JP2006042555A - 組電池中のモジュール電池の交換方法及び交換用モジュール電池の電圧調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】組電池の各モジュール電池の電池電圧を早く揃えられ組電池本来の電池性能を発揮させることできる交換用モジュール電池の電圧調整装置を提供する。
【解決手段】電圧調整装置は、交換用モジュール電池1の電圧を測定するマイコン10を備えている。マイコン10は、測定された交換用モジュール電池1の電圧と入力装置12から入力された組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧とを比較し、比較結果に基づいて、交換用モジュール電池1の電圧が組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧となるように、充電/放電制御部110に放電スイッチ6をオン状態とさせ交換用モジュール電池1の多段充電又は多段放電を行う。
【選択図】図5
【解決手段】電圧調整装置は、交換用モジュール電池1の電圧を測定するマイコン10を備えている。マイコン10は、測定された交換用モジュール電池1の電圧と入力装置12から入力された組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧とを比較し、比較結果に基づいて、交換用モジュール電池1の電圧が組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧となるように、充電/放電制御部110に放電スイッチ6をオン状態とさせ交換用モジュール電池1の多段充電又は多段放電を行う。
【選択図】図5
Description
本発明は、組電池中のモジュール電池の交換方法及び交換用モジュール電池の電圧調整装置に係り、特に、複数の二次電池を接続したモジュール電池が複数個接続された組電池中の一部のモジュール電池の交換方法及び該交換用モジュール電池の電圧を調整する交換用モジュール電池の電圧調整装置に関する。
近年、電力貯蔵用、電気自動車(PEV)やハイブリット車(HEV)のモータ駆動用電源に二次電池が使用されている。これらの用途では、複数個の二次電池(単電池)を接続したモジュール電池、このモジュール電池を複数個接続し組電池として、必要な容量ないし電圧に相当する分だけ直列に接続して用いられている。
モジュール電池を構成する個々の二次電池のうち1つでも異常が発生した場合には、モジュール電池としての本来の性能を出せなくなるため、二次電池の交換等の適切な整備が行われている。このような二次電池の交換技術は既に開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。
ところで、組電池中のモジュール電池を別の交換用モジュール電池にそのまま取り替えると、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧と交換用モジュール電池の電圧が異なってくる。こうした場合、モジュール電池では、平均からずれた二次電池が過充電又は過放電となり、モジュール電池の放電性能低下や寿命低下といった問題を招くことを回避するために、二次電池の容量を調整する容量調整方法が用いられている。これは、各二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出回路と、スイッチを介して二次電池の容量を調整する容量調整用抵抗とが、当該二次電池に並列に接続されており、電池電圧検出回路で二次電池の電圧を検出した後、電池電圧が高い二次電池に接続された抵抗をオン状態とすることで、容量調整抵抗に当該電池電圧が高い二次電池の電流を流して放電させ、組電池を構成する各二次電池間の電圧差を少なくするものである(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、複数個のモジュール電池で構成される組電池に上述した従来の電圧調整方法を用いると、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧と交換用モジュール電池の電圧は近づいていくものの、モジュール電池の放電電流は容量調整用抵抗により決まるため、一般的容量調整用抵抗の抵抗値は、モジュール電池の大きさ、抵抗の発熱等からあまり小さくできず、非常に長い時間を要することとなる。特に、この傾向は容量の大きなモジュール電池ほど著しい。
本発明は上記事案に鑑み、組電池の各モジュール電池の電池電圧を早く揃えられ組電池本来の電池性能を発揮させることできるモジュール電池の交換方法及び交換用モジュール電池の電圧調整装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、複数の二次電池を接続したモジュール電池が複数個接続された組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、予め該交換用モジュール電池の電圧を、前記組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に調整した後、前記各モジュール電池内の複数の二次電池間の容量調整を行うことを特徴とする。
