(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ含む複数の蓄電スタックが直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置内の前記各蓄電素子の電圧値を検出する複数の電圧検出回路と、
前記各蓄電素子を放電させる放電処理を行う放電回路と、
前記各電圧検出回路によって検出された前記電圧値に基づいて前記放電処理を制御するとともに、前記電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別するコントローラと、を有し、
少なくとも１つの前記蓄電スタックが、異なる前記電圧検出回路に接続されるとともに、少なくとも１つの前記電圧検出回路が、異なる前記蓄電スタックの前記蓄電素子に接続されており、
前記コントローラは、
直列に接続された前記蓄電スタック間にまたがって複数の前記蓄電素子に接続された同一の前記電圧検出回路に対し、同一の前記電圧検出回路に接続された複数の前記蓄電素子を前記蓄電スタック毎にグループ化し、前記蓄電装置を複数の前記グループに分けたとき、
前記各グループ内における前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第１の処理と、
前記電圧値がそれぞれ揃っている前記複数のグループにおいて、前記複数のグループの間で前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第２の処理と、を行う、
ことを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
直列に接続された複数の蓄電素子を含む蓄電スタックと、
前記蓄電スタックにおいて互いに異なる前記蓄電素子に接続されており、前記各蓄電素子の電圧値を検出する複数の電圧検出回路と、
前記各蓄電素子を放電させる放電処理を行う放電回路と、
前記各電圧検出回路によって検出された前記電圧値に基づいて前記放電処理を制御するとともに、前記電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
同一の前記電圧検出回路に接続された複数の前記蓄電素子を１つのグループとして、前記蓄電スタックを複数の前記グループに分けたとき、
前記各グループ内における前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第１の処理と、
前記電圧値がそれぞれ揃っている前記複数のグループにおいて、前記複数のグループの間で前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第２の処理と、を行い、
前記各蓄電素子および前記電圧検出回路を接続するラインを介して、カソードが前記各蓄電素子の正極端子に接続され、アノードが前記各蓄電素子の負極端子に接続されたツェナーダイオードを有しており、
前記コントローラは、
前記グループ内における前記電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも低く、前記特定の蓄電素子と直列に接続された前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも高いとき、
前記異常状態として、前記特定の蓄電素子に対応した前記ツェナーダイオードにリーク電流が流れていることを判別することを特徴とする蓄電システム。
【請求項３】
直列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ含む複数の蓄電スタックが直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置内の前記各蓄電素子の電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記各蓄電素子を放電させる放電処理を行う放電回路と、
前記電圧検出回路によって検出された前記電圧値に基づいて前記放電処理を制御するとともに、前記電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記各蓄電スタックを１つのグループとして、前記蓄電装置を複数の前記グループに分けたとき、
前記各グループ内における前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第１の処理と、
前記電圧値がそれぞれ揃っている前記複数のグループにおいて、前記複数のグループの間で前記電圧値が異なっているとき、これらの電圧値を前記放電処理によって揃える第２の処理と、を行い、
前記各蓄電素子および前記電圧検出回路を接続するラインを介して、カソードが前記各蓄電素子の正極端子に接続され、アノードが前記各蓄電素子の負極端子に接続されたツェナーダイオードを有しており、
前記コントローラは、
前記グループ内における前記電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも低く、前記特定の蓄電素子と直列に接続された前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも高いとき、
前記異常状態として、前記特定の蓄電素子に対応した前記ツェナーダイオードにリーク電流が流れていることを判別することを特徴とする蓄電システム。
【請求項４】
前記各蓄電素子および前記電圧検出回路を接続するラインを介して、カソードが前記各蓄電素子の正極端子に接続され、アノードが前記各蓄電素子の負極端子に接続されたツェナーダイオードを有しており、
前記コントローラは、
前記グループ内における前記電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも低く、前記特定の蓄電素子と直列に接続された前記蓄電素子の前記電圧値が前記基準電圧値よりも高いとき、
前記異常状態として、前記特定の蓄電素子に対応した前記ツェナーダイオードにリーク電流が流れていることを判別することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記グループ内における前記電圧値を揃えた後において、特定の前記蓄電素子の前記電圧値が低下しているとき、
前記異常状態として、前記特定の蓄電素子が放電し続けていることを判別することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電素子の電圧値をそれぞれ検出し、複数の蓄電素子における電圧値のバラツキを抑制するために、蓄電素子を放電させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、直列に接続された複数の単電池の電圧値をそれぞれ検出し、複数の単電池における電圧値のばらつきが許容範囲内となるように、特定の単電池を放電させることが記載されている。ここで、各単電池には、放電抵抗器および放電スイッチが並列に接続されており、特定の放電スイッチをオンにすることにより、特定の単電池だけを放電させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、複数の単電池における電圧値のバラツキを許容範囲内にしておけば、この後における電圧変動を監視することにより、電圧変動に応じた異常状態を特定しやすくなる。特定の異常状態が発生すると、この異常状態に起因した電圧変動が発生することがあるため、この電圧変動を把握することにより、異常状態が発生していることを判別できる。ここで、電圧値のバラツキが発生しているときには、異常状態に起因した電圧変動を把握しにくくなるため、電圧値のバラツキは許容範囲内にしておくことが好ましい。
【０００５】
一方、特許文献１では、組電池を構成する、すべての単電池が１つの電圧検出回路に接続されている。ここで、組電池を構成する単電池の数は適宜決めることができる。例えば、単電池の数が増えると、複数の電圧検出回路を組電池に接続しなければならないことがある。電圧検出回路の検出結果には、検出誤差が含まれることがあり、この検出誤差は、電圧検出回路毎に異なることがある。したがって、複数の電圧検出回路における検出誤差のバラツキによって、組電池内の単電池の電圧値にバラツキが発生することがある。
【０００６】
検出誤差のバラツキに伴う電圧値のバラツキが許容範囲内となるように、単電池を放電させると、この放電時間の分だけ、電圧値のバラツキが許容範囲内になるまでの時間が延びてしまう。これに伴い、上述した異常状態の判別が遅れてしまう。
【０００７】
