(57)【要約】   この制御ユニットは、互いに接続された複数の電池セルと、前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子と、前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器とを備える蓄電池システムにおいて前記切替器の動作を制御可能なものであって、前記蓄電池システムに、（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の前記電池セル以外のセルと前記補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態と、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態とを切り替えて電池セルの電圧の均一化を図るセルバランス動作と、前記セルバランス動作に先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作と、を行わせるように構成されている。
2015133401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続された複数の電池セルと、前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子と、前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器と、を備える蓄電池システムにおいて前記切替器の動作を制御可能な制御ユニットであって、
前記蓄電池システムに、
（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の前記電池セル以外のセルと前記補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態と、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態とを切り替えて電池セルの電圧の均一化を図るセルバランス動作と、
前記セルバランス動作に先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作と、
を行わせるように構成されている制御ユニット。
【請求項２】
前記事前充電動作が、充電状態に関するパラメータが所定の閾値に達するまで行われる、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記事前充電動作が、前記補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態が得られる状態となるまで行われる、請求項１または２に記載の制御ユニット。
【請求項４】
充電状態に関する前記パラメータが電流であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電した場合の同素子に流れる電流ｉｔｅｒの値に基づき、前記補助蓄電素子を流れる電流ｉが前記基準電流ｉｔｅｒとなるまで行われる、請求項２または３に記載の制御ユニット。
【請求項５】
充電状態に関する前記パラメータが電圧であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電した場合の同素子の基準電圧Ｖｔｅｒの値に基づき、前記補助蓄電素子の電圧Ｖが前記基準電圧Ｖｔｅｒとなるまで行われる、請求項２または３に記載の制御ユニット。
【請求項６】
充電状態に関する前記パラメータが時間であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電するのに必要な基準時間ｔｔｅｒの値に基づき、前記基準時間ｔｔｅｒとなるまで行われる、請求項２または３に記載の制御ユニット。
【請求項７】
互いに接続された複数の電池セルと、
前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子と、
前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御ユニットと、
を備える蓄電池システム。
【請求項８】
前記補助蓄電素子が、キャパシタまたはトランスである、請求項７に記載の蓄電池システム。
【請求項９】
前記電池セルが、リチウムイオン電池である、請求項７または８に記載の蓄電池システム。
【請求項１０】
さらに、
前記補助蓄電素子の電圧を測定する電圧測定手段を備える、請求項７〜９のいずれか一項に記載の蓄電池システム。
【請求項１１】
さらに、
前記補助蓄電素子を流れる電流を測定する電流測定手段を備える、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の蓄電池システム。
【請求項１２】
互いに接続された複数の電池セルの電圧をセルバランス動作により均一化するために、
（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の電池セル以外のセルと補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電することと、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態に切り替えてバランス対象の前記電池セルを充電することとを行うセルバランス動作ステップと、