第1の態様では、組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、交換用モジュール電池の電圧を、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に調整し、各モジュール電池内の複数の二次電池間の容量調整を行うことにより、組電池全体の二次電池の電圧が比較的早く揃い、組電池本来の電池性能を発揮させることができる。このような二次電池の容量調整としては、例えば、二次電池(単電池)電圧検出回路で二次電池の電圧を検出した後、容量調整抵抗に当該電池電圧が高い二次電池の電流を流して放電させ、組電池を構成する各二次電池間の電圧差を少なくし、これを繰り返して組電池全体の電圧を平均値に揃えるようにすればよい。第1の態様において、交換用モジュール電池の調整電圧値を、組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧値とすれば、さらに早く組電池全体の電池電圧を揃えることができ、組電池本来の電池性能を発揮させることができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の第2の態様は、複数の二次電池を接続したモジュール電池が複数個接続された組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、該交換用モジュール電池の電圧を調整する交換用モジュール電池の電圧調整装置において、前記交換用モジュール電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段で測定された交換用モジュール電池の電圧と前記組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記交換用モジュール電池の電圧が前記組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧となるように、前記交換用モジュール電池の充電又は放電を行う充放電手段と、を備えたことを特徴とする。
第2の態様では、電圧測定手段により交換用モジュール電池の電圧が測定され、比較手段により電圧測定手段で測定された交換用モジュール電池の電圧と組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧とが比較される。組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧は、そのデータをマニュアルで比較手段に与えるようにしても、又は、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧を測定し該測定電圧の平均電圧を演算する手段を更に備え、該手段が演算した平均電圧を比較手段に与えるようにしてもよい。そして、充放電手段により、比較手段の比較結果に基づいて、交換用モジュール電池の電圧が組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧となるように、交換用モジュール電池の充電又は放電が行われる。第2の態様によれば、電圧測定手段により測定された交換用モジュール電池の電圧を、比較手段により組電池の交換しないモジュール電池の電圧と比較して、充放電手段により交換用モジュール電池の充電又は放電を行わせるようにしたので、組電池中の交換しないモジュール電池の電池電圧を個々にすべてデジタルマルチメータ等で測定し、交換用モジュール電池の電池電圧も同様に測定、充電か放電かを判断、直流電源(充電)あるいは電子負荷(放電)により充電又は放電を行っていた従来の組電池中のモジュール電池の交換手順に対し、モジュール電池が多数ある場合でも、電圧測定に手間が掛からず、かつ、測定ミスや充放電調整ミスの発生を防止することができる。
第2の態様において、充放電手段による交換用モジュール電池の充電又は放電は、多段充電又は多段放電であることが好ましい。すなわち、二次電池の開回路電圧は、平衡状態にある二次電池の開放状態にある端子電圧を測定することによって求められ、二次電池の充電状態を反映しているので、交換用モジュール電池の充電又は放電を、段別充電又は段別放電することにより、休止時の電池電圧で調整でき電池電圧を正確に調整することが可能である。開回路電圧は、二次電池が、後どの程度電気量があるかを知る上で重要であるが、一般に、二次電池の端子電圧は充放電終了後には開回路電圧に向かって変化し、平衡状態に達するまでには長時間を有する。このため、多段充電又は多段放電の終了電圧を、その前の多段充電又は多段放電の充電休止電圧又は放電休止電圧から設定するようにすれば、開回路電圧を推定し、交換用モジュール電池の調整電圧を算出し、電圧調整が可能なため、短時間で調整することができる。本態様の電圧調整装置は、組電池が車載用である場合のように、容量の大きいモジュール電池の電圧調整に好適である。
