(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】P2024078146
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】電源装置の制御方法および製造方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240603BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20240603BHJP
【FI】
H02J7/00 302C
H02J7/02 H
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022190535
(22)【出願日】2022-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】520184767
【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100117606
【弁理士】
【氏名又は名称】安部 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100136423
【弁理士】
【氏名又は名称】大井 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100121186
【弁理士】
【氏名又は名称】山根 広昭
(74)【代理人】
【識別番号】100130605
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 浩治
(72)【発明者】
【氏名】毛利 浩喜
【テーマコード(参考)】
5G503
【Fターム(参考)】
5G503AA01
5G503BA03
5G503BA04
5G503BB05
5G503BB06
5G503CA08
5G503EA05
5G503HA01
(57)【要約】
【課題】種々の電池モジュールを組み合わせることができる電源装置の制御方法を提供する。
【解決手段】本発明により、並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュール20と、電池モジュール20の充放電を制御する複数の制御部30と、複数の電池モジュール20と複数の制御部30との接続を制御する上位制御部40と、を備え、上位制御部40は、電池モジュール20の上記識別情報を取得し、取得した上記識別情報に応じて複数の制御部30のうちの1つを選択し、選択した制御部30と上記識別情報を取得した電池モジュール20とを接続するように構成されている、電源装置100の制御方法が提供される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、
前記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、
複数の前記電池モジュールと複数の前記制御部との接続を制御する上位制御部と、
を備えた電源装置の制御方法であって、
前記上位制御部は、前記電池モジュールの前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に応じて複数の前記制御部のうちの1つを選択し、選択した前記制御部と、前記識別情報を取得した前記電池モジュールと、を接続するように構成されている、
電源装置の制御方法。
【請求項2】
前記上位制御部は、前記電池モジュールの前記識別情報が取得できない場合、警告を行う、
請求項1に記載の電源装置の制御方法。
【請求項3】
前記電池モジュールは、直列に接続された複数の単電池を含み、
前記上位制御部は、前記電池モジュールを複数の前記制御部のうちの1つと接続した後、前記制御部に対して、前記電池モジュールに含まれる複数の前記単電池をバランシングする指示を送信し、
前記制御部は、前記上位制御部からの指示に基づいて、複数の前記単電池をバランシングする、
請求項1に記載の電源装置の制御方法。
【請求項4】
複数の前記制御部は、それぞれ、前記バランシングを行った後、前記電池モジュールの充電状態(SOC:State of Charge)を算出して、前記上位制御部に送信し、
前記上位制御部は、複数の前記制御部から前記SOCを受信し、前記SOCに基づいて前記電池モジュールの放電の順序を決定した後、複数の前記制御部に対して、前記決定した順序で前記放電の指示を送信する、
請求項3に記載の電源装置の制御方法。
【請求項5】
前記上位制御部は、複数の前記電池モジュールの相互間ではバランシングを行わない、
請求項1から4のいずれか1つに記載の電源装置の制御方法。
【請求項6】
複数の前記電池モジュールのうち少なくとも1つは、車載用のリユース品であり、
前記電源装置が定置用である、
請求項1から4のいずれか1つに記載の電源装置の制御方法。
【請求項7】
並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、前記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、を備えた組立体を準備する準備工程と、
