KR20110018446A - 축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법 - Google Patents

축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법 Download PDF

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Abstract

축전지 시스템 중의 복수의 단전지의 각각이 사용 가능한지의 여부를 식별하기 위해, 복수의 2 차 전지 팩과, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 장착되고, 상기 각 2 차 전지 팩에 관한 전지 정보를 격납하는 정보 격납부와, 상기 정보 격납부에 격납된 상기 전지 정보에 기초하여, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 감시 장치를 구비한다.

Description

축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법{STORAGE BATTERY SYSTEM, STORAGE BATTERY MONITORING DEVICE, AND STORAGE BATTERY MONITORING METHOD}
본 발명은, 축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법에 관한 것이다.
전기 자동차 (EV ; Electric Vehicles) 나 전동 포크 리프트 등의 이동체의 전원, 혹은 전력 저장 장치 등의 정치 (定置) 용 전원으로서, 충전 가능한 2 차 전지를 사용한 축전지 시스템이 사용된다. 그 축전지 시스템에 있어서는, 통상, 전기적으로 접속된 복수의 전지가 사용된다.
전기적으로 접속된 복수의 전지 각각에 대해, 동일한 전력으로 충방전을 실시하는 경우, 각 전지 사이에서 특성 (예를 들어, 충전 용량) 이 상이하면, 과충전 또는 과방전이 되는 전지가 발생하는 경우가 있다.
이와 관련하여, 일본 공개특허공보 2003-217534호에는, 복수의 단전지의 초기 상태나 전지 성능이 상이해도, 각 단전지가 최적인 상태로 충전되고, 전지 수명이나 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전지 팩을 제공하기 위한 기술이 기재되어 있다. 이 특허문헌 1 에는, 충전 가능한 복수의 단전지와 그 복수의 단전지와 동 수의 충전 제어 회로와, 방전시에 복수의 단전지를 직렬로 접속 가능하게 하여 충전시에 복수의 단전지의 각각을 충전 제어 회로의 각각에 단독으로 접속 가능하게 하는 복수의 스위치 회로를 갖는 전지 팩이 개시되어 있다.
EV 등의 이동체에 탑재되는 축전지 시스템에 있어서는, 복수의 전지가, 사용자에 의해 교환되는 것으로 생각된다. 교환시에는, 복수의 전지 모두가 한 번에 교환되는 경우가 있는가 하면, 복수의 전지 중 몇 개만이 교환되는 경우도 있다.
복수의 전지 중 몇 개가 교환되는 경우, 새롭게 장착된 전지의 특성이, 교환되지 않고 남은 전지의 특성과 동일하면 문제가 없다. 그러나, 상이하면, 이미 서술한 바와 같이 과충전 또는 과방전이 되는 전지가 발생할 가능성이 있다. 사용자에 있어서, 전지 교환 전에, 새롭게 장착하는 전지의 특성이, 다른 전지의 특성과 적합한지의 여부를 식별하는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전지가 축전지 시스템에 탑재 가능한지의 여부를 식별할 수 있는, 축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 축전지 시스템은, 이동체에 탑재되는 복수의 2 차 전지 팩과, 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 장착되고, 각 2 차 전지 팩에 관한 전지 정보를 격납하는 정보 격납부와, 정보 격납부에 격납된 전지 정보에 기초하여, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지, 혹은 복수의 2 차 전지 팩의 조합이 적성인지의 여부를 판단하는 감시 장치를 구비한다.
본 발명에 의하면, 새롭게 탑재하고자 하는 2 차 전지 팩의 사양이 적정한지의 여부가 감시 장치에 의해 판단되므로, 잘못된 2 차 전지 팩이 사용되는 것이 방지된다. 복수의 2 차 전지 팩의 조합이 적정한지의 여부가 감시 장치에 의해 판단되므로, 상이한 특성의 2 차 전지 팩끼리를 조합하여 사용하는 것이 방지된다. 이로써, 과충전 또는 과방전이 되는 2 차 전지 팩이 발생하는 것이 방지된다.
