(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵システム（１００）を制御する方法であって、前記エネルギー貯蔵システム（１００）は、互いに並列に電気的に接続された少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）を備えており、前記方法が、
−  前記各バッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれの最大電力容量（２０４、２０６）を表す信号を受信する段階（Ｓ１）；
−  前記バッテリモジュールから受信した前記最も低い最大電力容量に対応する電力閾値限界（２０８）を前記エネルギー貯蔵システムの前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）に割り当てる段階（Ｓ２）；
−  前記電力閾値限界（２０８）に比例する電流レベルの充電電流を前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）に供給する段階（Ｓ３）；とを備え、その後に
−  最も低い最大電力容量のバッテリモジュール（１０６）のバッテリ充電レベルを測定する段階（Ｓ４）；及び、
−  前記最も低い最大電力容量のバッテリモジュールの前記バッテリ充電レベルと前記電力閾値限界（２０８）との間の差違を低減すべく前記充電電流を調整する段階（Ｓ５）、
を含んでいる方法。
【請求項２】
前記充電電流を調整する段階（Ｓ５）が、前記最も低い最大電力容量の前記バッテリモジュール（１０６）からバッテリ充電レベル情報を反復して受信する段階、及び前記最も低い最大電力容量の前記バッテリモジュールの前記バッテリ充電レベルと前記電力閾値限界（２０８）との間の差違が予め定められた限界値の範囲内となるまで前記充電電流を調整する段階（Ｓ４）を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵システム（１００）の前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれについての、例えば温度、電圧、電流、充電状態及び健全性の状態といったバッテリパラメータの状態を受信するように更に構成されている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
記憶装置（１１４）が前記エネルギー貯蔵システム（１００）に接続されており、前記方法が、
−  バッテリパラメータの状態及び調整された充電電流に関する情報を前記記憶装置（１１４）に出力する段階、
を更に含んでいる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記記憶装置（１１４）がＰＩＤレギュレータである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
エネルギー貯蔵システム（１００）を制御するための制御装置（１１２）であって、前記エネルギー貯蔵システム（１００）は、発電機（１０８）に接続されると共に、互いに並列に電気的に接続された少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）を備えており、前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれは、前記バッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれのバッテリ充電レベルを測定するように構成された測定装置（１１０）に接続されており、前記制御装置（１１２）は、
−  前記各バッテリモジュール（１０４、１０４）のそれぞれの最大電力容量を表す信号を、前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれから受信し、
−  前記バッテリモジュール（１０４、１０６）から受信した前記最も低い最大電力容量に対応する電力閾値限界（２０８）を、前記エネルギー貯蔵システム（１００）の前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）に割り当て；
−  前記発電機（１０８）を制御して、前記電力閾値限界（２０８）に比例する電流レベルの充電電流を前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）に供給した後に、
−  前記最も低い最大電力容量（２０６）のバッテリモジュール（１０６）の測定されたバッテリ充電レベルを受信し；及び、
−  前記最も低い最大電力容量（２０６）のバッテリモジュール（１０６）の前記バッテリ充電レベルと前記電力閾値限界（２０８）との間の差違を低減すべく前記充電電流を調整する、
ように適合されている制御装置（１１２）。
【請求項７】
前記エネルギー貯蔵システムの前記少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれについて、例えば温度、電圧、電流、充電状態及び健全性の状態といったバッテリパラメータの状態を監視するように更に構成されている、請求項６に記載の制御装置（１１２）。
