JP2022145199A

JP2022145199A - Storage battery management device and storage battery management method

Info

Publication number: JP2022145199A
Application number: JP2021046501A
Authority: JP
Inventors: 英俊竹井; Hidetoshi Takei; 敬章上野; Takaaki Ueno; 正夫佐々木; Masao Sasaki; 淳司植杉; Junji Uesugi
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-10-03

Abstract

To provide a storage battery management device that controls the deterioration of a connector by measuring a resistance value between connection paths that connect each battery module in a storage battery, and adjusts a current value during charging and discharging to suppress the generation of Joule heat.SOLUTION: A storage battery management device according to the present invention that manages a battery module connected in series constituting a storage battery includes a battery cell voltage measuring circuit that measures a potential difference between a negative connection terminal of the battery module and a positive connection terminal of another battery module in a connection path connecting the battery modules in series, and a storage battery control circuit that determines the resistance value of the connection path from the potential difference between the battery modules and the current value that flows through the connection path.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法に関する。 The present invention relates to a storage battery management device and a storage battery management method.

近年、省エネルギー化を図るため、再生可能エネルギーにより生成した電力、例えば太陽電池（所謂ソーラーパネル）などで発電した電力を、一旦、蓄電池に蓄えて必要に応じて使用することで、電気エネルギーの利用効率を向上させる蓄電池が運用されている。
また、蓄電池に用いる電池モジュールを構成する電池セルによっては、例えばリチウムイオン電池などは、常用領域と使用禁止領域の電圧値が近接しているため厳格な電圧管理が必要である。
このため、電池セルの電圧の管理のため、蓄電池を構成する複数の電池モジュール毎における電池セルの各々の電圧（セル電圧）が測定され、電池セルそれぞれに対するセルバランスの処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, in order to save energy, electricity generated by renewable energy, such as electricity generated by solar cells (so-called solar panels), is temporarily stored in a storage battery and used as needed. Storage batteries are in operation to improve efficiency.
In addition, depending on the battery cells constituting the battery module used for the storage battery, for example, a lithium ion battery, since the voltage values in the normal use range and the use prohibited range are close to each other, strict voltage management is required.
Therefore, in order to manage the voltage of the battery cells, the voltage (cell voltage) of each battery cell in each of the plurality of battery modules constituting the storage battery is measured, and cell balance processing is performed for each battery cell (for example, See Patent Document 1).

特開２０１３－６８５３３号公報JP 2013-68533 A

しかしながら、図１０に示すように、蓄電池において、直列に接続された高電圧側の電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）端子と、低電圧側の電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）との間には、－側接続端子２０１（－）及び＋側接続端子２０２（＋）の接続経路ＣＰにおいて接触抵抗Ｒが発生している。
すなわち、この接続経路ＣＰは、コネクタ２１１及びコネクタ６２１の接続（締結）点、コネクタ６１１及びコネクタ１１１の接続点、コネクタ１１２及びコネクタ６１２の接続点、及びコネクタ６２２及びコネクタ２１２（後述する図６）の各々における端子の金属面の接触を含んでいる。 However, as shown in FIG. 10, in the storage battery, the - side connection terminal 201 (-) terminal of the battery module 201 on the high voltage side connected in series and the + side connection terminal 202 (-) of the battery module 202 on the low voltage side are connected in series. +), a contact resistance R is generated in the connection path CP between the - side connection terminal 201(-) and the + side connection terminal 202(+).
That is, the connection path CP includes a connection (fastening) point between the connector 211 and the connector 621, a connection point between the connector 611 and the connector 111, a connection point between the connector 112 and the connector 612, and a connector 622 and the connector 212 (FIG. 6 to be described later). includes contacting the metal surfaces of the terminals in each of the .

接触抵抗Ｒは、金属同士を締結した（接触させた）際に発生する抵抗であり、上記コネクタの各々の接触箇所の抵抗を合成した抵抗である。
上記接触抵抗は、経時劣化や、コネクタの取り付け時に異物が混入した場合、抵抗値が高くなり、かつ電流が流れることにより抵抗値が上昇する特性を有している。
このため、接触抵抗値が高くなった場合、電流が流れることにより発生するジュール熱により高温状態となり、熱伝導率が高く熱容量の小さなコネクタやケーブルなどの耐熱温度を超えないように制御する必要がある。 The contact resistance R is a resistance generated when metals are fastened (contacted), and is a resistance obtained by combining the resistances of the respective contact points of the connector.
The contact resistance has a characteristic that the resistance value increases when the contact resistance deteriorates with time or foreign matter enters when the connector is attached, and the resistance value increases due to the flow of current.
Therefore, when the contact resistance value increases, the temperature rises due to Joule heat generated by the flow of current, and it is necessary to control the temperature so that it does not exceed the heat-resistant temperature of connectors and cables with high thermal conductivity and small heat capacity. be.

また、電池モジュール２０１及び２０２の各々において、放電や充電が行われていない場合、接触抵抗Ｒに電流が流れないため、接続点における接触抵抗Ｒの両端に電位は発生しない。
一方、電池モジュール２０１及び２０２の各々に対して充電や放電が行われている場合、接触抵抗Ｒには充電電流や放電電流としての電流Ｉが流れる。
これにより、接触抵抗Ｒの抵抗値と電流Ｉの電流値とに対応した電位Ｖが、接触抵抗Ｒの両端、すなわち、－側接続端子２０１（－）及び＋側接続端子２０２（＋）の各々の間に発生する。
そのため、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）とが同一の電位ではなくなる。 Also, in each of the battery modules 201 and 202, when neither discharging nor charging is performed, no current flows through the contact resistance R, so no potential is generated across the contact resistance R at the connection point.
On the other hand, when each of the battery modules 201 and 202 is being charged or discharged, a current I as a charging current or a discharging current flows through the contact resistance R. FIG.
As a result, the potential V corresponding to the resistance value of the contact resistance R and the current value of the current I is applied to both ends of the contact resistance R, that is, to each of the - side connection terminal 201 (-) and the + side connection terminal 202 (+). occurs between
Therefore, the - side connection terminal 201 (-) of the battery module 201 and the + side connection terminal 202 (+) of the battery module 202 are not at the same potential.

また、電池モジュール２０１の電池セル２０１＿ｎの－端子と、電池モジュール２０２の＋端子とは、すなわち、－側接続端子２０１（－）と＋側接続端子２０２（＋）とは、電池セル電圧測定回路３０１における同一の測定端子Ｐ１ｚに接続されている。
図９に示す測定端子の各々は、電池セル電圧測定回路３０１の測定端子に対して、以下に示すように、直列に接続された電池セルの各々の－端子及び＋端子の接続点を接続させ、測定端子間の電圧をセル電圧として計測するために用いられる。 Also, the - terminal of the battery cell 201_n of the battery module 201 and the + terminal of the battery module 202, that is, the - side connection terminal 201 (-) and the + side connection terminal 202 (+) are connected to the battery cell voltage measurement circuit. 301 to the same measuring terminal P1z.
Each of the measurement terminals shown in FIG. 9 is connected to the measurement terminals of the battery cell voltage measurement circuit 301 by connecting the connection points of the − and + terminals of the battery cells connected in series as shown below. , is used to measure the voltage between the measurement terminals as the cell voltage.

