(57)【要約】【課題】低温時における充電電流を低減させることを目的とする。【解決手段】電池ユニット１０は、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された電池モジュール１１を備える。電池モジュール１１には、負荷１４が接続されている。電池ユニット１０は、更に、電池モジュール１１またはその付近の温度を計測する温度センサ１５と、電池モジュール１１に流れる電流を計測する電流センサ１６とを備えている。温度センサ１５の計測値及び電流センサ１６の計測値は、制御装置２０に出力される。制御装置２０は、温度センサ１５によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、電流センサ１６によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、負荷１４を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの二次電池が直列に接続された電池モジュールと、
前記電池モジュールに接続された電力消費手段と、
前記電池モジュールまたはその付近の温度を計測する温度計測手段と、
前記電池モジュールに向かって流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する制御手段と
を具備する電池ユニット。
【請求項２】
前記電力消費手段は、負荷と、該負荷と前記電池モジュールとを接続可能な常開型の開閉手段とを含み、
前記制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記開閉手段を閉成する請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項３】
前記電力消費手段は、負荷と、該負荷と前記電池モジュールとの間に配される電流制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記負荷に流れる電流を前記電流制御装置によって調整する請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項４】
前記電力消費手段は、抵抗値が可変な負荷であって、
前記制御手段は、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記負荷の抵抗値を調整する請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項５】
前記負荷の抵抗値は、前記電池モジュールを構成する少なくとも１つの二次電池の起電力の和と当該電池モジュールに流れこむ電流に基づいて決定される請求項４に記載の電池ユニット。
【請求項６】
前記電力消費手段は、ヒータを含む請求項１から請求項５のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の複数の電池ユニットを並列に接続して構成される電池システム。
【請求項８】
前記制御手段は、複数の前記電池モジュール間で共有化されている請求項７に記載の電池システム。
【請求項９】
請求項１に記載の複数の電池ユニットを並列に接続した電池システムであって、
前記電力消費手段は、複数の前記電池ユニット間で共有化されている電池システム。
【請求項１０】
外部負荷に接続される電池システムであって、
少なくとも１つの二次電池が直列に接続された第１電池モジュールと、
前記第１電池モジュールの正極側端子と前記外部負荷との間に設けられた抵抗素子と、
前記抵抗素子を介して前記第１電池モジュールに並列に接続された第２電池モジュールと、
前記第２電池モジュールに接続された電力消費手段と、
前記第２電池モジュールまたはその付近の温度を計測する温度計測手段と、
前記第２電池モジュールに流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する制御手段と
を具備する電池システム。
【請求項１１】
少なくとも１つの二次電池が直列に接続された電池モジュールに電力消費手段を接続し、
前記電池モジュールまたはその付近の温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電池モジュールの充電電流が所定値以上である場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する電池ユニットの制御方法。
【請求項１２】
外部負荷に接続される電池システムの制御方法であって、
少なくとも１つの二次電池が直列に接続された第１電池モジュールの正極側端子と前記外部負荷との間に抵抗素子を接続するとともに、前記抵抗素子を介して前記第１電池モジュールと第２電池モジュールとを並列に接続し、
前記第２電池モジュールに電力消費手段を接続し、
