JP2022029299A - 充電制御装置、バッテリシステム、及び充電制御方法 - Google Patents

充電制御装置、バッテリシステム、及び充電制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のバッテリが直列接続された蓄電池系統を並列に複数備える場合において、並列接続による大出力運転を行えなくなる可能性を低減する充電制御装置、バッテリシステム及び充電制御方法を提供する。【解決手段】バッテリ装置１０を充電する充電制御装置２０は、複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群ＢＧと、蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチＳ１００、Ｓ２００と、複数の蓄電池系統を構成する複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３、Ｃ２０１～Ｃ２０３のそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａを備える。さらに、系統スイッチ及びバイパススイッチを制御してバッテリ装置の充電を制御する制御手段２１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、充電制御装置、バッテリシステム、及び充電制御方法に関する。
従来、スイッチを介して複数のバッテリを直列接続すると共に、各バッテリをバイパスするバイパス線に接続するためのスイッチについても設けたバッテリ装置が知られている。このバッテリ装置は、バイパス線に接続するためのスイッチを制御することで、特定のバッテリをバイパスすることができる（例えば特許文献１参照）。
また、複数の電池セルが直列に接続された電池セル列を、複数並列に接続して電池セル群を構成したバッテリ装置が知られている。このバッテリ装置は、電池セル列からなる蓄電池系統を複数並列に有するため、並列運転することで大出力の運転が可能となる（例えば特許文献２参照）。
特開２０１３－０３１２４７号公報 特開２０１３－２４０１５５号公報
ここで、車載用途等で使用した中古電池を回収し、それらを統合した大型車用蓄電池や定置用バッテリシステム等を構成するカスケード利用において、過去の電池ユーザの使用方法によって各電池の劣化状態が異なることが課題となる。そこで、特許文献１に記載のように各バッテリをバイパス可能な構成とすることが考えられる。これにより、特定のバッテリのみをバイパスすることが可能となり、例えば電池容量が少ないバッテリのみをバイパスして直列接続される他のバッテリを使用することができる。さらに、特許文献２に記載のように、複数の電池セルを直列に接続した蓄電池系統を複数並列に設けることで、並列運転を行って大出力を得ることができる。
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の技術を採用した構成において、充電進行中にバッテリをバイパスした場合、バイパスした蓄電池系統については総電圧が低下してしまい、他の蓄電池系統の総電圧と差異が生じてしまう。
また、充電を蓄電池系統ごとに行うことによっても蓄電圧の総電圧に差異が生じてしまい、不意に充電モードから放電モードに移行した場合に並列運転を行うと、系統間に循環電流が流れてしまう。
すなわち総電圧に差異が生じると、系統間の電位差と、電池セルの内部抵抗、遮断スイッチ、バスバー及び配線等の抵抗成分とにより決定される循環電流が系統間に流れてしまう。例えば、電位差が４Ｖで抵抗成分が１００ｍΩである場合、４０Ａの循環電流が流れてしまう。このとき、循環電流が流れる系統内に上記循環電流を許容できないセルや回路部品が含まれている場合、系統間を並列接続することができなくなる。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数のバッテリが直列接続された蓄電池系統を並列に複数備える場合において、並列接続による大出力運転を行えなくなる可能性を低減することができる充電制御装置、バッテリシステム、及び充電制御方法を提供することにある。
本発明に係る充電制御装置は、複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置を充電する充電制御装置であって、前記系統スイッチ及び前記バイパススイッチを制御して前記バッテリ装置の充電を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、複数の前記蓄電池系統それぞれで各バッテリがバイパスされないときの総電圧を推定し、推定された総電圧が低電圧側の蓄電池系統を選択し、推定された総電圧が高電圧側の蓄電池系統との推定の総電圧差が所定値未満となるように、選択した蓄電池系統を充電する選択充電を繰り返し実行する。
本発明に係るバッテリシステムは、複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置と、上記に記載の充電制御装置と、を備える。
本発明に係る充電制御方法は、複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置を充電する充電制御装置の充電制御方法であって、前記系統スイッチ及び前記バイパススイッチを制御して前記バッテリ装置の充電を制御する制御工程を備え、前記制御工程では、複数の前記蓄電池系統それぞれで各バッテリがバイパスされないときの総電圧を推定し、推定された総電圧が低電圧側の蓄電池系統を選択し、推定された総電圧が高電圧側の蓄電池系統との推定の総電圧差が所定値未満となるように、選択した蓄電池系統を充電する選択充電を繰り返し実行する。
