JP2013076602A - 蓄電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記課題は、電位的に隣接するIC1〜IC3のセルコンIC330のうち、電位が最も高いIC1のセルコンIC330と、IC1のセルコンIC330の次に電位が高いIC2のセルコンIC330との間を、IC1のセルコンIC330と第1単電池群240のBC1〜BC4の電池セル201のそれぞれとを、IC2のセルコンIC330と第2単電池群241のBC5〜BC8の電池セル201のそれぞれとを、それぞれ、電圧検出線用コネクタ320を介して電気的に接続した後、電位が最も低いIC3のセルコンIC330と第3単電池群242のBC9〜BC12の電池セル201のそれぞれとを電気的に接続するスイッチ機能付電圧検出線用コネクタ321を介して電気的に接続することにより解決できる。
【選択図】 図4
Description
本発明は、電気自動車や鉄道車両などの移動体に搭載され、移動体の駆動用電動機の駆動用電源として用いられる蓄電システムや、再生可能エネルギーを用いた発電システム、データセンタ、需要家、送配電系統などの定置体に設置され、発電出力や系統電力の変動抑制、バックアップ電源、電力負荷の平準化、余剰電力対策、周波数対策、逆潮流対策などに用いられる蓄電システムなど、電気的に直列に接続された複数の蓄電器を有する蓄電器群が複数、電気的に直列に接続された直列接続を含む態様の蓄電システムに適用されることが特に好ましい。
以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電気自動車以外の電気自動車、例えば内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源(原動機)として備えると共に、商用電源及び電気スタンドなどの外部電源から供給された交流電力を蓄電システムに充電するための充電器を搭載したプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)や、車両の駆動源としてエンジンを持たない(電動力を発生する電動機を車両の唯一の駆動源とする)とすると共に、商用電源及び電気スタンドなどの外部電源から供給された交流電力を蓄電システムに充電するための充電器を搭載した純粋な電気自動車(EV)などの車載用蓄電システムにも適用できる。
車載用及び定置用蓄電システムは、出力電圧や設備の規模は異なるが、基本的には、複数の蓄電器(二次電池又は容量性を有する受動素子)を備え、複数の蓄電器の電気化学的作用や電荷蓄積構造によって電気エネルギーを蓄積(充電)及び放出(放電)するシステムである。複数の蓄電器は、蓄電システムに要求される出力電圧、蓄電容量などの仕様に応じて、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続されている。
リチウムイオン二次電池(以下、単に「リチウム電池」と記述する)を用いたリチウムイオン電池システム(以下、単に「電池システム」と記述する)では、リチウム電池が過充電状態及び過放電状態に陥らないように、リチウム電池の状態を監視制御している。このため、電池システムでは、集積回路などの半導体装置や抵抗などの回路素子などの電子部品から構成された監視制御回路を設け、各リチウム電池の正負極間の電圧を計測して、この情報を上位へ伝達すると共に、複数のリチウム電池間の充電状態(SOC:State Of Charge)が揃うように、上位からの指令に基づいて、複数のリチウム電池間の充電状態を制御(調整)している。
そこで、以下に説明する実施形態では、電気的に直列に接続された複数のリチウム電池群のそれぞれに対応して設けられると共に、対応するリチウム電池群が有する複数のリチウム電池のそれぞれの正負極と電気的に接続され、かつ複数のリチウム電池群の電気的な直列接続の順にしたがって、電気的に直列に接続された複数の監視回路を備え、複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路のうち、電位が最も高い監視回路を第1監視回路、第1監視回路の次に電位が高い監視回路を第2監視回路としたとき、第1及び第2監視回路と、これらの監視回路に対応するリチウム電池群が有する複数のリチウム電池のそれぞれと、を電気的に接続した後、第1監視回路と第2監視回路とを電気的に接続するようにしている。
以下に説明する実施形態によれば、電位的に隣接する監視回路が電気的に直列に接続されていない開ループの状態において、リチウム電池群が有する複数のリチウム電池のそれぞれの正負極と、これに対応する監視回路とを電気的に接続し、この後、電位的に隣接する監視回路のうち、一方の監視回路の最低電位と、この電位と同電位である、他方の監視回路の最高電位と、を電気的に接続するので、監視回路に設けられた回路素子の許容電流よりも大きい突入電流が監視回路に流れることを防ぐことができる。
以下に説明する実施形態では、第1及び第2監視回路よりも電位の低い第3監視回路と、この監視回路に対応するリチウム電池群が有する複数のリチウム電池のそれぞれとを電気的に接続するコネクタを接点、いわゆるスイッチとして機能させ、このスイッチ機能を備えたコネクタを介して、第1及び第2監視回路を電気的に直列に接続している。
第1実施形態を図1乃至図4に基づいて説明する。
まず、図1を用いて、ハイブリッド電気自動車1の駆動システムについて説明する。
図示省略した車体のフロント部或いはリア部には車軸3が回転可能に軸支されている。車軸3の両端には一対の駆動輪2が設けられている。図示省略したが、車体のリア部或いはフロント部には、両端に一対の従動輪が設けられた車軸が回転可能に軸支されている。HEV1では、駆動輪2を前輪とし、従動輪を後輪とした前輪駆動方式を採用している。駆動方式としては後輪駆動方式や4輪駆動方式(前後輪の一方をエンジン駆動装置により駆動し、他方を電動駆動装置により駆動する方式)を採用しても構わない。