前記第２電池モジュールまたはその付近の温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記第２電池モジュールの充電電流が所定値以上である場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの二次電池を直列に接続した電池モジュールを有する電池ユニット及びその制御方法並びに該電池ユニットを備える電池システム及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、低温状態になると、イオン伝達性や電極活物質の反応が低下するために、電池の内部抵抗が大きくなり、適切な充電が行えないことが知られている。例えば、リチウムイオン二次電池では、低温（例えば、０℃よりも低い温度）で充電した場合、正極から出たリチウムイオンが負極に吸収されにくくなってリチウム金属が析出しやすくなり、故障に至るおそれがある。そのため、従来は、電池の温度を検出し、電池の温度が所定の設定温度以下である場合に、充電を停止させるとともに、ヒータなどの加熱手段を作動させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３８４２８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、車両などの移動体に特許文献１に開示されているような制御を適用しようとすると、電池温度に加えて、移動体の運転状態なども考慮してヒータ制御などを行う必要があり、制御が煩雑になるという問題がある。
【０００５】
また、例えば、図７に示すように、複数の電池モジュール５１、５２が並列接続されてなる電池システム５０を車両の走行モータ５３の電源として用いている場合、低温時において、走行モータ５３と各電池モジュール５１、５２とを非接続状態とし、走行モータ５３の回生電流による電池モジュール５１、５２の充電を回避することが考えられる。しかしながら、走行モータ５３が同期モータの場合には、非接続とすることができず、回生電流により充電されてしまう。また、回生電流による充電を回避したとしても、電池モジュール５１、５２間で電圧差があれば、電圧の高い電池モジュール（例えば、電池モジュール５１）から低い電池モジュール（例えば、電池モジュール５２）へ還流電流が流れてしまう。従って、複数の電池モジュール５１、５２を並列接続してなる電池システム５０においては、走行モータ５３からの回生電流の外に、電池モジュール５１、５２間に流れる還流電流についても考慮して、電池の保護を行う必要があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低温時における充電電流を低減させることのできる電池ユニット及びその制御方法並びに電池システム及びその制御方法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】
【０００７】
本発明の第１態様は、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された電池モジュールと、前記電池モジュールに接続された電力消費手段と、前記電池モジュールまたはその付近の温度を計測する温度計測手段と、前記電池モジュールに流れる電流を計測する電流計測手段と、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する制御手段とを具備する電池ユニットである。
【０００８】
上記態様によれば、電池モジュールに電力消費手段が接続された構成とされ、電池モジュールまたはその周辺温度が所定の温度範囲を外れ、かつ、所定値以上の充電電流が計測された場合に、記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、制御手段によって電力消費手段が制御される。電力消費手段が制御されることにより、電力消費手段側に電流を流すことができるため、電池モジュールの充電電流を低減させることができる。これにより、低温時に、電池モジュールに所定値以上の充電電流が流れることを回避でき、電池モジュールを保護することが可能となる。
【０００９】
上記電池ユニットにおいて、前記電力消費手段は、負荷と、該負荷と前記電池モジュールとを接続可能な常開型の開閉手段とを含み、前記制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記開閉手段を閉成するようにしてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、電池モジュールまたはその周辺温度が所定の温度範囲を外れ、かつ、所定値以上の充電電流が計測された場合に、制御手段による開閉手段の開閉制御といった簡易な制御のみで、負荷側に電流を流し、電池モジュールの充電電流を低減させることができる。
【００１１】
上記電池ユニットにおいて、前記電力消費手段は、負荷と、該負荷と前記電池モジュールとの間に配される電流制御装置とを含み、前記制御装置は、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記負荷に流れる電流を前記電流制御装置によって調整するようにしてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、電池モジュールまたはその周辺温度が所定の温度範囲を外れ、かつ、所定値以上の充電電流が計測された場合に、制御手段による電流制御装置の制御で負荷側に流れる電流量を調整できるため、電池モジュールの充電電流を正確に低減させることができる。
【００１３】
上記電池ユニットにおいて、前記電力消費手段は、抵抗値が可変な負荷であって、前記制御手段は、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記負荷の抵抗値を調整することとしてもよい。
また、この場合、前記負荷の抵抗値は、例えば、前記電池モジュールの両端電圧と当該電池ユニットに流れこむ電流に基づいて決定される。
【００１４】
