JP5184921B2 - Power storage device - Google Patents

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Description

本発明は、電気を蓄積または放出する蓄電装置に係り、特に、規模の比較的大きな蓄電装置に関する。   The present invention relates to a power storage device that stores or discharges electricity, and particularly relates to a power storage device having a relatively large scale.

2次電池を利用して、比較的大きな電力の充放電が可能な蓄電装置の例として特許第3331529号明細書記載のものがある。同文献に開示の蓄電装置は、アレイ状に接続された単位2次電池において各単位2次電池の異常を検知する手段と、異常のある単位2次電池を電気的に切り離す手段と、その分の電圧を補う手段と、逆流防止ダイオードとを有している。これにより、単位2次電池に異常が発生した場合にも、蓄電装置の全体として正常な動作を長期間安定に行うことを意図している。   An example of a power storage device that can charge and discharge a relatively large amount of power using a secondary battery is disclosed in Japanese Patent No. 3331529. The power storage device disclosed in the document includes means for detecting an abnormality of each unit secondary battery in unit secondary batteries connected in an array, means for electrically disconnecting the unit secondary battery having an abnormality, Means for compensating the voltage of the current and a backflow prevention diode. Thereby, even when an abnormality occurs in the unit secondary battery, it is intended to stably perform a normal operation as a whole for a long period of time.

しかしながら、各単位2次電池が異常な状態に至っているとは言えない状況においても、上記のようなアレイ状の単位2次電池の接続構成では、次のような状態があり得る。すなわち、アレイのうちのある直列部分(これを以下「充放電ユニット」という)と別の直列部分とで発生電圧に差が生じ、装置全体として充電モードであっても一部の充放電ユニットで放電がなされる状態や、逆に、装置全体として放電モードであっても一部の充放電ユニットで充電がなされる状態である。このような状態では、上記の電圧差によっては、部分的に瞬時に大きな電流が流れ、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化を引き起こす可能性がある。
特許第3331529号明細書(図3)
However, even in a situation where it cannot be said that each unit secondary battery has reached an abnormal state, the connection state of the arrayed unit secondary batteries as described above may have the following states. That is, there is a difference in the generated voltage between one series part of the array (hereinafter referred to as “charge / discharge unit”) and another series part. In this state, discharge is performed, and conversely, even when the entire apparatus is in the discharge mode, charging is performed by some charge / discharge units. In such a state, depending on the above voltage difference, a large current partially flows instantaneously, which may cause deterioration in characteristics and lifetime of the unit secondary battery.
Japanese Patent No. 3331529 (FIG. 3)

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、充放電ユニットが複数並列に接続された蓄電装置において、各充放電ユニットの間に電圧差が生じても、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止せしめ得るように構成された蓄電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and in a power storage device in which a plurality of charge / discharge units are connected in parallel, even if a voltage difference occurs between the charge / discharge units, the characteristics of the unit secondary battery are obtained. It is an object of the present invention to provide a power storage device configured to prevent deterioration, lifetime deterioration, and the like.

上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る蓄電装置は、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第1の電池列と、該第1の電池列に直列に接続された第1の抵抗素子と、該第1の抵抗素子に並列に接続された第1の抵抗短絡スイッチとを有する第1の充放電ユニットと、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第2の電池列と、該第2の電池列に直列に接続された第2の抵抗素子と、該第2の抵抗素子に並列に接続された第2の抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1の充放電ユニットに並列に接続された第2の充放電ユニットと、前記第1の電池列の両端電圧を検出する第1の電圧検出部と、前記第2の電池列の両端電圧を検出する第2の電圧検出部と、前記第1の電池列の前記両端電圧と前記第2の電池列の前記両端電圧との差電圧を演算する差電圧演算部と、前記第1の充放電ユニットに流れる電流を第1の充放電電流として検出する第1の電流検出部と、前記第2の充放電ユニットに流れる電流を第2の充放電電流として検出する第2の電流検出部と、前記第1の充放電電流と前記第2の充放電電流との差電流を演算する差電流演算部と、前記差電圧に基づき、該差電圧が一定値以上の場合には前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、前記差電圧が前記一定値以上でない場合には前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態とするように制御を行い、かつ、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とする制御をしている状態において、前記差電流演算部による前記差電流が第2の一定値内に収まったら、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態に移行するスイッチ制御部とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power storage device according to one embodiment of the present invention includes a first battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series, and the first battery row connected in series. A first charge / discharge unit having a first resistance element and a first resistance short-circuit switch connected in parallel to the first resistance element, and a second one in which one or more unit secondary batteries are connected in series A second resistance element connected in series to the second battery string, and a second resistance short-circuit switch connected in parallel to the second resistance element. A second charge / discharge unit connected in parallel to the charge / discharge unit, a first voltage detector for detecting a voltage across the first battery array, and a voltage across the second battery array. A second voltage detector, the both-end voltage of the first battery row, and the both-end voltage of the second battery row A differential voltage calculator for calculating a differential voltage, the first and the first current detector for detecting current flowing in the charging and discharging unit as a first charge and discharge current, the current flowing through the second charging and discharging unit A second current detecting unit for detecting a current as a second charging / discharging current, a difference current calculating unit for calculating a difference current between the first charging / discharging current and the second charging / discharging current, and the difference voltage When the difference voltage is equal to or greater than a certain value, the first and second resistance short-circuit switches are turned off, and when the difference voltage is not equal to or greater than the certain value, the first and second resistance short-circuit switches. the have line control so that the oN state, and, in a state that the control of the first and second resistor shorting switches off, the differential current by the differential current calculator is the second Once within a certain value, the first and first Characterized by comprising a switch control unit which shifts to the ON state the switch of the resistor shorting.

すなわち、この蓄電装置には、第1、第2の充放電ユニットが有する第1、第2の電池列の両端電圧をそれぞれ検出する第1、第2の電圧検出部が設けられ、第1、第2の充放電ユニットにそれぞれ、抵抗素子とこの抵抗素子に並列に接続の抵抗短絡スイッチとが設けられる。そして、差電圧演算部において、第1、第2の電池列の両端電圧の差電圧を演算して、この差電圧が一定値以上の場合には第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、この差電圧が一定値以上でない場合には第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態とするようにスイッチ制御部が制御を行う。   That is, the power storage device is provided with first and second voltage detection units for detecting voltages at both ends of the first and second battery rows of the first and second charge / discharge units, respectively. Each of the second charge / discharge units is provided with a resistance element and a resistance short-circuit switch connected in parallel to the resistance element. Then, the difference voltage calculation unit calculates the difference voltage between the both ends of the first and second battery rows, and when the difference voltage is equal to or greater than a certain value, the first and second resistance short-circuit switches are turned off. When the difference voltage is not equal to or greater than a certain value, the switch control unit performs control so that the first and second resistance short-circuit switches are turned on.

