確定二次電池系統(tǒng)的異常發(fā)生部位的裝置、方法和程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及確定二次電池系統(tǒng)的異常發(fā)生部位的裝置、方法和程序，該二次電池系統(tǒng)具有兩個(gè)以上的模塊，該模塊在框體中收納有一個(gè)以上的組塊，該組塊由兩個(gè)以上的二次電池的單電池連接而成。
【背景技術(shù)】
[0002]—般地，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)發(fā)電機(jī)、蓄電池等，實(shí)施電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整、電力系統(tǒng)的用電功率和供給功率的調(diào)整。另外，在很多情況下，都是通過(guò)多個(gè)發(fā)電機(jī)、蓄電池等，調(diào)整來(lái)自天然能源發(fā)電裝置的發(fā)電功率與計(jì)劃輸出功率之間的差，或?qū)崿F(xiàn)來(lái)自天然能源發(fā)電裝置的發(fā)電功率的變動(dòng)減緩。與一般的發(fā)電機(jī)相比，蓄電池可高速改變輸出功率，并且對(duì)調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率、調(diào)整來(lái)自天然能源發(fā)電裝置的發(fā)電功率與計(jì)劃輸出功率之間的差、調(diào)整電力系統(tǒng)的用電功率與供給功率是有效的。
[0003]而且，作為與電力系統(tǒng)連接的高溫操作型蓄電池，例如可以列舉出鈉硫電池(以下記作NaS電池)。該NaS電池為具有通過(guò)固體電解質(zhì)管隔離收納活性物質(zhì)即金屬鈉及硫的結(jié)構(gòu)的高溫二次電池。若NaS電池被加熱至大約300°C的高溫時(shí)，通過(guò)熔融后的兩種活性物質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生規(guī)定的能量。而且，通常NaS電池以如下形式使用，即采用將多個(gè)單電池集合起來(lái)，并且形成相互連接的模塊的形式。即，模塊具有以下結(jié)構(gòu):將多個(gè)單電池串聯(lián)形成的電路(電路串(string))并聯(lián)而構(gòu)成組塊(block)，再將至少兩個(gè)以上該組塊串聯(lián)，收納在絕熱容器中。
[0004]作為通報(bào)這樣的模塊的異常的發(fā)生的方法，公開(kāi)有一種通過(guò)對(duì)各組塊的放電深度進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)并通報(bào)電池的異常的方法(例如參照日本特開(kāi)平3-158781號(hào)公報(bào))。該方法對(duì)構(gòu)成模塊的每個(gè)組塊進(jìn)行異常的有無(wú)的判斷。因此，與對(duì)構(gòu)成組塊的每一個(gè)NaS單電池分別進(jìn)行異常檢測(cè)的方法相比較，不會(huì)使裝置復(fù)雜化，另外，也可降低制造成本，在這方面，該方法是優(yōu)選的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]可以想到，單電池發(fā)生故障甚至模塊發(fā)生故障的主要原因?yàn)?，單電池?nèi)部的短路或外部短路。
[0006]對(duì)單電池的外部短路而言，能夠列舉由于單電池內(nèi)的活性物質(zhì)的泄漏而導(dǎo)致形成外部短路回路。對(duì)單電池的內(nèi)部短路而言，能夠列舉因β管的破損等而導(dǎo)致的短路。
[0007]如上述的日本特開(kāi)平3-158781號(hào)公報(bào)所示，這些單電池的外部短路和內(nèi)部短路能夠通過(guò)掌握每個(gè)組塊的放電深度而進(jìn)行檢測(cè)。但是，由于放電深度的變化并不是急劇的，而是經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間緩慢進(jìn)行地。因此，難以判別在哪個(gè)模塊(或者哪個(gè)組塊)中發(fā)生了異常，存在異常發(fā)生時(shí)初期行動(dòng)延遲的可能性。
[0008]本發(fā)明是考慮這樣的課題而完成的，其目的在于提供一種確定二次電池系統(tǒng)的異常發(fā)生部位的裝置、方法和程序，在發(fā)生了異常的情況下，能夠盡早確定該發(fā)生源即模塊(或者組塊)，并且能夠盡早實(shí)施異常發(fā)生時(shí)的初期行動(dòng)。
[0009][1]第一方案涉及的裝置為一種確定二次電池系統(tǒng)的異常發(fā)生部位的裝置，該二次電池系統(tǒng)具有多個(gè)模塊，該多個(gè)模塊在框體中收納有一個(gè)以上的組塊，該組塊由兩個(gè)以上的二次電池的單電池連接而成，上述裝置的特征在于，具有:電壓測(cè)量部，該電壓測(cè)量部以組塊為單位檢測(cè)上述二次電池的電壓并作為組塊電壓輸出；信息獲得部，該信息獲得部獲得上述多個(gè)模塊中收納有上述組塊電壓與其一階滯后的組塊電壓之差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓閾值而發(fā)生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)；通報(bào)接收部，該通報(bào)接收部接收上述二次電池的異常發(fā)生的通報(bào)；和模塊確定部，該模塊確定部在上述通報(bào)接收部接收上述通報(bào)時(shí)，將與上述模塊信息對(duì)應(yīng)的模塊確定為發(fā)生了異常的模塊。
[0010]若某一個(gè)單電池發(fā)生外部短路或者內(nèi)部短路，包含發(fā)生短路的單電池的組塊的組塊電壓急劇地降低，但之后在經(jīng)過(guò)某段時(shí)間的階段，存在恢復(fù)到短路前的電壓的情況。因此，為了從組塊電壓的變化捕捉到由短路導(dǎo)致的電壓下降，需要提高組塊電壓的檢測(cè)精度。因此，在本方案中，獲得多個(gè)模塊中收納有組塊電壓與其一階滯后的組塊電壓之差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓閾值而發(fā)生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)。由此，能夠以良好的精度檢測(cè)組塊電壓是否下降，從而能夠檢測(cè)到由短路導(dǎo)致的異常的發(fā)生。
