(57)【要約】  本発明は、複数の蓄電セルに充電電流を供給する充電部に対して、充電電流の電流値を制御するための充電制御信号を送信する送信部を備える。本発明の送信部は、システム電圧検出部により検出された電圧が第１の設定値（ＶＴｓｗｉｔｃｈ）に等しい場合又は第１の設定値（ＶＴｓｗｉｔｃｈ）より小さい場合に、充電電流の電流値が第１の電流値（Ｉｃｏｎｓｔ）となるように充電制御信号を送信し、システム電圧検出部により検出された電圧が第１の設定値（ＶＴｓｗｉｔｃｈ）に等しい場合又は第１の設定値（ＶＴｓｗｉｔｃｈ）より大きい場合に、システム電圧検出部により検出された電圧が第２の設定値（ＶＴｅｎｄ）に等しくなるまでの間又は第２の設定値（ＶＴｅｎｄ）より大きくなるまでの間、充電電流の電流値が、システム電圧検出部により検出された電圧に応じて予め定められた対応関係（３０２）を満たす値となるように充電制御信号を送信する。
2014119299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の蓄電セルの一端と他端との間の電圧を検出するシステム電圧検出部と、
前記複数の蓄電セルに充電電流を供給する充電部に対して、前記充電電流の電流値を制御するための充電制御信号を送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、
前記システム電圧検出部により検出された電圧が第１の設定値に等しい場合又は前記第１の設定値よりも小さい場合に、前記充電電流が定電流となるように前記充電制御信号を送信し、
前記システム電圧検出部により検出された電圧が、第１の設定値に等しい場合又は前記第１の設定値よりも大きい場合に、前記システム電圧検出部により検出された電圧が第２の設定値に等しくなるまでの間又は前記第２の設定値よりも大きくなるまでの間、前記充電電流の電流値が、前記システム電圧検出部により検出された電圧に応じて予め定められた大きさとなるように前記充電制御信号を送信し、
前記第１の設定値は、前記第２の設定値よりも小さい、
充電制御装置。
【請求項２】
前記複数の蓄電セルの電圧と、前記充電電流の電流値との対応関係を示す情報を格納する第１の電流値格納部と、
前記第１の電流値格納部に格納された前記対応関係を示す情報を参照して、前記システム電圧検出部により検出された電圧に対応する前記充電電流の電流値を取得する第１の電流値取得部と、
をさらに備え、
前記送信部は、前記充電電流の電流値が前記第１の電流値取得部により取得された電流値となるように、前記充電部を制御するための前記充電制御信号を送信する、
請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電セルのそれぞれの一端と他端との間の電圧を検出するセル電圧検出部をさらに備え、
前記送信部は、
前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値が、第３の設定値に等しい場合又は前記第３の設定値よりも小さい場合に、前記充電電流の電流値が定電流となるように前記充電制御信号を送信し、
前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値が、第３の設定値に等しい場合又は前記第３の設定値よりも大きい場合に、前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値が第４の設定値に等しくなるまでの間又は前記第４の設定値よりも大きくなるまでの間、前記充電電流の電流値が、前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値に応じて予め定められた大きさとなるように、前記充電制御信号を送信する、
請求項１又は請求項２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記複数の蓄電セルのうちの少なくとも１つに関して、蓄電セルの電圧と前記充電電流の電流値との対応関係を示す情報を格納する第２の電流値格納部と、
前記第２の電流値格納部に格納された前記対応関係を示す情報を参照して、前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値に対応する前記充電電流の電流値を取得する第２の電流値取得部と、
をさらに備え、
前記送信部は、前記充電電流の電流値が前記第２の電流値取得部により取得された電流値となるように、前記充電部を制御するための前記充電制御信号を送信する、
請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記送信部は、前記第４の設定値と前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値との差、及び、検出された電圧が最も大きな蓄電セルの等価直列抵抗の大きさに基づいて、前記充電電流の最大値を決定する、
請求項３又は請求項４に記載の充電制御装置。
【請求項６】
前記複数の蓄電セルの少なくとも１つの温度を検出する温度センサと、
前記複数の蓄電セルの少なくとも１つに関して、温度と等価直列抵抗の大きさとの対応関係を示す情報を格納する抵抗値格納部と、
前記抵抗値格納部に格納された前記対応関係を示す情報を参照して、前記温度センサにより検出された温度に対応する前記等価直列抵抗の大きさを取得する抵抗値取得部と、
をさらに備え、
前記送信部は、前記第４の設定値と前記セル電圧検出部により検出された電圧の最大値との差、及び、前記抵抗値取得部により取得された前記等価直列抵抗の大きさに基づいて、前記充電電流の最大値を決定する、
請求項３から請求項５までの何れか一項に記載の充電制御装置。
【請求項７】
前記複数の蓄電セルのそれぞれに対応して設けられ、対応する蓄電セルを放電する複数の放電部と、
前記複数の放電部のそれぞれに対応して設けられ、対応する放電部の電流を制御する複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオン・オフ動作を制御する放電制御信号を、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに供給する放電制御部と、
を更に備え、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれは、一端が、対応する蓄電セルの一端に電気的に接続され、他端が、前記対応する蓄電セルの他端に電気的に接続され、
前記複数の放電部のそれぞれは、前記対応する蓄電セル及び前記対応するスイッチング素子の間に、前記対応する蓄電セル及び前記対応するスイッチング素子と直列に接続され、
前記放電制御部は、前記複数の蓄電セルのうち、前記セル電圧検出部により検出された電圧が予め定められた値に等しい蓄電セル又は前記予め定められた値よりも大きい蓄電セルに対応するスイッチング素子がオン動作するように前記放電制御信号を供給し、
前記予め定められた値は、前記第２の設定値を前記複数の蓄電セルの個数で除した値よりも大きく、前記第４の設定値以下である、
請求項３から請求項６までの何れか一項に記載の充電制御装置。
【請求項８】
直列に接続された複数の蓄電セルのそれぞれの一端と他端との間の電圧を検出するセル電圧検出部と、
前記複数の蓄電セルのそれぞれに対応して設けられ、対応する蓄電セルを放電する複数の放電部と、
前記複数の蓄電セルのそれぞれに対応して設けられ、対応する放電部の電流を制御する複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオン・オフ動作を制御する放電制御信号を、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに供給する放電制御部と、
を備え、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれは、一端が、対応する蓄電セルの一端に電気的に接続され、他端が、前記対応する蓄電セルの他端に電気的に接続され、
前記複数の放電部のそれぞれは、前記対応する蓄電セル及び前記対応するスイッチング素子の間に、前記対応する蓄電セル及び前記対応するスイッチング素子と直列に接続され、
