(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列に接続している複数の電池(1)の総電流を所定の周期で検出すると共に、この総電流検出に同期して、複数の電池(1)の電圧を所定のサンプリング周期で順番に切り換えて検出し、検出された電池(1)の電圧と総電流から、組電池の充放電をコントロールする組電池の充放電制御方法において、
所定のサンプリング周期で検出される電池(1)の電圧から、総電流を検出するタイミングに一致する時間の電圧を補間して演算し、演算された補間電圧と、この補間電圧のタイミングにおける総電流で組電池の充放電をコントロールすることを特徴とする組電池の充放電制御方法。
【請求項２】
タイミングがずれて順番に検出される電池(1)の電圧を直線補間して、電流検出タイミングにおける電池(1)の補間電圧を演算する請求項１に記載される組電池の充放電制御方法。
【請求項３】
電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖx(t)）を、時間（ｔ1）における電池電圧Ｖx(ｔ1)と、時間（ｔ2）における電池電圧Ｖx(ｔ2)とから、以下の数１に基づいて演算する請求項２に記載される組電池の充放電制御方法。
【数１】
0004519073.tif 000013
【請求項４】
２回の測定時間（ｔ1）、（ｔ2）の測定間隔が、複数の電池(1)を切り換える１セットのサンプリング周期（Ｔs)である請求項３に記載される組電池の充放電制御方法。
【請求項５】
特定の電池(1)の電圧が変化する電圧変化勾配を検出し、この電圧変化勾配に基づいて、別の電池(1)の電流検出タイミングにおける補間電圧を演算する請求項１に記載される組電池の充放電制御方法。
【請求項６】
特定の電池ａの時間（ｔ1）における電池電圧（Ｖt1）と、時間（ｔ2）における電池電圧（Ｖt2）とから電圧変化勾配（ｍa）を演算し、この電圧変化勾配（ｍa）に基づいて、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖｘ(t)）を以下の数２に基づいて演算する請求項５に記載される組電池の充放電制御方法。
【数２】
0004519073.tif 000014
【請求項７】
２回の測定時間（ｔ1）、（ｔ2）の測定間隔が、複数の電池(1)を切り換える１セットのサンプリング周期（Ｔs)以下である請求項６に記載される組電池の充放電制御方法。
【請求項８】
互いに直列に接続している複数の電池(1)と、各々の電池(1)の電圧を順番に切り換えて検出する電圧検出回路(2)と、直列に接続している電池(1)の総電流を検出する電流検出回路(3)と、電圧検出回路(2)及び電流検出回路(3)の出力信号で電池(1)の充放電電流をコントロールする制御回路(4)とを備える組電池の充放電制御装置であって、
電圧検出回路(2)は、電池(1)の電圧を所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ(5)と、このＡ／Ｄコンバータ(5)に複数の電池(1)の電圧を切り換えて入力するマルチプレクサ(6)と、Ａ／Ｄコンバータ(5)で所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換される電池(1)の電圧を補間して、総電流を検出するタイミングにおける電池(1)の電圧を演算する演算回路(7)とを備え、
制御回路(4)が、電圧検出回路(2)の演算回路(7)で補間して演算される電流検出タイミングにおける補間電圧と、電流検出回路(3)で検出される総電流から組電池の充放電の電流をコントロールするようにしてなる組電池の充放電制御装置。
【請求項９】
演算回路(7)が、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖx(t)）を、時間（ｔ1）における電池電圧Ｖx(ｔ1)と、時間（ｔ2）における電池電圧Ｖx(ｔ2)とから、以下の数３に基づいて演算する請求項８に記載される組電池の充放電制御装置。
【数３】
0004519073.tif 000015
【請求項１０】
