JP3526277B2

JP3526277B2 - 組電池の放電方法及び組電池の放電回路

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Publication number: JP3526277B2
Application number: JP2001122251A
Authority: JP
Inventors: 豊和大川; 克利篠原; 美千子坂入
Original assignee: 日立ホーム・アンド・ライフ・ソリューション株式会社
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002320339A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車，電動
カート等の移動体機器、ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器、停電時のバックアップ機器、またはセキュリテ
イ機器等の電源として使われ非水電解液二次電池等から
成る組電池技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば非水電解液二次電池は、充電、放
電時それぞれに制限電圧値を有するため、該制限電圧値
を超えて充電や放電を行うと、電池の性能劣化や破壊が
起こる。このため、一般に高い電圧管理精度を要求され
ている非水電解液二次電池の場合は、電池電圧を監視し
ながら充電や放電が行う。しかし、複数の単電池を直列
接続した組電池の場合、全ての単電池を流れる電流や充
放電の時間が同じであったとしても、充放電サイクルの
増加に伴う単電池間の特性ばらつきの増大により、各単
電池の残存充電率（State Of Charge）(以下、ＳＯＣと
称し、完全充電状態を１００％、完全放電状態を０％と
した％値で示す。)に差が生じ、結果的に各単電池間の
電圧差が増大する。このような組電池では、充電の場合
には、電圧の高い単電池が過充電状態となったり、ま
た、放電の場合には、電圧の低い単電池が早期に放電終
止電圧に到達してしまい、組電池としての放電性能が低
下したり、サイクル寿命が減少したりする。これを回避
するための技術としては、例えば特開平８−１１５７４
８号公報には、充電時に単電池間の充電量のばらつきを
削減すべく、電池電圧の高い単電池のみにつき充電電流
の一部または全部を迂回させ、各単電池間で充電量を揃
えるようにした技術が記載され、また、特開平７−２３
９７３４号公報には、複数の単電池を、スイッチによ
り、充電時と放電時とで切り換えて使用する技術が記載
されている。

【０００３】また、組電池は、一般に、充放電による電
池自身の発熱や、蓄電装置が直射日光の当たる場所に据
付けられたり、温度上昇の著しい倉庫内に保管された
り、蓄電装置を搭載した自動車が直射日光や地面の輻射
熱にさらされる場所に駐車されたりした場合には、蓄電
装置の内部温度が上昇し、組電池が高温雰囲気中にさら
される。一般に、組電池を高温環境下でさらされると、
充放電の有無に関わらず、内蔵する有機材料の分解反応
や、電極の性能劣化などが促進され、サイクル寿命の劣
化や、容量の低下を生ずる。また、単電池間の温度分布
にばらつきがある場合は、温度が高い単電池の劣化が早
く進み、単電池間で劣化の程度に差を生ずる。該差が生
ずると、これに起因して容量に格差が生じ、組電池の充
電時において、容量の大きい単電池は充電不足であるの
に劣化が進み、容量の小さくなった単電池は過充電状態
になってしまうというアンバランスな状態を引き起こ
す。これを防ぐため、例えば非水電解液二次電池などで
は、特に高精度の温度管理が要求され、一般には温度が
４０〜５０゜Ｃ以下の範囲にあるように管理される。温
度管理のための電池冷却の従来技術としては、例えば特
開平１１−７５３２７号公報に記載されたものがある。
該公報には、電池ユニット（単電池）の冷却の度合いを
パラメータに、充電完了時点における電池温度を推定
し、該電池温度から所定の限界値を超えない冷却の度合
いを導出し、これを基準に送風ファン等により電池ユニ
ット（単電池）を強制冷却する技術が記載され、具体例
として、電池の環境温度をセンサーで検知し、商用電源
または電池の放電電力で送風ファン駆動して電池を強制
空冷する構成が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電圧管理に対する上記
従来の技術の、充電時電池電圧が目標電圧到達時に電池
を充電回路から切り離し、充電電流の全てを迂回させる
方法では、電圧が高い充電終止に近い状態においても、
電池間のＳＯＣの差を電池間の電圧差として検出できる
ことが前提となる。図４は、定格容量の等しい非水電解
液二次電池を複数個直列接続した組電池を充電した場合
の、各電池電圧の変化及び電池間の最大の電圧差の実測
結果例である。図４では、電圧使用範囲下限が２.７
Ｖ、上限が４.２Ｖの単電池を８個直列接続し、そのう
ちの１個の単電池を、他の単電池の充電前に放電させる
ことにより電池電圧を他の７本より０.１５Ｖ低い状態
とし、組電池を充電レート０.５Ｃで定電流充電を行
い、組電池電圧が４.２Ｖ×８＝３３.６Ｖ到達時に定電
圧充電に切換え、定格容量まで定電圧充電を続行した例
である。この結果から、充電開始時の電圧差０.２Ｖは
ＳＯＣ換算で約５％となり、値として大きいが、全単電
池とも同一の電流及び時間で充電されるためＳＯＣ差の
変動はない。また、該電圧差０.２Ｖは、充電が進むに
つれて減少し、充電率１００％ではほとんど０Ｖとな
り、充電終止電圧付近では電池電圧差によりＳＯＣばら
つきを把握することは困難である。また、複数の電池と
スイッチを設け、放電時スイッチにより電池を切換えて
使用すれば、上記ＳＯＣによる電圧差の変化に無関係に
放電することが可能であるが、使用できる直列単電池数
が少ないため電圧が低い。このため、この技術を、電動
機等大電力が必要な放電回路として用いた場合には、電
流が増加する結果、回路の銅損、鉄損等の損失が増加
し、放電時の効率が低下するという問題が生じる。

