JP5409163B2 - Lithium-ion battery pack management device, management method and a lithium-ion battery pack system - Google Patents

Lithium-ion battery pack management device, management method and a lithium-ion battery pack system Download PDF

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知伸 辻川
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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、管理方法および、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。 The present invention, lithium-ion battery pack management apparatus for managing a battery assembly connecting a plurality of lithium ion secondary battery, management methods and relates to a lithium-ion battery pack system including the device.

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。 Lithium ion secondary batteries, the energy density is high, the self-discharge amount is small, has the advantage that such are widely used as such a storage battery storage battery and electric and electronic equipment for motor vehicles. 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。 Further, in order to obtain the voltage and capacity in accordance with the intended use, the lithium-ion cell is a single cell to form an assembled battery by connecting a plurality, may use. 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。 On the other hand, lithium ion secondary batteries, cause abnormal heat such as by overcharging, further, there is a possibility that fire accident occurs because electrolyte is an organic solvent.

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。)。 Therefore, when used as a battery pack, in order to properly charge each lithium-ion cell, the technique provided a bypass circuit is known (e.g., see Patent Document 1.). 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。 This technique constitutes a battery circuit array by connecting a plurality of lithium-ion cells in series, to connect the battery circuit series multiple parallel. 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。 Also, a bypass circuit provided in each of the lithium-ion cell, when the respective lithium-ion cell reaches the fully charged voltage, bypassing the charge current corresponding bypass circuit, further, all the lithium ion in the same battery circuit in a column If the cell has reached the fully charged voltage, disconnect the battery circuit array from the charging circuit. 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。 This prevents over-charging of the lithium-ion cells, is that.

特開2006−318843号公報 JP 2006-318843 JP

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たり、放電させたりしても、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。 Incidentally, or bypassing the charging current to the charging voltage high lithium-ion cell, also be or be discharged, it may not be properly charged each lithium-ion cell. すなわち、リチウムイオンセルの異常により、バイパスなどをしても充電電圧が下がらない場合や、一部のリチウムイオンセルの充電電圧が上がらない場合がある。 That is, the abnormality of the lithium-ion cell, and when the charging voltage even if the BYPASS does not decrease, there is a case where charging voltage of a portion of the lithium-ion cell does not increase. 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などしても、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、このような充電状態を継続することで、すべてのまたは一部のリチウムイオンセルが過充電状態となる場合がある。 In this case, even if such bypassing the charging current of the lithium-ion cell reaches the fully charged voltage as described in Patent Document 1, not only can not be charged properly each lithium-ion cell, such charge by continuing the state, all or some cases a portion of the lithium-ion cell is overcharged. すなわち、単に充電電流をバイパスなどするのみでは、過充電を防止することができず、異常発熱などを招くおそれがある。 That is, by merely including bypassing the charging current can not be prevented overcharging can lead to such abnormal heat generation.

特に、リチウムイオンセルがフロート充電(浮動充電)状態で使用・運用される場合、常に充電状態となっているため、上記のようにリチウムイオンセルの異常がある場合、過充電、さらには異常発熱などを招くおそれが高い。 In particular, when the lithium-ion cells are used and operated in float charge (floating charge) state, constantly it has become a charged state, if there is an abnormality of the lithium-ion cell as described above, overcharge, more abnormal heat It is high may lead to such. さらに、組電池の総電圧が所定のフロート充電電圧に達する前の充電初期においては、リチウムイオンセルの特性や仕様容量、残容量などに応じて、充電電流の変化や充電電圧の変化などの充電挙動が異なり、各リチウムイオンセル間での差異も生じる。 Further, in the initial charging before the total voltage of the assembled battery reaches a predetermined float charge voltage, characteristics and specifications capacity of the lithium-ion cell, depending on the remaining capacity, charge such as changing or charging voltage of the charging current different behavior also occurs difference between the lithium-ion cell. 従って、フロート充電の充電初期においては、過充電や異常発熱などが生じるおそれがあり、このような充電初期における安全性を高めることが、リチウムイオンセルをフロート充電で使用するためには必要であると、本出願人は考えるに至った。 Accordingly, in the initial charging of the float charge, there is a possibility that overcharge or abnormal heat generation occurs, to increase the safety in this charging initial is necessary for use in the float charge the lithium-ion cell and, the applicant was led to think.

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フロート充電使用する場合に、より高い安全性を確保することを可能にするリチウムイオン組電池管理装置、管理方法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。 Therefore this invention, in the case of float charge using a plurality of the lithium ion secondary battery as a battery pack, the higher lithium-ion battery pack management device that allows to ensure safety, management method and a lithium-ion battery pack system an object of the present invention is to provide a.

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た単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電される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充電電圧を監視し、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧以下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、単組電池をフロート充電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、充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電 The invention according to claim 1 in order to achieve the above object, the management lithium ion secondary battery is connected connected single assembled battery to a plurality series to one or more parallel, the lithium-ion battery pack that is float charge a lithium-ion battery pack management device that monitors the charging voltage of the lithium ion secondary battery, a cell controller that the charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to a predetermined voltage or less, each of the single battery pack provided, the charging switch approaching and moving away from the connection between the charge source and the unit of assembled battery to float charge the single battery pack, provided in each of the single battery pack, the load facility to be powered from single battery pack and a discharge switch approaching and moving away from the connection between the unit battery pack, the charge initial state the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, the unit sets electrodeposition 内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が前記所定電圧よりも高い場合に、前記セルコントローラによる調整を行い、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、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。 When the charging voltage of the lithium ion secondary battery of the inner is higher than the predetermined voltage, to adjust by the cell controller, when a charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, the charge disconnecting switch stops the charging of the single battery pack, said discharge switch allows for discharge from the unit battery pack to maintain the connection state, characterized in that.

この発明によれば、充電初期状態において、各リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧よりも高い場合に 、所定電圧以下になるようにセルコントローラによる調整が行われる。 According to the present invention, the initial charging state, the charging voltage of each lithium ion secondary battery is higher than a predetermined voltage, is adjusted by a cell controller to be equal to or less than the predetermined voltage is performed. また、充電初期状態で充電量が所定充電量に達すると、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とされる。 Further, when the charge amount of the charge initially reaches a predetermined charge amount, together with the charge to the single battery pack is stopped, the discharge from the single battery pack are possible.

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、充電時間が前記リチウムイオン二次電池の容量と前記充電源の容量とに基づく所定時間に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in a lithium-ion battery pack management device according to claim 1, also reaches the predetermined time charging time based on the capacity of the charge source and the capacity of the lithium ion secondary battery wherein If without departing charge initial state, the connection maintenance of the discharge switch and disconnection of the charging switch, it is characterized.

この発明によれば、充電初期状態での充電時間が、例えば、リチウムイオン二次電池の仕様容量と充電源の充電容量とに基づく最大充電時間に達した場合に、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とされる。 According to the present invention, the charging time in the charging initial state, for example, charging when reaching the maximum charge time based on the specification capacity of the lithium ion secondary battery and the charging capacity of the charging source to the single battery pack There while being stopped, the discharge from the single battery pack are possible.

請求項3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、充電量が前記リチウムイオン二次電池の仕様容量に基づく所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, in a lithium-ion battery pack management device according to claim 1, the charge initial state even reaches a predetermined charge amount charging amount based on the specifications capacity of the lithium ion secondary battery removal If not, make a connection maintaining separately from the discharge switch of the charging switch, characterized in that.

この発明によれば、充電初期状態での充電量が、例えば、リチウムイオン二次電池の仕様容量の所定倍に達した場合に、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とされる。 According to the present invention, the charging amount of the charging initial state, for example, when it reaches a predetermined multiple of the specification capacity of the lithium ion secondary battery, with charging of the single battery pack is stopped, the single set of discharge from the battery is possible.

請求項4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、充電量が前記リチウムイオン二次電池の充電前の残容量に基づく所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、ことを特徴とする。 Invention according to claim 4, wherein the lithium-ion battery pack management device according to claim 1, wherein the initial charging stage is reached a predetermined charge amount based on the remaining capacity before charging charge amount of the lithium ion secondary battery If without departing the state, the connection maintaining separately from the discharge switch of the charging switch, characterized in that.

この発明によれば、充電初期状態での充電量が、例えば、リチウムイオン二次電池の仕様容量から充電前の残容量を差し引いた容量(満充電に足らない容量)の所定倍に達した場合に、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とされる。 According to the present invention, when the charge amount in the charge initial state, for example, reaches a predetermined multiple of the capacity obtained by subtracting the remaining capacity before charging from the specification capacity of the lithium ion secondary battery (full inconsequential to charge capacity) to, together with the charge to the single battery pack is stopped, the discharge from the single battery pack are possible.

