特開 2022-145201 蓄電制御方法及び蓄電制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022145201

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】蓄電制御方法及び蓄電制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20220926BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20220926BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H01M10/44 P

H01M10/48 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021046503

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】竹井 英俊

(72)【発明者】

【氏名】上野 敬章

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 正夫

(72)【発明者】

【氏名】植杉 淳司

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA06

5G503BA02

5G503BB02

5G503HA01

5H030AA10

5H030AS03

5H030BB01

5H030BB21

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】温度による蓄電池の充電量のアンバランスを抑制できるようにする。
【解決手段】蓄電池ユニットに用いられる蓄電池を構成する電池モジュールの充放電の制御を行う蓄電制御方法であり、電池モジュールの温度を検出する工程と、電池モジュールの温度に応じて、電池モジュールの状態を検出する検出素子のオン時間を設定する工程とを含む。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池ユニットに用いられる蓄電池を構成する電池モジュールの充放電の制御を行う蓄電制御方法であり、
前記電池モジュールの温度を検出する工程と、
前記電池モジュールの温度に応じて、前記電池モジュールの状態を検出する検出素子のオン時間を設定する工程と、
を含む蓄電制御方法。

【請求項2】

前記オン時間は、前記検出素子の抵抗値が前記温度に応じて変化することに対応して設定するようにした、
請求項１に記載の蓄電制御方法。

【請求項3】

前記電池モジュールは複数あり、前記検出素子は、前記複数の電池モジュール毎に設けられる、
請求項１又は請求項２に記載の蓄電制御方法。

【請求項4】

前記検出素子は、サーミスタである、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電制御方法。

【請求項5】

蓄電池ユニットに用いられる蓄電池を構成する電池モジュールの充放電の制御を行う蓄電制御システムであり、
前記電池モジュールの状態を検出する検出素子と、
前記電池モジュールの温度に応じて、前記検出素子のオン時間を設定するセンサ設定部と、
を備える蓄電制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電制御方法及び蓄電制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

住宅の屋根等にソーラーパネルを設置し、ソーラーパネルが発電した電力を家庭用の電力として利用するような電源システムが普及している。このような電源システムで使用する蓄電池ユニットとして、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリースタックを構成し、所望の電圧を得られるようにした構成のものが提案されている（例えば特許文献１）。例えば、リチウムイオン電池のバッテリーセルの電圧は、２Ｖ～４Ｖ程度である。これに対して、家庭用の電源の電圧は、数百Ｖである。この場合、バッテリーセルを数十個直列に接続することで、家庭で使用する数百Ｖの電圧が確保される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５６２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電池は、一般的には、温度が高ければ寿命の劣化が早く、温度が低いと充電能力が低くなるというような特性がある。そこで、蓄電池ユニットの各部に温度検出素子が設けられる。温度検出素子としては、サーミスタを用いることが一般的である。サーミスタは、温度に応じて電気抵抗が変化する素子である。サーミスタは蓄電池に具備する回路に具備されており、サーミスタにより温度計測を行うと、サーミスタのオン時間だけ、回路が消費され、ひいては蓄電池の容量を消費する。このことは、蓄電池の充電量にアンバランスを生じさせる要因となる。

【0005】

上述の課題を鑑み、本発明は、温度による蓄電池の充電量のアンバランスを抑制できるようにした蓄電制御方法及び蓄電制御システム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】

【0006】

本発明の一態様に係る蓄電制御方法は、蓄電池ユニットに用いられる蓄電池を構成する電池モジュールの充放電の制御を行う蓄電制御方法であり、前記電池モジュールの温度を検出する工程と、前記電池モジュールの温度に応じて、前記電池モジュールの状態を検出する検出素子のオン時間を設定する工程とを含む。

【0007】

本発明の一態様に係る蓄電制御システムは、蓄電池ユニットに用いられる蓄電池を構成する電池モジュールの充放電の制御を行う蓄電制御システムであり、前記電池モジュールの状態を検出する検出素子と、前記電池モジュールの温度に応じて、前記検出素子のオン時間を設定するセンサ設定部とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電池モジュールの温度に応じて、電池モジュールの状態を検出する検出素子のオン時間を設定することで、複数の電池モジュール間での充電量のバランスを図ることができる。これにより、蓄電池の充電量のアンバランスが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る電源システムの概要を示すブロック図である。

