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JP7191873B2 - 充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法及び充放電制御プログラム - Google Patents

充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法及び充放電制御プログラム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法及び充放電制御プログラムに関する。
情報関連機器及び通信機器等の普及に伴い、二次電池が、機器の電源として広く普及している。また、二次電池は、電気自動車（ＥＶ）及び自然エネルギー等の分野にも、活用されている。特に、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、かつ、小型化が可能であるため、幅広く使用されている。リチウムイオン二次電池では、正極活物質及び負極活物質がリチウムイオンを吸蔵及び放出することにより、電気エネルギーが貯蔵及び放出される。充電時には、正極から放出されたリチウムイオンが負極で吸蔵され、放電時には、負極から放出されたリチウムイオンが正極で吸蔵される。
リチウムイオン二次電池等の二次電池では、複数の単セルを電気的に直列に接続することにより、高電圧化及び高容量化が実現される。また、複数のセルブロックが互いに対して電気的に並列に接続された組電池が、電源として用いられることがある。この場合、セルブロックのそれぞれは、１つ以上の単セルを備える。また、セルブロックが複数の単セルを備える場合、セルブロックでは、複数の単セルの直列接続構造のみが形成されるか、又は、複数の単セルの直列接続構造及び並列接続構造の両方が形成される。
複数のセルブロックが並列に接続される組電池では、セルブロック間で同一種類の単セルを用い、かつ、セルブロック間で単セルの数及び接続構造が同一であっても、セルブロック間で単セルの容量及び内部抵抗等の性能が異なったり、接続される配線の抵抗がセルブロック間で異なったりする。このため、組電池では、セルブロックごとに、性能が異なる可能性がある。また、充放電を繰返すことにより、セルブロック間で劣化の度合いが異なり、容量及び内部抵抗等の性能がセルブロック間でばらつく可能性がある。組電池では、性能がセルブロック間でばらついても、セルブロック間で電流負荷が過度に大きくばらつくことが防止され、セルブロック間での劣化のばらつきの拡大が抑制されることが、求められている。
特開２０１４－１９３０４０号公報 特開２０１２－２５１８０６号公報
本発明が解決しようとする課題は、複数のセルブロックが並列に接続される組電池において、セルブロック間で電流負荷が過度に大きくばらつくことを防止する充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法及び充放電制御プログラムを提供することにある。
実施形態によれば、１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御装置が提供される。充放電制御装置のコントローラは、セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、セルブロックのそれぞれの電流負荷又は電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する。
実施形態によれば、１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御方法が提供される。充放電制御方法では、セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、セルブロックのそれぞれの電流負荷又は電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、セルブロックのそれぞれに流れる電流が制御される。
実施形態によれば、１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電においてコンピュータに実行させる充放電制御プログラムが提供される。充放電制御プログラムでは、コンピュータに、セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、セルブロックのそれぞれの電流負荷又は電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御させる。
図１は、第１の実施形態に係る充放電システムを示す概略図である。 図２は、図１の充放電システムの組電池の回路モデルを示す概略図である。 図３Ａは、２個のセルブロックが設けられる組電池のモデルを用いた演算において設定された、セルブロックのそれぞれの開回路電圧特性、及び、組電池の電圧特性を示す概略図である。 図３Ｂは、図３Ａの演算において算出された、セルブロックのそれぞれを流れる電流のＳＯＣに対する変化を示す概略図である。 図３Ｃは、図３Ａの演算において算出された、セルブロックのそれぞれの電流負荷のＳＯＣに対する変化を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係るコントローラによって、組電池の充放電制御において行われる処理を示すフローチャートである。 図５は、第２の実施形態に係る充放電システムを示す概略図である。 図６は、第２の実施形態に係るコントローラによって、組電池の充放電制御において行われる処理を示すフローチャートである。 図７は、第３の実施形態に係る充放電システムを示す概略図である。 図８は、第３の実施形態に係るコントローラによって、組電池の充放電制御において行われる処理を示すフローチャートである。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る充放電システム１を示す。図１に示すように、充放電システム１は、組電池２、負荷及び電源（符号３で示す）、電流測定部（電流測定回路）５、電圧測定部（電圧測定回路）６、充放電制御装置７及び駆動回路８を備える。組電池２は、複数のセルブロックＢ１～Ｂｎを備える。組電池２では、セルブロックＢ１～Ｂｎは、互いに対して電気的に並列に接続される。
セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれは、１つ以上の単セル１１を備える。単セル１１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。図１の一例では、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれにおいて、複数の単セル１１が電気的に直列に接続され、複数の単セル１１の直列接続構造が形成される。そして、セルブロックＢ１～Ｂｎでは、直列接続される単セル１１の数が、互いに対して同一になる。なお、ある一例では、セルブロックＢ１～Ｂｎのいずれかは、１つの単セル１１のみから形成されてもよい。また、別のある一例では、セルブロックＢ１～Ｂｎのいずれかにおいて、複数の単セル１１の直列接続構造に加えて、複数の単セル１１が電気的に並列に接続される並列接続構造が形成されてもよい。
