WO2013089113A1 - 蓄電装置およびその充放電方法 - Google Patents

蓄電装置およびその充放電方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013089113A1
WO2013089113A1 PCT/JP2012/082105 JP2012082105W WO2013089113A1 WO 2013089113 A1 WO2013089113 A1 WO 2013089113A1 JP 2012082105 W JP2012082105 W JP 2012082105W WO 2013089113 A1 WO2013089113 A1 WO 2013089113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
discharge
cell
battery cells
charging
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/082105
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良孝 大内
英樹 森岡
敏夫 郷内
Original Assignee
エリーパワー株式会社
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 エリーパワー株式会社 filed Critical エリーパワー株式会社
Publication of WO2013089113A1 publication Critical patent/WO2013089113A1/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
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device and a charge / discharge method thereof, and is particularly useful when applied to a power storage device having a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • Patent Document 1 and Patent Document 3 the charging current of the secondary battery cell that has reached a control start voltage lower than the target voltage for full charge is reduced, and charging is performed until all the secondary battery cells reach the target voltage for full charge.
  • the charging current is reduced from the control start voltage to the fully charged target voltage, charging takes time if the voltage value difference is large, and some The secondary battery cells reach the target voltage for full charge early, while the other secondary battery cells continue to be charged with a small charge current. There is a possibility that the secondary battery cell may be overcharged.
  • the charging current is bypassed so that the terminal voltage is kept constant by the terminal voltage control unit for each of the plurality of single cells constituting the assembled battery, and when the bypass current is saturated, the charging current to the assembled battery is decreased. Therefore, complicated control is required such as constantly controlling the terminal voltage so as to keep the terminal voltage constant, or performing control to detect the saturation of the bypass current and reduce the charging current.
  • the charging current value is lowered as it goes to full charge, and the charge current value becomes smaller near full charge, so there is a concern that it takes time to charge near full charge.
  • Patent Document 4 merely discloses bypassing a charging current for a fully charged battery cell, and reduces the charging current to a battery cell that has been determined to be fully charged before all the battery cells are fully charged. Charging is continued, and if the time until the other battery cells are fully charged is long, there is a risk of overdischarge to the battery cells that have been determined to be fully charged.
  • the present invention provides a power storage device that can reliably prevent overcharging and overdischarging of battery cells, and can quickly realize equalization of the state of charge between battery cells, and a method for charging and discharging the same.
  • the purpose is to do.
  • a first aspect of the present invention that achieves the above object is provided with a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series and corresponding to the plurality of battery cells, and flows to each of the battery cells.
  • Current control means for independently controlling the charge / discharge current, and control means for controlling the charge / discharge current flowing in each battery cell via the current control means based on the cell voltage of each battery cell, and
  • the control means has a full charge detection voltage, a charge control start voltage lower than the full charge detection voltage, a discharge lower limit detection voltage, and a discharge control start voltage higher than the discharge lower limit detection voltage as parameters, and during charging operation When any of the cell voltages reaches the charge control start voltage, the current control means is set to the first state to supply the battery cell that has reached the charge control start voltage.
  • the charging current is reduced, and when the cell voltages of all the battery cells reach the charging control start voltage, the current control means is set to the second state to increase the reduced charging current again to perform charging.
  • the charging operation is terminated, while during the discharging operation, when any cell voltage reaches the discharge control start voltage, the current control means
  • the discharge current discharged from the battery cells that have not reached the discharge control start voltage is increased, and after the cell voltages of all the battery cells have reached the discharge control start voltage, any one of the batteries
  • the power storage device is configured to terminate the discharge operation when the cell voltage of the cell reaches the discharge lower limit detection voltage.
  • two threshold voltages (charging control start voltage, full charge detection voltage) are provided to control charging in two stages. While removing the possibility, it can be performed in a short time, and at the same time, in the discharge operation, the other two threshold voltages (discharge control start voltage, discharge lower limit detection voltage) are provided to control the discharge in two stages. Therefore, it is possible to appropriately perform the operation from the start to the end of the discharge control while eliminating the possibility of overdischarge or the like.
  • the charge current reduced by the current control means is increased, so that overcharge and the like are reduced and charging operation is performed in a short time appropriately. Can be realized.
  • a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series and a charge current flowing through each of the battery cells is provided independently of the plurality of battery cells.
  • a voltage and a charge control start voltage lower than the full charge detection voltage are set as parameters, and when any of the cell voltages reaches the charge control start voltage during the charge operation, the current control means is set to the first In this state, the charging current supplied to the battery cell that has reached the charge control start voltage is reduced, and the cell voltages of all the battery cells start the charge control.
  • the current control means is set to the second state and the reduced charging current is increased again to perform charging.
  • the cell voltage of any battery cell reaches the full charge detection voltage, the charging operation is terminated.
  • the power storage device is configured as described above.
  • the charging operation since the charging operation is controlled in two stages by providing two threshold voltages (charging control start voltage, full charge detection voltage), the charging operation can be overcharged. It can be performed in a short time appropriately while removing.
  • the charging current reduced by the current control means is increased, so that it is possible to appropriately perform a charging operation in a short time while reducing overcharging.
  • a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series and a discharge current flowing through each of the battery cells is provided independently of the plurality of battery cells.
  • Current control means for controlling the discharge current, and control means for controlling the discharge current flowing to each battery cell via the current control means based on the cell voltage of each battery cell.
  • the discharge control start voltage higher than the voltage and the discharge lower limit detection voltage is set as a parameter, and when any cell voltage reaches the discharge control start voltage during the discharge operation, the current control means is controlled.
  • the discharge current discharged from the battery cells that have not reached the discharge control start voltage is increased, and the cell voltages of all the battery cells are discharged. Even after reaching the start voltage, in power storage device cell voltage of one of the battery cells is characterized in that it is configured to terminate reaches the discharge operation in the discharge lower limit detection voltage.
  • the discharge operation is controlled in two stages by providing the other two threshold voltages (discharge control start voltage, discharge lower limit detection voltage), it is possible to overdischarge the discharge operation.
  • the operation from the start to the end of the discharge control can be appropriately performed while removing.
  • each of the current control units includes a configuration in which an impedance element and a switch unit are connected in series.
  • the control means comprises a plurality of bypass circuits respectively connected in parallel to the battery cells, and the control means opens and closes each switch means based on the monitoring results of the plurality of voltage monitoring circuits each monitoring the cell voltage of each battery cell.
  • the power storage device is characterized by being controlled.
  • a charging / discharging method for a power storage device having a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series, and at the time of charging, any one of the cell voltages is fully charged.
  • the charging control start voltage set in advance as a voltage lower than the full charge detection voltage representing that is reached
  • the charging current provided corresponding to each battery cell and flowing through each battery cell is independently controlled.
  • the current control means By setting the current control means to be in the first state, the charging current supplied to the battery cell that has reached the charge control start voltage is reduced, and the cell voltages of all the battery cells are changed to the charge control start voltage.
  • two threshold voltages (charging control start voltage, full charge detection voltage) are provided and charging is controlled in two stages. Therefore, the charging operation may be overcharged.
  • the other two threshold voltages discharge control start voltage and discharge lower limit detection voltage
  • the operation from the start to the end of the discharge control can be appropriately performed while eliminating the possibility of overdischarge or the like.
  • the charge current reduced by the current control means is increased, so that overcharge and the like are reduced and charging operation is performed in a short time appropriately. Can be realized.
  • a sixth aspect of the present invention is a method of charging a power storage device having a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series, wherein any one of the cell voltages is higher than a full charge detection voltage.
  • the current control means provided in correspondence with each battery cell and independently controlling the charging current flowing through each battery cell is set to the first state.
  • the charging current supplied to the battery cell that has reached the charge control start voltage is reduced, and when the cell voltages of all the battery cells reach the charge control start voltage, the current control means is When the battery voltage of any battery cell reaches a full charge detection voltage that is higher than the charge control start voltage, charging is performed by increasing again the charging current that has been reduced by entering the state.
  • the charging method of the power storage device characterized in that to terminate the work.