【図2】本発明に係る電源システムで用いられる蓄電池ユニットの概要の説明図である。

【図3】電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。

【図4】電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要の説明図である。

【図5】電池モジュールの一例の説明図である。

【図6】制御管理モジュールの構成を示すブロック図である。

【図7】ＢＭＳ基板に配置されるＡＦＥ回路素子の概要を示すブロック図である。

【図8】本発明の実施形態に係る蓄電制御システムの概要のブロック図である。

【図9】温度とサーミスタの抵抗値との関係を示すグラフである。

【図10】本発明の実施形態に係る蓄電制御システムのスイッチ制御時間の説明図である。

【図11】本発明の実施形態に係る蓄電制御システムの説明に用いるフローチャートである。

【図12】本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。

【図13】本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。

【図14A】本発明に係るサーミスタの検出電圧を処理する他の構成例を示す図である。

【図14B】本発明に係るサーミスタの検出電圧を処理する他の構成例を示す図である。

【図14C】本発明に係るサーミスタの検出電圧を処理する他の構成例を示す図である。

【図14D】本発明に係るサーミスタの検出電圧を処理する他の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0011】

＜全体システム＞
まず、図１を参照して、本発明に係る電源システム１０の概要について説明する。図１は、本発明に係る電源システム１０の概要を示すブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る電源システム１０は、パワーコンディショナー１と、ソーラーパネル２と、蓄電池ユニット３とを含んで構成される。

【0012】

パワーコンディショナー１は、直流電源と交流電源との変換、電源電圧の制御、買電及び売電などの処理を行う。即ち、商用電源５では交流電源を用いているのに対して、太陽光発電や蓄電には直流電源を用いる。また、商用電源５の電圧と、ソーラーパネル２や蓄電池ユニット３で用いるバッテリーの電圧は異なっている。パワーコンディショナー１は、商用電源５、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３との間で、直流電源と交流電源との変換及び電源電圧の制御を行っている。そして、パワーコンディショナー１は分電盤６に電力を供給し、分電盤６は各部屋のコンセントに電力を分配する。

【0013】

ソーラーパネル２は、昼間の太陽が現れる時間には発電を行えるが、夜間、太陽が沈むと発電が行えず、発電量が安定しない。蓄電池ユニット３は、昼間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、ソーラーパネル２とパワーコンディショナー１を介して充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。蓄電池ユニット３は、夜間、商用電源５とパワーコンディショナー１を介して系統から充電を行うことが可能であり、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。

【0014】

また、パワーコンディショナー１は、電力が不足している場合には、商用電源５から電源を買い取り、ソーラーパネル２による電力が余剰になるときには、商用電源５に電源を売るような、買電及び売電などの処理を行っている。

【0015】

また、電源システム１０には、ＥＶ（Electric Vehicle）スタンド４を組み込むことができる。ＥＶスタンド４は、電気自動車への充電を行う他、電気自動車に搭載されているバッテリーを利用して、電力を蓄積するのに用いることができる。また、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１を介して電力の供給を補うことも可能である。

【0016】

ここで、図２を参照して、本発明に係る電源システム１０で用いられる蓄電池ユニット３の概要について説明する。図２は、本発明に係る電源システム１０で用いられる蓄電池ユニット３の概要の説明図である。

【0017】

図２に示すように、蓄電池ユニット３は、例えば７個の電池モジュール１１－１～１１－７と、制御管理モジュール１２とから構成される。電池モジュール１１－１～１１－７には、複数のバッテリーセルからなるバッテリースタックが設けられている。また、電池モジュール１１－１～１１－７には、それぞれ、コネクタ１３－１～１３－７及びコネクタ１４－１～１４－７が備えられている。

【0018】

制御管理モジュール１２は、電池モジュール１１－１～１１－７の充放電状態を管理している。制御管理モジュール１２には、コネクタ４５－１～４５－７及びコネクタ５６－１～５６－７が備えられている。

【0019】

電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１３－１～１３－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ４５－１～４５－７とは、図３に示すような中継ケーブル６０－１～６０－７により接続される。電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１４－１～１４－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ５６－１～５６－７とは、図４に示すような中継ケーブル７０－１～７０－７により接続される。

【0020】

図３は、電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１３－１～１３－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ４５－１～４５－７とを接続する中継ケーブル６０（６０－１～６０－７）の概要の説明図である。

