(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池における、前記単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するための方法であって、
前記組電池全体のＳＯＣに対する前記各単位セルの開回路電圧の変化率を検出し、
その変化率が所定値を上回っている範囲において、前記各単位セルの開回路電圧に基づいてそれら各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定することを特徴とする組電池のばらつき判定方法。
【請求項２】
二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池における、前記単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するための方法であって、
前記組電池全体のＳＯＣを検出し、
そのＳＯＣが、０％から第１の値までの第１の範囲、あるいは、第２の値から１００％までの第２の範囲にあるときに、前記各単位セルの開回路電圧に基づいてそれら単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定することを特徴とする組電池のばらつき判定方法。
【請求項３】
二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池と、
この組電池全体のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
前記各単位セルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＳＯＣ検出手段の検出したＳＯＣに対する前記電圧検出手段の検出電圧から求められるの開回路電圧の変化率が所定値を上回ったときに、その開回路電圧に基づいて前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するばらつき判定手段と、
このばらつき判定手段の判定に基づいてばらつきの大きい単位セルに対する放電あるいは充電を行って前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを補正するばらつき補正手段とを具備してなるバッテリ装置。
【請求項４】
二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池と、
この組電池全体のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
前記各単位セルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが、０％から第１の値までの第１の範囲、あるいは、第２の値から１００％までの第２の範囲にあるときに、前記電圧検出手段の検出電圧から求められる開回路電圧に基づいて前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するばらつき判定手段と、
このばらつき判定手段の判定に基づいてばらつきの大きい単位セルに対する放電あるいは充電を行って前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを補正するばらつき補正手段とを具備してなるバッテリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車等に採用するに好適する、組電池のばらつき判定方法及びバッテリ装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、地球環境保護等の観点から、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が注目されてきている。そのうちＨＥＶは、エンジンの効率が低く二酸化炭素や窒素酸化物の排出量の多い低速走行時に電池からの電力で駆動するため、低公害であり、一方、ＥＶほどの大容量の電池を用意しなくても、高速走行時には、エンジンによりガソリン車並みの走行性能を確保することができる特長を有している。ところが、発進時やフル加速時には、電池からの電力を使用するため、電池には高い出力が要求され、またエンジンやモータジェネレータ等の多くの搭載部品により重量が増すことから、小形軽量化が要求される事情は、ＥＶの場合と同様であった。
【０００３】
