(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続した複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチで選択された単電池セルを放電する放電回路と、
前記複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチで選択された単電池セルを充電する充電回路と、
前記複数個の単電池セルの正極と負極に各々が接続された電圧検出線を介してそれぞれの単電池セルの電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出線に高周波電波を照射することにより、無線で電力供給するための発振器と、
前記複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第３のスイッチを有し、前記第３のスイッチで選択された単電池セルを保護する保護回路と、
前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧に基づいて、前記第１のスイッチの開閉を制御して前記単電池セルの放電を行う放電制御部と、
前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチの開閉を制御すると共に、前記発振器を駆動して前記電圧検出線に高周波電波を照射することにより前記単電池セルの充電を行う充電制御部とを備えた電池制御装置であって、
前記放電制御部は、前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧が目標値以上の単電池セルについて、前記単電池セルの電圧が目標値以上の単電池セルに対応する第１のスイッチを閉じて放電を行い、
前記充電制御部は、前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧が目標値未満の単電池セルがあるときは、前記発振器を駆動すると共に、前記単電池セルの電圧が目標値未満の単電池セルに対応する前記第３のスイッチを開き、且つ当該単電池セルに対応する前記第２のスイッチを閉じることにより、前記電圧検出線に誘起された高周波電力を用いて当該単電池セルを充電する、
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記電池制御装置は、前記電圧検出部と前記放電制御部とを有し、当該電圧検出部と当該放電制御部とを制御するセルコントローラを更に備え、
前記充電制御部が前記単電池セルの充電を行う時は、前記セルコントローラは当該単電池セルに対応する前記第１のスイッチを開けて充電を行うことを特徴とする電池制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池制御装置において、
前記セルコントローラは、前記充電制御部を制御することを特徴とする電池制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記電池制御装置は、前記電圧検出部と前記放電制御部とを有し、当該電圧検出部と当該放電制御部とを制御するセルコントローラを備え、
前記充電制御部は前記セルコントローラの上位制御装置によって制御され、
前記充電制御部が前記単電池セルの充電を行う時は、前記セルコントローラは停止されることを特徴とする電池制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池制御装置において、
前記放電制御部による前記単電池セルの放電と、前記充電制御部による前記単電池セルの充電とは、前記電池制御装置を搭載した車両の停止時（キーオフ時）に行うことを特徴とする電池制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池制御装置において、
前記放電制御部による前記単電池セルの放電は、前記電池制御装置を搭載した車両の停止時にキーオン状態で行うことを特徴とする電池制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池制御装置において、
前記複数個の単電池セルの全ての単電池セルの電圧を検出し、
前記単電池セルの電圧が目標値以上の単電池セルの内で、電圧値の大きいものから放電を行うことを特徴とする電池制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電池制御装置と、前記直列に接続した複数個の単電池セルとを金属ケース内に収容したことを特徴とする蓄電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の蓄電装置と、前記蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備えたことを特徴とする電動走行可能な車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置における電池の充放電を制御する電池制御装置およびこの電池制御装置を備えた蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池群の＋端子と−端子に充放電用装置を接続して制御する充放電制御システムが用いられてきた。また、最近実用化されているリチウムイオン電池は適切なＳＯＣの範囲で充放電を行わないと発熱が増大するなどの不具合を生じる可能性がある。このため、リチウムイオン電池を用いた蓄電装置では、リチウムイオン電池の電池群を構成する各単電池（リチウムイオン電池セル）の電圧を測定し、各単電池の充電状態（ＳＯＣ）を平準化するために各単電池の蓄積電荷を放電して、各単電池のＳＯＣを均等化するセルバランシングを行うセルコントローラが用いられている。
【０００３】
また、各単電池のＳＯＣにバラツキがあると、充電容量はＳＯＣの高い単電池で決定され、放電容量はＳＯＣの低い単電池で決定されるため、電池群としての充放電可能な容量が少なくなる。さらに、劣化して容量の減少した単電池は充電により他の単電池より早くＳＯＣが上昇するが、ＳＯＣが高い状態で充電を行うと更に劣化が加速される。電池群の寿命は劣化した単電池で決定されるため、各単電池間のＳＯＣのバラツキは、電池群としての寿命も短くすることになる。
【０００４】
このようなセルバランシング技術として、電池群を構成する各単電池の電圧を、電圧検出線を介して検出する単電池電圧検出回路と、セルバランシング用の抵抗とスイッチング素子とスイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを有し、各単電池の容量を調整するセルバランシング回路とを備えたセルコントローラが知られている。(例えば、特許文献１参照)
【０００５】
特許文献１記載のセルコントローラは、上記のようなバランシング回路を制御することによりバランシングを行っている。すなわち、ＳＯＣの差が少なくなるようにバランシング回路を動作させていた。このバランシング動作は組電池全体の充放電中も行われる。組電池全体が放電中は、バランシング回路を動作させた単電池は動作させていない単電池よりもバランシング電流分放電電流が多くなる。また、組電池全体が充電中は、バランシング回路を動作させた単電池は動作させてない単電池よりもバランシング電流分充電電流が少なくなる。従って、電池群の中でＳＯＣが低下した単電池が少数の場合には、他の多数のＳＯＣが低下していない単電池をバランシング゛放電しながら組電池全体を充放電し、電池群全体のＳＯＣを目標値に制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５-３４８４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の単電池からなる電池群を備えた蓄電装置において、各単電池のＳＯＣのバラツキを均等化するための従来のバランシング技術では、ＳＯＣが低下していない単電池に対してバランシング回路の動作を行うため、エネルギー損失が大きかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電池制御装置装置は、直列に接続した複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチで選択された単電池セルを放電する放電回路と、前記複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチで選択された単電池セルを充電する充電回路と、前記複数個の単電池セルの正極と負極に各々が接続された電圧検出線を介してそれぞれの単電池セルの電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出線に高周波電波を照射することにより、無線で電力供給するための発振器と、前記複数個の単電池セルのそれぞれを選択する第３のスイッチを有し、前記第３のスイッチで選択された単電池セルを保護する保護回路と、前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧に基づいて、前記第１のスイッチの開閉を制御して前記単電池セルの放電を行う放電制御部と、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチの開閉を制御すると共に、前記発振器を駆動して前記電圧検出線に高周波電波を照射することにより前記単電池セルの充電を行う充電制御部とを備えた電池制御装置であって、前記放電制御部は、前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧が目標値以上の単電池セルについて、前記単電池セルの電圧が目標値以上の単電池セルに対応する第１のスイッチを閉じて放電を行い、前記充電制御部は、前記電圧検出部で検出した前記単電池セルの電圧が目標値未満の単電池セルがあるときは、前記発振器を駆動すると共に、前記単電池セルの電圧が目標値未満の単電池セルに対応する前記第３のスイッチを開き、且つ当該単電池セルに対応する前記第２のスイッチを閉じることにより、前記電圧検出線に誘起された高周波電力を用いて当該単電池セルを充電する、ことを特徴とする。
