(57)【要約】【課題】組電池に蓄電された全電力を使用することができる電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法を提供する。【解決手段】  電源から組電池に供給される電圧を計測する電圧計測部３１と、組電池を構成する二次電池の数を記憶する二次電池数記憶部３２と、電圧計測部３１が計測する電圧を、二次電池数記憶部３２が記憶する二次電池の数で除算することにより、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を算出する電圧演算部３３と、各二次電池ごとに設けられ、各二次電池の電池電圧が目標電圧以下となるように、電源から組電池に供給される電圧を各二次電池に供給する電圧コントローラ３４ａ〜３４ｌを有する。【選択図】図３
2008054414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池が直列に接続された組電池と、
電源から前記組電池に供給される電圧を計測する電圧計測手段と、
前記組電池を構成する二次電池の数を記憶する二次電池数記憶手段と、
前記電圧計測手段が計測する電圧と、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数とに基づいて、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を算出する目標電圧算出手段と、
前記各二次電池ごとに設けられ、各二次電池の電池電圧が前記目標電圧以下となるように、前記電源から組電池に供給される電圧を各二次電池に供給する電圧供給手段と、
を有することを特徴とする電池管理装置。
【請求項２】
前記各二次電池ごとに設けられ、二次電池の電池電圧が前記目標電圧よりも大きくなった場合に、その二次電池に供給される電流をバイパスさせるバイパス手段を有することを特徴とする電池管理装置。
【請求項３】
前記目標電圧算出手段は、
前記電圧計測手段が計測する電圧を、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数で除算することにより前記目標電圧を算出することを特徴とする電池管理装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかの項に記載の電池管理装置と、
前記電池管理装置と並列に接続される負荷と、
前記電池管理装置と前記負荷とに電圧を供給する電源と、
を有することを特徴とする電池管理システム。
【請求項５】
電源から複数の二次電池が直列に接続された組電池に供給される電圧を電圧計測手段が計測する第１のステップと、
前記組電池を構成する二次電池の数を記憶する二次電池数記憶手段と、
前記電圧計測手段が計測する電圧を、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数で除算することにより、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を目標電圧算出手段が算出する第２のステップと、
各二次電池の電池電圧が前記目標電圧以下となるように、前記電源から各二次電池に供給される電圧を、前記各二次電池ごとに設けられる電圧供給手段が各二次電池に供給する第３のステップと、
を有することを特徴とする電池管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法、特に、電源から供給される電圧により組電池を構成する複数の二次電池の充電を行なう電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繰り返して充電し放電できる二次電池を直列に接続して組電池として使用する場合、全ての二次電池の容量あるいは内部抵抗が常に同じであれば、各二次電池をバランス良く充電することができる。しかしながら、実際には、二次電池の容量あるいは内部抵抗には若干のばらつきが存在する。更に、初期において二次電池の内部抵抗が同じであったとしても充電を継続すると、時間の経過に伴って二次電池の内部特性が変化し、二次電池の容量に変化が生じる。その結果、各二次電池のバランスが崩れて二次電池の充電電圧にばらつきが生じ、二次電池の寿命や性能を低下させることになる。
特に、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いる場合において、充電電圧のバランスを抑制することは重要であり、中でも規定を越えた充電電圧の上昇を抑制することは、安全性の確保の観点から最重要視されている。
【０００３】
図８は、従来から知られている電池管理システム１１０の概略構成図である。この電池管理システム１１０は、直流電源６０から負荷８０及び電池管理装置１００に直流電圧を供給している。電池管理装置１００は、制御部７０、組電池７０、電圧調整部５０ａ〜５０ｌを有する。組電池７０は、直列に接続された１２個の二次電池７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、・・・、７０ｌからなる。
