(57)【要約】【課題】  異常検出により二次電池の充放電を抑制する際、二次電池が異常を抱えたまま、再度充放電が開始されることを阻止する。【解決手段】  本願発明に係る蓄電システムでは、保護手段が充電部４と二次電池１との間、及び、二次電池１と出力部３との間に設けられたリレースイッチであり、異常検出手段が、二次電池１に設けられた作動素子と、作動素子と並列に設けられた抵抗とを備え、作動素子は、二次電池１の充放電とは別の電源により供給される制御電流の供給にて作動し、作動素子は、二次電池１の異常発熱により加熱されて作動し、リレースイッチは、作動素子の作動にて通電を遮断し、作動素子の作動中、制御電流が抵抗に流れて抵抗を発熱させ、制御電流が断たれるまで、作動素子は、抵抗の熱を受けて作動状態を維持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、当該二次電池の充電部と、充電用電流の入力部と、放電用電流の出力部と、二次電池の保護手段とを備え、前記入力部から入力された電気を前記充電部にて前記二次電池に蓄電し、前記二次電池が蓄電した電気を出力部を通じて放電するものであり、前記保護手段は、前記二次電池の異常発生により前記充電又は前記放電を制限する蓄電システムにおいて、
異常検出手段を備え、
前記保護手段は、前記入力部と前記充電部との間、前記充電部と前記二次電池との間、及び、前記二次電池と出力部との間の３つの間のうち、少なくとも何れか一方の間に設けられたリレースイッチであり、
前記異常検出手段は、前記二次電池に設けられた作動素子と、当該作動素子と並列に設けられた抵抗とを備え、
前記作動素子は、二次電池の前記充放電とは別の、前記二次電池又は他の電源により供給される制御電流の供給にて作動するものであり、
前記作動素子は、前記二次電池の異常発熱により加熱されて作動し、当該加熱状態の解消により作動状態から復帰するものであり、
前記リレースイッチは、作動素子の前記作動にて通電を遮断し、前記作動素子の前記復帰により通電を再開するものであり、
前記作動素子の作動中、前記制御電流は前記抵抗に流れて前記抵抗を発熱させ、前記制御電流が断たれるまで、前記作動素子は、前記抵抗の熱を受けて作動状態を維持するものであることを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記二次電池からの直流電流を交流電流へ変換して交流電流出力部側へ供給するインバータを備え、
前記入力部は、交流電流入力部と直流電流入力部とを備え、
前記出力部は、交流電流出力部と直流電流出力部とを備え、
前記充電部は、ＡＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記ＡＣ−ＤＣコンバータは、交流電流入力部から入力された交流電流を直流電流に変換して前記二次電池へ供給するものであり、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電流入力部から入力された直流電流を前記二次電池へ供給するものであることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
電力を蓄え、必要に応じて利用可能なエネルギーとして取り出すエネルギー貯蔵利用システムにおいて、
前記異常検出手段は、少なくとも、前記二次電池と前記充電部と前記出力部の誤動作を防止する安全装置として設けられたことを特徴とする請求項１記載の蓄電システムを備えたエネルギー貯蔵利用システム。
【請求項４】
上記蓄電システムを備えた電源システムであって、
上記二次電池の充放電を制御する制御部を備え、
上記制御部は、上記二次電池の電位がそれ以上下がると過剰放電となる下限に到達したこと或いは当該下限に近付いたことを検出して、上記二次電池の放電を停止させ、
上記制御部は、上記二次電池の電位がそれ以上上がると過剰充電となる上限に到達したこと或いは当該上限に近づいたことを検出して、上記二次電池への充電を停止させることを特徴とする請求項１記載の蓄電システムを備えた電源システム。
【請求項５】
上記入力部は、少なくとも不随意に電力供給が変動する不随意電源から、電流の入力を受け付けるものであり、
上記不随意電源には、太陽発電等の再生可能エネルギーの供給源を電源とするものを含むことを特徴とする請求項４に記載の蓄電システムを備えた電源システム。
【請求項６】
上記入力部は、上記不随意電源と電力供給のコントロールが可能な随意電源の、少なくとも２つの電源から、電流の入力を受け付けることができ、
上記随意電源には、火力発電等の枯渇エネルギーの供給源を電力供給源とする枯渇エネルギー型の商用電源、又は、当該枯渇エネルギー型の商用電源に上記再生可能エネルギーの供給源を系統連系させた系統連系型の商用電源を含むものであり、
上記制御部は、上記不随意電源が上記二次電池を充電することが可能な電位のとき、上記不随意電源の電流を上記随意電源の電流に優先して上記入力部から入力させ、
上記制御部は、上記不随意電源が上記二次電池を充電できない電位のとき、上記随意電源の電流を上記不随意電源の電流に優先して上記入力部から入力させ、
当該優先とは、上記不随意電源の電流と上記随意電源の電流うち一方を選択して他方を電流の入力を停止するもの、又は、上記不随意電源と上記随意電源のうち一方を主要電源とし他方を当該主要電源を補助する補助電源として上記不随意電源と上記随意電源の双方の電流を入力するものであることを特徴とする請求項５記載の蓄電システムを備えた電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、蓄電システム、この蓄電システムを備えたエネルギー貯蔵利用システム及びこの蓄電システムを備えた電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を充電し、必要に応じ二次電池に充電した電気を放電して利用する蓄電装置が、電気を利用する各分野において一般的に利用されている。
上記蓄電装置において、二次電池の異常を検出して、二次電池の保護を図るものが種々提案されている。
例えば、特許文献１には、二次電池の保護回路において、前記二次電池と電気的に並列接続され、熱的に接触され、温度の上昇に伴い電気抵抗が低下する熱スイッチ素子を備えるものが示され、前記熱スイッチ素子として、所定温度以上でオンになるバイメタル式サーモスタットを用いることが示されている。
特許文献１は、上記構成を採ることにより、高温時に二次電池を自発的に放電させ、熱暴走する可能性を低減させるものとされた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の通り、熱スイッチ素子に頼るのみでは、熱スイッチ素子は温度の降下により通電を復帰して、再び二次電池の充電を開始させてしまう。このため、二次電池の異常が解消されていないのに、充電が中断されている間の温度の降下によって、充電が再開される危惧がある。
本願発明は、上記第１の問題の解決を図るものである。
一方、電気は，原理的に貯めることができないので、従来主として蓄電池の形で貯蔵することが考えられてきた。普段は電気の便利さに慣れ、又、近年では停電したり電気が利用できないケースが殆ど発生しないので電気の有難さについては余り認識されることは無い。しかし、東北地方太平洋沖地震及び当該地震に伴う津波などの影響で原子力発電所の施設が甚大な被害を受け、発電計画に影響を与えた。この災害により、計画停電などの実施もあり、節電意識の醸成や蓄電への関心が高まった。
また、上記災害とは別に環境への影響の懸念により、火力発電等の化石エネルギーによる発電から、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー発電と共に原子力発電への転換が議論されてきたが、上記のような原子力発電所の事故や外界への放射線放出などの状況から、原子力発電を廃止する風潮が高まり、再生可能エネルギーへの期待が大きくなっている。
