特許 7617883 蓄電池システムの劣化判定装置、蓄電池システムの劣化判定方法、蓄電池システム及び蓄電池監視装置

(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】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】蓄電池システムの劣化判定装置、蓄電池システムの劣化判定方法、蓄電池システム及び蓄電池監視装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20250110BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20250110BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20250110BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20250110BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

G01R31/392

G01R31/396

H01M10/42 P

H01M10/48 P

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022179230

(22)【出願日】2022-11-09

(62)【分割の表示】P 2022500462の分割

【原出願日】2021-02-12

(65)【公開番号】P2023022057

(43)【公開日】2023-02-14

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2020021240

(32)【優先日】2020-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 秀人

(72)【発明者】

【氏名】田中 彰

(72)【発明者】

【氏名】新垣 雅進

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英明

(72)【発明者】

【氏名】手塚 渉

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰洋

【審査官】辻丸 詔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１６４６３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２９４３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９９１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７２０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３４６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２６００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５０４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８８８９０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

Ｇ０１Ｒ ３１／３９６

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池が複数個直列に接続された蓄電池列が、複数列に並列接続された蓄電池システムの劣化判定装置であり、
複数列の前記蓄電池列が、相互に、前記蓄電池列の端部に位置する前記蓄電池及び前記蓄電池列の途中に位置する前記蓄電池にて並列接続されることで、前記蓄電池システムが複数の蓄電池列ブロックに分割され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、それぞれの前記蓄電池列ブロックにおける前記蓄電池列間に発生する循環電流を測定する電流センサと、前記電流センサの測定した循環電流の値を収集する計測制御部と、収集された循環電流の値から前記蓄電池列ブロック内の前記蓄電池の劣化発生の有無を判定する蓄電池状態判定部と、を備える、蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項2】

前記蓄電池列ブロックが、他の前記蓄電池列ブロックと、１本の接続部にて直列に接続されている、請求項１に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項3】

前記電流センサが、それぞれの蓄電池列ブロックに複数備えられている、請求項１または２に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項4】

前記蓄電池列ブロックにおける、相互に隣接した前記蓄電池列の間に、それぞれ、前記電流センサが備えられている、請求項３に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項5】

前記電流センサが、それぞれの蓄電池列ブロックに１つずつ備えられている、請求項１または２に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項6】

交直変換装置と前記蓄電池システムの間に、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に前記交直変換装置と前記蓄電池システムの間を切り離し状態とするスイッチ手段が設けられている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項7】

蓄電池を複数個直列に接続された蓄電池列を複数列に並列接続された蓄電池システムの劣化判定方法であり、
複数列の前記蓄電池列が、相互に、前記蓄電池列の端部に位置する前記蓄電池及び前記蓄電池列の途中に位置する前記蓄電池にて並列接続されることで、前記蓄電池システムが複数の蓄電池列ブロックに分割され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、それぞれの前記蓄電池列ブロックにおける前記蓄電池列間に発生する循環電流を測定するステップと、
測定した循環電流の値を収集するステップと、
収集した循環電流の値から前記蓄電池列ブロック内の前記蓄電池の劣化発生の有無を判定するステップと、を含む、蓄電池システムの劣化判定方法。

【請求項8】

蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムの前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集する計測制御部と、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池状態判定部と、
を備える蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項9】

前記蓄電池状態判定部は、前記電流センサで測定された循環電流の和が予め定められた第１閾値以下であり、且つ、前記電流センサで測定された循環電流のそれぞれの絶対値が予め定められた第２閾値以上の場合、前記蓄電池に劣化が有ると判定する
請求項８に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。

【請求項10】

蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムを監視する蓄電池監視装置であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集する計測制御部と、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池状態判定部と、
を備える蓄電池監視装置。

【請求項11】

前記蓄電池状態判定部は、前記電流センサで測定された循環電流の和が予め定められた第１閾値以下であり、且つ、前記電流センサで測定された循環電流のそれぞれの絶対値が予め定められた第２閾値以上の場合、前記蓄電池に劣化が有ると判定する
請求項１０に記載の蓄電池監視装置。

【請求項12】

請求項８若しくは請求項９に記載の蓄電池システムの劣化判定装置、又は請求項１０若しくは請求項１１に記載の蓄電池監視装置と、
蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列と、
を有する蓄電池システムであって、
前記組電池が並列に複数接続され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサが前記組電池毎に設けられて並列に接続される、
蓄電池システム。

【請求項13】

蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムの前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池システムの劣化判定方法であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集するステップと、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定するステップと、
を含む蓄電池システムの劣化判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電池システムの劣化判定装置、蓄電池システムの劣化判定方法、蓄電池システム及び蓄電池監視装置に関し、特に、充放電停止時に発生する循環電流を測定することで蓄電池システムの劣化を判定する、蓄電池システムの劣化判定装置、蓄電池システムの劣化判定方法、蓄電池システム及び蓄電池監視装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

蓄電池の使用にあたって、所望の電圧や容量を得るために、蓄電池を直列に接続して蓄電池列を構成し、各蓄電池列を並列に接続して組電池とした蓄電池システムの状態で使用することがある。蓄電池システムのうち、一部の蓄電池に内部短絡や内部液絡等の異常が生じると、異常が生じた蓄電池を含む蓄電池列は他の蓄電池列よりも内部抵抗が増加または減少して、過放電状態や過充電状態となり、劣化が加速されることがある。特に蓄電池が双極型鉛蓄電池である場合、電極を積層する構造であるため中心部の温度が上昇し易く、蓄電池ごとに温度が異なるため、蓄電池ごとに劣化の進行状況も異なり、温度劣化、劣化進行による内部短絡、内部液絡等が発生し、劣化が加速する虞がある。従って、双極型鉛蓄電池を蓄電池システムとして使用する場合には、蓄電池システムを構成する蓄電池の劣化の有無を判定し、劣化した蓄電池を異常が発生する前に予め交換等することが必要となる。

【0003】

そこで、各蓄電池列の充電電流（Ｉｃ）を測定し、測定された各蓄電池列の充電電流（Ｉｃ）の相対比較、または使用初期の充電電流（Ｉｃ）と使用経過後の充電電流（Ｉｃ）との差に基づいて、特定の蓄電池列の内部短絡や内部液絡などの劣化を判定することが提案されている（特許文献１）。

