(57)【要約】【課題】普通充電中でなくても、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを小さくできる車両用電池システムを提供する。【解決手段】車両用電池システムは、電池パックに含まれる複数の電池セルと、複数の電池セルのうち少なくとも一つの電池セルに充電可能な電力を発電するソーラーパネルと、複数の電池セルの電池電圧を予め定められた所定時間毎に個別に計測する電圧計測部と、電圧計測部によって所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セルを特定する特定部と、を含む電池監視装置と、ソーラーパネルと複数の電池セルとの間に設けられ、ソーラーパネルによって発電された電力の供給先を特定部によって特定された電池セルに切り替える切替スイッチとを備える。【選択図】  図３
2020162200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックに含まれる複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのうち少なくとも一つの電池セルに充電可能な電力を発電するソーラーパネルと、
前記複数の電池セルの電池電圧を予め定められた所定時間毎に個別に計測する電圧計測部と、前記電圧計測部によって前記所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セルを特定する特定部と、を含む電池監視装置と、
前記ソーラーパネルと前記複数の電池セルとの間に設けられ、前記ソーラーパネルによって発電された電力の供給先を前記特定部によって特定された前記電池セルに切り替える切替スイッチと
を備えることを特徴とする車両用電池システム。
【請求項２】
前記ソーラーパネルと前記切替スイッチとの間にオンオフスイッチを備え、
前記オンオフスイッチは、前記所定時間毎にオフとなる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電池システム。
【請求項３】
前記特定部は、前記複数の電池セルの電池電圧が前記電池監視装置の起動時の標準偏差内になるまで最も電池電圧の小さい電池セルを特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電池ユニットを構成する電池セルのセル電圧を検出するセル電圧検出回路と、セル電圧検出回路で検出されたセル電圧に基づいて、電池ユニットを構成する電池セル間の電池残存容量のばらつきを抑制するセル容量均等化回路と、が開示されている。セル容量均等化回路は、セル放電抵抗にセルスイッチング素子を直列に接続しているセル放電回路を備え、電池セルのセル電圧が高くなるときに、セルスイッチング素子をＯＮに切り替えて、セル放電抵抗で電池セルを放電させて電池セルの電圧を低下して均等化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７２１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示するセル容量均等化回路では、セル放電抵抗で電池セルを放電させるために、普通充電中でなければ電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを小さくできなかった。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、普通充電中でなくても、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを小さくできる車両用電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両用電池システムは、電池パックに含まれる複数の電池セルと、前記複数の電池セルのうち少なくとも一つの電池セルに充電可能な電力を発電するソーラーパネルと、前記複数の電池セルの電池電圧を予め定められた所定時間毎に個別に計測する電圧計測部と、前記電圧計測部によって前記所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セルを特定する特定部と、を含む電池監視装置と、前記ソーラーパネルと前記複数の電池セルとの間に設けられ、前記ソーラーパネルによって発電された電力の供給先を前記特定部によって特定された前記電池セルに切り替える切替スイッチとを備える。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、電圧計測部が複数の電池セルの電池電圧を予め定められた所定時間毎に個別に計測し、特定部が電圧計測部によって所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セルを特定する。そして、切替スイッチがソーラーパネルによって発電された電力の供給先を特定部によって特定されたその時点で最も電池電圧の小さな電池セルに切り替える。これにより、所定時間毎にその時点で最も電池電圧の小さい電池セルが充電され、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきが少しずつ小さくなるので、普通充電中でなくても、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを小さくできる。
【０００８】