演算回路(7)が、特定の電池ａの時間（ｔ1）における電池電圧（Ｖt1）と、時間（ｔ2）における電池電圧（Ｖt2）とから電圧変化勾配（ｍa）を演算し、この電圧変化勾配（ｍa）に基づいて、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖｘ(t)）を以下の数４に基づいて演算する請求項８に記載される組電池の充放電制御装置。
【数４】
0004519073.tif 000016
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を直列に接続している組電池の充放電を、電池の電圧と電流を検出してコントロールする制御方法と制御装置に関し、とくに、ハイブリッド車等の電動車両に装備される組電池の充放電の制御方法と制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池は、複数の電池を直列に接続して、出力電圧を高くしている。この組電池は、全ての電池に同じ電流を流して充放電する。組電池は、残存容量が１００％になって満充電されると電圧が最高電圧まで上昇する。反対に残存容量が０％となって完全に放電されると電圧が最低電圧まで低下する。したがって、組電池の総合電圧と電流を検出して、総合電圧が最大電圧まで上昇すると充電を停止し、また最低電圧まで低下すると、放電を停止して、組電池の過充電と過放電を防止できる。しかしながら、現実にこの状態で組電池の充放電をコントロールすると、何れかの電池が過充電され、あるいは過放電されることがある。それは、各々の電池の電気特性が均一ではないからである。電気特性が同一でない複数の電池は、直列に接続して同じ電流で充放電しても、残存容量が同一にならずにアンバランスになる。この状態の組電池は、トータル電圧と電流を検出して、組電池として過放電とならないように制御しても、残存容量が最小となる電池は過放電されやすく、また、最大容量の電池は過充電されやすくなる。
【０００３】
以上の弊害は、各電池の電圧を別々に独立して検出して解消できる。各電池の電圧を別々に検出する場合、最小の残存容量の電池の過放電を防止し、また、最大の残存容量の電池の過充電を防止できる。しかしながら、電池の電圧は、充放電している電流によって変化するので、正確に検出するには、電池の充放電の電流に一致するタイミングで電圧を検出する必要がある。電池は、図１の等価回路に示すように、直列接続された内部抵抗Ｒを有する。電流が流れると、内部抵抗Ｒによる電圧降下（ＶR）が発生する。放電している電池１の出力電圧（Ｖ）を外部から検出すると、電池１の出力電圧（Ｖ）は、電池電圧（Ｖ0）から内部抵抗Ｒの電圧降下（ＶR）を減算した電圧となる。また、充電している電池１の出力電圧（Ｖ）を外部から検出すると、電池１の出力電圧（Ｖ）は、電池電圧（Ｖ0）に内部抵抗Ｒの電圧降下（ＶR）を加算した電圧となる。電池１を充放電しない状態、すなわち電池１の電流を０Ａとして、出力電圧を検出すると、内部抵抗Ｒによる誤差は発生しない。したがって、検出される出力電圧（Ｖ）は電池電圧（Ｖ0）に等しくなる。ただ、組電池は、電池電圧を検出するときに電流を０Ａにはできず、電流を流す状態で正確に電池電圧を検出することが大切である。
【０００４】
このことを実現するために、電池の電流と電圧を同期して検出する方法が開発されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−２７０４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の公報に記載される装置は、組電池の各々の電池の電圧を電圧検出手段で検出すると共に、組電池の総電流を電流検出手段で検出する。さらに、この公報には、電池の電圧と総電流を同期して検出して電池状態を把握する、電気自動車やハイブリッド車の充放電の制御方法が記載される。
【０００６】
この公報に記載される充放電の制御方法は、電流を検出するタイミングに同期して、電池の電圧を検出するので、電流で電圧を補正して電池電圧を正確に検出できる。しかしながら、この公報の方法は、複数の電池電圧を順番に切り換えて検出するので、全ての電池電圧を、電流を検出するタイミングに一致しては検出できない。この状態を図２に示す。この図は、電池ａの電圧を検出するタイミングに一致して、組電池の総電流を検出する。電池ａに続いて、所定のサンプリング周期で順番に検出される電池ｂ、ｃ、ｄ、ｅの電圧は、総電流を検出するタイミングに一致して検出されない。このため、電池ｂ、ｃ、ｄ、ｅの電圧は、電流を検出するタイミングに一致しては検出されず、電圧を検出するタイミングがずれてしまう。電流と電圧を同じタイミングで検出でなきい電池は、正確に電圧を検出できなくなる。それは、電池の内部抵抗に起因する電圧降下を考慮して電池の正確な電圧を検出できないからである。