しかし、現状では電気の供給において、再生可能エネルギーが電源として十分活用されているとは言い難い。これは、人がエネルギーの発生を随意にコントロールできる随意電源としての火力発電や原子力発電に対して、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーは、所謂風任せで人が随意に発生させることができない、不安定な不随意電源であり、常時一定の電流を安定的に供給するのは困難だからである。
このような社会的・技術的な状況を背景として、本願発明は，上記第１の問題の解決の下に、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギーによる再生可能エネルギー電源の活用が不十分であるという第２の問題の解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１の発明は、二次電池と、当該二次電池の充電部と、充電用電流の入力部と、放電用電流の出力部と、二次電池の保護手段とを備え、前記入力部から入力された電気を前記充電部にて前記二次電池に蓄電し、前記二次電池が蓄電した電気を出力部を通じて放電するものであり、前記保護手段は、前記二次電池の異常発生により前記充電又は前記放電を制限する蓄電システムについて、次の構成を採るものを提供する。
即ち、この蓄電システムは、異常検出手段を備え、前記保護手段は、前記入力部と前記充電部との間、前記充電部と前記二次電池との間、及び、前記二次電池と出力部との間の３つの間のうち、少なくとも何れか一方の間に設けられたリレースイッチであり、前記異常検出手段は、前記二次電池に設けられた作動素子と、当該作動素子と並列に設けられた抵抗とを備え、前記作動素子は、二次電池の前記充放電とは別の、前記二次電池又は他の電源により供給される制御電流の供給にて作動するものであり、前記作動素子は、前記二次電池の異常発熱により加熱されて作動し、当該加熱状態の解消により作動状態から復帰するものであり、前記リレースイッチは、作動素子の前記作動にて通電を遮断し、前記作動素子の前記復帰により通電を再開するものであり、前記作動素子の作動中、前記制御電流は前記抵抗に流れて前記抵抗を発熱させ、前記制御電流が断たれるまで、前記作動素子は、前記抵抗の熱を受けて作動状態を維持する。
尚、上記二次電池には、文字通り電池と呼ばれるものの他、コンデンサーやその他のキャパシタを含む。
本願の請求項２の発明は、上記本願の請求項１の発明にあって、次の構成を備えた蓄電システムを提供する。
即ち、この蓄電システムは、前記二次電池からの直流電流を交流電流へ変換して交流電流出力部側へ供給するインバータを備え、前記入力部は、交流電流入力部と直流電流入力部とを備え、前記出力部は、交流電流出力部と直流電流出力部とを備え、
前記充電部は、ＡＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、前記ＡＣ−ＤＣコンバータは、交流電流入力部から入力された交流電流を直流電流に変換して前記二次電池へ供給するものであり、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電流入力部から入力された直流電流を前記二次電池へ供給する。
本願の請求項３の発明は、電力を蓄え、必要に応じて利用可能なエネルギーとして取り出すエネルギー貯蔵利用システムにおいて、本願の上記請求項１の蓄電システムを備えたものであり、次の構成を採る。
即ち、前記異常検出手段は、少なくとも、前記二次電池と前記充電部と前記出力部の誤動作を防止する安全装置として設けられている。
本願の請求項４の発明は、本願の上記請求項１の発明に係る蓄電システムを備えた電源システムであって、次の構成を採るものを提供する。
即ち、この電源システムは、上記二次電池の充放電を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記二次電池の電位がそれ以上下がると過剰放電となる下限に到達したこと或いは当該下限に近付いたことを検出して、上記二次電池の放電を停止させ、上記制御部は、上記二次電池の電位がそれ以上上がると過剰充電となる上限に到達したこと或いは当該上限に近づいたことを検出して、上記二次電池への充電を停止させる。
本願の請求項５の発明は、本願の上記請求項４の発明の発明に係る蓄電システムを備えた電源システムであって、次の構成を採るものを提供する。
即ち、上記入力部は、少なくとも不随意に電力供給が変動する不随意電源から、電流の入力を受け付けるものであり、上記不随意電源には、太陽発電等の再生可能エネルギーの供給源を電源とするものを含む。
本願の請求項６の発明は、本願の上記請求項５の発明の発明に係る蓄電システムを備えた電源システムであって、次の構成を採るものを提供する。
即ち、上記入力部は、上記不随意電源と電力供給のコントロールが可能な随意電源の、少なくとも２つの電源から、電流の入力を受け付けることができ、上記随意電源には、火力発電等の枯渇エネルギーの供給源を電力供給源とする枯渇エネルギー型の商用電源、又は、当該枯渇エネルギー型の商用電源に上記再生可能エネルギーの供給源を系統連系させた系統連系型の商用電源を含むものであり、上記制御部は、上記不随意電源が上記二次電池を充電することが可能な電位のとき、上記不随意電源の電流を上記随意電源の電流に優先して上記入力部から入力させ、上記制御部は、上記不随意電源が上記二次電池を充電できない電位のとき、上記随意電源の電流を上記不随意電源の電流に優先して上記入力部から入力させ、当該優先とは、上記不随意電源の電流と上記随意電源の電流うち一方を選択して他方を電流の入力を停止するもの、又は、上記不随意電源と上記随意電源のうち一方を主要電源とし他方を当該主要電源を補助する補助電源として上記不随意電源と上記随意電源の双方の電流を入力するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本願の上記各請求項の発明に係る蓄電システムは、二次電池の異常発熱を検出して作動した作動素子について、当該作動素子の作動にて通電が遮断されることにより二次電池の温度が下降しても、抵抗の熱を受けて、制御電流の供給が断たれるまで、作動素子は作動状態を維持し二次電池の通電を遮断する。
具体的には、本願発明に係るシステムにおいて、二次電池が異常発熱せずに正常でいる間は、作動素子は閉じており当該作動素子に上記制御電流が流れ、作動素子と並列に接続された抵抗には電流は流れない。しかし、二次電池の異常発熱により、作動素子が開く即ち作動すると作動素子における抵抗は増大し、上記抵抗側に制御電流が流れる。制御電流が通電された上記抵抗は発熱し、作動素子は、抵抗からの熱を受けて開いた状態を、制御電流が断たれるまで維持する。即ち、充放電の中断により二次電池の温度が下がっても、制御電流が断たれてシステムがリセットされるまで、二次電池の充電は再開されない。
このように、本願発明によって、二次電池が異常を抱えたまま、再度充放電を開始することを阻止することができる。即ち、本願の各発明は、前述の第１の問題を解決した。
また、本願の上記請求項２の発明は、上記蓄電システムに対して、直流・交流の何れについても、入力可能とし、出力可能とした。
このため、本願の請求項２の発明に係る蓄電システムは、直流電源となることが多い再生可能エネルギー源を電源とする場合と、交流にて供給される一般の商用電源を電源とする場合の何れの場合にも、容易に対応することができる。