モータジェネレータ10は、電機子巻線12を備えた電機子(本実施形態では固定子)11と、電機子11に空隙を介して対向配置され、永久磁石14を備えた界磁(本実施形態では回転子)13を有する回転電機であり、HEV1の力行時にはモータとして、HEV1の回生時や発電が必要な時にはジェネレータとして、それぞれ機能する。
モータジェネレータ10がモータとして機能する場合、すなわちHEV1の力行時やエンジン4を始動する時など、回転動力が必要な運転モードにある場合には、電池システム100に蓄積された電気エネルギーがインバータ装置20を介して電機子巻線12に供給される。これにより、モータジェネレータ10は電機子11と界磁13との間の磁気的作用により回転動力(機械エネルギー)を発生し、その回転動力を出力する。モータジェネレータ10から出力された回転動力は、HEV1の力行時には、変速機6及びDEF7を介して車軸3に伝達され、駆動輪2を駆動し、エンジン4の始動時には、クラッチ5を介してエンジン4に伝達され、エンジン4を駆動する。
モータジェネレータ10の駆動は、電機子11と電池システム100との間の電力がインバータ装置20によって制御されることにより制御される。すなわちインバータ装置20はモータジェネレータ10の制御装置である。
車両制御装置8は、運転者からのトルク要求、車両の速度など、車両の運転状態を示す複数の状態パラメータに基づいて、モータ制御装置24に対するモータトルク指令信号及びエンジン制御装置(図示省略)に対するエンジントルク指令信号をそれぞれ生成し、それぞれトルク指令信号を、対応する制御装置に出力している。
電池システム100は、モータジェネレータ200の駆動用電源として、インバータ装置20によって充放電される電源装置であり、主要な構成として、電池モジュール(蓄電モジュール)200及び制御装置を備えている。
電池モジュール200には、電池システム100よりも公称出力電圧の低い低圧バッテリ装置(図示省略)が電気的に接続されている。
電池モジュール200とパワーモジュール21との間の電路途中にはジャンクションボックス30が設けられている。
前述の通り、HEV1には、車両制御装置8、モータ制御装置24、バッテリ制御装置400、エンジン制御装置(図示省略)を含む複数の制御装置が搭載されている。複数の制御装置は、車載用の制御装置エリアネットワーク(CAN:Controller Area Network)に電気的に接続され、お互いに通信することができる構成になっている。例えばバッテリ制御装置400は、電池モジュール200(組電池)の充放電を制御するための許容充放電電力(電流)値に関する情報を、CANを介して車両制御装置8或いはモータ制御装置24に送信している。
次に、図2乃至図4を用いて、電池システム100の構成について具体的に説明する。
電池モジュール200は、電気的に直列に接続された複数の電池セル201を備えた高電位側電池モジュール210と、電気的に直列に接続された複数の電池セル201を備えた低電位側電池モジュール220とがサービスディスコネクト(SD)スイッチ230を介して電気的に直列に接続されることにより構成されている。
電池モジュール200の正極側(高電位側電池モジュール210の正極側)とインバータ装置20の正極側との間の強電正極ラインHV+の途中には正極側リレー機構31が設けられている。正極側リレー機構31は、構成要素として、正極側メインコンタクタ33と、プリチャージ抵抗35と、プリチャージ抵抗35に電気的に接続されたプリチャージコンタクタ34とを備えている。正極側メインコンタクタ33はメイン回路に設けられている。プリチャージ抵抗35及びプリチャージコンタクタ34はプリチャージ回路に設けられている。プリチャージ回路は、正極側メインコンタクタ33をバイパスするように、メイン回路に対して電気的に並列に接続されている。
セル制御装置300は、バッテリ制御装置400から出力された指令信号に基づいて、バッテリ制御装置400の手足となって動作し、複数の電池セル201のそれぞれの状態を管理及び制御する複数のセルコンIC330を備えている。
バッテリ制御装置400は、電池モジュール200の状態を管理すると共に、車両制御装置8又はモータ制御装置24に許容充放電量(範囲)を通知して、電池モジュール200に対する電気エネルギーの出し入れ(直流電力の充放電)を制御する電子制御装置であり、マイクロコントローラ(以下、「MC」と略称する。)410、電源回路420、インターフェース回路430,431、記憶装置440、増幅器450、基準電圧回路460、CANポート470を含む複数の電子回路部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
図2に示すように、電池モジュール200の正極側とインバータ装置20(パワーモジュール21)の正極側との間の充放電路(強電正極側ラインHV+)には、電池モジュール200からインバータ装置20(パワーモジュール21)に供給される電流、或いはインバータ装置20(パワーモジュール21)から電池モジュール200に供給される電流を検出するための電流センサSiが設けられている。電流センサSiはジャンクションボックス30に収納されている。電流センサSiの出力(アナログ信号)はインターフェース回路430を介してMC410のアナログデジタル変換器に入力されている。これにより、電池モジュール200の充放電電流を検出することができる。
