求項１ないし１２のいずれかに記載の放電器からなっていることを特徴とする電池システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電池システムにおいて、前記放電器それぞれの入力側に接続する前記組電池の個数が、１ないし複数であることを特徴とする電池システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の電池システムにおいて、前記組電池を構成する前記電池が、二次電池からなっていることを特徴とする電池システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電池システムにおいて、前記二次電池が、ニッケル水素蓄電池からなっていることを特徴とする電池システム。
【請求項１７】
直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷側に出力する放電器における出力電流制御方法であって、負荷側への出力電圧が、あらかじめ定めた第１の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第１の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された以降、第２の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第２の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第２の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第２の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値に前記電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２１】
請求項１７ないし２０のいずれかに記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第２の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された以降、第３の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第３の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された以降、第１の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第１の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第３の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第３の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値に前記電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値以下に低下した状態が、前記第１の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第１の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記電流減分値をそれぞれ減算して変更して設定しようとする前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値が、それぞれ、前記第１の電流閾値の初期値および前記第２の電流閾値の初期値と同一の値よりも小さくなる場合、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値の変更を行わないことを特徴とする出力電流制御方法。
【請求項２７】
請求項２２ないし２６のいずれかに記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第２の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする出力電流制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電器、電池システムおよび出力電流制御方法に関し、特に、直流電源の電力を負荷側へ効果的に供給する放電器、電池システムおよび出力電流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源に用いられるニッケル水素蓄電池は、鉛蓄電池に比べて、エネルギー密度が大きく、電池寿命の長さや環境への負担が少ないことが特徴であり、さらには、小型・軽量で、持ち運びにも便利であるため、車載用バッテリーや災害対策用電源として、近年、急速に普及しつつある。
【０００３】
また、昨今の通信設備の電力需要の急速な増加に対応するためには、直流電源の大容量化を図るべく、ニッケル水素蓄電池などの電池系列を並列接続して、例えば出力３０ｋＷｈなどの大容量の電源システム（電池システム）を構成することが必要となってきている。
【０００４】
一般に、電源システムの高容量化や長寿命化を図るためには、ニッケル水素蓄電池を電源として用いる場合、例えば、単セルと呼ばれる単一のニッケル水素蓄電池（平均電圧１．２Ｖ、電流容量９５Ａｈ）をｋ本（例えば１０本）直列に接続したものを１単位（以降、１モジュールと称する）とし、さらに、このモジュールをｍ単位分（例えば４単位分）直列に接続したものを組電池とし、さらに、ｎ個（例えば２個）の組電池を並列接続して、大容量のニッケル水素蓄電池システムを構成するようにしている。
【０００５】
このような大容量の電池システムにおいて、負荷への電力の供給能力を管理するための仕組みについても、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１の特開２００４−１１９１１２号公報「電源装置」、特許文献２の特開２００４−１２０８５６号公報「電源装置」、あるいは、特許文献３の特開２００４−１２０８５７号公報「電源装置」などには、並列接続した複数の組電池と、充電制御手段と、放電制御手段と、を備えた電源システムにおける管理手法が記載されている。
【０００６】
前記特許文献１には、保守・点検時における組電池の寿命の推定を容易にするために、組電池の製造日付を内部に保存して、保存した組電池の製造日付に基づいて、所定の電力を供給可能な使用可能期間を算出して組電池交換日付を表示することが記載されている。
【０００７】
また、前記特許文献２には、組電池の劣化判定用に放電容量試験を実行中に停電等が発生したとしても、負荷側への給電を可能とするために、劣化判定対象の或る組電池の放電容量試験を実行する際に、当該組電池を満充電まで充電させるのみならず、劣化判定対象外の組電池も満充電まで充電させた上で、放電容量試験を実行する電池監視手段を設けることが記載されている。
【０００８】
また、前記特許文献３には、電力需要を平準化して電力コストを削減可能とするために、組電池の残存容量が充電開始閾値以下になったか否かを監視し、該充電開始閾値以下になった場合には、電力の利用が少ない深夜の所定時刻になるのを待って、当該組電池への補充電を開始させる電池監視手段を設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１１９１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２０８５６号公報
【特許文献３】特開２００４−１２０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、昨今の通信設備の電力需要の急速な増加に対応するために、例えばニッケル水素蓄電池を用いて出力３０ｋＷｈの電池システムを実現する場合においては、定格１．２Ｖのニッケル水素蓄電池セル（平均電圧１．２Ｖ、電流容量９５Ａｈ）を１０本直列接続し、これを１モジュールとし、さらに、４モジュール分を直列接続して、これを１系統の組電池（出力５ｋＷｈ）とし、さらに、図９に示すように、６系統の組電池を並列接続した形に構成している。図９は、複数の組電池と複数の放電器と複数の充電器とを用いて構成する電池システムの構成図であり、各放電器と各充電器の動作を制御するための電源制御部も含めて示している。
【００１０】
すなわち、図９に示す構成例においては、複数の組電池を用いる電池システムとして、１系組電池３０１、２系組電池３０２、３系組電池３０３、４系組電池３０４、５系組電池３０５、６系組電池３０６、の６系統の組電池が並列接続されている。さらに、６系統の組電池それぞれから出力される電池電圧を負荷４０の許容電圧範囲内に収めるように昇降圧させるための複数の放電器１０（放電器１  １０１、放電器２  １０２、放電器３  １０３）と、整流器５０から複数の組電池３０それぞれに間欠充電を行うための複数の充電器２０（充電器１  ２０１、充電器２  ２０２、充電器３  ２０３）と、放電器１０、充電器２０を含む電池システム全体の動作を制御する電源制御部６０Ａとを備えている。
【００１１】
図９の電池システムにおいては、複数の放電器１０（１０１，１０２，１０３）は、その出力側で電気的に接続されて、負荷４０に接続され、また、複数の充電器２０（２０１，２０２，２０３）は、その入力側で電気的に接続されて、整流器５０に接続される構成であり、放電器１０、充電器２０および組電池３０を増設することによって、電池システムの拡張が可能となっている。例えば、図９に示す３０ｋＷｈ電池システムを３台並列接続することによって、１００ｋＷｈ級の電池システムを実現することができる。
【００１２】
ここで、放電器１０（１０１，１０２，１０３）は、所定の電圧範囲に調整して出力するためのＤＣ−ＤＣコンバータである。つまり、放電器１０（１０１，１０２，１０３）は、対応する組電池３０（３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６）それぞれが出力する電池電圧が、負荷４０の許容電圧範囲を上回るときはＤＣ−ＤＣコンバータによる降圧を行い（降圧モード）、負荷４０の許容電圧範囲内でかつ動作電圧範囲の範囲内にあるときは電池出力をＤＣ−ＤＣコンバータ非経由でバイパスし（バイパスモード）、負荷４０の動作電圧範囲を下回るときはＤＣ−ＤＣコンバータによる昇圧を行う（昇圧モード）ように動作する。
【００１３】
図９に示す３０ｋＷｈ電池システムに搭載されている放電器１０（１０１，１０２，１０３）それぞれは、図１０に示すように、昇圧部１１ａおよび降圧部１１ｂを含んで構成される。図１０は、放電器に搭載される昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成の一例を示す回路図であり、昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する昇圧部１１ａと降圧部１１ｂとの回路構成の一例を示している。図１０の放電器１０Ａに示すように、昇圧部１１ａと降圧部１１ｂとは、ほぼ同様の回路構成素子からなっており、昇圧部１１ａは、リアクトル１ａ、ダイオード２ａ、コンデンサ３ａおよびスイッチング素子４ａからなり、降圧部１１ｂは、リアクトル１ｂ、ダイオード２ｂ、コンデンサ３ｂおよびスイッチング素子４ｂからなっている。
【００１４】
昇圧部１１ａは、制御部１２Ａからの制御によって、組電池３０から負荷４０へ供給される電圧が負荷４０の動作電圧範囲を下回る場合に、スイッチング素子４ａを制御して昇圧動作を行うものであり、降圧部１１ｂは、制御部１２Ａからの制御によって、組電池３０から負荷４０へ供給される電圧が負荷４０の許容電圧範囲を上回る場合に、スイッチング素子４ｂを制御して降圧動作を行うものである。
【００１５】
この結果、放電器１０Ａから負荷４０に対して出力される放電器出力電圧は、前述のように、負荷４０の許容電圧範囲（入力電圧範囲）に適合する電圧が設定される。なお、組電池３０の電池電圧は、充放電の条件や、電池の残容量に応じて変化してしまうため、放電器１０Ａは、昇圧または降圧動作を行うことによって、負荷４０に対する出力電圧を所定の電圧範囲内に保持する機能を果たしている。
【００１６】
しかし、図９の３０ｋＷｈニッケル水素蓄電池システムでは、３台の放電器１０（１０１，１０２，１０３）の出力端子それぞれは、負荷４０へ接続するために電池架の出力端子に並列接続されるため、放電器１０それぞれから当該電池架の出力端子までの線路抵抗値が放電器１０それぞれの搭載位置によって異なってしまう。かくのごとき放電器１０の搭載位置による抵抗値の差は、放電器１０それぞれの出力電流すなわち放電電流に偏りが生じるという問題を引き起こす。
【００１７】
ここで、３台の放電器１０（１０１，１０２，１０３）それぞれの出力電圧を５０Ｖとし、放電器１  １０１から電池架出力端子までの配線抵抗をｒ１、放電器１  １０１の出力電流をＩ１とし、放電器２  １０２から電池架出力端子までの配線抵抗をｒ２、放電器２  １０２の出力電流をＩ２とし、放電器３  １０３から電池架出力端子までの配線抵抗をｒ３、放電器３  １０３の出力電流をＩ３としたとき、放電器１  １０１から電池架出力端子までの電圧降下はｒ１・Ｉ１であり、放電器２  １０２から電池架出力端子までの電圧降下はｒ２・Ｉ２であり、放電器３  １０３から電池架出力端子までの電圧降下はｒ３・Ｉ３である。
【００１８】
一方、３台の放電器１０（１０１，１０２，１０３）それぞれが並列接続される電池架出力端子での電位は共通であり、かつ、３台の放電器１０の出力電圧は同一の５０Ｖであるから、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）から電池架出力端子までの電圧降下は等しくなり、次の式（１）が成立する。
【００１９】
ｒ１・Ｉ１＝ｒ２・Ｉ２＝ｒ３・Ｉ３          …（１）
今、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）から電池架出力端子までの配線抵抗について、次の式（２）および式（３）の関係が成立しているものと仮定する。
【００２０】
ｒ１＝１．８×ｒ３                      …（２）
ｒ２＝１．２×ｒ３                      …（３）
このとき、式（１）は、次の式（４）で表される。
【００２１】
１．８×Ｉ１＝１．２×Ｉ２＝Ｉ３          …（４）
よって、３台の放電器１０（１０１，１０２，１０３）それぞれの出力電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の比は、次の式（５）で表される。
【００２２】
Ｉ１：Ｉ２：Ｉ３＝１：１．５：１．８      …（５）
つまり、放電器１  １０１の出力電流Ｉ１に比べて、放電器２  １０２の出力電流Ｉ２は１．５倍、放電器３  １０３の出力電流Ｉ３は１．８倍となる。
【００２３】
かくのごとく、負荷４０に対する放電中において、式（５）の比に示すように、３台の放電器１０（１０１，１０２，１０３）間の放電電流に偏りが生じるため、電流が最も集中する放電器３  １０３に接続される電池系列すなわち組電池３０（３０５，３０６）は他の電池系列よりも容量低下が早くなり、他の電池系列よりも先に、放電終止電圧に達して、電池架の出力端子から切り離される。放電器３  １０３が切り離された後は、残りの放電器１  １０１、放電器２  １０２に対する電力負荷が急激に増加してしまうため、残りの放電器１  １０１、放電器２  １０２の出力容量も超えてしまって、電池システムとしての放電動作が停止する。
【００２４】
この結果、組電池３０に蓄積された放電可能なエネルギーの一部が残されたまま、負荷４０への給電が停止してしまうため、例えば、商用電源のバックアップ用として、図９の電池システムを使用している場合、商用電源の停電時において、負荷４０に対して給電することができる時間が短くなってしまう。したがって、蓄電池すなわち組電池３０を余分に増設する必要性が生じ、電池システムの設置スペースや構築に要する費用を増大させるという問題が生じてしまう。
【００２５】
図９のような３０ｋＷｈシステムを構成する電池架を３架並列接続することによってさらに大容量化を図った１００ｋＷｈ級システムを構成している場合には、３架の電池架の設置位置によって、各電池架の出力を並列に接続する並列接続点までの配線抵抗がそれぞれで異なってしまうため、前述したような問題はさらに深刻化してしまうことになる。
【００２６】
かくのごとき問題の解決法としては、例えば、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）の出力電流に上限値を設定して、いずれかの放電器が該上限値を超える電流を出力したことが検知された場合には、放電器１０の出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことにより、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）の出力電流を均等な状態に復帰させるという方法がある。しかし、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）の出力電流に上限値のみが設定され、垂下制御を行うという方法では、負荷４０の電力需要の増加時やあるいはいずれかの放電器の故障の発生時にも、垂下制御が実行されてしまい、負荷４０への入力電圧の急激な低下により、負荷４０側の装置が停止してしまうため、問題の根本的な解決にはならない。
【００２７】
