WO2022064928A1

WO2022064928A1 - 充電装置および充電方法

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Publication number: WO2022064928A1
Application number: PCT/JP2021/030892
Authority: WO
Inventors: 貴文赤木; 勉上野
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2022-03-31
Also published as: JPWO2022064928A1

Abstract

充電装置１０は、組電池５０を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータ４０ａ，４０ｂと、コンバータ４０ａと通信可能に接続される管理ユニット３０と、を備える。管理ユニット３０は、充電開始前の組電池５０の電圧値を取得し、取得した電圧値に基づき組電池５０に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して複数のコンバータに組電池５０の充電を開始させ、充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて複数のコンバータに組電池５０の充電を行わせ、前記充電電流を充電開始時の第１電流値から充電開始後に上昇させる。

Description

充電装置および充電方法

　本発明は、交流電源からの電力を直流に変換して蓄電モジュールなどの組電池を充電する充電装置および充電方法に関する。

　特許文献１は、鉛蓄電池の充電に適した蓄電池の充電方法及び充電器を開示している（特許文献１、段落０００１参照）。

特開２００９－１２４９０５

　近年、リチウムイオン電池が、自動車用途に加え、産業用途にも適用されている。従来用いられている鉛蓄電池用の充電器は、リチウムイオン電池の充電には適さない場合が多い。

　リチウムイオン電池セルを複数組み合わせて、蓄電モジュールが作製される。蓄電モジュールを複数組み合わせて、蓄電パックが作製されることもある。蓄電モジュールや蓄電パック（以下、これらを「組電池」とも称する。）は、輸送時には充電状態（ＳＯＣ）を低く維持されて、システム（蓄電システム、機械駆動システム、移動体など）への設置時または設置後に、充電装置により充電される。

　また、蓄電システム、機械駆動システム、又は移動体（例えば、大型ＡＧＶ）を、安定的に運用するために、取替え用の（予備の）組電池を、それらシステムの近くに備蓄する必要性が生じている。そうした取替え用の組電池を、オンサイトで充電するための充電装置が求められている。

　本発明の一態様は、交流電源からの電力を直流に変換して蓄電モジュールなどの組電池を充電する充電装置を提供する。

　本発明の一態様に係る充電装置は、
　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、
　前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備え、
　前記管理ユニットは、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータに前記組電池の充電を開始させ、
　充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせ、
　前記充電電流を充電開始時の第１電流値から充電開始後に上昇させる。

　充電装置の管理ユニットを上記態様のように動作させることで、必要な充電電圧を得るべく複数のコンバータを直列接続して用いつつ、安定的に組電池を充電できる。

充電装置の側面図および正面図である。充電装置の電気的構成を示す概略図である。充電装置による充電初期の充電電圧および充電電流の推移を示す図である。充電装置における初期制御を説明するフローチャートである。比較例における充電電圧および充電電流の推移を示す図である。充電装置の充電電圧および充電電流の推移を示す図である。タッチパネルの画面の表示例を示す図である。タッチパネルの画面の表示例を示す図である。タッチパネルの画面の表示例を示す図である。

　充電装置は、組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備え、前記管理ユニットは、充電開始前の前記組電池の電圧値を取得し、取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータに前記組電池の充電を開始させ、充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせ、前記充電電流を充電開始時の第１電流値から充電開始後に上昇させる。
　充電電流を、充電開始時の第１電流値から充電開始後に徐々に上昇させてもよいが、その形態に限定はされない。
　充電電流が前記第１電流値より高い第２電流値に到達した後は第２電流値の充電電流で複数のコンバータに組電池の充電を行わせてもよい。

　上記構成により、必要な充電電圧を得るべく複数のコンバータを直列接続して用いつつ、安定的に組電池を充電できる。管理ユニットは、充電開始前の組電池の電圧値に基づき、充電開始時の充電電圧を設定する。管理ユニットは、低い電流値（第１電流値）から充電電流を上昇させる。そのため、組電池に突入電流などの大電流が流れることを防止できる。

