JP6264396B2 - 監視装置、電源装置、監視方法、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム - Google Patents

Description

本開示は、例えば、複数の電池を有する電源装置を監視する監視装置、電源装置、監視方法、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムに関する。また、本開示は、例えば、複数の電池を有する電源装置、電源装置を使用した蓄電システム、電子機器、電動車両、電力システムに関する。

リチウムイオン二次電池などの用途が太陽電池、風力発電などの再生可能なエネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池、家庭用電気機器などに拡大している。近年では、大出力を発生するために、１または複数の蓄電モジュール（組電池などとも称される）を接続した電池システムが使用される。蓄電モジュールは、例えば、１または複数の電池ブロックが外装ケースに収納されることで形成される。電池ブロックは、蓄電素子の一例である単位電池（単電池やセルとも称される。以下の説明では、単に電池と適宜称する）が複数個接続されることで形成される。

電池システムでは、例えば、電池毎の電圧値や電流値を検出し、電圧値や電流値をパラメータとして使用した演算によって、電池や蓄電モジュールの状態を検出することが行われる。下記特許文献１には、自動車用組電池における蓄電モジュールの電圧値と電流値とを同期させて検出する装置が記載されている。

特許第４０３５９１３号公報

特許文献１に記載の発明は、電池毎の電圧値を検出するために複数のＡ／Ｄ変換器を使用している。このため、Ａ／Ｄ変換器の性能のばらつきに起因する、電圧値の検出誤差を考慮しなければならないという問題がある。さらに、特許文献１に記載の発明は、１２個の電池からなる蓄電モジュールの電圧値を検出するタイミングに同期させて、電流値を検出している。このため、個々の電池の電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとを同期させることができないという問題がある。

したがって、本開示の目的の一つは、電池毎の電圧値を検出するタイミングと同時に、電流経路に流れる電流値を検出する監視装置等を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換する第１の変換器と、
複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換する第２の変換器と、
第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータとを対応づけて記憶する記憶部と、
第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータと、電池毎の温度を示す第３のアナログデータが第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信する通信部とを備え、
第１のアナログデータと第２のアナログデータとは、制御部から第１の変換器および第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、第１のアナログデータは、第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであり、
第３のアナログデータは、第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、第３のアナログデータは、第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであって、第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
監視装置である。

本開示は、例えば、
複数の電池と、
複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換する第１の変換器と、
複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換する第２の変換器と、
第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータとを対応づけて記憶する記憶部と、
第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータと、電池毎の温度を示す第３のアナログデータが第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信する通信部とを備え、
第１のアナログデータと第２のアナログデータとは、制御部から第１の変換器および第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、第１のアナログデータは、第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであり、
第３のアナログデータは、第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、第３のアナログデータは、第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであって、第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
電源装置である。

本開示は、例えば、
第１の変換器と、第２の変換器と、記憶部と、通信部とを備える監視装置における監視方法であり、
第１の変換器が、複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換し、
第２の変換器が、複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換し、
記憶部が、第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータとを対応づけて記憶し、
通信部が、第１のデジタルデータと、第２のデジタルデータと、電池毎の温度を示す第３のアナログデータが第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信し、
第１のアナログデータと第２のアナログデータとは、制御部から第１の変換器および第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、第１のアナログデータは、第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであり、
第３のアナログデータは、第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、第３のアナログデータは、第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して第１の変換器に供給されるデータであって、第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
監視方法である。

少なくとも一つの実施形態によれば、蓄電モジュールにおいて、電池毎の電圧値を検出するタイミングと同時に、電流経路に流れる電流値を検出することができる。

本開示における電池システムの構成の一例を示す略線図である。 本開示における電源装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。 電池毎の電圧値と、電流値とを検出するタイミングの一例を示す略線図である。 本開示の一実施形態における、電池毎の電圧値と、電流値とを検出するタイミングの一例を示す略線図である。 本開示の一実施形態における、電池毎の電圧値と、電流値と、電池毎の温度を検出するタイミングの一例を示す略線図である。 本開示の変形例における電源装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。 本開示における監視装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。 本開示における監視制御装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。 本開示における電源装置の応用例を説明するためのブロック図である。 本開示における電源装置の他の応用例を説明するためのブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
＜３．応用例＞
なお、以下に説明する実施形態、変形例および応用例は、本開示の好適な具体例であり、これらの実施形態、変形例および応用例に限定されないものとする。

＜１．一実施形態＞
「電池システムの構成」
図１は、本開示の一実施形態における電池システムの構成の一例を示す。電池システム１は、複数個の蓄電モジュールとコントローラＣＮＴとを備えている。図１に示す例では、電池システム１は、６個の蓄電モジュールである、蓄電モジュールＭＯＤ１、蓄電モジュールＭＯＤ２、蓄電モジュールＭＯＤ３・・・蓄電モジュールＭＯＤ６を備えている。なお、個々の蓄電モジュールを区別する必要が無い場合は、適宜、蓄電モジュールＭＯＤと表記する。

コントローラＣＮＴを介して、電池システム１が外部システム（負荷）に接続される。電池システム１から外部システムに電力が供給されるとともに、電池システム１と外部システムとの間で、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ(Recommended Standard 232 version C)やＣＡＮ(Controller Area Network)等の規格に準じた通信がなされる。外部システムは、電気自動車におけるモータ系のインバータ回路や、家庭用の電力システムなど電池システム１の用途に応じて設定される。

電池システム１では、６個の蓄電モジュールＭＯＤ１〜蓄電モジュールＭＯＤ６が直列に接続されている。なお、蓄電モジュールＭＯＤの数や、蓄電モジュールＭＯＤの接続形態は適宜、変更できる。例えば、直列に接続されたＮ個の蓄電モジュールＭＯＤが並列に接続されてもよい。各蓄電モジュールＭＯＤの正極端子および負極端子が、パワーケーブルによって接続されている。例えば、蓄電モジュールＭＯＤ２の正極端子は、上位の蓄電モジュールである蓄電モジュールＭＯＤ３の負極端子に接続されている。蓄電モジュールＭＯＤ２の負極端子は、下位の蓄電モジュールである蓄電モジュールＭＯＤ１の正極端子に接続されている。なお、最下位の蓄電モジュールＭＯＤ１の負極端子および最上位の蓄電モジュールＭＯＤ６の正極端子は、コントローラＣＮＴにそれぞれ接続される。

