(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを直列に接続して構成される組電池の容量調整装置において、
セルの電圧が所定の電圧を超えると、該セルの放電を行う放電手段と、
組電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、
セルの容量バラツキの大きさを検出するとともに、前記電流検出手段によって検出された放電電流の大きさが第１の所定電流以上の場合には、前記容量バラツキ量の検出を行わない容量バラツキ量検出手段と、
前記容量バラツキ量検出手段によって検出された容量バラツキ量が大きいほど、組電池の目標ＳＯＣを高くする目標ＳＯＣ設定手段と、
前記目標ＳＯＣ設定手段によって設定された目標ＳＯＣに基づいて、組電池の充放電を制御する充放電制御手段と、
組電池の劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出される劣化度合が大きいほど前記第１の所定電流を小さくするように、前記第１の所定電流を補正する第１の所定電流補正手段と、
を備えることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の容量調整装置において、
前記容量バラツキ量検出手段は、前記容量バラツキ量として、全セルの平均ＳＯＣと、電圧が最も低いセルのＳＯＣとの差を求めることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の組電池の容量調整装置において、
前記劣化度合検出手段は、組電池の容量劣化度合を検出し、
前記第１の所定電流補正手段は、前記劣化度合検出手段によって検出される容量劣化度合が大きいほど、前記第１の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の容量調整装置において、
前記劣化度合検出手段は、組電池の内部抵抗劣化度合を検出し、
前記第１の所定電流補正手段は、前記劣化度合検出手段によって検出される内部抵抗劣化度合が大きいほど、前記第１の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の容量調整装置において、
組電池の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記第１の所定電流補正手段は、前記温度検出手段によって検出される組電池の温度が低いほど、前記第１の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項６】
請求項５に記載の組電池の容量調整装置において、
前記第１の所定電流補正手段は、前記温度検出手段によって検出される組電池の温度が高いほど、前記第１の所定電流を大きくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の組電池の容量調整装置において、
電圧が最も高いセルのＳＯＣと全セルの平均ＳＯＣとの差を求めるＳＯＣ差算出手段と、
前記ＳＯＣ差算出手段によって算出されたＳＯＣの差に基づいて、組電池のＳＯＣ上限値を算出するＳＯＣ上限値算出手段とをさらに備え、
前記充放電制御手段は、組電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ上限値算出手段によって算出されるＳＯＣ上限値を超えないように、前記組電池の充放電を制御することを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項８】
請求項７に記載の組電池の容量調整装置において、
前記ＳＯＣ上限値算出手段は、前記電流検出手段によって検出された充電電流の大きさが第２の所定電流以上の場合には、前記ＳＯＣ上限値の算出を行わないことを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項９】
請求項８に記載の組電池の容量調整装置において、
組電池の劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出される劣化度合が大きいほど前記第１の所定電流を小さくするように、前記第２の所定電流を補正する第２の所定電流補正手段をさらに備えることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の組電池の容量調整装置において、
前記劣化度合検出手段は、組電池の容量劣化度合を検出し、