一方、例えば、組電池の出力を向上させるために、複数の電池スタックを直列に接続して組電池を構成することがある。各電池スタックは、複数の単電池を直列に接続することによって構成される。ここで、各電池スタックが個別に交換されたり、複数の電池スタックが互いに異なる温度環境下で使用されたりすることなどによって、複数の電池スタックでは、単電池の満充電容量にバラツキが発生することがある。これに伴い、複数の電池スタックにおいて、単電池の電圧値にバラツキが発生しやすくなる。
【０００８】
このような電圧値のバラツキが許容範囲内となるように、単電池を放電させると、この放電時間の分だけ、電圧値のバラツキが許容範囲内になるまでの時間が延びてしまう。これに伴い、上述した異常状態の判別が遅れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願第１の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、複数の電圧検出回路と、放電回路と、コントローラとを有する。蓄電装置では、複数の蓄電スタックが直列に接続されており、各蓄電スタックでは、複数の蓄電素子が直列に接続されている。各電圧検出回路は、蓄電装置内の各蓄電素子の電圧値を検出する。放電回路は、各蓄電素子を放電させる放電処理を行う。少なくとも１つの蓄電スタックは、異なる電圧検出回路に接続される。また、少なくとも１つの電圧検出回路は、異なる蓄電スタックの蓄電素子に接続される。
【００１０】
コントローラは、各電圧検出回路によって検出された電圧値に基づいて放電処理を制御するとともに、電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別する。蓄電装置は、複数のグループに分けられており、直列に接続された蓄電スタック間にまたがって複数の蓄電素子に接続された同一の前記電圧検出回路に対し、同一の電圧検出回路に接続された複数の蓄電素子を蓄電スタック毎にグループ化し、１つのグループが構成されている。ここで、各グループにおける蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第１の処理）によって揃えられる。また、各グループにおける蓄電素子の電圧値が揃っていても、複数のグループにおいて、蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第２の処理）によって揃えられる。
【００１１】
本願第１の発明によれば、放電回路の放電処理（第１および第２の処理）によって、蓄電装置におけるすべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。具体的には、第１の処理によってグループ内における電圧値を揃えながら、第２の処理によって複数のグループ間における電圧値を揃えることができる。これにより、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。
【００１２】
ここで、１つのグループは、電圧検出回路毎に分けられる。これにより、各グループに含まれる蓄電素子の電圧値は、複数の電圧検出回路における検出誤差の影響を受けなくなる。したがって、電圧検出回路の検出誤差のバラツキに伴う電圧値のバラツキを無視して、グループ内における電圧値を揃えることができる。また、１つのグループは、蓄電スタック毎に分けられる。これにより、各グループに含まれる蓄電素子の電圧値は、複数の蓄電スタックの間で発生しうる満充電容量のバラツキの影響を受けなくなる。したがって、複数の蓄電スタックにおける満充電容量のバラツキに伴う電圧値のバラツキを無視して、グループ内における電圧値を揃えることができる。
【００１３】
グループ内における電圧値を揃えるときには、検出誤差や満充電容量のバラツキに伴う電圧値のバラツキを抑制する必要が無くなり、このバラツキを抑制するための放電処理が不要になる。これにより、各グループにおいて、蓄電素子の電圧値を揃えるまでの時間を短縮しやすくなり、異常状態の判別が遅れてしまうことを抑制できる。また、グループ内の電圧値を揃えておけば、第２の処理において、電圧値を揃えた状態で、グループ内におけるすべての蓄電素子を放電させることができる。したがって、グループ内において異常状態の判別を行いながら、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。
【００１４】
本願第２の発明である蓄電システムは、蓄電スタックと、複数の電圧検出回路と、放電回路と、コントローラとを有する。蓄電スタックでは、複数の蓄電素子が直列に接続されている。複数の電圧検出回路は、蓄電スタックにおいて互いに異なる蓄電素子に接続されており、各蓄電素子の電圧値を検出する。放電回路は、各蓄電素子を放電させる放電処理を行う。コントローラは、各電圧検出回路によって検出された電圧値に基づいて放電処理を制御するとともに、電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別する。
【００１５】
蓄電スタックは、複数のグループに分けられており、同一の電圧検出回路に接続された複数の蓄電素子によって、１つのグループが構成されている。ここで、各グループ内における蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第１の処理）によって揃えられる。また、各グループ内における蓄電素子の電圧値が揃っていても、複数のグループにおいて、蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第２の処理）によって揃えられる。
【００１６】
本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様に、グループ内における電圧値を揃えながら、複数のグループ間における電圧値を揃えることにより、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。
【００１７】
ここで、１つのグループは、電圧検出回路毎に分けられるため、本願第１の発明と同様に、電圧検出回路の検出誤差のバラツキに伴う電圧値のバラツキを無視して、グループ内における電圧値を揃えることができる。そして、各グループにおいて、蓄電素子の電圧値を揃えるまでの時間を短縮しやすくなり、異常状態の判別が遅れてしまうことを抑制できる。また、グループ内の電圧値を揃えておけば、第２の処理において、電圧値を揃えた状態で、グループ内におけるすべての蓄電素子を放電させることができる。したがって、グループ内において異常状態の判別を行いながら、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。そして、本願第２の発明では、異常状態としては、ツェナーダイオードにリーク電流が流れることに伴うツェナーダイオードの故障を判別する。ここで、ツェナーダイオードは、各蓄電素子および電圧検出回路を接続するラインを介して、各蓄電素子と接続されている。具体的には、ツェナーダイオードのカソードが各蓄電素子の正極端子に接続され、ツェナーダイオードのアノードが各蓄電素子の負極端子に接続されている。グループ内における蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも低く、特定の蓄電素子と直列に接続された蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも高いとき、ツェナーダイオードが故障していることを判別できる。グループ内において蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えておくことにより、ツェナーダイオードの故障に伴う、上述した電圧変動を把握しやすくなる。
【００１８】
本願第３の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、電圧検出回路と、放電回路と、コントローラとを有する。蓄電装置では、複数の蓄電スタックが直列に接続されており、各蓄電スタックでは、複数の蓄電素子が直列に接続されている。電圧検出回路は、蓄電装置内の各蓄電素子の電圧値を検出する。放電回路は、各蓄電素子を放電させる放電処理を行う。コントローラは、電圧検出回路によって検出された電圧値に基づいて放電処理を制御するとともに、電圧値が揃えられた状態からの電圧変動に応じた異常状態を判別する。
【００１９】
蓄電装置は、複数のグループに分けられており、各蓄電スタックによって１つのグループが構成されている。ここで、各グループにおける蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第１の処理）によって揃えられる。また、各グループにおける蓄電素子の電圧値が揃っていても、複数のグループにおいて、蓄電素子の電圧値が異なっているとき、これらの電圧値は放電処理（第２の処理）によって揃えられる。
【００２０】