  • the overcharging operation since the charging operation is controlled in two stages by providing two threshold voltages (charging control start voltage, full charge detection voltage), the overcharging operation may be overcharged. It can be performed in a short time appropriately while removing. In particular, when all the battery cells reach the charging control start voltage, the charging current reduced by the current control means is increased, so that it is possible to appropriately perform a charging operation in a short time while reducing overcharging.
  • a seventh aspect of the present invention is a method of discharging a power storage device having a battery cell unit configured by connecting a plurality of battery cells in series, wherein any one of the cell voltages is higher than a discharge lower limit detection voltage.
  • the discharge control start voltage preset as a high voltage the discharge control start voltage is set to the discharge control start voltage by current control means provided in correspondence with each battery cell and independently controlling the discharge current flowing through each battery cell.
  • the discharge current discharged from the battery cell that has not reached is increased, and after the cell voltages of all the battery cells have reached the discharge control start voltage, the cell voltage of any of the battery cells
  • the discharge operation is terminated when the discharge lower limit detection voltage is reached.
  • the discharge operation is controlled in two stages by providing the other two threshold voltages (discharge control start voltage, discharge lower limit detection voltage), it is possible to overdischarge the discharge operation.
  • the operation from the start to the end of the discharge control can be appropriately performed while removing.
  • the battery cell unit is set for each threshold value by setting two threshold levels at the time of charging or discharging, that is, a charge control start voltage and a full charge detection voltage and / or a discharge control start voltage and a discharge lower limit detection voltage.
  • the charging current and / or discharging current of each battery cell constituting the can be controlled. As a result, appropriate control is performed so that overcharge and overdischarge do not occur without complicated control, and charge / discharge states between battery cells can be equalized more quickly. Can be executed.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the electrical storage apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • 3 is an operation flowchart illustrating a charging operation in the power storage device illustrated in FIG. 1.
  • 3 is an operation flowchart showing a discharging operation in the power storage device shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • the power storage device I includes a plurality of battery cells 10A to 10E connected in series (a plurality (five in this embodiment) of battery cells 10A to 10E are collectively referred to as a battery cell unit 10),
  • Each of the plurality of bypasses connected in parallel to the corresponding one of the battery cells 10A to 10E of the battery cell unit 10 has a configuration in which one of the impedance elements 20A to 20E and one of the switches 30A to 30E are connected in series.
  • the current control means configured by a circuit and the cell voltage of each of the battery cells 10A to 10E that rises as the charging progresses and decreases as the discharging progresses.
  • the switch 30A-30E is controlled to open and close based on the voltage, charge control start voltage, discharge control start voltage, or discharge lower limit detection voltage.
  • a control unit 1 for controlling the charging and discharging operation of the cell unit 10.
  • the control unit 1 switches the switches 30A to 30E for the battery cells 10A to 10E that have reached the charge control start voltage whose cell voltage is lower than the full charge detection voltage.
  • the bypass circuit is operated to reduce the amount of charging current supplied to the corresponding battery cell among the battery cells 10A to 10E.
  • the switches 30A to 30E are opened to stop the operation of the bypass circuit, and the reduced charge current is increased again and charged. To do.
  • the charging is terminated when the cell voltage of any of the battery cells 10A to 10E reaches the full charge detection voltage.
  • the charging current at this time is supplied from the charging power source 100.
  • the discharge control start voltage of the battery cells 10A to 10E is reached.
  • the corresponding one of the switches 30A to 30E is opened, and the switches of the other battery cells are closed, thereby operating the bypass circuit of the battery cells 10A to 10E and starting discharge control.
  • Increasing the amount of discharge current from battery cells that have not reached voltage When the cell voltages of all the battery cells 10A to 10E reach the discharge control start voltage, all the battery cells 10A to 10E are discharged by stopping the operation of the bypass circuit by opening all the switches 30A to 30E. Make it.
  • the discharge is terminated when the cell voltage of any of the battery cells 10A to 10E reaches the discharge lower limit detection voltage. The discharge current at this time is supplied to the load 110.
  • the control means 1 in the present embodiment for performing such a series of control, particularly control of the switches 30A to 30E includes the voltage monitoring circuits 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, the storage circuit 50, the storage circuit 60, the coincidence detection circuit 70, and the control device. 80, a charge / discharge end detection circuit 90 and switch control circuits 95A, 95B, 95C, 95D, and 95E.
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E monitor the cell voltages of the battery cells 10A to 10E, which rise as charging progresses and decrease as discharging progresses, and open and close the switches 30A to 30E according to the monitoring results. Outputs a control signal.
  • the storage circuit 50 stores data corresponding to the set voltage used for comparison with the cell voltage in the voltage monitoring circuits 40A to 40E.
  • the memory circuit 60 stores data to be stored in the storage circuit 50 and outputs a predetermined data based on an output instruction from the control device 80, such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). Etc.
  • the coincidence detection circuit 70 is an AND gate that inputs the output signals of the voltage monitoring circuits 40A to 40E.
  • the charge / discharge end detection circuit 90 is an OR gate for inputting the output signals of the voltage monitoring circuits 40A to 40E.
  • the control device 80 receives the output of the coincidence detection circuit 70, and sends an output instruction signal for outputting data to be stored in the storage circuit 50 to the storage circuit 60 based on the output and the like, and at the same time, the charge / discharge end detection circuit 90. In response to this output, control such as termination processing of charging and discharging is performed.
  • Each of the switch control circuits 95A to 95E outputs a signal for performing opening / closing control for a corresponding one of the switches 30A to 30E in response to a control signal from the control device 80.
  • FIG. 2 is an operation flowchart for explaining the charging operation
  • FIG. 3 is an operation flowchart for explaining the discharging operation.
  • charging current is supplied from the charging power source 100 to the battery cell unit 10
  • all the switches 30A to 30E are in an open state (also referred to as an off state).
  • a discharge current is supplied from the battery cell unit 10 to the load 110, and at the start of discharge, all the switches 30A to 30E are in an open state (also referred to as an off state).
  • ⁇ Control during charging operation> 1 An arbitrary condition such as a charging instruction from an operation unit (not shown) or the state of charge (SOC) of the battery cells 10A to 10E reaching a setting lower limit (for example, SOC is 30% or less)
  • the charging process is started by recognizing that the power storage device I is in a charged state by the automatic process at the time when the charging is satisfied (see S101).
  • the control device 80 generates an output instruction signal for reading out the data corresponding to the set voltage used for monitoring the cell voltage during charging from the storage circuit 60 and outputting it.
  • the set voltage at the time of charging includes a full charge detection voltage for detecting the full charge and a charge control start voltage lower than the full charge detection voltage.
  • the storage circuit 60 stores data corresponding to the full charge detection voltage value and the charge control start voltage value. At the time of charging, data corresponding to the charging control start voltage value is first read out from the storage circuit 60 and output by the output instruction signal from the control device 80, so that the data corresponding to the charging control start voltage value is stored in the storage circuit. 50.
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E perform measurement for monitoring the cell voltages of the target battery cells 10A to 10E, respectively (see S103).
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E compare the measured cell voltage with data corresponding to the charge control start voltage value sent from the storage circuit 50 as digital data. As a result of the comparison, each of the voltage monitoring circuits 40A to 40E outputs a signal indicating a determination result as to whether or not any of the battery cells 10A to 10E monitored by itself has reached the charging control start voltage (see S104). . For example, when the voltage monitoring circuit 40C determines that the cell voltage of the battery cell 10C to be monitored has reached the charge control start voltage, the voltage monitoring circuit 40C outputs a high level (5V level) signal, for example. The other voltage monitoring circuits 40A, 40B, 40D, and 40E output low level (0V level) signals.
  • the coincidence detection circuit 70 determines whether or not all cell voltages of the battery cells 10A to 10E have reached the charge control start voltage (see S105).
  • the charge / discharge end detection circuit 90 When any of the battery cells 10A to 10E reaches the charge control start voltage, the charge / discharge end detection circuit 90 outputs a high level signal to the control device 80. If all the cell voltages of the battery cells 10A to 10E have not reached the charge control start voltage, the coincidence detection circuit 70 outputs a low level signal to the control device 80. As a result, based on the output signals from the coincidence detection circuit 70 and the charge / discharge end detection circuit 90, the control device 80 instructs the switch control circuits 95A to 95E according to the outputs from the voltage monitoring circuits 40A to 40E. A control signal for controlling opening and closing of 30E is output.
  • the switch control circuits 95A to 95E output switch control signals based on outputs from the corresponding voltage monitoring circuits 40A to 40E in response to instructions from the control device 80. If any of the outputs from the voltage monitoring circuits 40A to 40E indicates that any one of the battery cells 10A to 10E has reached the charge control start voltage, the battery cell 10A In order to reduce the charging current flowing to 10E, in this embodiment, the bypass circuit switch connected in parallel to the battery cell is closed (on state), and the bypass connected in parallel to the other battery cells The circuit switch is left open (off state) (see S106).
  • switch control circuit 95C corresponding to the battery cell 10C determined to have reached the charge control start voltage.
  • switch control circuits 95A, 95B, 95D, and 95E corresponding to the battery cells 10A, 10B, 10D, and 10E that have not reached the charging control start voltage respectively correspond to the switches 30A, 30B, 30D, and A signal that keeps 30E open (off state) is output.
