WO2012105448A1 - バッテリモジュール、バッテリシステム、電源装置、及び移動体 - Google Patents

バッテリモジュール、バッテリシステム、電源装置、及び移動体 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery system, a power supply device including the battery system, and a moving object including the battery system.
  • a battery module having a configuration in which a battery group having a plurality of battery cells connected in parallel or a battery having a single battery cell is connected in series or a battery system having a configuration in which a plurality of battery modules are connected in series has been developed. ing.
  • the battery module having a configuration in which the batteries are connected in series has a problem that the charge / discharge characteristics of the battery module are abnormal if one of the batteries is abnormal.
  • a battery system having a configuration in which a plurality of battery modules are connected in series has a problem that an abnormality occurs in the charge / discharge characteristics of the battery system if any one of the battery modules is abnormal.
  • Patent Document 1 An assembled battery (battery module) that can solve the above problems and can extend the life is disclosed in Patent Document 1.
  • each cell constituting the assembled battery is connected in series, the abnormal cell in which a steady abnormality is detected is disconnected from the assembled battery, and a spare is used instead of the disconnected abnormal cell.
  • the battery is connected to the battery pack.
  • the assembled battery disclosed in Patent Document 1 since a spare battery is used instead of an abnormal cell, the battery life is reached when the number of abnormal cells exceeds the number of spare batteries, and each cell constituting the assembled battery The use time of the spare battery is extremely shortened compared to the use time. As described above, the assembled battery disclosed in Patent Document 1 is not configured to fully utilize a spare battery, and thus has a long life.
  • the present invention includes a battery module capable of further extending the life, a battery system capable of further extending the life, a power supply device including the battery system, and the battery system.
  • the object is to provide a moving body.
  • the battery module according to the present invention includes (N + ⁇ ) batteries, (N + ⁇ ) detour switches, and compares the parameters associated with the batteries by comparing the N batteries. And controlling each of the detour switches to connect the N batteries in series and to disconnect the ⁇ batteries from the series circuit in which the N batteries are connected in series.
  • the battery has a cell group in which a plurality of battery cells are connected in parallel or a single battery cell.
  • the battery system includes (M + ⁇ ) battery modules, (M + ⁇ ) detour switches, and compares M parameters by comparing parameters associated with the battery modules.
  • the battery module has a configuration in which a plurality of cell groups in which a plurality of battery cells are connected in parallel are connected in series, or a plurality of single battery cells are connected in series.
  • a power supply apparatus includes a battery system having the above configuration and a power conversion unit connected between the battery system and an external system power supply.
  • a mobile body according to the present invention is connected between the battery system having the above configuration, a motor driven by electric power output from the battery system, and the battery system and the motor. It is set as the structure provided with a power converter.
  • the life of the battery module, the battery system, the power supply device, and the moving body can be further extended.
  • the module control unit 14 corresponds to an example of a “control unit” described in claim 1.
  • the module control unit 14 measures a state of charge (SOC) of each battery 11 and a calculation unit that calculates an SOC change rate ( ⁇ SOC) used for deterioration determination described later from the measured SOC.
  • SOC state of charge
  • ⁇ SOC SOC change rate
  • 14 ⁇ / b> B and a selection unit 14 ⁇ / b> C that performs deterioration determination based on the value of ⁇ SOC and selects a reusable battery to be described later.
  • a battery module (hereinafter abbreviated as “module”) 1 is a single unit and is connected to a load 2A through a switch SW1 and through a switch SW2. Used by being connected to the power supply 2B.
  • the load 2A consumes electric power from various electronic devices and motors, and the power source 2B supplies electric power from a system power source and a generator to the outside.
  • the module 1 discharges when connected to the load 2A, and charges when connected to the power source 2B. Therefore, charging / discharging of the module 1 can be switched depending on which of the switches SW1 and SW2 is turned on.
  • the module 1 includes (N + ⁇ ) batteries 11 having a cell group in which a plurality of battery cells 11a are connected in parallel, includes (N + ⁇ ) detour switches 12, and includes an equalization unit 13 and a module.
  • One module control unit 14 that performs one overall control is provided.
  • N is a rated value necessary for supplying power to the load 2A or charging with power supplied from the power source 2B when the module 1 is connected to the load 2A or the power source 2B alone, and N and ⁇ are optional. Is a natural number.
  • Each detour switch 12 corresponds to each battery 11, and connects the corresponding battery 11 to the load 2A or the power source 2B by connecting the terminal c and the terminal a connected to one end of the corresponding battery 11, or Whether the corresponding battery 11 is disconnected from the load 2A and the power source 2B by connecting the terminal c and the terminal b connected to the other end of the corresponding battery 11 via the detour path is controlled by the module control unit 14 Select accordingly.
  • the batteries for which the corresponding bypass switch 12 selects the connection between the terminal c and the terminal a are connected in series and connected to the load 2 ⁇ / b> A or the power supply 2 ⁇ / b> B.
  • the equalizing unit 13 has (N + ⁇ ) discharge circuits (not shown in FIG. 1). Each discharge circuit of the equalization unit 13 corresponds to each battery 11 and is connected to each battery 11 in parallel.
  • FIG. 2B one structural example of the equalization part 13 is shown to FIG. 2B.
  • each discharge circuit of the equalizing unit 13 includes a resistor R1 and a switch SW3 connected in series, and each discharge circuit corresponds to the battery 11 corresponding to when the switch SW3 is in the ON state. Is discharged.
  • the SOC of each battery 11 can be equalized by adjusting the amount of discharge of each battery 11 by each discharge circuit so that the state of charge of each battery 11 is aligned.
  • module 1 Next, the operation of module 1 will be described with reference to FIGS.
  • the module control unit 14 When the module control unit 14 starts the operation flow shown in FIG. 3, the module control unit 14 first compares the parameters associated with each battery 11 at the timing when the module 1 is not charging / discharging, thereby detecting the abnormality detected battery ( Select a battery (hereinafter referred to as “deterioration detection battery”) ( ⁇ ) for which deterioration is detected from all the batteries (N + ⁇ ) excluding ⁇ (see step S56 described later) (step S1). .
  • ⁇ is an integer from 0 to ⁇ .
  • the parameter is the number of times the battery is connected in series
  • the module control unit 14 stores the parameter, and the N batteries connected in series in order from the battery 11 having the smallest parameter value. It is said.
  • the module control unit 14 sets a deterioration detection permission flag to 0 (not permitted) for each deterioration detection battery (step S1).
  • the module control unit 14 controls each bypass switch 12 based on the selection, disconnects the abnormality detected battery ⁇ and the deterioration detected battery ( ⁇ ) from the load 2A and the power source 2B, and detects the abnormality.
  • All N batteries other than the used battery and the deterioration detection battery are connected in series and connected to the load 2A or the power source 2B (step S2).
  • the deterioration detection battery is selected by comparing the parameters associated with each battery 11, it is possible to prevent N batteries connected in series from being fixed. Thereby, the lifetime can be further increased as compared with the assembled battery disclosed in Patent Document 1.
  • the module control unit 14 executes step S3 after step S2. In step S3, the module control unit 14 determines whether or not the SOC of the entire module, that is, the average SOC of all the batteries (N + ⁇ ) excluding the abnormally detected batteries ⁇ is less than 80%.
  • step S3 If the SOC of the entire module is smaller than 80% (YES in step S3), the deterioration detection battery SOC adjustment process (step S4) and the deterioration determination process (step S5) are sequentially executed at the timing when the module 1 is charging / discharging. Then, the operation flow shown in FIG. Note that 80% in step S3 is an example, and an appropriate value may be set according to the specifications of the module 1 and the load 2A.
  • the deterioration detection battery SOC adjustment process in step S4 is as shown in the operation flow in FIG.
  • the module control unit 14 starts the operation flow shown in FIG. 4, first, whether or not each of the ( ⁇ ) deterioration detection batteries whose deterioration detection permission flag is set to 0 is in the first charge state. Is determined (step S41).
  • the “first charging state” a state where the SOC of the battery is larger than 45% and smaller than 55% will be described as an example.
  • the “first charging state” is a fully charged state. As long as it is not too close and not too close to a fully discharged state, the SOC of the battery may be other than a state of greater than 45% and less than 55%.
  • the module control unit 14 determines whether or not the SOC is 55% or more for each deterioration detection battery determined to be negative in step S41 (step S42). Next, the module control unit 14 connects the deterioration detection battery that has not been determined to be negative in step S42 to the load 2A only during the period in which the module 1 is discharging (step S43). Alternatively, the module control unit 14 connects the deterioration detection battery determined to be negative in step S42 to the power source 2B only during the period when the module 1 is charging (step S44).
  • the module control unit 14 determines whether the load 2A and the deterioration detection battery that has not been determined to be negative in step S41, even if the module 1 is discharging or the module 1 is charging.
  • the battery is kept disconnected from the power source 2B, and the battery deterioration detection permission flag is set to 1 (permitted) (step S45).
  • step S46 the module control unit 14 determines whether or not the deterioration detection flags of all deterioration detection batteries are 1 (step S46). If the deterioration detection flags of all the deterioration detection batteries are not 1 (NO in step S46), the process returns to step S41. On the other hand, if the deterioration detection flags of all the deterioration detection batteries are 1 (YES in step S46), the operation flow shown in FIG. When the operation flow shown in FIG. 4 is completed, the SOCs of all the ( ⁇ ) deterioration detection batteries are within the range of more than 45% and less than 55%.