【請求項８】
前記制御装置（１１２）は、前記監視されたバッテリパラメータの状態に応じて前記充電電流を調整するように構成されている、請求項７に記載の制御装置（１１２）。
【請求項９】
記憶装置（１１４）に更に接続されており、前記記憶装置（１１４）は、前記エネルギー貯蔵システム（１００）に接続されるとともに、
−  前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）のそれぞれからバッテリパラメータの状態に関連する情報を受信して格納し；及び、
−  前記少なくとも二つのバッテリモジュール（１０４、１０６）に供給される充電電流の調整に関する情報を前記制御装置から受信して格納する、
ように構成されている請求項６乃至８のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー貯蔵システムの分野に関し、特に並列に接続されたバッテリモジュールを有するエネルギー貯蔵システムについて、そのバッテリモジュールの電力利用を最適化すべく制御する方法に関する。本発明はまた、エネルギー貯蔵システムを制御すべく適合された、対応する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリシステムの分野では、多種多様な用途及び技術分野においてエネルギー貯蔵システムが頻繁に用いられている。例えば自動車産業においては、車両の推進のために、並びに車両の種々のシステムに電気エネルギーを供給するために、エネルギー貯蔵システムを用いることができる。
【０００３】
エネルギー貯蔵システムの電力能力を高めるために、エネルギー貯蔵システムの二つあるいはより多くのバッテリモジュール／バッテリパックを互いに並列に接続する一つの解決策をもたらすことができる。これにより、個々のバッテリモジュールを、互いに容易に接続しあるいは分離することができる。また、単一のバッテリモジュール／バッテリパックだけを用いることに比較して全体容量を高めることもできる。
【０００４】
しかしながら、並列に接続されたバッテリモジュールを有するエネルギー貯蔵システムの課題は、最適なエネルギー使用のためには、それらのバッテリモジュールの物理的な状態がほぼ等しい必要があることである。しかしながら、一般的なシナリオは、複数のバッテリモジュール／バッテリパックの物理的な状態が等しくなく、例えば並列に接続されているバッテリモジュールの経年変化が異なる場合、すなわちバッテリモジュールのうちの一つが新しい未使用のバッテリモジュールに交換されると、経年変化が異なるバッテリモジュールの間に電力容量の差違が生じ得ることになり、それは翻って、最も古いバッテリモジュールの充電容量及び放電容量が低下することになる。一方、バッテリモジュールのうちの一つの温度が、同じエネルギー貯蔵システムにおける他のバッテリモジュールよりも高いと、温度が高いバッテリモジュールの抵抗は、ほとんどの場合、温度が低いバッテリモジュールよりも低くなる。これによって、より温度が高いバッテリモジュールは、その容量を上回る充電電流を受け取るリスクがある。
【０００５】
したがって、並列に接続されたバッテリモジュールを有するエネルギー貯蔵システムにおいては、充電容量及び放電容量を制御する必要がある。
【０００６】
特許文献１が示す解決策においては、貯蔵セル、すなわちバッテリのそれぞれが、それぞれのセル制御装置に接続されている。それぞれのセル制御装置は、次に、例えば温度、電流及び電圧といった各セルのパラメータを測定して格納するための処理及び制御モジュールに接続されている。これにより、貯蔵セルは、複数の貯蔵セルの全体的な性能を高めるべく制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１１９７４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、先に確認した課題の解決策を示しているが、特許文献１におけるエネルギー貯蔵システムは、例えば費用効果性の観点において更なる改良の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、先行技術の解決策に関して改良されたエネルギー貯蔵システムの制御方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第１の態様によると、エネルギー貯蔵システムを制御する方法が提供され、そのエネルギー貯蔵システムは互いに並列に電気的に接続された少なくとも二つのバッテリモジュールを備えており、その方法は、各バッテリモジュールのそれぞれの最大電力容量を表す信号を受信する段階；バッテリモジュールから受信した最も低い最大電力容量に対応する電力閾値限界を、エネルギー貯蔵システムの少なくとも二つのバッテリモジュールに割り当てる段階；その電力閾値限界に比例する電流レベルの充電電流を少なくとも二つのバッテリモジュールに供給する段階、を含んでいる。
【００１１】