この電池管理装置１００では、二次電池７０ａ〜７０ｌの充電電圧のばらつきを抑制するために、シャントレギュレータを用いた電圧調整部５０を各二次電池に取付けている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、電圧調整部５０ａ〜５０ｌは、使用中に常時、二次電池７０ａ〜７０ｌの電池電圧の監視を行ない、電池電圧が予め設定された電圧値になった場合には、二次電池１ａ〜１ｌと並列に設けられた電圧調整部５０ａ〜５０ｌ内のバイパス回路に充電電流をバイパスさせることにより、二次電池７０ａ〜７０ｌの電池電圧の上昇を抑えている。ここで、使用中とは、組電池７０の放電後の回復充電中、及び、回復充電完了後のフロート充電中の状態をいう。
【０００５】
従来の技術では、電圧調整部５０ａ〜５０ｌにおける電圧制御の目標電圧は一定値に設定されていた。例えば、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いる場合、リチウムイオン二次電池１個当たりの電池電圧として４．１（Ｖ）や４．２（Ｖ）のものが用いられる。そして、直流電源６０の出力電圧として、二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧に、組電池を構成する二次電池の数（例えば、１２個）を乗算して求まる電圧を設定していた。
【特許文献１】特開２０００−３５４３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、直流電源６０の出力電圧は負荷８０に電流を供給すると変動する。例えば、直流電源６０の出力電圧が４．１（Ｖ）の場合には、図９に示すような特性を有する。図９において、横軸は負荷率（％）を示している。また、図９において、縦軸の左側は、直流電源の出力電圧（Ｖ）を示しており、縦軸の右側は、二次電圧の電池電圧（Ｖ／個）を示している。
図９に示すように、組電池７０が完全充電状態でも負荷８０に電流を供給すると、その負荷に供給する電流の電流値に応じて、直流電源６０の出力電圧が変動する。図９において、負荷率を１００（％）とすると直流電源６０の出力電圧は約４８．８（Ｖ）となる。直列に接続した１２個のリチウムイオン二次電池により組電池７０を構成し、電圧調整部５０ａ〜５０ｌにおける電圧調整の設定電圧を４．１（Ｖ）とすると、回復充電中、もしくは回復充電完了後、１０個ないしは１１個の二次電池が４．１（Ｖ）に達しても、残りの二次電池は低い電圧のまま保たれてしまう恐れがある。
【０００７】
即ち、１１個の二次電池が４．１（Ｖ）に達していると、これらの１１個の二次電池を直列接続した組電池７０の電圧は４５．１（Ｖ）（＝４．１（Ｖ）×１１個）であり、残り１個の電池電圧は３．７（Ｖ）（＝４８．８（Ｖ）−４５．１（Ｖ））にしか達しない。
また、１０個の二次電池の電圧が４．１（Ｖ）に達していると、これらの１０個の二次電池を直列接続した組電池７０の電圧は４１（Ｖ）（＝４．１（Ｖ）×１０個）であり、残り２個の二次電池は７．８（Ｖ）を分け合う。２つの二次電池で７．８（Ｖ）を均等に使用して充電した場合であっても、３．９（Ｖ）にしか達しない。
【０００８】
リチウムイオン二次電池の容量は回復充電電圧に大きく依存し、ほぼ電圧値に比例しており、充電電圧が低いと容量が低い。そして、リチウムイオン二次電池の放電においては、二次電池の保護の観点から一定の電圧まで電池電圧が低下したら放電を終了させる必要がある。従って、組電池７０内で１個だけ容量の低い二次電池が含まれた状態で組電池７０の放電を行なうと、電池電圧が低く容量が少ない二次電池が最初に放電終了電圧に達した段階で、組電池７０の放電が終了してしまい、組電池７０に蓄電された全電力を使用することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組電池に蓄電された全電力を使用することができる電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、複数の二次電池が直列に接続された組電池と、電源から前記組電池に供給される電圧を計測する電圧計測手段と、前記組電池を構成する二次電池の数を記憶する二次電池数記憶手段と、前記電圧計測手段が計測する電圧と、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数とに基づいて、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を算出する目標電圧算出手段と、前記各二次電池ごとに設けられ、各二次電池の電池電圧が前記目標電圧以下となるように、前記電源から組電池に供給される電圧を各二次電池に供給する電圧供給手段とを有することを特徴とする電池管理装置である。
本発明では、電源から組電池に供給される電圧を電圧計測手段が計測し、組電池を構成する二次電池の数を二次電池数記憶手段が記憶し、電圧計測手段が計測する電圧と、二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数とに基づいて、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を目標電圧算出手段が算出し、各二次電池の電池電圧が目標電圧以下となるように、電源から組電池に供給される電圧を各二次電池に電圧供給手段が供給するようにした。よって、各二次電池に目標電圧以下の電圧を均等に供給することができ、各二次電池の充電電圧にばらつきが生じることを防ぐことが可能となる。これにより、複数の二次電池のいずれかの二次電池の充電電圧が低いことによって、組電池全体の負荷等に対する放電が途中で停止することを防ぐことができ、組電池に蓄電された全電力を使用することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記各二次電池ごとに設けられ、二次電池の電池電圧が前記目標電圧よりも大きくなった場合に、その二次電池に供給される電流をバイパスさせるバイパス手段を有することを特徴とする電池管理装置である。
