JP6894777B2 - Charge control device and charge control method - Google Patents

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Description

本発明は、充電制御装置および充電制御方法に関する。 The present invention relates to a charge control device and a charge control method.

電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両には、駆動電源として、直列接続された複数の電池セルを収容する電池パックが搭載されている。電池パックでは、初期状態において、電池セルの電圧特性が揃っているが、充放電の繰り返し等により各電池セルの充電状態（電圧）が異なるような状態となる。この場合、充電時には過充電を避けるため、最も電圧が高くなった電池セルに合わせて充電を止める必要があることから、他の電池セルは、いまだ充電可能であるにもかかわらず、充電が停止される。また、放電時においても過放電を避けるために、最も電圧が低くなった電池セルに合わせて放電を止める必要があることから、他の電池セルは、いまだ放電可能であるにもかかわらず、放電が停止される。これらの結果、電池パックの実効的に利用可能な蓄電電力が減少してしまうという不具合が生じる。そこで、各電池セルと、インダクタおよびキャパシタを含む直列共振回路との接続状態を制御する蓄電制御装置を設けて、同数の電池セル間でのエネルギーの移動を行い、セル電圧の均等化を図る蓄電制御装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。 Vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) are equipped with a battery pack accommodating a plurality of battery cells connected in series as a drive power source. In the battery pack, the voltage characteristics of the battery cells are the same in the initial state, but the charging state (voltage) of each battery cell is different due to repeated charging and discharging. In this case, in order to avoid overcharging during charging, it is necessary to stop charging according to the battery cell with the highest voltage, so charging of other battery cells is stopped even though they are still rechargeable. Will be done. Further, in order to avoid over-discharging even during discharging, it is necessary to stop the discharging according to the battery cell having the lowest voltage, so that the other battery cells are discharged even though they can still be discharged. Is stopped. As a result, there arises a problem that the effectively available stored power of the battery pack is reduced. Therefore, a storage control device for controlling the connection state between each battery cell and the series resonance circuit including the inductor and the capacitor is provided to transfer energy between the same number of battery cells to equalize the cell voltage. A control device has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２０１５−６５７９５号公報JP-A-2015-65795 特開２０１５−６５７９６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-65796

従来の電池パックでは、複数の電池セルの電圧のバランスをとるために、各電池セルの電極を取り出して個別に対応しているが、接続状態を制御する装置を設けたり、複雑な配線が必要となったりして改善の余地がある。 In the conventional battery pack, in order to balance the voltage of multiple battery cells, the electrodes of each battery cell are taken out and individually dealt with, but a device for controlling the connection state is provided and complicated wiring is required. There is room for improvement.

本発明は、複雑な配線や高度な装置を必要とせず、複数の電池セル間の電圧をバランスさせることができる充電制御装置および充電制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a charge control device and a charge control method capable of balancing a voltage between a plurality of battery cells without requiring complicated wiring or an advanced device.

上記目的を達成するため、本発明に係る充電制御装置は、交流電源と、前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部と、を備え、各前記ＬＣ回路は、各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定され、前記充電制御部は、検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定し、特定した前記電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数を決定し、決定した前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を前記交流電源から出力するように制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the charge control device according to the present invention has a battery module composed of an AC power supply, n battery cells connected in series with the AC power supply, and n battery cells one-to-one. are connected by the relation in parallel, and comprises n LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to f 0 n to each other to detect the cell voltage of each of the battery cells, the AC power supply based on the detected cell voltage Each of the LC circuits is provided with a charge control unit that adjusts the frequency of the alternating current from the AC current, so that each of the resonance frequencies f 0 1 to f 0 n satisfies the following equation (1) or equation (2). The combined resistance value is determined, and the charge control unit identifies at least one battery cell including the battery cell having the highest cell voltage from the detected cell voltage, and the LC corresponding to the identified battery cell. It is characterized in that the resonance frequency of the circuit is determined, and an alternating current having the same frequency as the determined resonance frequency is controlled to be output from the alternating current power source.

ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2)

また、上記充電制御装置において、前記充電制御部は、セル電圧が最も高い前記電池セルが複数ある場合、当該各電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数をそれぞれ決定し、決定した各前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を重畳させて前記交流電源から出力するように制御することが好ましい。 Further, in the charge control device, when there are a plurality of the battery cells having the highest cell voltage, the charge control unit determines the resonance frequency of the LC circuit corresponding to each battery cell, and each of the determined resonances. It is preferable to superimpose an alternating current having the same frequency as the frequency and control the output from the alternating current power source.

上記目的を達成するため、本発明に係る充電制御装置は、交流電源と、前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部と、を備え、各前記ＬＣ回路は、各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定され、前記充電制御部は、検出したセル電圧から、最も低いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定し、特定した前記電池セルとは異なる他の複数の前記電池セルに対応する各前記ＬＣ回路の共振周波数を決定し、決定した各前記共振周波数と同一の周波数の交流電流をそれぞれ前記交流電源から出力するように制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the charge control device according to the present invention has a battery module composed of an AC power supply, n battery cells connected in series with the AC power supply, and n battery cells one-to-one. are connected by the relation in parallel, and comprises n LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to f 0 n to each other to detect the cell voltage of each of the battery cells, the AC power supply based on the detected cell voltage Each of the LC circuits is provided with a charge control unit that adjusts the frequency of the alternating current from the AC current, so that each of the resonance frequencies f 0 1 to f 0 n satisfies the following equation (1) or equation (2). The combined resistance value is determined, and the charge control unit identifies at least one battery cell including the battery cell having the lowest cell voltage from the detected cell voltage, and another battery cell different from the specified battery cell. It is characterized in that the resonance frequency of each of the LC circuits corresponding to the plurality of battery cells is determined, and an alternating current having the same frequency as the determined resonance frequency is controlled to be output from the alternating current power source.

ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2)

また、上記充電制御装置において、直流電源と、前記電池モジュールへの電力供給を前記交流電源または前記直流電源に切替える切替手段と、をさらに備え、前記充電制御部は、前記切替手段により選択された前記直流電源の直流電流により前記電池モジュールの充電を行うことが好ましい。 Further, the charge control device further includes a DC power supply and a switching means for switching the power supply to the battery module to the AC power supply or the DC power supply, and the charge control unit is selected by the switching means. It is preferable to charge the battery module with the direct current of the direct current.

上記目的を達成するため、本発明に係る充電制御方法は、交流電源と、前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部とを備え、各前記ＬＣ回路は、各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定される充電制御装置の充電制御方法であって、前記充電制御部が、検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定する第１ステップと、前記充電制御部が、特定した前記電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数を決定する第２ステップと、前記充電制御部が、決定した前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を前記交流電源から出力させる第３ステップとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the charge control method according to the present invention is one-to-one with an AC power supply, a battery module composed of n battery cells connected in series with the AC power supply, and n battery cells. are connected by the relation in parallel, and comprises n LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to f 0 n to each other to detect the cell voltage of each of the battery cells, the AC power supply based on the detected cell voltage Each of the LC circuits is provided with a charge control unit for adjusting the frequency of the alternating current from the AC current, and each of the LC circuits is synthesized so that the resonance frequencies f 0 1 to f 0 n satisfy the following equation (1) or equation (2). A method for controlling charging of a charging control device in which a resistance value is determined, wherein the charging control unit identifies at least one battery cell including the battery cell having the highest cell voltage from the detected cell voltage. One step, a second step in which the charge control unit determines the resonance frequency of the LC circuit corresponding to the specified battery cell, and an alternating current having the same frequency as the resonance frequency determined by the charge control unit. Is provided with a third step of outputting the voltage from the AC power supply.

ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2)

本発明に係る充電制御装置および充電制御方法によれば、複雑な配線や高度な装置を必要とせず、複数の電池セル間の電圧をバランスさせることができるという効果を奏する。 According to the charge control device and the charge control method according to the present invention, there is an effect that the voltage between a plurality of battery cells can be balanced without requiring complicated wiring or an advanced device.

図１は、第１および第３実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge control device according to the first and third embodiments. 図２は、第１実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the first embodiment. 図４は、第１実施形態に係るＬＣ回路の周波数に対する電流値の波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a current value with respect to the frequency of the LC circuit according to the first embodiment. 図５は、第２実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the second embodiment. 図６は、第２実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the second embodiment. 図７は、第２実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the second embodiment. 図８は、第２実施形態に係るＬＣ回路の周波数に対する電流値の波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a waveform of a current value with respect to the frequency of the LC circuit according to the second embodiment. 図９は、第３実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 9 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the third embodiment. 図１０は、第３実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the third embodiment. 図１１は、第３実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the third embodiment. 図１２は、第４実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the fourth embodiment. 図１３は、第４実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 13 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fourth embodiment. 図１４は、第４実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 14 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fourth embodiment. 図１５は、第４実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the fourth embodiment. 図１６は、第５実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the fifth embodiment. 図１７は、第５実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。FIG. 17 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fifth embodiment. 図１８は、第５実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the fifth embodiment. 図１９は、変形例に係るＬＣ回路の概略構成を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of an LC circuit according to a modified example. 図２０は、変形例に係るＬＣ回路の概略構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of an LC circuit according to a modified example. 図２１は、変形例に係るＬＣ回路の概略構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of an LC circuit according to a modified example. 図２２は、変形例に係るＬＣ回路の概略構成を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a schematic configuration of an LC circuit according to a modified example.

以下に、本発明の実施形態に係る充電制御装置および充電制御方法を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the charge control device and the charge control method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below. In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be combined as appropriate.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。図２は、第１実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図３は、第１実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。図４は、第１実施形態に係るＬＣ回路の周波数に対する電流値の波形を示す図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge control device according to the first embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a current value with respect to the frequency of the LC circuit according to the first embodiment.

