(57)【要約】  【課題】直列接続された２次電池の各々の充放電量をコスト上昇なく正確に得ることを可能とする。  【解決手段】少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、複数の蓄電素子部と並列接続され、複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部とセルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部とを有する蓄電装置である。【選択図】図１
2015015777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、
前記複数の蓄電素子部と並列接続され、前記複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、
前記電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部と前記セルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部と
を有する蓄電装置。
【請求項２】
前記セルバランス動作において、前記制御部はセルバランス回路を時分割で制御することにより、前記セルバランス電流測定部が前記電池部のそれぞれの前記蓄電素子部に流れる電流を測定する請求項１記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記制御部は前記全体電流の電流値と前記セルバランス電流の電流値から前記複数の蓄電素子部のそれぞれの充電電流を求める請求項１記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記全体電流測定部と前記セルバランス電流測定部がそれぞれ別々の電流測定部である請求項１記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記全体電流測定部と前記セルバランス電流測定部が共通の電流測定部である請求項１記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記電池部と電気的に接続されるモジュール端子を有し
前記共通の電流測定部は前記モジュール端子と前記電池部の間に接続される
請求項５記載の蓄電装置。
【請求項７】
少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、
前記複数の蓄電素子部と並列接続され、前記複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、
前記電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部と前記セルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部とを有する蓄電装置の制御方法であって、
前記セルバランス動作において、前記制御部はセルバランス回路を時分割で制御することにより、前記セルバランス電流測定部が前記電池部のそれぞれの前記蓄電素子部に流れる電流を測定する蓄電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電装置および蓄電装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、太陽光などの自然エネルギーを利用した発電技術と情報技術を駆使して効率的に電力系統を運用するスマートグリッド技術が注目されている。自然エネルギーによる発電は、天候などの影響により発電量を一定に管理することは困難である。よって自然エネルギーによる発電系統が多数接続された電力系統では、需給のアンバランスにより系統事故が発生して、最悪な場合には停電する恐れがある。かかる事態を防止する目的で、例えばリチウムイオン電池のような２次電池の単位電池（単電池、セルとも呼ばれる。以下の説明では、電池セルと適宜称する。）あるいは電池ブロックを構成要素とする蓄電モジュールが用いられる。このような蓄電モジュールの中にはメガワット級の出力が可能なものがある。
【０００３】
蓄電モジュールは、複数個（４個、８個、１０個等）の電池セルを並列に接続して、電池ブロックを構成する。多数の電池ブロックの直列接続が外装ケースに収納されて蓄電モジュールが構成される。さらに、大出力を発生するために多数の電池セルを使用する場合、複数の蓄電モジュールを直列に接続し、複数の蓄電モジュールに対して共通の制御装置を設ける電池システムが知られている。各蓄電モジュールがモジュールコントローラを有し、モジュールコントローラと制御装置との間で通信手段を介して通信する構成とされている。
【０００４】
複数の電池セルを使用する場合、電池セルの自己放電の相違等に起因して放電時に複数の電池セルの一つが使用下限電圧に到達しても、他の電池セルが未だ使用下限電圧に到達しないことがある。このような状態で、電池セルを再び充電すると、充分に充電することができない電池セルが生じ、電池セルの能力を充分に発揮させることができない問題が生じる。直列接続された複数の電池セル間で充電状態にバラツキが生じた状態で、複数の電池セルを充放電すると、複数の直列接続された電池セルには同じ電流が流れる。このため、複数のセルの間の充電状態バラツキはそのまま維持されるばかりか、この状態を放置するとバラツキが拡大してしまう恐れがある。
【０００５】
従来から複数の電池セルを直列接続して構成される組電池では、電池最大容量の活用、劣化による電池バラツキの発生防止等を目的として、各電池セルの電圧を均等化する電圧均等化回路（以下、セルバランス回路と称する。）が使用されている。セルバランス回路としては、例えば、特許文献１や特許文献２に示されるように、種々の構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８９６２９号公報
【０００７】
【特許文献２】特開平１１−１７６４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のセルバランス回路は、セル毎にバイパススイッチを備えるバイパス回路を設定し、満充電状態となったセルにおいては、バイパススイッチをオンして充電電流をバイパス回路に流すことにより、セルの過充電を回避するものである。
【０００９】
特許文献２に記載のセルバランス回路は、１次側に各電池が接続され、２次側がモジュール端子に接続されたトランスを用いて、２次側に設けたスイッチを所定の周波数でスイッチングすることにより１次側コイルおよび２次側コイルを介したエネルギーの授受を繰り返し、各セルの電圧を均等化するものである。
【００１０】
さらに、電池の内部状態を正確に知ることによって、電池の劣化の程度等を判定するとができる。電池の内部状態を知るためには、電池に流れる電流を計測、積算することで充放電量を得る方法や、計測した電池電圧と電池電流より得られる充放電量より等価回路ベースのモデルより推定する方法などが知られている。通常の充放電時の電流のみならず、セルバランスの時に流れる電流も考慮しないと、正確な情報を得ることができない。