  • the bypass circuit composed of the impedance element 20C and the switch 30C becomes effective by closing the switch 30C, the charging current supplied to the battery cell 10C also flows to the bypass circuit, and the battery The amount of charging current supplied to the cell 10C is reduced.
  • the target switches 30A, 30B, 30D, and 30E are closed.
  • control device 80 indicates that the coincidence has been detected.
  • a high level signal is sent.
  • control device 80 instructs storage circuit 60 to store data corresponding to the full charge detection voltage value, which is the next set voltage during charging, in storage circuit 50.
  • data corresponding to the full charge detection voltage value is read from the storage circuit 60 and output to the storage circuit 50, whereby data corresponding to the full charge detection voltage value is stored in the storage circuit 50.
  • the data stored in the storage circuit 50 is sent to the voltage monitoring circuits 40A to 40E, and the control device 80 instructs the switch control circuits 95A to 95E to return all the switches 30A to 30E to the open state (see S107). ).
  • the switches 30A to 30E are opened (off state)
  • the output of the coincidence detection circuit 70 also returns to a low level signal
  • the output of the charge / discharge end detection circuit 90 also returns to a low level signal. .
  • each of the voltage monitoring circuits 40A to 40E performs a predetermined measurement for monitoring the cell voltage of the target battery cells 10A to 10E, and the measured cell voltage is converted into digital data and sent from the storage circuit 50. It is compared with the data corresponding to the full charge detection voltage value coming (see S108).
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E determine that any one of the battery cells 10A to 10E has reached the full charge detection voltage.
  • the control device 80 performs a process for terminating the charging (see S109).
  • two threshold voltages are provided to control charging in two stages.
  • all the switches 30A to 30E constituting the bypass circuit are once returned to the open state to invalidate the bypass circuit and reach the full charge detection voltage.
  • the time for bypass control can be shortened, and the power consumed by the bypass can be expected to be reduced.
  • the charging time from the charge control start voltage to the full charge detection voltage can be shortened. As a result, it is possible to suppress overcharging and realize efficient charging.
  • the discharge process starts when the control device 80 recognizes that the power storage device I is in a discharged state by automatic processing when the discharge instruction from the operation unit (not shown) or the connection of the load 110 is recognized. (See S201). At this time, the control device 80 generates an output instruction signal for reading out the data corresponding to the set voltage used for monitoring the cell voltage during discharge from the storage circuit 60 and outputting it.
  • the set voltage at the time of discharge includes a discharge lower limit detection voltage for detecting that the discharge lower limit has been reached, and a discharge control start voltage higher than the discharge lower limit detection voltage.
  • the storage circuit 60 stores data corresponding to the discharge lower limit detection voltage value and the discharge control start voltage value. At the time of discharge, first, data corresponding to the discharge control start voltage value is read from the storage circuit 60 and output in accordance with an output instruction signal from the control device 80, so that data corresponding to the discharge control start voltage value is stored in the storage circuit. 50.
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E perform measurement for monitoring the cell voltages of the target battery cells 10A to 10E, respectively (see S203).
  • the voltage monitoring circuits 40A to 40E compare the measured cell voltage with data corresponding to the discharge control start voltage value sent from the storage circuit 50 as digital data. As a result of the comparison, each of the voltage monitoring circuits 40A to 40E outputs a signal indicating a determination result of whether or not any of the battery cells 10A to 10E monitored by the voltage monitoring circuits 40A to 10E has reached the discharge control start voltage (see S204). . For example, when the voltage monitoring circuit 40C determines that the cell voltage of the battery cell 10C to be monitored has reached the discharge control start voltage, the voltage monitoring circuit 40C outputs, for example, a high level signal, and monitors other voltages. The circuits 40A, 40B, 40D, and 40E output a low level signal.
  • the coincidence detection circuit 70 determines whether or not all cell voltages of the battery cells 10A to 10E have reached the discharge control start voltage (see S205).
  • the charge / discharge end detection circuit 90 When any of the battery cells 10A to 10E reaches the discharge control start voltage, the charge / discharge end detection circuit 90 outputs a high level signal to the control device 80. If all the cell voltages of the battery cells 10A to 10E have not reached the discharge control start voltage, the coincidence detection circuit 70 outputs a low level signal to the control device 80. As a result, based on the output signals from the coincidence detection circuit 70 and the charge / discharge end detection circuit 90, the control device 80 instructs the switch control circuits 95A to 95E according to the outputs from the voltage monitoring circuits 40A to 40E. A control signal for controlling opening and closing of 30E is output.
  • the switch control circuits 95A to 95E output switch control signals based on outputs from the corresponding voltage monitoring circuits 40A to 40E in response to instructions from the control device 80. If any of the outputs from the voltage monitoring circuits 40A to 40E indicates that any one of the battery cells 10A to 10E has reached the charge control start voltage, the battery cell 10A In order to reduce the charging current flowing through 10E, in this embodiment, the switch of the bypass circuit connected in parallel to the battery cell is left open (off state) and connected in parallel to the other battery cells. The bypass circuit switch is closed (ON state) (see S206).
  • the switch 30C is opened (off state) from the switch control circuit 95C corresponding to the battery cell 10C determined to have reached the discharge control start voltage.
  • the switch control circuits 95A, 95B, 95D, and 95E corresponding to the battery cells 10A, 10B, 10D, and 10E that have not reached the discharge control start voltage are output from the corresponding switches 30A, 30B, A signal for turning off 30D and 30E (ON state) is output.
  • the bypass circuit composed of the impedance elements 20A, 20B, 20D, and 20E and the switches 30A, 30B, 30D, and 30E becomes effective, and a closed loop is formed. Therefore, the amount of discharge current for the battery cells 10A, 10B, 10D, and 10E that has not reached the charge control start voltage is increased.
  • the target switches 30A, 30B, 30D, and 30E are opened.
  • control device 80 indicates that the coincidence has been detected.
  • a high level signal is sent.
  • control device 80 instructs storage circuit 60 to store data corresponding to the discharge lower limit detection voltage value, which is the next set voltage during discharge, in storage circuit 50.
  • data corresponding to the discharge lower limit detection voltage value is read from the storage circuit 60 and output to the storage circuit 50, whereby data corresponding to the discharge lower limit detection voltage value is stored in the storage circuit 50.
  • the data stored in the storage circuit 50 is sent to the voltage monitoring circuits 40A to 40E (see S207).
  • each of the voltage monitoring circuits 40A to 40E performs a predetermined measurement for monitoring the cell voltage of the target battery cells 10A to 10E, and the measured cell voltage is converted into digital data and sent from the storage circuit 50. It is compared with data corresponding to the incoming discharge lower limit detection voltage value (see S208).
  • two threshold voltages discharge control start voltage and discharge lower limit detection voltage
  • the discharge control start voltage when any one of the battery cells 10A to 10E reaches the discharge control start voltage, all the switches 30A to 30E constituting the bypass circuit arranged in parallel with the battery cells 10A to 10E other than the battery cells 10A to 10E are closed.
  • the switches 30A to 30E of the battery cells 10A to 10E are opened each time the discharge control start voltage is reached, When the switches 30A to 30E are open, the battery cells 10A to 10E are discharged until the discharge lower limit detection voltage is reached. In this way, for all battery cells, the discharge current until reaching the discharge lower limit detection voltage is performed with the current value in a state where the bypass circuit is invalidated, so the time for bypass control can be shortened, and by bypass It can be expected to reduce the power consumed.
  • the charging time from the discharge control start voltage to the discharge lower limit detection voltage can be shortened. As a result, overdischarge can be suppressed and efficient discharge can be realized.
  • each current control unit operates each current control unit as described above with a full charge detection voltage and a charge control start voltage lower than the full charge detection voltage, or discharge lower limit detection voltage and discharge lower limit detection voltage.
  • a configuration in which each current control means is operated as described above at a higher discharge control start voltage is included in the technical idea of the present invention. Therefore, instead of using the memory circuit 60 or the storage circuit 50, each current control unit is provided with each current control unit having a full charge detection voltage and a charge control start voltage lower than the full charge detection voltage as parameters.
  • each current control unit may be operated as described above by causing each current control unit to have as a parameter a discharge lower limit detection voltage and a discharge control start voltage higher than the discharge lower limit detection voltage. it can.
  • the current control means it is not necessary to limit the current control means to a bypass circuit formed by connecting impedance elements 20A to 20E and switches 30A to 30E connected in series.
  • the above embodiment can be realized with a simple circuit configuration, it is provided corresponding to each battery cell 10A to 10E, and the charging current or discharging current flowing through each battery cell 10A to 10E is independent. If the configuration is such that it can be controlled, the present invention can be applied.
  • the number of battery cells 10A to 10E connected in series to form the battery cell unit 10 is arbitrary.
  • the coincidence detection circuit 70 and the charge / discharge end detection circuit 90 are not limited to the above-described configuration, and the coincidence detection circuit 70 may be a negative OR gate, and the charge / discharge end detection circuit 90 is a negative AND gate. There may be. Thus, as long as the same function is exhibited, it does not prevent the coincidence detection circuit 70 and the charge / discharge end detection circuit 90 from having other configurations.
  • the present invention can be effectively used in an industrial field in which a power storage device as a DC power supply is manufactured and sold and a power supply system using the power storage device is constructed.

