(57)【要約】【課題】監視処理の頻度を低減でき、ひいては、制御装置の電力消費を抑制できる車両用電源装置を提供する。【解決手段】本発明の車両用電源装置は、複数の電池セルＣｉを含むメインバッテリと、前記複数の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを基準電圧値Ｖｄｅｆに均等化させる均等化回路と、を備えた車両用電源装置であって、前記複数の電池セルそれぞれの電圧値Ｖｃｉを取得するとともに前記取得した電圧値Ｖｃｉに基づいて前記基準電圧値Ｖｄｅｆおよび均等化処理の要否を決定する監視処理を行う制御装置を備え、前記制御装置は、前記監視処理の後に、少なくとも各電池要素の電圧値Ｖｃｉと前記基準電圧値Ｖｄｅｆとの差分電圧値ΔＶｃｉに基づいて、各電池セルごとに前記電圧値Ｖｃｉの取得が次に必要になるまでの時間間隔を個別間隔τｃｉとして算出するとともに、前記個別間隔τｃｉのうち最小の間隔を、前記監視処理を次回行うまでの監視間隔τとして設定する。【選択図】図７
2017131077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池要素を含むメインバッテリと、前記複数の電池要素の電圧値を基準電圧値に均等化させる均等化回路と、を備えた車両用電源装置であって、
前記複数の電池要素それぞれの電圧値を取得するとともに前記取得した電圧値に基づいて前記基準電圧値および均等化処理の要否を決定する監視処理を行う制御装置を備え、
前記制御装置は、前記監視処理の後に、少なくとも各電池要素の電圧値と前記基準電圧値との差分値に基づいて、各電池要素ごとに前記電圧値の取得が次に必要になるまでの時間間隔を個別間隔として算出するとともに、前記個別間隔のうち最小の間隔を、前記監視処理を次回行うまでの間隔として設定する、
ことを特徴とする車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池要素を含むメインバッテリと、前記複数の電池要素の電圧値を基準電圧値に均等化させる均等化回路と、を備えた車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載のメインバッテリは、複数の電池要素（例えば電池セル）を直列または並列に接続して構成されている。かかるメインバッテリにおいて、複数の電池要素の電圧値にバラツキが生じると、メインバッテリ全体として性能が低下する。そこで、従来から、複数の電池要素の電圧値を均等化させる均等化処理を行うことが提案されている（例えば特許文献１等）。
【０００３】
均等化処理では、複数の電池要素のうち、電圧値が高い電池要素を放電させて、複数の電池要素の電圧値を均等化する。こうした均等化処理は、通常、車両をオフにした状態で行われる。ここで、「車両をオフにした状態」とは、車両が走行可能でない状態であり、パワースイッチ（エンジン自動車におけるイグニッションスイッチに対応するスイッチ）をオフにした状態である。
【０００４】
均等化処理を行う際には、電源装置の制御装置が、複数の電池要素の電圧値を取得するとともに得られた電圧値に基づいて、均等化の基準となる基準電圧値と均等化処理の要否とを決定する監視処理を実行する。そして、均等化処理が必要と判断した場合には、電圧値が高い電池要素に接続された均等化回路を駆動して、電圧値が高い電池を放電させる均等化処理を実行させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、従来の電源装置では、基準電圧値や均等化処理の要否を決定する監視処理を、予め規定された一定時間ごとに行っていた。この一定時間は、電池の状態に関わらず、常に一定であり、電圧値の急変に対応できるように比較的短い時間であった。この場合、電圧値の急変に対応でき、常に、電圧値のバラツキを防止できる。しかし、その一方で、監視処理の実行頻度が高くなるという問題もあった。監視処理では、電圧検出回路を駆動したり、各種演算を行ったりするため、監視処理を実行していない期間に比べて消費電力が増加する。特に、監視処理を実行していない期間中、制御装置の一部または全部の電源をオフにして、制御装置をスリープさせる電源装置の場合、監視処理の頻度が高いと制御装置の消費電力が大幅に増加する。
【０００７】
