特許 6596818 蓄電池システム

(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】6596818

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】蓄電池システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3842 20190101AFI20191021BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20191021BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20191021BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/3842

   H01M10/48 P

   H01M10/42 P

   H02J7/02 H

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-250309(P2014-250309)

(22)【出願日】2014年12月10日

(65)【公開番号】特開2016-109653(P2016-109653A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2017年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】日立化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 秀樹

【審査官】 小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２３８４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−５３１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３５６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３１７５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３１７５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２３５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６８７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５４６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４５６７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３６−３１／３９６

Ｇ０１Ｒ ２７／００−２７／３２

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列接続された複数の蓄電池セルと、
前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、
前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、を備え、
前記電圧計測部は、前記電圧計測指示に応じて前記各蓄電池セルの電圧を計測し、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電池システムにおいて、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記複数の判定用演算値の差および前記電流の計測値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。

【請求項3】

請求項２に記載の蓄電池システムにおいて、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記複数の判定用演算値の差が所定の第一の閾値以上であり、かつ前記電流の計測値が所定の第二の閾値以上であるときに、前記電圧計測タイミングであると判定する蓄電池システム。

【請求項4】

直列接続された複数の蓄電池セルと、
前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、
前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、
前回の前記電圧計測指示が所定の電圧計測時間以上継続して出力された否かを判定する電圧計測指示管理部と、を備え、
前記電圧計測指示出力部は、前記複数の蓄電池セルの中で前記電圧計測部が電圧計測対象とする蓄電池セルを指定するための情報を付加して、前記電圧計測指示を出力し、
前記電圧計測指示出力部は、前記電圧計測指示管理部の判定結果に基づいて、前記電圧計測指示に付加する前記情報の内容を決定する蓄電池システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池セルは、所定数ごとにグループ分けされており、
前記電圧計測部は、前記蓄電池セルの各グループに対応してそれぞれ設けられており、
前記電圧計測指示出力部は、前記各電圧計測部に対して、前記電圧計測指示を同報的に出力する蓄電池システム。

【請求項6】

直列接続された複数の蓄電池セルと、
前記複数の蓄電池セルと電圧検出線を介して接続された第１の装置と、
前記第１の装置と有線または無線で接続された第２の装置と、を備え、
前記第１の装置は、
前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記第２の装置から送信される前記複数の蓄電池セルに流れる電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、を有し、
前記第２の装置は、
前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部による前記電流の計測データを前記第１の装置へ送信する電流計測データ送信部と、を有し、
前記電圧計測部は、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記各蓄電池セルの電圧を計測し、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測データ送信部から送信された前記電流の計測データに基づく前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。

【請求項7】

直列接続された複数の蓄電池セルと、
前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、を備え、
前記電圧計測部は、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記各蓄電池セルの電圧を計測し、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用などに用いられる蓄電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、風力や太陽光などの再生可能エネルギを利用した発電が広く行われている。こうした発電により得られる電力は、天候などによって大きく変動するため、送配電システムへの影響が大きい。そこで、このような再生可能エネルギを利用した発電を行う発電サイトにおいては、直列や並列に接続された複数の蓄電池セルを用いて発電電力の変動を緩和する蓄電池システムが広く利用されている。

【0003】

昨今では、上記のような蓄電池システムについて、各蓄電池セルの状態を正確に評価することが求められている。そのためには、各蓄電池セルの電圧を同一の電流条件下で測定する必要がある。これに関して、下記の特許文献１には、直列接続された複数の蓄電池で構成される二次電池の内部抵抗の推定方法が開示されている。この方法では、二次電池に対して一定周期の矩形波状電流による充放電を少なくとも２周期以上行い、該充放電期間に流した電流値と、該充放電期間に計測された電圧値群の最大電圧値および最小電圧値とを用いて、二次電池の内部抵抗を推定する。これにより、同時性が確保されたデータが入手できない場合においても、精度良く内部抵抗を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−７４６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の方法は、前述の発電サイトにおいて利用される蓄電池システムのように充放電電流がランダムに逐次変化する場合には、適用することができない。また、蓄電池の個数に対して電圧測定のチャネル数を十分に設けるか、あるいは矩形波を多数のサンプリング点で計測できる程度に高速で切り替えつつ複数チャネルを計測する必要があり、高コスト化とローパスフィルタの設定の制約につながる。

【0006】

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、充放電電流が逐次変化する場合にも、同時に計測可能な電圧のチャネルが１チャネルのみの安価なハードウェアを用い、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セルの電圧を低コストに計測できる蓄電池システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様による蓄電池システムは、直列接続された複数の蓄電池セルと、前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、を備え、前記電圧計測部は、前記電圧計測指示に応じて前記各蓄電池セルの電圧を計測し、前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する。
本発明の第２の態様による蓄電池システムは、直列接続された複数の蓄電池セルと、前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、前回の前記電圧計測指示が所定の電圧計測時間以上継続して出力された否かを判定する電圧計測指示管理部と、を備え、前記電圧計測指示出力部は、前記複数の蓄電池セルの中で前記電圧計測部が電圧計測対象とする蓄電池セルを指定するための情報を付加して、前記電圧計測指示を出力し、前記電圧計測指示出力部は、前記電圧計測指示管理部の判定結果に基づいて、前記電圧計測指示に付加する前記情報の内容を決定する。
本発明の第３の態様による蓄電池システムは、直列接続された複数の蓄電池セルと、前記複数の蓄電池セルと電圧検出線を介して接続された第１の装置と、前記第１の装置と有線または無線で接続された第２の装置と、を備え、前記第１の装置は、前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、前記第２の装置から送信される前記複数の蓄電池セルに流れる電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、を有し、前記第２の装置は、前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部による前記電流の計測データを前記第１の装置へ送信する電流計測データ送信部と、を有し、前記電圧計測部は、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記各蓄電池セルの電圧を計測し、前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測データ送信部から送信された前記電流の計測データに基づく前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する。
本発明の第４の態様による蓄電池システムは、直列接続された複数の蓄電池セルと、前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、を備え、前記電圧計測部は、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記各蓄電池セルの電圧を計測し、前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、充放電電流が逐次変化する場合にも、同時に計測可能な電圧のチャネルが１チャネルのみの安価なハードウェアを用い、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セルの電圧を低コストに計測できる蓄電池システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。