前記放電制御部は、前記複数の蓄電セルのうち、前記セル電圧検出部により検出された電圧が予め定められた値に等しい蓄電セル又は前記予め定められた値よりも大きい蓄電セルに対応するスイッチング素子がオン動作するように前記放電制御信号を供給し、
前記予め定められた値は、前記複数の蓄電セルの合計電圧の設定値を前記複数の蓄電セルの個数で除した値よりも大きく、前記複数の蓄電セルのそれぞれの電圧の設定値以下である、
充電制御装置。
【請求項９】
前記複数の蓄電セルと、
請求項１から請求項８までの何れか一項に記載の充電制御装置と、
を備える、蓄電システム。
【請求項１０】
充電部を更に備える、
請求項９に記載の蓄電システム。
【請求項１１】
前記充電部は、定電流充電器である、
請求項１０に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス補正装置及び蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電モジュールを充電する場合、蓄電モジュールの端子間電圧が特定の閾値を超えるまでは定電流で充電し、当該閾値を越えた後は定電圧で充電すること（ＣＣ−ＣＶ方式と称される場合がある。）が知られている（特許文献１〜３を参照。）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）特開２００８−０６７４８６号公報
（特許文献２）特開２０１０−０１６９４４号公報
（特許文献３）特開２００８−１１３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蓄電モジュールをＣＣ−ＣＶ方式で充電するためには、充電装置が定電流回路及び定電圧回路の両方を備える必要があり、充電装置の製造コストを増加させる。そこで、本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできるバランス補正装置及び蓄電システムを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。【０００４】
本発明の第１の態様においては、直列に接続された複数の蓄電セルの一端と他端との間の電圧を検出するシステム電圧検出部と、複数の蓄電セルに充電電流を供給する充電部に対して、充電電流の電流値を制御するための充電制御信号を送信する送信部とを備え、送信部は、システム電圧検出部により検出された電圧が第１の設定値に等しい場合又は第１の設定値よりも小さい場合に、充電電流の電流値が第１の電流値となるように充電制御信号を送信し、システム電圧検出部により検出された電圧が、第１の設定値に等しい場合又は第１の設定値よりも大きい場合に、システム電圧検出部により検出された電圧が第２の設定値に等しくなるまでの間又は第２の設定値よりも大きくなるまでの間、充電電流の電流値が、システム電圧検出部により検出された電圧に応じて予め定められた大きさとなるように充電制御信号を送信し、第１の設定値は、第２の設定値よりも小さい、充電制御装置が提供される。【０００５】
本発明の第２の態様においては、複数の蓄電セルのそれぞれの一端と他端との間の電圧を検出するセル電圧検出部と、複数の蓄電セルのそれぞれに対応して設けられ、対応する蓄電セルを放電する複数の放電部と、複数の蓄電セルのそれぞれに対応して設けられ、対応する放電部の電流を制御する複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子のそれぞれのオン・オフ動作を制御する放電制御信号を、複数のスイッチング素子のそれぞれに供給する放電制御部とを備え、複数のスイッチング素子のそれぞれは、一端が、対応する蓄電セルの一端に電気的に接続され、他端が、対応する蓄電セルの他端に電気的に接続され、複数の放電部のそれぞれは、対応する蓄電セル及び対応するスイッチング素子の間に、対応する蓄電セル及び対応するスイッチング素子と直列に接続され、放電制御部は、複数の蓄電セルのうち、セル電圧検出部により検出された電圧が予め定められた値に等しい蓄電セル又は予め定められた値よりも大きい蓄電セルに対応するスイッチング素子がオン動作するように放電制御信号を供給し、予め定められた値は、複数の蓄電セルの合計電圧の設定値を複数の蓄電セルの個数で除した値よりも大きく、複数の蓄電セルのそれぞれの電圧の設定値よりも小さい、充電制御装置が提供される。【０００６】
本発明の第３の態様においては、複数の蓄電セルと、上記の充電制御装置とを備える蓄電システムが提供される。【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】蓄電システム１１０の一例を概略的に示す。
【図２】蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。
【図３】蓄電システム２１０による充電制御の一例を概略的に示す。
【図４】蓄電システム２１０による充電制御の一例を概略的に示す。
【図５】蓄電システム２１０による充電制御の一例を概略的に示す。
【図６】蓄電システム２１０による充電制御の他の例を概略的に示す。
【図７】蓄電システム７１０の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一又は類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
【００１０】
本明細書において、「電気的に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。ある要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、ある要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、ある要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正回路とが電気的に接続されたときに、ある要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直列に電気的に接続されることを示す。
【００１１】
図１は、蓄電システム１１０の一例を概略的に示す。蓄電システム１１０は、モータなどの負荷（図示していない。）に電気的に接続され、負荷に電力を供給する（蓄電システムの放電という場合がある。）。蓄電システム１１０は、充電装置１０２に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄える（蓄電システムの充電という場合がある。）。
【００１２】
充電装置１０２は、蓄電システム１１０の複数の蓄電セルに充電電流を供給する。充電装置１０２は、定電流充電器であってよい。充電装置１０２は、定電圧回路を備えていなくてもよい。定電圧回路を備えないことで、充電装置１０２の製造費用を低減することができる。充電装置１０２は、充電部の一例であってよい。
【００１３】
本実施形態において、蓄電システム１１０は、接続端子１１２と、接続端子１１４と、制御端子１１８と、蓄電モジュール１２０とを備える。蓄電モジュール１２０は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８を含む直列に接続された複数の蓄電セルと、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６を含む複数のバランス補正回路と、充電制御部１８０とを有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６は、バランス補正装置の一例であってよい。充電制御部１８０は、充電制御装置の一例であってよい。
【００１４】
接続端子１１２及び接続端子１１４は、充電装置１０２などのシステム外部の装置と、蓄電システム１１０とを電気的に接続する。接続端子１１２及び接続端子１１４の間に、過電流、過電圧及び過放電の少なくとも一つから、蓄電モジュール１２０を保護する保護回路が配されてもよい。制御端子１１８は、充電装置１０２などのシステム外部の装置と接続される。システム外部の装置及び充電制御部１８０は、制御端子１１８を介して、システム外部の装置又は蓄電システム１１０を制御するための制御情報を送受する。