そこで、本発明では、監視処理の頻度を低減でき、ひいては、制御装置の電力消費を抑制できる車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用電源装置は、複数の電池要素を含むメインバッテリと、前記複数の電池要素の電圧値を基準電圧値に均等化させる均等化回路と、を備えた車両用電源装置であって、前記複数の電池要素それぞれの電圧値を取得するとともに前記取得した電圧値に基づいて前記基準電圧値および均等化処理の要否を決定する監視処理を行う制御装置を備え、前記制御装置は、前記監視処理の後に、少なくとも各電池要素の電圧値と前記基準電圧値との差分値に基づいて、各電池要素ごとに前記電圧値の取得が次に必要になるまでの時間間隔を個別間隔として算出するとともに、前記個別間隔のうち最小の間隔を、前記監視処理を次回行うまでの間隔として設定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、監視処理を行う間隔を、各電池要素の電圧値と基準電圧値との差分に応じて決定しているため、複数の電池要素の電圧値を均等に保ちつつも、監視処理の頻度を低減でき、ひいては、制御装置の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態である車両用電源装置の構成を示す図である。
【図２】監視ユニットの構成を示す図である。
【図３】５つの電池セルの電圧値を示すグラフである。
【図４】５つの電圧値と基準電圧値との差分電圧値を示すグラフである。
【図５】パワースイッチをオフした際の電圧管理の流れを示すフローチャートである。
【図６】監視間隔の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における電池セルの電圧値と監視処理の実行タイミングの一例を示す図である。
【図８】本実施形態における電池セルの電圧値と監視処理の実行タイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である電源装置１０の構成を示す概略図である。また、図２は、監視ユニット１６の回路図である。
【００１２】
図１に示す電源装置１０は、車両に搭載される車両用電源装置１０である。この車両としては、電気自動車や、ハイブリッド自動車等の電動車両が該当する。電気自動車は、車両の動力源として、後述するメインバッテリ１２だけを備えた車両である。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述するメインバッテリ１２の他に、燃料電池やエンジン等を備えた車両である。電動車両では、外部電源からの電力を用いて、メインバッテリ１２を充電することもできる。外部電源とは、車両の外部に設置された電源（例えば、商用電源）である。
【００１３】
メインバッテリ１２は、複数の電池セルＣｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）を接続して構成される。各電池セルＣｉは、メインバッテリ１２を構成する電池要素である。この電池セルＣｉは、充放電可能な二次電池で、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。本実施形態のメインバッテリ１２は、複数の電池セルＣｉを全て直列に接続して構成される。ただし、別の形態として、メインバッテリ１２は、直列に接続された複数の電池ブロックで構成されてもよい。この場合、各電池ブロックは、２以上の電池セルＣｉを直列または並列に接続して構成される。
【００１４】
メインバッテリ１２は、システムメインリレー１４を介して負荷１００（例えば走行用モータ等）に接続されている。システムメインリレー１４は、制御装置１８からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。制御装置１８は、システムメインリレー１４をオフからオンに切り替えることにより、メインバッテリ１２を負荷１００と接続することができる。
【００１５】
監視ユニット１６は、メインバッテリ１２を構成する各電池セルＣｉの状態を監視し、必要に応じて補正する。より具体的には、監視ユニット１６は、後に詳説するように、各電池セルＣｉの電圧を検出する電圧検出回路と、電池セルＣｉの電圧を均等化させるための均等化回路と、を備えている。監視ユニット１６は、制御装置１８からの制御信号を受けて、電池セルＣｉの電圧の測定や、特定の電池セルＣｉの放電等を行う。
【００１６】
制御装置１８は、電源装置１０の各部、例えば、システムメインリレー１４や、監視ユニット１６の駆動を制御する。この制御装置１８は、各種演算を行うＣＰＵ２２や、各種パラメータやプログラムを記憶するメモリ２４、および、時間を計測するタイマ２６等を備えている。制御装置１８には、パワースイッチ１０２のオン／オフ信号や、監視ユニット１６で計測された電圧値等が入力される。パワースイッチ１０２は、ユーザによりオン／オフされるスイッチで、エンジン自動車におけるイグニッションスイッチに対応するスイッチである。また、制御装置１８は、均等化回路の駆動信号や、システムメインリレー１４の駆動信号を出力する。