さらに、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）の間に、出力電力を調整するための制御情報を送受信する通信線を敷設するという方法も提案されている。しかし、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）間の出力電力の調整用の計測や演算を行ったり、相互に制御情報を送受信したりするための処理部を要すること、通信線や処理部を敷設するためのコスト増加を招くこと、さらには、放電器の故障の発生率が増加してしまうことなどの問題がある。
【００２８】
なお、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）の並列接続点までの配線抵抗の違いにより、組電池３０（３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６）の余力を残したまま、電池システムの放電が停止するという前述のような問題は、ニッケル水素蓄電池システムの場合にのみに限るものではない。
【００２９】
例えば、リチウムイオン電池などニッケル水素蓄電池以外の二次電池を組み合わせてなる組電池を複数個有し、該組電池が出力する電力を、それぞれの昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを介して負荷に供給する二次電池システム、さらには、一次電池を含めて、複数の電池を組み合わせてなる複数の組電池が出力する電力を、それぞれの昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを介して負荷に供給する電池システムにおいても生じる問題である。
【００３０】
本発明は、前述のように、各放電器の並列接続点までの配線抵抗値に差があり、その結果として、組電池の余力を残したまま、電池システムの放電が停止するという問題を解決するためになされたものであり、並列接続した各放電器間の出力電流のばらつきの発生を回避することにより、組電池の能力を十分に有効活用しながら、電力供給を可能とする放電器、電池システムおよび出力電流制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。
【００３２】
第１の技術手段は、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷側に出力する放電器において、負荷側への出力電圧が、あらかじめ定めた第１の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第１の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする。
【００３３】
第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００３４】
第３の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された以降、第２の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第２の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００３５】
第４の技術手段は、前記第３の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第２の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第２の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値に前記電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００３６】
第５の技術手段は、前記第１ないし第４の技術手段のいずれかに記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする。
【００３７】
第６の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第２の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする。
【００３８】
第７の技術手段は、前記第６の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００３９】
第８の技術手段は、前記第６の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された以降、第３の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第３の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された以降、第１の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第１の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００４０】
第９の技術手段は、前記第８の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第３の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第３の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値に前記電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値以下に低下した状態が、前記第１の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第１の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００４１】
第１０の技術手段は、前記第９の技術手段に記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記電流減分値をそれぞれ減算して変更して設定しようとする前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値が、それぞれ、前記第１の電流閾値の初期値および前記第２の電流閾値の初期値と同一の値よりも小さくなる場合、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値の変更を行わないことを特徴とする。
【００４２】
第１１の技術手段は、前記第６ないし第１０の技術手段のいずれかに記載の放電器において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第２の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする。
【００４３】
第１２の技術手段は、前記第１ないし第１１の技術手段のいずれかに記載の放電器において、リアクトルとダイオードとコンデンサとスイッチング素子とからなり、前記スイッチング素子を制御することにより、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧することを特徴とする。
【００４４】
第１３の技術手段は、複数の電池を組み合わせてなる組電池と前記組電池から入力される直流電力を降圧または昇圧して負荷側に出力する放電器とのそれぞれを、複数備え、複数の前記放電器それぞれの出力点を並列接続して前記負荷側と接続する構成からなる電池システムにおいて、前記放電器のそれぞれが、前記第１ないし第１２の技術手段のいずれかに記載の放電器からなっていることを特徴とする。
【００４５】
第１４の技術手段は、前記第１３の技術手段に記載の電池システムにおいて、前記放電器それぞれの入力側に接続する前記組電池の個数が、１ないし複数であることを特徴とする。
【００４６】
第１５の技術手段は、前記第１３または第１４の技術手段に記載の電池システムにおいて、前記組電池を構成する前記電池が、二次電池からなっていることを特徴とする。
【００４７】
第１６の技術手段は、前記第１５の技術手段に記載の電池システムにおいて、前記二次電池が、ニッケル水素蓄電池からなっていることを特徴とする。
【００４８】
第１７の技術手段は、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷側に出力する放電器における出力電流制御方法であって、負荷側への出力電圧が、あらかじめ定めた第１の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第１の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする。
【００４９】
第１８の技術手段は、前記第１７の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５０】
第１９の技術手段は、前記第１７の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定された以降、第２の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第２の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５１】
第２０の技術手段は、前記第１９の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第２の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第２の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値に前記電流増分値を加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５２】
第２１の技術手段は、前記第１７ないし第２０の技術手段のいずれかに記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする。
【００５３】
第２２の技術手段は、前記第１７の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第２の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第１の電流閾値の初期値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値の初期値または現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を、前記第２の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値に低下させて設定することを特徴とする。
【００５４】
第２３の技術手段は、前記第２２の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５５】
第２４の技術手段は、前記第２２の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が減少して、前記第３の電圧設定値に設定された以降、第３の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第３の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値にあらかじめ定めた電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が増加して、前記第１の電圧設定値に設定された以降、第１の継続時間としてあらかじめ定めた時間の間、前記第１の電圧設定値の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５６】
第２５の技術手段は、前記第２４の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第２の電流閾値の現在値を上回っている状態が、前記第３の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第３の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値に前記電流増分値をそれぞれ加算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定し、または、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値を変更して設定した後、負荷側への前記出力電流が、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値以下に低下した状態が、前記第１の継続時間の間継続した場合、しかる後さらに前記第１の経過時間を経過した際に、現在設定されている前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値からあらかじめ定めた電流減分値をそれぞれ減算して、新たな前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値として変更して設定することを特徴とする。
【００５７】
第２６の技術手段は、前記第２５の技術手段に記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第１の電圧設定値に設定されている場合に、前記電流減分値をそれぞれ減算して変更して設定しようとする前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値が、それぞれ、前記第１の電流閾値の初期値および前記第２の電流閾値の初期値と同一の値よりも小さくなる場合、前記第１の電流閾値の現在値および前記第２の電流閾値の現在値の変更を行わないことを特徴とする。
【００５８】
第２７の技術手段は、前記第２２ないし第２６の技術手段のいずれかに記載の出力電流制御方法において、負荷側への前記出力電圧が、前記第３の電圧設定値に設定されていた場合に、負荷側への前記出力電流が、前記第２の電流閾値の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値を上回っていることを検知したとき、前記出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の放電器、電池システムおよび出力電流制御方法によれば、以下のごとき効果を奏することができる。
【００６０】
複数の放電器の出力点で並列接続して負荷に電力を出力する電池システムの構成において、各放電器の出力電圧の設定が、放電器の出力電流の上昇または下降により、複数の段階に変更して行われるので、各放電器間の出力電流を均等化することができる。
【００６１】
したがって、各放電器間の出力電流のばらつきが抑制されるため、放電器それぞれに直流電力を入力する各組電池のうち、特定の組電池のみに放電電流が集中することを防止することができる。而して、各組電池が同一仕様で放電開始前に満充電の状態に充電済みであった場合には、各組電池は、ほぼ同一の減少率で残容量が減少し、すべての組電池がほぼ同時に放電終止電圧に達して放電が停止するため、各組電池に蓄積された放電可能なエネルギーのすべてを負荷側に有効に供給することができる。
【００６２】
また、各放電器の出力電流に応じて、各放電器の出力電圧を段階的に複数の段階に設定しているため、従来の技術のように、各放電器の上限電流値のみを設けて、放電電流を制限するための垂下制御を行うだけの場合に発生する、負荷側の負荷増加や放電器の故障などの発生時に電力供給能力が不足してしまうという問題を解消することができる。
【００６３】
さらに、従来技術とは異なり、出力電流を揃えるための制御信号を送受信する通信線を各放電器間に配線する必要はなく、放電器自身が出力電流に応じて出力電圧を段階的に変更して設定することによって、出力電流の調整を行うので、通信線敷設に伴うコストが不要であり、かつ、故障率が上昇することもなく、放電器間の出力電流すなわち組電池間の放電電流を揃えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下に、本発明に係る放電器、電池システムおよび出力電流制御方法の最良の実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６５】
なお、以下の説明においては、本発明の実施の形態を例示する電池システムとして、複数のニッケル水素蓄電池の組み合わせからなるニッケル水素蓄電池システムによって構成する場合を例にとって説明することとするが、本発明は、かかる場合のみに限られるものではない。例えば、複数のリチウムイオン電池など、ニッケル水素蓄電池以外の二次電池の組み合わせからなる二次電池システム、一次電池を含め、複数の電池の組み合わせからなる電池システムであっても、全く同様に適用することができる。
【００６６】
（発明の概要）
まず、本発明の概要について説明する。本発明は、負荷に対する放電出力電流の制御を行う放電器、電池システムおよび出力電流制御方法に関し、複数段階に設定した放電器の出力電圧を、現在流れている出力電流値に応じて段階的に変更することにより、出力電流値を変化させる制御を行う点にその特徴があり、その結果として、電池システムを構成する各放電器間の出力電流のばらつきが抑制され、各放電器へ電力を入力している各組電池に蓄積された電力エネルギーを有効に利用することができるという効果が得られる。
【００６７】
つまり、本発明に係る放電器、電池システムおよび出力電流制御方法においては、各放電器から負荷へ出力する出力電流に応じて、各放電器の出力電圧を変更するための電圧設定値を複数段階設けている。例えば、放電器からの出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値以上のときには、軽負荷時における電圧値としてあらかじめ定めた第１の電圧設定値よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値に放電器の出力電圧を設定する。
