(57)【要約】【課題】充放電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池の実効的な蓄電容量を短時間、省エネルギーで増加させる組電池の制御システムを提供することである。【解決手段】組電池の制御システムは、充電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池と、前記組電池を制御する制御部とを備える。前記電池パックは放電部を有する。前記制御部が、最も劣化の進んだ電池パックの蓄電容量に基づいて各電池パックのバランス放電量を決定し、前記組電池を満充電にしてから前記バランス放電量の分だけ各電池パックの前記放電部による放電を行わせることでバランシングする。【選択図】図７
2013051820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池と、前記組電池を制御する制御部とを備える組電池の制御システムであって、
前記電池パックは放電部を有しており、
前記制御部が、
最も劣化の進んだ電池パックの蓄電容量に基づいて各電池パックのバランス放電量を決定し、
前記組電池を満充電にしてから前記バランス放電量の分だけ各電池パックの前記放電部による放電を行わせることでバランシングすることを特徴とする組電池の制御システム。
【請求項２】
前記バランス放電量は、
前記組電池を所定レベルまで放電した状態での、最も劣化の進んだ電池パックの残存容量と該所定レベルの電池パックの残存容量との容量差を、最も劣化の進んだ電池パックのバランス放電量とし、
充電した場合に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるよりも先に満充電になる電池パックを抽出し、仮想的に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるときに該抽出した電池パックが満充電を超過する量を該抽出した電池パックのバランス放電量とすることを特徴とする請求項１記載の組電池の制御システム。
【請求項３】
前記容量差は電池パック同士の電圧差から算出することを特徴とする請求項２記載の組電池の制御システム。
【請求項４】
前記容量差は電池パックが持つ、各電池パックの残存容量絶対値から算出することを特徴とする請求項２記載の組電池の制御システム。
【請求項５】
前記残存容量絶対値は前記電池パック又は前記制御部が持つ劣化度情報と、電圧又は満充電容量に対する放電可能容量の比から算出することを特徴とする請求項４記載の組電池の制御システム。
【請求項６】
前記組電池と前記制御部間の通信を光回線を用いて行うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の組電池の制御システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記バランシング後、前記組電池を満充電させることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の組電池の制御システム。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の組電池の制御システムを備え、前記組電池の制御システムが有する組電池を複数備え、
複数の前記組電池が並列に接続されることを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池を制御する組電池の制御システム及びそれを備える電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池の大容量化が進み、ビルや工場、店舗、家庭などで消費される電力を貯蔵する電力供給システムの導入が進められている。このような電力供給システムは、事前に蓄電池を充電する（電力を消費する）ことで、任意のタイミングで蓄電池を放電する（電力を供給する）ことができる。すなわち、蓄電池の充電及び放電のタイミングを制御することで、系統電力（電力会社から供給される電力）を消費するタイミングを制御することが可能になる。
【０００３】
一般的に、系統電力の電力料金には、固定制の基本料金と、従量制の使用料金とが含まれる。そして、電力会社は、単位時間に消費する系統電力の電力量の最大値が小さくなるほど、基本料金が安くなるように基本料金を設定している。また、電力消費が大きい日中よりも電力消費が小さい夜間の方が、使用料金の単位電力当りの価格が安くなるように使用料金を設定している。そのため、系統電力を利用する利用者は、系統電力の消費を平準化するほど、系統電力の電力料金を安くすることができる。
【０００４】
