特許 7091449 バッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-17

(45)【発行日】2022-06-27

(54)【発明の名称】バッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/04 20060101AFI20220620BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20220620BHJP

   H01M 10/637 20140101ALI20220620BHJP

   H01M 10/633 20140101ALI20220620BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20220620BHJP

   H01M 10/6571 20140101ALI20220620BHJP

【ＦＩ】

H02J7/04 L

H01M10/615

H01M10/637

H01M10/633

H01M10/625

H01M10/6571

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020514487

(86)(22)【出願日】2018-11-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-07-16

(86)【国際出願番号】 KR2018014154

(87)【国際公開番号】W WO2019103412

(87)【国際公開日】2019-05-31

【審査請求日】2019-11-20

(31)【優先権主張番号】10-2017-0158761

(32)【優先日】2017-11-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ドン・クン・クォン

【審査官】坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２５２９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１７－００４８９９１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５７６１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２５１７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－００７８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４６５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０６２７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４４８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２７０９７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第２０１６－０１２５８２９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１６－００６０９６７（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１６－０１１２０７３（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１５－００３０５０１（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１４－００９２９７８（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／０４

Ｈ０１Ｍ １０／６１５

Ｈ０１Ｍ １０／６３７

Ｈ０１Ｍ １０／６３３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６５７１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーと、
前記バッテリーが位置する空間の温度に基づいて、前記バッテリー間の充放電を制御して、前記バッテリーの温度が昇温可能な制御器と、
を備えてなるバッテリー装置において、
前記複数のバッテリーは、並列に接続され、前記並列に接続された複数のバッテリーの最終端子が前記発電電力ラインに接続され、
前記バッテリー装置は、前記バッテリーと接続され、前記バッテリーが位置する空間に温風を供給するように配設される温風器をさらに備え、
前記制御器は、前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給するように前記バッテリーの放電が制御可能であり、
前記制御器は、
前記バッテリーが位置する空間の温度が測定可能な感温部と、
前記感温部において測定された温度値と、予め設定された設定温度値とが比較可能な第１の比較部と、
前記第１の比較部において比較した結果に基づいて、前記複数のバッテリー間の充放及び放電並びに前記温風器への電流の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記比較において前記測定された温度値が前記設定温度値より大きい場合、前記制御部は、前記温風器を作動させないように制御され、
前記比較において前記測定された温度値が前記設定温度値以下である場合、前記制御部は、前記温風器を作動させるように制御され、
前記制御器は、
前記バッテリーの電圧が測定可能な電圧測定部と、
前記電圧測定部において測定された電圧値と、予め設定された設定電圧値とが比較可能な第２の比較部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第２の比較部において比較した結果において前記測定された電圧値が前記設定電圧値よりも大きい場合、前記温風器を作動させるように制御され、
前記制御部は、前記第２の比較部において比較した結果において前記測定された電圧値が前記設定電圧値以下である場合、前記温風器を作動させないように制御される、バッテリー装置。

【請求項2】

前記発電電力ラインに配設される第１のスイッチと、
前記温風器と前記バッテリーとの間に配設される第２のスイッチと、
をさらに備える請求項１に記載のバッテリー装置。

【請求項3】

前記複数のバッテリー間の電流の流れを制御するように、前記複数のバッテリーの間に配設される複数の補助スイッチをさらに備える請求項２に記載のバッテリー装置。

【請求項4】

前記比較において前記測定された温度値が前記設定温度値より大きい場合、前記制御部は、前記温風器を作動させないように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御し、
前記比較において前記測定された温度値が前記設定温度値以下である場合、前記制御部は、前記温風器を作動させるように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御する、請求項３に記載のバッテリー装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２の比較部において比較した結果において前記測定された電圧値が前記設定電圧値よりも大きい場合、前記温風器を作動させるように、に基づいて、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御し、
前記制御部は、前記第２の比較部において比較した結果において前記測定された電圧値が前記設定電圧値以下である場合、前記温風器を作動させないように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御する、請求項４に記載のバッテリー装置。

【請求項6】

外部発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーを設ける過程と、
前記複数のバッテリーが位置する空間の温度を測定する過程と、
測定された温度に基づいて、前記複数のバッテリー間の充放電を制御して、バッテリーの温度を昇温させる過程と、
を含み、
前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、
前記バッテリーと、前記バッテリーが位置する空間に温風を供給するように配設される温風器とを接続する過程と、
前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給する過程と、
をさらに含み、
前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、
前記温風器への電流を供給を中断させる過程と、
複数のバッテリーのうち放電済みのバッテリーに他のバッテリーの電流を供給する過程と、
複数のバッテリーのうち充電されるバッテリーと、放電されるバッテリーとを発熱させる過程と、
を含む、バッテリーにおける温度の調節方法。

