(57)【要約】【課題】隣接する複数個の電池セルＣｉｊであるブロック（電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４）の直列接続体としての組電池１０について、これを構成する電池セルＣｉｊ同士の容量の均等化処理の要否の判断を適切に行うことや処理時間を適切に設定することが困難なこと。【解決手段】マイコン１４では、電流センサ１７によって検出される組電池１０の充放電電流の検出値の２乗に比例するばらつきパラメータを都度積算することで、電池セルＣｉｊ同士のばらつきを定量化したパラメータである積算値を算出する。積算値が所定以上である場合、均等化処理を実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する単位電池同士の容量を均等化する組電池の容量調整装置において、
前記組電池の都度の充放電電流の監視に基づく前記組電池の充放電の履歴に応じて前記単位電池同士の容量のばらつきを推定する推定手段と、
前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理の実行態様を可変設定する可変手段とを備えることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記充放電電流の検出値に応じて算出されるばらつきパラメータの積算値によって前記容量のばらつきを定量化することを特徴とする請求項１記載の組電池の容量調整装置。
【請求項３】
前記ばらつきパラメータは、前記充放電電流の検出値と、前記単位電池の内部抵抗に関するパラメータとに基づき算出されることを特徴とする請求項２記載の組電池の容量調整装置。
【請求項４】
前記内部抵抗に関するパラメータが温度の検出値であることを特徴とする請求項３記載の組電池の容量調整装置。
【請求項５】
前記可変手段は、前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理の実行の有無を判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の容量調整装置。
【請求項６】
前記可変手段は、前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理時間を設定する処理時間設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池の容量調整装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記均等化処理がなされる場合、均等化処理時間に応じて前記容量のばらつきを推定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池の容量調整装置。
【請求項８】
前記均等化処理を行うための手段は、隣接する所定個数の単位電池に並列接続された前記所定個数の抵抗体の直列接続体と、前記抵抗体同士の各接続点の電位と対応する前記単位電池同士の各接続点の電位とを比較する手段と、前記比較結果に基づき前記所定個数の単位電池のうち電圧が高いと想定されるものを放電させる放電手段とを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池の容量調整装置。
【請求項９】
前記隣接する所定個数の単位電池は、前記組電池をグループ化したブロックを構成するものであり、
これら各ブロックの電圧を検出するブロック電圧検出手段と、
前記ブロック電圧検出手段の検出結果に基づき、電圧の高いブロックの電圧を放電させるブロック間均等化手段とを更に備え、
前記可変手段は、前記推定されるばらつきに基づき、前記ブロック間均等化手段による放電処理を行うか否かを定めるものであることを特徴とする請求項８記載の組電池の容量調整装置。
【請求項１０】
前記隣接する所定個数の単位電池は、前記組電池をグループ化したブロックを構成するものであり、
これら各ブロックの電圧を検出するブロック電圧検出手段と、
前記ブロック電圧検出手段の検出結果に基づき、電圧の高いブロックの電圧を放電させるブロック間均等化手段とを更に備え、
前記可変手段は、前記推定されるばらつきに基づき、前記放電手段による放電処理が完了したと想定される時点以降において、ブロック間均等化手段による放電処理を行うことを特徴とする請求項８又は９記載の組電池の容量調整装置。
【請求項１１】
前記組電池は、車載主機としての回転機に電力変換回路を介して接続されるものであり、
前記均等化処理は、前記電力変換回路が停止されていることを条件に、前記均等化処理を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組電池の容量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する単位電池同士の容量を均等化する組電池の容量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の容量調整装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、組電池の部分部分での温度ばらつきが大きい場合に、容量調整（均等化処理）を行うものも提案されている。ここでは、電池の温度が電池の自己放電率と相関を有することに鑑み、温度ばらつきが小さい場合には均等化対象となる電池同士の自己放電のばらつきも小さいと判断する。そして、自己放電のばらつきが小さいなら、均等化処理を行わないとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、均等化対象（単位電池）同士の実際の容量のばらつきは、組電池の使用状況に応じて相違する。このため、組電池の現在の温度分布に基づき均等化処理の実行の有無を判断したのでは、単位電池の容量のばらつき度合いに応じて均等化処理の実行の有無を適切に判断することができないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する単位電池同士の容量の均等化処理をより適切に行うことのできる組電池の容量調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００７】
