(57)【要約】【課題】残量にばらつきがある複数の二次電池を、より有効に活用することができる直流電源装置及びこれを用いた電力貯蔵システムを提供する。【解決手段】本発明の直流電源装置は、二次電池である複数の電池Ｂ１〜Ｂ１２と、これらの電池を直並列に接続した回路を構成すべく、各電池の両端を、当該回路上の任意の電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４に繋ぎ込むことが可能な接続装置２と、各電池の現在の能力を監視し、その監視結果に基づいて、選択すべき電池位置を接続装置２に指示する制御装置とを備えたものである。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池である複数の電池と、
前記複数の電池を直並列に接続した回路を構成すべく、各電池の両端を、当該回路上の任意の電池位置に繋ぎ込むことが可能な接続装置と、
各電池の現在の能力を監視し、その監視結果に基づいて、選択すべき電池位置を前記接続装置に指示する制御装置と
を備えていることを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記制御装置は、各電池の残量を検出し、残量が近似した電池を互いに直列に接続するように前記接続装置に指示する請求項１記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記接続装置は、各電池の両端を前記回路上の各電池位置に繋ぎ込む経路上にそれぞれスイッチを有している請求項１記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記制御装置は、各電池の残量を定期的に検出し、その検出結果に基づいて前記接続装置を動作させる請求項２記載の直流電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、各電池ごとに、対応する全てのスイッチをオフにして電池開放状態とし、当該電池開放状態で測定した当該電池の両端電圧に基づいて残量を検出する請求項３記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記スイッチは、半導体スイッチング素子である請求項３記載の直流電源装置。
【請求項７】
前記半導体スイッチング素子は、ＦＥＴ、ＳｉＣ半導体、又は、ＳｉＣ−ＦＥＴである請求項６記載の直流電源装置。
【請求項８】
二次電池である複数の電池と、前記複数の電池を直並列に接続した回路を構成すべく、各電池の両端を、当該回路上の任意の電池位置に繋ぎ込むことが可能な接続装置と、各電池の現在の能力を監視し、その監視結果に基づいて、選択すべき電池位置を前記接続装置に指示する制御装置とを有する直流電源装置、及び、
前記直流電源装置と所望の電源系統とを仲介する変換装置
を備えた電力貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の二次電池を直並列に接続して用いる直流電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電して繰り返し使用可能な二次電池を用いて電力を貯蔵し、必要時に二次電池から系統へ電力を供給する電力貯蔵技術の開発が進んでいる（例えば、非特許文献１参照。）。このような電力貯蔵技術は、電力需要の変動を緩和して発電設備の利用率を高める用途の他、太陽光発電や風力発電のように発電量の変動が大きい発電設備を補完する用途にも適用可能である（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００３】
上記のような用途に用いられる二次電池は、多数の電池の集合体からなる。例えばリチウムイオン電池であれば、１個の電圧は３．６Ｖ程度であるので、多数の電池を直列に接続してストリングを構成し、さらにストリングを並列に接続した直並列接続とする。このような多数の電池を充電しておくことにより、必要な場合に、系統連系が可能な電圧・電力を供給することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】三菱重工技報Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．５、「リチウムイオン電池電力貯蔵システムの開発」、２００４年９月
【非特許文献２】電気設備学会誌、平成１７年１０月、「レドックスフロー電池の風力発電出力平滑化用途への適用」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１５は、上記のようにストリングを並列に接続した状態の一例を示す接続図である。図において、縦方向に複数個の電池（二次電池）が直列接続されて１つのストリングを成している。また、３組のストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３が互いに並列に接続されている。充電時には電池に対して図の矢印方向に電流が流れ込み、電力が蓄えられる。放電時には、電池から図の矢印方向とは逆方向に電流が流れ出て、電力が外部へ供給される。