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)

Abstract

　電池セルユニット１０と、該電池セルユニットを構成する電池セル１０Ａ～１０Ｅに対応させて設けられたインピーダンス素子２０Ａ～２０Ｅとスイッチ３０Ａ～３０Ｅからなるバイパス回路と、各電池セルのセル電圧に基づきバイパス回路を介して各電池セルに流れる充放電電流を制御する制御手段１とを有するとともに、制御手段１が、満充電検知電圧および該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧、放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧を設定し、充電動作時には、満充電検知電圧、充電制御開始電圧に基づきバイパス回路を制御するとともに、放電動作時には、放電下限検知電圧および放電開始電圧に基づきバイパス回路を制御するように構成した。

Description

蓄電装置およびその充放電方法
　本発明は蓄電装置およびその充放電方法に関し、特に複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置に適用して有用なものである。
　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットに充電あるいは放電を行う際には、電池セルによって過充電や過放電が生じないように制御することが必要となる。電池セルに対する過充電や過放電は電池セルそのものの劣化を生じる原因となるためである。過放電や過充電が生じることを抑制する技術として、電池セルユニットの場合には、充電で電池セル間にバラツキが生じるのを抑制するために、各電池セル間で充電状態を均等化する、いわゆるバランス調整を行うことが知られている。バランス調整を行う技術としては例えば、特許文献１～４に記載されているようなものがある。
特開平１１－２８５１６２号公報 特開平０７－３３６９０５号公報 特開２００７－３１８９５０号公報 特開平０５－０６４３７７号公報
　特許文献１や特許文献３では、満充電の目標電圧より低い制御開始電圧に到達した二次電池セルの充電電流を小さくして全ての二次電池セルが満充電の目標電圧に到達するまで充電を行うものであるが、制御開始電圧から満充電の目標電圧までは充電電流を小さくして行うため、その電圧値の差が大きいと充電に時間がかかり、その差が小さいと一部の二次電池セルは早々に満充電の目標電圧に達している一方で他の二次電池セルは小さな充電電流での充電が継続されることとなり、その時間が長いと満充電レベルに達している二次電池セルに対して過充電を生じ得る恐れがある。
　特許文献２では、組電池を構成する複数の単電池毎に端子電圧制御部で端子電圧を一定に保つように充電電流をバイパスし、バイパス電流が飽和したら組電池への充電電流を減少させるようにするもので、端子電圧を一定に保つように常時端子電圧を制御したり、バイパス電流の飽和を検出して充電電流を減少させる制御を行う等、複雑な制御が必要となる。また、充電電流値は満充電に向かうにつれて下げられていくこととなり、満充電近くでは充電電流値も小さくなるので満充電近くで充電まで時間がかかることが懸念される。
　特許文献４では満充電になった電池セルに対する充電電流をバイパスすることを開示するに過ぎず、全ての電池セルが満充電となるまでに満充電と判断済みの電池セルへ充電電流を小さくしての充電が継続されることとなり、他の電池セルが満充電となるまでの時間が長いと満充電と判断済みの電池セルへの過放電となる恐れがある。
　また、いずれの文献においても充電時のバランス調整についての記載があるに過ぎず、放電時におけるバランス調整については特に述べられていない。
　本発明は、上記問題点に鑑み、電池セルの過充電や過放電を確実に防止するとともに、電池セル間での充電状態の均等化を迅速に実現し得る蓄電装置およびその充放電方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成する本発明の第１の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる充放電電流を独立して制御する電流制御手段と、前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる充放電電流を制御する制御手段とを有するとともに、前記制御手段は、満充電検知電圧、該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧、放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、充電動作時には、何れかの前記セル電圧が前記充電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にして小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させる一方、放電動作時には、何れかのセル電圧が前記放電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置にある。
　本態様によれば、充電動作においては、２つの閾値電圧（充電制御開始電圧、満充電検知電圧）を設けて充電を２段階で制御するものであるので、所定の充電動作を過充電等の可能性を除去しつつ適正に短時間で行うことができると同時に、放電動作においては、他の２つの閾値電圧（放電制御開始電圧、放電下限検知電圧）を設けて放電を２段階で制御するものであるので、放電動作を過放電等の可能性を除去しつつ放電制御開始から終了までの動作を適正に行うことができる。また、充電時においては、全ての電池セルが充電制御開始電圧に達すると電流制御手段により小さくなった充電電流を大きくするので過充電等となることを低減しつつ適正に短時間での充電動作が実現できる。
　本発明の第２の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段と、前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる充電電流を制御する制御手段とを有するとともに、前記制御手段は、満充電検知電圧および該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、充電動作時には、何れかの前記セル電圧が前記充電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にして小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置にある。
　本態様によれば、充電動作を、２つの閾値電圧（充電制御開始電圧、満充電検知電圧）を設けて充電を２段階で制御するものであるので、充電動作を過充電等の可能性を除去しつつ適正に短時間で行うことができる。特に、全ての電池セルが充電制御開始電圧に達すると電流制御手段により小さくなった充電電流を大きくするので過充電等となることを低減しつつ適正に短時間での充電動作が実現できる。
　本発明の第３の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段と、前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる放電電流を制御する制御手段とを有するとともに、前記制御手段は、放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、放電動作時には、何れかのセル電圧が前記放電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を制御することにより前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置にある。
　本態様によれば、放電動作を、他の２つの閾値電圧（放電制御開始電圧、放電下限検知電圧）を設けて２段階で制御するものであるので、放電動作を過放電等の可能性を除去しつつ放電制御開始から終了までの動作を適正に行うことができる。
　本発明の第４の態様は、第１～第３の態様のいずれか一つに記載する蓄電装置において、前記電流制御手段は、各々がインピーダンス素子とスイッチ手段を直列接続した構成からなり前記各電池セルにそれぞれ並列に接続された複数のバイパス回路で構成され、前記制御手段は、各々が前記各電池セルのセル電圧を監視する複数の電圧監視回路の監視結果に基づき前記各スイッチ手段を開閉制御することを特徴とする蓄電装置にある。
　本態様によれば、対応する電池セルの電流をバイパスさせることで、容易かつ適正に制御することができる。
　本発明の第５の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の充放電方法であって、充電時には、何れかの前記セル電圧が、満充電であることを表す満充電検知電圧よりも低い電圧として予め設定した充電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段を第１の状態とすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態とすることにより小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧よりも高い満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させる一方、放電時には、何れかの前記セル電圧が、放電下限電圧であることを表す放電下限検知電圧よりも高い電圧として予め設定した放電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が前記放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の充放電方法にある。
