確定二次電池系統的異常發生部位的裝置、方法以及程序的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及確定二次電池系統的異常發生部位的裝置、方法以及程序，該裝置具有2個以上的收容1個以上的組塊而成的模塊，該組塊連接2個以上的二次電池的單電池而成。
【背景技術】
[0002]一般，由系統內的多個發電機或蓄電池等來實施電力系統的頻率調整、電力系統的用電功率和供給功率的調整。另外，較多情況下，也由多個發電機或蓄電池等實施來自自然能源發電裝置的發電功率與計劃輸出功率之差的調整、或來自自然能源發電裝置的發電功率的變動緩和。蓄電池相比于一般的發電機能高速變更輸出功率，這在電力系統的頻率調整、來自自然能源發電裝置的發電功率與計劃輸出功率之差的調整、電力系統的用電功率和供給功率的調整方面是有效的。
[0003]并且，作為與電力系統連接的高溫動作型的蓄電池，例如能舉出鈉硫電池(以下記作NaS電池)。該NaS電池是用固體電解質管隔離收納作為活性物質的金屬鈉以及硫的結構的高溫二次電池，在被加熱到約300°C的溫度時，通過熔融的兩活性物質的電化學反應而產生規定的能量。并且，通常NaS電池以將多個單電池集合并相互連接而成的模塊形式使用。gp，模塊具有如下結構:將串聯連接多個單電池的電路(電路串)并聯連接來構成組塊，進而在將該組塊至少串聯連接2個以上的基礎上收容在隔熱容器中。
[0004]作為通報這種模塊發生異常的方法，公開了通過比較各組塊的放電深度來檢測并通報電池的異常的方法(例如參照特開平3-158781號公報)。該方法相比于為了對每個構成模塊的組塊判斷異常的有無而對構成組塊的各個NaS單電池檢測異常的方法，不會使裝置復雜化，另外，在還能減少制造成本這點上優選。
【發明內容】
[0005]另外，可以想到單電池的故障進而模塊的故障的要因是單電池的內部短路或外部短路。
[0006]單電池的外部短路能舉出由于單電池內的活性物質的泄漏形成的外部短路回路。單電池的內部短路能舉出β管的損壞等所引起的短路。
[0007]如上述的特開平3-158781號公報所述，這些單電池的外部短路以及內部短路能通過掌握每個組塊放電深度來進行檢測。但是，放電深度的變化不是急劇進行，而是經過較長期間慢慢進行，因此難以判別在哪個模塊(或者哪個組塊)發生了異常，存在已發生異常時，初始動作行為延遲這種風險。
[0008]本發明考慮這樣的課題而提出，其目的在于，提供在發生異常的情況下能在早期確定是發生源的模塊(或者組塊)、能在早期實施發生異常時的初始動作行為的確定二次電池系統的異常發生部位的裝置、方法以及程序。
[0009][1]第一本發明所涉及的裝置是確定二次電池系統的異常發生部位的裝置，該二次電池系統具有收容1個以上的組塊的多個模塊，該組塊由2個以上的二次電池的單電池連接而成，其特征在于，具有:電壓測量部，其以組塊為單位檢測所述二次電池的電壓，并作為組塊電壓值輸出；串電流測量部，其測量串聯連接所述多個模塊而成的模塊串的電流，并作為串電流值輸出；信息取得部，其取得包含于所述模塊串中的所述多個模塊中收容有如下組塊的模塊的信息(模塊信息):以所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性消失的時間點為中心，在其前后的預先設定的時間內，所述組塊電壓值與其一階滯后的組塊電壓值之差超過電壓閾值而發生變化;通報接收部，其接收所述二次電池的異常發生的通報；以及模塊確定部，其在所述通報接收部接收所述通報時，將與所述模塊信息對應的模塊確定為發生了異常的模塊。
[0010]存在如下情況:若某1個單電池發生外部短路或內部短路，包含短路的單電池的組塊的組塊電壓急速降低，但之后在經過某一時間的階段返回短路前的電壓。另外，由于若系統規模變大則相應地監視對象的組塊數也增加，因此從全部組塊的組塊電壓的變化中捕捉到短路所引起的電壓降低變得更加困難。
[0011]另外，有將電力系統的頻率調整、來自自然能源發電裝置的發電功率與計劃輸出功率之差的調整、電力系統的用電功率和供給功率的調整等所引起的暫時的組塊電壓值的降低誤檢測為組塊電壓值因至少1個單電池的短路而暫時下降的情況。
[0012]但在本發明中，取得多個模塊中的收容有組塊電壓與其一階滯后的組塊電壓之差超過預先設定的電壓閾值而發生變化的組塊的模塊的信息(模塊信息)。其結果，能精度良好地檢測是否有組塊電壓的降低，能檢測出短路所引起的異常的發生。
[0013]并且，即使存在電力系統的頻率調整、來自自然能源發電裝置的發電功率與計劃輸出功率之差的調整、電力系統的用電功率和供給功率的調整等所引起的暫時的組塊電壓值的降低，也不會被誤檢測為暫時性的組塊電壓值的下降。這是因為，由于在這樣的情形中組塊電壓值與串電流值的相關性得以維持，因此能從檢測對象排除。
[0014]因此在本發明中，能確定成為異常的發生源的模塊并通報給本地使用者、本地管理者等，能以確定的異常的發生源為中心早期進行應對處置，能抑制受損的擴大。