【００１７】
制御装置１８は、補機バッテリ２０からの給電により駆動する。パワースイッチ１０２がオフされた場合には、この補機バッテリ２０の消費電力を低減するために、制御装置１８は、原則としてスリープ状態となり、特定の処理、例えば、後述する監視処理等が必要なときにのみ起動する。スリープ状態とは、制御装置１８の大部分の機能を停止することであり、制御装置１８を構成する各種部品のうち、一部の部品にのみ給電を行うことである。タイマ２６は、スリープ状態でも起動しており、予め設定された時間が経過すれば、制御装置１８のスリープ状態を解除し、制御装置１８を再起動させる。
【００１８】
次に、図２を参照して監視ユニット１６の構成について説明する。監視ユニット１６は、電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉのバラツキを均等化する均等化回路３４と、当該均等化回路３４に接続されたＩＣ３２と、を備えている。ＩＣ３２は、電圧検出回路として機能するとともに、後述するスイッチング素子ＳＷを駆動するドライブ回路として機能する。ＩＣ３２は、制御装置１８からの制御信号に応じて、スイッチング素子ＳＷをオンまたはオフする。また、各電池セルＣｉの正極端子および負極端子それぞれには、電圧検出ラインＬｖが接続されており、各電圧検出ラインＬｖは、ＩＣ３２の入力チャネルに接続されている。ＩＣ３２の内部には、この電圧検出ラインＬｖと接続された電圧検出回路（図示せず）が形成されている。電圧検出回路としては、例えば、対応する電池セルＣｉと並列に接続されたキャパシタと、サンプリングスイッチを介して各電圧検出ラインＬｖに接続されたコンパレータと、から構成される。かかる電圧検出回路の場合、検出したい電池セルＣｉに対応するサンプリングスイッチをオンにすることで、当該電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉ（対応するキャパシタの電圧値）がコンパレータから出力される。電圧検出回路から出力された電圧値Ｖｃｉは、Ａ／Ｄ変換後、制御装置１８に入力される。
【００１９】
均等化回路３４は、電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉのバラツキを均等化する回路である。すなわち、電池セルＣｉの自己放電量にはバラツキがあり、このバラツキに起因して各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉにもバラツキが生じる。電圧値Ｖｃｉのバラツキが発生すると、電池セルＣｉの劣化が加速的に進行したり、利用可能なエネルギ量が低下したりする。かかる問題を避けるために、必要に応じて特定の電池セルＣｉを放電させて、当該特定の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを下げる均等化回路３４が設けられている。均等化回路３４は、各電池セルＣｉごとに設けられる。均等化回路３４は、抵抗素子Ｒ１と、スイッチング素子ＳＷとを直列に接続した回路である。この均等化回路３４は、対応する電池セルＣｉに対して並列接続されている。なお、図２では、スイッチング素子ＳＷは、ＩＣ３２の外部に設けられているが、スイッチング素子ＳＷは、ＩＣ３２に内蔵された内蔵ＦＥＴ等でもよい。
【００２０】
制御装置１８は、特定の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉが、規定の基準電圧値Ｖｄｅｆよりも高いときには、当該特定の電池セルＣｉと並列に接続されたスイッチング素子ＳＷをオフからオンに切り替えることにより、特定の電池セルＣｉを放電させる。すなわち、スイッチング素子ＳＷをオンにすると、特定の電池セルＣｉの放電電流を抵抗素子Ｒ１に流すことができ、特定の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを低下させることができる。そして、この放電処理を、電圧値Ｖｃｉが基準電圧値Ｖｄｅｆより高い電池セルＣｉ全てに対して行うことで、複数の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを均等に揃えることができる。以下では、こうした電池セルＣｉを放電させて電圧値Ｖｃｉを均等化する処理を「均等化処理」と呼ぶ。
【００２１】
