(57)【要約】【課題】本発明の課題は、信頼性高く容量調整をすることが可能な電力蓄積システムを提供する点にある。【解決手段】複数の蓄電池セルが並列に接続されたセル群が複数直列に接続されて構成される蓄電池モジュールと、抵抗素子及びスイッチ素子が直列に接続されたモジュールバランス直列回路と、を備え、前記蓄電池モジュールと前記直列回路は並列に接続されて蓄電池モジュールユニットを構成し、当該蓄電池モジュールユニットが複数直列に接続されて構成される蓄電池ストリングを有することを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池セルが並列に接続されたセル群が複数直列に接続されて構成される蓄電池モジュールと、
抵抗素子及びスイッチ素子が直列に接続されたモジュールバランス直列回路と、を備え、
前記蓄電池モジュールと前記直列回路は並列に接続されて蓄電池モジュールユニットを構成し、
当該蓄電池モジュールユニットが複数直列に接続されて構成される蓄電池ストリングを有することを特徴とする蓄電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池システムにおいて、
前記電池モジュール内に構成されているそれぞれのセル群は、並列に抵抗素子及びスイッチ素子が直列に接続されたセルバランス直列回路と並列に接続されていることを特徴とする蓄電池システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池ストリングは、蓄電池モジュールの電池情報を収集する蓄電池ストリングコントローラを有しており、
前記蓄電池ストリングコントローラは、収集した各蓄電池モジュールの充電量の差が１０％以上となった場合に、前記モジュールバランス直列回路を構成するスイッチ素子をオン状態にすることを特徴とする蓄電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池モジュールは、蓄電池セルの電池情報を収集する蓄電池モジュールコントローラを有し、
前記モジュールバランス直列回路を構成するスイッチ素子がオン状態となっているとき、前記蓄電池ストリングコントローラは前記蓄電池モジュールコントローラに、セルバランス直列回路を構成するスイッチ素子をオン状態にする導通指令信号を出力し、
前記蓄電池モジュールコントローラは、前記導通指令信号に基づいて前記セルバランス直列回路を構成するスイッチ素子をオン状態にすることを特徴とする蓄電池システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の蓄電池システムにおいて、
前記モジュールバランス直列回路を構成するスイッチ素子がオン状態に成っている場合であって、各蓄電池モジュールの充電量の差が５％未満になったとき、前記蓄電池ストリングコントローラは前記モジュールバランス直列回路を構成するスイッチ素子をオフ状態にすることを特徴とする蓄電池システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の蓄電池システムにおいて、
前記モジュールバランス直列回路は、前記蓄電池モジュールの外部に配置されることを特徴とする蓄電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力蓄積システムに関し、より詳しくは、蓄電デバイスを束ねた組デバイスを多数設置することでその一部を構成する電力蓄積システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力蓄積システムは大きな電力を蓄積できる機能を有し、電力供給システムあるいは電力負荷システムと連携して、電力供給に余裕がある場合に電力の蓄え、電力供給の要求を受けると蓄電していた電力を供給する。電力蓄積システムは色々な使用方法が可能であり、使用目的により電力蓄積システムの規模が異なる。例えば住宅設備やサーバセンタの負荷変動抑制や停電対策、電気鉄道の回生電力吸収システムさらには再生可能エネルギシステムや原子力発電所などの大規模系統安定などである。本願発明は色々な目的に使用可能で、色々な規模の電力蓄積システムに適用可能であるが、理解を助けるために、次に電力蓄積システムの具体的な使用例を挙げる。