【0004】

しかし、組電池に温度分布が生じている場合には、それぞれの蓄電池列において温度差が発生することがある。蓄電池は充電時の温度状態によって充電特性が相違し、温度の高い条件下で充電される蓄電池は、温度の低い条件下で充電される蓄電池よりも充電特性が向上する傾向にある。従って、特許文献１では、組電池に温度分布が生じている場合には、相対的に温度の高い条件下で充電される蓄電池列の充電電流値（Ｉｃｃ）は、相対的に温度の低い条件下で充電される蓄電池列の充電電流値（Ｉｃｃ）よりも大きくなるので、蓄電池列の劣化を判定する際に、誤判定してしまう可能性があった。

【0005】

従来の蓄電池システムの劣化判定装置の上記問題の詳細について、図面を用いながら説明する。なお、図８は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。図９は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置における２つの蓄電池列について同一の蓄電池ラックに設置している状態の概略構成図である。図１０は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置における２つの蓄電池列を同一の蓄電池ラックに設置して蓄電池に充電を行った際の充電電流（Ｉｃ）の時間変化を示すグラフである。

【0006】

図８に示すように、従来の蓄電池システムの劣化判定装置１１０では、蓄電池１００を複数（図８では８個）直列接続して蓄電池列２００を構成し、蓄電池列２００を複数（図８では、第１の蓄電池列２００－１、第２の蓄電池列２００－２、第３の蓄電池列２００－３、第４の蓄電池列２００－４の４つ）並列接続して組電池６００を構成している。組電池６００は、交直変換装置（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５００に接続されている。それぞれの蓄電池列２００には充放電電流を測定する電流センサ４００が蓄電池列２００と交直変換装置５００の間に設置され、電流センサ４００の測定情報は蓄電池監視装置（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）３００に入力される。交直変換装置５００が組電池６００への充電を開始すると、蓄電池監視装置３００は、それぞれの蓄電池列２００に設置された電流センサ４００から入力される充電電流（Ｉｃ）の値から蓄電池列２００相互間の充電電流（Ｉｃ）のばらつきの度合いや、蓄電池システムを設置した初期におけるそれぞれの蓄電池列２００の充電電流（Ｉｃ）と使用経過後のそれぞれの蓄電池列２００の充電電流（Ｉｃ）の比較を行い、その差分からそれぞれの蓄電池列２００内の蓄電池１００に内部短絡や内部液絡など異常に繋がりうる劣化が生じているか否かを判定する。従って、従来の蓄電池システムの劣化判定装置１１０では、組電池６００の充電時に、蓄電池１００に内部短絡や内部液絡など異常に繋がりうる劣化が生じているか否かを判定する。

【0007】

図９に示すように、例えば、第１の蓄電池列２００－１と第２の蓄電池列２００－２を、第１の蓄電池列２００－１が下段に、第２の蓄電池列２００－２が上段になるように、同一の蓄電池ラック７００に設置している場合、蓄電池ラック７００には主に組電池６００の充電に由来する温度分布が発生する。すなわち、蓄電池ラック７００の上段に設置された第２の蓄電池列２００－２の蓄電池１００の方が、蓄電池ラック７００の下段に設置された第１の蓄電池列２００－１の蓄電池１００よりも温度が高くなる傾向にある。従って、蓄電池１００の充電時、第２の蓄電池列２００－２の方が第１の蓄電池列２００－１よりも充電電流（Ｉｃ）が大きくなる傾向にある。

【0008】

図１０は、図９に示す第１の蓄電池列２００－１と第２の蓄電池列２００－２の配置、すなわち、第１の蓄電池列２００－１が下段に、第２の蓄電池列２００－２が上段になるように、同一の蓄電池ラック７００に設置して、蓄電池１００に充電を行った際の、第１の蓄電池列２００－１の充電電流（Ｉｃ）と第２の蓄電池列２００－２の充電電流（Ｉｃ）の時間変化を示したグラフである。なお、蓄電池１００への充電実施中における平均気温は、第２の蓄電池列２００－２の方が第１の蓄電池列２００－１よりも約２℃ほど高い状態にあった。

【0009】

図１０に示すように、蓄電池１００への充電開始直後の領域Ａと充電終了前の領域Ｂでは、第２の蓄電池列２００－２の充電電流（Ｉｃ）が第１の蓄電池列２００－１の充電電流（Ｉｃ）よりも大きくなっている。一方で、蓄電池１００への充電終了直前の領域Ｃでは、第１の蓄電池列２００－１の充電電流（Ｉｃ）が第２の蓄電池列２００－２の充電電流（Ｉｃ）よりも大きくなっている。このように、組電池６００を構成している蓄電池システムの蓄電池列２００間に温度分布が生じた状態で、充電電流（Ｉｃ）から蓄電池システムの蓄電池１００の劣化発生の有無を判定すると、組電池６００を構成している蓄電池システムの蓄電池１００に内部短絡や内部液絡など異常に繋がりうる劣化が発生していないにも関わらず、劣化発生と誤った判定をしてしまう場合や、組電池６００を構成している蓄電池システムの蓄電池１００に内部短絡や内部液絡など異常に繋がりうる劣化が発生しているにも関わらず、劣化が発生していないと誤った判定をしてしまう場合があった。

【0010】

また、蓄電池列２００内の蓄電池１００の直列数が多いと、そもそも、蓄電池列２００の内部抵抗が大きくなるので、蓄電池１００に内部短絡や内部液絡などの異常が発生する前に、蓄電池１００に上記異常に繋がるような劣化が生じたことを判定することが難しい場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１２－８８０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記事情から、本発明は、蓄電池システムの劣化判定精度が向上した蓄電池システムの劣化判定装置、蓄電池システムの劣化判定方法、蓄電池システム及び蓄電池監視装置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】

【0013】

本発明では、蓄電池を複数個直列に接続された蓄電池列が複数の蓄電池列ブロックに分割されており、蓄電池システムを構成する蓄電池の充電停止時または放電停止時に、それぞれの蓄電池列ブロックについて蓄電池列間に発生する循環電流を測定することで、蓄電池システムの劣化の有無を判定するものである。蓄電池列間に発生する循環電流は、それぞれの蓄電池列が有する充電特性の差に起因した電圧差等によって発生する。