【請求項7】

外部発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーを設ける過程と、
前記複数のバッテリーが位置する空間の温度を測定する過程と、
測定された温度に基づいて、前記複数のバッテリー間の充放電を制御して、バッテリーの温度を昇温させる過程と、
を含み、
前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、
前記バッテリーと、前記バッテリーが位置する空間に温風を供給するように配設される温風器とを接続する過程と、
前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給する過程と、
をさらに含み、
前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、
前記バッテリーの電圧を測定する過程と、
測定される電圧値を予め設定された電圧値と比較する過程と、
測定される電圧値が予め設定された電圧値よりも小さい場合、前記バッテリーと前記温風器との接続を遮断する過程と、
をさらに含む、バッテリーにおける温度の調節方法。

【請求項8】

前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、
前記複数のバッテリーと前記発電電力ラインとの接続を遮断する過程と、
前記複数のバッテリー間の充放電経路を形成して、バッテリーを発熱させる過程と、
を含む請求項６又は７に記載のバッテリーにおける温度の調節方法。

【請求項9】

前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給する過程は、
複数のバッテリーのうちの少なくとも一部を放電して前記温風器に電流を供給する過程と、
放電されるバッテリーを発熱させる過程と、
を含む請求項６又は７に記載のバッテリーにおける温度の調節方法。

【請求項10】

測定される前記バッテリーの電圧値を予め設定された電圧値と比較した後、
測定される前記バッテリーの前記電圧値が予め設定された電圧値よりも小さい場合、前記バッテリーと前記発電電力ラインとを接続して、前記バッテリーを充電する過程をさらに含む請求項７に記載のバッテリーにおける温度の調節方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法に関し、さらに詳しくは、バッテリーの温度の低下を防止することのできるバッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ノート型パソコン、ビデオカメラ、携帯電話などの携帯電子製品への需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用の蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化することに伴い、充放電が繰り返し行える高性能のバッテリー装置への取り組みが盛んに行われている。なお、最近、炭素エネルギーが次第に枯渇され、環境への関心が高まることに伴い、蓄えられた電力が効率よく活用可能なバッテリー装置に関心が集中しており、それに関する研究が盛んに行われている。

【0003】

バッテリー装置に配備されるバッテリーとして、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、及びリチウムイオン電池などが使用可能である。中でも、リチウムイオン電池は、充放電が自由にでき、自己放電率が非常に低い他、エネルギー密度が高いというメリットがあることから、脚光を浴びている。

【0004】

しかしながら、リチウムイオン電池は、充電または放電の過程が電気化学的な反応によって行われるため、周りの温度環境の条件に多大な影響を受ける。リチウムイオン電池が高温の環境に長時間に亘って晒される場合、充放電効率が低くなり、且つ、寿命が短縮される虞がある。なお、リチウムイオン電池の温度が昇温され過ぎる場合、発熱による電解質の分解、熱暴走現象などが生じる虞がある。この理由から、エアコンなどの冷却機を起動してリチウムイオン電池が高温の環境に晒されることを防止していた。

【0005】

逆に、リチウムイオン電池が低温の環境に晒される場合、放出される電流の量が減量されて、リチウムイオン電池の能力が低下するという問題が生じる虞がある。しかしながら、リチウムイオン電池の温度を降温させる技術に比べて、リチウムイオン電池の温度を昇温させる技術への取り組みが十分に行われていないのが現状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】韓国公開特許第２０１６－０１２５８２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、バッテリーの温度が容易に昇温可能なバッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法を提供する。

【0008】

本発明は、バッテリーの温度を調節するのに用いられるエネルギーの効率が向上可能なバッテリー装置及びバッテリーにおける温度の調節方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るバッテリー装置は、外部発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーと、前記バッテリーが位置する空間の温度に基づいて、バッテリー間の充放電を制御して、バッテリーの温度が昇温可能な制御器と、を備えてなり、前記複数のバッテリーは、並列に接続され、前記並列に接続された複数のバッテリーの最終端子が前記発電電力ラインに接続される。

【0010】

また、前記バッテリー装置は、前記バッテリーと接続され、前記バッテリーが位置する空間に温風を供給するように配設される温風器をさらに備え、前記制御器は、前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給するように前記バッテリーの放電が制御可能である。

【0011】

さらに、前記バッテリー装置は、前記発電電力ラインと前記バッテリーとの間に配設される第１のスイッチと、前記温風器と前記バッテリーとの間に配設される第２のスイッチと、をさらに備える。

【0012】

さらにまた、前記バッテリー装置は、前記複数のバッテリー間の電流の流れを制御するように、前記複数のバッテリーの間に配設される複数の補助スイッチをさらに備える。

【0013】

さらにまた、前記制御器は、前記バッテリーが位置する空間の温度が測定可能な感温部と、前記感温部において測定された温度値と、予め設定された設定温度値とが比較可能な第１の比較部と、前記第１の比較部において比較した結果に基づいて、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御する制御部と、を備える。

