特許 7649173 蓄電池制御システム

(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】

(24)【登録日】2025-03-11

(45)【発行日】2025-03-19

(54)【発明の名称】蓄電池制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20250312BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20250312BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20250312BHJP

   H02J 1/00 20060101ALN20250312BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

G01R31/396

H02H7/18

H02J7/00 S

H02J1/00 309W

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021046498

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022145196

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-12-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】竹井 英俊

(72)【発明者】

【氏名】植杉 淳司

【審査官】杉田 恵一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３４３４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１４４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０９５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５３７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５３８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５６２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００８１１２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３９６

Ｈ０２Ｈ ７／００

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池を構成する電池モジュールの電圧制御を行う制御基板と、当該電池モジュールの接続状態を管理する蓄電池制御システムであり、
前記制御基板に設けられ、前記電池モジュールを構成する直列に接続されたセル電池の各々の電圧を測定するセル電圧測定回路と、
前記セル電圧測定回路における前記セル電池が接続される正極端子及び負極端子からなる測定端子の各々において、前記直列に接続された隣接する前記測定端子の前記負極端子と前記正極端子との間に設けられたスイッチ部と、
前記スイッチ部のそれぞれのオンオフ制御を行う導通制御部と
を備えることを特徴とする蓄電池制御システム。

【請求項2】

前記導通制御部が、前記電池モジュールが有する負極端子及び正極端子が前記測定端子の全てに正常に接続されている場合、前記スイッチ部のそれぞれをオン状態とし、前記電池モジュールが有する負極端子及び正極端子のいずれか一つでも前記測定端子に正常に接続されていない場合、前記スイッチ部のそれぞれをオフ状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池制御システム。

【請求項3】

前記スイッチ部が、光絶縁素子である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電池制御システム。

【請求項4】

前記電池モジュールの前記正極端子及び前記負極端子の各々が接続される、前記制御基板の接続端子の正極端子、負極端子それぞれの間に設けられ、前記接続端子の正極端子から前記接続端子の負極端子に流れる電流の有無を検出する接続検出部と、
前記接続検出部から供給される前記電流の有無を示す情報により、前記電池モジュールが前記接続端子に正常に接続されているか否かを判定する判定制御部と
を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池制御システム。

【請求項5】

前記接続検出部が、
前記接続端子の各々の間に直列に接続された電流検出部とスイッチ部とを備え、
前記判定制御部が、
前記電池モジュールと前記接続端子との接続状態を検出する際、前記スイッチ部をオン状態とし、
前記電流検出部により電流の検出を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の蓄電池制御システム。

【請求項6】

前記電流検出部及び前記スイッチ部の各々が、
それぞれ光絶縁素子である
ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電池制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電池制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

住宅の屋根等にソーラーパネルを設置し、ソーラーパネルが発電した電力を家庭用の電力として利用するような電源システムが普及している。このような電源システムで使用する蓄電池ユニットとして、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリースタックを構成し、所望の電圧を得られるようにした構成のものが提案されている（例えば特許文献１）。例えば、リチウムイオン電池のバッテリーセルの電圧は、２Ｖ～４Ｖ程度である。これに対して、家庭用の電源の電圧は、数百Ｖである。この場合、バッテリーセルを数十個直列に接続することで、家庭で使用する数百Ｖの電圧が確保される。

【0003】

バッテリースタックを構成するバッテリーセルに対しては、バランス調整が不可欠である。そこで、このような蓄電池ユニットには、各バッテリーセルの電圧を検出するＡＦＥ（Analog Front End）やバランス調整回路が具備される。そして、ＡＦＥにより各バッテリーセルの電圧が検出され、各バッテリーセルの充電量が均一となるように、バランス調整が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１５６２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリースタックを構成するような蓄電池ユニットでは、高電圧と低電圧とが混在する。このような環境下では、定格を厳守しないと、回路素子が破壊される危険性がある。