【０００７】
本発明は、組電池を充放電するときに発生するこの弊害を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、互いに直列に接続している複数の電池の電圧を所定のサンプリング周期で順番に検出しながら、全ての電池の電圧を電流の検出タイミングに正確に一致して検出して、組電池を理想的な状態で充放電できる組電池の充放電制御方法と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】
【０００８】
本発明の組電池の充放電制御方法は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池の充放電制御方法は、互いに直列に接続している複数の電池１の総電流を所定の周期で検出すると共に、この総電流検出に同期して、複数の電池１の電圧を所定のサンプリング周期で順番に切り換えて検出し、検出された電池１の電圧と総電流から、組電池の充放電をコントロールする。充放電制御方法は、所定のサンプリング周期で検出される電池１の電圧から、総電流を検出するタイミングに一致する時間の電圧を補間して演算し、演算された補間電圧と、この補間電圧のタイミングにおける総電流で組電池の充放電をコントロールする。
【０００９】
本発明の充放電制御方法は、タイミングがずれて順番に検出される電池１の電圧を直線補間して、電流検出タイミングにおける電池１の補間電圧を演算することができる。
【００１０】
本発明の充放電制御方法は、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖx(t)）を、時間（ｔ1）における電池電圧Ｖx(ｔ1)と、時間（ｔ2）における電池電圧Ｖx(ｔ2)とから、以下の数５に基づいて演算することができる。
【００１１】
【数５】
0004519073.tif 000002
【００１２】
本発明の充放電制御方法は、２回の測定時間（ｔ1）、（ｔ2）の測定間隔を、複数の電池１を切り換える１セットのサンプリング周期（Ｔs)とすることができる。
【００１３】
本発明の充放電制御方法は、特定の電池１の電圧が変化する電圧変化勾配を検出し、この電圧変化勾配に基づいて、別の電池１の電流検出タイミングにおける補間電圧を演算することができる。
【００１４】
本発明の充放電制御方法は、特定の電池ａの時間（ｔ1）における電池電圧（Ｖt1）と、時間（ｔ2）における電池電圧（Ｖt2）とから電圧変化勾配（ｍa）を演算し、この電圧変化勾配（ｍa）に基づいて、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖｘ(t)）を以下の数６に基づいて演算することができる。
【００１５】
【数６】
0004519073.tif 000003
【００１６】
本発明の充放電制御方法は、２回の測定時間（ｔ1）、（ｔ2）の測定間隔を、複数の電池１を切り換える１セットのサンプリング周期（Ｔs)以下とすることができる。
【００１７】
本発明の組電池の充放電制御装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池の充放電制御装置は、互いに直列に接続している複数の電池１と、各々の電池１の電圧を順番に切り換えて検出する電圧検出回路２と、直列に接続している電池１の総電流を検出する電流検出回路３と、電圧検出回路２及び電流検出回路３の出力信号で電池１の充放電電流をコントロールする制御回路４とを備える。電圧検出回路２は、電池１の電圧を所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５と、このＡ／Ｄコンバータ５に複数の電池１の電圧を切り換えて入力するマルチプレクサ６と、Ａ／Ｄコンバータ５で所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換される電池１の電圧を補間して、総電流を検出するタイミングにおける電池１の電圧を演算する演算回路７とを備える。充放電制御装置は、制御回路４が、電圧検出回路２の演算回路７で補間して演算される電流検出タイミングにおける補間電圧と、電流検出回路３で検出される総電流から組電池の充放電の電流をコントロールする。