したがって、電力供給システムにおいて、系統電力を利用する利用者の電力需要が小さい時間帯や夜間電気料金が適用される時間帯に系統電力を利用して蓄電池を充電し、系統電力を利用する利用者の電力需要が所定の閾値を越えているときに所定の閾値を越えている分の電力（図１に示す斜線部分）を蓄電池の放電で補うことによって、系統電力の電力料金を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１１−１２５５０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力供給システムでは、充放電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池を用いることによって充放電電圧を大きくすることができ、前記組電池を複数並列接続することによってシステム全体の充放電電流を大きくすることができる。
【０００７】
蓄電池は、使用するにしたがってあるいは保存しているときに劣化して、満充電容量（ＦＣＣ：Full Charge Capacity）が次第に減少する。満充電容量は、例えば、満充電容量に対する放電可能容量（残存容量）の比を百分率で表したパラメータであるＳＯＣ（State Of Charge）を求める場合等に利用されるため、満充電容量を正確に把握することが重要である。満充電容量を把握するための容量学習として、例えば、満充電した電池を完全放電するまでの放電容量を積算して満充電容量を演算し、満充電容量を更新する方法がある。
【０００８】
しかしながら、前記組電池は電池パックが複数直列接続されて構成されるので、前記組電池の満充電を試みた場合、前記組電池内の１つの電池パックが満充電になると、満充電になった電池パックの過充電を回避するために前記組電池内の他の電池パックの充電を継続することができなくなる。したがって、満充電になった前記組電池内の１つの電池パックと、満充電に達しなかった前記組電池内の他の電池パックの残容量との間で充電容量差が大きければ、前記組電池の容量学習の精度が低くなってしまうという問題がある。
【０００９】
また、満充電になった組電池内で電池パック間の充電容量差が大きければ、実効的な蓄電容量が低下するという問題もある。そこで、組電池の満充電後に各電池パック間の電圧バランスを調整するバランシングという技術がある。
【００１０】
特許文献１では、バランシングを用いて組電池の容量学習の精度向上を図っているが、バランシングに時間が掛かり、実効的な蓄電容量は増加しない場合があり、蓄電したエネルギーの消費も多い。
【００１１】
本発明は、上記の状況に鑑み、充放電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池の実効的な蓄電容量を短時間、省エネルギーで増加させる組電池の制御システムを提供することを目的とする。また、この組電池の制御システムを備える電力供給システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る組電池の制御システムは、充電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池と、前記組電池を制御する制御部とを備える組電池の制御システムであって、前記電池パックは放電部を有しており、前記制御部が、最も劣化の進んだ電池パックの蓄電容量に基づいて各電池パックのバランス放電量を決定し、前記組電池を満充電にしてから前記バランス放電量の分だけ各電池パックの前記放電部による放電を行わせることでバランシングする構成とする。尚、前記制御部の少なくとも一部が、前記組電池の内部に組み込まれていてもよい。
【００１３】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記バランス放電量は、前記組電池を所定レベルまで放電した状態での、最も劣化の進んだ電池パックの残存容量と該所定レベルの電池パックの残存容量との容量差を、最も劣化の進んだ電池パックのバランス放電量とし、充電した場合に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるよりも先に満充電になる電池パックを抽出し、仮想的に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるときに該抽出した電池パックが満充電を超過する量を該抽出した電池パックのバランス放電量としてもよい。
【００１４】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記容量差は電池パック同士の電圧差から算出してもよい。
【００１５】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記容量差は電池パックが持つ、各電池パックの残存容量絶対値から算出してもよい。
【００１６】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記残存容量絶対値は前記電池パック又は前記制御部が持つ劣化度情報と、電圧又は満充電容量に対する放電可能容量の比から算出してもよい。