【００１５】
蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、直列に接続される。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、二次電池又はキャパシタであってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、リチウムイオン電池であってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８のそれぞれが、さらに複数の蓄電セルを含んでもよい。
【００１６】
バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の接続端子１１２側の一端（正極側という場合がある。）に電気的に接続される。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の接続端子１１４側の一端（負極側という場合がある。）と蓄電セル１２４の正極側との接続点１４３に電気的に接続される。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２４の負極側と蓄電セル１２６の正極側との接続点１４５に電気的に接続される。
【００１７】
バランス補正回路１３４は、蓄電セル１２４及び蓄電セル１２６の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３４は、接続点１４３と、接続点１４５と、蓄電セル１２６の負極側と蓄電セル１２８の正極側との接続点１４７とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３６は、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３６は、接続点１４５と、接続点１４７と、蓄電セル１２８の負極側とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６は、バランス補正回路１３２と同様の構成を有してよい。
【００１８】
以上の通り、本実施形態の蓄電モジュール１２０によれば、複数の蓄電セルの電圧にバラつきが生じた場合であっても、バランス補正回路の動作によって、複数の蓄電セルの電圧を均等化させることができる。その結果、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
【００１９】
例えば、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間で、製造品質、劣化の程度などが異なる場合、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電池特性に差が生じる場合がある。電池特性としては、電池容量、又は、放電時間に対する電池電圧の関係を示す放電電圧特性を例示することができる。例えば、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになる。
【００２０】
蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電池特性が異なる場合、蓄電システム１１０の充電完了時に蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の放電が進行するにつれて、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。また、蓄電システム１１０の充電開始時に蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の充電が進行するにつれて、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。
【００２１】
蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４は、利用可能な充電レベル（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣという場合がある。）の範囲が予め定められているので、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じると、蓄電システム１１０の利用効率が悪化する。しかし、本実施形態の蓄電モジュール１２０によれば、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させることで、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
【００２２】
充電制御部１８０は、蓄電モジュール１２０の充電電流を制御する。充電制御部１８０は、充電装置１０２に対して、充電電流の電流値を制御するための制御信号φ１８を送信する。充電装置１０２は、制御信号φ１８を受信して、蓄電モジュール１２０に対して、蓄電モジュール制御信号φ１８に応じた大きさの充電電流を供給する。制御信号φ１８は充電制御信号の一例であってよい。
【００２３】
充電制御部１８０は、接続端子１１２と接続端子１１４との間の電圧（蓄電モジュールの電圧と称する場合がある。）を検出してよい。充電制御部１８０は、蓄電モジュールに含まれる複数の蓄電セルのそれぞれの端子間電圧（蓄電セルの電圧と称する場合がある。）を検出してもよい。
【００２４】
充電制御部１８０は、充電電流の電流値が、蓄電モジュール１２０の電圧に応じて予め定められた大きさとなるように、制御信号φ１８を送信してよい。充電制御部１８０は、充電電流の電流値が、検出された各蓄電セルの電圧のうち最も大きな電圧（蓄電セルの電圧の最大値と称する場合がある。）に応じて予め定められた大きさとなるように、制御信号φ１８を送信してもよい。充電制御部１８０は、検出された電圧が大きいほど充電電流が小さくなるように、制御信号φ１８を送信してよい。
【００２５】
充電制御部１８０は、蓄電モジュール１２０の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報に基づいて、検出された蓄電モジュール１２０の電圧に対応する充電電流の電流値を決定してよい。充電制御部１８０は、単一の蓄電セルの電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報に基づいて、検出された各蓄電セルの電圧の最大値に対応する充電電流の電流値を決定してもよい。充電制御部１８０は、検出された蓄電モジュール１２０の電圧に基づいて決定された電流値と、検出された各蓄電セルの電圧の最大値に基づいて決定された電流値とを比較して、両者のうちの小さい方の値を充電電流の電流値として決定してもよい。充電制御部１８０は、充電電流の電流値が、決定された電流値となるように、制御信号φ１８を送信してよい。
【００２６】
充電電流の電流値を、蓄電モジュール１２０の電圧又は蓄電セルの電圧に応じて予め定められた大きさとなるように制御することで、充電装置１０２が定電圧回路を備えない場合であっても、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の精度で電圧を制御することができる。また、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の充電容量まで蓄電モジュールを充電することができる。さらに、直列に接続された複数の蓄電セルを定電圧モードで充電する場合、各蓄電セルの電圧が異なっており、制御が難しい場合がある。しかし、本実施形態によれば定電圧制御を実施しないので、直列に接続された複数の蓄電セルを充電する場合の制御が容易になる。
【００２７】
