(57)【要約】【課題】組電池における各二次電池セルの充電特性のばらつきに対して、電力の浪費を抑制しつつ、組電池容量を増大させる。【解決手段】制御ＣＰＵ５は、各セル１５について現在の蓄電量Ｕnを検出する検出部５１と、各セル１５についてセル下限電圧Ｖa時の蓄電量Ｕaとセル上限電圧時の蓄電量Ｕbとの差分としての単セル規制容量を算出する算出部５２と、各セル１５についてＵnとＵbとの差分としての単セル残り充電可能量Ａを算出する算出部５３と、Ａが最小である最小容量セルＣxに対しＡが最小容量セルＣxの単セル残り充電可能量Ａxより小さくかつセル電圧が最小容量セルＣxのセル電圧Ｖxより高いセルＣuが存在すると判断したときは、セルＣuの単セル残り充電可能量Ａuが最小容量セルＣxのＡxに均衡化するように、セルＣuを放電する均衡化処理を実施する均衡化制御部５４と、電池パック２の充電を実施する充電制御部５５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の二次電池セルを含む組電池の充電制御装置であって、
各二次電池セルの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、
前記複数の二次電池セルに共通に設定したセル電圧の使用範囲の下限であるセル下限電圧及び上限であるセル上限電圧に対し、各二次電池セルについてセル下限電圧時の蓄電量とセル上限電圧時の蓄電量との差分としての単セル規制容量を算出する単セル規制容量算出部と、
前記蓄電量検出部が検出した各二次電池セルの現在の蓄電量に基づいて、各二次電池セルの現在の蓄電量とセル上限電圧時の蓄電量との差分としての単セル残り充電可能量を算出する残り充電可能量算出部と、を備え、
複数の二次電池セルのうち単セル規制容量が最小である最小二次電池セルと前記最小二次電池セルより単セル残り充電可能量が小さい二次電池セルとについて、単セル残り充電可能量が等しくなるように放電を行う均衡化制御部と、
前記均衡化制御部による均衡化処理実施後に、前記組電池を構成する全部の二次電池セルのセル電圧をセル上限電圧以下に制限して、前記組電池の充電を実施する充電制御部と、をさらに備えることを特徴とする組電池の充電制御装置。
【請求項２】
請求項１の組電池において、
前記均衡化制御部は、各二次電池セルについて、単セル残り充電可能量が最も大きい二次電池セルの単セル残り充電可能量に等しくなるように、放電を行うことを特徴とする組電池の充電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の組電池において、
前記単セル規制容量算出部は、各二次電池セルについて、充電開始時のセル電圧に対応するＳＯＣをＳs、充電終了時のセル電圧に対応するＳＯＣをＳe、及び充電開始時から充電終了時までの蓄電量の増加分をＰを測定し、Ｐ／（Ｓe−Ｓs）に基づいて各二次電池セルの単セル規制容量を算出することを特徴とする組電池の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池セルが直列に接続された組電池の充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車は、複数の二次電池セル（以下、適宜、単に「セル」という）が直列に接続された組電池（電池パック）を搭載し、該組電池の電力により駆動輪の駆動用のモータを駆動するようにしている。
【０００３】
組電池の複数のセルは、製造上のばらつき、経年変化及び自己放電等のために、充電状態（ＳＯＣ：State of charge）にばらつきが生じる。一方、各セルは、セル電圧（セルの両端電圧）が、予め設定した下限電圧から上限電圧までの範囲に収まるように、使用されなければならないので、各セルの集合としての組電池は、全セルがセル下限電圧とセル上限電圧との間の範囲にあるという制限下で使用されなければならない。
【０００４】
