专利名称：蓄电系统以及控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及经由断路器(breaker)连接蓄电装置的蓄电系统及其控制装置。
背景技术：
通过利用二次电池等蓄电装置，能源被进行有效利用。例如，近年来，作为对环境有益的清洁能源，太阳光发电系统的开发正在盛行，然而由于将太阳光变换成电力的光电变换阵列不具备蓄电功能，因此有时使之与二次电池进行组合来使用。例如，通过将光电变换阵列所发电产生的电力暂时充电给二次电池，并根据外部负载的请求等而从二次电池进行放电的充放电控制，来进行能源的有效利用。像这样在构成将二次电池与电源进行组合来进行充放电控制的蓄电系统时，为了对作为二次电池的蓄电装置进行保护，而在蓄电装置侧设置断路器。在专利文献1中公开如下在将通过蓄电池进行供电的逆变器电路与商用电源并用的交流无停电电源装置的蓄电池劣化状态试验装置中，作为检测在对蓄电池进行更换时将在充电电路与蓄电池之间设置的断路器断开，但在更换之后却忘记将该断路器接通的状况的方法，设置了蓄电池电压监视单元，并且将电容器配置在断路器的充电电路侧与接地之间，使得容易检测出监视电压的降低。另外，作为与断路器不同的蓄电装置保护技术，在专利文献2中，作为二次电池的充电方法，公开了通过反复进行充电和放电的脉冲充电从而在防止电池性能的降低的同时进行快速充电。在此，与二次电池并联地设置开关和放电电阻来构成放电电路。(在先技术文献)(专利文献)专利文献1 日本特开1997-237640号公报专利文献2 日本特开1997-7641号公报
发明内容
(发明要解决的课题)蓄电系统中除了包含蓄电装置之外，还包含光电变换阵列、电力变换装置、充放电控制装置等许多构成要素，但其中也数蓄电装置价格高。为了保护蓄电装置，虽然能够采用断路器、放电电阻等技术，但现有技术的断路器是手动式的，如专利文献1中所述，多数情况下不进行接通/断开的检测。另外，由于高电压的蓄电装置被收纳在框体内，因此不容易进行放电电阻的安装。这样，如何有效地保护蓄电装置成为遗留课题。本发明的目的在于，提供一种能够有效地保护蓄电装置的蓄电系统以及控制装置。(用于解决课题的手段)本发明的控制装置，对蓄电装置的充放电进行控制，其中该蓄电装置具有蓄电池，以由电力源供给的电力进行充电，并将所充电的该电力向外部负载进行放电，上述控制装置具有蓄电池异常检测信号接收部，其接收蓄电池在检测到异常时发送的蓄电池异常检测信号；输出部，其在蓄电池异常检测信号为满足预先规定的截断基准的异常时，对与蓄电池对应地设置的蓄电池断路器输出截断指令；和截断报告接收部，其接收表示已执行了截断的截断报告。本发明涉及的另一控制装置，对蓄电装置的充放电进行控制，其中该蓄电装置具有多个蓄电池，以由电力源供给的电力进行充电，并将所充电的该电力向外部负载进行放电，上述控制装置，基于各蓄电池在检测到异常时个别发送的蓄电池异常检测信号，通过蓄电池断路器来将与该控制装置相对应的所有蓄电池的充电路径或者放电路径中的至少一方截断。本发明涉及的蓄电系统具有上述控制装置。进而，本发明涉及的蓄电系统包含蓄电池断路器，该蓄电池断路器具有断路器一侧的连接部件，其被设置于与蓄电池的正极相连接的连接端子，用以安装用于蓄电池的放电的放电用电阻元件的一端；和断路器另一侧的连接部件，其被设置于与蓄电池的负极相连接的连接端子，用以安装放电用电阻元件的
另一端。进而，本发明涉及的其他蓄电系统，具有保险丝，其被设置于蓄电池主体的输出电流或输入电流所流动的布线上；蓄电池一侧的连接部件以及其蓄电池另一侧的连接部件，其分别被设置于蓄电池的正极侧端子以及负极侧端子，用以安装放电用电阻元件的端部。(发明效果)根据上述构成，控制装置在接收到蓄电池异常检测信号，且蓄电池异常检测信号为满足预先规定的截断基准的异常的情况下，向蓄电池断路器输出截断指令，并接收表示截断已执行的截断报告。像这样，能够通过电信号来控制蓄电装置断路器的动作，能够知道其结果，因此能够有效地保护蓄电装置。另外，通过针对一个蓄电池的异常，将全部的蓄电池都设为截断状态，从而在异常原因的所在没有立刻知晓的情况下也能够优先保护蓄电池，进而防止异常波及到其他蓄电池。并且，由于在蓄电池与断路器之间的路径上设置了连接部件，因此在蓄电池保持过充电的状态而被截断时，能够利用放电用电阻元件安全地进行放电。