本発明に係る蓄電装置は、前記電池制御装置と、前記直列に接続した複数個の単電池セルとを金属ケース内に収容したことを特徴とする。
本発明に係る電動走行可能な車両は、前記蓄電装置と、前記蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による電池制御装置を備えた蓄電装置により、蓄電装置の単電池１個毎にＳＯＣのバランシングのための放電と充電を行うことができ、エネルギーの使用効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による電池制御装置および蓄電装置を備えたハイブリッド自動車の全体構成例を示す図である。
【図２】本発明による電池制御装置を含む蓄電装置を備えた、電気自動車およびハイブリッド型自動車に適用可能な車両用回転電機の駆動システムの例を示すブロック図である。
【図３】本発明による電池制御装置と共通な部分の、従来のセルバランシング回路で図２の電池モジュールブロック２０Ａに対応する部分を示す概略図である。
【図４】図３に示す、セルバランシング回路で、電池モジュールブロック２０Ａのセルグループ２０Ａ１に対応する部分と、セルグループ２０Ａ１を制御するセルコントローラＩＣ１の回路概略を示す概略図である。
【図５】本発明との比較のため、図４の回路でセルバランシング回路の部分以外は省略した回路の概略図である。バランシング抵抗は２分割されている（本文参照）。
【図６】本発明による電池制御装置を用いて充電と放電を行うセルバランシング機能を有したセルバランシング回路の概略図である。
【図７】本発明による電池制御装置を用いて充電を行う場合の概略図である。
【図８】１０個の単電池からなる電池群の例での各単電池のＳＯＣ（電圧）の状態例を示すずである、
【図９】図８の電池群のＳＯＣの状態例で、従来の放電のみによるセルバランシングの場合のＳＯＣ（電圧）調整方法を示す図である。
【図１０】図９に示す、従来の放電のみによるセルバランシングに続いて、全単電池の充電を一括して行う従来の充電方法を示す図である。
【図１１】図８、図９に示す、充放電によってセルバランシングを行った後の、全単電池のＳＯＣの状態例を示す図である。
【図１２】図８の電池群に、従来の充放電によるセルバランシングを行ってＳＯＣ（電圧）の均等化を行った場合の各単電池の電圧変化量を示す図である。
【図１３】図８に示す電池群の例で、本発明による放電と充電を用いたセルバランシングを行ったの場合のＳＯＣ（電圧）調整方法を示す図である。
【図１４】図９での、本発明によるセルバランシングによりＳＯＣ（電圧）の均等化を行った場合の各単電池の電圧変化量を示す図である。
【図１５】本発明によるセルバランシング機能を有する電池制御装置を用いた場合の、バランシング放電動作のフロー図である。
【図１６】本発明によるセルバランシング機能を有する電池制御装置を用いた場合の、充電動作のフロー図である。
【図１７】本発明によるセルバランシング機能を有する電池制御装置を用いた場合の、図１６の充電動作の変形例のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図１２を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置および蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した場合について説明する。なお、以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電車などの鉄道車両などにも適用できる。また本発明による電池制御装置および蓄電装置は電気自動車にも適用可能である。
なお、ここでは二次電池セル（単電池）を複数個直列に接続した電池群をセルグループと呼称する。一般的にセルグループを複数個直列または並列または直並列に接続したものを電池モジュールと呼び、蓄電装置はこの電池モジュールを複数個備えることで更に大容量化を図っている。なお、単電池が複数個接続されている、セルグループ、電池モジュール等を総称して組電池と呼んでいる。
また、図３から図５に示す回路図は、本発明による電池制御装置および蓄電装置と共通な従来技術の回路であり、これらを用いて従来技術と共通な動作の説明を行う。
【００１２】
＜ハイブリッド自動車用駆動システムの概略構成＞
まず、図１を用いて、ハイブリッド自動車用駆動システムについて説明する。図１に示すハイブリッド自動車１の駆動システムは、駆動輪２に機械的に接続された車軸３がデファレンシャルギア４と接続され、デファレンシャルギア４の入力軸が変速機５と接続されている。そして、駆動源として、内燃機関であるエンジン６と電動発電機７の駆動力を切替える駆動力切替装置８を介して変速機５の入力となっている。
【００１３】
図１では駆動輪２の駆動源として、エンジン６と電動発電機７とが並列に配置された、いわゆるパラレルハイブリッド方式である。また、ハイブリッド自動車用駆動システムには、駆動輪２の駆動源として電動発電機７のエネルギーを用い、エンジン６のエネルギーは電動発電機７の駆動源、すなわち蓄電器を充電するようにした、いわゆるシリアルハイブリッド方式があり、本発明はこれらの方式、又は組合せた方式共に採用することができる。
【００１４】
電動発電機７には電力変換装置９を介して、電源装置である蓄電装置１１が電気的に接続されている。電力変換装置９は制御装置１０によって制御される。
【００１５】
電動発電機７を電動機として作動させる時には、電力変換装置９は、蓄電装置１１から出力された直流電力を三相交流電力に変換する直流−交流変換回路として機能する。また、回生制動の際に電動発電機７を発電機として作動させる時には、電力変換装置９は、電動発電機７から出力された三相交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路として機能する。電力変換装置９の直流側には、蓄電装置１１の電池モジュールの正負極端子が電気的に接続される。電力変換装置９の交流側には２つのスイッチング半導体素子による３直列回路があり、直列回路の２つのスイッチング半導体素子の中間には、電動発電機４の電機子巻線の３つの相の巻線が電気的に接続されるようになっている。
【００１６】
電動発電機７は、駆動輪２を駆動するための原動機として機能し、電機子（固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に保持された界磁（回転子）とを備え、永久磁石の磁束を界磁に用いた永久磁石界磁式三相交流同期回転電機である。電動発電機７は、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、永久磁石の磁束との磁気的な作用に基づいて、駆動輪２の駆動に必要な回転動力を発生する
【００１７】
電動発電機７を電動機として駆動する時には、電機子は、電力変換装置９によって制御された三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させる。一方、電動発電機７を発電機として駆動する時には、電機子は、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる部位となり、磁性体である電機子鉄心（固定子鉄心）と、電機子鉄心に装着された三相の電機子巻線（固定子巻線）とを備えている。界磁は、電動発電機７を電動機或いは発電機として駆動する時、界磁磁束を発生させる部位であり、磁性体である界磁鉄心（回転子鉄心）と、界磁鉄心に装着された永久磁石とを備えている。
【００１８】
電動発電機７としては、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、巻線の励磁による磁束との磁気的な作用に基づいて、回転動力を発生する巻線界磁式三相交流同期回転電機、或いは三相交流誘導回転電機などを採用してもよい。巻線界磁式三相交流同期回転電機の場合、電機子の構成は永久磁石界磁式三相交流同期回転電機と基本的に同じである。一方、界磁の構成は異なっており、磁性体である界磁鉄心に界磁巻線（回転子巻線）を巻く構成になっている。尚、巻線界磁式三相交流同期回転電機では、界磁巻線が巻かれた界磁鉄心に永久磁石を装着し、巻線による磁束の漏れを抑える場合もある。界磁巻線は外部電源から界磁電流の供給を受けて励磁されることにより磁束を発生する。
【００１９】
電動発電機７には駆動力切替装置８、変速機５、デファレンシャルギア４を介して駆動輪２の車軸３が機械的に接続されている。変速機５は、電動発電機７から出力された回転動力を変速してデファレンシャルギア４に伝達する。デファレンシャルギア４は、変速機５から出力された回転動力を左右の車軸３に伝達する。駆動力切替装置８は、エンジン制御や走行制御などの上位制御装置（不図示）によって切替えられ、エンジン制御での加速走行、アイドルストップからの電動発電機７によるエンジン始動、ブレーキ制御における回生ブレーキ協調などで切替えて電動機又は発電機として動作させる。
【００２０】
蓄電装置１１は、電動発電機７が回生時に発生した電力を自身の駆動用電力として充電し、電動発電機７を発電機として駆動する際に、この駆動に必要な電力を放電する駆動用車載電源である。例えば、１００Ｖ以上の定格電圧を有するように、たとえばリチウムイオン電池などの単電池セルを数十本用いて構成されたバッテリシステムである。尚、蓄電装置１１の詳細な構成については後述する。
【００２１】
蓄電装置１１には、電動発電機７の他に、車載補機（たとえばパワーステアリング装置，エアーブレーキ）に動力を供給する電動アクチュエータ、蓄電装置１１よりも定格電圧が低く、車内電装品（たとえばライト，オーディオ、車載電子制御装置）に駆動電力を供給する電装用電源である低圧バッテリなどがＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置１１の出力電圧を降圧して電動アクチュエータや低圧バッテリなどに供給したり、低圧バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置１１などに供給したりする昇降圧装置である。低圧バッテリには定格電圧１２Ｖの鉛バッテリを用いている。低圧バッテリとしては、同じ定格電圧を有するリチウムイオンバッテリ或いはニッケル水素バッテリを用いてもよい。
