JP2003189490A

JP2003189490A - 蓄電装置の残容量均等化装置

Info

Publication number: JP2003189490A
Application number: JP2001382202A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kinoshita; 直樹木下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリのセルの残容量均等化処理を１２Ｖ
バッテリの残容量を良好な範囲に保ちつつ行うことによ
り、エンジン始動や実車制御システムの始動を円滑に行
う。【解決手段】複数のセル１１，１２を直列に接続され
てなり、走行用モータの駆動電源として用いられるバッ
テリ１と、バッテリ１の各セルに並列に設けられた電流
バイパス回路２０，３０と、各セルの電圧を検出する電
圧センサ１３ａ，１３ｂと、補機用電源として用いられ
る１２Ｖバッテリ５０の電圧を検出する電圧センサ５１
とを備え、バイパス回路制御部１０が、車両が停止した
場合に、１２Ｖバッテリ５０からの電力供給により起動
し、各セルの電圧に応じて電流バイパス回路を作動させ
るとともに、１２Ｖバッテリ５０の電圧又は残容量が所
定値以下の場合には、全てのバイパス回路の作動を停止
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セルが複数個直列
又は直並列に接続された蓄電装置において、各セルの残
容量（ＳＯＣ；State Of Charge）のバラツキを均等化
する蓄電装置の残容量均等化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＥＶ（Electrical Ｖehicle：電気自動
車）又はＨＥＶ（Hybrid Electrical Ｖehicle：ハイブ
リッド車）においては、エネルギーストレージとして、
複数の電池セル（以下、単にセルという）を直列につな
いで高電圧バッテリとして搭載する必要がある。このよ
うなバッテリにおいて、充放電を繰り返して長期間使用
したり放置しておくと、バッテリを構成するセル単体の
充放電効率のバラツキや、セルの置かれる環境温度のバ
ラツキによりバッテリ内で各セルの残容量のバラツキ
（以下、ＳＯＣバラツキという）が発生する。

【０００３】また、バッテリの充放電にあたっては、各
セルの耐久性や安全確保の観点より、ＳＯＣ値（又はセ
ル電圧）の最も高いセルが設定上限ＳＯＣ値（又は上限
セル電圧値）に到達した時点で充電を禁止し、ＳＯＣ値
（又はセル電圧）の最も低いセルが設定下限ＳＯＣ値
（又は下限セル電圧値）に到達した時点で放電を禁止す
る必要がある。従って、各セルにＳＯＣのバラツキが生
じると、実質上、バッテリの使用可能容量が減少するこ
とになる。このため、ＨＥＶにおいては、登坂時にガソ
リンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時
にバッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるア
シスト・回生が不十分となり、実車動力性能や燃費を低
下させることになる。

【０００４】この対応として、各セルのＳＯＣバラツキ
を均等化して、バッテリの使用可能容量を確保する手段
が必要となる。特に、リチウムイオン電池や電気二重層
キャパシタ等のように、過充電領域まで充放電効率が変
化しないようなエネルギーストレージにとっては、均等
化処理を行うための付加システムが必須となる。このよ
うな均等化処理の手法としては、セル毎に、電圧センサ
やバイパス抵抗及びバイパススイッチ（制御トランジス
タ）を備えるバイパス回路などを設定し、バイパススイ
ッチをコントロールする手法（いわゆるバイパス回路方
法）が提案されており、ＨＥＶなどに搭戴され実用化に
至っている。