【００１１】
特許文献１では、電池電圧を判定基準にしており、セルバランス機能が動作すると、電池の直列回路の全体を流れる全体電流を正確に積算していても、各電池セルの電流を計測あるいは積算していないので、各電池セルの充放電量が不明でありモジュール全体の正確な容量を得ることは困難である。
【００１２】
特許文献２の図２には、電流検出器Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄn-1 を接続し、各電池セルの接続部に流れ込む電流を検出することが記載されている。この構成は、各電池セルに対して電流検出器を設けるので、多数の電池を接続して蓄電モジュールを構成する場合には、部品点数の増加、回路配線の複雑化によるコスト上昇が生じる問題がある。
【００１３】
したがって、本開示の目的は、蓄電モジュールを構成する直列接続された２次電池の各々の充放電量をコスト上昇なく正確に得ることができる蓄電装置および蓄電装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、本開示は、少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、
複数の蓄電素子部と並列接続され、複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、
セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、
電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部とセルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部と
を有する蓄電装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、少ない個数の電流測定回路によって各蓄電素子の充放電量を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の第１の実施の形態の接続図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態の説明に用いるフローチャートである。
【図３】本開示の第１の実施の形態の主要部の接続図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図５】本開示の第１の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態の主要部の接続図である。
【図７】本開示の第２の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図８】本開示の第２の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図９】本開示の第２の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１０】本開示の第３の実施の形態の接続図である。
【図１１】本開示の第３の実施の形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１２】本開示の第３の実施の形態の主要部の接続図である。
【図１３】本開示の第３の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１４】本開示の第３の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１５】本開示の第４の実施の形態の主要部の接続図である。
【図１６】本開示の第４の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１７】本開示の第４の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１８】本開示の第４の実施の形態の説明に用いる接続図である。
【図１９】本開示の応用例の一例の説明に用いるブロック図である。
【図２０】本開示の応用例の他の例の説明に用いるブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．本開示の第１の実施の形態＞
＜２．本開示の第２の実施の形態＞
＜３．本開示の第３の実施の形態＞
＜４．本開示の第４の実施の形態＞
＜５．応用例＞
＜６．変形例＞
なお、以下に説明する実施の形態は、好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本開示の範囲は、以下の説明において、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
【００１８】
＜１．本開示の第１の実施の形態＞
図１を参照して本開示の第１の実施の形態について説明する。例えばリチウムイオン２次電池の電池セルＣｅ１、Ｃｅ２およびＣｅ３が直列接続された電池部が構成される。電池セルＣｅ１、Ｃｅ２およびＣｅ３の直列接続の＋側が電流測定回路ＡＭａを介してモジュール端子Ｐに接続され、その−側がモジュール端子Ｍに接続される。電流測定回路ＡＭａは、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の直列接続を流れる全体電流（以下、モジュール電流と称する）Ｉを測定する。電流測定回路ＡＭａとしては、シャント抵抗、ホール素子を使用した電流測定回路等を使用できる。
【００１９】
モジュール端子ＰおよびＭに対して、充電時には、充電回路が接続され、放電時には、負荷が接続される。なお、電池セルに代えて複数の電池セルが直列および／または並列接続された電池ブロックを使用しても良い。さらに、直列接続される電池セルまたは電池ブロックの個数は、３個以外の任意の数が可能である。
【００２０】
セルバランスのために電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの＋側がスイッチＳＷ１Ｐ、ＳＷ２ＰおよびＳＷ３Ｐと電流測定回路ＡＭｂを介してセルバランス用静電容量ＣＢの一方の電極と接続される。電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの−側がスイッチＳＷ１Ｎ、ＳＷ２ＮおよびＳＷ３Ｎを介してセルバランス用静電容量ＣＢの他方の電極と接続される。スイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３Ｐ並びにＳＷ１Ｎ〜ＳＷ３Ｎとして、ＦＥＴ(Field Effect
Transistor)、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子が使用される。
【００２１】
