(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが複数個の蓄電器から構成され、直列接続されて蓄電部を構成する複数の蓄電器群のそれぞれから給電されて動作すると共に前記給電を受けている蓄電器群の個々の蓄電器の状態を監視及び制御し、動作に必要な消費電流もしくは消費電力の大きい通常モードと消費電流もしくは消費電力の小さい低消費電力モードの２つのモードを切り替え可能な複数の蓄電器制御手段と、
前記複数の蓄電器制御手段からの情報をもとに前記複数の蓄電器制御手段を制御する蓄電部制御手段とを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器群のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器群を監視する前記蓄電器制御手段に対して、前記蓄電器群の充電状態を調整するための前記通常モードによる動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項２】
直列接続されて蓄電部を構成する複数の蓄電器のそれぞれから給電されて動作すると共に前記給電を受けている蓄電器の状態を監視及び制御し、動作に必要な消費電流もしくは消費電力の大きい通常モードと消費電流もしくは消費電力の小さい低消費電力モードの２つのモードを切り替え可能な複数の蓄電器制御手段と、
前記複数の蓄電器制御手段からの情報をもとに前記複数の蓄電器制御手段を制御する蓄電部制御手段とを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器を監視する前記蓄電器制御手段に対して、前記蓄電器の充電状態を調整するための前記通常モードによる動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項３】
請求項１記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電器制御手段は、監視対象の蓄電器群を構成するそれぞれの蓄電器に並列に接続されたバイパス抵抗とバイパススイッチを有する電圧均等化回路を備え、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器群を構成する複数の蓄電器のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器に対して、前記電圧均等化回路を利用して、前記蓄電器の充電状態を調整するための前記電圧均等化回路の動作継続条件を決定し、前記蓄電器制御手段へ送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器及び前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器制御手段毎に前記蓄電器制御手段の動作継続条件を決定し送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電部制御手段は、前記複数の蓄電器制御手段に対して前記動作継続条件を送信したのち、前記低消費電力モードへ移行する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電部制御手段が送信した前記動作継続条件を前記蓄電器制御手段が受信出来なかった場合、前記複数の蓄電器制御手段は、前記低消費電力モードへ移行する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電部制御手段は、前記動作継続条件として、前記蓄電器制御手段の動作継続時間または前記蓄電器の電圧値を送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電器制御手段は、前記蓄電器制御手段の動作に必要な消費電流もしくは消費電力を、通常の動作モードよりも増大させる消費電力増大モードを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記蓄電器制御手段の動作を継続させる場合、前記消費電力増大モードにおける動作継続条件を決定し、前記蓄電器制御手段に対して、前記消費電力増大モードへの移行指令及び前記動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電器制御回路。
【請求項９】
それぞれが複数個の蓄電器から構成され、直列接続されて蓄電部を構成する複数の蓄電器群のそれぞれから給電されて動作すると共に前記給電を受けている蓄電器群の個々の蓄電器の状態を監視及び制御し、動作に必要な消費電流もしくは消費電力の大きい通常モードと消費電流もしくは消費電力の小さい低消費電力モードの２つのモードを切り替え可能な複数の蓄電器制御手段と、
前記複数の蓄電器制御手段からの情報をもとに前記複数の蓄電器制御手段を制御する蓄電部制御手段とを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器群のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器群を監視する前記蓄電器制御手段に対して、前記蓄電器群の充電状態を調整するための前記通常モードによる動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１０】
直列接続されて蓄電部を構成する複数の蓄電器のそれぞれから給電されて動作すると共に前記給電を受けている蓄電器の状態を監視及び制御し、動作に必要な消費電流もしくは消費電力の大きい通常モードと消費電流もしくは消費電力の小さい低消費電力モードの２つのモードを切り替え可能な複数の蓄電器制御手段と、
前記複数の蓄電器制御手段からの情報をもとに前記複数の蓄電器制御手段を制御する蓄電部制御手段とを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器を監視する前記蓄電器制御手段に対して、前記蓄電器の充電状態を調整するための前記通常モードによる動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１１】
請求項９記載の蓄電装置において、
前記蓄電器制御手段は、監視対象の蓄電器群を構成するそれぞれの蓄電器に並列に接続されたバイパス抵抗とバイパススイッチを有する電圧均等化回路を備え、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器群を構成する複数の蓄電器のうち、充電状態が所定の充電状態よりも高い蓄電器に対して、前記電圧均等化回路を利用して、前記蓄電器の充電状態を調整するための前記電圧均等化回路の動作継続条件を決定し、前記蓄電器制御手段へ送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項記載の蓄電装置において、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器及び前記蓄電部の充放電停止時に、前記複数の蓄電器制御手段毎に前記蓄電器制御手段の動作継続条件を決定し送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１３】
請求項９〜１１のいずれか１項記載の蓄電器制御回路において、
前記蓄電部制御手段は、前記複数の蓄電器制御手段に対して前記動作継続条件を送信したのち、前記低消費電力モードへ移行する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１４】
請求項９〜１１のいずれか１項記載の蓄電装置において、
前記蓄電部制御手段が送信した前記動作継続条件を前記蓄電器制御手段が受信出来なかった場合、前記複数の蓄電器制御手段は、前記低消費電力モードへ移行する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか１項記載の蓄電装置において、
前記蓄電部制御手段は、前記動作継続条件として、前記蓄電器制御手段の動作継続時間または前記蓄電器の電圧値を送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項１６】
請求項９〜１４のいずれか１項記載の蓄電装置において、
前記蓄電器制御手段は、前記蓄電器制御手段の動作に必要な消費電流もしくは消費電力を、通常の動作モードよりも増大させる消費電力増大モードを有し、
前記蓄電部制御手段は、前記蓄電器または前記蓄電部の充放電停止時に、前記蓄電器制御手段の動作を継続させる場合、前記消費電力増大モードにおける動作継続条件を決定し、前記蓄電器制御手段に対して、前記消費電力増大モードへの移行指令及び前記動作継続条件を送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電部を構成する複数の蓄電器の制御回路及び蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車(ＥＶ)やプラグインハイブリッド自動車(ＰＨＥＶ)、ハイブリッド自動車(ＨＥＶ)に搭載する蓄電装置では、複数の蓄電器を直列に接続して蓄電部を構成するのが一般的である。ここで、蓄電器間に容量のばらつきや自己放電ばらつきといった蓄電器の個体差がある場合、蓄電装置が備える各蓄電器の充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）にばらつきが生じてしまう。このばらつきが発生すると、複数個の蓄電器の中で最もＳＯＣの高い蓄電器を基準に充電制御が行われ、ＳＯＣが最も低い蓄電器を基準に放電制御が行われるため、蓄電部としての利用可能なエネルギーが小さくなってしまう。また、ＰＨＥＶ若しくはＥＶのようにＳＯＣの利用範囲が広範囲になることが想定される場合、ＳＯＣが高い若しくは低い状況では、蓄電器の劣化が進行しやすくなるため、ＳＯＣが高過ぎる場合はＳＯＣを低下させる、若しくは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。そこで、複数の蓄電器を直列に接続した場合に生じ得る蓄電器間のＳＯＣのばらつきを解消するために、蓄電器に並列に接続されたバイパス抵抗とバイパススイッチから構成される電圧均等化回路と、蓄電器の状態を監視する蓄電器制御手段とを実装し、蓄電器制御手段が電圧のばらつき量に基づいて均等化回路のバイパススイッチを制御する方法が提案されている。即ち、電圧が高い蓄電器を強制的に放電し、電圧の均等化を行う方法である。
【０００３】
しかし、特に大容量の蓄電器が要求される場合、電圧ばらつきの度合いに応じては、蓄電装置の稼働中のみでの均等化には限界がある。つまり、電圧のばらつきが大きいほど電圧の均等化にかかる時間が長くなってしまう。そのため、蓄電装置の稼働中に加えて、蓄電装置の停止後にも電圧均等化を実行する方式が検討されている。そのような方式の一例として、特開２００２−３５４６９８号公報には、蓄電装置の停止時に蓄電器制御手段を定期的に起動させて、電圧均等化回路のバイパススイッチのオンオフを制御することによりＳＯＣの高い蓄電器を放電させ、電圧均等化を行う方法が開示されている。また、特開２００５−３２８６０３号公報には、蓄電装置の停止時においても、蓄電器からの電力により、所定時間、電圧均等化回路を起動させ、バイパススイッチのオンオフを制御することで、放電対象の蓄電器を放電させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５４６９８号公報