前記電池モジュールの前記識別情報を取得する取得工程と、
取得した前記識別情報に応じて、複数の前記制御部のうちの1つを選択する選択工程と、
選択した前記制御部と、前記識別情報を取得した前記電池モジュールと、を接続する接続工程と、
を含む、電源装置の製造方法。
【請求項8】
前記取得工程において、前記電池モジュールの前記識別情報が取得できない場合に、前記識別情報が取得できない電池モジュールを新しい電池モジュールに交換して、改めて前記識別情報を取得する、
請求項7に記載の電源装置の製造方法。
【請求項9】
複数の前記電池モジュールのうち少なくとも1つは、車載用のリユース品であり、
前記電源装置が定置用である、
請求項7または8に記載の電源装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置の制御方法および製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両駆動用電源等として、従来、複数の蓄電池(単電池)を組み合わせてなる電池モジュールが汎用されている。電池モジュールは、その能力を十分に引き出すため、通常、電源装置(BMS:Battery Management System)のような制御部の管理下で充放電が制御される(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、電池モジュールが搭載された車両、例えば、電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)、ハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等の普及が急速に進んでいる。そのため、車両の買い換えや廃車等に伴って、回収される中古の電池モジュールの数が増えている。持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)を推進する観点からは、回収された中古の電池モジュールを用いて新たな電源装置を製造し、中古の電池モジュールをリユースすることが要望されている。一例として、長期に亘って使用された車載用の電池モジュールは、再び車載用としてリユースすることが難しい場合、他の用途、例えば定置用の電源装置に組み込んでリユースすることが想定される。
【0005】
しかし、電池モジュールの充放電を制御する制御部(BMS等)は、メーカーごとに仕様(例えば、通信インターフェイス等の通信方法)が異なっている。そのため、中古の電池モジュールで新たな電源装置を製造する際には、同一メーカーの電池モジュールを組み合わせる必要があり、異なるメーカーの電池モジュールを自由に組み合わせることができなかった。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、種々の電池モジュールを組み合わせることができる新たな電源装置の制御方法および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明により、並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、上記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、複数の上記電池モジュールと複数の上記制御部との接続を制御する上位制御部と、を備えた電源装置の制御方法であって、上記上位制御部は、上記電池モジュールの上記識別情報を取得し、取得した上記識別情報に応じて複数の上記制御部のうちの1つを選択し、選択した上記制御部と、上記識別情報を取得した電池モジュールと、を接続するように構成されている、電源装置の制御方法が提供される。
【0008】
また、本発明により、並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、上記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、を備えた組立体を準備する準備工程と、上記電池モジュールの上記識別情報を取得する取得工程と、取得した上記識別情報に応じて、複数の上記制御部のうちの1つを選択する選択工程と、選択した上記制御部と、上記識別情報を取得した上記電池モジュールと、を接続する接続工程と、を含む、電源装置の製造方法が提供される。
【0009】
上記の制御方法および製造方法によれば、メーカーの異なる電池モジュールが混在していても、識別情報に基づいて制御部を変更することで対応できる。したがって、種々の電池モジュールを組み合わせて用いることができ、電池モジュールの選択の幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、一実施形態に係る電源装置の模式的なブロック図である。
【
図2】
図2は、上位制御部および制御部の機能ブロック図である。
【
図3】
図3は、制御方法の一例を示すフローチャートである。
【