したがって、組電池の充放電を行ったときに、各セルのＳＯＣのばらつきにより、いずれかのセルがセル下限電圧又はセル上限電圧に達した時点で、他方のセルはまだセル下限電圧又はセル上限電圧に達していないにもかかわらず、放電又は充電を終了しなければならない。そのため、組電池の実質的な容量は、各セルの充電特性にばらつきがないときに比して、減少する。
【０００５】
このことに対処するため、特許文献１の組電池の充電制御装置は、充電に先立ち、セル電圧が、単セル規制容量（単セル規制容量とは、後述の図３で詳説するように、単セル使用可能範囲の上限の蓄電量から下限の蓄電量を引いた値と定義する）の最小となっているセル（以下、「最小容量セル」という。）のセル電圧より高い高電圧セルが存在するときは、該高電圧セルを、最小容量セルのセル電圧に一致するまで、放電する均衡化を行っている（特許文献１／図７）。また、セル電圧が最小容量セルのセル電圧より低い低電圧セルが存在するときは、最小容量セル及び高電圧セルを、それらのセル電圧が該低電圧セルのセル電圧に一致するまで、放電する均衡化を行っている（特許文献１／図８）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２２０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の組電池の充電制御装置は、組電池の実質的な容量としての組電池容量（組電池容量とは、後述の図４及び図５で詳説するが、組電池の使用範囲の上限における組電池の蓄電量から下限における組電池の蓄電量を引いた値と定義する）を増大させるものの、均衡化のためのセルの放電が必要以上に行われて、電力が浪費される場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、組電池における各電池セルのＳＯＣのばらつきに対して、電力の浪費を抑制しつつ、組電池容量が最大限となる組電池の充電制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の組電池の充電制御装置は、直列に接続された複数の二次電池セルを含む組電池の充電制御装置であって、各二次電池セルの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、前記複数の二次電池セルに共通に設定したセル電圧の使用範囲の下限であるセル下限電圧及び上限であるセル上限電圧に対し、各二次電池セルについてセル下限電圧時の蓄電量とセル上限電圧時の蓄電量との差分としての単セル規制容量を算出する単セル規制容量算出部と、前記蓄電量検出部が検出した各二次電池セルの現在の蓄電量に基づいて、各二次電池セルの現在の蓄電量とセル上限電圧時の蓄電量との差分としての単セル残り充電可能量を算出する残り充電可能量算出部と、を備え、複数の二次電池セルのうち単セル規制容量が最小である最小二次電池セルと前記最小二次電池セルより単セル残り充電可能量が小さい二次電池セルとについて、単セル残り充電可能量が等しくなるように放電を行う均衡化制御部と、前記均衡化制御部による均衡化処理実施後に、前記組電池を構成する全部の二次電池セルのセル電圧をセル上限電圧以下に制限して、前記組電池の充電を実施する充電制御部と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
第１発明によれば、二次電池セルは、単セル残り充電可能量を、最小二次電池セルの単セル残り充電可能量と均衡化させられるので、組電池容量を最大限利用できる。また、二次電池セルは、組電池内の最小セル電池に対して、セル電圧が均衡化させられるのではなく、単セル残り充電可能量が均衡化させられるので、単セル残り充電可能量の均衡化後も、セル電圧が一致するまで均衡化のための放電が継続して、電力が浪費されることを抑制することできる。
【００１１】
第２発明の組電池の充電制御装置は、第１発明において、前記均衡化制御部は、各二次電池セルについて、単セル残り充電可能量が最も大きい二次電池セルの単セル残り充電可能量に等しくなるように、放電を行うことを特徴とする。
【００１２】
第２発明によれば、組電池の各二次電池セルは、単セル残り充電可能量を、最小二次電池セルより単セル残り充電可能量が大きい二次電池セルの単セル残り充電可能量に均衡化させられるので、組電池容量を最大限利用できる。
