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WO2023120713A1 - 切替制御装置、電流制御装置、蓄電装置、電力授受システム、電力システム - Google Patents

切替制御装置、電流制御装置、蓄電装置、電力授受システム、電力システム Download PDF

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Publication number
WO2023120713A1
WO2023120713A1 PCT/JP2022/047678 JP2022047678W WO2023120713A1 WO 2023120713 A1 WO2023120713 A1 WO 2023120713A1 JP 2022047678 W JP2022047678 W JP 2022047678W WO 2023120713 A1 WO2023120713 A1 WO 2023120713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power storage
power
signal
unit
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/047678
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
文昭 中尾
毅 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Next-E Solutions Inc
Original Assignee
Next-E Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Next-E Solutions Inc filed Critical Next-E Solutions Inc
Publication of WO2023120713A1 publication Critical patent/WO2023120713A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters

Definitions

  • the present invention relates to a switching control device, a current control device, a power storage device, a power exchange system, and a power system.
  • Patent Literature 1 JP-A-11-98708
  • Patent Document 2 International Publication No. 2017/086349
  • a switching control device is provided in a first aspect of the present invention.
  • the switching control device controls the operation of the switching device.
  • the switching device switches, for example, the electrical connection state between the power storage unit of the power storage device and the power terminal of the power storage device.
  • the switching control device described above includes, for example, a first determination unit that determines whether or not the voltage of the power storage unit has reached a predetermined first threshold value. For example, when it is determined that the voltage of the power storage unit has reached the first threshold, the switching control device outputs a first signal for notifying that the power storage unit and the power terminal will be electrically disconnected.
  • a first signal output unit is provided.
  • the disconnect permission condition which is a condition for permitting the electrical disconnection of the power storage unit and the power terminal, is established.
  • a second signal output unit for outputting a second signal for electrically disconnecting the power storage unit and the power terminal to the switching device when the power storage unit and the power terminal are electrically disconnected;
  • the power storage unit may have a plurality of power storage cells connected in series.
  • the first determination unit may determine that the voltage of the power storage unit has reached the first threshold when the voltage of at least one of the plurality of power storage cells has reached the first threshold.
  • the first threshold is (i) a value obtained by subtracting a predetermined value from the full charge voltage of at least one storage cell, or (ii) a discharge end voltage of at least one storage cell. It may be a value to which a predetermined value is added.
  • the conditions for permitting disconnection are: (i) a condition that a predetermined time has elapsed after the first signal output unit outputs the first signal; (iii) the first signal output unit outputs the first signal after outputting the first signal; (iv) the first signal output unit outputs the first signal, and the power storage unit and the power terminal are electrically connected to each other; It may include at least one of the conditions that the electrical disconnection is not prohibited or the electrical disconnection of the power storage unit and the power terminals is permitted.
  • the switching control device switches the third signal for making the magnitude of the current flowing through the switching device smaller than a predetermined second threshold when the first signal output unit outputs the first signal.
  • a third signal output may be provided that outputs to a regulator that regulates the magnitude of the current through the device.
  • the regulator is (i) a unidirectional or bidirectional DC/DC converter, (ii) a unidirectional or bidirectional DC/AC inverter, or (iii) an on/off switch. you can In the switching control device described above, the power terminal of the adjustment device may be electrically connected to the power terminal of the power storage device.
  • a second aspect of the present invention provides a power storage device.
  • the power storage device includes, for example, the switching control device according to the first aspect.
  • the power storage device described above includes, for example, a power storage unit.
  • the power storage device described above includes, for example, a power terminal.
  • a power exchange system is provided in a third aspect of the present invention.
  • the power transfer system described above includes, for example, the power storage device according to the second aspect described above.
  • the power transfer system described above includes, for example, a power transfer device other than the power storage device.
  • the power storage device is configured to be detachable from the wiring, for example. be done.
  • a current control device is provided in a fourth aspect of the present invention. For example, when the current control device receives a first signal for notifying that the power storage device and the adjustment device that adjusts the magnitude of the current flowing through the power storage device will be electrically disconnected, the power storage device A third signal output unit is provided for outputting a third signal to the adjustment device for reducing the magnitude of the current flowing through the device below a second predetermined threshold.
  • a power transfer system is provided in a fifth aspect of the present invention.
  • the above power transfer system includes, for example, the current control device according to the above fourth aspect.
  • the power exchange system described above includes, for example, a power storage device.
  • the power transfer system described above includes, for example, a power transfer device other than the power storage device.
  • the above-described power transfer system includes, for example, wiring for connecting the power storage device and another power transfer device in parallel.
  • the power exchange system described above includes, for example, an adjustment device.
  • the power storage device is configured to be detachable from the wiring, for example.
  • the power storage device for example, exchanges electric power with an external device arranged outside the electric power exchange system via an adjustment device.
  • the power exchange system may include the switching control device according to the first aspect.
  • a power system is provided in a sixth aspect of the present invention.
  • the power system described above includes, for example, a plurality of power exchange systems according to the fifth aspect described above.
  • the first signal is, for example, a signal for notifying that the power storage device and the adjustment device of the first power transfer system included in the plurality of power transfer systems will be electrically disconnected.
  • the current control device of the first power exchange system for example, based on the state of at least one second power exchange system included in the plurality of power exchange systems, changes the output current of the first power exchange system. It has a second determination unit that determines whether or not the size may be made smaller than the second threshold.
  • the third signal output unit of the first power transfer system determines, for example, that the second determination unit may make the magnitude of the output current of the first power transfer system smaller than the second threshold. output a third signal.
  • each of the at least one second power exchange system is, for example, a power exchange system different from the first power exchange system.
  • the second determination unit of the current control device of at least one second power transfer system determines that the magnitude of the output current of the first power transfer system may be made smaller than the second threshold value and a fourth signal output unit for outputting a fourth signal for increasing the magnitude of the output current of the at least one second power transfer system to the adjustment device of the at least one second power transfer system.
  • a seventh aspect of the present invention provides a control method for a switching device.
  • the switching device switches, for example, the electrical connection state between the power storage device of the power storage device and the power terminal of the power storage device.
  • the above control method includes, for example, a first determination step of determining whether the voltage of the storage device has reached a predetermined first threshold.
  • the first signal is output to notify that the storage device and the power terminal will be electrically disconnected. It has a first signal output stage.
  • a disconnection permission condition which is a condition for permitting electrical disconnection of the storage device and the power terminal, is established. case, a second signal output stage for outputting a second signal to the switching device for electrically disconnecting the storage device and the power terminals.
  • a control method is provided in an eighth aspect of the present invention.
  • the power storage device and the adjustment device that adjusts the magnitude of the current flowing through the power storage device receive a first signal for notifying that the power storage device will be electrically disconnected, a third signal output stage for outputting a third signal to the regulating device for reducing the magnitude of the current flowing through the circuit below a second predetermined threshold.
  • a program is provided in a ninth aspect of the present invention.
  • the program may be a program for causing a computer to function as the switching control device according to the first aspect.
  • the program may be a program for causing a computer to function as the current control device according to the fourth aspect.
  • the program may be a program for causing a computer to execute the control method according to the seventh aspect or the eighth aspect.
  • a non-transitory computer-readable medium storing the above program may be provided.
  • An example of the system configuration of the power storage system 100 is shown schematically.
  • An example of the system configuration of the power storage module 110 is shown schematically.
  • An example of the system configuration of the module control unit 240 is shown schematically.
  • An example of the system configuration of the system control unit 140 is shown schematically.
  • An example of the circuit configuration of the power storage module 110 is shown schematically.
  • An example of the circuit configuration of the module control section 240 is schematically shown.
  • An example of the circuit configuration of the discharge prevention circuit 720 is schematically shown.
  • An example of the operation of the power storage system 100 is schematically shown.
  • An example of the operation and information processing of the power storage module 110 is schematically shown.
  • An example of the operation and information processing of the power storage module 110 is schematically shown.
  • FIG. 1 Another example of the operation and information processing of the power storage module 110 is schematically shown.
  • An example of the system configuration of the large-scale power system 1200 is shown schematically.
  • An example of the operation of a large scale power system 1200 is shown schematically.
  • An example of the system configuration of the computer 3000 is shown schematically.
  • electrically connected is not limited to direct connection between a specific element and another element.
  • a third element may intervene between a specific element and another element.
  • it is not limited to the case where a specific element and another element are physically connected.
  • the input and output windings of a transformer are not physically connected, but are electrically connected.
  • the specific element and the other element is electrically connected.
  • connected in series means that a specific element and another element are electrically connected in series
  • connected in parallel means that a specific element and another element are electrically connected in series. and are electrically connected in parallel.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a system configuration of a power storage system 100.
  • the power storage system 100 is electrically connected to the load device 12 and supplies power to the load device 12 (sometimes referred to as discharging the power storage system 100).
  • the power storage system 100 is electrically connected to the charging device 14 to store electrical energy (sometimes referred to as charging the power storage system 100).
  • the power storage system 100 is used, for example, as a power storage device, an electric device, a transportation device, and the like. Examples of transport devices include electric vehicles, hybrid vehicles, electric motorcycles, railroad vehicles, airplanes, elevators, cranes, and the like.
  • the power storage system 100 includes, for example, a connection terminal 102, a connection terminal 104, a wiring 106, a plurality of power storage modules 110, a charge/discharge control device 120, and a system control unit 140.
  • Each of the plurality of power storage modules 110 has a positive terminal 112 and a negative terminal 114 .
  • the power storage system 100 includes, for example, a plurality of power storage modules 110 connected in parallel.
  • connection terminal 102 and the connection terminal 104 electrically connect the power storage system 100 and the load device 12 or the charging device 14 .
  • the wiring 106 electrically connects the connection terminal 102 and the connection terminal 104 .
  • one end of the wiring 106 is electrically connected to the connection terminal 102 via the charge/discharge control device 120 .
  • One end of wiring 106 is electrically connected to connection terminal 104 via charge/discharge control device 120 .
  • the wiring 106 connects the plurality of power storage modules 110 in parallel to the connection terminals 102 and 104 .
  • each of the power storage modules 110 is configured to be detachable from the wiring 106, for example. Thereby, each of the plurality of power storage modules 110 can be detachably held in the housing of the power storage system 100 . In this embodiment, the user of the power storage system 100 can replace each of the plurality of power storage modules 110 individually.
  • the power storage module 110 exchanges power with the load device 12 or the charging device 14 arranged outside the power storage system 100 via the charge/discharge control device 120 .
  • the output power of the power storage system 100 is the sum of the output powers of the plurality of power storage modules 110 .
  • the input power of the power storage system 100 is the total input power of each of the plurality of power storage modules 110 .
  • each of the plurality of power storage modules 110 is controlled by a power storage unit (not shown) arranged in each power storage module and the wiring 106 based on a control signal from the system control unit 140 or a user's operation. It is possible to switch the electrical connection state (sometimes simply referred to as a connection relationship) with. For example, each of the plurality of power storage modules 110 electrically connects the power storage unit of each power storage module to the wiring 106 or connects each power storage module based on a control signal from the system control unit 140 or a user's operation. The power storage unit can be electrically disconnected from the wiring 106 .
  • the user of the power storage system 100 can Each of the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100 can be individually replaced without worrying about damage or deterioration of the modules 110 .
  • a user of the power storage system 100 can replace the power storage module 110 by, for example, the following procedure.
  • the user removes the old power storage module 110 from the power storage system 100 .
  • the user performs an operation for electrically disconnecting the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106 before mounting the new power storage module 110 on the power storage system 100 .
  • the user manually operates a switching element (not shown) arranged between the positive electrode terminal 112 of the power storage module 110 and the power storage unit to electrically disconnect the positive electrode terminal 112 and the power storage unit. do.
  • the type of switching element is not particularly limited.
  • the switching element may be a semiconductor switch, a contactor, or a relay.
  • the user mounts in the power storage system 100 the power storage module 110 in which the positive terminal 112 and the power storage unit are electrically disconnected. At this time, the positive electrode terminal 112 and the power storage unit are electrically disconnected. Therefore, even if the voltage difference between the power storage module 110 newly mounted in the power storage system 100 and the power storage system 100 already mounted in the power storage system 100 is relatively large, the newly mounted power storage module 110 and the power storage system 100 already mounted in the power storage system 100 , a large current is prevented from flowing to and from the power storage system 100 that has already been mounted.
  • the system control unit 140 connects the newly mounted power storage module 110 and the wiring 106 . Perform an operation to make an electrical connection. Details of the system control unit 140 will be described later.
  • the power storage system 100 when the user of the power storage system 100 replaces or installs the power storage module 110, the voltage of the power storage module 110 newly installed in the power storage system 100 and the voltage already There is no need to strictly adjust the voltage of the power storage module 110 mounted in the power storage system 100 . Therefore, the user of the power storage system 100 can easily and quickly replace or mount the power storage module 110 .
  • the power storage module 110 is configured such that the switching elements turn off when the switching elements described above are expected to switch from the on state to the off state (sometimes referred to as an off operation).
  • a signal (sometimes referred to as an advance notice signal) for giving notice of the
  • power storage module 110 determines whether or not a condition for permitting the switching element to turn off (sometimes referred to as a disconnection permitting condition) is satisfied. When the disconnection permission condition is satisfied, power storage module 110 turns off the switching element.
  • the cutting permission condition may be a condition for suppressing damage to the switching element due to arc discharge, or may be a condition for preventing the occurrence of arc discharge. Details of the disconnection permission conditions will be described later.
  • the charge/discharge control device 120 controls at least one of input power and output power of the power storage system 100 .
  • the charge/discharge control device 120 controls at least one of input power and output power of the power storage system 100 according to, for example, a control signal from the system control unit 140 .
  • the charge/discharge control device 120 can control the charge/discharge of at least one of the plurality of power storage modules 110 . Also, the magnitude of the current flowing through the power storage module 110 can be adjusted.
  • the power storage module 110 includes, for example, a power storage unit and switching elements. Therefore, by controlling at least one of the input power and the output power of the power storage system 100 by the charge/discharge control device 120, for example, the magnitude of the current flowing through the power storage unit and/or the switching element arranged in the power storage module 110 is adjusted. can be
  • the charge/discharge control device 120 adjusts the magnitude of at least one of the voltage and current of the power input to the power storage system 100 .
  • the charge/discharge control device 120 may stop power input to the power storage system 100 .
  • charge/discharge control device 120 adjusts the magnitude of at least one of the voltage and current of the power output from power storage system 100 .
  • the charge/discharge control device 120 may stop outputting power from the power storage system 100 .
  • the charge/discharge control device 120 may convert AC power input to the power storage system 100 into DC power. DC power is thereby supplied to the power storage module 110 . Also, the charge/discharge control device 120 may convert the DC power output by the power storage module 110 into AC power. AC power is thereby supplied to the load device 12 .
  • the charge/discharge control device 120 includes a power terminal (not shown) electrically connected to the connection terminal 102, a power terminal (not shown) electrically connected to the connection terminal 104, and wiring.
  • a power terminal (not shown) electrically connected to one end of the wiring 106 and a power terminal (not shown) electrically connected to the other end of the wiring 106 may be provided.
  • the charge/discharge control device 120 controls at least one of the magnitude of the voltage and current of the input power and/or the output power of the power storage system 100 without generating an arc discharge that damages the block that constitutes the charge/discharge control device 120. It is preferable that the device is capable of adjusting the Examples of the charge/discharge control device 120 include a DC/DC converter, a DC/AC inverter, an on/off switch, and the like.
  • the DC/DC converter described above may be a unidirectional DC/DC converter or a bidirectional DC/DC converter.
  • the DC/AC inverter may be a unidirectional DC/AC inverter or a bidirectional DC/AC inverter.
  • the charge/discharge control device 120 is preferably a DC/DC converter or a DC/AC inverter.
  • the charge/discharge control device 120 adjusts at least one of the voltage and current of the input power and/or the output power of the power storage system 100. When doing so, the occurrence of arcing to the extent that it damages the block that constitutes the charge/discharge control device 120 is prevented.
  • the system control unit 140 controls each unit of the power storage system 100 .
  • the system control unit 140 controls operations of the power storage module 110 .
  • system control unit 140 controls the operation of charge/discharge control device 120 . Details of the above control will be described later.
  • system control unit 140 may manage the state of each unit of the power storage system 100 .
  • system controller 140 determines the state of power storage system 100 .
  • Examples of the state of the power storage system 100 include a charged state, a discharged state, a standby state, a stopped state, and the like.
  • system control unit 140 monitors the state of charge/discharge control device 120 .
  • the system control unit 140 monitors the magnitude of at least one of the voltage and current of input power input from the load device 12 or the charging device 14 to the charge/discharge control device 120 .
  • the system control unit 140 monitors the magnitude of at least one of the voltage and current of the output power output from the charge/discharge control device 120 to the load device 12 .
  • system control unit 140 monitors the state of each of the multiple power storage modules 110 .
  • system control unit 140 collects information about the battery characteristics of the power storage units included in each of the plurality of power storage modules 110 .
  • Information about the battery characteristics of the power storage unit includes the voltage value of the power storage unit, the value of the current flowing through the power storage unit, the battery capacity of the power storage unit, the temperature of the power storage unit, the deterioration state of the power storage unit, and the SOC (State Of Charge) of the power storage unit. ) are exemplified.
  • the battery characteristics of the power storage unit (sometimes referred to as the battery characteristics of the power storage module 110). or the battery characteristics of a combination of the plurality of unit cells) may include at least one of information about the specifications of the power storage unit and information about the deterioration state of the power storage unit.
  • Information about the specifications of the power storage unit includes the type or model of the power storage unit, the connection state of the power storage unit, the type of charging method that can charge the power storage unit, the type of charging method that cannot charge the power storage unit, and the rated battery.
  • Capacity sometimes called rated capacity
  • rated voltage rated current
  • energy density maximum charge/discharge current
  • charge characteristics charge temperature characteristics
  • discharge characteristics discharge temperature characteristics
  • self-discharge characteristics charge/discharge cycle characteristics
  • equivalent series resistance in the initial state battery capacity in the initial state, SOC [%] in the initial state, storage voltage [V], and the like.
  • Examples of charging methods include a CCCV method, a CC method, a trickle charge method, and the like.
  • connection state of the power storage unit examples include the type of unit cells forming the power storage unit, the number of the unit cells, and the connection format of the unit cells.
  • connection form of the unit cells examples include the number of unit cells connected in series and the number of unit cells connected in parallel.
  • the energy density may be volume energy density [Wh/m 3 ] or weight energy density [Wh/kg].
  • the information on the deterioration state of the power storage unit includes information on the power storage unit at an arbitrary point in time, including (i) battery capacity in a fully charged state, (ii) SOC [%] under predetermined temperature conditions, and (iii) SOH (State Of Health), (iv) Equivalent series resistance (DCR, sometimes referred to as internal resistance), (v) Usage time accumulated from the initial state or predetermined timing, number of times of charging, charging Information on at least one of a quantity, a discharge quantity, a charge/discharge cycle number, a temperature stress factor, an overcurrent stress factor, etc. is exemplified.
  • the information about the battery characteristics of the power storage unit may be information in which information about the deterioration state of the power storage unit and information about the time when the information is acquired are associated with each other.
  • the information about the battery characteristics of the power storage unit may store information about the deterioration state of the power storage unit at a plurality of times.
  • the system control unit 140 may transmit information regarding the battery characteristics of the power storage unit included in the power storage module 110 to an external device.
  • the external device can use the information regarding the battery characteristics of the power storage unit.
  • Examples of external devices include the load device 12 and the charging device 14 .
  • the external device may be an output device that outputs information to the user. Examples of the output device include a display device such as a display, or an audio output device such as a microphone.
  • the system control unit 140 determines the order of electrically connecting each of the plurality of power storage modules 110 to the wiring 106 based on the voltage of each power storage unit of the plurality of power storage modules 110 .
  • the system control unit 140 may determine the order in which each of the plurality of power storage modules 110 is electrically connected to the wiring 106 based on the inter-terminal voltage of each of the plurality of power storage modules 110 .
  • the system control unit 140 causes the power storage unit of the power storage module 110 with the lower voltage among the plurality of power storage modules 110 to It is electrically connected to the wiring 106 .
  • system control unit 140 causes the power storage unit of power storage module 110 having a large voltage to It is electrically connected to the wiring 106 .
  • the system control unit 140 may transmit a signal for connecting the power storage unit to the wiring 106 to each of the plurality of power storage modules 110 according to the order determined as described above. In another embodiment, the system control unit 140 selects the power storage module 110 with the lowest voltage or SOC or the power storage module 110 with the highest voltage or SOC, and controls the power storage module 110 only for the selected power storage module. to the wiring 106 may be transmitted.
