JP2017005939A - 定置用蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の車両用電池パックが並列接続された定置用蓄電システムにおいて、各車両用電池パックに含まれる電池接続リレーの動作不良を適切に判断し、判断結果に応じて適切な処理を実行する定置用蓄電システムを提供する。【解決手段】コントローラ２００は、複数の電池パック１７０，１８０のいずれかに含まれる電池接続リレーが接続済みである場合に、複数の電池パック１７０，１８０のうち電池接続リレーが接続済みである電池パックとは異なる電池パックのいずれかに含まれる非接続の電池接続リレーを接続する接続制御を実行する。そして、コントローラ２００は、非接続の電池接続リレーと同一の電池パックに含まれる電圧センサにより検知された電圧と、電圧センサ１３５により検知された電圧との差の変化量が所定量以上となった場合に、非接続の電池接続リレーが接続できていないとして、接続制御を再度実行する。【選択図】図１

Description

この発明は、定置用蓄電システムに関し、特に、車両において使用済みの電池パックを用いた定置用蓄電システムに関する。

特許文献１は、定置用蓄電システムを開示する。この定置用蓄電システムは、店舗、工場、住宅などで定置型電源として用いられ、住宅等の電気機器と接続される。また、この定置用蓄電システムは、外部電源と接続され、外部電源から供給される電力を蓄えることができる。この定置用蓄電システムは、直列接続された複数の二次電池を備える。この複数の二次電池には、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載されていた使用済み（中古品）の二次電池が含まれる。このように、この定置用蓄電システムにおいては、使用済みの車載二次電池が再利用されている。

特開２０１４−１６６０１５号公報

特許文献１に開示されるような定置用蓄電システムにおいて、再利用される車両用電池パックに含まれる蓄電池は、新品の状態と比較すると劣化している。そのため、このような定置用蓄電システムにおいては、蓄電池に流れる電流が、新品の状態よりも小さくなることが望ましい。そこで、本願発明者らは、定置用蓄電システムにおいて、複数の車両用電池パックを並列接続することを提案している。複数の車両用電池パックを並列接続することで、各蓄電池に流れる電流の大きさは小さくなる。

また、車両用電池パックには、車両内の電気系統と蓄電池との接続状態を切り替える電池接続リレーが含まれている。再利用される車両用電池パックに含まれる電池接続リレーの中には、経年劣化により動作不良を起こすものも存在し得る。そのような電池接続リレーを含む車両用電池パックが定置用蓄電システムに用いられた場合に、電池接続リレーに接続指示を１度出しただけでは、接続が成功しない場合がある。このような場合には、再度接続指示を出すことで、接続が成功する場合がある。接続指示を再度出すか否かを決定するために、電池接続リレーの動作不良が生じているか否かを判断することが必要となる。

しかしながら、複数の車両用電池パックが並列接続されている場合には、一部の電池接続リレーに動作不良があったとしても、既に接続済みの電池接続リレーがあるため、車両用電池パックが接続された電力線の電圧は０（Ｖ）とはならない。したがって、電池接続リレーの動作不良を適切に判断することは容易ではない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の車両用電池パックが並列接続された定置用蓄電システムにおいて、各車両用電池パックに含まれる電池接続リレーの動作不良を適切に判断し、判断結果に応じた処理を実行する定置用蓄電システムを提供することである。

この発明のある局面に従う定置用蓄電システムは、車両において使用済みの電池パックを用いた定置用蓄電システムであって、複数の電池パックと、電力線と、第１の電圧センサとを備える。複数の電池パックは、電気的に並列接続されている。電力線は、並列接続された複数の電池パックに電気的に接続される。第１の電圧センサは、電力線の電圧を検知する。複数の電池パックの各々は、蓄電池と、電池接続リレーと、第２の電圧センサとを含む。電池接続リレーは、蓄電池の出力線に設けられる。第２の電圧センサは、蓄電池の電圧を検知する。定置用蓄電システムは、制御装置をさらに備える。制御装置は、複数の電池パックのいずれかに含まれる電池接続リレーが接続済みである場合に、複数の電池パックのうち電池接続リレーが接続済みである電池パックとは異なる電池パックのいずれかに含まれる非接続の電池接続リレーを接続する接続制御を実行する。そして、制御装置は、非接続の電池リレーと同一の電池パックに含まれる第２の電圧センサにより検知された電圧と、第１の電圧センサにより検知された電圧との差の変化量が所定量以上となった場合には、非接続の電池接続リレーが接続できていないとして、接続制御を再度実行する。

接続対象の車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧と車両用電池パックに接続された電力線の電圧との差は、時間の経過により変化する。接続対象の車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧はほぼ変化しないのに対し、車両用電池パックに接続された電力線の電圧は接続済みの車両用電池パックに含まれる蓄電池の充放電に伴って変化するからである。そこで、この発明の定置用蓄電システムにおいては、接続対象の車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧と車両用電池パックに接続された電力線の電圧との差の変化量が監視されることで、電池接続リレーの動作不良が検出される。これにより、複数の車両用電池パックが並列接続された定置用蓄電システムにおいて、電池接続リレーの動作不良を適切に検出し、検出結果に応じた処理を実行することができる。

