JP6168043B2 - 調整装置、組電池装置および調整方法 - Google Patents

調整装置、組電池装置および調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、調整装置、組電池装置および調整方法に関し、特には、並列に接続された複数の蓄電池部の間の電圧差を調整する調整装置、組電池装置および調整方法に関する。
複数の蓄電池（例えば、複数のリチウムイオン二次電池セル）が接続されてなる組電池が知られている。
特許文献１には、複数の蓄電池が直列に接続された直列電池ユニットを複数有し、この複数の直列電池ユニットが並列に接続された組電池システムが記載されている。
直列電池ユニット（蓄電池部）が並列に接続された組電池では、直列電池ユニット間での電圧のばらつきに起因して、充電中において、電圧の低い直列電池ユニットに電圧の高い直列電池ユニットから横流が流入するという問題が発生する。このため、直列電池ユニット間での電圧のばらつきを小さくすることが望まれる。
特許文献１に記載の組電池システムでは、自己を流れる電流の大きさを調整可能な電流制御素子、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が各直列電池ユニットにそれぞれ直列に接続され、各電流制御素子を用いて各直列電池ユニットに流れる電流の大きさを制御することで、直列電池ユニット間での電圧のばらつきを小さくしている。
なお、特許文献１に記載された電流制御素子は、自己の抵抗値を調整することで、自己を流れる電流の大きさを調整する素子である。
特開２０１０−２９０１５号公報
特許文献１に記載の組電池システムは、電流制御素子を用いて、直列電池ユニット間での電圧のばらつきを小さくしている。
このため、特許文献１に記載の組電池システムでは、電流制御素子の抵抗値が大きいときに、消費電力が大きくなる。
したがって、特許文献１に記載の組電池システムは、直列電池ユニット間での電圧のばらつきを小さくできるが、消費電力が大きくなるという課題があった。
本発明の目的は、上記課題を解決可能な調整装置、組電池装置および調整方法を提供することである。
本発明の調整装置は、並列に接続された複数の蓄電池部と、負荷と、に接続され、前記複数の蓄電池部の間の電圧差を調整する調整装置であって、
前記蓄電池部ごとに前記蓄電池部と前記負荷との間に設けられ、前記蓄電池部からの電流を検出するための検出期間でオンとなるスイッチと、
前記検出期間において前記複数の蓄電池部の各々から出力された電流を検出する検出手段と、
前記複数の蓄電池部の間の電圧差が小さくなるように、前記電圧差を調整する調整期間において前記スイッチのオン・オフを前記検出手段の検出結果に基づいて制御する調整手段と、を含む。
本発明の組電池装置は、並列に接続された複数の蓄電池部と上記調整装置とを含む。
本発明の調整方法は、並列に接続された複数の蓄電池部と、負荷と、に接続された調整装置が行う調整方法であって、
前記蓄電池部ごとに前記蓄電池部と前記負荷との間に設けられた各スイッチを、前記蓄電池部からの電流を検出するための検出期間でオンし、
前記検出期間において前記複数の蓄電池部の各々から出力された電流を検出し、
前記複数の蓄電池部の間の電圧差が小さくなるように、前記電圧差を調整する調整期間において前記スイッチのオン・オフを前記電流の検出結果に基づいて制御する。
本発明によれば、消費電力の増大を抑制しつつ、複数の蓄電池部の間の電圧差を小さくすることが可能になる。
本発明の一実施形態の組電池装置１００を示したブロック図である。 検出期間と調整期間との関係を示した図である。 調整装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。 各スイッチのオン・オフタイミングの一例を示した図である。 スイッチ２ａ１〜２ａ３と電流検出部２ｂ１〜２ｂ３と調整部２ｃとからなる調整装置２０を示した図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の組電池装置１００を示したブロック図である。
図１において、組電池装置１００は、直列電池ユニット１１〜１３と調整装置２０とを含み、負荷３０と接続される。
直列電池ユニット１１〜１３は、複数の蓄電池部の一例である。直列電池ユニット１１〜１３は、互いに並列に接続されている。直列電池ユニット１１〜１３は、それぞれ、直列に接続された複数の蓄電池（例えば、複数のリチウムイオン二次電池セル）を有している。