【００２２】
ハイブリッド自動車１の力行時（発進、加速、通常走行など）、制御装置１０に正のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、蓄電装置１１に蓄電された直流電力は電力変換装置９により三相交流電力に変換されて電動発電機７に供給される。これにより、電動発電機７が駆動されて回転動力が発生する。発生した回転動力は、駆動力切替装置８、変速機５及びデファレンシャルギア４を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動する。
【００２３】
ハイブリッド自動車１の回生時（減速、制動など）、制御装置１０に負のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、駆動輪２の回転動力により駆動される電動発電機７から発生した三相交流電力は直流電力に変換されて蓄電装置１１に供給される。これにより、変換された直流電力は蓄電装置１１に充電される。
【００２４】
制御装置１０は、上位制御装置（不図示）から出力されたトルク指令値から電流指令値を演算すると共に、電流指令値と、電力変換装置９の間を流れる実電流との差分に基づいて電圧指令値を演算し、この演算された電圧指令値に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生させ、そのＰＷＭ信号を電力変換装置９に出力する。
【００２５】
＜蓄電装置１１の全体構成＞
次に図２を参照して、本発明による電池制御装置を含む蓄電装置１１を備えた、電気自動車およびハイブリッド型自動車に適用可能な、モータの駆動装置について説明する。
図２は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図２に示す駆動システムは、電池モジュール２０、電池モジュール２０を監視する電池制御装置１００、電池モジュール２０からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、車両駆動用の電動発電機７を備えている。電動発電機７は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。インバータ装置２２０と電池制御装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれており、インバータ装置２２０は電池制御装置１００に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置２２０は、さらに制御装置１０（図１参照）からの指令情報に基づいて動作する。
【００２６】
インバータ装置２２０は、パワーモジュール２２６と、インバータ装置を制御するＭＣＵ２２２と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール２０から供給される直流電力を、電動発電機７をモータとして駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６に接続される強電ラインＨＶ＋，ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池制御装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。
【００２７】
インバータ装置２２０の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであり、リレーＲＬを閉じると大きな初期電流が平滑キャパシタへ流れ込む。そして、この大電流のためにリレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、さらに制御装置１０からの命令に従い、電動発電機７の駆動開始時に、プリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電し、その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール２０からインバータ装置２２０への電力の供給を開始する。平滑キャパシタを充電する際には、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら充電を行う。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池セルやインバータ装置２２０を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。
【００２８】
なお、インバータ装置２２０は、電動発電機７の回転子に対するパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時には電動発電機７を発電機として動作させる。すなわち回生制動制御を行い、発電機運転により発電された電力を電池モジュール２０に回生して電池モジュール２０を充電する。電池モジュール２０の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置２２０は電動発電機７を発電機として運転する。電動発電機７で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０に供給される。その結果、電池モジュール部２０は充電される。
【００２９】
一方、電動発電機７をモータとして力行運転する場合、ＭＣＵ２２２は制御装置１０の命令に従い、電動発電機７の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は、電池モジュール２０から直流電力がパワーモジュール２２６に供給される。また、回生制動制御により電池モジュール２０を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、電動発電機７の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は電動発電機７から電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６の直流電力が電池モジュール２０へ供給される。結果的に電動発電機７は発電機として作用することとなる。
【００３０】
インバータ装置２２０のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。
【００３１】
電池モジュール２０は、例えばここでは直列接続された２つの電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂで構成されている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、各々複数の電池セルを直列接続したセルグループを複数直列に接続されたものを備えている。電池モジュールブロック２０Ａと電池モジュールブロック２０Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷが開くことで電気回路の直列回路が遮断され、仮に電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。又、点検時に作業者がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧は人体に印加されないので安全である。
【００３２】
電池モジュール２０とインバータ装置２２０との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ，抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。
【００３３】
電池制御装置１００は、主に各単電池セルのセル電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度および各単電池セルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとして、複数の電池制御用ＩＣ（集積回路）が設けられている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内に設けられた複数の電池セルは、複数のセルグループ（組電池）に分けられ、各セルグループ毎に、各セルグループに含まれる電池セルを制御するセルコントローラＩＣが１つずつ設けられている。
【００３４】
なお、電池制御装置１００は、１枚の基板の上に設けられている。蓄電装置１１はこの電池制御装置１００と電池モジュール２０とで構成され、金属ケースに収納されている。後述するように、電池制御装置１００と電池モジュール２０とは、電池制御装置１００の基板に設けられた接続端子（コネクタ）を介して、電圧検出線によって接続されている。この電圧検出線は、電池モジュールを構成する各単電池セルの電圧を検出するために用いられ、また各単電池セルの放電（バランシング）を行うために用いられる。本発明では、この電圧検出線は、さらに充電を行うために使用される。
これらの電圧検出線は、通常セルコントローラ毎にまとめて１つのコネクタにより上記の接続端子で接続されている。
【００３５】
各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ、は各々３つのセルグループ（２０Ａ１〜Ａ３、２０Ｂ１〜Ｂ３）で構成されるとする。セルグループ２０Ａ１と２０Ｂ１は４個の単電池セルから構成され、セルグループ２０Ａ２、２０Ａ３、２０Ｂ２、２０Ｂ３は各々６個の単電池セルから構成されている。しかしながら、各セルグループに含まれる電池セルは４個または６個に限定するものでなく、３個以下、５個あるいは７個以上であってもよい。各セルグループに対応して設けられるセルコントローラＩＣは、これらのセルグループに含まれる電池セルの数が１個であっても、また２個以上であっても使用できるように設計したものを使用することができる。
また電気自動車やハイブリッド自動車で必要とされる電圧および電流を得るために、上記のように各電池モジュールブロックはセルグループを複数個直列または直並列に接続してもよく、更に複数の電池モジュールブロックを直列または直並列に接続してよい。