（２）本発明の一実施形態では、上記（１）の構成において、前記ソーラーパネルと前記切替スイッチとの間にオンオフスイッチを備え、前記オンオフスイッチは、前記所定時間毎にオフとなる。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、オンオフスイッチが前記所定時間毎にオフとなることで、電圧計測部は、所定時間毎に電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧を個別に計測できる。
【００１０】
（３）本発明の一実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記特定部は、前記複数の電池セルの電池電圧が前記電池監視装置の起動時の標準偏差内になるまで最も電池電圧の小さい電池セルを特定する。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、特定部は、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧が電池監視装置の起動時の標準偏差内（１σ）になるまで最も電池電圧の小さい電池セルを特定するので、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧が電池監視装置の起動時の標準偏差（１σ）となるまで、電池特定部が特定した最も電池電圧の小さな電池セルを充電できる。これにより、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを電池監視装置の起動時の標準偏差（１σ）内にできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、普通充電中でなくても、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用電池システムを搭載した車両を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した電池パックのカバーを取り外した状態を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用電池システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図３に示した電圧計測部が電圧を計測するタイミングを説明するための図である。
【図５】図３に示した電圧計測部の構成を概略的に示す図である。
【図６】図３に示した切替スイッチの接続先を概略的に示す図である。
【図７】図３に示した本発明の一実施形態に係る車両用電池システムの制御内容を概略的に示すフローチャートである。
【図８】電池監視装置の起動時における、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。
【図９】最も電池電圧の小さな電池セルの充電後における、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。
【図１０】電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧が電池監視装置の起動時の標準偏差（１σ）内になった後における、電池パックに含まれる複数の電池セルの電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。
【図１１】形態１に係る切替スイッチを概略的に示す図である。
【図１２】図１１に示したセル側端子部を概略的に示す図である。
【図１３】形態２に係る切替スイッチを概略的に示す図である。
【図１４】図１３に示したセル側端子部の端子の配列を示す図である。
【図１５】形態３に係る切替スイッチを概略的に示す図である。
【図１６】図１５に示したＰ側基板とＮ側基板とを平面に展開した状態を示す図である。
【図１７】形態４に係る切替スイッチを概略的に示す図である。
【図１８】形態５に係る切替スイッチを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１を搭載した車両１００を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示した電池パック２のカバーを取り外した状態を概略的に示す斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１が搭載される車両１００は、電気を動力源とする電動車両であって、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）である。ここでは、車両用電池システム１が搭載される車両１００として、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）を例に説明するが、車両１００は電動車両であれば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）に限られるものではない。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１が搭載される車両１００は、エンジン１１０及び駆動用モータ１２１，１２２と、エンジン１１０によって駆動されるジェネレータ１３０と、駆動用モータ１２１，１２２に電力を供給するとともに、ジェネレータ１３０によって発電された電力が供給される電池パック２と、を備えている。