  • system control unit 140 anticipates that a switching element provided in at least one of power storage modules 110 will switch from an on state to an off state (sometimes referred to as an off operation). In this case, the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 is reduced before the switching element turns off.
  • the system control unit 140 controls the power storage system 100 pre-decrease the magnitude of the input current or output current of
  • the system control unit 140 receives an advance notice signal from at least one of the plurality of power storage modules 110 or from any one of the plurality of power storage modules 110, the system control unit 140 changes the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100. It may be reduced in advance.
  • the system control unit 140 may control the operation of the charge/discharge control device 120 to reduce the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 .
  • the system control unit 140 reduces the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 to 1/2 or less or less than 1/2 of the rated current of the switching element.
  • the system control unit 140 may reduce the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 to 1/4 or less or less than 1/4 of the rated current of the switching element.
  • the system control unit 140 may set the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 to substantially zero.
  • arc discharge may occur inside the switching element.
  • the voltage across the terminals of the storage module 110 is 100 V or more, arc discharge is likely to occur.
  • the voltage across the terminals of the power storage module 110 becomes a high voltage of 750 V or higher, arc discharge is particularly likely to occur.
  • the magnitude of the energy released by the arc discharge will be 1/4. Therefore, by reducing the magnitude of the current flowing through the switching element before the switching element turns off, damage to the switching element due to arc discharge can be suppressed. Also, when the magnitude of the current flowing through the switching element is sufficiently small, arc discharge itself can be prevented.
  • the above control is particularly effective.
  • the voltage across the terminals of the power storage module 110 is 750 V or higher, when the voltage across the terminals of the power storage module 110 exceeds 750 V, or when the voltage across the terminals of the power storage module 110 is 1000 V or higher, the voltage across the terminals of the power storage module 110
  • the above control is extremely effective. Even when the voltage across the terminals of power storage module 110 is less than 100 V, the above control can be sufficiently effective.
  • SiC can be used as the material of the switching elements.
  • SiC in high-voltage applications as described above, even if SiC is used as the material of the switching element, it is difficult to prevent damage to the switching element. Moreover, the price of the switching element becomes very high.
  • the arc discharge is suppressed, and the energy released by the arc discharge is greatly reduced. This suppresses sophistication of the specifications required for the switching elements. As a result, for example, relatively inexpensive general-purpose products can be employed as the switching elements. Moreover, even if an expensive switching element is employed, damage to the element can be prevented.
  • the system control unit 140 may be implemented by hardware or by software. Alternatively, it may be implemented by a combination of hardware and software. In one embodiment, the system controller 140 may be implemented with analog circuitry, digital circuitry, or a combination of analog and digital circuitry. In another embodiment, the system control unit 140 is a general information processing device including a data processing device having a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, etc., and a program for controlling each unit of the system control unit 140. may be realized by executing
  • a program that is installed in a computer and causes the computer to function as part of the system control unit 140 according to the present embodiment may include modules that define the operation of each unit of the system control unit 140 . These programs or modules work on the CPU or the like to cause the computer to function as each section of the system control section 140 .
  • the program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.
  • the above information processing is exemplified by a control method for an adjustment device that adjusts the magnitude of the current.
  • a control method for an adjustment device that adjusts the magnitude of the current for example, when the power storage device and the adjustment device that adjusts the magnitude of the current flowing through the power storage device receive a first signal for notifying that the power storage device will be electrically disconnected, a third signal output stage for outputting a third signal to the regulating device for reducing the magnitude of the current flowing through the circuit below a second predetermined threshold.
  • the subject of each step of the above information processing may be a computer.
  • the load device 12 may be an example of an external device.
  • the charging device 14 may be an example of an external device.
  • the power storage system 100 may be an example of a power exchange system.
  • the power storage module 110 may be an example of a power storage device.
  • a power storage device may be an example of a power transfer device.
  • a part of the plurality of power storage modules 110 may be an example of a power storage device.
  • Another part of the plurality of power storage modules 110 may be an example of another power exchange device.
  • the positive terminal 112 may be an example of a power terminal of a power storage device.
  • Negative terminal 114 may be an example of a power terminal of a power storage device.
  • Charge/discharge control device 120 may be an example of an adjustment device.
  • the system control section 140 may be an example of a current control device or a third signal output section.
  • the user before the new power storage module 110 is installed in the power storage system 100, the user performs an operation to electrically disconnect the power storage unit of the new power storage module 110 and the wiring 106.
  • An example of the power storage system 100 has been described as an example.
  • the power storage module 110 is not limited to this embodiment.
  • the user operates an input unit (not shown) of the power storage system 100 to input an instruction to start replacing the power storage module 110 .
  • input units include a keyboard, pointing device, touch panel, microphone, voice recognition system, gesture input system, and the like.
  • the power storage system 100 has been described using the power storage module 110 as an example of a power transfer device configured to transfer power.
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the power transfer device may be a power supply device configured to supply power. Examples of power supply devices include primary batteries, fuel cells, and power generators.
  • the system control unit 140 when the system control unit 140 receives the advance notice signal, the system control unit 140 controls the operation of the charge/discharge control device 120 to preliminarily set the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100.
  • An example of the power storage system 100 has been described with the case of decreasing as an example. However, the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the system control unit 140 when the system control unit 140 receives the warning signal, the system control unit 140 controls the operation of the charging device 14 to reduce the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 in advance. you can
  • FIG. 2 schematically shows an example of the system configuration of the power storage module 110.
  • the power storage module 110 includes a power storage unit 210 having a positive terminal 212 and a negative terminal 214 , a switching unit 230 , a module control unit 240 , a protection unit 250 and a balance correction unit 260 .
  • the power storage unit 210 includes power storage cells 222 and power storage cells 224 .
  • the switching element described with reference to FIG. 1 may be an example of the switching section 230 .
  • the power storage unit described with reference to FIG. 1 may be an example of power storage unit 210 .
  • the power storage unit 210 is configured to be chargeable and dischargeable.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 1 ⁇ or less, or may be 100 m ⁇ or less.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 10 m ⁇ or less, 1 m ⁇ or less, 0.8 m ⁇ or less, or 0.5 m ⁇ or less.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 0.1 m ⁇ or more.
  • the impedance of power storage unit 210 may be 0.1 m ⁇ or more and 1 ⁇ or less, may be 0.1 m ⁇ or more and 100 m ⁇ or less, may be 0.1 m ⁇ or more and 10 m ⁇ or less, or may be 0.1 m ⁇ or more and 1 m ⁇ or less. There may be.
  • the voltage of the power storage module 110 newly added to the power storage system 100 and the voltage , and the voltages of the remaining power storage modules 110 do not have to match with high accuracy. Therefore, even when the impedance of power storage unit 210 is small, power storage module 110 can be easily and quickly replaced.
  • the storage cells 222 and 224 are connected in series.
  • the storage cells 222 and 224 may be secondary batteries or capacitors. At least one of the storage cells 222 and 224 may be a lithium ion battery. At least one of the storage cell 222 and the storage cell 224 may further include a plurality of storage cells connected in series, parallel, or in a matrix inside the storage cell.
  • the switching unit 230 is arranged between the positive electrode terminal 112 and the power storage unit 210 . Accordingly, the switching unit 230 is arranged between the wiring 106 and the power storage unit 210 . In this embodiment, the switching unit 230 switches the electrical connection state between the positive electrode terminal 112 and the power storage unit 210 . Switching section 230 may switch the electrical connection state between positive terminal 112 and power storage section 210 based on a signal (sometimes referred to as a switching control signal) generated by module control section 240 .
  • a signal sometimes referred to as a switching control signal
  • switching unit 230 switches between a state in which positive electrode terminal 112 and power storage unit 210 are electrically connected (sometimes referred to as an ON state), and a state in which positive electrode terminal 112 and power storage unit 210 are electrically connected. Toggles between a disconnected state (sometimes referred to as an off state). Thereby, the electrical connection state of the wiring 106 and the power storage unit 210 is also switched.
  • power storage module 110 when power storage module 110 is attached to power storage system 100 , power storage module 110 is attached to power storage system 100 in a state in which power storage unit 210 and wiring 106 are electrically disconnected by switching unit 230 . you can Thereby, damage or deterioration of the power storage module 110 can be suppressed.
  • the switching unit 230 may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • the switching unit 230 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit.
  • the switching unit 230 may have one or more elements.
  • the switching section 230 may have one or more switching elements. Each of the one or more switching elements may be disposed between positive terminal 112 and positive terminal 212 or between negative terminal 114 and negative terminal 214 .
  • switching elements include contactors, relays, thyristors, and transistors.
  • the thyristor may be a bidirectional thyristor (sometimes called a triac).
  • the transistors may be semiconductor transistors.
  • the semiconductor transistor may be a bipolar transistor or a field effect transistor.
  • the field effect transistors may be MOSFETs.
  • the switching elements are preferably contactors, relays, and SiC power semiconductor elements.
  • the module control unit 240 controls the current flowing between the power storage unit 210 of the power storage module 110 and the wiring 106 .
  • the module control section 240 may control the operation of the switching section 230 .
  • the module control unit 240 sets the voltage between the terminals of the switching unit 230 (in this embodiment, the voltage between the positive terminal 112 and the positive terminal 212) to a predetermined condition (connection permission condition). ) is satisfied, the switching unit 230 is controlled so that the switching unit 230 electrically connects the power storage unit 210 and the wiring 106 .
  • the switching unit 230 may electrically connect the power storage unit 210 and the wiring 106 by electrically connecting the power storage unit 210 and the positive electrode terminal 112 .
  • the module control unit 240 causes the switching unit 230 to electrically disconnect the power storage unit 210 and the wiring 106 or the positive electrode terminal 112 .
  • the switching unit 230 may electrically disconnect the power storage unit 210 and the wiring 106 by electrically disconnecting the power storage unit 210 and the positive electrode terminal 112 .
  • the connection permission condition may be (i) a condition that the voltage between the terminals of the switching unit 230 meets a condition for permitting electrical connection between the power storage unit 210 and the wiring 106, and (ii) the switching unit 230 , does not meet the condition for prohibiting electrical connection between power storage unit 210 and wiring 106 .
  • the connection permission condition may be a condition that the absolute value of the inter-terminal voltage of switching unit 230 is within a predetermined numerical range (sometimes referred to as a connection permission range).
  • connection permission range may be 3 V or less, 1 V or less, 0.1 V or less, 10 mV or less, or 1 mV or less. Also, the connection permission range may be 0.5 mV or more, or may be 1 mV or more. The connection permission range may be 0.5 mV or more and 3 V or less. The connection permission range may be 1 mV or more and 3 V or less, 1 mV or more and 1 V or less, 1 mV or more and 0.1 V or less, 1 mV or more and 10 mV or less, or 10 mV or more and 1 V. or less, 10 mV or more and 0.1 V or less, or 0.1 V or more and 1 V or less. Note that the inter-terminal voltage of switching unit 230 may be the voltage between positive terminal 112 and positive terminal 212 or the voltage between wiring 106 and power storage unit 210 .
  • the connection permission range may be set based on the impedance of power storage unit 210 .
  • the connection permission range may be set based on the rated current or allowable current of power storage unit 210 .
  • the connection permission range may be set based on the impedance of power storage unit 210 and the rated current or allowable current of power storage unit 210 .
  • the allowable connection range may be set based on the rated current or allowable current of the element having the smallest rated current or allowable current among the elements constituting power storage module 110 .
  • the connection permission range may be set based on the impedance of power storage module 110 and the rated current or allowable current of the element having the smallest rated current or allowable current among the elements constituting power storage module 110 .
  • the wiring 106 and the newly mounted power storage module are connected until the voltage difference between the newly mounted power storage module and the already mounted power storage module falls within a predetermined range.
  • the state of being electrically disconnected from power storage unit 210 of the power storage module can be maintained.
  • the newly mounted power storage module is charged or discharged.
  • a power storage unit of the power storage module is electrically connected to wiring 106 .
  • the module control unit 240 receives a signal from the system control unit 140 indicating that the voltage across the terminals of the power storage module 110 is lower than the voltage across the terminals of the other power storage modules (referred to as a minimum notification signal). There is.) to receive.
  • Module control unit 240 controls switching unit 230 so that switching unit 230 electrically connects power storage unit 210 and wiring 106 when the above signal is received when power storage system 100 transitions to the charging state. Thereby, the plurality of power storage modules 110 connected in parallel can be efficiently charged.
  • the module control unit 240 receives a signal from the system control unit 140 indicating that the voltage across the terminals of the power storage module 110 is higher than the voltage across the terminals of the other power storage modules (referred to as a maximum notification signal). There is.) to receive.
  • Module control unit 240 controls switching unit 230 so that switching unit 230 electrically connects power storage unit 210 and wiring 106 upon receiving the above signal when power storage system 100 transitions to the discharging state. Thereby, the plurality of power storage modules 110 connected in parallel can be efficiently discharged.
  • the module control section 240 receives from the system control section 140 a signal indicating whether or not the switching section 230 can be turned off (sometimes referred to as a disconnection control signal).
  • the disconnection control signal includes a signal indicating that the OFF operation of the switching unit 230 is prohibited, a signal indicating that the OFF operation of the switching unit 230 is not prohibited, and a signal indicating that the OFF operation of the switching unit 230 is permitted. is exemplified.
  • the module control section 240 outputs the above-described warning signal to the system control section 140 when it is expected that the switching section 230 will be turned off. After outputting the advance notice signal, module control unit 240 determines whether or not the above-described disconnection permission condition is satisfied. When the disconnection permission condition is satisfied, power storage module 110 turns off switching unit 230 .
  • the conditions for permitting disconnection include (i) a condition that a predetermined time has elapsed after module control unit 240 outputs the notice signal, and (ii) after module control unit 240 outputs the notice signal, switching unit 230 (iii) the module control unit 240 outputs an advance notice signal; (iv) the module control unit 240 outputs an advance notice signal and the switching unit 230 is prohibited from turning off. At least one of the conditions that the switching unit 230 is not turned off or that the switching unit 230 is permitted to be turned off is exemplified. Whether or not the switching unit 230 is prohibited from being turned off is determined, for example, based on the disconnection control signal described above.
  • module control section 240 may determine that switching section 230 is prohibited from turning off. .
  • module control unit 240 receives a disconnect control signal indicating that the OFF operation of the switching unit 230 is not prohibited or a disconnect control signal indicating that the OFF operation of the switching unit 230 is permitted, or If the module control unit 240 has not received the disconnection control signal indicating that the switching unit 230 is prohibited from turning off, the module control unit 240 determines that the switching unit 230 is not prohibited from turning off or the switching unit 230 is not prohibited from turning off. It may be determined that the off operation of 230 is permitted.
  • the module control unit 240 receives from the protection unit 250 a signal indicating that the voltage across the terminals of the storage cell 222 or the storage cell 224 is not within a predetermined range. In one embodiment, when the voltage between the terminals of the storage cell 222 or the storage cell 224 exceeds the reference value for overvoltage, the module control unit 240 outputs a signal indicating overvoltage (referred to as an OVP signal) from the protection unit 250. There is.) to receive. In another embodiment, when the voltage between the terminals of the storage cell 222 or the storage cell 224 exceeds the reference value for overdischarge, the module control unit 240 outputs a signal indicating overdischarge from the protection unit 250 (referred to as a UVP signal). may be received.).
  • module control section 240 controls switching section 230 so that switching section 230 electrically disconnects power storage section 210 and wiring 106 . Thereby, deterioration or damage of power storage unit 210 due to overcharge or overdischarge can be suppressed.
  • the module control unit 240 accepts a user's operation and receives an instruction from the user to turn on or off the switching unit 230 . Upon receiving an instruction from the user, module control section 240 controls switching section 230 according to the instruction.
  • the module control unit 240 may acquire information regarding battery characteristics of the power storage unit 210 .
  • Module control unit 240 may output information about battery characteristics of power storage unit 210 to an external device.
  • the external device can use the information about the battery characteristics of power storage unit 210 .
  • Examples of external devices include the load device 12 and the charging device 14 .
  • the external device may be an output device that outputs information to the user.
  • the module control unit 240 may be implemented by hardware or by software. Alternatively, it may be implemented by a combination of hardware and software. In one embodiment, the module controller 240 may be implemented with analog circuitry, digital circuitry, or a combination of analog and digital circuitry. In another embodiment, the module control unit 240 executes a program for controlling the module control unit 240 in a general information processing device including a data processing device having a CPU, ROM, RAM, communication interface, etc. It may be realized by
  • a program that is installed in a computer and causes the computer to function as part of the module control unit 240 may include a module that defines the operation of each unit of the module control unit 240. These programs or modules work on the CPU or the like to cause the computer to function as each section of the module control section 240 .
  • the program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a storage device connected to a network.
  • a computer-readable medium may be a non-transitory computer-readable medium.
  • the above information processing may be a method of controlling a switching device.
  • the switching device switches, for example, the electrical connection state between the power storage device of the power storage device and the power terminal of the power storage device.
  • the above control method includes, for example, a first determination step of determining whether the voltage of the storage device has reached a predetermined first threshold.
  • the first signal is output to notify that the storage device and the power terminal will be electrically disconnected. It has a first signal output stage.
  • a disconnection permission condition which is a condition for permitting electrical disconnection of the storage device and the power terminal, is established. case, a second signal output stage for outputting a second signal to the switching device for electrically disconnecting the storage device and the power terminals.
  • the subject of each step of the above information processing may be a computer.
  • the protection unit 250 protects the power storage unit 210 .
  • the protection unit 250 protects the power storage unit 210 from overcharge and overdischarge.
  • the protection unit 250 detects that the voltage between the terminals of the storage cell 222 or the storage cell 224 is not within the predetermined range, the protection unit 250 transmits a signal to that effect to the module control unit 240 .
  • Protection unit 250 may transmit information about the voltage between terminals of power storage unit 210 (sometimes referred to as voltage information) to system control unit 140 .
  • the protection unit 250 may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • the protection unit 250 may be implemented by analog circuitry, digital circuitry, or a combination of analog and digital circuitry.
  • the balance correction unit 260 equalizes the voltages of the multiple storage cells.
  • the principle of operation of the balance correction section 260 is not particularly limited, and any balance correction device can be used.
  • power storage module 110 may have a plurality of balance correction units 260 .
  • the power storage module 110 includes n ⁇ 1 active balance correction units 260 or n passive balance correction units 260 . of balance correction unit 260 .
  • the balance correction unit 260 may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • the balance correction section 260 may be realized by an analog circuit, a digital circuit, or a combination of an analog circuit and a digital circuit.
  • the balance corrector 260 is an active balance corrector.
  • the active balance correction unit may be a balance correction unit that moves electric charges between two storage cells via an inductor, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-067742. -210109, it may be a balance corrector that moves charges using a capacitor.
  • the balance corrector 260 may be a passive balance corrector.
  • a passive balance correction device for example, uses an external resistor to discharge excess charge.
  • power storage unit 210 has two power storage cells connected in series.
  • power storage unit 210 is not limited to this embodiment.
  • power storage unit 210 may have three or more power storage cells connected in series.
  • the power storage unit 210 may have a plurality of power storage cells connected in parallel, or may have a plurality of cells connected in a matrix.
  • the power storage unit 210 may be an example of a power storage unit or power storage device.
  • the switching unit 230 may be an example of a switching device.
  • the module control unit 240 may be an example of a switching control device.
  • the off operation of switching unit 230 may be an example of electrically disconnecting the power storage unit and the power terminal.
  • the warning signal may be an example of the first signal.
  • the positive terminal 212 of the power storage unit 210 of the power storage module 110 is electrically connected to the wiring 106 of the power storage system 100 via the switching unit 230 and the positive terminal 112 of the power storage module 110 .
  • negative terminal 214 of power storage unit 210 of power storage module 110 is electrically connected to wiring 106 of power storage system 100 via negative terminal 114 of power storage module 110 .
  • the power storage module 110 is not limited to this embodiment.
  • negative terminal 214 of power storage unit 210 is electrically connected to wiring 106 of power storage system 100 via switching unit 230 and negative terminal 114 of power storage module 110 .
  • positive terminal 212 of power storage unit 210 is electrically connected to wiring 106 of power storage system 100 via positive terminal 112 of power storage module 110 .
  • the protection section 250 may output at least one of the OVP signal and the UVP signal to the switching section 230 .
  • the protection section 250 may output at least one of the OVP signal and the UVP signal to the system control section 140 .
  • the power storage system 100 is not limited to this embodiment.