「電力閾値限界」という用語は、以下の説明の全体にわたって、最大電力容量が最も低いバッテリモジュールの電力限界を上回らない電力限界と解釈されるべきである。また、電力容量は、電力、電流あるいは電圧よって測定することができる。したがって、本発明は、電力、電流あるいは電圧のうちの一つだけを測定することに限定されるものと解釈されるべきではない。これらの計量値が互いに関係していて、他の計量値のうちの一つを測定するときに、計量値のうちの一つの値を受信することが単なる計算のやり方であることは、当業者が知るところである。
【００１２】
更に「バッテリモジュール」という用語は、以下の説明の全体にわたって、一つあるいは複数のバッテリから構成し得るバッテリパックもまた含むものと解釈されるべきである。更にまた「バッテリモジュール」という用語は、複数のバッテリパックから構成し得るモジュールもまた含むものと理解されなければならない。したがって「バッテリモジュール」という用語は、単一のバッテリ、複数のバッテリから構成されるバッテリパック、並びに複数のバッテリパックから構成されるモジュールとすることができる。
【００１３】
本発明の利点は、印加する充電電流が、最も低い電力容量のバッテリモジュールの最大電力容量に直接的に依存し、かつそれに比例する点にある。これにより、最も低い電力容量のバッテリモジュールが充電電流の限界を設定し、バッテリモジュールにダメージを与え得る充電電流を供給するリスクを低下させる。また、上述したように充電電流を供給することにより、少なくとも二つのバッテリモジュールの全てを個々に制御する必要がない。すなわち、最も低い電力容量のバッテリモジュールだけが制御され、エネルギー貯蔵システムの残りのバッテリモジュールは、電力容量が最も低いバッテリモジュールに応じた充電電流を受け取る。これにより、バッテリモジュールのそれぞれを制御する必要がないので、上述した先行技術の解決策に比較してコスト効果的な方法がもたらされる。
【００１４】
例示的な実施形態によると、この方法は、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルを測定する段階、及び、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電力閾値限界との間の差違を低減すべく充電電流を調整する段階、を更に含む。
【００１５】
これにより、電力容量が最も低いバッテリモジュールをその最適限界で用いることができる。例えば、エネルギー貯蔵システムのバッテリモジュールのうちの一つを新しいものに交換すると、古いバッテリの電力容量は新しいバッテリモジュールに比べてより小さいものとなり得る。また、古いバッテリモジュールの抵抗は、ほとんどの場合、新しいバッテリモジュールより大きくなり得る。これにより、より古いバッテリモジュールの電力容量に比例するレベルの充電電流を並列に接続されたバッテリモジュールに供給するときに、より古いバッテリはその最大電力容量に達する電力を受け取ることがない。より古いバッテリモジュールを最適に利用するために、充電電流が調整され、すなわち増加され、より古いバッテリモジュールの充電電流と電力閾値限界の差違が減少するようになる。当然、エネルギー貯蔵システムの残りのバッテリモジュール、すなわち、より古いバッテリモジュールより大きい最大電力容量のバッテリモジュールは増加された充電電流を受け取る。したがって、エネルギー貯蔵システムの全体的性能が高まる。
【００１６】
他の実施例によると、エネルギー貯蔵システムのバッテリモジュールのうちの一つの温度レベルが残りのバッテリモジュールに比較して高い場合、すなわち残りのバッテリモジュールより暖かい場合、より暖かいバッテリモジュールの抵抗値は、ほとんどの場合、残りのバッテリモジュールに比較してより低いものになる。したがって、充電電流を印加するときに、より暖かいバッテリモジュールがその最大電力容量よりも高い電力レベルに対応する充電電流を受け取る、すなわち、より暖かいバッテリモジュールは処理できるよりも多くの充電電流を受け取ることになり得るリスクがある。このことは、例えば、バッテリモジュールが急速に経年変化することになり得る。充電電流を調整することにより、この実施例においては、本来供給される充電電流より低くすることにより、より暖かいバッテリモジュールの耐用年数を増加させ、並びに温度が更に上昇することを防止することになる。同様に、エネルギー貯蔵システムの全体の耐用年数を増加させることができる。
【００１７】
例示的な実施形態によると、充電電流を調整する段階は、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールからバッテリ充電レベル情報を反復して受信する段階、及び、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電力閾値限界との差違が予め定められた限界値の範囲内となるまで充電電流を調整する段階を含むことができる。
【００１８】