  • the deterioration determination process in step S5 is as shown in the operation flow in FIG.
  • the module control unit 14 executes the processing of the operation flow shown in FIG. 5 in parallel for each deterioration detection battery.
  • the module control unit 14 first calculates the SOC of the deterioration detection battery, and stores the calculation result as the initial SOC (step S51).
  • step S52 the module control unit 14 starts discharging the deterioration detection battery and sets the time counter t to 0 and then starts time measurement using the time counter t.
  • the discharge of the deterioration detection battery is performed using a discharge circuit corresponding to the deterioration detection battery in the equalization unit 13.
  • step S53 the module control unit 14 determines whether or not the time counter t has reached a predetermined time T (for example, 24 hours) or more.
  • a predetermined time T for example, 24 hours
  • the module control unit 14 calculates the SOC of the deterioration detection battery again, and sets the calculated result as the SOC after the predetermined time has elapsed.
  • the calculation unit 14B in the module control unit 14 calculates the SOC change rate ( ⁇ SOC) from the initial SOC and the SOC after a predetermined time has elapsed (step S54).
  • ⁇ SOC is obtained by dividing the initial SOC obtained by subtracting the SOC after the elapse of a predetermined time by the time counter t when the SOC is calculated after the elapse of the predetermined time.
  • step S55 the selection unit 14C in the module control unit 14 determines whether ⁇ SOC is smaller than the threshold value D (D is a positive constant). If ⁇ SOC is not smaller than threshold value D (NO in step S55), for example, there is a possibility of a slight short circuit between the positive electrode and the negative electrode in the battery cell, so that it is determined as abnormal and stored as an abnormally detected battery. Then (step S56), the operation flow of FIG. On the other hand, if ⁇ SOC is smaller than the threshold value D (YES in step S55), it is determined as normal, stored as a reusable battery (step S57), and the operation flow in FIG.
  • D is a positive constant
  • step S1 in the operation flow shown in FIG. 3 is started again.
  • the current SOC average value of the N batteries connected in series with each other and connected to the load 2A or the power source 2B, and the current state It is determined whether or not the difference between the ( ⁇ ′) reuse target batteries and the average value of the SOC is smaller than a predetermined value.
  • step S1 in the operation flow shown in FIG. 3 is executed again.
  • the parameter is the number of times the battery is connected in series
  • the module control unit 14 stores the parameter
  • the battery 11 is connected in series starting from the battery 11 having the smallest parameter value. Since N batteries are used, each time the operation flow shown in FIG. 3 is executed, the batteries to be selected as the deterioration detection battery are sequentially different, and the deterioration detection battery is rotated. By this rotation, deterioration detection can be performed evenly, and variation between batteries in the usage time of all the batteries excluding abnormally detected batteries (the period when charging / discharging is connected to the load 2A or the power source 2B) is reduced. can do.
  • the deterioration determination can be performed without stopping charging / discharging in a state where the module 1 is connected to the load 2A or the power source 2B, and preparation for the next rotation can be performed without delay.
  • the difference between the average SOC of N batteries connected in series and the average SOC of ( ⁇ ′) reusable batteries is smaller than a predetermined value, The operation flow shown in FIG. 3 is repeated. Thereby, after step S1 in the operation flow shown in FIG. 3 is executed again, it is possible to prevent the SOCs of N batteries newly connected in series from greatly varying.
  • the battery deterioration determination is performed using an equalization unit that is generally provided to equalize the SOC of each battery in the module. There is no need to provide a special circuit, and battery deterioration can be determined at low cost. Further, in the present embodiment, the preparation for performing the battery deterioration determination using the load 2A and the power source 2B without providing a special circuit for the preparation for the battery deterioration determination (see FIG. 4), the preparation for determining the deterioration of the battery can be realized at low cost.
  • the deterioration degree of the battery can be determined with higher accuracy than the deterioration determination based on the analysis of the measured value during charging and discharging. Minute abnormality (deterioration) can be detected.
  • the overall control unit 4 and the module control unit 14 correspond to an example of a “control unit” described in claim 4.
  • the overall control unit 4 includes a selection unit 4A that selects an equalization target battery described later.
  • the module control unit 14 measures the SOC of each battery 11 and a calculation unit 14B that calculates a difference between the maximum SOC SOC and the minimum SOC min of the battery 11 in the module 1 from the measured SOC. And have.
  • a battery system including (M + ⁇ ) modules 1, (M + ⁇ ) detour switches 3, and one overall control unit 4 is connected to a load 2A via the switch SW1.
  • the battery system according to the second embodiment of the present invention discharges when connected to the load 2A and charges when connected to the power source 2B. Therefore, charging / discharging of the battery system according to the second embodiment of the present invention can be switched depending on which of the switches SW1 and SW2 is turned on.
  • FIG. 6 the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • M is a rated value required for power supply to the load 2A or charging with power supplied from the power source 2B, and M and ⁇ are arbitrary natural numbers.
  • Each detour switch 3 corresponds to each module 1, and connects the corresponding module 1 to the load 2A or the power source 2B by connecting the terminal f and the terminal d connected to one end of the corresponding module 1; Whether the corresponding module 1 is disconnected from the load 2A and the power source 2B by connecting the terminal f and the terminal e connected to the other end of the corresponding module 1 via a detour path is controlled by the overall control unit 4 Select accordingly.
  • the modules for which the corresponding detour switch 3 selects the connection between the terminal f and the terminal d are connected in series to each other and connected to the load 2A or the power supply 2B.
  • the parameter associated with each module 1 is the difference between the maximum SOC value SOCmax of the battery 11 in the module and the minimum SOC value SOCmin of the battery 11 in the module.
  • the above parameters are stored every time.
  • the overall control unit 4 first controls the measurement units 14A in all the module (M + ⁇ ) module control units 14 excluding the abnormally detected module ⁇ , For all modules (M + ⁇ ) excluding ⁇ detected abnormality modules, the SOC of each battery 11 excluding ⁇ detected abnormality batteries is measured.
  • ⁇ is an integer from 0 to ⁇ .
  • the overall control unit 4 causes the calculation units 14B in the module control units 14 of all the modules (M + ⁇ ) except the ⁇ detected abnormality modules to obtain the above-described SOCmax and SOCmin for each module 1.
  • SOCmax ⁇ SOCmin is obtained (step S6).
  • the abnormality detected module may be defined as, for example, a module in which at least one abnormality detected battery exists in the module, and for example, there are ⁇ abnormality detected batteries existing in the module. It may be defined as a module. Note that ⁇ is an arbitrary natural number of 2 or more. Further, the abnormality detected battery is determined by the same procedure as in the first embodiment of the present invention.
  • step S7 the overall control unit 4 determines whether or not the absolute value of the current flowing through the load 2A or the power source 2B is smaller than a predetermined minute value ⁇ ( ⁇ is a positive constant). If the absolute value of the current flowing through the load 2A or the power source 2B is smaller than the predetermined minute value ⁇ (YES in step S7), module replacement processing (step S8) and equalization processing (step S9) are executed in order, as shown in FIG. The operation flow shown is finished. On the other hand, if the absolute value of the current flowing through the load 2A or the power source 2B is not smaller than the predetermined minute value ⁇ (NO in step S7), module replacement processing (step S8) and equalization processing (step S9) are executed. Without the operation, the operation flow shown in FIG.
  • the module replacement process in step S8 is as shown in the operation flow in FIG.
  • the selection unit 4A in the overall control unit 4 starts the operation flow shown in FIG. 8, first, all the modules (M + ⁇ ) except the ⁇ detected abnormality modules are associated with each module 1.
  • ( ⁇ ) in the descending order of SOCmax ⁇ SOCmin calculated by the calculation unit 14B is selected from the modules in the second charging state (step S81).
  • the “second charge state” will be described by taking an example in which the SOCmax is greater than 50% and less than 60%. However, in the “second charge state”, the SOCmax is greater than 50%. And it may be other than a state smaller than 60%.
  • the module selected by the selection is referred to as “selected module”.
  • step S82 the overall control unit 4 controls each detour switch 3 based on the selection, so that the abnormality detected module ⁇ and the selected module ( ⁇ ) are supplied from the load 2A and the power source 2B. Disconnect all the M modules other than the detected module and the selected module in series and connect them to the load 2 or the power supply 2B.
  • the selection module is selected by comparing the parameters associated with each module 1, it is possible to prevent the M modules connected in series from being fixed. Thereby, the lifetime can be further increased.
  • step S81 If there are less than ( ⁇ - ⁇ ) modules in the second charge state among all modules (M + ⁇ - ⁇ ) excluding ⁇ anomaly detected modules, anomaly detected modules and selection Any number that is insufficient with respect to ( ⁇ ) out of all modules other than the module is arbitrarily selected and disconnected from the load 2A and the power source 2B. Thereby, after the process of step S81 is completed, the M modules are connected in series and connected to the load 2A or the power source 2B, and the ⁇ modules are disconnected from the load 2 and the power source 2B. If ⁇ is equal to ⁇ , there is no selected module. Therefore, the operation flow shown in FIG. 8 is immediately terminated without executing steps S83 to S84, which will be described later, and a signal for urging module replacement is output. May be.
