(57)【要約】【課題】電力消費の損失を抑制することができる急速充電装置を提供する。【解決手段】急速充電装置１は、充電の場合には、第一スイッチ２１の第二接点２１ｂと第一スイッチ２１の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第二スイッチ２２の第一二接点２２ｂと第二スイッチ２２の第五接点２２ｃとを接続することで電池モジュール直列回路Ｐを形成し、当該電池モジュール直列回路Ｐに充電器３を接続可能にする。また、急速充電装置１は、放電の場合には、第一スイッチ２１の第一接点２１ａと第一スイッチ２１の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第二スイッチ２２の第四接点２２ａと第二スイッチ２２の第五接点２２ｃとを接続することで電池モジュール並列回路Ｑを形成し、当該電池モジュール並列回路Ｑに負荷部５を接続可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄電する第一及び第二電池モジュールと、
前記第一電池モジュールの陽極に接続される第一接点と、前記第一電池モジュールの陰極に接続される第二接点と、前記第二電池モジュールの陽極に接続される第三接点とを有し、前記第三接点を前記第一接点又は前記第二接点に切り替え接続する第一スイッチと、
前記第一電池モジュールの陰極に接続される第四接点と、前記第二電池モジュールの陰極に接続される第五接点とを有し、前記第四接点を前記第五接点と接続する接続状態と遮断状態とを切り替える第二スイッチと、
前記第一スイッチ及び前記第二スイッチの接続を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
充電の場合には、前記第一スイッチの第二接点と前記第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、前記第二スイッチを前記遮断状態とすることで、第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陽極とを直列に接続した電池モジュール直列回路を形成し、前記第一及び第二電池モジュールを充電する充電器を前記電池モジュール直列回路に接続可能とし、
放電の場合には、前記第一スイッチの第一接点と前記第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、前記第二スイッチの第四接点と前記第二スイッチの第五接点とを接続することで、第一電池モジュールの陽極と第二電池モジュールの陽極とを接続すると共に第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陰極とを接続した電池モジュール並列回路を形成し、負荷部を前記電池モジュール並列回路に接続可能とすることを特徴とする急速充電装置。
【請求項２】
前記第一電池モジュールと前記第二電池モジュールとの間に電位差がある場合、前記電位差を予め設定された基準値以下に調整する電圧調整部を備える請求項１に記載の急速充電装置。
【請求項３】
前記電圧調整部は、
前記第一電池モジュール又は前記第二電池モジュールの一方に追加充電及び放電を行うことにより、前記電位差を前記基準値以下に調整する追加充放電部を含む請求項２に記載の急速充電装置。
【請求項４】
前記電圧調整部は、
前記第一電池モジュール又は前記第二電池モジュールの電圧が低い方に追加充電を行うことにより、前記電位差を前記基準値以下に調整する追加充電部と、
前記第一電池モジュールの陽極に接続される第六接点と、前記第二電池モジュールの陽極に接続される第七接点と、前記追加充電部の一方側に接続される第八接点とを有し、前記第八接点を前記第六接点又は前記第七接点に切り替え接続する第一スイッチと、前記第一電池モジュールの陰極に接続される第九接点と、前記第二電池モジュールの陰極に接続される第十接点と、前記追加充電部の他方側に接続される第十一接点とを有し、前記第十一接点を前記第九接点又は前記第十接点に切り替え接続する第二スイッチとを有する切替部と、
を含む請求項２に記載の急速充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両に搭載される蓄電池を急速に充電する急速充電装置がある。急速充電装置は、例えば、充電速度を上げるために相対的に高い電圧で蓄電池を充電するものがある。この場合、急速充電装置は、例えば、蓄電池が複数の電池モジュールから構成され、充電の場合には複数の電池モジュールを直列に接続し、放電の場合には複数の電池モジュールを並列に接続する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、急速充電装置は、充放電に応じて複数の電池モジュールを直列又は並列に接続するが、この場合に、電力消費の損失を抑制する点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力消費の損失を抑制することができる急速充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る急速充電装置は、電力を蓄電する第一及び第二電池モジュールと、前記第一電池モジュールの陽極に接続される第一接点と、前記第一電池モジュールの陰極に接続される第二接点と、前記第二電池モジュールの陽極に接続される第三接点とを有し、前記第三接点を前記第一接点又は前記第二接点に切り替え接続する第一スイッチと、前記第一電池モジュールの陰極に接続される第四接点