特開 2024-90140 組電池制御装置、組電池制御方法、及び蓄電システム

(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】P2024090140

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】組電池制御装置、組電池制御方法、及び蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/18 20060101AFI20240627BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20240627BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240627BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240627BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240627BHJP

   H02H 3/20 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

H02H7/18

G01R19/00 B

H01M10/44 Q

H01M10/48 P

H02J7/00 S

H02H3/20 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205829

(22)【出願日】2022-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鳥井 祐次

【テーマコード（参考）】

2G035

5G004

5G053

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G035AB03

2G035AC01

2G035AC17

2G035AD03

2G035AD08

2G035AD34

2G035AD39

5G004AA04

5G004AB02

5G053AA07

5G053BA04

5G053EA07

5G053EB01

5G053EC03

5G053EC05

5G053FA01

5G503AA01

5G503BA03

5G503BB01

5G503FA14

5G503GA01

5G503GA13

5H030AS01

5H030BB01

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】複数の組電池が直列接続された組電池ユニットにおいて複合的な故障が起きた場合であっても組電池ユニットを保護する。
【解決手段】組電池制御装置３０は、複数の組電池２２の各々の接続又は切り離しを行う複数のＦＥＴで構成されたスイッチ部２５と、各々がスイッチ部２５と組電池２２との間に設けられた複数の保護回路２３であって、各保護回路２３が、第１整流素子、第２整流素子、及び抵抗素子を含み、ＦＥＴの寄生Ｄによる充電電流により組電池２２の電圧が第１閾値以上になった場合に、第１整流素子が動作し、組電池２２への充電電流を抵抗素子に分流させる複数の保護回路２３と、各々が保護回路２３と組電池２２との間に設けられた複数のヒューズ２４であって、組電池２２に対して充電電流を遮断できない場合に、保護回路２３により溶断される複数のヒューズ２４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の組電池が直列接続された組電池ユニットと、
前記複数の組電池の各々の接続又は切り離しを行う複数の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ部と、
各々が前記スイッチ部と前記組電池との間に設けられた複数の保護回路であって、各保護回路が、第１整流素子、前記第１整流素子と直列に接続された第２整流素子、及び、前記第１整流素子と直列に接続されかつ前記第２整流素子と並列に接続された抵抗素子を含み、前記電界効果トランジスタの寄生ダイオードによる充電電流により前記組電池の電圧が第１閾値以上になった場合に、前記第１整流素子が動作し、前記組電池への前記充電電流を前記抵抗素子に分流させる前記複数の保護回路と、
各々が前記保護回路と前記組電池との間に設けられた複数のヒューズであって、前記組電池に対して前記充電電流を遮断できない場合に、前記保護回路により溶断される前記複数のヒューズと、
を備えた組電池制御装置。

【請求項2】

前記保護回路は、前記充電電流により前記組電池の電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上になった場合に、前記第２整流素子が更に動作し、前記第１整流素子及び前記第２整流素子により前記組電池の外部短絡経路を形成することにより、前記ヒューズを溶断させる
請求項１に記載の組電池制御装置。

【請求項3】

前記保護回路は、前記第１整流素子が動作する前記第１閾値に連動して動作するアラーム発信回路を更に含む
請求項１に記載の組電池制御装置。

【請求項4】

前記第１整流素子及び前記第２整流素子は、ツェナーダイオード又はサイリスタで構成される
請求項１に記載の組電池制御装置。

【請求項5】

複数の組電池が直列接続された組電池ユニットと、
前記複数の組電池の各々の接続又は切り離しを行う複数の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ部と、
各々が前記スイッチ部と前記組電池との間に設けられた複数の保護回路であって、各保護回路が、第１整流素子、前記第１整流素子と直列に接続された第２整流素子、及び、前記第１整流素子と直列に接続されかつ前記第２整流素子と並列に接続された抵抗素子を含む前記複数の保護回路と、
各々が前記保護回路と前記組電池との間に設けられた複数のヒューズと、
を備えた組電池制御装置による組電池制御方法であって、
前記電界効果トランジスタの寄生ダイオードによる充電電流により前記組電池の電圧が第１閾値以上になった場合に、前記第１整流素子が動作し、前記組電池への前記充電電流を前記抵抗素子に分流させ、
前記組電池に対して前記充電電流を遮断できない場合に、前記保護回路が前記ヒューズを溶断させる
組電池制御方法。

