(57)【要約】【課題】複数の二次電池の過放電および過充電を防止しつつ、直列に接続される二次電池の数を一定に保つ技術を提供する。【解決手段】複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する充放電制御装置であって、複数の二次電池の夫々の充電率を測定する測定部と、充電率に基づいて複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択する選択部と、複数の二次電池の夫々に直列に接続された複数の第１スイッチング回路の夫々と、複数の二次電池の夫々及び複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、選択された二次電池を直列に接続させる接続制御部とを備える充放電制御装置である。【選択図】図１
2011199971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定する測定部と、
前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択する選択部と、
前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された複数の第１スイッチング回路の夫々と、前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させる接続制御部と
を備える充放電制御装置。
【請求項２】
前記バッテリ装置の放電時、前記選択部は、前記複数の第１スイッチング回路及び前記複数の第２スイッチング回路を制御して前記複数の二次電池のうち充電率の上位の前記所定数の二次電池を選択する、
請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記バッテリ装置の充電時、前記選択部は、前記複数の第１スイッチング回路及び前記複数の第２スイッチング回路を制御して前記複数の二次電池のうち充電率が下位の前記所定数の二次電池を選択する、
請求項１又は請求項２に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記接続制御部は、前記選択された二次電池に対応する第１スイッチング回路を接続状態として、前記選択された二次電池に対応する第２スイッチング回路を遮断状態として、前記選択された二次電池以外の二次電池に対応する第１スイッチング回路を遮断状態として、前記選択された二次電池以外の二次電池に対応する第２スイッチング回路を接続状態とすることにより、前記選択された二次電池を直列に接続する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の充放電制御装置。
【請求項５】
複数の二次電池と、
複数の第１スイッチング回路であって夫々が前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された、複数の第１スイッチング回路と、
複数の第２スイッチング回路であって夫々が前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された、複数の第２スイッチング回路と、
前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定する測定部と、
前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択する選択部と、
前記複数の第１スイッチング回路の夫々と前記複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させる接続制御部と
を備えるバッテリ装置。
【請求項６】
複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する充放電制御方法であって、
前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定し、
前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択し、
前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された複数の第１スイッチング回路の夫々と、前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させる