【００６８】
また、放電器からの出力電流がさらに増加して、前記第１の電流閾値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値以上のときには、前記第２の電圧設定値よりもさらに低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値に放電器の出力電圧を設定する。
【００６９】
また、放電器からの出力電流がさらに増加して、前記第２の電流閾値よりも大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値（放電器１０の上限電流値）以上のときには、放電器の出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行う。
【００７０】
（実施例の構成）
次に、本発明に係る電池システムの構成の一例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る電池システムの構成の一例を説明するための回路図であり、従来技術として説明した図９の場合とほぼ同様の構成からなり、複数の組電池と複数の放電器と複数の充電器とを用いて構成する電池システムの構成例を示している。
【００７１】
例えば、ニッケル水素蓄電池を用いて出力３０ｋＷｈの電池システムを実現する場合においては、定格１．２Ｖのニッケル水素蓄電池セル（平均電圧１．２Ｖ、電流容量９５Ａｈ）を１０本直列接続し、これを１モジュールとし、さらに、４モジュール分を直列接続して、これを１系統の組電池（出力５ｋＷｈ）とし、さらに、６系統の組電池を並列接続した形に構成する。
【００７２】
つまり、図９にて従来技術として説明したように、図１の電池システムは、複数の組電池を用いる電池システムとして、１系組電池３０１、２系組電池３０２、３系組電池３０３、４系組電池３０４、５系組電池３０５、６系組電池３０６、の６系統の組電池が並列接続されている。
【００７３】
さらに、６系統の組電池それぞれから出力される電池電圧を負荷４０の許容電圧範囲内に収めるように昇降圧させるための複数の放電器１０（図１の場合、１系組電池３０１、２系組電池３０２用として放電器１  １０１、３系組電池３０３、４系組電池３０４用として放電器２  １０２、５系組電池３０５、６系組電池３０６用として放電器３  １０３）と、整流器５０から複数の組電池３０それぞれに間欠充電を行うための複数の充電器２０（図１の場合、１系組電池３０１、２系組電池３０２用として充電器１  ２０１、３系組電池３０３、４系組電池３０４用として充電器２  ２０２、５系組電池３０５、６系組電池３０６用として充電器３  ２０３）と、放電器１０、充電器２０を含む電池システム全体の動作を制御する電源制御部６０とを少なくとも備えている。
【００７４】
言い換えると、図１の電池システムにおいては、３台の各放電器１０の入力側に組電池３０を２系列ずつ接続し、各放電器１０の出力側が電気的に共通接続されて、負荷４０へ電力を供給するように構成され、一方、３台の各充電器２０の出力側は、間欠充電を行う組電池３０を２系列ずつ接続し、各充電器２０の入力側が電気的に共通接続されて、整流器５０から直流電力を入力するように構成される。
【００７５】
つまり、図１の電池システムにおいては、電源制御部６０の制御に応じて、それぞれの組電池３０（３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６）が、対応する充電器２０（２０１，２０２，２０３）を介して整流器５０の出力によって充電され、それぞれの放電器１０（１０１，１０２，１０３）を介して負荷４０へ電力を供給するように構成されている。
【００７６】
図１の電池システムは、前述のように、複数の放電器１０は、その出力側で電気的に共通接続されて、負荷４０に接続され、また、複数の充電器２０は、その入力側で電気的に共通接続されて、整流器５０に接続される構成とされており、放電器１０、充電器２０および組電池３０を増設することによって、電池システムの拡張が可能となっている。
【００７７】
例えば、１系統の出力が５ｋＷｈの組電池３０を、図１に示すように、６系統並列接続することによって、３０ｋＷｈ電池システムの電池架を構成した場合、この３０ｋＷｈ電池システムの電池架をさらに３架分並列接続することによって、１００ｋＷｈ級の電池システムを実現することができる。
【００７８】
ここで、放電器１０（１０１，１０２，１０３）は、負荷４０側への出力電流の値に応じてあらかじめ定めた出力電圧を出力するためのＤＣ−ＤＣコンバータである。つまり、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）は、負荷４０側へ出力している出力電流の電流値如何に応じて、出力電圧を変更設定するための複数段階の電圧設定値をあらかじめ定めており、ＤＣ−ＤＣコンバータとして、出力電流の検出結果に基づいて、複数段階のいずれかの電圧設定値に昇降圧して変更設定することにより、各放電器１０（１０１，１０２，１０３）から負荷４０側へ出力する出力電流を変更させるように動作する。
【００７９】
つまり、図１に示す３０ｋＷｈ電池システムに搭載されている放電器１０（１０１，１０２，１０３）それぞれは、図２に示すように、昇圧部１１ａおよび降圧部１１ｂを含んで構成される。図２は、放電器に搭載される昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成の一例を示す回路図であり、制御部１２を除いて、従来技術として前述した図１０の構成とほぼ同様の構成からなる。本実施例においては、制御部１２の制御により、あらかじめ定めた複数段階の電圧設定値のいずれかに設定するための昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータとして構成される昇圧部１１ａと降圧部１１ｂとの回路構成の一例を示している。
【００８０】
放電器１０へ電力を入力する直流電源として、前述のように、複数のニッケル水素蓄電池からなる組電池３０が用いられ、図１０の放電器１０Ａに示した回路構成の場合と同様に、直流電源からの入力電圧を昇圧またはそのまま出力する昇圧手段である昇圧部１１ａと、直流電源からの入力電圧を降圧またはそのまま出力する降圧手段である降圧部１１ｂとの双方を介して、制御部１２により、出力電圧値を制御して、負荷４０へ電力を供給するように構成されている。
【００８１】
ここで、放電器１０の昇圧部１１ａ、降圧部１１ｂは、それぞれ、リアクトル１ａ，１ｂ、ダイオード２ａ，２ｂ、コンデンサ３ａ，３ｂ、スイッチング素子４ａ，４ｂを、少なくとも備えて構成されている。
【００８２】
つまり、放電器１０は、スイッチング素子４ａ，４ｂの動作を含め、当該放電器１０全体の動作を制御する制御手段である制御部１２からの制御に基づいて、スイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を適当なスイッチング周波数でスイッチング動作させることにより、組電池３０からの入力電圧を所望の電圧設定値にまで昇圧動作または降圧動作を行って、負荷４０への出力電圧として出力したり、あるいは、制御部１２からの制御に基づいて、スイッチング素子４ａを開放し、スイッチング素子４ｂを短絡することにより、組電池３０からの入力電圧を、そのまま、負荷４０への出力電圧として出力したり、あるいは、スイッチング素子４ｂを開放することにより、負荷４０に対する放電動作を停止させたりする動作を行う。
【００８３】
昇圧部１１ａは、制御部１２の制御によって、組電池３０から負荷４０へ供給される電圧が負荷４０の動作電圧範囲を下回る場合に、あるいは、出力電流があらかじめ設定された電流閾値以下になっている場合に、スイッチング素子４ａを制御して、あらかじめ定めた複数段階のいずれかの電圧設定値へ昇圧動作を行うものであり、降圧部１１ｂは、制御部１２の制御によって、組電池３０から負荷４０へ供給される電圧が負荷４０の許容電圧範囲を上回る場合に、あるいは、出力電流があらかじめ設定された電流閾値よりも上回っている場合に、スイッチング素子４ｂを制御して、あらかじめ定めた複数段階のいずれかの電圧設定値へ降圧動作を行うものである。
【００８４】
この結果、放電器１０から負荷４０に対して出力される放電器出力電圧は、前述のように、放電器１０の出力電流に応じて、負荷４０の許容電圧範囲（入力電圧範囲）に適合した電圧値としてあらかじめ定めたいずれかの電圧設定値に変更して設定されるので、当該放電器１０の出力電流値が変更され、対応する組電池３０から出力される電源電流も変更されることになる。
【００８５】
さらに、各放電器１０の制御部１２においては、負荷４０への放電出力電流の電流値の範囲を示す複数段階の電流閾値を、負荷４０側の負荷状況に応じて、あらかじめ定めた初期値から可変に設定することを可能としており、放電出力電流が、それぞれの電流閾値の現在値が示すいずれの範囲にあるかを常時監視し、それぞれの電流閾値の現在値が示す範囲に応じて、あらかじめ定めた電圧設定値のいずれかに設定する機能を備えている。
【００８６】
すなわち、放電出力電流が或る電流閾値の現在値以下に下回っていた場合、あるいは、放電出力電流が或る電流閾値の現在値以下に下回っている状態がある一定時間継続した場合には、負荷４０への放電出力電圧をあらかじめ定めた該当する電圧設定値に昇圧すると同時に、あるいは、或る一定時間経過後に、当該電流閾値の現在値を減少させるように変更して設定し直す。しかる後は、変更設定した電流閾値の現在値を用いて放電出力電流を監視する状態になる。
【００８７】
一方、放電出力電流が或る電流閾値の現在値よりも上回っていた場合、あるいは、放電出力電流が或る電流閾値の現在値よりも上回っている状態がある一定時間継続した場合には、負荷４０への放電出力電圧をあらかじめ定めた対応する電圧設定値に降圧すると同時に、あるいは、或る一定時間経過後に、当該電流閾値の現在値を増加させるように変更して設定し直す。しかる後は、変更設定した電流閾値の現在値を用いて放電出力電流を監視する状態になる。
【００８８】
また、本実施例においては、制御部１２は、ハードウェア論理によって構成される場合を例示するが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。例えば、制御部１２として、プログラム（放電制御プログラム）の実行が可能なコンピュータによって構成して、プログラム論理によって放電器１０の放電動作を制御する、すなわち、出力電圧と出力電流とを制御するようにしても良い。コンピュータによって構成する場合は、放電器１０の放電動作を制御する放電制御プログラムを該コンピュータによって読み取り可能なＲＯＭやフラッシュメモリなどの記録媒体に記録して、制御部１２のコンピュータの動作を行わせるようにしても良い。
【００８９】
なお、以下に説明する各実施例においては、図１、図２のごとき構成を有する電池システム、放電器１０において、各組電池３０の電圧が、充放電の条件や、電池の残容量に応じて６４Ｖ〜４０Ｖの範囲で変化するものとし、一方、負荷４０が、ＤＣ４８Ｖ機器であり、電源電圧としての入力範囲（許容電圧範囲）が、５３Ｖ〜４２Ｖとした場合を例にとって、各放電器１０が、現在流れている出力電流に応じて、負荷４０側への出力電圧を負荷４０の許容電圧範囲に適合する電圧値としてあらかじめ定めた複数段階のいずれかの電圧設定値に設定することにより、出力電流を変更する制御を行い、而して、各放電器１０間の出力電流のばらつきの発生を回避して、複数の組電池３０すべての能力を有効に活用することができる電池システムを実現する一例について説明する。
【００９０】
（第１の実施例）
まず、図１，２に示す本発明に係る電池システムにおける放電器１０の第１の実施例の動作について、図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る電池システムを構成する放電器１０の動作の第１の実施例を説明するためのグラフであり、放電器１０の出力電流と出力電圧との関係の一例を示している。
【００９１】
図３に示すように、図２に示す放電器１０は、当該放電器１０の出力電流すなわち放電電流に応じて、放電器１０の出力電圧すなわち放電出力電圧は、あらかじめ定めた第１の電圧設定値Ｖ１と第２の電圧設定値Ｖ２との２段階のいずれかに設定される。例えば、放電器１０の出力電流が０〜２０Ａ（第１の電流閾値Ｉ１の初期値）の範囲にあるときには、放電器１０の出力電圧は、５２Ｖ（第１の電圧設定値Ｖ１）に設定されるように、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御する。
【００９２】
出力電流がさらに増加して、出力電流が２０Ａ（第１の電流閾値Ｉ１の初期値）〜１００Ａ（第３の電流閾値Ｉ３：放電器１０の上限電流値）に範囲にあるときには、出力電圧は、５１Ｖ（第２の電圧設定値Ｖ２）に設定されるように、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御する。
【００９３】
出力電流がさらに増加して、出力電流が１００Ａ（第３の電流閾値Ｉ３：放電器１０の上限電流値）を超えようとすると、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御して、出力電圧の瞬時垂下を行うように制御する。
【００９４】
ここに、放電器１０の出力電圧として設定される第１の電圧設定値Ｖ１（５２Ｖ）、第２の電圧設定値Ｖ２（５１Ｖ）は、いずれも、負荷４０の電源電圧入力範囲（許容電圧範囲）５３Ｖ〜４２Ｖの範囲内としている。
【００９５】
次に、図４のフローチャートを用いて、放電器１０の出力電流を制御する制御方法をさらに説明する。図４は、本発明に係る電池システムにおける放電器１０の出力電流制御方法の第１の実施例を説明するためのフローチャートであり、本発明に係る出力電流制御方法の一例を示すものである。
【００９６】
第１の電流閾値Ｉ１の現在値は、図４に示すフローチャートの手順によってあらかじめ定めた初期値から変化していく。すなわち、電池システムを構成する各放電器１０の制御部１２は、自己の放電器１０からの出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超えて負荷４０側に流れた場合、当該放電器１０の出力電圧を第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定する。しかる後、出力電流が、第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超えて流れ続けて、当該放電器１０の出力電圧が、第２の電圧設定値Ｖ２の継続時間を示す第２の継続時間ΔＴ２としてあらかじめ定めた時間（例えば１秒）の間継続しているか否かを確認する（ステップＳ０１）。
【００９７】
出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定してから、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）の間、第２の電圧設定値Ｖ２の出力電圧が継続していることを検知した場合（ステップＳ０１のＹＥＳ）、制御部１２は、第２の経過時間Ｔｅ２としてあらかじめ定めた時間（例えば１秒）だけさらに経過した後で、第１の電流閾値Ｉ１の現在値に対して、電流増分値ΔＩａとしてあらかじめ定めた電流値（例えば１Ａ（アンペア））だけ加算し、第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａに１Ａ加算して第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２１Ａに設定する（ステップＳ０２）。
【００９８】
この結果、当該放電器１０の出力電流が、第１の電流閾値の初期値２０Ａとの比較ではなく、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値すなわち２１Ａ以下になったことが制御部１２で検知されると、放電器１０の出力電圧は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から元の第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に復帰する。
【００９９】
一方、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定してから、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）に至るまで、第２の電圧設定値Ｖ２の出力電圧が継続しなかった場合は（ステップＳ０１のＮＯ）、放電器１０の出力電圧が、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から一つ前の状態すなわち元の第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に復帰している場合であり、第１の電流閾値Ｉ１は、初期値２０Ａのまま、変更を行うことはない。
【０１００】
また、ステップＳ０２によって、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更した後、ステップＳ０１に復帰した場合、今度は、放電器１０の出力電流が、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａを超えて流れ続けて、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）の間継続しているか否かを確認する動作を行う。
【０１０１】
