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公開番号2025089542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2025055312,2021046501
出願日2025-03-28,2021-03-19
発明の名称蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法
出願人積水化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 27/08 20060101AFI20250605BHJP(測定;試験)
要約【課題】蓄電池における電池モジュールの各々を接続する接続経路間の抵抗値を測定することでコネクタの劣化を推定し、充電及び放電時における電流値を調整して、ジュール熱の発生を抑制する制御を行う蓄電池管理装置を提供する。
【解決手段】本発明の蓄電池管理装置は、蓄電池を構成する直列に接続された電池モジュールを管理する蓄電池管理装置であり、電池モジュールの各々を直列に接続する接続経路における、電池モジュールの-側接続端子と他の電池モジュールの+側接続端子との電位差を測定する電池セル電圧測定回路と、電池モジュールの間の電位差と、接続経路に流れる電流値とから接続経路の抵抗値を求める蓄電池制御回路とを備える。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電池を構成する直列に接続された電池モジュールを管理する蓄電池管理装置であり、
前記電池モジュールの各々を直列に接続する接続経路における、前記電池モジュールの－側接続端子と他の電池モジュールの＋側接続端子との電位差を測定する電池セル電圧測定回路と、
前記電池モジュールの間の電位差と、前記接続経路に流れる電流値とから前記接続経路の抵抗値を求める蓄電池制御回路と
を備えることを特徴とする蓄電池管理装置。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記電池セル電圧測定回路が、前記電池モジュールを構成する直列に接続された電池セルの＋端子、－端子それぞれが独立して接続される測定端子を備え、高電圧側の電池セルの－端子と低電圧側の電池セルの＋端子との各々を一つの測定点とし、当該測定点の間の電位差をセル電圧として測定し、前記－側接続端子に接続される電池セルの－端子と、前記＋側接続端子に接続される電池セルの＋端子との各々をそれぞれ一つの経路測定点とし、当該経路測定点の間の電位差を、前記接続経路の電位差として測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池管理装置。
【請求項３】
蓄電池を構成する直列に接続された電池モジュールを管理する蓄電池管理方法であり、
電池セル電圧測定回路が、前記電池モジュールの各々を直列に接続する接続経路における、前記電池モジュールの－側接続端子と他の電池モジュールの＋側接続端子との電位差を測定する電池セル電圧測定過程と、
蓄電池制御回路が、前記電池モジュールの間の電位差と、前記接続経路に流れる電流値とから前記接続経路の抵抗値を求める蓄電池制御過程と
を含むことを特徴とする蓄電池管理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化を図るため、再生可能エネルギーにより生成した電力、例えば太陽電池（所謂ソーラーパネル）などで発電した電力を、一旦、蓄電池に蓄えて必要に応じて使用することで、電気エネルギーの利用効率を向上させる蓄電池が運用されている。
また、蓄電池に用いる電池モジュールを構成する電池セルによっては、例えばリチウムイオン電池などは、常用領域と使用禁止領域の電圧値が近接しているため厳格な電圧管理が必要である。
このため、電池セルの電圧の管理のため、蓄電池を構成する複数の電池モジュール毎における電池セルの各々の電圧（セル電圧）が測定され、電池セルそれぞれに対するセルバランスの処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－６８５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図１０に示すように、蓄電池において、直列に接続された高電圧側の電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）端子と、低電圧側の電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）との間には、－側接続端子２０１（－）及び＋側接続端子２０２（＋）の接続経路ＣＰにおいて接触抵抗Ｒが発生している。
