(57)【要約】【課題】バッテリセルの寿命を長期化することが可能な制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供する。【解決手段】主電池モジュール１００のＳＯＣが時間軸方向で変化するＳＯＣ期待値関数に追従するように、電力入力部ＩＮからの入力電力による主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の少なくとも一方の充電がバッテリＥＣＵ３００により制御されるとともに、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の少なくとも一方の放電による電力出力部ＯＵＴへの電力の供給がバッテリＥＣＵ３００により制御される。また、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値関数に追従するように、主電池モジュール１００と補助電池モジュール２００との間の充電および放電がバッテリＥＣＵ３００により制御される。【選択図】図１
2013031310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリセルを含む主電池モジュールと、
前記主電池モジュールに接続される補助電池モジュールと、
前記主電池モジュールの充電状態が予め設定された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、外部から供給される電力による前記主電池モジュールおよび前記補助電池モジュールの少なくとも一方の充電を制御し、前記主電池モジュールおよび前記補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給を制御するとともに、前記主電池モジュールと前記補助電池モジュールとの間の充電および放電を制御する制御装置とを備える、バッテリシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記目標関数と前記主電池モジュールの充電状態との比較結果と、外部から供給される電力、外部の負荷から要求される電力および前記補助電池モジュールに蓄積される電力の少なくとも１つとに基づいて、前記主電池モジュールおよび前記補助電池モジュールの充電および放電を制御する、請求項１記載のバッテリシステム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記目標関数に基づいて、前記補助電池モジュールの放電による前記主電池モジュールの充電、および前記主電池モジュールの放電による前記補助電池モジュールの充電を選択的に行う、請求項１または２記載のバッテリシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記主電池モジュールの充電状態が前記目標関数の値よりも小さい場合に、外部から供給される電力および前記補助電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により前記主電池モジュールが充電されるように外部および前記補助電池モジュールからの電力の供給を制御し、
前記主電池モジュールの充電状態が前記目標関数の値よりも大きい場合に、外部の負荷および前記補助電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により前記主電池モジュールが放電されるように外部の負荷および前記補助電池モジュールへの電力の供給を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、
外部から供給される電力が外部の負荷から要求される電力よりも大きくかつ前記主電池モジュールの充電状態が前記目標関数の値よりも大きい場合に、外部から供給される電力および前記主電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により前記補助電池モジュールが充電されるように外部および前記主電池モジュールからの電力の供給を制御し、外部から供給される電力が外部の負荷から要求される電力よりも小さい場合、または前記主電池モジュールの充電状態が前記目標関数の値よりも小さい場合に、外部の負荷および前記主電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により前記補助電池モジュールが放電されるように外部の負荷および前記主電池モジュールへの電力の供給を制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
【請求項６】
バッテリセルを含む主電池モジュールおよび前記主電池モジュールに接続される補助電池モジュールに接続され、
時間軸方向で変化するように予め設定された前記主電池モジュールの充電状態の目標関数を記憶する記憶部と、
前記主電池モジュールの充電状態が予め設定された前記目標関数に追従するように、外部から供給される電力による前記主電池モジュールおよび前記補助電池モジュールの少なくとも一方の充電を制御し、前記主電池モジュールおよび前記補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給を制御するとともに前記主電池モジュールと前記補助電池モジュールとの間の充電および放電を制御する電源制御部とを備える、制御装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの前記主電池モジュールからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備える、電動車両。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリシステムと、
移動本体部と、
前記バッテリシステムの前記主電池モジュールからの電力を前記移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、
前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備える、移動体。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの前記主電池モジュールの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備える、電力貯蔵装置。
【請求項１０】
外部に接続可能であり、
請求項９記載の電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置の前記システム制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムの前記主電池モジュールと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える、電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置およびそれを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動自動車等の移動体または電力を貯蔵する電源装置には、充放電可能なバッテリセルを含むバッテリシステムが用いられる。このようなバッテリセルの寿命は、その使用のされ方により変化することが知られている。特許文献１には、二次電池の寿命を長期化するための電気自動車の電源装置制御方法が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された電源装置制御方法においては、主電源および副電源を含む電源装置が負荷装置に接続される。主電源は、設定された一定の値で電流を供給する。ここで、負荷装置が必要とする電流が主電源から供給される電流に満たない場合、その差分の電流が副電源へ供給される。この場合、副電源は充電される。一方、負荷装置が必要とする電流が主電源から供給される電流よりも大きい場合、その差分の電流が副電源により供給される。この場合、副電源は放電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８０００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電源装置制御方法においては、供給電流の急激な変化を抑えることにより、主電源の寿命を長期化することができると記載されている。リチウムイオン電池等の二次電池には、充放電を繰り返すことにより劣化する寿命（サイクル寿命）および高い充電状態が保持されることにより劣化する寿命（カレンダー寿命）があることが知られている。しかしながら、特許文献１の電源装置制御方法では、負荷装置が必要とする電流が頻繁に変化する場合、バッテリセルの充放電の繰り返しの頻度が高くなる。また、負荷装置に長期間電流が供給されない場合、バッテリセルが高い充電状態で長期間保持される。そのため、サイクル寿命またはカレンダー寿命の制限により、主電源の寿命を長期化することができない。
【０００６】
本発明の目的は、バッテリセルの寿命を長期化することが可能な制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバッテリシステムは、バッテリセルを含む主電池モジュールと、主電池モジュールに接続される補助電池モジュールと、主電池モジュールの充電状態が予め設定された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、外部から供給される電力による主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の充電を制御し、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給を制御するとともに、主電池モジュールと補助電池モジュールとの間の充電および放電を制御する制御装置とを備えるものである。
【０００８】
ここでいう充電状態とは、例えば、満充電容量に対する残容量の比率で表すＳＯＣ（State of Charge）で定義される。すなわち、その目標関数とは、時間を変数に持ちＳＯＣの値を与える関数を意味する。
【０００９】
目標関数の時間軸方向での変化とは、例えば、ある第１の時点での目標関数の値とその後の第２の時点での目標関数の値との間の変化を意味する。時間軸方向での変化は、周期的変化を含む。周期的変化とは、変化の繰り返しを少なくとも１周期含んでいればよく、各周期が同一の時間幅を有しなくてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリセルの寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリシステムの電力供給の制御を示すフローチャートである。
【図３】バッテリシステムの電力供給の制御を示すフローチャートである。
【図４】バッテリシステムの電力供給の制御を示すフローチャートである。
【図５】バッテリシステムの電力供給の制御を示すフローチャートである。
【図６】バッテリシステムの電力供給の制御を示すフローチャートである。
【図７】第１の制御例における主電池モジュールおよび補助電池モジュールのＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】第２の制御例における主電池モジュールおよび補助電池モジュールのＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。
【図９】第３の制御例における主電池モジュールおよび補助電池モジュールのＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。
【図１０】バッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。
【図１１】バッテリシステムを備える電源装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態に係るバッテリシステムは、バッテリセルを含む主電池モジュールと、主電池モジュールに接続される補助電池モジュールと、主電池モジュールの充電状態が予め設定された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、外部から供給される電力による主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の充電を制御し、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給を制御するとともに、主電池モジュールと補助電池モジュールとの間の充電および放電を制御する制御装置とを備えるものである。
【００１３】