更に、特に、本願第３の発明では、電力を蓄え、必要に応じて利用可能なエネルギーとして取り出すエネルギー貯蔵利用システムにおいて、本願の上記請求項１の蓄電システムを利用することにより、システムの誤動作を抑制した。また、本願の請求項３の発明を、ＵＰＳ（無停電電源システム）に利用することにより、信頼性の高いＵＰＳを提供することができる。
本願の請求項４の発明では、本願の上記請求項１の蓄電システムを備えた電源システムにおいて、二次電池を過充電及び過放電から保護することができる。
本願の請求項５及び６の発明では、太陽光発電等の再生可能エネルギーを利用する電源システムとして利用することを可能とし、前述の第２の問題を解決した。
特に本願の請求項６の発明では、供給が不安定な不随意電源である再生可能エネルギーによる電源を、安定供給が可能な随意電源である商用電源と併用して安定的な電流の供給を可能とし、前述の第２の問題を解決した。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本願発明に係る蓄電システムの一実施の形態に係る説明図。
【図２】上記実施の形態の要部説明図。
【図３】上記蓄電システムを利用した電源システムの一実施の形態の説明図。
【図４】図３に示す電源システムの要部説明図。
【図５】本願発明に係る電源システムの制御部７の一例を示す要部説明図。
【図６】図５へ示す電源システムの二次電池１の充放電を示す説明図。
【図７】本願発明の電源システムの他の実施の形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図１のブロック図へ示すように、本願発明に係るエネルギー貯蔵利用システムは、二次電池１と、入力部２と、出力部３と、充電部４と、放電部５と、安全装置６と、制御部７とを備える。
以下、各部の構成について説明する。
【０００９】
（二次電池１）
二次電池１は、この実施の形態において、図２へ示す通り、複数の電池セル１０にて構成されたバッテリである。この実施の形態において、二次電池１は、リチウムイオン二次電池である。
各電池セル１０は、一対の正極と負極とを備える。電池セル１０同士は、直列に接続されている。
図２に示す二次電池１は、３つの電池セル１０が示されているが、単なる例示であり、電池セル１０は、１つでも、２つでも、４つ以上でも実施可能である。現実には、３個より多数の電池セル１０にて、二次電池１は構成されている。
尚、二次電池１は、図示した１つに限らず、システムは、複数の二次電池１を直接に備えるものとしても実施できる。
【００１０】
（入力部２）
入力部２は、電力を供給する電源（図示せず。）に接続される端子である。以下必要に応じて、システムに電力を供給する当該電源を供給電源と呼ぶ。
入力部２は、図１及び図２へ示す通り、上記充電部４へ電気的に接続されており、上記供給電源からの電流を充電部４へ供給する。
この実施の形態において入力部２は、交流入力部ａと直流入力部ｂとを備える。
交流入力部ａは、夫々充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータ４１に接続された、第１交流入力端子２１と第２交流入力端子２２とを備える。ＡＣ−ＤＣコンバータ４１については、後述する。
上記供給電源を交流電源とする場合、二次電池１の充電時において、第１交流入力端子２１と第２交流入力端子２２は、当該交流電源に接続されて、充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータ４１に交流電流を供給する。
直流入力部ｂは、夫々充電部４のＤＣ−ＤＣコンバータ４２に接続された、第１直流端子２３と第２直流入力端子２４とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ４２については後述する。
上記供給電源を直流電源とする場合、二次電池１の充電時において、第１直流入力端子２３と第２直流入力端子２４は、当該直流電源に接続されて、充電部４のＤＣ−ＤＣコンバータ４２に直流電流を供給する。第１直流入力端子２３と第２直流入力端子２４の、一方は上記直流電源の正極へ接続され、他の一方は上記直流電源の負極に接続される。
【００１１】
（出力部３）
出力部３は、本願発明のシステムを利用して電流の供給を受ける機器（図示せず。）が接続される端子である。本願発明のシステムから電流の供給を受ける上記機器を、以下必要に応じて電気需用機器と呼ぶ。
この実施の形態において出力部３は、交流出力部ｃと直流出力部ｄとを備える。
交流出力部ｃは、上記電気需用機器に交流電流を放電する。
交流出力部ｃは、放電部５の後述するインバータ５１へ電気的に接続されている。具体的には、交流出力部ｃは、夫々インバータ５１へ接続された、第１交流出力端子３１と第２交流出力端子３２とを備える。
上記電気需用機器への交流電流の放電時において、第１交流出力端子３１と第２交流出力部３２に対し、上記電気需用機器が接続されて、上記電気需用機器へ交流電流が供給される。
直流出力部ｄは、夫々二次電池１へ電気的に接続された、第１直流出力端子３３と第２直流出力端子３４とを備える。
第１直流出力端子３３と第２直流出力端子３４の、一方は二次電池１の正極に接続され、他の一方は二次電池１の負極に接続されている。
上記電気需用機器への直流電流の放電時において、第１直流出力端子３３と第２直流出力端子３４に対し、上記電気需用機器が接続されて、上記電気需用機器に直流電流が供給される。
第１直流出力端子３１と第２直流出力端子３２の、少なくとも一方はリレースイッチ６２（以下放電側リレースイッチ６２と呼ぶ。）を介して二次電池１と接続されている。
【００１２】
（充電部４）
充電部４は、上記入力部１に電気的に接続されている。充電部４は、入力部１を通じて上記電源から電流の供給を受ける。具体的には、充電部４は、充電器として前述のＡＣ−ＤＣコンバータ４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４２とを備える。ＡＣ−ＤＣコンバータ４１とＤＣ−ＤＣコンバータ４２とは夫々周知の変換機を採用して実施することができる。
ＡＣ−ＤＣコンバータ４１の入力側には、前述の交流入力部ａの第１交流入力端子２１と第２交流入力端子２２とが接続されており、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１の出力側は、二次電池１の正極と負極とに接続されている。ＡＣ−ＤＣコンバータ４１の出力側は、二次電池１の正極又は負極の少なくとも何れか一方との接続において、二次電池１との間にリレースイッチ６１（以下充電側リレースイッチ６１と呼ぶ。）を介して当該二次電池１へ接続されている。
この実施の形態において、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１には、ＰＷＭ（Ｐulse  Ｗidth  Ｍodulation）方式のものを採用する。
【００１３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４２の入力側には、前述の直流入力部ｂの第１直流入力端子３１と第２直流入力端子３２とが接続されている。第１直流入力端子２３と第２直流入力端子２４の、一方はＤＣ−ＤＣコンバータ４２の入力側の正極に、他の一方はＤＣ−ＤＣコンバータ４２の入力側の負極に接続されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ４２の出力側は、二次電池１の正極と負極とに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４２の出力側は、二次電池１の正極又は負極の少なくとも何れか一方との接続において、二次電池１との間にリレースイッチ６１を介して当該二次電池１へ接続されている。この実施の形態において、当該リレースイッチ６１は、充電側リレースイッチ６１であり、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１の出力側の上記充電側リレースイッチ６１を兼ねている。即ち、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１の出力側と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４２の出力側とは、二次電池１との接続線同士に共通の区間を備えて二次電池１に接続されており、上記充電側リレースイッチ６１は当該共通の区間に設けられて両コンバータ４１，４２の間で共有されている。