【０００３】
電力蓄積システムが電力系統に接続され、電力蓄積システムは蓄電を行い、また電力系統から電力の供給の要求があると、蓄電された電力を電力系統に供給する。電力系に接続されている発電システムが原子力発電の如く安定した電力を供給する発電システムとは限らず、例えば風力発電や太陽光発電のように、頻繁に変化する自然状態に基づき発電電力が変動する発電設備の場合がある。また負荷が必要とする負荷電力が変動する場合があり、安定した電力を供給システムに対して負荷電力の変動がそぐわない場合がある。
【０００４】
このような場合に、電力蓄積システムを使用して、負荷に供給される負荷電力に対して電力系に電力を供給する発電電力に余裕がある状態で蓄電し、逆に上記負荷に供給する負荷電力に対して発電電力に余裕が無い状態で、蓄電していた電力を供給する運転を行うことで、電力系統が安定して電力を供給できるようになり、あるいは電力系統の効率を向上することが可能となる。
【０００５】
一方、このような大規模な電力蓄積システムを用いる場合、多数直列に接続された蓄電モジュールを複数使用することに起因して、蓄電デバイス間のアンバランスが生じ、電力蓄積システム全体としてパフォーマンスが低下するという課題がある。
【０００６】
特許文献１には、複数の電池を使用した車両用電池システムにおいて、電圧のアンバランスを抑制するため、電池ユニットを構成する各セルのバランシングを行った後、各電池ユニット間のバランシングを行うことが開示されている。
【０００７】
特許文献２には、電力貯蔵システムの長寿命化を図るために、当該電力貯蔵システムを構成する蓄電池の負荷を分散させる発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−７２１５３号公報
【特許文献２】特開２０００−３１２４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された車両用電池システムよりも大規模な電力蓄積システムでは、より出力を大きくするために、蓄電モジュールも多数直列に接続する構成となる。そのため、特許文献１に記載の車両用電池システムでは、蓄電モジュール間のバランス調整ができないという問題がある。また、大規模な電力蓄積システムでは、より多くの蓄電デバイスを使用するため、蓄電デバイスの製造に起因する性能偏差がより大きく影響を与える。
【００１０】
さらに、このような大規模な電力蓄積システムは、長年の使用が前提とされている。したがって、長年の使用により劣化が進んだ状態に見られる蓄電デバイス間の偏差を車両用電池システムよりも抑制する必要がある。
【００１１】
また、当該特許文献１には、一部のモジュールでは外部からの指令によりモジュール間の容量調整を可能としたものが記載されているが、本来電池セルを対象とした機構のため、短時間でのモジュール間容量調整が困難であるといった難点がある。
【００１２】
そのため、このようなシステムは特に直列体の一部の蓄電モジュールを交換した場合に、他の直列体と容量を合わせることが困難で再起動に掛かる時間が長くなるなどの問題がある。
【００１３】
本発明の課題は、上述の課題に鑑み、信頼性高く容量調整をすることが可能な電力蓄積システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電力蓄積システムは、上記目的を達成するために、少なくとも２つの蓄電デバイスを電気的に直列に接続し、この直列接続とした蓄電デバイス間の蓄積量のバランスを調整する手段を具備する蓄電機能モジュールにおいて、この蓄電機能モジュールを少なくとも２つ直列に接続してなる蓄電機能モジュールの直列体に、その内包する蓄電機能モジュール同士の蓄積量のバランスを調整する手段を蓄電機能モジュールと並列に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、信頼性高く容量調整をすることが可能な電力蓄積システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される発電システムの図である。