本願第３の発明においても、本願第１の発明と同様に、グループ内における電圧値を揃えながら、複数のグループ間における電圧値を揃えることにより、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。
【００２１】
ここで、１つのグループは、蓄電スタック毎に分けられるため、本願第１の発明と同様に、満充電容量のバラツキに伴う電圧値のバラツキを無視して、グループ内における電圧値を揃えることができる。そして、各グループにおいて、蓄電素子の電圧値を揃えるまでの時間を短縮しやすくなり、異常状態の判別が遅れてしまうことを抑制できる。また、グループ内の電圧値を揃えておけば、第２の処理において、電圧値を揃えた状態で、グループ内におけるすべての蓄電素子を放電させることができる。したがって、グループ内において異常状態の判別を行いながら、蓄電装置において、すべての蓄電素子の電圧値を揃えることができる。そして、本願第３の発明では、異常状態として、ツェナーダイオードにリーク電流が流れることに伴うツェナーダイオードの故障を判別する。ここで、ツェナーダイオードは、各蓄電素子および電圧検出回路を接続するラインを介して、各蓄電素子と接続されている。具体的には、ツェナーダイオードのカソードが各蓄電素子の正極端子に接続され、ツェナーダイオードのアノードが各蓄電素子の負極端子に接続されている。グループ内における蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも低く、特定の蓄電素子と直列に接続された蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも高いとき、ツェナーダイオードが故障していることを判別できる。グループ内において蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えておくことにより、ツェナーダイオードの故障に伴う、上述した電圧変動を把握しやすくなる。
【００２２】
本願第１の発明において、異常状態としては、ツェナーダイオードにリーク電流が流れることに伴うツェナーダイオードの故障を判別することができる。ここで、ツェナーダイオードは、各蓄電素子および電圧検出回路を接続するラインを介して、各蓄電素子と接続されている。具体的には、ツェナーダイオードのカソードが各蓄電素子の正極端子に接続され、ツェナーダイオードのアノードが各蓄電素子の負極端子に接続されている。
【００２３】
グループ内における蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えた後において、特定の蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも低く、特定の蓄電素子と直列に接続された蓄電素子の電圧値が基準電圧値よりも高いとき、ツェナーダイオードが故障していることを判別できる。グループ内において蓄電素子の電圧値を基準電圧値に揃えておくことにより、ツェナーダイオードの故障に伴う、上述した電圧変動を把握しやすくなる。
【００２４】
本願第１の発明において、異常状態としては、蓄電素子が放電し続けている状態がある。グループ内において蓄電素子の電圧値を揃えておくことにより、特定の蓄電素子における電圧値の低下を把握しやすくなり、蓄電素子が放電し続けている状態を把握しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】組電池および監視ユニットの構成を示す図である。
【図３】監視ユニット内の一部の回路構成を示す図である。
【図４】均等化処理を示すフローチャートである。
【図５】放電判定を示すフローチャートである。
【図６】電池グループを説明する図である。
【図７】第１段階の放電判定を示すフローチャートである。
【図８】第１段階の放電判定において、放電対象の単電池を特定したときの説明図である。
【図９】第２段階の放電判定を示すフローチャートである。
【図１０】第２段階の放電判定において、放電対象の単電池を特定したときの説明図である。
【図１１】ツェナーダイオードにリーク電流が流れている状態を示す図である。
【図１２】ツェナーダイオードにリーク電流が流れているときにおいて、各単電池の電圧値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例における電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）の構成を示す図である。組電池（本発明の蓄電装置に相当する）１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、負荷２０と接続されている。ここで、正極ラインＰＬは、組電池１０の正極端子と接続され、負極ラインＮＬは、組電池１０の負極端子と接続されている。
【００２８】
正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられており、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであるとき、組電池１０が負荷２０と接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオフであるとき、組電池１０および負荷２０の接続が遮断される。
【００２９】
図１に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができ、この場合には、負荷２０として、モータ・ジェネレータを用いることができる。モータ・ジェネレータは、組電池１０から出力された電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。また、モータ・ジェネレータは、車両の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換し、この電力を組電池１０に出力することができる。
【００３０】
次に、組電池１０の構成について、図２を用いて説明する。組電池１０は、直列に接続された３つの電池スタック（本発明の蓄電スタックに相当する）１１（１１Ａ〜１１Ｃ）を有する。本実施例において、組電池１０を構成する電池スタック１１の数は、複数であればよい。各電池スタック１１Ａ〜１１Ｃは、個別に交換することができる。
【００３１】
例えば、電池スタック１１Ｂだけが、劣化によって寿命に到達したときには、電池スタック１１Ｂだけを他の電池スタック１１と交換することができる。ここで、他の電池スタック１１は、予め使用されていた電池スタック１１Ａ，１１Ｃと直列に接続される。また、他の電池スタック１１としては、新品の電池スタック１１や、使用済みの電池スタック１１を用いることができる。使用済みの電池スタック１１とは、回収された電池スタック１１のうち、未だ寿命に到達していなく、引き続き使用することができる電池スタック１１である。
【００３２】
各電池スタック１１Ａ〜１１Ｃは、直列に接続された複数の単電池（本発明の蓄電素子に相当する）１２を有する。電池スタック１１を構成する単電池１２の数は、適宜設定することができる。なお、電池スタック１１には、並列に接続された複数の単電池１２が含まれていてもよい。単電池１２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。
【００３３】
各単電池１２の正極端子および負極端子は、検出ラインＤＬを介して監視ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ）に接続されている。監視ユニット３０は、各単電池１２の電圧値Ｖｂを検出するために用いられ、監視ユニット３０の出力信号は、コントローラ４０に入力される。本実施例では、２つの監視ユニット３０Ａ，３０Ｂが組電池１０に接続されているが、監視ユニット３０の数は、複数であればよい。
【００３４】
図２に示す構成において、監視ユニット３０Ａは、電池スタック１１Ａのすべての単電池１２と、電池スタック１１Ｂにおける一部の単電池１２と接続されている。監視ユニット３０Ｂは、電池スタック１１Ｃのすべての単電池１２と、電池スタック１１Ｂにおける一部の単電池１２と接続されている。ここで、電池スタック１１Ｂには、監視ユニット３０Ａと接続される単電池１２と、監視ユニット３０Ｂと接続される単電池１２とが含まれる。
【００３５】
コントローラ４０は、メモリ４１を有しており、メモリ４１は、各種の情報を記憶している。なお、メモリ４１は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。ここで、コントローラ４０は、図１に示すシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンおよびオフの間で切り替えるための制御信号を出力することができる。タイマ４２は、時間ｔ１を計測し、計測結果をコントローラ４０に出力する。タイマ４３は、時間ｔ２を計測し、計測結果をコントローラ４０に出力する。時間ｔ１，ｔ２の詳細については、後述する。