図4】
図4は、ステップS9の一例を説明する説明図である。
【
図5】
図5は、
図3の制御方法に続く制御方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。以下では、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
【0012】
[電源装置]
図1は、一実施形態に係る電源装置100の模式的なブロック図である。電源装置100は、例えば直流の電力を交流に変換する電力変換装置を介して、図示しない外部負荷に対して電力を供給する装置である。電源装置100は、図示しない外部電源に接続されて、充電可能なように構成されている。なお、外部電源は、例えば電力会社等から供給される電力源であってもよく、太陽光発電システム、風力発電システム、または他の種類のグリーンエネルギー発電システムから供給される電力源であってもよい。電源装置100は、例えば、一般住宅や、商業施設、病院、工場等の各種施設の建築物に設置される、所謂、定置用であってもよい。
図1に示すように、本実施形態の電源装置100は、n個(n≧2)の電池モジュール20と、m個(m≧2)の制御部30と、1つの上位制御部40と、マルチ切替スイッチ50と、表示画面60と、を備える。
【0013】
複数の電池モジュール20は、並列に接続されている。電池モジュール20の個数nは、2以上(ただし、nは、整数)であればよく、特に限定されるものではないが、例えば5~200個、10~100個であってもよい。例えば20フィートのコンテナに実装される定置用の電源装置100の場合、電池モジュール20の個数nは、100個程度でありうる。このひとつの電源装置100で、約20戸の住宅の電力を賄うことが可能である。複数の電池モジュール20は、持続可能な開発目標を推進する観点から、中古のリユース品を含むことが好ましい。複数の電池モジュール20は、一部または全部が、例えば、車両等の移動体に搭載されていたもの(所謂、車載用)のリユース品であってもよい。リユース品は、メーカー、製造時期、使用履歴等が様々でありうる。したがって、ここに開示される技術が特に高い効果を奏する。ただし、複数の電池モジュール20のうち少なくとも1つは、新品であってもよい。
【0014】
複数の電池モジュール20は、それぞれ、複数の単電池(図示せず)を含んでいる。複数の単電池は、ここでは直列に接続されている。ただし、並列に接続されていてもよい。電池モジュール20に含まれる単電池の構成は従来同様であってよく、何ら限定されない。単電池の外形は、直方体状(角形)、円柱状、袋状等、任意の形状であってよい。単電池は、蓄電池であり、例えばリチウムイオン電池である。なお、本明細書において「蓄電池」とは、繰り返し充放電が可能な電池全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池(化学電池)と、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタ(物理電池)と、を包含する概念である。
【0015】
複数の電池モジュール20には、それぞれ識別情報が付されている。識別情報には、通常、電池モジュール20のトレーサビリティが可能な情報、例えば電池モジュール20に含まれる各単電池の型番、メーカー名、製造国名、製造工場名、製造年月日等のID情報が含まれ、さらに、正極活物質材料、負極活物質材料等の材料情報が含まれ得る。一例では、読み取り装置で読み取り可能な光学シンボルが、電池モジュール20の表面(外面)に付与されている(割り当てられている)。ただし、光学シンボルは、電池モジュール20に含まれる各単電池にそれぞれ付与されていてもよい。その場合、識別情報は、電池モジュール20の状態においても視認容易なように、例えば、単電池の蓋体(正極端子および負極端子の取り付けられた面)に付与されていてもよい。
【0016】
なお、本明細書において「光学シンボル」とは、光学的反射率の高い部分と低い部分との組み合わせによって情報を記憶する情報媒体の総称であり、QRコード(登録商標)やデータマトリックス、データタグ等の2次元シンボル(2次元コード、2次元バーコード等ともいう。)を包含する概念である。ただし、電池モジュール20に識別情報を付す方法はこれに限定されない。例えば、光学シンボルは、打刻やエッチング等により、各電池モジュール20ないし単電池の表面に直接形成(ダイレクトマーキング)されていてもよい。あるいは、光学シンボルを使用せずに、電池モジュール20ないし単電池の内部等に識別情報を含む小型基板が搭載されていてもよい。
【0017】
詳しくは後述するが、複数の電池モジュール20は、それぞれ、例えば製造したメーカー等に起因して、複数の制御部30のなかの予め定められた制御部30でのみ制御可能なように構成されている。複数の電池モジュール20は、それぞれ、マルチ切替スイッチ50によって複数の制御部30のうちの1つと接続され、接続された制御部30によって制御される。
【0018】
