JP5919093B2 - 組電池の制御装置、電源装置、組電池の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、組電池の制御装置、電源装置、組電池の制御方法に関する。

リチウムイオン電池などの二次電池を単電池とし、該単電池を複数個直列または並列に接続して構成される組電池は高出力または高容量が得られる電源として、ハイブリッドカー等の車両の搭載用電源やスマートハウスの蓄電用電源などの用途に適用されると期待されている。組電池の一形態として、相互に特性の異なる二種類の二次電池を組み合わせて構築されたものが知られている。このような組電池では、単一種類の二次電池のみで構築された組電池とは異なる特性を当該組電池に付与することができる。

また、現在は二次電池の単価が高いことから、二次電池の再利用も検討されている。例えば、車両走行用電池としての寿命を終えた単電池を組み合わせて組電池を形成し、家庭の蓄電用電源として利用するなどの利用手法である。このような組電池は、劣化状態や仕様が異なるために、電池特性が異なる複数の電池種から構成されることが考えられる。

この場合、組電池の制御方法が適切でなければ、特定の電池種の劣化が他の電池種よりも早く進行し、組電池の寿命が短くなる。このため、組電池を適切に制御するために、単電池ごともしくは同一の電池特性を持つ電池群ごとに電池電圧と容量を測定することが望ましい。しかし、電圧測定回路や電流測定回路を多数取り付けると、組電池の価格が高くなる問題がある。

組電池の状態を判定する方法として、例えば特許文献１には、複数の二次電池を直列接続した電池群Ａと複数の二次電池を並列接続した電池群Ｂを直列接続し、前記電池群Ｂの電圧から前記電池群Ａの充放電状態を検知する方法が記載されている。

特開２０１１−０８６５３０号公報

上記特許文献１は電圧変化率の小さい電池の充放電状態を検知するために有効であるが、そのために電池群Ｂとして複数の二次電池を使用するため、組電池全体としての価格が高くなる。また、電池群Ａの劣化状態を検出できないという課題がある。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、異なる特性を有する二次電池を複数組み合わせて構成される組電池において、同一の特性を有する電池群ごとに劣化状態を簡便な方法で判定する手段、または、判定結果に基づいた制御によって組電池を長寿命化する手段を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための特徴は、例えば以下の通りである。
第１の特性を有する充放電可能な第１の二次電池と、第１の特性とは異なる第２の特性を有する充放電可能な第２の二次電池と、を直列または並列に接続して構成される組電池の制御装置であって、組電池に含まれる第１の特性および第１の二次電池の本数と第２の特性および第２の二次電池の本数を記憶する記憶部と、組電池の電圧を検出する電圧計と、電圧計の出力に基づいて、組電池の容量差分に対する電圧差分としての電圧変化率または組電池の電圧差分に対する容量差分としての容量変化率を検知する制御部と、を備え、制御部において、電圧変化率または容量変化率と、第１の特性および第１の二次電池の本数と、第２の特性および第２の二次電池の本数と、に基づいて第１の二次電池の劣化率および第２の二次電池の劣化率を決定する組電池の制御装置。

上記において、記憶部は、２つ以上の異なる日時において決定された第１の二次電池の劣化率と第２の二次電池の劣化率および決定日時を保持し、制御部は、第１の二次電池の劣化率と、第２の二次電池の劣化率と、決定日時と、に基づいて第１の二次電池の余寿命および第２の二次電池の余寿命を決定し、第１の二次電池の余寿命および第２の二次電池の余寿命が所定の値より小さい場合、検知信号を出力する組電池の制御装置。

上記において、制御部は、第１の二次電池の劣化率および第２の二次電池の劣化率を基に、第１の二次電池および第２の二次電池の過充電領域または過放電領域に対応する組電池の電圧領域または容量領域を決定し、組電池の電圧または容量が電圧領域または容量領域に含まれる場合には、検知信号を出力する制御装置。

上記において、制御部は、第１の二次電池の劣化率および第２の二次電池の劣化率を基に、第１の二次電池および第２の二次電池の過充電領域または過放電領域に対応する組電池の電圧領域または容量領域を決定し、組電池の電圧または容量が電圧領域または容量領域に含まれる場合には、第１の二次電池および第２の二次電池に対して個別に検知信号を出力する制御装置。