【0006】

すなわち、複数のバッテリーセルを直列に接続して生成される電圧は、数百Ｖの高電圧である。これに対して、バッテリーセルの電圧は数Ｖ程度の低電圧である。ＡＦＥは、このような数百Ｖとなるバッテリースタック（蓄電池）から、数Ｖ程度のバッテリーのセル電圧を検出しており、コネクタ等の接続が確実に行われていないと、定格を超えた電圧がＡＦＥに印加され、ＡＦＥが破壊される危険性がある。

【0007】

上述の課題を鑑み、本発明は、電池モジュールの接続が確実に行えているかを検知でき、素子の保護を図れるようにした蓄電池制御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】

【0009】

本発明の一態様に係る蓄電池制御システムは、蓄電池を構成する電池モジュールの電圧制御を行う制御基板と、当該電池モジュールの接続状態を管理する蓄電池制御システムであり、前記制御基板に設けられ、前記電池モジュールを構成する直列に接続されたセル電池の各々の電圧を測定するセル電圧測定回路と、前記セル電圧測定回路における前記セル電池が接続される正極端子及び負極端子からなる測定端子の各々において、前記直列に接続された隣接する前記測定端子の前記負極端子と前記正極端子との間に設けられたスイッチ部と、前記スイッチ部のそれぞれのオンオフ制御を行う導通制御部とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、蓄電池を構成する電池モジュールと制御基板とのコネクタ接続を確実に行うことができ、素子の保護を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る電源システムの概要を示すブロック図である。

【図2】本発明に係る電源システムで用いられる蓄電池ユニットの概要の説明図である。

【図3】電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。

【図4】電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。

【図5】電池モジュールの一例の説明図である。

【図6】制御管理モジュールの構成を示すブロック図である。

【図7】ＢＭＳ基板に配置されるＡＦＥ回路素子の概要を示すブロック図である。

【図8】電池モジュールに対応させてＡＦＥ回路素子を配置したときの説明図である。

【図9】本発明の第１の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。

【図10A】接続検出部の具体構成を示す図である。

【図10B】接続検出部の具体構成を示す図である。

【図11】本発明の第２の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。

【図12】スイッチ部の具体構成を示す接続図である。

【図13】本発明の第３の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。

【図14】本発明の第３の実施形態にかかる蓄電制御システムでの制御を示すフローチャートである。

【図15】本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。

【図16】本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜全体システム＞
図１は、本発明に係る電源システム１０の概要を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る電源システム１０は、パワーコンディショナー１と、ソーラーパネル２と、蓄電池ユニット３とを含んで構成される。

【0013】

パワーコンディショナー１は、直流電源と交流電源との変換、電源電圧の制御、買電及び売電などの処理を行う。すなわち、商用電源５では交流電源を用いているのに対して、太陽光発電や蓄電には直流電源を用いる。また、商用電源５の電圧と、ソーラーパネル２や蓄電池ユニット３で用いるバッテリーの電圧は異なっている。パワーコンディショナー１は、商用電源５、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３との間で、直流電源と交流電源との変換及び電源電圧の制御を行っている。そして、パワーコンディショナー１は分電盤６に電力を供給し、分電盤６は各部屋のコンセントに電力を分配する。

【0014】

ソーラーパネル２は、昼間の太陽が現れる時間には発電を行えるが、夜間、太陽が沈むと発電が行えず、発電量が安定しない。蓄電池ユニット３は、昼間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、ソーラーパネル２とパワーコンディショナー１を介して充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。蓄電池ユニット３は、夜間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。

【0015】

また、パワーコンディショナー１は、電力が不足している場合には、商用電源５から電源を買い取り、ソーラーパネル２による電力が余剰になるときには、商用電源５に電源を売るような、買電及び売電などの処理を行っている。

【0016】

また、電源システム１０には、ＥＶ（Electric Vehicle）スタンド４を組み込むことができる。ＥＶスタンド４は、電気自動車への充電を行う他、電気自動車に搭載されているバッテリーを利用して、電力を蓄積するのに用いることができる。また、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。