組電池２は、充放電可能である。組電池２に電源から電力が供給されることにより、組電池２が充電される。また、組電池２から放電された電力は、負荷に供給される。組電池２は、電子機器、車両及び定置用電源装置等に搭載される。組電池２を充電する電力を供給する電源としては、組電池２とは別体の電池、及び、発電機等が挙げられる。また、組電池２から放電された電力が供給される負荷としては、電動機及び照明機器等が挙げられる。ある一例では、電動発電機が、電源及び負荷の両方として機能してもよい。電流測定部５は、組電池２に流れる電流Ｉを検出及び測定する。電圧測定部６は、組電池２に印加される電圧Ｖｃを検出及び測定する。
充放電制御装置７は、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、コンピュータを構成し、プロセッサ及び記憶媒体を備える。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイコン、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のいずれかを含む。記憶媒体には、メモリ等の主記憶装置に加え、補助記憶装置が含まれ得る。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、及び、半導体メモリ等が挙げられる。コントローラ１２では、プロセッサ及び記憶媒体のそれぞれは、１つであってもよく、複数であってもよい。コントローラ１２のプロセッサは、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。また、コントローラ１２のプロセッサによって実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークを介して接続されたコンピュータ（サーバ）、又は、クラウド環境のサーバ等に格納されてもよい。この場合、プロセッサは、ネットワーク経由でプログラムをダウンロードする。ある一例では、充放電制御装置７は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ等から形成される。
コントローラ１２は、組電池２に流れる電流Ｉの電流測定部５による測定値、及び、組電池２に印加される電圧Ｖｃの電圧測定部６による測定値を取得する。電流測定部５での電流Ｉの測定、及び、電圧測定部６での電圧Ｖｃの測定は、例えば、所定のタイミングで、定期的に行われる。このため、コントローラ１２は、電流Ｉの測定値、及び、電圧Ｖｃの測定値を、所定のタイミングで定期的に取得する。したがって、電流Ｉの時間変化（時間履歴）、及び、電圧Ｖｃの時間変化（時間履歴）が、コントローラ１２によって、取得される。また、コントローラ１２は、駆動回路８の駆動を制御することにより、組電池２の充放電を制御する。これにより、組電池２の充電及び放電のそれぞれにおいて、組電池２を流れる電流が制御される。
また、コントローラ１２は、電流負荷判断部１３及び充放電制御部１５を備える。電流負荷判断部１３及び充放電制御部１５は、コントローラ１２のプロセッサ等によって行われる処理の一部を、実施する。電流負荷判断部１３は、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの電流負荷に関連する判断を行う。電流負荷に関連する判断は、所定のタイミングで定期的に行われる。充放電制御部１５は、電流負荷判断部１３での判断結果に基づいて、駆動回路８の駆動を制御し、組電池２の充放電を制御する。
図２は、ｎ個のセルブロックＢ１～Ｂｎが互いに対して並列に接続された組電池２の回路モデルを示す。ここで、図２に示すモデルにおいて、組電池２全体の電圧をＶｃとし、組電池２に流れる電流をＩとする。また、セルブロックＢｋ（ｋは１～ｎの任意の１つ）の充電量Ｑｋ、充電量Ｑｋを変数とするセルブロックＢｋの開回路電圧Ｖｋ（Ｑｋ）、セルブロックＢｋの配線を含めた内部抵抗Ｒｋ、セルブロックＢｋに流れる電流ｉｋを、規定する。図２のモデルでは、以下の式（１）及び式（２）が成立する。なお、充電量Ｑは、例えば、ＳＯＣ（State Of Charge）が０％の状態を基準（ゼロ）として示され、充電量Ｑの単位は、例えば、（ｍＡ・ｈ）又は（Ａ・ｈ）等になる。
Figure 0007191873000001
ここで、式（１）のｄｔは、微小時間を示す。そして、式（３）で示す一次近似の関係を用いて式（１）及び式（２）を整理すると、式（４）及び式（５）の関係が成立する。
Figure 0007191873000002
したがって、内部抵抗Ｒ１～Ｒｎ、開回路電圧Ｖ１（Ｑ１）～Ｖｎ（Ｑｎ）、及び、開回路電圧Ｖ１（Ｑ１）～Ｖｎ（Ｑｎ）の充電量Ｑでの一次微分値Ｖ１´（Ｑ１）～Ｖｎ´（Ｑｎ）を用いて、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流ｉ１～ｉｎを算出可能になる。また、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれにおいて、すなわち、セルブロックＢｋにおいて、電流負荷Ｐｋを規定すると、電流負荷Ｐｋは式（６）のようになる。
Figure 0007191873000003
ここで、パラメータＦｋとしては、セルブロックＢｋの充電容量（満充電容量）又は放電容量等の容量（セルブロック容量）、及び、セルブロックＢｋの正極容量及び負極容量等のいずれかが用いられ、セルブロックＢｋの内部状態を示すパラメータが用いられる。ここで、充電容量（満充電容量）とは、ＳＯＣがＯ％の状態からＳＯＣが１００％の状態までのセルブロックＢｋの充電量であり、放電容量とは、ＳＯＣが１０Ｏ％の状態からＳＯＣが０％の状態までのセルブロックＢｋの放電量である。そして、セルブロックＢｋでは、正極端子と負極端子との間の電圧がＶα１になる状態が、ＳＯＣが０％の状態と規定され、正極端子と負極端子との間の電圧がＶα１より大きいＶα２になる状態が、ＳＯＣが１００％の状態として規定される。
また、正極容量とは、正極の充電量が初期充電量から上限充電量になるまでのセルブロックＢｋの充電量である。そして、正極電位がＶβ１になる状態での正極の充電量が初期充電量と規定され、正極電位がＶβ１より高いＶβ２になる状態での正極の充電量が上限充電量と規定される。また、負極容量とは、負極の充電量が初期充電量から上限充電量になるまでのセルブロックＢｋの充電量である。そして、負極電位がＶγ１になる状態での負極の充電量が初期充電量と規定され、負極電位がＶγ１より低いＶγ２になる状態での負極の充電量が上限充電量と規定される。