【図2】モニタノードの構成を示す図である。

【図3】電圧計測タイミング判定処理の概要を示すブロック図である。

【図4】電流の時系列データに基づいて行う電圧計測タイミング判定処理の詳細を示すブロック図である。

【図5】図４に示したＣＰ１〜ＣＰ７の各チェックポイントにおける観測波形の例を示す図である。

【図6】電圧計測指示の出力タイミングとセル電圧の計測タイミングとの関係を表すタイミングチャートである。

【図7】電圧計測タイミングの判定結果の検証に用いた処理機構の詳細を示すブロック図である。

【図8】電圧計測タイミングの判定結果と蓄電池ストリングのＳＯＣ変化との関係の一例を示した図である。

【図9】本発明の第２の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。

【図10】本発明の第３の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図１の蓄電池システムは、複数の蓄電池セル１０２が直列接続されて構成された蓄電池ストリング１０１と、複数のモニタノード１０４と、電流検出器１０５と、電圧検出器１０６と、上位コントローラ１１０とを有する。各モニタノード１０４と上位コントローラ１１０とは、有線または無線で接続されている。この蓄電池システムは、たとえば、風力や太陽光などの再生可能エネルギを利用した発電サイトにおいて、発電装置と送配電システムの間に設置され、発電によって得られた電力を送配電システムに出力する際の電力変動を緩和するために利用されるものである。上記以外にも、該ランダムな充放電波形により運用される多数直列の蓄電池を有するシステムであれば、同様に本発明の適用が可能である。

【0011】

蓄電池ストリング１０１における蓄電池セル１０２の直列接続数は、発電サイトが有する不図示の変圧器やコンバータ装置、送配電システムとの関係性等を考慮して設定される。たとえば、公称電圧が２Ｖの鉛蓄電池を蓄電池セル１０２に用いて、これを２８８個直列に接続することで、蓄電池ストリング１０１を構成することができる。なお、蓄電池ストリング１０１において、蓄電池セル１０２は所定数（図１では６個）ごとにグループ分けされている。図１では、この各グループを蓄電池グループ１０３として示している。

【0012】

モニタノード１０４は、各蓄電池グループ１０３に対応して設けられている。各モニタノード１０４は、対応する蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２と不図示の電圧検出線を介して接続されており、上位コントローラ１１０からの電圧計測指示に応じて、各蓄電池セル１０２の電圧（セル電圧）を測定し、その測定結果を上位コントローラ１１０に送信する。すなわち、図１の蓄電池システムにおいて、モニタノード１０４は、蓄電池グループ１０３内の各蓄電池セル１０２の電圧を計測する電圧計測部として機能するものである。図１では、各モニタノード１０４を、蓄電池ストリング１０１内で上位側（高電位側）の蓄電池グループ１０３に対応するものから順に、１〜ｎの番号を付して示している。なお、３番目から（ｎ−１）番目のモニタノード１０４については、図示を省略している。

【0013】

電流検出器１０５は、蓄電池ストリング１０１に流れる電流、すなわち直列接続された複数の蓄電池セル１０２に共通に流れる電流を検出する。電圧検出器１０６は、蓄電池ストリング１０１の総電圧、すなわち直列接続された複数の蓄電池セル１０２のセル電圧の合計を検出する。電流検出器１０５と電圧検出器１０６の検出結果は、それぞれ上位コントローラ１１０に出力される。

【0014】

上位コントローラ１１０は、蓄電池ストリング１０１の充放電に関する制御を行う。また、上位コントローラ１１０は、蓄電池ストリング１０１の状態推定を行い、その推定結果に基づく情報を必要に応じて、蓄電池システムの上位に設けられたシステム、たとえば不図示のＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）システム等に提供する。この情報は、たとえば、蓄電池ストリング１０１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を表す情報や、蓄電池ストリング１０１の健全性状態（ＳＯＨ：State Of Health）を表す情報などを含む。

【0015】

上位コントローラ１１０は、電流計測部１１１、総電圧計測部１１２、電圧計測タイミング判定部１１３、電圧計測指示出力部１１４、電圧計測指示管理部１１５、単電池電圧受信部１１６、電池状態保持部１１７、電池状態推定部１１８、単電池電圧比較部１１９を有する。

【0016】

電流計測部１１１は、電流検出器１０５の検出結果を所定周期ごと、例えば１秒以下の周期ごとに取り込むことで、蓄電池ストリング１０１の電流を計測する。電流計測部１１１で計測された電流値は、電圧計測タイミング判定部１１３および電池状態推定部１１８に出力される。

【0017】

総電圧計測部１１２は、電圧検出器１０６の検出結果を所定周期ごと、例えば電流計測器と同じ程度か、それより遅い程度の周期ごとに取り込むことで、蓄電池ストリング１０１の総電圧を計測する。総電圧計測部１１２で計測された総電圧値は、電池状態推定部１１８に出力される。

【0018】

電圧計測タイミング判定部１１３は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流に基づいて、蓄電池ストリング１０１における各蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングを判定する。この判定の方法については、後で詳しく説明する。

【0019】

電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、無線通信または不図示の信号線を介した有線通信により、前述の電圧計測指示を各モニタノード１０４に対して同報的に出力する。この電圧計測指示に応じて、各モニタノード１０４により、対応する蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２の電圧測定が行われる。

【0020】

電圧計測指示管理部１１５は、電圧計測指示出力部１１４が各モニタノード１０４に対して出力する電圧計測指示の内容を管理するための部分である。

【0021】

単電池電圧受信部１１６は、各モニタノード１０４から送信される蓄電池セル１０２の電圧計測結果を受信する。

【0022】

電池状態保持部１１７は、電池状態推定部１１８により推定された蓄電池ストリング１０１の状態を示す様々な情報、たとえば前述のＳＯＣやＳＯＨに関する情報などを記憶保持する。電池状態保持部１１７に記憶された情報は、必要に応じて読み出される。

【0023】

電池状態推定部１１８は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流や、総電圧計測部１１２により計測された蓄電池ストリング１０１の総電圧に基づいて、蓄電池ストリング１０１の状態推定を行う。電池状態推定部１１８による蓄電池ストリング１０１の状態推定結果は、電池状態保持部１１７に記録される。