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た単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電される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方法であって、充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電池内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧よりも高い場合に、該リチウムイオン二次電池の充電電圧を前記所定電圧以下に調整し、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、該単組電池の充電を停止するとともに、該単組電池からの放電は常時可能な状態とする、ことを特徴とする。 The invention according to claim 5, lithium ion secondary batteries are connected connected single assembled battery to a plurality series to one or more parallel, lithium-ion battery pack management method for managing a lithium ion battery pack that is float charge a is, in the charging the initial state the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, the charging voltage of the lithium ion secondary battery in the unit of assembled battery is higher than a predetermined voltage when the charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to be not more than the predetermined voltage, when the charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, to stop charging of the single battery pack with the discharge from the unit battery pack is always ready, and wherein the.

請求項6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た単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電される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充電電圧を監視し、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧以下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、単組電池をフロート充電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、充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電池内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が前記所定電圧 The invention according to claim 6, the lithium ion secondary battery is connected connected single assembled battery to a plurality series to one or more parallel, a lithium-ion battery pack system being float charge, the lithium ion secondary monitors the charging voltage of the battery, the cell controller charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to be less than a predetermined voltage, the provided for each single battery pack, the charging source and said to float charge the single battery pack a charging switch approaching and moving away from the connection between the single battery pack, provided in each of the single battery pack, a discharge switch approaching and moving away from the connection between the load equipment and the unit battery pack to be powered from single battery pack, the provided, in the charging the initial state the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, the charging voltage is the predetermined voltage of the lithium ion secondary battery in the unit battery pack も高い場合に、前記セルコントローラによる調整を行い、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、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。 If even higher, subjected to adjustment by the cell controller, when a charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, stops the charging of the single battery pack disconnects the charging switch, the discharge switch allows for discharge from the unit battery pack to maintain the connection state, characterized in that.

請求項1、5および6に記載の発明によれば、充電初期状態で充電量が所定充電量に達すると、この単組電池への充電が停止される。 According to the invention described in claim 1, 5 and 6, when the charge amount of the charge initially reaches a predetermined charge amount, charge to the single battery pack is stopped. つまり、充電をある程度まで行っても、リチウムイオン二次電池の異常などにより単組電池の総電圧が所定の電圧に達しない場合に、充電が停止される。 In other words, even if the charge to some extent, the total voltage of the single battery pack due to abnormal of the lithium ion secondary battery when not reach the predetermined voltage, charging is stopped. このため、リチウムイオン二次電池間でのバラツキが大きく不安定な充電初期状態において、過充電や異常発熱などを防止し、安全性を高めることが可能となる。 Therefore, the variation is large unstable initial charging state between the lithium-ion secondary battery, to prevent overcharging and overheating, it is possible to improve safety. しかも、単組電池ごとに充電を停止するため、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、その単組電池の充電のみが停止され、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。 Moreover, in order to stop charging for each single battery pack, even if the abnormality in the lithium-ion secondary battery within a single battery pack occurs, the only charge of the single battery pack is stopped, the other single assembled battery effect receiving not, it is possible to maintain the battery functions and operations by other single battery pack. また、充電を停止しても、この単組電池からの放電が可能なため、電池のバックアップ・予備電源としての機能を維持することができる。 Further, even if charging stops, because that can be discharged from the single battery pack, it is possible to maintain the function as a backup power backup battery.

請求項2に記載の発明によれば、充電初期状態での充電時間が、電池の容量と充電源の容量とに基づく所定時間に達した場合に、充電が停止される。 According to the invention described in claim 2, the charging time in the charging initial state, when it reaches a predetermined time based on the capacity of the charge source and capacity of the battery, charging is stopped. つまり、電池の容量と充電源の容量に応じた充電時間、充電量まで充電しても、単組電池の総電圧が所定の電圧に達しない場合に、充電が停止される。 That is, the charging time corresponding to the capacitance of the charge source and capacity of the battery, even when charged until the charging amount, when the total voltage of the single battery pack does not reach a predetermined voltage, charging is stopped. このため、電池の容量と充電源の容量に応じて、適正に安全性を確保することが可能となる。 Therefore, according to the capacity of the charging source and battery capacity, it is possible to ensure proper safety.

請求項3に記載の発明によれば、リチウムイオン二次電池の仕様容量に基づく所定充電量に達した場合に、充電が停止される。 According to the invention described in claim 3, when it reaches a predetermined charge amount based on the specifications capacity of the lithium ion secondary battery, charging is stopped. つまり、電池の仕様容量に応じた充電量まで充電しても、単組電池の総電圧が所定の電圧に達しない場合に、充電が停止される。 In other words, even when charged until the charging amount corresponding to the specification capacity of the battery, when the total voltage of the single battery pack does not reach a predetermined voltage, charging is stopped. このため、電池の仕様容量に応じて、適正に安全性を確保することが可能となる。 Therefore, in accordance with the specifications capacity of the battery, it is possible to ensure proper safety.

請求項4に記載の発明によれば、リチウムイオン二次電池の充電前の残容量に基づく所定充電量に達した場合に、充電が停止される。 According to the invention described in claim 4, when reaches a predetermined charge amount based on the remaining capacity before charging of the lithium ion secondary battery, charging is stopped. つまり、電池の充電前の残容量に応じた充電量まで充電しても、単組電池の総電圧が所定の電圧に達しない場合に、充電が停止される。 In other words, even when charged until the charging amount corresponding to the remaining capacity before charging of the battery, when the total voltage of the single battery pack does not reach a predetermined voltage, charging is stopped. このため、電池の残容量、状態に応じて、適正に安全性を確保することが可能となる。 Therefore, the remaining capacity of the battery, depending on the state, it is possible to ensure proper safety.

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。 Is a schematic diagram illustrating an application state lithium-ion battery pack system according to an embodiment the uninterruptible power supply of the present invention. 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。 It is a schematic diagram showing a system cell controller of FIG. 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。 It is a schematic block diagram illustrating a single assembled battery management unit of the system of Figure 1. 図1のシステムの運用開始時の処理、作用を示すフローチャートである。 Operation at the start of the processing of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 図1のシステムの初充電モードの処理、作用を示すフローチャートである。 Processing the first charging mode of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 図1のシステムの充電初期ルーチンの処理、作用を示すフローチャートである。 Processing the initial charging routines of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 図1のシステムのフロート充電モードの処理、作用を示すフローチャートである。 Processing float charge mode of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 図7の続きを示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the continuation of FIG. 図1のシステムの放電モードの処理、作用を示すフローチャートである。 Treatment of the discharge mode of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 図1のシステムの回復充電モードの処理、作用を示すフローチャートである。 Processing recovery charge mode of the system of FIG. 1 is a flow chart showing the action. 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。 The lithium-ion battery pack system according to an embodiment of the present invention is a schematic diagram showing an application state in the rectifying device.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 It will be described below with reference to embodiments thereof illustrated in the accompanying drawings.

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。 1, the uninterruptible power supply lithium-ion battery pack system 1 according to an embodiment of the present invention: is a schematic block diagram showing the applied condition (UPS Uniterruptible Power Sypply). 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。 The lithium-ion battery pack system 1, a lithium-ion cell is a single cell (lithium ion secondary battery) 2 is connected to a plurality series single battery pack 3 is configured, further connected the single battery pack 3 is in parallel a plurality of it is is configured lithium-ion battery pack with, but with a lithium-ion battery pack management device for managing such a lithium-ion battery pack. ここで、リチウムイオン組電池は、後述するように、フロート充電で使用・運用され、通常時は常に充電状態となっている。 Here, the lithium ion battery pack, as will be described later, are used and operated by a float charging, normal is always a charged state.

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。 Lithium-ion battery pack management device includes a plurality of cell controllers 4, single assembled battery management unit 5, charging switch 6, the discharging switch 7, and a single monitoring device 8. 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。 Further, in this embodiment, 6 to 12 lithium ion cell 2 consecutive series as one module 31, the module 31 is connected to a plurality series single assembled battery 3 is constituted. 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。 The cell controller 4 is disposed in each module 31, a single battery pack management unit 5, the charge switch 6 and the discharging switch 7 is disposed for each single battery pack 3.

