WO2013062025A1 - 蓄電装置及び電力供給システム - Google Patents

蓄電装置及び電力供給システム Download PDF

Info

Publication number
WO2013062025A1
WO2013062025A1 PCT/JP2012/077537 JP2012077537W WO2013062025A1 WO 2013062025 A1 WO2013062025 A1 WO 2013062025A1 JP 2012077537 W JP2012077537 W JP 2012077537W WO 2013062025 A1 WO2013062025 A1 WO 2013062025A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage device
power storage
battery
discharge
power
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/077537
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆一郎 富永
Original Assignee
三洋電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
Publication of WO2013062025A1 publication Critical patent/WO2013062025A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device having an assembled battery formed by connecting a plurality of secondary batteries (chargeable and dischargeable batteries), and a power supply system including such a power storage device.
  • power storage devices using secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are known.
  • Such a power storage device is used, for example, for the purpose of suppressing output fluctuation of natural energy power generation such as solar power generation or wind power generation, or used as a power supply source of HEV (Hybrid Electric Vehicle), for example.
  • the power storage device used for such a purpose generally requires a high voltage, and thus includes a battery pack in which a plurality of secondary batteries are connected in series.
  • the characteristics between the batteries may vary due to, for example, manufacturing variations of the batteries.
  • the battery characteristics include SOC (State Of Of Charge), initial capacity, capacity after deterioration, internal resistance, and the like. Note that the SOC is a parameter representing the ratio of the dischargeable capacity (remaining capacity) to the full charge capacity in percentage.
  • FIG. 10 is a graph for explaining a problem in the case where there is a characteristic variation between the batteries constituting the assembled battery.
  • the horizontal axis indicates the elapsed time when charging / discharging the assembled battery
  • the vertical axis indicates SOC (an example of battery characteristics).
  • SOC an example of battery characteristics
  • the battery with the lowest SOC at the completion of charging has the remaining capacity of 0% earliest at the time of discharging, and the other four batteries cannot be discharged sufficiently. That is, when there is variation in the characteristics between the batteries constituting the assembled battery, the effective capacity that can be charged and discharged by the assembled battery is reduced.
  • forced self-discharge As a means for eliminating such a decrease in the effective capacity of the assembled battery, there is a case where balancing is performed to eliminate or reduce the voltage or SOC deviation between the batteries.
  • forced discharge hereinafter, this discharge may be referred to as forced self-discharge
  • this discharge is performed for each battery constituting the assembled battery using a discharge circuit provided inside the battery.
  • forced self-discharge for example, there is a concern about melting of the battery package material due to heat generation or damage to the circuit inside the battery, so that the discharge current cannot be increased so much. For this reason, conventionally, there has been a problem that forced self-discharge takes a long time (forced self-discharge is continuously performed for a long time).
  • the power storage device of Japanese Patent Publication No. 2010-142039 discloses that a plurality of batteries are discharged as a set in addition to a single discharge circuit provided for each of the plurality of batteries constituting the assembled battery. In this configuration, a combined discharge circuit is provided. And in the above-mentioned document, it is disclosed that by arranging the assembled discharge circuit outside the IC device, it is possible to employ a resistor with large power consumption in the assembled discharge circuit, and discharge can be performed at high speed.
  • an object of the present invention is to provide a power storage device that can efficiently perform balancing processing for eliminating or reducing variations in battery characteristics between batteries constituting the assembled battery, and an operation associated with the balancing processing provided with such a power storage device. It is to provide a power supply system that is not easily affected by the restrictions.
  • a power storage device includes an assembled battery in which a plurality of chargeable / dischargeable batteries are connected, a discharge unit that discharges each of the plurality of batteries, and a control unit that controls the discharge unit.
  • the control unit controls the discharging unit to execute a balancing process for setting a variation in battery characteristics among the plurality of batteries within a predetermined range, and the balancing process is performed with a time interval.
  • the configuration (first configuration) is executed by being divided into a plurality of times.
  • the battery constituting the assembled battery may be a single storage battery cell or may be configured by a plurality of storage battery cells (for example, a battery pack).
  • the battery characteristics in the first configuration include, for example, voltage and SOC.
  • the assembled battery is installed while avoiding the situation where the forced self-discharge for the balancing process is continuously performed for a very long time. It is possible to eliminate or reduce variations in battery characteristics between constituent batteries.
  • the control unit estimates in advance the total time required for the balancing process, and calculates one of a plurality of processing times obtained by dividing the total time into at least two or more.
  • the balancing process may be a configuration (third configuration) executed when the assembled battery is not charged / discharged with the outside of the device.
  • an efficient balancing process can be realized by using a gap time during which charging / discharging of the power storage device (charging / discharging with the outside) is not performed.
  • “charging / discharging with the outside (device outside)” means that the power storage device is charged from the outside of the device, or the power storage device is discharged to the outside.
  • charging / discharging is not performed with the outside (device outside) means that the power storage device is not charged from the outside of the device and the power storage device is not discharged to the outside. Point to.
  • a voltage is used as the battery characteristic, and a target voltage is determined based on an open voltage of the plurality of batteries in each of the balancing processes divided into the plurality of times. It is good also as a structure (4th structure) in which discharge using the said discharge part is performed in each of these batteries so that it may approach the said target voltage. According to this configuration, since the target voltage is determined by the open circuit voltage, highly accurate balancing processing can be expected.
  • the target voltage may be set separately for each battery in at least one balancing process divided into a plurality of times.
  • the balancing process is performed when the assembled battery is not charging / discharging with the outside of the device and when the assembled battery is charging / discharging with the outside of the device.
  • a configuration that is executed in any of the cases (fifth configuration) may be employed. Even in this configuration, it is possible to efficiently reduce the variation in battery characteristics between the batteries constituting the assembled battery by the balancing process performed in a plurality of times.
  • the discharge using the discharge unit of each of the plurality of batteries is performed for a predetermined time (sixth configuration). Good.
  • the predetermined time in this case may be determined for each battery.
  • a configuration in which the balancing process is executed in advance of capacity learning for obtaining the full charge capacity of the assembled battery is employed. Good. According to this configuration, the time required for capacity learning can be shortened.
  • a power supply system of the present invention is used for charging the power storage device having any one of the first to seventh configurations and the power storage device, and supplies power to an external load. And a power supply source used to do this (eighth configuration).
  • the power supply source may include a natural energy power generation unit that generates power using natural energy.
  • the present invention it is possible to provide a power storage device that can efficiently perform balancing processing for eliminating or reducing variations in battery characteristics among batteries constituting an assembled battery.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows schematic structure of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the electrical storage apparatus of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the battery pack with which the electrical storage apparatus of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention is provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system 1 of the present embodiment.
  • the power supply system 1 includes a power supply source 10, a power conversion unit 20, and a power storage device 30.
  • the power supply source 10 supplies power to the external load 40 and the power storage device 30.
  • the power supply source 10 may be, for example, a power system or a natural energy power generation device that generates power using natural energy.
  • Examples of the natural energy power generation device include a solar power generation device that generates power using sunlight and a wind power generation device that generates power using wind power.
  • a power conversion unit (PCS; Power ⁇ ⁇ Conditioning ⁇ ⁇ System) 20 performs power conversion between the power supply source 10 and the power storage device 30.
  • the power conversion unit 20 performs power conversion between the power storage device 30 and the load 40.
  • the power conversion unit 20 can include a bidirectional AC / DC converter and / or a bidirectional DC / DC converter.
  • the power conversion unit 20 can include a bidirectional AC / DC converter.
  • the power converter 20 can be configured to include a bidirectional DC / DC converter.
  • the power storage device 30 is provided so that the power supplied from the power supply source 10 can be charged. Further, the power storage device 30 is provided so as to be able to discharge and supply power to the load 40. Although details of the power storage device 30 will be described later, the power storage device 30 includes a battery pack in which a plurality of chargeable / dischargeable batteries are connected in series. Examples of the “chargeable / dischargeable battery” include secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries. The “chargeable / dischargeable battery” may be constituted by a single storage battery cell, or may be constituted by a plurality of storage battery cells configured as one group (for example, a battery pack). In the assembled battery included in the power storage device 30, the number of batteries connected in series may be appropriately changed depending on the purpose of use (required voltage), and the number is not particularly limited as long as it is two or more.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the power storage device 30 of the present embodiment.
  • a thick line indicates a power line
  • a thin line indicates a signal line.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the battery pack 33 included in the power storage device 30 of the present embodiment.
  • the power storage device 30 includes an assembled battery 31 and a BMU (Battery Management Unit) 32.
  • the assembled battery 31 includes a plurality of battery packs 33 connected in series.
  • the BMU 32 is provided so as to be able to communicate with each of the plurality of battery packs 33 and functions as a control unit that controls each battery pack 33.
  • As a communication means between each battery pack 33 and BMU 32 for example, metal communication or optical communication can be used.
  • a switch for turning on and off the electrical connection between the assembled battery 31 and the PCS 20 included in the power storage device 30 is provided, but this switch may be included in the power storage device 30. It may be included in the PCS 20.
  • the battery pack 33 includes a battery unit 331, a discharge unit 332, an in-pack management unit 333, and a transmission unit 334.
  • the battery unit 331 has, for example, a configuration in which a plurality of storage battery cells (pointing to the minimum unit of the storage battery) are connected in series and parallel. However, this is only an example, and as the configuration of the battery unit 331, a configuration in which a plurality of storage battery cells are connected only in series or a configuration in which a plurality of storage battery cells are connected only in parallel may be employed. Moreover, the battery part 331 may be comprised only with a single storage battery cell.
  • the discharge unit 332 is disposed (connected in parallel to the battery unit 331) between the positive (+) and negative ( ⁇ ) electrodes of the battery unit 331 (which may be referred to as the battery pack 33). Discharge (discharge in the battery pack 33) is performed.
  • This discharge part 332 should just contain the resistor which consumes the electric power of the battery part 332.
  • the discharge unit 332 may be configured by a switch and a resistor connected in series to the switch.
  • the discharge part 332 can be constituted by, for example, a single transistor or a transistor having resistors connected in series.
