特開 2023-162979 蓄電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162979

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】蓄電池システム

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/122 20060101AFI20231101BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

H02H7/122

H02J7/00 302A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073731

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】岩田 竜祐

(72)【発明者】

【氏名】川勝 正隆

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G053AA05

5G053BA04

5G053CA04

5G053EB01

5G053EC01

5G053FA01

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA17

5G503GB06

(57)【要約】

【課題】インバータの制御電源を供給しつつ、問題を発生させることなくプリチャージを完了できる蓄電池システムを提供する。
【解決手段】蓄電池システムＡ１において、蓄電設備２と、蓄電設備２が出力した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１１と、インバータ回路１１の直流側に接続された平滑コンデンサ１２と、蓄電設備２と平滑コンデンサ１２との間に接続され、平滑コンデンサ１２をプリチャージするためのプリチャージ回路３と、を備えた。インバータ回路１１の制御用の電源は、蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から供給される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池と、
前記蓄電池が出力した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路の直流側に接続された平滑コンデンサと、
前記蓄電池と前記平滑コンデンサとの間に接続され、前記平滑コンデンサをプリチャージするためのプリチャージ回路と、
を備え、
前記インバータ回路の制御用の電源は、前記蓄電池と前記プリチャージ回路とを接続する接続線から供給される、
蓄電池システム。

【請求項2】

前記蓄電池の端子電圧と前記平滑コンデンサの端子間の電圧との差である差電圧を検出する検出手段をさらに備え、
前記プリチャージ回路は、
開路状態と閉路状態とを切り替える開閉手段と、
前記開閉手段に並列接続された抵抗器と、
前記差電圧が閾値以下になったときに、前記開閉手段を前記開路状態から前記閉路状態に切り替える切替手段と、
を備えている、
請求項１に記載の蓄電池システム。

【請求項3】

前記検出手段は、前記抵抗器の端子間の電圧を、前記差電圧として検出する、
請求項２に記載の蓄電池システム。

【請求項4】

前記開閉手段は、前記蓄電池と前記平滑コンデンサとを接続する正極側の接続線に配置されている、
請求項２または３に記載の蓄電池システム。

【請求項5】

前記開閉手段は、前記蓄電池と前記平滑コンデンサとを接続する負極側の接続線に配置されている、
請求項２または３に記載の蓄電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電池の直流電力をインバータ回路により交流電力に変換して出力する蓄電池システムが知られている。蓄電池システムにおいて、インバータ回路の直流側には、平滑コンデンサが接続されている。平滑コンデンサは、直流電圧の変動を平滑化することで、インバータ回路の動作を安定させる。蓄電池システムの起動時に、蓄電池が平滑コンデンサを直接充電した場合、突入電流が流れて、回路を損傷する可能性がある。蓄電池システムは、突入電流を防止するために、平滑コンデンサをプリチャージするためのプリチャージ回路を備えている。プリチャージ回路は、抵抗器とＤＣリレーとが並列接続された回路である。プリチャージ回路は、まず、ＤＣリレーを開路状態とし、抵抗器を介して電流を制限しながら平滑コンデンサを充電（プリチャージ）する。その後、プリチャージ回路は、ＤＣリレーを閉路状態とし、蓄電池から直接、平滑コンデンサを充電する。特許文献１には、プリチャージ回路を備えた、電気自動車の蓄電池システムが開示されている。また、プリチャージ回路において、ＤＣリレーを切り替えるためにプリチャージの終了を判定する方法として、様々な方法が提案されている。例えば、蓄電池の端子電圧と平滑コンデンサの端子間の電圧との差である差電圧が、予め設定した閾値以下になった時に、ＤＣリレーを閉路状態に切り替えて、プリチャージを完了する方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３７３６９３３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された充電システムでは、インバータの制御電源は、平滑コンデンサとプリチャージ回路とを接続する接続線からＤＣ/ＤＣコンバータを介して供給される。この場合、蓄電池の電流からインバータの制御電源の負荷電流を差し引いた電流が、平滑コンデンサの充電電流となる。平滑コンデンサが充電されるにつれて差電圧が小さくなると、蓄電池が出力する電流が小さくなる。蓄電池が出力する電流が制御電源の負荷電流に等しくなったとき、平滑コンデンサへは充電されなくなる。この時の差電圧が予め設定した閾値より大きい場合、ＤＣリレーが閉路状態に切り替えられず、プリチャージを完了できないという問題が発生する。閾値として大きい値を設定すれば、この問題を回避できるが、ＤＣリレーを閉路状態に切り替えたときの突入電流が大きくなるので、回路を損傷する可能性がある。また、プリチャージ回路の抵抗器の抵抗値を小さくすれば、差電圧をより小さくできる。しかし、インバータとプリチャージ回路との間の配線の短絡に対する対策として、プリチャージ回路の抵抗器の容量を大きくする必要があるので、プリチャージ回路の配置スペースおよびコストの面で好ましくない。