[0015][2]也可以在第一本發明的基礎上，具有:相關性判定部，其判定所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性，所述相關性判定部具有:電壓差分累計部，其將在預先設定的一定期間內采樣的所述組塊電壓值與其一階滯后的組塊電壓值之差進行累計；電流差分累計部，其將在所述一定期間內采樣的所述串電流值與其一階滯后的串電流值之差進行累計；以及相關系數運算部，其用利用所述電流差分累計部得到的電流差分累計值除利用所述電壓差分累計部得到的電壓差分累計值，得到所述一定期間內的相關系數，在利用所述相關系數運算部得到的相關系數脫離預先設定范圍的情況下，判定為所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性消失。由此用簡單的計算即可，能容易且迅速地得到組塊電壓值與串電流值的相關性的有無。還能實現運算速度的高速化。
[0016][3]在該情況下，也可以將所述預先設定范圍基于所述組塊的IV特性來設定。由此，所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性的判定變得容易。
[0017][4]也可以在第一本發明的基礎上，所述一階滯后的時間常數根據由于至少1個所述單電池的短路而導致組塊電壓暫時下降的動作來選擇。由此，能提高組塊電壓因至少1個所述單電池的短路而暫時下降的組塊的檢測精度。
[0018][ 5 ]也可以在第一本發明中，對所述電壓閾值而言，選擇由于至少1個所述單電池的短路而導致所述組塊電壓暫時下降的電壓值。由此，能提高組塊電壓因至少1個所述單電池的短路而暫時下降的組塊的檢測精度。
[0019][6]也可以在第一本發明中，具有警告信息輸出部，其接收來自所述信息取得部的所述模塊信息，將該模塊信息和警告信息一同輸出。通過將模塊信息和警告信息一同輸出至監視器和打印機，能一眼辨別已確定的模塊的位置等，因而優選。
[0020][7]第二本發明所涉及的方法是確定二次電池系統的異常發生部位的方法，該二次電池具有收容1個以上的組塊的多個模塊，該組塊由2個以上的二次電池的單電池連接而成，其特征在于，具有:電壓測量步驟，以組塊為單位檢測所述二次電池的電壓，并作為組塊電壓值輸出；串電流測量步驟，測量串聯連接所述多個模塊而成的模塊串的電流，并作為串電流值輸出；信息取得步驟，取得包含于所述模塊串中的所述多個模塊中的收容有如下組塊的模塊的信息(模塊信息):以所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性消失的時間點為中心，在其前后的預先設定時間內，所述組塊電壓值與其一階滯后的組塊電壓值之差超過電壓閾值而發生變化;通報接收步驟，接收所述二次電池的異常發生的通報；以及模塊確定步驟，在所述通報接收步驟接收所述通報時，將與所述模塊信息對應的模塊確定為發生了異常的模塊。
[0021][8]也可以在第二本發明的基礎上，具有相關性判定步驟，判定所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性，所述相關性判定步驟具有:電壓差分累計步驟，將在預先設定的一定期間內采樣的所述組塊電壓值與其一階滯后的組塊電壓值之差進行累計；電流差分累計步驟，將在所述一定期間內采樣的所述串電流值與其一階滯后的串電流值之差進行累計；以及相關系數運算步驟，用利用所述電流差分累計步驟得到的電流差分累計值除利用所述電壓差分累計步驟得到的電壓差分累計值，得到所述一定期間內的相關系數，在利用所述相關系數運算步驟得到的相關系數脫離預先設定范圍的情況下，判定為所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性消失。
[0022][9]該情況下，也可以將所述預先設定的范圍基于所述組塊的IV特性來設定。
[0023][10]也可以在第二本發明的基礎上，所述一階滯后的時間常數根據由于至少1個所述單電池的短路而導致組塊電壓暫時下降的動作來選擇。
[0024][ 11 ]也可以在第二本發明的基礎上，對所述電壓閾值而言，選擇由于至少1個所述單電池的短路而導致所述組塊電壓暫時下降的電壓值。
[0025][12]也可以在第二本發明的基礎上，具有警告信息輸出步驟，接收來自所述信息取得步驟的所述模塊信息，將該模塊信息和警告信息一同輸出。
[0026][13]第三本發明所涉及的程序使二次電池系統作為如下單元發揮功能:信息取得單元，其取得包含于所述模塊串中的所述多個模塊中的收容有如下組塊的模塊的信息(模塊信息):以所述組塊電壓值與所述串電流值的相關性消失的時間點為中心，在其前后的預先設定的時間內，所述組塊電壓值與其一階滯后的組塊電壓值之差超過電壓閾值而發生變化;通報接收單元，其接收所述二次電池的異常發生的通報；以及模塊確定單元，其在所述通報接收單元接收所述通報時，將與所述模塊信息對應的模塊確定為發生了異常的模塊，所述二次電池系統具有:多個模塊，其收容有1個以上的組塊，該組塊由2個以上的二次電池的單電池連接而成；電壓測量部，其以組塊為單位檢測所述二次電池的電壓并作為組塊電