  • the in-pack management unit 333 acquires, for example, a current value and a voltage value between the positive (+) pole and the negative ( ⁇ ) pole of the battery unit 331 (which may be referred to as the battery pack 33), or the battery pack The temperature inside 33 is acquired.
  • the in-pack management unit 333 transmits the acquired data as battery data to the BMU 32 via the transmission unit 334 in response to a request from the BMU 32.
  • the in-pack management unit 333 also controls the discharge unit 333 based on an instruction from the BMU 32.
  • the drive power of the in-pack management unit 333 may be obtained from the battery unit 331 or from the outside.
  • the SOC of the battery pack 33 may be obtained by the in-pack management unit 333.
  • the SOC of the battery pack 33 is obtained from, for example, an integrated value of charge / discharge currents flowing through the battery pack 33.
  • the SOC of the battery pack 33 can be obtained by referring to a calculation formula or table indicating a relationship between the SOC and the open circuit voltage (OCV; Open ⁇ Circuit Voltage) of the battery pack 33 determined in advance.
  • the assembled battery 31 is an example of the assembled battery of the present invention.
  • the BMU 32 is an example of a control unit of the present invention.
  • the discharge part 332 is an example of the discharge part of this invention.
  • the BMU 32 controls the discharge unit 332 of each battery pack 33 (control via the in-pack management unit 333) to eliminate variation in battery characteristics among the plurality of battery packs 33 constituting the assembled battery 31, or The balancing process to be reduced will be described.
  • Examples of the battery characteristics described above include voltage and SOC.
  • a solar power generation device is used for the power supply source 10 of the power supply system 1 shown in FIG. 1, and the case where the power storage device 30 is used for the purpose of suppressing the output fluctuation of the solar power generation device 10 is an example. Will be described.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of a charge / discharge pattern of the power storage device 30 when the output fluctuation of the solar power generation device 10 is suppressed.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents SOC.
  • the graph of FIG. 4 has shown the data for 4 days. In these four days, the first day is a clear pattern, the second day is a cloudy pattern, and the third and fourth days are sunny and sometimes cloudy. However, on the third day (pattern name; drop) and the fourth day (pattern name; spike), the variation in solar radiation is more severe on the fourth day than on the third day.
  • the four patterns shown in FIG. 4 can be said to be typical patterns of the charge / discharge patterns shown by the power storage device 30 used to suppress the output fluctuation of the solar power generation device 10.
  • the number of charge / discharge is small in clear weather and cloudy weather, but the number of charge / discharge is increased in drop spike.
  • the balancing process is executed by using a plurality of times during which the power storage device 30 is not continuously charged and discharged.
  • the balancing process of the present embodiment is performed by dividing the power storage device 30 into a plurality of times with a time interval using a time zone in which the power storage device 30 is not charged / discharged with the outside of the device (a time zone of a gap). Executed.
  • the balancing process of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6A.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the processing flow of the balancing process of the present embodiment.
  • FIG. 6A is a graph for explaining the balancing process of the present embodiment.
  • the horizontal axis is time
  • the vertical axis is the voltage of the battery pack 33 (open voltage: OCV).
  • the time zones Pa, Pb, and Pc in FIG. 6A and the time zones Pa, Pb, and Pc in FIG. 4 have a correspondence relationship.
  • the number of battery packs 33 included in the power storage device 30 is five.
  • some of the charging / discharging patterns are omitted in a part of the time zone when the balancing process is not performed.
  • Whether or not the balancing process needs to be performed may be determined by the BMU 32, for example, but is not limited thereto, and may be determined by a controller (not shown) included in the power supply system 1 or the like. .
  • the criteria for determining whether or not it is necessary to perform the balancing process are various criteria (for example, the passage of a predetermined time, the number of charge / discharge cycles of the power storage device 30 is a predetermined number or more, and the variation in battery characteristics is a predetermined threshold or more. Any of these may be adopted.
  • the next balancing process may be performed continuously. Then, after a certain balancing process is completed, the next balancing process may be performed with a predetermined interval.
  • the BMU 32 checks whether or not it is time to cause the discharge unit 332 of each battery pack 33 to start discharging (forced self-discharge) (step S1).
  • the timing for starting the discharge is included in the above-described time zone in which the power storage device 30 is not continuously charged and discharged.
  • this timing is a timing at which a time period in which charging / discharging of the power storage device 30 is not continuously performed starts, or is constant after a time period in which charging / discharging of the power storage device 30 is not performed continuously is started. Or when the time has passed. If it demonstrates in the example of FIG. 4, it will be the start time of the time slot
  • the BMU 32 acquires the open voltage (OCV) of each battery pack 33 and determines the target voltage (step) S2). Although there are various methods for determining the target voltage, the minimum value is determined as the target voltage among the open voltages of the battery packs 33 acquired by the BMU 32 (see FIG. 6A).
  • the switch of the discharge unit 332 of each battery pack 33 is turned on by the instruction of the BMU 32 to start forced self-discharge (step S3).
  • the switch of the discharge unit 332 of the battery pack 33 is turned off, and the forced self-discharge is appropriately terminated. Further, for the convenience of determining the target voltage as described above, the forced self-discharge is not performed on the battery pack 33 having the minimum open circuit voltage among the plurality (here, 5) of battery packs 33.
  • the BMU 32 monitors whether or not the open voltages of all the battery packs 33 are within a predetermined range with respect to the target voltage (step S4).
  • the predetermined range when the purpose is to eliminate the variation in open voltage among a plurality (here, 5) of battery packs 33, the open voltages of all the battery packs 33 reach the target voltage. (The difference from the target voltage is almost zero).
  • FIG. 6A assumes the case where this is employ
  • the purpose is to reduce the variation in the open circuit voltage among the plurality of battery packs 33 to a certain level, the difference between the open circuit voltage and the target voltage is predetermined for all the battery packs 33 within a predetermined range. It means to reach below the threshold value.
  • step S4 When all the battery packs 33 are within a predetermined range with respect to the target voltage (Yes in step S4), the BMU 32 ends the balancing process. On the other hand, if all the battery packs 33 are not within the predetermined range with respect to the target voltage (No in step S4), whether or not a predetermined time has elapsed since the BMU 32 started the forced self-discharge. Is confirmed (step S5).
  • the predetermined time means one of a plurality of processing times obtained by the BMU 32 estimating in advance the total time required for the target voltage in the balancing process and dividing the total time into at least two or more. To do.
  • a divided processing time is not set automatically by the BMU 32.
  • the user directly refers to the total time displayed on the display unit (not shown) and directly through the operation unit (not shown). It may be set by inputting.
  • step S5 If the predetermined time has elapsed (Yes in step S5), the BMU 32 stops the forced self-discharge in each battery pack 33 (step S6). Thereafter, the procedure after step S1 is repeated. On the other hand, when the predetermined time has not elapsed (No in step S5), the procedure after step S4 is repeated.
  • the discharge current in the discharge part 332 cannot be a large current in order to avoid melting of the package material due to heat generation and damage to the circuit inside the battery. For this reason, the balancing process takes a long time. Therefore, the open voltage of all the battery packs 33 cannot normally be within a predetermined range with respect to the target voltage only by using once the time zone in which the power storage device 30 is not continuously charged and discharged. . Therefore, as shown in FIG. 6A, the forced self-discharge is repeated at time intervals such as the second time and the third time. That is, the balancing process is performed in a plurality of times with a time interval.
  • FIG. 6B is a comparative graph for explaining the effect of the balancing process of the present embodiment. Similar to FIG. 6A, the horizontal axis in FIG. 6B is time, and the vertical axis is the voltage of the battery pack 33 (open voltage: OCV). As shown in FIG. 6B, when the balancing process for setting the variation in battery characteristics within a predetermined range is performed in a batch without being divided into a plurality of times, forced self-discharge is continuously performed for a very long time (for example, as shown in FIG. 6A). The total time of the time zones Pa, Pb, Pc; for example, 24 hours or more). In this case, for example, there may be a problem that charging / discharging of the power storage device 30 to the outside of the device cannot be performed for a long time.
  • OCV open voltage
  • the timing for performing the forced self-discharge is divided into a plurality of times (three times in the example shown in FIG. 6A) using the time of the gap where the power storage device 30 is not charged / discharged.
  • the balancing process is advanced.
  • the time during which the forced self-discharge is continuously performed can be shortened and the balancing process can be performed efficiently, and the operation of the power supply system 1 is hardly restricted.
  • the target voltage determined when performing forced self-discharge is determined based on the open circuit voltage, highly accurate balancing processing can be expected.
  • the battery pack 33 included in the power storage device 30 is convenient because the conventional configuration can be used as it is and an efficient balancing process can be performed.
  • the power storage device 30 is not charged / discharged at night when the solar power generation device 10 does not generate power.
  • a method of using the power storage device 30 may be employed in which the power storage device 30 is discharged at night in order to turn on the illumination at night or to boil hot water in a water heater. Even in such a case, if the time during which the power storage device 30 is not continuously charged / discharged can be obtained to some extent, the balancing process (with a time interval between them) similar to that in the above-described embodiment is performed using the time period. Balancing process executed in multiple times) is possible.
  • the same target voltage is applied to each of the plurality of battery packs 33 before performing forced self-discharge.
  • the target voltage determined before performing forced self-discharge may be provided separately for each of the plurality of battery packs 33.
  • the target voltage to be applied to each of the battery packs 33 may be made uniform in the final time.
  • the time management for forced self-discharge time management similar to step S5 in FIG. 5 may be unnecessary.
  • the power supply system 1 may include a management unit (not shown) that stores and manages a schedule table related to charging / discharging of the power storage device 30 on a weekly or monthly basis, for example. Then, the management unit extracts two periods (for example, Monday night and Friday night of this week) where the power storage device 30 does not charge / discharge while referring to the schedule table of the power storage device 30 in advance, and the BMU 32 performs balancing. Scheduling may be performed so that the processing is divided into two executions on Monday night and Friday night.
  • Embodiment 2 Next, the power supply system 1 according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the processing flow of the balancing process of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (similar to the flow of FIG. 5).