본 발명의 축전지 시스템은, 탑재 가능한 2 차 전지 팩의 사양 범위를 나타내는 시스템 규격 정보를 기억하는 기억부를 구비한다. 또, 정보 격납부에, 전지 정보로서 각 2 차 전지 팩의 사양을 나타내는 사양 정보가 격납되어 있다. 이 때, 감시 장치는, 복수의 2 차 전지 팩의 사양을 그 시스템 규격 정보와 비교함으로써, 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
그 사양 정보는, 적정한 전압 범위 (충전 상한 전압, 방전 하한 전압), 적정한 전류 범위 (충전 최대 전류, 방전 최대 전류), 용량 범위, 입출력 범위, 온도 범위 및 저항값의 범위 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 축전지 시스템은, 추가로, 각 2 차 전지 팩에 대응하여 형성되고, 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 검출하는 현재 상태 검출부를 구비해도 된다. 이 때, 전지 정보는, 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 나타내는 현재 정보를 포함하고 있어도 된다. 또, 현재 상태 검출부는, 검출한 현재 상태를 현재 정보로서 정보 격납부에 격납해도 된다. 이 때, 감시 장치는, 현재 정보에 기초하여, 복수의 2 차 전지 팩의 현재 상태를 비교함으로써, 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
그 현재 정보는, 각 2 차 전지 팩의 현재의 충전 용량과, 현재의 내부 저항과, 충방전 사이클수 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
감시 장치는, 복수의 2 차 전지 팩 전체의 양단에 접속되고, 감시 장치와 복수의 2 차 전지 팩으로 형성되는 폐회로를 통해, 전지 정보를 정보 격납부로부터 취득하는 것이 바람직하다.
본 발명의 축전지 시스템은, 추가로, 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 장착되고, 정보 격납부에 격납된 전지 정보를 무선에 의해 감시 장치에 송신하는 무선부를 구비할 수 있다. 이 때, 감시 장치는, 무선에 의해 보내져 오는 전지 정보를 수신하는 무선 수신부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 축전지 감시 장치는, 복수의 2 차 전지 팩으로부터, 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 관한 전지 정보를 취득하는 전지 정보 취득부와, 취득한 전지 정보에 기초하여, 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 전지 식별부를 구비한다.
본 발명의 2 차 전지 팩은, 이동체나 전력 저장 장치에 탑재되는 2 차 전지 팩이다. 이 2 차 전지 팩은, 적어도 하나의 단전지와, 단전지에 관한 전지 정보를 격납하는 정보 격납부를 구비한다. 전지 정보는, 축전지 시스템에 장착되었을 때, 축전지 시스템의 감시 장치에 송신된다.
본 발명의 축전지 감시 방법은, 복수의 2 차 전지 팩으로부터, 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 관한 전지 정보를 취득하는 단계와, 취득한 전지 정보에 기초하여, 복수의 2 차 전지 팩의 조합이 적정한지의 여부를 판단함으로써, 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 단계를 구비한다.
그 전지 정보에는, 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 나타내는 현재 정보가 포함되어 있고, 판단하는 단계는, 현재 정보에 기초하여, 복수의 2 차 전지 팩의 현재 상태를 비교함으로써, 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 단계를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 축전지 시스템 중의 복수의 단전지의 각각이 사용 가능한지의 여부를 식별할 수 있는, 축전지 시스템, 축전지 감시 장치, 및 축전지 감시 방법이 제공된다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 축전지 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2A 는 전지 정보의 개념도이다.
도 2B 는 전지 정보의 개념도이다.
도 3 은 배터리 모니터링 유닛의 개략 구성도이다.
도 4 는 제 2 실시형태에 관련된 축전지 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 5 는 제 3 실시형태에 관련된 축전지 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(제 1 실시형태)
도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 축전지 시스템의 개략 구성도이다. 또한, 도시하지 않았지만, 이 축전지 시스템은, EV 나 배터리 포크 등에 구동용 전원으로서 탑재되어 있는 것으로 한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 축전지 시스템은, 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 과, 배터리 모니터링 유닛 (2) (이하, BMU 라고 기재한다) 을 구비하고 있다. 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 의 각각은, 축전지 시스템에 대해 자유롭게 착탈될 수 있도록 장착되어 있다. 축전지 시스템에 장착된 상태에서, 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 은 전기적으로 직렬로 접속되고, EV 의 구동원 등이 되는 부하에 접속된다. BMU (2) 는, 복수의 2 차 전지 팩 (1-1) 의 상태를 감시하는 목적으로 장착되어 있고, 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 전체의 플러스측 단자와 마이너스측 단자에 접속되어 있다. 이로써, BMU (2) 와 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 에 의해 폐회로 (3) 가 형성되어 있다.