【０００５】上述したリチウムイオン電池や電気二重層
キャパシタのような大容量のバッテリにおいては、均等
化処理を長時間に渡って確保できる期間、即ち車両のイ
グニッションオフ時にセルの残容量均等化処理を実施す
ることにより、バイパス電流値を小さく設定することが
可能となり、バイパス抵抗発熱を低減させることが可能
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】通常、上記均等化処理
を実施する際に作動する装置、例えば、上述したバイパ
ス回路や、バイパス回路の作動を制御するような車載の
制御装置等への電力供給は、補機用電源である１２Ｖバ
ッテリから供給されている。しかし、１２Ｖバッテリの
残容量を考慮せずに、車両のイグニッションオフ時のよ
うに１２Ｖバッテリの充電が行われない期間において、
上述したような均等化処理を長期間にわたって行ってし
まうと、１２Ｖバッテリが過放電状態となり、ハイブリ
ッド車両における次のエンジンの始動や、実車制御シス
テム（例えば、電気自動車やハイブリッド車両における
１２Ｖバッテリで作動するコンピュータ、他の作動等）
の始動等に支障を来す可能性がある。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、バッテリのセルの残容量均等化処理を１２Ｖバ
ッテリの残容量を良好な範囲に保ちつつ行うことによ
り、エンジン始動や実車制御システムの始動を円滑に行
うことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、複数のセル（セル１１、
１２）を直列に接続されてなり、走行用モータ（走行用
モータ４）の駆動電源として用いられる第１の蓄電装置
（バッテリ１）と、第１の蓄電装置の各セルに並列に設
けられた電流バイパス回路（電流バイパス回路２０、３
０）と、各セルの電圧を検出する第１の電圧検出手段
（電圧センサ１３ａ、１３ｂ）と、補機用電源として用
いられる第２の蓄電装置（１２Ｖバッテリ５０）の電圧
を検出する第２の電圧検出手段（電圧センサ５１）と、
車両が停止した場合に、前記第２の蓄電装置からの電力
供給により起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイ
パス回路を作動させるとともに、前記第２の蓄電装置の
電圧又は残容量が所定値以下の場合には、全ての電流バ
イパス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段
（バイパス回路制御部１０）とを具備する蓄電装置の残
容量均等化装置を提供する。

【０００９】このように、セルの残容量均等化処理が終
了したか否かに拘わらず、１２Ｖバッテリの電圧又は残
容量が所定値以下になった場合には、全ての電流バイパ
ス回路の作動を停止させることにより、１２Ｖバッテリ
の電圧又は残容量を一定値以上に確保することができ、
次の車両の始動時に係る種々の制御を円滑に行うことが
可能となる。また、全ての電流バイパス回路の作動を停
止させた後には、バイパス回路制御手段自らも作動を停
止することにより、１２Ｖバッテリからの電力流出を防
止することが可能となり、より正確に１２Ｖバッテリの
電圧又は残容量を一定値以上に確保することが可能とな
る。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、複数のセ
ル（セル１１，１２）を直列に接続されてなり、走行用
モータ（走行用モータ４）の駆動電源として用いられる
第１の蓄電装置（バッテリ１）と、第１の蓄電装置の各
セルに並列に設けられた電流バイパス回路（電流バイパ
ス回路２０，３０）と、各セルの電圧を検出する第１の
電圧検出手段（電圧センサ１３ａ，１３ｂ）と、補機用
電源として用いられる第２の蓄電装置（１２Ｖバッテリ
５０）の電圧を検出する第２の電圧検出手段（電圧セン
サ５１）と、車両が停止した場合（イグニッションがオ
フした場合）に、前記第２の蓄電装置からの電力供給に
より起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイパス回
路を作動させるとともに、車両停止から所定時間経過後
に、全ての電流バイパス回路の作動を停止させるバイパ
ス回路制御手段（バイパス回路制御部１０）とを具備す
る蓄電装置の残容量均等化装置を提供する。

【００１１】このように、セルの残容量均等化処理が終
了したか否かに拘わらず、車両停止時（イグニッション
オフ時）から所定時間経過後には、強制的に全ての電流
バイパス回路の作動を停止させるため、１２Ｖバッテリ
の電圧又は残容量を一定値以上に確保することができ
る。これにより、車両のシステム始動や、ハイブリッド
車両等のエンジンを搭載している車両においては、イグ
ニッションオン時のエンジン始動を円滑に行うことが可
能となる。また、全ての電流バイパス回路の作動を停止
させた後には、バイパス回路制御手段自らも作動を停止
することにより、以降、１２Ｖバッテリからの電力流出
を防止することが可能となり、より正確に１２Ｖバッテ
リの電圧又は残容量を一定値以上に保つことが可能とな
る。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の蓄電装置の残容量均等化装置において、前記所
定時間は、車両停止時（イグニッションオフ時）におけ
る前記第２の蓄電装置の電圧に基づいて設定されること
を特徴とする。このように、車両停止時（イグニッショ
ンオフ時）における１２Ｖバッテリの電圧又は残容量に
基づいて、電流バイパス回路を作動させる時間、又はバ
イパス回路制御手段が駆動する時間を制限することによ
り、１２Ｖバッテリの電圧又は残容量を、より正確に管
理することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。ここでは、本発明の一実施
形態として本発明の蓄電装置の残容量均等化装置を電気
自動車に適用した場合について説明する。