图1是表示本发明的实施方式的蓄电系统的构成的图。图2是为了说明本发明的实施方式的蓄电系统中的截断控制而提取必要的部分来示出的图。图3是说明本发明的实施方式的蓄电系统中的截断控制的示意图。图4表示在本发明的实施方式的蓄电系统中，在断路器中采用放电电阻的状况的图。图5是在图4中示出放电电流的状况的图。图6是示出代替图4而在蓄电池中采用放电电阻的状况的图。图7是在图6中示出放电电流的状况的图。
具体实施例方式下面利用附图详细说明本发明的实施方式。以下虽然将锂离子电池作为蓄电池来进行说明，但也可以是除此以外的二次电池。例如，也可以是镍氢电池、镍镉电池等另外，以下虽然将太阳光发电电力和外部商用电力作为电力源来进行说明，但也可以是除此以外的电力源、比如风力发电或燃料电池等所产生的电力。另外，以下所述的构成蓄电装置的蓄电池的个数、构成用于太阳光发电的光电变换阵列的太阳光发电模块(面板)的个数、电压值等是用于说明的例示，可根据蓄电系统的规格等适当进行变更。另外，以下在所有附图中对同样的要素附加相同的符号，并省略重复说明。另外，在本说明书的记载中，根据需要会采用之前描述过的符号。图1是说明蓄电系统10的构成的图。该蓄电系统10的构成包含蓄电装置30、负载侧断路器26、蓄电装置断路器50、充放电开关装置60、和控制块80。另外，图1中示出了蓄电系统10的构成要素以外的如下部件作为电源的外部商用电源12、光电变换阵列14、作为外部负载的AC负载16、DC负载18、变换成适合DC负载18的直流电压的DC/DC转换器观。以下，根据情况将交流示作AC，将直流示作DC。另外，图1中粗的实线表示电力的流动，端部带箭头的细的实线表示信号的流动。AC负载16是以交流电力来驱动的装置等，例如为旋转电机、空调装置、加工机械、组装机械等机械装置。DC负载18是以直流电力来驱动的装置等，例如为办公设备、照明装置等。将这些总称为外部负载。DC/DC转换器观例如是将从蓄电装置30供给的96V的直流电力变换为约12V的直流电力以适合办公设备等的电压变换器。作为电力源的外部商用电源12是单相或者三相的交流电力源，是从发电站进行送电的普通商用电源。作为电力源的光电变换阵列14是组合了多个太阳光发电模块(面板)的直流电力源，在图1的例子中，采用了四组配置了多个太阳光发电模块的太阳光发电块。该四组太阳光发电块相互并联连接。若将在各太阳光发电块中配置的6个太阳光发电模块串联连接，则能够成为约MOV的输出工作电压，若将在各太阳光发电块中配置的太阳光发电模块3个一组串联连接，然后并联连接，则能够形成约120V的输出工作电压。切换装置20是连接切换装置，具有变更构成光电变换阵列14的多个太阳光发电模块(面板)的连接状态，如上述那样将输出工作电压在约MOV和约120V之间进行切换的功能。由于通过切换来对输出工作电压进行切换，因此根据该观点能够称作电压切换装置。另外，从广义上来说，由于是对电源的形态进行变更，将太阳光发电变换为MOV直流电源或者120V直流电源，因此还可以认为是电源变换装置的一种。另外，切换装置20具有能够将光电变换阵列14的发电电力择一地切换至DC/AC逆变器22侧或者充放电开关装置60侧的功能。在将光电变换阵列14与DC/AC逆变器22侧连接的情况下，可以将6个太阳光发电模块串联连接(成为串联连接形态)，将在太阳光发电模块中发电产生的电力以比较高的电压提供给DC/AC逆变器22。在串联连接形态中，光电变换阵列14和充放电开关装置60被电切断。在将光电变换阵列14与充放电开关装置60连接的情况下，可以将太阳光发电模块3个一组串联连接，然后并联连接(成为并联连接形态)，将在太阳光发电模块中发电产生的电力以比较低的电压提供给充放电开关装置60。在并联连接形态中，光电变换阵列14和DC/AC逆变器22被电切断。
切换装置20和控制块80通过未图示的通信线路连接，根据来自控制块80的指令来进行串联连接形态和并联连接形态之间的切换，另外，将表示当前是哪种连接形态的信息传送给控制块80。在对DC/AC逆变器22供给电力的情况下，采用成为约MOV的输出工作电压的串联连接状态。DC/AC逆变器22是将直流电力变换成交流电力的电力变换器，可以认为是广义上的电源变换装置的一种。DC/AC逆变器22具有将来自切换装置20的约MOV的直流电力变换成交流电力，并提供给AC负载16的功能。能够根据情况而进行返回至外部商用电源12侧的所谓逆潮或者售电。AC/DC转换器M是将交流电力变换成直流电力的电力变换器，可以认为是广义上的电源变换装置的一种。AC/DC转换器M在未从蓄电装置30向DC负载18供给直流电力时，将来自外部商用电源12的交流电力或者通过DC/AC逆变器22变换后的交流电力变换成直流电力，来作为后备电力。