(57)【要約】【課題】組電池内のバラツキを適切に検出することができる組電池の制御装置を提供する。【解決手段】電池セル１９ｎを直列に接続することにより外部から供給される充電電力を蓄電するバッテリ６の制御装置において、電池セル１９ｎに並列に接続され、セル電圧Ｖｎに基づいて電池セル１９ｎの充電電流をバイパスさせるバイパス回路２０ｎを備える。また、バイパス電流値の総和Ｉａに基づいて充電電力を制限する充電制限手段（Ｓ３）を備える。さらに、バイパスさせた電流値の総和Ｉａ、充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔ）に基づいて電池セル１９ｎ間のセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰを検出するバラツキ検出手段（Ｓ５）を備える。【選択図】      図１
2004187399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの単電池より構成した複数の電池セルを直列に接続することにより外部から供給される充電電力を蓄電する組電池の制御装置において、
前記電池セルに並列に接続され、セル電圧に基づいて前記電池セルの充電電流をバイパスさせるバイパス手段と、
前記バイパス手段によりバイパスさせたバイパス電流値の総和に基づいて充電電力を制限する充電制限手段と、
前記バイパスさせた電流値の総和と、充電電力の制限値に基づいて前記電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いを検出するバラツキ検出手段と、を備えることを特徴とする組電池の制御装置。
【請求項２】
前記バラツキ検出手段は、前記バイパス電流値の総和と、前記バイパス電流値の総和が０になった時の充電電力の制限値と、に基づいて前記電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いを検出する請求項１に記載の組電池の制御装置。
【請求項３】
前記バラツキ検出手段は、前記バイパス電流値の総和の変化量と、充電電力の制限値の変化量と、に基づいて前記電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いを検出する請求項１に記載の組電池の制御装置。
【請求項４】
前記バイパス手段によりバイパス電流量を複数切り替える電流量切り替え手段を備え、
前記電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いに応じて前記バイパス電流量を切り替える請求項１に記載の組電池の制御装置。
【請求項５】
前記バイパス手段は、前記電池セルのセル電圧が所定電圧より大きくなった場合に充電電流をバイパスする手段であり、
前記所定電圧を切り替えることによりバイパス電流量を切り替える請求項４に記載の組電池の制御装置。
【請求項６】
前記単電池間のバラツキ度合いに応じて、前記組電池の蓄電状態の目標値を設定する目標蓄電状態設定手段を備え、
前記組電池の蓄電状態を目標値に合わせることにより組電池の電池状態を制御する請求項１に記載の組電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、組電池の制御装置に関する。特に組電池内のセル電圧のバラツキ度合いを検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の組電池の制御装置として次のようなものが知られている。
【０００３】
組電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、組電池に流れる電流検出手段と、組電池の温度を測定する温度検出手段と、を備える。また、端子電圧と電流及び温度に基づいて組電池の内部抵抗を演算する演算手段と、組電池の開回路電圧の変化に対する組電池の内部抵抗の変化率を算出し、その変化率からセルの内部抵抗のバラツキを判断するバラツキ判断手段を備える。バラツキ判断手段では、組電池の開回路電圧の変化量に対する組電池の内部抵抗の変化率が大きいほど内部抵抗のバラツキが大きいと判断する。さらに、予め定められた基準値をバラツキ判断手段の判断結果に基づいて補正し、補正した基準値を演算した内部抵抗が上回った場合に前記組電池が劣化したと判断する劣化判断手段を備える。劣化判断手段では、内部抵抗のバラツキが大きいほど基準値が小さくなるように補正する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３８２０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