と、前記第二電池モジュールの陰極に接続される第五接点とを有し、前記第四接点を前記第五接点と接続する接続状態と遮断状態とを切り替える第二スイッチと、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチの接続を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、充電の場合には、前記第一スイッチの第二接点と前記第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、前記第二スイッチを前記遮断状態とすることで、第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陽極とを直列に接続した電池モジュール直列回路を形成し、前記第一及び第二電池モジュールを充電する充電器を前記電池モジュール直列回路に接続可能とし、放電の場合には、前記第一スイッチの第一接点と前記第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、前記第二スイッチの第四接点と前記第二スイッチの第五接点とを接続することで、第一電池モジュールの陽極と第二電池モジュールの陽極とを接続すると共に第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陰極とを接続した電池モジュール並列回路を形成し、負荷部を前記電池モジュール並列回路に接続可能とすることを特徴とする。
【０００７】
また、上記急速充電装置において、前記第一電池モジュールと前記第二電池モジュールとの間に電位差がある場合、前記電位差を予め設定された基準値以下に調整する電圧調整部を備えることが好ましい。
【０００８】
また、上記急速充電装置において、前記電圧調整部は、前記第一電池モジュール又は前記第二電池モジュールの一方に追加充電及び放電を行うことにより、前記電位差を前記基準値以下に調整する追加充放電部を含むことが好ましい。
【０００９】
また、上記急速充電装置において、前記電圧調整部は、前記第一電池モジュール又は前記第二電池モジュールの電圧が低い方に追加充電を行うことにより、前記電位差を前記基準値以下に調整する追加充電部と、前記第一電池モジュールの陽極に接続される第六接点と、前記第二電池モジュールの陽極に接続される第七接点と、前記追加充電部の一方側に接続される第八接点とを有し、前記第八接点を前記第六接点又は前記第七接点に切り替え接続する第一スイッチと、前記第一電池モジュールの陰極に接続される第九接点と、前記第二電池モジュールの陰極に接続される第十接点と、前記追加充電部の他方側に接続される第十一接点とを有し、前記第十一接点を前記第九接点又は前記第十接点に切り替え接続する第二スイッチとを有する切替部と、を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る急速充電装置は、充電の場合には、第一スイッチの第二接点と第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、第二スイッチを遮断状態とすることで、第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陽極とを直列に接続した電池モジュール直列回路を形成し、第一及び第二電池モジュールを充電する充電器を電池モジュール直列回路に接続可能とする。また、急速充電装置は、放電の場合には、第一スイッチの第一接点と第一スイッチの第三接点とを接続し、かつ、第二スイッチの第四接点と第二スイッチの第五接点とを接続することで、第一電池モジュールの陽極と第二電池モジュールの陽極とを接続すると共に第一電池モジュールの陰極と第二電池モジュールの陰極とを接続した電池モジュール並列回路を形成し、負荷部を電池モジュール並列回路に接続可能とする。これにより、急速充電装置は、第一スイッチと第二スイッチとにより、電池モジュール直列回路及び電池モジュール並列回路を形成することができるので、必要最低限のスイッチにより回路を構成することが可能となり電力消費の損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る急速充電装置の直列接続の構成例を示す回路図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る急速充電装置の並列接続の構成例を示す回路図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る急速充電装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態２に係る急速充電装置の構成例を示す回路図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る急速充電装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態３に係る急速充電装置の構成例を示す回路図である。
【図７】図７は、実施形態３に係る急速充電装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１３】
〔実施形態１〕
実施形態１に係る急速充電装置１について説明する。急速充電装置１は、蓄電池１０を急速に充電するものである。本実施形態では、急速充電装置１は、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッドカー（ＰＨＥＶ；Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両２に搭載される蓄電池１０を充電する例について説明する。以下、急速充電装置１について詳細に説明する。