【００１３】
第３発明の組電池の充電制御装置は、第１又は第２発明において、前記単セル規制容量算出部は、各二次電池セルについて、充電開始時のセル電圧に対応するＳＯＣをＳs、充電終了時のセル電圧に対応するＳＯＣをＳe、及び充電開始時から充電終了時までの蓄電量の増加分をＰを測定し、Ｐ／（Ｓe−Ｓs）に基づいて各二次電池セルの単セル規制容量を算出する。
【００１４】
第３発明によれば、各二次電池セルの単セル規制容量を円滑に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電気自動車の主要部構成図。
【図２】図１の電池パックの詳細構成図。
【図３】単セル使用可能範囲についての説明図。
【図４】セルの充電特性の第１態様のばらつきと組電池の使用可能範囲との関係についての説明図。
【図５】セルの充電特性の第２態様のばらつきと組電池の使用可能範囲との関係についての説明図。
【図６】電池パックの各セルの単セル規制容量の算出処理ルーチンのフローチャート。
【図７】単セル残り充電可能量の均衡化処理ルーチンのフローチャート。
【図８】単セル規制容量及び単セル残り充電可能量についての説明図。
【図９】図７の均衡化処理における第１均衡化処理の説明図。
【図１０】図７の均衡化処理における第２均衡化処理の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、電気自動車１において本発明に関連する主要部の概略構成図であり、図１について説明する。
【００１７】
電気自動車１は、電池パック２、インバータ３、バッテリコントローラ４及び制御ＣＰＵ５を搭載している。電池パック２は、本発明の「組電池」に相当するものであり、内部構造については図２において後述する。インバータ３は、電池パック２の直流電圧を三相交流電圧に変換して、モータ１０に供給する。
【００１８】
制御ＣＰＵ５は、インバータ３、バッテリコントローラ４及びモータ１０を制御する。バッテリコントローラ４は、制御ＣＰＵ５から制御信号に基づいて電池パック２を制御する。電流センサ６は、電池パック２からインバータ３へ供給される三相交流電流の値を検出する。モータ１０は、電気自動車１の駆動輪としての左右のタイヤ１１を駆動する。
【００１９】
制御ＣＰＵ５は、蓄電量検出部５１、単セル規制容量算出部５２、残り充電可能量算出部５３、均衡化制御部５４及び充電制御部５５を備えている。蓄電量検出部５１、単セル規制容量算出部５２、残り充電可能量算出部５３、均衡化制御部５４及び充電制御部５５については、後述の図６及び図７のフローチャートの説明時に詳説する。
【００２０】
次に、図２を参照して、電池パック２及びバッテリコントローラ４の構成を説明する。電池パック２は、直列に接続された所定数のセル（二次電池セル）１５と、各セル１５ごとに設けられるセル電圧制御部１６とを含む。
【００２１】
セル電圧制御部１６は、セル１５に対して並列に接続されセル１５の両端電圧としてのセル電圧を測定する電圧センサ１８と、スイッチ１９及び抵抗２０の直列接続回路から成りセル１５に対して並列に接続された放電部とを有している。バッテリコントローラ４は、制御ＣＰＵ５からの制御信号に基づいてスイッチ１９のオン、オフを制御する。スイッチ１９は、電池パック２の充電期間はオフに維持される。スイッチ１９がオンになると、セル１５が抵抗２０を介して放電し、セル１５のセル電圧及び蓄電量（後述の図３で定義）が共に低下する。
【００２２】
次に、図３を参照して、１つのセル１５の使用可能範囲としての単セル規制容量について説明する。図３において、横軸は１つのセルが蓄えている電流量（Ａｈ：アンペアアワー）又は電力量（Ｗｈ：ワットアワー）であり、縦軸はセル１５の両端電圧としてのセル電圧である。
【００２３】
電流量及び電力量を総称して「蓄電量」ということにする。セル電圧は、セル１５のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）及びＳＯＣ（State Of Charge）に対応する。したがって、セル電圧からＯＣＶ及びＳＯＣを取得することができる。セル１５についての蓄電量−二次電池セル特性はセルの充電特性でもある。