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。 Cell controller 4, the cell state, such as voltage and temperature of each of the lithium-ion cell 2 measured with monitors, in which the charging voltage of each lithium-ion cell 2 is adjusted to be within a predetermined value. 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。 Specifically, as shown in FIG. 2, a measurement adjusting section 41 disposed in each of the lithium-ion cell 2, and a module manager 42 that is communicatively connected to the respective measurement adjustment unit 41. 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。 Measurement adjustment unit 41, the voltage of the lithium-ion cell 2 and temperature (voltage during charging, the voltage in the discharge), and the meter unit for measuring and bypass current flowing through the bypass circuit portion to be described later, causes bypass the charging current and a bypass circuit part for discharging the lithium-ion cell 2. そして、測定器部で測定されたリチウムイオンセル2の充電電圧が所定電圧(後述する電圧VC max )よりも高い場合に、バイパス回路部によって充電電流のバイパスとセル2の放電とを行って電圧を下げ、充電電圧を所定電圧内に調整するようになっている。 When the charging voltage of the measuring instrument unit lithium-ion cell 2 measured in is higher than a predetermined voltage (a voltage VC max described later), bypass and cell 2 are discharged and performing a voltage of the charging current by the bypass circuit portion the lowered, thereby adjusting the charging voltage to a predetermined voltage. 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。 Further, the module management unit 42 controls the respective measurement adjustment unit 41, a cell state such as voltage and temperature of the measured lithium ion cell 2 at each measurement adjusting unit 41, the Tangumi battery management unit 5 in real time It has a function to send.

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。 Single assembled battery management unit 5 is configured to analyze the cell state received from the cell controller 4 in a corresponding single battery pack 3, the charging current or discharging current of the single battery pack 3, a single battery pack condition, such as the total voltage the monitoring is intended to analysis. 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、これらを制御などする中央処理部56とを備えている。 Specifically, as shown in FIG. 3, mainly includes a measuring instrument group 51, a communication unit 52, an input unit 53, an alarm unit 54, a control unit 55, a central processing unit 56 for a control these It is equipped with a.

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。 Measuring instrument group 51, an ammeter and for measuring the charging current or discharging current of the single battery pack 3, the total voltage of the single battery pack 3 (voltage during charging, the voltage in the discharge) from the instrument, such as a voltage meter for measuring It is configured. 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。 The communication unit 52 is a communication interface for each cell controller 4, and monitoring devices 8 and data communication, and receive like cell state from the cell controller 4, such as a monitor cell state or a single assembled battery state 8 it is intended to or send to. 入力部53は、中央処理部56で後述するようにして解析、処理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の仕様容量、許容電圧や許容温度および、単組電池3の許容充電電流や許容放電電流、後述する判断基準1〜3などを入力、設定するものである。 The input unit 53 is analyzed as described later in the central processing unit 56, the criterion value for processing (threshold), specifically, specifications capacity of the lithium-ion cell 2, the allowable voltage and the allowable temperature and a single set allowable charge current and allowable discharge current of the battery 3, inputting a criteria 1-3 which will be described later, is to set.

警報部54は、中央処理部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全体の異常など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。 Alarm section 54, when it is determined that such abnormality of the entire abnormality or a single assembled battery 3 of the lithium ion cell 2 as described later by the central processing unit 56, which issues an alarm, LED lamp or alarm buzzer, etc. in is configured. 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。 Further, when the lithium-ion cell 2 is abnormal, and displays an appropriate module 31 and the lithium-ion cell 2. 制御部55は、中央処理部56による後述するような解析・処理結果に基づいて、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。 Control unit 55 is for on the basis of the analysis and processing results as will be described later by the central processing unit 56 transmits a control signal (switching signal) to the charge switch 6 and the discharging switch 7.

中央処理部56は、各セルコントローラ4から受信したセル状態や、計測器群51で計測された単組電池状態などに基づいて、警報部54の制御、制御部55(スイッチ6、7)、および各セルコントローラ4への指令送信などを行うものである。 The central processing unit 56, and the cell state received from the cell controller 4, and the like based on a single battery pack state measured by the measuring instrument group 51, the control of the alarm unit 54, the control unit 55 (switches 6 and 7), and command transmission to the cell controller 4 performs a like. 具体的には、後述する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、動作が得られるように、処理を行う。 Specifically, the action of the lithium-ion battery pack management device and a lithium-ion battery pack system 1 will be described later, so that operation is obtained, for processing.

充電スイッチ6は、単組電池3をフロート充電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。 Charge switch 6, the connection of the single-battery pack 3 to the charging source for float charge this single assembled battery 3 is toward and away from the switch. 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。 That is, as shown in FIG. 1, is converted into DC power by the AC-DC converter 101 from the commercial power source 100, are supplied to a single assembled battery 3 through the charge switch 6. この充電スイッチ6は、通常、オン(接続)状態となっている。 The charge switch 6 is turned usually on the (connection) status.

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103とこの単組電池3との接続を接離するスイッチである。 Discharging switch 7, the connection between the load facility 103 from the single battery pack 3 is supplied with power and the single battery pack 3 is toward and away from the switch. すなわち、単組電池3からの電力が、放電スイッチ7を介して直流交流変換器102で交流に変換され、負荷設備103に供給されるようになっている。 That is, the power from the single battery pack 3, through a discharging switch 7 is converted into alternating current by the DC-AC converter 102, and is supplied to the load facilities 103. 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。 The discharging switch 7 is composed of a switch body 71 and a diode 72 connected in series, the diode 72 has a function which allows only the flow of current from the single battery pack 3. 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。 Then, the normal switch body 71 is on, it is possible discharge from the single battery pack 3 at all times, power is a single battery pack 3 via the discharging switch 7 is turned not supplied.

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によって制御されるようになっている。 These charging switch 6 and the discharge switch 7, it is controlled by a single assembled battery management unit 5 corresponding. すなわち、上記のように、単組電池管理ユニット5の中央処理部56による解析・処理結果に基づき、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。 That is, as described above, based on the analysis and results of processing by the central processing unit 56 of the single battery pack management unit 5, the control signal is transmitted from the control unit 55, the charge switch 6 and the discharging switch 7 receives this to open or close.

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、および中央処理部56による解析・処理結果などを受信、収集し、これらのデータを蓄積する装置である。 Monitoring device 8 is a device for each single set of cell state from the battery management unit 5 and the single assembled battery state, and receiving and analyzing and processing results by the central processing unit 56 collects and accumulates these data. 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。 Moreover, the monitoring device 8 outputs the accumulated data (display, print, etc.) or has a function of or aggregation. 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。 Moreover, the monitoring device 8, LAN line, and a function that can transfer data by using the public line to the monitoring center or the like of the remote.

以上のようなセルコントローラ4、単組電池管理ユニット5および監視装置8には、通常時は交流直流変換器101を介して商用電源100から電力が供給され、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から電力が供給されるようになっている。 As described above cell controller 4, the single assembled battery management unit 5 and the monitoring device 8 is normal is supplied with electric power from the commercial power source 100 via the AC-DC converter 101, the power supply from the commercial power source 100 stops (power failure), the power from each of the single battery pack 3 are supplied.

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、動作や管理方法について、図4〜10のフローチャートに基づいて説明する。 Next, this structure the action of a lithium-ion battery pack management device and a lithium-ion battery pack system 1, the operation and management method will be described with reference to the flowchart of FIG. 4-10.

まず、リチウムイオン組電池システム1の運用開始前には、充電スイッチ6と放電スイッチ7とがともに「開」状態であり、すべての単組電池3が非充電状態となっている。 First, before starting the operation of the lithium-ion battery pack system 1, it is both "open" state and the discharge switch 7 and the charging switch 6, all of the single battery pack 3 has become a non-charging state. そして、運用開始時に、図4に示すように、各単組電池管理ユニット5の中央処理部56によって、制御回路(セルコントローラ4、管理ユニット5)の動作が正常であるか否かが判断され(ステップS1)、正常の場合には、すべてのリチウムイオンセル2の電圧が内部短絡などがない正常な起電力VC0以上であるか否かが中央処理部56によって判断される(ステップS2)。 Then, at the start of operation, as shown in FIG. 4, the central processing unit 56 of each unit assembled battery management unit 5, the control circuit (cell controller 4, the management unit 5) whether the operation of the is normal is determined (step S1), and in the case of normal, all voltages of the lithium ion cell 2 whether or not there are no normal electromotive force VC0 more such internal short circuit is determined by the central processing unit 56 (step S2). 次に、正常な起電力VC0以上である場合には、すべてのリチウムイオンセル2の温度が、セル2を安全に使用できる上限温度Th℃以下であるか否かが判断され(ステップS3)、上限温度Th℃以下の場合には、充電スイッチ6および放電スイッチ7がオン(閉)され、各単組電池3が系統に接続される(ステップS4)。 Then, if it is normal electromotive force VC0 above, all temperatures of the lithium-ion cell 2, whether or not is determined is below the upper limit temperature Th ° C. the cells 2 can be safely used (step S3), and If the upper limit temperature Th ° C. or less, the charge switch 6 and the discharging switch 7 is turned on (closed), each of the single battery pack 3 are connected to the system (step S4).