上記において、第１の二次電池と第２の二次電池の正極同士および負極同士を接続したスイッチを有し、制御部によってスイッチの開閉が制御され、制御部は、検知信号に基づいてスイッチの開閉を制御して、第１の二次電池および第２の二次電池の両方が過充電領域または過放電領域に含まれないように、第１の二次電池の電圧および第２の二次電池の電圧を平準化する制御装置。

上記において、第１の二次電池と第２の二次電池の正極同士および負極同士を接続したスイッチと、スイッチの近傍に配置された第１の二次電池および第２の二次電池に流れる電流を検出する電流計と、を有し、制御部によってスイッチの開閉が制御され、制御部は、検知信号に基づいてスイッチの開閉を制御して、第１の二次電池の電流値または第２の二次電池の電流値を遮断する制御装置。

上記の制御装置と、組電池を有する電源装置。

第１の特性を有する充放電可能な第１の二次電池と、第１の特性とは異なる第２の特性を有する充放電可能な第２の二次電池と、を直列または並列に接続して構成される組電池の制御方法であって、記憶部によって組電池に含まれる第１の特性および第１の二次電池の本数と第２の特性および第２の二次電池の本数を記憶する工程と、電圧計によって組電池の電圧を検出する工程と、制御部によって、電圧計の出力に基づいて、組電池の容量差分に対する電圧差分としての電圧変化率または組電池の電圧差分に対する容量差分としての容量変化率を検知する工程と、制御部において、電圧変化率または容量変化率と、第１の特性および第１の二次電池の本数と、第２の特性および第２の二次電池の本数と、に基づいて第１の二次電池の劣化率および第２の二次電池の劣化率を決定する工程と、を含む組電池の制御方法。

本発明によって、組電池が異なる特性を有する二種類以上の二次電池から構成されている場合に、同一の特性を有する電池群ごとに劣化状態を簡便な方法で判定する手段、または、判定結果に基づいた制御によって組電池を長寿命化する手段を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に関わる実施の形態の一例。 電池の劣化状態を決定する原理を示す模式図。 組電池の劣化率および容量ずれを求めるフローチャート。 組電池における、各電池群の容量変化の一例。 本発明に関わる実施の形態の一例。 劣化した組電池の放電曲線の一例。

以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１は、本発明に関わる組電池の制御装置を備えた電源装置における実施の形態の一例を示したものである。以下では二次電池としてリチウムイオン二次電池について説明するが、これに限られない。

制御装置１１００は、電流計１０、電圧計１１、制御部１００、メモリ１１０、出力部１２０で構成されている。この実施の形態の組電池１０００は、第１の特性を有する二次電池である電池Ａ（第１の二次電池）をＮ本直列に接続した電池群ＡＡと、第２の特性を有する二次電池である電池Ｂ（第２の二次電池）をＭ本直列に接続した電池群ＢＢを直列に接続して構成されている。電池Ａと電池Ｂでは、特性が異なっている。組電池１０００と流れる電流を検出する電流計１０が組電池１０００と直列に接続されている。組電池１０００の電圧を検出する電圧計１１が組電池１０００と並列に接続されている。特性が異なるとは、例えば、２つの電池を比較したときに、横軸にＳＯＣ、縦軸に電圧をとったときの充放電曲線が重ならない複数種の電池をいうが、これに限られない。図２からわかるように、電池Ａではリチウムイオン二次電池の充放電により相変化しない活物質が含まれており、電池Ｂではリチウムイオン二次電池の充放電により相変化する活物質が含まれている。

電圧計１１と電流計１０の出力を基に、組電池１０００の容量変化に対する電圧変化率（ＱｖｓｄＶ／ｄＱ）または電圧変化に対する容量変化率（ＶｖｓｄＱ／ｄＶ）を計算する制御部１００が配置されている。制御部１００の近傍にメモリ１１０（記憶部）が配置されており、メモリ１１０は組電池１０００の構成する電池種のそれぞれの本数と特性を保持している。制御部１００はメモリ１１０に保持された情報と、組電池１０００の電圧変化率または容量変化率に基づいて、組電池１０００を構成する電池種のそれぞれの劣化率を決定し、出力部１２０によって結果を外部回路、外部装置などに出力する。

