JPWO2013008408A1 - 充電制御システム、電池パックおよび充電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御を行う充電制御システムが提供される。
直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御を行う充電制御システムが提供される。
直列に接続された複数の電池ユニットと、
前記電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御を行う電池パックが提供される。
直列に接続された複数の電池ユニットと、
前記電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御を行う電池パックが提供される。
直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定するとともに、前記複数の電池ユニットに充電を開始する充電開始ステップと、
測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定するユニット特定ステップと、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上となったとする第1条件を判定する第1判定ステップと、
前記第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御ステップと、
を備える充電方法が提供される。
直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定するとともに、前記複数の電池ユニットに充電を開始する充電開始ステップと、
測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定するユニット特定ステップと、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上となったとする第1条件を判定する第1判定ステップと、
前記第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御ステップと、
を備える充電方法が提供される。
図1および図2を用い、第1の実施形態に係る電池パック10について説明する。図1は、第1の実施形態に係る電池パック10の構成を示す回路図である。図2は、第1の実施形態に係る電池パック10の電池セル100近傍の等価回路図である。この電池パック10は、複数の電池セル100、測定部300および制御部400を備えている。複数の電池セル100は、直列に接続されている。測定部300は、電池セル100の電圧を測定する。制御部400は、測定部300が測定した電圧に基づいて、各々の電池セル100への充電を制御する。また、制御部400は、電池セル100に充電を行っている場合に、測定部300が測定した電圧に基づいて、電圧が最大である電圧最大セルを特定する。また、制御部400は、電圧最大セルの電圧が第1基準電圧V1以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての電池セル100に対して充電を継続させる。一方、第1条件を満たすとき、制御部400は、電圧最大セルの電圧を降下させる第1制御を行う。以下、詳細を説明する。
図7および図8を用い、第2の実施形態に係る電池パック10について説明する。図7は、第2の実施形態に係る電池パック10の構成を示す回路図である。図8は、第2の実施形態に係る電池パック10の電池セル100近傍の等価回路図である。第2の実施形態は、以下の点を除いて、第1の実施形態と同様である。第2の実施形態の電池パック10は、各々の電池セル100の充電量を調整するバランス回路200をさらに備えている。また、制御部400は、バランス回路200の動作を制御する。さらに、制御部400は、第1条件を満たすとき、バランス回路200を作動させることにより、第1制御を行う。以下、詳細を説明する。
図10は、第3の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。第3の実施形態は、充電を終了させる条件が複数ある点を除いて、第1の実施形態または第2の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
図11を用い、第4の実施形態に係る電池パック10について説明する。図11は、第4の実施形態に係る電池パック10の電池セル100近傍の等価回路図である。第4の実施形態は、以下の点を除いて、第1の実施形態と同様である。制御部400は、第1条件を満たすとき、電圧最大セルをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニットの電池セル100に対して充電を継続させる。以下、詳細を説明する。
図14および図15を用い、第5の実施形態に係る電池パック10について説明する。図14は、第5の実施形態に係る充電方法を説明するためのフローチャートである。図15は、第5の実施形態に係る充電方法を説明するための図である。第5の実施形態は、S470Yes以降のステップが異なる点を除いて、第4の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
図16は、第6の実施形態に係る充電方法を説明するための図である。第6の実施形態は、電池セル100がリサイクルされたものである点を除いて、第1の実施形態または第2の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
図17は、第7の実施形態に係る充電方法を説明するための図である。第7の実施形態は、以下の点を除いて、第1の実施形態または第2の実施形態と同様である。バランス回路200は、一つの電池セル100から、他の電池セル100へ電力を移動させる機能を有している。また、制御部400は、第1条件を満たし、バランス回路200を作動させるとき、バランス回路200により、電圧最大セルから他の電池セル100へ電力を移動させる。以下、詳細を説明する。