請求項１記載の発明は、１又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池について、該組電池を構成する単位電池同士の容量を均等化する組電池の容量調整装置において、前記組電池の都度の充放電電流の監視に基づく前記組電池の充放電の履歴に応じて前記単位電池同士の容量のばらつきを推定する推定手段と、前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理の実行態様を可変設定する可変手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
単位電池に充電電流が流れる際の単位電池の容量の増加量は、充電電流によっては一義的に定まらず、内部抵抗における発熱によって失われる量に依存する。また、単位電池に放電電流が流れる際の単位電池の容量の減少量も、充電電流によっては一義的に定まらず、内部抵抗における発熱によって失われる量に依存する。このため、充放電の履歴に応じて単位電池同士の容量のばらつきが定まると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、単位電池同士の容量のばらつきを推定することで、容量のばらつき度合いに応じた適切な態様にて均等化処理を行うことができる。
【０００９】
なお、前記可変手段は、前記推定手段によって推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理を実行するハードウェア手段に前記容量の均等化処理に関する指令を出す手段であることを特徴としてもよい。この際、前記可変手段は、前記単位電池の電圧値を取得する手段を備えない構成であってもよい。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記推定手段は、前記充放電電流の検出値に応じて算出されるばらつきパラメータの積算値によって前記容量のばらつきを定量化することを特徴とする。
【００１１】
上記発明では、充放電の履歴を上記検出値に応じたばらつきパラメータの都度の値と見なすことで、上記積算値によって容量のばらつきを簡易に定量化することができる。
【００１２】
なお、上記ばらつきパラメータは、充放電電流の検出値の２乗に比例するものであることが望ましい。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ばらつきパラメータは、前記充放電電流の検出値と、前記単位電池の内部抵抗に関するパラメータとに基づき算出されることを特徴とする。
【００１４】
上述したように、充放電電流による単位電池の容量変化は、内部抵抗における発熱によって失われる量に依存する。このため、内部抵抗に依存することとなる。上記発明では、この点に鑑み、ばらつきパラメータを、内部抵抗に関するパラメータに基づき算出する。
【００１５】
なお、ばらつきパラメータは、内部抵抗に関するパラメータが内部抵抗が大きいことに対応するものであるほど、ばらつきが大きいことを示す値とされることが望ましい。また、ばらつきパラメータは、充放電電流の検出値の２乗に比例するものであることが望ましい。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記内部抵抗に関するパラメータが温度の検出値であることを特徴とする。
【００１７】
単位電池の温度と、単位電池の内部抵抗との間には、相関関係がある。このため、単位電池や組電池の温度は、内部抵抗に関するパラメータとなる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記可変手段は、前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理の実行の有無を判断する判断手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、判断手段を備えることで、単位電池の電圧値や容量値を取得可能か否かにかかわらず、均等化処理の実行の有無を適切に判断することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記可変手段は、前記推定される容量のばらつきに基づき、前記容量の均等化処理時間を設定する処理時間設定手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、推定される容量のばらつきを用いることで、処理時間を適切に設定することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記推定手段は、前記均等化処理がなされる場合、均等化処理時間に応じて前記容量のばらつきを推定することを特徴とする。
【００２３】
均等化処理がなされる場合、均等化処理時間に応じて容量のばらつきは低減すると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、容量のばらつきの推定に際して、均等化処理時間を加味する。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記均等化処理を行うための手段は、隣接する所定個数の単位電池に並列接続された前記所定個数の抵抗体の直列接続体と、前記抵抗体同士の各接続点の電位と対応する前記単位電池同士の各接続点の電位とを比較する手段と、前記比較結果に基づき前記所定個数の単位電池のうち電圧が高いと想定されるものを放電させる放電手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、所定個数の単位電池の電圧を直接検出することなくこれらの容量を均等化する手段を備えるため、均等化時間や均等化の実行の有無を高精度に判断することが特に望まれる。このため、上記発明は、推定手段や可変手段を備えるメリットが特に大きい。