ここで、接続経路ＣＰにおいて、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）との電圧が上述した接触抵抗による電圧降下により同一ではない。
そして、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）（すなわち、電池セル２０１＿ｎの－端子）と電池セル電圧測定回路３０１の測定端子Ｐ１ｚとの間には、接続端子３０２における接触抵抗や配線抵抗による経路抵抗Ｒ１が存在する。
同様に、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）（すなわち、電池セル２０２＿１の＋端子）と電池セル電圧測定回路３０１の測定端子Ｐ１ｚの間には、接続端子３０３における接触抵抗や配線抵抗による経路抵抗Ｒ２が存在する。 Here, in the connection path CP, the voltages of the - side connection terminal 201 (-) of the battery module 201 and the + side connection terminal 202 (+) of the battery module 202 are not the same due to the voltage drop caused by the contact resistance described above.
Between the negative connection terminal 201 (-) of the battery module 201 (that is, the negative terminal of the battery cell 201_n) and the measurement terminal P1z of the battery cell voltage measurement circuit 301, there is a contact resistance and a wiring resistance at the connection terminal 302. There is a path resistance R1 due to
Similarly, between the + side connection terminal 202 (+) of the battery module 202 (that is, the + terminal of the battery cell 202_1) and the measurement terminal P1z of the battery cell voltage measurement circuit 301, contact resistance and wiring resistance at the connection terminal 303 There is a path resistance R2 due to

また、接続経路ＣＰの劣化を計測できない理由としては、通常、電池モジュールが各セル電圧を計測管理するためだけの目的で計測回路を構成しているため、接続経路ＣＰを計測することがない。
一般的に、－側接続端子２０１（－）と＋側接続端子２０２（＋）との間の接続経路ＣＰの電圧を計測せずに無視してしまう。そのために、直列接続されたモジュール間の接触抵抗の劣化（抵抗値が高くなる）を検出することができない。
また、他の理由としては、電池セル電圧計測回路を、一個の電池モジュールに対して１計測回路としている場合が多く、一個の電池セル電圧計測回路に対して２個以上のモジュールを跨って接続することが少ないため、モジュール間の劣化を計測する余地がなく、接触抵抗の劣化（抵抗値が高くなる）を検出することができない。 In addition, the reason why the deterioration of the connection path CP cannot be measured is that the measurement circuit is normally configured only for the purpose of measuring and managing the voltage of each cell in the battery module, so the connection path CP is not measured.
Generally, the voltage of the connection path CP between the - side connection terminal 201 (-) and the + side connection terminal 202 (+) is ignored without being measured. Therefore, it is not possible to detect the deterioration of the contact resistance (the resistance value increases) between the modules connected in series.
Another reason is that in many cases, one battery cell voltage measurement circuit is used for one battery module, and one battery cell voltage measurement circuit is connected across two or more modules. Therefore, there is no room for measuring the deterioration between modules, and the deterioration of the contact resistance (the resistance value increases) cannot be detected.

したがって、充電や放電が行われている場合に、直列接続された高電圧側の電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）（電池セル２０１＿ｎの－端子）と、低電圧側の電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）（電池セル２０２＿１の＋端子）との間における経路ＣＰの電圧を測定することができない。
このため、接触抵抗Ｒを求めることができないため、経路ＣＰの劣化を推定することができず、また放電及び充電の際に電流値を調整し、ジュール熱による発熱を抑制して、熱伝導導率が高く熱容量の小さなコネクタやケーブルなどの耐熱温度を超えないように制御を効果的に行うことができない。 Therefore, when charging or discharging is performed, the - side connection terminal 201 (-) of the high voltage side battery module 201 (the - terminal of the battery cell 201_n) connected in series and the low voltage side battery module 202 + side connection terminal 202 (+) (+ terminal of battery cell 202_1) cannot be measured.
For this reason, since the contact resistance R cannot be obtained, the deterioration of the path CP cannot be estimated. It is not possible to effectively control the temperature so as not to exceed the heat resistance temperature of a connector or cable with a high rate and a small heat capacity.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、蓄電池における電池モジュールの各々を接続する接続経路間（経路ＣＰ）における接触抵抗を測定し、接続経路におけるコネクタの劣化を推定し、かつ充電及び放電時における電流値を調整して、当該接触抵抗におけるジュール熱を抑制する制御が行える蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and measures the contact resistance between the connection paths (path CP) connecting each of the battery modules in the storage battery, estimates the deterioration of the connector in the connection path, and It is an object of the present invention to provide a storage battery management device and a storage battery management method capable of performing control to suppress Joule heat in the contact resistance by adjusting current values during charging and discharging.

本発明の蓄電池管理装置の一態様は、蓄電池を構成する直列に接続された電池モジュールを管理する蓄電池管理装置であり、前記電池モジュールの各々を直列に接続する接続経路における、前記電池モジュールの－側接続端子と他の電池モジュールの＋側接続端子との電位差を測定する電池セル電圧測定回路と、前記電池モジュールの間の電位差と、前記接続経路に流れる電流値とから前記接続経路の抵抗値を求める蓄電池制御回路とを備える。 One aspect of the storage battery management device of the present invention is a storage battery management device that manages serially connected battery modules that constitute a storage battery, and a connection path that connects each of the battery modules in series. a battery cell voltage measuring circuit that measures a potential difference between a side connection terminal and a + side connection terminal of another battery module; and a storage battery control circuit for obtaining

本発明の蓄電池管理装置の一態様は、前記電池セル電圧測定回路が、前記電池モジュールを構成する直列に接続された電池セルの＋端子、－端子それぞれが独立して接続される測定端子を備え、高電圧側の電池セルの－端子と低電圧側の電池セルの＋端子との各々を一つの測定点とし、当該測定点の間の電位差をセル電圧として測定し、前記－側接続端子に接続される電池セルの－端子と、前記＋側接続端子に接続される電池セルの＋端子との各々をそれぞれ一つの経路測定点とし、当該経路測定点の間の電位差を、前記接続経路の電位差として測定することを特徴とする。 In one aspect of the storage battery management device of the present invention, the battery cell voltage measurement circuit includes measurement terminals to which the + terminals and - terminals of the battery cells connected in series constituting the battery module are independently connected. , the - terminal of the battery cell on the high voltage side and the + terminal of the battery cell on the low voltage side are each set as one measurement point, and the potential difference between the measurement points is measured as the cell voltage, and the - side connection terminal The − terminal of the battery cell to be connected and the + terminal of the battery cell connected to the + side connection terminal are each set as one path measurement point, and the potential difference between the path measurement points is the connection path. It is characterized by measuring as a potential difference.

本発明の蓄電池管理方法の一態様は、蓄電池を構成する直列に接続された電池モジュールを管理する蓄電池管理方法であり、電池セル電圧測定回路が、前記電池モジュールの各々を直列に接続する接続経路における、前記電池モジュールの－側接続端子と他の電池モジュールの＋側接続端子との電位差を測定する電池セル電圧測定過程と、蓄電池制御回路が、前記電池モジュールの間の電位差と、前記接続経路に流れる電流値とから前記接続経路の抵抗値を求める蓄電池制御過程とを含むことを特徴とする。 One aspect of the storage battery management method of the present invention is a storage battery management method for managing battery modules connected in series that constitute a storage battery, and a battery cell voltage measurement circuit connects each of the battery modules in series. a battery cell voltage measuring process for measuring a potential difference between a negative connection terminal of the battery module and a positive connection terminal of another battery module; and a storage battery control step of determining the resistance value of the connection path from the value of the current flowing through.

本発明によれば、蓄電池における電池モジュールの各々を接続する接続経路間（経路ＣＰ）における接触抵抗を測定し、接続経路におけるコネクタの劣化を推定し、かつ充電及び放電時における電流値を調整して、当該接触抵抗におけるジュール熱を抑制する制御が行える蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法を提供することができる。 According to the present invention, the contact resistance between the connection paths (path CP) connecting each of the battery modules in the storage battery is measured, the deterioration of the connector in the connection path is estimated, and the current value during charging and discharging is adjusted. Therefore, it is possible to provide a storage battery management device and a storage battery management method capable of performing control to suppress Joule heat in the contact resistance.

本発明に係る電源システムの概要を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overview of a power supply system according to the present invention; FIG. 本発明に係る電源システムで用いられる蓄電池ユニットの概要の説明図である。It is an explanatory view of an outline of a storage battery unit used with a power supply system concerning the present invention. 電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an outline of a relay cable that connects a connector of a battery module and a connector of a control management module; 電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an outline of a relay cable that connects a connector of a battery module and a connector of a control management module; 電池モジュールの一例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a battery module; 制御管理モジュールの構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing the configuration of a control management module; FIG. ＢＭＳ基板に配置されるＡＦＥ回路素子の概要を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an overview of AFE circuit elements arranged on a BMS substrate; 本発明の一実施形態の電池モジュールにおける電池セルの管理を行う蓄電池管理装置の概略構成の一例を示したブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a storage battery management device that manages battery cells in a battery module according to an embodiment of the present invention; FIG. 一般的な電池モジュールにおける電池セルの管理を行う蓄電池管理装置の概略構成の一例を示したブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a storage battery management device that manages battery cells in a general battery module; FIG. 本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an overview of another configuration example of the power supply system according to the present invention; 本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an overview of another configuration example of the power supply system according to the present invention;

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
＜全体システム＞
図１は、本発明に係る電源システム１０の概要を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る電源システム１０は、パワーコンディショナー１と、ソーラーパネル２と、蓄電ユニット３とを含んで構成される。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Overall system>
FIG. 1 is a block diagram showing an overview of a power supply system 10 according to the invention. As shown in FIG. 1, a power supply system 10 according to an embodiment of the present invention includes a power conditioner 1, a solar panel 2, and a power storage unit 3.

