JP2012080598A - 電池電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力制御部の発熱によって生じる二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易な電池電源装置を提供する。
【解決手段】
組電池１１における充電及び放電のうち少なくとも一方の電力を、所定の制限電力値の電力以下に制御する充放電制御回路１３と、充放電制御回路１３の温度を制御部温度Ｔｃｄとして検出する温度センサＴＳ０と、組電池１１の温度を最高温度Ｔｍａｘとして検出する温度センサＴＳ１と、制限電力値を設定する第１制限電力設定部１２０とを備え、組電池１１と充放電制御回路１３とは、充放電制御回路１３において生じた熱が組電池１１へ移動可能に配設され、第１制限電力設定部１２０は、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより高いとき、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより低いときよりも前記制限電力値を減少させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を充放電することで蓄電と電力供給とを行う電池電源装置に関する。

従来から、複数の二次電池で構成された組電池が広く用いられている。そして、組電池に充放電される電力を制御するため、制御回路が電力制御部として設けられている。このように、複数の二次電池で構成された組電池では、組電池の外部に配置された充電力制御部の発熱の影響で、各二次電池の温度が不均一になる。

一方、二次電池の劣化は、温度と相関関係があることが知られている。そのため、上述のような組電池において、各二次電池の温度が不均一になると、一部の二次電池で劣化が進むおそれがある。そして、組電池は、その一部の二次電池の劣化によって、組電池全体の特性が劣化し、寿命が短くなってしまう。そのため、組電池に含まれる各二次電池の劣化の程度がばらつくことは好ましくない。

そこで、組電池の各二次電池が発熱することにより生じる温度分布と、この各二次電池の温度分布を相殺するような温度分布となるように部品を配置した電力制御部の回路基板とを近接配置することによって、電力制御部の発熱に起因する温度ばらつきを低減することで、二次電池の劣化のばらつきを低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２９４１７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、電力制御部の発熱に起因する温度ばらつきそのものを低減することによって二次電池の劣化のばらつきを低減しようとすると、組電池を構成する複数二次電池のうち温度の低い二次電池と電力制御部の発熱が大きい部品とを近接配置させる必要があるため、設計上、発熱部品の配置が制約されるという不都合があった。このように部品の配置が制約されると、装置を小型化することが難しくなるため、部品の配置が制約されることは好ましくない。

本発明の目的は、電力制御部における部品の配置が制約されるおそれを低減しつつ、電力制御部の発熱によって生じる二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易な電池電源装置を提供することである。

本発明に係る電池電源装置は、複数の二次電池を含む組電池と、前記組電池における充電及び放電のうち少なくとも一方の電力を、所定の制限電力値の電力以下に制御する電力制御部と、前記電力制御部の温度を制御部温度として検出する制御温度検出部と、前記組電池の温度を第１電池温度として検出する第１温度検出部と、前記制限電力値を設定する第１制限電力設定部とを備え、前記組電池と前記電力制御部とは、前記電力制御部において生じた熱が前記組電池へ移動可能に配設され、前記第１制限電力設定部は、前記制御部温度が前記第１電池温度より高いとき、前記制御部温度が前記第１電池温度より低いときよりも前記制限電力値を減少させる。

この構成によれば、組電池と電力制御部とは、電力制御部において生じた熱が組電池へ移動可能に配設されているから、電力制御部が発熱して組電池より高温になると、電力制御部の熱が組電池へ移動し、組電池が加熱される。このとき、各二次電池は、電力制御部に近い位置にある二次電池から順に加熱されることになるから、各二次電池における温度ばらつきが増大する。一方、電力制御部の温度が組電池より低いときは、電力制御部の熱は組電池へ移動しないから、電力制御部の発熱に起因して各二次電池の温度ばらつきが増大することはない。

そこで、第１制限電力設定部は、電力制御部の温度である制御部温度が組電池の温度である第１電池温度より高いとき、すなわち各二次電池における温度ばらつきが今後増大すると予想されるときは、制御部温度が第１電池温度より低く、電力制御部の発熱に起因する各二次電池の温度ばらつきが生じないと予想されるときよりも制限電力値を減少させる。そして、電力制御部によって、組電池における充電及び放電のうち少なくとも一方の電力が、制限電力値の電力以下に制御されるから、第１制限電力設定部によって制限電力値が減少されると、電力制御部が組電池における充電及び放電のうち少なくとも一方について許容する電力の上限が減少される。

二次電池は、充放電される電力がある程度以上増大すると劣化が増大する性質があり、かつ、温度によって二次電池の劣化が増大する電力が異なる。そのため、組電池の各二次電池の温度がばらついた状態では、各二次電池が大きな劣化を伴うことなく充放電可能な電力の上限値も、ばらついている。そのため、各二次電池の温度ばらつきが生じると、ある充放電電力に対して、一部の二次電池のみが大きく劣化し、劣化のばらつきを生じるおそれがある。