式（６）において、パラメータＦｋとしてセルブロックＢｋの充電容量（満充電容量）を用いると、電流負荷Ｐｋは、実質的にセルブロックＢｋの充電レートに相当し、充電容量（満充電容量）に対応した値になる。また、Ｆｋとして充電容量の代わりに前述の放電容量が用いられると、電流負荷Ｐｋは、実質的にセルブロックＢｋの放電レートに相当し、放電容量に対応した値になる。
ここで、組電池２に２個のセルブロックＢ１，Ｂ２が設けられる場合、すなわち、ｎ＝２の場合について、説明する。セルブロックＢ１，Ｂ２のモデルでは、式（１）と同様の関係から、式（７）が成立する。
Figure 0007191873000004
そして、式（３）で示す一次近似の関係を用いて式（７）を整理すると、式（８）の関係が成立する。
Figure 0007191873000005
そして、式（８）において、ｉ２＝Ｉ－ｉ１を代入すると、式（９）が成立する。
Figure 0007191873000006
そして、ｄｔを微小時間だと仮定する。これにより、Ｖ１´（Ｑ１）ｄｔは、Ｒ１に対して無視可能な大きさであると近似され、Ｖ２´（Ｑ２）ｄｔは、Ｒ２に対して無視可能な大きさであると近似される。これにより、式（１０）が成立する。
Figure 0007191873000007
また、式（８）において、ｉ１＝Ｉ－ｉ２を代入し、式（８）にｉ２＝Ｉ－ｉ１を代入した場合と同様にして整理すると、式（１１）が成立する。
Figure 0007191873000008
そして、式（１０）から式（１１）を減算することにより、セルブロックＢ１を流れる電流ｉ１とセルブロックＢ２を流れる電流ｉ２との差が、式（１２）のように算出される。
Figure 0007191873000009
ここで、式（１２）の分子のＶ２（Ｑ２）－Ｖ１（Ｑ１）は、セルブロックＢ１の開回路電圧とセルブロックＢ２の開回路電圧との差に対応する大きさになる。ここで、セルブロックＢ１，Ｂ２は、互いに対して同種のセルブロック（電池）であるとする。そして、劣化によってセルブロックＢ１，Ｂ２の容量が互いに異なっても、開回路電圧特性（充電量又はＳＯＣに対する開回路電圧の関係）は、セルブロックＢ１，Ｂ２間でほとんど変わらないものとする。この場合、セルブロックＢ１の満充電容量(充電容量)ＦＣＣ１、セルブロックＢ２の満充電容量（充電容量）ＦＣＣ２、及び、関数として示されるセルブロックＢ１，Ｂ２の開回路電圧特性Ｖを規定すると、式（１３）の関係が成立する。なお、開回路電圧特性Ｖは、セルブロックＢ１，Ｂ２間でほとんど変わらないものと仮定した場合の、セルブロックＢ１，Ｂ２の開回路電圧特性である。
Figure 0007191873000010
式（１２）に式（１３）を代入すると、式（１４）の関係が成立する。
Figure 0007191873000011
そして、式（１５）のように仮定し、式（１５）を式（１４）に代入すると、式（１６）の関係が成立する。
Figure 0007191873000012
ここで、電流Ｉ及び内部抵抗Ｒ１，Ｒ２がほとんど変化しないとすると、式（１６）の分子は、開回路電圧特性Ｖの傾きの大きさに対応して変化し、セルブロックＢ１，Ｂ２のそれぞれにおける充電量に対する電圧の傾きの大きさに対応して変化する。そして、式（１６）の分子は、開回路電圧特性Ｖの傾きが大きいほど、大きい。
組電池２に流れる充電電流又は放電電流が一定で、かつ、開回路電圧特性Ｖの傾きが一定であれば、電流ｉ１，ｉ２の差（ｉ１－ｉ２）は、変化しない。このため、セルブロックＢ１，Ｂ２のそれぞれにおいて、満充電容量（充電容量）等の容量に対応した電流が流れる。一方、開回路電圧特性Ｖの傾きが大きく変化すると、電流ｉ１，ｉ２の差（ｉ１－ｉ２）は、大きく変化する。すなわち、セルブロックＢ１，Ｂ２のそれぞれの開回路電圧特性Ｖにおいて充電量に対する電圧の傾きの変化が大きい範囲では、セルブロックＢ１，Ｂ２のそれぞれに流れる電流が、大きく変化し得る。このため、セルブロックＢ１，Ｂ２の一方に、大きな電流が流れ、セルブロックＢ１，Ｂ２の一方の電流負荷が大きくなる可能性がある。
また、組電池２に電流が流れていない状態では、組電池２の電圧特性（充電量又はＳＯＣに対する電圧の関係）は、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの開回路電圧特性（充電量又はＳＯＣに対する開回路電圧の関係）と、同一であると仮定される。ここで、前述のように、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの開回路電圧特性Ｖにおいて充電量に対する電圧の傾きの変化が大きい範囲では、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれに流れる電流が、大きく変化し得る。したがって、組電池２の開回路電圧特性において充電量に対する電圧の傾きの変化が大きい範囲では、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれに流れる電流が、大きく変化し得る。すなわち、組電池２の開回路電圧の充電量での二次微分値が大きい範囲では、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれに流れる電流が、大きく変化し得る。
また、互いに対して容量及び内部抵抗が異なる２個のセルブロックＢ１，Ｂ２が設けられる組電池２のモデルを用いて、実際に演算を行った。演算に用いたモデルでは、セルブロックＢ２に比べて、セルブロックＢ１において、充電容量等の容量を小さくし、内部抵抗を高くした。すなわち、セルブロックＢ２に比べて、セルブロックＢ１において、劣化の度合いを大きくした。この結果、セルブロックＢ１でのＳＯＣに対する開回路電圧Ｖ１の関係（開回路電圧特性）が、図３Ａの実線で示すように設定され、セルブロックＢ２でのＳＯＣに対する開回路電圧Ｖ２の関係（開回路電圧特性）が、図３Ａの破線で示すように設定された。また、組電池２に流す電流Ｉを調整することで、組電池２でのＳＯＣに対する電圧Ｖｃの関係（電圧特性）が、図３Ａの一点鎖線で示すように設定された。なお、図３Ａでは、横軸がＳＯＣを示し、縦軸が電圧を示す。
演算では、開回路電圧Ｖ１，Ｖ２が及び電圧Ｖｃが前述のように設定された場合において、セルブロックＢ１に流れる電流ｉ１及びセルブロックＢ２に流れる電流ｉ２を算出するとともに、セルブロックＢ１の電流負荷Ｐ１及びセルブロックＢ２の電流負荷Ｐ２を算出した。そして、図３Ｂに示すように、ＳＯＣに対する電流ｉ１，ｉ２のそれぞれの関係を算出するとともに、図３Ｃに示すように、ＳＯＣに対する電流負荷Ｐ１，Ｐ２のそれぞれの関係を算出した。電流負荷Ｐｋ（ｋは１及び２の任意の一方）の算出に用いるパラメータＦｋとしては、充電容量（ＳＯＣ０％から１００％までの放電容量）を用いた。なお、図３Ｂでは、横軸がＳＯＣを示し、縦軸が電流を示す。そして、図３Ｂでは、電流ｉ１のＳＯＣに対する変化を実線で、電流ｉ２のＳＯＣに対する変化を破線で示す。また、図３Ｃでは、横軸がＳＯＣを示し、縦軸が電流負荷を示す。そして、図３Ｃでは、電流負荷Ｐ１のＳＯＣに対する変化を実線で、電流負荷Ｐ２のＳＯＣに対する変化を破線で示す。