【００１８】
図２に示すように、電池パック２は、複数（多数）の電池セル２１（図３参照）を含んで構成される。複数の電池セル２１は、電池容量が等しく小さい電池セルで構成される。複数の電池セル２１は、いくつかのグループに分けられ、グループ毎に直列に接続され、グループ毎に一つのモジュールＭを構成する。そして、これら複数の電池セル２１が直列に接続されたモジュールＭが更に直列に接続されることで、総電圧が大きな電池を構成する。電池パック２は、例えば、電池電圧が３．７５Ｖの電池セル２１を８０個含んで構成される。これら８０個の電池セル２１は、例えば、８個ずつ１０個のグループに分けられ、グループ毎に直列に接続され、グループ毎に一つのモジュールＭを構成する。そして、これら８個の電池セル２１が直列に接続された１０個のモジュールＭが更に直列に接続されることで、総電圧が３００Ｖの電池を構成する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１が搭載される車両１００は、更に、車載充電器１４０を備えている。車載充電器１４０は、家庭用電力によって電池パック２を充電するためのもので、上述した電池パック２に接続されるとともに、車両側面に設けられた普通充電口１５０（図３参照）（普通充電コネクタ１５１）に接続されている。これにより、普通充電口１５０から供給された家庭用電力が車載充電器１４０を通り電池パック２に供給され、家庭用電力によって電池パック２が充電される（普通充電）。また、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１が搭載される車両１００は、普通充電口１５０と並んで設けられた急速充電口１６０（図３参照）（急速充電コネクタ１６１）が電池パック２に接続されている。これにより、急速充電口１６０に接続された急速充電器から急速充電用電力が電池パック２に供給され、急速充電用の電力によって電池パック２が充電される（急速充電）。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１の構成を概略的に示すブロック図である。図４は、図３に示した電圧計測部４１が電圧を計測するタイミングを説明するための図である。図５は、図３に示した電圧計測部４１の構成を概略的に示す図である。図６は、図３に示した切替スイッチ５の接続先を概略的に示す図である。
【００２１】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、車両１００の駐車中に電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧のばらつきを小さくするためのものである。
【００２２】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、上述した電池パック２に含まれる複数の電池セル２１のほか、ソーラーパネル３、電池監視装置４及び切替スイッチ５を備える。
【００２３】
電池パック２に含まれる複数の電池セル２１は、上述したように、電池容量が等しく小さい電池セル２１で構成される。上述したように、電池セル２１の電池電圧は、例えば、３．７５Ｖであり、一つの電池セル２１の充電には、例えば、８Ｗ（４Ｖ×２Ａ）程度の電力が必要である。
【００２４】
ソーラーパネル３は、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１のうち少なくとも一つの電池セル２１に充電可能な電力を供給可能である。例えば、ソーラーパネル３は、５Ｗの電力を発電するのにおよそ１５ｃｍ×１５ｃｍ程度の大きさが必要であり、例えば、１０Ｗの電力を発電するには、およそ１５ｃｍ×３０ｃｍ程度の大きさが必要である。ソーラーパネル３は、例えば、図１に示すように、車両１００のダッシュボードの上面に設置される。ソーラーパネル３は、ダッシュボードに設置される場合、運転中はフロントガラスにソーラーパネル３が映りこんでしまうため、ソーラーパネル３の表面を覆うシェード機構１７０を備えるとよい。シェード機構１７０は、運転者等が手動でソーラーパネル３を覆う状態と、覆わない状態に可変できるようにしてもよいし、オンオフスイッチを備え、モータなどによって可変できるようにしてもよい。
【００２５】
電池監視装置４は、電圧計測部４１と特定部４２とを含む。
【００２６】
電圧計測部４１は、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧を所定時間毎に個別に計測可能である。例えば、所定時間（第１の所定時間）は、図４に示すように、一定時間であり、例えば、１０秒である。
【００２７】
図５に示すように、電圧計測部４１は、電池セル２１毎に電圧計測線４１１が設けられる。例えば、電圧計測線４１１は、複数の電池パック２に含まれる複数の電池セル２１において電池セル２１（第１の電池セル２１Ａ）の負極と該電池セル２１Ａ（第１の電池セル２１Ａ）と隣り合い直列に接続される電池セル２１Ｂ（第２の電池セル２１Ｂ）の正極とを繋ぐバスバー２２に接続され、これを繰り返すことによって電池セル２１毎に電圧計測線４１１が設けられる。
【００２８】
特定部４２は、電圧計測部４１によって所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１を特定するものである。特定部４２は、例えば、電圧計測部４１に電気的に接続され、電圧計測部４１によって所定時間毎に計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１を特定可能である。
