(57)【要約】  電池制御部（４６６）は、複数の蓄電池のうち、最小の電圧を有する蓄電池を基準蓄電池として抽出する。電池制御部（４６６）は、基準蓄電池の電圧を基準電圧として取得するとともに、基準蓄電池のＳＯＨを基準ＳＯＨｓとして取得する。電池制御部（４６６）は、基準ＳＯＨｓとの大小関係及び基準電圧との電圧差に基づき、複数の蓄電池のうち、均等化処理部（４５０）で放電させる蓄電池を特定する。電池制御部（４６６）は、均等化処理部（４５０）で特定した蓄電池を放電させ、均等化処理を実行する。
2015072061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の蓄電池のそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記複数の蓄電池のそれぞれの劣化度合いを推定する状態推定部と、
前記複数の蓄電池のうち特定された蓄電池を放電させる均等化処理部と、
前記複数の蓄電池の端子電圧に基づき基準電圧を取得するとともに、前記複数の劣化度合いに基づき基準劣化度合いを取得し、前記基準劣化度合いとの大小関係及び前記基準電圧との電圧差に基づき、前記複数の蓄電池のうち前記均等化処理部で放電させる蓄電池を特定する制御部と、を備えた均等化処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の蓄電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧の蓄電池を基準蓄電池とし、前記基準蓄電池の端子電圧を基準電圧として取得するとともに、前記基準蓄電池の劣化度合いを基準劣化度合いとして取得する、
請求項１に記載の均等化処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記基準蓄電池より劣化度合いが大きな第１蓄電池について、前記第１蓄電池の端子電圧が、端子電圧に関する第１しきい値以上であれば、均等化処理部で放電させる蓄電池として特定しない、
請求項２に記載の均等化処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記基準蓄電池より劣化度合いが小さい第２蓄電池、又は、端子電圧が前記第１しきい値より小さい第１蓄電池について、前記第１蓄電池又は前記第２蓄電池の端子電圧と前記基準蓄電池の端子電圧との電圧差が、電圧差に関する第２しきい値以上であれば、前記均等化処理部で放電させる蓄電池として特定する、
請求項３に記載の均等化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の均等化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電池を直列接続して構成された組電池に対して、蓄電池間の端子電圧のばらつきを均一に調整する均等化装置を搭載した蓄電池システムが知られている。従来の方法では、各蓄電池の端子電圧を検出し、最小の端子電圧との電圧差がしきい値以上の端子電圧となる蓄電池を放電することで蓄電池間の端子電圧のばらつきを調整している（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来方法によって、蓄電池間の端子電圧のばらつきを調整できるかもしれないが、各蓄電池の劣化状態が考慮されていないため、例えば、満充電時に各蓄電池の端子電圧を均一に調整した場合、放電時に劣化度度合いが大きな蓄電池が放電下限に達すると、他の蓄電池は放電を継続することができず、組電池としての放電可能な実効容量が低下してしまうこともある。【０００５】
そこで本発明は、組電池としての放電可能な実効容量が低下することを抑制できる均等化装置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】
【０００６】
