(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、該電池をモニタするための電流検出手段及び電圧検出手段並びに温度センサからなる電池監視ユニットとを具備したモジュールが並列に接続された電池制御装置において、
各モジュールに前記電池の通電状態と遮断状態を制御する遮断部を設け、放電時に該遮断部を順次作動させることにより、所定の休止期間の間、当該モジュールの放電を休止させるとともに、他のモジュールからの放電量を増加させ、前記遮断部の作動に伴う放電量の減少を補完する手段と、
前記電流検出手段及び前記電圧検出手段の検出値に基づいて前記各モジュールの電池の内部抵抗を算出し、前記内部抵抗値に基づき前記各モジュールの電池の劣化度を生成する劣化判定手段と、を備え、
前記各モジュールの電池の劣化度に基づいて生成される相対劣化度に比例して、各モジュールの前記休止期間が設定されることを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、前記内部抵抗値の初期抵抗値からの抵抗上昇率に基づいて劣化度を生成し、
前記相対劣化度は、各モジュールの電池の前記劣化度の平均値に基づき生成され、前記休止期間は、前記相対劣化度に基準休止期間を乗じて生成されることを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記温度センサの検出値に基づいて、各モジュール間の温度差に応じて、それぞれのモジュールの前記休止期間を調整することを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電池制御装置を、車両に搭載したことを特徴とする車両システム。
【請求項５】
前記車両が複数の前記電池制御装置を搭載し、放電時に、順次一部の電池制御装置に所定の休止期間を設けることにより放電を休止させるとともに、他の電池制御装置からの放電量を増加させ、前記一部の電池制御装置の放電休止に伴う放電量の減少を補完するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池等の電池を搭載した電池制御装置及びこの電池制御装置を搭載した車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化など環境問題への対応策として、二次電池の普及が進んでいる。自動車や鉄道などでは、鉛、ニッケル水素、リチウム電池などの二次電池を搭載し、回生ブレーキで得た電力を蓄電池に充電し、その電力を加速時などに利用することで、燃費を向上させる方式が知られている。
【０００３】
一般に二次電池は充放電サイクルを繰り返すことで劣化が進む。劣化の指標には、電気容量と内部抵抗の２つがある。劣化の進行に伴い電気容量は減少し内部抵抗が増加する。回生ブレーキによる大電流を長時間にわたって充電し、放電時にアシストするようなシステムを設計するには、二次電池の長寿命化は必須である。
長寿命化の第１の従来技術として、電池の充放電制御で電池を保護することを目的として、電池の温度、電圧に応じて充電や放電を停止したり、充電電流値や放電電流値を制御して、過充電及び過放電を防止し、電池の劣化を防ぐようにしたものがある。
【０００４】
また、第２の従来技術として、車両の走行性能維持を目的として、電池は放電深度が進むにつれて電池の最大使用可能出力が低下していく特性を持っていることから、最大使用可能出力と車両が要求する出力が等しくなった時に、発電機により電池の充電を開始するように制御し、車両が常に最大出力を出せるようにしたもの(特許文献１)がある。
【０００５】
第３の従来技術としては、特許文献２に記載されている。この方法は電池の充電状態に応じて出力に制限を設けるというものである。また、特許文献３に記載の電池の劣化を抑制する制御方法がある。電池の劣化速度が基準よりも大きいと判断した場合に、劣化抑制制御を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６１１９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１２１６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２３９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら従来の電池制御装置においては、二次電池が複数のモジュールからなる場合でも、放電が必要な場合には、各モジュール間で均等に放電させるのが一般的である。