  • step S83 the overall control unit 4 determines, for each selected module, whether or not SOCmax ⁇ SOCmin is greater than a predetermined value ⁇ ( ⁇ is a positive constant).
  • the selection module that has not been determined to be negative in step S83 is determined as an equalization target module (step S84), and the operation module shown in FIG. finish.
  • step S9 The equalization process in step S9 is as shown in the operation flow in FIG. Note that the overall control unit 4 executes the processes of steps S92 to S95 described later on each equalization target module in parallel.
  • step S91 the overall control unit 4 first determines whether there is an equalization target module. If there is no equalization target module (NO in step S91), the operation flow shown in FIG. 9 is immediately terminated. On the other hand, if there is at least one equalization target module (YES in step S91), the process proceeds to step S92.
  • step S92 the overall control unit 4 controls the module control unit 14 of the equalization target module to discharge each battery for aligning the SOC of each battery except for the ⁇ abnormality detected batteries in the equalization target module.
  • Time T [i] is calculated.
  • the calculation of the discharge time T [i] is, for example, a value (Ah) obtained by multiplying the difference between the target SOC after discharge and the current SOC by the full charge capacity of the battery, the resistance value of the discharge circuit, and the battery voltage. It is obtained using the discharge current (A) obtained from
  • step S93 discharging of the battery with T [i] greater than 0 is started. This discharge is performed using a discharge circuit corresponding to this battery in the equalizing unit 13.
  • step S94 the overall control unit 4 controls the module control unit 14 of the equalization target module to initialize the time counter t to 0, and then starts time measurement using the time counter t.
  • step S95 following step S94 the overall control unit 4 controls the module control unit 14 of the equalization target module to stop discharging the battery whose T [i] is equal to or less than the time counter t.
  • step S96 the overall control unit 4 controls the module control unit 14 of the equalization target module to determine whether or not the discharge of all the batteries that have started discharging in step S93 is completed. If the discharging of all the batteries that have started discharging in step S93 is not completed (NO in step S96), the time counter t is incremented and the discharging is continued (step S97), and the process returns to step S95. On the other hand, if the discharging of all the batteries that have started discharging in step S93 has been completed (YES in step S96), the time counting by the time counter t is terminated, and the operation flow shown in FIG. 9 is terminated. When the operation flow shown in FIG.
  • the operation flow shown in FIG. 7 is started again, and M modules connected in series are newly selected.
  • the equalization target module is disconnected from the load 2A and the power supply 2B, the equalization target module can be discharged in the equalization process even when the battery system is being charged / discharged.
  • the M modules excluding the abnormally detected modules ⁇ and the selected modules ( ⁇ ), are selected without stopping charging / discharging in a state where they are connected to the load 2A or the power supply 2B.
  • Equalization processing can be performed on a module (equalization target module) in a specific charging state among modules, and preparation for the next module selection (selection of M modules connected in series) can be performed without delay. .
  • the modules are rotated and connected in series while different modules are sequentially selected and equalization processing is performed. The rotation can reduce the variation in SOC among M modules connected in series.
  • FIG. 10 shows a schematic configuration example of a power supply device including the battery system according to the second embodiment of the present invention.
  • a power supply apparatus 101 shown in FIG. 10 includes a power storage apparatus 102 and a power conversion unit 103.
  • the power storage device 102 includes a battery system group 104 having a plurality of battery systems (hereinafter abbreviated as “battery systems”) according to the second embodiment of the present invention, and a controller 105.
  • the power conversion unit 103 includes a bidirectional DC / DC conversion unit 106 and a bidirectional DC / AC conversion unit 107.
  • the controller 105 controls the power conversion unit 103 and the battery system group 104.
  • the bidirectional DC / DC conversion unit 106 converts the DC power output from the battery system group 104 by the discharge of the battery system group 104 into DC power having different voltage values, and both To the DC / AC converter 107.
  • the DC power output from the bidirectional DC / DC converter 106 is also used for DC power feeding to a DC electronic device (not shown).
  • the bidirectional DC / AC conversion unit 107 converts the DC power output from the bidirectional DC / DC conversion unit 106 into AC power and outputs the AC power to the external power system 108.
  • the AC power output from the bidirectional DC / AC converter 107 is also used for AC power feeding to an AC electronic device (not shown).
  • the DC electronic device (not shown) and the AC electronic device (not shown) correspond to the load 2A in FIGS.
  • the bidirectional DC / AC conversion unit 107 converts AC power supplied from the external power system 108 into DC power and outputs the DC power to the bidirectional DC / DC conversion unit 106.
  • the bidirectional DC / DC converter 106 converts the DC power supplied from the bidirectional DC / AC converter 107 into DC power having different voltage values, and outputs the DC power to the battery system group 104. Charge.
  • the power system 108 corresponds to the power source 2B in FIGS.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration example of a vehicle equipped with a battery system.
  • the same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
  • a vehicle 109 shown in FIG. 11 is an electric vehicle, and includes a power storage device 102, a power conversion unit 103, a motor 110, and a generator 111.
  • the power storage device 102 includes a battery system group 104 having a plurality of battery systems and a controller 105.
  • the power conversion unit 103 includes a bidirectional DC / DC conversion unit 106 and a bidirectional DC / AC conversion unit 107.
  • the motor 110 is a traveling motor that causes the vehicle 109 to travel
  • the generator 111 is a generator that generates power using energy when the vehicle 109 is regeneratively braked.
  • the bidirectional DC / DC converter 106 converts the DC power output from the battery system group 104 by the discharge of the battery system group 104 into DC power having different voltage values. And output to the bidirectional DC / AC conversion unit 107.
  • the bidirectional DC / AC converter 107 converts the DC power output from the bidirectional DC / DC converter 106 into AC power and supplies the AC power to the motor 110.
  • the motor 10 corresponds to the load 2A in FIGS.
  • the bidirectional DC / AC conversion unit 107 converts the AC power supplied from the generator 111 into DC power, thereby generating bidirectional DC / DC.
  • the data is output to the conversion unit 106.
  • the bidirectional DC / DC converter 106 converts the DC power supplied from the bidirectional DC / AC converter 107 into DC power having different voltage values, and outputs the DC power to the battery system group 104. Charge.
  • the generator 111 corresponds to the power source 2B in FIGS.
  • the battery system group 104 and the bidirectional DC / AC converter 107 are directly connected without passing through the bidirectional DC / DC converter 106. Configuration is also conceivable.
  • the vehicle 109 including the battery system unlike the configuration illustrated in FIG. 11, the battery system group 104 and the bidirectional DC / AC conversion unit 107 are directly connected without passing through the bidirectional DC / DC conversion unit 106. Configuration is also conceivable.
  • the controller 105 may have the same function instead of the overall control unit (see FIG. 6) in each battery system of the battery system group 104.
  • the overall control unit controls the power conversion unit 103.
  • the equalization unit 13 having (N + ⁇ ) discharge circuits is used, but instead of this, (N + ⁇ ) pieces of (N + ⁇ ) pieces corresponding to (N + ⁇ ) pieces of batteries 11 are used.
  • the deterioration determination process of step S5 the deterioration detection battery is charged using the charge circuit corresponding to the deterioration detection battery in the equalization section 13, and the deterioration detection battery by the charge is used.
  • the degree of deterioration of the deterioration detecting battery may be determined from the rate of change of the state of charge.
  • the parameter associated with each battery is the number of times the battery is connected in series, but the content of the parameter may be other than this.
  • connection time, the number of charge / discharge cycles during connection, and the like may be used as the parameters.
  • the parameter associated with each module 1 is the difference between the maximum SOC value SOCmax of the battery 11 in the module and the minimum SOC value SOCmin of the battery 11 in the module.
  • the content of the parameter may be other than this.
  • the number of connections, the number of charge / discharge cycles during connection, and the like may be used as the parameters.
  • the charge states of the N batteries connected to the load 2A or the power source 2B may be equalized by the equalization unit 13.
  • the predetermined allowable range is set in the charge state of the M modules connected in series to each other and connected to the load 2A or the power source 2B.
  • the charging state of the M modules connected in series to each other and connected to the load 2A or the power source 2B may be equalized by the equalizing unit 13.
  • the abnormality detection battery is determined in the same procedure as in the first embodiment, but the determination method and timing may be other than this.
  • the battery 11 has a cell group in which a plurality of battery cells 11a are connected in parallel. May have a single battery cell 11a. Further, the battery 11 may include a configuration other than the battery cell.
  • a general module as shown in FIG. 12B may be used instead of the module 1.
  • the battery discharge stop timing is controlled by the battery discharge time, but the battery discharge stop timing is controlled by other general control. It may be controlled.
  • the target SOC of the battery is set, the SOC of the battery is calculated at any time during the discharge of the battery, and the time when the target SOC is reached is set as the battery discharge stop timing.
  • the SOC is used as an indicator of the state of charge of the battery or module.
  • the present invention is not limited to this, and the voltage of the battery or module, the depth of discharge (Depth of discharge). : DOD), storage amount [Ah], etc. may be used as an indicator of the state of charge of the battery or module.