本発明によれば、複数のバッテリが直列接続された蓄電池系統を並列に複数備える場合において、並列接続による大出力運転を行えなくなる可能性を低減することができる。
本実施形態に係るバッテリシステムを示す構成図である。 本実施形態に係る充電制御方法を示すフローチャートであり、前半部分を示している。 本実施形態に係る充電制御方法を示すフローチャートであり、後半部分を示している。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図１は、本実施形態に係るバッテリシステムを示す構成図である。図１に示すバッテリシステム１は、並列接続時における循環電流を許容内に抑えるためのものであって、バッテリ装置１０と、充電制御部（充電制御装置）２０とを備えている。
バッテリ装置１０は、バッテリ群ＢＧと、複数（図１において２つ）の系統スイッチＳ１００，Ｓ２００と、複数の並列スイッチ（バイパススイッチ）Ｓ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａと、複数の直列スイッチ（バイパススイッチ）Ｓ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂとを備えている。
バッテリ群ＢＧは、複数（図１において２つ）の蓄電池系統１１，１２を並列に備えたものである。第１の蓄電池系統１１は、複数（図１において３つ）のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３が複数の直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂを介して直列に接続されたものである。第２の蓄電池系統１２は、複数（図１において３つ）のバッテリＣ２０１～Ｃ２０３が複数の直列スイッチＳ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂを介して直列に接続されたものである。各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３は、それぞれが車載用途等で使用され回収された中古電池（単位セルであってもよいし、複数セルからなる電池であってもよい）である。これらバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３は、例えば劣化状態が計測され、同程度の劣化状態であるものにより構成されていてもよいし、劣化状態が異なるものにより構成されていても良い。なお、バッテリ群ＢＧは、各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３の劣化状態を考慮のうえ、対象となる使用用途に応じた電圧等を満たすようにされている。
複数の系統スイッチＳ１００，Ｓ２００は、充電制御部２０から各蓄電池系統１１，１２に至るまでの経路上に設けられ、各蓄電池系統１１，１２と充電制御部２０との接続及び遮断を切り替えるものである。
複数の並列スイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａと、複数の直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂとは、各蓄電池系統１１，１２を構成する複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３それぞれをバイパスするためのスイッチである。複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３それぞれをバイパスしない場合、複数の直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂがオンされ（接続状態とされ）、複数の並列スイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａがオフされる（遮断状態とされる）。一方、複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３それぞれをバイパスする場合、複数の直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂがオフされ、複数の並列スイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａがオンされる。
なお、図１に示すように、本実施形態に係るバッテリシステム１において、バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３、並列スイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ、及び、直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂは１つずつ組み合わされて各電池モジュールＭ１０１～Ｍ１０３，Ｍ２０１～Ｍ２０３が構成されている。
充電制御部２０は、上記スイッチＳ１００，Ｓ２００，Ｓ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ，Ｓ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂを制御する制御部（制御手段）２１を有している。また、充電制御部２０は例えばＡ／Ｄ変換器を介して商用電源に接続されていたり、他のＤＣ電源に接続されていたりしており、制御部２１は、これら電源を利用してバッテリ装置１０の充電を制御する。また、充電制御部２０は、各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３の電圧等を検出し又は検出する機器から情報取得を可能とする検出部２２についても備えている。
