KR20150139837A

KR20150139837A - 축전 장치, 축전 시스템 및 전동 차량

Info

Publication number: KR20150139837A
Application number: KR1020157025925A
Authority: KR
Inventors: 요시히토 이시바시; 가즈오 나가이; 루이 가마다; 준이치 사와다; 가즈히로 도마
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-12-14
Also published as: EP2983000B1; US20160059730A1; JP6347254B2; JPWO2014162645A1; CN105051560A; WO2014162645A1; CN105051560B; EP2983000A4; EP2983000A1; US10112501B2

Abstract

축전 장치는, 1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와, 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와, 축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과, 외부의 장치가 갖는 제2 제어부에 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과, 제1 제어부와 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인을 구비한다.

Description

축전 장치, 축전 시스템 및 전동 차량{ELECTRICAL STORAGE DEVICE, ELECTRICAL STORAGE SYSTEM, AND ELECTRIC VEHICLE}

본 개시는, 축전 장치, 축전 시스템 및 전동 차량에 관한 것이다.

모터 등의 부하를 갖는 장치에 전력을 공급하는 축전 장치가 보급되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1을 참조). 축전 장치로부터의 전력의 공급처인 장치(외부 장치)는 통상, 제어부(외부 제어부)를 구비하고 있다.

일본 특허 공개 제2003-235155호 공보

특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 외부 제어부를 동작시키기 위한 배터리를 필요로 한다. 이러한 배터리가 필요하지 않게 하기 위해, 외부 장치에 구비되는 외부 제어부가, 축전 장치로부터 공급되는 전력에 의해 동작할 것이 요망된다.

따라서, 본 개시의 목적의 하나는, 외부 장치에 구비되는 외부 제어부가, 축전 장치로부터 공급되는 전력에 의해 동작하는 축전 장치, 축전 시스템 및 전동 차량을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 개시는, 예를 들어,

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과,

외부의 장치가 갖는 제2 제어부에 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,

제1 제어부와 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인

을 구비하는 축전 장치이다.

본 개시는, 예를 들어,

제1 장치와 제2 장치를 포함하고,

제1 장치는,

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

제2 제어부에 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,

제1 제어부와 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인

을 구비하고,

제2 장치는,

제1 전력 라인을 통하여 제1 전력이 공급되는 부하와,

제2 전력 라인을 통하여 제2 전력이 공급되고, 또한, 통신 라인을 통하여 제1 제어부와 통신을 행하는 제2 제어부

를 구비하는 축전 시스템이다.

본 개시는, 예를 들어,

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

제1 제어부와 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인을 구비하는 축전 장치

를 구비하는 전동 차량이다.

적어도 하나의 실시 형태에 따르면, 외부 장치에 구비되는 외부 제어부가, 축전 장치로부터 공급되는 전력에 의해 동작한다. 또한, 본 명세서에 있어서의 효과는 예시이며, 본 개시의 내용이 예시한 효과에 의해 한정적으로 해석되는 것이 아니다.

도 1은 일반적인 축전 시스템의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 축전 장치에 있어서의 제어부에 의해 실행되는 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 축전 장치에 접속되는 외부 장치의 제어부에 의해 실행되는 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 7은 리튬 이온 2차 전지의 셀의 사용 영역의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 제어부에 의해 실행되는 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 제어부에 의해 실행되는, 인터럽트 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 충전 전압 검출부의 변형예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 본 개시의 응용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 응용예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 개시의 실시 형태 등에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.

<1. 제1 실시 형태>

<2. 제2 실시 형태>

<3. 응용예>

<4. 변형예>

이하에 설명하는 실시 형태 등은 본 개시의 바람직한 구체예이며, 본 개시의 내용이 이들 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하의 설명에 있어서 「A보다 작다」는 A 이하라고 해석되어도 되고 A 미만이라고 해석되어도 된다. 「A보다 크다」는 A 이상이라고 해석되어도 되고 A를 초과하는 것으로서 해석되어도 된다.

<1. 제1 실시 형태>

「일반적인 축전 시스템의 구성에 대해서」

처음에, 본 개시의 이해를 용이하게 하기 위해서, 일반적인 축전 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 일반적인 축전 시스템(1)의 구성을 도시한다. 축전 시스템(1)은, 축전 장치(2)와, 축전 장치(2)에 접속되고, 축전 장치(2)의 전력 공급처인 외부 장치(3)를 포함한다.

축전 장치(2)는 1개 또는 복수의 2차 전지셀(적절히 셀이라 약칭함)을 포함하는 축전부(21)와, 축전 장치(2)에 있어서의 제어부(적절히 내부 제어부라고 칭함)(22)를 포함한다. 축전부(21)의 정극측에 정(positive)의 전력 라인 PL1이 접속되고, 축전부(21)의 부극측에 부(negative)의 전력 라인 PL2가 접속되어 있다. 전력 라인 PL1은, 정극 단자(23)를 통하여 외부 장치(3)에 접속된다. 전력 라인 PL2는, 부극 단자(24)를 통하여 외부 장치(3)에 접속된다. 내부 제어부(22)는 축전부(21)로부터 출력되는 전력을 사용하여 동작한다.

외부 장치(3)는 부하(31)와, 외부 장치(3)에 있어서의 제어부(적절히 외부 제어부라고 칭함)(32)를 포함한다. 외부 장치(3)는 정극 단자(33) 및 부극 단자(34)를 갖는다. 외부 장치(3)는 정극 단자(33)를 통하여 축전 장치(2)의 전력 라인 PL1에 접속되고, 부극 단자(34)를 통하여 축전 장치(2)의 전력 라인 PL2에 접속된다. 외부 제어부(32)와 내부 제어부(22) 사이에서 소정의 통신 규격에 기초하는 통신이 이루어진다.

외부 장치(3)에서 소비되는 전력(소비 전력)의 크기는, 부하의 가동 상태에서 커진다. 예를 들어, 부하가 가동되고 있는 상태의 외부 장치(3)의 소비 전력은 수백 W(와트)가 되는 것에 비해서, 부하의 가동이 정지되어, 외부 제어부(32)만이 동작하고 있는 상태의 외부 장치(3)의 소비 전력은 수mW 내지 수W 정도이다. 물론, 이 소비 전력은 일례이며, 소비 전력의 크기는 부하에 따라서 상이한 것이다.

또한, 외부 장치의 부하에 전력이 공급된 상태 또는 그 상태에서 외부 제어부가 각종 처리를 행하는 상태를 액티브 상태(active state)라 적절히 칭한다. 한편 부하에 전력이 공급되고 있지 않은 상태 또는 그 상태에서 외부 제어부가 각종 처리를 행하는 상태를 슬립 상태(sleep state)라 적절히 칭한다. 외부 장치가 액티브 상태에 있는 경우의 소비 전력은, 외부 장치가 슬립 상태에 있는 경우의 소비 전력보다 크다.

그런데, 축전 장치(2)는 외부 장치(3)가 액티브 상태인지 슬립 상태인지를 인식할 수 없다. 축전 장치(2)는 외부 장치(3)가 액티브 상태가 되는 것에 대비하여, 축전부(21)의 출력을 계속 공급할 필요가 있다. 이로 인해, 축전 장치(2)에 있어서의 내부 제어부(22)는 축전부(21)에 관련되는 제어, 예를 들어, 과방전 방지, 셀 밸런스 제어, 온도 감시 제어, 전류 감시 제어를 엄격하게 행할 필요가 있다.

내부 제어부(22)가 축전부(21)에 관련되는 제어를 엄격하게 행함으로써, 내부 제어부(22)의 소비 전력이 증대하고, 축전부(21)의 잔류 용량이 저하된다는 문제가 있다. 예를 들어, 외부 장치(3)가 슬립 상태라면 외부 장치(3)에 있어서의 소비 전력은 작다. 즉, 축전부(21)의 잔류 용량이 급격하게 저하되는 것은 통상, 생각할 수 없으며, 축전부(21)에 관련되는 제어를 엄격하게 행할 필요가 없다. 본 개시는, 이러한 점들을 감안하여 이루어진 것이다. 이하, 본 개시의 일례에 대해서, 상세하게 설명한다.

「2차 전지의 일례에 대해서」

실시 형태에 있어서, 사용되는 2차 전지의 일례는, 정극 활물질과, 흑연 등의 탄소 재료를 부극 활물질로서 포함하는 리튬 이온 2차 전지이다. 정극 재료로서 특별히 한정은 없지만, 바람직하게는, 올리빈 구조를 갖는 정극 활물질을 함유하는 것이다.

올리빈 구조를 갖는 정극 활물질로서 더욱 바람직하게는, 리튬철인산 화합물(LiFePO₄) 또는 이종 원자를 함유하는 리튬철 복합 인산 화합물(LiFe_xM₁ _- _xO₄: M은 1종류 이상의 금속, x는 0<x<1이다. )이 바람직하다. 또한, M이 2종 이상인 경우에는, 각각의 하부 숫자의 총합이 1-x가 되도록 선정된다.

M으로서는, 전이 원소, IIA족 원소, IIIA족 원소, IIIB족 원소, IVB족 원소 등을 들 수 있다. 특히 코발트(Co), 니켈, 망간(Mn), 철, 알루미늄, 바나듐(V) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.

정극 활물질은, 리튬철인산 화합물 또는 리튬철 복합 인산 화합물의 표면에, 그 산화물과는 다른 조성의 금속 산화물(예를 들어, Ni, Mn, Li 등으로부터 선택되는 것)이나 인산 화합물(예를 들어, 인산리튬 등) 등을 포함하는 피복층이 실시되어 있어도 된다.

리튬(Li)을 흡장 및 방출하는 것이 가능한 정극 재료로서, 층상 암염 구조를 갖는 코발트산리튬(LiCoO₂), 니켈산리튬(LiNiO₂), 망간산리튬(LiMnO₂), 스피넬 구조를 갖는 망간산리튬(LiMn2O₄) 등의 리튬 복합 산화물이 사용되어도 된다.