バッテリモジュールのバッテリ充電レベルを反復的に受信するとともに、受信したバッテリ充電レベル情報に基づいて印加する充電電流を調整することは、この方法が、小さな幅で、すなわち「少しずつ」充電電流を増加／減少させることを可能にする。これにより、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電源閾値限界との間の差違を、より高い精度で処理することができる。
【００１９】
最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電源閾値限界との間の記載される差違の所望の精度に応じて、予め定められる閾値を異ならせて設定できることは、容易に理解されなければならない。当然、異なる用途には異なる精度が必要であり、従って、更には議論しない。
【００２０】
例示的な実施形態によると、本方法は、エネルギー貯蔵システムの少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれについて、例えば温度、電圧、電流、充電状態及び健全性の状態といったバッテリパラメータの状態を監視するように更に構成することができる。
【００２１】
これにより、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電力閾値限界との間の差違を低減するために、充電電流をどれだけ調整、すなわち増加／減少させなければならないかを予測することが更に可能となる。
【００２２】
例示的な実施形態によると、記憶装置をエネルギー貯蔵システムに接続することができ、本方法は、バッテリパラメータの状態及び調整された充電電流に関する情報を記憶装置に出力する段階を更に含むことができる。例示的な実施形態によると、記憶装置はＰＩＤレギュレータとすることができる。
【００２３】
これにより、記憶装置は、調整された充電電流並びにバッテリモジュールの種々のパラメータを格納する。このことの利点は、バッテリモジュールの間に、同一の、あるいはほぼ同一のシナリオが再び生じたときに、充電電流を望ましいレベルにより容易に調整し得ることにある。以前に充電電流がどのように調整されたかを、記憶装置が知っているからである。そのようなシナリオは、例えば、バッテリモジュールを新しいものに交換したときのものとすることができる。記憶装置は、バッテリモジュールを交換して、以前に望ましいレベルに調節したときに、充電電流をどのように印加したかを思い出すことができる。更に、ＰＩＤレギュレータは周知であり、従って使用に適したものとすることができる。
【００２４】
本発明の第２の態様によると、エネルギー貯蔵システムを制御するための制御装置が提供され、そのエネルギー貯蔵システムは発電機に接続されるとともに、互いに並列に電気的に接続された少なくとも二つのバッテリモジュールを備えており、その少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれは、バッテリモジュールのそれぞれのバッテリ充電レベルを測定するように構成された測定装置に接続され、その制御装置は、各バッテリモジュールのそれぞれの最大電力容量を表す信号を少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれから受信し、バッテリモジュールから受信した最も低い最大電力容量に対応する電力閾値限界をエネルギー貯蔵システムの少なくとも二つのバッテリモジュールに割り当て、発電機を制御して、電力閾値限界に比例する電流レベルの充電電流を少なくとも二つのバッテリモジュールに供給するように適合される。
【００２５】
この第２の態様の効果及び特徴は、本発明の第１の態様に関して上述したものに類似している。
【００２６】
例示的な実施形態によると、制御装置は、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールの測定されたバッテリ充電レベルを受信し、最も低い最大電力容量のバッテリモジュールのバッテリ充電レベルと電力閾値限界との間の差違を低減すべく充電電流を調整するように更に構成することができる。
【００２７】
例示的な実施形態によると、制御装置は、エネルギー貯蔵システムの少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれについて、例えば温度、電圧、電流、充電状態及び健全性の状態といったバッテリパラメータの状態を監視するように更に構成することができる。
【００２８】
例示的な実施形態によると、制御装置は、監視されているバッテリパラメータの状態に応じて充電電流を調整するように更に構成することができる。
【００２９】
例示的な実施形態によると、制御装置は、記憶装置に更に接続することができ、その記憶装置は、エネルギー貯蔵システムに接続されるとともに、少なくとも二つのバッテリモジュールのそれぞれからバッテリパラメータの状態に関連する情報を受信して格納し、かつ少なくとも二つのバッテリモジュールに供給される充電電流の調整に関する情報を制御装置から受信して格納するように構成される。