この発明によれば、複数の車両用電池パックが並列接続された定置用蓄電システムにおいて、各車両用電池パックに含まれる電池接続リレーの動作不良を適切に判断し、判断結果に応じた処理を実行する定置用蓄電システムを提供することができる。

実施の形態１の定置用蓄電システムの構成を示すブロック図である。 接続済みの電池接続リレーがない場合の電池接続制御における、第１リレーおよび第３リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。 接続済みの電池接続リレーがない場合の電池接続制御における、第２リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。 接続済みの電池接続リレーがある場合の電池接続制御における、第１リレーおよび第３リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。 接続済みの電池接続リレーがある場合の電池接続制御における、第２リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜定置用蓄電システムの構成＞
図１は、実施の形態１の定置用蓄電システム１００の構成を示すブロック図である。図１を参照して、定置用蓄電システム１００は、たとえば、店舗、工場、住宅等で使用される定置型電源として用いられる。定置用蓄電システム１００は、住宅等の電気負荷３００と接続される。これにより、定置用蓄電システム１００は、電気負荷３００に対して電力を供給することができる。また、定置用蓄電システム１００は、外部電源と接続される。これにより、定置用蓄電システム１００は、外部電源から供給される電力を蓄えることができる。

電気負荷３００としては、たとえば、エアコン等の家電製品や設備機器等がある。外部電源としては、たとえば、太陽光発電機、自家発電機、および送電線を介して電力の供給が行なわれる商用電力等がある。

定置用蓄電システム１００は、車両用電池パック１７０，１８０、電力変換装置１３０、電圧センサ１３５、およびコントローラ２００を備える。車両用電池パック１７０，１８０は、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載されていた使用済みの電池パックである。車両用電池パック１７０，１８０は、並列に接続されている。

車両用電池パック１７０は、蓄電池１１０、電圧センサ１１５、電池接続リレー１４０、および電流センサ１４８を備える。蓄電池１１０は、たとえば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、および電気二重層キャパシタ等の再充電可能な蓄電池である。電圧センサ１１５は、蓄電池１１０の電圧を検知する。

電池接続リレー１４０は、蓄電池１１０と電力変換装置１３０とが電気的に接続された状態と非接続である状態とを切り替える。電池接続リレー１４０は、第１リレー１４２、第２リレー１４４、および第３リレー１４６を備える。第２リレー１４４は、蓄電池１１０の正極に接続される。第３リレー１４６は、蓄電池１１０の負極に接続される。第１リレー１４２は、第２リレー１４４に並列に接続される。電池接続リレー１４０を接続する際に、まず、第１リレー１４２および第３リレー１４６が接続され、第２リレー１４４が非接続とされる。このような場合には、第１リレー１４２の電気抵抗により、蓄電池１１０から電力変換装置１３０内の不図示のキャパシタへの突入電流を制限することができる。電流センサ１４８は、電池接続リレー１４０が接続されることにより流れる電流を検知する。なお、車両用電池パック１８０は、車両用電池パック１７０と同等の構成である。

電力変換装置１３０は、電力線対１３７を介して、車両用電池パック１７０、１８０と接続されている。電力変換装置１３０は、蓄電池１１０，１２０と電気負荷３００との間で電力変換を行う。電圧センサ１３５は、電力線対１３７の間に印加される電圧を検知する。すなわち、電圧センサ１３５は、電力変換装置１３０の入力電圧を検知する。

コントローラ２００は、定置用蓄電システム１００に含まれる各装置を制御する。コントローラ２００は、たとえば、車両用電池パック１７０，１８０や、電力変換装置１３０の動作を制御する。コントローラ２００は、電圧センサ１１５，１２５，１３５、および電流センサ１４８，１５８から取得した各種データに応じて、電池接続リレー１４０，１５０を制御する。具体的には、コントローラ２００は、電池接続リレー１４０が接続済みである場合に、電池接続リレー１５０を接続するように電池接続リレー１５０を制御したときは、電圧センサ１２５から取得した蓄電池１２０の電圧と電圧センサ１３５から取得した電力線対１３７の間の電圧との差の変化量が所定量以上となるのに応じて、電池接続リレー１５０の接続が成功したか否かを判断する。電池接続リレー１５０の接続が成功していないと判断されると、コントローラ２００は、電池接続リレー１５０の再接続を実行するように、電池接続リレー１５０を制御する。

車両用電池パックが再利用される定置用蓄電システムにおいて、各車両用電池パックに含まれる蓄電池は、一般的に新品の状態と比較すると劣化している。そのため、各蓄電池に流れる電流は、新品の状態よりも小さくなることが望ましい。そこで、定置用蓄電システム１００において、車両用電池パック１７０と車両用電池パック１８０とは並列接続されている。これにより、蓄電池１１０，１２０に流れる電流の大きさは小さくなる。