複数の制御部30は、複数の電池モジュール20と上位制御部40とに電気的に接続されている。複数の制御部30は、いずれも、上位制御部40よりも回路構成の下流側(電池モジュール20に近い側)に位置する、所謂、下位制御部である。複数の制御部30は、それぞれ、上位制御部40によって制御される。制御部30の個数mは、2以上(ただし、mは、整数)であればよく、特に限定されない。制御部30の個数mは、例えば主要な電池メーカーの数と同数であってもよい。制御部30の個数mは、電池モジュール20の個数nと同数であってもよいし、電池モジュール20の個数nより多くても少なくてもよい。複数の制御部30は、電池モジュール20の充放電を制御するように構成されている。各制御部30で制御可能な電池モジュール20は、電池モジュール20に付された識別情報によって判別される。複数の制御部30は、それぞれ、電池メーカー名の情報を含み得る。
【0019】
複数の制御部30の構成は特に限定されない。複数の制御部30は、それぞれ、従来公知のBMS(BMU(Battery Monitoring Unit)ともいう。)等であってもよい。複数の制御部30は、それぞれ、例えばマイクロコンピュータであってもよい。マイクロコンピュータは、例えば、外部機器からデータ等を受信するインターフェイス(I/F)と、プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(Read Only Memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置と、を備えていてもよい。
【0020】
図2は、上位制御部40および制御部30の機能ブロック図である。なお、
図2には、1つの制御部30のみを図示しているが、他の制御部30についても同様の構成であってよい。
図2に示すように、本実施形態の制御部30は、上位制御部40および電池モジュール20と情報を送受信する送受信部31と、電池モジュール20の充放電を制御する充放電部32と、1つの電池モジュール20に含まれる複数の単電池をバランシングする均等化部33と、電池モジュール20の充電状態(SOC:State of Charge)を算出するSOC算出部34と、を備えている。
【0021】
ただし、均等化部33およびSOC算出部34は必須ではなく、他の実施形態において省略することもできる。また、制御部30は、例えば一般的なBMSと同じように、電池モジュール20を構成する複数の単電池のそれぞれの特性、例えば、電圧、温度、SOC、容量、消費電力、等を取得する監視部(図示せず)をさらに有していてもよい。
【0022】
上位制御部40は、複数の制御部30と、マルチ切替スイッチ50と、表示画面60と、に電気的に接続されている。上位制御部40は、複数の制御部30よりも回路構成の上流側(電池モジュール20から遠い側)に位置し、複数の制御部30を制御するものである。上位制御部40の構成は特に限定されないが、例えば、上記したようなBMSやマイクロコンピュータである。上位制御部40は、マルチ切替スイッチ50を切り替えることで、複数の電池モジュール20と複数の制御部30との接続を制御するように構成されている。上位制御部40は、複数の制御部30を制御することで、電池モジュール20毎に、図示しない外部負荷や外部電源との接続および切断を切り替え可能なように構成されていてもよい。
【0023】
図2に示すように、本実施形態の上位制御部40は、電源装置100の外部に設けられた外部制御装置(図示せず)や、複数の制御部30等と情報を送受信する送受信部41と、電池モジュール20の識別情報を取得する取得部42と、取得した識別情報に応じて、複数の制御部30のなかから使用可能な1つの制御部30を選択する選択部46と、マルチ切替スイッチ50を制御して、選択した制御部30と識別情報を取得した電池モジュール20とを接続する接続部47と、を備えている。
【0024】
上位制御部40は、ここではさらに、識別情報取得のエラーの有無を判定する第1判定部43と、取得した識別情報に基づいて、1つの電池モジュール20のなかの複数の単電池のメーカー名が同じか否かを判定する第2判定部44と、取得した識別情報に基づいて、1つの電池モジュール20のなかの複数の単電池の製造年月日の最大差が所定の年数以内であるか否かを判定する第3判定部45と、複数の電池モジュール20のSOCに基づいて複数の電池モジュール20の放電の順序を決定する放電順序決定部48と、警告を行う通知部49と、を備えている。ただし、第1判定部43と、第2判定部44と、第3判定部45と、放電順序決定部48と、通知部49と、は必須ではなく、他の実施形態において1つ以上を省略することもできる。
【0025】
マルチ切替スイッチ50は、
図1に示すように、複数の電池モジュール20と複数の制御部30との間に配設されている。マルチ切替スイッチ50は、複数の電池モジュール20と複数の制御部30との接続を切り替える切替手段である。マルチ切替スイッチ50は、上位制御部40によって切り替えられる。マルチ切替スイッチ50は、複数の電池モジュール20のそれぞれについて、上位制御部40で複数の制御部30のうちのいずれか1つが選択されると、この選択された制御部30と電池モジュール20とを接続するように切り替えられる。