そこで、この構成によれば、各二次電池の温度ばらつきが生じないと予想されるときに電力制御部が組電池の充電又は放電について許容する電力の上限よりも、各二次電池における温度ばらつきが増大すると予想されるときの方が、当該電力の上限が減少されるので、温度ばらつきが生じた場合であっても一部の二次電池のみを大きく劣化させるおそれが低減される結果、電力制御部の発熱によって生じる二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易となる。また、背景技術のように、組電池を構成する複数二次電池のうち温度の低い二次電池と電力制御部の発熱が大きい部品とを近接配置させる必要がないので、電力制御部における部品の配置が制約されるおそれが低減される。

また、前記第１制限電力設定部は、前記制御部温度が前記第１電池温度より低いとき、所定の基準電力値を前記制限電力値として設定し、前記制御部温度が前記第１電池温度より高いとき、前記制限電力値として、前記基準電力値より小さく、かつ前記制御部温度と前記第１電池温度との差が大きいほど小さな値を設定することが好ましい。

この構成によれば、第１制限電力設定部によって、制御部温度が第１電池温度より高いとき、制御部温度が前記第１電池温度より低いときよりも制限電力値が減少されるとともに、その制限電力値は、制御部温度と第１電池温度との差が大きいほど小さな値となる。

制御部温度と第１電池温度との差が大きいほど、電力制御部からの熱の移動に伴う組電池の温度上昇が大きくなると予想される。そうすると、組電池の温度が上昇する過程における各二次電池の温度ばらつきも、制御部温度と第１電池温度との差が大きいほど大きくなり、劣化のばらつきが生じやすくなると予想される。そこで、第１制限電力設定部は、制御部温度と第１電池温度との差が大きいほど制限電力値を小さくすることで、制限電力値を最適化することが容易となる。

また、前記第１制限電力設定部は、前記第１電池温度に応じて前記基準電力値を設定することが好ましい。

二次電池の劣化が増大する充放電電力は、温度によって異なる。そこで、この構成によれば、第１制限電力設定部によって、第１電池温度に応じて基準電力値が設定される結果、基準電力値を最適化することが容易となる。

また、前記第１温度検出部は、前記複数の二次電池の温度のうち、最も高い温度を前記第１電池温度として検出することが好ましい。

もし仮に、複数の二次電池の温度のうち、最も高い温度である最高温度とは異なる温度を用いた場合、制御部温度が、第１電池温度より高く、かつ最高温度より低い温度となる場合がある。この場合、電力制御部からの熱の移動によっては、最高温度の二次電池は加熱されず、温度の低い二次電池が加熱されることになるから、温度のばらつきは増大しない。

そこで、この構成によれば、第１温度検出部は、複数の二次電池の温度のうち、最も高い温度を第１電池温度として検出することで、第１制限電力設定部が、各二次電池の温度ばらつきが増大すると予想される条件を、より精度よく判定することが可能となる。

また、前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいとき、前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、第２制限電力設定部によって、第１電池温度と前記第２電池温度との差、すなわち各二次電池の最高温度と最低温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいとき、第１制限電力設定部によって設定された制限電力値がさらに減少されて新たな制限電力値が設定される。ここで、各二次電池の最高温度と最低温度との差は、各二次電池において既に生じている現時点での温度ばらつきの大きさを表している。

従って、第２制限電力設定部が、第１電池温度と第２電池温度との差が基準温度値より大きくなり、すなわち各二次電池の温度ばらつきが一定以上に増大したとき、第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少して新たな制限電力値を設定することによって、各二次電池の充電電力又は放電電力の上限を低下させることができる結果、温度ばらつきによって劣化のばらつきが増大するおそれを低減することができる。

また、前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど減少量を増大させるように前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって、新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、第２制限電力設定部によって、第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど、すなわち各二次電池の温度ばらつきが大きいほど、第１制限電力設定部によって設定された制限電力値が、より大きく減少されて新たな制限電力値が設定される。これにより、各二次電池の充電電力又は放電電力の上限を、その温度ばらつきの程度に応じて低下させることができる。その結果、劣化のばらつきが増大するおそれを低減することができる。

また、前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいとき、前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど減少量を増大させるように前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって、新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、第１電池温度と第２電池温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいときのみ、第２制限電力設定部によって、第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど、第１制限電力設定部によって設定された制限電力値が、より大きく減少されて新たな制限電力値が設定される。従って、第１電池温度と第２電池温度との差が基準温度値より小さく、温度ばらつきが小さいときは、第２制限電力設定部は、新たな制限電力値を設定する処理を行わないから、不要な処理を減少させることができる。

また、前記制御温度検出部は、前記電力制御部の内部で最も発熱量の多い部品の温度を、前記制御部温度として検出することが好ましい。

電力制御部の内部で最も発熱量の多い部品は、電力制御部の内部で最も早く温度が上昇すると考えられる。従って、電力制御部の内部で最も発熱量の多い部品の温度を制御部温度として検出することで、第１制限電力設定部は、制御部温度が第１電池温度より高いか否かに基づく各二次電池における温度ばらつきの発生予測を、より早いタイミングで行うことが可能となる。

また、前記最も発熱量の多い部品に取り付けられたヒートシンクをさらに備え、前記制御温度検出部は、前記ヒートシンクの温度を、前記制御部温度として検出することが好ましい。