ことを行う充放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を有する単電池（単位セル）を複数個直列に接続することにより高電圧や大容量を実現する二次電池システム（バッテリ装置）が知られている。このような二次電池システムは、電気自動車やハイブリッド車等に用いられる。このような二次電池システムにおいて、直列接続された二次電池の各々の過放電及び過充電を防止する例について説明する。図６は従来のバッテリ装置を示す回路図である。このバッテリ装置は、直列接続される複数の二次電池Ｂ１〜Ｂ３と、各二次電池の放電電流路をオン／オフする複数のスイッチング素子Ｑ１と、放電電流のバイパス路を形成する複数のダイオード素子Ｄ１と、各二次電池の電圧が下限値以下になったことを検出する複数の過小電圧検出回路１と、各二次電池の充電電流路を形成する複数のダイオード素子Ｄ２と、充電電流のバイパス路を形成するスイッチング素子Ｑ３と、各二次電池の電圧が上限値以上になったことを検出する複数の過大電圧検出回路６と、外部からの指令信号により過小電圧検出回路１および過大電圧検出回路６の一方を能動化する作動制御回路Ｑａ，Ｑｂとを有する。
【０００３】
このようなバッテリ装置によれば、仮に直列接続された複数の二次電池の電圧にばらつきが存在した場合でも、ある二次電池が過放電または過充電になる直前にその二次電池は二次電池システムから切り離される。これにより、放電時、いずれの二次電池も過放電状態になることなく、全ての二次電池が空になるまで負荷に電力を供給することができる。更に、充電時、いずれの二次電池も過充電状態になることなく、全ての二次電池が満充電状態になるまで充電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６３０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述したようなバッテリ装置において、放電が進むと、容量の少ない二次電池から順に空になってその二次電池をバイパスするためのダイオード素子Ｄ１がオンになるため、負荷への電力供給に関与する二次電池の数が徐々に少なくなり、負荷への供給電圧が低くなる。一方、充電が進むと、容量の多い二次電池から順に満充電となってその二次電池を切断するためのスイッチング素子Ｑ３がオンとなるため、充電される二次電池の数が徐々に少なくなり、二次電池の数に応じて充電電圧を下げる必要がある。
【０００６】
すなわち、このようなバッテリ装置においては、放電及び充電に関わる二次電池の数が大きく変化するため、負荷への供給電圧あるいは二次電池の充電電圧が広い範囲にわたって変化する。これにより、負荷の電圧範囲を広く取らなければならないという問題がある。あるいは、負荷に一定の電力を供給する必要がある場合、あるいは電源から一定の電力で二次電池を充電する必要がある場合、充放電に関わる二次電池の数が少なくなって電圧が低下すると、より大きな電流が二次電池に流れ、二次電池の発熱が増大して二次電池の劣化が進むという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、複数の二次電池の過放電および過充電を防止しつつ、直列に接続される二次電池の数を一定に保つ技術を提供
することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する充放電制御装置であって、前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定する測定部と、前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択する選択部と、前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された複数の第１スイッチング回路の夫々と、前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させる接続制御部とを備える充放電制御装置である。
【０００９】
また、本発明の一態様は、複数の二次電池と、複数の第１スイッチング回路であって夫々が前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された、複数の第１スイッチング回路と、複数の第２スイッチング回路であって夫々が前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された、複数の第２スイッチング回路と、前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定する測定部と、前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択する選択部と、前記複数の第１スイッチング回路の夫々と前記複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させる接続制御部とを備えるバッテリ装置である。
【００１０】