【００２４】
電気自動車１の設計者は、全部のセル１５に共通に所定のセル下限電圧Ｖa及びセル上限電圧Ｖbを設定し、セル１５が、Ｖa≦セル電圧≦Ｖbの使用範囲内で使用されるように、セル１５の使用を制限する。この結果、セル１５は、図３に単セル使用可能範囲として示すように、セル電圧＝Ｖaの時の蓄電量とセル電圧＝Ｖbの時の蓄電量との間の蓄電量範囲で使用されることになる。「単セル規制容量」（後述の図８参照）とは、図３の単セル使用可能範囲に対応しており、セル電圧＝Ｖbの時の蓄電量Ｕbからセル電圧＝Ｖaの時の蓄電量Ｕaを引いた値Ｕb−Ｕaとして定義される。
【００２５】
次に、図４及び図５を参照して、電池パック２のパック使用可能範囲について説明する。図４及び図５、並びに後述の図９及び図１０では、説明の便宜上、電池パック２が有するセル１５の個数は３と想定し、それら３つのセル１５を第１セル〜第３セルと呼ぶことにする。第１セル〜第３セルの充電特性にはばらつきが生じているものとする。
【００２６】
図４、図５、図９及び図１０の共通事項として、横軸は蓄電量、縦軸はセル電圧である。また、Ｕa1〜Ｕa3は、第１セル〜第３セルにおけるセル電圧＝Ｖa時の第１セル〜第３セルの蓄電量である。また、Ｕb1〜Ｕb3は、第１セル〜第３セルにおけるセル電圧＝Ｖb時の第１セル〜第３セルの蓄電量である。
【００２７】
図４における第１セル〜第３セルの充電特性の特性直線は、傾きが同一で縦軸切片が相違している場合を想定している。第１セル〜第３セルは、製造上のばらつき、経年変化及び自己放電等のために、充電特性にばらつきが生じている。
【００２８】
電池パック２の使用は、電池パック２を構成する全部のセル１５が、Ｖa≦セル電圧≦Ｖbの範囲に収まる範囲に、設計上、規制される。したがって、電池パック２全体のパック使用可能範囲（組電池使用可能範囲）は、パック放電時にＶaに到達した最初のセルが出現した時の電池パック２全体の蓄電量と、パック充電時にＶbに到達した最初のセルが出現した時の電池パック２全体の蓄電量との間の範囲に制限される。この結果、電池パック２がパック使用可能範囲としてもつパック規制容量は、各セルが単セル使用可能範囲としてもつセル規制容量の合計に対して、減少する。
【００２９】
このように、パック規制容量は、各セルの充電特性にばらつきがあるときは、（パック使用可能範囲の上限蓄電量Ｕb1−パック使用可能範囲の下限蓄電量Ｕa3）×（パックのセル数）となり、各セルの単セル規制容量の合計（Ｕb1-Ｕa1）＋（Ｕb2-Ｕa2）＋（Ｕb3-Ｕa3）より減少する。
【００３０】
図５における第１セル〜第３セルの充電特性では、第１セル〜第３セルの特性直線は、縦軸切片が同一であり、傾きは第１セル〜第３セルの順番で減少している。
【００３１】
図５における充電特性においても、電池パック２全体のパック使用可能範囲は、蓄電量がＵa3からＵb1までの蓄電量範囲となり、図３の単セル使用可能範囲よりも縮小する。したがって、図５の場合も、パック規制容量は、（パック使用可能範囲の上限蓄電量Ｕb1−パック使用可能範囲の下限蓄電量Ｕa3）×（パックのセル数）となり、各セルの単セル規制容量の合計（Ｕb1-Ｕa1）＋（Ｕb2-Ｕa2）＋（Ｕb3-Ｕa3）より減少する。
【００３２】
次に、図６の単セル規制容量の算出処理ルーチンのフローチャートについて説明する。該算出処理ルーチンは、それに対応するプログラムを制御ＣＰＵ５が一定時間間隔で実行するのに伴い、実施される。
【００３３】
なお、各セルの単セル規制容量は短時間では変化しないので、単セル規制容量の算出処理ルーチンは、電池パック２の充電実施ごとに毎回実施することなく、前回の実施日時から相当の時間の経過した数月経過時点とか、前回、実施した時から所定走行距離、走行した時とかというように、実施を間引きしたり、適当な時間間隔を空けたりすることができる。ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１７の処理主体は蓄電量検出部５１（図１）であり、ＳＴＥＰ１８の処理主体は単セル規制容量算出部５２である（図１）。