【００１４】以下、図６を用いて、電気自動車について
概略説明する。図６は、電気自動車の制御系のブロック
を示した図である。同図において、高圧系のバッテリ１
は、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位と
して、更に複数個のモジュールを直列に接続して構成さ
れている。なお、上記セルとしては、リチウムイオン電
池やキャパシタ等が挙げられる。バッテリ１を構成する
各セルには、セル間の残容量を均等化するための電流バ
イパス回路や、各セル電圧を検出するための電圧検出回
路１３が設けられている。電圧検出回路１３によって検
出された各セルの電圧は、バッテリＥＣＵ５へ出力さ
れ、バッテリＥＣＵ５は、これらの電圧値に基づいてセ
ルの残容量を検出し、この検出値に基づいてバッテリ１
の充放電を制御するとともに、このバッテリ１の残容量
を実車ＥＣＵ６へ出力する。

【００１５】走行用モータ４は、三相交流モータであ
り、この走行用モータ４の駆動力は、オートマチックト
ランスミッションあるいはマニュアルトランスミッショ
ンよりなるトランスミッション（図示せず）を介して駆
動輪（図示せず）に伝達される。また、電気自動車の減
速時には、駆動輪から走行用モータ４に駆動力が伝達さ
れ、走行用モータ４は発電機として機能していわゆる回
生制動力を発生し、バッテリ１の充電を行う。なお、走
行用モータ４とは別に、バッテリ１の充電用の発電機を
備える構成としてもよい。

【００１６】走行用モータ４の駆動及び回生は、実車Ｅ
ＣＵ６からの制御指令を受けてインバータ２により行わ
れる。具体的には、インバータ２は、スイッチング素子
が２つ直列接続されたものが３つ並列接続されて構成さ
れており、各スイッチング素子のオンオフ制御信号が実
車ＥＣＵにより出力されることにより、走行モータの駆
動時にはバッテリ１の直流電力を三相交流電力に変換し
て走行用モータ４に供給し、走行用モータ４の回生時に
は、走行用モータ４が発電した三相交流電力を直流電力
に変換してバッテリ１へ供給する。

【００１７】更に、バッテリ１には、降圧器としてのＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ４０を介して補機用電源として用い
られる１２Ｖバッテリ５０が接続されており、車両の走
行時等には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が作動すること
により、１２Ｖバッテリ５０がバッテリ１の電力により
充電される。また、１２Ｖバッテリ５０には、バイパス
回路制御部１０や実車ＥＣＵ６、図示しない補機類（例
えば、車載のエアコンやワイパー等）、オーディオ等の
電気負荷が接続されており、これら各部は、１２Ｖバッ
テリ５０からの電力供給により作動する。

【００１８】次に、本発明の一実施形態に係る蓄電装置
の残容量均等化装置について説明する。図１は、本発明
の一実施形態に係る蓄電装置の残容量均等化装置の内部
構成を示す図である。同図において、符号１は、上述し
たように複数のセルが直列に接続されてなるバッテリで
あり、ここでは、説明の便宜上、２つのセル１１，１２
により構成した例を示している。符号２０，３０はバッ
テリ１を構成するセル１１，１２の各々に並列にそれぞ
れ設けられた電流バイパス回路である。電流バイパス回
路２０，３０は、それぞれスイッチング素子２１，３１
とバイパス抵抗２２，３２とを備えており、スイッチン
グ素子２２，３２がバイパス回路制御部１０によって制
御されることにより、その作動が制御される。