【0026】
表示画面60は、電源装置100の状態を表示するためものである。表示画面60は、例えばディスプレイである。本実施形態において、表示画面60は、使用者に警告を行う通知手段でもある。表示画面60には、警告の内容を具体的に表示するようにしてもよい。なお、本実施形態では、使用者への通知手段として、表示画面60に警告の表示を行い、使用者に対して視覚的に警告を通知するようにしているが、電源装置100は、表示画面60にかえて、あるいは表示画面60に加えて、例えば音声生成手段とスピーカーとを備え、使用者に対して音声やアラーム等で警告を通知するようにしてもよい。
【0027】
[電源装置の制御方法]
図3は、制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、
図3では、複数の電池モジュール20のうちの1つの電池モジュール20の制御について説明するが、他の電池モジュール20についても同様の制御を行うことができる。この制御を行うタイミングは特に制限されない。例えば、使用者が電池モジュール20を交換した際に、この制御を手動で行ってもよいし、電源装置100の電源を入れて電源装置100を始動させる際に、この制御を自動で行ってもよい。
【0028】
本実施形態の制御において、まずステップS1では、取得部42に電池モジュール20の識別情報が読み込まれる。具体的には、例えば電池モジュール20の表面に識別情報を含む光学シンボルが付与されている場合は、使用者が読み取り装置(例えばスキャナ)を手動で操作して、光学シンボルを撮影し、撮影した画像データを有線または無線で、取得部42に送信してもよい。あるいは、取得部42が、電気的に接続されている外部の読み取り装置を自動で制御して、光学シンボルを撮影し、撮影した画像データを有線または無線で取得部42に送信してもよい。撮影した画像データからは、光学シンボルに記憶された識別情報が読み出される。また、電池モジュール20に識別情報を含む小型基板が搭載されている場合は、例えば取得部42を小型基板と電気的に接続して、小型基板から直接的に識別情報を読み出してもよい。これにより、取得部42に識別情報が読み込まれる。識別情報は、上記したようなID情報や材料情報、例えば、電池モジュール20に含まれる単電池の「メーカー名」や「製造年月日」の情報を含んでいる。そして、ステップS2に進む。
【0029】
次に、ステップS2では、第1判定部43によって、ステップS1(取得部42)で読み込んだ情報から、識別情報が正常に取得できたか(識別情報が取得できないエラーが発生していないか)が判定される。識別情報を含む光学シンボルを読み取る場合、例えば光の加減等で読み込んだ画像データから識別情報を取得できず、エラーが発生することがある。したがって、本工程を実行することが好ましい。ただし、本工程は必須ではなく、例えば電池モジュール20に識別情報を含む小型基板が搭載されている場合等には、省略することもできる。
【0030】
そして、識別情報が正常に取得できない場合(ステップS2の結果がNOである場合)には、ステップS3のように、使用者に対して警告を行う。警告は、例えば、通知部49が表示画面60に警告を表示することで行い得る。そして、制御を終了する。
【0031】
一方、識別情報が正常に取得できた場合(ステップS2の結果がYESである場合)には、ステップS4に進む。ステップS4では、第2判定部44によって、電池モジュール20に含まれる全ての(X個の)単電池について、識別情報のなかの「メーカー名」の情報が抽出、対比され、全ての単電池のメーカー名が同じであるかが判定される。なお、本工程は必須ではなく、例えば外観上、電池モジュール20を分解した形跡がない場合等は、電池モジュール20のなかに、相互に、メーカー、製造時期、使用履歴、材料等が異なる単電池が含まれることはない(電池モジュール20単位で閉じた世界になっている)ため、本工程を省略することもできる。
【0032】
そして、複数の単電池のメーカー名が全て同じではない場合、言い換えれば、1つの電池モジュール20のなかに複数のメーカーの単電池が混在している場合(ステップS4の結果がNOである場合)には、ステップS5のように、使用者に対して警告を行う。そして、制御を終了する。
【0033】
一方、全ての単電池のメーカー名が同じである場合(ステップS4の結果がYESである場合)には、ステップS6に進む。ステップS6では、第3判定部45によって、電池モジュール20に含まれる全ての(X個の)単電池について、識別情報のなかの「製造年月日」の情報が抽出、対比され、全ての単電池の製造年月日の最大差が所定の年数以内であるかが判定される。なお、本工程は必須ではなく、ステップS4と同様、本工程を省略することもできる。最大差は、最も古い製造年月日と最も新しい製造年月日との差で求められる。所定の年数は、任意に設定可能であり、予め第3判定部45に記憶されている。
【0034】