第１実施形態に係る充電制御装置１Ａは、電池パック２の充電制御を行うものである。電池パック２は、例えば電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両（不図示）の駆動電源として搭載される。電池パック２は、電池モジュール１０を含んで構成される。充電制御装置１Ａは、例えば上記車両の充電を行う充電スタンド（不図示）等に設置される。充電制御装置１Ａは、交流電源Ｖａｃと、電池モジュール１０と、ｎ（正の整数）個のＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎと、充電制御部３とを含んで構成される。 The charge control device 1A according to the first embodiment controls the charge of the battery pack 2. The battery pack 2 is mounted as a drive power source for vehicles (not shown) such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid vehicles (PHEVs). The battery pack 2 includes a battery module 10. The charge control device 1A is installed, for example, in a charging stand (not shown) for charging the vehicle. The charge control device 1A includes an AC power supply Vac, a battery module 10, n (positive integer) LC circuits X LC 1 to X LC n, and a charge control unit 3.

交流電源Ｖａｃは、交流電力の供給源である。交流電源Ｖａｃは、例えば可変周波数電源等によって構成される。交流電源Ｖａｃは、電池モジュール１０に接続され、電池モジュール１０に特定の周波数を有する交流電流Ｉａｃを出力する。交流電源Ｖａｃは、後述する充電制御部３により制御される。交流電源Ｖａｃは、充電制御部３からの制御信号に基づいて、特定の周波数を有する正弦波の交流電流Ｉａｃを電池モジュール１０に出力する。 The AC power supply Vac is a source of AC power. The AC power supply Vac is composed of, for example, a variable frequency power supply or the like. The AC power supply Vac is connected to the battery module 10 and outputs an AC current Iac having a specific frequency to the battery module 10. The AC power supply Vac is controlled by the charge control unit 3 described later. The AC power supply Vac outputs a sinusoidal AC current Iac having a specific frequency to the battery module 10 based on the control signal from the charge control unit 3.

電池モジュール１０は、複数の電池セル(以下、単に「セル」とも称する)の集合体である。本実施形態における電池モジュール１０は、交流電源Ｖａｃに直列接続されたｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎ（以下、「電池セルＶ」とも称する）と、複数の電圧検出センサ（不図示）とを含んで構成される。ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎは、直列に接続されている。電池セルＶ１〜Ｖｎは、例えばセル本体の一端に２つの電極端子（不図示）を備える。電池セルＶ１〜Ｖｎは、例えば、繰り返し充放電が可能な二次電池であり、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等である。 The battery module 10 is an aggregate of a plurality of battery cells (hereinafter, also simply referred to as “cells”). The battery module 10 in the present embodiment includes n battery cells V1 to Vn (hereinafter, also referred to as "battery cell V") connected in series to the AC power supply Vac, and a plurality of voltage detection sensors (not shown). Consists of. The n battery cells V1 to Vn are connected in series. The battery cells V1 to Vn are provided with, for example, two electrode terminals (not shown) at one end of the cell body. The battery cells V1 to Vn are, for example, secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged, such as a nickel hydrogen battery and a lithium ion battery.

ｎ個のＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎ（以下、「共振周波数ｆ０」とも称する）を有する。本実施形態におけるｎ個のＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎ（以下、「ＬＣ回路ＸＬＣ」とも称する）は、キャパシタＣ１〜Ｃｎ（以下、「キャパシタＣ」とも称する）とインダクタＬ１〜Ｌｎ（以下、「インダクタＬ」とも称する）の並列回路で構成される。共振周波数ｆ０は、下記の式（１）で表される。共振周波数ｆ０のときは、図３に示すように、回路に流れる電流が最も小さくなる。ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、各共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（２）または式（３）を満たすように合成抵抗値が決定される。すなわち、キャパシタＣ１〜Ｃｎのキャパシタンス、および、インダクタＬ１〜Ｌｎのインダクタンスは、共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが式（２）または式（３）を満たすように設定される。 n number of LC circuit X LC 1 to X LC n are connected in parallel in one-to-one relationship with the n battery cells V1 to Vn, and different resonance frequencies f 0 1~f 0 n (hereinafter together, "resonance It also has a frequency f 0 ”). Of n in this embodiment LC circuit X LC 1 to X LC n (hereinafter, also referred to as "LC circuit X LC") is a capacitor C1 to Cn (hereinafter, also referred to as "capacitor C") and inductor L1 to Ln ( Hereinafter, it is also composed of a parallel circuit of "inductor L"). The resonance frequency f 0 is represented by the following equation (1). When the resonance frequency f 0, as shown in FIG. 3, the smallest is the current flowing through the circuit. LC circuit X LC 1 to X LC n, each resonance frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value is determined to satisfy equation (2) or formula (3) below. That is, the capacitance of the capacitors C1 to Cn and the inductance of the inductors L1 to Ln are set so that the resonance frequencies f 0 1 to f 0 n satisfy the equation (2) or the equation (3).

ｆ０＝１／２π√ＬＣ ・・・（１）
ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（２）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（３） f 0 = 1 / 2π√LC ・ ・ ・ (1)
f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (2)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (3)

充電制御部３は、各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて交流電源Ｖａｃからの交流電力の周波数を調整する。セル電圧は、例えば電池セルＶ１〜Ｖｎの両電極端子間の電圧である。各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧は、各電池セルＶ１〜Ｖｎに設けられた電圧検出センサ等により検出される。充電制御部３は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等、周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路により構成される。この電子回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびインターフェース等を含む。 The charge control unit 3 detects the cell voltage of each battery cell V1 to Vn, and adjusts the frequency of the AC power from the AC power supply Vac based on the detected cell voltage. The cell voltage is, for example, a voltage between both electrode terminals of the battery cells V1 to Vn. The cell voltage of each battery cell V1 to Vn is detected by a voltage detection sensor or the like provided in each battery cell V1 to Vn. The charge control unit 3 is composed of an electronic circuit mainly composed of a well-known microcomputer such as an ECU (Electronic Control Unit). This electronic circuit includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an interface, and the like.

上記構成を有する充電制御装置１Ａでは、図４に示すように、交流電源Ｖａｃから出力する交流電流Ｉａｃの周波数（周期）を調整することにより、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎの中から任意の電池セルＶの放電を行うことができる。電池の充放電効率では、放電効率よりも充電効率が悪いことから、電池に対して交流電流を流すと、徐々に充電量が減っていく傾向がある。この現象を利用し、任意の電池セルＶに交流電流を流して当該電池セルＶの放電を行う。具体的には、任意の電池セルＶに対応するＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０と同じ周波数の交流電流Ｉａｃを電池モジュール１０に流すことにより、ＬＣ回路ＸＬＣのインピーダンスをあげて、交流電流Ｉａｃのすべてを任意の電池セルＶに流すことが可能となる。一方、任意の電池セル以外の他の電池セルＶについては、他の電池セルＶに対応するＬＣ回路ＸＬＣが交流電流を通過させて他の電池セルＶに流れないように働くことから、当該他の電池セルＶに対する放電が行われない。 In the charge control device 1A having the above configuration, as shown in FIG. 4, by adjusting the frequency (period) of the AC current Iac output from the AC power supply Vac, an arbitrary battery from a plurality of battery cells V1 to Vn can be used. The cell V can be discharged. Since the charge / discharge efficiency of a battery is worse than the discharge efficiency, the amount of charge tends to gradually decrease when an alternating current is passed through the battery. Utilizing this phenomenon, an alternating current is passed through an arbitrary battery cell V to discharge the battery cell V. Specifically, by supplying an alternating current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 of the LC circuit X LC corresponding to any of the battery cells V in the battery module 10, raising the impedance of the LC circuit X LC, alternating current It is possible to flow all of the Iac into an arbitrary battery cell V. On the other hand, with respect to the battery cell V other than the arbitrary battery cell, the LC circuit X LC corresponding to the other battery cell V works so as not to pass the AC current and flow to the other battery cell V. The other battery cells V are not discharged.

次に、充電制御装置１Ａの充電制御処理について図２を参照して説明する。本実施形態では、例えば電池パック２の充電時において、電池セルＶ２のセル電圧が最も高い場合について説明する。なお、電池モジュール１０は、規定の充電方法で充電が行われており、満充電の状態にあるものとする。 Next, the charge control process of the charge control device 1A will be described with reference to FIG. In the present embodiment, for example, when the battery pack 2 is being charged, the case where the cell voltage of the battery cell V2 is the highest will be described. It is assumed that the battery module 10 is charged by a specified charging method and is in a fully charged state.

ステップＳ１１では、充電制御部３は、各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出する。充電制御部３は、例えば電圧検出センサ等により各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出し、ＲＡＭ等に保存する。 In step S11, the charge control unit 3 detects the cell voltage of each battery cell V1 to Vn. The charge control unit 3 detects the cell voltage of each battery cell V1 to Vn by, for example, a voltage detection sensor or the like, and stores the cell voltage in the RAM or the like.