【０００６】
ここで、各ストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３に流れる電流ｉ１，ｉ２，ｉ３は、ストリング全体としての内部抵抗の総和によって異なるが、１ストリング内に流れる電流は、１ストリングを構成する全ての電池について同じ値である。そのため、例えば、電池から放電させて外部に電力供給する場合に、残量が最も少ない電池が放電限界に達すると、直列に接続されたその他の電池は残量が十分にあっても活用できなくなる。また、充電時には、いずれか１つの電池が満充電の状態になると、過充電を防止するために他の電池は満充電まで充電できない、ということになる。
【０００７】
このように、残量にばらつきがある多数の電池を用いて充放電を行わせる場合、いずれかの電池がいわば全体の足を引っ張る形になって、全体としての充放電性能を十分に生かせないという問題点がある。残量のばらつきを強引に解消させるには、全ての電池を個々に満充電するか、又は逆に空にすることにより、一時的に残量を揃えることは可能である。しかし、これには特殊な作業が必要であり、その間、充放電装置としては利用できない状態となるので、結果的に利用率を低下させることになる。
【０００８】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、残量にばらつきがある複数の二次電池を、より有効に活用することができる直流電源装置及びこれを用いた電力貯蔵システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の直流電源装置は、二次電池である複数の電池と、前記複数の電池を直並列に接続した回路を構成すべく、各電池の両端を、当該回路上の任意の電池位置に繋ぎ込むことが可能な接続装置と、各電池の現在の能力を監視し、その監視結果に基づいて、選択すべき電池位置を前記接続装置に指示する制御装置とを備えたものである。
【００１０】
上記のように構成された直流電源装置では、回路における電池位置は固定ではなく接続装置によって自在に変え得る。そこで、各電池の現在の能力に基づいて、例えば残量の近似した電池を互いに直列に接続する等、電池の能力を発揮させやすい電池位置に繋ぎ込めば、各電池を有効に活用することができる。
【００１１】
（２）また、上記（１）の直流電源装置において、制御装置は、各電池の残量を検出し、残量が近似した電池を互いに直列に接続するように接続装置に指示するようにしてもよい。
この場合、残量が近似した複数の電池が互いに直列に接続されることにより、残量のばらつきが少なくなり、直列体の中で相対的に残量が特に少ない電池は存在しない状態となる。従って、直列に接続された全ての電池が皆同じように、自己の放電能力を発揮することができる。また、充電時には、残量のばらつきが少なくなり、直列体の中で相対的に残量が特に多い電池は存在しない状態となる。従って、直列に接続された全ての電池を皆同じように充電することができる。
【００１２】
（３）また、上記（１）の直流電源装置において、接続装置は、各電池の両端を回路上の各電池位置に繋ぎ込む経路上にそれぞれスイッチを有しているものであってもよい。
この場合、いずれか１つの電池位置に対応したスイッチのみをオンとし、他はオフとすることにより、容易に、任意の電池位置に電池を繋ぎ込むことができる。また、全てのスイッチをオフにすれば、電池を回路から切り離すこともできる。
【００１３】
（４）また、上記（２）の直流電源装置において、制御装置は、各電池の残量を定期的に検出し、その検出結果に基づいて接続装置を動作させるようにしてもよい。
この場合、定期的に電池の位置を変更して、常に残量の近似した電池を直列に接続することができる。
【００１４】
（５）また、上記（３）の直流電源装置において、制御装置は、各電池ごとに、対応する全てのスイッチをオフにして電池開放状態とし、当該電池開放状態で測定した当該電池の両端電圧に基づいて残量を検出するようにしてもよい。
この場合、電池は電流が流れない状態となるので、両端電圧は起電力となり、これに基づいてネルンストの式により残量（充電深度）を検出することができる。
【００１５】
（６）また、上記（３）の直流電源装置において、スイッチは、半導体スイッチング素子であることが好ましい。
半導体スイッチング素子は高速応答に適し、耐久性にも優れている。
【００１６】
（７）また、上記（６）の直流電源装置において、半導体スイッチング素子は、ＦＥＴ、ＳｉＣ半導体、又は、ＳｉＣ−ＦＥＴであることが好ましい。
これらの素子は高速応答に適し、特に、ＳｉＣ−ＦＥＴは、高速応答及び耐電圧の点で最も優れている。
【００１７】