【0017】

図２は、本発明に係る電源システム１０で用いられる蓄電池ユニット３の概要の説明図である。図２に示すように、蓄電池ユニット３は、例えば７個の電池モジュール１１－１～１１－７と、制御管理モジュール１２とから構成される。電池モジュール１１－１～１１－７には、複数のバッテリーセルからなるバッテリースタックが設けられている。また、電池モジュール１１－１～１１－７には、それぞれ、コネクタ１３－～１３－７及びコネクタ１４－１～１４－７が備えられている。

【0018】

制御管理モジュール１２は、電池モジュール１１－１～１１－７の充放電状態を管理している。制御管理モジュール１２には、コネクタ４５－～４５－７及びコネクタ５６－１～５６－７が備えられている。

【0019】

電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１３－１～１３－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ４５－１～４５－７とは、図３に示すような中継ケーブル６０－１～６０－７により接続される。電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１４－１～１４－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ５６－１～５６－７とは、図４に示すような中継ケーブル７０－１～７０－７により接続される。

【0020】

図３は、電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１３－１～１３－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ４５－１～４５－７とを接続する中継ケーブル６０（６０－１～６０－７）の概要の説明図である。

【0021】

図３に示すように、中継ケーブル６０は、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ６１（６１－１～６１－７）と、制御管理モジュール１２側のコネクタ６２（６２－１～６２－７）と、その間のケーブル６３（６３－１～６３－７）とからなる。ケーブル６３（６３－１～６３－７）は、正極の配線と負極の配線との２線になる。

【0022】

図４は、電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１４－１～１４－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ５６－１～５６－７とを接続する中継ケーブル７０（７０－１～７０－７）の概要の説明図である。

【0023】

図４に示すように、中継ケーブル７０（７０－１～７０－７）は、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ７１（７１－１～７１－７）と、制御管理モジュール１２側のコネクタ７２（７２－１～７２－７）と、その間のケーブル７３（７３－１～７３－７）とからなる。ケーブル７３（７３－１～７３－７）は、バッテリースタックを構成するバッテリーセルに応じた数の配線からなる。

【0024】

図５は、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）の一例の説明図である。なお、電池モジュール１１－１～１１－７は、全て、同様に構成されている。

【0025】

図５に示すように、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）には、直列接続されたバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎからなるバッテリースタックが設けられている。バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎとしては、例えば、リン酸鉄リチウムイオン電池が用いられる。リン酸鉄リチウムイオン電池は、リン酸鉄リチウムを正極に使用するもので、電池内部で発熱があっても結晶構造が崩壊しにくく、安全性が高いという特徴がある。１つのバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧は、セル構造により異なる。リチウムイオン電池の場合、セル電圧は、２Ｖ～４Ｖである。リン酸鉄リチウムイオン電池では、セル電圧は、例えば３．３Ｖ程度である。

【0026】

電池モジュール１１（１１－１～１１－７）には、コネクタ１３（１３－１～１３－７）及びコネクタ１４（１４－１～１４－７）が設けられる。コネクタ１３（１３－１～１３－７）は、電池モジュール１１の充放電を行うためのコネクタである。コネクタ１４（１４－１～１４－７）は、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。

【0027】

図６は、制御管理モジュール１２の構成を示すブロック図である。図６に示すように、制御管理モジュール１２には、端子台３１と、ブレーカ３３と、ＨＶ（High-Voltage）基板４０と、ＢＭＳ（Battery Management System）基板５０とが実装されている。

【0028】

端子台３１は、パワーコンディショナー１からの配線を接続するコネクタである。端子台３１には、正極端子３１ａと、負極端子３１ｂと、接地端子３１ｃとが配設されている。この例では、接地端子３１ｃは０電位として筐体に接続している。端子台３１の正極端子３１ａ及び負極端子３１ｂから伸びる配線が充放電ライン３５ａ及び３５ｂを形成する。ブレーカ３３は、大電流が流れたときの保護用である。

【0029】

通信コネクタ３２は、パワーコンディショナー１からの通信用のシールド線を接続するコネクタである。通信コネクタ３２は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５１と接続される。パワーコンディショナー１からのデータは、通信コネクタ３２を介して受信され、マイクロプロセッサ５４に送られる。また、マイクロプロセッサ５４からのデータが通信コネクタ３２を介してパワーコンディショナー１に送られる。