組電池１０００を構成した時点での電池Ａの容量ＱＡと電圧変化率Ｖ′Ａの関係は予め測定され、例えばｎ個のデータ群（ＱＡ１、Ｖ′Ａ１）、（ＱＡ２、Ｖ′Ａ２）、…、（ＱＡｎ、Ｖ′Ａｎ）としてメモリ１１０に保持されている。同様に、組電池１０００を構成した時点での電池Ｂの容量ＱＢと電圧変化率Ｖ′Ｂの関係は予め測定され、例えばｍ個のデータ群（ＱＢ１、Ｖ′Ｂ１）、（ＱＢ２、Ｖ′Ｂ２）、…、（ＱＢｍ、Ｖ′Ｂｍ）としてメモリ１１０に保持されている。このときデータ群の数ｎ、ｍは最低でも２以上であり、２０以上が望ましく、５０以上がより望ましい。

メモリ１１０は電池群ＡＡと電池群ＢＢのそれぞれの劣化率を保持している。劣化率の定義は任意に定めることができるが、ここでは、組電池１０００を構成した時点での電池の満充電容量Ｗ０と、ある時間が経過した時点での電池の満充電容量Ｗとの比（Ｗ／Ｗ０）で劣化率Ｒを定義する。また、メモリ１１０は電池群ＡＡ、ＢＢの劣化率を測定する度に、測定日時と劣化率の組み合わせを保存データに追加して保持することが望ましい。

図２は、電池の劣化状態を決定する原理を示す模式図である。簡単のために１本の電池Ａと１本の電池Ｂを直列に接続した場合を示している。実線、破線、点線は、組電池１０００、電池Ａ、電池Ｂの容量と電圧変化率の関係をそれぞれ示している。電池Ａの容量は０.６０Ａｈ、電池Ｂの容量は０.６９Ａｈである。組電池１０００を構成した時点では、電池Ａと電池Ｂの劣化率ＲＡおよびＲＢはそれぞれ１である。このとき、組電池１０００の容量ＱＡＢは、容量ずれを示す定数をΔＡ、ΔＢとしてＱＡＢ＝ＱＡ＋ΔＡ＝ＱＢ＋ΔＢと表すことができる。また、組電池１０００の容量ＱＡＢにおける電圧変化率Ｖ′ＡＢは、電池Ａと電池Ｂの電圧変化率を用いてＶ′ＡＢ＝Ｖ′Ａ＋Ｖ′Ｂと表すことができる。一方、電池Ａと電池Ｂの劣化率がそれぞれＲＡ、ＲＢである場合には、組電池１０００の容量ＱＡＢは、下記の（式１）のように表すことができる。容量ずれを考慮しない場合は、（式１）でΔＡ＝ΔＢ＝０として、容量ずれを無視して劣化率を求めることができる。

〔式１〕
ＱＡＢ＝ＲＡ×ＱＡ＋ΔＡ＝ＲＢ×ＱＢ＋ΔＢ （式１）
また、組電池１０００の容量ＱＡＢにおける電圧変化率Ｖ′ＡＢは、下記の（式２）のように表すことができる。

〔式２〕
Ｖ′ＡＢ＝Ｖ′Ａ／ＲＡ＋Ｖ′Ｂ／ＲＢ （式２）
以上の表現式を用いて、組電池１０００の構成時点での電池Ａと電池Ｂの容量と電圧変化率の関係に基づき、組電池１０００の容量ＱＡＢと電圧変化率Ｖ′ＡＢの関係から劣化率ＲＡ、ＲＢおよび容量ずれΔＡ、ΔＢを求めることができる。容量ずれΔＡ、ΔＢを考慮することで、電池群ごとに容量調節ができるようになる。例えば、電池Ｂの劣化を抑制するために電池Ａだけを充電する場合、電池Ａだけの容量（と電圧）が増えるため、組電池としての容量、電池Ａの容量、電池Ｂの容量との間にずれが生じる。このずれを表すパラメータとして容量ずれΔＡ、ΔＢを導入することで、電池群ごとに容量調節ができるようになる。