본 개시에 있어서의 흑연으로서는, 특별히 한정은 없고, 업계에서 사용되는 흑연 재료를 널리 사용할 수 있다. 부극의 재료로서, 티타늄산리튬, 실리콘(Si)계 재료, 주석(Sn)계 재료 등이 사용되어도 된다.

본 개시에 따른 전지의 전극 제조법으로서는, 특별히 한정은 없고, 업계에서 사용되고 있는 방법을 널리 사용할 수 있다.

본 개시에 있어서의 전지 구성으로서는, 특별히 한정은 없고, 공지된 구성을 널리 사용할 수 있다.

본 개시에 사용되는 전해액으로서는, 특별히 한정은 없고, 액상, 겔상을 포함하고, 업계에서 사용되는 전해액을 널리 사용할 수 있다.

전해액 용매로서 바람직하게는, 4-플루오로-1,3-디옥솔란-2-온(FEC), 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산부틸렌, 탄산비닐렌(VC), 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, 1,2-디메톡시에탄, 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란, 1,3-디옥솔란, 4-메틸-1,3-디옥솔란, 아세트산메틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 아세토니트릴, 글루타로니트릴, 아디포니트릴, 메톡시아세토니트릴, 3-메톡시프로피오니트릴, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리디논, N-메틸옥사졸리디논, 니트로메탄, 니트로에탄, 술포란, 디메틸술폭시드, 인산트리메틸, 인산트리에틸, 에틸렌술피드 및 비스트리플루오로메틸술포닐이미드트리메틸헥실암모늄, 더욱 바람직하게는 4-플루오로-1,3-디옥솔란-2-온(FEC), 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산부틸렌, 탄산비닐렌(VC), 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤이다.

전해액 지지염으로서 바람직하게는, 육불화인산리튬(LiPF₆), 비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드리튬(Li(C₂F₅SO₂)₂N), 과염소산리튬(LiClO₄), 육불화비산리튬(LiAsF₆), 사불화붕산리튬(LiBF₄), 트리플루오로메탄술폰산리튬(LiSO₃CF₃), 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드리튬(Li(CF₃SO₂)₂N), 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메틸리튬(LiC(SO₂CF₃)₃이다.

리튬 이온 2차 전지는, 형상에 따라서 각형, 원통형, 평판형 등으로 분류할 수 있다. 본 개시에 있어서의 리튬 이온 2차 전지의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 여기에서는 일례로서, 원통형의 리튬 이온 2차 전지가 사용된다. 하나의 원통형 리튬 이온 2차 전지를 셀이라 적절히 칭한다. 리튬 이온 2차 전지의 셀 평균적인 출력 전압은, 예를 들어, 3. 0V(볼트) 정도이고, 만충전 전압은, 예를 들어, 4. 2V 정도이다. 또한, 리튬 이온 2차 전지의 셀 용량은, 예를 들어, 3Ah(암페어 아워)(3000mAh(밀리암페어 아워))이다.

「축전 장치의 구성」

도 2는, 제1 실시 형태에 있어서의 축전 장치의 구성의 일례를 도시한다. 축전 장치(100)를 구성하는 각 부는, 예를 들어, 소정의 형상의 외장 케이스에 수납된다. 외장 케이스는, 높은 전도율 및 복사율을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 높은 전도율 및 복사율을 갖는 재료를 사용함으로써, 외장 케이스에 있어서의 우수한 방열성을 얻을 수 있다. 우수한 방열성을 얻음으로써, 외장 케이스 내의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 외장 케이스의 개구부를 최소한으로 하거나 또는 폐지할 수 있어, 높은 방진(防塵) 방적성(防滴性)을 실현할 수 있다. 외장 케이스는, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등의 재료가 사용된다. 축전 장치(100)의 외장 케이스에는, 축전 장치(100)의 용도에 따른 탈착 기구 등이 형성된다.

축전 장치(100)는 1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부를 갖는다. 이 예에서는, 3개의 셀(셀 CE1, CE2 및 CE3)에 의해 축전부(103)가 구성된다. 셀 CE1, 셀 CE2 및 셀 CE3이 직렬로 접속된다. 물론, 셀의 개수나 접속 형태는, 축전 장치의 용도에 따라서 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀이 병렬로 접속되어도 된다. 또한, 복수의 셀이 병렬로 접속된 것(서브 모듈 등이라고 칭해지는 경우가 있다)이 직렬로 접속된 것이어도 된다.

셀 CE1의 정극측으로부터 정의 전력 라인 PL105가 연신한다. 전력 라인 PL105에 정극 단자(110)가 접속된다. 셀 CE3의 부극측으로부터 부의 전력 라인 PL106이 연신한다. 전력 라인 PL106에 부극 단자(111)가 접속된다. 정의 전력 라인 PL105 및 부의 전력 라인 PL106을 통하여, 외부 장치에 축전부(103)의 전력(제1 전력의 일례)이 공급된다. 제1 전력을 사용하여, 예를 들어, 외부 장치의 부하가 동작한다.

축전 장치(100)의 전력 라인 PL105에 전력 라인 PL107이 접속된다. 예를 들어, 전력 라인 PL105에 있어서의, 후술하는 충전 제어부 및 방전 제어부의 접속 중점에 전력 라인 PL107이 접속된다. 전력 라인 PL107에 전력 공급 단자(적절히 S 단자라고 칭함)(112)가 접속된다. S 단자(112)로부터는, 축전부(103)의 전력을 변환함으로써 얻어지는 전력(제2 전력의 일례)이 출력된다. 이 제2 전력을 사용하여, 예를 들어, 외부 장치의 외부 제어부가 동작한다. 제1 실시 형태에서는, 축전 장치(100)와 외부 장치가 접속된 상태에서, S 단자(112)로부터 항상 제2 전력이 출력된다.

또한, 축전 장치(100)가 외부 장치에 정극 단자(110) 및 부극 단자(111)를 통하여 제1 전력을 공급하는 상태 또는 그 상태에 있어서 후술하는 MCU가 소정의 처리를 행하는 상태를 액티브 상태라 적절히 칭한다. 축전 장치(100)가 외부 장치에 S 단자(112) 및 부극 단자(111)를 통하여 제2 전력을 공급하는 상태 또는 그 상태에 있어서 후술하는 MCU가 소정의 처리를 행하는 상태를 슬립 상태라 적절히 칭한다. 이 슬립 상태가 특허 청구 범위에 있어서의 제1 상태의 일례로 되고, 액티브 상태가 특허 청구 범위에 있어서의 제2 상태의 일례로 된다.

축전 장치(100)는 외부 장치와 통신을 행하기 위한 통신 라인 SL109를 갖는다. 통신 라인 SL109에 통신 단자(적절히 C 단자라고 칭함)(115)가 접속된다. 축전 장치(100)와 외부 장치 사이에서, 소정의 통신 규격에 기초하는 통신 라인 SL109를 통한 쌍방향의 통신이 이루어진다. 소정의 통신 규격으로서, 예를 들어, 시리얼 통신의 규격인 I2C나 SMBus(System Management Bus), SPI(Serial Peripheral Interface), CAN 등의 규격이 예시된다. 또한, 통신은, 유선이어도 되고 무선이어도 된다. 또한, 상술한 통신 규격에 기초하는 통신을 행하기 위한 통신 라인과는 별개의 통신 라인이 설치되어도 된다.

C 단자(115)는 예를 들어, 축전 장치(100) 내에서 풀업되어 있다. C 단자(115)의 상태가 논리적으로 로우일 경우에는, 축전 장치(100)는 액티브 상태로 된다. C 단자(115)의 상태가 논리적으로 하이일 경우에는, 축전 장치(100)는 슬립 상태로 된다. 물론, C 단자(115)의 상태가 논리적으로 하이일 경우에 축전 장치(100)가 액티브 상태로 되고, C 단자(115)의 상태가 논리적으로 로우일 경우에 축전 장치(100)가 슬립 상태로 되도록 해도 된다. C 단자(115)의 상태 변화는, 예를 들어, 외부 장치의 외부 제어부의 제어에 의해 이루어지고, 이 변화가 축전 장치(100)의 MCU에 의해 검출된다.

축전 장치(100)는 내부 제어부의 일례인 MCU(Main Control Unit)(120)와, 전압 멀티플렉서(MUX)(121)와, ADC(Analog to Digital Converter)(122)와, 감시부(123)와, 온도 측정부(125)와, 온도 측정부(128)와, 온도 멀티플렉서(130)와, 가온부(131)와, 전류 검출 저항(132)과, 전류 검출 증폭기(133)와, ADC(134)와, 레귤레이터(139)와, 퓨즈(140)와, 충전 제어부(144)와, 방전 제어부(145)를 포함한다. 또한, 각 셀에 대응하여 FET(Field Effect Transistor)가 설치된다.

MCU(120)는, 축전 장치(100)의 각 부를 제어한다. MCU(120)는, 예를 들어, 축전부(103)에 관련되는 제어를 행한다. 축전부(103)에 관련되는 제어로서, 축전부(103)를 구성하는 각 셀의 온도나 전압, 축전부(103)에 흐르는 전류 등을 감시하는 제어나, 과전류 방지나 과방전 방지를 위해서 등의 축전 장치(100)의 안전을 확보하는 제어, 축전부(103)를 구성하는 셀의 셀 밸런스를 취하기 위한 제어 등이 예시된다.

MCU(120)는, 축전 장치(100)가 액티브 상태인 경우에는, 축전부(103)에 관련되는 제어를 엄격하게 행한다. 이에 비해, 축전 장치(100)가 슬립 상태인 경우에는, MCU(120)는, 축전부(103)에 관련되는 제어를 엄격하게는 행하지 않는다. 즉, MCU(120)는, 액티브 상태로 되는 축전부(103)에 관련되는 제어의 일부를 생략하거나, 주기적으로 이루어지는 처리의 주기를 길게 한다. 예를 들어, 축전 장치(100)가 슬립 상태인 경우에는, MCU(120)는, 축전부(103)의 잔류 용량(SOC(State Of Charge))의 감시 및 C 단자(115)의 상태의 변화의 감시만을 행한다. 이로 인해, 슬립 상태에서의 MCU(120)의 소비 전력은 액티브 상태에서의 MCU(120)의 소비 전력보다 작다.