本発明に係る均等化装置は、直列接続された複数の蓄電池のそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、前記複数の蓄電池のそれぞれの劣化度合いを推定する状態推定部と、前記複数の蓄電池のうち特定された蓄電池を放電させる均等化処理部と、前記複数の蓄電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧の蓄電池を基準蓄電池とし、前記基準蓄電池の劣化度合いとの大小関係及び前記基準蓄電池の端子電圧との電圧差に基づき、前記複数の蓄電池のうち前記均等化処理部で放電させる蓄電池を特定する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、組電池としての放電可能な実効容量が低下することを抑制できる均等化装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の均等化処理を行った場合の充放電動作を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る均等化処理を行った場合の充放電動作を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る蓄電池システムを説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る均等化処理部の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の均等化処理対象の決定に関わる動作フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の均等化処理対象の決定に関わる動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態を具体的に説明する前に、図１、２を参照しながら概要について述べる。図１は、従来の均等化処理を行った場合の充放電動作を説明するための図である。説明の便宜上、蓄電池Ｂｄｂと蓄電池Ｂｄｓが直列接続されて組電池が構成され、蓄電池Ｂｄｂの劣化度合いが蓄電池Ｂｄｓの劣化度合いより大きいことを想定する。
【００１０】
図１に示す充放電動作では、タイミングＴ１から組電池全体としての充電を開始し、タイミングＴ２で蓄電池Ｂｄｂの端子電圧が充電上限電圧Ｖ２に達したため組電池全体としての充電を終了する。次に、タイミングＴ２から蓄電池Ｂｄｂの均等化放電を開始し、タイミングＴ３で蓄電池Ｂｄｂと蓄電池Ｂｄｓの端子電圧と等しくなったので蓄電池Ｂｄｂの均等化放電を終了する。さらに、タイミングＴ３から組電池全体としての放電を開始し、タイミングＴ４で蓄電池Ｂｄｂが放電下限電圧Ｖ１に達したため組電池全体としての放電を終了する。そして、タイミングＴ４から蓄電池Ｂｄｓの均等化放電を開始し、タイミングＴ５で蓄電池Ｂｄｓと蓄電池Ｂｄｂの端子電圧と等しくなったので蓄電池Ｂｄｓの均等化放電を終了する。
【００１１】
蓄電池は、劣化度合いが大きくなるにつれ、内部抵抗による分極電圧が大きくなるため、図１に示すように、放電時に同じ端子電圧から放電を開始すると、劣化度合いが大きい蓄電池Ｂｄｂの方が早く放電下限電圧Ｖ１に達する。同様に、充電時は劣化度が大きい蓄電池Ｂｄｂの方が早く充電上限電圧Ｖ２に達する。一方、劣化度合いが小さい蓄電体Ｂｄｓは、充電終了時までに充電上限電圧Ｖ２に達することなく、また、放電終了時までに放電下限電圧Ｖ１に達することはない。換言すれば、充電終了時、劣化度合いが小さい蓄電池Ｂｄｓの端子電圧に合わせるように、劣化度合いが大きい蓄電池Ｂｄｂの端子電圧を均等化放電させると、蓄電池Ｂｄｓが放電下限まで放電できず、組電池全体としての放電可能な実効容量が減少するとも言える。
【００１２】
そこで本発明の実施形態では、端子電圧間の電圧差に加え、劣化度合いも参照することにより、放電を実行すべき蓄電池を特定する。図２は、本発明の実施形態に係る均等化処理を行った場合の充放電動作を説明するための図である。図１と比較すると、図２に示す充放電動作では、蓄電池Ｂｄｂのほうが蓄電池Ｂｄｓより劣化度合いが大きいため、タイミングＴ２から蓄電池Ｂｄｂの均等化放電を開始しない。よって、組電池全体としての放電を開始するタイミングＴ３では、蓄電池Ｂｄｂの端子電圧は放電上限電圧Ｖ２のままである。このため、タイミングＴ３から組電池全体としての放電を開始すると、タイミングＴ６で蓄電池Ｂｄｂが放電下限電圧Ｖ１に達するので、タイミングＴ６で組電池全体としての放電を終了する。蓄電池ＢｄｓがタイミングＴ４より後のタイミングＴ６まで放電できるので、組電池全体として放電可能な実効容量が低下することを抑制することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態に係る蓄電池システム４０を説明するための図である。本第１実施形態では、蓄電池システム４０は、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈ
ｉｃｌｅ）、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの動力源として車両に搭載