したがって、第1、第2の電池列の両端電圧に一定の差が発生する場合には、第1、第2の充放電ユニットの相互の接続状態は2つの抵抗素子を介したものになり、よって部分的に発生する大きな電流を応分に抑制することができる。これにより、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止することができる。また、第1および第2の抵抗短絡スイッチがオフ状態となっている状態において、差電流演算部による差電流が第2の一定値内に収まったことに呼応して、充放電ユニットにおける抵抗素子を短絡して通常の状態に戻すように構成している。すなわち、第1、第2の充放電ユニットの差電流が第2の一定値内に収まれば、部分的に発生する電流を抑制する目的は達せられており、単位2次電池の特性や寿命への影響がないとみなせるからである。 Therefore, when a certain difference occurs in the voltage between both ends of the first and second battery rows, the mutual connection state of the first and second charge / discharge units is via two resistance elements, Therefore, a large current that is partially generated can be appropriately suppressed. Thereby, the characteristic deterioration of a unit secondary battery, lifetime deterioration, etc. can be prevented. Further , in the state where the first and second resistance short-circuit switches are in the OFF state, the resistance element in the charge / discharge unit in response to the difference current by the difference current calculation unit being within the second constant value. Is configured to return to the normal state by short-circuiting. That is, if the difference current between the first and second charge / discharge units falls within the second constant value, the purpose of suppressing the partially generated current has been achieved, and the characteristics and life of the unit secondary battery are achieved. It is because it can be considered that there is no influence.

また、本発明の別の態様に係る蓄電装置は、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第1の電池列と、該第1の電池列に直列に接続された第1のオンオフスイッチと、該第1の電池列および該第1のオンオフスイッチに直列に接続された第1の抵抗素子と、該第1の抵抗素子に並列に接続された第1の抵抗短絡スイッチとを有する第1の充放電ユニットと、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第2の電池列と、該第2の電池列に直列に接続された第2のオンオフスイッチと、該第2の電池列および該第2のオンオフスイッチに直列に接続された第2の抵抗素子と、該第2の抵抗素子に並列に接続された第2の抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1の充放電ユニットに並列に接続された第2の充放電ユニットと、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第nの(nは、3から3以上の整数Nまでの整数それぞれ。以下同)電池列と、該第nの電池列に直列に接続された第nのオンオフスイッチと、該第nの電池列および該第nのオンオフスイッチに直列に接続された第nの抵抗素子と、該第nの抵抗素子に並列に接続された第nの抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1ないし第n−1の充放電ユニットに並列に接続された第nの充放電ユニットと、前記第1の電池列の両端電圧を検出する第1の電圧検出部と、前記第2の電池列の両端電圧を検出する第2の電圧検出部と、前記第nの電池列の両端電圧を検出する第nの電圧検出部と、前記第1ないし第nの電池列の前記両端電圧を用いて演算し演算結果を基準電圧として出力する基準電圧演算部と、前記基準電圧に基づき、前記第1ないし第nの充放電ユニットのうち該基準電圧からの前記両端電圧が一定値以上の充放電ユニットでは、前記抵抗短絡スイッチをオフ状態でかつ前記オンオフスイッチをオン状態とし、前記第1ないし第nの充放電ユニットのうち該基準電圧から前記両端電圧が前記一定値以上でない充放電ユニットでは、前記抵抗短絡スイッチをオン状態でかつ前記オンオフスイッチをオン状態とするように制御を行うスイッチ制御部とを具備することを特徴とする。   The power storage device according to another aspect of the present invention includes a first battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series, and a first on / off switch connected in series to the first battery row. A first resistance element connected in series to the first battery row and the first on / off switch, and a first resistance short-circuit switch connected in parallel to the first resistance element. 1 charge / discharge unit, a second battery array in which one or more unit secondary batteries are connected in series, a second on / off switch connected in series to the second battery array, and the second battery A second resistance element connected in series to the column and the second on / off switch; and a second resistance short-circuit switch connected in parallel to the second resistance element; A second charge / discharge unit connected in parallel to the unit and a unit secondary battery N or more n-th battery rows connected in series (n is an integer from 3 to 3 or more integers N, respectively), and an n-th on-off switch connected in series to the n-th battery row And an nth resistance element connected in series to the nth battery array and the nth on / off switch, and an nth resistance short-circuit switch connected in parallel to the nth resistance element. The nth charge / discharge unit connected in parallel to the first to (n-1) th charge / discharge units, the first voltage detector for detecting the voltage across the first battery array, and the second A second voltage detector for detecting a voltage across the battery array, an nth voltage detector for detecting a voltage across the nth battery string, and the voltage across the first to nth battery strings. A reference voltage calculation unit that calculates the reference voltage and outputs the calculation result as a reference voltage. Accordingly, among the first to nth charging / discharging units, in the charging / discharging unit in which the voltage across the reference voltage is a certain value or more, the resistance short-circuit switch is turned off and the on / off switch is turned on, Control is performed so that the resistance short-circuit switch is turned on and the on-off switch is turned on in the charge / discharge unit in which the voltage across the reference voltage is not equal to or greater than the predetermined value from the reference voltage among the first to nth charge / discharge units. And a switch control unit for performing the operation.

すなわち、この蓄電装置には、第1、第2、…、第Nの充放電ユニットが有する第1、第2、…、第Nの電池列の両端電圧をそれぞれ検出する第1、第2、…、第Nの電圧検出部が設けられ、第1、第2、…、第Nの充放電ユニットにそれぞれ、抵抗素子とこの抵抗素子に並列に接続の抵抗短絡スイッチとが設けられる。そして、基準電圧演算部において、第1、第2、…、第Nの電池列の両端電圧を用いて演算してその結果を基準電圧として出力し、この基準電圧から一定値以上の両端電圧を有する電池列を含む充放電ユニットでは抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、そうでない充放電ユニットでは抵抗短絡スイッチをオン状態とするようにスイッチ制御部が制御を行う。   That is, the power storage device includes first, second,..., First, second,..., Which respectively detect the voltages across the first, second,. ..., an Nth voltage detection unit is provided, and each of the first, second, ..., Nth charge / discharge units is provided with a resistance element and a resistance short-circuit switch connected in parallel to the resistance element. Then, in the reference voltage calculation unit, the calculation is performed using the voltages at both ends of the first, second,..., Nth battery rows, and the result is output as a reference voltage. The switch control unit performs control so that the resistance short-circuit switch is turned off in the charge / discharge unit including the battery train and the resistance short-circuit switch is turned on in the other charge / discharge units.

したがって、電池列の両端電圧が基準電圧から一定以上はずれた充放電ユニットでは、他の充放電ユニットとの接続状態が抵抗素子を介したものになり、よって部分的に発生する大きな電流を応分に抑制することができる。これにより、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止することができる。   Therefore, in a charge / discharge unit in which the voltage across the battery array deviates from a reference voltage by a certain level or more, the connection state with other charge / discharge units is via a resistance element, and accordingly, a large current that is partially generated is appropriately allocated. Can be suppressed. Thereby, the characteristic deterioration of a unit secondary battery, lifetime deterioration, etc. can be prevented.

本発明によれば、充放電ユニットが複数並列に接続された蓄電装置において、各充放電ユニットの間に電圧差が生じても、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止せしめ得る。   According to the present invention, in a power storage device in which a plurality of charge / discharge units are connected in parallel, even if a voltage difference occurs between the charge / discharge units, it is possible to prevent deterioration in characteristics and life of the unit secondary battery.