なお、蓄電池は、リチウムイオン二次電池セルに限らず適宜変更可能である。また、蓄電池部として、直列電池ユニットの代わりに、１つの二次電池セルが用いられてもよい。また、図１では、直列電池ユニットの数を３としているが、直列電池ユニットの数は２以上であればよい。
調整装置２０は、直列電池ユニット１１〜１３と負荷３０とに接続される。
調整装置２０は、スイッチ２ａ１〜２ａ３と、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３と、調整部２ｃと、を含む。調整部２ｃは、制御部２ｃ１１〜２ｃ１３と、バランス制御部２ｃ２と、を含む。
スイッチ２ａ１〜２ａ３は、それぞれ、直列電池ユニット１１〜１３と負荷３０との間に設けられている。本実施形態では、スイッチ２ａ１は、直列電池ユニット１１と負荷３０との間に設けられ、スイッチ２ａ２は、直列電池ユニット１２と負荷３０との間に設けられ、スイッチ２ａ３は、直列電池ユニット１３と負荷３０との間に設けられている。
スイッチ２ａ１〜２ａ３は、直列電池ユニット１１〜１３からの電流を検出するための検出期間でオンとなる。
なお、直列電池ユニット１１〜１３は、それぞれ、自己と接続されているスイッチがオンであるときに放電を行う。また、直列電池ユニットから出力される電流は、その直列電池ユニットの電圧が高いほど大きくなる。また、直列電池ユニット１１〜１３は、不図示の充電器によって充電される。
電流検出部２ｂ１〜２ｂ３は、検出手段の一例である。
電流検出部２ｂ１〜２ｂ３は、それぞれ、検出期間において直列電池ユニット１１〜１３から出力された電流を検出する。本実施形態では、電流検出部２ｂ１は、直列電池ユニット１１から出力された電流を検出し、電流検出部２ｂ２は、直列電池ユニット１２から出力された電流を検出し、電流検出部２ｂ３は、直列電池ユニット１３から出力された電流を検出する。
調整部２ｃは、調整手段の一例である。調整部２ｃは、直列電池ユニット１１〜１３の間の電圧差が小さくなるように、直列電池ユニット１１〜１３の電圧差を調整するための調整期間においてスイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフを電流検出部２ｂ１〜２ｂ３の検出結果に基づいて制御する。
制御部２ｃ１１〜２ｃ１３は、それぞれ、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３の検出結果を受け付け、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３の検出結果をバランス制御部２ｃ２に出力する。本実施形態では、制御部２ｃ１１は、電流検出部２ｂ１の検出結果をバランス制御部２ｃ２に出力し、制御部２ｃ１２は、電流検出部２ｂ２の検出結果をバランス制御部２ｃ２に出力し、制御部２ｃ１３は、電流検出部２ｂ３の検出結果をバランス制御部２ｃ２に出力する。
また、制御部２ｃ１１〜２ｃ１３は、それぞれ、バランス制御部２ｃ２からの調整指示に従って、スイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフを制御する。
バランス制御部２ｃ２は、検出期間と調整期間とを管理する。
図２は、検出期間と調整期間との関係を示した図である。
図２に示したように、検出期間２０１と調整期間２０２とは、直列電池ユニット１１〜１３の電圧差を確認しその電圧差を調整するために用いられる単位期間２０３に含まれる。単位期間２０３としては、例えば、１分または１秒が設定される。
なお、単位期間２０３は、直列電池ユニット１１〜１３の電力量、制御部２ｃ１１〜２ｃ１３の耐電圧および耐電流に応じて設定されることが望ましい。
また、検出期間２０１と調整期間２０２の長さの比は、適宜設定可能であり、例えば、組電池装置１００の特性に応じて設定される。
バランス制御部２ｃ２は、検出期間２０１では、制御部２ｃ１１〜２ｃ１３を用いてスイッチ２ａ１〜２ａ３をオンにして、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３に電流を検出させる。
バランス制御部２ｃ２は、調整期間２０２では、直列電池ユニット１１〜１３の間の電圧差が小さくなるように、検出期間２０１における電流検出部２ｂ１〜２ｂ３の検出結果に基づいてスイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフタイミングを決定する。
バランス制御部２ｃ２は、スイッチ２ａ１〜２ａ３の各々のオン・オフタイミングを表す指示を調整指示として制御部２ｃ１１〜２ｃ１３に出力する。本実施形態では、バランス制御部２ｃ２は、スイッチ２ａ１のオン・オフタイミングを表す調整指示を制御部２ｃ１１に出力し、スイッチ２ａ２のオン・オフタイミングを表す調整指示を制御部２ｃ１２に出力し、スイッチ２ａ３のオン・オフタイミングを表す調整指示を制御部２ｃ１３に出力する。