されることを想定する。
【００１５】
走行用モータ１０は、例えば、三相交流同期モータである。電力変換器２０は、蓄電池システム４０とリレー３０を介して接続される。電力変換器２０は、力行時、蓄電池システム４０から供給される直流電力を交流に変換して走行用モータ１０に供給する。また回生時、電力変換器２０は、走行用モータ１０から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電池システム４０に供給する。
【００１６】
リレー３０は、車両制御部５０からのリレー制御信号により開状態又は閉状態に制御される。リレー３０は、閉状態の場合、電力変換器２０と蓄電池システム４０とを接続し、充放電経路を形成する。また、リレー３０は、開状態の場合、電力変換器２０と蓄電池システム４０との充放電経路を遮断する。
【００１７】
車両制御部５０は、車両全体を電子制御する。車両制御部５０は、ユーザのアクセル操作量や車速や蓄電システムからの情報等に基づいて、走行用モータ１０へのトルク要求値を設定する。車両制御部５０は、このトルク要求値に従って走行用モータ１０が動作するように電力変換器２０を制御する。例えば、アクセルペダルが踏み込まれトルク要求値がプラスになると、車両制御部５０は、その程度に応じた電力を走行用モータ１０に供給するように電力変換器２０を制御する。また、ブレーキペダルが踏み込まれトルク要求値がマイナスになると、車両制御部５０は、減速エネルギーをエネルギー源として走行用モータ１０より発電される電力を蓄電池システム４０に供給するよう電力変換器２０を制御する。
【００１８】
蓄電池システム４０は、電池モジュール４１０、電圧センサ４２０、電流センサ４３０、温度センサ４４０、均等化処理部４５０及び電池管理装置４６０を含む。
【００１９】
電池モジュール４１０は、２つ以上の蓄電池から構成される。電池モジュール４１０に含まれる蓄電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。図１では、直列接続された複数の蓄電池Ｂ１〜Ｂｎ（ｎは整数。以下、ｊ（ｊは１からｎの整数）番目の蓄電池をＢｊで表わす）にて電池モジュール４１０が構成されているが、電池モジュール４１０を構成する蓄電池の個数は２つでも良い。電池モジュール４１０に含まれる蓄電池の一部は、互いに並列接続されていても良い。なお、本第１実施形態において、特に説明がない限り、蓄電池とは、単電池を意味する。
【００２０】
電池モジュール４１０は、リレー３０を介して電力変換器２０と接続される。電池モジュール４１０は、走行用モータ１０が電力源として動作するとき（回生時）、電力変換器２０を介して充電電力の供給を受けることができる。また、電池モジュール４１０は、走行用モータ１０が負荷として動作するとき（力行時）、電力変換器２０を介して放電電力を供給することができる。
【００２１】
電圧センサ４２０は、電池モジュール４１０を構成する各複数の蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの端子電圧（蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの正極及び負極間の電位差）である電圧Ｖｄの値を検出する。電圧センサ４２０は、検出した各蓄電池の電圧Ｖｄ（以下、蓄電池Ｂｊの電圧ＶｄをＶｄｊで表わす）の値を電池管理装置４６０に出力する。
【００２２】
電流センサ４３０は、電池モジュール４１０と電力変換器２０との間に配置され、電池モジュール４１０に流れる電流Ｉｄの値を測定する。電流センサ４３０は、検出した電流Ｉｄの値を電池管理装置４６０に出力する。
【００２３】
温度センサ４４０は、電池モジュール４１０の温度Ｔｄ（例えば、電池モジュール４１０の表面温度）の値を検出する。電池モジュール４１０は、検出した温度Ｔｄの値を電池管理装置４６０に出力する。
【００２４】
均等化処理部４５０は、電池制御部４６６で特定された蓄電池を放電し、電池モジュール４１０を構成する各複数の蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの端子電圧が均一に近づくように均等化処理を実行する。なお、電圧センサ４２０、均等化処理部４５０、電池状態推定部４６４及び電池制御部４６６を有する均等化処理装置が、本発明の第１実施形態に係る蓄電池システム４０に含まれていると考えることができる。
【００２５】