蓄電モジュールＭＯＤは、外装ケースを備える。外装ケースは、高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることが望ましい。高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることにより、外装ケースにおける優れた放熱性を得ることができる。優れた放熱性を得ることで、外装ケース内の温度上昇を抑制できる。さらに、外装ケースの開口部を最小限または、廃止することができ、高い防塵防滴性を実現できる。外装ケースは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅、銅合金等の材料が使用される。

蓄電モジュールＭＯＤは、外装ケース内に電池ブロックを備える。電池ブロックは、例えば、８本の円筒状のリチウムイオン二次電池を並列接続したものである。外装ケース内で、例えば、１６個の電池ブロックが直列に接続されている。電池ブロックの個数および接続形態は、適宜、変更できる。また、リチウムイオン二次電池以外の二次電池が使用されてもよい。リチウムイオン二次電池の１個当たりの出力電圧を例えば、３．２Ｖとすると、蓄電モジュールＭＯＤ１個あたりの出力電圧は、略５１．２Ｖ（３．２Ｖ×１６）である。すなわち、６個の蓄電モジュールＭＯＤを備える電池システム１は、外部システムに対して略３０７．２Ｖ（５１．２Ｖ×６）の電圧を供給できる。

蓄電モジュールＭＯＤおよびコントローラＣＮＴは、ホトカプラなどの絶縁インタフェースを通じて接続されている。絶縁インタフェースを通じて、それぞれの蓄電モジュールＭＯＤとコントローラＣＮＴとの間で通信がなされる。コントローラＣＮＴから上位の蓄電モジュールＭＯＤに対して送信される制御信号は、例えば、下位の蓄電モジュールＭＯＤを介して、順次、伝送される。コントローラＣＮＴから各蓄電モジュールＭＯＤに、制御信号が直接、伝送されてもよい。所定の蓄電モジュールＭＯＤと、その蓄電モジュールＭＯＤに対して上位または下位の蓄電モジュールＭＯＤと間で通信がなされるようにしてもよい。

コントローラＣＮＴは、電池システム１の全体を制御する。例えば、コントローラＣＮＴは、それぞれの蓄電モジュールＭＯＤの内部情報を受け取る。受け取った内部情報に応じて、それぞれの蓄電モジュールＭＯＤに対する充電電流および放電電流を供給または遮断する制御を行う。

さらに、コントローラＣＮＴは、蓄電モジュールＭＯＤの内部情報から、蓄電モジュールＭＯＤや電池ブロックを構成する個々の電池の状態を検出する処理を行う。例えば、コントローラＣＮＴは、個々の電池の電圧値と蓄電モジュールＭＯＤの電流経路に流れる電流値とを蓄電モジュールＭＯＤから受け取り、電圧値と電流値とを使用して個々の電池の劣化状態を検出する。電圧値と電流値とを使用してＳＯＣ(State of Charge)を算出する処理がコントーラＣＮＴによって行われてもよい。個々の電池の電圧値が適正な値であるか否かが、コントローラＣＮＴによって判定されるようにしてもよい。判定結果に応じて、複数の電池の電圧を均一にする処理（セルバランス制御）がコントローラＣＮＴによって行われてもよい。

「蓄電モジュールＭＯＤの構成」
図２は、電源装置の一例である蓄電モジュールＭＯＤの構成の一例を示す。図２は、蓄電モジュールＭＯＤ１を例にしている。他の蓄電モジュールＭＯＤである蓄電モジュールＭＯＤ２等についても図２に示す構成と同様の構成である。

蓄電モジュールＭＯＤ１は、例えば、直列に接続された１６個の電池ブロックＢＡＴ１、ＢＡＴ２、ＢＡＴ３・・・ＢＡＴ１６を備える。それぞれの電池ブロックを区別する必要がない場合は、適宜、電池ブロックＢＡＴと称する。なお、以下の説明では簡単のため、各電池ブロックを１つの電池でそれぞれ表し、電池ブロックを単に電池と称する。

電池ＢＡＴは、例えば、リチウムイオン二次電池である。電池ＢＡＴ１の正極側が蓄電モジュールＭＯＤ１の正極端子１１に接続されている。電池ＢＡＴ１６の負極側が蓄電モジュールＭＯＤ１の負極端子１２に接続されている。

それぞれの電池ＢＡＴの端子間に、パッシブ方式のセルバランス制御を行うためのＦＥＴ(Field Effect Transistor)１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３・・ＦＥＴ１６が接続されてもよい。例えば、電池ＢＡＴ２の劣化が特に進行し、電池ＢＡＴ２の内部インピーダンスが増加したとする。この状態で蓄電モジュールＭＯＤ１に対して充電を行うと、電池ＢＡＴ２以外の電池ＢＡＴは、例えば、３．５Ｖまで正常に充電される。

これに対して、電池ＢＡＴ２は、内部インピーダンスが増加しているため、３．５Ｖまで充電されず、例えば、３．０Ｖまでしか充電されない。このため、電池ＢＡＴ毎の電圧が異なり、セル間のバランスにばらつきが生じてしまう。しがたって、セル間のバランスのばらつきを解消するために、電池ＢＡＴ２以外の電池ＢＡＴに接続されているＦＥＴをオンし、電池ＢＡＴ２以外の電池ＢＡＴを０．５Ｖ放電させる。放電後にＦＥＴをオフする。放電後は、各電池ＢＡＴの電圧は、例えば、３．０Ｖとなりセル間のバランスがとれる。このように、パッシブ方式と称されるセルバランス制御を行うようにしてもよい。なお、セルバランス制御の方式は、上述したパッシブ方式に限らず、いわゆるアクティブ方式や他の様々な方式を適用できる。

蓄電モジュールＭＯＤ１には、電池ＢＡＴの端子間の電圧を検出する電圧検出部（図示は省略している）がそれぞれ備えられる。電池ＢＡＴの電圧値は、例えば、充電中および放電中を問わず、常時、検出されている。所定の周期で電池ＢＡＴの電圧値が検出されるようにしてもよい。