負荷３０は、例えば家庭用電子機器である。なお、負荷３０は、家庭用電子機器に限らず予め定められた負荷でもよく適宜変更可能である。
次に、動作を説明する。
図３は、調整装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。
バランス制御部２ｃ２は、検出期間２０１になると、制御部２ｃ１１〜２ｃ１３に、スイッチをオンにする旨のオン指示を出力する。制御部２ｃ１１〜２ｃ１３は、オン指示を受け付けると、それぞれ、スイッチ２ａ１〜２ａ３をオンにする（ステップＳ３０１）。これにより、直列電池ユニット１１〜１３は放電を行う。
続いて、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３は、それぞれ、放電時に直列電池ユニット１１〜１３から出力された電流を検出する（ステップＳ３０２）。電流検出部２ｂ１〜２ｂ３は、それぞれ、電流の検出結果を制御部２ｃ１１〜２ｃ１３に出力する。
制御部２ｃ１１〜２ｃ１３は、それぞれ、電流の検出結果を受け付けると、その電流の検出結果をバランス制御部２ｃ２に出力する。なお、電流の検出結果は、その電流を出力した直列電池ユニットも表す。
バランス制御部２ｃ２は、電流の検出結果を受け付けると、その電流の検出結果を保持する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、保持されている電流の検出結果の中から、最大電流を表す最大電流検出結果を特定する（ステップＳ３０３）。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、保持されている電流の検出結果を参照して、直列電池ユニット１１〜１３の中から、最大電流を出力した直列電池ユニット（以下「最大電池ユニット」と称する）を特定する（ステップＳ３０４）。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、保持されている電流の検出結果が表す電流を合計して総電流値を算出する（ステップＳ３０５）。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、調整装置２０の定格電流に応じて予め設定されている基準値に、総電流値を調整装置２０の定格電流で除算した値を乗算して、閾値を算出する（ステップＳ３０６）。
なお、基準値および調整装置２０の定格電流は、バランス制御部２ｃ２に予め記憶されている。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、保持されている電流の検出結果を参照して、直列電池ユニット１１〜１３の中から、最大電流との差が閾値よりも大きい電流を出力した直列電池ユニット（以下「対象電池ユニット」と称する）を特定する（ステップＳ３０７）。なお、対象電池ユニットは、対象蓄電池部の一例である。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、対象電池ユニット単位で、スイッチ２ａ１〜２ａ３のうち対象電池ユニットと接続されたスイッチ（以下「対象スイッチ」と称する）の調整期間２０２内でのオン時間を決定する。
本実施形態では、バランス制御部２ｃ２は、対象スイッチが１つの場合には、対象スイッチの調整期間２０２内でのオン時間を０とし、対象スイッチが複数の場合には、対象電池ユニットからの電流と最大電流との差が大きくなるほど、その対象電池ユニットと接続された対象スイッチの調整期間２０２内でのオン時間を短くする設定を行う。また、バランス制御部２ｃ２は、対象電池ユニット以外の直列電池ユニットと接続されたスイッチについては調整期間２０２の間オンと設定する（ステップＳ３０８）。
なお、放電時、直列電池ユニットは、電圧が高いほど多くの電流を出力する。
このため、ステップＳ３０８の設定により、電圧が低い対象電池ユニットほど放電時間は短くなり、放電による電圧の低下量も小さくなる。よって、バランス制御部２ｃ２が設定したオン時間で各スイッチが動作すると、直列電池ユニット間の電圧差は小さくなる。
さらに、バランス制御部２ｃ２は、対象電池ユニットが複数存在する場合には、各対象電池ユニットの放電停止期間が重ならないように、各対象スイッチの調整期間２０２内でのオン・オフタイミングを設定する（ステップＳ３０９）。