【００３６】
各セルグループを制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ６は、各々通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えば、フォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式で電池モジュール２０を制御するマイコン３０とシリアル通信を行う。１ビット通信系６０４は、セル過充電が検知されたときの異常信号を送信する。図２に示す例では、通信系６０２は、電池モジュールブロック２０ＡのセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３に対する上位の通信経路と、電池モジュールブロック２０ＢのセルコントローラＩＣ４、ＩＣ５、ＩＣ６に対する下位の通信経路とに分けられている。
すなわちマイコン３０はセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ６の上位制御装置として機能している。
【００３７】
各セルコントローラＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは上位のセルコントローラＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯから伝送される異常信号は消える。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。
【００３８】
マイコン３０は異常信号をセルコントローラＩＣに送信しないが、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したセルコントローラＩＣ１は異常信号を通信系６０４へ送出し、その異常信号がセルコントローラＩＣ２によって受信される。異常信号はセルコントローラＩＣ２からセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４、ＩＣ５、ＩＣ６の順に送信され、最終的にはセルコントローラＩＣ６からマイコン３０へと返信される。通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで通信系６０４の診断ができ、システムの信頼性が向上する。
【００３９】
電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されており、電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。電池モジュール２０の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。温度センサは電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００４０】
図３は、図２の電池モジュールブロック２０Ａのセルバランシングに関係する回路、すなわちセルグループ２０Ａ１〜２０Ａ３の単電池セルの容量を調整するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３とその周辺回路とを示す図である。なお、説明は省略するが、電池ブロック２０Ｂに関しても同様の構成となっている。電池モジュールブロック２０Ａに設けられている１６個の単電池セルは、４個、６個、６個の３つにセルグループ２０Ａ１〜２０Ａ３に分かれており、各セルグループに対応してそれぞれセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が設けられている。
なお各電池モジュールグループを構成する単電池セルの個数は１６個に限定されない。また各セルグループを構成する単電池セルの数も４個あるいは６個に限定されない。電池モジュールグループを構成する単電池セルの数は、この電池モジュールに要求される出力に基づいて設計により変更可能である。また各セルグループを制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３はここで示す例では、６個までの単電池セルを制御できるようになっているが、セルグループを構成する単電池セルの数が６個より多い場合はこれに合わせて設計されたセルコントローラを用いることにより、６個より多い数の単電池セルを含むセルグループとすることができる。
【００４１】
ＩＣ１のＣＶ１〜ＣＶ６およびＧＮＤＳ（ＣＶ７）端子は各単電池セルのセル電圧を計測するための端子であり、各ＩＣは６セルまで計測することができる。６個の単電池セルを監視するＩＣ２，ＩＣ３の場合、ＣＶ１〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインには、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。一方、４個の単電池セルを監視するＩＣ１の場合には、ＣＶ３〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインに、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。各電圧計測ラインは電圧検出線ＳＬを介して各電池セルＢＣの正極または負極に接続されている。なお、単電池セルＢＣ６の負極には、ＩＣ２，ＩＣ３のＧＮＤＳ端子が接続されている。例えば、セルモジュール２０Ａ２、２０Ａ３の単電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧を計測する。また、単電池セルＢＣ６のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ６−ＧＮＤＳ端子間の電圧を計測する。セルモジュール２０Ａ１の場合は、セルコントローラＩＣ１のＣＶ３〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ（ＣＶ７）端子を用いて単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を計測する。電圧計測ライン間には、コンデンサＣｖ，Ｃｉｎは、ノイズ対策として設けられている。
【００４２】
電池モジュール２０の性能を最大限に活用するためには、３２個の単電池セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧のばらつきが大きい場合、回生充電時に最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各ＩＣは、マイコン３０からのコマンドで単電池セルの容量調整のための放電を行う。
【００４３】
図３に示すように、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、ＣＶ１−ＢＲ１，ＢＲ２−ＣＶ３，ＣＶ３−ＢＲ３，ＢＲ４−ＣＶ５，ＣＶ５−ＢＲ５およびＢＲ６−ＧＮＤＳの各端子間にセル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ６を備えている。例えば、ＩＣ１の単電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ３をオンする。そうすると、単電池セルＢＣ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ３端子→バランシングスイッチＢＳ３→ＢＲ３端子→抵抗ＲＢ→単電池セルＢＣ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。ＲＢまたはＲＢＢはバランシング用の抵抗である。
【００４４】
ＩＣ１〜ＩＣ３間には、上述したように通信系６０２，６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。ＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドが送信される。ＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、送信端子ＬＩＮ２から送信される。このように順に受信および送信を行い、伝送信号は、ＩＣ３の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。ＩＣ１〜ＩＣ３は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、バランシング動作を行う。さらに、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、信号系６０４を介してマイコン３０へ送信される。
【００４５】
＜セルコントローラＩＣの構成＞
図４は電池制御用ＩＣである、図３に示すセルコントローラＩＣ１の内部ブロックの概略を示す図であり、セルグループ２０Ａ１の４つの単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４が接続されるセルコントローラＩＣ１を例に示した。なお、説明は省略するが、他のＩＣに関しても同様の構成となっている。また上述したように、各セルグループに含まれる単電池セルは４個に限定されない。セルコントローラＩＣはセルグループに含まれる単電池セルの個数に対応できるように設計されている。例えば、図４に示すセルコントローラＩＣでは６個の単電池セルに対応できるように既に６個のバランシングスイッチを備えているが、セルグループに含まれる単電池セルの個数が４個の場合は、６個のバランシングスイッチの内４個のみ使用する。
【００４６】
セルコントローラＩＣ１には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０やアナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、伝送入力回路１３８、１４２、伝送出力回路１４０、１４３、起動回路２５４、タイマ回路１５０、制御信号検出回路１６０、差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。