각 2 차 전지 팩 (1) 은, 적어도 하나 이상의 충방전 가능한 단전지 (10) 를 가지고 있다. 단전지 (10) 로는, 예를 들어 리튬 이온 전지를 들 수 있다. 각 2 차 전지 팩 (1) 은, 전지 교환을 실시할 때 교환할 수 있는 최소 단위인 것으로 한다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 하나의 2 차 전지 팩 (1) 중에 하나의 단전지 (10) 가 포함되어 있다. 그러나, 하나의 2 차 전지 팩 (1) 중에 복수의 단전지 (10) 가 포함되어 있어도 된다. 요컨대, 2 차 전지 팩 (1) 에 포함되는 전지군은, 복수의 전지를 접속한 최소 단위로서, 단전지만이어도 된다.
각 2 차 전지 팩 (1) 에는, IC 메모리 (4) (정보 격납부) 및 현재 상태 검출부 (5) 가 장착되어 있다.
IC 메모리 (4) 에는, 각 2 차 전지 팩 (1) 에 관한 정보인 전지 정보가 격납되어 있다. IC 메모리 (4) 는, 각 2 차 전지 팩 (1) 이 축전지 시스템에 장착되었을 때, 폐회로 (3) 와 접속된다. IC 메모리 (4) 는, 폐회로 (3) 를 통해 판독 신호를 수신하면, 폐회로 (3) 를 통해 BMU (2) 에 전지 정보를 송신한다.
도 2A 및 도 2B 는, 전지 정보의 내용을 나타내는 개념도이다. 전지 정보에는, 사양 정보와 현재 정보가 포함되어 있다. 도 2A 는 사양 정보를 나타내고, 도 2B 는 현재 정보를 나타내고 있다.
사양 정보는, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 사양을 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 사양 정보는, 도 2A 에 나타내는 바와 같이, 적정한 충전 전압 범위 (충전 상한 전압, 충전 하한 전압), 적정한 방전 전압 범위 (방전 상한 전압, 방전 하한 전압), 적정한 충전 전류 범위 (충전 상한 전류, 충전 하한 전류), 적정한 방전 전류 범위 (방전 상한 전류, 방전 하한 전류), 용량 범위, 입출력 범위, 온도 범위, 및 저항값의 범위 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있다. 또한, 입출력 범위는, 입력시 (충전시) 에 허용되는 전력 범위와, 출력시 (방전시) 에 허용되는 전력 범위를 나타내는 정보이다. 이와 같은 사양 정보는, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 제조시에, IC 메모리 (4) 에 불휘발적으로 기록된다.
도 2B 에 나타내는 현재 정보는, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 현재 상태를 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 현재 정보는, 현재의 충전 용량, 현재의 내부 저항값, 현재까지의 최고 사용 온도, 현재까지의 최저 사용 온도, 사용 합계 시간, 및 실적 사이클수 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있다. 「현재까지의 최고 사용 온도」는, 사용시 (충방전시) 에 있어서의 최고 온도를 나타내고 있고, 이 2 차 전지 팩 (1) 이 제조되고 나서 현재에 이를 때까지의 최고 온도를 나타내고 있다. 「현재까지의 최저 사용 온도」는, 사용시 (충방전시) 에 있어서의 최저 온도를 나타내고 있고, 이 2 차 전지 팩 (1) 이 제조되고 나서 현재에 이를 때까지의 최저 온도를 나타내고 있다. 「사용 합계 시간」은, 이 2 차 전지 팩 (1) 이 충방전된 시간의 합계를 나타내는 정보이다. 「실적 사이클수」는, 이 2 차 전지 팩 (1) 이 제조되고 나서 충방전이 반복된 횟수를 나타내는 정보이다. 현재 정보는, 현재 상태 검출부 (5) 에 의해 IC 메모리 (4) 에 기록된다.
현재 상태 검출부 (5) 는, 예를 들어 정기적으로, 단전지 (10) 의 현재 상태를 검출하고, 검출한 결과를 현재 정보로서 IC 메모리 (4) 에 기록하는 기능을 가지고 있다. 또, 현재 상태 검출부 (5) 는, 단전지 (10) 에 대해 충방전이 실시된 횟수를 카운트하고, 실적 사이클수로서 IC 메모리 (4) 에 격납하는 기능도 가지고 있다.