このバッテリシステムにおいては、主電池モジュールの充電状態が時間軸方向で変化する目標関数ンに追従するように、外部から供給される電力による主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の充電が制御装置により制御される。また、主電池モジュールの充電状態が時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給が制御装置により制御される。さらに、主電池モジュールの充電状態が時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、主電池モジュールと補助電池モジュールとの間の充電および放電が制御装置により制御される。
【００１４】
そのため、主電池モジュールの充電状態を目標関数に追従させつつ、外部の負荷へ電力を供給することができる。この場合、目標関数を適切に設定することにより、外部の負荷への電力の供給状態にかかわらず、主電池モジュールの充放電の頻度を制御することができる。これにより、サイクル寿命による主電池モジュールの劣化を緩和することができる。
【００１５】
また、目標関数を適切に設定することにより、主電池モジュールが高い充電状態または低い充電状態で長期間維持されることを防止することができる。これにより、カレンダー寿命による主電池モジュールの劣化を緩和することができる。これらの結果、主電池モジュールの寿命を長期化することができる。
【００１６】
さらに、目標関数を適切に設定することにより、補助電池モジュールにより外部の負荷へ電力を供給しつつ主電池モジュールの充電状態を一時的に所定の値に設定すること、および所定の期間において主電池モジュールの充電状態を特定の目標関数に追従させることができる。それにより、主電池モジュールの充電状態の測定精度向上に資することが可能となる。
【００１７】
制御装置は、目標関数と主電池モジュールの充電状態との比較結果と、外部から供給される電力、外部の負荷から要求される電力および補助電池モジュールに蓄積される電力の少なくとも１つとに基づいて、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの充電および放電を制御してもよい。
【００１８】
この場合、目標関数との主電池モジュールの充電状態との比較結果と、外部から供給される電力、外部の負荷から要求される電力および補助電池モジュールに蓄積される電力の少なくとも１つとに基づいて、主電池モジュールが外部もしくは補助電池モジュールから供給される電力により充電されるか、または主電池モジュールが放電されることにより外部の負荷もしくは補助電池モジュールへ電力が供給される。これにより、主電池モジュールの充電状態を目標関数に確実に追従させつつ、外部の負荷へ要求される電力を供給することができる。
【００１９】
制御装置は、目標関数に基づいて、補助電池モジュールの放電による主電池モジュールの充電、および主電池モジュールの放電による補助電池モジュールの充電を選択的に行ってもよい。
【００２０】
この場合、主電池モジュールを充電するための電力の一部または全部が補助電池モジュールの放電により供給される。これにより、例えば外部から電力が供給されない場合でも主電池モジュールを充電することができる。また、補助電池モジュールを充電するための電力の一部または全部が主電池モジュールの放電により供給される。これにより、例えば外部から電力が供給されない場合でも補助電池モジュールを充電することができる。したがって、外部の負荷へ電力が供給されない場合に、電力を無駄にすることなく主電池モジュールおよび補助電池モジュールに電力を蓄積することができる。
【００２１】
制御装置は、主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも小さい場合に、外部から供給される電力および補助電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により主電池モジュールが充電されるように外部および補助電池モジュールからの電力の供給を制御し、主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも大きい場合に、外部の負荷および補助電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により主電池モジュールが放電されるように外部の負荷および補助電池モジュールへの電力の供給を制御してもよい。
【００２２】
この制御によれば、主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも小さい場合、外部から供給される電力および補助電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により主電池モジュールが充電される。これにより、主電池モジュールを充電することができる。また、主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも大きい場合、外部の負荷および補助電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により主電池モジュールが放電される。これにより、電力を無駄にすることなく主電池モジュールを放電することができる。
【００２３】
制御装置は、外部から供給される電力が外部の負荷から要求される電力よりも大きくかつ主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも大きい場合に、外部から供給される電力および主電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により補助電池モジュールが充電されるように外部および主電池モジュールからの電力の供給を制御し、外部から供給される電力が外部の負荷から要求される電力よりも小さい場合、または主電池モジュールの充電状態が目標関数の値よりも小さい場合に、外部の負荷および主電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により補助電池モジュールが放電されるように外部の負荷および主電池モジュールへの電力の供給を制御してもよい。
【００２４】
この場合、外部および主電池モジュールから供給される電力の少なくとも一方により補助電池モジュールが充電される。また、外部の負荷および主電池モジュールの少なくとも一方への電力の供給により補助電池モジュールが放電される。これにより、主電池モジュールの充電状態を目標関数に追従させつつ補助電池モジュールを充電および放電することができる。
【００２５】
本発明の他の実施の形態に係る制御装置は、バッテリセルを含む主電池モジュールおよび主電池モジュールに接続される補助電池モジュールに接続され、時間軸方向で変化するように予め設定された主電池モジュールの充電状態の目標関数を記憶する記憶部と、主電池モジュールの充電状態が目標関数に追従するように、外部から供給される電力による主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の充電を制御し、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給を制御するとともに、主電池モジュールと補助電池モジュールとの間の充電および放電を制御する電源制御部とを備えるものである。
【００２６】
この制御装置によれば、主電池モジュールの充電状態が記憶部に記憶された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、外部から供給される電力による主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の充電が電源制御部により制御される。また、主電池モジュールの充電状態が記憶部に記憶された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、主電池モジュールおよび補助電池モジュールの少なくとも一方の放電による外部の負荷への電力の供給が電源制御部により制御される。さらに、主電池モジュールの充電状態が記憶部に記憶された時間軸方向で変化する目標関数に追従するように、主電池モジュールと補助電池モジュールとの間の充電および放電が制御装置により制御される。
【００２７】
そのため、主電池モジュールの充電状態を目標関数に追従させつつ、外部の負荷へ電力を供給することができる。この場合、目標関数を適切に設定することにより、外部の負荷への電力の供給状態にかかわらず、主電池モジュールの充放電の頻度を制御することができる。これにより、サイクル寿命による主電池モジュールの劣化を緩和することができる。
【００２８】
また、目標関数を適切に設定することにより、主電池モジュールが高い充電状態または低い充電状態で長期間維持されることを防止することができる。これにより、カレンダー寿命による主電池モジュールの劣化を緩和することができる。これらの結果、主電池モジュールの寿命を長期化することができる。
【００２９】
さらに、目標関数を適切に設定することにより、補助電池モジュールにより外部の負荷へ電力を供給しつつ主電池モジュールの充電状態を一時的に所定の値に設定すること、および所定の期間において主電池モジュールの充電状態を特定の目標関数に追従させることができる。それにより、主電池モジュールの充電状態の測定精度向上に資することが可能となる。
【００３０】
本発明のさらに他の実施の形態に係る電動車両は、上記バッテリシステムと、バッテリシステムの主電池モジュールからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。
【００３１】
この電動車両においては、主電池モジュールからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。
【００３２】
この電動車両には、上記バッテリシステムが用いられるので、電動車両の主電池モジュールの寿命を長期化することができる。そのため、電動車両の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【００３３】
本発明のさらに他の実施の形態に係る移動体は、上記バッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムの主電池モジュールからの電力を移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。
【００３４】
この移動体においては、バッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により駆動部が移動本体部を移動させる。
【００３５】
この移動体には、上記バッテリシステムが用いられるので、移動体の主電池モジュールの寿命を長期化することができる。そのため、移動体の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【００３６】
本発明のさらに他の実施の形態に係る電力貯蔵装置は、上記バッテリシステムと、バッテリシステムの主電池モジュールの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備えるものである。
【００３７】
この電力貯蔵装置においては、システム制御部により、主電池モジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、主電池モジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
【００３８】
この電力貯蔵装置には、上記バッテリシステムが用いられるので、電力貯蔵装置の主電池モジュールの寿命を長期化することができる。そのため、電力貯蔵装置の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【００３９】
本発明のさらに他の実施の形態に係る電源装置は、外部に接続可能であり、上記電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置のシステム制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムの主電池モジュールと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。
【００４０】
この電源装置においては、主電池モジュールと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置のシステム制御部により制御されることにより、主電池モジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、主電池モジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
【００４１】
この電源装置には、上記バッテリシステムが用いられるので、電源装置の主電池モジュールの寿命を長期化することができる。そのため、電源装置の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【００４２】
［１］第１の実施の形態
以下、第１の実施の形態に係るバッテリシステムについて図面を参照しながら説明する。バッテリシステムは、電力を駆動源とする電動車両等の移動体または電力貯蔵装置を有する電源装置等に搭載される。また、バッテリシステムは、充放電が可能なバッテリセルを備える民生機器等に搭載することもできる。