  • the balancing process according to the present embodiment is configured such that the balancing process is started when a predetermined period before the date of the capacity learning process for obtaining the full charge capacity of the assembled battery 31 included in the power storage device 30 is reached. Different from 1.
  • symbol is attached
  • FIG. 7 is a graph for explaining an example of the capacity learning process executed by the power storage device 30 of the present embodiment.
  • the horizontal axis is time, and the vertical axis is battery voltage.
  • the number of battery packs 33 included in the power storage device 30 is five.
  • the capacity learning process for example, it may be determined whether or not to start the process using, as an index, voltage variation between the plurality of battery packs 33 constituting the assembled battery 31.
  • the capacity learning process is started when the voltage difference between the battery pack 33 having the maximum voltage value and the battery pack 33 having the minimum voltage value exceeds a predetermined threshold. Also good.
  • the capacity learning process is started when a predetermined period elapses from the time when the capacity learning process is performed first (in the case of the first capacity learning process, when the power storage device 30 is started to be used), for example. You may do it.
  • the capacity learning process may be started when, for example, the number of times of charging / discharging the power storage device 30 is reached a predetermined number.
  • all of the above may be prepared as determination indices, and the capacity learning process may be started according to the index that has been achieved earliest.
  • the capacity learning process When the capacity learning process is started, power is supplied from the power supply source 10 (for example, a solar power generation device), and the assembled battery 31 is charged. Charging is terminated when one of the battery packs 33 constituting the assembled battery 31 is fully charged. If the capacity balance between the plurality of battery packs 33 constituting the assembled battery 31 is lost (if there is variation in battery characteristics), a battery pack 33 that is not fully charged is generated. FIG. 7 shows such a state, and only one battery pack 33 is fully charged, and the other battery packs 33 are not fully charged.
  • the power supply source 10 for example, a solar power generation device
  • a target voltage is determined based on the open voltage of each battery pack 33, and forced self-discharge is performed so that the open voltage of each battery pack 33 becomes the target voltage.
  • the target voltage is set to be the same as the minimum open-circuit voltage value among the open-circuit voltages of the battery packs 33 constituting the assembled battery 31.
  • the forced self-discharge of each battery pack 33 is sequentially stopped when the open circuit voltage reaches the target voltage.
  • the open voltage of all the battery packs 33 reaches the target voltage
  • the assembled battery 31 is recharged. Also in this case, the charging is terminated when any one of the battery packs 33 constituting the assembled battery 31 is fully charged.
  • the capacity variation between the battery packs 33 at the end of recharging is small.
  • the assembled battery 31 is discharged.
  • the battery pack 31 is discharged until any one of the battery packs 33 constituting the battery pack 31 reaches a predetermined voltage level.
  • the predetermined voltage level is preferably set to a level at which each battery pack 33 is not completely discharged.
  • the power storage device 30 When the capacity learning process as described above is performed, the power storage device 30 normally does not perform charge / discharge other than charge / discharge for capacity learning. That is, the power storage device 30 does not exhibit an original function (for example, a function of suppressing output fluctuation of the solar power generation device 10) during the capacity learning process. For this reason, it is desirable to finish the capacity learning process in as short a time as possible. In the capacity learning process, the time during which the forced self-discharge of each battery pack 33 is performed tends to be particularly long (for example, takes 24 hours or more), and it is particularly desirable to shorten this time.
  • the balancing process of the present embodiment is performed when a predetermined period before the capacity learning process is performed.
  • the start timing of the balancing process (performed before the date of the capacity learning process) is executed in a plurality of times using, for example, a gap period in which the power storage device 30 is not charged / discharged. Due to the forced self-discharge, the battery characteristic variation is determined to be zero on the day of the capacity learning process. For this reason, the period of forced self-discharge in the capacity learning process can be greatly shortened by using the balancing process of the present embodiment. As a result, the time required for the capacity learning process is shortened.
  • the start timing of the balancing process is set so that the variation in the battery characteristics becomes zero on the date of the capacity learning process.
  • the start timing of the balancing process is determined so that the variation in battery characteristics is reduced to a predetermined level on the date of the capacity learning process in consideration of the time required for forced self-discharge during the capacity learning process. May be.
  • the balancing process executed before the implementation date of the capacity learning process is performed as close as possible to the implementation date of the capacity learning process.
  • a configuration in which the balancing process is completed on the day before the capacity learning is performed or a configuration in which the balancing process is completed on the day when the capacity learning process is performed is preferable. If the period from the execution of the balancing process to the implementation date of the capacity learning process is too long, the battery characteristics will vary again among the plurality of battery packs 33 constituting the assembled battery 31, and the balancing process performed earlier. This is because there is a possibility of being wasted.
  • the power supply system 1 of the present embodiment includes the management unit as described in the first embodiment and schedules the execution date of the capacity learning process and the execution date of the balancing process in advance.
  • a maximum allowable period (for example, 3 days) is set in advance in the management unit so that the period from the execution of the balancing process to the execution date of the capacity learning process does not become too long.
  • the management unit preferably performs scheduling so that two execution dates fall within the maximum allowable period.
  • Embodiment 3 Next, the power supply system 1 according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • a wind power generator is used for the power supply source 10 of the power supply system 1 shown in FIG. 1, and the case where the power storage device 30 is used for the purpose of suppressing the output fluctuation of the wind power generator 10 is taken as an example. I will explain.
  • symbol is attached
  • FIG. 8 is a graph showing an example of the charge / discharge pattern of the power storage device 30 when the output fluctuation of the wind power generator 10 is suppressed.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents SOC.
  • FIG. 8 shows a pattern in which the charging / discharging of the power storage device 30 fluctuates in a 1-minute cycle and a case in which it fluctuates in a 30-minute cycle for smoothing fluctuations in wind power generation and the like.
  • the 1-minute period fluctuation is solid for convenience because the fluctuation period is considerably shorter than the 30-minute period fluctuation.
  • the balancing process of the present embodiment is configured to execute the balancing process even when the power storage device 30 performs charge / discharge with the outside.
  • the processing flow of the balancing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the balancing process according to the present embodiment.
  • Whether or not it is necessary to perform the balancing process of the present embodiment may be determined by the same technique as in the first or second embodiment.
  • the BMU 32 checks whether or not the power storage device 30 is charging / discharging with the outside (step S11). Whether or not charging / discharging is performed can be determined by confirming, for example, the value of current flowing through the assembled battery 31 (each battery pack 33).
  • the BMU 32 checks the open voltage (OCV) of each battery pack 33 provided in the power storage device 30 (step S12). In the example shown in FIG. 8, the open circuit voltage is confirmed at time T1.
  • the BMU 32 When the BMU 32 confirms the open circuit voltage, the BMU 32 selects the battery pack 33 to be subjected to forced self-discharge (step S13). Then, the BMU 32 sets the time for forced self-discharge for each target battery pack 33 based on the relationship between the forced self-discharge time and the amount of voltage drop (for example, 0.5 V / hour) obtained in advance by experiment or simulation. Determine (step S14). The battery pack 33 having the minimum voltage value obtained at the time of confirming the previous open voltage and the battery pack 33 having a voltage value within a predetermined range (variation is within an allowable range) with respect to the minimum voltage value are There is no need for self-discharge.
  • a battery pack 33 that does not need to perform such forced self-discharge is selected as a target for forced self-discharge.
  • the time for forced self-discharge in each battery pack 33 is determined so that the battery characteristics approach the battery pack 33 having the above-described minimum voltage value.
  • variation in a battery characteristic may differ for every battery pack 33 used as the object of forced self-discharge. For this reason, the length of the forced self-discharge time determined in step S14 may be different for each battery pack.
  • the forced self-discharge time is determined so that the open voltage of each battery pack 33 after the forced self-discharge does not fall below the open voltage of the battery pack 33 having the minimum battery value.
  • step S15 When the time for forced self-discharge is determined, the switch of the discharge unit 332 of each battery pack 33 to be subjected to forced self-discharge is turned on by the instruction of the BMU 32 to start forced self-discharge (step S15).
  • the forced self-discharge is started, the forced self-discharge of each battery pack 33 is performed according to the previously determined forced self-discharge time.
  • the switch of the discharge unit 332 is turned off, and the forced self-discharge is stopped in order from the shortest determined forced self-discharge time (step S16). Note that a period P1 in FIG. 8 corresponds to a forced self-discharge period although the forced self-discharge is performed for the longest time.
  • the BMU 32 checks whether or not the power storage device 30 is charging / discharging with the outside (step S17). When the power storage device 30 is not charged / discharged with the outside (No in step S17), the BMU 32 checks the open voltage of each battery pack 33 provided in the power storage device 30 (step S18). In the example shown in FIG. 8, the open circuit voltage is confirmed at time T2.
  • the BMU 32 After confirming the open voltage, the BMU 32 confirms whether or not the voltage variation among all the battery packs 33 is within a predetermined range (step S19). When the voltage variation among all the battery packs 33 falls within a predetermined range (Yes in step S19), the BMU 32 ends the balancing process. On the other hand, if the voltage variation among all the battery packs 33 is not within the predetermined range (No in step S19), the BMU 32 does not end the balancing process and repeats the processes after step S13.
  • step S14 the self-discharge time of each battery pack 33 is estimated based on values obtained in advance through experiments. Further, as described above, the open voltage of each battery pack 33 after the forced self-discharge is performed in accordance with the self-discharge time determined in step S14 is lower than the open voltage of the battery pack 33 having the minimum voltage value. Is inconvenient. For this reason, it is preferable that the variation between the plurality of battery packs 33 included in the power storage device 30 is reduced stepwise by a plurality of times to be within a target variation range (Steps S13 to S18 are performed a plurality of times. Are preferred). In other words, it can be said that the balancing process of the present embodiment is also preferably executed in a plurality of times.
  • the balancing process is performed even when the power storage device 30 is charging / discharging with the outside. And the voltage dispersion
  • the balancing process of the present embodiment described above is merely an example.
  • the time zone P ⁇ b> 2 in which the power storage device 30 does not continuously charge and discharge to the outside can be expected, for example, the time zone P ⁇ b> 2 is used after step S ⁇ b> 18 in FIG. 9.
  • the target voltage may be determined and forced self-discharge may be performed.