【０００５】また、温度管理に関する上記従来技術で
は、冷却に要する駆動電力が原因で、充放電の高効率化
が阻害される。また、蓄電装置の未運転時、倉庫などに
保管され商用電源や外部負荷に接続されていない未使用
状態時には、電池の環境温度の上昇を検知しても、装置
がシステムダウンしていて商用電源の供給が遮断されて
いたり、組電池が未充電状態のため電池電源を利用でき
なかったり等の理由により、強制冷却手段を駆動するこ
とは困難である。また、装置を常時運転状態にして温度
検知手段、強制冷却手段に商用電源を供給し続けること
も消費電力低減化の点から難しい。

【０００６】本発明の課題点は、上記従来技術の不足点
に鑑み、（１）ＳＯＣ差を抑え、かつ、組電池の電圧も
確保した状態で放電できるようにすること、（２）蓄電
装置の運転有無に関わらず組電池の温度上昇を抑えられ
るようにすること、等である。本発明の目的は、上記課
題点を解決できる技術の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに、本発明では、複数個の単電池を直列接続して成る
組電池の放電技術として、放電時に、各単電池の電池電
圧を検出して最大電圧と最小電圧の電圧差を求め、該電
圧差が所定値に達したとき、電圧の低い単電池を直列接
続状態から切り離し、その放電電流を他に迂回させるよ
うにする。また、電池電圧の低い状態で動作を可能とす
るために、ＤＣ／ＤＣコンバータの許容組電池側入力電
圧を所定値以下に設定し、かつ放電電流の迂回、または
直列接続へ復帰するための電圧差の基準値をそれぞれ設
定し、単電池の組電池への直列接続を個別に制御する。
具体的には、上記を基本要件とする組電池の放電方法及
び組電池の放電回路を本発明として提案する。

