特開 2024-126758 電源システム

(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】P2024126758

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035368

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 康浩

(72)【発明者】

【氏名】泉 純太

(72)【発明者】

【氏名】三木 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】木村 健治

(72)【発明者】

【氏名】伴 尊行

(72)【発明者】

【氏名】水野 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】戸村 修二

(72)【発明者】

【氏名】柳沢 直樹

(72)【発明者】

【氏名】大塚 一雄

(72)【発明者】

【氏名】塚田 浩司

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503BA03

5G503BB01

5G503DA02

(57)【要約】

【課題】接続された複数のカートリッジの残りの電力量の不均衡を緩和すること。
【解決手段】すべての第１／第２の電池回路モジュールのカートリッジの合計の残電力量を示す第１／第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、第１／第２制御期間のうち、第１／第２指標の値が小さい方の電池回路モジュールのカートリッジが非接続状態に切替えられる制御期間において、第１／第２指標の値が小さい方の電池回路モジュールのカートリッジのうち少なくとも１つの充電対象のカートリッジを一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路を制御するとともに、第１／第２指標の値の大きい方の電池回路モジュールのカートリッジのうち、接続状態に制御されていないカートリッジの少なくとも１つを、充電対象のカートリッジに給電するために一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路を制御する均等化制御を実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部と電力をやりとりする電源システムであって、
複数の第１蓄電ユニットと、
複数の第２蓄電ユニットと、
電力を入出力する第１端子および第２端子と、
前記複数の第１蓄電ユニットと前記複数の第２蓄電ユニットとを制御する制御装置とを備え、
前記複数の第１蓄電ユニットの各々は、前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された状態において前記第２端子から前記第１端子への方向に電圧を加える第１蓄電装置、および、前記第１蓄電装置が前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第１切替部を含み、
前記複数の第２蓄電ユニットの各々は、前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された状態において前記第１端子から前記第２端子への方向に電圧を加える第２蓄電装置、および、前記第２蓄電装置が前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第２切替部を含み、
複数の前記第１蓄電装置および複数の前記第２蓄電装置は、前記接続状態において、互いに直列に接続され、
前記制御装置は、
前記第１端子および前記第２端子の間の出力電圧が所定交流波形となるように、前記第１蓄電装置の少なくとも１つを前記接続状態に切替えるよう前記第１切替部を制御するとともに前記第２蓄電装置のすべてを前記非接続状態に切替えるよう前記第２切替部を制御する第１制御期間と、前記第２蓄電装置の少なくとも１つを前記接続状態に切替えるよう前記第２切替部を制御するとともに前記第１蓄電装置のすべてを前記非接続状態に切替えるよう前記第１切替部を制御する第２制御期間とを交互に繰返し、
すべての前記第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての前記第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、前記第１制御期間または前記第２制御期間のうち、前記第１指標および前記第２指標の値が小さい方の蓄電装置が前記非接続状態に切替えられる制御期間において、前記第１指標および前記第２指標の値が小さい方の蓄電装置のうち少なくとも１つの充電対象の蓄電装置を一時的に前記接続状態に切替えるよう切替部を制御するとともに、前記第１指標および前記第２指標の値の大きい方の蓄電装置のうち、前記接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つを、前記充電対象の蓄電装置に給電するために一時的に前記接続状態に切替えるよう切替部を制御する均等化制御を実行する、電源システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記出力電圧に対して、前記第１指標および前記第２指標の値が大きい方の蓄電装置で出力可能な合計電圧に余裕がある場合に、前記均等化制御を実行する、請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

外部と電力をやりとりする電源システムであって、
複数の第１蓄電ユニットと、
複数の第２蓄電ユニットと、
電力を入出力する第１端子および第２端子と、
前記複数の第１蓄電ユニットと前記複数の第２蓄電ユニットとを制御する制御装置とを備え、
前記複数の第１蓄電ユニットの各々は、前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された状態において前記第２端子から前記第１端子への方向に電圧を加える第１蓄電装置、および、前記第１蓄電装置が前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第１切替部を含み、
前記複数の第２蓄電ユニットの各々は、前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された状態において前記第１端子から前記第２端子への方向に電圧を加える第２蓄電装置、および、前記第２蓄電装置が前記第１端子および前記第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第２切替部を含み、
複数の前記第１蓄電装置および複数の前記第２蓄電装置は、前記接続状態において、互いに直列に接続され、
前記制御装置は、
前記第１端子および前記第２端子の間の入力電圧の交流波形に合わせて、前記第１蓄電装置の少なくとも１つを前記接続状態に切替えるよう前記第１切替部を制御するとともに前記第２蓄電装置のすべてを前記非接続状態に切替えるよう前記第２切替部を制御する第１制御期間と、前記第２蓄電装置の少なくとも１つを前記接続状態に切替えるよう前記第２切替部を制御するとともに前記第１蓄電装置のすべてを前記非接続状態に切替えるよう前記第１切替部を制御する第２制御期間とを交互に繰返し、
すべての前記第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての前記第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、前記第１制御期間または前記第２制御期間のうち、前記第１指標および前記第２指標の値が大きい方の蓄電装置が前記非接続状態に切替えられる制御期間において、前記第１指標および前記第２指標の値が大きい方の蓄電装置のうち少なくとも１つの放電対象の蓄電装置を一時的に前記接続状態に切替えるよう切替部を制御するとともに、前記第１指標および前記第２指標の値の小さい方の蓄電装置のうち、前記接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つを、前記放電対象の蓄電装置から受電するために一時的に前記接続状態に切替えるよう切替部を制御する均等化制御を実行する、電源システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記入力電圧に対して、前記第１指標および前記第２指標の値が小さい方の蓄電装置に入力可能な合計電圧に余裕がある場合に、前記均等化制御を実行する、請求項３に記載の電源システム。