  • variation in the battery characteristic between the battery packs 33 in the electrical storage apparatus 30 can be hoped for, performing a balancing process efficiently in multiple times.
  • the power storage device 30 may start charging / discharging with the outside in the middle of the time period P2 in FIG.
  • the start of charge / discharge is detected (for example, it can be detected by monitoring the current value)
  • the forced self-discharge stop determination is made from the control based on the target voltage to the control based on the discharge time (see FIG. (Control like 9).
  • the forced self-discharge stop determination is performed by time control.
  • the configuration is such that forced self-discharge is performed up to the target voltage while estimating the open-circuit voltage of each battery pack 33. May be.
  • the estimated open-circuit voltage of each battery pack 33 is obtained by adjusting the voltage raising / lowering portion due to the internal resistance of the battery pack 33 estimated in advance by experiments or the like with respect to the voltage value measured when the power storage device 30 is charged / discharged. Is required.
  • the estimation accuracy of the open-circuit voltage decreases when the charge / discharge fluctuation is severe.
  • the target voltage setting value is set higher than the voltage value that is originally desired to be reduced, and forced self-discharge is performed in small increments while confirming the open circuit voltage in the middle (i.e., multiple balancing processes are performed at time intervals). It is preferable to divide it into times.
  • Embodiments 1 to 3 described above are examples of the present invention, and the power storage device and the power supply system of the present invention are not limited to the configurations described above. That is, the configuration of the embodiment described above can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
  • the power supply source 10 is a solar power generation device.
  • the scope of application of the present invention is not limited to this, and the balancing process of the first and second embodiments is applicable even when the power supply source 10 is a power system or the like.
  • the power supply source 10 is a wind power generator.
  • the application range of the present invention is not limited to this, and the balancing process of the third embodiment can be applied even when the power supply source 10 is an electric power system, a solar power generation device, or the like.
  • the discharge unit is provided for each battery pack (each battery).
  • the configuration of the present invention is not limited to this configuration.
  • the discharge part should just be provided so that each battery pack (battery) which comprises an assembled battery can be forced self-discharge.
  • a configuration in which one discharge unit used for switching is provided for a plurality of battery packs (batteries) may be used.
  • the balancing process in the power storage device including the assembled battery in which a plurality of batteries (battery packs) are connected in series has been described.
  • the idea that the balancing process is performed multiple times with a time interval which is the technical idea of the present invention, can also be applied to a power storage device including an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in parallel. It is. That is, the scope of the present invention includes such a form.
  • the power storage device and power supply system of the present invention are not limited to stationary power supply devices but can be applied as power supply devices for mobile objects such as vehicles, ships, airplanes, robots, and power-assisted bicycles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

　組電池を構成する電池間の電池特性のばらつきを解消或いは低減するためのバランシング処理を効率良く行える蓄電装置を提供する。蓄電装置は、充放電可能な電池が複数接続されてなる組電池と、組電池を構成する各電池を放電させる放電部と、放電部の制御を行う制御部と、を備える。制御部は、放電部を制御して、組電池を構成する複数の電池間における電池特性のばらつきを所定の範囲内とするバランシング処理を実行させ、前記バランシング処理は、時間間隔を空けて複数回に分割して実行される。

Description

蓄電装置及び電力供給システム
　本発明は、複数の二次電池（充放電可能な電池）が接続されてなる組電池を有する蓄電装置、及び、そのような蓄電装置を備える電力供給システムに関する。
　従来、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を使った蓄電装置が知られている。このような蓄電装置は、例えば、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー発電の出力変動を抑制する目的で使用されたり、例えばＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）の電力供給源として使用されたりする。このような目的で使用される蓄電装置は、一般に高電圧が要求されるため、複数の二次電池が直列接続された組電池を含む構成になっている。
　ところで、組電池においては、例えば電池の製造ばらつき等が原因になって、電池間の特性がばらつくことがある。ここでいう電池の特性としては、例えばＳＯＣ（State Of Charge）、初期容量、劣化後容量、内部抵抗等が挙げられる。なお、ＳＯＣは、満充電容量に対する放電可能容量（残存容量）の比を百分率で表したパラメータである。
　図１０は、組電池を構成する電池間に特性ばらつきがある場合の問題点を説明するためのグラフである。なお、図１０において、横軸は組電池の充放電が行われる際の経過時間、縦軸はＳＯＣ（電池の特性の一例）を示す。また、図１０では、組電池が５つの電池からなり、これら５つの電池の特性（ＳＯＣ）がばらついている状態が想定されている。
　充電時においては、組電池を構成する電池のいずれかが満充電になると、過充電による電池の損傷が生じないように、それ以上充電は行われない。このために、組電池を構成する電池間の特性にばらつきがある場合、図１０に示すように、充電が不十分な電池が生じる（図１０では４つの電池が不十分な充電状態である）。一方、放電時においては、組電池を構成する電池のいずれかが残存容量が０％になると、過放電が起きないように、それ以上放電は行われない。このために、組電池を構成する電池間の特性にばらつきがある場合、図１０に示すように、放電を十分に行えない電池が生じる。具体的には、充電完了時に最もＳＯＣの低かった電池が放電時に最も早く残存容量が０％になり、他の４つの電池は、放電を十分に行えないことになる。すなわち、組電池を構成する電池間の特性にばらつきがある場合、組電池で充放電可能な実効容量が低下してしまう。
　このような組電池の実効容量の低下を解消するための手段として、各電池間の電圧やＳＯＣのずれを解消或いは低減するバランシングが行われることがある。バランシング時には、組電池を構成する電池毎に、電池内部に設けられる放電回路を使用して強制的な放電（以下、この放電のことを強制自己放電と記載することがある）が実行される。強制自己放電時においては、例えば、発熱による電池パッケージ材料の溶融や電池内部の回路の損傷が懸念されるために、放電電流はあまり大きくできない。このために、従来、強制自己放電は長時間かかる（強制自己放電が連続して長時間行われる）という課題があった。
　このような課題を解消すべく、日本国特許公開２０１０－１４２０３９号公報の電力蓄電装置は、組電池を構成する複数の電池ごとに設けられる単放電回路に加えて、複数の電池を組として放電させるための組放電回路が設けられる構成になっている。そして、上記文献においては、組放電回路がＩＣ装置外に配置されることで、組放電回路に電力消費の大きな抵抗が採用可能となり、高速に放電が行えることが開示される。
　しかしながら、上記文献に開示されるように組放電回路をＩＣ装置外に配置する構成では、部品点数の増加による、蓄電装置の大型化やコストの増加が懸念される。また、組放電回路をＩＣ装置内に設ける構成が採用される場合には、発熱による電池パッケージ材料の溶融等の問題が発生することが懸念され、結局、強制自己放電に要する時間の大幅な短縮は望めない。
　そこで、本発明の目的は、組電池を構成する電池間の電池特性のばらつきを解消或いは低減するためのバランシング処理を効率良く行える蓄電装置、及びそのような蓄電装置を備え、バランシング処理に伴う運用の制約を受け難い電力供給システムを提供することである。
