(57)【要約】【課題】蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、並列接続される複数の組電池の間の電圧差を解消するためのスイッチに関する消費電力を低減することである。【解決手段】蓄電池集合体の充放電制御システム１０は、複数の組電池３２のそれぞれと充放電メインバス１８の間にそれぞれ直列に接続される複数のスイッチ部２３と、複数のスイッチ部２３をバイパスし、充放電メインバス１８と複数の組電池３２との間を直接接続するバイパスライン４０，４２とを備える。そして、切替制御部６０は、予め定めた所定切替基準に従って、バイパスライン４０，４２を用いるバイパスモードと、バイパスラインを用いずにスイッチ部２３を経由するスイッチ部モードとの間で切り替え、切り替えに伴って、予め定めた所定切替手順に従って、スイッチ部２３の電源をオンオフする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電メインバスに対し互いに並列に配置される複数の電池と、
前記複数の電池のそれぞれと前記充放電メインバスの間に直列に接続される複数のスイッチ部であって、前記スイッチ部は、保護抵抗とスイッチとが並列接続されて構成される複数のスイッチ部と、
前記複数のスイッチ部をバイパスし、前記充放電メインバスと前記複数の電池との間を接続するバイパスラインと、
前記充放電メインバスと前記バイパスラインと前記複数の電池を含んで電流経路を形成するバイパスモードと、前記充放電メインバスと前記複数のスイッチ部と前記複数の電池を含んで電流経路を形成するスイッチ部モードとを切り替える切替制御部と、
を備える蓄電池集合体の充放電制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、
前記切替制御部は、所定の切替基準に従って、前記バイパスモードと前記スイッチ部モードとを切り替える蓄電池集合体の充放電制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、
前記切替制御部は、前記スイッチ部モードのときに前記スイッチ部の電源をオンし、前記バイパスモードのときに前記スイッチ部の電源をオフする蓄電池集合体の充放電制御システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１に記載の蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、
前記バイパスラインに直列に設けられ、前記切替制御部の制御の下で接続または遮断されるバイパス側切替部と、
前記複数のスイッチ部を構成するスイッチ部のそれぞれと、前記スイッチ部に直列接続される当該電池との間に直列に設けられ、前記切替制御部の制御の下で接続または遮断されるスイッチ部側切替部と、
を備え、
前記切替制御部は、
前記バイパスモードから前記スイッチ部モードへ切り替えるときは、まず、前記バイパス側切替部を接続状態から遮断状態に切り替え、その後に前記スイッチ部側切替部を遮断状態から接続状態に切り替え、その後に前記スイッチ部の電源をオンして、前記充放電メインバスを通しての充放電を再開する手順を用いる蓄電池集合体の充放電制御システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載の蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、
前記切替制御部は、前記所定切替基準として、
前記複数の電池の間の電圧差が予め定められた切替電圧差以下となるときに前記スイッチ部モードから前記バイパスモードに切り替え、前記電圧差が切替電圧差を超えるときに、前記バイパスモードから前記スイッチ部モードに切り替える基準を用いる蓄電池集合体の充放電制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載の蓄電池集合体の充放電制御システムにおいて、
前記スイッチ部は、
前記複数の電池の間の電圧差が予め定められた閾値電圧差以下のときに前記スイッチがオンされ、前記複数の電池の間の電圧差が前記閾値電圧差を超えるときに前記スイッチがオフされ、