（８）一方、本発明の電力貯蔵システムは、二次電池である複数の電池と、前記複数の電池を直並列に接続した回路を構成すべく、各電池の両端を、当該回路上の任意の電池位置に繋ぎ込むことが可能な接続装置と、各電池の現在の能力を監視し、その監視結果に基づいて、選択すべき電池位置を前記接続装置に指示する制御装置とを有する直流電源装置、及び、前記直流電源装置と所望の電源系統とを仲介する変換装置を備えたものである。
【００１８】
上記のように構成された電力貯蔵システムにおける直流電源装置では、回路における電池位置は固定ではなく接続装置によって自在に変え得る。そこで、各電池の現在の能力に基づいて、例えば残量の近似した電池を互いに直列に接続する等、電池の能力を発揮させやすい電池位置に繋ぎ込めば、各電池を有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の直流電源装置及び電力貯蔵システムによれば、残量にばらつきがある複数の二次電池を、より有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。
【図２】変換装置の構成が図１とは異なる場合の、電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。
【図３】直流負荷系統と連系する場合の、電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る直流電源装置の一例として、まず、１２個の電池を直並列に接続した回路を示している。
【図５】図４から電池を取り去って、それらの電池位置を示した図である。
【図６】電池が直並列に接続されるべき仮想回路に対して、外部から電池を繋ぎ込む場合に外部に対して必要となる配線数を示す図である。
【図７】仮想の直並列回路に対して、外部のスイッチ回路を設けた接続回路の回路図である。
【図８】どのスイッチをオンにすれば、どの電池位置に電池の両端を繋ぎ込むことができるかを示す対応図である。
【図９】図７と同様の接続装置を、１２個の各電池のそれぞれについて設けた回路図である。
【図１０】電池の残量（充電深度）を監視する制御装置の構成の一例を示す回路図である。
【図１１】直流電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のステップＫ１の処理の詳細を示すサブルーチンである。
【図１３】図１２の変形版としての、サブルーチンのフローチャートである。
【図１４】図４とは異なる直並列の回路例を示す図である。
【図１５】ストリングを並列に接続した状態の一例を示す接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
《電力貯蔵システムとしての概略》
図１は、本発明の一実施形態に係る電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。図において、交流負荷系統に連系する電力貯蔵システムは、交流／直流を相互に変換する交直変換装置１０１と、直流電源装置１とによって構成される。
【００２２】
複数の電池（二次電池）Ｂ１〜Ｂｎは、互いに直列に接続され、ストリングを構成している。複数のストリングＳｔ１，Ｓｔ２，・・・，Ｓｔｍは、互いに並列に接続されている。なお、これらｎ，ｍの数値は必要に応じて自在に構成することができる。
二次電池としては、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、その他各種の充電可能な電池を用いることができる。
【００２３】
図２は、変換装置の構成が図１とは異なる場合の、電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。この場合は、直流／直流変換装置１０２によって一旦電圧調整をした上で、交直変換装置１０１を介して交流負荷系統と連系する。変換効率を最適化するには、この構成が好ましい。
また、図３は、直流負荷系統と連系する場合の、電力貯蔵システムの要部を示す接続図である。この場合には、直流／直流変換装置１０２のみでよい。
上記のように、変換装置（１０１，１０２）は、直流電源装置１と所望の電源系統とを仲介する役目をする。
【００２４】
《直流電源装置》
図４は、直流電源装置１の一例として、二次電池である１２個の電池Ｂ１〜Ｂ１２を直並列に接続した回路を示している。なお、３直列×４並列の１２個の構成としたのは単に、説明上見易い程度の数値としたものであり、実際には、系統連系や必要とする負荷系統に必要な多数の直列数や並列数が必要である。
【００２５】
図４のように電池を固定的に接続してしまうと、当然ながら電池の「席替え」は、回路を作り直す以外には、実現できない。固定的な接続で使用すると、例えば３個直列体のうち１つの電池の残量が他の２つに比べて著しく少なく、放電限界に達すると、それ以上は放電させることができない状態となる。従って、まだ残量のある残り２つの電池は、残量をもてあますことになる。これでは、各電池の持てる能力を存分に発揮させることはできない。