各電圧検出ラインＬｖのうち、電池セルＣｉと均等化回路３４との間には、過電流防止用の抵抗素子Ｒ２も設けられている。過電流防止用の抵抗素子Ｒ２は、許容電流値よりも大きな電流が流れたときに溶断する。これにより、監視ユニット１６およびメインバッテリ１２の電気的な接続が遮断され、メインバッテリ１２（電池セルＣｉ）から監視ユニット１６に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。
【００２２】
また、各電池セルＣｉには、電圧検出ラインＬｖを介してツェナーダイオードＤが並列に接続されている。ツェナーダイオードＤのカソードは、電池セルＣｉの正極端子と接続されており、ツェナーダイオードＤのアノードは、電池セルＣｉの負極端子と接続されている。このツェナーダイオードＤは、メインバッテリ１２から監視ユニット１６に過電圧が印加することを抑制するために用いられる。すなわち、メインバッテリ１２から監視ユニット１６に過電圧が印加されるときには、ツェナーダイオードＤに電流が流れることにより、監視ユニット１６に過電圧が印加されることを抑制する。ここで、複数のツェナーダイオードＤは、電気的に直列に接続されている。
【００２３】
上述した均等化処理は、原則として、車両が走行可能でなく、メインバッテリ１２が使用されていない状態、具体的には、パワースイッチ１０２がオフされた状態で行われる。パワースイッチ１０２がオフされれば、制御装置１８は、複数の電池セルＣｉそれぞれの電圧値Ｖｃｉを取得するとともに取得した電圧値Ｖｃｉに基づいて基準電圧値Ｖｄｅｆおよび均等化処理の要否を決定する監視処理を断続的に実行する。この監視処理について、５つの電池セルＣｉを有したメインバッテリ１２（ｍ＝５のメインバッテリ１２）を例に挙げて説明する。図３は、５つの電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを、図４は、電圧値Ｖｃｉと基準電圧値Ｖｄｅｆとの差分電圧値ΔＶｃｉを示すグラフである。
【００２４】
監視処理では、制御装置１８は、まず、ＩＣ３２に指示して、メインバッテリ１２を構成する複数の電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを取得する。得られた電圧値Ｖｃｉは、電池セルＣｉごとの自己放電量の違い等に起因して、図３に示すように、バラついていることがある。制御装置１８は、この複数の電圧値Ｖｃｉのうち、最小の電圧値Ｖｃｉを、基準電圧値Ｖｄｅｆとして設定する。基準電圧値Ｖｄｅｆは、電池セルＣｉを放電させるときの目標電圧値である。均等化処理の際には、電圧値Ｖｃｉが、この基準電圧値Ｖｄｅｆに達するまで、電池セルＣｉを放電させる。図３の例では、電池セルＣ２の電圧値Ｖｃ２が基準電圧値Ｖｄｅｆとなる。
【００２５】
基準電圧値Ｖｄｅｆが求まれば、制御装置１８は、各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉと、基準電圧値Ｖｄｅｆとの差分電圧値ΔＶｃｉを求める。そして、制御装置１８は、各電池セルＣｉについて、差分電圧値ΔＶｃｉが、予め規定された第一差分値Δｄｅｆ１を超える否かを判断する。判断の結果、差分電圧値ΔＶｃｉが第一差分値Δｄｅｆ１を超える電池セルＣｉについては、均等化処理が必要と判断し、対応するスイッチング素子ＳＷのオンをＩＣ３２に指示する。図４の例では、電池セルＣ３，Ｃ４は、均等化が必要であり、電池セルＣ１，Ｃ２，Ｃ５は、均等化不要となる。このように、各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを監視し、差分電圧値ΔＶｃｉに応じて均等化処理の要否を決定することで、必要な電池セルＣｉのみを放電することができ、メインバッテリ１２を確実に均等化できる。
【００２６】
ところで、従来技術では、こうした監視処理を、予め規定された特定の監視間隔τｓｔ（例えば１時間）ごとに行っていた。この場合、監視処理を行っていない期間中に、制御装置１８をスリープさせれば、補機バッテリ２０の消費電力をある程度は低減できる。しかしながら、従来技術では、監視処理を行う間隔である監視間隔τｓｔは、電池セルＣｉの状態に関わらず、常に一定であった。そのため、監視間隔τｓｔは、電圧値Ｖｃｉの急変に対応できるように比較的短い時間に設定する必要があった。監視間隔τｓｔを小さくすることで、電圧値Ｖｃｉの急変に対応でき、常に、電圧値Ｖｃｉのバラツキを防止できる。しかし、その一方で、監視間隔τｓｔを小さくすると、監視処理の実行頻度が高くなるという問題があった。
【００２７】
ここで、監視処理では、電圧検出回路を駆動したり、各種演算を行ったりするため、監視処理を実行していない期間に比べて消費電力が増加する。特に、監視処理実行中以外は、制御装置１８の一部または全部の電源をオフにして、制御装置１８をスリープさせる電源装置１０の場合、監視処理の頻度が高いと制御装置１８の消費電力が大幅に増加する。
