(57)【要約】 【課題】  単独で起動可能な蓄電池装置およびその蓄電池装置を備えた蓄電池システムを提供する。【解決手段】実施形態による蓄電池装置１００は、バッテリＢＴと、バッテリＢＴの正極と蓄電池装置１００の正極端子ＭＣＴＰとの間、および、バッテリＢＴの負極と蓄電池装置１００の負極端子ＭＣＴＮとの間を接続した主回路配線と、正極側の主回路配線から供給される直流電圧により起動する電源回路１４と、正極側の主回路配線と電源回路１４との間の電気的接続を切替える運転スイッチＳＳＷと、電源回路１４から供給される直流電圧により起動する制御回路ＣＴＲと、を備える。【選択図】図１
2017077084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリの正極と正極端子との間、および、前記バッテリの負極と負極端子との間を接続した主回路配線と、
前記主回路配線から供給される直流電圧により起動する電源回路と、
正極側の前記主回路配線と前記電源回路との間の電気的接続を切替える運転スイッチと、
前記電源回路から供給される直流電圧により起動する制御回路と、を備えた蓄電池装置。
【請求項２】
前記制御回路と外部との間で通信を行う通信回路と、
識別符号を設定する設定手段と、を更に備え、
前記制御回路は、前記通信回路を介し、前記設定手段により設定された識別符号を用いて外部と通信を行う、請求項１記載の蓄電池装置。
【請求項３】
回路基板を更に備え、
前記主回路配線と、前記電源回路と、前記制御回路と、前記通信回路と、前記設定手段とは、前記回路基板に実装された請求項２記載の蓄電池装置。
【請求項４】
正／負極側の前記主回路配線と正／負極端子との電気的接続、若しくは正／負極どちらかのみを切替える半導体開閉器を更に備える請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の蓄電池装置。
【請求項５】
負極側の前記主回路配線に流れる電流を検出する電流センサを更に備える請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の蓄電池装置。
【請求項６】
前記バッテリと前記回路基板とを収容し、前記運転スイッチと前記設定手段とを備えた前方側壁を含む筐体本体と、
前記前方側壁に取り付けられ、前記運転スイッチと対向し前記運転スイッチと間隔を置いて設けられる開口を備え、前記設定手段を覆うフロントカバーと、を更に備えた請求項２記載の蓄電池装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の蓄電池装置を複数備えた蓄電池システムであって、
複数の前記蓄電池装置の正極端子と前記蓄電池システムの正極端子とを電気的に接続する正極側の主回路接続手段と、
複数の前記蓄電池装置の負極端子と前記蓄電池システムの負極端子とを電気的に接続する負極側の主回路接続手段と、を備え、
前記蓄電池装置の正極端子および負極端子は、コネクタを介して前記主回路接続手段と電気的に接続される、蓄電池システム。
【請求項８】
前記蓄電池システムの正極端子から前記蓄電池装置の正極端子までの配線長と、前記蓄電池システムの負極端子から前記蓄電池装置の負極端子までの配線長との和が、複数の前記蓄電池装置で均等となるように構成されている請求項７記載の蓄電池システム。
【請求項９】
第２バッテリと、
前記第２バッテリの正極と正極端子との間、および、前記第２バッテリの負極と負極端子との間を接続した主回路配線と、
前記第２バッテリに含まれる２次電池セルの電圧を取得し、前記蓄電池装置へ出力するとともに前記蓄電池装置から制御信号を受信する監視回路と、を備えたサブ蓄電池装置を更に備え、
前記サブ蓄電池装置は、前記蓄電池装置と並列に接続されている、請求項７又は請求項８記載の蓄電池システム。
【請求項１０】
前記蓄電池システムの正極端子、若しくは負極端子と外部との電気的接続を切替える半導体開閉器を更に備える請求項９記載の蓄電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池装置および蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２次電池を用いた蓄電池装置は様々な用途で実用化されている。例えば、携帯電子機器の電源、電動車両のモータを駆動するための電源装置、停電時等に用いられる非常用電源装置等に用いられている。
【０００３】
大容量の電源装置に用いられる蓄電池装置は、複数の蓄電池装置を組み合わせて所定の容量の蓄電池システムとし、必要な容量を実現するように構成される。この様な蓄電池システムでは、個々の蓄電池装置は上位の制御装置からの制御信号により起動し、単独で起動することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７０４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄電池装置が単独で起動することができないと、例えば複数の蓄電池装置の１つが故障しているときや、ユーザが蓄電池装置を起動したい所定のタイミングにおいて、動作させることができないことがあった。