前記第２の所定電流補正手段は、前記劣化度合検出手段によって検出される容量劣化度合が大きいほど、前記第２の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の組電池の容量調整装置において、
前記劣化度合検出手段は、組電池の内部抵抗劣化度合を検出し、
前記第２の所定電流補正手段は、前記劣化度合検出手段によって検出される内部抵抗劣化度合が大きいほど、前記第２の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の組電池の容量調整装置において、
組電池の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記第２の所定電流補正手段は、前記温度検出手段によって検出される組電池の温度が低いほど、前記第２の所定電流を小さくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の組電池の容量調整装置において、
前記第２の所定電流補正手段は、前記温度検出手段によって検出される組電池の温度が高いほど、前記第２の所定電流を大きくすることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の組電池の容量調整装置において、
前記電流検出手段は、前記充放電制御手段によって組電池の充放電を制御する際の電流指令値を電流検出値として用いることを特徴とする組電池の容量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する複数のセル間の容量調整を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池を構成する複数のセル間の電圧バラツキに応じて、組電池のＳＯＣ（充電率）を上昇させ、セル電圧がバイパス作動電圧を越えたセルの放電を行うことにより、セル間の容量調整を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２２９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術において、組電池の放電電流が大きい場合には、電池の内部抵抗による電圧降下が大きくなるため、セル間の電圧バラツキを正確に検出することができず、容量調整のための無駄な放電が行われる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による組電池の容量調整装置は、セル間の容量バラツキが大きいほど、組電池の目標ＳＯＣを高くして、セル電圧が所定の電圧を超えたセルの放電を行うことにより、セル間の容量調整を行うものであって、組電池の放電電流の大きさが、組電池の劣化度合に応じて補正される第１の所定電流以上の場合には、容量バラツキの検出を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による組電池の容量調整装置によれば、組電池の放電電流の大きさが、組電池の劣化度合に応じて補正された第１の所定電流以上の場合には、容量バラツキの検出を行わないので、誤差を含んだ容量バラツキに基づいた無駄な放電が行われるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、一実施の形態における組電池の容量調整装置を電気自動車に適用したシステム構成を示す図である。図１では、強電ラインを太い実線で、弱電ラインを細い実線で、制御信号ラインを点線で示している。この電気自動車は、モータジェネレータ９（以下、単にモータ９と呼ぶ）を走行駆動源として走行する。
【０００８】
組電池１は、例えば、ニッケル水素電池であり、４個のセルｓ１〜ｓ４を直列に接続して構成される。組電池１は、電流センサ６およびメインリレー８ａ，８ｂを介して、インバータ１０および補機システム１１に接続されており、インバータ１０および補機システム１１に直流電力を供給する。インバータ１０は、組電池１から供給される直流電力を交流電力に変換して、変換した交流電力を交流モータ９に供給する。インバータ１０はまた、車両の制動時に、モータ９が回生運転を行うことにより発電する交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、組電池１の充電に用いられる。
【０００９】