전압 멀티플렉서(121)는 전압 검출부(도시는 생략하고 있다)에 의해 검출되는 각 셀의 전압을 ADC(122)에 출력한다. 각 셀의 전압은, 충전중 및 방전중을 막론하고, 소정의 주기를 갖고서 검출된다. 예를 들어, 축전 장치(100)가 액티브 상태에서는, 250ms(밀리초)의 주기를 갖고, 각 셀의 전압이 전압 검출부에 의해 검출된다. 이 예에서는, 3개의 셀에 의해 축전부(103)가 구성되는 점에서, 3가지의 아날로그 전압 데이터가 전압 멀티플렉서(121)에 공급되게 된다.

전압 멀티플렉서(121)는 소정의 주기를 갖고 채널을 전환하고, 3가지의 아날로그 전압 데이터 중에서 하나의 아날로그 전압 데이터를 선택한다. 전압 멀티플렉서(121)에 의해 선택된 하나의 아날로그 전압 데이터가 ADC(122)에 공급된다. 그리고, 전압 멀티플렉서(121)는 채널을 전환하고, 다음 아날로그 전압 데이터를 ADC(122)에 공급한다. 또한, 전압 멀티플렉서(121)에 있어서의 채널의 전환은, 예를 들어, MCU(120)에 의해 제어된다.

온도 측정부(125)는 각 셀의 온도를 검출한다. 온도 측정부(125)는 서미스터 등의 온도를 검출하는 소자를 포함한다. 각 셀의 온도는, 예를 들어, 충전중 및 방전중을 막론하고, 소정의 주기를 갖고 검출된다. 또한, 3개의 셀 중 가장 높은 온도를 온도 측정부(125)로부터 출력되는 온도로 해도 되고, 3개의 셀의 온도 평균값을 온도 측정부(125)로부터 출력되는 온도로 해도 된다.

온도 측정부(125)에 의해 검출된 각 셀의 온도를 나타내는 아날로그 온도 데이터가 온도 멀티플렉서(130)에 공급된다. 이 예에서는, 3개의 셀에 의해 축전부(103)가 구성되는 점에서, 3가지의 아날로그 온도 데이터가 온도 멀티플렉서(130)에 공급되게 된다.

온도 멀티플렉서(130)는 예를 들어, 소정의 주기를 갖고 채널을 전환하고, 3가지의 아날로그 온도 데이터로부터 하나의 아날로그 온도 데이터를 선택한다. 온도 멀티플렉서(130)에 의해 선택된 하나의 아날로그 온도 데이터가 ADC(122)에 공급된다. 그리고, 온도 멀티플렉서(130)는 채널을 전환하고, 다음 아날로그 온도 데이터를 ADC(122)에 공급한다. 또한, 온도 멀티플렉서(130)에 있어서의 채널의 전환은, 예를 들어, MCU(120)에 의한 제어에 따라서 행하여진다.

온도 측정부(128)는 축전 장치(100) 전체의 온도를 측정한다. 온도 측정부(128)에 의해 축전 장치(100)의 외장 케이스 내의 온도가 측정된다. 온도 측정부(128)에 의해 측정된 아날로그 온도 데이터가 온도 멀티플렉서(130)에 공급되어, 온도 멀티플렉서(130)로부터 ADC(122)에 공급된다. 그리고, 아날로그 온도 데이터가 ADC(122)에 의해 디지털 온도 데이터로 변환된다. 디지털 온도 데이터가 ADC(122)로부터 감시부(123)에 공급된다.

ADC(122)는, 전압 멀티플렉서(121)로부터 공급되는 아날로그 전압 데이터를 디지털 전압 데이터로 변환한다. ADC(122)는, 아날로그 전압 데이터를, 예를 들어, 14 내지 18비트의 디지털 전압 데이터로 변환한다. ADC(122)에 있어서의 변환 방식에는, 차차 비교 방식이나 ΔΣ(델타 시그마) 방식 등, 여러가지 방식을 적용할 수 있다.

ADC(122)는, 예를 들어, 입력 단자와, 출력 단자와, 제어 신호가 입력되는 제어 신호 입력 단자와, 클록 펄스가 입력되는 클록 펄스 입력 단자를 구비한다(또한, 이 단자의 도시는 생략하고 있다). 입력 단자에는, 아날로그 전압 데이터가 입력된다. 출력 단자로부터는, 변환 후의 디지털 전압 데이터가 출력된다.

제어 신호 입력 단자에는, 예를 들어, MCU(120)로부터 공급되는 제어 신호(제어 명령)가 입력된다. 제어 신호는, 예를 들어, 전압 멀티플렉서(121)로부터 공급되는 아날로그 전압 데이터의 취득을 지시하는 취득 지시 신호이다. 취득 지시 신호가 입력되면, ADC(122)에 의해 아날로그 전압 데이터가 취득되고, 취득된 아날로그 전압 데이터가 디지털 전압 데이터로 변환된다. 그리고, 클록 펄스 입력 단자에 입력되는 동기용의 클록 펄스에 따라, 디지털 전압 데이터가 출력 단자를 통하여 출력된다. 출력된 디지털 전압 데이터가 감시부(123)에 공급된다.

또한, 제어 신호 입력 단자에는, 온도 멀티플렉서(130)로부터 공급되는 아날로그 온도 데이터의 취득을 지시하는 취득 지시 신호가 입력된다. 취득 지시 신호에 따라, ADC(122)는 아날로그 온도 데이터를 취득한다. 취득된 아날로그 온도 데이터가 ADC(122)에 의해 디지털 온도 데이터로 변환된다. 아날로그 온도 데이터가 예를 들어 14 내지 18비트의 디지털 온도 데이터로 변환된다. 변환된 디지털 온도 데이터가 출력 단자를 통하여 출력되고, 출력된 디지털 온도 데이터가 감시부(123)에 공급된다. 또한, 전압 데이터 및 온도 데이터 각각을 처리하는 ADC가 별개로 설치되는 구성으로 해도 된다. ADC(122)의 기능 블록이, 전압이나 온도를 소정값과 비교하는 비교기의 기능을 갖도록 해도 된다.

ADC(122)로부터 감시부(123)에 예를 들어, 3가지의 디지털 전압 데이터나 3가지의 디지털 온도 데이터가 시분할 다중되어서 송신된다. 송신 데이터의 헤더에 각 셀을 식별하는 식별자를 기술하고, 어느 셀의 전압이나 온도인지를 나타내도록 해도 된다.

전류 검출 저항(132)은 3개의 셀에 흐르는 전류값을 검출한다. 전류 검출 저항(132)에 의해, 아날로그 전류 데이터가 검출된다. 아날로그 전류 데이터는, 예를 들어, 충전중 및 방전중을 막론하고, 소정의 주기를 갖고 검출된다.

전류 검출 증폭기(133)는 검출된 아날로그 전류 데이터를 증폭하는 것이다. 전류 검출 증폭기(133)의 게인은, 예를 들어, 50 내지 100배 정도로 설정된다. 전류 검출 증폭기(133)에 의해 증폭된 아날로그 전류 데이터가 ADC(134)에 공급된다.

ADC(134)는, 전류 검출 증폭기(133)로부터 공급되는 아날로그 전류 데이터를 디지털 전류 데이터로 변환한다. ADC(134)에 의해, 아날로그 전류 데이터가 예를 들어 14 내지 18비트의 디지털 전류 데이터로 변환된다. ADC(134)에 있어서의 변환 방식에는, 차차 비교 방식이나 ΔΣ(델타 시그마) 방식 등, 여러가지 방식을 적용할 수 있다.

ADC(134)는, 예를 들어, 입력 단자와, 출력 단자와, 제어 신호가 입력되는 제어 신호 입력 단자와, 클록 펄스가 입력되는 클록 펄스 입력 단자를 구비한다(이 단자의 도시는 생략하고 있다). 입력 단자에는, 아날로그 전류 데이터가 입력된다. 출력 단자로부터는, 디지털 전류 데이터가 출력된다.

ADC(134)의 제어 신호 입력 단자에는, 예를 들어, MCU(120)로부터 공급되는 제어 신호(제어 명령)가 입력된다. 제어 신호는, 예를 들어, 전류 검출 증폭기(133)로부터 공급되는 아날로그 전류 데이터의 취득을 지시하는 취득 지시 신호이다. 취득 지시 신호가 입력되면, ADC(134)에 의해 아날로그 전류 데이터가 취득되고, 취득된 아날로그 전류 데이터가 디지털 전류 데이터로 변환된다. 그리고, 클록 펄스 입력 단자에 입력되는 동기용의 클록 펄스에 따라, 디지털 전류 데이터가 출력 단자로부터 출력된다. 출력된 디지털 전류 데이터가 감시부(123)에 공급된다. 또한, ADC(122) 및 ADC(134)를 동일한 ADC으로서 구성해도 된다.

감시부(123)는 ADC(122)로부터 공급되는 디지털 전압 데이터 및 디지털 온도 데이터를 MCU(120)에 출력한다. 또한, 감시부(123)는 ADC(134)로부터 공급되는 디지털 전류 데이터를 MCU(120)에 출력한다. MCU(120)는, 감시부(123)로부터 공급되는 각종 데이터에 기초하여, 축전부(103)에 관련되는 제어를 행한다.

가온부(131)는 각 셀을 적절히 가온한다. 가온부(131)는 예를 들어, 소정의 저항값을 갖는 저항 전선을 포함하고, 각 셀의 근방에 설치된다. 축전 장치(100) 내에서, 각 셀을 효율적으로 가온할 수 있도록 저항 전선이 배치되고, 저항 전선에 전류를 흘림으로써, 각 셀이 가열된다. 가온부(131)에 대한 제어(예를 들어, 가온부(131)의 온/오프)는 예를 들어, MCU(120)에 의해 행하여진다.