【０００６】
本発明の実施形態は、単独で起動可能な蓄電池装置およびその蓄電池装置を備えた蓄電池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】
【０００７】
実施形態による蓄電池装置は、バッテリと、前記バッテリの正極と正極端子との間、および、前記バッテリの負極と負極端子との間を接続した主回路配線と、前記主回路配線から供給される直流電圧により起動する電源回路と、正極側の前記主回路配線と前記電源回路との間の電気的接続を切替える運転スイッチと、前記電源回路から供給される直流電圧により起動する制御回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムの一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態の蓄電池装置の外観の一例を示す部分分解斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態の蓄電池装置の回路基板の一構成例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態の蓄電池システムの配線構成の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第２実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムの一構成例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態の蓄電池システムのサブ蓄電池ユニットの一構成例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムについて、図面を参照して説明する。  
図１は、第１実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムの一構成例を概略的に示す図である。  
本実施形態の蓄電池システムは、複数の蓄電池装置１００と、外部装置４００と、を備えている。複数の蓄電池装置１００は、外部装置４００に対して並列に接続している。
【００１０】
外部装置４００は、例えばＳＭＰＳ（Switching Mode Power Supply）である。本実施形態では、外部装置４００は、複数の蓄電池装置１００から供給される直流電力を３相交流電力に変換して出力する。また、外部装置４００は、複数の蓄電池装置１００との間でＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルに従って通信を行い、図示しない上位制御装置と複数の蓄電池装置１００との間で双方と通信を行う。なお、通信プロトコルはＣＡＮにとどまらず、ＲＳ−４８５／２３２でもよい。
【００１１】
蓄電池装置１００は、回路基板ＢＭＳと、バッテリＢＴと、を備えている。  
回路基板ＢＭＳは、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）である。回路基板ＢＭＳは、ＣＡＮ通信回路１１と、主回路配線２００〜２０７と、外部電圧検知回路１２と、外部電圧測定回路１３と、電源回路１４と、電流センサＣＳＳと、充電／放電制御回路１５と、メインスイッチ制御回路１６と、監視回路（ＡＦＥ：Analog Front End）１７と、制御回路ＣＴＲと、アドレススイッチ（設定手段）ＤＳＷと、運転スイッチＳＳＷと、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２と、充電スイッチＣＦＥＴと、放電スイッチＤＦＥＴと、ヒューズＦと、コネクタＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３と、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２と、を備えている。
【００１２】
バッテリＢＴは定格４８Ｖの出力が可能な２次電池であって、複数の２次電池セル（図示せず）を備えている。本実施形態では、バッテリＢＴは、２次電池セルを２１直列にした組電池を２並列にした構成である。
【００１３】
バッテリＢＴの正極端子ＢＴＰと負極端子ＢＴＮとは、主回路ケーブル３００、３０１、及び回路基板ＢＭＳ内の主回路配線２００〜２０７を介して、蓄電池装置１００の正極端子ＭＣＴＰと負極端子ＭＣＴＮとに接続している。バッテリＢＴの２次電池セルの正極端子および負極端子は、コネクタＣＮ３を介して、回路基板ＢＭＳの監視回路１７と電気的に接続している。また、バッテリＢＴの近傍には温度センサ（図示せず）が配置され、温度センサで検出された温度は監視回路１７へ供給されている。なお、温度センサは少なくとも１つあればよく、複数あっても構わない。
