(57)【要約】  本発明に係るバッテリーパックのヒーターの制御システムとその方法は、各バッテリーパックに構成されるヒーターのヒーティングの動作時に生じるバッテリーパック及びその内部に含まれたセル間の温度バラツキに応じて、それぞれのヒーターをそれぞれ別々に制御して、バッテリーパック及びその内部のバッテリーセルが均一な温度状態にヒーティングされるようにするシステム及びその方法に関する。
2020517082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御するシステムにおいて、
一つのマスターパックと、少なくとも二つ以上のスレーブパックと、から構成される複数のバッテリーパックを備えてなり、
前記マスターパックは、
複数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイと、当該第１及び第２のセルアレイの間に構成されて当該第１及び第２のセルアレイをヒーティングするヒーターと、を備えてなる少なくとも二つ以上のヒーティンググループと、
前記スレーブパックとの通信接続を行うマスター通信部と、
前記マスター通信部を介して各スレーブパックから伝送された温度データに基づいて、スレーブパックのヒーター動作有無を判断して、判断結果に応じたスレーブパックのヒーターの動作制御信号を当該スレーブパックに引き渡す動作判断部と、
を備えてなり、
前記スレーブパックは、
複数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイと、当該第１及び第２のセルアレイの間に構成されて当該第１及び第２のセルアレイをヒーティングするヒーターと、から構成される少なくとも二つ以上のヒーティンググループと、
前記マスターパックとの通信接続を行うスレーブ通信部と、
一定の周期おきに第１及び第２のセルアレイの温度を測定することに基づいて、スレーブパックのヒーター動作有無の判断のための温度データを算出する温度データ算出部と、
前記マスターパックから引き渡されたヒーターの動作制御信号に応じて、各ヒーターの動作を制御する第１のヒーター動作制御部と、
を備えてなる、ヒーターの制御システム。
【請求項２】
各ヒーティンググループのヒーターの個別ごとにヒーターの動作電源の印加のための動作電源スイッチが配備されており、
前記第１のヒーター動作制御部は、マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、動作電源スイッチのオン／オフをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載のヒーターの制御システム。
【請求項３】
前記温度データ算出部は、
前記第１及び第２のセルアレイの温度を測定するセルアレイ温度測定部と、
測定された第１及び第２のセルアレイの温度値を用いて、ヒーティンググループの温度データを算出するヒーティンググループ温度データ算出部と、
算出されたヒーティンググループの温度データを用いて、スレーブパックのパック温度データを算出するパック温度データ算出部と、
を備えてなり、
算出されたヒーティンググループ温度データ及びパック温度データは、前記スレーブ通信部を介してマスターパックに伝送されることを特徴とする請求項２に記載のヒーターの制御システム。
【請求項４】
前記動作判断部は、
各スレーブパックから伝送されたヒーティンググループ温度データ及びパック温度データをスレーブパック別に保存する保存部と、
前記保存部に保存された各スレーブパックのパック温度データのうち、最大のパック温度データと最小のパック温度データを取り出して、温度バラツキを算出するパック温度バラツキ算出部と、
前記保存部に保存された各スレーブパックのヒーティンググループ温度データから、当該スレーブパックのヒーティンググループ温度データのうち、最大のヒーティンググループ温度データと最小のヒーティンググループ温度データを取り出して、温度バラツキを算出するヒーティンググループ温度バラツキ算出部と、
算出されたパック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較して、超える場合に最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーターのヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡す第１の判断部と、
算出された各スレーブパックのヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えるか否かをそれぞれ比較して、超える場合に当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーターのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡す第２の判断部と、
を備えてなることを特徴とする請求項３に記載のヒーターの制御システム。
【請求項５】
前記第１のヒーター動作制御部は、
前記マスターパックから引き渡された第１の動作中止信号を受け取れば、パック内に含まれる全てのヒーターの動作電源スイッチをオフにし、
前記マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合、相当するヒーティンググループのヒーターの動作電源スイッチをオフにすることを特徴とする請求項４に記載のヒーターの制御システム。
【請求項６】
前記スレーブパックは、
各ヒーターの温度を測定するヒーター温度測定部と、
測定された各ヒーターの温度値と所定の第３及び第４の基準値とを比較して、比較結果に応じて、当該ヒーターの動作を制御する第２のヒーター動作制御部と、をさらに備えてなり、
前記第２のヒーター動作制御部は、
測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合、当該ヒーターの動作電源スイッチをオンにし、
測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合、当該ヒーターの動作電源スイッチをオフにすることを特徴とする請求項５に記載のヒーターの制御システム。
【請求項７】
並列に接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御する方法において、
外部の充電装置との接続を通じてヒーター動作電源を印加してヒーティング動作を開始するヒーティング動作開始ステップと、
スレーブパックにおいて、
一定の周期おきに第１及び第２のセルアレイの温度を測定することに基づいて、当該スレーブパックの温度データを算出する温度データ算出ステップと、
算出された温度データをマスターパックに伝送する温度データ伝送ステップと、
マスターパックにおいて、
少なくとも二つ以上のスレーブパックから伝送された温度データをスレーブパック別に保存する温度データ保存ステップと、
保存された温度データに基づいて、各スレーブパックのヒーター動作有無を判断し、判断結果に応じたヒーターの動作制御信号を当該スレーブパックに引き渡すスレーブパックヒーター動作判断ステップと、
スレーブパックにおいて、
前記マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、各ヒーターの動作をそれぞれ別々に制御する第１のヒーター動作制御ステップと、
を含んでなるヒーターの制御方法。
【請求項８】
前記温度データ算出ステップは、
スレーブパック内に含まれる少なくとも二つ以上のヒーティンググループのそれぞれの第１及び第２のセルアレイの温度を測定するセルアレイ温度測定ステップと、
測定された第１及び第２のセルアレイを用いて、当該ヒーティンググループの温度データを算出するヒーティンググループ温度データ算出ステップと、
算出されたヒーティンググループ温度データを用いて、当該スレーブパックのパック温度データを算出するパック温度データ算出ステップと、
を含んでなることを特徴とする請求項７に記載のヒーターの制御方法。
【請求項９】
前記スレーブパックヒーター動作判断ステップは、
保存されたスレーブパック別の温度データのパック温度データのうち、最大のパック温度データと最小のパック温度データを取り出し、温度バラツキを算出するパック温度バラツキ算出ステップと、
算出されたパック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較して、超える場合に最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡す第１の判断ステップと、
保存されたスレーブパック別の温度データのヒーティンググループ温度データから、各スレーブパック別に最大のヒーティンググループ温度データと最小のヒーティンググループ温度データを取り出し、温度バラツキを算出するヒーティンググループ温度バラツキ算出ステップと、
算出されたヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えるか否かをそれぞれ比較して、超える場合に当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡す第２の判断ステップと、