図３は、組電池１０００の容量ＱＡＢと電圧変化率Ｖ′ＡＢの関係から劣化率ＲＡ、ＲＢおよび容量ずれΔＡ、ΔＢを求めるためのフローチャートの一例を示す。

まず、ステップ１では組電池１０００の容量ＱＡＢと電圧変化率Ｖ′ＡＢとの関係を示すデータ群（ＱＡＢ１、Ｖ′ＡＢ１）、（ＱＡＢ２、Ｖ′ＡＢ２）、…、（ＱＡＢｌ、Ｖ′ＡＢｌ）を読み込む。このとき、データ群の数ｌは電池群の数の２倍以上、ここでは４以上であれば計算が可能であるが、正確な計算のためには２０以上が望ましく、５０以上がより望ましい。ステップ１でデータ群をメモリ１１０に読み込んだ後、ステップ２に進む。

ステップ２ではメモリ１１０に保持されていた電池Ａのデータ群（ＱＡ１、Ｖ′Ａ１）、（ＱＡ２、Ｖ′Ａ２）、…、（ＱＡｎ、Ｖ′Ａｎ）と電池Ｂのデータ群（ＱＢ１、Ｖ′Ｂ１）、（ＱＢ２、Ｖ′Ｂ２）、…、（ＱＢｍ、Ｖ′Ｂｍ）を読み込む。ｎは電池群ＡＡにおける電池Ａの本数、ｍは電池群ＢＢにおける電池Ｂの本数である。なお、ステップ１とステップ２の順序は入れ替わっても構わない。

ステップ３では、電池Ａと電池Ｂの劣化率ＲＡ、ＲＢおよび容量ずれΔＡ、ΔＢの値を設定する。初回の設定値としては、メモリ１１０に保持されている直近の測定時点における劣化率および容量ずれの値が望ましい。ただし、このような値が存在しない場合には任意の値を用いることができる。

ステップ４では、電池Ａと電池Ｂの劣化率の値および容量ずれの値と、電池Ａ、電池Ｂのデータ群を用いて、（式１）と（式２）に基づいて組電池１０００の容量ＱＡＢと電圧変化率Ｖ′ＡＢとの関係を示すデータ群を構成する。このデータ群における容量は任意に定めてよいが、例えばステップ１で読み込んだデータ群における容量を用いることができる。この場合のデータ群は、計算された組電池１０００の電圧変化率をＶ′ＡＢｃとして、（ＱＡＢ１、Ｖ′ＡＢｃ１）、（ＱＡＢ２、Ｖ′ＡＢｃ２）、…、（ＱＡＢｌ、Ｖ′ＡＢｃｌ）である。

ステップ５では、ステップ１で読み込んだ組電池１０００のデータ群とステップ４で構成した組電池１０００のデータ群の一致度を確認する。確認の方法は任意に定めることができるが、例えば、両データ群において、同じ容量ＱＡＢｉに対応する電圧変化率の差の二乗 (Ｖ′ＡＢｉ−Ｖ′ＡＢｃｉ)²をとり、これを１からｌまでのｉについて和をとった値Ｒ²が一定値以下であれば両データが十分な一致度を持っているとする方法、パラメータの値を変えてもＲ²の値が小さくならないことを条件とする方法、一定の試行回数だけパラメータの値を変えその中で最もＲ²の小さな条件を選ぶ方法などがある。また、一致度が十分でないと判断した場合には、ステップ４に戻って、再度劣化率ＲＡ、ＲＢおよび容量ずれΔＡ、ΔＢの値を設定する。再設定の方法は任意に定めることができる。

ステップ６では、劣化率ＲＡとＲＢの値を出力部１２０に出力する。

以上のステップを経ることにより、個々の電池群に劣化率を判定するための電圧計または電流計を設けずに、簡便な方法で二次電池の種類ごとの劣化率を判定できる。

本発明の一実施形態における制御装置のメモリは、制御部が電池群の劣化率を測定する度に、測定日時ｔと劣化率Ｒと容量ずれΔの組み合わせを保存データに追加して保持することができる。例えば、実施例１に記載の組電池において、データ群（ｔ１、ＲＡ１、ＲＢ１、ΔＡ１、ΔＢ１）、（ｔ２、ＲＡ２、ＲＢ２、ΔＡ２、ΔＢ２）、…、（ｔｎ、ＲＡｎ、ＲＢｎ、ΔＡｎ、ΔＢｎ）を保持する。このデータ群によって、組電池を構成する電池群ごとに残存寿命を推定することができる。推定方法は任意に定めてよいが、例えば以下のような方法がある。

