(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池から構成される単電池群から電力の供給を受けて動作する電池制御回路であって、
各単電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
少なくとも前記単電池間の電圧又は充電状態の均等化を行うためのスイッチを駆動する駆動回路と、
外部からの信号を受信する信号入力回路と、
外部に信号を発信するための信号出力回路と、
通常モードと前記通常モードよりも消費電流が小さい低消費電流モードの２種類のモードを備える電源回路と、
前記信号入力回路を介して受信した外部からの指令値を記憶し、前記指令値に応じて前記電源回路の通常モードから低消費電流モードへの移行条件を変更できる低消費電流条件変更回路と、
前記低消費電流条件変更回路に記憶した時間よりも長い第２の時間を予め又は外部からの信号で記憶する時間制限回路と、
を備え、
前記低消費電流条件変更回路は、前記指令値として前記通常モードで動作すべき時間を記憶し、前記信号入力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は当該電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、前記通常モードでの動作時間の計測を開始し、前記計測した時間が前記記憶した時間に達したとき、前記電源回路を前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行させ、
前記時間制限回路は、前記低消費電流条件変更回路と同時に前記通常モードでの動作時間の計測を開始し、
前記低消費電流条件変更回路に記憶した時間が経過しても前記電源回路が前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行しない場合、前記時間制限回路は、前記計測した時間が前記第２の時間に達したとき、前記電源回路を前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行させる
ことを特徴とする電池制御回路。
【請求項２】
複数の単電池から構成される単電池群から電力の供給を受けて動作する電池制御回路であって、
各単電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
少なくとも前記単電池間の電圧又は充電状態の均等化を行うためのスイッチを駆動する駆動回路と、
外部からの信号を受信する信号入力回路と、
外部に信号を発信するための信号出力回路と、
通常モードと前記通常モードよりも消費電流が小さい低消費電流モードの２種類のモードを備える電源回路と、
前記信号入力回路を介して受信した外部からの指令値を記憶し、前記指令値に応じて前記電源回路の通常モードから低消費電流モードへの移行条件を変更できる低消費電流条件変更回路と、
電圧を予め又は外部からの信号で記憶する電圧制限回路と、
を備え、
前記低消費電流条件変更回路は、前記指令値として前記通常モードで動作すべき時間を記憶し、前記信号入力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は当該電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、前記通常モードでの動作時間の計測を開始し、前記計測した時間が前記記憶した時間に達したとき、前記電源回路を前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行させ、
前記低消費電流条件変更回路に記憶した時間を経過しても前記電源回路が前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行しない場合、前記電圧制限回路は、前記記憶した電圧以下の電圧が前記電圧検出回路によって検出されたとき、前記電源回路を前記通常モードから前記低消費電流モードへと移行させる
ことを特徴とする電池制御回路。
【請求項３】
請求項１または２記載の電池制御回路において、
当該電池制御回路の前記通常モードでの消費電流値を記憶する消費電流記憶回路と、
基準となる基準消費電流値を記憶する基準電流記憶回路とを備え、
前記低消費電流条件変更回路は当該電池制御回路が起動してから停止するまでの時間を計測し、前記消費電流記憶回路に記憶した消費電流値と前記基準電流記憶回路に記憶した基準消費電流値との差を検出し、前記消費電流値の差を前記消費電流記憶回路に記憶した当該電池制御回路の消費電流値で解消できる時間を前記指令値に代えて用いて前記低消費電流条件変更回路を動作させることを特徴とする電池制御回路。
【請求項４】
請求項３記載の電池制御回路において、
前記信号入力回路を介して受信した外部からの信号に基づき、前記消費電流記憶回路に記憶した前記消費電流値を前記信号出力回路から外部に出力することを特徴とする電池制御回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の電池制御回路において、
前記均等化の動作を変更する均等化動作変更回路を備え、
前記低消費電流条件変更回路に前記指令値が設定され、前記信号入力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は当該電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、
前記均等化動作変更回路は、各単電池に付随するスイッチを一斉にオンするか、又は各単電池のスイッチのオン時間が一致するように前記スイッチのオン・オフ制御を開始することによって、前記単電池群が蓄えたエネルギーの消費を増加させることを特徴とする電池制御回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の電池制御回路において、
前記電圧検出回路の動作を変更する電圧検出動作変更回路を備え、
前記電圧検出回路は前記信号入力回路を介して受信した外部からの指令に基づき各単電池の電圧検出を開始するものであり、
前記低消費電流条件変更回路に前記指令値が設定され、前記信号入力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は当該電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、
前記電圧検出動作変更回路は、前記電圧検出回路の動作を、前記外部からの指令に基づき電圧検出を開始する動作から、外部からの指令に関係なく連続的に電圧検出を開始する動作へと変更することで前記単電池群が蓄えたエネルギーの消費を増加させることを特徴とする電池制御回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の電池制御回路において、
定められた時間間隔でカウントを行い時間の経過を検知又は管理する時間処理回路を備え、
前記低消費電流条件変更回路に前記指令値が設定され、前記信号入力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は当該電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、
前記時間処理回路のカウントの時間間隔を狭めることで前記単電池群が蓄えたエネルギーの消費を増加させることを特徴とする電池制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池やニッケル水素電池、鉛電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電手段を用いた電源装置に搭載する電池制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池等の蓄電手段を用いた電源装置、分散型電力貯蔵装置、電気自動車等では、蓄電手段の状態を管理する電池制御回路が搭載されている。電池制御回路が管理する蓄電手段の状態としては、どの程度まで充電されているか、あるいはどの程度放電可能な電荷量が残っているのかを示す充電状態（State Of Charge：ＳＯＣ）が代表的な例である。
【０００３】
蓄電手段を最適に使用するためには、ＳＯＣが高過ぎる場合はＳＯＣを下げる等の対策が、ＳＯＣが低過ぎる場合はそれ以上のＳＯＣの低下を防ぐ等の対策が必要である。また、電源装置が複数個の蓄電手段を直列接続して用いる場合、蓄電手段の性能を最大限に発揮するためには、各蓄電手段のＳＯＣをある一定の範囲に分布させるためのＳＯＣの均等化機能が必要になる。
【０００４】
上記の中で、多直列電池のＳＯＣを均等化する方法としては、ある電池セル数で構成されるブロックの電圧を電圧検出回路で測定し、ブロックのうちの電圧が高いものについてはこれを電源とするハードウェア手段全てをオン状態とすることでその放電を促進させる方式が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した蓄電手段の状態管理は、簡単な処理、少ない命令数で実現できることが望ましい。また、蓄電手段のＳＯＣが高く、これを早期に低下させたい場合などは、蓄電手段を通常に比して大きな電流で放電させることも必要である。本発明では、これら課題を解決することが可能な電池制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電池制御回路は、単電池群を構成する各単電池の電圧を計測する電圧検出回路と、単電池間の電圧又はＳＯＣを均等化するために各単電池に抵抗を並列に接続するためのスイッチと、電池制御回路の外部のコントローラと通信を行う信号入出力回路と、通常モードと前記通常モードよりも消費電流が小さい低消費電流モードの２種類のモードを備える電源回路と、信号入出力回路を介して受信した外部からの指令値を記憶し、指令値に応じて電源回路の通常モードから低消費電流モードへの移行条件を変更できる低消費電流条件変更回路とを備える。低消費電流条件変更回路は、指令値として時間あるいは電圧を記憶する。
【０００８】
指令値として時間を記憶した場合には、低消費電流条件変更回路は時間管理回路として機能し、信号入出力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は信号入出力回路から電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、通常モードでの動作時間の計測を開始し、計測した時間が記憶した時間に達したとき、電源回路を通常モードから低消費電流モードへと移行させる。
【０００９】
また、指令値として電圧を記憶した場合には、低消費電流条件変更回路は電圧管理回路として機能し、信号入出力回路が外部からの信号を所定時間以上受信しないとき又は信号入出力回路から電池制御回路の動作停止を指示する信号を受信したとき、記憶した電圧と電圧検出回路で検出した複数の単電池の最高電圧、平均電圧又は最低電圧の何れかである比較対象電圧との比較を開始し、比較対象電圧が記憶した電圧以下となったとき、電源回路を通常モードから低消費電流モードへと移行させる。比較対象電圧は、電圧検出回路で検出した複数の単電池の電圧に基づいて所定の方法で決められた電圧でもよい。
【００１０】
本発明によると、蓄電手段を用いる各種装置の動作停止後においても電池制御回路を設定した時間だけ通常モードで動作させ続けることができるため、電池制御回路の電源となる蓄電手段のＳＯＣが高い場合に各種装置の動作停止中でも蓄電手段の放電を行い容易にＳＯＣを低下させることができる。
【００１１】
本発明の電池制御回路は上記の機能に加え、通常モードから低消費電流モードに移行させるための指令値を記憶した後、(1)電圧検出回路を通常モードに比して連続的、若しくは頻繁に動作させる、(2)蓄電手段のＳＯＣを均等化させるための均等化回路を動作させる、若しくは、(3)電池制御回路が備える時間を管理するためのタイマー動作周期を変更する機能を有する。以上の変更によって電池制御回路の消費電流を増大させることができるため、ＳＯＣが高い蓄電手段の放電を更に促進させることが可能であり、ＳＯＣの低下を促進することができる電池制御回路を実現できる。
【００１２】
更に、本発明では、電池制御回路に低消費電流条件変更回路に加えて、それとは別の時間管理回路あるいは電圧管理回路を搭載させる。万が一、低消費電流条件変更回路に異常が発生して電池制御回路が通常モードで動作し続ける事態となった場合でも、時間管理回路で長すぎる時間の経過を検知し、あるいは電圧管理回路で蓄電手段の電圧低下を検知して電源回路に低消費電流モードに移行させる指令を発信させることができるため、それ以上の蓄電手段のＳＯＣ若しくは電圧低下を防ぐことが可能である。
【００１３】
更に、本発明では、電池制御回路間に存在する消費電流の個体差を、時間管理回路の動作を行うことで低減することも可能である。
【００１４】
また、個々の単電池毎に電池制御回路を備える態様も可能である。その場合には、単電池間の電圧やＳＯＣを均等化するためのスイッチや抵抗などは不要であり、低消費電流条件変更回路に均等化機能の役割を担わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な処理、少ない命令数で複数個直列接続される蓄電手段のＳＯＣを最適に管理可能な電池制御回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるプラグインハイブリッド自動車の蓄電装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明の単電池制御手段における動作の説明図である。
【図３Ｂ】本発明の単電池制御手段における動作の説明図である。
【図４】蓄電手段のＯＣＶとＳＯＣの関係を示す線図である。
【図５】本発明の第１の実施例における単電池制御手段が備える時間管理回路の効果を示す線図である。
【図６】本発明の第１の実施例における単電池制御手段が備える時間管理回路の効果を示す線図である。