図４は、本発明の第１実施形態に係る均等化処理部４５０の構成例を示す図である。図４に示すように、均等化処理部４５０は、蓄電池Ｂｊごとに並列接続される均等化回路を有する。均等化回路は、直列接続されたスイッチング素子Ｓｊと抵抗素子Ｒｊから構成される。スイッチング素子Ｓｊとして、例えば、半導体スイッチの一つであるｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃ
ｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)を用いることができる。ｎ型ＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧａＮトラ
ンジスタ、ＳｉＣトランジスタなどを用いてもよい。スイッチング素子Ｓｊは、電池制御部４６６からの制御信号に応じてオン・オフする。均等化処理部４５０は、スイッチング素子Ｓｊをオンすることにより抵抗素子Ｒｊを介して蓄電池Ｂｊを放電させ、蓄電池Ｂｊの均等化処理を実行する。
【００２６】
図３に戻る。電池管理装置４６０は、通信部４６２、電池状態推定部４６４及び電池制御部４６６を含む。通信部４６２は、電池状態推定部４６４で推定されたＳＯＣ等の電池状態に関する情報を車両制御部５０に送信する。電池管理装置４６０と車両制御部５０との間は、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークにより接続される。
【００２７】
電池状態推定部４６４は、電流Ｉｄ、電圧Ｖｄ及び温度Ｔｄを含む電池状態データを用いて電池モジュール４１０の充電状態（充電率とも言う）を示す指標であるＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆ Ｃｈａｒｇｅ）、劣化度合いを示す指標であるＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）、充放電許容電力等の電池状態を推定する。
【００２８】
電池状態推定部４６４は、例えば、電流センサ４３０から受け取った電流Ｉｄを積算し、電流積算によりＳＯＣを推定する。また、電池状態推定部４６４は、例えば、下記式（１）及び式（２）により、推定したＳＯＣの変化値と、その変化に要した期間における電流積算値をもとに蓄電池Ｂ１〜ＢｎのＳＯＨ（以下、蓄電池ＢｊのＳＯＨをＳＯＨｊで表わす）を推定する。
【００２９】
ＳＯＨ＝（ＦＣＣ／Ｃｉ）×１００    ・・・（１）
ＦＣＣ＝（Ｑｔ／ΔＳＯＣ）×１００    ・・・（２）
ここで、ＦＣＣ（Ｆｕｌｌ Ｃｈａｒｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）は蓄電池の満充電容量、Ｃｉは蓄電池の初期容量（設計容量）、ΔＳＯＣはＳＯＣの変化値、ＱｔはΔＳＯＣに要した区間容量（電流積算値）をそれぞれ示す。即ち、ＳＯＨは初期容量Ｃｉに対する満充電容量ＦＣＣの割合で定義される。なお、ＳＯＨの定義から明らかなように、劣化度合いが大きくなると、ＳＯＨが小さくなる。電池状態推定部４６４は、推定したＳＯＣ等を通信部４６２及び電池制御部４６６及びに出力する。
【００３０】
電池制御部４６６は、蓄電池システム全体を制御する。また、電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの電圧Ｖｄｊに基づき、基準となる電圧を取得するとともに、蓄電池Ｂ１〜ＢｎのそれぞれのＳＯＨｊに基づき、基準となる劣化度合いを取得する。それらを蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの劣化度合いを示す指標であるＳＯＨｊ及び電圧Ｖｄｊと比較することで、電池制御部４６６は、均等化処理を実行すべき蓄電池を特定し、均
等化処理部４５０を制御して特定した蓄電池に対して均等化処理を実行させる。
【００３１】
このため、電池制御部４６６は、電圧センサ４２０から受け取った蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの電圧Ｖｄｊから、最小の電圧を有する蓄電池Ｂｓ（以下、基準蓄電池Ｂｓとも言う）を抽出する。電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓの電圧Ｖｄｊを基準電圧Ｖｓとして取得する。また、電池状態推定部４６４から受け取った蓄電池Ｂ１〜ＢｎのそれぞれのＳＯＨｊから、基準蓄電池ＢｓのＳＯＨｊを基準ＳＯＨｓとして取得する。
【００３２】