充電制御部１８０は、蓄電モジュール１２０の電圧が予め定められた値（蓄電モジュールの目標電圧と称する場合がある。）に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、充電装置１０２に制御信号φ１８を送信して、充電電流の供給を停止させてよい。蓄電モジュール１２０の目標電圧は、第２の設定値の一例であってよい。蓄電モジュール１２０の目標電圧は、複数の蓄電セルの合計電圧の設定値の一例であってよい。
【００２８】
充電制御部１８０は、蓄電モジュール１２０の各蓄電セルの電圧の最大値が予め定められた値（蓄電セルの目標電圧と称する場合がある。）に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、充電装置１０２に制御信号φ１８を送信して、充電電流の供給を停止させてよい。蓄電セルの目標電圧は、第４の設定値の一例であってよい。蓄電セルの目標電圧は、複数の蓄電セルのそれぞれの電圧の設定値の一例であってよい。
【００２９】
充電制御部１８０は、蓄電モジュール１２０の電圧が蓄電モジュール１２０の目標電圧に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、又は、蓄電モジュール１２０の各蓄電セルの電圧の最大値が蓄電セルの目標電圧に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、充電装置１０２に制御信号φ１８を送信して、充電電流の供給を停止させてよい。これにより、各蓄電セルの過充電を防止しつつ、蓄電モジュール１２０を満充電状態に近い状態まで充電することができる。
【００３０】
充電制御部１８０は、検出された蓄電モジュール１２０の電圧と、蓄電モジュール１２０の目標電圧と、蓄電モジュール１２０の等価直列抵抗値とに基づいて、充電電流の電流値の最大値を決定してよい。充電制御部１８０は、検出された各蓄電セルの電圧の最大値と、検出された電圧が最も大きな蓄電セルの目標電圧と、当該蓄電セルの等価直列抵抗値とに基づいて、充電電流の電流値の最大値を決定してよい。
【００３１】
充電制御部１８０は、検出された蓄電モジュール１２０の電圧に基づいて決定した充電電流の電流値の最大値と、検出された各蓄電セルの電圧の最大値に基づいて決定した充電電流の電流値の最大値とを比較して、両者のうちの小さい方の値を充電電流の電流値の最大値として決定してよい。充電制御部１８０は、充電電流の電流値が上記の最大値以下になるように、制御信号φ１８を送信してよい。
【００３２】
図２は、蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。図２においては、説明を簡単にする目的で、蓄電システム２１０が２つの蓄電セルを備える場合について説明する。しかし、２つの蓄電セルを備える蓄電システム２１０に関する説明に接した当業者であれば、複数の蓄電セルと複数のバランス補正回路とを備える蓄電システム２１０を構築して使用することができる。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４は、直列に接続された複数の蓄電セルのうち、隣接して配される２つの蓄電セルの一例であってよい。
【００３３】
本実施形態において、蓄電システム２１０は、接続端子２１２と、接続端子２１４と、制御端子２１８と、蓄電モジュール２２０とを備える。蓄電モジュール２２０は、直列に接続された蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４と、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧を均等化させるバランス補正回路２３２と、充電制御部２８０とを備える。
【００３４】
バランス補正回路２３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、ダイオード２６２と、ダイオード２６４と、均等化制御部２７０とを有してよい。充電制御部２８０は、電圧検出部２８２と、電圧検出部２８４と、電圧検出部２８６と、温度センサ２８８と、格納部２９０と、信号生成部２９２とを含んでよい。
【００３５】
電圧検出部２８２及び電圧検出部２８４は、セル電圧検出部の一例であってよい。電圧検出部２８６は、システム電圧検出部の一例であってよい。格納部２９０は、第１の電流値格納部、第２の電流値格納部又は抵抗値格納部の一例であってよい。信号生成部２９２は、送信部、第１の電流値取得部、第２の電流値取得部又は抵抗値取得部の一例であってよい。
【００３６】
接続端子２１２及び接続端子２１４は、それぞれ、接続端子１１２及び接続端子１１４と同様の構成を有してよい。制御端子２１８は、制御端子１１８と同様の構成を有してよい。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６又は蓄電セル１２８と同様の構成を有してよい。充電制御部２８０は、充電制御部１８０と同様の構成を有してよい。蓄電システム２１０の説明において、蓄電システム１１０の各要素と同様の構成については説明を省略する場合がある。また、蓄電システム１１０が、蓄電システム２１０と同様の構成を有してもよい。
【００３７】
本実施形態において、バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２の正極側と、蓄電セル２２２の負極側及び蓄電セル２２４の正極側の接続点２４３と、蓄電セル２２４の負極側とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２２と、スイッチング素子２５２と、インダクタ２５０とを含む第１の開閉回路が形成される。また、蓄電セル２２４と、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５４とを含む第２の開閉回路が形成される。接続点２４３は、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点の一例であってよい。
【００３８】
インダクタ２５０は、蓄電セル２２２とスイッチング素子２５２との間に、蓄電セル２２２及びスイッチング素子２５２に直列に接続される。インダクタ２５０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の少なくとも一方の電圧を調整する電圧調整部の一例であってよい。本実施形態において、インダクタ２５０の一端は、接続点２４３に電気的に接続される。インダクタ２５０の他端は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の接続点２４５に電気的に接続される。
【００３９】
スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が、交互にオン動作及びオフ動作（オン・オフ動作という場合がある。）を繰り返すことで、インダクタ２５０にインダクタ電流ＩＬが生じる。これにより、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
【００４０】
スイッチング素子２５２は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２２の正極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５２は、均等化制御部２７０から制御信号φ２２を受信して、制御信号φ２２に基づきオン動作又はオフ動作を行う。これにより、第１の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５２は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００４１】
スイッチング素子２５４は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２４の負極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５４は、均等化制御部２７０から制御信号φ２４を受信して、制御信号φ２４に基づきオン動作又はオフ動作を行う。これにより、第２の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５４は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００４２】
