(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーセルを含む蓄電装置において、該バッテリーセルの充放電電圧を制御する制御装置であって、
前記バッテリーセルの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルと、
前記キャパシタセルのセル電圧を検出するためのセル電圧検出手段と、
前記キャパシタセルの消費電力を検出するための消費電力検出手段と、
前記バッテリーセルの充放電電圧を演算する演算装置と、を備え、
前記演算装置には、事前に設定された微分電圧設定値と、事前に設定された前記バッテリーセルの充電終止電圧設定値が少なくとも記憶され、
前記キャパシタセルの放電中において、前記演算装置は、
前記セル電圧検出手段により検出した前記キャパシタセルのセル電圧と、前記消費電力検出手段により検出した前記キャパシタセルの消費電力とに基づき、微分容量を算出することで、前記キャパシタセルの放電カーブの変曲点を計算し、該変曲点における前記キャパシタセルの電圧値を微分電圧値として記憶し、
前記微分電圧設定値と、前記微分電圧値との差分を補正値として記憶し、
前記充電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな充電終止電圧設定値を算出することを特徴とするバッテリーセルの制御装置。
【請求項２】
前記演算装置には、事前に設定された前記バッテリーセルの放電終止電圧設定値がさらに記憶され、
前記放電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな放電終止電圧設定値を算出することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセルの制御装置。
【請求項３】
前記バッテリーセルと、該バッテリーセルから外部負荷へ電力を出力するための出力端子との間に、出力電圧の昇圧／降圧を行うためのＤＣ／ＤＣコンバーターを備え、
該ＤＣ／ＤＣコンバーターによって、前記出力端子における出力電圧を前記補正値による変化分だけ昇圧／降圧することを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリーセルの制御装置。
【請求項４】
前記バッテリーセルを複数有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバッテリーセルの制御装置。
【請求項５】
前記バッテリーセルが、リチウムイオンバッテリーであり、
前記キャパシタセルが、リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバッテリーセルの制御装置。
【請求項６】
バッテリーセルを含む蓄電装置において、該バッテリーセルの充放電電圧を制御する制御方法であって、
前記バッテリーセルの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルの放電中において、
前記キャパシタセルのセル電圧と、前記キャパシタセルの消費電力とに基づき、微分容量を算出することで、前記キャパシタセルの放電カーブの変曲点を計算し、該変曲点における前記キャパシタセルの電圧値を微分電圧値とし、
事前に設定された微分電圧設定値と、前記微分電圧値との差分を補正値とし、
事前に設定された前記バッテリーセルの充電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな充電終止電圧設定値を算出することを特徴とするバッテリーセルの制御方法。
【請求項７】
事前に設定された前記バッテリーセルの放電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな放電終止電圧設定値を算出することを特徴とする請求項６に記載のバッテリーセルの制御方法。
【請求項８】
前記バッテリーセルの出力電圧を前記補正値による変化分だけ昇圧／降圧することを特徴とする請求項６または７に記載のバッテリーセルの制御方法。
【請求項９】
前記バッテリーセルが、リチウムイオンバッテリーであり、
前記キャパシタセルが、リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のバッテリーセルの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタセルの劣化診断を行い、その結果に基づいてキャパシタセルの充電電圧の制御を行い、キャパシタセルの長寿命化や安全性の向上を図る、バッテリーセルの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタセルや、リチウムイオンバッテリーなどのバッテリーセルが接続された蓄電モジュールにおいて、セル間の電圧にバラツキが生じると、特定のセルに電圧が集中することにより、セルの寿命が短くなってしまい、また、蓄電モジュール全体も劣化してしまう。