また、本発明の一態様は、複数の二次電池を有するバッテリ装置の充放電を制御する充放電制御方法であって、前記複数の二次電池の夫々の充電率を測定し、前記充電率に基づいて前記複数の二次電池の中から所定数の二次電池を選択し、前記複数の二次電池の夫々に直列に接続された複数の第１スイッチング回路の夫々と、前記複数の二次電池の夫々及び前記複数の第１スイッチング回路の夫々に並列に接続された複数の第２スイッチング回路の夫々とにより、前記選択された二次電池を直列に接続させることを行う充放電制御方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バッテリ装置を示すブロック図である。
【図２】バッテリ装置の変形例１を示すブロック図である。
【図３】バッテリ装置の変形例２を示すブロック図である。
【図４】バッテリ装置の変形例３を示すブロック図である。
【図５】バッテリ装置の変形例４を示すブロック図である。
【図６】従来のバッテリ装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、バッテリ装置を示すブロック図である。バッテリ装置３００は、二次電池システム２０と、充放電制御部９５とを有する。二次電池システム２０は、直列に接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の単位セル１０と直列に接続される単位セル１０に負荷２０１又は電源２０２を接続するための二つのバッテリ端子１１０とを有する。充放電制御部９５は、各単位セル１０内の二次電池の状態を検出する検出部６０と、各単位セル１０内の二次電池の状態に基づいてその二次電池の接続を制御する制御部９０とを有する。ここでＮは２以上の整数である。切り替えスイッチ２００は、二次電池システム２０の放電時、二次電池システム２０の両端に負荷２０１を接続し、二次電池システム２０の充電時、二次電池システム２０の両端に電源２０２を接続する。
【００１４】
単位セル１０は、二次電池３０と、二次電池３０に直列に接続される切断用スイッチ素
子４０と、二次電池３０及び切断用スイッチ素子４０に並列に接続されるバイパス用スイッチ素子５０とを有する。制御部９０は例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）により実現される。この場合ＭＰＵは、内部又は外部の記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、充放電の制御を行う。放電時または充電時において、それぞれ一定数の二次電池３０が二次電池システム２０から切り離される。
【００１５】
図２は、バッテリ装置の変形例１を示すブロック図である。バッテリ装置３００ａは、バッテリ装置３００の変形例１である。図２において、図１と同一の符号が付された構成要素は図１に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。この例において、制御部９０は、各二次電池３０の電圧を検出部６０に検出させ、検出結果に基づいて充電率（充電状態、State of Charge：ＳＯＣ）を算出するＳＯＣ測定部７０と、Ｎ個の二次電池３０の中から二次電池システム２０に用いる二次電池３０をＳＯＣに基づいて選択する選択部７５と、Ｎ個の切断用スイッチ素子４０及びＮ個のバイパス用スイッチ素子５０を制御する接続制御部８０とを有する。検出部６０は、２個を１組とするＮ組のアナログスイッチ１００と、アナログスイッチ１００を介してＮ個の二次電池３０のいずれか一つに接続される差動アンプ６１と、差動アンプ６１の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ６２とを有する。
【００１６】
１組のアナログスイッチ１００の一端はそれに対応する１個の単位セル１０内の二次電池３０の両端に接続され、他端は差動アンプ６１の差動入力に接続される。アナログスイッチ１００はＳＯＣ測定部７０からの指示に従って、Ｎ個の二次電池３０のいずれか１個の両端を差動アンプ６１の差動入力に接続する。ＳＯＣ測定部７０は、Ｎ個の二次電池３０の中から順次１個の二次電池３０を選択し、選択された１個の二次電池３０に対応する１組のアナログスイッチ１００をオンとし、それ以外の（Ｎ−１）組のアナログスイッチ１００をオフとする。
【００１７】
ある二次電池３０に対応するアナログスイッチ１００が接続されることにより、その二次電池３０の両端と対応する差動アンプ６１の差動入力とが接続される。これにより、当該二次電池３０の電圧は、差動アンプ６１により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ６２によりディジタル信号に変換され、ＳＯＣ測定部７０により測定される。
【００１８】
