JP5366641B2 - リチウムイオン組電池管理装置およびリチウムイオン組電池システム - Google Patents

Description

この発明は、リチウムイオン二次電池を複数接続した組電池を管理するリチウムイオン組電池管理装置および、この装置を備えたリチウムイオン組電池システムに関する。

リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高い、自己放電量が少ない、などという利点を有し、自動車用蓄電池や電気・電子機器用蓄電池などとして広く使用されている。また、使用目的に応じた電圧や容量を得るために、単電池であるリチウムイオンセルを複数接続して組電池を構成し、使用する場合がある。一方、リチウムイオン二次電池は、過充電などによって異常発熱が生じ、さらには、電解液が有機溶剤であるために発火事故が発生するおそれがある。

このため、組電池として使用する場合に、各リチウムイオンセルを適正に充電するために、バイパス回路を設けた技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術は、複数のリチウムイオンセルを直列に接続して電池回路列を構成し、この電池回路列を複数並列に接続する。また、各リチウムイオンセルにバイパス回路を設け、それぞれのリチウムイオンセルが充電完了電圧に達した際に、対応するバイパス回路で充電電流をバイパスし、さらに、同一電池回路列内のすべてのリチウムイオンセルが充電完了電圧に達した場合に、この電池回路列を充電回路から切り離す。これにより、リチウムイオンセルの過充電を防止する、というものである。

特開２００６−３１８８４３号公報

ところで、充電電圧が高いリチウムイオンセルに対して充電電流をバイパスしても、各リチウムイオンセルを適正に充電できない場合がある。すなわち、バイパスをしてもリチウムイオンセルの異常により充電電圧が下がらず、他の一部のリチウムイオンセルの充電電圧が上がらずに、均等、適正な充電が行われない場合がある。このような場合、上記特許文献１に記載のように充電完了電圧に達したリチウムイオンセルの充電電流をバイパスしても、各リチウムイオンセルを適正に充電できないばかりでなく、一部のリチウムイオンセルの過充電によって異常発熱が生じるおそれがある。

さらに、異常発熱などの障害は、過充電のみによって生じるものではない。例えば、過放電によって正極のコバルトが溶出したり、陰極（負極）の集電体の銅が溶出したりして、二次電池として機能しなくなり、異常発熱に至るおそれがある。また、エネルギー密度が高いために、短絡時には急激に過熱する危険性が高い。そして、このような障害は、それぞれのリチウムイオンセルで生じるおそれがあり、複数のリチウムイオンセルで組電池を構成した場合には、さらにそのリスク、危険性が高まり、一部のリチウムイオンセルの異常が組電池全体の障害を引き起こすおそれがある。このため、リチウムイオンセルを組電池として使用する場合には、より高い安全性が求められる。これに対して、上記特許文献１に記載の技術では、このような安全性を確保することができない。

そこでこの発明は、複数のリチウムイオン二次電池を組電池として使用する場合に、より高い安全性を確保することが可能なリチウムイオン組電池管理装置およびリチウムイオン組電池システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、リチウムイオン二次電池が複数直列に接続されて単組電池が構成され、前記単組電池がひとつまたは複数並列に接続されたリチウムイオン組電池を管理するリチウムイオン組電池管理装置であって、リチウムイオン二次電池の電圧や温度などのセル状態を監視するとともに、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定値内になるように調整するセルコントローラと、前記単組電池ごとに設けられ、該単組電池内のセルコントローラから受信したセル状態を解析するとともに、該単組電池の充電電流や放電電流などの単組電池状態を監視、解析する単組電池管理ユニットと、前記単組電池ごとに設けられ、単組電池に電力を供給する充電源と該単組電池との接続を接離する充電スイッチと、前記単組電池ごとに設けられ、単組電池から電力を供給される負荷設備と該単組電池との接続を接離する放電スイッチと、を備え、前記充電スイッチと放電スイッチとは、対応する単組電池管理ユニットの解析結果に基づいて制御され、
前記単組電池管理ユニットは、前記単組電池の充電電流と放電電流を計測する電流計および前記単組電池の総電圧を計測する電圧計を含む計測器群と、前記セルコントローラから受信したセル状態および前記計測器群で計測された前記単組電池状態を解析するプログラムからなる解析部とを有している、ことを特徴とする。