前記切替基準としての前記切替電圧差を、前記閾値電圧差以下の電圧差に設定する蓄電池集合体の充放電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池集合体の充放電制御システムに係り、特に、並列接続された複数の組電池の間の電圧差をなくす処理が行われる蓄電池集合体の充放電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力管理において、負荷の電力消費に合わせて、発電や送電を効率的に行うことが好ましい。負荷の電力消費が変動する場合、蓄電装置を用いて電力需給を平均化することができる。蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池のような二次電池を用いることができるが、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、１つの単位となる蓄電池の端子間電圧が１Ｖから４Ｖ程度で、その充放電電流容量も小さい。そこで、蓄電池を複数個用いる組電池が用いられるが、負荷の電力消費によっては、その組電池の多数を直列接続あるいは並列接続して用いることが必要になる。
【０００３】
ところで、電池を互いに並列接続するときに、それぞれの電池の電圧が異なっていると、電圧の高いほうから低い方へ電流が流れ、組電池を並列接続した場合には過大な電流となることがある。
【０００４】
例えば、特許文献１は、電圧均等化回路に関して、従来の鉛蓄電池よりも内部インピーダンスが低いリチウムイオン二次電池等を直接並列接続すると、製造のばらつきに起因するインピーダンスや接触抵抗の僅かな違いによって、列電池の一方に過大電流が流れる可能性を指摘している。そこで、複数の二次電池が接続される列電池を並列に接続した電力貯蔵装置において、各列電池の列電池情報に基づいて電圧調整を行うか否かが判定され、電圧調整が必要であるとされると、電圧調整手段から電圧調整のためのオフセット指令が出力されて、列電池のそれぞれに接続される電力変換器による充放電制御が行われることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４１９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電圧均等化回路のように複雑なシステムを用いずとも、電池を並列接続するときの電圧差を解消することが必要である。
【０００７】
本発明の目的は、電池を並列接続するときの電圧差を簡易な構成で解消できる蓄電池集合体の充放電制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蓄電池集合体の充放電制御システムは、充放電メインバスに対し互いに並列に配置される複数の電池と、複数の電池のそれぞれと充放電メインバスの間に直列に接続される複数のスイッチ部であって、スイッチ部は、保護抵抗とスイッチとが並列接続されて構成される複数のスイッチ部と、複数のスイッチ部をバイパスし、充放電メインバスと複数の電池との間を接続するバイパスラインと、充放電メインバスとバイパスラインと複数の電池を含んで電流経路を形成するバイパスモードと、充放電メインバスと複数のスイッチ部と複数の電池を含んで電流経路を形成するスイッチ部モードとを切り替える切替制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、蓄電池集合体の充放電制御システムは、複数の電池のそれぞれと充放電メインバスの間に直列に接続される複数のスイッチ部と、複数のスイッチ部をバイパスし、充放電メインバスと複数の電池との間を接続するバイパスラインとを備える。そして、充放電メインラインとバイパスラインと複数の電池とを含んで電流経路を形成するバイパスモードと、充放電メインラインと複数のスイッチ部と複数の電池とを含んで電流経路を形成するスイッチ部モードとを切り替える。これにより、簡単な構成により、電池を並列接続するときの電圧差を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施の形態の蓄電池集合体の充放電制御システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、充放電メインバスと複数の組電池との間の接続関係を切り替える手順を示すフローチャートである。