【００１４】
監視回路１７は、制御回路ＣＴＲのクロック信号端子ＳＣＬ、シャットダウン信号端子ＳＨＤＮ、アラート信号端子ＡＬＲＴ、データ信号端子ＳＤＡと電気的に接続している。監視回路１７は、バッテリＢＴの２次電池セルそれぞれの正極端子電圧および負極端子電圧から各２次電池セルの端子間電圧を周期的に演算し、バッテリＢＴの２次電池セルそれぞれの端子間電圧と、２次電池セル近傍の温度とのデータとを、制御回路ＣＴＲのデータ信号端子ＳＤＡを介して出力する。
【００１５】
制御回路ＣＴＲが例えば、過放電状態でスタンバイになっている場合、外部電圧検知回路のみ動作する。そのため、外部電圧が復帰した場合に前記検知回路が動作し、電源回路を起動し、次に制御回路ＣＴＲが起動し、最後に回路基板ＢＭＳが起動する仕組みである。
【００１６】
ＣＡＮ通信回路１１は、コネクタＣＮ１、ＣＮ２と、制御回路ＣＴＲとの間に配置され、外部装置４００と制御回路ＣＴＲとの間で相互に通信可能となるように信号を変換している。本実施形態では、外部装置４００はＣＡＮプロトコルに基づいて通信を行っている。ＣＡＮ通信回路１１は、制御回路ＣＴＲの出力端子ＣＡＮ＿Ｔｘから出力されたデジタル信号を受信し、差動電圧に変換して出力する。またＣＡＮ通信回路１１はコネクタＣＮ１、ＣＮ２から受信した差動電圧をデジタル信号に変換し、制御回路ＣＴＲの入力端子ＣＡＮ＿Ｒｘへ入力する。ＣＡＮ通信回路１１は、電源回路１４から供給される５Ｖの直流電圧により動作する。
【００１７】
外部電圧検知回路１２は、正極側の主回路配線と負極側の主回路配線間の電圧を検知し、その結果を制御回路ＣＴＲの入力端子ＣＯＭＰＯＵＴ＿ＩＳＯへ入力する。  
外部電圧測定回路１３は、正極側の主回路配線と負極側の主回路配線との間の電圧を測定し、制御回路ＣＴＲの入力端子ＶＰＥＸＴ＿ＭＯＮＩへ入力する。外部電圧測定回路１３は、１つもしくは複数の蓄電池装置１００を起動する前に外部装置４００等から電圧が印加されることがあった場合や、故障した蓄電池装置１００を交換し再投入する際に稼働中の蓄電池装置１００との電圧差がある場合、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２を動作する前に蓄電池装置外部の電圧を測定して制御回路ＣＴＲへ出力する。これにより、制御回路ＣＴＲにおいて外部装置４００と蓄電池装置１００との電圧差を予め検出できるため、蓄電池装置１００内の保護素子（たとえばヒューズＦ）、もしくは回路基板ＢＭＳ内の主回路配線２００〜２０７、もしくは主回路ケーブル３００、３０１、が溶断するのを未然に防ぐことができる。
【００１８】
電源回路１４は、運転スイッチＳＳＷを介して、正極側の主回路配線と電気的に接続している。電源回路１４は、運転スイッチＳＳＷが導通すると、正極側の主回路配線から電源電圧により起動する。電源回路１４は、正極側の主回路配線から得られた電圧を３Ｖと、５Ｖと、１２Ｖの直流電圧とに変換する。電源回路１４は、ＣＡＮ通信回路１１および電流センサＣＳＳへ５Ｖの直流電圧を電源電圧として供給し、制御回路ＣＴＲおよびメインスイッチ制御回路１６へ３Ｖの直流電圧を電源電圧として供給し、充電／放電制御回路１５へ１２Ｖの直流電圧を電源電圧として供給する。
【００１９】
電源回路１４は、正常に起動しているときには、制御回路ＣＴＲの入力端子ＥＮＡＢＬＥ＿ＭＯＮＩへイネーブル信号を入力するとともに、制御回路ＣＴＲの出力端子ＧＡＴＥＤＲＩＶ＿ＲＳＴ信号を出力し、１２Ｖの直流電圧の供給を開始する。また、充電／放電制御回路１５、およびメインスイッチ制御回路１６は複数のスイッチング素子ＣＦＥＴ／ＤＦＥＴ／ＭＦＥＴ１／ＭＦＥＴ２と、各スイッチング素子のゲートを駆動するゲートドライバとを備える。
また、電源回路１４は、制御回路ＣＴＲの出力端子ＧＡＴＥＤＲＩＶ＿ＲＳＴからの停止指令を受けた場合、１２Ｖの直流電圧の供給を停止する。
【００２０】
電流センサＣＳＳは、回路基板ＢＭＳ上に実装され、負極側の主回路配線に流れる電流を検出する。電流センサＣＳＳで検出された電流の値は、制御回路ＣＴＲの入力端子ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴへ入力される。電流センサＣＳＳは、電源回路１４から供給される５Ｖの直流電圧により起動する。
【００２１】
充電スイッチＣＦＥＴは、回路基板ＢＭＳ上に実装され、負極側の主回路配線の接続を切替える。充電スイッチＣＦＥＴとは、半導体開閉器であって、例えば電界効果トランジスタであり、寄生ダイオードを含んでいる。充電スイッチＣＦＥＴは、負極端子ＭＣＴＮからバッテリＢＴに向かう方向を寄生ダイオードの順方向とするように配置している。充電スイッチＣＦＥＴは、充電／放電制御回路１５から出力されるゲート信号により動作を制御される。