例如，当蓄电装置30因某种理由而被限制放电时等，经由AC/DC转换器M而将直流电力提供给DC负载18.AC/DC转换器M和控制块80通过未图示的能够对数字数据进行通讯的通信线路而连接，从控制块80传送动作条件的设定、所输出的直流电力的指令值(例如输出电压值等)的设定等，并从AC/DC转换器M将动作状态数据等传送给控制块80。负载侧断路器沈是在蓄电系统10和DC负载18侧之间设置的电力截断装置。负载侧断路器26具有在将来自蓄电装置30等的直流电力经由DC/DC转换器观提供给DC负载18之际，当流动预先规定的阈值以上的电流时，将电力的流动截断的功能。负载侧断路器沈是手动式的，为了成为连接状态即通电状态，由用户手动进行开关操作。负载侧断路器26与控制块80通过未图示的发送状态信号的通信线路来连接，在控制块80中可知负载侧断路器沈当前是处于连接状态还是截断状态。充放电开关装置60是为了进行从电力源向蓄电装置30的充电和从蓄电装置30向外部负载的放电而按照与蓄电装置30连接的方式配置的充放电切换装置。具体而言，作为充电路径侧，配置在切换装置20和蓄电装置30之间，作为放电路径侧，配置在负载侧断路器沈和蓄电装置30之间。充放电开关装置60包含充电路径侧的充电开关70、放电路径的放电开关74、以及能够根据多个蓄电池32、34、36的充电状态来选择进行充电或者放电的蓄电池的蓄电池选择电路68。另外，为了对充放电状态进行检测，在蓄电装置30侧设置蓄电装置侧电流/电压检测部62、64、66，另外，在充电开关70的切换装置20侧设置充电侧电流/电压检测部72，在放电开关74的负载侧断路器沈侧设置放电侧电流/电压检测部76。充电开关70和放电开关74是根据电信号而接通/断开的半导体开关元件，具体而言可以采用场效应晶体管(FET)。蓄电装置侧电流/电压检测部62、64、66和充电侧电流/电压检测部72以及放电侧电流/电压检测部76，能够由电压检测传感器和电流检测传感器构成。另外，蓄电装置30如图1所示，由相同形状且相同性能的三个蓄电池32、34、36构成。并且，与各个蓄电池32、34、36对应，分别设置蓄电装置侧电流/电压检测部62、64、66。构成蓄电装置30的蓄电池的数目并非限于3个，只要基于所需要的电力进行增减即可，但关键在于，充电和放电的路径，通过设置充放电开关装置60，从而作为蓄电系统10如同作为一个电池那样来工作。
充电开关70和放电开关74与控制块80通过传送充放电指令的通信线路而连接。来自控制块80的充放电指令由表示开关的接通/断开的0/1信号来进行。蓄电装置侧电流/电压检测部62、64、66和充电侧电流/电压检测部72以及放电侧电流/电压检测部76，分别与控制块80通过未图示的能够发送所检测到的信息的通信线路而连接。蓄电装置断路器50与负载侧断路器沈同样地，具有当流动预先规定的阈值以上的电流时，将电力的流动截断的功能。蓄电装置断路器50被设置于蓄电装置30和充放电开关装置60之间，由与构成蓄电装置30的三个蓄电池32、34、36分别对应的三个断路器52、M、56构成。在图1中，分别将断路器52与蓄电池32对应，将断路器M与蓄电池34对应，将断路器56与蓄电池36对应而配置。另外，三个断路器52、54、56是相同形状且相同性能的蓄电池断路器，但为了对各个蓄电池断路器与作为三个蓄电池断路器的集合体的蓄电装置断路器50进行区别，在此将各个蓄电池断路器只是称作断路器52、54、56。蓄电装置断路器50具有在与控制块80之间进行数字数据的收发的功能，能够根据控制块80的指令来进行从连接状态向截断状态的切换，另外，用状态信号将表示当前状态是连接状态还是截断状态的信息传送给控制块80。指令信号和状态信号均以0/1信号来进行传送。这些信号的传送按每个断路器52、54、56来进行。另外，蓄电装置断路器50与负载侧断路器26同样地，通过用户的手动开关操作能够从截断状态切换到进行通电的连接状态。蓄电装置断路器50的进行收发的功能可以考虑例如通过在各断路器52、54、56设置CPU来实现。但是，考虑到成本和故障率的高低，则可以考虑采用如下这样简化后的构成。S卩，由线圈52-2、M-2、56-2、未图示的第一开关以及第二开关来构成各断路器52、54、56。线圈52-2、54-2、56-2作为接收部发挥功能，根据来自控制块80的截断指令来产生磁力，使第一开关进行动作。接着，第一开关作为截断部发挥功能，根据线圈的磁力将电路截断。第二开关被设置于来自未图示的控制块80的布线上，是与第一开关连动地进行接通/断开的开关。控制块80在输出截断指令之后，从该未图示的布线向第二开关的一端施加例如5V的规定电压。