この発明によれば、セルコントローラによって各リチウムイオン二次電池の充電電圧が調整されるとともに、各リチウムイオン二次電池のセル状態が監視され、セル状態が対応する単組電池管理ユニットに送信される。さらに、各単組電池管理ユニットによって、各リチウムイオン二次電池の状態が解析されるとともに、単組電池全体の状態が監視、解析される。そして、これらの解析結果に基づいて、単組電池ごとに充電スイッチおよび放電スイッチが制御され、各単組電池への電力供給や各単組電池からの電力供給、つまり各単組電池の充放電が制御される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリチウムイオン組電池管理装置において、充電中に前記単組電池管理ユニットで前記リチウムイオン二次電池の異常あるいは前記単組電池の異常と判断すると、前記充電スイッチを切り離して該単組電池の充電を停止するとともに、前記放電スイッチは接続状態を維持して該単組電池からの放電を可能とする、ことを特徴とする。

この発明によれば、充電中の各単組電池においてリチウムイオン二次電池の異常あるいは単組電池の異常と判断されると、この単組電池への充電が停止されるとともに、この単組電池からの放電は可能な状態とされる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のリチウムイオン組電池管理装置において、放電中に前記単組電池管理ユニットで前記リチウムイオン二次電池の異常あるいは前記単組電池の異常と判断すると、前記放電スイッチを切り離して該単組電池からの放電を停止する、ことを特徴とする。

この発明によれば、放電中の各単組電池においてリチウムイオン二次電池の異常あるいは単組電池の異常と判断されると、この単組電池からの放電が停止される。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３に記載のリチウムイオン組電池管理装置において、各単組電池管理ユニットからセル状態と単組電池状態とを収集し、蓄積する監視装置を備える、ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、リチウムイオン二次電池が複数直列に接続されて単組電池が構成され、前記単組電池がひとつまたは複数並列に接続されたリチウムイオン組電池システムであって、リチウムイオン二次電池の電圧や温度などのセル状態を監視するとともに、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定値内になるように調整するセルコントローラと、前記単組電池ごとに設けられ、該単組電池内のセルコントローラから受信したセル状態を解析するとともに、該単組電池の充電電流や放電電流などの単組電池状態を監視、解析する単組電池管理ユニットと、前記単組電池ごとに設けられ、単組電池に電力を供給する充電源と該単組電池との接続を接離する充電スイッチと、前記単組電池ごとに設けられ、単組電池から電力を供給される負荷設備と該単組電池との接続を接離する放電スイッチと、を備え、前記充電スイッチと放電スイッチとは、対応する単組電池管理ユニットの解析結果に基づいて制御され、前記単組電池管理ユニットは、前記単組電池の充電電流と放電電流を計測する電流計および前記単組電池の総電圧を計測する電圧計を含む計測器群と、前記セルコントローラから受信したセル状態および前記計測器群で計測された前記単組電池状態を解析するプログラムからなる解析部とを有している、ことを特徴とする。

請求項１および５に記載の発明によれば、各リチウムイオン二次電池の状態や各単組電池全体の状態が解析され、その解析結果に基づいて、つまり各リチウムイオン二次電池や各単組電池全体の異常の有無などに基づいて、単組電池ごとに充放電が制御される。例えば、セルコントローラによる電圧調整では各リチウムイオン二次電池の充電電圧が適正化されない場合に異常と判断され、対応する単組電池の充放電が制御される。このようにして、各リチウムイオン二次電池や各単組電池全体の異常が検知され、各単組電池の充放電が制御されることで、高い安全性を確保することが可能となる。しかも、単組電池ごとに充放電を制御するため、ある単組電池内のリチウムイオン二次電池に異常が発生した場合でも、その単組電池のみが制御され、他の単組電池は影響を受けず、他の単組電池によって電池機能・運用を維持することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、充電中にリチウムイオン二次電池の異常あるいは単組電池の異常と解析されると、その単組電池への充電が停止されるため、過充電による異常発熱などを防止することが可能となる。一方、その単組電池からの放電は可能なため、組電池全体の放電容量は下がらず、負荷設備に対して十分な電力を供給することができる。