例えば、バランス制御部２ｃ２は、各対象電池ユニットの放電停止期間が重ならないように、ステップＳ３０８で設定された各対象スイッチのオン時間の調整期間２０２における位置を調整して、各対象スイッチの調整期間２０２内でのオン・オフタイミングを設定する。
なお、各対象スイッチのオン時間の調整期間２０２における位置を調整しても、各対象電池ユニットの放電停止期間が重なる場合には、バランス制御部２ｃ２は、各対象スイッチのオン時間を同じ割合で小さくし、その後、各対象電池ユニットの放電停止期間が重ならないように、各対象スイッチのオン時間の調整期間２０２における位置を調整して、各対象スイッチの調整期間２０２内でのオン・オフタイミングを設定する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、調整期間２０２になると、ステップＳ３０９で設定されたスイッチ２ａ１〜２ａ３の各々のオン・オフタイミングを表す指示を、調整指示として制御部２ｃ１１〜２ｃ１３に出力する。
制御部２ｃ１１〜２ｃ１３は、それぞれ、バランス制御部２ｃ２からの調整指示に従って、スイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフを制御する（ステップＳ３１０）。
次に、本実施形態の一例を説明する。
複数の直列電池ユニットとして直列電池ユニット１１〜１６が存在し、直列電池ユニット１１〜１６に対応して、スイッチ２ａ１〜２ａ６、電流検出部２ｂ１〜２ｂ６および制御部２ｃ１１〜２ｃ１６が存在し、バランス制御部２ｃ２が存在する状況で、直列電池ユニット１１からの電流が３７．５Ａ、直列電池ユニット１２からの電流が３３．７５Ａ、直列電池ユニット１３からの電流が３０Ａ、直列電池ユニット１４からの電流が３０Ａ、直列電池ユニット１５からの電流が２６．２５Ａ、直列電池ユニット１６からの電流が２２．５Ａであり、定格電流が２４０Ａであり、基準値が１０であった場合、バランス制御部２ｃ２は、以下のように動作する。
バランス制御部２ｃ２は、最大電流として３７．５Ａを特定し、最大電池ユニットとして直列電池ユニット１１を特定し、総電流値として１８０Ａを算出し、閾値として７．５を算出する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、直列電池ユニット１５および１６を対象電池ユニットとして特定する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、直列電池ユニット１５からの電流「２６．２５Ａ」と最大電流「３７．５Ａ」との差「１１．２５Ａ」を算出し、また、直列電池ユニット１６からの電流「２２．５Ａ」と最大電流「３７．５Ａ」との差「１５Ａ」を算出する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、予め設定された調整単位時間に対して直列電池ユニット１５が有する差「１１．２５」を乗算して、調整期間２０２における直列電池ユニット１５の放電オフ時間を算出する。
なお、調整単位時間は、例えば調整期間２０２に応じて設定された時間（例えば、調整期間２０２を所定値である１００で割った時間）である。なお、所定値は１００に限らず適宜変更可能である。例えば、所定値として、直列電池ユニット１５が有する差「１１．２５」と直列電池ユニット１６が有する差「１５」との合計値が用いられてもよい。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、調整単位時間に対して直列電池ユニット１６が有する差「１５」を乗算して、調整期間２０２における直列電池ユニット１６の放電オフ時間を算出する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、直列電池ユニット１５と接続しているスイッチ（対象スイッチ）２ａ５の調整期間２０２内でのオン時間として、調整期間２０２から直列電池ユニット１５の放電オフ時間を減算した時間を設定する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、直列電池ユニット１６と接続しているスイッチ（対象スイッチ）２ａ６の調整期間２０２内でのオン時間として、調整期間２０２から直列電池ユニット１６の放電オフ時間を減算した時間を設定する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、対象スイッチ２ａ５の調整期間２０２内でのオフ時間と、対象スイッチ２ａ６の調整期間２０２内でのオフ時間とが、重ならないように、対象スイッチ２ａ５および２ａ６の調整期間２０２内でのオン・オフタイミングを決定する。