ここで、１つのセルにおいて内部抵抗がΔＲずれている場合と、Ｎ個のセルがそれぞれΔＲ／Ｎずれている場合と、ではセル間のバラツキ度合いは異なる。しかしながら、上述したように組電池の内部抵抗の変化率から組電池のバラツキを検出した場合にはこれらを区別することが出来ない、という問題があった。
【０００６】
また、開放電圧は、組電池が充放電を行っていない時にしか検出できず、内部抵抗は充放電を行っていないと検出できない。これにより、開放電圧と内部抵抗を同時に検出することが出来ないので、劣化度合いに誤差が生じる可能性があった。
【０００７】
そこで本発明は、組電池内のバラツキを適切に検出し、かつ、検出時の誤差を小さくすることができる組電池の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、少なくとも一つの単電池より構成した複数の電池セルを直列に接続することにより外部から供給される充電電力を蓄電する組電池の制御装置において、電池セルに並列に接続され、セル電圧に基づいて前記電池セルの充電電流をバイパスさせるバイパス手段を備える。さらに、バイパス手段によりバイパスさせたバイパス電流値の総和に基づいて充電電力を制限する充電制限手段と、バイパスさせた電流値の総和と、充電電力の制限値に基づいて前記電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いを検出するバラツキ検出手段と、を備える。
【０００９】
【作用及び効果】
バイパスさせた電流値の総和と、充電電力の制限値に基づいて電池セル間のセル電圧のバラツキ度合いを検出するバラツキ検出手段を備えることで、組電池内のバラツキ度合いを大きさと分布に応じて検出するので、バラツキ度合いを適切に検出することができる。また、バイパス電流の総和と、充電電力の制限値はどちらも充電時に検出することができるので、検出時の誤差を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に用いるバッテリ６の容量調整装置を搭載したシリーズハイブリッド車輌の概略構成を図１に示す。なお、このバラツキ制御装置は、シリーズ型に限らず、パラレル型、遊星歯車装置等の歯車式の合成分配装置を有するものなど、様々なハイブリッド車輌に適用することができる。
【００１１】
パワートレインは、エンジン１と、エンジン１に直結されたエンジン１のパワーを電力に変換する発電モータ２と、発電モータ２で生成された電力またはハイブリット車輌の走行により生じる電力を蓄電するバッテリ６を備える。バッテリ６は複数の電池セル１９ｎ（図２参照）を直列に接続することにより構成する。ここでは、電池セル１９として一つの単電池を備えた電池セルを用いるが、電池数が多い場合等には、複数の単電池を組み合わせたものを電池セル１９として用いてもよい。さらに、バッテリ６に蓄えられた電力を用いて駆動される駆動モータ３を備え、駆動モータ３のトルクをファイナルギア４を介してタイヤ５に伝達する。
【００１２】
また、このような装置の制御系として、全体の制御を行う統合コントローラ９と、エンジンコントローラ７、発電機コントローラ８、バッテリコントローラ１０、駆動モータコントローラ１１を備える。統合コントローラ９には、アクセルペダル１２の踏み込み位置（ＡＰＳ）を検出するアクセル開度センサと、車速を検出する車速センサからの信号、さらにバッテリコントローラ１０からバッテリ６の電池状態の情報が入力される。エンジンコントローラ７では、統合コントローラ９で求めたエンジントルク指令値Ｔｓに基づいてスロットル開度を制御して、エンジントルクを制御する。また、発電機コントローラ８では、エンジン１および発電モータ２の回転速度が統合コントローラ９で求めた回転速度指令値Ｎｓに従うように、発電モータ２の回転速度制御を行う。回転速度制御とは、指令値と実回転速度との偏差に応じたトルク指令値を決定し、トルクがその指令値となるように発電モータ２で行うベクトル制御である。このとき、エンジン１からトルクを取り出せる場合には発電モータ２で発電が行われ、エンジン１に燃料が供給されていない状態であれば発電モータ２でモータリングを行って電力を消費する。また、駆動モータコントローラ１１は、統合コントローラ９で求めたモータトルク指令値Ｔｓｂに基づいて駆動モータ３のトルクをベクトル制御する。
【００１３】
次に、バッテリコントローラ１０の説明をする。バッテリコントローラはバッテリ６の電圧、電流、温度を電圧センサ、電流センサ、温度センサにより検出し、バイパス電流総和Ｉａ、充電状態ＳＯＣ、最大放電電力Ｐｉｎｍａｘ、最大充電電力Ｐｏｕｔｍａｘ等を統合コントローラ９に送る。
【００１４】