【００３４】
ＳＴＥＰ１０では、蓄電量検出部５１は、充電機が接続されたか否かを判定し、充電機が接続されしだい、処理をＳＴＥＰ１１へ進ませる。充電機は、家庭又は所定の給電スタンドに配備され、電池パック２の充電時に電気自動車１に着脱自在に接続されるようになっている。
【００３５】
ＳＴＥＰ１１では、蓄電量検出部５１は、充電開始前の各セル１５のセル電圧（両端電圧）を測定する。蓄電量検出部５１はこの測定において電圧センサ１８（図２）を利用する。
【００３６】
ＳＴＥＰ１２では、蓄電量検出部５１は、各セル１５のセル電圧に基づいて充電開始前の各セル１５のＳＯＣを推定する。制御ＣＰＵ５は、ＳＯＣとＯＣＶとの対応表を実装しており、蓄電量検出部５１は、各セル１５についてそのＳＯＣの推定の際、セル電圧をＯＣＶに換算してから、該対応表のデータに基づいてＳＯＣを推定することになる。
【００３７】
なお、ＳＴＥＰ１２及び後述のＳＴＥＰ１７等において、セル電圧からＳＯＣを推定する場合、セル電圧はＯＣＶの近似値とみなして、セル電圧からＯＣＶへの換算を省略し、セル電圧からＳＯＣを直接、推定することもできる。
【００３８】
ＳＴＥＰ１３では、蓄電量検出部５１は充電を開始する。なお、電池パック２の各セル電圧制御部１６のスイッチ１９（図２）は、後述の図７のＳＴＥＰ４６，４８における放電対象セルの放電実行時以外は、オフになっている。
【００３９】
ＳＴＥＰ１４では、蓄電量検出部５１は、電池パック２への供給電気量としての充電量（Ａｈ又はＷｈ）を計測する。電池パック２内の各セルは均等に充電されるので、各セル１５への充電量は、（電池パック２への充電量）／（セル１５の個数）となる。したがって、セル１５ごとに電流センサを用意して、個別に充電量（Ａｈ）を測定する必要はない。なお、充電量をＷｈで測定する場合には、個々のセル１５ごとの電圧Ｖを電圧センサ１８で計測し、（電池パック２の電流Ａ）×（セル別の電圧Ｖ）の時間積分でＷｈを求めることになる。
【００４０】
ＳＴＥＰ１５では、蓄電量検出部５１は、電池パック２の充電が終了したか否かを判断し、終了しだい、処理をＳＴＥＰ１６へ進める。電池パック２の充電は、例えば、いずれかの１つのセル１５のセル電圧がセル上限電圧に到達した時、運転者等の操作者が充電終了を指示したとき、又は充電機が外された時に終了する。
【００４１】
ＳＴＥＰ１６では、蓄電量検出部５１は、充電終了後の各セル１５のセル電圧を測定する。充電終了後の各セル１５のセル電圧は、各電圧センサ１８（図２）の検出値から取得することができる。
【００４２】
ＳＴＥＰ１７では、蓄電量検出部５１は、各セル１５のセル電圧に基づいて充電終了後の各セル１５のＳＯＣを推定する。蓄電量検出部５１は、各セル１５についてそのＳＯＣの推定の際、ＳＴＥＰ１２のときと同様に、セル電圧をＯＣＶに換算してから、ＯＣＶ−ＳＯＣ対応表のデータに基づいてＳＯＣを推定する。
【００４３】
ＳＴＥＰ１８では、単セル規制容量算出部５２は、各セル１５について、充電開始前ＳＯＣ（ＳＴＥＰ１２で推定したもの）としてＳsと充電終了後のＳＯＣ（ＳＴＥＰ１７で推定したもの）としてのＳeと今回の充電量（ＳＴＥＰ１４で計測したもの）としてのＰとに基づいて単セル規制容量Ｂを算出する。
【００４４】
具体的な算出式は「Ｂ＝Ｐ／（Ｓe−Ｓs）・・・（１）」である。今回の充電量Ｐは、充電開始時から充電終了時までの蓄電量の増加分に等しい。また、ＳＯＣは単位が％となっているので、算出式（１）では、Ｓe，Ｓsは小数に換算する。
【００４５】
次に、図７を参照して、セル均衡化処理のフローチャートについて説明する。該算出処理ルーチンは、図６の単セル規制容量の算出処理ルーチンの終了後直ちに、又は図６の単セル規制容量の算出処理ルーチンの終了後、充電機が一旦外されて、次の充電時に充電機が電気自動車１に接続された際に、充電機による電池パック２の充電の開始に先立って、制御ＣＰＵ５が該セル均衡化処理に対応するプログラムの実行することより、実施される。なお、以下において、最小容量セルは本発明の最小二次電池セルに相当する。