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Abstract

　バッテリを（Ｎ＋α）個備え、迂回スイッチを（Ｎ＋α）個備え、前記バッテリそれぞれに関連付けられるパラメータ同士を比較することによりＮ個の前記バッテリを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記Ｎ個の前記バッテリを直列接続し、α個の前記バッテリを前記Ｎ個の前記バッテリが直列接続された直列回路から切り離すモジュール制御部を備えるバッテリモジュール。なお、前記バッテリは、複数のバッテリセルが並列接続されたセル群、または、単一のバッテリセルを有している。

Description

バッテリモジュール、バッテリシステム、電源装置、及び移動体
　本発明は、バッテリモジュール、バッテリシステム、バッテリシステムを備える電源装置、及びバッテリシステムを備える移動体に関する。
　従来より、複数のバッテリセルが並列接続されたセル群または単一バッテリセルを有するバッテリを直列接続している構成のバッテリモジュールや複数のバッテリモジュールが直列接続されている構成のバッテリシステムが開発されている。
特開２００４－２８２７９９号公報（要約）
　バッテリが直列接続されている構成のバッテリモジュールは、バッテリのうち１個でも異常があるとバッテリモジュールの充放電特性に異常が生じるという問題を有している。同様に、複数のバッテリモジュールが直列接続されている構成のバッテリシステムは、バッテリモジュールのうち１個でも異常があるとバッテリシステムの充放電特性に異常が生じるという問題を有している。
　上記の問題を解決することができ長寿命化を図ることができる組電池（バッテリモジュール）が特許文献１に開示されている。特許文献１で開示されている組電池では、組電池を構成する各セルが直列接続されており、定常的な異常が検出された異常セルを組電池から切り離し、切り離した異常セルの代わりに予備電池を組電池に接続している。
　特許文献１で開示されている組電池では、異常セルの代わりに予備電池を用いるので、異常セルの個数が予備電池の個数を上回った時点で組電池の寿命となり、組電池を構成する各セルの使用時間に比べて予備電池の使用時間が極端に短くなる。このように、特許文献１で開示されている組電池は、予備電池を十分に活用することができる構成ではないため、長寿命化が不十分であった。
　本発明は、上記の状況に鑑み、より一層長寿命化を図ることができるバッテリモジュール、より一層長寿命化を図ることができるバッテリシステム、当該バッテリシステムを備える電源装置、及び当該バッテリシステムを備える移動体を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明に係るバッテリモジュールは、バッテリを（Ｎ＋α）個備え、迂回スイッチを（Ｎ＋α）個備え、前記バッテリそれぞれに関連付けられるパラメータ同士を比較することによりＮ個の前記バッテリを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記Ｎ個の前記バッテリを直列接続し、α個の前記バッテリを前記Ｎ個の前記バッテリが直列接続された直列回路から切り離す制御部を備え、前記バッテリは、複数のバッテリセルを並列接続したセル群、または、単一のバッテリセルを有する構成とする。
　上記目的を達成するために本発明に係るバッテリシステムは、バッテリモジュールを（Ｍ＋β）個備え、迂回スイッチを（Ｍ＋β）個備え、前記バッテリモジュールそれぞれに関連付けられるパラメータ同士を比較することによりＭ個の前記バッテリモジュールを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記Ｍ個の前記バッテリモジュールを直列接続し、β個の前記バッテリモジュールを前記Ｍ個の前記バッテリモジュールが直列接続された直列回路から切り離す制御部を備え、前記バッテリモジュール内では、複数のバッテリセルを並列接続したセル群が複数直列接続されている、または、単一のバッテリセルが複数直列接続されている構成とする。
　上記目的を達成するために本発明に係る電源装置は、上記構成のバッテリシステムと、前記バッテリシステムと外部系統電源との間に接続された電力変換部とを備える構成とする。
　上記目的を達成するために本発明に係る移動体は、上記構成のバッテリシステムと、前記バッテリシステムから出力される電力により駆動されるモータと、前記バッテリシステムと前記モータとの間に接続された電力変換部とを備える構成とする。
　本発明によると、バッテリモジュール、バッテリシステム、電源装置、および移動体の寿命をより一層長くすることができる。
本発明の第１実施形態に係るバッテリモジュールの構成を示す図である。 バッテリの一構成例を示す図である。 均等化部の一構成例を示す図である。 バッテリモジュールの全体動作を示すフローチャートである。 劣化検出バッテリのＳＯＣ調整処理を示すフローチャートである。 劣化判定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムの構成を示す図である。 バッテリシステムの全体動作を示すフローチャートである。 モジュール入替え処理を示すフローチャートである。 均等化処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムを備える電源装置の概略構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムを備える車両の概略構成例を示す図である。 バッテリの他の構成例を示す図である。 バッテリモジュールの他の構成を示す図である。
　本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
＜本発明の第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態では、モジュール制御部１４が、請求項１に記載されている「制御部」の一例に相当する。モジュール制御部１４は、各バッテリ１１の充電状態（state　of　charge：ＳＯＣ）を測定する測定部１４Ａと、測定されたＳＯＣから後述する劣化判定に用いるＳＯＣ変化率（ΔＳＯＣ）の計算を行う算出部１４Ｂと、ΔＳＯＣの値に基づいて劣化判定を行い、後述する再使用対象バッテリを選択する選択部１４Ｃとを有している。そして、本発明の第１実施形態では、図１に示す通り、バッテリモジュール（以下、「モジュール」と略す）１が単体で、スイッチＳＷ１を介して負荷２Ａに接続され尚かつスイッチＳＷ２を介して電源２Ｂに接続されて使用される。負荷２Ａは、各種電子機器やモータなどの電力を消費するものであり、電源２Ｂは、系統電源や発電機などの電力を外部に供給するものである。モジュール１は、負荷２Ａと接続されているときに放電し、電源２Ｂと接続されているときに充電する。したがって、スイッチＳＷ１とＳＷ２のいずれをオンするかによって、モジュール１の充放電を切り替えることができる。
　モジュール１は、図２Ａに示すように複数のバッテリセル１１ａが並列接続されたセル群を有するバッテリ１１を（Ｎ＋α）個備え、迂回スイッチ１２を（Ｎ＋α）個備え、均等化部１３と、モジュール１の全体制御を行うモジュール制御部１４とをそれぞれ１個備える。なお、Ｎはモジュール１が単体で負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続された使用状態において負荷２Ａへの電力供給又は電源２Ｂから供給される電力による充電に必要な定格値であり、Ｎ、αは任意の自然数である。
　各迂回スイッチ１２は各バッテリ１１に対応しており、端子ｃと対応するバッテリ１１の一端に繋がっている端子ａとを接続することにより対応するバッテリ１１を負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続するか、端子ｃと迂回経路を経由して対応するバッテリ１１の他端に繋がっている端子ｂとを接続することにより対応するバッテリ１１を負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離すかを、モジュール制御部１４の制御に応じて選択する。そして、（Ｎ＋α）個のバッテリ１１のうち、対応する迂回スイッチ１２が端子ｃと端子ａとの接続を選択しているバッテリは互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続される。
　均等化部１３は（Ｎ＋α）個の放電回路（図１において不図示）を有している。均等化部１３の各放電回路は各バッテリ１１に対応しており、各バッテリ１１に対して並列に接続されている。ここで、均等化部１３の一構成例を図２Ｂに示す。図２Ｂに示す構成では、均等化部１３の各放電回路が互いに直列接続されている抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ３とを有する構成であり、各放電回路はスイッチＳＷ３がＯＮ状態のときに対応するバッテリ１１を放電させる。図２Ｂに示す構成では、各バッテリ１１の充電状態が揃うように各放電回路による各バッテリ１１の放電量を調整することで、各バッテリ１１のＳＯＣを均等化することができる。
　次に、モジュール１の動作について図３～図５を参照して説明する。
　モジュール制御部１４は、図３に示す動作フローを開始すると、まず始めにモジュール１が充放電を行っていないタイミングで、各バッテリ１１に関連付けられるパラメータ同士を比較することにより、異常検出済みバッテリ（後述するステップＳ５６参照）γ個を除く全バッテリ（Ｎ＋α－γ）個の中から劣化検出を行うバッテリ（以下、「劣化検出バッテリ」と略す）（α－γ）個を選択する（ステップＳ１）。なお、γは０以上α以下の整数である。本実施形態では、上記パラメータをバッテリが直列接続された回数とし、モジュール制御部１４が、上記パラメータを記憶しており、上記パラメータの値が小さいバッテリ１１から順に、直列接続されるＮ個のバッテリとしている。さらに、モジュール制御部１４は、各劣化検出バッテリについて劣化検出許可フラグを０（不許可）に設定する（ステップＳ１）。次に、モジュール制御部１４は、当該選択に基づいて各迂回スイッチ１２を制御して、異常検出済みバッテリγ個及び劣化検出バッテリ（α－γ）個を負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離し、異常検出済みバッテリ及び劣化検出バッテリ以外の全バッテリＮ個を直列接続して負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続する（ステップＳ２）。
　このように、各バッテリ１１に関連付けられるパラメータ同士を比較することにより、劣化検出バッテリが選択されるので、直列接続されるＮ個のバッテリが固定化されることを防ぐことができる。これにより、特許文献１に開示されている組電池に比べてより一層長寿命化を図ることができる。
　なお、γがαと等しい場合には劣化検出バッテリが存在しなくなるため、後述するステップＳ３～Ｓ５を実行せずに直ちに図３に示す動作フローを終了するとともに、モジュールの交換を促す信号を出力してもよい。
　本実施形態では、定格値がＮであるので、後述するステップＳ４３やステップＳ４４の処理を実行したときに、例えばＮ個より多い（Ｎ＋α－γ）個のバッテリ１１が負荷２Ａに接続され、（Ｎ＋α－γ）個のバッテリ１１の電圧が負荷２Ａの定格電圧を上回って負荷２Ａが破損するおそれがある。このような破損を未然に防止するために、モジュール制御部１４は、ステップＳ２の終了後にステップＳ３を実行する。ステップＳ３において、モジュール制御部１４は、モジュール全体のＳＯＣすなわち異常検出済みバッテリγ個を除く全バッテリ（Ｎ＋α－γ）個の平均ＳＯＣが８０％より小さいか否かを判定する。モジュール全体のＳＯＣが８０％より小さければ（ステップＳ３のＹＥＳ）、モジュール１が充放電を行っているタイミングで、劣化検出バッテリＳＯＣ調整処理（ステップＳ４）、劣化判定処理（ステップＳ５）を順に実行し、図３に示す動作フローを終了する。なお、ステップＳ３での８０％は例示であり、モジュール１及び負荷２Ａの各仕様に応じて適切な値を設定するとよい。