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１，２に開示されるように、セル間の電圧を均等化制御することによって、各キャパシタセルの電圧を均等化し、特定のキャパシタセルのみに負荷がかからないようにすることが従来行われている。これにより、一部のセル劣化により、蓄電モジュール全体が劣化してしまうことを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８４２５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常の均等化制御においては、劣化セルの電圧に他のセルの電圧を揃えるようにしないと、劣化セル自身が過充電あるいは過放電となり急激な劣化を引き起こす可能性がある。
【０００６】
また、例えば、リチウムイオンキャパシタやリチウムイオンバッテリーの場合には、一般的に、セルの劣化は負極からリチウムイオンが損失することで始まる。このように、負極からリチウムイオンが損失することで、充電時の負極電位、正極電位が上昇するため、正極は過充電状態となってしまう。その結果、キャパシタセルやバッテリーセルにおいて、抵抗上昇が発生したり、ガスが生じたりして、セル劣化が加速したり、キャパシタセルやバッテリーセルの安全性が低下してしまっていた。
【０００７】
このようなリチウムイオンキャパシタおよびリチウムイオンバッテリーのセルの劣化に基づく負極電位、正極電位の変化を検知するためには、キャパシタセルやバッテリーセル内部に、例えば、リチウム金属のような参照極を配置して正極電位、負極電位を測定する必要がある。
【０００８】
キャパシタセルやバッテリーセルには正極、負極に電流を通じるための端子を外部に導出しているが、端子を外部に導出するためにセルの気密性を低下させ、劣化の一因ともなっている。さらに、参照極も外部へ端子を導出するとなると、さらなる気密性の低下を招くとともに、製造不良リスクの増加や、部品点数の増加による製造コストの増加を招いてしまう。
【００１０】
本発明はこのような現状を鑑み、バッテリーセルと同等な負極材を用いたキャパシタセルの劣化診断を行い、その結果に基づき各バッテリーセルの充放電電圧を個別に制御することによって、セル単体の劣化を抑制し、バッテリーセルの長寿命化や安全性の向上を図ることができるバッテリーセルの制御装置及び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】
【００１７】
本発明は、前述したような目的を達成するために発明されたものであって、本発明のバッテリーセルの制御装置は、
バッテリーセルを含む蓄電装置において、該バッテリーセルの充放電電圧を制御する制御装置であって、
前記バッテリーセルの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルと、
前記キャパシタセルのセル電圧を検出するためのセル電圧検出手段と、
前記キャパシタセルの消費電力を検出するための消費電力検出手段と、
前記バッテリーセルの充放電電圧を演算する演算装置と、
を備え、
前記演算装置には、事前に設定された微分電圧設定値と、事前に設定された前記バッテリーセルの充電終止電圧設定値が少なくとも記憶され、
前記キャパシタセルの放電中において、前記演算装置は、
前記セル電圧検出手段により検出した前記キャパシタセルのセル電圧と、前記消費電力検出手段により検出した前記キャパシタセルの消費電力とに基づき、微分容量を算出することで、前記キャパシタセルの放電カーブの変曲点を計算し、該変曲点における前記キャパシタセルの電圧値を微分電圧値として記憶し、
前記微分電圧設定値と、前記微分電圧値との差分を補正値として記憶し、
前記充電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな充電終止電圧設定値を算出することを特徴とする。
【００１８】
この場合、前記演算装置には、事前に設定された前記バッテリーセルの放電終止電圧設定値がさらに記憶され、
前記放電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな放電終止電圧設定値を算出することが好ましい。
【００１９】
また、前記バッテリーセルと、該バッテリーセルから外部負荷へ電力を出力するための出力端子との間に、出力電圧の昇圧／降圧を行うためのＤＣ／ＤＣコンバーターを備え、
該ＤＣ／ＤＣコンバーターによって、前記出力端子における出力電圧を前記補正値による変化分だけ昇圧／降圧することが好ましい。
【００２０】
また、本発明のバッテリーセルの制御装置では、前記バッテリーセルを複数有していてもよい。
【００２１】
また、本発明のバッテリーセルの制御方法は、
バッテリーセルを含む蓄電装置において、該バッテリーセルの充放電電圧を制御する制御方法であって、