【００２６】
なお、所定個数は、組電池を構成する全単位電池数よりも少ない値（例えば組電池を構成する全単位電池数を２以上の整数で除算した値）でもよいが、全単位電池数であってもよい。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記隣接する所定個数の単位電池は、前記組電池をグループ化したブロックを構成するものであり、これら各ブロックの電圧を検出するブロック電圧検出手段と、前記ブロック電圧検出手段の検出結果に基づき、電圧の高いブロックの電圧を放電させるブロック間均等化手段とを更に備え、前記可変手段は、前記推定されるばらつきに基づき、前記ブロック間均等化手段による放電処理を行うか否かを定めるものであることを特徴とする。
【００２８】
上記発明では、ブロック内の単位電池の容量の均等化処理によってブロック同士の容量が変化する。このため、ブロック内の容量の均等化処理が完了するまでは、ブロック間の均等化処理を実行すべきか否かを高精度に判断することが困難となる。この点、上記発明では、推定手段を備えることで、ブロック内の容量の均等化処理の完了の有無にかかわらず、ブロック間の均等化処理を実行するか否かを判断することができる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の発明において、前記隣接する所定個数の単位電池は、前記組電池をグループ化したブロックを構成するものであり、これら各ブロックの電圧を検出するブロック電圧検出手段と、前記ブロック電圧検出手段の検出結果に基づき、電圧の高いブロックの電圧を放電させるブロック間均等化手段とを更に備え、前記可変手段は、前記推定されるばらつきに基づき、前記放電手段による放電処理が完了したと想定される時点以降において、ブロック間均等化手段による放電処理を行うことを特徴とする。
【００３０】
上記発明では、ブロック内の単位電池の容量の均等化処理によってブロック同士の容量が変化する。このため、ブロック内の容量の均等化処理が完了するまでは、ブロック間の均等化処理を適切に実行することが困難となる。この点、上記発明では、推定手段を備えることで、ブロック内の容量の均等化処理の完了後にブロック間の均等化処理を実行することができる。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記組電池は、車載主機としての回転機に電力変換回路を介して接続されるものであり、前記均等化処理は、前記電力変換回路が停止されていることを条件に、前記均等化処理を行うことを特徴とする。
【００３２】
組電池の充放電電流量が少ない場合には、単位電池の電圧と容量とが略１対１の関係を有するものとなるため、均等化処理を高精度に行い易い。上記発明では、この点に鑑み、組電池の充放電電流量が少なくなる状況である電力変換回路が停止されている状況にあることを、均等化処理の条件とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる均等化ユニットの回路構成を示す回路図。
【図３】電池セルの温度と内部抵抗との関係を示す図。
【図４】上記実施形態において電池セル間の容量ばらつきの推定に用いるパラメータを示す図。
【図５】同実施形態にかかる均等化放電処理の手順を示す流れ図。
【図６】同実施形態にかかる均等化放電処理態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明にかかる組電池の容量調整装置を車載ハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
図１に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。
【００３６】
図示される組電池１０は、２次電池である電池セルＣｉｊ（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜４）の直列接続体である。これら電池セルＣｉｊは、リチウムイオン２次電池である。これら電池セルＣｉｊは、隣接する４つずつでグループ化され、ブロックを構成している。
【００３７】
上記各電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４にて構成されるブロックの両端は、マルチプレクサＭＰＸを構成するスイッチング素子Ｓｉ，Ｓ（ｉ＋１）に接続されている。スイッチング素子Ｓｉ，Ｓ（ｉ＋１）は、ブロックの両端とフライングキャパシタ１１との電気的な開閉を行う開閉器である。フライングキャパシタ１１の両端は、スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを介して電圧検出回路１２に接続されている。スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂは、フライングキャパシタ１１の両端と電圧検出回路１２の一対の入力端子との電気的な開閉を行う開閉器である。
【００３８】
上記各ブロックには、均等化ユニットＵｉが設けられている。均等化ユニットＵｉは、ブロックを構成する電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４同士の容量のばらつきを低減する処理（均等化処理）を行うための専用のハードウェア手段であり、集積回路にて構成されている。なお、均等化ユニットＵｉは、対応するブロックを電源とするものであり、均等化ユニットＵｉ内の論理回路の給電端子とブロックとは、スイッチＳｃを介して開閉される。このスイッチＳｃは、外部からの指令に応じてブロック及び均等化ユニットＵｉ間を開閉する開閉器である。特にスイッチＳｃは、パルス状の閉指令信号が入力されることで開指令信号が新たに入力されるまで閉状態を維持する機能を有する。
【００３９】
