(57)【要約】【課題】高電圧を発生させるバッテリシステムにおいて、放電時の電圧より低い電圧で迅速に充電できるようにする。【解決手段】このスイッチモジュールは、複数のセルユニットを互いに直列接続した電圧を発生させる回路において複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、直流プラス側充電電路から複数のセルユニットのそれぞれのプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、直流マイナス側充電電路から複数のセルユニットのそれぞれのマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続した電圧を発生させる回路において複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、
直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、
直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、
を備えているスイッチモジュール。
【請求項２】
１以上のバッテリモジュールを含み、各バッテリモジュールは１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続して構成されているバッテリシステムであって、
複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、
直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、
直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、
前記複数のセルユニットの放電時は前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを全て開路し、かつ、前記直列スイッチを全て閉路し、前記複数のセルユニットの充電時は前記直列スイッチを全て開路して前記複数のセルユニットを互いに分離した状態で前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路する制御部と、
を備えているバッテリシステム。
【請求項３】
前記複数のセルユニットの各々に流れる電流及び両端電圧に関する情報を取得するセルユニット監視部を備え、
前記制御部は、前記情報に基づいて、前記複数のセルユニットのそれぞれについて個別に、対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路又は開路するタイミングを定める、請求項２に記載のバッテリシステム。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数のセルユニットのそれぞれについて、前記両端電圧に基づいて満充電を検出したセルユニットに対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを開路する、請求項３に記載のバッテリシステム。
【請求項５】
前記制御部は、充電開始により、前記複数のセルユニットのうち前記両端電圧が低い方から順に、対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路していく、請求項３又は請求項４に記載のバッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチモジュール及びバッテリシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の開発及び普及が進む中で、高電圧（例えば８００Ｖ）のバッテリを搭載する一部の車種も計画されている。高電圧のバッテリを充電するには、さらに高電圧（例えば１０００Ｖ）の充電スタンドが必要になる。その場合、充電スタンド側では、安全対策も含めた種々の高電圧対策が必要となる。
【０００３】
一方、高電圧での充電を考えるよりも、電気自動車に搭載されている電池を並列につなぎ替えられるような回路にしておけば、より低圧での充電が可能となる（例えば、特許文献１参照。）。この場合、バッテリは、複数のセルユニットの並列接続に切り替えられ、セルユニットごとの充電が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１８３２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された回路では、複数のセルユニットを、全て同時に並列充電するとセルユニット間で電流が流れるので、同時に充電することはできない。従って、複数のセルユニットは、順次充電される。そのため、トータルの充電時間が長くなる。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、高電圧を発生させるバッテリシステムにおいて、放電時の電圧より低い電圧で迅速に充電できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【０００８】
本発明の一表現に係るスイッチモジュールは、１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続した電圧を発生させる回路において複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、を備えている。
【０００９】
本発明の一表現に係るバッテリシステムは、１以上のバッテリモジュールを含み、各バッテリモジュールは１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続して構成されているバッテリシステムであって、複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、前記複数のセルユニットの放電時は前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを全て開路し、かつ、前記直列スイッチを全て閉路し、前記複数のセルユニットの充電時は前記直列スイッチを全て開路して前記複数のセルユニットを互いに分離した状態で前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路する制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高電圧を発生させるバッテリシステムにおいて、放電時の電圧より低い電圧で迅速に充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電気自動車と充電スタンドとを接続した状態の一例を示す図である。