電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜ＢｎのそれぞれのＳＯＨｊと基準ＳＯＨｓを比較する。電池制御部４６６は、ＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓ以下である蓄電池（第１蓄電池とも言う）については、第１蓄電池の電圧Ｖｄｊが端子電圧に関するしきい値（第１しきい値とも言う）以上であれば、均等化処理部４５０での放電は不要と判断する。一方、基準ＳＯＨｓよりＳＯＨｊが大きい蓄電池（第２蓄電池とも言う）、又は、第１しきい値より電圧Ｖｄｊが小さな第１蓄電池に対しては、それぞれの電圧Ｖｄｊと基準電圧Ｖｓとの電圧差ΔＶ（以下、蓄電池Ｂｊの電圧Ｖｄｊと基準電圧Ｖｓとの電圧差をΔＶｊで表わす。ここで、ΔＶｊ＝Ｖｄｊ−Ｖｓ）を、電池制御部４６６は求める。そして、電圧差ΔＶｊが電圧差ΔＶに関するしきい値（第２しきい値とも言う）以上であれば、電池制御部４６６は、蓄電池Ｂｊを均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定する。
【００３３】
電池制御部４６６は、特定した蓄電池Ｂｊを均等化処理部４５０で放電させるための制御信号（すなわち、スイッチング素子Ｓｊをオンする信号）を生成し、均等化処理部４５０に出力する。電池制御部４６６は、均等化処理を開始してから所定の周期で特定した蓄電池Ｂｊの電圧Ｖｄｊを取得して電圧差ΔＶｊを更新する。電池制御部４６６は、電圧差ΔＶｊが第２しきい値より小さくなったタイミングで、特定した蓄電池Ｂｊの電圧Ｖｄｊと基準電圧Ｖｓとの間のばらつきは許容範囲にあると判断する。そして、電池制御部４６６は、均等化処理部４５０での放電を終了させるための制御信号（すなわち、スイッチング素子Ｓｊをオフする信号）を生成し、均等化処理部４５０に出力する。
【００３４】
なお、上述した均等化処理は、充電終了時、すなわち、電池モジュール４１０を構成する蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち、一つの蓄電池が充電上限に達したときに実行しても良く、充電中に実行しても良い。
【００３５】
以上の構成による均等化処理装置の動作を説明する。図５は、本発明の第１実施形態の均等化処理対象の決定に関わる動作フローチャートである。電池制御部４６６は、基準電圧Ｖｓと基準ＳＯＨｓを取得する（Ｓ１０）。電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち判定対象の蓄電池を選択し、判定対象の蓄電池のＳＯＨｊと基準ＳＯＨｓを比較する（Ｓ１２）。判定対象の蓄電池のＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓ以下であれば、すなわち、判定対象の蓄電池の劣化度合いが基準蓄電池Ｂｓ以上であれば（Ｓ１２のＹ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池の電圧Ｖｄｊと第１しきい値を比較する（Ｓ１４）。判定対象の蓄電池の電圧Ｖｄｊが第１しきい値以上であれば（Ｓ１４のＹ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池は均等化処理不要と判断する（Ｓ２０）。一方、判定対象の蓄電池のＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓより大きい場合、すなわち、判定対象の蓄電池の劣化度合いが基準蓄電池Ｂｓより小さい場合（Ｓ１２のＮ）、又は、判定対象の蓄電池の電圧Ｖｄｊが第１しきい値より小さい場合（Ｓ１４のＮ）、電池制御部４６６は、電圧差ΔＶｊと第２しきい値を比較する（Ｓ１６）。電圧差ΔＶｊが第２しきい値以上であれば（Ｓ１６のＹ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池を均等化処理すべき蓄電池として特定する（Ｓ１８）。電圧差ΔＶｊが第２しきい値より小さければ（Ｓ１６のＮ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池は均等化処理不要と判断する（Ｓ２０）。電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち基準蓄電池Ｂｓを除く蓄電池に対して、上述の処理を繰り返し、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池を特定する。
【００３６】