【0021】

ここで、図３及び図４を参照して、電池モジュールのコネクタと制御管理モジュールのコネクタとを接続する中継ケーブルの概要について説明する。

【0022】

図３は、電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１３－１～１３－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ４５－１～４５－７とを接続する中継ケーブル６０（６０－１～６０－７）の概要の説明図である。

【0023】

図３に示すように、中継ケーブル６０は、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ６１（６１－１～６１－ｎ）と、制御管理モジュール１２側のコネクタ６２（６２－１～６２－ｎ）と、その間のケーブル６３（６３－１～６３－ｎ）とからなる。ケーブル６３（６３－１～６３－ｎ）は、正極の配線と負極の配線との２線になる。

【0024】

図４は、電池モジュール１１－１～１１－７のコネクタ１４－１～１４－７と、制御管理モジュール１２のコネクタ５６－１～５６－７とを接続する中継ケーブル７０（７０－１～７０－７）の概要の説明図である。

【0025】

図４に示すように、中継ケーブル７０（７０－１～７０－７）は、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ７１（７１－１～７１－７）と、制御管理モジュール１２側のコネクタ７２（７２－１～７２－７）と、その間のケーブル７３（７３－１～７３－７）とからなる。ケーブル７３（７３－１～７３－７）は、バッテリースタックを構成するバッテリーセルに応じた数の配線からなる。

【0026】

ここで、図５を参照して、電池モジュールの一例について説明する。図５は、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）の一例の説明図である。なお、電池モジュール１１－１～１１－７は、全て、同様に構成されている。

【0027】

図５に示すように、電池モジュール１１（１１－１～１１－７）には、直列接続されたバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎからなるバッテリースタックが設けられている。バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎとしては、例えば、リン酸鉄リチウムイオン電池が用いられる。リン酸鉄リチウムイオン電池は、リン酸鉄リチウムを正極に使用するもので、電池内部で発熱があっても結晶構造が崩壊しにくく、安全性が高いという特徴がある。１つのバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧は、セル構造により異なる。リチウムイオン電池の場合、セル電圧は、２Ｖ～４Ｖである。リン酸鉄リチウムイオン電池では、セル電圧は、例えば３．３Ｖ程度である。

【0028】

電池モジュール１１（１１－１～１１－７）には、コネクタ１３（１３－１～１３－７）及びコネクタ１４（１４－１～１４－７）が設けられる。コネクタ１３（１３－１～１３－７）は、電池モジュール１１の充放電を行うためのコネクタである。コネクタ１４（１４－１～１４－７）は、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。

【0029】

ここで、図６を参照して、制御管理モジュールの構成について説明する。図６は、制御管理モジュール１２の構成を示すブロック図である。

【0030】

図６に示すように、制御管理モジュール１２には、端子台３１と、ブレーカ３３と、ＨＶ（High-Voltage）基板４０と、ＢＭＳ（Battery Management System）基板５０とが実装されている。

【0031】

端子台３１は、パワーコンディショナー１からの配線を接続するコネクタである。端子台３１には、正極端子３１ａと、負極端子３１ｂと、接地端子３１ｃとが配設されている。この例では、接地端子３１ｃは０電位として筐体に接続している。端子台３１の正極端子３１ａ及び負極端子３１ｂから伸びる配線が充放電ライン３５ａ及び３５ｂを形成する。ブレーカ３３は、大電流が流れたときの保護用である。

【0032】

通信コネクタ３２は、パワーコンディショナー１からの通信用のシールド線を接続するコネクタである。通信コネクタ３２は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５１と接続される。パワーコンディショナー１からのデータは、通信コネクタ３２を介して受信され、マイクロプロセッサ５４に送られる。また、マイクロプロセッサ５４からのデータが通信コネクタ３２を介してパワーコンディショナー１に送られる。

【0033】

ＨＶ基板４０は、電池モジュール１１－１～１１－７の充放電を行うための基板である。ＨＶ基板４０には、リレー４１と、電流センサ４２と、通信コネクタ４３と、コネクタ４５－１～４５－７が実装されている。

【0034】

リレー４１は、蓄電池ユニット３の動作を開始／停止させるスイッチとなる。電流センサ４２は、電池モジュール１１－１～１１－７への充放電電流を検出している。通信コネクタ４３は、ＢＭＳ基板５０上の通信コネクタ５２と接続される。通信コネクタ４３は、例えば電流センサ４２の検出電流をマイクロプロセッサ５４に送信している。

