(57)【要約】【課題】本発明は、エネルギー貯蔵体の電圧安定化装置及びその方法を提供する。【解決手段】単位セル１１０と並列に接続されるバイパス部３０と、該単位セル１１０と並列に接続され、該単位セル１１０の電圧をモニタリングし、該バイパス部３０に接続され、該バイパス部３０のオン／オフを制御する制御部１０とを含み、該制御部１０は、該モニタリングした単位セル１１０の電圧を用いて、該単位セル１１０の充電または放電作動の如何を判断し、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して２種類のモードで該バイパス部３０のオン／オフを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位セルが直列に接続されてなされるエネルギー貯蔵体において、
前記単位セルと並列に接続される前記バイパス部と、
前記単位セルと並列に接続され、単位セルの電圧をモニタリングし、前記バイパス部に接続され、前記バイパス部のオン／オフを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、該モニタリングした単位セルの電圧を用いて、前記単位セルの充電または放電作動の如何を判断し、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して２種類のモードで前記バイパス部のオン／オフを制御することを特徴とするエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置。
【請求項２】
前記２種類のモードは、
前記単位セルが充電または放電作動中の場合に該当する第１の安定化モードと、
前記単位セルが充電または放電作動中でない場合に該当する第２の安定化モードとであることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置。
【請求項３】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、
単位セルの最大耐電圧より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項４】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、
エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いるシステムの最大許容電源電圧を単位セルの数で分けた値より小さい値に設定する第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項５】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、単位セルの電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲に設定される第２の安定化開始電圧と、平均値の９５〜９９％の範囲に設定される第２の安定化解除電圧とを含む第２の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置。
【請求項６】
複数の単位セルが直列に接続されてなされるエネルギー貯蔵体の電圧を安定化する方法において、
（ａ）前記単位セルの電圧をモニタリングするステップと、
（ｂ）前記モニタリングされた値を用いて、単位セルが充電または放電作動中であるか否かを判断するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で判断された結果に応じて、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して単位セルの電圧を安定化するステップと
を含むことを特徴とするエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｂ）は、
前記単位セルの電圧の平均値を基準として少なくとも１つの単位セルの電圧が１０％以上変化することなく５秒以上が経過すると、充電または放電作動中でないと判断し、そうでない場合、充電または放電作動中であると判断することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｂ）は、
１０秒未満の時間の間、前記単位セルの電圧が単位セルの最大耐電圧の５０〜１００％に該当する電圧に変化すれば、充電または放電作動中であると判断し、そうでない場合、充電または放電作動中でないと判断することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｃ）は、
前記単位セルが充電または放電作動中の場合に第１の安定化基準電圧を適用する第１の安定化モードと、前記単位セルが充電または放電作動中でない場合に第２の安定化基準電圧を適用する第２の安定化モードとを区分して、単位セルの電圧を安定化することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項１０】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、
単位セルの最大耐電圧より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、
該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項１１】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、
エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いるシステムの最大許容電源電圧を単位セルの数で分けた値より小さい値に設定する第１の安定化開始電庄と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【請求項１２】
前記２種類の基準電圧のうちの一方は、
単位セルの電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲で設定される第２の安定化開始電圧と、該平均値の９５〜９９％の範囲で設定される第２の安定化解除電圧とを含む第２の安定化基準電圧であることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー貯蔵体の電圧安定化装置及びその方法に関するもので、詳細には、二次電池またはキャパシタの単位セルの電圧を安定化するにおいて、充電または放電の作動が行われる場合とそうでない場合とに分けて、異なって設定される基準電圧によって電圧安定化が行われるようにするエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機器のような各種電子製品において、安定したエネルギーの供給は重要な要素になっている。一般に、このような機能は電池（Ｂａｔｔｅｒｙ）によって行われるが、最近、携帯用機器の比重が高くなるにつれて数千〜数万回以上の充放電を反復して該機器にエネルギーを供給できる二次電池が大勢をなしている。
【０００３】
一方、二次電池の代表的な例として、リチウムイオン二次電池がある。このリチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度によって小型軽量でまた長時間安定した電源供給が可能であるという長所がある。しかしながら、パワー密度が低く瞬間出力が低く、充電に長時間を要するだけではなく、充放電による寿命も数千回程度に短くなるという限界がある。
【０００４】
前述のようなリチウムイオン二次電池の限界点を補完するために、最近、話題に浮上しているウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタと呼ばれる装置が速い充放電速度、高い安定性、そして環境にやさしい特性により、次世代エネルギー貯蔵装置として脚光を浴びている。そのようなウルトラキャパシタまたはスーパーキャパシタは、リチウムイオン二次電池に比べてエネルギー密度は低いが、パワー密度がリチウムイオン二次電池に比べて数十〜数百倍以上大きくて、充放電の寿命も数十万回以上になると共に、数秒にて完全充電が可能な程度に充放電速度が非常に速いという長所がある。
【０００５】
一般的なスーパーキャパシタは、電極構造体（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、分離膜（ｓｅｐｅｒａｔｏｒ）及び電解液（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）で構成される。そのようなスーパーキャパシタは前記電極構造体に電力を加えて、電解液内のキャリアイオンを選択的に該電極に吸着させる電気化学的メカニズムを原理にして駆動される。現在、代表的なスーパーキャパシタとして、電気二重層キャパシタ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｏｕｂｌｅ  ｌａｙｅｒ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＥＤＬＣ）、擬似キャパシタ（ｐｓｅｕｄｏ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、ハイブリッドキャパシタ（ｈｙｂｒｉｄ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）などが挙げられる。
【０００６】
前記電気二重層キャパシタは、活性炭素（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）からなる電極を用いて、電気二重層電荷吸着（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｏｕｂｌｅ  ｌａｙｅｒ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）を反応メカニズムとするスーパーキャパシタのことである。前記擬似キャパシタは、遷移金属酸化物（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）または導電性高分子（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）を電極として用いて、擬似容量（ｐｓｅｕｄｏ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を反応メカニズムとするスーパーキャパシタのことである。前記ハイブリッドキャパシタは、前記電気二重層キャパシタと前記擬似キャパシタとの中間的な特性を有するスーパーキャパシタのことである。
【０００７】
前述のような電池、二次電池及びキャパシタはエネルギー貯蔵体であって、各種電気応用製品を駆動するのに活用されており、各セルが供給できる電圧は数ボルト程度と低くて、高電圧が必要な機器に対してエネルギー源として用いるためには、複数のセルを直列に接続するモジュール化が必須である。
【０００８】