【0005】

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、インバータの制御電源を供給しつつ、問題を発生させることなくプリチャージを完了できる蓄電池システムを提供することをその目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0007】

本発明の第１の側面によって提供される蓄電池システムは、蓄電池と、前記蓄電池が出力した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の直流側に接続された平滑コンデンサと、前記蓄電池と前記平滑コンデンサとの間に接続され、前記平滑コンデンサをプリチャージするためのプリチャージ回路と、を備え、前記インバータ回路の制御用の電源は、前記蓄電池と前記プリチャージ回路とを接続する接続線から供給される。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記蓄電池の端子電圧と前記平滑コンデンサの端子間の電圧との差である差電圧を検出する検出手段をさらに備え、前記プリチャージ回路は、開路状態と閉路状態とを切り替える開閉手段と、前記開閉手段に並列接続された抵抗器と、前記差電圧が閾値以下になったときに、前記開閉手段を前記開路状態から前記閉路状態に切り替える切替手段と、を備えている。

【0009】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記検出手段は、前記抵抗器の端子間の電圧を、前記差電圧として検出する。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記開閉手段は、前記蓄電池と前記平滑コンデンサとを接続する正極側の接続線に配置されている。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記開閉手段は、前記蓄電池と前記平滑コンデンサとを接続する負極側の接続線に配置されている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、インバータ回路の制御用の電源は、蓄電池とプリチャージ回路とを接続する接続線から供給される。この場合、平滑コンデンサとプリチャージ回路とを接続する接続線から供給される場合と比較して、プリチャージ回路とインバータ回路との間の合成抵抗値が大きい。したがって、平滑コンデンサへ充電されなくなる時の前記差電圧が小さくなる。これにより、本発明に係る蓄電池システムは、問題を発生させることなくプリチャージを完了できる。

【0013】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る蓄電池システムの全体構成を示すブロック図である。

【図2】従来の蓄電池システムの全体構成を示すブロック図である。

【図3】シミュレーション結果を示す図である。

【図4】第２実施形態に係る蓄電池システムの全体構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【0016】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る蓄電池システムＡ１の全体構成を示すブロック図である。

【0017】

蓄電池システムＡ１は、パワーコンディショナ１、蓄電設備２、およびプリチャージ回路３を備えている。本実施形態では、蓄電設備２およびプリチャージ回路３は、蓄電池収納盤４に収納されている。蓄電池システムＡ１は、蓄電設備２が出力する直流電力をパワーコンディショナ１によって交流電力に変換し、例えば電力系統に供給する。また、蓄電池システムＡ１は、電力系統から入力される交流電力をパワーコンディショナ１によって直流電力に変換し、蓄電設備２を充電する。

【0018】

蓄電設備２は、複数の蓄電池を備えている。各蓄電池は、それぞれ、繰り返し充放電を行うことができる二次電池である。各蓄電池は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、または鉛蓄電池などである。
なお、各蓄電池は、二次電池ではなく、電気二重層コンデンサなどのコンデンサであってもよい。図１においては、蓄電設備２が直列接続された複数の蓄電池を備え、蓄電設備２が全体として内部抵抗を備えていることを示している。なお、蓄電設備２が備える蓄電池の数および接続方法は限定されない。蓄電設備２は、パワーコンディショナ１から入力される直流電力によって充電され、また、自身に蓄積された電力を放電する。