【００２９】
図６に示すように、切替スイッチ５は、ソーラーパネル３と電池パック２に含まれる複数の電池セル２１との間に設けられ、ソーラーパネル３によって発電された電力の供給先を特定部４２によって特定されたその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１に切り替えるものである。切替スイッチ５は、例えば、電力供給ライン３１によってソーラーパネル３に接続されるとともに、電流供給ライン４４１によって電圧計測線４１１に個別に接続される。そして、ソーラーパネル３によって発電された電力の供給先を特定部４２によって特定されたその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１に切り替えることで、ソーラーパネル３によって発電された電力を特定部４２によって特定されたその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１に供給し、当該電池セル２１を充電する。
【００３０】
図３に示すように、例えば、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、更に、制御用電源回路６を備えている。制御用電源回路６は、制御用電源６１及び電圧変換器６２を含み、制御用電源６１から供給された電力は、電圧変換器６２において電池監視装置用の電圧に変換され、電池監視装置４に供給される。制御用電源６１は、例えば、車両１００に搭載された補機バッテリ、又は上述したソーラーパネル３である。電圧変換器６２は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、制御用電源６１から供給された電力を電池監視用の電圧の電力に変換可能である。
【００３１】
図３に示すように、例えば、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１では、制御用電源６１は、車両１００に搭載された補機バッテリである。このようにすれば、補機バッテリから電池監視装置４に継続して安定した電圧の電力を供給できるので、電池監視装置４の動作が安定する。
【００３２】
例えば、補機バッテリは、鉛バッテリであり、１２Ｗ（１２Ｖ×１Ａ）の電力が供給可能である。
【００３３】
図３に示すように、例えば、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、上位制御装置７によって制御される。上位制御装置７は、例えば、電池監視装置４に、電池監視装置４の起動等を指示可能である。
【００３４】
上位制御装置７は、例えば、車両１００に搭載される車両制御装置（車両用ＥＣＵ）であるが、電子監視装置の上位に位置する制御装置であれば、これに限られるものではない。
【００３５】
図３に示すように、例えば、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、ソーラーパネル３と切替スイッチ５との間にオンオフスイッチ８を備える。オンオフスイッチ８は、例えば、電池監視装置４によって制御され、オンオフスイッチ８は、上述した所定時間毎にオフとなる。このようにオンオフスイッチ８が上述した所定時間毎にオフとなることで、上述した電圧計測部４１は、上述した所定時間毎に電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧を個別に計測できる。
【００３６】
また、例えば、本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１では、特定部４２は、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧が電池監視装置４の起動時の標準偏差（１σ）内になるまで最も電池電圧の小さい電池セル２１を特定する。
【００３７】
このようにすれば、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧が電池監視装置４の起動時の標準偏差（１σ）内になるまで、特定部４２が特定した最も電池電圧の小さな電池セル２１を充電できる。これにより、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧のばらつきを電池監視装置４の起動時の標準偏差（１σ）内にできる。
【００３８】
図７は、図３に示した本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１の制御内容を概略的に示すフローチャートである。図８は、電池監視装置４の起動時における、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。図９は、最も電池電圧の小さな電池セル２１の充電後における、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。図１０は、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧が電池監視装置４の起動時の標準偏差（１σ）内になった後における、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧のばらつきを概略的に示す図である。
【００３９】
