JP2023167441A - 充放電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されていた同一仕様の複数の電池モジュールをリユースする場合であっても、１つの通信制御装置でこれら複数の電池モジュールを個別かつ適切に制御することができる充放電装置を提供すること。【解決手段】複数の電池モジュール４と、接続路５と、電気負荷３と、第１のスイッチ６と、通信制御装置８と、発電装置２とを備え、電池モジュール４が、蓄電池４１とＢＭＵ４２とを有し、各電池モジュール４のＢＭＵ４２が共通のＣＡＮ＿ＩＤを有しており、通信制御装置８には、電池モジュール４ごとに蓄電池４１の電圧値又はＳＯＣを記憶する記憶部８１が設けられ、通信制御装置８が、共通のＣＡＮ＿ＩＤを用いて各ＢＭＵ４２を制御するよう構成されており、複数の電池モジュール４の全ての第１のスイッチ６がオフ状態であるときに、記憶部８１に記憶された電圧値又はＳＯＣに応じて電池モジュール４の第１のスイッチ６をオン状態に切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、充放電装置に関する。

特許文献１には、山間部など、商用電源を引くことができない遠隔地に設置される携帯電話の基地局（負荷）に対して、電力を供給するための独立駆動システムを構成する蓄電システムが開示されている。この蓄電システムは、複数の電池ユニットと、発電ユニットと、電力変換ユニットと、充電用電源ユニットと、制御ユニットとを備えている。

この蓄電システムにおいては、放電される電池ユニットを第一電池ユニットから第二電池ユニットに切り替える際、第三電池ユニットでバックアップを行い、万一第二電池ユニットからの放電に失敗しても、第三電池ユニットから電力供給することで、負荷の動作停止を回避している。

特開２０１３－１３５５３３号公報

ところで、特許文献１に記載のような蓄電システムの電池ユニットとして、車両に搭載されていた電池モジュールのリユース品を用いる場合、次のような課題がある。

車両に搭載される電池モジュールは、蓄電池の電圧値等をセル毎に管理するコントローラ（以下、「ＢＭＵ（Battery Management Unit）」という）を有している。このＢＭＵでは、他のコントローラと通信を行うための規格としてＣＡＮ（Controller Area Network）が用いられることがある。

ＣＡＮでは、信号毎にＩＤが割り当てられているが、複数使用することを想定されていない同一仕様の電池モジュールのリユース品を複数用いる場合には、これら全ての電池モジュールのＢＭＵで用いられるＩＤが同一となってしまう。このため、１つの通信制御装置で複数の同一仕様の電池モジュールのＢＭＵとＣＡＮを通じて通信を行おうとすると、信号が重複してしまい、複数のＢＭＵを個別に制御することが難しい。

この場合、例えばＢＭＵごとにそれぞれ通信制御装置を設ければ複数の同一仕様の電池モジュールのＢＭＵを個別に制御できるが、電池モジュールの個数分の通信制御装置を要するため、安価なリユース品を用いるにも関わらずコストがかかってしまう。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、車両に搭載されていた同一仕様の複数の電池モジュールをリユースする場合であっても、１つの通信制御装置でこれらリユースした電池モジュールを個別かつ適切に制御することができる充放電装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、電力を供給可能な電源装置と、電気負荷と、前記電源装置および前記電気負荷の一方に選択的に接続される接続路と、前記接続路に接続される少なくとも１つの電池モジュール群と、を備え、前記少なくとも１つの電池モジュール群は、前記接続路に対して互いに並列に接続される複数の電池モジュールと、前記電池モジュールと前記接続路との間にそれぞれ配置され、これらを接続するオン状態又は切断するオフ状態を切替可能な複数の第１のスイッチと、前記接続路に接続され、前記複数の第１のスイッチの切替を制御する通信制御装置と、を有し、前記複数の電池モジュールは、それぞれ、複数の蓄電池と、前記蓄電池の状態を管理してかつ、共通の識別信号を用いて前記通信制御装置と通信可能な複数のＢＭＵと、を有し、前記通信制御装置は、前記各電池モジュールに関連付けて前記各蓄電池の電圧値又はＳＯＣを記憶する記憶部を有し、前記接続路が前記電源装置に接続されているとき、全第１のスイッチのうち、前記記憶部に記憶された前記電圧値又はＳＯＣに応じて前記電池モジュールに対応する一の前記第１のスイッチのみをオン状態とする。