バッテリ制御装置400及びセル制御装置300は、お互いに電気信号の授受ができるように通信回路によって接続されている。通信回路は、異なるシリアル信号を送信するように、第1及び第2通信回路から構成されている。第1通信回路は、複数ビットのデータ長で構成されたシリアル信号を伝送するように構成されている。第2通信回路は、1ビットのデータ長で構成されたシリアル信号を伝送するように構成されている。第1及び第2通信回路には、CANのサブネットワークであるLIN(Local Interconnect Network)を用いている。
次に、図3を用いて、セルコンIC330の回路構成について説明する。
IC1のセルコンIC330には、電圧検出回路370に対応して、CV1〜CV4の電圧検出用端子331、及びCV5の電圧検出用端子に相当するグランド端子334(GND)が設けられており、それぞれ、外装パッケージの縁から外部に露出している。
IC1のセルコンIC330には、バランシング制御回路380に対応して、BR1〜BR4のバランシング端子332が設けられており、それぞれ、外装パッケージの縁から外部に露出している。
診断回路360は、電圧検出回路370によるBC1〜BC4の電池セル201の端子電圧の検出期間に同期して動作しており、IC制御回路350から伝送されたBC1〜BC4の電池セル201の端子電圧と、予め設定された過充放電の閾値との比較に基づいて、BC1〜BC4の電池セル201に過充放電の異常があるか無いかを診断している。また、診断回路360は、各回路電圧検出回路370の異常、IC制御回路350の異常、BS1〜BS4のバランシングスイッチ381の異常、IC1のセルコンIC330の温度異常などを診断している。これらの診断の結果は、診断回路360は、異常を示す診断フラグ信号をIC制御回路350に出力する。
IC制御回路350は、演算機能を有するロジック回路であり、検出されたBC1〜BC4の電池セル201の端子電圧などに関するデータを保持(記憶)するためのデータ保持回路351、BC1〜BC4の電池セル201の端子電圧の検出や診断回路360による診断を周期的に行わせるためのタイミング制御回路352、診断回路360による各診断の結果を示す診断フラグを保持(記憶)するための診断フラグ保持回路353を備えている。
IC1のセルコンIC330には、電源回路に対応して、電源端子333(VCC)及びグランド端子334が設けられており、それぞれ、外装パッケージの縁から外部に露出している。
IC1のセルコンIC330には、信号伝送回路390に対応して、第1信号入力端子336(LIN1)、第1信号出力端子337(LIN2)、第2信号入力端子338(FFI)、第2信号出力端子339(FFO)、制御信号端子335(CT)が設けられており、それぞれ、外装パッケージの縁から外部に露出している。
IC1のセルコンIC330は、MC410から出力された起動信号に基づいて起動するように、起動回路342及びタイマ回路343を備えている。
SL1〜SL4の電圧検出線を構成する第1電圧検出線302のそれぞれの途中には電流制限抵抗312(RCV)が電気的に直列に接続されている。電流制限抵抗312は、端子の保護用及びバランシング時に流れる放電電流の制限用として設けられている。
次に、図4を用いて、IC1,IC2,IC3,・・・,ICnのセルコンIC330によって構成されたセル制御装置300の回路構成について説明する。
図4に示すように、本実施形態では、BC1〜BC4の電池セル201の電気的な直列接続によって第1単電池群240が、BC5〜BC8の電池セル201の電気的な直列接続によって第2単電池群241が、BC9〜BC12の電池セル201の電気的な直列接続によって第3単電池群242が、・・・、BCn−3〜BCnの電池セル201の電気的な直列接続によって第n単電池群243が、それぞれ構成され、というように、四つの電池セル201が電気的に直列に接続されて単電池群(組電池)が複数、構成されている。
セル制御装置回路基板301には、図4に示すように、IC1〜ICnのセルコンIC330が実装されている。IC1〜ICnのセルコンIC330のそれぞれは、第1乃至第n単電池群240〜243のうちのいずれか一つに対応するように設けられている。
IC1〜ICnのセルコンIC330の電圧検出端子331とBC1〜BCnの電池セル201の正極及び負極との間の電気的な接続関係にあるもの同士はSL1〜SLnの電圧検出線によって電気的に接続されている。
IC1〜ICnのセルコンIC330のそれぞれの電源端子333と、対応する最高電位の電池セル201の正極との間は、セルコンIC330と単電池群との対において、最高電位の電圧検出線と電源端子333とをセル制御装置回路基板301上で接続線によって電気的に接続することにより電気的に接続されている。
セル制御装置回路基板301上において、電位的に隣接するセルコンIC330の間には通信線307が設けられている。通信線307の一端側には、電位的に隣接するセルコンIC330のうち、高電位側のセルコンIC330の信号出力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)が、通信線307の他端側には、低電位側のセルコンIC330の信号入力端子(第1信号入力端子336,第2信号入力端子338)が、それぞれ電気的に接続されている。これにより、電位的に隣接するセルコンIC330のうち、高電位側のセルコンIC330の信号出力端子と、低電位側のセルコンIC330の信号入力端子との間には、通信線307によって、高電位側のセルコンIC330の信号出力端子から出力された電気信号を低電位側のセルコンIC330の信号入力端子に伝送する信号伝送路が形成される。
コネクタを用いた電気的な接続では、雄コネクタの複数の接点と雌コネクタの複数の接点との接触順番を制御することが難しく、どの順番で接点同士が接触するか判らない。ここで、雄コネクタの複数の接点と雌コネクタの複数の接点とがお互いに電位を持たない場合には、接点同士の接触順番は特に気にする必要はない。