【図７】本発明の第１の実施例における単電池制御手段を用いた場合の蓄電手段のＳＯＣ均等化を説明する線図である。
【図８】本発明の第２の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック線図である。
【図９】本発明の第２の実施例における単電池制御手段が備える電圧管理回路の効果を示す線図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における単電池制御手段が備える電圧管理回路の効果を示す線図である。
【図１１】本発明によるプラグインハイブリッド自動車の蓄電装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施例における単電池制御手段の別の回路構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施例における単電池制御手段が備える時間管理回路の効果を示す線図である。
【図１５】本発明の第３の実施例における単電池制御手段を用いた場合の蓄電手段のＳＯＣ均等化を説明する線図である。
【図１６】本発明の第４の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第４の実施例における単電池制御手段が備える時間管理回路と電圧管理回路の効果を示す線図である。
【図１８】本発明の第４の実施例における単電池制御手段を用いた場合の蓄電手段のＳＯＣ均等化を説明する線図である。
【図１９】本発明の第５の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図２０Ａ】本発明の第５の実施例における単電池制御手段の動作説明図である。
【図２０Ｂ】本発明の第５の実施例における単電池制御手段の動作説明図である。
【図２１】本発明の第６の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第６の実施例における単電池制御手段の消費電流を増加させる動作の説明図である。
【図２３】本発明の単電池制御手段の消費電流の分布例を示す線図である。
【図２４】本発明の第７の実施例における単電池制御手段の回路構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第７の実施例における単電池制御手段の他の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明をプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する蓄電装置に対して適用した場合を例に、本発明の実施例を説明する。なお、本発明はＰＨＥＶに限らず、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）、鉄道車両などに搭載される各種蓄電装置に対して幅広く適用可能である。また、以下の実施例では、制御の最小単位となる蓄電・放電デバイスとして３．０〜４．２Ｖ（平均出力電圧：３．６Ｖ）の範囲に電圧を持つリチウムイオン電池を想定しているが、それ以外でもＳＯＣの高すぎや低すぎが使用上で不都合となる電気を蓄え放電可能なデバイスであれば何でもよく、本明細書では、それらを総称して単電池という。また、以下に説明する実施例では、単電池を直列に接続して組電池を構成しているが、単電池を並列接続したものを直列接続して組電池を構成してもよいし、直列接続した単電池を並列接続して組電池を構成してもよい。
【００１８】
［実施例１］
本発明による電池制御回路の第１の実施例を図１から図７（ａ）及び図７（ｂ）に基づいて説明する。図１に、本実施例におけるプラグインハイブリッド自動車の蓄電装置の構成例を示す。電池システム１００はリレー３００，３１０を介してインバータ４００に接続され、リレー３２０，３３０を介して充電器４２０に接続される。
【００１９】
図１を用いて、電池システム１００の構成について説明する。電池システム１００は、主に、複数の単電池１１１から構成される組電池１１０と、単電池１１１の状態を管理する単電池管理手段１２０と、組電池１１０に出入りする電流を検知する電流検知手段１３０と、組電池１１０の総電圧を検知する電圧検知手段１４０と、組電池１１０の制御を行う組電池制御手段１５０とで構成される。
【００２０】
組電池１１０は、電気エネルギーの蓄積及び放出（直流電力の充放電）が可能な複数の単電池１１１を電気的に直列に接続して構成している。組電池１１０を構成する単電池１１１は、状態の管理・制御を行う上で、所定の単位数にグループ分けが行われている。グループ分けされた単電池１１１は、電気的に直列に接続され、単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成している。所定の単位数は、例えば１個、４個、６個・・・というように、等区分とする場合もあれば、４個と６個とを組み合わせる、というように、複合区分とする場合もある。
【００２１】
組電池１１０を構成する単電池１１１の状態を監視する単電池管理手段１２０は、複数の単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂから構成されており、上記のようにグループ分けされた単電池群の各々に対してそれぞれ１つの単電池制御手段が割り当てられている。単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂは割り当てられた単電池群１１２ａ，１１２ｂからの電力を受けて動作し、単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成する単電池１１１の状態を監視及び制御する。
【００２２】
本実施例では説明を簡略化するために、４個の単電池１１１を電気的に直列に接続して単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成し、２つの単電池群１１２ａ，１１２ｂを更に電気的に直列に接続して合計８個の単電池１１１を備える組電池１１０とした。また、単電池群１１２ａ，１１２ｂには、それぞれ単電池１１１の状態を監視するための単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂが設置される。
【００２３】
組電池制御手段１５０と単電池管理手段１２０は、フォトカプラに代表される絶縁素子１７０を介して信号通信手段１６０により信号の送受信を行う。絶縁素子１７０を設けるのは、組電池制御手段１５０と単電池管理手段１２０とで、動作電源が異なるためである。本実施例において、単電池管理手段１２０は組電池１１０から電力をうけて動作するのに対して、組電池制御手段１５０は、車載補機用のバッテリ（例えば１４Ｖ系バッテリ）を電源として用いている。絶縁素子１７０は、単電池管理手段１２０の機能を実現するための回路基板上に実装する。単電池管理手段１２０の機能と組電池制御手段１５０の機能とが同一基板上で実現された場合には、同一基板上に絶縁素子１７０が実装される。
【００２４】
本実施例における組電池制御手段１５０と、単電池管理手段１２０を構成する単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂとの通信手段について説明する。単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂは、それぞれが監視する単電池群１１２ａ，１１２ｂの電位の高い順に従って直列に接続されている。組電池制御手段１５０が単電池管理手段１２０に送信した信号は、絶縁素子１７０を介して信号通信手段１６０により単電池制御手段１２１ａに入力される。そして、単電池制御手段１２１ａの出力は信号通信手段１６０を介して単電池制御手段１２１ｂに入力され、最下位の単電池制御手段１２１ｂの出力は絶縁素子１７０を介して信号通信手段１６０により組電池制御手段１５０へと伝送される。本実施例では、単電池制御手段１２１ａと単電池制御手段１２１ｂの間は絶縁素子１７０を介していないが、絶縁素子１７０を介することで信号の送受信を行うことも可能である。
【００２５】
組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂとは、信号通信手段１６０によりループ状に接続されている。このループ接続は、デイジーチェーン接続あるいは数珠繋ぎ接続もしくは芋づる式接続と呼ぶ場合もある。本実施例では上記接続及び信号の送受信形態をとっているが、組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１とを接続して信号の送受信を実現できれば他の接続形態を採用することも可能である。
【００２６】
組電池制御手段１５０は、単電池管理手段１２０から送信される情報と、電流検知手段１３０から送信される組電池１１０に出入りする電流値と、電圧検知手段１４０から送信される組電池１１０の総電圧値と、組電池制御手段１５０若しくは組電池制御手段１５０の外部に設置されたコントローラが予め記憶する情報等に基づいて、単電池１１１若しくは単電池１１１で構成される単電池群１１２ａ，１１２ｂ、若しくは単電池群１１２ａ，１１２ｂで構成される組電池１１０の状態検知などを行う。
【００２７】
単電池管理手段１２０が組電池制御手段１５０に出力する情報とは、単電池１１１の電圧や温度の計測値、更には単電池１１１の過充電もしくは過放電、過温度などの単電池１１１の異常情報等である。更に、単電池管理手段１２０は単電池管理手段１２０自身若しくは単電池管理手段１２０を構成する単電池制御手段１２１の通信エラーや、ハーネスの断線などに代表される物理的に故障した場合の異常信号なども組電池制御手段１５０に出力してもよい。この場合、組電池制御手段１５０は単電池管理手段１２０若しくは単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂの異常内容も踏まえて組電池１１０の充放電制御を実施することができる。
【００２８】
組電池制御手段１５０若しくは組電池制御手段１５０の外部に設置されたコントローラが予め記憶する情報は、組電池１１０や組電池１１０を構成する単電池１１１や単電池群１１２ａ，１１２ｂの内部抵抗特性、満充電時の容量、分極電圧、劣化特性、個体差情報、ＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の相関関係などである。更に、単電池管理手段１２０や単電池管理手段１２０を構成する単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂ、組電池制御手段１５０などの特性情報についても予め記憶することができる。
【００２９】
組電池制御手段１５０は、前述した計測値や予め記憶した情報に基づいて、一つ以上の単電池１１１のＳＯＣや劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）、入出力可能な電流や電力、異常状態、後述する組電池１１０を構成する単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧を管理するために必要な演算を行う。そして、演算結果に基づいて、単電池管理手段１２０や車両制御手段２００に情報を出力する。
【００３０】
車両制御手段２００は組電池制御手段１５０の上位の制御装置であり、組電池制御手段１５０が発信した情報に基づいてリレー３００，３１０を介して電池システム１００とインバータ４００とを接続し、若しくはリレー３２０，３３０を介して電池システム１００と充電器４２０とを接続する。なお、車両制御手段２００は必要に応じて組電池制御手段１５０に対して指令を発信することができ、組電池制御手段１５０は車両制御手段２００からの指令に基づいて処理を開始してもよい。更に、リレー３００，３１０，３２０，３３０を介したインバータ４００若しくは充電器４２０への接続動作は、組電池制御手段１５０によって実施されてもよいものとする。
【００３１】
充電器４２０は、家庭若しくは電気スタンドに代表される外部の電源から組電池１１０を充電する際に用いられる。本実施例では、充電器４２０は組電池制御手段１５０の情報に基づいた車両制御手段２００からの指令に基づき充電電圧や充電電流などの制御を行うが、充電器４２０への指令は組電池制御手段１５０が直接送信してもよい。また、充電器４２０は車両の構成、充電器４２０の性能、使用目的、外部の電源の設置条件などに応じて車両内部に設置してもよいし、車両の外部に設置することも可能である。
【００３２】
図１の蓄電装置を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御手段２００の管理のもと、電池システム１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーをもとにモータジェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。また、図１の蓄電装置を備える車両が家庭用若しくは電気スタンドに代表される外部の電源と接続された際には、車両制御手段２００が発信する情報に基づき電池システム１００と充電器４２０とが接続され、組電池１１０が所定の条件になるまで充電される。充電によって組電池１１０に蓄えられたエネルギーは、次回の車両走行時に利用されるか、車両内外の電装品等を動作させるためにも利用され、必要に応じては家庭用の電源に代表される外部電源へも放出する場合がある。
【００３３】
以降では、本実施例における単電池管理手段１２０を構成する単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂの詳細な構成を述べる。その後に、本発明における単電池制御手段１２１a，１２１ｂと組電池制御手段１５０の詳細な処理内容を説明する。
【００３４】