【図２】本発明の実施形態による電力蓄積システムのシステム概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による電力蓄積システム１０４を構成する蓄電機能モジュール２０６の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態による電力蓄積システム１０４を構成する蓄電機能モジュール２０６の概略ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による電力蓄積システム１０４を構成する蓄電機能ストリング５１０の概略ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による電力蓄積システム１０４を構成する蓄電機能パック６０２及び蓄電機能ブロック６０１の概略ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態による制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の電力蓄積システムの最良の形態を詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。
【００１８】
《第一の実施形態》
〔発電システムの説明〕
図１は本発明の電力蓄積システムが使用される発電システムの構成を示す。発電装置１０１で発電された電力は電力系統１０２へ送電され、電力系統１０２を介して図示しない電力を消費する電気的な負荷へ送電される。発電装置１０１の具体例としては、風力に基づいて発電する風力発電装置あるいは水力に基づいて発電する水力発電装置、太陽光に基づいて発電する太陽光発電装置、などがある。本発明の適用には、発電システムの発電形態が特定されなければならないとの必要性は無い。発電システム構成が明確になっていない場合であっても、蓄電される電力の供給を受けることが可能であれば、本発明の適用が可能である。
【００１９】
一方、上述した風力発電装置あるいは水力発電装置、太陽光発電装置、など自然界のエネルギーに基づいて発電する発電装置は、自然環境への負荷が少ない反面、発電能力が自然界の状態に左右され、必要とされる電力負荷に発電能力が対応し難い問題がある。このため、図１に示す如く、発電装置１０１が発電した電力を一旦電力蓄積システム１０４に蓄え、電力負荷の要求に合わせて予め蓄えていた電力を、電力系統１０２を介して供給するシステムが考えられる。
【００２０】
電力蓄積システム１０４は、直流電力を蓄電する機能を有するため、発電装置１０２で発電され電力は交流直流変換装置１０３により直流電力に変換され、変換された直流電力が電力蓄積システム１０４により蓄電される。電力負荷から要求される電力は交流送電系統を介して送電されるため、電力蓄積システム１０４に蓄えられていた直流電力は再び直流交流変換装置１０６により交流電力に変換され、電力系統１０２を介して負荷に供給される。
【００２１】
なお、上述した電力蓄積システム１０４は、図１に示すように複数のサブ電力蓄電システム１０５から構成されていても良いし、単一の電力蓄電システムのみから構成されていても良い。
【００２２】
〔電力蓄積システムの説明〕
図２は、本発明の電力蓄積システムの一実施形態について、そのシステム構成を概略的に示す図である。図２において本電力蓄積システムは、電力蓄積システム建屋２０１に設置された、制御装置２０２、電力変換装置２０３、蓄電機能モジュール２０６、とから構成されている。
【００２３】
なお、図２で言う蓄電システム建屋２０１は、図１で言う電力蓄積システム１０４、交流直流変換装置１０３、及び直流交流変換装置１０６を備えたものを想定しているが、交流直流変換装置１０３、及び直流交流変換装置１０６は、同一の建屋内ではなく、当該建屋外にあったとしても問題無い。
【００２４】
特高遮断器など一般的に必要な設備は図示ならびに解説を省いてある。蓄電機能モジュール２０６は多数のリチウムイオン蓄電池をモジュール化したもので、この蓄電機能モジュール２０６を実際には一般に数千台を電池棚２０５に格納するが、簡単のため棚板一段に８台、これを４段に格納したものとして説明する。なお図中では電池棚２０５に格納された蓄電機能モジュール２０６のひとつを劣化した蓄電機能モジュール２０７に置換してある。