パワーコンディショナー１は、直流電源と交流電源との変換、電源電圧の制御、買電及び売電などの処理を行う。すなわち、商用電源５では交流電源を用いているのに対して、太陽光発電や蓄電には直流電源を用いる。また、商用電源５の電圧と、ソーラーパネル２や蓄電ユニット３で用いるバッテリーの電圧は異なっている。パワーコンディショナー１は、商用電源５、ソーラーパネル２、蓄電ユニット３との間で、直流電源と交流電源との変換及び電源電圧の制御を行っている。そして、パワーコンディショナー１は分電盤６に電力を供給し、分電盤６は各部屋のコンセントに電力を分配する。 The power conditioner 1 performs processing such as conversion between DC power and AC power, control of power supply voltage, power purchase and power sale. That is, while the commercial power supply 5 uses an AC power supply, a DC power supply is used for photovoltaic power generation and power storage. Also, the voltage of the commercial power source 5 and the voltage of the battery used in the solar panel 2 and the power storage unit 3 are different. The power conditioner 1 performs conversion between a DC power supply and an AC power supply and controls the power supply voltage between the commercial power supply 5, the solar panel 2, and the power storage unit 3. The power conditioner 1 supplies power to the distribution board 6, and the distribution board 6 distributes the power to outlets in each room.

ソーラーパネル２は、昼間の太陽が現れる時間には発電を行えるが、夜間、太陽が沈むと発電が行えず、発電量が安定しない。蓄電池ユニット３は、昼間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、ソーラーパネル２とパワーコンディショナー１を介して充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。蓄電池ユニット３は、夜間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。 The solar panel 2 can generate power when the sun appears in the daytime, but cannot generate power at night when the sun sets, and the power generation amount is unstable. The storage battery unit 3 can be charged from the grid via the commercial power supply 5 and the power conditioner 1 during the daytime, and can be charged via the solar panel 2 and the power conditioner 1. It is also possible to supplement the supply of power via The storage battery unit 3 can be charged from the grid via the commercial power supply 5 and the power conditioner 1 at night, and can supplement the power supply via the power conditioner 1 .

また、パワーコンディショナー１は、電力が不足している場合には、商用電源５から電源を買い取り、ソーラーパネル２による電力が余剰になるときには、商用電源５に電源を売るような、買電及び売電などの処理を行っている。 Further, the power conditioner 1 buys power from the commercial power source 5 when power is insufficient, and sells power to the commercial power source 5 when the power from the solar panel 2 becomes surplus. We handle electricity, etc.

また、電源システム１０には、ＥＶ（Electric Vehicle）スタンド４を組み込むことができる。ＥＶスタンド４は、電気自動車への充電を行う他、電気自動車に搭載されているバッテリーを利用して、電力を蓄積するのに用いることができる。また、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。 Also, an EV (Electric Vehicle) stand 4 can be incorporated into the power supply system 10 . The EV stand 4 can be used not only to charge the electric vehicle but also to accumulate electric power using a battery mounted on the electric vehicle. Also, the EV stand 4 can supplement power supply via the power conditioner 1 .

図２は、本発明に係る電源システム１０で用いられる蓄電池ユニット３の概要の説明図である。図２に示すように、蓄電池ユニット３は、例えば７個の電池モジュール２０１～２０７と、制御管理モジュール１００とから構成される。本実施形態においては、電池モジュールが７個の構成を例として説明するが、２個以上の複数であれば、何個でもよい。
電池モジュール２０１～２０７には、複数のバッテリーセル（電池セル）からなるバッテリースタックが設けられている。また、電池モジュール２０１～２０２には、それぞれ、コネクタ２１１～２１７及びコネクタ２２１～２２２が備えられている。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the outline of the storage battery unit 3 used in the power supply system 10 according to the present invention. As shown in FIG. 2, the storage battery unit 3 is composed of seven battery modules 201 to 207 and a control management module 100, for example. In the present embodiment, a configuration with seven battery modules will be described as an example, but any number of battery modules may be used as long as the number is two or more.
The battery modules 201 to 207 are provided with a battery stack composed of a plurality of battery cells (battery cells). The battery modules 201-202 are provided with connectors 211-217 and connectors 221-222, respectively.

制御管理モジュール１００は、電池モジュール２０１～２０７の充放状態及び放電電状態を管理している。制御管理モジュール１００には、コネクタ１１１～１１７及びコネクタ１２１～１２７が備えられている。
電池モジュール２０１～２０７のコネクタ２１１～２１７と、制御管理モジュール１００のコネクタ１１１～１１７とは、図３に示すような中継ケーブル６０－１～６０－７により接続される。電池モジュール２０１～２０７のコネクタ２２１～２２７と、制御管理モジュール１００のコネクタ１２１～１２７とは、図４に示すような中継ケーブル７０－１～７０－７により接続される。 The control management module 100 manages the charge/discharge states and discharge states of the battery modules 201-207. The control management module 100 is provided with connectors 111-117 and connectors 121-127.
Connectors 211 to 217 of battery modules 201 to 207 and connectors 111 to 117 of control management module 100 are connected by relay cables 60-1 to 60-7 as shown in FIG. Connectors 221 to 227 of battery modules 201 to 207 and connectors 121 to 127 of control management module 100 are connected by relay cables 70-1 to 70-7 as shown in FIG.

図３は、電池モジュール２０１～２０７のコネクタ２１１～２１７と、制御管理モジュール１００のコネクタ１１１～１１７とを接続する中継ケーブル６０（６０１～６０７）の概要の説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the outline of the relay cable 60 (601 to 607) connecting the connectors 211 to 217 of the battery modules 201 to 207 and the connectors 111 to 117 of the control management module 100. As shown in FIG.

図３に示すように、中継ケーブル６０は、電池モジュール２０１～２０７側のコネクタ６１（６１１～６１７）と、制御管理モジュール１００側のコネクタ６２（６２１～６２７）と、その間のケーブル６３（６３１～６３ｎ）とからなる。ケーブル６３（６３１～６３７）は、正極の配線（＋側配線）と負極の配線（－側配線）との２線になる。 As shown in FIG. 3, the relay cable 60 includes connectors 61 (611 to 617) on the side of the battery modules 201 to 207, connectors 62 (621 to 627) on the side of the control management module 100, and cables 63 (631 to 631) therebetween. 63n). The cable 63 (631 to 637) consists of two wires, a positive wire (+side wire) and a negative wire (-side wire).

図４は、電池モジュール２０１～２０７のコネクタ２２１～２２７と、制御管理モジュール１００のコネクタ１２１～１２７とを接続する中継ケーブル７０（７０－１～７０－７）の概要の説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram of the outline of the relay cables 70 (70-1 to 70-7) connecting the connectors 221 to 227 of the battery modules 201 to 207 and the connectors 121 to 127 of the control management module 100. FIG.

図４に示すように、中継ケーブル７０（７０１～７０７）は、電池モジュール２０１～２０７側のコネクタ７１（７１１～７１７）と、制御管理モジュール１００側のコネクタ７２（７２１～７２７）と、その間のケーブル７３（７３１～７３７）とからなる。ケーブル７３（７３１～７３７）は、バッテリースタックを構成するバッテリーセルに応じた数の配線からなる。 As shown in FIG. 4, relay cables 70 (701 to 707) include connectors 71 (711 to 717) on the side of battery modules 201 to 207, connectors 72 (721 to 727) on the side of control management module 100, and connectors between them. It consists of cables 73 (731 to 737). The cable 73 (731 to 737) is composed of wires corresponding in number to the battery cells forming the battery stack.