ダイオード２６２は、スイッチング素子２５２と並列に配され、インダクタ２５０の他端から蓄電セル２２２の正極側への方向に電流を流す。ダイオード２６４は、スイッチング素子２５４と並列に配され、蓄電セル２２４の負極側からインダクタ２５０の他端への方向に電流を流す。ダイオード２６２及びダイオード２６４は、ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードであってよい。
【００４３】
ダイオード２６２及びダイオード２６４を設けることで、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が共にオフ状態となった期間にインダクタ電流ＩＬが残留した場合であっても、当該インダクタ電流ＩＬがダイオード２６２又はダイオード２６４を通して流れ続けることができる。これにより、インダクタ２５０に一旦生じたインダクタ電流ＩＬを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流ＩＬを遮断した場合に生じるサージ電圧の発生を抑制することができる。
【００４４】
均等化制御部２７０は、スイッチング素子２５２のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２２をスイッチング素子２５２に供給する。均等化制御部２７０は、スイッチング素子２５４のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２４をスイッチング素子２５４に供給する。制御信号φ２２は、第１の制御信号の一例であってよい。制御信号φ２４は、第２の制御信号の一例であってよい。
【００４５】
均等化制御部２７０は、充電制御部２８０から、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に関する情報を含む信号を受け取ってよい。均等化制御部２７０は、受け取った信号に基づいて、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を発生させてよい。均等化制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４と同一の基板に形成されてもよい。
【００４６】
均等化制御部２７０は、予め定められた周期のパルス列を発生するパルス発生器により、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を発生させてよい。パルス発生器は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４の少なくとも一方のデューティ比を可変制御する可変パルス発生器であってもよい。デューティ比は、方形波の周期に対するＯＮ期間の割合として算出することができる。
【００４７】
均等化制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が交互にオン・オフ動作を繰り返すように制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。これにより、第１の開閉回路に電流が流れている状態と、第２の開閉回路に電流が流れている状態とが交互に切り替わるスイッチング動作が繰り返される。
【００４８】
均等化制御部２７０は、バランス補正回路２３２が、スイッチング動作を予め定められた周期で繰り返すように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。ここで、「予め定められた周期」とは、スイッチング動作の繰り返しの周期が予め設定されている場合だけなく、何らかの制御によって当該周期を変動させる場合を含む。例えば、特定のアルゴリズムに基づいて次のサイクルにおける周期を決定する場合も含まれる。
【００４９】
スイッチング動作は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の一方のスイッチング素子がオン動作し、他方のスイッチング素子がオフ動作する第１の動作と、当該一方のスイッチング素子がオフ動作し、当該他方のスイッチング素子がオン動作する第２の動作とを含んでよい。スイッチング動作は、第１の動作及び第２の動作に加えて、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作する第３の動作を含んでよい。第１の動作、第２の動作及び第３の動作の順序は、任意に決定されてよいが、第１の動作に引き続いて第２の動作が実施されることが好ましい。スイッチング動作は、他の動作を含んでもよい。
【００５０】
均等化制御部２７０は、バランス補正回路２３２の作動状態において、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を繰り返すようにバランス補正回路２３２を制御する。均等化制御部２７０は、バランス補正回路２３２の停止状態において、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を停止するようにバランス補正回路２３２を制御する。
【００５１】
均等化制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する。均等化制御部２７０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定してよい。例えば、均等化制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差を示す情報を取得して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい場合又は予め定められた値よりも小さい場合に、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００５２】
これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の均等化がほぼ終了した状態で、バランス補正回路２３２を停止させることができる。また、均等化が終了した時点でバランス補正回路２３２を停止させるので、バランス補正回路２３２による電力の消費を抑制することができる。
【００５３】
均等化制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のうち、電圧の高い方の蓄電セルに対応するスイッチング素子のオン時間が、電圧の低い方の蓄電セルに対応するスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミングを作り出すことができる。そのため、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミング又は当該電圧差が非常に小さくなるタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。その結果、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の均等化の精度を向上させることができる。
【００５４】
充電制御部２８０は、蓄電モジュール２２０の充電電流を制御する。充電制御部２８０は、接続端子２１２及び接続端子２１４に電気的に接続される充電装置に対して、制御端子２１８を介して、充電電流の電流値を制御するための制御信号φ２８を送信する。制御信号φ２８は、制御信号φ１８と同様の構成を有してよい。制御信号φ２８は充電制御信号の一例であってよい。
【００５５】