本発明によれば、車両に搭載されていた同一仕様の複数の電池モジュールをリユースする場合であっても、１つの通信制御装置でこれらリユースした電池モジュールを個別かつ適切に制御することができる充放電装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施例に係る充放電装置の概略構成図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る充放電装置の記憶部に記憶された各電圧値の一例を示す図である。 図３は、本発明の第２の実施例に係る充放電装置の概略構成図である。 図４は、本発明の第２の実施例に係る充放電装置における電池モジュール切替時のタイミングチャートの一例である。

本発明の一実施の形態に係る充放電装置は、電力を供給可能な電源装置と、電気負荷と、電源装置および電気負荷の一方に選択的に接続される接続路と、接続路に接続される少なくとも１つの電池モジュール群と、を備え、少なくとも１つの電池モジュール群は、接続路に対して互いに並列に接続される複数の電池モジュールと、電池モジュールと接続路との間にそれぞれ配置され、これらを接続するオン状態又は切断するオフ状態を切替可能な複数の第１のスイッチと、接続路に接続され、複数の第１のスイッチの切替を制御する通信制御装置と、を有し、複数の電池モジュールは、それぞれ、複数の蓄電池と、蓄電池の状態を管理してかつ、共通の識別信号を用いて通信制御装置と通信可能な複数のＢＭＵと、を有し、通信制御装置は、各電池モジュールに関連付けて各蓄電池の電圧値又はＳＯＣを記憶する記憶部を有し、接続路が電源装置に接続されているとき、全第１のスイッチのうち、記憶部に記憶された電圧値又はＳＯＣに応じて電池モジュールに対応する一の第１のスイッチのみをオン状態とする構成を有する。

以下、本発明の一実施例に係る充放電装置について図面を参照して説明する。

（第１の実施例）
図１に示すように、第１の実施例に係る充放電装置１は、電源装置としての発電装置２と、電気負荷３と、複数の電池モジュール４と、接続路５と、複数の第１のスイッチ６と、第２のスイッチ７と、通信制御装置８と、を含んで構成されている。なお、本実施例に係る充放電装置１は、後述の第２の実施形態に係る充放電装置１０１における電池モジュール群が１つの場合に相当する。

本実施例に係る充放電装置１においては、電池モジュール４がｎ個設けられている。すなわち、複数の電池モジュール４の数は２以上の自然数ｎである。本実施例においては、複数の電池モジュール４のそれぞれを区別するために複数の電池モジュール４をそれぞれ電池モジュール４（１）から４（ｎ）で示すこととする。なお、電池モジュール４（１）から４（ｎ）のうちいずれかの電池モジュールを特定せずに、１つの電池モジュールを示す場合には単に「電池モジュール４」と記す。

発電装置２は、複数の電池モジュール４及び通信制御装置８に電力を供給可能に第２のスイッチ７を介して接続路５に接続されている。

発電装置２は、例えば太陽光発電装置や風力発電装置等の再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されている。再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置としては、太陽光発電装置や風力発電装置に限らず、水力、地熱、バイオマス等の再生可能エネルギを利用した発電装置等も適用可能である。

電気負荷３は、例えば照明や電光掲示板等のように、発光体を負荷として有する装置によって構成されている。電気負荷３は、発光体を負荷として有する装置に限られない。

電池モジュール４（１）から４（ｎ）は、接続路５に対して互いに並列に接続されている。各電池モジュール４はそれぞれ、蓄電池４１と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）４２と、を有している。本実施例の電池モジュール４には、リユースした電池モジュールを用いる。すなわち、充放電装置１では、車両に搭載されていた電池モジュールを電池モジュール４としてリユースしている。

本実施例においては、電池モジュール４（１）から４（ｎ）のいずれの蓄電池４１及びＢＭＵ４２であるかを区別するため、電池モジュール４（１）から４（ｎ）に対応する符号を蓄電池４１及びＢＭＵ４２に付すこととし、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）、及び、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）で示す。蓄電池４１（１）から４１（ｎ）、及び、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）について、電池モジュール４（１）から４（ｎ）のいずれのものであるかを特定せずに、１つの蓄電池及びＢＭＵを示す場合にはそれぞれ単に「蓄電池４１」、「ＢＭＵ４２」と記す。

蓄電池４１は、例えばリチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池によって構成されている。蓄電池４１としては、例えば車両に搭載されていたリチウムイオンバッテリをリユースしたものを用いる。

ＢＭＵ４２は、蓄電池４１の電圧値や残容量（ＳＯＣ：state of charge）など、蓄電池４１の状態を監視及び管理するようになっている。ＢＭＵ４２は、蓄電池４１の充放電電流などに基づきＳＯＣを算出する。