　本発明の蓄電装置は、充放電可能な複数の電池が接続されてなる組電池と、前記複数の電池の各々を放電させる放電部と、前記放電部の制御を行う制御部と、を備える蓄電装置であって、前記制御部は、前記放電部を制御して、前記複数の電池間における電池特性のばらつきを所定の範囲内とするバランシング処理を実行させ、前記バランシング処理は、時間間隔を空けて複数回に分割して実行される構成（第１の構成）となっている。
　なお、第１の構成において、組電池を構成する電池は、単一の蓄電池セルでもよいし、複数の蓄電池セルで構成されるもの（例えば電池パックと呼称されるもの）でもよい。また、第１の構成における電池特性は、例えば電圧やＳＯＣが挙げられる。
　第１の構成によれば、バランシング処理が複数回に分けて実行されるために、バランシング処理のための強制自己放電が連続して非常に長い時間実行されるという事態を避けつつ、組電池を構成する電池間の電池特性のばらつきを解消、或いは、低減できる。
　上記第１の構成の蓄電装置において、前記制御部は、前記バランシング処理に要する総時間を予め推定し、当該総時間を少なくとも２つ以上に分割することにより得られる複数の処理時間の１つを所定の時間として設定し、前記バランシング処理を開始してから前記所定の時間が経過すれば当該処理を一時的に停止させ、前記時間間隔を空けて再び前記バランシング処理を開始する構成（第２の構成）としてもよい。
　上記第１の構成の蓄電装置において、前記バランシング処理は、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っていない場合に実行される構成（第３の構成）としてもよい。本構成によれば、蓄電装置の充放電（外部との間の充放電）が行われない隙間の時間を利用して効率の良いバランシング処理が実現できる。なお、本明細書において、「外部（装置外部）との間で充放電が行われている」とは、蓄電装置が装置外部から充電されている状態、又は、蓄電装置が外部に対して放電している状態を指す。また、「外部（装置外部）との間で充放電が行われていない」とは、蓄電装置が装置外部から充電されておらず、且つ、蓄電装置が外部に対して放電していない状態を指す。
　そして、上記第３の構成の蓄電装置においては、前記電池特性として電圧が使用され、前記複数回に分割されたバランシング処理それぞれにおいて、前記複数の電池の開放電圧に基づいて目標電圧が決定され、前記複数の電池のそれぞれにおいて、前記目標電圧に近づくように前記放電部を用いた放電が行われる構成（第４の構成）としてもよい。本構成によれば、目標電圧が開放電圧によって決定されるために、高精度なバランシング処理が期待できる。
　なお、上記第４の構成において、目標電圧は、複数に分割されるバランシング処理のそれぞれの回において１つだけ決定され、各回における各電池の放電部を利用した放電の停止は、目標電圧に到達するか、或いは、所定時間の経過によって実行されるようにしてもよい。また、上記第４の構成において、複数に分割されるバランシング処理の少なくとも１つの回において、目標電圧が電池毎に別々に複数設定されることがあってもよい。
　上記第１の構成の蓄電装置において、前記バランシング処理は、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っていない場合と、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っている場合とのうちのいずれの場合でも実行される構成（第５の構成）としてもよい。本構成でも、複数回に分割して行われるバランシング処理により、組電池を構成する電池間の電池特性のばらつきを効率良く低減することが可能である。
　上記第５の構成の蓄電装置において、前記複数回に分割されたバランシング処理それぞれにおいて、前記複数の電池それぞれの前記放電部を利用した放電は所定時間だけ行われる構成（第６の構成）としてもよい。この場合の所定時間は、電池毎に決定されるものであってよい。
　上記第１から第６のいずれかの構成の蓄電装置において、前記組電池の満充電容量を求める容量学習の事前に、前記バランシング処理が実行される構成（第７の構成）が採用されてもよい。本構成によれば、容量学習に要する時間の短縮が望める。
　上記目的を達成するために本発明の電力供給システムは、上記第１から第７のいずれかの構成の蓄電装置と、前記蓄電装置を充電するために用いられるとともに、外部の負荷に電力を供給するために用いられる電力供給源と、を備える構成（第８の構成）となっている。
　本構成では、蓄電装置におけるバランシング処理が効率良く行われるために、バランシング処理に伴う運用の制約を受け難い電力供給システムを提供可能である。
　上記第８の構成の電力供給システムにおいて、前記電力供給源には、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部が含まれる構成としてもよい。
　本発明によると、組電池を構成する電池間の電池特性のばらつきを解消或いは低減するためのバランシング処理を効率良く行える蓄電装置を提供できる。また、本発明によると、そのような蓄電装置を備え、バランシング処理に伴う運用の制約を受け難い電力供給システムを提供できる。
　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
本発明の実施形態１に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムの蓄電装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムの蓄電装置が備える電池パックの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムにおける太陽光発電装置の出力変動を抑制する際の蓄電装置の充放電パターン例を示すグラフである。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムにおけるバランシング処理の処理フローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムにおけるバランシング処理を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態１に係る電力供給システムにおけるバランシング処理の効果を説明するための比較用グラフである。 本発明の実施形態２に係る電力供給システムの蓄電装置で実行される容量学習処理の一例について説明するためのグラフである。 本発明の実施形態３に係る電力供給システムにおける風力発電装置の出力変動を抑制する際の蓄電装置の充放電パターン例を示すグラフである。 本発明の実施形態３に係る電力供給システムにおけるバランシング処理の処理フローを示すフローチャートである。 組電池を構成する電池間に特性ばらつきがある場合の問題点を説明するためのグラフである。
　以下、本発明の実施形態１～３に係る蓄電装置及び電力供給システムについて、図面を参照しながら説明する。
　（実施形態１）
　まず、本発明の実施形態１に係る電力供給システム１の構成概要について説明する。図１は、本実施形態の電力供給システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、電力供給システム１は、電力供給源１０と、電力変換部２０と、蓄電装置３０と、を備える。
　電力供給源１０は、外部の負荷４０や蓄電装置３０に対して電力を供給する。電力供給源１０は、例えば電力系統でもよいし、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置でもよい。自然エネルギー発電装置としては、例えば太陽光によって発電する太陽光発電装置や風力によって発電する風力発電装置等が挙げられる。
　電力変換部（ＰＣＳ；Power Conditioning System）２０は、電力供給源１０と蓄電装置３０との間で電力変換を行う。また、電力変換部２０は、蓄電装置３０と負荷４０との間で電力変換を行う。電力変換部２０は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ及び／又は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを含む構成とできる。例えば、電力供給源１０が電力系統や風力発電装置である場合には、電力変換部２０は双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを含む構成にできる。また、電力供給源１０が太陽光発電装置である場合には、電力変換部２０は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを含む構成にできる。
　蓄電装置３０は、電力供給源１０から供給される電力を充電可能に設けられる。また、蓄電装置３０は、放電して負荷４０に対して電力を供給可能に設けられる。蓄電装置３０の詳細は後述するが、蓄電装置３０には、充放電可能な電池が複数直列接続されてなる組電池が含まれる。なお、「充放電可能な電池」としては、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池が挙げられる。そして、「充放電可能な電池」は、１つの蓄電池セルで構成されるものでもよいし、複数の蓄電池セルが１つの纏まりとなって構成されるもの（例えば電池パックと呼ばれるもの）でもよい。蓄電装置３０が備える組電池において、直列接続される電池の数は、その使用目的（要求される電圧）によって適宜変更されてよく、２つ以上であれば、その数に特に制限はない。
　以下、本実施形態の蓄電装置３０の詳細な構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２は、本実施形態の蓄電装置３０の構成を示す模式図である。図２において、太線は電力線を示しており、細線は信号線を示している。図３は、本実施形態の蓄電装置３０が備える電池パック３３の構成を示すブロック図である。
　図２に示すように、蓄電装置３０は、組電池３１と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）３２と、を備える構成となっている。組電池３１は、複数の電池パック３３が直列に接続されてなる。また、ＢＭＵ３２は、複数の電池パック３３のそれぞれと通信可能に設けられて、各電池パック３３を制御する制御部として機能する。各電池パック３３とＢＭＵ３２との間の通信手段は、例えばメタル通信や光通信を使用することができる。
　なお、蓄電装置３０に含まれる組電池３１とＰＣＳ２０との間には、両者の電気的接続をオンオフするスイッチが設けられるのが好ましいが、このスイッチは蓄電装置３０に含まれてもよいし、ＰＣＳ２０に含まれてもよい。
　図３に示すように、電池パック３３は、電池部３３１と、放電部３３２と、パック内管理部３３３と、送信部３３４と、を備える構成になっている。電池部３３１は、例えば複数の蓄電池セル（蓄電池の最小単位を指す）が直並列に接続された構成になっている。ただし、これは一例であり、電池部３３１の構成として、複数の蓄電池セルが直列にのみ接続される構成や、複数の蓄電池セルが並列にのみ接続される構成が採用されても構わない。また、電池部３３１は、単一の蓄電池セルのみで構成されてもよい。
　放電部３３２は、電池部３３１（電池パック３３と言い換えてもよい）のプラス（＋）極とマイナス（－）極との間に配置（電池部３３１に並列接続）されて、電池部３３２の放電（電池パック３３内での放電）を行う。この放電部３３２は、電池部３３２の電力を消費する抵抗体を含むものであればよい。放電部３３２は、例えばスイッチと、該スイッチに直列に接続される抵抗とからなる構成とできる。更に、具体的な例を挙げると、放電部３３２は、例えばトランジスタ単体で構成したり、抵抗が直列に接続されたトランジスタで構成したりできる。
　パック内管理部３３３は、例えば、電池部３３１（電池パック３３と言い換えてもよい）のプラス（＋）極とマイナス（－）極との間の電流値及び電圧値を取得したり、電池パック３３内部の温度を取得したりする。パック内管理部３３３は、ＢＭＵ３２からの要求により、取得したデータを電池データとして送信部３３４を介してＢＭＵ３２に送信する。また、パック内管理部３３３は、ＢＭＵ３２からの指示に基づいて放電部３３３の制御も行う。パック内管理部３３３の駆動電力は電池部３３１から得てもよいし、外部から得てもよい。
　なお、パック内管理部３３３によって、電池パック３３のＳＯＣが求められるようにしてもよい。電池パック３３のＳＯＣは、例えば、電池パック３３に流れる充放電電流の積算値から求められる。また、電池パック３３のＳＯＣは、予め決定された、電池パック３３の開放電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage）とＳＯＣとの関係を示す計算式或いはテーブルを参照することによって求めることもできる。
　また、組電池３１は、本発明の組電池の一例である。ＢＭＵ３２は、本発明の制御部の一例である。放電部３３２は、本発明の放電部の一例である。
　次に、ＢＭＵ３２が各電池パック３３の放電部３３２を制御（パック内管理部３３３を介して制御）して、組電池３１を構成する複数の電池パック３３間における電池特性のばらつきを解消、或いは、低減するバランシング処理について説明する。なお、前述の電池特性としては、例えば電圧やＳＯＣが挙げられる。
　まず、本実施形態のバランシング処理について説明する。ここでは、図１に示す電力供給システム１の電力供給源１０に太陽光発電装置が使用されており、蓄電装置３０が太陽光発電装置１０の出力変動を抑制する目的で使用される場合を例に挙げて説明する。