を含んでなることを特徴とする請求項８に記載のヒーターの制御方法。
【請求項１０】
前記第１のヒーター動作制御ステップは、
前記マスターパックから引き渡された第１の動作中止信号を受け取った場合、パック内に含まれる全てのヒーターの動作をオフにし、
前記マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合、相当するヒーティンググループのヒーターの動作をオフにすることを特徴とする請求項９に記載のヒーターの制御方法。
【請求項１１】
前記スレーブパックにおいて、
パック内に含まれる各ヒーターの温度を測定するヒーター温度測定ステップと、
測定された各ヒーターの温度値と所定の第３及び第４の基準値とを比較し、比較結果に応じて、各ヒーターの動作を制御する第２のヒーター動作制御ステップと、
をさらに含んでなり、
測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合、当該ヒーターの動作をオンにし、測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合、当該ヒーターの動作をオフにすることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載のヒーターの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックのヒーターの制御システムとその方法に係り、より具体的には、並列接続されたバッテリーパックの構造において各ヒーターをそれぞれ別々に制御して、接続されたバッテリーパック間の温度バラツキ（温度ムラ）を調節するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーは、製品群に応じた適用が容易であり、優れた保存性及び高いエネルギー密度などの特性を有している。また、化石燃料の使用を低減させることができるという一次的な長所があるだけではなく、エネルギーの使用に伴う副産物が生じないという点で、環境に優しく、エネルギー効率性の向上のためのエネルギー供給源として注目を集めている。
【０００３】
バッテリーは、充電して使用可能であるというメリットを有していることから、携帯電話、ノート型パソコンなどの携帯用機器をはじめとして、電気車両及びエネルギー貯蔵システムなどに普遍的に応用され、各種多様な産業の基盤となるとともに、日常生活に便宜性を与えている。
【０００４】
一方、バッテリーは、低温状態で充電されるときにバッテリーの寿命に大きな影響を受けてしまうため、ヒーターを構成して低温状態のバッテリーを充電可能な温度の状態に上げる作業が行われる。
【０００５】
しかしながら、多数のバッテリーパックが並列に接続された構造である場合は、その構造的な特性からみて、中央部側に位置しているバッテリーパックよりも、最外郭に位置しているバッテリーパックの方において、比較的に熱の発散が盛んに行われる。したがって、たとえ並列接続された全てのバッテリーパックに同様にヒーターを動作させたとしても、バッテリーパック間の温度バラツキが生じてしまう。
【０００６】
このようなバッテリーパック間の温度バラツキは、バッテリーパックを構成するセル間の電圧状態のバランスを崩してしまう虞があり、これにより、セルの寿命が不釣り合い（アンバランス）状態になってしまうという問題が招かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決するために案出されたものであり、ヒーターの動作時に生じる温度バラツキに応じてヒーターをそれぞれ別々に制御して、バッテリーパックが均一な温度状態にヒーティングされるようにするシステムとその方法を提供することを目的としている。
【０００８】
また、バッテリーパックの内部に含まれるそれぞれのヒーターをそれぞれ別々に制御することにより、バッテリーパック間の温度バラツキだけではなく、その内部に含まれるセル間の温度バラツキをも制御することができて、バッテリーパックを成す内部の構成要素もまた均一な温度状態にヒーティングされるようにするシステムとその方法を提供することを別の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的を達成するための、並列接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御するシステムは、並列接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御するシステムにおいて、一つのマスターパック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）と、少なくとも二つ以上のスレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）と、から構成される複数のバッテリーパックを備えてなり、前記マスターパックは、多数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイと、これらの間に構成されて第１及び第２のセルアレイをヒーティングするヒーターと、を備えてなる少なくとも二つ以上のヒーティンググループと、前記スレーブパックとの通信接続を行うマスター通信部と、前記マスター通信部を介してそれぞれのスレーブパックから伝送された温度データに基づいて、スレーブパックのヒーター動作有無を判断して、その判断結果に応じたスレーブパックのヒーターの動作制御信号を当該スレーブパックに引き渡す動作判断部と、を備えてなり、前記スレーブパックは、多数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイと、これらの間に構成されて第１及び第２のセルアレイをヒーティングするヒーターと、から構成される少なくとも二つ以上のヒーティンググループと、前記マスターパックとの通信接続を行うスレーブ通信部と、一定の周期おきに第１及び第２のセルアレイの温度を測定し、これに基づいて、スレーブパックのヒーター動作有無の判断のための温度データを算出する温度データ算出部と、前記マスターパックから引き渡されたヒーターの動作制御信号に応じて、それぞれのヒーターの動作をそれぞれ別々に制御する第１のヒーター動作制御部と、を備えてなる。
【００１０】
一方、それぞれのヒーティンググループのヒーターの個別ごとにヒーターの動作電源の印加のための動作電源スイッチが配備されており、前記第１のヒーター動作制御部は、マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、動作電源スイッチのオン／オフをそれぞれ制御することを特徴とする。
【００１１】
一方、前記温度データ算出部は、前記第１及び第２のセルアレイの温度を測定するセルアレイ温度測定部と、前記測定された第１及び第２のセルアレイの温度値を用いて、当該ヒーティンググループの温度データを算出するヒーティンググループ温度データ算出部と、前記算出されたヒーティンググループの温度データを用いて、当該スレーブパックのパック温度データを算出するパック温度データ算出部と、を備えてなり、前記算出されたヒーティンググループ温度データ及びパック温度データは、前記スレーブ通信部を介してマスターパックに伝送することを特徴とする。
【００１２】
一方、前記ヒーター動作判断部は、それぞれのスレーブパックから伝送されたヒーティンググループ温度データ及びパック温度データをスレーブパック別に保存する保存部と、前記保存部に保存されたそれぞれのスレーブパックのパック温度データのうち、最大のパック温度データと最小のパック温度データを取り出して、その温度バラツキを算出するパック温度バラツキ算出部と、前記保存部に保存された各スレーブパックのヒーティンググループ温度データから、当該スレーブパックのヒーティンググループ温度データのうち、最大のヒーティンググループ温度データと最小のヒーティンググループ温度データを取り出して、その温度バラツキを算出するヒーティンググループ温度バラツキ算出部と、前記算出されたパック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較して、超える場合に最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーターのヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡す第１の判断部と、前記算出された各スレーブパックのヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えるか否かをそれぞれ比較して、超える場合に当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーターのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡す第２の判断部と、を備えてなることを特徴とする。
【００１３】
このため、前記第１のヒーター動作制御部は、前記マスターパックから引き渡された第１の動作中止信号を受け取れば、パック内に含まれる全ての動作電源スイッチをオフにし、前記マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合、それに相当するヒーティンググループのヒーターの動作電源スイッチをオフにすることを特徴とする。