図２に、本実施例における単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂの回路構成を示す（以降では、単電池制御手段の番号を単に１２１と記す）。単電池制御手段１２１は、単電池１１１と単電池制御手段１２１の外部に設置されたバイパス抵抗１２２とを並列に接続するためのバイパススイッチ１２３と、バイパススイッチ１２３を駆動するＢＳＷ駆動回路１２５と、管理対象とする単電池群１１２ａ，１１２ｂ（以降では、単電池群の番号を単に１１２と記す）を構成する単電池１１１の電圧を計測する電圧検出回路１２４と、単電池群１１２からのエネルギー供給により単電池制御手段１２１を動作させるための電源回路１２６と、組電池制御手段１５０又は隣り合う単電池制御手段１２１との信号の送受信を行う信号入出力回路１２９と、電圧検出回路１２４とＢＳＷ駆動回路１２５と電源回路１２６と信号入出力回路１２９と後述する時間管理回路１２７とに接続されて処理を行い必要に応じて信号の送受信を行う制御回路１２８と、組電池制御手段１５０から送信された信号に基づいて単電池制御手段１２１の動作時間を管理する時間管理回路１２７とで構成される。なお、信号入出力回路１２９は信号入力回路、信号出力回路など分けて実装することもできる。単電池制御手段１２１の内部に設置されるバイパススイッチ１２３は、単電池制御手段１２１の外部に設置することも可能である。
【００３５】
バイパス抵抗１２２、バイパススイッチ１２３、及びＢＳＷ駆動回路１２５は、単電池群１１２を構成する単電池１１１間のＳＯＣ若しくは電圧ばらつきを均等化するために使用される。ＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１に該当するバイパススイッチ１２３をＢＳＷ駆動回路１２５がオンにすることで、ＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１が蓄えたエネルギーがバイパス抵抗１２２で消費され、結果として単電池群１１２内の単電池１１１間のＳＯＣ若しくは電圧が均等化する。
【００３６】
本実施例では、組電池制御手段１５０が単電池１１１間のＳＯＣ若しくは電圧のばらつき度合いを認識し、ばらつきを解消するために必要なＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１の放電量を計算し、放電量を実現できる時間だけバイパススイッチ１２３が動作するよう単電池制御手段１２１に指令を発信するものとする。組電池制御手段１５０が発信した指令は、信号入出力回路１２９が受信して制御回路１２８まで伝達され、制御回路１２８は、放電が必要な単電池１１１に該当するバイパススイッチ１２３を操作するためにＢＳＷ駆動回路１２５を動作させる。なお、前述したＳＯＣ若しくは電圧均等化の判断処理を制御回路１２８に実装し、単電池制御手段１２１単体で前述したＳＯＣ若しくは電圧均等化の処理を実現してもよい。更には、前述ではＳＯＣ若しくは電圧ばらつきを解消するために、ＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１を、バイパス抵抗１２２を用いて放電することによりＳＯＣ若しくは電圧均等化を行っているが、ＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１のエネルギーを他の単電池１１１に移動させて均等化するその他の回路によって実現してもよく、単電池１１１間のＳＯＣ若しくは電圧ばらつきを解消する方法であれば何でもよい。
【００３７】
電圧検出回路１２４は、単電池制御手段１２１の管理対象となる単電池群１１２を構成する単電池１１１の、それぞれの電圧を検出するための回路である。本実施例では単電池群１１２に対して一つの電圧検出回路１２４を備える構成としており、検出対象とする単電池１１１を切り替えながら電圧値を検出することで、全ての単電池１１１の電圧情報を取得する。単電池１１１を切り替える順番は図２の上から下若しくは下から上など順次行ってもよく、切替る順番をローテーション若しくは切替る順番をランダムに選択するなど、単電池１１１の特性や単電池１１１を用いるシステムなどに応じて変更してもよい。
【００３８】
なお、前述した電圧検出回路１２４は単電池１１１毎に備えてもよいし、単電池１１１の温度情報を電圧として検出する機能を備えてもよい。この場合、単電池１１１には温度を電圧情報として送信可能な温度センサーが設置される。また、電圧検出回路１２４は定期的に単電池１１１の電圧若しくは温度の検出を開始してもよいし、制御回路１２８若しくは組電池制御手段１５０からの指令によって単電池１１１の電圧若しくは温度の検出を開始してもよい。
【００３９】
電源回路１２６は、単電池制御手段１２１の管理対象である単電池群１１２からのエネルギー供給により単電池制御手段１２１を動作させる機能を有する。電源回路１２６は制御回路１２８からの指令に基づき、通常モードと低消費電流モード（もしくは低消費電力モード）の２つのモードに切替る。組電池１１０が充電中若しくは放電中であり単電池１１１の管理が必要な場合や、組電池制御手段１５０から指令が発信され続けている間等、後述する時間管理回路１２７の動作条件など、単電池制御手段１２１が備える全ての機能が必要な場合には、電源回路１２６は通常モードとして動作する。また、組電池１１０の未使用時や、組電池制御手段１５０から所定の時間以上指令が発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令を受信した場合、若しくは後述する時間管理回路１２７の動作によって、電源回路１２６は通常モードから低消費電流モードに移行する。
【００４０】
低消費電流モードは、単電池制御手段１２１の機能のうち、一部だけ動作させることで、通常モードと比較して単電池群１１２からのエネルギー供給を小さくできる状態である。一例として、低消費電流モードは、単電池制御手段１２１が外部からの通信で通常モードへと移行することが可能な機能のみを動作させている状態であり、本実施例では、電源回路１２６は少なくとも信号入出力回路１２９と制御回路１２８に電力供給を行っている。低消費電流モードに移行した単電池制御手段１２１は組電池制御手段１５０からの指令によって通常モードに移行できる。また、電源回路１２６は、電圧検出回路１２４、ＢＳＷ駆動回路１２５、時間管理回路１２７、制御回路１２８、信号入出力回路１２９などの各機能部に電力供給を行う役割を担う。一例として、電源回路１２６は、通常モードでは上記全ての機能部に電力供給を行い、低消費電流モードではスイッチなどを使用して電圧検出回路１２４、ＢＳＷ駆動回路１２５、時間管理回路１２７との間の電力供給のパスを切ることで、２つのモードの切り替えを行う。
【００４１】
制御回路１２８は、電圧検出回路１２４が検出した単電池１１１の情報や信号入出力回路１２９を経由した組電池制御手段１５０からの指令、後述する時間管理回路１２７からの情報を受信し、電圧検出回路１２４やＢＳＷ駆動回路１２５、電源回路１２６、時間管理回路１２７、信号入出力回路１２９に対して情報を送信し、単電池制御手段１２１の動作を管理するための処理を実行する機能を有する。制御回路１２８はハードウェアだけで実現してもよく、機能の一部をハードウェア上で動作するソフトウェアとして実装してもよい。組電池制御手段１５０から所定の時間が経過しても信号が発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令を受信した場合、若しくは後述する時間管理回路１２７からの信号を受信した場合、制御回路１２８は電源回路１２６に低消費電流モードに移行させる信号を発信する。なお、単電池制御手段１２１が低消費電流モードの場合に、組電池制御手段１５０からの信号を受信すると、制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードに移行する信号を発信する。
【００４２】
時間管理回路１２７は、組電池制御手段１５０によって指定された、単電池制御手段１２１が通常モードで動作し続ける時間を記憶する機能を有する。更に、時間管理回路１２７は、組電池制御手段１５０から所定の時間が経過しても信号が発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令を受信した場合に、単電池制御手段１２１の通常モードでの動作時間を計測し、単電池制御手段１２１の通常モードでの動作継続時間が記憶した時間を経過したことを検知した場合にこれを制御回路１２８に送信する。制御回路１２８は、検知結果を受信した場合に電源回路１２６に低消費電流モードに移行する指令を発信する。時間管理回路１２７を用いた単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧管理方法については後述する。
【００４３】
組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１から単電池１１１の電圧情報を取得する際は、組電池制御手段１５０が電圧取得対象とする単電池制御手段１２１を指定（１２１ａ又は１２１ｂ）し、指定された単電池制御手段１２１が管理対象の単電池１１１の一つ以上の電圧情報を組電池制御手段１５０に送信して組電池制御手段１５０がこれを受信する。この場合、組電池制御手段１５０が送信する単電池１１１の電圧要求信号には、単電池制御手段１２１を指定するためのアドレス（単電池制御手段１２１を特定するための識別番号）などが含まれる。また、単電池制御手段１２１にも電圧要求信号に含まれるアドレスが自身を指しているか否かを判断するための機能が実装されており、ために固有のアドレスが単電池制御手段１２１内に実装される記憶回路に予め設定される。
【００４４】
単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８は、信号入出力回路１２９を経由して受信した組電池制御手段１５０からの電圧要求信号に含まれるアドレスを確認し、自身に設定されているアドレスと一致した場合は、自身が管理する単電池１１１の電圧情報を信号入出力回路１２９を経由して組電池制御手段１５０に送信する。本実施例では単電池制御手段１２１が２つ（１２１ａと１２１ｂ）備えられているため、組電池制御手段１５０が定期的に組電池１１０を構成する全ての単電池１１１の電圧情報を受信したい場合は、単電池制御手段１２１ａと単電池制御手段１２１ｂを交互に指定する形で単電池制御手段１２１に電圧要求信号を送信する。なお、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧を取得する他の方法として、組電池制御手段１５０からの一回の電圧要求信号に基づいて、複数の単電池制御手段１２１がいっせいに単電池１１１の電圧を組電池制御手段１５０に送信してもよい。
【００４５】
単電池制御手段１２１が管理する複数の単電池１１１間にＳＯＣ若しくは電圧ばらつきが発生した場合、組電池制御手段１５０は単電池群１１２内でＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１に対応するバイパススイッチ１２３をオンし、ＳＯＣ若しくは電圧が高い単電池１１１のエネルギーをバイパス抵抗１２２で消費させるためのバイパススイッチオン指令を発信する。これにより、指定された単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧が低下するため、単電池群１１２を構成する複数の単電池１１１間のＳＯＣ若しくは電圧ばらつきが改善する。
【００４６】
バイパススイッチ１２３をオンするための組電池制御手段１５０が送信するバイパススイッチオン指令信号には、前述した単電池１１１の電圧取得と同様に、バイパススイッチ１２３をオン状態とする単電池制御手段１２１を指定するためのアドレスが含まれ、更に、バイパススイッチ１２３をオン状態とする単電池１１１を指定するためのアドレスも追加情報として送付される。なお、バイパススイッチ１２３をオン状態とする単電池１１１の指定方法は、単電池１１１の一つ一つをアドレス形態で指定してもよく、単電池制御手段１２１が管理する単電池群１１２単位で一括にバイパススイッチ１２３をオフ・オン状態に変更可能なデータ形式を採用してもよい。
【００４７】
単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８は、信号入出力回路１２９を経由して受信した組電池制御手段１５０からのバイパススイッチオン指令信号に含まれるアドレスを確認し、自身に設定されるアドレスと一致した場合は、更に、バイパススイッチ１２３をオン状態にする単電池１１１を指定するためのアドレス若しくはデータを確認し、これに基づき単電池１１１のバイパススイッチ１２３をＢＳＷ駆動回路１２５でオン状態に変更する。以上の処理によって、単電池制御手段１２１が管理する単電池１１１の一つ一つに対してＳＯＣ若しくは電圧の調整が実現できる。
【００４８】
単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０から発信される通常モード動作保持指令信号を受信すると、信号に含まれる時間データを時間管理回路１２７に記憶する機能を有する。通常モード動作保持指令信号には、前述した単電池１１１の電圧要求信号やバイパススイッチオン指令信号と同様に、時間管理回路１２７に時間を設定する単電池制御手段１２１を指定するためのアドレスが含まれており、指定された単電池制御手段１２１のみ時間管理回路１２７に時間データを格納する。
【００４９】
単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８は、信号入出力回路１２９を経由して受信した組電池制御手段１５０からの通常モード動作保持指令信号に含まれるアドレスを確認し、自身に設定されるアドレスと一致した場合は、指令信号に含まれる時間データを時間管理回路１２７に格納する。時間管理回路１２７は、時間データが格納された後に組電池制御手段１５０からの指令が所定の時間が経過しても発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令が発信された場合に、これ以降も単電池制御手段１２１を通常モードで動作を継続させる。そして、通常モードでの動作継続時間を計測し、格納した時間データと一致する通常モードでの動作継続時間を検知した場合はこれを制御回路１２８に報知し、制御回路１２８はこれを受けて電源回路１２６に低消費電流モードに移行させる指令を発信する。