【特許文献２】特開２００５−３２８６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した蓄電装置は、簡単な処理、少ない命令数、且つ蓄電部のエネルギーロスを極力抑えた制御を実現できることが望ましい。また、蓄電器のＳＯＣが高く、これを早期に低下させたい場合などは、蓄電器を通常の場合と比較して大きな電流で放電させることも重要となる。
【０００６】
本発明の目的は、上述した課題を解決することが可能な蓄電器制御回路及び蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、蓄電器から電力を受けて動作すると共に、蓄電器の状態を監視する蓄電器制御手段を備えた蓄電装置において、蓄電装置停止時でもＳＯＣの高い蓄電器を監視する蓄電器制御回路を、所定の条件を満たすまで通常の動作モードで動作させておく。具体的には、蓄電器制御手段に、放電対象となった蓄電器の目標となる電圧若しくは、放電対象となった蓄電器のＳＯＣが目標となるＳＯＣに到達するまでの時間を管理する管理部を設ける。蓄電装置の動作停止後に、管理部からの情報に基づいて、ＳＯＣの高い蓄電器を監視する蓄電器制御手段を通常の動作モードで動作させることで、ＳＯＣの高い蓄電器の放電を行うことができる。つまり、蓄電装置の動作停止後に、蓄電器制御手段を動作させておくだけで、ＳＯＣを低下させることができる。放電対象となった蓄電器の電圧が目標となる電圧若しくは、放電対象となった蓄電器のＳＯＣが目標となるＳＯＣに到達するまでの時間が経過したら、蓄電器を監視する蓄電器制御手段から順番に低消費電力モードへ移行する。
【０００８】
蓄電部は、複数の蓄電器を電気的に直列に接続して構成される。蓄電器制御手段は、複数の蓄電器を直列接続した蓄電器群に対してそれぞれ一つ設けてもよいし、各蓄電器に対してそれぞれ一つ設けてもよい。
【０００９】
また、複数の蓄電器制御手段からの情報をもとに各蓄電器制御手段を制御する蓄電部制御手段が設けられる。蓄電部制御手段は、複数の蓄電器制御手段が監視する蓄電器の放電終了条件を決定し、各蓄電器制御手段に放電終了条件を送信したのち低消費電力モードへ移行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な処理、少ない命令数、且つ蓄電部のエネルギーロスを極力抑えた蓄電器制御回路若しくは蓄電装置の制御方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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。
【図２】単電池制御手段の回路構成例を示すブロック図。
【図３】ＳＯＣとＯＣＶの相関関係を表す特性図。
【図４】放電手段１によるＳＯＣ均等化を説明するための図。
【図５】放電手段２によるＳＯＣ均等化を説明するための図。
【図６】本発明における蓄電装置の動作例を説明するためのフローチャート。
【図７Ａ】車両の走行中又は充電中における組電池制御手段の動作例を説明するフローチャート。
【図７Ｂ】車両の停止中における組電池制御手段の動作例を説明するフローチャート。
【図８Ａ】車両の走行中又は充電中における単電池制御手段の動作例を説明するフローチャート。
【図８Ｂ】車両の停止中における単電池制御手段の動作例を説明するフローチャート。
【図９】本発明の効果を説明するタイムチャート。
【図１０】本発明の効果を説明する図。
【図１１】本発明の効果を説明するタイムチャート。
【図１２】ＰＨＥＶ及びＥＶを想定した場合に、満充電容量の違いがＳＯＣばらつきの解消に及ぼす影響を表したタイムチャート。
【図１３】ＰＨＥＶ及びＥＶを想定した場合に、高ＳＯＣ範囲で、ＳＯＣのばらつきを解消するための方法を説明するための図。
【図１４】ＳＯＣ均等化に必要な日数を見積るためのシミュレーションの説明図。
【図１５】車両の走行中のみ電圧均等化を行った場合のＳＯＣ均等化の様子を表すシミュレーション結果の図。
【図１６】車両の走行中に加えて、停止期間中に電圧均等化を行った場合のＳＯＣ均等化の様子を表すシミュレーション図。
【図１７】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。
【図１８】単電池制御手段の回路構成を示すブロック図。
【図１９】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。
【図２０】単電池制御手段の回路構成を示すブロック図。
【図２１】本発明における蓄電装置の動作例を説明するためのフローチャート。
【図２２】本発明における組電池制御手段の動作例を説明するためのフローチャート。
【図２３】本発明における単電池制御手段の動作例を説明するためのフローチャート。
【図２４】本発明の効果を表すタイムチャート。
【図２５】本発明の効果を表す図。
【図２６】本発明の効果を表すタイムチャート。
【図２７】停止期間中に、単電池制御手段を動作させておくことで電圧均等化を行った場合のＳＯＣ均等化の様子を表すシミュレーション結果の図。
【図２８】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。
【図２９】単電池制御手段の回路構成を示すブロック。
【図３０】単電池制御手段の動作例を説明するフローチャート。
【図３１】単電池制御手段の回路構成を示すブロック図。
【図３２】電圧検出回路のサンプリング速度を変更して、消費電流を増大させる方法を説明する図。
【図３３】タイマーの周期を変更して、消費電流を増大させる方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例では、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本発明を適用した場合を例に挙げて説明するが、本発明は、ハイブリッド自動車(ＨＥＶ)、電気自動車(ＥＶ)などの乗用車やハイブリッド鉄道車両といった産業用車両の電源を構成する蓄電装置の蓄電器制御回路にも適用できる。
【００１３】
また、以下の実施例では、蓄電部を構成する蓄電器にリチウムイオン電池を適用した場合を例に挙げて説明するが、蓄電器としては、他にもニッケル水素電池や鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを用いることもできる。なお、以下の実施例中の組電池は蓄電部に、単電池は蓄電器に、単電池群は蓄電器群に、単電池制御手段は蓄電器制御手段に、組電池制御手段は蓄電部制御手段にそれぞれ対応する。単電池制御手段及び組電池制御手段は、回路基板上の集積回路として実現される。
【００１４】
［実施例１］
本発明の第１実施例を、図１から図１３に基づいて説明する。
【００１５】
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。
最初に蓄電装置１００の構成について説明する。蓄電装置１００は、複数の単電池１１１から構成される組電池１１０、単電池１１１の状態を監視する単電池管理手段１２０、蓄電装置１００に流れる電流を検知する電流検知手段１３０、組電池１１０の総電圧を検知する電圧検知手段１４０、及び組電池１１０の制御を行う組電池制御手段１５０を備える。組電池制御手段１５０は、単電池管理手段１２０から送信される単電池１１１の電池電圧や温度、電流検知手段１３０から送信される蓄電装置１００に流れる電流値、電圧検知手段１４０から送信される組電池１１０の総電圧値が入力されており、入力された情報をもとに組電池１１０の状態検知などを行う。また、組電池制御手段１５０が行う処理の結果は、単電池管理手段１２０や車両制御手段２００に送信される。
【００１６】
車両制御手段２００は、組電池制御手段１５０の情報をもとに、蓄電装置１００とリレー３００，３１０を介して接続されるインバータ４００及びリレー３２０，３３０を介して接続される充電器４２０の制御を行う。車両走行中には、蓄電装置１００はインバータ４００と接続され、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を駆動する。充電の際には、蓄電装置１００は充電器４２０と接続され、家庭用の電源又は電気スタンドからの電力供給で充電される。
【００１７】
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（リチウムイオン電池）を電気的に直列に接続して構成される。１つの単電池１１１は、出力電圧が３．０〜４．２Ｖ（平均出力電圧：３．６Ｖ）であり、単電池１１１の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）とＳＯＣには図３に示すような相関関係があるとした場合を例に挙げて説明するが、これ以外の電圧仕様のものでも構わない。
【００１８】
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を構成する。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。また、高電位側の単電池群１１２ａと低電位側の単電池群１１２ｂはスイッチとヒューズが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクタ１８０を介して、電気的に直列に接続される。
【００１９】
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１１２ａ，１１２ｂに対して１つの単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂ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。
【００２０】
本実施例では、説明を簡単にするために、組電池１１０は合計８個の単電池１１１を備え、４個の単電池１１１を電気的に直列に接続して２つの単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成し、さらに単電池群同士をサービスディスコネクタ１８０を介して、電気的に直列に接続するものとした。また、単電池群１１２ａ，１１２ｂには、単電池１１１の状態を監視するための単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ設置されている。
【００２１】
組電池制御手段１５０は、単電池管理手段１２０から出力される単電池１１１の電池電圧や温度の計測値、更には単電池１１１が過充電若しくは過放電であるかの診断結果や単電池管理手段１２０に通信エラーなどが発生した場合に出力される異常信号と、電流検知手段１３０からの電流値と、電圧検出手段１４０から出力される組電池１１０の総電圧値と、上位の制御装置である車両制御手段２００から出力された信号とを含む複数の信号が入力されている。ここで、入力された情報と、予め記憶されている単電池１１１の内部抵抗や、ＳＯＣとＯＣＶの関係（図３）に基づいて、単電池１１１のＳＯＣ演算や、後に説明する放電終了条件を含んだ電圧均等化制御を行うための演算、充放電量を制御するための演算などを実行する。そして、その演算結果やこれに基づく指令を、単電池管理手段１２０や車両制御手段２００に出力する。