ここで、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更してから、第２の継続時間ΔＴ２の間継続していることを検知した場合には（ステップＳ０１のＹＥＳ）、制御部１２は、第２の経過時間Ｔｅ２（例えば１秒）だけさらに経過した後、第１の電流閾値Ｉ１の現在値に対して、電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ（アンペア））だけさらに加算し、現在の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａに１Ａ加算して２２Ａに設定して（ステップＳ０２）、ステップＳ０１に復帰する。
【０１０２】
かくのごときステップＳ０１，Ｓ０２の手順を繰り返すことによって、放電器１０の出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下に低下しない限り、放電器１０の出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２を継続するとともに、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）と第２の経過時間Ｔｅ２（例えば１秒）との合計時間が経過する都度、第１の電流閾値Ｉ１の現在値は、電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）ずつ、増加して設定されていく。
【０１０３】
この第１の電流閾値Ｉ１の現在値の増加は、当該第１の電流閾値Ｉ１の現在値すなわち出力電流が、第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）に達するまで継続し、第３の電流閾値Ｉ３を超えようとすると、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御して、出力電圧の瞬時垂下を行うように制御する。
【０１０４】
なお、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定してから、あるいは、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更してから、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）の間継続していることを検知した後、その時点から第２の経過時間Ｔｅ２がさらに経過した時点で、制御部１２は、当該放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更するようにしているので、電池システムを構成する他の放電器１０においても、第２の経過時間Ｔｅ２が経過するまでの時間内に、同様の変更動作が実施され、各放電器１０の出力電流をほぼ同一の値に揃えることができる。
【０１０５】
また、前述の説明においては、第２の継続時間ΔＴ２と第２の経過時間Ｔｅ２とを、同じ１秒とする場合を例示しているが、本発明では、同じ時間に必ずしも揃える必要はなく、異なる時間を設定するようにしても良い。
【０１０６】
次に、図４のフローチャートに示した制御部１２の出力電流制御方法の動作について、図５の説明図を用いてさらに説明する。図５は、本発明に係る出力電流制御方法の第１の実施例を説明するための説明図であり、時刻Ｔ１において、負荷４０側へ出力する放電器１０の出力電流が急増して、第１の電流閾値Ｉ１を超えて、流れ続けている場合を例にとって示している。図５においては、時間軸を横軸にして、図５（Ａ）には、放電器１０の出力電流と第１の電流閾値Ｉ１の変化の様子を、また、図５（Ｂ）には、放電器１０の出力電圧の変化の様子を示している。
【０１０７】
図５（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１の時点で、放電器１０の制御部１２が、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超えたことを検知すると、降圧部１１ｂを制御して、出力電圧を、図５（Ｂ）に示すように、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に変更して設定するとともに、継続時間の計時を開始する。
【０１０８】
第２の電圧設定値Ｖ２に変更設定してから、第２の継続時間ΔＴ２の間、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａ以下にならず、第２の電圧設定値Ｖ２が継続すると、さらに、第２の経過時間Ｔｅ２の時間を経過した後に、すなわち、第２の電圧設定値Ｖ２に変更設定してから（ΔＴ２＋Ｔｅ２）の時間だけ経過した後に、図５（Ａ）に示すように、第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａに電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけ加算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２１Ａに変更して設定する。
【０１０９】
しかる後においても、図５（Ａ）に示す例においては、出力電流が変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値よりも大きい値で出力され続けるので、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更設定してから（ΔＴ２＋Ｔｅ２）の時間だけ経過する都度、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値に電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけさらに加算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更する動作を繰り返し、時刻Ｔ３において、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値が、つまり、出力電流が、第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）を超えようとすると、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御して、出力電圧の瞬時垂下を行うように制御する。
【０１１０】
なお、制御部１２は、前述したように、第２の電圧設定値Ｖ２に変更後、あるいは、第１の電流閾値Ｉ１の現在値の変更後、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値を超えている状態が、出力電流の検知時間として機能する第２の継続時間ΔＴ２の間継続していることを検知した時点ではなく、さらに、その時点から、待機時間として機能する第２の経過時間Ｔｅ２が経過するまで待ち合わせた時点で、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更するようにしているので、電池システムを構成する他の放電器１０においても、第２の経過時間Ｔｅ２が経過するまでの時間内に、同様の変更動作が実施され、各放電器１０の出力電流をほぼ同一の値に揃えることができる。
【０１１１】
したがって、図１に示すように３台の放電器１０からなる電池システムの場合、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａを大きく下回るときは、並列接続された３台の放電器１０にそれぞれ流れる出力電流はいずれも２０Ａ未満であって、それぞれの放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）の状態が継続する。
【０１１２】
一方、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａの近傍かあるいは超えたときには、各放電器１０に流れる出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超える放電器１０が存在することになるので、該当する放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に低下し、図４に示すフローチャートに従った手順で、第１の電流閾値Ｉ１の現在値は、上昇を開始する。
【０１１３】
ここで、それぞれの放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１の上昇は、ある放電器１０の出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定してから第２の継続時間ΔＴ２を経過した後、さらに、第２の経過時間Ｔｅ２だけ待ち合わせた後で行っているので、つまり、第１の電流閾値Ｉ１の変更のタイミングとして、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）への設定を検知する検知時間（第２の継続時間ΔＴ２）の経過後、さらに、第２の経過時間Ｔｅ２の待ち時間を設けているので、各放電器１０から共通接続点までの距離に差があったとしても、また、各放電器１０間の制御タイミングの違いを考慮したとしても、各放電器１０は、ほぼ同時に、第１の電流閾値Ｉ１の上昇が実施されているとみなすことができる。
【０１１４】
例えば、負荷４０に流れる負荷電流が７２Ａの場合、３台の各放電器１０それぞれに設定される第１の電流閾値Ｉ１の現在値は、２４Ａまでほぼ同時に上昇した状態になる。かくのごとく、第２の継続時間ΔＴ２（検知時間）と第２の経過時間Ｔｅ２（待ち時間）との合計時間を待って、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２４Ａに変更設定することによって、各放電器１０の出力電流も、それぞれ、２４Ａずつに均等に分担した状態になる。
【０１１５】
すなわち、本発明に係る放電器、電池システムおよび出力電流制御方法の一例を示す本実施例においては、リアクトル１ａ，１ｂとダイオード２ａ，２ｂとコンデンサ３ａ，３ｂとスイッチング素子４ａ，４ｂとからなり、スイッチング素子４ａ，４ｂを制御することにより、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷４０側に出力する放電器１０において、負荷４０側への出力電圧が、あらかじめ定めた第１の電圧設定値Ｖ１（例えば５２Ｖ）に設定されていた場合に、負荷４０側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）または現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値を上回っていることを検知したとき、出力電圧を、第１の電圧設定値Ｖ１よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値Ｖ２（例えば５１Ｖ）に低下させて設定する。
【０１１６】
また、本実施例においては、出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２に設定された以降、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第２の電圧設定値Ｖ２の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間Ｔｅ２（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば初期値にあらかじめ定めた電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）を加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値として変更して設定する。
【０１１７】
さらに、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が、第２の電圧設定値Ｖ２に設定されている場合に、負荷４０側への出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値を上回っている状態が、第２の継続時間ΔＴ２の間継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間Ｔｅ２を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値に電流増分値ΔＩａを加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値として変更して設定する。
【０１１８】
さらに、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が、第２の電圧設定値Ｖ２に設定されていた場合に、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更して設定した後、負荷４０側への出力電流が、第１の電流閾値Ｉ１の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）を上回っていることを検知したとき、出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行う。
【０１１９】
以上のような制御を行うことによって、３台の放電器１０すべての出力電流が、同一の第１の電流閾値Ｉ１の現在値（初期値や変更後の値）に揃えられるように、第１の電流閾値Ｉ１の現在値の上昇を制御することができるので、３台の放電器１０に分担される放電電流の均等化が図られ、而して、各組電池３０が同一仕様で放電開始前に満充電の状態に充電済みであった場合には、各組電池３０は、ほぼ同一の減少率で、残容量が減少することになり、すべての組電池がほぼ同時に放電終止電圧に達して放電が停止するため、各組電池３０に蓄積された放電可能なエネルギーのすべてを負荷４０へ有効に供給することができる。
【０１２０】
なお、負荷４０への電力供給が終了して、電池システムの放電を終了したときには、制御部１２は、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を初期値（すなわち２０Ａ）へ復帰させるようにすれば、次回の放電時にも、同様な出力電流制御方法を実施することが可能である。
【０１２１】
（第２の実施例）
次に、図１，２に示す本発明に係る電池システムにおける放電器１０の第２の実施例の動作について、図６を用いて説明する。図６は、本発明に係る電池システムを構成する放電器１０の動作の第２の実施例を説明するためのグラフであり、放電器１０の出力電流と出力電圧との関係の図３とは異なる例を示している。図６のような出力電流制御方法を実施することにすれば、負荷電流の増加時だけでなく減少時に対しても、各放電器１０から負荷４０への出力電流すなわち放電電流の均等化を実施することが可能である。
【０１２２】
図６に示すように、図２に示す放電器１０は、当該放電器１０の出力電流すなわち放電電流に応じて、放電器１０の出力電圧すなわち放電出力電圧は、あらかじめ定めた第１の電圧設定値Ｖ１と第２の電圧設定値Ｖ２と第３の電圧設定値Ｖ３との３段階のいずれかに設定される。例えば、放電器１０の出力電流が０〜２０Ａ（第１の電流閾値Ｉ１の初期値）の範囲にあるときには、放電器１０の出力電圧は、５２Ｖ（第１の電圧設定値Ｖ１）に設定されるように、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御する。
【０１２３】
出力電流が増加して、出力電流が２０Ａ（第１の電流閾値Ｉ１の初期値）〜２２Ａ（第２の電流閾値Ｉ２の初期値）の範囲にあるときには、出力電圧は５１Ｖ（第２の電圧設定値Ｖ２）に設定されるように、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御する。
【０１２４】
出力電流がさらに増加して、出力電流が２２Ａ（第２の電流閾値Ｉ２の初期値）〜１００Ａ（第３の電流閾値Ｉ３：放電器３の上限電流値）の範囲にあるときには、出力電圧は５０Ｖ（第３の電圧設定値Ｖ３）に設定されるように、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御する。
【０１２５】
出力電流がさらに増加して、出力電流が１００Ａ（第３の電流閾値Ｉ３：放電器３の上限電流値）を超えようとすると、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御して、出力電圧の瞬時垂下を行うように制御する。
【０１２６】
ここに、放電器１０の出力電圧として設定される第１の電圧設定値Ｖ１（５２Ｖ）、第２の電圧設定値Ｖ２（５１Ｖ）、第３の電圧設定値Ｖ３（５０Ｖ）は、いずれも、負荷４０の電源電圧入力範囲（許容電圧範囲）５３Ｖ〜４２Ｖの範囲内としている。
【０１２７】
なお、本実施例においては、放電器１０の出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１（５２Ｖ）に設定されている状態が、あらかじめ定めた所定時間（すなわち、第１の継続時間ΔＴ１と第１の経過時間Ｔｅ１との合計時間）が経過する都度、放電器１０の出力電流を監視する電流閾値（本実施例においては、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との２つの電流閾値）の現在値をあらかじめ定めた電流減分値ΔＩｓずつ減算する動作を行う。
【０１２８】