【００１４】
急速充電装置１は、例えば、車両２の蓄電池１０に電力を充電するものである。急速充電装置１は、図１に示すように、蓄電池１０と、切替部２０と、制御部３０とを備える。急速充電装置１は、外部の充電器（急速充電器）３にワイヤハーネス４等を介して接続され、当該充電器３から電力が供給されることにより蓄電池１０を充電する。外部の充電器３は、例えば、図示しない急速充電スタンド等に設置されている。また、急速充電装置１は、蓄電池１０に充電された電力を負荷部５としてのインバータ５ａ及びモータジェネレータ（ＭＧ）５ｂに供給する。例えば、急速充電装置１は、蓄電池１０がインバータ５ａを介してモータジェネレータ５ｂに接続され、蓄電池１０の直流がインバータ５ａにより交流に変換されてモータジェネレータ５ｂに供給される。
【００１５】
蓄電池１０は、電力を蓄電する電池である。蓄電池１０は、蓄電した電力を負荷部５に供給する。蓄電池１０は、例えばリチウムイオン電池であり、複数の電池モジュール１１を含んで構成される。この例では、蓄電池１０は、二つの電池モジュール１１を含んで構成される。電池モジュール１１の各々は、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂともいう。蓄電池１０は、急速充電を可能とするために、二つの電池モジュール１１が充電の場合と放電の場合において異なる態様で接続される。例えば、蓄電池１０は、充電の場合には第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとが直列に接続され、放電の場合には第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとが並列に接続される。これにより、蓄電池１０は、充電の場合には放電の場合と比較して二倍程度の電圧で充電することが可能となり、急速に充電することができる。蓄電池１０は、充電の場合には陽極が充電器３の陰極に接続され、陰極が充電器３の陽極に接続される。また、蓄電池１０は、放電の場合には陽極が負荷５の陰極に接続され、陰極が負荷５の陽極に接続される。蓄電池１０の各電池モジュール１１は、複数の電池セル１１ａ、１１ｂを含んで構成される。この例では、電池セル１１ａ、１１ｂの各々は、同じ電圧である。各電池モジュール１１は、それぞれ同じ数の電池セル１１ａ、１１ｂにより構成される。各電池モジュール１１は、例えば数十から数百の電池セル１１ａ、１１ｂが直列に接続されている。第一電池モジュール１１Ａの各電池セル１１ａが満充電である場合の電圧ＶＡと、第二電池モジュール１１Ｂの各電池セル１１ｂが満充電である場合の電圧ＶＢとは、同等の電圧である。
【００１６】
切替部２０は、電流が流れる電流経路を切り替えるスイッチである。切替部２０は、後述する制御部３０からの切替信号に基づいて電流経路を切り替える。切替部２０は、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとを直列に接続し、充電器３から第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂに流れる電流の経路を形成する。また、切替部２０は、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとを並列に接続し、第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂから負荷部５に流れる電流の経路を形成する。切替部２０は、第一スイッチ２１と第二スイッチ２２とを備える。第一スイッチ２１は、第一電池モジュール１１Ａの陽極に接続される第一接点２１ａと、第一電池モジュール１１Ａの陰極に接続される第二接点２１ｂと、第二電池モジュール１１Ｂの陽極に接続される第三接点２１ｃとを有し、第三接点２１ｃを第一接点２１ａ又は第二接点２１ｂに切り替え接続する。第二スイッチ２２は、第一電池モジュール１１Ａの陰極に接続される第四接点２２ａと、第二電池モジュール１１Ｂの陰極に接続される第五接点２２ｃと、電気的な接続をオフにする第一二接点２２ｂとを有し、第四接点２２ａを第五接点２２ｃと接続する接続状態と、第一二接点２２ｂと第五接点２２ｃと接続する遮断状態とを切り替える。
【００１７】
制御部３０は、切替部２０に接続され、切替部２０を制御するものである。制御部３０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部３０は、切替部２０に切替信号を出力し、充電の場合には電池モジュール直列回路Ｐを形成し、放電の場合には電池モジュール並列回路Ｑを形成する。
【００１８】
切替部２０は、切替信号が充電を示す場合、第一電池モジュール１１Ａの陰極側の第二接点２１ｂと第二電池モジュール１１Ｂの陽極側の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第二電池モジュール１１Ｂの陰極側の第五接点２２ｃと第一二接点２２ｂとを接続する。そして、切替部２０は、第一電池モジュール１１Ａの陰極と第二電池モジュール１１Ｂの陽極とを第一スイッチ２１により直列に接続した電池モジュール直列回路Ｐを形成し、当該電池モジュール直列回路Ｐに充電器３を接続可能とする。つまり、切替部２０は、電池モジュール直列回路Ｐの陽極に充電器３の陰極を接続し、電池モジュール直列回路Ｐの陰極に充電器３の陽極を接続する。これにより、急速充電装置１は、放電の場合の電圧よりも高電圧、例えば二倍程度の電圧で蓄電池１０を充電することができる。