各ＢＭＵ４２は、通信制御装置８に通信可能に接続されており、所定のタイミングで、蓄電池４１の電圧値やＳＯＣ等の各種情報を後述する共通の識別信号と共に通信制御装置８に送信可能に構成されている。ＢＭＵ４２は、通信制御装置８と通信を行う通信規格としてＣＡＮ（Controller Area Network）を用いている。

ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）のそれぞれは、通信制御装置８と通信を行うに際し、自装置を識別する識別信号としてＣＡＮ＿ＩＤを有している。本実施例において、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）のＣＡＮ＿ＩＤは、ＢＭＵ４２が同一の仕様を有することに起因して、互いに共通している。すなわち、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）は、同一のＣＡＮ＿ＩＤを用いている。

これは、車両に搭載されている電池モジュールが１つであり個体識別の必要が無く、同一仕様、同一ＣＡＮ＿ＩＤであり、本実施例の充放電装置１がそれら電池モジュールをリユースするからである。

各第１のスイッチ６は、電池モジュール４と接続路５との間に設けられ、電池モジュール４と接続路５とを接続するオン状態、又は、切断するオフ状態を切替可能なスイッチである。

本実施例においては、電池モジュール４（１）から４（ｎ）の第１のスイッチ６であるかを区別するため、電池モジュール４（１）から４（ｎ）のそれぞれに対応する第１のスイッチ６を、第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）で示す。第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）について、電池モジュール４（１）から４（ｎ）のいずれのものであるかを特定せずに、１つの第１のスイッチを示す場合には単に「第１のスイッチ６」と記す。

各第１のスイッチ６のオン状態又はオフ状態の切替は、通信制御装置８によって制御されるようになっている。換言すれば、複数の第１のスイッチ６は、それぞれ通信制御装置８に電気的に接続されており、個別に制御可能となっている。

接続路５には、電池モジュール４（１）から４（ｎ）が互いに並列に接続されている。接続路５の一端には、第２のスイッチ７が接続されている。

第２のスイッチ７は、接続路５と発電装置２及び電気負荷３との間に設けられ、接続路５と発電装置２又は電気負荷３とを接続するオン状態、又は、切断するオフ状態を切替可能なスイッチである。

すなわち、第２のスイッチ７は、接続路５と発電装置２とを接続する発電オン状態、又は、接続路５と電気負荷３とを接続する放電オン状態のいずれかのオン状態と、発電装置２及び電気負荷３のいずれとも接続路５を接続しないオフ状態と、に切替可能である。

第２のスイッチ７の発電オン状態、放電オン状態又はオフ状態の切替は、通信制御装置８によって制御されるようになっている。通信制御装置８の電源投入がなされていない状態、例えば充放電装置１がオフ状態のときは、充放電装置１を起動するのに必要な電力を確保する観点から第２のスイッチ７が発電オン状態に切り替えられているのが好ましい。

通信制御装置８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数等とともに、当該コンピュータユニットを通信制御装置８として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例における通信制御装置８として機能する。

通信制御装置８は、接続路５に接続されており、接続路５を介して発電装置２又は電池モジュール４（１）から４（ｎ）の少なくとも１つから電力が供給されるようになっている。通信制御装置８は、第１のスイッチ６及び第２のスイッチ７のオン状態又はオフ状態の切替を制御するようになっている。

通信制御装置８には、各種センサ９が接続されている。本実施例においては、各種センサ９として、発電装置２の種類や電気負荷３の種類に応じて必要なセンサが接続されるようになっており、例えば、風力センサ、照度センサ、温度センサ等の外部環境の変化を検出可能なセンサ類が接続されている。また、通信制御装置８は、電気負荷３が照明である場合には、照明時間や照明時刻を管理するタイマを備えていてもよい。

本実施例において、通信制御装置８には、記憶部８１が設けられている。記憶部８１は、例えば上述したＲＡＭによって構成されていてもよいし、上述したＲＡＭとは別の記憶装置によって構成されていてもよい。

通信制御装置８の記憶部８１には、電池モジュール４ごとに蓄電池４１の電圧値もしくはＳＯＣが記憶されるようになっている。具体的には、図２に示すように、記憶部８１には、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値もしくはＳＯＣが、共通のＣＡＮ＿ＩＤを有する電池モジュール４（１）から４（ｎ）のそれぞれに対応付けられて予め記憶されている。なお、図２は、記憶部８１に電圧値が記憶されている例を示している。記憶部８１には、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値及びＳＯＣの両方が電池モジュール４（１）から４（ｎ）のそれぞれに対応付けられて記憶されていてもよい。