【００１８】
本発明の充放電制御装置は、演算回路７が、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖx(t)）を、時間（ｔ1）における電池電圧Ｖx(ｔ1)と、時間（ｔ2）における電池電圧Ｖx(ｔ2)とから、以下の数７に基づいて演算することができる。
【数７】
0004519073.tif 000004
【００１９】
本発明の充放電制御装置は、演算回路７が、特定の電池ａの時間（ｔ1）における電池電圧（Ｖt1）と、時間（ｔ2）における電池電圧（Ｖt2）とから電圧変化勾配（ｍa）を演算し、この電圧変化勾配（ｍa）に基づいて、電流検出タイミングに一致する時間（ｔ）における任意の電池ｘの電池電圧（Ｖｘ(t)）を以下の数８に基づいて演算することができる。
【００２０】
【数８】
0004519073.tif 000005
【発明の効果】
【００２１】
本発明の組電池の充放電制御方法と制御装置は、互いに直列に接続している複数の電池の電圧を所定のサンプリング周期で順番に検出しながら、全ての電池の電圧を電流の検出タイミングに正確に一致して検出して、組電池を理想的な状態で充放電できる特長がある。それは、本発明が、所定のサンプリング周期で順番に検出される複数の電池電圧を、総電流を検出するタイミングに一致する時間の電圧に補間して演算しており、演算された補間電圧と、この補間電圧のタイミングにおける総電流で組電池の充放電をコントロールするからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池の充放電制御方法と充放電制御装置を例示するものであって、本発明は充放電制御方法と制御装置を以下のものに特定しない。
【００２３】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２４】
図３に示す組電池の充放電の制御装置は、互いに直列に接続している複数の電池１と、各々の電池１の電圧を順番に切り換えて検出する電圧検出回路２と、直列に接続している電池１の総電流を検出する電流検出回路３と、電圧検出回路２及び電流検出回路３の出力信号で電池１の充放電電流をコントロールする制御回路４とを備える。
【００２５】
電池１は、複数の素電池を直列に接続している。ただし、ひとつの素電池で電池とすることもできる。素電池は、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素電池である。ただ、電池を構成する素電池は、全ての二次電池、たとえばニッケルカドミウム電池等も使用できる。
【００２６】
電圧検出回路２は、電池１の電圧を所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５と、このＡ／Ｄコンバータ５に複数の電池１の電圧を切り換えて入力するマルチプレクサ６と、Ａ／Ｄコンバータ５で所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換される電池１の電圧を補間して、総電流を検出するタイミングにおける電池１の電圧を演算する演算回路７とを備える。
【００２７】
図３の電圧検出回路２は、複数の電池ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの電圧を順番に切り換えて検出する。この装置は、各電池１の電圧を検出して、各々の電池１の過充電と過放電を防止しながら充放電できる。だたし、本発明の制御方法と制御装置は、必ずしも各々の電池の電圧を検出する必要はない。たとえば、直列に接続している複数の電池の電圧を検出して、充放電を制御することもできる。さらに、図３の装置は、電圧検出回路２でもって５組の電池１を切り換えて電圧を検出するが、本発明は、電圧検出回路で検出する電池の個数を特定しない。電圧検出回路は、４組以下の電池の電圧を検出し、あるいは６組以上の電池の電圧を検出することもできる。とくに、本発明は、複数の電池の電圧を順番に切り換えて検出するが、検出された電圧値を補間して、電流検出タイミングにおける電池電圧を演算するので、電圧検出回路で多数の電池の電圧を検出しながら、電流検出タイミングにおける電池の電圧を正確に検出できる。