その結果、各モジュールの電流波形は長時間放電し続ける波形となる。
ところが、二次電池においては、長時間放電を続けると電池の内部抵抗が上昇し劣化が加速される問題が生じる。その原因としては、連続的な放電に伴い、電極と電解液の間にイオンが過剰に蓄積し、電極表面上にイオン伝導性の少ない物質が成長することが推測されている。
【０００８】
この問題を解決する一番簡便な方法として、放電の途中で放電を一斉に停止させ、所定時間以上の放電が行われないようにすることにより、イオンの過剰な蓄積を防止することも考えられるが、この方法を用いると、放電が一斉に停止する分、充放電電気量が少なくなり省エネルギー効果が低減することになる。
そこで、本発明の目的は、二次電池を搭載した電池制御装置において、電池の目標寿命を満たしながら、かつ電池の容量を増やすことなく、可能な限り大量の充放電を行えるようにした電池制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の電池制御装置では、次のような技術的手段を講じた。すなわち、
（１）電池と、該電池をモニタするための電流検出手段及び電圧検出手段並びに温度センサからなる電池監視ユニットとを具備したモジュールが並列に接続された電池制御装置において、各モジュールに前記電池の通電状態と遮断状態を制御する遮断部を設け、放電時に該遮断部を順次作動させることにより、所定の休止期間の間、当該モジュールの放電を休止させるとともに、他のモジュールからの放電量を増加させ、前記遮断部の作動に伴う放電量の減少を補完する手段と、前記電流検出手段及び前記電圧検出手段の検出値に基づいて前記各モジュールの電池の内部抵抗を算出し、前記内部抵抗値に基づき前記各モジュールの電池の劣化度を生成する劣化判定手段と、を備え、前記各モジュールの電池の劣化度に基づいて生成される相対劣化度に比例して、各モジュールの前記休止期間が設定されるようにした。
【００１０】
（２）上記の電池制御装置において、前記劣化判定手段は、前記内部抵抗値の初期抵抗値からの抵抗上昇率に基づいて劣化度を生成し、前記相対劣化度は、各モジュールの電池の前記劣化度の平均値に基づき生成され、前記休止期間は、前記相対劣化度に基準休止期間を乗じて生成されるようにした。
【００１３】
（３）上記の電池制御装置において、前記温度センサの検出値に基づいて、各モジュール間の温度差に応じて、それぞれのモジュールの前記休止期間を調整するようにした。
【００１４】
さらに、本発明の車両システムでは、
（４）上記（１）〜（３）の各電池制御装置を鉄道車両等の車両に搭載した。
【００１５】
（５）また、上記車両システムにおいて、前記車両が複数の前記電池制御装置を搭載し、放電時に、順次一部の電池制御装置に所定の休止期間を設けることにより放電を休止させるとともに、他の電池制御装置からの放電量を増加させ、前記一部の電池制御装置の放電休止に伴う放電量の減少を補完するようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電池制御装置によれば、放電を行う際、各モジュールの遮断部を順次作動させて、各モジュールの放電を順次所定の休止期間の間放電を休止させることにより、該モジュールの電池劣化を防止するとともに、一部のモジュールの放電休止に伴う放電量の減少を他のモジュールからの放電量を増加させることにより補完するから、電池容量を増大する必要もない。
【００１７】
その際、スイッチ信号調整回路により、一部のモジュールの遮断部による遮断状態への切り換え時間と他のモジュールの遮断部による通電状態への切り換え時間を調整することにより、急激な電流の切断により生じる各種故障を防止することができる。また、これらの切り換え時間の間、両モジュールからの放電量を一定に維持すれば、放電量の変動を防止することができる。
【００１８】