一方、マイクロコンピュータ（マイコン１４）は、温度センサ１５による組電池１０の温度の検出値や電流センサ１７による組電池１０の充放電電流の検出値Ｉ、電圧検出回路１２による電圧検出結果を取得したり、均等化ユニットＵｉに均等化処理を行うよう指令を出したりする装置である。ここで、マイコン１４は、車載低圧システムを構成するものであり、この車載低圧システムは、組電池１０を備えて構成される車載高圧システムから絶縁されている。このため、マイコン１４は、均等化ユニットＵｉとの通信を、フォトカプラ等の絶縁手段を備えて構成されるインターフェース１６を介して行う。
【００４０】
なお、上記組電池１０は、メインリレー１８，２０を介して車載電力変換回路に接続される。ここで、車載電力変換回路とは、車載主機としてのモータジェネレータに接続されるインバータや、組電池１０の電圧を降圧して車載補機類の電源（低圧バッテリ）に印加する降圧コンバータ等のことである。
【００４１】
図２（ａ）に、上記均等化ユニットＵｉの回路構成を示す。この回路は、電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のうちの隣接するもの同士の接続点の電位と、電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の両端の電圧を電池セル数で均等分圧した各電位との大小比較に基づき、電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のうちの電圧の高いものを放電させる回路である。
【００４２】
詳しくは、各電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のそれぞれには、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４及びＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（放電スイッチＳＷ１〜ＳＷ４）の直列接続体が並列接続されている。そして、放電スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の導通制御端子（ベース）には、論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ４の出力が印加されている。これにより、論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ４が論理「Ｈ」の信号を出力することで、放電スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオン状態となり、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４及び放電スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備える放電回路を介して電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４が放電される。
【００４３】
上記論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ４は、いずれも２入力の回路であり、その一方の端子には、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧のばらつきを低減すべく、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のうち電圧の高い電池セルを放電するための信号が入力される。これは、以下に説明する回路によって実現される。
【００４４】
ブロックの両端（電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の直列接続体の両端）には、ブロックを構成する電池セル数に等しい数の抵抗体３１〜３４の直列接続体が並列接続されている。これら抵抗体３１〜３４は、互いにその抵抗値が等しく設定されている。このため、抵抗体３１〜３４の接続点の電位は、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧が等しい場合に想定されるブロック内の電池セル同士の接続点電位（電池セルＣｉ２，Ｃｉ３，Ｃｉ４の正極電位）となる。
【００４５】
ブロック内の電池セル同士の接続点電位（電池セルＣｉ２，Ｃｉ３，Ｃｉ４の正極電位）と、対応する抵抗体３１〜３４の接続点の電位とは、それぞれ比較回路ＣＭＰのセル端子Ｃ及び分圧端子Ｒに入力される。比較回路ＣＭＰは、出力端子として高電圧端子Ｈと低電圧端子Ｌとを備えている。そして、図２（ｂ）に示すように、セル端子Ｃの電位の方が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上高い場合に、高電圧端子Ｈが論理「Ｈ」となり、セル端子Ｃの電位の方が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上低い場合に、低電圧端子Ｌが論理「Ｈ」となる。
【００４６】
上記比較回路ＣＭＰのうち最高電位のものの低電圧端子Ｌの出力電圧が、最高電位の論理和回路ＯＲ１に印加され、また、最低電位のものの高電圧端子Ｈの出力電圧が、最低電位の論理和回路ＯＲ４に印加される。また、中間の論理和回路ＯＲ２，ＯＲ３には、論理回路ＬＣの出力電圧が印加される。
【００４７】
上記論理回路ＬＣは、隣接する一対の比較回路ＣＭＰの各信号を入力とし、出力信号を生成するものである。図２（ｃ）に、論理回路ＬＣの回路構成を示す。図示されるように、論理回路ＬＣは、高電位側の比較回路ＣＭＰの低電圧端子Ｌの出力信号を論理反転させる論理反転回路４０と、低電位側の比較回路ＣＭＰの低電圧端子Ｌの出力信号と論理反転回路４０の出力電圧との論理積信号を生成する論理積回路４２とを備える。また、低電位側の比較回路ＣＭＰの高電圧端子Ｈの出力信号を論理反転させる論理反転回路４４と、高電位側の比較回路ＣＭＰの高電圧端子Ｈの出力信号と論理反転回路４４の出力電圧との論理積信号を生成する論理積回路４６とを備える。更に、これら論理積回路４２，４６の出力信号の論理和信号を生成する論理和回路４８を備える。