【００３０】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の請求の範囲及び以下の説明を検討するときに明らかになる。以下に説明するもの以外の実施形態を創り出すために、本発明の範囲を逸脱しない範囲で本発明の異なる特徴を組み合わせ得ることは、当業者が理解するところである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明の上記のおよび付加的な目的、特徴および効果は、下記の本発明の例示実施形態の図示的かつ非限定的な詳細な記載からよりよく理解される。
【００３２】
【図１】図１は、本発明のエネルギー貯蔵システムの例示的な実施形態である。
【図２】図２は、本発明の方法の例示的な実施形態のフローチャートを図示している。
【図３】図３は、本発明の方法の更なる例示的な実施形態のフローチャートを図示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ここで、本発明の例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照しつつ、本発明を以下により詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載する実施形態は完全さ及び完璧さのために与えられているのであって、これらの実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。説明の全体にわたって、類似の参照符号は類似の要素を示す。
【００３４】
図１を参照すると、本発明によるエネルギー貯蔵システム１００の例示的な実施形態が図示されている。図１に図示されているエネルギー貯蔵システム１００は、第１のバッテリモジュール１０２、第２のバッテリモジュール１０４、及び第３のバッテリモジュール１０６を備えている。バッテリモジュール１０２、１０４、１０６は、互いに並列に接続されるとともに、並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６を充電するための電流を発生させるように構成された発電機１０８に更に接続されている。「バッテリモジュール」という用語は、以下の説明の全体にわたって、一つあるいはより多くのバッテリから成るバッテリパックを含むものと解釈されなければならない。更に「バッテリモジュール」という用語は、複数のバッテリパックから成るモジュールを含むものと理解されなければならない。したがって「バッテリモジュール」という用語は、単一のバッテリ、一つあるいはより多くのバッテリなら成るバッテリパック、並びに一つあるいはより多くのバッテリパックから成るモジュールとすることができる。
【００３５】
さらにまた、エネルギー貯蔵システム１００は、測定装置１１０、制御装置１１２及び記憶装置１１４に接続されている。図１は、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれが、同じ測定装置１１０、制御装置１１２及び記憶装置１１４に接続されることを例示しているが、本発明は、各バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれについて一つの測定装置、一つの制御装置、及び一つの記憶装置が設けられているものにも等しく適用することができる。そのような場合、それぞれの測定装置１１０、制御装置１１２及び記憶装置１１４は、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれに一体化することができる。しかしながら、理解を簡単にするために、以下においては、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６の全てについて単一の外部測定装置１１０、制御装置１１２及び記憶装置１１４を用いる、図面に例示した実施形態について説明する。
【００３６】
さらに、測定装置１１０は、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれについて、バッテリ充電レベル並びに最大電力容量を測定するように構成されている。最大電力容量は、各バッテリモジュールのそれぞれが処理できる最大の電力として理解されるべきである。したがって、測定装置１１０は、バッテリモジュールの電力容量に関する情報を受信するとともに、それぞれのバッテリモジュールの充電レベルに関する情報を連続的に受信することができる。更に、測定装置１１０は、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれについて、例えばバッテリ温度、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリの充電状態、及びバッテリの健全性の状態といったバッテリパラメータの状態を監視するように構成されている。
【００３７】