【図３】図２と異なる例の接続関係切替手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、蓄電池としてリチウムイオン二次電池を説明するが、これ以外の蓄電池であってもよい。例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。以下では、５つの蓄電池を直列接続した組電池をさらに４つ並列接続して構成される蓄電池集合体を述べるが、これは説明のため例示である。組電池、蓄電池集合体とするのは、負荷の必要電力に対応するための電圧と電流とを得るためであるので、蓄電池集合体を構成する組電池の数、組電池を構成する蓄電池の数等は、蓄電池集合体充放電制御システムの仕様に応じ適宜なものとできる。場合によっては、以下で説明する蓄電池集合体をさらに複数組み合わせた蓄電池集合体システムとしてもよい。
【００１２】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１３】
図１は、蓄電池集合体の充放電制御システム１０の構成を示す図である。蓄電池集合体の充放電制御システム１０は、複数の蓄電池３４を組み合わせた蓄電池集合体３０と、電源部１２と、負荷部１４との間の電力管理を通して、蓄電池集合体３０の最適な充放電制御を行うシステムである。ここでは、特に、蓄電池集合体を構成する複数の組電池の間の電圧差を解消するためのスイッチに関する消費電力を低減する制御を行う機能を有する。
【００１４】
電源部１２は、外部商用電源、太陽光発電システム等を含む。外部商用電源は、単相または三相の交流電力源であり、例えば外部の電力会社から供給される。太陽光発電システムは、太陽光エネルギを直流電力に変換する光電変換システムである。負荷部１４は、例えば、工場の負荷であり、機械設備の他、一般照明、一般空調、厨房器具、サーバやＰＣ等の事務機器、工場内空調等を含む。
【００１５】
電力変換器１６は、マスタコントローラ５２の充放電指令の下で、電源部１２からの充電電力を蓄電池集合体３０へ供給し、あるいは、蓄電池集合体３０からの放電電力を負荷部１４へ供給する機能を有する。具体的には、充放電指令に基づいて、電源部１２の交流電力を蓄電池３４の直流電力へ電力変換し、または電源部１２の直流電力の電圧を蓄電池３４に適した電圧へ電圧変換し、あるいは蓄電池３４の電圧と負荷部１４に適した電圧へ電圧変換を行う。電力変換器１６は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ等のコンバータで、実際に行われる変換の内容に応じて、用いられるコンバータの種類が選択される。
【００１６】
充放電メインバス１８は、電力変換器１６と蓄電池集合体３０を接続する電力バスである。蓄電池集合体３０は、スイッチ回路２０を介して充放電メインバス１８に接続される。スイッチ回路２０は、サブコントローラ５４によって制御される。このように、蓄電池集合体３０には、スイッチ回路２０とサブコントローラ５４が付属するので、例えば、これらを１つのラックにまとめて用いられる。
【００１７】
蓄電池集合体３０は、予め定められた個数の蓄電池３４を直列接続した組電池３２を蓄電池制御単位として、この蓄電池制御単位を予め定めた列数で並列に接続して構成される。図１の例では、５つの蓄電池３４を直列接続して１つの組電池３２を形成し、その組電池３２を４列並列接続して、蓄電池集合体３０が構成されている。すなわち、蓄電池集合体３０は、２０個の蓄電池３４から構成されることになる。なお、１つの蓄電池３４は、セルと呼ばれる３００個の単位蓄電池から構成される。各単位蓄電池は、端子電圧が３Ｖから４Ｖのリチウムイオン二次電池である。
【００１８】
組電池３２を構成する５つの蓄電池３４のそれぞれの端子間電圧は、図示されていない電圧検出器によって検出される。また、蓄電池３４の温度は、蓄電池温度として図示されていない温度検出器によって検出される。また、各組電池３２に流れる電流は、組電池電流として、図示されていない電流検出器によって検出される。これらのデータは、サブコントローラ５４に伝送される。