【図２】図２は、スイッチモジュール及びバッテリシステムの基本回路例を示す図である。
【図３】図３は、充電時のスイッチモジュールの回路動作（第１例）を示すフローチャートである。
【図４】図４は、セルユニット監視部も含めた回路例を示す図である。
【図５】図５は、充電時のスイッチモジュールの回路動作（第２例）を示すフローチャートである。
【図６】図６は、充電時のスイッチモジュールの回路動作（第３例）を示すフローチャートである。
【図７】図７は、充電時のスイッチモジュールの回路動作（第４例）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１３】
（１）本開示のスイッチモジュールは、１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続した電圧を発生させる回路において複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットのそれぞれのマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、を備えている。
【００１４】
上記のように構成されたスイッチモジュールでは、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを全て開路し、かつ、直列スイッチを全て閉路することで、複数のセルユニットを互いに直列接続した電圧を発生させることができる。また、直列スイッチを全て開路すれば、複数のセルユニットを互いに分離した状態とすることができる。この状態で、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路すれば、複数のセルユニットの同時並列充電が可能となる。また、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路又は開路するタイミングは、対象とするセルユニットの状態に応じて変えることもできる。
【００１５】
（２）本開示のバッテリシステムは、１以上のバッテリモジュールを含み、各バッテリモジュールは１以上のセルを含むセルユニットを複数個互いに直列接続して構成されているバッテリシステムであって、複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置される直列スイッチと、直流プラス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のプラス極に至る電路ごとに配置されるプラス側充電スイッチと、直流マイナス側充電電路から前記複数のセルユニットの各々のマイナス極に至る電路ごとに配置されるマイナス側充電スイッチと、前記複数のセルユニットの放電時は前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを全て開路し、かつ、前記直列スイッチを全て閉路し、前記複数のセルユニットの充電時は前記直列スイッチを全て開路して前記複数のセルユニットを互いに分離した状態で前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路する制御部と、を備えている。
【００１６】
上記のように構成されたバッテリシステムでは、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを全て開路し、かつ、直列スイッチを全て閉路することで、複数のセルユニットを互いに直列接続した電圧を発生させることができる。また、制御部により直列スイッチを全て開路すれば、複数のセルユニットを互いに分離した状態とすることができる。この状態で、制御部によりプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路すれば、複数のセルユニットの同時並列充電が可能となる。また、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路又は開路するタイミングは、対象とするセルユニットの状態に応じて変えることもできる。
【００１７】
（３）前記（２）のバッテリシステムにおいて、前記複数のセルユニットの各々に流れる電流及び両端電圧に関する情報を取得するセルユニット監視部を備え、前記制御部は、前記情報に基づいて、前記複数のセルユニットのそれぞれについて個別に、対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路又は開路するタイミングを定めるようにしてもよい。
この場合、セルユニットのＳＯＣ（State of Charge）及びＳＯＨ（State of Health）に応じて適切なタイミングで充電を開始し又は終了することができる。
【００１８】
（４）前記（３）のバッテリシステムにおいて、前記制御部は、前記複数のセルユニットのそれぞれについて、前記両端電圧に基づいて満充電を検出したセルユニットに対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを開路するようにしてもよい。
この場合、満充電となったセルユニットごとに充電を終えることになるので、セルユニット間での充電状態のばらつきを抑制することができる。
【００１９】
（５）前記（３）又は（４）のバッテリシステムにおいて、前記制御部は、充電開始により、前記複数のセルユニットのうち前記両端電圧が低い方から順に、対応する前記プラス側充電スイッチ及び前記マイナス側充電スイッチを閉路していくようにしてもよい。
この場合、両端電圧の低い方から順に充電していくことにより、充電中のセルユニット間での電圧の足並みがそろうので、２以上のセルユニット間で電流が流れることを抑制できる。
【００２０】
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリシステム及びこれに含まれるスイッチモジュールについて、図面を参照して説明する。
【００２１】
《構成例》