請求項３に記載の発明によれば、放電中にリチウムイオン二次電池の異常あるいは単組電池の異常と解析されると、その単組電池からの放電が停止されるため、過放電による異常発熱などを防止することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、各リチウムイオン二次電池や各単組電池の状態が監視装置に蓄積されるため、蓄積された状態データを解析することで、組電池全体をより安全に運用することが可能となる。

この発明の実施の形態に係るリチウムイオン組電池システムを無停電電源装置に適用した状態を示す概略構成図である。 図１のシステムのセルコントローラを示す概略構成図である。 図１のシステムの単組電池管理ユニットを示す概略構成ブロック図である。 この発明の実施の形態に係るリチウムイオン組電池システムを整流装置に適用した状態を示す概略構成図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係るリチウムイオン組電池システム１を無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｐｐｌｙ）に適用した状態を示す概略構成図である。このリチウムイオン組電池システム１は、単電池であるリチウムイオンセル（リチウムイオン二次電池）２が複数直列に接続されて単組電池３が構成され、さらにこの単組電池３が複数並列に接続されてリチウムイオン組電池が構成されており、このようなリチウムイオン組電池を管理するリチウムイオン組電池管理装置を備えるものである。

このリチウムイオン組電池管理装置は、複数のセルコントローラ４、単組電池管理ユニット５、充電スイッチ６、放電スイッチ７と、単一の監視装置８とを備えている。また、この実施の形態では、直列に連続する６〜１２個のリチウムイオンセル２を１モジュール３１とし、このモジュール３１が複数直列に接続されて単組電池３が構成されている。そして、セルコントローラ４は、モジュール３１ごとに配設され、単組電池管理ユニット５、充電スイッチ６および放電スイッチ７は、単組電池３ごとに配設されている。

セルコントローラ４は、各リチウムイオンセル２の電圧や温度などのセル状態を測定、監視するとともに、各リチウムイオンセル２の充電電圧が所定値内になるように調整するものである。具体的には、図２に示すように、各リチウムイオンセル２に配設された測定調整部４１と、各測定調整部４１と通信可能に接続されたモジュール管理部４２とを備えている。測定調整部４１は、リチウムイオンセル２の電圧（充電中の電圧、放電中の電圧）や温度、後述するバイパス回路部に流れるバイパス電流などを測定する測定器部と、充電電流をバイパスさせるとともにリチウムイオンセル２を放電させるバイパス回路部とを備えている。そして、測定器部で測定されたリチウムイオンセル２の充電電圧が所定値よりも高い場合に、バイパス回路部によってリチウムイオンセル２を放電させて電圧を下げ、充電電圧を所定値内に調整するようになっている。また、モジュール管理部４２は、各測定調整部４１を制御するとともに、各測定調整部４１で測定されたリチウムイオンセル２の電圧や温度などのセル状態を、リアルタイムに単組電池管理ユニット５に送信する機能を備えている。

単組電池管理ユニット５は、対応する単組電池３内の各セルコントローラ４から受信したセル状態を解析するとともに、この単組電池３の充電電流や放電電流、総電圧などの単組電池状態を監視、解析するものである。具体的には、図３に示すように、主として、計測器群５１と、通信部５２と、入力部５３と、警報部５４と、制御部５５と、解析部５６と、これらを制御などする中央処理部５７とを備えている。