本発明の第１実施形態によれば、電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓの基準ＳＯＨｓとの大小関係及び基準蓄電池Ｂｓの基準電圧Ｖｓとの電圧差に基づき、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池を特定し、均等化処理部４５０で特定した蓄電池を放電させるので、組電池としての放電可能な実効容量が低下することを抑制できる。電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓより劣化度合いが大きな第１蓄電池に対して、第１蓄電池の電圧Ｖｄｊが第１しきい値より大きければ、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定しないので、均等化処理により蓄電池の劣化が促進されることを防止することができる。電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓより劣化度合いが小さい第２蓄電池、又は、端子電圧が第１しきい値より小さい第１蓄電池に対して、基準電圧Ｖｓとの電圧差が第２しきい値より大きければ、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定するので、組電池としての放電可能な実効容量の低下と劣化の促進を防止しながら、蓄電池間の端子電圧のばらつきを抑制することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
第２実施形態を説明する。蓄電池間のＳＯＣのばらつきを調整すること、およびそれに伴う後述の内容を除き、第２実施形態に係る均等化処理装置の構成および動作は、第１実施形態に係る均等化処理装置のそれと同じである。
【００３８】
均等化処理部４５０は、電池制御部４６６で特定された蓄電池を放電し、電池モジュール４１０を構成する各複数の蓄電池Ｂ１〜ＢｎのそれぞれのＳＯＣが均一に近づくように均等化処理を実行する。
【００３９】
電池制御部４６６は、電池状態推定部４６４から受け取った蓄電池Ｂ１〜ＢｎのそれぞれのＳＯＣ（以下、蓄電池ＢｊのＳＯＣをＳＯＣｊで表わす）から、最小のＳＯＣを有する基準蓄電池Ｂｓを抽出する。電池制御部４６６は、基準蓄電池ＢｓのＳＯＣｊを基準ＳＯＣｓとして取得する。
【００４０】
電池制御部４６６は、第１蓄電池については、第１蓄電池のＳＯＣｊがＳＯＣに関するしきい値（第３しきい値とも言う）以上であれば、均等化処理部４５０での放電は不要と判断する。一方、第２蓄電池、又は、第３しきい値よりＳＯＣｊが小さな第１蓄電池に対しては、それぞれのＳＯＣｊと基準ＳＯＣｓとの充電率差ΔＳＯＣ（以下、蓄電池ＢｊのＳＯＣｊと基準ＳＯＣｓとの充電率差をΔＳＯＣｊで表わす。ここで、ΔＳＯＣｊ＝ＳＯＣｊ−ＳＯＣｓ）を、電池制御部４６６は求める。そして、充電率差ΔＳＯＣｊが充電率差ΔＳＯＣに関するしきい値（第４しきい値とも言う）以上であれば、電池制御部４６６は、蓄電池Ｂｊを均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定する。
【００４１】
電池制御部４６６は、均等化処理を開始してから所定の周期で特定した蓄電池ＢｊのＳＯＣｊを取得して電圧差ΔＳＯＣｊを更新する。電池制御部４６６は、充電率差ΔＳＯＣｊが第４しきい値より小さくなったタイミングで、特定した蓄電池ＢｊのＳＯＣｊと基準ＳＯＣｓとの間のばらつきは許容範囲にあると判断する。そして、電池制御部４６６は、均等化処理部４５０での放電を終了させるための制御信号を生成し、均等化処理部４５０に出力する。
【００４２】
以上の構成による均等化処理装置の動作を説明する。図６は、本発明の第２実施形態の均等化処理対象の決定に関わる動作フローチャートである。電池制御部４６６は、基準ＳＯＣｓと基準ＳＯＨｓを取得する（Ｓ３０）。電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち判定対象の蓄電池を選択し、判定対象の蓄電池のＳＯＨｊと基準ＳＯＨｓを比較する（Ｓ３２）。判定対象の蓄電池のＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓ以下であれば、すなわち、判定対象の蓄電池の劣化度合いが基準蓄電池Ｂｓ以上であれば（Ｓ３２のＹ）、電池制御部４