【００２２】
放電スイッチＤＦＥＴは、回路基板ＢＭＳ上に実装され、負極側の主回路配線の接続を切替える。放電スイッチＤＦＥＴとは、半導体開閉器であって、例えば電界効果トランジスタであり、寄生ダイオードを含んでいる。放電スイッチＤＦＥＴは、バッテリＢＴから負極端子ＭＣＴＮに向かう方向を寄生ダイオードの順方向とするように配置している。放電スイッチＤＦＥＴは、充電／放電制御回路１５から出力されるゲート信号により動作を制御される。
【００２３】
充電／放電制御回路１５は、制御回路ＣＴＲの出力端子ＣＦＥＴ＿ＯＮ、ＤＦＥＴ＿ＯＮからの制御信号に従って、充電スイッチＣＦＥＴと放電スイッチＤＦＥＴのゲート信号を生成して出力する。充電／放電制御回路１５は、電源回路１４から供給される１２Ｖの直流電圧と前記ゲート信号により起動する。
【００２４】
メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２は、回路基板ＢＭＳ上に実装され、正極側の主回路配線の接続を切替える。メインスイッチＭＦＥＴ１とメインスイッチＭＦＥＴ２とは、半導体開閉器であって、例えば、電界効果トランジスタである。メインスイッチＭＦＥＴ１とメインスイッチＭＦＥＴ２とは、寄生ダイオードが互いに逆向きとなるように直列に接続している。メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２は、メインスイッチ制御回路１６から出力される共通のゲート信号により動作を制御される。
なお、半導体開閉器は、正局側の主回路配線と正極端子との接続、および、負極側の主回路配線と負極端子との電気的接続の少なくとも一方を切替えれるように設けられればよい。
【００２５】
メインスイッチ制御回路１６は、制御回路ＣＴＲの出力端子ＭＦＥＴ＿ＯＮからの制御信号に従って、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２のゲート信号を生成して出力する。メインスイッチ制御回路１６は、電源回路１４から供給される３Ｖの直流電圧により起動する。
【００２６】
アドレススイッチＤＳＷは、「０」と「１」とのいずれかを選択する４つのディップスイッチ端子を有している。アドレススイッチＤＳＷの４つのスイッチ端子で選択された値は、制御回路ＣＴＲの入力端子ＲＥＶ０〜ＲＥＶ３の夫々に入力され、制御回路ＣＴＲ内で演算され、識別番号として認識される。  
ヒューズＦは、回路基板ＢＭＳ上に実装され、負極側の主回路配線に挿入される。ヒューズＦは、主回路配線に過大な電流が流れたときに主回路配線を遮断する。
【００２７】
制御回路ＣＲＴは、例えば、様々な演算を行うＭＰＵ等のプロセッサと、メモリと、を含む。制御回路ＣＴＲは、電源回路１４から供給される３Ｖの直流電圧により起動する。制御回路ＣＴＲは、電流センサＣＳＳで計測された電流値と、監視回路１７から受信した電圧および温度のデータとから、バッテリＢＴのＳＯＣ（Stage of Charge）やＳＯＨ（State of Health）を演算し、出力端子ＣＡＮ＿ＴｘおよびＣＡＮ通信回路１１を介して外部装置４００へ出力する。なお、制御回路ＣＴＲから外部に出力されるデータには、アドレススイッチＤＳＷで設定された４ビットの２進数が識別番号として付加される。
【００２８】
制御回路ＣＴＲは、ＣＡＮ通信回路１１および入力端子ＣＡＮ＿Ｒｘを介して、外部装置４００から供給される上位制御装置（図示せず）からの制御信号を受信する。制御回路ＣＴＲは、上位制御装置からの制御信号に従って、電源回路１４、メインスイッチ制御回路１６、充電／放電制御回路１５、および、監視回路１７への制御信号を出力する。
【００２９】
制御回路ＣＴＲは、バッテリＢＴのＳＯＣ、蓄電池装置１００の運転状態、および故障状態を出力端子Ｌ１、Ｌ２からの制御信号により発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２を介して表示する。
【００３０】
次に、上述の蓄電池装置１００の動作の一例について説明する。  
なお、複数の蓄電池装置１００を含む蓄電池システムは、初期設定の際に、複数の蓄電池装置１００間で通信が成立することをトリガとして起動する。このとき、複数の蓄電池装置１００において監視回路１７で測定したバッテリＢＴの電圧の差が所定の閾値以上である場合、該当する蓄電池装置１００は起動しない。以下では、蓄電池装置１００の初期設定は完了している状態であるものとして説明する。
【００３１】
蓄電池装置１００がシャットダウンしている状態、すなわち、運転スイッチＳＳＷが開いている状態から、運転スイッチＳＳＷが閉じると、正極側の主回路配線からの電圧により電源回路１４が起動する。
【００３２】
電源回路１４は、正極側の主回路配線からの電圧を変換し、３Ｖと５Ｖと１２Ｖとの直流電圧とを出力する。また、電源回路１４は、正常に起動した場合にはイネーブル信号を制御回路ＣＴＲへ出力し、制御回路ＣＴＲはリセット信号を電源回路１４へ出力する。