【0024】

単電池電圧比較部１１９は、単電池電圧受信部１１６により受信された各モニタノード１０４による蓄電池セル１０２の電圧計測結果の比較を行う。たとえば、蓄電池ストリング１０１を構成する全ての蓄電池セル１０２のセル電圧同士を相対的に比較したり、過去から現在までに測定された各蓄電池セル１０２のセル電圧同士を比較したりする。このとき必要に応じて、温度や電流等に基づいて各蓄電池セル１０２の電圧計測結果を適宜補正してもよい。また、ＳＯＣ、温度、電流等に基づいて、同一または類似の条件下で得られたセル電圧同士を抽出して比較してもよい。この比較の結果に基づいて、単電池電圧比較部１１９は、各蓄電池セル１０２が正常であるか異常であるかを判断することができる。その結果、蓄電池ストリング１０１内に異常な蓄電池セル１０２が存在すると判断した場合、単電池電圧比較部１１９は、その旨を前述の上位システムに通知したり、所定の警報を出力したりすることが好ましい。

【0025】

図２は、モニタノード１０４の構成を示す図である。各モニタノード１０４は、電圧計測指示受信部１３１、電圧計測タイミング管理部１３２、マルチプレクサ１３３、Ａ／Ｄ変換部１３４、計測値保持部１３５、計測値送信部１３６を有する。

【0026】

電圧計測指示受信部１３１は、図１に示した上位コントローラ１１０の電圧計測指示出力部１１４から送信された電圧計測指示を受信する。

【0027】

電圧計測タイミング管理部１３２は、電圧計測指示受信部１３１により受信された電圧計測指示に基づいて、セル電圧の計測タイミングの制御を行うと共に、計測対象とする蓄電池セル１０２を決定し、その結果に応じてマルチプレクサ１３３が使用する計測チャネルの指示を行う。

【0028】

マルチプレクサ１３３は、複数の計測チャネルを有している。マルチプレクサ１３３の各計測チャネルはそれぞれ、同一の蓄電池グループ１０３内で直列接続された各蓄電池セル１０２の両極端子に接続されている。マルチプレクサ１３３は、電圧計測タイミング管理部１３２の指示に応じて、計測チャネルの切り替えを行う。これにより、当該モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３を構成する複数の蓄電池セル１０２の中から、セル電圧の測定対象とする蓄電池セルが逐次選択され、その蓄電池セルの電圧がマルチプレクサ１３３を介してＡ／Ｄ変換部１３４に出力される。

【0029】

Ａ／Ｄ変換部１３４は、電圧計測タイミング管理部１３２の制御に応じて、マルチプレクサ１３３で選択された計測チャネルに対応する蓄電池セル１０２の電圧をアナログ値からデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換部１３４には、所望のフィルタ特性を有するフィルタ回路が併設されており、蓄電池セル１０２の電圧を計測する際には、このフィルタ回路により不要なノイズ成分が除去される。なお、フィルタ回路は、アナログフィルタとしてＡ／Ｄ変換部１３４の前段に設けられていてもよく、あるいは、デジタルフィルタとしてＡ／Ｄ変換部１３４の後段に設けられていてもよい。さらに、アナログフィルタとデジタルフィルタの両方を併用してもよい。

【0030】

以上説明したような各部分の動作により、モニタノード１０４において、上位コントローラ１１０からの電圧計測指示に応じて、蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２の電圧が順次測定される。計測値保持部１３５は、こうして得られた各蓄電池セル１０２の電圧計測値を格納して記憶保持する。

【0031】

計測値送信部１３６は、計測値保持部１３５に記憶保持された各蓄電池セル１０２の電圧計測値を所定のタイミングで読み出し、上位コントローラ１１０に送信する。計測値送信部１３６による電圧計測値の送信タイミングは、上位コントローラ１１０の指示に応じて決定してもよいし、計測値送信部１３６自身が決定してもよい。たとえば、蓄電池グループ１０３を構成する全ての蓄電池セル１０２あるいは一部の蓄電池セル１０２の電圧測定を終了したら、その測定結果を計測値送信部１３６から上位コントローラ１１０に送信する。このとき適宜他のモニタノードと時間差をつけ輻輳を避けてもよい。スロッテドアロハ方式のような簡易的な制御を用いてもよい。あるいは、複数回の測定結果を計測値保持部１３５に格納しておき、まとめて送信するようにしてもよい。さらに、図１の単電池電圧比較部１１９をモニタノード１０４内に設け、この単電池電圧比較部１１９による各蓄電池セル１０２の電圧比較結果を計測値送信部１３６から上位コントローラ１１０に送信するようにしてもよい。

【0032】

次に、図３、図４および図５を用いて、図１の電圧計測タイミング判定部１１３の動作を説明する。図３は、電圧計測タイミング判定部１１３が行う電圧計測タイミング判定処理の概要を示すブロック図である。図３に示すように、電圧計測タイミング判定部１１３は、計測データ処理部１５５、閾値保持部１５６および判定演算部１５７を機能的に有する。

【0033】

計測データ処理部１５５には、計測データとして、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流値等が入力される。計測データ処理部１５５は、この計測データに基づいて所定の演算処理を行い、処理結果を判定演算部１５７に出力する。

【0034】

閾値保持部１５６には、判定演算部１５７において実行される判定演算に用いるための所定の閾値が記憶保持されている。閾値保持部１５６は、この閾値を判定演算部１５７に出力する。

【0035】

判定演算部１５７は、計測データ処理部１５５による計測データの処理結果と、閾値保持部１５６により記憶された閾値とに基づいて、所定の判定演算を行い、その判定結果を出力する。判定演算部１５７による判定結果は、電圧計測タイミング判定部１１３により行われた電圧計測タイミング判定処理の結果として、図１の電圧計測指示出力部１１４に出力される。

【0036】

ここで、判定演算部１５７が行う判定演算の具体例について説明する。判定演算部１５７は、たとえば、総電圧計測部１１２により計測された蓄電池ストリング１０１の総電圧に基づいて判定演算を行うことができる。具体的には、蓄電池ストリング１０１の総電圧の変動幅が閾値として定めた所定の電圧範囲内であるか否かを判断し、電圧範囲内であれば、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングであると判定する。すなわち、蓄電池ストリング１０１の総電圧がほぼ一定であれば、蓄電池ストリング１０１を構成する各蓄電池セル１０２の電圧もほぼ一定であると判断できる。そのため、このような条件を満たすときには、蓄電池セル１０２の電圧計測が可能であると判定することができる。この場合、計測データ処理部１５５には、計測データとして、総電圧計測部１１２により計測された蓄電池ストリング１０１の総電圧が入力される。また、閾値保持部１５６には、上記の電圧範囲が閾値として記憶保持される。