【0030】

ＨＶ基板４０は、電池モジュール１１－１～１１－７の充放電を行うための基板である。ＨＶ基板４０には、リレー４１と、電流センサ４２と、通信コネクタ４３と、コネクタ４５－１～４５－７が実装されている。

【0031】

リレー４１は、蓄電池ユニット３の動作を開始／停止させるスイッチとなる。電流センサ４２は、電池モジュール１１－１～１１－７への充放電電流を検出している。通信コネクタ４３は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５２と接続される。通信コネクタ４３は、例えば電流センサ４２の検出電流をマイクロプロセッサ５４に送信している。

【0032】

コネクタ４５－１～４５－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１３－１～１３－７と接続する端子である。電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１３－１～１３－７は充放電用のコネクタであり、コネクタ１３－１～１３－７からは、バッテリースタックを構成するバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎの両端からの配線が導出されている。コネクタ４５－１～４５－７は直列接続して、所望の充放電電圧が得られるようにしている。そして、最も電位の高いコネクタ４５－１の正極が充放電ライン３５ａと接続され、最も電位の低いコネクタ４５－７の負極が充放電ライン３５ｂと接続される。

【0033】

ＢＭＳ基板５０は、電池モジュール１１－１～１１－７の状態を監視及び制御するための基板である。ＢＭＳ基板５０には、通信コネクタ５１及び５２、ＡＦＥ（Analog Front End）５３、マイクロプロセッサ５４、光絶縁素子であるフォトカップラ５５、コネクタ５６－１～５６－７が実装されている。

【0034】

通信コネクタ５１は、通信コネクタ３２と接続され、パワーコンディショナー１との間でデータの送受を行う。通信コネクタ５２は、通信コネクタ４３と接続され、ＨＶ基板４０との間でデータの送受を行う。

【0035】

ＡＦＥ５３は、電池モジュール１１－１～１１－７のそれぞれのセル電圧を検出し、ディジタルデータに変換する。

【0036】

マイクロプロセッサ５４は、パワーコンディショナー１からのデータ、ＨＶ基板４０からのデータ、ＡＦＥ５３からのデータ等を基に、各種の制御を行う。

【0037】

光絶縁素子としては、フォトカプラやディジタルアイソレータ等の素子であり、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間を接続する。ＡＦＥ５３には高電圧が印加されるので、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間は、フォトカップラ５５でアイソレーションを行っている。

【0038】

コネクタ５６－１～５６－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１４－１～１４－７と接続する端子である。コネクタ１４（１４－１～１４－７）は、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。コネクタ５６－１～５６－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７のセル電圧をＢＭＳ基板５０側に伝達している。

【0039】

図７は、ＢＭＳ基板５０に配置されるＡＦＥ回路素子５３０の概要を示すブロック図である。本実施形態では、電池モジュール１１－１～１１－７に対応させた数だけ、図７に示すようなＡＦＥ回路素子５３０を配置して、ＡＦＥ５３の機能を実現している。なお、ここでは、ＡＦＥ回路素子５３０の機能の中で、本発明の説明に必要な部分に限定して説明する。

【0040】

図７において、端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍ（ｍは任意の整数）は、バッテリースタックのセル電圧を検出するための測定端子である。バッテリースタックのセル電圧を検出する場合、端子Ａ１から端子Ａｍの順に、最も高い電位の電極から最も電位の低い電極となるように、バッテリーセルを接続する。

【0041】

端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍの段間の抵抗Ｒａ及びスイッチ回路Ｓａは、バッテリーセルをバランスさせるためのものである。すなわち、スイッチ回路Ｓａをオンすると、バッテリーセルの両極が抵抗Ｒａを介して接続され、バッテリーセル内のエネルギーがジュール熱により消費される。これにより、バッテリーセルの中で充電量が多いセルのエネルギーを消費させ、各バッテリーセルの充電量を均一化することができる。