　本態様によれば、充電動作においては、２つの閾値電圧（充電制御開始電圧、満充電検知電圧）を設けて充電を２段階で制御するものであるので、充電動作を過充電等の可能性を除去しつつ適正に短時間で行うことができると同時に、放電動作においては、他の２つの閾値電圧（放電制御開始電圧、放電下限検知電圧）を設けて放電を２段階で制御するものであるので、過放電等の可能性を除去しつつ放電制御開始から終了までの動作を適正に行うことができる。また、充電時においては、全ての電池セルが充電制御開始電圧に達すると電流制御手段により小さくなった充電電流を大きくするので過充電等となることを低減しつつ適正に短時間での充電動作が実現できる。
　本発明の第６の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の充電方法であって、何れかの前記セル電圧が、満充電検知電圧よりも低い電圧として予め設定した充電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にすることにより小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧よりも高い満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の充電方法にある。
　本態様によれば、充電動作を、２つの閾値電圧（充電制御開始電圧、満充電検知電圧）を設けて充電を２段階で制御するものであるので、過充電動作を過充電等の可能性を除去しつつ適正に短時間で行うことができる。特に、全ての電池セルが充電制御開始電圧に達すると電流制御手段により小さくなった充電電流を大きくするので過充電等となることを低減しつつ適正に短時間での充電動作が実現できる。
　本発明の第７の態様は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の放電方法であって、何れかの前記セル電圧が、放電下限検知電圧よりも高い電圧として予め設定した放電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が前記放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の放電方法にある。
　本態様によれば、放電動作を、他の２つの閾値電圧（放電制御開始電圧、放電下限検知電圧）を設けて２段階で制御するものであるので、放電動作を過放電等の可能性を除去しつつ放電制御開始から終了までの動作を適正に行うことができる。
　本発明によれば、充電時あるいは放電時にそれぞれ２段階の閾値、すなわち充電制御開始電圧と満充電検知電圧および／または放電制御開始電圧と放電下限検知電圧を設定して各閾値毎に電池セルユニットを構成する各電池セルの充電電流および／または放電電流を制御することができる。この結果、複雑な制御となることなく過充電や過放電を生起しないように適格に制御するとともに、電池セル間での充電状態・放電状態を均等化することをより所定の充放電を迅速に実行させることができる。
本発明の実施の形態に係る蓄電装置を示すブロック線図である。 図１に示す蓄電装置における充電動作を示す動作フローチャートである。 図１に示す蓄電装置における放電動作を示す動作フローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
　図１は本発明の実施の形態に係る蓄電装置を示すブロック線図である。同図に示すように、蓄電装置Ｉは、直列接続された複数の電池セル１０Ａ～１０Ｅ（複数（本形態では５個）の電池セル１０Ａ～１０Ｅをまとめて電池セルユニット１０と称する）と、各々が、インピーダンス素子２０Ａ～２０Ｅの１つとスイッチ３０Ａ～３０Ｅの１つが直列接続した構成からなり電池セルユニット１０の各電池セル１０Ａ～１０Ｅの対応する１つにそれぞれ並列に接続された複数のバイパス回路で構成される電流制御手段と、充電の進行に伴い上昇するとともに放電の進行に伴い減少する各電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視し、この監視結果により、予め設定された満充電検知電圧、充電制御開始電圧、放電制御開始電圧または放電下限検知電圧に基づきスイッチ３０Ａ～３０Ｅをそれぞれ開閉制御することで電池セルユニット１０の充放電動作を制御する制御手段１とを有している。
　ここで、制御手段１は、電池セルユニット１０への充電時には、電池セル１０Ａ～１０Ｅのうちセル電圧が満充電検知電圧より低い充電制御開始電圧に到達した電池セルに対してはスイッチ３０Ａ～３０Ｅのうち対応するスイッチを閉状態にすることによりバイパス回路を動作させて電池セル１０Ａ～１０Ｅのうち対応する電池セルへ供給される充電電流の量を小さくする。全ての電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧が充電制御開始電圧に達すると全てのスイッチ３０Ａ～３０Ｅを開状態にすることによりバイパス回路の動作を停止させて小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行わせる。かくして、いずれかの電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧が満充電検知電圧に達すると充電を終了する。このときの充電電流は充電用電源１００から供給される。
　一方、電池セルユニット１０からの放電時には、セル電圧が放電下限検出電圧より高い放電制御開始電圧に電池セル１０Ａ～１０Ｅの何れかが到達すると、電池セル１０Ａ～１０Ｅのうち放電制御開始電圧に到達した電池セルに関してはスイッチ３０Ａ～３０Ｅのうちの対応するものを開状態、それ以外の電池セルのスイッチを閉状態とすることにより、電池セル１０Ａ～１０Ｅのうちバイパス回路を動作させて放電制御開始電圧に到達していない電池セルからの放電電流の量を増加させる。全ての電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧が放電制御開始電圧に達すると全てのスイッチ３０Ａ～３０Ｅを開状態にしてバイパス回路の動作を停止することにより全ての電池セル１０Ａ～１０Ｅでの放電を行わせる。かくして、いずれかの電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧が放電下限検知電圧に達すると放電を終了させる。このときの放電電流は負荷１１０に供給される。
　かかる一連の制御、特にスイッチ３０Ａ～３０Ｅの制御を行う本形態における制御手段１は、電圧監視回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ、格納回路５０、記憶回路６０、一致検出回路７０、制御装置８０、充電／放電終了検出回路９０およびスイッチ制御回路９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃ，９５Ｄ，９５Ｅを有している。ここで、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅは、充電が進むにつれて上昇し、放電が進むにつれて減少する各電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視し、その監視結果に応じてスイッチ３０Ａ～３０Ｅをそれぞれ開閉制御する信号を出力する。格納回路５０は電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅにおいてセル電圧との比較に用いられる設定電圧に相当するデータを格納する。記憶回路６０は、格納回路５０に格納するためのデータを記憶し、制御装置８０からの出力指示に基づき所定のデータを出力するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）のようなメモリ等で構成される。一致検出回路７０は電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅの出力信号を入力する論理積ゲートである。充電／放電終了検出回路９０は電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅの出力信号を入力する論理和ゲートである。制御装置８０は、一致検出回路７０の出力を受け、この出力等に基づき記憶回路６０へ格納回路５０に格納すべきデータを出力する出力指示の信号を送出するとともに、充電／放電終了検出回路９０の出力を受け、充電や放電の終了処理を行う等の制御を行う。スイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅの各々は、制御装置８０からの制御信号に応じてそれぞれスイッチ３０Ａ～３０Ｅの対応する１つに対する開閉制御を行う信号を出力する。
　かかる制御手段１における充放電動作時の具体的な制御は図２および図３に示すような態様で行われる。図２は充電動作を説明する動作フローチャート、図３は放電動作を説明する動作フローチャートを示す。また、充電時には充電用電源１００から充電電流が電池セルユニット１０へ供給され、充電開始時点ではスイッチ３０Ａ～３０Ｅがいずれも開状態（オフ状態とも称する）とされている。一方、放電時には電池セルユニット１０から放電電流が負荷１１０へ供給され、放電開始時点ではスイッチ３０Ａ～３０Ｅがいずれも開状態（オフ状態とも称する）とされている。
　＜充電動作時の制御＞
　１）制御装置８０が、図示されていない操作部からの充電指示や電池セル１０Ａ～１０Ｅの充電状態（ＳＯＣ）が設定下限（例えば、ＳＯＣが３０％以下）に到達した等の任意の条件を満たした時点における自動処理によって、蓄電装置Ｉが充電状態となったことを認識するとことで充電処理が開始される（Ｓ１０１参照）。このとき、制御装置８０は、充電時におけるセル電圧の監視に用いられる設定電圧に相当するデータを記憶回路６０から読み出して出力させる出力指示信号を発生する。充電時における設定電圧には、満充電になったことを検知するための満充電検知電圧と、満充電検知電圧より低い充電制御開始電圧とがある。ここで、記憶回路６０には満充電検知電圧値と充電制御開始電圧値のそれぞれに相当するデータが格納されている。充電時は制御装置８０からの出力指示信号により、まず充電制御開始電圧値に相当するデータが記憶回路６０から読み出されて出力されることにより、充電制御開始電圧値に相当するデータが格納回路５０に格納される。