車両用電池パック１７０，１８０のように再利用される車両用電池パックに含まれる電池接続リレーの中には、経年劣化により動作不良を起こすものも存在し得る。そのような電池接続リレーを含む車両用電池パックが定置用蓄電システムに用いられた場合に、電池接続リレーに接続指示を１度出しただけでは、接続が成功しない場合がある。このような場合には、再度接続指示を出すことで、接続が成功する場合がある。接続指示を再度出すか否かを決定するために、電池接続リレーの動作不良が生じているか否かを判断することが必要となる。

電池接続リレーの動作不良の検出方法に関して、仮に、定置用蓄電システムに含まれる車両用電池パックの数が１つであった場合には、車両用電池パックに接続された電力線対間の電圧を監視すれば足りる。電池接続リレーの動作不良があれば、車両用電池パックに接続された電力線対間の電圧は０（Ｖ）となるからである。一方、複数の車両用電池パックが並列接続されている場合に、各々に含まれる蓄電池の電圧値が略同一であるときは、電池接続リレーの動作不良があったとしても、接続済みの車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧が車両用電池パックに接続された電力線対間の電圧として表れてしまう。したがって、この場合には、電池接続リレーの動作不良を適切に検出することができない。しかしながら、この場合であっても、接続対象の車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧と車両用電池パックに接続された電力線対間の電圧との差は、時間の経過により変化する。接続対象の車両用電池パックに含まれる蓄電池の電圧はほぼ変化しないのに対し、車両用電池パックに接続された電力線対間の電圧は接続済みの車両用電池パックに含まれる蓄電池の充放電に伴って変化するからである。

そこで、この実施の形態に従う定置用蓄電システム１００において、コントローラ２００は、複数の車両用電池パック１７０，１８０のいずれかに含まれる電池接続リレーが接続済みである場合に、複数の車両用電池パック１７０，１８０のうち電池接続リレーが接続済みである電池パックとは異なる電池パックのいずれかに含まれる非接続の電池接続リレーを接続する接続制御を実行する。そして、コントローラ２００は、非接続の電池接続リレーと同一の車両用電池パックに含まれる電圧センサにより検知された電圧と、電圧センサ１３５により検知された電圧との差の変化量が所定量以上となった場合には、非接続の電池接続リレーが接続できていないとして、接続制御を再度実行する。

これにより、複数の車両用電池パック１７０，１８０が並列接続された定置用蓄電システム１００において、電池接続リレー１４０，１５０の動作不良を適切に検出し、検出結果に応じた処理を実行することができる。以下、この実施の形態における電池接続リレー１４０，１５０の接続制御について説明する。

＜接続済の電池接続リレーがない場合の接続制御＞
図２は、接続済みの電池接続リレーがない場合の電池接続制御における、第１リレーおよび第３リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。ここでは、電池接続リレー１５０が接続されていない場合において、電池接続リレー１４０を接続する場合について説明する。なお、電池接続リレー１４０が接続されていない場合において、電池接続リレー１５０を接続する場合についても同様の制御が行なわれる。

図２を参照して、コントローラ２００は、リトライカウンタＡ１が所定値Ｒｅ１に達しているか否かを判断する（ステップＳ１００）。定置用蓄電システム１００においては、電池接続リレー１４０の接続が成功しなかった場合に、所定の回数だけ電池接続リレー１４０の再接続が試みられる。リトライカウンタＡ１は、電池接続リレー１４０のうち第１リレー１４２および第３リレー１４６の再接続が試みられた回数をカウントするためのカウンタである。所定値Ｒｅ１は、電池接続リレーの動作不良の発生率に基づいて、システムとして許容できる範囲内で予め設定される。

リトライカウンタＡ１が所定値Ｒｅ１に達していると判断されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第１リレー１４２および第３リレー１４６の少なくとも一方に異常があると判断し、再接続を断念する（ステップＳ２１０）。一方、リトライカウンタＡ１が所定値Ｒｅ１に達していないと判断されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、コントローラ２００は、第１リレー１４２および第３リレー１４６を接続するように、第１リレー１４２および第３リレー１４６を制御する（ステップＳ１１０）。

第１リレー１４２および第３リレー１４６を接続するように第１リレー１４２および第３リレー１４６が制御されると、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ１による時間の計測を開始する（ステップＳ１２０）。リトライタイマＲＴ１は、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続制御が実行されてからの経過時間を計測するためのタイマである。

リトライタイマＲＴ１による時間の計測が開始されると、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ１により計測された時間が所定時間Ｔ１を経過したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。所定時間Ｔ１は、第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して接続指示を示す制御信号を出力した後、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続が完了することで電力変換装置１３０の入力電圧（電圧センサ１３５の出力）が上昇するまでに要する時間である。たとえば、所定時間Ｔ１は、第１リレー１４２に含まれる電気抵抗の抵抗値、および蓄電池１１０の電圧によって定められる。