すなわち、この接続経路ＣＰは、コネクタ２１１及びコネクタ６２１の接続（締結）点、コネクタ６１１及びコネクタ１１１の接続点、コネクタ１１２及びコネクタ６１２の接続点、及びコネクタ６２２及びコネクタ２１２（後述する図６）の各々における端子の金属面の接触を含んでいる。
【０００５】
接触抵抗Ｒは、金属同士を締結した（接触させた）際に発生する抵抗であり、上記コネクタの各々の接触箇所の抵抗を合成した抵抗である。
上記接触抵抗は、経時劣化や、コネクタの取り付け時に異物が混入した場合、抵抗値が高くなり、かつ電流が流れることにより抵抗値が上昇する特性を有している。
このため、接触抵抗値が高くなった場合、電流が流れることにより発生するジュール熱により高温状態となり、熱伝導率が高く熱容量の小さなコネクタやケーブルなどの耐熱温度を超えないように制御する必要がある。
【０００６】
また、電池モジュール２０１及び２０２の各々において、放電や充電が行われていない場合、接触抵抗Ｒに電流が流れないため、接続点における接触抵抗Ｒの両端に電位は発生しない。
一方、電池モジュール２０１及び２０２の各々に対して充電や放電が行われている場合、接触抵抗Ｒには充電電流や放電電流としての電流Ｉが流れる。
これにより、接触抵抗Ｒの抵抗値と電流Ｉの電流値とに対応した電位Ｖが、接触抵抗Ｒの両端、すなわち、－側接続端子２０１（－）及び＋側接続端子２０２（＋）の各々の間に発生する。
そのため、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）とが同一の電位ではなくなる。
【０００７】
また、電池モジュール２０１の電池セル２０１＿ｎの－端子と、電池モジュール２０２の＋端子とは、すなわち、－側接続端子２０１（－）と＋側接続端子２０２（＋）とは、電池セル電圧測定回路３０１における同一の測定端子Ｐ１ｚに接続されている。
図９に示す測定端子の各々は、電池セル電圧測定回路３０１の測定端子に対して、以下に示すように、直列に接続された電池セルの各々の－端子及び＋端子の接続点を接続させ、測定端子間の電圧をセル電圧として計測するために用いられる。
【０００８】
ここで、接続経路ＣＰにおいて、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）と、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）との電圧が上述した接触抵抗による電圧降下により同一ではない。
そして、電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）（すなわち、電池セル２０１＿ｎの－端子）と電池セル電圧測定回路３０１の測定端子Ｐ１ｚとの間には、接続端子３０２における接触抵抗や配線抵抗による経路抵抗Ｒ１が存在する。
同様に、電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）（すなわち、電池セル２０２＿１の＋端子）と電池セル電圧測定回路３０１の測定端子Ｐ１ｚの間には、接続端子３０３における接触抵抗や配線抵抗による経路抵抗Ｒ２が存在する。
【０００９】
また、接続経路ＣＰの劣化を計測できない理由としては、通常、電池モジュールが各セル電圧を計測管理するためだけの目的で計測回路を構成しているため、接続経路ＣＰを計測することがない。
一般的に、－側接続端子２０１（－）と＋側接続端子２０２（＋）との間の接続経路ＣＰの電圧を計測せずに無視してしまう。そのために、直列接続されたモジュール間の接触抵抗の劣化（抵抗値が高くなる）を検出することができない。
また、他の理由としては、電池セル電圧計測回路を、一個の電池モジュールに対して１計測回路としている場合が多く、一個の電池セル電圧計測回路に対して２個以上のモジュールを跨って接続することが少ないため、モジュール間の劣化を計測する余地がなく、接触抵抗の劣化（抵抗値が高くなる）を検出することができない。
【００１０】
したがって、充電や放電が行われている場合に、直列接続された高電圧側の電池モジュール２０１の－側接続端子２０１（－）（電池セル２０１＿ｎの－端子）と、低電圧側の電池モジュール２０２の＋側接続端子２０２（＋）（電池セル２０２＿１の＋端子）との間における経路ＣＰの電圧を測定することができない。
このため、接触抵抗Ｒを求めることができないため、経路ＣＰの劣化を推定することができず、また放電及び充電の際に電流値を調整し、ジュール熱による発熱を抑制して、熱伝導導率が高く熱容量の小さなコネクタやケーブルなどの耐熱温度を超えないように制御を効果的に行うことができない。
（【００１１】以降は省略されています）

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