但し、各コンバータ４１，４２と二次電池１との接続において、充電側リレースイッチ６１は個別に設けるものとしてもよい。
上記供給電源と入力部２と充電部４と二次電池１とが、当該二次電池１の充電回路を構成する。
【００１４】
（放電部５）
放電部５は、前述のインバータ５１を備える。
上記インバータ５１は、電力系の周知の直流−交流変換機であり、二次電池１の直流電流を交流電流に変換して出力部３の交流出力部ｃへ出力する。具体的には、インバータ５１の入力側には、二次電池１の正極と負極とが接続されている。インバータ５の出力側は、前述の通り、交流出力部ｃの第１交流出力端子３１と第２交流出力端子３２へ接続された電気需用機器に、交流電流を供給する。
インバータ５１の入力側は、二次電池１の正極又は負極の少なくとも何れか一方との接続において、二次電池１との間にリレースイッチ６２を介して当該二次電池１へ接続されている。
この実施の形態において、当該リレースイッチ６２は、交流出力部ｄの前記放電側リレースイッチ６２を兼ねている。即ち、インバータ５１の入力側と交流出力部ｄとは、二次電池１との接続線同士に共通の区間を備えて二次電池１に接続されており、上記放電側リレースイッチ６２は当該共通の区間に設けられて、インバータ５１の入力側と交流出力部ｄの間で共有されている。
但し、インバータ５１と二次電池１の接続線、交流出力部と二次電池１の接続線の、各接続線に放電側リレースイッチ６２を個別に設けるものとしてもよい。
上記電気需用機器に交流電流を供給する場合、上記二次電池１とインバータ５１と出力部３（交流出力部ｃ）と電気需用機器とが、当該二次電池１の放電回路を構成する。
この実施の形態において、放電部５は、直流出力部ｄに対して、二次電池１の電流を直接法でするものとした。この他、放電部５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（図示しない。）を備え、二次電池１を当該ＤＣ−ＤＣコンバータを介して直流出力部ｄするものとしても実施できる。
【００１５】
（安全装置６）
安全装置６は、保護手段と、異常検出手段とを備える。
上記保護手段は、二次電池１の充電回路に受けられた前述の充電側リレースイッチ６１と、二次電池１の放電回路に設けられた前述の放電側リレースイッチ６２とにて構成される。
各リレースイッチ６１，６２は、異常検出手段の作動によって、回路を開き、通電を遮断する。即ち、異常検出手段の作動によって、充電側リレースイッチ６１は、前述の充電回路を開き、放電側リレースイッチ６２は、前述の放電回路を開く。充電側リレースイッチ６１が充電回路を開くことによって二次電池１への充電が中断され、放電側リレースイッチ６２が放電回路を開くことによって二次電池１からの放電が中断される。
異常検出手段の上記作動状態から元の状態に復帰することにより、充電側リレースイッチ６１は充電回路を閉じ、放電側リレースイッチ６２は放電回路を閉じる。充電側リレースイッチ６１が充電回路を閉じることによって二次電池１への充電を行うことができ、放電側リレースイッチ６２が放電回路を閉じることによって二次電池１からの放電を行うことができる。
【００１６】
異常検出手段は、前記リレースイッチ６１，６２の作動を制御する直流回路（以下必要に応じて検出回路６０と呼ぶ。）を備える。この検出回路６０は、二次電池１の前記充放電回路とは別の回路である。
図２へ示す通り、検出回路６０は、複数の作動素子６３と、複数の抵抗６４（以下必要に応じて保護抵抗６４と呼ぶ。）と、制御電源６５と、リセットスイッチ（図示せず。）とを備える。図２へ示す検出回路６０は、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２の双方を作動させるリレー６６を備える。
作動素子６３の少なくとも何れか１つが作動することにより、前述の通り充電側リレースイッチ６１が作動して二次電池１の充電回路を開き、且つ、前述の通り放電側リレースイッチ６２が作動して二次電池１の放電回路が開く。
各作動素子６３同士は、この実施の形態において、直列に接続されている。但し、各作動素子６３同士を並列に接続して実施しても良い。
作動素子６３の夫々に対して上記保護抵抗６４が並列に接続されている。上記保護抵抗６４の抵抗値は作動素子６３の抵抗値よりも大きい。保護抵抗６４は、自身に電流が流れると発熱する。
上記の作動素子６３の夫々は、上記電池セル１０の夫々と対応する位置に設けられている。対応する位置というのは、電池セル１０の異常発熱を、電池セル１０と作動素子６３との間の空気を介して、作動素子６３が感知できる程度、電池セル１０に近接した位置である。また、各作動素子６３は、並列に接続された上記保護抵抗６４の通電による上記発熱を空気を介して感知し作動状態を維持することができる程度、上記保護抵抗６４と近接した位置に設けられている。
各作動素子６３については、対応する電池セル１０が異常温度に達すると作動する。
即ち、上記複数の電池セル１０の少なくとも１つが充放電時の通常温度を超えて加熱した場合、当該電池セル１０に対応する作動素子６３が作動して、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２の双方を作動させる。
この実施の形態において、全ての電池セル１０について上記作動素子６３が配置され、各電池セル１０の熱を感知できるように構成されているが、作動素子６３は、一部の電池セル１０にのみ配置されるものとし、当該一部の電池セル１０の発熱にて各作動素子６３を作動させるものとしても実施できる。この場合、例えば二次電池１の両端に位置する電池セル１０の異常発生頻度が高いものであれば、当該両端の電池セル１０にのみ上記作動素子６３を配置するものとし、二次電池１の中央部分に配置される電池セル１０の異常発生頻度が高いものであれば、当該中央の電池セル１０にのみ上記作動素子６３を配置するものとすればよい。
【００１７】
上記制御電源６５は、二次電池とは別の直流電源であり、作動素子６３を作動させる制御電流を供給する。作動素子６３は、制御電源６５から制御電流を受けて上記作動を行うことができる。上述の通り、作動素子６３が作動することによって、リレー６６が前記リレースイッチ６１，６２を開いて、二次電池１の充電回路の通電及び二次電池１の放電回路の通電が遮断され、当該充放電が中断される。
この実施の形態において、作動素子６３は、上記電池セル１０の正常時より大きな発熱を受けて作動するバイメタルである。
一方、上記保護抵抗６４については、制御電源６５から制御電流が流れることにより発熱する。上述の通り保護抵抗６４は、作動素子６３に対し制御電流の通電にて発熱した熱を作動素子６３に及ぼすことができる範囲内に設けられている。
保護抵抗６４は、作動素子６３よりも抵抗値が大きいので、作動素子６３が作動していないとき、上記制御電流は作動素子６３に流れ保護抵抗６４には流れない。作動素子６３は、二次電池１の電池セル１０の夫々に設けられて、対応する電池セル１０の温度が適正範囲を超えて上昇した際に作動して検出回路６０を開く。作動素子６３が検出回路６０を開くことにより、それまで作動素子６３に流れていた制御電流が、保護抵抗６４へ流れる。即ち、保護抵抗６４にて検出回路６０は閉ざされる。保護抵抗６４は、制御電流を受けて発熱する。