【００２２】
組電池制御手段１５０と単電池管理手段１２０は、フォトカプラのような絶縁素子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。すなわち、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を構成する回路基板に実装してもよいし、組電池制御手段１５０を構成する回路基板に実装してもよい。もちろん、単電池管理手段１２０と組電池制御手段１５０を１つの回路基板に実装してもよい。なお、システム構成によっては、絶縁素子１７０を省略することも可能である。
【００２３】
本実施例における組電池制御手段１５０と、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。単電池制御手段１２１ａの出力と単電池制御手段１２１ｂの入力との間も同様に、信号通信手段１６０により接続され、信号の伝送を行う。なお、本実施例では、単電池制御手段１２１ａと単電池制御手段１２１ｂ間は、絶縁素子１７０を介していないが、絶縁素子１７０を介していてもよい。そして、単電池制御手段１２１ｂの出力は、絶縁素子１７０を介して、組電池制御手段１５０の入力を経て、信号通信手段１６０により伝送される。このように、組電池制御手段１５０と、単電池制御手段１２１ａと単電池制御手段１２１ｂ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若しくは芋づる式接続と呼ぶ場合もある。
【００２４】
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。単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂは、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３から構成される電圧均等化回路、バイパススイッチ１２３を駆動するＢＳＷ駆動回路１２５、管理対象とする単電池１１１の電池電圧を計測する電圧検出回路１２４、単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂを動作させるための電源１２６、組電池制御手段１５０により演算された各単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１の低消費電力モード（低消費電流モード）への移行条件を記憶する動作モード管理回路１２７、組電池制御手段１５０からの情報をもとに単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂの制御を行う制御回路１２８、組電池制御手段１５０又は隣り合う単電池制御手段１２１との間で信号の送受信を行う信号入出力回路１２９を有する。
【００２５】
なお、低消費電力モードは、通常モードよりも消費電流が小さい運転モードである。低消費電力モードは、例えば、単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂの複数の機能のうち、一部だけを動作させることで、通常モードと比較して単電池群１１２ａ，１１２ｂからのエネルギー供給を小さくできる状態になっている。一例として、低消費電力モードは、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、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状態である。低消費電力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。
【００２６】
動作モード管理回路１２７には、組電池制御手段１５０により演算された低消費電力モードへの移行条件が記憶される。詳細は後述するが、具体的には、目標となる電圧値や目標値に到達するまでに必要な時間が、動作モード管理回路１２７に記憶される。
【００２７】
制御回路１２８は、組電池制御手段１５０から送信された電圧取得命令や均等化制御に関する情報を、信号入出力回路１２９を介して受信し、電圧検出回路１２４で検出された電池電圧やこれに基づく情報を信号入出力回路１２９に出力する。蓄電装置が動作を停止する前に、組電池制御手段１５０から低消費電力モードへの移行条件が入力され、低消費電力モードへの移行条件は、動作モード管理回路１２７に記憶される。そして、制御回路１２８は、検出された電池電圧と、動作モード管理回路１２７に記憶された低消費電力モードへの移行条件をもとにＢＳＷ駆動回路１２５や電源１２６の制御を行う。
【００２８】
本実施例においては、以下に示す放電手段１及び放電手段２の２つの方法を用いて、放電を行うことが可能である。以下に、それぞれの放電手段の詳細を説明する。
【００２９】
放電手段１は、蓄電装置の停止時に、放電対象の単電池群１１２を監視する単電池制御手段１２１を通常の動作モードに維持することで、単電池群１１２を目標とする電圧（目標ＯＣＶ）若しくはＳＯＣ（目標ＳＯＣ）となるまで放電させる。なお、目標ＯＣＶ若しくは目標ＳＯＣとは、例えば、組電池１１０を構成する複数の単電池１１１のうち何れかが、過充電となってしまった場合、これを解消するために設定される所定の電圧若しくはＳＯＣであり、詳細は後述する。
【００３０】
前述したように、蓄電装置１００の停止時に、全ての単電池群１１２が目標ＯＣＶ若しくは目標ＳＯＣとなるまで単電池制御手段１２１を通常の動作モードで動作させ、放電手段１による放電が終了した単電池制御手段１２１から順番に低消費電力モードへ移行させる。なお、本実施例では組電池制御手段１５０が、放電終了条件１を単電池制御手段１２１に送信し、動作モード管理回路１２７へと記憶する構成としているが、他のコントローラから単電池制御手段１２１に、放電終了条件１を送信する構成としてもよい。
【００３１】
放電終了条件１について説明する。なお、放電終了条件１を決定するための算出式の説明は、単電池１１１の個数８個をＮ個、単電池群１１２の個数２個をＭ個、単電池群１１２を構成する単電池１１１の個数４個をＬ個（＝Ｎ／Ｍ）と置き換えて、行うものとする。
【００３２】
放電終了条件１の決定方法は、単電池１１１の電池電圧に基づいて決定する第１の方法と、低消費電力モードへの移行に必要な時間を算出し、その結果に基づいて決定する第２の方法がある。なお、本実施例では、放電終了条件１について上記２つの方法を説明するが、上記２つの方法に限定されるものではない。
【００３３】
本実施例における放電終了条件１を決定する第１の方法を説明する。
【００３４】
単電池群１１２を構成する複数の単電池１１１の中で最もＯＣＶの小さい単電池１１１を、単電池群１１２ごとに式(1-1)から算出する。
【００３５】
【数１】
0005546370.tif 000002
【００３６】
式(1-1)により求めたＯＣＶminと目標とするＯＣＶ（目標ＯＣＶ）を比較して、ＯＣＶminが目標ＯＣＶよりも高い単電池１１１を有する単電池群１１２を放電対象として決定する。そして、蓄電装置１００の停止時に、対象となった単電池群１１２を、単電池制御手段１２１の通常の動作モードの消費電流で放電させる。放電対象となった単電池群１１２の最小電圧値が、目標ＯＣＶと等しくなった時、放電が終了したと判断し、その単電池制御手段１２１は通常の動作モードから低消費電力モードに移行する。
【００３７】
本実施例における放電終了条件１を決定する第２の方法を説明する。
放電終了条件１を決定する第２の方法では、所定の放電量を確保するのに必要な時間を算出し、蓄電装置１００の停止時に、算出した時間が経過するまでは通常の動作モードで動作させ、算出した時間が経過したら放電が終了として低消費電力モードに移行する。このため、本方法では、算出した時間が経過したかを判断するために、単電池制御手段１２１にタイマーなどの時間計測手段を設置する。
【００３８】
まず、すべての単電池１１１のＯＣＶ測定結果（式(1-1)）から、ＳＯＣとＯＣＶの相関関係に基づいてＳＯＣを推定し、式(2-1)を用いて単電池群１１２を構成する単電池１１１の中で、最もＳＯＣの小さい単電池１１１のＳＯＣ（ＳＯＣmin）を単電池群１１２ごとに検出する。以下、各単電池群１１２の最小ＳＯＣを、ＳＯＣmin1，…，ＳＯＣminMとする。
【００３９】
【数２】
0005546370.tif 000003
【００４０】
上記、式(2-1)で算出したＳＯＣminと目標とするＳＯＣ（目標ＳＯＣ）との差ΔＳＯＣ１を以下の式(2-2)に従って求める。
【００４１】
【数３】
0005546370.tif 000004
【００４２】
求めたΔＳＯＣ１より、調整に必要な時間ｔ１を以下の式(2-3)から求める。
【００４３】
【数４】
0005546370.tif 000005
【００４４】
ここで、Ｑmaxは、単電池１１１の満充電容量[Ａｈ]を、ＩCは、単電池制御手段１２１の消費電流[Ａ]を表す。式(2-3)の結果に基づいて、蓄電装置１００の停止時に、単電池制御手段１２１はｔ１分だけ通常の動作モードでの動作を維持することで、放電対象の単電池群１１２を単電池制御手段１２１の通常動作モードの消費電流で放電させ、時間ｔ１が経過したとき、放電を終了する。つまり、ｔ１分だけ経過した単電池制御手段１２１から順番に低消費電力モードへ移行させる。
【００４５】
放電手段１によるＳＯＣの変化を、図４を用いて説明する。放電手段１では、各単電池群１１２の中で最も電圧の小さな単電池１１１のＳＯＣを抽出し、各単電池群１１２の最小ＳＯＣが一致するまで単電池制御手段１２１を通常の動作モードで動作させる。単電池群１１２は単電池１１１を直列に接続した構成となっているため、単電池群１１２を構成する全ての単電池１１１は、単電池制御手段１２１の消費電流分だけ放電される。そのため、図４のように単電池群１１２を構成する単電池１１１のＳＯＣは一様に低下し、各単電池群１１２の最小ＳＯＣが一致したとき、放電手段１を終了する。
【００４６】
なお、本説明では、組電池１１０を構成する単電池１１１の最小電圧値若しくは最小ＳＯＣを目標値として、放電終了条件１を決定するものとしたが、これに限られるものではない。
【００４７】
次に、放電手段２について説明する。本実施例における放電手段２は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の中で、電圧若しくはＳＯＣの高い単電池１１１を、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３から構成される電圧均等化回路を利用して、放電する手段である。つまり、放電の対象となった単電池１１１に並列に接続されたバイパススイッチ１２３をオンにし、バイパス抵抗１２２を用いることで、単電池１１１を強制的に放電させ、目標となる電圧（目標ＯＣＶ）若しくはＳＯＣ（目標ＳＯＣ）まで低下させる。ここで、目標ＯＣＶ若しくは目標ＳＯＣとは、前述したように、組電池１１０を構成する複数の単電池１１１のうち何れかが、過充電となってしまった場合、これを解消するために設定される所定の電圧若しくはＳＯＣであり、詳細は後述する。なお、本実施例では、放電終了条件２について下記２つの方法を説明するが、下記２つの方法に限定されるものではない。