【００２６】
そこで、「席替え」すなわち、電池位置を入れ替える接続装置について考える。
図５は、図４から電池Ｂ１〜Ｂ１２を取り去って、それらの電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４を示した図である。１２個の電池は、外部から、この１２の電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４の任意の位置に繋ぎ込めるようになっていれば、電池の「席替え」が可能である。
【００２７】
図６は、電池が直並列に接続されるべき仮想回路に対して、外部から電池を繋ぎ込む場合に外部に対して必要となる配線数を示す図である。すなわち、正極側の電路Ｌｐ及び負極側の電路Ｌｎの他、直列の途中の電路Ｌ１〜Ｌ８の合計１０本が、電池を繋ぎ込むために必要となる。
【００２８】
図７は、仮想の直並列回路に対して、外部のスイッチ回路を設けた接続回路２の回路図である。電路Ｌ１〜Ｌ８は、繋ぎ方によって、電池Ｂ１の正極になる場合と、負極になる場合とがあるので、電池側で２つに分かれ、１６本になる。従って、全体としては１８個のスイッチが必要である。こうして、図示のように、電池Ｂ１の両端は、１８個のスイッチＳ１〜Ｓ１８を介して、上記１０本の電路を経て、全ての電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４に繋ぎ込むことが可能となっている。
【００２９】
上記スイッチＳ１〜Ｓ１８としては、高速応答に適し、耐久性にも優れている半導体スイッチング素子が好適であり、例えば、ＦＥＴ、ＳｉＣ半導体、又は、ＳｉＣ−ＦＥＴである。これらの素子は高速応答に適し、特に、ＳｉＣ−ＦＥＴは、高速応答及び耐電圧の点で最も優れている。
【００３０】
図８は、どのスイッチをオンにすれば、どの電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４に電池Ｂ１の両端を繋ぎ込むことができるかを示す対応図である。図中の黒丸はスイッチをオンにすることを表し、黒丸が無いところではスイッチはオフである。例えば、スイッチＳ１及びＳ２をオンにして、その他をオフにすれば、電池Ｂ１は電池位置Ｐ１１に繋ぎ込まれる。スイッチＳ１及びＳ３をオンにして、その他をオフにすれば、電池Ｂ１は電池位置Ｐ１２に繋ぎ込まれる。
【００３１】
以下同様にして、対応図の２つのスイッチをオンにすることにより、全ての電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４のうち任意の１つの電池位置へ、電池Ｂ１の両端を繋ぎ込むことができる。このように、いずれか１つの電池位置に対応したスイッチのみをオンとし、他はオフとすることにより、容易に、任意の電池位置に電池を繋ぎ込むことができる。また、全てのスイッチをオフにすれば、電池を回路から切り離すこともできる。
【００３２】
図９は、同様の接続装置２を、１２個の各電池Ｂ１〜Ｂ１２のそれぞれについて設けた回路図である（途中の、電池Ｂ２〜Ｂ１１については図示を省略しているが、同様の構成である。）。但し、電池位置に繋がる１０本の電路Ｌｐ，Ｌｎ，Ｌ１〜Ｌ８は、１２組のスイッチ群に共用される。このような接続装置２により、１２個の電池Ｂ１〜Ｂ１２の各両端を、１２箇所の電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４に、任意の組み合わせ（配置）で繋ぎ込むことができる。
【００３３】
次に、どのように繋ぎ込むかの指示を与える制御装置について説明する。図１０は、電池Ｂ１〜Ｂ１２の残量（充電深度）を監視する制御装置３の構成の一例を示す回路図である。ここでは、電池Ｂ１〜Ｂ１２以外の部分が、制御装置３である。この回路は、図９の回路と共に設けられている。図１０において、電池Ｂ１〜Ｂ１２の正極はそれぞれ、正極側のスイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２を介して正極側の測定用電路ＭＬｐに接続されている。また、電池Ｂ１〜Ｂ１２の負極はそれぞれ、負極側のスイッチＳｎ１〜Ｓｎ１２を介して負極側の測定用電路ＭＬｎに接続されている。スイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２及びＳｎ１〜Ｓｎ１２としては、絶縁性の点から例えばフォトカプラが好適であるが、その他の半導体スイッチング素子を使用することもできる。
【００３４】
正極側及び負極側の測定用電路ＭＬｐ及びＭＬｎは、Ａ／Ｄコンバータ４の入力端子に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ４の出力は、ＣＰＵを含む制御部５に提供される。制御部５は、駆動部（ドライバ）６に対して各スイッチ（スイッチＳ１〜Ｓ１８×１２組、スイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２、スイッチＳｎ１〜Ｓｎ１２）に対してオン／オフの指令を与える。