【００２８】
そこで、本実施形態では、電圧値Ｖｃｉのバラツキを防止しつつ、監視処理の実行頻度を低減するために、電池セルＣｉの状態に応じて、監視処理の次回実行までの間隔（監視間隔τ）を決定している。具体的には、制御装置１８は、全ての電池セルＣｉが、差分電圧値ΔＶｃｉが小さく、均等化処理が不要と判断した場合には、監視間隔τを比較的大きい値（例えば、５時間）に設定している。これは、均等化処理（電池セルＣｉの放電処理）を行っていない場合には、電圧値Ｖｃｉが急変するおそれが少なく、電圧値Ｖｃｉのバラツキが生じにくいためである。一方、少なくとも一つの電池セルＣｉの差分電圧値ΔＶｃｉが大きく、均等化処理が必要と判断した場合、制御装置１８は、監視間隔τを比較的小さい値に設定している。これは、均等化処理中は、電圧値Ｖｃｉが急激に変化するため、均等化処理の停止または継続の判断を小まめに行う必要があるためである。特に、均等化処理の完了（電圧値Ｖｃｉが基準電圧値Ｖｄｅｆに到達）が予想されるタイミングでは、電圧値Ｖｃｉを取得し、均等化処理（放電処理）を停止するか継続するかを改めて判断する必要がある。そのため、均等化処理を行う場合には、監視間隔τを比較的小さな値に設定している。具体的には、本実施形態では、均等化処理を実施する複数の電池セルＣｉのうち、最初に均等化処理が完了するタイミングまでの間隔を、監視間隔τとして設定する。
【００２９】
この監視間隔τの設定について、より詳細に説明する。制御装置１８は、監視間隔τを設定するために、各電池セルＣｉごとに個別間隔τｃｉを算出する。個別間隔τｃｉとは、対象となる電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉの取得が次に必要になるまでの時間間隔である。対象となる電池セルＣｉに均等化処理（放電処理）を実施する場合には、当該均等化処理の終了が予測されるタイミングで、電圧値Ｖｃｉを取得し、均等化処理の停止または継続を判断することが望まれる。一方、対象となる電池セルＣｉに均等化処理を実施しない場合、電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉは、緩やかにしか変化しないため、比較的、長期間、電圧値Ｖｃｉの測定は不要になる。したがって、個別間隔τｃｉは、対象となる電池セルＣｉに均等化処理（基準電圧値Ｖｄｅｆまでの放電処理）が必要な場合には、当該均等化処理が完了すると予想されるまでの時間間隔であり、対象となる電池セルＣｉに均等化処理が不要な場合には、予め規定された時間間隔である。
【００３０】
本実施形態では、図４に示すように、対象となる電池セルＣｉの差分電圧値ΔＶｃｉが、第一差分値Δｄｅｆ１未満の場合には、当該電池セルＣｉに均等化処理は不要であると判断する。そして、この場合の個別間隔τｃｉを、５時間としている。一方、電池セルＣｉの差分電圧値ΔＶｃｉが、第一差分値Δｄｅｆ１超過の場合には、当該電池セルＣｉに均等化処理が必要であると判断する。そして、差分電圧値ΔＶｃｉが大きいほど、均等化処理が完了するまでの時間も、大きいと予測する。具体的には、本実施形態では、均等化処理が完了するまでの時間（≒個別間隔τｃｉ）を、差分電圧値ΔＶｃｉが第一差分値Δｄｅｆ１超過かつ第二差分値Δｄｅｆ２未満の場合は、１時間、差分電圧値ΔＶｃｉが第二差分値Δｄｅｆ２超過の場合には、２時間と予測する。したがって、本実施形態において、個別間隔τｃｉは、ΔＶｃｉ≦Δｄｅｆ１ならτｃｉ＝５Ｈ、Δｄｅｆ１＜ΔＶｃｉ≦Δｄｅｆ２ならτｃｉ＝１Ｈ、Δｄｅｆ２＜ΔＶｃｉならτｃｉ＝２Ｈとなる。図４の例では、電池セルＣ１，Ｃ２，Ｃ５の個別間隔τｃ１，τｃ２，τｃ５は、５時間であり、電池セルＣ３の個別間隔τｃ３は、１時間であり、電池セルＣ４の個別間隔τｃ４は、２時間となる。
【００３１】
各電池セルＣｉごとに個別間隔τｃｉが得られれば、制御装置１８は、複数の個別間隔τｃｉのうち最小の間隔を、次回、監視処理を実行するまでの間隔、すなわち、監視間隔τとして設定する。そして、監視間隔τが決定できれば、制御装置１８は、当該監視間隔τをタイマ２６にセットするとともに、制御装置１８をスリープ状態にする。タイマ２６は、設定された監視間隔τ分の時間が経過すれば、制御装置１８を再起動させる。再起動した制御装置１８は、監視処理を実行するとともに、再度、監視間隔τを算出する。
【００３２】
このように、監視処理の実行間隔（監視間隔τ）を、電池セルＣｉの差分電圧値ΔＶｃｉに応じて設定することで、一定時間ごとに監視処理を行っていた従来技術に比して、監視処理の頻度を低減できる。そして、監視処理の頻度を低減することで、電圧検出処理や各種演算等の処理、制御装置１８の起動時間を低減でき、補機バッテリ２０の消費電力を低減できる。