【0019】

パワーコンディショナ１は、蓄電設備２と図示しない電力系統との間に電気的に接続されている。パワーコンディショナ１は、直流側が蓄電設備２に接続され、交流側が電力系統に接続されている。パワーコンディショナ１は、蓄電設備２が放電により出力した直流電力を交流電力に変換して、電力系統に供給する。また、パワーコンディショナ１は、電力系統から入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電設備２に出力することで、蓄電設備２を充電する。つまり、パワーコンディショナ１は、蓄電設備２の充電および放電を制御する。パワーコンディショナ１は、インバータ回路１１、平滑コンデンサ１２、ＤＣブレーカ１３、およびＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４を備えている。

【0020】

インバータ回路１１は、例えば３組６個のスイッチング素子を備えた三相インバータであり、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、直流電力と交流電力との変換を行う。なお、インバータ回路１１の構成は限定されない。

【0021】

平滑コンデンサ１２は、インバータ回路１１の直流側の端子対の間に接続された大容量のコンデンサである。平滑コンデンサ１２は、蓄電設備２から入力される直流電圧の変動を平滑化することで、インバータ回路１１の動作を安定させる。

【0022】

ＤＣブレーカ１３は、いわゆる遮断機であり、過電流などの異常発生時に、直流側の電路を遮断する。ＤＣブレーカ１３のインバータ回路１１側、および、蓄電設備２側には、それぞれ、抵抗器が並列接続されている。

【0023】

ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４は、パワーコンディショナ１（インバータ回路１１）の制御用の電源を供給する。ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４は、入力側が蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線に接続され、出力側がパワーコンディショナ１の図示しない制御装置に接続されている。ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４は、蓄電設備２から入力される電圧を、制御装置が必要とする電圧（例えば２４Ｖ）に降圧して出力する。つまり、パワーコンディショナ１（インバータ回路１１）の制御用の電源は、蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４を介して供給される。なお、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４の構成は限定されない。

【0024】

プリチャージ回路３は、蓄電設備２とパワーコンディショナ１とを接続する接続線に配置されている。プリチャージ回路３は、蓄電池システムＡ１の起動時、または、メンテナンス後の運転再開時などに、蓄電設備２が平滑コンデンサ１２を直接充電することで流れる突入電流を防止する。プリチャージ回路３は、抵抗器３１、電圧センサ３２、ＤＣリレー３３、および切替回路３４を備えている。

【0025】

ＤＣリレー３３は、蓄電設備２とパワーコンディショナ１とを接続する正極側の接続線に配置されている。ＤＣリレー３３は、いわゆる電磁接触器であり、切替回路３４からの信号により開閉され、開路状態と閉路状態とを切り替える。なお、ＤＣリレー３３は、開路状態と閉路状態とを切り替える開閉手段であればよく、構成は限定されない。抵抗器３１は、ＤＣリレー３３に並列接続しており、ＤＣリレー３３が開路状態のときに電流が流れる。抵抗器３１は、流れる電流を制限する。

【0026】

電圧センサ３２は、プリチャージ時に、抵抗器３１の端子間の電圧を検出することで、蓄電設備２の端子電圧と平滑コンデンサ１２の端子間の電圧との差である差電圧ΔＶを検出する。なお、電圧センサ３２は、差電圧ΔＶを検出できればよく、配置位置および構成は限定されない。例えば、電圧センサ３２は、蓄電設備２の端子電圧を検出するセンサと、平滑コンデンサ１２の端子間の電圧を検出するセンサと、両センサの検出値の差である差電圧ΔＶを演算する演算部とを備えてもよい。

【0027】

切替回路３４は、電圧センサ３２が検出した差電圧ΔＶに基づいて、ＤＣリレー３３の開路状態と閉路状態とを切り替える。切替回路３４は、差電圧ΔＶが閾値より大きい間はＤＣリレー３３を開路状態とし、差電圧ΔＶが閾値以下になったときに、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替える。閾値は、後述するように、シミュレーションや実験に基づいて、適切な値が設定される。ＤＣリレー３３が閉路状態の場合、蓄電設備２とパワーコンディショナ１とが直接接続された状態になる。一方、ＤＣリレー３３が開路状態の場合、蓄電設備２とパワーコンディショナ１とは抵抗器３１を介して接続された状態になる。