【００１７】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記組電池と前記制御部間の通信を光回線を用いて行うようにしてもよい。
【００１８】
また、上記の組電池の制御システムにおいて、前記制御部は、前記バランシング後、前記組電池を満充電させるようにしてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明に係る電力供給システムは、上記のいずれかの構成の組電池の制御システムを備え、前記組電池の制御システムが有する組電池を複数備え、複数の前記組電池が並列に接続される構成とする。尚、複数の前記組電池において、前記組電池の制御システムが有する制御部の一部を共用するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のバランシングによると、充放電可能な電池パックが複数直列接続されて構成される組電池の実効的な蓄電容量を短時間、省エネルギーで増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】系統電力を利用する利用者の電力需要の典型例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。
【図３】組電池内の電池パックの構成例を示す図である。
【図４】ＢＭＵの構成例を示す図である。
【図５】ＢＭＵと組電池の光回線を用いた通信の一実施例を示す図である。
【図６】ＢＭＵと組電池の光回線を用いた通信の一実施例におけるアドレス割り当て処理の一例を示す図である。
【図７】図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムが実行する組電池毎のバランシングのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る電力供給システムが実行する組電池毎のバランシングを含む充放電時の容量変化を示すグラフである。
【図９】バランシングをしなかった場合の充放電時の容量変化を示すグラフである。
【図１０】比較例の電力供給システムが実行する組電池毎のバランシングを含む充放電時の容量変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、本発明は後述する実施形態に限られず、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変更可能である。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。但し、図２において、各ブロック間をつなぐ太線は電力線を示しており、各ブロック間をつなぐ細線は通信線を示している。尚、本実施形態では、各通信線は信頼性を重視する観点から有線通信で実現しているが、無線通信で実現することも可能である。また、通信は例えばＴＣＰ（Transmission Control Protocol）によって行うとよい。
【００２４】
図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、ＰＣＳ（Power Conditioning System）管理制御部３と、ＰＣＳ４＿＃１〜４＿＃１０と、ＢＳＵ（Battery Switching Unit）５＿＃１〜５＿＃１０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）６＿＃１〜６＿＃１０と、組電池７＿＃１〜７＿＃１０と、マスタＢＭＵ８と、ＨＵＢ１０とを備えている。尚、以下の説明では、ＰＣＳ４、ＢＳＵ５、ＢＭＵ６、組電池７と称することがある。本実施形態においては、ＰＣＳ管理制御部３、ＰＣＳ４、ＢＭＵ６及びマスタＢＭＵ８が請求項に記載されている「制御部」に対応している。また、本実施形態においては、電力供給システムがＢＳＵ５を備える構成であるが、電力供給システムがＢＳＵ５を備えない構成であってもよい。この場合、異常時や故障時に組電池を電力ラインから切り離す機能は全てＰＣＳ４が持つことになり、異常時や故障時にＢＳＵ５内の電力ラインを切断させる代わりにＰＣＳ４内の電力ラインを切断させる。
【００２５】
＜ＰＣＳ管理制御部の概要＞
ＰＣＳ管理制御部３は、外部の負荷１００及び電力系統２００に接続されている。負荷１００はＡＣ電源入力端子を有する負荷であり、電力系統２００はＡＣ電力を供給する電力系統である。
【００２６】
ＰＣＳ管理制御部３は、マスタＢＭＵ８から送られてくる充放電制御指令に基づいて、第１〜１０系列に属するＰＣＳ４＿＃１〜４＿＃１０の動作を制御するとともに、第１〜１０系列に属するＰＣＳ４＿＃１〜４＿＃１０の状態を監視している。また、ＰＣＳ管理制御部３は、第１〜１０系列のいずれかに異常が発生した時には、異常が発生した系列のＰＣＳ４の停止、異常が発生した系列のＰＣＳ４の待機、又は異常が発生した系列のＰＣＳ４側に設置されているブレーカ（不図示）の遮断を実行する。