これら、記憶部８１に予め記憶されている電圧値もしくはＳＯＣは、例えば充放電装置１の初回起動時などの、各電圧値を一通り把握する必要がある場合において、各第１のスイッチ６がオン状態からオフ状態に切り替えられるタイミングでＢＭＵ４２において測定されかつ送信された電圧値又はＳＯＣである。具体的には、ＢＭＵ４２は、対応する第１のスイッチ６がオン状態の間は自身の情報（対応する蓄電池４１の電圧値及びＳＯＣ等）を通信制御装置８に繰り返し送信するように構成されている。すなわち、ＢＭＵ４２は、対応する第１のスイッチ６がオフ状態にあるときは当該情報を送信しない。

通信制御装置８は、第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）のうちのいずれか１つを、他の第１のスイッチをオフ状態としたままで、一旦オン状態とし、その後に第１のスイッチ６をオフ状態に切り替えるようこの第１のスイッチ６に指示を送るタイミングで、当該指示が送られるこの第１のスイッチ６に対応する電池モジュール４のＢＭＵ４２からの情報を、これを当該ＢＭＵ４２と関連付けて（当該指示を送った第１のスイッチ６に基づいて当該情報を送ったＢＭＵ４２を特定して）記憶する。

このとき、通信制御装置８は、当該第１のスイッチ６がオン状態からオフ状態に切り替わるまでの間は、これより送信される情報を随時受信するが、当該指示を送るタイミングで受信した情報（当該ＢＭＵ４２から送られる最後の情報）を最終的に記憶部８１に記憶する。

例えば、通信制御装置８は、第１のスイッチ６（１）がオン状態であり、他の第１のスイッチ６（２）から６（ｎ）がオフ状態にあるときに、第１のスイッチ６（１）に対してオフ状態とする指示を送るタイミングで、これに対応する電池モジュール４（１）のＢＭＵ４２（１）から送信された蓄電池４１（１）の電圧値もしくはＳＯＣを取得すると共に電池モジュール４（１）と対応付けて（電池モジュール４（１）の電圧値もしくはＳＯＣとして特定して）記憶部８１に記憶する。そして、残りの第１のスイッチ６（２）から６（ｎ）の各々に対しても同様の処理を行うことにより、図２に示すように、各蓄電池４１の電圧値もしくはＳＯＣを、共通のＣＡＮ＿ＩＤを有する電池モジュール４（１）から４（ｎ）と対応させて記憶することができる。

上述のように、通信制御装置８は、共通のＣＡＮ＿ＩＤを有するＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）を制御するようになっている。このため、通信制御装置８がＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）を同時に制御しようとすると、ＣＡＮ＿ＩＤの重複に起因して、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）を個別に制御することができない。すなわち、この場合、通信制御装置８は、各ＢＭＵ４２から送信されてくる電圧値又はＳＯＣがいずれの蓄電池４１の電圧値又はＳＯＣであるか区別できず、結果として、取得した蓄電池４１の電圧値又はＳＯＣに基づいて第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）のいずれを切り替えればよいのか、判断することが難しい。

そこで、本実施例では、通信制御装置８は、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）で共通のＣＡＮ＿ＩＤを用いる場合であっても、ＢＭＵ４２（１）から４２（ｎ）を個別に制御することができるよう、次のような構成を採用した。

すなわち、通信制御装置８は、複数の第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）のうち、他のスイッチと状態（オン、オフ状態）が異なる一の第１のスイッチを利用して、当該一の第１のスイッチに対応するＢＭＵ４２からの情報を、いずれの電池モジュールであるかを特定しつつ取得するように構成されている。

具体的には、まず、通信制御装置８は、上述した手法により、各蓄電池４１の電圧値又はＳＯＣを電池モジュール４（１）から４（ｎ）と関連付けて記憶部８１に予め記憶させておく。そして、通信制御装置８は、充電時などの、接続路５が発電装置２に接続されるとき、記憶部８１に記憶された蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値又は各ＳＯＣのなかで最も電圧値又はＳＯＣが低い蓄電池４１を有する電池モジュール４の一の第１のスイッチ６をオン状態とし、残りの第１のスイッチ６を全てオフ状態とするようになっている。

換言すれば、通信制御装置８は、当該一の第１のスイッチ６のみをオン状態とする。これにより、第１のスイッチ６（１）から６（ｎ）のうち一の第１のスイッチの状態が他の第１のスイッチの状態と異なることとなるため、通信制御装置８は、当該一の第１のスイッチに対応するＢＭＵ４２を特定しつつ、このＢＭＵ４２と一対一で通信することができる。このため、既に記憶部８１に記憶されている電圧値又はＳＯＣを、このＢＭＵ４２から随時送られる電圧値又はＳＯＣで更新できるため、通信制御装置８は最新の情報（電圧値又はＳＯＣ）に基づいて電池モジュール４を適切に制御（最も電圧値又はＳＯＣの低い蓄電池を優先的に充電、最も電圧値又はＳＯＣの高い蓄電池を優先的に放電など）できる。