【００１９】
切替部２０は、切替信号が放電を示す場合、図２に示すように、第一電池モジュール１１Ａの陽極側の第一接点２１ａと第二電池モジュール１１Ｂの陽極側の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第一電池モジュール１１Ａの陰極側の第四接点２２ａと第二電池モジュール１１Ｂの陰極側の第五接点２２ｃとを接続する。そして、切替部２０は、第一電池モジュール１１Ａの陽極と第二電池モジュール１１Ｂの陽極とを第一スイッチ２１により接続すると共に第一電池モジュール１１Ａの陰極と第二電池モジュール１１Ｂの陰極とを第二スイッチ２２により接続した電池モジュール並列回路Ｑを形成し、当該電池モジュール並列回路Ｑに負荷部５を接続可能とする。つまり、切替部２０は、電池モジュール並列回路Ｑの陽極に負荷部５の陰極を接続し、電池モジュール並列回路Ｑの陰極に負荷部５の陽極を接続する。これにより、急速充電装置１は、充電の場合の電圧よりも低電圧、例えば半分程度の電圧で蓄電池１０を放電することができる。
【００２０】
次に、図３を参照して急速充電装置１の動作例について説明する。急速充電装置１は、充電が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、急速充電装置１は、充電器３が接続され、充電器３から急速充電開始の信号が出力されると充電が開始されたと判定する。急速充電装置１は、充電が開始されたと判定した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、切替部２０を切り替えて電池モジュール直列回路Ｐを形成する（ステップＳ２）。次に、急速充電装置１は、充電器３から電池モジュール直列回路Ｐに電流を流し、直列に接続された各電池モジュール１１を充電する（ステップＳ３）。このとき、急速充電装置１は、ＣＶＳ（セルボルテージセンサー）により第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂの各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を監視し、他の電池セル１１ａ、１１ｂと比べて高電圧になった電池セル１１ａ、１１ｂに対して抵抗放電や他の電池セル１１ａ、１１ｂへの電力移送などを行って各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化する。これにより、急速充電装置１は、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとの電位差を同等にすることができる。従って、急速充電装置１は、放電の場合に従来のように例えば抵抗を用いなくても、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとを並列に接続することができる。なお、充電器３は、電池モジュール直列回路Ｐの電圧に応じて、所定のＣレート（電池容量に対する電流値）により充電を行うように出力電圧を調整する。
【００２１】
次に、急速充電装置１は、図示しない電圧検出部により各電池モジュール１１の電圧を検出し、各電池モジュール１１の電圧が同等であるか否かを判定する（ステップＳ４）。急速充電装置１は、各電池モジュール１１の電圧が同等である場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、急速充電装置１は、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達したか否かを判定する。急速充電装置１は、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達し充電が完了した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、充電器３から供給される電力を停止し電池モジュール並列回路Ｑを形成して処理を終了する（ステップＳ６）。ここで、充電終止電圧とは、充電の終止を示す電圧であり、過充電を防止するために予め定められた電圧である。
【００２２】
なお、上述のステップＳ１で、急速充電装置１は、充電が開始されていないと判定した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、再度、充電が開始されたか否かを判定する。また、上述のステップＳ４で、急速充電装置１は、各電池モジュール１１の電圧が同等でない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り、各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化しながら各電池モジュール１１を充電する。また、上述のステップＳ５で、急速充電装置１は、各電池モジュール１１が充電終止電圧に到達せずに充電が完了していない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り、各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化しながら各電池モジュール１１を充電する。
【００２３】