(1)第1単電池群240を構成するBC1〜BC4の電池セル201のそれぞれの正極及び負極側(第1電圧検出線250)
(2)第2単電池群241を構成するBC5〜BC8の電池セル201のそれぞれの正極及び負極側(第2電圧検出線251)
(3)第3単電池群242を構成するBC9〜BC12の電池セル201のそれぞれの正極及び負極側(第3電圧検出線252)
(4)IC3のセルコンIC330の次に電位の低いセルコンICに対応する単電池群を構成する複数の電池セルのそれぞれの正極及び負極側(電池セル側の電圧検出線)
(5)IC1のセルコンIC330の電圧検出用端子331側(第1電圧検出線302)
(6)IC2のセルコンIC330の電圧検出用端子331側(第2電圧検出線303)
(7)IC3のセルコンIC330の電圧検出用端子331側(第3電圧検出線304)
(8)IC3のセルコンIC330の次に電位の低いセルコンICの電圧検出用端子側(セルコンIC側の電圧検出線)
(9)IC1のセルコンIC330のグランド端子334側(グランド端子334に電気的に接続された電源線308)
(10)IC2のセルコンIC330の電源端子333側(電源端子333に電気的に接続された電源線308)
(11)IC2のセルコンIC330のグランド端子334側(グランド端子334に電気的に接続された電源線308)
(12)IC3のセルコンIC330の電源端子333側(電源端子333に電気的に接続された電源線308)
(13)ICn−1のセルコンICのグランド端子側(グランド端子に電気的に接続された電源線)
(14)ICnのセルコンIC330の電源端子333側(電源端子333に電気的に接続された電源線308)
(15)IC1のセルコンIC330の信号出力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)側(信号出力端子に電気的に接続された通信線307)
(16)IC2のセルコンIC330の信号入力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)側(信号入力端子に電気的に接続された通信線307)
(17)IC2のセルコンIC330の信号出力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)側(信号出力端子に電気的に接続された通信線307)
(18)IC3のセルコンIC330の信号入力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)側(信号入力端子に電気的に接続された通信線307)
(19)ICn−1のセルコンICの信号出力端子(第1信号出力端子,第2信号出力端子)側(信号出力端子に電気的に接続された通信線)
(20)ICnのセルコンIC330の信号入力端子(第1信号出力端子337,第2信号出力端子339)側(信号入力端子に電気的に接続された通信線307)
以上説明した本実施形態によれば、電位的に隣接するセルコンIC330と、電位的に隣接するセルコンIC330のそれぞれに対応する単電池群を構成する複数の電池セル201のそれぞれの正極及び負極とを電気的に接続した後に、電位的に隣接するセルコンIC330の一方側に電気的に接続された電源線308と、その他方側に電気的に接続された電源線308とを電気的に接続したので、電位的に隣接するセルコンIC330と、電位的に隣接するセルコンIC330のそれぞれに対応する単電池群を構成する複数の電池セル201のそれぞれの正極及び負極とを電気的に接続する時に、電位的に隣接するセルコンIC330の一方側の電源線308とその他方側の電源線308とが電気的に接続されて、閉回路が形成されることはなく、電池セル201の間の電位差及びバイパスコンデンサ309の容量に基づく電流も流れることはない。
第2実施形態を図5乃至図7に基づいて説明する。
まず、図5を用いて、発電システム40の構成について説明する。
電池システム100は複数のサブ電池システム110を備えている。複数のサブ電池システム110は電気的に並列に接続されている。
次に、図6を用いて、サブ電池システム110の構成を具体的に説明する。
複数の電池ブロック120はそれぞれ第1及び第2電池ユニット130,131を備えている。第1及び第2電池ユニット130,131は統合ユニット132を介して電気的に並列に接続されている。本実施形態では、保守点検或いは修理の作業における安全性の確保がし易いように、第1及び第2電池ユニット130,131を電気的に並列に接続し、電池ブロック120内の電圧を、千ボルト以下、特に650ボルト以下の比較的安全な電圧に維持しているが、充放電電圧の大きさによってはそれらを電気的に直列に接続してもよい。
第1及び第2電池ユニット130,131はそれぞれ、複数の電池パック140を備えている。本実施形態では、複数の電池パック140として、三つの電池パック140を備えた場合を例に挙げて説明するが、それ以外の個数であってもよい。
複数の電池パック140のそれぞれにはバッテリ制御装置400が設けられている。
複数の電池ブロック120のそれぞれには、対応する第1及び第2電池ユニット130,131を管理及び制御する統合ユニット132が設けられている。
継電器135,136は、対応する第1及び第2電池ユニット130,131を構成する最高電位の電池パック140の正極用電力コネクタ141と電池ブロック120の正端部121との間の電気的な接続を制御する開閉機構(リレー機構)を構成している。開閉機構は、継電器135と電流制限器137とを電気的に直列に接続した直列回路(サブ回路)と、継電器136を有する直列回路(メイン回路)とが電気的に並列に接続されて構成されている。継電器135,136の接点の遮断、投入は統合制御装置600によって制御されている。