作動して開いた作動素子６３と並列に設けられた上記保護抵抗６４に電流が流れて、回路全体の電圧が変化する。当該電圧の変化を感知してリレー６６が作動する。リレー６６は当該作動により、上記リレースイッチ６１，６２を開いて、二次電池の上記充放電回路の通電を遮断するのである。
上記リセットスイッチは、利用者の操作を受け付けて検出回路６０を開き、検出回路６０をリセットする。電池セル１０の異常加熱により一旦作動素子６３が作動した後は、制御電流が流れる保護抵抗６４が発熱を続け、作動素子６３は、当該リセットがなされるまで、作動状態を維持する。このため、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２の作動にて二次電池１の充放電が中断され電池セル１０の温度が下降しても、利用者により検出回路６０がリセットされるまでは、検出回路６０の電圧は元に戻らない。検出回路６０の電圧が元に戻らないので、リレー６６は作動したままとなり、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２は開いた状態を維持する。
上記の検出回路６０の構成要素として、バイメタルを備えたサーモスタットを用いることができる。
【００１８】
（制御部７）
図１へ示す上記制御部７は、二次電池１と入力部２と出力部３と充電部４と出力部５と安全装置６を制御する。
制御部７には、二次電池１の蓄電状態を監視し必要に応じて蓄電状態を表示する。例えば、制御部７は、二次電池１の電圧を監視する。また制御部７は、入力部２の入力状態や出力部３の放電状態を監視する。例えば制御部７は、入力電圧や出力電圧を監視する。
このシステムを利用して、蓄電する場合、発電機や他の蓄電器から、入力部２へ電気の供給を受け二次電池１へ蓄電する。二次電池１がフル充電したことを制御部７が検出し充電を遮断し過充電を防ことができる。二次電池１に蓄電した電気を電気需用機器に供給する場合、制御部７は、二次電池１の電圧を監視して二次電池１の蓄電量が所定以下に減ったことを検出して放電を停止させ過放電を防ぐことができる。
本願の蓄電システムをＵＰＳとして利用する場合、入力部２にて供給電源から電流を受けて出力部３にて出力する。そして、入力部２において供給電源からの電流の供給が中断されたことを制御部７が検出すると、制御部７は、二次電池１から出力部３へ放電を開始させる。
制御部７は、周知の中央情報処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えた組み込み式のマイクロチップと電圧センサとにて構成することができる。
制御部７は、また、異常検出手段の上記作動回数をカウントして、異常検出手段の寿命の到来を利用者に表示するものとして利便性を向上することができる。
【００１９】
（変更例）
異常検出手段は、電池セル１０の数に応じて設けられた複数の作動素子６３同士を直列に接続することによって構成された検出回路６０を１つ備えるものとした。この他、作動素子６３の数に応じて、複数の検出回路６０を別々に構成するものとしても実施できる。この場合、検出回路６０の夫々が上記両リレースイッチ６１，６２を作動させるリレー６６と制御電源６５とを備えるものとする。
【００２０】
上記の実施の形態において、二次電池１は、リチウムイオン二次電池としたが、二次電池１に、リン酸鉄リチウム電池を採用することもできる。
この他、二次電池１には、二次電池として一般的な、鉛蓄電池や、ニッケル水素電池を採用することができる。二次電池１には、レドックス・フロー電池を採用することができる。二次電池１には、ナトリウム硫黄電池に代表される高温二次電池を採用することができる。更に、二次電池１には、電気二重層キャパシタやコンデンサーに代表されるキャパシタを採用することができる。
また、上記実施の形態において、作動素子６１には、高温感知により通電を完全に遮断する素子として、バイメタルを採用した。この他、高温感知により抵抗を増大して通電を抑制する素子を採用することができる。前記通電を抑制する作動素子６１として、ＰＴＣサーミスタを採用することができる。
【００２１】
図２へ示す実施の形態において、検出回路６０は、二次電池１の異常加熱時、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２の双方を開くものとした。この他、検出回路６０は、二次電池１の異常加熱時、充電側リレースイッチ６１のみ開くものとしても実施できる。また、検出回路６０は、二次電池１の異常加熱時、放電側リレースイッチ６２のみ開くものとしても実施できる。
前記各入出力端子を、コンバータ４１，４２やインバータ５１が備えるものとしてもよい。
太陽発電機を利用する場合、発電機に付設されるコンディショナを充電器として利用することができる。
電気需用機器として、冷暖房機、空調機や、パソコン等種々の機器を出力部３へ接続して利用することがきる。また、電気需要機器は、独立した装置に限らず、建造物に組み込まれた設備も含む。
図示した実施の形態において、入力・出力の何れも、直流と交流の双方に対応できるものとした。直流入力部と交流入力部の何れか一方のみ備えるもの、或いは、直流出力部と交流出力部の何れか一方、のみ備えるものとしても実施することもできる。
【００２２】
（上記蓄電システムを利用した電源システムの例１）
以下、図３及び図４を用いて、本願発明に係る蓄電システムを備えた電源システムの例について説明する。
図３及び図４へ示すシステムにおいても、蓄電システムの基本的な構成については、図２に示すシステムと同じであり、共通する構成部材については、同じ番号を付している。
図３及び図４へ示すシステムについて、図２へ示すシステムとの相違点を中心に説明する。
図３へ示す通り、このシステムは、電気事業者により供給のコントロールがなされて安定供給が可能な随意電源Ｘと、不随意に電力供給が変動する不随意電源Ｙとを利用する。この実施の形態において、随意電源Ｘは交流電源であり、随意電源Ｘは交流入力部ａに接続されており、不随意電源Ｙは直流電源であり、不随意電源Ｙは直流入力部ｂに接続されている。図２に示すものでは、交流入力部ａと直流入力部ｂは、夫々電源と接続する端子２１，２２，２３，２４を備え、当該各端子を利用して電源との接続を行うものとした。図３へ示すシステムにおいても、上記の端子２１，２２，２３，２４を備え、電源との接続・分離が利用者において可能とすることができる。この実施の形態においては、端子２１，２２，２３，２４を用いず、電源Ｘ，Ｙは各入力部ａ，ｂと一体とされている。
また、このシステムから電気の供給を受ける電気需要機器（以下必要に応じて負荷Ｚと呼ぶ。）についても、端子３１，３２，３３，３４を利用するものに限定するものではない。交流出力部ｃ又は直流出力部ｄに上記負荷Ｚが一体に設けられる。この図３へ示す実施の形態では、交流出力部ｃに上記負荷ＺとしてＡＣ単相負荷又はＡＣ三相負荷が設けられている。
図３へ示す電源システムは、上記不随意電源Ｙとして太陽光発電機Ｙ１及び風力発電機Ｙ２といった再生可能エネルギーによる発電を行う装置を利用し、上記随意電源Ｘとして、火力発電、ダムによる水力発電及び原子力発電にて安定供給可能な商用電源Ｘを利用する。ここでは、上記商用電源に系統連系により再生可能エネルギーによる電源を加えたものも商用電源に含める。
図３へ示す通り、充電部４は、交流充電器としてＡＣ−ＤＣコンバータ４１を備える。このＡＣ−ＤＣコンバータ４１へ、交流入力部ａの随意電源Ｘから交流電流が入力される。ＡＣ−ＤＣコンバータ４１は、入力電流を直流に変換して、二次電池１側へ出力する。
