特許 6457218 蓄電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6457218

(24)【登録日】2018年12月28日

(45)【発行日】2019年1月23日

(54)【発明の名称】蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20190110BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20190110BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20190110BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20190110BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 B

   H02J7/00 S

   H02J7/00 302C

   H02J7/02 H

   H02J7/10 B

   H02J7/10 H

   H02J7/34 B

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-173621(P2014-173621)

(22)【出願日】2014年8月28日

(65)【公開番号】特開2016-48998(P2016-48998A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2017年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿部 勲

【審査官】 坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２６４７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２５３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１０３８７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｈ０２Ｊ ７／１０

Ｈ０２Ｊ ７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセル電池を収容する電池モジュールと、
前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、
前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、
前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、過充電保護として、前記モニターユニットのモニター結果に含まれるセル電圧が、充電上限電圧未満に設定された第１セル過充電電圧を超えると、前記電池モジュールへの充電電流を抑制させる処理と、セル電圧が相対的に高いセル電池を強制放電させてセル電圧を揃える処理とを並行して実施させ、
前記セル電圧が、前記第１セル過充電電圧を超え、充電上限電圧に対応する第２セル過充電電圧を超えていない場合に、前記充放電装置に充電電流の抑制を指示するとともに、前記モニターユニットに前記セル電圧が相対的に高いセル電池を強制放電させる処理を指示し、
前記セル電圧が、前記第２セル過充電電圧を超え、前記第２セル過充電電圧よりも高い値に設定された第３過充電電圧を超えていない場合に、前記充放電装置に充電停止を実行させ、
前記セル電圧が、前記第３過充電電圧を超えた場合に、前記電池モジュールと前記充放電装置との間のリレーをオフにし、その後、前記充放電装置との通信停止を行うことを特徴とする蓄電システム。

【請求項2】

複数のセル電池を収容する電池モジュールと、
前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、
前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、
前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、過放電保護として、前記モニターユニットのモニター結果に含まれるセル電圧が、予め設定した第１セル過放電電圧を下回り、前記第１セル過放電電圧より低い値に設定された第２セル過放電電圧を超えている場合に、前記充放電装置に放電停止を指示し、その後、予め設定した第１セル過放電解除電圧を超えると、前記充放電装置に放電停止の解除を指示し、
前記セル電圧が、前記第２セル過放電電圧を下回り、前記第２セル過放電電圧より低い値に設定された第３セル過放電電圧を超えている場合に、前記充放電装置に放電停止を指示するとともに、当該コントローラの消費電力を低減するスリープモードに移行し、
前記セル電圧が、前記第３セル過放電電圧を下回ると、前記電池モジュールと充放電装置との間のリレーをオフにし、前記充放電装置との通信停止を行って前記電池モジュールの充放電を停止させることを特徴とする蓄電システム。

【請求項3】

複数のセル電池を収容する電池モジュールと、
前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、
前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、
前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、過電流保護として、前記電池モジュールのシステム電流を検出し、充電側のシステム電流が、充電停止の閾値に設定された第１過電流電流値を超え、且つ、充電・放電側のシステム電流のいずれも、リレーオフの閾値に設定された第３過電流電流値を超えていない場合に、前記充放電装置に充電停止を指示し、
放電側のシステム電流が、放電停止の閾値に設定された第２過電流電流値を超え、且つ、充電・放電側のシステム電流のいずれも前記第３過電流電流値を超えていない場合に、前記充放電装置に放電停止を指示し、
前記充電・放電側のシステム電流のいずれかが前記第３過電流電流値を超えた場合に、前記電池モジュールと前記充放電装置との間のリレーをオフにすることを特徴とする蓄電システム。

【請求項4】

前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記セル電圧が前記第３過充電電圧を超えた場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。

【請求項5】

前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記セル電圧が前記第３セル過放電電圧より低い値に設定された第４セル過放電電圧を下回った場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示することを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。

【請求項6】

前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記充電・放電側のシステム電流が前記第３過電流電流値を超えた場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示することを特徴とする請求項３に記載の蓄電システム。

【請求項7】

前記セル電圧が、前記第３セル過放電電圧を下回り、前記第３セル過放電電圧より低い値に設定された第４セル過放電電圧を下回っていない場合に、前記コントローラは前記電池モジュールへの一定時間充電を可能とすることを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のセル電池を収容する電池モジュールを備える蓄電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池などの二次電池は、一般にセル電池や単電池などと称され、セル電池の端子間電圧及び容量は比較的小さいため、複数個のセル電池を直列接続及び／又は並列接続し、所望の電圧や容量となるよう電池モジュールを構成し、比較的大容量の蓄電装置を構成することがある。
この種の電池モジュールは、リチウムイオン電池のセル電圧などを検出して電池の状態を判定する機能を備えたモニターユニットを備えており（例えば、特許文献１、２参照）、このモニターユニットはモジュールモニターユニット（ＭＭＵ）、セルモニタユニット（ＣＭＵ）又はセル管理ユニット（ＣＭＵ）などと称されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２７１２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、太陽光発電などの発電装置の普及に伴い、家庭エネルギー管理システム（Home Energy Management System：ＨＥＭＳ）などのエネルギー管理システムが注目されている。この種のシステムに上記蓄電装置を適用する場合、リチウムイオン電池の充放電を管理してリチウムイオン電池を過充電などから保護するコントローラを設ける必要がある。このコントローラは、例えば、バッテリーマネジメントシステム（ＢＭＵ）と称されている。

【0005】

しかし、コントローラとモニターユニットとの双方で判定処理を行うと、マイコンチップを多数必要とするため、暗電流が多くなってしまう。コントローラやモニターユニットは電池モジュールの電力で作動するため、暗電流が多くなると過放電による電池寿命の低下を招く要因となる。また、コントローラとモニターユニットとの総消費電流も多くなるため、充放電効率の向上に不利である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、暗電流の低減と総消費電流の低減とを図ることが可能な蓄電システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するため、本発明は、複数のセル電池を収容する電池モジュールと、前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、過充電保護として、前記モニターユニットのモニター結果に含まれるセル電圧が、充電上限電圧未満に設定された第１セル過充電電圧を超えると、前記電池モジュールへの充電電流を抑制させる処理と、セル電圧が相対的に高いセル電池を強制放電させてセル電圧を揃える処理とを並行して実施させ、前記セル電圧が、前記第１セル過充電電圧を超え、充電上限電圧に対応する第２セル過充電電圧を超えていない場合に、前記充放電装置に充電電流の抑制を指示するとともに、前記モニターユニットに前記セル電圧が相対的に高いセル電池を強制放電させる処理を指示し、前記セル電圧が、前記第２セル過充電電圧を超え、前記第２セル過充電電圧よりも高い値に設定された第３過充電電圧を超えていない場合に、前記充放電装置に充電停止を実行させ、
前記セル電圧が、前記第３過充電電圧を超えた場合に、前記電池モジュールと前記充放電装置との間のリレーをオフにし、その後、前記充放電装置との通信停止を行うことを特徴とする蓄電システムを提供する。