【0014】

さらにまた、前記制御器は、前記バッテリーの電圧が測定可能な電圧測定部と、前記電圧測定部において測定された電圧値と、予め設定された設定電圧値とが比較可能な第２の比較部と、をさらに備え、前記制御部は、前記第２の比較部において比較した結果に基づいて、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、及び前記複数の補助スイッチの作動を制御する。

【0015】

また、本発明に係るバッテリーにおける温度の調節方法は、発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーを設ける過程と、前記複数のバッテリーが位置する空間の温度を測定する過程と、測定された温度に基づいて、前記複数のバッテリー間の充放電を制御して、バッテリーの温度を昇温させる過程と、を含む。

【0016】

さらに、前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、前記複数のバッテリーと前記発電電力ラインとの接続を遮断する過程と、前記複数のバッテリー間の充放電経路を形成して、バッテリーを発熱させる過程と、を含む。

【0017】

さらにまた、前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、前記バッテリーと、前記バッテリーが位置する空間に温風を供給するように配設される温風器とを接続する過程と、前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給する過程と、をさらに含む。

【0018】

さらにまた、前記バッテリーから放電される電流のうちの少なくとも一部を前記温風器に供給する過程は、複数のバッテリーのうちの少なくとも一部を放電して前記温風器に電流を供給する過程と、放電されるバッテリーを発熱させる過程と、を含む。

【0019】

さらにまた、前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、前記温風器への電流の供給を中断させる過程と、複数のバッテリーのうち放電済みのバッテリーに他のバッテリーの電流を供給する過程と、複数のバッテリーのうち充電されるバッテリーと、放電されるバッテリーとを発熱させる過程と、を含む。

【0020】

さらにまた、前記複数のバッテリー間の充放電を制御する過程は、前記バッテリーの電圧を測定する過程と、測定される電圧値を予め設定された電圧値と比較する過程と、測定される電圧値が予め設定された電圧値よりも小さい場合、前記バッテリーと前記温風器との接続を遮断する過程と、をさらに含む。

【0021】

さらにまた、前記バッテリーにおける温度の調節方法は、測定される電圧値を予め設定された電圧値と比較した後、測定される電圧値が予め設定された電圧値よりも小さい場合、前記バッテリーと前記発電電力ラインとを接続して、前記バッテリーを充電する過程をさらに含む。

【0022】

さらにまた、前記複数のバッテリーが位置する空間の温度を測定する過程は、測定された温度値と予め設定された設定温度値とを比較する過程を含み、前記測定された温度に基づいて、バッテリーの温度を昇温させる過程は、測定された温度値が前記設定温度値以下である場合、前記バッテリーの温度を昇温させる過程を含む。

【発明の効果】

【0023】

本発明の実施形態によれば、バッテリーが低温の環境に晒される場合、バッテリーの温度を容易に昇温させることができる。このため、低い温度によりバッテリーの出力が低下するという問題を防止することができる。

【0024】

また、バッテリーの温度を昇温させるのに用いられるエネルギーを効率よく用いることができる。このため、エネルギーが無駄使いになるということを防止することができ、少ないエネルギーでバッテリーの温度を昇温させることができる。したがって、エネルギーの使用効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係るバッテリー装置の構造を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係るバッテリーにおける温度の調節方法を示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施形態に係るバッテリーにおいて、温風器に電流を供給する構造を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係るある一つのバッテリーから他のバッテリーへと電流を供給する構造を示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係る他のバッテリーからさらに他のバッテリーへと電流を供給する構造を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係るバッテリーを充電する構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を付し、図面は、本発明の実施形態を正確に説明するために大きさが部分的に誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。

【0027】

図１は、本発明の実施形態に係るバッテリー装置の構造を示す図である。

【0028】

図１を参照すると、本発明の実施形態に係るバッテリー装置１００は、発電電力ライン５１と接続されるバッテリー１１０、及び制御器１２０を備える。また、バッテリー装置１００は、温風器１３０、第１のスイッチ１４０、第２のスイッチ１５０、第３のスイッチ（図示せず）、及び複数の補助スイッチをさらに備えていてもよい。

【0029】

発電器５０は、バッテリー１１０に電力を供給するか、あるいは、バッテリー１１０から供給された電力を入力される。このため、バッテリー１１０内の電圧が十分ではない場合、発電電力ライン５１からバッテリー１１０へと電力を供給して、バッテリー１１０が充電可能である。バッテリー１１０内の電圧が十分である場合、バッテリー１１０が発電電力ライン５１へと電力を伝えることができる。このとき、発電器５０の代わりに、変電所、送電線が配備されてもよい。

【0030】

発電電力ライン５１は、発電器５０とバッテリー１１０とを電気的に接続する役割を果たす。このため、発電器５０の電力が発電電力ライン５１を介してバッテリー１１０に伝われ得る。