【００３３】
続いて、制御回路ＣＴＲ、ＣＡＮ通信回路１１、監視回路１７、充電／放電制御回路１５、および電流センサＣＳＳが、電源回路１４からの直流電圧により起動する。ここで制御回路ＣＴＲが異常を検出しなければ、続いて、電源回路１４からの直流電圧により、メインスイッチ制御回路１６が起動し、蓄電池装置１００が起動完了する。上記のように蓄電池装置１００が起動し、バッテリＢＴが正常な状態である場合、バッテリＢＴが充放電可能な状態となる。なお、バッテリＢＴが正常な状態とは、過放電や過充電などの異常な状態を除いた状態である。
【００３４】
上記のように蓄電池装置１００が起動している状態で、運転スイッチＳＳＷが開くと、電源回路１４は３Ｖと５Ｖと１２Ｖとの直流電圧との供給を停止し、回路基板ＢＭＳはシャットダウン状態となる。
【００３５】
次に、蓄電池装置１００が起動している状態で、バッテリＢＴが過放電となったとき、通常外部電源を利用することができない状態であるときについて説明する。
制御装置ＣＴＲは、バッテリＢＴの放電を禁止し、電源回路１４から３Ｖと５Ｖと１２Ｖとの直流電圧との供給を停止する。このとき、蓄電池装置１００は、外部電圧検知回路のみ動作しているスタンバイ状態となる。このとき、バッテリＢＴは、主回路端子ＭＣＴＮ、ＭＣＴＰを介して充放電は禁止された状態であって、外部電圧検知回路１２にのみバッテリＢＴの残容量が使用されることとなる。スタンバイ状態が継続し、バッテリＢＴが完全に放電された状態となると、運転スイッチＳＳＷが閉じたまま蓄電池装置１００がシャットダウン状態となる。スタンバイ状態において、外部電源が利用可能となった場合、電源回路１４が再起動し、その結果、制御回路ＣＴＲが起動した状態となり、バッテリＢＴを充電し、電圧を回復して放電禁止が解除され、蓄電池装置１００が正常に起動した状態とすることができる。
【００３６】
図２は、第１実施形態の蓄電池装置の外観の一例を示す部分分解斜視図である。  
蓄電池装置１００は、回路基板ＢＭＳと、バッテリＢＴと、を収容する筐体を更に備えている。
【００３７】
筐体は、外観が略直方体形状である筐体本体１と、フロントカバーＦＣＶとを備えている。筐体本体１は、主回路負極端子ＭＣＴＮ、主回路正極端子ＭＣＴＰ、運転スイッチＳＳＷ、コネクタＣＮ１、ＣＮ２、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、および、アドレススイッチＤＳＷを備えた前方側壁１Ａを有している。
【００３８】
主回路負極端子ＭＣＴＮと主回路正極端子ＭＣＴＰとは、前方側壁１Ａの長手方向における端部にそれぞれ配置されている。前方側壁１Ａの長手方向における略中央に、運転スイッチＳＳＷが配置され、運転スイッチＳＳＷの近傍にアドレススイッチＤＳＷと発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が配置されている。コネクタＣＮ１、ＣＮ２は、前方側壁１Ａの長手方向と略直交する方向において、運転スイッチＳＳＷの両側にそれぞれ配置されている。
【００３９】
すなわち、熱やノイズを発生する主回路配線と、主回路配線内の素子（たとえば、ヒューズＦ、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２、充電スイッチＣＦＥＴ、放電スイッチＦＥＴ）等とは前方側壁１Ａの長手方向の端部側に配置され、熱やノイズの影響を受けやすい通信回路や制御回路は、前方側壁１Ａの長手方向の中央側に配置されることとなる。このように、熱やノイズの発生源となる主回路配線等と、通信回路や制御回路等とが配置される領域を分けることにより、通信回路や制御回路等への熱やノイズの影響を抑制することができる。
【００４０】
フロントカバーＦＣＶは、前方側壁１Ａの長手方向における中央部に取り付けられる。フロントカバーＦＣＶには、運転スイッチＳＳＷとコネクタＣＮ１、ＣＮ２とのそれぞれに対向した開口ＯＰ１、ＯＰ２が設けられている。フロントカバーＦＣＶのコネクタＣＮ１、ＣＮ２に対向した開口ＯＰ１、ＯＰ２が設けられる位置は、前方側壁１Ａ側に凹んでいる。これに対し、フロントカバーＦＣＶの運転スイッチＳＳＷに対向した開口ＯＰ３が設けられる位置は、前方側壁１Ａと間隔を置くように形成されている。さらに、運転スイッチＳＳＷを露出する開口ＯＰ３は人の指が挿入不可能な大きさとなっている。このことから、例えば開口ＯＰ３に挿入可能な道具を用いなければ運転スイッチＳＳＷに接触することができず、誤って運転スイッチＳＳＷが操作されることを防ぐことができる。
【００４１】
また、フロントカバーＦＣＶを前方側壁１Ａに取り付けると、アドレススイッチＤＳＷはフロントカバーＦＣＶにより覆われるため、操作することができなくなる。このことから、蓄電池装置１００の使用開始時点で蓄電池装置１００の識別番号を設定した後、容易に識別番号が変更されることを防ぐことができる。