【0037】

または、判定演算部１５７は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流に基づいて判定演算を行うこともできる。具体的には、蓄電池ストリング１０１の電流の絶対値が電流計測系のノイズフロアの絶対値の５倍以内、または電流の変動幅が閾値として定めた所定の電流範囲内であるか否かを判断し、いずれかの条件を満たす場合は、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングであると判定する。この場合、計測データ処理部１５５には、計測データとして、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流が入力される。また、閾値保持部１５６には、上記の電流範囲が閾値として記憶保持される。

【0038】

さらに別の例として、判定演算部１５７は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて判定演算を行うこともできる。その具体例を、以下に図４、図５を用いて説明する。

【0039】

図４は、蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて電圧計測タイミング判定部１１３が行う電圧計測タイミング判定処理の詳細を示すブロック図である。図４に示すように、電圧計測タイミング判定部１１３は、一次遅れ演算部１６０および１６１、第一時定数保持部１６２、第二時定数保持部１６３、差算出部１６４、第一閾値保持部１６５、比較部１６６、第二閾値保持部１６７、比較部１６８、論理積演算部１６９を機能的に有する。なお、一次遅れ演算部１６０および１６１、第一時定数保持部１６２、第二時定数保持部１６３および差算出部１６４は、図３の計測データ処理部１５５に対応するものである。また、第一閾値保持部１６５および第二閾値保持部１６７は、図３の閾値保持部１５６に対応するものであり、比較部１６６，１６８および論理積演算部１６９は、図３の判定演算部１５７に対応するものである。

【0040】

一次遅れ演算部１６０は、計測データとして入力された蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて、第一時定数保持部１６２に記憶保持された第一の時定数に応じた一次遅れ演算を行い、その演算結果を第一の判定用演算値として差算出部１６４に出力する。同様に、一次遅れ演算部１６１は、計測データとして入力された蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて、第二時定数保持部１６３に記憶保持された第一の時定数に応じた一次遅れ演算を行い、その演算結果を第二の判定用演算値として差算出部１６４に出力する。

【0041】

ここで、第一時定数保持部１６２に記憶保持された第一の時定数と、第二時定数保持部１６３に記憶保持された第二の時定数とを比較すると、第一の時定数の方が短く、第二の時定数の方が長い。すなわち、一次遅れ演算部１６０は、入力された電流の時系列データに対して、一次遅れ演算部１６１よりも短い時定数を用いた一次遅れ演算を行うことで、第一の判定用演算値を求める。反対に、一次遅れ演算部１６１は、入力された電流の時系列データに対して、一次遅れ演算部１６０よりも長い時定数を用いた一次遅れ演算を行うことで、第二の判定用演算値を求める。このようにして、一次遅れ演算部１６０、１６１は、図１の電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて、互いに時定数の異なる判定用演算値をそれぞれ算出することができる。

【0042】

なお、一次遅れ演算部１６０、１６１では、様々な演算方法により一次遅れ演算をそれぞれ実現することができる。たとえば、所定の演算式を用いた演算処理で実現してもよいし、ローパスフィルタを用いて実現してもよい。また、一次遅れ演算を行う代わりに移動平均を算出しても類似の効果が得られる。これ以外にも、任意の演算方法を利用して、互いに時定数の異なる２つの判定用演算値を算出することができる。このとき、演算方式により、判定用閾値は適宜変更してもよい。

【0043】

差算出部１６４は、一次遅れ演算部１６０で求められた第一の判定用演算値と、一次遅れ演算部１６１で求められた第二の判定用演算値との差を算出する。差算出部１６４により求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差は、比較部１６６に出力される。

【0044】

比較部１６６は、差算出部１６４で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差と、第一閾値保持部１６５に記憶保持された所定の第一の閾値とを比較し、その比較結果を論理積演算部１６９に出力する。具体的には、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値以上であれば、比較部１６６は論理値「１」を出力し、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値未満であれば、比較部１６６は論理値「０」を出力する。

【0045】

比較部１６８は、計測データとして入力された蓄電池ストリング１０１の電流値と、第二閾値保持部１６７に記憶保持された所定の第二の閾値とを比較し、その比較結果を論理積演算部１６９に出力する。具体的には、電流値が第二の閾値以上であれば、比較部１６８は論理値「１」を出力し、電流値が第二の閾値未満であれば、比較部１６６は論理値「０」を出力する。

【0046】

論理積演算部１６９は、比較部１６６での比較結果と比較部１６８での比較結果との論理積を演算し、その演算結果を、図１の電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果として出力する。すなわち、比較部１６６からの論理値が「１」であり、かつ比較部１６８からの論理値が「１」であれば、論理積演算部１６９は、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングであることを示す論理値「１」を出力する。それ以外の場合、論理積演算部１６９は、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングではないとして、論理値「０」を出力する。

【0047】

電圧計測タイミング判定部１１３は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流の時系列データに基づいて、以上説明したような電圧計測タイミング判定処理を行う。これにより、時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、その差が所定の第一の閾値以上であり、かつ電流の計測値が所定の第二の閾値以上であるときに、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングであると判定することができる。

【0048】

なお、上記の説明では、一次遅れ演算部１６０、１６１により時定数の異なる２つの判定用演算値を算出し、その差に基づいて電圧計測タイミングを判定する例を説明したが、時定数の異なる３つ以上の判定用演算値を算出し、これらの差に基づいて電圧計測タイミングを判定してもよい。その場合、判定用演算値の組み合わせごとに差分を算出し、その全てが所定の閾値以上であるか否かを判定してもよいし、いずれかの組み合わせについて算出した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。さらに、図４の比較部１６８において、計測データとして入力された蓄電池ストリング１０１の電流値の代わりに、複数の判定用演算値のいずれかを用いてもよい。