ヒートシンクには、制御温度検出部のような検出部を取り付けることが容易である。

このような構成の電池電源装置は、電力制御部における部品の配置が制約されるおそれを低減しつつ、電力制御部の発熱によって生じる二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易である。

本発明の一実施形態に係る電池電源装置を備えた電源システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す充放電制御回路の構成の一例を示す回路図である。 図１に示す電池電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図３に示すフローチャートの変形例を示すフローチャートである。 図３に示すフローチャートの変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池電源装置を備えた電源システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電源システムは、例えば、電池電源装置１と、太陽電池２と、負荷３と、パワーコンディショナ４とを備えている。

なお、図１において、電池電源装置１に太陽電池が接続された太陽電池発電システムの例を示したが、電池電源装置１に接続されるものは、太陽電池に限らない。例えば、太陽電池２の代わりに風力発電機が接続されてもよく、商用電源が接続されてもよい。

また、電池電源装置１は、例えばＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）の電源システムに用いられてもよい。この場合、例えば太陽電池２の代わりに、エンジンで駆動される発電機や回生電力を発生するモータ、あるいはＥＶ用充電器が用いられ、負荷３としてモータや車載機器が用いられる。

太陽電池２は、太陽光によって発電を行い、例えば５０Ｖ程度の電圧をパワーコンディショナ４へ出力する。

パワーコンディショナ４は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、ＤＣ／ＡＣコンバータ４２とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、配線等からなる中間配電部Ｍを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４２と接続されている。また、中間配電部Ｍは、電池電源装置１と接続されている。

電池電源装置１は、例えば、組電池１１、制御部１２、充放電制御回路１３（電力制御部）、温度センサＴＳ０（制御温度検出部）、温度センサＴＳ１（第１温度検出部）、及び温度センサＴＳ２（第２温度検出部）を備えている。電池電源装置１は、例えば図略の筐体内に封入されて、電池パックとして構成されている。

なお、電池電源装置１は、必ずしも電池パックとして構成される例に限られず、筐体内に配設されて一体に構成される例に限られない。例えば、制御部１２が、充放電制御回路１３や温度センサＴＳ０，ＴＳ１，ＴＳ２とケーブルで接続されるなどによって、組電池１１や充放電制御回路１３と、制御部１２とが離れた位置に配設されて、これらが分離した状態で電池電源装置１が構成されていてもよい。

例えば、電池電源装置１が、ＨＥＶやＥＶ用の電源システムとして用いられる場合、組電池１１や充放電制御回路１３から離れた位置に配設されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）が、制御部１２として用いられる構成としてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、太陽電池２によって発電された直流５０Ｖの電圧を、例えば予め基準電圧値Ｖｒとして設定された直流３５０Ｖに変換し、中間配電部Ｍを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４２と電池電源装置１とへ出力する。ＤＣ／ＡＣコンバータ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と電池電源装置１とから得られた直流３５０Ｖを、交流２００Ｖ、又は交流１００Ｖに変換して、負荷３へ出力する。

負荷３は、例えば、家庭用家電製品や車載モータ等の負荷回路である。

ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、太陽電池２によって発電された電力から直流３５０Ｖの電圧を生成するから、太陽電池２の発電量が増大すれば中間配電部Ｍへの供給電流が増大し、発電量が減少すれば中間配電部Ｍへの供給電流が減少する。一方、ＤＣ／ＡＣコンバータ４２は、負荷３の消費電力に応じた電力を、中間配電部Ｍから供給される直流３５０Ｖの電圧に基づき生成するから、負荷３の消費電力が増大すれば、中間配電部Ｍから引き込む電流が増大し、負荷３の消費電力が減少すれば、中間配電部Ｍから引き込む電流が減少する。

そのため、もし電池電源装置１がパワーコンディショナ４に接続されていなければ、発電量より消費電力が多くなると、中間配電部Ｍに供給される電流よりも引き込まれる電流が増大し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は３５０Ｖの電圧を維持できなくなって、中間配電部Ｍの電圧が低下する。そして、中間配電部ＭからＤＣ／ＡＣコンバータ４２へ供給される電力が不足して、ＤＣ／ＡＣコンバータ４２は負荷３の消費電力を供給することができなくなる。

また、消費電力より発電量が多くなると、中間配電部Ｍに引き込まれる電流より、中間配電部Ｍに供給される電流が増大し、余剰電流によって中間配電部Ｍの電圧が上昇する。そうすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、３５０Ｖの電圧を維持するために太陽電池２から取り込む電流を減少させる結果、太陽電池２の発電電力の一部が利用されずに損失となる。

そこで、電池電源装置１における充放電制御回路１３は、中間配電部Ｍにおいて電流（電力）が余剰となって電圧が上昇すると、中間配電部Ｍから余剰電流を吸収して組電池１１へ充電する。また、充放電制御回路１３は、中間配電部Ｍにおいて電流（電力）が不足して電圧が低下すると、組電池１１を放電させて中間配電部Ｍへ電流（電力）を供給し、電流（電力）の不足を補うようになっている。