６６は、判定対象の蓄電池のＳＯＣｊと第３しきい値を比較する（Ｓ３４）。判定対象の蓄電池のＳＯＣｊが第３しきい値以上であれば（Ｓ３４のＹ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池は均等化処理不要と判断する（Ｓ４０）。一方、判定対象の蓄電池のＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓより大きい場合、すなわち、判定対象の蓄電池の劣化度合いが基準蓄電池Ｂｓより小さい場合（Ｓ３２のＮ）、又は、判定対象の蓄電池のＳＯＣｊが第３しきい値より小さい場合（Ｓ３４のＮ）、電池制御部４６６は、充電率差ΔＳＯＣｊと第４しきい値を比較する（Ｓ３６）。充電率差ΔＳＯＣｊが第４しきい値以上であれば（Ｓ３６のＹ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池を均等化処理すべき蓄電池として特定する（Ｓ３８）。充電率差ΔＳＯＣｊが第４しきい値より小さければ（Ｓ３６のＮ）、電池制御部４６６は、判定対象の蓄電池は均等化処理不要と判断する（Ｓ４０）。電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち基準蓄電池Ｂｓを除く蓄電池に対して、上述の処理を繰り返し、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池を特定する。
【００４３】
本発明の第２実施形態によれば、電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓの基準ＳＯＨｓとの大小関係及び基準蓄電池Ｂｓの基準ＳＯＣｓとの充電率差に基づき、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池を特定し、均等化処理部４５０で特定した蓄電池を放電させるので、組電池としての放電可能な実効容量が低下することを抑制できる。電池制御部４６６は、第１蓄電池に対して、第１蓄電池のＳＯＣｊが第３しきい値より大きければ、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定しないので、均等化処理により蓄電池の劣化が促進されることを防止することができる。電池制御部４６６は、基準蓄電池Ｂｓより劣化度合いが小さい第２蓄電池、又は、ＳＯＣが第３しきい値より小さい第１蓄電池に対して、基準ＳＯＣｓとの充電率差が第４しきい値より大きければ、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定するので、組電池としての放電可能な実効容量の低下と劣化の促進を防止しながら、蓄電池間のＳＯＣのばらつきを抑制することができる。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４５】
例えば、本発明の実施形態において、劣化度合いが基準蓄電池Ｂｓ以上である第１蓄電池に対して、第１蓄電池の電圧Ｖｄｊが第１しきい値以上であれば、又は、第１蓄電池のＳＯＣｊが第３しきい値以上であれば、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定しないと説明したが、第１蓄電池のＳＯＨｊの大きさに応じて、第１しきい値又は第３しきい値を変更しても良い。また、第１蓄電池のＳＯＨｊがＳＯＨに関するしきい値（第５しきい値とも言う）以下であれば、均等化処理部４５０で放電させる蓄電池として特定しなくても良い。本変形例によれば、組電池としての放電可能な実効容量の低下と劣化の促進を適応的に防止しながら、蓄電池間の端子電圧又はＳＯＣのばらつきを抑制することができる。
【００４６】
また、本発明の実施形態において、均等化処理部４５０は、電池制御部４６６で特定された蓄電池を放電し、均等化処理を実行すると説明したが、均等化処理部４５０は、電池制御部４６６で特定された２つの蓄電池のうち、一方の蓄電池から他方の蓄電池に電荷を移動させて均等化処理を実行しても良い。
【００４７】
具体的に説明すると、均等化処理部４５０は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのうち任意の２つの蓄電池間で電荷を移動させるための移動回路を有する。移動回路として、例えば、誘導素子とスイッチング素子から構成される公知の移動回路が利用可能である。
【００４８】
電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎを均等化処理のため電荷を放電すべき蓄電池のグループ（放電グループとも言う）と電荷を充電すべき蓄電池のグループ（充電グループ