次に、統合コントローラ９における車輌の走行制御の概略を図２のブロック図に示す。ここでは、他のコントローラに出力する各指令値の演算方法を説明する。なお、本制御は、一定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に全て演算するものとする。
【００１５】
アクセル開度センサにより検出されたＡＰＳ信号と、車速センサにより検出した車速信号とから、車軸駆動力ＭＡＰを参照して目標車軸駆動力Ｔｓｄを求める。ここで、車軸駆動力ＭＡＰは、図２に示すようにＡＰＳと車速に対して目標車軸駆動力Ｔｓｄを、予め実験等により設定したマップである。目標車軸駆動力Ｔｓｄを、ファイナルギア４のファイナルギア比Ｇｆで除算して、駆動モータ軸でのモータトルク指令値Ｔｓｂを求める。モータトルク指令値Ｔｓｂは、統合コントローラ９から駆動モータコントローラ１１に送られ、その値に基づき駆動モータ３のトルクのベクトル制御が行われる。
【００１６】
次に、目標車軸駆動力Ｔｓｄに車速信号から求まる車軸回転速度を乗じて目標駆動パワーＰｓｄを求める。駆動モータ３でモータトルク指令値Ｔｓｂを実現する際の損失を推定し、それを目標駆動パワーＰｓｄに加算して駆動モータ効率補正を行ったものを目標駆動電力Ｐｓｅとする。
【００１７】
ここで、ＳＯＣ、最大充放電電力Ｐｉｎｍａｘ、Ｐｏｕｔｍａｘから、後述するようにバッテリ６の充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔを求める。目標駆動電力Ｐｓｅと充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔを足し合わせて目標発電電力Ｐｇｅｎを求める。この目標発電電力Ｐｇｅｎを生じる際に、発電モータ２で生じる損失を推定し、それを目標発電電力Ｐｇｅｎに加えて目標エンジン出力Ｐｅｎを求める（発電モータ効率補正）。目標エンジン出力Ｐｅｎを実エンジン回転速度で除算して、エンジントルク指令値Ｔｓを求める。エンジントルク指令値Ｔｓをエンジンコントローラ７に送り、それに基づきエンジン１のスロットル開度を制御してトルクを制御する。
【００１８】
また、目標エンジン出力Ｐｅｎを最良燃料比で出力できるエンジン１の回転速度を演算し、それを発電モータ２の回転速度に変換したものを回転速度指令値Ｎｓとして発電機コントローラ８に送る。発電機コントローラ８では、エンジン１と発電モータ２の回転数がその値と等しくなるように発電モータ２の回転速度制御を行う。
【００１９】
このように制御することで、車輌の走行に必要な電力を生成して、要求される動力を得ることができる。
【００２０】
次に、本実施形態で用いるバッテリ６の制御装置について説明する。図３にバッテリコントローラ１０、および統合コントローラ９の概略構成の一部を示す。
【００２１】
バッテリ６を構成するｎ個の電池セル１９ｎ（ｎ＝１、２、３、・・・、ｎ）にそれぞれ並行に、バイパス回路２０ｎ、過充電検出手段１４ｎ、過放電検出手段１５ｎを備える。過充電検出手段１４ｎ、過放電検出手段１５ｎの検出結果は、電池セル１９ｎ毎に備えたセル出力部１６ｎに出力される。そして、各セル出力部１６ｎから出力された信号はさらに出力部１７に入力され、ここからいずれかの電池セル１９ｎに過充放電が生じる可能性があるかどうかを表す信号を出力する。この出力結果は充放電制御手段１８に入力され、ここでバッテリ６の充放電電力を制御する。なお、ここでは充放電制御手段１８を統合コントローラ９の一部とするが、バッテリコントローラ１０の一部として構成することもできる。
【００２２】
過充電検出手段１４ｎは、各電池セル１９ｎのセル電圧Ｖｎが、過充電となる可能性が生じる第１比較電圧Ｖ１より大きいかどうかを判断する回路である。ここで、例えば第１比較電圧Ｖ１を２．９［Ｖ］とする。いずれかのセル電圧ＶｎがＶ１より大きくなったら出力部１７に信号が出力される。充放電制御回路１８においてこの信号を検知したら、過充電を避けるためにバッテリ６に供給される充電電力の制限を開始する。一方、過放電検出手段１５は、各電池セル１９ｎが過放電となる可能性のある第２比較電圧Ｖ２より小さいかどうかを判断する回路である。ここで、例えば第２比較電圧Ｖ２を２．３［Ｖ］とする。いずれかのセル電圧ＶｎがＶ１より小さいと判断されたら出力部１７に信号が出力される。充放電制御回路１８においてこの信号を検知したら、過放電を避けるためにバッテリ６から取り出す放電電力の制限を開始する。
【００２３】
ここで、過充電または過放電を生じる可能性を示す信号は、セル出力部１６ｎで共通している。しかしながら、ここでは電池セル１９ｎを直列に接続しているため、過充電が生じる可能性を示す信号と、過放電が生じる可能性を示す信号との両方が同時に出力される可能性は極めて低い。そこで、バッテリ６の蓄電状態ＳＯＣ等を検出することにより、セル出力部１６ｎ、ひいては出力部１７から出力された信号が過充電を示すものなのか、過放電を示すものなのかを判断することができる。