本発明では、二次電池の電池電圧が目標電圧よりも大きくなった場合に、その二次電池に供給される電流をバイパスさせるようにした。よって、充電電圧が目標電圧に達していない二次電池を、バイパス電流によって充電することができるので、各二次電池を均等に目標電圧まで充電することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記目標電圧算出手段は、前記電圧計測手段が計測する電圧を、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数で除算することにより前記目標電圧を算出することを特徴とする電池管理装置である。
本発明では、電圧計測手段が計測する電圧を、二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数で除算することにより目標電圧を目標電圧算出手段が算出するようにした。よって、電源から組電池に供給される電圧を、各二次電池に均等に供給することができ、各二次電池の充電電圧にばらつきが生じることを防ぐことが可能となる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれかの項に記載の電池管理装置と、前記電池管理装置と並列に接続される負荷と、前記電池管理装置と前記負荷とに電圧を供給する電源とを有することを特徴とする電池管理システムである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、電源から複数の二次電池が直列に接続された組電池に供給される電圧を電圧計測手段が計測する第１のステップと、前記組電池を構成する二次電池の数を記憶する二次電池数記憶手段と、前記電圧計測手段が計測する電圧を、前記二次電池数記憶手段が記憶する二次電池の数で除算することにより、各二次電池の充電電圧の上限である目標電圧を目標電圧算出手段が算出する第２のステップと、各二次電池の電池電圧が前記目標電圧以下となるように、前記電源から各二次電池に供給される電圧を、前記各二次電池ごとに設けられる電圧供給手段が各二次電池に供給する第３のステップとを有することを特徴とする電池管理方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、複数の二次電池のいずれかの二次電池の充電電圧が低いことによって、組電池全体の負荷等に対する放電が途中で停止することを防ぐことができ、組電池に蓄電された全電力を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態による電池管理装置１０の概略構成図である。この電池管理装置１０は、組電池１、制御部３、電圧調整部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、・・・、５ｌ、充電電圧検出部７を有する。
組電池１は、直列に接続された１２個の二次電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、・・・、１ｌにより構成されている。なお、組電池１を構成する二次電池の数は、１２個に限定されるものではない。組電池１の両端は、電池管理装置１０の端子ｐ１、端子ｐ２にそれぞれ接続されている。本実施形態では、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いているが、二次電池として鉛蓄電池などを用いてもよい。
【００１７】
制御部３は、電圧調整部５ａ〜５ｌと、充電電圧検出部７とに接続されている。制御部３については、図３を参照して後述する。
電圧調整部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、・・・、５ｌは、二次電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、・・・、１ｌの両端にそれぞれ接続されるとともに、制御部３に接続されている。電圧調整部については、図３を参照して後述する。
充電電圧検出部７は制御部３に接続されており、計測する電圧を制御部３に出力する。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による電池管理システム１１の概略構成図である。この電池管理システム１１では、電池管理装置１０（図１）の端子ｐ１に、直流電源２（電源）の一方の端子と負荷４の一方の端子とを接続している。また、電池管理装置１０の端子ｐ２に、直流電源２の他方の端子と負荷４の他方の端子とを接続している。
本発明の実施形態では、電池管理装置１０の一方の端子ｐ１から敷設された配線と負荷４の一方の端子から敷設された配線とが接続される接続点ｑ１と、直流電源２の一方の端子との間に、充電電圧検出部７を設置している。