以上のように、本発明の第1の態様によれば、組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、交換用モジュール電池の電圧を、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に調整し、各モジュール電池内の複数の二次電池間の容量調整を行うことにより、組電池全体の二次電池の電圧が比較的早く揃い、組電池本来の電池性能を発揮させることができる、という効果を得ることができる。
また、本発明の第2の態様によれば、電圧測定手段により測定された交換用モジュール電池の電圧を、比較手段により組電池の交換しないモジュール電池の電圧と比較して、充放電手段により交換用モジュール電池の充電又は放電を行わせるようにしたので、モジュール電池が多数ある場合でも、電圧測定に手間が掛からず、かつ、測定ミスや充放電調整ミスの発生を防止することができる、という効果を得ることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る組電池中のモジュール電池の交換方法及び交換用モジュール電池の電圧調整装置の実施の形態について説明する。
(基本原理)
まず、本実施形態の組電池中のモジュール電池の交換方法の基本原理について説明する。
まず、本実施形態の組電池中のモジュール電池の交換方法の基本原理について説明する。
図1及び図2に、8個のモジュール電池で構成される組電池のうち、1つのモジュール電池を交換した場合の各モジュール電池の放電電圧曲線を示す。なお、各モジュール電池は、例えば、リチウムイオン二次電池(単電池)が8個直列に接続されている。図1は、組電池を構成するモジュール電池の平均電圧29.90Vに対し、電池電圧が29.84Vの交換用モジュール電池を入れ替え、充放電したときの放電電圧曲線である。図1に示すように、ほぼ各モジュール電池の電池電圧が揃えられ約130分の放電がされており、組電池中のモジュール電池を、別の交換用モジュール電池に取り替える際、予め該交換用モジュール電池の電圧を、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に調整することにより組電池としての特性が得られる。
これに対し、図2は、同様に組電池を構成するモジュール電池の平均電圧29.90Vに対し、電池電圧が28.90Vの交換用モジュール電池を入れ替え、充放電したときの放電電圧曲線である。図2に示すように、交換用モジュール電池の電池電圧が低いため(組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍にないため)、早く放電終止電圧に達し、組電池全体としては約110分の放電しか得られていない。
図3及び図4は、8個のモジュール電池で構成される組電池のうち、1つのモジュール電池を交換し、組電池で容量調整した場合の回数と各モジュール電池の電池電圧を示したものである。図3に示すように、組電池を構成するモジュール電池の平均電圧31.67Vに対し、電池電圧が31.36Vの交換用モジュール電池を入れ替え、容量調整を繰り返したもので、3サイクルでモジュール電池間の電圧バラツキが20mV以内になっている。
一方、図4は、同様に組電池を構成するモジュール電池の平均電圧31.67Vに対し、電池電圧が30.23Vの交換用モジュール電池を入れ替え、容量調整を繰り返したものでる。この例では、図3の場合に比べ、モジュール電池間の電圧バラツキが20mV以内になるのに7サイクルの容量調整を要している。
従って、交換するモジュール電池の電池電圧を組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に予め調整することにより、早く組電池全体の電池電圧が揃えられ、組電池全体として電池性能を発揮させることができる。更に、交換するモジュール電池の電池電圧を組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧に予め調整すれば、より早く組電池全体の電池電圧が揃えられ、組電池全体として電池性能を発揮させることができる。
(構成)
次に、交換用モジュール電池の電池電圧を調整する交換用モジュール電池の電圧調整装置の構成について説明する。
次に、交換用モジュール電池の電池電圧を調整する交換用モジュール電池の電圧調整装置の構成について説明する。