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。 Thus, supplied to a single assembled battery 3 power from the commercial power source 100 via a charge switch 6, the float charging begins. 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。 The power from the commercial power supply 100, via the AC-DC converter 101 and DC-AC converter 102, is supplied to the load facilities 103. 一方、制御回路の動作が正常でない場合(ステップS1で「N」の場合)および、セル2の電圧が正常な起電力VC0以上でない場合(ステップS2で「N」の場合)には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の運用が停止される(ステップS5)。 On the other hand, when the operation of the control circuit is not normal (in a case of "N" in step S1) and, when the voltage of the cell 2 is not normal electromotive force VC0 more (the case of "N" in step S2), the corresponding with alarm from the alarm unit 54 of the single battery pack 3 is generated, the operation of the single battery pack 3 is stopped (step S5). また、セル2の温度が上限温度Th℃以下でない場合(ステップS3で「N」の場合)には、警報部54から警報が発生され(ステップS6)、上限温度Th℃以下になるまで充電スイッチ6と放電スイッチ7がオンされない。 The charging switch to a temperature of the cell 2 if not less than the upper limit temperature Th ° C. (in the case of "N" in step S3) is generated alarm from the alarm unit 54 (step S6), and equal to or less than the upper limit temperature Th ° C. 6 and the discharge switch 7 is not turned on.

上記のようにして単組電池3が系統に接続されると、初充電モードに移り、図5に示すように、まず、充電電流がゼロ以上であるか否か、つまり充電可能状態であるか否かが、中央処理部56によって判断される(ステップS11)。 When the single battery pack 3 as described above is connected to the system moves to the initial charge mode, as shown in FIG. 5, first, whether the charging current is greater than zero, or that is, chargeable state whether it is determined by the central processing unit 56 (step S11). そして、充電電流がゼロ以上でない場合には、後述する放電モードに移り、ゼロ以上の場合には、単組電池3の総電圧が、上限総充電電圧VT max以下であるか否かが判断される(ステップS12)。 When the charging current is not greater than or equal to zero, the sequence proceeds to a discharge mode which will be described later, in the case of zero or more, the total voltage of the single battery pack 3, or less than the upper limit total charge voltage VT max is determined that (step S12). ここで、上限総充電電圧VT maxとは、充電中の総電圧として許容される上限の電圧であり、例えば、次のように算出される(最適値の1%増)。 Here, the upper limit total charged voltage VT max, the voltage of the upper limit acceptable total voltage during charging, for example, be calculated as follows (up 1% of the optimum value).
VT max ={セル2の数×単セル2の仕様最適充電電圧(例えば、4.1V)} VT max = {Specification optimum charging voltage of several × single cell 2 of the cell 2 (e.g., 4.1 V)}
×1.01 × 1.01

そして、上限総充電電圧VT max以下でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の充電スイッチ6がオフ(開)されて充電が停止され、さらに、すべての測定調整部41のバイパス回路がオフされる(ステップS13)。 When not less than the upper limit total charge voltage VT max, as well as an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated, the charge switch 6 of the single battery pack 3 is charged is OFF (open) is stopped, further, the bypass circuits of all the measurement adjustment portion 41 is turned off (step S13). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. なお、上限総充電電圧VT max以下でない場合には、交流直流変換器101の電圧調整が不良と考えられ、交流直流変換器101の出力電圧が調整される。 Note that if not less than the upper limit total charge voltage VT max, the voltage adjustment of the AC-DC converter 101 is considered faulty, the output voltage of the AC-DC converter 101 is adjusted. 一方、上限総充電電圧VT max以下の場合には、単組電池3の総電圧が、下限総充電電圧VT min以上であるか否か(所定の電圧に達していないか)が判断される(ステップS14)。 On the other hand, in the case of less than the upper limit total charge voltage VT max is the total voltage of the single battery pack 3, whether (or not reached a predetermined voltage) is lower total charged voltage VT min or more is judged ( step S14). ここで、下限総充電電圧VT minとは、単組電池3をフロート充電モードで充電する場合の仕様上の許容される下限電圧であり、例えば、次のように算出される(最適値の1%減)。 Here, the lower limit total charge voltage VT min, a acceptable lower limit voltage on specifications when charging a single battery pack 3 in the float charge mode, for example, 1 of which is calculated as follows: (the optimum value % year-on-year).
VT min ={セル2の数×単セル2の仕様最適充電電圧(例えば、4.1V)} VT min = {number × Specifications optimum charging voltage of the single cell 2 of the cell 2 (e.g., 4.1 V)}
×0.99 × 0.99

そして、下限総充電電圧VT min以上である場合には、フロート充電モードに移り、下限総充電電圧VT min以上でない場合には、すなわち充電初期状態の場合には、充電初期ルーチンを行う(ステップS15)。 Then, if the lower limit total charged voltage VT min or more, the sequence proceeds to the float charge mode, if not lower total charged voltage VT min or more, that is, when charging the initial state to charge initial routine (step S15 ). この充電初期ルーチンでは、図6に示すように、まず、中央処理部56によって、すべてのセル2の温度が上限温度Th℃以下であるか否かが判断され(ステップS21)、上限温度Th℃以下である場合には、充電電流が許容最大充電電流(セル2が許容できる最大の充電電流)Ic以下であるか否かが判断される(ステップS22)。 This initial charging routine, as shown in FIG. 6, firstly, by the central processing unit 56, whether the temperature of all cells 2 is below the upper limit temperature Th ° C. is determined (step S21), and the upper limit temperature Th ° C. the case is less than, or (maximum charge current cell 2 is acceptable) or not is Ic less charge current maximum allowable charging current is determined (step S22). そして、許容最大充電電流Ic以下の場合には、ステップS24に移り、すべてのセル2の温度が上限温度Th℃以下でない場合および、充電電流が許容最大充電電流Ic以下でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の充電スイッチ6がオフされて充電が停止され、さらに、すべての測定調整部41のバイパス回路がオフされる(ステップS23)。 In the case of less than the allowable maximum charging current Ic shifts to the step S24, when the temperature of all the cells 2 is not less than the upper limit temperature Th ° C. and, when the charging current is not less than the allowable maximum charging current Ic, the corresponding with alarm from the alarm unit 54 of the single battery pack 3 is generated, the charge switch 6 of the single battery pack 3 is charged is turned off is stopped, further, the bypass circuits of all the measurement adjustment portion 41 is turned off ( step S23). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge.

ステップS24では、セル2の電圧が上限セル充電電圧VC max以下であるか否かが判断される。 In step S24, the voltage of the cell 2 is equal to or less than the upper limit cell charging voltage VC max is determined. ここで、上限セル充電電圧VC maxとは、リチウムイオンセル2をフロート充電する場合の仕様上の許容される上限電圧であり、例えば、次のように算出される。 Here, the upper limit cell charging voltage VC max, is acceptable upper limit voltage on specifications when float charge the lithium-ion cell 2, for example, is calculated as follows.
VC max =単セル2の仕様最適充電電圧(例えば、4.1V) VC max = the single cell 2 Specification optimum charging voltage (e.g., 4.1 V)
+許容誤差電圧(例えば、20mV) + Tolerance voltage (e.g., 20 mV)

そして、上限セル充電電圧VC max以下である場合(ステップS24で「Y」の場合)で、このセル2のバイパス回路がオンの場合には、バイパス放電を中止する(ステップS25)。 Then, if it is not more than the upper cell charging voltage VC max (in the case of "Y" in step S24), and the bypass circuit of the cell 2 If on, it stops the bypass discharge (step S25). すなわち、セル2の電圧が所定電圧内であるため、バイパス放電を行わない状態とする。 That is, since the voltage of the cell 2 is within a predetermined voltage, the status of not bypass discharge. 一方、上限セル充電電圧VC max以下でない場合には、このセル2の電圧が、異常上限セル電圧VE max以上であるか否かが判断され(ステップS26)、異常上限セル電圧VE max以上の場合には、上記ステップS23に移り、該当する単組電池3の充電停止などが行われる。 On the other hand, if it is not less than the upper limit cell charging voltage VC max, the voltage of the cell 2, whether or not the abnormal upper cell voltage VE max or more is determined (step S26), the abnormal upper cell voltage VE max For more the proceeds to step S23, and charging stops of the single battery pack 3 corresponding is performed. なお、異常上限セル電圧VE maxについては、後述する。 Note that the abnormal upper cell voltage VE max, later. 一方、異常上限セル電圧VE max以上でない場合には、このセル2のバイパス回路をオンしてバイパス放電する(ステップS27)。 On the other hand, if not abnormal upper cell voltage VE max or bypasses discharge by turning on the bypass circuit of the cell 2 (step S27). すなわち、セル2の電圧が所定電圧外であるため、バイパス回路(測定調整部41)でセル2の充電電圧が所定値内になるように調整する。 That is, since the voltage of the cell 2 is the predetermined voltage outside the charge voltage of the cell 2 is adjusted to be within a predetermined value in the bypass circuit (measurement adjustment unit 41). なお、既にバイパス回路がオンの場合には、オン状態を維持する。 Incidentally, already when the bypass circuit is turned on, it kept on. このようなステップS24〜S27の処理を、すべてのセル2に対して行う。 Such processes of steps S24-S27, performed for all cells 2.