【請求項5】

ストリングは、前記複数の第１蓄電ユニットと、前記複数の第２蓄電ユニットと、前記第１端子と、前記第２端子とを含み、
前記電源システムは、前記ストリングを３組備え、３組の前記ストリングの前記第２端子は電気的に接続され、３組の前記ストリングの前記第１端子で三相交流の各相の交流が入出力される、または、
前記電源システムは、前記ストリングを１組備え、前記第２端子はグランドに接続され、前記第１端子で単相交流が入出力される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、電源システムに関し、特に、外部と電力をやりとりする電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電池を有する電池モジュールを複数含み、制御コントローラからのゲート駆動信号に応じて電池モジュール内の電池が相互に直列接続可能な電源回路を有する電源システムがあった（たとえば、特許文献１参照）。この電源システムにおいては、電源回路の各々において直列接続させる電池の数を時間的に変更することによって互いに位相の異なる交流電圧を出力させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１２０２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のような電源システムにおいては、各電池の残容量に不均衡が生じ得る。このため、直列接続された電池の容量が枯渇してしまった場合、要求通りの交流電圧を出力できなくなる。

【0005】

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することが可能な電源システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この開示に係る電源システムは、外部と電力をやりとりするシステムであって、複数の第１蓄電ユニットと、複数の第２蓄電ユニットと、電力を入出力する第１端子および第２端子と、複数の第１蓄電ユニットと複数の第２蓄電ユニットとを制御する制御装置とを備える。複数の第１蓄電ユニットの各々は、第１端子および第２端子の間に電気的に接続された状態において第２端子から第１端子への方向に電圧を加える第１蓄電装置、および、第１蓄電装置が第１端子および第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第１切替部を含む。複数の第２蓄電ユニットの各々は、第１端子および第２端子の間に電気的に接続された状態において第１端子から第２端子への方向に電圧を加える第２蓄電装置、および、第２蓄電装置が第１端子および第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第２切替部を含む。複数の第１蓄電装置および複数の第２蓄電装置は、接続状態において、互いに直列に接続される。制御装置は、第１端子および第２端子の間の出力電圧が所定交流波形となるように、第１蓄電装置の少なくとも１つを接続状態に切替えるよう第１切替部を制御するとともに第２蓄電装置のすべてを非接続状態に切替えるよう第２切替部を制御する第１制御期間と、第２蓄電装置の少なくとも１つを接続状態に切替えるよう第２切替部を制御するとともに第１蓄電装置のすべてを非接続状態に切替えるよう第１切替部を制御する第２制御期間とを交互に繰返し、すべての第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、第１制御期間または第２制御期間のうち、第１指標および第２指標の値が小さい方の蓄電装置が非接続状態に切替えられる制御期間において、第１指標および第２指標の値が小さい方の蓄電装置のうち少なくとも１つの充電対象の蓄電装置を一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御するとともに、第１指標および第２指標の値の大きい方の蓄電装置のうち、接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つを、充電対象の蓄電装置に給電するために一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御する均等化制御を実行する。

【0007】

このような構成によれば、すべての第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡である場合に、第１指標または第２指標の値が小さい方の非接続状態に制御されている少なくとも１つの充電対象の蓄電装置が一時的に接続状態に切替えられるとともに、第１指標または第２指標の値の大きい方の他方の蓄電装置のうち接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つが、充電対象の蓄電装置に給電するために一時的に接続状態に切替えられる。これにより、第１指標または第２指標の値の大きい方の蓄電装置が、小さい方の蓄電装置に給電する。その結果、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することが可能な電源システムを提供することができる。

【0008】

制御装置は、出力電圧に対して、第１指標および第２指標の値が大きい方の蓄電装置で出力可能な合計電圧に余裕がある場合に、均等化制御を実行するようにしてもよい。

【0009】

このような構成によれば、出力電圧に対して蓄電装置で出力可能な合計電圧に余裕がある場合に、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0010】

この開示の他の局面によれば、電源システムは、外部と電力をやりとりするシステムであって、複数の第１蓄電ユニットと、複数の第２蓄電ユニットと、電力を入出力する第１端子および第２端子と、複数の第１蓄電ユニットと複数の第２蓄電ユニットとを制御する制御装置とを備える。複数の第１蓄電ユニットの各々は、第１端子および第２端子の間に電気的に接続された状態において第２端子から第１端子への方向に電圧を加える第１蓄電装置、および、第１蓄電装置が第１端子および第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第１切替部を含む。複数の第２蓄電ユニットの各々は、第１端子および第２端子の間に電気的に接続された状態において第１端子から第２端子への方向に電圧を加える第２蓄電装置、および、第２蓄電装置が第１端子および第２端子の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替える第２切替部を含む。複数の第１蓄電装置および複数の第２蓄電装置は、接続状態において、互いに直列に接続される。制御装置は、第１端子および第２端子の間の入力電圧の交流波形に合わせて、第１蓄電装置の少なくとも１つを接続状態に切替えるよう第１切替部を制御するとともに第２蓄電装置のすべてを非接続状態に切替えるよう第２切替部を制御する第１制御期間と、第２蓄電装置の少なくとも１つを接続状態に切替えるよう第２切替部を制御するとともに第１蓄電装置のすべてを非接続状態に切替えるよう第１切替部を制御する第２制御期間とを交互に繰返し、すべての第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、第１制御期間または第２制御期間のうち、第１指標および第２指標の値が大きい方の蓄電装置が非接続状態に切替えられる制御期間において、第１指標および第２指標の値が大きい方の蓄電装置のうち少なくとも１つの放電対象の蓄電装置を一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御するとともに、第１指標および第２指標の値の小さい方の蓄電装置のうち、接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つを、放電対象の蓄電装置から受電するために一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御する均等化制御を実行する。