【００２４】
一方、バイパス回路２０ｎでは、セル電圧Ｖｎのバラツキを抑制する。バッテリ６の充電が進み、ある電池セル１９ｘのセル電圧Ｖｘが満充電を示す電圧値近傍になった場合には、バイパス回路２０ｘに電流を流すことにより過充電を回避する。このとき、バイパス回路２０ｘを流れた電流はセル電圧Ｖｙが満充電に満たない状態の電池セル１９ｙに供給されるので、電池セル１９ｘ、１９ｙ間の電圧値のバラツキを抑制することができる。バイパス回路２０ｎの構成を図４に示す。バイパス回路２０ｎには内部抵抗Ｒｎ、ツェナーダイオードＺＤｎ、ダイオードＤｎ、トランジスタＱｎを備える。例えばバイパス比較電圧をＶｒとしたとき、セル電圧ＶｎがＶｒを超えたらバイパス回路２０ｎに電流がバイパスされる。ここではこのバイパス比較電圧ＶｒはＶｒ１とＶｒ２で切り替え可能とする。ただし、Ｖｒ１＞Ｖｒ２。セル電圧Ｖｎが同じ状態の場合には、バイパス比較電圧ＶｒをＶｒ２に設定したほうがバイパス電流値は大きくなる。本実施形態では、通常は、バイパス比較電圧ＶｒをＶｒ１に設定しておき、バラツキ度合いの検出結果よりバラツキの抑制を行う方が好ましいと判断された場合にバイパス比較電圧ＶｒをＶｒ２に設置する。なお、ここではＶｒ１を第１比較電圧Ｖ１またはその近傍とする。
【００２５】
また、各バイパス回路２０ｎを流れるバイパス電流の和をバイパス電流総和Ｉａとする。バッテリコントローラ１０にはバイパス電流総和Ｉａに相当する電圧がかかる抵抗Ｒｂを備える。抵抗Ｒｂにかかる電圧を充放電制御回路１８に送り、バイパス電流総和Ｉａを検出する。
【００２６】
次に、バッテリ６に供給する電力またはバッテリ６から取り出す電力の指令値となる充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔを求める方法を図５の制御ブロック図を用いて説明する。この指令値を設定する際には、最大充電電力Ｐｉｎｍａｘを充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔで補正することにより充電電力の制限を行う。つまり、補正値ΔＰｉｎｌｍｔは充電電力の制限値に相当する。なお、充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔは、前述したようにモータ２の目標発電電力Ｐｇｅｎを求める際に用いられる。
【００２７】
バッテリ６の蓄電状態（ＳＯＣ）と目標蓄電状態（目標ＳＯＣ）との差から、バッテリ５の蓄電状態を最適にするための目標充放電電力ｔＰを求める。このとき、目標充放電電力ｔＰは、充電電力であればプラス、放電電力であればマイナスで表される。
【００２８】
ここで、まず充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔの求め方を説明する。
【００２９】
目標充放電電力ｔＰと０を比較して大きい方を目標充電電力ｔＰｉｎとする。このとき、ｔＰが充電電力を示す場合にはｔＰｉｎ＝ｔＰ、放電電力である場合にはｔＰｉｎ＝０となる。次に、充電電力補正演算により求めた補正値ΔＰｉｎｌｍｔと最大充電電力Ｐｉｎｍａｘとから求めた補正最大充電電力Ｐｉｎｌｍｔと、目標充電電力ｔＰｉｎと、を比較して、大きい方を充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔとする。
【００３０】
次に、充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔと同時に求められる放電電力指令値ｔＰｏ＿ｂａｔの求め方を説明する。
【００３１】
目標充放電電力ｔＰと−１との積と０とを比較して、大きい方を目標放電電力ｔＰｏｕｔとする。ここで、ｔＰが充電電力を示す場合にはｔＰ＞０であり−ｔＰは負の値となるので、ｔＰｏｕｔ＝０となる。一方、ｔＰが放電電力を示す場合にはｔＰ＜０であり−ｔＰは正の値となるので、ｔＰｏｕｔ＝−ｔＰとなる。次に、最大放電電力Ｐｏｕｔｍａｘとこの目標放電電力ｔＰｏｕｔを比較して、小さい方を選択し、これに−１を乗じたものを放電電力指令値ｔＰｏ＿ｂａｔとする。
【００３２】