레귤레이터(139)는 전력 라인 PL105와 MCU(120) 사이에 설치된다. 예를 들어, 레귤레이터(139)는 충전 제어부(144) 및 방전 제어부(145)의 접속 중점에 접속된다. MCU(120)는, 예를 들어, 레귤레이터(139)를 통하여, 충전 제어부(144) 및 방전 제어부(145)의 접속 중점에 접속된다. 레귤레이터(139)는 축전부(103)의 전압으로부터 MCU(120)의 동작 전압(예를 들어, 3. 3V 또는 5V)을 형성하고, 형성한 동작 전압을 MCU(120)에 공급한다. 즉, MCU(120)는, 축전부(103)의 전력에 의해 동작한다.

또한, S 단자(112)(전력 라인 PL107)는 레귤레이터(139)에 있어서의 전력의 출력단에 접속되어 있지만, 레귤레이터(139)에 있어서의 전력의 입력단에 접속되어도 된다.

전력 변환부의 일례인 퓨즈(140)는 전력 라인 PL107에 있어서의, 전력 라인 PL105와 S 단자(112) 사이에 설치된다. 퓨즈(140)는 예를 들어, 폴리스위치로서 구성된다. 퓨즈(140)는 축전부(103)의 전력을 변환(제한)하여, 축전부(103)의 전력(제1 전력)보다 작은 제2 전력을 형성하는 것이다. 제2 전력이 S 단자(112)로부터 외부 장치의 외부 제어부에 출력된다. 또한, MCU(120)의 동작 전압과 외부 장치의 외부 제어부의 동작 전압이 동일한 경우에는, 레귤레이터(139)의 출력을 S 단자(112)로부터 출력시키면 되고, 퓨즈(140)를 설치할 필요는 없다. 또한, 퓨즈(140)는 전력을 변환할 수 있는 것이라면 다른 구성이어도 된다. 예를 들어, 퓨즈 대신에 소전력 출력형의 DC(Direct Current)-DC 컨버터를 사용해도 된다.

기억부(142)는 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등을 포함한다. 기억부(142)에는, 예를 들어, MCU(120)에 의해 실행되는 프로그램이 저장된다. 기억부(142)는 또한, MCU(120)가 처리를 실행할 때의 워크에리어로서 사용된다. 기억부(142)에 충전 및 방전의 이력 등이 기억되어도 된다.

충전 제어부(144)는 충전 제어 스위치(144a)와, 충전 제어 스위치(144a)와 병렬로 방전 전류에 순방향으로 접속되는 다이오드(144b)를 포함한다. 방전 제어부(145)는 방전 제어 스위치(145a)와, 방전 제어 스위치(145a)와 병렬로 충전 전류에 순방향으로 접속되는 다이오드(145b)를 포함한다. 충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)로서는, 예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 사용할 수 있다. 또한, 충전 제어부(144) 및 방전 제어부(145)가 부의 전원 라인에 삽입되어도 된다.

충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)에 대한 온/오프의 제어는, 예를 들어, MCU(120)에 의해 이루어진다. 도 2에서는, MCU(120)로부터 충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)에 대한 제어 신호의 흐름이 점선의 화살표에 의해 도시되어 있다.

축전부(103)의 구성(3개의 셀)에 대응하여, 3의 FET(FET1, FET2 및 FET3)가 각 셀의 단자 사이에 설치된다. FET는, 예를 들어, 패시브 방식의 셀 밸런스 제어를 행하기 위한 것이다.

FET에 의해 행하여지는 셀 밸런스 제어의 개요에 대하여 설명한다. 예를 들어, 셀 CE2의 열화가 다른 셀보다 진행하여, 셀 CE2의 내부 임피던스가 증가한 것으로 한다. 이 상태에서 축전 장치(100)에 대한 충전을 행하면, 내부 임피던스의 증가에 의해, 셀 CE2가 정상적인 전압까지 충전되지 않는다. 이로 인해, 각 셀 간의 전압의 밸런스에 변동이 발생한다.

셀 간의 전압의 밸런스 변동을 해소하기 위해서, FET1 및 FET3을 온하여, 셀 CE1 및 셀 CE3을 소정의 전압값까지 방전시킨다. 방전 후에 FET1 및 FET3을 오프한다. 방전 후에는 각 셀의 전압은, 예를 들어, 소정값(예를 들어, 3. 0V)이 되어 셀 간의 균형이 잡힌다. 또한, 셀 밸런스 제어의 방식은 패시브 방식에 한정하지 않고, 소위 액티브 방식이나 다른 공지된 방식을 적용할 수 있다.

상술한 축전 장치의 구성은 일례이다. 예시한 구성의 일부가 생략되어도 되고, 예시한 구성과 상이한 구성이 추가되어도 된다.

「축전 장치의 동작」

도 3을 참조하여, 축전 장치(100)의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 또한, 도 3에서는, 축전 장치 및 외부 장치의 구성을 간략화하여 도시하고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 축전 장치(100)에 외부 장치(150)가 접속된다. 축전 장치(100) 및 외부 장치(150)에 의해 축전 시스템(10)이 형성된다. 또한, 축전 장치(100)가 외부 장치(150)에 고정되어도 되고, 축전 장치(100)가 외부 장치(150)에 착탈 가능하게 되어도 된다.

외부 장치(150)는 CPU(Central Processing Unit) 등에 의해 구성되는 외부 제어부(151) 및 부하(152)를 갖는다. 외부 장치(150)는 축전 장치(100)의 구성에 대응하여, 정극 단자(160)와, 부극 단자(161)와, S 단자(162)와, C 단자(163)를 갖는다. 정극 단자(160)가 축전 장치(100)의 정극 단자(110)에 접속된다. 부극 단자(161)가 축전 장치(100)의 부극 단자(111)에 접속된다. S 단자(162)가 축전 장치(100)의 S 단자(112)에 접속된다. C 단자(163)가 축전 장치(100)의 C 단자(115)에 접속된다. 또한, 이 예에서는, 외부 장치를 소형 EV(Electric Vehicle)(소형 전동 자동차)로 하고, 부하(152)를 모터로 하여 설명한다.

소형 EV가 사용되고 있지 않은 경우에는, 축전 장치(100) 및 외부 장치(150)는 모두 슬립 상태로 된다. C 단자(115) 및 C 단자(163)의 상태(레벨)는 하이이다. 부하(152)에 전력을 공급할 필요가 없기 때문에, 충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)가 오프된다. 축전부(103)의 전력은, 부하(152)에 공급되지 않는다.

한편, 외부 제어부(151)에 대해서는 전력을 공급할 필요가 있다. 특히, 최근 들어, 자동차의 도어 개폐나 자동차의 시동 지시는, 물리적인 스위치를 대신하여 소프트웨어 스위치가 보급되어 있다. 소프트웨어 스위치란, 예를 들어, 리모트 컨트롤 장치를 사용한 입력이나 물리적인 키가 필요하지 않은 입력(예를 들어, 소정의 휴대 장치를 갖는 사람만이 행할 수 있는 입력)이다. 이 입력의 유무를 감시하기 위해서, 외부 제어부(151)를 항상 기동시켜서 둘 필요가 있다.

외부 제어부(151)를 기동하기 위한 전원을 축전 장치(100)와 별개로 설치하는 것은, 그 전원에 대한 안전 확보 등의 제어를 행할 필요가 있어, 비효율적이다. 따라서, 외부 제어부(151)는 축전부(103)의 전력을 사용하여 동작한다.

축전부(103)로부터의 전력은, 다이오드(144b)를 통하여 퓨즈(도면에서는 F라 약칭하고 있다)(140)에 공급된다. 퓨즈(140)에 의해 제2 전력이 형성된다. 이 제2 전력이 S 단자(112)에 공급된다. S 단자(112)로부터 출력된 전력이 S 단자(162)를 통하여 외부 제어부(151)에 공급된다. 외부 제어부(151)는 공급되는 전력에 기초하여 동작하고, 슬립 상태에서는, 예를 들어, 소형 EV에 있어서의 시동 지시의 유무만을 감시한다. 부하(152)는 구동하고 있지 않기 때문에, 외부 제어부(151)가 부하(152)에 대한 제어를 행할 필요는 없다.

또한, 외부 장치(150)가 슬립 상태인 경우에 외부 제어부(151)가 행하는 처리의 부하는 작다. 이로 인해, 외부 제어부(151)에 의한 소비 전력은 근소하다. 외부 제어부(151)에 의한 소비 전력이 근소하기 때문에, 축전부(103)의 잔류 용량이나 온도에 끼치는 영향도 적다. 따라서, MCU(120)는, 통상의 주기보다도 긴 주기를 갖고, 잔류 용량의 감시를 행한다. 또한, 일부의 처리(예를 들어, 온도의 감시 등의 처리)를 행하지 않도록 한다. 이에 의해, MCU(120)에 있어서의 소비 전력을 저감할 수 있다.

여기서, 소형 EV에 대한 시동 지시가 이루어졌다고 하자. 소정의 입력의 일례인 시동 지시가 외부 제어부(151)에 의해 검출된다. 외부 제어부(151)는 자신을 슬립 상태로부터 액티브 상태로 천이시켜, 예를 들어, 외부 장치(150)에 있어서의 이니셜라이즈 처리나 시스템의 체크를 행한다. 또한, 외부 제어부(151)는 C 단자(163)의 상태를 로우로 끌어내린다. 이에 따라, C 단자(115)의 상태도 로우로 변화된다.

C 단자(115)의 상태 변화가 MCU(120)에 의해 검출된다. C 단자(115)의 상태가 로우가 된 것을 검출한 MCU(120)는, 자신을 슬립 상태로부터 액티브 상태로 천이시켜, 액티브 상태에 따른 처리를 실행한다. 액티브 상태로 천이한 MCU(120)는, 예를 들어, 적어도 방전 제어 스위치(145a)를 온하는 처리(아울러, 충전 제어 스위치(144a)를 온해도 된다)를 행한다. 이에 의해, 축전부(103)의 전력이 전력 라인 PL105 및 전력 라인 PL106을 통하여 부하(152)에 공급된다. 외부 제어부(151)는 부하(152)를 구동하는 제어를 행한다. 부하(152)는 축전부(103)의 전력에 의해 구동된다.