車両コントローラ３は、インバータ１０および補機システム１１を制御して、車両の走行および補機の作動を制御する。なお、補機システム１１には、空調装置、灯火類、ワイパなどが含まれる。車両コントローラ３および後述するバッテリコントローラ２には、メインスイッチ４を介して、補助電池５から制御電源が供給される。メインスイッチ４は、エンジンを走行駆動源とする自動車のイグニッションスイッチに相当するものであり、電気自動車のメインキー（不図示）が走行位置に設定されるとオン（閉路）する。
【００１０】
電流センサ６は、組電池１からインバータ１０に流れる放電電流と、インバータ１０から組電池１に流れる充電電流とを検出し、後述するバッテリコントローラ２のＣＰＵ２１に出力する。なお、電流センサ６は、充電電流を正の値として検出し、放電電流を負の値として検出する。メインリレー８ａ，８ｂは、ＣＰＵ２１により開閉され、強電ライン、すなわち、組電池１とインバータ１０との間の接続／開放を行う。電圧センサ７は、組電池１の総電圧を検出し、ＣＰＵ２１に出力する。
【００１１】
温度センサ１３は、組電池１の温度を検出し、ＣＰＵ２１に出力する。警告灯１２は、例えば、組電池１が過充電状態または過放電状態となる等、電気自動車に何らかの異常が発生した時に点灯して、乗員に異常発生を報知する。
【００１２】
ＣＰＵ２１は、図示しないコンパレータを備えており、各セルｓ１〜ｓ４の電圧と第１の所定電圧Ｖ１とを比較して、セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下に低下したセルを検出する。また、ＣＰＵ２１は、各セルｓ１〜ｓ４の電圧と第２の所定電圧Ｖ２とを比較して、セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上に上昇したセルを検出する。なお、第１の所定電圧Ｖ１は、セル電圧が低電圧側にばらついているセルを検出するためのしきい値電圧であり、第２の所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）は、セル電圧が高電圧側にばらついているセルを検出するためのしきい値電圧である。
【００１３】
また、ＣＰＵ２１は、セル間の電圧バラツキ（容量バラツキ）に基づいて、組電池の目標ＳＯＣを決定し、決定した目標ＳＯＣに基づいて、組電池１の充放電を制御する。さらに、セルの高電圧側の容量バラツキに基づいて、組電池１のＳＯＣ上限値を設定し、組電池１のＳＯＣがＳＯＣ上限値を超えないように、組電池１の充放電を制御する。
【００１４】
直列に接続された抵抗Ｒ１およびツェナーダイオードＤ１は、セルｓ１と並列に接続されている。同様に、直列に接続された抵抗Ｒ２およびツェナーダイオードＤ２は、セルｓ２と、抵抗Ｒ３およびツェナーダイオードＤ３はセルｓ３と、抵抗Ｒ４およびツェナーダイオードＤ４はセルｓ４とそれぞれ並列に接続されている。抵抗Ｒ１〜Ｒ４およびツェナーダイオードＤ１〜Ｄ４は、容量調整回路を構成している。例えば、セルｓ１の電圧がツェナーダイオードＤ１のツェナー電圧Ｖｚより高くなると、ツェナーダイオードＤ１に電流が流れ始める。これにより、セルｓ１から抵抗Ｒ１に電流が流れるため、セルｓ１の電圧は低下する。
【００１５】
図２は、一実施の形態における組電池の容量調整装置によって行われる処理内容を示すフローチャートである。図示しない車両のメインキーがオンされると、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１０の処理を開始する。
【００１６】
ステップＳ１０では、容量劣化補正係数βおよび内部抵抗劣化補正係数γを求める。容量劣化補正係数βは、組電池１の劣化時の放電容量と、初期状態（新品）の時の放電容量との比で表される係数であり、組電池１の劣化が進行するほど、値は小さくなる。初期状態の時の放電容量は予め求めておいて、メモリ２２に格納しておく。また、劣化時の放電容量は、電流センサ６によって検出される電流値、および、電圧センサ７によって検出される電圧値に基づいて求める。なお、容量劣化補正係数βの算出方法は既知であるため、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００１７】
内部抵抗劣化補正係数γは、組電池１の初期状態（新品）の時の内部抵抗と、劣化時の内部抵抗との比で表される係数であり、組電池１の劣化が進行するほど、値は小さくなる。初期状態の時の内部抵抗は予め求めておいて、メモリ２２に格納しておく。また、劣化時の内部抵抗は、電流センサ６によって検出される電流値、および、電圧センサ７によって検出される電圧値に基づいて求める。なお、内部抵抗劣化補正係数γの算出方法は既知であるため、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００１８】