【００２７】
＜ＰＣＳの概要＞
ＰＣＳ４＿＃１〜４＿＃１０は、双方向ＡＣ／ＤＣ電力変換器であり、充電時に電力系統２００からＰＣＳ管理制御部３＿＃１を経由して供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、放電時に同一系列に属する組電池７から同一系列に属するＢＳＵ５を経由して供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。
【００２８】
尚、本実施形態とは異なり、ＰＣＳ管理制御部３が外部のＤＣ負荷（ＤＣ電源入力端子を有する負荷）及びＤＣ電源（例えば太陽電池）に接続される場合には、ＰＣＳ４＿＃１〜４＿＃１０を双方向ＤＣ／ＤＣ電力変換器に変更すればよい。
【００２９】
＜ＢＳＵの概要＞
ＢＳＵ５＿＃１〜５＿＃１０は、同一系列に属するＰＣＳ４と同一系列に属する組電池７との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを有し、同一系列に属するＢＭＵ６によって制御される。本実施形態では、ＢＳＵ５＿＃１〜５＿＃１０は、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor）あるいはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、コンタクタ、及びブレーカが直列接続されている構成である。ＰＣＳ４と組電池７との電気的接続をＯＮからＯＦＦに切り替える際には、まず電気スイッチであるパワーＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴをＯＮからＯＦＦに切り替え、その後機械スイッチであるコンタクタをＯＮからＯＦＦに切り替えるようにする。一方、ＰＣＳ４と組電池７との電気的接続をＯＦＦからＯＮに切り替える際には、まず機械スイッチであるコンタクタをＯＦＦからＯＮに切り替え、その後電気スイッチであるパワーＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴをＯＦＦからＯＮに切り替えるようにする。ブレーカは手動により制御される。ブレーカをＯＦＦに切り替えることで、確実にＰＣＳ４と組電池７との電気的接続をＯＦＦすることができ、例えば、異常発生時のメンテナンスを安全に行うことができる。
【００３０】
＜ＢＭＵの概要＞
ＢＭＵ６＿＃１〜６＿＃１０は、同一系列に属するＢＳＵ５及び組電池７を制御するとともに、同一系列に属するＢＳＵ５及び組電池７の状態を監視している。また、ＢＭＵ６＿＃１〜６＿＃１０は、ＨＵＢ１０を介して、マスタＢＭＵ８と通信可能である。尚、ＢＭＵ６＿＃１〜６＿＃１０は同一系列に属する組電池７と光回線を用いた通信を行っているが、当該光回線を用いた通信の詳細については後述する。
【００３１】
また、ＢＭＵ６＿＃１〜６＿＃１０は、異常時には同一系列に属するＢＳＵ５内のパワーＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴ、コンタクタをＯＦＦにする指令を同一系列に属するＢＳＵ５に送信する。
【００３２】
＜組電池の概要＞
組電池７＿＃１〜７＿＃１０は、電池パックが１４個直列接続されて構成されている。本実施形態では電池パックの直列接続数は１４個であるが、それ以外の個数であっても構わない。
【００３３】
＜マスタＢＭＵの概要＞
マスタＢＭＵ８は、ＨＵＢ１０を介して、ＢＭＵ６＿＃１〜６＿＃１０、ＢＳＵ５＿＃１〜５＿＃１０、及び組電池７＿＃１〜７＿＃１０を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタＢＭＵ８は、各系列のＢＭＵ６から送られてくる組電池７の状態（電池パックの劣化度の情報も含む）、ＢＳＵ５の状態、ＢＭＵ６の状態、及びＰＣＳ４の状態などに関するログ情報を収集して保存するとともに、必要に応じて任意のＢＭＵ６に向けて、その任意のＢＭＵ６と同一系列に属するＢＳＵ５内のパワーＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴ、コンタクタをＯＦＦにする指令を送信する。例えば、マスタＢＭＵ８は、上記のログ情報に基づいて、異常が発生している系列が所定数以上あると判断した場合に、安全のため異常が発生していない系列の各ＢＭＵ６に向けて、その各ＢＭＵ６と同一系列に属するＢＳＵ５内のパワーＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴ、コンタクタをＯＦＦにする指令を送信することが考えられる。