以上のように、実施形態１に係る急速充電装置１は、充電の場合には、第一スイッチ２１の第二接点２１ｂと第一スイッチ２１の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第二スイッチ２２の第一二接点２２ｂと第二スイッチ２２の第五接点２２ｃとを接続することで、第一電池モジュール１１Ａの陰極と第二電池モジュール１１Ｂの陽極とを直列に接続した電池モジュール直列回路Ｐを形成し、当該電池モジュール直列回路Ｐに充電器３を接続可能とする。また、急速充電装置１は、放電の場合には、第一スイッチ２１の第一接点２１ａと第一スイッチ２１の第三接点２１ｃとを接続し、かつ、第二スイッチ２２の第四接点２２ａと第二スイッチ２２の第五接点２２ｃとを接続することで、第一電池モジュール１１Ａの陽極と第二電池モジュール１１Ｂの陽極とを接続すると共に第一電池モジュール１１Ａの陰極と第二電池モジュール１１Ｂの陰極とを接続した電池モジュール並列回路Ｑを形成し、当該電池モジュール並列回路Ｑに負荷部５を接続可能とする。これにより、急速充電装置１は、第一スイッチ２１と第二スイッチ２２とにより、電池モジュール直列回路Ｐ及び電池モジュール並列回路Ｑを形成することができるので、必要最低限のスイッチにより回路を構成することが可能となり電力の損失を抑制することができる。また、急速充電装置１は、電池モジュール直列回路Ｐにより高電圧で充電するので電流を増加することなく電力量を増加することができる。これにより、急速充電装置１は、電流の増加に起因する電力の損失を抑制できると共にワイヤハーネス４等の発熱を抑制することができる。
【００２４】
〔実施形態１の変形例〕
急速充電装置１は、回生制動の場合にモータジェネレータ５ｂにより回生電圧を発生し、コンバータ５ｃにより回生電圧を昇圧して蓄電池１０に電力を充電してもよい。
【００２５】
また、蓄電池１０は、二つの電池モジュール１１を含んで構成される例について説明したが、二つの電池モジュール１１よりも多くの電池モジュール１１を含んで構成されてもよい。また、蓄電池１０の電池セル１１ａ、１１ｂの各々は、同じ電圧である例について説明したが、異なる電圧でもよい。
【００２６】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る急速充電装置１Ａについて説明する。実施形態２に係る急速充電装置１Ａは、図４に示すように、各電池モジュール１１の間の電位差を調整する電圧調整部４０を備える点で実施形態１と異なる。なお、実施形態２は、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２７】
電圧調整部４０は、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとの電位差を調整するものである。電圧調整部４０は、急速充電中又は急速充電後に、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとの間に電位差がある場合、電位差を予め設定された基準値以下に調整する。ここで、電位差を基準値以下に調整するとは、例えば、電池モジュール並列回路Ｑで流れる電流が急速充電装置１Ａや負荷部５に悪影響を与えない範囲（上限電流値）に抑えられることである。急速充電装置１Ａは、電池モジュール並列回路Ｑを構成する各電池モジュール１１やワイヤハーネス４、切替部２０等による抵抗成分と各電池モジュール１１の電位差とによって流れる電流が決まる。急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の電位差により流れる電流を電池モジュール並列回路Ｑの上限電流値以下にする必要がある。
【００２８】
実施形態２では、電圧調整部４０は、追加充電又は放電を行う追加充放電部４１として機能する。追加充放電部４１は、充電器３の陽極及び陰極に接続され、かつ、第二電池モジュール１１Ｂの陽極及び陰極に接続される。追加充放電部４１は、充電器３から第二電池モジュール１１Ｂに追加で印加する電圧をオンオフする図示しないスイッチや、第二電池モジュール１１Ｂを放電する図示しない負荷部等を含んで構成される。追加充放電部４１は、第二電池モジュール１１Ｂに追加充電又は放電を行うことにより電位差を基準値以下に調整する。なお、追加充放電部４１は、第二電池モジュール１１Ｂの代わりに第一電池モジュール１１Ａに接続され、第一電池モジュール１１Ａに追加充電又は放電を行うことにより電位差を基準値以下に調整してもよい。
【００２９】
次に、図５を参照して実施形態２に係る急速充電装置１Ａの動作例について説明する。急速充電装置１Ａは、充電が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１ａ）。例えば、急速充電装置１Ａは、充電器３が接続され、充電器３から急速充電開始の信号が出力されると充電が開始されたと判定する。急速充電装置１Ａは、充電が開始されたと判定した場合（ステップＳ１ａ；Ｙｅｓ）、切替部２０を切り替えて電池モジュール直列回路Ｐを形成する（ステップＳ２ａ）。次に、急速充電装置１Ａは、充電器３から電池モジュール直列回路Ｐに電流を流し、直列に接続された各電池モジュール１１を充電する（ステップＳ３ａ）。このとき、急速充電装置１Ａは、ＣＶＳ（セルボルテージセンサー）により各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を監視し、他の電池セル１１ａ、１１ｂと比べて高電圧になった電池セル１１ａ、１１ｂに対して抵抗放電や他の電池セル１１ａ、１１ｂへの電力移送などを行って各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化する。