ステップＳ１０に続くステップＳ２０では、後述する電流しきい値Ｉ１およびＩ２を補正するための補正係数ＫｃおよびＫｒを求める。図３は、容量劣化率（％）と、補正係数Ｋｃとの関係を示す図である。容量劣化率は、容量劣化の進行度合を示す値であり、容量劣化が進むほど、大きい値を示す。図３に示すように、容量劣化が進むほど、補正係数Ｋｃの値は小さくなる。上述したように、容量劣化が進むほど、容量劣化補正係数βの値は小さくなるため、容量劣化補正係数βが小さいほど、補正係数Ｋｃの値は小さくなる。図３では、容量劣化率（％）と補正係数Ｋｃとの関係を示しているが、容量劣化補正係数βと補正係数Ｋｃとの関係を示すマップを予め用意して、メモリ２２に格納しておき、ステップＳ１０で求めた容量劣化補正係数βと、メモリ２２に格納しておいたマップとに基づいて、補正係数Ｋｃを求めることができる。
【００１９】
図４は、内部抵抗劣化率（％）と、補正係数Ｋｒとの関係を示す図である。内部抵抗劣化率は、内部抵抗劣化の進行度合を示す値であり、内部抵抗劣化が進むほど、大きい値を示す。図４に示すように、内部抵抗劣化が進むほど、補正係数Ｋｒの値は小さくなる。上述したように、内部抵抗劣化が進むほど、内部抵抗劣化補正係数γの値は小さくなるため、内部抵抗劣化補正係数γが小さいほど、補正係数Ｋｃの値は小さくなる。図４では、内部抵抗劣化率（％）と補正係数Ｋｒとの関係を示しているが、内部抵抗劣化補正係数γと補正係数Ｋｒとの関係を示すマップを予め用意して、メモリ２２に格納しておき、ステップＳ１０で求めた内部抵抗劣化補正係数γと、メモリ２２に格納しておいたマップとに基づいて、補正係数Ｋｒを求めることができる。
【００２０】
ステップＳ２０に続くステップＳ３０では、温度センサ１３によって検出される組電池１の温度を取得して、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ステップＳ３０で取得した組電池１の温度に基づいて、後述する電流しきい値Ｉ１およびＩ２を補正するための補正係数Ｋｔを求める。図５は、組電池１の温度と補正係数Ｋｔとの関係を示す図である。図５に示すように、組電池１の温度が２０℃の時の補正係数Ｋｔの値を１とし、温度が２０℃より高くなるほど、補正係数Ｋｔの値は大きく、温度が２０℃より低くなるほど、補正係数Ｋｔの値は小さい。ここでは、図５に示すような関係のマップを予め用意してメモリ２２に格納しておき、ステップＳ３０で求めた温度と、メモリ２２に格納しておいたマップとに基づいて、補正係数Ｋｔを求める。
【００２１】
ステップＳ４０に続くステップＳ５０では、次式（１）および（２）より、第１の電流しきい値Ｉ１および第２の電流しきい値Ｉ２を算出する。
Ｉ１＝Ｉａ×Ｋｃ×Ｋｒ×Ｋｔ            （１）
Ｉ２＝Ｉｂ×Ｋｃ×Ｋｒ×Ｋｔ            （２）
ただし、Ｉａは、組電池の放電時に検出される電流値と比較するための所定の電流値（負の値）であり、Ｉｂは、組電池の充電時に検出される電流値と比較するための所定の電流値（正の値）である。また、ＫｃおよびＫｒはステップＳ２０で求めた補正係数であり、Ｋｔはステップ４０で求めた補正係数である。第１の電流しきい値Ｉ１および第２の電流しきい値Ｉ２を算出すると、ステップＳ６０に進む。
【００２２】
ステップＳ６０では、平均ＳＯＣ上限値を確認する。平均ＳＯＣ上限値の初期値は７０％であり、後述するステップＳ１５０において設定される。平均ＳＯＣ上限値を確認すると、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、電流センサ６によって検出される電流値に基づいて、組電池１が放電中であるか充電中であるかを判定する。組電池１が放電中であると判定すると、ステップＳ８０に進み、充電中であると判定すると、ステップＳ１２０に進む。
【００２３】
ステップＳ８０では、セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下となっているセルが存在するか否かを判定する。上述したように、ＣＰＵ２１は随時、各セルの電圧と第１の所定電圧Ｖ１とを比較して、セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下となっているセルが存在するか否かを監視している。セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下となっているセルが存在しないと判定するとステップＳ１０に戻り、セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下となっているセルが存在すると判定するとステップＳ９０に進む。