以上のように、本実施例に係る充放電装置１は、状態が異なる一の第１のスイッチ６を利用して、この第１のスイッチ６に対応するＢＭＵ４２と一対一で通信するよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、電池モジュール４（１）から４（ｎ）の各ＢＭＵ４２で共通のＣＡＮ＿ＩＤが用いられる場合であっても、蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値又は各ＳＯＣを対応する電池モジュール４に関連付けて管理することができる。

また、本実施例に係る充放電装置１は、接続路５が発電装置２に接続されるときに、記憶部８１に記憶された蓄電池４１（１）から４１（ｎ）の各電圧値又は各ＳＯＣに応じて１つの電池モジュール４の第１のスイッチ６のみをオン状態に切り替えるよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、例えば電圧値又はＳＯＣの低い蓄電池４１を有する電池モジュール４を他の電池モジュール４に優先して充電しつつ、通信制御装置８とＢＭＵ４２とが一対一で通信することができる。また、電圧値の高い蓄電池を有する電池モジュールを他の電池モジュールに優先して放電しつつ、通信制御装置とＢＭＵとが一対一で通信することができる。これにより、車両に搭載されていた同一仕様の電池モジュール４のリユース品を複数用いる場合であっても、１つの通信制御装置８でこれら複数の電池モジュール４を個別かつ適切に制御することができる。

なお、複数の蓄電池４１が同一の電圧値又はＳＯＣを有する場合は、これら蓄電池４１のうちの任意の１つに対応する第１のスイッチ６をオン状態に切り換えればよい。

さらに、本実施例に係る充放電装置１は、例えばＢＭＵ４２ごとにＣＡＮ＿ＩＤを変更する等の仕様変更をしなくとも、１つの通信制御装置８で複数のＢＭＵ４２を制御できるので、コスト削減に寄与することができ、電池モジュール４のリユース品を用いる利点を生かすことができる。

また、本実施例に係る充放電装置１は、接続路５と発電装置２及び電気負荷３との間に設けられ、接続路５と発電装置２又は電気負荷３とを接続するオン状態、又は、切断するオフ状態を切替可能な第２のスイッチ７を備えている。

この構成により、本実施例に係る充放電装置１は、例えば、電気負荷３への電力供給元を必要に応じて発電装置２と電池モジュール４との間で切り替えたり、また、発電装置２からの充電も電気負荷３への放電もない状態において通信制御装置８への電力供給を確保したりすることができる。これにより、本実施例に係る充放電装置１は、独立した充放電装置として機能することができる。

また、本実施例に係る充放電装置１は、発電装置２が再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されている。これにより、本実施例に係る充放電装置１を屋外に独立して設置することができる。

また、本実施例に係る充放電装置１は、電気負荷３が発光体を負荷として有する装置によって構成されている。これにより、本実施例に係る充放電装置１を、屋外に独立して設置される照明や電光掲示板に用いることができる。

（第２の実施例）
次に、図３及び図４を参照して、第２の実施例に係る充放電装置１０１について説明する。

図３に示すように、本実施例の充放電装置１０１は、上述の第１の実施例における、複数の電池モジュール４と第１のスイッチ６と通信制御装置８とからなる構成に各々対応する複数の電池モジュール群１０４を備えている。

本実施例では、２つの電池モジュール群１０４を備えており、それぞれを区別するため、一を電池モジュール群１０４Ａとし、他を電池モジュール群１０４Ｂとして表示する。電池モジュール群１０４Ａの電池モジュール４Ａと、電池モジュール群１０４Ｂの電池モジュール４Ｂとは、異なる種類の車両に搭載されたものであり、したがって、異なる共通のＣＡＮ＿ＩＤを有している。すなわち、電池モジュール４Ａの共通のＣＡＮ＿ＩＤは、電池モジュール４Ｂのそれとは異なっている。

本実施例では、２つの電池モジュール群１０４を備える例について説明するが、共通のＣＡＮ＿ＩＤが異なる３つ以上の電池モジュール群１０４を備える構成であってもよい。

また、本実施例中、２つの電池モジュール群１０４のうち、いずれの電池モジュール群に属する電池モジュール４、第１のスイッチ６及び通信制御装置８であるのかを明確にするため、電池モジュール群１０４Ａに属するものには符号に「Ａ」を付し、電池モジュール群１０４Ｂに属するものには符号に「Ｂ」を付して区別した。蓄電池４１、ＢＭＵ４２及び記憶部８１についても同様に、符号に「Ａ」又は「Ｂ」を付して区別した。