【００３６】
次に、監視ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ）の回路構成について、図３を用いて説明する。図３は、監視ユニット３０における一部の回路構成を示す。
【００３７】
各検出ラインＤＬには、抵抗素子Ｒ１１が設けられている。許容電流値よりも大きな電流が抵抗素子Ｒ１１に流れたとき、抵抗素子Ｒ１１が溶断することにより、監視ユニット３０および組電池１０の接続を遮断することができる。これにより、組電池１０から監視ユニット３０に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。
【００３８】
各単電池１２には、２つの検出ラインＤＬを介してツェナーダイオードＤが並列に接続されている。ここで、ツェナーダイオードＤのカソードは、単電池１２の正極端子と接続されており、ツェナーダイオードＤのアノードは、単電池１２の負極端子と接続されている。ツェナーダイオードＤは、組電池１０から監視ユニット３０に過電圧が印加することを抑制するために用いられる。すなわち、組電池１０から監視ユニット３０に過電圧が印加されるときには、ツェナーダイオードＤのカソードからアノードに電流が流れることにより、監視ユニット３０に過電圧が印加されることを抑制する。ここで、複数のツェナーダイオードＤは、直列に接続されている。
【００３９】
検出ラインＤＬは、２つに分岐しており、これらの分岐ラインＢＬ１，ＢＬ２には、抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２がそれぞれ設けられている。ここで、各抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２および抵抗素子Ｒ１１の接続点にツェナーダイオードＤが接続されている。単電池１２と接続される２つの検出ラインＤＬにおいて、一方の検出ラインＤＬの分岐ラインＢＬ１と、他方の検出ラインＤＬの分岐ラインＢＬ２とには、キャパシタ（フライングキャパシタ）ＣおよびスイッチＳＷ１が接続されている。
【００４０】
具体的には、キャパシタＣおよびスイッチＳＷ１は、抵抗素子Ｒ２１およびサンプリングスイッチＳＷ２１の間の分岐ラインＢＬ１と、抵抗素子Ｒ２２およびサンプリングスイッチＳＷ２２の間の分岐ラインＢＬ２とに接続されている。サンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は、コントローラ４０からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００４１】
スイッチＳＷ１は、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。各スイッチＳＷ１は、検出ラインＤＬを介して各単電池１２と並列に接続されており、スイッチＳＷ１がオンであるとき、スイッチＳＷ１、単電池１２および検出ラインＤＬによって閉回路が構成され、単電池１２を放電させることができる。単電池１２の放電電流が抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２２に流れることにより、単電池１２の電圧値Ｖｂを低下させることができる。
【００４２】
各キャパシタＣは、検出ラインＤＬを介して各単電池１２と並列に接続されているため、キャパシタＣには、単電池１２に蓄えられた電荷がチャージされる。これにより、キャパシタＣの電圧値Ｖｃは、単電池１２の電圧値Ｖｂと等しくなる。
【００４３】
特定の単電池１２に対応したサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２をオンにすることにより、特定の単電池１２の電圧値Ｖｂ（ここでは、キャパシタＣの電圧値Ｖｃ）を検出することができる。ここで、サンプリングスイッチＳＷ２１は、コンパレータＣＯＭの一方の入力端子と接続され、サンプリングスイッチＳＷ２２は、コンパレータＣＯＭの他方の入力端子と接続されている。コンパレータＣＯＭの出力信号は、ＡＤ変換された後に、コントローラ４０に入力される。これにより、コントローラ４０は、各単電池１２の電圧値Ｖｂ（電圧値Ｖｃ）を検出することができる。
【００４４】
コントローラ４０は、各単電池１２に対応したサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２を順次オンにすることにより、各単電池１２の電圧値Ｖｂ（電圧値Ｖｃ）を順次検出することができる。なお、複数のサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は、マルチプレクサによって構成することができる。
【００４５】
上述したように、スイッチＳＷ１をオンにして単電池１２を放電させることにより、複数の単電池１２において、電圧値Ｖｂ（電圧値Ｖｃ）のバラツキを抑制することができる。ここで、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制する処理を均等化処理という。
【００４６】
本実施例の監視ユニット３０は、上述したように、各単電池１２の電圧値Ｖｂを検出する回路（電圧検出回路）と、各単電池１２を放電させる回路（放電回路）とを有している。ここで、電圧検出回路および放電回路を別々に構成することもできる。具体的には、電圧検出回路を各単電池１２に接続するとともに、電圧検出回路および各単電池１２の接続ラインとは異なる接続ラインを用いて、放電回路を各単電池１２に接続することができる。電圧検出回路は、監視ユニット３０の数だけ設けられる。放電回路の数は適宜設定でき、例えば、監視ユニット３０の数だけ、放電回路を設けることができる。
【００４７】
次に、均等化処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、コントローラ４０によって実行され、例えば、組電池１０が負荷２０と接続されていない間、図４に示す処理を行うことができる。なお、コントローラ４０は、組電池１０とは異なる電源からの電力供給を受けて動作することができる。
【００４８】
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、均等化処理によって放電させる単電池１２を特定するとともに、タイマ４２を用いて、時間ｔ１の計測を開始する。ここで、ステップＳ１０１の処理を行うときには、放電させる単電池１２が存在していないこともあり、この場合には、放電させる単電池１２が特定されない。なお、放電させる単電池１２を特定する処理の詳細については、後述する。
【００４９】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理の結果に基づいて、放電させる単電池１２が存在しているか否かを判別する。ここで、放電させる単電池１２が特定されているとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０３の処理を行い、放電させる単電池１２が特定されていないとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０６の処理を行う。
【００５０】
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理で特定された単電池１２について、放電を開始させる。具体的には、コントローラ４０は、特定された単電池１２に対応するスイッチＳＷ１（図３参照）をオフからオンに切り替えることにより、単電池１２を放電させる。なお、放電させない単電池１２に対応するスイッチＳＷ１はオフのままである。コントローラ４０は、単電池１２の放電を開始したとき、タイマ４３を用いた時間ｔ２の計測を開始する。計測時間ｔ２は、スイッチＳＷ１のオンによって、単電池１２を放電し続けている時間を示す。
【００５１】
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、計測時間ｔ２が第２所定時間ｔ＿ｔｈ２以上であるか否かを判別する。第２所定時間ｔ＿ｔｈ２は、適宜設定することができ、第２所定時間ｔ＿ｔｈ２を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。コントローラ４０は、単電池１２の放電を開始した後、計測時間ｔ２が第２所定時間ｔ＿ｔｈ２以上になるまで待機する。
【００５２】