複数の統合制御装置600のそれぞれは、対応する電池ブロック120を構成する複数の電池パック140の充電状態を管理している。このため、複数の統合制御装置600のそれぞれには、対応する電池ブロック120の複数の電池パック140のそれぞれのバッテリ制御装置400において演算されて出力された、対応する電池ブロック120の複数の電池パック140のそれぞれを構成する複数の電池セル201のそれぞれの充電状態が、対応する電池ブロック120の複数の電池パック140のそれぞれのバッテリ制御装置400から入力されている。複数の統合制御装置600のそれぞれは、対応する電池ブロック120複数の電池セル210の充電状態の平均値を求め、その平均値を電池ブロック120の充電状態としてシステム制御装置500に出力している。
システム制御装置500は、複数の電池ブロック120のそれぞれの統合制御装置600から送られてきた情報に基づいて、或いは、情報入出力端510を介して、電池システム100の管理装置(図示省略)から送られてきた情報或いは指令に基づいて、サブ電池システム110を電池システム100から電気的に切り離す条件が成立した場合に、或いは、サブ電池システム110を電池システム100に電気的に接続する条件が成立した場合に、遮断機113を遮断、或いは、投入するように、遮断機113に開閉指令を出力している。
複数の電池ブロック120のそれぞれに設けられた統合制御装置600とシステム制御装置500との間、及び複数の電池ブロック120のそれぞれにおける統合制御装置600と複数の電池パック140のそれぞれに設けられたバッテリ制御装置400との間は、それぞれ、情報バス610を介して、同時並行的(パラレル)に通信できるように構成されている。
複数のバッテリ制御装置400、統合制御装置600及びシステム制御装置500は、それぞれ、前述した機能を実行するために、マイクロコントローラなどの演算処理装置を備えている。それらの演算処理装置を動作させるためには、例えば5ボルトの低圧の動作電圧を電源からそれぞれの演算処理装置に供給する必要がある。その電源としては、電池セル201とすることも考えられるが、電池パック140の保守点検をスムーズに行う観点や、電池パック140の構成を規格化することで電池システム100の生産性を向上する観点などからすると、電池セル201とは異なる電源を用いることが望ましい。そこで、本実施形態では、サブ電池システム110の外部の商用電源を演算処理装置の電源とし、その商用電源から交流電力(単相)の供給を受けている。
遮断機113、断路器115,123,124、継電器135が全て投入され、図6に示すサブ電池システム110が正極出力端114及び負極出力端115を介して、図5に示す他のサブ電池システム110に電気的に並列に接続されている接続状態において、図6に示すサブ電池システム110を、図5に示す他のサブ電池システム110から電気的に切り離す場合には、まず、システム制御装置500からの指令によって遮断機113を遮断して、サブ電池システム110を無負荷状態(充放電電流が流れない状態)とし、この後、断路器115、断路器123,124の順に遮断する。これにより、図5に示す他のサブ電池システム110から、図6に示すサブ電池システム110を電気的に切り離すことができ、かつ正極出力端114及び負極出力端115に電圧が印加されない安全な状態とすることができる。さらに、第1及び第2電池ユニット130,131の間を電気的に切り離す場合には継電器135を遮断する。これにより、第1及び第2電池ユニット130,131の一方から他方を電気的に切り離すことができる。
図7は、電池パック140の構成を示す。
Claims (19)
- 複数の蓄電器が電気的に接続されることにより構成され、その電気的な接続態様として、所定数の蓄電器が電気的に直列或いは直並列に接続された蓄電器群がさらに複数、電気的に直列に接続された直列接続を含む蓄電ユニットと、
前記複数の蓄電器群のそれぞれに対応して設けられた監視回路を備え、前記複数の監視回路が、対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間に電気的に接続され、かつ接続線によって、前記複数の蓄電器群の電気的な直列接続の順にしたがって、電気的に直列に接続された制御ユニットと、
前記蓄電器群と前記監視回路との複数の対のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間に電気的に接続された接続部品と前記監視回路に電気的接続された接続部品とを接続することにより、前記蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間と前記監視回路とを電気的に接続する第1のコネクタと、
前記接続線に設けられ、前記複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路の一方に電気的に接続された接続部品とその他方に電気的に接続された接続部品とを接続することにより、複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路の間を電気的に接続する第2のコネクタと、を有する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1に記載の蓄電システムにおいて、
前記第2のコネクタは、前記複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路よりも電位の低い監視回路と、この監視回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続する第1のコネクタを兼ねる、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項1又は2に記載の蓄電システムにおいて、