【００３０】
次に、急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の間の電位差に基づく追加充放電が完了したか否かを判定する（ステップＳ４ａ）。例えば、急速充電装置１Ａは、電圧検出部により各電池モジュール１１の電圧を検出し、各電池モジュール１１の電圧が同等、つまり、各電池モジュール１１の電位差が基準値以下であるか否かを判定する。急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の電圧が同等でない場合、追加充放電部４１により追加充電又は放電を行う。例えば、急速充電装置１Ａは、第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢが第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡよりも小さい場合、追加充放電部４１により第二電池モジュール１１Ｂに電圧を追加で印加し第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢを上げる。また、急速充電装置１Ａは、第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢが第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡよりも大きい場合、追加充放電部４１により第二電池モジュール１１Ｂを放電し第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢを下げる。急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の電圧が同等になり追加充放電が完了した場合（ステップＳ４ａ；Ｙｅｓ）、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ５ａ）。例えば、急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達したか否かを判定する。急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達し充電が完了した場合（ステップＳ５ａ；Ｙｅｓ）、充電器３から供給される電力を停止し電池モジュール並列回路Ｑを形成して処理を終了する（ステップＳ６ａ）。
【００３１】
なお、上述のステップＳ１ａで、急速充電装置１Ａは、充電が開始されていないと判定した場合（ステップＳ１ａ；Ｎｏ）、再度、充電が開始されたか否かの判定を行う。また、上述のステップＳ４ａで、急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１の電圧が同等ではなく追加充放電が完了していない場合（ステップＳ４ａ；Ｎｏ）、ステップＳ３ａに戻り、各電池モジュール１１を充電する。また、上述のステップＳ５ａで、急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１が充電終止電圧に到達せずに充電が完了していない場合（ステップＳ５ａ；Ｎｏ）、ステップＳ３ａに戻り、各電池モジュール１１を充電する。
【００３２】
なお、急速充電装置１Ａは、第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢが第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡよりも小さい場合に、第二電池モジュール１１Ｂに満充電の電池セル１１ｂが含まれる場合、追加充放電部４１により第二電池モジュール１１Ｂを放電しながら第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂを充電する。これは、電圧ＶＢが電圧ＶＡよりも小さいので電圧ＶＢを上げる必要があるが、第二電池モジュール１１Ｂに満充電の電池セル１１ｂが含まれるためにこれ以上第二電池モジュール１１Ｂを充電することができない。このため、第二電池モジュール１１Ｂを放電しながら第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂを充電する。
【００３３】
以上のように、実施形態２に係る急速充電装置１Ａによれば、電池モジュール並列回路Ｑを形成する場合に第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとの間に電位差がある場合、電位差を予め設定された基準値以下に調整する電圧調整部４０を備える。これにより、急速充電装置１Ａは、各電池モジュール１１における各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化すると共に、各電池モジュール１１の単位で電位差を調整するので、各電池モジュール１１の電位差を短時間で基準値以下に調整することができる。また、急速充電装置１Ａは、従来のように抵抗を用いて複数の電池モジュール１１の間の電位差を調整する場合と比較して、電力の損失を低減することができると共に短時間で電位差を調整することができる。
【００３４】