ＳＯＣ測定部７０と選択部７５と接続制御部８０とは、例えばＭＰＵにより実行されるプログラム内の機能として実現される。充放電制御装置は例えば、検出部６０及び制御部９０である。第１スイッチング回路は例えば、切断用スイッチ素子４０である。第２スイッチング回路は例えば、バイパス用スイッチ素子５０である。測定部は例えば、検出部６０及びＳＯＣ測定部７０である。選択部は例えば、選択部７５である。接続制御部は例えば、接続制御部８０である。
【００１９】
次に放電時および充電時におけるバッテリ装置３００ａの動作について説明する。
【００２０】
まず放電時の動作は、以下のようになる。
【００２１】
Ｓ１１）ＳＯＣ測定部７０は、Ｎ組のアナログスイッチ１００を順次切り替えることにより、検出部６０から出力される各二次電池３０の電圧を測定する。
Ｓ１２）ＳＯＣ測定部７０は、各二次電池３０の電圧に基づき各二次電池３０のＳＯＣを算出する。
Ｓ１３）選択部７５は、Ｎ個の二次電池の中から最低のＳＯＣを有する二次電池３０を選択する。
Ｓ１４）接続制御部８０は、Ｎ個の切断用スイッチ素子４０及びＮ個のバイパス用スイッチ素子５０を制御することにより、選択された１個の二次電池３０を二次電池システム
２０から切り離すと共に、残りの（Ｎ−１）個の二次電池３０を直列に接続する。
【００２２】
所定の時間間隔でＳ１１〜Ｓ１４の動作は繰り返される。
【００２３】
充電時の動作は、以下のようになる。
【００２４】
Ｓ２１）Ｓ１１と同様、ＳＯＣ測定部７０は、Ｎ個のアナログスイッチ１００を順次切り替えることにより、検出部６０から出力される各二次電池３０の電圧を測定する。
Ｓ２２）Ｓ１２と同様、ＳＯＣ測定部７０は、各二次電池３０の電圧に基づき各二次電池３０のＳＯＣを算出する。
Ｓ２３）選択部７５は、Ｎ個の二次電池の中から最高のＳＯＣを有する二次電池３０を選択する。
Ｓ２４）Ｓ１４と同様、接続制御部８０は、Ｎ個の切断用スイッチ素子４０及びＮ個のバイパス用スイッチ素子５０を制御することにより、選択された１個の二次電池３０を二次電池システム２０から切り離すと共に、残りの（Ｎ−１）個の二次電池３０を直列に接続する。
【００２５】
所定の時間間隔でＳ２１〜Ｓ２４の動作は繰り返される。
【００２６】
なお、放電時、二次電池システム２０が所定の放電停止条件を満たす場合、接続制御部８０は、放電を停止させても良い。また、充電時、二次電池システム２０が所定の充電停止条件を満たす場合、接続制御部８０は、充電を停止させても良い。放電停止条件は例えば、全ての二次電池３０のＳＯＣが所定の放電停止しきい値を下回ることである。充電停止条件は例えば、全ての二次電池３０のＳＯＣが所定の充電停止しきい値を上回ることである。
【００２７】
前述のＳ１４，Ｓ２４において接続制御部８０は、切り離される二次電池３０が属する単位セル２０においてバイパス用スイッチ素子５０をオンとし切断用スイッチ素子４０をオフとし、それ以外の単位セル２０においてバイパス用スイッチ素子５０をオフとし切断用スイッチ素子４０をオンとする。
【００２８】
以上に述べたように、常に１個の二次電池３０が二次電池システム２０から切り離されることにより、放電時には常に一定数の（Ｎ−１）個の直列接続された二次電池３０が負荷２０１に接続され、充電時には常に一定数の（Ｎ−１）個の直列接続された二次電池３０が電源２０２に接続される。
【００２９】
更に放電時はＳＯＣが最低となる二次電池３０を二次電池システム２０から切り離すことにより、各二次電池３０のＳＯＣが平均化されつつ放電が進むことになり、しかも直列接続された二次電池３０の数が一定なので放電電圧の変動を一定の範囲に抑えることができる。同様に充電時はＳＯＣが最高となる二次電池３０を二次電池システム２０から切り離すことにより、各二次電池３０のＳＯＣが平均化されつつ充電が進むことになり、しかも直列接続された二次電池３０の数が一定なので放電電圧の変動を一定の範囲に抑えることができる。
【００３０】
前述の例では、放電時および充電時において常に１個の二次電池３０を二次電池システム２０から切り離すようにしたが、放電時および充電時のそれぞれにおいて切り離される二次電池３０の数が一定であれば、複数個の二次電池３０を二次電池システム２０から切り離してもよい。例えば接続制御部８０は、放電時にＳＯＣの小さい方からＭ（Ｍは正の整数）個の二次電池３０を切り離し、充電時にＳＯＣの大きい方からＫ（Ｋは正の整数）個の二次電池３０を切り離しても良い。この場合、放電時はＳＯＣの大きい方（上位）か
ら（Ｎ−Ｍ）個の二次電池３０が直列接続され、充電時はＳＯＣの小さい方（下位）から（Ｎ−Ｋ）個の二次電池３０が直列接続される。なお、所定数は（Ｎ−Ｍ）と（Ｎ−Ｋ）である。ＭとＫは同じ数であっても良いし、互いに異なる数であっても良い。
【００３１】