更に、制御装置１１２は、測定装置１１０、発電機１０８及び記憶装置１１４に接続されている。制御装置１１２は、並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれの最大電力容量並びにそれぞれのバッテリ充電レベルに関する測定装置１１０からの信号を受信するように適合されている。更に、制御装置１１２は、発電機１０８がバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に充分な充電電流を提供するように適合されている。より正確には、制御装置１１２は、特定の充電電流をバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に供給すべく発電機１０８を制御し、かつ充電電流を調整すべく、例えば増加させあるいは減少させるべく、発電機１０８を制御する。このことは、図２及び図３に表されている方法の説明に関連して以下に説明する。
【００３８】
最後に、エネルギー貯蔵システム１００は、上述したように、記憶装置１１４に接続されている。より具体的には、記憶装置１１４は、制御装置１１２を介してエネルギー貯蔵システム１００に接続されている。しかしながら、記憶装置は、制御装置に接続されることには限定されず、例えばバッテリモジュールに対して直接的に、あるいは車両の他の制御手段に接続することもできる。記憶装置１１４は、例えば、測定装置１１０によって測定されたバッテリパラメータの状態や、発電機１０８からバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に供給される調整された充電電流等を格納するように構成されている。これにより、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６の所与の状態について、記憶装置は、発電機１０８によって供給される充電電流を格納する。したがって、記憶装置１１４は、一つの例示的な実施形態ではＰＩＤレギュレータであるが、おおよそ、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６の状態に関する全ての使用可能な情報、並びにそのようなバッテリモジュール情報について制御装置１１２によって与えられる命令を受信して格納する。
【００３９】
ここで、図２及び図３を参照すると、本発明による方法の二つの例示的な実施形態が図示されている。最初に、図２が例示している実施形態においては、上述したバッテリモジュール１０２、１０４のうちの二つが、最近、新しい未使用のバッテリモジュールに置き換えられている。したがって、第３のバッテリモジュール１０６は、新しく交換された第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４より古い。第２に、図３が例示している実施形態においては、第３のバッテリモジュール１０６が、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４に比較して高い温度にさらされている。
【００４０】
ここで図２に戻ると、本発明による方法の例示的な実施形態のフローチャートが例示されている。上述したように、第３のバッテリモジュール１０６は、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４より古い。
【００４１】
最初に、本方法は、ステップＳ１において、並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれから測定装置１１０が信号を受信するときにスタートする。その信号は、各バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれについての最大電力容量２０２、２０４、２０６を表している。図２に例示されている例示的な実施形態に示すように、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４の最大電力容量２０２、２０４はほぼ等しいが、第３のバッテリモジュール１０６の最大電力容量２０６はより低いものになっている。第３のバッテリモジュールはより長い期間にわたって作動しているので、バッテリモジュール１０６の最大電力容量２０６が、新しく交換されたバッテリモジュール１０２、１０４の最大電力容量２０２、２０４より低いことは当然である。
【００４２】
ここで、最も低い最大電力容量、すなわち第３のバッテリモジュール１０６の電力容量２０６、のバッテリモジュール１０６に過剰な電力を供給するリスクを低下させるために、制御装置１１２は、ステップＳ２において電力閾値限界２０８を割り当てる。この電力閾値限界２０８は、第３のバッテリモジュール２０６の電力容量２０６を上回らないように設定される。一例として、第１のバッテリモジュール１０２の電力容量２０２が５０Ｗであり、第２のバッテリモジュールの電力容量１０４が５０Ｗであり、かつ第３のバッテリモジュール１０６の電力容量２０６が２０Ｗである場合、電力閾値限界は２０Ｗに設定される。
【００４３】