【0031】

バッテリー１１０は、発電電力ライン５１と電気的に接続される。バッテリー１１０は、発電電力ライン５１から供給される電力を蓄えてもよい。例えば、バッテリー１１０は、リチウムイオン電池であってもよい。

【0032】

また、バッテリー１１０は、複数配備されてもよい。複数のバッテリー１１０は、並列に接続されて互いに電気的に接続されてもよい。このため、一つのバッテリー１１０に蓄積された電流が他のバッテリー１１０に流れることができる。したがって、バッテリー１１０の間に電流が流れながら、バッテリー１１０が充放電可能である。このとき、並列に接続されたバッテリー１１０の最終端子が発電電力ライン５１と接続される。

【0033】

第１のスイッチ１４０は、発電電力ライン５１にまたはバッテリー１１０と発電器５０との間に配設される。このため、第１のスイッチ１４０は、発電器５０とバッテリー１１０との間の電気的な接続を遮断したり、電気的に接続したりできる。すなわち、第１のスイッチ１４０は、発電電力ライン５１とバッテリー１１０との接続をオン／オフにすることができる。したがって、第１のスイッチ１４０の作動を制御して、発電電力ライン５１からバッテリー１１０へと電力を供給したり、バッテリー１１０から発電電力ライン５１へと電力を伝えたりすることが中断可能である。

【0034】

補助スイッチ１６０は、複数のバッテリー１１０間の電流の流れを制御する役割を果たす。補助スイッチ１６０は、複数配備されて、複数のバッテリー１１０の間に配設されてもよい。補助スイッチ１６０は、バッテリー１１０が配備される数に見合う分だけ配備されてもよい。このため、補助スイッチ１６０の作動を制御して、並列に接続されたバッテリー１１０の間に電流を流すことができる。

【0035】

さらに、複数の補助スイッチ１６０は、第１のスイッチ１４０に接続されるラインと接続されてもよい。このため、複数の補助スイッチ１６０の作動を制御して、所望のバッテリー１１０にのみ発電電力ライン５１の電力を供給したり、所望のバッテリー１１０においてのみ発電電力ライン５１へと電力を伝えたりすることができる。

【0036】

温風器１３０は、バッテリー１１０が位置する空間に温風を供給する役割を果たす。温風器１３０は、バッテリー１１０と電気的に接続される。このとき、並列に接続されたバッテリー１１０の最終端子が温風器１３０と接続されてもよい。すなわち、並列に接続されたバッテリー１１０の最終端子が発電電力ライン５１及び温風器１３０と並列に接続されてもよい。したがって、バッテリー１１０から供給される電力により温風器１３０が作動して熱風を生じさせることができ、バッテリー１１０の温度を昇温させることができる。

【0037】

さらにまた、温風器１３０は、発熱体及びファンを備えていてもよい。発熱体は、熱を生じさせる役割を果たし、ファンは、発熱体の後方に配設されて前方のバッテリー１１０に向かって空気を押し出してもよい。このため、発熱体から熱を生じさせる状態で、ファンを作動させれば、穏やかな風がバッテリー１１０の保存空間に強制的に送られる。

【0038】

第２のスイッチ１５０は、温風器１３０とバッテリー１１０との間に配設される。このため、第２のスイッチ１５０は、温風器１３０とバッテリー１１０との間の電気的な接続を遮断したり、電気的に接続したりできる。すなわち、第２のスイッチ１５０は、温風器１３０とバッテリー１１０との接続をオン／オフにすることができる。したがって、第２のスイッチ１５０の作動を制御して、バッテリー１１０から温風器１３０へと電力を伝えたり伝えなかったりしながら、温風器１３０を作動させたり作動させなかったりできる。

【0039】

このとき、バッテリー１１０及び発電電力ライン５１は、電力を消費する装置（図示せず）と電気的に接続されてもよい。したがって、バッテリー１１０に蓄えられた電力や発電電力ライン５１が供給する電力が電力を消費する装置へと供給可能であり、電力を消費する装置が供給される電力により作動可能である。

【0040】

第３のスイッチは、電力を消費する装置とバッテリー１１０との間に配設される。また、第３のスイッチは、電力を消費する装置と発電電力ライン５１との間に配設される。このため、第３のスイッチは、電力を消耗する装置とバッテリー１１０とを電気的に接続しており、電力を消耗する装置と発電電力ライン５１とを電気的に接続したり、これらの接続を遮断したりできる。したがって、第３のスイッチの作動を制御して、電力を消耗する装置へと電力を供給したり、該装置への電力の供給を中断させたりできる。

【0041】

制御器１２０は、バッテリー１１０が位置する空間の温度に基づいて、バッテリー１１０間の充電及び放電を制御してもよい。このため、バッテリー１１０間の充電及び放電により生じる熱を用いて、バッテリー１１０の温度を昇温させることができる。