【００３３】
次に、本実施形態における電源の電圧管理の流れについて図５、図６を参照して説明する。図５は、パワースイッチ１０２をオフした際の電圧管理の流れを示すフローチャートである。また、図６は、監視間隔τの決定処理の流れを示すフローチャートである。
【００３４】
メインバッテリ１２の電圧を管理する場合、制御装置１８は、スリープ状態を解除したオン状態となる（Ｓ１０）。そして、監視ユニット１６のＩＣ３２に制御信号を出力し、各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを測定させる（Ｓ１２）。複数の電圧値Ｖｃｉが得られれば、制御装置１８は、複数の電圧値Ｖｃｉのうち最小の値を、基準電圧値Ｖｄｅｆとして設定する（Ｓ１４）。
【００３５】
次に、制御装置１８は、各電池セルＣｉごとに、均等化処理の要否を判断する（Ｓ１６〜Ｓ２８）。具体的には、制御部は、電圧値Ｖｃｉと、基準電圧値Ｖｄｅｆとの差分値である差分電圧値ΔＶｃｉを算出する（Ｓ１８）。そして、得られた差分電圧値ΔＶｃｉが、予め規定された第一差分値Δｄｅｆ１を超えるか否かを判断する（Ｓ２０）。判断の結果、差分電圧値ΔＶｃｉが、第一差分値Δｄｅｆ１を超える場合、制御装置１８は、対応する均等化回路３４のスイッチング素子ＳＷのオンをＩＣ３２に指示する（Ｓ２４）。この指示を受けて、ＩＣ３２が対応する均等化回路３４のスイッチング素子ＳＷをオンすることで、対応する電池セルＣｉが放電され、電圧値Ｖｃｉの低下が図られる。一方、差分電圧値ΔＶｃｉが、第一差分値Δｄｅｆ１以下の場合、制御装置１８は、対応する均等化回路３４のスイッチング素子ＳＷのオフをＩＣ３２に指示する（Ｓ２２）。そして、同様の処理を、全ての電池セルＣｉについて行う。ここまでのステップＳ１２〜Ｓ２８が監視処理となる。
【００３６】
監視処理が終了すれば、続いて、制御装置１８は、監視間隔τの決定処理を実行する。図６に示すように、監視間隔τを決定する場合、制御装置１８は、各電池セルＣｉごとに、個別間隔τｃｉを算出する（Ｓ４０〜Ｓ５４）。具体的には、各電池セルＣｉごとに、差分電圧値ΔＶｃｉと第二差分値Δｄｅｆ２とを比較する（Ｓ４２）。比較の結果、差分電圧値ΔＶｃｉが第二差分値Δｄｅｆ２を超過する場合、制御装置１８は、当該電池セルＣｉの個別間隔τｃｉを２時間とする（Ｓ４４）。一方、差分電圧値ΔＶｃｉが第二差分値Δｄｅｆ２以下の場合、制御装置１８は、続いて、差分電圧値ΔＶｃｉと第一差分値Δｄｅｆ１とを比較する（Ｓ４６）。比較の結果、差分電圧値ΔＶｃｉが第一差分値Δｄｅｆ１超過かつ第二差分値Δｄｅｆ２以下の場合、制御装置１８は、当該電池セルＣｉの個別間隔τｃｉを１時間とする（Ｓ４８）。一方、差分電圧値ΔＶｃｉが第一差分値Δｄｅｆ１以下の場合、制御装置１８は、当該電池セルＣｉに均等化処理は、不要であると判断し、個別間隔τｃｉを５時間とする（Ｓ５０）。
【００３７】
以上の手順で、全ての電池セルＣｉについて、個別間隔τｃｉが算出できれば、次に、複数の個別間隔τｃｉのうち、最小の間隔を特定する。そして、特定された最小の間隔を、監視処理を次回実行するまでの監視間隔τとして設定する（Ｓ５６）。
【００３８】
再び、図５を参照して説明する。監視間隔τが決定できれば、制御装置１８は、当該監視間隔τをタイマ２６にセットしたうえで、スリープ状態に移行する（Ｓ３２）。すなわち、制御装置１８は、タイマ２６や、パワースイッチ１０２の信号受信機能等の一部の機能を除いて、大部分の機能を停止する。そして、制御装置１８は、パワースイッチ１０２がオンされる（Ｓ３４でＹｅｓ）、あるいは、設定された監視間隔τが経過する（Ｓ３６でＹｅｓ）まで、スリープ状態のまま待機する。待機中、パワースイッチ１０２がオンされれば、全ての処理を終了する。また、設定された監視間隔τが経過すれば、タイマ２６は、制御装置１８を再起動させる（Ｓ１０）。そして、再起動した制御装置１８は、同様の処理（Ｓ１２〜Ｓ３２）を繰り返す。
【００３９】
次に、本実施形態の具体例について図７を参照して説明する。図７は、３つの電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉの変化と監視処理の実行タイミングを示すグラフである。この図７において、太実線は、電池セルＣ１の電圧値Ｖｃ１を、一点鎖線は、電池セルＣ２の電圧値Ｖｃ２を、破線は、電池セルＣ３の電圧値Ｖｃ３を示している。また、図７において黒塗りの三角は、監視処理の実行タイミングを示している。
【００４０】