図３Ａ乃至図３Ｃに示すように、演算の結果、ＳＯＣが７０％又はその近傍になる場合、及び、ＳＯＣが９０％以上になる場合に、開回路電圧Ｖ１，Ｖ２の差は、大きくなった。そして、ＳＯＣが７０％及びその近傍の範囲内、及び、９０％以上の範囲内のいずれかである場合、すなわち、ＳＯＣが開回路電圧Ｖ１，Ｖ２の差が大きくなる所定の範囲内である場合に、電流ｉ１，ｉ２が大きく変化した。このため、ＳＯＣが前述の所定の範囲内である場合は、容量が小さく、かつ、劣化の度合いが大きいセルブロックＢ１の電流ｉ１が、過度に大きくなった。一方、ＳＯＣが前述の所定の範囲から外れる場合、すなわち、ＳＯＣ０％とＳＯＣ１００％と間において前述の所定の範囲を除く大部分では、容量の小さいセルブロックＢ１の電流ｉ１が、セルブロックＢ２の電流ｉ2より小さくなった。
また、ＳＯＣが前述の所定の範囲から外れる場合、すなわち、ＳＯＣ０％とＳＯＣ１００％と間において前述の所定の範囲を除く大部分では、セルブロックＢ１の電流負荷Ｐ１がセルブロックＢ２の電流負荷Ｐ2より小さいか、又は、電流負荷Ｐ１，Ｐ2の間にほとんど差がなかった。一方、ＳＯＣが７０％及びその近傍の範囲内、及び、９０％以上の範囲内のいずれかである場合、すなわち、ＳＯＣが前述の所定の範囲内である場合は、劣化の度合いが大きいセルブロックＢ１の電流負荷Ｐ１が過度に大きくなり、電流負荷Ｐ１，Ｐ2のばらつきが過度に大きくなった。
本実施形態では、前述した組電池２のＳＯＣに対するセルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎの関係に基づいて、コントローラ１２は、組電池２の充放電を制御する。そして、コントローラ１２のプロセッサは、コントローラ１２の記憶媒体、又は、コントローラ１２とネットワークを介して接続されたサーバ等から、組電池２のＳＯＣに対するセルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎの関係を示す情報を、取得する。組電池２のＳＯＣに対するセルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎの関係を示す情報には、劣化の度合いが大きいセルブロック（Ｂ１～Ｂｎのいずれか）において電流負荷（Ｐ１～Ｐｎのいずれか）が大きくなり易い組電池２のＳＯＣの範囲、すなわち、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらつき易い組電池２のＳＯＣの範囲が、含まれる。
そして、コントローラ１２は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらつき易い組電池２のＳＯＣの前述の範囲を、組電池２のＳＯＣについての所定の範囲として取得する。そして、組電池２の充電及び放電のそれぞれにおいて、コントローラ１２は、組電池２のリアルタイムのＳＯＣが前述の所定の範囲内である場合は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する。ここで、組電池２のＳＯＣについての所定の範囲は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらつき易い組電池２のＳＯＣの範囲であるため、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの開回路電圧特性Ｖにおいて充電量に対する電圧の傾きの変化が大きい範囲に相当する。すなわち、組電池２のＳＯＣについての所定の範囲は、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの開回路電圧特性Ｖにおいて開回路電圧の充電量での二次微分値が大きい範囲に相当する。したがって、組電池２のＳＯＣについての前述の所定の範囲は、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれにおける充電量に対する電圧の傾きの変化の大きさに基づいて、設定される。
図４は、組電池２の充放電制御において、コントローラ１２（電流負荷判断部１３及び充放電制御部１５）によって行われる処理を示す。図４に示す処理は、組電池２の充電及び放電のそれぞれにおいて、所定のタイミングで定期的に行われる。図４に示すように、組電池２の充電及び放電のそれぞれにおいて、電流負荷判断部１３は、組電池２のリアルタイムのＳＯＣを推定及び算出する（Ｓ１０１）。これにより、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎに関連するパラメータとして、組電池２のＳＯＣが取得される。電流負荷判断部１３は、電流Ｉ及び電圧Ｖｃの測定結果を用いて、組電池２のＳＯＣを算出する。組電池２のＳＯＣの算出方法としては、電流積算法、組電池２の電圧ＶｃとＳＯＣとの関係を用いた算出法、及び、カルマンフィルタを用いた推定法等が、挙げられる。
そして、電流負荷判断部１３は、算出した組電池２のＳＯＣが前述の所定の範囲内であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。前述のように、ＳＯＣの所定の範囲は、組電池２の開回路電圧特性において充電量に対する電圧の傾きの変化が大きい範囲に相当する。そして、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内である場合は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらつき易い。
本実施形態では、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内である場合は、電流負荷判断部１３は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらついていると判断する。すなわち、電流負荷Ｐ１～Ｐｎが許容範囲を超えてばらついていると、判断される。一方、組電池２のＳＯＣが所定の範囲から外れる場合は、電流負荷判断部１３は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのばらつきが許容範囲であると判断する。ある一例では、ＳＯＣが７０％及びその近傍の範囲内、及び、９０％以上の範囲内のいずれかである場合、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内であると、判断される。