【００３５】
上記スイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２，Ｓｎ１〜Ｓｎ１２は、各電池Ｂ１〜Ｂ１２に対して正極側及び負極側に配置される各１組すなわち（Ｓｐ１及びＳｎ１）、（Ｓｐ２及びＳｎ２），・・・，（Ｓｐ１１及びＳｎ１１）、又は、（Ｓｐ１２及びＳｎ１２）が常に同時にオン／オフするように、制御部５及び駆動部６により、駆動される。また、いずれか１組のスイッチをオンにするとき、他の１１組はオフである。いずれか１組のスイッチをオンにすれば、対応する電池の両端電圧がＡ／Ｄコンバータ４に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４は入力されたアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換して、制御部５に提供する。
【００３６】
このようにして、各電池Ｂ１〜Ｂ１２の両端電圧を測定することができる。接続装置２において、関連するスイッチＳ１〜Ｓ１８が全てオフである電池、すなわち使用していない電池について測定した両端電圧は、起電力を表している。起電力がわかれば、ネルンストの式（Nernst Equation）を用いて残量（充電深度）を求めることができる。
【００３７】
次に、上記のように構成された直流電源装置の動作について、図１１，図１２のフローチャートを参照して説明する。
例えば、図４に示すように１２個の電池Ｂ１〜Ｂ１２が直並列に接続された直流電源装置１が、放電により、外部に電流を供給している状態であるとする。図１１において、まず、制御部５（図１０）は、各電池の残量を求める（ステップＫ１）。
【００３８】
図１２は、このステップＫ１の処理の詳細を示すサブルーチンである。図１２において、制御部５は、測定対象となる１つの電池の、出力用のスイッチＳ１〜Ｓ１８を全てオフにする（ステップＫ１１）。これにより、当該電池は直並列回路から切り離され、電池は開放された状態となる。なお、当該電池が切り離されることによって当該電池のストリングは電流が流れなくなるが、実際にはサブルーチンの処理は短時間に終了するので、電力供給に大きな影響は無い。
【００３９】
続いて、制御部５は、当該電池の測定用のスイッチＳｐｘ，Ｓｎｘ（ｘは１〜１２のいずれか１つ）をオンにする（ステップＫ１２）。そして、制御部５は、当該電池の両端電圧を測定する（ステップＫ１３）。ここで測定される両端電圧とは起電力であり、制御部５は、この起電力に基づいてネルンストの式により電池の残量（充電深度）を求める。そして、制御部５は、全ての電池について両端電圧を測定し、電池の残量を求めるまで（ステップＫ１４）、ステップＫ１１〜１３を繰り返し実行する。また、制御部５は、各電池についての起電力及び残量のデータを記憶し、次に同じ処理を行う度にデータを更新して常に最新のデータを保有する。全ての電池について測定が完了すると（ステップＫ１４のＹｅｓ）、制御部５は、測定用のスイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２，Ｓｎ１〜Ｓｎ１２を全てオフにして、図１１のステップＫ２へ進む。
【００４０】
図１１において、制御部５は、各電池Ｂ１〜Ｂ１２を、残量の多い順にソートして（ステップＫ２）、残量の多い順に、３個ずつ、４グループに分ける（ステップＫ３）。なお、残量の多い順というのは一例であり、逆に、少ない順としてもよい。要するに、グループ分けされた各グループの３個について、電池の残量が近似（同じも含む。）しているように仕分けするのである。
【００４１】
そして、制御部５は、１グループの３個の電池が互いに直列に接続される１ストリングを構成するように、駆動部６を介して接続装置２を動作させ、対応する電池位置Ｐ１１〜Ｐ３４に各電池を繋ぎ込む（ステップＫ４）。こうして、４ストリングのいずれも、残量が近似した３個の電池が互いに直列に接続される。
【００４２】
すなわち、上記のように構成された直流電源装置１では、直並列の回路における電池位置は固定ではなく接続装置２によって自在に変え得るので、残量が近似した電池が互いに直列に接続されることにより、残量のばらつきが少なくなり、直列体（１ストリング）の中で相対的に残量が特に少ない電池は存在しない状態となる。従って、直列に接続された全ての電池が皆同じように、自己の放電能力を発揮することができる。すなわち、各電池を有効に活用することができる。
【００４３】
また、各電池をそれぞれの電池位置に繋ぎ込んだ状態で所定時間が経過すると、また、各電池の状況が変化する。そこで、制御部５は、所定時間が経過するのを待ち（ステップＫ５）、経過すると、再びステップＫ１から同様の処理を実行する。このようにして、定期的に電池の位置を変更して、常に残量の近似した電池を直列（１ストリング）に接続することができる。