【００４８】
放電終了条件２を決定する方法は、放電終了条件１と同様に、単電池１１１の電池電圧に基づいて決定する第１の方法と、単電池１１１の放電に必要な時間を算出しその結果に基づいて決定する第２の方法がある。
【００４９】
放電終了条件２を決定する第１の方法について説明する。単電池群１１２を構成する複数の単電池１１１の電池電圧を検出し、それぞれの単電池群１１２ごとに設定された目標ＯＣＶと比較して、目標ＯＣＶよりも高い電圧を有する単電池１１１を放電対象の単電池１１１として決定する。放電の対象となった単電池１１１に並列に接続されたバイパススイッチ１２３をオンし、単電池１１１を強制的に放電させる。放電の対象となった単電池１１１の電池電圧が、目標ＯＣＶと等しくなった時、放電を終了する。
【００５０】
放電終了条件２を決定する第２の方法について説明する。放電終了条件２を決定する第２の方法では、放電終了条件１と同様に、所定の放電量を確保するのに必要な時間を算出し、算出した時間が経過したら放電を終了とする。このため、本方法では、単電池制御手段１２１に、算出した時間が経過したかを判断するために、タイマーなどの時間計測手段を設置する。
【００５１】
まず、すべての単電池１１１のＯＣＶ測定結果から、ＳＯＣとＯＣＶの相関関係に基づいてＳＯＣを推定し、各単電池１１１のＳＯＣと目標ＳＯＣとの差ΔＳＯＣ２を以下の式(2-4)に従って求める。
【００５２】
【数５】
0005546370.tif 000006
【００５３】
求めたΔＳＯＣ２より、調整に必要な時間ｔ２を以下の式(2-5)から求める。
【００５４】
【数６】
0005546370.tif 000007
【００５５】
ここで、Ｑmaxは、単電池１１１の満充電容量[Ａｈ]を、ＩBは、バイパス抵抗に流れるバイパス電流 [Ａ]を、Ｘは単電池群を構成する単電池１１１の番号を表す。式(2-5)の結果に基づいて、放電対象の単電池１１１を放電させ、所定の放電量を確保するのに必要な時間が経過したとき、放電を終了する。
【００５６】
放電手段２によるＳＯＣの変化を図５により説明する。放電手段２では、単電池群１１２を構成する単電池１１１の電池電圧が、単電池群１１２ごとに設定された目標値と、全て一致するように均等化回路を利用してＯＣＶの高い単電池１１１を放電させる。図示した例の場合、単電池群１１２ａの目標値はＡ、単電池群１１２ｂの目標値はＢである。従って、図５のように単電池群１１２を構成する単電池１１１の中で放電対象となった単電池１１１の電池電圧が低下し、単電池群１１２を構成する全ての単電池１１１の電池電圧が目標値と一致したとき放電手段２を終了する。
【００５７】
なお、本実施例では、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧ばらつきを解消し、電圧の均等化を行うことも可能である。この場合、放電手段１による放電終了の目標値として、組電池１１０を構成する単電池１１１の最小電圧値若しくは最小ＳＯＣ値を設定し、放電手段２による放電の目標値として、単電池制御手段１２１が管理する単電池１１１の中の最小電圧値若しくは最小ＳＯＣ値を、単電池群１１２ごとに検出して設定すればよい。
【００５８】
続いて、本実施例の蓄電装置における動作の流れを図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００５９】
ステップ１００では、車両が充電器４２０からの充電中、又は走行中かを判定する。充電又は走行中の場合はステップ１０１に進み、充電又は走行中ではない場合は、ステップ１０４へ進む。
【００６０】
ステップ１０１では、組電池制御手段１５０が、放電終了条件２を決定し、単電池制御手段１２１へ、放電終了条件２を送信後、ステップ１０２へ進む。ステップ１０１での組電池制御手段１５０の動作の流れは、図７Ａを用いて後に説明する。
【００６１】
ステップ１０２では、単電池制御手段１２１が、放電手段２により放電対象となった単電池１１１を放電させる。ステップ１０２での単電池制御手段１２１の動作の流れは、図８Ａを用いて後に説明する。
【００６２】
ステップ１０３では、蓄電装置が、充電の停止信号若しくは車両停止信号を受信したかどうかを判定する。充電の停止信号若しくは車両停止信号を受信した場合は、ステップ１０４に進む。なお、車両停止信号とは、例えば、車両のキースイッチがオフとなり、車両が停止することを示す信号であり、蓄電装置１００の充放電も停止する。また、本説明では、ステップ１０２で放電を終了していない状態であっても、車両停止信号を受信した場合は、ステップ１０４に進み、放電手段２による放電を終了とする構成となっているが、ステップ１０２で終了しなかった処理を車両停止後にも引き続き行う構成とすることも可能である。
【００６３】
ステップ１０４では、組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１の消費電流を利用した電圧均等化の放電終了条件１を決定し、単電池制御手段１２１へ放電終了条件１を送信後、ステップ１０５へ進む。ステップ１０４での組電池制御手段１５０の動作の流れは、図７Ｂを用いて後に説明する。
【００６４】
ステップ１０５では、単電池制御手段１２１が、放電終了条件１をもとに電圧均等化を実施する。ステップ１０５での単電池制御手段１２１の動作の流れは、図８Ｂを用いて後に説明する。
【００６５】
続いて、本実施例における組電池制御手段１５０の放電終了条件２を決定する動作の流れを、図７Ａのフローチャートに基づいて説明する。図７Ａは、車両の走行中又は充電中における組電池制御手段１５０の動作フロー図である。
【００６６】
まず、ステップ１１０で、全ての単電池１１１の無負荷時若しくは電流が微弱で無負荷時とみなせる場合の電圧（ＯＣＶ）を取得する。次にステップ１１１へ進み、単電池群１１２を構成する単電池１１１の電圧又はＳＯＣと、目標とする電圧又はＳＯＣにばらつきがあるかを判定する。ばらつきがあると判定されれば、ステップ１１２へ進む。
【００６７】
ステップ１１２では、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３からなる均等化回路を利用した放電手段２の放電終了条件２を決定し、ステップ１１３で放電終了条件２を単電池制御手段１２１に送信する。
【００６８】
続いて、本実施例における組電池制御手段１５０の放電終了条件１を決定する動作の流れを、図７Ｂのフローチャートに基づいて説明する。図７Ｂは、車両停止中における組電池制御手段１５０の動作フロー図である。
【００６９】
ステップ１１４では、全ての単電池１１１のＯＣＶを取得し、ステップ１１５へ進む。ステップ１１５では、単電池群１１２を構成する単電池１１１の最小電圧若しくはＳＯＣにばらつきがあるかを判定する。電圧若しくはＳＯＣのばらつきがなければ、ステップ１１７へ進み、単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行させ、ステップ１１９で組電池制御手段１５０を低消費電力モードへと移行する。ステップ１１５の判定で単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣにばらつきがあると判定されれば、ステップ１１６へ進む。
【００７０】
ステップ１１６では、放電終了条件１を決定し、ステップ１１８で放電終了条件１を単電池制御手段１２１に送信する。その後、ステップ１１９で組電池制御手段１５０を低消費電力モードへ移行する。ここで、組電池制御手段１５０の低消費電力モードとは、車両起動中の運転モードよりも消費電流が小さい運転モードである。例えば、組電池制御手段１５０が有する機能のうち、ＳＯＣの演算や上述した放電終了条件を演算する機能などを停止し、次回の車両起動時に車両制御手段２００から送信される通常モードへの移行命令を受信するための機能を動作させておくことで、通常モードと比較して、車載補機用のバッテリからのエネルギー供給を小さくする運転モードである。
【００７１】
次に、本実施例における単電池制御手段１２１の放電手段２の動作の流れを、図８Ａのフローチャートに基づいて説明する。図８Ａは、車両の走行中若しくは充電中における単電池制御手段１２１の動作を説明するフローチャートである。
【００７２】
まず、ステップ１２０で単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０から送信された放電終了条件２を受信する。次に、ステップ１２１へ進み、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３からなる均等化回路を利用して、放電対象となった単電池１１１からの放電を開始する。
【００７３】
ステップ１２２では、単電池群１１２を構成する全ての単電池の放電が終了したかを判定する。終了したと判定されれば、単電池制御手段１２１は処理を終了する。ステップ１２２の判定で全ての単電池１１１の放電が終了していないと判定された場合は、ステップ１２３へ進み、放電終了条件２を満たした単電池１１１があるかを判定する。放電が終了した単電池１１１があれば、ステップ１２４に進み、放電が終了した単電池１１１から順番にバイパススイッチ１２３をオフにする。その後、ステップ１２２に戻り、単電池群１１２を構成する全ての単電池１１１の放電が終了するまで処理を続ける。
【００７４】
続いて、本実施例における単電池制御手段１２１の放電手段１による動作の流れを図８Ｂのフローチャートに基づいて説明する。図８Ｂは、車両停止中における単電池制御手段１２１の動作を説明するフローチャートである。
【００７５】
まず、ステップ１２５で単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０から送信された放電終了条件１を受信する。次に、ステップ１２６へ進み、放電手段１により単電池１１１の放電を開始する。
【００７６】
ステップ１２７では、単電池群１１２を構成する単電池１１１の放電が終了したかを判定する。終了したと判定された場合は、単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行する。
【００７７】
このように、車両の走行中若しくは充電中は、放電手段２によるバイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３から構成される電圧均等化回路を利用した放電で単電池群１２１を構成する単電池１１１の電圧又はＳＯＣの均等化を行い、車両停止中は、放電手段１による単電池制御手段１２１を通常の動作モードに維持することで費やされる消費電流で単電池群間の電圧均等化を行う。なお、蓄電装置１００の停止中に、放電手段１に加えて放電手段２による均等化を同時に行ってもよい。
【００７８】