上記電池ユニットにおいて、前記電力消費手段は、ヒータを含むこととしてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、ヒータに電流を流すことにより、熱を発生させることができる。これにより、電池モジュールの周辺温度を上昇させることが可能となり、電池モジュールの動作環境を向上させることができる。
【００１６】
このような構成によれば、電池モジュールの充電電流を所定の閾値以下、例えば、ゼロに近づけることが可能となる。
【００１７】
本発明の第２態様は、上記の複数の電池ユニットを並列に接続して構成される電池システムである。
上記電池システムにおいて、前記制御手段は、複数の前記電池ユニット間において共有化されていてもよい。
上記電池システムにおいて、前記電力消費手段は、複数の前記電池ユニット間において共有化されていてもよい。
このような構成によれば、部品点数を削減することができる。
【００１８】
本発明の第３態様は、外部負荷に接続される電池システムであって、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された第１電池モジュールと、前記第１電池モジュールの正極側端子と前記外部負荷との間に設けられた抵抗素子と、前記抵抗素子を介して前記第１電池モジュールに並列に接続された第２電池モジュールと、前記第２電池モジュールに接続された電力消費手段と、前記第２電池モジュールまたはその付近の温度を計測する温度計測手段と、前記第２電池モジュールに流れる電流を計測する電流計測手段と、前記温度計測手段によって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電流計測手段によって所定値以上の充電電流が計測された場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する制御手段とを具備する電池システムである。
【００１９】
このような電池システムによれば、放電時、第１電池モジュールの正極側端子と外部負荷との間に設けられた抵抗素子によって、第２電池モジュールから外部負荷に電力が多く供給されることとなり、第１電池モジュールの両端電圧を、第２電池モジュールの両端電圧よりも高い状態で維持することが可能となる。これにより、第１電池モジュールに流れる電流を第２電池モジュールに流れる電流よりも小さくすることができ、還流電流が主に流れる方向を一方向に特定することが可能となる。この結果、第１電池モジュールに充電電流を低減させるための負荷を接続する必要がなくなり、装置構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００２０】
本発明の第４態様は、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された電池モジュールに電力消費手段を接続し、前記電池モジュールまたはその付近の温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記電池モジュールの充電電流が所定値以上である場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する電池ユニットの制御方法である。
【００２１】
本発明の第５態様は、外部負荷に接続される電池システムの制御方法であって、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された第１電池モジュールの正極側端子と前記外部負荷との間に抵抗素子を接続するとともに、前記抵抗素子を介して前記第１電池モジュールと第２電池モジュールとを並列に接続し、前記第２電池モジュールに電力消費手段を接続し、前記第２電池モジュールまたはその付近の温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、前記第２電池モジュールの充電電流が所定値以上である場合に、前記電池モジュールの充電電流が所定の閾値以下になるように、前記電力消費手段を制御する電池システムの制御方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、低温時における充電電流を低下させることができ、電池保護に寄与することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池ユニットの概略構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電池ユニットの制御方法の処理手順を示したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る電池ユニットが備える負荷の抵抗値について説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電池システムの概略構成を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電池システムの他の構成例を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電池システムの概略構成を示した図である。
【図７】従来の電池システムの一構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の一実施形態に係る電池ユニット及びその制御方法について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電池ユニット１０の概略構成を示した図である。図１に示すように、本実施形態に係る電池ユニット１０は、外部負荷３０と接続され、外部負荷３０に対して電力を供給する。また、外部負荷３０がモータなどのように回生動作可能な負荷であった場合には、その回生電流により充電される。