현재 상태 검출부 (5) 에 의한 현재 상태의 검출 방법은 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 「현재의 충전 용량」및 「현재의 내부 저항값」은, 단전지 (10) 의 전압이 충전 용량에 의존하는 것을 이용하여 검출된다. 이 경우, 현재 상태 검출부 (5) 에, 단전지 (10) 의 전압을 측정하는 전압 센서와, 전압과 충전 용량의 대응 관계를 미리 기억한 전압-충전 용량 기억부가 형성되어 있으면 된다. 전압 센서에 의해 실측된 단전지 (10) 의 전압값을 기초로, 전압-충전 용량 기억부를 참조함으로써, 현재의 충전 용량을 검출할 수 있다.
또, 전류값을 적산하는 것으로도, 「현재의 충전 용량」을 검출할 수 있다. 이 경우, 현재 상태 검출부 (5) 에, 단전지 (10) 를 흐르는 전류를 측정하는 전류계가 형성되어 있으면 된다.
또, 현재의 내부 저항값에 대해서는, 예를 들어 단전지 (10) 에 대한 전류계와 전압계를 형성해 두고, 전류값과 전압값을 측정함으로써 검출할 수 있다.
또, 현재까지의 최고 사용 온도 및 현재까지의 최저 사용 온도는, 예를 들어 단전지 (10) 에 대한 온도계를 형성함으로써 측정할 수 있다.
또, 사용 합계 시간은, 단전지 (10) 에 타이머 기능을 갖는 타이머 장치를 장착해 둠으로써 측정할 수 있다.
또, 실적 사이클수의 카운트 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 충전 용량의 변화를 기초로 카운트할 수 있다.
계속해서, BMU (2) 에 대해 설명한다. 도 3 은, BMU (2) 의 기능 구성을 나타내는 개략도이다. BMU (2) 는, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 동작을 감시하는 목적에 추가하여, 2 차 전지 팩을 축전지 시스템에 탑재할 수 있는지의 여부를 판단하기 위해 장착되어 있다. BMU (2) 는, 복수의 2 차 전지의 조합이 적정한지의 여부를 식별함으로써, 장착된 2 차 전지 팩이 축전지 시스템에 탑재 가능한지의 여부를 판단한다. BMU (2) 는, CPU (21) 와, ROM (22) 과, 전지 정보 취득부 (23) 와, RAM (24) 과, 시스템 규격 정보를 기억하는 기억부 (25) 를 구비하고 있다. 이들은, 버스 라인을 개재하여 서로 접속되어 있다.
기억부 (25) 는, 하드 디스크 등으로 예시된다. 기억부 (25) 에 기억되는 시스템 규격 정보는, 장착 가능한 2 차 전지 팩의 사양 범위 (이하, 적정 사용 범위) 를 나타내는 정보이다. 적정 사양 범위는, 충전 전압 범위, 방전 전압 범위, 충전 전류 범위, 방전 전류 범위, 용량 범위, 입출력 범위, 온도 범위, 및 저항값의 범위 중 적어도 하나에 대해 나타낸다.
기억부 (25) 는, 축전지 시스템측에 형성되어 있으면 되고, 반드시 BMU 내에 형성되어 있을 필요는 없다.
전지 정보 취득부 (23) 는, 폐회로 (3) 에 접속되어 있고, 예를 들어 어느 위치의 2 차 전지 팩 (1) 이 교환되었을 때 등에, 폐회로 (3) 를 통해 각 2 차 전지 팩 (1) 의 IC 메모리 (4) 에 판독용 신호를 송신한다. 그리고, 판독 신호에 응답하여 IC 메모리 (4) 로부터 전지 정보가 송신되어 오면, 폐회로 (3) 를 통해 이것을 수신하고, RAM (24) 등에 격납한다.
ROM (22) 에는, 컴퓨터 프로그램으로서, 2 차 전지 팩 (1) 의 식별을 실시하기 위한 전지 식별 프로그램이 격납되어 있다. 전지 식별 프로그램이 CPU (21) 에 의해 실행됨으로써, 각 2 차 전지 팩 (1) 이 식별된다.
전지 정보 식별 프로그램에 의해, 전지 정보 취득부 (23) 에 의해 취득된 전지 정보가, 시스템 규격 정보와 비교된다. 구체적으로는, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 사양 정보 (도 2A 참조) 가, 시스템 규격 정보의 적정 사양 범위와 비교된다. 그리고, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 사양이 적정한 범위 내인지의 여부가 판별된다. 시스템 규격 정보로 규정되는 적정 사용 범위가, 2 차 전지 팩 (1) 의 사양 정보에 기재되는 사양 범위를 포함하고 있는 것이면, 사양의 관점에서는, 그 2 차 전지 팩은 적정한 사양이라고 판단된다. 모든 2 차 전지 팩 (1) 이 적정한 사양인 경우, 이 축전지 시스템에 장착된 복수의 2 차 전지 팩 (1) 은, 적정한 조합인 것으로 된다. 한편, 시스템 규격 정보로 규정되는 적정 사용 범위가, 2 차 전지 팩 (1) 의 사양 범위보다 좁은 경우에는, 그 2 차 전지 팩 (1) 은 적정한 사양은 아닌 것으로 판단된다.