上記一態様における実施態様としては、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第nの(nは、3から3以上の整数Nまでの整数それぞれ。以下同)電池列と、該第nの電池列に直列に接続された第nの抵抗素子と、該第nの抵抗素子に並列に接続された第nの抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1ないし第n−1の充放電ユニットに並列に接続された第nの充放電ユニットと、前記第nの電池列の両端電圧を検出する第nの電圧検出部とをさらに具備し、前記差電圧演算部が、前記第1ないし第nの電池列の前記両端電圧のうちの最大の両端電圧と最小の両端電圧との差電圧を第2の差電圧として演算し、前記スイッチ制御部が、前記第2の差電圧に基づき、該第2の差電圧が一定値以上の場合には前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、前記第2の差電圧が前記一定値以上でない場合には前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをオン状態とするように制御を行う、とすることができる。   As an embodiment in the above aspect, an nth battery array in which one or more unit secondary batteries are connected in series (n is an integer from 3 to an integer N of 3 or more, respectively), the nth battery array, Nth resistance element connected in series to the battery array, and an nth resistance short-circuit switch connected in parallel to the nth resistance element, and the first to (n-1) th charging / discharging switches. An n-th charging / discharging unit connected in parallel to the unit; and an n-th voltage detecting unit for detecting a voltage across the n-th battery array, wherein the differential voltage calculation unit includes the first to The difference voltage between the maximum terminal voltage and the minimum terminal voltage among the both terminal voltages of the nth battery array is calculated as a second difference voltage, and the switch control unit is based on the second difference voltage, If the second differential voltage is greater than a certain value, the first to nth resistance short-circuit switches are used. Ji was turned off, when the second differential voltage is not the predetermined value or more performs control so that the resistor short-circuit switch-on state of the first to n, can be.

これは、上記一態様における技術思想を充放電ユニットが3以上ある蓄電装置に適用したものである。   This is an application of the technical idea of the above aspect to a power storage device having three or more charge / discharge units.

また、実施態様として、前記スイッチ制御部が、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とする制御をしている状態において、前記差電圧演算部による前記差電圧が第の一定値内に収まったら、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態に移行する、とすることができる。 Further, as an embodiment, in the state in which the switch control unit performs control to turn off the first and second resistance short-circuit switches, the difference voltage by the difference voltage calculation unit is a third constant value. If it falls within the range, the first and second resistance short-circuit switches can be turned on.

これは、第1および第2の抵抗短絡スイッチがオフ状態となっている状態において、差電圧演算部による差電圧が第2の一定値内に収まったことに呼応して、充放電ユニットにおける抵抗素子を短絡して通常の状態に戻すように構成したものである。すなわち、第1、第2の電池列の差電圧が第2の一定値内に収まれば、部分的に発生する電流は小さく、単位2次電池の特性や寿命への影響がないとみなせるからである。   This is because in the state where the first and second resistance short-circuit switches are in the OFF state, the resistance in the charge / discharge unit is in response to the difference voltage by the difference voltage calculation unit being within the second constant value. The element is short-circuited to return to a normal state. In other words, if the difference voltage between the first and second battery rows is within the second constant value, the partially generated current is small and it can be considered that there is no influence on the characteristics and life of the unit secondary battery. is there.

また、上記別の態様における実施態様としては、前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちに異常該当する電池列がある場合に、前記第1ないし第nの充放電ユニットの前記第1ないし第nのオンオフスイッチをすべてオフ状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部とをさらに具備する、とすることができる。   Moreover, as an embodiment in the above-mentioned another aspect, a first abnormality detection unit that detects abnormality of the first battery row, a second abnormality detection unit that detects abnormality of the second battery row, Based on the abnormality detection results of the nth abnormality detection unit detecting the abnormality of the nth battery example and the first to nth abnormality detection units, an abnormality is found in the first to nth battery rows. A second switch control unit that performs control to turn off all of the first to nth on / off switches of the first to nth charge / discharge units when there is a battery row to be can do.

これは、いずれかの電池列に異常がある場合に、すべての充放電ユニットにおいてオンオフスイッチをオフ状態として実質的に装置としての機能を停止させ、保護が強化される状態にする構成である。   In this configuration, when there is an abnormality in any of the battery rows, the on / off switch is turned off in all of the charge / discharge units to substantially stop the function of the device so that the protection is enhanced.

また、実施態様として、前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちに異常該当する電池列がある場合に、前記第1ないし第nの充放電ユニットの前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをすべてオフ状態としかつ前記第1ないし第nのオンオフスイッチをすべてオン状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部とをさらに具備する、とすることができる。   Further, as an embodiment, a first abnormality detection unit that detects abnormality of the first battery row, a second abnormality detection unit that detects abnormality of the second battery row, and the nth battery example When there is a battery row corresponding to an abnormality in the first to n-th battery rows based on the abnormality detection results of the n-th abnormality detector and the first to n-th abnormality detectors. And a second control for turning off all the first to nth resistance short-circuit switches of the first to nth charge / discharge units and turning on all of the first to nth on / off switches. And a switch control unit.

これは、いずれかの電池列に異常がある場合に、すべての充放電ユニットにおいて抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、保護が強化される状態にする構成である。   This is a configuration in which the resistance short-circuit switch is turned off in all of the charge / discharge units when any battery row has an abnormality, and the protection is strengthened.

また、実施態様として、前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちの異常該当する電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記オンオフスイッチをオフ状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部とをさらに具備する、とすることができる。   Further, as an embodiment, a first abnormality detection unit that detects abnormality of the first battery row, a second abnormality detection unit that detects abnormality of the second battery row, and the nth battery example The nth abnormality detection unit for detecting the abnormality of the first and nth abnormality detection units based on the abnormality detection results of the first to nth abnormality detection units, And a second switch control unit that performs control to turn off the on / off switch in the charge / discharge unit.

これは、いずれかの電池列に異常がある場合に、異常のある電池列を含む充放電ユニットにおいてオンオフスイッチをオフ状態として実質的に装置から切り離し、保護が強化される状態にする構成である。   This is a configuration in which when any battery row is abnormal, the on / off switch in the charge / discharge unit including the abnormal battery row is substantially disconnected from the device and the protection is enhanced. .

また、実施態様として、前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちの異常該当する電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記抵抗短絡スイッチをオフ状態としかつ当該電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記オンオフスイッチをオン状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部とをさらに具備する、とすることができる。   Further, as an embodiment, a first abnormality detection unit that detects abnormality of the first battery row, a second abnormality detection unit that detects abnormality of the second battery row, and the nth battery example The nth abnormality detection unit for detecting the abnormality of the first and nth abnormality detection units based on the abnormality detection results of the first to nth abnormality detection units, And a second switch control unit that controls to turn off the resistance short-circuit switch in the charge / discharge unit and to turn on the on / off switch in the charge / discharge unit including the battery array. it can.

これは、いずれかの電池列に異常がある場合に、異常のある電池列を含む充放電ユニットにおいて抵抗短絡スイッチをオフ状態としかつオンオフスイッチをオン状態としてその部分で保護が強化される状態にする構成である。   This is because when any battery row has an abnormality, the resistance short-circuit switch is turned off and the on / off switch is turned on in the charge / discharge unit including the abnormal battery row, and the protection is strengthened at that portion. It is the structure to do.

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置の構成を示す回路・ブロック図である。図1に示すように、この蓄電装置は、充放電ユニット10、20、…、N0が並列に接続された構成を有し、通常はこれらの充放電ユニットの全体で、電源400からの充電を受け、または負荷400への電力供給(放電)を行うようになっている。ただし、充放電ユニットのいずれかひとつ以上においては、場合により、それら以外の充放電ユニットでの充電あるいは放電の状態とは異なった状態にされる場合がある。これらの場合については順次説明をしていく。   Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit / block diagram showing a configuration of a power storage device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this power storage device has a configuration in which charge / discharge units 10, 20,..., N0 are connected in parallel. The power supply (discharge) to the receiver 400 or the load 400 is performed. However, in any one or more of the charge / discharge units, the charge / discharge units in other charge / discharge units may be in a state different from the charge / discharge state. These cases will be described sequentially.

