确定二次电池系统的异常发生部位的装置、方法以及程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及确定二次电池系统的异常发生部位的装置、方法以及程序，该装置具有2个以上的收容1个以上的组块而成的模块，该组块连接2个以上的二次电池的单电池而成。
【背景技术】
[0002]一般，由系统内的多个发电机或蓄电池等来实施电力系统的频率调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整。另外，较多情况下，也由多个发电机或蓄电池等实施来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、或来自自然能源发电装置的发电功率的变动缓和。蓄电池相比于一般的发电机能高速变更输出功率，这在电力系统的频率调整、来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整方面是有效的。
[0003]并且，作为与电力系统连接的高温动作型的蓄电池，例如能举出钠硫电池(以下记作NaS电池)。该NaS电池是用固体电解质管隔离收纳作为活性物质的金属钠以及硫的结构的高温二次电池，在被加热到约300°C的温度时，通过熔融的两活性物质的电化学反应而产生规定的能量。并且，通常NaS电池以将多个单电池集合并相互连接而成的模块形式使用。gp，模块具有如下结构:将串联连接多个单电池的电路(电路串)并联连接来构成组块，进而在将该组块至少串联连接2个以上的基础上收容在隔热容器中。
[0004]作为通报这种模块发生异常的方法，公开了通过比较各组块的放电深度来检测并通报电池的异常的方法(例如参照特开平3-158781号公报)。该方法相比于为了对每个构成模块的组块判断异常的有无而对构成组块的各个NaS单电池检测异常的方法，不会使装置复杂化，另外，在还能减少制造成本这点上优选。
【发明内容】
[0005]另外，可以想到单电池的故障进而模块的故障的要因是单电池的内部短路或外部短路。
[0006]单电池的外部短路能举出由于单电池内的活性物质的泄漏形成的外部短路回路。单电池的内部短路能举出β管的损坏等所引起的短路。
[0007]如上述的特开平3-158781号公报所述，这些单电池的外部短路以及内部短路能通过掌握每个组块放电深度来进行检测。但是，放电深度的变化不是急剧进行，而是经过较长期间慢慢进行，因此难以判别在哪个模块(或者哪个组块)发生了异常，存在已发生异常时，初始动作行为延迟这种风险。
[0008]本发明考虑这样的课题而提出，其目的在于，提供在发生异常的情况下能在早期确定是发生源的模块(或者组块)、能在早期实施发生异常时的初始动作行为的确定二次电池系统的异常发生部位的装置、方法以及程序。
[0009][1]第一本发明所涉及的装置是确定二次电池系统的异常发生部位的装置，该二次电池系统具有收容1个以上的组块的多个模块，该组块由2个以上的二次电池的单电池连接而成，其特征在于，具有:电压测量部，其以组块为单位检测所述二次电池的电压，并作为组块电压值输出；串电流测量部，其测量串联连接所述多个模块而成的模块串的电流，并作为串电流值输出；信息取得部，其取得包含于所述模块串中的所述多个模块中收容有如下组块的模块的信息(模块信息):以所述组块电压值与所述串电流值的相关性消失的时间点为中心，在其前后的预先设定的时间内，所述组块电压值与其一阶滞后的组块电压值之差超过电压阈值而发生变化;通报接收部，其接收所述二次电池的异常发生的通报；以及模块确定部，其在所述通报接收部接收所述通报时，将与所述模块信息对应的模块确定为发生了异常的模块。
[0010]存在如下情况:若某1个单电池发生外部短路或内部短路，包含短路的单电池的组块的组块电压急速降低，但之后在经过某一时间的阶段返回短路前的电压。另外，由于若系统规模变大则相应地监视对象的组块数也增加，因此从全部组块的组块电压的变化中捕捉到短路所引起的电压降低变得更加困难。
[0011]另外，有将电力系统的频率调整、来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整等所引起的暂时的组块电压值的降低误检测为组块电压值因至少1个单电池的短路而暂时下降的情况。
[0012]但在本发明中，取得多个模块中的收容有组块电压与其一阶滞后的组块电压之差超过预先设定的电压阈值而发生变化的组块的模块的信息(模块信息)。其结果，能精度良好地检测是否有组块电压的降低，能检测出短路所引起的异常的发生。
[0013]并且，即使存在电力系统的频率调整、来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整等所引起的暂时的组块电压值的降低，也不会被误检测为暂时性的组块电压值的下降。这是因为，由于在这样的情形中组块电压值与串电流值的相关性得以维持，因此能从检测对象排除。