一方、放電器１０の出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３（５０Ｖ）に設定されている状態が、あらかじめ定めた所定時間（すなわち、第３の継続時間ΔＴ３と第３の経過時間Ｔｅ３との合計時間）が経過する都度、放電器１０の出力電流を監視する電流閾値（本実施例においては、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との２つの電流閾値）の現在値をあらかじめ定めた電流増分値ΔＩａずつ加算する動作を行う。
【０１２９】
また、放電器１０の出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（５１Ｖ）に設定されている状態では、放電器１０の出力電流を監視する電流閾値（本実施例においては、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との２つの電流閾値）の現在値の変更制御を行わない。
【０１３０】
なお、電流閾値の変更を行わない安定な状態として第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に出力電圧が設定されるための出力電流の幅は、電池システムを構成する各放電器１０間の出力電流のばらつきの許容範囲すなわち各放電器１０間の出力電流を揃える目標とする目標電流の精度を示すものである。本実施例においては、前述したように、各放電器１０間の出力電流のばらつきの許容範囲として、２０Ａ（第１の電流閾値Ｉ１の初期値）〜２２Ａ（第２の電流閾値Ｉ２の初期値）の２Ａの幅とする場合について説明する。
【０１３１】
しかし、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。例えば、負荷４０側の負荷状態や変動許容範囲や動作範囲などを勘案して、安定状態とする出力電流の幅を、異なる任意の電流範囲に設定するようにしても良いし、あるいは、負荷４０側に電力を供給する組電池３０や放電器１０の性能に応じて安定状態とする出力電流の電流範囲を設定するようにしても良い。
【０１３２】
また、安定状態とする出力電流の幅の設定方法として、２Ａなどの電流値そのものを用いないで、負荷４０の負荷電流の変動幅などに対する比率として、出力電流の幅を決定するようにしても良い。例えば、安定状態になる出力電流の幅を２％と設定した場合、負荷４０の負荷電流の変動幅が１００Ａの場合では、安定状態とする出力電流の幅は２Ａの幅であり、負荷条件が変化して負荷４０の負荷電流の変動幅が２００Ａの場合では、安定状態とする出力電流の幅も連動させて、出力４Ａの幅と大きくなる。
【０１３３】
次に、図７のフローチャートを用いて、放電器１０の出力電流を制御する制御方法をさらに説明する。図７は、本発明に係る電池システムにおける放電器１０の出力電流制御方法の第２の実施例を説明するためのフローチャートであり、本発明に係る出力電流制御方法の第１の実施例とは異なる例を示すものである。
【０１３４】
第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、図７に示すフローチャートの手順によってあらかじめ定めた初期値から変化していく。すなわち、電池システムを構成する各放電器１０の制御部１２は、自己の放電器１０からの出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超えて負荷４０側に流れた場合、当該放電器１０の出力電圧をあらかじめ定めた第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定する。
【０１３５】
しかる後、出力電流が、さらに、あらかじめ定めた第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａを超えて流れている場合、出力電圧を第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定する。しかる後、制御部１２は、当該放電器１０の出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３の継続時間を示す第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間継続しているか否かを確認する（ステップＳ１１）。
【０１３６】
出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定してから、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）の間、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続していることを検知した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制御部１２は、第３の経過時間Ｔｅ３としてあらかじめ定めた時間（例えば１秒）だけさらに経過した後で、第１の電流閾値Ｉ１および第２の電流閾値Ｉ２の現在値に対して、電流増分値ΔＩａとしてあらかじめ定めた電流値（例えば１Ａ（アンペア））だけそれぞれ加算し、第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａに１Ａ加算して第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２１Ａに設定し、第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａに１Ａ加算して第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２３Ａに設定する（ステップＳ１２）。
【０１３７】
この結果、変更後の第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との現在値は、初期値の場合と同様の２Ａの差を維持したまま、増加することになる。そして、当該放電器１０の出力電流が、第２の電流閾値Ｉ２の初期値との比較ではなく、変更後の第２の電流閾値Ｉ２の現在値すなわち２３Ａ以下になったことが制御部１２で検知されると、放電器１０の出力電圧は、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定され、さらに、出力電流が、２Ａ少ない変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値すなわち２１Ａ以下になったことが制御部１２で検知されると、放電器１０の出力電圧は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定される。
【０１３８】
一方、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定してから、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）に至るまで、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続しなかった場合は（ステップＳ１１のＮＯ）、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値（初期値）２２Ａ以下になって、放電器１０の出力電圧は、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）から一つ前の状態すなわち第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に復帰している場合であり、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２はそれぞれ初期値２０Ａ、２２Ａのまま、変更を行うことはない。
【０１３９】
しかる後、放電器１０の出力電流が、第１の電流閾値Ｉ１として現在設定されている電流値以下に減少しているか否かを確認して、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値を超えていた場合は、第２の電流閾値Ｉ２として現在設定されている電流値と比較する動作を行う。出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値以下の場合は、出力電圧の設定値、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値をそのままにして、ステップＳ１１に復帰する。
【０１４０】
出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値を超えていた場合は、出力電圧を第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定して、ステップＳ１１に戻って、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定してからの継続時間を監視する状態に復帰する。
【０１４１】
一方、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下であった場合は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から一つ前の状態すなわち第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定する。しかる後、制御部１２は、当該放電器１０の出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１の継続時間を示す第１の継続時間ΔＴ１としてあらかじめ定めた時間（例えば１秒）の間継続しているか否かを確認する（ステップＳ１３）。
【０１４２】
出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５０Ｖ）に設定してから、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）の間、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続していることを検知した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、制御部１２は、第１の経過時間Ｔｅ１としてあらかじめ定めた時間（例えば１秒）だけさらに経過した後で、第１の電流閾値Ｉ１および第２の電流閾値Ｉ２の現在値に対して、電流減分値ΔＩｓとしてあらかじめ定めた電流値（例えば１Ａ（アンペア））だけそれぞれ減算し、例えば、第１の電流閾値Ｉ１の現在値２２Ａから１Ａ減算して第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２１Ａに設定し、第２の電流閾値Ｉ２の現在値２４Ａに１Ａ減算して第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２３Ａに設定する（ステップＳ１４）。
【０１４３】
この結果、変更後の第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との現在値は、初期値の場合と同様の２Ａの差を維持したまま、減算することになる。そして、当該放電器１０の出力電流が、第１の電流閾値Ｉ１の初期値との比較ではなく、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａを超えたことが制御部１２で検知されると、放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定され、さらに、出力電流が、２Ａ多い変更後の第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば２３Ａを超えたことが制御部１２で検知されると、放電器１０の出力電圧は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定された状態になる。
【０１４４】
一方、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定してから、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）に至るまで、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続しなかった場合は（ステップＳ１３のＮＯ）、放電器１０の出力電圧の設定値、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、それぞれ、変更を行うことなく、そのままの状態にして、ステップＳ１１に復帰する。
【０１４５】
また、ステップＳ１２によって、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更した後、ステップＳ１１に復帰した場合、今度は、放電器１０の出力電流が、変更後の第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば２３Ａを超えて流れ続けて、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）の間継続しているか否かを確認する動作を行う。
【０１４６】
ここで、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更してから、第３の継続時間ΔＴ３の間継続していることを検知した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制御部１２は、第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）だけさらに経過した後、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値それぞれに対して、電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ（アンペア））だけさらに加算し、現在の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａに１Ａ加算して２２Ａに設定し、現在の第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば２３Ａに１Ａ加算して２４Ａに設定して（ステップＳ１２）、ステップＳ１１に復帰する。
【０１４７】
かくのごときステップＳ１１，Ｓ１２の手順を繰り返すことによって、放電器１０の出力電流が、現在設定されている第２の電流閾値Ｉ２の現在値以下に低下しない限り、放電器１０の出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３を継続するとともに、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）と第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）との合計時間が経過する都度、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との現在値は、それぞれの初期値における差（例えば２Ａ）を維持したまま、それぞれ、電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）ずつ、増加して設定されていく。
【０１４８】
この第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２とのそれぞれの現在値の増加動作は、第２の電流閾値Ｉ２の現在値すなわち出力電流が、第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）に達するまで継続し、第３の電流閾値Ｉ３を超えようとすると、制御部１２は、図２に示すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を制御して、出力電圧の瞬時垂下を行うように制御する。
【０１４９】
また、ステップＳ１４によって、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更した後、ステップＳ１１に復帰した場合、ステップＳ１１からステップＳ１３に移行して、今度は、放電器１０の出力電流が、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａ以下の電流値を保って流れ続けて、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）の間継続しているか否かを確認する動作を行う。
【０１５０】
ここで、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を変更してから、第１の継続時間ΔＴ１の間継続していることを検知した場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、制御部１２は、第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）だけさらに経過した後、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値それぞれに対して、電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ（アンペア））だけさらに減算し、現在の第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば２１Ａから１Ａ減算して２０Ａに設定し、現在の第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば２３Ａから１Ａ減算して２２Ａに設定して（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に復帰する。
【０１５１】