【００４３】
（１）バッテリシステムの構成
図１は、第１の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００は、主電池モジュール１００、補助電池モジュール２００およびバッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）３００を含む。また、バッテリシステム５００は、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴを含む。さらに、バッテリシステム５００は、主電池モジュール１００の状態監視および保護等のバッテリマネジーメント機能を含んでもよい。本形態では、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００は並列に接続される。
【００４４】
主電池モジュール１００は複数のバッテリセル１０を含む。主電池モジュール１００内において、複数のバッテリセル１０は直列接続される。主電池モジュール１００が並列接続された複数のバッテリセル１０を含んでもよく、直列接続および並列接続された複数のバッテリセル１０を含んでもよい。また、主電池モジュール１００が直列および並列に接続された複数のバッテリセル１０からなるバッテリパックを含んでもよい。さらに、主電池モジュール１００が単一のバッテリセル１０を含んでもよい。各バッテリセル１０は二次電池である。本形態では、二次電池としてリチウムイオン電池が用いられる。本形態においては、直列に接続された複数のバッテリセル１０がバッテリモジュールを構成する。主電池モジュール１００は、補助電池モジュール２００、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴとの間で充放電可能に接続される。主電池モジュール１００は、バッテリＥＣＵ３００による制御に基づいて充放電を行う。
【００４５】
補助電池モジュール２００は、電気二重層キャパシタ等の充放電可能な大容量キャパシタである。補助電池モジュール２００として、鉛蓄電池を用いてもよい。また、補助電池モジュール２００として、主電池モジュール１００と同様の構成を有するバッテリモジュールを用いてもよい。補助電池モジュール２００は、主電池モジュール１００、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴとの間で充放電可能に接続される。補助電池モジュール２００は、バッテリＥＣＵ３００による制御に基づいて充放電を行う。
【００４６】
バッテリＥＣＵ３００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）３１０およびメモリ３２０等を含む。バッテリＥＣＵ３００はマイクロコンピュータであってもよい。バッテリＥＣＵ３００は、バスＢＳを介して主電池モジュール１００、補助電池モジュール２００、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴに通信可能に接続される。バッテリＥＣＵ３００は、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の少なくとも一方の充放電に関する制御を行う。本形態では、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の双方の充放電に関する制御を行う。
【００４７】
電力入力部ＩＮは、例えば充電回路である。電力出力部ＯＵＴは、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータまたは電動車両のモータ、家電製品、屋内設備、工場設備もしくは据え置き型蓄電装置等の負荷へ電力を供給するための電力供給回路である。電力入力部ＩＮには、商用電源または太陽電池等からの電力が入力される。電力入力部ＩＮには、電動車両の回生電力が入力されてもよい。電力入力部ＩＮに入力される電力を、以下、入力電力と呼ぶ。電力入力部ＩＮは、入力電力に基づいて、主電池モジュール１００、補助電池モジュール２００および電力出力部ＯＵＴに電力を供給する機能を有する。電力出力部ＯＵＴは、供給された電力を負荷に出力する。電力出力部ＯＵＴから出力される電力を、以下、出力電力と呼ぶ。本形態では、電力入力部ＩＮからはＤＣ（直流）電力が供給される。電力出力部ＯＵＴにはＤＣ電力が入力される。電力出力部ＯＵＴからはＤＣまたはＡＣ（交流）電力が供給される。電力出力部ＯＵＴは、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータまたはＤＣ／ＡＣ（直流／交流）コンバータを内蔵してもよい。また、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴは、電力の入力機能および出力機能を有する１つの電力入出力部として構成されてもよい。
【００４８】
以下の説明において、電力入力部ＩＮまたは補助電池モジュール２００が主電池モジュール１００に電力を供給することは、主電池モジュール１００を充電することを意味する。電力入力部ＩＮまたは主電池モジュール１００が補助電池モジュール２００に電力を供給することは、補助電池モジュール２００を充電することを意味する。また、主電池モジュール１００が補助電池モジュール２００または電力出力部ＯＵＴへ電力を供給することは、主電池モジュール１００を放電することを意味する。補助電池モジュール２００が主電池モジュール１００または電力出力部ＯＵＴへ電力を供給することは、補助電池モジュール２００を放電することを意味する。
【００４９】
図１において、電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００、補助電池モジュール２００および電力出力部ＯＵＴへの電力の供給をそれぞれ矢印ａ，ｂ，ｃで示す。主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴへの電力の供給をそれぞれ矢印ｄ，ｅで示す。主電池モジュール１００から補助電池モジュール２００への電力の供給を矢印ｆで示し、補助電池モジュール２００から主電池モジュール１００への電力の供給を矢印ｇで示す。入力電力を矢印ｈで示し、出力電力を矢印ｉで示す。
【００５０】
このバッテリシステム５００においては、主電池モジュール１００の充電状態が時間軸方向で変化する後述のＳＯＣ期待値関数に追従するように、電力入力部ＩＮから供給される電力による主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の少なくとも一方の充電がバッテリＥＣＵ３００により制御される。また、主電池モジュール１００の充電状態が時間軸方向で変化するＳＯＣ期待値関数に追従するように、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の少なくとも一方の放電による電力出力部ＯＵＴへの電力の供給がバッテリＥＣＵ３００により制御される。さらに、主電池モジュール１００の充電状態が時間軸方向で変化するＳＯＣ期待値関数に追従するように、主電池モジュール１００と補助電池モジュール２００との間の充電および放電がバッテリＥＣＵ３００により制御される。
【００５１】
ＳＯＣ期待値関数の時間軸方向での変化とは、例えば、ある第１の時点でのＳＯＣ期待値関数の値とその後の第２の時点でのＳＯＣ期待値関数の値との間の変化を意味する。周期的変化とは、変化の繰り返しを少なくとも１周期含んでいればよく、各周期が同一の時間幅を有しなくてもよい。本形態では、時間軸方向での変化の例として、ＳＯＣ期待値関数が周期的に変化する例について説明する。
【００５２】
そのため、主電池モジュール１００の充電状態をＳＯＣ期待値関数に追従させつつ、電力出力部ＯＵＴへ電力を供給することができる。この場合、ＳＯＣ期待値関数を適切に設定することにより、電力出力部ＯＵＴの電力の供給状態にかかわらず、主電池モジュール１００の充放電の頻度を制御することができる。これにより、サイクル寿命による主電池モジュール１００の劣化を緩和することができる。
【００５３】
また、ＳＯＣ期待値関数を適切に設定することにより、主電池モジュール１００が高い充電状態または低い充電状態で長期間維持されることを防止することができる。これにより、カレンダー寿命による主電池モジュール１００の劣化を緩和することができる。これらの結果、主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。
【００５４】
さらに、ＳＯＣ期待値関数を適切に設定することにより、補助電池モジュール２００により電力出力部ＯＵＴへ電力を供給しつつ主電池モジュール１００の充電状態を一時的に所定の値に設定することができる。それにより、主電池モジュール１００の充電状態の測定精度向上に資することが可能となる。
【００５５】
（２）ＳＯＣ期待値関数
以下の説明では、満充電状態での主電池モジュール１００に蓄積される電荷量を満充電容量と呼ぶ。任意の状態で主電池モジュール１００に蓄積されている電荷量を残容量と呼ぶ。主電池モジュール１００の満充電容量に対する残容量の比率を充電率（ＳＯＣ）と呼ぶ。充電状態には、ＳＯＣ、開放電圧、残容量、放電深度、電流積算値および蓄電量差等があるが、本実施の形態では、主電池モジュール１００の充電状態の一例として主電池モジュール１００のＳＯＣを用いる。
【００５６】
図１のバッテリシステム５００では、以下に説明する制御により主電池モジュール１００のＳＯＣを予め設定される変化パターンに追従して変化させることができる。予め設定されるＳＯＣの変化パターンをＳＯＣ期待値関数と呼び、ＳＯＣ期待値関数の各時点でのＳＯＣの値をＳＯＣ期待値と呼ぶ。ＳＯＣ期待値はＳＯＣの目標値である。ＳＯＣ期待値関数は時間軸方向で変化するＳＯＣ目標値の期待値関数である。ＳＯＣ期待値関数は、バッテリＥＣＵ３００のメモリ３２０に記憶されている。本形態においては、ＳＯＣ期待値関数は正弦波（サインカーブ）であるが、方形波または他の波形であってもよい。また、ＳＯＣ期待値関数は時間的に正弦波、方形波または他の波形に変化してもよい。さらに、ＳＯＣ期待値関数は、目標値が０に設定される期間を有してもよい。ＳＯＣ期待値関数の周期は一定であってもよく、またはＳＯＣ期待値関数の中の各々の周期は変化してもよい。
【００５７】
バッテリＥＣＵ３００のＣＰＵ３１０（以下、単にバッテリＥＣＵ３００と呼ぶ。）は、主電池モジュール１００のＳＯＣとＳＯＣ期待値関数のＳＯＣ期待値とを比較する。主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値よりも小さい場合、バッテリＥＣＵ３００は、電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００から供給される電力の少なくとも一方により主電池モジュール１００が充電されるように電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００からの電力の供給を制御する。
【００５８】
一方、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値よりも大きい場合、バッテリＥＣＵ３００は、電力出力部ＯＵＴおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方への電力の供給により主電池モジュール１００が放電されるように電力出力部ＯＵＴおよび補助電池モジュール２００への電力の供給を制御する。
【００５９】
また、バッテリＥＣＵ３００は、電力入力部ＩＮからの入力電力と電力出力部ＯＵＴへの出力電力とを比較する。入力電力が出力電力よりも大きくかつ主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値よりも大きい場合、バッテリＥＣＵ３００は、電力入力部ＩＮおよび主電池モジュール１００から供給される電力の少なくとも一方により補助電池モジュール２００が充電されるように電力入力部ＩＮおよび主電池モジュール１００からの電力の供給を制御する。一方、バッテリＥＣＵ３００は、入力電力が出力電力よりも小さい場合、または主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値よりも小さい場合に、電力出力部ＯＵＴおよび主電池モジュール１００の少なくとも一方への電力の供給により補助電池モジュール２００が放電されるように電力出力部ＯＵＴおよび主電池モジュール１００への電力の供給を制御する。
【００６０】
（３）バッテリＥＣＵの動作
図２〜図６は、バッテリシステム５００の電力供給の制御を示すフローチャートである。以下、図１および図２〜図６を用いて、バッテリＥＣＵ３００によるバッテリシステム５００の電力供給の制御を説明する。なお、図２の結合子Ａは、図３の結合子Ａにつながる。図２の結合子Ｂは、図３の結合子Ｂにつながる。図３の結合子Ｃは、図２の結合子Ｃにつながる。図２の結合子Ｄは、図４の結合子Ｄにつながる。図４の結合子Ｅは、図５の結合子Ｅにつながる。図５の結合子Ｆは、図６の結合子Ｆにつながる。図５の結合子Ｇは、図６の結合子Ｇにつながる。図６の結合子Ｈは、図５の結合子Ｈにつながる。図４の結合子Ｉおよび図５の結合子Ｉは、図１の結合子Ｉにつながる。