また、各モジュールの電池の内部抵抗に基づいて電池の劣化度を判定し、この劣化度に基づいて各モジュールの休止期間を調整することにより、電池の劣化を最終的に均等化することができ、電池寿命を最大限延長することができる。
【００１９】
さらに、各モジュール間の温度差に応じて、それぞれのモジュールの休止期間を調整することにより、モジュールの温度変化に伴う電池の劣化を均等にすることができる。
【００２０】
これらの電池システムをハイブリッド鉄道車両等の車両に適用することにより、リチウムイオン二次電池等の電池の劣化を最小限に抑制することができ、省エネルギ効果を低減させることなく、長期にわたる電池使用が可能となる。また、複数の前記電池制御装置を搭載した車両については、電池制御装置間で順次休止期間を設けることにより、各電池制御装置の電池交換を最小限にとどめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例１に係る電池制御装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る電池制御システムを適用したハイブリッド鉄道システムを示す図である。
【図３】図３は、遮断制御部の作動を示す図である。
【図４】図４は、遮断器の作動に伴う放電量のスイッチング波形図である。
【図５】図５は、ハイブリッド型鉄道車両の走行パターン例を示す図である。
【図６】図６は、放電のための電流パターンを示す図である。
【図７】図７は、各モジュールから等しく電流を流した場合の電流パターンを示す図である。
【図８】図８は、各モジュールに放電休止を設けた場合の電流パターンを示す図である。
【図９】図９は、サイクル数と劣化の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、放電電流パターンを変えた時の電流波形を示す図である。
【図１１】図１１は、先頭車両と末端車両に電池制御ユニットを設けたハイブリッド鉄道システムを示す図である。
【図１２】図１２は、放電休止指令／放電再開指令の出力を示す図である。
【図１３】図１３は、ハイブリッド鉄道に設けた駆動装置Ａ、Ｂの充放電パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施例では、ハイブリッド鉄道車両の電源を構成する電池制御装置に対して適用した場合を例に挙げて説明する。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
図１は、本発明における電池制御装置の構成例を示したものである。
電池制御装置１は電池モジュール２Ａ〜２Ｄ、通電時と遮断状態を自由に切り換える遮断器３Ａ〜３Ｄ、制御装置全体をコントロールする電池統括ユニット９とで構成される。
さらに、電池モジュール２Ａ〜２Ｄは、複数の単電池から構成される組電池４Ａ〜４Ｄと、組電池に流れる電流を感知する電流検出手段５Ａ〜５Ｄと、組電池の組電圧を検出する電圧検出手段６Ａ〜６Ｄと、モジュール内の温度を測定する温度センサ７Ａ〜７Ｄ、各電池を監視する電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄとで構成される。Ｅ１、Ｅ２にはインバータ等が接続される。
【００２４】
組電池４Ａ〜４Ｄは、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池のような、電気エネルギーの蓄積及び放出が可能な複数の電池が直列に接続されたユニットである。本実施例では、リチウムイオン二次電池を採用した場合について説明する。
ここでは組電池４Ａから４Ｄを４並列に接続した組電池を扱うが、これは本実施例が適用できる組電池の並列数を４に限るものではなく、異なる数の組電池を並列に接続した場合でも、本実施例と同様の技術的手段を採用することにより本発明を実施することができる。
【００２５】
本実施例では、電池制御装置１がハイブリッド鉄道車両の蓄電装置であることを前提としている。そこで、これを説明するために、本実施例の電池制御装置を適用したハイブリッド鉄道車両に適用した実施例を図２に示す。
