特開 2022-171497 バッテリシステム

(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】P2022171497

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】バッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221104BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20221104BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J7/02 G

H02J1/00 304E

H02J1/00 304H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021078188

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】520321535

【氏名又は名称】株式会社知財事業研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100170449

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 英彦

(72)【発明者】

【氏名】大賀 信幸

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G165DA02

5G165EA02

5G165EA07

5G165GA09

5G165JA04

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503CA10

5G503DA04

5G503EA05

5G503FA06

5G503FA07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】１台のバッテリを複数のバッテリコアと制御部から構成することにより、バッテリコアごとの充放電を可能とすることで、利便性の高いバッテリシステムを提供する。
【解決手段】バッテリシステムＢは、複数のバッテリコア１と、複数のバッテリコアからの出力を制御するための制御部２とを備える。各バッテリコアは、定常状態で所定の電力を出力する。制御部は、複数のバッテリコアのうち、いずれか１つから選択的に電力を出力させ、当該バッテリコアの電力消費により出力が不足する前に次のバッテリコアから電力を出力させるように切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリコアと、
前記複数のバッテリコアからの出力を制御するための制御部とを備え、
各バッテリコアは、定常状態で所定の電力を出力し、
前記制御部は、前記複数のバッテリコアのうち、いずれか１つから選択的に電力を出力させ、当該バッテリコアの電力消費により出力が不足する前に次のバッテリコアから電力を出力させるように切り替えることを特徴とする、バッテリシステム。

【請求項2】

前記制御部は、バッテリコアの出力を検知し、電力を出力させるバッテリコアを選択する、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項3】

前記複数のバッテリコアは、個別に取り外し可能であり、
前記制御部は、前記取り外されたバッテリコア以外の前記複数のバッテリコアから、電力を出力させるように切り替えることを特徴とする、請求項１または２に記載のバッテリシステム。

【請求項4】

前記請求項１～３に記載のバッテリシステムを搭載した電気機器を含む電力システムであって、
電力消費により出力が不足する前記バッテリコアを取り外し、
前記取り外したバッテリコアを電力消費装置から切り離して充電可能である、電力システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力を蓄電する複数のバッテリユニットを備えるバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、二次電池、蓄電池等で称呼される、電力を繰り返し充放電できるバッテリがある。このようなバッテリは、携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラやビデオ、携帯音楽プレイヤーなど、小型の電子・電気機器の電源として利用されている。

【0003】

ところで、近年の脱炭素社会を実現するため、ガソリンをエネルギー源とする自動車をハイブリッド車や電気自動車といった「電動車」にするという流れがある。そのような背景もあり、電動車の充放電に関する技術革新が大きく進んでいる。

【0004】

例えば、特許１に記載には、外部の電力系統に接続可能な少なくとも１つの電力変換器と、前記電力変換器に接続されたＤＣバスと、前記ＤＣバスに接続された複数のＤＣ／ＤＣ変換器と、蓄電池に接続可能な複数のコネクタと、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換器のそれぞれに接続され、対応するＤＣ／ＤＣ変換器と前記コネクタとの接続を切り替える複数の切替器と、前記電力変換器、前記ＤＣ／ＤＣ変換器、および前記切替器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換器のうちで電流の供給を行っていないＤＣ／ＤＣ変換器があり、かつ、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換器から供給している電流の総量が電流閾値以下であるか否かを判定し、前記電流の供給を行っていないＤＣ／ＤＣ変換器があり、かつ、前記電流の総量が前記電流閾値以下である場合には、前記電流の供給を行っていないＤＣ／ＤＣ変換器と、充電を開始する蓄電池に接続された前記コネクタとの接続を、前記切替器により切り替え、前記電流の供給を行っていないＤＣ／ＤＣ変換器から、前記充電を開始する蓄電池に、充電電流の供給を開始し、前記判定、前記切り替えおよび前記充電電流の供給開始を繰り返して、前記複数のコネクタのそれぞれに接続された蓄電池を順次充電するように構成され、前記充電電流の電流量は、前記電力変換器から供給可能な最大電流量から所定の電流量を減じた電流量であり、前記所定の電流量は、前記電流閾値以上である、充電装置が記載されている。

【0005】

この充電装置によれば、効率的かつ短時間で複数の蓄電池の充電を完了でき、かつ、蓄電池の良好な状態を維持することができる充電装置および充電方法を提供することを目的としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－２７６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載の充電装置は、複数の蓄電池（バッテリ）を効率的に充電するものではあり、複数のバッテリの使用（放電）は、各バッテリを搭載した電気自動車ごとに行われる。すなわち、１台の電気自動車は１つのバッテリを備え、効率よくバッテリを充電することを目的とするものである。

【0008】

本発明に係るバッテリシステムの発明者は、上記のような充電システムに鑑み、１台のバッテリを複数のバッテリコアと制御部から構成することにより、バッテリコアごとの充放電を可能とすることで、利便性のバッテリシステムを提供できるとの知見を得た。さらに、当該バッテリシステムは、バッテリコアごとに取り外し可能とすることで、バッテリコアを取り外した充電も可能とできる。