　前記コンバータは、それぞれ、上限電流値を超える出力電流が流れると出力電圧を低下させる保護機能を有してもよい。

　直列接続されたコンバータがそれぞれ、上限電流値を超える出力電流が流れると自律的に出力電圧を低下させる保護機能を有していると、出力のハンチングが生じやすい。管理ユニットを上述のように動作させることで（すなわち、充電電圧を第１電圧値から第２電圧値へ上昇させ、並行して充電電流を第１電流値から上昇させることで）、組電池に大電流が流れることを防止して出力のハンチングを防止できる。

　前記コンバータは、出力電圧が一定値に設定されるコンバータと、出力電圧および出力電流が調整されるコンバータとを有してもよい。

　一部のコンバータを、出力電圧が一定のコンバータ（以下、「ベースコンバータ」と称する。）とすることで、ベースコンバータの制御のための通信負荷を減らすことができる。充電装置の通信能力を他のコンバータに対する通信や組電池に対する通信に割り当てて、安定的に組電池を充電できる。

　前記管理ユニットは、前記充電電流が前記第１電流値より高い第２電流値に到達した後、定電圧充電モード（ＣＶ充電モード）に切り替わるまでは、すなわち定電流充電モード（ＣＣ充電モード）の間は、前記第２電流値の充電電流で前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせてもよい。
　更に、前記管理ユニットは、前記充電装置に入力される交流電源の電圧に応じて、前記第２電流値を変更してもよい。

　上記構成により、組電池の充電を迅速に行える。また、例えば電源が交流２００Ｖである場合と電源が交流１００Ｖである場合のいずれにも、問題なく充電装置を用いることができ、充電装置の汎用性が向上する。電源は、交流２０Ｖや交流１００Ｖ以外の電圧帯であってもよい。

　充電装置は、表示部を更に備えてもよく、前記組電池の電圧値又は前記電圧値に相当する前記組電池の充電状態（ＳＯＣ）を前記表示部に表示してもよい。

　上記構成により、ユーザは、充電しようとしている組電池の状態を理解したうえで充電を開始できる。

　充電装置は、充電を終了する前記組電池の目標電圧値又は目標ＳＯＣ値又は充電時間の入力を受け付けもよい。

　状況に応じ、組電池を必ず満充電に充電するとは限らない。上記構成により、ニーズに応じた状態、或いは、組電池が設置される各システムに適合した状態（電圧値、ＳＯＣ値）に組電池を充電でき、充電装置の汎用性が向上する。

　以下、図面を参照しながら充電装置の実施形態を説明する。

　図１（Ａ）に示すように、充電装置１０は筐体１１を有する。筐体１１は、金属板により形成されてもよい。筐体１１は、前面１１ａと、後面１１ｂと、一対の側面１１ｃとを有し、概略直方体の形状を呈している。筐体１１は、後述する管理ユニットや、複数のコンバータを内蔵している。

　前面１１ａは、斜め上方を向く傾斜面と、傾斜面の下端に連なり充電装置１０の設置面に対して縦方向に延びる垂直面とを有する。前面１１ａの傾斜面に、表示部でありかつ受付部（ユーザインタフェース）であるタッチパネル２０が設けられている。傾斜面に設けられたタッチパネル２０は、斜め上方からユーザが視認しやすく操作もしやすい。
　後面１１ｂは、交流電源が接続される接続端子１８を有する。
　側面１１ｃは、充電装置１０内部を冷却するための開口１１ｅを有する。

　充電装置１０は、可搬タイプであり、その上面に一対の取っ手１２を有している。取っ手１２は、図１（Ａ）に破線で示すように、上面に平行な姿勢に折り畳めるようになっている。
　充電装置１０は、その底面に複数の（本実施形態では４個の）脚部１１ｄを有している。