　ステップＳ４の劣化検出バッテリＳＯＣ調整処理は、図４に示す動作フローのようになる。モジュール制御部１４は、図４に示す動作フローを開始すると、まず始めに劣化検出許可フラグが０に設定されている（α－γ）個の劣化検出バッテリそれぞれについて第１の充電状態か否かを判定する（ステップＳ４１）。本実施形態では、「第１の充電状態」として、バッテリのＳＯＣが４５％より大きく且つ５５％より小さい状態を例に挙げて説明するが、「第１の充電状態」は、満充電状態に近すぎず、完全放電状態にも近すぎ無ければ、バッテリのＳＯＣが４５％より大きく且つ５５％より小さい状態以外であってもよい。
　モジュール制御部１４は、ステップＳ４１で否と判定された劣化検出バッテリそれぞれについてＳＯＣが５５％以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。次に、モジュール制御部１４は、ステップＳ４２で否と判定されなかった劣化検出バッテリをモジュール１が放電を行っている期間のみ負荷２Ａに接続する（ステップＳ４３）。あるいは、モジュール制御部１４は、ステップＳ４２で否と判定された劣化検出バッテリをモジュール１が充電を行っている期間のみ電源２Ｂに接続する（ステップＳ４４）。
　また、モジュール制御部１４は、ステップＳ４１で否と判定されなかった劣化検出バッテリをモジュール１が放電を行っている期間であってもモジュール１が充電を行っている期間であっても負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離した状態のままにし、当該バッテリの劣化検出許可フラグを１（許可）に設定する（ステップＳ４５）。
　ステップＳ４３、ステップＳ４４、ステップＳ４５の処理後、モジュール制御部１４は、全ての劣化検出バッテリの劣化検出フラグが１になっているか否かを判定する（ステップＳ４６）。全ての劣化検出バッテリの劣化検出フラグが１になっていなければ（ステップＳ４６のＮＯ）、ステップＳ４１に戻る。一方、全ての劣化検出バッテリの劣化検出フラグが１になっていれば（ステップＳ４６のＹＥＳ）、図４に示す動作フローを終了する。図４に示す動作フローが終了した時点で、（α－γ）個全ての劣化検出バッテリのＳＯＣが４５％より大きく且つ５５％より小さい範囲に収まっていることになる。
　ステップＳ５の劣化判定処理は、図５に示す動作フローのようになる。モジュール制御部１４は、各劣化検出バッテリに対して図５に示す動作フローの処理を並列に実行する。モジュール制御部１４は、図５に示す動作フローを開始すると、まず始めに劣化検出バッテリのＳＯＣを算出し、その算出結果を初期ＳＯＣとして保存する（ステップＳ５１）。
　ステップＳ５１に続くステップＳ５２において、モジュール制御部１４は、劣化検出バッテリの放電を開始するとともに、計時カウンタｔを０に設定してから計時カウンタｔによる計時を開始する。劣化検出バッテリの放電は、均等化部１３内の劣化検出バッテリに対応する放電回路を用いて実行される。
　ステップＳ５２に続くステップＳ５３において、モジュール制御部１４は、計時カウンタｔが所定時間Ｔ（例えば２４時間）以上になったか否かを判定する。そして、計時カウンタｔが所定時間Ｔ以上になると（ステップＳ５３のＹＥＳ）、モジュール制御部１４は、再度劣化検出バッテリのＳＯＣを算出し、その算出結果を所定時間経過後ＳＯＣとする。また、モジュール制御部１４内の算出部１４Ｂは、初期ＳＯＣ及び所定時間経過後ＳＯＣからＳＯＣ変化率（ΔＳＯＣ）を計算する（ステップＳ５４）。なお、ΔＳＯＣは、初期ＳＯＣから所定時間経過後ＳＯＣを引いたものを、所定時間経過後ＳＯＣを算出した時点の計時カウンタｔで除算することで得られる。
　ステップＳ５４に続くステップＳ５５において、モジュール制御部１４内の選択部１４Ｃは、ΔＳＯＣが閾値Ｄ（Ｄは正の定数）より小さいか否かを判定する。ΔＳＯＣが閾値Ｄより小さくなければ（ステップＳ５５のＮＯ）、例えば、バッテリセル内の正極と負極との間の微短絡のおそれなどがあるため、異常であると判定し、異常検出済みバッテリとして記憶し（ステップＳ５６）、図５の動作フローを終了する。これに対して、ΔＳＯＣが閾値Ｄより小さければ（ステップＳ５５のＹＥＳ）、正常であると判定し、再使用対象バッテリとして記憶し（ステップＳ５７）、図５の動作フローを終了する。すなわち、選択部１４Ｃはバッテリそれぞれの劣化度を評価する評価部として機能している。そして、選択部１４Ｃにより、新たにγ１個の異常検出済みバッテリが検出され、合計γ’（＝γ＋γ１）個の異常検出済みバッテリを除く（α－γ’）個の再使用対象バッテリが選択される。これにより、図３の動作フローも終了する。
　図３に示す動作フローを終了後、所定の期間が経過すると、再度図３に示す動作フローが開始される。ここで、再度の図３に示す動作フローでのステップＳ１を実行する前に、現状の互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続されているＮ個のバッテリのＳＯＣの平均値と、現状の（α－γ’）個の再使用対象バッテリのＳＯＣの平均値との差が所定値より小さいか否かを判定する。当該判定の結果が否でないとき、再度の図３に示す動作フローでのステップＳ１を実行する。上述の通り、本実施形態では、上記パラメータをバッテリが直列接続された回数とし、モジュール制御部１４が、上記パラメータを記憶しており、上記パラメータの値が小さいバッテリ１１から順に、直列接続されるＮ個のバッテリとしているので、図３に示す動作フローを実行する毎に、劣化検出バッテリとして選択するバッテリが順次異なり、劣化検出バッテリがローテーションする。当該ローテーションにより、劣化検出を満遍なく行うことができるとともに、異常検出済みバッテリを除く全バッテリの使用時間（負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続され充放電を行っている期間）のバッテリ間でのばらつきを低減することができる。また、本実施形態では、モジュール１が負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続された状態で充放電を停止することなく、劣化判定を行うことができ、次のローテーションの準備を滞りなく行うことができる。また、本実施形態では、直列接続されたＮ個のバッテリのＳＯＣの平均値と（α－γ’）個の再使用対象バッテリのＳＯＣの平均値との差が所定値より小さい場合に、図３に示す動作フローを繰り返すようにしている。これにより、再度の図３に示す動作フローでのステップＳ１を実行した後で、新たに直列接続されるＮ個のバッテリのＳＯＣが大きくばらつくことを防止することができる。
　本実施形態では、モジュール内の各バッテリのＳＯＣを均等化するために一般的に設けられている均等化部を利用してバッテリの劣化判定を行っているので、バッテリの劣化判定を行うための特別な回路を設ける必要がなく、バッテリの劣化判定を低コストで実現することができる。また、本実施形態では、バッテリの劣化判定を行うための下準備を行うための特別な回路を設けずに、負荷２Ａ及び電源２Ｂを利用してバッテリの劣化判定を行うための下準備（図４のステップＳ４３及びＳ４４の処理）を行っているので、バッテリの劣化判定を行うための下準備を低コストで実現することができる。また、本実施形態では、負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離したバッテリを劣化判定の対象としているので、充放電中の測定値の解析による劣化判定に比べて高精度にバッテリの劣化度を判定でき、微細な異常（劣化）を検出することができる。
＜本発明の第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態では、全体制御部４及びモジュール制御部１４が、請求項４に記載されている「制御部」の一例に相当する。全体制御部４は、後述する均等化対象バッテリを選択する選択部４Ａを有している。また、モジュール制御部１４は、各バッテリ１１のＳＯＣを測定する測定部１４Ａと、測定されたＳＯＣからモジュール１内のバッテリ１１のＳＯＣの最大値ＳＯＣｍａｘ及び最小値ＳＯＣｍｉｎの差を算出する算出部１４Ｂとを有する。そして、本発明の第２実施形態では、（Ｍ＋β）個のモジュール１と、（Ｍ＋β）個の迂回スイッチ３と、１個の全体制御部４とを備えるバッテリシステムがスイッチＳＷ１を介して負荷２Ａに接続され尚かつスイッチＳＷ２を介して電源２Ｂに接続されて使用される（図６参照）。本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムは、負荷２Ａと接続されているときに放電し、電源２Ｂと接続されているときに充電する。したがって、スイッチＳＷ１とＳＷ２のいずれをオンするかによって、本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムの充放電を切り替えることができる。なお、図６において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。また、Ｍは負荷２Ａへの電力供給又は電源２Ｂから供給される電力による充電に必要な定格値であり、Ｍ、βは任意の自然数である。
　各迂回スイッチ３は各モジュール１に対応しており、端子ｆと対応するモジュール１の一端に繋がっている端子ｄとを接続することにより対応するモジュール１を負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続するか、端子ｆと迂回経路を経由して対応するモジュール１の他端に繋がっている端子ｅとを接続することにより対応するモジュール１を負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離すかを、全体制御部４の制御に応じて選択する。そして、（Ｍ＋β）個のモジュール１のうち、対応する迂回スイッチ３が端子ｆと端子ｄとの接続を選択しているモジュールは互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続される。
　次に、本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムの動作について図７～図９を参照して説明する。
　本実施形態では、各モジュール１に関連付けられるパラメータを、モジュール内のバッテリ１１のＳＯＣの最大値ＳＯＣｍａｘとモジュール内のバッテリ１１のＳＯＣの最小値ＳＯＣｍｉｎとの差とし、全体制御部４が、モジュール１毎に上記パラメータを記憶している。全体制御部４は、図７に示す動作フローを開始すると、まず始めに異常検出済みモジュールε個を除く全モジュール（Ｍ＋β－ε）個のモジュール制御部１４内の測定部１４Ａを制御して、異常検出済みモジュールε個を除く全モジュール（Ｍ＋β－ε）個について、異常検出済みバッテリγ個を除く各バッテリ１１のＳＯＣを測定させる。なお、εは０以上β以下の整数である。次に、全体制御部４は、異常検出済みモジュールε個を除く全モジュール（Ｍ＋β－ε）個のモジュール制御部１４内の算出部１４Ｂに、モジュール１毎に上述したＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎとを求めさせるとともにＳＯＣｍａｘ－ＳＯＣｍｉｎを求めさせる（ステップＳ６）。ここで、異常検出済みモジュールとは、例えば、モジュール内に異常検出済みバッテリが１個でも存在するモジュールと定義してもよく、また例えば、モジュール内に存在する異常検出済みバッテリがζ個であるモジュールと定義してもよい。なお、ζは２以上の任意の自然数である。また、異常検出済みバッテリは、本発明の第１実施形態と同様の手順で判定される。