  • the power storage module 110 constituting the power storage system 100 or the module control unit 240 of the power storage module 110 newly installed in the power storage system 100 has a part of the function of the system control unit 140. good.
  • module control unit 240 of power storage module 110 newly mounted in power storage system 100 performs an operation for electrically connecting power storage unit 210 of power storage module 110 and wiring 106 of power storage system 100 .
  • the system controller 140 may have some of the functionality of the module controller 240 described in relation to this embodiment.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the system configuration of the module control section 240.
  • the module control section 240 includes a connection determining section 310 , a receiving section 320 and a signal generating section 330 .
  • the module control section 240 may include a module information acquisition section 340 , a module information storage section 350 and a module information transmission section 360 .
  • connection determination unit 310 determines whether or not the voltage between the terminals of the switching unit 230 is within the connection permission range.
  • Connection determination section 310 transmits a signal indicating the determination result to signal generation section 330 .
  • the connection determination unit 310 may be any comparator or comparison circuit.
  • the connection determination unit 310 may be a window comparator.
  • state-of-charge determination unit 312 determines whether or not the voltage of power storage unit 210 has reached a predetermined value (sometimes referred to as a first threshold).
  • the first threshold value is (i) a value obtained by subtracting a predetermined value from the full charge voltage of power storage unit 210, or (ii) a value obtained by adding a predetermined value to the end-of-discharge voltage of power storage unit 210. you can
  • the first threshold is a value obtained by subtracting a predetermined value from the fully charged voltage of power storage unit 210
  • the current value of the voltage of power storage unit 210 is equal to the first threshold from a value smaller than the first threshold. or when the current value of the voltage of power storage unit 210 changes from a value smaller than the first threshold to a value larger than the first threshold, state-of-charge determination unit 312 determines that the voltage of power storage unit 210 reaches the first threshold.
  • state-of-charge determination unit 312 determines whether the voltage of power storage unit 210 reaches the first threshold. Determine that it has arrived.
  • the power storage unit 210 has a plurality of power storage cells connected in series.
  • the state-of-charge determination unit 312 may determine that the voltage of the power storage unit 210 has reached the first threshold when the voltage of at least one of the plurality of power storage cells has reached the first threshold.
  • the first threshold value is (i) a value obtained by subtracting a predetermined value from the full charge voltage of the storage cell, or (ii) a predetermined discharge end voltage of the storage cell. It may be a value that adds a value.
  • Whether or not the voltage of the storage cell included in power storage unit 210 has reached the first threshold is determined by the same procedure as the above-described procedure for determining whether or not the voltage of power storage unit 210 has reached the first threshold. good.
  • the state-of-charge determination unit 312 transmits a signal indicating the determination result to the signal generation unit 330 .
  • State of charge determination unit 312 may be any comparator or comparison circuit.
  • the state-of-charge determination unit 312 may be a window comparator.
  • the state-of-charge determination unit 312 may have a plurality of window comparators. For example, the charge state determination unit 312 has a window comparator for determining full charge, and the charge state determination unit 312 has a window comparator for determining discharge termination.
  • the disconnection determination unit 314 determines whether or not the above-described disconnection permission condition is satisfied. State-of-charge determination section 312 transmits a signal indicating the determination result to signal generation section 330 .
  • the disconnection determination unit 314 acquires information indicating the determination result from the charge state determination unit 312 .
  • the disconnection determination unit 314 may determine whether or not the advance notice signal is output based on the determination result of the charge state determination unit 312 .
  • the disconnect determination unit 314 may acquire information indicating that the notice signal has been output or information indicating the time at which the notice signal was output from the signal generation unit 330 .
  • the disconnection determination unit 314 may acquire information indicating the current value of the current flowing through the power storage unit 210 and the switching unit 230 from the protection unit 250 .
  • the disconnect determination unit 314 may acquire a disconnect control signal from the system control unit 140 .
  • the disconnect determination unit 314 determines, for example, based on at least one of these pieces of information, whether or not the above-described disconnect permission condition is satisfied.
  • the receiving section 320 receives at least one of a signal from the system control section 140, a signal from the protection section 250, and an instruction from the user.
  • the receiving section 320 outputs a signal corresponding to the received information to at least one of the disconnection determining section 314 and the signal generating section 330 .
  • the signal generation unit 330 acquires various information from at least one of the connection determination unit 310, the reception unit 320, the charging state determination unit 312, and the disconnection determination unit 314. In one embodiment, the signal generator 330 generates a switching control signal for controlling the switching unit 230 based on these pieces of information. Signal generating section 330 outputs the generated switching control signal to switching section 230 . In another embodiment, signal generator 330 generates the warning signal based on these pieces of information. Signal generator 330 outputs the generated warning signal to system controller 140 .
  • connection determining unit 310 determines that the voltage between the terminals of the switching unit 230 is within the connection permission range
  • the signal generating unit 330 turns on the switching element of the switching unit 230. Generate a signal.
  • the signal generating unit 330 turns off the switching element of the switching unit 230. Generate a signal.
  • Signal generation section 330 generates or generates a signal after a predetermined time has elapsed since connection determination section 310 determined whether the voltage between terminals of switching section 230 is within the connection permitted range. may be sent. As a result, malfunction due to noise or the like can be prevented. In addition, it is possible to prevent electrical connection between the power storage unit 210 and the wiring 106 immediately after the power storage module 110 is attached to the power storage system 100 .
  • the signal generation section 330 generates a signal for controlling the switching element of the switching section 230 based on the signal received by the reception section 320 .
  • the signal generating unit 330 turns on the switching element of the switching unit 230. generate a signal for
  • the signal generating unit 330 when the receiving unit 320 receives a signal for turning off the switching element of the switching unit 230 from the protecting unit 250, the signal generating unit 330 turns off the switching element of the switching unit 230. generate a signal for In yet another embodiment, when the receiving unit 320 receives a user's instruction, the signal generating unit 330 generates a signal for operating the switching element of the switching unit 230 according to the user's instruction.
  • the signal generation section 330 generates an advance notice signal based on the determination result of the state of charge determination section 312 . For example, when it is determined that the voltage of power storage unit 210 has reached the first threshold, signal generation unit 330 generates a warning signal. Signal generator 330 may output the generated warning signal to system controller 140 .
  • the signal generation section 330 generates a switching control signal for turning off the switching section 230 based on the determination result of the disconnection determination section 314 .
  • the signal generator 330 generates a switching control signal for turning off the switching unit 230 when the disconnection permission condition is satisfied after the signal generator 330 outputs the advance notice signal.
  • the signal generating section 330 may output the generated switching control signal to the switching section 230 .
  • the module information acquisition unit 340 acquires information regarding battery characteristics of the power storage unit 210 .
  • Module information acquisition unit 340 may acquire information about the battery characteristics of power storage unit 210 by measuring the battery characteristics of power storage unit 210 .
  • Module information acquisition unit 340 may acquire information about the battery characteristics of power storage unit 210 input by the manufacturer, seller, or the like at the time of shipment, inspection, or sale.
  • the module information acquisition section 340 may store information about the battery characteristics of the power storage section 210 in the module information storage section 350 .
  • a specific configuration of the module information acquisition unit 340 is not particularly limited, but the module information acquisition unit 340 may be a controller that controls reading and writing of data in the module information storage unit 350 .
  • the module information storage unit 350 stores information regarding the battery characteristics of the power storage unit 210 acquired by the module information acquisition unit 340 .
  • the module information transmission unit 360 transmits information regarding the battery characteristics of the power storage unit 210 acquired by the module information acquisition unit 340 to the system control unit 140 .
  • Module information transmission section 360 may transmit the information regarding the battery characteristics of power storage section 210 acquired by module information acquisition section 340 to an external device.
  • Module information transmission unit 360 may transmit information regarding the battery characteristics of power storage unit 210 in response to a request from an external device, and transmits the information regarding the battery characteristics of power storage unit 210 at a predetermined timing.
  • the module information transmission unit 360 may refer to the module information storage unit 350 and transmit information regarding the battery characteristics of the power storage unit 210 to the system control unit 140 or an external device.
  • the state-of-charge determination unit 312 may be an example of a first determination unit.
  • the signal generator 330 may be an example of a first signal output unit or a second signal output unit.
  • the switching control signal for turning off the switching section 230 may be an example of the second signal.
  • the system control section 140 includes a state management section 410 , a module selection section 420 , an output fluctuation determination section 422 and a signal generation section 430 .
  • the state management unit 410 manages the state of the power storage system 100 .
  • the state management unit 410 may manage the state of each of the plurality of power storage modules 110 .
  • the state management unit 410 may monitor the state of each of the plurality of power storage modules 110 .
  • the state management unit 410 may monitor each of the plurality of power storage modules 110 and acquire information regarding the battery characteristics of each of the plurality of power storage modules 110 .
  • the state management unit 410 may transmit information obtained by monitoring each of the plurality of power storage modules 110 to an external device.
  • the state management unit 410 may measure the battery characteristics of each power storage module while operating the power storage system 100 . When the battery characteristics of the power storage module do not satisfy a predetermined condition, state management unit 410 outputs information indicating that the performance of the power storage module is insufficient to an output device that outputs information to the user. good. State management unit 410 may output identification information of the storage module and information indicating that the performance of the storage module is insufficient.
  • the user can easily identify the power storage module whose performance is insufficient and replace the power storage module.
  • at least part of the inspection of the reused power storage modules can be omitted.
  • the module selection unit 420 selects the power storage module 110 having the smallest inter-terminal voltage among the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100 when the power storage system 100 transitions to the charging state. Module selection unit 420 transmits a signal indicating the selected power storage module 110 to signal generation unit 430 .
  • the module selection unit 420 selects the power storage module 110 having the highest inter-terminal voltage among the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100 when the power storage system 100 transitions to the discharging state. .
  • Module selection unit 420 transmits a signal indicating the selected power storage module 110 to signal generation unit 430 .
  • the output variation determination unit 422 determines whether or not the output of the power storage system 100 can be varied.
  • Signal generating section 430 may execute the determination process described above when receiving the warning signal, or may execute the determination process described above regardless of the warning signal.
  • the output fluctuation determination unit 422 determines whether or not the output of the power storage system 100 may be varied based on the state of other devices arranged outside the power storage system 100, for example.
  • the output fluctuation determination section 422 may output information indicating the determination result to 430 .
  • the signal generation unit 430 generates a signal for turning on the switching unit 230 of the storage module 110 selected by the module selection unit 420 .
  • Signal generator 430 transmits the generated signal to module controller 240 .
  • the signal generation unit 430 may generate a signal for turning off the switching unit 230 of the storage module 110 selected by the module selection unit 420 .
  • the signal generation unit 430 when the signal generation unit 330 outputs the warning signal, the signal generation unit 430 changes the magnitude of the current flowing through the power storage module 110 or the switching unit 230 of the power storage module 110 to the module control unit 240 in FIG. generates a signal (sometimes referred to as an input/output control signal) to reduce the second threshold described in connection with .
  • the signal generator 430 generates an input/output control signal when receiving an advance notice signal.
  • Signal generator 430 may output the generated input/output control signal to charge/discharge control device 120 .
  • the second threshold may be 1/2 or less or less than 1/2 of the rated current of the switching section 230, or may be 1/4 or less or less than 1/4 of the rated current of the switching section 230.
  • the second threshold may be zero or substantially zero.
  • the signal generator 430 generates the above-described disconnection control signal.
  • the signal generation section 430 generates a disconnection control signal based on the determination result of the output fluctuation determination section 422, for example.
  • the signal generator 430 may output the generated disconnection control signal to the module controller 240 .
  • the signal generation unit 430 when it is determined that the fluctuation or decrease in the output of the power storage system 100 is permitted, the signal generation unit 430 generates a disconnection control signal indicating that the switching unit 230 is not prohibited from turning off, or a switching A disconnect control signal is generated that indicates that the off operation of the unit 230 is permitted.
  • the signal generation unit 430 When it is determined that the fluctuation or decrease in the output of the power storage system 100 is not permitted, the signal generation unit 430 generates a disconnection control signal indicating that the switching unit 230 is prohibited from turning off.
  • the input/output control signal may be an example of the third signal.
  • the signal generator 430 may be an example of a third signal output unit.
  • FIG. 5 schematically shows an example of the circuit configuration of the power storage module 110. As shown in FIG. For the purpose of simplifying the description, FIG. Also, for the purpose of simplification of explanation, descriptions of the state-of-charge determination unit 312 and the disconnection determination unit 314 as well as the OVP signal and the UVP signal are omitted in FIG.
  • the switching unit 230 includes a transistor 510, a resistor 512, a resistor 514, a diode 516, a transistor 520, a resistor 522, a resistor 524, and a diode 526.
  • the transistors 510 and 520 may be examples of switching elements. In this embodiment, the case where the transistor 510 and the transistor 520 are used as the switching elements of the switching section 230 will be described. However, the switching element of the switching unit 230 is not limited to this embodiment. In another embodiment, a single switching element may be used as the switching element of the switching section 230 .
  • the module control section 240 includes a connection determination section 310, a signal generation section 330, and switches 592 and 594.
  • the connection determination section 310 includes a transistor 530 , a resistor 532 , a transistor 540 , a resistor 542 , a resistor 552 , and a resistor 554 .
  • Signal generator 330 includes transistor 560 , capacitor 570 , resistor 572 , and transistor 580 .
  • Switch 592 and switch 594 may be an example of receiver 320 .
  • the transistor 510 is a MOSFET, and even when the transistor 510 is off, a parasitic diode (not shown) is equivalently formed between the source and drain of the transistor 510. Thus, a current can flow from the positive terminal 212 toward the positive terminal 112 .
  • the transistor 520 is a MOSFET, and even when the transistor 520 is off, a parasitic diode (not shown) equivalently formed between the source and drain of the transistor 520 causes a current from the positive terminal 112 to Current may flow towards the positive terminal 212 .
  • the transistors 510 and 520 are set to off by default.
  • the transistor 580 turns on during charging of the power storage system 100 , current flows from the positive terminal 112 to the negative terminal 114 via the resistors 512 , 514 and the transistor 580 .
  • a voltage is applied to the gate of transistor 510, and transistor 510 is turned on.
  • a current can flow from the positive terminal 112 to the positive terminal 212 via a parasitic diode that is equivalently formed between the source and drain of the transistor 520 .
  • the voltage applied to the gate of the transistor 510 or the transistor 520 as the transistor 580 turns on may be an example of a signal for turning on the switching element of the switching section 230 .
  • the voltage applied to the gate of the transistor 510 or the transistor 520 as the transistor 580 turns off may be an example of a signal for turning off the switching element of the switching section 230 .
  • the values of the resistors 512 and 514 are set so that the transistor 510 can be reliably turned on/off while saving power. Also, the values of the resistors 522 and 524 are set so that the transistor 520 can be reliably turned on/off while saving power.
  • a diode 516 is arranged between the resistor 514 and the resistor 524 in this embodiment.
  • Diode 516 allows current to pass from resistor 514 to resistor 524 but does not allow current to pass from resistor 524 to resistor 514 .
  • the switching unit 230 electrically disconnects the positive electrode terminal 112 and the positive electrode terminal 212, the positive electrode is connected through the route of the resistor 522, the resistor 524, the resistor 514, and the resistor 512. Current leakage from the terminal 212 to the positive electrode terminal 112 can be prevented.
  • a diode 526 is arranged between the resistor 514 and the resistor 524 in this embodiment.
  • Diode 526 allows current to pass from resistor 524 to resistor 514 but does not allow current to pass from resistor 514 to resistor 524 .
  • the switching unit 230 electrically disconnects the positive electrode terminal 112 and the positive electrode terminal 212, the positive electrode is connected through the route of the resistor 512, the resistor 514, the resistor 524, and the resistor 522. Current leakage from the terminal 112 to the positive electrode terminal 212 can be prevented.
  • the transistors 530 and 540 of the connection determination unit 310 are set to OFF by default. Also, the transistor 560 and the transistor 580 of the signal generating section 330 are set to be off by default.
  • the value of the resistor 532 turns on the transistor 530 when the voltage between the terminals of the switching unit 230 is smaller than a predetermined first value in which the positive electrode terminal 112 side is positive. is set to The value of the resistor 532 is preferably set so that the leakage current is minimized when the switching section 230 is off. Also, the value of resistor 542 is set such that transistor 540 is turned on when the voltage across terminals of switching unit 230 is greater than a predetermined second value. The value of resistor 542 is preferably set so that the leakage current is minimized when switching unit 230 is off. Note that, according to the present embodiment, the inter-terminal voltage of the switching unit 230 is equal to the voltage difference between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 .
  • transistor 530 When the voltage across the terminals of switching unit 230 is smaller than a predetermined first value, transistor 530 is turned on, and power storage unit 210 is supplied to transistor 560 via positive terminal 212 , transistor 530 and resistor 552 . A voltage is applied to the base to turn on the transistor 560 . Although the voltage from the positive terminal 112 is applied to the base of the transistor 580, the ON operation of the transistor 580 is prevented while the transistor 560 is ON. As a result, transistor 580 is turned off.
  • the transistor 540 is turned on, and the positive electrode terminal 112 is connected to the base of the transistor 560 via the transistor 540 and the resistor 554 .
  • a voltage is applied and transistor 560 is turned on.
  • transistor 580 is turned off.
  • the value of the resistor 552 is set so that the power consumption can be reduced within the range that the transistor 560 can be turned on when the transistor 530 is on.
  • the value of resistor 554 is set to reduce power consumption to the extent that transistor 560 can be turned on when transistor 540 is on.
  • the capacitance of the capacitor 570 is set so that the transistor 560 turns on before the voltage from the positive terminal 112 is applied to the base of the transistor 580 and the transistor 580 turns on.
  • the signal generation unit 330 generates the signal after a predetermined time has elapsed since the connection determination unit 310 determined whether or not the voltage between the terminals of the switching element is within a predetermined range. can be generated.
  • the transistors 530 and 540 remain off, and the transistor 560 also remains off. is. Therefore, a voltage is applied from the positive electrode terminal 112 to the base of the transistor 580 via the resistor 572, and the transistor 580 is turned on.
  • the switches 592 and 594 may be manual switches or switching elements such as relays, thyristors, and transistors.
  • a signal 52 indicating to turn on the switching unit 230 may be input to the switch 592 .
  • a signal 54 indicating to turn off the switching unit 230 may be input to the switch 594 .
  • the switching section 230 can be turned on regardless of whether the transistor 580 is on or off.
  • switch 594 is turned on, transistor 580 can be turned off regardless of whether transistor 560 is on or off. As a result, the switching unit 230 can be turned off.
  • FIG. 6 schematically shows an example of the circuit configuration of the module control section 240.
  • the module control section 240 includes a window comparator 642 and an AND circuit 644 .
  • the non-inverting input terminal of the window comparator 642 receives, for example, the voltage of the positive terminal 112
  • the inverting input terminal of the window comparator 642 receives, for example, the voltage of the positive terminal 212 . Accordingly, when the difference between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 is within the connection permission range, the window comparator 642 outputs logic "H". On the other hand, when the difference between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 is not within the connection allowable range, the window comparator 642 outputs logic "L".
  • the AND circuit 644 Output a logic "H". If the difference between the positive terminal 112 and the positive terminal 212 is not within the connection permission range, or if the module control unit 240 receives at least one of the OVP signal and the UVP signal, the AND circuit 644 outputs a logic "L".
  • FIG. 7 schematically shows an example of the circuit configuration of the discharge prevention circuit 720.
  • the discharge prevention circuit 720 is arranged in parallel with the switching section 230 .
  • the discharge prevention circuit 720 is an element or circuit for preventing arc discharge from occurring in the switching unit 230, and its circuit configuration is not particularly limited.
  • discharge prevention circuit 720 is an RC snubber circuit and includes resistor 722 and capacitor 724 .
  • the snubber circuit can absorb the transient high voltage that occurs with the shielding of the switch. This suppresses arc discharge in the switching portion 230 .
  • the snubber circuit is not limited to the RC snubber circuit shown in FIG. 7, and any known snubber circuit can be used.
  • a switching element may be arranged between the resistor 722 and the terminal of the switching section 230 on the positive terminal 112 side.
  • a switching element may be arranged between the capacitor 724 and the terminal of the switching section 230 on the positive terminal 212 side. These switching elements may turn on when the warning signal is output. These switching elements may turn off when the warning signal is canceled or when the disconnection permission condition is satisfied.
  • FIG. 8 schematically shows an example of the operation of the power storage system 100.
  • FIG. 9 and 10 schematically show an example of the operation and information processing of the power storage module 110.