さらに、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの電圧が電圧測定回路ＶＭ１、ＶＭ２およびＶＭ３によってそれぞれ測定される。測定された電圧値がＡ／Ｄコンバータ（図示しない）によってデジタル信号に変換されて制御部ＣＮＴに供給される。電圧測定回路ＶＭ１〜ＶＭ３としては、例えば演算増幅器の入力側に電池セルの両端を接続する構成を使用できる。
【００２２】
制御部ＣＮＴは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されるマイクロコンピュータである。制御部ＣＮＴは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、蓄電モジュールの各部を統括的に制御する。
【００２３】
制御部ＣＮＴは、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充電動作、放電動作、セルバランス動作を制御する。制御部ＣＮＴは、各電池セルの電圧のデータを受け取って、各電池セルの電圧を等しくするように、スイッチを制御するスイッチ制御信号ＣＳＷを生成する。さらに、電流測定回路ＡＭａおよびＡＭｂにより測定された電流値のデータから得られた各電池セルの充放電量が制御部ＣＮＴ内のメモリに記憶される。
【００２４】
一般的なセルバランス制御について説明する。最初は、全ての電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３が満充電されているものとする。次に、電池セルが放電して放電量にバラツキが発生し、例えば一つの電池セルＣｅ１の電圧が使用下限電圧に達したとする。電池セル間のバラツキによって、他の電池セルＣｅ２およびＣｅ３は、未だ使用下限電圧には到達していない。例えば自己放電量の相違が電池セル間の放電量のバラツキの原因である。
【００２５】
この状態で充電を開始すると、電池セルＣｅ１の電圧が使用下限電圧に達した時点が残っている容量が最も多い電池セル例えば電池セルＣｅ２が最初に満容量に達する。この時点では、電池セルＣｅ１は、満充電まで充電されない。したがって、満充電の場合に放電できる放電量に比して放電量が減少してしまう。
【００２６】
この問題を解決するために、電池セルＣｅ１が使用下限電圧に到達した時点で最も容量が残っている（最高電位）電池セルＣｅ２から他の容量が最も少ない（最低電位）電池セルＣｅ１に電力を移して残っている容量をほぼ等しいものとする。そして、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３を充電することによって、３個の電池セルをほぼ満充電電圧まで充電できる。実際には、複数回の処理を繰り返し行うようになされる。
【００２７】
このような制御は、アクティブボトムセルバランス制御と称される。ボトムセルバランス制御によって放電できる量の減少を防止することができる。最も電位の低い電池セルと電位を合わせるように、他の電池セルを放電する方式は、パッシブボトムセルバランス制御と称される。パッシブ方式に比較してアクティブ方式の方が容量を有効に利用することができるので好ましい。
【００２８】
アクティブトップバランス制御について説明する。最初は、全ての電池セルが満充電されているものとする。次に、電池セルが放電したとする。そして充電を開始すると、電池セル例えば電池セルＣｅ１の電圧が最初に使用上限電圧に達する。この時点では、電池セルＣｅ２およびＣｅ３の電圧は、使用上限電圧まで達していない。したがって、充電量が減少してしまう。
【００２９】
この問題を解決するために、電池セルＣｅ１が使用上限電圧に到達した時点で最も容量が多い（最高電位）電池セルＣｅ１から他の容量が最も少ない（最低電位）電池セルＣｅ２に電力を移して残っている容量をほぼ等しいものとする。そして、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３を充電することによって、３個の電池セルをほぼ満充電電圧まで充電できる。実際には、複数回の処理を繰り返し行うようになされる。
【００３０】
このような制御は、アクティブトップセルバランス制御と称される。トップセルバランス制御によって充電できる量の減少を防止することができる。最も電位の低い電池セルと電位を合わせるように、電池セルを放電する方式は、パッシブトップセルバランス制御と称される。パッシブ方式に比較してアクティブ方式の方が容量を有効に利用することができるので好ましい。
【００３１】
本開示は、上述した何れのセルバランス方式に対しても適用できる。さらに、複数の蓄電モジュールを接続したシステムにおいて、蓄電モジュール間のバランスを制御する場合に対しても適用できる。
【００３２】
図２のフローチャートを参照して制御部ＣＮＴが行うセルバランス動作の一例の制御について説明する。
ステップＳ１：電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３に対する充電を開始する。
ステップＳ２：各電池セルの電圧を測定する。
ステップＳ３：電池セルの電圧が終止電圧Ｖｅ以上かどうかが判定される。終止電圧Ｖｅは、充電を終了するときの電圧である。電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中の最大電圧が終止電圧Ｖｅ以上かどうかが判定される。この判定が否定の場合には、ステップＳ２に処理が戻って各セルの充電が継続される。
【００３３】
ステップＳ４：ステップＳ３の判定結果が肯定の場合には、充電が中断される。
ステップＳ５：電池セル間の電圧差がしきい値Ｖｄ以下かどうかが判定される。電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中の最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin との差がしきい値Ｖｄと比較される。
【００３４】
ステップＳ６：ステップＳ５の判定結果が肯定の場合、すなわち、最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin との差がしきい値Ｖｄ以下の場合には、セルバランス動作が行われない。そして、電池セル電圧が終止電圧以上かどうかが判定される。
ステップＳ７：判定結果が肯定の場合には、充電が終了する。若し、判定結果が否定の場合には、処理がステップＳ２（各電池セルの電圧計測）に戻る。
【００３５】
ステップＳ８：ステップＳ５の判定結果が否定の場合、すなわち、最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin との差がしきい値Ｖｄ以下でない場合には、セルバランス動作が行われる。最大の電圧Ｖmax の電池セルに接続されているスイッチが期間Ｔｂ１だけオンとされる。電流測定回路ＡＭｂは、セルバランス用静電容量ＣＢへ流れ込む第１のバランス電流Ｉｂ１を計測する。
【００３６】