計測時間ｔ２が第２所定時間ｔ＿ｔｈ２以上であるとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０５において、単電池１２の放電を終了させる。具体的には、コントローラ４０は、ステップＳ１０３の処理によって、オンとなっているスイッチＳＷ１をオフに切り替える。ここで、単電池１２の放電を終了させるとき、コントローラ４０は、計測時間ｔ２をリセットする。
【００５３】
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理によって計測を開始した時間ｔ１が第１所定時間ｔ＿ｔｈ１以上であるか否かを判別する。第１所定時間ｔ＿ｔｈ１は、ステップＳ１０１の処理を行う周期を特定する時間であり、第２所定時間ｔ＿ｔｈ２以上の時間である。第１所定時間ｔ＿ｔｈ１を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００５４】
コントローラ４０は、計測時間ｔ１が第１所定時間ｔ＿ｔｈ１以上となるまで待機し、計測時間ｔ１が第１所定時間ｔ＿ｔｈ１以上であるとき、コントローラ４０は、計測時間ｔ１をリセットした後、ステップＳ１０１の処理を再び行う。
【００５５】
次に、図４に示すステップＳ１０１の処理、すなわち、放電させる単電池１２を特定する処理の詳細について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。
【００５６】
ステップＳ２０１において、コントローラ４０は、第１段階の放電判定として、各電池グループ（本発明のグループに相当する）Ｇにおいて、放電させる単電池１２を特定する。図６に示すように、組電池１０は、４つの電池グループＧ（Ｇ１〜Ｇ４）に分けられている。
【００５７】
各電池グループＧ１〜Ｇ４は、同一の電池スタック１１（１１Ａ〜１１Ｃ）に含まれ、同一の監視ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ）に接続される単電池１２によって構成されている。なお、図６に示す構成では、４つの電池グループＧ１〜Ｇ４に分けられるが、これに限るものではない。電池スタック１１の数や、監視ユニット３０の数に応じて、電池グループの数が変化する。ステップＳ２０１の処理の詳細については、後述する。
【００５８】
ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、第２段階の放電判定として、電池グループＧ１〜Ｇ４において、放電させる単電池１２を特定する。ここで、放電させる単電池１２は、電池グループＧに含まれるすべての単電池１２である。ステップＳ２０２の処理の詳細については、後述する。
【００５９】
次に、図５に示すステップＳ２０１の処理（第１段階の放電判定）の詳細について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。図７に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。
【００６０】
ステップＳ３０１において、コントローラ４０は、監視ユニット３０Ａ，３０Ｂの出力信号に基づいて、各電池グループＧ１〜Ｇ４に含まれる、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂを検出する。ステップＳ３０２において、コントローラ４０は、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、電圧値Ｖｂが異なっており、電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているか否かを判別する。
【００６１】
具体的には、コントローラ４０は、まず、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、最も低い電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１を特定する。ここで、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１を示す単電池１２は、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、少なくとも１つ存在する。次に、コントローラ４０は、他の各単電池１２の電圧値Ｖｂおよび電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１の間の電圧差ΔＶ１を算出する。
【００６２】
他の単電池１２とは、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１よりも高い電圧値Ｖｂを示す単電池１２である。また、電圧差ΔＶ１は、他の単電池１２の電圧値Ｖｂから電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１を減算した値である。コントローラ４０は、算出した電圧差ΔＶ１が閾値ΔＶ＿ｔｈ１以上であるとき、電圧値Ｖｂのバラツキが発生していることを判別する。電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているとき、コントローラ４０は、ステップＳ３０３の処理を行う。
【００６３】
電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているか否かの判別は、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１を示す単電池１２を除く、すべての単電池１２に対して行われる。ここで、電池グループＧ１〜Ｇ４においては、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１が互いに異なることもある。
【００６４】
電圧差ΔＶ１が閾値ΔＶ＿ｔｈ１よりも小さいとき、コントローラ４０は、電圧値Ｖｂのバラツキが発生していないこと、言い換えれば、電圧値Ｖｂが揃っていることを判別する。ここで、閾値ΔＶ＿ｔｈ１は、０［Ｖ］以上の値であり、電圧値Ｖｂのバラツキを許容できる範囲を考慮して適宜設定することができる。閾値ΔＶ＿ｔｈ１を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。電圧値Ｖｂのバラツキが発生していないとき、コントローラ４０は、図７に示す処理を終了する。この場合には、第１段階の放電判定において、放電対象の単電池１２が特定されない。
【００６５】
ステップＳ３０３において、コントローラ４０は、ステップＳ３０２の処理によって電圧値Ｖｂのバラツキがあると判別した単電池１２を、放電させる単電池１２として特定する。ここで、放電対象に特定される単電池１２は、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、少なくとも閾値ΔＶ＿ｔｈ１の分だけ、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１よりも高い電圧値Ｖｂを示す単電池１２である。
【００６６】
コントローラ４０は、放電対象に特定された単電池１２に対して、放電実行フラグを設定する。ここで、組電池１０を構成する、すべての単電池１２に対して識別情報（番号など）を設けておけば、コントローラ４０は、識別情報および放電実行フラグを対応づけた状態でメモリ４１に記憶することができる。これにより、コントローラ４０は、識別情報および放電実行フラグを確認することにより、放電させる単電池１２を把握することができる。
【００６７】
第１段階の放電判定を行ったとき、図４に示すステップＳ１０３の処理（本発明の第１の処理に相当する）において、コントローラ４０は、放電実行フラグが設定された単電池１２を放電させる。これにより、電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制して、電圧値Ｖｂを揃えることができる。図４に示す処理を行うとき、第２所定時間ｔ＿ｔｈ２の間における単電池１２の放電量によっては、電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂが揃わないこともある。ただし、図４に示す処理を繰り返して行うことにより、電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂを揃えることができる。
【００６８】
ステップＳ３０４において、コントローラ４０は、ステップＳ３０３の処理によって特定された放電対象の単電池１２を含む電池グループＧを、第２段階の放電判定から除外する。具体的には、コントローラ４０は、放電対象の単電池１２を含む電池グループＧのうち、放電対象の単電池１２を除くすべての単電池１２について、放電実行フラグを設定しない。これにより、コントローラ４０は、識別情報および放電実行フラグの設定内容を確認することにより、放電させない単電池１２を把握することができる。なお、放電させない単電池１２としては、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１を示す単電池１２がある。