図5に示すように、本実施形態の電圧調整装置は、交換用モジュール電池1の両側端子それぞれに耐高電圧スイッチとしての機能を有する出力リレー4−1、4−2の一端が接続されている。出力リレー4−1の他端は、ダイオード9−1のカソードに接続されており、そこから分岐してダイオード9−2のアノードに接続されている。ダイオード9−2のカソード側には、交換用モジュール電池1からの放電電流を熱消費する放電電流制御抵抗3、交換用モジュール電池1を放電させるための放電スイッチ6、交換用モジュール電池1の放電電流を検出するための放電電流検出抵抗8がそれぞれ直列に接続されており、放電電流検出抵抗8の他端は出力リレー4−2の他端に接続されている。従って、出力リレー4−1、4−2及び放電スイッチ6をオン状態とすると、交換用モジュール電池1、出力リレー4−1、ダイオード9−2、放電電流制御抵抗3、放電スイッチ6、放電電流検出抵抗8、出力リレー4−2、交換用モジュール電池1の閉回路が形成され、交換用モジュール電池1からの放電電流が放電電流制御抵抗3で熱消費され、モジュール電池1の電圧を下げることができる。なお、出力リレー4−1、4−2、ダイオード9−2、放電電流制御抵抗3、放電スイッチ6、放電電流検出抵抗8は、充放電手段の一部として機能する。
一方、ダイオード9−1のアノード側は、モジュール電池1を充電するための充電スイッチ5を介して充電電源2の一端に接続されている。充電電源2の他端は、充電電源2からモジュール電池1への充電電流を検出するための充電電流検出抵抗7を介して出力リレー4−2の他端に接続されている。従って、出力リレー4−1、4−2及び充電スイッチ5をオン状態とすると、充電電源2、充電スイッチ5、ダイオード9−1、出力リレー4−1、交換用モジュール電池1、出力リレー4−2、充電電流検出抵抗7、充電電源2の閉回路が形成され、交換用モジュール電池1は充電電源2からの充電電流で充電され、モジュール電池1の電圧を上げることができる。なお、充電電源2、充電スイッチ5、ダイオード9−1、出力リレー4−1、4−2、交換用モジュール電池1、充電電流検出抵抗7は、充放電手段の一部として機能する。
また、電圧調整装置は、交換用モジュール電池1の電圧をサンプリングしデジタル電圧として取り込む(測定する)、電圧測定手段、比較手段及び充放電手段の一部としてのマイコン10を備えている。マイコン10は、通信線でテンキー等の入力装置12、交換用モジュール電池1の充電、放電を実行(制御)する充放電手段の一部としての充電/放電制御部11に接続されている。また、マイコン10は、信号線で出力リレー4−1、4−2にも接続されている(不図示)。充電/放電制御部11は、CPU、ROM、RAM、A/Dコンバータ及びインターフェース(以下、I/Fと略称する。)を含んで構成されており、信号線で充電スイッチ5、放電スイッチ6、及び、充電電流検出抵抗7、放電電流検出抵抗8に接続されている。なお、充電/放電制御部11は、マイコン10のスレーブ(奴隷)コンピュータとして機能し、例えば、プログラマブル・ロジカル・コントローラ(PLC)等で構成することができる。
(動作)
次に、フローチャートを参照して、本実施形態の電圧調整装置の動作について説明する。
次に、フローチャートを参照して、本実施形態の電圧調整装置の動作について説明する。
マイコン10のCPUは、入力装置12の図示しないスタートボタンが押下されると、交換用モジュール電池1の電圧を調整するための電圧調整ルーチンを実行する。図6に示すように、この電圧調整ルーチンでは、まず、ステップ102で、電圧調整対象の交換用モジュール電池1の開回路電圧を取り込み、次のステップ103において、正常な(交換用モジュール電池として機能可能な)モジュール電池か否かを判断する。異常なモジュール電池と判断した場合には、ステップ107で、交換用モジュール電池として機能しないものとみなして、例えば、赤色LEDを点灯させる等、操作者に交換用モジュール電池が異常であることを報知するNG処理を実行して電圧調整ルーチンを終了する。
一方、ステップ103で正常なモジュール電池と判断した場合には、次のステップ104で、入力装置12から交換用モジュール電池1の設定電圧のデータが入力されるまで待機し、設定電圧のデータが入力されると、当該設定電圧のデータを取り込む。次にステップ105では出力リレー4−1、4−2をON状態とし、次のステップ106において、ステップ102で測定した交換用モジュール電池1の電池電圧とステップ104で取り込んだ設定電圧とを比較し、交換用モジュール電池1の電池電圧が設定電圧より大きいときは、ステップ300で放電処理サブルーチンを実行し、反対に設定電圧が交換用モジュール電池1の電池電圧より大きいときは、ステップ200で交換用モジュール電池1の充電処理を行って、電圧調整ルーチンを終了する。
図7に示すように、放電処理サブルーチンでは、ステップ301で、充電/放電制御部11に放電スイッチ6をON状態とさせる指示を出すことで、ダイオード9−2、充電電流制御抵抗3、放電スイッチ6及び放電電流検出抵抗8で構成される放電回路に交換用モジュール電池1から放電電流を流させる。これにより、休止状態にある交換用モジュール電池1からの放電が開始される。次に、ステップ302で交換用モジュール電池1の電池電圧を測定し、次のステップ303で交換用モジュール電池1の電池電圧が設定電圧に達したか否かの判断を行い、設定電圧に達していないときには、ステップ302へ戻り(交換用モジュール電池1の放電は継続される。)、設定電圧に達したときには、次のステップ304で上述した放電回路がOFF状態となるように充電/放電制御部11に指示する。これにより、交換用モジュール電池1は、放電状態から休止状態となる。