【0028】

蓄電池システムＡ１の起動時などには、平滑コンデンサ１２が充電されていないので、差電圧ΔＶが閾値より大きい。したがって、切替回路３４は、ＤＣリレー３３を開路状態とする。蓄電設備２とパワーコンディショナ１とが抵抗器３１を介して接続された状態なので、蓄電設備２から出力される電流が制限された状態で、平滑コンデンサ１２が充電される。平滑コンデンサ１２が充電されるに従って、差電圧ΔＶが徐々に小さくなる。差電圧ΔＶが閾値以下になったときに、切替回路３４は、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替える。蓄電設備２とパワーコンディショナ１とが直接接続された状態になるが、差電圧ΔＶが小さいので、大きな電流が流れない。

【0029】

図２は、蓄電池システムＡ１との比較のための、従来の蓄電池システムＡ１００の全体構成を示すブロック図である。蓄電池システムＡ１００は、パワーコンディショナ１００、蓄電設備２、およびプリチャージ回路３を備えている。蓄電池システムＡ１００は、パワーコンディショナ１００の制御用の電源がパワーコンディショナ１００の内部で供給される点で、蓄電池システムＡ１とは異なっている。

【0030】

図２に示すように、パワーコンディショナ１００において、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４は、入力側が平滑コンデンサ１２とＤＣブレーカ１３とを接続する接続線に接続されている。つまり、パワーコンディショナ１００は、制御用の電源を、内部の平滑コンデンサ１２とＤＣブレーカ１３とを接続する接続線から、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４を介して供給される。

【0031】

図１に示す蓄電池システムＡ１と図２に示す蓄電池システムＡ１００とにおいて、シミュレーションを行った。当該シミュレーションにおいて、蓄電設備２の複数の蓄電池の合成電圧を６００Ｖとし、蓄電設備２の内部抵抗の抵抗値を２５０ｍΩとし、プリチャージ回路３の抵抗器３１の抵抗値を６００Ωとする。また、パワーコンディショナ１（１００）の直流側の入出力の端子対とインバータ回路１１の直流側の端子対との間で並列接続されている抵抗器の合成抵抗を９７．６ｋΩとする。また、平滑コンデンサ１２の容量を１３２００μＦとする。パワーコンディショナ１（１００）の制御装置は、最大で使用された場合、約５０Ｗの電力が消費される。制御装置で消費される最大電力５０Ｗを抵抗値に換算した抵抗換算値は、６００Ｖ×６００Ｖ÷５０Ｗ＝７．２ｋΩ（なお、各抵抗における電圧降下を無視した概算）になるので、当該シミュレーションにおいては、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路１４を７．２ｋΩの抵抗器とした。

【0032】

図２に示す蓄電池システムＡ１００では、９７．６ｋΩの合成抵抗に並列接続された７．２ｋΩの抵抗が合成されるので、パワーコンディショナ１００の直流側回路の全体の合成抵抗値は、６７０５Ωになる。したがって、平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる時の差電圧ΔＶ（プリチャージ回路３の抵抗器３１の端子間の電圧）は、抵抗器３１（６００Ω）、パワーコンディショナ１００の直流側回路の全体の合成抵抗（６７０５Ω）、および、蓄電設備２の内部抵抗（２５０ｍΩ）による分圧から、４９．３Ｖになる。図３（ａ）は、シミュレーションにおける平滑コンデンサ１２の端子間の電圧の時間変化を示している。図３（ａ）に示すように、平滑コンデンサ１２の端子間の電圧は、「０」から蓄電設備２の端子電圧より４９．３Ｖ低い電圧（５５０V程度）まで上昇している。

【0033】

平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる前にプリチャージを完了させようと思うと、切替回路３４における差電圧ΔＶの閾値は、電圧計測値の誤差等も考慮して、平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる時の差電圧ΔＶ（４９．３Ｖ）より５Ｖ程度大きめの値を設定する必要がある。蓄電池システムＡ１００では、差電圧ΔＶの閾値として、例えば５５Ｖが設定される。したがって、切替回路３４は、差電圧ΔＶが閾値（５５Ｖ）以下になったときに、プリチャージを完了して、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替える。このときにＤＣリレー３３を流れてパワーコンディショナ１に入力される最大電流は、５５Ｖ÷２５０ｍΩ＝２２０Ａになる。図３（ｂ）は、シミュレーションにおけるＤＣリレー３３を流れる電流の時間変化を示している。図３（ｂ）に示すように、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替えたときに、ＤＣリレー３３を流れる電流は上昇し、すぐに低下する。最大電流は２２０Ａ程度になっている。