【００６９】
図８には、各電池グループＧ１〜Ｇ４における単電池１２の電圧値Ｖｂ（一例）を示す。ここで、図８の縦軸は電圧値Ｖｂを示し、図８の横軸は単電池１２を示す。
【００７０】
図８に示す例では、電池グループＧ４において、星印を示した単電池１２の電圧値Ｖｂは、他の単電池１２の電圧値Ｖｂ（すなわち、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１）よりも、少なくとも閾値ΔＶ＿ｔｈ１だけ高い。このため、星印を示した単電池１２が、放電対象に特定される。また、電池グループＧ４については、第２段階の放電判定から除外される。なお、他の各電池グループＧ１〜Ｇ３では、単電池１２の電圧値Ｖｂがそれぞれ揃っているため、第１段階の放電判定では、各電池グループＧ１〜Ｇ３において、放電対象の単電池１２が特定されない。
【００７１】
次に、図５に示すステップＳ２０２の処理（第２段階の放電判定）の詳細について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。
【００７２】
ステップＳ４０１において、コントローラ４０は、複数の電池グループＧ（Ｇ１〜Ｇ４）の間において、電圧値Ｖｂが異なっており、電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているか否かを判別する。ステップＳ４０１の処理の対象となる電池グループＧは、第１段階の放電判定において、電圧値Ｖｂのバラツキが発生していないと判別された電池グループＧである。この電池グループＧでは、すべての単電池１２に関して、電圧差ΔＶ１が閾値ΔＶ＿ｔｈ１よりも小さい。このため、電池グループＧに含まれる、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂは略等しい。
【００７３】
コントローラ４０は、各電池グループＧに含まれる単電池１２の電圧値Ｖｂを把握した上で、複数の電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているか否かを判別する。具体的には、コントローラ４０は、まず、複数の電池グループＧにおける電圧値Ｖｂのうち、最も低い電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２を特定し、他の電池グループＧの電圧値Ｖｂおよび電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２の間の電圧差ΔＶ２を算出する。他の電池グループＧの電圧値Ｖｂは、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２よりも高く、電圧差ΔＶ２は、他の電池グループＧの電圧値Ｖｂから電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２を減算した値である。
【００７４】
コントローラ４０は、算出した電圧差ΔＶ２が閾値ΔＶ＿ｔｈ２以上であるとき、複数の電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキが発生していることを判別する。電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているとき、コントローラ４０は、ステップＳ４０２の処理を行う。
【００７５】
閾値ΔＶ＿ｔｈ２は、０［Ｖ］以上の値であり、電圧値Ｖｂのバラツキを許容できる範囲を考慮して適宜設定することができる。閾値ΔＶ＿ｔｈ２は、上述した閾値ΔＶ＿ｔｈ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。閾値ΔＶ＿ｔｈ２を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００７６】
電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているか否かの判別は、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２を示す電池グループＧを除く、すべての電池グループＧに対して行われる。ただし、上述したように、図７に示す処理によって、第２段階の放電判定から除外された電池グループＧについては、ステップＳ４０１の処理が行われない。
【００７７】
算出した電圧差ΔＶ２が閾値ΔＶ＿ｔｈ２よりも小さいとき、コントローラ４０は、電圧値Ｖｂのバラツキが発生していないこと、言い換えれば、電圧値Ｖｂが揃っていることを判別する。この場合において、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。なお、ステップＳ４０１の処理の対象となる電池グループＧが１つしか存在しないとき、コントローラ４０は、電圧値Ｖｂのバラツキを把握することができないため、図９に示す処理を終了する。
【００７８】
複数の電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキが発生しているとき、コントローラ４０は、電圧値Ｖｂのバラツキがあると判別した電池グループＧに含まれる、すべての単電池１２を、放電させる単電池１２として特定する。電圧値Ｖｂのバラツキがあると判別した電池グループＧでは、この電池グループＧに含まれる単電池１２の電圧値Ｖｂが、少なくとも閾値ΔＶ＿ｔｈ２の分だけ、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２よりも高くなる。
【００７９】
コントローラ４０は、図７に示すステップＳ３０３の処理と同様に、放電対象に特定された単電池１２に対して、放電実行フラグを設定する。放電実行フラグの設定内容は、単電池１２の識別情報と対応づけられた状態でメモリ４１に記憶することができる。
【００８０】
電池グループＧに含まれる、すべての単電池１２に放電実行フラグが設定されたときには、図４に示すステップＳ１０３の処理（本発明の第２の処理に相当する）によって、電池グループＧ内のすべての単電池１２が放電される。ここで、図３を用いて説明したように、各単電池１２は、同一の抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２２に接続されているため、単位時間当たりの各単電池１２の放電量は、すべての単電池１２において等しくなる。すなわち、電池グループＧ内のすべての単電池１２では、電圧値Ｖｂが揃った状態において、電圧値Ｖｂが低下する。
【００８１】
図４に示す処理を行うとき、第２所定時間ｔ＿ｔｈ２の間における単電池１２の放電量によっては、複数の電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂが揃わないこともある。ただし、図４に示す処理を繰り返して行うことにより、複数の電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂを揃えることができる。
【００８２】
図１０には、各電池グループＧ１〜Ｇ４における単電池１２の電圧値Ｖｂ（一例）を示す。図１０は、図８に対応している。
【００８３】
図１０に示す例では、各電池グループＧ１，Ｇ２の電圧値Ｖｂは、電池グループＧ３の電圧値Ｖｂ（すなわち、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２）よりも、少なくとも閾値ΔＶ＿ｔｈ２だけ高い。このため、図１０の星印を示した単電池１２（電池グループＧ１，Ｇ２のすべての単電池１２）が、放電対象に特定される。なお、電池グループＧ３に含まれる単電池１２については、放電対象から除外される。
【００８４】
本実施例によれば、第１段階および第２段階の放電判定によって、放電対象に特定された単電池１２が放電される。図８および図１０に示す例では、星印が付けられた単電池１２が放電される。
【００８５】
ここで、第１段階の放電判定によって放電対象に特定された単電池１２を放電することにより、電池グループＧ内のすべての単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。図８に示す例では、電池グループＧ４において、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂを電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１に揃えることができる。電池グループＧ４において、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂが電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１に揃った後は、第２段階の放電判定が行われる。