【００１４】
また、前記スレーブパックは、それぞれのヒーターの温度を測定するヒーター温度測定部と、前記測定された各ヒーターの温度値と所定の第３及び第４の基準値とを比較して、その比較結果に応じて、当該ヒーターの動作を制御する第２のヒーター動作制御部と、をさらに備えてなり、前記第２のヒーター動作制御部は、前記測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合、当該ヒーターの動作電源スイッチをオンにし、前記測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合、当該ヒーターの動作電源スイッチをオフにすることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る並列に接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御する方法は、外部の充電装置との接続を通じてヒーター動作電源を印加されてヒーティング動作を開始するヒーティング動作開始ステップと、スレーブパックにおいて、一定の周期おきに第１及び第２のセルアレイの温度を測定し、これに基づいて、当該スレーブパックの温度データを算出する温度データ算出ステップと、前記算出された温度データをマスターパックに伝送する温度データ伝送ステップと、を含んで動作し、マスターパックにおいて、少なくとも二つ以上のスレーブパックから伝送された温度データをスレーブパック別に保存する温度データ保存ステップと、前記保存された温度データに基づいて、各スレーブパックのヒーター動作有無を判断し、その判断結果に応じたヒーターの動作制御信号を当該スレーブパックに引き渡すスレーブパックヒーター動作判断ステップと、を含んで動作し、スレーブパックにおいて、前記マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、それぞれのヒーターの動作をそれぞれ別々に制御する第１のヒーター動作制御ステップと、を含んでなる。
【００１６】
ここで、前記温度データ算出ステップは、スレーブパック内に含まれる少なくとも二つ以上のヒーティンググループのそれぞれの第１及び第２のセルアレイの温度を測定するセルアレイ温度測定ステップと、前記測定された第１及び第２のセルアレイを用いて、当該ヒーティンググループの温度データを算出するヒーティンググループ温度データ算出ステップと、前記算出されたヒーティンググループ温度データを用いて、当該スレーブパックのパック温度データを算出するパック温度データ算出ステップと、を含んでなる。
【００１７】
一方、前記スレーブパックのヒーター動作判断ステップは、前記保存されたスレーブパック別の温度データのパック温度データのうち、最大のパック温度データと最小のパック温度データを取り出し、その温度バラツキを算出するパック温度バラツキ算出ステップと、前記算出されたパック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較して、超える場合に最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡す第１の判断ステップと、前記保存されたスレーブパック別の温度データのヒーティンググループ温度データから、各スレーブパック別に最大のヒーティンググループ温度データと最小のヒーティンググループ温度データを取り出し、その温度バラツキを算出するヒーティンググループ温度バラツキ算出ステップと、前記算出されたヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えるか否かをそれぞれ比較して、超える場合に当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡す第２の判断ステップと、を含んでなることを特徴とする。
【００１８】
これにより、前記ヒーター動作制御ステップは、前記マスターパックから引き渡された第１の動作中止信号を受け取った場合、パック内に含まれる全てのヒーターの動作をオフにし、前記マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合は、それに相当するヒーティンググループのヒーターの動作をオフにすることを特徴とする。
【００１９】
一方、前記スレーブパックにおいて、パック内に含まれるそれぞれのヒーターの温度を測定するヒーター温度測定ステップと、前記測定された各ヒーターの温度値と所定の第３及び第４の基準値とを比較し、その比較結果に応じて、各ヒーターの動作を制御する第２のヒーター動作制御ステップと、をさらに動作させ、前記測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合、当該ヒーターの動作をオンにし、前記測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合、当該ヒーターの動作をオフにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、並列に接続されたバッテリーパックの構造において、一つのパックの内部に構成される各ヒーターをそれぞれ別々に制御することにより、バッテリーパック間に生じる温度バラツキだけではなく、バッテリーパックの内部に生じる温度バラツキをも管理することができて、全体的に均一な温度状態にヒーティングすることができる。
【００２１】
これにより、温度バラツキによるセルの電圧及び寿命の不釣合いの問題を防止することができて、向上した効率性を有するバッテリーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るバッテリーパックの内部構造を簡略に示すブロック図である。
【図２】本発明に係る並列接続されたバッテリーパックの構造を簡略に示すブロック図である。
【図３】本発明に係るマスターパックとスレーブパックの各システム構成を簡略に示すブロック図である。
【図４】マスターパックとスレーブパックの区分の実施形態１を示す図である。
【図５】マスターパックとスレーブパックの区分の実施形態２を示す図である。
【図６】本発明に係る並列接続されたバッテリーパック構造におけるヒーティング動作時の温度バラツキを調節する方法を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化される。なお、図中、本発明を明確に説明するために、説明とは無関係な部分は省略し、明細書の全般に亘って、類似の部分には類似の図面符号を付している。
【００２４】
また、「第１の」、「第２の」など序数を含む言い回しは、様々な構成要素を説明するうえで使用可能であるが、前記構成要素は、前記言い回しによって何等限定されない。前記言い回しは、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でしか使えない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないつつも、第１の構成要素は第２の構成要素と命名されてもよく、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素と命名されてもよい。本出願において用いた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。
【００２５】
明細書の全般に亘って、ある部分が他の部分と「接続」されているとか、「接続」されているとか、と言及された場合、前記ある部分が前記他の部分に直接的に接続されたり接続されたりする場合だけではなく、これらの間に他の素子を間に挟んで電気的に接続されたり接続されたりする場合も含む。なお、ある部分がある構成要素を「備える」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を除外するわけではなく、他の構成要素をさらに備えていてもよいことを意味する。本願の明細書の全般に亘って用いられる度合いの言い回しである「〜するステップ」又は「〜のステップ」は、「〜のためのステップ」を意味するものではない。
【００２６】
本発明において用いられる用語としては、本発明における機能を考慮したうえで、できる限り現在汎用されている通常の用語を選択したが、これは、当分野に携わっている技術者の意図又は判例、新たな技術の出現などに応じて異なる。なお、特定の場合、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、対応する発明の説明の部分において詳しくその意味を記載する。したがって、本発明において用いられる用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘たっての内容に基づいて定義されるべきである。
【００２７】
１．本発明のシステム及び方法の概要
１．１．マスターパック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）１００