計測器群５１は、単組電池３の充電電流や放電電流を計測する電流計や、単組電池３の総電圧（充電中の電圧、放電中の電圧）を計測する電圧計などの計器から構成されている。通信部５２は、各セルコントローラ４および監視装置８とデータ通信を行うための通信インターフェイスであり、各セルコントローラ４からセル状態などを受信したり、セル状態や単組電池状態などを監視装置８に送信したりするものである。入力部５３は、解析部５６で後述するようにして解析、判断するための判断基準値（閾値）、具体的には、リチウムイオンセル２の許容電圧や許容温度、許容バイパス電流および、単組電池３の許容充電電流や許容放電電流などを入力、設定するものである。

警報部５４は、解析部５６によって後述するようにしてリチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３全体の異常と判断された場合に、警報を発するものであり、ＬＥＤランプや警報ブザーなどで構成されている。また、リチウムイオンセル２が異常の場合には、該当するモジュール３１とリチウムイオンセル２を表示するようになっている。制御部５５は、解析部５６による後述するような解析結果に基づいて、充電スイッチ６および放電スイッチ７に制御信号（開閉信号）を送信するものである。

解析部５６は、各セルコントローラ４から受信したセル状態と、計測器群５１で計測された単組電池状態とを解析し、リチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３全体の異常などが発生しているか否かを判断などするタスク（プログラム）である。具体的には、単組電池３の充放電状態などに応じて、次のように解析、判断して、中央処理部５７に解析結果を伝送する。なお、次のケースＣ１〜Ｃ５は例示であり、これらの解析、判断に限られるものではない。

「ケースＣ１」
充電中において、一部のリチウムイオンセル２の充電電圧が所定値外である状態が一定時間継続した場合、つまりセルコントローラ４で電圧調整してもセル電圧のバラツキが解消されない場合には、そのリチウムイオンセル２が異常と判断する。そして、該当する充電スイッチ６を切り離してその単組電池３の充電を停止すべき解析結果を出す。ここで、セルコントローラ４においてセル電圧が所定値外である状態が一定時間継続しているか否かを監視し、経過した場合に、その情報（警報情報）を単組電池管理ユニット５に送信するようにしてもよい。

「ケースＣ２」
充電中において、単組電池３の充電電流または総充電電圧が許容値よりも大きい場合には、その単組電池３全体が異常と判断し、充電スイッチ６を切り離して単組電池３の充電を停止すべき解析結果を出す。

「ケースＣ３」
充電中および放電中において、一部のリチウムイオンセル２の温度が許容値よりも大きい場合には、そのリチウムイオンセル２が異常と判断する。そして、充電中の場合には、該当する充電スイッチ６を切り離してその単組電池３の充電を停止すべき解析結果を出し、放電中の場合には、該当する放電スイッチ７を切り離してその単組電池３からの放電を停止すべき解析結果を出す。ここで、セルコントローラ４において温度が許容値を超過しているか否かを判断し、超過している場合に、その情報を単組電池管理ユニット５に送信するようにしてもよい。

「ケースＣ４」
放電中において、複数のリチウムイオンセル２の電圧が許容セル終止電圧よりも低くなった場合には、リチウムイオンセル２の電圧が許容外（異常）と判断し、該当する放電スイッチ７を切り離してその単組電池３からの放電を停止すべき解析結果を出す。同様に、一部のリチウムイオンセル２の電圧が予め設定された過放電電圧以下である場合には、そのリチウムイオンセル２が異常と判断し、該当する放電スイッチ７を切り離してその単組電池３からの放電を停止すべき解析結果を出す。ここで、セルコントローラ４においてセル電圧が許容セル終止電圧などよりも低いか否かを判断し、低い場合に、その情報を単組電池管理ユニット５に送信するようにしてもよい。

「ケースＣ５」
放電中において、単組電池３の放電電流が許容値よりも大きい場合、または、単組電池３の総電圧が許容総終止電圧よりも低くなった場合には、その単組電池３全体が放電許容外（異常）と判断し、該当する放電スイッチ７を切り離してその単組電池３からの放電を停止すべき解析結果を出す。