組電池１１は、複数、例えば１４個の二次電池Ｂ１〜Ｂ１４が、直列に接続されて構成されている。また、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４は、それぞれ、例えば２０個のセルが並列接続されて構成されている。

以下、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４を総称して二次電池Ｂと表記する。二次電池Ｂは、例えば単セルであってもよく、例えば複数のセルが直列接続された組電池であってもよく、例えば複数のセルが並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて複数のセルが接続された組電池であってもよい。

二次電池Ｂ（又は二次電池Ｂを構成するセル）としては、例えばリチウムイオン二次電池が用いられる。なお、二次電池Ｂは、リチウムイオン二次電池に限られず、例えばニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等、種々の二次電池を用いることができる。

図２は、図１に示す充放電制御回路１３の構成の一例を示す回路図である。図２に示す充放電制御回路１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１、ヒートシンク１３２、コンバータ制御部１３３、電流センサ１３４、接続端子１３５，１３６、インダクタＬ１、及びキャパシタＣ１を備えている。

接続端子１３５，１３６は、パワーコンディショナ４の中間配電部Ｍに接続される接続端子である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、一次側端子３１１，３１２と、二次側端子３１３，３１４とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の一次側端子３１１，３１２は、接続端子１３５，１３６を介して中間配電部Ｍと接続されている。

二次側端子３１３は、インダクタＬ１と電流センサ１３４とを介して組電池１１の正極と接続されている。二次側端子３１４は、組電池１１の負極と接続されている。そして、組電池１１と並列にキャパシタＣ１が接続されている。キャパシタＣ１とインダクタＬ１とは、平滑回路を構成している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、中間配電部Ｍから一次側端子３１１，３１２によって受電された電力に基づき、コンバータ制御部１３３からの制御信号に応じた電圧、電流を生成し、二次側端子３１３，３１４から出力することで、組電池１１を充電する。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、コンバータ制御部１３３からの制御信号に応じて組電池１１を放電させ、得られた電力に基づき直流３５０Ｖの電圧を生成する。そしてＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、生成された直流３５０Ｖの電圧を、一次側端子３１１，３１２から中間配電部Ｍへ供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、例えばスイッチング電源回路がモジュール化されて図略の金属ケースに封入され、一個の部品として構成されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の金属ケースにヒートシンク１３２が取り付けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１で発生した熱が、ヒートシンク１３２によって放熱されるようになっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、充放電制御回路１３の内部で最も発熱量の多い部品の一例である。

そして、温度センサＴＳ０は、ヒートシンク１３２に取り付けられて、ヒートシンク１３２の温度を制御部温度Ｔｃｄとして検出し、制御部温度Ｔｃｄを示す信号を、制御部１２へ送信する。

ヒートシンクは、一般的に部品本体よりも加工が容易であり、部品の取付孔やネジ孔を設けることが容易である。従って、温度センサＴＳ０をヒートシンクに取りつけることとすれば、温度センサＴＳ０をネジ止めしたり、取付孔に挿入するなどして取り付けることが容易である。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１には、必ずしもヒートシンク１３２が取り付けられている必要はない。また、温度センサＴＳ０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１のケースに取り付けられてもよく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の近傍に設けられてＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の温度を制御部温度Ｔｃｄとして検出するようにしてもよい。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、必ずしも一個の部品として構成されている必要はない。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１を構成するスイッチング電源回路において、電流のスイッチングを行うトランジスタ、あるいはこのトランジスタに取り付けられたヒートシンクに温度センサＴＳ０を取り付けるようにしてもよい。この場合、トランジスタは、充放電制御回路１３の内部で最も発熱量の多い部品の一例である。

また、必ずしもＤＣ／ＤＣコンバータ１３１やトランジスタ、あるいはこれらに取り付けられたヒートシンクに温度センサＴＳ０を取り付ける必要はない。例えば、実験的に動作時の充放電制御回路１３の温度分布を測定し、最も発熱量の多い部品の温度を、温度センサＴＳ０によって検出するようにしてもよい。

あるいは、温度センサＴＳ０は、必ずしも充放電制御回路１３の内部で最も発熱量の多い部品の温度を検出する例に限らない。例えば充放電制御回路１３全体の平均的な温度が得られる箇所に、温度センサＴＳ０が取り付けられるようにしてもよい。

しかしながら、充放電制御回路１３の内部で最も発熱量の多い部品は、充放電制御回路１３の内部で最も早く温度が上昇すると考えられる。従って、充放電制御回路１３の内部で最も発熱量の多い部品の温度を制御部温度Ｔｃｄとして検出することで、後述するフローチャートのステップＳ４〜Ｓ７において、充放電制御回路１３全体の平均的な温度を制御部温度Ｔｃｄとして検出する場合よりも、早いタイミングで、今後発生すると予測される温度ばらつきに対応した充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを設定することが可能となる。

電流センサ１３４は、例えばシャント抵抗やホール素子等の電流検出素子を用いて構成されている。そして、電流センサ１３４は、組電池１１に流れる電流を検出し、その電流値Ｉを示す信号を、コンバータ制御部１３３へ出力する。電流センサ１３４は、例えば、組電池１１の、充電方向の電流値Ｉをプラスの極性で、放電方向の電流値Ｉをマイナスの極性で示すようになっている。