更に、ある二次電池３０が故障や劣化等で使用不可になった場合、前述の動作と同様にしてその二次電池３０を二次電池システム２０から切り離すことができる。これにより、二次電池システム３０の動作は正常に保たれる。例えばＳＯＣが０％付近の値を過小ＳＯＣしきい値として設定し、ＳＯＣが１００％付近の値を過大ＳＯＣしきい値として設定する。この場合、接続制御部８０は、過小ＳＯＣしきい値より小さいＳＯＣを有する二次電池３０及び過大ＳＯＣしきい値より大きいＳＯＣを有する二次電池３０を使用不可と判断する。Ｓ１３及びＳ２３において接続制御部８０は、使用不可と判断された二次電池３０を優先して二次電池システム２０から切り離す。
【００３２】
次にＳＯＣ測定部７０によるＳＯＣの推定方法について説明する。前述のＳＯＣ測定部７０は、二次電池３０の電圧からＳＯＣを推定するものとしたが、他の推定方法を用いても良い。例えば、検出部６０は二次電池３０の電圧に加えて二次電池３０に流れる電流を検出し、ＳＯＣ測定部７０は検出された電圧と電流に基づいてＳＯＣを推定する。あるいは例えば、検出部６０は二次電池３０の電圧に加えて二次電池３０の温度を検出し、ＳＯＣ測定部７０は検出された電圧と温度に基づいてＳＯＣを推定する。あるいは例えば、検出部６０は二次電池３０の電圧に加えて二次電池３０に流れる電流と二次電池３０の温度を検出し、ＳＯＣ測定部７０は検出された電圧と電流と温度に基づいてＳＯＣを推定する。
【００３３】
図３は、バッテリ装置の変形例２を示すブロック図である。この図に示されたバッテリ装置３００ｂは、バッテリ装置３００の変形例２であり、電圧と電流と温度を用いてＳＯＣを推定する。バッテリ装置３００ｂは、バッテリ装置３００における二次電池システム２０の代わりに二次電池システム２０ｂを有し、バッテリ装置３００における充放電制御部９５の代わりに充放電制御部９５ｂを有する。二次電池システム２０ｂは、二次電池システム２０におけるＮ個の単位セル１０の代わりにＮ個の単位セル１０ｂを有する。充放電制御部９５ｂは、充放電制御部９５における検出部６０の代わりに検出部６０ｂを有し、充放電制御部９５における制御部９０の代わりに制御部９０ｂを有する。制御部９０ｂは、制御部９０におけるＳＯＣ測定部７０の代わりにＳＯＣ測定部７０ｂを有する。図３は１個の単位セル１０ｂの構成とそれに対応する検出部６０ｂ内の構成を示すが、検出部６０ｂはＮ個の単位セル１０ｂに対応する同様の構成を有する。
【００３４】
単位セル１０ｂは、単位セル１０の構成に加えて更に、二次電池３０に流れる電流を測定するための抵抗１２と、二次電池３０の温度を測定するためのサーミスタ１１とを有する。検出部６０ｂは検出部６０の構成に加えて、Ｎ個の単位セル１０ｂにそれぞれ対応するＮ組のアナログスイッチ１００ｂと、Ｎ個の単位セル１０ｂにそれぞれ対応するＮ組のアナログスイッチ１００ｃと、Ｎ組のアナログスイッチ１００ｂに接続される差動アンプ６１ｂと、差動アンプ６１ｂに接続されるＡ／Ｄコンバータ６２ｂと、Ｎ組のアナログスイッチ１００ｃに接続される差動アンプ６１ｃと、差動アンプ６１ｃに接続されるＡ／Ｄコンバータ６２ｃとを有する。
【００３５】
１組のアナログスイッチ１００ｂは、ＳＯＣ測定部７０ｂからの指示に従って対応する抵抗１２の両端と差動アンプ６１ｂの差動入力とを接続する。１組のアナログスイッチ１００ｃは、ＳＯＣ測定部７０ｂからの指示に従って対応するサーミスタ１１の両端と差動アンプ６１ｃの差動入力とを接続する。Ａ／Ｄコンバータ６２ｂは、差動アンプ６１ｂの出力をディジタル値に変換する。Ａ／Ｄコンバータ６２ｃは、差動アンプ６１ｃの出力をディジタル値に変換する。ＳＯＣ測定部７０ｂは、Ａ／Ｄコンバータ６２からのディジタ
ル値とＡ／Ｄコンバータ６２ｂからのディジタル値とＡ／Ｄコンバータ６２ｃからのディジタル値とに基づいてＳＯＣを算出する。
【００３６】
Ｓ１１，Ｓ２１においてＳＯＣ測定部７０ｂは、Ｎ個の単位セル１０ｂのそれぞれを順次選択し、選択された単位セル１０ｂに対応するアナログスイッチ１００，１００ｂ，１００ｃを接続すると共に選択された単位セル１０ｂ以外の単位セル１０ｂに対応するアナログスイッチ１００，１００ｂ，１００ｃを切断する。これによりＳＯＣ測定部７０ｂは、選択された単位セル１０ｂ内の二次電池３０の両端と抵抗１２の両端とサーミスタ１１の両端とをそれぞれ差動アンプ６１，６１ｂ，６１ｃへ接続し、選択された単位セル１０ｂの電圧及び電流及び温度を測定する。Ｓ１２，Ｓ２２においてＳＯＣ測定部７０ｂは、各二次電池３０の電圧及び電流及び温度に基づき各二次電池３０のＳＯＣを算出する。
【００３７】
電圧と電流を用いてＳＯＣを推定する場合や電圧と電流と温度を用いてＳＯＣを推定する場合は、電圧だけを用いてＳＯＣを推定する場合に比べて推定結果の精度を高めることができる。
【００３８】
前述の図２に示された充放電制御部９５においてアナログスイッチ１００は二次電池３０の２端子と差動アンプ６１の差動入力の２端子との間をそれぞれ開閉するが、充放電制御部９５の構成はこの例に限定されない。
【００３９】