【００４６】
ＳＴＥＰ４１〜ＳＴＥＰ４４の処理主体は残り充電可能量算出部５３（図１）であり、ＳＴＥＰ４５〜ＳＴＥＰ４８の処理主体は均衡化制御部５４（図１）である。
【００４７】
ＳＴＥＰ４１では、残り充電可能量算出部５３は、各電圧センサ１８の検出値を読み取って、各セルの現在のセル電圧を測定する。
【００４８】
ＳＴＥＰ４２では、残り充電可能量算出部５３は、ＳＴＥＰ４１の測定結果のセル電圧に基づいて、各セルの現在のＳＯＣを推定する。この推定では、前述のＳＴＥＰ１２のときの推定と同様に、セル電圧をＯＣＶに換算し、次に、ＯＣＶ−ＳＯＣ対応表のデータに基づいてＳＯＣを推定する。
【００４９】
ＳＴＥＰ４３では、残り充電可能量算出部５３は、各セルの単セル残り充電可能量を算出する。具体的な算出の仕方を、図８を参照して説明する。
【００５０】
図８においてＳcnはセルの充電特性線上のセルの現在の状態位置を示している。該セルのセル電圧はＶn（ＳＯＣ＝Ｘ％）であり、蓄電量はＵnとなっている。図８から分かるように、単セル残り充電可能量Ａは、セル上限電圧に対応する蓄電量Ｕbから現在の蓄電量Ｕnを引いた値Ｕb−Ｕnになる。
【００５１】
セル上限電圧に対応するＳＯＣ＝１００％であり、現在のＳＯＣはＸ％であるので、残り充電可能量算出部５３は、単セル残り充電可能量Ａを、「Ａ＝Ｂ・（１−Ｘ）・・・（２）」を使って、算出することができる。ただし、Ｘの単位は％となっているので、（２）式のＸは、小数に換算したもの（＝Ｘ／１００）を使用する。
【００５２】
ＳＴＥＰ４４では、単セル規制容量が最小であるセルをＣx（以下、「最小容量セル」という）として特定するとともに、該Ｃxの単セル残り充電可能量Ａx及びセル電圧Ｖxを取得する。どのセルが最小容量セルであるかは、図６のＳＴＥＰ１８の処理結果に基づいて判断することができる。最小容量セルの単セル残り充電可能量Ａx及びセル電圧Ｖxは、それぞれＳＴＥＰ４３及びＳＴＥＰ４１の処理結果に基づいて取得することができる。
【００５３】
ＳＴＥＰ４５では、均衡化制御部５４は、セル電圧が最小容量セルのセル電圧Ｖxより高いセル（以下、「高電圧セル」という）の有無を判断し、有りと判断したときは、処理をＳＴＥＰ４６へ進ませ、無しと判断したときは、処理をＳＴＥＰ４７へ進ませる。図９は、ＳＴＥＰ４５の具体的な処理内容についての説明図であり、図９を参照して該処理内容を説明する。
【００５４】
図９において、Ａ1〜Ａ3はそれぞれ第１セル〜第３セルの単セル残り充電可能量を示している。Ｓc1〜Ｓc3は蓄電量−セル電圧特性関係における第１セル〜第３セルの現在の状態位置をそれぞれ示している。Ｖn1〜Ｖn3及びＵn1〜Ｕn3はそれぞれ第１セル〜第３セルのＳc1〜Ｓc3に対応する現在のセル電圧及び蓄電量を示している。Ｕa1〜Ｕa3，Ｕb1〜Ｕb3は図４において定義したとおりであり、第１セル〜第３セルの単セル規制容量はそれぞれＵb1−Ｕa1，Ｕb2−Ｕa2，Ｕb3−Ｕa3となる。
【００５５】
図９によれば、第１セル〜第３セルの単セル規制容量について、Ｕb1−Ｕa1＜Ｕb2−Ｕa2＜Ｕb3−Ｕa3の関係があり、Ｖn3＜Ｖn1＜Ｖn2であるので、最小容量セルＣxは第１セル、高電圧セルＣuは第２セル、後述のＳＴＥＰ４７の低電圧セルＣwは第３セルとなる。
【００５６】
図９の例をＳＴＥＰ４５の判断に適用すると、均衡化制御部５４は、高電圧セル有りと判断して、処理をＳＴＥＰ４６へ進める。
【００５７】
図７に戻って、ＳＴＥＰ４６では、残り充電可能量算出部５３は高電圧セル（＝第２セル）Ｃuの単セル残り充電可能量ＡuがＡxに等しくなるまで、高電圧セルＣuを放電する。放電は、具体的には、均衡化制御部５４は、高電圧セルＣuに対応するセル電圧制御部１６のスイッチ１９をオンにすることにより実施される。
【００５８】
ＳＴＥＰ４６の処理は、換言すると、単セル残り充電可能量が最小容量セルの単セル残り充電可能量Ａxより小さいセルに対し、その単セル残り充電可能量ＡuをＡxに増大して、組電池から単セル残り充電可能量がＡxより小さいセルをなくすことを意味する。