さらに、本実施形態において制御部２１は、複数の蓄電池系統１１，１２からいずれか１つを選択して充電する選択充電を行う。充電する蓄電池系統１１，１２を選択するにあたり、まず制御部２１は、複数の蓄電池系統１１，１２それぞれで各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３がバイパスされないときの総電圧を推定する。すなわち、充電中においては満充電となったバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３は過充電防止の観点からバイパスされ、バイパスされたことにより総電圧が変化するが、放電時（特に並列運転による大出力運転）においては満充電となったバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３はバイパスされることなく利用される。よって、制御部２１は、充電中においてバイパスされるバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３があったとしても、バイパスしたバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３についてはバイパスしなかったことを想定して複数の蓄電池系統１１，１２それぞれで総電圧を推定する。
次に、制御部２１は、推定された総電圧が低電圧側の（より好ましくは最も低い）蓄電池系統１１，１２を選択する。本実施形態に係るバッテリシステム１では蓄電池系統１１，１２が２つであるため、２つのうち推定された総電圧の低い方の蓄電池系統１１，１２が選択される。
その後、制御部２１は、推定された総電圧が高電圧側の（より好ましくは最も高い）蓄電池系統１１，１２との推定の総電圧差が所定値未満となるように、選択した蓄電池系統１１，１２を充電する。本実施形態に係るバッテリシステム１では蓄電池系統１１，１２が２つであるため、２つのうち推定された総電圧の高い方の蓄電池系統１１，１２との総電圧差が所定値未満となるように、蓄電池系統１１，１２が選択充電される。なお、所定値は循環電流が許容範囲内となる値に設定されている。
そして、制御部２１は、全ての蓄電池系統１１，１２が満充電となるまで、上記の選択充電を繰り返し実行する。これにより、蓄電池系統１１，１２間の総電圧（バイパスがない場合）の差を小さくして、不意に放電モードに移行した場合に並列運転を行っても循環電流が許容範囲内となる可能性を高めることができる。
なお、上記において高電圧側の蓄電池系統１１，１２とは、複数の蓄電池系統１１，１２について総電圧を高い方と低い方とに２分した場合の高い方に属する蓄電池系統１１，１２をいう。低電圧側の蓄電池系統１１，１２についても同様に２分した場合の低い方に属する蓄電池系統１１，１２をいう。
ここで、制御部２１は、選択充電の実行中において上記総電圧差が所定値未満となっても新たに複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３のいずれかが満充電となるまで、選択した蓄電池系統１１，１２の充電を継続する。これにより、例えば高電圧側の蓄電池系統１１，１２の推定の総電圧を上回るような充電を可能とし、全蓄電池系統１１，１２を満充電まで充電することができる。
次に、本実施形態に係る充電制御方法を説明する。図２及び図３は、本実施形態に係る充電制御方法を示すフローチャートである。まず、図２に示すように、制御部２１は、全スイッチＳ１００，Ｓ２００，Ｓ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ，Ｓ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂをオフする（Ｓ０１）。
次いで、制御部２１は、全ての直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂをオンする（Ｓ０２）。その後、充電制御部２０の制御部２１は、各蓄電池系統１１，１２それぞれの総電圧を推定する（Ｓ０３）。この処理において制御部２１は、各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３についてバイパスがない場合の総電圧を推定する。
次に、制御部２１は、ステップＳ０３において推定された総電圧が最も低い蓄電池系統１１，１２を選択し、その蓄電池系統１１，１２に該当する系統スイッチＳ１００，Ｓ２００をオンする（Ｓ０４）。
次に、制御部２１はステップＳ０４にて系統スイッチＳ１００，Ｓ２００がオンされた側の蓄電池系統１１，１２について充電を開始する（Ｓ０５）。次いで、制御部２１は、ステップＳ０３において推定された総電圧が最も高い蓄電池系統１１，１２との推定の総電圧差が所定値以上であり、且つ、バイパスされていないバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３で満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３がないかを判断する（Ｓ０６）。
ステップＳ０６において双方を満たす場合（Ｓ０６：ＹＥＳ）、すなわち推定の総電圧差が大きく、且つ、バイパスされていない満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３がないとき、処理はステップＳ０３に移行する。
一方、ステップＳ０６においていずれか一方を満たさない場合（Ｓ０６：ＮＯ）、例えば推定の総電圧差が小さくなった場合や、バイパスされていない満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３があるとき、制御部２１は、充電中の蓄電池系統１１，１２内に満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３が存在するかを判断する（Ｓ０７）。