【0014】

本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
［１］蓄電池が複数個直列に接続された蓄電池列が、複数列に並列接続された蓄電池システムの劣化判定装置であり、
複数列の前記蓄電池列が、相互に、前記蓄電池列の端部に位置する前記蓄電池及び前記蓄電池列の途中に位置する前記蓄電池にて並列接続されることで、前記蓄電池システムが複数の蓄電池列ブロックに分割され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、それぞれの前記蓄電池列ブロックにおける前記蓄電池列間に発生する循環電流を測定する電流センサと、前記電流センサの測定した循環電流の値を収集する計測制御部と、収集された循環電流の値から前記蓄電池列ブロック内の前記蓄電池の劣化発生の有無を判定する蓄電池状態判定部と、を備える、蓄電池システムの劣化判定装置。
［２］前記蓄電池列ブロックが、他の前記蓄電池列ブロックと、１本の接続部にて直列に接続されている、［１］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［３］前記電流センサが、それぞれの蓄電池列ブロックに複数備えられている、［１］または［２］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［４］前記蓄電池列ブロックにおける、相互に隣接した前記蓄電池列の間に、それぞれ、前記電流センサが備えられている、［３］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［５］前記電流センサが、それぞれの蓄電池列ブロックに１つずつ備えられている、［１］または［２］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［６］交直変換装置と前記蓄電池システムの間に、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に前記交直変換装置と前記蓄電池システムの間を切り離し状態とするスイッチ手段が設けられている、［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［７］蓄電池を複数個直列に接続された蓄電池列を複数列に並列接続された蓄電池システムの劣化判定方法であり、
複数列の前記蓄電池列が、相互に、前記蓄電池列の端部に位置する前記蓄電池及び前記蓄電池列の途中に位置する前記蓄電池にて並列接続されることで、前記蓄電池システムが複数の蓄電池列ブロックに分割され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、それぞれの前記蓄電池列ブロックにおける前記蓄電池列間に発生する循環電流を測定するステップと、
測定した循環電流の値を収集するステップと、
収集した循環電流の値から前記蓄電池列ブロック内の前記蓄電池の劣化発生の有無を判定するステップと、を含む、蓄電池システムの劣化判定方法。

【0015】

［８］蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムの前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集する計測制御部と、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池状態判定部と、
を備える蓄電池システムの劣化判定装置。
［９］前記蓄電池状態判定部は、前記電流センサで測定された循環電流の和が予め定められた第１閾値以下であり、且つ、前記電流センサで測定された循環電流のそれぞれの絶対値が予め定められた第２閾値以上の場合、前記蓄電池に劣化が有ると判定する［８］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置。
［１０］蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムを監視する蓄電池監視装置であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集する計測制御部と、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池状態判定部と、
を備える蓄電池監視装置。
［１１］前記蓄電池状態判定部は、前記電流センサで測定された循環電流の和が予め定められた第１閾値以下であり、且つ、前記電流センサで測定された循環電流のそれぞれの絶対値が予め定められた第２閾値以上の場合、前記蓄電池に劣化が有ると判定する［１０］に記載の蓄電池監視装置。
［１２］［８］若しくは［９］に記載の蓄電池システムの劣化判定装置、又は［１０］若しくは［１１］に記載の蓄電池監視装置と、
蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列と、
を有する蓄電池システムであって、
前記組電池が並列に複数接続され、
前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサが前記組電池毎に設けられて並列に接続される、
蓄電池システム。
［１３］蓄電池を複数個直列に接続した蓄電池列が複数列に並列接続された蓄電池ブロックを直列に複数接続した組電池を複数有し、前記組電池が並列に複数接続された蓄電池システムの前記蓄電池の劣化を判定する蓄電池システムの劣化判定方法であって、
前記組電池毎に設けられて並列に接続され、前記蓄電池の充電停止時または放電停止時に、前記組電池間に発生する循環電流を測定する電流センサの測定した前記循環電流の値を収集するステップと、
収集された前記循環電流の値から前記蓄電池の劣化を判定するステップと、
を含む蓄電池システムの劣化判定方法。

【発明の効果】

【0016】

本発明の態様によれば、蓄電池列間の電圧差等によって発生する循環電流を、蓄電池の充電停止時または放電停止時に測定することから、蓄電池システムが温度分布の影響を受けることを防止できるので、蓄電池システムの劣化判定精度が向上する。また、本発明の態様によれば、蓄電池を複数個直列に接続された蓄電池列が複数の蓄電池列ブロックに分割されていることから、蓄電池列の内部抵抗の増大を防止できるので、循環電流が流れやすくなり、循環電流の測定精度が向上し、蓄電池に内部短絡や内部液絡などの異常が発生する前に蓄電池に劣化が生じたことを判定する精度が向上する。

【0017】

本発明の態様によれば、蓄電池列ブロックが他の蓄電池列ブロックと１本の接続部にて直列に接続されていることにより、蓄電池列ブロックごとに生じる循環電流を精度よく測定できるので、蓄電池システムの劣化判定精度がさらに向上する。

【0018】

本発明の態様によれば、蓄電池列ブロックにおける、相互に隣接した蓄電池列の間に、それぞれ電流センサが備えられていることにより、蓄電池列ブロックの蓄電池列ごとに劣化判定を精度よく行うことができる。

【0019】

本発明の態様によれば、それぞれの蓄電池列ブロックに電流センサが１つずつ備えられていることにより、蓄電池列ブロックごとに蓄電池システムの劣化判定ができるので、蓄電池列ブロックごとに蓄電池の交換等を行う場合、簡易な構造にて蓄電池システムの劣化判定精度が向上する。

【0020】

本発明の態様によれば、交直変換装置と蓄電池システムの間に、蓄電池の充放電停止時に交直変換装置と蓄電池システムの間を切り離し状態とするスイッチ手段が設けられていることにより、交直変換装置の影響を防止した状態で循環電流を測定することができるので、蓄電池システムの劣化判定精度がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図2】図２は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置に備えられる蓄電池監視装置の機能ブロックの構成図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置における劣化判定のフローチャートである。