電圧検出部によって検出された各電池ＢＡＴの電圧値（アナログ電圧データＶｂ）がセル電圧マルチプレクサ（ＭＵＸ(Multiplexer)）１３に供給される。例えば、電池ＢＡＴ１の電圧値を示すアナログ電圧データＶｂ１がセル電圧マルチプレクサ１３に供給される。電池ＢＡＴ２の電圧値を示すアナログ電圧データＶｂ２がセル電圧マルチプレクサ１３に供給される。同様に、電池ＢＡＴ３〜電池ＢＡＴ１６のそれぞれの電圧値を示すアナログ電圧データＶｂ３〜アナログ電圧データＶｂ１６がセル電圧マルチプレクサ１３に供給される。

セル電圧マルチプレクサ１３は、例えば、所定の制御信号に応じてチャネルを切り替え、１６個のアナログ電圧データＶｂ１〜アナログ電圧データＶｂ１６の中から一のアナログ電圧データＶｂを選択する。セル電圧マルチプレクサ１３によって選択された一のアナログ電圧データＶｂが、ＡＤＣ(Analog to Digital Converter)１４に供給される。所定の制御信号は、例えば、コントローラＣＮＴから通信部２０を介して供給されるチャネル切替信号である。

蓄電モジュールＭＯＤ１には、それぞれの電池ＢＡＴの温度を検出する温度検出部１５が備えられる。温度検出部１５によって、電池単位の温度が検出されてもよく、電池ブロック単位の温度が検出されるようにしてもよい。温度検出部１５は、サーミスタ等の温度検出素子からなる。電池ＢＡＴの温度は、例えば、充電中および放電中を問わず、常時、検出されている。所定の周期で電池ＢＡＴの温度が検出されるようにしてもよい。

温度検出部１５によって検出された電池ＢＡＴ毎の温度を示すアナログ温度データＴが、セル温度マルチプレクサ（ＭＵＸ）１６に供給される。例えば、電池ＢＡＴ１の温度を示すアナログ温度データＴ１がセル温度マルチプレクサ１６に供給される。電池ＢＡＴ２の温度を示すアナログ温度データＴ２がセル温度マルチプレクサ１６に供給される。同様にして、電池ＢＡＴ３〜電池ＢＡＴ１６のそれぞれの温度を示すアナログ温度データＴ３〜アナログ温度データＴ１６がセル温度マルチプレクサ１６に供給される。

セル温度マルチプレクサ１６は、所定の制御信号に応じてチャネルを切り替え、１６個のアナログ温度データＴ１〜アナログ温度データＴ１６から一のアナログ温度データＴを選択する。そして、セル温度マルチプレクサ１６によって選択された一のアナログ温度データＴが、ＡＤＣ１４に供給される。所定の制御信号は、例えば、コントローラＣＮＴから通信部２０を介して供給されるチャネル切替信号である。

第１の変換器の一例であるＡＤＣ１４は、セル電圧マルチプレクサ１３から供給されるアナログ電圧データＶｂをデジタル電圧データＶｂに変換する。ＡＤＣ１４は、アナログ電圧データＶｂを、例えば、１４〜１８ビットのデジタル電圧データＶｂに変換する。なお、ＡＤＣ１４における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。

ＡＤＣ１４は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える。入力端子には、アナログ電圧データＶｂが入力される。出力端子からは、デジタル電圧データＶｂが出力される。

制御信号入力端子には、例えば、コントローラＣＮＴから通信部２０を介して供給される制御信号が入力される。制御信号は、例えば、セル電圧マルチプレクサ１３から供給されるアナログ電圧データＶｂの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ１４によってアナログ電圧データＶｂが取得され、取得されたアナログ電圧データＶｂがデジタル電圧データＶｂに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電圧データＶｂが出力端子を介して出力される。出力されたデジタル電圧データＶｂがメモリ２１に記憶される。

さらに、制御信号入力端子には、セル温度マルチプレクサ１６から供給されるアナログ温度データＴの取得を指示する取得指示信号が入力される。取得指示信号に応じて、ＡＤＣ１４によってアナログ温度データＴが取得される。取得されたアナログ温度データＴが、ＡＤＣ１４によってデジタル温度データＴに変換される。アナログ温度データＴが、例えば１４〜１８ビットのデジタル温度データＴに変換される。変換されたデジタル温度データＴが出力端子を介して出力され、出力されたデジタル温度データＴがメモリ２１に記憶される。なお、ＡＤＣ１４の動作の詳細については、後述する。

蓄電モジュールＭＯＤ１には、蓄電モジュールＭＯＤ１の電流経路に流れる電流値を検出する電流検出部が備えられる。電流検出部は、複数の電池ＢＡＴに流れる電流値を検出する。電流検出部は、例えば、電池ＢＡＴ１６の負極側と負極端子１２との間に接続される電流検出抵抗１７と、電流検出アンプ１８とからなる。電流検出抵抗１７によって、電流検出抵抗１７の両端の電圧値を示すアナログ電流データＶｃが検出される。アナログ電流データＶｃは、充電中および放電中を問わず、常時、検出されている。所定の周期でアナログ電流データＶｃが検出されるようにしてもよい。

検出されたアナログ電流データＶｃが電流検出アンプ１８に供給される。供給されたアナログ電流データＶｃが電流検出アンプ１８によって増幅される。電流検出アンプ１８のゲインは、例えば、５０〜１００倍程度に設定される。増幅されたアナログ電流データＶｃがＡＤＣ１９に供給される。

第２の変換器の一例であるＡＤＣ１９は、電流検出アンプ１８から供給されるアナログ電流データＶｃをデジタル電流データＶｃに変換する。ＡＤＣ１９によって、アナログ電流データＶｃが、例えば１４〜１８ビットのデジタル電流データＶｃに変換される。なお、ＡＤＣ１９における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。

ＡＤＣ１９は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える。入力端子には、アナログ電流データＶｃが入力される。出力端子からは、デジタル電流データＶｃが出力される。