　２）格納回路５０に格納されたデータが電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅに送出される（Ｓ１０２参照）。
　３）電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅがそれぞれ対象の電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視するための計測を行う（Ｓ１０３参照）。
　４）電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅは、計測したセル電圧を、ディジタルデータとして格納回路５０から送られてくる充電制御開始電圧値に相当するデータと比較する。かかる比較の結果、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅはそれぞれ、自身が監視する電池セル１０Ａ～１０Ｅの何れかが充電制御開始電圧に到達したか否かの判断結果を表す信号を出力する（Ｓ１０４参照）。例えば、電圧監視回路４０Ｃが、監視対象の電池セル１０Ｃのセル電圧が充電制御開始電圧に到達したと判断した場合、電圧監視回路４０Ｃは、例えばハイレベル（５Ｖレベル）の信号を出力し、それ以外の電圧監視回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅはローレベル（０Ｖレベル）の信号を出力する。
　５）電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が充電制御開始電圧に到達したか否かを一致検出回路７０により判断する（Ｓ１０５参照）。
　６）電池セル１０Ａ～１０Ｅのいずれかが充電制御開始電圧に到達した時には、充電／放電終了検出回路９０はハイレベルの信号を制御装置８０へ出力する。また、電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が充電制御開始電圧に到達していない場合には、一致検出回路７０がローレベルの信号を制御装置８０に出力する。この結果、制御装置８０は一致検出回路７０と充電／放電終了検出回路９０との出力信号に基づき、スイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅに対して電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力に応じてスイッチ３０Ａ～３０Ｅの開閉を制御するための制御信号を出力する。スイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅは制御装置８０からの指示に応じて、対応する電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力に基づくスイッチ制御信号を出力する。電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力の何れかが、電池セル１０Ａ～１０Ｅの何れかのセル電圧が充電制御開始電圧に到達していることを指示するものであった場合は、その電池セル１０Ａ～１０Ｅに流れる充電電流が小さくなるようにするため、本実施例ではその電池セルに並列接続されたバイパス回路のスイッチを閉状態（オン状態）とし、それ以外の電池セルに並列接続されたバイパス回路のスイッチを開状態（オフ状態）のままとする（Ｓ１０６参照）。
　例えば、電池セル１０Ｃのセル電圧が充電制御開始電圧に到達した場合は、充電制御開始電圧に到達したと判断された電池セル１０Ｃに対応するスイッチ制御回路９５Ｃからはスイッチ３０Ｃを閉状態（オン状態）とする信号を出力し、充電制御開始電圧に到達していない電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅに対応するスイッチ制御回路９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｄ，９５Ｅはそれぞれ対応するスイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅを開状態（オフ状態）のままとする信号を出力する。
　この結果、スイッチ３０Ｃを閉状態とすることでインピーダンス素子２０Ｃとスイッチ３０Ｃで構成されるバイパス回路が有効となるので、電池セル１０Ｃに供給されていた充電電流はバイパス回路にも流れることとなり、電池セル１０Ｃに供給されていた充電電流の量は低減される。充電が進行して、電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅのセル電圧が充電制御開始電圧に到達する毎に、その対象の電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅのバイパス回路を有効とするために対象のスイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅを閉状態とする。
　７）かかる制御の結果、電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が充電制御開始電圧に到達したことが一致検出回路７０で検出された場合には、制御装置８０に一致検出した旨の信号として、本形態ではハイレベルの信号を送る。この結果、制御装置８０はその信号に応じて、充電時における次の設定電圧である満充電検知電圧値に相当するデータを格納回路５０へ格納するように記憶回路６０へ指示する。かくして、記憶回路６０からは、満充電検知電圧値に相当するデータが読み出されて格納回路５０へ出力されることで、満充電検知電圧値に相当するデータが格納回路５０に格納される。格納回路５０に格納されたデータは、各電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅへ送られるとともに、制御装置８０はスイッチ３０Ａ～３０Ｅを全て開状態に戻すようにスイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅに指示する（Ｓ１０７参照）。スイッチ３０Ａ～３０Ｅを開状態（オフ状態）とすることに伴い、一致検出回路７０の出力もローレベルの信号に戻り、充電／放電終了検出回路９０の出力もローレベルの信号に戻ることとなる。
　８）この後、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅの各々は対象の電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視するための所定の計測を行い、計測したセル電圧をディジタルデータ化して格納回路５０から送られてくる満充電検知電圧値に相当するデータと比較する（Ｓ１０８参照）。
　９）Ｓ１０８における電圧監視回路での比較の結果、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅにより電池セル１０Ａ～１０Ｅのうちの何れかのセル電圧が満充電検知電圧に到達したと判断されたことで充電／放電終了検出回路９０からの出力信号がハイレベルになることに応じて制御装置８０が充電を終了するための処理を行う（Ｓ１０９参照）。
　以上、詳述したように、本形態に係る蓄電装置Ｉにおいては、２つの閾値電圧（充電制御開始電圧、満充電検知電圧）を設けて充電を２段階で制御するものとしている。特に、全ての電池セルのセル電圧が充電制御開始電圧に達した場合にはバイパス回路を構成するスイッチ３０Ａ～３０Ｅを一旦全て開状態に戻してバイパス回路を無効化して満充電検知電圧に到達するまで充電を行うようにしている。このように、満充電検知電圧に到達するまでの充電電流を再び大きくした電流値で行うので、バイパス制御している時間を短縮でき、バイパスにより消費される電力を低減することが期待できる。
　また、充電制御開始電圧から満充電検知電圧までの充電の時間を短縮することができる。この結果、過充電となることを抑制し、効率的な充電を実現することが可能となる。
　＜放電動作時の制御＞
　１）制御装置８０が、図示されていない操作部からの放電指示や負荷１１０の接続を認識したことによる自動処理によって、蓄電装置Ｉが放電状態となったことを認識することで放電処理が開始される（Ｓ２０１参照）。このとき、制御装置８０は、放電時におけるセル電圧の監視に用いられる設定電圧に相当するデータを記憶回路６０から読み出して出力させる出力指示信号を発生する。放電時における設定電圧には、放電下限になったことを検知するための放電下限検知電圧と、放電下限検知電圧より高い放電制御開始電圧とがある。ここで、記憶回路６０には放電下限検知電圧値と放電制御開始電圧値のそれぞれに相当するデータが格納されている。放電時は制御装置８０からの出力指示信号により、まず放電制御開始電圧値に相当するデータが記憶回路６０から読み出されて出力されることにより、放電制御開始電圧値に相当するデータが格納回路５０に格納される。
　２）格納回路５０に格納されたデータが電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅに送出される（Ｓ２０２参照）。
　３）電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅがそれぞれ対象の電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視するための計測を行う（Ｓ２０３参照）。