ステップＳ１２では、充電制御部３は、検出した複数のセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。充電制御部３は、例えば、検出したセル電圧と規定電圧とを比較し、当該セル電圧と規定電圧との差分に閾値を超えるものがあるか否かに応じて、バラツキの有無を判定する。規定電圧は、例えばリチウムイオン電池の電池特性から得られたものであるが、これに限定されるものではない。閾値は、例えば電池セルＶ１〜Ｖｎの劣化時の電圧や過充電時の電圧等を参考に設定されたものであるが、これに限定されるものではない。複数のセル電圧にバラツキがある場合には、ステップＳ１３へ進む一方、複数のセル電圧にバラツキがない場合には、本処理を終了する。 In step S12, the charge control unit 3 determines whether or not there is a variation in the detected plurality of cell voltages. The charge control unit 3 compares, for example, the detected cell voltage and the specified voltage, and determines whether or not there is a variation depending on whether or not the difference between the cell voltage and the specified voltage exceeds the threshold value. The specified voltage is obtained from, for example, the battery characteristics of a lithium ion battery, but is not limited thereto. The threshold value is set with reference to, for example, the voltage at the time of deterioration of the battery cells V1 to Vn, the voltage at the time of overcharging, and the like, but is not limited thereto. If there is a variation in the plurality of cell voltages, the process proceeds to step S13, while if there is no variation in the plurality of cell voltages, this process ends.

ステップＳ１３では、充電制御部３は、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎから、セル電圧が最も高い電池セルＶを対象セルとして特定する。本実施形態の対象セルは、例えば複数のセル電圧のうち、最も高いセル電圧を有する電池セルＶである。なお、最も高いセル電圧が複数あった場合、例えば１〜ｎの順に配列された複数の電池セルＶ１〜Ｖｎのうち、小さい数字の電池セルＶを選択することが好ましいが、これに限定されるものではない。 In step S13, the charge control unit 3 identifies the battery cell V having the highest cell voltage as the target cell from the plurality of battery cells V1 to Vn. The target cell of the present embodiment is, for example, a battery cell V having the highest cell voltage among a plurality of cell voltages. When there are a plurality of highest cell voltages, for example, it is preferable to select a battery cell V having a smaller number from a plurality of battery cells V1 to Vn arranged in the order of 1 to n, but the present invention is limited to this. It's not a thing.

ステップＳ１４では、充電制御部３は、対象セルに対応するＬＣ回路ＸＬＣｘの共振周波数ｆ０を決定する。例えば、電池セルＶ２に対応するＬＣ回路ＸＬＣ２の共振周波数ｆ０２は、ｆ０２＝１／２π√Ｌ２Ｃ２により算出することができる。充電制御部３は、例えば、予めＲＯＭ等に保存された共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを読み出す構成であってもよい。この場合、充電制御部３内のＲＯＭ等には、予め１〜ｎの順にＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎの共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが保存されているものとする。 In step S14, the charge control unit 3 determines the resonance frequency f 0 of the LC circuit X LC x corresponding to the target cell. For example, the resonance frequency f 0 2 of the LC circuit X LC 2 corresponding to the battery cell V2 can be calculated by f 0 2 = 1 / 2π√L2C2. The charge control unit 3, for example, may be configured to read out the resonant frequency f 0 1~f 0 n stored in the ROM or the like. In this case, the ROM or the like in the charge control unit 3, it is assumed that the resonance frequency f 0 1~f 0 n of the LC circuit X LC 1 to X LC n are stored in the order of pre-1 to n.

ステップＳ１５では、充電制御部３は、ステップＳ１４で決定した共振周波数ｆ０と同じ周波数の正弦波の交流電流Ｉａｃを交流電源Ｖａｃから出力させる。充電制御部３は、図４に示すように、例えば共振周波数ｆ０２と同じ周波数の交流電流Ｉａｃを出力させる。 In step S15, the charging control unit 3, to output a sine wave of the AC current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 determined in step S14 from the AC power source Vac. The charge control unit 3, as shown in FIG. 4, for example, to output an alternating current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 2.

ステップＳ１６では、充電制御部３は、対象セルの電圧を検出する。充電制御部３は、例えば電圧検出センサ等により電池セルＶ２のセル電圧を検出する。 In step S16, the charge control unit 3 detects the voltage of the target cell. The charge control unit 3 detects the cell voltage of the battery cell V2 by, for example, a voltage detection sensor or the like.

ステップＳ１７では、充電制御部３は、ステップＳ１６で検出したセル電圧に基づいて、対象セルの放電が完了したか否かを判定する。充電制御部３は、例えば対象セルの電池セルＶ２が目標電圧に達したか否かにより放電が完了したか否かを判定する。目標電圧は、例えば電池セルＶ２を除く電池セルＶ１，Ｖ３〜Ｖｎのセル電圧の平均値とするが、これに限定されるものではない。対象セルの放電が完了していない場合には、ステップＳ１５に戻る一方、対象セルの放電が完了した場合には、ステップＳ１８に進む。 In step S17, the charge control unit 3 determines whether or not the discharge of the target cell is completed based on the cell voltage detected in step S16. The charge control unit 3 determines whether or not the discharge is completed depending on whether or not the battery cell V2 of the target cell has reached the target voltage, for example. The target voltage is, for example, the average value of the cell voltages of the battery cells V1 and V3 to Vn excluding the battery cell V2, but is not limited thereto. If the discharge of the target cell is not completed, the process returns to step S15, while if the discharge of the target cell is completed, the process proceeds to step S18.

ステップＳ１８では、充電制御部３は、対象セル以外の複数の電池セルＶのセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。充電制御部３は、例えば、対象セル以外の複数の電池セルＶの各セル電圧と規定電圧とを比較し、当該セル電圧と規定電圧との差分に閾値を超えるものがあるか否かに応じて、バラツキの有無を判定する。対象セル以外の複数の電池セルＶのセル電圧にバラツキがある場合には、ステップＳ１３以降の処理を繰り返す。例えば、電池セルＶ２以降の電池セルＶｘ（ｘ：１〜ｎ）がバラツキのある対象セルとして特定された場合、図４に示すように、電池セルＶｘに対応する周波数ｆ０ｘの交流電流Ｉａｃにより放電が行われる。一方、対象セル以外の複数の電池セルＶのセル電圧にバラツキがない場合には、本処理を終了する。上記処理により、例えばセル電圧が最も高かった電池セルＶ２が他の電池セルＶ１，Ｖ３〜Ｖｎと同じセル電圧となる。 In step S18, the charge control unit 3 determines whether or not there is a variation in the cell voltages of the plurality of battery cells V other than the target cell. The charge control unit 3 compares, for example, each cell voltage of a plurality of battery cells V other than the target cell with a specified voltage, and determines whether or not the difference between the cell voltage and the specified voltage exceeds a threshold value. To determine the presence or absence of variation. If there are variations in the cell voltages of a plurality of battery cells V other than the target cell, the processes of step S13 and subsequent steps are repeated. For example, when the battery cells Vx (x: 1 to n) after the battery cells V2 are specified as the target cells having variations, as shown in FIG. 4, the AC current Iac having a frequency f 0 x corresponding to the battery cells Vx. Discharge is performed by. On the other hand, if there is no variation in the cell voltages of the plurality of battery cells V other than the target cell, this process is terminated. By the above processing, for example, the battery cell V2 having the highest cell voltage becomes the same cell voltage as the other battery cells V1, V3 to Vn.

以上のように、第１実施形態に係る充電制御装置１Ａは、交流電源Ｖａｃと、交流電源Ｖａｃに直列接続されたｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎで構成された電池モジュール１０と、ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎと、各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて交流電源Ｖａｃからの交流電流Ｉａｃの周波数を調整する充電制御部３とを備える。各ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、各共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが上記の式（２）または上記の式（３）を満たすように合成抵抗値が決定される。充電制御部３は、検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する電池セルＶを含む少なくとも１つの電池セルＶｘを特定し、特定した電池セルＶｘに対応するＬＣ回路ＸＬＣｘの共振周波数ｆ０を決定し、決定した共振周波数ｆ０と同一の周波数の交流電流Ｉａｃを交流電源Ｖａｃから出力するように制御する。 As described above, the charge control device 1A according to the first embodiment includes an AC power supply Vac, a battery module 10 composed of n battery cells V1 to Vn connected in series to the AC power supply Vac, and n batteries. is connected in parallel with the battery cell V1~Vn one-to-one relationship and, and the n-number of LC circuit X LC 1 to X LC n having different resonant frequencies f 0 1 to f 0 n together, each battery cell V1~Vn It is provided with a charge control unit 3 that detects the cell voltage of the above and adjusts the frequency of the AC current Iac from the AC power supply Vac based on the detected cell voltage. Each LC circuit X LC 1 to X LC n, each resonance frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value is determined to satisfy equation (2) or the formula (3) above. The charge control unit 3 identifies at least one battery cell Vx including the battery cell V having the highest cell voltage from the detected cell voltage, and the resonance frequency f of the LC circuit X LC x corresponding to the specified battery cell Vx. determining the 0, and controls to output the determined AC current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 from the AC power source Vac.

上記構成を有する充電制御装置１Ａおよび充電制御方法によれば、複雑な配線や高度な装置を必要とせず、複数の電池セル間の電圧をバランスさせることができる。また、従来は必要としていたスイッチや複雑な配線、当該スイッチを制御する装置が不要となるので、コストを低減させることが可能となる。また、従来は、例えば充電が進みすぎた電池セルＶをセル単位で放電して電圧のバランスをとっているが、セル単位で放電させるための配線や電極構造が必要となり、そのために設けられたスペースがエネルギー密度を低下させることから、電池パック２のエネルギー密度の低下を抑えることが可能となる。 According to the charge control device 1A and the charge control method having the above configuration, the voltage between a plurality of battery cells can be balanced without requiring complicated wiring or an advanced device. Further, since the switch, complicated wiring, and the device for controlling the switch, which have been conventionally required, are not required, the cost can be reduced. Further, conventionally, for example, a battery cell V that has been overcharged is discharged in cell units to balance the voltage, but wiring and an electrode structure for discharging the battery cells V in cell units are required, and are provided for that purpose. Since the space reduces the energy density, it is possible to suppress the decrease in the energy density of the battery pack 2.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る充電制御装置１Ｂについて図５〜図８を参照して説明する。図５は、第２実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。図６は、第２実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図７は、第２実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。図８は、第２実施形態に係るＬＣ回路の周波数に対する電流値の波形を示す図である。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する（以下、第３実施形態〜第５実施形態も同様）。 [Second Embodiment]
Next, the charge control device 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the second embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a waveform of a current value with respect to the frequency of the LC circuit according to the second embodiment. In the following description, the same reference numerals will be given to the configurations common to the first embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified (hereinafter, the same applies to the third to fifth embodiments).