前記セルバランス動作ステップに先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作ステップと、
有する電池セルバランス方法。
【請求項１３】
前記事前充電動作ステップを、
充電状態に関するパラメータが所定の閾値に達するまで行う、請求項１２に記載の電池セルバランス方法。
【請求項１４】
前記事前充電動作ステップを、
前記補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態が得られる状態となるまで行う、請求項１２または１３に記載の電池セルバランス方法。
【請求項１５】
１つまたは複数のプロセッサに、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の電池セルバランス方法を実施させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを有する蓄電池システム、電池セルバランス方法およびプログラム等に関する。特には、より効率的にアクティブ方式で電池セル間のセルバランスをとることが可能な制御ユニット、蓄電池システム、電池セルバランス方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるハイブリッドカーや電気自動車の電源として、また、家庭用や商業施設用などの蓄電装置として、複数の電池セルを組み合わせた蓄電池システムが多方面で利用されるようになってきている。このような複数の電池セルを接続したシステムにおいては、使用に伴って、徐々に各電池セルの容量や電圧にアンバランスが生じることがある。この理由の１つとしては、全ての電池セルの電気特性あるいは充放電時の環境（例えば、温度のバラツキ）を均一にできないためである。【０００３】
こうした電池セルのアンバランスを解消する方式として、キャパシタやインダクタンスなどの蓄電素子を用いたアクティブ方式のセルバランス方法が提案されている。従来の方法としては、蓄電素子の充放電をある一定周期で行うものが知られている（例えば特許文献１）。また、電池セルの電圧差に応じて充放電時間周期や充放電時間の比を変化させる方法なども知られている（例えば引用文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３４５８７４０号
【特許文献２】特許４１８１１０４号
【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、上記文献のような方法では、セルバランス動作を行う際に蓄電素子の充電状態が考慮されていない。すなわち、蓄電状態に関わらず一律に予め設定した所定の条件でセルバランス動作を実施するようなものであるため、特にセルバランス初期で、蓄電素子から対象の電池セルへの電荷の移動が効率的に行なわれないという問題があった（詳細については図面を参照して後述する）。【０００６】
そこで、本発明の目的は、より効率的にアクティブ方式で電池セル間のセルバランスをとることが可能な制御ユニット、蓄電池システム、電池セルバランス方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一形態に係る制御ユニットは下記のとおりである：
１．互いに接続された複数の電池セルと、前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子と、前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器とを備える蓄電池システムにおいて前記切替器の動作を制御可能な制御ユニットであって、
前記蓄電池システムに、
（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の前記電池セル以外のセルと前記補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態と、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態とを切り替えて電池セルの電圧の均一化を図るセルバランス動作と、
前記セルバランス動作に先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作と、
を行わせるように構成されている制御ユニット。【０００８】
（用語の定義）
「電池セル」とは、基本的には、組電池を構成する個々の蓄電池のことを言い、場合によっては、複数の蓄電池を含むモジュールをも含む。
「事前充電動作」のタイミングは、セルバランス動作の直前であってもよいし（「セルバランス動作」が「事前充電動作」に連続して行われることも含む）、または、予め事前充電動作を行っておきその後セルバランス動作が行われてもよい。
「充電状態に関するパラメータ」とは、それに基いて充電がどれくらい進行したのかを判定しうるようなパラメータのことをいう。例えば、補助蓄電素子を流れる電流、補助蓄電素子の電圧、または充電時間等であってもよい。
「補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態」とは、充電電流と放電電流とが完全に釣り合う状態だけでなく、実質的に釣り合う状態（例えば、補助蓄電素子の充電電流および/または放電電流の平均値の時間変化率、あるいはその差がある閾値よりも小さくなるような状態。）をも含む。
