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公開番号2025099172
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215615
出願日2023-12-21
発明の名称バッテリユニット充放電制御装置、充放電制御方法及び充放電制御プログラム
出願人株式会社堀場製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】容量又は抵抗が異なる複数のバッテリが混在して接続されたバッテリユニットの充電又は放電を行う場合に、一部のバッテリに過電流が流れたり、又は、一部のバッテリが過充電又は過放電になることを防ぐ。
【解決手段】抵抗又は容量が異なる複数のバッテリが設けられているバッテリ配線によって母線に接続されたバッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置であって、前記バッテリ配線に設けられ、前記バッテリと前記母線とを導通させるオン状態及び前記バッテリと前記母線とを遮断するオフ状態とに切り替わる配線スイッチと、前記バッテリに流れる電流値を取得する電流取得部と、前記電流取得部が取得した前記電流値に基づいて前記配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、複数の前記バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を複数の前記バッテリに流すバッテリ電流制御部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
抵抗又は容量が異なる複数のバッテリが設けられているバッテリ配線によって母線に接続されたバッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置であって、
前記バッテリ配線に設けられ、前記バッテリと前記母線とを導通させるオン状態及び前記バッテリと前記母線とを遮断するオフ状態とに切り替わる配線スイッチと、
前記バッテリに流れる電流を取得する電流取得部と、
前記電流取得部が取得した前記電流値に基づいて前記配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、複数の前記バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を複数の前記バッテリに流すバッテリ電流制御部とを備える、バッテリユニット充放電制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記配線スイッチと前記バッテリとの間に介在するリアクトルと、
前記バッテリと並列に接続されるダイオードとをさらに備え、
前記オフ状態では前記リアクトルを介して前記ダイオードに電流が流れ、前記オン状態では前記配線を介して前記母線間に電流が流れる、請求項１に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項３】
前記バッテリ電流制御部は、前記電流値が所定の第１閾値よりも大きい場合に前記配線スイッチをオフ状態にし、前記第１閾値よりも小さい閾値である第２閾値よりも前記電流値が小さい場合に前記配線スイッチをオン状態にする、請求項１又は２に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項４】
複数の前記バッテリが直列に前記母線に接続される、請求項１乃至３の何れか一項に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項５】
一端が前記配線スイッチと前記バッテリとの間の前記配線に接続され、他端が前記バッテリと前記母線との間に接続される分流回路をさらに備え、
前記オン状態において前記配線を介して前記母線間に電流が流れ、前記オフ状態において前記分流回路を介して前記母線間に電流が流れる、請求項４に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項６】
前記分流回路は、
前記バッテリ配線と前記分流回路との電気的な接続及び遮断を行う分流スイッチと、
前記分流スイッチに接続されている分流リアクトルと、
前記分流リアクトルと並列に設けられている分流ダイオードとを備え、
前記オン状態において、前記分流スイッチが開放されるとともに、前記分流リアクトルから前記分流ダイオードに電流が流れる、請求項５に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項７】
前記母線と前記配線スイッチとの間に設けられ、前記分流回路と並列に接続されているコンデンサをさらに備える、請求項５又は６の何れか一項に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項８】
複数の前記バッテリが前記母線に並列に接続される、請求項１乃至３の何れか一項に記載のバッテリユニット充放電制御装置。
【請求項９】
抵抗又は容量が異なる複数のバッテリが設けられているバッテリ配線によって母線に接続されたバッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置を用いた充放電制御方法であって、
前記バッテリユニット充放電制御装置は、
前記バッテリ配線に設けられ、前記バッテリと前記母線とを導通させるオン状態及び前記バッテリと前記母線とを遮断するオフ状態とに切り替わる配線スイッチを備え、
前記充放電制御方法は、
前記バッテリに流れる電流値を取得し、
取得した前記電流値に基づいて前記配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、複数の前記バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を複数の前記バッテリに流す、充放電制御方法。
【請求項１０】
抵抗又は容量が異なる複数のバッテリが設けられているバッテリ配線によって母線に接続されたバッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置に用いられる充放電制御プログラムであって、
前記バッテリユニット充放電制御装置は、
前記バッテリ配線に設けられ、前記バッテリと前記母線とを導通させるオン状態及び前記バッテリと前記母線とを遮断するオフ状態とに切り替わる配線スイッチを備え、
前記充放電制御プログラムは、