充電中の蓄電池系統１１，１２内に満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３が存在しない場合（Ｓ０７：ＮＯ）、処理はステップＳ０６に移行する。すなわち、推定の総電圧差が所定値未満である場合にはステップＳ０６で「ＮＯ」となることから、充電中の蓄電池系統１１，１２内に新たに満充電となったバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３が存在しない限り、ステップＳ０７において「ＮＯ」となり、ステップＳ０６，Ｓ０７でループすることとなる。
一方、充電中の蓄電池系統１１，１２内に満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３が存在する場合（Ｓ０７：ＹＥＳ）、制御部２１は、並列スイッチＳ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ及び直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂを制御して、満充電のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３をバイパスする（Ｓ０８）。
次いで、制御部２１は、全ての蓄電池系統１１，１２の充電が完了したかを判断する（Ｓ０９）。全ての蓄電池系統１１，１２の充電が完了していない場合（Ｓ０９：ＮＯ）、処理はステップＳ０３に移行する。
一方、全ての蓄電池系統１１，１２の充電が完了した場合（Ｓ０９：ＹＥＳ）、図３に示すように、制御部２１は充電を停止させ（Ｓ１０）、全スイッチＳ１００，Ｓ２００，Ｓ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ，Ｓ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂをオフする（Ｓ１１）。
その後、制御部２１は、全ての直列スイッチＳ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂをオンする（Ｓ１２）。その後、図２及び図３に示す処理は終了する。
このようにして、本実施形態に係る充電制御部２０、バッテリシステム１及び充電制御方法によれば、複数の蓄電池系統１１，１２それぞれで各バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３がバイパスされないときの総電圧を推定し、推定された総電圧が低電圧側の蓄電池系統１１，１２と高電圧側の蓄電池系統１１，１２との推定の総電圧差が所定値未満となるように、低電圧側の蓄電池系統１１，１２を充電する選択充電を繰り返し実行する。このため、総電圧の低い蓄電池系統１１，１２と総電圧の高い蓄電池系統１１，１２との総電圧差を小さくするように充電することとなり、不意の放電時に並列運転を行っても循環電流を小さく抑えられることとなる。従って、並列接続による大出力運転を行えなくなる可能性を低減することができる。
また、選択充電の実行中において総電圧差が所定値未満となっても新たに複数のバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３のうちいずれかが満充電となるまで蓄電池系統１１，１２の充電を継続するため、総電圧差が所定値未満となった段階で直ちに充電を完了させないことで、例えば高電圧側の蓄電池系統１１，１２の総電圧を上回るような充電を可能とし、全蓄電池系統１１，１２を満充電まで充電することができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
例えば上記実施形態において蓄電池系統１１，１２は２つであるが、３つ以上であってもよい。また、各蓄電池系統１１，１２が構成するバッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３は３つであるが、２つ又は４つ以上であってもよい。さらに、バッテリＣ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３は単位セルであってもよいし、複数の単位セルからなるモジュールであってもよい。
１ ：バッテリシステム
１０ ：バッテリ装置
１１，１２ ：蓄電池系統
２０ ：充電制御部（充電制御装置）
２１ ：制御部（制御手段）
ＢＧ ：バッテリ群
Ｃ１０１～Ｃ１０３，Ｃ２０１～Ｃ２０３ ：バッテリ
Ｓ１００，Ｓ２００ ：系統スイッチ
Ｓ１０１ａ～Ｓ１０３ａ，Ｓ２０１ａ～Ｓ２０３ａ：並列スイッチ（バイパススイッチ）
Ｓ１０１ｂ～Ｓ１０３ｂ，Ｓ２０１ｂ～Ｓ２０３ｂ：直列スイッチ（バイパススイッチ）

Claims (4)

  1. 複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置を充電する充電制御装置であって、
    前記系統スイッチ及び前記バイパススイッチを制御して前記バッテリ装置の充電を制御する制御手段を備え、
    前記制御手段は、複数の前記蓄電池系統それぞれで各バッテリがバイパスされないときの総電圧を推定し、推定された総電圧が低電圧側の蓄電池系統を選択し、推定された総電圧が高電圧側の蓄電池系統との推定の総電圧差が所定値未満となるように、選択した蓄電池系統を充電する選択充電を繰り返し実行する
    ことを特徴とする充電制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記選択充電の実行中において前記総電圧差が前記所定値未満となっても新たに前記複数のバッテリのうちいずれかが満充電となるまで、選択した蓄電池系統の充電を継続する
    ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
  3. 複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置と、
    請求項１又は請求項２のいずれかに記載の充電制御装置と、
    を備えることを特徴とするバッテリシステム。
  4. 複数のバッテリが直列に接続された蓄電池系統を並列に複数備えたバッテリ群と、前記蓄電池系統の接続と遮断とを切り替える系統スイッチと、複数の前記蓄電池系統を構成する前記複数のバッテリのそれぞれをバイパスするためのバイパススイッチと、を備えたバッテリ装置を充電する充電制御装置の充電制御方法であって、
    前記系統スイッチ及び前記バイパススイッチを制御して前記バッテリ装置の充電を制御する制御工程を備え、
    前記制御工程では、複数の前記蓄電池系統それぞれで各バッテリがバイパスされないときの総電圧を推定し、推定された総電圧が低電圧側の蓄電池系統を選択し、推定された総電圧が高電圧側の蓄電池系統との推定の総電圧差が所定値未満となるように、選択した蓄電池系統を充電する選択充電を繰り返し実行する
    ことを特徴とする充電制御装置の充電制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023205810A1 (de) 2022-07-12 2024-01-18 Yazaki Corporation Speicherbatterie-steuervorrichtung und speicherbatterieanschluss-steuervorrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7100002B2 (ja) * 2019-09-10 2022-07-12 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム
JP7051776B2 (ja) * 2019-09-30 2022-04-11 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773962A (en) * 1995-01-17 1998-06-30 Norvik Traction Inc. Battery energy monitoring circuits
JP2013090525A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Sanyo Electric Co Ltd 電力貯蔵装置、電源装置、電動車両、移動体、及び制御装置
JP2016073021A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社日立情報通信エンジニアリング 蓄電システム及び蓄電システムのプリチャージ方法
JP2020005386A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電源システム
JP2020022342A (ja) * 2018-07-19 2020-02-06 矢崎総業株式会社 電池システム
JP2021083299A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013031247A (ja) 2011-07-27 2013-02-07 Mitsubishi Motors Corp バッテリ装置の放電システム
JP5667123B2 (ja) 2012-05-11 2015-02-12 株式会社東芝 蓄電池システムおよび接続構成の変更方法
US11081899B2 (en) * 2018-07-19 2021-08-03 Yazaki Corporation Battery system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773962A (en) * 1995-01-17 1998-06-30 Norvik Traction Inc. Battery energy monitoring circuits
JP2013090525A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Sanyo Electric Co Ltd 電力貯蔵装置、電源装置、電動車両、移動体、及び制御装置
JP2016073021A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社日立情報通信エンジニアリング 蓄電システム及び蓄電システムのプリチャージ方法
JP2020005386A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電源システム
JP2020022342A (ja) * 2018-07-19 2020-02-06 矢崎総業株式会社 電池システム
JP2021083299A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 矢崎総業株式会社 電池制御ユニットおよび電池システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023205810A1 (de) 2022-07-12 2024-01-18 Yazaki Corporation Speicherbatterie-steuervorrichtung und speicherbatterieanschluss-steuervorrichtung

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