・「セルバランス動作」では、必ずしも上記「第１の接続状態」と「第２の接続状態」とが交互に行われるものに限定されるものではない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より効率的にアクティブ方式で電池セル間のセルバランスをとることが可能な蓄電池システム、電池セルバランス方法およびプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る蓄電池システムの一例を模式的に示すブロック図である。
【図２Ａ】一定周期でスイッチングを行った場合におけるキャパシタの充電電流を示すグラフである（初期）。
【図２Ｂ】一定周期でスイッチングを行った場合におけるキャパシタの充電電流を示すグラフである（終盤、定常状態）。
【図３Ａ】回路モデルを示す図である（キャパシタへ充電）。
【図３Ｂ】回路モデルを示す図である（対象電池セルへ充電）。
【図４Ａ】セルバランス方法の一例のフローチャートである。
【図４Ｂ】セルバランス方法の他の例のフローチャートである。
【図４Ｃ】セルバランス方法のさらに他の例のフローチャートである。
【図５】本実施形態の方法を適用し、セルバランス初期のキャパシタの充電時間を変化させた場合の平均バランス電流の推移を示す結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する構成はあくまで本発明の一例であって、具体的な構成は適宜変更可能である。図１は、本発明の一形態に係る蓄電池システムの一例を示している。
【００１２】
〔システム構成について〕
図１の蓄電池システム１は、直列に接続された電池セル１５ａ〜１５ｄ（以下、単に電池セル１５ともいう）と、その電池セル１５ａ〜１５ｄの電圧を均一化するための回路構成とを備えている。具体的には、各電池セル１５に電気的に接続可能な補助蓄電素子２５と、各電池セル１５とその補助蓄電素子２５との接続状態を切り替えるための複数のスイッチＳＷ（詳細下記）とを備えている。蓄電池システム１は、さらに、各電池セル１５の電圧等を測定するモニタ部３１と、それに電気的に接続された制御ユニット３５とを備えている。
【００１３】
電池セル１５は、特に限定されるものではないが、例えばリチウムイオン電池等の二次電池であってもよい。図１では、一例として円筒形のものを示しているが、当然ながら、ラミネート外装された薄型の電池であってもよいし、具体的にはリチウムイオン二次電池であってもよい。また、図１では、電池セル１５が４直列となっているが、これに限らず、電池セル１５は２つ、３つ、または、５つ以上の任意の数に変更可能である。
【００１４】
補助蓄電素子２５としては、キャパシタまたはトランス等の蓄電要素を利用することができる。当然ながら、補助蓄電素子２５は１つまたは複数であってもよい。本実施形態においては、後述するとおり、この補助蓄電素子２５の電圧値および／または電流値に基づいてセルバランス条件の決定を行う。よって、補助蓄電素子２５には電圧および／または電流を測定する手段（不図示）も設けられている。
【００１５】
スイッチＳＷとしては、第１のスイッチ群ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｅと、第２のスイッチ群ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｄとが設けられている。これらのスイッチのオン／オフを適宜行うことで、以下のような状態に切替わるように構成されている：
（ｉ）複数の電池セル１５ａ〜１５ｄのうちバランス対象の電池セル以外のセル（一例で１５ｂ〜１５ｄ）と補助蓄電素子２５とが接続される第１の接続状態。
（ｉｉ）バランス対象の電池セル（一例で１５ａ）と補助蓄電素子２５とが接続される第２の接続状態。
【００１６】
各スイッチＳＷ１ａ〜１ｅ、ＳＷ２ａ〜２ｄのオン／オフは、制御ユニット３５により制御される。この制御ユニット３５は、例えば、１つまたは複数のプロセッサおよびメモリ等を有するマイクロコンピュータ等であってもよい。または、制御ユニット３５は、電気回路で構成されていてもよい。スイッチＳＷの制御は、例えば、半導体スイッチング素子をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御するものであってもよい。
【００１７】
制御ユニット３５は、場合によっては、ディスプレイ等の表示デバイスを有していてもよい。制御ユニット３５のメモリにプログラムが実装され、そのプログラムに従って、１つまたは複数のプロセッサにより、蓄電値システムの種々の機能や、セルバランス動作（詳細下記）等が実現されるように構成されていてもよい。
【００１８】
モニタ部３１は、各電池セル１５の電圧を測定可能な電圧計としての機能を有する。また、電池セルのその他の状態把握を行うものであってもよい。制御ユニット３５は、モニタ部３１に電気的に接続され、その検出結果（監視結果）に基づいて種々の演算処理を行う。このような、電池セルの状態監視、および、それに基づく演算処理（一例で、セルバランス動作を開始するか否かの判定処理等）については、従来公知の方式を利用可能である。
【００１９】
〔セルバランスについて〕