そこで、従来の鉛，ニッカドやニッケル水素電池などに代えて、それらの約２〜４倍もの高い重量及び体積エネルギ密度を有するリチウム二次電池を採用することが考えられている。しかしながら、このリチウム二次電池は、過充電や過放電に弱いといった事情があり、規定された電圧の範囲内で使用しないと、材料が分解して著しく容量が減少したり異常な発熱をしたりして、電池として使用できなくなる虞がある。そのため、リチウム二次電池を使用するに際しては、上限電圧及び下限電圧が明確に規定され、必ずその範囲内で使用されるように、定電圧充電制御をしたり保護回路とセットで用いたりすることが行われる。
【０００４】
ところで、ＥＶやＨＥＶに使用される電池は、モータを駆動するために高い電圧が要求されるので、通常、複数個の電池（単位セル）を直列に接続した組電池として構成される。例えば３００Ｖの電圧を得るには、単位セルあたり２Ｖの鉛電池では１５０個、単位セルあたり１．２Ｖのニッケル水素電池では２５０個、また単位セルあたり３．６Ｖのリチウム二次電池の場合には約８０個を直列接続することになる。このように多数の単位セルを直列接続してなる組電池を放電，充電する場合、従来では、組電池の両端の正，負極の端子間電圧を監視しながら充放電を制御していた。
【０００５】
この場合に問題となるのが、組電池を構成する各単位セルの残存容量（ＳＯＣ；State of Charge ）のばらつきに起因する電圧のばらつきである。組電池を流れる電流はどの単位セルにおいても等しいが、各単位セル毎の性能の個体差や温度の相違によって容量には必ずばらつきが生じるため、各単位セル毎の電圧の変化は異なったものとなる。そのため、組電池の両端電圧を制御しただけでは、あくまでそれを構成する単位セルの平均電圧が制御されているに過ぎず、組電池が下限電圧となるまで放電すれば、平均電圧よりも低い単位セルは過放電となる。また、組電池が上限電圧となるまで充電した場合も、平均電圧よりも高い単位セルでは過充電となる。
【０００６】
従来の鉛電池やニッカド電池、ニッケル水素電池等においては、一部の単位セルが過放電、過充電となっても性能がやや劣化するだけで使用不能となるに至るものではなく、また、単位セル個々の電圧制御はコスト高を招くことから、組電池の両端電圧を制御するに止まっていたのが一般的であった。
【０００７】
しかし、リチウム二次電池を直列接続した組電池にあっては、単位セルのうち一つでも過放電（あるいは過充電）となった場合には、上述のように、電池として使用できなくなる虞がある。特に、組電池をＥＶやＨＥＶの電源として用いる場合には、１個の単位セルが使用不能となることにより、走行が不可能になってしまう虞があるので、個々の単位セルにおける過放電（過充電）も避けなければならない。
【０００８】
そこで、従来では、その対策として、例えば実開平２−１３６４４５号公報に示される技術が考えられている。このものは、放電時には、各単位セルの端子電圧のうち最低値を検出してその最低電圧に基づいて制御を行うようにしている。また、充電時にも、同最高値を検出してその最高電圧に基づいて制御を行うようにしている。これによれば、全ての単位セルが所定の電圧範囲を越えないようにしながら使用することが可能となる。
【０００９】
ところが、この技術は、最も電圧の低い単位セルを検出して、その単位セルの電圧が下限電圧まで下がったら放電を終了するものであり、その他の多数の単位セルでは、下限電圧まで未だ放電能力が十分に残っている状態で放電が終了されることになる。また、充電時は最も電圧の高い単位セルを検出して、その単位セルが満充電になったら充電を終了するものであり、その他の多数の単位セルは満充電に至らないまま充電が終了されることになる。つまり、組電池全体としての使用電圧の範囲が狭まってしまって個々の単位セルの容量を十分に活かしきっていないものとなる。特に、例えば１個の単位セルが劣化してその容量が減った場合には、他の単位セルの劣化がなくても、組電池全体としての放電容量が大幅に制限され、継続放電時間が大幅に減少してしまう不具合を招く。
【００１０】
また、別の技術として、例えば特開平６−２５３４６３号公報には、各単位セルに抵抗とスイッチとからなる放電回路（バイパス回路）を並列に接続し、単位セル電圧にばらつきが生じると、電圧の高い方の単位セルに接続された放電回路を閉じて放電させたり、あるいは充電中に充電電流を分流（バイパス）させたりするいわゆるバランス充放電を行い、単位セル間の電圧差を小さくしてばらつきを小さくする方法が開示されている。さらには、特開平５−６４３７７号公報には、各単位セルのＳＯＣ（充電状態）を監視し、満充電に達した単位セルは、バイパス回路に充電電流を分流することによって、単位セルを全て満充電の状態に揃え、ばらつきを解消するという方法が開示されている。
【００１１】