本実施例ではシリーズハイブリッド方式を採用した。エンジン１２により発電機１３を駆動して電力を発生させ、コンバータ１４並びにインバータ１５を介してモータ１６へと電力を供給する。すなわち、電池制御装置１はインバータ１５に電力を供給し、モータ１６は、エンジン１２から得た電力ならびに電池制御装置１から得た電力を用いて、車軸１７に動力を伝達する。なお、この図では、電池制御装置は電池統括ユニット９、遮断制御部１０、接続部のＥ１、Ｅ２のみを記載しているが、電池制御装置の内部は図１で示したのと同じである。
【００２６】
減速時には、車軸１７の回転を受けてモータ１６が発電機１３として動作することにより、運動エネルギーを電気エネルギーに変換（回生）し、インバータ１５を介して電池制御装置１の組電池４Ａ〜４Ｄを充電する。エンジン１２からの電力供給、モータ１６の加速・回生、電池制御装置１からの電力供給は運転指令生成装置１８が発する運転指令をもとに制御器１１が制御する。なお、列車内の照明や空調の電力を電池制御装置から供給できるとすれば、照明や空調の制御装置（図示していない）も制御器１１に含まれる。
再び図１の説明に戻る。本実施例では、遮断器３Ａ〜３Ｄ、電流検出手段５Ａ〜５Ｄ、電圧検出手段６Ａ〜６Ｄ、温度センサ７Ａ〜７Ｄ、電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄを備えている。以下、これらについて説明する。
【００２７】
遮断器３Ａ〜３Ｄは、組電池４Ａ〜４Ｄに直列に接続され通電状態と遮断状態とを自由に切り換えられる装置である。制御信号は電池統括ユニット内に実装した遮断制御器から送信される。遮断器を遮断状態に切り換えると、組電池４Ａ〜４Ｄは電気的に切り離される。すなわち組電池４Ａ〜４Ｄは遮断制御部１０からの信号により充電／放電されなくなる。遮断器３Ａ〜３Ｄを再び通電できる状態に切り換えれば、組電池４Ａ〜４Ｄは再び充電／放電されるようになる。遮断器３Ａ〜３Ｄはこの機能を有し、かつ遮断する電流の最大値に対応可能なスイッチ装置であれば、半導体スイッチや機械スイッチのいずれでも構わない。切り換え方法の詳細は遮断制御部のところで詳述する。
【００２８】
本実施例では、組電池４Ａ〜４Ｄの状態をモニタするため、電流検出部である電流検出手段５Ａ〜５Ｄ、電圧検出部である電圧検出手段６Ａ〜６Ｄ、モジュール内の温度を測定する温度センサ７Ａ〜７Ｄを備えている。電流検出手段５Ａ〜５Ｄは組電池４Ａ〜４Ｄと遮断器３Ａ〜３Ｄとの間に接続され、組電池４Ａ〜４Ｄから放電される電流量、あるいは組電池４Ａ〜４Ｄに充電される電流量を測定する。電流検出手段５Ａ〜５Ｄには電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄが精度よく充電状態（以下SOC(State of Charge)と表記する）を求められるように、できるだけ高精度な電流センサを用いることが望ましい。
例えば、組電池４Ａ〜４Ｄの電圧を一般的な電車の直流部と同じ１５００Ｖとし、これで定格の１５０ｋＷ級のモータ２機を動かすならば、２００Ａ程度の電流を電池制御装置１から放電するので、電流は２００Ａ程度を見込めばよい。この場合は、一般的なホールＣＴやシャント抵抗型の電流センサを使用すればよい。
【００２９】
電圧検出手段は蓄電池に印加される電圧を測定する。電圧検出手段も電流と同様に、精度よくSOCを求められる範囲で、組電池４Ａ〜４Ｄに応じ適切な定格電圧の電圧センサを用いればよく、前述のように、例えば、定格１５００Ｖ級のものが適当である。温度センサはモジュール内の適切な場所に設置してモジュール内部の温度を測定するもので、通常はサーミスタが用いられる。
【００３０】
電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄは、電流検出手段５Ａ〜５Ｄや電圧検出手段６Ａ〜６Ｄの計測値（電流値、電圧値）に基づいて、電池の状態（機能診断、異常発生等を含む）を監視する働きを有する装置である。得られた電流値や電圧値等の情報は電池統括ユニット９に送付される。
【００３１】