本実施形態では、所定の年数が5年である。すなわち、1つの電池モジュール20に含まれる単電池の製造年月日の最大差が5年を超える場合(ステップS6の結果がNOである場合)には、ステップS7のように、使用者に対して警告を行う。本発明者の検討によれば、製造年月日の最大差が5年を超えると、後述するバランシングを行った場合に、古い単電池のSOCに引っ張られて新しい単電池が律速してしまうため、新しい単電池の性能を十分に生かすことができない。したがって、制御を終了する。所定の年数は、3年がより好ましく、2年がさらに好ましい。これにより、後述するバランシングを行った場合に、SOCのばらつきを低く抑えることができる。
【0035】
一方、複数の単電池の製造年月日の最大差が5年以内である場合(ステップS6の結果がYESである場合)には、ステップS8に進む。ステップS8では、選択部46によって、取得した識別情報に応じて複数の制御部30のなかから使用可能な1つの制御部30が選択される。一例では、複数の制御部30が、それぞれ電池メーカー名の情報を含んでおり、各制御部30の電池メーカー名の情報が予め選択部46に記憶されている。選択部46は、ステップS4で抽出した「メーカー名」の情報を、制御部30の電池メーカー名の情報と対比し、両者のメーカー名が一致するように、1つの制御部30を選択する。他の一例では、電池モジュール20の識別情報と、使用可能な1つの制御部30とが対応付けられた(紐づけされた)対応表が、予め選択部46に記憶されている。選択部46は、この対応表に基づき、取得した識別情報に応じて1つの制御部30を選択する。そして、ステップS9に進む。
【0036】
続くステップS9では、接続部47によって、マルチ切替スイッチ50が制御され、ステップS8で選択された制御部30と、識別情報を取得した電池モジュール20とが、接続される。
図4は、本工程の一例を説明する説明図である。
図4では、制御部30の個数mが3であり、電池モジュール20の個数nが3である。ステップS8の後、複数の電池モジュール20のそれぞれに対応する制御部30が判明すると、上位制御部40によってマルチ切替スイッチ50が制御され、複数の電池モジュール20と対応する制御部30とがそれぞれ接続される。なお、ここでは電池モジュール20と制御部30とが1:1で接続されているが、例えば1つの制御部30に複数の電池モジュール20が接続されてもよいし、電池モジュール20が1つも接続されない制御部30があってもよい。
【0037】
続くステップS10では、上位制御部40が、送受信部41から、制御部30に対して、電池モジュールに含まれる複数の単電池をバランシングする指示を送信する。上位制御部40は、ここでは、複数の単電池の容量をバランシングする指示を送信する。すると、制御部30では、送受信部31によって上位制御部40からの指示が受信され、この指示に基づき、均等化部33によって複数の単電池の容量がバランシングされる。一例では、バランシングの基準となる基準容量が、予め均等化部33に記憶されている。基準容量は、例えば複数の単電池の実容量のなかで、最も低い値に設定されてもよい。均等化部33は、例えば上位制御部40からの指示に基づいて、上記基準容量となるように直列に接続された複数の単電池をバランシングする。例えば通常状態では、イグニッションのON/OFF時に各単電池の電圧値を測定し、ばらつきがあれば、各単電池の電圧値を揃えるようにバランシングが実施される。一例では、電圧値が高い単電池の放電処理を行い、低い電圧値に揃える。なお、複数の単電池の容量をバランシングする処理(例えば容量を合わせる処理)は、従来公知の技術であるため、ここでは詳しい説明を省略する。そして、制御を終了する。
【0038】
以上のような制御方法によれば、メーカーの異なる電池モジュール20が混在していても、識別情報に基づいて複数の制御部30のうちの1つと接続することで対応できる。したがって、種々の電池モジュール20を自由に組み合わせて用いることができ、電池モジュール20の選択の幅を広げることができる。
【0039】
また、分解しやすい構造の電池モジュール20等では、1つの電池モジュール20のなかに、メーカー、製造時期、使用履歴等が異なる単電池が紛れ込んでいることがあるが、第2判定(ステップS4)を実行することで、ID情報の不明な単電池(例えば非正規品等)が混入したまま電池モジュール20を充放電することが防止できる。さらに、第3判定(ステップS6)を実行することで、1つの電池モジュール20に含まれる複数の単電池の性能を、それぞれ十分に生かすことができる。
【0040】
図5は、
図3の制御方法に続く制御方法の一例を示すフローチャートである。好適な一態様では、複数の電池モジュール20について、それぞれ、
図3のステップS1~S10の制御を行った後、
図5のステップS11~S12の制御を実行する。
【0041】
まず、ステップS11では、電池モジュール20に含まれる複数の単電池の容量をバランシングした後、制御部30のSOC算出部34によって、電池モジュール20の充電状態(SOC)がそれぞれ算出される。充電状態(SOC)は、制御部30の送受信部31から送信され、上位制御部40の送受信部41で受信される。
【0042】