電圧検出部２８２は、蓄電セル２２２の正極側の端子と、蓄電セル２２２の負極側の端子との間の電圧を検出する。電圧検出部２８２は、検出した電圧に関する情報を信号生成部２９２に伝送する。電圧検出部２８４は、蓄電セル２２４の正極側の端子と、蓄電セル２２４の負極側の端子との間の電圧を検出する。電圧検出部２８４は、検出した電圧に関する情報を信号生成部２９２に伝送する。電圧検出部２８６は、接続端子２１２と接続端子２１４との間の電圧（蓄電モジュール２２０の電圧と称する場合がある。）を検出する。電圧検出部２８６は、検出した電圧に関する情報を信号生成部２９２に伝送する。
【００５６】
温度センサ２８８は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の少なくとも一方の温度を測定する。温度センサ２８８は、測定した温度に関する情報を信号生成部２９２に伝送する。温度センサ２８８は、接触式のセンサであってもよく、非接触式のセンサであってもよい。温度センサ２８８はサーミスタであってもよく、放射温度計であってもよい。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のそれぞれに対応して、複数の温度センサ２８８が配されてもよく、１つの温度センサ２８８で蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の温度を測定してもよい。
【００５７】
格納部２９０は、信号生成部２９２による制御信号φ２８の生成に必要な情報を格納する。例えば、格納部２９０は、蓄電モジュール２２０の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報を格納する。格納部２９０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の少なくとも１つに関して、蓄電セルの電圧と充電電流の電流値との対応関係を示す情報を格納してもよい。また、格納部２９０は、蓄電モジュール２２０の温度と、蓄電モジュール２２０の等価直列抵抗の大きさとの対応関係を示す情報を格納する。格納部２９０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の少なくとも１つに関して、温度と等価直列抵抗の大きさとの対応関係を示す情報を格納してもよい。上記の対応関係を示す情報のそれぞれは、ルックアップテーブルのようなデータテーブルであってもよく、関数であってもよい。
【００５８】
信号生成部２９２は、制御信号φ２８を生成する。信号生成部２９２は、接続端子２１２及び接続端子２１４に電気的に接続される充電装置に対して、制御端子２１８を介して制御信号φ２８を送信する。
【００５９】
一実施形態によれば、信号生成部２９２は、蓄電モジュール２２０の電圧に基づいて、充電電流を制御する。本実施形態において、信号生成部２９２は、電圧検出部２８６により検出された電圧が、予め定められた値（蓄電モジュールの切替電圧と称する場合がある。）に等しい場合又は当該切替電圧よりも小さい場合、信号生成部２９２は、充電電流が定電流となるように制御信号φ２８を送信する。蓄電モジュールの切替電圧は、第１の設定値の一例であってよい。
【００６０】
電圧検出部２８６により検出された電圧が、蓄電モジュール２２０の切替電圧に等しい場合又は当該切替電圧より大きい場合、信号生成部２９２は、電圧検出部２８６により検出された電圧が、蓄電モジュール２２０の目標電圧に等しくなるまでの間又は当該目標電圧よりも大きくなるまでの間、充電電流の電流値が電圧検出部２８６により検出された電圧に応じて予め定められた大きさとなるように、制御信号φ２８を送信する。蓄電モジュール２２０の切替電圧は、蓄電モジュール２２０の目標電圧よりも小さくてもよい。
【００６１】
例えば、信号生成部２９２は、格納部２９０に格納されている、蓄電モジュール２２０の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報を参照して、電圧検出部２８６により検出された電圧に対応する充電電流の電流値を取得する。信号生成部２９２は、格納部２９０に対して、電圧検出部２８６により検出された電圧値を送信して、当該電圧値に対応する充電電流の電流値を要求してよい。信号生成部２９２は、格納部２９０から、上記の要求に応じた電流値を受け取ることで、電圧検出部２８６により検出された電圧に対応する充電電流の電流値を取得してよい。蓄電モジュール２２０の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報は、データテーブルであってもよく、関数であってもよい。その後、信号生成部２９２は、充電装置から供給される充電電流の電流値が、取得した電流値となるように、制御信号φ２８を送信する。
【００６２】
信号生成部２９２は、充電電流の最大値を決定して、充電装置から供給される充電電流の電流値が当該最大値以下となるように、制御信号φ２８を送信してもよい。信号生成部２９２は、蓄電モジュール２２０の目標電圧と、電圧検出部２８６により検出された蓄電モジュール２２０の電圧と、蓄電モジュール２２０の等価直列抵抗値とに基づいて、充電電流の最大値を決定してよい。
【００６３】
例えば、信号生成部２９２は、温度センサ２８８から蓄電モジュール２２０の温度に関する情報を取得する。信号生成部２９２は、格納部２９０に格納されている、蓄電モジュール２２０の温度と、等価直列抵抗の大きさとの対応関係を示す情報を参照して、温度センサ２８８により検出された温度に対応する蓄電モジュール２２０の等価直列抵抗の大きさを取得する。信号生成部２９２は、蓄電モジュール２２０の目標電圧から、無負荷時に電圧検出部２８６により検出された蓄電モジュール２２０の電圧を引いた値を、蓄電モジュール２２０の等価直列抵抗値で割ることで、充電電流の最大値を決定する。
【００６４】
このとき、格納部２９０に格納されている情報を参照して取得した等価直列抵抗値の代わりに、格納部２９０に格納されている情報を参照して取得した等価直列抵抗値に予め定められた係数を乗じた値を用いて、充電電流の最大値を決定してもよい。予め定められた係数は、１以上３以下であってよく、１より大きく２以下であることが好ましい。これにより、蓄電モジュール２２０の劣化状況を考慮して、充電電流の最大値を決定することができる。
【００６５】
本実施形態によれば、蓄電モジュール２２０の電圧を検出して、蓄電モジュール２２０の切替電圧を閾値として、充電電流の供給方法を切り替える。そして、蓄電モジュール２２０の電圧が、蓄電モジュール２２０の切替電圧に等しい場合又は当該切替電圧より大きい場合に、蓄電モジュール２２０の電圧に応じた充電電流が供給されるように制御することで、充電装置が定電圧回路を備えない場合であっても、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の精度で電圧を制御することができる。また、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の充電容量まで蓄電モジュールを充電することができる。さらに、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧にバラつきが生じている場合であっても、蓄電モジュールの充電を容易に制御することができる。
【００６６】
他の実施形態によれば、信号生成部２９２は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧の最大値に基づいて、充電電流を制御する。説明を簡単にする目的で、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合を例として説明する。本実施形態において、信号生成部２９２は、電圧検出部２８２により検出された電圧と、電圧検出部２８４により検出された電圧とを比較して、両者の最大値を取得する。蓄電セル２２２の電圧が、予め定められた値（蓄電セルの切替電圧と称する場合がある。）に等しい場合又は当該切替電圧よりも小さい場合、信号生成部２９２は、充電電流が定電流となるように、制御信号φ２８を送信する。蓄電セル２２２の切替電圧は、第３の設定値の一例であってよい。
【００６７】