【００８６】
また、第２段階の放電判定によって放電対象に特定された単電池１２を放電することにより、第２段階の放電判定の対象となる、すべての電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。図１０に示す例では、電池グループＧ１〜Ｇ３におけるすべての単電池１２の電圧値Ｖｂを電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２に揃えることができる。
【００８７】
ここで、電池グループＧ４については、上述したように、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂが電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１に揃えられるが、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ１は、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２よりも高くなっている。このため、第２段階の放電判定によって、電池グループＧ４に含まれるすべての単電池１２が放電され、電池グループＧ４に含まれるすべての単電池１２の電圧値Ｖｂは、電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２に揃えられる。
【００８８】
結果として、組電池１０（すべての電池グループＧ１〜Ｇ４）において、すべての単電池１２の電圧値Ｖｂを電圧値Ｖｂ＿ｍｉｎ２に揃えて、これらの電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。このように、本実施例によれば、各電池グループＧ１〜Ｇ４において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制しながら、組電池１０において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。
【００８９】
組電池１０における電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するとき、まず、各電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制しておくことにより、各電池グループＧにおいて、後述する異常状態が発生しているか否かを判別しやすくなる。
【００９０】
単電池１２において、正極および負極の間で微小な短絡が発生すると、単電池１２が放電し続けてしまう。この異常状態が発生しているか否かは、図４に示す均等化処理が行われている間であっても、早期に判別することが好ましい。
【００９１】
ここで、複数の単電池１２における電圧値Ｖｂのバラツキを抑制した状態であれば、微小な短絡に伴う電圧値Ｖｂの低下（電圧変動）を把握しやすくなる。すなわち、特定の単電池１２において、微小な短絡が発生していれば、特定の単電池１２の電圧値Ｖｂが、他の単電池１２の揃えられた電圧値Ｖｂよりも低下するため、微小な短絡といった異常状態が発生していることを判別しやすくなる。
【００９２】
一方、図３に示す回路構成において、ツェナーダイオードＤが故障すると、図１１の矢印で示すように、ツェナーダイオードＤにリーク電流が流れることがある。このとき、図１１の太い点線で示す電流経路上に位置するキャパシタＣの電圧値Ｖｃは、単電池１２Ａの電圧値Ｖｂよりも低くなる。なお、ツェナーダイオードＤにリーク電流が流れていなければ、電圧値Ｖｃは、電圧値Ｖｂと等しくなる。
【００９３】
コンパレータＣＯＭから出力される電圧値Ｖｃは、下記式（１）で表される。
【００９４】
【数１】
0005910889.tif 000002
【００９５】
上記式（１）において、Ｉ＿ｌｅａｋは、ツェナーダイオードＤに流れるリーク電流の値である。Ｒは、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値である。「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」は、抵抗素子Ｒ１１にリーク電流が流れることに伴う電圧降下量を示す。ここで、図１１の矢印で示す、リーク電流が流れる経路では、２つの抵抗素子Ｒ１１が設けられているため、電圧降下量は、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の２倍となる。
【００９６】
上記式（１）に示すように、電圧値Ｖｃは、単電池１２Ａの実際の電圧値Ｖｂよりも低くなってしまう。このため、電圧値Ｖｃに基づいて、単電池１２（組電池１０）の充放電を制御すると、単電池１２Ａを過充電してしまうおそれがある。ここで、単電池１２の充電を制御するときには、電圧値Ｖｃが、予め定めた上限電圧値よりも高くならないように、単電池１２の充電が制御される。
【００９７】
電圧値Ｖｃが単電池１２Ａの電圧値Ｖｂよりも低いと、電圧値Ｖｃが上限電圧値に到達するまで、単電池１２Ａの充電が行われてしまうおそれがある。ここで、電圧値Ｖｂは、電圧値Ｖｃよりも高いため、電圧値Ｖｃが上限電圧値に到達したときには、電圧値Ｖｂが上限電圧値を超えてしまい、単電池１２Ａを過充電してしまうおそれがある。この異常状態が発生しているか否かは、図４に示す処理が行われている間であっても、早期に判別することが好ましい。
【００９８】
図１１に示すように、単電池１２Ａに対応するツェナーダイオードＤにリーク電流が流れたとき、各単電池１２Ｂ，１２Ｃに対応するキャパシタＣの電圧値Ｖｃは、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ上昇する。このため、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の電圧降下（電圧変動）と、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の電圧上昇（電圧変動）との関係を特定できれば、ツェナーダイオードＤが故障していることを判別できる。なお、各単電池１２Ｂ，１２Ｃは、単電池１２Ａと直列に接続された単電池１２である。言い換えれば、単電池１２Ｂの正極端子は、単電池１２Ａの負極端子と接続され、単電池１２Ｃの負極端子は、単電池１２Ａの正極端子と接続されている。
【００９９】
上述したように、ツェナーダイオードＤの故障を判別するためには、複数の単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを予め抑制しておく必要がある。ここで、複数の単電池１２の電圧値Ｖｂを基準電圧値（任意の値）Ｖｒｅｆに揃えておけば、この後に、ツェナーダイオードＤが故障したときに、監視ユニット３０によって検出される電圧値Ｖｃは、図１２に示す関係となる。
【０１００】
図１２に示すように、故障したツェナーダイオードＤに対応する単電池１２Ａの電圧値Ｖｃは、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ、基準電圧値Ｖｒｅｆよりも低くなる。また、単電池１２Ｂ，１２Ｃの電圧値Ｖｃは、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ、基準電圧値Ｖｒｅｆよりも高くなる。このため、単電池１２Ａの電圧値Ｖｃおよび基準電圧値Ｖｒｅｆの電圧差と、単電池１２Ｂ，１２Ｃの少なくとも一方の電圧値Ｖｃおよび基準電圧値Ｖｒｅｆの電圧差とが、図１２に示す関係を有するときには、単電池１２Ａに対応したツェナーダイオードＤが故障していることを判別できる。
【０１０１】
ここで、基準電圧値Ｖｒｅｆに対する電圧差を確認しなくても、ツェナーダイオードＤの故障を判別することもできる。具体的には、単電池１２Ａの電圧値Ｖｃが基準電圧値Ｖｒｅｆよりも低いことと、単電池１２Ｂ，１２Ｃの少なくとも一方の電圧値Ｖｃが基準電圧値Ｖｒｅｆよりも高いことを確認するだけでもよい。この場合であっても、単電池１２Ａに対応したツェナーダイオードＤが故障していることを判別できる。ただし、上述したように、基準電圧値Ｖｒｅｆに対する電圧差を確認することにより、ツェナーダイオードＤの故障を精度良く判別することができる。
【０１０２】
複数の単電池１２の電圧値Ｖｂ（電圧値Ｖｃ）を基準電圧値Ｖｒｅｆに揃えておかなければ、図１２に示す電圧値Ｖｃの関係を把握することができず、ツェナーダイオードＤの故障を判別することもできない。そこで、ツェナーダイオードＤの故障を判別するためには、上述したように、複数の単電池１２において、電圧値Ｖｂ（電圧値Ｖｃ）のバラツキを抑制しておく必要がある。