【請求項6】

前記充電電流により前記組電池の電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上になった場合に、前記第２整流素子が更に動作し、前記第１整流素子及び前記第２整流素子により前記組電池の外部短絡経路を形成することにより、前記ヒューズを溶断させる
請求項５に記載の組電池制御方法。

【請求項7】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載の組電池制御装置と、
前記組電池制御装置と接続された電力変換機器と、
を備えた蓄電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、組電池制御装置、組電池制御方法、及び蓄電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、メインリレーのバッテリからの切断を実現可能な構造の配電モジュールが記載されている。この配電モジュールは、バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、電源ラインに接続されたメインリレーと、メインリレーよりもバッテリ側で電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、メインリレーよりも負荷側で電源ラインに接続された第１電圧変換器と、電源ラインの異常を検出する異常検出部と、第１電圧変換器から延びてアクティブヒューズに接続された第１駆動制御用配線と、を含む。この第１電圧変換器に搭載された第１制御部が、異常検出部により電源ラインの異常が検出された際に、アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、アクティブヒューズが切断される。

【0003】

また、特許文献２には、圧力スイッチの作動で電池外部との電気的接続が遮断されたのちに圧力スイッチが復帰しても、電池外部との遮断を確実に保持可能な電池の保護構造が記載されている。この電池の保護構造は、電池内の異常圧力上昇によってスイッチオンされるスイッチと、スイッチのスイッチオンによる電池の短絡電流で溶断されて電池内部が電池外部から遮断されるヒューズを電池の内部に備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－０１４９８８号公報

【特許文献2】特開２００１－２１０３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、複数個のセルで構成された組電池（以下、「カートリッジ」ともいう。）を直列接続して組電池ユニット（以下、「ストリング」ともいう。）を構成する蓄電システムがある。この種の蓄電システムでは、コストダウンの観点から、組電池の接続又は切り離しのスイッチを電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成する場合がある。このＦＥＴを駆動する駆動ユニットの故障などでスイッチが同時にオフ状態で固着した場合、組電池ユニットに対して寄生ダイオードにより充電電流を遮断できず、過充電により組電池ユニットの発煙、発火のリスクがある。

【0006】

このための保護機構として、従来のシステムでは、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）からの電力線の遮断手段として、・電力線にスイッチを設定する、・ＰＣＳをシャットダウンする、の２重保護を施すことがある。しかし、これらの保護機構が連鎖・複合的な故障により発動できない場合、組電池ユニットを保護できなくなる。

【0007】

本開示は、以上の事実を考慮して成されたもので、複数の組電池が直列接続された組電池ユニットにおいて複合的な故障が起きた場合であっても組電池ユニットを保護することができる組電池制御装置、組電池制御方法、及び蓄電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、第１態様に係る組電池制御装置は、複数の組電池が直列接続された組電池ユニットと、前記複数の組電池の各々の接続又は切り離しを行う複数の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ部と、各々が前記スイッチ部と前記組電池との間に設けられた複数の保護回路であって、各保護回路が、第１整流素子、前記第１整流素子と直列に接続された第２整流素子、及び、前記第１整流素子と直列に接続されかつ前記第２整流素子と並列に接続された抵抗素子を含み、前記電界効果トランジスタの寄生ダイオードによる充電電流により前記組電池の電圧が第１閾値以上になった場合に、前記第１整流素子が動作し、前記組電池への前記充電電流を前記抵抗素子に分流させる前記複数の保護回路と、各々が前記保護回路と前記組電池との間に設けられた複数のヒューズであって、前記組電池に対して前記充電電流を遮断できない場合に、前記保護回路により溶断される前記複数のヒューズと、を備える

【0009】

第２態様に係る組電池制御装置は、第１態様に係る組電池制御装置において、前記保護回路が、前記充電電流により前記組電池の電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上になった場合に、前記第２整流素子が更に動作し、前記第１整流素子及び前記第２整流素子により前記組電池の外部短絡経路を形成することにより、前記ヒューズを溶断させる。