充電スイッチ６は、単組電池３に電力を供給する充電源とこの単組電池３との接続を接離するスイッチである。すなわち、図１に示すように、商用電源１００からの電力が交流直流変換器１０１で直流に変換され、充電スイッチ６を介して単組電池３に供給されるようになっている。この充電スイッチ６は、フロート充電状態では通常、オン（接続）状態となっている。

放電スイッチ７は、単組電池３から電力を供給される負荷設備とこの単組電池３との接続を接離するスイッチである。すなわち、単組電池３からの電力が、放電スイッチ７を介して供給され、直流交流変換器１０２で交流に変換されて、負荷設備１０３に供給されるようになっている。この放電スイッチ７は、直列に接続されたスイッチ本体７１とダイオード７２とから構成され、ダイオード７２は、単組電池３からの電流の流れのみを許容する機能を有する。そして、通常時はスイッチ本体７１がオン状態で、単組電池３からの放電が常時可能であり、放電スイッチ７を介して単組電池３には電力が供給されないようになっている。

これらの充電スイッチ６と放電スイッチ７とは、対応する単組電池管理ユニット５の解析結果に基づいて制御されるようになっている。すなわち、上記のように、単組電池管理ユニット５の解析部５６による解析結果に基づき、制御部５５から制御信号が送信されると、これを受けて充電スイッチ６および放電スイッチ７が開閉するものである。

監視装置８は、各単組電池管理ユニット５からセル状態や単組電池状態、および解析部５６による解析結果などを受信、収集し、これらのデータを蓄積する装置である。また、この監視装置８は、蓄積したデータを出力（表示、印刷等）したり、集計したりする機能を備えている。さらに、監視装置８は、ＬＡＮ回線、公衆回線等を利用してデータを遠隔地の監視センタ等に転送できる機能を備えている。

次に、このような構成のリチウムイオン組電池管理装置およびリチウムイオン組電池システム１の作用などについて、説明する。

まず、フロート充電を開始する充電開始時には、各単組電池管理ユニット５において全リチウムイオンセル２の電圧がゼロＶよりも高く、充電可能状態であることが確認されると、各単組電池管理ユニット５の充電スイッチ６および放電スイッチ７がオンされる。これにより、商用電源１００からの電力が充電スイッチ６を介して単組電池３に供給され、フロート充電が開始される。また、商用電源１００からの電力は、交流直流変換器１０１および直流交流変換器１０２を介して、負荷設備１０３に供給される。この充電状態では、上記のようにして、常に各セルコントローラ４によってリチウムイオンセル２のセル状態が測定、監視されるとともに、各リチウムイオンセル２の充電電圧が所定値内になるように調整される。また、各リチウムイオンセル２のセル状態がリアルタイムに単組電池管理ユニット５に送信され、単組電池管理ユニット５では対応する単組電池３の単組電池状態が監視される。

続いて、解析部５６によって、上記のようにして、リチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３全体の異常が発生しているか否かが解析、判断される。例えば、上記ケースＣ１のように、セル電圧のバラツキが解消されない場合には、リチウムイオンセル２の異常と判断され、充電スイッチ６が切り離されて、この単組電池３の充電が停止されるとともに、警報部５４から警報が発せられる。このとき、放電スイッチ７は接続状態が維持されているため、この単組電池３からの放電は可能となっている。また、上記ケースＣ２のように、単組電池３の充電電流や総充電電圧が許容値よりも大きい場合には、単組電池３全体の異常と判断されて、同様に、単組電池３の充電が停止され、警報が発せられる。さらに、上記ケースＣ３のように、リチウムイオンセル２の温度が許容値よりも大きい場合にも、リチウムイオンセル２の異常と判断されて、同様に、単組電池３の充電が停止され、警報が発せられる。