その後、充電初期状態での充電量が所定充電量に達したか否かが判断される(ステップS28)。 Thereafter, the charge amount in the charge initially whether reaches a predetermined charge amount is determined (step S28). 具体的には、次のような判断基準1〜3によって判断されるが、いずれの判断基準1〜3によって判断するかは、求められる精度、機器構成の容易性、リチウムイオンセル2の特性などに基づいて決定される。 Specifically, although it is determined by the criteria 1-3 as follows, whether it is determined by any of the criteria 1-3, the accuracy required, ease of device configuration, the characteristics of the lithium-ion cell 2 It is determined on the basis of.

「判断基準1」 "Criterion 1"
充電時間が、リチウムイオンセル2の容量と充電源の容量とに基づく所定時間に達したか否かを判断基準とする。 Charging time, the criterion whether or not reached a predetermined time based on the capacity of the charge source and the capacity of the lithium-ion cell 2. すなわち、充電時間の経過に伴って充電量も増加するため、充電量に代わって、充電時間が所定時間に達したか否かを判断基準とする。 That is, since the increase amount of charge with the lapse of the charging time, instead of the charge amount, the charge time is a criterion whether or not reached a predetermined time. 具体的には、充電時間が、例えば、リチウムイオンセル2の仕様容量と商用電源100および交流直流変換器101の充電容量とに基づく最大充電時間、つまり商用電源100および交流直流変換器101で未充電のセル2を充電するのに要する最大の充電時間に達したか否かを判断基準とする。 Specifically, the charging time, for example, non-a maximum charge time, i.e. the commercial power supply 100 and AC-DC converter 101 based on the charge capacity of the specifications capacity and the commercial power supply 100 and AC-DC converter 101 of the lithium-ion cell 2 whether reaches the maximum charging time required to charge the cell 2 of the charging and criteria. ここで、仕様容量とは、リチウムイオンセル2を満充電した場合の仕様上の容量である。 Here, the specification capacitance, the capacitance of the specification in the case of fully charged lithium ion cell 2. また、リチウムイオンセル2の仕様容量ではなく、実容量・残容量と充電源の容量とに基づく所定時間に達したか否かを判断基準としてもよい。 Also, rather than the specification capacity of the lithium-ion cell 2, whether it has reached the predetermined time based on the capacity of the charge source and the actual capacity, remaining capacity may be as a criterion.

「判断基準2」 "Criterion 2"
充電量が、リチウムイオンセル2の仕様容量に基づく所定充電量に達したか否かを判断基準とする。 Charge amount, and whether the criterion reaches a predetermined charge amount based on the specifications capacity of the lithium-ion cell 2. すなわち、リチウムイオンセル2の仕様容量によって必要とする充電量も異なるため、仕様容量に基づく所定充電量を閾値とする。 That is, because different even charge amount required by the specification capacity of the lithium-ion cell 2, and the threshold value a predetermined amount of charge based on the specification capacity. 具体的には、充電量が、例えば、リチウムイオンセル2の仕様容量の所定倍に達したか否かを判断基準とする。 Specifically, the amount of charge, for example, a criterion whether reaches a predetermined multiple of the specification capacity of the lithium-ion cell 2. ここで、所定倍は、リチウムイオンセル2の仕様容量や安全性などを考慮して、セル2の残容量等にかかわらず確実に充電でき、かつ過充電にならないように設定され、例えば、1.2倍に設定される。 Here, the predetermined times, taking into account such specifications capacity and safety of the lithium ion cell 2, can be reliably charged regardless of the remaining capacity of the cell 2, etc., and is set so as not to over-charged, for example, 1 It is set to .2 times.

「判断基準3」 "Criterion 3"
充電量が、リチウムイオンセル2の充電前の残容量に基づく所定充電量に達したか否かを判断基準とする。 Charge amount, and whether the criterion reaches a predetermined charge amount based on the remaining capacity before charging of the lithium-ion cell 2. すなわち、リチウムイオンセル2の残容量によって必要とする充電量も異なるため、残容量に基づく所定充電量を閾値とする。 That is, since the charge amount required by the remaining capacity of the lithium ion cell 2 are different, and the threshold value a predetermined charge amount based on the remaining capacity. 具体的には、充電量が、例えば、リチウムイオンセル2の仕様容量から充電前の残容量を差し引いた容量(満充電に足らない容量)の所定倍に達したか否かを判断基準とする。 Specifically, the amount of charge, for example, and it has reached a predetermined times whether the criterion of capacity from the specification capacity minus the residual capacity before charging of the lithium-ion cell 2 (full inconsequential to charge capacity) . ここで、所定倍は、「判断基準2」の場合と同様にして設定する。 Here, the predetermined times are set in the same manner as in the "criterion 2".

このような判断基準1〜3において、充電量は、計測器群51で計測された充電電流値と充電電圧値とに基づいて中央処理部56で算出され、充電時間は、中央処理部56によって計時される。 In such criteria 1-3, the charge amount is calculated based on the charging voltage value and charging current value measured by the measuring instrument group 51 by the central processing unit 56, charging time, by the central processing unit 56 It is timed. また、リチウムイオンセル2の残容量は、計測器群51で計測された放電電流値と放電時間とに基づいて中央処理部56で算出される。 Further, the remaining capacity of the lithium ion cell 2 is calculated by the central processing unit 56 on the basis of the discharge current value measured by the measuring instrument group 51 and the discharge time and. 例えば、残容量100%である満充電状態から30%の放電が行われた場合には、残容量が70%と算出され、残容量70%の状態から30%の放電が行われた場合には、残容量が40%と算出される。 For example, when the discharge from the fully charged state is a remaining capacity of 100% of 30% was performed is calculated remaining capacity is 70%, when the discharge from the remaining capacity of 70% of state of 30% was made the remaining capacity is calculated as 40%.

以上のようにして、充電初期状態での充電量が所定充電量に達したか否かが判断され、達した場合(ステップS28で「N」の場合)、つまり、充電量が所定充電量に達しても充電初期状態を脱しない場合には、上記ステップS23に移り、該当する単組電池3の充電停止などが行われる。 As described above, the charge amount in the initial charge state is determined whether reaches a predetermined charge amount, (if in step S28 "N") has been reached, that is, the amount of charge in the predetermined state of charge when is reached without departing charge initial state, it proceeds to step S23, and charging stops of the single battery pack 3 corresponding is performed. このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. 一方、充電量が所定充電量に達していない場合には、ステップS11に戻り、同様な処理を繰り返す。 On the other hand, when the amount of charge does not reach the predetermined charge amount, the process returns to step S11, and repeats the same processing.

次に、フロート充電モードでは、図7、8に示すように、まず、制御回路の動作が正常であるか否かが判断される(ステップS31)。 Next, in the float charge mode, as shown in FIGS. 7 and 8, first, whether the operation of the control circuit is normal it is determined (step S31). そして、正常でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の充電スイッチ6がオフされて充電が停止され、さらに、すべての測定調整部41のバイパス回路がオフされる(ステップS32)。 When not normal, together with an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated, charging the charge switch 6 of the single battery pack 3 is turned off is stopped, further, all measurement adjustment bypass circuit parts 41 is turned off (step S32). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. 一方、正常な場合には、充電電流がゼロ以上であるか否かが判断され(ステップS33)、充電電流がゼロ以上でない場合には、後述する放電モードに移り、ゼロ以上の場合には、単組電池3の総電圧が下限総充電電圧VT min以上であるか否かが判断される(ステップS34)。 On the other hand, in the normal case, the charging current is determined whether it is greater than zero (step S33), if the charging current is not greater than or equal to zero, the sequence proceeds to a discharge mode which will be described later, in the case of more than zero, whether the total voltage of the single battery pack 3 is lower total charged voltage VT min or more is judged (step S34). そして、下限総充電電圧VT min以上でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生され(ステップS35)、下限総充電電圧VT min以上の場合には、単組電池3の総電圧が上限総充電電圧VT max以下であり(ステップS36)、すべてのリチウムイオンセル2の温度が上限温度Th℃以下であり(ステップS37)、かつ充電電流が許容最大充電電流Ic以下(ステップS38)であるか否かが判断される。 When not limit the total charging voltage VT min or more, an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated (step S35), in the case of more than the lower limit total charge voltage VT min is a single battery pack 3 the total voltage is below the upper limit total charged voltage VT max of (step S36), all have the temperature of the lithium ion cell 2 below the upper limit temperature Th ° C. (step S37), and the charging current maximum allowable charging current Ic below ( whether a step S38) is determined. そして、これらの要件を満たさない場合には、ステップS32と同様にして、該当する単組電池3の充電停止などが行われる(ステップS39)。 Then, if that does not meet these requirements, as in step S32, and charging stops of the single battery pack 3 corresponding is performed (step S39). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge.