【００３４】
＜ＢＭＵと組電池の光回線を用いた通信＞
ここで、ＢＭＵ６と組電池７の光回線を用いた通信について図３〜図６を参照して説明する。組電池７の電圧が２００Ｖ〜６００Ｖである電力供給システムでは、絶縁通信回路にフォトカプラを使用することは可能である。しかしながら、組電池７の電圧が６００Ｖ以上である電力供給システムを構築する場合、グローバルの安全規格に準拠させるためにはフォトカプラによる絶縁は限界となってしまう。そこで、本実施形態では、ＢＭＵ６と組電池７の通信に光回線を用いている。
【００３５】
組電池７内の電池パック７００の構成例を図３に示す。電池パック７００は、複数の蓄電池セル７０１と、電池状態検出部７０２と、制御部７０３と、光通信部７０４と、バランス放電部７０５とを備えている。リチウムイオン電池等の複数の蓄電池セル７０１は、並列および直列に接続される。例えば、蓄電池セル７０１を２４個並列に接続し、並列接続された各段を１３個直列に接続する。なお、電池パック７００は、蓄電池セル７０１が並列接続された一つの単位のみを有してもよいし、単一の蓄電池セル７０１のみを有するようにしてもよい。
【００３６】
電池状態検出部７０２は、蓄電池セル７０１が並列接続されている各段の電圧値を検出すると共に、電池パック７００の＋−電極間の電流値および電圧値、電池パック７００のＳＯＣ、電池パック７００の温度を検出し、それらの検出データを制御部７０３に出力する。電池パック７００のＳＯＣは、電池パック７００に流れる充放電電流の積算値から求められる他、予め決定された電池パック７００の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）とＳＯＣとの関係を示す計算式或いはテーブルを参照することにより求めることができる。制御部７０３は、電池状態検出部７０２から取得した検出データを電池データとして光通信部７０４を介して送信する。光通信部７０４は、光送信モジュールと光受信モジュールとから成る。バランス放電部７０５は、互いに直列接続されている抵抗とスイッチとを有する構成であり、電池パック７００の＋−電極間に配置され、バランス放電部７０５内のスイッチがＯＮ状態のときにバランス放電部７０５内の抵抗によって蓄電池セル７０１を放電させる。
【００３７】
また、絶縁のため光通信部７０４を用いる場合は、メタルによる通信の場合のように通信部の駆動電力をＢＭＵ６側から与えることができないため、光通信部７０４の駆動電力は蓄電池セル７０１から供給するようにしている。したがって、本実施形態のようにＢＭＵ６と組電池７の通信に光回線を用いた場合は、後述の光回線を用いた通信構成を工夫したとしても、電池パック７００間の、光送信モジュールのＬＥＤ点灯時間のバラツキ等により、メタルによる通信の場合に比べて、組電池７の満充電を試みたときの、満充電になった前記組電池内の１つの電池パック７００と、満充電に達しなかった前記組電池内の他の電池パック７００の残容量との間での充電容量差が大きくなる。
【００３８】
続いて、ＢＭＵ６の構成例を図４に示す。ＢＭＵ６は、制御部６０１と、光通信部６０２と、通信インタフェース６０３とを備えている。光通信部６０２は、光送信モジュールと光受信モジュールとから成る。制御部６０１は、光通信部６０２を介して電池データ要求コマンドを組電池７に送信し、電池データを組電池７から取得する。また、制御部６０１は、ＢＳＵ５を接続状態または開放状態に制御すると共に、通信インタフェース６０３およびＨＵＢ１０を介してマスタＢＭＵ８（図２参照）と通信を行う。
【００３９】
ＢＭＵ６と組電池７の光回線を用いた通信の一実施例を図５に示す。図５に示す実施例では、電池データ要求の通信用にＢＭＵ６と各電池パック７００を光ファイバによりデイジーチェーン接続し、電池データの通信用に各電池パック７００の光送信モジュールＴｘとＢＭＵ６が有する１４個の光受信モジュールＲｘとを１対１に光ファイバにより接続する。
【００４０】
通信方法については、まず、ＢＭＵ６は自身の光送信モジュールＴｘからブロードキャスト用のアドレスを指定して電池データ要求コマンドを送信する。電池データ要求コマンドを受信した電池パック７００は、ブロードキャスト用のアドレスから自身宛と判断し、電池データを自身の光送信モジュールＴｘからＢＭＵ６に対して送信すると共に、隣り合う次の電池パック７００へ電池データ要求コマンドを転送する。これにより、１４個目から２個目までの電池パック７００が電池データを順次ＢＭＵ６に送信し、電池データ要求コマンドを転送された１個目の電池パック７００は、電池データを自身の光送信モジュールＴｘからＢＭＵ６に対して送信すると共に、ＢＭＵ６へ電池データ要求コマンドを転送する。
【００４１】
電池データ要求コマンドを受信したＢＭＵ６は、電池データ要求コマンドを確認することでデータ化けがないか、光回線の断線がないか等を判断できる。なお、１個目の電池パック７００からＢＭＵ６への電池データ要求コマンドを転送するための光回線は必須ではない（このような光回線がない接続形態もデイジーチェーン接続に含まれる）。