その後、制御装置１１２は、ステップＳ３において、エネルギー貯蔵システム１００の並列に接続されているバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に対して充電電流を供給すべく発電機１０８を制御する。第３のバッテリモジュール１０６の最大電力容量２０６を上回らないようにするために、発電機１０８からバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に供給される充電電流は、この例示的な実施形態においては、好ましくは先に割り当てられた電力閾値限界２０８に比例して設定される。上記の実施形態によると、電力閾値限界２０８が２０Ｗに設定されている場合、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６に供給される充電電流は６０Ｗの出力レベルに対応する充電電流である。３つのバッテリモジュールが並列に接続されているからである。
【００４４】
並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に充電電流を供給するときに、測定装置１１０は、ステップＳ４において、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれのバッテリ充電レベル２１０、２１２、２１４を測定する。従って、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれに対してどれだけの電力を供給するかを決定するために測定が行われる。例示の実施形態においては、第３のバッテリモジュール１０６は、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４より古いので、第３のバッテリモジュール１０６の抵抗は第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４の抵抗より高い。このより高い抵抗のために、第３のバッテリモジュール１０６は、第３のバッテリモジュール１０６に最大電力をもたらす充電電流を受け取ることができない。したがって、第３のバッテリモジュール１０６には、バッテリモジュール１０６の電力容量２０６より低い充電レベル２１４の電力が供給される。当然、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４は、それぞれの最大電力容量２０２、２０４より低い出力レベル２１０、２１２の電力を受け取る。
【００４５】
最後に、第３のバッテリモジュール１０６の容量の利用度を高めるために、エネルギー貯蔵システム１００の並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６に対し発電機１０８から供給される充電電流がステップＳ５において調整される。例示の実施形態においては、充電電流を、充電レベル２１６を高める分だけ増加させて、バッテリ充電レベル、すなわち充電レベル２１４プラス高める充電レベル２１６と電力閾値限界２０８との間の差違を許容できる電力限界値に減少させる。発電機１０８からの充電電流を増加させると、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４には高めた充電レベル２１６が与えられる。ここで留意されるべきことは、例示の実施形態における第３のバッテリモジュール１０６の抵抗がより高いので、第３のバッテリモジュール１０６は、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４に比較してより低い充電電流を受け取ることになり、したがって各バッテリモジュール１０２、１０４、１０６において高くなる充電レベル２１６を等しくできないことである。
【００４６】
上述した実施形態によると、並列に接続されたバッテリモジュール１０２、１０４、１０６の全てに対し発電機１０８が６０Ｗを供給する場合、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４が、例えば２５Ｗの出力レベルに対応する充電電流をそれぞれ受け取るのに対し、第３のバッテリモジュール１０６は１０Ｗの出力レベルに対応する充電電流を受け取ることと成り得る。これにより、第３のバッテリモジュール１０６は、その容量まで完全に利用されない。従って、約２０Ｗの電力レベルに対応する充電電流を第３のバッテリモジュールが受け取るまで、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６の全てについて、発電機１０８により供給される充電電流を増加させることができる。このことは、例えば１００Ｗの電力レベルに対応する充電電流を発電機が供給し、その充電電流が、第１のバッテリモジュール１０２に及び第２のバッテリモジュール１０４にそれぞれ４０Ｗの充電レベルをもたらすとともに、第３のバッテリモジュールに２０Ｗの充電レベルをもたらすことに帰着し得る。これにより、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれ、並びにエネルギー貯蔵システムの全体の電力容量が増加することになる。
【００４７】
ここで留意されるべきことは、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれについてバッテリ充電レベルを測定するステップＳ４、及び、図２の例示的な実施形態の充電電流を高めるべく発電機１０８から供給する充電電流を調整するステップＳ５は、第３のバッテリモジュール１０６の充電レベルが望ましいレベルに高まるまで反復して行い得ることである。