　図４は、太陽光発電装置１０の出力変動を抑制する際の蓄電装置３０の充放電パターン例を示すグラフである。図４において、横軸は時間、縦軸はＳＯＣである。また、図４のグラフは、４日間のデータを示している。なお、この４日間では、１日目が快晴時のパターンであり、２日目が曇天時のパターンであり、３日目と４日目とは晴れ時々曇りの場合のパターンである。ただし、３日目（パターンの名称；ドロップ）と４日目（パターンの名称；スパイク）とでは、４日目の方が３日目に比べて日射変動が激しい。
　なお、図４に示す４つのパターンは、太陽光発電装置１０の出力変動を抑制するために使用される蓄電装置３０が示す充放電パターンの典型的なパターンと言える。快晴・曇天では充放電回数が少ないが、ドロップ・スパイクでは充放電回数が増える。
　図４に示す例では、蓄電装置３０がいずれの充放電パターンを示す場合にも、太陽光発電装置１０の出力がない夜間において、蓄電装置３０の充放電（外部との間の充放電）が連続して行われない時間帯がある。そして、充放電が連続して行われない時間帯の時間長は数時間単位となっており、長い場合には、充放電が連続して行われない時間帯の時間長として、例えば８時間程度が確保できる（図４は、このような例を示している）。
　本実施形態では、この蓄電装置３０の充放電が連続して行われない時間帯を複数回利用してバランシング処理を実行する。換言すると、本実施形態のバランシング処理は、蓄電装置３０が装置外部との間で充放電していない時間帯（隙間の時間帯）を利用して、時間間隔を空けて複数回に分割して実行される。以下、図５及び図６Ａを参照しながら、本実施形態のバランシング処理について説明する。
　なお、図５は、本実施形態のバランシング処理の処理フローを示すフローチャートである。図６Ａは、本実施形態のバランシング処理を説明するためのグラフである。図６Ａにおいて、横軸は時間であり、縦軸は電池パック３３の電圧（開放電圧；ＯＣＶ）である。図６Ａにおける時間帯Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃと、図４における時間帯Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとは対応関係にある。また、図６Ａでは、蓄電装置３０が備える電池パック３３の数が５つである場合を想定している。更に、図６Ａでは、図の見易さを考慮して、バランシング処理が行われない時間帯の一部において、充放電パターンの記載を一部省略している。
　バランシング処理を行う必要があるか否かは、例えばＢＭＵ３２によって判断されるようにしてもよいが、それに限らず、電力供給システム１が有するコントローラ（不図示）等によって判断されるようにしてもよい。バラシング処理を行う必要があるか否かを決める判断の基準は、様々な基準（例えば、所定時間の経過、蓄電装置３０の充放電回数が所定の回数以上、電池特性のばらつきが所定の閾値以上など）が挙げられ、いずれが採用されてもよい。或るバランシング処理（電池特性のばらつきを所定の範囲内とする処理で、本実施形態では複数に分割して行われる）が終わり次第、連続して次のバランシング処理が行われるようにしてもよいし、或るバランシング処理が終了した後、所定の間隔を空けて次のバランシング処理が行われるようにしてもよい。
　バランシング処理が実行されることが決定されると、ＢＭＵ３２は、各電池パック３３の放電部３３２に放電（強制自己放電）を開始させるタイミングになったか否かを確認する（ステップＳ１）。ここで、放電を開始させるタイミングは、上述した、蓄電装置３０の充放電が連続して行われない時間帯に含まれる。例えば、このタイミングは、蓄電装置３０の充放電が連続して行われない時間帯が開始するタイミングであったり、蓄電装置３０の充放電が連続して行われない時間帯が開始してから一定の時間が経過したタイミングであったりする。図４の例で説明すると、時間帯Ｐａの開始時間である。なお、ステップＳ６後にステップＳ１に戻って来た場合には、時間帯Ｐｂ或いは時間帯Ｐｃの開始時間が該当する。
　各電池パック３３の放電部３３２に放電を開始させるタイミングになったと判断すると（ステップＳ１でＹｅｓ）、ＢＭＵ３２は、各電池パック３３の開放電圧（ＯＣＶ）を取得し、目標電圧を決定する（ステップＳ２）。目標電圧の決定方法は様々あるが、ここでは、ＢＭＵ３２によって取得された各電池パック３３の開放電圧のうち、最小値が目標電圧に決定される（図６Ａ参照）。
　目標電圧が決定されると、ＢＭＵ３２の指示により、各電池パック３３の放電部３３２のスイッチがオンされて強制自己放電が開始される（ステップＳ３）。なお、強制自己放電の開始後、目標電圧値になった電池パック３３が発生すると、当該電池パック３３の放電部３３２のスイッチがオフされ、強制自己放電は適宜終了される。また、上述のように目標電圧を決定した都合上、複数（ここでは５個）の電池パック３３のうち、最小の開放電圧を有する電池パック３３については、強制自己放電は行われない。
　強制自己放電が開始されると、ＢＭＵ３２は、全ての電池パック３３の開放電圧が、目標電圧に対して所定の範囲内となったか否かを監視する（ステップＳ４）。ここで、所定の範囲内とは、複数（ここでは５個）の電池パック３３間の開放電圧のばらつきを解消することが目的である場合、全電池パック３３の開放電圧が目標電圧に到達する（目標電圧との差がほぼゼロになる）ことを意味する。なお、図６Ａは、こちらが採用された場合を想定している。また、複数の電池パック３３間の開放電圧のばらつきをあるレベルまで低減することが目的である場合には、所定の範囲内は、全電池パック３３について、開放電圧と目標電圧との差が所定の閾値以下に到達することを意味する。
　全ての電池パック３３が目標電圧に対して所定の範囲内となると（ステップＳ４でＹｅｓ）、ＢＭＵ３２はバランシング処理を終了する。一方、全ての電池パック３３が目標電圧に対して所定の範囲内となっていない場合には（ステップＳ４でＮｏ）、ＢＭＵ３２は強制自己放電を開始してから所定の時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ５）。
　ここで、前記所定の時間は、バランシング処理において目標電圧までに要する総時間をＢＭＵ３２が予め推定し、当該総時間を少なくとも２つ以上に分割することにより得られる複数の処理時間の１つを意味する。当然、このような分割された処理時間は、ＢＭＵ３２が自動的に設定する以外にも、例えば利用者が図示しない表示部に表示された上記総時間を参考にしながら図示しない操作部を介して直接入力することで設定されてもよい。
　所定の時間が経過している場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、ＢＭＵ３２は各電池パック３３における強制自己放電を停止させる（ステップＳ６）。その後は、ステップＳ１以降の手順が繰り返される。一方、所定の時間が経過していない場合には（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ４以降の手順が繰り返される。
　バランシング処理においては、発熱によるパッケージ材料の溶融や電池内部の回路の損傷を避けるために、放電部３３２における放電電流は大電流にできない。このために、バランシング処理には、長時間を要する。したがって、蓄電装置３０の充放電が連続して行われていない時間帯を一度利用しただけでは、通常は、全電池パック３３の開放電圧を目標電圧に対して所定の範囲内とすることはできない。そこで、図６Ａに示すように、２回目、３回目と、時間間隔を空けて強制自己放電が繰り返されることになる。すなわち、バランシング処理が、時間間隔を空けて複数回に分けて行われることになる。
　図６Ｂは、本実施形態のバランシング処理の効果を説明するための比較用グラフでる。図６Ａと同様に、図６Ｂにおける横軸は時間であり、縦軸は電池パック３３の電圧（開放電圧；ＯＣＶ）である。図６Ｂに示すように、電池特性のばらつきを所定の範囲内とするバランシング処理が複数回に分けられることなく一括で行われると、強制自己放電が連続して非常に長い時間（例えば図６Ａの時間帯Ｐａ,Ｐｂ,Ｐｃの合計時間；例えば２４時間以上）行われることになる。この場合、例えば蓄電装置３０の装置外部に対する充放電が長時間実行できないといった不都合が生じることがある。
　この点、本実施形態のバランシング処理では、蓄電装置３０の充放電が行われない隙間の時間を利用して、強制自己放電を行うタイミングを複数回（図６Ａに示す例では３回）に分けてバランシング処理を進める構成となっている。このために、本実施形態の構成では、強制自己放電が連続して行われる時間を短縮してバランシング処理を効率良く行え、電力供給システム１の運用に制約が生じ難い。また、強制自己放電を行う際に決められる目標電圧が開放電圧に基づいて決定されるために、精度の高いバランシング処理が期待できる。本実施形態では、蓄電装置３０が備える電池パック３３については従来の構成をそのまま用いて、効率の良いバランシング処理が行えるために便利である。
　なお、以上では、太陽光発電装置１０が発電しない夜間には、蓄電装置３０が充放電を行わない構成とした。しかし、例えば、夜間に照明を点灯するためや、給湯器のお湯を沸かすために、蓄電装置３０が夜間に放電するといった、蓄電装置３０の使用方法が採用される場合もある。このような場合でも、蓄電装置３０が連続して充放電しない時間がある程度纏まって得られるのであれば、その時間帯を利用して、上述の実施形態と同様のバランシング処理（時間間隔を空けて複数回に分けて実行されるバランシング処理）が可能である。
　また、以上では、強制自己放電を行う前に、複数の電池パック３３の各々に対して同じ目標電圧を与える構成とした。しかし、複数の電池パック３３間の特性のばらつきを解消、或いは、低減できればよく、他の構成が採用されてもよい。例えば、強制自己放電を行う前に決定する目標電圧は、複数の電池パック３３のそれぞれに対して別々に与えられる構成であってもよい。この構成の場合には、例えば、複数回に分けて行われる強制自己放電のうち、最終回において、各電池パック３３の各々に対して与える目標電圧を揃えるようにしてもよい。また、この構成の場合には、強制自己放電が行われる時間の管理（図５のステップＳ５同様の時間管理）は不要にしてもよい。
　さらに、電力供給システム１は、例えば１週間や、１ヶ月単位で蓄電装置３０の充放電に関するスケジュール表を記憶および管理する管理ユニット（図示せず）を備えていてもよい。そして、前記管理ユニットは、予めに蓄電装置３０のスケジュール表を参照しながら、蓄電装置３０が充放電を行わない２箇所の期間（例えば今週の月曜夜間と金曜夜間）を抽出し、ＢＭＵ３２がバランシング処理をその月曜夜間と金曜夜間の２回に分割して実行するようにスケジューリングを行ってもよい。
　（実施形態２）
　次に、本発明の実施形態２に係る電力供給システム１について説明する。本実施形態のバランシング処理の処理フローは、実施形態１と同様（図５のフローと同様）である。ただし、本実施形態のバランシング処理は、蓄電装置３０が備える組電池３１の満充電容量を求める容量学習処理の実施日の所定期間前になったら開始される構成になっている点で、実施形態１とは異なる。なお、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
　図７は、本実施形態の蓄電装置３０で実行される容量学習処理の一例について説明するためのグラフである。図７において、横軸は時間であり、縦軸は電池電圧である。また、図７においては、蓄電装置３０（組電池３１）が備える電池パック３３の数が５個である場合を想定している。
　容量学習処理は、例えば組電池３１を構成する複数の電池パック３３間の電圧のばらつきを指標として、その処理を開始するか否かが判断されてもよい。詳細例を示すと、最大の電圧値を有する電池パック３３と、最小の電圧値を有する電池パック３３との間の電圧差が所定の閾値を超えると、容量学習処理が開始されるようにしてもよい。また、容量学習処理は、例えば先に容量学習処理が行われた時点（第１回目の容量学習処理の場合は、蓄電装置３０が使用開始された時点）から所定の期間が経過したら開始されるようにしてもよい。また、容量学習処理は、例えば蓄電装置３０の充放電の回数が所定の回数に達成したら、開始されるようにしてもよい。更には、例えば以上のすべてを判断指標として準備しておき、それらのうちの最も早く達成された指標にしたがって、容量学習処理が開始されるようにしてもよい。
　容量学習処理が開始されると、電力供給源１０（例えば太陽光発電装置）から電力が供給されて組電池３１が充電される。組電池３１を構成する各電池パック３３のうちのいずれかが、満充電となった時点で充電が終了される。組電池３１を構成する複数の電池パック３３間の容量バランスが崩れていれば（電池特性にばらつきがあれば）、満充電にならない電池パック３３が発生する。図７は、このような状態を示し、１つの電池パック３３のみが満充電となり、他の電池パック３３は満充電となっていない。
　次に、各電池パック３３の開放電圧に基づいて目標電圧が決定され、各電池パック３３の開放電圧が目標電圧となるように強制自己放電が行われる。目標電圧は、例えば、組電池３１を構成する各電池パック３３の開放電圧のうち、最小の開放電圧値と同じにされる。各電池パック３３は、開放電圧が目標電圧となった時点で、順次、強制自己放電が停止される。全ての電池パック３３の開放電圧が目標電圧になると、組電池３１は再充電される。この場合も、組電池３１を構成する各電池パック３３のうちのいずれかが、満充電となった時点で充電が終了される。ただし、先の充電の時と違って、強制自己放電によって電池特性のばらつきが解消されているために、再充電の終了時点での、電池パック３３間の容量ばらつきは小さい。