直流電源２は、電池管理装置１０や負荷４に電圧を供給する。負荷４は、通信装置などであり、直流電源２や電池管理装置１０から供給される電力を利用して駆動する。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態による電池管理装置１０の具体的な構成を示す回路図である。制御部３は、電圧計測部３１（電圧計測手段）、二次電池数記憶部３２（二次電池数記憶手段）、電圧演算部３３（目標電圧算出手段）、電圧コントローラ３４ａ、・・・、３４ｋ、３４ｌを有する。
電圧計測部３１は、充電電圧検出部７が出力する、直流電源２（図２参照）から組電池１及び負荷４に供給される電圧Ｖａを取得し、その電圧Ｖａを電圧演算部３３に出力する。
二次電池数記憶部３２は、組電池１を構成する二次電池の数Ｎを記憶する。本実施形態では、組電池１は１２個の二次電池１ａ〜１ｌにより構成されているため、二次電池数記憶部３２は、二次電池の数Ｎとして１２を記憶する。
【００２０】
電圧演算部３３は、電圧計測部３１が出力する電圧Ｖａと、二次電池数記憶部３２が記憶する二次電池の数Ｎとに基づいて、各二次電池１ａ〜１ｌの充電電圧の上限である目標電圧Ｖｐを算出する。より具体的には、電圧演算部３３は、電圧計測部３１が計測する電圧Ｖａを、二次電池数記憶部３２が記憶する二次電池の数Ｎで除算することにより目標電圧Ｖｐ（＝Ｖａ／Ｎ）を算出する。電圧演算部３３は、算出した目標電圧Ｖｐを、各電圧コントローラ３４ａ〜３４ｌに出力する。
【００２１】
電圧コントローラ３４ｋは、電圧演算部３３から目標電圧Ｖｐを取得し、電圧調整部５ｋに出力することにより、二次電池１ｋの電池電圧が目標電圧Ｖｐ以下となるように、直流電源２から組電池１に供給される電圧を二次電池１ｋに供給する。また、電圧コントローラ３４ｋは、二次電池１ｋの電池電圧や、後述するバイパス電流値を電圧調整部５ｋから取得し、制御部３に出力する。なお、電圧コントローラ３４ａ〜３４ｊ、３４ｌの構成は、電圧コントローラ３４ｋの構成と同じであるので、それらの説明を省略する。
【００２２】
図４は、本発明の実施形態による電圧演算部３３の処理を示すフローチャートである。
始めに、電圧演算部３３は、電圧計測部３１から電圧Ｖａを取得する（ステップＳ１１）。そして、電圧演算部３３は、二次電池数奇オブ３２から二次電池の数Ｎを読み出す（ステップＳ１２）。
そして、電圧演算部３３は、電圧Ｖａと二次電圧の数Ｎとから目標電圧Ｖｐ（＝Ｖａ／Ｎ）を算出する（ステップＳ１３）。そして、電圧演算部３３は、ステップＳ１３で算出した目標電圧Ｖｐを電圧コントローラ５ａ〜５ｌに出力する（ステップＳ１４）。
そして、電圧演算部３３は、内蔵するタイマを参照することにより、所定時間（例えば、１秒）が経過したか否かについて判定する（ステップＳ１５）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１５で「ＮＯ」）には、電圧演算部３３は所定時間が経過するまで待機する。一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ１５で「ＹＥＳ」）には、ステップＳ１１に進む。
【００２３】
次に、図３の電圧調整部５ｋについて説明する。なお、電圧調整部５ａ〜５ｊ、５ｌの構成は、電圧調整部５ｋと同様であるので、それらの説明を省略する。電圧調整部５ｋは、バイパス電流制御素子４１、バイパス電流制限素子４２、バイパス電流測定素子４３、電池電圧誤差増幅器４４、電池電圧測定用誤差増幅器４５を有している。
バイパス電流制御素子４１、バイパス電流制限素子４２、バイパス電流測定素子４３は、直列に接続されており、バイパス回路（バイパス手段）を構成している。このバイパス回路は、二次電池１ｋと並列に接続されている。
【００２４】
バイパス電流制御素子４１は、トランジスタなどの素子であり、電池電圧誤差増幅器４４から制御信号を受信した場合に、充電電流のうち二次電池１ｋの充電に使用しない電流であるバイパス電流をバイパス回路に流れるように制御する。
バイパス電流制限素子４２は、ヒューズなどの素子であり、バイパス回路にバイパス可能な電流の最大値である許容バイパス電流値よりも大きな電流が流れた場合に、バイパス電流制御素子４１とバイパス電流測定素子４３との間を流れる電流を遮断する。
バイパス電流測定素子４３は、バイパス回路を流れるバイパス電流の電流値を測定し、バイパス電流測定値として電圧コントローラ３４ｋに出力する。
【００２５】
電池電圧誤差増幅器４４は、電圧コントローラ３４ｋから出力される目標電圧Ｖｐ（例えば、４．０６（Ｖ））と、電池電圧測定用誤差増幅器４５から出力される二次電池１ｋの電池電圧Ｖｂとを比較し、電池電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｐよりも大きい場合には、バイパス電流制御素子４１にバイパス電流を流すことを指示する制御信号を、バイパス電流制御素子４１に出力する。
電池電圧測定用誤差増幅器４５は、二次電池１ｋの正極及び負極の電圧値の差から、二次電池１ｋの電池電圧を算出し、その電池電圧Ｖｂを制御部３と電池電圧誤差増幅器４４とに出力する。
【００２６】