【００２４】
ステップＳ９０では、電流センサ６によって検出される放電電流値が第１の電流しきい値Ｉ１以下であるか否かを判定する。第１の電流しきい値Ｉ１は、ステップＳ５０で求めた値を用いる。電流センサ６によって検出される電流値が第１の電流しきい値Ｉ１より大きいと判定すると、セル間の容量バラツキを算出するために、ステップＳ１００に進む。
【００２５】
一方、ステップＳ９０において、電流センサ６によって検出される電流値が第１の所定電流Ｉ１以下の場合には、セル間の容量バラツキを正確に算出することができないと判断して、ステップＳ１０に戻る。すなわち、組電池１の放電電流が大きい場合には、組電池１の内部抵抗による電圧降下が大きくなり、セル間の容量バラツキを正確に算出することができないため、後述する容量バラツキ算出処理を行わずに、ステップＳ１０に戻る。
【００２６】
ステップＳ１００では、セルの平均ＳＯＣと、容量が最も低いセルのＳＯＣ（以下、ＭＩＮＳＯＣと呼ぶ）との差を算出する。まず、電圧センサ７によって検出される組電池の総電圧Ｖｔをセルの数で除算することにより、セルの平均電圧Ｖaveを求める。メモリ２２には、セルの電圧とＳＯＣとの関係を対応付けた電圧−ＳＯＣマップが格納されているので、求めた平均電圧Ｖaveと電圧−ＳＯＣマップとに基づいて、セルの平均ＳＯＣを求める。また、ステップＳ８０において、セル電圧が第１の所定電圧Ｖ１以下となっているセルが存在することが確認されているため、第１の所定電圧Ｖ１と電圧−ＳＯＣマップとに基づいて、ＭＩＮＳＯＣを算出（推定）する。最後に、求めた平均ＳＯＣと、ＭＩＮＳＯＣとの差を算出する。
【００２７】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で算出した平均ＳＯＣとＭＩＮＳＯＣとの差に基づいて、組電池１を充電する際の目標充電率を意味するＳＯＣ目標値を算出する。図６は、平均ＳＯＣおよびＭＩＮＳＯＣの差と、ＳＯＣ目標値との関係を示す図である。図６に示すように、平均ＳＯＣおよびＭＩＮＳＯＣの差が０の時のＳＯＣ目標値を５０％とし、平均ＳＯＣおよびＭＩＮＳＯＣの差が大きいほど、ＳＯＣ目標値を大きくする。平均ＳＯＣおよびＭＩＮＳＯＣの差が大きいほど、ＳＯＣ目標値を高くすることにより、充電時に各セルの電圧値が上昇するので、セル電圧がツェナー電圧Ｖｚを越えたセルの放電を行うことができる。すなわち、他のセルに比べて電圧が高いセルの放電を行うことにより、セル間の容量バラツキを低減させることができる。
【００２８】
なお、ここでは、図６に示すような関係のマップを予め用意してメモリ２２に格納しておき、ステップＳ１００で算出したＳＯＣの差と、メモリ２２に格納しておいたマップとに基づいて、ＳＯＣ目標値を算出する。
【００２９】
なお、ＣＰＵ２１は、充電時に組電池１の充電率（または、セルの平均ＳＯＣ）がＳＯＣ上限値以下であるか否かを確認し、組電池１の充電率がＳＯＣ上限値に達すると、組電池１の充電を制御する。すなわち、組電池１のＳＯＣがＳＯＣ上限値を超えないように、組電池１の充電を制御する。
【００３０】
ステップＳ７０において、組電池１が充電中であると判定した後に進むステップＳ１２０では、セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上となっているセルが存在するか否かを判定する。上述したように、ＣＰＵ２１は随時、各セルの電圧と第２の所定電圧Ｖ２とを比較して、セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上となっているセルが存在するか否かを監視している。セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上となっているセルが存在しないと判定するとステップＳ１０に戻り、セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上となっているセルが存在すると判定するとステップＳ１３０に進む。
【００３１】
ステップＳ１３０では、電流センサ６によって検出される電流値（充電電流値）が第２の電流しきい値Ｉ２以上であるか否かを判定する。電流センサ６によって検出される電流値が第２の電流しきい値Ｉ２未満であると判定すると、セル間の容量バラツキを算出するために、ステップＳ１４０に進む。
【００３２】