【0009】

（１）本発明に係るバッテリシステムは、複数のバッテリコアと、前記複数のバッテリコアからの出力を制御するための制御部とを備え、各バッテリコアは、定常状態で所定の電力を出力し、前記制御部は、前記複数のバッテリコアのうち、いずれか１つから選択的に電力を出力させ、当該バッテリコアの電力消費により出力が不足する前に次のバッテリコアから電力を出力させるように切り替えることを特徴とする。

【0010】

このバッテリシステムによれば、制御部が、いずれか１つから選択的に電力を出力させ、当該バッテリコアの電力消費により出力が不足する前に次のバッテリコアから電力を出力させるように切り替えることにより、バッテリコアごとに放電が行われる。これにより、各バッテリコアごとの取り換えが可能となり、利便性の高いバッテリシステムを提供できる。

【0011】

（２）前記したバッテリシステムにおいて、前記制御部は、バッテリコアの出力を検知し、電力を出力させるバッテリコアを選択してもよい。そのようにすれば、バッテリコアごとに出力の可否を検知して出力が可能となるため、確実なバッテリの供給が可能となる。

【0012】

（３）前記したバッテリシステムにおいて、前記複数のバッテリコアは、個別に取り外し可能であり、前記制御部は、前記取り外されたバッテリコア以外の前記複数のバッテリコアから、電力を出力させるように切り替えるようにしてもよい。そのようにすれば、バッテリシステムは、バッテリコアが取り外された状態でも機能し、取り外したバッテリコアを充電しながら、他のバッテリコアから電力を供給することができる。

【0013】

（４）本発明に係る電力システムは、前記したバッテリシステムを搭載した電気機器を含む電力システムであって、電力消費により出力が不足する前記バッテリコアを取り外し、前記取り外したバッテリコアを電力消費装置から切り離して充電可能であってもよい。そのようにすれば、バッテリコアが取り外された状態でも他のバッテリコアから電力消費装置に電力を供給することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、利便性の高いバッテリシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】バッテリシステムの構成ブロック図である。

【0016】

【図2】電力システムの構成ブロック図である。

【0017】

【図3】バッテリシステムの概略外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態に係るバッテリシステムＢおよび電力システムについて、図面を参照しつつ説明する。

【0019】

図１に示すように、バッテリシステムＢは、複数のバッテリコア１と、前記複数のバッテリコア１からの出力を制御するための制御部２とを備える。本実施形態において、複数のバッテリコア１は、並列に接続されており、各バッテリコア１から一対の端子Ｔとに電力を供給できる。制御部２は、各バッテリコア１に接続しており、各バッテリコア１を独立して制御することができる。

【0020】

バッテリコア１は、定常状態で所定の電力を出力する。バッテリコア１は、電力を充放電する、いわゆる蓄電池だけでもよいし、少なくとも１つの蓄電池にＭＣＵ（Micro Controller Unit）やＭＰＵ（Micro Processor Unit）などを含む制御装置を備えたバッテリモジュールであってもよい。

【0021】

制御部２は、ＣＰＵ（演算装置）、メモリ等を含み各バッテリコア１と一対の端子Ｔとの接続を制御する。すなわち、制御部２は、各バッテリコア１を一対の端子ＴとをＯＮ／ＯＦＦすることができる。また、本実施形態において、制御部２は、各バッテリコア１の出力を検出することができ、各バッテリコア１の電力消費量を測定することができる。これにより、制御部２は、バッテリコア１の電力消費により出力が不足する前に次のバッテリコア１から電力を出力させるように切り替えることができる。

【0022】

図２に示すように電力システムは、バッテリシステムＢと、電力消費装置Ｕを含む。電力消費装置Ｕは、家電製品や、スマートフォン、電気自動車等の電力を消費する機器である。バッテリシステムＢは、このような電力消費装置Ｕに組み込まれ、電力源として機能する。バッテリシステムＢは、電力消費装置Ｕに応じて直流電力、交流電力および電圧値を変えることができるように、ＡＤ-ＤＣ変換、ＤＣ－ＤＣ変換のコンバータ等（図示しない）を備える。

【0023】

図３に示すように、バッテリシステムＢは、各バッテリコア１を取り外し可能に構成されている。本実施形態において、バッテリシステムＢは、箱状に形成されており、概略直方体の外形を有する複数のバッテリコア１を収容する。バッテリシステムＢは、少なくとも１つのバッテリコア１を取り外した状態であっても他のバッテリコア１から外部に電力を供給できる。なお、バッテリシステムＢは、バッテリコア１が取り付けられた状態を維持するロック機構を備えていてもよい。その場合、バッテリコア１は、ロック機構を解除した状態で取り外される。

【0024】

バッテリシステムＢは、制御部２が、各バッテリコア１が出力される回数が均等になるように電力を出力させるバッテリコア１を選択するようにしてもよい。

【0025】

以上、本実施形態に係るバッテリシステムＢと電力システムとについて説明した。ただし、バッテリシステムＢと電力システムとは上記の実施形態に限定されず、発明の目的を達成する範囲で他の構成とすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明は、家電製品や、スマートフォン、電気自動車等の電力を消費する機器電力供給に利用できる。

【符号の説明】

【0027】

Ｂ バッテリシステム
Ｔ 端子
Ｕ 電力消費装置Ｕ
１ バッテリコア
２ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】