図５は、電池モジュール２０（２０１～２０７）の構成例を示す図である。なお、電池モジュール２０１～２０７の各々は、全て、同様の構成である。
図５に示すように、電池モジュール２０（２０１～２０７）には、直列接続された電池セル２０＿１（２０１＿１、２０２＿１）、２０＿２（２０２＿１、２０２＿２）、…、２０＿ｎ（２０１＿１、２０１＿ｎ）からなるバッテリースタックが設けられている。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the battery modules 20 (201 to 207). Note that each of the battery modules 201 to 207 has the same configuration.
As shown in FIG. 5, the battery module 20 (201 to 207) includes a battery stack consisting of battery cells 20_1 (201_1, 202_1), 20_2 (202_1, 202_2), . is provided.

電池セル２０＿１、２０＿２、…、２０＿ｎとしては、リチウムイオン電池、例えば、リン酸鉄リチウムイオン電池が用いられる。リン酸鉄リチウムイオン電池は、リン酸鉄リチウムを正極（＋端子側）に使用するもので、電池内部で発熱があっても結晶構造が崩壊しにくく、安全性が高いという特徴がある。１つの電池セル２０＿１、２０＿２、…、２０＿ｎのセル電圧は、セル構造により異なる。リチウムイオン電池の場合、セル電圧は、２Ｖ～４Ｖである。リン酸鉄リチウムイオン電池では、セル電圧は、例えば３．３Ｖ程度である。 As the battery cells 20_1, 20_2, . . . , 20_n, lithium ion batteries such as lithium iron phosphate batteries are used. Lithium iron phosphate batteries use lithium iron phosphate for the positive electrode (positive terminal side), and are characterized by high safety, as the crystal structure does not easily collapse even when heat is generated inside the battery. The cell voltage of one battery cell 20_1, 20_2, . . . , 20_n differs depending on the cell structure. For lithium-ion batteries, the cell voltage is between 2V and 4V. A lithium iron phosphate battery has a cell voltage of, for example, about 3.3V.

電池モジュール２０（２０１～２０７）には、コネクタ２１（２１１～２１７）及びコネクタ２２（２２１～２２７）が設けられる。コネクタ２１（２１１～２１７）は、電池モジュール２０（２０１～２０７）の各々の充放電を行うためのコネクタである。コネクタ２２（２２１～２２７）は、電池セル２０＿１、２０＿２、…、２０＿ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。 The battery modules 20 (201-207) are provided with connectors 21 (211-217) and connectors 22 (221-227). Connectors 21 (211 to 217) are connectors for charging and discharging each of battery modules 20 (201 to 207). Connectors 22 (221 to 227) are connectors for monitoring cell voltages of battery cells 20_1, 20_2, . . . , 20_n.

図６は、制御管理モジュール１００の構成を示すブロック図である。図６に示すように、制御管理モジュール１００には、端子台３１と、ブレーカ３３と、ＨＶ（High-Voltage）基板４０と、ＢＭＳ（Battery Management System）基板５０とが実装されている。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control management module 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 6 , a terminal block 31 , a breaker 33 , a HV (High-Voltage) board 40 , and a BMS (Battery Management System) board 50 are mounted on the control management module 100 .

端子台３１は、パワーコンディショナー１からの配線を接続するコネクタである。端子台３１には、正極（＋）端子３１ａと、負極（－）端子３１ｂと、接地端子３１ｃとが配設されている。この例では、接地端子３１ｃは接地電位として筐体に接続している。端子台３１の正極端子３１ａ及び負極端子３１ｂから伸びる配線が充放電ライン３５ａ及び３５ｂを形成する。ブレーカ３３は、大電流が流れたときの保護用である。 The terminal block 31 is a connector for connecting wiring from the power conditioner 1 . The terminal block 31 is provided with a positive (+) terminal 31a, a negative (-) terminal 31b, and a ground terminal 31c. In this example, the ground terminal 31c is connected to the housing as a ground potential. Wires extending from the positive terminal 31a and the negative terminal 31b of the terminal block 31 form charging/discharging lines 35a and 35b. The breaker 33 is for protection when a large current flows.

通信コネクタ３２は、パワーコンディショナー１からの通信用のシールド線を接続するコネクタである。通信コネクタ３２は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５１と接続される。パワーコンディショナー１からのデータは、通信コネクタ３２を介して受信され、マイクロプロセッサ５４に送られる。また、マイクロプロセッサ５４からのデータが通信コネクタ３２を介してパワーコンディショナー１に送られる。 The communication connector 32 is a connector for connecting shielded wires for communication from the power conditioner 1 . Communication connector 32 is connected to communication connector 51 on BMS board 50 . Data from power conditioner 1 is received via communication connector 32 and sent to microprocessor 54 . Also, data from the microprocessor 54 is sent to the power conditioner 1 through the communication connector 32 .

ＨＶ基板４０は、電池モジュール２０１～２０７の充放電を行うための基板である。ＨＶ基板４０には、リレー４１と、電流センサ４２と、通信コネクタ４３と、コネクタ２２１～２２７が実装されている。 The HV board 40 is a board for charging and discharging the battery modules 201-207. Mounted on the HV board 40 are a relay 41, a current sensor 42, a communication connector 43, and connectors 221-227.

リレー４１は、蓄電ユニット３の動作を開始／停止させるスイッチとなる。電流センサ４２は、電池モジュール２０１～２０７への充放電電流を検出している。通信コネクタ４３は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５２と接続される。通信コネクタ４３は、例えば電流センサ４２の検出電流をマイクロプロセッサ５４に送信している。 The relay 41 serves as a switch for starting/stopping the operation of the power storage unit 3 . A current sensor 42 detects charging/discharging currents to the battery modules 201-207. Communication connector 43 is connected to communication connector 52 on BMS board 50 . The communication connector 43 transmits the current detected by the current sensor 42 to the microprocessor 54, for example.

コネクタ１１１～１１７は、それぞれ、電池モジュール２０１～２０７側のコネクタ２１１～２１７と接続する端子である。電池モジュール２０１～２０７側のコネクタ２１１～２１７は充放電用のコネクタである。コネクタ１１１～１１７からは、バッテリースタックを構成する電池セル２０＿１、２０＿２、…、２０＿ｎの両端からの配線が導出されている。
そして、最も電位の高いコネクタ１１１の＋端子が充放電ライン３５ａと接続され、最も電位の低いコネクタ１１７の－端子が充放電ライン３５ｂと接続される。 Connectors 111 to 117 are terminals that connect to connectors 211 to 217 on the battery module 201 to 207 side, respectively. Connectors 211 to 217 on the battery module 201 to 207 side are connectors for charging and discharging. From the connectors 111 to 117, wirings from both ends of the battery cells 20_1, 20_2, .
The positive terminal of the connector 111 having the highest potential is connected to the charging/discharging line 35a, and the negative terminal of the connector 117 having the lowest potential is connected to the charging/discharging line 35b.

ここで、電池セル２０＿１は、電池モジュール２０１～２０７の各々における電池セル２０１＿から２０７＿１の各々を示している。他の電池セル２０＿２、…、２０＿ｎも、上述した電池セル２０＿１と同様に、電池モジュール２０１～２０７の各々の電池セルそれぞれを示しているである。
コネクタ１１１～１１７は直列接続して、所望の充放電電圧が得られるようにしている。 Here, the battery cell 20_1 indicates each of the battery cells 201_ to 207_1 in each of the battery modules 201-207. Other battery cells 20_2, .
Connectors 111 to 117 are connected in series to obtain a desired charging/discharging voltage.

ＢＭＳ基板５０は、電池モジュール２０１～２０７の状態を監視及び制御するための基板である。ＢＭＳ基板５０には、通信コネクタ５１及び５２、ＡＦＥ（Analog Front End）５３、マイクロプロセッサ５４、フォトカプラ５５、コネクタ１２１～１２７が実装されている。 The BMS board 50 is a board for monitoring and controlling the states of the battery modules 201-207. Communication connectors 51 and 52, an AFE (Analog Front End) 53, a microprocessor 54, a photocoupler 55, and connectors 121 to 127 are mounted on the BMS substrate 50. FIG.

通信コネクタ５１は、通信コネクタ３２と接続され、パワーコンディショナー１との間でデータの送受を行う。通信コネクタ５２は、通信コネクタ４３と接続され、ＨＶ基板４０との間でデータの送受を行う。 The communication connector 51 is connected to the communication connector 32 and transmits and receives data to and from the power conditioner 1 . The communication connector 52 is connected to the communication connector 43 and transmits/receives data to/from the HV board 40 .