【0009】

また、複数のセル電池を収容する電池モジュールと、前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、過放電保護として、前記モニターユニットのモニター結果に含まれるセル電圧が、予め設定した第１セル過放電電圧を下回り、前記第１セル過放電電圧より低い値に設定された第２セル過放電電圧を超えている場合に、前記充放電装置に放電停止を指示し、その後、予め設定した第１セル過放電解除電圧を超えると、前記充放電装置に放電停止の解除を指示し、前記セル電圧が、前記第２セル過放電電圧を下回り、前記第２セル過放電電圧より低い値に設定された第３セル過放電電圧を超えている場合に、前記充放電装置に放電停止を指示するとともに、当該コントローラの消費電力を低減するスリープモードに移行し、前記セル電圧が、前記第３セル過放電電圧を下回ると、前記電池モジュールと充放電装置との間のリレーをオフにし、前記充放電装置との通信停止を行って前記電池モジュールの充放電を停止させることを特徴とする蓄電システムを提供する。

【0010】

また、複数のセル電池を収容する電池モジュールと、前記電池モジュールに収容された各セル電池をモニターするモニターユニットと、前記電池モジュールの充放電制御を行う充放電装置と、前記モニターユニットのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて前記充放電装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、過電流保護として、前記電池モジュールのシステム電流を検出し、充電側のシステム電流が、充電停止の閾値に設定された第１過電流電流値を超え、且つ、充電・放電側のシステム電流のいずれも、リレーオフの閾値に設定された第３過電流電流値を超えていない場合に、前記充放電装置に充電停止を指示し、放電側のシステム電流が、放電停止の閾値に設定された第２過電流電流値を超え、且つ、充電・放電側のシステム電流のいずれも前記第３過電流電流値を超えていない場合に、前記充放電装置に放電停止を指示し、前記充電・放電側のシステム電流のいずれかが前記第３過電流電流値を超えた場合に、前記電池モジュールと前記充放電装置との間のリレーをオフにすることを特徴とする蓄電システムを提供する。

【0011】

上記構成において、前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記セル電圧が前記第３過充電電圧を超えた場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示するようにしても良い。

【0012】

また、上記構成において、前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記セル電圧が前記第３セル過放電電圧より低い値に設定された第４セル過放電電圧を下回った場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示するようにしても良い。

【0013】

また、上記構成において、前記電池モジュールの充放電が停止した後、前記充電・放電側のシステム電流が前記第３過電流電流値を超えた場合、手動スイッチが操作されると、前記コントローラが充放電停止の解除を前記充放電装置に指示するようにしても良い。

【0014】

また、上記構成において、前記セル電圧が、前記第３セル過放電電圧を下回り、前記第３セル過放電電圧より低い値に設定された第４セル過放電電圧を下回っていない場合に、前記コントローラは前記電池モジュールへの一定時間充電を可能とするようにしても良い。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、暗電流の低減と総消費電流の低減とを図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る蓄電システムを示すブロック図である。

【図2】過充電保護を示すフローチャートである。

【図3】過放電保護を示すフローチャートである。

【図4】過電流保護を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電システムを示すブロック図である。
この蓄電システム１０は、発電装置としての太陽光発電システム（以下、ＰＶシステムと言う）１１と、ＰＶシステム１１からの電力が供給される充放電装置１２と、電力を蓄える電池モジュール２３（セル電池）を有する蓄電部２４、コントローラ２２、及びリレーＢＯＸ２５などを有する蓄電装置１３とを備えている。この蓄電システム１０は、例えば、家庭エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）などのエネルギー管理システムに適用される。また、ＰＶシステム１１に限らず、燃料電池、風力発電装置などの公知の発電装置を広く適用可能である。

【0018】

充放電装置１２は、不図示の分電盤を介して電力系統（商用電源）に接続され、ＰＶシステム１１と蓄電装置１３と電力系統との間の接続を切り替えるスイッチ群、及び、これらの間でエネルギーを授受させるための双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣインバータとを備えている。この構成により、充放電装置１２は、ＰＶシステム１１からの直流電力を蓄電部２４に供給し充電させる機能、電力系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電部２４に供給し充電させる機能、蓄電部２４及び／又はＰＶシステム１１からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する機能などを備えている。
すなわち、充放電装置１２は、ＰＶシステム１１と蓄電部２４と電力系統との間の電力変換装置や、蓄電部２４を充電又は放電（以下、充放電）させる装置として機能する。

【0019】

この充放電装置１２は、通信回線２１を介して蓄電装置１３に設けられたコントローラ（Battery Management Unit：ＢＭＵとも言う）２２と通信可能に接続される。また、充放電装置１２は、コントローラ２２からの制御指令により、ＰＶシステム１１と蓄電部２４と電力系統との間の接続を切り替えたり、蓄電部２４の充電電流や放電電流などを制御したりすることができる。また、充放電装置１２は、コントローラ２２からの制御指令により蓄電部２４とＰＶシステム１１との接続を遮断することによって、蓄電部２４の充放電を停止させることができる。

【0020】

また、この充放電装置１２は、コントローラ２２からの通信状態を監視し、コントローラ２２との通信が停止すると（所定期間以上の通信停止を検出すると）、上記の各接続を遮断することによって、蓄電装置１３の充放電を強制的に停止させる処理（充放電の強制停止処理）を自動的に実行するように構成されている。これにより、コントローラ２２側に不具合があったときに充放電を止めることができる。

【0021】

次に、蓄電装置１３について説明する。
蓄電装置１３は、複数（本構成では４個）の電池モジュール２３からなる蓄電部２４と、蓄電部２４の保護制御などを行うコントローラ２２と、蓄電部２４と充放電装置１２との間の電気配線間に設けられるリレーＢＯＸ２５と、これらを収容する不図示の筐体に設けられた開閉ドアの開閉を検出するドア開閉センサー２６とを備えている。

【0022】

ドア開閉センサー２６によりドアが開いたことが検出された場合、コントローラ２２によって、リレーＢＯＸ２５内のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂがオフに切り替えられる。これによって、ユーザーなどが開いたドアから内部にアクセスする場合に、蓄電部２４の充放電を停止させることができる。なお、ドアが開いたことが検出された場合に、コントローラ２２が充放電装置１２に充放電の停止を指示し、充放電装置１２による充放電を停止させるようにしても良い。また、コントローラ２２を介さずに、ドアが開いたことが検出されると、リレーＢＯＸ２５内のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂが自立的にオフに切り替わるように自動切り替え機能を設けるようにしても良い。

【0023】

電池モジュール２３は、リチウムイオン二次電池からなるセル電池を複数個（本構成では８個）直列接続したものである。また、各電池モジュール２３には、モニターユニット（図中、ＭＭＵ）２３Ａがそれぞれ設けられる。モニターユニット２３Ａは、当該モニターユニット２３Ａが設けられた電池モジュール２３内の各セル電池について、セル情報（セル電圧Ｖ１やセル温度Ｔ１）をモニター（検出）する検出ユニットとして機能する装置である。また、モニターユニット２３Ａは、通信回線２７を介してコントローラ２２と通信可能に接続され、モニター結果（セル電圧Ｖ１や温度Ｔ１）をコントローラ２２に出力する。