ステップＳ９：最小の電圧Ｖmin の電池セルに接続されているスイッチが期間Ｔｂ２だけオンとされる。電流測定回路ＡＭｂは、セルバランス用静電容量ＣＢから流れだす第２のバランス電流Ｉｂ２を計測する。そして、処理がステップＳ５に戻り、電池セル間の電圧差がしきい値Ｖｄ以下かどうかが判定される。ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ９の処理を繰り返すことによって、電池セルの電圧差がしきい値Ｖｄ以下となるように制御される。
【００３７】
図３、図４および図５を参照して本開示の第１の実施の形態についてさらに説明する。図３は、図１に示す接続における主要部の接続を示す。通常動作例えば充電時には、図３に示すように、全てのスイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３Ｎがオフとされており、モジュール電流Ｉが電池セルＣｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３を流れる。モジュール電流Ｉが電流測定回路ＡＭａによって測定される。測定値は、動作状態の情報（例えばスイッチのオン／オフ状態の情報）と共にデジタルデータとして制御部ＣＮＴ内のメモリに記憶される。後述する処理においても、電流測定回路の測定値がそれぞれメモリに動作状態の情報と共に記憶される。ここで充電開始からセルバランス動作の開始までの時間をＴｍとすると電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充放電量（充放電電荷量を表している）Ｑ１〜Ｑ３は、式（１）で表すことができる。
【００３８】
【数１】
2015015777.tif 000003
【００３９】
ここで、セルバランス開始までの各セルの充放電量はＱ１＝Ｑ２＝Ｑ３となる。
ここで、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３を充電する状況で、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の容量バラツキあるいは初期充電量バラツキなどにより電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の間に電圧に差が生じた場合、ある電池セルの電圧が充電終了条件に達すると、充電が終了してしまう。そこで、この充電状態の不均一によるセル間の電圧バラツキを解消させるためセルバランス機能を有効にする。
【００４０】
一例として、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中で、電池セルＣｅ１が最高電圧で、電池セルＣｅ３が最低電圧であり、両者の電圧差がしきい値Ｖｄ以上とする。図２のフローチャート中のステップＳ８に示すように、電池セルＣｅ１のＳＷ１ＰおよびＳＷ１Ｎが期間Ｔｂ１だけオンとされる。図４は、この状態を示す。
【００４１】
図４に示すように、電池セルＣｅ１とセルバランス用静電容量ＣＢとが並列接続され、セルバランス用静電容量ＣＢの両端の電圧が電池セルＣｅ１の端子電圧に等しくなるまでの時間、第１のバランス電流Ｉｂ１が破線で示す経路でＣＢに流れ込み、バランス電流Ｉｂ１が電流測定回路ＡＭｂにて測定される。
【００４２】
電池セルＣｅ１からセルバランス用静電容量ＣＢに電流を流す期間をＴｂ１とする。期間Ｔｂ１の終了後は図５に示すように、ＳＷ１ＰおよびＳＷ１Ｎは、オフ状態となり、ＳＷ３ＰおよびＳＷ３Ｎがオン状態となり、セルバランス用静電容量ＣＢから電池セルＣｅ３に破線で示す経路でもって第２のバランス電流Ｉｂ２が流れこむ。このバランス電流Ｉｂ２が電流測定回路ＡＭｂによって測定される。バランス電流Ｉｂ２は、セルバランス用静電容量ＣＢの端子電圧が電池セルＣｅ３の端子電圧に等しくなるまで流れる。この期間をＴｂ２とする。ここまでの一連の動作による電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの充放電量は、下記の式（２）、式（３）および式（４）のように表現される。
【００４３】
【数２】
2015015777.tif 000004
【数３】
2015015777.tif 000005
【数４】
2015015777.tif 000006
【００４４】
上述した図４および図５で示す動作は、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の端子電圧が等しくなる、または電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の最高電圧と最低電圧の差が一定値以下になるまで繰り返される。モジュール電流Ｉが電流測定回路ＡＭａにより測定され、バランス時に電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３に流れる電流は電流測定回路ＡＭｂにより測定される。したがって、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充電状態は、式（１）〜式び（４）を用いることで、電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３の充電状態を知ることができる。さらに、モジュール全体電流測定用に１個、バランス時に各電池セルに流れるバランス電流測定用に１個と合計２個あれば、各電池セルの充電量を知ることができる。したがって、従来の各電池セルに電流測定回路を用いる場合と比較してより少数の電流測定回路を設ければ良い。このように、各セル電圧と充放電量を用いることで、各セルの容量、劣化度などを、セルバランスを行っても、正確に推定することができる。
【００４５】
＜２．本開示の第２の実施の形態＞
図６〜図９を参照して本開示の第２の実施の形態について説明する。図６は、第２の実施の形態の主要部の構成を示し、上述した第１の実施の形態の対応する部分には、同一の参照符号を付すことにする。例えばリチウムイオン２次電池の電池セルＣｅ１、Ｃｅ２およびＣｅ３が直列接続される。
【００４６】
電池セルＣｅ１、Ｃｅ２およびＣｅ３の直列接続の＋側が電流測定回路ＡＭａｂを介してモジュール端子Ｐおよびセルバランス用静電容量ＣＢの一方の端子に接続される。すなわち、共通の電流測定回路ＡＭａｂがモジュール端子Ｐと電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の間に接続される。電池セルの直列接続の−側がモジュール端子Ｍおよびセルバランス用静電容量ＣＢの他方の端子に接続される。スイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３Ｐ並びにＳＷ１Ｎ〜ＳＷ３Ｎとして、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が使用される。
【００４７】
電流測定回路ＡＭａｂは、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の直列接続を流れるモジュール電流およびバランス電流を測定する。電流測定回路ＡＭａｂとしては、シャント抵抗、ホール素子を使用した電流測定回路等を使用できる。セルバランス用静電容量ＣＢに対して並列に電荷リセット用スイッチＳＷＣが接続される。セルバランス制御に先行して電荷リセット用スイッチＳＷＣがオンとされる。