【0011】

このような構成によれば、すべての第１蓄電装置の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての第２蓄電装置の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡である場合に、第１指標または第２指標の値が大きい方の非接続状態に制御されている少なくとも１つの放電対象の蓄電装置が一時的に接続状態に切替えられるとともに、第１指標または第２指標の値の小さい方の他方の蓄電装置のうち接続状態に制御されていない蓄電装置の少なくとも１つが、放電対象の蓄電装置から受電するために一時的に接続状態に切替えられる。これにより、第１指標または第２指標の値の小さい方の蓄電装置が、大きい方の蓄電装置から受電する。その結果、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することが可能な電源システムを提供することができる。

【0012】

制御装置は、入力電圧に対して、第１指標および第２指標の値が小さい方の蓄電装置に入力可能な合計電圧に余裕がある場合に、均等化制御を実行するようにしてもよい。

【0013】

このような構成によれば、入力電圧に対して蓄電装置に入力可能な合計電圧に余裕がある場合に、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0014】

ストリングは、複数の第１蓄電ユニットと、複数の第２蓄電ユニットと、第１端子と、第２端子とを含むようにしてもよい。電源システムは、ストリングを３組備え、３組のストリングの第２端子は電気的に接続され、３組のストリングの第１端子で三相交流の各相の交流が入出力されるようにしてもよい。または、電源システムは、ストリングを１組備え、第２端子はグランドに接続され、第１端子で単相交流が入出力されるようにしてもよい。

【0015】

このような構成によれば、三相交流または単相交流を入出力可能な、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【発明の効果】

【0016】

この開示によれば、接続された複数の蓄電装置の残りの電力量の不均衡を緩和することが可能な電源システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この実施の形態に係る電源システムの回路構成の概要を示す図である。

【図2】電池ストリングの構成を示す図である。

【図3】電池ストリングの電池の残容量の不均衡を説明するための図である。

【図4】この実施の形態における均等化制御を実行するための均等化処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】均等化制御の結果を説明するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0019】

図１は、この実施の形態に係る電源システム１の回路構成の概要を示す図である。図１を参照して、この実施の形態に係る電源システム１は、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３と、ＥＭＳ（Energy Management System）１００とを備える。電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３は、三相交流電力を出力するようにＹ結線されている。電池ストリングＳｔ１、Ｓｔ２、Ｓｔ３は、それぞれＵ相用電池ストリング、Ｖ相用電池ストリング、Ｗ相用電池ストリングに相当する。電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３は、図示しない電力系統（商用電源）と電気的に接続され、電力系統との間で電力をやり取りするように構成される。

【0020】

電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３は、正弦波の三相交流など所定の交流波形の電力を出力端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗへ出力可能に構成される。具体的には、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３の各々の第２端子Ｔ１２，Ｔ２２，Ｔ３２は中性点Ｎ１に接続されている。そして、電線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３が、電池ストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３の第１端子Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１と出力端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗとをそれぞれ接続している。電線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３には、中性点Ｎ２に接続されたＬＣＬフィルタＦが設けられている。ＬＣＬフィルタＦは、Ｙ結線システム／他電源を複数並列で使用した際の横流を抑制したり、電線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３の各々における電流リプル成分を減衰させたりする。

【0021】

ＬＣＬフィルタＦと出力端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗとの間には、それぞれ電線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３の導通／遮断を切り替えるリレーＲＵ，ＲＶ，ＲＷが設けられている。リレーＲＵ，ＲＶ，ＲＷの各々は、例えば電磁式のメカニカルリレーである。リレーＲＵ，ＲＶ，ＲＷの各々は、ユーザ操作に応じて導通／遮断を切り替えてもよい。電源システムの使用中は、基本的にはリレーＲＵ，ＲＶ，ＲＷが導通状態に維持される。ユーザは、電源システムの使用を中断するとき（例えば、メンテナンス時）に、リレーＲＵ，ＲＶ，ＲＷを遮断状態にしてもよい。

【0022】

ＬＣＬフィルタＦと電池ストリングＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３との間には、それぞれ電線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３に流れる電流を検出する電流センサＩａ，Ｉｂ，Ｉｃが設けられている。電流センサＩａ，Ｉｂ，Ｉｃの各々は、検出値を示す信号をＥＭＳ１００へ出力する。後述するように、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３の各々は、たとえば、図１中の電圧の波形Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３の交流を出力するよう制御される。これらのストリング電圧は、ＬＣＬフィルタＦを経て、出力端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗに出力される。具体的には、出力端子Ｔｕ，Ｔｖ間には線間電圧Ｖｕｖ、出力端子Ｔｗ，Ｔｕの間には線間電圧Ｖｗｕ、出力端子Ｔｖ，Ｔｗ間には線間電圧Ｖｖｗが印加される。各線間電圧は、周期的に極性（正／負）が変わる交流電圧波形になる。図１中の波形Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３は、それぞれ線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｕ，Ｖｖｗの一例を示している。図１には示していないが、電源システムは、線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｕ，Ｖｖｗを検出し、各検出値をＥＭＳ１００へ出力する電圧センサをさらに備える。ＥＭＳ１００は、電流センサおよび電圧センサによる検出結果を用いて、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３から出力される三相交流電力を逐次検出する。

【0023】

電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３は互いに異なる構成を有してもよいが、この実施の形態では、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３が互いに同じ構成を有する。以下では、区別して説明する場合を除いて、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３の各々を「電池ストリングＳｔ」、電線ＰＬ１～ＰＬ３の各々を「電線ＰＬ」、第１端子Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１の各々を「第１端子Ｔ１」、第２端子Ｔ１２，Ｔ２２，Ｔ３２の各々を「第２端子Ｔ２」と記載する。