ところで、図１のシステムのように複数の電池セル１５を用いる場合、それぞれの電池セルの容量や電圧にアンバランスが生じることがある。このアンバランスを補正して、各電池セルの電圧の均一化を図るためのセルバランス方式としては、大別して、「パッシブ方式」と「アクティブ方式」とが知られている。
【００２０】
「パッシブ方式」とは、迂回路に設けられた抵抗とスイッチとを利用し、電圧の高い電池セルを該電池セルに並列に接続した抵抗にバイパスさせて放電させることで、電圧の均一化を図るというものである。一方、「アクティブ方式」とは、複数の電池セルを、電圧の高い電池セル群と、電圧の低い、バランス対象となる電池セルとに分け、（ｉ）電圧の高い電池セル群を補助蓄電素子に接続して補助蓄電素子の充電を行うことと、（ｉｉ）補助蓄電素子とバランス対象の電池セルとを接続して電荷を当該電池セルに移動させることとを繰り返すことで、電圧の均一化を図るものである。
【００２１】
上記２つの方式のうち、エネルギー効率の観点からは「アクティブ方式」のセルバランス方法が有利である。しかしながら、従来一般的なアクティブ式セルバランス方法では、基本的には、一定の周期で上記２つの接続状態をスイッチングするものであったため、下記のような問題があった。以下、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。なお、以下では、補助蓄電素子をキャパシタとして説明する。
【００２２】
図２（Ａ）は、一定周期（一例でＴ＝２ｓ）でスイッチングを行った場合におけるキャパシタの充電電流を示すグラフである（セルバランス初期）。横軸が時間を示し、縦軸が充電電流の電流値を示している。このグラフから分かるように、セルバランスの初期（つまり、セルバランス動作開始後しばらくの間は、電流値がプラス側に位置しており、キャパシタからの放電電流に比べて充電電流の方が著しく大きくなっている。電流値は、時間の経過とともに、徐々にマイナス側に移っていき、ある程度時間が経ってようやく図２（Ｂ）のような状態になると、キャパシタからの充電電流と放電電流が釣り合う定常状態となる。
【００２３】
すなわち、上記のように一定周期でスイッチングを行う方法では、図２Ａのようなセルバランス初期において、キャパシタに十分な量が蓄電されず、放電よりも充電が優先する状態がしばらく継続することとなる。したがって、この状態では、キャパシタからバランス対象の電池セルに移動する電荷量が少なく充電効率が低くなり、その結果、最終的にセルバランスが完了するまでの時間が長くなる。
【００２４】
そこで、本実施形態では、こうした問題点を解決してセルバランス初期の電池セルの充電効率を改善するため、次のようなセルバランス方法を行うようにしている。なお、以下に説明する方法の基本的な技術的思想は、セルバランス初期あるいはセルバランス動作に先立って、（ｉ）先ずキャパシタ（補助蓄電素子）にある程度の電荷を蓄め、（ｉｉ）一例として、補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態が得られる状態としてから周期的な（かならずしも一定周期に限定されない）スイッチングに移行する点にある。
【００２５】
こうすることで、セルバランス開始直後から効率的に充電を実施することができるものとなる（詳しくは図５等も参照して後述する）。基準とするパラメータとしては、キャパシタを流れる電流に基づく場合、キャパシタの電圧に基づく場合、時間に基づく場合等が想定される。以下、順に説明する。
【００２６】
（電流で制御）
図３Ａ、図３Ｂは、図１のシステムの回路モデルである。図４Ａは、キャパシタを流れる電流を基準としてセルバランスを行う場合のフローチャートの一例である。
【００２７】
まず、図４ＡのステップＳ１において、各電池セル１５の電圧値を取得する（ステップＳ１）。具体的には、モニタ部３１によって測定された値を制御ユニット３５が読み込むことによって行われるものであってもよい。
【００２８】
次いで、ステップＳ２において、セル電圧差の最大値の検出を行う（ステップＳ２）。その後、ステップＳ３において、セルバランス動作が必要か否かの判定を行う（ステップＳ３）。例えば、制御ユニット３５が、各電池セル１５の電圧値を比較し、その差の最大値が所定の基準値を超えているか否かを判定するものであってもよい。その差の最大値が所定の基準値を超えていた場合、制御ユニット３５は、セルバランス動作が必要と判定する。
【００２９】
なお、セルバランス動作が必要か否かの判定について説明を加えると、この判定は必ずしも電圧差に基づくものに限定されるものではない。この判定は、各電池セルの充電状態の違いを示す何らかのパラメータおよび所定の閾値等に基づいて行われるものであってもよい。具体的な一例として、充放電履歴から算出された充電状態を表すパラメータ値（例えばパーセント表示であってもよい）が、所定の閾値以上にずれているか否かを判定するようなものとしてもよい。セルバランス動作が必要か否かの判定に関しては公知の方法を含め種々の方法を利用可能である。
【００３０】
次いで、ステップＳ４において、セルバランスのためのスイッチング条件（充電条件）を決定する（ステップＳ４）。図３（Ａ）、（Ｂ）の回路モデルを参照して、この充電条件の決定について説明する。ここで、キャパシタの容量をＣ、回路素子に起因する抵抗をＲ、それぞれの電池セルの電圧をＶｉ（ｉ＝１〜４）とし、セル４（図１の電池セル１５ｄに対応）の電圧が最も低い状態にあるものと仮定する。