상기 서술한 바와 같은 판단이 실시됨으로써, 상이한 사양의 2 차 전지 팩끼리가 조합되는 것이 방지된다.
예를 들어, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 중에 「충전 상한 전압」이 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 「충전 상한 전압」이 높은 쪽의 2 차 전지 팩 (1) 에 맞추어 복수의 2 차 전지 팩 (1) 을 충전하면, 「충전 상한 전압」이 낮은 쪽의 2 차 전지 팩 (1) 이 과충전이 된다.
또, 「방전 하한 전압」이 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 「방전 하한 전압」이 낮은 쪽의 2 차 전지 팩 (1) 에 맞추어 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 방전을 실시하면, 「방전 하한 전압」이 높은 쪽의 2 차 전지 팩 (1) 은 과방전이 된다.
또, 「방전 최대 전류」가 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 방전시에 있어서의 전류값의 크기는, 「방전 최대 전류」가 작은 2 차 전지 팩 (1) 에 맞출 수밖에 없다. 따라서, 「방전 최대 전류」가 큰 2 차 전지 팩 (1) 의 특성을 충분히 발휘할 수 없다.
또, 「충전 최대 전류」가 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 충전시에 있어서의 전류값의 크기는, 「충전 최대 전류」가 작은 2 차 전지 팩 (1) 에 맞출 수밖에 없다. 따라서, 「충전 최대 전류」가 큰 2 차 전지 팩 (1) 의 특성을 충분히 발휘할 수 없다.
또, 「용량 범위」가 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 「용량 범위」가 큰 2 차 전지 팩 (1) 을 만충전이 될 때까지 충전하면, 적은 쪽의 2 차 전지 팩 (1) 은 과충전이 된다.
또, 「저항값의 범위」가 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 포함되어 있는 경우, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 전압을 균일하게 맞출 수 없어, 결과적으로 모든 2 차 전지 팩 (1) 의 전압이 동일한 값이 될 때까지 충전을 실시할 수 없다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는, 시스템 규격 정보로 규정되는 적정 사용 범위가 2 차 전지 팩 (1) 의 전지의 사양 범위보다 좁은 경우, 그 2 차 전지 팩이 사용 불가능한 것으로 판단된다. 따라서, 시스템 규격 정보로 규정되는 적정 사용 범위 외의 전지가 하나라도 탑재되어 있으면, 시스템이 작동하지 않고, 문제는 발생하지 않는다.
모든 2 차 전지 팩 (1) 에 관해서 사양이 적정한 경우라도, 추가로, 전지 정보 식별 프로그램에 의해, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 사이에서 현재 정보끼리가 비교된다. 비교 결과, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 에 있어서의 현재 상태의 차이가, 미리 설정된 소정의 범위 내인 경우에는, 이 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 조합이 적정한 것으로 판단한다. 한편, 그 차이가 소정의 범위로부터 벗어나 있는 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 존재하는 경우에는, 이 조합은 적정하지 않은 것으로 판단한다. 구체적으로는, 「현재의 충전 용량」, 「현재의 내부 저항값」, 「현재까지의 최고 사용 온도」, 「현재까지의 최저 사용 온도」, 「실적 사용 시간」, 및 「실적 사이클수」중 적어도 하나에 대해, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 사이의 차이가 소정의 범위 내에 들어가 있는지의 여부를 판단한다.
전지 정보 식별 프로그램은, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 조합이 적정하지 않은 것으로 판단한 경우, 음성 알람이나 표시 장치에 예시되는 경고 장치 (도시 생략) 를 기동시켜 사용자에게 사용할 수 없는 조합이라는 취지를 통지한다. 또, 도시되지 않은 차단 장치를 이용하여 축전지 시스템이 작동하지 않게 한다.
본 실시형태에 의하면, BMU (2) 에 의해, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 사양이 적정한지의 여부가 판단된다. 이로써, 장착된 2 차 전지 팩 (1) 이 탑재 가능한지의 여부가 판단된다. 따라서, 사용자가 잘못하여 상이한 사양의 2 차 전지 팩끼리를 조합하여 사용하는 것을 방지할 수 있다.