축전부(103)의 전력이 부하(152)에 공급되는 점에서, MCU(120)는, 축전부(103)에 관련되는 제어를 엄격하게 행한다. 예를 들어, MCU(120)는, 축전부(103)에 흐르는 전류량의 감시나 각 셀의 전압 및 온도를 감시하는 처리, 셀 간의 균형을 잡는 처리를 행하여, 축전 장치(100)의 안정 동작에 힘쓴다. 이 처리의 결과에 기초하여, MCU(120)는, 충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)를 적절히 온/오프하여 축전 장치(100)의 안전을 확보한다. 축전 장치(100)의 안전을 확보하는 처리는, 공지된 처리를 적용할 수 있다. 일례를 나타내면, 셀의 온도가 소정값보다 높은 경우나, 각 셀의 전압 중 가장 낮은 전압이 소정의 전압보다 낮은 경우에, 방전 제어 스위치(145a)를 오프한다.

여기서, 소형 EV에 대한 동작 정지 지시가 이루어졌다고 하자. 이 동작 정지 지시가 외부 제어부(151)에 의해 검출된다. 외부 제어부(151)는 자신을 액티 상태로부터 슬립 상태로 천이시켜, 예를 들어, 부하(152)의 구동을 정지한다. 또한, 외부 제어부(151)는 C 단자(163)의 상태를 하이로 끌어올린다. 이에 따라, C 단자(115)의 상태도 하이로 변화한다. 슬립 상태로 천이한 외부 제어부(151)는 예를 들어, 시동 지시의 입력 유무만을 감시한다. 이 감시 처리는, 예를 들어, 정기적으로 행하여진다.

C 단자(115)의 상태 변화가 MCU(120)에 의해 검출된다. C 단자(115)의 상태가 하이로 된 것을 검출한 MCU(120)는, 자신을 액티브 상태로부터 슬립 상태로 천이시켜, 슬립 상태에 따른 처리를 실행한다. 슬립 상태로 천이한 MCU(120)는, 예를 들어, 방전 제어 스위치(145a) 및 충전 제어 스위치(144a) 오프하고, 각 셀의 잔류 용량 감시 및 C 단자의 상태 감시만을 행한다. 이에 의해, 축전부(103)의 전력 부하(152)에의 공급은 정지하지만, 외부 제어부(151)에의 전력의 공급은 계속한다.

이상과 같이 하여, 축전 장치의 전력을 사용하여 외부 제어부를 동작시킬 수 있다. 또한, 외부 장치의 상태에 따라서 축전 장치의 제어부 동작을 변경함으로써, 예를 들어, 슬립 상태에서의 축전 장치 및 외부 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.

「처리의 흐름」

도 4는, 축전 장치(100)에 있어서의 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 스텝 S101에서는, 축전 장치(100)가 슬립 상태인지 또는 액티브 상태인지가 판단된다. 이 예에서는, C 단자(115)의 상태가 하이라면 축전 장치(100)는 슬립 상태이며, C 단자(115)의 상태가 로우이면 축전 장치(100)는 액티브 상태이다. 축전 장치(100)가 슬립 상태라면, 처리가 스텝 S102로 진행된다.

스텝 S102에서는, MCU(120)가 슬립 상태에 따른 처리를 실행한다. 예를 들어, MCU(120)는, 축전부(103)를 구성하는 각 셀의 잔류 용량을 감시하는 처리를 행한다. 물론, 이 처리의 결과, 축전 장치(100)에 이상이 있다고 판단되는 경우에는, 거기에 대처하는 처리가 행하여진다. 그러나, 축전 장치(100)가 슬립 상태인 경우에는, 외부 장치(150)도 슬립 상태이며 외부 장치(150)의 소비 전력도 작다. 이로 인해, 축전 장치(100)에 있어서, 과방전이나 셀의 온도 이상 상승이 일어날 가능성은 작다.

또한, MCU(120)는, C 단자(115)의 상태를 감시하는 처리를 행한다. 그리고, 처리가 스텝 S103으로 진행된다.

스텝 S103에서는, C 단자(115)의 상태에 변화가 있는지 여부가 MCU(120)에 의해 판단된다. 이 예에서는, C 단자(115)의 상태가 하이로부터 로우로 변화하였는지 여부가 판단된다. C 단자(115)의 상태에 변화가 없는 경우에는, 처리가 스텝 S102로 복귀된다. C 단자(115)의 상태에 변화가 있는 경우에는, 처리가 스텝 S104로 진행된다.

스텝 S104에 있어서, C 단자(115)의 상태 변화를 검출한 MCU(120)는, 자신을 액티브 상태로 천이시킨다. 그리고, 처리가 스텝 S105로 진행된다.

스텝 S105에 있어서, 액티브 상태로 천이한 MCU(120)는, 방전 제어 스위치(145a)를 온한다. 이에 의해, 축전부(103)의 전력이 부하(152)에 공급된다. 그리고, 처리가 스텝 S101로 진행하고, 스텝 S101에 의한 판단의 결과, 처리가 스텝 S106으로 진행된다.

스텝 S106에 있어서, MCU(120)는, 액티브 상태에 따른 처리를 실행한다. 예를 들어, 축전부(103)에 흐르는 전류의 감시나, 각 셀의 전압 감시, 셀의 온도 감시, 셀 밸런스를 취하는 처리 등을 실행한다. 물론, 이 처리의 결과, 축전 장치(100)에 이상이 있다고 판단되는 경우에는, 거기에 대처하는 처리가 행하여진다. 또한, 스텝 S105에 있어서의 방전 제어 스위치(145a)를 온하는 처리도 액티브 상태에 따른 처리에 포함된다. 또한, 충전 처리(충전 제어 스위치(144a)에 대한 제어)가 이루어지는 경우에는, 그 충전 처리도 액티브 상태에 따른 처리에 포함된다. 그리고, 처리가 스텝 S107로 진행된다.

스텝 S107에서는, C 단자(115)의 상태에 변화가 있는지 여부가 MCU(120)에 의해 판단된다. 이 예에서는, C 단자(115)의 상태가 로우로부터 하이로 변화하였는지 여부가 판단된다. C 단자(115)의 상태에 변화가 없는 경우에는, 처리가 스텝 S106으로 복귀된다. C 단자(115)의 상태에 변화가 있는 경우에는, 처리가 스텝 S108로 진행된다.

스텝 S108에 있어서, C 단자(115)의 상태 변화를 검출한 MCU(120)는, 자신을 슬립 상태로 천이시킨다. 그리고, 처리가 스텝 S109로 진행된다.

스텝 S109에 있어서, 슬립 상태로 천이한 MCU(120)는, 충전 제어 스위치(144a) 및 방전 제어 스위치(145a)를 오프한다. 이에 의해, 축전부(103)의 전력 부하(152)에의 공급이 정지한다. 그리고, 처리가 스텝 S101로 진행하고, 스텝 S101에 의한 판단의 결과, 처리가 스텝 S102로 진행하고, MCU(120)가 슬립 상태에 따른 처리를 실행한다. 또한, 스텝 S109에 있어서의 방전 제어 스위치(145a)를 오프하는 처리도 슬립 상태에 따른 처리에 포함된다. 또한, 충전이 이루어지는 경우의 충전을 정지하는 처리(충전 제어 스위치(144a)를 오프하는 처리)도 슬립 상태에 따른 처리에 포함된다.

도 5는, 외부 장치(150)에 있어서의 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 여기에서는, 외부 장치(150)의 초기 상태가 슬립 상태인 것으로 하여 설명한다.

스텝 S120에 있어서, 외부 제어부(151)는 슬립 상태에 따른 처리를 실행한다. 이 예에서는, 부하(152)의 기동 지시의 유무를 감시한다. 그리고, 처리가 스텝 S121로 진행된다.

스텝 S121에서는, 부하(152)의 기동 지시가 있는지 여부의 판단이 행하여진다. 부하(152)의 기동 지시가 없는 경우에는 처리가 스텝 S120으로 복귀되고, 스텝 S120의 판단이 반복된다. 부하(152)의 기동 지시가 있는 경우에는, 처리가 스텝 S122로 진행된다.

스텝 S122에 있어서, 외부 제어부(151)는 자신을 액티브 상태로 천이시킴과 함께, C 단자(163)의 상태를 예를 들어, 하이로부터 로우로 끌어내린다. 이것에 수반하여, 축전 장치(100)에 있어서의 C 단자(115)의 상태가 하이로부터 로우로 변화되고, 축전부(103)의 전력이 전력 라인 PL105 및 전력 라인 PL106을 통하여 부하(152)에 공급된다. 그리고, 처리가 스텝 S123으로 진행된다.

스텝 S123에 있어서, 외부 제어부(151)는 부하(152)에 대한 각종 제어를 실행한다. 그리고, 처리가 스텝 S124로 진행된다.

스텝 S124에서는, 부하의 동작 정지 지시가 있는지 여부가 외부 제어부(151)에 의해 판단된다. 부하의 동작 정지 지시가 없는 경우에는, 처리가 스텝 S123로 복귀된다. 부하의 동작 정지 지시가 있는 경우에는, 처리가 스텝 S125로 진행된다.

스텝 S125에 있어서, 외부 제어부(151)는 부하의 동작을 정지한 후, C 단자(163)의 상태를 예를 들어, 로우로부터 하이로 끌어올린다. 이에 수반하여, 축전 장치(100)에 있어서의 C 단자(115)의 상태가 로우로부터 하이로 변화하고, 축전부(103)의 전력 부하(152)에의 공급이 정지한다. 그리고, 처리가 스텝 S126으로 진행된다.

스텝 S126에 있어서, 외부 제어부(151)는 자신을 액티브 상태로부터 슬립 상태로 천이시킨다. 그리고, 처리가 스텝 S120으로 복귀된다. 또한, 외부 제어부(151)에 대해서는, S 단자(162)를 통하여 전력이 공급되기 때문에, 외부 제어부(151)가 계속하여 동작할 수 있다.