前記バッテリーセルの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルの放電中において、
前記キャパシタセルのセル電圧と、前記キャパシタセルの消費電力とに基づき、微分容量を算出することで、前記キャパシタセルの放電カーブの変曲点を計算し、該変曲点における前記キャパシタセルの電圧値を微分電圧値とし、
事前に設定された微分電圧設定値と、前記微分電圧値との差分を補正値とし、
事前に設定された前記バッテリーセルの充電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな充電終止電圧設定値を算出することを特徴とする。
【００２２】
この場合、事前に設定された前記バッテリーセルの放電終止電圧設定値を前記補正値により補正することによって、新たな放電終止電圧設定値を算出することが好ましい。
また、前記バッテリーセルの出力電圧を前記補正値による変化分だけ昇圧／降圧することが好ましい。
【００２３】
また、本発明において、キャパシタセルは、リチウムイオンキャパシタであることが好ましく、また、バッテリーセルは、リチウムイオンバッテリーであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、キャパシタセルの劣化により生じた放電カーブのシフト分だけ、充電終止電圧及び放電終止電圧もシフトさせることによって、有効的に充放電が可能となり、充電量や放電量の低下を抑制して、キャパシタセルの長寿命化を図ることができる。また、キャパシタセルの過放電や過充電を防止することにもなるため、安全性の向上にも繋がる。
【００２５】
さらに、バッテリーセルの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルの劣化により生じた放電カーブのシフト分だけ、バッテリーセルの充電終止電圧及び放電終止電圧もシフトさせることによって、有効的に充放電が可能となり、充電量や放電量の低下を抑制して、バッテリーセルの長寿命化を図ることができる。また、バッテリーセルの過放電や過充電を防止することにもなるため、安全性の向上にも繋がる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のキャパシタセルの制御装置及び制御方法の一例を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
【図２】図２は、図１の蓄電装置において、演算装置を制御する流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２のＳ３０の微分容量計算サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、図２のＳ４０の変曲点計算サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、図２のＳ５０の補正値計算サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２のＳ６０の充放電終止電圧設定サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、通常のリチウムイオンキャパシタのセル電圧と静電容量との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、劣化したリチウムイオンキャパシタのセル電圧と静電容量との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明のキャパシタセルの制御装置及び制御方法の別の一例を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
【図１０】図１０は、本発明のバッテリーセルの制御装置及び制御方法を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を、図面に基づいてより詳細に説明する。なお、本実施例の実施形態は、リチウムイオンキャパシタを用いた一例を示すが、例えば、正極に活性炭、負極にチタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシタなどにも好適に用いることができる。
【００２８】
図１は、本発明のキャパシタセルの制御装置及び制御方法の一例を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
この蓄電装置１０は、キャパシタセルＣ1〜Ｃnに対してそれぞれ並列に接続された均等化制御用抵抗Ｒ1〜Ｒn及びＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）からなる均等化制御用スイッチＳ1〜Ｓnと、キャパシタセルＣ1〜Ｃnのセル電圧をそれぞれ検出するためのセル電圧検出回路及び均等化制御用スイッチＳ1〜Ｓnを制御するための均等化セル選択回路を含む制御用ＩＣ１４と、制御用ＩＣ１４を制御するための演算装置１６と、キャパシタセルＣ1〜Ｃnから演算装置１６を動作させるための電力を供給するための電源回路１８と、から構成される均等化制御回路１２を備えている。