また、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内である場合は（Ｓ１０２－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する（Ｓ１０３）。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制された状態で、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。一方、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内である場合は（Ｓ１０２－Ｎｏ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。したがって、充放電制御部１５は、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内であることに基づいて、組電池２のＳＯＣが所定の範囲から外れる場合に比べて、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する。
本実施形態では、前述のような処理が行われる。このため、劣化の度合いが大きいセルブロック（Ｂ１～Ｂｎのいずれか）において電流負荷（Ｐ１～Ｐｎのいずれか）が大きくなり易い範囲内に組電池２のＳＯＣがなると、組電池２に流れる電流Ｉが抑制される。すなわち、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが大きくばらつき易い範囲内に組電池２のＳＯＣがなると、組電池２に流れる電流Ｉが抑制される。したがって、組電池２のＳＯＣが前述の所定の範囲になっても、セルブロックＢ１～Ｂｎ間で電流負荷Ｐ１～Ｐｎが過度に大きくばらつくことが防止される。また、セルブロックＢ１～Ｂｎ間で劣化の度合い等の性能がばらついても、劣化の度合いが大きいセルブロック（Ｂ１～Ｂｎのいずれか）の電流負荷（Ｐ１～Ｐｎのいずれか）が過度に大きくならないため、セルブロックＢ１～Ｂｎ間の劣化のばらつきの拡大が抑制される。
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る充放電システム１を示す。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の部分については、説明を省略する。図５に示すように、本実施形態では、電流測定部（電流測定回路）Ｘ１～Ｘｎが、組電池２に設けられる。複数の電流測定部Ｘ１～Ｘｎは、互いに対して電気的に並列である。電流測定部Ｘｋ（ｋは１～ｎの任意の１つ）は、セルブロックＢｋに電気的に直列に接続され、セルブロックＢｋに流れる電流ｉｋを検出及び測定する。コントローラ１２は、電流ｉ１～ｉｎの測定値を、所定のタイミングで定期的に取得する。したがって、電流ｉ１～ｉｎのそれぞれの時間変化（時間履歴）が、コントローラ１２によって、取得される。
本実施形態では、コントローラ１２は、セルブロックＢｋを流れる電流ｉｋを積算することにより、セルブロックＢｋのＳＯＣを推定可能であるとともに、セルブロックＢｋのＳＯＣが０％の状態からの充電量等を算出可能である。すなわち、コントローラ１２は、セルブロックＢ１～ＢｎのそれぞれのＳＯＣ及び充電量等を、推定可能である。
また、コントローラ１２の電流負荷判断部１３は、電流ｉｋの計測値及び時間変化、セルブロックＢｋの充電量の推定値、及び、組電池２の電圧Ｖｃの計測値及び時間変化に基づいて、セルブロックＢｋの内部状態を示すパラメータを推定する。この際、セルブロックＢｋの内部状態を示すパラメータとして、セルブロックＢｋの充電容量（満充電容量）及び放電容量等の容量（セルブロック容量）、及び、セルブロックＢｋの正極容量及び負極容量等のいずれかが、推定される。ある一例では、前記特許文献２と同様にして、セルブロックＢｋの内部状態を示すパラメータが推定される。したがって、本実施形態では、コントローラ１２によって、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの内部状態を示すパラメータが推定される。
また、本実施形態では、前述のようにセルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの内部状態を示すパラメータが推定されるため、コントローラ１２は、推定されたパラメータに基づいて、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれの劣化の度合いを推定可能である。ある一例では、コントローラ１２の電流負荷判断部１３は、セルブロックＢ１～Ｂｎについて、推定した充電容量（満充電容量）が小さいほど、劣化の度合いが大きいと判断する。また、充電容量等の容量の代わりに、正極容量及び負極容量を用いても、コントローラ１２によって、同様にして、劣化の度合いが判断される。
また、本実施形態では、電流負荷判断部１３は、セルブロックＢｋの電流負荷Ｐｋを算出する。この際、電流ｉｋの測定値が用いられるとともに、セルブロックＢｋの内部状態を示す前述のパラメータが、パラメータＦｋとして用いられる。そして、前述した式（６）のようにして、電流負荷Ｐｋが算出される。すなわち、本実施形態では、電流負荷判断部１３によって、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎが算出される。そして、組電池２の充電及び放電のそれぞれにおいて、コントローラ１２の充放電制御部１５は、算出された電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づいて、組電池２を流れる電流Ｉを制御し、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれを流れる電流を制御する。すなわち、算出された電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づいて、電流ｉ１～ｉｎが制御される。
図６は、組電池２の充放電制御において、本実施形態のコントローラ１２（電流負荷判断部１３及び充放電制御部１５）によって行われる処理を示す。本実施形態でも第１の実施形態等と同様に、電流負荷判断部１３は、Ｓ１０１及びＳ１０２の処理を行う。ただし、本実施形態では、電流負荷判断部１３は、電流ｉ１～ｉｎの計測値から前述のようにしてセルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎを算出する。そして、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内である場合は（Ｓ１０２－Ｙｅｓ）、電流負荷判断部１３は、電流負荷Ｐｋが閾値Ｐｔｈ以上のセルブロックが存在するか否かを判断する（Ｓ１０５）。