【0024】

図２は、電池ストリングＳｔの構成を示す図である。図２を参照して、この実施の形態に係る電源システム１は、電池ストリングＳｔを制御するＳＣＵ（String Control Unit）２００をさらに備える。ＳＣＵ２００は、プロセッサ２１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２０と、記憶装置２３０とを備える。記憶装置２３０に記憶されているプログラムをプロセッサ２１０が実行することで、各種の処理（例えば、後述する図４に示す制御）が実行される。ただし、これらの各種処理は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で実行することも可能である。なお、ＳＣＵ２００は、スイープ制御を実行するための機能が実装されたＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）をさらに備えてもよい。

【0025】

この実施の形態に係る電源システム１では、電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３の各々にＳＣＵ２００が設けられている。例えば、ＥＭＳ１００（図１）が、電力系統を管理するサーバから電力系統に関するエネルギーマネジメント要請を受けると、ＥＭＳ１００は、その要請に応じて、充電または放電を要求する信号（以下、「ＥＭＳ信号」とも称する）を各電池ストリングＳｔのＳＣＵ２００へ送信する。ＥＭＳ信号は、要求するパワー（以下、「要求Ｗ」と表記する）と、要求するエネルギー（以下、「要求Ｗｈ」と表記する）との少なくとも一方を示す。この実施の形態に係るＥＭＳ信号は、放電側の電力を正（＋）、充電側の電力を負（－）で表わす。

【0026】

電池ストリングＳｔは、直列に接続された複数の電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂを備える。また、電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂごとに、ＳＣＵ２００からの指令に従って電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂを駆動するＧＤ（ゲートドライバ）３００が設けられている。電池ストリングＳｔに含まれる電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの数は任意であり、５～５０個であってもよいし、１００個以上であってもよい。

【0027】

電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの各々は、スイッチ回路ＳＷＣと、カートリッジＣｇと、遮断器ＲＢ１，ＲＢ２と、出力端子ＯＴ１，ＯＴ２とを含む。カートリッジＣｇは、電池２０と、監視ユニット３０とを含む。電池２０としては、極性を有する蓄電装置であればよく、任意の二次電池が採用される。電池２０は中古電池であってもよい。電池回路モジュール１０Ａおよび電池回路モジュール１０Ｂは、同じ構成であるが、電池回路モジュール１０Ａは、電池２０の正極が第１端子Ｔ１の側になるとともに負極が第２端子Ｔ２の側になるように電池ストリングＳｔに接続され、電池回路モジュール１０Ｂは、電池２０の正極が第２端子Ｔ２の側になるとともに負極が第１端子Ｔ１の側になるように電池ストリングＳｔに接続される。

【0028】

この実施の形態では、カートリッジＣｇがスイッチ回路ＳＷＣに対して着脱可能に構成される。具体的には、遮断器ＲＢ１，ＲＢ２（以下、区別しない場合は「遮断器ＲＢ」と称する）が、スイッチ回路ＳＷＣとカートリッジＣｇとをつなぐ電線の導通／遮断を切り替える。遮断器ＲＢは、例えば電磁式のメカニカルリレーである。遮断器ＲＢ１，ＲＢ２の各々は、ユーザ操作に応じて導通／遮断を切り替えてもよい。電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの使用中は、基本的には遮断器ＲＢ１，ＲＢ２が導通状態に維持される。ユーザは、電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの使用を中断するとき（例えば、電池交換時）に、遮断器ＲＢ１，ＲＢ２を遮断状態にして、カートリッジＣｇをスイッチ回路ＳＷＣから取り外してもよい。電池ストリングＳｔは空きカートリッジがあっても動作可能であるため、ユーザは、電池ストリングＳｔに含まれるカートリッジＣｇの数を増減しやすい。こうした電池ストリングＳｔは、電池の再利用に適している。

【0029】

監視ユニット３０は、電池２０の状態を監視するＢＭＳ（Battery Management System）を含む。ＢＭＳは、電池２０の状態（例えば、電圧、電流、および温度）を検出する各種センサと、各種センサによる検出信号が入力される監視ＩＣ（集積回路）とを含む。監視ＩＣは、上記各種センサによる検出信号を用いて電池２０の状態を示す信号（以下、「ＢＭＳ信号」とも称する）を生成し、生成されたＢＭＳ信号をＳＣＵ２００へ出力する。ＳＣＵ２００は、上記ＢＭＳ信号に基づいて電池２０の状態（例えば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ（State Of Charge）、およびＳＯＨ（State of Health））を取得することができる。ＳＯＣは、蓄電残量を示し、例えば満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を０～１００％で表わしたものである。ＳＯＨは、健全度または劣化度を示し、例えば初期の容量に対する現在の容量の割合を０～１００％で表わしたものである。

【0030】

監視ユニット３０は、電池２０の充電性能および放電性能に関する情報（定格出力、容量など）を記憶する記憶装置をさらに含む。記憶装置はタグであってもよい。監視ユニット３０は、カートリッジＣｇが電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂにセットされたときに、上記記憶装置に記憶された情報をＳＣＵ２００へ出力してもよい。

【0031】

記憶装置２３０は、電池ストリングＳｔに含まれる各電池２０に関する情報（以下、「電池情報」と称する）を、電池２０の識別情報（電池ＩＤ）で区別して記憶している。電池ＩＤは、電池２０の位置を示す。すなわち、ＳＣＵ２００は、電池ＩＤに基づいて、電池ストリングＳｔの第１端子Ｔ１の側の端から何番目の電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂにセットされた電池２０であるかを識別することができる。電池情報は、電池２０の特性を示す情報（例えば、定格出力（Ｗ）、容量（Ｗｈ）、パワー密度（Ｗ／ｋｇ）、およびエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ））と、電池２０の状態を示す情報（例えば、ＢＭＳによって検出された温度、電流、電圧、ＳＯＣ、残容量およびＳＯＨ）とを含む。ＳＣＵ２００は、監視ユニット３０から最新の電池情報を取得し、記憶装置２３０内の電池情報を逐次更新する。