【００４８】
こうした構成によれば、論理回路ＬＣは、高電位側の比較回路ＣＭＰのセル端子Ｃの電位が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上高く且つ低電位側の比較回路ＣＭＰのセル端子Ｃの電位が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上高くない場合に論理「Ｈ」となる。また、論理回路ＬＣは、高電位側の比較回路ＣＭＰのセル端子Ｃの電位が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上低くなくて且つ低電位側の比較回路ＣＭＰのセル端子Ｃの電位が分圧端子Ｒの電位よりも所定値Δ以上低い場合に論理「Ｈ」となる。
【００４９】
こうした構成を有する均等化ユニットＵｉによれば、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧の絶対値を検出することなく、抵抗体３１〜３４による分圧値と対応する正極電位との比較に基づき、電圧の高いセルを選択的に放電することができる。
【００５０】
一方、上記論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ４の他方の入力端子には、マイコン１４からの指令信号を取り込む端子Ｔ１が接続されている。これにより、端子Ｔ１を介してマイコン１４から論理「Ｈ」の信号が入力されることで、全放電スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオンとなり、ブロック内の全電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４が放電される。これは、ブロック同士の電圧ばらつきを低減する処理を行う際に用いられるものである。すなわち、マイコン１４では、フライングキャパシタ１１を用いて各ブロックの電圧を検出すると、その検出結果に基づき、電圧の高いブロックに対応する均等化ユニットＵｉの端子Ｔｉに放電指令信号を出力する。これにより、ブロック間の電圧ばらつきを低減することもできる。このように、本実施形態では、上記均等化ユニットＵｉを用いることで、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧ばらつきを低減する処理（ブロック内均等化処理）のみならず、ブロック間の電圧のばらつきを低減する処理（ブロック間均等化処理）を行うことも可能となっている。
【００５１】
上記均等化処理を、本実施形態では、車両の起動スイッチがオフされるときに行う。これは、電池セルＣｉｊの電圧と残存容量（ＳＯＣ）との間に一義的な関係が成立するのが、電池セルＣｉｊの充放電電流がゼロであるときであることに鑑みたものである。すなわち、電池セルＣｉｊに充放電電流が流れる場合、電池セルＣｉｊの電圧は、ＳＯＣのみならず、内部抵抗における電圧降下量に依存することとなる。このため、電池セルＣｉｊ間に内部抵抗のばらつきがある場合、電池セルＣｉｊやブロックの電圧のばらつきからＳＯＣのばらつきを高精度に把握することができないおそれがある。このため、上記内部抵抗による影響を極力排除すべく充放電電流量が小さくなる状況、すなわち起動スイッチがオフとなる状況において、均等化放電処理を行う。なお、起動スイッチとは、車両の制御システムを起動させるためのスイッチで、ユーザにより操作可能なものである。ここで、ユーザによる操作とは、必ずしもユーザが手動で操作することを意味せず、例えば所定の無線信号を出力する携帯型の無線送信機をユーザが車両に近接させることを含むものとする。
【００５２】
本実施形態では、ブロック内の容量ばらつきを低減する処理を行った後に、ブロック同士の容量のばらつきを低減する処理を行う。ここで、ブロック内均等化処理については、マイコン１４によりスイッチＳｃが閉操作されることで、均等化ユニットＵｉにブロックの電力が供給される状態とした後、マイコン１４を停止することで行う。これにより、均等化ユニットＵｉによる処理がなされる間中、マイコン１４を稼動状態とする場合と比較して消費電力を低減することができる。
【００５３】
ただし、均等化処理に要する時間は、均等化処理の開始時における容量のばらつき度合いに依存する。ここで、本実施形態では、マイコン１４がブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のそれぞれの電圧の検出値を取得する手段をもたないため、均等化処理の開始時における容量のばらつき度合いを電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧値に基づき把握することはできない。ここで、ブロックの電圧の変化がなくなることでブロック内均等化処理が完了したと判断する場合には、マイコン１４を何回も起動する必要が生じ、ひいては、マイコン１４の消費電力の増大を招く。また、ブロック内均等化処理を、予め定められた時間に渡って行うようにする場合には、この時間を冗長な設定とする必要が生じることなどから、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の電圧ばらつきが低減された後には、均等化ユニットＵｉによる無駄な電力消費が生じるおそれがある。
【００５４】
そこで本実施形態では、組電池１０の都度の充放電電流の監視に基づく組電池１０の充放電の履歴に応じて電池セルＣｉｊ同士の容量のばらつき度合いを推定する。そして、この推定結果に基づき、ブロック内均等化処理時間のみならず、均等化処理を行うか否かの判断をも行う。以下、容量のばらつき度合いの推定処理について詳述する。
【００５５】