　図１（Ｂ）に示すように、前面１１ａの傾斜面に、充電装置１０のパワースイッチ１４と、後述する組電池との通信インタフェースである第１通信チャンネル１５ａ、第２通信チャンネル１５ｂが設けられている。本実施形態では、傾斜面に更に、ＣＡＮ通信用の第３通信チャンネル１５ｃが設けられている。
　前面１１ａの垂直面に、組電池のプラス端子とマイナス端子に接続される、充電装置１０の充電端子（本実施形態では、充放電用の充放電端子）１６が設けられている。

　図２に示すように、充電装置１０は、タッチパネル２０と電気的に接続された管理ユニット３０と、管理ユニット３０と通信可能に接続された第１コンバータ（以下、「調整コンバータ」と称する。）４０ａと、調整コンバータ４０ａと通信可能に接続された第２コンバータ（ベースコンバータ）４０ｂとを有する。管理ユニット３０は、調整コンバータ４０ａ、ベースコンバータ４０ｂの双方と直接通信可能であってもよい。管理ユニット３０は、電池管理ユニット（ＢＭＵ）であってもよい。
　なお、図２において、破線は通信経路を示す。

　充電装置１０の後面の接続端子１８に入力された交流電力は、前述のパワースイッチ１４に連動するブレーカ１４ａを介して、調整コンバータ４０ａとベースコンバータ４０ｂに供給される。交流電力はまた、降圧した電力を管理ユニット３０に供給するための電源３２に入力される。

　ベースコンバータ４０ｂと調整コンバータ４０ａは、直列接続されている。ベースコンバータ４０ｂのマイナス出力端子は、遮断スイッチ（例えば、リレー）３４と電流センサ３６を介して、充電装置１０の前面の充電端子１６に接続されている。ベースコンバータ４０ｂのプラス出力端子は、調整コンバータ４０ａのマイナス出力端子に接続されている。調整コンバータ４０ａのプラス出力端子は、充電端子１６に接続されている。
　充電端子１６は、充電ケーブルにより、オンサイトで蓄電モジュール５０などの組電池のプラス端子とマイナス端子に接続される。

　コンバータ４０ａ、４０ｂはそれぞれ、上限電流値（出力制限値）を超える出力電流が流れると自律的に出力電圧を低下させる保護機能を有している。

　本実施形態は、筐体内に、蓄電モジュール５０などの組電池を放電させる放電用回路６０が設けられて、単なる充電装置としてではなく、充放電装置として構成されている。放電用回路６０は、耐熱性が高いホーロー抵抗を有してもよい。
　代替的に、放電用回路を備えずに、単なる充電装置として構成されてもよい。

　本実施形態における蓄電モジュール５０は、直列接続された複数のリチウムイオン電池セル５５ａと、監視ユニット５２とを備える。蓄電モジュール５０は、蓄電システム、機械駆動システム、又は移動体といったシステムの近くに備蓄されたものであってもよい。

　監視ユニット５２は、電圧センサを用いて、各電池セル５５ａの電圧値を検出し、充電装置１０の管理ユニット３０に通信で送信する。監視ユニット５２は、各電池セル５５ａの電圧値の総和を、蓄電モジュール５０の電圧値として、管理ユニット３０に送信する。
　代替的に、管理ユニット３０において各電池セル５５ａの電圧値の総和を求め、蓄電モジュール５０の電圧値として認識してもよい。
　管理ユニット３０は、充電端子１６、１６の電圧を測定する電圧センサ（図示せず）を介して、蓄電モジュール５０の電圧値を取得してもよい。この構成は、蓄電モジュールが監視ユニット５２を有しない場合に好適である。