【００４７】
単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５（図３のＳＬに対応）、電圧入力端子ＣＶ３〜ＣＶ６およびＧＮＤ（ＣＶ７）端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０は電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子のいずれかを選択して、端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。電圧入力端子ＣＶ３〜ＣＶ６，ＧＮＤ（ＣＶ７）端子に入力される各単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位に対して、直列接続された単電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。上記差動増幅器２６２により上記バイアス電位の影響が除去され、各単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。
【００４８】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、データ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。コマンドとしては、例えば、各単電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各単電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該セルコンロトーラＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ  ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等を含んでいる。
【００４９】
診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各端子間電圧を各単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応づけて記憶し、また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持する。  
【００５０】
セルコントローラＩＣ１の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣ，ＶＤＤが使用される。図４に示す例では、電圧ＶＣＣは並列接続された単電池セルグループ２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３で構成される電池モジュールブロックの電圧であり、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成される。マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８，１４２は高電圧ＶＣＣで動作する。また、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、信号伝送のための伝送出力回路１４０，１４３は低電圧ＶＤＤで動作する。
【００５１】
セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。伝送入力回路１３８は、隣接する他のセルコントローラＩＣからの信号を受信する回路２３１とフォトカプラＰＨからの信号を受信する回路２３４とを備えている。
【００５２】
図４に示すように、最上位のセルコントローラＩＣ１の場合には、フォトカプラＰＨからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力され、セルコントローラＩＣ２の場合には、隣接するＩＣ１からの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、回路２３１および２３４のどちらを使用するかは、図９の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力され、切換器２３３は制御信号検出回路１６０からの指令により切り替え動作を行う。
【００５３】
すなわち、セルコントローラＩＣの中の伝送方向最上位のセルコントローラＩＣ、すなわち、セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラ（マイコン３０）からの信号が入力される場合には、切換器２３３は下側接点が閉じ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、伝送方向最上位ではない、下位のセルコントローラＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接セルコントローラＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３は上側接点が閉じ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。セルコントローラＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には隣接ＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３は上側接点が閉じる。上位コントローラ（マイコン３０）からの出力と隣接セルコントローラＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは出力波形の波高値が異なるため、判定する閾値が異なる。そのため、制御端子ＴＣの制御信号に基づいて、回路１３８の切換器２３３を切り換えるようにしている。なお、通信系６０４についても同様の構成となっている。
【００５４】
受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１３８を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。
【００５５】
端子ＦＦＩから受信した信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、端子ＦＦＩの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。
【００５６】
隣接セルコントローラＩＣまたはフォトカプラＰＨから伝送されてきた信号を起動回路１４７により受信すると、タイマ回路１５０が動作し、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣを供給する。この動作により定電圧電源１３４は動作状態となり、定電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から定電圧ＶＤＤが出力されるとセルコントローラＩＣ２はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。
【００５７】
バランシングを行う場合は、図３で説明したと同様に、各単電池に対応したバランシングスイッチをＯｎとし、単電池、抵抗ＲＣＶ、抵抗ＲＢまたはＲＢＢからなる回路を構成することにより行われる。なお、ここに示す例では、上記のように各セルコントローラＩＣは各々６個までの単電池セルを制御できるように構成されている。セルグループ２０Ａ１は４個の単電池セルから構成されているので、図４では４個の単電池セルを制御するように図を簡略化している。
【００５８】
セルコントローラＩＣ内には、単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の充電量を調整するためのバランシングスイッチＢＳ３〜ＢＳ６が設けられている。実際のセルコントローラＩＣでは、バランシングスイッチＢＳ３，ＢＳ５にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ４，ＢＳ６にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。
【００５９】
これらのバランシングスイッチＢＳ３〜ＢＳ６の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応した放電時間の指令を通信により受け、上記放電の動作を実行する。
【００６０】
図５は、本発明との比較のために、図４の回路からセルバランシング回路の部分以外は省略した回路の概略図であり、従来技術と共通の回路である。電圧検出回路３１１は、図４のマルチプレクサＭＵＸ１２０からＩＣ制御回路１２３までの回路に対応する。
電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５は単電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の正負極と電池制御装置１００の基板に設けられた接続端子（コネクタ）ＣＮ１〜ＣＮ５とをそれぞれ接続している。電圧検出線は、電池制御装置内でさらに接続端子ＣＮ１〜ＣＮ５とセルコントローラＩＣ１の接続端子ＣＶ３〜ＣＶ７との間をそれぞれ接続する電圧検出線ＳＬＢ１〜ＳＬＢ５となっている。
この電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５とＳＬＢ１〜ＳＬＢ５、および電圧検出線ＳＬＢ１〜ＳＬＢ５のそれぞれの間に設けられた抵抗によって構成される回路を介して、各単電池のセル電圧が検出され、またこれらの電圧検出線を介して上述のように、各単電池の放電（バランシング）が行われる。
【００６１】
ただし、図５では図４で示す回路に、さらに電圧検出部へのノイズ侵入を防ぐコンデンサＣｂｒが設けられている。このコンデンサＣｂｒと抵抗ＲＣＶによって、ＣＶ３〜ＣＶ６端子に入力される単電池のセル電圧に混入するノイズが除去され、各単電池のセル電圧の正確な測定が可能となる。
【００６２】