本発明に係るヒーターの制御システム及び方法は、少なくとも二つ以上の並列に接続されたバッテリーパックを対象とする。
【００２８】
バッテリーパックの並列接続構造においては、一つのバッテリーパックをマスターパック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）として設定して、前記マスターパックに並列に接続された後述する多数のスレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）から状態情報を受け取って、これに基づいて、それぞれのスレーブパックに制御指令を引き渡してスレーブパックの動作を制御する役割を果たす。
【００２９】
このとき、前記マスターパックは、上述したマスターパックの役割を果たすとともに、スレーブパックでもあるため、マスターパックもまた、自分の状態情報に基づいて自分の動作を制御する。
【００３０】
すなわち、マスターパックは、マスターパックであるとともに、スレーブパックであるあるため、マスターパックの役割を果たすとともに、スレーブパックの役割を果たすものである。
【００３１】
１．２．スレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）２００
スレーブパックは、上述したように、自分の状態情報を算出してマスターパックに引き渡す。ここで、本発明における状態情報は、当該スレーブパックの温度状態を対象とする。
【００３２】
前記マスターパックと並列に接続されたそれぞれのスレーブパックは、自分の温度状態情報をマスターパックに引き渡し、これに基づいて、マスターパックから引き渡される制御指令に従って動作する。
【００３３】
すなわち、並列接続されたバッテリーパックの構造において、物理的な接続に応じてマスターパックとスレーブパックとに区分され、いかなるパックであっても、マスターの役割とスレーブの役割を果たすことができる。
【００３４】
１．３．外部の充電装置
各バッテリーパックに構成されるヒーターは、その動作電源をバッテリーパックではなく、外部の充電装置から印加されて動作する。バッテリーパックがＵＶ（Ｕｎｄｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ）状態であるときに、あるいは、低温状態であるときに、電流が発生すれば、バッテリーパックの寿命を低下させる虞があるため、ヒーターは、バッテリーパックではなく、外部の充電装置から動作電源を供給されてヒーティング動作するように構成される。すなわち、バッテリーパックの各ヒーターは、外部の充電装置と接続された状態でのみ動作可能であり、それぞれのヒーターごとに外部の充電装置の電源がヒーターに印加されることを制御する動作電源スイッチを構成して、各ヒーターのヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができる。これについては、システムの構成を説明する際により詳しく説明する。
【００３５】
２．本発明に係るバッテリーパックの構造
本発明に係るヒーターの制御システム及び方法について説明するに先立って、本発明に適用されるバッテリーパックの内部構造について説明する。
【００３６】
図１を参照すると、本発明に係るバッテリーパック１０は、その内部に並列に接続された四つのヒーター２６が構成され、それぞれの一つのヒーターの上部及び下部にそれぞれセルアレイ２２、２４が接続されているような構造である。すなわち、二つのセルアレイが一つのヒーターを共有するような構造であって、二つのセルアレイの間にヒーターが位置して各セルアレイをヒーティングする構造となっている。なお、各バッテリーパックには、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）が構成される。
【００３７】
また、本発明においては、一つのヒーター２６と、そのヒーターを共有する二つのセルアレイ２２、２４と、を備えて、一つのヒーティンググループ２０として設定し、各ヒーターが並列接続構造をなすことにより、ヒーティンググループもまた、並列に接続された構造である。
【００３８】
したがって、図１に示すように、一つのバッテリーパックには四つのヒーティンググループ２０が構成され、これらを管理・制御するバッテリー管理システムを備えてなるのである。
【００３９】
ここで、マスターパック１００とスレーブパック２００とは、同一のバッテリーパック１０であって、その物理的な接続に応じて機能と役割が異なるように設定されるのである。図１は、バッテリーパック１０の内部構造について説明するためのものであり、同図においては、マスターパックとスレーブパックとに区分することなく、一つのバッテリーパックのみを簡略に示している。
【００４０】
本発明は、図１のバッテリーパックが多数に構成されて、図２に示すように、パックの間に並列接続構造をなし、接続されたバッテリーパックを一つのマスターパック１００（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）及び多数のスレーブパック２００（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ  １〜Ｎ）として設定して、ヒーターのヒーティング動作時に生じるパック間及び一つのパック内のヒーティンググループ間の温度バラツキを調節するシステムとその方法に関するものである。
【００４１】
ここで、前記図１には、各バッテリーパックの内部に合計で四つのヒーターと八つのセルアレイが構成されることが示されているが、これに限定されず、システム環境など、場合によって異なってもよい。なお、バッテリーパック間の接続構造もまた、図示の構造に限定されず、並列接続構造の範囲内においてその形態は異なってもよい。
【００４２】
３．本発明に係る並列接続構造におけるバッテリーパックのヒーターの制御システム
本発明に係る並列接続された少なくとも二つ以上のバッテリーパックのヒーターを制御するシステムは、一つのマスターパック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）と、前記マスターパックに並列接続されたスレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）と、から構成される。
【００４３】
各構成要素について説明するに先立って、各バッテリーパックのヒーターは、ヒーティング動作可能な状態、すなわち、外部の充電装置と接続された状態であり、各バッテリーパックが低温状態であって、充電可能な温度状態に上げるヒーティング動作が必要な状態であるという前提の下で各構成要素の動作について説明する。ここで、マスターパックは、並列接続されたスレーブパックの温度状態をモニターリングして、パックの温度状態が、低温状態を判断する基準温度値未満である場合、当該パックが低温状態であると判断することができ、これは公知の技術である。
【００４４】
本発明においては、外部の充電装置と接続された状態でそれぞれのヒーターごとに配備された動作電源スイッチのオン／オフを制御して、ヒーターのヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができる。すなわち、本発明は、ヒーターのヒーティング動作時において、並列接続されたバッテリーパック間及びヒーティンググループ間に生じる温度バラツキを調節するためのものである。
【００４５】
以下、図２及び図３に基づいて、各構成要素について詳しく説明する。
【００４６】
３．１．マスターパック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）１００
ア．ヒーティンググループ１１０
マスターパックは、多数のヒーティンググループ１１０を備えてなる。前記ヒーティンググループは、多数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイ１１２、１１４と、これらの間に構成されるヒーター１１６と、から構成される。すなわち、上述したように、一つのヒーター１１６と、前記一つのヒーターを共有する二つのセルアレイ１１２、１１４とを一つのヒーティンググループ１１０として定義するわけであり、前記ヒーティンググループ１１０は、並列接続構造をなしている。
【００４７】
ここで、図示はしないが、パック内に構成されるそれぞれのヒーター１１６ごとに動作電源スイッチが個別的に配備されている。前記動作電源スイッチは、上述したように、外部の充電装置から供給される動作電源がヒーターに印加されることを制御する構成要素であり、それぞれのヒーターごとに個別的に配備されているため、温度状態に応じて各動作電源スイッチのオン／オフを制御して、各ヒーターのヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができる。
【００４８】
また、ここで、ヒーターは、パッド状であって、前記ヒーターの上下部に第１及び第２のセルアレイをそれぞれ配置してヒーターに動作電源を印加することにより、ヒーターのヒーティング動作により第１及び第２のセルアレイの温度を昇温することができる。
【００４９】
イ．マスター通信部１２０