　監視ユニット５２は更に、温度センサを用いて、蓄電モジュール５０の温度を検出し、充電装置１０の管理ユニット３０に通信で送信する。
　本実施形態のように、管理ユニット３０が蓄電モジュール５０と通信可能に接続される場合（例えば、監視ユニット５２と通信可能に接続される場合）、管理ユニット３０が、蓄電モジュール５０の状態（例えば、電圧）を詳細に把握できる。管理ユニット３０が、蓄電モジュール５０の各電池セル５５ａの電圧を把握して、蓄電モジュール５０が異常な（例えば、内部短絡が生じている）セル５５ａを含むか否かを判定してもよい。

　図３を参照しながら、充電装置１０による蓄電モジュール５０の充電動作（充電初期制御）を説明する。
　図３（Ａ）は、充電装置１０から出力される（直列接続されたコンバータ４０ａ、４０ｂから出力される）充電電圧と充電電流の出力制限値を示す。実線は充電電流の出力制限値、破線は充電電圧の出力制限値を示す。
　図３（Ｂ）は管理ユニット３０から調整コンバータ４０ａへの出力電流の指示値（実線）と出力電圧（破線）の指示値を示し、図３（Ｃ）は管理ユニット３０からベースコンバータ４０ｂへの出力電流（実線）の指示値と出力電圧（破線）の指示値を示す。

　図３（Ａ）に示す、充電装置１０における充電開始時の充電電圧（第１電圧値。この例では、５０Ｖを下回る電圧であり、４８．０ボルト［Ｖ］など）は、後述するように、管理ユニット３０が蓄電モジュール５０の電圧値を取得して決定される。
　充電装置１０は充電開始後に、充電電圧を第２電圧値（６８Ｖなど）に上昇させて、コンバータ４０ａ、４０ｂによる蓄電モジュール５０の充電を行わせる。

　図３（Ａ）に示すように、充電装置１０における充電開始時の充電電流は、１０アンペア［Ａ］以下の低い値（第１電流値。例えば、１Ａ～６Ａ）に設定される。充電装置１０は充電開始後に、充電電流を徐々に上昇させ、第２電流値（３０Ａなど）に到達した後は、その電流値の充電電流で、コンバータ４０ａ、４０ｂによる蓄電モジュール５０の充電を行う。

　図３（Ｂ）に示すように、調整コンバータ４０ａでは、充電開始後に、出力電圧が上昇するとともに、出力電流が徐々に（階段状に）上昇する。
　図３（Ｃ）に示すように、ベースコンバータ４０ｂでは、出力電圧は一定であり、出力電流は例えば当該コンバータの上限電流値（例えば、３３Ａ）で一定である。

　調整コンバータ４０ａとベースコンバータ４０ｂの出力電圧の合計が、図３（Ａ）に示す充電装置１０の充電電圧となる。
　図３（Ａ）における充電装置１０の到達電流値である第２電流値（３０Ａ）は、各コンバータの上限電流値（３３Ａ）より低い値に設定されている。

　図３に示した充電初期制御を、図４のフローチャートを用いて説明する。
　先ず、管理ユニット３０は、充電開始前の蓄電モジュール５０の電圧値を通信で取得する（Ｓ１０）。

　管理ユニット３０は、取得した電圧値に基づき蓄電モジュール５０に突入電流などの大電流が流れない程度の第１電圧値に充電装置１０の充電電圧を設定する（Ｓ２０）。例えば、充電開始前の蓄電モジュール５０の電圧値が４７．５Ｖである場合、それに０．５Ｖを加えた、４８．０Ｖに充電装置１０の充電電圧を設定する（Ｓ２０）。充電電圧設定のために、充電開始前の蓄電モジュール５０の電圧値に加算する所定値は、０．５Ｖに限定はされない。

　例えば管理ユニット３０は、ベースコンバータ４０ｂの出力電圧を３４．０Ｖに設定にし、調整コンバータ４０ａの出力電圧を１４．０Ｖに設定して、充電装置１０の充電開始時の充電電圧を４８．０Ｖにする。
　これにより、蓄電モジュール５０に突入電流が流れ込むことを防止でき、遮断スイッチ３４（図２参照）へのダメージも抑制できる。