【0032】

電池ストリングＳｔは、電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂ同士をつなぐ電線ＳＬ（ストリング線）を有する。電線ＳＬは、各電池回路モジュール１０の出力端子ＯＴ１，ＯＴ２を含む。ある電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの出力端子ＯＴ２が、当該電池回路モジュール１０に隣接する別の電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂの出力端子ＯＴ１と接続されることによって、電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂ同士が接続されている。電線ＳＬは第１端子Ｔ１の側で電線ＰＬに接続される。

【0033】

スイッチ回路ＳＷＣは、電池２０と出力端子ＯＴ１，ＯＴ２との接続／切離しを切り替えるように構成される。具体的には、スイッチ回路ＳＷＣは、第１スイッチ１１（以下、「ＳＷ１１」と表記する）と、第２スイッチ１２（以下、「ＳＷ１２」と表記する）と、ＳＷ１１の並列ダイオード１３と、ＳＷ１２の並列ダイオード１４と、チョークコイル１５と、コンデンサ１６とを含む。ＳＷ１１は、電線ＳＬ上に位置し、出力端子ＯＴ１，ＯＴ２間で導通／遮断を切り替える。ＳＷ１２およびチョークコイル１５は、出力端子ＯＴ１と遮断器ＲＢ１（電池２０の正極）とをつなぐ電線ＢＬ１上に位置する。出力端子ＯＴ２は電線ＢＬ２を介して遮断器ＲＢ２（電池２０の負極）と電気的に接続されている。コンデンサ１６は、電線ＢＬ１と電線ＢＬ２との各々に接続されている。ＳＷ１１，ＳＷ１２の各々は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のような半導体スイッチである。なお、図２に示すスイッチ回路ＳＷＣの構成は、一例にすぎず、適宜変更可能である。例えば、回路からチョークコイル１５が取り除かれてもよい。回路構成に応じて配線インダクタンスが調整されてもよい。

【0034】

電池２０が出力端子ＯＴ１，ＯＴ２に接続されている期間（接続期間）においては、電池２０の電圧が出力端子ＯＴ１，ＯＴ２間に出力される。接続期間においては、電池２０と直列に接続されたＳＷ１２がＯＮ状態（導通状態）に、かつ、電池２０と並列に接続されたＳＷ１１がＯＦＦ状態（遮断状態）に制御される。電池２０が出力端子ＯＴ１，ＯＴ２から切り離されている期間（切離し期間）においては、電池２０の電圧が出力端子ＯＴ１，ＯＴ２間に出力されない。切離し期間においては、ＳＷ１２がＯＦＦ状態（遮断状態）に制御される。また、ＳＷ１１は、切離し期間において、過渡期を除いてＯＮ状態（導通状態）に制御される。

【0035】

電池ストリングＳｔにおいて、一方の電池回路モジュール１０Ａの群を上段カートリッジ群といい、他方の電池回路モジュール１０Ｂの群を下段カートリッジ群という。

【0036】

ＳＣＵ２００は、電池ストリングＳｔの電池回路モジュール１０Ａ，１０Ｂのスイッチ回路ＳＷＣを制御することで、たとえば、特開２０２２－１２０２５５号公報で示すように、電線ＳＬに接続された状態にする電池２０を循環させながら、電池２０の接続数を変化させることで、ＥＭＳ１００からの指示にしたがった三相交流の１相分の正弦波の交流電圧が第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に出力されるよう制御する。さらに、ＳＣＵ２００は、交流電圧の正弦波のプラス側の期間は、上段カートリッジ群の電池回路モジュール１０Ａの電池２０の少なくとも１つが、電線ＳＬに接続された状態になるよう制御され、下段カートリッジ群の電池回路モジュール１０Ｂの電池２０のすべてが、電線ＳＬから切離された状態になるよう制御される。マイナス側の期間は、下段カートリッジ群の電池回路モジュール１０Ｂの電池２０の少なくとも１つが電線ＳＬに接続された状態になるよう制御され、上段カートリッジ群の電池回路モジュール１０Ａの電池２０のすべてが、電線ＳＬから切離された状態になるよう制御される。このように、プラス側の期間とマイナス側の期間とを交互に繰返すことで、各電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３から１相分の交流電圧が出力され、３つの電池ストリングＳｔ１～Ｓｔ３から出力された交流電圧が合わせられて三相交流が出力される。

【0037】

このようにする場合、各電池２０の残容量に不均衡が生じ得る。図３は、電池ストリングＳｔの電池２０の残容量の不均衡を説明するための図である。図３を参照して、電池ストリングＳｔの上段カートリッジ群に含まれる電池回路モジュール１０Ａの電池２０の残容量の合計、および、下段カートリッジ群に含まれる電池回路モジュール１０Ｂの電池２０の残容量の合計は、図３（Ａ）で示すように、通常、一致していない。この状態を出発点として、交流電圧の出力を開始する。時間の経過に伴い、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、上段カートリッジ群と下段カートリッジ群とで、ほぼ均等に電池２０の合計の残容量が減少していく。そして、最終的に、元々、残容量の少なかった方のカートリッジ群（図３の場合下段カートリッジ群）の電池２０の合計の残電力が枯渇してしまう。残電力が枯渇してしまった場合、要求通りの交流電圧を出力できなくなる。