図９は、単電池制御手段１２１の管理単位である単電池群１１２間に、電圧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。ここでは、単電池群１１２を構成する単電池１１１の間にはばらつきはないものとする。図示の場合には、単電池制御手段１２１ａが管理する単電池群１１２ａのみ目標電圧を超えており、単電池制御手段１２１ｂが管理する単電池群１１２ｂは目標電圧を超えていない。
【００７９】
組電池制御手段１５０は、単電池制御手段毎に目標電圧と単電池群１２１の電圧とを比較し、目標電圧よりも高い単電池１１１を有する単電池群１２１を放電対象として決定する。図９の場合、単電池制御手段１２１ｂが管理する単電池群１１２ｂは既に目標電圧を下回っているため、単電池制御手段１２１ｂの動作モード管理回路１２７には０が設定されるか、単電池制御手段１２１ｂには、低消費電力モードへの移行命令が送信される。一方、単電池制御手段１２１ａが管理する単電池群１１２ａは目標電圧を超えているため、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し、単電池群１１２ａを放電させる。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の電池電圧が目標電圧を超え続けないように、単電池１１１の管理を行うことができる。
【００８０】
なお、本実施例では、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣのばらつきを解消し、電圧の均等化を行うことも可能である。この場合、放電手段１による放電の目標値として、組電池１１０を構成する単電池１１１の最小電圧値若しくは所定の放電量を確保するのに必要な時間を設定すればよい。また、放電手段２による放電の目標値に関しても同様に単電池群１１２を構成する単電池１１１の中でも最小の電圧若しくはＳＯＣの単電池１１１に着目し、単電池群１１２を構成する単電池１１１の最小電圧値若しくは放電対象の単電池１１１から所定の放電量を確保するのに必要な時間を設定すればよい。
【００８１】
図１０及び図１１には、単電池群１１２ａ若しくは単電池群１１２ｂを構成する４個の単電池１１１の電圧にばらつきが生じており、さらに単電池群１１２ａと単電池群１１２ｂの間でも電圧がばらついている場合の電圧均等化の様子を示している。このような場合では、放電手段１と放電手段２の両手法にて、電圧の均等化を行うことで、電圧ばらつきを解消することができる。以下に、電圧ばらつきを解消する方法について説明する。
【００８２】
図１０（ａ）は車両の走行中若しくは充電中に行うバイパス電流による調整の説明図、図１０（ｂ）は車両の停止中における消費電流による調整の説明図、図１０（ｃ）は調整後の状態を示す図である。まず、単電池群１１２ａ及び単電池群１１２ｂを構成する単電池１１１には、図１０（ａ）に示すような電圧若しくはＳＯＣばらつきがあるため、この電圧若しくはＳＯＣばらつきを放電手段２により解消する。ここで、電圧若しくはＳＯＣについての単電池群１２１ａの目標値にはＡ、単電池群１２１ｂの目標値にはＢ、放電終了後の目標値にはＣが設定される。目標値Ｃは目標値Ａ，Ｂのうち小さい方、この場合には目標値Ｂと同じに設定する。
【００８３】
均等化が終了した単電池１１１から順番に、単電池１１１に並列に接続されたバイパススイッチ１２３をオフにしていき、最終的に単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成する単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣが全て均等になったときに、放電手段２による放電を停止する。各単電池群内でのばらつき解消後の様子を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）では、単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成する単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣばらつきは解消されているので、単電池群１１２ａと単電池群１１２ｂの間で生じているＳＯＣ若しくは電圧ばらつきを解消すればよい。このＳＯＣ若しくは電圧ばらつきは、放電手段１により、単電池群１１２ａを放電させることで解消する。放電終了条件１を満たしたら、単電池制御手段１２１ａは低消費電力モードへ移行する。こうすることで、単電池１１１の電圧調整終了後には、図１０（ｃ）のように全ての単電池１１１のＳＯＣ若しくは電圧ばらつきを解消できる。
【００８４】
図１１では、図１０と同様に、単電池群１１２ａ若しくは単電池群１１２ｂを構成する４個の単電池１１１の電圧にばらつきが生じており、さらに単電池群１１２ａと単電池群１１２ｂの間でも電圧がばらつい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。モータジェネレータ４１０若しくは充電器４２０による充電制御の以前に測定した単電池１１１のＯＣＶ測定結果に基づいて、放電終了条件２を設定し、充電制御を行っている間は、バイパス抵抗１２２若しくはバイパススイッチ１２３を利用した放電を行うことで、単電池制御手段１２１の管理単位内の単電池１１１の電圧を均等化する。車両停止信号を受信し、充電制御が終了した後、再度、各単電池のＯＣＶを測定し、その測定結果に基づいて、組電池制御手段１５０が放電終了条件１を決定する。放電終了条件１を、組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１に送信した後、組電池制御手段１５０は低消費電力モードへ移行する。
【００８５】
図１１の例の場合、単電池制御手段１２１ａが監視する単電池群１１２ａを放電対象の単電池群１２１として決定し、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して、単電池群１１２ａを放電させる。結果として、組電池制御手段１５０の動作停止後、単電池制御手段１１２ａへ放電を行うことによって、単電池制御手段１２１ａは単電池群１１２ａの電圧が単電池群１１２ｂの電圧と等しくなり、電圧均等化が完了し、車両の停止後においても正確に電圧の均等化を行うことができる。
【００８６】
なお、組電池１１０の制御を行う際には、目標となるＳＯＣ付近で、単電池１１１のＳＯＣ均等化が行えていることが望ましい。例えば、ＰＨＥＶ若しくはＥＶでは、高ＳＯＣまで充電を行うが、このような状況化では、単電池１１１の劣化状態が加速する。そのため、高ＳＯＣ下で、ＳＯＣがばらつくと劣化状態にもばらつきが生じ得る。従って、ＰＨＥＶ若しくはＥＶの場合、高ＳＯＣ領域で、ＳＯＣが均等になっていることが望ましい。図１２には、例としてＰＨＥＶ若しくはＥＶのＳＯＣ変化の様子を示す。図１２では、単電池群１１２ａが満充電容量の大きな単電池１１１から構成されているものとし、単電池群１１２ｂが満充電容量の小さな単電池１１１から構成されているものとした場合に組電池１１０が充放電を行う様子を表している。一度、高ＳＯＣ領域で、ＳＯＣの均等化を実行し、ばらつきが小さくなっているが、放電を行うと、満充電容量の違いにより、ＳＯＣにばらつきが生じる。このＳＯＣばらつきを解消するために、放電終了後に、放電手段１によりＳＯＣの均等化を行った後、充電を行うと、満充電容量の違いにより高ＳＯＣ領域で、ＳＯＣばらつきが発生し得る。
【００８７】
そこで、高ＳＯＣでのＳＯＣばらつきを防ぐために、図１３に示す目標ＳＯＣと目標ＳＯＣを上回っている単電池群１１２とのＳＯＣばらつきから求めた、放電対象となる単電池群１１２ａの放電時間（放電時間１とする）を組電池制御手段１５０が、ＥＥＰＲＯＭなどの記録媒体に記憶しておき、放電時間１のみをもとに電圧均等化を行うようにすればよい。そして、組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１ａに放電時間１を送信し、低消費電力モードへ移行する。放電対象となった単電池群１１２ａを監視する単電池制御手段１２１ａは、車両の停止中に単電池制御手段１２１ａが監視する単電池群１１２ａが放電を行った時間を計測する（放電時間２とする）。放電対象の単電池群１１２ａの放電が終了せずに車両が動作を開始した場合、単電池制御手段１２１ａは、放電時間２を組電池制御手段１５０に送信し、組電池制御手段１５０は、残りの放電量を確保するのに必要な残放電時間を放電時間１から放電時間２を差し引くことで算出して記憶しておく。そして、次の均等化が実行される際に、記憶しておいた残放電時間分だけ放電対象の単電池群１１２ａから放電させる。このようにすれば、図１３に示すように高ＳＯＣ範囲において、ＳＯＣを均等にする事ができる。
【００８８】
本発明を適用した場合のＳＯＣ均等化に必要な日数をシミュレーションにより見積った。シミュレーション方法を、図１４を用いて説明する。シミュレーションは、図１及び図２に示すように、８個の単電池１１１を２つの単電池群１１２ａ，１１２ｂに分け、単電池群１１２ａ，１１２ｂに、単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂを対応させた場合を想定した。図１４は、ＰＨＥＶ若しくはＥＶの１日の運転パターン例を示したものである。まず、家庭用の電源などから、８個の単電池１１１のうちどれか一つが所定のＳＯＣ（上限ＳＯＣ）になるまで充電を行う。充電終了後に、８個の単電池１１１のうちどれか一つが、所定のＳＯＣ（下限ＳＯＣ）になるように運転（放電）されるものとし、運転終了後、停止期間に入る。今回のシミュレーションでは、車両の運転期間を１日あたり２時間とし、残りの２２時間を停止期間とした。これを１日のサイクルとし、毎日同じサイクルを繰り返すものとした。
【００８９】
単電池１１１の容量は２０Ａｈを想定し、バイパス抵抗１２２に流れる電流は２０ｍＡ、単電池制御手段１２１の動作に必要な消費電流は３ｍＡとした。単電池１１１のＳＯＣはすべてばらついているものとして、８個の単電池１１１のうち、４個のＳＯＣの高い単電池１１１が単電池群１１２ａを構成するものとし、残り４個のＳＯＣの小さな単電池１１１が単電池群１１２ｂを構成するものとした。電圧均等化を行う前の一番ＳＯＣの高い単電池１１１と、一番ＳＯＣの小さな単電池１１１のＳＯＣの差は５％であるとし、このＳＯＣばらつき５％を解消するのに必要な日数を見積もった。
【００９０】
図１５（ａ）（ｂ）は、車両の走行中のみ電圧均等化を行った場合のＳＯＣの均等化の様子を示す。また、図１６（ａ）（ｂ）は、車両の走行中のみでなく、停止中にも放電対象の単電池を監視する単電池制御手段を動作させておくことで単電池群から放電し、電圧均等化を行った場合のＳＯＣの均等化の様子を示す。
【００９１】
図１５（ａ）及び図１６（ａ）は、組電池１１０の充電終了後における各単電池１１１のＳＯＣの様子を表している。組電池１１０を構成する単電池１１１の中でＳＯＣが最も高い単電池１１１が最初に充電の目標とする上限ＳＯＣに到達し、充電を終了する。そのため、ＳＯＣが最も高い単電池１１１以外の単電池１１１は、充電が終了しても充電の目標とするＳＯＣに到達しないが、電圧均等化を開始すると、日数が経過するにつれて、ＳＯＣのばらつきが解消されていき、ＳＯＣが最も大きい単電池１１１以外の単電池１１１も充電の目標とする上限ＳＯＣに近づいていく。
【００９２】