一方、これらの要件を満たす場合には、各リチウムイオンセル2の電圧が上限セル分布電圧VA max以下であるか否かが判断される(ステップS40)。 On the other hand, if it meets these requirements, the voltage of each lithium-ion cell 2 is equal to or less than the upper limit cell distribution voltage VA max is determined (step S40). ここで、上限セル分布電圧VA maxとは、実際の充電状態、つまり実際の単組電池3の総電圧において、各セル2の充電電圧にバラツキが生じる場合に、そのバラツキが許容される上限の電圧(平均電圧に対する上限の電圧)であり、例えば、次のように算出される。 Here, the upper limit cell distribution voltage VA max, the actual state of charge, i.e. in the actual total voltage of the single battery pack 3, if the variation in the charging voltage of each cell 2, the upper limit the variation is allowed a voltage (upper limit voltage of to the average voltage), for example, is calculated as follows.
VA max =単組電池3の総電圧÷セル2の数+許容誤差電圧(例えば、20mV) VA max = the total number of voltage ÷ cell 2 of the single battery pack 3 + tolerance voltage (e.g., 20 mV)

そして、上限セル分布電圧VA max以下のセルで、このセル2のバイパス回路がオンの場合には、バイパス放電を中止する(ステップS41)。 The upper limit cell distribution voltage VA max following cell bypass circuit of the cell 2 If on, stops the bypass discharge (step S41). 続いて、このリチウムイオンセル2の電圧が下限セル分布電圧VA min以上であるか否かが判断される(ステップS42)。 Subsequently, whether the voltage of the lithium-ion cell 2 is lower cell distribution voltage VA min or more is judged (step S42). ここで、下限セル分布電圧VA minとは、実際の充電状態において、各セル2の充電電圧にバラツキが生じる場合に、そのバラツキが許容される下限の電圧(平均電圧に対する下限の電圧)であり、例えば、次のように算出される。 Here, the lower limit cell distribution voltage VA min, in the actual state of charge, if that occurs is a variation in the charging voltage of each cell 2, be a voltage lower limit the variation is permitted (lower limit voltage in respect to the average voltage) , for example, it is calculated as follows.
VA min =単組電池3の総電圧÷セル2の数−許容誤差電圧(例えば、20mV) VA min = total voltage number ÷ cell 2 of the single battery pack 3 - tolerance voltage (e.g., 20 mV)

そして、下限セル分布電圧VA min以上でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生される(ステップS43)。 When not limit the cell distribution voltage VA min or more, an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated (step S43). さらに、同一のセル2で、このような下限セル分布電圧VA min未満の状態が所定時間継続している場合(ステップS44で「Y」の場合)には、ステップS32と同様にして、該当する単組電池3の充電停止などが行われる(ステップS45)。 Furthermore, the same cell 2, in a case where the state of less than such lower cell distribution voltage VA min is continued for a predetermined time (in the case of "Y" in step S44), as in step S32, the appropriate and charging stop of the single battery pack 3 is performed (step S45). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. 一方、すべてのセル2の電圧が下限セル分布電圧VA min以上の場合(ステップS42で「Y」の場合)、あるいは、下限セル分布電圧VA min未満の状態が所定時間継続していない場合(ステップS44で「N」の場合)には、ステップS33に戻って同様の処理を繰り返す。 On the other hand, when the voltage of all cells 2 is more than the lower limit cell distribution voltage VA min (in the case of "Y" in step S42), or when the state of less than the lower limit cell distribution voltage VA min has not continued for the predetermined time period (step If) of "N" in S44, and repeats the same processing returns to step S33. ここで、ステップS44における所定時間は、下限セル分布電圧VA min未満の状態が継続した場合に、セル2の内部異常やセル2間の接続異常などのおそれがある時間、あるいは過充電を回避できる時間であり、セル2の特性、容量などによって設定される。 Here, the predetermined time in step S44, can be avoided when the state of less than the lower limit cell distribution voltage VA min was continued, time fear is such abnormal connection between the interior of the cell 2 abnormality or cell 2, or the overcharge the time, characteristics of the cell 2 are set by such capacity.

また、いずれかのリチウムイオンセル2の電圧が上限セル分布電圧VA max以下でない場合(ステップS40で「N」の場合)には、このセル2のバイパス回路をオンしてバイパス放電する(ステップS46)。 Also, if any of the voltages of the lithium ion cell 2 is not below the upper limit cell distribution voltage VA max (in the case of "N" in step S40), and bypass discharge to turn on the bypass circuit of the cell 2 (step S46 ). なお、既にバイパス回路がオンの場合には、オン状態を維持する。 Incidentally, already when the bypass circuit is turned on, it kept on. 次に、同一のセル2で、このようなバイパス放電の状態が所定時間継続している場合(ステップS47で「Y」の場合)には、上記ステップS45の処理が行われる。 Then, in the same cell 2, in a case where the state of such a bypass discharge is continued for a predetermined time (in the case of "Y" in step S47), processing in step S45 is performed. 一方、所定時間継続していない場合(ステップS47で「N」の場合)には、このセル2の電圧が、異常上限セル電圧VE max以上であるか否かが判断される(ステップS48)。 On the other hand, if not for the predetermined period (in the case of "N" in step S47), the voltage of the cell 2, whether or not the abnormal upper cell voltage VE max or more is judged (step S48). ここで、異常上限セル電圧VE maxとは、実際の充電状態において、各セル2の充電電圧にバラツキが生じる場合に、セル2に内部異常などのおそれがある電圧閾値であり、例えば、次のように算出される。 Here, the abnormal upper cell voltage VE max, the actual state of charge, if the variation in the charging voltage of each cell 2, a voltage threshold there is a risk of internal abnormalities cell 2, for example, the following It is calculated as.
VE max =単組電池3の総電圧÷セル2の数+異常電圧差(例えば、80mV) VE max = the total number of voltage ÷ cell 2 of the single battery pack 3 + abnormal voltage difference (e.g., 80 mV)

そして、異常上限セル電圧VE max以上の場合には、上記ステップS45の処理が行われ、異常上限セル電圧VE max以上でない場合には、ステップS33に戻って同様の処理を繰り返す。 When the above abnormal upper cell voltage VE max, the process of step S45 is performed, if not abnormal upper cell voltage VE max or repeats the same processing returns to step S33. ここで、ステップS47における所定時間は、バイパス放電を行っても上限セル分布電圧VA max以下にならない状態が継続した場合に、セル2の内部異常やセル2間の接続異常などのおそれがある時間、あるいは過充電を回避できる時間であり、セル2の特性、容量などによって設定される。 Here, the predetermined time in step S47, the when the state even after the bypass discharge does not fall below the upper limit cell distribution voltage VA max is continued, there is a risk of abnormal connection between the interior of the cell 2 abnormality or cells 2 times or a time to avoid overcharging, characteristics of the cell 2 are set by such capacity. 以上のようにして、各単組電池3のすべてのセル2に対して、充電電圧の異常判断、調整が行われる。 As described above, with respect to all the cells 2 of each single battery pack 3, the abnormality determination of the charge voltage adjustment is performed.