本実施例の充放電装置１０１において、通信制御装置８Ａと通信制御装置８Ｂとは、双方向通信可能に接続されている。通信制御装置８Ａの記憶部８１Ａには、第１の実施例と同様に、電池モジュール群１０４Ａに属する各電池モジュール４Ａ（１）から４Ａ（ｎ）のそれぞれの電圧値又はＳＯＣが予め記憶されるようになっている。同様に、通信制御装置８Ｂの記憶部８１Ｂには、電池モジュール群１０４Ｂに属する各電池モジュール４Ｂ（１）から４Ｂ（ｎ）のそれぞれの電圧値又はＳＯＣが予め記憶されるようになっている。

このように構成された本実施例の充放電装置１０１において、通信制御装置８Ａ及び通信制御装置８Ｂは、発電装置２から供給される電力によって電池モジュール４を充電する場合、記憶部８１Ａ及び記憶部８１Ｂに記憶された全電池モジュール４の電圧値又はＳＯＣのなかで最も電圧値又はＳＯＣが低い蓄電池４１を有する電池モジュール４の第１のスイッチ６のみをオン状態に切り替える。すなわち、２つの電池モジュール群１０４Ａ、１０４Ｂに属する全ての電池モジュール４のうち、最も電圧値又はＳＯＣの低い電池モジュール４が選択されると共に、当該選択された電池モジュール４に対応する第１のスイッチ６のみがオン状態とされる。

例えば、通信制御装置８Ａ及び通信制御装置８Ｂは、記憶部８１Ａに記憶された各蓄電池４１Ａの電圧値又はＳＯＣと、記憶部８１Ｂに記憶された各蓄電池４１Ｂの電圧値又はＳＯＣと、を比較し、電圧値又はＳＯＣに応じて電池モジュール４の第１のスイッチ６をオン状態に切り替える。以下においては、電圧値に応じて第１のスイッチ６が切り替えられる例について説明している。

また、本実施例の充放電装置１０１は、発電装置２からの供給電圧がＢＭＵ４２及び通信制御装置８の作動に必要な電圧（以下、「作動電圧」という）未満である場合には、現在第１のスイッチ６がオン状態にされている電池モジュール４からＢＭＵ４２及び通信制御装置８に対し電力を供給する。

このとき、この電池モジュール４の蓄電池４１の電圧値が、上記作動電圧に所定のマージンを加えた所定値未満となると、ＢＭＵ４２及び通信制御装置８の動作を維持できなくなるおそれがある。つまり、ＢＭＵ４２及び通信制御装置８に対し作動に必要な電力を供給できなくなるおそれがある。

そこで、本実施例の充放電装置１０１は、発電装置２からの供給電圧が作動電圧未満で、かつ、現在、オン状態の第１のスイッチ６を介して接続路５に接続されている蓄電池４１の電圧値が所定値未満の場合、この蓄電池４１に代えて、所定値以上の電圧値を有する他の蓄電池４１を接続路５に接続させる。具体的には、現在オン状態にある第１のスイッチ６をオフ状態に切り替え、所定値以上の電圧値を有する電池モジュール４に対応する他の第１のスイッチ６をオン状態に切り替える。

ここで、電池モジュール群１０４Ａおよび電池モジュール群１０４Ｂの一方の第１のスイッチ６をオフ状態に切り替えつつ他方の第１のスイッチ６をオン状態に切り替える場合、すなわち、該一方の蓄電池４１に代えて、当該他方の蓄電池４１を接続路５に接続する場合、当該一方の通信制御装置８と、当該他方の通信制御装置８とが異なることになる（非同一の通信制御装置８Ａ、８Ｂが各電池モジュール群のスイッチ切替に使用される）。このため、電池モジュール群１０４Ａおよび電池モジュール群１０４Ｂの各々において、重複したＣＡＮ＿ＩＤが複数のＢＭＵ４２に対して同時に使用されることがない。すなわち、各電池モジュール群において、共通のＣＡＮ＿ＩＤが単一のＢＭＵ４２に対して使用される。

したがって、例えば、接続路５への接続を、電池モジュール群１０４Ａの蓄電池４１Ａから電池モジュール群１０４Ｂの蓄電池４１Ｂへ切り替える場合は、オン状態からオフ状態への第１のスイッチ６Ａの切替と、オフ状態からオン状態への第１のスイッチ６Ｂの切替とを同時に行うか、又は、第１のスイッチ６Ｂの当該切替後に第１のスイッチ６Ａの当該切替を行う。