第２実施形態に係る充電制御装置１Ｂは、ＬＣ回路ＸＬＣがキャパシタＣとインダクタＬの直列回路で構成される点が上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａとは異なる。 The charge control device 1B according to the second embodiment is different from the charge control device 1A according to the first embodiment in that the LC circuit X LC is composed of a series circuit of the capacitor C and the inductor L.

本実施形態におけるＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、キャパシタＣ１〜ＣｎとインダクタＬ１〜Ｌｎの直列回路で構成される。共振周波数ｆ０は、上記の式（１）で表される。共振周波数ｆ０のときは、図７に示すように、回路に流れる電流が最も大きくなる。ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、各共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが上記の式（２）または式（３）を満たすように合成抵抗値が決定される。すなわち、キャパシタＣ１〜Ｃｎのキャパシタンス、および、インダクタＬ１〜Ｌｎのインダクタンスは、共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが式（２）または式（３）を満たすように設定される。 LC circuit X LC 1 to X LC n in this embodiment is composed of a series circuit of a capacitor C1~Cn and inductor L1 to Ln. The resonance frequency f 0 is represented by the above equation (1). When the resonance frequency f 0, as shown in FIG. 7, the current flowing through the circuit becomes the largest. LC circuit X LC 1 to X LC n, each resonance frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value is determined so as to satisfy the above formula (2) or formula (3). That is, the capacitance of the capacitors C1 to Cn and the inductance of the inductors L1 to Ln are set so that the resonance frequencies f 0 1 to f 0 n satisfy the equation (2) or the equation (3).

第２実施形態に係る充電制御装置１Ｂでは、図８に示すように、交流電源Ｖａｃから出力する交流電流Ｉａｃの周波数（周期）を調整することにより、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎの中から任意の電池セルＶの放電を行うことができる。本実施形態では、任意の電池セルＶに対応するＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０以外の他のＬＣ回路の共振周波数ｆ０と同じ周波数の交流電流Ｉａｃを順次電池モジュール１０に流す。これにより、ＬＣ回路ＸＬＣ以外の他のＬＣ回路ＸＬＣのインピーダンスをさげて、任意の電池セルＶ以外の他の電池セルＶに流すことが可能となる。一方、任意の電池セルＶについては、当該任意の電池セルＶに対応するＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０と同じ周波数の交流電流Ｉａｃを流さないことから、当該任意の電池セルＶに対する放電が行われない。 In the charge control device 1B according to the second embodiment, as shown in FIG. 8, by adjusting the frequency (cycle) of the AC current Iac output from the AC power supply Vac, any of the plurality of battery cells V1 to Vn can be selected. The battery cell V can be discharged. In this embodiment, flow through the LC circuit X LC resonance frequency f 0 other LC circuit resonance frequency f 0 of the alternating current Iac having the same frequency sequence as the battery module 10 other than that corresponding to any of the battery cells V. As a result, the impedance of the LC circuit X LC other than the LC circuit X LC can be reduced and the impedance can be sent to the battery cell V other than the arbitrary battery cell V. On the other hand, any of the battery cells V, since it does not flow an AC current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 of the LC circuit X LC corresponding to the arbitrary battery cell V, the discharging of the arbitrary battery cell V Not done.

次に、充電制御装置１Ｂの充電制御処理について図６を参照して説明する。本実施形態では、例えば電池パック２の充電時において、電池セルＶ２のセル電圧が最も低い場合について説明する。なお、図６のステップＳ２１，Ｓ２２は、図２のステップＳ１１，Ｓ１２と同じ処理であることから、それらの説明を省略する。 Next, the charge control process of the charge control device 1B will be described with reference to FIG. In the present embodiment, for example, when the battery pack 2 is being charged, the case where the cell voltage of the battery cell V2 is the lowest will be described. Since steps S21 and S22 in FIG. 6 are the same processes as steps S11 and S12 in FIG. 2, their description will be omitted.

ステップＳ２３では、充電制御部３は、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎから、セル電圧が最も低い電池セルＶを非対象セルとして特定する。本実施形態の非対象セルは、例えば複数のセル電圧のうち、最も低いセル電圧を有する電池セルＶである。なお、最も低いセル電圧が複数あった場合、例えば１〜ｎの順に配列された複数の電池セルＶ１〜Ｖｎのうち、小さい数字の電池セルＶを選択することが好ましいが、これに限定されるものではない。 In step S23, the charge control unit 3 identifies the battery cell V having the lowest cell voltage as a non-target cell from the plurality of battery cells V1 to Vn. The non-target cell of the present embodiment is, for example, a battery cell V having the lowest cell voltage among a plurality of cell voltages. When there are a plurality of lowest cell voltages, for example, it is preferable to select the battery cell V having a smaller number from the plurality of battery cells V1 to Vn arranged in the order of 1 to n, but the present invention is limited to this. It's not a thing.

ステップＳ２４では、充電制御部３は、非対象セルとは異なる他の複数の電池セルＶに対応する各ＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０を順次決定する。充電制御部３は、例えば電池セルＶ２以外の電池セルＶ１，Ｖ３〜Ｖｎに対応する各ＬＣ回路ＸＬＣ１，ＸＬＣ３〜ＸＬＣｎの共振周波数ｆ０１，ｆ０３〜ｆ０ｎを決定する。例えば、電池セルＶ１に対応するＬＣ回路ＸＬＣ１の共振周波数ｆ０１は、ｆ０１＝１／２π√Ｌ１Ｃ１により算出することができる。充電制御部３は、例えば、予めＲＯＭ等に保存された共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを読み出す構成であってもよい。この場合、充電制御部３内のＲＯＭ等には、予め１〜ｎの順にＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎの共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが保存されているものとする。 In step S24, the charge control unit 3 sequentially determines the resonance frequency f 0 of each LC circuit X LC corresponding to the plurality of battery cells V different from the non-target cells. The charge control unit 3, for example, the battery cell V1 other than the battery cell V2, the resonance frequency f 0 1 of the LC circuit X LC 1, X LC 3~X LC n corresponding to V3~Vn, f 0 3~f 0 n To determine. For example, the resonance frequency f 0 1 of the LC circuit X LC 1 corresponding to the battery cell V1 can be calculated by f 0 1 = 1 / 2π√L1C1. The charge control unit 3, for example, may be configured to read out the resonant frequency f 0 1~f 0 n stored in the ROM or the like. In this case, the ROM or the like in the charge control unit 3, it is assumed that the resonance frequency f 0 1~f 0 n of the LC circuit X LC 1 to X LC n are stored in the order of pre-1 to n.

ステップＳ２５では、充電制御部３は、ステップＳ２４で決定した各共振周波数ｆ０と同じ周波数の正弦波の交流電流Ｉａｃを交流電源Ｖａｃから出力させる。充電制御部３は、図８に示すように、例えば共振周波数ｆ０１と同じ周波数を有する正弦波の交流電流Ｉａｃを出力させる。 At step S25, the charging control unit 3 causes the output AC current Iac sinusoidal with the same frequency as the resonance frequency f 0 determined in step S24 from the AC power source Vac. The charge control unit 3, as shown in FIG. 8, for example, to output an alternating current Iac of a sine wave having the same frequency as the resonance frequency f 0 1.

ステップＳ２６では、充電制御部３は、非対象セル以外にセルの電圧をそれぞれ検出する。充電制御部３は、例えば電圧検出センサ等により電池セルＶ１，Ｖ３〜Ｖｎのセル電圧を順次または同時に検出する。 In step S26, the charge control unit 3 detects the voltage of each cell other than the non-target cell. The charge control unit 3 sequentially or simultaneously detects the cell voltages of the battery cells V1 and V3 to Vn by, for example, a voltage detection sensor or the like.

ステップＳ２７では、充電制御部３は、ステップＳ２６で検出したセル電圧に基づいて、非対象セル以外の全セルの放電が完了したか否かを判定する。充電制御部３は、例えば非対象セル以外の全セルが目標電圧に達したか否かにより放電が完了したか否かを判定する。目標電圧は、例えば非対象セルである電池セルＶ２のセル電圧であるが、これに限定されるものではない。非対象セル以外の全セルの放電が完了していない場合には、ステップＳ２５に戻って、非対象セル以外の電池セルＶのうち、目標電圧に達していない電池セルＶに対して、当該電池セルＶに対応する周波数の交流電流Ｉａｃを流すことで放電を行う。一方、非対象セル以外の全セルの放電が完了した場合には、ステップＳ２８に進む。 In step S27, the charge control unit 3 determines whether or not all the cells other than the non-target cells have been discharged based on the cell voltage detected in step S26. The charge control unit 3 determines whether or not the discharge is completed based on whether or not all the cells other than the non-target cells have reached the target voltage, for example. The target voltage is, for example, the cell voltage of the battery cell V2, which is a non-target cell, but is not limited thereto. If the discharge of all cells other than the non-target cell is not completed, the process returns to step S25, and among the battery cells V other than the non-target cell, the battery cell V that has not reached the target voltage is referred to. Discharge is performed by passing an AC current Iac having a frequency corresponding to the cell V. On the other hand, when the discharge of all cells other than the non-target cells is completed, the process proceeds to step S28.