図４は、直列電池ユニット１１〜１６にそれぞれ接続されたスイッチ２ａ１〜２ａ６のオン・オフタイミングの一例を示した図である。なお、図４において、“１”はオンを意味し、“０”はオフを意味する。
続いて、バランス制御部２ｃ２は、スイッチ２ａ１〜２ａ６の各々のオン・オフタイミングを表す指示を、調整指示として制御部２ｃ１１〜２ｃ１６に出力する。
制御部２ｃ１１〜２ｃ１６は、調整指示を受け付けると、その調整指示に従って、それぞれ、スイッチ２ａ１〜２ａ６のオン・オフを制御する。
次に、本実施形態の効果を説明する。
図１に示した本実施形態によれば、スイッチ２ａ１〜２ａ３は、直列電池ユニットごとに直列電池ユニット１１〜１３と負荷３０との間に設けられ、直列電池ユニットからの電流を検出するための検出期間２０１でオンとなる。
電流検出部２ｂ１〜２ｂ３は、検出期間２０１において直列電池ユニット１１〜１３の各々から出力された電流を検出する。
調整部２ｃは、直列電池ユニット１１〜１３の間の電圧差が小さくなるように、その電圧差を調整する調整期間２０２においてスイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフを電流検出部２ｂ１〜２ｂ３の検出結果に基づいて制御する。
本実施形態では、スイッチ２ａ１〜２ａ３のオン・オフを制御することで、直列電池ユニット１１〜１３の間の電圧差が小さくする。
このため、本実施形態では、特許文献１に記載の組電池システムのように電流制御素子の抵抗値を調整して各直列電池ユニットに流れる電流の大きさを制御する必要が無くなり、電流制御素子の抵抗値が高いときに電流制御素子にて多くの電力が消費されるという問題を回避可能になる。よって、消費電力の増大を抑制しつつ、複数の直列電池ユニットの間の電圧差を小さくすることが可能になる。
なお、上記効果は、スイッチ２ａ１〜２ａ３と電流検出部２ｂ１〜２ｂ３と調整部２ｃとからなる調整装置２０でも奏する。
図５は、スイッチ２ａ１〜２ａ３と電流検出部２ｂ１〜２ｂ３と調整部２ｃとからなる調整装置２０を示した図である。
また、本実施形態では、調整部２ｃは、直列電池ユニット１１〜１３の中から、最大電流との差が閾値よりも大きい電流を出力した対象電池ユニットを特定する。調整部２ｃは、スイッチ２ａ１〜２ａ３のうち対象電池ユニット以外の直列電池ユニットと接続されたスイッチを調整期間２０２の間オンにする。調整部２ｃは、スイッチ２ａ１〜２ａ３のうち対象電池ユニットと接続された対象スイッチの調整期間２０２内でのオン時間を、調整期間２０２よりも短くする。
放電時、直列電池ユニットは、電圧が高いほど多くの電流を出力する。このため、本実施形態によれば、対象電池ユニット以外の直列電池ユニットよりも電圧の低い対象電池ユニットの放電時間は、対象電池ユニット以外の直列電池ユニットの放電時間よりも短くなる。直列電池ユニットは、放電時間が短くなるほど、放電による電圧の低下量が小さくなる。よって、直列電池ユニット間の電圧差を小さくすることが可能になる。
したがって、消費電力の増大を抑制しつつ、複数の直列電池ユニットの間の電圧差を小さくすることが可能になる。
また、本実施形態では、調整部２ｃは、対象スイッチが複数ある場合には、対象スイッチの調整期間２０２内でのオン時間を、その対象スイッチと接続された対象電池ユニットからの電流と最大電流との差が大きくなるほど短くする。
このため、電圧が低い対象電池ユニットほど放電時間は短くなり、放電による電圧の低下量も小さくなる。よって、対象電池ユニット間の電圧差を小さくすることが可能になる。
また、本実施形態では、調整部２ｃは、調整装置２０の定格電流に応じて設定された基準値に、総電流値を調整装置２０の定格電流で除算した値を乗算して、閾値を算出する。
このため、定格電流に応じて設定された基準値を、総電流値と定格電流の比に応じて調整することが可能になる。
なお、上記実施形態では、調整部２ｃは、総電流値を調整装置２０の定格電流で除算した値を基準値に乗算して閾値を算出したが、閾値は上記に限らない。例えば、調整部２ｃは、最大電流から、電流検出部２ｂ１〜２ｂ３が検出した電流の平均値を減算した値を、閾値として用いてもよいし、閾値として固定値（例えば「０」）を用いてもよい。
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。この出願は、２０１２年２月１６日に出願された日本出願特願２０１２−３１７３０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１００ 組電池装置
１１〜１３ 直列電池ユニット
２０ 調整装置
２ａ１〜２ａ３ スイッチ
２ｂ１〜２ｂ３ 電流検出部
２ｃ 調節部
２ｃ１１〜２ｃ１３ 制御部
２ｃ２ バランス制御部
３０ 負荷

Claims (6)

  1. 並列に接続された複数の蓄電池部と、負荷と、に接続され、前記複数の蓄電池部の間の電圧差を調整する調整装置であって、
    前記蓄電池部ごとに前記蓄電池部と前記負荷との間に設けられ、前記蓄電池部からの電流を検出するための検出期間でオンとなるスイッチと、
    前記検出期間において前記複数の蓄電池部の各々から出力された電流を検出する検出手段と、
    前記複数の蓄電池部の間の電圧差が小さくなるように、前記電圧差を調整する調整期間において前記スイッチのオン・オフを前記検出手段の検出結果に基づいて制御する調整手段と、を有し、
    前記調整手段は、前記複数の蓄電池部の中から、複数の前記電流のうちで最大の電流との差が閾値よりも大きい電流を出力した対象蓄電池部を特定し、複数の前記スイッチのうち前記対象蓄電池部以外の蓄電池部と接続されたスイッチを前記調整期間の間オンにし、前記複数のスイッチのうち前記対象蓄電池部と接続された対象スイッチの前記調整期間内でのオン時間を前記調整期間よりも短くする、調整装置。
  2. 前記調整手段は、前記対象スイッチが複数ある場合には、前記対象スイッチの前記調整期間内でのオン時間を、当該対象スイッチと接続された対象蓄電池部からの電流と前記最大の電流との差が大きくなるほど短くする、請求項１に記載の調整装置。
  3. 前記調整手段は、前記調整装置の定格電流に応じて設定された基準値に、前記複数の電流を合計した総電流値を前記調整装置の定格電流で除算した値を乗算して、前記閾値を算出する、請求項１または２に記載の調整装置。
  4. 前記調整手段は、前記最大の電流から前記複数の電流の平均値を減算した値を前記閾値とする、請求項１または２に記載の調整装置。
  5. 並列に接続された複数の蓄電池部と、請求項１から４のいずれか１項に記載の調整装置と、を含む組電池装置。
  6. 並列に接続された複数の蓄電池部と、負荷と、に接続された調整装置が行う調整方法であって、
    前記蓄電池部ごとに前記蓄電池部と前記負荷との間に設けられた各スイッチを、前記蓄電池部からの電流を検出するための検出期間でオンし、
    前記検出期間において前記複数の蓄電池部の各々から出力された電流を検出し、
    前記複数の蓄電池部の間の電圧差が小さくなるように、前記電圧差を調整する調整期間において前記スイッチのオン・オフを前記電流の検出結果に基づいて制御することを含み、
    前記スイッチのオン・オフの制御は、前記複数の蓄電池部の中から、複数の前記電流のうちで最大の電流との差が閾値よりも大きい電流を出力した対象蓄電池部を特定し、複数の前記スイッチのうち前記対象蓄電池部以外の蓄電池部と接続されたスイッチを前記調整期間の間オンにし、前記複数のスイッチのうち前記対象蓄電池部と接続された対象スイッチの前記調整期間内でのオン時間を前記調整期間よりも短くすることを含む、調整方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015050842A (ja) * 2013-09-02 2015-03-16 ソニー株式会社 蓄電システム、蓄電制御装置および蓄電制御方法
WO2015112178A2 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Voltage regulation for battery strings
JP6220904B2 (ja) * 2016-01-14 2017-10-25 本田技研工業株式会社 蓄電装置
US10886753B2 (en) * 2017-02-13 2021-01-05 O2Micro Inc. Systems and methods for managing a battery pack
JP6309129B1 (ja) * 2017-03-24 2018-04-11 本田技研工業株式会社 充電制御装置及び制御用プログラム
US11043824B2 (en) * 2017-11-21 2021-06-22 Datalogic Ip Tech S.R.L. Method to charge a battery pack and battery charging circuit to charge a battery pack
CN110120690B (zh) * 2018-02-06 2021-03-16 凹凸电子（武汉）有限公司 管理电池组的控制器、系统和方法