【００４８】
モジュール端子ＰおよびＭに対して、充電時には、充電回路が接続され、放電時には、負荷が接続される。なお、電池セルに代えて複数の電池セルが並列接続された電池ブロックを使用しても良い。さらに、直列接続される電池セルまたは電池ブロックの個数は、３個以外の任意の数が可能である。なお、図示しないが、第１の実施の形態と同様に、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの両端の電圧を測定する電圧測定回路、充放電電流の導通を制御する充放電回路そして電圧や電流などの情報を元にスイッチや充放電回路を制御する制御部等が備えられている。さらに、電流測定回路ＡＭａｂにより測定された電流値のデータから得られた各電池セルの充放電量が制御部内のメモリに記憶される。
【００４９】
図７に示すように、通常状態例えば充電状態では、スイッチＳＷ１ＰとＳＷ３Ｎとがオン状態とされ、他のスイッチがオフ状態に設定される。外部より供給されるモジュール電流Ｉは、図７において、破線で示す経路でもって、直列接続されている電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３に流れ、電流値が電流測定回路ＡＭａｂで測定される。測定値が記憶される。
【００５０】
図８と図９は、第２の実施の形態のセルバランス状態を表す。一例として、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３内で電池セルＣｅ１が最高電圧であり、電池セルＣｅ３が最低電圧とする。セルバランス動作に入ると、図８に示すように、まず、スイッチＳＷ１ＰとスイッチＳＷ１Ｎとがオン状態となる。したがって、電池セルＣｅ１とセルバランス用静電容量ＣＢとが並列接続され、ＣＢ両端の電圧が電池セルＣｅ１端子電圧に等しくなるまでの時間バランス電流Ｉｂ１が破線で示す経路でセルバランス用静電容量ＣＢに流れ込む。バランス電流Ｉｂ１が電流測定回路ＡＭａｂによって測定され、測定値が記憶される。
【００５１】
その後、図９に示すように、スイッチＳＷ１ＰとスイッチＳＷ１Ｎとがオフ状態となり、スイッチＳＷ３ＰとスイッチＳＷ３Ｎとがオン状態となる。セルバランス用静電容量ＣＢから電池セルＣｅ３に対して破線で示す経路でもってバランス電流Ｉｂ２が流れこむ。この電流が電流測定回路ＡＭａｂにて測定される。第２の実施の形態では、以上述べたように、１つの電流測定回路ＡＭａｂによって、モジュール電流Ｉ、バランス電流Ｉｂ１およびバランス電流Ｉｂ２を測定することができる。したがって、第１の実施の形態と同様に、式（１）乃至式（４）を用いることによって、電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３の充電状態を知ることができる。
【００５２】
さらに、モジュール全体の電流測定とバランス時に各電池セルに流れる電流測定とを１個の電流測定回路ＡＭａｂによって行うので、より少数の電流測定回路を設ければ良い。このように、各セル電圧と充放電量を用いることで、各セルの容量、劣化度などを、セルバランスを行っても、正確に推定することができる。１個の電流測定回路ＡＭａｂを使用することは、コストを抑えることのみならず、電流測定回路の精度のバラツキの影響を少なくできる利点がある。
【００５３】
＜３．本開示の第３の実施の形態＞
図１０乃至図１４を参照して、本開示の第３の実施の形態について説明する。上述した第１および第２の実施の形態がセルバランス用静電容量ＣＢを使用しているのに対して、第３の実施の形態は、セルバランス用トランスＴＢを使用するものである。
【００５４】
セルバランスのために電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの＋側がスイッチＳＷ１Ｐ、ＳＷ２ＰおよびＳＷ３Ｐと電流測定回路ＡＭｂを介してセルバランス用トランスＴＢの２次コイルＬ２の巻き終り端と接続される。電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの−側がスイッチＳＷ１Ｎ、ＳＷ２ＮおよびＳＷ３Ｎと共通のスイッチＳＷＭとを介してセルバランス用トランスＴＢの２次コイルＬ２の巻き始め端と接続される。スイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３Ｐ並びにＳＷ１Ｎ〜ＳＷ３Ｎと同様に、スイッチＳＷＭとして、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が使用される。
【００５５】
さらに、セルバランス用トランスＴＢの１次コイルＬ１の巻き始め端がダイオードＤ１を順方向に介してコンデンサＣ１の一方の端子と接続され、コンデンサＣ１の他方の端子が１次コイルＬ１の巻き終り端と接続される。ダイオードＤ１は、逆流防止のために接続されている。さらに、１次コイルＬ１の巻き始め端がダイオードＤ１を介して２次コイルＬ２の巻き終り端と接続され、１次コイルＬ１の巻き終り端がスイッチＳＷＭを介して２次コイルＬ２の巻き始め端と接続される。１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の極性が逆とされている。
【００５６】
図１１のフローチャートを参照して制御部ＣＮＴが行うセルバランス動作の一例の制御について説明する。図２のフローチャートと比較すると、ステップＳ１８およびステップＳ１９以外の処理は、同様である。但し、処理の流れを分かりやすくするために、順に説明する。
ステップＳ１１：充電を開始する。
ステップＳ１２：各電池セルの電圧を測定する。
ステップＳ１３：電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中の最大電圧が終止電圧Ｖｅ以上かどうかが判定される。この判定が否定の場合には、ステップＳ１２に処理が戻って各セルの充電が継続される。
【００５７】
ステップＳ１４：ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合には、充電が中断される。
ステップＳ１５：電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中の最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin
との差がしきい値Ｖｄと比較される。
【００５８】
ステップＳ１６：最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin との差がしきい値Ｖｄ以下の場合には、セルバランス動作が行われない。そして、電池セル電圧が終止電圧以上かどうかが判定される。
ステップＳ１７：判定結果が肯定の場合には、充電が終了する。若し、判定結果が否定の場合には、処理がステップＳ１２（各電池セルの電圧計測）に戻る。
【００５９】