図１は、電気自動車と充電スタンドとを接続した状態の一例を示す図である。図において、充電時の電気自動車１には、充電スタンド２から充電ケーブル３を介して、充電プラグ３ｐが接続されている。電気自動車１の内部には、バッテリシステム４が搭載されている。バッテリシステム４は、スイッチモジュール５、バッテリ６、セルユニット監視部７、及び、制御部８が含まれる。バッテリ６には、車載システム（主に駆動系）９が接続されている。バッテリ６は、例えばリチウムイオン電池である。スイッチモジュール５は、制御部８により制御される。セルユニット監視部７は、バッテリ６に関する情報を制御部８に与える。制御部８は、充電ケーブル３を介して、充電スタンド２と通信可能である。
【００２２】
《基本回路例》
図２は、スイッチモジュール５及びバッテリシステム４の基本回路例を示す図である。なお、図２は、基本回路を示すことを主眼とした図であり、セルユニット監視部７については、図示を省略している。図２において、バッテリ６は、中単位としての、バッテリモジュール６１，６２を備えている。この例は、バッテリモジュール６１，６２がはしご状に２並列になっている一例である。バッテリモジュールの並列数は車載システム９によって異なり、１又は複数である。
【００２３】
バッテリモジュール６１は、小単位としての、セルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３を含む。同様に、バッテリモジュール６２は、小単位としての、セルユニットＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３を含む。セルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３の各々は、１以上のセルを含む。なお、１本のバッテリモジュール６１（又は６２）に含まれるセルユニットの数は３であるが、これは説明上の一例に過ぎず、１本のバッテリモジュールに含まれるセルユニットの数は車載システム９によって異なる。但し、複数である。
【００２４】
セルユニットＢ１１〜Ｂ１３，Ｂ２１〜Ｂ２３の各々は、実用的な取り扱い上の一単位を成す電池である。１つのセルユニットは電池としての最小単位の１セルであってもよいし、複数セルの集合体であってもよい。
【００２５】
セルユニットＢ１１とセルユニットＢ１２とを互いに直列に接続する電路には直列スイッチＳ１１が設けられている。セルユニットＢ１２とセルユニットＢ１３とを互いに直列に接続する電路には直列スイッチＳ１２が設けられている。セルユニットＢ２１とセルユニットＢ２２とを互いに直列に接続する電路には直列スイッチＳ２１が設けられている。セルユニットＢ２２とセルユニットＢ２３とを互いに直列に接続する電路には直列スイッチＳ２２が設けられている。要するに、複数のセルユニット（Ｂ１１〜Ｂ１３，Ｂ２１〜Ｂ２３）を互いに直列接続した電圧を発生させるバッテリモジュール（６１，６２）において、直列スイッチ（Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２）は、複数のセルユニット同士を互いに直列に接続する電路ごとに配置されている。
【００２６】
直流プラス側充電電路ＬｐからセルユニットＢ１１，Ｂ２１の並列体のプラス極に至る電路に、プラス側充電スイッチＳｐ１が配置されている。また、直流マイナス側充電電路ＬｎからセルユニットＢ１１，Ｂ２１の並列体のマイナス極に至る電路に、マイナス側充電スイッチＳｎ１が配置されている。
【００２７】
直流プラス側充電電路ＬｐからセルユニットＢ１２，Ｂ２２の並列体のプラス極に至る電路に、プラス側充電スイッチＳｐ２が配置されている。また、直流マイナス側充電電路ＬｎからセルユニットＢ１２，Ｂ２２の並列体のマイナス極に至る電路に、マイナス側充電スイッチＳｎ２が配置されている。
【００２８】
直流プラス側充電電路ＬｐからセルユニットＢ１３，Ｂ２３の並列体のプラス極に至る電路に、プラス側充電スイッチＳｐ３が配置されている。また、直流マイナス側充電電路ＬｎからセルユニットＢ１３，Ｂ２３の並列体のマイナス極に至る電路に、マイナス側充電スイッチＳｎ３が配置されている。
【００２９】
上記の、直列スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２、プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３、マイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３は、半導体スイッチ又はリレー接点であり、制御部８の制御により開閉される。制御部８は、例えばコンピュータを含み、コンピュータがソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部８の記憶装置（図示せず。）に格納される。制御部８は、例えば、車載のメインコントローラ、又は、メインコントローラとリンクした周辺のコントローラである。
【００３０】
電気自動車１の運転中は、直列スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２は全て閉路し、バッテリ６は、セルユニットの直列体となった高電圧のバッテリモジュール６１，６２の並列体である。プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３、及び、マイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３は、全て開路している。
【００３１】
なお、図２では省略しているが、セルユニットごとに流れる電流及びセルユニットごとの両端電圧その他を監視するセルユニット監視部７（図１）が付属している（これについては後述する。）。制御部８は、これらの情報を取得している。
【００３２】
《充電時の回路動作：第１例》
次に、充電時のスイッチモジュール５の回路動作について説明する。
図３は、充電時のスイッチモジュール５の回路動作を示すフローチャートである。人の操作によって電気自動車１を充電スタンド２に接続することで、フローチャートの処理が開始される。なお、非接触給電の場合は、人の操作に依存せず、フローチャートの処理が開始される場合もある。
【００３３】
まず、制御部８は、直列スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２を全て開路する（ステップＳ１）。これにより、直列に接続されていた複数のセルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３及びＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３は、それぞれ、互いに分離された状態となる。