【０００８】

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき、図
面を用いて説明する。図１〜図３は、本発明の実施例の
説明図である。図１は本発明の一実施例としての放電回
路の構成例、図２は図１の放電回路の動作の説明図、図
３は図１の放電回路における制御動作の説明図である。
図１において、Ｂ１〜Ｂｎは、組電池を構成するための
非水電解液二次電池等の単電池、Ｖ１〜Ｖｎは、該単電
池Ｂ１〜Ｂｎそれぞれの電圧、ＳＷ１〜ＳＷｎはそれぞ
れ、該単電池Ｂ１〜Ｂｎの接続を個別に、放電回路に対
しオン状態またはオフ状態に切換えるための切換え用ス
イッチである。該切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、
電池側ａが接続状態とされたとき単電池Ｂ１〜Ｂｎの接
続を放電回路に対しオン状態とし、電流迂回回路側ｂが
接続状態とされたとき単電池Ｂ１〜Ｂｎの接続を放電回
路に対しオフ状態とする。１は該切換え用スイッチＳＷ
１〜ＳＷｎを駆動するためのスイッチ駆動回路、３は上
記単電池Ｂ１〜Ｂｎそれぞれの電圧を検出するための電
池電圧検出回路、４はＤＣ／ＤＣコンバータ、２は、該
電池電圧検出回路３の出力信号に基づき上記スイッチ駆
動回路１を制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４
に運転または停止の命令信号を送り、放電動作を管理す
るための制御用マイコン、５は負荷である。かかる構成
において、制御用マイコン２からの制御信号により、ス
イッチ駆動回路１が制御駆動され、切換え用スイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷｎが電池側ａに接続された状態、つまり全部
の単電池Ｂ１〜Ｂｎが放電回路に接続された状態で放電
運転が開始される。かかる放電状態において、単電池Ｂ
１〜Ｂｎの各電圧Ｖ１〜Ｖｎを、電池電圧検出回路３で
検出し制御用マイコン２でこれを読取る。該制御用マイ
コン２は、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ４に放電の運転ま
たは停止の命令信号を送って該放電動作を管理するとと
もに、ｎ個の切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎに対応し
たｎ個の独立したスイッチ駆動用信号を出力するように
なっている。該切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎとして
はｎ個のリレーを用いてもよいし、または、より高速な
スイッチ動作を行うべく、半導体スイッチ素子等で構成
してもよい。また本図１において、ｎ印を付けた結線部
は、ｎ本の独立構成の結線部を示す。スイッチ駆動回路
１に対しては、制御マイコン２から各切換え用スイッチ
ＳＷ１〜ＳＷｎに対応するアドレス信号及び該切換え用
スイッチをオン・オフさせるためのオン・オフ信号を出
力する。該スイッチ駆動回路１にアドレスデコーダ及び
上記オン・オフ信号を保持するための回路を設けた場合
には、該スイッチ駆動回路１と制御マイコン２との間の
結線数を減らすことができる。また、上記電池電圧検出
回路３に対しては、制御マイコン２から、各切換え用ス
イッチＳＷ１〜ＳＷｎに対応したアドレス信号を出力す
る。また、上記電池電圧検出回路３にマルチプレクサを
設け、制御マイコン２より入力されたアドレスの単電池
につき、その電圧を該制御マイコン２に送ることより、
該制御マイコン２と該電池電圧検出回路３との間の結線
数を削減することができる。一方、放電用ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４は、単電池の直列接続で構成された組電池か
ら入力される電圧が変動しても、これを抑え、略一定の
電圧を負荷５に供給するようにした構成を有する。該Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ４の入力電圧の下限値は、単電池１
個当たりの放電下限電圧をＶｅｎｄとするとき、少なく
ともＶｅｎｄ×(ｎ−ｍ)以下に設定する。ここで、ｎは
全単電池数、ｍは放電時に切り離し可能な最大単電池数
を示す。該ｍは、組電池を構成する単電池の特性ばらつ
きの大きさ等から決まる。