　再充電が完了すると、組電池３１は放電される。この組電池３１の放電は、組電池３１を構成する各電池パック３３のうちのいずれかが、所定の電圧レベルになるまで行われる。ここで、所定の電圧レベルは、各電池パック３３が完全に放電しないレベルに設定するのが好ましい。上記組電池３１の放電が完了すると、例えば、ＢＭＵ３２は、満充電からの所定の電圧レベルに至るまでの放電量に基づいて、組電池３１の満充電容量を算出する。これにより、容量学習処理が終了する。
　以上のような容量学習処理が実施される場合、通常、蓄電装置３０は、容量学習のための充放電を行う以外に、充放電を行わない。すなわち、蓄電装置３０は、容量学習処理中は、本来の機能（例えば、太陽光発電装置１０の出力変動を抑制する機能）を発揮しない。このため、容量学習処理はできるだけ短時間で終了することが望まれる。容量学習処理においては、各電池パック３３の強制自己放電が行われる時間が特に長くなる傾向があり（例えば２４時間以上要する）、この時間が短縮されることが特に望まれる。
　この点、本実施形態のバランシング処理は、容量学習処理の実施日の所定期間前になった時点で行われるようになっている。そして、バランシング処理の開始タイミング（容量学習処理の実施日より前に行われる）は、例えば、蓄電装置３０の充放電が行われていない隙間の期間を利用して複数回に分けて実行される強制自己放電によって、容量学習処理の実施日において電池特性のばらつきがゼロとなるように決められている。このため、本実施形態のバランシング処理を利用することによって、容量学習処理における、強制自己放電の期間を大幅に短縮できる。結果として、容量学習処理に要する時間が短縮される。
　なお、上記例では、容量学習処理の実施日において電池特性のばらつきがゼロとなるように、バランシング処理の開始タイミングが設定された。この他の例として、バランシング処理の開始タイミングは、容量学習処理時に強制自己放電にかけられる時間を考慮して、容量学習処理の実施日において電池特性のばらつきが所定のレベルまで低減されるように決められてもよい。
　ところで、容量学習処理の実施日より前に実行されるバランシング処理は、できるだけ容量学習処理の実施日に近い日に行われるのが好ましい。例えば、容量学習が実行される前日にバランシング処理が完了する構成や、容量学習処理が行われる当日に、バランシング処理が完了する構成等が好ましい。バランシング処理を実行してから容量学習処理の実施日までの期間が長すぎると、組電池３１を構成する複数の電池パック３３間において再度電池特性のばらつきが発生して、先に行ったバランシング処理が無駄になる可能性があるからである。
　なお、本実施形態の電力供給システム１は、実施形態１で説明したような管理ユニットを備えて、容量学習処理の実施日およびバランシング処理の実行日を予めスケジューリングすることが好ましい。具体的には、前記管理ユニットに、バランシング処理を実行してから容量学習処理の実施日までの期間が長くなりすぎないように、予めに最大許容期間（例えば３日間）が設定される。そして、前記管理ユニットは、この最大許容期間内に２つの実施日が収まるようにスケジューリングを行うことが好ましい。
　（実施形態３）
　次に、本発明の実施形態３に係る電力供給システム１について説明する。ここでは、図１に示す電力供給システム１の電力供給源１０に風力発電装置が使用されており、蓄電装置３０が風力発電装置１０の出力変動を抑制する目的で使用される場合を例に挙げて説明する。なお、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
　図８は、風力発電装置１０の出力変動を抑制する際の蓄電装置３０の充放電パターン例を示すグラフである。図８において、横軸は時間、縦軸はＳＯＣである。図８においては、風力発電の変動の平滑化等のために、蓄電装置３０の充放電が１分周期で変動しているパターンと、３０分周期で変動している場合とが示されている。なお、図８において、１分周期変動は、３０分周期変動に比べて変動周期がかなり短いために、便宜上、ベタ塗りになっている。
　蓄電装置３０が風力発電装置１０の出力変動の抑制に使用される場合、蓄電装置３０が連続して外部との間で充放電を行わない期間が纏まった状態で得られ難い。このために、本実施形態のバランシング処理では、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行う場合にもバランシング処理を実行する構成になっている。以下、図８、図９を参照しながら、本実施形態のバランシング処理の処理フローについて説明する。
　なお、図９は、本実施形態のバランシング処理の処理フローを示すフローチャートである。
　本実施形態のバランシング処理を行う必要があるか否かの判断は、実施形態１、或いは、実施形態２と同様の手法で判断されればよい。バランシング処理が実行されることが決定されると、まず、ＢＭＵ３２は、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っているか否かを確認する（ステップＳ１１）。充放電を行っているか否かは、例えば組電池３１（各電池パック３３）を流れる電流値を確認すれば判断できる。
　蓄電装置３０が充放電を行っていない場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ＢＭＵ３２は、蓄電装置３０が備える各電池パック３３の開放電圧（ＯＣＶ）を確認する（ステップＳ１２）。図８に示す例では、時間Ｔ１において、この開放電圧の確認が行われる。
　ＢＭＵ３２は、開放電圧の確認を行うと、強制自己放電を行う対象となる電池パック３３を選択する（ステップＳ１３）。そして、ＢＭＵ３２は、予め実験或いはシミュレーション等によって得られた、強制自己放電時間と電圧降下量の関係（例えば０．５Ｖ／時間等）に基づいて、対象電池パック３３毎に強制自己放電の時間を決定する（ステップＳ１４）。先の開放電圧の確認時に得られた最小電圧値を有する電池パック３３、及び、この最小電圧値に対して所定の範囲内（ばらつきが許容範囲内）の電圧値を有する電池パック３３は、強制自己放電を行う必要がない。ステップＳ１３では、このような強制自己放電を行う必要がない電池パック３３以外が、強制自己放電を行う対象として選択される。各電池パック３３における強制自己放電の時間は、上述の最小電圧値を有する電池パック３３に、電池特性が近づくように決定される。なお、強制自己放電の対象となる電池パック３３毎に、電池特性のばらつきの大きさが異なる場合がある。このために、ステップＳ１４で決定される強制自己放電時間の長さは、電池パック毎に異なる場合がある。また、強制自己放電時間は、強制自己放電後の各電池パック３３の開放電圧が、最小の電池値を有する電池パック３３の開放電圧を下回らないように決定される。
　強制自己放電の時間が決定されると、ＢＭＵ３２の指示により、強制自己放電を行う対象の各電池パック３３の放電部３３２のスイッチがオンされて強制自己放電が開始される（ステップＳ１５）。強制自己放電が開始されると、先に決めた強制自己放電時間にしたがって、各電池パック３３の強制自己放電が行われる。先に決めた強制自己放電時間が経過すると、放電部３３２のスイッチはオフされ、先に決めた強制自己放電時間の長さが短いものから順次、強制自己放電が停止される（ステップＳ１６）。なお、図８における期間Ｐ１は、最も長い時間、強制自己放電が行われるものの強制自己放電期間に該当する。
　ＢＭＵ３２は、全ての電池パック３３の強制自己放電が停止されると、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っているか否かを確認する（ステップＳ１７）。蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っていない状態になると（ステップＳ１７でＮｏ）、ＢＭＵ３２は蓄電装置３０が備える各電池パック３３の開放電圧を確認する（ステップＳ１８）。図８に示す例では、時間Ｔ２において、この開放電圧の確認が行われる。
　開放電圧の確認後、ＢＭＵ３２は全電池パック３３間の電圧のばらつきが所定の範囲内になったか否かを確認する（ステップＳ１９）。ＢＭＵ３２は、全電池パック３３間の電圧のばらつきが所定の範囲内になった場合には（ステップＳ１９でＹｅｓ）、バランシング処理を終了する。一方、ＢＭＵ３２は、全電池パック３３間の電圧のばらつきが所定の範囲内になっていない場合には（ステップＳ１９でＮｏ）、バランシング処理を終了せず、ステップＳ１３以降の処理を繰り返す。
　なお、ステップＳ１４においては、予め実験で得られた値等に基づいて各電池パック３３の自己放電時間を推定する。また、上述のように、ステップＳ１４で決定された自己放電時間にしたがって強制自己放電した後の各電池パック３３の開放電圧が、最小の電圧値を有していた電池パック３３の開放電圧を下回っては都合が悪い。このために、蓄電装置３０が備える複数の電池パック３３間のばらつきは、複数回に分けて段階的に小さくし、目標のばらつき範囲内とするのが好ましい（ステップＳ１３～Ｓ１８が複数回行われるのが好ましい）。換言すると、本実施形態のバランシング処理も、複数回に分けて実行されるのが好ましいと言える。
　以上に示した本実施形態のバランシング処理によれば、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っている場合にもバランシング処理が行われる。そして、バランシング処理が、複数回に分けて実行されることによって、蓄電装置３０が備える電池パック３０間の電圧ばらつきを確実に低減することができる。
　なお、以上の本実施形態のバランシング処理はあくまでも一例である。例えば、図８に例示するように、蓄電装置３０が外部に対して連続して充放電を行わない時間帯Ｐ２が見込めるならば、例えば、図９のステップＳ１８の後に、この時間帯Ｐ２を利用して、実施形態１の場合と同様に目標電圧を決定して強制自己放電を行うようにしてもよい。これにより、バランシング処理を複数回に分けて効率良く行いつつ、蓄電装置３０における電池パック３３間の電池特性のばらつきの解消が望める。
　ただし、図８の時間帯Ｐ２の途中で、蓄電装置３０が外部との間で充放電を開始する可能性があるという場合もある。このような場合には、この充放電の開始が検知（例えば電流値の監視で検知可能である）された段階で、強制自己放電の停止判断が、目標電圧による制御から放電時間による制御（図９のような制御）に変更されるようにしてもよい。
　また、以上に示した本実施形態では、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っている場合には、強制自己放電の停止判断が時間制御によって行われる構成とした。しかし、場合によっては、蓄電装置３０が外部との間で充放電を行っている場合であっても、各電池パック３３の開放電圧を推定しつつ、目標電圧まで強制自己放電が行われる構成にしてもよい。各電池パック３３の推定の開放電圧は、蓄電装置３０が充放電している際に測定される電圧値に対して、予め実験等によって推定した電池パック３３の内部抵抗による電圧昇降部を加減して求められる。ただし、この方法は、充放電の変動が激しい場合等において、開放電圧の推定精度が低下する。このために、目標電圧の設定値を本来下げたい電圧値より高めに設定して、途中開放電圧を確認しつつ、小刻みに強制自己放電を行う（すなわち、バランシング処理を、時間間隔を空けて複数回に分けて行う）のが好ましい。
　以上に示した実施形態１～３は本発明の例示であり、本発明の蓄電装置及び電力供給システムは、以上に示した構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態の構成は適宜変更可能である。
　例えば、以上に示した実施形態１及び２のバランシング処理においては、電力供給源１０が太陽光発電装置であることとした。本発明の適用範囲は、これに限定されず、電力供給源１０が電力系統等でも、実施形態１及び２のバランシング処理は適用可能である。
　また、以上に示した実施形態３のバランシング処理においては、電力供給源１０が風力発電装置であることとした。本発明の適用範囲は、これに限定されず、電力供給源１０が電力系統や太陽光発電装置等でも、実施形態３のバランシング処理は適用可能である。
　また、以上に示した実施形態１～３では、放電部が電池パック毎（電池毎）に設けられる構成とした。しかし、本発明の構成は、この構成に限定されるものではない。放電部は、組電池を構成する各電池パック（電池）を強制自己放電できるように設けられればよい。このために、例えば、複数の電池パック（電池）に対して、切り替え使用される放電部が１つ設けられるような構成でもよい。
　また、以上に示した実施形態１～３では、複数の電池（電池パック）が直列接続されてなる組電池を備える蓄電装置におけるバランシング処理について説明した。しかし、本発明の技術思想である、「バランシング処理が時間間隔を空けて複数回に分けて行われる」という思想は、複数の電池が並列接続されてなる組電池を備える蓄電装置にも適用可能である。すなわち、本発明の範囲には、このような形態も含まれる趣旨である。
　その他、本発明の蓄電装置及び電力供給システムは、据え置き型の電源装置に限らず、例えば車両、船、飛行機、ロボット、電動アシスト自転車等の移動体の電源装置としても適用可能である。

Claims (11)

  1. 　充放電可能な複数の電池が接続されてなる組電池と、
    　前記複数の電池の各々を放電させる放電部と、
    　前記放電部の制御を行う制御部と、を備える蓄電装置であって、
    　前記制御部は、前記放電部を制御して、前記複数の電池間における電池特性のばらつきを所定の範囲内とするバランシング処理を実行させ、