コンバータ制御部１３３は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶された不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、アナログデジタルコンバータと、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、コンバータ制御部１３３は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の動作を制御する。

具体的には、コンバータ制御部１３３は、例えばアナログデジタルコンバータによって、接続端子１３５，１３６間の電圧、すなわち中間配電部Ｍの電圧である中間電圧Ｖｍと、組電池１１の両端子間の電圧である電池電圧Ｖｂとを検出する。また、コンバータ制御部１３３は、電流センサ１３４によって検出された電流値Ｉと、電池電圧Ｖｂとを乗算することによって、組電池１１に入出力される電力の電力値Ｐを算出する。

また、コンバータ制御部１３３は、中間電圧Ｖｍを監視し、中間電圧Ｖｍが３５０Ｖの基準電圧値Ｖｒを超えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１によって中間電圧Ｖｍから組電池１１の充電用の電圧を生成させることによって、組電池１１を充電させる。これにより、中間配電部Ｍで生じた余剰電流（電力）がＤＣ／ＤＣコンバータ１３１によって引き込まれ、組電池１１に充電されるので、太陽電池２によって発電された余剰電力が無駄になるおそれが低減される。

また、コンバータ制御部１３３は、中間電圧Ｖｍが基準電圧値Ｖｒを下回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１によって組電池１１の電池電圧Ｖｂから基準電圧値Ｖｒ（直流３５０Ｖ）の電圧を生成させて、すなわち組電池１１を放電させることによって、接続端子１３５，１３６から中間配電部Ｍへ出力させる。これにより、中間配電部Ｍで生じた不足電流（電力）が、組電池１１の放電によって補われるので、ＤＣ／ＡＣコンバータ４２の供給電力が、負荷３の消費電力に対して不足するおそれが低減される。

また、コンバータ制御部１３３は、制御部１２から、組電池１１に対して許容可能な最大の充電電力値である充電可能電力値Ｐｉｎと組電池１１に対して許容可能な最大の放電電力値である放電可能電力値Ｐｏｕｔとを、許容電力値として制御部１２から受信する。そして、コンバータ制御部１３３は、電力値Ｐの絶対値が、充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを超えないように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の動作を制御する。

具体的には、コンバータ制御部１３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１によって組電池１１を充電させているときに、電力値Ｐが充電可能電力値Ｐｉｎ以上になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１による二次側端子３１３，３１４への出力電圧又は出力電流を減少させて、組電池１１の充電電力を充電可能電力値Ｐｉｎ以下に制限する。

また、コンバータ制御部１３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１によって組電池１１を放電させているときに、電力値Ｐの絶対値が放電可能電力値Ｐｏｕｔになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１による一次側端子３１１，３１２への出力電圧又は出力電流を減少させて、組電池１１の放電電力を放電可能電力値Ｐｏｕｔ以下に制限する。

図１に戻って、組電池１１に含まれる二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度は、その配置によって、周囲を他の二次電池に囲まれる中央部に近い位置に配置された二次電池ほど、放熱しにくく、かつ周囲の二次電池の煽りによって、温度が高くなる。

また、組電池１１は、充放電制御回路１３と接触して、あるいは近接して配置されており、充放電制御回路１３から組電池１１へ熱伝導や熱放射によって熱が移動可能に配設されている。

例えば、充放電制御回路１３が構成された基板や充放電制御回路１３を構成する部品の少なくとも一部が、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の少なくとも一部と接するように組電池１１と充放電制御回路１３とが配設されている。あるいは、充放電制御回路１３がケース（筐体、パッケージ）に封入されている場合には、充放電制御回路１３のケースが二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の少なくとも一部と接していてもよい。これにより、充放電制御回路１３で生じた熱が基板、部品、あるいはケース等を介する熱伝導によって、組電池へ移動する。

あるいは、組電池１１と充放電制御回路１３とは接触していなくても、充放電制御回路１３を構成する回路基板や部品が、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の少なくとも一部と近接して配設されていてもよい。これにより、充放電制御回路１３で生じた熱が、熱放射によって、組電池へ移動する。

このように、組電池１１と充放電制御回路１３とは、充放電制御回路１３から組電池１１へ熱が移動可能に配設されているので、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち、充放電制御回路１３と接触する二次電池や、充放電制御回路１３に近い位置に配設された二次電池は、充放電制御回路１３からの熱によって加熱されて、温度が上昇しやすい。

このように、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の配置や、充放電制御回路１３との位置関係に応じて、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の各温度にばらつきが生じる。そこで、例えば実験的に二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度を測定し、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち、動作時に最も高温になる二次電池と、最も低温になる二次電池とを特定しておく。