電流負荷Ｐｋが閾値Ｐｔｈ以上のセルブロックが存在する場合、すなわち、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれかが閾値Ｐｔｈ以上の場合は（Ｓ１０５－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する（Ｓ１０３）。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制された状態で、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。一方、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれもが閾値Ｐｔｈより小さい場合は（Ｓ１０５－Ｎｏ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。なお、閾値Ｐｔｈは、例えば、電流負荷についての許容範囲の上限値であり、コントローラ１２の記憶媒体、又は、コントローラ１２にネットワークを介して接続されたサーバ等の記憶媒体に記憶される。
前述のように、本実施形態では、組電池２のＳＯＣが所定の範囲内であることに加え、セルブロックＢ１～Ｂｎのいずれかにおいて電流負荷が閾値Ｐｔｈ以上であることに基づいて、組電池２に流れる電流Ｉが抑制される。すなわち、算出された電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づいて、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれに流れる電流が、制御される。そして、本実施形態では、セルブロックＢ１～Ｂｎのいずれかにおいて電流負荷が閾値Ｐｔｈ以上であることに基づいて、セルブロックＢ１～Ｂｎのいずれにおいても電流負荷が閾値Ｐｔｈより小さい場合に比べて、組電池２に流れる電流Ｉが、抑制される。このため、本実施形態では、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎがより適切に算出され、電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づいてより適切に電流Ｉが制御される。
（第２の実施形態の変形例）
なお、第２の実施形態のある変形例では、Ｓ１０１及びＳ１０２の処理が行われず、組電池２のＳＯＣに基づく判断が行われない。ただし、本変形例でも、第２の実施形態等と同様に、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づくＳ１０５の判断が、電流負荷判断部１３によって、行われる。本変形例でも、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれかが閾値Ｐｔｈ以上の場合は（Ｓ１０５－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する（Ｓ１０３）。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制された状態で、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。一方、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれもが閾値Ｐｔｈより小さい場合は（Ｓ１０５－Ｎｏ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。
また、第２の実施形態の別のある変形例では、Ｓ１０５において電流負荷Ｐ１～Ｐｎのそれぞれと閾値Ｐｔｈを比較する代わりに、以下の処理が行われてもよい。本変形例では、コントローラ１２の電流負荷判断部１３は、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれについて、満充電容量、及び、正極容量及び負極容量等のいずれかに基づいて、劣化の度合いを判断する。ここで、セルブロックＢ１～Ｂｎの中で劣化の度合いが最も大きいセルブロックＢεを規定する。本変形例では、電流負荷判断部１３は、Ｓ１０５の判断の代わりに、セルブロックＢεの電流負荷Ｐεを、セルブロックＢε以外のセルブロックのそれぞれの電流負荷と比較する。
そして、セルブロックＢεの電流負荷ＰεがセルブロックＢε以外のセルブロックのいずれかの電流負荷以上の場合は、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制された状態で、組電池２を充電又は放電する。一方、セルブロックＢεの電流負荷ＰεがセルブロックＢε以外のセルブロックのいずれの電流負荷よりも小さい場合は、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、組電池２を充電又は放電する。
ここで、組電池２に２個のセルブロックＢ１，Ｂ２が設けられ（ｎ＝２）、かつ、セルブロックＢ１がセルブロックＢ２に比べて劣化の度合いが大きいとする。この場合、本変形例では、電流負荷判断部１３は、電流負荷Ｐ１，Ｐ２を比較する。そして、電流負荷Ｐ１が電流負荷Ｐ２以上の場合は、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制された状態で、組電池２を充電又は放電する。一方、電流負荷Ｐ１が電流負荷Ｐ２よりも小さい場合は、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、組電池２を充電又は放電する。
本変形例でも、第２の実施形態等と同様に、算出された電流負荷Ｐ１～Ｐｎに基づいて、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれに流れる電流が、制御される。このため、第２の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る充放電システム１を示す。なお、以下の説明では、第２の実施形態と同様の部分については、説明を省略する。本実施形態でも、電流測定部（電流測定回路）Ｘ１～Ｘｎが設けられ、コントローラ１２は、電流ｉ１～ｉｎの測定値、及び、電流ｉ１～ｉｎのそれぞれの時間変化（時間履歴）を取得する。そして、コントローラ１２の電流負荷判断部１３は、第２の実施形態等と同様に、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎを算出する。
本実施形態では、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎが設けられる。複数の可変抵抗Ｙ１～Ｙｎは、互いに対して電気的に並列である。可変抵抗Ｙｋ（ｋは１～ｎの任意の１つ）は、セルブロックＢｋに電気的に直列に接続される。すなわち、セルブロックＢ１～Ｂｎのそれぞれには、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの対応する１つが直列に接続される。本実施形態では、前述の実施形態等と同様に、コントローラ１２の充放電制御部１５は、駆動回路８の駆動を制御することにより、組電池２を流れる電流Ｉを制御する。また、本実施形態では、充放電制御部１５は、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎを調整可能である。充放電制御部１５は、抵抗値ｒ１～ｒｎを調整することにより、電流ｉ１～ｉｎを制御する。