【0042】

また、制御器１２０は、バッテリー１１０から放電される電流のうちの少なくとも一部を温風器１３０に供給するように、バッテリー１１０の放電を制御してもよい。このため、制御器１２０は、バッテリー１１０を放電させて熱を生じさせながら、温風器１３０を作動させてバッテリー１１０が位置する空間に温風を供給することができる。したがって、バッテリー１１０が発熱するだけではなく、バッテリー１１０が保存される空間も加熱されて、バッテリー１１０の温度が速やかに昇温可能である。

【0043】

制御器１２０は、感温部１２１、第１の比較部１２２、及び制御部１２３を備える。なお、制御器１２０は、電圧測定部１２４、及び第２の比較部１２５をさらに備えていてもよい。

【0044】

感温部１２１は、バッテリー１１０が位置する空間の温度を測定してもよい。例えば、感温部１２１は、測温センサーであってもよく、バッテリー１１０が位置する空間に配設されてもよい。このため、感温部１２１を用いて、バッテリー１１０が位置する空間の温度をモニターリングすることができる。

【0045】

第１の比較部１２２は、感温部１２１と接続される。第１の比較部１２２は、感温部１２１において測定された温度値と、予め設定された設定温度値とを比較してもよい。設定温度値としては、－２０℃～０℃の値のうちのいずれか一つが選ばれてもよい。このため、測定される温度値が設定温度値よりも大きければ、バッテリー１１０が位置する空間の温度が常温であるため、バッテリー１１０が正常に作動可能であると判断することができる。したがって、バッテリー１１０の温度を昇温させる必要がないと判断することができる。

【0046】

これに対し、測定される温度値が設定温度値以下であれば、バッテリー１１０が位置する空間の温度が低温であるため、バッテリー１１０の出力が低下する虞があると判断してもよい。したがって、バッテリー１１０またはバッテリー１１０が位置する空間の温度を昇温させる作業を行わなければならないと判断することができる。

【0047】

制御部１２３は、第１の比較部１２２と接続される。このため、制御部１２３は、第１の比較部１２２において比較した結果に基づいて、バッテリー１１０間の充電及び放電並びに温風器１３０への電流の供給を制御することができる。すなわち、制御部１２３は、第１のスイッチ１４０、第２のスイッチ１５０、第３のスイッチ、及び複数の補助スイッチ１６０の作動を制御することができる。

【0048】

例えば、バッテリー１１０が位置する空間の温度が低温であると判断される場合、制御部１２３は、第１のスイッチ１４０及び第３のスイッチを切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と発電電力ライン５１との電気的な接続を遮断し、バッテリー１１０と電力を消耗する装置との電気的な接続を遮断してもよい。第２のスイッチ１５０を入れて、バッテリー１１０と温風器１３０とを電気的に接続してもよい。

【0049】

次いで、制御部１２３は、複数の補助スイッチ１６０のうちの少なくとも一部は入れ、他の一部は切ってもよい。その状態で、制御部１２３が第２のスイッチ１５０を入れると、複数のバッテリー１１０のうち、補助スイッチ１６０の入れられたバッテリー１１０から温風器１３０へと電流を放電させてもよい。このため、放電されるバッテリー１１０が発熱することができ、温風器１３０が作動してバッテリー１１０が保存された空間に温風を供給することができる。したがって、バッテリー１１０が保存された空間の温度が速やかに昇温可能である。

【0050】

次いで、補助スイッチ１６０の入れられたバッテリー１１０が完全に放電されれば、制御部１２３は、第２のスイッチ１５０を切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と温風器１３０との電気的な接続を遮断してもよい。このため、温風器１３０の作動が中断可能である。

【0051】

次いで、制御部１２３は、補助スイッチ１６０の作動を制御して、放電済みのバッテリー１１０と未放電のバッテリー１１０とを電気的に接続してもよい。このため、未放電のバッテリー１１０から放電済みのバッテリー１１０へと電流が供給可能である。未放電のバッテリー１１０は放電され、放電済みのバッテリー１１０は充電されながら、バッテリー１１０が発熱することができる。したがって、バッテリー１１０が常温の状態を保つことができる。

【0052】

バッテリー１１０が保存された空間の温度が常温まで昇温すれば、バッテリー１１０を充放電する作業を中断させてもよい。次いで、制御部１２３は、第１のスイッチ１４０や第３のスイッチを入れてもよい。すなわち、バッテリー１１０と発電電力ライン５１とを電気的に接続したり、バッテリー１１０と電力を消耗する装置とを電気的に接続したりしてもよい。

【0053】

電圧測定部１２４は、バッテリー１１０の電圧を測定してもよい。例えば、電圧測定部１２４は、バッテリー１１０の電圧が検出可能な検出器であってもよい。電圧測定部１２４は一つ配備されて複数のバッテリー１１０の全体の電圧を測定してもよい。あるいは、電圧測定部１２４は複数配備されて各バッテリー１１０の電圧を測定し、測定された値の平均を算出して複数のバッテリー１１０の全体の電圧を測定してもよい。このため、電圧測定部１２４を用いて、バッテリー１１０の全体の電圧状態をモニタリングすることができる。