【００２５】
電池ユニット１０は、複数の二次電池が直列に接続された電池モジュール１１を有している。二次電池の一例としては、リチウムイオン電池が挙げられる。なお、電池モジュール１１は、１つの二次電池によって構成されていてもよい。
電池モジュール１１には、負荷（電力消費手段）１４が並列に接続されている。更に、負荷１４には、常開型のスイッチ（開閉手段）１３が直列に接続されている。本実施形態において、負荷１４は、抵抗値が可変とされている。また、負荷１４の一例として、ヒータが用いられることが好ましい。
【００２６】
電池ユニット１０には、電池モジュール１１またはその付近の温度を計測する温度センサ（温度計測手段）１５と、電池モジュール１１に向かって流れる電流を計測する電流センサ（電流計測手段）１６とが設けられている。温度センサ１５、電流センサ１６の計測値は、制御装置２０に出力される。なお、電流センサ１６の位置は、電池モジュール１１の＋側と外部負荷３０との間の配線上であって、該配線と負荷１４の接続点を基準として図１に示すように外部負荷３０側に設けられてもよいし、負荷１４の接続点を基準として電池モジュール側に設けられてもよい。ユーザがシステムに応じて適宜最適な位置に電流センサ１６を設けることができる。
制御装置２０は、例えば、マイクロコンピュータであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置、補助記憶装置などを備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で補助記憶装置に記録されており、このプログラムを中央演算処理装置が主記憶装置に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
図１には、制御装置２０の機能ブロックが示されている。制御装置２０は、例えば、センサ情報取得部２１、判定部２２、スイッチ制御部２３、抵抗値調整部２４を備えている。
【００２７】
このような構成を備える電池ユニット１０においては、外部負荷３０の運転状況に応じて電池モジュール１１が充放電されるとともに、制御装置２０において図２に示す処理が所定の時間間隔で繰り返し実行される。
まず、温度センサ１５によって計測された温度及び電流センサ１６によって計測された電流値が制御装置２０のセンサ情報取得部２１によって取得される（図２のステップＳ１）。次に、センサ情報取得部２１によって取得された温度が、予め設定されている所定の温度範囲外か否かが判定部２２によって判定される（ステップＳ２）。ここで、所定の温度範囲は、例えば、電池モジュールの温度特性によって予め設定され、制御装置２０内の所定の記憶エリアに格納されている。
【００２８】
この結果、温度が所定の温度範囲外でなければ（ステップＳ２において「ＮＯ」）、当該処理を終了し、温度が所定の温度範囲外であれば（ステップＳ２において「ＹＥＳ」）、続いて、予め設定されている所定値以上の充電電流が検出されたか否かが判定部２２によって判定される（ステップＳ３）。ここで、充電電流の「所定値」は、電池モジュール１１の特性に応じて予め設定されている電流閾値であり、低温状態において好ましくないとされる一応の電流閾値であり、制御装置２０内の所定の記憶エリアに格納されている。
【００２９】
この結果、所定値以上の充電電流が検出されていない場合には（ステップＳ３において「ＮＯ」）、当該処理を終了し、所定値以上の充電電流が検出された場合には（ステップＳ３において「ＹＥＳ」）、スイッチ制御部２３によって、スイッチ１３が閉成され（ステップＳ４）、抵抗値調整部２４によって電池モジュール１１の充電電流がゼロになるように、負荷１４の抵抗値が調整される（ステップＳ５）。例えば、抵抗値調整部２４は、電池モジュール１１の充電電流がゼロになるように、抵抗値のフィードバック制御を行う。なお、充電電流は必ずしもゼロになる必要はなく、例えば、充電電流がゼロ付近に設定された所定の閾値以下となるように、負荷１４の抵抗値を調整することとしてもよい。また、充電電流を所定の閾値以下とするとは、電池モジュール１１から放電電流が流れることも含み、放電電流を流すことで負荷１４の抵抗値を調整してもよい。負荷１４の一例としてヒータを用いれば、負荷１４の抵抗値は、例えば、ヒータの熱量を調整することで調整することができる。所定の閾値とは、上述の充電電流の「所定値」と同じ値に設定してもよいし、二次電池の保護のために、充電電流の「所定値」よりも更に小さい値に設定してもよい。また、温度に応じて所定の閾値を適宜変更するようにしてもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る電池ユニット１０及びその制御方法によれば、電池モジュール１１に負荷１４が並列に接続されるとともに、負荷１４と直列にスイッチ１３が接続された構成とされ、電池モジュール１１またはその周辺温度が所定の温度範囲を外れ、かつ、所定値以上の充電電流が計測された場合に、制御装置２０によってスイッチ１３が閉成される。スイッチ１３が閉成されることにより、負荷１４側に電流が流れるため、電池モジュール１１の充電電流を低減させることができる。これにより、低温時に、電池モジュール１１に所定値以上の充電電流が流れることを回避でき、電池モジュール１１を保護することが可能となる。
【００３１】