ＡＤＣ１９の制御信号入力端子には、例えば、コントローラＣＮＴから通信部２０を介して供給される制御信号が入力される。制御信号は、例えば、電流検出アンプ１８から供給されるアナログ電流データＶｃの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ１９によってアナログ電流データＶｃが取得され、取得されたアナログ電流データＶｃがデジタル電流データＶｃに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電流データＶｃが出力端子から出力される。出力されたデジタル電流データＶｃがメモリ２１に記憶される。なお、ＡＤＣ１９の動作の詳細については、後述する。

通信部２０は、コントローラＣＮＴと通信を行う。通信部２０とコントローラＣＮＴとの間で、シリアル通信の規格であるＩ２ＣやＳＭＢｕｓ(System Management Bus)、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)、ＣＡＮ等の規格に準じた双方向の通信が行われる。通信は、有線でもよく無線でもよい。通信部２０は、メモリ２１に記憶されているデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃを、例えば、時分割多重してコントローラＣＮＴに送信する。通信部２０を介して、メモリ２１に記憶されているシステム情報がコントローラＣＮＴに送信されてもよい。

コントローラＣＮＴから蓄電モジュールＭＯＤ１に送信される制御信号は、通信部２０によって受信される。受信された制御信号が蓄電モジュールＭＯＤ１の各部に伝送される。通信部２０によって受信された制御信号が、セル電圧マルチプレクサ１３、セル温度マルチプレクサ１６、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１９等に適宜、伝送される。なお、蓄電モジュールＭＯＤ２等の上位の蓄電モジュールＭＯＤに対する制御信号は、例えば、下位の蓄電モジュールＭＯＤ１等を介して伝送される。

メモリ２１は、例えば、不揮発性メモリからなる。ＡＤＣ１４から供給されるデジタル電圧データＶｂおよびＡＤＣ１９から供給されるデジタル電流データＶｃがメモリ２１に記憶される。ＡＤＣ１４から供給されるデジタル温度データＴがメモリ２１に記憶されてもよい。メモリ２１にシステム情報が記憶されてもよい。システム情報は、例えば、電流検出抵抗１７の抵抗値や、出荷時における電池ＢＡＴのインピーダンスや適正な電圧値である。システム情報は、例えば、蓄電モジュールＭＯＤの使用開始時に検出され、検出されたシステム情報がメモリ２１に記憶されるようにしてもよい。複数個のメモリによって、メモリ２１が構成されてもよい。

ＢＧＲ(Band Gap Reference)２２は、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９における変換処理で、論理的な１または０を判定するための基準電圧を生成する。電池ＢＡＴからＢＧＲ２２に電力が供給されてもよく、外部の電源からＢＧＲ２２に電力が供給されるようにしてもよい。

電池ＢＡＴ１の正極側と正極端子１１との間のラインに、レギュレータ（ＲＥＧ）２３が接続される。レギュレータ２３は、例えば、シリーズレギュレータである。レギュレータ２３は、電池ＢＡＴ１等から出力される電圧を降圧して、蓄電モジュールＭＯＤ１の各部を動作させる電圧を生成する。レギュレータ２３は、例えば、上述したＢＧＲ２２に供給する電圧や、蓄電モジュールＭＯＤ１内にマイクロコンピュータ等の制御部が設けられる場合の、制御部を動作させる電圧を生成する。レギュレータ２３は、例えば、３．３〜５．０Ｖの電圧を生成する。なお、スイッチを設け、レギュレータ２３から供給される電圧と、外部から供給される電圧とが切替可能とされてもよい。

電池ＢＡＴ１の正極側と正極端子１１との間のラインに、パワーシャットダウンスイッチ２４が接続される。パワーシャットダウンスイッチ２４は、通常時はオンとされ、蓄電モジュールＭＯＤ１に根本的な異常が生じた際にオフされる。例えば、通信部２０とコントローラＣＮＴとの間で通信が不可能になった場合や、ＡＤＣ１４と通信部２０との間でデータの伝送が不可能になった場合に、パワーシャットダウンスイッチ２４がオフされ、蓄電モジュールＭＯＤ１の回路が遮断される。パワーシャットダウンスイッチ２４に対するオンオフの制御は、例えば、コントローラＣＮＴによって行われる。

「ＡＤＣの動作」
上述したように、一実施形態における蓄電モジュールＭＯＤは、２個のＡＤＣとしてＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９を備える。ここで、参考のために、本開示とは異なり、蓄電モジュールＭＯＤが１個のＡＤＣ（以下、このＡＤＣをＡＤＣ３０と適宜、表記する）で構成された場合の動作を説明する。ＡＤＣ３０には、セル電圧マルチプレクサ１３から出力されるアナログ電圧データＶｂと、電流検出アンプ１８から出力されるアナログ電流データＶｃとが入力される。

図３は、ＡＤＣ３０の動作のタイミングの一例を示す。ＡＤＣ３０の制御信号入力端子に制御信号（取得指示信号）が入力される。取得指示信号に応じて、電池ＢＡＴ１のアナログ電圧データＶｂ１がＡＤＣ３０によって取得される。取得されたアナログ電圧データＶｂ１がデジタル電圧データＶｂ１に変換され、変換されたデジタル電圧データＶｂ１がＡＤＣ３０から出力される。同様に、電池ＢＡＴ２〜電池ＢＡＴ１６のアナログ電圧データＶｂ２〜アナログ電圧データＶｂ１６がＡＤＣ３０によって順次取得される。取得されたアナログ電圧データＶｂ２〜アナログ電圧データＶｂ１６がＡＤＣ３０によってデジタル電圧データＶｂ２〜デジタル電圧データＶｂ１６に変換される。デジタル電圧データＶｂ２〜デジタル電圧データＶｂ１６がＡＤＣ３０から出力される。

全ての電池ＢＡＴ１〜電池ＢＡＴ１６のアナログ電圧データＶｂが、ＡＤＣ３０によってデジタル電圧データＶｂに変換された後に、ＡＤＣ３０の入力端子にアナログ電流データＶｃが入力される。入力されたアナログ電流データＶｃがＡＤＣ３０によってデジタル電流データＶｃに変換される。変換されたデジタル電流データＶｃがＡＤＣ３０から出力される。