【００１９】バイパス回路制御部１０は、セル電圧が基
準電圧以上となったセルの電流バイパス回路を作動させ
るとともに、所定の条件に基づいて、電流バイパス回路
の作動を停止させる。また、符号１３ａ，１３ｂは所定
のタイミングで、それぞれセル１１，セル１２のセル電
圧を検出し、検出結果をバイパス回路制御部１０へ出力
する電圧センサである。なお、この電圧センサは、図６
に示した電圧検出回路１３に相当するものである。ま
た、符号４１は、バイパス回路制御部１０により、その
作動が制御されるタイマである。

【００２０】また、バッテリ１にはＤＣ／ＤＣコンバー
タ４０を介して１２Ｖバッテリ５０が接続されている。
１２Ｖバッテリ５０は、バイパス回路制御部１０や図示
しない補機類（例えば、車載のエアコンやワイパー
等）、オーディオ等の電気負荷へ電力を供給する。ま
た、符号５１は１２Ｖバッテリ５０の電圧を検出し、バ
イパス回路制御部１０へ通知する電圧センサである。

【００２１】なお、上記バイパス回路制御部１０、タイ
マ４１、並びに１２Ｖバッテリ５０の電圧を検出する電
圧センサ５１は、図６におけるバッテリＥＣＵ５内に設
けられている。

【００２２】次に、上記構成からなる蓄電装置の残容量
均等化装置の動作について図２及び図５を参照して説明
する。

【００２３】図２は、本発明の第１の実施形態に係るバ
イパス回路制御部１０の動作を示すフローチャートであ
る。

【００２４】まず、バイパス回路制御部１０は、イグニ
ッションオフの信号を受信すると、バッテリ１の各セル
の電圧が安定するまでの一定期間、作動を停止し（ステ
ップＳＰ１）、その後、１２Ｖバッテリ５０の電力供給
を受けて起動する（ステップＳＰ２）。続いて、バイパ
ス回路制御部１０は、バッテリ１を構成する各セル１
１，１２に対応して設けられている電流バイパス回路２
０，３０に対してバイパススイッチ２１，３１をオフす
る旨の制御信号を出力する（ステップＳＰ３）。これに
より、電流バイパス回路２０，３０の作動が停止状態と
なる。

【００２５】続いて、バイパス回路制御部１０は電圧セ
ンサ５１から通知される１２Ｖバッテリ５０の電圧を確
認し（ステップＳＰ４）、この電圧値が予め設定されて
いる所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳＰ
５）。この結果、バッテリ電圧が所定値以上であれば、
続いて、バイパス回路制御部１０は、電圧センサ１３
ａ，１３ｂから通知されるセル電圧を確認し（ステップ
ＳＰ６）、セル電圧のバラツキが設定値（Ｖｓ）以上で
あるか否かを判断する（ステップＳＰ７）。例えば、セ
ル電圧のバラツキは、セル電圧の最大値とセル電圧の最
小値との差が設定値Ｖｓ以上であるか否かによって判断
する。

【００２６】この結果、セル電圧のバラツキが設定値Ｖ
ｓ以上であった場合には、続いて、バイパススイッチを
オンさせるセルを選定する（ステップＳＰ８）。具体的
には、セル電圧とセル電圧の最小値Ｖminとの差が設定
値Ｖｓよりも大きいセルを、バイパススイッチをオンさ
せるセルとして選定する。なお、本実施形態では、最も
低いセル電圧Ｖminを均等化目標電圧に設定し、この均
等化目標電圧に他のセル電圧が収束するように、残容量
の均等化を行うため、上記ステップＳＰ８において、セ
ル電圧の最小値Ｖminとの差が設定値Ｖｓよりも大きい
セルを均等化対象のセルとして選定している。

【００２７】続いて、ステップＳＰ８において選定した
セルに対応する電流バイパス回路に対して、バイパスス
イッチをオンさせる旨の制御信号を出力する（ステップ
ＳＰ９）。これにより、係る制御信号を受信した電流バ
イパス回路のバイパススイッチがオンすることにより、
バイパス抵抗を介したセルの放電が開始され、セルの均
等化が開始される。