【0049】

図５は、図４に示したＣＰ１〜ＣＰ７の各チェックポイントにおける観測波形の例を示す図である。図５において、図中に実線で示したチェックポイントＣＰ１での観測波形１７１は、電圧計測タイミング判定部１１３に計測データとして入力される蓄電池ストリング１０１の電流値を表している。また、図中に太線で示したチェックポイントＣＰ２での観測波形１７２は、一次遅れ演算部１６０から出力される第一の判定用演算値を表しており、図中に破線で示したチェックポイントＣＰ３での観測波形１７３は、一次遅れ演算部１６１から出力される第二の判定用演算値を表している。

【0050】

観測波形１７２と観測波形１７３の間の差分１７４は、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差を表しており、これは図５に示すように、チェックポイントＣＰ４で観測される差算出部１６４の出力に相当する。また、図中に示した所定の大きさの閾値１７５は、チェックポイントＣＰ５で観測される第一閾値保持部１６５の出力に相当し、これは比較部１６６において差算出部１６４の出力と比較される第一の閾値を表している。すなわち、差分１７４の大きさが第一の閾値１７５以上のときに、比較部１６６から論理値「１」が出力される。

【0051】

図中に示した所定の大きさの閾値１７６は、チェックポイントＣＰ６で観測される第二閾値保持部１６７の出力に相当し、これは比較部１６８において蓄電池ストリング１０１の電流値と比較される第二の閾値を表している。すなわち、観測波形１７１の値が第二の閾値１７６以上のときに、比較部１６８から論理値「１」が出力される。

【0052】

チェックポイントＣＰ７での観測波形１７７は、電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果として論理積演算部１６９から出力される判定値を表している。この観測波形１７７は、差分１７４が第一の閾値１７５以上となることで比較部１６６から論理値「１」が出力されており、かつ、観測波形１７１が第二の閾値１７６以上となることで比較部１６８から論理値「１」が出力されているときには、オン状態（Ｈレベル）となる。図５では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間、および時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間において、観測波形１７７の値がそれぞれオン状態となっている。一方、これ以外の期間では、上記の条件を満たしていないため、観測波形１７７の値がオフ状態（Ｌレベル）となっている。

【0053】

図１の電圧計測指示出力部１１４は、以上説明したようにして電圧計測タイミング判定部１１３により判定された電圧計測タイミングに応じて、各モニタノード１０４に電圧計測指示を同報的に出力する。このとき、電圧計測指示管理部１１５により、各モニタノード１０４において対応する蓄電池グループ１０３の中でどの蓄電池セル１０２をセル電圧の測定対象とするかを決定し、その蓄電池セル１０２を指定するための情報を電圧計測指示と併せて送信する。

【0054】

図６は、電圧計測指示出力部１１４からの電圧計測指示の出力タイミングと各モニタノード１０４でのセル電圧の計測タイミングとの関係を表すタイミングチャートである。図６において、最上段部分に示す波形１７７は、図５に示したチェックポイントＣＰ７での観測波形１７７と同じものであり、電圧計測タイミング判定部１１３から出力される電圧計測タイミングの判定結果の一例を表している。図６のタイミングチャートでは、この波形１７７に例示した電圧計測タイミングの判定結果に対する電圧計測指示とセル電圧測定のタイミングを示している。

【0055】

図６の波形１８０は、電圧計測指示出力部１１４からの電圧計測指示の出力タイミングを表しており、波形１８１、１８２、１８３は、各モニタノード１０４でのセル電圧の測定タイミングを表している。なお、図６では、最上位の蓄電池グループ１０３に対応するモニタノード１０４（モニタノード１）と、上位から二番目の蓄電池グループ１０３に対応するモニタノード１０４（モニタノード２）と、最下位（上位からｎ番目）の蓄電池グループ１０３に対応するモニタノード１０４（モニタノードｎ）とについて、これらのセル電圧の測定タイミングを波形１８１〜１８３にそれぞれ示している。一方、３番目から（ｎ−１）番目のモニタノード１０４については、図示を省略している。

【0056】

時刻ｔ１において、波形１７７に示すように電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオンになると、電圧計測指示出力部１１４は、波形１８０に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ１１までの期間、各モニタノード１０４に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部１１５は、各蓄電池グループ１０３の蓄電池セル１０２に対して予め設定された計測順序に従って、計測順序が１番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測指示管理部１１５からの通知に基づいて、各モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３の中で計測順序が１番目の蓄電池セル１０２を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード１０４に電圧計測指示を出力する。

【0057】

各モニタノード１０４は、電圧計測指示出力部１１４から電圧計測指示を受信すると、波形１８１〜１８３に示すように、対応する蓄電池グループ１０３の中で指定された蓄電池セル１０２の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻ｔ１１から所定の電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、計測順序が１番目の蓄電池セル１０２の電圧を計測する。

【0058】

一方、電圧計測指示出力部１１４が時刻ｔ１１において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部１１５は、その時点から上記の電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態に維持されていたか否かを判定する。その結果、オン状態に維持されていた場合は、指定した蓄電池セル１０２の電圧計測が正しいタイミングで行われたものと判断して、次回の電圧計測タイミングでは次の蓄電池セル１０２を電圧計測対象に指定することを電圧計測指示出力部１１４に通知する。反対に、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態に維持されていなかった場合は、指定した蓄電池セル１０２の電圧計測が正しいタイミングで行われなかったものと判断して、次回の電圧計測タイミングでは同じ蓄電池セル１０２を再び電圧計測対象に指定することを電圧計測指示出力部１１４に通知する。

【0059】

図６の例では、波形１７７に示すように、時刻ｔ１１から電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態に維持されている。そのため、電圧計測指示管理部１１５は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が２番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。すると電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測指示管理部１１５からの通知に基づいて、時刻ｔ１１に電圧計測時間ｔｖを加えた時点から時刻ｔ１２までの期間、各モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３の中で計測順序が２番目の蓄電池セル１０２を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード１０４に電圧計測指示を出力する。この電圧計測指示を受信することで、各モニタノード１０４は、時刻ｔ１２から電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、計測順序が２番目の蓄電池セル１０２の電圧計測を行う。

【0060】

電圧計測指示出力部１１４が時刻ｔ１２において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部１１５は、時刻ｔ１１と同様の判定を行う。図６の例では、電圧計測時間ｔｖが終了した後の時刻ｔ２において、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部１１５は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が３番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。この場合、時刻ｔ２で電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態からオフ状態に切り替わるため、電圧計測指示出力部１１４は、次の電圧計測指示を出力せずに待機する。