次に、商用電源100からの電力供給が停止すると、各単組電池3が放電を開始し、各単組電池3から放電スイッチ7を介して電力が負荷設備103に供給されるとともに、セルコントローラ4、単組電池管理ユニット5および監視装置8に対して電力が供給される。 Next, when the power supply from the commercial power supply 100 is stopped, with each single battery pack 3 starts to discharge, power through the discharging switch 7 from the single battery pack 3 is supplied to the load facilities 103, cell controller 4, power to the single assembled battery management unit 5 and the monitoring device 8 is supplied. このような放電モードでは、図9に示すように、まず、充電電流がゼロ以上であるか否かが判断され(ステップS51)、充電電流がゼロ以上の場合には、後述する回復充電モードに移り、ゼロ以上でない場合には、次の3つの要件を満たすか否かが判断される。 In such a discharge mode, as shown in FIG. 9, first, the charging current is determined whether it is greater than zero (step S51), if the charging current is greater than zero, the recovery charge mode described later moves, if not more than zero, whether they meet the following three requirements are determined. すなわち、すべてのリチウムイオンセル2の温度が上限温度Th℃以下であるか(ステップS52)、放電電流が許容最大放電電流Id以下であるか(ステップS53)、各セル2の電圧が放電終止電圧VL1以上であるか(ステップS54)、が判断される。 That is, all or a temperature of the lithium ion cell 2 is equal to or less than the upper limit temperature Th ° C. (Step S52), whether the discharge current is equal to or less than the allowable maximum discharge current Id (step S53), the voltage of each cell 2 discharge end voltage VL1 above in either (step S54), is determined. ここで、放電終止電圧VL1とは、放電を終了・停止させる仕様上の電圧であり、リチウムイオンセル2の仕様容量、放電電流などによって設定される。 Here, the discharge end voltage VL1, the voltage on the specifications to terminate or stop the discharge, is set specification capacity of the lithium-ion cell 2, such as by the discharge current. そして、これらの要件を満たす場合(ステップS52〜S54で「Y」の場合)には、ステップS51に戻り、同様の処理を繰り返す。 Then, if it meets these requirements (if "Y" in step S52 through S54), the flow returns to step S51, and repeats the same processing.

一方、いずれかの要件を満たさない場合(ステップS52〜S54のいずれかで「N」の場合)には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の放電スイッチ7のスイッチ本体71がオフされて放電が停止される(ステップS55)。 On the other hand, when not satisfied any requirements (if in any step S52~S54 "N"), the alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated, the single battery pack switch body 71 of the third discharge switch 7 is turned off discharge is stopped (step S55). すなわち、負荷設備103への電力供給が停止される。 That is, the power supply to the load equipment 103 is stopped. と同時に、充電スイッチ6がオフされる。 At the same time, the charge switch 6 is turned off.

この状態では、この単組電池3からセルコントローラ4、単組電池管理ユニット5および監視装置8に対する、電力供給は継続される。 In this state, the single battery pack 3 cell controller 4, for a single assembled battery management unit 5 and the monitoring device 8, the power supply is continued. そして、単組電池3のいずれかのセル2の電圧が過放電電圧VL2よりも低くなった場合(ステップS56で「N」の場合)には、セルコントローラ4などへの電力供給も停止される(ステップS57)。 Then, either the voltage of the cell 2 of the single battery pack 3 in the case of lower than the overdischarge voltage VL2 (the case of "N" in step S56), is also stopped power supply to such cell controller 4 (step S57). ここで、過放電電圧VL2とは、リチウムイオンセル2を保護するために必要な最低限の電圧であり、リチウムイオンセル2の特性、周囲温度などによって設定される。 Here, the overdischarge voltage VL2, a minimum voltage necessary to protect the lithium ion cell 2, the characteristics of the lithium-ion cell 2, are set by such as ambient temperature.

次に、放電後に充電を行う回復充電モードでは、図10に示すように、まず、制御回路の動作が正常であるか否かが判断される(ステップS61)。 Then, the recovery charge mode for charging after discharge, as shown in FIG. 10, first, whether the operation of the control circuit is normal is determined (step S61). そして、正常でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の充電スイッチ6がオフされて充電が停止され、さらに、すべての測定調整部41のバイパス回路がオフされる(ステップS62)。 When not normal, together with an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated, charging the charge switch 6 of the single battery pack 3 is turned off is stopped, further, all measurement adjustment bypass circuit parts 41 is turned off (step S62). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. 一方、正常な場合には、充電電流がゼロ以上であるか否かが判断され(ステップS63)、充電電流がゼロ以上でない場合には、放電モードに移り、ゼロ以上の場合には、単組電池3の総電圧が上限総充電電圧VT max以下であるか否かが判断される(ステップS64)。 On the other hand, in the normal case, whether the charging current is greater than zero is determined (step S63), if the charging current is not greater than or equal to zero, the sequence proceeds to the discharge mode, in the case of more than zero, a single set the total voltage of the battery 3 is equal to or less than the upper limit total charge voltage VT max is determined (step S64).

そして、上限総充電電圧VT max以下でない場合には、該当する単組電池3の警報部54から警報が発生されるとともに、この単組電池3の充電スイッチ6がオフされて充電が停止され、さらに、すべての測定調整部41のバイパス回路がオフされる(ステップS65)。 When not less than the upper limit total charge voltage VT max, as well as an alarm from the corresponding alarm section 54 of the single battery pack 3 is generated, charging the charge switch 6 of the single battery pack 3 is turned off is stopped, further, the bypass circuits of all the measurement adjustment portion 41 is turned off (step S65). このとき、放電スイッチ7は接続状態が維持され、常時放電が可能となっている。 At this time, the discharging switch 7 is maintained connected state, and can at all times discharge. 一方、上限総充電電圧VT max以下の場合には、単組電池3の総電圧が下限総充電電圧VT min以上であるか否かが判断される(ステップS66)。 On the other hand, in the case of less than the upper limit total charge voltage VT max is the total voltage of the single battery pack 3 is equal to or lower limit total charged voltage VT min or more is judged (step S66). そして、下限総充電電圧VT min以上である場合には、フロート充電モードに移り、下限総充電電圧VT min以上でない場合には、すなわち充電初期状態の場合には、上記の充電初期ルーチンが行われる(ステップS67)。 Then, if the lower limit total charged voltage VT min or more, the sequence proceeds to the float charge mode, if not lower total charged voltage VT min or more, that is, when charging the initial state, the above charging initial routine is executed (step S67).

このような処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に対して、セル状態や単組電池状態、解析・処理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。 Such processing is performed on every charge and discharge, at the same time, the monitoring device 8 from the single assembled battery management unit 5, the cell state or a single battery pack status, and analysis and processing results are transmitted sequentially, the monitoring device these data are accumulated and aggregated at 8. そして、蓄積された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ものである。 Then, by analyzing the stored data, and it is possible to operate the entire assembled cell system 1 more safely, appropriately.

以上のように、このリチウムイオン組電池管理装置、管理方法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の温度や充電電圧など、さらには各単組電池3の充電電流や充電電圧、放電電流などに基づいて、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。 As described above, the lithium-ion battery pack management device, according to the management method and a lithium-ion battery pack system 1, such as temperature and the charging voltage of each lithium-ion cell 2, more charging current or charging of each single battery pack 3 voltage, discharge current based on such, for controlling charging and discharging for each single battery pack 3, it is possible to ensure high safety. すなわち、セル温度や充電電圧などが異常と判断すると、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。 That is, when such cell temperature and charging voltage is determined to be abnormal, to stop charging to the single battery pack 3, it is possible to prevent a abnormal heat generation due to overcharging.

特に、充電初期状態のままで充電量が所定充電量に達すると、この単組電池3への充電が停止されるため、リチウムイオンセル2間でのバラツキが大きく不安定な充電初期状態において、過放電や異常発熱などを防止し、より安全性を高めることが可能となる。 In particular, when the charge amount remains charged initial state reaches a predetermined charge amount, since the charge to this single assembled battery 3 is stopped, the variation is large unstable charge initial state between the lithium-ion cell 2, to prevent such over-discharge or abnormal heat generation, it is possible to enhance the safety. より具体的には、上記の判断基準1によれば、リチウムイオンセル2の容量と充電源の容量に応じて、適正に安全性を確保することが可能となり、上記の判断基準2によれば、リチウムイオンセル2の仕様容量に応じて、適正に安全性を確保することが可能となる。 More specifically, according to the above criteria 1, depending on the capacity of the capacity of the lithium-ion cell 2 and the charging source, properly it is possible to ensure safety, according to the above criteria 2 , according to the specifications capacity of the lithium-ion cell 2, it is possible to ensure proper safety. また、上記の判断基準3によれば、リチウムイオンセル2の残容量、状態に応じて、適正に安全性を確保することが可能となる。 Further, according to the above criteria 3, the remaining capacity of the lithium ion cell 2, depending on the condition, it is possible to ensure proper safety.