【0010】

第３態様に係る組電池制御装置は、第１態様に係る組電池制御装置において、前記保護回路が、前記第１整流素子が動作する前記第１閾値に連動して動作するアラーム発信回路を更に含む。

【0011】

第４態様に係る組電池制御装置は、第１態様に係る組電池制御装置において、前記第１整流素子及び前記第２整流素子が、ツェナーダイオード又はサイリスタで構成される。

【0012】

上記目的を達成するために、第５態様に係る組電池制御方法は、複数の組電池が直列接続された組電池ユニットと、前記複数の組電池の各々の接続又は切り離しを行う複数の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ部と、各々が前記スイッチ部と前記組電池との間に設けられた複数の保護回路であって、各保護回路が、第１整流素子、前記第１整流素子と直列に接続された第２整流素子、及び、前記第１整流素子と直列に接続されかつ前記第２整流素子と並列に接続された抵抗素子を含む前記複数の保護回路と、各々が前記保護回路と前記組電池との間に設けられた複数のヒューズと、を備えた組電池制御装置による組電池制御方法であって、前記電界効果トランジスタの寄生ダイオードによる充電電流により前記組電池の電圧が第１閾値以上になった場合に、前記第１整流素子が動作し、前記組電池への前記充電電流を前記抵抗素子に分流させ、前記組電池に対して前記充電電流を遮断できない場合に、前記保護回路が前記ヒューズを溶断させる。

【0013】

第６態様に係る組電池制御方法は、第５態様に係る組電池制御方法において、前記充電電流により前記組電池の電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上になった場合に、前記第２整流素子が更に動作し、前記第１整流素子及び前記第２整流素子により前記組電池の外部短絡経路を形成することにより、前記ヒューズを溶断させる。

【0014】

上記目的を達成するために、第７態様に係る蓄電システムは、第１態様～第４態様の何れか１態様に係る組電池制御装置と、前記組電池制御装置と接続された電力変換機器と、を備える。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本開示によれば、複数の組電池が直列接続された組電池ユニットにおいて複合的な故障が起きた場合であっても組電池ユニットを保護することができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。

【図2】実施形態に係る保護回路による保護動作の説明に供するグラフである。

【図3】実施形態に係る保護回路による保護動作の流れの一例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、本開示の技術を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、動作、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。各図面は、本開示の技術を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本開示の技術は、図示例のみに限定されるものではない。また、本実施形態では、本開示と直接的に関連しない構成や周知な構成については、説明を省略する場合がある。

【0018】

図１は、本実施形態に係る蓄電システム１００の構成の一例を示す図である。

【0019】

図１に示すように、本実施形態に係る蓄電システム１００は、組電池制御装置３０と、電力変換機器（パワーコンディショナ）４０とを備えている。

【0020】

電力変換機器４０は、一端が系統（トランス）に接続され、他端が組電池制御装置３０に接続されている。電力変換機器４０は、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータである。

【0021】

組電池制御装置３０は、ＳＣＵ１０と、ストリング遮断リレー２０と、複数のＣＭＵａ２１、ＣＭＵｂ２１、ＣＭＵｃ２１と、複数の保護回路２３と、複数のヒューズ２４と、スイッチ部２５と、を備えている。ＣＭＵは、Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ（カートリッジ管理ユニット）の略である。本実施形態では、３個のＣＭＵを例示しているが、個数は３個に限定されるものではなく、２個以上であればよい。また、個々のＣＭＵを区別するために、ＣＭＵの後にａ、ｂ、ｃを付与しているが、特に区別して説明する必要がない場合には単にＣＭＵともいう。

【0022】

ＣＭＵａ２１～ＣＭＵｃ２１の各々は、複数個のセルで構成された組電池（カートリッジ）２２を備えている。ＣＭＵａ２１は、組電池２２の電圧Ｖａを個別に検出し、検出した電圧ＶａをＳＣＵ１０に出力する。ＣＭＵｂ２１は、組電池２２の電圧Ｖｂを個別に検出し、検出した電圧ＶｂをＳＣＵ１０に出力する。ＣＭＵｃ２１は、組電池２２の電圧Ｖｃを個別に検出し、検出した電圧ＶｃをＳＣＵ１０に出力する。なお、個々の電圧Ｖを区別するために、電圧Ｖの後にａ、ｂ、ｃを付与しているが、特に区別して説明する必要がない場合には単に電圧Ｖともいう。