とも言う）とに分類する。例えば、電池制御部４６６は、蓄電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれの電圧Ｖｄｊを平均化した平均電圧を求める。電池制御部４６６は、蓄電池Ｂｊの電圧Ｖｄｊが平均電圧以上であれば、蓄電池Ｂｊを第３蓄電池として放電グループに分類し、蓄電池Ｂｊの電圧Ｖｄｊが平均電圧より小さければ、蓄電池Ｂｊを第４蓄電池として充電グループに分類する。電池制御部４６６は、第４蓄電池を１つ特定して基準蓄電池Ｂｓとしたときに、ＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓより大きいか、又は、ＳＯＨｊが基準ＳＯＨｓ以下であって電圧Ｖｄｊが第１しきい値より小さい第３蓄電池を抽出する。１つの第３蓄電池を抽出した場合、電池制御部４６６は、そのまま特定する。複数の第３蓄電池を抽出した場合、電池制御部４６６は、第３蓄電池から移動回路を介して第４蓄電池に電荷を移動させたときに、第３蓄電池と第４蓄電池のそれぞれの電圧Ｖｄｊが平均電圧により近くなる第３蓄電池を特定する。電池制御部４６６は、上述した処理を繰り返し、電荷を移動させる第３蓄電池と第４蓄電池の組み合わせを生成する。
【００４９】
電池制御部４６６は、生成した組み合わせごとに、特定した第３蓄電池から移動回路を介して特定した第４蓄電池に電荷を移動させるように均等化処理部４５０を制御する。本変形例によれば、電荷を移動させて蓄電池間のばらつきを均等化するので、組電池としての放電可能な実効容量の低下をさらに抑制することができる。
【００５０】
なお、本実施形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
直列接続された複数の蓄電池のそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、前記複数の蓄電池のそれぞれの劣化度合いを推定する状態推定部と、前記複数の蓄電池のうち特定された蓄電池を放電させる均等化処理部と、前記複数の蓄電池の端子電圧に基づき基準電圧を取得するとともに、前記複数の劣化度合いに基づき基準劣化度合いを取得し、前記基準劣化度合いとの大小関係及び前記基準電圧との電圧差に基づき、前記複数の蓄電池のうち前記均等化処理部で放電させる蓄電池を特定する制御部と、を備えた均等化処理装置。［項目２］
前記制御部は、前記複数の蓄電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧の蓄電池を基準蓄電池とし、前記基準蓄電池の端子電圧を基準電圧として取得するとともに、前記基準蓄電池の劣化度合いを基準劣化度合いとして取得する、項目１に記載の均等化処理装置。［項目３］
前記制御部は、前記基準蓄電池より劣化度合いが大きな第１蓄電池について、前記第１蓄電池の端子電圧が、端子電圧に関する第１しきい値より大きければ、均等化処理部で放電させる蓄電池として特定しない、項目２に記載の均等化処理装置。
［項目４］
前記制御部は、前記基準蓄電池より劣化度合いが小さい第２蓄電池、又は、端子電圧が前記第１しきい値より小さい第１蓄電池について、前記第１蓄電池又は前記第２蓄電池の端子電圧と前記基準蓄電池の端子電圧との電圧差が、電圧差に関する第２しきい値より大きければ、前記均等化処理部で放電させる蓄電池として特定する、項目３に記載の均等化処理装置。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る均等化処理装置は、均等化処理機能付き蓄電池システムとして、バックアップ電源、電動車両等に有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    走行用モータ
２０    電力変換器
３０    リレー
４０    蓄電池システム
５０    車両制御部
４１０    電池モジュール
４２０    電圧センサ
４３０    電流センサ
４４０    温度センサ
４５０    均等化処理部
４６０    電池管理装置
４６２    通信部
４６４    電池状態推定部
４６６    電池制御部
【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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【国際調査報告】
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