またさらに、セルコントローラＩＣ１への電池モジュール２０側からの大電流パルスの侵入を防ぐために、バランシング抵抗の構成を変更したものが搭載されている。図４のバランシング抵抗ＲＢ、ＲＢＢをそれぞれ２つに分割してＲＢ１、ＲＢ２およびＲＢＢ１、ＲＢＢ２とし、バランシング抵抗ＲＢ２，ＲＢＢ２をコンデンサＣｂｒと端子ＢＲ３〜ＢＲ６との間に配置することにより、各端子ＢＲ３〜ＢＲ６と入力端子ＣＮ２〜ＣＮ５との間がコンデンサ結合により直結されることがなく、必ずバランシング抵抗ＲＢ２，ＲＢＢ２が介在することになる。これにより、電池側から大きな過渡電流の経路上にもバランシング抵抗ＲＢ２、ＲＢＢ２が介在し、大電流パルスのセルコントローラＩＣ１への侵入を防ぐことができ、ＩＣ１の破損を防ぐことができる。
【００６３】
＜本発明による電池制御装置＞
図６は本発明による電池制御装置の回路の概略を示す。図５では、接続端子ＣＮ１〜ＣＮ５の近くで、電圧検出線ＳＬＢ１〜ＳＬＢ５のそれぞれの間にノイズ対策用のコンデンサＣｖが設けられていた。これに対し、図６で示す本発明による電池制御装置の回路では、ノイズ対策用のコンデンサＣｖの各々に直列にスイッチＳＣ１〜ＳＣ４が設けられている。またこのコンデンサＣｖとスイッチＳＣ１〜ＳＣ４との各々の直列回路に対し並列に、ダイオードＤｃとスイッチＳＤ１〜ＳＤ４の各々からなる直列回路が電圧検出線ＳＬＢ１〜ＳＬＢ５のそれぞれの間に設けられている。
スイッチＳＣ１〜ＳＣ４とスイッチＳＤ１〜ＳＤ４は充電制御部３１３によりＯｎ／Ｏｆｆが制御され、充電制御部３１３はＩＣ制御回路１２３により制御される。
【００６４】
蓄電装置１１全体は、金属ケースに収納されているが、この金属ケース内には高周波電波を発生する発振器３１７が設けられ、この発振器３１７で発生した高周波電波が電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５に照射される。発振器３１７のＯｎ／ＯｆｆはセルコントローラＩＣ１により制御され、具体的にはＩＣ制御回路１２３により制御される。
【００６５】
この高周波電波が照射される電圧検出線の配置状態を分かり易く示したものが図７である。
電池モジュールと電池制御装置１００のコネクタブロック３１８との間を接続する電圧検出線は、束ねられてハーネスとなっており、ここに発振器３１７から高周波電波が照射される。
【００６６】
従来技術による充放電を行う通常の動作では、スイッチＳＣ１〜ＳＣ４が閉状態となり、またスイッチＳＤ１〜ＳＤ４が開状態となって、図５に示す従来技術の回路と同じ動作を行う。通常の動作と本発明による動作の切換え、およびこれに伴う充電制御部３１３によるスイッチＳＣ１〜ＳＣ４とスイッチＳＤ１〜ＳＤ４の制御は、上位制御装置であるマイコン３０（図２参照）の指令により、ＩＣ制御回路によって行われる。
なお、この通常の動作と本発明による動作の切換え、充電制御部の制御、および発振器の制御は上位制御装置であるマイコン３０から直接行うような構成とすることも可能である。また充電制御部３１３は、セルコントローラＩＣ１の中に回路の一部として設けることも可能である。
【００６７】
以下、図８〜図１５を参照して、本発明による電池制御装置１００を用いた電池群の充放電動作の説明を行う。図９〜図１１は従来技術での充放電動作を示す。なお、図８〜図１４は１０個の単電池セルからなるセルグループにおける充放電動作であり、それぞれの図の縦軸は、充放電動作前後での単電池セルのＳＯＣ（電圧）または電圧変化を示す。電圧の大きさは使用される電池の種類に依存するので、ここでは任意である。
【００６８】
図８は上記の１０個の単電池セルから構成されるセルグループにおける、ある時点での各々の単電池の充電状態（ＳＯＣ）の例を示す。なお縦軸はＳＯＣを示す各単電池の端子電圧である。この端子電圧は、例えば図５の例では、単電池セルＢＣ１の端子電圧は電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２の間の電位差を電圧検出回路３１１により検出することによって得られる。電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２の間の電位差は、電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２に設けられた抵抗ＲＣＶによる僅かな電圧降下分は、ＩＣ制御回路１２３またはこの上位制御回路のマイコン３０（図２参照）に記憶されている補正係数により補正される。
なお、
【００６９】
上述したように、従来の方法では、セルグループの各単電池のＳＯＣにバラツキがあると、最もＳＯＣの大きな単電池のＳＯＣが上限値に達した時に回生動作を中止するため、回生エネルギーが有効利用されない。またセルグループとしての放電容量が低下し、また寿命も短くなる。したがって、図８に示すような単電池のＳＯＣのバラツキに対して、各単電池の充放電を行うことによって、全単電池が目標値に揃うようにしてバラツキを補正することが望ましい。
単電池にリチウムイオン電池を採用した場合でも、その電極材質によって出力電圧が異なるが、上記の目標値はリチウムイオン電池の定格出力電圧となるように、おおよそ３．３〜４．０Ｖ程度で設定する。
【００７０】
図９は、従来技術でのセルグループの各単電池のバラツキの補正は、まず、図８に示す電池状態から放電を行い充電状態を揃える。図９は、ＳＯＣの一番低い単電池（図８、図９では単電池６）に合わせて、他の単電池を放電することを示している。
【００７１】
次に、図１０に示すようにセルグループの全単電池に対して目標値の電圧まで充電を行い、図１１のような状態となるようにする。
【００７２】
以上の従来方法による、セルグループの各単電池のＳＯＣのバラツキ補正を行った場合の各単電池の充放電量は図１２のようになる。図８、図９、図１１から明らかなように、従来の方法では、目標値に近い単電池（単電池３、４、７、９）や目標値より大きい電圧の単電池（単電池１、２、８）も一旦単電池６と同じ状態まで放電している。
【００７３】
図１３は本発明による電池制御装置を用いた場合の、セルグループの各単電池のバラツキの補正を示す。
目標値の電圧を上回る電圧の単電池（単電池１、２、８）に対しては、それぞれ放電を行い、目標値の電圧になるようにする。また目標値の電圧より低い電圧の単電池（単電池５、６、１０）に対しては、本発明の方法により各単電池毎に充電を行う。既に目標電圧値に近い単電池（単電池３、４、７、９）に対しては充放電は行わない。
【００７４】
本発明による電池制御装置を用いて、セルグループの各単電池のＳＯＣのバラツキ補正を行った場合の各単電池の充放電量をまとめると図１４のようになる。図１２に示す従来の方法と比較して明らかに充放電量が減少していることが分かる。
【００７５】
＜本発明による電池制御装置を用いた充放電制御＞
図１５〜図１７を参照して、本発明による電池制御装置を用いたＮ個の単電池からなるセルグループでの充放電の方法を説明する。なお、以下の説明では図６、図７、図１３、図１４を適宜参照して行う。なお、図６に示すセルグループの例では４個の単電池から構成されており、図７、図１３、図１４の例ではセルグループはそれぞれ１０個の単電池から構成されている。
【００７６】
従来、各単電池のバラツキ補正のための各単電池の放電は車両の停止時（キーオフ時）に行われており、本発明による電池制御装置においても同様に車両の停止時に行われている。ただし、後述するように充電は上記の従来方式では、車両の稼働時に全単電池に対し同時に行われており、本発明の電池制御装置を用いた場合は、この従来行われて充電方式に加え、車両の停車時（キーオフ時）に、各単電池に対し個別に充電を行っている。
すなわち本発明においては、本発明による電池制御装置を用いて車両の停車時に充電と放電を各単電池に対し個別に行っている。
【００７７】
＜本発明による電池制御装置を用いた放電方法＞
図１５は本発明による電池制御装置を用いた、Ｎ個の単電池からなるセルグループの各単電池（ｉ＝１〜Ｎ、ｉ番目の単電池をＢＣ（ｉ）とする）で過充電の状態の単電池を放電する方法を示すフロー図である。
車両停止後、セルグループの各単電池のＳＯＣ（電圧）を１個ずつ測定し、過充電となっている単電池を目標値の電圧ＶＴとなるように放電する。
なお、この放電動作開始時（車両のキーオフ時）には、図６に示すスイッチＳＣ１〜ＳＣ４は全て閉（Ｏｎ）状態であり、スイッチＳＤ１〜ＳＤ４は全て開（Ｏｆｆ）状態である。なお、上述のとおり図６はセルグループが４個の単電池から構成されている場合であり、図７〜図１４ではこれらのスイッチはそれぞれ単電池の数だけ、すなわち１０個備えられている。
【００７８】
ステップＳ１１でｉ＝１とし、ステップＳ１２でセルグループのｉ番目（ｉ＝１）の単電池ＢＣ（ｉ）の電圧を測定する。ステップＳ１３では、この単電池ＢＣ（ｉ）の測定電圧値Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴを比較し、Ｖ（ｉ）の方が所定の値ΔＶより大きい場合は放電要と判断し、ステップＳ１３１に進む。測定電圧Ｖ（ｉ）が目標電圧値ＶＴ＋ΔＶ以下であれば、放電不要としてステップＳ１４に進む。
【００７９】
ステップＳ１４でｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ１５でｉ＝Ｎ＋１であれば、セルグループの全ての単電池の電圧測定と、これらの単電池の必要な放電が終了しているので、この放電の動作は終了となる（ステップＳ１６）。
【００８０】
ステップＳ１３で単電池ＢＣ（ｉ）の放電が必要と判断された場合は、ステップＳ１３１で電池制御装置の動作を単電池ＢＣ（ｉ）を放電する動作に切替える。この時には、図６に示すようなバランシングスイッチ（図６ではＢＳ３〜ＢＳ６）でＢＣ（ｉ）に対応するスイッチをＯｎとして放電を行う。なお、図７〜図１３に示すような１０個の単電池からなるセルグループの場合は、１０個の単電池をそれぞれ個別に放電できるように、１０個以上のバランシングスイッチがセルコントローラＩＣ１に設けられる。またこれらのバランシングスイッチのＯｎ／Ｏｆｆは、セルコントローラＩＣ１により行われ、この放電動作開始まではこれらバランシングスイッチは全てＯｆｆとなっている。
【００８１】