　ステップＳ６に続くステップＳ７において、全体制御部４は、負荷２Ａ又は電源２Ｂを流れる電流の絶対値が所定の微小値δ（δは正の定数）より小さいか否かを判定する。負荷２Ａ又は電源２Ｂを流れる電流の絶対値が所定の微小値δより小さければ（ステップＳ７のＹＥＳ）、モジュール入替え処理（ステップＳ８）、均等化処理（ステップＳ９）を順に実行し、図７に示す動作フローを終了する。これに対して、負荷２Ａ又は電源２Ｂを流れる電流の絶対値が所定の微小値δより小さくなければ（ステップＳ７のＮＯ）、モジュール入替え処理（ステップＳ８）及び均等化処理（ステップＳ９）を実行せずに、図７に示す動作フローを終了する。
　ステップＳ８のモジュール入替え処理は、図８に示す動作フローのようになる。全体制御部４内の選択部４Ａは、図８に示す動作フローを開始すると、まず始めに異常検出済みモジュールε個を除く全モジュール（Ｍ＋β－ε）個を対象として、各モジュール１に関連付けられるパラメータ同士を比較することにより、第２の充電状態であるモジュールの中から、算出部１４Ｂにより算出されたＳＯＣｍａｘ－ＳＯＣｍｉｎが大きい順に（β－ε）個を選択する（ステップＳ８１）。本実施形態では、「第２の充電状態」として、ＳＯＣｍａｘが５０％より大きく且つ６０％より小さい状態を例に挙げて説明するが、「第２の充電状態」は、ＳＯＣｍａｘが５０％より大きく且つ６０％より小さい状態以外であってもよい。以下、当該選択によって選択されたモジュールを「選択モジュール」と称す。
　ステップＳ８１に続くステップＳ８２において、全体制御部４は、当該選択に基づいて各迂回スイッチ３を制御して、異常検出済みモジュールε個及び選択モジュール（β－ε）個を負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離し、異常検出済みモジュール及び選択モジュール以外の全モジュールＭ個を直列接続して負荷２又は電源２Ｂに接続する。
　このように、各モジュール１に関連付けられるパラメータ同士を比較することにより、選択モジュールが選ばれるので、直列接続されるＭ個のモジュールが固定化されることを防ぐことができる。これにより、より一層長寿命化を図ることができる。
　なお、異常検出済みモジュールε個を除く全モジュール（Ｍ＋β－ε）個の中に、第２の充電状態であるモジュールが（β－ε）個未満しかない場合には、異常検出済みモジュール及び選択モジュール以外の全モジュールの中から（β－ε）個に対して不足する個数だけ任意に選択して負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離す。これにより、ステップＳ８１の処理終了後に、Ｍ個のモジュールが直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続され、β個のモジュールが負荷２及び電源２Ｂから切り離された状態になるようにする。また、εがβと等しい場合には選択モジュールが存在しなくなるため、後述するステップＳ８３～Ｓ８４を実行せずに直ちに図８に示す動作フローを終了するとともに、モジュールの交換を促す信号を出力してもよい。
　ステップＳ８２に続くステップＳ８３において、全体制御部４は、選択モジュールそれぞれについて、ＳＯＣｍａｘ－ＳＯＣｍｉｎが所定値Δ（Δは正の定数）より大きいか否かを判定する。ステップＳ８３で否と判定されなかった選択モジュールを均等化対象モジュールと決定し（ステップＳ８４）、ステップＳ８３で否と判定された選択モジュールを均等化対象モジュールとせずに、図８に示す動作フローを終了する。
　ステップＳ９の均等化処理は、図９に示す動作フローのようになる。なお、全体制御部４は、各均等化対象モジュールに対して後述するステップＳ９２～Ｓ９５の処理を並列に実行する。
　全体制御部４は、図９に示す動作フローを開始すると、まず始めに均等化対象モジュールが有るか否かを判定する（ステップＳ９１）。均等化対象モジュールがなければ（ステップＳ９１のＮＯ）、直ちに図９に示す動作フローを終了する。一方、均等化対象モジュールが少なくとも１つ有れば（ステップＳ９１のＹＥＳ）、ステップＳ９２に移行する。
　ステップＳ９２において、全体制御部４は、均等化対象モジュールのモジュール制御部１４を制御して、均等化対象モジュール内の異常検出済みバッテリγ個を除く各バッテリのＳＯＣを揃えるための各バッテリの放電時間Ｔ［ｉ］を計算させる。放電時間Ｔ［ｉ］の計算は、例えば、放電後の目標となるＳＯＣと現在のＳＯＣとの差にバッテリの満充電容量を乗じた値（Ａｈ）と、放電回路の抵抗値とバッテリの電圧から求まる放電電流（Ａ）とを用いて求められる。
　ステップＳ９２に続くステップＳ９３において、Ｔ［ｉ］が０より大きいバッテリに対して放電を開始する。この放電は、均等化部１３内のこのバッテリに対応する放電回路を用いて実行される。
　ステップＳ９３に続くステップＳ９４において、全体制御部４は、均等化対象モジュールのモジュール制御部１４を制御して、計時カウンタｔを０に初期化させてから、計時カウンタｔによる計時を開始させる。
　ステップＳ９４に続くステップＳ９５において、全体制御部４は、均等化対象モジュールのモジュール制御部１４を制御して、Ｔ［ｉ］が計時カウンタｔ以下になったバッテリの放電を停止させる。
　ステップＳ９５に続くステップＳ９６において、全体制御部４は、均等化対象モジュールのモジュール制御部１４を制御して、ステップＳ９３において放電を開始した全バッテリの放電が終了したか否かを判定させる。ステップＳ９３において放電を開始した全バッテリの放電が終了していなければ（ステップＳ９６のＮＯ）、計時カウンタｔをインクリメントするとともに放電を継続し（ステップＳ９７）、ステップＳ９５に戻る。一方、ステップＳ９３において放電を開始した全バッテリの放電が終了していれば（ステップＳ９６のＹＥＳ）、計時カウンタｔによる計時を終了して、図９に示す動作フローを終了する。図９に示す動作フローが終了した時点で、均等化対象モジュール内のバッテリについては均等化処理が終了しており、負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離されている（β－ε）個の選択モジュールに含まれ得る均等化対象モジュールの均等化処理も終了していることになる。これにより、図７の動作フローも終了する。
　図７に示す動作フローを終了後、所定の期間が経過すると、再度図７に示す動作フローが開始され、直列接続されるＭ個のモジュールが新たに選択される。本実施形態では、均等化対象モジュールが負荷２Ａ及び電源２Ｂから切り離されているので、バッテリシステムが充放電中であっても、均等化処理における均等化対象モジュールの放電を実行することができる。これにより、バッテリシステムの充放電に関する制約が低減されるので、利便性が向上する。すなわち、本実施形態では、異常検出済みモジュールε個及び選択モジュール（β－ε）個を除いたＭ個のモジュールが負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続された状態で充放電を停止することなく、選択モジュールのうち特定の充電状態であるモジュール（均等化対象モジュール）に対して均等化処理を行うことができ、次のモジュール選択（直列接続されるＭ個のモジュールの選択）の準備を滞りなく行える。また、本実施形態では、図７に示す動作フローを実行する毎に、順次異なるモジュールを選択して均等化処理を行いながら、モジュールをローテーションして直列接続する。当該ローテーションにより、直列接続されたＭ個のモジュール間のＳＯＣのばらつきを低減することができる。
　本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムは、例えば電源装置に用いられる。本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムを備える電源装置の概略構成例を図１０に示す。
　図１０に示す電源装置１０１は、電力貯蔵装置１０２と、電力変換部１０３とを備えている。電力貯蔵装置１０２は、本発明の第２実施形態に係るバッテリシステム（以下、「バッテリシステム」と略す）を複数有するバッテリシステム群１０４と、コントローラ１０５とを備えている。電力変換部１０３は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６と、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７とを備えている。コントローラ１０５は、電力変換部１０３と、バッテリシステム群１０４とを制御する。
　電源装置１０１の放電動作モードにおいて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６は、バッテリシステム群１０４の放電によりバッテリシステム群１０４から出力されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６から出力されるＤＣ電力はＤＣ電子機器（不図示）へのＤＣ給電にも用いられる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６から出力されるＤＣ電力を、ＡＣ電力に変換して、外部の電力系統１０８に出力する。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７から出力されるＡＣ電力はＡＣ電子機器（不図示）へのＡＣ給電にも用いられる。ＤＣ電子機器（不図示）やＡＣ電子機器（不図示）は図１及び図６中の負荷２Ａに相当するものである。
　電源装置１０１の充電動作モードにおいて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７は、外部の電力系統１０８から供給されるＡＣ電力を、ＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７から供給されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、バッテリシステム群１０４に出力し、バッテリシステム群１０４を充電する。電力系統１０８は図１及び図６中の電源２Ｂに相当するものである。
　また、バッテリシステムは、移動体（例えば、車両など）に搭載されてもよい。バッテリシステムを搭載する車両の概略構成例を図１１に示す。なお、図１１において図１０と同一の部分には同一の符号を付す。
　図１１に示す車両１０９は、電気自動車であって、電力貯蔵装置１０２と、電力変換部１０３と、モータ１１０と、発電機１１１とを備えている。電力貯蔵装置１０２は、バッテリシステムを複数有するバッテリシステム群１０４と、コントローラ１０５とを備えている。電力変換部１０３は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６と、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７とを備えている。モータ１１０は車両１０９を走行させる走行用モータであり、発電機１１１は車両１０９を回生制動する時のエネルギーを利用して発電を行う発電機である。
　モータ１１０の駆動により車両１０９が走行しているときにおいて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６は、バッテリシステム群１０４の放電によりバッテリシステム群１０４から出力されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７に出力する。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６から出力されるＤＣ電力を、ＡＣ電力に変換して、モータ１１０に供給する。モータ１０は図１及び図６中の負荷２Ａに相当するものである。
　車両１０９の回生制動により発電機１１１が発電しているときにおいて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７は、発電機１１１から供給されるＡＣ電力を、ＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７から供給されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、バッテリシステム群１０４に出力し、バッテリシステム群１０４を充電する。発電機１１１は図１及び図６中の電源２Ｂに相当するものである。