ステップＳ２８では、充電制御部３は、非対象セル以降の電池セルＶのセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。充電制御部３は、例えば電池セルＶ２以降の電池セルＶ３〜Ｖｎのセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。非対象セル以降の電池セルＶのセル電圧にバラツキがある場合には、ステップＳ２３〜ステップＳ２７の処理を繰り返して、電池セルＶ３〜Ｖｎ間のセル電圧のバラツキを解消する。一方、非対象セル以降の電池セルＶのセル電圧にバラツキがない場合には、本処理を終了する。 In step S28, the charge control unit 3 determines whether or not there is a variation in the cell voltage of the battery cell V after the non-target cell. The charge control unit 3 determines, for example, whether or not there is a variation in the cell voltages of the battery cells V3 to Vn after the battery cell V2. When there is a variation in the cell voltage of the battery cell V after the non-target cell, the processes of steps S23 to S27 are repeated to eliminate the variation in the cell voltage between the battery cells V3 and Vn. On the other hand, if there is no variation in the cell voltage of the battery cell V after the non-target cell, this process is terminated.

以上のように、第２実施形態に係る充電制御装置１Ｂは、交流電源Ｖａｃと、交流電源Ｖａｃに直列接続されたｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎで構成された電池モジュール１０と、ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎと、各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて交流電源Ｖａｃからの交流電流Ｉａｃの周波数を調整する充電制御部３とを備える。各ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、各共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが上記の式（２）または式（３）を満たすように合成抵抗値が決定される。充電制御部３は、検出したセル電圧から、最も低いセル電圧を有する電池セルＶを含む少なくとも１つの電池セルＶｘを特定し、特定した電池セルＶｘとは異なる他の複数の電池セルＶに対応する各ＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０を決定し、決定した各共振周波数ｆ０と同一の周波数の交流電流Ｉａｃをそれぞれ交流電源Ｖａｃから出力するように制御する。 As described above, the charge control device 1B according to the second embodiment includes an AC power supply Vac, a battery module 10 composed of n battery cells V1 to Vn connected in series to the AC power supply Vac, and n batteries. is connected in parallel with the battery cell V1~Vn one-to-one relationship and, and the n-number of LC circuit X LC 1 to X LC n having different resonant frequencies f 0 1 to f 0 n together, each battery cell V1~Vn It is provided with a charge control unit 3 that detects the cell voltage of the above and adjusts the frequency of the AC current Iac from the AC power supply Vac based on the detected cell voltage. Each LC circuit X LC 1 to X LC n, each resonance frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value is determined so as to satisfy the above formula (2) or formula (3). The charge control unit 3 identifies at least one battery cell Vx including the battery cell V having the lowest cell voltage from the detected cell voltage, and corresponds to a plurality of other battery cells V different from the specified battery cell Vx. The resonance frequency f 0 of each LC circuit X LC is determined, and the AC current Iac having the same frequency as each determined resonance frequency f 0 is controlled to be output from the AC power supply Vac.

上記構成を有する充電制御装置１Ｂおよび充電制御方法によれば、上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａと同様の効果を得ることができる。 According to the charge control device 1B and the charge control method having the above configuration, the same effect as that of the charge control device 1A according to the first embodiment can be obtained.

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る充電制御装置１Ｃについて図１、図９〜図１１を参照して説明する。図１は、第３実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。図９は、第３実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図１０は、第３実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図１１は、第３実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。なお、図９および図１０に示すフローチャート図は、充電制御処理のフローを分けて表したものである。 [Third Embodiment]
Next, the charge control device 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 9 to 11. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge control device according to a third embodiment. FIG. 9 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the third embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the third embodiment. FIG. 11 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the third embodiment. The flowcharts shown in FIGS. 9 and 10 show the flow of the charge control process separately.

第３実施形態に係る充電制御装置１Ｃは、周波数が異なる交流電流を重畳させて出力することで、複数の対象セルの放電を行う点が上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａとは異なる。充電制御装置１Ｃでは、周波数が異なる交流電流を重畳させて電池モジュール１０に流すことにより、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎの中から任意の複数の電池セルＶの放電を行う。 The charge control device 1C according to the third embodiment is different from the charge control device 1A according to the first embodiment in that a plurality of target cells are discharged by superimposing and outputting alternating currents having different frequencies. .. In the charge control device 1C, an arbitrary plurality of battery cells V are discharged from the plurality of battery cells V1 to Vn by superimposing alternating currents having different frequencies and flowing them through the battery module 10.

次に、充電制御装置１Ｃの充電制御処理について図９、図１０を参照して説明する。本実施形態では、例えば電池パック２の充電時において、複数の電池セルＶ１，Ｖ２のセル電圧がいずれも他の電池セルＶ３〜Ｖｎよりも高い場合について説明する。なお、図９のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３５〜Ｓ３９は、図２のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１８と同じ処理であることから、それらの説明を省略する。 Next, the charge control process of the charge control device 1C will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the present embodiment, for example, when charging the battery pack 2, the case where the cell voltages of the plurality of battery cells V1 and V2 are all higher than those of the other battery cells V3 to Vn will be described. Since steps S31, S32, and S35 to S39 in FIG. 9 are the same processes as steps S11, S12, and S14 to S18 in FIG. 2, their description will be omitted.

図９において、ステップＳ３３では、充電制御部３は、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎから対象セルを特定する。本実施形態の対象セルは、最も高いセル電圧を有する電池セルＶであるが、最も高いセル電圧が複数あった場合には、それらすべてが含まれるものとする。 In FIG. 9, in step S33, the charge control unit 3 identifies a target cell from a plurality of battery cells V1 to Vn. The target cell of the present embodiment is the battery cell V having the highest cell voltage, but when there are a plurality of the highest cell voltages, all of them are included.

ステップＳ３４では、充電制御部３は、ステップＳ３３で特定された対象セルが１つか否かを判定する。対象セルが１つの場合には、ステップＳ３５〜ステップＳ３９の処理を実行する一方、対象セルが複数ある場合には、図１０のステップＳ４０に進む。 In step S34, the charge control unit 3 determines whether or not there is one target cell specified in step S33. When there is one target cell, the processes of steps S35 to S39 are executed, while when there are a plurality of target cells, the process proceeds to step S40 of FIG.

図１０において、ステップＳ４０では、充電制御部３は、各対象セルに対応するＬＣ回路ＸＬＣの共振周波数ｆ０を決定する。充電制御部３は、例えば電池セルＶ１，Ｖ２に対応するＬＣ回路ＸＬＣ１，ＸＬＣ２の共振周波数ｆ０１，ｆ０２を決定する。 In FIG. 10, in step S40, the charge control unit 3 determines the resonance frequency f 0 of the LC circuit X LC corresponding to each target cell. The charge control unit 3 determines the LC circuit X LC 1, the resonance frequency f 0 1 of X LC 2, f 0 2 corresponding to the example battery cell V1, V2.

ステップＳ４１では、充電制御部３は、ステップＳ４０で決定した各共振周波数ｆ０と同じ周波数を重畳させた正弦波の交流電流Ｉａｃを交流電源Ｖａｃから出力させる。充電制御部３は、図１１に示すように、例えば周波数ｆ０１，ｆ０２が異なる交流電流Ｉａｃを重畳させて電池モジュール１０に流すことにより電池セルＶ１，Ｖ２の放電を行う。 In step S41, the charging control unit 3 causes the output AC current Iac sinusoidal overlapped with the same frequency as the resonance frequency f 0 determined in step S40 from the AC power source Vac. The charge control unit 3, as shown in FIG. 11, to discharge the battery cell V1, V2 by passing, for example, in a frequency f 0 1, f 0 2 is overlapped with the different alternating current Iac battery module 10.

ステップＳ４２では、充電制御部３は、各対象セルの電圧を検出する。充電制御部３は、例えば電圧検出センサ等によりＶ１，Ｖ２のセル電圧を順次または同時に検出する。 In step S42, the charge control unit 3 detects the voltage of each target cell. The charge control unit 3 sequentially or simultaneously detects the cell voltages of V1 and V2 by, for example, a voltage detection sensor or the like.

ステップＳ４３では、充電制御部３は、ステップＳ４２で検出したセル電圧に基づいて、対象セルの放電が完了したか否かを判定する。充電制御部３は、例えば対象セルの電池セルＶ１，Ｖ２が目標電圧に達したか否かにより放電が完了したか否かを判定する。目標電圧は、例えば電池セルＶ１，Ｖ２を除く電池セルＶ３〜Ｖｎのセル電圧の平均値であるが、これに限定されるものではない。充電制御部３は、複数の対象セルのうち、１つのセルの放電が未完である場合には、放電が未完の対象セルに対して図９のステップＳ３５〜ステップＳ３９の処理を実行する。一方、対象セルのすべての放電が完了した場合には、図９のステップＳ３９に進む。さらに、複数の対象セルのうち、２つ以上のセルの放電が未完である場合には、ステップＳ４１に戻り、放電が未完の対象セルに対して放電を行う。 In step S43, the charge control unit 3 determines whether or not the discharge of the target cell is completed based on the cell voltage detected in step S42. The charge control unit 3 determines whether or not the discharge is completed depending on whether or not the battery cells V1 and V2 of the target cell have reached the target voltage, for example. The target voltage is, for example, the average value of the cell voltages of the battery cells V3 to Vn excluding the battery cells V1 and V2, but is not limited thereto. When the discharge of one of the plurality of target cells is incomplete, the charge control unit 3 executes the processes of steps S35 to S39 of FIG. 9 for the target cells whose discharge is incomplete. On the other hand, when all the discharges of the target cells are completed, the process proceeds to step S39 in FIG. Further, when the discharge of two or more cells among the plurality of target cells is incomplete, the process returns to step S41 to discharge the target cells whose discharge is incomplete.