【０１０３】
複数の単電池１２における電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するときには、本実施例のように、複数の電池グループＧに分けておき、各電池グループＧにおいて、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。
【０１０４】
ここで、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制する方法としては、電池スタック１１を構成するすべての単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制したり、１つの監視ユニット３０に接続されたすべての単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制したりすることが考えられる。しかし、これらの場合には、以下に説明する不具合が発生してしまう。
【０１０５】
図６に示す構成において、電池スタック１１Ｂには、監視ユニット３０Ａに接続された電池グループＧ２と、監視ユニット３０Ｂに接続された電池グループＧ３とが含まれる。ここで、各監視ユニット３０Ａ，３０Ｂには、検出誤差が発生することがあり、これらの検出誤差は、監視ユニット３０Ａ，３０Ｂに応じて異なることがある。
【０１０６】
この場合には、電池スタック１１Ｂに含まれるすべての単電池１２の電圧値Ｖｂが実際には等しくなっているにもかかわらず、上述した検出誤差の相違によって、監視ユニット３０Ａによって検出された電圧値Ｖｂと、監視ユニット３０Ｂによって検出された電圧値Ｖｂとが異なってしまう。ここで、電池スタック１１Ｂを構成するすべての単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制しようとすると、監視ユニット３０Ａ，３０Ｂの検出誤差の相違によって発生した電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することになる。
【０１０７】
したがって、監視ユニット３０Ａ，３０Ｂの検出誤差の相違によって発生した電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するまでは、上述した異常状態の判別を行うことができない。言い換えれば、異常状態の判別を行うことができるまでに、時間がかかってしまう。
【０１０８】
本実施例では、第１段階の放電判定によって、図６に示す各電池グループＧ２，Ｇ３において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制する処理を行っている。このため、第１段階の放電判定では、監視ユニット３０Ａ，３０Ｂの検出誤差の相違によって発生した電圧値Ｖｂのバラツキを抑制する必要が無い。このため、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するまでの時間を短縮でき、より早いタイミングから、上述した異常状態の判別を行うことができる。
【０１０９】
一方、１つの監視ユニット３０には、互いに異なる電池スタック１１の単電池１２が接続されることがある。例えば、図６に示すように、監視ユニット３０Ａには、電池スタック１１Ａ（電池グループＧ１）と、電池スタック１１Ｂに含まれる電池グループＧ２とが接続される。
【０１１０】
ここで、電池スタック１１Ａ，１１Ｂでは、単電池１２の劣化状態にバラツキが発生することにより、単電池１２の満充電容量が異なってしまうことがある。例えば、電池スタック１１Ａ，１１Ｂの周辺における温度環境などが異なっていれば、電池スタック１１Ａ，１１Ｂにおいて、単電池１２の劣化状態にバラツキが発生してしまうことがある。また、各電池スタック１１は、個別に交換することができるため、上述したように、電池スタック１１Ａ，１１Ｂの一方を他の電池スタック１１と交換すると、電池スタック１１Ａ，１１Ｂにおいて、単電池１２の劣化状態にバラツキが発生してしまう。
【０１１１】
単電池１２の満充電容量にバラツキが発生すると、電圧値Ｖｂのバラツキが発生しやすくなってしまう。例えば、同一の電流量において、満充電容量が異なる２つの単電池１２を充電したとき、満充電容量が小さい側の単電池１２における電圧上昇量は、満充電容量が大きい側の単電池１２における電圧上昇量よりも大きくなる。また、同一の電流量において、満充電容量が異なる２つの単電池１２を放電したとき、満充電容量が小さい側の単電池１２における電圧低下量は、満充電容量が大きい側の単電池１２における電圧低下量よりも大きくなる。このように、電圧値Ｖｂのバラツキは、単電池１２の満充電容量のバラツキに依存する。
【０１１２】
図６に示す電池グループＧ１，Ｇ２に含まれるすべての単電池１２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制しようとすると、上述した満充電容量のバラツキに起因した電圧値Ｖｂのバラツキも抑制しなければならない。ここで、本実施例では、第１段階の放電判定に基づいて、各電池グループＧ１，Ｇ２において、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するようにしている。このため、第１段階の放電判定では、満充電容量のバラツキに起因した電圧値Ｖｂのバラツキを抑制する必要が無い。このため、電圧値Ｖｂのバラツキを抑制するまでの時間を短縮しやすくなり、より早いタイミングから、上述した異常状態の判別を行うことができる。
【０１１３】
本実施例によれば、各電池グループＧ内で電圧値Ｖｂのバラツキを抑制した状態で、上述した異常状態の判別を行いやすくしながら、組電池１０における電圧値Ｖｂのバラツキを抑制することができる。
【０１１４】
なお、本発明は、図６に示す構成に限るものではない。例えば、１つの電池スタック１１が複数の監視ユニット３０に接続された構成だけであっても、本発明を適用することができる。この場合には、複数の監視ユニット３０に応じて、１つの電池スタック１１を複数の電池グループＧに分ければよい。ここで、電池グループＧの数は、監視ユニット３０の数と等しくなる。
【０１１５】
一方、１つの監視ユニット３０が複数の電池スタック１１に接続された構成だけであっても、本発明を適用することができる。この場合には、複数の電池スタック１１に応じて、複数の電池グループＧに分ければよい。ここで、電池グループＧの数は、電池スタック１１の数と等しくなる。上述したように電池グループＧを設定した上で、本実施例と同様の処理を行えば、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
また、本実施例において、監視ユニット３０は、各単電池１２の電圧値Ｖｂを検出しているが、これに限るものではない。例えば、直列に接続された複数の単電池１２によって、１つの電池モジュール（本発明の蓄電素子に相当する）を構成したとき、監視ユニット３０は、各電池モジュールの電圧値を検出することができる。ここで、複数の電池モジュールが直列に接続されることにより、１つの電池スタック１１が構成される。この場合には、複数の電池モジュールにおいて、電圧値のバラツキを抑制することができる。
【０１１７】
本実施例では、第１段階および第２段階の放電判定に基づいて、放電対象の単電池１２を特定した後に、図４に示すステップＳ１０３の処理において、放電対象に特定されたすべての単電池１２を放電させている。なお、単電池１２を放電させるタイミングは、適宜設定することができる。具体的には、電池グループＧ内で電圧値Ｖｂを揃える処理（第１の処理）と、複数の電池グループＧの間で電圧値Ｖｂを揃える処理（第２の処理）とは、同時に行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０：組電池（蓄電装置）、１２：単電池（蓄電素子）、
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ：電池スタック（蓄電スタック）、２０：負荷、
３０，３０Ａ，３０Ｂ：監視ユニット、４０：コントローラ、４１：メモリ、
４２，４３：タイマ
【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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【図１１】
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【図１２】
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