しかしながら、これらの方法を実施するためには、ばらつきの判定を行うために各単位セルのＳＯＣを正確に検出する必要があり、それには、各単位セルの電圧を正確に検出する回路が必要となる。この場合、リチウム電池においては、ＳＯＣは開回路電圧（ＯＣＶ；充放電電流が０Ａの場合の電圧）の関数となるが、例えば４Ｖ定格のものにあっては、ＳＯＣが８０％付近で、ＳＯＣに対する開回路電圧の変化率が２．５ｍＶ／％とかなり小さいものとなる。従って、例えばＳＯＣを±１％の精度で検出するためには、単位セルの電圧を±２．５ｍＶの精度で検出可能な構成とする必要がある。このため、各単位セルのＳＯＣを正確に検出するためには、各単位セルの電圧検出回路（作動増幅回路やＡ／Ｄ変換器）を高精度で高分解能を備えるものとしなければならず、コストアップの大きな要因となってしまう欠点があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数個の単位セルを直列接続した組電池を備えるものにあって、単位セル間のＳＯＣのばらつきを効果的に解消しながらも、各単位セルの電圧検出のための回路構成を安価に済ませることができる組電池のばらつき判定方法及びバッテリ装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
例えば４Ｖ定格のリチウム電池の単位セルにおけるＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ）との関係は、図３に示すように、ＳＯＣが０％の近傍（０〜１０％）の範囲と、１００％の近傍（９０〜１００％）の範囲とにおいて、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きくなり、それらの中間の範囲では、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が比較的小さくなる。
【００１４】
本発明者等は、このような単位セルのＳＯＣとＯＣＶとの関係に着目し、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きいところで、ばらつき判定を行うようにすれば、単位セルの電圧検出回路の精度や分解能を低くしても、単位セルのＳＯＣを精度良く検出することができることを確認し、本発明を成し遂げたのである。
【００１５】
即ち、本発明の請求項１の組電池のばらつき判定方法は、組電池全体のＳＯＣの変化に対する各単位セルの開回路電圧の変化率を検出し、その変化率が所定値を上回っている範囲において、前記各単位セルの開回路電圧に基づいてそれら各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するところに特徴を有する。
【００１６】
また、本発明の請求項２の組電池のばらつき判定方法は、組電池全体のＳＯＣを検出し、そのＳＯＣが、０％から第１の値までの第１の範囲あるいは第２の値から１００％までの第２の範囲にあるときに、各単位セルの開回路電圧に基づいてそれら単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するところに特徴を有する。
【００１７】
これらによれば、上述のようなＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きいところで、ばらつき判定が行われるようになるので、単位セルの電圧検出回路の精度や分解能を低くしても、各単位セルのＳＯＣを精度良く検出することができてばらつき判定を正確に行うことができる。従って、請求項１又は請求項２の発明によれば、単位セル間のＳＯＣのばらつきを効果的に解消しながらも、各単位セルの電圧検出のための回路構成を安価に済ませることができるという優れた効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の請求項３のバッテリ装置は、二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池全体のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、前記各単位セルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＳＯＣ検出手段の検出したＳＯＣの変化に対する前記電圧検出手段の検出電圧から求められる開回路電圧の変化率が所定値を上回ったときに、その開回路電圧に基づいて前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するばらつき判定手段と、このばらつき判定手段の判定に基づいてばらつきの大きい単位セルに対する放電あるいは充電を行って前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを補正するばらつき補正手段とを具備する構成に特徴を有する。