一方、商用電源１００からの電力供給が停止（停電）すると、各単組電池３が放電を開始し、各単組電池３からの電力が放電スイッチ７を負荷設備１０３に供給される。この放電状態においても、充電時と同様に、各リチウムイオンセル２のセル状態がリアルタイムに単組電池管理ユニット５に送信され、単組電池管理ユニット５では対応する単組電池３の単組電池状態が監視される。そして、解析部５６によって、リチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３全体の異常が発生しているか否かが解析、判断される。

例えば、上記ケースＣ３のように、リチウムイオンセル２の温度が許容値よりも大きい場合には、リチウムイオンセル２の異常と判断され、放電スイッチ７のスイッチ本体７１が切り離されて、この単組電池３の放電が停止されるとともに、警報部５４から警報が発せられる。また、上記ケースＣ４のように、リチウムイオンセル２の電圧が許容セル終止電圧などよりも低くなった場合には、リチウムイオンセル２の異常と判断されて、同様に、単組電池３の放電が停止され、警報が発せられる。さらに、上記ケースＣ５のように、単組電池３の放電電流が許容値よりも大きい場合などには、この単組電池３全体が異常と判断されて、同様に、単組電池３の放電が停止され、警報が発せられる。

このような組電池管理が充放電のたびに行われ、同時に、各単組電池管理ユニット５から監視装置８にセル状態や単組電池状態、解析結果などが逐次送信され、監視装置８にてこれらのデータが蓄積、集計されるものである。

以上のように、このリチウムイオン組電池管理装置およびリチウムイオン組電池システム１によれば、各リチウムイオンセル２の状態や各単組電池３全体の状態を解析して、セル２や単組電池３全体の異常の有無を判断し、単組電池３ごとに充放電を制御するため、高い安全性を確保することが可能となる。すなわち、充電中にリチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３の異常と解析すると、その単組電池３への充電を停止するため、過充電による異常発熱などを防止することが可能となる。一方、その単組電池３からの放電は可能なため、組電池システム１全体の放電容量は下がらず、負荷設備３に対して十分な電力を供給することができる。また、放電中にリチウムイオンセル２の異常あるいは単組電池３の異常と解析すると、その単組電池３からの放電を停止するため、過放電による異常発熱などを防止することが可能となる。

しかも、各リチウムイオンセル２の状態のみならず、各単組電池３全体の状態に基づいて異常の有無を判断するため、適正、柔軟かつ多様な判断が可能となり、より高い安全性を確保することが可能となる。また、異常と解析された場合には、警報が発せられるため、異常に対して適正かつ迅速な対応をとることが可能となる。さらに、単組電池３ごとに充放電を制御するため、ある単組電池３内のリチウムイオンセル２に異常が発生した場合でも、その単組電池３のみが制御される。このため、他の単組電池４に影響を与えることなく、他の単組電池４によってシステム運用を維持することが可能となる。また、各リチウムイオンセル２や各単組電池３の状態が監視装置８に蓄積されるため、蓄積された状態データを解析することで、組電池システム１全体をより安全、適正に運用することが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の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の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、リチウムイオン組電池システム１を無停電電源装置に適用する場合について説明したが、整流装置や電気自動車など、他の設備に適用することもできる。このとき、適用する設備に応じて、リチウムイオンセル２や単組電池３の数などを調整する。例えば、整流装置に適用する場合には、図４に示すように、６〜１３個程度のリチウムイオンセル２を直列に接続した単組電池３をひとつ配設し、セルコントローラ４や単組電池管理ユニット５などをそれぞれひとつ配設して、リチウムイオン組電池システム１１を構成する。そして、商用電源１００からの電力が交流直流変換器１０１および充電スイッチ６を介して単組電池３に供給され、単組電池３からの電力が、放電スイッチ７を介して負荷設備１０３に供給されるものである。