【００６１】
まず、バッテリＥＣＵ３００は、電力入力部ＩＮへの入力電力が電力出力部ＯＵＴからの出力電力以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。入力電力が出力電力以上である場合、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷から要求される電力の全てを電力入力部ＩＮから供給することができる。この場合、バッテリＥＣＵ３００は、次の複数の処理（ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ７の処理）を並列して行う。
【００６２】
ステップＳ１で入力電力が出力電力以上である場合、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができる。そのため、図１に矢印ｃで示すように、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから電力出力部ＯＵＴへ電力を供給する（ステップＳ２）。これにより、電力入力部ＩＮへの入力電力が電力出力部ＯＵＴに接続される負荷に供給される。
【００６３】
また、ステップＳ１で入力電力が出力電力以上である場合、主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴへ電力を供給しない。そのため、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴへの電力の供給を停止する（ステップＳ３）。
【００６４】
さらに、ステップＳ１で入力電力が出力電力以上である場合、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値関数のＳＯＣ期待値未満でかつ予め定められた所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達しないか否かを判定する（結合子Ａを経由したステップＳ４）。なお、所定時間Δｔ後のＳＯＣは、現時点からの予測値である。以下の説明においても同様である。本形態において、所定時間Δｔは、例えば０．１秒から１秒程度に設定される。所定時間Δｔの範囲は、０．１秒から１秒に限定されない。所定時間Δｔの範囲は、バッテリＥＣＵ３００による処理の精度および処理を行うバッテリＥＣＵ３００のＣＰＵ３１０の性能のトレードオフにより適切に設定することができる。
【００６５】
ステップＳ４で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値未満でかつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達しない場合、主電池モジュール１００のＳＯＣをＳＯＣ期待値に追従させるため、主電池モジュール１００を充電する。そのため、図１の矢印ａで示すように、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００へ電力を供給する（ステップＳ５）。これにより、主電池モジュール１００が充電される。
【００６６】
一方、ステップＳ４で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値以上である場合、または所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達する場合、主電池モジュール１００を充電しない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００への電力の供給を停止する（ステップＳ６）。
【００６７】
また、ステップＳ１で入力電力が出力電力以上である場合、補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴへ電力を供給しない。そのため、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴへの電力の供給を停止する（結合子Ａを経由したステップＳ７）。
【００６８】
本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、ステップＳ２の処理、ステップＳ３の処理、ステップＳ４を経由したステップＳ５またはステップＳ６の処理、およびステップＳ７の処理を同時に実行する。これらのステップＳ２の処理、ステップＳ３の処理、ステップＳ５またはステップＳ６の処理、およびステップＳ７の処理を同時に実行する処理を第１の処理と呼ぶ。
【００６９】
一方、ステップＳ１で入力電力が出力電力未満である場合、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷から要求される電力の全てを電力入力部ＩＮから供給することができない。この場合、バッテリＥＣＵ３００は、例えば次の複数の処理（ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ６，Ｓ１１の処理）を並列して行う。
【００７０】
ステップＳ１で入力電力が出力電力未満である場合、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができない。そのため、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから電力出力部ＯＵＴへの電力の供給を停止する（ステップＳ８）。
【００７１】
また、ステップＳ１で入力電力が出力電力未満である場合、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値関数のＳＯＣ期待値を超えかつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下しないか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００７２】
ステップＳ９で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値を超えかつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下しない場合、主電池モジュール１００のＳＯＣをＳＯＣ期待値に追従させるため、主電池モジュール１００を放電する。そのため、図１の矢印ｄで示すように、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴへ電力を供給する（ステップＳ１０）。これにより、主電池モジュール１００が放電されるとともに、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷に主電池モジュール１００からの電力が供給される。
【００７３】
一方、ステップＳ９で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値以下である場合、または所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下する場合、主電池モジュール１００を放電させることができない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴへの電力の供給を停止する（ステップＳ３）。
【００７４】
さらに、ステップＳ１で入力電力が出力電力未満である場合、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができない。そのため、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００への電力の供給を停止する（結合子Ｂを経由したステップＳ６）。
【００７５】
また、ステップＳ１で入力電力が出力電力未満である場合、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下しないか否かを判定する（結合子Ｂを経由したステップＳ１１）。
【００７６】
ステップＳ１１で所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下しない場合、補助電池モジュール２００は十分な電力を供給することができる。そのため、図１の矢印ｅで示すように、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴへ電力を供給する（ステップＳ１２）。これにより、補助電池モジュール２００が放電されるとともに、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷に補助電池モジュール２００から電力が供給される。
【００７７】
一方、ステップＳ１１で所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下する場合、補助電池モジュール２００は十分な電力を供給することができない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴへの電力の供給を停止する（ステップＳ７）。
【００７８】
本実施の形態においては、バッテリＥＣＵ３００は、ステップＳ８の処理、ステップＳ１０またはステップＳ３の処理、ステップＳ６の処理、およびステップＳ１２またはステップＳ７の処理を同時に実行する。これらのステップＳ８の処理、ステップＳ９を経由したステップＳ１０またはステップＳ３の処理、ステップＳ６の処理、およびステップＳ１２またはステップＳ７の処理を同時に実行する処理を第２の処理と呼ぶ。
【００７９】
バッテリＥＣＵ３００は、第１の処理または第２の処理の後、所定時間Δｔ待機する（ステップＳ１３、および結合子Ｃを経由したステップＳ１３）。その後、バッテリＥＣＵ３００はステップＳ１の処理に戻るとともに、図４のステップＳ１４の処理に進む。ステップＳ１３の処理の後に行うステップＳ１以降の処理を、以下、２周目以降の処理と呼ぶ。
【００８０】
バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降のステップＳ１〜Ｓ１３の処理を実行するとともに、電力入力部ＩＮへの入力電力が電力出力部ＯＵＴからの出力電力以上であるか否かを判定する（結合子Ｄを経由したステップＳ１４）。本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降のステップＳ１の処理およびステップＳ１４の処理を同時に行う。入力電力が出力電力以上である場合、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷から要求される電力の全てを電力入力部ＩＮから供給することができる。
【００８１】
ステップＳ１４で入力電力が出力電力以上である場合、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができる。この場合、バッテリＥＣＵ３００は、電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００への電力の供給が停止されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００８２】
ステップＳ１５で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００への電力の供給が停止されている場合、上記のステップＳ４で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値以上であるか、または所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達することになる。そのため、主電池モジュール１００を放電する。この場合、バッテリＥＣＵ３００は、所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達しないか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００８３】
ステップＳ１６で所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達しない場合、補助電池モジュール２００を充電することができる。そのため、図１の矢印ｂで示すように、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから補助電池モジュール２００へ電力を供給する（ステップＳ１７）。これにより、補助電池モジュール２００が充電される。本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降の第１または第２の処理およびステップＳ１７の処理を同時に行う。
【００８４】
一方、ステップＳ１４で入力電力が出力電力未満である場合、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから補助電池モジュール２００への電力の供給を停止する（ステップＳ１８）。