【図4】図４は、蓄電池列間に発生する循環電流と蓄電池列ブロックの劣化度合いとの関係を示すグラフである。

【図5】図５は、本発明の第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図7】図７は、本発明の第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図8】図８は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図9】図９は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置における２つの蓄電池列を１つの蓄電池ラックに設置している状態の概略構成図である。

【図10】図１０は、従来の蓄電池システムの劣化判定装置における２つの蓄電池列を１つの蓄電池ラックに設置して蓄電池に充電を行った際の充電電流の時間変化を示すグラフである。

【図11】図１１は、本発明の第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図12】図１２は、本発明の第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置における劣化判定のフローチャートである。

【図13】図１３は、本発明の第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【図14】図１４は、本発明の第５実施例の変形例の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜第１実施例＞
本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置１について説明する。なお、図１は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。図２は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置に備えられる蓄電池監視装置の機能ブロックの構成図である。図３は、本発明の第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置における劣化判定のフローチャートである。図４は、蓄電池列間に発生する循環電流と蓄電池列ブロックの劣化度合いとの関係を示すグラフである。

【0023】

図１に示すように、第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置１は、複数個の蓄電池１０、１０、１０・・・が直列に接続された蓄電池列２０が複数列に並列接続された、組電池である蓄電池システム１１の劣化を判定する装置である。図１では、説明の便宜上、８個の蓄電池１０が直列に接続されて１列の蓄電池列２０が形成されている。また、蓄電池システムの劣化判定装置１では、説明の便宜上、蓄電池システム１１には、順に、第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３、第４の蓄電池列２０－４と、４列の蓄電池列２０が並列に接続されている。

【0024】

また、蓄電池システム１１は、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と接続されている。蓄電池システム１１は、交直変換装置（ＰＣＳ）５０を介して外部の電力系統（図示せず）と接続されている。

【0025】

蓄電池システムの劣化判定装置１は、複数列の蓄電池列２０が、蓄電池列２０の端部に位置する蓄電池１０（１０Ａ）及び蓄電池列２０の途中に位置する蓄電池１０（１０Ｂ）にて、相互に、並列に接続されることで、蓄電池システム１１が複数の蓄電池列ブロック１２に分割されている。図１では、説明の便宜上、複数列の蓄電池列２０が、交直変換装置（ＰＣＳ）５０側から４つ目の蓄電池１０（１０Ｂ）と５つ目の蓄電池１０（１０Ｂ）との間で、相互に、並列に接続されている態様としている。また、蓄電池列２０の途中に位置する蓄電池１０（１０Ｂ）は、接続ケーブルである導通バー７０にて、相互に、並列に接続されている。蓄電池システムの劣化判定装置１では、それぞれの蓄電池列２０について、蓄電池列２０の途中に位置する複数の蓄電池１０（１０Ｂ）のうち、所定の１つの蓄電池１０（１０Ｂ）にて、複数列の蓄電池列２０、２０、２０・・・が相互に並列に接続されている。従って、蓄電池システム１１は、１本の導通バー７０にて、蓄電池列ブロック１２Ａと蓄電池列ブロック１２Ｂの２つに分割されている。

【0026】

また、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する複数列の蓄電池列２０、２０、２０・・・、すなわち、第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３、第４の蓄電池列２０－４は、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する複数列の蓄電池列２０、２０、２０・・・、すなわち、第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３、第４の蓄電池列２０－４と、上記した１本の導通バー７０で接続されている。すなわち、蓄電池列ブロック１２Ａと蓄電池列ブロック１２Ｂは、１本の導通バー７０を共用している。

【0027】

また、蓄電池システムの劣化判定装置１では、電流センサ４０、８０が備えられている。電流センサ４０、８０は、電流値と電流の流れの向きを測定するセンサである。電流センサ４０は、蓄電池列２０と交直変換装置（ＰＣＳ）５０の間に接続されている。電流センサ４０は、それぞれの蓄電池列２０について、蓄電池列２０の交直変換装置（ＰＣＳ）５０側の端部に位置する蓄電池１０（１０Ａ）に接続されている。従って、電流センサ４０は、第１の蓄電池列２０－１と第２の蓄電池列２０－２の間、第２の蓄電池列２０－２と第３の蓄電池列２０－３の間、第３の蓄電池列２０－３と第４の蓄電池列２０－４の間に、それぞれ、備えられている。上記から、蓄電池システムの劣化判定装置１では、電流センサ４０は、蓄電池列ブロック１２Ａに複数（図１では４つ）備えられている。

【0028】

図１に示すように、例えば、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する第１の蓄電池列２０－１の蓄電池１０において劣化が進行した場合、蓄電池１０の充放電停止時の第１の蓄電池列２０－１の電圧は、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４の電圧と比較して低くなる。これにより、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４から第１の蓄電池列２０－１への充電電流Ｉｃである循環電流（以下、循環電流もＩｃと示す場合がある。）が発生する。すなわち、蓄電池１０の充放電停止時には、劣化が進行した蓄電池１０を有さない蓄電池列２０から劣化が進行した蓄電池１０を有する蓄電池列２０へ、循環電流Ｉｃが発生する。電流センサ４０は、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４の間に発生する循環電流Ｉｃとその向きを測定する。

【0029】

電流センサ８０は、導通バー７０に設けられている。具体的には、電流センサ８０は、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第１の蓄電池列２０－１と第２の蓄電池列２０－２の間、第２の蓄電池列２０－２と第３の蓄電池列２０－３の間、第３の蓄電池列２０－３と第４の蓄電池列２０－４の間に、それぞれ、１つずつ備えられている。上記から、電流センサ８０は、蓄電池列ブロック１２Ｂに複数（図１では、３つ）備えられている。

【0030】

例えば、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第１の蓄電池列２０－１の蓄電池１０において劣化が進行した場合、蓄電池１０の充放電停止時の第１の蓄電池列２０－１の電圧は、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４の電圧と比較して低くなる。これにより、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４から第１の蓄電池列２０－１への循環電流（図示せず）が発生する。電流センサ８０は、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４の間に発生する循環電流とその向きを測定する。

【0031】

また、図１に示すように、それぞれの電流センサ４０、８０には、蓄電池監視装置（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）３０が接続されている。それぞれの電流センサ４０、８０が測定した循環電流の測定情報は、蓄電池監視装置３０に入力される。