マスター通信部は、前記マスターパック１００がスレーブパック２００から各温度データを受信し、これに基づく制御指令を引き渡せるようにマスターパックとスレーブパックとの間の通信接続を行う構成要素である。前記マスター通信部１２０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスを用いて通信接続を行ってもよい。
【００５０】
ウ．動作判断部１３０
動作判断部は、前記マスター通信部１２０を介して各スレーブパック２００から受信した温度データに基づいて、当該スレーブパックのヒーター動作有無を判断する構成要素である。
【００５１】
１）保存部
保存部は、マスターパックと並列接続されたそれぞれのスレーブパック２００から受信した温度データをスレーブパック別に保存する構成要素である。前記温度データについては、スレーブパック２００の構成要素について説明するときに詳しく説明するが、ヒーティンググループ温度データ及びパック温度データを意味する。前記保存部は、例えば、各スレーブパックのパック番号（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ  １〜Ｎ）と整合させて当該スレーブパックの温度データを保存することができる。
【００５２】
２）パック温度バラツキ算出部
パック温度バラツキ算出部は、前記保存部に保存された各スレーブパック２００（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ  １〜Ｎ）のパック温度データを用いて、パック間温度バラツキを算出する構成要素である。
【００５３】
その温度バラツキを算出するためには、前記保存部にスレーブパック別に保存されたパック温度データのうち最も大きな温度値を有する温度データである最大のパック温度データを取り出し、最も小さな温度値を有する温度データである最小のパック温度データを取り出す。
【００５４】
したがって、前記最大のパック温度データと最小のパック温度データとの差分値であるパック温度バラツキを算出することができる。並列接続されたバッテリーパック間の温度バラツキを算出することにより、後述する第１の判断部において、これを用いてバッテリーパック間の温度の不釣合い状態を判断することができる。
【００５５】
３）ヒーティンググループ温度バラツキ算出部
ヒーティンググループ温度バラツキ算出部は、前記保存部に保存されたスレーブパック２００の各ヒーティンググループ温度データを用いて、一つのスレーブパック２００内のヒーティンググループ間の温度バラツキを算出する構成要素である。その温度バラツキを算出するためには、前記保存部にスレーブパック別に保存されたヒーティンググループ温度データから、各スレーブパックごとに当該スレーブパックのヒーティンググループ温度データのうち最も大きな温度値を有する温度データである最大のヒーティンググループ温度データと、最も小さな値を有する温度データである最小のヒーティンググループ温度データと、を取り出す。
【００５６】
したがって、最大のヒーティンググループ温度データと、最小のヒーティンググループ温度データとの差分値であるヒーティンググループ温度バラツキを算出することができる。ここで、前記ヒーティンググループ温度バラツキは、それぞれのスレーブパックごとに算出されるものである。よって、後述する第２の判断部において、これを用いて各スレーブパック内のヒーティンググループ間の温度の不釣合い状態を判断することができる。
【００５７】
４）第１の判断部
第１の判断部は、上述したように、パック温度バラツキ算出部において算出されたパック温度バラツキを用いて、パック間の温度の不釣合い状態を判断する構成要素である。
【００５８】
前記第１の判断部は、前記パック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較する。その比較の結果、パック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えた場合は、パック間の温度が不釣合い状態であると判断し、最大のパック温度データに相当するスレーブパックのヒーティング動作を中止させなければならないと判断する。したがって、最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡すことができる。
【００５９】
ここで、前記所定の第１の基準値は、例えば、１℃に設定されてもよい。
【００６０】
５）第２の判断部
第２の判断部は、上述したように、ヒーティンググループ温度バラツキ算出部において算出された各スレーブパック別のヒーティンググループ温度バラツキを用いて、各スレーブパック内のヒーティンググループ間の温度の不釣合い状態を判断する構成要素である。
【００６１】
前記第２の判断部は、前記ヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えるか否かを比較する。その比較の結果、ヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超えた場合は、当該パック内のヒーティンググループ間の温度が不釣合い状態であると判断し、所定の第２の基準値を超えるヒーティンググループ温度バラツキを有する当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡すことができる。
【００６２】
ここで、前記所定の第２の基準値は、例えば、１℃に設定されてもよい。
【００６３】
６）第３の判断部
第３の判断部は、各スレーブパックから引き渡されたセルアレイ間の温度バラツキを用いて、セルアレイ間の温度の不釣合い状態を判断する構成要素である。
【００６４】
各スレーブパックから引き渡された当該パック内に含まれるヒーティンググループを構成する第１及び第２のセルアレイ間の温度バラツキは、一定の基準値の以下の値ではなければならない。仮に、第１及び第２のセルアレイ間の温度バラツキが一定の基準値を超えた場合は、当該パックの設計的な誤り若しくはセルアレイの温度センシングの問題が生じたと判断し、当該バッテリーパックの診断機能を行ってもよい。第３の判断部の判断に応じて、その後にバッテリーパックの診断機能を行うことには公知の技術を利用する。
【００６５】
このとき、前記一定の基準値は、例えば、２℃に設定されてもよい。
【００６６】
７）第４の判断部
第４の判断部は、ヒーティング動作時間が既に設定されたヒーティング動作時間を超えると、スレーブパック内に含まれる全てのヒーターのヒーティング動作を中止させてもよい。ヒーティング動作時間は、各スレーブパックごとにヒーティング動作が始まった時点からの時間をカウントして、カウントされた時間が既に設定されたヒーティング動作時間を超えると、当該スレーブパックの全てのヒーターのヒーティング動作を中止させてもよい。ヒーティング動作を中止させた後、当該スレーブパックのパック温度データが所定の充電可能な温度状態であるか否かを比較して、充電可能な温度状態であれば、充電を行い、充電可能な温度状態ではなければ、既に設定されたヒーティング動作時間の間にヒーターのヒーティング動作を行ったにも拘わらず、充電可能な温度状態に達せなかったため、当該スレーブパックのヒーターに問題があるとか、あるいは、バッテリーパックの外部環境の温度が極低温にあるとか、と判断し、当該スレーブパックの充電を行わないように制御してもよい。これは、当該スレーブパックに全てのヒーターのヒーティング動作を中止させるヒーティング動作終了信号を引き渡すことにより行われてもよい。
【００６７】
ここで、前記既に設定されたヒーティング動作時間は、例えば、３時間に設定してもよいが、これに限定するものではなく、要求条件やヒーターの性能に応じて異なってもよい。
【００６８】
一方、上述したマスター通信部１２０及び動作判断部１３０は、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）の技術構成である。
【００６９】
また、前述したように、マスターパックは、マスターパックの機能を行うとともに、スレーブパックの機能を行うものであり、上述したマスターパックの各構成要素だけではなく、後述するスレーブパックの各構成要素において行う機能をも同時に行う。
【００７０】
すなわち、マスターパックは、並列接続されたスレーブパックの各温度データに基づいて、パック間及び当該パック内のヒーティンググループ間の温度バラツキの調節のために各スレーブパックのヒーターのヒーティング動作を制御するとき、自分の温度データをも含めてパック間及び当該パック内のヒーティンググループ間の温度バラツキを調節するものである。
【００７１】
３．２．スレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）２００
ア．ヒーティンググループ２１０
スレーブパックは、前記マスターパックの内部構造と同様に、多数のヒーティンググループ２１０を備えてなる。前記ヒーティンググループは、多数のセルから構成される第１及び第２のセルアレイ２１２、２１４と、これらの間に構成されるヒーター２１６と、から構成される。すなわち、上述したように、一つのヒーター２１６と、前記一つのヒーターを共有する二つのセルアレイ２１２、２１４と、を一つのヒーティンググループ２１０として定義するわけであり、前記ヒーティンググループ２１０は、並列接続構造をなしている。