【００１０】図２は、図１の放電回路の動作の説明図で
ある。図２は、本発明の放電回路により組電池を放電さ
せた場合における単電池の放電特性例を示す。Ｂａは組
電池を構成する図１のｎ個の単電池うち充電量が最大の
単電池、Ｂｂは充電量が最小の単電池である。ｎ個の単
電池Ｂ１〜Ｂｎに設けた切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷ
ｎ全てをそれぞれ単電池側に接続し放電を開始すると、
放電開始時におけるＢａ、Ｂｂの電圧は、図４でも説明
したように、ほぼ同じであるが、時間が経過し放電が進
むにつれて電圧差が大きくなる。やがて放電時間ｔ１に
おいて単電池Ｂａと単電池Ｂｂの電圧差が、予め設定し
ておいた電流迂回電圧差△Ｖｏｆｆに到達すると、単電
池Ｂｂに設けた切換え用スイッチが電池側から電流迂回
回路側に切換えられ、該単電池Ｂｂが組電池から接続を
解かれる。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に入力さ
れる組電池の電圧は単電池Ｂｂの電圧分だけ低くなり、
所定の電力を確保するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４の
入力電流が増加する。このため、結果的に電池の放電電
流が増加することになって、単電池Ｂａを含む他の電池
の電圧降下率が増加する。このとき、接続を解かれた単
電池Ｂｂは、放電を停止しているため電圧が徐々に回復
し、やがて時刻ｔ２において、単電池Ｂａとの電圧差
が、予め設定しておいた電池放電再開電圧差△Ｖｏｎと
なり、単電池Ｂｂに設けた切換え用スイッチが電流迂回
回路側から再び電池側に切換えられ、単電池Ｂｂが組電
池内に接続復帰される。該接続復帰により該単電池Ｂｂ
は放電を再開し、やがて時刻ｔ３において、単電池Ｂ１
〜Ｂｎのいずれかが、予め設定された放電終止電圧Ｖｅ
ｎｄに到達し放電を停止する。ここで、時刻ｔ１以降に
おいて、単電池Ｂａと単電池Ｂｂとの電圧の差が縮まら
ない場合には、単電池Ｂｂに設けた切換え用スイッチが
電流迂回回路側に接続されたままの状態、つまり組電池
から接続を解かれた状態のままで、該組電池の電圧がＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ４の入力側許容電圧以下となり、組
電池を構成する単電池個々の電圧がいずれもＶｅｎｄに
到達しない、すなわち個々の単電池それぞれが十分放電
されない状態で放電が終了することが想定される。上記
図１の構成ではこのための対策として、ＤＣ／ＤＣコン
バータの入力側許容電圧範囲の下限を、上記のように、
Ｖｅｎｄ×（ｎ−ｍ）以下としているため、少なくとも
１個以上の電池をＶｅｎｄまで放電させることが可能で
あり、かつ、単電池間の充電量の差を電圧差として検出
し易い放電終止電圧付近において、電圧による充電量補
正を行いながら放電させることもできる。

【００１１】図３は、図１の放電回路における制御動作
の説明図である。図３において、まず各単電池毎に設け
られた切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを電池側に接続
して(Ｓ１)、放電運転を開始する(Ｓ２)。次に、各単電
池Ｂ１〜Ｂｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出し（Ｓ３）、該電
圧Ｖ１〜Ｖｎそれぞれと電池放電下限電圧Ｖｅｎｄとを
比較し(Ｓ４)、少なくともいずれかの単電池の電圧がＶ
ｅｎｄ以下となったら切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ
を電流迂回回路側に接続し(Ｓ１０)、放電運転を終了す
る(Ｓ１１)。ここで、放電運転終了時、切換え用スイッ
チＳＷ１〜ＳＷｎ全てを電流迂回回路側に切換えるの
は、放電運転終了処理中の電池電圧降下率をできるだけ
小さくし、電池電圧がＶｅｎｄ以下になるのを防止する
ためである。また、ステップＳ４において、各単電池Ｂ
１〜Ｂｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎの全てがＶｅｎｄより高い場
合は、該電圧Ｖ１〜Ｖｎより、最高電池電圧Ｖｍａｘと
最低電池電圧Ｖｍｉｎとを抽出し(Ｓ５)、両電圧間の差
△Ｖを算出する(Ｓ６)。次に、該△Ｖと、予め設定して
おいた電池電流迂回電圧差△Ｖｏｆｆを比較する(Ｓ
７)。比較の結果、該△Ｖ値が該△Ｖｏｆｆ値以上であ
れば切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの全てをいったん
電流迂回回路側に接続(Ｓ８)してから、Ｖｍｉｎに相当
する単電池の切換え用スイッチを電池側に接続し(Ｓ
９)、単電池電圧Ｖ１〜Ｖｎの検出(Ｓ３)を再び行う。
このとき、Ｖｍｉｎに相当する電池が複数存在した場合
は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力許容電圧範囲の下限Ｖ
ｅｎｄ×(ｎ−ｍ)を考慮し、Ｖｍｉｎに相当する複数の
電池より最大ｍ個までの電池を任意に選択し、この選択
した電池に設けた切換え用スイッチをそれぞれ電流迂回
回路側に接続すればよい。また、ステップＳ７において
△Ｖが電池電流迂回電圧差△Ｖｏｆｆより低い場合は、
△Ｖを予め設定しておいた放電再開電圧差△Ｖｏｎと比
較し(Ｓ１２)、△Ｖが放電再開電圧差△Ｖｏｎ以下の場
合は、前回の処理で電流迂回回路側に接続しておいた切
換え用スイッチも含め、全部の切換え用スイッチＳＷ１
〜ＳＷｎを電池側に接続した状態とし(Ｓ１３)、電池電
圧Ｖ１〜Ｖｎの検出（Ｓ３）を再び行う。それ以外の場
合、つまり、△Ｖが放電再開電圧差△Ｖｏｎよりも高い
場合も全部の切換え用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは電池側
に接続された状態として、電池電圧Ｖ１〜Ｖｎの検出
（Ｓ３）を行う。