【００１９】
また、本発明の請求項４のバッテリ装置は、二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池全体のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、前記各単位セルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが、０％から第１の値までの第１の範囲、あるいは、第２の値から１００％までの第２の範囲にあるときに、前記電圧検出手段の検出電圧から求められる開回路電圧に基づいて前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを判定するばらつき判定手段と、このばらつき判定手段の判定に基づいてばらつきの大きい単位セルに対する放電あるいは充電を行って前記各単位セル間のＳＯＣのばらつきを補正するばらつき補正手段とを具備する構成に特徴を有する。
【００２０】
これらによれば、ばらつき判定手段は、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きいところで、ばらつき判定を行うようになるので、単位セルの電圧を検出する電圧検出手段の精度や分解能を低くしても、各単位セルのＳＯＣを精度良く検出することができてばらつき判定を正確に行うことができる。従って、請求項３又は請求項４の発明によれば、ばらつき補正手段により単位セル間のＳＯＣのばらつきを効果的に解消しながらも、各単位セルの電圧検出のための回路構成を安価に済ませることができるという優れた効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電気自動車やハイブリッド電気自動車用のバッテリ装置に適用したいくつかの実施例について、図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施例
まず、図１ないし図４を参照しながら、本発明の第１の実施例（請求項１，３に対応）について述べる。
【００２６】
図１は、本実施例に係るバッテリ装置１の全体の電気的構成を概略的に示している。ここで、このバッテリ装置１は、大きく分けて、複数個の単位セル２を直列接続してなる組電池３、この組電池３の各単位セル２の端子電圧を検出する電圧検出手段たる電圧検出回路４、ばらつき補正手段の一部として機能し前記各単位セル２の放電を行う放電回路５、ＳＯＣ検出手段の一部として機能し組電池２に流れる電流を検出する電流センサ６、バッテリ装置１全体を制御するための制御装置７を備えて構成されている。
【００２７】
前記単位セル２は、この場合、リチウムイオンを吸蔵，放出可能な物質からなる正極及び負極を有し、そのうち正極がマンガン化合物から成るリチウム系二次電池から構成され、１個の標準電圧が例えば４Ｖとされている。かかるリチウム系二次電池は、鉛，ニッカドやニッケル水素電池などに比べて２〜４倍もの高い重量及び体積エネルギ密度を有するものとなっている。
【００２８】
組電池３は、この単位セル２を多数個（例えば８０個）直列に接続して構成され、その両端に接続された正，負側の母線８，９が、図示しないモータの駆動回路（インバータ回路）あるいは充電装置に接続されるようになっている。尚、前記単位セル２は、その電圧が上限値（例えば４．２Ｖ）と下限値（例えば３．０Ｖ）との所定範囲内で使用されるようになっている。
【００２９】
前記電圧検出回路４は、この場合、前記各単位セル２に対しそれらの端子電圧を検出する差動増幅器（オペアンプ）１０を夫々接続して構成されており、それら各差動増幅器１０の出力（検出電圧信号）が、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１１及びＡＤコンバータ１２を介して順次前記制御装置７（後述するＭＰＵ）に入力されるようになっている。
【００３０】
尚、前記組電池３全体の電圧を検出する差動増幅器１３の出力信号もマルチプレクサ１１に入力されるようになっている。また、前記電流センサ６は、前記母線８に流れる電流を検出するようになっており、その検出電流信号がＡＤコンバータ１４を介して制御装置７（ＭＰＵ）に入力されるようになっている。
【００３１】
そして、前記放電回路５は、前記各単位セル２に対し、放電抵抗１５と、リレーやＦＥＴ等のスイッチング手段１６との直列接続回路を夫々並列に接続してなり、それらスイッチング手段１６が、デコーダ１７により夫々フォトカプラ１８を介して信号絶縁状態で制御されてオン，オフするようになっている。前記スイッチング手段１６は通常時はオフされており、オンされることにより、その単位セル２の電力が放電抵抗１５によって消費され、放電がなされるようになっている。尚、前記放電抵抗１５の抵抗値は例えば２００Ωとされている。