【００５０】
以上の単電池制御手段１２１の動作を図３Ａに示す。組電池１１０を充放電する場合など組電池１１０を使用する場合は、組電池制御手段１５０や単電池管理手段１２０による組電池１１０の管理が必要である。そこで、組電池制御手段１５０は自身が起動した後、単電池制御手段１２１を起動させるための信号を発信し、単電池制御手段１２１はこれを受信して低消費電流モードから通常モードに移行する。そして、単電池制御手段１２１は組電池制御手段１５０からの指令に基づき電圧取得やバイパススイッチ１２３のオン・オフ操作などを行う。組電池１１０の充放電を停止するなど、組電池１１０をこれ以上使用しない場合は組電池制御手段１５０や単電池管理手段１２０の動作も停止する手続きに移行する。この時、組電池制御手段１５０は通常モード動作保持指令信号を単電池制御手段１２１に送信する。前述した時間管理回路１２７と制御回路１２８を単電池制御手段１２１に備えることによって、組電池制御手段１５０が通常モード動作保持指令信号を単電池制御手段１２１毎に送信することが可能である。組電池制御手段１５０は通常モード動作保持指令信号を発信後に自身の動作を停止（単電池制御手段１２１への指令も停止）、若しくは単電池制御手段１２１に動作停止命令を発信した後に自身の動作を停止する。単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７毎に時間データを記憶させることで、組電池１１０の充放電が終了し、組電池制御手段１５０の動作が停止した後でも、複数の単電池制御手段１２１を設定した同じ時間若しくはそれぞれ異なる時間が経過するまで通常モードでの動作が継続可能な単電池制御手段１２１を実現できる。
【００５１】
なお、複数の単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７に同じ時間を設定したい場合は、組電池制御手段１５０が発信する一つの通常モード動作保持指令信号に基づいて、全ての単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７に同じ時間データを記憶させる方法でもよい。この場合、組電池制御手段１５０が発信する指令内容には、全ての単電池制御手段１２１に送信していることを明示するアドレス等のデータが含まれる。また、単電池制御手段１２１にも、全ての単電池制御手段１２１が受け取るべき指令と認識するための、アドレス等のデータ情報を認識する機能が回路若しくはソフトウェアとして実装されている。
【００５２】
更に、単電池制御手段１２１が通常モード動作保持指令信号を受信せず、組電池制御手段１５０からの指令が所定の時間が経過しても発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令が発信された場合は、単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８が電源回路１２６に低消費電流モードへの移行指令を発信する判断を行う。
【００５３】
単電池制御手段１２１が通常モード動作保持指令信号を受信して、時間管理回路１２７の制御に基づいて、通常モードでの動作を保持している期間において、組電池制御手段１５０が新たな指令を単電池制御手段１２１に送信した場合は、時間管理回路１２７に記憶した時間データをリセットするか、時間管理回路１２７が行う通常モードでの動作継続時間の計測を中止するか、時間管理回路１２７の動作全体を停止させてもよい。こうすることで、組電池１１０の充放電が開始された場合など、組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１に指令を発信し続けて組電池１１０を構成する単電池１１１を管理している間に、時間管理回路１２７と制御回路１２８とが電源回路１２６に強制的に低消費電流モードに移行させる指令の発信を防ぐことができる。また、組電池１１０の充放電中（組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１による単電池１１１の管理中）に、時間管理回路１２７が行う低消費電流モードへの移行命令を回避する他の方法としては、単電池制御手段１２１が新たな指令を受信した後は時間管理回路１２７の時間経過を検知した場合に発信する報知信号を制御回路１２８が無視するか、制御回路１２８が発信する低消費電流モード移行指令を電源回路１２６が無視するなどの方法でもよい。新たな指令を受信した後の単電池制御手段１２１の処理は、前述した時間管理回路１２７が発信する低消費電流モードへの移行指令を回避する以外は、組電池制御手段１５０の指令に従った、通常モードでの動作である。
【００５４】
また、単電池制御手段１２１は、時間管理回路１２７が通常モードで動作を継続するはずであった残存時間若しくは通常モードでの動作を継続した経過時間を保持し、組電池制御手段１５０からの指令に基づき単電池制御手段１２１が時間を通知する機能を備えてもよい。この単電池制御手段１２１が行う組電池制御手段１５０への時間通知機能により、組電池制御手段１５０は自身が停止してからどれくらいの時間でシステムが再び起動されたかを、時間管理回路１２７への設定時間内で検出することができる。この単電池制御手段１２１から受信したシステム停止から起動にかけての時間は、システム起動後の組電池１１０を構成する単電池１１１から計測した各電圧をＯＣＶとして扱ってよいかなどの判断材料として用いることができる。更に、組電池制御手段１５０が前記残存時間を含んだ通常モード動作保持指令信号を発信すれば、時間管理回路１２７による通常モードの動作継続を、残りの時間分だけ再開することができる。
【００５５】
更に、単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７に通常モード動作を保持する時間を設定して組電池制御手段１５０の動作が停止し、単電池制御手段１２１が独立して通常モードでの動作を継続している中、組電池制御手段１５０が再び起動して新たな指令を発信した場合、時間管理回路１２７は通常モードでの動作を継続する設定時間は保持し、通常モードでの動作継続時間の計測は中断し、中断した時間の計測値も保持することが可能である。この場合、再び組電池制御手段１５０が停止して指令を発信しなくなった際、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令が発信された場合は、中断した動作継続時間から時間計測を再開し、設定時間になるまで通常モードでの動作を継続できる。こうすることで、組電池制御手段１５０が再び通常モード動作保持指令信号によって単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７に時間設定を行うことを不要にできる。
【００５６】
図３Ｂを用いて、単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７と制御回路１２８の異なる動作例を説明する。前述では、通常モード動作保持指令信号を、組電池制御手段１５０が動作を停止する直前に送信する方法について述べたが、ここでは、組電池制御手段１５０の通常モード動作保持指令信号を単電池制御手段１２１の起動開始時に送信しておく方法について述べる。
【００５７】
単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０からの指令で低消費電流モードから通常モードに移行し、更に、組電池制御手段１５０から発信された通常モード動作保持指令信号を受信する。なお、単電池制御手段１２１を通常モードに移行させる方法として、通常モード動作保持指令信号の受信を単電池制御手段１２１の通常モードへの移行条件とすることも可能である。その後、所定の時間が経過するまでに組電池制御手段１５０からの指令が継続して行われる場合、単電池制御手段１２１は時間管理回路１２７の動作は保留とし、組電池制御手段１５０からの指令に基づき電圧取得やバイパススイッチ１２３のオン・オフ操作などの通常動作を行う。組電池制御手段１５０からの指令がストップ（組電池制御手段１５０の動作停止）して所定の時間が経過した場合、若しくは単電池制御手段１２１が組電池制御手段１５０からの動作停止命令を受信した場合、時間管理回路１２７の時間管理の下、通常モードによる動作を継続し、時間管理回路１２７が時間の経過を検知した場合は制御回路１２８にこれを報知し、制御回路１２８は電源回路１２６に低消費電流モードに移行するための指令を発信する。前述した動作方法を採用すると、組電池制御手段１５０からの指令がストップ若しくは動作停止命令の発信後に、単電池制御手段１２１は自動的に時間管理回路１２７による通常モード動作保持機能を実施できるようになる。
【００５８】
以降では、本実施例における組電池制御手段１５０の詳細な処理内容を説明する。組電池制御手段１５０は、一つ以上の単電池１１１の電圧、電流、温度などの計測値や単電池管理手段１２０若しくは車両制御手段２００の情報を受信し、予め記憶した各種情報も用いて、ＳＯＣに代表される一つ以上の単電池１１１の状態検知を行う。
【００５９】
図４に、組電池制御手段１５０が行うＳＯＣの検知方法を説明するために、単電池１１１のＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す。ＯＣＶは単電池１１１の無負荷時の電圧であり、リレー３００，３１０，３２０，３３０が閉じる前、若しくはリレー３００，３１０，３２０，３３０が閉じられても組電池１１０が充放電されない状況下、若しくは充電器４２０による組電池１１０の充電が完了した後などが代表的なＯＣＶの取得タイミング例である。更に、組電池１１０を充電若しくは放電しているが、その電流値が微弱な場合はこのときの単電池１１１の電圧をＯＣＶとして扱うことも可能である。組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１が検出した単電池１１１のＯＣＶと図４の相関関係を用いることで、即座に各単電池１１１のＳＯＣを得ることができる。
【００６０】
モータジェネレータ４１０、若しくは充電器４２０によって組電池１１０が充電され、組電池１１０のＳＯＣが制御上の上限値とする目標ＳＯＣを超えてしまった場合の処理の流れを以下に説明する。目標ＳＯＣは組電池１１０の寿命や、組電池１１０のシステムにおける使い方などを考慮に入れて設定されており、これを超えたままで組電池制御手段１５０や単電池管理手段１２０などで構成される電池システム１００の動作が停止すると、組電池１１０のＳＯＣは目標ＳＯＣを超えたままで放置されることになる。この場合、それぞれの単電池１１１の劣化は加速し、システムが次回起動された後の組電池１１０の使用にも不都合が生じることがある。
【００６１】
図５に、前述した目標ＳＯＣを超える充電が行われた場合の、本発明における単電池制御手段１２１の動作を示す。時刻Ｔ１からモータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０によって組電池１１０が充電され、時刻Ｔ２で組電池１１０のＳＯＣが目標ＳＯＣを超えて充電が停止された場合を例にあげている。
【００６２】
図５の状況下において、電池システム１００の動作が停止すると、前述した組電池１１０の寿命やシステムにおける組電池１１０の使い方に影響が生じる可能性がある。そこで、本発明では、組電池制御手段１５０は時刻Ｔ２付近での単電池１１１の電圧をＯＣＶとして取得する。図５では、単電池１１１の電圧は全て同じ値であることを想定しているため、単電池制御手段１２１が取得する単電池１１１の電圧に替えて、電圧検知手段１４０からの情報を単電池１１１の数で除算した結果を単電池１１１のＯＣＶとして扱うことも可能である。取得した単電池１１１のＯＣＶは図４のＯＣＶとＳＯＣとの相関関係に基づいてＳＯＣへと変換される。
【００６３】
本発明の組電池制御手段１５０は、目標ＳＯＣと組電池１１０のＳＯＣの差を計算する。そして、この差を解消するため、すなわち組電池１１０のＳＯＣを目標ＳＯＣと一致させるために必要な組電池１１０の放電量を計算する。そして、組電池制御手段１５０はその放電量を確保できる時間を時間管理回路１２７に設定するための指令を、単電池制御手段１２１に発信する。放電量を確保できる時間は、単電池制御手段１２１の通常モードにおける消費電流を組電池制御手段１５０が予め把握していれば容易に計算できる。なお、図５では全単電池１１１のＳＯＣは一致しているため、全単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７には、全て同じ時間が設定される。
【００６４】
組電池制御手段１５０は、通常モード動作保持指令信号を全単電池制御手段１２１に送信した後、動作の停止を行う。単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０が動作を停止した後も、設定された時間の間は通常モードで動作し続ける。その結果、単電池制御手段１２１は比較的消費電流が大きい通常モードで各単電池群１１２からのエネルギー供給を受け続けるため、各単電池群１１２のＳＯＣは低下していく。結果として、組電池制御手段１５０が動作を停止した後でも、単電池制御手段１２１は独立に動作を継続し、組電池１１０のＳＯＣが目標ＳＯＣを超えて放置されないように組電池１１０のＳＯＣ管理を行うことになる。そして、単電池制御手段１２１の通常モードでの継続動作が時間管理回路１２７に設定した時間だけ行われた後は（組電池１１０のＳＯＣ＝目標ＳＯＣ）、各単電池制御手段１２１は低消費電流モードに移行することでそれ以上の組電池１１０のＳＯＣ低下を防止する。
【００６５】