【００４２】
本実施例によれば、デイジーチェーン接続と１対１接続とを組み合わせることで、ＢＭＵ６における通信ポートの増加をなるべく抑えることができる。さらに、電池データ要求コマンドをブロードキャストすること、および１対１接続による電池データ送信により、電池パック７００間のＬＥＤ点灯時間のばらつきを抑えて電池パック７００間の容量バランスの崩れを低減できると共に、ＬＥＤ点灯による電力消費を抑えることもできる。
【００４３】
また、本実施例では、どの電池パック７００からの電池データなのかは接続ポートによって一意に識別可能であるが、配線ミスがあった場合でも正しく電池パック７００を識別できるように下記のようなアドレス割り当て処理を行ってもよい。アドレス割り当て処理は、通信開始時に下記のように実施される（図６を参照、図６中の×はdisableを示す）。
【００４４】
（ステップ１）まず、ＢＭＵ６は、アドレス設定用コマンドを各電池パック７００に対してブロードキャストする。
【００４５】
（ステップ２）各電池パック７００は、デイジーチェーン接続している自身の光送信モジュールＴｘをdisable（無効）とする。
【００４６】
（ステップ３）ＢＭＵ６は、初期値のＩＤ番号（例えば「＃１」）を発行する。
【００４７】
（ステップ４）電池パック７００は、自身の光送信モジュールＴｘがdisableの場合、受信したＩＤ番号を自身のＩＤ番号に設定し、ＢＭＵ６に対して電池データ送信用の光回線を介して応答し、光送信モジュールＴｘをenable（有効）とする。そして、電池パック７００は、隣り合う次の電池パック７００に対して自己のＩＤ番号に１を足したＩＤ番号を発行する。
【００４８】
（ステップ５）１個目の電池パック７００は、自身の光送信モジュールＴｘがdisableの場合、受信したＩＤ番号を自身のＩＤ番号に設定し、ＢＭＵ６に対して電池データ送信用の光回線を介して応答し、光送信モジュールＴｘをenableとする。そして、１個目の電池パック７００は、ＢＭＵ６に対して自己のＩＤ番号に１を足したＩＤ番号（＝初期値＋１４）をデイジーチェーン接続の光回線を介して発行する。ＢＭＵ６が１個目の電池パック７００により発行されたＩＤ番号を受信すると、アドレス割り当て処理が終了する。
【００４９】
このようにアドレス割り当て処理を行えば、電池データ送信時に電池パック７００が自身のＩＤ番号をＢＭＵ６に対して送信するようにすることで、ＢＭＵ６はどの電池パック７００からの電池データかを、１４個の各光送信モジュールＴｘと、ＢＭＵ６が有する１４個の各光受信モジュールＲｘとの１対１の配線に依らず正しく識別できるようになる。また、電池データ要求通信用の配線は、直列接続における隣り合う電池パック７００をデイジーチェーン接続することで行われるので、配線ミスの可能性は低く、アドレス割り当て処理は有効に作用する。
【００５０】
＜組電池のバランシング＞
図７は、図２に示す本発明の一実施形態に係る電力供給システムが実行する組電池７毎のバランシングを含むフローチャートであり、図８は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムが実行する組電池７毎のバランシングを含む充放電時の容量変化を示すグラフである。なお、図７に示すフローチャートは、例えば、第１〜第１０系列の組電池７＿＃１〜７＿＃１０に対して順番に実施するようにするとよい。また、図９は、バランシングをしなかった場合の充放電時の容量変化を示すグラフであり、図１０は、比較例の電力供給システムが実行する組電池毎のバランシングを含む充放電時の容量変化を示すグラフである。なお、図８〜１０では、５直列１並列の電池パックの例を示している。
【００５１】
まず、マスタＢＭＵ８は、バランシングの対象となる組電池７内の電池パック電圧差（バランシングの対象となる組電池７内の各電池パック電圧の最大値と最小値との差）が予め定めている閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。バランシングの対象となる組電池７内の電池パック電圧差が予め定めている閾値以上であれば（ステップＳ１０のＹＥＳ）、マスタＢＭＵ８はバランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６にバランシング要求指令を送信する。これにより、後述するステップＳ５０に移行する。
【００５２】