電圧コントローラ３４ｋから出力される、目標電圧Ｖｐと各二次電池１ａ〜１ｌの電圧の測定値を、電池電圧誤差増幅器４４に入力することでバイパス回路のバイパス電流制御素子４１の制御が行われる。バイパス電流制御素子４１が完全にオンしていればバイパス電流としては許容可能な最大電流が流れる。また完全にオフしていればバイパス電流は流れない。さらに、バイパス電流制御素子４１を増幅領域（不飽和領域）で使用することで可変抵抗と同じ状態とすることができ、バイパスさせるバイパス電流の電流値を連続的に調整することができる。
【００２７】
このように、このバイパス回路では、バイパス電流制御素子４１が可変抵抗と同様に使用できるので、電池電圧Ｖｂが設定された目標電圧Ｖｐに近づき、充電電流が微小な値になっても、このような微小な充電電流もバイパスさせることができる。このような制御により電池電圧値に応じて充電電流をバイパス回路で連続的にバイパスさせることで、各二次電池が指定された目標電圧Ｖｐ以上にならないように制御することができる。
【００２８】
本実施形態では、電圧調整部５ａ〜５ｌが各二次電池１ａ〜１ｌに並列に接続されているので、組電池１内で各二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧に応じて、電池電圧が高い二次電池では充電電流のバイパスが進行し、また、電池電圧が低い二次電池では充電電流の流入による充電が進行し、組電池１内では全ての二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧が目標電圧Ｖｐになるよう制御される。
これによって、組電池１内を構成する各二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧が目標電圧Ｖｐとなるように調整されるため、各二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧のばらつきが少なくなるように充電することが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の実施形態による電池管理システム１１を使用した場合の効果について説明する。本発明の実施形態による電池管理システム１１では、組電池１の充電は定電流定電圧充電方式で行われる。定電流定電圧充電方式は、組電池１の電池電圧が所定の電圧（例えば、４．０８×Ｎ（Ｖ））に達するまでは、定電流（例えば、１（ＣＡ））で組電池１の充電を行ない、所定の電圧に達した後は、定電圧（例えば、４．０８×Ｎ（Ｖ））で組電池１の充電を行なう方式である。
また、本発明の実施形態による電池管理システム１１では、直流電源２の出力電圧は、図９と同じ特性を示す。即ち、１個のリチウムイオン二次電池あたりの最適な充電電圧は４．１０Ｖであり、この電圧を超えた場合、電圧調整部が作動することにより、電圧の上昇が抑制される。
【００３０】
図５（ａ）及び図５（ｂ）、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、組電池１を放電した後、回復充電を行ない、完全充電状態に達する前後における、組電池１内の各二次電池１ａ〜１ｌの電圧のばらつきを模式的に示した図である。これらの図において、二次電池の電池電圧（Ｖ）を示しており、縦軸は二次電池数（個）を示している。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図９において、負荷率が１００％の場合の特性を示している。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図９において、負荷率が５０％の場合の特性を示している。
【００３１】
図５（ａ）は、負荷率が１００％で運転されている直流電源２から、４８．８（Ｖ）の電圧が出力される場合を示している。電池管理装置１０の電圧演算部３３は、この４８．８（Ｖ）を二次電池数Ｎ（＝１２個）で除算した値である４．０６（Ｖ）を、目標電圧Ｖｐに設定する。
この結果、図５（ａ）に示すように各二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧は、４．０６（Ｖ）近辺の値となる。一方、従来の技術による電池管理装置１００（図８参照）で、目標電圧が４．１（Ｖ）に設定されたままの場合には、図５（ｂ）に示すように、１０個の二次電池が４．１（Ｖ）に到達したとすると残りの２個の二次電池の電池電圧は３．９（Ｖ）のままになる。
この理由は、直流電源２の出力電圧が４８．８（Ｖ）で安定していると、出力電流はこの電圧に応じた一定値のままで増加することがないためである。
【００３２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、直流電源の負荷率が５０％に低下した場合の特性を示している。直流電源２の出力電圧が４８．９６（Ｖ）となるので、二次電池の目標電圧Ｖｐが４．０８（Ｖ）（＝４９．９６（Ｖ）／１２個）となる。この結果、図６（ａ）に示すように、各二次電池の電池電圧の分布は４．０８（Ｖ）を中心としたものとなる。
一方、従来の技術による電池管理装置１００（図８参照）では、図６（ｂ）に示すように多くの二次電池が４．１（Ｖ）になっても、一部の二次電池の電圧が低いままになる。これは、上述したように、直流電源２の出力が４８．９６（Ｖ）で安定しており、出力電流がこの電圧に応じた一定値のままとなるためである。
【００３３】