【0032】

また、蓄電池監視装置３０は、交直変換装置５０に接続されている。蓄電池監視装置３０は、交直変換装置５０から蓄電池システム１１への充電を停止しているタイミングまたは蓄電池システム１１から外部の電力系統への放電を停止しているタイミングで、電流センサ４０、８０からの充電電流値（Ｉｃｃ）と充電電流（Ｉｃ）の向きの情報から、第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３及び第４の蓄電池列２０－４相互間の充電電流Ｉｃのばらつきの度合いや充電電流値（Ｉｃｃ）の比較の分析を行う。上記分析の結果に基づき、第１の蓄電池列２０－１の蓄電池１０、第２の蓄電池列２０－２の蓄電池１０、第３の蓄電池列２０－３の蓄電池１０、第４の蓄電池列２０－４の蓄電池１０に内部短絡や内部液絡など異常に繋がりうる劣化が生じているか否かを判定する。

【0033】

図２に示すように、蓄電池監視装置３０は、蓄電池１０の劣化判定条件などを設定する設定部３１と、電流センサ４０、８０からの循環電流の測定情報を収集する計測制御部３２と、計測制御部３２で収集された計測情報に基づいて蓄電池１０の状態を判定する蓄電池状態判定部３３と、上記した計測情報、設定の情報及び判定の情報を記憶する記憶部３４と、判定の情報を上位システムや画面表示する通信部３５と、で構成されている。

【0034】

蓄電池状態判定部３３は、電流センサ４０から収集された循環電流（Ｉｃ）の測定情報に基づいて、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する第１の蓄電池列２０－１の蓄電池１０、第２の蓄電池列２０－２の蓄電池１０、第３の蓄電池列２０－３の蓄電池１０、第４の蓄電池列２０－４の蓄電池１０の劣化発生の有無を判定する。また、蓄電池状態判定部３３は、電流センサ８０から収集された循環電流の測定情報に基づいて、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第１の蓄電池列２０－１の蓄電池１０、第２の蓄電池列２０－２の蓄電池１０、第３の蓄電池列２０－３の蓄電池１０、第４の蓄電池列２０－４の蓄電池１０の劣化発生の有無を判定する。

【0035】

次に、本発明に係る蓄電池システムの劣化判定方法の実施例である、蓄電池システムの劣化判定装置１の動作について、図３のフローチャート６０を参照しながら説明する。所定期間にわたって外部の電力系統から蓄電池システム１１への充電と蓄電池システム１１から負荷への放電を繰り返して蓄電池システム１１を稼働させたことにより、蓄電池監視装置（ＢＭＵ）３０の設定部３１で設定された蓄電池システム１１の劣化の有無を判定するタイミングで、蓄電池システム１１の劣化判定プロセスを開始する（ステップ６１）。次に、蓄電池監視装置３０は、電流センサ４０または交直変換装置（ＰＣＳ）５０からの情報により、蓄電池システム１１の充放電が停止されたか否かを判定する（ステップ６２）。蓄電池監視装置３０が蓄電池システム１１の充放電が停止したと判定した場合には、蓄電池監視装置３０の計測制御部３２は、電流センサ４０、８０からの循環電流値（Ｉｃｃ）と循環電流（Ｉｃ）の向きを測定し、測定情報を収集する（ステップ６３）。

【0036】

次に、蓄電池状態判定部３３は、循環電流値（Ｉｃｃ）が閾値ａ以上か否か判定する（ステップ６４）。循環電流値（Ｉｃｃ）の閾値ａは、予め、設定部３１で設定されている。

【0037】

次に、蓄電池状態判定部３３が、循環電流値（Ｉｃｃ）が閾値ａ以上と判定した場合には、蓄電池状態判定部３３は、蓄電池システム１１のいずれかの蓄電池１０に劣化が発生したと判定する（ステップ６５）。また、蓄電池監視装置３０は、必要に応じて、上位システムや蓄電池監視装置（ＢＭＵ）３０の通信部３５である制御画面に劣化の発生を表示する。次に、蓄電池状態判定部３３は、電流センサ４０、８０からの循環電流（Ｉｃ）の測定情報に基づいて、劣化が発生した蓄電池１０を有する蓄電池列ブロック１２と蓄電池列２０を判定する（ステップ６６）。次に、蓄電池状態判定部３３は、循環電流値Ｉｃｃの値から、劣化が発生した蓄電池１０を有する蓄電池列２０の劣化度合い（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を判定する（ステップ６７）。

【0038】

図４に示すように、蓄電池列２０の劣化度合い（ＳＯＨ）の特定方法は、例えば、循環電流値（Ｉｃｃ）と劣化度合い（ＳＯＨ）の１次関数から算出する方法が用いられる。なお、図４においては、ＳＯＨが小さいほど劣化の度合いが大きく、ＳＯＨが大きいほど劣化の度合いが小さいことを意味する。また、必要に応じて、循環電流Ｉｃ測定時に各蓄電池列ブロック１２の温度測定を実施し、温度分布に応じて、劣化度合い（ＳＯＨ）を補正してもよい。

【0039】

一方で、蓄電池監視装置３０は、ステップ６２にて、蓄電池システム１１の充放電が停止されていないと判定した場合には、再度、蓄電池システム１１の充放電が停止されたか否かを判定する（ステップ６２）。また、蓄電池状態判定部３３は、ステップ６４にて、循環電流値（Ｉｃｃ）が閾値ａ未満と判定した場合には、ステップ６２に戻り、蓄電池監視装置３０が、蓄電池システム１１の充放電が停止されたか否かを判定する。

【0040】

蓄電池１０としては、例えば、双極型鉛蓄電池が挙げられる。双極型鉛蓄電池は、正極と負極との間に、電解層を介在させたセル部材と、樹脂製の基板とが交互に複数積層されると共に、対向する基板の間にセルを包囲する樹脂製の額縁形のフレームが配設され、セル部材同士が電気的に直列接続されたものとなっている。正極は、鉛又は鉛合金製の正極用鉛層と、正極用鉛層上に設けられた活性物質を含有する正極用活物質層を有する。負極は、鉛又は鉛合金製の負極用鉛層と、負極用鉛層上に設けられた活性物質を含有する負極用活物質層を有する。正極と負極との間に介在する電界層は、例えば、硫酸等の電解液が含浸されたガラス繊維マット等である。樹脂製の基板は、耐硫酸性を有する熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート（アクリル樹脂）、アクリルニトリルーブタジエンースチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネート等）製であり、四角状の平板形に形成されたフレームプレートである。電流センサ４０、８０は、それぞれの蓄電池列２０に流れる充放電電流を測定し、蓄電池１０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を判定するため、温度特性に優れ、測定誤差の少ない、精度の高い電流センサが好ましい。