【００３４】
次に、制御部８は、プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３及びマイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３を閉路する（ステップＳ２）。また、制御部８は、充電スタンド２に対して、充電のために要求する電流及び最大電圧等の充電情報を送信する（ステップＳ３）。
【００３５】
充電情報を受け取った充電スタンド２は、充電用の電力を電気自動車１に送り込んでくる（ステップＳ４）。充電スタンド２による充電は、最初は定電流充電で行われ、充電終了が近くなると、定電圧充電に切り替わるようになっている。制御部８は、各セルユニットの充電状態を確認する（ステップＳ５）。例えば、両端電圧が所定の電圧以上となり、かつ、流れる電流が閾値以下となれば満充電と判定することができる。制御部８は、いずれかのセルユニットが満充電となるのを待つ（ステップＳ６）。そして、いずれかのセルユニットが満充電となった時点で、制御部８は、充電を終える。
【００３６】
複数のセルユニット間で、ＳＯＣ（State of Charge）、ＳＯＨ（State of Health）に大きな差が無い状態では、いずれかのセルユニットが満充電であれば、他のセルユニットも満充電か若しくはそれに近い状態であると推測できる。
【００３７】
《ここまでの開示の概要》
上記のように構成されたスイッチモジュール５及びバッテリシステム４では、プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３及びマイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３を開路し、かつ、直列スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２を閉路することで、複数のセルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３及びセルユニットＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３をそれぞれ、互いに直列接続した電圧を発生させることができる。また、直列スイッチＳ１１，Ｓ２１，Ｓ１２，Ｓ２２を全て開路すれば、直列接続されていた複数のセルユニットを互いに分離した状態とすることができる。この状態で、プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３及びマイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３を閉路すれば、複数のセルユニットの同時並列充電が可能となる。
【００３８】
《セルユニット監視部も含めた回路例》
図４は、セルユニット監視部も含めた回路例を示す図である。図２との違いは、セルユニット監視部を明示した点と、直列スイッチＳ１１，Ｓ１２を、２つのバッテリモジュール６１，６２で共用している点である。その他の構成は、図２と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図４において、セルユニット監視部７１は、セルユニットＢ１１，Ｂ２１にそれぞれ流れる電流、及び、セルユニットＢ１１，Ｂ２１のそれぞれの両端電圧の情報を取得している。セルユニット監視部７２は、セルユニットＢ１２，Ｂ２２にそれぞれ流れる電流、及び、セルユニットＢ１２，Ｂ２２のそれぞれの両端電圧の情報を取得している。また、セルユニット監視部７３は、セルユニットＢ１３，Ｂ２３にそれぞれ流れる電流、及び、セルユニットＢ１３，Ｂ２３のそれぞれの両端電圧の情報を取得している。セルユニット監視部７１，７２，７３の取得した情報は、制御部８に送られている。
【００４０】
《充電時の回路動作：第２例》
次に、充電時のスイッチモジュール５の回路動作の第２例について説明する。
図５は、充電時のスイッチモジュール５の回路動作を示すフローチャートである。人の操作によって電気自動車１を充電スタンド２に接続することで、フローチャートの処理が開始される。
【００４１】
まず、制御部８は、直列スイッチＳ１１，Ｓ１２を開路する（ステップＳ１）。これにより、直列に接続されていた複数のセルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３及びセルユニットＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３はそれぞれ、互いに分離された状態となる。
【００４２】
次に、制御部８は、プラス側充電スイッチＳｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３及びマイナス側充電スイッチＳｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３を閉路する（ステップＳ２）。また、制御部８は、充電スタンド２に対して、充電のために要求する電流及び最大電圧等の充電情報を送信する（ステップＳ３）。
【００４３】
充電情報を受け取った充電スタンド２は、充電用の電力を電気自動車１に送り込んでくる（ステップＳ４）。充電スタンド２による充電は、最初は定電流充電で行われ、充電終了が近くなると、定電圧充電に切り替わるようになっている。制御部８は、各セルユニットの充電状態を確認する（ステップＳ５）。例えば、両端電圧が所定の電圧以上となり、かつ、流れる電流が閾値以下となれば満充電と判定することができる。制御部８は、いずれかのセルユニットが満充電となるのを待つ（ステップＳ６）。そして、いずれかのセルユニットが満充電となった時点で、制御部８は、満充電となったセルユニットのプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを開路する（ステップＳ７）。
【００４４】
そして、制御部８は、全てのセルユニットが満充電となるのを待つ（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の繰り返し。）。全てのセルユニットが満充電となれば、制御部８は、充電を終える。
【００４５】