【００１２】上記実施例によれば、放電時に、単電池間
の電圧差を縮めたり、組電池の電圧値を確保する等単電
池の電圧を高精度に管理した状態で組電池の放電を行わ
せることができ、負荷に安定して電力を供給できる。電
流増加に基づく負荷電力や、損失の増大も防止でき、負
荷を含めた放電回路系または蓄電装置の効率を向上させ
得る。また、少なくとも１個以上の電池を放電終止電圧
Ｖｅｎｄまで放電させることが可能であり、各単電池の
ＳＯＣ（残存充電率）の差を少なく抑えることができ
る。また、単電池間の充電量の差を電圧差として検出し
易い放電終止電圧付近において、電圧による充電量補正
を行いながら放電させることもできる。

【００１３】以下、組電池の冷却につき説明する。図５
及び図６は本発明の実施例としての蓄電装置の構成例図
である。図５において、１０は熱電素子、１０ａは熱電
素子の発熱面、１０ｂは熱電素子の吸熱面、１３は充放
電装置、１２は金属ケース、１４は単電池、１６は組電
池、１５は商用電源、１７は負荷、１８は冷却ファン、
２１は電池ケース、３１は冷却風路、３２は冷却用空気
の導入口、３３は排出口である。充放電装置１３と組電
池１６は金属ケース１２内に収納される。充放電装置１
３は、商用電源１５、組電池１６、及び負荷７に接続さ
れている。充放電装置１３は商用電源５からの電源電力
を交流から直流に変換し、該直流で組電池１６を充電す
る。充放電装置１３は、太陽電池、燃料電池などの自家
発電電源からの電力を組電池１６に供給し蓄電するよう
にしてもよい。組電池１６の放電時においては、該充放
電装置１３は、組電池１６の放電電力を直流から交流に
変換して負荷７に給電するか、または、組電池１６の放
電電力を直流のまま負荷７に給電する。組電池１６は、
ニッケル水素電池、ニッカド電池、リチウムイオン電池
などの単電池を複数個直列または並列接続して成る。組
電池１６は、金属ケース１２内において電池ケース２１
やホルダーなどに取り付けられる。電池ケース２１やホ
ルダーは冷却風路３１が形成され、その両端部には冷却
用空気の導入口３２と排出口３３を備え、排出口３３ま
たはその近傍には冷却ファン１８が設けられている。冷
却ファン１８は導入口３２より吸い込んだ空気を組電池
１６に当て該空気で該組電池を冷却して熱交換を行わ
せ、温まった空気を排出口３３より装置外部に強制排気
する。冷却ファン８は充放電回路１３と熱電素子１０と
に接続されている。該熱電素子１０は、ペルチェ素子か
ら成り、発熱面１０ａと吸熱面１０ｂに温度差が生じる
と電力を生成する。該熱電素子１０の発熱面１０ａは、
組電池１６の表面に密着させるか、または、電池ケース
２１などの組電池１６に直接または間接に接する部材で
あって充放電時に一番高い温度分布を示す部位に装着さ
れる。組電池１６の表面に密着させた場合は、電池温度
上昇の追従性を上げることができる。反対側の吸熱面１
０ｂは、発熱面１０ａより低い温度となるよう冷却風路
３１の空気導入口３２に面するよう配されるが、より温
度差を大きくするためにヒートシンクなどを装着しても
よい。かかる構成において、充電または放電に伴い、電
池温度が上昇すると、装着された熱電素子１０の発熱面
１０ａが熱せられ、吸熱面１０ｂとの間に温度差を生じ
る。このため、熱電素子１０は組電池１６のジュール熱
及び発熱反応による熱エネルギーを吸収して電力を生成
する。該電力は冷却ファン１８に供給されて該冷却ファ