また、追加充放電部４１は、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂの一方、この例では第二電池モジュール１１Ｂに追加充電及び放電を行うことにより、第一電池モジュール１１Ａと第二電池モジュール１１Ｂとの間の電位差を基準値以下に調整する。このように、急速充電装置１Ａは、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂの一方に対して追加充電及び放電を行うので、第一及び第二電池モジュール１１Ａ、１１Ｂの両方に追加充電等を行う場合と比較して回路構成を簡素化することができる。
【００３５】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係る急速充電装置１Ｂについて説明する。実施形態３に係る急速充電装置１Ｂは、図６に示すように、各電池モジュール１１間の電位差を調整する電圧調整部４０を備える点で実施形態１と異なる。なお、実施形態３は、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３６】
実施形態３では、電圧調整部４０は、追加充電を行う追加充電部４２と、切替部５０とを含んで構成される。追加充電部４２は、充電器３の陽極及び陰極に接続される。さらに、追加充電部４２は、第一電池モジュール１１Ａの陽極及び陰極に接続され、第二電池モジュール１１Ｂの陽極及び陰極に接続される。追加充電部４２は、充電器３から各電池モジュール１１に追加で印加する電圧をオンオフする図示しないスイッチ等を含んで構成される。追加充電部４２は、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂの電圧が低い方に追加充電を行うことにより、電位差を基準値以下に調整する。
【００３７】
切替部５０は、第一スイッチ５１と第二スイッチ５２とを備える。第一スイッチ５１は、第一電池モジュール１１Ａの陽極に接続される第六接点５１ａと、第二電池モジュール１１Ｂの陽極に接続される第七接点５１ｂと、追加充電部４２の一方側に接続される第八接点５１ｃとを有し、第八接点５１ｃを第六接点５１ａ又は第七接点５１ｂに切り替え接続する。第二スイッチ５２は、第一電池モジュール１１Ａの陰極に接続される第九接点５２ａと、第二電池モジュール１１Ｂの陰極に接続される第十接点５２ｂと、追加充電部４２の他方側に接続される第十一接点５２ｃとを有し、第十一接点５２ｃを第九接点５２ａ又は第十接点５２ｂに切り替え接続する。
【００３８】
切替部５０は、切替信号に基づいて、追加充電部４２の第十一接点５２ｃと第一電池モジュール１１Ａの陰極側の第九接点５２ａとを接続し、かつ、第一電池モジュール１１Ａの陽極側の第六接点５１ａと追加充電部４２の第八接点５１ｃとを接続する。これにより、切替部５０は、追加充電部４２を第一電池モジュール１１Ａに接続する。
【００３９】
また、切替部５０は、切替信号に基づいて、追加充電部４２の接点５２ｃと第二電池モジュール１１Ｂの陰極側の接点５２ｂとを接続し、かつ、第二電池モジュール１１Ｂの陽極側の接点５１ｂと追加充電部４２の接点５１ｃとを接続する。これにより、切替部５０は、追加充電部４２を第二電池モジュール１１Ｂに接続する。
【００４０】
次に、図７を参照して実施形態３に係る急速充電装置１Ｂの動作例について説明する。急速充電装置１Ｂは、充電が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１ｂ）。例えば、急速充電装置１Ｂは、充電器３が接続され、充電器３から急速充電開始の信号が出力されると充電が開始されたと判定する。急速充電装置１Ｂは、充電が開始されたと判定した場合（ステップＳ１ｂ；Ｙｅｓ）、切替部２０を切り替えて電池モジュール直列回路Ｐを形成する（ステップＳ２ｂ）。次に、急速充電装置１Ｂは、充電器３から電池モジュール直列回路Ｐに電流を流し、直列に接続された各電池モジュール１１を充電する（ステップＳ３ｂ）。このとき、急速充電装置１Ｂは、ＣＶＳ（セルボルテージセンサー）により各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を監視し、他の電池セル１１ａ、１１ｂと比べて高電圧になった電池セル１１ａ、１１ｂに対して抵抗放電や他の電池セル１１ａ、１１ｂへの電力移送などを行って各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化する。
【００４１】
次に、急速充電装置１Ｂは、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ４ｂ）。例えば、急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達したか否かを判定する。急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１の少なくとも一方が充電終止電圧に到達し充電が完了した場合（ステップＳ４ｂ；Ｙｅｓ）、各電池モジュール１１の電圧を比較する（ステップＳ５ｂ）。急速充電装置１Ｂは、第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡが第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢよりも低い場合（ＶＡ＜ＶＢ）、第一電池モジュール１１Ａに追加充電部４２を接続し第一電池モジュール１１Ａに追加充電を行う。急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１の電圧が同等、つまり各電池モジュール１１の電位差が基準値以下になり追加充電が完了した場合（ステップＳ６ｂ；Ｙｅｓ）、充電器３から供給される電力を停止し電池モジュール並列回路Ｑを形成して処理を終了する（ステップＳ８ｂ）。