【0035】

コネクタ４５－１～４５－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１３－１～１３－７と接続する端子である。電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１３－１～１３－７は充放電用のコネクタであり、コネクタ１３－１～１３－７からは、バッテリースタックを構成するバッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎの両端からの配線が導出されている。コネクタ４５－１～４５－７は直列接続して、所望の充放電電圧が得られるようにしている。そして、最も電位の高いコネクタ４５－１の正極が充放電ライン３５ａと接続され、最も電位の低いコネクタ４５－７の負極が充放電ライン３５ｂと接続される。

【0036】

ＢＭＳ基板５０は、電池モジュール１１－１～１１－７の状態を監視及び制御するための基板である。ＢＭＳ基板５０には、通信コネクタ５１及び５２、ＡＦＥ（Analog Front End）５３、マイクロプロセッサ５４、光絶縁素子５５、コネクタ５６－１～５６－７が実装されている。

【0037】

通信コネクタ５１は、通信コネクタ３２と接続され、パワーコンディショナー１との間でデータの送受を行う。通信コネクタ５２は、通信コネクタ４３と接続され、ＨＶ基板４０との間でデータの送受を行う。

【0038】

ＡＦＥ５３は、電池モジュール１１－１～１１－７のそれぞれのセル電圧を検出し、ディジタルデータに変換する。

【0039】

マイクロプロセッサ５４は、パワーコンディショナー１からのデータ、ＨＶ基板４０からのデータ、ＡＦＥ５３からのデータ等を基に、各種の制御を行う。

【0040】

光絶縁素子５５は、フォトカプラやディジタルアイソレータ等の素子であり、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間を接続する。ＡＦＥ５３には高電圧が印加されるので、ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間は、光絶縁素子５５でアイソレーションを行っている。

【0041】

コネクタ５６－１～５６－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７側のコネクタ１４－１～１４－７と接続する端子である。コネクタ１４（１４－１～１４－７）は、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎのセル電圧を監視するためのコネクタである。コネクタ５６－１～５６－７は、それぞれ、電池モジュール１１－１～１１－７のセル電圧をＢＭＳ基板５０側に伝達している。

【0042】

ここで、図７を参照して、ＢＭＳ基板に配置されるＡＦＥ回路素子の概要について説明する。図７は、ＢＭＳ基板５０に配置されるＡＦＥ回路素子５３０の概要を示すブロック図である。
本実施形態では、電池モジュール１１－１～１１－７に対応させた数だけ、図７に示すようなＡＦＥ回路素子５３０を配置して、ＡＦＥ５３の機能を実現している。なお、ここでは、ＡＦＥ回路素子５３０の機能の中で、本発明の説明に必要な部分に限定して説明する。なお、ＡＦＥ回路素子５３０の数は、電池モジュール１１－１～１１－７に対応させた数に限定されない。例えば、２個の電池モジュールに対して１個のＡＦＥ回路素子５３０が接続されてもよい。

【0043】

図７において、端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍ（ｍは任意の整数）は、バッテリースタックのセル電圧を検出するための測定端子である。バッテリースタックのセル電圧を検出する場合、端子Ａ１から端子Ａｍの順に、最も高い電位の電極から最も電位の低い電極となるように、バッテリーセルを接続する。

【0044】

端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍの段間の抵抗Ｒａ及びスイッチ回路Ｓａは、バッテリーセルのバランス調整を行うためのものである。即ち、スイッチ回路Ｓａをオンすると、バッテリーセルの両極が抵抗Ｒａを介して接続され、バッテリーセル内のエネルギーがジュール熱により消費される。これにより、バッテリーセルの中で充電量が多いセルのエネルギーを消費させ、各バッテリーセルの充電量を均一化することができる。

【0045】

端子Ｄ１及び端子Ｄ２は、データの入出力の端子である。ＡＦＥ５３とマイクロプロセッサ５４との間は、端子Ｄ１及び端子Ｄ２を通じて、データが入出力される。

【0046】

端子Ｖｒｅｆは所定電圧の端子である。端子Ｖ－は基準電圧の端子である。Ｖｔｅｍｐは温度検出用の端子である。温度計測を行う場合、端子Ｖｒｅｆと端子Ｖ－との間に、スイッチ回路Ｓｂ、抵抗Ｒｂ、及びサーミスタＲｔが直列に接続される。サーミスタＲｔは、電池モジュールの状態を検出する検出素子の一例である。本実施形態では、サーミスタＲｔを用いて電池モジュールの温度を検出する。抵抗ＲｂとサーミスタＲｔとの接続点は、温度検出用の端子Ｖｔｅｍｐに接続される。なお、スイッチ回路Ｓｂが接続される位置は、特に限定されない。例えば、スイッチ回路Ｓｂは、端子Ｖｒｅｆと端子Ｖ－との間の経路において、いずれの位置に設けられてもよい。また、例えば、スイッチ回路Ｓｂは、ＡＦＥ回路素子５３０内の機能として内蔵されてもよい。