続くステップS12では、上位制御部40の放電順序決定部48によって、受信した各電池モジュール20のSOCに基づき放電の順序が決定される。一例では、SOCの低い電池モジュール20から順に放電するよう、放電の順序が決定される。
【0043】
例えば、バランシングを行った後、第1の電池モジュール20(例えば2020~2022年製)のSOCが80%であり、第2の電池モジュール20(例えば2018~2020年製)のSOCが50%であり、第3の電池モジュール20(例えば2016~2018年製)のSOCが30%である場合には、第3の電池モジュール20、第2の電池モジュール20、第1の電池モジュール20の順に放電するよう、放電の順序が決定される。電源装置100が定置用として、例えば太陽光発電システムの電力を蓄えるような場合、SOCの値が高いほどたくさんの電力を貯めることが可能である。このため、SOCが低い電池モジュール20は、優先して放電用に使用を割り当て、逆にSOCが高い電池モジュール20は、優先して充電用に使用を割り当てることが好ましい。そして、上位制御部40は、複数の制御部30に対して、上記決定した順序で、放電の指示を順次送信する。言い換えれば、上記決定した順序で、複数の電池モジュール20(ないし制御部30)を外部負荷と順次接続する。
【0044】
好適な一態様では、複数の電池モジュール20の相互間では、バランシングを行わない。例えば、複数の電池モジュール20の相互間では、容量をバランシングしない。言い換えれば、並列に接続された複数の電池モジュール20は、それぞれ独立した回路構成を有していることが好ましい。並列に接続された複数の電池モジュール20は、相互に電気的に接続されないことが好ましい。複数の電池モジュール20をバランシングすると、SOCの低い電池モジュール20に律速されてしまうため、相対的にSOCの高い電池モジュール20の性能を十分に生かすことができない。
【0045】
[電源装置の製造方法]
電源装置100は、例えば、次の工程:準備工程と、取得工程と、接続工程と、を含む製造方法によって製造することができる。それ以外の製造プロセスは従来同様であってよい。また、取得工程には、必要に応じて電池モジュール20を交換する手順を含んでもよい。電源装置100は、上記したような定置用であってもよい。
【0046】
準備工程では、まず、並列に接続された複数の電池モジュール20と、電池モジュール20の充放電を制御する複数の制御部30と、を備えた組立体を準備する。上述の通り、複数の電池モジュール20には、それぞれ、複数の単電池が含まれている。複数の電池モジュール20には、それぞれ識別情報が付されている。識別情報は、例えば、「メーカー名」や「製造年月日」の情報を含んでいる。複数の電池モジュール20は、中古のリユース品を含むことが好ましく、一部または全部が、例えば車両等の移動体に搭載されていたもの(所謂、車載用)のリユース品であってもよい。組立体は、上位制御部40等をさらに備えていてもよい。
【0047】
次に、取得工程では、電池モジュール20の識別情報を取得する。例えば本工程と対応する上記制御方法のステップS1等に記載の通り、識別情報の取得は、例えば、使用者が電池モジュール20の表面に付された光学シンボルを撮影し、撮影した画像データから読み出すことで行い得る。このとき、識別情報が取得できない場合は、識別情報が取得できない電池モジュール20を、新しい電池モジュール20に交換した後、改めて識別情報の取得を行ってもよい。
【0048】
取得工程において、1つの電池モジュール20に含まれる複数の単電池のなかにメーカー名の情報が異なる単電池が含まれている場合には、メーカー名が異なる電池モジュール20を、新しい電池モジュール20に交換した後、改めて、識別情報の取得を行ってもよい。また、取得工程において、1つの電池モジュール20に含まれる複数の単電池の製造年月日の最大差が所定の年数を超える場合には、最大差が所定の年数を超える電池モジュールを、新しい電池モジュール20に交換した後、改めて、識別情報の取得を行ってもよい。
【0049】
次に、選択工程では、取得した識別情報に応じて、複数の制御部30のうちの1つを選択する。例えば本工程と対応する上記制御方法のステップS8等に記載の通り、メーカー名が同じ制御部30を選択してもよいし、識別情報と制御部30とが対応付けられた(紐づけされた)対応表に基づいて制御部30を選択してもよい。次に、接続工程では、選択した制御部30と、識別情報を取得した電池モジュール20と、を接続する。
【0050】
以上のような製造方法によれば、メーカーの異なる電池モジュール20が混在していても、識別情報に基づいて複数の制御部30のうちの1つと接続することで対応できる。したがって、種々の電池モジュール20を自由に組み合わせて用いることができ、電池モジュール20の選択の幅を広げることができる。
【0051】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。
【0052】