　また、バッテリシステムを備える電源装置１０１において、図１０に示す構成と異なり、バッテリシステム群１０４と双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７とが双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６を介さずに直接接続される構成も考えられる。同様に、バッテリシステムを備える車両１０９において、図１１に示す構成と異なり、バッテリシステム群１０４と双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０７とが双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０６を介さずに直接接続される構成も考えられる。また、電源装置１０１及び車両１０９において、バッテリシステム群１０４の各バッテリシステム内の全体制御部（図６参照）に代えて、コントローラ１０５が同様の機能を備えていてもよい。あるいは、電源装置１０１及び車両１０９において、電力貯蔵装置１０２に代えて、本発明の第２実施形態に係るバッテリシステムを用いる構成も考えられる。この場合には、全体制御部（図６参照）が電力変換部１０３を制御する。
＜変形例等＞
　以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
　例えば、上述した第１実施形態では、（Ｎ＋α）個の放電回路を有する均等化部１３を用いたが、これの代わりに、（Ｎ＋α）個のバッテリ１１に１対１対応する（Ｎ＋α）個の充電回路を有する均等化部を用い、ステップＳ５の劣化判定処理において、均等化部１３内の劣化検出バッテリに対応する充電回路を用いた劣化検出バッテリの充電を行い、その充電による劣化検出バッテリの充電状態の変化率から劣化検出バッテリの劣化度を判定するようにしてもよい。
　また、例えば、上述した第１実施形態では、各バッテリに関連付けられるパラメータを、バッテリが直列接続された回数としたが、パラメータの内容はこれ以外であっても構わない。例えば、接続時間、接続中の充放電サイクル数等を上記パラメータとして用いても良い。
　また、例えば、上述した第２実施形態では、各モジュール１に関連付けられるパラメータを、モジュール内のバッテリ１１のＳＯＣの最大値ＳＯＣｍａｘとモジュール内のバッテリ１１のＳＯＣの最小値ＳＯＣｍｉｎとの差としたが、パラメータの内容はこれ以外であっても構わない。例えば、接続回数、接続中の充放電サイクル数等を上記パラメータとして用いても良い。
　また、例えば、上述した第１実施形態において、互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続されているＮ個のバッテリの充電状態に所定の許容範囲を越えるばらつきがあるときに、互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続されているＮ個のバッテリの充電状態を均等化部１３により均等化するようにしてもよい。
　また、例えば、上述した第２実施形態において、ステップＳ８のモジュール入替え処理を実行した結果、互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続されているＭ個のモジュールの充電状態に所定の許容範囲を越えるばらつきがあるときに、互いに直列接続されて負荷２Ａ又は電源２Ｂに接続されているＭ個のモジュールの充電状態を均等化部１３により均等化するようにしてもよい。
　また、例えば、上述した第２実施形態において、異常検出バッテリが第１実施形態と同様の手順で判定されていたが、判定の方法及びタイミングはこれ以外であっても構わない。
　また、例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、バッテリ１１は、複数のバッテリセル１１ａが並列接続されたセル群を有していたが、これに限らず、図１２Ａに示すように単一のバッテリセル１１ａを有していてもよい。また、バッテリ１１はバッテリセル以外の構成を含んでいてもよい。
　また、例えば、上述した第２実施形態において、モジュール１の代わりに、図１２Ｂに示すような一般的なモジュールを用いるようにしてもよい。
　また、例えば、上述した第２実施形態では、ステップＳ９の均等化処理において、バッテリの放電時間によってバッテリの放電停止タイミングが制御されているが、他の一般的な制御によりバッテリの放電停止タイミングが制御されてもよい。他の一般的な制御としては、例えば、バッテリの目標ＳＯＣを設定し、バッテリの放電中随時バッテリのＳＯＣを計算し、目標ＳＯＣに達した時点をバッテリの放電停止タイミングとする制御がある。
　また、例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、バッテリ又はモジュールの充電状態の指標としてＳＯＣを用いているが、これに限らず、バッテリ又はモジュールの電圧、放電深度（Depth　of　discharge：ＤＯＤ）、蓄電量［Ａｈ］等をバッテリ又はモジュールの充電状態の指標として用いてもよい。
　　　１　モジュール
　　　２Ａ　負荷
　　　２Ｂ　電源
　　　３　迂回スイッチ
　　　４　全体制御部
　　　４Ａ　選択部
　　　１１　バッテリ
　　　１１ａ　バッテリセル
　　　１２　迂回スイッチ
　　　１３　均等化部
　　　１４　モジュール制御部
　　　１４Ａ　測定部
　　　１４Ｂ　算出部
　　　１４Ｃ　選択部
　　　１０１　電源装置
　　　１０２　電力貯蔵装置
　　　１０３　電力変換部
　　　１０４　バッテリシステム群
　　　１０５　コントローラ
　　　１０６　双方向ＤＣ／ＤＣ変換部
　　　１０７　双方向ＤＣ／ＡＣ変換部
　　　１０８　電力系統
　　　１０９　車両
　　　１１０　モータ
　　　１１１　発電機
　　　Ｒ１　抵抗
　　　ＳＷ１～ＳＷ３　スイッチ

Claims (8)

  1. 　バッテリを（Ｎ＋α）個備え、
    　迂回スイッチを（Ｎ＋α）個備え、
    　前記バッテリそれぞれに関連付けられるパラメータ同士を比較することによりＮ個の前記バッテリを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記Ｎ個の前記バッテリを直列接続し、α個の前記バッテリを前記Ｎ個の前記バッテリが直列接続された直列回路から切り離す制御部を備え、
    　前記バッテリは、複数のバッテリセルを並列接続したセル群、または、単一のバッテリセルを有することを特徴とするバッテリモジュール。
  2. 　前記パラメータは前記バッテリが直列接続された回数であり、
    　前記制御部は、前記パラメータの値が小さい前記バッテリから順に前記Ｎ個の前記バッテリを選択する請求項１に記載のバッテリモジュール。
  3. 　前記制御部は、前記α個の前記バッテリから再使用対象バッテリを選択する選択部を備え、
    　前記制御部は、前記Ｎ個の前記バッテリの充電状態の平均値と、前記選択部により選択された前記再使用対象バッテリの充電状態の平均値との差が所定値より小さいときに、前記パラメータ同士を比較することにより新たなＮ個の前記バッテリを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記新たなＮ個の前記バッテリを直列接続し、α個の前記バッテリを前記新たなＮ個の前記バッテリが直列接続された直列回路から切り離す請求項１または請求項２に記載のバッテリモジュール。
  4. 　バッテリモジュールを（Ｍ＋β）個備え、
    　迂回スイッチを（Ｍ＋β）個備え、
    　前記バッテリモジュールそれぞれに関連付けられるパラメータ同士を比較することによりＭ個の前記バッテリモジュールを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記Ｍ個の前記バッテリモジュールを直列接続し、β個の前記バッテリモジュールを前記Ｍ個の前記バッテリモジュールが直列接続された直列回路から切り離す制御部を備え、
    　前記バッテリモジュール内では、複数のバッテリセルを並列接続したセル群が複数直列接続されている、または、単一のバッテリセルが複数直列接続されていることを特徴とするバッテリシステム。
  5. 　前記制御部は、前記バッテリモジュール毎に、前記複数直列接続されている前記セル群または前記複数直列接続されている前記単一のバッテリセルのそれぞれの充電状態の最大値と最小値との差を算出する算出部を備え、
    　前記パラメータは前記算出部により算出された前記充電状態の最大値と最小値との差であり、
    　前記制御部は、前記パラメータの値が小さい前記バッテリモジュールから順に前記Ｍ個の前記バッテリモジュールを選択する請求項４に記載のバッテリシステム。
  6. 　前記制御部は、前記β個の前記バッテリモジュールの中から均等化対象バッテリモジュールを選択する選択部と、前記均等化対象バッテリモジュール内で、前記複数直列接続されている前記セル群または前記複数直列接続されている前記単一のバッテリセルのそれぞれの充電状態を均等化する均等化部とを備え、
    　前記制御部は、前記選択部によって選択された前記均等化対象バッテリモジュールに対して、前記均等化部が前記充電状態の均等化を行った後、前記パラメータ同士を比較することにより新たなＭ個の前記バッテリモジュールを選択するとともに、前記迂回スイッチそれぞれを制御することにより前記新たなＭ個の前記バッテリモジュールを直列接続し、β個の前記バッテリモジュールを前記新たなＭ個の前記バッテリモジュールが直列接続された直列回路から切り離す請求項４又は請求項５に記載のバッテリシステム。
  7. 　請求項４～６のいずれか１項に記載のバッテリシステムと、
    　前記バッテリシステムと外部系統電源との間に接続された電力変換部とを備えることを特徴とする電源装置。
  8. 　請求項４～６のいずれか１項に記載のバッテリシステムと、
    　前記バッテリシステムから出力される電力により駆動されるモータと、
    　前記バッテリシステムと前記モータとの間に接続された電力変換部とを備えることを特徴とする移動体。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103647316A (zh) * 2013-12-03 2014-03-19 深圳市雅格朗电子有限公司 一种串联锂电池组电源均衡管理系统
WO2014122832A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 日本電気株式会社 蓄電装置及び劣化判定方法
JP2014180091A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Npo Hiroshima Junkangata Shakai Suishin Kiko 二次電池リコンディション装置
EP3069919A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-21 Thunder Power Hong Kong Ltd. Battery pack and connecting circuits of battery modules
CN107171382A (zh) * 2017-05-19 2017-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组充电系统和方法
US9954260B2 (en) 2015-03-16 2018-04-24 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery system with heat exchange device