【００４４】
なお、上記の説明では、１２個の電池Ｂ１〜Ｂ１２が直並列に接続された直流電源装置１が、放電により、外部に電流を供給している状態について説明したが、外部から各電池が充電される場合も、同様の処理を適用することができる。その結果、充電時にも、１ストリングにおける各電池の残量のばらつきが少なくなり、直列体の中で相対的に残量が特に多い電池は存在しない状態となる。従って、直列に接続された全ての電池を皆同じように充電することができる。すなわち、この場合も、各電池を有効に活用することができる。
【００４５】
《その他》
なお、上記実施形態では監視すべき電池の能力として残量にのみ着目したが、その他の能力にも着目するようにしてもよい。例えば、内部抵抗は、電池の能力を示す指標であり、新品のうちは内部抵抗が相対的に小さく、劣化するほど内部抵抗が大きくなる。内部抵抗は、放電しているときの電池の両端電圧と、前述の起電力との比較に基づいて求めることができる。
【００４６】
例えば、図１３は、図１２の変形版としての、サブルーチンのフローチャートである。図１３において、制御部５は、まず、使用中（放電中）の電池を測定対象として、その電池の測定用のスイッチＳｐｘ，Ｓｎｘ（ｘは１〜１２のいずれか１つ）をオンにする（ステップＫ１０）。そして、制御部５は、両端電圧を測定する（ステップＫ１１）。この両端電圧は、内部抵抗による電圧降下を含んでいる。
【００４７】
次に、制御部５は、当該電池の、出力用のスイッチＳ１〜Ｓ１８を全てオフにする（ステップＫ１２）。これにより、当該電池は直並列回路から切り離され、電池は開放された状態となる。なお、当該電池が切り離されることによって当該電池のストリングは電流が流れなくなるが、実際にはサブルーチンの処理は短時間に終了するので、電力供給に大きな影響は無い。
【００４８】
続いて、制御部５は、当該電池の両端電圧を測定する（ステップＫ１３）。ここで測定される両端電圧は起電力であり、制御部５は、この起電力に基づいてネルンストの式により電池の残量（充電深度）を求める。また、制御部５は、ステップＫ１１で測定した両端電圧と起電力との比較に基づいて、内部抵抗を求める。
【００４９】
そして、制御部５は、全ての電池について同様の測定処理（ステップＫ１０〜Ｋ１３）を繰り返し実行する（ステップＫ１４）。また、制御部５は、各電池についての起電力及び残量並びに内部抵抗のデータを記憶し、次に同じ処理を行う度にデータを更新して常に最新のデータを保有する。全ての電池について測定が完了すると（ステップＫ１４のＹｅｓ）、制御部５は、測定用のスイッチＳｐ１〜Ｓｐ１２，Ｓｎ１〜Ｓｎ１２を全てオフにして、図１１のステップＫ２へ戻る。
【００５０】
上記のようにして残量の他に内部抵抗の監視を行うことにより、残量に基づくグループ分けを基本としながらも、内部抵抗が非常に大きい電池については、ストリングを構成する対象外として除外扱いにするか、又は交換を促すための何らかの警告を発するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上記実施形態では図４に示すような直並列の回路を例示して説明したが、例えば同じ１２個の電池を用いる場合に、図１４に示すような直並列の回路もあり得る。この場合における直列体は、２個の電池の並列体が３組互いに直列に接続されて構成されているまた、さらにその直列体が２組互いに並列に接続されて、全体の回路が構成されている。このような場合は、２個並列体の全体としての残量が、直列体を構成する３組で互いに近似するように各電池を電池位置に配置すればよい。例えば、図示のように電池が配置される場合には、残量に関して、（Ｂ１＋Ｂ９）、（Ｂ５＋Ｂ７）、（Ｂ１１＋Ｂ３）が互いに近似し、また、（Ｂ４＋Ｂ８）、（Ｂ１０＋Ｂ２）、（Ｂ１２＋Ｂ６）が互いに近似すればよい。
【００５２】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の直流電源装置を用いることにより、残量のばらつきがある電池を巧妙に配置替えしながら有効活用して電力貯蔵システムを構成することができる。
また、ハイブリッド車や電気自動車の普及によって近い将来に、二次電池の中古品が大量に市場に出回ることが予想される。本発明の直流電源装置を用いることで、このような残量や内部抵抗のばらついた中古品の二次電池を有効活用し、安価に、電力貯蔵システムを構成することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１：直流電源装置
２：接続装置
３：制御装置
１０１：交直変換装置
１０２：直流／直流変換装置
Ｂ１〜Ｂ１２：電池
Ｐ１１〜Ｐ３４：電池位置
Ｓ１〜Ｓ１８：スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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