此时，由于第二开关与第一开关连动，因此第二开关的另一端不会成为5V。这种状况将会成为所谓已被截断的状况的确认信号而被发送给控制块80。相反，在尽管控制块80输出了截断指令，但对第二开关施加的5V电压仍然原样出现在另一端的情况下，由于断路器没有发挥功能，因此控制块80按照发出警报并且停止充放电的方式进行控制。另外，也可以使第二开关与第一开关反向连动，仅在断路器将电路截断时，在第二开关的另一端出现5V电压。即，第二开关作为发送部发挥功能，将第一开关、即断路器的截断/连接状态发送给控制块80。蓄电装置30通过将蓄电池32、34、36并联连接而构成。蓄电池32、34、36是组合了多个锂离子单电池的电池组，是可进行充放电的二次电池，分别成为将两个蓄电池包92、94,96串联连接的构成。该蓄电池包92、94、96是将多个锂离子单电池串联以及并联地组合，并收纳在一个电池组盒中而成的。蓄电池状态检测部38、40、42按每个蓄电池包92、94、96被配置于该电池组盒的内部，是具有对作为蓄电池包的内部状态的、蓄电池包的正负极间电压、蓄电池包中流动的电流、蓄电池包内部的温度等进行检测并传送给控制块80的功能的传感器组。另外，还具有检测作为内部状态的、过电流、过放电、过充电等异常状态并传送给控制块80的功能。在蓄电池状态检测部38、40、42与控制块80之间，通过能够将蓄电池包的内部状态作为数字信号来传送的信号线而连接。另外，蓄电池32、34、36中分别串联连接两个蓄电池包，由于蓄电池状态检测部按每个蓄电池包而设置，因此将总计6个蓄电池状态检测部设置于蓄电装置30内。来自在蓄电池包内设置的两个蓄电池状态检测部的信号线与控制块80连接。这样，各蓄电池32、34、36在其电池组盒中具有各种传感器、以及针对其检测信号的收发电路。另外，以下为了简单起见，将在蓄电池32、34、36的各自中设置的两个蓄电池状态检测部总称为蓄电池状态检测部38、40、42。控制块80是具有关于蓄电系统10的充放电，将各构成要素作为整体进行控制的功能的控制装置。与控制块80连接的显示部82是能够显示执行自我诊断功能等时的出错内容等的小型显示器。运转灯84是在蓄电系统10为运转状态时点亮的显示灯。出错灯86是蓄电系统10中产生了异常时点亮的警告显示灯。因此，当蓄电系统10正常运转时，运转灯84点亮，出错灯86熄灭。控制块80如上所述具有将蓄电系统10的动作作为整体进行控制的功能。控制块80的构成包含通过充电开关70和放电开关74的接通/断开控制来对蓄电装置30的充放电进行控制的充放电控制部160 ；当蓄电装置30的异常检测满足预先规定的截断基准时，通过软件处理对蓄电装置断路器50输出截断指令的软件截断指令部162 ；以及通过硬件处理对蓄电装置断路器50输出截断指令的硬件截断指令部164。软件截断指令部162和硬件截断指令部164均为向蓄电装置断路器50输出截断指令的输出部。另外，由于两者具有对蓄电装置断路器50的截断进行管理的功能，因此能够称作蓄电装置断路器截断管理部。关于上述构成的作用、尤其是控制块80的截断指令功能以下详细进行说明。图2是为了说明蓄电系统10中的截断控制而提取作为必要部分的蓄电装置30、蓄电装置断路器50、控制块80的软件截断指令部162、以及硬件截断指令部164来示出的图。在此，示出了在构成蓄电装置30的三个蓄电池32、34、36中检测到蓄电池34有异常的情况。所谓预先规定的截断基准，是为了保护蓄电装置30而规定将蓄电装置断路器50截断的基准。具体而言，能够将当蓄电池32、34、36成为过充电状态时、成为过放电状态时、充电电流值超过预先规定的上限电流值的期间超过了预先规定的阈值期间时、放电电流值超过预先规定的上限电流值的期间超过了预先规定的阈值期间时等规定为截断基准。蓄电装置30的异常的检测，通过蓄电池状态检测部38、40、42来进行，其检测数据通过信号线被传送给控制块80。对各蓄电池32、34、36的异常检测进行传送的信号线分别从三个蓄电池状态检测部38、40、42与控制块80进行连接，但在蓄电装置断路器截断管理部的前级集合成一条。因此，当三个蓄电池状态检测部38、40、42中的任一个发出蓄电池异常检测信号时，即使其他两个没有检测到异常，也以作为整体检测到蓄电装置30有异常来进行处理。进一步而言，当各电池包内的六个蓄电池状态检测部中的任一个发出蓄电池异常检测信号时，其他五个也作为检测到蓄电装置30有异常来进行处理。作为整体检测到蓄电装置30有异常的信号被传送给软件截断指令部162和硬件截断指令部164双方。