図４は、バッテリ装置の変形例３を示すブロック図である。この図に示されたバッテリ装置３００ｃは、バッテリ装置３００の変形例３である。バッテリ装置３００ｃは、バッテリ装置３００における検出部６０の代わりに検出部６０ｃを有する。検出部６０ｃは、Ｎ個の二次電池３０にそれぞれ対応するＮ個の差動アンプ６１と、Ｎ個の差動アンプにそれぞれ対応するＮ個のアナログスイッチ１０１と、１個のＡ／Ｄコンバータ６２とを有する。１個の二次電池３０の２端子は、対応する１個の差動アンプ６１の差動入力の２端子にそれぞれ接続される。Ｎ個のアナログスイッチ１０１は、ＳＯＣ測定部７０からの指示に従って、Ｎ個の差動アンプ６１のうち選択された１個の差動アンプ６１の出力端子とＡ／Ｄコンバータ６２の入力端子とを接続する。これにより検出部６０ｃは、前述の検出部６０と同様の作用を有する。
【００４０】
図５は、バッテリ装置の変形例４を示すブロック図である。この図に示されたバッテリ装置３００ｄは、バッテリ装置３００の変形例４である。バッテリ装置３００ｄは、バッテリ装置３００における検出部６０の代わりに検出部６０ｄを有する。検出部６０ｄは、Ｎ個の二次電池３０にそれぞれ対応するＮ個の差動アンプ６１と、Ｎ個の差動アンプにそれぞれ対応するＡ／Ｄコンバータ６２と、Ｎ個のＡ／Ｄコンバータ６２にそれぞれ対応するＮ個のスイッチ１０２とを有する。なお、スイッチ１０２は、Ａ／Ｄコンバータ６２の出力側に設けられるので、ディジタル信号用のスイッチである。１個の二次電池３０の２端子は、対応する１個の差動アンプ６１の差動入力の２端子にそれぞれ接続される。１個の差動アンプ６１の出力端子は、対応する１個のＡ／Ｄコンバータ６２の入力端子に接続される。Ｎ個のスイッチ１０２は、ＳＯＣ測定部７０からの指示に従って、Ｎ個のＡ／Ｄコンバータ６２のうち選択された１個のＡ／Ｄコンバータ６２の出力端子とＳＯＣ測定部７０の入力端子とを接続する。これにより検出部６０ｄは、前述の検出部６０と同様の作用を有する。
【００４１】
二次電池システム２０は、二次電池３０として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池やナトリウム硫黄電池等を用いることができる。また二次電池システム２０は、二次電池３０として、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタを用いることもできる。
【００４２】
前述の実施の形態によれば、直列接続された複数の二次電池３０の過放電および過充電を防止することができると共に、複数の二次電池３０間に容量のばらつきが存在した場合でも充放電に直列接続される二次電池３０の数を一定に保ち、二次電池システム２０から負荷２０１への供給電圧および電源２０２から二次電池３０への充電電圧を一定の範囲内に保つことができる。これにより、二次電池３０の容量のばらつきがあっても、二次電池３０の容量を活用できる。
【００４３】
また、前述の実施の形態によれば、各二次電池３０のＳＯＣを測定し、放電時はＳＯＣが小さいほうからＭ個の二次電池３０を切り離し、充電時はＳＯＣが大きいほうからＫ個の二次電池３０を切り離すため、各二次電池３０のＳＯＣにばらつきがあっても放電又は充電が進むにつれてＳＯＣが平均化される。更に放電のために直列接続される二次電池３０の数と、充電のために直列接続される二次電池３０の数とは、それぞれ（Ｎ−Ｍ）個及び（Ｎ−Ｋ）個で一定となる。これにより、放電時の負荷の電圧及び充電時の電源の電圧の変動を抑えることができる。また、不良電池、すなわちＳＯＣが異常である二次電池３０が二次電池システム２０から切り離されることにより、残りの二次電池３０を用いて放電及び充電を継続することができる。これにより、二次電池３０の不良に対して信頼性の高い二次電池システム２０を実現することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０，１０ｂ  単位セル
１１  サーミスタ
１２  抵抗
２０  二次電池システム
３０  二次電池
４０  切断用スイッチ素子
５０  バイパス用スイッチ素子
６０，６０ｂ  検出部
７０，７０ｂ  ＳＯＣ測定部
７５  選択部
８０  接続制御部
９０，９０ｂ  制御部
９５，９５ｂ  充放電制御部
１００，１００ｂ，１００ｃ，１０１  アナログスイッチ
１０２  スイッチ
２００  切り替えスイッチ
２０１  負荷
２０２  電源
３００，３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ  バッテリ装置
【図１】
2011199971.tif 000003
【図２】
2011199971.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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