  • FIG. 11 schematically shows another example of the operation and information processing of power storage module 110 .
  • FIG. 9 and 11 Details of each step described in relation to FIG. 8 are described in relation to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 and 11 the operation and information processing of the power storage module 110 may be described using the reference numerals for each step in the embodiment described with reference to FIG.
  • the power storage system 100 is removed from the power storage system 100 when the power storage module 110 (sometimes referred to as a target module) has reached the full charge time or the discharge end time.
  • the power storage module 110 sometimes referred to as a target module
  • An example of the operation of 100 is described. More specifically, an example of processing for electrically disconnecting power storage unit 210 of the target module from wiring 106 of power storage system 100 in preparation for removal of the target module will be described.
  • step 810 the step may be abbreviated as S
  • the power storage system 100 selects any one power storage module 110 among the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100. It detects that the module 110 (that is, the target module) is approaching the full charge time or the discharge end time. When it is detected that the power storage module 110 is approaching the full charge time or the discharge end time, the power storage system 100 outputs an advance notice signal in S812.
  • the power storage system 100 stops the input/output of the charge/discharge control device 120 or reduces the input/output current of the charge/discharge control device 120 in S814. As a result, the magnitude of the current flowing through the target module is also reduced. When the magnitude of the current flowing through the target module becomes sufficiently small, the power storage system 100 electrically disconnects the power storage unit 210 of the target module from the power storage system 100 in S816.
  • the power storage system 100 restarts the input/output of the charge/discharge control device 120, or restores the input/output current of the charge/discharge control device 120. Thereby, when the power storage system 100 disconnects the target module from the power storage system 100, the occurrence of arc discharge in the switching unit 230 of the target module is suppressed.
  • the module control unit 240 of each of the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100 monitors the voltage of the power storage unit 210 of each power storage module.
  • Module control section 240 may monitor the voltage of each of the plurality of power storage cells included in power storage section 210 .
  • the module control unit 240 of the target module determines that the absolute value of the difference between the current value of the voltage of the power storage unit 210 of the target module and the full charge voltage or the discharge end voltage is equal to or less than a predetermined value. detect that When the absolute value of the difference is less than or equal to a predetermined value, it is determined that the voltage of power storage unit 210 has reached the first threshold.
  • the module control unit 240 sets the absolute value of the difference between the current value of the voltage of at least one of the plurality of storage cells of the storage unit 210 and the full charge voltage or the discharge end voltage to a predetermined value. Detect when: When the absolute value of the difference is less than or equal to a predetermined value, it is determined that the voltage of power storage unit 210 has reached the first threshold.
  • the module control unit 240 of the target module When it is determined that the voltage of the power storage unit 210 has reached the first threshold, the module control unit 240 of the target module outputs an advance notice signal to the system control unit 140 in S812.
  • system control unit 140 receives the notice signal, in S814 system control unit 140 stops the input/output of charge/discharge control device 120, or inputs/outputs for reducing the input/output current of charge/discharge control device 120.
  • Generating a control signal (sometimes referred to as a drop signal).
  • System control unit 140 outputs the generated input/output control signal to charge/discharge control device 120 .
  • the magnitude of the input current or the output current of the power storage system 100 is reduced.
  • the magnitude of the current flowing through the target module or the switching unit 230 of the target module becomes smaller than the second threshold.
  • the disconnection permission condition is satisfied when a predetermined time elapses.
  • the module control unit 240 of the target module generates a switching control signal for turning off the switching unit 230 of the target module.
  • Module control section 240 outputs the generated switching control signal to switching section 230 .
  • the power storage unit 210 of the target module is electrically disconnected from the power storage system 100 .
  • the user of the power storage system 100 can remove from the power storage system 100 the target module whose full charge time or discharge end time has arrived.
  • the system control unit 140 restarts the input/output of the charge/discharge control device 120, or reduces the input/output current of the charge/discharge control device 120. generates an input/output control signal (sometimes referred to as a return signal) for restoring the System control unit 140 outputs the generated input/output control signal to charge/discharge control device 120 .
  • an input/output control signal sometimes referred to as a return signal
  • FIG. 10 schematically shows an example of the operation of the power storage system 100.
  • one of the plurality of power storage modules 110 included in the power storage system 100 (sometimes referred to as a target module) is fully charged.
  • An example of the charging operation of the power storage system 100 during the period from the time t0 to the time t5 will be described by taking the case of charging the power storage system 100 as an example.
  • the charging operation of the power storage system 100 will be described, taking as an example the case where the charging method of the power storage system 100 is the constant current method.
  • the charging method of the power storage system 100 is not limited to the constant current method. In other embodiments, any charging scheme may be employed.
  • the switching units 230 of all power storage modules 110 are in the ON state, and the upper limit of the connection permission range of the target module is smaller than the upper limit of the connection permission range of the other power storage modules 110.
  • the switching units 230 of all power storage modules 110 are in the ON state, and the upper limit of the connection permission range of the target module is smaller than the upper limit of the connection permission range of the other power storage modules 110.
  • graph 1020 shows (i) variation in voltage VB between terminals of power storage unit 210 of the target module, and (ii) wiring electrically connecting positive terminal 112 of the target module and charge/discharge control device 120.
  • 106 voltage (or potential) VL variation shows the change in the state (on state or off state) of the warning signal PF output by the target module.
  • a graph 1040 shows fluctuations in the magnitude IL of the input current or the output current of the power storage system 100 .
  • a graph 1050 shows changes in the state (on state or off state) of the switching unit 230 of the target module.
  • VB and VL reach the first threshold VBP at time t1.
  • the notice signal PF is output (turned on) at time t1 as shown in graph 1030 .
  • the input power of charge/discharge control device 120 becomes 0 at time t2, as shown in graph 1040 .
  • switching unit 230 of the target module turns off at time t3. At this time, since the magnitude of the current flowing through the switching portion 230 is 0, the occurrence of arc discharge in the switching portion 230 is prevented.
  • processing for restarting charging of the power storage system 100 is executed. Specifically, as shown in graph 1040, at time t4, the operation of charge/discharge control device 120 is resumed, and the magnitude of the input current of charge/discharge control device 120 returns to ILO.
  • the warning signal PF is canceled (turned off) at time t5.
  • the timing at which the warning signal PF is canceled is not particularly limited. The timing at which the warning signal PF is canceled may be determined arbitrarily.
  • FIG. 11 schematically shows an example of information processing in the power storage system 100.
  • steps similar to those described with reference to FIG. 9 are given the same reference numerals as those given to each step in FIG.
  • module control unit 240 outputs a warning signal in S812
  • module control unit 240 outputs a disconnection permission signal from system control unit 140 in S1116.
  • the system control unit 140 in S1112 determines whether the input/output current will stop or decrease. and (c) if it is determined in S1112 that stopping or decreasing the input/output current is prohibited, the system control unit 140 causes the module control unit 240 to disconnect in S1114. and (d) if it is determined in S1112 that stopping or decreasing the input/output current is not prohibited, the system control unit 140 outputs a disconnection permission signal to the module control unit 240 in S1118. It differs from the embodiment described with reference to FIG. For other features, the embodiment described in relation to FIG. 11 may have similar configurations to the embodiment described in relation to FIG.
  • FIG. 12 schematically shows an example of the system configuration of a large-scale power system 1200.
  • the large-scale power system 1200 includes a positive terminal 1202 , a negative terminal 1204 , a plurality of power storage systems 100 , power cables 1212 , power cables 1214 , and communication cables 1216 .
  • the large-scale power system 1200 transmits and receives power to and from an external device (for example, the load device 12 or the charging device 14) via a positive terminal 1202 and a negative terminal 1204.
  • an external device for example, the load device 12 or the charging device 14
  • the power cable 1212 electrically connects the connection terminal 102 of each of the plurality of power storage systems 100 and the positive terminal 1202 of the large-scale power system 1200 .
  • the power cable 1214 electrically connects the connection terminal 104 of each of the plurality of power storage systems 100 and the negative terminal 1204 of the large-scale power system 1200 .
  • the communication cable 1216 transmits information between the system controllers 140 of the plurality of power storage systems 100 .
  • the input electric power of the power storage system 100 Or the magnitude of the output power is reduced.
  • output fluctuations of large-scale power system 1200 may be limited. For example, it is required to suppress the magnitude of output fluctuations of the large-scale power system 1200 within a predetermined numerical range.
  • the system control unit 140 of any one of the plurality of power storage systems 100 controls the output current of the charge/discharge control device 120 of the target system.
  • the signal generation unit 430 of the target system When it is determined that the magnitude may be made smaller than the second threshold, the signal generation unit 430 of the target system generates a signal for increasing the magnitude of the output current of the other power storage system 100 (the fourth signal and ) is output to system control unit 140 or charge/discharge control device 120 of other power storage system 100 .
  • System control unit 140 of power storage system 100 that has received the fourth signal controls charge/discharge control device 120 to increase the magnitude of the output current.
  • the amount of decrease in output power or output current in the target system may substantially match the total value of increases in output power or output current in other power storage systems 100 . This suppresses output fluctuations of the large-scale power system 1200 .
  • the signal generation section 430 of the system control section 140 may be an example of a fourth signal output section.
  • Large power system 1200 may be an example of a power system.
  • FIG. 13 schematically illustrates an example of operation of a large scale power system 1200.
  • FIG. Graph 1320 shows current variation 1322 in the output current of power storage system 100 that decreases the output current.
  • a graph 1330 shows current fluctuation 1332 of the output current of another power storage system 100 .
  • a graph 1340 shows the current variation 1342 of the output current of the large power system 1200 .
  • output fluctuations of the large-scale power system 1200 are suppressed.
  • FIG. 14 illustrates an example computer 3000 in which aspects of the present invention may be embodied in whole or in part.
  • At least part of the power storage system 100 may be implemented by the computer 3000 .
  • part of power storage module 110 is realized by computer 3000 .
  • part of the module controller 240 is implemented by the computer 3000 .
  • at least part of the system controller 140 is implemented by the computer 3000 .
  • Programs installed on the computer 3000 cause the computer 3000 to function as one or more "parts" of operations or one or more "parts” of an apparatus according to embodiments of the invention, or to and/or cause computer 3000 to perform a process or steps of a process according to embodiments of the present invention.
  • Such programs may be executed by CPU 3012 to cause computer 3000 to perform certain operations associated with some or all of the blocks in the flowcharts and block diagrams described herein.
  • a computer 3000 includes a CPU 3012, a RAM 3014, a GPU 3016, and a display device 3018, which are interconnected by a host controller 3010.