【0054】

第２の比較部１２５は、電圧測定部１２４と接続される。第２の比較部１２５は、電圧測定部１２４において測定された電圧値と、予め設定された設定電圧値とを比較してもよい。設定値としては、緩衝されたバッテリー１１０の電圧１００％に対して、４０～６０％の大きさの値のうちのいずれか一つが選ばれてもよい。このため、測定される電圧値が設定電圧値よりも大きければ、バッテリー１１０が完全に放電されるリスクがないと判断することができる。したがって、バッテリー１１０の温度を昇温させる作業を中断させる必要がないと判断することができる。

【0055】

これに対し、測定される電圧値が設定電圧値以下であれば、バッテリー１１０が完全に放電されるリスクがあると判断してもよい。したがって、バッテリー１１０の温度を昇温させる作業を中断させて、バッテリー１１０が放電されることを防止しなければならないと判断することができる。

【0056】

このとき、制御部１２３は、第２の比較部１２５とも接続される。このため、制御部１２３は、第２の比較部１２５において比較した結果に基づいて、バッテリー１１０間の充放電及び温風器１３０への電流の供給を制御することができる。すなわち、制御部１２３は、第１のスイッチ１４０、第２のスイッチ１５０、第３のスイッチ、及び複数の補助スイッチ１６０の作動を制御することができる。

【0057】

例えば、バッテリー１１０の全体が放電されるリスクがあると判断される場合、制御部１２３は、第２のスイッチ１５０及び第３のスイッチを切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と電力を消耗する装置との電気的な接続を遮断し、バッテリー１１０と温風器１３０との電気的な接続を遮断してもよい。

【0058】

次いで、制御部１２３は、補助スイッチ１６０をすべて入れた状態で、第１のスイッチ１４０を入れてもよい。すなわち、バッテリー１１０を電気的にすべて接続した状態で、バッテリー１１０と発電電力ライン５１とを電気的に接続してもよい。このため、発電電力ライン５１がバッテリー１１０に電力を供給して、バッテリー１１０が充電可能である。

【0059】

一方、バッテリー１１０が位置する空間の温度が低温であると判断されるとともに、バッテリー１１０の全体が放電されるリスクがあると判断される場合、制御部１２３は、第１のスイッチ１４０、第２のスイッチ１５０、及び補助スイッチ１６０をすべて入れた状態で第３のスイッチのみを切ってもよい。このため、発電電力ライン５１から供給する電力がバッテリー１１０を充電しながら、温風器１３０を作動させて、バッテリー１１０が位置する空間に温風を供給することができる。

【0060】

このように、バッテリー１１０が低温の環境に晒される場合、自動的にバッテリー１１０の温度を容易に昇温させることができる。このため、低い温度によりバッテリー１１０の出力が低下するという問題を防止することができる。また、バッテリー１１０の温度を昇温させるのに用いられるエネルギーを効率よく用いることができる。このため、エネルギーが無駄使いになるということを防止することができ、少ないエネルギーでバッテリーの温度を昇温させることができる。したがって、エネルギーの使用効率が向上する。

【0061】

図２は、本発明の実施形態に係るバッテリーにおける温度の調節方法を示すフローチャートであり、図３は、本発明の実施形態に係るバッテリーにおいて、温風器に電流を供給する構造を示す図であり、図４は、本発明の実施形態に係るある一つのバッテリーから他のバッテリーへと電流を供給する構造を示す図であり、図５は、本発明の実施形態に係る他のバッテリーからさらに他のバッテリーへと電流を供給する構造を示す図であり、図６は、本発明の実施形態に係るバッテリーを充電する構造を示す図である。以下、本発明の実施形態に係るバッテリーにおける温度の調節方法について説明する。

【0062】

図２を参照すると、本発明の実施形態に係るバッテリーにおける温度の調節方法は、発電機と接続される発電電力ラインに接続される複数のバッテリーを設ける過程（Ｓ１１０）と、複数のバッテリーが位置する空間の温度を測定する過程（Ｓ１２０）、及び測定された温度に基づいて、複数のバッテリー間の充電及び放電を制御して、バッテリーの温度を昇温させる過程（Ｓ１３０）を含む。

【0063】

このとき、バッテリーの温度の調節は、休止期間（Ｒｅｓｔ）に行われてもよい。すなわち、バッテリーが充電及び放電をしないことからバッテリーの発熱がないので、休止期間にバッテリーが容易に低温状態になる。したがって、休止期間にバッテリーが位置する空間の温度に基づいて、バッテリーの温度を昇温させる作業を行うことができる。