　次に、管理ユニット３０は、充電装置１０の充電開始時の充電電流を第１電流値（例えば、１Ａ）に設定し、コンバータ４０ａ、４０ｂによる蓄電モジュール５０の充電を開始させる（Ｓ３０）。第１電流値は予め設定されていてもよく、Ｓ３０では充電電流の設定を行わずに充電を開始してもよい。

　図５に、比較例における充電電圧（破線）および充電電流（実線）の推移を示す。この比較例では、充電電圧の出力制限値が６７Ｖ～６８Ｖで一定に設定され、充電電流の出力制限値が３０Ａで一定に設定されている。
　このような設定で、直列接続されたコンバータ４０ａ、４０ｂによる蓄電モジュール５０の充電を開始させると、コンバータ４０ａ、４０ｂにおいて出力のハンチングが生じる可能性がある。

　より具体的に説明する。充電電圧が６７Ｖ～６８Ｖであって、充電開始前の蓄電モジュール５０の電圧値が４７．５Ｖである場合、電圧差が大きいため、コンバータ４０ａ、４０ｂから蓄電モジュール５０に向けて突入電流が流れる可能性がある。
　上述のように、各コンバータ４０ａ、４０ｂは、上限電流値（例えば３３Ａ）を超える出力電流が流れると自律的に出力電圧を低下させる保護機能を有している。突入電流が流れると、各コンバータ４０ａ、４０ｂは、自律的に出力電圧を低下させる。それらコンバータ４０ａ、４０ｂの保護機能は、独立して作動し、必ずしも同期して（同じタイミングで）作動しない。そのため、一方のコンバータが出力電圧を低下させて一時的に出力電流が低下したことを契機に、他方のコンバータが出力電圧を上昇させて出力電流を上昇させようとすることがある。こうした事象が連続して、出力のハンチングに至る。

　図４に戻り、本実施形態では管理ユニット３０が、蓄電モジュール５０に突入電流が流れない程度の第１電圧値に充電装置１０の充電電圧を設定し（Ｓ２０）、充電電流を第１電流値（例えば、１Ａ）に設定して、コンバータ４０ａ、４０ｂによる充電を開始させる（Ｓ３０）。
　これにより、蓄電モジュール５０に突入電流が流れ込むことを防止し、かつコンバータ出力のハンチングを防止できる。

　次に管理ユニット３０は、充電電圧を、第１電圧値から第２電圧値に上昇させる（Ｓ４０）。

　本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、充電開始後すぐに（例えば１秒後に）、充電電圧を第１電圧値（４８．０Ｖ）から、第２電圧値（６８．０Ｖ）にステップ状に上昇させている。
　各コンバータ４０ａ、４０ｂにおいて、電圧制御より電流制御が優先される設定になっていれば、上述のように電圧を上昇させても、電流が第１電流値（１Ａ）で制限されるため、大電流が流れることはない。
　その後充電電圧は、第２電圧値（６８．０Ｖ）に維持されて、コンバータ４０ａ、４０ｂによる蓄電モジュール５０の充電が行われる。

　次に管理ユニット３０は、充電電流を第１電流値（１Ａ）から徐々に上昇させ（例えば、１秒毎に１Ａずつ増加させ）、充電電流が第２電流値（３０Ａ）に到達した後は、第２電流値の充電電流を維持してコンバータ４０ａ、４０ｂに蓄電モジュール５０の充電を行わせる（Ｓ５０）。
　これにより、充電開始後も蓄電モジュール５０に突入電流が流れ込むことを防止し、コンバータ出力のハンチングを防止できる。

　図６（Ａ）は、充電装置１０から蓄電モジュール５０への充電電圧（破線）および充電電流（実線）の波形を示し、図６（Ｂ）は、充電装置１０の充電電圧（破線）および充電電流（実線）の出力制限値を示す。
　図６（Ａ）に示すように、蓄電モジュール５０は、全体としてはＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電により満充電にまで充電される。
　図４に示した充電の初期制御は、図６（Ａ）に示すように、蓄電モジュール５０の充電の初期に行われる。