この蓄電装置は、充放電ユニット10、20、…、N0が並列に接続された構成を有することにより、電流定格を応分に大きなものとすることができる。例えば数Aから数十Aの定格電流を想定することができる。各充放電ユニット10、20、…、N0の発生電圧は例えば数十Vから数百Vとすることができる。   This power storage device has a configuration in which the charge / discharge units 10, 20,..., N0 are connected in parallel, so that the current rating can be appropriately increased. For example, a rated current of several A to several tens of A can be assumed. The generated voltage of each charging / discharging unit 10, 20,..., N0 can be set to several tens of volts to several hundreds of volts, for example.

充放電ユニット10は、抵抗素子11、抵抗短絡スイッチ12、電池列13、電圧検出部14、電流検出部15、オンオフスイッチ16を有する。他の充放電ユニットn0(nは2以上Nまでの整数それぞれ。以下同)においても同様の構成n1〜n6をそれぞれ有する。代表して、抵抗素子11、抵抗短絡スイッチ12、電池列13、電圧検出部14、電流検出部15、オンオフスイッチ16について以下説明する。   The charge / discharge unit 10 includes a resistance element 11, a resistance short-circuit switch 12, a battery array 13, a voltage detection unit 14, a current detection unit 15, and an on / off switch 16. Other charge / discharge units n0 (n is an integer of 2 or more and N, respectively) have the same configurations n1 to n6. As a representative, the resistance element 11, the resistance short-circuit switch 12, the battery array 13, the voltage detection unit 14, the current detection unit 15, and the on / off switch 16 will be described below.

抵抗素子11は、電池列13に直列に接続される。抵抗素子11としては、各種の一般的な抵抗素子(電力定格によって、例えば、金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、ホーロー抵抗、セメント抵抗など)のほか、等価的に抵抗素子として機能する素子や回路などを利用してもよい。抵抗素子11を抵抗短絡スイッチ12により短絡している場合の電池列13の電流に対する、抵抗素子11を介している場合の電池列13の電流の比が、例えば、20%ないし30%程度以上減の値となるように抵抗素子11の抵抗値を選ぶ。   The resistance element 11 is connected to the battery array 13 in series. As the resistance element 11, various general resistance elements (for example, metal film resistance, carbon film resistance, metal oxide film resistance, enamel resistance, cement resistance, etc. depending on the power rating) and equivalently function as a resistance element. An element or a circuit to be used may be used. The ratio of the current in the battery string 13 when the resistance element 11 is connected to the current in the battery string 13 when the resistance element 11 is short-circuited by the resistance short-circuit switch 12 is reduced by, for example, about 20% to 30% or more. The resistance value of the resistance element 11 is selected so that

抵抗短絡スイッチ12は、抵抗素子11に並列に接続される。抵抗短絡スイッチ12としては、機械式のリレーや半導体スイッチなどを利用できる。抵抗短絡スイッチ12のオンオフ状態は、スイッチ制御部300からの制御信号により制御される。抵抗短絡スイッチ12がオン状態では、抵抗素子11が短絡されて電池列13からの(電池列13への)電流が抵抗素子11を介さずに出力(または入力)される。   The resistance short-circuit switch 12 is connected to the resistance element 11 in parallel. As the resistance short-circuit switch 12, a mechanical relay, a semiconductor switch, or the like can be used. The on / off state of the resistance short-circuit switch 12 is controlled by a control signal from the switch control unit 300. When the resistance short-circuit switch 12 is in the ON state, the resistance element 11 is short-circuited, and current from the battery string 13 (to the battery string 13) is output (or input) without passing through the resistance element 11.

電池列13は、単位2次電池がひとつ以上直列に接続された電池の集合体である。単位2次電池としては、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など各種の2次電池を利用できる。なお、上記の直列に接続された集合体がさらに互いに並列に接続された形態として電池列13を構成することも可能である。   The battery row 13 is an assembly of batteries in which one or more unit secondary batteries are connected in series. As the unit secondary battery, various secondary batteries such as a nickel metal hydride battery and a lithium ion battery can be used. In addition, it is also possible to constitute the battery array 13 as a form in which the above-described assemblies connected in series are further connected in parallel to each other.

電圧検出部14は、電池列13の両端電圧を検出するものである。検出された両端電圧は、電圧演算部100にもたらされる。この実施形態の電圧検出部14は、電池列13の全体としてその両端電圧を検出するようになっているが、このような態様に限らず、単位2次電池ごとにその両端電圧を検出する電圧検出部を設けるようにしてもよい。この場合には、それらそれぞれで検出された両端電圧を電圧演算部100に送る。このようにして電圧演算部100ではそれらの和として電池列13の両端電圧を得ることができる。   The voltage detection unit 14 detects the voltage across the battery array 13. The detected both-end voltage is provided to the voltage calculation unit 100. Although the voltage detection part 14 of this embodiment detects the both-ends voltage as the whole battery array 13, it is not restricted to such an aspect, The voltage which detects the both-ends voltage for every unit secondary battery A detection unit may be provided. In this case, the both-end voltages detected by each of them are sent to the voltage calculation unit 100. In this way, the voltage calculation unit 100 can obtain the voltage across the battery array 13 as the sum thereof.

電流検出部15は、電池列13が出力する(または電池列13に流れ込む)電流を検出するものである。例えば、ホール素子やシャント抵抗を利用する形態が一般的である。これらの素子は電池列13に直列に挿入、接続される。検出された電流は、電流演算部200にもたらされる。   The current detection unit 15 detects a current output from the battery array 13 (or flows into the battery array 13). For example, a form using a Hall element or a shunt resistor is common. These elements are inserted and connected in series with the battery array 13. The detected current is provided to the current calculation unit 200.

オンオフスイッチ16は、充放電ユニット10の全体としての充放電をオンまたはオフすることができるように、電池列14に直列に挿入、接続される。オンオフスイッチ16としては、機械式のリレーや半導体スイッチなどを利用できる。オンオフスイッチのオンオフ状態は、スイッチ制御部300からの制御信号により制御される。   The on / off switch 16 is inserted and connected in series to the battery array 14 so that charging / discharging of the charging / discharging unit 10 as a whole can be turned on or off. As the on / off switch 16, a mechanical relay, a semiconductor switch, or the like can be used. The on / off state of the on / off switch is controlled by a control signal from the switch control unit 300.

また、この蓄電装置は、電圧演算部100、電流演算部200、スイッチ制御部300を有する。電圧演算部100は、各充放電ユニットn0にある電圧検出部n4で検出された電圧を集約し、これらの電圧値を用いて一定の演算を行う。演算により基準となる電圧(基準電圧)を求め、この基準電圧から各電池列n3の両端電圧がどれだけ離れているか(乖離)を求める。ここでの基準電圧としては、場合により、単純平均値、最大値、最小値、最大と最小との中間値などを使い分ける。電圧演算部100としては、CPUを備えた情報処理装置を利用できる。   The power storage device also includes a voltage calculation unit 100, a current calculation unit 200, and a switch control unit 300. The voltage calculation unit 100 aggregates the voltages detected by the voltage detection unit n4 in each charge / discharge unit n0, and performs a certain calculation using these voltage values. A reference voltage (reference voltage) is obtained by calculation, and how far the voltage across the battery array n3 is separated from this reference voltage (deviation). As the reference voltage here, a simple average value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value between the maximum and minimum, and the like are properly used depending on circumstances. As the voltage calculation unit 100, an information processing apparatus including a CPU can be used.