[0011]因此，在本方案中，能夠確定異常發(fā)生源的模塊，向現(xiàn)場(chǎng)使用者、現(xiàn)場(chǎng)管理者等進(jìn)行通報(bào)。另外，能夠盡早以所確定的異常的發(fā)生源為中心采取對(duì)應(yīng)的措施，從而能夠抑制損失的擴(kuò)大。
[0012][2]在第一方案中，也可以根據(jù)由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的動(dòng)作來(lái)選擇上述一階滯后的時(shí)間常數(shù)。例如也可以考慮由一個(gè)單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓下降的期間(從開(kāi)始下降的時(shí)刻到開(kāi)始上升的時(shí)刻的期間)來(lái)選擇。由此，能夠提高由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的組塊的檢測(cè)精度。
[0013][3]在第一方案中，作為上述電壓閾值，也可以選擇由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致上述組塊電壓暫時(shí)下降的電壓值。由此，能夠提高由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的組塊的檢測(cè)精度。
[0014][4]在第一方案中，還可以具有測(cè)量上述多個(gè)模塊串聯(lián)連接而成的模塊列的電流的電流測(cè)量部，上述信息獲得部獲得如下信息:以上述模塊列的本次的電流測(cè)量值與前一次的電流測(cè)量值之差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流閾值的時(shí)刻為中心，在其前后預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在上述模塊列中包含的上述多個(gè)模塊中收納有上述組塊電壓與上述一階滯后的組塊電壓之差超過(guò)上述電壓閾值而發(fā)生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)。
[0015]由此，能夠進(jìn)一步提高由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的組塊的檢測(cè)精度。
[0016][5]在此情況下，作為上述電流閾值，也可以選擇在由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致上述組塊電壓下降的情況下發(fā)生的電流的變動(dòng)的幅值。
[0017]由此，能夠進(jìn)一步提高由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的組塊的檢測(cè)精度。
[0018][6]在第一方案中，也可以具有接收來(lái)自上述信息獲得部的上述模塊信息，并將該模塊信息與警告信息一并輸出的警告信息輸出部。通過(guò)將模塊信息與警告信息一起向監(jiān)控器、打印機(jī)輸出，能夠一目了然地識(shí)別所確定的模塊的位置等，因而是優(yōu)選的。
[0019][7]第二方案涉及的方法為一種確定二次電池系統(tǒng)的異常發(fā)生部位的方法，該二次電池系統(tǒng)具有多個(gè)模塊，該多個(gè)模塊在框體中收納有一個(gè)以上的組塊，該組塊由兩個(gè)以上的二次電池的單電池連接而成，該方法的特征在于，具有:以組塊為單位檢測(cè)上述二次電池的電壓并作為組塊電壓輸出的電壓測(cè)量步驟；獲得多個(gè)上述模塊中收納有上述組塊電壓與其一階滯后的組塊電壓之差超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓閾值而發(fā)生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)的信息獲得步驟；接收上述二次電池的異常發(fā)生通報(bào)的通報(bào)接收步驟；和在上述通報(bào)接收步驟中接收上述通報(bào)時(shí)，將與上述模塊信息對(duì)應(yīng)的模塊確定為發(fā)生了異常的模塊的模塊確定步驟。
[0020][8]在第二方案中，也可以根據(jù)由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致組塊電壓暫時(shí)下降的動(dòng)作來(lái)選擇上述一階滯后的時(shí)間常數(shù)。
[0021][9]在第二方案中，作為上述電壓閾值，也可以選擇由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致上述組塊電壓暫時(shí)下降的電壓值。
[0022][10]在第二方案中，還可以具有測(cè)量上述多個(gè)模塊串聯(lián)連接而成的模塊列的電流的電流測(cè)量步驟，上述信息獲得步驟獲得如下信息:以上述模塊列的本次的電流測(cè)量值與前一次的電流測(cè)量值之差超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的電流閾值的時(shí)刻為中心，在其前后預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在上述模塊列中包含的上述多個(gè)模塊中收納有上述組塊電壓與上述一階滯后的組塊電壓之差超過(guò)上述電壓閾值而發(fā)生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)。
[0023][11]在此情況下，作為上述電流閾值，也可以選擇在由于至少一個(gè)上述單電池的短路而導(dǎo)致上述組塊電壓下降的情況下發(fā)生的電流的變動(dòng)的幅值。
[0024][12]在第二方案中，也可以具有將通過(guò)上述信息獲得步驟獲得上述模塊信息與警告信息一并輸出的警告信息輸出步驟。
[0025][13]第三方案涉及的程序?yàn)橛糜谑苟坞姵叵到y(tǒng)作為信息獲得單元、通報(bào)接收單元和模塊確定單元發(fā)揮功能的程序，該二次電池系統(tǒng)具有多個(gè)模塊和電壓測(cè)量部，該多個(gè)模塊在框體中收納有一個(gè)以上的組塊，該組