　以下、タッチパネル２０の画面の表示例を説明する。充電装置１０に入力される交流電源の電圧に応じて、充電電流の最大値（第２電流値）がタッチパネル２０に表示されてもよい。充電装置１０は、入力される交流電源が１００Ｖであるか２００Ｖであるかを自律的に判断する。図７の例では、充電装置１０に入力される交流電源が１００Ｖであるため第２電流値を１５Ａに制限する旨を表示している。代替的に、充電装置１０は、タッチパネル２０への表示を行うことなく、入力される交流電源が１００Ｖの場合に第２電流値を自律的に１５Ａに制限してもよい。充電装置１０は、入力される電源が２００Ｖの場合、タッチパネル２０に何らかの表示を行ってもよいし、タッチパネル２０への表示を行うことなく充電電流の最大値をデフォルト値（３０Ａ）に設定してもよい。

　図８に示すように、充電装置１０は、組電池に対して充電を行うか、放電を行うかの入力を受け付ける画面をタッチパネル２０に表示してもよい。

　図８に示すように、充電装置１０は、充電を行うか、放電を行うかの受け付けとともに、充放電の停止方法の選択を受け付ける画面をタッチパネル２０に表示してもよい。図８の例では、充放電の停止方法として、ＳＯＣ設定によるもの、電圧設定によるもの、タイマ設定によるもの、という複数の選択肢を提示している。

　図８の画面で、充電モードが選択され、停止方法としてＳＯＣ設定が選択された場合、図９に示す画面に遷移する。

　図９の例では、画面に、充電モードが選択されたことを示す表示とともに、充電装置１０に入力される交流電源が２００Ｖであることを示す表示（ＡＣ２００Ｖ）がなされている。目標ＳＯＣの欄に、ユーザが数値を入力できるようになっている。矢印ボタンの操作によりユーザが数値を上下させてもよい。目標ＳＯＣの欄の下に、充電装置１０に接続されている組電池の充電開始前の状態（電圧、ＳＯＣ、電流、温度）を示す欄が表示されている。ユーザが目標ＳＯＣの欄に数値を入力し、充電開始ボタンを押すと、充電装置１０による組電池の充電が開始される。

　充電開始後に、組電池の状態を示す欄の数値（電圧、ＳＯＣ、電流、温度）が充電の進行に伴ってリアルタイムに変化することが好ましい。充電装置１０の管理ユニット３０が、蓄電モジュール５０の監視ユニット５２と通信を行うことで、このような表示が可能となる。

　図８の画面で、充電モードが選択され、停止方法として電圧設定が選択された場合、図９の画面における「目標ＳＯＣ」が「目標電圧」に置換される。ユーザは、目標電圧の数値を入力する。
　図８の画面で、充電モードが選択され、停止方法としてタイマ設定が選択された場合、図９の画面における「目標ＳＯＣ」が、「充電電圧」および「充電時間」に置換される。ユーザは、充電電圧および充電時間の数値を入力する。

　本発明は、上述した実施形態に限定はされない。実施形態では、直列接続された２個のコンバータ４０ａ、４０ｂを用いる例を説明した。代替的に、コンバータの数は３個以上であってもよい。

　管理ユニット３０が、充電開始後は充電装置１０の充電電圧を、第１電圧値から第２電圧値にステップ状に上昇させる例を説明した。代替的に、管理ユニット３０は、充電装置１０の充電電圧を、徐々に増加させてもよいし、充電電圧の上昇の休止期間を含む２段ステップ状に増加させてもよい。

　管理ユニット３０が、充電開始後は充電装置１０の充電電流を、第１電流値（１Ａ）から、１秒毎に１Ａずつ増加させる例を説明した。代替的に、管理ユニット３０は、充電装置１０の充電電流を、数秒毎に数Ａずつ（例えば、５Ａずつ）増加させてもよいし、１秒毎に０．５Ａずつ増加させてもよい。