【００２５】
ここでは図示をしないが電池棚２０５の棚板一段に格納された８台の蓄電機能モジュール２０６または２０７は直列に接続されており、電池電力線２０８を介して電力変換装置２０３に接続されている。電池電力線２０８の４つの群はそれぞれ電力変換装置２０３に配置した直流遮断器を経由して並列接続され、電力変換装置２０３内部の蓄電池群充放電回路に接続される。電力変換装置２０３が備える双方向直流−交流変換回路は電力引込線２１４、変成器２１３、電力系統引込線２１２を経由して電力系統線２１１に接続される。また電力変換装置２０３は制御信号線ハーネス２０４を経由して制御装置２０２によって制御される。制御装置２０２は通信引込線２１０を経由して通信回線２０９に接続されており、系統電力管理者の集中制御コンピュータ等からの指令をこの通信回線２０９で遣り取りして蓄電機能モジュール２０６群の状態に合わせて蓄電機能モジュール２０６の充放電を実行する形態を例とする。
【００２６】
以下、上述したような劣化した蓄電機能モジュール２０７が発生した場合や、一部の蓄電機能モジュール２０６を新品の蓄電機能モジュール２０６に取り替えた場合、及び使用時に蓄電機能モジュール２０６間で電気量に差異が生じた場合などにおいて、モジュール間バランスをするための構成及び方法について詳説する。
【００２７】
図３は、蓄電機能モジュール２０６の一構成例を示した図である。図３において、本蓄電機能モジュール２０６は、蓄電機能モジュール２０６の筐体３０１、複数の蓄電デバイス３０２からなる電池群３０５、蓄電監視手段３０３からなる。蓄電監視手段３０３は蓄電デバイス３０２のバランス調整機能を具備している。
【００２８】
電池群３０５は、直径１８ミリメートル、長さ６５ミリメートルで、公称定格３.６Ｖ１.５Ａｈのリチウムイオン電池セル２０４８本から構成され、３２本を並列に接続して定格３.６Ｖ４８Ａｈとしたもの６４群を直列に接続し２３０.４Ｖ４８Ａｈとなったものを蓄電監視手段３０３と接続する。
【００２９】
筐体３０１には蓄電監視手段３０３からの電力配線端子３０４が設けられており、電池棚２０５に格納された上で隣接する蓄電機能モジュール２０６または２０７あるいは電池電力線２０８との間で電力配線が緊締される。なお電池群３０５は本説明において一例示のためリチウムイオン電池としたが、他種の蓄電デバイスを用いても発明の効果が損なわれないことは明らかである。
【００３０】
図４は蓄電機能モジュール２０６の回路ブロック図の一例である。蓄電監視手段３０３はバッテリモジュールコントローラ（ＢＭＣ）４０１とこれが生成する信号を出力する信号出力部４０２（４０２Ａ〜４０２Ｙ）によって制御される蓄電デバイスのバランス調整機能を構成するスイッチ体４０３（４０３Ａ〜４０３Ｙ）、抵抗器４０４（４０４Ａ〜４０４Ｙ）を具備している。バッテリモジュールコントローラ４０１は一般に電圧センサや電流センサ、温度センサ、マイクロプロセッサそして通信インタフェースなどからなり、各並列段の電池セル電圧や総電流、部位温度などを監視し、その情報をデジタル通信線路によって上位のコントローラ、すなわち後述するバッテリストリングコントローラ（ＢＳＣ）５０２やバッテリパックコントローラ（ＢＰＣ）６０３に報告する機能を有する。
【００３１】
またバッテリモジュールコントローラ４０１のマイクロプロセッサは予めセットされた図示しないプログラムにより各並列段のセルの保有電気量に一定以上の差異が生じた場合、必要に応じて信号出力部４０２（４０２Ａ〜４０２Ｙ）に信号を出力、スイッチ体４０３（４０３Ａ〜４０３Ｙ）を閉じて電流を抵抗器４０４（４０４Ａ〜４０４Ｙ）に流して放電させる機能を有する。より具体的には、各蓄電デバイス３０２の充電状態（ＳＯＣ）の差が１０％以上になった場合に、バッテリモジュールコントローラ４０１からスイッチ体４０３に対しての遮断信号が出力され、抵抗器４０４に電流が流される。なお、ＳＯＣについては、モジュール平均のＳＯＣを用いても、各セルの最低ＳＯＣを用いても良い。抵抗器４０４に流れた電流は、熱となり、外部に放出される。この動作によって蓄電機能モジュール２０６内のセル群４０５は自立的にセルバランスを保持可能である。つまり例えばセル群４０５Ｂ中のＢｙ１〜Ｂｙｘの段が他の並列体による段より蓄電量が過剰とバッテリモジュールコントローラ４０１が判断した場合は最適範囲となるまで信号出力部４０２Ｂへ信号Ｃ２を発行して、スイッチ体４０３Ｂをオン状態にして、放電させる。