【0042】

端子Ｄ１及び端子Ｄ２は、データの入出力の端子である。ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間は、端子Ｄ１及び端子Ｄ２を通じて、データが入出力される。

【0043】

図８は、電池モジュール１１－１～１１－７に対応させて、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を配置したときの説明図である。

【0044】

図５に示したように、電池モジュール１１－１～１１－７には、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎからなるバッテリースタックが設けられている。各バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎの両端及び段間は、それぞれ、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍに接続される。また、各ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７は直列に接続される。

【0045】

図８に示した構成により、各電池モジュール１１－１～１１－７のバッテリースタックを構成するバッテリーセルのセル電圧は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７により検出される。そして、各電池モジュール１１－１～１１－７のバッテリースタックを構成するバッテリーセルのセル電圧は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７によりディジタル値に変換され、光絶縁素子であるフォトカップラ５５を介して、マイクロプロセッサ５４に送られる。

【0046】

＜第１の実施形態＞
本発明にかかる蓄電池制御システムは、上述のように構成される蓄電池ユニット３における電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板３０との接続部に適用される。

【0047】

図８に示したように、電池モジュール１１－１～１１－７とＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７とを対応させた場合、電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板３０との接続が不十分であると、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７に損傷を与える可能性がある。

【0048】

例えば、図８において、電池モジュール１１－７とＡＦＥ回路素子５３０－７との間の配線が欠落した状態を想定する。このとき、電池モジュール１１－１～電池モジュール１１－６からの電源はＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－６に供給されるが、ＡＦＥ回路素子５３０－７には、電源は供給されない。

【0049】

この状態で、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を直列接続したとすると、ＡＦＥ回路素子５３０－７の端子Ａｍに電圧が供給されない状態で、ＡＦＥ回路素子５３０－７の端子Ａ１にＡＦＥ回路素子５３０－６の端子Ａｍからの電圧が供給されることになる。ＡＦＥ回路素子５３０－７の端子Ａｍの電圧が決まらない状態で、ＡＦＥ回路素子５３０－７の端子Ａ１に電圧が供給されると、電位が逆転し、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７に損傷を与える危険性がある。

【0050】

そこで、本実施形態では、各電池モジュール１１－１～１１－７とＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７との間の接続状態を検出できるようにしている。

【0051】

図９は、本発明の第１の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。前述したように、電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板３０との間は、中継ケーブル７０－１～７０－７により接続される。ここで、中継ケーブル７０－１～７０－７のコネクタ７２－１～７２－７と、ＢＭＳ基板３０のコネクタ５６－１～５６－７との間の接続が不完全であると、上述のように、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７に損傷を与える危険性がある。

【0052】

本実施形態では、コネクタ５６－１～５６－７からＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７への経路中に、接続検出部１０１（１０１－１～１０１－７）が設けられる。より具体的には、接続検出部１０１－１は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように構成される。なお、他の接続検出部１０１－２～１０２－７も同様である。

【0053】

図１０Ａ及び図１０Ｂは、接続検出部１０１－１の具体構成を示す接続図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、接続検出部１０１－１は、絶縁素子であるフォトカップラ１２１及び１２２と、ＭＯＳトランジスタ１２３とから構成される。入力電気信号を発光素子でいったん光信号に変え、その光信号を受光素子で再度電気信号に戻して出力する光絶縁素子であれば、フォトカップラ１２１としていずれの素子を用いてもよい。

【0054】

コネクタ５６－１からＡＦＥ回路素子５３０－１への配線の中で最大電位となる配線Ｌ＋と、最小電位となる配線Ｌ－とすると、フォトカップラ１２１を構成するフォトトランジスタ側及びフォトカップラ１２２を構成するダイオード側は、配線Ｌ＋と配線Ｌ－との間に接続される。フォトカップラ１２１のダイオード側は、ＭＯＳトランジスタ１２３により駆動される。ＭＯＳトランジスタ１２３のゲートには、接続検出信号Ｓ１が供給される。フォトカップラ１２２のトランジスタ側からは、接続確認結果信号Ｓ２が導出される。