リトライタイマＲＴ１により計測された時間が所定時間Ｔ１を経過していないと判断されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、コントローラ２００は、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４０）。所定電圧Ｖ１は、接続される蓄電池の電圧に基づいて定められる。たとえば、所定電圧Ｖ１は、蓄電池１１０の電圧の９０％の電圧である。電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１以上である場合には、蓄電池１１０と電力変換装置１３０とが電気的に接続されたといえ、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続が成功したといえる。

電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１以上であると判断されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、リトライカウンタＡ１をリセットし（ステップＳ１５０）、リトライタイマＲＴ１をリセットする（ステップＳ１６０）。一方、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１未満であると判断されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、処理はステップＳ１３０に戻り、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ１により計測された時間が所定時間Ｔ１を経過したか否かを判断する。

ステップＳ１３０において、リトライタイマＲＴ１により計測された時間が所定時間Ｔ１を経過したと判断されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続状態を非接続とするように第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して制御信号を出力する（ステップＳ１７０）。所定時間Ｔ１が経過したにも関わらず、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１に達していないということは、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続が失敗している可能性が高いからである。第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して制御信号が出力されると、コントローラ２００は、リトライカウンタＡ１に対して１加算し（ステップＳ１８０）、リトライタイマＲＴ１をリセットする（ステップＳ１９０）。

リトライタイマＲＴ１がリセットされると、コントローラ２００は、第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して非接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ２が経過するまで待機する（ステップＳ２００）。所定時間Ｔ２は、第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して非接続指示を示す制御信号を出力した後に第１リレー１４２および第３リレー１４６の非接続が完了するまでに要する時間である。第１リレー１４２および第３リレー１４６に対して非接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ２が経過すると、処理は再びステップＳ１００に戻り、コントローラ２００は、リトライカウンタＡ１が所定値Ｒｅ１に達しているか否かを判断する。

このように、定置用蓄電システム１００において、接続済みの電池接続リレーがない場合に、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ１以上となるか否かによって、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続が成功したか否かが判断される。また、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続を確認できないときは、再接続回数が所定の回数（所定値Ｒｅ１）となるまで第１リレー１４２および第３リレー１４６の再接続が試みられる。

図３は、接続済みの電池接続リレーがない場合の電池接続制御における、第２リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、図２のフローチャートに示される処理に続けて実行される。

図３を参照して、第１リレー１４２および第３リレー１４６の接続が成功したと判断されると、コントローラ２００は、第２リレー１４４を接続するように、第２リレー１４４を制御する（ステップＳ２２０）。第２リレー１４４が接続されるように第２リレー１４４が制御されると、コントローラ２００は、第２リレー１４４が接続されるように第２リレー１４４が制御されてから所定時間Ｔ３が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３０）。所定時間Ｔ３は、第２リレー１４４に接続指示を示す制御信号を出力した後に第２リレー１４４の接続が完了するまでに要する時間である。

第２リレー１４４が接続されるように第２リレー１４４が制御されてから所定時間Ｔ３が経過していないと判断されると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、ステップＳ２３０の処理が繰り返し実行される。第２リレー１４４が接続されるように第２リレー１４４が制御されてから所定時間Ｔ３が経過したと判断されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、電力変換装置１３０の入力電圧を示す情報を不図示の内部メモリに記憶する（ステップＳ２４０）。仮に第２リレー１４４の接続が失敗している場合には、電力変換装置１３０の入力電圧は時間の経過とともに低下する。したがって、第１リレー１４２が接続されている段階における電力変換装置１３０の入力電圧を示す情報を記憶しておき、記憶している電圧と、所定時間経過後の電力変換装置１３０の入力電圧とを比較することで、第２リレー１４４の接続が成功しているか否かを判断することができる。

第２リレー１４４が接続されるように第２リレー１４４が制御されてから所定時間Ｔ３が経過していると判断されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第１リレー１４２の接続状態を非接続とするように第１リレー１４２を制御する（ステップＳ２５０）。第１リレー１４２が非接続となるように第１リレー１４２が制御されると、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ２による時間の計測を開始する（ステップＳ２６０）。リトライタイマＲＴ２は、第１リレー１４２を非接続とする制御を実行してからの経過時間を計測するためのタイマである。仮に第２リレー１４４の接続が失敗していた場合に電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧以上降下するのに要する時間が予め求められている。リトライタイマＲＴ２により計測された時間が、この時間を経過したにも関わらず、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧以上降下していない場合には、第２リレー１４４の接続は成功していると判断される。

リトライタイマＲＴ２による時間の計測が開始されると、コントローラ２００は、内部メモリに記憶している電力変換装置１３０の入力電圧と、電力変換装置１３０の現在の電圧との差が所定電圧Ｖ２以下であるか否かを判断する（ステップＳ２７０）。内部メモリに記憶している電力変換装置１３０の入力電圧と、電力変換装置１３０の現在の電圧との差が所定電圧Ｖ２以下であると判断されると（ステップＳ２７０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ２により計測された時間が所定時間Ｔ４を経過したか否かを判断する（ステップＳ２８０）。所定時間Ｔ４は、仮に第２リレー１４４の接続が失敗していた場合に電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ２以上降下するのに要する時間である。