【００２８】
マルチプレクサ６は、一定の周期で、Ａ／Ｄコンバータ５に入力する電池１を切り換える。マルチプレクサ６は、演算回路７から入力される同期信号で、Ａ／Ｄコンバータ５に入力する電池１を切り換える。マルチプレクサ６の切り換え時間（Δｔ）は、図４に示すように、１セットの電池１をＡ／Ｄ変換するサンプリング周期（Ｔs）に比較して充分に小さい。図４において、１セットのサンプリング周期（Ｔs）において、全ての電池１の電圧を切り換えてＡ／Ｄコンバータ５に入力してデジタル信号に変換するためである。たとえば、マルチプレクサ６の切り換え時間（Δｔ）は、２ｍｓｅｃとし、１セットのサンプリング周期（Ｔs）を２００ｍｓｅｃとすれば、１セットのサンプリング周期（Ｔs）において、１００組の電池１の電圧を検出できる。
【００２９】
Ａ／Ｄコンバータ５は、マルチプレクサ６から入力される電池１の電圧をデジタル信号に変換して出力する。マルチプレクサ６は、電池１の電圧をアナログ信号としてＡ／Ｄコンバータ５に入力する。Ａ／Ｄコンバータ５は、マルチプレクサ６の切り換えるタイミングに同期して、入力される電池１の電圧をデジタル信号に変換する。たとえば、マルチプレクサ６が２ｍｓｅｃの周期で電池１を切り換えする場合、Ａ／Ｄコンバータ５も２ｍｓｅｃの周期で入力される電池１の電圧をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄコンバータ５は、正確には、マルチプレクサ６の切り換えタイミングからわずかに遅れて、入力される電池１の電圧信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ５は、演算回路７から入力される同期信号に同期して、入力される電圧信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
演算回路７は、Ａ／Ｄコンバータ５から入力される電池１の電圧信号を補間して、電流を検出するタイミングに一致するタイミングにおける電池１の電圧を演算する。図４は、タイミングがずれて順番に検出される電池１の電圧を直線補間して、電流検出タイミングにおける電池１の補間電圧を演算する状態を示す。この図において、○印は、実際に検出した電圧を示し、□印は、演算によって補間した電圧を示している。この図は、以下のようにして時間（ｔ）における電池電圧（Ｖ(t)）を補間して演算する。
【００３１】
各電池ａ〜ｅのサンプリング周期（Ｔs）を求める。図４において、サンプリング周期（Ｔs）は、以下の数９で求められる。なお、各電池ａ〜ｅにおけるサンプリング周期（Ｔs）は等しくなる。
【００３２】
【数９】
0004519073.tif 000006
【００３３】
電池ａにおいて、時間（ｔa(k)）から時間（ｔa(k+1)）の間に変化した電池電圧の変化の割合、すなわち電池電圧の傾き（ｍa）を、検出された電圧（Ｖa(k)、Ｖa(k+1)）から演算する。電池ａの電池電圧の傾き（ｍa）は、以下の数１０で求められる。
【００３４】
【数１０】
0004519073.tif 000007
【００３５】
上記の数１０で求めた電池電圧の傾き（ｍa）から、時間（ｔ）における電池電圧（Ｖa(t)）を、以下の数１１で演算する。
【００３６】
【数１１】
0004519073.tif 000008
【００３７】
電池ｂ〜ｅについても、同様にして、時間（ｔ）における電池電圧（Ｖb(t)〜Ｖe(t)）を演算する。
【００３８】
図４は、電流検出タイミングを、電池ｅの電圧を検出するタイミングであるｔe(k)としている。電流検出タイミングをこの時間とする場合、以上の式において、ｔをｔe(k)として、電流検出タイミングにおける各々の電池の電圧を検出できる。
【００３９】
以上の演算方法で各々の電池電圧を検出するフローチャートを図５に示す。この図に示すフローチャートは、以下のステップで電池電圧（Ｖa(t)〜Ｖe(t)）を検出する。
［ｎ＝１のステップ］
所定の時間間隔、たとえば数ｍｓｅｃで各々の電池電圧（Ｖa(k)〜Ｖe(k)）を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