前記バッテリに流れる電流値を取得する電流取得部としての機能と、
前記電流取得部が取得した前記電流値に基づいて前記配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、複数の前記バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を複数の前記バッテリに流すバッテリ電流制御部としての機能とをコンピュータに発揮させる、充放電制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリユニット充放電制御装置、バッテリユニット充放電制御方法及びバッテリユニット充放電制御プログラムに関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数のバッテリを接続したバッテリユニットを用いて、当該バッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置がある。
【０００３】
この種のバッテリユニット充放電制御装置としては、複数のバッテリを直列に接続して、各バッテリのメンテナンスを効率的に行うものが挙げられる（例えば特許文献１）。また、この種のバッテリユニット充放電制御装置としては、複数のバッテリを並列に接続して、当該複数のバッテリを効率的に充放電させるものが挙げられる（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１８２３３６号公報
特開２０２１－０１３２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えばリユースバッテリといった、容量又は抵抗が異なる複数のバッテリが混在して接続された状態で、これら複数のバッテリの充電又は放電を行う場合、一部のバッテリに過電流が流れたり、一部のバッテリが過充電又は過放電になり、故障や火災等の恐れがある。そこで従来では、一部のバッテリに過電流が流れたり、一部のバッテリが過充電又は過放電になることを防ぐために、予め各バッテリの容量を解析したり又は抵抗を測定することによって、容量又は抵抗が近しいバッテリ同士を接続するといったバッテリのグルーピングをする必要があった。従って、従来では、容量又は抵抗が異なる複数のバッテリが混在して接続された状態で、一部のバッテリに過電流が流れたり、一部のバッテリが過充電又は過放電になることを抑制しつつ、これら複数のバッテリの充電又は放電を行うことは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、容量又は抵抗が異なる複数のバッテリが混在して接続されたバッテリユニットの充電又は放電を行う場合に、一部のバッテリに過電流が流れたり、又は、一部のバッテリが過充電又は過放電になることを防ぐことをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係るバッテリユニット充放電制御装置は、抵抗又は容量が異なる複数のバッテリが設けられているバッテリ配線によって母線に接続されたバッテリユニットの充電又は放電を制御するバッテリユニット充放電制御装置であって、前記バッテリ配線に設けられ、前記バッテリと前記母線とを導通させるオン状態及び前記バッテリと前記母線とを遮断するオフ状態とに切り替わる配線スイッチと、前記バッテリに流れる電流値を取得する電流取得部と、前記電流取得部が取得した前記電流値に基づいて前記配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、複数の前記バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を複数の前記バッテリに流すバッテリ電流制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このようなバッテリユニット充放電制御装置であれば、バッテリ電流制御部がバッテリに流れる電流値に基づいて配線スイッチのオンオフを切り替えることによって、各バッテリの抵抗又は容量に応じた電流を各バッテリに流すので、一部のバッテリが過充電されたり又は過電流が流れたりすることを防ぐことができる。従って、容量又は抵抗が異なる複数のバッテリが混在して接続された状態で、一部のバッテリに過電流が流れたり、一部のバッテリが過充電又は過放電になることを抑制しつつ、これら複数のバッテリの充電又は放電を行うことができる。
また、容量又は抵抗が近しいバッテリ同士を接続するといったバッテリのグルーピングをする必要がなくなるので、バッテリの履歴解析又はバッテリの劣化解析といった煩雑で時間のかかる解析を不要とすることができる。その結果、バッテリユニットの設計又は構築に必要な工数を削減することができる。
加えて、バッテリのグルーピングをする必要がないので、バッテリユニットを構成する例えばリユースバッテリといった、容量又は抵抗が異なる複数のバッテリを同じグループ内から選定する必要がない。その結果、バッテリユニットの設計又は構築をする際のバッテリユニットを構成するバッテリの選定の自由度を従来よりも増加させることができる。
【０００９】
抵抗又は容量に応じた電流を複数のバッテリに流すための具体的な態様としては、前記配線スイッチと前記バッテリとの間に介在するリアクトルと、前記バッテリと並列に接続されるダイオードとをさらに備え、前記オフ状態では前記リアクトルを介して前記ダイオードに電流が流れ、前記オン状態では前記配線を介して前記母線間に電流が流れるものが挙げられる。
【００１０】
このような構成であれば、配線スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わると、母線とバッテリとの間に流れる電流は遮断される一方、リアクトルを介して、ダイオードに流れる電流を緩やかに減少させることができる。また、配線スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わると、母線とバッテリとの間に電流が流れ、リアクトルによって、母線間に流れる電流を緩やかに増加させることができる。その結果、配線スイッチがオン状態及びオフ状態の間で切り替わる際の急激な電流変化を抑制することができるので、電流変化に伴うバッテリ又は配線スイッチの故障を防ぐことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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