또, 2 차 전지는, 충방전이 반복되면 열화되는 경우가 있다. 열화 상태가 상이하면, 동일한 사양의 2 차 전지 팩 (1) 끼리라도, 충전 용량 및 내부 저항값이 상이한 경우가 있다. 충전 용량이나 내부 저항값이 상이한 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 존재하면, 충방전시에 단전지 (10) 가 과방전 또는 과충전이 될 가능성이 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에 의하면, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 사이에서 현재 상태끼리가 비교되고, 현재 상태가 상이한 2 차 전지 팩끼리가 조합되어 있을 때에는, 사용할 수 없는 것으로 판단된다. 따라서, 상이한 열화 상태의 2 차 전지 팩 (1) 끼리가 조합되어 사용되는 것이 방지된다. 이로써, 충방전시에 과방전 또는 과충전이 되는 2 차 전지 팩이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 현재 상태 검출부 (5) 가 각 2 차 전지 팩 (1) 측에 장착되어 있는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 현재 상태 검출부 (5) 는, 반드시 각 2 차 전지 팩 (1) 에 장착되어 있을 필요는 없고, 축전지 시스템의 본체측에 장착되어 있어도 된다. 이 경우, 현재 상태 검출부 (5) 는, 각 2 차 전지 팩 (1) 이 축전지 시스템에 장착되었을 때, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 현재 상태를 검출할 수 있도록 배치되어 있으면 된다. 이와 같은 구성으로 해도, 본 실시형태에서 서술한 것과 동일한 작용을 발휘할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 전지 정보가, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 과 BMU (2) 로 형성되는 폐회로 (3) 를 통해 BMU (2) 에 송신되는 경우에 대해 설명하였다. 단, 전지 정보는, 반드시 폐회로 (3) 를 통해 BMU (2) 에 보내질 필요는 없다.
예를 들어, 폐회로 (3) 와는 별도로 통신용 배선을 축전지 시스템 본체측에 형성해 두고, 축전지 시스템에 각 2 차 전지 팩 (1) 이 장착되었을 때, IC 메모리 (4) 가 그 통신용 배선에 의해 BMU (2) 와 접속되어도 된다. 이 때, 전지 정보는, 그 통신용 배선을 통해 BMU (2) 에 송신된다. 이와 같은 구성으로 해도, 본 실시형태에서 서술한 것과 동일한 작용을 발휘할 수 있다.
또, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 IC 메모리 (4) 에는, 각 2 차 전지 팩 (1) 이 축전지 시스템의 어디에 장착되어 있는지를 나타내는 어드레스 정보가 포함되어 있어도 된다. 이와 같은 어드레스 정보가 포함되어 있으면, 전지 정보 식별 프로그램이, 어드레스 정보에 기초하여, 복수의 2 차 전지 팩 (1) 중 어느 2 차 전지 팩 (1) 을 사용할 수 없는지를 특정할 수 있다. 그리고, 사용자에게 어느 2 차 전지 팩 (1) 을 사용할 수 없는 것인지를 통지하도록 구성할 수 있다.
어드레스 정보를 IC 메모리 (4) 에 격납하는 경우의 구성으로서, 예를 들어 축전지 시스템 본체측에, 어드레스 정보를 기록하기 위한 기록하는 부를 형성해 두는 것을 생각할 수 있다. 그 기록부는, 각 2 차 전지 팩 (1) 이 장착되었을 때, 어드레스 정보를 무선 또는 유선에 의해 IC 메모리 (4) 에 기록하도록 구성된다.
(제 2 실시형태)
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 도 4 는, 본 실시형태의 축전지 시스템의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 비교하여, 각 2 차 전지 팩 (1) 에 대응하여 형성된 무선부 (6) 가 추가되고, BMU (2) 의 전지 정보 취득부 (23) 의 기능이 연구되고 있다. 그 밖의 점에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하게 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 4 에 있어서, BMU (2) 의 구성은, 전지 정보 취득부 (23) 이외의 구성에 대한 도시는 생략되어 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 복수의 2 차 전지 팩 (1-1∼1-n) 중, 2 차 전지 팩 (1-2) 이 교환되는 것으로 한다. 또한, 2 차 전지 팩 (1-2) 이외의 각 2 차 전지 팩 (1) 에 대해서는, 내부 구성의 도시는 생략되어 있다.