【００２９】
なお、本実施例では、均等化制御用スイッチＳ1〜ＳnとしてＦＥＴを用いているが、これに限定されず、ダイオードスイッチやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スイッチなどの高周波スイッチなど、均等化セル選択回路（本実施例の場合は、制御用ＩＣ１４）の出力に基づいて入切を制御できるスイッチを用いることができる。
【００３０】
また、本実施例では、セル電圧検出回路及び均等化セル選択回路などを含む制御用ＩＣ１４（例えば、テキサスインスツルメンツ社製ＢＱ７６ＰＬ４５５Ａ−Ｑ１など）を用いているが、セル電圧検出回路及び均等化セル選択回路をそれぞれ独立して構成してもよい。
【００３１】
また、後述する蓄電部２２は、出力端子２４ａ，２４ｂと接続されており、出力端子２４ａ，２４ｂを介して、例えば、モーターやインバータなどの外部負荷に接続される。
また、蓄電部２２と出力端子２４ａとの間には、蓄電部２２から流れる電流を検出するための消費電力検出手段２６が設けられ、消費電力検出手段２６は、演算装置１６に接続される。
【００３２】
なお、消費電力検出手段２６としては、電流計などの電流計測手段であっても、クーロンカウンタやインピーダンストラックなどの電荷計測手段であっても構わない。
【００３３】
また、演算装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）やＲＡＭ（Random Access Memory；ランダムアクセスメモリ）などのメモリ、演算処理プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリーメモリ）などによって構成されている。なお、演算装置１６を、外部メモリ（図示せず）と接続し、このような外部メモリに、セル電圧値や消費電力値などを記録するようにしてもよい。
【００３４】
なお、演算装置１６と制御用ＩＣ１４は、例えば、演算装置１６から制御用ＩＣ１４へ制御命令を送信したり、制御用ＩＣ１４から演算装置１６へセル電圧値や消費電力値などを送信したりするなど、双方向に通信するための通信手段２０を備えている。
【００３５】
一方、蓄電装置１０の蓄電部２２は、リチウムイオンキャパシタからなるｎ個のキャパシタセルＣ1〜Ｃnが直列に接続されて構成されている。
蓄電部２２の両端は電源回路１８に接続されており、蓄電部２２の電力を用いて演算装置１６を動作させるように構成されている。すなわち、本実施例の蓄電装置１０では、外部電力を用いることなく、蓄電装置１０自身の電力を用いてキャパシタセルＣ1〜Ｃnの均等化制御や充放電電圧制御などの制御動作を行うことができる。
【００３６】
このような本実施例の蓄電装置１０では、セル電圧検出回路を含む制御用ＩＣ１４、演算装置１６、消費電力検出手段２６によってキャパシタセルの制御装置３０が構成されている。
【００３７】
なお、本実施例では、蓄電装置１０自身の電力を用いてキャパシタセルＣ1〜Ｃnの制御動作を行うために、蓄電部２２の電力を用いて演算装置１６を動作させる電源回路１８を備えているが、蓄電装置１０外部からの電力を用いて演算装置１６を動作させるように構成する場合には、電源回路１８を備えずに、演算装置１６を動作させるための電力を演算装置１６に外部から直接供給するように構成することもできる。
【００３８】
以下、図２〜６に示すフローチャートに基づいて、本実施例のキャパシタセルの充放電電圧の制御方法を説明する。
図２は、図１の蓄電装置１０において、演算装置１６を制御する流れを示すフローチャート、図３は、Ｓ３０の微分容量計算サブルーチンの流れを示すフローチャート、図４は、Ｓ４０の変曲点計算サブルーチンの流れを示すフローチャート、図５は、Ｓ５０の補正値計算サブルーチンの流れを示すフローチャート、図６は、Ｓ６０の充放電終止電圧設定サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００３９】
図２に示すように、本実施例の充放電電圧の制御方法では、放電開始工程Ｓ２０と、微分容量計算工程Ｓ３０と、変曲点計算工程Ｓ４０と、補正値計算工程Ｓ５０と、充放電終止電圧設定工程Ｓ６０と、放電終了工程Ｓ７０とを有している。
【００４０】
放電開始工程Ｓ２０では、所定の放電電流値Ｉにて、各キャパシタセルＣ1〜Ｃnから均等化制御用抵抗Ｒ1〜Ｒnに電流が流れるように放電を開始する。
なお、本実施例では、キャパシタセルの制御のためだけに行う放電として説明をしているが、本発明における「放電」とは、例えば、均等化制御中の放電や放電試験などの劣化診断中の放電、外部負荷への放電なども含まれる。
【００４１】