上述したように、本発明の実施形態による電池管理装置１０は、直列接続された二次電池１ａ〜１ｌの電圧調整部５ａ〜５ｌにおける電池電圧を管理する場合において、直流電源２の出力電圧Ｖａを測定し、この電圧Ｖａを二次電池の数Ｎで除算した値を目標電圧Ｖｐとして、各二次電池を充電する。
この結果、直流電源２の出力電圧Ｖａが回復充電中に変動しても、これに追随して電池電圧を調整することができる。これにより、電池電圧のばらつきが発生することを抑制し、充電不足の二次電池が生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態による電池管理装置１０の制御部３に、過充電や過放電から二次電池１ａ〜１ｌを保護する機能を設けてもよい。例えば、図２の二次電池１ｌと端子ｐ２との間にスイッチを設けるとともに、各二次電池１ａ〜１ｌの電池電圧を測定し、電池電圧が過充電電圧以上、又は、過放電電圧以下となった場合に、スイッチの開放を行なうようにしてもよい。
【００３５】
例えば、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いる場合、電池電圧が４．２（Ｖ）〜４．５（Ｖ）に達すると、リチウムイオン二次電池が故障等するおそれがあるので、充電中に過充電電圧以上の電池電圧が少なくとも１個の二次電池で検出された場合には、スイッチを開放し組電池１の安全性を確保する。また、二次電池の放電が行われた場合に、同様に各二次電池の電圧を測定し、過放電電圧である２．５（Ｖ）以下の電池電圧が少なくとも１個の二次電池で検出された場合には、スイッチを開放する。
このようなスイッチ制御回路は、制御部３内にＯＲ回路を設けることにより実現することができる。このＯＲ回路は、過充電電圧又は過放電電圧と測定電圧Ｖｂとの比較を行った上で、スイッチの開放条件となる過充電電圧又は過放電電圧が検出された場合に、スイッチ開放信号をスイッチに出力する。
【００３６】
なお、本発明の実施形態では、図２に示したように、負荷４と１つの電池管理装置１０とを並列接続する場合について説明したが、これに限定されるものではない。図７に示すように、負荷４と複数の電池管理装置１０とを並列に接続するようにしてもよい。図７のような構成にすることにより、負荷２に流れる電流や組電池１の容量を考慮して、直流電源２に電池管理装置１０を増設することができる。組電池１は電池管理装置１０ごとに設けられているので、それぞれの組電池１を独立して制御することができる。
【００３７】
また、本発明の実施形態では、図２に示したように、接続点ｑ１と直流電源２の一方の端子との間に、充電電圧検出部７を設置する場合について説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、電池管理装置１０の一方の端子ｐ１と交点ｑ１との間に、充電電圧検出部７を設置するようにしてもよい。
【００３８】
なお、以上説明した実施形態において、図３の電圧計測部３１、二次電池数記憶部３２、電圧演算部３３、電圧コントローラ３４の機能又はこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電池管理装置１０の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３９】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態による電池管理装置１０の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による電池管理システム１１の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による電池管理装置１０の具体的な構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態による電圧演算部３３の処理を示すフローチャートである。
【図５】組電池１内の各二次電池１ａ〜１ｌの電圧のばらつきを模式的に示した図である。
【図６】組電池１内の各二次電池１ａ〜１ｌの電圧のばらつきを模式的に示した図である。
【図７】本発明の実施形態による電池管理システム１１の他の一例を示す概略構成図である。
【図８】従来から知られている電池管理システム１１０の概略構成図である。
【図９】従来から知られている直流電源６０の出力特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・組電池、１ａ〜１ｌ・・・二次電池、２・・・直流電源、３・・・制御部、５・・・電圧調整部、７・・・充電電圧検出部、１０・・・電池管理装置、１１・・・電池管理システム、３１・・・電圧計測部、３２・・・二次電池数記憶部、３３・・・電圧演算部、３４・・・電圧コントローラ、４１・・・バイパス電流制御素子、４２・・・バイパス電流制限素子、４３・・・バイパス電流測定素子、４４・・・電池電圧誤差増幅器、４５・・・電池電圧測定用誤差増幅器
【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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【図８】
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【図９】
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