上述したように充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔおよび放電電力指令値ｔＰｏ＿ｂａｔを設定すると、充電目標充放電電力Ｐｔが充電の場合にはｔＰｉ＿ｂａｔ＝ＭＩＮ（ｔＰ、Ｐｉｎｌｍｔ）、ｔＰｏ＿ｂａｔ＝０となる。一方、放電の場合にはｔＰｉ＿ｂａｔ＝０、ｔＰｏ＿ｂａｔ＝ＭＩＮ（ｔＰ、Ｐｏｕｔｍａｘ）となる。そこで、充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔから放電電力指令値ｔＰｏ＿ｂａｔを引くことで、充電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔを求めることができる。ただし、充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔは充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔを示す場合には正の値、放電電力指令値ｔＰｏ＿ｂａｔを示す場合には負の値となる。
【００３３】
次に、このようなバッテリ６の制御装置において、電池セル１９ｎのセル電圧Ｖｎ間にバラツキが生じた場合の制御方法を説明する。本制御を充電時に所定時間毎に繰り返し行うことにより、セル電圧Ｖｎ間のバラツキ度合いΔＣＡＰを検出し、そのバラツキ度合いΔＣＡＰに応じてバッテリ６の充電不足を抑制する。図６に、電池セル１９ｎ間のバラツキ度合いΔＣＡＰの検出およびバイパス電流量の切り替え制御のフローチャートを示す。
【００３４】
ステップＳ１において、バイパス回路２０ｎを流れる電流の総和であるバイパス電流総和Ｉａを算出する。ここでは、抵抗Ｒｂにかかる電圧を検出することにより、この総和バイパス電流Ｉａを検出する。なお、各バイパス回路２０ｎを流れるバイパス電流Ｉｎを検出し、それらを加算することによりバイパス電流総和Ｉａ（＝Ｉｎの総和）を求めることもできる。ステップＳ２において、このバイパス電流総和Ｉａを最大値Ｉａ＿ｍａｘとして記憶する。
【００３５】
次に、ステップＳ３において、バイパス電流を低減するための充電電力制限処理を行う。ここで、図７に示すフローチャートを用いて、充電電力制限を説明する。この制御は、前述した充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔの演算制御（図５）に相当する。ただし、バイパス回路２０ｎに電流が流れているのは充電時のみなので、充放電電力指令値ｔＰ＿ｂａｔは充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔである。
【００３６】
ステップＳ３−１において、バッテリの目標充電電力ｔＰｉｎを求める。ここでは、蓄電状態ＳＯＣと目標ＳＯＣとの差から目標充放電電力ｔＰを算出し、これが正の値の場合にｔＰｉｎ＝ｔＰ、負の値の場合にはＰｔは放電電力を示しているのでｔＰｉｎ＝０とする。ステップＳ３−２において、ステップＳ１で求めたバイパス電流総和ＩａをＰＩＤ制御により処理することで、充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔを算出する。ここで、式（１）のような処理を行う。
【００３７】
【式１】
2004187399.tif 000003
【００３８】
次にステップＳ３−３において、バッテリ６の最大充電電力Ｐｉｎｍａｘを求める。ステップＳ３−４において、式（２）を用いてバッテリ６の最大充電電力Ｐｉｎｍａｘの補正を行う。
【００３９】
【式２】
2004187399.tif 000004
【００４０】
つまり、ここでは最大充電電力Ｐｉｎｍａｘは、バイパス回路２０ｎを流れるバイパス電流の総和Ｉａに応じて制限される。次に、ステップＳ３−５において、バッテリ６の充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔを求める。ここでは、目標充電電力ｔＰｉｎと補正最大充電電力Ｐｉｎｌｍｔとを比較して、小さい方を充電電力指令値ｔＰｉ＿ｂａｔとする。これにより、目標充電電力ｔＰｉｎが過充電を生じる可能性があるような値となった場合でも、補正最大充電電力Ｐｉｎｌｍｔまで充電電力を制限することができる。ここでは最大充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔを、過剰に給電されるバイパス電流総和Ｉａに応じて設定するので、この制限によりバイパス回路２０ｎを流れる電流を低減することができる。
【００４１】
このように充電電力制限制御を行ったらステップＳ４に進み、バイパス電流値総和Ｉａ＝０であるかどうかを判断する。バイパス電流総和Ｉａが０でなければ、充電電力の制限を継続して各バイパス電流Ｉｎを低減するために、ステップＳ３に戻り再び充電電力制限制御を行う。これを繰り返すことにより余剰充電電力を制限して、バイパス電流値総和Ｉａが０となったらステップＳ７に進む。
【００４２】
ステップＳ７においては、電池セル１９ｎ間のバラツキ度合いΔＣＡＰを演算する。バラツキ度合いΔＣＡＰは式（３）により求めることができる。
【００４３】
【式３】