(第1変形例)例えば、上記した制御方法の第2判定(ステップS4)ないし製造方法の取得工程では、複数の単電池のメーカー名が同じか否かを判定していた。そして、製造方法では、メーカー名が異なる単電池を含む電池モジュール20を、新しい電池モジュール20に交換するようにしていた。しかしこれには限定されない。変形例において、識別情報に、メーカー名、製造国名、製造工場名が含まれる場合、これら3つの情報が全て同じか否かを判定するようにしてもよい。また、他の変形例において、識別情報に正極活物質材料等の材料情報が含まれる場合、正極活物質材料が同じか否かをさらに判定するようにしてもよい。
【0053】
(第2変形例)例えば、上記した制御方法の第3判定(ステップS6)ないし製造方法の取得工程では、複数の単電池の製造年月日の最大差が所定の年数以内であるかを判定していた。そして、製造方法では、最大差が所定の年数を超える単電池を含む電池モジュール20を、新しい電池モジュール20に交換するようにしていた。しかしこれには限定されない。変形例において、メーカー名や製造年月日の情報に基づいて、リコール対象の電池モジュール20ないし単電池であるか否かを判定するようにしてもよい。リコール対象であるか否かは、識別情報のなかのメーカー名および製造年月日の情報を、例えば上位制御部40あるいは外部の記憶装置(図示せず)に蓄積されたリコール対象の電池に関するデータベースと対比させることで判定し得る。データベースは、インターネット、イントラネット、またはその他のデータソースと接続され、随時更新させるように構成されていることが好ましい。この場合、製造方法では、リコール対象の単電池を含む電池モジュール20を、新しい電池モジュール20に交換した後、改めて、識別情報の取得するようにしてもよい。これにより、欠陥のある単電池(例えばリコール品)が混入したまま電源装置100を充放電することが防止できる。
【0054】
以上の通り、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項1:並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、上記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、複数の上記電池モジュールと複数の上記制御部との接続を制御する上位制御部と、を備えた電源装置の制御方法であって、上記上位制御部は、上記電池モジュールの上記識別情報を取得し、取得した上記識別情報に応じて複数の上記制御部のうちの1つを選択し、選択した上記制御部と、上記識別情報を取得した電池モジュールと、を接続するように構成されている、電源装置の制御方法。
項2:上記上位制御部は、上記電池モジュールの上記識別情報が取得できない場合、警告を行う、項1に記載の電源装置の制御方法。
項3:上記電池モジュールは、直列に接続された複数の単電池を含み、上記上位制御部は、上記電池モジュールを複数の上記制御部のうちの1つと接続した後、上記制御部に対して、上記電池モジュールに含まれる複数の上記単電池をバランシングする指示を送信し、上記制御部は、上記上位制御部からの指示に基づいて、複数の上記単電池をバランシングする、項1または項2に記載の電源装置の制御方法。
項4:複数の上記制御部は、それぞれ、上記バランシングを行った後、上記電池モジュールの充電状態(SOC:State of Charge)を算出して、上記上位制御部に送信し、上記上位制御部は、複数の上記制御部から上記SOCを受信し、上記SOCに基づいて上記電池モジュールの放電の順序を決定した後、複数の上記制御部に対して、上記決定した順序で上記放電の指示を送信する、項1~項3のいずれか1つに記載の電源装置の制御方法。
項5:上記上位制御部は、複数の上記電池モジュールの相互間ではバランシングを行わない、項1~項4のいずれか1つに記載の電源装置の制御方法。
項6:複数の上記電池モジュールのうち少なくとも1つは、車載用のリユース品であり、上記電源装置が定置用である、項1~項5のいずれか1つに記載の電源装置の制御方法。
項7:並列に接続され、かつ識別情報が付された複数の電池モジュールと、上記電池モジュールの充放電を制御する複数の制御部と、を備えた組立体を準備する準備工程と、上記電池モジュールの上記識別情報を取得する取得工程と、取得した上記識別情報に応じて、複数の上記制御部のうちの1つを選択する選択工程と、選択した上記制御部と、上記識別情報を取得した上記電池モジュールと、を接続する接続工程と、を含む、電源装置の製造方法。
項8:上記取得工程において、上記電池モジュールの上記識別情報が取得できない場合に、上記識別情報が取得できない電池モジュールを新しい電池モジュールに交換して、改めて上記識別情報を取得する、項7に記載の電源装置の製造方法。
項9:複数の上記電池モジュールのうち少なくとも1つは、車載用のリユース品であり、上記電源装置が定置用である、項7または項8に記載の電源装置の製造方法。
【符号の説明】
【0055】
20 電池モジュール
30 制御部
31 送受信部
32 充放電部
33 均等化部
34 SOC算出部
40 上位制御部
41 送受信部
42 取得部
43 第1判定部
44 第2判定部
45 第3判定部
46 選択部
47 接続部
48 放電順序決定部
49 通知部
50 マルチ切替スイッチ
60 表示画面
100 電源装置