所定の時間が経過した後、たとえば数百ｍｓｅｃ時間が経過した後、同じ時間間隔で各々の電池電圧（Ｖa(k+1)〜Ｖe(k+1)）を検出する。ｎ＝１と２のステップで、各々の電池ａ〜ｅは、所定のサンプリング周期（Ｔs）で電圧が検出される。
［ｎ＝３のステップ］
ｎ＝１と２のステップで検出した各々電池電圧（Ｖa(k)〜Ｖe(k)、Ｖa(k+1)〜Ｖe(k+1)）から、電池電圧の変化の割合、すなわち電池電圧の傾き（ｍa〜ｍe）を演算する。
［ｎ＝４のステップ］
ｎ＝３のステップで演算された電池電圧の変化の割合から、特定の時間（ｔ）における各々の電池電圧（Ｖa(t)〜Ｖe(t)）を演算する。
【００４０】
以上の演算方法は、全ての電池の電流検出タイミングにおける補間電圧を正確に検出できる。それは、各々の電池の電圧が変化する勾配を検出して、電流検出タイミングにおける電池の補間電圧を演算して検出するからである。
【００４１】
演算回路７は、図６に示すように、特定の電池の電圧が変化する電圧変化勾配（ｍ）を検出し、この電圧変化勾配（ｍ）に基づいて別の電池の電流検出タイミングにおける補間電圧を演算することもできる。この図は、電池ａの電圧が変化する勾配（ｍa）を検出し、電池ａの電圧変化勾配（ｍa）でもって、他の電池ｂ〜ｅの補間電圧を演算する。電池ａの電圧変化勾配（ｍa）は、電池ａの電圧を連続して２回検出し、検出した電圧差とタイミング差から検出する。この図において、○印は、実際に検出した電圧を示し、□印は、演算によって補間した電圧を示している。図６では、以下のようにして時間（ｔ）における電池電圧（Ｖ(t)）を補間して演算する。
【００４２】
特定電池である電池ａのサンプリングデータからサンプリング周期（Ｔa）を求める。図６では、電池ａの電圧を１セット中に２回サンプリングして、時間（ｔa(k)）における電池電圧（Ｖa(k)）と時間（ｔa'(k)）における電池電圧（Ｖa'(k)）を検出している。すなわち、サンプリング周期（Ｔa）は、１セットのサンプリング周期（Ｔs）以下としている。ただ、サンプリング周期（Ｔa）は、１セットのサンプリング周期（Ｔs）以上とすることもできる。サンプリング周期（Ｔa）は、以下の数１２で求められる。
【００４３】
【数１２】
0004519073.tif 000009
【００４４】
電池ａにおける、時間（ｔa(k)）から時間（ｔa'(k)）の間に変化した電池電圧の変化の割合、すなわち電池電圧の傾き（ｍa）を、検出された電圧（Ｖa(k)、Ｖa'(k)）から演算する。電池ａの電池電圧の傾き（ｍa）は、以下の数１３で求められる。
【００４５】
【数１３】
0004519073.tif 000010
【００４６】
上記の数１３で求めた電池電圧の傾き（ｍa）から、時間（ｔ）における電池電圧（Ｖa(t)）を、以下の数１４で演算する。
【００４７】
【数１４】
0004519073.tif 000011
【００４８】
さらに、直列接続された各電池における変化の割合、すなわち電池電圧の傾きは等しいとして、数１３で求めた傾き（ｍa）に基づいて、電池ｂの時間（ｔ）における電池電圧（Ｖb(t)）を以下の数１５で演算する。
【００４９】
【数１５】
0004519073.tif 000012
【００５０】
電池ｃ〜ｅについても、同様にして、数１３で求めた傾き（ｍa）に基づいて、時間（ｔ）における電池電圧（Ｖc(t)〜Ｖe(t)）を演算する。
【００５１】
図６も、電流検出タイミングを、電池ｅの電圧を検出するタイミングであるｔe(k)としている。電流検出タイミングをこの時間とする場合、以上の式において、ｔをｔe(k)として、電流検出タイミングにおける各々の電池の電圧を検出できる。
【００５２】
以上の演算方法で各々の電池電圧を検出するフローチャートを図７に示す。この図に示すフローチャートは、以下のステップで電池電圧（Ｖa(t)〜Ｖe(t)）を検出する。
［ｎ＝１のステップ］
所定の時間間隔、たとえば数ｍｓｅｃで各々の電池電圧（Ｖa(k)〜Ｖe(k)）を検出し、特定の電池ａのみは、所定の時間経過した後の電圧（Ｖa'(k)）も検出する。
［ｎ＝２のステップ］
所定の時間間隔で電圧を検出する電池ａの電圧（Ｖa(k)、Ｖa'(k)）から、電池電圧の変化の割合、すなわち電池電圧の傾き（ｍa）を演算する。