前記複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路の間を電気的に接続する第2のコネクタによる接続は、前記複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路と、これらの監視回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続する第1のコネクタによる接続の後に行われる、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 複数の蓄電器が電気的に接続されることにより構成され、その電気的な接続態様として、所定数の蓄電器が電気的に直列或いは直並列に接続された蓄電器群がさらに複数、電気的に直列に接続された直列接続を含む蓄電ユニットと、
前記複数の蓄電器群のそれぞれに対応して設けられた集積回路を備え、前記複数の集積回路が、対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間に電気的に接続され、かつ接続線によって、前記複数の蓄電器群の電気的な直列接続の順にしたがって、電気的に直列に接続された制御ユニットと、
前記蓄電器群と前記集積回路との複数の対のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間に電気的に接続された接続部品と前記集積回路に電気的接続された接続部品とを接続することにより、前記蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間と前記集積回路とを電気的に接続するコネクタと、を有し、
前記複数の集積回路は、それぞれ、
対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極に電気的に接続された複数の電圧入力端子と、
信号を入出力する信号入出端子と、
対応する蓄電器群の最上位の電位の蓄電器の正極に電気的に接続された電源端子と、
対応する蓄電器群の最下位の電位の蓄電器の負極に電気的に接続されたグランド端子と、を有し、
前記接続線は、前記複数の集積回路の電位的に隣接する一方の集積回路のグランド端子と他方の集積回路の電源端子とを電気的に接続する電源線を含み、
前記複数の集積回路の電位的に連続する三つの集積回路のうち、電位が最も高い集積回路を第1集積回路、前記第1集積回路の次に電位が高い集積回路を第2集積回路、電位が最も低い集積回路を第3集積回路としたとき、前記第1集積回路と前記第2集積回路とを電気的に接続する電源線は、前記第3集積回路或いは前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路と、前記第3集積回路或いは前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するコネクタを介して電気的に接続されている、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項4に記載の蓄電システムにおいて、
前記電源線には容量性素子が設けられている、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項4又は5に記載の蓄電システムにおいて、
前記接続線は、前記複数の集積回路の電位的に隣接する一方の集積回路の信号出力端子と他方の集積回路の信号入力端子とを電気的に接続する通信線を含み、
前記第1集積回路と前記第2集積回路とを電気的に接続する通信線は、前記第3集積回路或いは前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路と、前記第3集積回路或いは前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するコネクタを介して電気的に接続されている、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項4乃至6のいずれかに記載の蓄電システムにおいて、
さらに、前記複数の監視回路は、それぞれ、
対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間の電圧を、前記複数の電圧入力端子を介して入力し、この入力した電圧を検出する電圧検出回路と、
前記信号入力端子を介して信号を入力する信号入力回路と、
前記信号出力端子を介して信号を出力する信号出力回路と、
対応する蓄電器群の最上位の電位の蓄電器の正極と最下位の電位の蓄電器の負極との間の電圧を電源電圧として、前記電源端子及び前記グランド端子を介して入力して、前記電圧検出回路及び前記信号入出回路に前記グランド端子の電位を基準電位とした動作電圧を出力する電源回路と、を有する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項6に記載の蓄電システムにおいて、
前記第2集積回路と前記第3集積回路とを電気的に接続する電源線及び通信線は、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路と、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するコネクタ、或いは前記第2及び第3集積回路と、これらの集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するコネクタとは別に設けられたコネクタを介して接続されている、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項6に記載の蓄電システムにおいて、