【0023】

スイッチ部２５は、複数の組電池２２の各々の接続又は切り離しを行う複数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成される。具体的に、スイッチ部２５は、ＣＭＵａ２１の組電池２２に対応するＳＷ１、ＳＷ２と、ＣＭＵｂ２１の組電池２２に対応するＳＷ３、ＳＷ４と、ＣＭＵｃ２１の組電池２２に対応するＳＷ５、ＳＷ６と、を含む。ＳＷ１～ＳＷ６の各々は、ＦＥＴで構成されている。

【0024】

スイッチ部２５では、正常時に組電池２２を切り離す場合、ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５がオフ（組電池切り離し、寄生ダイオード（以下、「寄生Ｄ」という。）の経路有り）となり、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６がオン（組電池パススルー経路オン）となる。一方、ＦＥＴの駆動ユニットが故障等でオフになった場合、ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５がオフ（組電池切り離し、寄生Ｄの経路有り）となり、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６がオフ（組電池パススルー経路オフ）となる。この場合、寄生Ｄを介して組電池への充電経路が残留する。

【0025】

ＣＭＵａ２１の組電池２２は、ＳＷ１及びＳＷ２を介して、ＳＣＵ１０及び電力変換機器４０の各々と接続されている。ＣＭＵｂ２１の組電池２２は、ＳＷ３及びＳＷ４を介して、ＳＣＵ１０及び電力変換機器４０の各々と接続されている。ＣＭＵｃ２１の組電池２２は、ＳＷ５及びＳＷ６を介して、ＳＣＵ１０及び電力変換機器４０の各々と接続されている。

【0026】

ＣＭＵａ２１～ＣＭＵｃ２１の各々と、ＳＣＵ１０とは、例えば、シリアル通信プロトコルの一種であるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によって通信可能とされる。

【0027】

ＳＣＵ１０は、Ｓｔｒｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（ストリング制御ユニット）の略である。ＳＣＵ１０は、ＣＭＵａ２１～ＣＭＵｃ２１の上位ユニットとなる信号処理ユニットである。ＳＣＵ１０は、電力線２６に設けた電流センサ（図示省略）と接続されており、電流センサを介して、複数の組電池２２が直列接続された組電池ユニット（ストリング）に対して複数の組電池２２の総電流Ｉｏを検出する。

【0028】

ＳＣＵ１０は、スイッチ部２５のＳＷ１～ＳＷ６の各々と接続されており、スイッチ部２５のＳＷ１～ＳＷ６の各々のオン、オフを制御する。

【0029】

ストリング遮断リレー２０は、電力線２６に設けられ、電力変換機器４０と複数の組電池２２との接続を遮断するためのリレースイッチである。

【0030】

保護回路２３の各々は、スイッチ部２５と組電池２２との間に設けられる。保護回路２３の各々は、第１ツェナーダイオードＺＤ１、第２ツェナーダイオードＺＤ２、抵抗素子Ｒ１、及びアラーム発信回路ＰＨＣ１を含む。第２ツェナーダイオードＺＤ２は、第１ツェナーダイオードＺＤ１と直列に接続される。抵抗素子Ｒ１は、第１ツェナーダイオードＺＤ１と直列に接続され、かつ、第２ツェナーダイオードＺＤ２と並列に接続される。なお、第１ツェナーダイオードＺＤ１は第１整流素子の一例であり、第２ツェナーダイオードＺＤ２は第２整流素子の一例である。これら第１整流素子及び第２整流素子は、ツェナーダイオードに代えてサイリスタを用いてもよい。アラーム発信回路ＰＨＣ１は、第１ツェナーダイオードＺＤ１の動作電圧に連動して動作し、アラーム信号を発信する。アラーム発信回路ＰＨＣ１には、例えば、フォトカプラが用いられる。

【0031】

ヒューズ２４の各々は、保護回路２３と組電池２２との間に設けられ、第１ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗素子Ｒ１、及び第２ツェナーダイオードＺＤ２と接続される。