［ｎ＝３のステップ］
ｎ＝２のステップで演算された電池電圧の変化の割合（ｍa）から、特定の時間（ｔ）における特定電池ａの電圧（Ｖa(t)）を演算する。
［ｎ＝４のステップ］
特定電池ａの電圧の変化の割合（ｍa）から、他の電池ｂ〜ｅの電圧（Ｖa(t)〜Ｖe(t)）を演算する。
【００５３】
以上の演算方法は、全ての電池の電流検出タイミングにおける補間電圧を簡単に検出できる。それは、特定の電池ａの電圧が変化する勾配（ｍa）を検出し、この電圧変化勾配（ｍa）に基づいて、電流検出タイミングにおける他の電池ｂ〜ｅの補間電圧を検出するからである。この方法は、全ての電池の電圧変化を検出しないが、各々の電池の補間電圧を正確に検出できる。それは、複数の電池を直列に接続しているために、全ての電池に同じ充放電電流が流れるからである。同じ電流で充放電される電池の電圧が変動する時系列変動パターンはほぼ同じであるから、特定の電池の電圧変化から他の電池の電圧変化を演算できる。
【００５４】
以上の演算方法は、電池の電圧変化を一次関数として、直線補間して補間電圧を演算する。この方法は簡単に補間電圧を検出できる。ただ、本発明は、電池の電圧変化を一次関数として直線補間する方法には特定しない。たとえば、電池の電圧変化を他次元関数として補間電圧を演算し、あるいは時系列予測等で補間電圧を演算することもできる。
【００５５】
電流検出回路３は、演算回路７から入力される同期信号で、直列に接続している電池１の総電流を検出する。この電流検出回路３は、同期信号が入力されると総電流を検出する。したがって、電流検出回路３は同期信号が入力されるタイミングにおける総電流を検出する。電流検出回路３は、図示しないが同期信号が入力されるタイミングにおける総電流をデジタル信号に変換して、制御回路４に出力する。
【００５６】
制御回路４は、電流検出回路３及び電圧検出回路２から入力される電池１の電圧信号と電流信号で、電池１を充放電する電流をコントロールする。制御回路４は、電池１の電圧信号と電流信号で残存容量を検出して充放電をコントロールし、あるいは放電している電池電圧が最低電圧まで低下すると、電流を遮断して過放電を防止し、反対に充電している電池電圧が最高電圧まで上昇すると電流を遮断して過充電を防止する。
【００５７】
以上の組電池の充放電制御方法と制御装置は、各々の電池電圧を検出する。この方式は、複数のリチウムイオン二次電池を直列に接続してなる組電池に最適である。ただ、本発明は、直列に接続している複数の電池をひとつのブロックとして、各々のブロックの電圧を検出して、充放電をコントロールすることもできる。組電池を複数のブロックとして電圧を検出する方式は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の電池を直列に接続している組電池に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】電池の出力電圧を検出する等価回路図である。
【図２】従来の充放電制御方法で組電池の電圧を検出する状態を示すタイミング図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる組電池の充放電制御装置を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる充放電制御方法で組電池の電圧を検出する状態を示すタイミング図である。
【図５】図４に示す充放電制御方法で組電池の電圧を検出する工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例にかかる充放電制御方法で組電池の電圧を検出する状態を示すタイミング図である。
【図７】図６に示す充放電制御方法で組電池の電圧を検出する工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…電池
２…電圧検出回路
３…電流検出回路
４…制御回路
５…Ａ／Ｄコンバータ
６…マルチプレクサ
７…演算回路
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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