しかも、単組電池3ごとに充電を停止するため、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の充電のみが停止され、他の単組電池3は影響を受けず、他の単組電池3によって組電池システム1の機能・運用を維持することが可能となる。 Moreover, in order to stop charging for each single battery pack 3, is also the case where a single battery pack 3 in abnormal lithium ion cell 2 has occurred, only the charge of the single battery pack 3 is stopped, the other single battery pack 3 is not affected, it is possible to maintain the function and operation of the assembled battery system 1 by another single assembled battery 3. また、充電を停止しても、この単組電池3からの放電が可能なため、単組電池3のバックアップ・予備電源としての機能を維持することができる。 Further, even if charging stops, Thus possible discharge from the single battery pack 3, it is possible to maintain the function as a backup power backup single battery pack 3.

さらに、放電中にいずれかのセル2の電圧が放電終止電圧VL1よりも低くなると、該当する単組電池3から負荷設備103への電力供給が停止されるが、セルコントローラ4や単組電池管理ユニット5などへの電力供給は継続される。 Further, when the voltage of any cell 2 during discharge is lower than the discharge end voltage VL1, although the power supply from the single battery pack 3 corresponding to the load equipment 103 is stopped, the cell controller 4 and the single battery pack management power supply to such unit 5 is continued. このため、各セル2や単組電池3の監視、制御などの管理を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the monitoring of the cell 2 and the single battery pack 3, the management of such control. さらに、いずれかのセル2の電圧が過放電電圧VL2よりも低くなった場合には、セルコントローラ4などへの電力供給も停止される。 Further, the voltage of any cell 2 if it becomes lower than the overdischarge voltage VL2 also power supply to such cell controller 4 is stopped. このため、リチウムイオンセル2の開放電圧が低すぎるために、回復充電した際に異常発熱が発生するなどの不具合を、防止することができる。 Thus, for the open-circuit voltage of the lithium ion cell 2 is too low, problems such as abnormal heat generation occurs upon recovery charge can be prevented.

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。 Having described embodiments of the present invention, the specific configuration is not limited to the above embodiments, and any modifications of the design within the range of not departing from the gist of the present invention, this It included in the invention. 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、整流装置など、その他の設備に適用することもできる。 For example, in the above embodiment has described the case of applying the lithium ion battery pack system 1 to an uninterruptible power supply, such as rectifier can also be applied to other equipment. 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。 At this time, depending on the facility to be applied to adjusting the number of lithium-ion cell 2 or a single battery pack 3. 例えば、整流装置に適用する場合には、図11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。 For example, when applied to the rectifier device, as shown in FIG. 11, disposed one single battery pack 3 connected 6 to 13 or so of the lithium-ion cells 2 in series, the cell controller 4 or a single battery pack etc. are disposed one each management unit 5, constituting a lithium ion battery pack system 11. 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。 Then, it is supplied to the single battery pack 3 power through the AC-DC converter 101 and the charge switch 6 from the commercial power supply 100, power from a single battery pack 3 is supplied to the load equipment 103 through the discharging switch 7 is shall.

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。 Further, in the above-described embodiment, the case of a lithium-ion cell 2 is abnormal, although an alarm from the alarm unit 54 of the single battery pack management unit 5, from the corresponding cell controller 4 issues a warning, and abnormal it may be displayed the cell number of the lithium-ion cell 2. 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。 Furthermore, although disposed to cell controller 4 for each module 31, it may be disposed for each lithium-ion cell 2.

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) 1,11 Lithium Ion Battery System 2 Lithium ion cells (lithium ion secondary battery)
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 3 single assembled battery 31 module 4 cell controller 5 single assembled battery management unit 6 charging switch 7 discharge switch 8 monitoring device

Claims (6)

  1. リチウムイオン二次電池が複数直列に接続された単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電される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、 Lithium ion secondary batteries are connected to one or more parallel connected single assembled battery in series a plurality, a lithium-ion battery pack management device for managing a lithium ion battery pack that is float charge,
    リチウムイオン二次電池の充電電圧を監視し、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧以下になるように調整するセルコントローラと、 Monitors the charging voltage of the lithium ion secondary battery, a cell controller that the charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to equal to or less than a predetermined voltage,
    前記単組電池ごとに設けられ、単組電池をフロート充電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、 Provided for each of the single battery pack, a charging switch approaching and moving away from the connection between the charge source and the unit of assembled battery to float charge the single battery pack,
    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、 Wherein it provided for each single battery pack, comprising a discharge switch approaching and moving away from the connection between the load equipment and the unit battery pack to be powered from single battery pack, and
    充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電池内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が前記所定電圧よりも高い場合に、前記セルコントローラによる調整を行い、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、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、 In initial charging state in which the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, when the charging voltage of the lithium ion secondary battery in the unit of assembled battery is higher than the predetermined voltage, adjusts by the cell controller, when a charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, stops the charging of the single battery pack disconnects the charging switch, the discharging switch connected to allow discharge from the unit battery pack to maintain the state,
    ことを特徴とするリチウムイオン組電池管理装置。 Lithium-ion battery pack management apparatus characterized by.
  2. 充電時間が前記リチウムイオン二次電池の容量と前記充電源の容量とに基づく所定時間に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、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。 If the charge time without departing the initial charging state is reached a predetermined time based on the capacity of the charge source and the capacity of the lithium ion secondary battery, performing a connection maintenance of the discharge switch and disconnection of the charging switch , lithium-ion battery pack management device according to claim 1, characterized in that.
  3. 充電量が前記リチウムイオン二次電池の仕様容量に基づく所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、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。 If the amount of charge without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount based on the specifications capacity of the lithium ion secondary battery, performing a connection maintenance of the discharge switch and disconnection of the charging switch, and wherein the lithium-ion battery pack management device according to claim 1.
  4. 充電量が前記リチウムイオン二次電池の充電前の残容量に基づく所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、前記充電スイッチの切り離しと前記放電スイッチの接続維持を行う、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。 If the amount of charge without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount based on the remaining capacity before charging of the lithium ion secondary battery, performing a connection maintenance of the discharge switch and disconnection of the charging switch, it lithium-ion battery pack management device according to claim 1, wherein the.
  5. リチウムイオン二次電池が複数直列に接続された単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電される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方法であって、 Lithium ion secondary batteries connected single battery pack is connected to one or more parallel plural series, a lithium-ion battery pack management method for managing a lithium ion battery pack that is float charge,
    充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電池内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧よりも高い場合に、該リチウムイオン二次電池の充電電圧を前記所定電圧以下に調整し、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、該単組電池の充電を停止するとともに、該単組電池からの放電は常時可能な状態とする、 In initial charging state in which the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, when the charging voltage of the lithium ion secondary battery in the unit of assembled battery is higher than a predetermined voltage, the the charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to be not more than the predetermined voltage, when the charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, stops the charging of the single battery pack, the unit discharge from the assembled battery is always ready,
    ことを特徴とするリチウムイオン組電池管理方法。 Lithium-ion battery pack management method, characterized in that.
  6. リチウムイオン二次電池が複数直列に接続された単組電池がひとつまたは複数並列に接続され、フロート充電されるリチウムイオン組電池システムであって、 Lithium ion secondary batteries connected single battery pack is connected to one or more parallel plural series, a lithium-ion battery pack system being float charge,
    リチウムイオン二次電池の充電電圧を監視し、リチウムイオン二次電池の充電電圧が所定電圧以下になるように調整するセルコントローラと、 Monitors the charging voltage of the lithium ion secondary battery, a cell controller that the charging voltage of the lithium ion secondary battery is adjusted to equal to or less than a predetermined voltage,
    前記単組電池ごとに設けられ、単組電池をフロート充電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、 Provided for each of the single battery pack, a charging switch approaching and moving away from the connection between the charge source and the unit of assembled battery to float charge the single battery pack,
    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、 Wherein it provided for each single battery pack, comprising a discharge switch approaching and moving away from the connection between the load equipment and the unit battery pack to be powered from single battery pack, and
    充電を開始してから前記単組電池の総電圧が所定の電圧に達していない充電初期状態において、該単組電池内のリチウムイオン二次電池の充電電圧が前記所定電圧よりも高い場合に、前記セルコントローラによる調整を行い、充電量が所定充電量に達しても前記充電初期状態を脱しない場合に、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、 In initial charging state in which the total voltage of the single battery pack from the start of the charging has not reached the predetermined voltage, when the charging voltage of the lithium ion secondary battery in the unit of assembled battery is higher than the predetermined voltage, adjusts by the cell controller, when a charge amount without departing the charge initial state even reaches a predetermined charge amount, stops the charging of the single battery pack disconnects the charging switch, the discharging switch connected to allow discharge from the unit battery pack to maintain the state,
    ことを特徴とするリチウムイオン組電池システム。 Lithium-ion battery pack system, characterized in that.
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