【0055】

図１０Ａは、中継ケーブル７０－１のコネクタ７２－１と、ＢＭＳ基板３０のコネクタ５６－１とが確実に接続されている状態を示す。図１０Ａに示すように、中継ケーブル７０－１のコネクタ７２－１と、ＢＭＳ基板３０のコネクタ５６－１との間の接続が完全であれば、ＭＯＳトランジスタ１２３のゲートに、マイクロプロセッサ５４から接続検出信号Ｓ１を供給すると、ＭＯＳトランジスタ１２３がオンし、フォトカップラ１２１がオンし、配線Ｌ＋と配線L－との間に電流が流れる。これにより、フォトカップラ１２２がオンし、フォトカップラ１２２から接続確認結果信号Ｓ２が出力される。

【0056】

これに対して、図１０Ｂは、中継ケーブル７０－１のコネクタ７２－１と、ＢＭＳ基板３０のコネクタ５６－１との間の接続が不完全な状態を示す。図１０Ｂに示すように、中継ケーブル７０－１のコネクタ７２－１と、ＢＭＳ基板３０のコネクタ５６－１との間の接続が不完全なら、配線Ｌ＋と配線Ｌ－との間に電流が流れず、フォトカップラ１２２から接続確認結果信号Ｓ２は出力されない。

【0057】

このように、本発明の第１の実施形態では、電池モジュール１１－１～１１－７の第１正極端子及び第１負極端子の各々が接続される、ＢＭＳ基板５０のコネクタ５６－１～５６－７（接続端子）の第２正極端子からの配線Ｌ＋、第２負極端子からの配線Ｌ－のそれぞれの間に、接続検出部１０１－１～１０１－７が設けられる。接続検出部１０１－１～１０１－７は、第２正極端子からの配線Ｌ＋と、第２負極端子からの配線Ｌ－に流れる電流の有無を検出する。マイクロプロセッサ５４（判定制御部）は、接続検出部１０１－１～１０１－７から供給される電流の有無を示す情報により、電池モジュール１１－１～１１－７が接続端子に正常に接続されているか否かを判定する。これにより、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）とＢＭＳ基板３０との間の接続状態が判定できる。

【0058】

＜第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。前述したように、電池モジュール１１－１～１１－７とＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７とを対応させた場合、電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板３０との接続が不十分であると、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７に損傷を与える可能性がある。そこで、この実施形態では、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を直列接続する経路中に、スイッチ部１０２－１、１０２－２、…を設けることで、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の損傷を抑えるようにしている。

【0059】

図１２は、スイッチ部１０２（１０２－１、１０２－２、…）の具体構成を示す接続図である。図１２に示すように、スイッチ部１０２（１０２－１、１０２－２、…）は、光絶縁素子であるフォトＭＯＳリレー１３１から構成される。入力電気信号を発光素子でいったん光信号に変え、その光信号を受光素子で再度電気信号に戻して出力する光絶縁素子であれば、いずれの素子を用いてもよい。

【0060】

図１２において、ＡＦＥ回路素子５３０－１の配線Ｌ－と、その下段にあるＡＦＥ回路素子５３０－２の配線Ｌ＋との間に、フォトＭＯＳリレー１３１が設けられる。フォトＭＯＳリレー１３１のダイオード側は、ＭＯＳトランジスタ１３２により駆動される。

【0061】

ＭＯＳトランジスタ１３２のゲートに接続開始信号Ｓ３を供給していないときには、フォトＭＯＳリレー１３１がオフしている。これにより、ＡＦＥ回路素子５３０－１の配線Ｌ－と、その下段にあるＡＦＥ回路素子５３０－２の配線Ｌ＋との間は、遮断されている。

【0062】

ＭＯＳトランジスタ１３２のゲートに接続開始信号Ｓ３が供給されると、フォトＭＯＳリレー１３１がオンする。これにより、ＡＦＥ回路素子５３０－１の配線Ｌ－と、その下段にあるＡＦＥ回路素子５３０－２の配線Ｌ＋との間が接続される。