本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１は、車両１００が駐車すると、上位制御装置７からの指示により、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を開始する。
【００４０】
複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を開始すると、まず、上位制御装置７が、イグニッションスイッチがオフであること、ドアがロックされていること、及び、車内に人がいないことを確認する（ステップＳ１１）。車内に人がいるかいないかは、例えば、シートに設けられたシートセンサ（着座センサ）によって検出する。
【００４１】
イグニッションスイッチがオンである場合、ドアがアンロックである場合、又は、車内に人がいる場合のいずれかの場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了する（エンド）。イグニッションスイッチがオンである場合に電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了するのは、電池パック２において高電圧な状態が成立しているからである（全ての電池セル２１が直列接続されている）。すなわち、電池パック２において高電圧な状態が成立していると、ソーラーパネル３で発電した電力によって電池セル２１を充電できないからである。
【００４２】
上位制御装置７が、イグニッションスイッチがオンであること、ドアがロックされていること、及び、車内に人がいないことを確認すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、上位制御装置７が、車両１００が充電状態にないことを確認する（ステップＳ１２）。車両１００が充電状態にないことは、車両１００が急速充電器で急速充電されていないこと、及び、車両１００が家庭用電力によって普通充電されていないことである。
【００４３】
車両１００が充電状態にある場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了する（エンド）。車両１００が充電状態にある場合に電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了するのは、イグニッションスイッチがオンである場合と同様、電池パック２において高電圧な状態が成立しているからである。
【００４４】
上位制御装置７が、車両１００が充電状態にないことを確認すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、上位制御装置７が、上位制御装置７がソーラーパネル３の発電量が所定量以上であることを確認する（ステップＳ１３）。所定量は、ソーラーパネル３の発電によって電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の少なくとも一つを充電するのに十分な電力である。電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の少なくとも一つを充電するのに十分な電力は、上述したように、例えば、８Ｗ（４Ｖ×２Ａ）である。
【００４５】
次に、上位制御装置７は、日照時間及び駐車時間を予測する（ステップＳ１４）。
【００４６】
日照時間は、例えば、車両１００が駐車する位置の緯度、経度及び高度、並びに、ＧＰＳから取得した位置情報（地図情報）によって通年の気象条件（日照時間）と、日付及び時刻により残りの日照時間を予測可能である。
【００４７】
駐車時間は、例えば、車両１００の過去の駐車時間を含む駐車情報により予測可能である。
【００４８】
上位制御装置７は、駐車時間が所定時間を超えると予測する場合に、電池監視装置４に起動を指示する（ステップＳ１５）。電池監視装置４に起動が指示され、電池監視装置４が起動すると、電圧計測部４１が電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧を個別に計測する（ステップＳ１６）。ここでは、図８に示すように、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の全ての電池セル２１が所定の使用電圧範囲内にあることを確認する。また、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の全ての電池セル２１の電池電圧がどのように分布しているかを特定する（電圧分布を特定する）とともに、最も電池電圧の小さな電池セル２１を特定する。最も電池電圧の小さな電池セル２１は、例えば、その電池セル２１が属するモジュールに付されたモジュール番号と電池セル２１に付されたセル番号とによって特定する。
【００４９】
電圧計測部４１が電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧を個別に計測すると、次に、特定部４２が電圧計測部４１によって計測された電池電圧に基づいてその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１を特定する（ステップＳ１７）。
【００５０】