ここで、電池ＢＡＴ１個あたりのアナログ電圧データＶｂをデジタル電圧データＶｂに変換する処理時間が、例えば、１０ｍｓｅｃとすると、１６個のアナログ電圧データＶｂをデジタル電圧データＶｂに変換する処理時間は、略１６０ｍｓｅｃとなる。このため、ＡＤＣ３０によって電池ＢＡＴ１のアナログ電圧データＶｂ１が取得されるタイミングと、ＡＤＣ３０によってアナログ電流データＶｃが取得されるタイミングとの間には、少なくとも１６０ｍｓｅｃの誤差が生じる。このように、誤差のあるタイミングによって検出された電圧値および電流値を使用して、例えば、電池ＢＡＴ１のインピーダンスを算出しても正確なインピーダンスを算出することができない。他の電池ＢＡＴについても同様の問題が生じる。

特に、電池システム１に対して、例えば、負荷変動が激しいモータ系のインバータ回路が接続された場合には、負荷の変動に追随して、ある時点における正確な電圧値および電流値を検出し、正確なインピーダンスを算出することが要求される。しかしながら、上述したように、１個のＡＤＣ３０では、電圧値を検出するタイミングと電流値を検出するタイミングとの間に、必然的に誤差が生じてしまう。このため、例えば、電池ＢＡＴの正確なインピーダンスを算出することができない。

そこで、本開示における一実施形態では、例えば、２個のＡＤＣを使用して、電池ＢＡＴ毎の電圧値の検出および電流値の検出を同時に行う。図４は、電池ＢＡＴ毎の電圧値の検出および電流値の検出のタイミングの関係を模式的に示したものである。図４は、例えば、電池ＢＡＴ１のアナログ電圧データＶｂ１の取得指示信号がＡＤＣ１４に供給され、ＡＤＣ１４によってアナログ電圧データＶｂ１が取得されると同時に、そのタイミングにおけるアナログ電流データＶｃ１の取得指示信号がＡＤＣ１９に供給され、ＡＤＣ１９によってアナログ電流データＶｃ１が取得されることを示している。他の電池ＢＡＴについても同様のことを示している。

動作を詳細に説明する。はじめに、コントローラＣＮＴから蓄電モジュールＭＯＤ１に制御信号が送信される。制御信号は、例えば、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９に対する取得指示信号Ｓ１と、セル電圧マルチプレクサ１３に対するチャネル切替信号ＳＴ１とを含む。送信された制御信号が蓄電モジュールＭＯＤ１の通信部２０によって受信される。受信された取得指示信号Ｓ１がＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９に供給される。チャネル切替信号ＳＴ１がセル電圧マルチプレクサ１３に供給される。

セル電圧マルチプレクサ１３は、チャネル切替信号ＳＴ１で指定されたチャネルに切り替え、一のアナログ電圧データＶｂを選択する。例えば、セル電圧マルチプレクサ１３によって、電池ＢＡＴ１のアナログ電圧データＶｂ１が選択される。選択されたアナログ電圧データＶｂ１がセル電圧マルチプレクサ１３から出力され、出力されたアナログ電圧データＶｂ１がＡＤＣ１４に供給される。

ＡＤＣ１４は、供給された取得指示信号Ｓ１に応じて、セル電圧マルチプレクサ１３から供給されたアナログ電圧データＶｂ１を取得する。取得されたアナログ電圧データＶｂ１がＡＤＣ１４によってデジタル電圧データＶｂ１に変換される。変換されたデジタル電圧データＶｂ１がＡＤＣ１４から出力され、出力されたデジタル電圧データＶｂ１がメモリ２１に記憶される。

ＡＤＣ１９は、供給された取得指示信号Ｓ１に応じて、電流検出アンプ１８から供給されたアナログ電流データＶｃ１を取得する。取得されたアナログ電流データＶｃ１がＡＤＣ１９によってデジタル電流データＶｃ１に変換される。変換されたデジタル電流データＶｃ１がＡＤＣ１９から出力され、出力されたデジタル電流データＶｃ１がメモリ２１に記憶される。デジタル電圧データＶｂ１およびデジタル電流データＶｃ１が、例えば、対応付けをもって記憶される。

ここで、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９は、同一の取得指示信号Ｓ１に応じてアナログ電圧データＶｂ１とアナログ電流データＶｃ１とを取得している。すなわち、アナログ電圧データＶｂ１およびアナログ電流データＶｃ１は、同一タイミングのデータである。

なお、ＡＤＣ１４からデジタル電圧データＶｂ１が出力されるタイミングと、ＡＤＣ１９からデジタル電流データＶｃ１が出力されるタイミングは、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９に入力されるクロックパルスによって規定される。この２つの出力タイミングは、同時でもよく、異なるタイミングでもよい。

デジタル電圧データＶｂ１とデジタル電流データＶｃ１とがメモリ２１に記憶されると、通信部２０からコントローラ２０に対して終了信号が送信される。コントローラＣＮＴは終了信号を受信すると、制御信号を蓄電モジュールＭＯＤ１に送信する。この制御信号は、例えば、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９に対する取得指示信号Ｓ２と、セル電圧マルチプレクサ１３に対するチャネル切替信号ＳＴ２とを含む。取得指示信号Ｓ２がＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９に供給され、チャネル切替信号ＳＴ２がセル電圧マルチプレクサ１３に供給される。

セル電圧マルチプレクサ１３は、供給されたチャネル切替信号ＳＴ２に応じてチャネルを切り替え、一のアナログ電圧データを選択する。セル電圧マルチプレクサ１３によって、電池ＢＡＴ２のアナログ電圧データＶｂ２が選択される。選択されたアナログ電圧データＶｂ２がセル電圧マルチプレクサ１３から出力され、出力されたアナログ電圧データＶｂ２がＡＤＣ１４に供給される。

ＡＤＣ１４は、供給された取得指示信号Ｓ２に応じて、セル電圧マルチプレクサ１３から供給されたアナログ電圧データＶｂ２を取得する。取得されたアナログ電圧データＶｂ２がＡＤＣ１４によってデジタル電圧データＶｂ２に変換される。変換されたデジタル電圧データＶｂ２がＡＤＣ１４から出力され、出力されたデジタル電圧データＶｂ２がメモリ２１に記憶される。