また、前述のように、単位セルを直列に接続してエネルギー源といて用いる場合、各セルが不均一に作動すると、モジュール自体の寿命が急減すると共に、過電圧による機器の損傷や低電圧による機器の正常作動不可能状況が発生することになり、単位セルが安定した範囲で充放電作動を行うことができるように制御する手段が必要である。
【０００９】
一方、前述のように、多数の単位セルの安定した充放電を制御するために、各セルの電圧を検出してモニタリングし、該検出した電圧値が基準値より高い場合、該当セルに供給される電源を遮断する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１８５９９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来の電圧安定化技術は充電または放電時、またはそうでない時に同一の基準及び方式で電圧を安定化しているが、充電または放電時の単位セルの安定した作動のために比較的精密な制御が必要である。しかしながら、充電または放電時でない場合にも同一の基準が適用されるので電圧安定化制御のためのシステムリソースの無駄な浪費がもたらされてシステムの効率性が減少するという問題があった。その結果、そのような問題を解決できる技術開発が要求されている。
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、スーパーキャパシタをはじめとしたエネルギー貯蔵体において、充電または放電作動中の場合と待機中の場合とで異なる基準を設定して異なる方式で電圧安定化を行うことができるエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置及びその方法を提供することに、その目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を解決するために、本発明の好適な実施の形態によるエネルギー貯蔵体の電圧安定化装置は、複数の単位セルが直列に接続されてなされるエネルギー貯蔵体において、前記単位セルと並列に接続される前記バイパス部と、前記単位セルと並列に接続されて単位セルの電圧をモニタリングして、前記バイパス部に接続されて前記バイパス部のオン／オフを制御する制御部とを含み、前記制御部は、モニタリングされた単位セルの電圧を用いて、前記単位セルの充電または放電の作動可否を判断して、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して２種類のモードで前記バイパス部のオン／オフを制御することを特徴として構成される。
【００１３】
ここで、前記２種類のモードは、前記単位セルが充電または放電作動中の場合に該当する第１の安定化モードと、前記単位セルが充電または放電作動中でない場合に該当する第２の安定化モードと、を含むことができる。
【００１４】
また、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、単位セルの最大耐電圧より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることが望ましい。
【００１５】
また、場合によって、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いるシステムの最大許容電源電圧を単位セルの数で分けた値より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧として決定されることができる。
【００１６】
また、前記２種類の基準電圧のうちの他方は、単位セルの電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲に設定される第２の安定化開始電圧と、該平均値の９５〜９９％の範囲に設定される第２の安定化解除電圧とを含む第２の安定化基準電圧であることが望ましい。
【００１７】
一方、前述のような目的を達成するために、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法は、複数の単位セルが直列に接続されてなされるエネルギー貯蔵体の電圧を安定化する方法であって、（ａ）前記単位セルの電圧をモニタリングするステップと、（ｂ）該モニタリングした値を用いて単位セルが充電または放電作動中であるか否かを判断するステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）で判断された結果に応じて、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して該単位セルの電圧を安定化するステップと、を含むことができる。
【００１８】
前記ステップ（ｂ）は、好ましくは、前記単位セルの電圧の平均値を基準として少なくとも１つの単位セルの電圧が１０％以上変化することなく５秒以上が経過すれば、充電または放電作動中でないと判断し、そうでない場合、充電または放電作動中であると判断することを特徴とする。
【００１９】
また、前記ステップ（ｂ）は、さらに好ましくは、１０秒未満の時間の間、前記単位セルの電圧が単位セルの最大耐電圧の５０〜１００％に該当する電圧に変化すれば、充電または放電作動中であると判断し、そうでない場合、充電または放電作動中でないと判断することを特徴とする。
【００２０】
一方、前記ステップ（ｃ）は、前記単位セルが充電または放電作動中の場合に第１の安定化基準電圧を適用する第１の安定化モードと、前記単位セルが充電または放電作動中でない場合に第２の安定化基準電圧を適用する第２の安定化モードとを区分し、単位セルの電圧を安定化する方式で行われることが望ましい。