ン１８を駆動する。該冷却ファン１８の回転による冷却
空気で組電池１６が強制空冷される。この生成される電
力は、発熱面１０ａと吸熱面１０ｂの温度差が大きいほ
ど大きい。このため、組電池１６の温度に応じたファン
風量を供給できる。また充電または放電終了後に、組電
池１６が十分に冷却されていない場合は、発熱面１０ａ
と吸熱面１０ｂとの間には温度差が依然存在するため、
冷却ファン１８は駆動され続ける。上記図５の構成の蓄
電装置によれば、温度上昇による熱エネルギーを利用し
て冷却ファンを駆動させるため、組電池の冷却に係る消
費電力を抑えつつ、組電池の温度に応じた冷却を行うこ
とができる。商用電源や電池電源の利用不可な充放電未
運転時にも電池冷却が可能である。

【００１４】図６は本発明の実施例としての蓄電装置の
他の構成例である。上記図５における構成に対し、熱電
素子１０の発熱面１０ａが、金属ケース１２の内面に取
り付けられている点、及び、充放電装置１３からも冷却
ファン１８へ駆動電力が給電されるようになっている点
が異なる。該発熱面１０ａは、直射日光照射等により金
属ケース１２が高い温度分布を示す部位に密着状態で装
着されている。吸熱面１０ｂは、該金属ケース１２の内
側方向を向き、該発熱面１０ａよりも低い温度となる
が、より温度差を大きくし生成電力を増大させるために
ヒートシンクなどを装着してもよい。充電放電運転時に
おいては、充放電装置１３からも冷却ファン１８へ駆動
電力が給電され、冷却ファン１８を回転させて組電池１
６を強制空冷する。一方、蓄電装置未運転時には充放電
装置１３より冷却ファン８への給電は行われない。この
ような状態で、例えば直射日光等により金属ケース１２
が熱せられ表面温度が上昇すると、ケース内側に装着さ
れた熱電素子１０の発熱面１０ａも同時に熱せられ、吸
熱面１０ｂとの間に温度差を生じ、熱電素子１０は金属
ケース２からの熱エネルギーを吸収して電力を生成す
る。この電力は冷却ファン１８に供給されて該冷却ファ
ン１８を駆動する。一般に、金属ケース１２の表面温度
の上昇速度は、熱容量の大きい組電池６よりも大きいた
め、組電池１６の温度が上昇する前から冷却ファン１８
に電力を送電し空冷を開始することが可能であり、これ
によって、より効果的に組電池１６の冷却を行うことが
できる。また、このような未運転時には、充放電装置１
３の発熱や電池自身の発熱がないため、外部条件に起因
する温度上昇さえ抑制できればよい。上記図６の構成の
蓄電装置によれば、温度上昇による熱エネルギーを利用
して冷却ファンを駆動させるため、組電池の冷却に係る
消費電力を抑えつつ、組電池の温度に応じた冷却を行う
ことができる。商用電源や電池電源の利用不可な充放電
未運転時にも電池冷却が可能で、電池温度が上昇する前
から空冷を開始することもできる。特に、蓄電装置の運
転時には、充放電装置１３からの電力も冷却ファン１８
に供給されるため、冷却能力を大幅に高め、高い温度環
境下での蓄電装置使用に対応できる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、放電については、単電
池の電圧を高精度に管理した状態で組電池の放電を行わ
せることができ、負荷に安定して電力を供給できる。電
流増加に基づく負荷電力や、損失の増大も防止でき、負
荷を含めた放電回路系または蓄電装置の効率を向上させ
得る。また、各単電池のＳＯＣ（残存充電率）の差を少
なく抑えることができる。