ＡＤＣ１９は、供給された取得指示信号Ｓ２に応じて、電流検出アンプ１８から供給されたアナログ電流データＶｃ２を取得する。取得されたアナログ電流データＶｃ２がＡＤＣ１９によってデジタル電流データＶｃ２に変換される。変換されたデジタル電流データＶｃ２がＡＤＣ１９から出力され、出力されたデジタル電流データＶｃ２がメモリ２１に記憶される。ここで、ＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９は、同一の取得指示信号Ｓ２に応じてアナログ電圧データＶｂ２とアナログ電流データＶｃ２とを取得している。すなわち、アナログ電圧データＶｂ２とアナログ電流データＶｃ２とは同一タイミングのデータである。

同様にして、コントローラＣＮＴからの取得指示信号Ｓ３に応じて、電池ＢＡＴ３のアナログ電圧データＶｂ３がＡＤＣ１４によって取得される。同時に、ＡＤＣ１９によってアナログ電流データＶｃ３がＡＤＣ１９によって取得される。電池ＢＡＴ４、電池ＢＡＴ５・・電池ＢＡＴ１６についても同様の処理が行われ、個々の電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂがＡＤＣ１４によって取得されると同時に、それぞれのタイミングにおけるアナログ電流データＶｃがＡＤＣ１９によって取得される。

全ての電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂに対する変換処理が終了すると、メモリ２１には、１６個のデジタル電圧データＶｂと、それぞれのデジタル電圧データＶｂに対応付けられた１６個のデジタル電流データＶｃとが記憶される。通信部２０は、メモリ２１に記憶されているデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃを、例えば時分割多重してコントローラＣＮＴに送信する。

一例として、送信するデータのヘッダに蓄電モジュールＭＯＤ１を示す識別子（ＩＤ）が付加され、その後にデジタル電圧データＶｂ１、デジタル電流データＶｃ１、デジタル電圧データＶｂ２、デジタル電流データＶｃ２・・デジタル電圧データＶｂ１６、デジタル電流データＶｃ１６が多重化されたデータがコントローラＣＮＴに送信される。なお、蓄電モジュールＭＯＤ１の電流検出抵抗１７の抵抗値や、出荷時における各電池ＢＡＴのインピーダンス等のシステム情報が、送信されるデータに含まれてもよい。

コントローラＣＮＴは、通信部２０から送信されたデータを受信し、受信したデータに応じた処理を行う。例えば、コントローラＣＮＴは、デジタル電流データＶｃ１と電流検出抵抗１７の抵抗値とを使用した演算を行うことで電流値を算出する。そして、コントローラＣＮＴは、算出した電流値とデジタル電圧データＶｂ１とを使用して、電池ＢＡＴ１のインピーダンスを算出する。

コントローラＣＮＴは、算出したインピーダンスと、蓄電モジュールＭＯＤ１から送信された出荷時における電池ＢＡＴ１のインピーダンスとを比較し、電池ＢＡＴ１の劣化度を求める。なお、出荷時における電池ＢＡＴ１のインピーダンスは、コントローラＣＮＴに記憶されていてもよい。

コントローラＣＮＴは、同様にして電池ＢＡＴ２〜電池ＢＡＴ１６の劣化度を算出する。そして、コントローラＣＮＴは、算出した劣化度に応じて、例えば、上述したセルバランスの処理を行う。最も劣化した電池ＢＡＴのインピーダンスを求め、出荷時のインピーダンスに対する割合から蓄電モジュールＭＯＤ１の劣化率を求めるようにしてもよい。なお、各電池ＢＡＴの劣化度を求める処理は、他の公知の手法を採用することができる。さらに、コントローラＣＮＴによって他の処理が行われてもよい。例えば、求めたインピーダンスからＳＯＣを算出するようにしてもよい。例えば、蓄電モジュールＭＯＤ１から送信されたデジタル電圧データＶｂが適正な範囲の値であるか否かが、コントローラＣＮＴによって判定されてもよい。

ここで、デジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃは、同一のタイミングにおけるアナログ電圧データＶｂおよびアナログ電流データＶｃが変換されたデータである。したがって、あるタイミングにおける正確な電圧値および電流値を得ることができる。さらに、タイミングの誤差（ずれ）に起因したインピーダンスの検出誤差が生じることなく、正確なインピーダンスを得ることができる。さらに、電圧と電流を同時に測定することでセルのインピーダンスを精度よく計算し、残量精度を上げることができる。

「温度の検出について」
なお、図５にタイミングの一例を示すように、温度を検出する処理が行われてもよい。上述した処理の後に、コントローラＣＮＴから蓄電モジュールＭＯＤ１に対して制御信号が送信される。制御信号は、例えば、ＡＤＣ１４に対する取得指示信号Ｓ１７と、セル温度マルチプレクサ１６に対するチャネル切替信号ＳＴ１７とを含む。チャネル切替信号ＳＴ１７に応じて、セル温度マルチプレクサ１６はチャネルを切り替え、一のアナログ温度データを選択する。例えば、電池ＢＡＴ１のアナログ温度データＴ１がセル温度マルチプレクサ１６によって選択される。選択されたアナログ温度データＴ１がＡＤＣ１４の出力端子から出力される。出力されたアナログ温度データＴ１がＡＤＣ１４に供給される。

ＡＤＣ１４は、コントローラＣＮＴからの取得指示信号Ｓ１７に応じて、セル温度マルチプレクサ１６から供給されるアナログ温度データＴ１を取得する。取得されたアナログ温度データＴ１がＡＤＣ１４によってデジタル温度データＴ１に変換される。例えば、アナログ温度データＴ１が１４〜１８ビットからなるデジタル温度データＴ１に変換される。変換されたデジタル温度データＴ１がＡＤＣ１４から出力され、出力されたデジタル温度データＴ１がメモリ２１に記憶される。

デジタル温度データＴ１がメモリ２１に記憶された後に、通信部２０からコントローラＣＮＴに終了信号が送信される。コントローラＣＮＴは、終了信号を受信すると、制御信号を蓄電モジュールＭＯＤ１に送信する。制御信号は、例えば、ＡＤＣ１４に対する取得指示信号Ｓ１８と、セル温度マルチプレクサ１６に対するチャネル切替信号ＳＴ１８とを含む。