  • Computer 3000 also includes input/output units such as communication interface 3022 , hard disk drive 3024 , DVD-ROM drive 3026 and IC card drive, which are connected to host controller 3010 via input/output controller 3020 .
  • the computer also includes legacy input/output units such as ROM 3030 and keyboard 3042 , which are connected to input/output controller 3020 via input/output chip 3040 .
  • the CPU 3012 operates according to programs stored in the ROM 3030 and RAM 3014, thereby controlling each unit.
  • the GPU 3016 retrieves image data generated by the CPU 3012 into itself, such as a frame buffer provided in RAM 3014 , and causes the image data to be displayed on the display device 3018 .
  • a communication interface 3022 communicates with other electronic devices via a network.
  • Hard disk drive 3024 stores programs and data used by CPU 3012 within computer 3000 .
  • DVD-ROM drive 3026 reads programs or data from DVD-ROM 3001 and provides programs or data to hard disk drive 3024 via RAM 3014 .
  • the IC card drive reads programs and data from IC cards and/or writes programs and data to IC cards.
  • ROM 3030 stores therein programs such as a boot program executed by computer 3000 upon activation and/or programs dependent on the hardware of computer 3000 .
  • Input/output chip 3040 may also connect various input/output units to input/output controller 3020 via parallel ports, serial ports, keyboard ports, mouse ports, and the like.
  • a program is provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM 3001 or an IC card.
  • the program is read from a computer-readable storage medium, installed in hard disk drive 3024 , RAM 3014 , or ROM 3030 , which are also examples of computer-readable storage medium, and executed by CPU 3012 .
  • the information processing described within these programs is read by computer 3000 to provide coordination between the programs and the various types of hardware resources described above.
  • An apparatus or method may be configured by implementing information operations or processing according to the use of computer 3000 .
  • the CPU 3012 executes a communication program loaded into the RAM 3014 and sends communication processing to the communication interface 3022 based on the processing described in the communication program. you can command.
  • the communication interface 3022 reads the transmission data stored in the transmission buffer area provided in the recording medium such as the RAM 3014, the hard disk drive 3024, the DVD-ROM 3001, or the IC card. Data is transmitted to the network, or received data received from the network is written in a receive buffer area or the like provided on the recording medium.
  • the CPU 3012 causes the RAM 3014 to read all or necessary portions of files or databases stored in external recording media such as a hard disk drive 3024, a DVD-ROM drive 3026 (DVD-ROM 3001), an IC card, etc. Various types of processing may be performed on the data in RAM 3014 . CPU 3012 may then write back the processed data to an external recording medium.
  • external recording media such as a hard disk drive 3024, a DVD-ROM drive 3026 (DVD-ROM 3001), an IC card, etc.
  • Various types of processing may be performed on the data in RAM 3014 .
  • CPU 3012 may then write back the processed data to an external recording medium.
  • CPU 3012 performs various types of operations on data read from RAM 3014, information processing, conditional decisions, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval as specified throughout this disclosure and by instruction sequences of programs. Various types of processing may be performed, including /replace, etc., and the results written back to RAM 3014 . Also, the CPU 3012 may search for information in a file in a recording medium, a database, or the like.
  • the CPU 3012 selects the first attribute from among the plurality of entries. search for an entry that matches the specified condition of the attribute value of the attribute, read the attribute value of the second attribute stored in the entry, and thereby determine the first attribute that satisfies the predetermined condition An attribute value of the associated second attribute may be obtained.
  • the programs or software modules described above may be stored in a computer-readable storage medium on or near the computer 3000 .
  • a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet can be used as a computer-readable storage medium, whereby the above program can be transferred via a network. provided to the computer 3000;

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Abstract

蓄電装置の蓄電部と、蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える切替装置の動作を制御する切替制御装置が、蓄電部の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定部と、蓄電部の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合に、蓄電部及び電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力部と、第1信号出力部が第1信号を出力した後、蓄電部及び電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立している場合に、蓄電部及び電力端子を電気的に切断するための第2信号を、切替装置に出力する第2信号出力部とを備える。

Description

切替制御装置、電流制御装置、蓄電装置、電力授受システム、電力システム
 本発明は、切替制御装置、電流制御装置、蓄電装置、電力授受システム、電力システムに関する。
 複数の蓄電モジュールを備えた蓄電システムにおいて、当該蓄電モジュールが並列に接続される場合がある(例えば、特許文献1を参照)。特許文献2には、蓄電モジュールを活性挿抜することのできる蓄電システムが開示されている。
 [先行技術文献]
 [特許文献]
 [特許文献1]特開平11-98708号公報
 [特許文献2]国際公開第2017/086349号
解決しようとする課題
 近年、蓄電システムの大規模化に伴い、蓄電モジュールの高電圧化が進んでいる。蓄電モジュールの蓄電電圧が大きくなると、蓄電モジュールに電流が流れている状態でコンタクタ又はリレーを操作して、当該蓄電モジュールと、蓄電システムとを電気的に切断するときに、当該コンタクタ又はリレーの内部でアーク放電が発生する。アーク放電は、コンタクタ又はリレーの故障の原因となり得る。
一般的開示
 本発明の第1の態様においては、切替制御装置が提供される。上記の切替制御装置は、例えば、切替装置の動作を制御する。上記の切替制御装置において、切替装置は、例えば、蓄電装置の蓄電部と、前記蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える。上記の切替制御装置は、例えば、蓄電部の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定部を備える。上記の切替制御装置は、例えば、蓄電部の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合に、蓄電部及び電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力部を備える。上記の切替制御装置は、例えば、第1信号出力部が第1信号を出力した後、蓄電部及び電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立している場合に、蓄電部及び電力端子を電気的に切断するための第2信号を、切替装置に出力する第2信号出力部を備える。
 上記の切替制御装置において、蓄電部は、直列に接続された複数の蓄電セルを有してよい。上記の切替制御装置において、第1判定部は、複数の蓄電セルの少なくとも1つの電圧が第1閾値に到達した場合に、蓄電部の電圧が第1閾値に到達したと判定してよい。上記の切替制御装置において、第1閾値は、(i)少なくとも1つの蓄電セルの満充電電圧から予め定められた値を引いた値、又は、(ii)少なくとも1つの蓄電セルの放電終止電圧に予め定められた値を加えた値であってよい。
 上記の切替制御装置において、切断許可条件は、(i)第1信号出力部が第1信号を出力した後、予め定められた時間が経過したという条件、(ii)第1信号出力部が第1信号を出力した後、切替装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための処理が実行されたという条件、(iii)第1信号出力部が第1信号を出力し、且つ、切替装置を流れる電流の大きさが第2閾値よりも小さいという条件、及び、(iv)第1信号出力部が第1信号を出力し、且つ、蓄電部及び電力端子を電気的に切断することが禁止されていない、又は、蓄電部及び電力端子を電気的に切断することが許可されているという条件の少なくとも1つを含んでよい。
 上記の切替制御装置は、第1信号出力部が第1信号を出力した場合に、切替装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、切替装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置に出力する第3信号出力部を備えてよい。上記の切替制御装置において、調整装置は、(i)片方向若しくは双方向のDC/DCコンバータ、(ii)片方向若しくは双方向のDC/ACインバータ、又は、(iii)オン/オフスイッチであってよい。上記の切替制御装置において、調整装置の電力端子は、蓄電装置の電力端子と電気的に接続されてよい。
 本発明の第2の態様においては、蓄電装置が提供される。上記の蓄電装置は、例えば、上記の第1の態様に係る切替制御装置を備える。上記の蓄電装置は、例えば、蓄電部を備える。上記の蓄電装置は、例えば、電力端子を備える。
 本発明の第3の態様においては、電力授受システムが提供される。上記の電力授受システムは、例えば、上記の第2の態様に係る蓄電装置を備える。上記の電力授受システムは、例えば、蓄電装置とは異なる他の電力授受装置を備える。上記の電力授受システムは、例えば、蓄電装置と、他の電力授受装置とを並列に接続するための配線を備える上記の電力授受システムにおいて、蓄電装置は、例えば、配線に対して着脱自在に構成される。
 本発明の第4の態様においては、電流制御装置が提供される。上記の電流制御装置は、例えば、蓄電装置と、蓄電装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置とが電気的に切断されることを予告するための第1信号を受信した場合に、蓄電装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、調整装置に出力する第3信号出力部を備える。
 本発明の第5の態様においては、電力授受システムが提供される。上記の電力授受システムは、例えば、上記の第4の態様に係る電流制御装置を備える。上記の電力授受システムは、例えば、蓄電装置を備える。上記の電力授受システムは、例えば、蓄電装置とは異なる他の電力授受装置を備える。上記の電力授受システムは、例えば、蓄電装置と、他の電力授受装置とを並列に接続するための配線を備える。上記の電力授受システムは、例えば、調整装置を備える。
 上記の電力授受システムにおいて、蓄電装置は、例えば、配線に対して着脱自在に構成される。蓄電装置は、例えば、調整装置を介して、電力授受システムの外部に配される外部機器との間で電力を授受する。上記の電力授受システムは、上記の第1の態様に係る切替制御装置を備えてよい。
 本発明の第6の態様においては、電力システムが提供される。上記の電力システムは、例えば、上記の第5の態様に係る電力授受システムを複数備える。上記の電力システムにおいて、第1信号は、例えば、複数の電力授受システムに含まれる第1電力授受システムの蓄電装置及び調整装置が電気的に切断されることを予告するための信号である。上記の電力システムにおいて、第1電力授受システムの電流制御装置は、例えば、複数の電力授受システムに含まれる少なくとも1つの第2電力授受システムの状態に基づいて、第1電力授受システムの出力電流の大きさを第2閾値よりも小さくしてよいか否かを判定する第2判定部を有する。上記の電力システムにおいて、第1電力授受システムの第3信号出力部は、例えば、第2判定部が第1電力授受システムの出力電流の大きさを第2閾値よりも小さくしてよいと判定した場合に、第3信号を出力する。上記の電力システムにおいて、少なくとも1つの第2電力授受システムのそれぞれは、例えば、第1電力授受システムとは異なる電力授受システムである。
 上記の電力システムにおいて、少なくとも1つの第2電力授受システムの電流制御装置は、第2判定部が第1電力授受システムの出力電流の大きさを第2閾値よりも小さくしてよいと判定した場合に、少なくとも1つの第2電力授受システムの出力電流の大きさを増加させるための第4信号を、少なくとも1つの第2電力授受システムの調整装置に出力する第4信号出力部を備えてよい。
 本発明の第7の態様においては、切替装置の制御方法が提供される。上記の切替装置は、例えば、蓄電装置の蓄電機器と、蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える。上記の制御方法は、例えば、蓄電機器の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定段階を有する。上記の制御方法は、例えば、蓄電機器の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合に、蓄電機器及び電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力段階を有する。上記の制御方法は、例えば、第1信号出力段階において第1信号が出力された後、蓄電機器及び電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立した場合に、蓄電機器及び電力端子を電気的に切断するための第2信号を、切替装置に出力する第2信号出力段階を有する。
 本発明の第8の態様においては、制御方法が提供される。上記の制御方法は、例えば、蓄電装置と、蓄電装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置とが電気的に切断されることを予告するための第1信号を受信した場合に、蓄電装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、調整装置に出力する第3信号出力段階を有する。
 本発明の第9の態様においては、プログラムが提供される。上記のプログラムは、コンピュータを、上記の第1の態様に係る切替制御装置として機能させるためのプログラムであってよい。上記のプログラムは、コンピュータを、上記の第4の態様に係る電流制御装置として機能させるためのプログラムであってよい。上記のプログラムは、コンピュータに、上記の第7の態様又は第8の態様に係る制御方法を実行させるためのプログラムであってよい。上記のプログラムを格納する非一時的コンピュータ可読媒体が提供されてもよい。
 なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
蓄電システム100のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110のシステム構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部240のシステム構成の一例を概略的に示す。 システム制御部140のシステム構成の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110の回路構成の一例を概略的に示す。 モジュール制御部240の回路構成の一例を概略的に示す。 放電防止回路720の回路構成の一例を概略的に示す。 蓄電システム100の動作の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110の動作及び情報処理の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110の動作及び情報処理の一例を概略的に示す。 蓄電モジュール110の動作及び情報処理の他の例を概略的に示す。 大規模電力システム1200のシステム構成の一例を概略的に示す。 大規模電力システム1200の動作の一例を概略的に示す。 コンピュータ3000のシステム構成の一例を概略的に示す。
 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
 また、「電気的に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。特定の要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、特定の要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、特定の要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正部とが電気的に接続されたときに、特定の要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが直列に電気的に接続されることを示し、「並列に接続される」とは、特定の要素と他の要素とが並列に電気的に接続されることを示す。
 (蓄電システム100の概要)
 図1は、蓄電システム100のシステム構成の一例を概略的に示す。一実施形態において、蓄電システム100は、負荷装置12に電気的に接続され、負荷装置12に電力を供給する(蓄電システム100の放電と称される場合がある)。他の実施形態において、蓄電システム100は、充電装置14に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄積する(蓄電システム100の充電と称される場合がある)。蓄電システム100は、例えば、蓄電装置、電気機器、輸送装置などに利用される。輸送装置としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、飛行機、昇降機、クレーンなどが例示される。
 本実施形態において、蓄電システム100は、例えば、接続端子102と、接続端子104と、配線106と、複数の蓄電モジュール110と、充放電制御装置120と、システム制御部140とを備える。複数の蓄電モジュール110のそれぞれは、正極端子112及び負極端子114を有する。本実施形態において、蓄電システム100は、例えば、並列に接続された複数の蓄電モジュール110を備える。
 本実施形態において、接続端子102及び接続端子104は、蓄電システム100と、負荷装置12又は充電装置14とを電気的に接続する。本実施形態において、配線106は、接続端子102及び接続端子104を電気的に接続する。本実施形態において、配線106の一方の端部は、充放電制御装置120を介して、接続端子102と電気的に接続される。配線106の一方の端部は、充放電制御装置120を介して、接続端子104と電気的に接続される。本実施形態において、配線106は、接続端子102及び接続端子104に対して、複数の蓄電モジュール110を並列に接続する。
 本実施形態において、複数の蓄電モジュール110のそれぞれは、例えば、配線106に対して着脱自在に構成される。これにより、複数の蓄電モジュール110のそれぞれが、蓄電システム100の筐体に着脱自在に保持され得る。本実施形態において、蓄電システム100のユーザは、複数の蓄電モジュール110のそれぞれを個別に交換することができる。
 本実施形態において、蓄電モジュール110は、充放電制御装置120を介して、蓄電システム100の外部に配される負荷装置12又は充電装置14との間で、電力を授受する。蓄電システム100が負荷装置12に電力を供給する場合、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの出力電力の合計が、蓄電システム100の出力電力となる。蓄電システム100が充電装置14から電力を受領する場合、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの入力電力の合計が、蓄電システム100の入力電力となる。
 本実施形態において、複数の蓄電モジュール110のそれぞれは、システム制御部140からの制御信号又はユーザの操作に基づいて、各蓄電モジュールに配された蓄電部(図示されていない。)と、配線106との電気的な接続状態(単に、接続関係と称される場合がある。)を切り替えることができる。例えば、複数の蓄電モジュール110のそれぞれは、システム制御部140からの制御信号、又は、ユーザの操作に基づいて、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106に電気的に接続させたり、各蓄電モジュールの蓄電部を配線106から電気的に切断したりすることができる。
 これにより、蓄電システム100に新たに実装される蓄電モジュール110の電圧と、蓄電システム100に既に実装されている蓄電モジュール110の電圧とが異なる場合であっても、蓄電システム100のユーザは、蓄電モジュール110の破損又は劣化を心配することなく、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のそれぞれを、個別に交換することができる。蓄電システム100のユーザは、例えば、以下の手順により、蓄電モジュール110を交換することができる。
 まず、ユーザは、古い蓄電モジュール110を、蓄電システム100から取り外す。次に、ユーザは、新しい蓄電モジュール110を蓄電システム100に実装する前に、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に切断するための操作を実施する。例えば、ユーザは、蓄電モジュール110の正極端子112と蓄電部との間に配されたスイッチング素子(図示されていない。)を手動で操作して、正極端子112と蓄電部とを電気的に切断する。
 スイッチング素子の種類は特に限定されない。スイッチング素子は、半導体スイッチであってもよく、コンタクタであってもよく、リレーであってもよい。
 その後、ユーザは、正極端子112と蓄電部とが電気的に切断された状態の蓄電モジュール110を、蓄電システム100に実装する。このとき、正極端子112と蓄電部とが電気的に切断されている。そのため、蓄電システム100に新たに実装された蓄電モジュール110と、蓄電システム100に既に実装されていた蓄電システム100との間の電圧差が比較的大きくても、新たに実装された蓄電モジュール110と、既に実装されていた蓄電システム100との間で大きな電流が流れることが防止される。
 その後、新たに実装された蓄電モジュール110と、既に実装されていた蓄電システム100との電圧差が適切な値になると、システム制御部140が、新たに実装された蓄電モジュール110と配線106とを電気的に接続するための操作を実行する。なお、システム制御部140の詳細については後述される。
 以上のとおり、本実施形態に係る蓄電システム100によれば、蓄電システム100のユーザが蓄電モジュール110を交換又は実装する場合に、新たに蓄電システム100に実装される蓄電モジュール110の電圧と、既に蓄電システム100に実装されている蓄電モジュール110の電圧とを厳密に調整する必要がない。そのため、蓄電システム100のユーザは、蓄電モジュール110を容易かつ迅速に交換したり、実装したりすることができる。
 (放電防止制御)
 本実施形態において、蓄電モジュール110は、上述されたスイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わる(オフ動作と称される場合がある。)ことが予想される場合に、スイッチング素子がオフ動作することを予告するための信号(予告信号と称される場合がある。)を、システム制御部140に出力する。また、蓄電モジュール110は、予告信号を出力した後、スイッチング素子のオフ動作が許可されるための条件(切断許可条件と称される場合がある。)が成立しているか否かを判定する。切断許可条件が成立している場合、蓄電モジュール110は、スイッチング素子をオフ動作させる。
 切断許可条件は、アーク放電に伴うスイッチング素子の損傷を抑制するための条件であってもよく、アーク放電の発生を防止するための条件であってもよい。切断許可条件の詳細は後述される。
 本実施形態において、充放電制御装置120は、蓄電システム100の入力電力及び出力電力の少なくとも一方を制御する。充放電制御装置120は、例えば、システム制御部140からの制御信号に従って、蓄電システム100の入力電力及び出力電力の少なくとも一方を制御する。
 これにより、充放電制御装置120は、複数の蓄電モジュール110の少なくとも1つの充放電を制御することができる。また、蓄電モジュール110を流れる電流の大きさが調整され得る。上述されたとおり、蓄電モジュール110は、例えば、蓄電部及びスイッチング素子を備える。そのため、充放電制御装置120が蓄電システム100の入力電力及び出力電力の少なくとも一方を制御することにより、例えば、蓄電モジュール110に配された蓄電部及び/又はスイッチング素子を流れる電流の大きさが調整され得る。
 一実施形態において、充放電制御装置120は、蓄電システム100の入力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを調整する。充放電制御装置120は、蓄電システム100への電力の入力を停止してもよい。他の実施形態において、充放電制御装置120は、蓄電システム100の出力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを調整する。充放電制御装置120は、蓄電システム100からの電力の出力を停止してもよい。
 さらに他の実施形態において、充放電制御装置120は、蓄電システム100に入力された交流電力を直流電力に変換してよい。これにより、直流電力が蓄電モジュール110に供給される。また、充放電制御装置120は、蓄電モジュール110が出力した直流電力を交流電力に変換してもよい。これにより、交流電力が負荷装置12に供給される。