図６では、単電池制御手段１２１の管理単位である単電池群１１２間に、ＳＯＣのばらつきが生じている場合のモータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０による充電動作例を示している。この場合では、単電池制御手段１２１ａが管理する単電池群１１２ａのみ目標ＳＯＣを超えており、単電池制御手段１２１ｂが管理する単電池群１１２ｂは目標ＳＯＣを超えていない。組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１毎に目標ＳＯＣと単電池群１１２のＳＯＣとの差を計算し、目標ＳＯＣとの差を解消する（単電池群１１２のＳＯＣを目標ＳＯＣと一致させる）ために必要な単電池群１１２の放電量を計算する。ここで、単電池制御手段１２１ｂが管理する単電池群１１２ｂは既に目標ＳＯＣを下回っているため、単電池制御手段１２１ｂの時間管理回路１２７には０が設定されるか、単電池制御手段１２１ｂには通常モード動作保持指令信号が送信されない。一方、単電池制御手段１２１ａが管理する単電池群１１２ａは目標ＳＯＣを超えているため、これを解消するために必要な放電量を確保できる時間が、組電池制御手段１５０により単電池制御手段１２１ａに送信される。以上の動作が終了すると、組電池制御手段１５０が動作を停止した後に単電池制御手段１２１ａのみ独立して通常モードによる動作を継続する。結果として、組電池制御手段１５０の動作が停止した後においても、単電池制御手段１２１ａは単電池群１１２ａのＳＯＣを低下させて目標ＳＯＣを超えて放置されることを回避する。
【００６６】
なお、以上説明した組電池制御手段１５０の処理は、単電池制御手段１２１が管理する単電池群１１２内の単電池１１１の電圧がばらついている場合でも適用できる。この場合、各単電池群１１２内で最もＳＯＣが高い単電池１１１のＳＯＣと目標ＳＯＣとの間で差をとり、これを解消するために必要な放電量を計算し、この放電量を確保できる時間を各単電池制御手段１２１にそれぞれ送信する。こうすることによって、各単電池群１１２に存在する最高ＳＯＣが目標ＳＯＣを超え続けて放置されないよう、組電池制御手段１５０の動作が停止した後でも単電池制御手段１２１が継続して、独立して管理し続けることができる。
【００６７】
以上より、本発明の単電池制御手段１２１を用いることによって、組電池１１０のＳＯＣが目標ＳＯＣを超えた状態で組電池制御手段１５０を中心に構成される電池システム１００の動作が停止した場合においても、単電池制御手段１２１が独立してＳＯＣ管理を行うことができる。組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１との間の頻繁な情報のやり取りも不要なため、継続したＳＯＣ管理を実現しながら複雑な処理も回避できる。
【００６８】
図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて、本発明の単電池制御手段１２１を用いた場合の、組電池１１０を構成する単電池１１１間のＳＯＣばらつきを解消する方法について説明する。図７（ａ）は、バイパス抵抗とバイパススイッチによるＳＯＣの均等化を説明する図である。また、図７（ｂ）は、時間管理回路によるＳＯＣの均等化を説明する図である。
【００６９】
図１に示したプラグインハイブリッド自動車の蓄電装置を搭載する車両が起動する場合、車両制御手段２００が起動した後に組電池制御手段１５０を起動させるか、若しくは車両制御手段２００と組電池制御手段１５０とがそれぞれ独立して起動を行う。組電池制御手段１５０の起動が完了すると、組電池制御手段１５０は単電池管理手段１２０に起動を行うための指令などを発信し、単電池管理手段１２０を構成する複数の単電池制御手段１２１を起動させる。
【００７０】
この時点で、リレー３００，３１０，３２０，３３０を閉じていなければ、組電池１１０は無負荷の状態であり、単電池制御手段１２１が組電池制御手段１５０に送信する単電池１１１の電圧はＯＣＶとみなすことが可能である。そこで、組電池制御手段１５０若しくは車両制御手段２００がリレー３００，３１０，３２０，３３０を接続する前に、組電池制御手段１５０は単電池制御手段１２１から送信される単電池１１１の電圧を収集し、これらをＯＣＶとみなし、図４の相関関係を用いてこれらＯＣＶをＳＯＣへと変換する。この単電池１１１毎のＳＯＣ値を用いると、組電池制御手段１５０は単電池１１１間のＳＯＣばらつき度合いを把握することができる。
【００７１】
更に、充電器４２０を用いた組電池１１０の充電を行い、組電池１１０のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達した後に所定の時間が経過した場合は、単電池制御手段１２１から取得される単電池１１１の電圧をＯＣＶとして検出し、これを図４の相関関係に基づいてＳＯＣへと変換することでＳＯＣばらつき度合いを把握することも可能である。
【００７２】
組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１の管理単位である単電池群１１２毎に最低ＳＯＣを検出する。そして、組電池制御手段１５０は単電池群１１２内の最低ＳＯＣとなっている単電池１１１以外の単電池１１１を対象に、最低ＳＯＣと一致させるようにバイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３を用いた放電を単電池制御手段１２１に行わせる。バイパス抵抗１２２及びバイパススイッチ１２３を用いた単電池１１１の放電時間は、最低ＳＯＣ以外の単電池１１１毎に設定されるものであり、例えば、最低ＳＯＣからの外れ度合い（放電対象のＳＯＣ−基準とする最低ＳＯＣ）から見積もられる均等化に必要な放電量とバイパス抵抗に流れる電流値に基づいて決定される。組電池制御手段１５０は、単電池毎に必要な放電時間を管理しており、この時間を確保するための放電指令を単電池制御手段１２１に送信する。なお、放電時間の管理は、単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８が行う方法でもよい。
【００７３】
以上の動作を単電池制御手段１２１毎に実施することで、図７（ａ）に示すように、単電池制御手段１２１が管理対象とする単電池群１１２の中では各単電池１１１間のＳＯＣを一致させることができる。前述した単電池群１１２内のＳＯＣ均等化は最低ＳＯＣを基準に行ったが、単電池制御手段１２１が備える電圧検出回路１２４の電圧測定誤差から生じるＳＯＣ誤差分はマージンとして確保し、このＳＯＣ誤差分を超える最低ＳＯＣからの外れのみ放電対象とすれば、測定誤差分のＳＯＣ誤差を考慮に入れた単電池群１１２内のＳＯＣ均等化が実施可能になる。
【００７４】
また、前述では最低ＳＯＣを基準とした単電池群１１２内のＳＯＣ均等化について説明したが、単電池群１１２内の全単電池１１１のＳＯＣから求められる平均ＳＯＣを基準とし、これより高い単電池１１１のみ前述した放電を実施してもよい。若しくは、単電池群１１２内の最高ＳＯＣと最低ＳＯＣから求められる平均ＳＯＣを基準として、これを超える単電池１１１だけ放電を実施することも可能である。更に、前述と同様に、これらＳＯＣ平均値を用いた場合でも、電圧検出回路１２４に含まれる電圧測定誤差により発生するＳＯＣ誤差分をマージンとし、このＳＯＣ誤差分を超える平均ＳＯＣからの外れのみ放電対象とすることも可能である。
【００７５】
続いて、組電池制御手段１５０は、各単電池群１１２に存在する最低ＳＯＣを検出する。本実施例では、単電池制御手段１２１は１２１ａと１２１ｂの二つ存在するため、組電池制御手段１５０は各単電池制御手段１２１の二つの最低ＳＯＣを用いる。二つの最低ＳＯＣを用いることによって行う、単電池群１１２間のＳＯＣ均等化を以下に述べる。
【００７６】
組電池制御手段１５０は、各単電池制御手段１２１に存在する二つの最低ＳＯＣを検出し、最低ＳＯＣ間の差を計算する。そして、組電池制御手段１５０は最低ＳＯＣの大きい方を管理する単電池制御手段１２１に、二つの最低ＳＯＣの差を解消するために、通常モード動作保持指令信号を発信する。この通常モード動作保持指令信号によって、単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７には、後述する時間が設定され、この時間が経過するまで、単電池制御手段１２１は通常モードでの動作を継続する。時間管理回路１２７に設定する時間は、最低ＳＯＣの差を解消するために必要な放電量と、単電池制御手段１２１が通常モードにおいて単電池群１１２が蓄えたエネルギーを消費する消費電流によって決定される。即ち、時間は、単電池制御手段１２１の消費電流によって、大きい方の最低ＳＯＣが含まれる単電池群１１２のＳＯＣを低下させ、もう一方の単電池群１１２に含まれる最低ＳＯＣと一致させることができる時間を意味している。
【００７７】
なお、組電池１１０の充放電中は全ての単電池制御手段１２１が動作して全単電池１１１の状態を監視する必要がある。そこで、通常モード動作保持指令信号に基づく一部の単電池制御手段１２１の通常モードでの継続動作は、電池システム１００全体の動作が停止するなど、組電池１１０の充放電が行われないことが保証される条件でのみ実施される。電池システム１００内の組電池制御手段１５０などは動作を停止し、対象となる（電池群１１２内の最低ＳＯＣが、他の電池群の最低ＳＯＣよりも大きい）単電池制御手段１２１のみ通常モードでの動作を継続し、管理対象の単電池群１１２が蓄えたエネルギーを消費する。結果として、高い最低ＳＯＣを含む単電池群１１２のＳＯＣが低下するため、単電池群１１２間の最低ＳＯＣは一致するようになる。単電池群１１２の最低ＳＯＣが、基準とする単電池群１１２に含まれる最も低い最低ＳＯＣと一致する時間が経過次第、単電池制御手段１２１は順次通常モードから低消費電流モードに移行する。前述した動作により、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３を用いた一つ一つの単電池１１１の放電処理とも組合わせれば、図７（ｂ）に示すように、組電池１１０を構成する全単電池１１１のＳＯＣを一致させることが可能なＳＯＣ均等化を実現できる。
【００７８】
前述した単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７を用いた単電池群１１２間のＳＯＣ均等化制御は、検出した単電池群１１２間の最低ＳＯＣの差を解消するために制御されているが、単電池制御手段１２１が備える電圧検出回路１２４に含まれる電圧測定誤差により発生するＳＯＣ検出誤差分をマージンとし、このＳＯＣ検出誤差分を超える最低ＳＯＣの差が発生した場合に、ＳＯＣ検出誤差分を超えるＳＯＣだけ解消する均等化を実施する方法でもよい。更に、単電池群１１２間の最低ＳＯＣを一致させる方法ではなく、単電池群１１２内の全単電池１１１のＳＯＣ平均値を合わせる方法でもよいし、単電池群１１２内の最高ＳＯＣと最低ＳＯＣとを用いて計算される平均ＳＯＣのずれを、単電池群１１２間で一致させる方法も実施できる。若しくは、単電池群１１２間で最高ＳＯＣを一致させる方法を採用することも可能である。
【００７９】
以上より、本発明の単電池制御手段１２１を用いることによって、充電した後に目標ＳＯＣを超えた状態での組電池１１０の放置を、電池システム１００が停止した以降も解消できる。更に、単電池群１１２間のＳＯＣに応じて、単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７に異なる時間を設定し、一部の単電池群１１２のみ充電目標ＳＯＣを超えた場合でも、個別に目標ＳＯＣを超えた単電池群１１２の放置を回避できる。更に、バイパス抵抗１２２やバイパススイッチ１２３とも併用すれば、組電池１１０を構成する単電池１１１全体のＳＯＣ均等化も実現できる。
【００８０】
本実施例によると、電池システム１００の動作が停止した後における単電池１１１のＳＯＣ管理を、簡単な回路と制御とで実現可能とする電池制御回路を提供することができる。
【００８１】
［実施例２］
実施例１で示した図２の時間管理回路１２７に替えて、電圧管理回路１３５を備えた電池制御回路の実施例を、図８を用いて説明する。その他の機能については図２と同様であるため、詳細な処理内容の説明は省略する。
【００８２】
本実施例における単電池制御手段１２１は、電圧管理回路１３５を備える。電圧管理回路１３５は、組電池制御手段１５０から送信される通常モード動作保持指令信号に含まれる電圧値を記憶する機能を有する。この電圧値を記憶した電圧管理回路１３５は、単電池制御手段１２１が備える電圧検出回路１２４の単電池１１１の電圧情報を制御回路１２８を経由して受信し、単電池１１１の電圧が電圧管理回路１３５に記憶した電圧値以下となった場合に、これを制御回路１２８に通知し、制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行するよう指令を発信する。なお、電圧管理回路１３５は、単電池制御手段１２１が備える電圧検出回路１２４の単電池１１１の電圧情報を制御回路１２８を経由せず、直接受信する形式としてもよい。
【００８３】
図９を用いて、本実施例における単電池制御手段１２１の動作の一例について説明する。図９は、モータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０によって時間Ｔ１で充電が開始され、時間Ｔ２において充電が停止した場合を示している。そして、単電池１１１の寿命やシステムの組電池１１０の使い方などを考慮して設定される目標電圧があり、ここでは組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧が目標電圧を超えた状態で、電池システム１００の動作が停止する状況について説明する。
【００８４】
図９に示すように、寿命を考慮して設定した目標電圧を超えた状態で単電池１１１を長期間放置すると、単電池１１１の寿命に影響が出る。若しくは、システムにおける組電池１１０の使い方によって目標電圧を設定している場合は、次回電池システム１００を起動して組電池１１０を使用する上で支障が出る可能性がある。そこで、組電池制御手段１５０は、電圧値を含む通常モード動作保持指令信号を単電池制御手段１２１に送信する。単電池制御手段１２１はこれを受信し、自身が備える電圧管理回路１３５に、電圧値を設定する。