リトライタイマＲＴ２により計測された時間が所定時間Ｔ４を経過したと判断されると（ステップＳ２８０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第２リレー１４４の接続が成功したと判断し、内部メモリによる電力変換装置１３０の入力電圧の記憶をリセットし（ステップＳ２９０）、リトライカウンタＢ１をリセットする（ステップＳ３００）。なお、リトライカウンタＢ１は、第２リレー１４４の再接続が試みられた回数をカウントするためのカウンタである。

ステップＳ２８０において、リトライタイマＲＴ２により計測された時間が所定時間Ｔ４を経過していないと判断されると（ステップＳ２８０においてＮＯ）、処理はステップＳ２７０に戻り、コントローラ２００は、内部メモリに記憶されている電力変換装置１３０の入力電圧と、電力変換装置１３０の現在の電圧との差が所定電圧Ｖ２以下であるか否かを判断する。

内部メモリに記憶している電力変換装置１３０の入力電圧と、電力変換装置１３０の現在の電圧との差が所定電圧Ｖ２以下ではないと判断されると（ステップＳ２７０においてＮＯ）、コントローラ２００は、第２リレー１４４の接続状態を非接続とするように第２リレー１４４に対して制御信号を出力する（ステップＳ３１０）。所定時間Ｔ４が経過する前に、電力変換装置１３０の入力電圧が所定電圧Ｖ２以上降下したということは、第２リレー１４４の接続が失敗している可能性が高いからである。第２リレー１４４に対して制御信号が出力されると、コントローラ２００は、リトライカウンタＢ１に対して１加算し（ステップＳ３２０）、リトライタイマＲＴ２をリセットする（ステップＳ３２５）。リトライタイマＲＴ２がリセットされると、コントローラ２００は、第２リレー１４４に対して制御信号が出力されてから所定時間Ｔ１０が経過するまで待機する（ステップＳ３２７）。所定時間Ｔ１０は、第２リレー１４４に対して非接続指示を示す制御信号を出力した後に第２リレー１４４の非接続が完了するまでに要する時間である。

第２リレー１４４に対して制御信号が出力されてから所定時間Ｔ１０が経過すると、コントローラ２００は、リトライカウンタＢ１が所定値Ｒｅ２に達しているか否かを判断する（ステップＳ３３０）。所定値Ｒｅ２は、電池接続リレーの動作不良の発生率に基づいて、システムとして許容できる範囲内で予め設定される。所定値Ｒｅ２に達していないと判断されると（ステップＳ３３０においてＮＯ）、コントローラ２００は、第２リレー１４４を接続するように第２リレー１４４を再度制御する（ステップＳ３４０）。一方、所定値Ｒｅ２に達していると判断されると（ステップＳ３３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第２リレー１４４に異常があると判断し、再接続を断念する（ステップＳ３５０）。

このように、定置用蓄電システム１００において、接続済みの電池接続リレーがない場合に、電力変換装置１３０の入力電圧の変化量が第１リレー１４２の接続解除の前後で所定量（所定電圧Ｖ２）より大きくなったか否かにより第２リレー１４４の接続が成功したか否かが判断される。また、第２リレー１４４の接続を確認できないときは、再接続回数が所定の回数（所定値Ｒｅ２）となるまで第２リレー１４４の再接続が試みられる。

＜接続済の電池接続リレーがある場合の接続制御＞
図４は、接続済みの電池接続リレーがある場合の電池接続制御における、第１リレーおよび第３リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。ここでは、電池接続リレー１４０が接続されている場合において、電池接続リレー１５０を接続する場合について説明する。なお、電池接続リレー１５０が接続されている場合において、電池接続リレー１４０を接続する場合についても同様の制御が行なわれる。

図４を参照して、コントローラ２００は、第１リレー１５２および第３リレー１５６を接続するように、第１リレー１５２および第３リレー１５６を制御する（ステップＳ４００）。第１リレー１５２および第３リレー１５６を接続するように第１リレー１５２および第３リレー１５６が制御されると、コントローラ２００は、第１リレー１５２および第３リレー１５６に接続指示を示す制御信号を出力してから所定時間Ｔ５が経過したか否かを判断する（ステップＳ４１０）。所定時間Ｔ５は、第１リレー１５２および第３リレー１５６に接続指示を示す制御信号を出力した後に第１リレー１５２および第３リレー１５６の接続が完了するまでに要する時間である。