【００７２】
ここで、図示はしないが、パック内に構成されるそれぞれのヒーター２１６ごとに動作電源スイッチが個別的に配備されている。前記動作電源スイッチは、上述したように、外部の充電装置から供給される動作電源がヒーターに印加されることを制御する構成要素であって、それぞれのヒーターごとに個別的に配備されているため、温度状態に応じて各動作電源スイッチのオン／オフを制御して、各ヒーターのヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができる。
【００７３】
また、ここでヒーターは、パッド状を呈して、前記ヒーターの上下部に第１及び第２のセルアレイをそれぞれ配置して、ヒーターに動作電源を印加することによりヒーターにより第１及び第２のセルアレイの温度を昇温することができる。
【００７４】
イ．スレーブ通信部２２０
スレーブ通信部は、前記スレーブパック２００が自分の温度データをマスターパック１００に引き渡し、これに基づく引き渡された制御指令が受け取れるようにスレーブパックとマスターパックとの間の通信接続を行う構成要素である。前記スレーブ通信部２２０は、ＣＡＮバスを用いて通信接続を行うことができる。
【００７５】
また、前記スレーブパックは、マスターパックが要請するデータをスレーブ通信部を介して引き渡してもよい。
【００７６】
ウ．温度データ算出部２３０
温度データ算出部２３０は、マスターパックに引き渡すために一定の周期おきにパック内に含まれる第１及び第２のセルアレイ１１２、１１４の温度を測定し、これに基づいて、ヒーターのヒーティング動作有無を判断のための温度データを算出する構成要素である。
【００７７】
１）セルアレイ温度測定部
セルアレイ温度測定部は、パック内に含まれる第１及び第２のセルアレイの温度を測定する構成要素である。それぞれのセルアレイごとに一つの温度センサーを備えて、各セルアレイの温度を測定してもよい。
【００７８】
２）ヒーティンググループ温度データ算出部
ヒーティンググループ温度データ算出部は、前記セルアレイ温度測定部において測定された第１及び第２のセルアレイの温度値を用いて、当該ヒーティンググループの温度データを算出する構成要素である。
【００７９】
前記ヒーティンググループ温度データは、測定された第１及び第２のセルアレイの温度値の平均として算出される。例えば、第１のセルアレイの温度が５℃であり、第２のセルアレイが６℃であれば、前記第１及び第２のセルアレイの当該ヒーティンググループの温度データは、（５＋６）℃／２として算出されるのである。このため、例えば、図１に示すように、一つのスレーブパックに四つのヒーティンググループが構成される場合は、前記ヒーティンググループ温度データ算出部を介して、一つのパック当たりに四つのヒーティンググループ温度データが算出される。すなわち、ヒーティンググループ温度データは、当該ヒーティンググループを代表する温度値であるといえる。
【００８０】
３）パック温度データ算出部
パック温度データ算出部は、前記算出されたヒーティンググループ温度データを用いて、前記算出されたヒーティンググループ温度データに相当するスレーブパックのパック温度データを算出する構成要素である。
【００８１】
前記パック温度データは、一つのパックに含まれるヒーティンググループのヒーティンググループ温度データの平均として算出される。例えば、一つのスレーブパックに四つのヒーティンググループが構成されているため、一つのパック当たりに四つのヒーティンググループ温度データが算出された場合は、（四つのヒーティンググループ温度データを合算した値）／４として算出されるのである。
【００８２】
すなわち、パック温度データは、当該スレーブパックを代表する温度値であるといえ、合計でｎ個のバッテリーパックが並列接続された構造においては、ｎ個のパック温度データが算出されるのである。
【００８３】
このようにして算出されたヒーティンググループ温度データとパック温度データとは、前記スレーブ通信部２２０を介してマスターパックに伝送する。
【００８４】
４）セルアレイ温度バラツキ算出部
セルアレイ温度バラツキ算出部は、前記セルアレイ温度測定部において測定された第１及び第２のセルアレイ間の温度差を算出する構成要素である。これは、一つのヒーター１１６を共有するセルアレイ１１２、１１４間の温度の不釣合い状態を判断するために算出するものであり、算出された第１及び第２のセルアレイ間の温度バラツキは、マスターパックに伝送する。
【００８５】
エ．第１のヒーター動作制御部２４０
第１のヒーター動作制御部は、前記マスターパック１００から引き渡された制御信号に応じて、各ヒーターの動作を制御する構成要素である。
【００８６】
上述したように、それぞれのヒーターには、ヒーター動作がそれぞれ別々に制御できるように個別的に動作電源スイッチが構成されている。したがって、マスターパック１００から引き渡された第１の動作中止信号を受け取った場合は、パック内に含まれる全ての動作電源スイッチをオフにして、当該パックの全体的なヒーティング動作を中止させることができる。
【００８７】
これに対し、マスターパック１００から引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合は、パック内の第２の動作中止信号に相当するヒーティンググループのヒーターに相当する動作電源スイッチをオフにして、当該ヒーティンググループのヒーティング動作を中止させることができる。
【００８８】
このように、第１のヒーター動作制御部は、マスターパックから引き渡された制御信号第１の動作中止信号、第２の動作中止信号に応じて、これに相当するヒーターのオン／オフを制御してヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができて、パック間及びヒーティンググループ間に生じる温度バラツキを調節することができる。
【００８９】
ここで、第１のヒーター動作制御部２４０は、マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取って当該ヒーティンググループのヒーティング動作を中止させた状態で、引き渡された第１の動作中止信号を受け取れば、第２の動作中止信号に基づくヒーティング動作の制御は無視し、第１の動作中止信号に応じて、パック内の全てのヒーターをオフにして、パックの全体的なヒーティング動作を中止させる。
【００９０】
さらに、マスターパックから引き渡されたヒーティング動作終了信号を受け取った場合は、既に設定されたヒーティング動作時間の間にヒーティング動作を行ったにも拘わらず、低温状態のパックが充電可能な温度まで十分に達せなかったため、ヒーターに問題があるとか、あるいは、バッテリーパックの外部環境の温度が極低温にあるとか、と判断してパックの全てのヒーターのヒーティング動作を中止せよとの指令であるため、パックの全てのヒーターをオフにしてヒーティング動作を中止させてもよい。
【００９１】
オ．ヒーター温度測定部２５０／第２のヒーター動作制御部２６０
スレーブパックは、ヒーター温度測定部及び第２のヒーター動作制御部を備えてなる。
【００９２】
前記ヒーター温度測定部において、パック内に含まれるそれぞれのヒーターの温度を測定すれば、前記第２のヒーター動作制御部は、前記測定されたそれぞれのヒーターの温度値と所定の第３及び第４の基準値とを比較することにより、ヒーターのヒーティング動作を制御してもよい。
【００９３】
測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合は、当該ヒーターが適正な温度基準範囲に収まるようにするためにヒーティング動作するように制御する。仮に、当該ヒーターの動作電源スイッチがオフ状態である場合は、再びオンにして当該ヒーターに動作電源が印加されるようにしてヒーティング動作するようにする。
【００９４】
また、測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合は、当該ヒーターが適正な温度基準範囲に収まるようにするためにヒーティング動作を中止させるように制御してもよい。仮に、当該ヒーターの動作電源スイッチがオン状態でヒーティング動作されている場合であれば、当該動作電源スイッチをオフにして動作電源が印加されないようにしてヒーティング動作を中止させる。
【００９５】
前記適正な温度基準範囲とは、所定の第３の基準値及び所定の第４の基準値内の範囲を意味するものであり、これは、例えば、５８℃〜６０℃の範囲に設定されてもよい。
【００９６】
したがって、各スレーブパックは、ヒーター温度測定部及び第２のヒーター動作制御部を介して当該パック内に含まれる各ヒーターが適正な温度基準範囲を保つように制御することができる。
【００９７】
上述した温度データ算出部２３０、第１のヒーター動作制御部２４０、ヒーター温度測定部２５０及び第２のヒーター動作制御部２６０は、スレーブパックに構成されるバッテリー管理システムの細部の構成要素であるといえる。
【００９８】
４．本発明に係る並列接続されたバッテリーパック構造におけるヒーターの制御方法（図６）
本発明に係るバッテリーパックのヒーターを制御する方法について説明する。システムの説明の際に言及したように、各バッテリーパックが低温状態であると判断されて充電可能な温度状態に上げるヒーティング動作が必要な状態であることを前提にして、各動作ステップについて説明する。