これに対し、電池モジュール群１０４Ａ、１０４Ｂのうち一の電池モジュール群内においてオン状態とする第１のスイッチ６を切り替える場合、すなわち、例えば電池モジュール群１０４Ａ内で、オン状態にある第１のスイッチ６Ａ（１）をオフ状態に、オフ状態にある第１のスイッチ６Ａ（２）をオン状態に切り替える場合には、通信制御装置８ＡにおいてＣＡＮ＿ＩＤが重複することがないよう（重複したＣＡＮ＿ＩＤが電池モジュール群１０４Ａにおいて同時に使用されないよう）、第１のスイッチ６Ａ（１）の切替をした後に、第１のスイッチ６Ａ（２）の切替を実行することが望ましい。

しかしながら、この場合、現在オン状態にある第１のスイッチ６Ａ（１）をオフ状態に切り替えたタイミングにおいては、全ての第１のスイッチ６がオフ状態となるため、通信制御装置８への電力供給が途絶えてしまい、第１のスイッチ６Ａ（２）をオン状態に切り替えることができなくなってしまう。

そこで、本実施例においては、電池モジュール群１０４Ａ、１０４Ｂのうち一の電池モジュール群内において第１のスイッチ６がオン状態にされている電池モジュール４を切り替える場合には、通信制御装置８への電力供給が途絶えないよう、当該一の電池モジュール群内での電池モジュール４の切替が完了するまで、他の電池モジュール群のいずれかの電池モジュール４の蓄電池４１を接続路５に接続するようにした。

具体的には、例えば電池モジュール群１０４Ａ内において、第１のスイッチ６Ａがオン状態にされている電池モジュール４Ａを切り替える場合、電池モジュール群１０４Ｂのいずれかの電池モジュール４Ｂの第１のスイッチ６Ｂがオン状態に切り替えられた後に、電池モジュール群１０４Ａ内において第１のスイッチ６Ａがオン状態にされている電池モジュール４Ａの切替が行われる。

この場合において、電池モジュール群１０４Ａ内において電池モジュール４Ａの切替が行われた後は、電池モジュール群１０４Ｂ内でオン状態に切り替えられていた第１のスイッチ６Ｂがオフ状態に再度切り替えられる。

同一の電池モジュール群内で接続路５に接続される蓄電池４１を切り替える（第１のスイッチ６のオン・オフを切り替える）場合の一例について、図４を参照して説明する。

図４は、電池モジュール群１０４Ａ内で接続路５に接続される電池モジュールが電池モジュール４Ａ（１）から電池モジュール４Ａ（２）に切り替えられる場合を例にしたタイミングチャートである。なお、この例においては、発電装置２からの供給電圧は、ＢＭＵ４２及び通信制御装置８の作動電圧未満であるとする。

図４に示すように、時刻ｔ１前において、電池モジュール４Ａ（１）に対応する第１のスイッチ６Ａ（１）がオン状態にされ、時刻ｔ１においてもこれが維持されており、電池モジュール群１０４Ａに属する電池モジュール４Ａ（１）からＢＭＵ４２Ａ（１）及び通信制御装置８Ａに対し電力が供給されている。

時刻ｔ１において、電池モジュール４Ａ（１）の蓄電池４１の電圧値が所定値未満となると、電池モジュール群１０４Ｂに属する電池モジュール４Ｂ（１）に対応する第１のスイッチ６Ｂ（１）がオン状態に切り替えられる。

その後、時刻ｔ２において、電池モジュール４Ａ（１）に対応する第１のスイッチ６Ａ（１）がオフ状態に切り替えられる。これにより、電池モジュール群１０４Ａと接続路５との接続が一旦遮断される。このとき、既に、電池モジュール４Ｂ（１）に対応する第１のスイッチ６Ｂ（１）がオン状態に切り替えられているので、電池モジュール群１０４Ｂが接続路５に接続された状態となっている。したがって、電池モジュール群１０４Ａと接続路５との接続が一旦遮断される間も、通信制御装置８Ａへの電力供給が電池モジュール群１０４Ｂによって維持されている。

その後、時刻ｔ３において、電池モジュール４Ａ（２）に対応する第１のスイッチ６Ａ（２）がオン状態に切り替えられる。これにより、電池モジュール群１０４Ａが接続路５に接続され、電池モジュール群１０４Ａから通信制御装置８Ａに電力供給可能となる。