図１においては、最も高温になる二次電池が二次電池Ｂ６であり、最も低温になる二次電池が二次電池Ｂ１４である例を示している。

温度センサＴＳ０，ＴＳ１，ＴＳ２は、例えばサーミスタや熱電対等の感熱素子を用いて構成されている。

温度センサＴＳ１は、例えば最も高温になる二次電池Ｂ６に取り付けられ、二次電池Ｂ６の温度を第１電池温度の一例である最高温度Ｔｍａｘとして検出し、最高温度Ｔｍａｘを示す信号を制御部１２へ出力する。なお、二次電池Ｂが複数のセルで構成されている場合には、組電池１１に含まれるセルのうち、最も高温になるセルに、温度センサＴＳ１を取り付けてもよい。

温度センサＴＳ２は、例えば最も低温になる二次電池Ｂ１４に取り付けられ、二次電池Ｂ１４の温度を第２電池温度の一例である最低温度Ｔｍｉｎとして検出し、最低温度Ｔｍｉｎを示す信号を制御部１２へ出力する。なお、二次電池Ｂが複数のセルで構成されている場合には、組電池１１に含まれるセルのうち、最も低温になるセルに、温度センサＴＳ１を取り付けてもよい。

制御部１２は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵと、所定の制御プログラムやデータテーブルが記憶された不揮発性のＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、アナログデジタルコンバータと、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部１２は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、第１制限電力設定部１２０、及び第２制限電力設定部１２１として機能する。

また、例えば、制御部１２のＲＯＭには、制限値テーブル１２２、第１補正値テーブル１２３、及び第２補正値テーブル１２４が予め記憶されている。

制限値テーブル１２２は、二次電池Ｂの温度と、充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔとを対応付けるルックアップテーブルである。二次電池は、温度によって特性が変化する。また、二次電池は、充放電する電力がある程度以上増大すると、劣化する。そして、温度によって、二次電池が劣化し始める電力値が異なる。

そこで、低温から高温までの広い温度範囲で、温度毎、例えば１℃間隔の温度毎に、二次電池Ｂを過度に劣化させずに充放電させることが可能な電力量を、充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔとして、例えば実験的に求める。そして、このようにして得られた充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを、温度と対応付けたルックアップテーブルが、制限値テーブル１２２としてＲＯＭに予め記憶されている。

二次電池は、例えば、充放電に適した所定温度との温度差が大きくなるほど、すなわち所定温度より高温になったり、低温になったりすると、充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔが減少する。

第１補正値テーブル１２３は、制御部温度Ｔｃｄと最高温度Ｔｍａｘとの差である第１温度差Ｄ１と、係数αとを対応付けて記憶するルックアップテーブルである。

制御部温度Ｔｃｄと最高温度Ｔｍａｘとの差が大きいと、充放電制御回路１３と組電池１１との温度差が大きいのであるから、この後、充放電制御回路１３の熱が組電池１１に移動して、組電池１１の温度が上昇し、組電池１１の温度が制御部温度Ｔｃｄに近づくと予想される。

そして、充放電制御回路１３から二次電池Ｂ１〜Ｂ１４への熱の移動は均一ではないから、組電池１１の温度上昇に伴い、以後、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４における温度のばらつきが増大すると推定できる。そして、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４における温度のばらつきが増大すると、最も温度条件が良好（最も劣化しにくい）二次電池の充電可能電力値及び放電可能電力値と、最も温度条件が悪い（最も劣化しやすい）二次電池の充電可能電力値及び放電可能電力値との差が増大する。

そこで、予め、例えば実験的に、所定の範囲で様々な第１温度差Ｄ１を、例えば１℃間隔でそれぞれ生じさせ、各第１温度差Ｄ１を生じさせたときに、充放電制御回路１３から組電池１１への熱の移動に伴い、充放電制御回路１３と組電池１１との温度が略等しくなる（第１温度差Ｄ１が略ゼロになる）までの過程において、第１温度差Ｄ１毎に、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち、最も劣化しにくい温度条件となった二次電池の充電可能電力値Ｐｉａ及び放電可能電力値Ｐｏａと、最も劣化し易い温度条件となった二次電池の充電可能電力値Ｐｉｂ及び放電可能電力値Ｐｏｂとを取得する。

そして、充電可能電力値Ｐｉａと充電可能電力値Ｐｉｂとの比率（Ｐｉｂ／Ｐｉａ）を係数αｉ、放電可能電力値Ｐｏａと放電可能電力値Ｐｏｂとの比率（Ｐｏｂ／Ｐｏａ）を係数αｏとして算出する。

そして、充電可能電力値Ｐｉａ，Ｐｉｂ、及び放電可能電力値Ｐｏａ，Ｐｏｂを取得したときの各第１温度差Ｄ１と対応付けて、それぞれ各第１温度差Ｄ１と対応する係数αｉ，αｏとして、第１補正値テーブル１２３に記憶しておく。

以下、各第１温度差Ｄ１と対応する係数αｉと係数αｏが等しいものとして、係数αｉ，αｏを係数αとする（α＝αｉ＝αｏ）。このようにして得られた係数αが、第１温度差Ｄ１と対応付けられて第１補正値テーブル１２３として記憶されている。なお、第１補正値テーブル１２３は、係数αの代わりに係数αｉ，αｏを記憶するものであってもよい。