蓄電セル２２２の電圧が、蓄電セル２２２の切替電圧に等しい場合又は当該切替電圧より大きい場合、信号生成部２９２は、蓄電セル２２２の電圧が、蓄電セル２２２の目標電圧に等しくなるまでの間又は当該目標電圧よりも大きくなるまでの間、充電電流の電流値が、蓄電セル２２２の電圧に応じて予め定められた大きさとなるように、制御信号φ２８を送信する。蓄電セル２２２の切替電圧は、蓄電セル２２２の目標電圧よりも小さくてもよい。
【００６８】
例えば、信号生成部２９２は、格納部２９０に格納されている蓄電セル２２２の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報を参照して、電圧検出部２８２により検出された電圧に対応する充電電流の電流値を取得する。信号生成部２９２は、充電装置から供給される充電電流の電流値が、取得した電流値となるように、制御信号φ２８を送信する。蓄電セル２２２に関する情報が格納部２９０に格納されていない場合、信号生成部２９２は、他の蓄電セルに関する情報を利用して、電圧検出部２８２により検出された電圧に対応する充電電流の電流値を取得してもよい。蓄電セル２２２の電圧と、充電電流の電流値との対応関係を示す情報は、データテーブルであってもよく、関数であってもよい。
【００６９】
信号生成部２９２は、充電電流の最大値を決定して、充電装置から供給される充電電流の電流値が当該最大値以下となるように、制御信号φ２８を送信してもよい。信号生成部２９２は、蓄電セル２２２の目標電圧と、電圧検出部２８２により検出された蓄電セル２２２の電圧と、蓄電セル２２２の等価直列抵抗値とに基づいて、充電電流の最大値を決定してよい。
【００７０】
例えば、信号生成部２９２は、温度センサ２８８から蓄電セル２２２の温度に関する情報を取得する。信号生成部２９２は、格納部２９０に格納されている、蓄電セル２２２の温度と、等価直列抵抗の大きさとの対応関係を示す情報を参照して、温度センサ２８８により検出された温度に対応する蓄電セル２２２の等価直列抵抗の大きさを取得する。信号生成部２９２は、蓄電セル２２２の目標電圧から電圧検出部２８２により検出された蓄電セル２２２の電圧を引いた値を、蓄電セル２２２の等価直列抵抗値で割ることで、充電電流の最大値を決定する。信号生成部２９２は、上述の実施形態と同様にして、蓄電モジュール２２０の劣化状況を考慮して、充電電流の最大値を決定してもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のそれぞれの電圧を検出して、電圧の大きな蓄電セルの電圧を基準として充電電流を制御する。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の過充電を防止することができる。
【００７２】
さらに他の実施形態によれば、信号生成部２９２は、蓄電モジュール２２０の電圧と、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のそれぞれの電圧とに基づいて、充電電流を制御する。説明を簡単にする目的で、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合を例として説明する。
【００７３】
本実施形態において、信号生成部２９２は、蓄電モジュール２２０の電圧と、蓄電モジュール２２０の切替電圧とを比較する。信号生成部２９２は、蓄電セル２２２の電圧と、蓄電セル２２４の電圧とを比較して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧の最大値を取得する。信号生成部２９２は、蓄電セル２２２の電圧と、蓄電セル２２２の切替電圧とを比較する。蓄電モジュール２２０の電圧が、蓄電モジュール２２０の切替電圧に等しい場合若しくは当該切替電圧より大きい場合、又は、蓄電セル２２２の電圧が、蓄電セル２２２の切替電圧に等しい場合又は当該切替電圧より大きい場合、信号生成部２９２は、上述の２つの実施形態と同様にして、充電電流の供給方法を切り替える。また、上述の２つの実施形態と同様、充電電流の最大値を決定してもよい。
【００７４】
本実施形態によれば、充電装置が定電圧回路を備えない場合であっても、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の精度で電圧を制御することができる。また、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の充電容量まで蓄電モジュールを充電することができる。さらに、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧にバラつきが生じている場合であっても、蓄電モジュールの充電を容易に制御することができる。また、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の過充電を防止することができる。
【００７５】
図３、図４及び図５を用いて、蓄電システム２１０による充電制御の一例を概略的に説明する。図３は、電圧検出部２８６により検出された蓄電モジュール２２０の電圧と、充電電流の電流値との関係を示す。図３において、実線３０２は、蓄電モジュール２２０の電圧と充電電流の電流値との対応関係の一例を表す。一点破線３０４は、蓄電モジュール２２０の電圧と充電電流の電流値との対応関係の他の例を表す。一点破線３０４は、蓄電モジュール２２０の内部抵抗が大きい場合のように、蓄電モジュール２２０を定電流で充電することができない場合の対応関係を表す。蓄電セル２２２の内部抵抗が大きい場合としては、蓄電セル２２２の周囲の温度が、室温よりも低い場合（例えば、−３０℃〜−１０℃である場合。）を例示することができる。
【００７６】
図３において、ＶＴＩＮＴは、充電開始の時点における蓄電モジュール２２０の電圧を表す。ＶＴＳＷＩＴＣＨは、蓄電モジュール２２０の切替電圧を表す。ＶＴＥＮＤは、蓄電モジュール２２０の目標電圧を表す。ＩＣＯＮＳＴは、充電電流が定電流であるときの電流値を表す。ＩＴ１は、蓄電モジュール２２０の電圧と充電電流の電流値との対応関係が一点破線３０４で表される場合において、蓄電モジュール２２０の電圧がＶＴ１である場合の充電電流の最大値を表す。
【００７７】
充電制御部２８０は、蓄電モジュール２２０の電圧を監視しながら、充電電流が実線３０２又は一点破線３０４で示される対応関係を満たすように、制御信号φ２８を送信する。図３に示されるとおり、充電制御部２８０における制御はＣＣ−ＣＶ方式とは異なる。ＣＣ−ＣＶ方式では、ＶＴＳＷＩＴＣＨと、ＶＴＥＮＤとが等しくなるように充電電流を制御する。これに対して、本実施形態によれば、ＶＴＳＷＩＴＣＨは、ＶＴＥＮＤよりも小さく、蓄電モジュール２２０の電圧がＶＴＥＮＤに近づくにつれて、充電電流が小さくなるように制御する。
【００７８】
図４は、充電制御部２８０が、充電電流が図３の実線３０２で示される対応関係を満たすように制御信号φ２８を送信した場合における、蓄電モジュール２２０の電圧の経時変化を表す。図５は、充電制御部２８０が、充電電流が図３の実線３０２で示される対応関係を満たすように制御信号φ２８を送信した場合における、充電電流の経時変化を表す。
【００７９】
図４及び図５において、ＴＳＷＩＴＣＨは、蓄電モジュール２２０の電圧がＶＴＳＷＩＴＣＨになった時刻を表す。ＴＥＮＤは、蓄電モジュール２２０の電圧がＶＴＥＮＤになった時刻を表す。図５に示されるとおり、充電電流は、時刻ＴＳＷＩＴＣＨまでは定電流であり、時刻ＴＳＷＩＴＣＨ以降は時間とともに電流値が小さくなっている。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、充電装置が定電圧回路を備えない場合であっても、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の精度で電圧を制御することができる。また、ＣＣ−ＣＶ方式と同程度の充電容量まで蓄電モジュールを充電することができる。
【００８１】
図６は、蓄電システム２１０による充電制御の他の例を概略的に示す。本実施形態において、充電制御部２８０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧の最大値に基づいて、充電電流を制御する。説明を簡単にする目的で、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合を例として説明する。