一方、電流センサ６によって検出される電流値が第２の電流しきい値Ｉ２以上であると判定すると、セル間の容量バラツキを正確に算出することができないと判断して、ステップＳ１０に戻る。すなわち、電流値が大きい場合には、組電池１の内部抵抗による電圧降下が大きくなり、セル間の容量バラツキを正確に算出することができないため、後述する容量バラツキ算出処理を行わずに、ステップＳ１０に戻る。
【００３３】
ステップＳ１４０では、容量が最も高いセルのＳＯＣ（以下、ＭＡＸＳＯＣと呼ぶ）と、セルの平均ＳＯＣとの差を算出する。まず、電圧センサ７によって検出される組電池の総電圧Ｖｔをセルの数で除算することにより、セルの平均電圧Ｖaveを求める。メモリ２２には、セルの電圧とＳＯＣとの関係を対応付けた電圧−ＳＯＣマップが格納されているので、求めた平均電圧Ｖaveと電圧−ＳＯＣマップとに基づいて、セルの平均ＳＯＣを求める。また、ステップＳ１２０において、セル電圧が第２の所定電圧Ｖ２以上となっているセルが存在することが確認されているため、第２の所定電圧Ｖ２と電圧−ＳＯＣマップとに基づいて、ＭＡＸＳＯＣを算出（推定）する。最後に、ＭＡＸＳＯＣと平均ＳＯＣとの差を算出する。ＭＡＸＳＯＣと平均ＳＯＣとの差を算出すると、ステップＳ１５０に進む。
【００３４】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出したＭＡＸＳＯＣと平均ＳＯＣとの差に基づいて、組電池１のＳＯＣを制限するためのＳＯＣ上限値を求める。図７は、ＭＡＸＳＯＣおよび平均ＳＯＣの差と、ＳＯＣ上限値との関係を示す図である。図７に示すように、ＭＡＸＳＯＣおよび平均ＳＯＣの差が０の時のＳＯＣ上限値を７０％とし、ＭＡＸＳＯＣおよび平均ＳＯＣの差が大きいほど、ＳＯＣ上限値を小さくする。すなわち、充電時に、電圧の高いセルが過充電となるのを防ぐために、ＭＡＸＳＯＣおよび平均ＳＯＣの差が大きいほど、ＳＯＣ上限値を小さくする。ＳＯＣ上限値を求めると、ステップＳ１０に戻る。
【００３５】
図８は、組電池１の充放電を行っている際に変動する組電池１の電圧Ｖ、組電池１の充放電電流Ｉ、ＳＯＣ上限値の算出を行わない期間、および、ＳＯＣ目標値の算出を行わない期間をそれぞれ示す図である。上述したように、電流センサ６によって検出される電流値が第１の電流しきい値Ｉ１以下の場合には、容量バラツキの算出を行わないため、ＳＯＣ目標値の算出も行わない（ＳＯＣ目標値の算出を禁止する）。また、電流センサ６によって検出される電流値が第２の電流しきい値Ｉ１以上の場合には、ＳＯＣ上限値の算出を行わない。
【００３６】
一実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、セル間の容量バラツキが大きいほど、組電池１の目標ＳＯＣを高くして、セル電圧が所定の電圧を超えたセルの放電を行うことにより、セル間の容量調整を行う装置において、組電池の放電電流の大きさが第１の所定電流以上の場合には、容量バラツキの検出を行わないので、誤差を含んだ容量バラツキに基づいた無駄な放電が行われるのを防ぐことができる。上述したように、組電池１の放電電流の大きさが第１の所定電流以上の場合には、電池の内部抵抗による電圧降下が大きくなるため、セル間の容量バラツキを正確に検出することができなくなる。従って、組電池１の放電電流の大きさが第１の所定電流以上の場合に、容量バラツキの検出を行わないことにより、常に正確な容量バラツキ量を検出し、正確な容量バラツキ量に基づいて、適正な容量調整を行うことができる。
【００３７】
また、一実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、組電池の状態、特に、容量劣化度合、内部抵抗劣化度合、および、電池温度に基づいて、第１の所定電流の値を補正するので、容量バラツキの検出を行わない条件を適切に設定することができる。
【００３８】
また、一実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、電圧が最も高いセルのＳＯＣと全セルの平均ＳＯＣとの差に基づいて、組電池のＳＯＣ上限値を設定するので、組電池の充電時に、電圧が最も高いセルが過充電状態となるのを防ぐことができる。ただし、組電池１の充電電流の大きさが第２の所定電流以上の場合には、電圧が最も高いセルのＳＯＣと全セルの平均ＳＯＣとの差を算出しない。すなわち、充電電流が大きい場合には、電池の内部抵抗による電圧降下が大きくなり、上記ＳＯＣ差を正確に求めることができなくなるため、誤ったＳＯＣ差に基づいたＳＯＣ上限値が設定されるのを防ぐことができる。
【００３９】