【００３２】
さて、前記制御装置７は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１９及びメモリ２０等から構成されている。ＭＰＵ１９には、上述のように、前記電圧検出回路４の各差動増幅器１０，１３からの電圧検出信号がＡＤコンバータ１２を介して入力されると共に、前記電流センサ６からの電流検出信号がＡＤコンバータ１４を介して入力されるようになっている。また、ＭＰＵ１９は、前記デコーダ１７を介して放電回路５の各スイッチング手段１６を制御するようになっている。
【００３３】
前記メモリ２０には、制御用のプログラムや各種データが記憶されている。このとき、本実施例では、このメモリ２０には、図３に示すような、単位セル（リチウム系二次電池）２の開回路電圧（ＯＣＶ；充放電電流が０Ａの場合の電圧）とＳＯＣ（充電状態）との関数が、予め例えば実験的に求められて記憶されている。
【００３４】
図３に示すように、このＳＯＣとＯＣＶとの関係は、ＳＯＣが０％の近傍（０〜１０％）の範囲と、１００％の近傍（９０〜１００％）の範囲とにおいて、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きくなり、それらの中間の範囲では、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が比較的小さくなるものとなっている。さらに、メモリ２０には、図４に示すような、単位セル２の充放電電流と電圧との関数が（ほぼ直線的な関係）、予め例えば実験的に求められて記憶されている。この関数から、開回路電圧Ｅ0 を求めることが可能とされている。
【００３５】
後のフローチャート説明にて詳述するように、制御装置７（ＭＰＵ１９）は、そのソフトウエア的構成により、組電池３の単位セル２間のＳＯＣのばらつきの判定を行い、そのばらつき判定に基づいてばらつきの大きい単位セル２に対して放電を行ってばらつきの補正を行うようになっている。
【００３６】
本実施例に係るばらつき判定方法を実行するにあたっては、制御装置７は、まず、前記電流センサ６の電流検出信号に基づいて組電池３全体のＳＯＣを検出すると共に、そのときの前記電圧検出回路４による各単位セル２の電圧検出信号に基づいて各単位セル２のＯＣＶを求める。そして、組電池３全体のＳＯＣの変化に対する各単位セル２のＯＣＶの変化率が、所定値（例えば２０ｍＶ／％）以上のとき、即ち図３に示すようにＳＯＣが０％の近傍及び１００％の近傍の、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きくなるところで、各単位セル２のＯＣＶからＳＯＣを求めてばらつき判定を行うようになっている。
【００３７】
さらに、ばらつきの補正は、ＳＯＣのばらつきが大きい（例えば最低値よりも１０％以上大きい）単位セル２に対応するスイッチング手段１６を、デコーダ１７を介して一定時間（例えば１０ｈ）オンしてその単位セル２を放電することにより行われる。従って、制御装置７は、ばらつき判定手段として機能するようになっていると共に、電流センサ６等と共にＳＯＣ検出手段を構成し、放電回路５等と共にばらつき補正手段を構成するようになっている。
【００３８】
次に、上記構成の作用について述べる。図２のフローチャートは、制御装置７（ＭＰＵ１９）が実行する単位セル２のＳＯＣのばらつき判定及びばらつき補正の処理手順の概略を示している。ばらつき判定を行うにあたっては、まず、ステップＳ１にて、組電池３全体のＳＯＣが求められると共に、各単位セル２の開回路電圧（ＯＣＶ）が求められる。
【００３９】
そのうち組電池３全体のＳＯＣを求めるには、まず電流センサ６により検出された電流値を時間ｔs （例えば１０〜２０ｍｓ）周期でサンプリングし、例えば一分間のサンプリングにより得られたｎ個の電流値データＩ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ，…Ｉn から、次の（１）式にて充放電容量Ｂ（Ａｈ）を算出する。
【数１】
0003870577.tif 000002
【００４０】
次に、充電状態；ＳＯＣ（％）を次の（２）式にて算出する。
ＳＯＣ＝ＳＯＣ0 ＋Ｂ／Ｃ×１００          …（２）
但し、ＳＯＣ0 は初期のＳＯＣの値（％）、Ｃは組電池３の定格容量（Ａｈ）である。尚、前記初期のＳＯＣの値とは、例えばその日のバッテリ装置１の起動時のＳＯＣの値であり、差動増幅器１３により求められる組電池３の全体の電圧等から求められるようになっている。