次いで、ステップ305で交換用モジュール電池1の開回路電圧を測定し、次のステップ306で交換用モジュール電池1の電池電圧が設定電圧に達したか否かの判断を行い、肯定判断のときには、放電処理サブルーチンを終了し、否定判断のときには、次のステップ307で休止中の交換用モジュール電池1の電池電圧から放電終止電圧を算出する。続いて、ステップ308で充電/放電制御部11に放電スイッチ6をON状態とさせる指示を出し、ステップ309、ステップ310で、交換用モジュール電池1の電池電圧がステップ307で算出した放電終止電圧となるまで交換用モジュール電池1の放電を行う。放電終止電圧に達した場合は、ステップ304へ戻り、放電回路を再びOFF状態とさせ交換用モジュール電池1の開回路電圧を測定する。これにより、交換用モジュール電池1は多段放電がなされ、交換用モジュール電池1からの放電電流は徐々に低下して行く。
なお、図6のステップ200の充電処理も、同様に交換用モジュール電池1の(多段)充電の処理を行うものである。
図8は、本実施形態の電圧調整装置で交換用モジュール電池1の電池電圧を調整したときの調整時間、電圧、電流を示したものであり、約33Vのモジュール電池を、設定電圧24Vとして調整した実施例である。この例では、
10A放電終止電圧:24.0V
休止電圧:24.8V
5A放電終止電圧:24.0V
休止電圧:24.4V
2A放電終止電圧:23.9V
休止電圧:24.0V
となり、交換用モジュール電池1を設定電圧に調整することができた。
10A放電終止電圧:24.0V
休止電圧:24.8V
5A放電終止電圧:24.0V
休止電圧:24.4V
2A放電終止電圧:23.9V
休止電圧:24.0V
となり、交換用モジュール電池1を設定電圧に調整することができた。
(作用等)
次に、本実施形態のモジュール電池の交換方法及び電圧調整装置の作用等について説明する。
次に、本実施形態のモジュール電池の交換方法及び電圧調整装置の作用等について説明する。
本実施形態のモジュール電池の交換方法では、組電池中のモジュール電池を交換用モジュール電池1に取り替える際に、予め交換用モジュール電池1の電圧を入力装置12で設定した設定電圧に調整することができる。この設定電圧は、上述したように、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍とすることが好ましく、組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧値とすることが更に好ましい(図1〜図4参照)。設定電圧を組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍、とりわけ、組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧値とすれば、交換用モジュール電池1の電圧が、組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値の近傍ないし同じなため、早い時期に組電池全体の二次電池の電圧が揃い、組電池全体としての電池性能を発揮させることができる。すなわち、モジュール電池は、一般に、モジュール電池を構成する二次電池毎に当該二次電池の容量を調整する容量調整回路を備えている。従って、本実施形態のモジュール電池の交換方法で交換用モジュール電池の電池電圧を調整することで、容量調整回路により、少ない容量調整回数で組電池全体の電池電圧が揃えられ、組電池全体としての電池性能を発揮させることができる。
また、本実施形態の電圧調整装置では、交換用モジュール電池1の電池電圧を測定し(ステップ102)、交換用モジュール電池1の電池電圧と設定電圧とを比較して(ステップ106)、交換用モジュール電池1の充電又は放電を行う(ステップ200、300)構成をハードウエア及びソフトウエアの双方で実現している。従来の組電池中のモジュール電池の交換方法では、組電池中の交換しないモジュール電池の電池電圧を、例えば、デジタルマルチメータで個々にすべて測定し、交換用モジュール電池の電池電圧も同様に測定して充電か放電かを判断し、直流電源(充電)あるいは負荷(放電)を交換用モジュール電池に接続することにより充電又は放電を行っていた。しかし、この交換方法では、モジュール電池が多数の組電池を取り扱う場合に、測定に手間が掛かると共に、測定ミスや測定ミス等から生じる電圧調整ミスが発生する。この点、本実施形態の電圧調整装置は、交換用モジュール電池1の電池電圧を、設定電圧(組電池の交換しないモジュール電池の電池電圧の平均電圧)と比較して、交換用モジュール電池1の充電又は放電を行うようにしたので、測定ミスや電圧調整ミスを回避することが可能である。