また、上記の実施の形態では、リチウムイオンセル２が異常の場合に、単組電池管理ユニット５の警報部５４から警報を発しているが、対応するセルコントローラ４から警報を発し、かつ異常のリチウムイオンセル２のセル番号を表示するようにしてもよい。さらに、セルコントローラ４をモジュール３１ごとに配設しているが、リチウムイオンセル２ごとに配設するようにしてもよい。

１、１１ リチウムイオン組電池システム
２ リチウムイオンセル（リチウムイオン二次電池）
３ 単組電池
３１ モジュール
４ セルコントローラ
５ 単組電池管理ユニット
６ 充電スイッチ
７ 放電スイッチ
８ 監視装置

Claims (5)

1. リチウムイオン二次電池が複数直列に接続されて単組電池が構成され、前記単組電池がひとつまたは複数並列に接続されたリチウムイオン組電池を管理するリチウムイオン組電池管理装置であって、
   リチウムイオン二次電池の電圧や温度などのセル状態を監視するとともに、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定値内になるように調整するセルコントローラと、
   前記単組電池ごとに設けられ、該単組電池内のセルコントローラから受信したセル状態を解析するとともに、該単組電池の充電電流や放電電流などの単組電池状態を監視、解析する単組電池管理ユニットと、
   前記単組電池ごとに設けられ、単組電池に電力を供給する充電源と該単組電池との接続を接離する充電スイッチと、
   前記単組電池ごとに設けられ、単組電池から電力を供給される負荷設備と該単組電池との接続を接離する放電スイッチと、を備え、
   前記充電スイッチと放電スイッチとは、対応する単組電池管理ユニットの解析結果に基づいて制御され、
   前記単組電池管理ユニットは、前記単組電池の充電電流と放電電流を計測する電流計および前記単組電池の総電圧を計測する電圧計を含む計測器群と、前記セルコントローラから受信したセル状態および前記計測器群で計測された前記単組電池状態を解析するプログラムからなる解析部とを有している、ことを特徴とするリチウムイオン組電池管理装置。
2. 充電中に前記単組電池管理ユニットで前記リチウムイオン二次電池の異常あるいは前記単組電池の異常と判断すると、前記充電スイッチを切り離して該単組電池の充電を停止するとともに、前記放電スイッチは接続状態を維持して該単組電池からの放電を可能とする、ことを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン組電池管理装置。
3. 放電中に前記単組電池管理ユニットで前記リチウムイオン二次電池の異常あるいは前記単組電池の異常と判断すると、前記放電スイッチを切り離して該単組電池からの放電を停止する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のリチウムイオン組電池管理装置。
4. 各単組電池管理ユニットからセル状態と単組電池状態とを収集し、蓄積する監視装置を備える、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のリチウムイオン組電池管理装置。
5. リチウムイオン二次電池が複数直列に接続されて単組電池が構成され、前記単組電池がひとつまたは複数並列に接続されたリチウムイオン組電池システムであって、
   リチウムイオン二次電池の電圧や温度などのセル状態を監視するとともに、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定値内になるように調整するセルコントローラと、
   前記単組電池ごとに設けられ、該単組電池内のセルコントローラから受信したセル状態を解析するとともに、該単組電池の充電電流や放電電流などの単組電池状態を監視、解析する単組電池管理ユニットと、
   前記単組電池ごとに設けられ、単組電池に電力を供給する充電源と該単組電池との接続を接離する充電スイッチと、
   前記単組電池ごとに設けられ、単組電池から電力を供給される負荷設備と該単組電池との接続を接離する放電スイッチと、を備え、
   前記充電スイッチと放電スイッチとは、対応する単組電池管理ユニットの解析結果に基づいて制御され、
   前記単組電池管理ユニットは、前記単組電池の充電電流と放電電流を計測する電流計および前記単組電池の総電圧を計測する電圧計を含む計測器群と、前記セルコントローラから受信したセル状態および前記計測器群で計測された前記単組電池状態を解析するプログラムからなる解析部とを有している、
   ことを特徴とするリチウムイオン組電池システム。
   

Images