電流演算部200は、各充放電ユニットn0にある電流検出部n5で検出された電流を集約し、これらの電流値を用いて一定の演算を行う。演算により基準となる電流を求め、この電流から各充放電ユニットn0での電流がどれだけ離れているかを求める。ここでの基準となる電流としては、場合により、単純平均値、最大値、最小値、最大と最小との中間値などを使い分けることが可能である。電流演算部200としては、CPUを備えた情報処理装置を利用できる。   The current calculation unit 200 aggregates the currents detected by the current detection unit n5 in each charge / discharge unit n0 and performs a certain calculation using these current values. A reference current is obtained by calculation, and how far the current in each charge / discharge unit n0 is separated from this current. As the reference current here, a simple average value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value between the maximum and minimum, and the like can be properly used depending on circumstances. As the current calculation unit 200, an information processing device including a CPU can be used.

スイッチ制御部300は、電圧演算部100で求められた、基準電圧からの各電池列n3の両端電圧の乖離に基づき、抵抗短絡スイッチn2のオンオフ状態を変更、制御する信号を生成する。場合により、オンオフスイッチn6のオンオフ状態を変更、制御する信号を生成する場合もある。さらに場合によっては、スイッチ制御部300は、電流演算部200で求められた、基準となる電流からの各充放電ユニットn0での電流の乖離に基づき、抵抗短絡スイッチn2のオンオフ状態を変更、制御する信号を生成する。この場合も、オンオフスイッチn6のオンオフ状態を変更、制御する信号を生成する場合もある。   The switch control unit 300 generates a signal for changing and controlling the on / off state of the resistance short-circuit switch n2 based on the deviation of the both-ends voltage of each battery array n3 from the reference voltage obtained by the voltage calculation unit 100. In some cases, a signal for changing and controlling the on / off state of the on / off switch n6 may be generated. Further, in some cases, the switch control unit 300 changes and controls the on / off state of the resistance short-circuit switch n2 based on the current divergence in each charge / discharge unit n0 from the reference current obtained by the current calculation unit 200. To generate a signal. Also in this case, a signal for changing and controlling the on / off state of the on / off switch n6 may be generated.

なお、電源または負荷400は、この蓄電装置が電力供給源として機能する場合には負荷であり、直流負荷の場合、またはインバータを備えてその出力側に接続された単相または三相の交流負荷の場合があり得る。また、電源または負荷400は、この蓄電装置に充電がされる場合には、電源である。電源としては、単相または三相の交流を整流する整流器や、別の蓄電装置を例示できる。   The power source or load 400 is a load when the power storage device functions as a power supply source. In the case of a DC load, or a single-phase or three-phase AC load provided with an inverter and connected to the output side thereof There may be cases. The power source or load 400 is a power source when the power storage device is charged. Examples of the power source include a rectifier that rectifies single-phase or three-phase alternating current, and another power storage device.

次に、図1に示した蓄電装置の動作を図2に示したフローをも参照してさらに説明する。図2は、図1に示した蓄電装置の動作を示すフロー図である。   Next, the operation of the power storage device shown in FIG. 1 will be further described with reference to the flow shown in FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power storage device shown in FIG.

この動作では、概略的に、各充放電ユニットn0での電池列n3の電圧が他の充放電ユニットでのそれと比較して乖離が大きい場合に各抵抗素子n1を機能させるように抵抗短絡スイッチn2を制御する。また、しかるのち、電池列n3の電圧または電流の、他の充放電ユニットのそれからの乖離が一定値内に収まったら各抵抗素子n1を無機能化するように抵抗短絡スイッチn2を制御する。これにより、各電池列n3の両端電圧に一定の差が発生している場合には、各充放電ユニットn0の相互の接続状態は2つの抵抗素子n1を介したものになり、部分的に発生する大きな電流(横流電流、突入電流)を応分に抑制することができる。これにより、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止することができる。   In this operation, generally, the resistance short-circuit switch n2 is configured so that each resistance element n1 functions when the voltage of the battery array n3 in each charge / discharge unit n0 is larger than that in other charge / discharge units. To control. After that, when the deviation of the voltage or current of the battery array n3 from that of the other charge / discharge units falls within a certain value, the resistance short-circuit switch n2 is controlled so as to disable each resistance element n1. As a result, when there is a certain difference between the voltages at both ends of each battery array n3, the mutual connection state of each charge / discharge unit n0 is via the two resistance elements n1 and is partially generated. Large current (cross current, inrush current) can be appropriately suppressed. Thereby, the characteristic deterioration of a unit secondary battery, lifetime deterioration, etc. can be prevented.

まず、初期時は、各抵抗短絡スイッチn2はすべてオン状態、各オンオフスイッチn6はすべてオフ状態である。次に、各電池列n3の電圧を電圧検出部n4によって検出し(ステップ1)、これを電圧演算部100に送る。次に、検出された各電圧を用いて一定の演算を行う(ステップ2)。例えばここでは最大値と最小値との差を求める(差電圧演算部として機能する。換言すると、「基準電圧」は最大値または最小値であり、最大の「乖離」としてそれらの差が求められる。)。この差があらかじめ定められた一定値以上の場合は、各抵抗短絡スイッチn2をすべてオフとすべく制御する信号を、スイッチ制御部300で生成する(ステップ3)。このような制御信号が生成されている状態はこの蓄電装置における一種の保護状態である。   First, at the initial stage, all of the resistance short-circuit switches n2 are in an on state, and each of the on / off switches n6 is in an off state. Next, the voltage of each battery array n3 is detected by the voltage detector n4 (step 1), and this is sent to the voltage calculator 100. Next, a certain calculation is performed using each detected voltage (step 2). For example, here, the difference between the maximum value and the minimum value is obtained (functions as a differential voltage calculation unit. In other words, the “reference voltage” is the maximum value or the minimum value, and the difference is obtained as the maximum “deviation”. .) If the difference is equal to or greater than a predetermined value, the switch control unit 300 generates a signal for controlling all the resistance short-circuit switches n2 to be turned off (step 3). The state in which such a control signal is generated is a kind of protection state in this power storage device.

なお、上記の差があらかじめ定められた一定値以上ではない場合は、各抵抗短絡スイッチn2をすべてオンとすべく制御する信号を、スイッチ制御部300で生成する(ステップ3)。このような制御信号が生成されている状態は通常状態である。以上説明の各抵抗短絡スイッチn2がオフまたはオンの状態において、さらに各オンオフスイッチn6がすべてオン状態とされて、蓄電装置としての充電または放電の状態がしばらくは維持される。   If the difference is not equal to or greater than a predetermined value, the switch control unit 300 generates a signal for controlling all the resistance short-circuit switches n2 to be turned on (step 3). The state in which such a control signal is generated is a normal state. In the state where each resistance short-circuit switch n2 described above is off or on, all the on / off switches n6 are all turned on, and the state of charging or discharging as the power storage device is maintained for a while.

次に、蓄電装置として充電または放電の状態でかつ各抵抗短絡スイッチn2がすべてオフの場合(保護状態)において、各電池列n3の電圧(または電流でもよい)を電圧検出部n4(または電流検出部n5)によって検出し(ステップ4)、これを電圧演算部100(または電流演算部200)に送る。そして、検出された各電圧(または各電流)を用いて一定の演算を行う。例えばここでは上記と同様に、最大値と最小値との差を求める。   Next, when the power storage device is in a charged or discharged state and all the resistance short-circuit switches n2 are off (protected state), the voltage (or current) of each battery array n3 is detected by the voltage detection unit n4 (or current detection). This is detected by the unit n5) (step 4) and sent to the voltage calculation unit 100 (or current calculation unit 200). Then, a certain calculation is performed using each detected voltage (or each current). For example, here, the difference between the maximum value and the minimum value is obtained in the same manner as described above.