【００１９】
スイッチ回路２０は、蓄電池集合体３０と、充放電メインバス１８との間に配置される回路で、複数の保護抵抗２２、複数のスイッチ２４を含む。ここで、蓄電池集合体３０を構成する４つの組電池３２のそれぞれについて、保護抵抗２２とスイッチ２４とを並列接続して１組としたものが直列に接続される。この保護抵抗２２とスイッチ２４とを並列接続して１組としたものを、スイッチ部２３と呼ぶことにする。なお、図１では、スイッチ回路２０は、４つのスイッチ部２３のみで構成されるが、スイッチ部２３以外の構成を含んでもよい。
【００２０】
スイッチ部２３を構成する保護抵抗２２は、蓄電池集合体３０において４つ並列接続される組電池３２の間の電圧差を少なくするために設けられる抵抗素子である。組電池３２の間の電圧差とは、４つの組電池３２のそれぞれの充放電端子の間の電圧差である。保護抵抗２２は、４つの組電池３２の間に電圧差があるときに、その電圧差に応じた電流が保護抵抗２２を介して流れることで、各組電池３２の間の電圧差を少なくするために、各組電池３２の間に設けられる抵抗素子である。図１の例では、各組電池３２の充放電端子と充放電メインバス１８の間にそれぞれ直列に保護抵抗２２が配置されている。４つの保護抵抗２２のそれぞれの一方端は、対応する組電池３２の充放電端子に接続される。
【００２１】
保護抵抗２２と共にスイッチ部２３を構成するスイッチ２４は、保護抵抗２２を介して電流を流すことにより、組電池３２の間の電圧差が予め定めた閾値電圧差以下になったときに、その組電池３２を充放電メインバス１８に直接的に接続するための素子である。スイッチ２４は、各組電池３２の充放電端子と充放電メインバス１８との間にそれぞれ１つずつ設けられる。場合によっては、充電と放電とを区別して、１つの組電池３２に対して２つずつスイッチを設けるものとしてもよい。閾値電圧差としては、例えば２Ｖから４Ｖの間の値とすることができる。
【００２２】
このように、蓄電池集合体３０においては、各組電池３２を蓄電池制御単位として、保護抵抗２２の機能を用いてそれぞれの組電池３２の充放電端子の電圧を揃え、閾値電圧差に収まったところでその組電池３２についてのスイッチ２４をオンにする制御が行われる。
【００２３】
サブコントローラ５４は、蓄電池集合体３０を構成する４つの組電池３２の組電池電流データと、各組電池３２を構成する５つの蓄電池３４の端子間電圧と、蓄電池温度データを取得し、適当な伝送タイミングで、マスタコントローラ５２に伝送する機能を有する。また、各組電池３２を構成する５つの蓄電池３４の端子間電圧から、各組電池３２の端子間電圧を算出して監視する機能を有する。各組電池３２の端子間電圧は、各組電池３２の充放電端子の電圧である。
【００２４】
サブコントローラ５４は、さらに、スイッチ回路２０のスイッチ２４の動作を制御する機能を有する。すなわち、上記のように、保護抵抗２２の作用によって、各組電池３２の間の電圧差が予め定められた閾値電圧差以下となるときに、該当するスイッチ２４をオンさせる。サブコントローラ５４によるスイッチ２４のオンによって、該当する組電池３２は、保護抵抗２２を介さずに、充放電メインバス１８に直接的に接続される。
【００２５】
電力変換器１６と充放電メインバス１８との間に設けられる電力変換器側切替部６４は、必要な場合に電力変換器１６と充放電メインバスとの間を接続または遮断する遮断装置である。電力変換器側切替部６４は、切替制御部６０の制御の下で動作する。
【００２６】
スイッチ回路２０と蓄電池集合体３０との間に設けられるスイッチ部側切替部６６は、スイッチ回路２０と蓄電池集合体３０との間を接続または遮断する遮断装置である。スイッチ部側切替部６６は、スイッチ回路２０を構成する４つのスイッチ部２３と、蓄電池集合体３０を構成する４つの組電池３２について、直列に接続される関係にあるスイッチ部２３と組電池３２の間にそれぞれ設けられる４つの遮断器で構成される。スイッチ部側切替部６６は、切替制御部６０の制御の下で動作する。
【００２７】