また、スイッチ１３が閉成された場合には、電池モジュール１１の充電電流をゼロに近づけるように、抵抗調整部２４によって負荷１４の抵抗値が調整されるので、電池モジュール１１に流れる電流を限りなくゼロに近づけることが可能となる。
更に、負荷１４としてヒータを用いることにより、負荷１４に流れた電流によって効率的に熱を発生させることができる。これにより、周囲温度を上昇させることが可能となり、電池モジュール１１の動作環境を向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、負荷１４の抵抗値を可変としたが、負荷１４の抵抗値は固定であってもよい。この場合には、負荷１４の抵抗値は、スイッチ１３が閉成された場合に、電池モジュール１１の充電電流が略ゼロとなるように設定される。以下、負荷１４の抵抗値について説明する。
【００３３】
図３に示すように、電池モジュール１１を構成する複数の二次電池の起電力の和（以下、「第一の電圧」という）をＶ、電池モジュール１１の内部抵抗値をＲ０、負荷１４の抵抗値をＲ、電池モジュール１１に流れる充電電流をＩＲ０、負荷１４に流れる電流をＩＲ、電池ユニット１０に流れ込む電流をＩとする。なお、二次電池の起電力は、図示していないが、各二次電池に設けられた電圧センサにより測定し、該電圧センサから制御装置２０に起電力の情報が送られる。
Ｉ≠０のときに、電池モジュール１１に流れる充電電流ＩＲ０＝０とすると、以下の式が成立する。
【００３４】
ＩＲ＝Ｉ      （１）
ＶＲ＝Ｖ      （２）
【００３５】
また、Ｒ＝ＶＲ／ＩＲなので、この式に（１）式、（２）式を代入すると以下の（３）式が成立する。
【００３６】
Ｒ＝Ｖ／Ｉ      （３）
【００３７】
上記から、充電電流ＩＲ０を０とするための負荷１４の抵抗値Ｒは、第一の電圧Ｖ及び電池ユニット１０に流れ込む電流Ｉに基づいて設定される。例えば、第一の電圧Ｖの取り得る範囲、電池ユニット１０に流れ込む電流Ｉの取り得る範囲を事前に得ておき、これらの情報に基づいて、抵抗値Ｒを設定する。これにより、電池モジュール１１の充電電流を効果的に低減することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、負荷１４の抵抗値を可変としたが、負荷１４の抵抗値は固定とし、電池ユニットと負荷１４との間に電流制御装置を設けて、制御装置が電流制御装置を制御して負荷に流れる電流を制御するようにしてもよい。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態に係る電池システム及びその制御方法について図面を参照して説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係る電池システム１を概略的に示した図である。図４に示すように、電池システム１は、電池ユニット１０ａ、１０ｂを並列に接続した構成とされている。ここで、電池ユニット１０ａ、１０ｂのそれぞれは、上述した電池ユニット１０と同じ構成をとる。なお、図４においては、電池ユニット１０ａの構成と、電池ユニット１０ｂの構成とを区別するために、電池ユニット１０ａが備える構成については各符号に「ａ」が、電池ユニット１０ｂが備える構成については各符号に「ｂ」が付されている。また、図４では、２つの電池ユニット１０ａ，１０ｂを並列に接続しているが、並列接続されるユニット数は、特に限定されない。さらに、電池モジュール１１ａを構成する複数の二次電池の起電力の和を第一の電圧とし、電池モジュール１１ｂを構成する複数の二次電池の起電力の和を第二の電圧とする。
【００４０】
複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂが並列に接続された電池システム１では、上述した外部負荷３０からの回生電流の外、例えば、外部負荷３０との接続が遮断された場合に、第一の電圧が第二の電圧より高い場合、電池ユニット１０ａから電池ユニット１０ｂに還流電流が流れる可能性がある。このような場合でも、各電池ユニット１０ａ、１０ｂがそれぞれ備える制御装置２０ａ、２０ｂによって、図２に示した処理がそれぞれ個別に実行されることにより、電池温度が所定の温度範囲外であり、かつ、充電電流が所定値以上である場合には、スイッチ１３ａ、１３ｂがそれぞれ閉成され、負荷１４ａ、１４ｂに還流電流が流れることとなる。これにより、電池モジュール１１ａ、１１ｂの充電電流を低下させることが可能となる。
【００４１】
以上説明したように本実施形態に係る電池システム１及びその制御方法によれば、低温時における充電電流を所定値以下に抑制することができる。
また、本実施形態に係る電池システム１によれば、電池ユニット１０を１単位とし、これらを並列に接続した構成を採るので、並列接続数を変えることで、電池システム１の電池電圧を容易に変更することができる。これにより、汎用性を高めることができる。
【００４２】
なお、上記のように、電池ユニット１０を１単位として電池システム１を構成するのに代えて、負荷１４、温度センサ１５を複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂ間で共有化してもよい。
また、制御装置２０についても、図５に示すように、複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂ間で共有化することとしてもよい。例えば、図５には、負荷１４と制御装置２０´とを複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂ間で共有化したときの概略構成が示されている。ここで、図５では、図４と同様に、電池ユニット１０ａが備える構成については各符号に「ａ」が、電池ユニット１０ｂが備える構成については各符号に「ｂ」が付されている。