【００４２】
図３は、第１実施形態の蓄電池装置の回路基板の一構成例を概略的に示す図である。  
回路基板ＢＭＳは、図２に示す蓄電池装置１００の前方側壁１Ａの内側に、前方側壁１Ａと略平行に配置される。図３に示す回路基板ＢＭＳは、蓄電池装置１００を前方側壁１Ａの正面から見たときの構成の一例を示している。
【００４３】
回路基板ＢＭＳの、主回路負極端子ＭＣＴＮと対向する位置には、負極端子台ＮＴが設けられる。負極端子台ＮＴの近傍には、電流センサＣＳＳと、ヒューズＦと、負極ＦＥＴ群ＮＦＥＴと、図示しない負極側の主回路配線と、が配置される。回路基板ＢＭＳの主回路正極端子ＭＣＴＰと対向する位置には、正極端子台ＰＴが設けられる。正極端子台ＰＴの近傍には、正極ＦＥＴ群ＰＦＥＴと、図示しない正極側の主回路配線と、が配置される。
【００４４】
回路基板ＢＭＳの、長手方向における中央の領域ＣＡＲには、運転スイッチＳＳＷを露出する開口が設けられている。領域ＣＡＲには、アドレススイッチＤＳＷや、通信回路、その他制御回路等、が配置されている。
【００４５】
ここで、正極側のグランド配線ＰＧＮＤと、負極側のグランド配線ＮＧＮＤとは、互いに絶縁し、かつ、回路基板ＢＭＳの内層において長手方向の端部から中央の領域ＣＡＲまで延びて広がるように配置されている。このように、グランド配線ＰＧＮＤ、ＮＧＮＤを回路基板ＢＭＳの領域ＣＡＲにも広がるように配置することにより、主回路配線で発生した熱が回路基板ＢＭＳの端部に局所的に加えられることを回避し、回路基板ＢＭＳの前面に熱を伝えることにより局所的に高温となる領域を無くすことができる。
【００４６】
図４は、第１実施形態の蓄電池システムの配線構成の一例を説明するための図である。  
本実施形態の蓄電池システムは、複数の蓄電池装置１００を並列に接続する主回路ケーブルＮＣＢＬ１、ＮＣＢＬ２、ＰＣＢＬ１、ＰＣＢＬ２と、蓄電池装置１００の主回路端子ＭＣＴＮ、ＭＣＴＰとを接続するコネクタＣＮＮ、ＣＮＰと、を更に備えている。
【００４７】
複数の蓄電池装置１００を並列に接続した場合、正極側の総配線長と負極側の総配線長との和が、複数の蓄電池装置１００間で異なると、配線抵抗の不均衡により、複数の蓄電池装置１００の出力電流が不均衡となるため、性能が低下する恐れがある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、主回路負極端子ＭＣＴＮから蓄電池システムの負極端子ＣＮＯＮまでの総配線長と、主回路正極端子ＭＣＴＰから蓄電池システムの正極端子ＣＮＯＰまでの総配線長との和が、複数の蓄電池装置１００について等しくなるようにしている。
【００４９】
すなわち、主回路負極端子ＭＣＴＮが、蓄電池システムの負極端子ＣＮＯＮから最も近いコネクタＣＮＮに接続された蓄電池装置１００は、その主回路正極端子ＭＣＴＰが蓄電池システムの正極端子ＣＮＯＰから最も遠いコネクタＣＮＰに接続される。主回路負極端子ＭＣＴＮが、蓄電池システムの負極端子ＣＮＯＮから２番目に近いコネクタＣＮＮに接続された蓄電池装置１００は、その主回路正極端子ＭＣＴＰが蓄電池システムの正極端子ＣＮＯＰから２番目に遠いコネクタＣＮＰに接続される。
【００５０】
このように、主回路負極端子ＭＣＴＮから蓄電池システムの負極端子ＣＮＯＮまでの総配線長と、主回路正極端子ＭＣＴＰから蓄電池システムの正極端子ＣＮＯＰまでの総配線長との和が、複数の蓄電池装置１００について等しくなるように配線することにより、複数の蓄電池装置１００の出力電流が不均衡となることを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、複数の蓄電池装置１００のそれぞれが、絶縁部材で外部を覆われたコネクタＣＮＮ、ＣＮＰを介して、共通の主回路ケーブルＮＣＢＬ１、ＮＣＢＬ２、ＰＣＢＬ１、ＰＣＢＬ２と電気的に接続している。このことにより、例えば、１つの蓄電池装置１００を取り外したときにも、他の蓄電池装置１００を停止させる必要がなく、蓄電池システムの運転を継続することができる。さらに、蓄電池システムの運転を継続した状態で、新たな蓄電池装置１００を取り付けることも可能である。なお、主回路ケーブルＮＣＢＬ１、ＮＣＢＬ２、ＰＣＢＬ１、ＰＣＢＬ２は、バスバーであっても良い。
上記のように、本実施形態によれば、単独で起動可能な蓄電池装置およびその蓄電池装置を備えた蓄電池システムを提供することができる。
【００５２】
次に、第２実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図５は、第２実施形態の蓄電池装置および蓄電池システムの一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の蓄電池システムは、少なくとも２つの蓄電池装置１１０と、１つ又は複数のサブ蓄電池装置１２０と、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２、電流センサＣＳＳと、外部装置４００と、を備えている。２つの蓄電池装置１１０と複数のサブ蓄電池装置１２０とは、外部装置４００に並列に接続している。