蓄電池集合体３０を構成する各組電池３２の充放電端子と充放電メインバス１８との間に、バイパス側切替部６２を介して配置されるバイパスライン４０，４２は、スイッチ回路２０をバイパスして、各組電池３２と充放電メインバス１８とを接続する電力伝送路である。バイパスライン４０は、充放電メインバス１８とバイパス側切替部６２の間の電力伝送路であり、バイパスライン４２は、バイパス側切替部６２と各組電池３２の充放電端子との間の電力伝送路である。
【００２８】
バイパス側切替部６２は、バイパスライン４０，４２に直列に設けられ、切替制御部６０の制御の下で、充放電メインバス１８と各組電池３２の間を接続または遮断する遮断装置である。
【００２９】
図１におけるシステムコントローラ５０は、蓄電池集合体の充放電制御システム１０において、蓄電池集合体３０の最適な充放電制御を行うため、電源部１２の供給電力情報データと、負荷部１４の負荷電力情報データと、蓄電池集合体３０の蓄電池電力情報データとに基づいて、これらの電力管理全体に対する１つの充放電制御指令である全体充放電指令を生成する。全体充放電制御指令は、例えば「ＸＸ（ｋＷ）でＹＹ（秒間）充電すること」、「電圧がＺＺ（Ｖ）になるまでＸＸ（ｋＷ）充電すること」等の指令である。
【００３０】
マスタコントローラ５２は、システムコントローラ５０から受け取った１つの全体充放電制御指令に基づいて、電力変換器１６に集合体充放電制御指令を送信する機能を有する。このように、マスタコントローラ５２は、蓄電池集合体３０の充放電制御を行う制御装置である。
【００３１】
切替制御部６０は、マスタコントローラ５２と協働して、充放電メインバス１８と複数の組電池３２との間の接続関係について、予め定めた所定切替基準に従って、バイパスライン４０，４２を用いるバイパスモードと、バイパスラインを用いずに複数のスイッチ部２３を経由するスイッチ部モードとの間で切り替え、切り替えに伴って、予め定めた所定切替手順に従って、複数のスイッチ部２３の電源をオンオフする機能を有する制御装置である。
【００３２】
切替制御部６０は、コンピュータで構成することができる。もちろん、個別の制御回路を組み合わせて構成してもよい。切替制御部６０は単独の制御装置で構成してもよく、場合によっては、サブコントローラ５４の機能の一部としてもよく、マスタコントローラ５２の機能の一部としてもよい。バイパス側切替部６２を切替制御部６０の一部の機能として含む場合には、例えば、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、組電池接続関係切替プログラムを実行することで、これらの機能を実現できる。なお、これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
【００３３】
ここで、所定切替基準は、各組電池３２の電圧差が予め定められた切替電圧差以下となることである。この所定切替基準を満たすときはスイッチ部モードからバイパスモードに切り替えが行われる。この所定切替基準を満たさないときは、組電池３２の間の電圧差が切替電圧差を超えるときであるので、バイパスモードからスイッチ部モードに切り替えが行われる。
【００３４】
所定切替手順として、スイッチ部モードからバイパスモードへ切り替えるときは、充放電メインバス１８を通しての充放電を一旦停止し、次にスイッチ部側切替部６６を接続状態から遮断状態に切り替え、その後にバイパス側切替部６２を遮断状態から接続状態に切り替え、その後にスイッチ部２３の電源をオフする。
【００３５】
また、所定切替手順として、バイパスモードからスイッチ部モードへ切り替えるときは、バイパス側切替部６２を接続状態から遮断状態に切り替え、その後にスイッチ部側切替部６６を遮断状態から接続状態に切り替え、その後にスイッチ部２３の電源をオンして、充放電メインバス１８を通しての充放電を再開する。
【００３６】
上記構成の作用を、図２を用いて、さらに詳細に説明する。図２は、充放電メインバス１８と複数の組電池３２との間の接続関係を切り替える手順を示すフローチャートである。各手順は、組電池接続関係切替プログラムの各処理手順に対応する。
【００３７】