更に、本実施形態の電圧調整装置では、交換用モジュール電池の充電又は放電を、段別(多段)充電又は段別(多段)放電で行っている(ステップ304〜ステップ310)。二次電池の開回路電圧は、平衡状態にある二次電池の開放状態にある端子電圧を測定することによって求められ(ステップ305)、二次電池の充電状態を反映したものであるため、交換用モジュール電池1の充電又は放電を段別充電又は段別放電することで、休止時の電池電圧で調整され、電池電圧を正確に調整することができる。しかし、開回路電圧は二次電池が後どのくらい電気量があるかを知る上で重要なものであるが、一般に、二次電池の端子電圧は充放電終了後には開回路電圧に向かって変化し、平衡状態に達するまでには長時間を有する。このため、本実施形態の電圧調整装置では、交換用モジュール電池1の多段充電又は多段放電において、多段充電又は多段放電の終了電圧を、その前の多段充電又は多段放電の充電休止電圧又は放電休止電圧から設定している(ステップ304〜ステップ310)。これにより、開回路電圧を推定し、交換用バッテリ1の調整電圧を算出して電圧調整するため、短時間で交換用バッテリ1の電圧調整が可能となる。このような電圧調整装置は、二次電池当たりの容量の大きく、かつ、組電池を構成するモジュール電池の数も大きい、PEV用やHEV用電池の交換の際に特に有効である。
なお、本実施形態では、入力装置12から設定電圧を入力する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、図9に示すように、CPU10が、I/F13を介して、組電池15を構成するモジュール電池141〜14nの電池電圧を読み込み(取り込み)、設定電圧を算出し、モジュール電池1の調整を開始するようにしてもよい。また、I/F13を介して、組電池15の制御部(不図示)と通信を行い、モジュール電池141〜14nの電池電圧を取り込むようにしたり、組電池15の制御部から設定電圧(モジュール電池141〜14nの平均電圧)の報知を受けるようにしてもよい。このような電圧調整装置では、入力装置12からの入力作業や確認作業が不要なため、操作者の手間を大幅に省くことができると共に、操作ミスから生じる電圧調整ミスもなくすことができる。
また、本実施形態の電圧調整装置では、充電/放電制御部11にPLCを例示したが、本発明はこれに限らず、マイコン10と充電/放電制御部11とを一体として構成するようにしてもよい。更に、図5では、電圧調整装置を構成する素子を例示したが、本発明はこれに限らず、種々の代替的な素子を用いることができる。例えば、充電電流検出抵抗7や放電電流検出抵抗8に代えて、ホール素子を用いたり、出力リレー4−1、4−2にアナログリレーに代えて、高電圧で作動可能なパワースイッチング素子を用いるようにしてもよい。
本発明は組電池全体の電池電圧を早く揃えられ組電池本来の電池性能を発揮させることできるモジュール電池交換方法及び交換用モジュール電池の電圧調整装置を提供するため、モジュール電池ないし電圧調整装置の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
1 交換用モジュール電池
2 充電電源(充放電手段の一部)
6 放電電流制御抵抗(充放電手段の一部)
10 マイコン(電圧測定手段、比較手段、充放電手段の一部)
11 充電/放電制御部(充放電手段の一部)
15 組電池
141、142、14n モジュール電池
2 充電電源(充放電手段の一部)
6 放電電流制御抵抗(充放電手段の一部)
10 マイコン(電圧測定手段、比較手段、充放電手段の一部)
11 充電/放電制御部(充放電手段の一部)
15 組電池
141、142、14n モジュール電池
Claims (6)
- 複数の二次電池を接続したモジュール電池が複数個接続された組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、予め該交換用モジュール電池の電圧を、前記組電池中の交換しないモジュール電池の電圧値近傍に調整した後、前記各モジュール電池内の複数の二次電池間の容量調整を行うことを特徴とする組電池中のモジュール電池の交換方法。
- 前記交換用モジュール電池の調整電圧値は、前記組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧値であることを特徴とする請求項1に記載の組電池中のモジュール電池の交換方法。
- 複数の二次電池を接続したモジュール電池が複数個接続された組電池中の一部のモジュール電池を別の交換用モジュール電池に取り替える際に、該交換用モジュール電池の電圧を調整する交換用モジュール電池の電圧調整装置において、
前記交換用モジュール電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定された交換用モジュール電池の電圧と前記組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記交換用モジュール電池の電圧が前記組電池中の交換しないモジュール電池の平均電圧となるように、前記交換用モジュール電池の充電又は放電を行う充放電手段と、
を備えたことを特徴とする交換用モジュール電池の電圧調整装置。 - 前記充放電手段による交換用モジュール電池の充電又は放電は、多段充電又は多段放電であることを特徴とする請求項3に記載の交換用モジュール電池の電圧調整装置。