【0032】

ところで、ＦＥＴで構成されたＳＷ１～ＳＷ６を駆動する駆動ユニットの故障などで例えばＳＷ１、ＳＷ２が同時にオフ状態で固着した場合、複数の組電池２２が直列接続された組電池ユニットに対して寄生Ｄにより充電電流を遮断できず、過充電により組電池ユニットの発煙、発火のリスクがある。このため、電力変換機器４０からの電力線２６の遮断手段として、（１）電力線２６にストリング遮断リレー２０を設定する、（２）電力変換機器４０をシャットダウンする、の２重保護を施すことがある。

【0033】

しかしながら、連鎖・複合的な故障により、上記（１）、（２）の保護機構を発動できない場合、組電池ユニットを保護できなくなる。

【0034】

このため、本実施形態に係る組電池制御装置３０では、上記（１）、（２）の保護機構とは別に独立した保護機構として、図１に示すように、第１ツェナーダイオードＺＤ１、第２ツェナーダイオードＺＤ２、抵抗素子Ｒ１、及びアラーム発信回路ＰＨＣ１を含む保護回路２３を設けている。なお、アラーム発信回路ＰＨＣ１は必須ではなく、第１ツェナーダイオードＺＤ１、第２ツェナーダイオードＺＤ２、及び抵抗素子Ｒ１により保護回路２３を構成してもよい。

【0035】

保護回路２３は、動作トリガを電圧の閾値で設定し、段階的に組電池ユニットの保護動作を実行する。この保護動作により、組電池ユニットにおいて複合的な故障が起きた場合であっても組電池ユニットを保護することができる。

【0036】

具体的に、保護回路２３は、ＦＥＴの寄生Ｄによる充電電流により組電池２２の電圧が第１閾値Ｔｈ１以上になった場合に、第１ツェナーダイオードＺＤ１が動作し、組電池２２への充電電流を抵抗素子Ｒ１に分流させる。つまり、第１ツェナーダイオードＺＤ１が動作することで、抵抗素子Ｒ１で電流を制限した分流経路が形成される。第１ツェナーダイオードＺＤ１には、予め動作電圧として第１閾値Ｔｈ１が設定されている。

【0037】

このとき、アラーム発信回路ＰＨＣ１は、第１ツェナーダイオードＺＤ１の動作電圧である第１閾値Ｔｈ１に連動して動作し、アラーム信号を発信する。アラーム信号は、例えば、音、光（パトライト（登録商標）等）等を用いて、ユーザに対して手動でシステムの緊急停止を促すための信号である。

【0038】

次に、組電池２２に対して充電電流を遮断できない場合に、保護回路２３がヒューズ２４を溶断させる。具体的に、保護回路２３は、充電電流により組電池２２の電圧が第１閾値Ｔｈ１よりも高い第２閾値Ｔｈ２以上になった場合に、第２ツェナーダイオードＺＤ２が更に動作し、第１ツェナーダイオードＺＤ１及び第２ツェナーダイオードＺＤ２により組電池２２の外部短絡経路を形成することにより、ヒューズ２４を溶断させる。つまり、第１ツェナーダイオードＺＤ１及び第２ツェナーダイオードＺＤ２が共に動作することで、組電池２２から過電流（外部短絡）を流す経路を形成し、過電流によってヒューズ２４を溶断し、充電電流を遮断する。第２ツェナーダイオードＺＤ２には、予め動作電圧として第２閾値Ｔｈ２（＞第１閾値Ｔｈ１）が設定されている。

【0039】

なお、過電流は、ヒューズ２４を溶断するのに十分な電流であればよく、ヒューズ２４の特性や、組電池２２、電線、回路部品の安全性を考慮して適切に設定される。また、保護回路２３は、組電池２２毎に独立したユニットとして構成できるため、組電池２２に最適化した動作電圧を組電池毎に設定することが可能である。

【0040】

図２は、本実施形態に係る保護回路２３による保護動作の説明に供するグラフである。図２において、縦軸は電池電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓ）を示す。

【0041】

図２に示すように、第１ツェナーダイオードＺＤ１には、予め動作電圧として第１閾値Ｔｈ１が設定され、第２ツェナーダイオードＺＤ２には、予め動作電圧として第２閾値Ｔｈ２（＞第１閾値Ｔｈ１）が設定されている。