【００２１】
また、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、単位セルの最大耐電圧より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることが望ましい。
【００２２】
また、場合によって、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いるシステムの最大許容電源電圧を単位セルの数で分けた値より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧として決定されることができる。
【００２３】
また、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、単位セルの電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲に設定される第２の安定化開始電圧と、該平均値の９５〜９９％の範囲に設定される第２の安定化解除電圧とを含む第２の安定化基準電圧であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
前述のように構成された本発明によれば、エネルギー貯蔵体の作動頻度及び電圧の変位が急激に行われる充電または放電時にのみ精密に電圧安定化を行い、そうでない場合には、比較的緩い範囲で電圧安定化を行うことができるようにすることによって、エネルギー貯蔵体の電圧安定化の際に消耗するシステム資源を最小化できるという効果を奏する。
【００２５】
また、本発明によれば、エネルギー貯蔵体の電圧安定化のためのシステムの過負荷が防止され、電力消耗も併せて節減され、単位セルの電圧の不均衡によるモジュールの誤作動または停止現象を解消して、単位セルの劣化現象を緩和して単位セルまたはモジュールの寿命特性を向上することによって、信頼性を増大するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による構成を示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態による構成を示す順序図である。
【図３】本発明の一実施形態による第１の安定化基準電圧を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態による第２の安定化基準電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２８】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものでない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含むとは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明の構成及び作動をより詳細に説明する。
【００３０】
高電圧を得るために、複数の単位セル１１０を図１に示すように直列に接続して用いることが一般的である。
【００３１】
前記単位セル１１０の各々には、前記バイパス部とアナログ回路部２０とが並列に接続され、全ての単位セル１１０の両端は制御部１０に接続される。
【００３２】
また、前記バイパス部は、制御部１０及びアナログ回路部２０に各々接続されて制御される。
【００３３】
単位セル１１０は、二次電池、キャパシタ及びスーパーキャパシタ（またはウルトラキャパシタ）の単位セル１１０であってもよく、その他類似の特性を示すエネルギー貯蔵体であってもよい。
【００３４】
前記バイパス部は、単位セル１１０の各々に並列に接続され、該単位セル１１０に流れる電流をバイパスして単位セル１１０に過多な電流が流れないようにする機能を行う。
【００３５】
図１に示すように、前記バイパス部はスイッチ（ＳＷ１）と抵抗（Ｒ１）とが直列接続された一般的なバイパス回路を用いて簡単に具現されることができる。
【００３６】
前記スイッチがオン状態になると、単位セル１１０に流れた電流が抵抗へ流れるようになり、これ以上単位セル１１０の電圧が増加せずに減少するようになる。
【００３７】
一方、単位セル１１０の特性に応じてバイパスがなされるように抵抗値を選択してもよい。
【００３８】
また、説明の便宜上、前記バイパス部を構成するスイッチと抵抗とを、各々第１のスイッチ（ＳＷ１）及び第１の抵抗（Ｒ１）と称する。
【００３９】
制御部１０は、単位セル１１０の電圧を検出してモニタリングし、該検出した電圧が基準電圧より大きいと、前記バイパス部を作動させる信号を発生することによって電圧レベルが一定水準より高い単位セル１１０の電圧を減少させる。
【００４０】
制御部１０は、各単位セル１１０の電圧を検出する電圧検出部１１と、前記バイパス部に伝達される制御信号を発生する制御信号発生部１２とを含むことができる。
【００４１】
また、制御部１０には、検出された電圧及び基準電圧などのデータを格納するためのメモリなどの格納手段と、各種制御命令及び演算を行うためのプロセッサとが設けられる。
【００４２】
アナログ回路部２０は、前記バイパス部と同様に、全ての単位セル１１０の各々に並列に接続され、単位セル１１０の電圧を検知して、基準電圧より大きい電圧が単位セル１１０に印加される場合、前記バイパス部に信号を伝達して第１のスイッチ（ＳＷ１）をオンさせる機能を行う。
【００４３】
前記アナログ回路部２０は、通常用いられる比較器、即ちアンプなどを用いて具現されることができる。