【００９９】
＜実施形態１＞
実施形態１は、図４に示すように、並列に接続された複数のバッテリーパックのうちの第１のバッテリーパックをマスターパックとして設定して、ヒーターの動作の際に生じるバッテリーパック間及びヒーティンググループ間の温度バラツキを調節する方法であって、各動作ステップは、次のように構成される。
【０１００】
ア．ヒーティング動作開始ステップ（Ｓ１００）
ヒーティング動作開始ステップは、外部の充電装置と接続された状態であって、それからヒーター動作電源を印加されてヒーティング動作を開始するステップである。前述したように、本発明におけるヒーターは、バッテリーパックではなく、外部の充電装置から印加される電源によりヒーターのヒーティング動作を行うので、外部の充電装置と接続された状態でのみヒーターのヒーティング動作が行われ得る。
【０１０１】
ここで、ヒーティング動作開始ステップの時点からヒーティング動作する時間をカウントするヒーティング動作時間カウントステップ（Ｓ１１０）がさらに含まれてもよい。
【０１０２】
イ．温度データ算出ステップ（Ｓ２００）
これは、スレーブパックにおいて行うステップであって、一定の周期おきに温度データを算出するステップである。前記算出された温度データを、今後、ヒーターのヒーティング動作有無を判断する上で用いる。その細部ステップは、次のように構成される。
【０１０３】
１）セルアレイ温度測定ステップ（Ｓ２１０）
各ヒーティンググループを構成する第１及び第２のセルアレイの温度を測定するステップである。これは、それぞれのセルアレイごとに配備された温度センサーを用いて測定してもよい。
【０１０４】
２）ヒーティンググループ温度データ算出ステップ（Ｓ２２０）
ヒーティンググループ温度データは、前記測定された第１及び第２のセルアレイの温度値の平均として算出する。例えば、第１のセルアレイの温度が５℃であり、第２のセルアレイが６℃であれば、前記第１及び第２のセルアレイの当該ヒーティンググループの温度データは、（５＋６）℃／２として算出されるのである。したがって、例えば、図１に示すように、一つのスレーブパックに四つのヒーティンググループが構成される場合は、前記ヒーティンググループ温度データ算出ステップを介して一つのパック当たりに四つのヒーティンググループ温度データが算出される。すなわち、ヒーティンググループ温度データは、当該ヒーティンググループを代表する温度値であるといえる。
【０１０５】
３）パック温度データ算出ステップ（Ｓ２３０）
パック温度データ算出ステップは、前記算出されたヒーティンググループ温度データを用いて、前記算出されたヒーティンググループ温度データに相当するスレーブパックのパック温度データを算出するステップである。前記パック温度データは、一つのパックに含まれるヒーティンググループのヒーティンググループ温度データの平均として算出する。例えば、一つのスレーブパックに四つのヒーティンググループが構成されているため、一つのパック当たりに四つのヒーティンググループ温度データが算出された場合は、（四つのヒーティンググループ温度データを合算した値）／４として算出されるのである。
【０１０６】
すなわち、パック温度データは、当該スレーブパックを代表する温度値であるといえ、合計でｎ個のバッテリーパックが並列接続された構造においては、ｎ個のパック温度データが算出される。
【０１０７】
４）セルアレイ温度バラツキ算出ステップ（Ｓ２４０）
セルアレイ温度バラツキ算出ステップは、前記セルアレイ温度測定ステップ（Ｓ２１０）において測定された第１及び第２のセルアレイ間の温度差を算出するステップである。これは、一つのヒーター１１６を共有する二つのセルアレイ１１２、１１４間の温度の不釣合い状態を判断するために算出するものである。
【０１０８】
５）ヒーター温度測定ステップ（Ｓ２５０）
スレーブパックは、ヒーター温度測定ステップを用いて、当該パック内に構成されるそれぞれのヒーターの温度を測定する。
【０１０９】
ウ．温度データ伝送ステップ（Ｓ３００）
前記算出されたヒーティンググループ温度データ、パック温度データ及びセルアレイ温度バラツキは、温度データ伝送ステップによりマスターパックに伝送する。これは、マスターパックとスレーブパックとの間のＣＡＮ通信接続により行われてもよい。
【０１１０】
エ．温度データ保存ステップ（Ｓ４００）
これは、マスターパックにおいて行うステップであって、マスターパックと並列接続されたスレーブパックから伝送された温度データ、すなわち、ヒーティンググループ温度データ、パック温度データ及びセルアレイ温度バラツキをスレーブパック別に保存するステップであって、保存部に保存される。
【０１１１】
オ．スレーブパックヒーター動作判断ステップ（Ｓ５００）
スレーブパックヒーター動作判断ステップは、前記保存されたヒーティンググループ温度データ、パック温度データに基づいて、各スレーブパックのヒーター動作有無を判断し、その判断結果に基づくヒーターの動作制御信号を当該スレーブパックに引き渡すステップである。その細部ステップは、次のように構成される。
【０１１２】
１）パック温度バラツキ算出ステップ（Ｓ５１０）
パック温度バラツキ算出ステップは、前記スレーブパック別に保存されたパック温度データを用いて、並列接続されたパック間の温度バラツキを算出するステップである。
【０１１３】
パック間の温度バラツキを算出することは、各スレーブパックのパック温度データのうち、最も大きな値を有する温度データである最大のパック温度データを取り出し、最も小さな値を有する温度データである最小のパック温度データを取り出して、その差分を算出することである。これは、パック温度バラツキ算出部により行われる。
【０１１４】
２）第１の判断ステップ（Ｓ５２０）
第１の判断ステップは、前記算出されたパック温度バラツキを用いて、並列接続されたパック間の温度の不釣合い状態を判断するステップである。同ステップにおいては、前記算出されたパック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えるか否かを比較する。その比較の結果、パック温度バラツキが所定の第１の基準値を超えた場合は、並列接続されたパック間の温度が不釣合い状態であると判断して、その釣り合いを調節するために最大のパック温度データに相当するスレーブパックのヒーティング動作を中止させなければならないと判断する。したがって、前記最大のパック温度データに相当するスレーブパックにヒーティング動作を中止させる第１の動作中止信号を引き渡す。
【０１１５】
ここで、前記所定の第１の基準値は、例えば、１℃に設定されてもよい。
【０１１６】
３）ヒーティンググループ温度バラツキ算出ステップ（Ｓ５３０）
ヒーティンググループ温度バラツキ算出ステップは、前記保存されたスレーブパック別の温度データのヒーティンググループ温度データを用いて、各スレーブパック内のヒーティンググループ間の温度バラツキを算出するステップである。
【０１１７】
ヒーティンググループ温度バラツキを算出することは、各スレーブパック内のヒーティンググループ温度データのうち、最も大きな値を有する温度データである最大のヒーティンググループ温度データと、最も小さな値を有する温度データである最小のヒーティンググループ温度データと、を取り出し、その差分を算出することである。したがって、各スレーブパックごとに一つのヒーティンググループ温度バラツキが算出される。
【０１１８】
４）第２の判断ステップ（Ｓ５４０）
第２の判断ステップは、算出されたスレーブパック別のヒーティンググループ温度バラツキを用いて、当該スレーブパック内のヒーティンググループ間の温度の不釣合い状態を判断するステップである。
【０１１９】
同ステップにおいては、前記算出されたヒーティンググループ温度バラツキと、所定の第２の基準値とを比較して、その比較の結果に応じて、当該スレーブパック内のヒーティンググループのヒーター動作を制御する信号を引き渡してもよい。前記ヒーティンググループ温度バラツキが所定の第２の基準値を超える場合、スレーブパック内に並列接続されたヒーティンググループ間の温度の不釣合い状態であると判断して、当該スレーブパックに最大のヒーティンググループ温度データに相当するヒーティンググループのヒーターのヒーティング動作を中止させる第２の動作中止信号を引き渡す。
【０１２０】
ここで、前記所定の第２の基準値は、例えば、１℃に設定されてもよい。
【０１２１】
５）第３の判断ステップ（Ｓ５５０）
第３の判断ステップは、各スレーブパックから引き渡されたセルアレイ間の温度バラツキを用いて、温度の不釣合い状態を判断するステップである。各スレーブパックから引き渡された当該パック内に含まれるヒーティンググループを構成するセルアレイ間の温度バラツキは、一定の基準値以下の値を有さなければならない。仮に、第１及び第２のセルアレイ間の温度バラツキが一定の基準値を超えた場合は、当該パックの設計的な誤り若しくはセルアレイの温度のセンシングに問題が生じたと判断し、当該バッテリーパックの診断機能を行う診断ステップ（Ｓ５５２）が行われ、前記診断ステップにおいては、公知の技術を利用する。
【０１２２】
ここで、前記一定の基準値は、例えば、２℃に設定されてもよい。
【０１２３】
カ．第１のヒーター動作制御ステップ（Ｓ６００）