【0024】

より具体的には、このモニターユニット２３Ａは、各セル電圧Ｖ１を検出する機能、セル電池の温度（セル温度Ｔ１）を検出する機能、電池モジュール２３内の保護ＩＣ（不図示）の温度をモニターする機能、後述するセル電池の充電バランス放電を行う機能、コントローラ２２との通信機能を備えている。
ここで、バランス放電とは、電池モジュール２３内のあるセル電圧Ｖ１が他のセル電圧Ｖ１に比して高いセル電池を強制放電させてセル電圧を揃えることである。

【0025】

コントローラ２２は、大別すると、蓄電部２４（電池モジュール２３）の保護機能（後述する過充電保護、過放電保護、過電流保護など）、及び、充放電装置１２やモニターユニット２３Ａと通信する機能を具備している。また、コントローラ２２は、蓄電装置１３を遠隔監視するための外部通信ポート３０を備え、この外部通信ポート３０に接続された外部機器と通信し、遠隔監視のための各種処理を実行する機能を備えていても良い。
このコントローラ２２は、蓄電部２４の保護機能を実現するための構成として、システム電流を検出する電流モニター、及び、リレーＢＯＸ２５内のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂを制御するリレーコントロールを備えている。なお、リレーＢＯＸ２５にはプリチャージ回路２５Ｃも設けられている。

【0026】

また、コントローラ２２には、メインスイッチ３１や解除スイッチ３２が接続されている。これらスイッチ３１、３２は、蓄電システム１０の各種作業を行う作業員が操作する手動スイッチであり、メインスイッチ３１は、蓄電装置１３のメイン電源をオンオフするためのスイッチである。また、解除スイッチ３２は、コントローラ２２の通信停止状態や充放電装置１２の充放電停止状態を手動で解除するためのスイッチである。

【0027】

この蓄電システム１０は、ＰＶシステム１１を備えるため、気象条件に応じて発電電力が変動し、夜間は発電されない。従って、日中の発電電力が、電力系統に接続される負荷の総消費電力を上回ると、余剰電力が蓄電装置１３の蓄電部２４に充電される。また、蓄電部２４に蓄積された電力は、発電電力が得られない夜間等に電力系統に供給される。このような充放電制御は、充放電装置１２とコントローラ２２が協働して行っても良い。また、蓄電部２４の充放電を、ユーザーの操作等により任意の時間に実施するようにしても良い。なお、電力系統から蓄電部２４に充電する場合は、比較的電力料金が安い夜間電力を利用すれば良い。

【0028】

この蓄電システム１０では、蓄電部２４の保護として、過充電保護、過放電保護、過電流保護などを行う。
図２は過充電保護を示すフローチャートである。なお、前提として、モニターユニット２３Ａは、常時、セル電池に関するセル情報（セル電圧Ｖ１及びセル温度Ｔ１など）を検出し、検出結果（モニタ-結果）をコントローラ２２に通知している。このため、コントローラ２２では、セル情報（セル電圧Ｖ１及びセル温度Ｔ１）をリアルタイムに把握できるように構成されている。

【0029】

まず、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１と、予め設定された第１セル過充電電圧ＶＡ１、第２セル過充電電圧ＶＡ２、及び第３セル過充電電圧ＶＡ３のそれぞれとを比較する（ステップＳ１Ａ、ステップＳ２１Ａ、ステップＳ３１Ａ）。
ここで、第１セル過充電電圧ＶＡ１は、セル電池が充電上限電圧未満であることを判定する閾値に設定され、例えば、充電上限電圧３．６Ｖのときは３．５Ｖに設定される。なお、この第１セル過充電電圧ＶＡ１を超えた状態の判定精度を高めるため、ＶＡ１以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ１ＡでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0030】

また、第２セル過充電電圧ＶＡ２は、第１セル過充電電圧ＶＡ１よりも高い電圧に設定される値である。この第２セル過充電電圧ＶＡ２は、セル電池が充電上限電圧の状態であることを判定する閾値に設定され、例えば、充電上限電圧３．６Ｖのときは３．６Ｖに設定される。なお、この第２セル過充電電圧ＶＡ２を超えた状態の判定精度を高めるため、ＶＡ２以上の状態が一定時間（例えば、５秒以上）連続した場合にステップＳ２１ＡでＹｅｓと判定することが好ましい。
また、第３セル過充電電圧ＶＡ３は、第２セル過充電電圧ＶＡ２よりも高い電圧に設定される値である。この第３セル過充電電圧ＶＡ３は、セル電圧Ｖ１が充電上限電圧よりも高い状態であることを判定する閾値に設定され、例えば、充電上限電圧３．６Ｖのときは３．７Ｖに設定される。なお、この第３セル過充電電圧ＶＡ３を超えた状態の判定精度を高めるため、ＶＡ３以上の状態が一定時間（例えば、５秒以上）連続した場合にステップＳ３１ＡでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0031】

コントローラ２２は、ステップＳ１Ａ、Ｓ２１Ａ、Ｓ３１Ａの比較結果を得ると、予め定められた優先順位に従って実行する処理を決定する。具体的には、セル電圧Ｖ１が、第１〜第３セル過充電電圧ＶＡ１〜ＶＡ３のうち最も低い電圧に設定された第１セル過充電電圧ＶＡ１を超えているが、２番目に設定された第２セル過充電電圧ＶＡ２を超えていない場合は、図２に示すステップＳ２Ａ及びＳ１１Ａの処理に移行する。
一方、セル電圧Ｖ１が、第２セル過充電電圧ＶＡ２を超えているが、最も高い電圧に設定された第３セル過充電電圧ＶＡ３を超えていない場合は、図２に示すステップＳ２２Ａの処理に移行し、第３セル過充電電圧ＶＡ３を超えている場合は、図２に示すステップＳ３２Ａの処理に移行する。

【0032】

なお、上記何れかのステップで過充電と判断された場合、コントローラ２２は充放電装置１２に対し過充電による異常検出の通知を行う。その後、後述する充電電流抑制、充電停止などにより過充電が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知が解除される。但し、ステップＳ１Ａ以外での異常検出、例えばステップＳ２１Ａにおいて過充電と判断されると、ステップＳ１Ａにおいても当然に過充電であり、ステップＳ２１Ａの過充電が解除されても、ステップＳ１Ａの異常検出の通知は解除されておらず、ステップＳ１Ａにおいて過充電が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知を解除する。

【0033】

ステップＳ２Ａでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電電流の抑制を指示し、より具体的には、充電電流抑制値を充放電装置１２に送信する。充放電装置１２は、受信した充電電流抑制値に基づいて充電電流を抑制する（ステップＳ３Ａ）。
このとき、コントローラ２２は、常に電流確認をしており、後述する過電流保護の処理（図４）を行う。この過電流保護の処理では、まずコントローラ２２が過電流か否かを判定しており、過電流ではなかった場合（ステップＳ４Ａ；ＯＫ）、ステップＳ５Ａの処理に移行する。ステップＳ５Ａでは、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が、第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋを下回ったか否かを判定する。