特定部４２がその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１を特定すると、切替スイッチ５がソーラーパネル３によって発電された電力の供給先を特定部４２によって特定されたその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１に切り替え（ステップＳ１８）、オンオフスイッチ８がオンとなる（ステップＳ１９）。これにより、ソーラーパネル３によって発電された電力がその時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１が供給され、その時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１が充電される。これにより、図９に示すように、電圧計測部４１が計測した時点で最も電池電圧の小さな電池セル２１は、最も電池電圧の小さな電池セル２１ではなくなる。
【００５１】
そして、所定時間が経過すると（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、オンオフスイッチ８がオフとなる（ステップＳ２１）。
【００５２】
以下、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧が電池監視装置４の起動時の標準偏差内（１σ）になるまで、電圧計測部４１による電池電圧の計測（ステップＳ１６）、特定部４２による電池セル２１の特定（ステップＳ１７）、切替スイッチ５による電力の供給先の切り替え（ステップＳ１８）、オンオフスイッチ８のオン（ステップＳ１９）、所定時間の経過（ステップＳ２０）及びオンオフスイッチ８のオフ（ステップＳ２１）を繰り返す。
【００５３】
そして、図１０に示すように、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧が電池監視装置４の起動時の標準偏差（１σ）内となると（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了する（エンド）。また、駐車時間が経過し、ドアのロックが解除された場合、イグニッションスイッチがオンされた場合、又は、車両１００が充填充電状態に移行した場合にも、電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化を終了する（エンド）。
【００５４】
上述した本発明の一実施形態に係る車両用電池システム１によれば、電圧計測部４１が複数の電池セル２１の電池電圧を個別に計測し、特定部４２が電圧計測部４１によって計測された電池で夏に基づいて充電すべき電池セル２１を順番に特定する。そして、切替スイッチ５がソーラーパネル３によって発電される電力の供給先を特定部４２によって順番に特定された充電すべき電池セル２１に順番に切り替える。これにより、車両１００の駐車中に電池パック２に含まれる複数の電池セル２１の電池電圧の均等化ができる。
【００５５】
以下に、上述した切替スイッチ５について幾つかの形態を説明する。
【００５６】
［形態１に係る切替スイッチ］
図１１は、形態１に係る切替スイッチ５Ａを概略的に示す図である。図１２は、図１１に示したセル側端子部５ａ１を概略的に示す図である。図１１に示すように、形態１に係る切替スイッチ５Ａは、セル側端子部５ａ１とパネル側端子部５ａ２とを含んで構成される。
【００５７】
図１２に示すように、セル側端子部５ａ１は、電圧計測線４１１毎に設けられた電流供給ライン４４１が接続される端子５ａ１１が設けられる部分である。セル側端子部５ａ１は、高さの低い円柱状であって、例えば、横倒し姿勢で配置される。セル側端子部５ａ１は、円柱状の外周に等間隔に端子５ａ１１が設けられる。端子５ａ１１の大きさは全て同一であって、端子５ａ１１と端子５ａ１１との間には絶縁部５ａ１３が設けられる。端子５ａ１１には、電池セル２１の並びと同じように、電流供給ライン４４１が接続され、隣り合う端子５ａ１１の一方に正極（Ｐ端子５ａ２１）を接続し他方に負極（Ｎ端子５ａ２２）を接続することで、特定の電池セル２１に電力が供給される。尚、図１２に示すように、端子５ａ１１は、円柱状の外周全域に設ける必要はなく、端子５ａ１１が設けられない領域があってもよい。
【００５８】
図１１に示すように、パネル側端子部５ａ２は、ソーラーパネル３に接続される電力供給ライン３１（Ｐ線３１１，Ｎ線３１２）が接続される端子５ａ２１，５ａ２２が設けられる部分である。パネル側端子部５ａ２は、高さの低い円筒状であって、例えば、セル側端子部５ａ１と同様に、横倒し姿勢で配置され、セル側端子部５ａ１を収容する。パネル側端子部５ａ２の内周は、セル側端子部５ａ１の外周と摺接可能であって、パネル側端子部５ａ２の内周には、セル側端子部５ａ１の端子５ａ１１と同じ大きさのＰ端子５ａ２１とＮ端子５ａ２２とが並んで設けられる。Ｐ端子５ａ２１とＮ端子５ａ２２との間には絶縁部５ａ２３が設けられる。Ｐ端子５ａ２１には、ソーラーパネル３の正極に接続された電力供給ライン３１（Ｐ線３１１）が接続され、Ｎ端子５ａ２２には、ソーラーパネル３の負極に接続された電力供給ライン３１（Ｎ線３１２）が接続される。Ｐ端子５ａ２１とＮ端子５ａ２２は、パネル側端子部５ａ２の半径方向に移動可能であって、アクチュエータ（図示せず）によってセル側端子部５ａ１の外周に設けられた端子５ａ１１に接続される。
【００５９】