【００２８】続いて、バイパス回路制御部１０は、作動
停止時間Ｓｔの算出を行う（ステップＳＰ１０）。な
お、この作動停止時間算出処理については後述する。続
いて、ステップＳＰ１０において作動停止時間Ｓｔを算
出すると、バイパス回路制御部１０は、作動を停止する
（ステップＳＰ１１）。また、この作動停止とともに、
バイパス回路制御部１０はタイマ４１を作動させ、上記
作動停止時間Ｓｔの計時を開始させる。なお、バイパス
回路制御部１０が作動を停止しても、電流バイパス回路
は現時点での状態を維持する。即ち、ステップＳＰ９に
おいて、バイパススイッチがオン操作された電流バイパ
ス回路は、そのまま作動状態を維持する。

【００２９】続いて、作動停止時間が経過した旨を通知
する信号がタイマ４１から出力されることにより、所定
時間Ｓｔが経過したことが通知されると（ステップＳＰ
１２において「YES」）、バイパス回路制御部１０は、
上述したステップＳＰ２に再び戻り、再び起動し、上述
した処理を繰り返し行う。

【００３０】一方、ステップＳＰ５において、１２Ｖバ
ッテリ５０の電圧が所定値未満であった場合（ステップ
ＳＰ５において「NO」）、又はステップＳＰ７において
セル電圧のバラツキが設定値Ｖｓ未満であった場合（ス
テップＳＰ７において「NO」）には、バイパス回路制御
部１０は、全ての電流バイパス回路に対してバイパスス
イッチをオフする旨の制御信号を出力する（ステップＳ
Ｐ１３）。これにより、全ての電流バイパス回路の作動
が停止する。そして、全ての電流バイパス回路の作動を
停止させた後に、バイパス回路制御部１０は作動を停止
し（ステップＳＰ１４）、当該セルの残容量均等化処理
を終了する。

【００３１】なお、上記フローチャートでは、ステップ
ＳＰ５において、１２Ｖバッテリの電圧値が設定値以上
か否かを判断するようにしたが、電圧に代わって残容量
を判断の対象にしてもよい。即ち、ステップＳＰ５にお
いて残容量が設定値以上であるか否かを判断し、残容量
が設定値以上であればステップＳＰ６へ、残容量が設定
値未満であればステップＳＰ１３へ進むようにしてもよ
い。

【００３２】続いて、上記ステップＳＰ７において行う
作動停止時間Ｓｔの算出処理について説明する。まず、
バイパス回路制御部１０は、電圧センサ１３ａ，１３ｂ
によって検出された各セル電圧の内、均等化目標電圧
（本実施形態では、最も低いセル電圧）に最も近いセル
電圧（即ち、２番目に低いセル電圧）を特定し、この特
定したセル電圧が上記均等化目標電圧に到達するまでの
時間を作動停止時間Ｓｔとして算出する。

【００３３】具体的には、作動停止時間Ｓｔは、以下の
（１）式により与えられる。Ｓｔ＝Ｆ（Ｖｎ−Ｖmin）（Ah）／（Ｖn（Ｖ）／Ｒ（Ω））（１）上記（１）式において、Ｖminは均等化目標電圧、Ｖnは
均等化目標電圧に最も近いセル電圧、Ｆ（Ｖｎ−Ｖmi
n）はセル間の電圧差に基づいて算出されるセル間の残
容量の差、ＲはＶnを示したセルに対応するバイパス抵
抗値であり、（Ｖn（Ｖ）／Ｒ（Ω））は、電流バイパ
ス回路を流れる電流値（Ａ）である。上記Ｆ（Ｖｎ−Ｖ
min）は、図３に示したセル電圧−残容量テーブルに基
づいて求めることが可能である。なお、該テーブルを用
いる他、近似式を用いても求めることが可能である。

【００３４】以上説明してきたように、第１の実施形態
に係る残容量均等化処理においては、セルの残容量均等
化処理が終了したか否かに拘わらず、１２Ｖバッテリの
電圧又は残容量が所定値以下になった場合には、全ての
電流バイパス回路の作動を停止させた後に、自己の作動
も停止する。これにより、１２Ｖバッテリの電圧又は残
容量を一定以上に確保することができ、次の車両の始動
時に係る種々の制御を良好に行うことが可能となる。