この差があらかじめ定められた一定値内に収まっている場合は、各抵抗短絡スイッチn2をすべてオンに変更すべく制御する信号を、スイッチ制御部300で生成する(ステップ5)。ここでの一定値は、ステップ3で用いた一定値と必ずしも同じでなくてもよい。スイッチn2の状態変更により、通常状態に移行する。なお、差があらかじめ定められた一定値内に収まっていない場合は、各抵抗短絡スイッチn2のオフ状態はスイッチ制御部300によって維持される。   If this difference is within a predetermined value, a signal for controlling all the resistance short-circuit switches n2 to be turned on is generated by the switch control unit 300 (step 5). The constant value here is not necessarily the same as the constant value used in step 3. By changing the state of the switch n2, the state is changed to the normal state. If the difference does not fall within a predetermined value, the switch controller 300 maintains the off state of each resistance short-circuit switch n2.

以上の図2を参照する説明では、すべての充放電ユニットn0を統一して保護状態し、さらに統一して通常状態に移行させている。これに限らず、「基準電圧」からの「乖離」が一定以上大きい充放電ユニットn0でのみこれを保護状態とし、この状態で蓄電装置として充電または放電を行い、しかるのち、「乖離」が一定以内に収まったらその充放電ユニットn0を個別に通常状態に移行するように動作させるようにすることも容易に可能である。この場合には、蓄電装置の全体として、より通常状態に近い状態での運用が可能になる。   In the description with reference to FIG. 2 above, all the charge / discharge units n0 are unified and protected, and further unified and shifted to the normal state. Not limited to this, only the charge / discharge unit n0 whose “deviation” from the “reference voltage” is larger than a certain value is set in a protected state, and charging or discharging is performed as a power storage device in this state, and then the “deviation” is constant. If it falls within the range, the charge / discharge unit n0 can be easily operated so as to individually shift to the normal state. In this case, the power storage device as a whole can be operated in a state closer to the normal state.

次に、図1に示した蓄電装置の別の動作を図3に示したフローをも参照してさらに説明する。図3は、図1に示した蓄電装置の別の動作を示すフロー図である。この動作は、各電池列n3が何らかの異常に陥ってしまった場合への対応を含むものである。   Next, another operation of the power storage device shown in FIG. 1 will be further described with reference to the flow shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing another operation of the power storage device shown in FIG. This operation includes a response to a case where each battery row n3 has some sort of abnormality.

この蓄電装置は、各電池列n3での異常を検出することができる(ステップ7)。具体的には、電圧演算部100(または電流演算部200)による上記で説明した「基準電圧」(電流演算部200での場合は基準となる電流)および「乖離」の求値処理を流用し、上記の場合よりさらに大きな「乖離」がある場合を異常とみなしこれを実現できる。すなわちこの場合、電圧演算部100、電流演算部200は、それぞれ異常検知部としても機能する。なお、これに限らず、各電池列n3での異常を検知するための別の手段を設けるようにしてもよい。例えば、出力が電気信号として得られる温度計、同じく振動計などの手段およびその出力信号の処理手段である。   This power storage device can detect an abnormality in each battery row n3 (step 7). Specifically, the value calculation processing of “reference voltage” (reference current in the case of the current calculation unit 200) and “deviation” described above by the voltage calculation unit 100 (or the current calculation unit 200) is used. The case where there is a larger “deviation” than in the above case is regarded as abnormal and can be realized. That is, in this case, the voltage calculation unit 100 and the current calculation unit 200 each function as an abnormality detection unit. However, the present invention is not limited to this, and another means for detecting an abnormality in each battery row n3 may be provided. For example, a thermometer whose output is obtained as an electric signal, a means such as a vibration meter, and a processing means for the output signal.

この蓄電装置では、上記検出された異常状態に基づき、各オンオフスイッチn6(場合によっては各抵抗短絡スイッチn2も)の状態を変更、制御する信号を、スイッチ制御部300で生成する(ステップ8)。より具体的には、以下説明するいくつかの制御方法がある。   In this power storage device, based on the detected abnormal state, the switch control unit 300 generates a signal for changing and controlling the state of each on / off switch n6 (and in some cases, each resistance short-circuit switch n2) (step 8). . More specifically, there are several control methods described below.

まず、ひとつは、各電池列n3のいずれかひとつ以上に異常が検知された場合には、すべてのオンオフスイッチn6を統一してオフ状態にする方法である。これによれば、蓄電装置として充電または放電の電流が遮断されるが、より確実な保護状態に移行できる。オンオフスイッチn6を統一してオフ状態にしている場合は、抵抗短絡スイッチn2のオンオフ状態はいずれでもかまわない。   First, one is a method of unifying all the on / off switches n6 when an abnormality is detected in any one or more of the battery rows n3. According to this, although the charging or discharging current is interrupted as the power storage device, it is possible to shift to a more reliable protection state. When the on / off switch n6 is unified to be in the off state, the on / off state of the resistance short-circuit switch n2 may be any.

別の方法として、各電池列n3のいずれかひとつ以上に異常が検知された場合に、各オンオフスイッチn6ではこれらを統一してオン状態に維持し、対してすべての抵抗短絡抵抗n2を統一してオフ状態に制御する方法がある。これによれば、蓄電装置として、充電または放電の電流は各充放電ユニットn0で抵抗素子n1を介したものになる。よって、蓄電装置としてまったく機能しなくなるわけではなく、保護状態下での機能の運用がされる。   As another method, when an abnormality is detected in any one or more of each battery row n3, each of the on / off switches n6 unifies them and maintains them in the on state, while unifying all the resistance short-circuit resistors n2. There is a way to control to the off state. According to this, as the power storage device, the charging or discharging current is via the resistance element n1 in each charging / discharging unit n0. Therefore, the power storage device does not function at all, and the function is operated under the protected state.

さらに別の方法として、各電池列n3のいずれかひとつ以上に異常が検知された場合に、異常該当する電池列n3を含む充放電ユニットn0におけるオンオフスイッチn6をオフ状態にする方法がある。他の充放電ユニットn0のオンオフスイッチn6および抵抗短絡スイッチn2はオン状態に保つ。オンオフスイッチn6がオフ状態にされた充放電ユニットn0では、抵抗短絡スイッチn2のオンオフ状態はいずれでもかまわない。この方法によれば、蓄電装置として充電または放電の電流は遮断されず、異常ではない残りの充放電ユニットn0によりその機能が保たれることになる。また、オンオフスイッチn6がオフにされた充放電ユニットn0では、より確実な保護状態への移行がなされる。   As another method, there is a method of turning off the on / off switch n6 in the charge / discharge unit n0 including the battery row n3 that is abnormal when an abnormality is detected in any one or more of the battery rows n3. The on / off switch n6 and the resistance short-circuit switch n2 of the other charge / discharge unit n0 are kept on. In the charge / discharge unit n0 in which the on / off switch n6 is turned off, the resistance short-circuit switch n2 may be turned on / off. According to this method, the charge or discharge current as the power storage device is not interrupted, and the function is maintained by the remaining charge / discharge unit n0 that is not abnormal. Further, in the charge / discharge unit n0 in which the on / off switch n6 is turned off, a more reliable transition to the protected state is performed.