<2. 제2 실시 형태>

「축전 장치의 구성」

이어서, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 6은, 제2 실시 형태에 있어서의 축전 장치(180)의 구성의 일례를 도시한다. 또한, 축전 장치(180)에 있어서, 동일 또는 대응하는 구성에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 중복한 설명을 생략한다.

축전 장치(180)는 전력 라인 PL105에 있어서의 정극 단자(110)와 방전 제어부(145) 사이에, 충전 전압 검출부(148)가 설치되어 있다. 충전 전압 검출부(148)는 예를 들어, 비교기에 의해 구성되어, 기준 전압과 정극 단자(110)의 전압을 비교할 수 있도록 이루어져 있다. 충전 전압 검출부(148)는 비교 결과를 MCU(120)에 출력한다. MCU(120)는, 충전 전압 검출부(148)로부터 공급되는 비교 결과에 따라, 충전의 유무를 검출할 수 있다.

축전 장치(180)의 전력 라인 PL107에 있어서의 퓨즈(140)의 전단에 스위치 SW101이 설치되어 있다. 퓨즈(140)의 후단에 스위치 SW101이 설치되어도 된다. 스위치 SW101의 온/오프는, 예를 들어, MCU(120)에 의해 제어된다. 스위치 SW101이 오프되면, 외부 제어부(151)에의 전력(제2 전력)의 공급이 정지한다.

「축전 장치의 동작」

축전 장치(180)의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 축전 장치(180)에 대해서는, 부하를 갖는 외부 장치 이외에, 충전 장치가 접속되는 경우가 있다. 충전 장치가 접속된 경우의 축전 장치(180)의 동작의 일례에 대하여 설명한다.

축전 장치(180)에 접속된 충전 장치는, C 단자(115)와 부극 단자(111)를 단락시킴과 함께, 정극 단자(110)에 충전 전압을 인가한다. C 단자(115)와 부극 단자(111)가 단락됨으로써, C 단자(115)의 상태가 로우가 되어 MCU(120)가 액티브 상태로 천이한다. 또한, 충전 전압 검출부(148)에 의해 충전 전압이 검출되어, 그 결과가 MCU(120)에 공급된다. 즉, MCU(120)는, C 단자(115)의 상태 변화와 충전 전압 검출부(148)로부터의 충전 전압의 유무의 통지에 따라, 축전 장치(180)에 충전이 행하여지고 있는지 여부를 검출할 수 있다.

축전 장치(180)에 충전이 행해지고 있는 경우에는, 충전에 대응하는 처리를 MCU(120)가 행한다. MCU(120)는, 과충전을 방지하기 위하여 셀의 전압을 감시하는 처리나 각 셀의 온도를 감시하는 처리, 전류량을 감시하는 처리 등을 엄격하게 행한다.

또한, 충전 시에 C 단자(115)와 부극 단자(111)를 반드시 단락시킬 필요는 없다. 예를 들어, 충전 전압 검출부(148)가 충전 전압을 검출한 경우에, 슬립 상태의 MCU(120)를 액티브 상태로 천이시키기 위한 제어 신호를 충전 전압 검출부(148)가 생성해도 된다. 이 제어 신호가 MCU(120)에 공급됨으로써, MCU(120)가 액티브 상태로 천이해도 된다.

또한, 축전 장치(180)는 축전 장치(100)와 마찬가지로, 부하를 갖는 외부 장치에 전력을 공급할 수 있는 것은 물론이다.

그런데, 셀의 일례인 리튬 이온 2차 전지는, 안전하게 사용하기 위한 사용 영역이 설정되어 있다. 도 7은, 리튬 이온 2차 전지의 사용 영역의 일례를 도시한다. 리튬 이온 2차 전지의 셀 전압이, 예를 들어, 4. 35V보다 큰 경우에는, 셀의 사용이 금지된다. 또한, 셀의 전압이 4. 2V보다 커지면 셀의 수명이 저하되기 때문에, 4. 2V보다 작은 범위에서 셀을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 셀의 전압이, 예를 들어, 2. 5V보다 작은 경우에는, 셀의 사용이 금지된다. 또한, 셀의 전압이 3. 0V보다 작은 경우에는, 셀이 과방전의 상태로 되기 때문에, 3. 0V보다 큰 범위에서 셀을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 리튬 이온 2차 전지의 경우에는, 셀의 전압이 3. 0V보다 크고, 4. 2V보다 작은 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 이 수치는, 전지의 종류에 따라 상이한 것이다.

여기서, 액티브 상태의 축전 장치(180)가 부하(예를 들어, 상술한 외부 장치(150)의 부하(152))에 전력을 공급하는 경우를 생각한다. 전력의 공급이 계속되면, 축전부(103)의 잔류 용량이 저하되어, 셀의 전압이 과방전 영역 또는 사용 금지 영역에 달할 우려가 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서의 축전 장치(180)는 C 단자(115)의 상태에 따라 동작하는데, 셀의 전압이 소정의 전압보다 작은 경우에 C 단자(115)의 상태에 관계없이, 셀의 전압에 따른 처리를 실행한다.

「처리의 흐름」

도 8은, 축전 장치(180)에 있어서의 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 스텝 S130에 있어서, 액티브 상태의 축전 장치(180)는 외부 장치(150)의 부하(152)에 축전부(103)의 전력(제1 전력)을 공급한다. 그리고, 처리가 스텝 S131로 진행된다.

스텝 S131에 있어서, MCU(120)는, 각 셀의 전압을 취득한다. 각 셀의 전압은, 예를 들어, 주기적으로 취득된다. 그리고, MCU(120)는, 3개의 셀의 전압 중 가장 작은 전압(적절히 최소 전압값이라 약칭함)이 제1 역치보다 작은지 여부를 판단한다. 제1 역치는, 예를 들어, 셀이 과방전 영역에 달하는 3. 0V로 설정된다. 최소 전압값이 제1 역치보다 큰 경우에는, 처리가 스텝 S131의 판단이 반복된다. 최소 전압값이 3. 0V보다 작은 경우에는, 처리가 스텝 S132로 진행된다.

스텝 S132에 있어서, MCU(120)는, C 단자(115)의 상태에 관계없이 방전 제어 스위치(145a)를 오프한다. 이에 의해, 부하(152)에 대한 전력의 공급이 정지한다. 단, 이 경우에는, 부하(152)에 대한 전력의 공급을 정지하는 것을, MCU(120)가 외부 제어부(151)에 사전에 통지하는 것이 바람직하다. 그리고, 처리가 스텝 S133으로 진행된다.

스텝 S133에서는, S 단자(112)를 통하여 출력되는 전력이 외부 제어부(151)에 계속 공급된다. 즉, 부하(152)에 대한 제1 전력의 공급은 정지하지만, 외부 제어부(151)에 대한 제2 전력의 공급은 계속된다.

MCU(120)는, 예를 들어, 통신에 의해 축전부(103)의 용량 저하를 외부 제어부(151)에 통지한다. 통지를 받은 외부 제어부(151)는 음성이나 표시 등에 의해 축전부(103)의 용량 저하를 유저에 통지하고, 충전을 재촉한다. 상술한 바와 같이, 외부 제어부(151)에 대한 전력의 공급은 계속되기 때문에, 외부 제어부(151)는 축전부(103)의 용량 저하를 유저에 통지하는 처리 등을 행할 수 있다. 그리고, 처리가 스텝 S134로 진행된다.

스텝 S134에서는, 최소 전압값이 제2 역치보다 작은지 여부가 판단된다. 제2 역치는, 예를 들어, 셀이 사용 금지 영역에 달하는 2. 5V로 설정된다. 최소 전압값이 제2 역치보다 큰 경우에는, 처리가 스텝 S134의 판단이 반복된다. 최소 전압값이 3. 0V보다 작은 경우에는, 처리가 스텝 S135로 진행된다.

스텝 S135에 있어서, MCU(120)는 스위치 SW101을 오프하고, 외부 제어부(151)에 대한 제2 전력의 공급을 정지한다. 이에 의해, 사용 금지 영역에서의 셀의 사용을 방지할 수 있음과 함께, 셀의 보호를 도모할 수 있다.

또한, 상술한 예에서는, 제2 역치를 셀의 사용 금지 영역에 달하는 2. 5V로 설정했지만, 제2 역치를 2. 5V보다 약간 높은 전압(예를 들어, 2. 6V)으로 설정해도 된다. 이에 의해, 셀의 전압이 사용 금지 영역에 달하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 예를 들어, 최소 전압값이 제1 역치보다 작고 제2 역치보다 큰 경우에, 충전 장치가 축전 장치(180)의 접속되는 경우도 있다. 충전 장치가 접속된 경우에는, 인터럽트 처리로서 충전 처리가 행하여진다.

도 9는, 충전 처리의 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다. 스텝 S140에서는, 충전 전압의 유무가 감시된다. 즉, MCU(120)는, 최소 전압값이 제1 역치보다 작은 경우에, 충전 전압 검출부(148)로부터의 통지를 감시하고, 충전 전압의 유무를 판단한다. 그리고, 처리가 스텝 S141로 진행된다.

스텝 S141에서는, 충전 전압 검출부(148)에 의해 충전 전압의 유무가 판단된다. 충전 전압이 없는 경우에는, 처리가 스텝 S141로 복귀되고, 스텝 S141의 판단이 반복된다. 충전 전압이 있는 경우에는, 처리가 스텝 S142로 진행된다.

스텝 S142에서는, 충전 전압 검출부(148)로부터 MCU(120)에 충전 전압이 검출된 것이 통지된다. MCU(120)는, 이 통지에 따라서 인터럽트 처리를 행한다. 즉, MCU(120)는, 충전 제어 스위치(144a)를 온한다. 이에 의해, 충전 장치에 의한 축전 장치(180)에 대한 충전이 개시된다. 그리고, 처리가 스텝 S143으로 진행된다.

스텝 S143에서는, MCU(120)에 의한 충전 제어가 행하여진다. 셀의 전압이나 셀의 온도 감시 등, 공지된 처리가 행하여진다. 또한, 축전부(103)에 대한 충전은, 예를 들어, CCCV(Constant Voltage Constant Current) 방식에 의해 행하여진다. 그리고, 처리가 스텝 S144로 진행된다.