【0061】

時刻ｔ３において電圧計測タイミング判定部１１３の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部１１４は、時刻ｔ３から時刻ｔ３１までの期間、各モニタノード１０４に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部１１５は、前回の判定結果により、計測順序が３番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測指示管理部１１５からの通知に基づいて、各モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３の中で計測順序が３番目の蓄電池セル１０２を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード１０４に電圧計測指示を出力する。

【0062】

各モニタノード１０４は、電圧計測指示出力部１１４から電圧計測指示を受信すると、対応する蓄電池グループ１０３の中で指定された蓄電池セル１０２の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻ｔ３１から所定の電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、計測順序が３番目の蓄電池セル１０２の電圧を計測する。

【0063】

電圧計測指示出力部１１４が時刻ｔ３１において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部１１５は、時刻ｔ１１やｔ１２と同様の判定を行う。図６の例では、電圧計測時間ｔｖが終了する前の時刻ｔ４において、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部１１５は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が３番目の蓄電池セル１０２が再び電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。

【0064】

時刻ｔ５において電圧計測タイミング判定部１１３の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部１１４は、時刻ｔ５から時刻ｔ５１までの期間、各モニタノード１０４に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部１１５は、前回の判定結果により、計測順序が３番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測指示管理部１１５からの通知に基づいて、各モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３の中で計測順序が３番目の蓄電池セル１０２を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード１０４に電圧計測指示を出力する。

【0065】

各モニタノード１０４は、電圧計測指示出力部１１４から電圧計測指示を受信すると、対応する蓄電池グループ１０３の中で指定された蓄電池セル１０２の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻ｔ５１から所定の電圧計測時間ｔｖを経過するまでの期間、計測順序が３番目の蓄電池セル１０２の電圧を再計測する。

【0066】

電圧計測指示出力部１１４が時刻ｔ５１において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部１１５は前述の判定を行う。図６の例では、電圧計測時間ｔｖが終了した後の時刻ｔ６において、電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部１１５は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が４番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。

【0067】

時刻ｔ７において電圧計測タイミング判定部１１３の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部１１４は、各モニタノード１０４に対する電圧計測指示の出力を開始する。このとき電圧計測指示管理部１１５は、前回の判定結果により、計測順序が４番目の蓄電池セル１０２が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部１１４に通知する。電圧計測指示出力部１１４は、電圧計測指示管理部１１５からの通知に基づいて、各モニタノード１０４が対応する蓄電池グループ１０３の中で計測順序が４番目の蓄電池セル１０２を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード１０４に電圧計測指示を出力する。

【0068】

電圧計測指示の出力中、波形１７７、１８０に示すように、時刻ｔ８において電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態からオフ状態に切り替わると、電圧計測指示出力部１１４は、当該電圧計測指示が無効であることを示すフラグ情報を付加する。このフラグ情報が付与された電圧計測指示を電圧計測指示出力部１１４から受信した場合、各モニタノード１０４は、蓄電池セル１０２の電圧測定を行わずに待機する。

【0069】

以上説明したようにして、電圧計測指示出力部１１４から各モニタノード１０４に対して電圧計測指示が同報的に出力され、これに応じて、各モニタノード１０４において蓄電池セル１０２の電圧計測が順次行われる。これを繰りかえすことで、各蓄電池グループ１０３内の全ての蓄電池セル１０２の電圧が計測されたら、各モニタノード１０４は、時刻ｔ９１、ｔ９２、ｔ９３において、記憶保持した各蓄電池セル１０２の電圧計測結果を上位コントローラ１１０に送信する。

【0070】

なお、上記の説明では、電圧計測指示の出力後、所定の電圧計測時間ｔｖが終了するまで電圧計測タイミング判定部１１３の出力がオン状態に維持されなかった場合、電圧計測指示管理部１１５から電圧計測指示出力部１１４に対して、次回の電圧計測タイミングでは同じ蓄電池セル１０２を再び電圧計測対象に指定することを通知するようにした。しかし、このようにはせず、電圧計測指示出力部１１４から各モニタノード１０４に対して、セル電圧の計測を中止または計測結果を無効とする指示を同報的に送信してもよい。このようにすれば、各モニタノード１０４において、次回のセル電圧測定時までマルチプレクサ１３３の計測チャネルをそのまま保持することができる。そのため、フィルタの位相遅れやマルチプレクサの切り替え時間など、計測チャネルの切り替えに伴って生じる測定時のタイムラグを抑制することができる。

【0071】

また、電圧計測指示出力部１１４から各モニタノード１０４に対して電圧計測指示を出力する際に、任意のモニタノード１０４を指定できるようにしてもよい。このようにすれば、特定のモニタノード１０４がセル電圧の計測を失敗した場合などに、当該モニタノード１０４を指定してセル電圧を再計測させ、その結果を上位コントローラ１１０に送信させることができる。そのため、セル電圧の再計測に伴う消費電力量の増加や、計測結果の再送信に伴う通信トラフィック量の増加などを抑制することができる。

【0072】

次に、電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果について説明する。図７は、電圧計測タイミングの判定結果の検証に用いた処理機構の詳細を示すブロック図である。図７に示すように、ＳＯＣ算出部２５６、スイッチ２５７、電流積算部２５８、変化抽出部２５９および合成部２６０を用いて、電圧計測タイミング判定部１１３が行った電圧計測タイミングの判定結果を検証した。

【0073】

ＳＯＣ算出部２５６は、各蓄電池セル１０２の電流、電圧および温度の計測値に基づいて、蓄電池ストリング１０１のＳＯＣ（以下、計測ＳＯＣと称する）を算出する。

【0074】

スイッチ２５７は、電圧計測タイミング判定部１１３の判定結果に応じて開閉制御され、ＳＯＣ算出部２５６から合成部２６０への計測ＳＯＣの出力を禁止または許可する。具体的には、電圧計測タイミング判定部１１３により電圧計測タイミングであると判定されたときには、スイッチ２５７が開かれる。これにより、ＳＯＣ算出部２５６で算出された計測ＳＯＣが合成部２６０へ入力されないようにする。一方、電圧計測タイミング判定部１１３により電圧計測タイミングではないと判定されたときには、スイッチ２５７が閉じられる。これにより、ＳＯＣ算出部２５６で算出された計測ＳＯＣが合成部２６０へ入力されるようにする。