前記第1集積回路と前記第2集積回路とを電気的に接続する電源線及び通信線を電気的に接続するコネクタは、
第1コネクタと、
前記第1コネクタと嵌め合わせられる第2コネクタと、を有し、
前記第1コネクタには、前記第3集積回路に電気的に接続されていると共に、前記第3集積回路から延び、前記第3集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極の電圧を前記第3集積回路に入力する電圧入力線、前記第1集積回路に電気的に接続されると共に、前記第1集積回路から延びた電源線及び通信線、及び前記第2集積回路に電気的に接続されると共に、前記第2集積回路から延びた電源線及び通信線が取り付けられ、
前記第2コネクタには、前記第3集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極に電気的に接続されると共に、前記第3集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極から延び、前記第3集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極間の電圧を前記第3集積回路側に出力する電圧出力線が取り付けられ、
さらに、前記第2コネクタは、
前記第1集積回路から延びた電源線と、前記第2集積回路から延びた電源線とを電気的に接続するための接続導体と、
前記第1集積回路から延びた通信線と、前記第2集積回路から延びた通信線とを電気的に接続するための接続導体と、を有する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項9に記載の蓄電システムにおいて、
前記第2集積回路と前記第3集積回路とを電気的に接続する電源線及び通信線を電気的に接続するコネクタは、
第1コネクタと、
前記第1コネクタと嵌め合わせられる第2コネクタと、を有し、
前記第1コネクタには、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に電気的に接続されていると共に、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路から延び、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極の電圧を、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に入力する電圧入力線、前記第2集積回路に電気的に接続されると共に、前記第2集積回路から延びた電源線及び通信線、及び前記第3集積回路に電気的に接続されると共に、前記第3集積回路から延びた電源線及び通信線が取り付けられ、
前記第2コネクタには、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極に電気的に接続されると共に、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極から延び、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路に対応する蓄電器群のそれぞれの正負極間の電圧を、前記第3集積回路よりも電位の低い集積回路側に出力する電圧出力線が取り付けられ、
さらに、前記第2コネクタは、
前記第2集積回路から延びた電源線と、前記第3集積回路から延びた電源線とを電気的に接続するための接続導体と、
前記第2集積回路から延びた通信線と、前記第3集積回路から延びた通信線とを電気的に接続するための接続導体と、を有する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 請求項9に記載の蓄電システムにおいて、
前記第2及び第3集積回路と、これらの集積回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するコネクタとは別に設けられたコネクタは、
第1コネクタと、
前記第1コネクタと嵌め合わせられる第2コネクタと、を有し、
前記第1コネクタには、前記第2集積回路に電気的に接続されると共に、前記第2集積回路から延びた電源線及び通信線、及び前記第3集積回路に電気的に接続されると共に、前記第3集積回路から延びた電源線及び通信線が取り付けられ、
前記第2コネクタは、
前記第2集積回路から延びた電源線と、前記第3集積回路から延びた電源線とを電気的に接続するための接続導体と、
前記第2集積回路から延びた通信線と、前記第3集積回路から延びた通信線とを電気的に接続するための接続導体と、を有する、
ことを特徴とする蓄電システム。 - 複数の蓄電器が電気的に接続されることにより構成され、その電気的な接続態様として、所定数の蓄電器が電気的に直列或いは直並列に接続された蓄電器群がさらに複数、電気的に直列に接続された直列接続を含む蓄電ユニットと、前記複数の蓄電器群のそれぞれに対応して設けられた監視回路を備え、前記複数の監視回路が、対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれの正負極間に電気的に接続され、かつ前記複数の蓄電器群の電気的な直列接続の順にしたがって、電気的に直列に接続された制御ユニットと、を有する蓄電システムの活線挿抜方法であって、