この実施の形態において、充電部４は、直流充電器として、コントローラ４２を備える。コントローラ４２は、ＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００２３】
図３へ示す通り、上記コントローラ４２と不随意電源Ｙが設けられた直流入力部Ｂとの間には、不随意電源Ｙからの電流又は電圧の少なくとも一方を検知するセンサｅが設けられている。
図３へ示すシステムにおいて、充電部４は、電流の入力を、直流入力部ｂから交流入力部ａへ切り替える入力制御スイッチ（図示しない。）を備える。入力制御スイッチには、交流入力部ａと直流入力部ｂ夫々の充電部４に対する電気的な接続と当該接続の解除とを切り替えることが可能な、周知の切替え装置を用いて実施することができる。
直流入力部ｂからセンサｅに設定したしきい値以上の電流又は電圧の入力を直流入力部ｂが受け付けている間、制御部は、入力制御スイッチを直流入力部ｂからの直流の入力のみを受け付け、交流出力部ａからの交流の入力を受け付けない状態とする。センサｅにおいて直流入力部ｂの電流又は電圧がしきい値以下であることを感知すると、制御部７は、上記入力制御スイッチを作動させて、交流入力部ａからの交流の入力を受け付ける。即ち、制御部７は、センサｅにより直流電流又は直流電圧がしきい値を下回ったことを検出した際、上記入力制御スイッチを作動させて交流入力部ａと充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータとを電気的に接続すると共に、直流入力部ｂとコントローラ４２との接続を断つよう切り替える。センサｅが上記しきい値以上に交流入力部ａの電流又は電圧が回復したことを検出すると、制御部７は、入力制御スイッチを元の状態に復帰させる。当該復帰により、上記入力制御スイッチは、交流入力部ａと充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータとの接続を断つと共に、再び直流入力部ｂとコントローラ４２とを電気的に接続する。
尚、センサｅにて直流電流又は直流電圧がしきい値を下回ったことを検出した際、制御部７は、上記入力制御スイッチにより、直流入力部ｂとコントローラ４２との接続を維持したまま、交流入力部ａと充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータとを電気的に接続するものとし、センサｅにて直流電流又は直流電圧がしきい値以上に回復したことを検出した際、制御部７は、上記入力制御スイッチにより、交流入力部ａと充電部４のＡＣ−ＤＣコンバータとの接続のみ断つものとしても実施できる。即ち、図３へ示すシステムにおいて、制御部７による上記入力制御スイッチの作動制御により、不随意電源の供給が低下した場合、随意電源にて電流を補充するものとしても実施できる。
【００２４】
また、上記において、交流入力部ａへ交流電流又は交流電圧を検出する交流センサ（図示しない。）をセンサｅに代えて設け、平常時は、交流入力部ａから商用電源の入力のみを受け付け、災害等にて商用電源が途絶えた際に、制御部７は、入力制御スイッチを作動させて、直流入力部ｂから再生可能エネルギー発電による電流を受け付けるものとしても実施できる。
図３へ示す電源システムが備える蓄電システムにおいても、図２へ示す蓄電システムと同様の、安全装置６を備える（以下必要に応じて、説明の便宜上上記リレー６６を第１リレー６６と呼ぶ）。
即ち、図４へ示す通り、この図３及び図４へ示す電源システムが備える蓄電システムにおいても、図２へ示す蓄電システムと同様、安全装置は、検出回路６０の第１リレー６６の作動により、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２の双方を同時に開き、二次電池１の充放電を停止させる。
【００２５】
（上記蓄電システムを利用した電源システムの例２）
図５へ、本願発明に係る電源システムにおいて、二次電池１の過充電及び過放電を回避することが可能な制御部７の例を示す。
この制御部７は、二次電池１の電圧が過充電となる電圧に達すると充電側リレースイッチ６１を開き、二次電池１の電圧が設定された電圧まで降下すると充電側リレースイッチ６１を閉じる。制御部７は、二次電池１の電圧が過放電となる電圧にまで降下すると放電側リレースイッチ６２を開き、二次電池１の電圧が設定された電圧まで回復すると放電側リレースイッチ６２を閉じる。
制御部７には、リレースイッチ６１，６２の上記作動制御を行うことができる周知の回路にて構成することができる。制御部７には、例えば充電作動と放電作動を制御する２つのシュミットトリガ回路を備えた装置を採用することができる。
先ず、図５を用いて、制御部７の詳細について、説明する。この制御部７は、比較回路７１と、制御回路７２とを備える。
比較回路７１は、第１及び第２の２つのコンパレータ７１１，７１２と、導線と、第１〜第１０の抵抗ｒ１〜ｒ１０とを備える。
比較回路７１の上記導線は、電池正極引出導線７２１と、電池負極引出導線７２２と、分岐導線７２３と、第１非反転入力導線７３１と、第２反転入力導線７３２と、上基準入力導線７３３と、下基準入力導線７３４と、第１反転入力導線７３５と、第２非反転入力導線７３６とにより構成される。
【００２６】
上記電池正極引出導線７２１は、二次電池１の正極に接続されている。
上記電池負極引出導線７２２は、二次電池１の負極に接続されている。
上記分岐導線７２３の一端は上記電池正極引出導線７２１に接続され、上記分岐導線７２３の他の一端は接地されている。
上記第１非反転入力導線７３１の一端は上記分岐導線７２３に接続され、上記第１非反転入力導線７３１の他の一端は上記第１コンパレータ７１１の非反転入力側に接続されている。
上記第１非反転入力導線７３１よりも上記分岐導線７２３の接地側において上記第２反転入力導線７３２の一端が分岐導線７２３に接続され、上記第２反転入力導線７３２の他の一端は上記第２コンパレータ７１２の反転入力側に接続されている。
上記上基準入力導線７３３の一端は充電の基準電圧を供給する電源（以下上基準電源）に接続され、上基準入力導線７３３の他の一端は接地されている。
上記下基準入力導線７３４の一端は放電の基準電圧を供給する電源（以下下基準電源）に接続され、上記下基準入力導線７３４の他の一端は接地されている。
上記第１反転入力導線７３５の一端は上記上基準入力導線７３３に接続され、上記第１反転入力導線７３５の他の一端は第１コンパレータ７１１の反転入力側に接続されている。
上記第２非反転入力導線７３６の一端は上記下基準入力導線７３４に接続され上記第２非反転入力導線７３６の他の一端は第２コンパレータ７１２の非反転入力側へ接続されている。
【００２７】
第１の抵抗ｒ１は、上記分岐導線７２３において、上記電池正極引出導線７２１との接続端と、上記第１非反転入力導線７３１との間に設けられている。
第２の抵抗ｒ２は、上記分岐導線７２３において、接地端と、上記第２反転入力導線７３２との間に設けられている。
第３の抵抗ｒ３は、上記第１非反転入力導線７３１に設けられている。第３の抵抗ｒ３は、可変抵抗であり、第１非反転入力導線７３１の抵抗値を調整することができる。
第４の抵抗ｒ４は、上記第２反転入力導線７３２に設けられている。第４の抵抗ｒ４は、可変抵抗であり、第２反転入力導線７３２の抵抗値を調整することができる。
上記上基準入力導線７３３において、上基準電源側から接地側へ向けて順に、第５の抵抗ｒ５と第６の抵抗ｒ６と第７の抵抗ｒ７とが直列に設けられている。
上記下基準入力導線７３４において、下基準電源側から接地側へ向けて順に、第８の抵抗ｒ８と第９の抵抗ｒ９と第１０の抵抗ｒ１０とが直列に設けられている。