 充放電制御装置120は、接続端子102と電気的に接続される電力端子(図示されていない。)と、接続端子104と電気的に接続される電力端子(図示されていない。)と、配線106の一端と電気的に接続され電力端子(図示されていない。)と、配線106の他端と電気的に接続される電力端子(図示されていない。)とを備えてよい。
 充放電制御装置120は、充放電制御装置120を構成する阻止を損壊するほどのアーク放電を発生させることなく、蓄電システム100の入力電力及び/又は出力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを調整することのできる機器であることが好ましい。充放電制御装置120としては、DC/DCコンバータ、DC/ACインバータ、オン/オフスイッチなどが例示される。上記のDC/DCコンバータは、片方向のDC/DCコンバータであってもよく、双方向のDC/DCコンバータであってもよい。上記のDC/ACインバータは、片方向のDC/ACインバータであってもよく、双方向のDC/ACインバータであってもよい。
 充放電制御装置120は、DC/DCコンバータ、又は、DC/ACインバータであることが好ましい。充放電制御装置120がDC/DCコンバータ、又は、DC/ACインバータである場合、充放電制御装置120が蓄電システム100の入力電力及び/又は出力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを調整するときに、充放電制御装置120を構成する阻止を損壊するほどのアーク放電の発生が防止される。
 本実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の各部を制御する。例えば、システム制御部140は、蓄電モジュール110の動作を制御する。例えば、システム制御部140は、充放電制御装置120の動作を制御する。上記の制御の詳細は後述される。
 本実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の各部の状態を管理してよい。一実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の状態を決定する。蓄電システム100の状態としては、充電状態、放電状態、スタンバイ状態又は停止状態などが例示される。他の実施形態において、システム制御部140は、充放電制御装置120の状態を監視する。例えば、システム制御部140は、負荷装置12又は充電装置14から充放電制御装置120に入力される入力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを監視する。例えば、システム制御部140は、充放電制御装置120から負荷装置12に出力される出力電力の電圧及び電流の少なくとも一方の大きさを監視する。
 さらに他の実施形態において、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの状態を監視する。例えば、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれに含まれる蓄電部の電池特性に関する情報を収集する。
 蓄電部の電池特性に関する情報としては、蓄電部の電圧値、蓄電部を流れる電流値、蓄電部の電池容量、蓄電部の温度、蓄電部の劣化状態、及び、蓄電部のSOC(State Of Charge)から選択される少なくとも1つが例示される。蓄電部の電池特性(蓄電モジュール110の電池特性と称される場合がある。蓄電部の電池特性は、蓄電モジュール110を構成する複数の単電池のうちの単一の単電池の電池特性であってもよく、当該複数の単電池の組み合わせの電池特性であってもよい。)に関する情報は、蓄電部の仕様に関する情報、蓄電部の劣化状態に関する情報の少なくとも一方を含んでもよい。
 蓄電部の仕様に関する情報としては、蓄電部の種類又は型式、蓄電部の接続状態、蓄電部を充電することができる充電方式の種類、蓄電部を充電することができない充電方式の種類、定格電池容量(定格容量と称される場合がある。)、定格電圧、定格電流、エネルギー密度、最大充放電電流、充電特性、充電温度特性、放電特性、放電温度特性、自己放電特性、充放電サイクル特性、初期状態における等価直列抵抗、初期状態における電池容量、初期状態におけるSOC[%]、蓄電電圧[V]などに関する情報が例示される。充電方式としては、CCCV方式、CC方式、トリクル充電方式などが例示される。
 蓄電部の接続状態としては、蓄電部を構成する単位セルの種類、当該単位セルの数、当該単位セルの接続形式などが例示される。単位セルの接続形式としては、直列に接続された単位セルの数、並列に接続された単位セルの数などが例示される。エネルギー密度は、体積エネルギー密度[Wh/m]であってもよく、重量エネルギー密度[Wh/kg]であってもよい。
 蓄電部の劣化状態に関する情報としては、任意の時点における蓄電部の情報であって、(i)満充電状態における電池容量、(ii)予め定められた温度条件におけるSOC[%]、(iii)SOH(State Of Health)、(iv)等価直列抵抗(DCR、内部抵抗と称される場合もある。)、(v)初期状態又は予め定められたタイミングから積算された使用時間、充電回数、充電量、放電量、充放電サイクル数、温度ストレス要素及び過電流ストレス要素の少なくとも1つなどに関する情報が例示される。蓄電部の電池特性に関する情報は、蓄電部の劣化状態に関する情報と、当該情報が取得された時刻に関する情報とが対応付けられた情報であってもよい。蓄電部の電池特性に関する情報は、複数の時刻における、蓄電部の劣化状態に関する情報を格納してよい。
 システム制御部140は、蓄電モジュール110に含まれる蓄電部の電池特性に関する情報を、外部の機器に送信してよい。これにより、外部の機器は、蓄電部の電池特性に関する情報を利用することができる。外部の機器としては、負荷装置12、充電装置14などが例示される。外部の機器は、ユーザに情報を出力する出力装置であってもよい。出力装置としては、ディスプレイなどの表示装置、又は、マイクなどの音声出力装置が例示される。
 (接続制御)
 本実施形態において、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの蓄電部の電圧に基づいて、複数の蓄電モジュール110のそれぞれを配線106に電気的に接続させる順番を決定する。システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの端子間電圧に基づいて、複数の蓄電モジュール110のそれぞれを配線106に電気的に接続させる順番を決定してもよい。
 例えば、蓄電システム100の動作を開始する場合において、蓄電システム100の状態が充電状態から始まる場合、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のうち、電圧の小さな蓄電モジュール110の蓄電部から、配線106に電気的に接続させる。一方、蓄電システム100の動作を開始する場合において、蓄電システム100の状態が放電状態から始まる場合、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110のうち、電圧の大きな蓄電モジュール110の蓄電部から、配線106に電気的に接続させる。
 一実施形態において、システム制御部140は、蓄電部を配線106に接続させるための信号を、上記のとおり決定された順番に従って、複数の蓄電モジュール110のそれぞれに送信してよい。他の実施形態において、システム制御部140は、電圧若しくはSOCが最も小さな蓄電モジュール110、又は、電圧若しくはSOCが最も大きな蓄電モジュール110を選択して、選択された蓄電モジュールに対してのみ、蓄電部を配線106に接続させるための信号を送信してもよい。
 (放電防止制御)
 本実施形態において、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110の少なくとも1つに配されたスイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わる(オフ動作と称される場合がある。)ことが予想される場合に、当該スイッチング素子がオフ動作する前に、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを減少させる。例えば、システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110の少なくとも1つ、又は、複数の蓄電モジュール110の何れか1つが満充電状態又は放電終止状態になることが予想される場合に、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを予め減少させる。システム制御部140は、複数の蓄電モジュール110の少なくとも1つ、又は、複数の蓄電モジュール110の何れか1つから予告信号を受信した場合に、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを予め減少させてよい。
 システム制御部140は、充放電制御装置120の動作を制御して、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを減少させてよい。一実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを、スイッチング素子の定格電流の1/2以下若しくは1/2未満まで減少させる。システム制御部140は、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを、スイッチング素子の定格電流の1/4以下若しくは1/4未満まで減少させてもよい。他の実施形態において、システム制御部140は、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを実質的に0にしてもよい。
 上述されたとおり、スイッチング素子に電流が流れている状態で、スイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わる場合、スイッチング素子の内部でアーク放電が発生する可能性がある。例えば、蓄電モジュール110の端子間電圧が100V以上になると、アーク放電が発生しやすくなる。蓄電モジュール110の端子間電圧が750V以上の高圧になると、アーク放電が特に発生しやすくなる。
 例えば、スイッチング素子を流れる電流の大きさが半分になると、アーク放電により放出されるエネルギーの大きさは1/4になる。そのため、スイッチング素子がオフ動作する前に、当該スイッチング素子を流れる電流の大きさを小さくしておくことで、アーク放電に伴うスイッチング素子の損傷が抑制され得る。また、スイッチング素子を流れる電流の大きさが十分に小さい場合には、アーク放電の発生自体が防止され得る。
 上述されたとおり、蓄電モジュール110の端子間電圧が100V以上になるとアーク放電が発生しやすくなる。そのため、蓄電モジュール110の端子間電圧が100Vを超える場合、上記の制御は特に効果を奏する。加えて、蓄電モジュール110の端子間電圧が750V以上である場合、蓄電モジュール110の端子間電圧が750Vを超える場合、蓄電モジュール110の端子間電圧が1000V以上である場合、蓄電モジュール110の端子間電圧が1000Vを超える場合、蓄電モジュール110の端子間電圧が1500V以上である場合、又は、蓄電モジュール110の端子間電圧が1500Vを超える場合、上記の制御は極めて大きな効果を奏する。なお、蓄電モジュール110の端子間電圧が100V未満の場合であっても、上記の制御は十分な効果を奏し得る。
 ところで、アーク放電に伴うスイッチング素子の破損を抑制することを目的として、例えば、スイッチング素子の素材としてSiCが用いられ得る。しかしながら、上記のような高圧の用途においては、スイッチング素子の素材としてSiCが用いられたとしても、当該スイッチング素子の破損を抑制することが難しい。また、スイッチング素子の価格が非常に高額になる。これに対して、本実施形態によれば、アーク放電の発生が抑制されたり、アーク放電により放出されるエネルギーが大きく減少したりする。これにより、スイッチング素子に対して要求される仕様の高度化が抑制される。その結果、上記のスイッチング素子として、例えば、比較的安価な汎用品が採用され得る。また、高価なスイッチング素子が採用された場合であっても、当該素子の損壊が防止され得る。
 (システム制御部140の具体的な構成の一例)
 システム制御部140は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、システム制御部140は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。他の実施形態において、システム制御部140は、CPU、ROM、RAM、通信インターフェース等を有するデータ処理装置等を備えた一般的な情報処理装置において、システム制御部140の各部を制御するためのプログラムが実行されることにより実現されてよい。
 コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係るシステム制御部140の一部として機能させるプログラムは、システム制御部140の各部の動作を規定したモジュールを備えてよい。これらのプログラム又はモジュールは、CPU等に働きかけて、コンピュータを、システム制御部140の各部としてそれぞれ機能させる。
 これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の装置を構築することができる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。
 上記の情報処理としては、電流の大きさを調整する調整装置の制御方法が例示される。上記の制御方法は、例えば、蓄電装置と、蓄電装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置とが電気的に切断されることを予告するための第1信号を受信した場合に、蓄電装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、調整装置に出力する第3信号出力段階を有する。上記の情報処理の各段階の主体は、コンピュータであってよい。
 負荷装置12は、外部機器の一例であってよい。充電装置14は、外部機器の一例であってよい。蓄電システム100は、電力授受システムの一例であってよい。蓄電モジュール110は、蓄電装置の一例であってよい。蓄電装置は、電力授受装置の一例であってよい。複数の蓄電モジュール110の一部は、蓄電装置の一例であってよい。複数の蓄電モジュール110の他の一部は、他の電力授受装置の一例であってよい。正極端子112は、蓄電装置の電力端子の一例であってよい。負極端子114は、蓄電装置の電力端子の一例であってよい。充放電制御装置120は、調整装置の一例であってよい。システム制御部140は、電流制御装置又は第3信号出力部の一例であってよい。
 (別実施形態の一例)
 本実施形態においては、新たな蓄電モジュール110が蓄電システム100に実装される前に、ユーザが、新しい蓄電モジュール110の蓄電部と配線106とを電気的に切断するための操作を実施する場合を例として、蓄電システム100の一例が説明された。しかしながら、蓄電モジュール110は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ユーザは、例えば、蓄電システム100の入力部(図示していない。)を操作して、蓄電モジュール110の交換作業を開始するための指示を入力する。入力部としては、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、マイク、音声認識システム、ジェスチャ入力システムなどが例示される。
 本実施形態においては、電力を授受可能に構成された電力授受装置の一例として、蓄電モジュール110が用いられる場合を例として、蓄電システム100の一例が説明された。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、電力授受装置は、電力を供給可能に構成された電力供給装置であってもよい。電力供給装置としては、一次電池、燃料電池、発電装置などが例示される。
 本実施形態においては、システム制御部140が予告信号を受信した場合に、システム制御部140が充放電制御装置120の動作を制御して、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを予め減少させる場合を例として、蓄電システム100の一例が説明された。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、システム制御部140が予告信号を受信した場合、システム制御部140は、充電装置14の動作を制御して、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさを予め減少させてよい。
 図2は、蓄電モジュール110のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、蓄電モジュール110は、正極端子212及び負極端子214を有する蓄電部210と、切替部230と、モジュール制御部240と、保護部250と、バランス補正部260とを備える。また、本実施形態において、蓄電部210は、蓄電セル222と、蓄電セル224とを備える。
 図1に関連して説明されたスイッチング素子は、切替部230の一例であってよい。図1に関連して説明された蓄電部は、蓄電部210の一例であってよい。
 本実施形態において、蓄電部210は、充放電可能に構成される。蓄電部210のインピーダンスは、1Ω以下であってもよく、100mΩ以下であってもよい。蓄電部210のインピーダンスは、10mΩ以下であってもよく、1mΩ以下であってもよく、0.8mΩ以下であってもよく、0.5mΩ以下であってもよい。蓄電部210のインピーダンスは、0.1mΩ以上であってよい。蓄電部210のインピーダンスは、0.1mΩ以上1Ω以下であってもよく、0.1mΩ以上100mΩ以下であってもよく、0.1mΩ以上10mΩ以下であってもよく、0.1mΩ以上1mΩ以下であってもよい。
 本実施形態に係る蓄電システム100によれば、例えば、並列に接続された複数の蓄電モジュール110のうちの1つを交換する場合に、蓄電システム100に新たに追加される蓄電モジュール110の電圧と、残りの他の蓄電モジュール110の電圧とを高い精度で一致させなくてもよい。そのため、蓄電部210のインピーダンスが小さい場合であっても、蓄電モジュール110が容易かつ迅速に交換され得る。
 本実施形態において、蓄電セル222及び蓄電セル224は直列に接続される。蓄電セル222及び蓄電セル224は、二次電池またはキャパシタであってよい。蓄電セル222及び蓄電セル224の少なくとも一方は、リチウムイオン電池であってよい。蓄電セル222及び蓄電セル224の少なくとも一方は、当該蓄電セルの内部に、さらに直列、並列又はマトリクス状に接続された複数の蓄電セルを含んでもよい。
 本実施形態において、切替部230は、正極端子112及び蓄電部210の間に配される。これにより、切替部230は、配線106及び蓄電部210の間に配される。本実施形態において、切替部230は、正極端子112及び蓄電部210の電気的な接続状態を切り替える。切替部230は、モジュール制御部240が生成した信号(切替制御信号と称される場合がある。)に基づいて、正極端子112及び蓄電部210の電気的な接続状態を切り替えてよい。
 具体的には、切替部230は、正極端子112及び蓄電部210が電気的に接続された状態(オン状態と称される場合がある。)と、正極端子112及び蓄電部210が電気的に切断された状態(オフ状態と称される場合がある。)とを切り替える。これにより、配線106及び蓄電部210の電気的な接続状態も切り替えられる。
 上述されたとおり、蓄電モジュール110が蓄電システム100に装着される場合、蓄電モジュール110は、切替部230により蓄電部210と配線106とが電気的に切断された状態で、蓄電システム100に装着されてよい。これにより、蓄電モジュール110の破損又は劣化が抑制され得る。
 切替部230は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。切替部230は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。切替部230は、1以上の素子を有してよい。切替部230は、1以上のスイッチング素子を有してもよい。1以上のスイッチング素子のそれぞれは、正極端子112及び正極端子212の間、又は、負極端子114及び負極端子214の間に配されてよい。
 スイッチング素子としては、コンタクタ、リレー、サイリスタ、トランジスタなどが例示される。サイリスタは、双方向性サイリスタ(トライアックと称される場合がある。)であってもよい。トランジスタは、半導体トランジスタであってもよい。半導体トランジスタは、バイポーラトランジスタであってもよく、電界効果トランジスタであってもよい。電界効果トランジスタは、MOSFETであってもよい。蓄電モジュール110の端子間電圧が750V以上である場合、スイッチング素子は、コンタクタ、リレー、SiCパワー半導体素子であることが好ましい。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、蓄電モジュール110の蓄電部210と、配線106との間に流れる電流を制御する。モジュール制御部240は、切替部230の動作を制御してよい。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、切替部230の端子間電圧(本実施形態においては、正極端子112及び正極端子212の間の電圧である。)が予め定められた条件(接続許可条件と称される場合がある。)を満足する場合に、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。切替部230は、蓄電部210及び正極端子112を電気的に接続することで、蓄電部210及び配線106を電気的に接続してよい。
 一方、切替部230の端子間電圧が予め定められた条件を満足しない場合、モジュール制御部240は、切替部230が蓄電部210及び配線106又は正極端子112を電気的に切断するように、切替部230を制御する。切替部230は、蓄電部210及び正極端子112を電気的に切断することで、蓄電部210及び配線106を電気的に切断してよい。
 接続許可条件は、(i)切替部230の端子間電圧が、蓄電部210及び配線106の電気的な接続が許可される条件に合致するという条件であってもよく、(ii)切替部230の端子間電圧が、蓄電部210及び配線106の電気的な接続が禁止される条件に合致しないという条件であってもよい。接続許可条件は、切替部230の端子間電圧の絶対値が、予め定められた数値範囲(接続許可範囲と称される場合がある。)の範囲内であるという条件であってよい。
 接続許可範囲は、3V以下であってもよく、1V以下であってもよく、0.1V以下であってもよく、10mV以下であってもよく、1mV以下であってもよい。また、接続許可範囲は、0.5mV以上であってもよく、1mV以上であってもよい。接続許可範囲は、0.5mV以上3V以下であってもよい。接続許可範囲は、1mV以上3V以下であってもよく、1mV以上1V以下であってもよく、1mV以上0.1V以下であってもよく、1mV以上10mV以下であってもよく、10mV以上1V以下であってもよく、10mV以上0.1V以下であってもよく、0.1V以上1V以下であってもよい。なお、切替部230の端子間電圧は、正極端子112及び正極端子212の間の電圧であってもよく、配線106及び蓄電部210の間の電圧であってもよい。
 接続許可範囲は、蓄電部210のインピーダンスに基づいて設定されてもよい。接続許可範囲は、蓄電部210の定格電流又は許容電流に基づいて設定されてよい。接続許可範囲は、蓄電部210のインピーダンスと、蓄電部210の定格電流又は許容電流とに基づいて設定されてよい。接続許可範囲は、蓄電モジュール110を構成する素子のうち、定格電流又は許容電流が最も小さな素子の定格電流又は許容電流に基づいて設定されてよい。接続許可範囲は、蓄電モジュール110のインピーダンスと、蓄電モジュール110を構成する素子のうち、定格電流又は許容電流が最も小さな素子の定格電流又は許容電流に基づいて設定されてよい。
 これにより、蓄電モジュールを交換する場合に、新たに実装された蓄電モジュールと、既に実装されていた蓄電モジュールとの電圧差が予め定められた範囲内になるまで、配線106と、新たに実装された蓄電モジュールの蓄電部210とが電気的に切断された状態が維持され得る。そして、既に実装されていた蓄電モジュールの充電又は放電により、新たに実装された蓄電モジュールと、既に実装されていた蓄電モジュールとの電圧差が予め定められた範囲内になると、新たに実装された蓄電モジュールの蓄電部が配線106に電気的に接続される。このように、本実施形態によれば、新たに実装された蓄電モジュールと、他の蓄電モジュールとが、自動的に電気的に接続され得る。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、システム制御部140から、蓄電モジュール110の端子間電圧が、他の蓄電モジュールの端子間電圧よりも小さいことを示す信号(最小通知信号と称される場合がある。)を受信する。モジュール制御部240は、蓄電システム100が充電状態に移行するときに上記の信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。これにより、並列に接続された複数の蓄電モジュール110を効率よく充電することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、システム制御部140から、蓄電モジュール110の端子間電圧が、他の蓄電モジュールの端子間電圧よりも大きいことを示す信号(最大通知信号と称される場合がある。)を受信する。モジュール制御部240は、蓄電システム100が放電状態に移行するときに上記の信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に接続するように、切替部230を制御する。これにより、並列に接続された複数の蓄電モジュール110を効率よく放電することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、システム制御部140から、切替部230のオフ動作の可否を示す信号(切断制御信号と称される場合がある。)を受信する。切断制御信号としては、切替部230のオフ動作が禁止されていることを示す信号、切替部230のオフ動作が禁止されていないことを示す信号、切替部230のオフ動作が許可されていることを示す信号などが例示される。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、切替部230がオフ動作することが予想される場合に、上述された予告信号を、システム制御部140に出力する。また、モジュール制御部240は、予告信号を出力した後、上述された切断許可条件が成立しているか否かを判定する。切断許可条件が成立している場合、蓄電モジュール110は、切替部230をオフ動作させる。
 切断許可条件としては、(i)モジュール制御部240が予告信号を出力した後、予め定められた時間が経過したという条件、(ii)モジュール制御部240が予告信号を出力した後、切替部230を流れる電流の大きさを予め定められた値(第2閾値と称される場合がある。)よりも小さくするための処理が実行されたという条件、(iii)モジュール制御部240が予告信号を出力し、且つ、切替部230を流れる電流の大きさが第2閾値よりも小さいという条件、及び、(iv)モジュール制御部240が予告信号を出力し、且つ、切替部230のオフ動作が禁止されていない又は切替部230のオフ動作が許可されているという条件の少なくとも1つが例示される。切替部230のオフ動作が禁止されているか否かは、例えば、上述された切断制御信号に基づいて決定される。
 モジュール制御部240が、切替部230のオフ動作が禁止されていることを示す切断制御信号を受信した場合、モジュール制御部240は、切替部230のオフ動作が禁止されていると判定してよい。モジュール制御部240が、切替部230のオフ動作が禁止されていないことを示す切断制御信号、若しくは、切替部230のオフ動作が許可されていることを示す切断制御信号を受信した場合、又は、モジュール制御部240が、切替部230のオフ動作が禁止されていることを示す切断制御信号を受信していない場合、モジュール制御部240は、切替部230のオフ動作が禁止されていない又は切替部230のオフ動作が許可されていると判定してよい。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、保護部250から、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が予め定められた範囲内にないことを示す信号を受信する。一実施形態において、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が過電圧に関する基準値を超えている場合、モジュール制御部240は、保護部250から、過電圧を示す信号(OVP信号と称される場合がある。)を受信する。他の実施形態において、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が過放電に関する基準値を超えている場合、モジュール制御部240は、保護部250から、過放電を示す信号(UVP信号と称される場合がある。)を受信する。
 モジュール制御部240は、これらの信号を受信すると、切替部230が蓄電部210及び配線106を電気的に切断するように、切替部230を制御する。これにより、過充電又は過放電による蓄電部210の劣化又は損傷を抑制することができる。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、ユーザの操作を受け付けて、ユーザから、切替部230をオン動作又はオフ動作させる旨の指示を受け取る。モジュール制御部240は、ユーザの指示を受け取ると、当該指示に従って、切替部230を制御する。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してよい。モジュール制御部240は、蓄電部210の電池特性に関する情報を、外部の機器に出力してよい。これにより、外部の機器は、蓄電部210の電池特性に関する情報を利用することができる。外部の機器としては、負荷装置12、充電装置14などが例示される。外部の機器は、ユーザに情報を出力する出力装置であってもよい。
 (モジュール制御部240の具体的な構成の一例)
 モジュール制御部240は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、モジュール制御部240は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。他の実施形態において、モジュール制御部240は、CPU、ROM、RAM、通信インターフェース等を有するデータ処理装置等を備えた一般的な情報処理装置において、モジュール制御部240を制御するためのプログラムが実行されることにより実現されてよい。
 コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係るモジュール制御部240の一部として機能させるプログラムは、モジュール制御部240の各部の動作を規定したモジュールを備えてよい。これらのプログラム又はモジュールは、CPU等に働きかけて、コンピュータを、モジュール制御部240の各部としてそれぞれ機能させる。
 これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の装置を構築することができる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、非一時なコンピュータ可読媒体であってよい。
 上記の情報処理としては、切替装置の制御方法であってよい。上記の切替装置は、例えば、蓄電装置の蓄電機器と、前記蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える。上記の制御方法は、例えば、蓄電機器の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定段階を有する。上記の制御方法は、例えば、蓄電機器の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合に、蓄電機器及び電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力段階を有する。上記の制御方法は、例えば、第1信号出力段階において第1信号が出力された後、蓄電機器及び電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立した場合に、蓄電機器及び電力端子を電気的に切断するための第2信号を、切替装置に出力する第2信号出力段階を有する。上記の情報処理の各段階の主体は、コンピュータであってよい。
 保護部250は、蓄電部210を保護する。本実施形態において、保護部250は、蓄電部210を過充電及び過放電から保護する。保護部250は、蓄電セル222又は蓄電セル224の端子間電圧が予め定められた範囲内にないことを検出すると、その旨を示す信号をモジュール制御部240に送信する。保護部250は、蓄電部210の端子間電圧に関する情報(電圧情報と称される場合がある。)をシステム制御部140に送信してよい。
 保護部250は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。保護部250は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。
 バランス補正部260は、複数の蓄電セルの電圧を均等化する。バランス補正部260の動作原理は特に限定されるものではなく、任意のバランス補正装置を利用することができる。蓄電部210が3以上の蓄電セルを有する場合、蓄電モジュール110は、複数のバランス補正部260を有してよい。例えば、蓄電部210がn個(nは、2以上の整数である。)の蓄電セルを有する場合、蓄電モジュール110は、n-1個のアクティブ方式のバランス補正部260又はn個のパッシブ方式のバランス補正部260を有する。
 バランス補正部260は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。バランス補正部260は、アナログ回路、デジタル回路、又は、アナログ回路及びデジタル回路の組み合わせにより実現されてもよい。一実施形態において、バランス補正部260は、アクティブ方式のバランス補正装置である。アクティブ方式のバランス補正部は、特開2006-067742号公報に記載されているような、2つの蓄電セルの間でインダクタを介して電荷を移動させるバランス補正部であってもよく、特開2012-210109号公報に記載されているような、キャパシタを用いて電荷を移動させるバランス補正部であってもよい。他の実施形態において、バランス補正部260は、パッシブ方式のバランス補正装置であってもよい。パッシブ方式のバランス補正装置は、例えば、外部抵抗を用いて余計な電荷を放出する。
 本実施形態において、蓄電部210が直列に接続された2つの蓄電セルを有する場合について説明した。しかしながら、蓄電部210は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電部210は、直列に接続された3以上の蓄電セルを有してもよい。また、蓄電部210は、並列に接続された複数の蓄電セルを有してもよく、マトリクス状に接続された複数のセルを有してもよい。
 蓄電部210は、蓄電部又は蓄電機器の一例であってよい。切替部230は、切替装置の一例であってよい。モジュール制御部240は、切替制御装置の一例であってよい。切替部230のオフ動作は、蓄電部及び電力端子を電気的に切断することの一例であってよい。予告信号は、第1信号の一例であってよい。
 (別実施形態の一例)
 本実施形態において、蓄電モジュール110の蓄電部210の正極端子212は、蓄電モジュール110の切替部230及び正極端子112を介して、蓄電システム100の配線106と電気的に接続される。また、蓄電モジュール110の蓄電部210の負極端子214は、蓄電モジュール110の負極端子114を介して、蓄電システム100の配線106と電気的に接続される。しかしながら、蓄電モジュール110は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蓄電部210の負極端子214が、蓄電モジュール110の切替部230及び負極端子114を介して、蓄電システム100の配線106と電気的に接続される。また、蓄電部210の正極端子212が、蓄電モジュール110の正極端子112を介して、蓄電システム100の配線106と電気的に接続される。
 本実施形態においては、蓄電部210の正極端子212は、保護部250が、OVP信号及びUVP信号をモジュール制御部240に送信する場合を例として、蓄電モジュール110の一例が説明された。しかしながら、蓄電モジュール110は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、保護部250は、OVP信号及びUVP信号の少なくとも一方を、切替部230に出力してよい。保護部250は、OVP信号及びUVP信号の少なくとも一方を、システム制御部140に出力してもよい。
 本実施形態においては、システム制御部140が、蓄電システム100に新たに実装された蓄電モジュール110の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に接続するための操作を実行する場合を例として、蓄電システム100の一例が説明された。しかしながら、蓄電システム100は本実施形態に限定されない。
 他の実施形態において、蓄電システム100を構成する蓄電モジュール110、又は、蓄電システム100に新たに実装される蓄電モジュール110のモジュール制御部240が、システム制御部140の機能の一部を有してよい。例えば、蓄電システム100に新たに実装された蓄電モジュール110のモジュール制御部240が、蓄電モジュール110の蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に接続するための操作を実行する。同様に、システム制御部140が、本実施形態に関連して説明されるモジュール制御部240の機能の一部を有してもよい。
 図3は、モジュール制御部240のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モジュール制御部240は、接続判定部310と、受信部320と、信号生成部330とを備える。モジュール制御部240は、モジュール情報取得部340と、モジュール情報格納部350と、モジュール情報送信部360とを備えてもよい。
 本実施形態において、接続判定部310は、切替部230の端子間電圧が接続許可範囲の範囲内であるか否かを判定する。接続判定部310は、判定結果を示す信号を信号生成部330に送信する。接続判定部310は、任意の比較器又は比較回路であってもよい。接続判定部310は、ウインドコンパレータであってもよい。
 本実施形態において、充電状態判定部312は、蓄電部210の電圧が予め定められた値(第1閾値と称される場合がある。)に到達したか否かを判定する。第1閾値は、(i)蓄電部210の満充電電圧から予め定められた値を引いた値、又は、(ii)蓄電部210の放電終止電圧に予め定められた値を加えた値であってよい。
 第1閾値が、蓄電部210の満充電電圧から予め定められた値を引いた値である場合、例えば、蓄電部210の電圧の現在値が第1閾値よりも小さな値から第1閾値に等しくなったとき、又は、蓄電部210の電圧の現在値が第1閾値よりも小さな値から第1閾値より大きな値になったとき、充電状態判定部312は、蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定する。第1閾値が、蓄電部210の放電終止電圧に予め定められた値を加えた値である場合、例えば、蓄電部210の電圧の現在値が第1閾値よりも大きな値から第1閾値に等しくなったとき、又は、蓄電部210の電圧の現在値が第1閾値よりも大きな値から第1閾値より小さな値になったとき充電状態判定部312は、蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定する。
 上述されたとおり、本実施形態において、蓄電部210は、直列に接続された複数の蓄電セルを有する。充電状態判定部312は、複数の蓄電セルの少なくとも1つの電圧が上記の第1閾値に到達した場合に、蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定してよい。この場合、上記の第1閾値は、(i)上記の蓄電セルの満充電電圧から予め定められた値を引いた値、又は、(ii)上記の蓄電セルの放電終止電圧に予め定められた値を加えた値であってよい。蓄電部210に含まれる蓄電セルの電圧が第1閾値に到達したか否は、上述された蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したか否かの判定手順と同様の手順により判定されてよい。
 充電状態判定部312は、判定結果を示す信号を信号生成部330に送信する。充電状態判定部312は、任意の比較器又は比較回路であってもよい。充電状態判定部312は、ウインドコンパレータであってもよい。充電状態判定部312は、複数のウインドコンパレータを有してよい。例えば、充電状態判定部312は、満充電を判定するためのウインドコンパレータと、充電状態判定部312は、放電終止を判定するためのウインドコンパレータとを有する。
 本実施形態において、切断判定部314は、上述された切断許可条件が成立しているか否かを判定する。充電状態判定部312は、判定結果を示す信号を信号生成部330に送信する。
 例えば、切断判定部314は、充電状態判定部312から、判定結果を示す情報を取得する。切断判定部314は、充電状態判定部312の判定結果に基づいて、予告信号が出力されるか否かを判定してよい。切断判定部314は、信号生成部330から、予告信号が出力されたことを示す情報、又は、予告信号が出力された時刻を示す情報を取得してもよい。切断判定部314は、保護部250から、蓄電部210及び切替部230を流れる電流の電流値を示す情報を取得してよい。切断判定部314は、システム制御部140からの切断制御信号を取得してよい。切断判定部314は、例えば、これらの情報の少なくとも1つに基づいて、上述された切断許可条件が成立しているか否かを判定する。
 本実施形態において、受信部320は、システム制御部140からの信号、保護部250からの信号、及び、ユーザからの指示の少なくとも1つを受け取る。受信部320は、受け取った情報に対応する信号を、切断判定部314及び信号生成部330の少なくとも一方に出力する。
 本実施形態において、信号生成部330は、接続判定部310、受信部320、充電状態判定部312及び切断判定部314の少なくとも1つから各種の情報を取得する。一実施形態において、信号生成部330は、これらの情報に基づいて切替部230を制御するための切替制御信号を生成する。信号生成部330は、生成された切替制御信号を切替部230に出力する。他の実施形態において、信号生成部330は、これらの情報に基づいて予告信号を生成する。信号生成部330は、生成された予告信号をシステム制御部140に出力する。
 (活性挿抜制御)
 一実施形態において、接続判定部310が、切替部230の端子間電圧が接続許可範囲の範囲内であると判定した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を生成する。他の実施形態において、接続判定部310が、切替部230の端子間電圧が接続許可範囲の範囲内でないと判定した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を生成する。
 信号生成部330は、接続判定部310が、切替部230の端子間電圧が接続許可範囲の範囲内であるか否かを判定してから予め定められた時間が経過した後、信号を生成又は送信してよい。これにより、ノイズなどによる誤作動を防止することができる。また、蓄電モジュール110が蓄電システム100に装着された直後に、蓄電部210及び配線106が電気的に接続されることを防止することができる。
 (切替制御)
 本実施形態において、信号生成部330は、受信部320が受信した信号に基づいて、切替部230のスイッチング素子を制御するための信号を生成する。一実施形態において、受信部320が、システム制御部140から、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を受信した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号を生成する。
 他の実施形態において、受信部320が、保護部250から、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を受信した場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号を生成する。さらに他の実施形態において、受信部320が、ユーザの指示を受け付けた場合、信号生成部330は、切替部230のスイッチング素子をユーザの指示どおりに動作させるための信号を生成する。
 (放電防止制御)
 本実施形態において、信号生成部330は、充電状態判定部312の判定結果に基づいて、予告信号を生成する。例えば、蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合、信号生成部330は、予告信号を生成する。信号生成部330は、生成された予告信号をシステム制御部140に出力してよい。
 本実施形態において、信号生成部330は、切断判定部314の判定結果に基づいて、切替部230をオフ動作させるための切替制御信号を生成する。例えば、信号生成部330は、信号生成部330が予告信号を出力した後、切断許可条件が成立している場合に、切替部230をオフ動作させるための切替制御信号を生成する。信号生成部330は、生成された切替制御信号を切替部230に出力してよい。
 本実施形態において、モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得する。モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性を測定することにより、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してもよい。モジュール情報取得部340は、出荷時、検査時又は販売時に、製造者、販売者などにより入力された、蓄電部210の電池特性に関する情報を取得してもよい。
 モジュール情報取得部340は、蓄電部210の電池特性に関する情報を、モジュール情報格納部350に格納してよい。モジュール情報取得部340の具体的な構成は特に限定されるものではないが、モジュール情報取得部340は、モジュール情報格納部350におけるデータの読み込み及び書き込みを制御するコントローラであってもよい。本実施形態において、モジュール情報格納部350は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を格納する。
 本実施形態において、モジュール情報送信部360は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を、システム制御部140に送信する。モジュール情報送信部360は、モジュール情報取得部340が取得した、蓄電部210の電池特性に関する情報を、外部の機器に送信してもよい。モジュール情報送信部360は、外部の機器からの要求に応じて、蓄電部210の電池特性に関する情報を送信してもよく、予め定められたタイミングにおいて、蓄電部210の電池特性に関する情報を送信してもよい。モジュール情報送信部360は、モジュール情報格納部350を参照して、蓄電部210の電池特性に関する情報を、システム制御部140又は外部の機器に送信してもよい。
 充電状態判定部312は、第1判定部の一例であってよい。信号生成部330は、第1信号出力部又は第2信号出力部の一例であってよい。切替部230をオフ動作させるための切替制御信号は、第2信号の一例であってよい。
 図4は、システム制御部140のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、システム制御部140は、状態管理部410と、モジュール選択部420と、出力変動判定部422と、信号生成部430とを備える。
 本実施形態において、状態管理部410は、蓄電システム100の状態を管理する。状態管理部410は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの状態を管理してよい。状態管理部410は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの状態を監視してよい。状態管理部410は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれを監視して、複数の蓄電モジュール110のそれぞれの電池特性に関する情報を取得してもよい。状態管理部410は、複数の蓄電モジュール110のそれぞれを監視して得られた情報を、外部の機器に送信してもよい。
 状態管理部410は、蓄電システム100を運用しながら、各蓄電モジュールの電池特性を測定してよい。状態管理部410は、蓄電モジュールの電池特性が予め定められた条件を満足しない場合、当該蓄電モジュールの性能が不十分であることを示す情報を、ユーザに情報を出力する出力装置に出力してよい。状態管理部410は、蓄電モジュールの識別情報と、当該蓄電モジュールの性能が不十分であることを示す情報を出力してもよい。
 これにより、ユーザは、性能が不十分である蓄電モジュールを容易に判別し、当該蓄電モジュールを交換することができる。本実施形態によれば、例えば、蓄電モジュールの再利用品を利用して蓄電システム100を構築する場合において、再利用される蓄電モジュールの検査の少なくとも一部を省略することができる。
 一実施形態において、モジュール選択部420は、蓄電システム100が充電状態に移行するときに、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のうち、端子間電圧が最も小さい蓄電モジュール110を選択する。モジュール選択部420は、選択された蓄電モジュール110を示す信号を信号生成部430に送信する。
 他の実施形態において、モジュール選択部420は、蓄電システム100が放電状態に移行するときに、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のうち、端子間電圧が最も大きい蓄電モジュール110を選択する。モジュール選択部420は、選択された蓄電モジュール110を示す信号を信号生成部430に送信する。
 本実施形態において、出力変動判定部422は、蓄電システム100の出力を変動させて良いか否かを判定する。信号生成部430は、予告信号を受信した場合に上記の判定処理を実行してもよく、予告信号とは無関係に上記の判定処理を実行してもよい。出力変動判定部422は、例えば、蓄電システム100の外部に配された他の機器の状態に基づいて、蓄電システム100の出力を変動させて良いか否かを判定する。出力変動判定部422は、判定結果を示す情報を430に出力してよい。
 本実施形態において、信号生成部430は、モジュール選択部420が選択した蓄電モジュール110に対して、蓄電モジュール110の切替部230をオン動作させるための信号を生成する。信号生成部430は、生成された信号をモジュール制御部240に送信する。他の実施形態において、信号生成部430は、モジュール選択部420が選択した蓄電モジュール110に対して、蓄電モジュール110の切替部230をオフ動作させるための信号を生成してもよい。
 (放電防止制御)
 本実施形態において、信号生成部430は、信号生成部330が予告信号を出力した場合に、蓄電モジュール110又は蓄電モジュール110の切替部230を流れる電流の大きさを、図2のモジュール制御部240に関連して説明された第2閾値よりも小さくするための信号(入出力制御信号と称される場合がある。)を生成する。例えば、信号生成部430は、予告信号を受信した場合に入出力制御信号を生成する。信号生成部430は、生成された入出力制御信号を充放電制御装置120に出力してよい。
 第2閾値は、切替部230の定格電流の1/2以下又は1/2未満であってもよく、切替部230の定格電流の1/4以下又は1/4未満であってもよい。第2閾値は、0又は実質的に0であってよい。
 本実施形態において、信号生成部430は、上述された切断制御信号を生成する。信号生成部430は、例えば、出力変動判定部422の判定結果に基づいて、切断制御信号を生成する。信号生成部430は、生成された切断制御信号をモジュール制御部240に出力してよい。
 一実施形態において、蓄電システム100の出力の変動又は減少が許されると判定された場合、信号生成部430は、切替部230のオフ動作が禁止されていないことを示す切断制御信号、又は、切替部230のオフ動作が許可されていることを示す切断制御信号を生成する。蓄電システム100の出力の変動又は減少が許されないと判定された場合、信号生成部430は、切替部230のオフ動作が禁止されていることを示す切断制御信号を生成する。
 入出力制御信号は、第3信号の一例であってよい。信号生成部430は、第3信号出力部の一例であってよい。
 図5は、蓄電モジュール110の回路構成の一例を概略的に示す。なお、説明を簡単にする目的で、図5において、保護部250及び保護部250に関連する配線については図示していない。また、説明を簡単にする目的で、図5においては、充電状態判定部312及び切断判定部314に関する説明、並びに、OVP信号及びUVP信号に関する説明が省略される。
 本実施形態において、切替部230は、トランジスタ510と、抵抗512と、抵抗514と、ダイオード516と、トランジスタ520と、抵抗522と、抵抗524と、ダイオード526とを備える。トランジスタ510及びトランジスタ520は、スイッチング素子の一例であってよい。本実施形態においては、切替部230のスイッチング素子として、トランジスタ510及びトランジスタ520を用いる場合について説明する。しかしながら、切替部230のスイッチング素子は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、切替部230のスイッチング素子として、単一のスイッチング素子が用いられてもよい。
 本実施形態において、モジュール制御部240は、接続判定部310と、信号生成部330と、スイッチ592及びスイッチ594とを備える。本実施形態において、接続判定部310は、トランジスタ530と、抵抗532と、トランジスタ540と、抵抗542と、抵抗552と、抵抗554とを備える。信号生成部330は、トランジスタ560と、キャパシタ570と、抵抗572と、トランジスタ580とを備える。スイッチ592及びスイッチ594は、受信部320の一例であってよい。
 次に、切替部230及びモジュール制御部240の各部の詳細について説明する。本実施形態の切替部230において、トランジスタ510はMOSFETであり、トランジスタ510がオフの場合であっても、トランジスタ510のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオード(図示していない。)により、正極端子212から正極端子112に向かって電流が流れ得る。同様に、トランジスタ520はMOSFETであり、トランジスタ520がオフの場合であっても、トランジスタ520のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオード(図示していない。)により、正極端子112から正極端子212に向かって電流が流れ得る。
 本実施形態において、トランジスタ510及びトランジスタ520は、初期設定ではオフに設定される。蓄電システム100の充電時にトランジスタ580がオン動作すると、抵抗512、抵抗514及びトランジスタ580を介して、正極端子112から負極端子114に向かって電流が流れる。その結果、トランジスタ510のゲートに電圧が印加され、トランジスタ510がオン動作する。これにより、トランジスタ520のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードを介して、正極端子112から正極端子212に向かって電流を流すことができる。
 一方、蓄電システム100の放電時にトランジスタ580がオン動作すると、抵抗522、抵抗524及びトランジスタ580を介して、正極端子212から負極端子214に向かって電流が流れる。その結果、トランジスタ520のゲートに電圧が印加され、トランジスタ520がオン動作する。これにより、トランジスタ510のソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードを介して、正極端子212から正極端子112に向かって電流を流すことができる。
 トランジスタ580がオン動作することに伴い、トランジスタ510又はトランジスタ520のゲートに印加される電圧は、切替部230のスイッチング素子をオン動作させるための信号の一例であってよい。同様に、トランジスタ580がオフ動作することに伴い、トランジスタ510又はトランジスタ520のゲートに印加される電圧は、切替部230のスイッチング素子をオフ動作させるための信号の一例であってよい。
 本実施形態において、抵抗512及び抵抗514の値は、トランジスタ510を省電力で確実にオン/オフできるように設定される。また、抵抗522及び抵抗524の値は、トランジスタ520を省電力で確実にオン/オフできるように設定される。
 本実施形態において、抵抗514と、抵抗524との間に、ダイオード516が配される。ダイオード516は、抵抗514から抵抗524に向かう方向には電流を通過させるが、抵抗524から抵抗514に向かう方向には電流を通過させない。ダイオード516を設けることで、切替部230が、正極端子112と、正極端子212とを電気的に切断しているときに、抵抗522、抵抗524、抵抗514及び抵抗512のルートを通って、正極端子212から正極端子112に電流が漏れることを防止することができる。
 本実施形態において、抵抗514と、抵抗524との間に、ダイオード526が配される。ダイオード526は、抵抗524から抵抗514に向かう方向には電流を通過させるが、抵抗514から抵抗524に向かう方向には電流を通過させない。ダイオード526を設けることで、切替部230が、正極端子112と、正極端子212とを電気的に切断しているときに、抵抗512、抵抗514、抵抗524及び抵抗522のルートを通って、正極端子112から正極端子212に電流が漏れることを防止することができる。
 本実施形態のモジュール制御部240において、接続判定部310のトランジスタ530及びトランジスタ540は、初期設定ではオフに設定される。また、信号生成部330のトランジスタ560及びトランジスタ580は、初期設定ではオフに設定される。
 本実施形態によれば、抵抗532の値は、切替部230の端子間電圧が、正極端子112側をプラスとした予め定められた第1の値よりも小さい場合に、トランジスタ530がオン動作するように設定される。抵抗532の値は、切替部230がオフのときに漏れる電流が極小となるように設定されることが好ましい。また、抵抗542の値は、切替部230の端子間電圧が予め定められた第2の値よりも大きい場合に、トランジスタ540がオン動作するように設定される。抵抗542の値は、切替部230がオフのときに漏れる電流が極小となるように設定されることが好ましい。なお、本実施形態によれば、切替部230の端子間電圧は、正極端子112及び正極端子212の電圧差に等しい。
 切替部230の端子間電圧が予め定められた第1の値よりも小さい場合、トランジスタ530がオン動作して、蓄電部210から、正極端子212、トランジスタ530及び抵抗552を介して、トランジスタ560のベースに電圧が印加され、トランジスタ560がオン動作する。トランジスタ580のベースには正極端子112からの電圧が印加されるものの、トランジスタ560がオン動作をしている間、トランジスタ580のオン動作が妨げられる。その結果、トランジスタ580はオフになる。
 一方、切替部230の端子間電圧が予め定められた第2の値よりも大きい場合、トランジスタ540がオン動作して、正極端子112から、トランジスタ540及び抵抗554を介して、トランジスタ560のベースに電圧が印加され、トランジスタ560がオン動作する。その結果、トランジスタ580がオフになる。
 本実施形態において、抵抗552の値は、トランジスタ530がオンのときにトランジスタ560をオンできる範囲で、消費電力を低減することができるように設定される。抵抗554の値は、トランジスタ540がオンのときにトランジスタ560をオンできる範囲で、消費電力を低減することができるように設定される。
 キャパシタ570の容量は、トランジスタ580のベースに正極端子112からの電圧が印加されて、トランジスタ580がオン動作する前に、トランジスタ560がオン動作するように設定される。これにより、信号生成部330は、接続判定部310が、スイッチング素子の端子間電圧が予め定められた範囲内であるか否かを判定してから、予め定められた時間が経過した後、信号を生成することができる。
 これに対して、切替部230の端子間電圧が、第1の値及び第2の値により定められる範囲内である場合、トランジスタ530及びトランジスタ540はオフのままであり、トランジスタ560もオフのままである。そのため、正極端子112から、抵抗572を介して、トランジスタ580のベースに電圧が印加され、トランジスタ580がオン動作する。
 スイッチ592及びスイッチ594は、手動スイッチであってもよく、リレー、サイリスタ、トランジスタなどのスイッチング素子であってもよい。スイッチ592には、切替部230をオン動作させることを示す信号52が入力されてよい。スイッチ594には、切替部230をオフ動作させることを示す信号54が入力されてよい。
 スイッチ592がオン動作すると、トランジスタ580のオン/オフに関わらず、切替部230をオン動作させることができる。スイッチ594がオン動作すると、トランジスタ560のオン/オフに関わらず、トランジスタ580をオフ動作させることができる。その結果、切替部230をオフ動作させることができる。
 図6は、モジュール制御部240の回路構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モジュール制御部240は、ウインドコンパレータ642と、論理積回路644とを備える。
 本実施形態において、ウインドコンパレータ642の非反転入力端子には、例えば、正極端子112の電圧が入力されるウインドコンパレータ642の反転入力端子には、例えば、正極端子212の電圧が入力される。これにより、正極端子112及び正極端子212の差が接続許可範囲の範囲内に含まれる場合、ウインドコンパレータ642は論理「H」を出力する。一方、正極端子112及び正極端子212の差が接続許可範囲の範囲内に含まれない場合、ウインドコンパレータ642は論理「L」を出力する。