2 차 전지 팩 (1-2) 에는, 무선부 (6-2) 가 형성되어 있다. 무선부 (6-2) 는 IC 메모리 (4-2) 에 접속되어 있고, IC 메모리 (4-2) 에 격납된 전지 정보를 무선 신호에 의해 BMU (2) 에 송신한다. 한편, BMU (2) 측에서는, 전지 정보 취득부 (23) 가, 무선부 (6-2) 로부터 송신되어 온 전지 정보를 수신하도록 구성되어 있다.
전지 정보가 무선 신호에 의해 BMU (2) 에 보내짐으로써, 사용자는, 2 차 전지 팩 (1-2) 을 축전지 시스템에 장착하지 않아도, 2 차 전지 팩 (1-2) 을 사용할 수 있는지를 식별할 수 있다. 예를 들어, EV 차량에 탑재되는 축전지 시스템의 경우, 사용자는 차량의 근방에 2 차 전지 팩 (1) 을 두는 것만으로, 그 2 차 전지 팩 (1) 이 사용 가능한지의 여부를 알 수 있다.
(제 3 실시형태)
계속해서, 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 도 5 는, 본 실시형태의 축전지 시스템을 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 비교하여, 진단 장치 (7) 가 더욱 추가되어 있다. 그 밖의 점에 대해서는, 제 2 실시형태와 동일하게 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 진단 장치 (7) 는, 무선부 (74) 와, CPU (71) 와, RAM (73) 과, ROM (72) 을 구비하고 있다. 이들은 서로 버스 라인을 개재하여 접속되어 있다. ROM (72) 에는, 진단 프로그램이 격납되어 있다. 진단 프로그램은 CPU (71) 에 의해 판독되어 실행된다.
무선부 (74) 는, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 무선부 (6) 와 무선에 의한 통신을 실시한다. 무선부 (74) 는, 무선부 (6) 로부터 각 2 차 전지 팩 (1) 의 전지 정보를 무선 신호에 의해 수신하고, RAM (73) 에 격납한다.
진단 프로그램은, 무선부 (74) 에 의해 취득된 전지 정보에 기초하여, 최적의 전지 교환 시기 및 최적의 교환 전지 사양을 진단한다.
전지 교환 시기는, 예를 들어 전지 정보 중 현재 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 미리 RAM (73) 등에 격납된 실적 사이클수의 상한에 기초하여, 각 2 차 전지 팩 (1) 의 단전지 (10) 를 앞으로 몇 회 충방전할 수 있는지를 산출하고, 산출한 횟수에 기초하여 전지 교환 시기를 산출할 수 있다.
교환 전지 사양은, 예를 들어 교환되는 2 차 전지 팩 (1) 이 지정되었을 때, 남겨지는 2 차 전지 팩 (1) 의 전지 정보에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 무선부 (74) 가 각 2 차 전지 팩 (1) 으로부터, 전지 정보로서 「충전 상한 전압」, 「충전 하한 전압」, 「최대 충전 전류」, 「내부 저항」, 「현재의 충전 용량」, 「현재의 내부 저항값」, 및 「실적 사이클수」를 취득했다고 가정한다. 진단 프로그램 (72) 은, 이들 각 항목에 대해, 축전지 시스템 내에 남겨지는 2 차 전지 팩 (1) 에 있어서의 평균값을 구하고, 구한 평균값을 교환 전지 사양으로 결정한다.
진단 프로그램에 의한 진단 결과는, 도시되지 않은 출력 장치 (예를 들어, 표시 장치) 에 의해 출력되고, 사용자에게 통지된다.
본 실시형태에 의하면, 각 2 차 전지 팩 (1) 을 앞으로 어느 정도 사용할 수 있는지를 나타내는 전지 교환 시기가 사용자에게 통지된다. 사용자는, 전지 교환 시기를 참조함으로써, 새로운 2 차 전지 팩 (1) 을 준비할 수 있다. 또, 교환 전지 사양이 사용자에게 통지됨으로써, 사용자는 복수의 2 차 전지 팩 (1) 의 조합에 적합하도록, 최적인 사양의 2 차 전지 팩 (1) 을 준비할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 진단 장치 (7) 가, BMU (2) 와는 별도로 준비되는 경우에 대해 설명하였다. 단, 진단 프로그램은, BMU (2) 의 ROM (22) 에 격납되어 있고, BMU (2) 에 의해 전지 교환 시기나 교환 전지 사양의 진단이 실시되고 있어도 된다. 이 경우, BMU (2) 가 진단 장치 (7) 로서의 기능을 하게 된다.