以上のように、図５の処理では、制御部８は、複数のセルユニットのそれぞれについて、満充電を検出したセルユニットに対応するプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを開路する。従って、満充電となったセルユニットごとに充電を終えることになるので、セルユニット間での充電状態のばらつきを抑制することができる。
【００４６】
《充電時の回路動作：第３例》
次に、充電時のスイッチモジュール５の回路動作の第３例について説明する。
図６は、充電時のスイッチモジュール５の回路動作を示すフローチャートである。人の操作によって電気自動車１を充電スタンド２に接続することで、フローチャートの処理が開始される。
【００４７】
まず、制御部８は、直列スイッチＳ１１，Ｓ１２を開路する（ステップＳ１）。これにより、直列に接続されていた複数のセルユニットＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３及びセルユニットＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３はそれぞれ、互いに分離された状態となる。
【００４８】
次に、制御部８は、各セルユニットの充電状態を確認する（ステップＳ１ａ）。そして、その時点で最も電圧が低いセルユニットに対応するプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路する（ステップＳ１ｂ）。また、制御部８は、充電スタンド２に対して、充電のために要求する電流及び最大電圧等の充電情報を送信する（ステップＳ３）。
【００４９】
充電情報を受け取った充電スタンド２は、充電用の電力を電気自動車１に送り込んでくる（ステップＳ４）。充電スタンド２による充電は、最初は定電流充電で行われ、充電終了が近くなると、定電圧充電に切り替わるようになっている。制御部８は、各セルユニットの充電状態を確認し（ステップＳ５）、いずれかのセルユニットが満充電となったか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００５０】
ここで、まだいずれのセルユニットも満充電ではないときは、充電電圧と各セルユニットの電圧とを比較する（ステップＳ９）。続いて制御部８は、充電電圧以下の電圧のセルユニットがあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、「ある」という判定になる場合とは、最も電圧が低かったセルユニットの両端電圧が、電圧の低さという点で、次のセルユニットの両端電圧に追いついた、ということである。そこで、ステップＳ９で「ＹＥＳ」の場合には、制御部８は、次なるセルユニットに対応するプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路する（ステップＳ１１）。そして、制御部８はステップＳ５に戻り、以後、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１を繰り返す。
【００５１】
このようにして、電圧の低い方から順にセルユニットが充電され両端電圧が足並みをそろえて上がっていく状態となる。そして、ステップＳ１０の判定が「ＮＯ」になったときには、全てのセルユニットの両端電圧がそろっている。
その後、ステップＳ６において、いずれかのセルユニットが満充電となった時点で、他のセルユニットも満充電若しくはそれに極めて近い状態と考えられるので、制御部８は、充電を終える。
【００５２】
以上のように、図６の処理では、制御部８は、充電開始により、複数のセルユニットのうち現時点で両端電圧が低い方から順に、対応するプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路していく。このように、両端電圧の低い方から順に充電していくことにより、充電中のセルユニット間での電圧の足並みがそろうので、２以上のセルユニット間で電流が流れることを抑制できる。
【００５３】
《充電時の回路動作：第４例》
次に、充電時のスイッチモジュール５の回路動作の第４例について説明する。
図７は、充電時のスイッチモジュール５の回路動作を示すフローチャートである。これは、図６のフローチャートに、図５のフローチャートの処理の特徴を取り入れた内容である。
【００５４】
図６と異なる処理のみを説明すると、制御部８は、いずれかのセルユニットが満充電となったか否かを判定し（ステップＳ６）、「ＹＥＳ」となるとき、満充電となったセルユニットのプラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを開路する（ステップＳ１２）。そして、制御部８は、全てのセルユニットが満充電となるのを待つ（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１２，Ｓ１３の繰り返し。）。全てのセルユニットが満充電となれば、制御部８は、充電を終える。
【００５５】
《第２〜第４例のまとめ》
充電時の回路動作の第２〜第４例によれば、プラス側充電スイッチ及びマイナス側充電スイッチを閉路又は開路するタイミングを、対象とするセルユニットの状態に応じて変えることができる。これにより、セルユニットのＳＯＣ又はＳＯＨに応じて適切なタイミングで充電を開始し又は終了することができる。
【００５６】
《補記》
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
１  電気自動車
２  充電スタンド
３  充電ケーブル
３ｐ  充電プラグ
４  バッテリシステム
５  スイッチモジュール
６  バッテリ
７  セルユニット監視部
８  制御部
９  車載システム
６１，６２  バッテリモジュール
７１，７２，７３  セルユニット監視部
Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３  セルユニット
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２  直列スイッチ
【図１】
2020108242.tif 000003
【図２】
2020108242.tif 000004
【図３】
2020108242.tif 000005
【図４】
2020108242.tif 000006
【図５】
2020108242.tif 000007
【図６】
2020108242.tif 000008
【図７】
2020108242.tif 000009