第１温度差Ｄ１が大きいほど、充電可能電力値Ｐｉａと充電可能電力値Ｐｉｂとの差、及び放電可能電力値Ｐｏａと放電可能電力値Ｐｏｂと差が大きくなるから、第１温度差Ｄ１が大きいほど、係数α，αｉ，αｏは小さな値となる。また、係数α，αｉ，αｏは、０以上１以下の値となる。

第２補正値テーブル１２４は、最高温度Ｔｍａｘと最低温度Ｔｍｉｎとの差である第２温度差Ｄ２と、係数βとを対応付けて記憶するルックアップテーブルである。

最高温度Ｔｍａｘと最低温度Ｔｍｉｎとの差が生じていることは、現在既に、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４において、温度ばらつきが実際に生じていることを意味している。そして、最高温度Ｔｍａｘと最低温度Ｔｍｉｎとの差が大きいほど、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４における温度ばらつきが大きいことを意味している。

そこで、予め、例えば実験的に、動作状態における所定の温度範囲で様々な第２温度差Ｄ２を、例えば１℃間隔で生じさせ、第２温度差Ｄ２毎に、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち、最も劣化しにくい温度条件となった二次電池の充電可能電力値Ｐｉｃ及び放電可能電力値Ｐｏｃと、最も劣化し易い温度条件となった二次電池の充電可能電力値Ｐｉｄ及び放電可能電力値Ｐｏｄとを取得する。

そして、充電可能電力値Ｐｉｃと充電可能電力値Ｐｉｄとの比率（Ｐｉｄ／Ｐｉｃ）を係数βｉ、放電可能電力値Ｐｏｃと放電可能電力値Ｐｏｄとの比率（Ｐｏｄ／Ｐｏｃ）を係数βｏとして算出する。

そして、充電可能電力値Ｐｉｃ，Ｐｉｄ、及び放電可能電力値Ｐｏｃ，Ｐｏｄを取得したときの各第２温度差Ｄ２と対応付けて、それぞれ各第２温度差Ｄ２と対応する係数βｉ，βｏとして、第２補正値テーブル１２４に記憶しておく。

以下、各第２温度差Ｄ２と対応する係数βｉと係数βｏとが等しいものとして、係数βｉ，βｏを係数βとする（β＝βｉ＝βｏ）。このようにして得られた係数βが、第２温度差Ｄ２と対応付けられて第２補正値テーブル１２４として記憶されている。

この場合、第２温度差Ｄ２が大きいほど、充電可能電力値Ｐｉｃと充電可能電力値Ｐｉｄとの差、及び放電可能電力値Ｐｏｃと放電可能電力値Ｐｏｄと差が大きくなるから、第２温度差Ｄ２が大きいほど、係数β，βｉ，βｏは小さな値となる。また、係数β，βｉ，βｏは、０以上１以下の値となる。なお、第２補正値テーブル１２４は、係数βの代わりに係数βｉ，βｏを記憶するものであってもよい。

第１制限電力設定部１２０は、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより低いとき、制限値テーブル１２２において最高温度Ｔｍａｘと対応付けられた充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを、そのまま制限電力値として設定する。

また、第１制限電力設定部１２０は、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより高いとき、第１補正値テーブル１２３において第１温度差Ｄ１（＝Ｔｃｄ−Ｔｍａｘ）と対応付けられた係数αを取得する。そして、第１制限電力設定部１２０は、制限値テーブル１２２において最高温度Ｔｍａｘと対応付けられた充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔに、それぞれ上記取得された係数αを乗算することによって、新たな充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを算出し、これらを制限電力値として設定する。

第２制限電力設定部１２１は、最高温度Ｔｍａｘと最低温度Ｔｍｉｎとの差である第２温度差Ｄ２が、基準温度値Ｔｔｈより大きいとき、第２補正値テーブル１２４において第２温度差Ｄ２と対応付けられた係数βを取得する。そして、第２制限電力設定部１２１は、第１制限電力設定部１２０によって制限電力値として設定された充電可能電力値Ｐｉｎ、放電可能電力値Ｐｏｕｔに、それぞれ上記取得された係数βを乗算することによって、新たな充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを算出し、これらを制限電力値として設定する。

ここで、最高温度Ｔｍａｘと最低温度Ｔｍｉｎとの差、すなわち二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが生じていても、その差が小さい場合には、二次電池の劣化に対する影響がほとんどないと考えられる。そこで、二次電池の劣化に対する影響が、ほとんど無視できると考えられる第２温度差Ｄ２の上限値が、例えば予め実験的に求められて、基準温度値Ｔｔｈとして設定されている。

そうすると、第２補正値テーブル１２４には、第２温度差Ｄ２が大きいほど、係数βが小さな値となるように、第２温度差Ｄ２と係数βとが対応付けられているから、第２制限電力設定部１２１は、第２温度差Ｄ２が、基準温度値Ｔｔｈより大きいとき、第２温度差Ｄ２が大きいほど、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを大きく減少させることとなる。

次に、図１に示す電池電源装置１の動作について説明する。図３は、図１に示す電池電源装置１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートにおいて、同一の動作には同一のステップ番号を付してその説明を省略する。