ステップＳ１３１で所定時間放電した後、単電池ＢＣ（ｉ）を放電するバランシングスイッチはＯｆｆとされ、ステップＳ１３２に進む。ここで、この放電動作開始（車両のキーオフ）から、たとえば１０分経過した場合はこれ以上の放電動作を中止する。すなわちステップＳ１６に進む。これは本発明による電池制御装置を用いた充放電動作は、車両停止後に少しずつ行うことを想定しているためである。ここで説明する充放電動作に必要な電力は大きくはないが、長時間行うと余分な電力を消費することになる。したがって、充放電動作に必要な電力が充分少なければ、１０分以上継続して充放電動作を行ってよい。
また上記の放電の所定時間は、この放電によって単電池のＳＯＣ（電圧）が目標電圧値ＶＴ＋ΔＶ以下となる程度の時間で設定される。このような所定時間は各単電池の内部抵抗（ＳＯＨ）と測定電圧（ＳＯＣ）とで容易に予測できる。各単電池の内部抵抗は、このセルグループの出力電流と各単電池の測定電圧から求められるが、ここではこれらの説明を省略する。
したがって、上記の放電時間の所定値は各単電池毎に予測される値を各単電池毎に設定してもよく、またはたとえば、最も速く放電される単電池でＶＴ＋ΔＶからΔＶだけ放電するまでにかかる時間を求めておき、この時間以下の長さの時間を各単電池の放電時間として用いてもよい。
【００８２】
ステップＳ１３２で、放電動作開始からの経過時間が１０分以下の場合はステップ１３３に進む。ここでステップＳ１２と同様に単電池ＢＣ（ｉ）の電圧を測定する。ステップ１３４で、ここでの測定電圧Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴとの差がΔＶより大きければ、ステップ１３１に戻り、再度放電を行う。測定電圧Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴとの差がΔＶより小さければ、ステップＳ１４に進む。
【００８３】
以上のようにして、過充電となっている単電池の放電が行われる。
もし、上記の例で、放電開始より１０分でセルグループの全単電池セルの放電が終了しない場合は、この状態をセルコントーラＩＣ１あるいはマイコン３０のメモリに記憶しておき、次回の放電時に過充電状態の単電池セルから放電を行うようにすることも可能であるが、説明は省略する。
【００８４】
＜本発明による電池制御装置を用いた充電方法＞
図１６は本発明による電池制御装置を用いた、Ｎ個の単電池からなるセルグループの各単電池（ｉ＝１〜Ｎ、ｉ番目の単電池セルをＢＣ（ｉ）とする）で過放電の状態の単電池セルを充電する方法を示すフロー図である。
車両停止後、セルグループの各単電池のＳＯＣ（電圧）を１個ずつ測定し、過放電となっている単電池セルを目標値の電圧ＶＴとなるように充電する。
なお、この充電動作開始時（車両のキーオフ時）には、上述の放電開始時と同様、図６に示すスイッチＳＣ１〜ＳＣ４は全て閉（Ｏｎ）状態であり、スイッチＳＤ１〜ＳＤ４は全て開（Ｏｆｆ）状態である。また、上述のとおり図６はセルグループが４個の単電池から構成されている場合であり、図７〜図１４ではこれらのスイッチはそれぞれ単電池の数だけ、すなわち１０個備えられている。
【００８５】
ステップＳ２１でｉ＝１とし、ステップＳ２２でセルグループのｉ番目（ｉ＝１）の単電池セルＢＣ（ｉ）の電圧を測定する。ステップＳ２３では、この単電池セルＢＣ（ｉ）の測定電圧値Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴを比較し、Ｖ（ｉ）＜ＶＴ−ΔＶであれば充電要と判断し、ステップＳ２３１に進む。測定電圧Ｖ（ｉ）がＶ（ｉ）≧ＶＴ−ΔＶであれば、充電不要としてステップＳ２４に進む。
【００８６】
ステップＳ２４でｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ２５でｉ＝Ｎ＋１であれば、セルグループの全ての単電池セルの電圧測定と、これらの単電池セルの必要な充電が終了しているので、この放電の動作は終了となる（ステップＳ２６）。
【００８７】
ステップＳ２３で単電池セルＢＣ（ｉ）の充電が必要と判断された場合は、ステップＳ２３１で電池制御装置の動作を単電池セルＢＣ（ｉ）を充電する動作に切替える。この時には、図６に示すようなスイッチＳＣ１〜ＳＣ４でＢＣ（ｉ）に対応するスイッチをＯｆｆとし、スイッチＳＤ１〜ＳＤ４でＢＣ（ｉ）に対応するスイッチをＯｎにして充電を行う。なお、図７〜図１３に示すような１０個の単電池セルからなるセルグループの場合は、図６の示すコンデンサＣｖとこれに直列の接続されているスイッチ（図６ではＳＣ１〜ＳＣ４）および、ダイオードＤｃとこれに直列に接続されているスイッチ（図６ではＳＤ１〜ＳＤ４）はそれぞれ単電池セルの数だけ、すなわちここではそれぞれ１０個設けられる（以下の説明では、単電池セルの個数をＮ個とし、それぞれのスイッチをＳＣ（ｉ）、ＳＤ（ｉ）、ｉ＝１〜Ｎとしている）。
なお、図６では、ＢＣ１を充電するように、スイッチＳＣ１をＯｆｆとし、スイッチＳＤ１をＯｎにしている。同様に単電池セルＢＣ（ｉ）を充電する場合は、この単電池セルＢＣ（ｉ）に対応するスイッチＳＣ（ｉ）をＯｆｆにし、さらにスイッチＳＤ（ｉ）をＯｆｆにする。
【００８８】
次に、ステップ２３２で、高周波を発生する発振器３１７をＯｎにして、発振器３１７が発生する高周波を単電池セルＢＣ（ｉ）に接続されている電圧検出線に照射する。電圧検出線は、単電池セルの正極と負極とに接続されており、２つの直列の単電池セルの間の負極側電圧検出線と正極側電圧検出線とは共通になっている。図６に示す例では、セルグループは４個の単電池セルから構成されており、電圧検出線は５本（ＳＬ１〜ＳＬ５）となっている。
ここではＮ個の単電池セルから構成されるセルグループを想定しているので、それぞれの単電池セルに接続される電圧検出線は合計してＮ＋１本となる。これらの電圧検出線をＳＬ（ｉ）、ｉ＝１〜Ｎ＋１とする。単電池セルＢＣ（ｉ）の正極側の電圧検出線はＳＬ（ｉ）、負極側電圧検出線はＳＬ（ｉ＋１）となる。
【００８９】
Ｎ＋１本の電圧検出線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｎ＋１）は、図７でも説明したように、束ねられてハーネスとされており、上記の高周波はこの束ねられたハーネスに照射される。照射された高周波はこれらの電圧検出線に吸収されるが、充電対象となっている単電池セルＢＣ（ｉ）に対応したスイッチ（ＳＣ（ｉ）以外はＯｎとなっているため、単電池セルＢＣ（ｉ）以外では吸収された高周波はそのままコンデンサＣｖの充放電によってエネルギーが消費され、単電池セルの充電には利用されない。
【００９０】
これに対し、充電対象となっている単電池セルＢＣ（ｉ）に対応するスイッチＳＣ（ｉ）はＯｆｆとなっており、また更にスイッチＳＤ（ｉ）はＯｎとなっている。これにより、電圧検出線ＳＬ（ｉ）とＳＬ（ｉ＋１）に吸収された高周波は、ダイオードＳＤ（ｉ）により整流され、単電池セルＢＣ（ｉ）を充電する。
ステップＳ２３２で所定時間充電した後、発振器３１７をＯｆｆとし、スイッチＳＤ（ｉ）をＯｆｆとし、スイッチＳＣ（ｉ）をＯｎとして、ステップ２３３に進む。
【００９１】
ステップ２３３では、この充電動作開始（車両のキーオフ）から、たとえば１０分経過した場合はこれ以上の充電動作を中止する。すなわちステップＳ２６に進む。これは本発明による電池制御装置を用いた充放電動作は、車両停止後に少しずつ行うことを想定しているためである。ここで説明する充放電動作に必要な電力は大きくはないが、長時間行うと余分な電力を消費することになる。したがって、充放電動作に必要な電力が充分少なければ、１０分以上継続して充放電動作を行ってよい。
また上記の充電の所定時間は、高周波電波の照射によって単電池のＳＯＣ（電圧）が目標電圧値ＶＴ−ΔＶ以上となる程度の時間で設定される。上述のように、この所定時間は各単電池の内部抵抗（ＳＯＨ）と測定電圧（ＳＯＣ）とで容易に予測できるが、ここでは説明を省略する。
したがって、上記の充電時間の所定値は各単電池毎に予測される値を各単電池毎に設定してもよく、またはたとえば、最も速く充電される単電池でＶＴ−ΔＶからΔＶだけ充電するまでにかかる時間を求めておき、この時間以下の長さの時間を各単電池の放電時間として用いてもよい。
【００９２】
ステップＳ２３３で、充電動作開始からの経過時間が１０分以下の場合はステップ２３４に進む。ここでステップＳ２２と同様に単電池ＢＣ（ｉ）の電圧を測定する。ステップ２３５で、ここでの測定電圧Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴとを比較し、Ｖ（ｉ）＜ＶＴ−ΔＶであれば、ステップ２３１に戻り、再度充電を行う。Ｖ（ｉ）≧ＶＴ−ΔＶであれば、ステップＳ２４に進む。
【００９３】
以上のようにして、過放電となっている単電池の充電が行われる。
もし、上記の例で、充電開始より１０分でセルグループの全単電池の充電が終了しない場合は、この状態をセルコントーラＩＣ１あるいはマイコン３０のメモリに記憶しておき、次回の放電時に過充電状態の単電池セルから放電を行うようにすることも可能であるが、説明は省略する。
また上述の放電と上記の充電は続けて実行してもよく、また別々に実行してもよい。
【００９４】
＜本発明による電池制御装置を用いた充電方法の変形例＞
上記の本発明による電池制御装置を用いた充電方法では、セルグループを構成するＮ個の単電池セルを順番に（図６の例では上位のＢＣ１から）、１個ずつ電圧を測定し、その測定電圧Ｖ（ｉ）が目標電圧ＶＴと比較して、所定の値ΔＶより小さい場合は充電要と判断して充電を行っていた。
図１７に示す例では、先ずこの充電の要／不要の判断をセルグループを構成するＮ個の単電池セル全部に対し行い、充電対象とされた単電池セルの中で、もっともＳＯＣ（電圧）の低い単電池セルから充電を行うようにしたものである。上記の図１６で示す充電の場合と同様な動作の記載は簡略化して記載する。
【００９５】
ステップＳ３１でｉ＝１、ｊ＝１とし、ステップＳ３２でセルグループのｉ番目（ｉ＝１）の単電池セルＢＣ（ｉ）の電圧を測定する。ステップＳ３３では、この単電池セルＢＣ（ｉ）の測定電圧値Ｖ（ｉ）と目標電圧値ＶＴを比較し、Ｖ（ｉ）＜ＶＴ−ΔＶとなる場合は充電要と判断し、充電を行う単電池セルのリストを作成するため、ステップＳ３３１に進む。測定電圧Ｖ（ｉ）がＶ（ｉ）≧ＶＴ−ΔＶであれば、充電不要としてステップＳ３４に進む。