図18および図19を用い、第8の実施形態について説明する。図18は、第8の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。図19は、第8の実施形態に係る充電方法を説明するための図である。第8の実施形態は、以下の点を除いて、第1の実施形態、第2の実施形態または第4の実施形態の一部と同様である。制御部400は、第1条件を満たし、バランス回路200を作動させてから、電圧最大ユニットの電圧Vaが他の電池セル100と等しくなったとき、当該他の電池セル100を電圧最大ユニットとしてまとめて制御する。以下、詳細を説明する。
図20は、第9の実施形態に係る電池パック10および制御回路20の構成を示す回路図である。第9の実施形態は、制御回路20が電池パック10の外側に設けられている点を除いて、第2の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
図21は、第10の実施形態に係る電池パック10および制御回路20の構成を示す回路図である。第10の実施形態は、制御回路20のうち、バランス回路200以外が電池パック10の外側に設けられている点を除いて、第5の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
Claims (31)
- 直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御を行う充電制御システム。 - 請求項1に記載の充電制御システムにおいて、
当該充電制御システムは各々の前記電池ユニットの充電量を調整するバランス回路をさらに備え、
前記制御部は、
前記バランス回路の動作を制御し、
前記第1条件を満たすとき、前記バランス回路を作動させることにより、前記第1制御を行う充電制御システム。 - 請求項2に記載の充電制御システムにおいて、
前記バランス回路は、一つの前記電池ユニットから、他の前記電池ユニットへ電力を移動させる機能を有し、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、前記バランス回路を作動させて前記第1制御を行うとき、前記バランス回路により、前記電圧最大ユニットから他の前記電池ユニットへ前記電力を移動させる充電制御システム。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たすとき、前記充電を一時停止させ、前記第1制御を行う充電制御システム。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たして、前記第1制御を行ってから、前記電圧最大ユニットが前記第1基準電圧より低い第2基準電圧となったとき、前記第1制御を停止し、前記充電を再開させる充電制御システム。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たして、前記第1制御を行っている作動時間が第1基準時間以上となったとき、前記第1制御を停止し、前記充電を再開させる充電制御システム。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最小である電圧最小ユニットをさらに特定し、
前記第1条件を満たし、かつ、前記電圧最大ユニットと前記電圧最小ユニットとの電圧差が所定値未満であるとする第2条件を満たさないとき、前記第1制御を行う充電制御システム。 - 請求項7に記載の充電制御システムにおいて、
前記第1条件を満たし、かつ、前記第2条件を満たすとき、前記充電を終了させる充電制御システム。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、かつ、当該充電中における前記第1制御を行った回数の積算値が所定値以上であるとする第3条件を満たさないとき、前記第1制御を行う充電制御システム。 - 請求項9に記載の充電制御システムにおいて、
前記第1条件を満たし、かつ、前記第3条件を満たすとき、前記充電を終了させる充電制御システム。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
当該充電中における前記充電を行った時間を積算した充電時間が、前記第1基準時間より長い第2基準時間を経過したとする第4条件を満たすとき、前記充電を終了させる充電制御システム。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記測定部は、前記電池ユニットの電流をさらに測定し、
前記制御部は、
各々の前記電池ユニットの前記電流が基準電流以下であるとする第5条件を満たさないとき、前記充電を継続させる充電制御システム。 - 請求項12に記載の充電制御システムにおいて、
前記第5条件を満たすとき、前記充電を終了させる充電制御システム。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、前記第1制御を行ってから、前記電圧最大ユニットの前記電圧が他の前記電池ユニットと等しくなったとき、当該他の電池ユニットを前記電圧最大ユニットとしてまとめて制御する充電制御システム。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記電圧最小ユニットの前記電圧が前記第1基準電圧以上となったとき、前記充電を定電圧から定電流に切り替える信号を外部充電機器に送信する充電制御システム。 - 直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御を行う充電制御システム。 - 請求項16に記載の充電制御システムにおいて、
当該充電制御システムは各々の前記電池ユニットの充電量を調整するバランス回路をさらに備え、
前記制御部は、