【0034】

一方、図１に示す蓄電池システムＡ１では、制御用の電源が蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から供給されるので、パワーコンディショナ１００の直流側回路の全体の合成抵抗値は、９７．６ｋΩのままである。したがって、平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる時の差電圧ΔＶは、抵抗器３１（６００Ω）、パワーコンディショナ１００の直流側回路の全体の合成抵抗（９７．６ｋΩ）、および、蓄電設備２の内部抵抗（２５０ｍΩ）による分圧から、３．７Ｖになる。図３（ｃ）は、シミュレーションにおける平滑コンデンサ１２の端子間の電圧の時間変化を示している。図３（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ１２の端子間の電圧は、「０」から蓄電設備２の端子電圧より３．７Ｖ低い電圧（５９６V程度）まで上昇している。

【0035】

平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる前にプリチャージを完了させようと思うと、切替回路３４における差電圧ΔＶの閾値は、電圧計測値の誤差等も考慮して、平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる時の差電圧ΔＶ（３．７Ｖ）より５Ｖ程度大きめの値を設定する必要がある。蓄電池システムＡ１では、差電圧ΔＶの閾値として、例えば１０Ｖが設定される。したがって、切替回路３４は、差電圧ΔＶが閾値（１０Ｖ）以下になったときに、プリチャージを完了して、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替える。このときにＤＣリレー３３を流れてパワーコンディショナ１に入力される最大電流は、１０Ｖ÷２５０ｍΩ＝４０Ａになる。図３（ｄ）は、シミュレーションにおけるＤＣリレー３３を流れる電流の時間変化を示している。図３（ｄ）に示すように、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替えたときに、ＤＣリレー３３を流れる電流は上昇し、すぐに低下する。最大電流は４０Ａ程度になっている。

【0036】

以上のように、図２に示す蓄電池システムＡ１００では、プリチャージを完了できるように差電圧ΔＶの閾値を設定すると、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替えたときの突入電流が、２２０Ａ程度の大きな電流になる。一方、図１に示す蓄電池システムＡ１では、プリチャージを完了できるように差電圧ΔＶの閾値を設定しても、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替えたときの突入電流が、４０Ａ程度に抑えられる。

【0037】

パワーコンディショナ１と蓄電池収納盤４との間の外部配線で短絡事故等が発生して、プリチャージ回路３の抵抗器３１に蓄電設備２からの電流が流れっぱなしになった場合でも、抵抗器３１は、焼損しない電力容量を有するものが採用される。外部配線の完全短絡時の最大電流値は１Ａ（＝６００Ｖ÷６００Ω）なので、図１に示す蓄電池システムＡ１では、抵抗器３１（６００Ω）での電力値は６００Ｗになる。したがって、余裕度を２倍として、抵抗器３１は、電力容量が１２００Ｗの抵抗器が採用される。仮に、図２に示す蓄電池システムＡ１００において、切替回路３４に設定される閾値を、図１に示す蓄電池システムＡ１と同じ値（３．７Ｖ）にしようとすると、抵抗器３１の抵抗値は４１．６Ω（＝（６７０５Ω＋０．２５Ω）×３．７Ｖ／（６００Ｖ－３．７Ｖ））にする必要がある。この場合、外部配線の完全短絡時の最大電流値は１４．４Ａ（＝６００Ｖ÷４１．６Ω）なので、抵抗器３１（４１．６Ω）での電力値は８６２６Ｗ（＝４１．６Ω×１４．４Ａ×１４．４Ａ）になる。余裕度を２倍とすると、抵抗器３１として、電力容量が１７．３ｋＷ程度の抵抗器が必要になる。したがって、プリチャージ回路３の配置のための大きなスペースが必要になり、コストも高くなる。