【0042】

保護動作１では、組電池２２の電圧が第１閾値Ｔｈ１になった場合に、第１ツェナーダイオードＺＤ１及びアラーム発信回路ＰＨＣ１がオフからオンとなり、第２ツェナーダイオードＺＤ２はオフのままとなる。この結果、抵抗素子Ｒ１により充電電流の分流経路が形成され、組電池２２の電圧の上昇が抑制される。また、アラームを発信させて、ユーザに対して手動でシステムの緊急停止を促すことができる。

【0043】

上記保護動作１でシステム停止されず、更に組電池２２の電圧が上昇した場合、保護動作２を実行する。保護動作２では、組電池２２の電圧が第２閾値Ｔｈ２（＞第１閾値Ｔｈ１）になった場合に、更に、第２ツェナーダイオードＺＤ２がオフからオンとなる。この結果、第１ツェナーダイオードＺＤ１及び第２ツェナーダイオードＺＤ２により組電池２２からの過電流を流す外部短絡経路が形成され、ヒューズ２４が溶断される。これにより組電池２２への充電が遮断される。

【0044】

次に、図３を参照して、本実施形態に係る組電池制御装置３０の作用を説明する。

【0045】

図３は、本実施形態に係る保護回路２３による保護動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【0046】

図３のステップＳ１０１では、組電池２２の電圧が第１閾値Ｔｈ１以上になった場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１０２に移行し、組電池２２の電圧が第１閾値Ｔｈ１未満である場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０１で待機となる。

【0047】

ステップＳ１０２では、第１閾値Ｔｈ１以上の電池電圧に応じて、第１ツェナーダイオードＺＤ１が動作する。

【0048】

ステップＳ１０３では、第１ツェナーダイオードＺＤ１の動作に応じて、充電電流が抵抗素子Ｒ１に分流され、組電池２２の電圧の上昇が抑制される。

【0049】

ステップＳ１０４では、第１閾値Ｔｈ１以上の電池電圧に応じて、アラーム発信回路ＰＨＣ１が動作し、アラーム信号を出力する。アラーム信号は、上述したように、例えば、音、光（パトライト（登録商標）等）等を用いて、ユーザに対して手動でシステムの緊急停止を促すための信号である。

【0050】

ステップＳ１０５では、アラーム発信回路ＰＨＣ１から出力されたアラーム信号に応じて、ユーザが手動でシステムの緊急停止を行った場合（肯定判定の場合）、保護動作を終了し、システムが緊急停止されていない場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０６に移行する。

【0051】

ステップＳ１０６では、システムが緊急停止されず、更に組電池２２の電圧が上昇し、組電池２２の電圧が第２閾値Ｔｈ２以上になった場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１０７に移行し、組電池２２の電圧が第２閾値Ｔｈ２未満である場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０５に戻り処理を繰り返す。

【0052】

ステップＳ１０７では、第２閾値Ｔｈ２以上の電池電圧に応じて、第２ツェナーダイオードＺＤ２が動作する。

【0053】

ステップＳ１０８では、第１ツェナーダイオードＺＤ１及び第２ツェナーダイオードＺＤ２により組電池２２からの過電流を流す外部短絡経路が形成され、ヒューズ２４が溶断される。これにより組電池２２への充電が遮断され、保護動作を終了する。

【0054】

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の組電池が直列接続された組電池ユニットにおいて複合的な故障が起きた場合であっても組電池ユニットを保護することができ、安全性が向上する。

【0055】

また、最終的にはヒューズの溶断により組電池ユニットを保護するが、その前にユーザに対して手動でのシステムの緊急停止を促すことができる。

【0056】

また、保護回路が組電池毎に独立したユニットで構成されるため、組電池の保守がし易く、保守性を高めることができる。

【0057】

その他、上記実施形態で説明した蓄電システム及び組電池制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。

【0058】

また、上記実施形態で説明した処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０ ＳＣＵ
２０ ストリング遮断リレー
２１ ＣＭＵａ～ＣＭＵｃ
２２ 組電池
２３ 保護回路
２４ ヒューズ
２５ スイッチ部
２６ 電力線
３０ 組電池制御装置
４０ 電力変換機器
１００ 蓄電システム

【図1】

【図2】

【図3】