また、一実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、組電池の状態、特に、容量劣化度合、内部抵抗劣化度合、および、電池温度に基づいて、第２の所定電流の値を補正するので、高電圧側の容量バラツキの検出を行わない条件を適切に設定することができる。
【００４０】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、第１の電流しきい値Ｉ１および第２の電流しきい値Ｉ２は、所定の電流値を電池の容量劣化、内部抵抗劣化度合、および、電池温度の３つのパラメータに基づいて補正したが、いずれか１つまたは２つのパラメータに基づいて補正することもできるし、上記３つのパラメータ以外のパラメータを用いて補正することもできる。
【００４１】
上述した一実施の形態では、電流センサ６が放電電流値を負の値として検出し、電流センサ６によって検出される放電電流値が第１の電流しきい値Ｉ１以下であれば、容量バラツキの検出を行わないものとした。電流センサ６が放電電流値を正の値として検出するシステムでは、第１の電流しきい値を正の値として設定しておき、電流センサ６によって検出される放電電流値が第１の電流しきい値Ｉ１以上であれば、容量バラツキの検出を行わないようにすればよい。すなわち、放電電流値の大きさが第１の電流しきい値Ｉ１以上であれば、容量バラツキの検出を行わないようにする。
【００４２】
なお、上述した一実施の形態では、放電電流値の大きさが第１の電流しきい値Ｉ１以上であれば、容量バラツキの検出を行わないようにした。しかし、放電電流値の大きさが第１の電流しきい値Ｉ１以上の場合に容量バラツキの検出は行うが、検出した容量バラツキ量に基づいた目標ＳＯＣの設定を行わないシステムや、検出した容量バラツキ量に基づいた容量調整を行わないシステムも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
上述した一実施の形態では、電流センサ６によって組電池１の充放電電流を検出したが、電流センサ６を設けない構成とすることもできる。この場合、モータ９の発電指令値や放電指令値に基づいて、充放電電流値を推定し、推定した電流値を電流検出値として代用することができる。
【００４４】
上述した一実施の形態では、組電池の容量調整装置を電気自動車に適用したシステムを例に挙げて説明したが、ハイブリッド自動車に適用することもできるし、車両以外のシステムに適用することもできる。
【００４５】
組電池１は、４つのセルから構成されるものとして説明したが、組電池を構成するセルの数によって本発明が限定されることはない。
【００４６】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、バッテリコントローラ２が容量バラツキ量検出手段、目標ＳＯＣ設定手段、充放電制御手段、第１の所定電流補正手段、容量劣化度合検出手段、内部抵抗劣化度合検出手段、ＳＯＣ上限値算出手段、および、第２の所定電流補正手段を、抵抗Ｒ１〜Ｒ４およびツェナーダイオードＤ１〜Ｄ４が放電手段を、電流センサ６が電流検出手段を、温度センサ１３が温度検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施の形態における組電池の容量調整装置を電気自動車に適用したシステム構成を示す図
【図２】一実施の形態における組電池の容量調整装置によって行われる処理内容を示すフローチャート
【図３】容量劣化率（％）と、補正係数Ｋｃとの関係を示す図
【図４】内部抵抗劣化率（％）と、補正係数Ｋｒとの関係を示す図
【図５】組電池の温度と補正係数Ｋｔとの関係を示す図
【図６】平均ＳＯＣおよびＭＩＮＳＯＣの差と、ＳＯＣ目標値との関係を示す図
【図７】ＭＡＸＳＯＣおよび平均ＳＯＣの差と、ＳＯＣ上限値との関係を示す図
【図８】組電池の充放電を行っている際に変動する組電池の電圧Ｖ、組電池の充放電電流Ｉ、ＳＯＣ上限値の算出を行わない期間、および、ＳＯＣ目標値の算出を行わない期間をそれぞれ示す図
【符号の説明】
【００４８】
１…組電池、２…バッテリコントローラ、３…車両コントローラ、４…メインスイッチ、５…補助電池、６…電流センサ、７…電圧センサ、８ａ，８ｂ…メインリレー、９…モータ、１０…インバータ、１１…補機システム、１２…警告灯、１３…温度センサ、２１…ＣＰＵ、２２…メモリ
【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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