以上のように、第３実施形態に係る充電制御装置１Ｃは、充電制御部３が、セル電圧が最も高い電池セルＶが複数ある場合、当該各電池セルＶに対応するＬＣ回路の共振周波数ｆ０を決定し、決定した各共振周波数ｆ０と同一の周波数の交流電流Ｉａｃを重畳させて交流電源Ｖａｃから出力するように制御する。 As described above, in the charge control device 1C according to the third embodiment, when the charge control unit 3 has a plurality of battery cells V having the highest cell voltage, the resonance frequency f of the LC circuit corresponding to each battery cell V is f. determining the 0, is superimposed an alternating current Iac having the same frequency as the resonance frequency f 0 determined controlled to output from the AC power supply Vac by.

上記構成を有する充電制御装置１Ｃおよび充電制御方法によれば、上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａと同様の効果を得ることができると共に、複数の電池セルＶの放電を同時に行うことができ、電池セル間の電圧をバランスさせるための時間を短縮できる。その結果、充電時間等を短縮することが可能となる。 According to the charge control device 1C and the charge control method having the above configuration, the same effect as that of the charge control device 1A according to the first embodiment can be obtained, and the plurality of battery cells V can be discharged at the same time. It is possible to shorten the time for balancing the voltage between the battery cells. As a result, the charging time and the like can be shortened.

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る充電制御装置１Ｄについて図１２〜図１５を参照して説明する。図１２は、第４実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。図１３は、第４実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図１４は、第４実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図１５は、第４実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。 [Fourth Embodiment]
Next, the charge control device 1D according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 15. FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the fourth embodiment. FIG. 13 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fourth embodiment. FIG. 14 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fourth embodiment. FIG. 15 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the fourth embodiment.

本第４実施形態に係る充電制御装置１Ｄは、充電器４を備える点が上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａとは異なる。充電器４は、交流電源Ｖａｃと、直流電源Ｖｄｃと、直流・交流切替部５とを含んで構成される。充電制御装置１Ｄでは、直流・交流切替部５により選択された直流電源Ｖｄｃの直流電流Ｉｄｃにより電池モジュール１０の充電を行う。 The charge control device 1D according to the fourth embodiment is different from the charge control device 1A according to the first embodiment in that the charger 4 is provided. The charger 4 includes an AC power supply Vac, a DC power supply Vdc, and a DC / AC switching unit 5. In the charge control device 1D, the battery module 10 is charged by the DC current Idc of the DC power supply Vdc selected by the DC / AC switching unit 5.

直流電源Ｖｄｃは、直流電力の供給源である。直流電源Ｖｄｃは、例えば二次電池等によって構成される。直流電源Ｖｄｃは、相対的に高い電圧を有し、例えば１００Ｖ〜２００Ｖ程度の電圧を有する。直流電源Ｖｄｃは、直流・交流切替部５に接続され、直流・交流切替部５を介して電池モジュール１０に直流電流Ｉｄｃを出力する。直流電源Ｖｄｃは、充電制御部３からの制御信号に基づいて、直流・交流切替部５を介して電池モジュール１０を充電する。 The DC power supply Vdc is a source of DC power. The DC power supply Vdc is composed of, for example, a secondary battery or the like. The DC power supply Vdc has a relatively high voltage, for example, a voltage of about 100V to 200V. The DC power supply Vdc is connected to the DC / AC switching unit 5 and outputs a DC current Idc to the battery module 10 via the DC / AC switching unit 5. The DC power supply Vdc charges the battery module 10 via the DC / AC switching unit 5 based on the control signal from the charge control unit 3.

直流・交流切替部５は、切替手段である。直流・交流切替部５は、交流電源Ｖａｃおよび直流電源Ｖｄｃと、電池モジュール１０との間を接続し、電池モジュール１０への電力供給を交流電源Ｖａｃまたは直流電源Ｖｄｃに切替えるものである。直流・交流切替部５は、充電制御部３からの制御信号に基づいて、交流電源Ｖａｃまたは直流電源Ｖｄｃに切替える。 The DC / AC switching unit 5 is a switching means. The DC / AC switching unit 5 connects the AC power supply Vac and the DC power supply Vdc to the battery module 10 and switches the power supply to the battery module 10 to the AC power supply Vac or the DC power supply Vdc. The DC / AC switching unit 5 switches to the AC power supply Vac or the DC power supply Vdc based on the control signal from the charge control unit 3.

次に、充電制御装置１Ｄの充電制御処理について図１３、図１４を参照して説明する。本実施形態では、例えば電池パック２の充電時において、複数の電池セルＶ１，Ｖ２のセル電圧がいずれも他の電池セルＶ３〜Ｖｎよりも高い場合について説明する。なお、図１３のステップＳ５３，Ｓ５４，Ｓ５６〜Ｓ６２は、図９のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３〜Ｓ３９と同じ処理であり、図１４のステップＳ６２〜Ｓ６５は、図１０のステップＳ４０〜Ｓ４３と同じ処理であることから、それらの説明を省略する。 Next, the charge control process of the charge control device 1D will be described with reference to FIGS. 13 and 14. In the present embodiment, for example, when charging the battery pack 2, the case where the cell voltages of the plurality of battery cells V1 and V2 are all higher than those of the other battery cells V3 to Vn will be described. Note that steps S53, S54, S56 to S62 in FIG. 13 are the same processes as steps S31, S32, S33 to S39 in FIG. 9, and steps S62 to S65 in FIG. 14 are the same as steps S40 to S43 in FIG. Since it is a process, those explanations will be omitted.

図１３において、ステップＳ５１では、充電制御部３は、直流・交流切替部５を制御して直流電源Ｖｄｃを選択する。充電制御部３は、例えば直流・交流切替部５に切替信号を送信して、電池モジュール１０への電力供給を交流電源Ｖａｃから直流電源Ｖｄｃに切替える。 In FIG. 13, in step S51, the charge control unit 3 controls the DC / AC switching unit 5 to select the DC power supply Vdc. The charge control unit 3 transmits a switching signal to, for example, the DC / AC switching unit 5 to switch the power supply to the battery module 10 from the AC power supply Vac to the DC power supply Vdc.

ステップＳ５２では、充電制御部３は、直流電源Ｖｄｃによる電池モジュール１０の充電を行って、ステップＳ５３に進む。充電制御部３は、直流電源Ｖｄｃに制御信号を送信し、直流電源Ｖｄｃから直流電流を出力させる。充電制御部３は、例えば電池セルＶがリチウムイオン電池である場合、定電流定電圧充電方式等により電池モジュール１０のセル電圧の上限まで充電を行う。 In step S52, the charge control unit 3 charges the battery module 10 with the DC power supply Vdc, and proceeds to step S53. The charge control unit 3 transmits a control signal to the DC power supply Vdc and outputs a DC current from the DC power supply Vdc. When the battery cell V is a lithium ion battery, for example, the charge control unit 3 charges the battery module 10 up to the upper limit of the cell voltage by a constant current constant voltage charging method or the like.

ステップＳ５５では、充電制御部３は、直流・交流切替部５で交流電源Ｖａｃを選択して、ステップＳ５６〜ステップＳ６５の処理を実行する。充電制御部３は、例えば直流・交流切替部５に切替信号を送信して、電池モジュール１０への電力供給を直流電源Ｖｄｃから交流電源Ｖａｃに切替える。 In step S55, the charge control unit 3 selects the AC power supply Vac in the DC / AC switching unit 5 and executes the processes of steps S56 to S65. The charge control unit 3 transmits a switching signal to, for example, the DC / AC switching unit 5 to switch the power supply to the battery module 10 from the DC power supply Vdc to the AC power supply Vac.

以上のように、第４実施形態に係る充電制御装置１Ｄは、直流電源Ｖｄｃと、電池モジュール１０への電力供給を交流電源Ｖａｃまたは直流電源Ｖｄｃに切替える直流・交流切替部５とをさらに備える。充電制御部３は、直流・交流切替部５により選択された直流電源Ｖｄｃの直流電流Ｉｄｃにより電池モジュール１０の充電を行う。 As described above, the charge control device 1D according to the fourth embodiment further includes a DC power supply Vdc and a DC / AC switching unit 5 for switching the power supply to the battery module 10 to the AC power supply Vac or the DC power supply Vdc. The charge control unit 3 charges the battery module 10 by the DC current Idc of the DC power supply Vdc selected by the DC / AC switching unit 5.

上記構成を有する充電制御装置１Ｄおよび充電制御方法によれば、上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａと同様の効果を得ることができると共に、電池パック２の充電と電池セルＶ１〜Ｖｎ間の電圧のバランスとり（均等化）を一連の流れで実行することができ、電池パック２の充電を適正にかつ効率よく行うことが可能となる。 According to the charge control device 1D and the charge control method having the above configuration, the same effect as that of the charge control device 1A according to the first embodiment can be obtained, and the battery pack 2 is charged and between the battery cells V1 to Vn. The voltage can be balanced (equalized) in a series of flows, and the battery pack 2 can be charged appropriately and efficiently.

なお、充電制御部３は、図１２に示すように、充電器４、電池パック２に対して別体に構成されるように記載されているが、これに限定されるものではなく、充電器４と一体に構成してもよい。また、充電制御部３は、電池パック２と一体に構成してもよい。 As shown in FIG. 12, the charge control unit 3 is described so as to be configured separately from the charger 4 and the battery pack 2, but the present invention is not limited to this, and the charger is not limited to this. It may be integrally configured with 4. Further, the charge control unit 3 may be integrally configured with the battery pack 2.