【００４４】
ただし、前記アナログ回路部２０は、制御部１０によってソフトウェア的な方式で単位セル１１０の電圧を安定化するのを補助する手段であって、本発明の必須構成要素ではなく、また図１によって本発明の権利範囲が限定されるわけでない。
【００４５】
一方、前記制御部１０は、モニタリングした単位セル１１０の電圧を用いて、前記単位セル１１０の充電または放電の作動如何を判断し、互いに異なり設定される２種類の基準電圧を適用して前記バイパス部のオン／オフを制御する役割をする。
【００４６】
単位セル１１０が充電または放電作動中の場合を第１の安定化モードと称し、充電または放電作動中でない場合を第２の安定化モードと称する。
【００４７】
前記第１の安定化モード及び第２の安定化モードは、互いに異なり設定される２基準電圧、例えば第１の安定化基準電圧と第２の安定化基準電圧とを適用して単位セル１１０の電圧安定化を行うようになる。
【００４８】
また、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、単位セル１１０の最大耐電圧より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、該第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧であることが望ましい。
【００４９】
また、場合によって、前記２種類の基準電圧のうちの一方は、エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いるシステムの最大許容電源電圧を単位セル１１０の数で分けた値より小さい値に設定される第１の安定化開始電圧と、前記第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定される第１の安定化解除電圧とを含む第１の安定化基準電圧として決定されることができる。
【００５０】
また、前記２種類の基準電圧のうちの他方は、単位セル１１０電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲に設定される第２の安定化開始電圧と、該平均値の９５〜９９％の範囲に設定される第２の安定化解除電圧とを含む第２の安定化基準電圧であることが望ましい。
【００５１】
以下では、図２〜図４を参照して、本発明によるエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法を詳細に説明するようにする。
【００５２】
図２は、本発明によるエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法を示す順序図である。
【００５３】
同図のように、本発明による電圧安定化方法は、（ａ）モニタリングのステップ（Ｓ１００）と、（ｂ）充電または放電の作動如何を判断するステップ（Ｓ１１０）と、該判断結果に応じて、第１の安定化モード（Ｓ１２０）または第２の安定化モード（Ｓ１３０）を行うステップとを含んで構成される。
【００５４】
前記モニタリングステップ（Ｓ１００）は、単位セル１１０の両端の電圧を前記制御部１０に設けられる検知器によって検知してリアルタイム変化をモニタリングする方式で行われ、従来の一般的なソフトウェア方式の電圧安定化方式と同一である。
【００５５】
前記充電または放電の作動如何を判断するステップ（Ｓ１２０）は、単位セル１１０の充電または放電作動如何を判断する過程であって、次のような方式で行われる。
【００５６】
一般に、前記単位セル１１０としてスーパーキャパシタセルが適用された場合、充電または放電作動時に単位セル１１０の電圧が瞬間的に急激に発生するようになる。
【００５７】
本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵体の電圧安定化方法では、このような特性に着目して、複数の単位セル１１０中で少なくとも１つ以上の単位セル１１０電圧が複数の単位セル１１０の平均電圧を基準に一定な値に一定時間変化しなくなると、充電または放電作動がなされないことと判断するようにした。
【００５８】
この時、単位セル１１０の電圧は充電または放電作動が行われない場合にも、少しずつ変化することがあるため、特定値ではなく特定範囲で判断することが望ましい。本発明では、複数の単位セル１１０の平均電圧を基準に１０％以内の範囲で変化することは、充電または放電による作動時の変化でないと判断するようにした。
【００５９】
前記許容範囲をあまりにも大きく設定すると、充電または放電動作が開始されてから電圧安定化過程が適用されるまでの遅延時間が発生し、該遅延時間によって単位セル１１０が過充電することになるという問題が発生する。
【００６０】
また、前記許容範囲をあまりにも小さく設定すると、過充電などの問題はないが、充電または放電作動中でない場合にも精密な電圧安定化制御が行われることになり、電圧安定化システムの効率性の確保という本発明の目的を達成するに好ましくない。
【００６１】
ここで、単位セル１１０の接続数量、単位セル１１０の作動電圧などによって、該範囲は少しずつ変化されてもよい。
【００６２】
一方、前記電圧変化範囲外にも、一定な電圧が維持される持続時間また単位セル１１０の充電及び放電特性、単位セル１１０の接続数によって少しずつ変わることがあるが、本発明では、一定な電圧が維持される時間が５秒以上の場合、充電または放電作動中でないと判断するようにした。
【００６３】