【0034】

第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋは、第１セル過充電電圧ＶＡ１よりも低い電圧に設定され、例えば３．４５Ｖに設定される。なお、第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋを下回ったことの判定精度を高めるため、ＶＡ１Ｋ以下の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ５ＡでＹｅｓと判定することが好ましい。
ステップ３Ａの充電電流抑制からステップＳ５Ａを実行するまでの間の放電により、セル電圧Ｖ１が第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋを下回ると（ステップＳ５Ａ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電電流の抑制解除を指示する（ステップＳ６Ａ）。この場合、充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて充電電流の抑制を解除する（ステップＳ７Ａ）。
つまり、第１セル過充電電圧ＶＡ１（＝３．５Ｖ）以上で充電電流を抑制し、第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋ（＝３．４５Ｖ）以下で充電電流の抑制を解除する。このように、第１セル過充電電圧ＶＡ１と、第１セル過充電解除電圧ＶＡ１Ｋとに０．０５Ｖの差をつけているため、セル電圧Ｖ１の微少変動で、充電電流の抑制と抑制解除とが頻繁に繰り返されてしまう誤動作（いわゆるチャタリング現象）を回避できる。このとき、コントローラ２２は、常に電流確認（図４に示す過電流保護の処理）を行い、過電流ではない場合に（ステップＳ８Ａ；ＯＫ）、ステップＳ１Ａの処理に移行する。

【0035】

一方、上記ステップＳ４Ａ、Ｓ８Ａにおいて、過電流と判定した場合（ステップＳ４Ａ又はＳ８Ａ；ＮＧ）、コントローラ２２は過電流から保護するための処理（ステップＳ９Ａ又は１０Ａ）を実行する。このステップＳ９Ｅ、１０Ｅの具体的内容は、図４に示す充電停止の指示（ステップＳ２Ｅ）、放電停止の指示（ステップＳ１２Ｅ）、充放電停止の指示（ステップＳ２３Ｅ）などである。

【0036】

コントローラ２２は、ステップＳ１Ａの処理と同時にステップＳ１１Ａの処理を行う。ステップＳ１１Ａでは、セル電圧Ｖ１が予め設定された充電バランス電圧を超えたか否かを判定する。次いで、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が予め設定された充電バランス電圧を超えた場合、モニターユニット２３Ａ（ＭＭＵ）に対し、充電バランス放電を指示する（ステップＳ１２Ａ）。
モニターユニット２３Ａは、受信した指示に基づいて、セル電池の充電バランスに対応する放電を行う。つまり、モニターユニット２３Ａのモニター（検出）結果に基づいて、セル電圧Ｖ１が高いセル電池を強制的に放電させる（ステップＳ１３Ａ）。このため、例えば、充放電装置１２によりＰＶシステム１１から蓄電部２４へ電力供給されている場合、つまり、充電中の場合、電池モジュール２３の中で相対的に電圧が低いセル電池が充電され、相対的に電圧が高いセル電池は放電されることになる。

【0037】

コントローラ２２は、予め定めた一定電圧であるセル充電バランス解除電圧（例えば３．４５Ｖ）に至るまで（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１２Ａの処理を繰り返し実行し、セル充電バランス解除電圧に至ると、モニターユニット２３Ａに対し、充電バランス放電の停止を指示し（ステップＳ１５Ａ）、コントローラ２２からの指示に基づいて放電を停止させる（ステップＳ１６Ａ）。
上記のステップＳ１Ａ〜Ｓ１６Ａの処理によれば、充電上限電圧に至る前に、充電電流の抑制と、セル電圧のバランスを揃える強制放電とを並行して実施するので、過充電を回避しつつ各セル電池をバランスよく充電することが可能になる。このため、各セル電池の電圧のばらつきは最大でも０．１５Ｖ（充電上限電圧３．６−セル充電バランス解除電圧３．４５Ｖ）に抑えられる。また、放電については何ら規制されずに行うことができ、蓄電部２４に蓄えられた電力を利用することができる。

【0038】

ステップＳ２２Ａでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電停止を指示し、より具体的には、充電電流０Ａを指示する指令値を充放電装置１２に送信する。充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて充電電流を０Ａにすることにより充電を停止させる（ステップＳ２３Ａ）。
コントローラ２２は、常に電流確認（図４に示す過電流保護の処理）をしており、過電流ではない場合に（ステップＳ２４Ａ；ＯＫ）、ステップＳ２５Ａの処理に移行する。ステップＳ２５Ａでは、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が第２セル過充電解除電圧ＶＡ２Ｋを下回ったか否かを判定する。
第２セル過充電解除電圧ＶＡ２Ｋは、第２セル過充電電圧ＶＡ２よりも低い電圧に設定され、例えば３．４Ｖに設定される。なお、第２セル過充電解除電圧ＶＡ２Ｋを下回ったことの判定精度を高めるため、ＶＡ２Ｋ以下の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ２５ＡでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0039】

第２セル過充電解除電圧ＶＡ２Ｋ未満の場合（ステップＳ２５Ａ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電停止の解除を指示する（ステップＳ２６Ａ）。充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて充電停止を解除し（ステップＳ２７Ａ）、コントローラ２２は、常に電流確認（図４に示す過電流保護の処理）をしており、過電流ではない場合に（ステップＳ２８Ａ；ＯＫ）、ステップＳ１Ａの処理に移行する。
一方、上記ステップＳ２４Ａ、Ｓ２８Ａにおいて、過電流と判定した場合（ステップＳ２４Ａ又はＳ２８Ａ；ＮＧ）、コントローラ２２は過電流から保護するための処理（ステップＳ２９Ａ又は３０Ａ）を実行する。このステップＳ２９Ａ、３０Ａの具体的内容は、図４に示す充電停止の指示（ステップＳ２Ｅ）、放電停止の指示（ステップＳ１２Ｅ）、充放電停止の指示（ステップＳ２３Ｅ）などである。
上記のステップＳ２１Ａ〜Ｓ２８Ａによりセル電圧Ｖ１が充電上限電圧の場合は充電を停止し、過充電を回避することができる。この場合、放電については何ら規制されずに行うことができるので、蓄電部２４に蓄えられた電力の利用が妨げられることがない。

【0040】

セル電圧Ｖ１が第３セル過充電電圧ＶＡ３を超えている場合（ステップＳ３１Ａ；Ｙｅｓ）、電池異常か他の箇所の異常が疑われる。このため、コントローラ２２は、まず、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにした後（ステップＳ３２Ａ）、充放電装置１２に対し、充放電停止を指示し、より具体的には、充放電電流０Ａを指示する指令値を充放電装置１２に送信し（ステップＳ３３Ａ）、充放電装置１２に充放電を停止させる（ステップＳ３４Ａ）。その後、コントローラ２２は、充放電装置１２との通信を停止する（ステップＳ３５Ａ）。充放電装置１２は、コントローラ２２との通信停止により、蓄電部２４の充放電を強制的に停止させる処理を行う。つまり、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにしても、充放電装置１２は充放電制御を行おうとするが、上記ステップＳ３３Ａ〜Ｓ３５Ａの処理により充放電装置１２の充放電制御を停止させることができる。

【0041】

この場合、コントローラ２２は、解除スイッチ３２が操作されない限り作動しない状態（自動解除しない状態）に移行する。解除スイッチ３２は、ユーザーが操作しないスイッチであり、作業員が操作するスイッチである。このため、作業員が各部を点検し、問題がないことを確認した後に解除スイッチ３２が操作される。解除スイッチ３２が操作されると（ステップＳ３６Ａ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充放電停止の解除を指示することにより、充放電装置１２の充放電停止を解除させるとともに（ステップＳ３７Ａ）、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオンに切り替え（ステップＳ３８Ａ）、ステップＳ１Ａの処理に移行する。
上記のステップＳ３１Ａ〜Ｓ３８Ａにより電池異常や他の部分の異常が疑われる場合に充放電を停止させ、蓄電装置１３を保護することができ、また、作業員により容易に復帰させることができる。