第１リレー１５２および第３リレー１５６に接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ５が経過していないと判断されると（ステップＳ４１０においてＮＯ）、コントローラ２００は、ステップＳ４１０の処理を繰り返す。一方、第１リレー１５２および第３リレー１５６に接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ５が経過していると判断されると（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第２リレー１５４を接続するように、第２リレー１５４を制御する（ステップＳ４２０）。第２リレー１５４を接続するように第２リレー１５４が制御されると、コントローラ２００は、第２リレー１５４に接続指示を示す制御信号を出力してから所定時間Ｔ６が経過したか否かを判断する（ステップＳ４３０）。所定時間Ｔ６は、第２リレー１５４に接続指示を示す制御信号を出力した後に第２リレー１５４の接続が完了するまでに要する時間である。

第２リレー１５４に接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ６が経過していないと判断されると（ステップＳ４３０においてＮＯ）、コントローラ２００は、ステップＳ４３０の処理を繰り返す。一方、第２リレー１５４に接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ６が経過していると判断されると（ステップＳ４３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第１リレー１５２の接続状態を非接続とするように第１リレー１５２を制御する（ステップＳ４４０）。

このように、定置用蓄電システム１００において、接続済みの電池接続リレー（電池接続リレー１４０）がある場合には、電力変換装置１３０の入力電圧や、電力変換装置１３０の入力電圧の変化量に基づいて第１リレー１５２、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功したか否かを判断していない。これは、電力変換装置１３０の入力電圧に蓄電池１１０の電圧が表れてしまい、電力変換装置１３０の入力電圧の単純な比較によっては、第１リレー１５２、第２リレー１５４、および第３リレー１５６の接続が成功したか否かを判断できないからである。

図５は、接続済みの電池接続リレーがある場合の電池接続制御における、第２リレーの接続確認処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、図４のフローチャートに示される処理に続けて実行される。

図５を参照して、第２リレー１５４および第３リレー１５６が接続された状態で、コントローラ２００は、電力変換装置１３０を制御することによって、蓄電池１１０，１２０の充放電を開始する（ステップＳ５００）。ここでは、蓄電池１１０，１２０が放電する場合について説明する。なお、蓄電池１１０，１２０が充電される場合も、同様な制御がなされる。

蓄電池１１０，１２０の放電が開始されると、コントローラ２００は、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の出力電圧との差の絶対値を不図示の内部メモリに記憶する（ステップＳ５１０）。仮に第２リレー１５４および第３リレー１５６の少なくとも一方の接続が失敗している場合には、蓄電池１２０の出力電圧と電力変換装置１３０の入力電圧との差は、時間の経過とともに大きくなる。蓄電池１２０の出力電圧はほぼ変化しないのに対し、電力変換装置１３０の入力電圧は蓄電池１１０の放電に伴って低下するからである。定置用蓄電システム１００においては、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の出力電圧との差の絶対値が記憶され、その絶対値の変化量が監視されることで、電池接続リレー１４０が接続されている状態において、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功しているか否かが判断される。なお、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の電圧との差が比較されるのではなく、差の絶対値が比較されるのは、蓄電池１１０，１２０の充電および放電の両方を考慮してのことである。

蓄電池１１０，１２０の放電が開始されると、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ３による時間の計測を開始する（ステップＳ５２０）。リトライタイマＲＴ３は、蓄電池１１０，１２０の放電が開始されてからの経過時間を計測するためのタイマである。

リトライタイマＲＴ３による時間の計測が開始されると、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ３により計測された時間が所定時間Ｔ７を経過したか否かが判断される（ステップＳ５３０）。所定時間Ｔ７は、電流センサ１５８による電流値の測定間隔を示す時間である。この定置用蓄電システム１００においては、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功しているか否かが判断されるために、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の出力電圧との差の絶対値の変化量が監視される。しかしながら、電流センサ１５８により電流が検出されている場合には、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の出力電圧との差の絶対値の変化量が監視されるまでもなく、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功しているといえる。したがって、この定置用蓄電システム１００においては、電流センサ１５８により検出される電流についても監視される。

リトライタイマＲＴ３により計測された時間が所定時間Ｔ７を経過していないと判断されると（ステップＳ５３０においてＮＯ）、コントローラ２００は、電流センサ１５８により検出された電流値の絶対値が電流Ｉ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５４０）。電流センサ１５８により検出された電流値の絶対値が電流Ｉ１以上であると判断されると（ステップＳ５４０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、電流が流れているので第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功したと判断し、リトライカウンタＣ１をリセットし（ステップＳ５５０）、リトライタイマＲＴ３をリセットする（ステップＳ５６０）。これにより、電池接続リレー１５０の接続が確立され（ステップＳ５７０）、未だ非接続状態の電池接続リレーがある場合には非接続状態の電池接続リレーの接続処理が開始される。なお、リトライカウンタＣ１は、第２リレー１５４および第３リレー１５６の再接続が試みられた回数をカウントするためのカウンタである。

一方、ステップＳ５４０において、電流センサ１５８により検出された電流値の絶対値が電流Ｉ１未満であると判断されると（ステップＳ５４０においてＮＯ）、処理はステップＳ５３０に戻り、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ３により計測された時間が所定時間Ｔ７を経過したか否かが判断される。