電池セルＣｉｊの充放電による電池セルＣｉｊのＳＯＣの変化量は、電池セルＣｉｊの内部抵抗での発熱量に依存すると考えられる。ここで、内部抵抗Ｒ，充放電電流の検出値Ｉを用いて、発熱量は、「ＲＩＩ」と表現できる。この発熱量が電池セルＣｉｊ間でばらつく場合、これが、電池セルＣｉｊの容量のばらつきの原因となると考えられる。発熱量のばらつきは、内部抵抗のばらつきに起因して生じ得る。このため、内部抵抗のばらつきΔＲが固定の場合、充放電電流の検出値Ｉが大きいほど、発熱量のばらつき「ΔＲＩＩ」が大きくなる。
【００５６】
ただし、実際には、内部抵抗のばらつきは、温度に応じて変化すると考えられる。これは、電池セルＣｉｊの温度と内部抵抗値との間に図３に示す関係があるからである。すなわち、図示されるように、電池セルＣｉｊの温度が高いほどその内部抵抗が小さくなる。ここで、電池セルＣｉｊの個体差による内部抵抗の値の差は、内部抵抗の絶対値が大きいほど大きくなると考えられる。このため、内部抵抗のばらつきは、温度が低いほど大きくなると考えられる。
【００５７】
以上から、本実施形態では、都度の充放電電流量が大きいほど、また、都度の温度が低いほど、ばらつき度合いが大きくなると推定する。こうした態様にて推定されるばらつき度合いを定量化するためには、温度が低いほど大きくなるパラメータβと、充放電電流の検出値Ｉの２乗との積「βＩＩ」を都度積算することが有効と考えられる。そこで本実施形態では、図４（ａ）に示すように、充放電電流の検出値Ｉの絶対値に比例し、温度が低いほど大きくなる係数αを定義し、この係数αに検出値Ｉの絶対値を乗算することで、図４（ｂ）に示す上記積算対象とする量（積算用電流値）を算出する。この積算用電流値を都度積算することで、積算値によってばらつき度合いを定量化することができる。
【００５８】
図５に、上記推定処理及び均等化処理の手順を示す。この処理は、マイコン１４等によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００５９】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、ブロック内均等化フラグＦが「１」であるか否かを判断する。この処理は、ブロック内均等化処理中であるか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１０において否定判断される場合、ステップＳ１２において、起動スイッチがオフ操作された直後であるか否かを判断する。この処理は、均等化処理の実行条件の１つが成立したか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１２において否定判断される場合、ステップＳ１４において、起動スイッチがオン状態であるか否かを判断する。この処理は、ばらつき度合いの推定値（積算値）を更新するか否かを判断するためのものである。そして、起動スイッチがオン状態である場合、積算値を更新すべく、ステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を行う。
【００６０】
ここではまずステップＳ１６において、充放電電流量の検出値Ｉと、組電池１０の温度の検出値Ｔｅｍとを取得する。続くステップＳ１８においては、充放電電流の検出値Ｉと温度の検出値Ｔｅｍとを入力とし、上記係数αをマップ演算する。そして、ステップＳ２０において、充放電電流の検出値Ｉに係数αを乗算した値を新たに積算することで、積算値Ｉｎを更新する。これにより、今回の温度の検出値Ｔｅｍと充放電電流の検出値Ｉとによって、ばらつき度合いの推定値が更新されたこととなる。
【００６１】
一方、上記ステップＳ１２において肯定判断される場合、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２においては、積算値Ｉｎが閾値ＩｎＬ以上であるか否かを判断する。この処理は、均等化処理の実行条件の別の１つが成立したか否かを判断するためのものである。ここで、積算値Ｉｎは、電池セルＣｉｊのばらつき度合いと正の相関を有するパラメータとして定量化されているため（電池セルＣｉｊのばらつき度合いが大きいほど大きい値となるパラメータであるため）、上記閾値ＩｎＬとの比較に基づき、ばらつき度合いが均等化処理を必要とする大きさとなったか否かを判断することができる。そして、ステップＳ２２において肯定判断される場合、ブロック内均等化処理の実行条件が成立したとして、ステップＳ２４において、ブロック内均等化フラグＦを「１」とする。
【００６２】
上記ステップＳ２４の処理が完了する場合や、ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ２６において、ブロック内均等化処理を行う。すなわち、マイコン１４により、スイッチＳｃを閉状態とする操作をした後、マイコン１４を停止させる。続くステップＳ２８においては、起動スイッチがオンとされたか否かを判断する。この処理は、ブロック内均等化処理の実行条件が不成立となったか否かを判断するためのものである。
【００６３】
ステップＳ２８において否定判断される場合、ステップＳ３０において、ブロック内均等化処理の継続時間が規定時間Ｔｄｉｓとなったか否かを判断する。ここで、規定時間Ｔｄｉｓは、積算値Ｉｎに基づき、容量ばらつきの度合いが大きいと推定されているほど長い時間に設定されるものである。なお、この処理は、例えば、マイコン１４に対して外付けされたタイマの計時時間が規定時間Ｔｄｉｓとなった場合にマイコン１４を起動させる処理とすればよい。また例えば、マイコン１４内に、その主電源の状態にかかわらず、給電状態が維持されるタイマを備え、その計時時間が規定時間Ｔｄｉｓとなった場合にマイコン１４の主電源をオンとする処理としてもよい。
【００６４】
ステップＳ３０において肯定判断される場合、ステップＳ３２において、積算値Ｉｎをゼロとし、ブロック内均等化フラグを「０」として且つ、ブロック間の均等化処理を開始する。
【００６５】
一方、ステップＳ２８において肯定判断される場合、ステップＳ３４において、積算値Ｉｎをブロック内均等化処理時間に応じて補正するとともに、ブロック内均等化フラグＦを「０」とする。なお、上記ステップＳ２８における肯定判断は、マイコン１４が停止されている場合に行われるものではなく、起動スイッチがオンされることでマイコン１４が起動される場合に行われる処理である。