【0064】

また、本発明の実施形態においては、バッテリーが第１のバッテリー、第２のバッテリー、及び第３のバッテリーを備え、補助スイッチが第１の補助スイッチ、第２の補助スイッチ、及び第３の補助スイッチを備える場合を例にとって説明する。しかし、バッテリー及び補助スイッチが配備される個数はこれに何ら限定されることなく、種々に変更可能である。

【0065】

感温部を用いて、バッテリーが位置する空間の温度をリアルタイムにてモニタリングしてもよい。感温部において測定される温度値と、予め設定された設定温度値とを比較してもよい。設定温度値としては、－２０℃～０℃の値のうちのいずれか一つが選ばれてもよい。このため、測定される温度値が設定温度値よりも大きければ、バッテリーが位置する空間の温度が常温であるため、バッテリーが正常に作動可能であると判断することができる。したがって、バッテリーの温度を昇温させる必要がないと判断することができる。

【0066】

これに対し、測定される温度値が設定温度値以下であれば、バッテリーが位置する空間の温度が低温であるため、バッテリーの出力が低下する虞があると判断してもよい。したがって、バッテリーまたはバッテリーが位置する空間の温度を昇温させる作業を行わなければならないと判断することができる。

【0067】

バッテリーが位置する空間の温度が低温であると判断される場合、図３に示すように、第１のスイッチ１４０及び第３のスイッチを切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と発電電力ライン５１との電気的な接続を遮断し、バッテリー１１０と電力を消耗する装置との電気的な接続を遮断してもよい。第２のスイッチ１５０は入れて、バッテリー１１０と、バッテリー１１０が位置する空間に温風を供給するように配設される温風器１３０とを電気的に接続してもよい。

【0068】

このとき、第１の補助スイッチ１６１を切り、第２の補助スイッチ１６２と第３の補助スイッチ１６３は入れてもよい。したがって、第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３のみが温風器１３０と電気的に接続され、第１のバッテリー１１１と温風器１３０とは電気的に接続されない。このため、第２のバッテリー１１２と第３のバッテリー１１３から放電される電流が温風器１３０へと供給されて、温風器１３０を作動させることができる。

【0069】

第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３は放電されながら発熱してもよく、温風器１３０が作動してバッテリー１１０が保存された空間に温風を供給してもよい。したがって、バッテリー１１０が保存された空間が二重に加熱されて温度が速やかに昇温可能である。このため、第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３の電力を効率よく用いて温度を昇温させることができる。

【0070】

次いで、第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３が放電されれば、図４に示すように、第２のスイッチ１５０を切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と温風器１３０との電気的な接続を遮断してもよい。このため、温風器１３０への電流の供給が中断されて温風器１３０の作動が中断可能である。

【0071】

次いで、バッテリー１１０の間に電流を流し込んでバッテリー１１０が充放電できるように、バッテリー１１０間の充放電経路を形成してもよい。すなわち、複数のバッテリー１１０のうち放電済みのバッテリー１１０に、未放電の他のバッテリー１１０の電流を流してもよい。このため、充電されるバッテリーと、放電されるバッテリー１１０とが発熱して、バッテリー１１０が位置する空間の温度が昇温可能になる。

【0072】

例えば、第１の補助スイッチ１６１及び第２の補助スイッチ１６２を入れた状態で、第３の補助スイッチ１６３を切ってもよい。このため、第１のバッテリー１１１と第２のバッテリー１１２とは電気的に接続され、第３のバッテリー１１３は、第１のバッテリー１１１及び第２のバッテリー１１２と電気的に接続されないことが可能になる。

【0073】

未放電の第１のバッテリー１１１の内部の電圧の方が、放電済みの第２のバッテリー１１２の内部の電圧よりも高いため、第１のバッテリー１１１から第２のバッテリー１１２へと電流が流れ込む。このため、第１のバッテリー１１１は放電され、第２のバッテリー１１２は充電されながら、第１のバッテリー１１１と第２のバッテリー１１２とが発熱することができる。第１のバッテリー１１１及び第２のバッテリー１１２の電圧が等しくなると、電流の供給が中断されてもよい。

【0074】

次いで、図５に示すように、第１の補助スイッチ１６１を切った状態で、第３のスイッチを入れてもよい。このため、第２のバッテリー１１２と第３のバッテリー１１３とは電気的に接続され、第１のバッテリー１１１は、第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３と電気的に接続されないことが可能になる。

【0075】

第１のバッテリー１１１により充電された第２のバッテリー１１２の内部の電圧の方が、放電済みの第３のバッテリー１１３の内部の電圧よりも高いため、第２のバッテリー１１２から第３のバッテリー１１３へと電流が流れ込む。このため、第２のバッテリー１１２は放電され、第３のバッテリー１１３は充電されながら、第２のバッテリー１１２と第３のバッテリー１１３とが発熱することができる。第２のバッテリー１１２及び第３のバッテリー１１３の電圧が等しくなると、電流の供給が中断されてもよい。