【００８５】
また、ステップＳ１５で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００への電力の供給を停止していない場合、上記のステップＳ４で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値未満でかつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達しないことになる。そのため、主電池モジュール１００を充電する。この場合、主電池モジュール１００を充電するために、図１の矢印ａで示すように、電力入力部ＩＮは主電池モジュール１００に電力を供給する。そのため、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから補助電池モジュール２００への電力の供給を停止する（ステップＳ１８）。
【００８６】
さらに、ステップＳ１６で所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達する場合、補助電池モジュール２００を充電しない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は電力入力部ＩＮから補助電池モジュール２００への電力の供給を停止する（ステップＳ１８）。本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降の第１または第２の処理およびステップＳ１８の処理を同時に行う。
【００８７】
バッテリＥＣＵ３００は、ステップＳ１７またはステップＳ１８の処理の後、所定時間Δｔ待機する（結合子Ｉを経由したステップＳ１３）。その後、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降のステップＳ１の処理に戻るとともに、結合子Ｅを経由して図５のステップＳ１９の処理に進む。
【００８８】
バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降のステップＳ１〜Ｓ１８の処理を実行するとともに、電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００への電力の供給が停止されているか否かを判定する（結合子Ｅを経由したステップＳ１９）。電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００への電力の供給が停止されている場合、上記のステップＳ１およびステップＳ１４で入力電力が出力電力未満であることになる。したがって、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができない。この場合、バッテリＥＣＵ３００は、次の複数の処理（ステップＳ２０，Ｓ２３の処理）を並列して行う。
【００８９】
ステップＳ１９で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００への電力の供給が停止されている場合、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値を超え、かつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下せず、かつ所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達しないか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００９０】
ステップＳ２０で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値を超え、かつ所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下せず、かつ所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達しない場合、主電池モジュール１００のＳＯＣをＳＯＣ期待値に追従させるため、主電池モジュール１００を放電する。また、補助電池モジュール２００を充電することができる。そのため、図１の矢印ｆで示すように、並列処理の１つとして、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から補助電池モジュール２００へ電力を供給する（ステップＳ２１）。ここで、主電池モジュール１００から補助電池モジュール２００へ供給される電力は、主電池モジュール１００のＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する。これにより、主電池モジュール１００が放電されるとともに、補助電池モジュール２００が充電される。
【００９１】
一方、ステップＳ２０で主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値以下の場合、所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが０％に低下する場合、または所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達する場合、主電池モジュール１００を放電せず、または補助電池モジュール２００を充電しない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から補助電池モジュール２００への電力の供給を停止する（ステップＳ２２）。
【００９２】
一方、ステップＳ１９で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の両方への電力の供給が停止されていない場合、上記のステップＳ１およびステップＳ１４で入力電力が出力電力以上であることになる。したがって、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができる。ここで、電力入力部ＩＮが主電池モジュール１００へ電力を供給している場合には、主電池モジュール１００は放電を行うことができない。一方、電力入力部ＩＮが補助電池モジュール２００へ電力を供給している場合には、主電池モジュール１００は補助電池モジュール２００へ電力を供給しない。そのため、いずれの場合でも、バッテリＥＣＵ３００は主電池モジュール１００から補助電池モジュール２００への電力の供給を停止する（ステップＳ２２）。
【００９３】
また、ステップＳ１９で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００への電力の供給を停止している場合、バッテリＥＣＵ３００は、所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達しないで、かつ所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下しないか否かを判定する（結合子Ｆを経由したステップＳ２３）。
【００９４】
ステップＳ２３で所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達せず、かつ所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下しない場合、主電池モジュール１００を充電する。また、補助電池モジュール２００は十分な電力を供給することができる。そのため、図１の矢印ｇで示すように、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から主電池モジュール１００へ電力を供給する（ステップＳ２４）。ここで、本体部２００から主電池モジュール１００へ供給される電力は、主電池モジュール１００のＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する。これにより、主電池モジュール１００が充電されるとともに、補助電池モジュール２００が放電される。
【００９５】
一方、ステップＳ２３で所定時間Δｔ後に主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％に達する場合、または所定時間Δｔ後に補助電池モジュール２００のＳＯＣが０％に低下する場合、主電池モジュール１００を充電せず、または補助電池モジュール２００は十分な電力を供給することができない。そのため、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から主電池モジュール１００への電力の供給を停止する（ステップＳ２５）。
【００９６】
本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降の第１または第２の処理、２周目以降のステップＳ１４〜Ｓ１６を経由したステップＳ１７またはステップＳ１８の処理、ステップＳ１９，Ｓ２０を経由したステップＳ２１またはステップＳ２２の処理、およびステップＳ２３を経由したステップＳ２４またはステップＳ２５の処理を同時に実行する。ステップＳ２１またはステップＳ２２の処理、およびステップＳ２４またはステップＳ２５の処理を同時に実行する処理を第３の処理と呼ぶ。
【００９７】
また、ステップＳ１９で電力入力部ＩＮから主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の両方への電力の供給が停止されていない場合、上記と同様に、ステップＳ１およびステップＳ１４で入力電力が出力電力以上であることになる。したがって、電力入力部ＩＮは十分な電力を供給することができる。ここで、電力入力部ＩＮが主電池モジュール１００へ電力を供給している場合には、補助電池モジュール２００は主電池モジュール１００へ電力を供給しない。一方、電力入力部ＩＮが補助電池モジュール２００へ電力を供給している場合には、補助電池モジュール２００は放電を行うことができない。そのため、いずれの場合でも、バッテリＥＣＵ３００は補助電池モジュール２００から主電池モジュール１００への電力の供給を停止する（結合子Ｇを経由したステップＳ２５）。
【００９８】
本実施の形態において、バッテリＥＣＵ３００は、２周目以降の第１または第２の処理、２周目以降のステップＳ１７またはステップＳ１８の処理、ステップＳ２２の処理、およびステップＳ２５の処理を同時に実行する。ステップＳ２２の処理およびステップＳ２５の処理を同時に実行する処理を第４の処理と呼ぶ。
【００９９】
バッテリＥＣＵ３００は、第３の処理または第４の処理の後、所定時間Δｔ待機して（結合子Ｉ、および結合子Ｈ，Ｉを経由したステップＳ１３）、２周目以降のステップＳ１の処理に戻る。
【０１００】
（４）主電池モジュールのＳＯＣの第１の制御例
図７は、第１の制御例における主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００のＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。図７ならびに後述する図８および図９において、横軸は時間であり、縦軸はＳＯＣである。また、図７ならびに後述する図８および図９において、二点鎖線はＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）を示す。一点鎖線はバッテリＥＣＵ３００による制御が行われない場合の主電池モジュール１００のＳＯＣの変化を示す。すなわち、図７、図８および図９は、バッテリＥＣＵ３００による制御が行われない場合の主電池モジュール１００のＳＯＣの変化が一点鎖線で示す変化となるように、電力入力部ＩＮからの入力電力および電力出力部ＯＵＴへの出力電力を想定した事例である。点線は補助電池モジュール２００のＳＯＣの変化を示す。実線はバッテリＥＣＵ３００による制御が行われる場合の主電池モジュール１００のＳＯＣの変化を示す。
【０１０１】
第１の制御例においては、定期的に使用される負荷が電力出力部ＯＵＴに接続されることが想定されている。ＳＯＣ期待値関数は、図７に二点鎖線で示すように、ＳＯＣ期待値が２０％と８０％との間でサインカーブを描くように設定される。サインカーブは、電力入力部ＩＮからの入力電力および電力出力部ＯＵＴへの出力電力に対して、主電池モジュール１００のサイクル寿命を長期化することが可能な低い周波数を有するように設定される。
【０１０２】
主電池モジュール１００のＳＯＣが制御されない場合、電力入力部ＩＮおよび主電池モジュール１００の少なくとも一方の電力が電力出力部ＯＵＴへ供給される。これにより、図７に一点鎖線で示すように、ＳＯＣが０％になるまで主電池モジュール１００は短い周期で放電される。また、電力入力部ＩＮの電力が主電池モジュール１００へ供給される。これにより、図７に一点鎖線で示すように、ＳＯＣが１００％になるまで主電池モジュール１００は短い周期で充電される。
【０１０３】
このように、バッテリＥＣＵ３００による制御が行われない場合、ＳＯＣ０％から１００％の間で短い周期で主電池モジュール１００の充放電が繰り返されることにより主電池モジュール１００は劣化する。これにより、主電池モジュール１００のサイクル寿命が短縮化される。
【０１０４】