リトライタイマＲＴ３により計測された時間が所定時間Ｔ７を経過していると判断されると（ステップＳ５３０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、リトライタイマＲＴ３をリセットする（ステップＳ５８０）。リトライタイマＲＴ３がリセットされると、コントローラ２００は、次の２つの条件の両方が満たされるか否かを判断する（ステップＳ５９０）。１つ目の条件は、現在の電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池１２０の出力電圧との差の絶対値と、ステップＳ５１０において記憶されている値との差の絶対値が所定電圧Ｖ３以上であることである。２つ目の条件は、１つ目の条件が満たされた状態が所定時間Ｔ８以上継続していることである。これら２つの条件が満たされた場合に、動作不良に起因する第２リレー１５４および第３リレー１５６の再接続が実行される。このように制御する理由について次に説明する。

第２リレー１４４および第３リレー１４６が接続されている場合には、仮に第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が成功していたとしても、蓄電池１１０と蓄電池１２０との電圧値の差次第で、蓄電池１２０から電流が流れない場合がある。したがって、電流センサ１５８が電流を検知しなかったからといって、直ちに第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が失敗しているとはいえない。このような場合に、都度、第２リレー１５４および第３リレー１５６の再接続を実行することは消費エネルギーの観点からも無駄である。そこで、電流センサ１５８が電流を検知しなかった場合に、さらに、上記２つの条件が満たされた場合には、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が失敗したとして、第２リレー１５４および第３リレー１５６の再接続を実行することとした。

ステップＳ５９０において、上記２つの条件の少なくとも一方が満たされないと判断されると（ステップＳ５９０においてＮＯ）、処理は再びステップＳ５２０に戻る。一方、ステップＳ５９０において、上記２つの条件の両方が満たされると判断されると（ステップＳ５９０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続状態を非接続とするように第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して制御信号を出力する（ステップＳ６００）。第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して制御信号が出力されると、コントローラ２００は、リトライカウンタＣ１に対して１加算し（ステップＳ６１０）、リトライタイマＲＴ３をリセットする（ステップＳ６２０）。リトライタイマＲＴ３がリセットされると、コントローラ２００は、第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して非接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ９が経過するまで待機する（ステップＳ６３０）。所定時間Ｔ９は、第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して非接続指示を示す制御信号を出力した後に第２リレー１５４および第３リレー１５６の非接続が完了するまでに要する時間である。

第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して非接続指示を示す制御信号が出力されてから所定時間Ｔ９が経過すると、コントローラ２００は、リトライカウンタＣ１が所定値Ｒｅ３に達しているか否かを判断する（ステップＳ６４０）。所定値Ｒｅ３は、電池接続リレーの動作不良の発生率に基づいて、システムとして許容できる範囲内で予め設定される。リトライカウンタＣ１が所定値Ｒｅ３に達していないと判断されると（ステップＳ６４０においてＮＯ）、コントローラ２００は、第２リレー１５４および第３リレー１５６を接続するように第２リレー１５４および第３リレー１５６を再度制御する（ステップＳ６５０）。第２リレー１５４および第３リレー１５６を接続するように第２リレー１５４および第３リレー１５６が再度制御されると、コントローラ２００は、第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して接続指示を示す制御信号を出力してから所定時間Ｔ１１を経過するまで待機する（ステップＳ６６０）。所定時間Ｔ１１は、第２リレー１５４および第３リレー１５６に対して接続指示を示す制御信号を出力した後に第２リレー１５４および第３リレー１５６の接続が完了するまでに要する時間である。

一方、リトライカウンタＣ１が所定値Ｒｅ３に達していると判断されると（ステップＳ６４０においてＹＥＳ）、コントローラ２００は、第２リレー１５４および第３リレー１５６の少なくとも一方に異常があると判断し、再接続を断念する（ステップＳ６７０）。

このように、この実施の形態に従う定置用蓄電システム１００において、コントローラ２００は、複数の車両用電池パック１７０，１８０のいずれかに含まれる電池接続リレー（たとえば、電池接続リレー１４０）が接続済みである場合に、複数の車両用電池パック１７０，１８０のうち電池接続リレーが接続済みである電池パックとは異なる電池パックのいずれかに含まれる非接続の電池接続リレー（たとえば、電池接続リレー１５０）を接続する接続制御を実行する。そして、コントローラ２００は、非接続の電池接続リレーと同一の電池パック（たとえば、車両用電池パック１８０）に含まれる電圧センサ（たとえば、電圧センサ１２５）により検知された電圧と、電圧センサ１３５により検知された電圧との差の変化量が所定量以上となった場合には、非接続の電池接続リレーが接続できていないとして、接続制御を再度実行する。これにより、複数の車両用電池パック１７０，１８０が並列接続された定置用蓄電システム１００において、電池接続リレー１４０，１５０の動作不良を適切に検出し、検出結果に応じた処理を実行することができる。