【0042】

図３は過放電保護を示すフローチャートである。
まず、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１と、予め設定された第１セル過放電電圧ＶＢ１、第２セル過放電電圧ＶＢ２、及び第３セル過放電電圧ＶＢ３のそれぞれとを比較する（ステップＳ１Ｂ、ステップＳ２１Ｂ、ステップＳ３１Ｂ）。
ここで、第１セル過放電電圧ＶＢ１は、過放電の段階を３つの段階に分けたときの初期段階（第１段階）に相当するか否かを判定する閾値に設定され、例えば、セル電池の下限電圧が２．０Ｖのときは初期段階の閾値は３．０Ｖに設定される。なお、この第１セル過放電電圧ＶＢ１を下回った状態の判定精度を高めるため、ＶＢ１以下の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ１ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0043】

また、第２セル過放電電圧ＶＢ２は、第１セル過放電電圧ＶＢ１よりも低い電圧に設定される値である。この第２セル過放電電圧ＶＢ２は、過放電の段階を３つの段階に分けたときの中間段階（第２段階）に相当するか否かを判定する閾値に設定され、例えば、セル電池の下限電圧が２．０Ｖのときは中間段階の閾値は２．７Ｖに設定される。なお、この第２セル過放電電圧ＶＢ２を下回ったことの判定精度を高めるため、ＶＢ２以下の状態が一定時間（例えば、１０秒以上）連続した場合にステップＳ２１ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。
また、第３セル過放電電圧ＶＢ３は、第２セル過放電電圧ＶＢ２よりも低い電圧に設定される値である。この第３セル過放電電圧ＶＢ３は、過放電の段階を３つの段階に分けたときの最終段階（第３段階）に相当するか否かを判定する閾値に設定され、例えば、セル電池の下限電圧が２．０Ｖのときは最終段階の閾値は２．５Ｖに設定される。なお、この第３セル過放電電圧ＶＢ３を下回ったことの判定精度を高めるため、ＶＢ３以下の状態が一定時間（例えば、１０秒以上）連続した場合にステップＳ３１ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0044】

なお、上記何れかのステップで過放電と判断された場合、コントローラ２２は充放電装置１２に対し過放電による異常検出の通知を行う。その後、後述する放電停止などにより過放電が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知が解除される。但し、ステップＳ１Ｂ以外での異常検出、例えばステップＳ２１Ｂにおいて過放電と判断されると、ステップＳ１Ｂにおいても当然に過放電であり、ステップＳ２１Ｂの過充電が解除されても、ステップＳ１Ｂの異常検出の通知は解除されておらず、ステップＳ１Ｂにおいて過放電が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知を解除する。

【0045】

コントローラ２２は、ステップＳ１Ｂ、Ｓ２１Ｂ、Ｓ３１Ｂの比較結果を得ると、予め定められた優先順位に従って実行する処理を決定する。具体的には、セル電圧Ｖ１が、第１〜第３セル過放電電圧ＶＢ１〜ＶＢ３のうち最も高い電圧に設定された第１セル過放電電圧ＶＢ１を下回っているが、２番目に設定された第２セル過放電電圧ＶＢ２を超えている場合は、図３に示すステップＳ２Ｂの処理に移行する。一方、セル電圧Ｖ１が、第２セル過放電電圧ＶＢ２を下回っているが、最も低い電圧に設定された第３セル過放電電圧ＶＢ３を超えている場合は、図３に示すステップＳ２２Ｂの処理に移行し、第３セル過放電電圧ＶＢ３を下回っている場合は、図３に示すステップＳ３２Ｂの処理に移行する。

【0046】

ステップＳ２Ｂでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、放電停止を指示し、より具体的には、放電電流０Ａを指示する指令値を充放電装置１２に送信する。充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて放電電流を０Ａにすることにより放電を停止させる（ステップＳ３Ｂ）。
コントローラ２２は、常に電流確認（図４に示す過電流保護の処理）をしており、過電流ではない場合に（ステップＳ４Ｂ；ＯＫ）、ステップＳ５Ｂの処理に移行する。ステップＳ５Ｂでは、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が第１セル過放電解除電圧ＶＢ１Ｋを超えたか否かを判定する。

【0047】

第１セル過放電解除電圧ＶＢ１Ｋは、第１セル過放電電圧ＶＢ１よりも高い電圧に設定され、例えば３．１Ｖに設定される。また、第１セル過放電解除電圧ＶＢ１Ｋを超えたことの判定精度を高めるため、ＶＢ１Ｋ以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ５ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。
ステップ３Ｂの放電停止からステップＳ５Ｂを実行するまでの間の充電により、セル電圧Ｖ１が第１セル過放電解除電圧ＶＢ１Ｋを超えると（ステップＳ５Ｂ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、放電停止の解除を指示する（ステップＳ６Ｂ）。充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて放電停止を解除し（ステップＳ７Ｂ）、コントローラ２２は、常に電流確認（図４に示す過電流保護の処理）をしており、過電流ではない場合に（ステップＳ８Ｂ；ＯＫ）、ステップＳ１Ｂの処理に移行する。

【0048】

一方、ステップＳ４Ｂ又はＳ８ＢにおいてＮＧの場合、コントローラ２２は過電流保護（図４に示す充電停止の指示（ステップＳ２Ｅ）、放電停止の指示（ステップＳ１２Ｅ）、充放電停止の指示（ステップＳ２３Ｅ）など）を実施する（ステップＳ９Ｂ、Ｓ１０Ｂ）。
上記のステップＳ１Ｂ〜Ｓ８Ｂの処理によれば、セル電圧Ｖ１が第１セル過放電電圧ＶＢ１と第２セル過放電電圧ＶＢ２との間にあると、放電を停止するので、過放電を抑えることができる。なお、放電のみ停止するので、充放電装置１２によりＰＶシステム１１からの直流電力が蓄電部２４に供給されている場合には充電を行うことができる。

【0049】

ステップＳ２２Ｂでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、放電停止を指示し、より具体的には、放電電流０Ａを指示する指令値を充放電装置１２に送信する。充放電装置１２は、コントローラ２２からの指示に基づいて放電電流を０Ａにすることにより放電を停止させる（ステップＳ２３Ｂ）。続いて、コントローラ２２は、通常の動作モードからスリープモードに移行する（ステップＳ２４Ｂ）。このスリープモードは、通常の動作モードよりも、コントローラ２２側のセル電圧Ｖ１等の検出間隔を長くして当該コントローラ２２の消費電力を低減する動作モードであり、例えば、本コントローラ２２の動作クロック数を下げる方法などが採用される。
つまり、セル電圧Ｖ１が第２セル過放電電圧ＶＢ２と第３セル過放電電圧ＶＢ３との間にあると、放電停止に加え、スリープモードに移行してコントローラ２２の消費電力を抑える。これにより、電力の消耗を抑え、過放電を効率良く抑えることができる。なお、スリープモードにするとセル電圧Ｖ１等の常時監視ができなる。他の場合にスリープモードにしないのは、常時監視を継続することと、過充電などの弊害を防止するためである。

