蓄电池装置和蓄电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种蓄电池装置和蓄电池系统。
【背景技术】
[0002]二次电池在制造后会逐渐劣化，从而发生其容量减少或电阻上升等性能的下降。电池的劣化影响使用电池的系统。在劣化较大的情况下，系统变得不能满足所需的电池容量或输出特性，有系统停止运作的危险。因此，对电池的劣化进行推定是很重要的。即，期望使用电池的系统能够检测电池的寿命。已知电池的劣化速度会按照电池的使用方法(环境温度或充放电范围等)而改变，已经提出了几种推定电池的劣化的方法。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2013 — 70441号公报
[0006]专利文献2:日本特开2013 — 73897号公报
[0007]专利文献3:日本特开2013 — 97926号公报
[0008]专利文献4:日本特开2014 — 41747号公报
[0009]专利文献5:日本特开2014 —132243号公报
[0010]专利文献6:日本特开2014 — 54148号公报
[0011]专利文献7:日本特开2002 — 236154号公报
[0012]专利文献8:日本特开2010 — 22155号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的问题
[0014]作为今后的蓄电池装置，期望开发出能提供大功率的大规模蓄电池装置。因此，利用蓄电容量为10Wh左右的电池，作为例子而例举出电池容量为MWh或几十MWh级别的大规模蓄电池装置。该情况下的设计需要按照所要求的输出电压或电流容量，计划串联和/或并联组合10，000至100，000个电池。
[0015]为了进行上述大规模蓄电装置中搭载的各电池模块的劣化诊断，需要计算电池模块的充电状态(SOC: state of charge)或内部电阻值来作为用于劣化诊断的特性值。以前，用于与各电池模块之间进行用于蓄电池装置运转的相互通信的控制装置，除了进行该相互通信，还进行用于上述劣化诊断的特性值的计算。
[0016]但是，该用于劣化诊断的特性值的计算所产生的负荷会随着诊断对象的电池模块的数量增多而变大，因此成为用于运转的相互通信出现延迟或错误的原因。因此，会对运转的安全性维持带来障碍。
[0017]用于解决问题的手段
[0018]本发明的目的在于，提供一种能够维持蓄电池装置的运转安全性并进行多个二次电池的劣化诊断的蓄电池装置和蓄电池系统。
[0019]实施方式中的蓄电池装置具有多个组电池单元，多个组电池单元的每一个组电池单元包含:串联连接多个电池模块而成的电池模块电路，所述电池模块包含串联连接的多个电池和监视多个电池的电压以及温度的电池监视单元；电流传感器，用于检测电池模块电路中流过的电流；以及电池管理装置，输入来自各电池监视单元的监视数据以及电流传感器的检测数据。该蓄电池装置具有通路控制装置，该通路控制装置与多个组电池单元内的各电池管理装置进行相互通信。该蓄电池装置包括计测计算机，该计测计算机与所述通路控制装置和多个所述电池管理装置连接，以第一时间间隔取得来自所述电池管理装置的检测数据，并根据所取得的所述检测数据，计算出各电池或电池模块的规定的特性值，在存在来自控制装置的请求时，或者每隔第二时间间隔，向所述控制装置发送所取得的所述检测数据或者计算出的所述各电池或电池模块的特性值，所述第二时间间隔比所述第一时间间隔长。
【附图说明】
[0020]图1是示出实施方式中的大规模蓄电池装置的结构的一例的结构框图。
[0021]图2是简略地示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的内部的图。
[0022]图3是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的计测计算机的功能结构例的框图。
[0023]图4是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的计测计算机进行的处理过程的一例的流程图。
[0024]图5是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的电流特性的一例的图。
[0025]图6是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的电流特性的微分运算结果的一例的图。
[0026]图7是示出对实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的电流特性进行记录的定时的一例的图。
[0027]图8是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的电压与SOC之间的关系的一例的图。
[0028]图9是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的电池模块的电流与电压之间的关系的一例的图。
[0029]图10是示出在实施方式中的大规模蓄电池装置中设置的计测计算机进行的处理过程的其他例子的流程图。
【具体实施方式】
[0030]以下，使用附图，对实施方式进行说明。
[0031]图1是示出实施方式中的大规模蓄电池装置的结构的一例的结构框图。
[0032]使用图1，对与本实施方式有关的大规模蓄电池装置的整个系统的概要进行说明。
[0033]在图1中，10— 1、10 — 2、……、10 — η为蓄电池装置(也可以称为电池盘)。有时也将它们总称为蓄电池装置10。蓄电池装置10— 1、10 — 2、……、10 — η为相同结构，例如准备有16个。图中代表性地示出了一个蓄电池装置1 — I的内部结构。
[0034]蓄电池装置10— I具有充放电端子51、52。例如，充放电端子51为正极端子(plusterminal)，充放电端子52为负极端子(minus terminal)。充放电端子51、52连接在电池端子盘12的断路器12 — I上。电池端子盘12具有与蓄电池装置10— 1、10 — 2、……、10 — η相对应的断路器12 — 1、12 — 2、......、12 一η。断路器12 — 1、12 — 2、......、12 一η分别被手动地进行开闭操作。断路器12— 1、12 — 2、……、12 — η的正极端子被共通地接。此外，断路器12— 1、12 — 2、……、12 — η的负极端子被共通地接。
[0035]所述正极端子的共通地接是正极端子彼此之间被捆绑成I个线束的状态。所述负极端子的共通地接是负极端子被捆绑成I个线束的状态。电池端子盘12的正负极端子之间的直流(DC)电压被设定为例如490V至778V左右。此外，电池端子盘12包含后述的控制计算机80。
[0036]从电池端子盘12输出的DC电压被提供给功率调节器(PCS) 14。功率调节器14通过转换DC电压而升压，生成交流(AC)输出。AC输出例如在50Hz下为6.6kV。将功率调节器14的输出提供给外部电力系统的电力供给线。功率调节器14具有进行电力系统与电池之间的电力存取的双向交直流变换功能。此外，功率调节器14的输出还通过控制计算机80而被提供给蓄电池装置10— 1、10 — 2、……、10 — η的直流电源装置。在图1中代表性地示出了蓄电池装置10 — I内的直流电源装置70。
[0037]下面对蓄电池装置10— I的内部结构进行说明。蓄电池装置10 — I具有并联连接的多个(例如16个)组电池单元20— 1、20 — 2、……、20— 16。由于组电池单元20— 1、20 —
2、……、20 —16为相同结构，因此在图1中以组电池单元20 — I的内部结构为代表而示出。
[0038]对组电池单元20-1的结构进行说明。组电池单元20-1具有串联连接的多个(例如22个)电池模块30— 1、30 — 2、……、30 — 22。有时也将它们总称为电池模块电路30。也可以在由电池模块30 —1、30 — 2、……、30 — 22构成的串联电路的中途设置开关46。该开关46用于例如在为了检查取下任意电池模块时断开串联电路。此外，开关46有时兼作断路器(service disconnect)，有时也是恪断器。并且，有时也作为用于向后述的电池管理装置44(BMU: