JP2014212691A - 電池均等化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】並列に連結された電池間の電圧不均衡が発生した際に電池を均等化するための電池均等化装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明による電池均等化装置は、電力変換装置と、前記電力変換装置と並列に連結された複数個の電池と、前記電力変換装置と前記電池との間に直列に備えられたリレーと、前記電力変換装置、前記電池、及び前記リレーとそれぞれ連結されており、それぞれの前記電池の電圧をモニタリングし、電圧不均衡が検知された電池が発生した時に前記電力変換装置と通信し、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定し、均等化モードを決定して、前記リレーを制御するとともに前記電力変換装置に前記電池の状態を伝送する管理部と、を含み、前記電力変換装置は、前記管理部と通信して均等化出力を調整することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池均等化装置及び方法に関し、より詳細には、並列に連結された電池を均等化するための電池均等化装置及び方法に関する。

通常、エネルギー貯蔵装置及び電気自動車などは、充電可能な電気貯蔵装置を必要とする。この電気貯蔵装置は複数の電池を備えており、製造工程などの様々な理由により、それぞれの電池容量のばらつきが生じ得る。

電池は、最小単位の電池単位セル、複数個の電池単位セルが連結されて一つのモジュール形態に製作される電池モジュール、複数個の電池モジュールが連結されてトレイ形態に製作される電池トレイ、複数個の電池トレイが連結されてさらに大きく製作される電池バンクなど、必要に応じてさらに大きい形態の電池を構成して用いることができ、その名称も様々であるが、電気を貯蔵するという基本的な機能は同じである。また、これらの連結は、直列、並列または直列と並列の混合連結によりなされることができる。

通常、電池が直列、並列または直列と並列の混合連結方式により連結される電気貯蔵装置には、それを構成する各電池間の電気化学的特性の差による電圧不均衡が存在する。

そのため、電池の充放電サイクル中に、各電池の充放電電圧のばらつきが発生する。これにより、電池の充電中に特定電池が過充電されたり、放電中に特定電池が過放電されたりすることがある。このような特定電池の過充電や過放電は、電池の性能を低下させるだけでなく、電池を劣化させ、寿命を短縮させる原因となる。

したがって、電池における複数のセルの電圧差が許容範囲内となるように、または同一になるように調節する、電池均等化が重要である。このような電圧不均衡を解消するために、電圧及び充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を用いたバランス回路に関する研究が広く行われている。

特許文献１には、電池の充電及び放電をスケジューリングするシステムが開示されている。

米国特許出願公開第２０１１／００２５２５８号明細書

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、具体的には、並列に連結された電池間の電圧不均衡が発生した際に電池を均等化するための電池均等化装置及び方法を提供することをその目的とする。

上記の問題点を解決するための本発明の一態様による電池均等化装置は、電力変換装置と、前記電力変換装置と並列に連結された複数個の電池と、前記電力変換装置と前記電池との間に直列に備えられたリレーと、前記電力変換装置、前記電池、及び前記リレーとそれぞれ連結されており、それぞれの前記電池の電圧をモニタリングし、電圧不均衡が検知された電池が発生した時に前記電力変換装置と通信し、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定し、均等化モードを決定して、前記リレーを制御するとともに前記電力変換装置に前記電池の状態を伝送する管理部と、を含み、前記電力変換装置は、前記管理部と通信して均等化出力を調整することを特徴とする。

また、前記管理部は、前記電池の電圧が所定の不均衡判断範囲に含まれない場合、その電池を電圧不均衡が発生した電池と判断することを特徴とする。

尚、前記管理部の均等化モードの決定は、前記均等化対象電池を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定することを特徴とする。

本発明の一態様による電池の均等化方法は、電力変換装置、電池、リレー、及び管理部を含む電池の均等化方法であって、前記管理部が、それぞれの前記電池の電圧をリアルタイムでモニタリングするモニタリング段階と、前記管理部が、前記モニタリング段階でモニタリングされたそれぞれの電池の電圧不均衡を判断する電圧不均衡判断段階と、前記管理部が、前記電圧不均衡判断段階で電圧不均衡と判断された電池が発生した時に、均等化対象電池及び均等化モードを決定する均等化決定段階と、前記管理部が、前記均等化決定段階で決定された結果に応じて前記リレーを制御し、前記電力変換装置が、前記管理部と通信して前記管理部から受信した情報に基づいて、均等化出力を調節する均等化制御段階と、を含んでなる。

また、前記電圧不均衡判断段階は、前記管理部が、並列に連結された前記電池の電圧が不均衡判断範囲に含まれない場合、電圧不均衡が発生した電池と判断することを特徴とする。

また、前記均等化決定段階は、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定する均等化対象決定段階と、前記均等化対象決定段階で決定された均等化対象電池を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定する均等化モード決定段階と、を含んでなる。

また、前記均等化対象決定段階は、電圧不均衡と判断された電池が複数個である場合、充電が必要な電池と放電が必要な電池の所定基準を比較して、効率の高いものを均等化対象として決定することを特徴とする。

また、前記均等化対象決定段階の所定基準は、数量、出力量、及び時間から選択される少なくとも何れか一つであることを特徴とする。

また、前記均等化制御段階は、前記管理部の制御により、前記均等化対象電池と直列に連結されたリレーの接点を連結するリレー連結段階と、前記管理部が前記電力変換装置に前記均等化対象電池の情報を伝送する電池情報伝送段階と、前記電力変換装置が、前記電池情報伝送段階で受信した情報に基づいて、充電モードまたは放電モードの電流量を制御する均等化出力制御段階と、を含んでなる。

また、前記均等化制御段階は、前記リレー連結段階の前に、前記管理部が、電池均等化要請情報を前記電力変換装置に伝送する均等化要請段階と、前記電力変換装置が、前記均等化要請段階で電池均等化要請情報を受信し、均等化を準備するために所定出力に変換させる均等化準備段階と、をさらに含んでなる。

尚、前記均等化制御段階は、前記均等化出力制御段階の後に、前記管理部が、それぞれの前記均等化対象電池の状態をモニタリングして均等化が完了したかを判別する均等化完了判別段階と、前記管理部の制御により、前記均等化完了判別段階で前均等化対象電池のうち均等化が完了したと判別された電池と直列連結されたリレーの接点を遮断するリレー遮断段階と、をさらに含んでなる。

本発明の一実施例による電池均等化装置及び方法によれば、並列に連結された電池間の電圧不均衡が発生した際に、電圧不均衡が発生した電池を充電または放電させて電池を均等化することで、電池の劣化を防止し、安定性を向上させるとともに、電池の寿命を延長することができるだけでなく、電池の維持管理コストを低減することができる。

本発明の一実施例による電池均等化装置のブロック図である。 本発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。 本発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。 本発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。 本発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。 本発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。

以下、本発明の一実施例による電池均等化装置及び方法を添付図面を参照して詳細に説明すれば、次のとおりである。

図１は本発明の一実施例による電池均等化装置のブロック図であり、図２から図６は本 発明の一実施例による電池均等化方法のフローチャートである。

スマートグリッド（Smart Grid）は、先端ＩＣＴ（Information Communication Technology；情報通信技術）を活用して、電力供給者と消費者が互いにリアルタイム情報をやり取りすることで、エネルギー効率を最適化するための次世代のインテリジェント電力網である。すなわち、スマートグリッドは、電力網と先端ＩＣＴ（両方向通信、センサ、コンピューティング、Ｓ／Ｗ）を活用したエネルギーの生成、供給、使用体系の革新により、電力網の効率性、信頼性、安定性を向上させ、分散資源を効率的に管理するためのものである。

スマートグリッドは、電力産業と、通信、インターネット、電気電子、自動車、ソフトウェアなどの異種産業とが融合された、非常に広範囲で、且つ包括的な概念である。また、該当国はもちろん、世界的にも標準化が全くなされていない状況である。したがって、電力網及び様々な連関分野の革新が要求されており、大規模の投資が必要なスマートグリッドに関する政策が、世界の各国における電力事業者及び政府により長期的に行われている。

太陽光、風力などの新しい再生可能エネルギー源の断続的な出力特性を短期的に安定化させ、且つ発電と需要の時差を克服するためには、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ；Energy Storage System）の適用が必須であるといえる。電池均等化は、このようなエネルギー貯蔵装置の効率を高めるために重要な要素の一つである。

図１に図示されたように、本発明の一実施例による電池均等化装置は、電力変換装置４００と、電池１００と、リレー２００と、管理部３００と、を含む。

電力変換装置４００は、外部から供給された電力を必要に応じて変換させて提供することができる。電力変換装置（ＰＣＳ：Power Conditioning System）は、管理部３００と通信して電池の充電または放電の制御を助ける。

例えば、１ＭＷｈレベルの大型エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）を事業場で用いる場合、韓国電力公社から供給された２万２９００Ｖの電力を事業場内の変電所で３３００Ｖに降圧した後、変圧器を用いてさらに４４０Ｖに変換させる。その後、電力変換装置（ＰＣＳ）を経て約ＤＣ１０００Ｖの電力に変換して電池に貯蔵することができる。この貯蔵過程で、管理部３００（ＢＭＳ）は、電力変換装置（ＰＣＳ）と通信して、現在の使用量及び電力負荷などを考慮して、充電量に応じて充電量及び充電時間を調節することができる。その後、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）に貯蔵された１ＭＷｈの電気は、さらに３３００Ｖの電力に変換されて事業場内の変電所に送られる。変電所は、韓国電力公社から供給された一般の電気とＥＳＳの電気をともに事業場の全域に供給することができる。

電池１００は、前記電力変換装置と並列に連結されており、複数個からなる。

電池１００は、正極端子と負極端子とを含んで構成されており、外部から供給される電力を受けて充電されるか、充電された電力を負荷に送ることができる。この際、外部から供給される電力は、火力、水力、原子力、太陽光、太陽熱、風力、潮力などの発電設備で生産される電源、家庭用電源（２２０Ｖ）、及び産業用電源（３８０Ｖ）などであることができる。

電池１００は、電池単位セル、電池モジュール、電池トレイ、及び電池バンクから選択される何れか一つであることができる。

電池モジュールは、正極端子及び負極端子を含む複数個の電池単位セルを含むことができる。この際、電池単位セルの間の連結は、直列、並列、または直列と並列の混合連結によりなされることができる。

また、電池トレイは、複数個の電池モジュールを含むことができる。この際、電池モジュールの間の連結は、直列、並列、または直列と並列の混合連結によりなされることができる。

さらに、電池バンクは、複数個の電池トレイを含むことができる。この際、電池トレイの間の連結は、直列、並列、または直列と並列の混合連結によりなされることができる。

例えば、複数個の電池トレイが並列に連結され、この電池トレイ間の均等化を行う場合、電池トレイが電池１００となる。この際、電池トレイを構成する電池モジュールの間の連結は、直列、並列、または直列と並列の混合連結の何れであってもよい。

リレー２００は、前記電力変換装置４００と電池１００との間に直列に備えられる。換言すれば、リレー２００は、電池１００と前記電力変換装置４００との間に直列に備えられ、電池１００の個数と対応するように備えられる。例えば、８個の電池１００が並列に連結されている場合、それぞれの電池１００の電池均等化を制御するために、リレーも８個が必要である。また、電池１００と前記電力変換装置４００との間に直列に備えられたリレー２００の作動に基づいて、該当電池１００を均等化するか否かを決定することができる。

ここで、リレーは、有接点リレー、無接点リレー、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）スイッチング素子、及びＦＥＴ（Field Effect Transistor）など、電池１００と均等化出力端１０との電気的連結を制御することができるものであれば、何れであってもよい。

管理部３００は、電力変換装置４００、電池１００、及びリレー２００とそれぞれ連結されており、それぞれの電池１００の電圧をモニタリングし、電圧不均衡が検知された電池１００が発生した時に電力変換装置４００と通信し、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定し、均等化モードを決定して前記リレーを制御するとともに、電力変換装置４００に電池１００の状態を伝送する。この際、電力変換装置４００は、管理部３００と通信して均等化出力を調整する。

一般に、管理部３００は、電池１００と連結されて電池１００の各種状態を検知するセンサと連結されており、センサにより検知された情報に基づいて、電池１００の電圧が所定電圧（放電終止電圧）以下に低下しないように維持させるとともに、所定電圧以上に充電されることを防止する役割を担当する。また、管理部３００は、電池１００の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、電圧、電流、温度などをモニタリング及び制御するなど、電池１００を全般的に管理する。通常、このような機能を電池管理システム（ＢＭＳ：Battery Management System）が担当し、この際、電池管理システムが管理部３００となる。

各電池の特性が同一ではないため、持続的な充電及び放電により、並列連結された電池の間に電圧差が発生し得る。電池均等化は、電池の寿命において非常に重要である。例えば、リチウムイオン電池が過充電される場合、リチウムイオン電池の殆どの活性物質が他の物質及び電解質と反応することになり、これは、電池の損傷をもたらし、さらには爆発をもたらす恐れもある。また、電池が深放電（deep‐discharge）される場合、または放電され続ける場合、カットオフ電圧（cutoff voltage）と呼ばれる特定臨界値（threshold）以下の端子電圧（terminal voltage）にもかかわらず、電池の短絡が発生し得る。これにより、電池が不可逆状態（irreversible condition）に変わる恐れがある。

管理部３００は、電池１００の電圧が所定の不均衡判断範囲に含まれない場合、電圧不均衡が発生した電池１００と判断することができる。換言すれば、それぞれの電池の電圧または充電状態などの平均または偏差（Deviation）を判断基準値とし、判断基準値に所定の誤差許容値を加えた値と判断基準値から所定の誤差許容値を引いた値との間の値を不均衡判断範囲として、不均衡判断範囲を外れた電池を電圧不均衡が発生した電池１００と判断することができる。

また、管理部３００は、電圧不均衡が検知された電池１００のうち均等化対象電池１００を決定し、均等化対象電池１００を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定することができる。換言すれば、電圧不均衡が検知された全ての電池１００を均等化対象とするのではない。不均衡が検知された電池１００は、不均衡判断範囲の上限値を超過した電池１００と、不均衡判断範囲の下限値未満の電池１００と、に分けられる。ここで、不均衡判断範囲の上限値を超過した電池１００と不均衡判断範囲の下限値未満の電池１００から選択される何れか一つを均等化対象電池１００として決定することができる。これにより、均等化対象電池１００の数が減少され、均等化工程が減少されるため、より効率的な均等化が可能となる。この際、均等化するための出力は、電圧、電流、電力、及び充電状態から選択される何れか一つを基準として制御することができ、電池１００の充電または放電に必要な電流量を制御することが好ましい。

図２に図示されたように、本発明の一実施例による電池の均等化方法は、電力変換装置４００、電池１００、リレー２００、及び管理部３００を含む電池の均等化方法であって、モニタリング段階（Ｓ１０）と、電圧不均衡判断段階（Ｓ２０）と、均等化決定段階（Ｓ３０）と、均等化制御段階（Ｓ４０）と、を含む。

モニタリング段階（Ｓ１０）は、管理部３００がそれぞれの電池１００の電圧をリアルタイムでモニタリングする段階である。

電圧不均衡判断段階（Ｓ２０）は、管理部３００が、モニタリング段階（Ｓ１０）でモニタリングされたそれぞれの電池１００の電圧不均衡を判断する段階である。

この際、電圧不均衡判断段階（Ｓ２０）では、並列連結された電池１００の電圧が所定の不均衡判断範囲に含まれない場合、管理部３００が、電圧不均衡が発生した電池と判断することができる。

換言すれば、それぞれの電池の電圧または充電状態などの平均または偏差（Deviation）を判断基準値とし、判断基準値に所定の誤差許容値を加えた値と判断基準値から所定の誤差許容値を引いた値との間の値を外れた電池を、電圧不均衡が発生した電池１００と判断する。ここで、判断基準値は、それぞれの電池１００をリアルタイムでモニタリングして計算することができ、誤差許容値は予め決定して用いることができる。

例えば、それぞれの電池の電圧の平均値を判断基準値とする場合、それぞれの電池の電圧の平均値が２２０Ｖで、所定の誤差許容値が３Ｖであると仮定すると、不均衡判断範囲は２１７〜２２３Ｖとなる。ここで、偏差（Deviation）は、データの誤差程度または分布の拡大程度を示す尺度であって、偏差の二乗の和、標準偏差、平均偏差、四分位偏差などを用いることができる。

均等化決定段階（Ｓ３０）は、電圧不均衡判断段階（Ｓ２０）で電圧不均衡と判断された電池１００が発生した時に、管理部３００が均等化対象電池及び均等化モードを決定する段階である。

並列に連結された電池の場合、低い充電状態の電池を充電したり、高い充電状態の電池を放電したりするなど、様々な方法を用いて電池均等化を行うことができる。例えば、６０％の充電状態の電池Ａ及び５０％の充電状態の電池Ｂがある場合、電池Ｂを充電することで、電池Ａと同一の６０％の充電状態にする。または、６０％の充電状態の電池Ａ及び５０％の充電状態の電池Ｂがある場合、電池Ａを放電することで、電池Ｂと同一の５０％の充電状態にする。放電する方法は、エネルギー効率の点では好ましくないとしても、簡単に行うことができるため、場合によっては効率的に用いられることができる。

また、電池均等化決定段階（Ｓ３０）の前に、全てのリレー２００を開放（open）させて、均等化出力端１０と電池１００との電気的な連結を遮断することが、電池１００状態の安定化のために好ましい。

図３に図示されたように、均等化決定段階（Ｓ３０）は、均等化対象決定段階（Ｓ３１）と、均等化モード決定段階（Ｓ３２）と、を含むことができる。

均等化対象決定段階（Ｓ３１）は、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池１００を決定する段階である。

ここで、均等化対象決定段階（Ｓ３１）では、電圧不均衡と判断された電池１００が複数個である場合、充電が必要な電池１００と放電が必要な電池の所定基準を比較して、効率の高いものを均等化対象として決定することができる。ここで、均等化対象決定段階（Ｓ３１）における所定基準は、数量、出力量、及び時間から選択される少なくとも何れか一つであることができる。この際、数量は電池１００の数量を意味し、出力量は均等化に必要な電流量を意味し、時間は均等化の完了までかかる時間を意味する。ここで、均等化のための出力は、電圧、電流、及び電力から選択される何れか一つであることが好ましい。

換言すれば、電圧不均衡が検知された全ての電池１００を均等化対象とするのではなく、電圧不均衡が検知された電池１００のうち、不均衡判断範囲を超過した電池１００または不均衡判断範囲未満の電池１００から選択される何れか一つを均等化対象電池１００として決定することができる。

例えば、それぞれの電池の電圧の平均値を判断基準値とする場合、５個の電池が並列に連結されており、それぞれの電池の電圧が２１４Ｖ、２１４Ｖ、２２０Ｖ、２２０Ｖ、２３２Ｖであり、所定の誤差許容値が５Ｖであるとすると、不均衡判断範囲は２１５〜２２５Ｖであり、不均衡判断範囲を超過した電池は１個（２３２Ｖ）、不均衡判断範囲未満の電池は２個（２１４Ｖ）である。この際、２３２Ｖの１個の電池を放電して２２０Ｖにすると、不均衡判断範囲は２１２．６〜２２２．６Ｖとなり、全ての電池が不均衡判断範囲内に含まれることになる。

反対に、２１４Ｖの２個の電池を充電して２２０Ｖにすると、不均衡判断範囲は２１７．６〜２２７．４Ｖとなり、不均衡判断範囲を超過した電池である１個の電池（２３２Ｖ）をさらに均等化しなければならない。

この場合、２３２Ｖの１個の電池のみを均等化することが、効率が高いといえる。

均等化モード決定段階（Ｓ３２）は、均等化対象決定段階（Ｓ３１）で決定された均等化対象電池１００を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定する段階である。

均等化制御段階（Ｓ４０）は、均等化決定段階（Ｓ３０）で決定された事項に応じて、管理部３００がリレー２００を制御し、電力変換装置４００が管理部３００と通信して、管理部３００から受信した情報に基づいて均等化出力を調節する段階である。

管理部３００は、電池１００の電圧をモニタリングして、均等化が完了したと判断されると、均等化が完了したことを電力変換装置４００に報知することで、電池均等化を終了させることができる。

電池状態の安定化のために、電力変換装置４００は、均等化が完了したことが管理部３００により確認されると、充電または放電出力を減少させる。管理部３００は、電力変換装置４００の出力が減少されると、並列連結された全てのリレー２００を開放させた後、均等化が完了したことを電力変換装置４００に報知することで、電力変換装置が均等化制御モードから均等化制御モード前の制御モードに転換されるようにすることができる。

図４に図示されたように、均等化制御段階（Ｓ４０）は、リレー連結段階（Ｓ４３）と、電池情報伝送段階（Ｓ４４）と、均等化出力制御段階（Ｓ４５）と、を含むことができる。

リレー連結段階（Ｓ４３）は、均等化対象電池１００と直列に連結されたリレー２００の接点を管理部３００の制御により連結する段階である。

電池情報伝送段階（Ｓ４４）は、管理部３００が電力変換装置４００に均等化対象電池１００の情報を伝送する段階である。

均等化出力制御段階（Ｓ４５）は、電力変換装置４００が、電池情報伝送段階（Ｓ４４）で受信した情報に基づいて、充電モードまたは放電モードの電流量を制御する段階である。

図５に図示されたように、均等化制御段階（Ｓ４０）は、リレー連結段階（Ｓ４３）の前に、均等化要請段階（Ｓ４１）と、均等化準備段階（Ｓ４２）と、を含むことができる。

均等化要請段階（Ｓ４１）は、管理部３００が電力変換装置４００に電池均等化要請情報を伝送する段階である。

均等化準備段階（Ｓ４２）は、電力変換装置４００が、均等化要請段階（Ｓ４１）で電池均等化要請情報を受信し、均等化を準備するために所定出力に変換させる段階である。

換言すれば、一般に用いられていた（充電または放電）出力は、全ての電池が連結された状態で用いられる出力であって、均等化対象電池と連結されたリレーのみを連結した状態で一般に用いられていた出力を印加すると、過度な電流が流れることになるという問題点がある。したがって、リレー２００の電気的な接点が連結されて過度な電流が流れることを防止するために、電力変換装置４００は、電池均等化のために出力を所定出力に変換させるためのものである。

図６に図示されたように、均等化制御段階（Ｓ４０）は、均等化出力制御段階（Ｓ４５）の後に、均等化完了判別段階（Ｓ４６）と、リレー遮断段階（Ｓ４７）と、を含むことができる。

均等化完了判別段階（Ｓ４６）は、管理部３００がそれぞれの均等化対象電池１００の状態をモニタリングして均等化が完了したか否かを判別する段階である。

リレー遮断段階（Ｓ４７）は、管理部３００の制御により、均等化完了判別段階（Ｓ４６）で均等化対象電池のうち均等化が完了したと判別された電池と直列に連結されたリレーの接点を遮断する段階である。

換言すれば、多数の均等化が必要な電池が均等化される場合、電池毎に均等化の程度及び時における差が発生し得るため、均等化過程中に、均等化が完了した電池を均等化対象から除くことが好ましい。

本発明は上記の実施例に限定されず、適用範囲が多様であることは勿論、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなく多様な変形実施が可能である。

１００ 電池
２００ リレー
３００ 管理部
４００ 電力変換装置
Ｓ１０ モニタリング段階
Ｓ２０ 電圧不均衡判断段階
Ｓ３０ 均等化決定段階
Ｓ３１ 均等化対象決定段階
Ｓ３２ 均等化モード決定段階
Ｓ４０ 均等化制御段階
Ｓ４１ 均等化要請段階
Ｓ４２ 均等化準備段階
Ｓ４３ リレー連結段階
Ｓ４４ 電池情報伝送段階
Ｓ４５ 均等化出力制御段階
Ｓ４６ 均等化完了判別段階
Ｓ４７ リレー遮断段階

Claims (11)

1. 電力変換装置と、
   前記電力変換装置と並列に連結された複数個の電池と、
   前記電力変換装置と前記電池との間に直列に備えられたリレーと、
   前記電力変換装置、前記電池、及び前記リレーとそれぞれ連結されており、それぞれの前記電池の電圧をモニタリングし、電圧不均衡が検知された電池が発生した時に前記電力変換装置と通信し、電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定し、均等化モードを決定して、前記リレーを制御するとともに前記電力変換装置に前記電池の状態を伝送する管理部と、を含み、
   前記電力変換装置は、前記管理部と通信して均等化出力を調整することを特徴とする電池均等化装置。
2. 前記管理部は、前記電池の電圧が所定の不均衡判断範囲に含まれない場合、その電池を電圧不均衡が発生した電池と判断することを特徴とする、請求項１に記載の電池均等化装置。
3. 前記管理部の均等化モードの決定は、前記均等化対象電池を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定することを特徴とする、請求項１に記載の電池均等化装置。
4. 電力変換装置、電池、リレー、及び管理部を含む電池の均等化方法であって、
   前記管理部が、それぞれの前記電池の電圧をリアルタイムでモニタリングするモニタリング段階と、
   前記管理部が、前記モニタリング段階でモニタリングされたそれぞれの電池の電圧不均衡を判断する電圧不均衡判断段階と、
   前記管理部が、前記電圧不均衡判断段階で電圧不均衡と判断された電池が発生した時に、均等化対象電池及び均等化モードを決定する均等化決定段階と、
   前記管理部が、前記均等化決定段階で決定された事項に応じて前記リレーを制御し、前記電力変換装置が、前記管理部と通信して前記管理部から受信した情報に基づいて、均等化出力を調節する均等化制御段階と、を含む電池の均等化方法。
5. 前記電圧不均衡判断段階は、
   前記管理部が、並列に連結された前記電池の電圧が不均衡判断範囲に含まれない場合、電圧不均衡が発生した電池と判断することを特徴とする、請求項４に記載の電池の均等化方法。
6. 前記均等化決定段階は、
   電圧不均衡が検知された電池のうち均等化対象電池を決定する均等化対象決定段階と、
   前記均等化対象決定段階で決定された均等化対象電池を均等化するために、充電モードまたは放電モードから選択される何れか一つのモードを決定する均等化モード決定段階と、を含む、請求項４に記載の電池の均等化方法。
7. 前記均等化対象決定段階は、
   電圧不均衡と判断された電池が複数個である場合、充電が必要な電池と放電が必要な電池の所定基準を比較して、効率の高いものを均等化対象として決定することを特徴とする、請求項６に記載の電池の均等化方法。
8. 前記均等化対象決定段階の所定基準は、数量、出力量、及び時間から選択される少なくとも何れか一つであることを特徴とする、請求項７に記載の電池の均等化方法。
9. 前記均等化制御段階は、
   前記管理部の制御により、前記均等化対象電池と直列に連結されたリレーの接点を連結するリレー連結段階と、
   前記管理部が前記電力変換装置に前記均等化対象電池の情報を伝送する電池情報伝送段階と、
   前記電力変換装置が、前記電池情報伝送段階で受信した情報に基づいて、充電モードまたは放電モードの電流量を制御する均等化出力制御段階と、を含む、請求項４に記載の電池の均等化方法。
10. 前記均等化制御段階は、
    前記リレー連結段階の前に、
    前記管理部が、電池均等化要請情報を前記電力変換装置に伝送する均等化要請段階と、
    前記電力変換装置が、前記均等化要請段階で電池均等化要請情報を受信し、均等化を準備するために所定出力に変換させる均等化準備段階と、をさらに含む、請求項９に記載の電池の均等化方法。
11. 前記均等化制御段階は、
    前記均等化出力制御段階の後に、
    前記管理部が、それぞれの前記均等化対象電池の状態をモニタリングして均等化が完了したかを判別する均等化完了判別段階と、
    前記管理部の制御により、前記均等化完了判別段階で前均等化対象電池のうち均等化が完了したと判別された電池と直列連結されたリレーの接点を遮断するリレー遮断段階と、をさらに含む、請求項９に記載の電池の均等化方法。

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