ＡＦＥ５３は、後述する電池セル電圧測定回路１０１に相当し、電池モジュール２０１～２０７の各々における電池セルのそれぞれセル電圧を検出し、ディジタルデータに変換する。 The AFE 53 corresponds to a battery cell voltage measuring circuit 101 which will be described later, detects the cell voltage of each battery cell in each of the battery modules 201 to 207, and converts it into digital data.

マイクロプロセッサ５４は、パワーコンディショナー１からのデータ、ＨＶ基板４０からのデータ、ＡＦＥ５３からのデータ等を基に、各種の制御を行う。 The microprocessor 54 performs various controls based on data from the power conditioner 1, data from the HV board 40, data from the AFE 53, and the like.

フォトカプラ５５は、光絶縁素子であり、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間を接続する。ＡＦＥ５３には高電圧が印加されるので、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間は、フォトカプラ５５でアイソレーションを行っている。また、フォトカップラ５５に換えてディジタルアイソレータ等の素子を用いても良い。 A photocoupler 55 is an opto-insulating element and connects between the AFE 53 and the microprocessor 54 . Since a high voltage is applied to the AFE 53, the photocoupler 55 isolates the AFE 53 and the microprocessor 54 from each other. Also, an element such as a digital isolator may be used instead of the photocoupler 55 .

コネクタ１２１～１２７は、それぞれ、電池モジュール２０１～２０７側のコネクタ２２１～２２７と接続する端子である。コネクタ１２１（１２１～１２７）は、電池セル２０＿１、２０＿２、…、２０＿ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。コネクタ１２１～１２７は、それぞれ、電池モジュール２０１～２０７のセル電圧をＢＭＳ基板５０側に伝達している。 Connectors 121 to 127 are terminals that connect to connectors 221 to 227 on the battery module 201 to 207 side, respectively. Connectors 121 (121 to 127) are connectors for monitoring cell voltages of battery cells 20_1, 20_2, . . . , 20_n. The connectors 121-127 transmit the cell voltages of the battery modules 201-207 to the BMS substrate 50 side, respectively.

図７は、ＢＭＳ基板５０に配置されるＡＦＥ回路素子５３０の概要を示すブロック図である。本実施形態では、電池モジュール２０１～２０７に対応させた数だけ、図７に示すようなＡＦＥ回路素子５３０を配置して、ＡＦＥ５３の機能を実現している。なお、ここでは、ＡＦＥ回路素子５３０の機能の中で、本発明の説明に必要な部分に限定して説明する。 FIG. 7 is a block diagram showing an overview of the AFE circuitry 530 arranged on the BMS substrate 50. As shown in FIG. In this embodiment, AFE circuit elements 530 as shown in FIG. Here, among the functions of the AFE circuit element 530, the description will be limited to those necessary for the description of the present invention.

図７において、端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍ（ｍは任意の整数）は、後述する電池セル電圧測定回路１０１における測定端子ＱＰ（＋）からＱＰ２ｎ（－）に相当し、バッテリースタックの電池セルの各々のセル電圧を検出するための測定端子である。バッテリースタックのセル電圧を検出する場合、端子Ａ１から端子Ａｍの順に、最も高い電位の電極から最も電位の低い電極となるように、電池セルを接続する。 In FIG. 7, terminals A1, A2, . is a measurement terminal for detecting each cell voltage of When detecting the cell voltage of the battery stack, the battery cells are connected in order from the terminal A1 to the terminal Am from the electrode with the highest potential to the electrode with the lowest potential.

端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍの段間の抵抗Ｒａ及びスイッチ回路Ｓａは、バッテリーセルをバランスさせるセルバランスの処理を行うためのものである。すなわち、スイッチ回路Ｓａをオンすると、電池セルの両極が抵抗Ｒａを介して接続され、電池セルに蓄積される電気エネルギーがジュール熱により消費される。これにより、電池セルの中で充電量が多いセルのエネルギーを消費させ、各電池セルの充電量や電圧を均一化することができる。
端子Ｄ１及び端子Ｄ２は、データの入出力の端子である。ＡＦＥ５３（後述する電池セル電圧測定回路１０１に相当）とマイクロプロセッサ５４（後述する蓄電池制御回路１０２に相当）との間は、端子Ｄ１及び端子Ｄ２を通じて、データが入出力される。 The resistor Ra between the stages of the terminals A1, A2, . That is, when the switch circuit Sa is turned on, both electrodes of the battery cell are connected via the resistor Ra, and the electrical energy accumulated in the battery cell is consumed by Joule heat. As a result, the energy of the battery cell with the larger charge amount can be consumed, and the charge amount and voltage of each battery cell can be equalized.
Terminals D1 and D2 are data input/output terminals. Data is input/output between the AFE 53 (corresponding to a battery cell voltage measuring circuit 101 described later) and the microprocessor 54 (corresponding to a storage battery control circuit 102 described later) through terminals D1 and D2.

図８は、本発明の一実施形態の電池モジュールにおける電池セルの管理を行う蓄電池管理装置の概略構成の一例を示したブロック図である。図８においては、説明を簡単にするため、図６における電池モジュール２０１及び２０２の各々のみを示している。
図８の蓄電池管理装置１００は、図６のＢＭＳ基板５０上に設けられており、電池セル電圧測定回路１０１と、蓄電池制御回路１０２とを備えている。ここで、電池セル電圧測定回路１０１は、図６におけるＡＦＥ５３（ＡＦＥ回路素子５３０の集合体）を用いて構成された回路である。また、蓄電池制御回路１０２は、図６におけるマイクロプロセッサ５４によるセルバランス処理などの電池制御機能を有する回路である。 FIG. 8 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a storage battery management device that manages battery cells in a battery module according to an embodiment of the present invention. In FIG. 8, only each of the battery modules 201 and 202 in FIG. 6 is shown in order to simplify the explanation.
The storage battery management device 100 of FIG. 8 is provided on the BMS board 50 of FIG. Here, the battery cell voltage measurement circuit 101 is a circuit configured using the AFE 53 (collection of AFE circuit elements 530) in FIG. The storage battery control circuit 102 is a circuit having a battery control function such as cell balance processing by the microprocessor 54 in FIG.

本実施形態においては、２個の電池モジュール２０１及び電池モジュール２０２の各々の電池セルの各々の電圧（セル電圧）を測定し、測定したセル電圧を蓄電池制御回路１０２へ出力する構成として説明する。しかしながら、電池モジュールの数は、構成する蓄電池の特性により、任意に設定されるものであり、図６に示したように、３個以上の複数が設けられた構成としてもよい。 In this embodiment, a configuration will be described in which the voltage (cell voltage) of each battery cell of the two battery modules 201 and 202 is measured and the measured cell voltage is output to the storage battery control circuit 102 . However, the number of battery modules is arbitrarily set depending on the characteristics of the storage battery that constitutes it, and as shown in FIG. 6, a plurality of three or more battery modules may be provided.

電池セル電圧測定回路１０１は、蓄電池としてのバッテリースタックを構成する電池モジュール、例えば電池モジュール２０１及び２０２の電池セルの各々の電圧（セル電圧）の各々を測定する。
ここで、電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、…、Ｐ１ｎ－１、Ｐ１ｎ、Ｐ１ｚ、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、…、Ｐ２ｎ－１、Ｐ２ｎ、Ｐ２ｚの各々の間の電位差を、セル電圧として測定する。 The battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage (cell voltage) of each battery module that constitutes a battery stack as a storage battery, for example, the battery modules 201 and 202 .
, P1n−1, P1n, P1z, P21, P22, P23, . . . , P2n−1, P2n, P2z. is measured as the cell voltage.

このため、接続端子１０３により、電池モジュール２０１の電池セルの各々の＋端子、－端子それぞれが、電池セル電圧測定回路１０１の測定点としての測定端子に接続される。
同様に、接続端子１０４により、電池モジュール２０２の電池セルの各々の＋端子、－端子それぞれが、電池セル電圧測定回路１０１の測定点としての測定端子に接続される。
また、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）とは、接続経路ＣＰにおいて接続されている。 Therefore, the connection terminal 103 connects the + terminal and - terminal of each battery cell of the battery module 201 to the measurement terminal as the measurement point of the battery cell voltage measurement circuit 101 .
Similarly, the connection terminal 104 connects the + terminal and - terminal of each battery cell of the battery module 202 to a measurement terminal as a measurement point of the battery cell voltage measurement circuit 101 .
Also, the negative side connection terminal 201 (-) of the battery module 201 and the positive side connection terminal 202 (+) of the battery module 202 are connected via the connection path CP.