パネル側端子部５ａ２は、例えば、ステッピングモータ等のアクチュエータ（図示せず）によって回転作動可能であり、パネル側端子部５ａ２の回転角度を制御することで、パネル側端子部５ａ２のＰ端子５ａ２１とＮ端子５ａ２２がセル側端子部５ａ１の隣り合う任意の二つの端子５ａ１１に対向し、アクチュエータによってパネル側端子部５ａ２のＰ端子５ａ２１とＮ端子５ａ２２がセル側端子部５ａ１の当該隣り合う任意の二つの端子５ａ１１に接続される。これにより、ソーラーパネル３から電力供給ライン３１、パネル側端子部５ａ２、セル側端子部５ａ１、電流供給ライン４４１及び電圧計測線４１１を通り、任意の電池セル２１に電力が供給される。
【００６０】
尚、上述したパネル側端子部５ａ２は、例えば、ステッピングモータ等のアクチュエータによってパネル側端子部５ａ２の回転角度を制御することにしたが、パネル側端子部５ａ２のポジションを検知することで制御するものとしてもよい。また、上述したパネル側端子部５ａ２は、回転可能としてもよいが、電力供給ライン３１の捻れを防止するために、回転を制限することが好ましい。
【００６１】
［形態２に係る切替スイッチ］
図１３は、形態２に係る切替スイッチ５Ｂを概略的に示す図である。図１４は、図１３に示したセル側端子部５ｂ１の端子５ｂ１１の配列を示す図である。図１３に示すように、形態２に係る切替スイッチ５Ｂは、セル側端子部５ｂ１とパネル側端子部５ｂ２とを含んで構成される。
【００６２】
図１４に示すように、セル側端子部５ｂ１は、電圧計測線４１１毎に設けられた電流供給ライン４４１が接続される部分である。セル側端子部５ｂ１は、平面視矩形状であって、長手方向に端子５ｂ１１が直線上に等間隔に並べて配置される。端子５ｂ１１は、クランク状であって、配置方向で隣り合う端子５ｂ１１が配置方向を横断する方向で重なるように配置される。端子５ｂ１１の大きさは、最初の端子５ｂ１１（１番の端子５ｂ１１１）と最後の端子５ｂ１１（Ｎ番の端子５ｂ１１Ｎ＋１）を除いて全て同一であって、端子５ｂ１１と端子５ｂ１１との間には絶縁部５ｂ１３が設けられる。端子５ｂ１１には、電池セル２１の並びと同じように、電流供給ライン４４１が接続され、配置方向を横断する方向で重なり合う端子５ｂ１１の一方に正極（Ｐ端子５ｂ２１）を接続し他方に負極（Ｎ端子５ｂ２２）を接続することで、特定の電子セル２１に電力が供給される。尚、図１４において、最初の端子５ｂ１１（１番の端子５ｂ１１１）と最後の端子５ｂ１１（Ｎ番の端子５ｂ１１Ｎ）を他の端子５ｂ１１と異なる形状及び大きさとしたが、他の端子５ｂ１１と同じ形状及び大きさとしてもよい。
【００６３】
図１３に示すように、パネル側端子部５ｂ２は、ソーラーパネル３に接続される電力供給ライン３１（Ｐ線３１１，Ｎ線３１２）が接続される端子５ｂ２１，５ｂ２２が設けられる部分である。パネル側端子部５ｂ２は、平面視矩形状であって、セル側端子部５ｂ１の長手方向に沿って移動可能である。パネル側端子部５ｂ２のセル側端子部５ｂ１に対向する位置には、Ｐ端子５ｂ２１とＮ端子５ｂ２２とが上述した端子５ｂ１１の配置方向を横断する方向に沿って並んで設けられる。Ｐ端子５ｂ２１とＮ端子５ｂ２２との間には絶縁部５ｂ２３が設けられる。Ｐ端子５ｂ２１には、ソーラーパネル３の正極に接続された電力供給ライン３１（Ｐ線３１１）が接続され、Ｎ端子５ｂ２２には、ソーラーパネル３の負極に接続された電力供給ライン３１（Ｎ線３１２）が接続される。Ｐ端子５ｂ２１とＮ端子５ｂ２２とは、セル側端子部５ｂ１に近づく方向に移動可能であって、アクチュエータ（図示せず）によってセル側端子部５ｂ１に設けられた端子５ｂ１１に接続される。
【００６４】
パネル側端子部５ｂ２は、例えば、リール構造（図示せず）によって、セル側端子部５ｂ１の長手方向に沿って移動可能であり、パネル側端子部５ｂ２の移動量を制御することで、パネル側端子部５ｂ２のＰ端子５ｂ２１とＮ端子５ｂ２２がセル側端子部５ｂ１の端子５ｂ１１の配置方向を横断する方向に隣り合う任意の二つの端子５ｂ１１に対向し、アクチェエータによってパネル側端子部５ｂ２のＰ端子５ｂ２１とＮ端子５ｂ２２がセル側端子部５ｂ１の当該隣り合う任意の二つの端子５ｂ１１に接続される。これにより、ソーラーパネル３から電力供給ライン３１、パネル側端子部５ｂ２、セル側端子部５ｂ１、電流供給ライン４４１及び電圧計測線４１１を通り、任意の電池セル２１に電力が供給される。
【００６５】
尚、上述したパネル側端子部５ｂ２は、例えば、リール構造によってパネル側端子部５ｂ２の移動量を制御することにしたが、パネル側端子部５ｂ２のポジションを検知することで制御するものとしてもよい。また、電力供給ライン３１がセル側端子部５ｂ１の長手方向に沿って配置されている場合には、リール構造等により、電力供給ライン３１を巻き取るものとするが、図１３において二点鎖線で示すように、電力供給ライン３１がセル側端子部の長手方向と直交する幅方向に沿って配置されている場合には、電力供給ライン３１を巻き取る構造は不要である。
【００６６】
［形態３に係る切替スイッチ］
図１５は、形態３に係る切替スイッチ５Ｃを概略的に示す図である。図１６は、図１５に示したＰ側基板５ｃ１とＮ側基板５ｃ２とを平面に展開した状態を示す図である。図１５に示すように、形態３に係る切替スイッチ５Ｃは、Ｐ側基板５ｃ１とＮ側基板５ｃ２とを含んで構成される。
【００６７】
図１６に示すように、Ｐ側基板５ｃ１は、電力供給ライン３１のＰ線３１１と電流供給ライン４４１との間にスイッチ５ｃ１３（Ｐ側スイッチ５ｃ１３）を設けた基板であり、Ｎ側基板５ｃ２は、電力供給ライン３１のＮ線３１２と電流供給ライン４４１との間にスイッチ５ｃ２３（Ｎ側スイッチ５ｃ２３）を設けた基板である。
【００６８】