チャネル切替信号ＳＴ１８に応じて、セル温度マルチプレクサ１６はチャネルを切り替え、一のアナログ温度データを選択する。例えば、電池ＢＡＴ２のアナログ温度データＴ２がセル温度マルチプレクサ１６によって選択される。選択されたアナログ温度データＴ２がＡＤＣ１４に供給される。

ＡＤＣ１４は、コントローラＣＮＴからの取得指示信号Ｓ１８に応じて、セル温度マルチプレクサ１６から供給されるアナログ温度データＴ２を取得する。取得されたアナログ温度データＴ２がＡＤＣ１４によってデジタル温度データＴ２に変換される。変換されたデジタル温度データＴ２がＡＤＣ１４から出力され、出力されたデジタル温度データＴ２がメモリ２１に記憶される。同様にして、電池ＢＡＴ３〜電池ＢＡＴ１６のアナログ温度データＴ３〜アナログ温度データＴ１６が取得される。取得されたアナログ温度データＴ３〜アナログ温度データＴ１６がデジタル温度データＴ３〜デジタル温度データＴ１６に変換される。変換されたデジタル温度データＴ３〜デジタル温度データＴ１６がメモリ２１に記憶される。

メモリ２１に記憶された１６個のデジタル温度データＴ１〜デジタル温度データＴ１６が、通信部２０によってコントローラＣＮＴに送信される。デジタル温度データＴは、デジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｂと共にコントローラＣＮＴに送信されてもよく、デジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃとは別にコントローラＣＮＴに送信されてもよい。さらに、１６個のデジタル温度データＴが、異なるタイミングでもって個別に送信されるようにしてもよい。

なお、アナログ温度データＴがアナログ電圧データＶｂを検出する間隔より長い間隔で検出されてもよい。例えば、アナログ電圧データＶｂを読み込む処理が周期的に行われ、１６個の電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂを読み込むのに１６０ｍｓｅｃの処理時間がかかるとする。この場合に、アナログ温度データＴの検出が１６０ｍｓｅｃ毎に行われてもよく、１６０ｍｓｅｃの整数倍毎に行われるようにしてもよい。

電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂの変動や電流経路に流れるアナログ電流データＶｃの変動に対して、電池ＢＡＴのアナログ温度データＴの変動は小さい。このため、アナログ電圧データＶｂの検出と同時にアナログ温度データＴの検出を行う必要性は小さく、本開示では、例えば、全ての電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂを検出した後にアナログ温度データＴの検出を行うようにしている。アナログ電圧データＶｂの検出と同時にアナログ温度データＴの検出を行わないため、アナログ温度データＴをデジタル温度データＴに変換するための専用のＡＤＣを設ける必要性がない。したがって、ハードウェア的な構成を小さくすることができ、コストを低減できる。さらに、使用電力を抑制することができる。

＜２．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限られることなく、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

図６は、変形例における蓄電モジュールＭＯＤの構成の一例を示す。図６では、蓄電モジュールＭＯＤ１を例にしている。蓄電モジュールＭＯＤ２〜蓄電モジュールＭＯＤ６についても同様の構成とされる。なお、図６において、一実施形態における蓄電モジュールＭＯＤ１と同一の構成については、同一の符号を付している。

図６に示すように、変形例における蓄電モジュールＭＯＤ１では、セル温度マルチプレクサ１６から出力されたアナログ温度データＴがＡＤＣ１９に出力される。そして、アナログ温度データＴがＡＤＣ１９によってデジタル温度データＴに変換される。変換されたデジタル温度データＴがＡＤＣ１９から出力され、出力されたデジタル温度データＴがメモリ２１に記憶される。このように、セル温度マルチプレクサ１６から出力されたアナログ温度データＴがＡＤＣ１９に供給されるようにしてもよい。蓄電モジュールＭＯＤ１によって行われる処理は、上述した一実施形態における蓄電モジュールＭＯＤ１の処理と同様である。

本開示は、監視装置として構成することもできる。例えば、図７に示すように、少なくともＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９を含む監視装置４０として構成することができる。監視装置４０がメモリ２１を備える構成としてもよい。なお、ＢＧＲ２２の機能がＡＤＣ１４およびＡＤＣ１９のそれぞれに組み込まれていてもよい。監視装置４０において、上述した一実施形態における処理と同様の処理が行われる。

本開示は、監視制御装置として構成することもできる。例えば、図８に示すように、蓄電モジュールＭＯＤ１に制御部２５が設けられる。制御部２５が、上述したコントローラＣＮＴの機能をつかさどるようにしてもよい。少なくとも、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１９および制御部２５を含む監視制御装置５０として構成してもよい。監視制御装置５０がメモリ２１を備える構成としてもよい。監視制御装置５０が通信部２０を含む構成としてもよい。

さらに、制御部２５が通信部２０を介さず、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１９およびメモリ２１を直接、制御するようにしてもよい。さらに、少なくとも、複数の電池ＢＡＴと、ＡＤＣ１４と、ＡＤＣ１９と、制御部２５とを含む蓄電モジュールＭＯＤとして構成することもできる。さらに、制御部２５を１チップのＩＣ（Integrated Circuit）とし、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１９、メモリ２１等の機能が制御部２５に組み込まれるようにしてもよい。監視制御装置５０において、上述した一実施形態における処理と同様の処理が行われる。

上述した一実施形態および変形例において、デジタル電圧データＶｂ、デジタル電流データＶｃおよびデジタル温度データＴが、メモリ２１に記憶されずにコントローラＣＮＴに送信されてもよい。

上述した一実施形態および変形例では、電流検出抵抗１７の両端の電圧値と、電流検出抵抗１７の抵抗値を使用して電流値を求める演算がコントローラＣＮＴで行われるようにしたが、蓄電モジュールＭＯＤで演算が行われてもよい。

上述した一実施形態および変形例では、１６個の電池ＢＡＴのアナログ電圧データＶｂを検出した後にアナログ温度データＴを取得するようにしたが、間欠的にアナログ温度データＴが取得されるようにしてもよい。例えば、電池ＢＡＴ１のアナログ電圧データＶｂ１が取得されるタイミングと、電池ＢＡＴ２のアナログ電圧データＶｂ２が取得されるタイミングとの間のタイミングで、アナログ温度データＴが取得されるようにしてもよい。