【００８５】
本実施例における単電池制御手段１２１が備える電圧管理回路１３５は、電圧検出回路１２４の電圧検出値が、電圧管理回路１３５に設定した電圧値以下になるまで単電池制御手段１２１を通常モードで動作させ続ける。そして、電圧管理回路１３５は、電圧検出回路１２４の検出電圧が電圧管理回路１３５の記憶電圧値以下となった場合に制御回路１２８に報知し、これを受信した制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行させる指令を発信する。
【００８６】
前述した通常モードで動作させ続ける機能によって、単電池群１１２の蓄電エネルギーが消費される。そして、この単電池群１１２の蓄電エネルギーの消費が単電池１１１のそれぞれの電圧値の低下となり、電圧検出回路１２４の検出電圧値にも数値として現れる。
【００８７】
図９では、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧が全て一致している場合を例としている。そこで、組電池制御手段１５０は、単電池管理手段１２０が備える単電池制御手段１２１の全てに、同一の電圧値、この場合は目標電圧を含んだ通常モード動作保持指令信号を発信する。そして、これを受信した各単電池制御手段１２１は自身が備える電圧管理回路１３５に目標電圧を記憶し、記憶した目標電圧と電圧検出回路１２４の検出電圧値とを比較し、電圧検出回路１２４の検出電圧値が目標電圧以下になるまで通常モードにおける動作を継続する。以上の動作を行うことによって、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧が目標電圧を上回る状態で電池システム１００の動作が停止された場合でも、組電池制御手段１５０から発信される通常モード動作保持指令信号に含まれる電圧値まで単電池１１１の電圧を低下させることができる。
【００８８】
図１０では、単電池制御手段１２１が管理単位とする単電池群１１２間で電圧に違いが発生している場合の、単電池制御手段１２１の動作を説明する。この場合でも、組電池制御手段１５０は単電池管理手段１２０が備える全単電池制御手段１２１に、同じ目標電圧値を含んだ通常モード動作保持指令信号を発信する。各単電池制御手段１２１は通常モード動作保持指令信号を受信して、自身が備える電圧管理回路１３５に目標電圧を記憶する。単電池制御手段１２１ｂが備える電圧管理回路１３５に目標電圧を設定しても、管理対象の単電池群１１２ｂの電圧は既に目標電圧を下回っているため、単電池制御手段１２１ｂの電圧管理回路１３５は電圧検出回路１２４の電圧値が記憶した目標電圧よりも下回っていることを直ちに検知し、制御回路１２８にこれを報知し、制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行するよう指令を発信する。一方、単電池制御手段１２１ａが管理する単電池群１１２ａの電圧は設定した目標電圧を超えているため、単電池群１１２ａの電圧が設定した目標電圧以下となるまで、単電池制御手段１２１ａは通常モードによる動作を継続する。これにより、単電池群１１２間で電圧ばらつきが発生している場合で、且つ一部の単電池群１１２のみ目標電圧を超えている場合でも、目標電圧を超える単電池群１１２が長期間放置されないようＳＯＣ管理を行うことができる。
【００８９】
前述の動作説明では、電圧管理回路１３５による通常モード動作保持が不要な単電池制御手段１２１ｂにまで通常モード動作保持指令信号を発信したが、通常モード動作保持が必要な単電池制御手段１２１ａにのみ前記信号を発信する方法でもよい。この場合、単電池制御手段１２１ｂは組電池制御手段１５０からは何も目標電圧の設定がされないため、組電池制御手段１５０から所定の時間が経過しても信号が発信されない場合、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令を受信した場合に、制御回路１２８が電源回路１２６を通常モードから低消費電流モードに移行させる判断を行い、電源回路１２６が低消費電流モードに移行するよう指令を発信する。
【００９０】
更に、図９及び図１０では、単電池群１１２内の単電池１１１間の電圧がそろっていることを前提に説明したが、単電池群１１２内の単電池１１１の電圧がばらついている場合は、電圧管理回路１３５の機能に追加が必要である。即ち、電圧管理回路１３５は自身が記憶した電圧と、電圧検出回路１２４が検出する複数の単電池１１１の電圧のうち、最高電圧、平均電圧、最低電圧のいずれかを比較対象とする。図９及び図１０の例では、単電池１１１の電圧が目標電圧を上回っている状態での長期放置を回避したいので、電圧管理回路１３５には複数の単電池１１１の電圧のうち、最高電圧が目標電圧を下回るまで通常モードでの動作を継続させる。電圧管理回路１３５の比較対象を複数の単電池１１１内の最高電圧、平均電圧、最低電圧のいずれとするかは、組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１に送信する、通常モード動作保持指令信号で選択可能にするとよい。最高電圧、平均電圧、最低電圧を選択するための専用の信号を設けてもよく、他の目的で用意した信号に選択内容を含ませてもよいものである。
【００９１】
以上により、単電池制御手段１２１に電圧管理回路１３５を備えることによって、単電池１１１の電圧が設定電圧になるまで単電池制御手段１２１を通常モードで動作させ続けることができるため、単電池制御手段１２１のエネルギー源となっている単電池群１１２の電圧を希望する値まで低下させることができる。
【００９２】
更に、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３とを用いた単電池１１１の個別放電機能も併用することによって、図７（ａ）のように、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧均等化も実現できる。単電池群１１２間に電圧ばらつきが発生している場合に図７のような効果を得るために、最低電圧、平均電圧、最高電圧の３種類の電圧のうち、最低電圧を選んでこれを基準とした場合では、組電池制御手段１５０は複数の単電池制御手段１２１から単電池１１１の電圧情報を収集し、最も低い電圧値を検出する。そして、通常モード動作保持指令信号に、この最低電圧値と電圧管理回路１３５に最低電圧を比較対象とさせる指令を含めた結果を、全単電池制御手段１２１に送信する。これを受信した単電池制御手段１２１は各自備える電圧管理回路１３５に最低電圧と最低電圧を比較対象とする設定を記憶し、電圧検出回路１２４が検出する複数の電圧検出値のうち、最低電圧が記憶した最低電圧値以下となった場合にこれを制御回路１２８に報知する。制御回路１２８はこれを受けて、電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行するよう指令を発信し、これ以上の単電池群１１２のエネルギー消費を制限する。
【００９３】
以上のように、単電池１１１の電圧が上限値を超える状態で放置されることを検知した場合、組電池制御手段１５０が通常モード動作保持指令信号を発信することによって、組電池制御手段１５０の動作停止中においても単電池制御手段１２１が独立して電圧管理を実施できる。単電池制御手段１２１が備える電圧管理回路１３５に目標電圧を設定することで単電池群１１２内の最高、最低、平均電圧のいずれかが目標電圧に到達するまで単電池群１１２の蓄電したエネルギーを消費できる。組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧均等化へも応用することが可能な電池制御回路を提供することができる。
【００９４】
［実施例３］
本実施例では、実施例１，２で説明した全体構成図に変更を加える。図１１に、本実施例におけるプラグインハイブリッド自動車の蓄電装置の構成例を示す。本実施例では、１個の単電池１１１に対して１個の単電池制御手段１２１を対応させており、１個の単電池１１１の状態を１個の単電池制御手段１２１が監視する。なお、本実施例においても実施例１と同様に８個の単電池１１１で組電池１１０を構成するものとした。
【００９５】
図１２に、本実施例における単電池制御手段１２１の回路構成図を示す。１個の単電池１１１に対して、１個の単電池制御手段１２１を対応させる場合、図２のバイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３及びバイパススイッチ１２３を駆動するためのＢＳＷ駆動回路１２５とが削除された構成を採用できる。なお、図１３のように時間管理回路１２７を電圧管理回路１３５に置き換えた構成においても、図８のバイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３及びバイパススイッチ１２３を駆動するためのＢＳＷ駆動回路１２５とが削除されている。本実施例において前述した３つの回路を削除できる理由については後述する。
【００９６】
図１４を用いて、図１２に示した単電池制御手段１２１を用いた場合の単電池１１１のＳＯＣ管理の一例について説明する。図１４では、更に説明を簡略化するために、４つの単電池１１１（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を用いる場合とした。
【００９７】
本実施例の図１２に示した単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７の機能は、図２を用いて説明したものと同様である。図１４に示すように、モータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０によって時刻Ｔ１から充電が開始され、時刻Ｔ２で充電を完了させたい目標ＳＯＣを超えて充電作業が終了されたものとする。更に、ここでは単電池１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄの４つのＳＯＣは値が一致していない条件とした。一つの単電池１１１に対して一つ備えている単電池制御手段１２１の時間管理回路１２７に、それぞれ目標ＳＯＣを超えた分を消費できるだけの通常モードでの動作時間を格納する。即ち、現在の単電池１１１のＳＯＣと目標ＳＯＣとの差を解消することが可能な放電量を計算し、図１２の単電池制御手段１２１の通常モードにおける消費電流情報を用いて、単電池制御手段１２１の通常モードでの動作で目標ＳＯＣを超えた蓄電量を消費できる時間を計算する。この計算した時間を、組電池制御手段１５０は通常モード動作保持指令信号に含めて単電池制御手段１２１に送信する。前述した時間を単電池制御手段１２１毎に設定することで、目標ＳＯＣを超えた蓄電量を単電池制御手段１２１が通常モードによる動作で消費できるため、組電池制御手段１５０が動作を停止した後でも組電池１１０を構成する全単電池１１１のＳＯＣを目標ＳＯＣ以下とすることができる。
【００９８】
図１３に示した単電池制御手段１２１を用いても、図１４と同様の効果を得ることができる。図１３の例では時間管理回路１２７に替えて電圧管理回路１３５を備えており、これは、図８で説明したものと同様の機能を有する。図１４の目標ＳＯＣを目標電圧に置き換えた場合を考えると、一つの単電池１１１を管理する単電池制御手段１２１に、目標電圧を設定するための通常モード動作保持指令信号を送信すればよい。組電池制御手段１５０から送信された目標電圧値を単電池制御手段１２１が受信し、電圧管理回路１３５に設定し、管理対象とする単電池１１１の電圧が目標電圧より下回るまで通常モードで動作し続ける。単電池１１１の電圧が電圧管理回路１３５に設定された目標電圧よりも下回った場合は、電圧管理回路１３５はこれを検知し、制御回路１２８にこれを報知し、制御回路１２８はこれ以上の単電池１１１のエネルギー消費を防ぐために、電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行するよう指令を発信する。組電池制御手段１５０が通常モード動作保持指令信号を発信した後は、組電池制御手段１５０の動作が停止した後でも、単電池制御手段１２１が独立して動作を行い、全単電池１１１の電圧が目標電圧を超えた状態で放置されないようＳＯＣ管理を行うことができる。
【００９９】
本実施例における、組電池１１０を構成する全単電池１１１のＳＯＣ均等化方法について説明する。本実施例では、一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える構成としているため、時間管理回路１２７若しくは電圧管理回路１３５の機能を用いれば、一つ一つの単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧を、容易に、個別に調整できる。このため、複数の単電池１１１を一つの単電池制御手段１２１で管理する場合に必要であったバイパス抵抗１２２、バイパススイッチ１２３、ＢＳＷ駆動回路１２５は、本実施例では不要にできる。
【０１００】
図１５を用いて、図１２に示した単電池制御手段１２１を例として用いた場合の、組電池１１０を構成する全単電池１１１のＳＯＣ均等化方法を説明する。組電池制御手段１５０は、無負荷時、若しくは無負荷時とみなせる微弱な電流での充放電時に、単電池制御手段１２１を用いて全単電池１１１の電圧情報を収集し、これをＯＣＶとして扱い、図４の相関関係によりＳＯＣを得る。組電池制御手段１５０は検出した全単電池１１１のＳＯＣから最低ＳＯＣを検出し、各単電池１１１のＳＯＣと最低ＳＯＣとの間で差をとる。そして、図１２の単電池制御手段１２１が通常モードで動作する際に消費する電流情報に基づいて、各単電池のＳＯＣと最低ＳＯＣとの差を解消するための通常モードでの動作時間を単電池１１１毎に計算し、各単電池１１１を管理する単電池制御手段１２１にその時間を通常モード動作保持指令信号に含めて送信する。
【０１０１】