 本実施形態において、正極端子112及び正極端子212の差が接続許可範囲の範囲内に含まれ、且つ、モジュール制御部240がOVP信号及びUVP信号を受信していない場合、論理積回路644は、論理「H」を出力する。正極端子112及び正極端子212の差が接続許可範囲の範囲内に含まれない場合、又は、モジュール制御部240がOVP信号及びUVP信号の少なくとも一方を受信している場合いない場合、論理積回路644は論理「L」を出力する。
 図7は、放電防止回路720の回路構成の一例を概略的に示す。本実施形態によれば、切替部230と並列に放電防止回路720が配される。放電防止回路720は、切替部230におけるアーク放電の発生を防止するための素子又は回路であり、その回路構成は特に限定されない。本実施形態において、放電防止回路720は、RCスナバ回路であり、抵抗722と、コンデンサ724とを備える。スナバ回路は、スイッチの遮蔽に伴って発生する過渡的な高電圧を吸収することができる。これにより、切替部230におけるアーク放電が抑制される。なお、スナバ回路は、図7に示されるRCスナバ回路に限定されるものではなく、公知の任意のスナバ回路が用いられ得る。
 他の実施形態において、抵抗722と、切替部230の正極端子112の側の端子との間に、スイッチング素子が配されてもよい。コンデンサ724と、切替部230の正極端子212の側の端子との間に、スイッチング素子が配されてもよい。これらのスイッチング素子は、予告信号が出力された場合にオン動作してよい。これらのスイッチング素子は、予告信号が解除された場合又は切断許可条件が成立した場合に、オフ動作してよい。
 図8、図9、図10及び図11を用いて、蓄電システム100の動作の一例が説明される。図8は、蓄電システム100の動作の一例を概略的に示す。図9及び図10は、蓄電モジュール110の動作及び情報処理の一例を概略的に示す。図11は、蓄電モジュール110の動作及び情報処理の他の例を概略的に示す。
 図8に関連して説明される各ステップの詳細は、図9及び図10に関連して説明される。図9及び図11においては、図8に関連して説明された実施形態における各ステップの符号を用いて、蓄電モジュール110の動作及び情報処理が説明される場合がある。
 図8に示される実施形態においては、満充電時期又は放電終止時期が到達した蓄電モジュール110(対象モジュールと称される場合がある。)が、蓄電システム100から取り外される場合を例として、蓄電システム100の動作の一例が説明される。より具体的には、対象モジュールの取り外しに備えて、対象モジュールの蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とを電気的に切り離すための処理の一例が説明される。
 本実施形態によれば、まず、ステップ810(ステップがSと省略される場合がある。)において、蓄電システム100は、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のうち、何れか1つの蓄電モジュール110(すなわち、対象モジュールである。)の満充電時期又は放電終止時期が近付いてきたことを検出する。蓄電モジュール110の満充電時期又は放電終止時期が近付いてきたことが検出されると、S812において、蓄電システム100が、予告信号を出力する。
 予告信号が出力されると、S814において、蓄電システム100が、充放電制御装置120の入出力を停止させる、又は、充放電制御装置120の入出力電流を低下させる。その結果、対象モジュールを流れる電流の大きさも小さくなる。対象モジュールを流れる電流の大きさが十分に小さくなると、S816において、蓄電システム100が、対象モジュールの蓄電部210を蓄電システム100から電気的に切り離す。
 その後、S818において、蓄電システム100は、充放電制御装置120の入出力を再開させる、又は、充放電制御装置120の入出力電流を元に戻す。これにより、蓄電システム100が対象モジュールを蓄電システム100から切り離すときに、対象モジュールの切替部230におけるアーク放電の発生が抑制される。
 図9に示されるとおり、S810において、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のそれぞれのモジュール制御部240は、各蓄電モジュールの蓄電部210の電圧を監視する。モジュール制御部240は、蓄電部210に含まれる複数の蓄電セルのそれぞれの電圧を監視してもよい。
 一実施形態において、対象モジュールのモジュール制御部240は、対象モジュールの蓄電部210の電圧の現在値と、満充電電圧又は放電終止電圧との差の絶対値が、予め定められた値以下になったことを検出する。上記の差の絶対値が、予め定められた値以下になった場合、上記の蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定される。
 他の実施形態において、モジュール制御部240は、蓄電部210の複数の蓄電セルの少なくとも1つの電圧の現在値と、満充電電圧又は放電終止電圧との差の絶対値が、予め定められた値以下になったことを検出する。上記の差の絶対値が、予め定められた値以下になった場合、上記の蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定される。
 上記の蓄電部210の電圧が第1閾値に到達したと判定された場合、S812において対象モジュールのモジュール制御部240が、予告信号をシステム制御部140に出力する。システム制御部140が予告信号を受信すると、S814において、システム制御部140は、充放電制御装置120の入出力を停止させる、又は、充放電制御装置120の入出力電流を低下させるための入出力制御信号(低下信号と称される場合がある。)を生成する。システム制御部140は、生成された入出力制御信号を充放電制御装置120に出力する。
 これにより、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさが小さくなる。その結果、例えば、対象モジュール又は対象モジュールの切替部230を流れる電流の大きさが第2閾値よりも小さくなる。
 その後、対象モジュールのモジュール制御部240が予告信号を出力した後、予め定められた時間が経過すると、切断許可条件が成立する。切断許可条件が成立すると、S816において、対象モジュールのモジュール制御部240が、対象モジュールの切替部230をオフ動作させるための切替制御信号を生成する。モジュール制御部240は、生成された切替制御信号を切替部230に出力する。
 これにより、対象モジュールの蓄電部210が、蓄電システム100から電気的に切り離される。その結果、蓄電システム100のユーザは、満充電時期又は放電終止時期が到来した対象モジュールを、蓄電システム100から取り外すことができるようになる。
 対象モジュールの蓄電部210が蓄電システム100から電気的に切り離されると、S818において、システム制御部140は、充放電制御装置120の入出力を再開させる、又は、充放電制御装置120の入出力電流を元に戻させるための入出力制御信号(復帰信号と称される場合がある。)を生成する。システム制御部140は、生成された入出力制御信号を充放電制御装置120に出力する。これにより、蓄電システム100に配された複数の蓄電モジュール110のうち、対象モジュール以外の蓄電モジュール110の充放電が再開される。
 図10は、蓄電システム100の動作の一例を概略的に示す。本実施形態においては、説明を簡単にすることを目的として、蓄電システム100に含まれる複数の蓄電モジュール110のうちの1つ(対象モジュールと称される場合がある。)の満充電時期が到来する場合を例として、時刻t0から時刻t5までの期間における蓄電システム100の充電動作の一例が説明される。
 本実施形態においては、説明を簡単にすることを目的として、蓄電システム100の充電方式が定電流方式である場合を例として、蓄電システム100の充電動作の一例が説明される。しかしながら、蓄電システム100の充電方式は定電流方式に限定されない。他の実施形態において、任意の充電方式が採用され得る。
 本実施形態においては、時刻t0において、全ての蓄電モジュール110の切替部230がオン状態であり、対象モジュールの接続許可範囲の上限が、他の蓄電モジュール110の接続許可範囲の上限よりも小さい場合を例として、蓄電システム100の動作の一例が説明される。この場合、対象モジュールが実質的に満充電状態になると、対象モジュールの蓄電部210が蓄電システム100から電気的に分離される。一方、対象モジュールが実質的に満充電となった後も、上記の他の蓄電モジュール110の充電が継続される。つまり、時刻t0から時刻t5までの期間中、他の蓄電モジュール110の切替部230は、常にオン状態である。
 図10において、グラフ1020は、(i)対象モジュールの蓄電部210の端子間電圧VBの変動と、(ii)対象モジュールの正極端子112と、充放電制御装置120とを電気的に接続する配線106の電圧(又は電位)VLの変動とを示す。グラフ1030は、対象モジュールが出力する予告信号PFの状態(オン状態又はオフ状態)の変動を示す。グラフ1040は、蓄電システム100の入力電流又は出力電流の大きさILの変動を示す。グラフ1050は、対象モジュールの切替部230の状態(オン状態又はオフ状態)の変動を示す。
 グラフ1020に示されるとおり、時刻t0から時刻t1までの期間においては、対象モジュールの蓄電部210と、蓄電システム100の配線106とが電気的に接続されている。そのため、電圧VB及び電圧VLは同一であり、対象モジュールの充電が進むにつれて、電圧VB及び電圧VLも増加する。また、本実施形態において、充電電流の大きさはILOである。
 グラフ1020に示されるとおり、時刻t1において、VB及びVLが第1閾値VBPに到達する。時刻t1においてVB及びVLが第1閾値VBPに到達すると、グラフ1030に示されるとおり、時刻t1において、予告信号PFが出力される(オン状態になる)。時刻t1において予告信号PFが出力されると、グラフ1040に示されるとおり、時刻t2において、充放電制御装置120の入力電力が0になる。充放電制御装置120の入力電力が0になると、グラフ1050に示されるとおり、時刻t3において、対象モジュールの切替部230がオフ動作する。このとき、切替部230に流れる電流の大きさが0なので、切替部230におけるアーク放電の発生が防止される。
 対象モジュールの切替部230がオフ動作した後、蓄電システム100の充電を再開させるための処理が実行される。具体的には、グラフ1040に示されるとおり、時刻t4において、充放電制御装置120の動作が再開され、充放電制御装置120の入力電流の大きさがILOに戻る。
 なお、本実施形態においては、グラフ1030に示されるとおり、時刻t5において、予告信号PFが解除される(オフ状態になる)。しかしながら、予告信号PFが解除されるタイミングは、特に限定されない。予告信号PFが解除されるタイミングは、任意に定められてよい。
 図11は、蓄電システム100における情報処理の一例を概略的に示す。図11において、図9に関連して説明された手順と同様の手順には、図9において各手順に付された符号と同一の符号が付される。
 図11に関連して説明される実施形態においては、(a)S812においてモジュール制御部240が予告信号を出力した後、S1116において、モジュール制御部240が、システム制御部140からの切断許可信号を受信するまで、切替部230のオフ動作を待機する点と、(b)S812においてモジュール制御部240が予告信号を出力した後、S1112において、システム制御部140が、入出力電流の停止又は低下が禁止されているか否かを判定する点と、(c)S1112において入出力電流の停止又は低下が禁止されていると判定された場合、S1114において、システム制御部140が、モジュール制御部240に切断禁止信号を出力する点と、(d)S1112において入出力電流の停止又は低下が禁止されていないと判定された場合、S1118において、システム制御部140が、モジュール制御部240に切断許可信号を出力する点とで、図9に関連して説明される実施形態と相違する。その他の特徴について、図11に関連して説明される実施形態は、図9に関連して説明される実施形態と同様の構成を有してよい。
 図12は、大規模電力システム1200のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、大規模電力システム1200は、正極端子1202と、負極端子1204と、複数の蓄電システム100と、電力ケーブル1212と、電力ケーブル1214と、通信ケーブル1216とを備える。大規模電力システム1200は、正極端子1202及び負極端子1204を介して、外部の機器(例えば、負荷装置12又は充電装置14である。)との間で電力を授受する。
 本実施形態において、電力ケーブル1212は、複数の蓄電システム100のそれぞれの接続端子102と、大規模電力システム1200の正極端子1202とを電気的に接続する。本実施形態において、電力ケーブル1214は、複数の蓄電システム100のそれぞれの接続端子104と、大規模電力システム1200の負極端子1204とを電気的に接続する。本実施形態において、通信ケーブル1216は、複数の蓄電システム100のそれぞれのシステム制御部140の間で情報を伝達する。
 上述されたとおり、本実施形態によれば、蓄電システム100に含まれる蓄電モジュール110のうちの少なくとも1つの蓄電部210が、蓄電システム100から電気的に切り離される前に、蓄電システム100の入力電力又は出力電力の大きさが減少する。大規模電力システム1200が使用される環境によっては、大規模電力システム1200の出力変動が制限される場合がある。例えば、大規模電力システム1200の出力変動の大きさを、予め定められた数値範囲の範囲内に抑制することが要求される。
 本実施形態によれば、複数の蓄電システム100のうちの何れか1つ(対象システムと称される場合がある。)のシステム制御部140が、当該対象システムの充放電制御装置120の出力電流の大きさを第2閾値よりも小さくしてよいと判定した場合、当該対象システムの信号生成部430は、他の蓄電システム100の出力電流の大きさを増加させるための信号(第4信号と称される場合がある。)を、他の蓄電システム100のシステム制御部140又は充放電制御装置120に出力する。上記の第4信号を受信した蓄電システム100のシステム制御部140は、充放電制御装置120を制御して、出力電流の大きさを増加させる。対象システムにおける出力電力又は出力電流の減少量は、他の蓄電システム100における出力電力又は出力電流の増加量の合計値と略一致してよい。これにより、大規模電力システム1200の出力変動が抑制される。
 システム制御部140の信号生成部430は、第4信号出力部の一例であってよい。大規模電力システム1200は、電力システムの一例であってよい。
 図13は、大規模電力システム1200の動作の一例を概略的に示す。グラフ1320は、出力電流を減少させる蓄電システム100の出力電流の電流変動1322を示す。グラフ1330は、他の蓄電システム100の出力電流の電流変動1332を示す。グラフ1340は、大規模電力システム1200の出力電流の電流変動1342を示す。図13に示されるとおり、本実施形態によれば、大規模電力システム1200の出力変動が抑制される。
 図14は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されてよいコンピュータ3000の一例を示す。蓄電システム100の少なくとも一部は、コンピュータ3000により実現されてよい。例えば、蓄電モジュール110の一部が、コンピュータ3000により実現される。例えば、モジュール制御部240の一部が、コンピュータ3000により実現される。例えば、システム制御部140の少なくとも一部が、コンピュータ3000により実現される。
 コンピュータ3000にインストールされたプログラムは、コンピュータ3000に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の1又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ3000に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ3000に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU3012によって実行されてよい。
 本実施形態によるコンピュータ3000は、CPU3012、RAM3014、GPU3016、及びディスプレイデバイス3018を含み、それらはホストコントローラ3010によって相互に接続されている。コンピュータ3000はまた、通信インタフェース3022、ハードディスクドライブ3024、DVD-ROMドライブ3026、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ3020を介してホストコントローラ3010に接続されている。コンピュータはまた、ROM3030及びキーボード3042のようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ3040を介して入出力コントローラ3020に接続されている。
 CPU3012は、ROM3030及びRAM3014内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。GPU3016は、RAM3014内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、CPU3012によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス3018上に表示されるようにする。
 通信インタフェース3022は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ3024は、コンピュータ3000内のCPU3012によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVD-ROMドライブ3026は、プログラム又はデータをDVD-ROM3001から読み取り、ハードディスクドライブ3024にRAM3014を介してプログラム又はデータを提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。
 ROM3030はその中に、アクティブ化時にコンピュータ3000によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ3000のハードウエアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ3040はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ3020に接続してよい。
 プログラムが、DVD-ROM3001又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ3024、RAM3014、又はROM3030にインストールされ、CPU3012によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ3000に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウエアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ3000の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
 例えば、通信がコンピュータ3000及び外部デバイス間で実行される場合、CPU3012は、RAM3014にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース3022に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース3022は、CPU3012の制御の下、RAM3014、ハードディスクドライブ3024、DVD-ROM3001、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
 また、CPU3012は、ハードディスクドライブ3024、DVD-ROMドライブ3026(DVD-ROM3001)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM3014に読み取られるようにし、RAM3014上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU3012は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
 様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU3012は、RAM3014から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM3014に対しライトバックする。また、CPU3012は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU3012は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
 上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ3000上又はコンピュータ3000近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それにより、上記のプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ3000に提供する。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載などから明らかである。
 請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
 12 負荷装置、14 充電装置、52 信号、54 信号、100 蓄電システム、102 接続端子、104 接続端子、106 配線、110 蓄電モジュール、112 正極端子、114 負極端子、120 充放電制御装置、140 システム制御部、210 蓄電部、212 正極端子、214 負極端子、222 蓄電セル、224 蓄電セル、230 切替部、240 モジュール制御部、250 保護部、260 バランス補正部、310 接続判定部、312 充電状態判定部、314 切断判定部、320 受信部、330 信号生成部、340 モジュール情報取得部、350 モジュール情報格納部、360 モジュール情報送信部、410 状態管理部、420 モジュール選択部、422 出力変動判定部、430 信号生成部、510 トランジスタ、512 抵抗、514 抵抗、516 ダイオード、520 トランジスタ、522 抵抗、524 抵抗、526 ダイオード、530 トランジスタ、532 抵抗、540 トランジスタ、542 抵抗、552 抵抗、554 抵抗、560 トランジスタ、570 キャパシタ、572 抵抗、580 トランジスタ、592 スイッチ、594 スイッチ、642 ウインドコンパレータ、644 論理積回路、720 放電防止回路、722 抵抗、724 コンデンサ、1020 グラフ、1030 グラフ、1040 グラフ、1050 グラフ、1200 大規模電力システム、1202 正極端子、1204 負極端子、1212 電力ケーブル、1214 電力ケーブル、1216 通信ケーブル、1320 グラフ、1322 電流変動、1330 グラフ、1332 電流変動、1340 グラフ、1342 電流変動、3000 コンピュータ、3001 DVD-ROM、3010 ホストコントローラ、3012 CPU、3014 RAM、3016 GPU、3018 ディスプレイデバイス、3020 入出力コントローラ、3022 通信インタフェース、3024 ハードディスクドライブ、3026 DVD-ROMドライブ、3030 ROM、3040 入出力チップ、3042 キーボード

Claims (15)

  1.  蓄電装置の蓄電部と、前記蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える切替装置の動作を制御する切替制御装置であって、
     前記蓄電部の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定部と、
     前記蓄電部の電圧が前記第1閾値に到達したと判定された場合に、前記蓄電部及び前記電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力部と、
     前記第1信号出力部が前記第1信号を出力した後、前記蓄電部及び前記電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立している場合に、前記蓄電部及び前記電力端子を電気的に切断するための第2信号を、前記切替装置に出力する第2信号出力部と、
     を備える、切替制御装置。
  2.  前記蓄電部は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、
     前記第1判定部は、前記複数の蓄電セルの少なくとも1つの電圧が前記第1閾値に到達した場合に、前記蓄電部の電圧が前記第1閾値に到達したと判定し、
     前記第1閾値は、(i)前記少なくとも1つの蓄電セルの満充電電圧から予め定められた値を引いた値、又は、(ii)前記少なくとも1つの蓄電セルの放電終止電圧に予め定められた値を加えた値である、
     請求項1に記載の切替制御装置。
  3.  前記切断許可条件は、
     (i)前記第1信号出力部が前記第1信号を出力した後、予め定められた時間が経過したという条件、
     (ii)前記第1信号出力部が前記第1信号を出力した後、前記切替装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための処理が実行されたという条件、
     (iii)前記第1信号出力部が前記第1信号を出力し、且つ、前記切替装置を流れる電流の大きさが前記第2閾値よりも小さいという条件、及び、
     (iv)前記第1信号出力部が前記第1信号を出力し、且つ、前記蓄電部及び前記電力端子を電気的に切断することが禁止されていない、又は、前記蓄電部及び前記電力端子を電気的に切断することが許可されているという条件、
     の少なくとも1つを含む、
     請求項1又は請求項2に記載の切替制御装置。
  4.  前記第1信号出力部が前記第1信号を出力した場合に、前記切替装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、前記切替装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置に出力する第3信号出力部、
     をさらに備える、
     請求項1又は請求項2に記載の切替制御装置。
  5.  前記調整装置は、(i)片方向若しくは双方向のDC/DCコンバータ、(ii)片方向若しくは双方向のDC/ACインバータ、又は、(iii)オン/オフスイッチであり、
     前記調整装置の電力端子は、前記蓄電装置の前記電力端子と電気的に接続される、
     請求項4に記載の切替制御装置。
  6.  請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の切替制御装置と、
     前記蓄電部と、
     前記電力端子と、
     を備える、蓄電装置。
  7.  請求項6に記載の蓄電装置と、
     前記蓄電装置とは異なる他の電力授受装置と、
     前記蓄電装置と、前記他の電力授受装置とを並列に接続するための配線と、
     を備える、電力授受システムであって、
     前記蓄電装置は、前記配線に対して着脱自在に構成される、
     電力授受システム。
  8.  蓄電装置と、前記蓄電装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置とが電気的に切断されることを予告するための第1信号を受信した場合に、前記蓄電装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、前記調整装置に出力する第3信号出力部、
     を備える、電流制御装置。
  9.  請求項8に記載の電流制御装置と、
     前記蓄電装置と、
     前記蓄電装置とは異なる他の電力授受装置と、
     前記蓄電装置と、前記他の電力授受装置とを並列に接続するための配線と、
     前記調整装置と、
     を備える、電力授受システムであって、
     前記蓄電装置は、
     前記配線に対して着脱自在に構成され、
     前記調整装置を介して、前記電力授受システムの外部に配される外部機器との間で電力を授受する、
     電力授受システム。
  10.  請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の切替制御装置をさらに備える、
     請求項9に記載の電力授受システム。
  11.  請求項9又は請求項10に記載の電力授受システムを複数備える電力システムであって、
     前記第1信号は、複数の前記電力授受システムに含まれる第1電力授受システムの前記蓄電装置及び前記調整装置が電気的に切断されることを予告するための信号であり、
     前記第1電力授受システムの前記電流制御装置は、
     複数の前記電力授受システムに含まれる少なくとも1つの第2電力授受システムの状態に基づいて、前記第1電力授受システムの出力電流の大きさを前記第2閾値よりも小さくしてよいか否かを判定する第2判定部、
     をさらに有し、
     前記第1電力授受システムの前記第3信号出力部は、前記第2判定部が前記第1電力授受システムの出力電流の大きさを前記第2閾値よりも小さくしてよいと判定した場合に、前記第3信号を出力し、
     前記少なくとも1つの第2電力授受システムのそれぞれは、前記第1電力授受システムとは異なる電力授受システムである、
     電力システム。
  12.  前記少なくとも1つの第2電力授受システムの前記電流制御装置は、
     前記第2判定部が前記第1電力授受システムの出力電流の大きさを前記第2閾値よりも小さくしてよいと判定した場合に、前記少なくとも1つの第2電力授受システムの出力電流の大きさを増加させるための第4信号を、前記少なくとも1つの第2電力授受システムの前記調整装置に出力する第4信号出力部、
     をさらに備える、
     請求項11に記載の電力システム。
  13.  蓄電装置の蓄電機器と、前記蓄電装置の電力端子との電気的な接続状態を切り替える切替装置の制御方法であって、
     前記蓄電機器の電圧が予め定められた第1閾値に到達したか否かを判定する第1判定段階と、
     前記蓄電機器の電圧が前記第1閾値に到達したと判定された場合に、前記蓄電機器及び前記電力端子が電気的に切断されることを予告するための第1信号を出力する第1信号出力段階と、
     前記第1信号出力段階において前記第1信号が出力された後、前記蓄電機器及び前記電力端子を電気的に切断することが許可されるための条件である切断許可条件が成立した場合に、前記蓄電機器及び前記電力端子を電気的に切断するための第2信号を、前記切替装置に出力する第2信号出力段階と、
     を有する、制御方法。
  14.  蓄電装置と、前記蓄電装置を流れる電流の大きさを調整する調整装置とが電気的に切断されることを予告するための第1信号を受信した場合に、前記蓄電装置を流れる電流の大きさを予め定められた第2閾値よりも小さくするための第3信号を、前記調整装置に出力する第3信号出力段階、
     を有する、制御方法。
  15.  コンピュータに、請求項13又は請求項14に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。
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