스텝 S144에서는, 충전이 완료되었는지 여부가 판단된다. 예를 들어, MCU(120)는, 3개의 셀의 전압 중 최대의 전압이 4. 2V에 도달했는지 여부에 의해 충전이 완료되었는지 여부를 판단한다. 3개의 셀의 전압 중 최대의 전압이 4. 2V에 달하지 않은 경우에는, 충전이 완료되어 있지 않다고 판단되어, 스텝 S144의 판단이 반복된다. 3개의 셀의 전압 중 최대의 전압이 4. 2V에 도달한 경우에는, 충전이 완료되었다고 판단되어, 처리가 스텝 S145로 진행된다.

스텝 S145에 있어서, MCU(120)는, 충전 제어를 종료한다. 그리고 처리가 스텝 S146으로 진행된다. 스텝 S146에 있어서, MCU(120)는 자신을 슬립 상태로 천이시켜, 슬립 상태에 따른 처리를 실행한다. 또한, 축전부(103)의 용량이 회복된 것으로부터, 부하(152)에 대한 전력의 공급을 재개해도 된다.

또한, 셀의 최소 전압값이 3. 0V보다 작은 경우에, 외부 제어부(151)의 소비 전력과, 사용 금지 영역까지의 잔량(이 예에서는, 0. 5V)으로부터, 최소 전압값이2. 5V에 도달할 때까지의 기간을 MCU(120)가 연산해도 된다. MCU(120)는, 타이머 등을 사용하여 시간을 계측하고, 계측 시간이, 연산에 의해 얻어진 기간을 경과한 경우에 스위치 SW101을 오프하는 제어를 행하도록 해도 된다.

「충전 전압 검출부의 변형예에 대해서」

도 10을 참조하여, 충전 전압 검출부의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 도 10에서는, 주로, 충전 전압 검출부에 관계하는 개소를 도시하고 있다. 도시한 구성 이외의 구성은 도 6의 구성과 마찬가지이다.

이 변형예에서는, 방전 제어부(145)와 단자(상술한 실시 형태의 예에서는 정극 단자(110)) 사이의 P1점에 있어서, 전력 라인 PL105가 전력 라인 PL105a 및 전력 라인 PL105b로 분기한다. 전력 라인 PL105a에 단자(190)가 접속된다. 전력 라인 PL105b에 단자(191)가 접속된다. 단자(190)에 대해서는, 방전기(부하)(198)가 접속된다. 단자(191)에 충전기(199)가 접속된다.

전력 라인(105b)에, 단자(191)측이 애노드가 되도록 다이오드(192)가 접속된다. 다이오드(192)에 의해, 단자(191)에 접속된 충전기(199)에 전류가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

단자(191)와 다이오드(192) 사이의 접속 중점에 저항 R1 및 저항 R2를 포함하는 저항 분압 회로가 접속된다. 이 저항 R1 및 저항 R2와, 다이오드(192)에 의해 충전 전압 검출부(195)가 구성된다. 즉, 단자(191)에 충전기(199)가 접속되면, 저항 분압 회로에 의해 소정의 전압이 저항 R1과 저항 R2 사이의 접속점(P2점)에 발생한다. P2점에 발생한 소정의 전압이 MCU(120)에 입력된다. MCU(120)는, 이 전압을 검출함으로써 충전의 유무를 검출할 수 있다.

다이오드(192)와 단자(191)에 접속되는 충전기(199) 사이의 전압을 감시함으로써, MCU(120)는, 충전 전압의 유무를 간단하게 판정할 수 있다. 또한, MCU(120)가 AD 변환 기능을 갖는 구성으로 하고, P2점에 발생한 소정의 아날로그 데이터인 전압이, MCU(120)에 의해 디지털 데이터로 변환되어도 된다.

<3. 응용예>

본 개시에 있어서의 축전 장치의 응용예에 대하여 설명한다. 도 11은, 본 개시를 전동 자전거에 적용한 경우의, 전동 자전거의 구성의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.

전동 자전거(200)는 보조 구동력 fa를 공급하는 보조 구동 장치(207)를 갖는다. 보조 구동 장치(207)는 보조 구동력 fa를 발생시키는 모터(214)와, 감속기(215)와, 보조 구동력 fa를 체인(212)에 출력하는 구동부(216)와, 페달(209)에 작용하는 답력(pedalling force) fh를 검출하는 토크 센서(217)와, 제어부(218)를 갖고 있다. 토크 센서(217)는 크랭크축(206)에 걸리는 토크로부터 답력 fh를 검출하는 것이며, 예를 들어 자기 변형 센서 등이 사용된다.

크랭크축(206)의 양단에는, 답력 fh가 가해지는 좌우의 페달(209)이 설치되어 있다. 또한, 후륜(205)은 체인(212)을 통하여 크랭크축(206)에 연동 연결되어 있고, 답력 fh 및 보조 구동력 fa는 체인(212)을 통하여 후륜(205)에 전달된다.

제어부(218)는 마이크로컴퓨터를 포함하는 전기 회로 등에 의해 구성되어 있고, 불휘발성 메모리를 포함하는 기억부 등을 구비한다. 제어부(218)는 토크 센서(217)로부터 수시 입력되는 검출 신호에 기초하여 모터(214)를 제어하고 있다. 제어부(218)가 외부 제어부에 상당한다.

전동 자전거(200)의 차체에 축전 장치(219)가 착탈 가능하게 된다. 축전 장치(219)는 전동 자전거(200)에 장착된 상태에서 보조 구동 장치(207)에 급전한다. 이 축전 장치(219)에 본 개시의 축전 장치를 적용할 수 있다.

즉, 축전 장치(219)는 모터(214)에 제1 전력을 공급한다. 또한, 제어부(218)에 제2 전력을 공급한다. 또한, 보조 구동 장치(207)의 제어부(218)와 축전 장치(219)에 있어서의 제어부(내부 제어부)(219a) 사이에서 통신이 행하여진다.

도 12는, 본 개시의 축전 장치를 전동 자동차용의 축전 장치에 적용한 경우의, 전동 자동차의 구성의 일례를 개략적으로 도시한 것이다. 도 12에 예시하는 전동 자동차는, 시리즈 하이브리드 시스템을 채용하는 하이브리드 차량이다. 시리즈 하이브리드 시스템은 엔진으로 움직이는 발전기에서 발전된 전력 또는 그것을 전지에 일단 모아 둔 전력을 사용하여, 전력 구동력 변환 장치로 주행하는 차이다.

하이브리드 차량(300)에는, 엔진(301), 발전기(302), 전력 구동력 변환 장치(303), 구동륜(304a), 구동륜(304b), 차륜(305a), 차륜(305b), 축전 장치(308), 차량 제어 장치(309), 각종 센서(310), 충전구(311)가 탑재되어 있다.

하이브리드 차량(300)은 전력 구동력 변환 장치(303)를 동력원으로서 주행한다. 전력 구동력 변환 장치(303)의 일례는, 모터이다. 축전 장치(308)의 전력에 의해 전력 구동력 변환 장치(303)가 작동하고, 이 전력 구동력 변환 장치(303)의 회전력이 구동륜(304a, 304b)에 전달된다. 또한, 필요한 개소에 직류-교류(DC-AC) 또는 역변환(AC-DC 변환)을 사용함으로써, 전력 구동력 변환 장치(303)가 교류 모터에서도 직류 모터에서도 적용 가능하다.

각종 센서(310)는 차량 제어 장치(309)를 통하여 엔진 회전수를 제어하거나, 도시하지 않은 스로틀(throttle) 밸브의 개방도(스로틀 개방도)를 제어하거나 한다. 각종 센서(310)에는, 속도 센서, 가속도 센서, 엔진 회전수 센서 등이 포함된다.

엔진(301)의 회전력은 발전기(302)에 전달되고, 그 회전력에 의해 발전기(302)에 의해 생성된 전력을 축전 장치(308)에 축적하는 것이 가능하다.

도시하지 않은 제동 기구에 의해 하이브리드 차량이 감속되면, 그 감속 시의 저항력이 전력 구동력 변환 장치(303)에 회전력으로서 가해져, 이 회전력에 의해 전력 구동력 변환 장치(303)에 의해 생성된 회생 전력이 축전 장치(308)에 축적된다.

축전 장치(308)는 하이브리드 차량의 외부 전원에 접속됨으로써, 그 외부 전원으로부터 충전구(311)를 입력구로 하여 전력 공급을 받고, 받은 전력을 축적하는 것도 가능하다.

축전 장치(308)에 본 개시에 있어서의 축전 장치를 적용할 수 있다. 즉, 축전 장치(308)는 부하의 일례인 전력 구동력 변환 장치(303)에 제1 전력을 공급한다. 또한, 축전 장치(308)는 차량 제어 장치(309)에 제2 전력을 공급한다. 차량 제어 장치(309)와 축전 장치(308)에 있어서의 제어부(도시는 생략하고 있다) 사이에서 통신이 행하여진다.

도시하지 않지만, 축전 장치(308)의 축전부에 관한 정보에 기초하여 차량 제어에 관한 정보 처리를 행하는 정보 처리 장치를 구비하고 있어도 된다. 이러한 정보 처리 장치로서는, 예를 들어, 축전부의 잔류 용량에 관한 정보에 기초하여, 전지 잔류 용량 표시를 행하는 정보 처리 장치 등이 있다.

또한, 이상은, 엔진으로 움직이는 발전기에서 발전된 전력 또는 그것을 전지에 일단 모아 둔 전력을 사용하여, 모터로 주행하는 시리즈 하이브리드차를 예로서 설명하였다. 그러나, 엔진과 모터의 출력을 모두 구동원으로 하고, 엔진만으로 주행, 모터만으로 주행, 엔진과 모터 주행이라고 하는 3개의 방식을 적절히 전환하여 사용하는 패러렐 하이브리드차에 대해서도 본 개시는 유효하게 적용 가능하다. 또한, 엔진을 사용하지 않고 구동 모터만에 의한 구동으로 주행하는 소위, 전동 차량에 대해서도 본 개시는 유효하게 적용 가능하다.