前記複数の監視回路の電位的に隣接する二つの監視回路のうち、電位が最も高い監視回路を第1監視回路、前記第1監視回路の次に電位が高い監視回路を第2監視回路としたとき、はじめに、前記第1及び第2監視回路と、これらの監視回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続し、この後、前記第1監視回路と前記第2監視回路とを電気的に接続する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項12に記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記複数の監視回路と、これらの監視回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを、前記複数の蓄電器群の電気的な直列接続の最高電位側から最低電位側に向かって順番に電気的に接続する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項12又は13に記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記第1監視回路と前記第2監視回路の両者を、前記第2監視回路よりも電位の低い監視回路と、この監視回路に対応する蓄電器群が有する複数の蓄電器のそれぞれとを電気的に接続するタイミングと同じタイミングで電気的に接続する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項14に記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記第2監視回路よりも電位の低い監視回路は、前記第2監視回路の次に電位が低い監視回路である、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項12乃至15のいずれかに記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記複数の蓄電器群のいずれか一つを、これに対応する監視回路から電気的に分離して、別の蓄電器群と交換する場合には、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路を、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に直列に接続された監視回路から電気的に分離し、この後、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路を前記交換対象の蓄電器群から電気的に分離する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項16に記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記交換対象の蓄電器群を前記別の蓄電器群に交換した場合には、前記別の蓄電器群と、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路とを電気的に接続し、この後、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に直列に接続される監視回路を、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に接続する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項12乃至15のいずれかに記載の蓄電システムの活線挿抜方法において、
前記複数の蓄電器群のいずれか一つを、これに対応する監視回路から電気的に分離して、別の蓄電器群と交換する場合であり、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路よりも電位の低い監視回路がある場合には、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路よりも電位の低い監視回路と、この監視回路に対応する蓄電器群との電気的な分離と、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路よりも電位の低い監視回路間の電気的な分離とを、電位の低い方から順に、電位的に隣接する二つの監視回路と、これらに対応する蓄電器群とを電気的に接続した後、前記電位的に隣接する二つの監視回路を電気的に直列に接続するという、接続手順とは逆の分離手順にしたがって実施し、この後、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に接続された監視回路と前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路とを電気的に分離し、この後、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路を前記交換対象の蓄電器群から電気的に分離する、
ことを特徴とする蓄電システムの活線挿抜方法。 - 請求項18に記載の蓄電システム活線挿抜方法において、
前記交換対象の蓄電器群を前記別の蓄電器群に交換した場合には、前記別の蓄電器群と、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路とを電気的に接続し、この後、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に直列に接続される監視回路を、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路に電気的に接続し、さらには、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路よりも電位の低い監視回路と、この監視回路に対応する蓄電器群との電気的な接続と、前記交換対象の蓄電器群に対応する監視回路よりも電位の低い監視回路間の電気的な接続とを、電位の高い方から順に、前記接続手順にしたがって実施する、
ことを特徴とする蓄電システム活線挿抜方法。
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