一方、主電池モジュール１００のＳＯＣが制御される場合、図７に実線で示すように、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するように、主電池モジュール１００の充放電が行われる。
【０１０５】
主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値を超える場合、そのＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する電力が、主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方へ供給される。また、電力入力部ＩＮの電力が主電池モジュール１００へ供給されず、電力出力部ＯＵＴおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方へ供給される。これにより、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するとともに、電力出力部ＯＵＴへ所望の電力が供給される。
【０１０６】
主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値未満である場合、そのＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する電力が、電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方から主電池モジュール１００へ供給される。また、主電池モジュール１００の電力が電力出力部ＯＵＴへ供給されず、電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方の電力が電力出力部ＯＵＴへ供給される。これにより、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するとともに、電力出力部ＯＵＴへ所望の電力が供給される。
【０１０７】
第１の制御例では、ＳＯＣ期待値が２０％から８０％の間で変化しかつ急激な変化が抑制されるようにＳＯＣ期待値関数が設定されている。そのため、主電池モジュール１００のＳＯＣが２０％から８０％の間に制限されるとともに、主電池モジュール１００の充放電の頻度が低減される。これにより、主電池モジュール１００のサイクル寿命が長期化される。また、第１の制御例では、主電池モジュール１００のＳＯＣが所定の値（例えば８０％未満）に設定される。そのため、ＳＯＣが８０％以上の高い状態で長期間主電池モジュール１００が維持されることがない。これにより、主電池モジュール１００のカレンダー寿命が長期化される。これらの結果、主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。
【０１０８】
（５）主電池モジュールのＳＯＣの第２の制御例
図８は、第２の制御例における主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００のＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。
【０１０９】
第２の制御例においては、使用頻度の低い負荷が電力出力部ＯＵＴに接続されることが想定されている。この場合、主電池モジュール１００から電力出力部ＯＵＴに電力が供給される頻度が低いので、図８に一点鎖線で示すように、主電池モジュール１００のＳＯＣが８０％以上まで主電池モジュール１００が充電された状態で維持される。
【０１１０】
このように、バッテリＥＣＵ３００による制御が行われない場合、高いＳＯＣの状態（例えば８０％以上）が維持されることにより主電池モジュール１００は劣化する。これにより、主電池モジュール１００のカレンダー寿命が短縮化される。
【０１１１】
一方、ＳＯＣ期待値関数は、図８に二点鎖線で示すように、ＳＯＣ期待値が１５％と８５％との間でサインカーブを描くように設定される。したがって、主電池モジュール１００のＳＯＣが制御される場合、図８に実線で示すように、ＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するように、主電池モジュール１００の充放電が行われる。
【０１１２】
主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値を超える場合、そのＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する電力が、主電池モジュール１００から主に補助電池モジュール２００へ供給されるとともに、必要に応じて電力出力部ＯＵＴへも供給される。また、電力入力部ＩＮの電力が主電池モジュール１００へ供給されず、主に補助電池モジュール２００へ供給されるとともに、必要に応じて電力出力部ＯＵＴへも供給される。これにより、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するとともに、電力出力部ＯＵＴへ所望の電力が供給される。
【０１１３】
主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値未満である場合、そのＳＯＣとＳＯＣ期待値との差分に相当する電力が、電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方から主電池モジュール１００へ供給される。また、主電池モジュール１００の電力が電力出力部ＯＵＴへ供給されず、必要に応じて電力入力部ＩＮおよび補助電池モジュール２００の少なくとも一方の電力が電力出力部ＯＵＴへ供給される。これにより、主電池モジュール１００のＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するとともに、電力出力部ＯＵＴへ所望の電力が供給される。
【０１１４】
第２の制御例ではＳＯＣ期待値が所定の値（例えば１５％から８５％）の間で変化しかつ急激な変化が抑制されるようにＳＯＣ期待値関数が設定されている。そのため、主電池モジュール１００が８５％以上の高いＳＯＣの状態で長期間維持されることがない。これにより、主電池モジュール１００のカレンダー寿命が長期化される。また、第２の制御例では、主電池モジュール１００のＳＯＣが１５％から８５％の間に制限されるとともに、主電池モジュール１００の充放電の頻度が低減される。これにより、主電池モジュール１００のサイクル寿命が長期化される。これらの結果、主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。
【０１１５】
また、図８のＸ部のように、主電池モジュール１００のＳＯＣが１５％まで低下した時点で、電力出力部ＯＵＴに電力を供給する必要が生じる場合がある。この場合には、図８に点線で示すように、補助電池モジュール２００のＳＯＣが高い状態で維持されている。そのため、補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴに電力を供給することができる。このように、主電池モジュール１００のＳＯＣが低下する場合には補助電池モジュール２００のＳＯＣが上昇する。そのため、主電池モジュール１００のＳＯＣが１５％まで低下した場合でも、バッテリシステム５００は負荷に電力を供給することができる。
【０１１６】
（６）主電池モジュールのＳＯＣの第３の制御例
図９は、第３の制御例における主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００のＳＯＣのシミュレーションの結果を示す図である。
【０１１７】
第３の制御例においては、主電池モジュール１００のＳＯＣを正確に推定することが想定されている。ＳＯＣ期待値関数は、図９に二点鎖線で示すように、ＳＯＣ期待値が一時的に０％まで低下するように設定される。主電池モジュール１００のＳＯＣは、バッテリセル１０の開放電圧または主電池モジュール１００に流れる電流に基づいて、公知のＳＯＣを推定する方法またはＳＯＣを推定するアルゴリズムにより推定することができる。本形態では、ＳＯＣは、下記式（１）に基づいて算出される。すなわち、ＳＯＣは、充電による電流積算量と放電による電流積算量との差を満充電電流容量で除算することにより得られる。
【０１１８】
ＳＯＣ＝（充電電流積算量［Ａｈ］−放電電流積算量［Ａｈ］）
／満充電電流容量［Ａｈ］×１００  ［％］  ・・・（１）
式（１）により算出されるＳＯＣは誤差を有する。そのため、算出される電流積算量を定期的にリセットする必要がある。ＳＯＣが０％になるまで主電池モジュール１００を放電させることにより、電流積算量のリセットが行われる。この状態から以降の充放電において式（１）を算出することにより、ＳＯＣを正確に算出することができる。
【０１１９】
また、主電池モジュール１００が劣化することにより、式（１）の分母の満充電電流容量が経時的に変化する。そのため、満充電電流容量を定期的に更新する必要がある。ＳＯＣが１００％から０％に変化するまで主電池モジュール１００を放電させることにより、満充電電流容量の更新が行われる。この放電により主電池モジュール１００から供給された放電電流積算量が満充電電流容量となる。
【０１２０】
主電池モジュール１００のＳＯＣが制御されない場合、図９に一点鎖線で示すように、ＳＯＣが８０％以上になるまで主電池モジュール１００が充電された状態で維持される。そのため、主電池モジュール１００の電流積算量のリセットを行うことができない。また、主電池モジュール１００の満充電電流容量の更新を行うことができない。
【０１２１】
このように、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷によっては、ＳＯＣが０％になるまで主電池モジュール１００を放電させることができない。仮に、ＳＯＣが０％になるまで主電池モジュール１００を放電させることができた場合でも、その負荷を使用していなければ放電のために供給した電力が無駄になる。また、ＳＯＣが１００％から０％に変化するまでの主電池モジュール１００の放電が急激である場合、主電池モジュール１００のサイクル寿命が短縮化される。
【０１２２】
さらに、第２の制御例と同様に、主電池モジュール１００のＳＯＣが制御されない場合、高いＳＯＣの状態（例えば８０％以上）が維持されることにより主電池モジュール１００は劣化する。これにより、主電池モジュール１００のカレンダー寿命が短縮化される。
【０１２３】
一方、主電池モジュール１００のＳＯＣが制御される場合、図９に実線で示すように、ＳＯＣがＳＯＣ期待値の変化（ＳＯＣ期待値関数）に追従するように、主電池モジュール１００の充放電が行われる。第３の制御例における主電池モジュール１００、補助電池モジュール２００、電力入力部ＩＮおよび電力出力部ＯＵＴ間の充放電の制御は、第１の制御例および第２の制御例と同様である。
【０１２４】
第３の制御例ではＳＯＣ期待値が一定の割合で緩やかに１００％から０％に低下した後、一定の割合で緩やかに上昇するようにＳＯＣ期待値関数が設定されている。そのため、主電池モジュール１００のＳＯＣが一定の割合で緩やかに１００％から０％に低下する。これにより、主電池モジュール１００の電流積算量のリセットを行うことができる。また、主電池モジュール１００の満充電電流容量の更新を行うことができる。その後、主電池モジュール１００のＳＯＣは一定の割合で緩やかに上昇する。このときのＳＯＣは、リセットされた直後であるので、正確に算出される。
【０１２５】
第３の制御例においては、主電池モジュール１００のＳＯＣが緩やかに変化するように主電池モジュール１００の充放電が行われるので、主電池モジュール１００のサイクル寿命が長期化される。また、主電池モジュール１００が高いＳＯＣの状態（例えば８０％以上）で長期間維持されることがないので、主電池モジュール１００のカレンダー寿命が長期化される。これらの結果、主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。
【０１２６】
また、制御例３においては、電流積算量のリセットおよび満充電電流容量の更新のために、ＳＯＣが１００％から０％に変化するまで主電池モジュール１００が放電されるが、主電池モジュール１００から放電のために供給される電力を補助電池モジュール２００に蓄えることができる。そのため、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷を使用しない場合でも、放電のために供給した電力が無駄になることがない。
【０１２７】
さらに、図９のＹ部のように、主電池モジュール１００のＳＯＣが０％まで低下した時点で、電力出力部ＯＵＴに電力を供給する必要が生じる場合がある。この場合には、図９に点線で示すように、補助電池モジュール２００のＳＯＣが高い状態で維持されている。そのため、補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴに電力を供給することができる。このように、主電池モジュール１００のＳＯＣが低下する場合には補助電池モジュール２００のＳＯＣが上昇する。そのため、主電池モジュール１００のＳＯＣが０％まで低下した場合でも、バッテリシステム５００は負荷に電力を供給することができる。