【００６６】
上記ステップＳ１４、Ｓ２２において否定判断される場合や、ステップＳ２０、Ｓ３２，Ｓ３４の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００６７】
図６に、上記処理による均等化処理態様を例示する。図６（ａ１）、図６（ｂ１）、及び図６（ｃ１）と、図６（ａ２）、図６（ｂ２）、及び図６（ｃ２）と、図６（ａ３）、図６（ｂ３）、及び図６（ｃ３）とはそれぞれ、均等化処理の第１の例、第２の例、及び第３の例である。ここで、図６（ａ１）、図６（ａ２）及び図６（ａ３）は、起動スイッチの推移を示し、図６（ｂ１）、図６（ｂ２）及び図６（ｂ３）は、積算値Ｉｎの推移を示し、図６（ｃ１）、図６（ｃ２）及び図６（ｃ３）は、均等化処理の実行の有無の推移を示す。ここで、図６（ａ１）、図６（ｂ１）、及び図６（ｃ１）に示す第１の例は、図６（ａ２）、図６（ｂ２）、及び図６（ｃ２）に示す第２の例よりも起動スイッチがオフとされた際の積算値Ｉｎが大きいために、均等化処理時間も長くなることを示している。
【００６８】
また、図６（ａ３）、図６（ｂ３）、及び図６（ｃ３）では、積算値Ｉｎから定まる規定時間Ｔｄｉｓが経過する前に、起動スイッチが再度オン操作される場合を例示している。この場合、均等化処理のなされた時間に応じて積算値Ｉｎが補正される。
【００６９】
ちなみに、図６では、起動スイッチがオフされてから一定時間待機した後均等化処理を実施する例が記載されているが、これは、起動スイッチのオフ直後には、分極の影響によって電圧に基づきＳＯＣを高精度に把握することが困難であることに鑑みたものである。
【００７０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７１】
（１）組電池１０の充放電の履歴に応じて電池セルＣｉｊ同士の容量のばらつきを推定し、推定される容量のばらつきに基づき、均等化処理の実行態様を可変設定した。これにより、容量のばらつき度合いに応じた適切な態様にて均等化処理を行うことができる。
【００７２】
（２）充放電電流の検出値Ｉに応じて算出されるばらつきパラメータ（積算用電流値）の積算値Ｉｎによって容量のばらつきを定量化した。これにより、積算値Ｉｎによって容量のばらつきを簡易に定量化することができる。
【００７３】
（３）ばらつきパラメータ（積算用電流値）を、組電池１０の温度の検出値Ｔｅｍに基づき算出した。これにより、電池セルＣｉｊの内部抵抗のばらつき度合い（内部抵抗値同士の差）の温度依存性に基づき、積算用電流値を算出することができる。
【００７４】
（４）推定される容量のばらつき（積算値Ｉｎ）に基づき、均等化処理の実行の有無を判断した。これにより、起動スイッチのオフ後、マイコン１４により、均等化処理の要否を迅速に判断することができる。
【００７５】
（５）推定される容量のばらつき（積算値Ｉｎ）に基づき、均等化処理時間（規定時間Ｔｄｉｓ）を可変設定した。これにより、均等化処理時間を適切に設定することができる。
【００７６】
（６）均等化処理時間に応じて容量のばらつき（積算値Ｉｎ）を補正した。これにより、容量のばらつきを高精度に推定することができる。
【００７７】
（７）均等化のためのハードウェア手段として、抵抗体３１〜３４同士の各接続点の電位と対応する電池セルＣｉｊ同士の各接続点の電位との比較に基づき、電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４のうち電圧が高いと想定されるものを放電させる均等化ユニットＵｉを備えた。そして、均等化処理を指令する手段（マイコン１４）に電池セルＣｉｊの電圧検出値を取得する手段を備えないこととすることで、マイコン１４が、電圧情報に基づくことなく、均等化に要する時間や均等化の実行の有無を高精度に判断することが特に望まれる。このため、積算値Ｉｎを利用した上記均等化処理を行うメリットが特に大きい。
【００７８】
（８）均等化処理の実行条件に、電力変換回路が停止されていることを含めた。これにより、単位電池の電圧と容量とが略１対１の関係を有する場合に均等化処理を行うことができるため、電圧値に基づく容量の均等化処理を高精度に行うことができる。
【００７９】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、充放電電流の検出値Ｉと温度の検出値Ｔｅｍとに基づき係数αを算出し、係数αに検出値Ｉの絶対値を乗算することで、ばらつきパラメータ（積算用電流値）を算出したがこれに限らない。検出値Ｉ，Ｔｅｍと積算対象となるパラメータとの関係を定めたマップを用いてもよい。
【００８１】
・電池セルＣｉｊの内部抵抗に関するパラメータとしては、温度のように内部抵抗と負の相関を有するものに限らない。例えば、上記フライングキャパシタ１１及び電圧検出回路１２を用いて検出されるブロック（電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４）の電圧と、そのときのブロックの充放電電流との複数の組に基づき推定算出されるブロックの内部抵抗であってもよい。ここでは、ブロックの内部抵抗が大きいほど、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉ４の内部抵抗のばらつき度合いも大きくなると推定すればよい。
【００８２】
・積算値Ｉｎとしては、内部抵抗に関するパラメータを入力として算出されるばらつきパラメータを積算するものにも限らない。例えば充放電電流の検出値Ｉの２乗をばらつきパラメータとし、これを積算するものであってもよい。電池セルＣｉｊの内部抵抗に個体差があることに鑑みれば、こうして算出される積算値も容量のばらつきを定量化したパラメータとなると考えられる。
【００８３】