上記第１反転入力導線７３５の一端は、上記上基準入力導線７３３において、上記第６の抵抗ｒ６に接続されている。上記第１反転入力導線７３５の一端は、上記第６の抵抗ｒ６との接続位置を可変とするものであり、上基準入力導線７３３の当該第６の抵抗ｒ６は、可変抵抗として、上基準電源と第１コンパレータ７１１の反転入力側との間に介される。
上記第２非反転入力導線７３６の一端は、上記下基準入力導線７３４において、上記第９の抵抗ｒ９に接続されている。上記第２非反転入力導線７３６の一端は、上記第９の抵抗ｒ９との接続位置を可変とするものであり、下基準入力導線７３４の当該第６の抵抗ｒ６は、可変抵抗として、下基準電源側と第２コンパレータ７１２の非反転入力側との間に介される。
【００２８】
制御回路７２は、第１トランジスタ７４１と、第２トランジスタ７４２と、第１導線７４３と、第２導線７４４と、第３導線７４５と、第２リレー７５と、第２ダイオード７７と、第３リレー７６と、第３ダイオード７８とを備える。
上記第１トランジスタ７４１はｎｐｎ型のトランジスタであり、第１トランジスタ７４１のベースは上記第１コンパレータ７１１の出力側へ接続されている。
上記第２トランジスタ７４２はｎｐｎ型のトランジスタであり、第２トランジスタ７４２のベースは上記第２コンパレータ７１２の出力側に接続されている。
上記第１導線７４３の一端は上記第１トランジスタ７４１のコレクタに接続されている。
上記第２導線７４４の一端は上記第１トランジスタ７４１のエミッタに接続されている。
上記第３導線７４５の一端は上記第２トランジスタ７４２のコレクタに接続されている。
上記第２リレー７５は、上記第１導線７４３に設けられている。上記第２ダイオード７７は、上記第１導線７４３に対し上記第２リレー７５と並列に接続されている。
上記第３リレー７６は、上記第２導線７４３に設けられている。上記第３ダイオード７８は、上記第２導線７４３に対し上記第３リレー７６と並列に接続されている。
上記において、第２ダイオード７７のアノード側は、上記第２リレー７５に対し上記第１トランジスタ７４１のコレクタ側に接続されている。
また、上記において、上記第３ダイオード７８のアノード側は、上記第３リレー７６に対して上記第２トランジスタ７４２のコレクタ側に接続されている。
上記第２トランジスタ７４２のエミッタは、上記第２導線７４４に接続されている。
上記第２リレー７７は第１導線７４３に流れる電流又は電圧が所定値を超えると作動して、前述の充電側リレースイッチ６１を開く。
上記第３リレー７６は第２導線７４４に流れる電流又は電圧が所定値を超えると作動して、前述の放電側リレースイッチ６２を開く。
図５において、第２導線７４４の第１トランジスタ７１１と反対側の端部のＣＯＭは、当該端部が各出力に対するコモン即ち共通回路（共通線）に接続されていることを示している。
この図５へ示す実施の形態では、随意電源ＸとＡＣ−ＤＣコンバータ４１との間に、上記充電側リレースイッチ６１及び放電側リレースイッチ６２とは別の過熱作動用リレースイッチ６７を設けている。そして、前述の安全装置の異常検出手段における検出回路６０の第１リレー６６に、上記充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２を作動させるのではなく、当該第１リレー６６に上記過熱作動用リレースイッチ６７を作動させる。
但し、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２とは、第１リレー６６の作動を受けて開閉すると共に、上記の通り、第２リレー７５及び第３リレー７６の作動を受けても開閉するものとして実施できる。
【００２９】
第１コンパレータ７１１の作動に必要な、図６の上限基準電圧Ｖ１（ｐ1）と充電基準電圧Ｖ２（ｐ２）の設定について説明すると、先ず、ｐ１とｐ２の中点となる電圧の設定を図５に示す上記可変抵抗ｒ６の調節にて行う。当該中点から等距離にあるｐ１とｐ２までの当該距離を図５の可変抵抗ｒ３で調節する。図示は省略するが、第１コンパレータ７１１の出力側から第１コンパレータ７１１の非反転入力側にかけて正帰還導線が設けられている。当該正帰還導線は、第１コンパレータ７１１の出力を第１コンパレータ７１１の非反転入力側に帰還させる導線である。正帰還導線には可変抵抗が設けられている。正帰還導線の当該可変抵抗と上記可変抵抗ｒ６，ｒ３夫々の調節により、上記中点から上方に上限基準電圧Ｖ１（ｐ1）を設定し、上記中点から下方に充電基準電圧Ｖ２（ｐ２）を設定することができる。
第２コンパレータ７１２の作動に必要な、図６の下限基準電圧Ｖ４（ｐ４）と放電基準電圧Ｖ３（ｐ３）の設定について説明すると、先ず、ｐ４とｐ３の中点となる電圧の設定を図５に示す上記可変抵抗ｒ９の調節にて行う。当該中点から等距離にあるｐ４とｐ３までの当該距離を図５の可変抵抗ｒ４で調節する。図示は省略するが、第２コンパレータ７１２の出力側から第２コンパレータ７１２の反転入力側にかけて負帰還導線が設けられている。当該負帰還導線は、第２コンパレータ７１２の出力を第２コンパレータ７１２の反転入力側に帰還させる導線である。負帰還導線には可変抵抗が設けられている。負帰還導線の当該可変抵抗と上記可変抵抗ｒ９，ｒ４の調節により、上記中点から下方に下限基準電圧Ｖ４（ｐ４）を設定し、上記中点から上方に放電基準電圧Ｖ３（ｐ３）を設定することができる。
上述の第１コンパレータ７１１は、上限基準電圧Ｖ１との比較により、第１非反転入力導線７３１から入力された電圧が当該上限基準電圧Ｖ１と同じか超えたと判断すると、第１トランジスタ７４１のベースに電流を流し、第２リレー７５を作動させ、充電側リレースイッチ６１を開く。
第１コンパレータ７１１は、充電基準電圧Ｖ２との比較により、第１非反転入力導線７３１から入力された電圧が、充電基準電圧Ｖ２と同じか小さくなったと判断した場合、第１トランジスタ７４１のベースへの電流の供給を停止し、第２リレー７５を復帰させて、充電側リレースイッチ６１を閉じる。
第２コンパレータ７１２は、下限基準電圧Ｖ４との比較により、第２反転入力導線７３２から入力された電圧が、下限基準電圧Ｖ４と同じか下回った判断すると、第２トランジスタ７４２のベースに電流を流し、第３リレー７６を作動させ、放電側リレースイッチ６２を開く。
第２コンパレータ７１２は、放電基準電圧Ｖ３との比較により、第２反転入力導線７３２から入力された電圧が、放電基準電圧Ｖ３と同じか超えたと判断した場合、第２トランジスタ７４２のベースへの電流の供給を停止し、第３リレー７６を復帰させて、放電側リレースイッチ６２を閉じる。
【００３０】
図６を用いて、図５へ示す制御部７を用いた二次電池１の充放電サイクルについて説明する。
図６に示すグラフの、横軸は電源の電圧を示し、縦軸は二次電池１の電圧を示す。
図６に示すグラフの座標平面において、ｐ１は二次電池１の充電停止点を、ｐ２は二次電池１の充電復帰点（充電可能となる点）を、ｐ３は二次電池１の放電復帰点（放電可能となる点）を、ｐ４は二次電池１の放電停止点を示している。ｐ１、ｐ２、ｐ４、ｐ３の順に放電−充電のサイクルは、循環する。
図６へ示すグラフの電池電圧Ｖ２〜Ｖ３の間は、充電及び放電が可能な領域である。この図６は、一例を示すものであり、実際には、ｐ２からｐ４への移行への移行において、放電のみ行われる場合、充電速度と放電速度とが均衡する場合、充電速度が放電速度を上回る場合、放電速度が充電速度を上回る場合の、種々のケースがある。ｐ３からｐ１への移行についても、図６に限らず、同様の種々のケースがある。
図６に示す二次電池１の電圧Ｖ１は、前述の上限基準電圧である。当該電圧Ｖ１を超えると二次電池１が過充電となる。このため制御部７は二次電池１の電圧が電圧Ｖ１まで上昇すると、当該電圧Ｖ１を上記充電停止点ｐ１とし、充電側リレースイッチ６１を開いて充電を停止する。ｐ１において放電側リレースイッチ６２は閉じたまま放電状態を維持している。