    　前記バランシング処理は、時間間隔を空けて複数回に分割して実行されることを特徴とする蓄電装置。
  2. 　前記制御部は、前記バランシング処理に要する総時間を予め推定し、当該総時間を少なくとも２つ以上に分割することにより得られる複数の処理時間の１つを所定の時間として設定し、前記バランシング処理を開始してから前記所定の時間が経過すれば当該処理を一時的に停止させ、前記時間間隔を空けて再び前記バランシング処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 　前記バランシング処理は、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っていない場合に実行されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
  4. 　前記電池特性として電圧が使用され、
    　前記複数回に分割されたバランシング処理それぞれにおいて、前記複数の電池の開放電圧に基づいて目標電圧が決定され、前記複数の電池のそれぞれにおいて、前記目標電圧に近づくように前記放電部を用いた放電が行われることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
  5. 　前記バランシング処理は、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っていない場合と、前記組電池が装置外部との間で充放電を行っている場合とのうちのいずれの場合でも実行されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
  6. 　前記複数回に分割されたバランシング処理それぞれにおいて、前記複数の電池それぞれの前記放電部を利用した放電は所定時間だけ行われることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
  7. 　前記組電池の満充電容量を求める容量学習の事前に、前記バランシング処理が実行されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の蓄電装置。
  8. 　請求項１から６のいずれかに記載の蓄電装置と、
    　前記蓄電装置を充電するために用いられるとともに、外部の負荷に電力を供給するために用いられる電力供給源と、を備えることを特徴とする電力供給システム。
  9. 　請求項７に記載の蓄電装置と、
    　前記蓄電装置を充電するために用いられるとともに、外部の負荷に電力を供給するために用いられる電力供給源と、を備えることを特徴とする電力供給システム。
  10. 　前記電力供給源には、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部が含まれることを特徴とする請求項８に記載の電力供給システム。
  11. 　前記電力供給源には、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部が含まれることを特徴とする請求項９に記載の電力供給システム。
PCT/JP2012/077537 2011-10-27 2012-10-25 蓄電装置及び電力供給システム WO2013062025A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011236160A JP5861063B2 (ja) 2011-10-27 2011-10-27 蓄電装置及び電力供給システム
JP2011-236160 2011-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013062025A1 true WO2013062025A1 (ja) 2013-05-02

Family

ID=48167851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/077537 WO2013062025A1 (ja) 2011-10-27 2012-10-25 蓄電装置及び電力供給システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5861063B2 (ja)
WO (1) WO2013062025A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016201965A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 古河電気工業株式会社 蓄電システム及びその制御方法
JP2016201964A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 古河電気工業株式会社 蓄電システム及びその制御方法
EP3734792A3 (en) * 2014-12-17 2020-11-18 SZ DJI Technology Co., Ltd. Battery management system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015195653A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 Fdk株式会社 電池システム、充放電制御プログラム、充放電制御方法
JP2019501616A (ja) * 2015-12-24 2019-01-17 ヴィート エヌブイ 個々の電気エネルギー貯蔵セルを平衡させるための方法、システム、および装置
DE102016212564A1 (de) 2016-07-11 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ausgleichen von Ladezuständen mehrerer Batteriemodule einer Batterie und entsprechende Vorrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001240321A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Mitsubishi Electric Corp エレベーターの制御装置
JP2003079059A (ja) * 2001-08-30 2003-03-14 Denso Corp 車載組電池制御装置
JP2008134060A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法及びその異常検出プログラム
JP2008193871A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Denso Corp 車両用電池管理装置
JP2010035337A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Denso Corp 組電池監視制御装置
JP2010032261A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Panasonic Corp 不均衡判定回路、電源装置、及び不均衡判定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11299122A (ja) * 1998-02-10 1999-10-29 Denso Corp 充電状態制御方法及び装置
JP2007330021A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Nissan Motor Co Ltd 組電池の容量調整装置
US9203247B2 (en) * 2010-03-30 2015-12-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage unit, correction method for capacity values of storage batteries, and power storage system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001240321A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Mitsubishi Electric Corp エレベーターの制御装置
JP2003079059A (ja) * 2001-08-30 2003-03-14 Denso Corp 車載組電池制御装置
JP2008134060A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法及びその異常検出プログラム
JP2008193871A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Denso Corp 車両用電池管理装置
JP2010032261A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Panasonic Corp 不均衡判定回路、電源装置、及び不均衡判定方法
JP2010035337A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Denso Corp 組電池監視制御装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3734792A3 (en) * 2014-12-17 2020-11-18 SZ DJI Technology Co., Ltd. Battery management system
US11721995B2 (en) 2014-12-17 2023-08-08 SZ DJI Technology Co., Ltd. Battery management system
JP2016201965A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 古河電気工業株式会社 蓄電システム及びその制御方法
JP2016201964A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 古河電気工業株式会社 蓄電システム及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5861063B2 (ja) 2016-02-16
JP2013094033A (ja) 2013-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855250B2 (en) Systems and methods for series battery charging
US7489106B1 (en) Battery optimization system and method of use
US6353304B1 (en) Optimal management of batteries in electric systems
CN105518924B (zh) 电池设备和电动车辆
WO2013062025A1 (ja) 蓄電装置及び電力供給システム
US20130187466A1 (en) Power management system
JP5704156B2 (ja) 蓄電池システム
US20130187465A1 (en) Power management system
JP4691140B2 (ja) 充放電システムおよび携帯式コンピュータ
US20120299545A1 (en) Rechargeable battery power supply starter and cell balancing apparatus
JP2008283853A (ja) 自律システムのバッテリを充電する方法
JP5809934B2 (ja) 蓄電装置及び電源システム
JPH0997629A (ja) 複数のリチウムイオン二次電池の充電方法
JP2015195674A (ja) 蓄電池集合体制御システム
JP2006311798A (ja) バッテリの充電器
EP3297116B1 (en) Charge/discharge control apparatus
US9876350B2 (en) Power supply system
JPH11341694A (ja) 二次電池の充電方法
JP2014011005A (ja) 電力貯蔵装置
JP4933465B2 (ja) 直流電源システムおよびその充電制御方法
CN104426177B (zh) 一种均衡控制电路
US20160276850A1 (en) Charging Bus
JP6257425B2 (ja) 電力供給システム
EP4311071A1 (en) Power supply including control of a thermal management system
WO2020079868A1 (ja) 蓄電システムおよび充電制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12842715

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12842715

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1