バランシングの対象となる組電池７内の電池パック電圧差が予め定めている閾値以上でなければ（ステップＳ１０のＮＯ）、マスタＢＭＵ８は、バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの積算充放電量が予め定めている閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの積算充放電量が予め定めている閾値以上であれば（ステップＳ２０のＹＥＳ）、マスタＢＭＵ８はバランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６にバランシング要求指令を送信する。これにより、後述するステップＳ５０に移行する。
【００５３】
バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの積算充放電量が予め定めている閾値以上でなければ（ステップＳ２０のＮＯ）、マスタＢＭＵ８は、バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの経過時間が予め定めている閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの経過時間が予め定めている閾値以上であれば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、マスタＢＭＵ８はバランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６にバランシング要求指令を送信する。これにより、後述するステップＳ５０に移行する。
【００５４】
バランシングの対象となる組電池７の最新のバランシングからの経過時間が予め定めている閾値以上でなければ（ステップＳ３０のＮＯ）、バランシングを行わずにフロー動作を終了する。
【００５５】
ステップＳ５０において、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、ＰＣＳ管理制御部３を介して、バランシングの対象となる組電池７に対応するＰＣＳ４を制御して、バランシングの対象となる組電池７を満充電する（図８のａ）。ここで、バランシングの対象となる組電池７内の各電池パック間の容量バランスが崩れていれば、バランシングの対象となる組電池７内の１つの電池パックのみが満充電になり、バランシングの対象となる組電池７内の他の電池パックは満充電になっていない。
【００５６】
ステップＳ５０に続くステップＳ６０において、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、マスタＢＭＵ８からバランシングの対象となる組電池７の各種ログ情報を取得する。
【００５７】
ステップＳ６０に続くステップＳ７０において、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、ステップＳ６０での取得結果を基に最も劣化の進んだ（最も劣化度の大きい）電池パックの蓄電容量に基づいて各電池パックのバランス放電量を決定する。最も劣化の進んだ電池パックがどれであるかは、例えば、図８の満充電までのグラフの傾きからわかる。傾きが大きい程、劣化が進んでいると言え、図８では実線で示した電池パックが最も劣化が進んでいる。また、容量学習の結果や電池パックの内部インピーダンスから劣化度を判断してもよい。
【００５８】
具体的に、バランス放電量は、組電池７を所定レベル（図８ではＳＯＣ０％）まで放電した状態での、最も劣化の進んだ電池パックの残存容量と該所定レベルの電池パックの残存容量との容量差（図８のｅに相当し、例えば、容量差は電池パック同士の電圧差から算出できる）を、最も劣化の進んだ電池パックのバランス放電量とし、次に、充電した場合に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるよりも先に満充電になる電池パックを抽出し（図８では一点鎖線で示した電池パック）、仮想的に最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるときに該抽出した電池パックが満充電を超過する量（図８では実線をＳＯＣ１００％まで延長したときに一点鎖線がＳＯＣ１００％を超過する値）を該抽出した電池パックのバランス放電量とする。
【００５９】
上記の所定レベルは、図８では完全放電に相当するレベルであるＳＯＣ０％としているが、電池パックの光通信部７０４（図３参照）の駆動電力は蓄電池セル７０１（図３参照）から供給するようにしているので、完全放電してしまうと、ＢＭＵ６と組電池７の通信が不通になってしまうので、若干電荷が残っている状態（例えばＳＯＣ８％）としてもよい。
【００６０】
ステップＳ７０に続くステップＳ８０において、上述のバランス放電量の分だけ各電池パックのバランス放電部７０５による放電を行うことでバランシングする（図８のｂ）。例えば、図８では、最も劣化の進んだ電池パック（実線）と、最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるよりも先に満充電になる電池パック（一点鎖線）とをそれぞれのバランス放電量だけ放電させ、その他の３つの電池パック（点線）はバランス放電させない。尚、バランス放電部７０５（図３参照）による放電は、放電による温度上昇を抑えるために単位時間当たりの放電量が非常に小さい値に設定されている。