時刻ｔ０において起動した制御装置１８は、各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを取得するとともに、得られた電圧値Ｖｃｉに基づいて基準電圧値Ｖｄｅｆおよび均等化処理の要否を決定する監視処理を実行する。図７の例では、電池セルＣ１の電圧値Ｖｃ１が、基準電圧値Ｖｄｅｆとなる。また、電池セルＣ２，Ｃ３の差分電圧値ΔＶｃ２，ΔＶｃ３は、いずれも、第一差分値Δｄｅｆ１を超えているため、電池セルＣ２，Ｃ３については、均等化処理が必要であると判断できる。この場合、制御装置１８は、ＩＣ３２に電池セルＣ２，Ｃ３に対応するスイッチング素子ＳＷのオンを指示する。以上の監視処理が終了すれば、続いて、制御装置１８は、監視処理を次回実行するまでの監視間隔τを設定する。図７の例では、時刻ｔ０において電池セルＣ２，Ｃ３の差分電圧値ΔＶｃ２，ΔＶｃ３は、いずれも、第二差分値Δｄｅｆ２を超えているため、電池セルＣ２，Ｃ３の個別間隔τｃ２，τｃ３は、２時間となる。また、電池セルＣ１の差分電圧値ΔＶｃ１は、ゼロであるため、電池セルＣ１の個別間隔τｃ１は、５時間となる。制御装置１８は、これら個別間隔τｃｉのうち最小の値である２時間を、監視間隔τとして決定する。監視間隔τが決定できれば、制御装置１８は、当該監視間隔τをタイマ２６にセットしたうえで、スリープ状態に移行する。
【００４１】
制御装置１８がスリープ状態に移行した後も、電池セルＣ２，Ｃ３の放電は継続されるため、電池セルＣ２，Ｃ３の電圧値Ｖｃ２，Ｖｃ３は、急激に低下する。そして、監視間隔τ（２時間）が経過して、時刻ｔ２になれば、制御装置１８は、再起動する。再起動した制御装置１８は、再び、ＩＣ３２に指示を出力し、各電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉを取得する。そして、得られた電圧値Ｖｃｉに基づいて、基準電圧値Ｖｄｅｆと均等化処理の要否を決定する。図７の例では、時刻ｔ２においても、電池セルＣ１の電圧値Ｖｃ１が最小であるため、電圧値Ｖｃ１が基準電圧値Ｖｄｅｆとなる。また、電池セルＣ２の差分電圧値ΔＶｃ２は、第一差分値Δｄｅｆ１より小さいため、電池セルＣ２の均等化処理は、停止する。一方、電池セルＣ３の差分電圧値ΔＶｃ３は、第一差分値Δｄｅｆ１より大きいため、電池セルＣ３の均等化処理は継続する。こうした監視処理が終了すれば、制御装置１８は、続いて、監視間隔τを算出する。時刻ｔ２において、電池セルＣ１，Ｃ２の差分電圧値ΔＶｃ１，ΔＶｃ２は、いずれも、第一差分値Δｄｅｆ１より小さいため、電池セルＣ１，Ｃ２の個別間隔τｃ１，τｃ２は、５時間となる。一方、電池セルＣ３の差分電圧値ΔＶｃ３は、第一差分値Δｄｅｆ１超過かつ第二差分値Δｄｅｆ２未満であるため、電池セルＣ３の個別間隔τｃ３は、１時間となる。制御装置１８は、これらの個別間隔τｃｉのうち、最小の値である１時間を監視間隔τとしてタイマ２６にセットしたうえで、スリープする。
【００４２】
監視間隔τ（１時間）が経過した時刻ｔ３になれば、制御装置１８は、再度、起動し、監視処理を実行する。時刻ｔ３において、全ての電池セルＣｉの差分電圧値ΔＶｃｉが、第一差分値Δｄｅｆ１未満となったため、制御装置１８は、全ての電池セルＣｉの均等化処理を停止する。また、この場合、電池セルＣｉの個別間隔τｃｉは、すべて、５時間となる。したがって、この場合、制御装置１８は、監視間隔τとして５時間をタイマ２６にセットしたうえで、スリープする。
【００４３】
時刻ｔ３〜時刻ｔ８までの５時間の間、制御装置１８はスリープし続けるため、電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉは、測定されない。しかし、この５時間の間、電池セルＣｉは、均等化処理が実施されないため、電圧値Ｖｃｉは、大きく変化することはないため、電圧測定されなくても、大きな問題は生じない。
【００４４】
監視間隔τ（５時間）が経過した時刻ｔ８において、制御装置１８は、再起動すると、監視処理を実行する。図７の例では、電池セルＣｉごとの自己放電量のバラツキにより、時刻ｔ８における電池セルＣ２の差分電圧値ΔＶｃ２が第一差分値Δｄｅｆ１を超えている。この場合、監視処理は、電池セルＣ２の均等化処理を実施する。また、この場合、個別間隔τｃｉは、電池セルＣ１，Ｃ３では、５時間、電池セルＣ２では、１時間となるため、監視間隔τは、１時間となる。制御装置１８は、この監視間隔τをタイマ２６にセットしたうえで、スリープする。以降、パワースイッチ１０２がオンになるまで、同様の手順を繰り返す。
【００４５】