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る充電制御装置１Ｅについて図１６〜図１８を参照して説明する。図１６は、第５実施形態に係る充電制御装置の概略構成を示す図である。図１７は、第５実施形態に係る充電制御装置の充電制御処理を示すフローチャート図である。図１８は、第５実施形態に係る電源の出力電流波形を示す図である。 [Fifth Embodiment]
Next, the charge control device 1E according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 to 18. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of the charge control device according to the fifth embodiment. FIG. 17 is a flowchart showing a charge control process of the charge control device according to the fifth embodiment. FIG. 18 is a diagram showing an output current waveform of the power supply according to the fifth embodiment.

本第５実施形態に係る充電制御装置１Ｅは、ＬＣ回路ＸＬＣがキャパシタＣである点が上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａとは異なる。 The charge control device 1E according to the fifth embodiment is different from the charge control device 1A according to the first embodiment in that the LC circuit X LC is a capacitor C.

ｎ個のキャパシタＣ１〜Ｃｎは、ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる静電容量Ｑ１〜Ｑｎを有する。静電容量Ｑ１〜Ｑｎは、下記の式（４）を満たすように決定される。 The n capacitors C1 to Cn are connected in parallel with the n battery cells V1 to Vn in a one-to-one relationship, and have different capacitances Q1 to Qn. The capacitances Q1 to Qn are determined so as to satisfy the following equation (4).

Ｑ１＞Ｑ２＞・・・＞Ｑ（ｎ−１）＞Ｑｎ ・・・（４） Q1> Q2> ...> Q (n-1)> Qn ... (4)

充電制御装置１Ｅでは、図１８に示すように、交流電源Ｖａｃから出力する交流電流Ｉａｃの周波数（周期）を調整することにより、複数の電池セルＶ１〜Ｖｎの中から任意の電池セルＶの放電を行うことができる。キャパシタのリアクタンスＸｃは、交流電源Ｖａｃの周波数をｆ［Ｈｚ］、キャパシタの静電容量をＱ［Ｆ］とすると、Ｘｃ＝１／（２πｆＱ）で表される。交流電源Ｖａｃの周波数ｆを調整することにより、交流に対する抵抗成分であるリアクタンスＸｃが変化することから、キャパシタＣ１〜Ｃｎの交流に対する抵抗成分が変えられる。この現象を利用して、任意の電池セルＶに交流電流Ｉａｃを流して当該電池セルＶの放電を行う。 In the charge control device 1E, as shown in FIG. 18, by adjusting the frequency (period) of the AC current Iac output from the AC power supply Vac, the discharge of any battery cell V from among the plurality of battery cells V1 to Vn is performed. It can be performed. The reactance Xc of the capacitor is represented by Xc = 1 / (2πfQ), where f [Hz] is the frequency of the AC power supply Vac and Q [F] is the capacitance of the capacitor. By adjusting the frequency f of the AC power supply Vac, the reactance Xc, which is a resistance component to AC, changes, so that the resistance component to AC of the capacitors C1 to Cn can be changed. Utilizing this phenomenon, an alternating current Iac is passed through an arbitrary battery cell V to discharge the battery cell V.

次に、充電制御装置１Ｅの充電制御処理について図１７を参照して説明する。本実施形態では、例えば電池パック２の充電時において、電池セルＶ２のセル電圧が最も高い場合について説明する。なお、電池モジュール１０は、規定の充電方法で充電が行われており、満充電の状態にあるものとする。また、図１７のステップＳ７１〜ステップＳ７３は、図２のステップＳ１１〜ステップＳ１３と同じ処理であることから、それらの説明を省略する。 Next, the charge control process of the charge control device 1E will be described with reference to FIG. In the present embodiment, for example, when the battery pack 2 is being charged, the case where the cell voltage of the battery cell V2 is the highest will be described. It is assumed that the battery module 10 is charged by a specified charging method and is in a fully charged state. Further, since steps S71 to S73 in FIG. 17 are the same processes as steps S11 to S13 in FIG. 2, their description will be omitted.

ステップＳ７４では、充電制御部３は、対象セルに対応するキャパシタＣのカットオフ周波数ｆｃを決定する。例えば、電池セルＶ２に対応するキャパシタＣのカットオフ周波数ｆｃ２は、ｆｃ２＝１／（２πＲＱ２）により算出することができる。ここで、Ｒは、例えば電池セルＶの内部抵抗である。充電制御部３は、例えば、予めＲＯＭ等に保存されたカットオフ周波数ｆｃ１〜ｆｃｎを読み出す構成であってもよい。この場合、充電制御部３内のＲＯＭ等には、予め１〜ｎの順にキャパシタＣ１〜Ｃｎのカットオフ周波数ｆｃ１〜ｆｃｎが保存されているものとする。 In step S74, the charge control unit 3 determines the cutoff frequency fc of the capacitor C corresponding to the target cell. For example, the cutoff frequency fc2 of the capacitor C corresponding to the battery cell V2 can be calculated by fc2 = 1 / (2πRQ2). Here, R is, for example, the internal resistance of the battery cell V. The charge control unit 3 may be configured to read, for example, the cutoff frequencies fc1 to fcn previously stored in a ROM or the like. In this case, it is assumed that the cutoff frequencies fc1 to fcn of the capacitors C1 to Cn are stored in advance in the ROM or the like in the charge control unit 3 in the order of 1 to n.

ステップＳ７５では、充電制御部３は、ステップＳ７４で特定したカットオフ周波数ｆｃと同じ周波数の正弦波の交流電流Ｉａｃを交流電源Ｖａｃから出力させる。充電制御部３は、図１８に示すように、例えばカットオフ周波数ｆｃ２以上の周波数の交流電流Ｉａｃを出力させる。 In step S75, the charge control unit 3 outputs a sinusoidal alternating current Iac having the same frequency as the cutoff frequency fc specified in step S74 from the AC power supply Vac. As shown in FIG. 18, the charge control unit 3 outputs, for example, an alternating current Iac having a frequency equal to or higher than the cutoff frequency fc2.

ステップＳ７６では、充電制御部３は、対象セルの電圧を検出する。充電制御部３は、例えば電圧検出センサ等により電池セルＶ２のセル電圧を検出する。 In step S76, the charge control unit 3 detects the voltage of the target cell. The charge control unit 3 detects the cell voltage of the battery cell V2 by, for example, a voltage detection sensor or the like.

ステップＳ７７では、充電制御部３は、ステップＳ７６で検出したセル電圧に基づいて、対象セルの放電が完了したか否かを判定する。充電制御部３は、例えば対象セルの電池セルＶ２が目標電圧に達したか否かにより放電が完了したか否かを判定する。目標電圧は、例えば電池セルＶ２を除く電池セルＶ１，Ｖ３〜Ｖｎのセル電圧の平均値とするが、これに限定されるものではない。対象セルの放電が完了していない場合には、ステップＳ７５に戻る一方、対象セルの放電が完了した場合には、ステップＳ７８に進む。 In step S77, the charge control unit 3 determines whether or not the discharge of the target cell is completed based on the cell voltage detected in step S76. The charge control unit 3 determines whether or not the discharge is completed depending on whether or not the battery cell V2 of the target cell has reached the target voltage, for example. The target voltage is, for example, the average value of the cell voltages of the battery cells V1 and V3 to Vn excluding the battery cell V2, but is not limited thereto. If the discharge of the target cell is not completed, the process returns to step S75, while if the discharge of the target cell is completed, the process proceeds to step S78.

ステップＳ７８では、充電制御部３は、対象セル以降の電池セルＶのセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。充電制御部３は、例えば対象セルである電池セルＶ２以降の電池セルＶ３〜Ｖｎのセル電圧にバラツキがあるか否かを判定する。対象セル以降に電池セルＶのセル電圧にバラツキがある場合には、ステップＳ７３〜ステップＳ７７の処理を繰り返して、電池セルＶ３〜Ｖｎ間のセル電圧のバラツキを解消する。一方、非対象セル以降の電池セルＶのセル電圧にバラツキがない場合には、本処理を終了する。 In step S78, the charge control unit 3 determines whether or not there is a variation in the cell voltage of the battery cell V after the target cell. The charge control unit 3 determines, for example, whether or not there is a variation in the cell voltages of the battery cells V3 to Vn after the battery cell V2, which is the target cell. If there is a variation in the cell voltage of the battery cell V after the target cell, the processes of steps S73 to S77 are repeated to eliminate the variation in the cell voltage between the battery cells V3 and Vn. On the other hand, if there is no variation in the cell voltage of the battery cell V after the non-target cell, this process is terminated.