【００５９】
ＡuがＡxに等しくなったか否かは、例えば、残り充電可能量算出部５３が、高電圧セルＣuを一定時間放電した後、ＳＴＥＰ４１〜４３と同一の処理を実施して、該高電圧セルＣuの単セル残り充電可能量Ａuを算出することにより判明する。残り充電可能量算出部５３は、算出したＡuが、なお、Ａu＜Ａxとなっているならば、再び、高電圧セルＣuを一定時間放電することを繰り返し、また、Ａu＝Ａxであれば、均衡化処理を終了する。
【００６０】
図９を再び参照して、残り充電可能量算出部５３によるＳＴＥＰ４６の処理を具体的に説明する。Ａx，Ａuは図９の例ではＡ1，Ａ2に対応する。Ｓc1〜Ｓc3は各セルの充電特性線上の各セルの現在の状態位置を示し、Ｓc2'はＳＴＥＰ４６の均衡処理実施後の第２セルの状態位置を示している。
【００６１】
残り充電可能量算出部５３によるＳＴＥＰ４６の実施により、第２セルの状態位置はＳc2からＳc2'へ移行する。Ｓc2'に対応するセル電圧及び蓄電量はそれぞれＶn2'，Ｕn2'である。この移行により、第２セルの単セル残り充電可能量は、Ａ2からＡ2'（＝Ａ1）へ変化する。特性線の傾きは、高電圧セルである第２セルの方が最小容量セルである第１セルより小さいので、Ｖn2'＞Ｖn1となる。
【００６２】
このように、制御ＣＰＵ５の均衡化処理は、Ｖn2'＝Ｖn1まで、第２セルの放電を継続することなく、Ｖn2'＞Ｖn1の状態で終了するので、電力の浪費を防止することができる。
【００６３】
図７に戻って、ＳＴＥＰ４７について説明する。ＳＴＥＰ４５，４６の均衡化処理を第１均衡化処理とすると、ＳＴＥＰ４７，４８は第２均衡化処理となる。
【００６４】
ＳＴＥＰ４７では、均衡化制御部５４は、セル電圧が最小容量セルのセル電圧Ｖxより低いセル（以下、「低電圧セル」という）の有無を判断し、有りと判断したときは、処理をＳＴＥＰ４８へ進ませ、無しと判断したときは、図７のルーチンを終了する。
【００６５】
図１０は、ＳＴＥＰ４７及び後述のＳＴＥＰ４８の具体的な処理内容についての説明図である。図１０を参照して、ＳＴＥＰ４７の処理内容を詳しく説明する。図９で前述したように、均衡化制御部５４によるＳＴＥＰ４４の均衡化処理実施により高電圧セルＣuとしての第２セルの放電が実施され、第２セルは状態位置Ｓc2'となり、第２セルの単セル残り充電可能量はＡ2'（＝Ａ1）となった。一方、最小容量セルＣxとしての第１セル及び低電圧セルＣwとしての第３セルの状態は変化することなくＳc1，Ｓc3に留まっている。これらＳc1，Ｓc2'，Ｓc3は、図１０における第２均衡化処理の開始時の状態として図１０に示されている。
【００６６】
図１０の例をＳＴＥＰ４７の判断に適用すると、均衡化制御部５４は、低電圧セル有りと判断して、処理をＳＴＥＰ４８へ進める。
【００６７】
図７に戻って、ＳＴＥＰ４８では、均衡化制御部５４は、第１セル，第２セルがそれぞれＳc1，Ｓc2'である状態から、最小容量セルＣxの単セル残り充電可能量＝高電圧セルＣuの単セル残り充電可能量でありかつ最小容量セルＣxのセル電圧≧セル下限電圧Ｖaに保持されるとの制限下で、セルＣx，Ｃuの単セル残り充電可能量が低電圧セルＣwの単セル残り充電可能量Ａwに極力接近するように、セルＣx，Ｃuを放電する。
【００６８】
再び、図１０を参照して、均衡化制御部５４によるＳＴＥＰ４８の処理を具体的に説明する。ＳＴＥＰ４８の均衡化処理実施前では、第１セル〜第３セルの状態位置はそれぞれＳc1，Ｓc2'であったが、ＳＴＥＰ４８の均衡化処理実施後では、第１セル，２の状態位置はＳc1''，Ｓc2''へそれぞれ移行している。なお、第３セルは、ＳＴＥＰ４８の均衡化処理実施後も均衡化処理実施前と同様にＳc3に留まる。
【００６９】
Ｓc1''に対応するセル電圧及び蓄電量はそれぞれＶn1''，Ｕn1''であり、Ｓc2''に対応するセル電圧及び蓄電量はそれぞれＶn2''，Ｕn2''である。Ｖn1''＜Ｖn1，Ｕn1''＜Ｕn1，Ｖn2''＜Ｖn2'，Ｕn2''＜Ｕn2'である。この移行により、第１セルの単セル残り充電可能量は、Ａ1からＡ1''へ変化し、第２セルの単セル残り充電可能量は、Ａ2'からＡ2''へ変化する。Ａ3＝Ａ1''（＝Ａ2''）＞Ａ1（＝Ａ2'）である。