図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）は、組電池１１０の放電終了後、停止期間を経て、充電を開始する直前の各単電池１１１のＳＯＣを表している。放電終了時は、充電終了時とは反対に、ＳＯＣが最も小さい単電池１１１が下限ＳＯＣの値に到達したら、放電を終了する。従って、充電終了時に、組電池１１０を構成する複数の単電池１１１の中で、ＳＯＣが最も小さい単電池１１１が最初に、放電の下限ＳＯＣに到達し、ＳＯＣが最も小さい単電池１１１以外の単電池１１１は、放電の下限ＳＯＣに到達する前に放電を終了してしまうが、電圧均等化を開始すると、日数が経過するにつれて、ＳＯＣのばらつきが解消されていき、ＳＯＣが最も小さい単電池１１１以外の単電池１１１も目標とする放電の下限ＳＯＣに近づいていく。
【００９３】
上述したように電圧均等化が進むと、組電池１１０を構成する全ての単電池１１１のＳＯＣが、充電の目標値となる上限ＳＯＣへ、若しくは放電の下限ＳＯＣへ近づくため、充放電期間中のＳＯＣ稼働範囲が広くなっていくことが分かる。
【００９４】
図１５及び図１６から上述した電圧均等化が終了するのに必要な時間を見積もると、車両の走行中のみ電圧均等化を行った場合（図１５）は、電圧均等化に必要な日数が２５日であるのに対して、走行中だけでなく停止期間中にも電圧の均等化を行う場合（図１６）に必要な日数は１４日と、走行中のみ電圧均等化を行う場合と比較して、約１０日間、電圧均等化に必要な日数を短くすることができる。
【００９５】
なお、本実施例では、車両停止中は、放電手段１による電圧均等化のみを行う方法を主に説明したが、車両停止中に、単電池群を構成する単電池に電圧若しくはＳＯＣのばらつきがある場合は、車両停止中にも、放電手段２による放電を実施するようにしてもよい。
【００９６】
本実施例によれば、単電池制御手段１２１の低消費電力モードへの移行条件を設定するだけで、単電池の電池電圧若しくはＳＯＣを管理することが可能となるので、簡単な処理、少ない命令数で、組電池１１０を制御可能な蓄電器制御回路若しくは蓄電装置を実現できる。
【００９７】
［実施例２］
本発明の第２実施例について、図１７及び図１８に基づいて説明する。
図１７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１００の構成例を示す。本実施例では、２個の単電池１１１を電気的に並列に接続して並列単電池１１３とし、それを電気的に直列に８組接続し、組電池１１０が構成されているものとした。また、本実施例では並列単電池１１３を４個直列に接続して単電池群１１２ａ，１１２ｂが構成されている。
【００９８】
上記のようにグループ分けされた単電池群１１２ａ，１１２ｂに対して単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂが割り当てられる。単電池制御手段１２１ａ，１２１ｂは、単電池群１１２ａ，１１２ｂに対して並列に接続され、割り当てられた単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成する並列単電池１１３の状態を監視・制御する。
【００９９】
上記のように、本実施例は、組電池１１０の構成のみが実施例１とは異なっており、その他の電流検知手段１３０や組電池制御手段１５０といった構成に関しては、実施例１と同様である。
【０１００】
図１８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。本実施例では、実施例１と比較して、単電池１１１が２個並列に接続された並列単電池１１３を、直列に接続した構成となっている点のみが異なっている。また、バイパス抵抗１２２及びバイパススイッチ１２３から構成される均等化回路が、１組の並列単電池１１３に対して並列に接続されており、ＢＳＷ駆動回路１２５により、バイパススイッチ１２３を駆動することが可能な構成となっている。
【０１０１】
本実施例における放電終了条件の決定方法を説明する。本実施例では、単電池１１１が並列に２個接続された構成となっていることから、放電終了条件１及び放電終了条件２を決定する第２の方法、つまり、所定の放電量を確保するのに必要な時間を演算する方法のみが、実施例１とは異なる。放電終了条件１及び放電終了条件２を決定する第１の方法、つまり、並列単電池１１３の電池電圧に基づいて放電終了条件を決定する方法は、実施例１に記載の方法と同様である。そこで、本実施例における所定の放電量を確保するのに必要な時間の算出方法について説明する。
【０１０２】
本実施例における放電終了条件１を決定する第２の方法について説明する。まず、組電池を構成する並列単電池１１３のＯＣＶを測定し、ＳＯＣとＯＣＶの相関関係に基づいてＳＯＣを推定する。そして、単電池群１１２ａ，１１２ｂを構成する並列単電池１１３の中で、最もＳＯＣの小さい並列単電池１１３のＳＯＣ（ＳＯＣmin）を式(2-1)に従って算出する。以下、各単電池群１１２ａ，１１２ｂ，…を構成する単電池１１１の最小ＳＯＣを、ＳＯＣmin1，…，ＳＯＣminMとする。
【０１０３】
上記、式(2-1)の算出結果に基づいて放電終了条件１を決定するために、各単電池群１１２のＳＯＣminと目標とするＳＯＣ（目標ＳＯＣ）との差ΔＳＯＣ１を式(2-2)に従って求める。
【０１０４】
求めたΔＳＯＣ１より、調整に必要な時間ｔ１′を以下の式(2-3′)から求める。
【０１０５】
【数７】
0005546370.tif 000008
【０１０６】
ここで、Ｑmaxは、単電池１１１の満充電容量[Ａｈ]である。ＩCは、単電池制御手段１２１の消費電流[Ａ]を表す。所定の放電量を確保するのに必要な時間は、並列に接続した単電池１１１の個数分を乗算して求める必要がある。そのため、式(2-3′)のように、並列に接続された単電池１１１の個数（本実施例では２）分を乗算している。上記算出結果に基づいて、放電対象の単電池群１１２を放電させ、所定の放電量を確保するのに必要な時間が経過したとき、放電を終了する。
【０１０７】
同様に、本実施例における放電終了条件２を決定する第２の方法について、説明する。
式(2-1)により算出された結果に基づいて、単電池群１１２のＳＯＣminと並列単電池１１３のＳＯＣとの差ΔＳＯＣ２を式(2-4)に従って求める。
【０１０８】
求めたΔＳＯＣ２より、調整に必要な時間ｔ２′を以下の式(2-5′)から求める。
【０１０９】
【数８】
0005546370.tif 000009
【０１１０】
ここで、ＩBは、並列単電池１１３に並列に接続された均等化回路を流れるバイパス電流[Ａ]を表す。ここでも、式(2-5′)と同様に並列単電池１１３を構成する単電池１１１の個数（本実施例では２個）分を乗算している。式(2-5′)の結果に基づいて、放電対象の並列単電池１１３を放電させ、放電に必要な時間が経過したとき、放電を終了とする。
【０１１１】
本実施例における蓄電装置の動作の流れについては、実施例１における蓄電装置の動作（図６）と同様である。
【０１１２】
本実施例における組電池制御手段１５０の動作に関しては、実施例１における組電池制御手段１５０の動作（図７Ａ、図７Ｂ）と同様である。
【０１１３】
本実施例における単電池制御手段１２１の動作に関しては、実施例１における単電池制御手段１２１の動作（図８Ａ、図８Ｂ）と同様である。
【０１１４】
本実施例によれば、並列単電池１１３を構成する２つの単電池１１１の電圧は等しいため、放電手段１と放電手段２により放電対象となった並列単電池１１３を放電させることで、実施例１と同様の効果が期待できる。
【０１１５】
［実施例３］
本発明の第３実施例について図１９から図２７に基づいて説明する。なお、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を対応させた構成となっており、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。この点が実施例１とは異なっている。
【０１１６】
本実施例におけるプラグインハイブリッド自動車の駆動系を含めた蓄電装置１００の構成例を図１９に示す。本実施例では、説明を簡単にするために実施例１と同様に８個の単電池１１１が組電池１１０を構成するものとした。
【０１１７】
また、本実施例における単電池制御手段１２１の回路構成を図２０に示す。１個の単電池に対して、１個の単電池制御手段１２１を対応させる場合、単電池制御手段１２１の動作に必要な消費電流を利用した放電手段１のみで単電池１１１間の電圧の調整が可能となる。従って、バイパス抵抗１２２とバイパススイッチ１２３からなる均等化回路を利用した放電手段２による放電手段２を使う必要がない。よって、第１実施例における単電池制御手段１２１の回路構成と比べて、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ＢＳＷ駆動回路１２５が必要ないので、単電池制御手段１２１の回路構成を、簡素な構成とすることが可能となる。
【０１１８】
本実施例における放電終了条件１の決定方法について説明する。なお、放電終了条件１を決定するために適用する算出式の説明は、単電池１１１の個数８個をＮ個と置き換えて、行うものとする。
【０１１９】
本実施例における放電終了条件１を決定する第１の方法について説明する。組電池１１０を構成する単電池１１１のＯＣＶをそれぞれ検出し、目標とするＯＣＶ（目標ＯＣＶ）と検出した単電池１１１のＯＣＶとを比較する。その結果、目標ＯＣＶよりも高いＯＣＶの単電池を放電対象の単電池として決定し、対象となった単電池１１１を、車両停止時に単電池制御手段１２１の通常モードの消費電流で放電させる。放電対象となった単電池１１１の電圧値が、目標ＯＣＶと等しくなった時、放電を終了し、放電を終了した単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行する。
【０１２０】
本実施例における放電終了条件１を決定する第２の方法を説明する。放電終了条件１を決定する第２の方法では、所定の放電量を確保するのにかかる時間を算出し、車両停止時に対象となった単電池１１１を単電池制御手段１２１の通常モードの消費電流で放電させる。そして、算出した時間が経過したら放電を終了とし、放電を終了した単電池を監視する単電池制御手段を低消費電力モードへ移行する。このため、本方法では、単電池制御手段１２１に、算出した時間を計測するためのタイマーなどの時間計測手段を設置するものとする。
【０１２１】
まず、組電池１１０を構成する単電池１１１のＯＣＶ測定結果から、ＳＯＣとＯＣＶの相関関係に基づいてＳＯＣを推定し、各単電池１１１のＳＯＣと目標とするＳＯＣ（目標ＳＯＣ）との差ΔＳＯＣ３を以下の式(3-1)に従って求める。
【０１２２】
【数９】
0005546370.tif 000010
【０１２３】
求めたΔＳＯＣ３より、調整に必要な時間ｔ３を以下の式(3-2)から求める。
【０１２４】
【数１０】
0005546370.tif 000011
【０１２５】
ここで、Ｑmaxは、単電池１１１の満充電容量[Ａｈ]を、ＩCは、単電池制御手段１２１の消費電流[Ａ]を表す。式(3-2)の結果に基づいて、車両停止時に、放電対象の単電池１１１を放電させ、所定の放電量を確保するのに必要な時間が経過したとき、放電を終了する。