微分容量計算工程Ｓ３０では、図３に示すように、まず、制御用ＩＣ１４のセル電圧検出回路を用いて各キャパシタセルＣ1〜Ｃnの電圧値を読み込み、演算装置１６のＲＡＭに記憶する（Ｓ３１）。
【００４２】
なお、セル電圧検出回路としては、全てのキャパシタセルＣ1〜Ｃnの電圧値を同時に読み込むように構成することもできるが、各キャパシタセルＣ1〜Ｃnの電圧値を１つずつ順次読み込むように構成してもよい。
【００４３】
次いで、微分容量ΔＣを演算する（Ｓ３２）。なお、消費電力検出手段２６として、電流計測手段を用いた場合には、下記式（１）のように、微分容量ΔＣを算出することができる。
【数１】
0006731276.tif 000002
ここで、Δｔは後述する電圧値読込間隔、ＶｍiはキャパシタセルＣm（ｍは１〜ｎのいずれか）の今回（ｉ番目；ｉは２以上の自然数）読込み時の電圧値、Ｖｍi-1はキャパシタセルＣmの前回（ｉ−１番目）読込み時の電圧値である。
【００４４】
一方、消費電力検出手段２６として、電荷計測手段を用いた場合には、下記式（２）のように、微分容量ΔＣを算出することができる。
【数２】
0006731276.tif 000003
ここで、Ｑは、電荷計測手段により計測された計測値である。
【００４５】
そして、算出された微分容量ΔＣを演算装置１６のＲＡＭに記憶する（Ｓ３３）。
なお、初回読込み時には、前回読込み時の電圧値Ｖｍi-1が存在せず、微分容量ΔＣを演算することができないため、Ｓ３２、Ｓ３３はスキップする。
【００４６】
次いで、キャパシタセルＣmの電圧値Ｖｍiと、事前に設定した放電終止電圧設定値とを比較し（Ｓ３４）、電圧値Ｖｍiが放電終止電圧設定値よりも高い場合には、所定の電圧値読込間隔Δｔだけスリープ（Ｓ３５）した後、Ｓ３１に戻って微分容量の演算を繰り返す。
【００４７】
一方で、電圧値Ｖｍiが放電終止電圧よりも低い場合には、微分容量計算工程Ｓ３０を終了し、次の変曲点計算工程Ｓ４０へと進む。
【００４８】
変曲点計算工程Ｓ４０では、図４に示すように、まず、演算装置１６のＲＡＭに記憶されたｉ番目（ｉは２以上の自然数）の微分容量値ΔＣiとｉ−１番目の微分容量値ΔＣi-1を読込む（Ｓ４１）。
【００４９】
そして、微分容量値ΔＣiと微分容量値ΔＣi-1とを比較し（Ｓ４２）、微分容量値ΔＣi-1の方が大きい場合には、ｉをインクリメント（Ｓ４３）して、Ｓ４１、Ｓ４２を繰り返す。
一方で、微分容量値ΔＣiが微分容量値ΔＣi-1よりも大きい場合には、対応するキャパシタセルＣmの電圧値Ｖｍiを微分電圧値として演算装置１６のＲＡＭに記憶（Ｓ４４）し、変曲点計算工程Ｓ４０を終了する。
【００５０】
次いで、電圧値Ｖｍiに基づいて補正値を計算する（Ｓ５０）。
補正値の計算は、演算装置１６に記憶されている前回放電時の微分電圧値である微分電圧設定値と、今回放電時の微分電圧値との差分により求めることができる（Ｓ５１）。また、今回放電時の微分電圧値は、微分電圧設定値として演算装置１６のＲＡＭに記憶する（Ｓ５２）。
【００５１】
なお、キャパシタセルは、使用温度により性能が変化することから、劣化診断は２０℃〜３０℃の温度範囲で実施するのが望ましいが、「補正値」に温度補正を加味することもできる。なお、温度補正ΔＶとしては、補正温度をΔＴ［℃］とした場合、下記式（３）に示すように、温度変化に伴って電圧変化する。例えば、２５℃の時に３．８Ｖであった場合、温度が１Ｋ上昇すると電圧が０．８ｍＶ低下する。すなわち、２６℃になった場合には、３．７９９２Ｖとなり、２４℃になった場合には、３．８００８Ｖとなることを意味する。
【数３】
0006731276.tif 000004
【００５２】
そして、この補正値を用いて、充放電終止電圧設定（Ｓ６０）を行う。
すなわち、演算装置１６に記憶されている充電終止電圧設定値から補正値を減算することにより、充電終止電圧を算出し、これを新たな充電終止電圧設定値として演算装置１６に記憶する（Ｓ６１）。
【００５３】
また、演算装置１６に記憶されている放電終止電圧設定値から補正値を減算することにより、放電終止電圧を算出し、これを新たな放電終止電圧設定値として演算装置１６に記憶する（Ｓ６２）。
【００５４】
なお、充電終止電圧設定値、放電終止電圧設定値の初期値は、キャパシタセルの種類などに応じて適宜設定されるものであり、例えば、リチウムイオンキャパシタであれば、充電終止電圧設定値の初期値は３．８Ｖ〜４．５Ｖ、放電終止電圧設定値の初期値は２．０Ｖ〜２．２Ｖとなる。
【００５５】
以上のように、充電終止電圧設定値、放電終止電圧設定値を補正することにより、キャパシタセルの経時劣化を考慮して、キャパシタセルを有効的に充放電可能として、長寿命化を図ることができる。また、キャパシタセルの過放電や過充電を防止することにもなるため、安全性の向上にも繋がる。
【００５６】
具体的には、以下のようにキャパシタセルを充放電することで有効的な充放電を可能としている。
図７は、通常のリチウムイオンキャパシタのセル電圧と静電容量との関係を示すグラフ、図８は、劣化したリチウムイオンキャパシタのセル電圧と静電容量との関係を示すグラフである。