【００４８】
ここで図３を参照すると、上述したように、本発明の実施形態が例示されているが、第３のバッテリモジュール１０６は、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４に比較して高い温度にさらされている。したがって、第３のバッテリモジュール１０６は、残りの二つのバッテリモジュール１０２、１０４よりも暖かい。図３に例示の第１〜第３のステップＳ１〜Ｓ３は、図２に関連して上述した実施形態のそれらに類似している。図２と図３の違いは、最後の二つの方法ステップ、すなわちＳ４とＳ５である。従って、以下の説明は、主にこれらの二つの方法ステップＳ４、Ｓ５に焦点を合わせる。
【００４９】
バッテリモジュールが高い温度にさらされる場合、そのバッテリモジュールの抵抗は、ほとんどの場合、低下することになる。従って、上述したようにステップＳ３において充電電流を供給するときに、高い温度のバッテリモジュール、すなわち例示の実施形態における第３のバッテリモジュール１０６は、第３のバッテリモジュール１０６の最大電力容量２０６より高い電力レベルに対応するバッテリ充電レベルを受け取る。したがって、ステップＳ４においてバッテリ充電レベル３０２、３０４、３０６を測定するときに、第３のバッテリモジュールのバッテリ充電レベル３０６は、第３のバッテリモジュール１０６の最大電力容量２０６より高いものと成り得る。上記の実施形態に関して、６０Ｗの電力レベルに対応する充電電流が発電機１０８により供給される場合、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４は、例えば１５Ｗの電力レベルに対応する充電電流をそれぞれ受け取ることができるのに対し、第３のバッテリモジュールは３０Ｗの電力レベルに対応する充電電流を受け取ることになる。この種のシナリオは、第３のバッテリモジュールにマイナスの影響を及ぼし得る。その運用上の寿命時間が、ほとんどの場合、低下することになるからである。
【００５０】
バッテリモジュールの運用上の寿命時間、特に第３のバッテリモジュール１０６の運用上の寿命時間を最適化するために、発電機１０８により供給される充電電流がステップＳ５において調整される。より正確には、図３に表されている例示の実施形態において、発電機は低い充電レベル３０８をもたらす。これにより、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４にも低い充電レベル３０８がもたらされる。
【００５１】
上記の実施形態によると、充電電流を例えば４０Ｗに対応するレベルに低下させることができ、第１のバッテリモジュール１０２及び第２のバッテリモジュール１０４が１０Ｗの電力レベルに対応する充電電流をそれぞれ受け取ることとなるのに対し、第３のバッテリモジュールは２０Ｗの電力レベルに対応する充電電流を受け取ることになり得る。
【００５２】
ここで留意されるべきことは、バッテリモジュール１０２、１０４、１０６のそれぞれのバッテリ充電レベルを測定するステップＳ４、及び、図３の例示的な実施形態における充電電流を低下させるために発電機１０８からの充電電流を調整するステップＳ５は、第３のバッテリモジュール１０６の充電レベルが望ましいレベルに低下するまで反復して行うことができることである。
【００５３】
更に、図２及び図３に表されている実施形態に関する説明は、新しく交換されたバッテリモジュール並びに高い温度にさらされるバッテリモジュールに関連しているが、本発明は、例えば充電状態や健全性の状態等が異なるバッテリモジュールにも等しく適用することができる。
【００５４】
更に、図２及び図３に関して上述したすべてのステップは、好ましくは記憶装置１１４に格納することができる。これにより、記憶装置１１４に格納されているシナリオが生じたときに、どれだけの充電電流を発電機１０８によって供給しなければならないかを、より早い段階で決定することができる。
【００５５】
ここで容易に理解されるべきことは、本発明の特定の実施形態の上記した開示及び添付の図面は本発明を限定しない実施例とみなされるべきであり、かつ保護の範囲が添付の請求の範囲によって定まることである。例えば、本発明は、並列に接続された３つのバッテリモジュールの使用に限定されない。エネルギー貯蔵システムは、もちろん、より多くのあるいはより少ないバッテリモジュールを含むことができる。請求項の如何なる参照符号も、範囲を制限するものと解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００５６】
１０２  バッテリモジュール
１０４  バッテリモジュール
１０６  バッテリモジュール
１０８  発電機
１１０  測定装置
１１２  制御装置
１１４  記憶装置
【図１】
0006302056.tif 000002
【図２】
0006302056.tif 000003
【図３】
0006302056.tif 000004