【0075】

電流積算部２５８は、蓄電池ストリング１０１に流れる電流の積算値に基づいて、蓄電池ストリング１０１のＳＯＣ（以下、電流積算ＳＯＣと称する）を算出する。

【0076】

変化抽出部２５９は、電流積算部２５８により算出された電流積算ＳＯＣの変化分を抽出する。変化抽出部２５９で抽出された電流積算ＳＯＣの変化分は、合成部２６０に入力される。

【0077】

合成部２６０は、ＳＯＣ算出部２５６からスイッチ２５７を介して入力された計測ＳＯＣと、変化抽出部２５９から入力された電流積算ＳＯＣの変化分とを合成し、蓄電池ストリング１０１のＳＯＣ（以下、合成ＳＯＣと称する）を求める。具体的には、スイッチ２５７が閉じられており計測ＳＯＣが入力されているときには、合成部２６０は、計測ＳＯＣを合成ＳＯＣとして出力する。一方、スイッチ２５７が開かれており計測ＳＯＣが入力されていないときには、合成部２６０は、電流積算ＳＯＣの変化分に基づいて、最後に入力された計測ＳＯＣの値を補完し、合成ＳＯＣとして出力する。

【0078】

図８は、図７の処理機構を用いて検証した電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果と蓄電池ストリング１０１のＳＯＣ変化との関係の一例を示した図である。図８において、破線で示したパルス波形１９１は、図７のチェックポイントＣＰ１１で観測される、電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果を表している。このパルス波形１９１における各パルス部分（山部分）の幅は、電圧計測タイミングであると判定された期間を表している。これに対して、たとえば符号１９０に示したプロット点のように、図８において十字マークで示した各プロット点は、図７のチェックポイントＣＰ１０で観測される計測ＳＯＣを表している。また、破線で示した直線状の波形１９２は、図７のチェックポイントＣＰ１２で観測される電流積算ＳＯＣを表している。

【0079】

図８から、電圧計測タイミング判定部１１３により電圧計測タイミングであると判定された期間では、計測ＳＯＣと電流積算ＳＯＣとが略一致している。したがって、当該期間内に計測された各蓄電池セル１０２の電圧値は、蓄電池ストリング１０１の充放電電流が逐次変化する場合においても、電池状態を推定する際などには、略同一の充放電状態とみなせる条件下で計測されたものとして取り扱っても差し支えないことが分かる。一方、電圧計測タイミングではないと判定された期間では、計測ＳＯＣと電流積算ＳＯＣとが乖離している場合があるため、こうした取り扱いをすることができない。

【0080】

以上説明したように、電圧計測タイミング判定部１１３で判定された電圧計測タイミングにおいて、各蓄電池セル１０２の電流、電圧および温度の計測値に基づいて計測ＳＯＣを算出することで、蓄電池ストリング１０１のＳＯＣを求めることができる。これは、電圧計測タイミングにおいては、各蓄電池セル１０２の内部抵抗での電圧降下や分極に応じて定まる蓄電池ストリング１０１の見かけの起電力の値は、各蓄電池セル１０２の電流、電圧および温度の計測値から求められることを表している。したがって、こうした特性を利用して電圧補正を行うことにより、電圧計測時の蓄電池ストリング１０１のＳＯＣが異なる場合であっても、各蓄電池セル１０２の電圧同士を比較することができる。

【0081】

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。

【0082】

（１）蓄電池システムは、蓄電池ストリング１０１を構成する直列接続された複数の蓄電池セル１０２と、各蓄電池セル１０２の電圧を計測する電圧計測部としてのモニタノード１０４と、上位コントローラ１１０とを有する。上位コントローラ１１０は、複数の蓄電池セル１０２に流れる電流を計測する電流計測部１１１と、電流計測部１１１により計測された電流に基づいて、蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部１１３と、電圧計測タイミング判定部１１３による電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、各モニタノード１０４に対して蓄電池セル１０２の電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部１１４とを備える。各モニタノード１０４は、電圧計測指示出力部１１４からの電圧計測指示に応じて各蓄電池セル１０２の電圧を計測する。このようにしたので、充放電電流が逐次変化する場合にも、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セル１０２の電圧を低コストに計測できる。

【0083】

（２）電圧計測タイミング判定部１１３は、電流計測部１１１により計測された電流の時系列データに基づいて、電圧計測タイミングを判定することができる。具体的には、電圧計測タイミング判定部１１３は、電流計測部１１１により計測された電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、この複数の判定用演算値に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。さらに具体的には、電圧計測タイミング判定部１１３は、図４のブロック図により、差算出部１６４で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差、および、計測データとして入力された電流の計測値に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。このようにしたので、電圧計測タイミングを適切に判断することができる。

【0084】

（３）電圧計測タイミング判定部１１３は、比較部１６６により、差算出部１６４で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差と、第一閾値保持部１６５に記憶保持された所定の第一の閾値とを比較する。また、比較部１６８により、電流の計測値と、第二閾値保持部１６７に記憶保持された所定の第二の閾値とを比較する。そして、これらの比較結果に基づいて、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値以上であり、かつ電流の計測値が第二の閾値以上であるときに、論理積演算部１６９において電圧計測タイミングであると判定する。このようにしたので、各蓄電池セル１０２の電流、電圧、温度の計測値に基づいて算出した計測ＳＯＣと電流積算により求めた電流積算ＳＯＣとが略一致する期間を、略同一の充放電状態とみなせる電圧計測タイミングとして判定することができる。

【0085】

（４）蓄電池セル１０２は、蓄電池グループ１０３として所定数ごとにグループ分けされており、モニタノード１０４は、各蓄電池グループ１０３に対応してそれぞれ設けられている。電圧計測指示出力部１１４は、各モニタノード１０４に対して、電圧計測指示を同報的に出力する。このようにして、蓄電池グループ１０３ごとに蓄電池セル１０２の電圧計測を行うようにしたので、全ての蓄電池セル１０２の電圧計測を限られた期間内で低コストに行うことができる。

【0086】

（５）電圧計測指示出力部１１４は、複数の蓄電池セル１０２の中で各モニタノード１０４が電圧計測対象とする蓄電池セル１０２を指定するための情報を付加して、電圧計測指示を出力する。このようにしたので、各モニタノード１０４において、対応する蓄電池グループ１０３内で電圧計測対象とする蓄電池セル１０２を確実に判断して、その蓄電池セル１０２の電圧計測を行うことができる。