在软件截断指令部162中有通过软件对信号数据进行处理的CPU，发出截断指令是在该软件运算处理所需要的时间之后。硬件截断指令部164由于采用对异常检测信号进行响应的高速开关元件，因此能够比软件截断指令部162的截断信号迅速得多地输出截断指令。硬件截断指令部164在接收到蓄电池异常检测信号，且该信号表示超过了在系统的安全方面规定的阈值的情况下，作为满足截断基准，立即输出截断指令。例如，在规定蓄电池包92、94、96的各锂离子单电池的电池电压在充满电时为4V的系统中，当为4. 22V以上的情况下，或者在各断路器52、54、56中流动的电流为大大超过上限电流值30A的35V以上的情况下等，通过硬件截断指令部164立即输出截断指令。可以将当像这样超过了在系统的安全方面规定的阈值时称作满足第一基准时。虽然从硬件截断指令部164输出的截断指令是一个信号，但信号线被分成三条，分别向断路器52、54、56传送截断指令。即，在图2的例子中，虽然蓄电池34满足预先规定的截断基准，其他蓄电池32、36为正常，但由于截断指令被同时传送给3个断路器52、54、56，因此三个蓄电池32、34、36均成为截断状态。在具有多个蓄电池32、34、36的蓄电系统10中，通常是仅将检测到异常的蓄电池34截断，但若仅将产生了异常的蓄电池34截断，则会突然产生由剩下的两个蓄电池32、36来分担充放电的需要，会集中通常情况下的1. 5倍的电流，结果，存在一个蓄电池34的异常与其他蓄电池32、36产生连锁而形成多重异常的情况。若产生这样的多重异常，则有些情况下连原本正常的蓄电池32、36都需要进行更换，从异常恢复将耗费更长的时间，更换成本也会变成三倍。在本蓄电系统10中，由于与检测到异常的蓄电池34 —起，将正常的蓄电池32、36也同时截断，因此能够防止多重异常于未然。另外，在为不满足第一基准的异常的情况下，不从硬件截断指令部164输出截断指令。这种情况下，通过软件截断指令部162来判断异常的程度，若判断为通过通常的充放电无法恢复而需要进行截断，则通过软件截断指令部162发出截断指令。例如，在规定蓄电池包92、94、96的各锂离子单电池的电池电压在充满电时为4V的系统中，在电池电压为4. 15V以上的情况下，在各断路器52、54、56中流动的电流为上限电流值30A以上的情况下等，通过软件截断指令部162发出截断指令。另外，在流动30A以上的电流的状态持续10秒的情况下，也可以作为满足截断基准的情况而输出截断指令。这样的情况下，即使是来自一个蓄电池的异常，也将截断指令同时传送给三个断路器52、54、56的全部。另外，由于断路器52、54、56带有收发功能，因此会从断路器52、54、56对软件截断指令部162通知实际上是否被截断。另外，在满足第一基准的情况下，除了来自硬件截断指令部164的截断指令之外，还可以从软件截断指令部162也发出截断指令。即，来自软件截断指令部162的截断指令和来自硬件截断指令部164的截断指令也可以重复。当为预先规定的任意截断基准都不满足的异常的情况下，例如当判定蓄电池34与过充电接近时，在调整系统整体的充放电的电流值以使正常的蓄电池32、36不会出现异常连锁之后，充放电开关装置60停止对蓄电池34的充电等，以正常动作尝试复原。另外，软件截断指令部162，接收来自充放电控制部160、或者蓄电系统10的其他检测装置或控制装置的异常信息并判断其内容，根据该判断能够向断路器52、54、56发出截断指令。作为这样的异常信息，可以考虑充放电开关装置60中的半导体开关元件的故障或设置了蓄电系统10的房间或周边场所的火灾、地震等其他紧急情况。另外，对软件截断指令部162传送关于各断路器52、54、56的当前状态是连接状态还是截断状态的状态信号。由此，例如能够判断各断路器52、54、56是否根据截断指令而正确执行了截断动作。为了对断路器52、54、56进行单独控制，从而控制复杂化，因此紧急时不能保证可靠的工作。对此，本发明的蓄电系统10由于异常检测和截断指令都是一个信号，因此简单且不易产生故障，系统整体具有