一定な電圧が維持された時間をあまりにも短く設定すると、充電または放電作動中にも係わらず動作中と判断し、あまりにも長く設定すると、精密な電圧安定化制御が不要に長時間持続することになり電圧安定化システムの効率が減少してしまうことになる。
【００６４】
前述のような充電または放電の作動如何の判断結果に応じて、各々異なる安定化モードを適用して電圧安定化過程を行うようになる。
【００６５】
前記安定化モードは、単位セル１１０が充電または放電作動中の場合に第１の安定化基準電圧を適用して安定化過程を行う第１の安定化モードと、単位セル１１０が充電または放電作動中でない場合に第２の安定化基準電圧を適用して安定化過程を行う第２の安定化モードとに区分される。
【００６６】
前記第１の安定化基準電圧は、第１の安定化開始電圧（Ｓｔａｒｔｉｎｇ  ｖａｌｕｅ）と第１の安定化解除電圧（ｒｅｌｅａｓｅ  ｖａｌｕｅ）からなることができる。
【００６７】
前記第１の安定化開始電圧は、電圧安定化過程を始めて単位セル１１０の電流をバイパスさせるための開始条件で適用されるが、エネルギー貯蔵体を構成する単位セル１１０の最大耐電圧より小さい値に設定されてもよい。
【００６８】
一方、前記エネルギー貯蔵体をエネルギー源として用いる各種システムにおいて、エネルギー貯蔵体から供給される電圧に対する許容範囲が決まるが、該許容電源電圧が単位セル１１０の最大耐電圧の総合より小さい値であると、前記許容電源電圧を単位セル１１０の数で分けた値より小さい値に第１の安定化開始電圧を設定することが望ましい。
【００６９】
また、前記第１の安定化解除電圧は、前記第１の安定化開始電圧の９７％以下の値に設定されてもよい。
【００７０】
前記第１の安定化開始電圧はバイパスを終了する基準になるが、あまりにも低く設定されると、バイパス持続時間が過度に延びるので、単位セル１１０の電圧が過多に減少し、充電過程が進行される場合、充電完了に要される時間が長くなり、放電過程が進行される場合、瞬間的に過多な電流が出力されることになる。
【００７１】
また、前記第１の安定化開始電圧があまりにも高く設定されると、バイパスがあまりにも速く終了するので充電過程が進行される場合、過度な充電による単位セル１１０の劣化現象が発生することになる。
【００７２】
一方、前記第２の安定化基準電圧は単位セル１１０が充電または放電作動をすることなく、安定した状態で待機する状況で単位セル１１０の電圧を安定化する基準として活用され、第２の安定化開始電圧及び第２の安定化解除電圧からなることができる。
【００７３】
第２の安定化基準電圧が適用される第２の安定化モードでは、単位セル１１０の電圧の変化が事実上ほとんどないと見なされ、ただし、予期できない特定な単位セル１１０の過度な電圧の立ち上がりを防止するために安定化作業を行うものである。
【００７４】
従って、第２の安定化モードでは、第１の安定化モードとは異なり、単位セル１１０電圧を精密に制御する必要がなくなる。
【００７５】
このような点を考慮して、第２の安定化開始電圧と第２の安定化解除電圧とは単位セル１１０の平均電圧を基準として所定のバラツキを維持できるように設定される。
【００７６】
前記第２の安定化開始電圧は、単位セル１１０の電圧の平均値を基準として平均値の１０１〜１０５％の範囲で設定することが望ましく、第２の安定化解除電圧は平均値の９５〜９９％の範囲で設定することが望ましい。
【００７７】
図３は、第１の安定化モードに応じる電圧安定化が行われる時に各単位セルの電圧と第１の安定化開始電圧及び第１の安定化解除電圧との関係を示す。
【００７８】
ここで前記第１の安定化開始電圧（Ｖｓｔ）は前述のように、単位セルの最大耐電圧またはエネルギー貯蔵体を電源として用いるシステムの最大許容電源電圧より小さい値として決定され、第１の安定化解除電圧（Ｖｒｅ）は下記数式１によって得られる。
【００７９】
数式１
Ｖｒｅ＝Ｖｓｔ×（Ｘ／１００）
【００８０】
ここで、Ｘは単位セルの数量、単位セルの耐電圧などを考慮して若干変化するが、約９７に設定することが望ましい。
【００８１】
図３を参照すると、Ｃ２のセル電圧がＶｓｔより高いため、安定化が開始され、Ｃ２セルはバイパスが始まって電圧が降下し、Ｃ３はセル電圧がＶｒｅより低いため、バイパスが終了する方式で電圧安定化の過程が行われる。
【００８２】
図４は、第２の安定化モードに応じる電圧安定化が行われる時に、各単位セルの電圧と第２の安定化開始電圧及び第２の安定化解除電圧との関係を示す。ここで、前記第２の安定化開始電圧及び第２の安定化解除電圧は数式２及び３によって各々得られる。
【００８３】
数式２
Ｖｒｅ＝Ｖｅｖ（１＋Ｙ／１００）
【００８４】
数式３
Ｖｒｅ＝Ｖｅｖ（１−Ｙ／１００）
ここで、Ｖｅｖは単位セルの平均電圧を意味し、Ｙは前述のように約１〜５の値を適用することが望ましい。
【００８５】
図４を参照すると、Ｃ２のセル電圧がＶｓｔより高いため、安定化が開始され、Ｃ２セルはバイパスが始まって電圧が降下し、Ｃ３はセル電圧がＶｒｅより低いため、バイパスが終了する方式で電圧安定化の過程が行われる。
【００８６】
このような電圧安定化の過程を通じて平均値に近似な範囲で一定値が維持されることができる。
【００８７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８８】
１０  制御部
１１  電圧検出部
１２  制御信号発生部
２０  アナログ回路部
３０  バイパス部
１１０  単位セル
【図１】
2012095525.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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