【００６１】
ステップＳ８０に続くステップＳ９０において、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、ＰＣＳ管理制御部３を介して、バランシングの対象となる組電池７に対応するＰＣＳ４を制御して、バランシングの対象となる組電池７を再び満充電する。ここで、バランシングの対象となる組電池７内の１つの電池パックが満充電になると、充電を停止するので、バランシングの対象となる組電池７内の他の電池パックは満充電にならないが、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、バランシングの対象となる組電池７内の他の電池パックに対しても、通知先の電池パックが満充電になった旨の通知（通知先の電池パックが満充電になったとみなす旨の通知）を行う。図８では、最も劣化の進んだ電池パック（実線）と、最も劣化の進んだ電池パックが満充電になるよりも先に満充電になる電池パック（一点鎖線）とがほぼ満充電になる（図８のｃ）。
【００６２】
ステップＳ９０での満充電はステップＳ８０の処理後に実行されるので、バランシングの対象となる組電池７内の各電池パックのＳＯＣのバラツキは、ステップＳ５０での満充電終了時（図８のａ）に比べてステップＳ９０での満充電終了時（図８のｃ）の方が小さくなる。
【００６３】
ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、バランシングの対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６は、ＰＣＳ管理制御部３を介して、バランシングの対象となる組電池７に対応するＰＣＳ４を制御して、バランシングの対象となる組電池７を所定レベル（図８ではＳＯＣ０％だが、ＳＯＣ８％等でもよい）迄放電する（図８のｄ）。すなわち、バランシングの対象となる組電池７内の１つ以上の電池パックが所定レベルになる迄放電が行われる。図８では、最も劣化の進んだ電池パック（実線）と、充電前に所定レベルであった電池パック（最も下の点線）とがほぼ所定レベルになる（図８のｃ）。ステップＳ１００の後は通常使用に係る充放電に移行する。
【００６４】
ステップＳ１００の放電を利用して容量学習を行ってもよい。すなわち、対象となる組電池７に対応するＢＭＵ６、あるいは、対象となる組電池７内の各電池パックが、各電池パックの放電容量を積算し、その積算結果を基に各電池パックの満充電容量を演算して、対象となる組電池７内の各電池パックの満充電容量を更新するようにしてもよい。バランシング直後に組電池を満充電させることにより、その後の放電時にバランスのとれた状態で容量学習することができ、容量学習の精度が向上する。なお、ステップＳ１００は必ずしも必要ではなく、ステップＳ９０に続いて通常使用に係る充放電に移行してもよい。
【００６５】
ここで、図８とバランシングをしなかった場合を示す図９とを比べると、図８の実効的な蓄電容量（図８のｇ）が図９の実効的な蓄電容量（図９のｈ）よりも約１割増加している。また、図８と比較例である図１０とを比べると、比較例では満充電後に最も低いＳＯＣの電池パックと同容量になるまで他の電池パックをバランス放電しているのでバランシング時間ｊが長く、これに対して図８のバランシング時間ｆは短く、１／３程度であるという利点がある。また、図１０ではバランシングでの放電量が多く、つまり蓄電したエネルギーの消費が多い。これに対して図８のバランシングでのエネルギー消費量は１／３程度である。さらに、図８ではバランシング時間ｆが短いにも関わらず、実効的な蓄電容量ｇは比較例の実効的な蓄電容量ｋとほぼ同じである。
【００６６】
よって、本発明の組電池のバランシングによれば、組電池の実効的な蓄電容量を短時間、省エネルギーで増加させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
３  ＰＣＳ管理制御部
４＿＃１〜４＿＃１０  ＰＣＳ
５＿＃１〜５＿＃１０  ＢＳＵ
６＿＃１〜６＿＃１０  ＢＭＵ
７＿＃１〜７＿＃１０  組電池
８  マスタＢＭＵ
１０  ＨＵＢ
１００  負荷
２００  電力系統
６０１  制御部
６０２  光通信部
６０３  通信インタフェース
７００  電池パック
７０１  蓄電池セル
７０２  電池状態検出部
７０３  制御部
７０４  光通信部
７０５  バランス放電部
【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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