図４は、実際に作製した電池Ａと電池Ｂの組電池における、電池Ａと電池Ｂの容量変化である。それぞれの電池の容量は組電池の構成時点での容量ＱＡｎ、ＱＢｍに劣化率ＲＡ、ＲＢを乗じて計算した。それぞれの電池の容量減少は使用日数の平方根にほぼ比例した。したがって、容量と使用日数の平方根の関係を直線に回帰し、使用日数を外挿することによって、それぞれの電池の余寿命が予測できる。例えば、それぞれの電池の容量が０.５Ａｈ以下になったときを寿命と定める場合には、図４より、電池Ａの余寿命は（１５²−８²）＝１６１日、電池Ｂの余寿命は（１２²−８²）＝８０日である。各電池の余寿命が所定の値より小さい場合、各電池の余寿命が所定の値より小さくなった旨の検知信号が出力部に出力される。例えば、所定の余寿命を１００日とした場合、電池Ｂの余寿命を警告する検知信号を出力部を介して外部回路、外部装置などに出力する。

本発明の一実施形態における制御装置によれば、組電池３０００の容量と電圧変化率の関係を示す充放電曲線から、組電池３０００を構成する電池群の充放電曲線を計算し、その結果に基づき電池群ＡＡ、電池群ＢＢの充放電状態を制御することができる。そのための構成を図５に示す。

スイッチ１を介して電池群ＡＡと電池群ＢＢの正極同士が接続されている。また、スイッチ２とスイッチ２の近傍に配置された電流計３０Ａを介して電池群ＡＡと電池群ＢＢの負極同士が接続されている。電流計３０Ａはスイッチ１の近傍に配置してもよい。電流計３０Ａは、電池群ＡＡと電池群ＢＢだけで回路を形成する際、すなわち電池群ＡＡと電池群ＢＢの正極同士・負極同士を繋いで電圧を平準化する際、の電流を検出する。この場合、電池群ＡＡから流れ出す（流れ込む）電流と電池群ＢＢに流れ込む（流れ出す）電流は等しくなる。

電池群ＡＡの負極と、電池群ＢＢの正極の間にスイッチ３が配置されている。スイッチ１、スイッチ２、スイッチ３は制御部３００からの指示によって開閉される。通常はスイッチ１とスイッチ２は開、スイッチ３は閉である。電流計３０Ｂの出力は制御部３００に送られる。組電池３０００の電圧を検出する電圧計３１が組電池３０００と並列に接続されている。実施例１と同様に、制御部３００の近傍にメモリ３１０が配置されており、メモリ３１０は組電池３０００の構成する電池種のそれぞれの本数と特性を保持している。制御部３００はメモリ３１０に保持された情報と、組電池３０００の電圧変化率または容量変化率に基づいて、組電池３０００を構成する電池種のそれぞれの劣化率を決定し、出力部３２０によって結果を外部回路、外部装置などに出力する。

このような構成によれば、例えば電池群ＡＡだけが過充電・過放電に陥る場合には、電池群ＡＡおよび電池群ＢＢに対して個別に検知信号を出力する。これにより、検知信号を受けて、すぐ電池の使用を止めることにより、過充電・過放電を防止できる。また、検知信号を出力して、スイッチ１を閉とし、スイッチ２とスイッチ３を開とすることによって電池群ＢＢだけを充電・放電することができる。また、一方の電池群だけが過充電・過放電に陥り、かつ他方の電池群との間で電圧を平準化することが可能であれば、スイッチ１とスイッチ２を閉とし、スイッチ３を開とすることによって、電池群ＡＡおよび電池群ＢＢの両方が過充電領域または過放電領域に含まれないように、電池群ＡＡと電池群ＢＢの電圧を平準化することもできる。電池群ＡＡと電池群ＢＢの電圧を平準化する場合、個々の電池群に流れる電流を検出する必要がある。その場合、個々の電池群に電流計をつけるのではなく、スイッチ１またはスイッチ２の部分に電流計３０Ａをつけることで、電池群ＡＡと電池群ＢＢの電圧を平準化するときに両者の間に流れた電流を検知して制御部３００におくり、所望の容量で止める（電流値を遮断する）ことができる。