2004187399.tif 000005
【００４４】
Ｉａ＿ｍａｘは、バイパス電流総和Ｉａの最大値である。ここでは、本フローによる充電電力の制限を開始する前のバイパス電流総和Ｉａを用いている。バイパス電流総和Ｉａは、バッテリ６の内部抵抗が大きくなるに従って大きくなる傾向にある。つまり、最大バイパス電流総和Ｉａ＿ｍａｘは、前回の充電電力制限制御終了から今回の制限制御を開始するまでの間の、バッテリ６の内部抵抗の変化量に相当する。また、充放電補正値ΔＰｉｎｌｍｔは充電電力の制限値を示している。ここでは、特にバイパス電流総和Ｉａ＝０となったときの充電電力の制限値を示している。全電池セル１９に対してバイパス電流Ｉｎ＝０とするためには、最も内部抵抗の大きなセルがＶｒ１を超えないところまで充電電力を制限しなければならない。つまり、充電電力の制限値から、最大バラツキ量が求まる。
【００４５】
よって、式（３）は、バイパス電流総和ＩａのＩａ＿ｍａｘから０への変化量と、その変化量を得るために必要な制限値の変化量との比で表される。言い換えれば、バッテリ６の内部抵抗変化量と最大バラツキ量とから各セルのバラツキ度合いΔＣＡＰを求めている。
【００４６】
ここで、バラツキ度合いΔＣＡＰの具体例を図８に示した概略図を用いて説明する。なお、ここではバイパス比較電圧ＶｒをＶｒ１に固定した場合について説明する。
【００４７】
各電池セル１９ｎにはバイパス回路２０ｎが備えられ、さらにバイパス回路２０ｎには、抵抗Ｒｎとツェナ−ダイオードＺＤｎを備える。そのため、バイパス回路２０には、セル電圧ＶｎがツェナーダイオードＺＤｎの逆方向電圧Ｖ（＝Ｖｒ１）以上とならない限り電流は流れない。
【００４８】
図８（ａ）は、電池セル１９ｆの内部抵抗が増大した場合を示している。電池セル１９ｅ、１９ｇの電圧をＶｒ１とし、電池セル１９ｆの電圧がＶｒ１＋ΔＶである場合を示している。ここでは、セル１９ｆの電圧がＶｒ１＋ΔＶなので、バイパス回路２０ｆにのみバイパス電流ΔＩが流れる。このときのバイパス電流値ΔＩ＝ΔＶ／ｒとなる。バイパス電流値ΔＩを０にするための充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔａは最大バイパス電流値ΔＩに比例する（ΔＰｉｎｌｍｔａ∝ΔＩ）。バラツキ度合いΔＣＡＰａはバイパス電流総和Ｉａに相当するΔＩと、充電電力制限値ΔＰｉｎｌｍｔａの比で求めることができる。
【００４９】
【式４】
2004187399.tif 000006
【００５０】
一方、図３（ｂ）には、電池セル１９ｅ、１９ｆの電圧がＶｒ１＋ΔＶ／２、セル１９ｇの電圧がＶｒ１である場合を示す。バイパス回路２０ｅ、２０ｆには、電流ΔＩ／２（＝（ΔＶ／２）／ｒ）が流れる。このとき、バイパス電流ΔＩ／２を０にするための充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔｂは最大バイパス電流値ΔＩ／２に比例する（ΔＰｉｎｌｍｔｂ∝ΔＩ／２）。バラツキ度合いΔＣＡＰｂはバイパス電流総和Ｉａに相当するΔＩ（＝ΔＩ／２＋ΔＩ／２）と、充電電力制限値ΔＰｉｎｌｍｔｂの比で求めることができる。
【００５１】
【式５】
2004187399.tif 000007
【００５２】
バラツキ度合いΔＣＡＰをバイパス電流総和Ｉａと充電電力の制限値である充電電力補正値ΔＰｉｎｌｍｔとから求めることで、バッテリ６全体の内部抵抗の変化だけではなく、バッテリ６内にどのようにバラツキが分散しているかを考慮することができる。ここに示したように、バッテリ６全体の内部抵抗の変化量が同じ場合、バラツキが生じているセル数が多いほどバラツキ度合いΔＣＡＰが大きく、バラツキが生じているセルが少ないほどバラツキ度合いΔＣＡＰが小さくなる。
【００５３】
このようにバラツキ度合いΔＣＡＰを演算したら、ステップＳ６においてΔＣＡＰと目標バラツキ度合いｔＣＡＰの比較を行う。ここで、ｔＣＡＰは、バッテリ６内のバラツキによる充電不足の発生を防ぐことができるバラツキ度合いの範囲を示している。ΔＣＡＰ＞ｔＣＡＰであったら、そのままの状態を維持して本制御を終了する。このときには、複数の電池セル１９ｎが満充電近傍であると考えられるので、過充電とならないように充電電力をバイパスする。
【００５４】
一方、ステップＳ６において、ΔＣＡＰ≦ｔＣＡＰであったら、ステップＳ７において、バイパス量を所定時間切り替える。これは、例えばさらに制限値ΔＰｉｎｌｍｔの大きさから最大バラツキ量が大きく、バラツキ度合いΔＣＡＰが小さい場合には、少数のセルの内部電圧が突出していると考えられる。このときには、バイパス量を増大することにより、その他のセル電圧が低く内部抵抗が大きくない電池セル１９ｎのみに給電する。ここでは、ここではバイパス比較電圧ＶｒをＶｒ２に切り替えることにより、セル電圧Ｖｎが低い状態からバイパスを行い、バイパス電流量を増大する。その結果、電池セル１９ｎ間のセル電圧のバラツキを抑制することができるので、全て電池セル１９ｎが満充電付近の電圧を示すように制御することができる。このように、バイパス比較電圧Ｖｒを設定したら本制御を終了する。