【００３２】
図５は本発明における蓄電機能ストリング５１０の構成を示す一例である。蓄電機能ストリング５１０は、蓄電機能モジュールの直列体５０１と、バッテリストリングコントローラ（ＢＳＣ）５０２からなる。このバッテリストリングコントローラ（ＢＳＣ）５０２は、各蓄電機能モジュール２０６の電池情報（電流、電圧、温度、ＳＯＣ）を収集したり、バッテリモジュールコントローラ４０１の制御をしたりする機能を有する。
【００３３】
直列体５０１は前記蓄電機能モジュール２０６をｗ列並列に接続した並列体をｚ段直列に接続し、図に簡便に記載したようなスイッチ体５０３（５０３Ａ〜５０３Ｚ）と抵抗器５０４（５０４Ａ〜５０４Ｚ）を配するバランス調整手段をモジュールに並列に付加する。本実施形態では簡単のため電池棚２０５には８直列と記したため直列段数ｚは８に等しい。また並列数ｗは１と考える。例えば蓄電機能モジュール２０６群中の２１〜２ｗ段（２０６Ｂ１〜２０６ＢＺ）が他の並列体による段よりも、蓄電量が過剰とバッテリストリングコントローラ５０２が判断した場合は最適範囲となるまでスイッチ体５０３ＢのＭＣ２を閉じ放電させる。具体的には、各蓄電機能モジュール２０６の充電状態（ＳＯＣ）の差が１０％以上になった場合に、バッテリストリングコントローラ５０２からスイッチ体５０３を導通させる信号が出力され、抵抗器５０４に電流が流される。例えば、蓄電機能モジュール２０６Ａ１〜ＡＺのトータルＳＯＣと、蓄電機能モジュール２０６Ｂ１〜ＢＺのトータルＳＯＣの差が１０％以上になった場合などにスイッチ体５０３Ａを導通させる。
【００３４】
また、もし各蓄電機能モジュール２０６が備えるバランス調整手段のスイッチ体４０３が通信によりバッテリストリングコントローラ５０２の指示により閉じられる構成であるならば、バッテリモジュールコントローラ（４０１Ｂ１〜４０１ＢＷ）なる図中ＢＭＣ２１〜ＢＭＣ２ｗに指示して、スイッチ体４０３を用いたセルバランス、及びスイッチ体５０３Ｂを用いたモジュール間バランスを同時に行う協調調整しても良い。協調制御を行うことによって、急速に放電を行うことができ、より短時間で蓄電デバイス３０２及び蓄電機能モジュール２０６の容量調整処理を完了することが可能となる。
【００３５】
また、協調制御をしない場合は、より上位コントローラであるバッテリパックコントローラ６０３（ＢＰＣ）まで情報を上げた後に、当該バッテリパックコントローラ６０３（ＢＰＣ）からバランシングの指示を受け、実際のバランシング動作を行う。一方、当該協調制御を用いた場合は、バッテリパックコントローラ６０３（ＢＰＣ）まで情報を上げて当該バッテリパックコントローラからの指示を待つことなく、バッテリストリングコントローラ５０２（ＢＳＣ）の指示でバランシング動作を行うことができるので、このような複数の階層構造を持つ大規模な電力蓄積システムにおいては、より短時間で蓄電デバイス３０２及び蓄電機能モジュール２０６の容量調整処理を行うことが可能となる。
【００３６】
さらに、上述した短時間のバランシングで問題になる発熱についても、モジュール間に配置された抵抗器５０４を蓄電機能モジュールの外部に配置することによって、より短時間のうちに容量調整処理を完了することが可能となる。
【００３７】
図６は電力系統〜電力変換装置を除く電力蓄積システム、つまり蓄電機能ブロック６０１の一例を示す概略的ブロック図である。６０２（６０２Ａ〜６０２Ｖ）は蓄電機能パックであり、蓄電機能ストリング５１０（５１０Ａ１〜５１０Ｖｕ）を少なくともひとつ並列接続とし、スイッチ体６０４（６０４Ａ）、スイッチ体６０５、抵抗器６０６を有してバッテリパックコントローラ６０３（６０３Ａ〜６０３Ｖ）の配下に制御される。ここでスイッチ体６０５（６０５Ａ〜６０５Ｖ）と抵抗器６０６（６０６Ａ〜６０６Ｖ）はスイッチ体６０４（６０４Ａ〜６０４Ｖ）を開閉する際に生じる突入電流を緩和する回路を形成している。蓄電機能ブロック６０１は少なくとも一つ蓄電機能パック５１０を並列接続としたものを有し、スイッチ体６０８とバッテリブロックコントローラ６０７を備える。作業安全のためにスイッチ体６０９を備えてもよい。