また、さらに別の方法として、各電池列n3のいずれかひとつ以上に異常が検知された場合に、異常該当する電池列n3を含む充放電ユニットn0におけるオンオフスイッチn6はオン状態のままとし、当該充放電ユニットn0の抵抗短絡スイッチn2をオフ状態に移行、制御する方法がある。なお、異常該当しない電池列n3を含む充放電ユニットn0では、オンオフスイッチn6、抵抗短絡スイッチn2ともにオン状態のままである。この方法によれば、蓄電装置として充電または放電の電流は遮断されないことに加えて、抵抗短絡スイッチn2がオフにされた充放電ユニットn0では、一定の保護状態への移行がなされる。   Further, as another method, when an abnormality is detected in any one or more of each battery row n3, the on / off switch n6 in the charge / discharge unit n0 including the battery row n3 corresponding to the abnormality remains in the on state, There is a method of shifting and controlling the resistance short-circuit switch n2 of the charge / discharge unit n0 to an OFF state. In the charge / discharge unit n0 including the battery row n3 that does not correspond to an abnormality, both the on / off switch n6 and the resistance short-circuit switch n2 remain on. According to this method, in addition to not interrupting the charging or discharging current as the power storage device, the charging / discharging unit n0 in which the resistance short-circuit switch n2 is turned off makes a transition to a certain protection state.

以上説明の実施形態によれば、各電池列n3に異常がある場合に蓄電装置を保護状態に移行することができる。もとより、各電池列n3の両端電圧に一定の差が発生している場合には、各充放電ユニットn0の相互の接続状態は2つの抵抗素子n1を介したものになるので、部分的に発生する大きな電流(横流電流、突入電流)を応分に抑制することができる。これにより、単位2次電池の特性劣化や寿命劣化などを防止することができる。   According to the embodiment described above, the power storage device can be shifted to the protection state when each battery row n3 has an abnormality. Of course, when there is a certain difference between the voltages at both ends of each battery array n3, the mutual connection state of each charge / discharge unit n0 is via the two resistance elements n1, and therefore occurs partially. Large current (cross current, inrush current) can be appropriately suppressed. Thereby, the characteristic deterioration of a unit secondary battery, lifetime deterioration, etc. can be prevented.

本発明の一実施形態に係る蓄電装置の構成を示す回路・ブロック図。1 is a circuit / block diagram illustrating a configuration of a power storage device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した蓄電装置の動作を示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power storage device shown in FIG. 1. 図1に示した蓄電装置の別の動作を示すフロー図。FIG. 6 is a flowchart showing another operation of the power storage device shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,N0…充放電ユニット、11,21,N1…抵抗素子、12,22,N2…抵抗短絡スイッチ、13,23,N3…電池列、14,24,N4…電圧検出部、15,25,N5…電流検出部、16,26,N6…オンオフスイッチ、100…電圧演算部(異常検知部)、200…電流検出部(異常検知部)、300…スイッチ制御部、400…電源または負荷。   10, 20, N0 ... charge / discharge unit, 11, 21, N1 ... resistance element, 12, 22, N2 ... resistance short-circuit switch, 13, 23, N3 ... battery array, 14, 24, N4 ... voltage detector, 15, 25, N5 ... current detection unit, 16, 26, N6 ... on / off switch, 100 ... voltage calculation unit (abnormality detection unit), 200 ... current detection unit (abnormality detection unit), 300 ... switch control unit, 400 ... power supply or load .

Claims (8)