【０１２６】
なお、本実施例では、実施例１と同様に組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧ばらつきを解消し、電圧の均等化を行うことも可能である。この場合、放電手段１による放電の目標値として、組電池１１０を構成する単電池１１１の最小電圧値若しくは最小ＳＯＣ値を設定すればよい。
【０１２７】
続いて、本実施例における蓄電装置の動作の流れを図２１のフローチャートに基づいて、説明する。
【０１２８】
まず、ステップ３００で蓄電装置が、充電の停止信号若しくは車両停止信号を受信したかどうかを判定する。充電の停止信号若しくは車両停止信号を受信した場合は、ステップ３０１へ進む。
【０１２９】
ステップ３０１では、組電池制御手段１５０が単電池制御手段１２１の消費電流を利用した電圧均等化の放電終了条件１を決定し、単電池制御手段１２１へ放電終了条件１を送信する。ステップ３０１での組電池制御手段１５０の動作の流れは、図２２を参照して後に説明する。
【０１３０】
次に、ステップ３０２では、放電終了条件１をもとに、単電池制御手段１２１が監視する単電池１１１の放電を実施する。ステップ３０２での単電池制御手段１２１の動作の流れは、図２３を参照して後に説明する。
【０１３１】
本実施例における組電池制御手段１５０の動作の流れを、図２２のフローチャートに基づいて説明する。
【０１３２】
まず、ステップ３１０で組電池１１０を構成する単電池１１１のＯＣＶを取得する。その後、ステップ３１１に進み、取得したＯＣＶの値と目標ＯＣＶの値を比較して、電圧又はＳＯＣのばらつきがあるかを判定する。ステップ３１１で電圧又はＳＯＣのばらつきがないと判定された場合は、ステップ３１４に進み、単電池制御手段１１２を低消費電力モードへ移行する。
【０１３３】
ステップ３１１で電圧又はＳＯＣのばらつきがあると判定された場合は、ステップ３１２に進み、単電池制御手段１２１の消費電流を利用した放電手段１の放電終了条件１を決定し、ステップ３１３で放電終了条件を単電池制御手段１２１に送信する。その後、ステップ３１５で組電池制御手段１５０を低消費電力モードへ移行する。
【０１３４】
続いて、本実施例における単電池制御手段１２１の動作の流れを図２３のフローチャートに基づいて説明する。
【０１３５】
まず、ステップ３２０で単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０から送信された放電終了条件１を受信する。次に、ステップ３２１へ進み、単電池制御手段１２１の消費電流を利用した放電を開始する。ステップ３２２では、組電池１１０を構成する単電池１１１の放電が終了したかを判定する。終了したと判定された場合は、ステップ３２３に進み、単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行する。
【０１３６】
図２４は、単電池制御手段１２１が監視する単電池１１１間に、電圧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。
【０１３７】
組電池制御手段１５０は、充放電停止中に、単電池制御手段１２１が監視する単電池１１１の電圧と目標電圧とを比較し、目標電圧よりも高い単電池１１１を放電対象として決定する。ここで、既に目標電圧よりも電圧が下回っている単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１の動作モード管理回路１２７には０が設定されるか、単電池制御手段１２１には、低消費電力モードへの移行命令が送信される。一方、目標電圧よりも高い電圧を有する単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１は、その単電池制御手段１２１のみ独立して通常モードによる動作を継続し、放電対象となった単電池１１１を放電させる。そして、放電が終了した単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１から順番に低消費電力モードへ移行する。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１２１は、単電池１１１の電池電圧が目標電圧を超え続けないように、単電池１１１の管理を行うことができる。
【０１３８】
図２５及び図２６は、組電池１１０を構成する８個の単電池１１１の電圧にばらつきが生じている場合の電圧均等化の様子を示している。本実施例では、実施例１とは異なり、放電手段１のみで電圧の均等化を行うことが可能である。以下に、電圧若しくはＳＯＣのばらつきを解消する方法について説明する。
【０１３９】
図２５に、本実施例における電圧均等化の様子を示す。蓄電装置停止後の８個の単電池１１１のＳＯＣは、図２５の右上図に示すようにすべてばらついている。
【０１４０】
ここで、蓄電装置停止時に、式(3-2)で求めた所定の放電量を確保するのに必要な時間といった放電終了条件に基づいて、調整対象の単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１を通常モードで動作させ、電圧均等化を行う。そして、図２５の右中段の図に示すように、調整が終了した単電池制御手段１２１から順番に低消費電力モードへ移行する。こうすることで、調整終了後には、図２５の右下図のように全ての単電池１１１の電圧を均等化できる。
【０１４１】
図２６は、単電池制御手段１２１が監視する単電池１１１間に、電圧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。車両停止信号を受信後に、組電池制御手段１５０は、組電池１１０を構成する単電池１１１の電池電圧から最小電圧値を抽出し、目標電圧値として設定する。単電池制御手段１２１が監視する単電池１１１の電圧と目標電圧値とを比較し、目標電圧よりも高い単電池１１１を放電対象として決定する。ここで、既に目標電圧よりも電圧が下回っている単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１の動作モード管理回路１２７には０が設定されるか、単電池制御手段１２１には、低消費電力モードへの移行命令が送信される。一方、目標電圧よりも高い電圧を有する単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１は、その単電池制御手段１２１のみ独立して通常モードによる動作を継続し、放電対象となった単電池１１１を放電させ、放電が終了した単電池１１１を監視する単電池制御手段から順番に低消費電力モードへ移行させる。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１２１は単電池１１１の電池電圧が目標電圧を超え続けないように、単電池１１１の管理を行うことができる。
【０１４２】
以上説明した方法で電圧の均等化を行えば、車両の蓄電装置停止後においても正確に電圧の均等化を行うことができる。また、組電池１１０が満充電容量の異なる単電池１１１から構成されている場合も、実施例１で述べたような方法で放電終了条件１を設定すれば、目標とするＳＯＣの範囲内で電圧の均等化を行うことが可能である。
【０１４３】
図２７（ａ）（ｂ）は、実施例１で図１４により説明した方法と同様のサイクルで、ＳＯＣの均等化に必要な日数を見積った結果を示している。今回のシミュレーションでは、１個の単電池１１１に対して、１個の単電池制御手段１２１が割り当てられており、バイパススイッチ１２２とバイパス抵抗１２３から構成される放電回路がないものとした。つまり、電圧均等化は車両の停止期間中にのみ行われる。図２７（ａ）は充電終了後の各単電池１１１のＳＯＣの変化を示し、図２７（ｂ）は充電開始直前の各単電池のＳＯＣの変化を示している。図の縦軸はＳＯＣ（％）であり、横軸は日数である。
【０１４４】
本実施例においても実施例１の図１５及び図１６と同様に、充電終了後は組電池１１０を構成する全ての単電池１１１が充電の目標とする上限ＳＯＣに近づいていき、充電開始直前では、組電池１１０を構成する全ての単電池１１１が放電の下限ＳＯＣに近づいていることが分かる。図より、ＳＯＣの均等化に必要な日数は１８日となり、車両の走行中のみ電圧均等化を行った場合の２４日（図１５）と比較して、ＳＯＣの均等化に必要な日数を減らすことができる。
【０１４５】
本実施例によれば、単電池制御手段１２１の低消費電力モードへの移行条件を設定するだけで、単電池１１１の電池電圧若しくはＳＯＣを管理することが可能となるので、簡単な処理、少ない命令数で、組電池１１０を制御可能な蓄電器制御回路若しくは蓄電装置を実現できる。
【０１４６】
［実施例４］
本発明の第４実施例について、図２８及び図２９に基づいて説明する。図２８は、本実施例におけるプラグインハイブリッド自動車の駆動系を含めた蓄電装置の構成例を示す図である。図２９は、単電池制御手段１２１の回路構成図である。
【０１４７】
本実施例では２個の単電池１１１を電気的に並列に接続した並列単電池１１３を電気的に直列に８組接続し、組電池１１０が構成されており、実施例３と比較して、この点のみが異なっている。
【０１４８】
本実施例における放電終了条件の決定方法について説明する。本実施例では、実施例３と同様に放電手段１のみにより単電池１１１からの放電を行う。
【０１４９】
本実施例における放電終了条件１の決定方法について説明する。なお、放電終了条件１を決定するために適用する算出式の説明は、並列単電池１１３の個数８個をＮ個と置き換えて、行うものとする。
【０１５０】
本実施例における放電終了条件１を決定する第１の方法は、実施例３と同様である。
本実施例における放電終了条件１を決定する第２の方法を説明する。まず、組電池１１０を構成する並列単電池１１３のＯＣＶ測定結果から、ＳＯＣとＯＣＶの相関関係に基づいてＳＯＣを推定し、上記検出結果と組電池１１０を構成する並列単電池１１３のＳＯＣと目標とするＳＯＣ（目標ＳＯＣ）との差ΔＳＯＣ３を式(3-1)に従って求める。求めたΔＳＯＣ３より、調整に必要な時間ｔ３′を以下の式(3-2′)から求める。
【０１５１】
【数１１】
0005546370.tif 000012
【０１５２】
ここで、Ｑmaxは、単電池１１１の満充電容量[Ａｈ]を、ＩCは、単電池制御手段１２１の消費電流[Ａ]を表す。実施例２と同様に、並列単電池１１３を構成する単電池１１１の個数（本実施例では２個）分を乗算している。式(3-2′)の結果に基づいて、放電対象の並列単電池１１３を放電させ、所定の放電量を確保するのに必要な時間が経過したとき、放電を終了とする。
【０１５３】
本実施例における蓄電装置の動作に関しては、実施例３における蓄電装置の動作（図２１）と同様である。
【０１５４】
本実施例における組電池制御手段１５０の動作に関しては、実施例３における組電池制御手段１５０の動作（図２２）と同様である。
【０１５５】
本実施例における単電池制御手段１２１の動作に関しては、実施例３における単電池制御手段１２１の動作（図２３）と同様である。
【０１５６】
本発明によれば、並列単電池１１３を構成する２つの単電池１１１は、無負荷時においてＳＯＣが等しくなるので、実施例３と同様の効果が期待できる。
【０１５７】
［実施例５］