【００９６】
ステップＳ３４でｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ３５でｉ＝Ｎ＋１であれば、セルグループの全ての単電池セルの電圧測定と、これらの単電池セルで充電が必要なセルのリスト作成が終了しているので、ステップＳ３６に進む。
【００９７】
ステップＳ３６で、ｊ＝１の場合、本フローのｊの初期値が変更されないことから、充電が必要な単電池セルが存在しないことになるため、放電の動作は不要と判断され、終了となる（ステップＳ３７）。
【００９８】
ステップＳ３３でＶ（ｉ）の方が所定の値ΔＶより小さい場合は充電要と判断されると、ステップＳ３３１に進んで、単電池セルで充電が必要とされる単電池の番号を示すリストＬ（ｊ）が作成される。リストＬ（ｊ）は本動作フローでｊ番目に充電必要と判断された単電池セルの番号ｉをＬ（ｊ）＝ｉとして格納する。
これに続いてステップＳ３３２でｊ＝ｊ＋１として、ステップＳ３４に進む。以上のステップＳ３１からステップＳ３５で作成されるリストはＬ（ｋ）、ｋ＝１〜ｊで表される。
【００９９】
ステップＳ３６でｊ＝１でない場合、すなわちｊ＞１の場合は、充電が必要とされる単電池セルが存在するので、ステップＳ３６１に進む。
ステップＳ３６１〜ステップＳ３６９は上記で作成された、充電が必要な単電池セルのリストＬ（ｎ）、ｎ＝１〜ｊに基づいて、単電池セルＢＣ（ｉ），ｉ＝１〜Ｎで充電が必要と判断される単電池の充電を行う。
【０１００】
先ずステップ３６１で上記で作成されたリストＬ（ｋ）、ｋ＝１，ｊを過放電状態の大きな単電池セル、すなわちＳＯＣの小さい順から並べ直し、Ｌ（ｎ）、ｎ＝１，ｊを作成する。
続いてステップＳ３６２でｉｘ＝１としてステップＳ３６３に進む。
【０１０１】
ステップＳ３６３で電池制御装置の動作を単電池セルＢＣ（ｉ）を充電する動作に切替える。この時には、スイッチＳＣ（Ｌ（ｉｘ））をＯｆｆとし、スイッチＳＤ（Ｌ（ｉｘ））をＯｎにして充電を行う。
【０１０２】
次に、ステップ３６４で、高周波を発生する発振器３１７をＯｎにして、発振器３１７が発生する高周波を単電池セルＢＣ（Ｌ（ｉｘ））に接続されている電圧検出線に照射する。
充電対象となっている単電池セルＢＣ（Ｌ（ｉｘ））に対応するスイッチＳＣ（Ｌ（ｉｘ））はＯｆｆとなっており、また更にスイッチＳＤ（Ｌ（ｉｘ））はＯｎとされる。これにより、電圧検出線ＳＬ（Ｌ（ｉｘ））とＳＬ（Ｌ（ｉｘ）＋１）に吸収された高周波は、ダイオードＳＤ（Ｌ（ｉｘ））により整流され、単電池セルＢＣ（Ｌ（ｉｘ））を充電する。
ステップＳ３６４で所定時間充電した後、発振器３１７をＯｆｆとし、スイッチＳＤ（Ｌ（ｉｘ））をＯｆｆとし、スイッチＳＣ（Ｌ（ｉｘ））をＯｎとして、ステップ３６５に進む。
【０１０３】
ステップ３６５では、図１６のフローの充電動作と同様に、充電動作開始（車両のキーオフ）から、たとえば１０分経過した場合はこれ以上の充電動作を中止する。すなわちステップＳ３７に進む。これは本発明による電池制御装置を用いた充放電動作は、車両停止後に少しずつ行うことを想定しているためである。ここで説明する充放電動作に必要な電力は大きくはないが、長時間行うと余分な電力を消費することになる。したがって、充放電動作に必要な電力が充分少なければ、１０分以上継続して充放電動作を行ってよい。
また上記の充電の所定時間の設定は、図１６のフローの充電の場合と同様である。
【０１０４】
ステップＳ３６５で、充電動作開始からの経過時間が１０分以下の場合はステップ３６６に進む。ここでステップＳ３２と同様に単電池ＢＣ（Ｌ（ｉｘ））の電圧を測定する。ステップ３６６で、測定電圧Ｖ（Ｌ（ｉｘ））と目標電圧値ＶＴとを比較して、Ｖ（Ｌ（ｉｘ））がＶ（Ｌ（ｉｘ））＜ＶＴ−ΔＶであれば、ステップ３６３に戻り、再度充電を行う。測定電圧Ｖ（Ｌ（ｉｘ））がＶ（Ｌ（ｉｘ））≧ＶＴ−ΔＶであれば、ステップＳ３６８に進む。
【０１０５】
以上のようにして、過放電となっている単電池の充電が行われる。
なお、図１６の充電フローの場合と同様に、充電開始より１０分でセルグループの全単電池の充電が終了しない場合は、この状態をセルコントーラＩＣ１あるいはマイコン３０のメモリに記憶しておき、次回の放電時に過充電状態の単電池セルから放電を行うようにすることも可能であるが、説明は省略する。
また上述の放電と上記の充電は続けて実行してもよく、また別々に実行してもよい。
【０１０６】
なお、上記の説明では、各単電池セルの電圧測定および充放電の動作は、単電池セル１個ずつ行うとしたが、複数個同時に行うことも可能である。ただし、隣り合う単電池セルはこれらの動作が互いに影響を及ぼすので、直列された複数の単電池セルで１つ置きに行えばよい。
この動作も上記に説明した、単電池セル１個毎の電圧測定および充放電動作と同様に行えるが、動作フローが複雑になるのでここでは割愛する。
【０１０７】
なお、上記では各単電池セルの充電を行うために、充電制御部３１３および発振器３１７は、セルコントローラＩＣ１が制御するとしたが、充電制御部３１３および発振器３１７はセルコントローラＩＣ１の上位制御装置である、マイコン３０（図２参照）によって行ってもよい。
この場合、図１７のフロー図で説明したように、先ず各単電池のＳＯＣ（電圧）を測定し、この測定情報を上位制御装置であるマイコン３０に送信してする。マイコン３０は、この各単電池の電圧測定情報に基づき、上記の充電方法と同様に、充電制御部３１３と発振器３１７を制御して充電を行う。
マイコン３０が充電を行う場合は、各セルコントローラは停止状態であっても良いので、電力消費が少なくなるという利点がある。
【０１０８】
また、上記の図１５の説明で、本発明の蓄電装置を用いた単電池セルの放電では、単電池毎に、まず当該単電池セルの電圧を測定し、この電圧が所定の値より大きい場合は放電を行うと説明したが、図１７で説明した本発明による充電の場合のように、一旦全ての単電池セルの電圧を測定し、この電圧が所定の値を超える最も大きい電圧のものから放電を行うようにしてもよい。
【０１０９】
以上のように、本発明による電池制御装置では、バランシングスイッチ（図６ではＢＳ３〜ＢＳ６）を第１のスイッチとし、ダイオードＤｃの各々に直列に設けられたスイッチ（図６ではＳＤ１〜ＳＤ４）を第２のスイッチとし、コンデンサＣｖの各々に直列に設けられたスイッチ（図６ではＳＣ１〜ＳＣ４）を第３のスイッチとして、これら第１〜第３のスイッチを制御することによって、上記の充放電動作を行っている。
【０１１０】
上記では、本発明による単電池セルの充放電は車両停車時（キーオフ時）に行うと説明したが、放電については車両が停止している状態であれば、本蓄電装置の電力を車両の駆動に用いないので、単電池セルの放電をキーオフ前に、すなわちキーオン状態で行うことも可能である。この際、当然ながら、各単電池セルのセル電圧測定は放電開始の前に行う。
また、各単電池の放電はキーオン後で車両の駆動前の状態で行うことも可能であるが、この場合は上記で説明した本発明による放電方法によらず、例えば図７〜図９で説明した従来方法による放電が行われる。
【０１１１】
上記で、本発明の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
＜図１＞
１：ハイブリッド自動車、２：駆動輪、３：車軸、４：デファレンシャルギア、５：変速機、６：エンジン、７：電動発電機、８：駆動力切替装置、９：電力変換装置、１０：制御装置、１１：蓄電装置、ＨＶ＋およびＨＶ−：強電ライン、ＲＬ：リレー，ＲＰ：抵抗、ＲＬＰ：プリチャージリレー、ＢＤＵ：電池ディスコネクトユニット、
＜図２＞
２０：電池モジュール、２０Ａ、２０Ｂ：電池モジュールブロック、３０：マイコン、１００：電池制御装置、２２０：インバータ装置、６０２，６０４：通信系、ＩＣ１〜ＩＣ６：セルコントローラＩＣ、ＳＤ−ＳＷ:サービスディスコネクト（スイッチ）
＜図３、４＞
２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３：セルグループ
ＩＣ１〜ＩＣ３：セルコントローラ
１２０：マルチプレクサ、
１２２Ａ：アナログデジタル変換器、
１２３：ＩＣ制御回路、
１２５：データ保持回路、
１２６：タイミング制御回路、
１２８：診断フラグ保持回路、
１３０：診断回路、
１３８および１４２：伝送入力回路、
１４０および１４３：伝送出力回路、
１４７：起動回路、
１５０：タイマ回路、
１６０：制御信号検出回路、
２６２差動増幅器、
２８８：ＯＲ回路、
ＢＣ１〜ＢＣ６：単電池セル、
ＢＲ１〜ＢＲ６：バランシング用端子、
ＣＶ１〜ＣＶ６：電圧入力端子、
ＧＮＤ：ＧＮＤ端子（ＣＶ７）、
ＳＬ１〜ＳＬ５：電圧検出線、
ＶＣＣおよびＶＤＤ：電源電圧、
ＣｖおよびＣｉｎ：コンデンサ、
ＲＣＶおよびＲＢ：抵抗、
ＢＳ１〜ＢＳ６：バランシングスイッチ、
ＰＨ：フォトカプラ、
ＬＩＮ１：通信系６０２の入力端子、
ＬＩＮ２：通信系６０２の入力端子、
ＦＦＩ：通信系６０４の入力端子、
ＦＦＯ：通信系６０４の出力端子、
＜図５、６＞
３１１：電圧検出部
３１２：放電制御部
３１３：充電制御部
３１４：高周波電流充電回路
３１７：発振器
Ｃｖ、Ｃｂｒ、Ｃｉｎ：コンデンサ
ＲＣＶ、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢＢ１、ＲＢＢ２：抵抗
Ｄｃ：ダイオード
ＳＣ１〜ＳＣ５、ＳＤ１〜ＳＤ５：スイッチ
【図１】
0005594893.tif 000002
【図２】
0005594893.tif 000003
【図３】
0005594893.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005594893.tif 000008
【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】
0005594893.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005594893.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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