かくのごときステップＳ１１〜Ｓ１４の手順を繰り返すことによって、放電器１０の出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値を超えない限り、放電器１０の出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１を継続するとともに、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）と第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）との合計時間が経過する都度、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との現在値は、それぞれの初期値における差（例えば２Ａ）を維持したまま、それぞれ、電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）ずつ、減少して設定されていく。
【０１５２】
この第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２とのそれぞれの現在値の減少動作は、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との初期値（すなわち２０Ａと２２Ａ）に達するまで継続する。第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との初期値に達すると、以降は、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との減少動作を停止する。
【０１５３】
なお、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）または第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定してから、あるいは、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の値を変更してから、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）または第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）の間継続していることを検知した後、その時点から第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）または第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）がさらに経過した時点で、制御部１２は、当該放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１および第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更するようにしているので、電池システムを構成する他の放電器１０においても、第３の経過時間Ｔｅ３または第１の経過時間Ｔｅ１が経過するまでの時間内に、同様の変更動作が実施され、各放電器１０の出力電流をほぼ同一の値に揃えることができる。
【０１５４】
また、前述の説明においては、第１，３の継続時間ΔＴ１，ΔＴ３および第１，３の経過時間Ｔｅ１，Ｔｅ３を、すべて、同じ１秒とする場合を例示しているが、本発明では、同じ時間に必ずしも揃える必要はなく、一部あるいはすべてについて、異なる時間を設定するようにしても良い。
【０１５５】
次に、図７のフローチャートに示した制御部１２の出力電流制御方法の動作について、図８の説明図を用いてさらに説明する。図８は、本発明に係る出力電流制御方法の第２の実施例を説明するための説明図である。
【０１５６】
図８においては、放電器１０の出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）と第２の電流閾値Ｉ２の初期値（例えば２２Ａ）との間にあって、出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）で放電中の状態にあったとき、時刻Ｔ２において、負荷４０に出力する放電器１０の出力電流が増加して、第２の電流閾値Ｉ２を超えた重負荷状態になり、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の増加動作を開始する。
【０１５７】
しかる後、放電器１０の出力電流が減少し始め、時刻Ｔ４において、第２の電流閾値Ｉ２の現在値以下になり、さらに、時刻Ｔ５において、第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下になって、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の減少動作を行っている場合を例にとって示している。なお、図８においては、時間軸を横軸にして、図８（Ａ）には、放電器１０の出力電流と第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の変化の様子を、また、図８（Ｂ）には、放電器１０の出力電圧の変化の様子を示している。
【０１５８】
図８（Ａ）に示すように、時刻Ｔ２の時点で、放電器１０の制御部１２が、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａを超えたことを検知すると、降圧部１１ｂを制御して、出力電圧を、図８（Ｂ）に示すように、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に変更して設定するとともに、継続時間の計時を開始する。
【０１５９】
第３の電圧設定値Ｖ３に変更設定してから、第３の継続時間ΔＴ３の間、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａ以下にならず、第３の電圧設定値Ｖ３が継続すると、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３の時間を経過した後に、すなわち、第３の電圧設定値Ｖ３に変更設定してから（ΔＴ３＋Ｔｅ３）の時間だけ経過した後に、図８（Ａ）に示すように、第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａに電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけ加算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２１Ａに変更し、第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａにも電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけ加算して、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２３Ａに変更して設定する。
【０１６０】
しかる後においても、図８（Ａ）に示す例においては、時刻Ｔ４に達するまで、出力電流が変更後の第２の電流閾値Ｉ２の現在値よりも大きい値で出力され続けるので、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値をそれぞれ変更設定してから（ΔＴ３＋Ｔｅ３）の時間だけ経過する都度、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値にそれぞれ電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけさらに加算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を両者の差として２Ａを維持するように変更する動作を繰り返し、時刻Ｔ４においては、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、それぞれ、２４Ａ、２６Ａに設定されており、両者の差は、２Ａの幅を維持した状態になっている。
【０１６１】
かくのごとき第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を増加させる動作は、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値を超えている状態が継続する限り、第２の電流閾値Ｉ２の現在値が、第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）に達するまで継続し、第３の電流閾値Ｉ３を超えようとした時点で、放電器１０の出力電圧を急激に低下させる垂下制御が実施される。
【０１６２】
図８に示す例のように、時刻Ｔ４において、放電器１０の出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値以下に減少すると、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を増加させる動作は停止し、さらに、時刻Ｔ５において、第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下にまで減少すると、逆に、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を減少させる動作を開始する。すなわち、時刻Ｔ５において、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に変更して設定するとともに、継続時間の計時を開始する。
【０１６３】
第１の電圧設定値Ｖ１に変更設定してから、第１の継続時間ΔＴ１の間、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値２４Ａ以下にあって、第１の電圧設定値Ｖ１が継続すると、さらに、第１の経過時間Ｔｅ１の時間を経過した後に、すなわち、第１の電圧設定値Ｖ１に変更設定してから（ΔＴ１＋Ｔｅ１）の時間だけ経過した後に、図８（Ａ）に示すように、第１の電流閾値Ｉ１の現在値２４Ａに電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）だけ減算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値を２３Ａに変更し、第２の電流閾値Ｉ２の現在値２６Ａも電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）だけ減算して、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２５Ａに変更して設定する。
【０１６４】
図８（Ａ）に示す例においては、時刻Ｔ６に達するまで、出力電流が変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値よりも小さい値で出力され続けるので、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値をそれぞれ変更設定してから（ΔＴ１＋Ｔｅ１）の時間だけ経過する都度、変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値にそれぞれ電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）だけさらに減算して、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を両者の差として２Ａを維持するように変更する動作を繰り返し、時刻Ｔ６においては、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、それぞれの初期値である２０Ａ、２２Ａに設定される。この時点でも、両者の差は、２Ａの幅を維持した状態になっている。
【０１６５】
時刻Ｔ６を経過した後においては、出力電流が、初期値に変更後の第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下の状態が継続し、第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値をそれぞれ変更設定してから（ΔＴ１＋Ｔｅ１）の時間が経過したとしても、制御部１２は、初期値に設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の減算を行うことなく、現在のそれぞれの初期値２０Ａ、２２Ａの状態を継続する。
【０１６６】
なお、制御部１２は、前述したように、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値を増加させる変更を行う場合は、第３の電圧設定値Ｖ３に変更後に、あるいは、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値の変更後に、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値を超えている状態が、出力電流の検知時間として機能する第３の継続時間ΔＴ３の間、継続していることを検知した時点ではなく、さらに、その時点から、待機時間として機能する第３の経過時間Ｔｅ３が経過するまで待ち合わせた時点で、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値を変更するようにしているので、電池システムを構成する他の放電器１０においても、第３の経過時間Ｔｅ３が経過するまでの時間内に、同様の変更動作が実施され、各放電器１０の出力電流をほぼ同一の値に揃えることができる。
【０１６７】
また、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値を減少させる変更を行う場合も、同様に、第１の電圧設定値Ｖ１に変更後に、あるいは、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値の変更後に、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下に低下している状態が、出力電流の検知時間として機能する第１の継続時間ΔＴ１の間、継続していることを検知した時点ではなく、さらに、その時点から、待機時間として機能する第１の経過時間Ｔｅ１が経過するまで待ち合わせた時点で、第１，第２の電流閾値Ｉ１，Ｉ２の現在値を変更するようにしているので、電池システムを構成する他の放電器１０においても、第１の経過時間Ｔｅ１が経過するまでの時間内に、同様の変更動作が実施されることによって、各放電器１０の出力電流をほぼ同一の値に揃えることができる。
【０１６８】
したがって、図１に示すように３台の放電器１０からなる電池システムの場合、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａを大きく下回るときには、並列接続された３台の放電器１０にそれぞれ流れる出力電流は、いずれも、２０Ａ未満であって、それぞれの放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）の状態が継続する。ここで、負荷４０に流れる負荷電流が増加して、６０Ａの近傍かあるいは６０Ａを超えたときには、各放電器１０に流れる出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値２０Ａを超える放電器１０が存在することになるので、該当する放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に低下する。
【０１６９】
さらに、負荷４０に流れる負荷電流が増加して、６６Ａの近傍かあるいは６６Ａを超えたときには、各放電器１０に流れる出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の初期値２２Ａを超える放電器１０が存在することになるので、該当する放電器１０の出力電圧は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に低下し、図７に示すフローチャートに従った手順で、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、上昇を開始する。
【０１７０】
ここで、それぞれの放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の上昇は、ある放電器１０の出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定してから、第３の継続時間ΔＴ３を経過した後、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３だけ待ち合わせた後で行っているので、つまり、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の変更のタイミングとして、第３の電圧設定値（すなわち５０Ｖ）への設定を検知する検知時間（第３の継続時間ΔＴ３）の経過後、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３の待ち時間を設けているので、各放電器１０から共通接続点までの距離に差があったとしても、また、各放電器１０間の制御タイミングの違いを考慮したとしても、各放電器１０は、ほぼ同時に、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の上昇が実施されているとみなすことができる。
【０１７１】
例えば、負荷４０に流れる負荷電流が７２Ａの場合、３台の各放電器１０それぞれに設定される第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、２２Ａ、２４Ａまでほぼ同時に上昇した状態になる。かくのごとく、第３の継続時間ΔＴ３（検知時間）と第３の経過時間Ｔｅ３（待ち時間）との合計時間を待って、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２２Ａ、２４Ａにそれぞれ変更設定することによって、各放電器１０の出力電流も、それぞれ、２４Ａずつに均等に分担した状態になる。
【０１７２】
一方、負荷４０に流れる負荷電流が減少する場合についても、負荷４０に流れる負荷電流が増加する場合と全く同様である。例えば、負荷４０に流れる負荷電流が７２Ａで、３台の各放電器１０の出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定され、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値が、それぞれ、２２Ａ、２４Ａに変更して設定されていた状態から、負荷４０に流れる負荷電流が７２Ａ以下に減少すると、各放電器１０に流れる出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の現在値２４Ａ以下に低下する放電器１０が存在することになるので、該当する放電器１０の出力電圧は、第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に上昇する。
【０１７３】
さらに、負荷４０に流れる負荷電流が６６Ａの近傍かあるいは６６Ａ以下に減少すると、各放電器１０に流れる出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値２２Ａ以下に低下する放電器１０が存在することになるので、該当する放電器１０の出力電圧は、第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）から第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に上昇し、図７に示すフローチャートに従った手順で、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、減少を開始する。
【０１７４】
ここで、それぞれの放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の減少は、ある放電器１０の出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定してから、第１の継続時間ΔＴ１を経過した後、さらに、第１の経過時間Ｔｅ１だけ待ち合わせた後で行っているので、つまり、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の変更のタイミングとして、第１の電圧設定値（すなわち５２Ｖ）への設定を検知する検知時間（第１の継続時間ΔＴ１）の経過後、さらに、第１の経過時間Ｔｅ１の待ち時間を設けているので、各放電器１０から共通接続点までの距離に差があったとしても、また、各放電器１０間の制御タイミングの違いを考慮したとしても、各放電器１０は、ほぼ同時に、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の減少が実施されているとみなすことができる。
【０１７５】
例えば、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａの場合、３台の各放電器１０それぞれに設定される第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は、それぞれの初期値の２０Ａ、２２Ａまでほぼ同時に低下した状態になる。かくのごとく、第１の継続時間ΔＴ１（検知時間）と第１の経過時間Ｔｅ１（待ち時間）との合計時間を待って、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を２０Ａ、２２Ａにそれぞれ変更設定することによって、各放電器１０の出力電流も、それぞれ、２０Ａずつに均等に分担した状態になる。
【０１７６】
すなわち、本発明に係る放電器、電池システムおよび出力電流制御方法の第１の実施例とは異なる例を示す本実施例においては、リアクトル１ａ，１ｂとダイオード２ａ，２ｂとコンデンサ３ａ，３ｂとスイッチング素子４ａ，４ｂとからなり、スイッチング素子４ａ，４ｂを制御することにより、直流電源から入力される直流電力を、降圧または昇圧して、負荷４０側に出力する放電器１０において、負荷４０側への出力電圧が、あらかじめ定めた第２の電圧設定値Ｖ２（例えば５１Ｖ）に設定されていた場合に、負荷４０側への出力電流が、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）よりも大きい値としてあらかじめ定めた第２の電流閾値Ｉ２の初期値（例えば２２Ａ）または現在設定されている第２の電流閾値Ｉ２の現在値を上回っていることを検知したとき、出力電圧を、第２の電圧設定値Ｖ２よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値Ｖ３（例えば５０Ｖ）に低下させて設定する。
【０１７７】
また、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が減少して、第３の電圧設定値Ｖ３に設定された以降、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば初期値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば初期値にあらかじめ定めた電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）をそれぞれ加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する。
【０１７８】
一方、負荷４０側への出力電圧が増加して、第１の電圧設定値Ｖ１に設定された以降、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値からあらかじめ定めた電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）をそれぞれ減算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する。
【０１７９】
さらに、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が、第３の電圧設定値Ｖ３に設定されている場合に、第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更して設定した後、負荷４０側への出力電流が、現在設定されている第２の電流閾値Ｉ２の現在値を上回っている状態が、第３の継続時間ΔＴ３の間継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間Ｔｅ３を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値に電流増分値ΔＩａをそれぞれ加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する。
【０１８０】
一方、負荷４０側への出力電圧が、第１の電圧設定値Ｖ１に設定されている場合に、第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値を変更して設定した後、負荷４０側への出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下に低下した状態が、第１の継続時間ΔＴ１の間継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間Ｔｅ１を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値からあらかじめ定めた電流減分値ΔＩｓをそれぞれ減算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する。
【０１８１】
さらに、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１に設定されている場合に、電流減分値ΔＩｓをそれぞれ減算して変更して設定しようとする第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値が、それぞれ、第１の電流閾値Ｉ１の初期値および第２の電流閾値Ｉ２の初期値と同一の値よりも小さくなる場合、第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値の変更を行わない。
【０１８２】
さらに、本実施例においては、負荷４０側への出力電圧が、第３の電圧設定値Ｖ３に設定されていた場合に、負荷４０側への出力電流が、第２の電流閾値Ｉ２の初期値よりもさらに大きい値としてあらかじめ定めた第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ：放電器１０の上限電流値）を上回っていることを検知したとき、出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行う。
【０１８３】
以上のような制御を行うことによって、３台の放電器１０すべての出力電流が、同一の第２の電流閾値Ｉ２の現在値（出力電流が上昇する場合）や第１の電流閾値Ｉ１の現在値（出力電流が減少する場合）に揃えられるように、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の上昇や低下を制御することができるので、第１の実施例の場合と同様に、３台の放電器１０に分担される放電電流の均等化が図られ、而して、各組電池３０が同一仕様で放電開始前に満充電の状態に充電済みであった場合には、各組電池３０は、ほぼ同一の減少率で残容量が減少することになり、すべての組電池３０がほぼ同時に放電終止電圧に達して放電が停止するため、各組電池３０に蓄積された放電可能なエネルギーのすべてを負荷４０へ有効に供給することができる。
【０１８４】
なお、負荷４０への電力供給が終了して、電池システムの放電を終了したときには、制御部１２は、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値をそれぞれ初期値（すなわち２０Ａ、２２Ａ）へ復帰させるようにすれば、次回の放電時にも、同様な出力電流制御方法を実施することが可能である。
【０１８５】
さらに説明すれば、本実施例においては、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の上昇や低下のタイミングについては、各放電器１０の出力電圧の変化を検知するための検知時間として第３の継続時間ΔＴ３（出力電流上昇の場合）または第１の継続時間ΔＴ１（出力電流減少の場合）だけ継続していることを検知した後、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３（出力電流上昇の場合）または第１の経過時間Ｔｅ１（出力電流減少の場合）という待ち時間を設けているため、各放電器１０から共通接続点までの距離の差や各放電器１０間の制御タイミングの差を考慮したとしても、ほぼ同時に、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の上昇や低下が実施される。
【０１８６】
この結果、原理的に言えば、出力電流が上昇する場合については、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａ未満であるときには、３台の放電器１０の出力電圧は、第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）であり、負荷電流が６０Ａを超えた時点で、放電器１０の出力電圧が低下し、負荷電流が６６Ａ以下の間は、放電器１０の出力電圧は第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に設定される。
【０１８７】
さらに、負荷電流が増加して６６Ａを超えた時点で、放電器１０の出力電圧はさらに低下して第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）に設定され、しかる後、変化の検知時間である第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）と待機時間である第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）とを経過する都度、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値へそれぞれ電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）ずつ加算する動作が繰り返される。かくのごとき第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値への加算動作は、各放電器１０の出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に戻るまで継続する。
【０１８８】
例えば、負荷４０に流れる負荷電流が７２Ａであるとき、各放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１の現在値は２２Ａ、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は２４Ａとなる。このようにして、３台の各放電器１０の出力電流が、第２の電流閾値Ｉ２の現在値の２４Ａに均等に分担される。
【０１８９】
しかる後、負荷電流が減少する場合、各放電器１０の負荷電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値２２Ａの３倍に相当する６６Ａに減少するまでは、原理的には、放電器１０の出力電圧は第３の電圧設定値Ｖ３（すなわち５０Ｖ）から第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に上昇した状態にあり、さらに負荷電流が６６Ａ以下に減少すると、放電器１０の出力電圧は第１の電圧設定値Ｖ１（すなわち５２Ｖ）に設定され、しかる後、変化の検知時間である第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）と待機時間である第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）とを経過する都度、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値へそれぞれ電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）ずつ減算する動作が繰り返される。かくのごとき第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値への減算動作は、各放電器１０の出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（すなわち５１Ｖ）に戻るまで継続する。
【０１９０】
ただし、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の減算動作は、それぞれの初期値２０Ａ、２２Ａに達するまでである。例えば、負荷４０に流れる負荷電流が６０Ａに低下したとき、各放電器１０の第１の電流閾値Ｉ１の現在値は初期値２０Ａ、第２の電流閾値Ｉ２の現在値は初期値２２Ａとなる。このようにして、３台の各放電器１０の出力電流が、第１の電流閾値Ｉ１の現在値の２０Ａに均等に分担される。
【０１９１】
ここで、前述のように、３台の放電器１０の出力電流が、すべて、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を上回る状態が第３の継続時間ΔＴ３の間継続するか（出力電流上昇の場合）、あるいは、第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下に低下する状態が第１の継続時間ΔＴ１の間継続するか（出力電流減少の場合）、のいずれかが発生した場合に限り、第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の現在値を、第３の経過時間Ｔｅ３（出力電流上昇の場合）あるいは第１の経過時間Ｔｅ１（出力電流減少の場合）だけさらに経過した時点で、両者の差が同じ幅（例えば２Ａ）を維持する形で変更させる動作を行う。
【０１９２】
したがって、電池システムを構成する複数（本実施例では３台）の各放電器１０に分担される放電電流は、この第１の電流閾値Ｉ１、第２の電流閾値Ｉ２の差である例えば２Ａの範囲内で均等化される。この結果、負荷４０に流れる負荷電流の増加と減少との両方の変化に対応して、当該負荷電流を分担する各放電器１０の出力電流を、例えば２Ａの範囲内で揃えることが可能となる。
【０１９３】
（他の実施例）
以上、前述した各実施例については、ニッケル水素蓄電池を用いる電池システムを例にとって説明したが、前述したように、本発明はこれに限られるものではない。例えば、複数のリチウムイオン電池など、ニッケル水素蓄電池以外の二次電池の組み合わせからなる二次電池システム、一次電池を含め、複数の電池の組み合わせからなる電池システムであっても、全く同様に適用することができる。すなわち、組電池３０を構成する電池として、ニッケル水素蓄電池のみならずリチウムイオン電池など他の二次電池からなっていても良いし、一次電池を含めて複数の電池の組み合わせからなっていても良い。