【0047】

＜実施形態＞
本発明に係る蓄電制御システムは、上述のように構成される蓄電池ユニット３における温度測定に適用される。

【0048】

図７に示したように、ＡＦＥ回路素子５３０は、サーミスタＲｔを取り付けることで、温度検出を行うことができる。例えば、図８に示すように、各電池モジュール１１－１～１１－７に、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を設ける。サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７による計測値をＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖｔｅｍｐから取得するようにすれば、電池モジュール１１－１～１１－７の温度を検出できる。

【0049】

ここで、図８を参照して、蓄電制御システムの概要について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムの概要のブロック図である。

【0050】

図８に示す例では、電池モジュール１１－１～１１－７に対応させて、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７を配置している。図８において、電池モジュール１１－１～１１－７には、バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎからなるバッテリースタックが設けられている。各バッテリーセル２０－１、２０－２、…、２０－ｎの両端及び段間は、それぞれ、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ａ１、Ａ２、…、Ａｍに接続される。また、各ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７は直列に接続される。

【0051】

また、各電池モジュール１１－１～１１－７には、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７が設けられる。抵抗Ｒｂ－１～Ｒｂ－７の一端は、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７を介して、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖｒｅｆに接続される。サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の一端は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖ－に接続される。抵抗Ｒｂ－１～Ｒｂ－７とサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７との接続点は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖｔｅｍｐに接続される。

【0052】

ここで、図９を参照して、温度とサーミスタの抵抗値との関係について説明する。図９は、温度とサーミスタの抵抗値との関係を示すグラフである。

【0053】

図９に示すように、サーミスタの抵抗値は温度とともに下降していく。したがって、温度が高くなる程、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７に流れる電流は大きくなる。サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７に流れる電流に依存して電池モジュール１１－１～１１－７の使用量が異なる。そのため、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々の計測値に基づき検出される各温度が異なっていると、電池モジュール１１－１～１１－７の使用量にバラツキが生じ、電池モジュール１１－１～１１－７の充電量にアンバランスが生じる要因となる。

【0054】

図８の例では、電池モジュール１１－１～１１－７のうち、上方に配置される順に、温度が高くなり、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７に流れる電流が大きくなると考えられる。つまり、暖かい空気は上方に向かうので、図８の例では、上方に配置される電池モジュールの方が、その下方に配置される電池モジュールより温度が高くなると考えられる。このことから、各電池モジュール１１－１～１１－７に配置されるサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の中で、最も上方に配置される電池モジュール１１－１におけるサーミスタＲｔ－１に流れる電流が最大となり、以下、その下方に配置される電池モジュールにおけるサーミスタ程電流が小さくなり、最も下方に配置される電池モジュール１１－７におけるサーミスタＲｔ－７に流れる電流が最小になると考えられる。したがって、電池モジュール１１－１～１１－７のうち、上方に配置される順に、充電量が低下すると考えられる。

【0055】

そこで、本実施形態では、温度をパラメータとして、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７をオンする時間を設定することで、各電池モジュール１１－１～１１－７の充電量のバランスを図るようにしている。

【0056】

サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を流れる電流は、端子Ｖｒｅｆと端子Ｖ－との間の電圧と、抵抗Ｒｂ－１～Ｒｂ－７の抵抗値と、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の抵抗値とから決まる。端子Ｖｒｅｆと端子Ｖ－との間の電圧及び抵抗Ｒｂ－１～Ｒｂ－７の抵抗値は既知である。サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の抵抗値は、図９に示すグラフから、温度をパラメータとして求めることができる。
よって、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７による計測値に基づき電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度を検出することで、図９に示すグラフのような温度と抵抗値の関係から、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々の抵抗値を取得できる。そして、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を流れる電流を求めることができる。
サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を流れる電流が求まれば、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を流れる電流とスイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７のオン時間との積が電池モジュール１１－１～１１－７の放電量となるので、この放電量が均一となるように、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７をオンする時間を決定することができる。