- 前記充放電手段による交換用モジュール電池の多段充電又は多段放電は、多段充電又は多段放電の終了電圧を、その前の多段充電又は多段放電の充電休止電圧又は放電休止電圧から設定することを特徴とする請求項4に記載の交換用モジュール電池の電圧調整装置。
- 前記組電池が車載用であることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の交換用モジュール電池の電圧調整装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008311213A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-12-25 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 組電池の調整方法、及びコントローラ付き組電池の調整方法 |
JP2010172142A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | バッテリ交換システム及びバッテリ交換方法 |
JP2012113856A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | 電源スタック交換方法、制御装置及び制御プログラム |
WO2013061759A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | 三洋電機株式会社 | 電池ユニット、電動車両、移動体、電源装置及び電池制御装置 |
JP2013127893A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Toshiba Corp | 蓄電装置及びその保守方法 |
-
2004
- 2004-07-29 JP JP2004222029A patent/JP2006042555A/ja not_active Abandoned
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008311213A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-12-25 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 組電池の調整方法、及びコントローラ付き組電池の調整方法 |
JP2010172142A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | バッテリ交換システム及びバッテリ交換方法 |
JP2012113856A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | 電源スタック交換方法、制御装置及び制御プログラム |
WO2013061759A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | 三洋電機株式会社 | 電池ユニット、電動車両、移動体、電源装置及び電池制御装置 |
CN103782476A (zh) * | 2011-10-27 | 2014-05-07 | 三洋电机株式会社 | 电池单元、电动车辆、移动体、电源装置及电池控制装置 |
JPWO2013061759A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2015-04-02 | 三洋電機株式会社 | 電池ユニット、電動車両、移動体、電源装置及び電池制御装置 |
US9590429B2 (en) | 2011-10-27 | 2017-03-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Battery unit, electric vehicle, movable structure, power supply device, and battery control device |
CN103782476B (zh) * | 2011-10-27 | 2017-05-10 | 三洋电机株式会社 | 电池系统、电动车辆、移动体、电源装置及电池控制装置 |
JP2013127893A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Toshiba Corp | 蓄電装置及びその保守方法 |
EP2608347A3 (en) * | 2011-12-19 | 2016-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electric energy storage system and method of maintaining the same |
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