高可靠性。图3是说明上述所说明的蓄电系统10中的截断控制的示意图。在此，示作LIB的是蓄电池32、34、36，LIB是锂离子电池的简称。另外，作为CPU示出的是软件截断指令部162。如图3所示，将来自三个蓄电池32、34、36的异常检测信号集合成一个而传送给软件截断指令部162和硬件截断指令部164。然后，软件截断指令部164反射性地输出截断指令，作为其结果的截断指令被分成三份，分别传送给断路器52、54、56.像这样针对一个蓄电池的异常将所有的蓄电池设为截断状态，是为了在未立刻知晓异常原因的所在的情况下，不进行判断处理而优先进行蓄电池的保护。另外，例如在充放电控制部160或充放电开关装置60的动作产生故障的情况下，可以认为即使将先输出了异常检测信号的蓄电池截断，异常原因也不会消除，异常还会波及到其他蓄电池。另外，尽管硬件截断指令部164迅速进行处理，仍然对软件截断指令部162传送异常检测信号的理由在于第一是由于，需要由软件截断指令部162来对蓄电装置30、蓄电装置断路器50的状态进行管理。由此，对蓄电装置30、蓄电装置断路器50的状态和各断路器52、54、56的状态信号进行对照，能够确认蓄电系统10在正常工作。在软件截断指令部162接收到异常检测信号之后，即使经过一定时间各断路器52、54、56也未被截断的情况下，视为产生了重大故障，将蓄电系统10整体断开。第二是由于，即使在因某种原因导致硬件截断指令部164的处理产生延迟或故障的情况下，也能够通过来自软件截断指令部162的截断指令将断路器52、54、56截断，提高安全性。以上是关于截断控制的说明，但根据本构成，例如若蓄电池32、34、36成为过充电，则如上述那样将断路器52、54、56截断，因此过充电的蓄电池原样维持过充电状态。蓄电池32、34、36是如上述那样组合了多个锂离子单电池而成的，由于是相当高的电压，因此不优选保持过充电的状态而放置不管。这样的情况下，可以采用放电用电阻元件196进行放电。以下，关于断路器截断时等的蓄电池32、34、36的放电处理进行描述。首先，利用图4以及图6针对断路器以及蓄电池的构造进行说明。在此，为了简单起见，假设蓄电池由单一的蓄电池包构成，仅图示了蓄电池36，但蓄电池32、34也是同样的构成。首先，在各断路器52、54、56中设置两个连接部件、即断路器一侧的连接部件170、172、174以及断路器另一侧的连接部件171、173、175。断路器一侧的连接部件170、172、174，是从与所对应的蓄电池32、34、36相连接的正极侧的连接端子被引出，用于对蓄电池放电用的放电用电阻元件196的一端进行安装的安装部件。另外，断路器另一侧的连接部件171、173、175，是从各个断路器的负极侧的连接端子被引出，用于对放电用电阻元件196的另一端进行安装的安装部件。在此，放电用电阻元件196是在两端设置有连接用部件的电阻体，平时是卸下的，但当因某种原因导致蓄电池32、34、36成为过充电时会安装上进行放电。作为电阻值，设定为在蓄电池32、34、36成为过充电时，在预先设定的设定放电时间内能够成为适当的SOC的值。尤其，优选设为从判定为过充电的充电量开始放电至成为适当的充电量为止时的最高温度为60°C以下，且在一小时以内能够放电的程度的电阻值或者构成。在此，所谓SOC是充电状态(state of charge)的简称，将用户所设定的最大储存状态下的SOC(充电程度)作为100，以此为基准用百分率来表示电力的各储存状态下的SOC(充电程度)。放电用电阻元件196的两端的连接用部件中、一端的连接用部件最好是容易与断路器一侧的连接部件170、172、174连接的形状，另一端的连接用部件最好是容易与断路器另一侧的连接部件171、173、175连接的形状。虽然可以使放电用电阻元件196的一端的连接用部件的形状和另一端的连接部件的形状不同，但如果电阻体中流动的电流的方向没有条件，则优选为相同的形状。当将放电用电阻元件196的一端的连接用部件的形状和另一端的连接部件的形状设为相同时，则断路器一侧的连接部件170、172、174和断路器另一侧的连接部件171、173、175全部为相同的形状。例如，能够将放电用电阻元件196的两端的连接用部件设为插头状形状，将断路器一侧的连接部件170、172、174和断路器另一侧的连接部件171、173、175设为插头插入孔。插头插入口能够设置于断路器52、54、56的框体外周部。图4表示断路器56和蓄电池36的详细构成，示出了断路器一侧的连接部件174和断路器另一侧的连接部件175。另外，有时在各蓄电池32、34、36中设置有用于保护电池包的保险丝190、192、194。这些保险丝190、192、194是在蓄电池32、34、36的输入电流或者输出电流超过预先规定的熔断电流时熔断的过电流保护元件。保险丝190、192、194设置于蓄电池32、34、36的输出电流(输入电流)所流动的布线上。进而，在各蓄电池32、34、36中设置蓄电池一侧的连接部件180、182、184和蓄电池另一侧的连接部件181、183、185。