US10173687B2 (en) 2015-03-16 2019-01-08 Wellen Sham Method for recognizing vehicle driver and determining whether driver can start vehicle
CN109216797A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池组的运行方法
US10384533B2 (en) 2015-03-16 2019-08-20 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Fastening method for components
US10450007B2 (en) 2015-03-16 2019-10-22 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Underbody manufacturing method and vehicle underbody
US10500919B2 (en) 2015-03-16 2019-12-10 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Fastening method for components
US10703211B2 (en) 2015-03-16 2020-07-07 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery pack, battery charging station, and charging method
EP3793057A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-17 Yazaki Corporation Battery control unit and battery system
EP3859936A1 (en) * 2020-01-28 2021-08-04 Yazaki Corporation Battery control unit and battery system
EP3912843A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-24 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. A vehicle power supply system
CN114759622A (zh) * 2020-12-25 2022-07-15 比亚迪股份有限公司 电池系统、车辆及其控制方法
CN115036951A (zh) * 2021-03-04 2022-09-09 华为数字能源技术有限公司 储能系统及电池管理方法
CN116198387A (zh) * 2023-03-29 2023-06-02 博雷顿科技股份公司 一种电池不一致性控制方法及系统
CN116632959A (zh) * 2023-04-23 2023-08-22 江苏天合储能有限公司 一种储能系统动态均衡方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001218376A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Toyota Motor Corp 組電池を構成する単電池の充電状態を制御する装置、方法、該装置を用いた電池モジュールおよび電動車両
JP2002063943A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉型鉛蓄電池
JP2007311255A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Fuji Electric Systems Co Ltd 組電池状態測定装置、組電池劣化判定方法および組電池劣化判定プログラム
JP2010239711A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Japan Research Institute Ltd 電池制御装置、車両、及び電池制御方法
JP2010273417A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Honda Motor Co Ltd 電動車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001218376A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Toyota Motor Corp 組電池を構成する単電池の充電状態を制御する装置、方法、該装置を用いた電池モジュールおよび電動車両
JP2002063943A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉型鉛蓄電池
JP2007311255A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Fuji Electric Systems Co Ltd 組電池状態測定装置、組電池劣化判定方法および組電池劣化判定プログラム
JP2010239711A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Japan Research Institute Ltd 電池制御装置、車両、及び電池制御方法
JP2010273417A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Honda Motor Co Ltd 電動車両

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10038325B2 (en) 2013-02-06 2018-07-31 Nec Corporation Electric storage device and deterioration determination method
WO2014122832A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 日本電気株式会社 蓄電装置及び劣化判定方法
JP2014180091A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Npo Hiroshima Junkangata Shakai Suishin Kiko 二次電池リコンディション装置
CN103647316A (zh) * 2013-12-03 2014-03-19 深圳市雅格朗电子有限公司 一种串联锂电池组电源均衡管理系统
US10703211B2 (en) 2015-03-16 2020-07-07 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery pack, battery charging station, and charging method
US9954260B2 (en) 2015-03-16 2018-04-24 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery system with heat exchange device
US10173687B2 (en) 2015-03-16 2019-01-08 Wellen Sham Method for recognizing vehicle driver and determining whether driver can start vehicle
US10384533B2 (en) 2015-03-16 2019-08-20 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Fastening method for components
US10450007B2 (en) 2015-03-16 2019-10-22 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Underbody manufacturing method and vehicle underbody
US10500919B2 (en) 2015-03-16 2019-12-10 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Fastening method for components
EP3069919A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-21 Thunder Power Hong Kong Ltd. Battery pack and connecting circuits of battery modules
CN107171382A (zh) * 2017-05-19 2017-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组充电系统和方法
CN109216797A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池组的运行方法
EP3793057A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-17 Yazaki Corporation Battery control unit and battery system
US11469601B2 (en) 2019-09-10 2022-10-11 Yazaki Corporation Battery control unit and battery system
CN113258629A (zh) * 2020-01-28 2021-08-13 矢崎总业株式会社 电池控制单元和电池系统
EP3859936A1 (en) * 2020-01-28 2021-08-04 Yazaki Corporation Battery control unit and battery system
CN113258629B (zh) * 2020-01-28 2024-02-09 矢崎总业株式会社 电池控制单元和电池系统
EP3912843A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-24 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. A vehicle power supply system
CN114759622A (zh) * 2020-12-25 2022-07-15 比亚迪股份有限公司 电池系统、车辆及其控制方法
CN114759622B (zh) * 2020-12-25 2024-12-10 比亚迪股份有限公司 电池系统、车辆及其控制方法
CN115036951A (zh) * 2021-03-04 2022-09-09 华为数字能源技术有限公司 储能系统及电池管理方法
CN115036951B (zh) * 2021-03-04 2025-11-25 华为数字能源技术有限公司 储能系统及电池管理方法
CN116198387A (zh) * 2023-03-29 2023-06-02 博雷顿科技股份公司 一种电池不一致性控制方法及系统
WO2024199183A1 (zh) * 2023-03-29 2024-10-03 博雷顿科技股份公司 一种电池不一致性控制方法及系统
CN116632959A (zh) * 2023-04-23 2023-08-22 江苏天合储能有限公司 一种储能系统动态均衡方法

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