【００３５】また、バイパス回路制御部１０は、ステッ
プＳＰ７において算出した作動停止時間Ｓｔの間隔で断
続的に起動し、電流バイパス回路の作動／停止の制御を
行うことにより、１２Ｖバッテリの電力消耗を抑え、１
２Ｖバッテリの電力を有効に利用することができる。更
に、作動停止時間Ｓｔをいずれかのセル電圧が均等化目
標電圧に到達するまでの時間に設定するため、作動中の
電流バイパス回路が停止されるタイミングでバイパス回
路制御部１０が起動することとなる。これにより、１２
Ｖバッテリの電力を極めて有効に使用することが可能と
なる。

【００３６】なお、上記作動停止時間Ｓｔの設定につい
ては、任意に行うようにしても良い。即ち、上述した
（１）式に基づいて作動停止時間Ｓｔを設定する代わり
に、例えば、Ｓｔを固定にして、一定期間おきにバイパ
ス回路制御部１０の作動を行うようにしてもよいし、ま
た、断続的にバイパス回路制御部１０を起動させるので
はなく、常に１２Ｖバッテリ５０からの電力を受けて作
動状態を維持するようにしてもよい。

【００３７】次に、図４を参照して、上述した第１の実
施形態に係るバイパス回路制御部１０の制御について簡
単に説明する。図４は、作動停止時間Ｓｔを固定にし、
一定期間おきにバイパス回路制御部１０を作動させるよ
うにした場合の各部のタイミングチャートを示してい
る。同図において、図４（ａ）はイグニッション信号
を、（ｂ）はバイパス回路制御部１０の作動状態を、
（ｃ）は１２Ｖバッテリの電圧の推移を、（ｄ）はバッ
テリ１を構成する３つのセルＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ対応
して設けられている電流バイアス回路のバイアススイッ
チのオンオフ作動を、それぞれ示している。

【００３８】時刻ｔ０においてイグニッションがオフに
されると、そこから所定期間後にバイパス回路制御部１
０がオンし、セル電圧のバラツキが判断され、その後、
均等化の対象となるセルを選定する。この結果、均等化
目標電圧Ｖmin（セルＣのセル電圧）との電圧差が設定
値Ｖｓ以上のセルである、ＡセルとＢセルとが均等化対
象セルとして選定され、電流バイパス回路のバイパスス
イッチがオンされることにより、セルの放電が開始され
る。

【００３９】続いて、時刻ｔ２において、Ｂセルのセル
電圧と均等化目標電圧Ｖminとの電圧差が設定値Ｖｓで
あると判断すると、Ｂセルの均等化を停止させるべく、
Ｂセルに対応するバイアススイッチをオフさせる信号を
出力する。これにより、時刻ｔ２において、Ｂセルの均
等化が終了する。

【００４０】続いて、時刻ｔ３において、１２Ｖバッテ
リの電圧が所定値以下となると、次のバイパス回路制御
部１０の作動タイミングにおいて、バイパス回路制御部
１０は１２Ｖバッテリの電圧が所定値以下であると判断
する。これにより、バイパス回路制御部１０は、全セル
に対応する電流バイパス回路のバイパス回路をオフにす
る信号を出力し、その後、自己の作動を停止する。これ
により、時刻ｔ４において、Ａセルの均等化が終了され
るとともに、バイパス回路制御部１０の作動が停止し、
以降、イグニッションがオンされるまで作動停止状態と
なる。

【００４１】次に、本発明の第２の実施形態に係る残容
量均等化処理について、図５を参照して説明する。ま
ず、第２の実施形態に係る残容量均等化処理において
は、図２に示した第１の実施形態に係る残容量均等化処
理とほぼ同じであり、図２に示したステップＳＰ５にお
ける判断処理の内容のみが異なる。即ち、第１の実施形
態では、１２Ｖバッテリの電圧に基づいて、電流バイパ
ス回路の作動停止及びバイパス回路制御部１０の作動停
止を判断していたが、本実施形態においては、バイパス
回路制御部１０の累計作動時間が許容駆動時間を超えた
か否かによって判断する。