WO2020136702A1 (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 理化工業株式会社 電力制御装置及び電力制御方法
TWI692174B (zh) * 2019-01-30 2020-04-21 廣達電腦股份有限公司 電池自動調節單元及電池自動平衡系統
CN112448433B (zh) * 2019-09-03 2024-08-16 苏州宝时得电动工具有限公司 电动工具
US20230147651A1 (en) * 2020-03-23 2023-05-11 Techtronic Cordless Gp Multi-battery management for a portable device
TW202137620A (zh) * 2020-03-25 2021-10-01 飛宏科技股份有限公司 雙埠電池充電系統及其充電方法
JP7498265B2 (ja) 2020-04-27 2024-06-11 京セラ株式会社 蓄電システム及び制御方法
US12531410B2 (en) * 2021-11-03 2026-01-20 Lg Energy Solution, Ltd. Battery rack management apparatus and method for operating same
EP4358353A4 (en) * 2021-11-26 2025-04-02 Samsung Electronics Co., Ltd. METHOD FOR CONTROLLING CURRENT RATIO OF MULTIPLE BATTERY CELLS CONNECTED IN PARALLEL AND ASSOCIATED CONTROL SYSTEM
WO2023210327A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 京セラ株式会社 蓄電システム及び制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0714260B2 (ja) 1988-12-28 1995-02-15 日本モリセル株式会社 充電式電源装置
JP3580123B2 (ja) * 1998-03-20 2004-10-20 富士通株式会社 バッテリ装置
JP3795499B2 (ja) 2003-12-26 2006-07-12 富士重工業株式会社 蓄電素子の電圧均等化装置
JP4812419B2 (ja) * 2005-12-09 2011-11-09 ソニー株式会社 電池パック及び電池パックの充放電方法
JP5017009B2 (ja) * 2007-07-30 2012-09-05 株式会社東芝 並列接続蓄電システム
JP5184921B2 (ja) * 2008-03-06 2013-04-17 株式会社東芝 蓄電装置
JP2010029015A (ja) 2008-07-23 2010-02-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 組電池システム
JP5601770B2 (ja) * 2008-12-09 2014-10-08 三菱重工業株式会社 電圧均等化装置、方法、プログラム、及び電力貯蔵システム
US8917061B2 (en) * 2009-09-18 2014-12-23 Schneider Electric It Corporation System and method for battery cell balancing
CN102208820B (zh) * 2010-03-29 2013-08-21 比亚迪股份有限公司 一种储能电池组并联装置及其控制方法
JP2012031730A (ja) 2010-07-28 2012-02-16 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器の低ＮＯｘ燃焼方法
JP2012138981A (ja) 2010-12-24 2012-07-19 Nec Energy Devices Ltd 放電制御装置、放電制御方法およびプログラム
WO2014122832A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 日本電気株式会社 蓄電装置及び劣化判定方法
US9365174B2 (en) * 2013-03-03 2016-06-14 Littelfuse, Inc. Adaptive remote battery charging

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