第１のヒーター動作制御ステップは、スレーブパックにおいて行うステップであって、前記マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、それぞれのヒーターの動作をそれぞれ別々に制御するステップである。ここで、前記制御信号は、第１の動作中止信号または第２の動作中止信号を意味する。
【０１２４】
マスターパックから引き渡された第１の動作中止信号を受け取った場合は、パック内に含まれる全てのヒーターのヒーティング動作を中止させる。これは、上述したように、それぞれのヒーターごとに個別的に動作電源スイッチが構成されているので、パック内の全てのヒーターの動作電源スイッチをオフにすることにより、パックの全体的なヒーターの動作を中止させることができる。
【０１２５】
したがって、最大のパック温度データを有するパックのヒーティング動作を中止させることにより、最小のパック温度データを有するパックとの温度バラツキが調節可能である。
【０１２６】
これに対し、マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取った場合は、パック内の第２の動作中止信号に相当するヒーティンググループのヒーターの動作電源スイッチをオフにして、当該ヒーティンググループのヒーティング動作を中止させてもよい。したがって、パック内の最大のヒーティンググループ温度データを有するヒーティンググループのヒーティング動作を中止させることにより、当該パック内の最小のヒーティンググループ温度データを有するヒーティンググループ間の温度バラツキが調節可能である。
【０１２７】
このように、マスターパックから引き渡された制御信号に応じて、各ヒーターのヒーティング動作をそれぞれ別々に制御することができて、温度バラツキを効率よく調節することができる。
【０１２８】
ここで、スレーブパックは、マスターパックから引き渡された第２の動作中止信号を受け取って当該ヒーティンググループのヒーティング動作を中止させた状態で、引き渡された第１の動作中止信号を受け取ると、第２の動作中止信号に基づくヒーティング動作制御は無視し、第１の動作中止信号に応じて、パック内の全てのヒーターをオフにしてパックの全体的なヒーティング動作を中止させる。
【０１２９】
キ．第２のヒーター動作制御ステップ（Ｓ７００）
第２のヒーター動作制御ステップは、ヒーター温度測定ステップ（Ｓ２５０）において測定された各ヒーターの温度値を用いて、それぞれのヒーターの温度が適正な温度基準範囲内に保たれるようにヒーターの動作を制御するステップである。
【０１３０】
これは、測定されたヒーターの温度値が所定の第３の基準値未満である場合は、当該ヒーターが適正な温度基準範囲に収まるようにするためにヒーティング動作するように制御する。仮に、当該ヒーターの動作電源スイッチがオフ状態であれば、再びオンにして当該ヒーターに動作電源が印加されるようにしてヒーティング動作するようにするのである。なお、測定されたヒーターの温度値が所定の第４の基準値を超える場合は、当該ヒーターが適正な温度基準範囲内に収まるようにするためにヒーティング動作を中止させるように制御する。仮に、当該ヒーターの動作電源スイッチがオン状態であって、ヒーティング動作されている状態であれば、当該動作電源スイッチをオフにしてヒーターに動作電源が印加されないようにして、ヒーティング動作を中止させるのである。
【０１３１】
前記適正な温度基準範囲とは、所定の第３の基準値及び所定の第４の基準値内の範囲を意味するものであり、これは、例えば、５８℃〜６０℃の範囲に設定されてもよい。
【０１３２】
したがって、このようなステップを用いて、スレーブパック内のそれぞれのヒーターが適正な温度基準範囲内の温度を保つように制御することができる。
【０１３３】
ク．ヒーティング動作終了ステップ（Ｓ８００）
ヒーティング動作終了ステップは、マスターパックにおいて行うステップであって、前記ヒーティング動作開始ステップ（Ｓ１００）においてヒーティング動作開始時点からカウントされたヒーティング動作時間が既に設定されたヒーティング動作時間を超えると、スレーブパック内のヒーターのヒーティング動作を中止させるステップである。ヒーティング動作を中止させた後には、各スレーブパックのパック温度データが所定の充電可能な温度状態であるか否かを比較して、充電可能な温度状態であれば、当該バッテリーパックの充電を行うように制御し、充電可能な温度状態ではなければ、既に設定されたヒーティング動作時間の間にヒーターのヒーティング動作を行ったにも拘わらず、充電可能な温度状態に達せなかったため、当該スレーブパックのヒーターに問題があるとか、あるいは、バッテリーパックの外部環境の温度が極低温にあるとか、と判断し、当該スレーブパックの充電を行わないように制御してもよい。
【０１３４】
ここで、前記既に設定されたヒーティング動作時間は、例えば、３時間であってもよいが、これに限定されることはなく、要求条件やヒーターの性能に応じて異なってもよい。
【０１３５】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２について説明する。上述した本発明の実施形態１においては、図４に示すように、第１のバッテリーパックをマスターパックとして設定して上記のステップＳ１００〜Ｓ８００を用いて、スレーブパックである第２のバッテリーパック〜第Ｎのバッテリーパック間の温度バラツキ及び当該パックのヒーティンググループ間の温度バラツキを調節していた。
【０１３６】
上述したように、並列接続されたバッテリーパックのうち、マスターパック１００（Ｍａｓｔｅｒ  Ｐａｃｋ）とスレーブパック２００（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）とに設定・区分することは、物理的な接続に応じて異なるように設定されてもよい。
【０１３７】
このため、本発明の実施形態２は、実施形態１において、図３に示すように、第１のバッテリーパックをマスターパックとして設定して前記ステップＳ１００〜Ｓ８００の動作を行った後、並列接続されるバッテリーパックのその物理的な接続に応じて第１のバッテリーパックを除く第２のバッテリーパック〜第Ｎのバッテリーパックのうちの一つをマスターパックとして再設定するマスターパック再設定ステップ（Ｓ９００）をさらに含んでいてもよい。
【０１３８】
前記マスターパック再設定ステップ（Ｓ９００）は、図５に示すように、第２のバッテリーパックをマスターパックとして再設定し、これにより、第２のバッテリーパックを除く第１のバッテリーパックと第３のバッテリーパック〜第Ｎのバッテリーパックがスレーブパック（Ｓｌａｖｅ  Ｐａｃｋ）１〜Ｎとなる。
【０１３９】
前記マスターパック再設定ステップ（Ｓ９００）後には、実施形態１と同様に、ステップＳ１００〜Ｓ８００の手続きを行うことにより、第２のバッテリーパックが上述したマスターパックの機能を、第１のバッテリーパックと第３のバッテリーパック〜第Ｎのバッテリーパックがスレーブパックの機能をそれぞれ行うことができる。
【０１４０】
ここで、第２のバッテリーパックをマスターパックとして再設定することに限定するわけではなく、前記マスターパック再設定ステップ（Ｓ９００）は、以前にマスターパックとして設定されていないバッテリーパック、すなわち、スレーブパックのうちのいずれか一つをマスターパックとして設定してもよく、場合によって、以前と同一のバッテリーパックをマスターパックとして設定してもよい。
【０１４１】
このように、並列に接続されたバッテリーパックのうち、マスターパックとスレーブパックとして設定することは、物理的な接続に応じて異なってもよい。
【０１４２】
一方、本発明の技術的思想は、前記実施形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施形態が実施可能であるということが理解できる筈である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  バッテリーパック
２０  ヒーティンググループ
２２  第１のセルアレイ
２４  第２のセルアレイ
２６  ヒーター
１００  マスターパック
１１０  ヒーティンググループ
１１２  第１のセルアレイ
１１４  第２のセルアレイ
１１６  ヒーター
１２０  マスター通信部
１３０  動作判断部
２００  スレーブパック
２１０  ヒーティンググループ
２１２  第１のセルアレイ
２１４  第２のセルアレイ
２１６  ヒーター
２２０  スレーブ通信部
２３０  温度データ算出部
２４０  第１のヒーター動作制御部
２５０  ヒーター温度測定部
２６０  第２のヒーター動作制御部
【図１】
2020517082.tif 000003
【図２】
2020517082.tif 000004
【図３】
2020517082.tif 000005
【図４】
2020517082.tif 000006
【図５】
2020517082.tif 000007
【図６】
2020517082.tif 000008
【国際調査報告】
2020517082.tif 000009
2020517082.tif 000010
2020517082.tif 000011
2020517082.tif 000012