【0057】

電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度は、例えば、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７をオンにした直後のサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の計測値から求めることができる。また、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度は、例えば、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の前回の計測値から求めることもできる。

【0058】

また、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度からサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々を流れる電流を求めるためには、電池モジュールの温度と各温度における抵抗値とを対応付けたテーブル（以下、「抵抗値取得テーブル」とも称される）を予め作成しておけばよい。抵抗値取得テーブルは、例えば、図９に示したようなグラフから作成可能である。
また、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度からスイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々の制御時間を決定するために、電池モジュールの温度と各温度におけるスイッチ回路の制御時間とを対応付けたテーブル（以下、「制御時間決定テーブル」とも称される）を予め作成しておいてもよい。制御時間決定テーブルを用いることで、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度からスイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々の制御時間を直接求めることもできる。

【0059】

ここで、図１０を参照して、蓄電制御システムのスイッチ制御時間について説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムのスイッチ制御時間の説明図である。

【0060】

図１０に示すように、最も上方に配置される電池モジュール１１－１の温度ＴＭＰ１が最も高く、以下、下方に配置される電池モジュールの順に温度が低くなり、最も下方に配置される電池モジュール１１－７の温度ＴＭＰ７が最も低いとする。この場合、温度ＴＭＰ１～ＴＭＰ７の各々に応じて、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の放電量が均一となるように、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々をオンする時間が決定される。その結果、図１０に示すように、サーミスタＲｔ－１のスイッチオン時間Ｔ１が最も短く、以下、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の順にスイッチオン時間Ｔ１～Ｔ７が長くなり、サーミスタＲｔ－７のスイッチオン時間Ｔ７が最も長くなるように、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７をオンする時間が設定される。これにより、電池モジュール１１－１～１１－７の充電量を均一に保つことができる。

【0061】

ここで、図１１を参照して、本発明に係る蓄電制御システムにおける処理の流れについて説明する。図１１は、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムの説明に用いるフローチャートである。

【0062】

図１１に示すように、まず、マイクロプロセッサ５４は、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７をオンに制御する（ステップＳ１０１）。

【0063】

マイクロプロセッサ５４は、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々をオンした直後のサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々の計測値から、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度を検出する（ステップＳ１０２）。サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々の計測値は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖｔｅｍｐの電圧から取得できる。

【0064】

マイクロプロセッサ５４は、検出した各温度に対応するパラメータ情報を確認する（ステップＳ１０３）。例えば、マイクロプロセッサ５４は、抵抗値取得テーブルや制御時間決定テーブルをパラメータ情報として確認する。

【0065】

マイクロプロセッサ５４は、パラメータ情報から、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々の制御時間を決定する（ステップＳ１０４）。
抵抗値取得テーブルを用いる場合、マイクロプロセッサ５４は、まず、抵抗値取得テーブルを参照して、ステップＳ１０２にて検出した温度に対応するサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々の抵抗値を取得する。次いで、マイクロプロセッサ５４は、取得した抵抗値と、端子Ｖｒｅｆと端子Ｖ－との間の電圧と、抵抗Ｒｂ－１～Ｒｂ－７の抵抗値とから、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７の各々を流れる電流を求める。そして、マイクロプロセッサ５４は、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の放電量が同一となるように、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の制御時間を決定する。
制御時間決定テーブルを用いる場合、マイクロプロセッサ５４は、制御時間決定テーブルを参照して、ステップＳ１０２にて検出した温度に対応する制御時間を取得し、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々の制御時間を決定する。

【0066】

マイクロプロセッサ５４は、スイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々に関して、ステップＳ１０４で決定した制御時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
制御時間が経過していない場合（ステップＳ１０５／Ｎｏ）、マイクロプロセッサ５４は、ステップＳ１０５の処理を繰り返す。一方、制御時間が経過したスイッチ回路がある場合（ステップＳ１０５／Ｙｅｓ）、マイクロプロセッサ５４は、処理をステップＳ１０６へ進める。

【0067】

処理がステップＳ１０６へ進んだ場合、マイクロプロセッサ５４は、該当するスイッチ回路をオフにする（ステップＳ１０６）。オンになっているスイッチ回路が残っている場合、マイクロプロセッサ５４は、残っているスイッチ回路に関して処理をステップＳ１０５から繰り返す。制御対象となるスイッチ回路の全てがオフになった場合、マイクロプロセッサ５４は、処理を終了する。