上述した一実施形態および変形例では、１６個のデジタル電圧データＶｂおよび１６個のデジタル電流データＶｃを一括してコントローラＣＮＴに送信したが、個々のデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃを送信するようにしてもよい。例えば、通信部２０からコントローラＣＮＴに終了信号が送信される際に、個々のデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃ（例えば、デジタル電圧データＶｂ１およびデジタル電流データＶｃ１）が終了信号と同時に送信されるようにしてもよい。

上述した一実施形態および変形例において、蓄電モジュールＭＯＤとコントローラＣＮＴとの間でなされる通信の内容は適宜、変更できる。例えば、コントローラＣＮＴからの取得指示信号に応じて、それぞれの電池ＢＡＴのデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃが所定の間隔で順次、取得されるようにしてもよい。取得されたデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃがメモリ２１に記憶され、記憶されたデジタル電圧データＶｂおよびデジタル電流データＶｃがコントローラＣＮＴに対して送信されるようにしてもよい。

上述した一実施形態および変形例において、電池ＢＡＴが電池ブロックで構成される場合には、電池ブロックを構成する個々の電池の電圧値が測定されると同時に、複数の電池ブロックに流れる電流値が測定される。

なお、一実施形態および変形例における構成および処理は、技術的矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。さらに、上述した一実施形態および変形例における処理は、監視方法、監視制御方法として構成できるほか、制御部等によって実行されるプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体として構成できる。

＜３．応用例＞
以下、蓄電モジュールＭＯＤの応用例について説明する。なお、蓄電モジュールＭＯＤの応用例は、以下に説明する応用例に限られることはない。

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池、風車等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。電動車両１０６は、電動アシスト自転車等でもよい。

蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン二次電池によって構成されている。リチウムイオン二次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。この蓄電装置１０３に対して、上述した本開示の蓄電モジュールＭＯＤ（電源装置）が適用可能とされる。１または複数の蓄電モジュールＭＯＤが適用可能である。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を検出し、検出された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インタフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。

以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１０を参照して説明する。図１０に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本開示の蓄電モジュールＭＯＤが適用される。蓄電モジュールＭＯＤが１または複数適用される。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。

バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用できる。

１・・・・電池システム
１３・・・セル電圧マルチプレクサ
１４、１９・・・ＡＤＣ
１５・・・温度検出部
１６・・・セル温度マルチプレクサ
１７・・・電流検出抵抗
１８・・・電流検出アンプ
２０・・・通信部
２１・・・メモリ
４０・・・監視装置
５０・・・監視制御装置
ＢＡＴ１〜ＢＡＴ１６・・・電池ブロックまたは電池
ＭＯＤ１〜ＭＯＤ６・・・蓄電モジュール
ＣＮＴ・・・コントローラ

Claims (12)

1. 複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換する第１の変換器と、
   前記複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換する第２の変換器と、
   前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータとを対応づけて記憶する記憶部と、
   前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータと、前記電池毎の温度を示す第３のアナログデータが前記第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信する通信部とを備え、
   前記第１のアナログデータと前記第２のアナログデータとは、制御部から前記第１の変換器および前記第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、前記第１のアナログデータは、前記第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであり、
   前記第３のアナログデータは、前記第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、前記第３のアナログデータは、前記第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであって、前記第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
   監視装置。
2. 前記第１の変換器から供給される前記第１のデジタルデータと、前記第２の変換器から供給される前記第２のデジタルデータとに応じた制御を行う制御部を備える請求項１に記載の監視装置。
3. 前記第３のアナログデータは、前記第１のアナログデータを検出する間隔の１倍の間隔で検出されるデータである請求項１または２に記載の監視装置。
4. 複数の電池と、
   前記複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換する第１の変換器と、
   前記複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換する第２の変換器と、
   前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータとを対応づけて記憶する記憶部と、
   前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータと、前記電池毎の温度を示す第３のアナログデータが前記第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信する通信部とを備え、
   前記第１のアナログデータと前記第２のアナログデータとは、制御部から前記第１の変換器および前記第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、前記第１のアナログデータは、前記第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであり、
   前記第３のアナログデータは、前記第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、前記第３のアナログデータは、前記第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであって、前記第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
   電源装置。
5. 前記電池は、複数のリチウムイオン二次電池が接続されてなる請求項４に記載の電源装置。
6. 第１の変換器と、第２の変換器と、記憶部と、通信部とを備える監視装置における監視方法であり、
   前記第１の変換器が、複数の電池の個別の電圧値を示す第１のアナログデータを第１のデジタルデータに変換し、
   前記第２の変換器が、前記複数の電池を流れる電流の電流値を示す第２のアナログデータを第２のデジタルデータに変換し、
   前記記憶部が、前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータとを対応づけて記憶し、
   前記通信部が、前記第１のデジタルデータと、前記第２のデジタルデータと、前記電池毎の温度を示す第３のアナログデータが前記第１の変換器によって変換された第３のデジタルデータとを外部に送信し、
   前記第１のアナログデータと前記第２のアナログデータとは、制御部から前記第１の変換器および前記第２の変換器のそれぞれに対して供給される第１の制御信号に応じて同一タイミングで取得されたデータであり、且つ、前記第１のアナログデータは、前記第１の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであり、
   前記第３のアナログデータは、前記第１のアナログデータの検出後に検出されたデータであり、且つ、前記第３のアナログデータは、前記第１の制御信号と異なる第２の制御信号により指定されたチャネルに切り替えられたマルチプレクサを介して前記第１の変換器に供給されるデータであって、前記第１のアナログデータを検出する間隔の整数倍の間隔で検出されるデータである
   監視方法。
7. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、前記電源装置が再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
8. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、前記電源装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
9. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、前記電源装置から電力の供給を受ける電子機器。
10. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、前記電源装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電源装置に関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。
11. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、
    他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を備え、
    前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、前記電源装置の充放電制御を行う電力システム。
12. 請求項４または５に記載の電源装置を１または複数備え、
    前記電源装置から電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記電源装置に電力を供給する電力システム。

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