また、急速充電装置１Ｂは、第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢが第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡよりも低い場合（ＶＡ＞ＶＢ）、第二電池モジュール１１Ｂに追加充電部４２を接続し第二電池モジュール１１Ｂに追加充電を行う。急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１の電圧が同等になり追加充電が完了した場合（ステップＳ７ｂ；Ｙｅｓ）、充電器３から供給される電力を停止し電池モジュール並列回路Ｑを形成して処理を終了する（ステップＳ８ｂ）。また、急速充電装置１Ｂは、第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡが第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢと同等である場合（ＶＡ＝ＶＢ）、充電器３から供給される電力を停止し電池モジュール並列回路Ｑを形成して処理を終了する（ステップＳ８ｂ）。
【００４２】
なお、上述のステップＳ１ｂで、急速充電装置１Ｂは、充電が開始されていないと判定した場合（ステップＳ１ｂ；Ｎｏ）、再度、充電が開始されたか否かを判定する。また、上述のステップＳ４ｂで、急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１が充電終止電圧に到達せずに充電が完了していない場合（ステップＳ４ｂ；Ｎｏ）、ステップＳ３ｂに戻り、各電池モジュール１１を充電する。また、上述のステップＳ６ｂで、急速充電装置１Ｂは、追加充電が完了していない場合（ステップＳ６ｂ；Ｎｏ）、ステップＳ５ｂに戻り、各電池モジュール１１の電圧を比較する。また、上述のステップＳ７ｂで、急速充電装置１Ｂは、追加充電が完了していない場合（ステップＳ７ｂ；Ｎｏ）、ステップＳ５ｂに戻り、各電池モジュール１１の電圧を比較する。
【００４３】
以上のように、実施形態３に係る急速充電装置１Ｂは、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂの電圧が低い方に追加充電を行うことにより、電位差を基準値以下に調整する。これにより、急速充電装置１Ｂは、各電池モジュール１１における各電池セル１１ａ、１１ｂの電圧を均等化すると共に、電池モジュール１１の単位で電位差を調整するので、電池モジュール１１の電位差を短時間で基準値以下に調整することができる。また、急速充電装置１Ｂは、実施形態２の急速充電装置１Ａのように放電により電位差を調整しないので、電力の損失を軽減することができる。
【００４４】
〔実施形態３の変形例〕
電圧調整部４０は、追加充電を行う追加充電部４２として機能する例について説明したが、これに限定されない。電圧調整部４０は、放電を行う放電部として機能してもよい。この場合、放電部は、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂに接続され、第一電池モジュール１１Ａ又は第二電池モジュール１１Ｂの電圧が高い方に放電を行うことにより、電位差を基準値以下に調整する。
【００４５】
また、急速充電装置１Ｂは、充電完了後に追加充電を行っているが、これに限定されない。急速充電装置１Ｂは、充電中に追加充電を行ってもよい。この場合、急速充電装置１Ｂは、充電完了後には第一電池モジュール１１Ａの電圧ＶＡと第二電池モジュール１１Ｂの電圧ＶＢとが同等になっているので、充電時間を短縮することができる。
【００４６】
なお、急速充電装置１は、複数の電池セル１１ａ、１１ｂを含んで構成される複数の電池モジュール１１と、複数の電池モジュール１１を直列に接続した電池モジュール直列回路Ｐを形成し、複数の電池モジュール１１を充電する充電器３を電池モジュール直列回路Ｐに接続するか、又は、複数の電池モジュール１１を並列に接続した電池モジュール並列回路Ｑを形成し、負荷部５を電池モジュール並列回路Ｑに接続するかを切り替える切替部２０と、切替部２０を制御し、充電の場合には電池モジュール直列回路Ｐに切り替え、放電の場合には電池モジュール並列回路Ｑに切り替える制御部３０と、電池モジュール並列回路Ｑに切り替える場合に複数の電池モジュール１１の間に電位差がある場合、電位差を予め設定された基準値以下に調整する電圧調整部４０と、を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１、１Ａ、１Ｂ  急速充電装置
１０  蓄電池
１１  電池モジュール
１１Ａ  第一電池モジュール
１１Ｂ  第二電池モジュール
１１ａ  電池セル
２０  切替部
２１  第一スイッチ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  接点
２２  第二スイッチ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  接点
３  充電器
３０  制御部
４０  電圧調整部
４１  追加充放電部
５  負荷部      
４２  追加充電部
５０  切替部
Ｐ  電池モジュール直列回路
Ｑ  電池モジュール並列回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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