電池統括ユニット９は、電池制御装置１の状態を把握する。このため、電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄで取得・演算した電池の情報を取得・処理し、その結果に基づいて、電池の充放電を続けてよいかどうかなどの充放電制御情報を制御器１１に伝達し、制御器１１からの充放電指令を受け取る。さらに、電池統括ユニット９の内部に、後述するように、遮断制御部１０を実装し、電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄで取得・演算した電池の情報に基づいて、遮断器３Ａ〜３Ｄを制御する。
【００３２】
図３に示されるように、電流検出手段５から得られた電流値、温度センサ７から得られたモジュール内の温度等の情報が電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄを介して電池統括ユニット９内の遮断制御部１０に送信される。遮断制御部１０では、予め組み込まれた情報と電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄから得られた電流値、温度の情報に基づいて、遮断器３Ａ〜３Ｄに放電中止あるいは放電再開の信号が送信される。
【００３３】
このとき、スイッチ信号調整回路１９により、遮断器３Ａ〜３Ｄのオフ（放電の遮断）からオン（放電）の作動、あるいはオンからオフの作動が所定の遅れ時間をもって行われるよう、適切な長さのスイッチング移行時間に調整し、急激な電流の切断により生じる各種故障を防止するようにしている。
【００３４】
すなわち、遮断制御器から信号が出力されて電流が切り換わる過程を具体的に説明する。
ここでは、モジュール２Ａに接続されている遮断器３Ａがオフで、モジュール２Ｂに接続されている遮断器３Ｂがオンの状態から、遮断器３Ａをオンして遮断器３Ｂをオフする場合を例に説明する。図４に、詳細図を示す。
【００３５】
時刻ta1に遮断器３Ａに遮断器オンの信号が入力されると、モジュール２Ａからの放電が開始され、徐々に放電量が増加していく。同時に、モジュール２Ｂの電流は、遮断器３Ｂのオフに伴い減少し始めるので、所定のスイッチング移行時間（オン移行時間）を経て、時刻ta2にモジュール２Ａ及び２Ｂの電流はほぼ同程度（図中Ｉ１）となる。
この状態が電流検出手段５により検出され、遮断制御部１０に伝達されると遮断制御部１０から遮断器３Ｂに放電中止の信号を送信され、遮断器３Ａにさらに放電量を増加させる信号、遮断器３Ｂに放電停止の信号が入力されると、電流Ａは増加し電流Ｂは小さくなり、オフ移行期間を経て時刻ta3に、モジュール２Ａからの放電量が最大値に、モジュール２Ｂからの放電量がほぼ０となる。
【００３６】
このように、モジュール２Ａが放電休止から放電を再開し、同時にモジュール２Ｂが放電から放電休止に移行する際、遮断器３Ａ、３Ｂに設けたスイッチング移行時間により、両者の放電量の合計が、モジュール２Ａあるいはモジュール２Ｂが単独で放電する際（ta1までの期間、あるいはta3以降の期間）の放電量をほぼ維持するので、放電量に大きな変動を与えず円滑な切り換えが実現できる。
【００３７】
以上のように設定したシステムを用いて電池制御装置１の電池の寿命を検討する。寿命の指標となる劣化度は電池監視ユニット８Ａ〜８Ｄ上で、電流検出手段５Ａ〜５Ｄから送付された電流値、電圧検出手段６Ａ〜６Ｄから送付された電圧値、温度センサから検出された温度情報をもとに算出される。劣化状態は、一般的に内部抵抗上昇率や容量維持率で定義するが、測定がしやすい内部抵抗で劣化度を推定することが多く、本実施例でも内部抵抗上昇率を採用した。内部抵抗上昇率は、内部抵抗値を初期抵抗値で除して１００をかけた値と定義した。劣化度が大きい程抵抗上昇率が上昇する。
【００３８】
図５に、本実施例のハイブリッド型の鉄道車両の走行パターンの一例を示す。
すなわち、まず、時刻tb1に現駅を出発し時刻tb2まで力行（加速）し、所定速度に達した後、鉄道車両の巨大な慣性質量及び線路の低転がり摩擦係数を利用して、時刻tb2〜tb3の期間は惰行運転する。その後、時刻tb3において、回生によるブレーキを作動させて減速し、時刻tb4に次駅に停止するという典型的な走行パターンで走行した場合を示しており、この間、組電池４Ａ〜４Ｄの性能にかかわらず、この走行パターンが維持されるものとする。
【００３９】