図８は、組電池２の充放電制御において、本実施形態のコントローラ１２（電流負荷判断部１３及び充放電制御部１５）によって行われる処理を示す。本実施形態でも第２の実施形態等と同様に、電流負荷判断部１３は、Ｓ１０１、Ｓ１０２及びＳ１０５の処理を行う。そして、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれかが閾値Ｐｔｈ以上の場合は（Ｓ１０５－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制する（Ｓ１０３）。
また、本実施形態では、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれかが閾値Ｐｔｈ以上の場合は（Ｓ１０５－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎ等に基づいて、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎを調整する（Ｓ１０６）。そして、充放電制御部１５は、電流Ｉが抑制され、かつ、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整された状態で、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。一方、セルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれもが閾値Ｐｔｈより小さい場合は（Ｓ１０５－Ｎｏ）、充放電制御部１５は、組電池２に流れる電流Ｉを抑制することなく、かつ、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整することなく、組電池２を充電又は放電する（Ｓ１０４）。
ある一例では、コントローラ１２は、算出された電流負荷Ｐ１～Ｐｎの大きさに対応させて、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎを調整する。この場合、電流負荷が大きいセルブロックに直列に接続される可変抵抗では、抵抗値を大きくする。そして、電流負荷が小さいセルブロックに直列に接続される可変抵抗では、抵抗値を小さくする。これにより、電流負荷が大きいセルブロックに過度に大きい電流が流れることが、抑制される。したがって、電流負荷Ｐ１～Ｐｎのばらつきが小さくなる状態に、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整される。
また、別のある一例では、コントローラ１２は、電流ｉ１～ｉｎに基づいてセルブロックＢ１～Ｂｎの内部抵抗Ｒ１～Ｒｎを算出する。セルブロックＢｋの内部抵抗Ｒｋは、電流ｉｋを用いて、式（１７）のようになる。そして、充放電制御部１５は、内部抵抗Ｒｋと可変抵抗Ｙｋの抵抗値ｒｋとの和がセルブロック間で等しくなる状態に、制御する。すなわち、式（１８）の関係が成立する状態に、抵抗値ｒ１～ｒｎを調整する。
Figure 0007191873000013
前述のように抵抗値ｒ１～ｒｎが調整されることにより、電流ｉ１～ｉｎのばらつきが小さくなる状態に、すなわち、電流ｉ１～ｉｎが互いに対して同一又は略同一の大きさになる状態に、電流ｉ１～ｉｎのそれぞれが制御される。したがって、電流負荷Ｐ１～Ｐｎのばらつきが小さくなる状態に、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整される。なお、式（１８）の関係が成立する状態に抵抗値ｒ１～ｒｎを調整する場合、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎの総和が可能な限り小さくなる状態に抵抗値ｒ１～ｒｎが調整されることが、好ましい。また、内部抵抗Ｒｋの算出方法としては、式（１７）を用いた方法の他に、カルマンフィルタを用いた推定法、逐次最小二乗法を用いた算出、及び、フーリエ変換を用いた算出等が、挙げられる。
本実施形態でも、第２の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。また、本実施形態では、組電池２に流れる電流Ｉを調整可能であることに加えて、可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎを調整することにより、電流ｉ１～ｉｎも調整可能である。
（第３の実施形態の変形例）
なお、第３の実施形態等のように可変抵抗Ｙ１～Ｙｎが設けられる場合も、第２の実施形態の変形例において前述したように、コントローラ１２による処理を適宜変更可能である。
また、ある変形例では、第３の実施形態等のように可変抵抗Ｙ１～Ｙｎが設けられる構成において、Ｓ１０３の電流Ｉを抑制する処理が行われなくてもよい。本変形例ではセルブロックＢ１～Ｂｎの電流負荷Ｐ１～Ｐｎのいずれかが閾値Ｐｔｈ以上の場合は（Ｓ１０５－Ｙｅｓ）、充放電制御部１５は、Ｓ１０６の可変抵抗Ｙ１～Ｙｎの抵抗値ｒ１～ｒｎの調整のみを行う。本変形例でも、第３の実施形態等と同様にして、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整される。このため、電流負荷Ｐ１～Ｐｎのばらつきが小さくなる状態に、抵抗値ｒ１～ｒｎが調整される。
前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例では、電流負荷又は電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、セルブロックのそれぞれに流れる電流が、制御される。これにより、複数のセルブロックが並列に接続される組電池において、セルブロック間で電流負荷が過度に大きくばらつくことを防止することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、付記を記載する。
［１］１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記セルブロックのそれぞれの電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
コントローラを具備する、充放電制御装置。
［２］前記コントローラは、
前記電流負荷に関連する前記パラメータとして、前記組電池のＳＯＣ（State OF Charge）を推定し、