　４）電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅは、計測したセル電圧を、ディジタルデータとして格納回路５０から送られてくる放電制御開始電圧値に相当するデータと比較する。かかる比較の結果、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅはそれぞれ、自身が監視する電池セル１０Ａ～１０Ｅの何れかが放電制御開始電圧に到達したか否かの判断結果を表す信号を出力する（Ｓ２０４参照）。例えば、電圧監視回路４０Ｃが、監視対象の電池セル１０Ｃのセル電圧が放電制御開始電圧に到達したと判断した場合、電圧監視回路４０Ｃは、例えばハイレベルの信号を出力し、それ以外の電圧監視回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅはローレベルの信号を出力する。
　５）電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が放電制御開始電圧に到達したか否かを一致検出回路７０により判断する（Ｓ２０５参照）。
　６）電池セル１０Ａ～１０Ｅのいずれかが放電制御開始電圧に到達した時には、充電／放電終了検出回路９０はハイレベルの信号を制御装置８０へ出力する。また、電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が放電制御開始電圧に到達していない場合には、一致検出回路７０がローレベルの信号を制御装置８０に出力する。この結果、制御装置８０は一致検出回路７０と充電／放電終了検出回路９０との出力信号に基づき、スイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅに対して電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力に応じてスイッチ３０Ａ～３０Ｅの開閉を制御するための制御信号を出力する。スイッチ制御回路９５Ａ～９５Ｅは制御装置８０からの指示に応じて、対応する電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力に基づくスイッチ制御信号を出力する。電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅからの出力の何れかが、電池セル１０Ａ～１０Ｅの何れかのセル電圧が充電制御開始電圧に到達していることを指示するものであった場合は、その電池セル１０Ａ～１０Ｅに流れる充電電流が小さくなるようにするため、本実施例ではその電池セルに並列接続されたバイパス回路のスイッチを開状態（オフ状態）のままとし、それ以外の電池セルに並列接続されたバイパス回路のスイッチを閉状態（オン状態）とする（Ｓ２０６参照）。
　例えば、電池セル１０Ｃのセル電圧が放電制御開始電圧に到達した場合は、放電制御開始電圧に到達したと判断された電池セル１０Ｃに対応するスイッチ制御回路９５Ｃからはスイッチ３０Ｃを開状態（オフ状態）のままとする信号を出力し、放電制御開始電圧に到達していない電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅに対応するスイッチ制御回路９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｄ，９５Ｅはそれぞれ対応するスイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅを閉状態（オン状態）とする信号を出力する。
　この結果、スイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅを閉状態とすることでインピーダンス素子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ，２０Ｅとスイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅで構成されるバイパス回路が有効となって閉ループが形成されるので、充電制御開始電圧に達していない電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅに対する放電電流量が増加されることとなる。放電が進行して、電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅのセル電圧が放電制御開始電圧に到達する毎に、その対象の電池セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅのバイパス回路を無効とするために対象のスイッチ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅを開状態とする。
　７）かかる制御の結果、電池セル１０Ａ～１０Ｅの全てのセル電圧が放電制御開始電圧に到達したことが一致検出回路７０で検出された場合には、制御装置８０に一致検出した旨の信号として、本形態ではハイレベルの信号を送る。この結果、制御装置８０はその信号に応じて、放電時における次の設定電圧である放電下限検知電圧値に相当するデータを格納回路５０へ格納するように記憶回路６０へ指示する。かくして、記憶回路６０からは、放電下限検知電圧値に相当するデータが読み出されて格納回路５０へ出力されることで、放電下限検知電圧値に相当するデータが格納回路５０に格納される。格納回路５０に格納されたデータは各電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅへ送られる（Ｓ２０７参照）。
　８）この後、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅの各々は対象の電池セル１０Ａ～１０Ｅのセル電圧を監視するための所定の計測を行い、計測したセル電圧をディジタルデータ化して格納回路５０から送られてくる放電下限検知電圧値に相当するデータと比較する（Ｓ２０８参照）。
　９）Ｓ２０８における電圧監視回路での比較の結果、電圧監視回路４０Ａ～４０Ｅにより電池セル１０Ａ～１０Ｅのうちの何れかのセル電圧がさらに低下して放電下限検知電圧に到達したと判断されたことで充電／放電終了検出回路９０からの出力信号がハイレベルになることに応じて制御装置８０が放電を終了するための処理を行う（Ｓ２０９参照）。
　以上、詳述したように、本形態に係る蓄電装置Ｉにおいては、２つの閾値電圧（放電制御開始電圧、放電下限検知電圧）を設けて放電を２段階で制御するものとしている。特に、いずれか１つの電池セル１０Ａ～１０Ｅが放電制御開始電圧に到達すると、その電池セル１０Ａ～１０Ｅ以外の電池セル１０Ａ～１０Ｅに並列配置するバイパス回路を構成するスイッチ３０Ａ～３０Ｅを全て閉状態とするものとし、放電制御開始電圧に到達する毎にその電池セル１０Ａ～１０Ｅのスイッチ３０Ａ～３０Ｅを開状態としていった後に、全ての電池セル１０Ａ～１０Ｅが放電制御開始電圧に到達した後にはスイッチ３０Ａ～３０Ｅが開状態で各電池セル１０Ａ～１０Ｅに対して放電下限検知電圧に到達するまで放電を行うようにしている。このように、全ての電池セルに対し、放電下限検知電圧に到達するまでの放電電流をバイパス回路を無効にした状態での電流値で行うので、バイパス制御している時間を短縮でき、バイパスにより消費される電力を低減することが期待できる。
　また、放電制御開始電圧から放電下限検知電圧までの充電の時間を短くすることもできる。この結果、過放電となることを抑制し、効率的な放電を実現することが可能となる。
　なお、本発明は上述した実施の形態に示すものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　例えば、本発明における制御装置は、満充電検知電圧および該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧で上述の如く各電流制御手段を動作させるか、または放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧で上述の如く各電流制御手段を動作させるような構成となっていれば本発明の技術思想に含まれる。そこで、記憶回路６０や格納回路５０を用いる代わりに、満充電検知電圧および該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧をパラメータとして各電流制御手段に持たせて上述の如く各電流制御手段を動作させるか、または放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧をパラメータとして各電流制御手段に持たせて上述の如く各電流制御手段を動作させるような構成とすることもできる。
　また、電流制御手段を、直列接続されたインピーダンス素子２０Ａ～２０Ｅとスイッチ３０Ａ～３０Ｅを直列に接続してなるバイパス回路に限定する必要もない。上記実施の形態とすれば簡易な回路構成で実現することが可能であるが、各電池セル１０Ａ～１０Ｅに対応させて設けられ、各電池セル１０Ａ～１０Ｅに流れる充電電流または放電電流を独立して制御することができるような構成となっていれば本発明に対して適用可能である。また、直列に接続されて電池セルユニット１０を構成する電池セル１０Ａ～１０Ｅの数は、当然任意である。
　さらに、一致検出回路７０、充電／放電終了検出回路９０は前述の構成に限るものではなく、一致検出回路７０は否定論理和ゲートとしてもよく、充電／放電終了検出回路９０は否定論理積ゲートであってもよい。このように、同様な機能を奏するものであれば、一致検出回路７０や充電／放電終了検出回路９０を他の構成とすることを妨げるものではない。
　本発明は直流電源としての蓄電装置を製造販売するとともに、これを利用した電源システムを構築する産業分野において有効に利用することができる。
　　Ｉ　　　　　　　　　　蓄電装置
　　１　　　　　　　　　　制御手段
　１０　　　　　　　　　　電池セルユニット
　１０Ａ～１０Ｅ　　　　　電池セル
　２０Ａ～２０Ｅ　　　　　インピーダンス素子
　３０Ａ～３０Ｅ　　　　　スイッチ
１００　　　　　　　　　　充電用電源
１１０　　　　　　　　　　負荷