接続経路ＣＰには、すでに従来例において説明したように、－側接続端子２０１（－）と＋側接続端子２０２（＋）とを接続する各コネクタの端子の各々の接触面における接触抵抗Ｒが存在する。すなわち、接続経路ＣＰは、図６におけるコネクタ２１１及びコネクタ６２１の接続点、コネクタ６１１及びコネクタ１１１の接続点、コネクタ１１２及びコネクタ６１２の接続点、及びコネクタ６２２及びコネクタ２１２の接続点の各々を含み、それぞれのコネクタにおける接触面における接触抵抗の合計値として、上記接触抵抗Ｒが存在する。 In the connection path CP, as already described in the conventional example, the contact resistance R at each contact surface of each terminal of each connector connecting the - side connection terminal 201 (-) and the + side connection terminal 202 (+) is exist. That is, the connection path CP includes each of the connection point of the connector 211 and the connector 621, the connection point of the connector 611 and the connector 111, the connection point of the connector 112 and the connector 612, and the connection point of the connector 622 and the connector 212 in FIG. , the contact resistance R exists as the total value of the contact resistances on the contact surfaces of the respective connectors.

電池セル電圧測定回路１０１における測定端子Ｐ１１には、電池モジュール２０１の電池セル２０１＿１の＋端子が接続されている。
また、測定端子Ｐ１２には、電池モジュール２０１を構成する電池セル２０１＿１の－端子と、電池セル２０１＿２の＋端子が接続されている。
測定端子Ｐ１３には、電池モジュール２０１を構成する電池セル２０１＿２の－端子と、電池セル２０２＿３（不図示）の＋端子が接続されている。 A + terminal of the battery cell 201_1 of the battery module 201 is connected to the measurement terminal P11 of the battery cell voltage measurement circuit 101 .
Also, the - terminal of the battery cell 201_1 and the + terminal of the battery cell 201_2 that constitute the battery module 201 are connected to the measurement terminal P12.
The - terminal of the battery cell 201_2 and the + terminal of the battery cell 202_3 (not shown) that constitute the battery module 201 are connected to the measurement terminal P13.

測定端子Ｐ１ｎ－１には、電池モジュール２０１の電池セル２０１＿ｎ－２（不図示）の－端子と、電池セル２０１＿ｎ－１の＋端子との接続点が接続されている。
測定端子Ｐ１ｎには、電池モジュール２０１の電池セル２０１＿ｎ－１の－端子と、電池セル２０１＿ｎの＋端子との接続点が接続されている。
測定端子Ｐ１ｚには、電池モジュール２０１を構成する電池セル２０１＿ｎの－端子、すなわち電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）が接続されている。 A connection point between the - terminal of the battery cell 201_n-2 (not shown) of the battery module 201 and the + terminal of the battery cell 201_n-1 is connected to the measurement terminal P1n-1.
A connection point between the - terminal of the battery cell 201_n−1 of the battery module 201 and the + terminal of the battery cell 201_n is connected to the measurement terminal P1n.
The - terminal of the battery cell 201_n forming the battery module 201, that is, the - side connection terminal 201(-) of the battery module 201 is connected to the measurement terminal P1z.

また、測定端子Ｐ２１には、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿１の＋端子、すなわち電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）が接続されている。
また、測定端子Ｐ２２には、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿１の－端子と、電池セル２０１＿２の＋端子との接続点が接続されている。
測定端子Ｐ２３には、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿２の－端子と、電池セル２０２＿３（不図示）の＋端子が接続されている。 Also, the + terminal of the battery cell 202_1 constituting the battery module 202, that is, the + side connection terminal 202(+) of the battery module 202 is connected to the measurement terminal P21.
A connection point between the - terminal of the battery cell 202_1 and the + terminal of the battery cell 201_2 that constitute the battery module 202 is connected to the measurement terminal P22.
The - terminal of the battery cell 202_2 and the + terminal of the battery cell 202_3 (not shown) that constitute the battery module 202 are connected to the measurement terminal P23.

測定端子Ｐ２ｎ－１には、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿ｎ－２（不図示）の－端子と、電池セル２０２＿ｎ－１の＋端子との接続点が接続されている。
測定端子Ｐ２ｎには、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿ｎ－１の－端子と、電池セル２０２＿ｎの＋端子との接続点が接続されている。
測定端子Ｐ２ｚには、電池モジュール２０２を構成する電池セル２０２＿ｎの－端子、すなわち電池モジュール２０２の－端子２０２（－）が接続されている。 A connection point between the - terminal of the battery cell 202_n-2 (not shown) constituting the battery module 202 and the + terminal of the battery cell 202_n-1 is connected to the measurement terminal P2n-1.
A connection point between the - terminal of the battery cell 202_n−1 and the + terminal of the battery cell 202_n that constitute the battery module 202 is connected to the measurement terminal P2n.
The - terminal of the battery cell 202_n forming the battery module 202, that is, the - terminal 202(-) of the battery module 202 is connected to the measurement terminal P2z.

これにより、電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ１１及び測定端子Ｐ１２の各々の間の電圧を、電池セル２０１＿１のセル電圧として測定電圧ＶＳ１＿１を測定する。
また、電池セル電圧測定回路１は、測定端子Ｐ１２及び測定端子Ｐ１３の各々の間の電圧を、電池セル２０１＿２のセル電圧として測定電圧ＶＳ１＿２を測定する。
電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ１ｎ－１及び測定端子Ｐ１ｎの各々の間の電圧を、電池セル２０１＿ｎ－１のセル電圧として測定電圧ＶＳ１＿ｎ－１を測定する。
電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ１ｎ及び測定端子Ｐ１ｚの各々の間の電圧を、電池セル２０１＿ｎのセル電圧として測定電圧ＶＳ１＿ｎを測定する。 As a result, the battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between the measurement terminals P11 and P12 as the cell voltage of the battery cell 201_1 as the measurement voltage VS1_1.
Also, the battery cell voltage measurement circuit 1 measures the voltage between each of the measurement terminals P12 and P13 as the cell voltage of the battery cell 201_2 as a measurement voltage VS1_2.
The battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between the measurement terminal P1n-1 and the measurement terminal P1n as the cell voltage of the battery cell 201_n-1 as a measurement voltage VS1_n-1.
The battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between the measurement terminal P1n and the measurement terminal P1z as the cell voltage of the battery cell 201_n as a measurement voltage VS1_n.

また、電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ２１及び測定端子Ｐ２２の各々の間の電圧を、電池セル２０２＿１の測定電圧ＶＳ２＿１として測定する。
また、電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ２２及び測定端子Ｐ２３の各々の間の電圧を、電池セル２０２＿２の測定電圧ＶＳ２＿２として測定する。
電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ２ｎ－１及び測定端子Ｐ２ｎの各々の間の電圧を、電池セル２０２＿ｎ－１の測定電圧ＶＳ２＿ｎ－１として測定する。
電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ２ｎ及び測定端子Ｐ２ｚの各々の間の電圧を、電池セル２０２＿ｎの測定電圧ＶＳ２＿ｎとして測定する。 Also, the battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between each of the measurement terminals P21 and P22 as the measurement voltage VS2_1 of the battery cell 202_1.
Also, the battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between each of the measurement terminals P22 and P23 as the measurement voltage VS2_2 of the battery cell 202_2.
The battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between each of the measurement terminals P2n-1 and P2n as the measurement voltage VS2_n-1 of the battery cell 202_n-1.
The battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between each of the measurement terminals P2n and P2z as the measurement voltage VS2_n of the battery cell 202_n.