図５に示すように、制御装置２０´が複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂ間で共有化された場合には、制御装置２０´が各電池ユニット１０ａ、１０ｂに対して図２に示した処理をそれぞれ実行する。
【００４３】
このように、複数の電池ユニット１０ａ、１０ｂ間で負荷１４、制御装置２０´、温度センサ１５を共有化することで、部品点数を削減することができ、低コスト化及び装置の小型化が期待できる。
なお、図５に示した電池システムのスイッチ１３ａを省略し、温度センサ１５ａ，１５ｂによる計測値のうち温度の高い方、または、電流センサ１６ａ、１６ｂの計測値のうち充電電流の大きい方に基づいて、負荷１４の抵抗値を制御することとしてもよい。このように制御しても、配線抵抗が十分低ければ、負荷１４に還流電流が流れ、電池モジュール１１ａ、１１ｂの充電電流を低下させることができる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態に係る電池システム及びその制御方法について図面を参照して説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る電池システム１´を概略的に示した図である。図６に示すように、電池システム１´は、外部負荷３０に接続される電池システムであって、少なくとも１つの二次電池が直列に接続された第１電池モジュール１１ｃと、第１モジュール１１ｃの正極側端子と外部負荷３０との間に設けられた抵抗素子２６と、抵抗素子２６を介して第１電池モジュール１１ｃに並列に接続された第２電池モジュール１１ｄとを備えている。図６では、１つの第２電池モジュール１１ｄを例示しているが、第２電池モジュール１１ｄの接続数については限定されない。
【００４５】
第２電池モジュール１１ｄには、負荷１４ｄが並列に接続されるとともに、負荷１４ｄには常開型のスイッチ１３ｄが直列に接続されている。また、第２電池モジュール１１ｄまたはその付近の温度を計測する温度センサ１５ｄ及び第２電池モジュール１１ｄに流れる電流を計測する電流センサ１６ｄが設けられている。
温度センサ１５ｄ及び電流センサ１６ｄによって計測されたセンサ計測値は、制御装置２０ｄに出力される。制御装置２０ｄは、上述した第１実施形態に係る制御装置２０と同様の機能を有しており、温度センサ１５ｄによって計測された温度が予め設定された温度範囲を外れ、かつ、電流センサ１６ｄによって所定値以上の充電電流が計測された場合に、スイッチ１３ｄを閉成し、第２電池モジュール１１ｄの充電電流を低下させる。
このとき、負荷１４ｄは抵抗値が可変とされ、制御装置２０ｄは、例えば、充電電流がゼロとなるように、負荷１４ｄの抵抗値をフィードバック制御する。
ここで、電流値に代えて、電池モジュールを構成する複数の二次電池の起電力の和に基づいて充電電流を制御することも可能である。しかしながら、これら複数の二次電池の起電力の和以外にも、各二次電池の内部抵抗値や配線抵抗値も存在することから、実際に流れる電流値に基づいて充電電流を制御する方が、制御の精度の面から好ましいといえる。
【００４６】
ここで、第１電池モジュール１１ｃに接続された抵抗素子２６は、第１電池モジュール１１ｃを構成する複数の二次電池の起電力の和を、第２電池モジュール１１ｄを構成する複数の二次電池の起電力の和よりも高めに維持するために設けられた抵抗素子であり、第１電池モジュール１１ｃの内部抵抗値と第２電池モジュール１１ｄの内部抵抗値とのバラツキを吸収し、第２電池モジュール１１ｄ側のアームの抵抗値を第１電池モジュール１１ｃ側のアームよりも常に大きくするために十分な大きさの抵抗値に設定されている。
【００４７】
このような構成を備える電池システム１´及びその制御方法によれば、抵抗素子２６により、基本的に、第２電池モジュール１１ｄに流れる電流を、第１電池モジュール１１ｃに流れる電流よりも大きな値とすることができる。従って、電流センサを設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の範囲は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。
例えば、上記角実施形態では、負荷１４としてヒータを一例にとって説明したが、本実施形態はこれに限られず、ヒータとともに、または、ヒータに代えて、例えば、還流電流を消費し得るランプなど種々の負荷を用いることとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１、１´  電池システム
１０、１０ａ、１０ｂ  電池ユニット
１１、１１ａ、１１ｂ  電池モジュール
１１ｃ  第１電池モジュール
１１ｄ  第２電池モジュール
１３、１３ａ、１３ｂ  スイッチ
１４、１４ａ、１４ｂ  負荷
１５、１５ａ、１５ｂ  温度センサ
１６、１６ａ、１６ｂ  電流センサ
２０、２０ａ、２０ｂ  制御装置
２１  センサ情報取得部
２２  判定部
２３  スイッチ制御部
２４  抵抗値調整部
２６  抵抗素子
３０  外部負荷
【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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