前述した各単電池制御手段１２１への通常モード動作保持指令信号によって、単電池制御手段１２１が備える時間管理回路１２７に、各単電池１１１のＳＯＣを、基準とする最低ＳＯＣに合わせるために必要な時間を設定できる。これによって、組電池１１０を構成する全単電池１１１を個別にＳＯＣ調整し、結果として全単電池１１１のＳＯＣ均等化を実現することができる。
【０１０２】
前述したＳＯＣ均等化の説明では図１２に示した単電池制御手段１２１を用いた場合を例にしたが、図１３に示した単電池制御手段１２１でも同様にＳＯＣ（電圧）均等化を実現できる。組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１を用いて組電池１１０を構成する全単電池１１１の電圧情報を収集し、この中での最低電圧を検出する。この最低電圧を組電池制御手段１５０が発信する通常モード動作保持指令信号に含めて全単電池制御手段１２１に送信する。これにより、各単電池制御手段１２１は電圧管理回路１３５に最低電圧を記憶し、管理対象とする単電池１１１の電圧が記憶した最低電圧に到達するまで通常モードで動作し続けることになる。結果として、全単電池１１１の電圧は設定した最低電圧に揃うため、組電池１１０を構成する全単電池１１１の電圧均等化が実現できる。なお、前述では最低ＳＯＣ若しくは最低電圧を基準に均等化したが、全単電池１１１の平均ＳＯＣや平均電圧、全単電池１１１の最高、最低値を用いた平均ＳＯＣや平均電圧を基準にすることも可能である。あるいは、検出された単電池の複数の電圧から予め定められた規則に従って導出した電圧を基準にしても構わない。また、電圧検出回路１２４の測定誤差分をマージンにして、このマージンを超える分だけ均等化する方法も採用できる。
【０１０３】
［実施例４］
本実施例では、実施例３で説明した図１２及び図１３に変更を加えた。図１６に示すように、本実施例では、一つの単電池制御手段１２１内に、時間管理回路１２７と電圧管理回路１３５の両方を備える。なお、時間管理回路１２７や電圧管理回路１３５、その他の回路についても前述したものと同様の機能を有するため、詳細な処理内容の説明は省略する。
【０１０４】
図１７を用いて、本実施例における単電池制御手段１２１の動作を説明する。モータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０によって時刻Ｔ１で充電が開始され、時刻Ｔ２で目標ＳＯＣを超えて充電が終了した場合を例に挙げている。本実施例でも同様に、この目標ＳＯＣを上回って単電池１１１が充電され、その後に組電池制御手段１５０をはじめとする電池システム１００の動作が停止された場合、単電池１１１の寿命やシステムの組電池１１０の使用方法に対して不都合が生じる場合がある。この場合、本実施例においても時間管理回路１２７を用いることで、目標ＳＯＣを超える蓄電量については図１６の単電池制御手段１２１を通常モードで動作させる際の消費電流で消費することとする。
【０１０５】
時間管理回路１２７へ設定した時間における通常モードの継続動作により、単電池１１１のＳＯＣは低下する。ここで、万が一、時間管理回路１２７の設定した時間が経過したにもかかわらず、単電池制御手段１２１が通常モードから低消費電流モードに移行しない場合、単電池１１１のＳＯＣが低下し続ける。若しくは、組電池制御手段１５０が発信する通常モード動作保持指令信号内の時間設定値に誤りがある場合でも、同様に単電池制御手段１２１が過剰に通常モードで動作を継続する恐れがある。この場合、もう一方の電圧管理回路１３５に電圧値を設定しておけば、単電池１１１の電圧が電圧設定値に到達したことを検知させることで単電池制御手段１２１を通常モードから低消費電流モードに移行させることができる。
【０１０６】
電圧管理回路１３５に設定する電圧値とは、単電池１１１の使用上の下限電圧でもよいし、ＳＯＣ０％相当のＯＣＶ値、若しくは単電池１１１をシステムで使用する際の最低ＳＯＣに相当するＯＣＶ値とする方法でもよい。若しくは、時間管理回路１２７で設定する時間では低下するはずのない、任意のＳＯＣ値に相当するＯＣＶ値とすることもできる。更に、本実施例では時間管理回路１２７で単電池１１１のＳＯＣを低下させ、電圧管理回路１３５で時間管理回路１２７での単電池１１１の過剰な放電を停止させる構成としたが、電圧管理回路１３５で単電池１１１を設定電圧まで放電させ、これが過剰な放電となった場合は時間管理回路１２７で放電を停止させる方法でもよい。この場合、時間管理回路１２７には、設定した電圧になるまでに経過するはずのない時間が設定され、この時間が経過した場合はこれを制御回路１２８に報知し、制御回路１２８はこれを受けて電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行する指令を発信する。
【０１０７】
更に、前述では単電池制御手段１２１に備えるものとして、時間管理回路１２７と電圧管理回路１３５の組合せとしているが、時間管理回路１２７を２つ備える構成としてもよいし、電圧管理回路１３５を２つ備える構成としてもよい。時間管理回路１２７を２つ備える場合、一方を単電池１１１のＳＯＣ低下に必要な時間、もう一方をそれを越える時間に設定する。電圧管理回路１３５を２つ備える場合では、一方に単電池１１１を低下させたい目標電圧値を設定し、もう一方にそれを下回る電圧値を設定する。更に、時間管理回路１２７若しくは電圧管理回路１３５での通常モードでの継続動作にエラーが発生した場合に低消費電流モードに移行させるための、もう一方の時間管理回路若しくは電圧管理回路には、時間若しくは電圧を予め記憶しておくことも可能である。
【０１０８】
以上の単電池制御手段１２１の機能により、時間管理回路１２７若しくは電圧管理回路１３５の使い方を誤った場合、若しくは動作に異常があった場合でも、確実に単電池１１１の放電を停止させることが可能な電池制御回路を提供することができる。
【０１０９】
更に、図１８に示すように、本実施例により、一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備えた場合の、時間管理回路１２７若しくは電圧管理回路１３５を用いたＳＯＣ若しくは電圧均等化に対しても信頼性を向上させることができる。図１８には、時間管理回路１２７により単電池１１１のＳＯＣを低下させる処理を実施した例を挙げているが、万が一、目標ＳＯＣを下回ってＳＯＣが低下する単電池１１１が存在する場合（図１８中の均等化不良の単電池を指す）、単電池制御手段１２１内に別の電圧管理回路１３５が存在し、下限ＳＯＣ相当のＯＣＶ値を記憶していれば、目標ＳＯＣ値を下回った単電池１１１の放電は電圧管理回路１３５による機能によって下限ＳＯＣで停止させることができる。これは、前述した時間管理回路１２７と電圧管理回路１３５、若しくは２つの時間管理回路１２７、２つの電圧管理回路１３５を用いた組合せでも同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
以上の時間管理回路１２７と電圧管理回路１３５の組合せ、若しくは２つの時間管理回路１２７、２つの電圧管理回路１３５を採用することによって、万が一の単電池制御手段１２１の故障や、単電池制御手段１２１の誤った使い方があっても、確実に単電池１１１の放電を停止させることが可能な電池制御回路を提供することができる。なお、本実施例では一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える場合を説明したが、図２と図８の複数の単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える場合でも、同様に時間管理回路１２７と電圧管理回路１３５の組合せ、若しくは２つの時間管理回路１２７、２つの電圧管理回路１３５を採用することができ、前述の単電池１１１の過剰な放電の停止機能を実現することができる。
【０１１１】
［実施例５］
図１９に、本実施例における単電池制御手段１２１の回路構成を示す。本実施例の単電池制御手段１２１は、図２の単電池制御手段１２１が備える制御回路１２８に、新たに動作変更回路１３１を追加したものである。前述した実施例ではＢＳＷ駆動回路１２５は制御回路１２８からの指令に基づき動作を行っていたが、本実施例における単電池制御手段１２１では、動作変更回路１３１が発信する指令に基づいてもＢＳＷ駆動回路１２５を動作させることができる。
【０１１２】
本実施例における単電池制御手段１２１は、前述した組電池制御手段１５０からの通常モード動作保持指令信号を受信した場合、通常モード動作保持指令信号に含まれる時間データを時間管理回路１２７に記憶させ、組電池制御手段１５０から所定の時間が経過しても信号が発信されない、若しくは組電池制御手段１５０から動作停止命令を受信した場合に、動作変更回路１３１がＢＳＷ駆動回路１２５に全バイパススイッチ１２３をオン状態若しくは、単電池制御手段１２１が管理対象とする各単電池１１１のバイパス抵抗１２２を用いたエネルギー消費を均一にできるバイパススイッチ１２３の制御を実現する指令を発信する。なお、各単電池１１１のバイパス抵抗１２２を用いたエネルギー消費を均一にできるバイパススイッチ１２３の制御とは、各バイパススイッチ１２３のオン状態にする時間は同じであるが、オン状態とするタイミングを分散させる方法などである。
【０１１３】
図２０Ａ、図２０Ｂに、本実施例における単電池制御手段１２１の動作の流れを示す。単電池制御手段１２１は、通常モード動作保持指令信号を受信した後の時間管理回路１２７による通常モードでの継続動作中に、全単電池１１１が蓄えたエネルギーの一部をバイパス抵抗１２２で消費することができる。そして、時間管理回路１２７は自身に設定された時間が経過したことを検知した場合、これを制御回路１２８に報知し、制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行させる指令を発信する。この時、動作変更回路１３１によって実施された全バイパススイッチ１２３のオン状態若しくは前述した全単電池１１１のバイパス抵抗１２２での均一なエネルギー消費は解除される。なお、時間管理回路１２７に設定する時間情報は、単電池制御手段１２１の消費電流に加えて、バイパススイッチをオン状態とした際の単電池１１１の消費電流も含めて計算する必要がある。
【０１１４】
前述した時間管理回路１２７に時間を設定した後に行われる通常モードでの継続動作において、動作変更回路１３１がＢＳＷ駆動回路１２５に指令を発信することで、バイパススイッチ１２３をオン状態にすることができ、単電池制御手段１２１の消費電流を増加させることができる。これは、単電池群１１２が消費する電流が大きくなることを意味するため、単電池群１１２のＳＯＣを短時間で低下させたい場合に有効である。
【０１１５】
なお、図１９に示した本実施例の単電池制御手段１２１が備えるＢＳＷ駆動回路１２５には、ＢＳＷ管理回路１３２も備えることとした。このＢＳＷ管理回路１３２は、各バイパススイッチ１２３のオン状態を継続する時間を設定する機能を有する。
【０１１６】
組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１を用いて全単電池１１１の電圧（ＯＣＶ）を収集して図４の相関関係に基づきＳＯＣへと変換する。そして、全単電池１１１の最低ＳＯＣか、全単電池１１１から求められる平均ＳＯＣか、全単電池１１１の最高ＳＯＣと最低ＳＯＣに基づき計算される平均ＳＯＣ等を基準にして、これらの基準よりも高い単電池１１１をバイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３による放電対象として選択する。そして、基準とするＳＯＣとの外れ度合いとバイパス抵抗１２２の抵抗値に基づき、基準とするＳＯＣとの外れ度合いを解消するためのバイパススイッチ１２３をオン状態とする時間を計算し、組電池制御手段１５０はバイパススイッチ１２３をオン状態とする時間を、通常モード動作保持指令信号に含めて単電池制御手段１２１に送信する。なお、ここでは通常モード動作保持指令信号に含めて単電池制御手段１２１に送信したが、別の指令信号を設けて単電池制御手段１２１に送信する方法でもよい。
【０１１７】
単電池制御手段１２１は、時間管理回路１２７に設定した時間が経過するまで通常モードでの動作を継続するが、更に、ＢＳＷ管理回路１３２は各バイパススイッチ１２３のオン状態を継続するための設定時間だけ各バイパススイッチ１２３のオン状態を保持させる機能を有する。そして、ＢＳＷ管理回路１３２におけるバイパススイッチ１２３のオン状態を保持する時間が経過する前に、時間管理回路１２７に設定した時間が経過した場合は制御回路１２８が電源回路１２６に低消費電流モードへ移行させる指令を発信し、ＢＳＷ管理回路１３２も同時に動作を停止し、全バイパススイッチの状態はオフにされる。
【０１１８】
前述した単電池制御手段１２１が備えるＢＳＷ管理回路１３２の機能によって、時間管理回路１２７に設定した時間が経過するまでは、組電池制御手段１５０からの指令を受信することなく各バイパススイッチ１２３のオン状態を必要な時間だけ保持できる。これにより、単電池群１１２間のＳＯＣばらつきを解消しつつ、単電池群１１２内の単電池１１１間のＳＯＣ均等化も実施できる。なお、ＢＳＷ管理回路１３２への各バイパススイッチ１２３のオン状態の継続時間の設定は、組電池１１０を充放電している最中など、単電池制御手段１２１が組電池制御手段１５０からの指令を受信し続けている状況下で行ってもよい。また、バイパススイッチ１２３をオン状態とする時間を含んだ通常モード動作保持指令信号、若しくはバイパススイッチ１２３をオン状態とする時間を含んだ別の指令信号を、単電池制御手段１２１が起動した直後に送信することも可能である。ＢＳＷ管理回路１３２の実装により、単電池群１１２内の単電池１１１間にＳＯＣのばらつきが発生している場合、組電池制御手段１５０は各バイパススイッチ１２３のオン時間を単電池制御手段１２１に一回送信するだけでよいため、単電池制御手段１２１への指令数を簡素化できる。
【０１１９】