【００５７】
図７，８に示すように、リチウムイオンキャパシタは劣化することにより、放電の微分カーブが全体的にシフトしてしまう。このため、通常のリチウムイオンキャパシタの充電終止電圧（３．８Ｖ）、放電終止電圧（２．２Ｖ）のまま使用すると、初期の正極電位範囲から変化してしまい、結果として、充電量や放電量が低下してしまうことになる。例えば、充電側では初期の正極電位よりも高くなるため過充電状態となり、放電側では初期の正極電位より低くなるため十分に放電できないことになる。
【００５８】
このため、本実施例のように、変曲点のシフト分だけ、充電終止電圧及び放電終止電圧をシフトさせることによって、適切な正極電位の範囲内での充放電が可能となり、充電量や放電量の低下を抑制して、キャパシタセルの長寿命化を図ることができる。
【００５９】
なお、補正値が所定の劣化判定値よりも大きい場合には、キャパシタセルの劣化が生じていると判断することができる。このため、制御装置３０において、補正値に基づきキャパシタセルの劣化判定を行い、キャパシタセルの劣化をユーザーに報知するように構成することもできる。
【００６０】
図９は、本発明のキャパシタセルの制御装置及び制御方法の別の一例を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
この実施例の蓄電装置１０は、基本的には、図１に示す蓄電装置１０と同様な構成であるため、同一の構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施例の制御装置３０は、蓄電部２２と出力端子２４ａ，２４ｂとの間に、出力電圧の昇圧／降圧を行うためのＤＣ／ＤＣコンバーター２８を備えている。
上述するように、充電終止電圧及び放電終止電圧をシフトした場合、外部負荷が必要とする電圧とは異なってきてしまう。
【００６２】
このため、ＤＣ／ＤＣコンバーター２８によって補正値による変化分だけ昇圧／降圧制御を行って、蓄電部２２から外部負荷に電力を供給することにより、外部負荷に対して一定の電圧の電力を供給することが可能となる。
【００６３】
図１０は、本発明のバッテリーセルの制御装置及び制御方法を説明するための蓄電装置の回路構成図である。
この実施例の蓄電装置１０は、基本的には、図１に示す蓄電装置１０と同様な構成であるため、同一の構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施例の蓄電装置１０は、蓄電部２２として、バッテリーセルＢ1〜Ｂnを直列に接続してなるものである。
さらに、バッテリーセルＢ1〜Ｂnの負極材と同じ素材、設計の負極を用いたキャパシタセルＣを備えている。
【００６５】
同じ素材、設計の負極を用いたバッテリーセルとキャパシタセルは、同じように経時劣化することになるため、キャパシタセルの劣化判定を行うことにより、バッテリーセルも同様に劣化していると判断することができる。
【００６６】
このため、キャパシタセルＣから抵抗Ｒへ放電するように構成し、その際のキャパシタセルＣのセル電圧と消費電力検出手段２６により検出された消費電力とによって、上述するように補正値を算出し、この補正値を用いて、バッテリーセルＢ1〜Ｂnの充電終止電圧設定値及び放電終止電圧設定値を補正することによって、バッテリーセルＢ1〜Ｂnを有効的に充放電可能とし、バッテリーセルＢ1〜Ｂnの長寿命化を図ることができる。また、バッテリーセルの過放電や過充電を防止することにもなるため、安全性の向上にも繋がる。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、キャパシタセルとしてリチウムイオンキャパシタ、バッテリーセルとしてリチウムイオンバッテリーの例を挙げて説明したが、キャパシタセルとしては、正極に活性炭、負極にチタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシタ、バッテリーセルとしては、正極に導電性高分子、負極にハードカーボンを用いたポリマーバッテリーや、正極・負極ともに黒鉛を使用したデュアルカーボンセルなどを用いてもよいなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０      蓄電装置
１２      均等化制御回路
１６      演算装置
１８      電源回路
２０      通信手段
２２      蓄電部
２４ａ    出力端子
２４ｂ    出力端子
２６      消費電力検出手段
２８      ＤＣ／ＤＣコンバーター
３０      制御装置
【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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【図１０】
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