【０１２８】
バッテリＥＣＵ３００は、上記の制御例１、制御例２および制御例３を組み合わせてＳＯＣ期待値関数を設定することができる。
【０１２９】
（７）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％から０％に低下するまで主電池モジュール１００が放電される頻度が低減される。同様に、主電池モジュール１００のＳＯＣが０％から１００％に達するまで主電池モジュール１００が充電される頻度が低減される。これにより、サイクル寿命による主電池モジュール１００の劣化が緩和される。また、主電池モジュール１００が高いＳＯＣの状態（例えば８０％以上）で長期間維持されることが防止される。これにより、カレンダー寿命による主電池モジュール１００の劣化が緩和される。これらの結果、主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。
【０１３０】
また、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷にかかわらず、補助電池モジュール２００のＳＯＣが１００％に達しない場合、電力を無駄にすることなく主電池モジュール１００のＳＯＣが０％になるまで主電池モジュール１００を放電させることができる。これにより、主電池モジュール１００の電流積算量のリセットを行うことができる。また、その後、主電池モジュール１００のＳＯＣが１００％になるまで主電池モジュール１００を充電することができる。これにより、主電池モジュール１００の満充電電流容量をより正確に更新することができる。
【０１３１】
さらに、主電池モジュール１００のＳＯＣが低い場合、補助電池モジュール２００のＳＯＣが比較的高い状態になるように制御される。これにより、主電池モジュール１００のＳＯＣが低下した時点で電力出力部ＯＵＴに電力を供給する必要が生じた場合でも、補助電池モジュール２００から電力出力部ＯＵＴに電力を供給することができる。一方、主電池モジュール１００のＳＯＣが高い場合、補助電池モジュール２００のＳＯＣが比較的低い状態になるように制御される。そのため、主電池モジュール１００の放電を行う場合、補助電池モジュール２００は主電池モジュール１００により供給される電力を蓄積することができる。これにより、電力出力部ＯＵＴに電力を供給しない場合でも、電力を無駄にすることなく主電池モジュール１００を放電することができる。
【０１３２】
このように、電力出力部ＯＵＴに負荷が接続されているか否か、その負荷が使用されているか否か、およびその負荷の使用態様にかかわらず、主電池モジュール１００のＳＯＣを最適な値に推移させることができる。また、主電池モジュール１００のＳＯＣおよび満充電電流容量等の値を正確に測定することができる。これにより、ユーザは、任意のタイミングでバッテリシステム５００を負荷、電力供給ラインまたは充電器と接続または取り外しを行った場合でも、主電池モジュール１００の劣化を防止することができる。
【０１３３】
これらの結果、ＳＯＣを推定する方法を最適化する手間を省きつつ主電池モジュール１００のＳＯＣを最適な値に保持し、主電池モジュール１００のＳＯＣおよび満充電電流容量等の値をより正確に測定することができる。また、バッテリシステム５００における主電池モジュール１００のＳＯＣの推定に用いられるアルゴリズム（ソフトウエア）の構成を単純化することができる。すなわち、ＳＯＣ期待値関数を変更するだけで、主電池モジュール１００のＳＯＣの履歴を最適な状態に推移させることができる。これにより、電力出力部ＯＵＴに接続される負荷の電力要求パータンごとに最適化したＳＯＣの値の算出プログラムを用意する手間が省かれる。また、そのプログラムを最適化する手間が省かれる。本形態では、主電池モジュール１００のＳＯＣが低下した状態においても、補助電池モジュール２００が電力出力部ＯＵＴに電力を供給することができる。これにより、バッテリＥＣＵ３００は、主電池モジュール１００のＳＯＣの値を所望に増減させる制御を行うことができる。さらに、バッテリシステム５００を様々な負荷に共通して使用することができる。
【０１３４】
［２］第２の実施の形態
以下、第２の実施の形態に係る移動体として、電動車両およびその他の移動体について説明する。本実施の形態に係る移動体は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００を備える。
【０１３５】
（１）電動車両の構成および動作
第２の実施の形態に係る電動車両の一例として電動自動車を説明する。図１０は、バッテリシステム５００を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、電動自動車６００は、車体６１０を備える。車体６１０に、バッテリシステム５００、電力変換部６０１、モータ６０２、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、回転速度センサ６０６および主制御部６０７が設けられる。モータ６０２が交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。
【０１３６】
バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２に接続されるとともに、主制御部６０７に接続される。主制御部６０７には、バッテリシステム５００を構成するバッテリＥＣＵ３００（図１参照）から主電池モジュール１００（図１参照）の充電量が与えられる。また、主制御部６０７には、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部６０７は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
【０１３７】
アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。運転者によりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、運転者により操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部６０７に与えられる。
【０１３８】
ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、運転者によるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。運転者によりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部６０７に与えられる。
【０１３９】
回転速度センサ６０６は、モータ６０２の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部６０７に与えられる。
【０１４０】
主制御部６０７には、主電池モジュール１００の充電量、主電池モジュール１００に流れる電流の値、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量、ならびにモータ６０２の回転速度が与えられる。主制御部６０７は、これらの情報に基づいて、主電池モジュール１００の充放電制御ならびに電力変換部６０１の電力変換制御を行う。
【０１４１】
例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１に主電池モジュール１００の電力が供給される。
【０１４２】
さらに、主制御部６０７は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。
【０１４３】
上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２に供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２の回転力が駆動輪６０３に伝達される。
【０１４４】
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２は発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２により発生された回生電力を主電池モジュール１００の充電に適した電力に変換し、主電池モジュール１００に与える。それにより、主電池モジュール１００が充電される。
【０１４５】
（２）電動車両における効果
この電動自動車６００には、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００が用いられるので、電動自動車６００の主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。そのため、電動自動車６００の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【０１４６】
（３）他の移動体の構成および動作
バッテリシステム５００が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。
【０１４７】
バッテリシステム５００が搭載された船は、例えば、図１０の車体６１０の代わりに船体を備え、駆動輪６０３の代わりにスクリューを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置６０４の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。なお、船は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して船体の加速を停止することにより、水の抵抗によって船体が減速する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
【０１４８】
バッテリシステム５００が搭載された航空機は、例えば、図１０の車体６１０の代わりに機体を備え、駆動輪６０３の代わりにプロペラを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。なお、船および航空機は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して加速を停止することにより、水の抵抗または空気抵抗によって機体が減速する。
【０１４９】
バッテリシステム５００が搭載されたエレベータは、例えば、図１０の車体６１０の代わりに籠を備え、駆動輪６０３の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。
【０１５０】
バッテリシステム５００が搭載された歩行ロボットは、例えば、図１０の車体６１０の代わりに胴体を備え、駆動輪６０３の代わりに足を備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。
【０１５１】
これらの移動体においては、モータが動力源に相当し、船体、気体、籠および胴体が本体部に相当し、スクリュー、プロペラ、昇降用ロープおよび足が駆動部に相当する。動力源がバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
【０１５２】
（４）他の移動体における効果
このような種々の移動体においても、第１の形態に係るバッテリシステム５００が用いられるので、移動体の主電池モジュールの寿命を長期化することができる。そのため、移動体の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【０１５３】
（５）移動体の変形例
図１０の電動自動車６００または他の移動体において、各バッテリシステム５００にバッテリＥＣＵ３００が設けられる代わりに、主制御部６０７がバッテリＥＣＵ３００と同様の機能を有してもよい。
【０１５４】
［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る電源装置について説明する。本実施の形態に係る電源装置は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００を備える。
【０１５５】
（１）構成および動作
図１１は、バッテリシステム５００を備える電源装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、電源装置７００は、電力貯蔵装置７１０および電力変換装置７２０を備える。電力貯蔵装置７１０は、バッテリシステム群７１１およびシステムコントローラ７１２を備える。バッテリシステム群７１１は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００を含む。複数のバッテリシステム５００間において、複数のバッテリセル１０は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。
【０１５６】