電池群ＡＡと電池群ＢＢの放電曲線は、次のように計算できる。図３の手順で求めた劣化率ＲＡ、ＲＢおよび容量ずれΔＡ、ΔＢと、メモリに保持されている電池Ａのｎ個のデータ群（ＱＡ１、Ｖ′Ａ１）、（ＱＡ２、Ｖ′Ａ２）、…、（ＱＡｎ、Ｖ′Ａｎ）と電池Ｂのｍ個のデータ群（ＱＢ１、Ｖ′Ｂ１）、（ＱＢ２、Ｖ′Ｂ２）、…、（ＱＢｍ、Ｖ′Ｂｍ）を用いて、電池Ａの新しいデータ群（ＲＡ×ＱＡ１＋ΔＡ、Ｖ′Ａ１／ＲＡ）、（ＲＡ×ＱＡ２＋ΔＡ、Ｖ′Ａ２／ＲＡ）、…、（ＲＡ×ＱＡｎ＋ΔＡ、Ｖ′Ａｎ／ＲＡ）および電池Ｂの新しいデータ群（ＲＢ×ＱＢ１＋ΔＢ、Ｖ′Ｂ１／ＲＢ）、（ＲＢ×ＱＢ２＋ΔＢ、Ｖ′Ｂ２／ＲＢ）、…、（ＲＢ×ＱＢｎ＋ΔＢ、Ｖ′Ｂｎ／ＲＢ）を構成し、組電池３０００を構成する電池群の充放電曲線を計算することができる。図６は電池Ａの容量が０.５５Ａｈ、電池Ｂの容量が０.５９Ａｈとなったときの組電池、電池Ａ、電池Ｂの放電曲線を示す。このときＲＡ＝０.５５／０.６０＝０.９１７、ＲＢ＝０.５９／０.６９＝０.８５５、ΔＡ＝ΔＢ＝０である。図６では、電池Ａの劣化率および電池Ｂの劣化率を基に、電池Ａおよび電池Ｂの過充電領域または過放電領域に対応する組電池の電圧領域または容量領域が制御部によって決定されている。

例えば、一方の電池群、つまり、電池Ａまたは電池Ｂの個別の過放電を防ぐ手順を説明する。例えば、図６に示した組電池を０.５５Ａｈ以上放電すると、電池Ａが過放電状態に陥る。そこで、放電容量が０.５５Ａｈに到達した時点で、スイッチ１を閉、スイッチ２を開、スイッチ３を開とすることによって、電池Ａを過放電することなく、電池Ｂの残存容量０.０４Ａｈを利用することができる。このとき、電池群ＡＡ、ＢＢの間に容量ずれが生じるので、ΔＢに−０.０４Ａｈを加えることが望ましい。同様の手順で一方の電池群の過充電も防止できる。

次に、組電池全体の過放電を防ぐ手順を説明する。電池群ＡＡと電池群ＢＢの両方が同時に過放電になる場合には、片方の電池群のみを放電したり、片方の電池群で他方の電池群を充電したりすることができない。この場合には制御部３００によって放電を停止する。制御部３００は、電圧計３１の出力が所定の電圧（電池群ＡＡと電池群ＢＢそれぞれの下限電圧の和）を下回るとき、または電流計３０Ｂの出力から計算した放電量が残存容量（本実施例では０.０４Ａｈ）を上回るときに放電を停止する。これにより組電池全体の過放電を防ぐ。

以上のように、スイッチ１〜３を操作することによって、容量ずれΔＡ、ΔＢの値を任意に調節し、電池群Ａと電池群Ｂの放電曲線を組み合わせて組電池３０００の放電曲線を再構成することができる。

１０、３０Ａ、３０Ｂ 電流計
１１、３１ 電圧計
１００、３００ 制御部
１１０、３１０ メモリ
１２０、３２０ 出力部
１０００、３０００ 組電池
１１００ 制御装置

Claims (8)