【0041】

このように、蓄電池システムの劣化判定装置１では、蓄電池列２０間の電圧差等によって発生する循環電流Ｉｃを、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に測定することから、蓄電池システム１１が温度分布の影響を受けることを防止できるので、蓄電池システム１１の劣化判定の精度が向上する。また、蓄電池システムの劣化判定装置１では、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に循環電流Ｉｃを測定することから、循環電流Ｉｃの電流値自体の測定が容易化、高精度化されるので、蓄電池システム１１の劣化判定の精度が向上する。また、蓄電池システムの劣化判定装置１では、蓄電池１０を複数個直列に接続された蓄電池列２０が複数の蓄電池列ブロック１２に分割されていることから、蓄電池列２０の内部抵抗の増大を防止できるので、循環電流Ｉｃが流れやすくなり、循環電流Ｉｃの測定精度が向上し、蓄電池１０に内部短絡や内部液絡などの異常が発生する前に蓄電池１０に劣化が生じたことを判定する精度が向上する。

【0042】

また、蓄電池システムの劣化判定装置１では、蓄電池列ブロック１２における、相互に隣接した蓄電池列２０の間に、それぞれ電流センサ４０、８０が備えられていることにより、蓄電池列ブロック１２の蓄電池列２０ごとに劣化判定を精度よく行うことができる。

【0043】

＜第２実施例＞
次に、本発明の第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置について説明する。なお、第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置は、第１実施例である蓄電池システムの劣化判定装置と主要な構成要素は共通しているので、第１実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。図５は、本発明の第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置２の概略構成図である。

【0044】

蓄電池システムの劣化判定装置１では、蓄電池システム１１は、１本の導通バー７０にて、蓄電池列ブロック１２Ａと蓄電池列ブロック１２Ｂの２つに分割されていた。これに代えて、図５に示すように、蓄電池システムの劣化判定装置２では、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３、第４の蓄電池列２０－４は、第１の導通バー７０－１で並列に接続され、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する第１の蓄電池列２０－１、第２の蓄電池列２０－２、第３の蓄電池列２０－３、第４の蓄電池列２０－４は、第１の導通バー７０－１とは異なる第２の導通バー７０－２で並列に接続されている。蓄電池システムの劣化判定装置２では、蓄電池システム１１は、異なる導通バー７０にて、蓄電池列ブロック１２Ａと蓄電池列ブロック１２Ｂの２つに分割されている。

【0045】

第１の導通バー７０－１と第２の導通バー７０－２は、１本の蓄電池列ブロック接続バー９０にて接続されている。従って、蓄電池列ブロック１２Ａと蓄電池列ブロック１２Ｂは、１本の接続部（蓄電池列ブロック接続バー９０）にて直列に接続されている。

【0046】

蓄電池システムの劣化判定装置２では、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する蓄電池列２０間に発生する循環電流Ｉｃを測定する電流センサ４０は、それぞれの蓄電池列２０について、蓄電池列２０の交直変換装置（ＰＣＳ）５０側の端部に位置する蓄電池１０（１０Ａ）に接続されている。蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する蓄電池列２０間に発生する循環電流Ｉｃを測定する電流センサ８０は、第１の蓄電池列２０－１と第２の蓄電池列２０－２の間、第２の蓄電池列２０－２と第３の蓄電池列２０－３の間、第３の蓄電池列２０－３と第４の蓄電池列２０－４の間に、それぞれ、１つずつ備えられている。電流センサ８０は、第２の導通バー７０－２に設けられている。

【0047】

蓄電池システムの劣化判定装置２では、蓄電池列ブロック１２Ａが蓄電池列ブロック１２Ｂと１本の接続部にて直列に接続されていることにより、蓄電池列ブロック１２ごとに生じる循環電流Ｉｃを蓄電池列ブロック１２ごとに精度よく測定できるので、蓄電池システム１１の劣化判定精度がさらに向上する。すなわち、蓄電池システムの劣化判定装置２では、例えば、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する蓄電池１０に劣化が生じており、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する蓄電池１０には劣化が生じていない場合、蓄電池列ブロック１２Ａにのみ循環電流Ｉｃがより流れやすくなり、蓄電池列ブロック１２Ｂには蓄電池列ブロック１２Ａ由来の循環電流Ｉｃがより流れにくくなる。

【0048】

＜第３実施例＞
次に、本発明の第３実施例である蓄電池システムの劣化判定装置について説明する。なお、第３実施例である蓄電池システムの劣化判定装置は、第１実施例及び第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置と主要な構成要素は共通しているので、第１実施例及び第２実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。図６は、本発明の第３実施例である蓄電池システムの劣化判定装置２の概略構成図である。

【0049】

第２実施例である蓄電池システムの劣化判定装置２では、蓄電池列ブロック１２Ａに位置する蓄電池列２０間に発生する循環電流Ｉｃを測定する電流センサ４０は、それぞれの蓄電池列２０に接続され、蓄電池列ブロック１２Ｂに位置する蓄電池列２０間に発生する循環電流Ｉｃを測定する電流センサ８０は、第１の蓄電池列２０－１と第２の蓄電池列２０－２の間、第２の蓄電池列２０－２と第３の蓄電池列２０－３の間、第３の蓄電池列２０－３と第４の蓄電池列２０－４の間に、それぞれ、１つずつ備えられていた。これに代えて、図６に示すように、蓄電池システムの劣化判定装置３では、電流センサは、それぞれの蓄電池列ブロック１２に１つずつ備えられている。