【0050】

次いで、コントローラ２２は、ステップ２３Ｂの放電停止からステップＳ２５Ｂを実行するまでの間の充電により、セル電圧Ｖ１が第２セル過放電解除電圧ＶＢ２Ｋを超えると（ステップＳ２５Ｂ；Ｙｅｓ）、充放電装置１２に対し、放電停止の解除を指示し（ステップＳ２６Ｂ）、充放電装置１２が放電停止を解除する（ステップＳ２７Ｂ）。また、コントローラ２２は、スリープモードを解除して通常の動作モードに移行し（ステップＳ２８Ｂ）、ステップＳ１Ｂの処理に移行する。
ここで、第２セル過放電解除電圧ＶＢ２Ｋは、第２セル過放電電圧ＶＢ２よりも高い電圧に設定され、例えば３．１Ｖに設定される。なお、第２セル過放電解除電圧ＶＢ２Ｋを超えたことの判定精度を高めるため、ＶＢ２Ｋ以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ２５ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。
このように放電停止とスリープモードへの移行の後、セル電圧Ｖ１が上昇すると、放電停止とスリープモードを解除するので、充放電を通常通り、つまり、充放電装置１２の充放電制御に従って行うことができる。

【0051】

セル電圧Ｖ１が第３セル過放電電圧ＶＢ３を下回る場合（ステップＳ３１Ｂ；Ｙｅｓ）、電池異常か他の箇所の異常が疑われる。このため、コントローラ２２は、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにし（ステップＳ３２Ｂ）、シャットダウンを行い（ステップＳ３３Ｂ）、充放電装置１２との通信を停止することにより（ステップＳ３４Ｂ）、充放電装置１２に充放電を停止させる（ステップＳ３５Ｂ）。
また、コントローラ２２は、ユーザーによりメインスイッチ３１がオフからオンに操作されると（ステップＳ３６Ｂ）、充放電装置１２に対し、充放電停止の解除を指示することにより、充放電装置１２の充放電停止を解除させる（ステップＳ３７Ｂ）。その後、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が予め設定した第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回っているか否かを判定する（ステップＳ３８Ｂ）。

【0052】

第４セル過放電電圧ＶＢ４は、第３セル過放電電圧ＶＢ３よりも低い電圧に設定され、例えば２．０Ｖに設定される。この第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回った状態の判定精度を高めるため、ＶＢ４以下の状態が一定時間（例えば、１０秒以上）連続した場合にステップＳ３８ＢでＹｅｓと判定することが好ましい。
セル電圧Ｖ１が第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回っていない場合（ステップＳ３８Ｂ；Ｎｏ）、コントローラ２２は、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオンに切り替え（ステップＳ３９Ｂ）、例えば、６０秒間だけ充電を受け入れるように異常検出通知を解除した後（ステップ４０Ｂ：異常検出通知解除）、ステップＳ１Ｂの処理に移行する。このため、充放電装置１２によりＰＶシステム１１からの直流電力が蓄電部２４に供給されている場合には充電を行い、セル電圧Ｖ１を高めることができる。

【0053】

一方、セル電圧Ｖ１が第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回っている場合（ステップＳ３８Ｂ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフに維持し（ステップＳ４１Ｂ）、シャットダウンを行い（ステップＳ４２Ｂ）、充放電装置１２との通信を停止することにより（ステップＳ４３Ｂ）、充放電装置１２に充放電を停止させる（ステップＳ４４Ｂ）。
この場合、コントローラ２２は、解除スイッチ３２が操作されない限り作動しない状態（自動解除しない状態）にする。これにより、作業員により各種のチェックなどが行われることになる。その後、解除スイッチ３２が操作されると（ステップＳ４５Ｂ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に充放電停止の解除を指示して充放電装置１２の充放電停止を解除させ（ステップＳ４６Ｂ）、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオンに切り替え（ステップＳ４７Ｂ）、ステップＳ１Ｂの処理に移行する。

【0054】

このように、セル電圧Ｖ１が第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回ると、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにし、解除スイッチ３２が操作されるまで充放電を停止するので、過放電が解消されない場合は充放電を停止して蓄電部２４を使用不能にすることができる。また、作業員が解除スイッチ３２を操作することにより容易に復帰させることができる。

【0055】

図４は過電流保護を示すフローチャートである。
まず、コントローラ２２は、充電のシステム電流と、予め設定された第１過電流電流値ＩＡ１、第２過電流電流値ＩＡ２、及び第３過電流電流値ＩＡ３のそれぞれとを比較する（ステップＳ１Ｅ、ステップＳ２１Ｅ、ステップＳ３１Ｅ）。以下、説明の便宜上、システム電流に符号ＩＳを付して示し、図４にもシステム電流を符号ＩＳで示している。
第１過電流電流値ＩＡ１は、充電電流が過電流か否かを判定する閾値に設定され、例えば、「充電電流指令値＋５％」に相当する値に設定される。なお、この第１過電流電流値ＩＡ１を超えたことの判定精度を高めるため、ＩＡ１以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ１ＥでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0056】

また、第２過電流電流値ＩＡ２は、放電電流が過電流か否かを判定する閾値に設定され、例えば、「放電電流指令値＋５％」に相当する値に設定される。なお、この第２過電流電流値ＩＡ２を超えたことの判定精度を高めるため、ＩＡ２以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ１１ＥでＹｅｓと判定することが好ましい。
また、第３過電流電流値ＩＡ３は、充放電電流が過電流か否かを判定する閾値に設定され、例えば、充放電電流の上限閾値（例えば７５Ａ）に設定される。なお、この第３過電流電流値ＩＡ３を超えたことの判定精度を高めるため、ＩＡ３以上の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ２１ＥでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0057】

なお、上記何れかのステップで過電流と判断された場合、コントローラ２２は充放電装置１２に対し過電流による異常検出の通知を行う。その後、後述する充電停止、放電停止などにより過電流が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知が解除される。但し、ステップＳ１Ｅ以外での異常検出、例えばステップＳ２１Ｅにおいて過電流と判断されると、ステップＳ１Ｅにおいても当然に過電流であり、ステップＳ２１Ｅの過電流が解除されても、ステップＳ１Ｅの異常検出の通知は解除されておらず、ステップＳ１Ｅにおいて過電流が解除されると、コントローラ２２は充放電装置１２に対する異常検出の通知を解除する。

【0058】

コントローラ２２は、ステップＳ１Ｅ、Ｓ１１Ｅ、Ｓ２１Ｅの比較結果を得ると、予め定められた優先順位に従って実行する処理を決定する。具体的には、優先順位が高いものから順に、ステップＳ２１ＥがＹｅｓ、ステップＳ１１ＥがＹｅｓ、ステップＳ１ＥがＹｅｓとされる。
より具体的には、コントローラ２２は、ステップＳ１ＥだけがＹｅｓ（残りのステップＳ１１Ｅ及びＳ２１ＥがＮｏ）の場合、図４に示すステップＳ２Ｅの処理に移行し、少なくともステップＳ２１ＥがＹｅｓ、ステップＳ２１ＥがＮｏの場合、図４に示すステップＳ１２Ｅの処理に移行する。また、少なくともステップＳ２１ＥがＹｅｓの場合、図４に示すステップＳ２２Ｅの処理に移行する。