以上のように、第５実施形態に係る充電制御装置１Ｅは、交流電源Ｖａｃと、交流電源Ｖａｃに直列接続されたｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎで構成された電池モジュール１０と、ｎ個の電池セルＶ１〜Ｖｎと一対一で並列に接続され、かつ互いに異なるカットオフ周波数ｆｃ１〜ｆｃｎを有するｎ個のキャパシタＣ１〜Ｃｎと、各電池セルＶ１〜Ｖｎのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて交流電源Ｖａｃからの交流電流の周波数を調整する充電制御部３とを備える。各キャパシタＣ１〜Ｃｎは、各静電容量Ｑ１〜Ｑｎが上記の式（４）を満たすように決定される。充電制御部３は、検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する電池セルＶを含む少なくとも１つの電池セルＶｘを特定し、特定した電池セルＶｘに対応するキャパシタＣのカットオフ周波数ｆｃを決定し、決定したカットオフ周波数ｆｃ以上となる周波数の交流電流を交流電源Ｖａｃから出力するように制御する。 As described above, the charge control device 1E according to the fifth embodiment includes an AC power supply Vac, a battery module 10 composed of n battery cells V1 to Vn connected in series to the AC power supply Vac, and n batteries. N capacitors C1 to Cn connected in parallel with battery cells V1 to Vn on a one-to-one basis and having different cutoff frequencies fc1 to fcn, and cell voltages of each battery cell V1 to Vn are detected and detected. It includes a charge control unit 3 that adjusts the frequency of an alternating current from the alternating current power supply Vac based on the voltage. Each capacitor C1 to Cn is determined so that each capacitance Q1 to Qn satisfies the above equation (4). The charge control unit 3 identifies at least one battery cell Vx including the battery cell V having the highest cell voltage from the detected cell voltage, and determines the cutoff frequency fc of the capacitor C corresponding to the specified battery cell Vx. Then, the AC current having a frequency equal to or higher than the determined cutoff frequency fc is controlled to be output from the AC power supply Vac.

上記構成を有する充電制御装置１Ｅによれば、上記第１実施形態に係る充電制御装置１Ａと同様の効果を得ることができる。 According to the charge control device 1E having the above configuration, the same effect as that of the charge control device 1A according to the first embodiment can be obtained.

［変形例］
なお、上記第１〜第５実施形態では、各ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、図示例に限定されるものではない。すなわち、各電池セルＶと一対一の関係で並列に接続され、交流電源Ｖａｃから出力される交流電流Ｉａｃの周波数が共振周波数に達すると電池セルＶ側に交流電流が多く流れるものであれば、どのような構成であってもよい。 [Modification example]
In the first to fifth embodiments, the LC circuits X LC 1 to X LC n are not limited to the illustrated examples. That is, if the AC current is connected in parallel with each battery cell V in a one-to-one relationship and a large amount of AC current flows to the battery cell V side when the frequency of the AC current Iac output from the AC power supply Vac reaches the resonance frequency. It may have any configuration.

また、上記第１、第３、第４実施形態では、各ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、キャパシタＣとインダクタＬの並列回路で構成されているが、これに限定されるものではない。各ＬＣ回路ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎは、例えば図１９〜図２２に示す回路構成であってもよい。これにより、ＬＣ回路に抵抗分が小さいインダクタＬを含ませることによる電池セルＶの短絡を低減することができる。 Further, in the first, third, and fourth embodiments, each LC circuit X LC 1 to X LC n is composed of a parallel circuit of the capacitor C and the inductor L, but is not limited thereto. .. Each LC circuit X LC 1 to X LC n may be a circuit configuration shown in FIGS. 19 to 22, for example. As a result, it is possible to reduce the short circuit of the battery cell V due to the inclusion of the inductor L having a small resistance in the LC circuit.

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 充電制御装置
２ 電池パック
３ 充電制御部
４ 充電器
１０ 電池モジュール
Ｖａｃ 交流電源
Ｖｄｃ 直流電源
Ｉａｃ 交流電流
Ｉｄｃ 直流電流
Ｖ，Ｖ１〜Ｖｎ 電池セル
Ｃ，Ｃ１〜Ｃｎ キャパシタ
Ｌ，Ｌ１〜Ｌｎ インダクタ
ＸＬＣ，ＸＬＣ１〜ＸＬＣｎ ＬＣ回路
Ｑ１〜Ｑｎ 静電容量 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Charge control device 2 Battery pack 3 Charge control unit 4 Charger 10 Battery module Vac AC power supply Vdc DC power supply Iac AC current Idc DC current V, V1 to Vn Battery cell C, C1 to Cn Capacitor L, L1 to Ln inductor X LC , X LC 1 to X LC n LC circuit Q1 to Qn Capacitance

Claims (5)

交流電源と、
前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、
ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、
各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部と、
を備え、
各前記ＬＣ回路は、
各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定され、
前記充電制御部は、
検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定し、
特定した前記電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数を決定し、
決定した前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を前記交流電源から出力するように制御する、
ことを特徴とする充電制御装置。
ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） AC power supply and
A battery module composed of n battery cells connected in series to the AC power supply, and
It said n is connected in parallel with the battery cell one-to-one relationship and, and the n-number of LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to F 0 n together,
A charge control unit that detects the cell voltage of each battery cell and adjusts the frequency of the AC current from the AC power supply based on the detected cell voltage.
With
Each of the LC circuits
Each said resonant frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value so as to satisfy the formula (1) or (2) below is determined,
The charge control unit
From the detected cell voltage, at least one battery cell including the battery cell having the highest cell voltage is identified.
The resonance frequency of the LC circuit corresponding to the specified battery cell is determined.
Control so that an AC current having the same frequency as the determined resonance frequency is output from the AC power supply.
A charge control device characterized by that.
f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2) 前記充電制御部は、
セル電圧が最も高い前記電池セルが複数ある場合、各前記電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数をそれぞれ決定し、
決定した各前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を重畳させて前記交流電源から出力するように制御する、
請求項１に記載の充電制御装置。 The charge control unit
When there are a plurality of the battery cells having the highest cell voltage, the resonance frequency of the LC circuit corresponding to each battery cell is determined.
Control is performed so that an alternating current having the same frequency as each of the determined resonance frequencies is superimposed and output from the alternating current power source.
The charge control device according to claim 1. 交流電源と、
前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、
ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、
各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部と、
を備え、
各前記ＬＣ回路は、
各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定され、
前記充電制御部は、
検出したセル電圧から、最も低いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定し、
特定した前記電池セルとは異なる他の複数の前記電池セルに対応する各前記ＬＣ回路の共振周波数を決定し、
決定した各前記共振周波数と同一の周波数の交流電流をそれぞれ前記交流電源から出力するように制御する、
ことを特徴とする充電制御装置。
ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） AC power supply and
A battery module composed of n battery cells connected in series to the AC power supply, and
It said n is connected in parallel with the battery cell one-to-one relationship and, and the n-number of LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to F 0 n together,
A charge control unit that detects the cell voltage of each battery cell and adjusts the frequency of the AC current from the AC power supply based on the detected cell voltage.
With
Each of the LC circuits
Each said resonant frequency f 0 1~f 0 n is the combined resistance value so as to satisfy the formula (1) or (2) below is determined,
The charge control unit
From the detected cell voltage, at least one said battery cell including the said battery cell having the lowest cell voltage is identified.
The resonance frequency of each LC circuit corresponding to a plurality of other battery cells different from the specified battery cell is determined.
Control is performed so that an AC current having the same frequency as each of the determined resonance frequencies is output from the AC power supply.
A charge control device characterized by that.
f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2) 直流電源と、
前記電池モジュールへの電力供給を前記交流電源または前記直流電源に切替える切替手段と、
をさらに備え、
前記充電制御部は、
前記切替手段により選択された前記直流電源の直流電流により前記電池モジュールの充電を行う、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電制御装置。 DC power supply and
A switching means for switching the power supply to the battery module to the AC power supply or the DC power supply, and
With more
The charge control unit
The battery module is charged by the direct current of the direct current power source selected by the switching means.
The charge control device according to any one of claims 1 to 3. 交流電源と、
前記交流電源に直列接続されたｎ個の電池セルで構成された電池モジュールと、
ｎ個の前記電池セルと一対一の関係で並列に接続され、かつ互いに異なる共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎを有するｎ個のＬＣ回路と、
各前記電池セルのセル電圧を検出し、検出したセル電圧に基づいて前記交流電源からの交流電流の周波数を調整する充電制御部と、
を備え、
各前記ＬＣ回路は、
各前記共振周波数ｆ０１〜ｆ０ｎが下記の式（１）または式（２）を満たすように合成抵抗値が決定される
充電制御装置の充電制御方法であって、
前記充電制御部が、検出したセル電圧から、最も高いセル電圧を有する前記電池セルを含む少なくとも１つの前記電池セルを特定する第１ステップと、
前記充電制御部が、特定した前記電池セルに対応する前記ＬＣ回路の共振周波数を決定する第２ステップと、
前記充電制御部が、決定した前記共振周波数と同一の周波数の交流電流を前記交流電源から出力させる第３ステップと、
を備えることを特徴とする充電制御方法。
ｆ０１＞ｆ０２＞・・・＞ｆ０（ｎ−１）＞ｆ０ｎ ・・・（１）
ｆ０ｎ＞ｆ０（ｎ−１）＞・・・＞ｆ０２＞ｆ０１ ・・・（２） AC power supply and
A battery module composed of n battery cells connected in series to the AC power supply, and
It said n is connected in parallel with the battery cell one-to-one relationship and, and the n-number of LC circuits having different resonant frequencies f 0 1 to F 0 n together,
A charge control unit that detects the cell voltage of each battery cell and adjusts the frequency of the AC current from the AC power supply based on the detected cell voltage.
With
Each of the LC circuits
Each said resonant frequency f 0 1~f 0 n is a charging control method for a charge control device that the combined resistance value is determined so as to satisfy the formula (1) or (2) below,
A first step in which the charge control unit identifies at least one battery cell including the battery cell having the highest cell voltage from the detected cell voltage.
The second step in which the charge control unit determines the resonance frequency of the LC circuit corresponding to the specified battery cell,
The third step in which the charge control unit outputs an alternating current having the same frequency as the determined resonance frequency from the alternating current power source.
A charge control method comprising.
f 0 1> f 0 2>...> f 0 (n-1)> f 0 n ... (1)
f 0 n> f 0 (n-1) >>...> f 0 2> f 0 1 ... (2)
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