充放電制御（Ｓ１０）において、まず、充放電メインバス１８と各組電池３２との間の接続関係が判断される。具体的には、接続関係がスイッチ部モードか否かが判断される（Ｓ１２）。スイッチ部モードとは、４つのスイッチ２４のうち少なくとも１つがオンしており、４つの組電池３２がスイッチ２４または保護抵抗２２を介して充放電メインバス１８に接続されている制御状態である。つまり、充放電メインバス１８と各組電池３２は、各スイッチ部２３を介して接続されている。すなわち、スイッチ部モードでは、充放電メインバス１８と複数のスイッチ部２３と複数の組電池３２とを含んで電流経路が形成される。
【００３８】
Ｓ１２では、スイッチ部モードならばＳ１２が肯定され、Ｓ１２の後、Ｓ１４−Ｓ１６−Ｓ１８以下の手順に進む。Ｓ１２が否定されると、Ｓ１２の後、Ｓ１４−Ｓ１６−Ｓ３０以下の手順に進む。Ｓ１２が否定された場合、充放電メインバス１８と複数の組電池３２との間の接続関係は、バイパスモードである。ここでは、まずＳ１２が肯定された場合の手順について説明し、その後に、Ｓ１２が否定された場合の手順について説明する。
【００３９】
Ｓ１２が肯定されると、Ｓ１４では、所定切替基準を満たすか否かが判断される。所定切替基準を満たす場合には、少なくとも４つのスイッチ２４がすべてオンとなる。つまり、所定切替基準を満たす場合とは、各組電池３２の電圧差が予め定められた切替電圧差以下となる場合であり、つまり、切替電圧差は、スイッチ２４をオンオフする閾値電圧差以下の電圧に設定される。所定切替基準を満たす場合には、４つの組電池３２がスイッチ２４を介して充放電メインバス１８に接続される。
【００４０】
Ｓ１４の判断が否定されると、スイッチ部モードのままで、接続関係の切替は行われない。Ｓ１４の判断が肯定されると、Ｓ１６に進み、一旦充放電が停止される。ここでは、切替制御部６０とマスタコントローラ５２との協働が行われる。あるいは、切替制御部６０の指令で、電力変換器側切替部６４を接続状態から遮断状態に切り替えることでもよい。
【００４１】
Ｓ１６で充放電が一旦停止されると、その間に、Ｓ１８−Ｓ２０−Ｓ２２の手順が実行される。まず、Ｓ１８では、スイッチ部側切替部６６が接続状態から遮断状態に切り替えられる。次に、Ｓ２０において、バイパス側切替部６２が遮断状態から接続状態に切り替えられる。そして、Ｓ２２において、スイッチ部２３の電源がオンからオフに切替えられる。
【００４２】
これによって、接続関係がバイパスモードに切り替わり、充放電メインバス１８とバイパスライン４０，４２と複数の組電池３２を含んで電流経路が形成される。そして、スイッチ部２３をバイパスして、充放電メインバス１８と各組電池３２が直接的に接続された状態で、充放電制御が再開される。このとき、スイッチ部２３の電源はオフされるので、その分消費電力が低減される。Ｓ２４の処理が行われると、Ｓ１２に戻る。
【００４３】
次に、Ｓ１２の判断が否定された場合の手順について述べる。Ｓ１２の判断が否定されるときは、現在の接続関係がバイパスモードであるが、ここでも、まず、所定切替基準を満たすか否かが判断される（Ｓ１４）。所定判断基準は、上記の通り、各組電池３２の電圧差が予め定められた切替電圧差以下となることである。この判断が肯定されると、バイパスモードのままで、接続関係の切替は行われない。Ｓ１４の判断が否定されると、Ｓ１６に進み、一旦充放電が停止される。ここでは、切替制御部６０とマスタコントローラ５２との協働が行われる。あるいは、切替制御部６０の指令で、電力変換器側切替部６４を接続状態から遮断状態に切り替えることでもよい。
あるいは、切替制御部６０の指令で、電力変換器側切替部６４を接続状態から遮断状態に切り替えることでもよい。
【００４４】
Ｓ１６で充放電が一旦停止されると、その間に、Ｓ３０−Ｓ３２−Ｓ３４の手順が実行される。まず、Ｓ３０では、バイパス側切替部６２が接続状態から遮断状態に切り替えられる。次に、Ｓ３２において、スイッチ部側切替部６６が遮断状態から接続状態に切り替えられる。そして、Ｓ３４において、スイッチ部２３の電源がオフからオンに切替えられる。
【００４５】
これによって、接続関係がスイッチ部モードに切り替わる。そして、電源がオンされた状態のスイッチ部２３を介して、充放電メインバス１８と各組電池３２が接続された状態で、充放電制御が再開される。これによって、各組電池３２の間の電圧差を解消する制御を行うことができる。Ｓ３６の処理が行われるとＳ１２に戻る。