【0076】

第２のバッテリー１１２の電圧が第１のバッテリー１１１の電圧よりも低くなったため、第２のバッテリー１１２と第３のバッテリー１１３との電気的な接続を遮断し、第１のバッテリー１１１と第２のバッテリー１１２とを電気的に再び接続してもよい。このため、第１のバッテリー１１１から第２のバッテリー１１２へと電流が流れ込みながら、第１のバッテリー１１１は放電され、第２のバッテリー１１２は充電される。したがって、第１のバッテリー１１１と第２のバッテリー１１２とが発熱することができる。

【0077】

次いで、このような充電及び放電を繰り返し行って、バッテリー１１０を発熱させてもよい。したがって、温風器１３０により昇温された温度を、バッテリー１１０間の充放電により生じる熱を用いて保つことができる。このため、バッテリー１１０が位置する空間が常温に保たれ得る。バッテリー１１０が保存された空間の温度が所定の温度まで昇温するか、あるいは、所定の温度に保たれれば、バッテリー１１０を充放電する作業を中断させてもよい。

【0078】

一方、バッテリー１１０の温度を昇温させる作業を行うとき、電圧測定部においてバッテリー１１０の電圧を測定して、リアルタイムにてモニタリングしてもよい。電圧測定部において測定された電圧値と、予め設定された設定電圧値とを比較してもよい。設定値としては、緩衝されたバッテリー１１０の電圧１００％に対して、４０～６０％の大きさの値のうちのいずれか一つが選ばれてもよい。このため、測定される電圧値が設定電圧値よりも大きければ、バッテリー１１０が完全に放電されるリスクがないと判断することができる。したがって、バッテリー１１０の温度を昇温させる作業を中断させる必要がないと判断することができる。

【0079】

これに対し、測定される電圧値が設定電圧値以下であれば、バッテリー１１０が完全に放電されるリスクがあると判断してもよい。したがって、バッテリー１１０の温度を昇温させる作業を中断させて、バッテリー１１０が放電されることを防止しなければならないと判断することができる。

【0080】

温風器１３０を作動させるとき、測定される電圧値が設定電圧値以下であれば、第２のスイッチ１５０を切ってもよい。すなわち、バッテリー１１０と温風器１３０との電気的な接続を遮断してもよい。このため、バッテリー１１０から温風器１３０へと電流が放電されないことが可能になり、バッテリー１１０の電圧が低くなることを防止することができる。

【0081】

次いで、補助スイッチ１６０をすべて入れた状態で、第１のスイッチ１４０を入れてもよい。すなわち、バッテリー１１０と発電電力ライン５１とを電気的に接続してもよい。このため、図６に示すように、発電電力ライン５１からバッテリー１１０へと電力を供給して、バッテリー１１０がすべて放電されないうちに充電可能になる。このとき、第３のスイッチは切られた状態にある。

【0082】

また、バッテリー１１０が位置する空間の温度が低温であるとも判断されるとともに、バッテリー１１０の全体が放電されるリスクがあると判断される場合、第１のスイッチ１４０、第２のスイッチ１５０、及び補助スイッチ１６０をすべて入れた状態で第３のスイッチのみを切ってもよい。このため、発電電力ライン５１から供給する電力がバッテリー１１０を充電しながら、温風器１３０を作動させてバッテリー１１０が位置する空間に温風を供給することができる。したがって、バッテリー１１０の充電と、バッテリー１１０が位置する空間の温度を昇温させる作業とが同時に行われることが可能になる。

【0083】

このように、バッテリー１１０が低温の環境に晒される場合、自動的にバッテリー１１０の温度を容易に昇温させることができる。このため、低い温度によりバッテリー１１０の出力が低下するという問題を防止することができる。なお、バッテリー１１０の温度を昇温させるのに用いられるエネルギーを効率よく使用可能である。このため、エネルギーが無駄使いになるということを防止することができ、少ないエネルギーでバッテリーの温度を昇温させることができる。したがって、エネルギーの使用効率が向上する。

【0084】

以上、本発明の好適な実施形態について図示して説明したが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形が行え、且つ、均等な他の実施形態が採用可能であるということが理解できる筈である。よって、本発明の技術的な保護範囲は、次の特許請求の範囲によって定められるべきである。

【符号の説明】

【0085】

５０ 発電器
５１ 発電電力ライン
１００ バッテリー装置
１１０ バッテリー
１１１ 第１のバッテリー
１１２ 第２のバッテリー
１１３ 第３のバッテリー
１２０ 制御器
１２１ 感温部
１２２ 第１の比較部
１２３ 制御部
１２４ 電圧測定部
１２５ 第２の比較部
１３０ 温風器
１４０ 第１のスイッチ
１５０ 第２のスイッチ
１６０ 補助スイッチ
１６１ 第１の補助スイッチ
１６２ 第２の補助スイッチ
１６３ 第３の補助スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】