・上記実施形態では、積算値Ｉｎに基づき、均等化処理を行うか否かと、ブロック内の均等化処理時間（規定時間Ｔｄｉｓ）との双方を設定したがこれに限らない。例えば、先の図２の論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ４の論理和信号をマイコン１４が取得可能な構成とし、ブロック内の均等化処理が所定時間行われる毎に、マイコン１４を起動して論理和信号が論理「Ｌ」となったか否かを判断するようにしてもよい。ここで、論理和信号が論理「Ｌ」であるということは、ブロック内の均等化が完了したということを意味するため、これを条件にブロック内の均等化処理を終了させてもよい。
【００８４】
また例えば、起動スイッチがオフとされる期間にわたって、上記スイッチＳｃがオン状態とされるようにしてもよい。この場合であっても、積算値Ｉｎに基づきブロック内均等化の完了時間を予測することができるため、ブロック間均等化のためにマイコン１４が起動する回数を低減することができる。また、ブロック間の均等化処理を実行すべきか否かを判断することもできる。これに対し、積算値Ｉｎに基づくブロック内均等化処理時間を予測する手段を備えない場合には、マイコン１４が所定時間毎に起動し、ブロック間の電圧を検出し、ブロック間の均等化処理を行うか否かを判断する必要が生じる。このため、マイコン１４の起動に伴う消費電力が増大する。また、ブロック内均等化が完了する以前にブロック間の均等化処理がなされるおそれもある。なお、この場合、上記スイッチＳｃとしては、単にノーマリークローズタイプのものを用いればよい。
【００８５】
・上記実施形態では、ブロック内の均等化とブロック間の均等化との２段階で均等化処理を行ったがこれに限らない。例えば、均等化ユニットＵｉのような機能を有する専用のハードウェア手段を、組電池１０の全電池セルＣ１１〜Ｃｎ４のうちの電圧の高いものを放電させるように設計してこれを用いてもよい。この場合であっても、このハードウェア手段から各電池セルＣｉｊの容量の値（電圧値）を取得することはできないため、上記実施形態の要領で容量のばらつきを推定することは有効である。
【００８６】
更にこの際、組電池１０を代表する温度が低いほど電池セルＣｉｊ同士の容量ばらつきが大きいとして、ばらつきパラメータを大きい値とする処理を行うものに限らない。例えば、組電池１０の複数の箇所に温度センサを備え、これらの温度ばらつきを更に加味してもよい。これは例えば、複数の温度センサの検出値の平均値を用いて算出されるばらつきパラメータを、検出値のばらつき度合いが大きいほど増加補正することで行えばよい。
【００８７】
・上記実施形態では、起動スイッチがＯＮとなる際に、均等化放電処理のなされた時間に応じて積算値Ｉｎを変更したがこれに限らない。例えば均等化放電処理中に処理時間に応じて積算値Ｉｎを漸減させてもよい。
【００８８】
・車載電力変換回路が停止されているか否かの判断手法としては、起動スイッチがオフであるかオンであるかに限らない。例えば、メインリレー１８，２０がオフであるかオンであるかであってもよい。
【００８９】
・均等化処理としては、車載電力変換回路が停止していることを条件に行うものに限らない。例えば、車載電力変換回路が動作しているときに行う場合には、充放電電流の影響でブロック電圧の検出値に基づきブロック同士の容量ばらつきを精度良く判断することが困難となる。このため、上記積算値Ｉｎに基づき均等化処理の実行の有無を判断することは有効である。また、ブロック電圧の検出値同士のばらつき度合いと、積算値Ｉｎとの双方に基づき、均等化処理の実行の有無を判断してもよい。すなわち、ブロックの充放電電流に起因して電圧の検出値によっては容量のばらつきを高精度に判断することができない状況下、積算値Ｉｎを加味することで、容量のばらつきを高精度に判断することが可能となる。
【００９０】
・更に、上記実施形態のように、均等化対象の電圧を検出する手段を備えることなく均等化処理を行うハードウェア手段を備えるものにも限らない。例えば、各電池セルＣｉｊの電圧を検出する手段を備える場合であっても、上述したように、電池セルの充放電がなされている状況下に均等化を行う場合には、電池セル同士の電圧のばらつきに加えて、積算値Ｉｎを加味することで、均等化の実施の有無を高精度に判断することが可能となると考えられる。また例えば、車載電力変換回路が停止していることを条件に均等化処理を行うものである場合、電力変換回路の停止後、積算値Ｉｎに基づき均等化処理の有無を判断することで、全電池セルの電圧を一旦検出しこれに基づき均等化処理の有無を判断する場合と比較して、均等化処理の実行の有無の判断を迅速に行うことができる。
【００９１】
・組電池１０の都度の充放電電流量の監視に基づく組電池の充放電の履歴に応じて電池セル同士の容量のばらつきを推定する手段としては、組電池１０の充放電電流の検出値Ｉを入力とする手段に限らない。例えば、車両の走行状態や、車載電力変換回路の操作状態を入力とする手段であってもよい。すなわち、車両の走行状態や車載電力変換回路の操作状態は、組電池の充放電電流と相関を有するパラメータであるため、これら走行状態や操作状態を都度監視することでも、組電池１０の充放電電流を推定することができ、ひいては充放電の履歴に応じた電池セル同士の容量のばらつきを推定することが可能となる。これは例えば、起動スイッチのオン時間に応じて容量のばらつき度合いを漸増させて且つ、この間に登坂路を走行する状況が生じた場合には、ばらつき度合いの漸増速度を増加させる等して行うことができる。
【００９２】
・電池セルＣｉｊとしては、リチウムイオン２次電池等のリチウム系２次電池に限らず、例えばニッケル水素２次電池等のアルカリ２次電池であってもよい。
【００９３】
・上記実施形態では、ハイブリッド車に本発明を適用したがこれに限らず、例えば電気自動車に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０…組電池、１４…マイコン（推定手段、可変手段の一実施形態）、Ｃｉｊ…電池セル、Ｕｉ…均等化ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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