すなわち、本実施形態においては、電池セルの各々のセル電圧を測定する際、直列に接続された電池モジュール２０１及び２０２の各々における、高電圧側の電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、低電圧側の電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２との各々を、電池セル電圧測定回路１０１の異なる測定端子Ｐ１ｚ、Ｐ２１のそれぞれに接続した状態となっている。
一方、電池モジュール２０１及び２０２の各々を構成する直列に接続された電池セル２０１＿ｎの－端子と、電池セル２０２＿１の＋端子との各々は、セル電圧を測定する独立した測定点とされ、すなわち独立した測定端子に接続されている。 That is, in the present embodiment, when measuring the cell voltage of each battery cell, in each of the battery modules 201 and 202 connected in series, the - side connection terminal 201 (-) of the battery module 201 on the high voltage side is , and + side connection terminal 202 of battery module 202 on the low voltage side are connected to different measurement terminals P1z and P21 of battery cell voltage measurement circuit 101, respectively.
On the other hand, each of the - terminal of the battery cell 201_n and the + terminal of the battery cell 202_1 connected in series constituting each of the battery modules 201 and 202 is used as an independent measurement point for measuring the cell voltage. connected to the measurement terminal.

上述したように、本実施形態の蓄電池管理装置は、蓄電池を構成する電池モジュール２０の各々を接続する経路ＣＰの抵抗値を測定している。
電池セル電圧測定回路１０１は、電池モジュール内の電池セルの＋端子、－端子それぞれが独立して接続される測定端子を備え、測定端子間の電位差を測定する。
蓄電池制御回路１０２は、電池モジュール２０の間の経路ＣＰにおける電位差と、経路ＣＰに流れる電流値とから接触抵抗Ｒの抵抗値を求める。 As described above, the storage battery management device of this embodiment measures the resistance value of the path CP connecting each of the battery modules 20 that constitute the storage battery.
The battery cell voltage measurement circuit 101 has measurement terminals to which the + terminals and - terminals of the battery cells in the battery module are independently connected, and measures the potential difference between the measurement terminals.
The storage battery control circuit 102 obtains the resistance value of the contact resistance R from the potential difference in the path CP between the battery modules 20 and the current value flowing through the path CP.

電池セル電圧測定回路１０１は、電池モジュール２０の各々を構成する直列に接続された電池セルの各々において、高電圧側の電池セルの－端子と低電圧側の＋端子との各々の接続点を一つの測定端子に接続し、当該測定端子の間の電位差をセル電圧として測定する。
また、電池セル電圧測定回路１０１は、直列に接続される電池モジュール２０の各々における－側接続端子に接続される電池セルの－端子と、電池モジュールの＋側接続端子に接続される電池セルの＋端子との各々をそれぞれ一つの経路測定点とし、当該経路測定点の間の電位差を、接触抵抗Ｒの両端の電位差として測定する。 The battery cell voltage measurement circuit 101 detects the connection points between the - terminals of the battery cells on the high voltage side and the + terminals on the low voltage side in each of the series-connected battery cells constituting each battery module 20 . It is connected to one measurement terminal, and the potential difference between the measurement terminals is measured as the cell voltage.
In addition, the battery cell voltage measurement circuit 101 measures the − terminal of the battery cell connected to the − side connection terminal of each of the battery modules 20 connected in series, and the battery cell voltage measurement circuit 101 connected to the + side connection terminal of the battery module. Each of the + terminals is set as one path measurement point, and the potential difference between the path measurement points is measured as the potential difference across the contact resistance R.

また、測定端子Ｐ１ｚ及び測定端子Ｐ２１の各々の間、すなわち経路ＣＰ間の電位差は、電池モジュール２０１の端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の端子２０２（＋）との間、すなわち接触抵抗Ｒの両端において、電流Ｉの電流値及び接触抵抗Ｒの抵抗値の各々により発生する電圧Ｖである。
そして、電池セル電圧測定回路１０１は、測定端子Ｐ１ｚ及び測定端子Ｐ２１の各々の間の電圧、すなわち接触抵抗Ｒの両端に発生する電圧Ｖを測定し、測定した電圧Ｖを蓄電池制御回路１０２へ出力する。 Further, the potential difference between each of the measurement terminals P1z and P21, that is, between the paths CP, is the contact resistance R is the voltage V generated by the current value of the current I and the resistance value of the contact resistance R, respectively.
Then, the battery cell voltage measurement circuit 101 measures the voltage between the measurement terminal P1z and the measurement terminal P21, that is, the voltage V generated across the contact resistance R, and outputs the measured voltage V to the storage battery control circuit 102. do.

蓄電池制御回路１０２は、電池セル電圧測定回路１０１から供給される接触抵抗Ｒの両端に発生する電圧Ｖを、電池モジュール２０の各々に流れる電流値により除算することにより、上記接触抵抗Ｒの抵抗値を算出して求める。
ここで、蓄電池制御回路１０２は、直列に接続されている電池モジュールの全ての接続経路の各々において、それぞれの経路における接触抵抗Ｒの抵抗値を求める。 The storage battery control circuit 102 divides the voltage V generated across the contact resistance R supplied from the battery cell voltage measurement circuit 101 by the current value flowing through each of the battery modules 20 to obtain the resistance value of the contact resistance R. is calculated and obtained.
Here, the storage battery control circuit 102 obtains the resistance value of the contact resistance R in each of all connection paths of the battery modules connected in series.

また、蓄電池制御回路１０２は、求めた接触抵抗Ｒの抵抗値が予め設定した抵抗値（閾値）を超えていた場合、発生するジュール熱による発熱が蓄電池を構成する部品に影響を及ぼすため、充電及び放電の各々において必要な容量の電流を流すことができなくなると判定する。
そして、蓄電池制御回路１０２は、接触抵抗Ｒの抵抗値が予め設定した抵抗値を超え、通常の動作が行えなくなったことを示す警告などを通知する（例えば、ブザーを鳴らす、あるいは非常ランプを点灯させる）処理を行う。 In addition, when the obtained resistance value of the contact resistance R exceeds a preset resistance value (threshold value), the storage battery control circuit 102 detects that the generated Joule heat affects the parts constituting the storage battery. It is determined that the current of the required capacity cannot flow in each of the discharge and discharge.
Then, the storage battery control circuit 102 notifies a warning or the like indicating that the resistance value of the contact resistance R exceeds a preset resistance value and normal operation cannot be performed (for example, sounds a buzzer or lights an emergency lamp). process).

また、蓄電池制御回路１０２は、接触抵抗Ｒの抵抗値を用いることにより、充電や放電において接触抵抗Ｒに流れる電流の電流値を調整し、発生するジュール熱を所定の値未満に抑制し、蓄電池を構成する部品の温度が所定値を超えないようにする制御を行なう。
また、蓄電池制御回路１０２は、上記抵抗値の算出を所定の周期（例えば、６ヶ月や１年の単位）で行ない、履歴を蓄積する処理を行う。
そして、蓄電池制御回路１０２は、例えば、蓄積した接触抵抗Ｒの抵抗値の変化曲線から、接触抵抗Ｒの抵抗値が予め設定した抵抗値を超える周期を推定し、当該抵抗値を超える周期が所定の周期範囲内となった接続経路がある場合、その接続経路の位置を含む警告などを通知する（例えば、接続経路毎に設けられた非常ランプを点灯させる）処理を行う。 Further, by using the resistance value of the contact resistance R, the storage battery control circuit 102 adjusts the current value of the current flowing through the contact resistance R during charging and discharging, and suppresses the generated Joule heat to less than a predetermined value. is controlled so that the temperature of the parts constituting the does not exceed a predetermined value.
Further, the storage battery control circuit 102 performs a process of calculating the resistance value at a predetermined cycle (for example, every six months or one year) and accumulating the history.
Then, the storage battery control circuit 102 estimates, for example, the period in which the resistance value of the contact resistance R exceeds a preset resistance value from the accumulated change curve of the resistance value of the contact resistance R, and the period in which the resistance value exceeds a predetermined value. If there is a connection route within the periodic range of , a process is performed to notify a warning including the position of the connection route (for example, turn on an emergency lamp provided for each connection route).