単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第1の電池列と、該第1の電池列に直列に接続された第1の抵抗素子と、該第1の抵抗素子に並列に接続された第1の抵抗短絡スイッチとを有する第1の充放電ユニットと、
単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第2の電池列と、該第2の電池列に直列に接続された第2の抵抗素子と、該第2の抵抗素子に並列に接続された第2の抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1の充放電ユニットに並列に接続された第2の充放電ユニットと、
前記第1の電池列の両端電圧を検出する第1の電圧検出部と、
前記第2の電池列の両端電圧を検出する第2の電圧検出部と、
前記第1の電池列の前記両端電圧と前記第2の電池列の前記両端電圧との差電圧を演算する差電圧演算部と、
前記第1の充放電ユニットに流れる電流を第1の充放電電流として検出する第1の電流検出部と、
前記第2の充放電ユニットに流れる電流を第2の充放電電流として検出する第2の電流検出部と、
前記第1の充放電電流と前記第2の充放電電流との差電流を演算する差電流演算部と、
前記差電圧に基づき、該差電圧が一定値以上の場合には前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、前記差電圧が前記一定値以上でない場合には前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態とするように制御を行い、かつ、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とする制御をしている状態において、前記差電流演算部による前記差電流が第2の一定値内に収まったら、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態に移行するスイッチ制御部と
を具備することを特徴とする蓄電装置。
A first battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series, a first resistance element connected in series to the first battery row, and a parallel connection to the first resistance element A first charge / discharge unit having a first resistance short-circuit switch;
A second battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series, a second resistance element connected in series to the second battery row, and a parallel connection to the second resistance element A second resistance short-circuit switch, and a second charge / discharge unit connected in parallel to the first charge / discharge unit;
A first voltage detector for detecting a voltage across the first battery array;
A second voltage detector for detecting a voltage across the second battery array;
A differential voltage calculation unit that calculates a differential voltage between the both-ends voltage of the first battery row and the both-ends voltage of the second battery row;
A first current detector that detects a current flowing through the first charge / discharge unit as a first charge / discharge current;
A second current detector for detecting a current flowing in the second charge / discharge unit as a second charge / discharge current;
A difference current calculation unit for calculating a difference current between the first charge / discharge current and the second charge / discharge current;
Based on the differential voltage, the first and second resistance short-circuit switches are turned off when the differential voltage is greater than or equal to a certain value, and the first and second when the difference voltage is not greater than or equal to the certain value. There line control so that the resistance short-circuit switch between the oN state and in the state that the control of the oFF state of the first and second resistor short-circuit switch, the differential current by the differential current calculator And a switch control unit that shifts the first and second resistance short-circuit switches to an ON state when the value falls within a second constant value .
単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第nの(nは、3から3以上の整数Nまでの整数それぞれ。以下同)電池列と、該第nの電池列に直列に接続された第nの抵抗素子と、該第nの抵抗素子に並列に接続された第nの抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1ないし第n−1の充放電ユニットに並列に接続された第nの充放電ユニットと、
前記第nの電池列の両端電圧を検出する第nの電圧検出部とをさらに具備し、
前記差電圧演算部が、前記第1ないし第nの電池列の前記両端電圧のうちの最大の両端電圧と最小の両端電圧との差電圧を第2の差電圧として演算し、
前記スイッチ制御部が、前記第2の差電圧に基づき、該第2の差電圧が一定値以上の場合には前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをオフ状態とし、前記第2の差電圧が前記一定値以上でない場合には前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをオン状態とするように制御を行うこと
を特徴とする請求項1記載の蓄電装置。
An n-th battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series (n is an integer from 3 to an integer N of 3 or more, respectively), and the n-th battery row is connected in series. An nth resistance element and an nth resistance short-circuit switch connected in parallel to the nth resistance element, the nth resistance element being connected in parallel to the first to (n-1) th charge / discharge units. Charge / discharge unit of
An n-th voltage detection unit for detecting a voltage across the n-th battery array;
The difference voltage calculation unit calculates a difference voltage between a maximum end voltage and a minimum end voltage among the end voltages of the first to n-th battery strings as a second difference voltage;
The switch control unit turns off the first to nth resistance short-circuit switches based on the second differential voltage and turns off the first to n-th resistance short-circuit switches when the second differential voltage is equal to or greater than a predetermined value. 2. The power storage device according to claim 1, wherein control is performed so that the first to nth resistance short-circuit switches are turned on when is not equal to or greater than the predetermined value.
前記スイッチ制御部が、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオフ状態とする制御をしている状態において、前記差電圧演算部による前記差電圧が第の一定値内に収まったら、前記第1および第2の抵抗短絡スイッチをオン状態に移行することを特徴とする請求項1記載の蓄電装置。 In the state where the switch control unit is in control to turn off the first and second resistance short-circuit switches, if the difference voltage by the difference voltage calculation unit falls within a third constant value, The power storage device according to claim 1, wherein the first and second resistance short-circuit switches are turned on. 単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第1の電池列と、該第1の電池列に直列に接続された第1のオンオフスイッチと、該第1の電池列および該第1のオンオフスイッチに直列に接続された第1の抵抗素子と、該第1の抵抗素子に並列に接続された第1の抵抗短絡スイッチとを有する第1の充放電ユニットと、
単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第2の電池列と、該第2の電池列に直列に接続された第2のオンオフスイッチと、該第2の電池列および該第2のオンオフスイッチに直列に接続された第2の抵抗素子と、該第2の抵抗素子に並列に接続された第2の抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1の充放電ユニットに並列に接続された第2の充放電ユニットと、
単位2次電池がひとつ以上直列に接続された第nの(nは、3から3以上の整数Nまでの整数それぞれ。以下同)電池列と、該第nの電池列に直列に接続された第nのオンオフスイッチと、該第nの電池列および該第nのオンオフスイッチに直列に接続された第nの抵抗素子と、該第nの抵抗素子に並列に接続された第nの抵抗短絡スイッチとを有し、前記第1ないし第n−1の充放電ユニットに並列に接続された第nの充放電ユニットと、
前記第1の電池列の両端電圧を検出する第1の電圧検出部と、
前記第2の電池列の両端電圧を検出する第2の電圧検出部と、
前記第nの電池列の両端電圧を検出する第nの電圧検出部と、
前記第1ないし第nの電池列の前記両端電圧を用いて演算し演算結果を基準電圧として出力する基準電圧演算部と、
前記基準電圧に基づき、前記第1ないし第nの充放電ユニットのうち該基準電圧からの前記両端電圧が一定値以上の充放電ユニットでは、前記抵抗短絡スイッチをオフ状態でかつ前記オンオフスイッチをオン状態とし、前記第1ないし第nの充放電ユニットのうち該基準電圧から前記両端電圧が前記一定値以上でない充放電ユニットでは、前記抵抗短絡スイッチをオン状態でかつ前記オンオフスイッチをオン状態とするように制御を行うスイッチ制御部と
を具備することを特徴とする蓄電装置。
A first battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series; a first on / off switch connected in series to the first battery row; the first battery row and the first on / off A first charge / discharge unit having a first resistance element connected in series to the switch, and a first resistance short-circuit switch connected in parallel to the first resistance element;
A second battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series, a second on / off switch connected in series to the second battery row, the second battery row, and the second on / off A second resistance element connected in series to the switch; and a second resistance short-circuit switch connected in parallel to the second resistance element, and connected in parallel to the first charge / discharge unit. A second charge / discharge unit;
An n-th battery row in which one or more unit secondary batteries are connected in series (n is an integer from 3 to an integer N of 3 or more, respectively), and the n-th battery row is connected in series. An nth on-off switch, an nth resistance element connected in series to the nth battery string and the nth on / off switch, and an nth resistance short circuit connected in parallel to the nth resistance element An nth charge / discharge unit connected in parallel to the first to (n-1) th charge / discharge units,
A first voltage detector for detecting a voltage across the first battery array;
A second voltage detector for detecting a voltage across the second battery array;
An nth voltage detector for detecting a voltage across the nth battery array;
A reference voltage calculation unit that calculates using the both-end voltages of the first to n-th battery rows and outputs a calculation result as a reference voltage;
Based on the reference voltage, among the first to nth charging / discharging units, in the charging / discharging unit in which the voltage across the reference voltage is a certain value or more, the resistance short-circuit switch is turned off and the on / off switch is turned on. In the charge / discharge unit in which the voltage across the reference voltage is not equal to or greater than the predetermined value among the first to nth charge / discharge units, the resistance short-circuit switch is turned on and the on / off switch is turned on. And a switch control unit that performs control as described above.
前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、
前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、
前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、
前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちに異常該当する電池列がある場合に、前記第1ないし第nの充放電ユニットの前記第1ないし第nのオンオフスイッチをすべてオフ状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項記載の蓄電装置。
A first abnormality detection unit for detecting an abnormality in the first battery row;
A second abnormality detection unit for detecting an abnormality in the second battery array;
An nth abnormality detection unit for detecting an abnormality in the nth battery example;
Based on the abnormality detection results of the first to n-th abnormality detection units, when there is a battery row that is abnormal in the first to n-th battery rows, the first to n-th charge / discharge units 5. The power storage device according to claim 4 , further comprising: a second switch control unit that performs control to turn off all of the first to n-th on / off switches.
前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、
前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、
前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、
前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちに異常該当する電池列がある場合に、前記第1ないし第nの充放電ユニットの前記第1ないし第nの抵抗短絡スイッチをすべてオフ状態としかつ前記第1ないし第nのオンオフスイッチをすべてオン状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項記載の蓄電装置。
A first abnormality detection unit for detecting an abnormality in the first battery row;
A second abnormality detection unit for detecting an abnormality in the second battery array;
An nth abnormality detection unit for detecting an abnormality in the nth battery example;
Based on the abnormality detection results of the first to n-th abnormality detection units, when there is a battery row that is abnormal in the first to n-th battery rows, the first to n-th charge / discharge units And a second switch control unit that controls to turn off all of the first to nth resistance short-circuit switches and turn on all of the first to nth on / off switches. The power storage device according to claim 4 .
前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、
前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、
前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、
前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちの異常該当する電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記オンオフスイッチをオフ状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項記載の蓄電装置。
A first abnormality detection unit for detecting an abnormality in the first battery row;
A second abnormality detection unit for detecting an abnormality in the second battery array;
An nth abnormality detection unit for detecting an abnormality in the nth battery example;
Control for turning off the on / off switch in the charge / discharge unit including the battery row corresponding to the abnormality among the first to n-th battery rows based on the abnormality detection result of the first to n-th abnormality detectors. The power storage device according to claim 4 , further comprising: a second switch control unit that performs the operation.
前記第1の電池列の異常を検知する第1の異常検知部と、
前記第2の電池列の異常を検知する第2の異常検知部と、
前記第nの電池例の異常を検知する第nの異常検知部と、
前記第1ないし第nの異常検知部の異常検知結果に基づき、前記第1ないし第nの電池列のうちの異常該当する電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記抵抗短絡スイッチをオフ状態としかつ当該電池列を含む前記充放電ユニットにおける前記オンオフスイッチをオン状態とする制御を行う第2のスイッチ制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項記載の蓄電装置。
A first abnormality detection unit for detecting an abnormality in the first battery row;
A second abnormality detection unit for detecting an abnormality in the second battery array;
An nth abnormality detection unit for detecting an abnormality in the nth battery example;
Based on the abnormality detection results of the first to n-th abnormality detectors, the resistance short-circuit switch in the charge / discharge unit including the battery row corresponding to the abnormality among the first to n-th battery rows is turned off; The power storage device according to claim 4 , further comprising: a second switch control unit that performs control to turn on the on / off switch in the charge / discharge unit including the battery array.
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