ステップＳ１８：ステップＳ１５において、最大の電圧Ｖmax と最小の電圧Ｖmin との差がしきい値Ｖｄ以下でないと判定される場合には、セルバランス動作が行われる。期間Ｔｂ３だけスイッチＳＷＭがオンとされてセルバランス用トランスＴＢの２次コイルＬ２に電流を流す。電流測定回路ＡＭｂによって、流れる電流が計測される。
【００６０】
ステップＳ１９：最小の電圧Ｖmin の電池セルに接続されているスイッチが期間Ｔｂ４だけオンとされて１次コイルＬ１から当該電池セルに対して電流を供給する。電流測定回路ＡＭｂは、１次コイルＬ１から供給される電流を計測する。そして、処理がステップＳ１５に戻り、電池セル間の電圧差がしきい値Ｖｄ以下かどうかが判定される。ステップＳ１５、Ｓ１８、Ｓ１９の処理を繰り返すことによって、電池セルの電圧差がしきい値Ｖｄ以下となるように制御される。
【００６１】
図１２、図１３および図１４を参照して本開示の第３の実施の形態についてさらに説明する。図１２は、図１０に示す接続における主要部の接続を示す。通常動作例えば充電時には、図１２に示すように、全てのスイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３ＮおよびスイッチＳＷＭがオフとされており、モジュール電流Ｉが電池セルＣｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３を流れる。モジュール電流Ｉが電流測定回路ＡＭａによって測定される。測定値は、動作状態の情報（例えばスイッチのオン／オフ状態の情報）と共にデジタルデータとして制御部ＣＮＴ内のメモリに記憶される。後述する処理においても、電流測定回路の測定値がそれぞれメモリに動作状態の情報と共に記憶される。ここで充電開始からセルバランス動作の開始までの時間をＴｍとすると電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充放電量（充放電電荷量）Ｑ１〜Ｑ３は、前述の式（１）で表すことができる。
【００６２】
ここで、セルバランス開始までの各セルの充放電量はＱ１＝Ｑ２＝Ｑ３となる。
ここで、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３を充電する状況で、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の容量バラツキあるいは初期充電量バラツキなどにより電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の間に電圧に差が生じた場合、ある電池セルの電圧が充電終了条件に達すると、充電が終了してしまう。そこで、この充電状態の不均一によるセル間の電圧バラツキを解消させるためセルバランス機能を有効にする。
【００６３】
一例として、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中で、電池セルＣｅ１が最高電圧で、電池セルＣｅ３が最低電圧であり、両者の電圧差がしきい値Ｖｄ以上とする。まず、図１１のフローチャート中のステップＳ１８に示すように、スイッチＳＷ１Ｐ、ＳＷＭおよびＳＷ３Ｎが期間Ｔｂ３だけオンとされる。図１３は、この状態を示し、破線で示す経路でもって第１のバランス電流Ｉｂ１がセルバランス用トランスＴＢの２次側を流れる。このとき、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３に対する充電量は、下記の式（５）で表される。この電流が電流測定回路ＡＭｂによって測定される。
【００６４】
【数５】
2015015777.tif 000007
【００６５】
次に、状態が切り替わり、図１４で示すように期間Ｔｂ４にスイッチＳＷ３Ｐ、ＳＷ３Ｎがオン状態になり、スイッチＳＷＭがオフ状態になる。期間Ｔｂ３において、セルバランス用トランスＴＢの２次側に通電したことで蓄積されたエネルギーが１次側で電気エネルギーとして放出され、バランス電流Ｉｂ２で電池セルＣｅ３が充電される。第２のバランス電流Ｉｂ２が電流測定回路ＡＭｂによって測定される。この時点での各セルの充電量は、下記の式（６）および式（７）によって表される。
【００６６】
【数６】
2015015777.tif 000008
【数７】
2015015777.tif 000009
【００６７】
上述した図１３および図１４で示す動作は、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の端子電圧が等しくなる、または電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の最高電圧と最低電圧の差が一定値以下になるまで繰り返される。モジュール電流Ｉが電流測定回路ＡＭａにより測定され、バランス時に電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３に流れるバランス電流は電流測定回路ＡＭｂにより測定される。したがって、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充電状態は、式（１）、式（５）、式（６）および式（７）を用いることで、電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３の充電状態を知ることができる。
【００６８】
さらに、モジュール全体の全体電流測定用に１個、バランス時に各電池セルに流れるバランス電流測定用に１個と合計２個あれば、各電池セルの充電量を知ることができるので、従来の各電池セルに電流測定回路を用いる場合と比較してより少数の電流測定回路を設ければ良い。このように、各セル電圧と充放電量を用いることで、各セルの容量、劣化度などを、セルバランスを行っても、正確に推定することができる。
【００６９】
＜４．本開示の第４の実施の形態＞
図１５〜図１８を参照して本開示の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、第３の実施の形態と同様に、セルバランス用トランスＴＢを使用するものである。図１５は、第４の実施の形態の主要部の構成を示し、上述した第３の実施の形態の対応する部分には、同一の参照符号を付すことにする。例えばリチウムイオン２次電池の電池セルＣｅ１、Ｃｅ２およびＣｅ３が直列接続される。
【００７０】
セルバランスのために電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの＋側がスイッチＳＷ１Ｐ、ＳＷ２ＰおよびＳＷ３Ｐと電流測定回路ＡＭａｂを介してセルバランス用トランスＴＢの２次コイルＬ２の巻き終り端と接続される。電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３のそれぞれの−側がスイッチＳＷ１Ｎ、ＳＷ２ＮおよびＳＷ３Ｎと共通のスイッチＳＷＭとを介してセルバランス用トランスＴＢの２次コイルＬ２の巻き始め端と接続される。スイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３Ｐ並びにＳＷ１Ｎ〜ＳＷ３Ｎと同様に、スイッチＳＷＭとして、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が使用される。