なお、図１９の単電池制御手段１２１では時間管理回路１２７の設定時間に基づく通常モードでの動作継続を行ったが、時間管理回路１２７に替えて、電圧管理回路１３５を実装することも可能である。この場合、電圧管理回路１３５に電圧値を設定し、単電池制御手段１２１は管理対象となる単電池１１１の最高、平均、最低電圧のいずれか選択した電圧値が電圧管理回路１３５の設定電圧になるまで通常モードでの動作を継続する。そして、電圧管理回路１３５の設定電圧まで単電池１１１の電圧が低下した場合は、低消費電流モードに移行すると共に、動作変更回路１３１若しくはＢＳＷ管理回路１３２に基づくバイパススイッチ１２３のオン状態がオフ状態へと変更される。
【０１２０】
［実施例６］
図２１に、本実施例における単電池制御手段１２１の回路構成を示す。本実施例においては、図１９に示した動作変更回路１３１の機能に変更を加え、更に、一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える構成を例に説明する。また、ここでの電圧検出回路１２４は、組電池制御手段１５０からの指令に基づき単電池１１１の電圧の取得を開始するものとする。
【０１２１】
図２１における動作変更回路１３１は、組電池制御手段１５０からの通常モード動作保持指令信号を単電池制御手段１２１が受信し、信号内の時間情報を時間管理回路１２７に設定し、単電池制御手段１２１が設定された時間を経過するまで通常モードによる動作を継続する間、電圧検出回路１２４の動作モードを変更する。
【０１２２】
図２２（ａ）を用いて、本実施例における電圧検出回路１２４の動作を説明する。普通の通常モードでは、電圧検出回路１２４は、図の左側に示すように組電池制御手段１５０からの指令があるときだけ単電池の電圧を検出し、指令がなければ電圧検出を行わない。本実施例では、時間管理回路１２７に時間情報を設定し、設定時間を経過するまでの単電池制御手段１２１の通常モードでの動作継続中（Ｔ１〜Ｔ２）は、組電池制御手段１５０からの指令がない状態でも電圧検出回路１２４が単電池１１１の電圧を連続的に検出するモードに移行する。そして、時間管理回路１２７に設定した時間を経過した場合は、単電池制御手段１２１は低消費電流モードに移行し、これと共に電圧検出回路１２４の動作も停止する。
【０１２３】
前述した動作変更回路１３１に基づいた電圧検出回路１２４の動作変更により、単電池制御手段１２１の消費電流を増加させる方向にできるため、単電池制御手段１２１の管理対象である単電池１１１のエネルギー消費を通常に比して大きくできる。結果として、単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧を比較的短時間で低下させることが可能となる。本単電池制御手段１２１を用いると、図１４のように目標ＳＯＣを超えた状態での単電池１１１の放置状態を、比較的短い時間で回避できる。更に、図１５のように単電池制御手段１２１を用いた全単電池１１１のＳＯＣ均等化にかかる時間も短縮できる。
【０１２４】
本実施例における単電池制御手段１２１が備える動作変更回路１３１は、更に、単電池制御手段１２１が備えるタイマーの周期変更を実施してもよい。図２２（ｂ）を用いて、単電池制御手段１２１が備えるタイマーの周期変更について説明する。単電池制御手段１２１は、信号入出力回路１２９のサンプリングタイミングを制御するため等、一つ以上のタイマーを備える。時間管理回路１２７に通常モード動作を保持する時間が設定された後の、時間管理回路１２７による設定時間を経過するまでの単電池制御手段１２１の通常モードでの動作継続中（Ｔ１〜Ｔ２）では、動作変更回路１３１は単電池制御手段１２１が備える一つ以上のタイマー動作周期を変更する。図２２（ｂ）に示すように、カウントアップされる時間が、タイマー動作周期の変更により高速化している。これにより、単電池制御手段１２１の消費電流は増加する方向となるため、管理対象となる単電池１１１の消費エネルギーが増え、結果として、単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧の低下が速くなる方向となる。これにより、図１４の目標ＳＯＣを超えた状態での単電池１１１の放置状態の回避、図１５のように単電池制御手段１２１を用いた全単電池１１１のＳＯＣ均等化にかかる時間が短縮できる。図２２（ａ）に示した電圧検出回路の動作モードを変更する方法と図２２（ｂ）に示したタイマー動作周期を変更する方法とは併用することもでき、その場合には、より短い時間で単電池のＳＯＣ若しくは電圧を低下させることが可能になる。
【０１２５】
なお、本実施例では一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える構成を例に説明したが、複数の単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える構成としてもよい。この場合、本実施例における動作変更回路１３１の機能によって、管理対象となる単電池群１１２のＳＯＣ若しくは電圧低下を早めることが可能となる。
【０１２６】
更に、本実施例では時間管理回路１２７による単電池制御手段１２１の通常モードの動作保持を例に説明したが、電圧管理回路１３５に電圧値を設定し、単電池１１１の電圧が設定電圧に低下するまで通常モードでの動作を保持させる方法でも適用可能である。
【０１２７】
以上より、本実施例における単電池制御手段１２１を用いることによって、目標ＳＯＣや目標電圧を超える単電池１１１の状態を比較的短い時間で回避でき、全単電池１１１のＳＯＣ均等化にかかる時間も短縮できる電池制御回路を提供することができる。
【０１２８】
［実施例７］
本実施例では、単電池制御手段１２１が通常モードで動作する際の消費電流ばらつきに注目する。図２３に、単電池制御手段１２１の通常モードにおける消費電流の分布例を示す。単電池制御手段１２１はものによっては消費電流が小さいものも、大きいものも存在する。単電池制御手段１２１は、図２のように単電池群１１２若しくは図１２のように単電池１１１からのエネルギー供給で動作を行うため、単電池制御手段１２１の消費電流の個体差が大きい場合では、その個体差によって単電池群１１２若しくは単電池１１１のＳＯＣばらつきが発生してしまう。
【０１２９】
図２４に、本実施例における単電池制御手段１２１の回路構成を示す。本実施例における単電池制御手段１２１は、新規に消費電流記憶回路１３３を備える。
【０１３０】
消費電流記憶回路１３３は、単電池制御手段１２１の通常モードにおける消費電流値を記憶する機能を有する。組電池制御手段１５０から消費電流値の問合せ指令が発信された場合は、単電池制御手段１２１は消費電流記憶回路１３３に記憶した消費電流値を組電池制御手段１５０に通知できるものとする。
【０１３１】
組電池制御手段１５０は、単電池管理手段１２０を構成する全単電池制御手段１２１から前述した消費電流記憶回路１３３に記憶する消費電流値を収集する。そして、組電池制御手段１５０は自身が動作させた単電池制御手段１２１の通常モードにおける動作時間を把握し、それぞれの単電池制御手段１２１が消費した単電池１１１のエネルギー量を計算する。
【０１３２】
ここで、各単電池制御手段１２１は消費電流値に個体差があるため、単電池１１１の消費したエネルギー量にも個体差が生じ、これは、単電池１１１間のＳＯＣばらつきの原因になる。そこで、組電池制御手段１５０は比較的大きい消費電流値（例えば、最大消費電流値若しくは平均消費電流値）に基づく消費エネルギー量を基準とし、これと各単電池制御手段１２１のエネルギー量との差をとり、この差を各単電池制御手段１２１の消費電流値で解消できる時間を計算し、時間を含んだ通常モード動作保持指令信号を各単電池制御手段１２１に送信する。
【０１３３】
なお、通常モード動作保持指令信号による単電池制御手段１２１の通常モードでの動作保持は、単電池１１１が蓄えたエネルギーの消費量を増加させる効果がある。即ち、消費電流値が小さい単電池制御手段１２１を通常モード動作保持指令信号で比較的長い時間、通常モードで動作させ、平均、若しくは比較的消費電流が大きい単電池制御手段１２１へと消費エネルギーを合わせる動作となる。これにより、各単電池制御手段１２１の消費電流の個体差により発生する単電池１１１のＳＯＣばらつきを、単電池制御手段１２１の消費電流値の個体差を解消することで解決できる。
【０１３４】
図２５に、本実施例における単電池制御手段１２１の別の回路構成を示す。ここでは、更に、基準電流記憶回路１３４を追加する回路構成とした。更に、これまでの時間管理回路１２７は、外部から設定した時間を記憶し、単電池制御手段１２１を通常モードで、独立で動作させた時間を計測する機能を持たせていたが、ここでは更に、組電池制御手段１５０からの指令に基づき通常モードで動作を行った時間を計測する機能を追加する。
【０１３５】
図２５の単電池制御手段１２１が備える基準電流記憶回路１３４は、複数の単電池制御手段１２１の消費電流を計測した結果の、最大消費電流値若しくは平均消費電流値などを記憶している。この基準電流記憶回路１３４に記憶した消費電流値は、全単電池制御手段１２１が自身の消費エネルギー量を調整する際の目標値として扱う。
【０１３６】
図２５の単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０から発信された指令を受信すると、通常モードにおける動作を開始し、時間管理回路１２７は、この組電池制御手段１５０からの指令に基づく通常モードで動作した時間を計測する。
【０１３７】
組電池制御手段１５０からの指令が停止若しくは組電池制御手段１５０から動作停止指令が発信された場合、単電池制御手段１２１は組電池制御手段１５０からの指令による通常モードで動作した時間と、消費電流記憶回路１３３に記憶した自身の消費電流値とを用いて、組電池制御手段１５０からの指令で通常モードで動作した際の消費エネルギー量を計算する。これと同時に、単電池制御手段１２１は組電池制御手段１５０からの指令による通常モードでの動作時間と、基準電流記憶回路１３４に記憶した基準とする消費電流値とを用いて、単電池制御手段１２１の基準とする消費エネルギー量を計算する。
【０１３８】
制御回路１２８は、消費電流記憶回路１３３に記憶した各単電池制御手段１２１の消費電流値に基づく消費エネルギー量と、基準電流記憶回路１３４に記憶した基準となる単電池制御手段１２１の消費電流値に基づく消費エネルギー量との間における差を計算する。
【０１３９】
本実施例では、前述した単電池制御手段１２１の基準とする消費エネルギー量との差を、単電池制御手段１２１の消費電流記憶回路１３３に記憶した消費電流値で解消できる時間を計算する。そして、その時間は時間管理回路１２７に記憶される。組電池制御手段１５０からの指令がストップ若しくは組電池制御手段１５０から動作停止指令が発信された後は、時間管理回路１２７は自身に記憶された時間が経過するまで、単電池制御手段１２１を通常モードで動作させ続ける。そして、基準とする消費エネルギー量との差を解消できるだけの時間の経過を検知した場合、時間管理回路１２７はこれを制御回路１２８に報知し、制御回路１２８は電源回路１２６に通常モードから低消費電流モードに移行する指令を発信する。
【０１４０】
前記通常モードで動作させ続ける時間は、組電池制御手段１５０からの指令に基づく通常モードでの動作時間に応じた値を予め計算し、単電池制御手段１２１毎の時間管理回路１２７に予め記憶していてもよい。この場合、単電池制御手段１２１の自身の消費電流値と基準とする消費電流値の記憶は不要となる。
【０１４１】
時間管理回路１２７による通常モードでの動作の継続は、単電池制御手段１２１の消費エネルギー量を増やす機能である。消費電流が小さい単電池制御手段１２１の消費エネルギー量を、基準電流記憶回路に記憶した比較的大きい（例えば平均、若しくは最大消費電流値）消費エネルギー量に合わせることで、単電池制御手段１２１の消費電流の個体差を解消できる。結果として、管理対象とする単電池１１１のＳＯＣばらつきの発生を抑制できる単電池制御手段１２１を提供することができる。
【０１４２】
なお、本実施例では一つの単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える構成を例に説明したが、本実施例の単電池制御手段１２１は複数の単電池１１１に対して一つの単電池制御手段１２１を備える場合でも、単電池群１１２間のＳＯＣばらつきの抑制に有効である。
【０１４３】
以上述べた本発明による単電池制御手段１２１は、一つ以上の単電池が目標ＳＯＣ若しくは目標電圧を超えた状態で放置され得る状況を、簡単な制御回路を用いることで回避でき、単電池制御手段１２１間に発生している単電池１１１若しくは単電池群１１２間のＳＯＣばらつきを解消することができる。更に、必要に応じて単電池制御手段１２１の消費電流を増大させることで、前述したＳＯＣ管理を比較的短時間で実現できる。この単電池制御手段１２１は、モバイル、ＵＰＳ、ＨＥＶ又はＥＶなどの車両など、幅広い分野に適用可能である。
【０１４４】
なお、以上説明した各実施例と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例をどのように組み合わせることも可能である。
【０１４５】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施例の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４６】
１００…電池システム
１１０…組電池
１１１…単電池
１１２…単電池群
１２０…単電池管理手段
１２１…単電池制御手段
１２２…バイパス抵抗
１２３…バイパススイッチ
１２４…電圧検出回路
１２５…ＢＳＷ駆動回路
１２６…電源回路
１２７…時間管理回路
１２８…制御回路
１２９…信号入出力回路
１３０…電流検知手段
１３１…動作変更回路
１３２…ＢＳＷ管理回路
１３３…消費電流記憶回路
１３４…基準電流記憶回路
１３５…電圧管理回路
１４０…電圧検知手段
１５０…組電池制御手段
４００…インバータ
４１０…モータジェネレータ
４２０…充電器
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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