なお、図８は、従来技術における電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉの変化と監視処理の実行タイミングを示すグラフである。この図８において、太実線は、電池セルＣ１の電圧値Ｖｃ１を、一点鎖線は、電池セルＣ２の電圧値Ｖｃ２を、破線は、電池セルＣ３の電圧値Ｖｃ３を示している。また、図８において黒塗りの三角は、監視処理の実行タイミングを示している。既述した通り、従来技術では、電池セルＣｉの電圧値Ｖｃｉに関係なく、一定時間ごと（図８の例では１時間ごと）に、監視処理を実行していた。その結果、均等化処理を行っていない時刻ｔ３〜ｔ８においても、何度も監視処理を実行することになる。その結果、制御装置１８の消費電力が増加していた。
【００４６】
この図８と図７を比較することで明らかな通り、本実施形態では、従来技術と比べて、監視処理の頻度を大幅に低減でき、ひいては、制御装置１８の消費電力を大幅に低減できる。これは、メインバッテリ１２を構成する複数の電池セルＣｉの状態（差分電圧値ΔＶｃｉ）に応じて、監視処理を次回実行するまでの間隔を決定しているためである。
【００４７】
なお、これまで説明した構成は一例であり、制御装置１８が、監視処理の後に、少なくとも差分電圧値ΔＶｃｉに基づいて、各電池要素ごとに電圧値Ｖｃｉの取得が次に必要になるまでの個別間隔τｃｉを算出するとともに、個別間隔τｃｉのうち最小の間隔を、監視処理を次回行うまでの監視間隔τとして設定するのであれば、その他の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、本実施形態では、監視処理を断続的にスリープさせているが、必ずしもスリープさせなくてもよい。監視処理をスリープさせなくても、比較的大きな電力を消費する監視処理の頻度を低減できれば、制御装置１８の消費電力という効果は十分に得られる。
【００４８】
また、個別間隔τｃｉは、差分電圧値ΔＶｃｉに応じて決定されるのであれば、その具体的な数値や算出ルール等は、適宜、変更されてもよい。例えば、個別間隔τｃｉは、差分電圧値ΔＶｃｉに応じて連続的に変化する値でもよい。この場合、個別間隔τｃｉは、差分電圧値ΔＶｃｉを変数とする数式に基づいて決定されるようにしてもよい。また、個別間隔τｃｉと差分電圧値ΔＶｃｉとの相関を示すマップを予め記憶しておき、当該マップに基づいて個別間隔τｃｉを決定するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、差分電圧値ΔＶｃｉのみに基づいて個別間隔τｃｉを決定しているが、個別間隔τｃｉは、差分電圧値ΔＶｃｉに加え、さらに、他のパラメータ、例えば、電池温度や、電池セルの劣化度等も考慮して、決定するようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施形態の均等化回路３４は、電池セルＣｉ間の電圧値Ｖｃｉを均等化させる回路であったが、かかる回路に替えて、または、加えて、電池ブロック間の電圧値Ｖｃｉを均等化させる均等化回路３４を設けてもよい。すなわち、複数の電池セルＣｉを直列または並列に接続して一つの電池ブロックを構成し、さらに、こうした電池ブロックを複数接続して一つのメインバッテリ１２を構成することがある。かかるメインバッテリ１２の場合、電池ブロックの電圧値Ｖｃｉの均等化も要求されることがある。そこで、この場合には、電池ブロックごとにも均等化回路３４を設け、電池ブロックごとの電圧値Ｖｃｉを均等化するようにしてもよい。この場合、電池ブロックごとにも個別間隔τｃｉを算出し、最小の個別間隔τｃｉを監視間隔τとして設定することが望ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１０  車両用電源装置、１２  メインバッテリ、１４  システムメインリレー、１６  監視ユニット、１８  制御装置、２０  補機バッテリ、２２  ＣＰＵ、２４  メモリ、２６  タイマ、３４  均等化回路、１００  負荷、１０２  パワースイッチ、Ｃｉ  電池セル、Ｄ  ツェナーダイオード、Ｌｖ  電圧検出ライン、Ｒ１，Ｒ２  抵抗素子、ＳＷ  スイッチング素子、Ｖｃｉ  電圧値、Ｖｄｅｆ  基準電圧値、ΔＶｃｉ  差分電圧値、Δｄｅｆ１  第一差分値、Δｄｅｆ２  第二差分値、τ  監視間隔、τｃｉ  個別間隔。
【図１】
2017131077.tif 000003
【図２】
2017131077.tif 000004
【図３】
2017131077.tif 000005
【図４】
2017131077.tif 000006
【図５】
2017131077.tif 000007
【図６】
2017131077.tif 000008
【図７】
2017131077.tif 000009
【図８】
2017131077.tif 000010