【００８２】
図６は、電圧検出部２８２により検出された蓄電セル２２２の電圧と、充電電流の電流値との関係を示す。図６において、実線６０２は、蓄電セル２２２の電圧と充電電流の電流値との対応関係の一例を表す。一点破線６０４は、蓄電セル２２２の電圧と充電電流の電流値との対応関係の他の例を表す。一点破線３０４は、蓄電セル２２２の内部抵抗が大きい場合のように、蓄電セル２２２を定電流で充電することができない場合の対応関係を表す。蓄電セル２２２の内部抵抗が大きい場合としては、蓄電セル２２２の周囲の温度が、室温よりも低い場合（例えば、−３０℃〜−１０℃である場合。）を例示することができる。
【００８３】
図６において、ＶＣＩＮＴは、充電開始の時点における蓄電セル２２２の電圧を表す。ＶＣＳＷＩＴＣＨは、蓄電セル２２２の切替電圧を表す。ＶＣＥＮＤは、蓄電セル２２２の目標電圧を表す。ＩＣＯＮＳＴは、充電電流が定電流であるときの電流値を表す。ＩＣ１は、蓄電セル２２２の電圧と充電電流の電流値との対応関係が一点破線６０４で表される場合において、蓄電セル２２２の電圧がＶＣ１である場合の充電電流の最大値を表す。
【００８４】
充電制御部２８０は、蓄電セル２２２の電圧を監視しながら、充電電流が実線６０２又は一点破線６０４で示される対応関係を満たすように、制御信号φ２８を送信する。図６に示されるとおり、充電制御部２８０における制御はＣＣ−ＣＶ方式とは異なる。ＣＣ−ＣＶ方式では、ＶＣＳＷＩＴＣＨと、ＶＣＥＮＤとが等しくなるように充電電流を制御する。これに対して、本実施形態によれば、ＶＣＳＷＩＴＣＨは、ＶＣＥＮＤよりも小さく、蓄電セル２２２の電圧がＶＣＥＮＤに近づくにつれて、充電電流が小さくなるように制御する。
【００８５】
図７は、蓄電システム７１０の一例を概略的に示す。蓄電システム７１０は、蓄電モジュール２２０の代わりに蓄電モジュール７２０を有する以外は、蓄電システム２１０と同様の構成を有してよい。蓄電モジュール７２０は、バランス補正回路２３２の代わりにバランス補正回路７３２を有する以外は、蓄電モジュール２２０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路７３２は、均等化制御部２７０の代わりに均等化制御部７７０を有し、インダクタ２５０の代わりに抵抗７５１及び抵抗７５３を有する以外は、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。均等化制御部７７０に関して、均等化制御部２７０と同様の構成については説明を省略する。
【００８６】
スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４のそれぞれは、抵抗７５１及び抵抗７５３のそれぞれに対応して設けられる。スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４のそれぞれは、対応する抵抗の電流を制御する。
【００８７】
抵抗７５１及び抵抗７５３のそれぞれは、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のそれぞれに対応して設けられる。抵抗７５１及び抵抗７５３のそれぞれは、対応する蓄電セルを放電する。抵抗７５１及び抵抗７５３のそれぞれは、対応する蓄電セル及び対応するスイッチング素子の間に、対応する蓄電セル及び対応するスイッチング素子と直列に接続される。抵抗７５１及び抵抗７５３は、放電部の一例であってよい。抵抗７５１及び抵抗７５３は、電圧調整部の一例であってよい。
【００８８】
均等化制御部７７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４のそれぞれのオン・オフ動作を制御する。制御信号φ２２及び制御信号φ２４は、放電制御信号の一例であってよい。均等化制御部７７０は、放電制御部の一例であってよい。
【００８９】
均等化制御部７７０は、蓄電セル２２２の電圧が、予め定められた上限値と等しい場合又は当該上限値より大きい場合に、スイッチング素子２５２がオン動作するように制御信号φ２２を供給する。スイッチング素子２５２がオン動作すると、抵抗７５１に電流が流れ、蓄電セル２２２を放電する。均等化制御部７７０は、蓄電セル２２２の電圧が予め定められた下限値と等しくなった場合又は当該下限値より小さくなった場合に、スイッチング素子２５２がオフ動作するように制御信号φ２２を供給する。均等化制御部７７０は、スイッチング素子２５２と同様にして、スイッチング素子２５４のオン・オフ動作を制御する。一方、充電制御部２８０は、蓄電モジュール７２０の電圧が、蓄電モジュール７２０の目標電圧に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、又は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧の最大値が、当該蓄電セルの目標電圧に等しくなった場合若しくは当該目標電圧を超えた場合、充電装置が充電電流の供給を停止するように、制御信号φ２８を送信する。
【００９０】
上記の予め定められた上限値は、蓄電モジュール７２０の目標電圧を、蓄電モジュールに含まれる蓄電セルの個数で除した値よりも大きく、検出された電圧が最も大きな蓄電セルの目標電圧以下であってよい。上記の予め定められた下限値は、蓄電モジュール７２０の目標電圧を、蓄電モジュールに含まれる蓄電セルの個数で除した値であってよい。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の過充電を防止しながら、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４を満充電に近い状態まで充電することができる。本実施形態は、特に、蓄電モジュール７２０を定電流で充電する場合に効果を発揮する。
【００９１】
蓄電モジュール７２０が、複数の蓄電セルと、複数のバランス補正回路とを備える場合、一度に作動させるバランス補正回路の数に制限を設けてよい。これにより、蓄電モジュール７２０の発熱を抑制することができる。
【００９２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００９３】
請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９４】
１０２  充電装置、１１０  蓄電システム、１１２  接続端子、１１４  接続端子、１１８  制御端子、１２０  蓄電モジュール、１２２  蓄電セル、１２４  蓄電セル、１２６  蓄電セル、１２８  蓄電セル、１３２  バランス補正回路、１３４  バランス補正回路、１３６  バランス補正回路、１４３  接続点、１４５  接続点、１４７  接続点、１８０  充電制御部、２１０  蓄電システム、２１２  接続端子、２１４  接続端子、２１８  制御端子、２２０  蓄電モジュール、２２２  蓄電セル、２２４  蓄電セル、２３２  バランス補正回路、２４３  接続点、２４５  接続点、２５０  インダクタ、２５２  スイッチング素子、２５４  スイッチング素子、２６２  ダイオード、２６４  ダイオード、２７０  均等化制御部、２８０  充電制御部、２８２  電圧検出部、２８４  電圧検出部、２８６  電圧検出部、２８８  温度センサ、２９０  格納部、２９２  信号生成部、３０２  実線、３０４  一点破線、６０２  実線、６０４  一点破線、７１０  蓄電システム、７２０  蓄電モジュール、７３２  バランス補正回路、７５１  抵抗、７５３  抵抗、７７０  均等化制御部
【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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【国際調査報告】
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