【００３１】
周期Ｔでキャパシタの充放電スイッチングを行うとき、キャパシタの充電電流と、キャパシタからの電池セルへのバランス電流とが釣り合うという条件で、定常状態を定式化することができる。すなわち、キャパシタの電荷が０の状態から、定常状態が成立するまで充電したときの、蓄電素子電流ｉｔｅｒ、蓄電素子電圧Ｖｔｅｒ、および充電に要する時間ｔｔｅｒはそれぞれ次のように表すことができる（Ｒは回路の内部抵抗）：
【００３２】
【数１】
2015133401.tif 000003
【００３３】
【数２】
2015133401.tif 000004
【００３４】
【数３】
2015133401.tif 000005
【００３５】
ここで、
【００３６】
【数４】
2015133401.tif 000006
である。
【００３７】
キャパシタ電流による制御の場合には、上記電流ｉｔｅｒを決定しそれにしたがってセルバランス動作を実施する（ステップＳ５、Ｓ６）。電流ｉｔｅｒの決定は、制御ユニット３５が上記式に基づいて計算を行って実施してもよい。
【００３８】
ステップＳ７では、制御ユニット３５が、キャパシタの電流ｉが電流ｉｔｅｒに達したか否かの判定を行い、電流ｉｔｅｒに達するまでキャパシタの充電を継続し（ステップＳ８）、電流ｉｔｅｒに達した後は、次のステップに移行する。
【００３９】
ステップＳ８では、通常のセルバランス動作（一例として一定周期でスイッチングを行う）を行う（ステップＳ８）。このステップにおけるスイッチングのタイミングおよび動作終了のタイミング等については、従来公知の技術を利用してもよい。
【００４０】
このような方法は、上記のとおり、セルバランス初期に、先ず、キャパシタの充放電電流の定常状態が得られるようにキャパシタに電荷を蓄電してから、周期的なスイッチングに移行するものである。したがって、セルバランス初期における効率を向上させることができ、ひいてはセルバランス完了までに必要な時間も短縮することが可能となる。
【００４１】
（電圧で制御）
図４Ｂに示すフローチャートのように、キャパシタ電圧を基準として制御を行うことも可能である。この場合、ステップＳ５でキャパシタの電圧Ｖｔｅｒを決定し、ステップＳ７では、キャパシタの電圧Ｖがその電圧Ｖｔｅｒに達したか否かの判定を行い、セルバランス初期のキャパシタ充電を行えばよい。その他の動作、制御については、上記電流での制御の場合と同様に実施可能である。
【００４２】
（時間で制御）
キャパシタの電流や電圧ではなく、図４Ｃに示すフローチャートのように、時間を基準として制御を行うことも可能である。この場合、ステップＳ５で時間ｔｔｅｒを決定し、ステップＳ７では、セルバランス初期のキャパシタ充電の時間ｔがその時間ｔｔｅｒに達したか否かの判定が行われることとなる。その他の動作、制御については、上記電流での制御の場合と同様に実施可能である。
【００４３】
上記のような電流基準の制御、電圧基準の制御、および時間基準の制御は、それぞれ単独で利用してもよいし、適宜組合せて利用してもよい。また、図４Ａ〜図４Ｃでは、電流値ｉ、電圧値Ｖ、時間ｔが、それぞれ、蓄電素子電流ｉｔｅｒ、蓄電素子電圧Ｖｔｅｒ、および充電に要する時間ｔｔｅｒに達するか否かの判定を行う例を示しているが、この判定における閾値は必ずしも正確にｉｔｅｒ、Ｖｔｅｒ、ｔｔｅｒである必要はなく、これらの値の近似値もしくはこれらの値の例えば９０％以上の値、８０％以上の値、または７０％以上の値などとしてもよい。
【００４４】
また、上記では数式に基づいて算出することを説明したが、計算が困難な場合は充電条件の決定は必ずしも算出による必要はない。定常状態を実現可能な充電条件を実測に基づき設定することも可能である。本発明においては、セルバランス初期に、先ず、補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態とすることができるようなものであれば、必ずしも特定の演算処理に限定されるものではない。
【００４５】
図５は、本実施形態の方法を適用し、セルバランス初期のキャパシタの充電時間ｔ１を、２ｓ、５ｓ、１０ｓと変化させた場合の、平均バランス電流の推移を示す結果である。横軸が時間（ｓｅｃ）であり、縦軸が平均バランス電流値である。なお、電流値は定常状態の値を１として標準化している。
【００４６】
図５において、ｔ１＝２ｓというのは、セルバランス初期におけるキャパシタの充電時間を特に長くせず、例えばＴ＝２ｓの周期でスイッチングを行うことを意味している。これに対して、ｔ１＝５ｓ、１０ｓというのは、セルバランス初期におけるキャパシタの充電時間がＴ＝２ｓの周期よりも長めに設定されていることを意味する。
【００４７】
一定周期のスイッチングのみを行った場合（ｔ１＝２ｓ）、バランス電流の立ち上がりカーブは緩やかであり、定常状態に至るのに時間が必要であることが分かる。一方、セルバランス初期にキャパシタの充電を行った場合(ｔ１＝５ｓ、１０ｓ)、それぞれ、５ｓまたは１０ｓまでの間は当然ながら電流値はゼロであるものの、その後は、バランス電流のカーブはほぼ垂直に立ち上がり、ｔ１＝２ｓの場合と比べて、セルバランス初期の段階から大きなバランス電流が得られている。特にｔ１＝１０ｓの方がより顕著な改善効果がみられ、一定周期のスイッチングのみの場合と比較して、定常状態に至るまでの間の電荷移動効率を１６％改善させることができた。