蓄电池一侧的连接部件180、182、184和蓄电池另一侧的连接部件181、183、185，在断路器52、54、56中无法安装放电用电阻元件196的情况下等，是能够代替在断路器52、54、56中设置的断路器一侧的连接部件170、172、174和断路器另一侧的连接部件171、173、175而使用的连接部件，在保险丝190、192、194熔断的情况下用于强制性地使之放电。图6表示蓄电池36的详细构成，示出了保险丝194、蓄电池一侧的连接部件184和蓄电池另一侧的连接部件185。另外，如图6所示，蓄电池一侧的连接部件180、182、184经由第一分支点197而从蓄电池主体的正极侧端子被引出，蓄电池另一侧的连接部件181、183、185经由第二分支点198而从蓄电池主体的负极侧端子被引出。另外，保险丝190、192、194被设置于蓄电池32、34、36的输出电流(输入电流)所流动的布线上的、分支点197或者198与断路器52、54、56之间。由此，即使在假设保险丝熔断的情况下，通过将放电用电阻元件196安装在连接部件中，从而也能够进行蓄电池32、34、36的放电。如上所述，当将放电用电阻元件196的两端的连接用部件设为插头状形状时，可以将蓄电池一侧的连接部件180、182、184和蓄电池另一侧的连接部件181、183、185设为在蓄电池框体外周部设置的插头插入孔。接着，关于蓄电池32、34、36的放电处理，利用图4 图7针对电路的动作进行说明。图4、图5为蓄电池36过充电的情况下的例子，是表示将放电用电阻元件196的两端的插头形状的连接用部件插入到作为在断路器56的断路器框体外周部设置的插头插入孔的断路器一侧的连接部件174和断路器另一侧的连接部件175中的状况的图。图4是表示将放电用电阻元件196的两端的插头形状插入到断路器56的插头插入孔之前的状态的图，图5是表示插入时的电流的流动的图。这样，因蓄电池36的电荷在放电用电阻元件196中流动，从而作为热能被消耗，进行放电从而过充电被消除。图6、图7为蓄电池36过充电的情况下的例子，是表示将放电用电阻元件196的两端的插头形状的连接用部件插入到作为在蓄电池36的框体外周部设置的插头插入孔的蓄电池一侧的连接部件184和蓄电池另一侧的连接部件185中的状况的图。图6是表示将放电用电阻元件196的两端的插头形状插入到蓄电池36的插头插入孔之前的状态的图，图7是表示插入时的电流的流动的图。像这样，因蓄电池36的电荷在放电用电阻元件196中流动，从而作为热能被消耗，进行放电从而过充电被消除。另外，放电用电阻元件196并非限于用于消除蓄电池32、34、36的过充电，在需要进行放电时同样能够使用。另外，若代替放电用电阻元件196，而使用充电器以及二次电池，则能够不浪费地有效利用在消除过充电时释放的电力。(工业上的可利用性)本发明涉及的蓄电系统能够利用于具备多个蓄电池和断路器的系统中。尤其，在蓄电池为组合了多个单电池的蓄电池包的情况下，由于各蓄电池包的电压高，因此能够可靠地防止成为状态异常的情况下的火灾的发生，提高蓄电系统的可靠性，可靠地保护高价的蓄电池包，因而能够利用于大规模蓄电系统中。(符号说明)10 蓄电系统，12 外部商用电源，14 光电变换阵列，16 :AC负载，18 :DC负载，20 切换装置，22 :DC/AC逆变器，24 :AC/DC转换器，26 负载侧断路器，28 :DC/DC转换器，30 蓄电装置，32、34、36 蓄电池，38、40、42 蓄电池状态检测部，50 蓄电装置断路器，52、M、56 断路器，52-2、M-2、56-2 线圈，60 充放电开关装置，62、64、66 蓄电装置侧电流/电压检测部，68 蓄电池选择电路，70 充电开关，72 充电侧电流/电压检测部，74 放电开关，76 放电侧电流/电压检测部，80 控制块，82 显示部，84 运转灯，86 出错灯，92、94、96 蓄电池包，160 充放电控制部，162 软件截断指令部，164 硬件截断指令部，170、172、174 断路器一侧的连接部件，171、173、175 断路器另一侧的连接部件，180、182、184 蓄电池一侧的连接部件，181、183、185 蓄电池另一侧的连接部件，190、192、194 保险丝，196 放电用电阻元件，197、198 分支点
权利要求