【００５５】
次に、本実施形態の効果を説明する。
【００５６】
少なくとも一つの単電池より構成した複数の電池セル１９ｎを直列に接続することにより外部から供給される充電電力を蓄電するバッテリ６の制御装置において、電池セル１９ｎに並列に接続され、セル電圧Ｖｎに基づいて電池セル１９ｎの充電電流をバイパスさせるバイパス回路２０ｎを備える。また、バイパス回路２０ｎによりバイパスさせたバイパス電流値の総和Ｉａに基づいて充電電力を制限する充電制限手段（Ｓ３）を備える。さらに、バイパスさせた電流値の総和Ｉａ、充電電力の制限値（＝ΔＰｉｎｌｍｔ）に基づいて電池セル１９ｎ間のセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰを検出するバラツキ検出手段（Ｓ５）を備える。このように、バイパス電流総和Ｉａと充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔに基づいてセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰを検出することで、バラツキの大きさと分布を考慮することができるので、適切なバラツキ度合いを検出することができる。また、バイパス電流総和Ｉａと充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔは、両方とも充電時に検出することができるので、検出時のずれによる誤差を抑えることができる。
【００５７】
また、バラツキ検出手段（Ｓ５）は、バイパス電流値の総和Ｉａと、バイパス電流値の総和が０になった時の充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔと、に基づいて電池セル１９ｎ間のセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰを検出する。全電池セル１９に対してバイパス電流Ｉｎ＝０とするためには、最も内部抵抗の大きな電池セル１９がＶｒ１を超えないところまで充電電力を制限しなければならない。つまり、バイパス電流Ｉｎの最大値を０とするのに必要な充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔは、最大バラツキ量に相当する。これにより、バラツキの分布を考慮することができるので、より正確にバラツキ度合いΔＣＡＰを検出することができる。
【００５８】
バラツキ検出手段（Ｓ５）は、バイパス電流総和Ｉａの変化量と、充電電力の制限値ΔＰｉｎｌｍｔの変化量と、に基づいて電池セル１９ｎ間のセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰを検出する。ここでは、バイパス電流総和Ｉａを０に変化させるための制限値ΔＰｉｎｌｍｔを用いる。これにより、バッテリ６全体のバラツキの大きさを考慮することができるので、より正確にバラツキ度合いΔＣＡＰを検出することができる。
【００５９】
バイパス回路２０ｎによりバイパス電流量を複数切り替える電流量切り替え手段（Ｓ７）を備え、電池セル１９ｎ間のセル電圧Ｖｎのバラツキ度合いΔＣＡＰに応じてバイパス電流量を切り替える。これにより、バラツキ度合いΔＣＡＰに応じて、より短時間でバラツキを抑制することができる。
【００６０】
バイパス回路２０ｎは、電池セル１９ｎのセル電圧Ｖｎがバイパス比較電圧Ｖｒより大きくなった場合に充電電流をバイパスする手段であり、バイパス比較電圧Ｖｒを切り替えることによりバイパス電流量を切り替える。このように、バイパス比較電圧Ｖｒを切り替えることで、バイパス電流量を容易に変化させることができる。例えば、バイパス比較電圧Ｖｒを低く切り替えることで、バイパス電流量を増加して短時間でバラツキを抑制することができる。
【００６１】
なお、ここではバイパス比較電圧Ｖｒを二つの電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２で切り替えるように構成したが、この限りではない。
【００６２】
次に、第２の実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。バッテリコントローラ９の回路を図９に示す。
【００６３】