【００４８】
本出願は下記発明を開示する。
１．互いに接続された複数の電池セル（１５）と、前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子（２５）と、前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器（ＳＷ、切替回路）と、を備える蓄電池システム（１）において前記切替器の動作を制御可能な制御ユニット（３５）であって、
前記蓄電池システムに、
（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の前記電池セル以外のセルと前記補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態と、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態とを切り替えて電池セルの電圧の均一化を図るセルバランス動作と、
前記セルバランス動作に先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作と、
を行わせるように構成されている制御ユニット。
【００４９】
２．前記事前充電動作が、充電状態に関するパラメータが所定の閾値に達するまで行われる、上記記載の制御ユニット。
【００５０】
３．前記事前充電動作が、前記補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態が得られる状態となるまで行われる、請求項１または２に記載の制御ユニット。
【００５１】
４．充電状態に関する前記パラメータが電流であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電した場合の同素子に流れる電流ｉｔｅｒの値に基づき、前記補助蓄電素子を流れる電流ｉが前記基準電流ｉｔｅｒとなるまで行われる、上記記載の制御ユニット。
【００５２】
５．充電状態に関する前記パラメータが電圧であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電した場合の同素子の基準電圧Ｖｔｅｒの値に基づき、前記補助蓄電素子の電圧Ｖが前記基準電圧Ｖｔｅｒとなるまで行われる、上記記載の制御ユニット。
【００５３】
６．充電状態に関する前記パラメータが時間であって、
前記事前充電動作は、
前記補助蓄電素子を定常状態が得られる状態まで充電するのに必要な基準時間ｔｔｅｒの値に基づき、前記基準時間ｔｔｅｒとなるまで行われる、上記記載の制御ユニット。
【００５４】
７．互いに接続された複数の電池セルと、
前記各電池セルに電気的に接続される補助蓄電素子と、
前記各電池セルと前記補助蓄電素子との接続状態を切り替える切替器（切替回路）と、
上記記載の制御ユニットと、
を備える蓄電池システム。
【００５５】
８．前記補助蓄電素子が、キャパシタまたはトランスである、上記記載の蓄電池システム。
【００５６】
９．前記電池セルが、リチウムイオン電池である、上記記載の蓄電池システム。
【００５７】
１０．さらに、
前記補助蓄電素子の電圧を測定する電圧測定手段を備える、上記に記載の蓄電池システム。
【００５８】
１１．さらに、
前記補助蓄電素子を流れる電流を測定する電流測定手段を備える、上記記載の蓄電池システム。
【００５９】
１２．互いに接続された複数の電池セルの電圧をセルバランス動作により均一化するために、
（ｉ）前記複数の電池セルのうちバランス対象の電池セル以外のセルと補助蓄電素子とが接続される第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電することと、（ｉｉ）バランス対象の前記電池セルと前記補助蓄電素子とが接続される第２の接続状態に切り替えてバランス対象の前記電池セルを充電することとを行うセルバランス動作ステップと、
前記セルバランス動作ステップに先立って、前記第１の接続状態で前記補助蓄電素子を充電する事前充電動作ステップと、
有する電池セルバランス方法。
【００６０】
１３.前記事前充電動作ステップを、
充電状態に関するパラメータが所定の閾値に達するまで行う、上記記載の電池セルバランス方法。
【００６１】
１４．前記事前充電動作ステップを、
前記補助蓄電素子の充電電流と放電電流とが実質的に釣り合う定常状態が得られる状態となるまで行う、上記記載の電池セルバランス方法。
【００６２】
１５．１つまたは複数のプロセッサ（１つまたは複数のコンピュータ）に、上記記載の電池セルバランス方法を実施させるためのプログラム。
【００６３】
このようなプログラムはシステムの記憶領域に格納されていてもよい。すなわち上記方法を実施するためのアルゴリズムが記憶領域に格納されていてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  蓄電池システム
１５ａ〜１５ｄ  電池セル（蓄電池、二次電池）
２５  キャパシタ（補助蓄電素子）
３１  モニタ部
３５  制御ユニット（制御回路）
ＳＷ１ａ〜１ｅ、２ａ〜２ｄ  スイッチ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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