システムコントローラ７１２は、システム制御部の例であり、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。システムコントローラ７１２は、各バッテリシステム５００のバッテリＥＣＵ３００（図１参照）に接続される。各バッテリシステム５００のバッテリＥＣＵ３００は、各バッテリセル１０（図１参照）の端子電圧に基づいて各バッテリセル１０の充電量を算出し、算出された充電量をシステムコントローラ７１２に与える。システムコントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ３００から与えられた各バッテリセル１０の充電量に基づいて電力変換装置７２０を制御することにより、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の放電または充電に関する制御を行う。
【０１５７】
電力変換装置７２０は、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣ（直流／交流）インバータ７２２を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１は入力端子７２１ａ、出力端子７２１ｂおよび入出力端子７２１ｃを有し、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２は入出力端子７２２ａ，７２２ｂを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入力端子７２１ａおよび出力端子７２１ｂは電力貯蔵装置７１０のバッテリシステム群７１１に接続される。図１の矢印ｉと同様に、複数のバッテリシステム５００の電力出力部ＯＵＴ（図１参照）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入力端子７２１ａに電力を出力する。また、図１の矢印ｈと同様に、複数のバッテリシステム５００の電力入力部ＩＮ（図１参照）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の出力端子７２１ｂから電力を入力される。入力端子７２１ａおよび入出力端子７２１ｂは、双方向の電源ラインとして、ひとつの入出力端子として構成されてもよい。
【０１５８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｃおよびＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ａは互いに接続されるとともに電力出力部ＰＵ１に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂは電力出力部ＰＵ２に接続されるとともに他の電力系統に接続される。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２は例えばコンセントを含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。
【０１５９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２がシステムコントローラ７１２によって制御されることにより、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０の放電および充電が行われる。
【０１６０】
バッテリシステム群７１１の放電時には、バッテリシステム群７１１から与えられる電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ（直流／交流）変換される。
【０１６１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ１に供給される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ２に供給される。電力出力部ＰＵ１から外部に直流の電力が出力され、電力出力部ＰＵ２から外部に交流の電力が出力される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２により交流に変換された電力が他の電力系統に供給されてもよい。
【０１６２】
システムコントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の放電時に、システムコントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ３００（図１参照）から与えられる各バッテリセル１０の充電量に基づいて放電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１参照）のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、システムコントローラ７１２は、放電が停止されるまたは放電電流（または放電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過放電が防止される。
【０１６３】
一方、バッテリシステム群７１１の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＡＣ／ＤＣ（交流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１からバッテリシステム群７１１に電力が与えられることにより、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１参照）が充電される。
【０１６４】
システムコントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の充電時に、システムコントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ３００（図１参照）から与えられる各バッテリセル１０の充電量に基づいて充電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、システムコントローラ７１２は、充電が停止されるまたは充電電流（または充電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過充電が防止される。
【０１６５】
（２）効果
上記のように、本実施の形態に係る電源装置７００には、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００が設けられるので、電源装置７００の主電池モジュール１００の寿命を長期化することができる。そのため、電源装置７００の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
【０１６６】
（３）電源装置の変形例
図１１の電源装置７００において、各バッテリシステム５００にバッテリＥＣＵ３００が設けられる代わりに、システムコントローラ７１２がバッテリＥＣＵ３００と同様の機能を有してもよい。
【０１６７】
電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０が設けられなくてもよい。
【０１６８】
図１１の電源装置７００においては、複数のバッテリシステム５００が設けられるが、これに限らず、１つのバッテリシステム５００のみが設けられてもよい。
【０１６９】
また、電源装置７００が複数のバッテリシステム５００を含む場合、少なくとも１つのバッテリシステム５００が主電池モジュール１００として動作し、他のバッテリシステム５００が補助電池モジュール２００として動作してもよい。この場合、システムコントローラ７１２が各バッテリシステム５００の充放電に関する制御を行う。
【０１７０】
［４］他の実施の形態
（１）第１の実施の形態において、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００が設置される位置は限定されず、主電池モジュール１００と補助電池モジュール２００とが離間して設置されていてもよい。例えば、主電池モジュール１００が電動車両用の電源として電動車両に搭載され、補助電池モジュール２００が家庭用の貯蓄用電源として住宅に設置されてもよい。また、主電池モジュール１００が家庭用の貯蓄用電源として第１の住宅に設置され、補助電池モジュール２００が家庭用の貯蓄用電源として第２の住宅に設置されてもよい。
【０１７１】
さらに、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００が同様の構成を有する場合、主電池モジュール１００および補助電池モジュール２００の役割を時間ごとに交換してもよい。すなわち、状況に応じて、主電池モジュール１００が補助電池モジュール２００になり、補助電池モジュール２００が主電池モジュール１００になってもよい。
【０１７２】
（２）第１の実施の形態において、バッテリシステム５００は１個の主電池モジュール１００を含むが、これに限定されない。バッテリシステム５００は複数の主電池モジュールを含んでもよい。同様に、バッテリシステム５００は１個の補助電池モジュール２００を含むが、これに限定されない。バッテリシステム５００は複数の補助電池モジュール２００を含んでもよい。
【０１７３】
例えば、バッテリシステム５００が４個の主電池モジュール１００と、１個の補助電池モジュール２００とを含んでもよい。同様に、バッテリシステム５００が第１の住宅に設置される１個の主電池モジュール１００と、第２、第３、第４および第５の住宅にそれぞれ設置される４個の補助電池モジュール２００とを含んでもよい。
【０１７４】
（３）第１の実施の形態において、充電状態としてＳＯＣが用いられたが、これに限定されない。充電状態として、ＳＯＣに代えて開放電圧、残容量、放電深度、電流積算値または蓄電量差等が用いられてもよい。
【０１７５】
（４）第１の実施の形態において、ＳＯＣ期待値関数は、第１〜第３の制御例において設定されたＳＯＣ期待値関数に限定されず、任意に設定することができる。
【０１７６】
［５］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１７７】
バッテリセル１０がバッテリセルの例であり、主電池モジュール１００が主電池モジュールの例であり、補助電池モジュール２００が補助電池モジュールの例である。ＳＯＣ、開放電圧、残容量、放電深度、電流積算値または蓄電量差等が充電状態の例であり、ＳＯＣ期待値関数が目標関数の例である。電力入力部ＩＮが外部の例であり、携帯電話、パーソナルコンピュータまたは電動車両のモータが外部の負荷の例である。バッテリＥＣＵ３００が制御装置の例であり、メモリ３２０が記憶部の例であり、ＣＰＵ３１０が電源制御部の例であり、バッテリシステム５００がバッテリシステムの例である。
【０１７８】
モータ６０２がモータおよび外部装置の例であり、駆動輪６０３が駆動輪の例であり、電動自動車６００が電動車両の例である。車体６１０、船の船体、航空機の機体、エレベータの籠または歩行ロボットの胴体が移動本体部の例であり、モータ６０２、駆動輪６０３、スクリュー、プロペラ、昇降用ロープの巻上モータまたは歩行ロボットの足が動力源の例である。電動自動車６００、船、航空機、エレベータまたは歩行ロボットが移動体の例である。システムコントローラ７１２がシステム制御部の例であり、電力貯蔵装置７１０が電力貯蔵装置の例であり、電源装置７００が電源装置の例であり、電力変換装置７２０が電力変換装置の例である。
【０１７９】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０  バッテリセル
１００  主電池モジュール
２００  補助電池モジュール
３００  バッテリＥＣＵ
３１０  ＣＰＵ
３２０  メモリ
５００  バッテリシステム
６００  電動自動車
６０１  電力変換部
６０２  モータ
６０３  駆動輪
６０４  アクセル装置
６０４ａ  アクセルペダル
６０４ｂ  アクセル検出部
６０５  ブレーキ装置
６０５ａ  ブレーキペダル
６０５ｂ  ブレーキ検出部
６０６  回転速度センサ
６０７  主制御部
６１０  車体
７００  電源装置
７１０  電力貯蔵装置
７１１  バッテリシステム群
７１２  システムコントローラ
７２０  電力変換装置
７２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２１ａ  入力端子
７２１ｂ  出力端子
７２１ｃ，７２２ａ，７２２ｂ  入出力端子
７２２  ＤＣ／ＡＣインバータ
ａ〜ｉ  矢印
ＢＳ  バス
ＩＮ  電力入力部
ＯＵＴ  電力出力部
ＰＵ１，ＰＵ２  電力出力部
【図１】
2013031310.tif 000003
【図２】
2013031310.tif 000004
【図３】
2013031310.tif 000005
【図４】
2013031310.tif 000006
【図５】
2013031310.tif 000007
【図６】
2013031310.tif 000008
【図７】
2013031310.tif 000009
【図８】
2013031310.tif 000010
【図９】
2013031310.tif 000011
【図１０】
2013031310.tif 000012
【図１１】
2013031310.tif 000013