過充電検出手段１４ｎにおいては、セル電圧Ｖｎが第１比較電圧Ｖ１より大きくなったと判断されたらセル出力部１６ｎに信号が送られる。過放電検出手段１５ｎにおいては、セル電圧Ｖｎが第２比較電圧Ｖ２より小さくなったと判断されたらセル出力部１６ｎに信号が送られる。このように、過充電検出手段１４ｎ、過放電検出手段１５ｎの両方からセル出力部１６ｎに出力されるが、ここでは電池セル１９ｎを直列に接続しているために、過充電を生じるセルと過放電を生じるセルとが同時に存在する可能性は極めて低い。そのため、バッテリ６全体の蓄電状態を検出することで、セル出力部１６ｎに出力された信号が、過充電の可能性を示すものなのか、過放電の可能性を示すものなのかを判断することができる。
【００６４】
また、バイパス回路２０ｎでは、セル電圧Ｖｎとバイパス比較電圧Ｖｒを比較することにより、バイパス回路２０ｎを通電可能とするかどうかを判断する。ここではバイパス比較電圧ＶｒをＶｒ１とＶｒ２とする。ただし、Ｖｒ１＞Ｖｒ２とする。このバイパス比較電圧Ｖｒの切り替えは、充放電制御回路１８からの信号により行う。図１のステップＳ７において、バイパス電流値を増大すると判断された場合には、バイパス比較電圧ＶｒをＶｒ１からＶｒ２に変更することでバイパス電流値を低減することができる。
【００６５】
このように、バイパス回路２０ｎは様々な構成とすることができる。
【００６６】
次に、第３の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００６７】
本実施形態に用いる充電時の制御を図１０のフローチャートに示す。
【００６８】
ステップＳ１１〜Ｓ１６にかけては、ステップＳ１〜６と同様に行う。ステップＳ１６において、ΔＣＡＰ≧ｔＣＡＰと判断されたら、ステップＳ１７において目標ＳＯＣの切り替えを行う。目標ＳＯＣとして二つの値ＳＯＣ１、ＳＯＣ２を予め設定しておく。ただし、ＳＯＣ１＜ＳＯＣ２。通常時には、目標ＳＯＣとしてＳＯＣ１を設定しておく。
【００６９】
ステップＳ１６において、ΔＣＡＰ＞ｔＣＡＰと判断されたら本制御を終了する。一方、ΔＣＡＰ≦ｔＣＡＰと判断されたら、目標ＳＯＣを所定時間ＳＯＣ２に設定する。これにより、目標ＳＯＣと検出したＳＯＣとの差から求める目標充放電電力ｔＰを大きく設定することができる。その結果、バイパス回路２０ｎを通るバイパス電流量を増大して、満充電に満たない電池セル１９に給電することができる。
【００７０】
次に、本実施形態の効果を説明する。以下、第１の実施形態と異なる効果のみを説明する。
【００７１】
電池セル１９ｎ間のバラツキ度合いΔＣＡＰに応じて、バッテリ６の蓄電状態を目標ＳＯＣに設定する目標蓄電状態設定手段（Ｓ１７）を備え、バッテリの蓄電状態ＳＯＣを目標ＳＯＣに合わせることによりバッテリの電池状態を制御する。これにより、複数の電圧を検出する手段がなくても、電池セル１９ｎ間のバラツキを調整する頻度を増やすことができる。
【００７２】
なお、ここでは目標ＳＯＣを二つの値としたが、この限りではない。
【００７３】
このように、本発明は上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で、様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に用いるハイブリット車輌の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に用いるハイブリット車輌の走行制御のブロック図である。
【図３】第１の実施形態に用いるバッテリの制御装置の概略図である。
【図４】第１の実施形態に用いるバイパス回路の回路図である。
【図５】第１の実施形態における充放電制御のブロック図である。
【図６】第１の実施形態におけるバイパス量切り替えのフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における充電電力制限のフローチャートである。
【図８】第１の実施形態におけるバラツキ度合いの説明図である。
【図９】第２の実施形態におけるバッテリコントローラの回路図である。
【図１０】第３の実施形態におけるバイパス量切り替えのフローチャートである。
【符号の説明】
６      バッテリ（組電池）
９      バッテリコントローラ
１０    統合コントローラ
１９    電池セル
２０    バイパス回路（バイパス手段）
Ｓ３、Ｓ１３    充電制限手段
Ｓ５、Ｓ１５    バラツキ検出手段
Ｓ７            電流量切り替え手段
Ｓ１７          目標蓄電状態設定手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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