Claims (7)

  1. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、
    　前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる充放電電流を独立して制御する電流制御手段と、
    　前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる充放電電流を制御する制御手段とを有するとともに、
    　前記制御手段は、満充電検知電圧、該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧、放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、充電動作時には、何れかの前記セル電圧が前記充電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にして小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させる一方、放電動作時には、何れかのセル電圧が前記放電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置。
  2. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、
    　前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段と、
    　前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる充電電流を制御する制御手段とを有するとともに、
    　前記制御手段は、満充電検知電圧および該満充電検知電圧よりも低い充電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、充電動作時には、何れかの前記セル電圧が前記充電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にして小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置。
  3. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットと、
    　前記複数の電池セルに対応させて設けられ、前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段と、
    　前記各電池セルのセル電圧に基づき前記電流制御手段を介して前記各電池セルに流れる放電電流を制御する制御手段とを有するとともに、
    　前記制御手段は、放電下限検知電圧および該放電下限検知電圧よりも高い放電制御開始電圧がパラメータとして設定されており、放電動作時には、何れかのセル電圧が前記放電制御開始電圧に到達すると、前記電流制御手段を制御することにより前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させるように構成されていることを特徴とする蓄電装置。
  4. 　請求項１～請求項３のいずれか一つに記載する蓄電装置において、
    　前記電流制御手段は、各々がインピーダンス素子とスイッチ手段を直列接続した構成からなり前記各電池セルにそれぞれ並列に接続された複数のバイパス回路で構成され、
    　前記制御手段は、各々が前記各電池セルのセル電圧を監視する複数の電圧監視回路の監視結果に基づき前記各スイッチ手段を開閉制御することを特徴とする蓄電装置。
  5. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の充放電方法であって、
    　充電時には、何れかの前記セル電圧が、満充電であることを表す満充電検知電圧よりも低い電圧として予め設定した充電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態とすることにより小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧よりも高い満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させる一方、
    　放電時には、何れかの前記セル電圧が、放電下限電圧であることを表す放電下限検知電圧よりも高い電圧として予め設定した放電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が前記放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の充放電方法。
  6. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の充電方法であって、
    　何れかの前記セル電圧が、満充電検知電圧よりも低い電圧として予め設定した充電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる充電電流を独立して制御する電流制御手段を第１の状態にすることにより前記充電制御開始電圧に達した電池セルへ供給される充電電流が小さくなるようにするとともに、全ての電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧に達すると前記電流制御手段を第２の状態にすることにより小さくなった充電電流を再び大きくして充電を行い、何れかの電池セルのセル電圧が前記充電制御開始電圧よりも高い満充電検知電圧に達すると充電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の充電方法。
  7. 　複数の電池セルを直列に接続して構成される電池セルユニットを有する蓄電装置の放電方法であって、
    　何れかの前記セル電圧が、放電下限検知電圧よりも高い電圧として予め設定した放電制御開始電圧に到達すると、前記各電池セルに対応させて設けられ、かつ前記各電池セルに流れる放電電流を独立して制御する電流制御手段により前記放電制御開始電圧に達していない電池セルから放電される放電電流が大きくなるようにするとともに、全ての前記電池セルのセル電圧が前記放電制御開始電圧に達した後であって、何れかの前記電池セルのセル電圧が前記放電下限検知電圧に達すると放電動作を終了させることを特徴とする蓄電装置の放電方法。
PCT/JP2012/082105 2011-12-16 2012-12-11 蓄電装置およびその充放電方法 WO2013089113A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011276498A JP5953567B2 (ja) 2011-12-16 2011-12-16 蓄電装置およびその充放電方法
JP2011-276498 2011-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013089113A1 true WO2013089113A1 (ja) 2013-06-20

Family

ID=48612558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/082105 WO2013089113A1 (ja) 2011-12-16 2012-12-11 蓄電装置およびその充放電方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5953567B2 (ja)
TW (1) TWI570991B (ja)
WO (1) WO2013089113A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114079310A (zh) * 2020-08-19 2022-02-22 矢崎总业株式会社 电池控制装置和电池系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109143101B (zh) * 2018-07-27 2020-01-14 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车蓄电池状态监测警示系统及方法
JP6647662B1 (ja) * 2019-01-30 2020-02-14 東洋システム株式会社 電池パックユニット及びセルバランス調整方法
JP7344245B2 (ja) * 2020-08-19 2023-09-13 矢崎総業株式会社 電池制御装置、及び電池システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003164069A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置の残容量均等化装置
JP2011078276A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法
JP2011160623A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Nisshinbo Holdings Inc 蓄電モジュール制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313647B2 (ja) * 1998-07-27 2002-08-12 株式会社岡村研究所 キャパシタ充電監視制御装置
TWM274712U (en) * 2005-02-04 2005-09-01 Yi-Tang Wei Battery set for electric vehicle
TW200640102A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Chung-Chi Sheng Efficient and safe charging device for Lithium secondary battery
JP2008178292A (ja) * 2008-02-01 2008-07-31 Ricoh Co Ltd 並列モニタ回路およびそれを用いた半導体装置
KR20110104883A (ko) * 2010-03-17 2011-09-23 신코베덴키 가부시키가이샤 직류 전원 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003164069A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置の残容量均等化装置
JP2011078276A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法
JP2011160623A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Nisshinbo Holdings Inc 蓄電モジュール制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114079310A (zh) * 2020-08-19 2022-02-22 矢崎总业株式会社 电池控制装置和电池系统

Also Published As

Publication number Publication date
TW201338241A (zh) 2013-09-16
TWI570991B (zh) 2017-02-11
JP2013128347A (ja) 2013-06-27
JP5953567B2 (ja) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4966998B2 (ja) 充電制御回路、電池パック、及び充電システム
US8531157B2 (en) Charging apparatus having overcharge protection and charging method for the same
US9484763B2 (en) Battery pack and method of controlling the same
EP2186181B1 (en) Apparatus and method for balancing of battery cell's charge capacity
EP2418751B1 (en) Battery charger and battery charging method
WO2011074390A1 (ja) 電池モジュール制御システム及び電池モジュール制御方法
JP5361353B2 (ja) 二次電池の充電制御方法および充電制御装置
JP2011004509A5 (ja)
EP2249451A1 (en) Recharging device and recharging method
JP4767766B2 (ja) 電池管理システム及び電池管理方法
US9863993B2 (en) Storage battery monitoring device with wiring disconnection detection
JP6370137B2 (ja) 充放電制御回路及びバッテリ装置
WO2013089113A1 (ja) 蓄電装置およびその充放電方法
JP7027860B2 (ja) 電源システム
JP5573075B2 (ja) 組電池用電圧均等化装置
CN106410892A (zh) 电池保护方法、装置及系统
JP2008067506A (ja) 電池管理システム及び電池管理方法
JP7086651B2 (ja) 蓄電池システムおよび蓄電池システムの制御方法
JP5306582B2 (ja) 電池管理装置及び電池管理方法
KR20210051461A (ko) 배터리 관리 시스템 및 배터리 셀의 과전압 판단 방법
JP5737745B2 (ja) 放電制御装置、放電制御方法およびプログラム
JP5279407B2 (ja) 二次電池の充電制御方法および二次電池装置
KR100390362B1 (ko) 충전기 내장형 휴대폰의 배터리 충전 제어방법
JP2001268817A (ja) 直列二次電池群
JP2010088203A (ja) 電池パックの充電方法および充電器

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: 12858574

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: 12858574

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1