上記充電を停止した後、放電により二次電池１の電圧は徐々に降下する。二次電池１の電圧が前述の充電基準電圧Ｖ２まで降下すると、制御部７は当該充電基準電圧Ｖ２を上記充電復帰点ｐ２とし、上記の通り充電側リレースイッチ６１を閉じて充電を開始させる。
図６に示す二次電池１の電圧Ｖ４は、前述の下限基準電圧である。当該電圧Ｖ４を下回ると二次電池１が過放電となる。このため、制御部７は二次電池１の電圧が電圧Ｖ４まで降下すると、当該電圧Ｖ４を上記放電停止点ｐ４とし、上記の通り放電側リレースイッチ６２を開いて放電を停止させる。
上記放電停止後の充電の継続により、二次電池１は電圧を徐々に回復する。二次電池１の電圧が前述の放電基準電圧Ｖ３まで上昇すると、制御部７は、当該放電基準電圧Ｖ３を上記放電復帰点ｐ３とし、上記の通り放電側リレースイッチ６２を閉じて放電を開始させる。
各点ｐ１〜ｐ４における二次電池１の設定電圧Ｖ１〜Ｖ４は、制御部７にてその設定や調節を行えばよい。
図１及び図２へ示す蓄電システムの制御部７も、上記図５へ示す制御部７と同様の構成を採り、二次電池１に図６へ示す充放電サイクルが循環するものとして実施できる。
【００３１】
（上記蓄電システムを利用した電源システムの例３）
図７に更に他の実施の形態を示す。
この実施の形態において、図示は省略するが、図２へ示す蓄電システムと同様の保護装置６を備える。但し、保護装置６の第１リレー６６の作動にて、随意電源Ｘと充電器４１との間に設けられているリレースイッチ６７を開き、第１リレー６６の復帰にて当該リレースイッチ６７を閉じる。この実施の形態において、第１リレー６６と並列にダイオード６８が設けられている。
図７へ示す電源システムの制御部７は、図３の電源システムにおける入力制限スイッチと同様の入力制限スイッチ（図示しない。）を備え、図３へ示すセンサｅと同様のセンサｅを備える。図７へ示すシステムは。図３へ示すシステムと同様、不随意電源Ｙからの入力を常時受け付け、センサｅにて不随意電源Ｘの電流又は電圧が二次電池１を充電不能な状態に低下したことを検出した場合にのみ、記入力制御スイッチを作動させて、随意電源Ｘからの入力を受け付ける。但し、図７へ示すシステムは、タイマーリレーＴを備え、不随意電源の電流又は電圧の低下が当該タイマーリレーＴに設定した時間よりも短い場合は、当該低下を無視して、不随意電源Ｘのみからの入力を受け付け、随意電源からの入力を受け付けない。通常タイマーリレーＴの設定時間は、２０秒程度とするのが適当である。
この図７へ示す実施の形態において、充電側リレースイッチ６１と放電側リレースイッチ６２は、上記図５のシステムと同様の制御部７の構成・制御により、図６へ示す充放電サイクルに従って作動する。
この図７へ示す例において、制御部７は、前述の比較回路７１及び制御回路７２とは別に、図３の例で述べた入力制御スイッチ及びセンサｅを制御する、電源制御回路７９を備える。
図示は省略するが、この電源制御回路７９は、電源比較回路と、電源切替回路とを備える。図７中５Ｖの表示は、上記電源比較回路における、不随意電源Ｙの正極側との接続端を示す。図７中０Ｖの表示は、上記電源比較回路における、不随意電源Ｙの負極側との接続端を示している。図７中ＯＵＴの表示は、電源比較回路における、基準電圧の供給源（図示しない。）との接続端を示す。この基準電圧は、電流値に応じた電圧出力である。図７中ＣＯＭの表示は、各出力に対するコモン（共通線）との接続端を示している。
図７へ示すセンサｅには、変流器（ＣＴ／Current Transfer）を使用した直流電流センサを採用することができる。
図示は省略するが、上記の電源比較回路はコンパレータを備え、上記の電源切替回路は、リレーを備える。
電源比較回路の上記コンパレータは、上記各接続端にて、不随意電源Ｙの正極及び負極から検出した不随意電源Ｙの電位と、上記基準電圧とを比較し、不随意電源Ｙの電位が、上記設定電圧を下回ると、電流を出力し、電源切替回路の上記リレーを作動させる。電源比較回路の上記コンパレータの出力電流を、トランジスタ等の増幅器にて増幅し、リレーの作動電流を発生させるものとすればよい。
電源比較回路のコンパレータにより不随意電源Ｙの電位が設定電圧よりも低下したことを検出すると、電源切替回路の上記リレーは、上記入力制御スイッチを作動させて、随意電源Ｘからの入力を受け付ける。
【００３２】
（その他）
図３へ示す実施の形態において、随意電源Ｘを交流とし不随意電源Ｙを直流電源として、システムは交流入力部ａと直流入力部ｂとを備えるものとした。この他、随意電源と不随意電源の双方を交流として、システムは、当該各電源が設けられる交流入力部を２つ備えるものとしても実施できる。また、随意電源と不随意電源の双方を直流として、システムは、当該各電源が設けられる直流入力部を２つ備えるものとしても実施できる。また、図１や図３へ示すシステムのように、交流入力部ａと直流入力部ｂの双方を備える場合において、交流入力部ａと直流入力部ｂとを１つずつ備えるものに限定するものではなく、交流入力部ａを２つ以上備えるものとしてもよく、また、直流入力部ｂを２つ以上備えるものとしても実施できる。
【００３３】
上記において、不随意電源として、太陽光発電、風力発電といった再生可能エネルギーの供給源を例示した。再生可能エネルギーは、自然界によって利用する以上の速度で補充されるエネルギー全般を指すものであり、再生可能エネルギーには、太陽光、や風力の他、波力・潮力、流水・潮汐、振動、地熱、バイオマス等、自然の力で定常的（もしくは反復的）に補充されるエネルギー資源より導かれるものを全般に含む。再生可能エネルギーは、一般に自然エネルギーと同義として解されるが、ダムによる水力発電については、環境破壊の観点及び電気事業者による安定電源であるとの観点から、ここでいう再生可能エネルギー即ち不随意電源には含めず、随意電源に含める。但し、揚水式発電や、水車などの小規模な流水発電については、再生可能エネルギーとして不随意電源に含める。上記揚水式発電や流水発電については、天候により増水や水源の枯渇の影響を直ちに受ける供給の不安定なものだからである。
上記再生可能エネルギーを旧来の商用電源と系統連系させたものについては、電気事業者によって安定供給が図られているので、随意電源とする。
上記において、随意電源として、火力発電等の化石燃料による発電や原子力発電による発電を例示したが、安定的に供給されるものであればよい。例えば自動車搭載のバッテリも、随意電源に含む。
【００３４】
図２，３，５，７へ示す実施の形態において、制御部７は、各電池セルの温度を感知する温度センサ以外に、各電池セルの電圧を感知する電圧センサ、各電池セル間の電位差を感知する電位センサの少なくとも何れか一の異常検知センサを備え、当該異常検知センサが異常を検出した際、上記制御部は、上記図７へ示すリレースイッチ６７や、図２，３，５，７へ示す充電側リレースイッチ６１及び放電側リレースイッチ６２を作動させて二次電池１の充放電を停止するものとしても実施できる。
本願発明に係る前述の蓄電システムは、上記の電気需要機器に対する放電を行う電源システムとして利用する以外に、入力した電気を逐電して必要なときにのみ放電してエネルギーの供給を行う、エネルギー貯蔵利用システムとしても利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  二次電池
２  入力部
３  出力部
４  充電部
５  放電部
６  安全装置
７  制御部
６１  充電側リレースイッチ
６２  放電側リレースイッチ
６３  作動素子
６４  抵抗
【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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