【００５４】
本実施形態の蓄電池装置１１０は、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２と、電流センサＣＳＳとを備えない点で、上述の第１実施形態の蓄電池装置１００と異なっている。
蓄電池装置１１０は、回路基板ＢＭＳ２と、バッテリＢＴと、を備えている。  
回路基板ＢＭＳ２は、例えばプリント回路基板である。回路基板ＢＭＳ２は、ＣＡＮ通信回路１１と、主回路配線２１３〜２１７と、外部電圧検知回路１２と、外部電圧測定回路１３と、電源回路１４と、充電／放電制御回路１５と、メインスイッチ制御回路１６と、監視回路１７と、制御回路ＣＴＲと、アドレススイッチＤＳＷと、運転スイッチＳＳＷと、充電スイッチＣＦＥＴと、放電スイッチＤＦＥＴと、ヒューズＦと、コネクタＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３と、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２と、を備えている。
【００５５】
バッテリＢＴの正極端子ＢＴＰと負極端子ＢＴＮとは、主回路ケーブル３０４、３０５、及び回路基板ＢＭＳ２内の主回路配線２１３〜２１７を介して、蓄電池装置１１０の正極端子ＭＣＴＰと負極端子ＭＣＴＮとに接続している。バッテリＢＴの２次電池セルの正極端子および負極端子は、コネクタＣＮ３を介して、回路基板ＢＭＳ２の監視回路１７と電気的に接続している。また、バッテリＢＴの近傍には温度センサ（図示せず）が配置され、温度センサで検出された温度は監視回路１７へ供給されている。なお、温度センサは少なくとも１つあればよく、複数あっても構わない。
【００５６】
メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２は、外部装置４００と蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０との間を接続する、正極側の主回路配線の接続を切替える。メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２の動作は、コネクタＣＮ１を介して１２Ｖの直流電圧が供給され、蓄電池装置１１０のメインスイッチ制御回路１６から供給されるゲート信号により制御される。メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２をオフすると、全ての蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の正極側の主回路配線は外部装置４００と電気的に遮断され、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２をオンすると、全ての蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の正極側の主回路配線は外部装置４００と電気的に接続する。
【００５７】
電流センサＣＳＳは、外部装置４００と蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０との間を接続する、負極側の主回路配線に流れる電流を検出する。電流センサＣＳＳは、コネクタＣＮ１を介して蓄電池装置１１０から供給される電源電圧により起動する。電流センサＣＳＳで検出された電流の値は、コネクタＣＮ１を介して蓄電池装置１１０の制御回路ＣＴＲへ送信され、ＣＡＮ通信回路１１を介して外部装置４００へ送信される。
【００５８】
図６は、第２実施形態の蓄電池システムのサブ蓄電池ユニットの一構成例を概略的に示す図である。  
サブ蓄電池装置１２０は、回路基板ＢＭＳ３と、第２バッテリＢＴ２と、を備えている。回路基板ＢＭＳ３は、主回路配線２０８〜２１２と、監視回路１７と、充電スイッチＣＦＥＴと、放電スイッチＤＦＥＴと、ヒューズＦと、コネクタＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３と、を備えている。
【００５９】
第２バッテリＢＴ２は、上述のバッテリＢＴと同様に、定格４８Ｖの出力が可能な２次電池であって、複数の２次電池セル（図示せず）を備えている。本実施形態では、バッテリＢＴは、２次電池セルを２１直列にした組電池を２並列にした構成である。
【００６０】
第２バッテリＢＴ２の正極端子ＢＴＰと負極端子ＢＴＮとは、主回路ケーブル３０２、３０３、及び回路基板ＢＭＳ３内の主回路配線２０８〜２１２を介して、サブ蓄電池装置１２０の正極端子ＭＣＴＰと負極端子ＭＣＴＮとに接続している。第２バッテリＢＴ２の２次電池セルの正極端子および負極端子は、コネクタＣＮ３を介して、回路基板ＢＭＳ３の監視回路１７と電気的に接続している。また、バッテリＢＴの近傍には温度センサ（図示せず）が配置され、温度センサで検出された温度は監視回路１７へ供給されている。なお、温度センサは少なくとも１つあればよく、複数あっても構わない。