【００３８】
たとえば保守、点検、修理、交換等によりひとつの直列体を解離し作業後に再接続する場合、一例としてバッテリストリングコントローラ５０２Ａ２（ＢＳＣ１２）を有する蓄電機能ストリング５１０Ａ２を解体後、再接続した場合、再接続に当たっては他の直列体と電圧が異なる場合が発生する。このような場合、バッテリパックコントローラ６０３Ａが全ての蓄電機能ストリング５１０（５１０Ａ１、５１０Ａ２・・・５１０ＡＵ）の電圧を一定範囲になるように各バッテリストリングコントローラ５０２群（５０２Ａ１〜５０２ＡＵ）に指示する。作業者は処理の終了を待って解離していた直列体を再接続する。このような手順により再接続に起因する突入電流やスパークが抑制され、作業安全性向上や機器の損耗逓減に寄与する。
【００３９】
また蓄電機能パック６０２自体を解離、再接続することも考えられる。例えばバッテリパックコントローラ６０３Ｂ（ＢＰＣ２）を有する蓄電機能パック６０２Ｂを解離する際にはスイッチ体６０４Ｂ（ＬＢ２）、６０５Ｂ（ＭＣ０２）を遮断する。再接続に当たっては先ずスイッチ体６０５Ｂ（ＭＣ０２）を閉じ他の蓄電機能パック６０２（６０２Ｂ以外の６０２Ａ〜６０２Ｖ）との電圧差が一定範囲に収まった時点でスイッチ体６０４Ｂ（ＬＢ２）を再投入する。このとき事前にまたは同時に各バッテリストリングコントローラ６０３（ＢＳＣ２１〜ＢＳＣ２ｕ）に指示を発行してモジュールバランス調整手段を活用、協調動作することで、より短時間のうちに再接続して通常運転に到達させることができる。また、発熱部位が分散されるためシステムの小型化、廉価化そして高信頼化が期待できる。これらの動作指示はバッテリパックコントローラ６０３が行えばよいが、バッテリブロックコントローラ６０７の指示を受けても良い。
【００４０】
バッテリブロックコントローラ６０７はシステム運転計画、点検保守、電力変換装置２０３の運転状況、蓄電機能ブロック６０１内部の健康状態などを勘案し、スイッチ体６０８を開閉する。
【００４１】
続いて、図７に具体的な制御の手順を示す。まずステップＳ１で、電池蓄積システムが起動される。なお、この電池蓄積システムは、蓄電池ブロック６０１の起動でも良い。
【００４２】
続いてステップＳ２で、各蓄電機能モジュール２０６のモジュール容量が、バッテリストリングコントローラ５０２に収集される。なお上述したように、当該ＳＯＣは、セルの平均ＳＯＣを用いても良いし、各セルの最低ＳＯＣを用いても良い。
【００４３】
さらにステップＳ３で、バッテリストリングコントローラ５０２は、各蓄電機能モジュール２０６のＳＯＣを比較して、互いの偏差が１０％以上であるかどうかを判断する。ＳＯＣの偏差が１０％未満の場合には、ステップＳ２に戻り、各蓄電機能モジュール２０６のＳＯＣを収集する。一方、ＳＯＣの偏差が１０％以上になった場合は、ステップＳ４に示すように、バッテリストリングコントローラ５０２からの指示でスイッチ体５０３のスイッチをオン状態として、抵抗器５０４に電流を流すようにする。当該抵抗器５０４に電流が流れることによって、電流が熱に変換され、各蓄電機能モジュール２０６のＳＯＣの偏差が減少する。
【００４４】
ステップＳ４で、スイッチ体５０３がオン状態となった後、各蓄電機能モジュール２０６のＳＯＣは再度、バッテリストリングコントローラ５０２に収集され、当該バッテリストリングコントローラ５０２でＳＯＣの偏差が５％未満と判定された場合は、ステップＳ６へ進む。一方、ＳＯＣの偏差が５％以上であった場合は、各蓄電機能モジュール２０６のＳＯＣを再度、バッテリストリングコントローラ５０２に収集され、当該バッテリストリングコントローラ５０２はＳＯＣの偏差が５％未満になるまでステップＳ５の判定を続ける。
【００４５】
続いてステップＳ６では、バッテリストリングコントローラ５０２からスイッチ体５０３へスイッチ遮断信号が出力され、スイッチ体５０３はオフ状態となる。そしてスイッチ体５０３がオフ状態となると、ステップＳ７へ進み、モジュールバランス作業が終了する。
【００４６】
本発明の実施形態による電力蓄積システムは、以上述べたような構成とすることで蓄電機能モジュール間のバランスに差異が生じた場合でも電力蓄積システム全体のパフォーマンスを劣減することなく運転を継続することができるなど可用性の高い電力蓄積システムを提供することができる。