【0038】

なお、当該シミュレーションで設定した各値は、シミュレーションのための一例である。実際の蓄電池システムＡ１における、蓄電設備２の複数の蓄電池の合成電圧および内部抵抗の抵抗値、抵抗器３１の抵抗値、パワーコンディショナ１内部の各抵抗器の抵抗値、平滑コンデンサ１２の容量、ならびに、パワーコンディショナ１の制御装置の消費電力などは限定されない。

【0039】

次に、本実施形態に係る蓄電池システムＡ１の作用効果について説明する。

【0040】

本実施形態によると、蓄電池システムＡ１は、プリチャージ回路３を備えている。プリチャージ回路３は、差電圧ΔＶが閾値より大きい間、ＤＣリレー３３を開路状態とし、抵抗器３１を介して電流を制限しながら平滑コンデンサ１２を充電（プリチャージ）する。したがって、プリチャージ回路３は、蓄電設備２が平滑コンデンサ１２を直接充電することで流れる突入電流を防止できる。また、プリチャージ回路３は、差電圧ΔＶが閾値以下になったときに、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替え、蓄電設備２が出力する電流で直接、平滑コンデンサ１２を充電する。しかし、差電圧ΔＶが小さくなっているので、大きな電流は流れない。

【0041】

また、本実施形態によると、パワーコンディショナ１（インバータ回路１１）の制御用の電源は、蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から供給される。この場合、平滑コンデンサ１２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から供給される場合と比較して、プリチャージ回路３とインバータ回路１１との間の合成抵抗値が大きい。平滑コンデンサ１２へ充電されなくなる時の差電圧ΔＶが小さくなるので、切替回路３４における差電圧ΔＶの閾値は、大きな値を設定する必要がない。したがって、蓄電池システムＡ１は、切替回路３４における差電圧ΔＶの閾値を大きくしたり、抵抗器３１の抵抗値を小さくすることなしに、プリチャージを完了できる。

【0042】

また、本実施形態によると、電圧センサ３２は、抵抗器３１の端子間の電圧を検出する。したがって、電圧センサ３２は、プリチャージ時に、蓄電設備２の端子電圧と平滑コンデンサ１２の端子間の電圧との差である差電圧ΔＶを容易に検出できる。

【0043】

なお、本実施形態では、蓄電池システムＡ１が電力系統に接続される場合について説明したが、これに限られない。蓄電池システムＡ１は、モータに接続されて、蓄電設備２からモータに電力を供給し、また、回生によりモータから入力される電力で蓄電設備２を充電してもよい。

【0044】

〔第２実施形態〕
図４は、第２実施形態に係る蓄電池システムＡ２の全体構成を示すブロック図である。図４において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る蓄電池システムＡ２は、プリチャージ回路３のＤＣリレー３３の配置位置が、第１実施形態に係る蓄電池システムＡ１と異なる。

【0045】

本実施形態に係るプリチャージ回路３では、ＤＣリレー３３が、蓄電設備２とパワーコンディショナ１とを接続する負極側の接続線に配置されている。

【0046】

本実施形態においても、プリチャージ回路３は、差電圧ΔＶが閾値より大きい間、ＤＣリレー３３を開路状態として平滑コンデンサ１２をプリチャージするので、突入電流を防止できる。また、プリチャージ回路３は、差電圧ΔＶが閾値以下になったときに、ＤＣリレー３３を閉路状態に切り替えて、平滑コンデンサ１２を充電する。しかし、差電圧ΔＶが小さくなっているので、大きな電流は流れない。また、本実施形態においても、パワーコンディショナ１（インバータ回路１１）の制御用の電源が蓄電設備２とプリチャージ回路３とを接続する接続線から供給されるので、蓄電池システムＡ２は、問題を発生させることなく、プリチャージを完了できる。また、蓄電池システムＡ２は、蓄電池システムＡ１と共通する構成により、蓄電池システムＡ１と同等の効果を奏する。

【0047】

本発明に係る蓄電池システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る蓄電池システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0048】

Ａ１～Ａ２：蓄電池システム、１１：インバータ回路、１２：平滑コンデンサ、２：蓄電設備、３：プリチャージ回路、３１：抵抗器、３２：電圧センサ、３３：ＤＣリレー、３４：切替回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】