この走行パターンとエンジン等の動力特性に基づいて、各モジュールの組電池４Ａ〜４Ｄに要求される放電のための電流パターンを図６のように定めた。すなわち、時刻tb1から時刻tb2までの力行運転中、一定の放電電流で一定時間放電した後、惰行運転時の休止を挟んで、減速時の回生に伴う充電過程を設けるパターンとした。この走行パターンを１サイクルとし、サイクル数に対する劣化度の推移から寿命を判断する。
【００４０】
本発明の効果を検証するため、まず、従来の方法で組電池を制御して走行した。従来の方法、すなわち、図１に示される遮断器３Ａ〜３Ｄを搭載せず、図７に示されるように、各モジュールの組電池から等しく放電電流を流した場合に相当する。
【００４１】
図６で示した電流パターンでは、放電電流パターンが図７で示した全モジュールの組電池から放電される電流の和に相当し、Ａ〜Ｄの４個のモジュールから等しく放電がなされていることが分かる。
【００４２】
次に、本発明を適用し、放電中に休止を導入して走行した。この例では、例えば、時刻tb1から時刻tb2までの力行期間が１分間のとき、５秒毎にモジュールＡからモジュールＤの順に休止期間を設け、各モジュール毎に順次５秒の休止期間、１５秒の放電期間を繰り返すようにした。
この場合でも、全モジュールから放電される電流の和が同じになるように、休止期間にあるモジュールを除いた３個のモジュールについては、図６に示した従来の方法によるものと比較して１／３だけ放電量を増加させて、１個のモジュールの放電休止に伴う放電量の減少を補完している。
【００４３】
図８に放電電流の変化を示す。モジュールＡからＤに対して放電中に休止が導入されていることが分かる。なお、通常各モジュールからの放電量は、過放電に伴う瞬時の二次電池劣化が生じないよう、二次電池容量に対して相当低い値に制限されていることから、放電量を１／３程度増加させても問題はなく、１５秒の放電毎に行われる５秒の休止期間により、各モジュールの劣化を効果的に抑制することが確認できる。
【００４４】
図９は、従来の方法と本実施例の方法による劣化度の推移を示した図である。横軸がサイクル数、縦軸が劣化度を示す抵抗上昇率である。図９から明らかなように、従来例（黒丸のプロット）と比較して、サイクル数の増大に伴い、本実施例の劣化度（黒三角のプロット）が効果的に低減されており、この結果から、放電中に休止を設けることにより劣化を抑制し長寿命化が図れることが確認できた。
【００４５】
ここまでの例では、１モジュールの電流を遮断して放電を休止した例を示してきたが、２モジュールに対して同時に休止期間を設けることも可能である。図１０に、その時の電流波形の１例を示す。この場合、５秒ごとに、休止するモジュールが、Ａ及びＢ、Ｂ及びＣ、Ｃ及びＤ、Ｄ及びＡの順に切り換えられる。この場合、放電を行うモジュールは、図６に示した従来の方法によるものと比較して放電量が２倍になっているが、放電期間とほぼ同じ休止期間が確保されるので、１モジュールに対して休止を設けた場合同様に劣化を効果的に抑制できることが確認されており、この手法でも長寿命化を図ることができる。
【００４６】
（実施例２）
本実施例では、電池制御装置１を構成する電池モジュール２Ａ〜２Ｄの組電池４Ａ〜４Ｄそれぞれの劣化度を考慮した場合の休止の設け方について説明する。劣化度合のアンバランスは、電池の個体差により、また、流れる電流の大きさが異なる等の原因で起こる。さらに、故障等のため、一部の電池だけ新品に交換したことが原因でも生じる。
このように組電池４Ａ〜４Ｄの電池に劣化度の差があるモジュールに対して、充放電させる時は劣化度が均等化するように充放電すると結果的に長寿命化できることが知られている。
【００４７】
劣化度の指標として、実施例１と同様内部抵抗値から定義した抵抗上昇率を用いた。各モジュールの休止時間を算出するため、新しく指標として相対劣化度を導入する。相対劣化度は各モジュールの劣化度を各モジュールの劣化度の平均値で除して算出する。
すなわち、例えば、Ａのモジュールの劣化度が１２０で他の３モジュールの劣化度が１００の場合、平均値は（１００×３＋１２０）／４＝１０５であるので、Ａの相対劣化度はＡの劣化度（１２０）を平均値（１０５）で割った値（８／７）となる。さらに、休止時間に相対劣化度をかけて各モジュールの休止時間を算出した。休止時間が通常２０秒で設定した時は２０×（８／７）がモジュールＡの休止時間となる。