【0038】

そこで、ＳＣＵ２００は、すべての上段カートリッジ群の電池２０の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての下段カートリッジ群の電池２０の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、正弦波のプラス側の期間またはマイナス側の期間のうち、第１指標および第２指標の値が小さい方の電池２０が非接続状態に切替えられる期間において、第１指標および第２指標の値が小さい方の電池２０のうち少なくとも１つの充電対象の電池２０を一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに、第１指標および第２指標の値の大きい方の電池２０のうち、接続状態に制御されていない電池２０の少なくとも１つを、充電対象の電池２０に給電するために一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する均等化制御を実行する。

【0039】

このようにすれば、すべての上段カートリッジ群の電池２０の合計の残電力量を示す第１指標およびすべての下段カートリッジ群の電池２０の合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡である場合に、第１指標または第２指標の値が小さい方の非接続状態に制御されている少なくとも１つの充電対象の電池２０が一時的に接続状態に切替えられるとともに、第１指標または第２指標の値の大きい方の他方の電池２０のうち接続状態に制御されていない電池２０の少なくとも１つが、充電対象の電池２０に給電するために一時的に接続状態に切替えられる。これにより、第１指標または第２指標の値の大きい方の電池２０が、小さい方の電池２０に給電する。その結果、接続された複数の電池２０の残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0040】

図４は、この実施の形態における均等化制御を実行するための均等化処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、この均等化処理は、ＳＣＵ２００によって所定の制御周期ごとに上位の処理から呼出されて実行される。

【0041】

まず、ＳＣＵ２００のプロセッサ２１０は、均等化制御を実行する対象のカートリッジＣｇを決定する周期（たとえば、１０分ごとなどの所定分ごとの周期）となったか否かを判断する（ステップＳ１１１）。均等化対象の決定周期となった（ステップＳ１１１でＹＥＳ）と判断した場合、プロセッサ２１０は、各電池２０のＳＯＣを取得する（ステップＳ１１２）。

【0042】

次に、プロセッサ２１０は、上段カートリッジ群と下段カートリッジ群とに分けて、ＳＯＣの合計を算出し、両者を比較する（ステップＳ１１３）。なお、この実施の形態においては、電池ストリングＳｔに含まれるすべての電池２０の満充電容量は同じであるようにするため、残電力量の合計がＳＯＣの合計と比例関係となる。このため、残電力量の合計に変えて、ＳＯＣの合計を用いて比較することとする。

【0043】

プロセッサ２１０は、ステップＳ１１３での比較の結果、両ＳＯＣ合計が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合、ＳＯＣの合計の少ない方のカートリッジ群に含まれる電池回路モジュール１０Ａ，１０ＢのカートリッジＣｇのうちのいずれかのカートリッジＣｇ（たとえば、最もＳＯＣの低いカートリッジＣｇ）を均等化の対象のカートリッジＣｇとして決定する（ステップＳ１１４）。所定条件は、両ＳＯＣ合計の差が不均衡であると判断できる所定値以上であるとの条件であることとする。所定値は、０以上の予め定められた値である。

【0044】

ステップＳ１１４の後、または、均等化対象の決定周期となっていない（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、プロセッサ２１０は、ＥＭＳ１００からＳＣＵ２００への出力波形の指示における現在の電圧の指令値Ｖcomを取得する（ステップＳ１２１）。

【0045】

次に、プロセッサ２１０は、指令値Ｖcomに応じて電力を出力中のカートリッジ群が上段であるか下段であるかを特定する（ステップＳ１２２）。具体的には、指令値Ｖcomがプラス値であれば、電力を出力中のカートリッジ群が上段であり、マイナス値であれば、電力を出力中のカートリッジ群が下段であると特定される。なお、この上段または下段の特定においては、ゼロクロス付近での特定のハンチング防止のため、ヒステリシスを設けるようにしてもよい。

【0046】

そして、プロセッサ２１０は、ステップＳ１１４での決定結果およびステップＳ１２２での特定結果を用いて、均等化制御を実行するか否かを判定する（ステップＳ１２３）。具体的には、ステップＳ１１４での決定結果のカートリッジＣｇが含まれているカートリッジ群から電力を出力中でなければ、均等化制御を実行すると判定する一方、出力中であれば、均等化制御を実行しないと判定する。

【0047】

均等化制御を実行すると判定した場合（ステップＳ１２３でＹＥＳと判断した場合）、プロセッサ２１０は、電力を出力中のカートリッジ群のカートリッジＣｇの電圧の総和Ｖctrg,active,sumから均等化の対象のカートリッジＣｇの電圧を減算して、出力可能電圧Ｖout,capを算出する（ステップＳ１２４）。

【0048】

次に、プロセッサ２１０は、ステップＳ１２４で算出した出力可能電圧Ｖout,capが、ステップＳ１２１で取得した電圧指令値Ｖcomを超えるか否か、つまり、出力可能電圧に余裕があるか否かを判断する（ステップＳ１２５）。出力可能電圧Ｖout,capが電圧指令値Ｖcomを超える、つまり、出力可能電圧に余裕がある（ステップＳ１２５でＹＥＳ）と判断した場合、プロセッサ２１０は、均等化制御を実行する（ステップＳ１２６）。均等化制御においては、均等化の対象のカートリッジＣｇが電線ＳＬに接続された状態となるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに、均等化の対象のカートリッジＣｇを含まないカートリッジ群を、電圧指令値Ｖcomの電圧に加えて、均等化の対象のカートリッジに電力を供給するための電圧を発生するよう、当該カートリッジ群のスイッチ回路ＳＷＣを制御する。

【0049】

均等化制御を実行しないと判定した場合（ステップＳ１２３でＮＯと判断した場合）、出力可能電圧Ｖout,capが電圧指令値Ｖcomを超えない、つまり、出力可能電圧に余裕がない（ステップＳ１２５でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１２６の後、プロセッサ２１０は、実行する処理をこの均等化処理の呼出元の上位の処理に戻す。