【００４７】
また、本発明の実施形態による電力蓄積システムでは、解離単位の再接続時に発生する突入電流に伴う種々の問題も解消される。
【００４８】
また、蓄電機能モジュール２０６を直列の束とした直列体５０１における個々の蓄電機能モジュール２０６が蓄積する電気容量が崩れた場合、これに並列に接続されたバランス調整手段によって容量を整える。容量の調整を短時間に終了させるためにはバランス調整手段をモジュールの外部に取り付け、放熱を良くすればよい。
【００４９】
さらに、各階層に応じてバランス調整手段を設けていることから、同時に各階層（蓄電デバイス３０２間、蓄電機能モジュール２０６間、蓄電機能パック６０２間）のバランシングして、電流から熱への変換を各階層の抵抗に分散することが可能となり、急速に放熱することができる。
【００５０】
また、本発明の電力蓄積システム１０４は、製造偏差や故障、経年劣化、その他の理由により直列体５０１内の蓄電機能モジュール２０６に性能差が発生した場合に上記バランス調整手段を用いることによって電力システムの可用性を向上させることができる。
【００５１】
つまり蓄電機能モジュールに性能差が発生した際に、本発明の電力蓄積システムの構成を用いれば、この蓄電機能モジュールが備える組蓄電デバイスの特性の如何にかかわらず、蓄電機能モジュールの容量特性が他の蓄電機能モジュールとほぼ特性を等しくすることが可能なため、電力蓄積システムの性能が低下することを抑制できる。
【００５２】
なお、蓄電機能モジュール２０６を構成する蓄電デバイス３０２として種々考えられるが、一般にこのような電力蓄積システム１０４で用いられることの多い、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池、電気二重層蓄電器、リチウムイオン電気二重層蓄電器、勢車蓄電装置などが考えられる。もちろん今後登場するであろう未知の蓄電デバイスでもよい。
【００５３】
本発明のように構成することによって、蓄電機能モジュール２０６内のバランス調整手段において各蓄電機能モジュール２０６が自立的に実施する場合でも蓄電機能モジュール２０６と並列に接続されたバランス調整手段（スイッチ体５０３、抵抗器５０４）によって各蓄電機能モジュール同士の容量調整が可能となる。また各蓄電機能モジュール内のバランス調整手段と蓄電機能モジュールに並列接続されたバランス調整手段を協調運転すればさらに短時間でバランスを整えることが可能となる。さらに保守、点検その他で並列に接続された直列体を解離した場合、モジュールのバランス調整手段を活用することで短時間に他の直列体と同電圧にセットすることが可能となるので、安全性の向上と作業時間の短縮がはかれるという効果がある
以上、本発明の電力蓄積システム１０４について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。例えば以上にて示した階層構成はロジカルなパッケージであり、筐体の切り分けや筐体を統合して中間タップを設けても良いし、規模に応じた階層の統廃合や拡張なども可能である。また判断階層位も当該階層のコントローラが行っても良いし上位階層のコントローラからの指示であってもよい。もちろんバッテリパックコントローラ６０３のかわりに作業用に整備された図示しないコンピュータ機器によって指示してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
２０６  蓄電機能モジュール
２０８  電池電力線
４０１  バッテリモジュールコントローラ
５０１  バッテリモジュール直列体
５０２  バッテリストリングコントローラ
５０３  スイッチ体
５０４  抵抗器
【図１】
2013126343.tif 000003
【図２】
2013126343.tif 000004
【図３】
2013126343.tif 000005
【図４】
2013126343.tif 000006
【図５】
2013126343.tif 000007
【図６】
2013126343.tif 000008
【図７】
2013126343.tif 000009