【００４２】具体的には、バイパス回路制御部１０が断
続的に起動するような場合、バイパス回路制御部１０は
起動時にはタイマ４１を作動させ、また、自己が作動を
停止する際には、タイマ４１を停止させる。これによ
り、バイパス回路制御部１０の累計駆動時間がタイマ４
１によって計時される。更に、バイパス回路制御部１０
は自己の起動時には、タイマ４１によって計時されてい
る自己の累計駆動時間が許容駆動時間を超えているかを
判断し、許容駆動時間を超えていた場合には、全てのバ
イパススイッチをオフにする制御信号を出力することに
より、全ての電流バイパス回路の作動を停止させ、その
後、自己の作動も停止する。

【００４３】なお、上記累計作動時間は、イグニッショ
ンオフ以降におけるバイパス回路制御部１０の累積作動
時間であり、バイパス回路制御部１０が断続的に起動す
るのではなく常に起動状態を維持している場合には、イ
グニッションオフ以降からの経過時間がそのまま累計作
動時間となる。また、許容駆動時間は、１２Ｖバッテリ
５０の電圧又は残容量に応じて設定される。即ち、１２
Ｖバッテリ５０の電圧又は残容量が高い程、バイパス回
路制御部１０に対して電力供給を長い時間行うことが可
能であるため、上記許容駆動時間は長く設定される。

【００４４】なお、この許容駆動時間の設定において
は、例えば、バイパス回路制御部１０が、所定期間にお
いて残容量均等化に係る各部（例えば、バイパススイッ
チやバイパス回路制御部１０）が消費する電力量を予め
情報として有していれば、これらの情報とイグニッショ
ンオフ時における１２Ｖバッテリの電圧又は残容量とか
ら、簡単に導出することが可能となる。また、バイパス
回路制御部１０が、１２Ｖバッテリ５０の電圧に対応し
て許容駆動時間がそれぞれ設定されている許容駆動時間
テーブルを予め有しており、イグニッションオフ時にお
ける１２Ｖバッテリの電圧と、許容駆動時間テーブルと
に基づいて、許容駆動時間を設定するようにしてもよ
い。また、許容駆動時間を算出する式を有しており、こ
の式に基づいて許容駆動時間を算出するようにしてもよ
い。

【００４５】また、上記許容駆動時間に代わって、電流
バイパス回路の作動時間を制限する許容作動時間を設定
し、電流バイパス回路の作動時間が上記許容作動時間を
超えた場合に、全ての電流バイパス回路の作動、及びバ
イパス回路制御部１０の作動を停止するようにしてもよ
い。

【００４６】以上述べたように、本実施形態では、イグ
ニッションオフ時における１２Ｖバッテリの残容量に基
づいて許容駆動時間を設定し、バイパス回路制御部１０
の累計駆動時間が許容駆動時間に達した時点で、全ての
バイパス回路の作動を停止させ、その後、バイパス回路
制御部１０自らも作動を停止することにより、以降、１
２Ｖバッテリの放電を防止する。これにより、１２Ｖバ
ッテリの電圧又は残容量を一定値以上に保つことがで
き、次のエンジン始動や実車制御システムの始動等を円
滑に行うことが可能となる。

【００４７】なお、図１に示した本実施形態におけるバ
イパス回路制御部は、それぞれ専用のハードウェアによ
り実現されるものであってもよく、また、メモリおよび
ＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、上記の各部の
機能を実現するためのプログラムをメモリに記録して、
このメモリに記録されたプログラムをＣＰＵがロードし
て実行することによりその機能を実現させるものであっ
てもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一
部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述
した機能を蓄電装置の残容量均等化装置を構成するメモ
リに既に記録されている種々のプログラムとの組み合わ
せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プロ
グラム）であっても良い。

【００４８】また、本発明の蓄電装置の残容量均等化装
置は、上述した電気自動車の他、ハイブリッド車両等の
高圧バッテリを備える車両に適用可能であり、その場合
においても、上述した電気自動車と同様の効果を奏す
る。

【００４９】以上、図面を参照して本発明の一実施形態
について詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態
に限られるものではなく、この発明の要旨の範囲で種々
の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、バ
ッテリが、２つのセルを直列接続してなる構成の場合に
ついて述べたが、これには限られない。