その後、時刻ｔ４において、電池モジュール４Ｂ（１）に対応する第１のスイッチ６Ｂ（１）がオフ状態に切り替えられる。

このように、図４に示す例では、電池モジュール４Ｂ（１）に対応する第１のスイッチ６Ｂ（１）がオン状態にある間に、電池モジュール群１０４Ａ内で接続路５に接続される電池モジュール４を電池モジュール４Ａ（１）から４Ａ（２）へ切り替えるので、当該切替の間も接続路５の電圧値が作動電圧以上に維持される。

以上のように、本実施例に係る充放電装置１０１は、発電装置２からの供給電圧がＢＭＵ４２及び通信制御装置８の作動電圧未満である場合において、一の電池モジュール群内において第１のスイッチ６がオン状態にされている電池モジュール４を切り替える際には、他の電池モジュール群のいずれかの電池モジュール４の第１のスイッチ６がオン状態に切り替えられた後に、当該一の電池モジュール群内において第１のスイッチ６がオン状態にされている電池モジュール４の切替が行われるよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る充放電装置１０１は、発電装置２からの供給電圧が不足する場合であっても、ＢＭＵ４２及び通信制御装置８の作動電圧を維持しつつ、一の電池モジュール群内において第１のスイッチ６がオン状態にされている電池モジュール４を切り替えることができる。

また、本実施例に係る充放電装置１０１は、当該一の電池モジュール群内において電池モジュール４の切替が行われた後は、他の電池モジュール群内でオン状態に切り替えられていた第１のスイッチ６がオフ状態に切り替えられるよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る充放電装置１０１は、車両に搭載されていた同一仕様の複数の電池モジュール４をリユースする場合であっても、１つの通信制御装置８でこれらリユースした電池モジュール４を個別かつ適切に制御することができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１、１０１ 充放電装置
２ 発電装置（電源装置）
３ 電気負荷
４ 電池モジュール
５ 接続路
６ 第１のスイッチ
７ 第２のスイッチ
８ 通信制御装置
９ 各種センサ
４１ 蓄電池
４２ ＢＭＵ
８１ 記憶部
１０４ 電池モジュール群

Claims (10)

1. 電力を供給可能な電源装置と、
   電気負荷と、
   前記電源装置および前記電気負荷の一方に選択的に接続される接続路と、
   前記接続路に接続される少なくとも１つの電池モジュール群と、を備え、
   前記少なくとも１つの電池モジュール群は、
   前記接続路に対して互いに並列に接続される複数の電池モジュールと、
   前記電池モジュールと前記接続路との間にそれぞれ配置され、これらを接続するオン状態又は切断するオフ状態を切替可能な複数の第１のスイッチと、
   前記接続路に接続され、前記複数の第１のスイッチの切替を制御する通信制御装置と、を有し、
   前記複数の電池モジュールは、それぞれ、
   複数の蓄電池と、
   前記蓄電池の状態を管理してかつ、共通の識別信号を用いて前記通信制御装置と通信可能な複数のＢＭＵと、を有し、
   前記通信制御装置は、
   前記各電池モジュールに関連付けて前記各蓄電池の電圧値又はＳＯＣを記憶する記憶部を有し、
   前記接続路が前記電源装置に接続されているとき、全第１のスイッチのうち、前記記憶部に記憶された前記電圧値又はＳＯＣに応じて前記電池モジュールに対応する一の前記第１のスイッチのみをオン状態とすることを特徴とする充放電装置。
2. 前記電池モジュール群を複数備え、
   前記電源装置からの供給電圧が前記ＢＭＵ及び前記通信制御装置の作動電圧未満である場合、オン状態とされた前記一の第１のスイッチが属する、複数の前記電池モジュール群のうちの一の電池モジュール群における前記通信制御装置は、他の電池モジュール群の前記通信制御装置がこれに属するいずれかの前記第１のスイッチをオン状態に切り替えた後に、前記一の第１のスイッチおよび他の第１のスイッチをオフ状態およびオン状態にそれぞれ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
3. 前記他の電池モジュール群の前記通信制御装置は、前記一の電池モジュール群の前記通信制御装置による切替が行われた後に、前記オン状態に切り替えられていた前記第１のスイッチをオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
4. 前記接続路と前記電源装置及び前記電気負荷との間に設けられ、前記接続路と前記電源装置および前記電気負荷の一方とを選択的に接続する第２のスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充放電装置。
5. 前記電源装置は、再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充放電装置。
6. 前記電源装置は、再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の充放電装置。
7. 前記電気負荷は、発光体を負荷として有する装置によって構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充放電装置。
8. 前記電気負荷は、発光体を負荷として有する装置によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の充放電装置。
9. 前記電気負荷は、発光体を負荷として有する装置によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の充放電装置。
10. 前記電気負荷は、発光体を負荷として有する装置によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の充放電装置。

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