また、電圧センサ１１５，１２５の個体差により電圧の検出値に誤差が生じる場合がある。このような場合に、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池に対応づけられた電圧センサの出力値との差を監視しただけでは、その差が有意な差であるか否かの判断を正確にできない。そこで、この実施の形態においては、電力変換装置１３０の入力電圧と蓄電池に対応づけられた電圧センサの出力の差の変化量を監視する。これにより、電圧センサ間の個体差による影響を受けることなく、電池接続リレーの接続が成功しているか否かを判断することができる。

また、この実施の形態においては、車両用電池パック１７０，１８０という２つの車両用電池パックが並列に接続された例を説明したがさらに多くの車両用電池パックが並列に接続されるような構成であってもよい。この実施の形態で説明した定置用蓄電システム１００に用いられている制御方法によれば、接続済みの電池接続リレーがあるか否かさえ分かれば接続対象である電池接続リレーの接続が成功したか否かを判断することができる。したがって、たとえ、接続する車両用電池パックの数が増えたとしても処理が煩雑にならない。

また、この実施の形態の定置用蓄電システム１００によれば、定置用蓄電システム１００外部の電気負荷の運転状況に関する情報を取得しなくても、定置用蓄電システム１００内部の状態のみによって接続対象である電池接続リレーの接続が成功したか否かを判断することができる。したがって、上記判断にあたって、外部機器の運転特性により影響を受けるようなことがない。

また、図５のフローチャートの処理は、図４のフローチャートの処理に続けて実行されるだけではなく、図３のフローチャートに示される処理に続けても実行される。図３のフローチャートに示される処理に続けて図５のフローチャートに示される処理が実行される場合も、図４のフローチャートの処理に続けて実行される場合と同様に処理が実行される。なお、必ずしもこのような構成である必要はなく、図３のフローチャートの処理が完了した時点で、第２リレー１４４および第３リレー１４６の接続が成功したか否かを判断し、続けて図５のフローチャートの処理を実行しない構成としてもよい。

また、この実施の形態の定置用蓄電システム１００においては、電池接続リレー１４０，１５０の接続確認のために電圧センサ１３５の出力を用いたが、必ずしもこのような構成には限定されない。たとえば、コントローラ２００が電気負荷３００とネットワークを介して通信できるような場合には、コントローラ２００は、電気負荷３００の電圧を示す情報をネットワークを介して取得し、取得した情報を用いて、電池接続リレー１４０，１５０の接続確認を実行してもよい。

なお、上記において、定置用蓄電システム１００は、この発明における「定置用蓄電システム」の一実施例に対応し、車両用電池パック１７０，１８０は、この発明における「複数の電池パック」の一実施例に対応し、電力線対１３７は、この発明における「電力線」の一実施例に対応し、電圧センサ１３５は、この発明における「第１の電圧センサ」の一実施例に対応する。蓄電池１１０，１２０は、この発明における「蓄電池」の一実施例に対応し、電池接続リレー１４０，１５０は、この発明における「電池接続リレー」の一実施例に対応し、電圧センサ１１５，１２５は、この発明における「第２の電圧センサ」の一実施例に対応する。コントローラ２００は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 定置用蓄電システム、１１０ 蓄電池、１１５ 電圧センサ、１２０ 蓄電池、１２５ 電圧センサ、１３０ 電力変換装置、１３５ 電圧センサ、１３７ 電力線対、１４０ 電池接続リレー、１４２ 第１リレー、１４４ 第２リレー、１４６ 第３リレー、１４８ 電流センサ、１５０ 電池接続リレー、１５２ 第１リレー、１５４ 第２リレー、１５６ 第３リレー、１５８ 電流センサ、１７０ 車両用電池パック、１８０ 車両用電池パック、２００ コントローラ、３００ 電気負荷。

Claims (1)

1. 車両において使用済みの電池パックを用いた定置用蓄電システムであって、
   電気的に並列接続された複数の電池パックと、
   前記並列接続された複数の電池パックに電気的に接続される電力線と、
   前記電力線の電圧を検知する第１の電圧センサとを備え、
   前記複数の電池パックの各々は、
   蓄電池と、
   前記蓄電池の出力線に設けられる電池接続リレーと、
   前記蓄電池の電圧を検知する第２の電圧センサとを含み、
   前記定置用蓄電システムは、前記複数の電池パックのいずれかに含まれる前記電池接続リレーが接続済みである場合に、前記複数の電池パックのうち前記電池接続リレーが接続済みである電池パックとは異なる電池パックのいずれかに含まれる非接続の前記電池接続リレーを接続する接続制御を実行する制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記非接続の電池接続リレーと同一の電池パックに含まれる前記第２の電圧センサにより検知された電圧と、前記第１の電圧センサにより検知された電圧との差の変化量が所定量以上となった場合に、前記非接続の電池接続リレーが接続できていないとして、前記接続制御を再度実行する、定置用蓄電システム。

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