【００６１】
監視回路１７は、第２バッテリＢＴ２から供給される電圧と、ＣＮ１を介して蓄電池装置１１０から送信される起動信号により起動し、制御回路ＣＴＲおよび電源回路１４を備えないサブ蓄電池装置１２０においても動作することが可能に構成されている。監視回路１７は、第２バッテリＢＴ２から受信した２次電池セルの正極端子および負極端子の電圧と第２バッテリＢＴ２の温度と、を受信し、コネクタＣＮ１を介して電圧および温度のデータを蓄電池装置１１０へ送信する。
【００６２】
監視回路１７は、コネクタＣＮ１を介して、蓄電池装置１１０から充電スイッチＣＦＥＴと放電スイッチＤＦＥＴとの制御信号（あるいはゲート信号）を受信し、充電スイッチＣＦＥＴと放電スイッチＤＦＥＴへゲート信号を出力する。
【００６３】
上記のように、サブ蓄電池装置１２０は、共通の外部装置４００に接続する蓄電池装置１１０の制御回路ＣＴＲにより動作を制御される。したがって、サブ蓄電池装置１２０は蓄電池装置１１０よりも構成を少なくすることができ、蓄電池システム全体のコストを安価にすることができる。
【００６４】
また、本実施形態の蓄電池システムは、少なくとも２つの蓄電池装置１１０を備えている。そのため、１つの蓄電池装置１１０が故障して動作を停止した場合であっても、他の蓄電池装置１１０により蓄電池システムの動作が継続することができる。したがって、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、信頼性の高い蓄電池システムを提供することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、メインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２を蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の外部に設けているが、蓄電池装置１１０とサブ蓄電池装置１２０とのそれぞれがメインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２を備えていてもよく、この場合、蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の外部に設けられるメインスイッチＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２は省略してもよい。
【００６６】
同様に、本実施形態では、電流センサＣＳＳを蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の外部に設けているが、蓄電池装置１１０とサブ蓄電池装置１２０とのそれぞれが電流センサＣＳＳを備えていてもよく、この場合、蓄電池装置１１０およびサブ蓄電池装置１２０の外部に設けられる電流センサＣＳＳは省略してもよい。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、第２実施形態の蓄電池システムは、第１実施形態の蓄電池システムと同様に、蓄電池システムの正極端子から蓄電池装置の正極端子までの配線長と、蓄電池システムの負極端子から蓄電池装置の負極端子までの配線長との和が、複数の蓄電池装置およびサブ蓄電池装置で均等となるように構成されていてもよい。第２実施形態の蓄電池システムにおいて、蓄電池装置およびサブ蓄電池装置の筐体は、第１実施形態の蓄電池装置の筐体と同様のものを採用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…筐体本体、１Ａ…前方側壁、１１…ＣＡＮ通信回路、１２…外部電圧検知回路、１３…外部電圧測定回路、１４…電源回路、１５…充電／放電制御回路、１６…メインスイッチ制御回路、１７…監視回路、１００、１１０…蓄電池装置、１２０…サブ蓄電池装置、２００〜２１７…主回路配線、３００〜３０５…主回路ケーブル、４００…外部装置、ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３…コネクタ、ＭＦＥＴ１、ＭＦＥＴ２…メインスイッチ、ＣＦＥＴ…充電スイッチ、ＤＦＥＴ…放電スイッチ、ＢＭＳ、ＢＭＳ２、ＢＭＳ３…回路基板、ＢＴ…バッテリ、ＢＴ２…第２バッテリ。
【図１】
2017077084.tif 000003
【図２】
2017077084.tif 000004
【図３】
2017077084.tif 000005
【図４】
2017077084.tif 000006
【図５】
2017077084.tif 000007
【図６】
2017077084.tif 000008