【0050】

図６に示すように、電流センサ４０は、蓄電池列ブロック１２Ａの位置にて並列に接続されている複数列の蓄電池列２０、２０、２０・・・間に１つ備えられ、電流センサ８０は、蓄電池列ブロック１２Ｂの位置にて並列に接続されている複数列の蓄電池列２０、２０、２０・・・間に１つ備えられている。上記から、蓄電池システムの劣化判定装置３では、１つの電流センサ４０、８０が、複数列の蓄電池列２０の循環電流を測定する態様となっている。なお、蓄電池システムの劣化判定装置３では、電流センサ４０と電流センサ８０は、いずれも、第３の蓄電池列２０－３と第４の蓄電池列２０－４の間に１つ備えられている。また、蓄電池システムの劣化判定装置３では、蓄電池列ブロック１２Ａと交直変換装置（ＰＣＳ）５０の間に、蓄電池システム１１と交直変換装置（ＰＣＳ）５０の間の充放電電流を測定する電流センサ４１が備えられている。

【0051】

蓄電池システムの劣化判定装置３では、それぞれの蓄電池列ブロック１２に電流センサが１つずつ備えられていることにより、蓄電池列ブロック１２ごとに蓄電池システム１１の劣化判定ができるので、蓄電池列ブロック１２ごとに蓄電池１０の交換等を行う場合、簡易な構造にて蓄電池システム１１の劣化判定精度が向上する。

【0052】

＜第４実施例＞
次に、本発明の第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置について説明する。なお、第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置は、第１実施例～第３実施例である蓄電池システムの劣化判定装置と主要な構成要素は共通しているので、第１実施例～第３実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。図７は、本発明の第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。

【0053】

図７に示すように、第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置４では、蓄電池システムの劣化判定装置３の交直変換装置（ＰＣＳ）５０と電流センサ４１との間に、さらに、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１の間を切り離し状態とするスイッチ手段４２が設けられている。スイッチ手段４２のオン・オフによって、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間を、電気的に接続・切断状態とすることができる。図７では、スイッチ手段４２によって、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間が、電気的に切り離された状態となっている。

【0054】

交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間にスイッチ手段４２が設けられていることにより、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に蓄電池システム１１の劣化を判定する際に、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１の間を切り離し状態とすることができる。従って、交直変換装置（ＰＣＳ）５０の影響を防止した状態で循環電流を測定することができるので、蓄電池システム１１の劣化判定精度がさらに向上する。

【0055】

次に、本発明の蓄電池システムの劣化判定装置について、他の実施態様を説明する。上記各実施例では、蓄電池列は８個の蓄電池が直列に接続されていたが、蓄電池システムの使用条件等に応じて、蓄電池列は９個以上の蓄電池が直列に接続されている態様でもよく、蓄電池列は７個以下の蓄電池が直列に接続されている態様でもよい。また、上記各実施例では、蓄電池システムは２つの蓄電池列ブロックに分割されていたが、これに代えて、３つまたは４つ以上の蓄電池列ブロックに分割されていてもよい。

【0056】

＜第５実施例＞
次に、本発明の第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置について説明する。なお、第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置は、第１実施例～第４実施例である蓄電池システムの劣化判定装置と主要な構成要素は共通しているので、第１実施例～第４実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。

【0057】

図１１は、本発明の第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置の概略構成図である。図１１に示すように、第５実施例である蓄電池システムの劣化判定装置５の蓄電池システム１１は、複数の蓄電池１０を有する。蓄電池１０は、直列に複数個接続されて蓄電池列Ｌ１１～Ｌ１４、Ｌ２１～Ｌ２４を形成している。図１１においては、蓄電池列Ｌ１１～Ｌ１４、Ｌ２１～Ｌ２４の例として４個の蓄電池１０を直列に接続した例を示しているが、１つの蓄電池列を形成する蓄電池１０の数は、４個に限定されるものではなく、２個以上の数であればよい。

【0058】

蓄電池列Ｌ１１～Ｌ１４、Ｌ２１～Ｌ２４は、並列接続されて蓄電池ブロックＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２を形成している。具体的には、隣り合う蓄電池列Ｌ１１と蓄電池列Ｌ１２が並列接続されて蓄電池ブロックＢ１１が形成され、隣り合う蓄電池列Ｌ１３と蓄電池列Ｌ１４が並列接続されて蓄電池ブロックＢ１２が形成されている。また、隣り合う蓄電池列Ｌ２１と蓄電池列Ｌ２２が並列接続されて蓄電池ブロックＢ２１が形成され、隣り合う蓄電池列Ｌ２３と蓄電池列Ｌ２４が並列接続されて蓄電池ブロックＢ２２が形成されている。図１１においては、蓄電池ブロックＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２の例として、２つの蓄電池列を並列にした例を示しているが、１つの蓄電池ブロックを形成する蓄電池列の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。

【0059】

蓄電池ブロックＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２は、直列に接続されて組電池ＢＰ１、ＢＰ２を形成している。具体的には、蓄電池ブロックＢ１１と蓄電池ブロックＢ２１が直列に接続されて組電池ＢＰ１を形成され、蓄電池ブロックＢ１２と蓄電池ブロックＢ２２が直列に接続されて組電池ＢＰ２が形成されている。図１１においては、組電池の例として、２つの蓄電池ブロックを直列にした例を示しているが、１つの組電池を形成する蓄電池ブロックの数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上の蓄電池ブロックを直列に接続して１つの組電池を形成してもよい。また、蓄電池システム１１においては、組電池の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。

【0060】

組電池ＢＰ１、ＢＰ２のそれぞれには、電流センサ４０が直列に接続されている。組電池ＢＰ１に直列に接続されている電流センサ４０と、組電池ＢＰ２に直列に接続されている電流センサ４０は、並列に接続され、２つの電流センサ４０の接続点は、交直変換装置５０に接続されている。また、組電池ＢＰ１に直列に接続されている電流センサ４０と、組電池ＢＰ２に直列に接続されている電流センサ４０は、それぞれ蓄電池監視装置３０に接続されている。

【0061】

図１１に示す蓄電池システム１１において、蓄電池１０の劣化が進行した場合、蓄電池システム１１において充放電停止時に循環電流が発生する。蓄電池システムの劣化判定装置５は、この循環電流を測定し、測定結果に基づいて蓄電池１０の劣化を判定する。

【0062】

図１２は、実施例５において蓄電池１０の劣化を判定する処理の流れを示すフローチャートである。また、図１３は、組電池ＢＰ１において劣化が進行した蓄電池１０がある場合の循環電流の流れの一例を示す図であり、劣化が進行した蓄電池１０をハッチングで示している。実施例５における蓄電池１０の劣化の判定の動作を、図１２、１３を用いて説明する。