【００４１】
一方、個々の単位セル２の開回路電圧（ＯＣＶ）は、電圧検出回路４の各差動増幅器１０により検出された個々の単位セル２の電圧値と、上記電流センサ６により検出された電流値とから、予め記憶されている単位セル２の充放電電流と電圧との関数（図４参照）に基づいて、電流値が０のときの電圧値Ｅ0 が演算により求められるようになっている。
【００４２】
次のステップＳ２では、組電池３全体のＳＯＣに対する、各単位セル２のＯＣＶの変化率が、所定値（例えば±２０ｍＶ／％）以上であるかどうかが判断される。この場合の変化率は、例えばＳＯＣが５％変化する間に、ＯＣＶの値がどれだけ変化したかによって求められる。そして、この判断は、個々の単位セル２について行われ、全ての単位セル２について、ＯＣＶの変化率が所定値未満であれば（Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、同様に組電池３全体のＳＯＣ及び各単位セル２のＯＣＶの検出が繰返される。
【００４３】
ＯＣＶの変化率が所定値以上となった単位セル２がひとつでもあった場合には（ステップＳ２にてＹｅｓ）、次のステップＳ３に進む。ステップＳ３では、各単位セル２のＳＯＣ（ＳＯＣ1 〜ＳＯＣn ）が求められる。この各単位セル２のＳＯＣは、各単位セル２のＯＣＶから、図３に示す関数を用いて求めることができる。
【００４４】
次のステップＳ４では、上記ステップＳ３で求められた各単位セル２のＳＯＣのばらつきの大小（許容範囲から外れるか許容範囲内か）の判定が行われる。ここではこの判定は、各単位セル２について、そのＳＯＣの値と全てのＳＯＣのうちの最小値との差が、基準ばらつき値（ＳＯＣon）以上となるかどうかを判断することにより行われ、基準ばらつき値以上であれば（Ｙｅｓ）ばらつきが大きい（補正が必要）と判定される。この場合、基準ばらつき値は、例えばばらつき補正の目標値が±５％である場合には、１０％とされる。
【００４５】
そして、ＳＯＣの値が基準ばらつき値未満である単位セル２については（ステップＳ４にてＮｏ）、補正の必要はないので、放電回路５（スイッチング手段１６）はオフ状態のままとされる（ステップＳ５）。これに対し、ＳＯＣの値が基準ばらつき値以上である単位セル２については（ステップＳ４にてＹｅｓ）、次のステップＳ６にて、スイッチング手段１６が一定時間（例えば１０時間）オンされて放電による補正が行われるようになるのである。
【００４６】
この場合、補正時間（上記一定時間）の決め方の一例をあげると、今、一回の放電でのＳＯＣの補正量をＸ（％）、単位セル２の定格容量をＣ（Ａｈ）とすると、例えばＸ＝２％、Ｃ＝１０Ａｈの場合、
（補正容量）＝Ｃ×（Ｘ／１００）＝０．２（Ａｈ）
単位セル２の電圧を４Ｖ、放電抵抗１５の抵抗値Ｒを２００Ωとすると、１個の単位セル２の放電回路５に流れる電流Ｉ（Ａ）は、
Ｉ＝４／Ｒ＝０．０２（Ａ）
従って、補正時間Ｔは、
Ｔ＝（補正容量）／Ｉ＝１０（ｈ）となる。尚、この補正時間を、一定時間に固定するのではなく、その単位セル２のＳＯＣの値（ばらつきの大きさ）によって変動するように決めても良いことは勿論である。
【００４７】
以上のような単位セル２のＳＯＣのばらつき判定及びばらつき補正の処理により、ＳＯＣが上方に大きくばらついた単位セル２については放電によりばらつきの補正がなされるので、過放電，過充電を防止しながらも、個々の単位セル２の容量を十分に活かしながら組電池３を使用することができる。これにより、組電池３全体としての使用電圧の範囲を広くして長い継続放電時間を確保することができるのである。
【００４８】
そして、単位セル２のＳＯＣのばらつき判定を、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きいところ（変化率が±２０ｍＶ／％以上のところ）で行うようにしたので、単位セル２の電圧を検出する差動増幅器１０の精度やＡＤコンバータ１２の分解能を低くしても、各単位セル２のＳＯＣを精度良く（±１％の精度）検出することができ、ひいてはばらつき判定を正確に行うことができる。
【００４９】
この場合、図３で例えばＳＯＣが８０％のところでＳＯＣの検出を行うことを考えると、このＳＯＣが８０％付近では、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が最低（±２．５ｍＶ／％）であるため、ＳＯＣを１％の精度で検出しようとすれば、単位セル２の電圧を±２．５ｍＶの精度つまり本実施例の８倍の精度で検出しなければならなくなる。このことは、言換えれば、本実施例のばらつき判定方法では、精度や分解能が高い電圧検出回路を用いれば、より高精度にＳＯＣを検出でき、ばらつきの判定をより正確に行うことができることを意味している。