【0059】

ステップＳ２Ｅでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電停止を指示する。充放電装置１２は、このコントローラ２２の指示に基づいて充電を停止する（ステップＳ３Ｅ）。その後、コントローラ２２は、電流確認として、システム電流ＩＳに基づいて充電が停止されたか否かを確認し（ステップＳ４Ｅ）、確認ＯＫの場合に第１過電流解除電流ＩＡ１Ｋを下回ったか否かを判定する（ステップＳ５Ｅ）。
第１過電流解除電流ＩＡ１Ｋは、第１過電流電流値ＩＡ１よりも低い電流値に設定され、例えば、充電電流指令値と一致する値に設定される。なお、第１過電流解除電流ＩＡ１Ｋを下回ったことの判定精度を高めるため、ＩＡ１Ｋ以下の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ５ＥでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0060】

第１過電流解除電流ＩＡ１Ｋを下回ると（ステップＳ５Ｅ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、充電停止の解除を指示し（ステップＳ６Ｅ）、充放電装置１２による充電停止を解除させる（ステップＳ７Ｅ）。そして、コントローラ２２は、システム電流ＩＳに基づいて充電停止が解除されたことを確認すると（ステップＳ８Ｅ；ＯＫ）、ステップＳ１Ｅの処理に移行する。
一方、ステップＳ４Ｅ又はＳ８ＥにおいてＮＧの場合、コントローラ２２はパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフに切り替える（ステップＳ９Ｅ、Ｓ１０Ｅ）。
上記のステップＳ１Ｅ〜Ｓ８Ｅの処理によれば、充電のシステム電流ＩＳが第１過電流電流値ＩＡ１を超えると、充電を停止し、充放電装置１２による蓄電部２４から電力系統への電力供給、つまり、放電は可能にする。

【0061】

ステップＳ１１Ｅでは、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、放電停止を指示する。充放電装置１２は、このコントローラ２２の指示に基づいて放電を停止する（ステップＳ３Ｅ）。その後、コントローラ２２は、電流確認として、放電のシステム電流ＩＳに基づいて放電が停止されたか否かを確認し（ステップＳ１４Ｅ）、確認ＯＫの場合に第２過電流解除電流ＩＡ２Ｋを下回ったか否かを判定する（ステップＳ５Ｅ）。
第２過電流解除電流ＩＡ２Ｋは、第２過電流電流値ＩＡ２よりも低い電流値に設定され、例えば、放電電流指令値と一致する値に設定される。なお、第２過電流解除電流ＩＡ２Ｋを下回ったことの判定精度を高めるため、ＩＡ２Ｋ以下の状態が一定時間（例えば、１秒以上）連続した場合にステップＳ１５ＥでＹｅｓと判定することが好ましい。

【0062】

第２過電流解除電流ＩＡ２Ｋを下回ると（ステップＳ１５Ｅ；Ｙｅｓ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に対し、放電停止の解除を指示し（ステップＳ１６Ｅ）、充放電装置１２による充電停止を解除させる（ステップＳ１７Ｅ）。そして、コントローラ２２は、システム電流ＩＳに基づいて放電停止が解除されたことを確認すると（ステップＳ１８Ｅ；ＯＫ）、ステップＳ１Ｅの処理に移行する。
一方、ステップＳ１４Ｅ又はＳ１８ＥにおいてＮＧの場合、コントローラ２２はパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフに切り替える（ステップＳ１９Ｅ、Ｓ２０Ｅ）。
上記のステップＳ１１Ｅ〜Ｓ１８Ｅの処理によれば、放電のシステム電流ＩＳが第２過電流電流値ＩＡ２を超えると、放電を停止し、充電は許容する。このため、充放電装置１２の充電制御に応じて充電を行うことができる。

【0063】

ステップＳ２２Ｅでは、コントローラ２２は、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにする。次いで、コントローラ２２は、充放電装置１２に充放電停止を指示し（ステップＳ２３Ｅ）、充放電装置１２による充放電を停止させる（ステップＳ２４Ｅ）。その後、コントローラ２２は、解除スイッチ３２が操作されない限り作動しない状態（自動解除しない状態）に移行する。そして、作業員により解除スイッチ３２が操作されると（ステップＳ２５Ｅ）、コントローラ２２は、充放電装置１２に充放電停止の解除を指示することにより、充放電装置１２の充放電停止を解除させ（ステップＳ２６Ｅ）、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオンに切り替え（ステップＳ２７Ｅ）、ステップＳ１Ｅの処理に移行する。
このように、システム電流ＩＳが第３過電流電流値ＩＡ３を超えると、充放電を停止させ、蓄電部２４を保護することができる。また、作業員により容易に復帰させることができる。

【0064】

以上説明したように、本実施の形態によれば、複数のセル電池を収容する電池モジュール２３と、電池モジュール２３に収容された各セル電池をモニターするモニターユニット２３Ａと、電池モジュール２３の充放電制御を行う充放電装置１２と、モニターユニット２３Ａのモニター結果に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて充放電装置１２を制御するコントローラ２２とを備えるので、コントローラとモニターユニットとの双方で判定処理を行う従来構成と比べて、必要なマイコンチップ数を減らすことができる。従って、暗電流の低減と総消費電流の低減とを図ることができる。このため、暗電流の低減により過放電を抑制して電池寿命を向上させ易くなるとともに、総消費電流の低減により充放電効率を向上させ易くなり、高性能な蓄電システムを提供することが可能になる。

【0065】

また、コントローラ２２は、過充電保護（図２参照）として、モニターユニット２３Ａのモニター結果に含まれるセル電圧Ｖ１が、充電上限電圧未満に設定された第１セル過充電電圧ＶＡ１を超えると、電池モジュール２３への充電電流を抑制させる処理と、セル電圧Ｖ１が相対的に高いセル電池を強制放電させてセル電圧Ｖ１を揃える処理（バランス放電）とを並行して実施させるので、過充電を回避しつつ各セル電池をバランスよく充電することができる。

【0066】

さらに、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が第１セル過充電電圧ＶＡ１を超え、充電上限電圧に対応する第２セル過充電電圧ＶＡ２を超えていない場合に、充放電装置１２に充電電流の抑制を指示するとともに（ステップＳ２Ａ）、モニターユニット２３Ａにセル電圧Ｖ１が相対的に高いセル電池を強制放電させる処理（バランス放電）を指示するので（ステップＳ１２Ａ）、充放電装置１２とモニターユニット２３Ａを利用して、充電電流の抑制と、バランス放電とを容易に並行して実施させることができる。
しかも、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が、第２セル過充電電圧ＶＡ２を超え、第２セル過充電電圧ＶＡ２よりも高い値に設定された第３セル過充電電圧ＶＡ３を超えていない場合に、充放電装置１２に充電停止を実行させるので（ステップＳ２２Ａ）、過充電を抑えるとともに、放電を許容することができる。このため、充放電装置１２の放電制御に応じて放電を行うことができる。

【0067】

また、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が第３過充電電圧ＶＡ３を超えた場合に、電池モジュール２３と充放電装置１２との間のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにし（ステップＳ３２Ａ）、その後、充放電装置１２との通信停止を行うので（ステップＳ３５Ａ）、リレーオフによる充放電の停止だけでは停止されない充放電装置１２による充放電制御も停止することができる。