本発明の第５実施例を図３０に基づいて説明する。本実施例は、単電池１１１から電力を受けて動作すると共に、単電池１１１の状態を監視する単電池制御手段１２１を備えた蓄電装置１００に対して適用可能である。
【０１５８】
本実施例は、組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１との間で通信エラーが発生し、正確に放電終了条件を受信できなかった場合、単電池制御手段１２１を自動的に低消費電力モードへ移行させる機能を備えるものとした。本実施例における組電池制御手段１５０の動作は、図７若しくは図２２と同様である。
【０１５９】
本実施例における単電池制御手段１２１の動作を図３０に基づいて説明する。尚、図３０における単電池制御手段１２１のフローチャートは、蓄電装置１００が車両停止信号を受信し、組電池制御手段１５０により放電終了条件が演算されたあとの単電池制御手段１２１の動作を説明するものとする。
まず、ステップ５００で組電池制御手段１５０から放電終了条件を受信したかどうかを判定する。
【０１６０】
正確に放電終了条件を受信した場合は、ステップ５０１に進み、放電手段１により、電圧均等化を実施する。その後、電圧均等化が終了したら、ステップ５０２に進み単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行させる。
【０１６１】
ステップ５００で放電終了条件を受信できなかった場合、ステップ５０３に進む。ステップ５０３では、車両の停止後、所定の時間経過したかを判定する。ステップ５０３で所定の時間経過していない場合は、ステップ５００に戻り、放電終了条件１を受信したかを再度判定する。
【０１６２】
ステップ５０３で所定の時間が経過した場合は、組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１との間に通信エラーが発生し、単電池制御手段１２１が放電終了条件を正確に受信できなかったと判定して、ステップ５０２に進み、単電池制御手段１２１を低消費電力モードへ移行する。
【０１６３】
本実施例によれば、組電池制御手段１５０と単電池制御手段１２１との間に通信エラーが発生した場合でも、単電池制御手段１２１が動作したままの状態になることを防止し、単電池１１１が過放電状態になることを防ぐことができる。
【０１６４】
［実施例６］
本発明の第６実施例について説明する。
本実施例では、単電池制御手段１２１の動作に必要な消費電流の個体差によるばらつきに着目する。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２０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には、その個体差によって単電池群１１２若しくは単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣばらつきが発生してしまう。
【０１６５】
そこで、単電池制御手段１２１の消費電流ばらつきを、単電池制御手段１２１の製造時に予め測定しておき、測定結果を組電池制御手段１５０に記憶させておく。組電池制御手段１５０は、予め記憶しておいた消費電流の値を利用して、式(2-3)、式(2-5)、式(2-3′)、式(2-5′)、式(3-2)、式(3-2′)の消費電流値ＩCをそれぞれの単電池制御手段１２１の消費電流値に置き換えて、所定の放電量を確保するのに必要な時間を算出する。そして、組電池制御手段１５０は単電池制御手段１２１に、所定の放電量を確保するのに必要な時間を送信する。その後、組電池制御手段１５０は低消費電力モードへ移行し、単電池制御手段１２１は、組電池制御手段１５０が算出した時間だけ通常モードで動作した後で低消費電力モードに移行する。このようにすれば、単電池制御手段１２１の個体差による消費電流のばらつきが電圧若しくはＳＯＣばらつきに与える影響を抑えたＳＯＣ管理を行うことが可能となる。
【０１６６】
なお、上述した説明では、消費電流のばらつきに関する情報を組電池制御手段１５０に記憶させる構成としたが、単電池制御手段１２１が個々の消費電流値を記憶しておくようにしてもよい。このような場合、車両停止信号を受信した後に、単電池制御手段１２１に記憶されている消費電流の値を、単電池１１１の情報と共に組電池制御手段１５０に送信すればよい。単電池制御手段１２１の情報を受信した組電池制御手段１５０は、式(2-3)、式(2-5)、式(2-3′)、式(2-5′)、式(3-2)、式(3-2′)中の消費電流値ＩCをそれぞれの単電池制御手段１２１の消費電流値に置き換えて、所定の放電量を確保するのに必要な時間を算出する。組電池制御手段１５０は、単電池制御手段１２１に所定の放電量を確保するのに必要な時間を送信し、低消費電力モードへ移行する。そして、単電池制御手段１２１を、組電池制御手段１５０が算出した時間だけ通常モードで動作させて単電池１１１の放電を行うことにより、単電池制御手段１２１の個体差による消費電流のばらつきがＳＯＣばらつきに与える影響を抑えたＳＯＣ管理を行うことが可能となる。
【０１６７】
本実施例は、単電池１１１から電力を受けて動作すると共に、単電池１１１の状態を監視する単電池制御手段１２１を備えた蓄電装置に対して適用可能である。
【０１６８】
［実施例７］
本発明の第７実施例について、図３１から図３３に基づいて説明する。
本実施例の蓄電装置１００は、ＳＯＣのばらつきが大きい単電池１１１を監視する単電池制御手段１２１の消費電力が大きくなるように動作を変更させ、電圧若しくはＳＯＣばらつきの解消を促進させる機能を有する。
【０１６９】
図３１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２０に示す単電池制御手段１２１の回路に、消費電力変更回路１２８′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。
【０１７０】
図３１に示した消費電力変更回路１２８′は、単電池制御手段１２１が、組電池制御手段１５０からの放電終了条件を受信し、信号内の時間情報を動作モード管理回路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のサンプリング速度を変更する。
【０１７１】
図３２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。本実施例では、動作モード管理回路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、動作モード管理回路１２７に設定した時間を経過した場合、単電池制御手段１２１は低消費電力モードに移行し、これと共に電圧検出回路１２４の動作も停止する。
【０１７２】
前述した消費電力変更回路１２８′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ように変更できるため、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。本実施例の単電池制御手段１２１を用いると、図９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１１のように単電池制御手段１２１を用いた全単電池１１１の電圧若しくはＳＯＣ均等化にかかる時間も短縮できる。
【０１７３】
本実施例における単電池制御手段１２１が備える消費電力変更回路１２８′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３３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には、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、複数のタイマーを備える。動作モード管理回路１２７に通常モード動作を保持する時間が設定された場合、消費電力変更回路１２８′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。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が消費されるエネルギーが増え、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９及び図２４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１１、図２６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。
【０１７４】
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、本実施例における消費電力変更回路１２８′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速めることが可能となる。
【０１７５】
以上より、本実施例の単電池制御手段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の状態を比較的短時間で回避でき、全単電池１１１のＳＯＣ均等化にかかる時間を短縮することが可能となる。
【０１７６】
なお、本実施例では、消費電流を大きくする方法について、電池電圧のサンプリング速度を変更する方法と、タイマーの周期変更を行う方法の２つを説明したが、これに限定されるものではない。また、両者を併用することも可能である。
【０１７７】
また、本実施例は、単電池１１１から電力を受けて動作すると共に、単電池１１１の状態を監視する単電池制御手段１２１を備えた蓄電装置に対して適用可能である。
【０１７８】
なお、以上説明した各実施例と変形例の一つ、若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。
【０１７９】
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】
【０１８０】
１００…蓄電装置
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…動作モード管理回路
１２８…制御回路
１２８′…消費電力変更回路
１２９…信号入出力回路
１３０…電流検知手段
１４０…電圧検知手段
１５０…組電池制御手段
１６０…信号通信手段
１７０…絶縁素子
２００…車両制御手段
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３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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２０】
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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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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