1.一种控制装置，对蓄电装置的充放电进行控制，其中该蓄电装置具有蓄电池，以由电力源供给的电力进行充电，并将所充电的该电力向外部负载进行放电，所述控制装置具有蓄电池异常检测信号接收部，其接收所述蓄电池在检测到异常时发送的蓄电池异常检测信号；输出部，其在所述蓄电池异常检测信号为满足预先规定的截断基准的异常时，对与所述蓄电池对应地设置的蓄电池断路器输出截断指令；和截断报告接收部，其接收表示已执行了截断的截断报告。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，在所述蓄电池异常检测信号满足预先规定的第一基准的情况下，不进行判断处理而直接向所述蓄电池断路器输出截断指令。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，在所述蓄电池异常检测信号不满足预先规定的第一基准的情况下，判断是否应该截断，在判断出是应该截断的异常的情况下，向所述蓄电池断路器输出截断指令。
4.一种控制装置，对蓄电装置的充放电进行控制，其中该蓄电装置具有多个蓄电池，以由电力源供给的电力进行充电，并将所充电的该电力向外部负载进行放电，所述控制装置，基于各蓄电池在检测到异常时个别发送的蓄电池异常检测信号，通过与所述蓄电池对应地设置的多个蓄电池断路器来将与该控制装置相对应的所有蓄电池的充电路径或者放电路径中的至少一方截断。
5.一种蓄电系统，包含蓄电装置，其具有多个蓄电池；以及控制装置，其控制以由电力源供给的电力进行充电并将所充电的该电力向外部负载进行放电的所述蓄电装置的充放电，所述控制装置具有蓄电池异常检测信号接收部，其接收各蓄电池在异常产生时发送的蓄电池异常检测信号；输出部，其在所述蓄电池异常检测信号为满足预先规定的截断基准的异常时，对与所述蓄电池对应地设置的多个蓄电池断路器输出截断指令；和截断报告接收部，其接收表示已执行了截断的截断报告。
6.根据权利要求5所述的蓄电系统，其中，所述控制装置，在所述蓄电池异常检测信号满足预先规定的第一基准的情况下，不进行判断处理而直接向所述蓄电池断路器输出截断指令。
7.根据权利要求5所述的蓄电系统，其中，所述控制装置，在所述蓄电池异常检测信号不满足预先规定的第一基准的情况下，判断是否应该截断，在判断出是应该截断的异常的情况下，向所述蓄电池断路器输出截断指令。
8.一种蓄电系统，包含蓄电装置，其具有多个蓄电池；多个蓄电池断路器，其与所述蓄电池对应地设置；和控制装置，其控制以由电力源供给的电力进行充电并将所充电的该电力向外部负载进行放电的所述蓄电装置的充放电，所述控制装置基于各蓄电池在检测到异常时个别发送的蓄电池异常检测信号，通过所述蓄电池断路器来将与所述控制装置相对应的所有蓄电池的充电路径或者放电路径中的至少一方截断。
9.根据权利要求8所述的蓄电系统，其中，所述蓄电池断路器具有断路器一侧的连接部件，其被设置于与所述蓄电池的正极相连接的连接端子，用以安装用于所述蓄电池的放电的放电用电阻元件的一端；和断路器另一侧的连接部件，其被设置于与所述蓄电池的负极相连接的连接端子，用以安装所述放电用电阻元件的另一端。
10.根据权利要求8所述的蓄电系统，其中，所述蓄电池具有保险丝，其被设置于所述蓄电池主体的输出电流或输入电流所流动的布线上；蓄电池一侧的连接部件，其被设置于所述蓄电池的正极侧端子，用以安装用于所述蓄电装置的放电的放电用电阻元件的一端；和蓄电池另一侧的连接部件，其被设置于所述蓄电池的负极侧端子，用以安装所述放电用电阻元件的另一端。
11.根据权利要求8所述的蓄电系统，其中，所述蓄电池一侧的连接部件经由第一分支点从蓄电池主体的正极侧端子被引出，所述蓄电池另一侧的连接部件经由第二分支点从蓄电池主体的负极侧端子被引出，所述保险丝被设置于所述蓄电池的输出电流或输入电流所流动的布线中的、第一分支点或第二分支点与所述断路器之间。
全文摘要
本发明提供一种蓄电系统(10)，具备蓄电装置(30)；与蓄电装置(30)连接配置的充放电开关装置(60)；作为对来自电源的充电和从蓄电装置向外部负载的放电进行控制的充放电控制装置的控制块(80)；以及设置于蓄电装置(30)与充放电开关装置(60)之间，根据蓄电装置(30)的异常的检测，或者根据控制块(80)的指令，将与蓄电装置(30)之间的连接截断，并将已截断的状况通知给控制块(80)的带收发功能的蓄电装置断路器(50)。控制块(80)除了具有软件截断指令部(162)之外还具有硬件截断指令部(164)。
文档编号H01H71/00GK102576630SQ201180003970
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年10月15日
发明者中岛武, 井家健仁, 山田洋平 申请人:三洋电机株式会社