【0050】

図５は、均等化制御の結果を説明するためのグラフである。図５を参照して、時刻１７ｍｓにおいて、均等化制御がスタートされることで、上段カートリッジ群から放電される期間（図の時刻１７ｍｓから２５ｍｓの期間）に、上段カートリッジ群のうち電線ＳＬに接続された状態のカートリッジＣｇの電池２０においては、放電電流が流れることで電力が出力される一方、電線ＳＬから切離された状態とされている下段カートリッジ群のうち、充電のために一時的に接続状態とされたカートリッジＣｇの電池２０においては、充電電流が流れることで、電力が充電される。

【0051】

なお、図５においては、この充電の次の期間（図の時刻２５ｍｓから３３ｍｓの期間）に、下段カートリッジ群から放電されるようにしているが、充電されたカートリッジＣｇについては、充電の直後に放電に切替えられること等に起因する不具合が発生することを防止するため、下段カートリッジ群のうちこのカートリッジＣｇのみ、この期間だけ放電をパスするように制御するようにしてもよいし、また、このカートリッジＣｇを含む下段カートリッジ群のすべてのカートリッジＣｇについて、この期間だけ放電をパスするようにしてもよい。

【0052】

［変形例］
（１） 図４のステップＳ１１３で示したように、カートリッジ群ごとの電池２０の合計の残電力量を示す指標が、ＳＯＣの合計であることとした。しかし、これに限定されず、カートリッジ群ごとの電池２０の合計の残電力量を示す指標は、他の指標であってもよく、カートリッジ群ごとの電池２０の合計の残電力量であってもよいし、カートリッジ群ごとの電池２０の電流積算値の合計であってもよいし、カートリッジ群ごとの電池２０の電圧の平均値であってもよい。

【0053】

（２） 前述した実施の形態においては、電池ストリングＳｔからの出力電圧が所定交流波形となるようにカートリッジ群が制御され、電源システム１から電力系統へ三相交流電力が出力される場合、つまり、電源システム１から放電する場合について説明した。しかし、これに限定されず、電源システム１に充電する場合に適用するようにしてもよい。この場合、電力系統から電源システム１に三相交流電力が入力され、電池ストリングＳｔへの入力電圧の交流波形の電圧と合うようにカートリッジ群が制御される。

【0054】

（３） 前述した実施の形態においては、３つの電池ストリングＳｔを用いて、三相交流を扱う例について説明した。しかし、これに限定されず、１つの電池ストリングＳｔを用いて、単相交流を扱うようにしてもよい。

【0055】

（４） 前述した実施の形態においては、正弦波の波形の交流を扱うようにした。しかし、電池ストリングＳｔの入出力波形は、正弦波に限定されず、他の波形、たとえば、矩形波または三角波などの非正弦波であってもよい。

【0056】

（５） 前述した実施の形態においては、図４のステップＳ１１４で示したように、均等化の対象のカートリッジＣｇは、１つであることとした。しかし、これに限定されず、均等化の対象のカートリッジＣｇは、２つ以上であってもよい。また、均等化の対象のカートリッジＣｇの個数は、均等化対象のカートリッジＣｇが含まれないカートリッジ群の入出力電力の余裕に応じた個数とするようにしてもよい。

【0057】

（６） 前述した実施の形態を電源システム１の開示と捉えることができる。また、電源システム１で実行される均等化制御方法または均等化制御プログラムの開示と捉えることができる。

【0058】

［まとめ］
（１） 図１および図２で示したように、電源システム１は、外部と電力をやりとりするシステムであって、複数の電池回路モジュール１０Ａと、複数の電池回路モジュール１０Ｂと、電力を入出力する第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２と、複数の電池回路モジュール１０Ａと複数の電池回路モジュール１０Ｂとを制御するＳＣＵ２００とを備える。図２で示したように、複数の電池回路モジュール１０Ａの各々は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された状態において第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への方向に電圧を加えるカートリッジＣｇ、および、カートリッジＣｇが第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替えるスイッチ回路ＳＷＣを含む。図２で示したように、複数の電池回路モジュール１０Ｂの各々は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された状態において第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への方向に電圧を加えるカートリッジＣｇ、および、カートリッジＣｇが第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替えるスイッチ回路ＳＷＣを含む。図２で示したように、複数のカートリッジＣｇは、接続状態において、互いに直列に接続される。

【0059】

図２で示したように、ＳＣＵ２００は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間の出力電圧が所定交流波形となるように、電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇの少なくとも１つを接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇのすべてを非接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する第１制御期間と、電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇの少なくとも１つを接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇのすべてを非接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する第２制御期間とを交互に繰返す。図４で示したように、ＳＣＵ２００は、すべての電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第１指標およびすべての電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、第１制御期間または第２制御期間のうち、第１指標および第２指標の値が小さい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇが非接続状態に切替えられる制御期間において、第１指標および第２指標の値が小さい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇのうち少なくとも１つの充電対象のカートリッジＣｇを一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに、第１指標および第２指標の値の大きい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇのうち、接続状態に制御されていない電池回路モジュールのカートリッジＣｇの少なくとも１つを、充電対象のカートリッジＣｇに給電するために一時的に接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する均等化制御を実行する。

【0060】

これにより、すべてのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第１指標およびすべてのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡である場合に、第１指標または第２指標の値が小さい方の非接続状態に制御されている少なくとも１つの充電対象のカートリッジＣｇが一時的に接続状態に切替えられるとともに、第１指標または第２指標の値の大きい方の他方のカートリッジＣｇのうち接続状態に制御されていないカートリッジＣｇの少なくとも１つが、充電対象のカートリッジＣｇに給電するために一時的に接続状態に切替えられる。これにより、第１指標または第２指標の値の大きい方のカートリッジＣｇが、小さい方のカートリッジＣｇに給電する。その結果、接続された複数のカートリッジＣｇの残りの電力量の不均衡を緩和することができる。また、カートリッジＣｇの電力の使い切り率を向上できる。