【００７０】
ＳＴＥＰ４８の処理は、換言すると、組電池の中で、単セル残り充電可能量が最大であるセルの単セル残り充電可能量より、単セル残り充電可能量が小さいセルをなくすことを意味する。図９の例では、低電圧セルが第３セルの１つしか存在しないが、低電圧セルが複数存在するときには、セル電圧が最低のセルの単セル残り充電可能量、すなわち組電池の中で単セル残り充電可能量が最大のセルの単セル残り充電可能量に各セルの単セル残り充電可能量が等しくなるように、各セルが放電される。
【００７１】
なお、均衡化制御部５４は、第１セル，第２セルの残り充電可能量を同一値を維持しつつ、第１セル，第２セルの放電を続けて、Ａ3に接近させていくが、Ａ3＝Ａ1''（＝Ａ2''）になる前に、第１セルのセル電圧がセル下限電圧Ｖaに到達して、第２均衡化処理を終了することがある。その場合は、Ａ3＞Ａ1''（＝Ａ2''）の状態で均衡化のための放電が終了する。
【００７２】
特性線の傾きは、最小容量セルでない第２セルの方が最小容量セルである第１セルより小さいので、第２均衡化処理の終了時点において、Ｖn2''＞Ｖn1''である。したがって、第１セル，第２セルのセル電圧がＶn3に等しくなるまで放電を継続する特許文献１の充電制御装置に対して、均衡化の際の電力の浪費を抑制することができる。
【００７３】
なお、高電圧セルＣuが存在せず、低電圧セルＣwのみが存在するときは、最小容量セルＣxの単セル残り充電可能量が低電圧セルＣwのＡwに均衡化する処理のみが行われる。高電圧セルＣuが複数存在するときは、第１均衡化処理では、全部の高電圧セルＣuの単セル残り充電可能量が最小容量セルＣxのＡxに均衡化させられる。複数の低電圧セルＣwが存在するときは、複数の低電圧セルＣwのうち、セル電圧が最低である低電圧セルＣwのＡwに、最小容量セル及び高電圧セルの単セル残り充電可能量が均衡化させられる。
【００７４】
図７の単セル残り充電可能量の均衡化処理ルーチン後、直ちに充電が行われてもよいし、電池パック２の蓄電量に余裕があるのであれば、電気自動車１の走行後、電池パック２の充電が行われてもよい。
【００７５】
本発明を実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されることなく、要旨の範囲内で種々に変形して、実施可能である。
【００７６】
例えば、実施形態では、図７の均衡化処理において、最小容量セルＣxに対して高電圧セルＣuや低電圧セルＣwが１つでも存在すれば、ＳＴＥＰ４６やＳＴＥＰ４８の処理を実施することになっているが、高電圧セルＣuや低電圧セルＣwが所定数以上となったり、前回の均衡化処理時から所定時間が経過したり、所定走行距離、走行した時に実施して、頻繁な均衡化処理を抑制してもよい。
【００７７】
実施形態では、図７の均衡化処理において、最小容量セルＣxの単セル残り充電可能量と高電圧セルＣuの単セル残り充電可能量との差分に関係なく、ＳＴＥＰ４６の処理を実施しているが、両者に相当の差分が生じるまで、ＳＴＥＰ４６の処理を保留して、均衡化処理を合理化することもできる。
【００７８】
実施形態では、図７の均衡化処理において、最小容量セルＣxの単セル残り充電可能量と低電圧セルＣwの単セル残り充電可能量との差分に関係なく、ＳＴＥＰ４８の処理を実施しているが、両者に相当の差分が生じるまで、ＳＴＥＰ４６の処理を保留して、均衡化処理を合理化することもできる。
【符号の説明】
【００７９】
２・・・電池パック（組電池）、１５・・・セル（二次電池セル）、５１・・・蓄電量検出部、５２・・・単セル規制容量算出部、５３・・・残り充電可能量算出部、５４・・・均衡化制御部、５５・・・充電制御部。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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