【0087】

（６）上位コントローラ１１０は、前回の電圧計測指示が所定の電圧計測時間ｔｖ以上継続して出力された否かを判定する電圧計測指示管理部１１５をさらに備える。電圧計測指示出力部１１４は、この電圧計測指示管理部１１５の判定結果に基づいて、図６で説明したように、電圧計測指示に付加する情報の内容を決定する。このようにしたので、前回の蓄電池セル１０２の電圧計測が正しいタイミングで行われたか否かに応じて、今回の電圧計測タイミングにおいて電圧計測対象とする蓄電池セル１０２を正しく指定することができる。

【0088】

（７）蓄電池システムは、複数の蓄電池セル１０２と不図示の電圧検出線を介して接続され、少なくとも電圧計測部としての機能を有する各モニタノード１０４と、各モニタノード１０４と有線または無線で接続された上位コントローラ１１０とを備える。第１の実施形態では、図１に示すように、電圧計測タイミング判定部１１３は、上位コントローラ１１０内に設けられている。このようにしたので、複数の蓄電池セル１０２に対する電圧計測タイミングを一つの電圧計測タイミング判定部１１３でまとめて判定できるため、低コスト化を図ることができる。

【0089】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、上位コントローラ１１０ではなく、各モニタノード１０４において電圧計測タイミングの判定を行う例を説明する。

【0090】

図９は、本発明の第２の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図９の蓄電池システムにおいて、図１に示した第１の実施形態に係る蓄電池システムとの違いは、各モニタノード１０４が単電池電圧計測タイミング判定部１２３を有する点である。また、上位コントローラ１１０が電圧計測タイミング判定部１１３および電圧計測指示管理部１１５を有しない点と、電圧計測指示出力部１１４の代わりに電流計測データ送信部１２４を有する点である。以下では、これらの図１との違いを中心に、図９の蓄電池システムについて説明する。

【0091】

電流計測データ送信部１２４は、電流計測部１１１により計測された蓄電池ストリング１０１の電流計測データを各モニタノード１０４に送信する。各モニタノード１０４に設けられた単電池電圧計測タイミング判定部１２３は、電流計測データ送信部１２４から送信された電流計測データに基づいて、対応する蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングを判定する。この電圧計測タイミングの判定は、第１の実施形態において説明した電圧計測タイミング判定部１１３での判定処理と同様の方法により行うことができる。

【0092】

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第２の実施形態と同様に、上位コントローラ１１０ではなく、各モニタノード１０４において電圧計測タイミングの判定を行う別の例を説明する。

【0093】

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図１０の蓄電池システムにおいて、図９に示した第２の実施形態に係る蓄電池システムとの違いは、各モニタノード１０４が単電池電圧計測タイミング判定部１２３に加えて、さらに単電池電流計測部１２１を有する点である。また、上位コントローラ１１０が電流計測部１１１および電流計測データ送信部１２４を有しない点である。以下では、これらの図９との違いを中心に、図１０の蓄電池システムについて説明する。

【0094】

各モニタノード１０４に設けられた単電池電流計測部１２１は、対応する蓄電池グループ１０３に併設された電流検出器１０５の検出結果を所定周期ごとに取り込むことで、対応する蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２の電流を計測する。単電池電圧計測タイミング判定部１２３は、単電池電流計測部１２１により計測された各蓄電池セル１０２の電流計測データを用いて、対応する蓄電池グループ１０３の各蓄電池セル１０２の電圧計測タイミングを判定する。この電圧計測タイミングの判定は、第１の実施形態において説明した電圧計測タイミング判定部１１３での判定処理と同様の方法により行うことができる。

【0095】

なお、本実施形態において、各モニタノード１０４は、それぞれが有する単電池電流計測部１２１により得られた別々の電流計測データを用いて、電圧計測タイミングの判定を行う。そのため、電流検出器１０５や単電池電流計測部１２１の個体差により、電圧計測タイミングの判定結果がモニタノード１０４ごとに異なる場合がある。したがって、本実施形態を採用する際には、この点を考慮することが好ましい。

【0096】

以上説明した本発明の第２、第３の各実施形態によれば、蓄電池システムは、複数の蓄電池セル１０２と不図示の電圧検出線を介して接続され、少なくとも電圧計測部としての機能を有する各モニタノード１０４と、各モニタノード１０４と有線または無線で接続された上位コントローラ１１０とを備えており、図９、図１０に示すように、単電池電圧計測タイミング判定部１２３は各モニタノード１０４内に設けられている。これらの蓄電池システムは、図１に示した第１の実施形態に係る蓄電池システムとは異なり、電圧計測指示出力部１１４を備えない。このようにしたので、既存の蓄電池システムで用いられる上位コントローラを流用して、本発明の上位コントローラ１１０を少ない改造で実現することができる。

【0097】

また、第２の実施形態による蓄電池システムでは、電流計測部１１１は上位コントローラ１１０内に設けられており、単電池電圧計測タイミング判定部１２３は各モニタノード１０４内に設けられている。単電池電圧計測タイミング判定部１２３は、電流計測データ送信部１２４により上位コントローラ１１０から送信される電流の計測結果に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。このようにしたので、上記のような効果を享受しつつ、各モニタノード１０４における電圧計測タイミングを確実に一致させることができる。

【0098】

以上説明した各実施形態や各種の変化例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0099】

１０１ 蓄電池ストリング
１０２ 蓄電池セル
１０３ 蓄電池グループ
１０４ モニタノード
１０５ 電流検出器
１０６ 電圧検出器
１１０ 上位コントローラ
１１１ 電流計測部
１１２ 総電圧計測部
１１３ 電圧計測タイミング判定部
１１４ 電圧計測指示出力部
１１５ 電圧計測指示管理部
１１６ 単電池電圧受信部
１１７ 電池状態保持部
１１８ 電池状態推定部
１１９ 単電池電圧比較部
１２１ 単電池電流計測部
１２３ 単電池電圧計測タイミング判定部
１２４ 電流計測データ送信部
１３１ 電圧計測指示受信部
１３２ 電圧計測タイミング管理部
１３３ マルチプレクサ
１３４ Ａ／Ｄ変換部
１３５ 計測値保持部
１３６ 計測値送信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】