【００４８】
このように設定することにより、劣化度合いの大きなモジュールの休止期間を長く、そして劣化度合いの小さなモジュールの休止時間を短くすることができ、モジュール間の劣化度を均等化させることができるので、電池の劣化を最終的に均等化することができ、電池寿命を最大限延長することができる。
【００４９】
なお、モジュール間で温度ばらつきが生じる場合は温度をもとにして、本実施例と同様に換算係数を定め、これを休止時間にかけてモジュール間の休止時間を調整することで劣化進行を抑制するようにしてもよい。
【００５０】
（実施例３）
本実施例では、それぞれ複数のモジュールを備えた電池制御装置が複数あり、各電池制御装置間で休止を設けた場合について説明する。この一例として、電池制御装置をハイブリッド鉄道の先頭車両と末端車両に１つずつ設けて運行する場合をあげる。
【００５１】
図１１に、この時のシステムを示す。２０Ａで示した部分が先頭車両の駆動システムＡ、２０Ｂで示した部分が末尾車両の駆動システムＢである。それぞれの駆動システムには、エンジン１２（Ａ、Ｂ）、発電機１３（Ａ、Ｂ）、コンバータ１４（Ａ、Ｂ）、インバータ１５（Ａ、Ｂ）、制御器１１（Ａ、Ｂ）、複数のモジュールを備えた電池制御装置１（Ａ、Ｂ）が含まれる。各駆動システムにてエンジンや電池制御装置から得られた電力をモータに伝達し車軸を駆動する。また、減速時には回生によりモータから各駆動システム内の電池制御装置の組電池を充電する。
【００５２】
運転指令生成装置から各駆動システムの制御器に対して充放電を含む各種指令が伝達される。駆動システムＡの電流、温度情報をもとに放電休止指令／放電再開指令に関してのみ、図１２に抜き出した。
電池統括ユニットに収集された電流値や温度情報が制御器を介して運転指令生成装置へと伝達される。その情報をもとに運転指令生成装置にて放電再開／休止を判断し、制御器や遮断制御部を介して遮断器に指令が伝達される。図３で示した実施例との相違は、運転指令生成装置が一方の駆動システムの電池統括ユニットに放電休止命令、他方の駆動システムの電池統括ユニットに放電再開命令を出力する点にある。
【００５３】
図１３に駆動装置Ａ、Ｂの充放電パターンを示す。この例では、駆動装置Ａに放電休止指令が出力されるとき、駆動装置Ｂに放電再開指令が出力され、駆動装置Ａに放電再開指令が出力されるとき、駆動装置Ｂに放電休止指令が出力される場合を示しており、各駆動装置Ａ、Ｂの合計の放電電流パターンは図６と同じになるようにした。図１３から明らかなように、各駆動装置Ａ、Ｂでそれぞれ休止期間が設けられていることが分かる。この実施例についても、各駆動装置Ａ、Ｂそれぞれの組電池の劣化度を測定したところ、実施例１同様、放電中休止を設けることによって劣化が抑制できることが確認できた。
なお、各駆動装置Ａ、Ｂそれぞれの電池制御装置に設けられた複数のモジュールに対し、上述した実施例１や実施例２の放電休止期間を設け、全モジュールに対し、休止期間を総合的に制御することももちろん可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  電池制御装置
２Ａ〜２Ｄ  電池モジュール
３Ａ〜３Ｄ  遮断器
４Ａ〜４Ｄ  組電池
５Ａ〜５Ｄ  電流検出手段
６Ａ〜６Ｄ  電圧検出手段
７Ａ〜７Ｄ  温度センサ
８Ａ〜８Ｄ  電池監視ユニット
９Ａ  電池統括ユニット
１０    遮断制御部
１１Ａ〜１１Ｂ    制御器
１２Ａ〜１２Ｂ  エンジン
１３Ａ〜１３Ｂ  発電機
１４Ａ〜１４Ｂ  コンバータ
１５Ａ〜１５Ｂ  インバータ
１６  モータ
１７  車軸
１８  運転指令生成装置
スイッチ信号調整回路
２０Ａ〜２０Ｂ  駆動システム
【図１】
0005679738.tif 000002
【図２】
0005679738.tif 000003
【図３】
0005679738.tif 000004
【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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【図１３】
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