[0014]因此在本发明中，能确定成为异常的发生源的模块并通报给本地使用者、本地管理者等，能以确定的异常的发生源为中心早期进行应对处置，能抑制受损的扩大。
[0015][2]也可以在第一本发明的基础上，具有:相关性判定部，其判定所述组块电压值与所述串电流值的相关性，所述相关性判定部具有:电压差分累计部，其将在预先设定的一定期间内采样的所述组块电压值与其一阶滞后的组块电压值之差进行累计；电流差分累计部，其将在所述一定期间内采样的所述串电流值与其一阶滞后的串电流值之差进行累计；以及相关系数运算部，其用利用所述电流差分累计部得到的电流差分累计值除利用所述电压差分累计部得到的电压差分累计值，得到所述一定期间内的相关系数，在利用所述相关系数运算部得到的相关系数脱离预先设定范围的情况下，判定为所述组块电压值与所述串电流值的相关性消失。由此用简单的计算即可，能容易且迅速地得到组块电压值与串电流值的相关性的有无。还能实现运算速度的高速化。
[0016][3]在该情况下，也可以将所述预先设定范围基于所述组块的IV特性来设定。由此，所述组块电压值与所述串电流值的相关性的判定变得容易。
[0017][4]也可以在第一本发明的基础上，所述一阶滞后的时间常数根据由于至少1个所述单电池的短路而导致组块电压暂时下降的动作来选择。由此，能提高组块电压因至少1个所述单电池的短路而暂时下降的组块的检测精度。
[0018][ 5 ]也可以在第一本发明中，对所述电压阈值而言，选择由于至少1个所述单电池的短路而导致所述组块电压暂时下降的电压值。由此，能提高组块电压因至少1个所述单电池的短路而暂时下降的组块的检测精度。
[0019][6]也可以在第一本发明中，具有警告信息输出部，其接收来自所述信息取得部的所述模块信息，将该模块信息和警告信息一同输出。通过将模块信息和警告信息一同输出至监视器和打印机，能一眼辨别已确定的模块的位置等，因而优选。
[0020][7]第二本发明所涉及的方法是确定二次电池系统的异常发生部位的方法，该二次电池具有收容1个以上的组块的多个模块，该组块由2个以上的二次电池的单电池连接而成，其特征在于，具有:电压测量步骤，以组块为单位检测所述二次电池的电压，并作为组块电压值输出；串电流测量步骤，测量串联连接所述多个模块而成的模块串的电流，并作为串电流值输出；信息取得步骤，取得包含于所述模块串中的所述多个模块中的收容有如下组块的模块的信息(模块信息):以所述组块电压值与所述串电流值的相关性消失的时间点为中心，在其前后的预先设定时间内，所述组块电压值与其一阶滞后的组块电压值之差超过电压阈值而发生变化;通报接收步骤，接收所述二次电池的异常发生的通报；以及模块确定步骤，在所述通报接收步骤接收所述通报时，将与所述模块信息对应的模块确定为发生了异常的模块。
[0021][8]也可以在第二本发明的基础上，具有相关性判定步骤，判定所述组块电压值与所述串电流值的相关性，所述相关性判定步骤具有:电压差分累计步骤，将在预先设定的一定期间内采样的所述组块电压值与其一阶滞后的组块电压值之差进行累计；电流差分累计步骤，将在所述一定期间内采样的所述串电流值与其一阶滞后的串电流值之差进行累计；以及相关系数运算步骤，用利用所述电流差分累计步骤得到的电流差分累计值除利用所述电压差分累计步骤得到的电压差分累计值，得到所述一定期间内的相关系数，在利用所述相关系数运算步骤得到的相关系数脱离预先设定范围的情况下，判定为所述组块电压值与所述串电流值的相关性消失。
[0022][9]该情况下，也可以将所述预先设定的范围基于所述组块的IV特性来设定。
[0023][10]也可以在第二本发明的基础上，所述一阶滞后的时间常数根据由于至少1个所述单电池的短路而导致组块电压暂时下降的动作来选择。
[0024][ 11 ]也可以在第二本发明的基础上，对所述电压阈值而言，选择由于至少1个所述单电池的短路而导致所述组块电压暂时下降的电压值。
[0025][12]也可以在第二本发明的基础上，具有警告信息输出步骤，接收来自所述信息取得步骤的所述模块信息，将该模块信息和警告信息一同输出。
[0026][13]第三本发明所涉及的程序使二次电池系统作为如下单元发挥功能:信息取得单元，其取得包含于所述模块串中的所述多个模块中的收容有如下组块的模块的信息(模块信息):以所述组块电压值与所述串电流值的相关性消失的时间点为中心，在其前后的预先设定的时间内，所述组块电压值与其一阶滞后的组块电压值之差超过电压阈值而发生变化;通报接收单元，其接收所述二次电池的异常发生的通报；以及模块确定单元，其在所述通报接收单元接收所述通报时，将与所述模块信息对应的模块确定为发生了异常的模块，所述二次电池系统具有:多个模块，其收容有1个以上的组块，该组块由2个以上的二次电池的单电池连接而成；电压测量部，其以组块为单位检测所述二次电池的电压并作为组块电