前記組電池の前記ＳＯＣが所定の範囲内であることに少なくとも基づいて、前記組電池の前記ＳＯＣが前記所定の範囲から外れる場合に比べて、前記組電池に流れる電流を抑制する、
［１］の充放電制御装置。
［３］前記組電池の前記ＳＯＣについての前記所定の範囲は、前記セルブロックのそれぞれにおける充電量に対する電圧の傾きの変化の大きさに基づいて、設定される、［２］の充放電制御装置。
［４］前記コントローラは、
前記セルブロックのそれぞれに流れる電流の測定値を用いて、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷を算出し、
前記組電池の前記ＳＯＣが前記所定の範囲内であることに加え、前記セルブロックのいずれかにおいて前記電流負荷が閾値以上であることに基づいて、前記組電池に流れる電流を抑制する、
［２］又は［３］の充放電制御装置。
［５］前記コントローラは、
前記セルブロックのそれぞれに流れる電流の測定値を用いて、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷を算出し、
算出した前記電流負荷に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
［１］の充放電制御装置。
［６］前記コントローラは、前記セルブロックのいずれかにおいて前記電流負荷が閾値以上であることに基づいて、前記セルブロックのいずれにおいても前記電流負荷が前記閾値より小さい場合に比べて、前記組電池に流れる電流を抑制する、［５］の充放電制御装置。
［７］前記セルブロックのそれぞれには、互いに対して並列な複数の可変抵抗の対応する１つが直列に接続され、
前記コントローラは、算出した前記電流負荷に基づいて前記可変抵抗のそれぞれの抵抗値を調整することにより、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
［５］又は［６］の充放電制御装置。
［８］［１］乃至［７］のいずれか１項の充放電制御装置と、
前記充放電制御装置によって充放電が制御される前記組電池と、
を具備する充放電システム。
［９］１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、
前記セルブロックのそれぞれの電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御することを具備する、充放電制御方法。
［１０］１つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電において、コンピュータに、
前記セルブロックのそれぞれの電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御させる、
充放電制御プログラム。
１…充放電システム、２…組電池、５…電流測定部、６…電圧測定部、７…充放電制御装置、８…駆動回路、１１…単セル、１２…コントローラ、１３…電流負荷判断部、１５…充放電制御部、Ｂ１～Ｂｎ…セルブロック、Ｘ１～Ｘｎ…電流測定部、Ｙ１～Ｙｎ…可変抵抗。

Claims (9)

  1. １つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御装置であって、
    前記セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
    コントローラを具備する、充放電制御装置。
  2. 前記コントローラは、
    前記電流負荷に関連する前記パラメータとして、前記組電池のＳＯＣ（State OF Charge）を推定し、
    前記組電池の前記ＳＯＣに関して、前記セルブロックのそれぞれの開回路電圧特性における開回路電圧の充電量での二次微分値が他の範囲より大きくなる所定の範囲を規定した場合に、前記組電池の前記ＳＯＣが前記所定の範囲内であることに少なくとも基づいて、前記組電池の前記ＳＯＣが前記所定の範囲から外れる場合に比べて、前記組電池に流れる電流を抑制する、
    請求項１の充放電制御装置。
  3. 前記コントローラは、
    前記セルブロックのそれぞれに流れる電流の測定値を用いて、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷を算出し、
    前記組電池の前記ＳＯＣが前記所定の範囲内であることに加え、前記セルブロックのいずれかにおいて前記電流負荷が閾値以上であることに基づいて、前記組電池に流れる電流を抑制する、
    請求項２の充放電制御装置。
  4. 前記コントローラは、
    前記セルブロックのそれぞれに流れる電流の測定値を用いて、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷を算出し、
    算出した前記電流負荷に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
    請求項１の充放電制御装置。
  5. 前記コントローラは、前記セルブロックのいずれかにおいて前記電流負荷が閾値以上であることに基づいて、前記セルブロックのいずれにおいても前記電流負荷が前記閾値より小さい場合に比べて、前記組電池に流れる電流を抑制する、請求項４の充放電制御装置。
  6. 前記セルブロックのそれぞれには、互いに対して並列な複数の可変抵抗の対応する１つが直列に接続され、
    前記コントローラは、算出した前記電流負荷に基づいて前記可変抵抗のそれぞれの抵抗値を調整することにより、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御する、
    請求項４又は５の充放電制御装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項の充放電制御装置と、
    前記充放電制御装置によって充放電が制御される前記組電池と、
    を具備する充放電システム。
  8. １つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、
    前記セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御することを具備する、充放電制御方法。
  9. １つ以上の単セルをそれぞれが備える複数のセルブロックが互いに対して並列に接続される組電池の充放電において、コンピュータに、
    前記セルブロックのそれぞれにおいてセルブロック容量、正極容量及び負極容量のいずれか１つに対する流れる電流の比率を電流負荷とした場合に、前記セルブロックのそれぞれの前記電流負荷又は前記電流負荷に関連するパラメータの少なくともいずれか一方に基づいて、前記セルブロックのそれぞれに流れる電流を制御させる、
    充放電制御プログラム。
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