【0063】

蓄電池監視装置３０は、所定期間にわたって外部の電力系統から蓄電池システム１１への充電と蓄電池システム１１から負荷への放電を繰り返して蓄電池システム１１を稼働させたことにより、設定部３１で設定された蓄電池システム１１の劣化の有無を判定するタイミングとなった場合、図１２に示す蓄電池システム１１の劣化判定処理を開始する。

【0064】

まず、蓄電池監視装置３０は、電流センサ４０または交直変換装置５０からの情報により、蓄電池システム１１の充放電が停止されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。蓄電池監視装置３０は、充放電が停止されていないと判定した場合には（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。蓄電池監視装置３０は、蓄電池システム１１の充放電が停止したと判定した場合には（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、電流センサ４０で測定された循環電流値と循環電流の向きを計測制御部３２で取得する（ステップＳ１０２）。

【0065】

例えば、図１３に示すように、組電池ＢＰ１においてハッチングで示した蓄電池１０の劣化が進行した場合、充放電時に蓄電池システム１１において電流分布が発生し、その結果、充放電を停止したときには、劣化した蓄電池１０を含む組電池ＢＰ１の蓄電池ブロックＢ１１においては、蓄電池列Ｌ１１と蓄電池列Ｌ１２とで電圧差が生じる。この電圧差を解消するため、蓄電池ブロックＢ１１においては、図１２に示す蓄電池列Ｌ１２から蓄電池列Ｌ１１に至る矢印の方向で循環電流ｉ１１が発生する。

【0066】

また、蓄電池ブロックＢ１１において循環電流が発生した場合、組電池ＢＰ１と組電池ＢＰ２とでは電圧差が生じる。この組電池ＢＰ１と組電池ＢＰ２との電圧差を解消するため、蓄電池システム１１においては、組電池ＢＰ１から組電池ＢＰ２へ流れる循環電流が発生する。組電池ＢＰ１に接続されている電流センサ４０は、組電池ＢＰ２から組電池ＢＰ１に流れ込む循環電流ｉ１を測定し、組電池ＢＰ２に接続されている電流センサ４０は、組電池ＢＰ２から組電池ＢＰ１に流れ出る循環電流ｉ２、即ち、蓄電池列Ｌ１３から流れ出る循環電流ｉ２１と蓄電池列Ｌ１４から流れ出る循環電流ｉ２２との和を測定する。

【0067】

蓄電池監視装置３０は、組電池ＢＰ１に接続されている電流センサ４０で測定された循環電流ｉ１の電流値と向き、及び組電池ＢＰ２に接続されている電流センサ４０で測定された循環電流ｉ２の電流値と向きを計測制御部３２で取得する（ステップＳ１０２）。

【0068】

次に蓄電池監視装置３０は、取得した循環電流ｉ１の電流値及び向きと、取得した循環電流ｉ２の電流値及び向きに基づいて、蓄電池１０の劣化を蓄電池状態判定部３３で判定する。具体的には、蓄電池監視装置３０は、まず、循環電流ｉ１の電流値と、循環電流ｉ２の電流値の和が予め定められた第１閾値以下であるか判定する（ステップＳ１０３）。第１閾値は、予め設定部３１で設定されている。

【0069】

蓄電池１０が劣化して組電池ＢＰ１と組電池ＢＰ２との間で循環電流が発生している場合、循環電流ｉ１と循環電流ｉ２は、値が等しく極性が逆となるため、循環電流ｉ１と循環電流ｉ２の和は０となり、蓄電池監視装置３０は、第１閾値以下であると判定する（ステップＳ１０３でＹＥＳ）。なお、蓄電池監視装置３０は、ステップＳ１０３でＮＯと判定した場合、処理の流れをステップＳ１０１へ戻す。

【0070】

蓄電池監視装置３０は、循環電流ｉ１の電流値と、循環電流ｉ２の電流値の和が予め定められた第１閾値以下である場合、循環電流ｉ１の電流値の絶対値と、循環電流ｉ２の電流値の絶対値に基づいて、蓄電池１０の劣化を判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、蓄電池監視装置３０は、循環電流ｉ１の電流値の絶対値と、循環電流ｉ２の電流値の絶対値がいずれも予め定められた第２閾値以上であるか判定する。第２閾値は、予め設定部３１で設定されている。蓄電池監視装置３０は、循環電流ｉ１の電流値の絶対値と、循環電流ｉ２の電流値の絶対値がいずれも予め定められた第２閾値以上である場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、蓄電池１０が劣化していると判定する（ステップＳ１０５）。なお、蓄電池監視装置３０は、ステップＳ１０４でＮＯと判定した場合、処理の流れをステップＳ１０１へ戻す。

【0071】

本実施例によれば、直列の蓄電池列Ｌ１１～Ｌ１４、Ｌ２１～Ｌ２４のそれぞれに電流センサ４０を設けなくても、蓄電池１０の劣化の発生を検知することができる。

【0072】

なお、実施例５においては、図１４に示すように、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と電流センサ４０との間に、さらに、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１の間を切り離し状態とするスイッチ手段４２を設けてもよい。スイッチ手段４２のオン・オフによって、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間を、電気的に接続・切断状態とすることができる。図１４では、スイッチ手段４２によって、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間が、電気的に切り離された状態となっている。

【0073】

交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１との間にスイッチ手段４２が設けられていることにより、蓄電池１０の充電停止時または放電停止時に蓄電池システム１１の劣化を判定する際に、交直変換装置（ＰＣＳ）５０と蓄電池システム１１の間を切り離し状態とすることができる。従って、交直変換装置（ＰＣＳ）５０の影響を防止した状態で循環電流を測定することができるので、蓄電池システム１１の劣化判定精度がさらに向上する。なお、スイッチ手段４２は、機械的なスイッチでもよく、また、半導体スイッチであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、蓄電池の劣化判定に使用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１、２、３、４ 蓄電池システムの劣化判定装置
１０ 蓄電池
１１ 蓄電池システム
１２ 蓄電池列ブロック
２０ 蓄電池列
３０ 蓄電池監視装置
３２ 計測制御部
３３ 蓄電池状態判定部
４０ 電流センサ
８０ 電流センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】