【０１９４】
また、前述した各実施例における電池システムとしては、図１に示したように、複数の電池を組み合わせてなる組電池３０を６組と、各組電池３０から入力される直流電力を降圧または昇圧して負荷４０側に出力する放電器１０を３個備え、３個の放電器１０それぞれからの出力点において並列接続して負荷４０側に接続する構成を例にとって、一つの放電器１０の入力側には２組ずつの組電池３０を並列接続するという構成例を説明したが、組電池３０や放電器１０の個数は、かかる場合に限るものではない。
【０１９５】
用途に応じて任意に選択した複数の組電池３０、放電器１０を備えるようにしても良いし、また、一つの放電器１０の入力側に接続する組電池３０の個数も、１ないし複数の任意の個数の組電池３０を接続するようにしても良い。
【０１９６】
また、前述した各実施例における放電器１０の構成として、図２に示すように、リアクトル１ａ，１ｂとダイオード２ａ，２ｂとコンデンサ２ａ，２ｂとスイッチング素子４ａ，４ｂとを少なくとも含み、スイッチング素子４ａ，４ｂを制御することにより、直流電源すなわち組電池３０から入力される直流電力を、降圧または昇圧する構成例を示したが、本発明の放電器はかかる構成に限るものではなく、例えば、スイッチドキャパシタを用いた構成であっても良いし、出力電流の如何に応じて複数段階の出力電圧に変更設定が可能なものであれば、如何なる構成のものであっても良い。
【０１９７】
また、本発明の第１の実施例においては、出力電圧が第２の電圧設定値Ｖ２（例えば５１Ｖ）に設定された以降、第２の継続時間ΔＴ２（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第２の電圧設定値Ｖ２の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第２の経過時間Ｔｅ２（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値たとえば初期値にあらかじめ定めた電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）を加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値として変更して設定する場合について説明した。
【０１９８】
しかし、場合によっては、第２の継続時間ΔＴ２や第２の経過時間Ｔｅ２の時間経過を待つことなく、負荷４０側への出力電圧が、第２の電圧設定値Ｖ２に設定された際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば初期値に電流増分値ΔＩａを加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値として変更して設定するようにしても良い。
【０１９９】
また、本発明の第２の実施例においては、負荷４０側への出力電圧が減少して、第３の電圧設定値Ｖ３に設定された以降、第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば初期値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば初期値にあらかじめ定めた電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）をそれぞれ加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する場合について説明した。
【０２００】
しかし、前述の場合と同様、場合によっては、第３の継続時間ΔＴ３や第３の経過時間Ｔｅ３の時間経過を待つことなく、負荷４０側への出力電圧が、第３の電圧設定値Ｖ３に設定された際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値例えば初期値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値例えば初期値に電流増分値ΔＩａをそれぞれ加算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定するようにしても良い。
【０２０１】
さらに、本発明の第２の実施例においては、負荷４０側への出力電圧が増加して、第１の電圧設定値Ｖ１に設定された以降、第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続した場合、しかる後さらに第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間を経過した際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値からあらかじめ定めた電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）をそれぞれ減算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定する場合についても説明した。
【０２０２】
しかし、前述の場合と同様、場合によっては、第１の継続時間ΔＴ１や第１の経過時間Ｔｅ１の時間経過を待つことなく、負荷４０側への出力電圧が、第１の電圧設定値Ｖ１に設定された際に、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値から電流減分値ΔＩｓをそれぞれ減算して、新たな第１の電流閾値Ｉ１の現在値および第２の電流閾値Ｉ２の現在値として変更して設定するようにしても良い。
【０２０３】
なお、第２の実施例においては、各放電器１０間の出力電流の値を揃えるための精度を示す第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との差について、例えば２Ａとする例を説明したが、かかる場合に限るものではない。すなわち、第２の実施例においても前述したように、第１の電流閾値Ｉ１と第２の電流閾値Ｉ２との差は、負荷４０の負荷状態や変動許容範囲（動作範囲）などに応じて、あるいは、負荷４０に電力を供給する組電池３０や放電器１０の性能に応じて、適切な精度が得られるような値（電流値幅）に設定すれば良い。
【０２０４】
（本発明の主要な特徴）
以上の各実施例において詳細に説明したように、本発明に係る放電器、電池システムおよび出力電流制御方法の主要な特徴は、放電器から負荷側に流れる出力電流に対して、放電器の出力電圧として設定すべき電圧設定値を複数段階用意し、出力電圧の設定を、変化する出力電流値の状態に応じて変化させることを可能としていることである。
【０２０５】
例えば、出力電流があらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）以下のときは、出力電圧をあらかじめ定めた第１の電圧設定値Ｖ１（例えば５２Ｖ）とし、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の初期値よりも大きく、かつ、あらかじめ第２の電流閾値Ｉ２の初期値（例えば２２Ａ）以下のときは、出力電圧を第１の電圧設定値Ｖ１よりも低い値としてあらかじめ定めた第２の電圧設定値Ｖ２（例えば５１Ｖ）に設定し、出力電流が第２の電流閾値Ｉ２の初期値よりも大きく、かつ、あらかじめ定めた第３の電流閾値Ｉ３（例えば１００Ａ）以下のときは、出力電圧を第２の電圧設定値Ｖ２よりも低い値としてあらかじめ定めた第３の電圧設定値Ｖ３（例えば５０Ｖ）に設定し、出力電流が第３の電流閾値Ｉ３よりも大きいときは、出力電圧を急激に低下させる垂下制御を行う。
【０２０６】
また、出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３のときには、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とが、あらかじめ定めた電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけ増加し、出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１のときには、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とが、あらかじめ定めた電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）だけ減少する。
【０２０７】
すなわち、出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３に変更して設定した時点、あるいは、出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３に変更して設定してから第３の継続時間ΔＴ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、出力電流が、現在設定されている第２の電流閾値Ｉ２の現在値よりも大きく、かつ、第３の電流閾値Ｉ３以下の状態が継続して、その結果、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続していた場合には、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間が経過した時点、あるいは、出力電圧が第３の電圧設定値Ｖ３に設定されている場合で、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とを変更して設定してから、出力電流が第１の電流閾値Ｉ１の現在値または第２の電流閾値Ｉ２の現在値よりも大きく、かつ、第３の電流閾値Ｉ３以下の状態が継続して、その結果、第３の電圧設定値Ｖ３の出力電圧が継続していた場合には、さらに、第３の経過時間Ｔｅ３（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間が経過した時点、のいずれかの時点で、第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とが、電流増分値ΔＩａ（例えば１Ａ）だけ増加するという動作を行う。
【０２０８】
また、出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１に変更して設定した時点、あるいは、出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１に変更して設定してから第１の継続時間ΔＴ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間の間、出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下で、かつ、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）よりも大きい状態が継続して、その結果、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続していた場合には、さらに、第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間が経過した時点、あるいは、出力電圧が第１の電圧設定値Ｖ１に設定されている場合で、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とを変更して設定してから、出力電流が、現在設定されている第１の電流閾値Ｉ１の現在値以下で、かつ、あらかじめ定めた第１の電流閾値Ｉ１の初期値（例えば２０Ａ）よりも大きい状態が継続して、その結果、第１の電圧設定値Ｖ１の出力電圧が継続していた場合には、さらに、第１の経過時間Ｔｅ１（例えば１秒）としてあらかじめ定めた時間が経過した時点、のいずれかの時点で、第１の電流閾値Ｉ１の現在値と第２の電流閾値Ｉ２の現在値とが、電流減分値ΔＩｓ（例えば１Ａ）だけ減少するという動作を行う。
【０２０９】
かくのごとき動作を行うことによって、各放電器１０の出力電流が均等化され、複数台の放電器１０を並列接続して構成する電池システムにおける従来技術における問題点、すなわち、特定の組電池３０へ放電電流が集中してしまう結果として、電池システムとしての余力を残したまま、電池システムの放電が停止するという問題点が解消され、さらに、負荷４０側の負荷増加や放電器１０の故障に際しても、負荷４０への給電の安定性が維持される電池システムを実現することができる。
【０２１０】
（本発明の各実施例における効果）
以下に、本発明の各実施例によって生じる効果について説明する。
【０２１１】
（１）複数の放電器の出力点で並列接続して負荷に電力を出力する電池システムの構成においては、複数の放電器それぞれが並列接続点までに至る配線抵抗には差があるため、配線抵抗が小さい放電器へ出力電流が集中して、出力電流が集中した放電器に接続される組電池の電力消費が他の組電池に比して大きくなり、他の組電池よりも先に、電力容量低下により放電終止状態となるため、電池システムとしても放電停止状態に陥ってしまい、放電停止状態になった時点では、他の電池系列すなわち他の組電池はまだ電力供給可能な余力を残したまま、使用されない状態が発生してしまう。
【０２１２】
本発明においては、放電器１０から負荷４０側へ出力する出力電流に応じて、各放電器１０の出力電圧を複数の段階に変更して設定することにより、各放電器１０の出力電流をほぼ等しく制御する構成としているので、各電池系列すなわち各組電池３０に対して出力電流をほぼ等しく分担させることが可能である。したがって、各組電池３０が同一仕様で放電開始前に満充電の状態に充電済みであった場合には、各組電池３０は、ほぼ同一の減少率で残容量が減少し、すべての組電池３０がほぼ同時に放電終止電圧に達して放電が停止するため、各組電池３０のいずれも電力供給能力を余すことなく、電力供給可能な余力を有効に負荷４０に出力することができ、かつ、複数の放電器の並列接続によって電池システムのシステム容量を所望の電力容量に応じて増加することも容易に可能となる。
【０２１３】
（２）複数の放電器の出力点で並列接続して負荷４０側に電力を出力する電池システムにおいて、複数の放電器間の出力電流を均等化するには、全負荷電流と有効放電器台数との計算に基づいて、各放電器の上限電流値を設定する方法もあるが、各放電器の出力電流の計測や演算を行う処理部や、各放電器へ指令するための通信線などを追加する必要があり、コスト増や故障率の上昇を招くといった問題がある。
【０２１４】
本発明においては、複数の放電器１０同士で通信を行うことなく、それぞれの放電器１０が、独立に、出力電流に応じて出力電圧を変更して設定する放電制御を行うので、各放電器１０の出力電流の計測や演算を行う処理部や放電器１０同士の通信を行う配線が不要であり、コスト増や故障率の上昇もなく、各放電器１０間の出力電流を均等化することが可能となる。
【０２１５】
（３）また、各放電器の出力電流に上限電流値を設定するだけでは、負荷の電力需要の増加時や放電器の故障の発生時にも、垂下制御が実行されてしまい、負荷電圧の急激な低下を引き起こし、負荷の動作が停止してしまうという大きな問題が伴う。
【０２１６】
本発明においては、出力電流の大きさに応じて、各放電器１０の出力電圧が段階的に複数の段階に設定されるため、負荷４０の電力需要の増加や放電器１０の故障の発生に際しても、各放電器１０の出力電圧が複数の段階のいずれかに設定されて、負荷４０側への電力供給が継続されて、負荷４０の動作を継続させることができ、かつ、各放電器１０間の電流ばらつきも解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】本発明に係る電池システムの構成の一例を説明するための回路図である。
【図２】本発明に係る電池システムの放電器に搭載される昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】本発明に係る電池システムを構成する放電器の動作の第１の実施例を説明するためのグラフである。
【図４】本発明に係る電池システムにおける放電器の出力電流制御方法の第１の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明に係る出力電流制御方法の第１の実施例を説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る電池システムを構成する放電器の動作の第２の実施例を説明するためのグラフである。
【図７】本発明に係る電池システムにおける放電器の出力電流制御方法の第２の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明に係る出力電流制御方法の第２の実施例を説明するための説明図である。
【図９】複数の組電池と複数の放電器と複数の充電器とを用いて構成する電池システムの構成図である。
【図１０】放電器に搭載される昇降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【０２１８】
１ａ，１ｂ…リアクトル、２ａ，２ｂ…ダイオード、３ａ，３ｂ…コンデンサ、４ａ，４ｂ…スイッチング素子、４ｃ…切離しスイッチ、１０，１０Ａ…放電器、１０１…放電器１、１０２…放電器２、１０３…放電器３、１１ａ…昇圧部、１１ｂ…降圧部、１２，１２Ａ…制御部、２０…充電器、２０１…充電器１、２０２…充電器２、２０３…充電器３、３０…組電池、３０１…１系組電池、３０２…２系組電池、３０３…３系組電池、３０４…４系組電池、３０５…５系組電池、３０６…６系組電池、４０…負荷、５０…整流器、６０，６０Ａ…電源制御部。
【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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