【００７１】
さらに、セルバランス用トランスＴＢの１次コイルＬ１の巻き始め端がダイオードＤ１を順方向に介してコンデンサＣ１の一方の端子と接続され、コンデンサＣ１の他方の端子が１次コイルＬ１の巻き終り端と接続される。さらに、１次コイルＬ１の巻き始め端がダイオードＤ１を介して２次コイルＬ２の巻き終り端と接続され、１次コイルＬ１の巻き終り端がスイッチＳＷＭを介して２次コイルＬ２の巻き始め端と接続される。１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の極性が逆とされている。
【００７２】
電流測定回路ＡＭａｂと２次コイルＬ２の巻き終り端との接続点がモジュール端子Ｐとして導出されている。スイッチＳＷ１Ｎ〜ＳＷ３Ｎの共通接続点とスイッチＳＷＭとの接続点がモジュール端子Ｍとして導出されている。
【００７３】
通常動作例えば充電時には、図１６に示すように、全てのスイッチＳＷ１Ｐ〜ＳＷ３ＮおよびスイッチＳＷＭがオフとされており、モジュール電流Ｉが電池セルＣｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３を流れる。モジュール電流Ｉが電流測定回路ＡＭａｂによって測定される。測定値は、動作状態の情報（例えばスイッチのオン／オフ状態の情報）と共にデジタルデータとして制御部ＣＮＴ内のメモリに記憶される。後述する処理においても、電流測定回路の測定値がそれぞれメモリに動作状態の情報と共に記憶される。ここで充電開始からセルバランス動作の開始までの時間をＴｍとすると電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充放電量（充放電電荷量）Ｑ１〜Ｑ３は、前述の式（１）で表すことができる。
【００７４】
ここで、セルバランス開始までの各セルの充放電量はＱ１＝Ｑ２＝Ｑ３となる。
ここで、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３を充電する状況で、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の容量バラツキあるいは初期充電量バラツキなどにより電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の間に電圧に差が生じた場合、ある電池セルの電圧が充電終了条件に達すると、充電が終了してしまう。そこで、この充電状態の不均一によるセル間の電圧バラツキを解消させるためセルバランス機能を有効にする。
【００７５】
一例として、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の中で、電池セルＣｅ１が最高電圧で、電池セルＣｅ３が最低電圧であり、両者の電圧差がしきい値Ｖｄ以上とする。まず、スイッチＳＷ１Ｐ、ＳＷＭおよびＳＷ３Ｎが期間Ｔｂ３だけオンとされる。図１７は、この状態を示し、破線で示す経路でもってバランス電流Ｉｂ１がセルバランス用トランスＴＢの２次側を流れる。このとき、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３に対する充電量は、前述の式（５）で表される。この電流が電流測定回路ＡＭａｂによって測定される。
【００７６】
次に、状態が切り替わり、図１８で示すように期間Ｔｂ４にスイッチＳＷ３Ｐ、ＳＷ３Ｎがオン状態になり、スイッチＳＷＭがオフ状態になる。期間Ｔｂ３において、セルバランス用トランスＴＢの２次側に通電したことで蓄積されたエネルギーが１次側で電気エネルギーとして放出され、バランス電流Ｉｂ２で電池セルＣｅ３が充電される。バランス電流Ｉｂ２が電流測定回路ＡＭａｂによって測定される。この時点での各セルの充電量は、前述の式（６）および式（７）によって表される。
【００７７】
上述した図１７および図１８で示す動作は、第３の実施の形態と同様に、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の端子電圧が等しくなる、または電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の最高電圧と最低電圧の差が一定値以下になるまで繰り返される。モジュール電流Ｉ、並びにバランス時に電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３に流れるバランス電流が電流測定回路ＡＭａｂにより測定される。したがって、電池セルＣｅ１〜Ｃｅ３の充電状態は、式（１）、式（５）、式（６）および式（７）を用いることで、電池セルＣｅ１〜電池セルＣｅ３の充電状態を知ることができる。
【００７８】
さらに、モジュール全体の電流測定とバランス時に各電池セルに流れる電流測定とを１個の電流測定回路ＡＭａｂによって行うので、より少数の電流測定回路を設ければ良い。このように、各セル電圧と充放電量を用いることで、各セルの容量、劣化度などを、セルバランスを行っても、正確に推定することができる。１個の電流測定回路ＡＭａｂを使用することは、コストを抑えることのみならず、電流測定回路の精度のバラツキの影響を少なくできる利点がある。
【００７９】
本開示の第１〜第４の実施の形態は、時分割で並列に接続されるセルバランス回路を有する蓄電モジュールでモジュール全体の電流を計測する回路と、１つ以下の各２次電池の充放電電流を計測する回路とを有する。かかる本開示の第１〜第４の実施の形態によれば、蓄電モジュールを構成する直列接続された電池セルの各々の充放電量をコスト上昇なく正確に得ることができる。各セルの充放電量を正確に測定することが可能となるので、電池の充電状態、劣化状態の把握や、より正確な推定が可能となる。
【００８０】
＜５．応用例＞
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図１９を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００８１】
住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサー１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【００８２】
蓄電装置１０３に対して、上述した本開示の電源供給装置が適用される。蓄電装置１０３は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【００８３】
各種のセンサー１１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサー１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【００８４】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェー
スを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００８５】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表
示されても良い。
【００８６】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサー１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【００８７】
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【００８８】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【００８９】
「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２０を参照して説明する。図２０に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【００９０】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電池２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。電池２０８に対して、上述した本開示の蓄電装置が適用される。
【００９１】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。電池２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【００９２】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力を電池２０８に蓄積することが可能である。
【００９３】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力が電池２０８に蓄積される。
【００９４】
電池２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【００９５】
図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置などがある。
【００９６】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力が何れも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。
【００９７】
＜６．変形例＞
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いても良い。
【００９８】
例えば電池セルＣｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３のそれぞれが複数の電池セルを並列接続した電池ブロックであっても良い。また、電池ブロックを複数接続した蓄電モジュールでも良い。
【００９９】
なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、
前記複数の蓄電素子部と並列接続され、前記複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、
前記電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部と前記セルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部と
を有する蓄電装置。
（２）
前記セルバランス動作において、前記制御部はセルバランス回路を時分割で制御することにより、前記セルバランス電流測定部が前記電池部のそれぞれの前記蓄電素子部に流れる電流を測定する（１）記載の蓄電装置。
（３）
前記制御部は前記全体電流の電流値と前記セルバランス電流の電流値から前記複数の蓄電素子部のそれぞれの充電電流を求める（１）（２）の何れかに記載の蓄電装置。
（４）
前記全体電流測定部と前記セルバランス電流測定部がそれぞれ別々の電流測定部である（１）（２）（３）の何れかに記載の蓄電装置。
（５）
前記全体電流測定部と前記セルバランス電流測定部が共通の電流測定部である（１）（２）（３）の何れかに記載の蓄電装置。
（６）
前記電池部と電気的に接続されるモジュール端子を有し
前記共通の電流測定部は前記モジュール端子と前記電池部の間に接続される
（５）記載の蓄電装置。
（７）
少なくとも１つの蓄電素子を有する蓄電素子部が複数直列接続される電池部と、
前記複数の蓄電素子部と並列接続され、前記複数の蓄電素子部間のセルバランス動作を行うセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を流れるセルバランス電流を制御する制御部と、
前記電池部の全体を流れる全体電流の電流値を測定する全体電流測定部と前記セルバランス電流の電流値を測定するセルバランス電流測定部とを有する蓄電装置の制御方法であって、
前記セルバランス動作において、前記制御部はセルバランス回路を時分割で制御することにより、前記セルバランス電流測定部が前記電池部のそれぞれの前記蓄電素子部に流れる電流を測定する蓄電装置の制御方法。
【符号の説明】
【０１００】
Ｃｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３・・・電池セル
ＡＭａ、ＡＭｂ、ＡＭａｂ・・・電流測定回路
Ｐ、Ｍ・・・モジュール端子
ＣＢ・・・セルバランス用静電容量
ＶＭ１、ＶＭ２、ＶＭ３・・・電圧測定回路
ＣＮＴ・・・制御部
ＴＢ・・・セルバランス用トランス
【図１】
2015015777.tif 000010
【図２】
2015015777.tif 000011
【図３】
2015015777.tif 000012
【図４】
2015015777.tif 000013
【図５】
2015015777.tif 000014
【図６】
2015015777.tif 000015
【図７】
2015015777.tif 000016
【図８】
2015015777.tif 000017
【図９】
2015015777.tif 000018
【図１０】
2015015777.tif 000019
【図１１】
2015015777.tif 000020
【図１２】
2015015777.tif 000021
【図１３】
2015015777.tif 000022
【図１４】
2015015777.tif 000023
【図１５】
2015015777.tif 000024
【図１６】
2015015777.tif 000025
【図１７】
2015015777.tif 000026
【図１８】
2015015777.tif 000027
【図１９】
2015015777.tif 000028
【図２０】
2015015777.tif 000029