　充電装置は、次のように構成されてもよい。
　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、
　前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備え、
　前記複数のコンバータは、出力電圧が一定値に設定されるコンバータと、出力電圧および出力電流が調整されるコンバータとを有し、
　前記管理ユニットは、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータに前記組電池の充電を開始させ、
　充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせる、充電装置。

　上記構成によれば、複数のコンバータを直列接続して用いて安定的に組電池を充電できる。また、出力電圧が一定のコンバータ（ベースコンバータ）の制御のための、通信負荷を減らすことができる。

１０　充電装置
２０　タッチパネル（表示部）
３０　管理ユニット
４０ａ、４０ｂ　コンバータ
５０　組電池

Claims

　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、
　前記前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備え、
　前記管理ユニットは、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータに前記組電池の充電を開始させ、
　充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせ、
　前記充電電流を充電開始時の第１電流値から充電開始後に上昇させる、充電装置。
　前記コンバータは、それぞれ、上限電流値を超える出力電流が流れると出力電圧を低下させる保護機能を有する、請求項１に記載の充電装置。
　前記コンバータは、出力電圧が一定値に設定されるコンバータと、出力電圧および出力電流が調整されるコンバータとを有する、請求項１又は請求項２に記載の充電装置。
　前記管理ユニットは、前記充電電流が前記第１電流値より高い第２電流値に到達した後、定電圧充電モードに切り替わるまでは前記第２電流値の充電電流で前記複数のコンバータに前記組電池の充電を行わせる、請求項１～請求項３のいずれかに記載の充電装置。
　前記管理ユニットは、前記充電装置に入力される交流電源の電圧に応じて、前記第２電流値を変更する、請求項４に記載の充電装置。
　表示部を更に備え、
　前記組電池の電圧値又は前記電圧値に相当する前記組電池の充電状態（ＳＯＣ）を前記表示部に表示する、請求項１～請求項５のいずれかに記載の充電装置。
　充電を終了する前記組電池の目標電圧値又は目標ＳＯＣ値又は充電時間の入力を受け付ける、請求項１～請求項６のいずれかに記載の充電装置。
　前記管理ユニットは、充電開始前の前記組電池の電圧値を通信で取得する、請求項１～請求項７のいずれかに記載の充電装置。
　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、
　前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備え、
　前記複数のコンバータは、出力電圧が一定値に設定されるベースコンバータと、出力電圧および出力電流が調整される調整コンバータとを有し、
　前記管理ユニットは、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータに前記組電池の充電を開始させ、
　充電開始後に、前記調整コンバータの出力電圧を調整することで前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて、前記ベースコンバータおよび調整コンバータに前記組電池の充電を行わせる、充電装置。
　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続された複数のコンバータと、前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備える充電装置を用いて組電池を充電する充電方法であって、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を前記管理ユニットにより取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータによる前記組電池の充電を開始し、
　充電開始後に前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて前記複数のコンバータによる前記組電池の充電を行い、
　前記充電電流を充電開始時の第１電流値から充電開始後に上昇させる、充電方法。
　組電池を充電するために直流の充電電圧および充電電流を出力する、直列接続されたベースコンバータおよび調整コンバータと、前記コンバータと通信可能に接続される管理ユニットと、を備える充電装置を用いて組電池を充電する充電方法であって、
　充電開始前の前記組電池の電圧値を前記管理ユニットにより取得し、
　取得した電圧値に基づき前記組電池に大電流が流れない程度の第１電圧値に前記充電電圧を設定して前記複数のコンバータによる前記組電池の充電を開始し、
　充電開始後に、前記調整コンバータの出力電圧を調整することで前記充電電圧を前記第１電圧値より高い第２電圧値に上昇させて、前記ベースコンバータおよび調整コンバータによる前記組電池の充電を行う、充電方法。