また、電池セル電圧測定回路１０１は、測定した蓄電池モジュール２０１における電池セル２０１＿１、２０１＿１、…、２０１＿ｎ－１及び２０１＿ｎの各々のセル電圧ＶＳ１＿１、ＶＳ１＿２、…、ＶＳ１＿ｎ－１、ＶＳ１ｎのそれぞれを、蓄電池制御回路１０２へ出力する。
また、電池セル電圧測定回路１０１は、測定した蓄電池モジュール２０２における電池セル２０２＿１、２０２＿１、…、２０２＿ｎ－１及び２０２＿ｎの各々のセル電圧である、セル電圧ＶＳ２＿１、ＶＳ２＿２、…、ＶＳ２＿ｎ－１、ＶＳ２ｎのそれぞれを、蓄電池制御回路１０２へ出力する。 , VS1_n-1, and VS1n of the battery cells 201_1, 201_1, . Output to the control circuit 102 .
, VS2_n-1, VS2n, which are the measured cell voltages of the battery cells 202_1, 202_1, . are output to the storage battery control circuit 102 .

電池セルの各々は、個々の容量やリークなどの特性の個体差により、充電時や放電時においてセル電圧のアンバランスを生じる。
蓄電池制御回路１０２は、電池モジュールにおける電池セルの各々の測定されたセル電圧それぞれが、電池セル電圧測定回路１０１から供給された場合、当該セル電圧に対応して、放電時における過放電や、充電時における過充電を抑制するセルバランスの処理を行う。
これにより、蓄電池制御回路１０２は、電池モジュール２０１から電池モジュール２０７の各々の電池セルそれぞれに対する精度の高い電圧管理を行うセルバランスの処理を、充電時及び放電時においても行うことができる。 Each battery cell causes an imbalance in cell voltage during charging and discharging due to individual differences in characteristics such as individual capacity and leakage.
When each of the measured cell voltages of the battery cells in the battery module is supplied from the battery cell voltage measuring circuit 101, the storage battery control circuit 102 controls over-discharging during discharging and charging according to the cell voltage. Perform cell balance processing to suppress overcharging at times.
As a result, the storage battery control circuit 102 can perform cell balance processing for highly accurate voltage management of each battery cell of the battery modules 201 to 207 during charging and discharging.

上述したように、本実施形態によれば、複数の電池モジュールを直列に接続した構成の蓄電池において、電池モジュールの各々の間の経路における接触抵抗Ｒの両端の電位差を求め、この電位差から接触抵抗Ｒの抵抗値を測定するため、接触抵抗Ｒに発生するジュール熱を予測することが可能となり、接触抵抗Ｒの抵抗値に対応して、蓄電池の部品の温度が所定値を下回るように、充電や放電において流れる電流の電流値を容易に制御することができる。 As described above, according to the present embodiment, in a storage battery having a configuration in which a plurality of battery modules are connected in series, the potential difference between both ends of the contact resistance R in the path between the battery modules is obtained, and the contact resistance is calculated from the potential difference. Since the resistance value of R is measured, the Joule heat generated in the contact resistance R can be predicted. It is possible to easily control the current value of the current that flows during the discharge.

また、本実施形態によれば、電池モジュールの各々を接続する経路毎に、所定の周期毎に求めた当該経路の接触抵抗Ｒの抵抗値の履歴を記憶し、当該履歴により求めた抵抗値の変化曲線から、接触抵抗Ｒの抵抗値が予め設定した閾値を超える周期を推定することができ、推定した周期が予め設定されている周期範囲内に含まれる場合に警告を発生するため、蓄電池が使用できなくなる前に、経路に用いるコネクタなどの交換を行うことが可能となる。 Further, according to the present embodiment, for each path connecting each of the battery modules, the history of the resistance value of the contact resistance R of the path obtained at each predetermined cycle is stored, and the resistance value obtained from the history is stored. From the change curve, it is possible to estimate the period in which the resistance value of the contact resistance R exceeds a preset threshold, and a warning is issued when the estimated period is within the preset period range. It is possible to replace the connector used for the path before it becomes unusable.

また、上述した実施形態において、電源システムを図１０に示す構成としてもよい。図１０は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１０の電源システム１０Ａにおいて、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３及びＥＶスタンド４の各々は、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに独立して接続されている。
図１０において、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１０における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。 Further, in the above-described embodiment, the power supply system may be configured as shown in FIG. FIG. 10 is a block diagram showing an overview of another configuration example of the power supply system according to the present invention. In the power supply system 10A of FIG. 10, each of the solar panel 2, the storage battery unit 3, and the EV stand 4 is independently connected to each of the power conditioners 1A, 1B, and 1C.
In FIG. 10, power conditioners 1A, 1B and 1C each supply or supply and demand electric power (electrical energy) between solar panel 2, storage battery unit 3 and EV stand 4 via distribution board 6. ing.
The configuration and operation of the storage battery unit 3 in FIG. 10 are the same as those of the storage battery unit 3 in this embodiment already described.

また、上述した実施形態において、電源システムを図１１に示す構成としてもよい。図１６は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１１の電源システム１０Ｂにおいて、ソーラーパネル２及び蓄電池ユニット３の各々はパワーコンディショナー１Ｄに接続され、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１Ｃに接続されている。
図１１において、パワーコンディショナー１Ｃ及び１Ｄの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１１における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。 Further, in the above-described embodiment, the power supply system may be configured as shown in FIG. FIG. 16 is a block diagram showing an overview of another configuration example of the power supply system according to the present invention. In the power supply system 10B of FIG. 11, each of the solar panel 2 and the storage battery unit 3 is connected to the power conditioner 1D, and the EV stand 4 is connected to the power conditioner 1C.
In FIG. 11, power conditioners 1C and 1D each supply or supply and demand electric power (electrical energy) between solar panel 2, storage battery unit 3, and EV stand 4 via distribution board 6. .
The configuration and operation of the storage battery unit 3 in FIG. 11 are the same as those of the storage battery unit 3 in this embodiment already described.

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and designs and the like are included within the scope of the gist of the present invention.

１００…蓄電池管理装置１０１…電池セル電圧測定回路１０２…蓄電池制御回路１０３，１０４…接続端子２０１，２０２…電池モジュール電池セル…２０１＿１，２０１＿２，２０１＿ｎ－１，２０１＿ｎ，２０２＿１，２０２＿２，２０２＿ｎ－１，２０２＿ｎ２０１（－）…－側接続端子２０２（＋）…＋側接続端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１ｎ－１，Ｐ１ｎ，Ｐ１ｚ，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２ｎ－１，Ｐ２ｎ，Ｐ２ｚ…測定端子Ｒ…接触抵抗Ｒ１,Ｒ２…経路抵抗ＣＰ…接続経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Storage battery management apparatus 101... Battery cell voltage measurement circuit 102... Storage battery control circuit 103, 104... Connection terminal 201, 202... Battery module Battery cell... 201_1, 201_2, 201_n-1, 201_n, 202_1, 202_2, 202_n-1, 202_n 201 (-) --- side connection terminal 202 (+) --- + side connection terminal P11, P12, P1n-1, P1n, P1z, P21, P22, P2n-1, P2n, P2z --- Measurement terminal R --- Contact resistance R1 , R2... Path resistance CP... Connection path

Claims

A storage battery management device for managing battery modules connected in series constituting a storage battery,
a battery cell voltage measuring circuit for measuring a potential difference between a negative connection terminal of the battery module and a positive connection terminal of another battery module in a connection path connecting each of the battery modules in series;
A storage battery control circuit for determining a resistance value of the connection path from a potential difference between the battery modules and a current value flowing through the connection path.

The battery cell voltage measurement circuit has measurement terminals to which the + and - terminals of the battery cells connected in series constituting the battery module are independently connected, and the - terminal of the battery cell on the high voltage side and the - terminal of the battery cell on the high voltage side. Each of the + terminal of the battery cell on the low voltage side is set as one measurement point, and the potential difference between the measurement points is measured as the cell voltage, and the - terminal of the battery cell connected to the - side connection terminal and the - terminal of the battery cell connected to the - side connection terminal Each + terminal of the battery cell connected to the + side connection terminal is set as one path measurement point, and the potential difference between the path measurement points is measured as the potential difference of the connection path. 2. The storage battery management device according to 1.

A storage battery management method for managing battery modules connected in series constituting a storage battery,
A battery cell voltage measurement process in which a battery cell voltage measurement circuit measures a potential difference between a negative connection terminal of the battery module and a positive connection terminal of another battery module in a connection path connecting each of the battery modules in series. When,
A storage battery management method, wherein a storage battery control circuit determines a resistance value of the connection path from a potential difference between the battery modules and a current value flowing through the connection path.