【0068】

また、コントローラ２２は、過放電保護として（図３参照）、モニターユニット２３Ａのモニター結果に含まれるセル電圧Ｖ１が、予め設定した第１セル過放電電圧ＶＢ１を下回り、第１セル過放電電圧ＶＢ１より低い値に設定された第２セル過放電電圧ＶＢ２を超えている場合に、充放電装置１２に放電停止を指示するので（ステップＳ２２Ｂ）、過放電を抑えつつ充電を許容することができる。また、放電停止後に、セル電圧Ｖ１が予め設定した第１セル過放電解除電圧ＶＢ１Ｋを超えると、充放電装置１２に放電停止の解除を指示するので（ステップＳ６Ｂ）、充放電を許容することができる。このため、充放電装置１２の充電制御に応じて充電を行うとともに、充放電装置１２の放電制御に応じて放電を行うことができる。

【0069】

さらに、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１が、第２セル過放電電圧ＶＢ２を下回り、第２セル過放電電圧ＶＢ２より低い値に設定された第３セル過放電電圧ＶＢ３を超えている場合に、充放電装置１２に放電停止を指示するとともに（ステップＳ２２Ｂ）、当該コントローラ２２の消費電力を低減するスリープモードに移行するので（ステップＳ２４Ｂ）、放電停止に加えて更にコントローラ２２の消費電力を低減することができる。従って、電力の消耗を抑え、過放電を効率良く抑えることができる。
また、コントローラ２２は、セル電圧Ｖ１と第３セル過放電電圧ＶＢ３より低い値に設定された第４セル過放電電圧ＶＢ４との比較によりセル電圧Ｖ１が第３セル過放電電圧ＶＢ３を下回ったことを検出すると、電池モジュール２３と充放電装置１２との間のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにし、充放電装置１２との通信停止を行って電池モジュール２３の充放電を停止させるので（ステップＳ３４Ｂ、Ｓ３５Ｂ）、充放電装置１２の充放電制御も停止でき、適切に充放電を停止できる。

【0070】

また、コントローラ２２は、過電流保護として（図４参照）、電池モジュール２３のシステム電流ＩＳを検出し、充電側のシステム電流ＩＳが、充電停止の閾値に設定された第１過電流電流値ＩＡ１を超え、放電側のシステム電流ＩＳが、放電停止の閾値に設定された第２過電流電流値ＩＡ２を超えておらず、且つ、充電・放電側のシステム電流ＩＳのいずれも、リレーオフの閾値に設定された第３過電流電流値ＩＡ３を超えていない場合に、充放電装置１２に充電停止を指示するので（ステップＳ２Ｅ）、充電側のシステム電流ＩＳの過電流を回避しつつ、放電を許容することができる。このため、充放電装置１２の放電制御に応じて放電を行うことができる。

【0071】

また、コントローラ２２は、放電側のシステム電流ＩＳが、第２過電流電流値ＩＡ２を超え、且つ、充電・放電側のシステム電流ＩＳのいずれも第３過電流電流値ＩＡ３を超えていない場合に、充放電装置１２に放電停止を指示するので（ステップＳ１２Ｅ）、放電側のシステム電流ＩＳの過電流を回避しつつ、充電を許容することができる。このため、充放電装置１２の充電制御に応じて充電を行う。
また、充電・放電側のシステム電流ＩＳのいずれかが第３過電流電流値ＩＡ３を超えた場合に、電池モジュール２３と充放電装置１２との間のパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオフにするので（ステップＳ２２Ｅ）、充電側及び放電側の過電流を避け、電池モジュール２３を保護することができる。

【0072】

また、本実施形態では、セル電圧Ｖ１が、第３過充電電圧ＶＡ３を超えた場合（ステップＳ３２Ａ；Ｙｅｓ）、第３セル過放電電圧ＶＢ３より低い値に設定された第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回った場合（ステップＳ３８Ｂ；Ｙｅｓ）、充電・放電側のシステム電流が第３セル過電流電流値ＩＡ３を超えた場合（ステップＳ２１Ｅ；Ｙｅｓ）の少なくとも一の条件を満たす場合に、コントローラ２２は、充放電装置１２による充放電を停止させる。そして、コントローラ２２が手動スイッチである解除スイッチ３２の操作を検出すると、充放電装置１２に充放電停止の解除を指示し、充放電装置１２の充放電停止を解除させる。これにより、蓄電部２４（電池モジュール２３）を適切に保護するとともに適切に復帰させることができる。

【0073】

また、セル電圧Ｖ１が、第３セル過放電電圧ＶＢ３を下回り、第４セル過放電電圧ＶＢ４を下回っていない場合に（ステップＳ３８Ｂ；Ｎｏ）、コントローラ２２はパワーリレー２５Ａ、２５Ｂをオンに切り替えて蓄電部２４（電池モジュール２３）への一定時間充電を可能にするので、充電を受け入れてセル電圧Ｖ１を高めることができる。

【0074】

なお、蓄電部２４（電池モジュール２３）の保護機能として、過充電保護、過放電保護、及び過電流保護について詳述したが、蓄電部２４（電池モジュール２３）の保護機能として、高温保護、及び低温保護も行っている。この高温保護、及び低温保護についての詳細フローは省略するが、他の保護（過充電保護、過放電保護、及び過電流保護）の場合と同様に、モニターユニット２３Ａは保護に関する判定処理は行わず、コントローラ２２が充放電を制限するか否かを判定し、判定結果に応じて充放電を制限する処理を行う。
より具体的には、コントローラ２２が、モニターユニット２３Ａのモニター結果に含まれる温度Ｔ１に基づいて充放電を制限するか否かを判定し、この判定結果に応じて充放電装置１２を制御したり、パワーリレー２５Ａ、２５Ｂなどをオフにしたりすることで、蓄電部２４を高温や低温から保護する。これにより、高温保護、及び低温保護に関しても、コントローラ２２とモニターユニット２３Ａに必要なマイコンチップ数を低減でき、暗電流の低減と総消費電流の低減とに有利となる。

【0075】

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、セル電圧Ｖ１やセル温度Ｔ１の閾値は適宜に変更が可能である。また、モニターユニット２３Ａがセル電池に関するセル情報として、セル電圧Ｖ１及びセル温度Ｔ１を検出し、これらに基づいて蓄電部２４の保護を図る場合を説明したが、セル電圧Ｖ１及びセル温度Ｔ１のいずれか一方を検出して保護を図るようにしても良いし、それ以外の情報（例えばセル電流）を検出して保護を図るようにしても良い。
また、上記実施形態では、セル電池がリチウムイオン二次電池の場合を例に説明したが、これに限らず、それ以外の二次電池を適用しても良い。また、セル電池の接続方法は直列接続又は並列接続のいずれを適用しても良い。

【符号の説明】

【0076】

１０ 蓄電システム
１１ ＰＶシステム（発電装置）
１２ 充放電装置
１３ 蓄電装置
２２ コントローラ（ＢＭＵ）
２３ 電池モジュール
２３Ａ モニターユニット（ＭＭＵ）
２５ リレーＢＯＸ
２５Ａ、２５Ｂ パワーリレー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】