【0068】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムでは、マイクロプロセッサ５４（センサ設定部）は、電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度を検出する。マイクロプロセッサ５４は、検出した電池モジュール１１－１～１１－７の各々の温度に応じて、サーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７（電池モジュールの状態を検出する検出素子）の各々の制御時間を決定する。

【0069】

かかる構成により、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムでは、マイクロプロセッサ５４は、決定した制御時間に応じてスイッチ回路Ｓｂ－１～Ｓｂ－７の各々のオン又はオフを制御し、各電池モジュール１１－１～１１－７の充電量のバランスを図ることができる。
よって、本発明の実施形態に係る蓄電制御システムは、温度による蓄電池の充電量のアンバランスを抑制することを可能とする。

【0070】

なお、上述の説明では、電池モジュール１１－１～１１－７の状態を検出する検出素子としてサーミスタＲｔ－１～Ｒｔ－７を用いたが、検出素子は、温度検出する用途の検出素子に限らず、温度により抵抗値が変化する検出素子であれば、どのような検出素子を用いても良い。

【0071】

また、上述した実施形態において、電源システムを図１２に示す構成としてもよい。図１２は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１２の電源システム１０Ａにおいて、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３及びＥＶスタンド４の各々は、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに独立して接続されている。
図１２において、パワーコンディショナー１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１２における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。

【0072】

また、上述した実施形態において、電源システムを図１３に示す構成としてもよい。図１３は、本発明に係る電源システムの他の構成例の概要を示すブロック図である。図１３の電源システム１０Ｂにおいて、ソーラーパネル２及び蓄電池ユニット３の各々はパワーコンディショナー１Ｄに接続され、ＥＶスタンド４は、パワーコンディショナー１Ｃに接続されている。
図１３において、パワーコンディショナー１Ｃ及び１Ｄの各々は、分電盤６を介して、ソーラーパネル２、蓄電池ユニット３、ＥＶスタンド４のそれぞれの間における電力（電気エネルギー）の供給または需給を行っている。
図１３における、蓄電池ユニット３の構成及び動作については、すでに説明した本実施形態における蓄電池ユニット３と同様である。

【0073】

また、上述の説明では、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子Ｖｔｅｍｐを利用して、サーミスタＲｔの検出電圧をディジタルデータに変換して、マイクロプロセッサ５４に供給する構成について説明したが、サーミスタＲｔの検出電圧を取得する構成はかかる例に限定されない。例えば、サーミスタＲｔの検出電圧を取得する他の構成の一例として、図１４Ａから図１４Ｄに示す構成が挙げられる。

【0074】

図１４Ａから図１４Ｄは、本発明に係るサーミスタＲｔの検出電圧を処理する他の構成例を示す図である。
図１４Ａは、サーミスタＲｔの検出電圧をＡＦＥ５３でディジタルデータに変換し、マイクロプロセッサ５４に供給している。この構成は、ＡＦＥ回路素子５３０－１～５３０－７の端子ＶｔｅｍｐからサーミスタＲｔの検出電圧を取得する構成と同様である。
図１４Ｂは、サーミスタＲｔの検出電圧をマイクロプロセッサ５４に直接入力させている。マイクロプロセッサ５４としてアナログ入力ポートを有している場合には、このようにサーミスタＲｔの検出信号を直接マイクロプロセッサ５４に入力して温度検出を行うことができる。
図１４Ｃは、サーミスタＲｔの検出信号をＡ／Ｄコンバータ２０１でディジタルデータに変換して、マイクロプロセッサ５４に入力させている。
図１４Ｄは、サーミスタＲｔの検出信号をＡ／Ｄコンバータ２０１でディジタルデータに変換し、フォトカプラやディジタルアイソレータのような絶縁素子２０２を介して、マイクロプロセッサ５４に入力させている。

【0075】

上述した実施形態における蓄電制御システムの全部又は一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能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、実行することによって実現してもよい。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。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0076】

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。

【符号の説明】

【0077】

３…蓄電池ユニット、１１（１１－１～１１－７）…電池モジュール、１２…制御管理モジュール、５３…ＡＦＥ、５４…マイクロプロセッサ、Ｒｔ－１～Ｒｔ－７…サーミスタ、５３０－１～５３０－７…ＡＦＥ回路素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】