【００５０】
このように本実施例によれば、複数個の単位セル２を直列接続した組電池３を備えるものにあって、単位セル２間のＳＯＣのばらつきを効果的に解消しながらも、各単位セル２の電圧検出のための回路構成を安価に済ませることができるという優れた実用的効果を奏するものである。
【００５１】
（２）第２の実施例
次に、本発明の第２の実施例（請求項２，４に対応）について、図５を参照しながら説明する。この実施例が上記第１の実施例と異なる点は、制御装置７のソフトウエア的構成の一部にある。従って、図１に示したバッテリ装置１のハードウエア的構成等については、上記第１の実施例と共通するので、第１の実施例と同一部分には同一符号を付して、新たな図示及び詳しい説明を省略することとする。
【００５２】
図５に示すように、本実施例においては、各単位セル２のＳＯＣのばらつき判定を行う際には、上記第１の実施例と同様に、まず組電池３全体のＳＯＣを検出すると共に、各単位セル２のＯＣＶを検出する（ステップＳ１）。そして、次のステップＳ１１にて、検出された組電池３全体のＳＯＣが、０％から１０％（第１の値）までの第１の範囲、あるいは、９０％（第２の値）から１００％までの第２の範囲にあるどうかが判断される。尚、前記第２の値を９５％とすれば、より好ましいものとなる。
【００５３】
そして、組電池３全体のＳＯＣが、上記第１の範囲又は第２の範囲のいずれかにある場合に（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、上記第１の実施例と同様に、各単位セル２のＳＯＣの検出（ステップＳ３）、ばらつきの大小の判定（ステップＳ４）、ばらつき補正（ステップＳ６）が行われるのである。ここで、図３に示したように、ＳＯＣが０％の近傍（０〜１０％）の第１の範囲と、１００％の近傍（９０〜１００％）の第２の範囲とにおいては、それらの中間の範囲に比べて、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きく（２０〜４５ｍＶ／％）なる。
【００５４】
従って、この実施例によっても、単位セル２のＳＯＣのばらつき判定を、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が大きいところ（変化率が±２０ｍＶ／％以上のところ）で行うようにしたので、単位セル２の電圧を検出する差動増幅器１０の精度やＡＤコンバータ１２の分解能を低くしても、各単位セル２のＳＯＣを精度良く（±１％の精度）検出することができ、ひいてはばらつき判定を正確に行うことができる。この結果、単位セル２間のＳＯＣのばらつきを効果的に解消しながらも、各単位セル２の電圧検出のための回路構成を安価に済ませることができるという効果を得ることができるものである。
【００６５】
尚、上記各実施例では、単位セル２のＳＯＣが上方にばらついたときに、その単位セル２の放電を行うことによりばらつき補正を行うように構成したが、例えば個々の単位セル２に対して充電を行うことが可能な充電回路を設け、ＳＯＣが上方にばらついたときに、その単位セル２に対して充電を行ってばらつき補正を行う構成としても良い。
【００６６】
その他、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば単位セルとしては１個のリチウム系二次電池に限らず、２個以上の電池を並列接続したものであっても良く、また、電気自動車やハイブリッド電気自動車以外にも各種の用途のバッテリ装置に適用することができ、さらには、上記した実施例の各具体的数値等はあくまでも一例に過ぎない等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示すもので、バッテリ装置の電気的構成を示す図
【図２】  ＳＯＣのばらつき判定及びばらつき補正の手順を示すフローチャート
【図３】  単位セル（リチウム系二次電池）のＳＯＣとＣＯＶとの関係を示す図
【図４】  単位セルの充放電電流と電圧との関係を示す図
【図５】  本発明の第２の実施例を示す図２相当図
【符号の説明】
図面中、１はバッテリ装置、２は単位セル、３は組電池、４は電圧検出回路（電圧検出手段）、５は放電回路、６は電流センサ、７は制御装置（ばらつき判定手段，ばらつき補正手段）、１０は差動増幅器、１２はＡＤコンバータ、１５は放電抵抗、１９はＭＰＵ、２０はメモリを示す。
【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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