1. 第１の特性を有する充放電可能な第１の二次電池と、
   前記第１の特性とは異なる第２の特性を有する充放電可能な第２の二次電池と、を直列または並列に接続して構成される組電池の制御装置であって、
   前記組電池に含まれる前記第１の特性および前記第１の二次電池の本数と前記第２の特性および前記第２の二次電池の本数を記憶する記憶部と、
   前記組電池の電圧を検出する電圧計と、
   前記電圧計の出力に基づいて、前記組電池の容量差分に対する電圧差分としての電圧変化率または前記組電池の電圧差分に対する容量差分としての容量変化率を検知する制御部と、を備え、
   前記制御部において、４以上の前記電圧変化率または前記容量変化率と、前記第１の特性および前記第１の二次電池の本数と、前記第２の特性および前記第２の二次電池の本数と、に基づいて前記第１の二次電池の劣化率および前記第２の二次電池の劣化率を決定する組電池の制御装置。
2. 請求項１において、
   前記記憶部は、２つ以上の異なる日時において決定された前記第１の二次電池の劣化率と前記第２の二次電池の劣化率および決定日時を保持し、
   前記制御部は、前記第１の二次電池の劣化率と、前記第２の二次電池の劣化率と、前記決定日時と、に基づいて前記第１の二次電池の余寿命および前記第２の二次電池の余寿命を決定し、
   前記第１の二次電池の余寿命および前記第２の二次電池の余寿命が所定の値より小さい場合、検知信号を出力する組電池の制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記制御部は、前記第１の二次電池の劣化率および前記第２の二次電池の劣化率を基に、前記第１の二次電池および前記第２の二次電池の過充電領域または過放電領域に対応する前記組電池の電圧領域または容量領域を決定し、
   前記組電池の電圧または容量が前記電圧領域または前記容量領域に含まれる場合には、検知信号を出力する制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記制御部は、前記第１の二次電池の劣化率および前記第２の二次電池の劣化率を基に、前記第１の二次電池および前記第２の二次電池の過充電領域または過放電領域に対応する前記組電池の電圧領域または容量領域を決定し、
   前記組電池の電圧または容量が前記電圧領域または前記容量領域に含まれる場合には、前記第１の二次電池および前記第２の二次電池に対して個別に検知信号を出力する制御装置。
5. 請求項４において、
   前記組電池は、前記第１の二次電池と前記第２の二次電池と、を直列に接続して構成され、
   前記第１の二次電池と前記第２の二次電池の正極同士を接続した第１のスイッチと、前記第１の二次電池と前記第２の二次電池の負極同士を接続した第２のスイッチと、前記第１の二次電池の正極と前記第２の二次電池の負極、又は前記第１の二次電池の負極と前記第２の二次電池の正極とを接続した第３のスイッチと、を有し、
   前記制御部によって前記第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチの開閉が制御され、
   前記制御部は、前記検知信号に基づいて前記第１スイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチの開閉を制御して、前記第１の二次電池および前記第２の二次電池の両方が前記過充電領域または前記過放電領域に含まれないように、前記第１の二次電池の電圧および前記第２の二次電池の電圧を平準化する制御装置。
6. 請求項４において、
   前記組電池は、前記第１の二次電池と前記第２の二次電池と、を直列に接続して構成され、
   前記第１の二次電池と前記第２の二次電池の正極同士を接続した第１のスイッチと、前記第１の二次電池と前記第２の二次電池の負極同士を接続した第２のスイッチと、前記第１の二次電池の正極と前記第２の二次電池の負極又は前記第１の二次電池の負極と前記第２の二次電池の正極とを接続した第３のスイッチと、
   前記第１スイッチ又は前記第２のスイッチの近傍に配置された前記第１の二次電池および前記第２の二次電池に流れる電流を検出する電流計と、を有し、
   前記制御部によって前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記第３のスイッチの開閉が制御され、
   前記制御部は、前記検知信号に基づいて前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチの開閉を制御して、前記第１の二次電池の電流値または前記第２の二次電池の電流値を遮断する制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかの制御装置と、前記組電池を有する電源装置。
8. 第１の特性を有する充放電可能な第１の二次電池と、
   前記第１の特性とは異なる第２の特性を有する充放電可能な第２の二次電池と、を直列または並列に接続して構成される組電池の制御方法であって、
   記憶部によって前記組電池に含まれる前記第１の特性および前記第１の二次電池の本数と前記第２の特性および前記第２の二次電池の本数を記憶する工程と、
   電圧計によって前記組電池の電圧を検出する工程と、
   制御部によって、前記電圧計の出力に基づいて、前記組電池の容量差分に対する電圧差分としての電圧変化率または前記組電池の電圧差分に対する容量差分としての容量変化率を検知する工程と、
   前記制御部において、４以上の前記電圧変化率または前記容量変化率と、前記第１の特性および前記第１の二次電池の本数と、前記第２の特性および前記第２の二次電池の本数と、に基づいて前記第１の二次電池の劣化率および前記第２の二次電池の劣化率を決定する工程と、を含む組電池の制御方法。