【0061】

（２） 図４のステップＳ１２５で示したように、ＳＣＵ２００は、出力電圧に対して、第１指標および第２指標の値が大きい方のカートリッジＣｇで出力可能な合計電圧に余裕がある場合に、均等化制御を実行するようにしてもよい。

【0062】

これにより、出力電圧に対してカートリッジＣｇで出力可能な合計電圧に余裕がある場合に、接続された複数のカートリッジＣｇの残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0063】

（３） 図１および図２で示したように、電源システム１は、外部と電力をやりとりするシステムであって、複数の電池回路モジュール１０Ａと、複数の電池回路モジュール１０Ｂと、電力を入出力する第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２と、複数の電池回路モジュール１０Ａと複数の電池回路モジュール１０Ｂとを制御するＳＣＵ２００とを備える。図２で示したように、複数の電池回路モジュール１０Ａの各々は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された状態において第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への方向に電圧を加えるカートリッジＣｇ、および、カートリッジＣｇが第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替えるスイッチ回路ＳＷＣを含む。図２で示したように、複数の電池回路モジュール１０Ｂの各々は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された状態において第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への方向に電圧を加えるカートリッジＣｇ、および、カートリッジＣｇが第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間に電気的に接続された接続状態と電気的に切離された非接続状態とを切替えるスイッチ回路ＳＷＣを含む。図２で示したように、複数のカートリッジＣｇは、接続状態において、互いに直列に接続される。

【0064】

ＳＣＵ２００は、第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２の間の入力電圧の交流波形に合わせて、電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇの少なくとも１つを接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇのすべてを非接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する第１制御期間と、電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇの少なくとも１つを接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御するとともに電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇのすべてを非接続状態に切替えるようスイッチ回路ＳＷＣを制御する第２制御期間とを交互に繰返し、すべての電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第１指標およびすべての電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡であることを示す所定条件を満たす場合に、第１制御期間または第２制御期間のうち、第１指標および第２指標の値が大きい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇが非接続状態に切替えられる制御期間において、第１指標および第２指標の値が大きい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇのうち少なくとも１つの放電対象のカートリッジＣｇを一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御するとともに、第１指標および第２指標の値の小さい方の電池回路モジュールのカートリッジＣｇのうち、接続状態に制御されていない電池回路モジュールのカートリッジＣｇの少なくとも１つを、放電対象のカートリッジＣｇから受電するために一時的に接続状態に切替えるよう切替部を制御する均等化制御を実行する。

【0065】

これにより、すべての電池回路モジュール１０ＡのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第１指標およびすべての電池回路モジュール１０ＢのカートリッジＣｇの合計の残電力量を示す第２指標が、不均衡である場合に、第１指標または第２指標の値が大きい方の非接続状態に制御されている少なくとも１つの放電対象のカートリッジＣｇが一時的に接続状態に切替えられるとともに、第１指標または第２指標の値の小さい方の他方のカートリッジＣｇのうち接続状態に制御されていないカートリッジＣｇの少なくとも１つが、放電対象のカートリッジＣｇから受電するために一時的に接続状態に切替えられる。これにより、第１指標または第２指標の値の小さい方のカートリッジＣｇが、大きい方のカートリッジＣｇから受電する。その結果、接続された複数のカートリッジＣｇの残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0066】

（４） ＳＣＵ２００は、入力電圧に対して、第１指標および第２指標の値が小さい方のカートリッジＣｇに入力可能な合計電圧に余裕がある場合に、均等化制御を実行するようにしてもよい。

【0067】

これにより、入力電圧に対してカートリッジＣｇに入力可能な合計電圧に余裕がある場合に、接続された複数のカートリッジＣｇの残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0068】

（５） 電池ストリングＳｔは、複数の電池回路モジュール１０Ａと、複数の電池回路モジュール１０Ｂと、第１端子Ｔ１と、第２端子Ｔ２とを含むようにしてもよい。電源システム１は、電池ストリングＳｔを３組備え、３組の電池ストリングＳｔの第２端子Ｔ２は電気的に接続され、３組の電池ストリングＳｔの第１端子Ｔ１で三相交流の各相の交流が入出力されるようにしてもよい。または、電源システム１は、電池ストリングＳｔを１組備え、第２端子Ｔ２はグランドに接続され、第１端子Ｔ１で単相交流が入出力されるようにしてもよい。

【0069】

これにより、三相交流または単相交流を入出力可能な、接続された複数のカートリッジＣｇの残りの電力量の不均衡を緩和することができる。

【0070】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0071】

１ 電源システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ 電池回路モジュール、１１ 第１スイッチ、１２ 第２スイッチ、１３，１４ 並列ダイオード、１５ チョークコイル、１６ コンデンサ、２０ 電池、３０ 監視ユニット、１００ ＥＭＳ、２００ ＳＣＵ、２１０ プロセッサ、２２０ ＲＡＭ、２３０ 記憶装置、３００ ＧＤ、ＢＬ１，ＢＬ２，ＰＬ，ＰＬ１～ＰＬ３，ＳＬ 電線、Ｃｇ カートリッジ、Ｆ ＬＣＬフィルタ、Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ 電流センサ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＯＴ１，ＯＴ２，Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗ 出力端子、ＲＢ，ＲＢ１，ＲＢ２ 遮断器、ＲＵ，ＲＶ，ＲＷ リレー、ＳＷＣ スイッチ回路、Ｓｔ，Ｓｔ１～Ｓｔ３ 電池ストリング、Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１ 第１端子、Ｔ２，Ｔ１２，Ｔ２２，Ｔ３２ 第２端子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】