Claims (12)

  1. 복수의 2 차 전지 팩과,
    상기 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 장착되고, 상기 각 2 차 전지 팩에 관한 전지 정보를 격납하는 정보 격납부와,
    상기 전지 정보에 기초하여, 상기 각 2 차 전지 팩이 축전지 시스템에 탑재 가능한지의 여부를 판단하는 감시 장치를 구비하고,
    상기 감시 장치는, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 조합이 적정한지의 여부를 판단함으로써, 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 축전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 탑재 가능한 2 차 전지 팩의 사양 범위를 나타내는 시스템 규격 정보를 기억하는 기억부를 구비하고,
    상기 정보 격납부에는, 상기 전지 정보로서 상기 각 2 차 전지 팩의 사양을 나타내는 사양 정보가 격납되어 있고,
    상기 감시 장치는, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 사양 정보를 상기 시스템 규격 정보와 비교함으로써, 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 축전지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사양 정보는, 적정한 충전 전압 범위, 적정한 방전 전압 범위, 적정한 충전 전류 범위, 적정한 방전 전류 범위, 용량 범위, 입출력 범위, 온도 범위, 및 저항값의 범위 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있는 축전지 시스템.
  4. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 상기 각 2 차 전지 팩에 대응하여 형성되고, 상기 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 검출하는 현재 상태 검출부를 구비하고,
    상기 전지 정보는, 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 나타내는 현재 정보를 포함하고 있고,
    상기 현재 상태 검출부는, 검출한 현재 상태를 상기 현재 정보로서 상기 정보 격납부에 격납하고,
    상기 감시 장치는, 상기 현재 정보에 기초하여, 상기 복수의 2 차 전지 팩 사이에서 현재 상태를 비교함으로써, 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 축전지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 현재 정보는, 상기 각 2 차 전지 팩의 현재의 충전 용량과, 현재의 내부 저항과, 현재까지의 최고 사용 온도와, 현재까지의 최저 사용 온도와, 사용 합계 시간과, 및 실적 사이클수 중 적어도 하나의 정보를 포함하고 있는 축전지 시스템.
  6. 제 1 항, 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감시 장치는, 상기 복수의 2 차 전지 팩 전체의 양단에 접속되고,
    상기 감시 장치는, 상기 감시 장치와 상기 복수의 2 차 전지 팩으로 형성되는 폐회로를 통해, 상기 전지 정보를 상기 정보 격납부로부터 취득하는 축전지 시스템.
  7. 제 1 항, 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 장착되고, 상기 정보 격납부에 격납된 상기 전지 정보를 무선에 의해 상기 감시 장치에 송신하는 무선부를 구비하고,
    상기 감시 장치는, 무선에 의해 보내져 오는 상기 전지 정보를 수신하는 무선 수신부를 구비하는 축전지 시스템.
  8. 복수의 2 차 전지 팩으로부터, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 관한 전지 정보를 취득하는 전지 정보 취득부와,
    취득한 상기 전지 정보에 기초하여, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 전지 식별부를 구비하는 축전지 감시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    추가로, 상기 전지 정보에는, 상기 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 나타내는 현재 정보가 포함되어 있고,
    상기 전지 식별부는, 상기 현재 정보에 기초하여, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 현재 상태를 비교함으로써, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 축전지 감시 장치.
  10. 이동체에 탑재되는 2 차 전지 팩으로서,
    적어도 하나의 단전지와,
    상기 단전지에 관한 전지 정보를 격납하는 정보 격납부를 구비하고,
    축전지 시스템에 장착되었을 때, 상기 전지 정보는, 축전지 시스템의 감시 장치에 송신되고,
    상기 감시 장치는, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 조합이 적정한지의 여부를 판단함으로써, 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 2 차 전지 팩.
  11. 복수의 2 차 전지 팩으로부터, 상기 복수의 2 차 전지 팩의 각각에 관한 전지 정보를 취득하는 단계와,
    취득한 상기 전지 정보에 기초하여, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 단계를 구비하는 축전지 감시 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전지 정보에는, 상기 각 2 차 전지 팩의 현재 상태를 나타내는 현재 정보가 포함되어 있고,
    상기 판단하는 단계는, 상기 현재 정보에 기초하여, 상기 복수의 2 차 전지 팩 사이에서 현재 상태를 비교함으로써, 축전지 시스템에 대한 탑재가 가능한지의 여부를 판단하는 단계를 포함하고 있는 축전지 감시 방법.
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