본 개시를 응용할 수 있는 장치는, 예시한 전동 자전거 및 전동 자전거에 한정되지 않는다. 전동 휠체어 등을 포함하는 전동 차량이나 각종 전자 기기에 본 개시의 축전 장치를 적용할 수 있다.

<4. 변형예>

이상, 본 개시의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명했지만, 본 개시는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 본 개시의 기술적 사상에 기초하는 각종 변형이 가능하다.

실시 형태에 있어서 예시한 구성은, 그 구성과 동일한 기능을 갖는 구성으로 치환할 수 있다. 예를 들어, 전류 검출 저항이 쿨롱 카운터에 의해 구성되어도 된다. 축전 장치에 있어서의 MCU가 쿨롱 카운터의 값을 읽어들이는 것에 의해 전류를 감시하도록 해도 된다. 이 경우에는, 슬립 상태에서 MCU가 쿨롱 카운터를 읽어들이는 주기를, 액티브 상태에서 MCU가 쿨롱 카운터를 읽어들이는 주기보다도 길게 할 수 있다. 쿨롱 카운터의 동작 자체를 슬립 상태로 하여 소비 전력을 작게 하도록 해도 된다.

축전부를 구성하는 2차 전지는, 리튬 이온 2차 전지에 한하지 않고, 다른 2차 전지도 적용할 수 있다.

또한, 본 개시는, 장치에 한하지 않고, 방법, 프로그램, 복수의 장치를 포함하는 시스템으로서 실현할 수 있다. 프로그램은, 네트워크를 통하여 또는 광 디스크나 반도체 메모리 등의 가반형의 메모리를 통하여 유저에게 제공할 수 있다.

또한, 실시 형태 및 변형예에 있어서의 구성 및 처리는, 기술적인 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절히 조합할 수 있다. 예시한 처리의 흐름에 있어서의 각각의 처리의 순서는, 기술적인 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있다.

본 개시는, 예시한 처리가 복수의 장치에 의해 분산되어서 처리되는, 소위 클라우드 시스템에 적용할 수도 있다. 실시 형태 및 변형예에 있어서 예시한 처리가 실행되는 시스템이며, 예시한 처리의 적어도 일부의 처리가 실행되는 장치로서, 본 개시를 실현할 수 있다.

본 개시는, 이하의 구성을 취할 수도 있다.

(1)

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

상기 축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과,

외부의 장치가 갖는 제2 제어부에 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,

상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인

을 구비하는 축전 장치.

(2)

상기 제1 제어부는, 상기 통신 라인의 상태 변화에 따라, 제1 상태로부터 제2 상태로 천이하는

(1)에 기재된 축전 장치.

(3)

상기 제1 제어부는, 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 천이함에 따라, 적어도, 상기 부하에 상기 제1 전력을 공급하기 위한 처리를 실행하는

(2)에 기재된 축전 장치.

(4)

상기 제1 상태에서 상기 제1 제어부가 실행하는 처리의 소비 전력이, 상기 제2 상태에서 상기 제1 제어부가 실행하는 처리의 소비 전력에 비하여 작은

(2) 또는 (3)에 기재된 축전 장치.

(5)

상기 제1 전력을 변환함으로써 상기 제2 전력을 형성하고, 상기 제2 전력 라인에 접속되는 전력 변환부를 구비하는

(1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 축전 장치.

(6)

상기 제1 제어부는, 상기 축전부의 전압이 제1 역치를 하회하는 경우에 상기 통신 라인의 상태에 관계없이 상기 부하에 대한 상기 제1 전력의 공급을 정지하고, 상기 축전부의 전압이 상기 제1 역치보다 작은 제2 역치를 하회하는 경우에, 상기 제2 제어부에 대한 상기 제2 전력의 공급을 정지하는

(1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 축전 장치.

(7)

상기 제2 전력 라인에 접속되는 스위치를 구비하고,

상기 제1 제어부는, 상기 축전부의 전압이 상기 제2 역치를 하회하는 경우에, 상기 스위치를 오프함으로써 상기 제2 제어부에 대한 상기 제2 전력의 공급을 정지하는

(6)에 기재된 축전 장치.

(8)

충전 전압을 검출하는 검출부를 구비하고,

상기 제1 제어부는, 상기 검출부에 의해 충전 전압이 검출되는 경우에 충전을 위한 제어를 실행하는

(6) 또는 (7)에 기재된 축전 장치.

(9)

상기 제1 전력 라인은, 정의 전력 라인과, 부의 전력 라인을 포함하고,

상기 정의 전력 라인에 있어서의 상기 축전부의 정극측으로부터, 충전 제어용의 제1 스위칭 소자와, 방전 제어용의 제2 스위칭 소자가 접속되고,

상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 접속점에 상기 제1 제어부 및 상기 제2 전력 라인이 접속되는

(1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 축전 장치.

(10)

상기 셀은, 리튬 이온 2차 전지셀에 의해 구성되는

(1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 축전 장치.

(11)

제1 장치와 제2 장치를 포함하고,

상기 제1 장치는,

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

제2 제어부에 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,

을 구비하고,

상기 제2 장치는,

상기 제1 전력 라인을 통하여 상기 제1 전력이 공급되는 상기 부하와,

상기 제2 전력 라인을 통하여 상기 제2 전력이 공급되고, 또한, 상기 통신 라인을 통하여 상기 제1 제어부와 통신을 행하는 상기 제2 제어부

를 구비하는 축전 시스템.

(12)

상기 제1 제어부는, 상기 통신 라인의 상태 변화에 따라, 제1 상태로부터 제2 상태로 천이하고,

상기 제2 제어부는, 소정의 입력을 검출함에 따라서 상기 통신 라인의 상태를 변화시키는

(11)에 기재된 축전 시스템.

(13)

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,

상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,

상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인을 구비하는 축전 장치

를 구비하는 전동 차량.

100: 축전 장치
103: 축전부
120: MCU
140: 퓨즈
144a: 충전 제어 스위치
145a: 방전 제어 스위치
150: 외부 장치
151: 외부 제어부
152: 부하
CE: 셀
PL105: (정의) 전력 라인
PL106: (부의) 전력 라인
PL107: 전력 라인
SL109: 통신 라인

Claims

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,
상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,
상기 축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과,
외부의 장치가 갖는 제2 제어부에 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,
상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인
을 구비하는, 축전 장치.

제1항에 있어서, 상기 제1 제어부는, 상기 통신 라인의 상태 변화에 따라, 제1 상태로부터 제2 상태로 천이하는, 축전 장치.

제2항에 있어서, 상기 제1 제어부는, 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 천이함에 따라, 적어도, 상기 부하에 상기 제1 전력을 공급하기 위한 처리를 실행하는, 축전 장치.

제3항에 있어서, 상기 제1 상태에서 상기 제1 제어부가 실행하는 처리의 소비 전력이, 상기 제2 상태에서 상기 제1 제어부가 실행하는 처리의 소비 전력에 비하여 작은, 축전 장치.

제1항에 있어서, 상기 제1 전력을 변환함으로써 상기 제2 전력을 형성하고, 상기 제2 전력 라인에 접속되는 전력 변환부를 구비하는, 축전 장치.

제1항에 있어서, 상기 제1 제어부는, 상기 축전부의 전압이 제1 역치를 하회하는 경우에 상기 통신 라인의 상태에 관계없이 상기 부하에 대한 상기 제1 전력의 공급을 정지하고, 상기 축전부의 전압이 상기 제1 역치보다 작은 제2 역치를 하회하는 경우에, 상기 제2 제어부에 대한 상기 제2 전력의 공급을 정지하는, 축전 장치.

제6항에 있어서,
상기 제2 전력 라인에 접속되는 스위치를 구비하고,
상기 제1 제어부는, 상기 축전부의 전압이 상기 제2 역치를 하회하는 경우에, 상기 스위치를 오프함으로써 상기 제2 제어부에 대한 상기 제2 전력의 공급을 정지하는, 축전 장치.

제6항에 있어서,
충전 전압을 검출하는 검출부를 구비하고,
상기 제1 제어부는, 상기 검출부에 의해 충전 전압이 검출되는 경우에 충전을 위한 제어를 실행하는, 축전 장치.

제1항에 있어서,
상기 제1 전력 라인은, 정의 전력 라인과, 부의 전력 라인을 포함하고,
상기 정의 전력 라인에 있어서의 상기 축전부의 정극측으로부터, 충전 제어용의 제1 스위칭 소자와, 방전 제어용의 제2 스위칭 소자가 접속되고,
상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 접속점에 상기 제1 제어부 및 상기 제2 전력 라인이 접속되는, 축전 장치.

제1항에 있어서, 상기 셀은, 리튬 이온 2차 전지셀에 의해 구성되는, 축전 장치.

제1 장치와 제2 장치를 포함하고,
상기 제1 장치는,
1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,
상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,
상기 축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과,
제2 제어부에 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,
상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인
을 구비하고,
상기 제2 장치는,
상기 제1 전력 라인을 통하여 상기 제1 전력이 공급되는 상기 부하와,
상기 제2 전력 라인을 통하여 상기 제2 전력이 공급되고, 또한, 상기 통신 라인을 통하여 상기 제1 제어부와 통신을 행하는 상기 제2 제어부
를 구비하는, 축전 시스템.

제11항에 있어서,
상기 제1 제어부는, 상기 통신 라인의 상태 변화에 따라, 제1 상태로부터 제2 상태로 천이하고,
상기 제2 제어부는, 소정의 입력을 검출함에 따라서 상기 통신 라인의 상태를 변화시키는, 축전 시스템.

1 또는 복수의 셀을 포함하는 축전부와,
상기 축전부에 관련되는 제어를 행하는 제1 제어부와,
상기 축전부로부터 출력되는 제1 전력을 부하에 공급하는 제1 전력 라인과,
외부의 장치가 갖는 제2 제어부에 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 공급하는 제2 전력 라인과,
상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부가 통신을 행하는 통신 라인을 구비하는 축전 장치
를 구비하는, 전동 차량.