Ｐ側基板５ｃ１には、電力供給ライン３１のＰ線３１１が接続されるＰ端子５ｃ１２と電流供給ライン４４１が接続される端子５ｃ１１（１番〜Ｎ番）とが設けられ、Ｐ端子５ｃ１２と電流供給ライン４４１が接続される端子５ｃ１１との間にそれぞれＰ側スイッチ５ｃ１３が設けられる。端子５ｃ１１には、電池セル２１の並びと同じように、電流供給ライン４４１が接続される。Ｎ側基板５ｃ２には、電力供給ライン３１のＮ線３１２が接続されるＮ端子５ｃ２２と電流供給ライン４４１が接続される端子５ｃ２１（２番〜Ｎ＋１番）が設けられ、Ｎ端子５ｃ２２と電流供給ライン４４１が接続される端子５ｃ２１との間にそれぞれＮ側スイッチ５Ｃ２３が設けられる。電流供給ライン４４１が接続される端子（２番〜Ｎ番）は、Ｐ側基板５ｃ１とＮ側基板５ｃ２とで共通しており、端子５ｃ２１には、電池セル２１の並びと同じように、電流供給ライン４４１が接続される。
【００６９】
これにより、例えば、１番の電池セル２１を充電させる場合には、Ｐ側基板５ｃ１においてＰ端子５ｃ１２と１番の端子５ｃ１１１との間に設けられたスイッチ５ｃ１３１を閉じるとともに、Ｎ側基板５ｃ２においてＮ端子５ｃ２２と２番の端子５ｃ２１２との間に設けられたスイッチ５ｃ２３２を閉じる。尚、Ｐ側基板５ｃ１においてＰ端子５ｃ２１と２番の端子５ｃ１１２との間に設けられたスイッチ５ｃ１３２を閉じるとともに、Ｎ側基板５ｃ２においてＮ端子５ｃ２２と２番の端子５ｃ２１２との間に設けられたスイッチ５ｃ２３２を閉じると、ソーラーパネル３の正極と負極とが短絡する。
【００７０】
［形態４に係る切替スイッチ］
図１７は、形態４に係る切替スイッチ５Ｄを概略的に示す図である。図１７に示すように形態４に係る切替スイッチ５Ｄは、電流供給ライン４４１にスイッチ５ｄ４を設け、充電が必要な電池セル２１に接続された電圧計測線４１１及び電流供給ライン４４１に電力供給ライン３１のＰ線３１１とＮ線３１２の回路を成立させる。形態４に係る切替スイッチ５Ｃは、直流を交流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ５ｄ５、コイル５ｄ６、共振器５ｄ７及び交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器５ｄ８が必要である。
【００７１】
［形態５に係る切替スイッチ］
図１８は、形態５に係る切替スイッチ５Ｅを概略的に示す図である。図１８に示すように、形態５に係る切替スイッチ５Ｅは、形態４に係る切替スイッチ５Ｄと同様に、電流供給ライン４４１にスイッチ５ｅ４を設け、充電が必要な電池セル２１に接続された電圧計測線４１１及び電力供給ライン３１に電力供給ライン３１のＰ線３１１とＮ線３１２の回路を成立させる。形態４に係る切替スイッチ５Ｅは、Ｐ線とＮ線とを切り替える変換器５ｅ５、コイル５ｅ６、共振器５ｅ７が必要である。
【００７２】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００７３】
１    車両用電池システム
２    電池パック
２１，２１Ａ，２１Ｂ    電池セル
２２    バスバー
３    ソーラーパネル
３１    電力供給ライン
３１１    Ｐ線
３１２    Ｎ線
４    電池監視装置
４１    電圧計測部
４１１    電圧計測線
４２    特定部
４３    バランサ回路部
４３１    抵抗
４３２    スイッチ
４４１    電流供給ライン
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ、５Ｅ    切替スイッチ
５ａ１，５ｂ１    セル側端子部
５ｃ１    Ｐ側基板
５ａ１１，５ｂ１１，５ｃ１１    端子
５ｂ１１１    １番の端子
５ｂ１１Ｎ    最後の端子
５ｃ１２    Ｐ端子
５ａ１３，５ｂ１３    絶縁部
５ｃ１３    Ｐ側スイッチ
５ａ２，５ｂ２    パネル側端子部
５ｃ２    Ｎ側基板
５ａ２１，５ｂ２１    Ｐ端子
５ｃ２１    端子
５ａ２２，５ｂ２２，Ｐｃ２２    Ｎ端子
５ａ２３    絶縁部
５ｃ２３    Ｎ側スイッチ
６    制御用電源回路
６１    制御用電源
６２    電圧変換器
７    上位制御装置
８    オンオフスイッチ
１００    車両
１１０    エンジン
１２１，１２２    駆動用モータ
１３０    ジェネレータ
１４０    車載充電器
１５０    普通充電口
１５１    普通充電コネクタ
１６０    急速充電口
１６１    急速充電コネクタ
【図１】
2020162200.tif 000003
【図２】
2020162200.tif 000004
【図３】
2020162200.tif 000005
【図４】
2020162200.tif 000006
【図５】
2020162200.tif 000007
【図６】
2020162200.tif 000008
【図７】
2020162200.tif 000009
【図８】
2020162200.tif 000010
【図９】
2020162200.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2020162200.tif 000016
【図１５】
2020162200.tif 000017
【図１６】
2020162200.tif 000018
【図１７】
2020162200.tif 000019
【図１８】
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