【００５０】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計等も含まれる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
蓄電装置の残容量均等化装置によれば、セルの残容量均
等化処理が終了したか否かに拘わらず、１２Ｖバッテリ
の電圧又は残容量が所定値以下になった場合には、全て
の電流バイパス回路の作動を停止させることにより、１
２Ｖバッテリの電圧又は残容量を一定値以上に確保する
ことができ、次の車両の始動時に係る種々の制御を円滑
に行うことが可能となる。

【００５２】また、請求項２に記載の蓄電装置の残容量
均等化装置によれば、セルの残容量均等化処理が終了し
たか否かに拘わらず、車両停止時（イグニッションオフ
時）から所定時間経過後には、強制的に全ての電流バイ
パス回路の作動を停止させるため、１２Ｖバッテリの電
圧又は残容量を一定値以上に確保することができる。こ
れにより、車両のシステム始動や、ハイブリッド車両等
のエンジンを搭載している車両においては、イグニッシ
ョンオン時のエンジン始動を円滑に行うことが可能とな
る。

【００５３】また、請求項３に記載の蓄電装置の残容量
均等化装置によれば、車両停止時（イグニッションオフ
時）における第２の蓄電装置の電圧又は残容量に基づい
て、バイパス回路を作動させる時間、又はバイパス回路
制御手段が駆動する時間を制限することにより、第２の
蓄電装置の電圧又は残容量を正確に管理することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る蓄電装置の残容量
均等化装置の内部構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るバイパス回路
制御部１０の動作を示すフローチャートである。

【図３】セル電圧−残容量テーブルの一例を示した図
である。

【図４】作動停止時間Ｓｔを固定にし、一定期間おき
にバイパス回路制御部１０を作動させるようにした場合
の各部のタイミングチャートを示した図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係るバイパス回路
制御部１０の動作を示すフローチャートである。

【図６】電気自動車の制御系のブロックを示した図で
ある。

【符号の説明】

１バッテリ（第１の蓄電装置）２インバータ４走行用モータ５バッテリＥＣＵ６実車ＥＣＵ１０バイパス回路制御部１１，１２セル１３電圧検出回路１３ａ，１３ｂ電圧センサ（第１の電圧検出手段）２０，３０電流バイパス回路２１，３１バイパススイッチ２２，３２バイパス抵抗４０ＤＣ／ＤＣコンバータ４１タイマ５０１２Ｖバッテリ５１電圧センサ（第２の電圧検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5G003 AA04 AA07 BA03 DA13 EA05 EA06 FA06 GB03 GB06 GC05 5H030 AA00 AS08 BB08 BB10 FF41 FF43 FF44 5H115 PA12 PA15 PC06 PG04 PI16 PU01 PU21 PV02 PV09 SE06 TI02 TI05 TO13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のセルを直列に接続されてなり、走
行用モータの駆動電源として用いられる第１の蓄電装置
と、第１の蓄電装置の各セルに並列に設けられた電流バ
イパス回路と、各セルの電圧を検出する第１の電圧検出
手段と、補機用電源として用いられる第２の蓄電装置の
電圧を検出する第２の電圧検出手段と、車両が停止した
場合に、前記第２の蓄電装置からの電力供給により起動
し、各セルの電圧に応じて前記電流バイパス回路を作動
させるとともに、前記第２の蓄電装置の電圧又は残容量
が所定値以下の場合には、全ての電流バイパス回路の作
動を停止させるバイパス回路制御手段とを具備する蓄電
装置の残容量均等化装置。
【請求項２】複数のセルを直列に接続されてなり、走
行用モータの駆動電源として用いられる第１の蓄電装置
と、第１の蓄電装置の各セルに並列に設けられた電流バ
イパス回路と、各セルの電圧を検出する第１の電圧検出
手段と、補機用電源として用いられる第２の蓄電装置の
電圧を検出する第２の電圧検出手段と、車両が停止した
場合に、前記第２の蓄電装置からの電力供給により起動
し、各セルの電圧に応じて前記電流バイパス回路を作動
させるとともに、車両停止から所定時間経過後に、全て
の電流バイパス回路の作動を停止させるバイパス回路制
御手段とを具備する蓄電装置の残容量均等化装置。
【請求項３】前記所定時間は、車両停止時における前
記第２の蓄電装置の電圧又は残容量に基づいて設定され
ることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置の残容量
均等化装置。