【0063】

このように、この実施形態では、ＢＭＳ基板５０（制御基板）に電池モジュール１１－１～１１－７を構成する直列に接続されたセル電池の各々の電圧を測定するＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７（セル電圧測定回路）が設けられる。そして、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７におけるセル電池が接続される正極端子及び負極端子からなる端子Ａ１～Ａｍ（測定端子）の各々において、直列に接続された隣接する端子Ａ１～Ａｍの負極端子と正極端子との間に、スイッチ部１０２－１～１０２－６が設けられる。スイッチ部１０２－１～１０２－６は、それぞれ、マイクロプロセッサ５４（導通制御部）によりオンオフ制御される。これにより、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）とＢＭＳ基板３０との間が未接続の状態であっても、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を直列接続する経路を遮断することで、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の損傷を抑制できる。

【0064】

＜第３の実施形態＞
図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる蓄電制御システムの概要のブロック図である。この実施形態では、コネクタ５６－１～５６－７からＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７への経路中に、接続検出部１０１（１０１－１～１０１－７）を設けるとともに、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を直列接続する経路中に、スイッチ部１０２（１０２－１、１０２－２、…）を設けることで、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の損傷を抑えるようにしている。

【0065】

図１４は、本発明の第３の実施形態にかかる蓄電制御システムでの制御を示すフローチャートである。
（ステップＳＴ１０１）マイクロプロセッサ５４は、接続検出部１０１－１～１０２－７に接続検出信号を送信する。

【0066】

（ステップＳＴ１０２）マイクロプロセッサ５４は、接続検出部１０１－１～１０２－７からの接続検出確認信号を判定し、全ての電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板５０との接続が行われたかを判定する。

【0067】

（ステップＳＴ１０３）マイクロプロセッサ５４は、全てのＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７で電池モジュール１１－１～１１－７との接続が行われたと判定すると（ステップＳＴ１０２：Ｙｅｓ）、スイッチ部１０２－１、１０２－２、…に接続開始信号を供給し、スイッチ部１０２－１、１０２－２、…をオンさせる。

【0068】

（ステップＳＴ１０４）マイクロプロセッサ５４は、電池モジュール１１－１～１１－７との接続が行われていない接続箇所が何れか１つでもあると判定すると（ステップＳＴ１０２：Ｎｏ）、スイッチ部１０２－１、１０２－２、…はオフ状態に維持し、警告を報知して、ユーザに、電池モジュール１１－１～１１－７の接続の確認を促す。

【0069】

本実施形態では、全ての電池モジュール１１－１～１１－７とＢＭＳ基板５０との接続が確実に行われてから、スイッチ部１０２－１、１０２－２、…をオンさせることで、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の損傷を防止し、各バッテリーセルの電圧を正確に計測することができる。

【0070】

また、上述した実施形態において、電源システムを図１５に示す構成としてもよい。図１５は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１５の電源システム１０Ａにおいて、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３及びＥＶスタンド４の各々は、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに独立して接続されている。
図１５において、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１５における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。

【0071】

また、上述した実施形態において、電源システムを図１６に示す構成としてもよい。図１６は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１６の電源システム１０Ｂにおいて、ソーラーパネル２及び蓄電池ユニット３の各々はパワーコンディショナー１Ｄに接続され、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１Ｃに接続されている。
図１６において、パワーコンディショナー１Ｃ及び１Ｄの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１６における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。

【0072】

上述した実施形態における電源システム１０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0073】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0074】

３…蓄電池ユニット、１１（１１－１～１１－７）…電池モジュール、１２…制御管理モジュール、１３（１３－１～１３－７）… コネクタ、１４（１４－１～１７－７）…コネクタ、５４…マイクロプロセッサ、５６（５６－１～５６－７）…コネクタ、１０１（１０１－１～１０１－７）… 接続検出部、１０２（１０２－１～１０２－６）…スイッチ部、１２１，１２２…フォトカップラ、１３１…フォトＭＯＳリレー、５３０－１～５３０－７…ＡＦＥ回路素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】