【００１６】また、冷却については、温度上昇による熱
エネルギーを冷却電力に利用する構成のため、消費電力
を低減した状態で効率的に組電池を冷却できる。また、
商用電源や電池電源の利用不可な充放電未運転時にも冷
却が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての放電回路の構成例図で
ある。

【図２】図１の放電回路の動作説明図である。

【図３】図１の放電回路における制御動作の説明図であ
る。

【図４】組電池の充電特性例を示す図である。

【図５】本発明の実施例としての蓄電装置の構成例図で
ある。

【図６】本発明の実施例としての蓄電装置の構成例図で
ある。

【符号の説明】

Ｂ１〜Ｂｎ…単電池、ＳＷ１〜ＳＷｎ…切換え用スイ
ッチ、１…スイッチ駆動回路、２…制御用マイコ
ン、３…電池電圧検出回路、４…ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ、５…負荷、１０…熱電素子、１０ａ…発熱
面、１０ｂ…吸熱面、１２…金属ケース、２１…
電池ケース、１６…組電池、１８…冷却ファン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−163060（ＪＰ，Ａ) 特開平10−313544（ＪＰ，Ａ) 特開平７−169509（ＪＰ，Ａ) 特開2002−272010（ＪＰ，Ａ) 特開平11−150877（ＪＰ，Ａ) 特開平６−178446（ＪＰ，Ａ) 特開平10−285818（ＪＰ，Ａ) 特開2000−60017（ＪＰ，Ａ) 特開2000−312443（ＪＰ，Ａ) 特開2001−178003（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 302 H01M 10/44 H01M 10/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の単電池を直列接続して成る組電池
の放電方法であって、放電状態で各単電池の電圧を検出する第１のステップ
と、検出された電圧から最大電圧と最小電圧の電圧差を求め
る第２のステップと、この求められた電圧差から特定の単電池の接続を組電池
から切り離すかどうかを判断し、切り離すと判断された
場合に前記最小の電圧を出力している単電池を組電池か
ら切り離す第３のステップと、を備えたことを特徴とする組電池の放電方法。
【請求項２】上記第３のステップにおいて、組電池から
切り離しが可能な単電池の個数は、組電池の電圧変動を
抑えるためのＤＣ／ＤＣコンバータの許容入力電圧に基
づき定められる請求項１に記載の組電池の放電方法。
【請求項３】複数個の単電池を直列接続した組電池の放
電回路であって、単電池単位で設けられた電流迂回手段と、該電流迂回手段をオンまたはオフ状態にするスイッチ手
段と、各単電池の電圧を検出し、最大電圧と最小電圧の電圧差
を求め、該電圧差が所定の値よりも大きい場合に前記最
小電圧を出力している単電池を組電池から切り離すよう
に前記スイッチ手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする組電池の放電回路。
【請求項４】複数個の単電池を直列接続した組電池の放
電回路であって、単電池単位で設けられた電流迂回手段と、該電流迂回手段をオンまたはオフ状態にするスイッチ手
段と、各単電池の電圧を検出し、最大電圧と最小電圧の電圧差
を求め、該電圧差が所定の値よりも大きい場合に前記最
小電圧を出力している単電池を組電池から切り離すよう
に前記スイッチ手段を制御する制御手段と、前記組電池の出力電圧変動を抑えて負荷側に供給するた
めのＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えたことを特徴とする組電池の放電回路。