前記バランス回路の動作を制御し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記バランス回路を作動させることにより、前記バイパス制御を行う充電制御システム。 - 請求項16または17に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、前記バイパス制御を行ってから、現在、前記電圧が最大となっている新たな前記電圧最大ユニットを更新し、
当該新たな電圧最大ユニットが前記第1条件を満たさないとき、前記バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記新たな電圧最大ユニットが前記第1条件を満たすとき、前記新たな電圧最大ユニットを前記バイパス対象ユニットに含める充電制御システム。 - 請求項18に記載の充電制御システムにおいて、
前記バイパス制御により、前記バイパス対象ユニットとしてバイパスしている前記電池ユニットの数を示す信号を、外部充電機器に送信する充電制御システム。 - 請求項16〜19のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記バイパス対象ユニット以外の電池セルの中から前記電圧が最小である電圧最小ユニットをさらに特定し、
前記第1条件を満たし、前記バイパス制御を行ってから、電圧最小電池セルの前記電圧が第1基準電圧以上になったとき、前記バイパス制御を停止する充電制御システム。 - 請求項20に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記バイパス制御を停止した後、前記充電を定電流から定電圧に切り替える信号を外部充電機器に送信する充電制御システム。 - 請求項16〜19のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記バイパス対象ユニット以外の電池セルの中から前記電圧が最小である電圧最小ユニットをさらに特定し、
前記第1条件を満たし、前記バイパス制御を行ってから、電圧最小電池セルの前記電圧が第1基準電圧以上になったとき、全ての前記電池ユニットを所定時間バイパスさせる充電制御システム。 - 請求項22に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
全ての前記電池ユニットを所定時間バイパスさせた後、前記充電を定電流から定電圧に切り替える信号を外部充電機器に送信する充電制御システム。 - 請求項20〜23のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、前記バイパス制御を行ってから、前記電圧最小ユニットの前記電圧が前記第1条件を満たすとき、前記充電を再開させる充電制御システム。 - 請求項16〜24のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記制御部は、
前記第1条件を満たし、前記バイパス制御を行ってから、前記充電で印加される充電電圧を前記電圧最大ユニットの前記電圧の分だけ降下させるための信号を外部充電機器に送信する充電制御システム。 - 請求項1〜25のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記第1基準電圧は、定格充電電圧以上、過充電保護電圧未満である充電制御システム。 - 請求項1〜26のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記電池ユニットは、リサイクルされている充電制御システム。 - 直列に接続された複数の電池ユニットと、
前記電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御を行う電池パック。 - 直列に接続された複数の電池ユニットと、
前記電池ユニットの電圧を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、各々の前記電池ユニットへの充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に、前記測定部が測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定し、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上になったとする第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、
前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御を行う電池パック。 - 直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定するとともに、前記複数の電池ユニットに充電を開始する充電開始ステップと、
測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定するユニット特定ステップと、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上となったとする第1条件を判定する第1判定ステップと、
前記第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットの前記電圧を降下させる第1制御ステップと、
を備える充電方法。 - 直列に接続された複数の電池ユニットの電圧を測定するとともに、前記複数の電池ユニットに充電を開始する充電開始ステップと、
測定した前記電圧に基づいて、前記電圧が最大である電圧最大ユニットを特定するユニット特定ステップと、
前記電圧最大ユニットの前記電圧が第1基準電圧以上となったとする第1条件を判定する第1判定ステップと、
前記第1条件を満たさないとき、全ての前記電池ユニットに対して前記充電を継続させ、前記第1条件を満たすとき、前記電圧最大ユニットをバイパス対象ユニットとしてバイパスして、当該バイパス対象ユニット以外の前記電池ユニットに対して前記充電を継続させるバイパス制御ステップと、
を備える充電方法。
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