【００４６】
このようにして、バイパスモードの際は、各組電池３２の間の電圧差は解消されているため、スイッチ部２３の電源をオフして消費電力を低減できる。バイパスモードのときに、切替基準が否定されると、スイッチ部モードに復帰し、各組電池３２の間の電圧差を解消する制御を行う。なお、バイパスモードの際には、スイッチ部２３の電源をオフするのみならず、スイッチ回路２０に含まれる構成の一部の電源をオフすることによっても、消費電力を低減できる。
【００４７】
図２では、スイッチ部モードとバイパスモードとの間の切替制御において、Ｓ１６で示すように、一旦充放電停止を行うものとした。ここで、スイッチ部モードからバイパスモードへの切替のときに、この一旦充放電停止を省略することが可能である。図３は、そのような切替手順を示すフローチャートである。図２で説明した内容と同じ処理手順については同じ符号を用いた。
【００４８】
図３に示されるように、バイパスモードからスイッチ部モードへの切替であるＳ１４−Ｓ１６−Ｓ３０−Ｓ３２−Ｓ３４−Ｓ３６の手順は図２と同じで、Ｓ１６において一旦充放電が停止される。これに対し、Ｓ１２において接続関係がスイッチ部モードであると判断されたときは、Ｓ１４−Ｓ２０−Ｓ１８−Ｓ２２−Ｓ２４の手順とすることができ、一旦充放電停止の工程を省略できる。すなわち、Ｓ１４の後、直ちにＳ２０のバイパス側切替部６２の接続を行い、バイパスモードの充放電制御を開始し、その後に、Ｓ１８のスイッチ部側切替部６６の遮断を行うものとできる。
【００４９】
すなわち、スイッチ部モードからバイパスモードに切り替えるとき、バイパスライン４０，４２を含む電流経路も複数のスイッチ部２３を含む電流経路も接続された状態となる。その状態で切替を行っても問題が生じない理由は以下の通りである。すなわち、スイッチ部モードからバイパスモードに切り替えるときは、並列接続された複数の組電池３２の間の電圧差が閾値電圧差以下であるときである。したがって、複数のスイッチ部２３を含む電流経路を接続した状態であっても、新たな電圧差を生じることがないからである。
【００５０】
なお、スイッチ２４には内部抵抗があるが、スイッチ回路２０の内部抵抗の方がバイパス側切替部６２の内部抵抗よりも高い場合には、バイパスライン４０，４２を含む電流経路の方に、優先的に電流が流れることになる。このように、スイッチ部モードからバイパスモードに切り替えるときに、一旦充放電停止の工程を省略することができる。
【００５１】
なお、図３にも示されるように、バイパスモードからスイッチ部モードに切り替える場合には、一旦充放電停止の工程を省略しない。この切替の場合は、並列接続された複数の組電池３２の間に電圧差が生じている場合である。したがって、その電圧差を解消して、電圧の低い電池に過大な電流が流れることを防止する必要がある。そのために、Ｓ１６において一旦充放電を停止し、その後に、Ｓ３０のバイパス側切替部６２の遮断を行い、次にＳ３２のスイッチ部側切替部６６の接続を行う。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る蓄電池集合体の充放電制御システムは、複数の蓄電池を並列接続する蓄電池集合体の充放電制御に利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  蓄電池集合体の充放電制御システム、１２  電源部、１４  負荷部、１６  電力変換器、１８  充放電メインバス、２０  スイッチ回路、２２  保護抵抗、２３  スイッチ部、２４  スイッチ、３０  蓄電池集合体、３２  組電池、３４  蓄電池、４０，４２  バイパスライン、５０  システムコントローラ、５２  マスタコントローラ、５４  サブコントローラ、６０  切替制御部、６２  バイパス側切替部、６４  電力変換器側切替部、６６  スイッチ部側切替部。
【図１】
2013027269.tif 000003
【図２】
2013027269.tif 000004
【図３】
2013027269.tif 000005