まず、温度センサＴＳ０によって、充放電制御回路１３の温度が制御部温度Ｔｃｄとして検出され、制御部温度Ｔｃｄを示す信号が、制御部１２へ出力される（ステップＳ１）。

次に、温度センサＴＳ１によって、二次電池Ｂ６の温度が最高温度Ｔｍａｘとして検出され、最高温度Ｔｍａｘを示す信号が、制御部１２へ出力されると共に、温度センサＴＳ２によって、二次電池Ｂ１４の温度が最低温度Ｔｍｉｎとして検出され、最低温度Ｔｍｉｎを示す信号が、制御部１２へ出力される（ステップＳ２）。

次に、第１制限電力設定部１２０によって、制限値テーブル１２２が参照されて、最高温度Ｔｍａｘと対応付けられている充電可能電力値Ｐｉｎと放電可能電力値Ｐｏｕｔとが取得され、この取得された充電可能電力値Ｐｉｎと放電可能電力値Ｐｏｕｔとが制限電力値として設定される（ステップＳ３）。この場合、ステップＳ３において設定された充電可能電力値Ｐｉｎと放電可能電力値Ｐｏｕｔとが、基準電力値の一例に相当している。

次に、第１制限電力設定部１２０によって、制御部温度Ｔｃｄと最高温度Ｔｍａｘとが比較され（ステップＳ４）、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘ以下であれば（ステップＳ４でＮＯ）、今後、充放電制御回路１３の発熱により二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大することはないと推定されるから、充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを補正することなくステップＳ８へ移行する。

一方、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘを超えていれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、今後、充放電制御回路１３からの熱の移動により二次電池Ｂ１〜Ｂ１４が加熱され、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大すると予想される。そこで、第１制限電力設定部１２０は、今後予想される温度ばらつきに対して、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の劣化のばらつきを低減するべくステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５において、第１制限電力設定部１２０は、制御部温度Ｔｃｄから最高温度Ｔｍａｘを減算して第１温度差Ｄ１を算出する（ステップＳ５）。そして、第１制限電力設定部１２０は、第１補正値テーブル１２３を参照して、第１温度差Ｄ１と対応付けられている係数を、係数αとして取得する（ステップＳ６）。

次に、第１制限電力設定部１２０は、ステップＳ３において取得された充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔに係数αを乗算することによって、新たな充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを算出し、新たに制限電力値として設定する（ステップＳ７）。

ここで、第１補正値テーブル１２３には、第１温度差Ｄ１が大きいほど、係数αが小さな値となるように、第１温度差Ｄ１と係数αとが対応付けられている。また、係数αはその絶対値が”１”以下の値である。そのため、第１制限電力設定部１２０は、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより高く（ステップＳ４でＹＥＳ）、第１温度差Ｄ１が大きいほど、すなわち今後二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大すると予想されるほど、新たな制限電力値として充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを小さな値に補正することになる。

後述するように、充放電制御回路１３は、このようにして得られた充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔ以下になるように、組電池１１の充放電電力を制限する。従って、今後二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大し、その温度ばらつきによって劣化しやすい温度条件となると予想される二次電池に対しても、充電電力及び放電電力の上限を、そのばらつきの程度に応じて低下させることができる。その結果、温度ばらつきによって劣化しやすい温度条件となる二次電池において劣化が生じるおそれを低減することができ、その結果、劣化のばらつきが生じるおそれを低減することができる。

これにより、背景技術のように、組電池を構成する複数二次電池のうち温度の低い二次電池と電力制御部の発熱が大きい部品とを近接配置させなくても、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきに起因する二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易となる。

なお、必ずしも、第１補正値テーブル１２３を備える必要はなく、ステップＳ５，Ｓ６を実行しなくてもよい。そして、ステップＳ７において、係数αとして、予め、０＜α＜１となる範囲に予め設定された値、例えば０．７や０．５といった固定的な値を用いてもよい。

これにより、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘ以下であって（ステップＳ４でＮＯ）、今後、充放電制御回路１３の発熱により二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大することはないと推定されるときよりも、制御部温度Ｔｃｄが最高温度Ｔｍａｘより高く（ステップＳ４でＹＥＳ）、今後二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが増大すると予想されるときに、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを減少させることができるので、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきに起因する二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易となる。

しかしながら、第１補正値テーブル１２３を備え、ステップＳ５，Ｓ６を実行した方が、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを最適化することが容易であり、過度に組電池１１の充放電電力を制限したり、充放電電力の制限が不足して劣化を招いたりするおそれが低減できる。

また、必ずしも制限値テーブル１２２を備える必要はなく、ステップＳ３を実行することなく、予め想定される電池電源装置１の使用環境での、組電池１１の温度に対応する充電可能電力値Ｐｉｎと放電可能電力値Ｐｏｕｔとを予め制限電力値（基準電力値）として設定しておく構成としてもよい。

しかしながら、制限値テーブル１２２を備え、ステップＳ３を実行することで、電池電源装置１の環境温度の変化や、組電池１１の自己発熱等による温度変化に応じて、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを最適化することが容易となり、過度に組電池１１の充放電電力を制限したり、充放電電力の制限が不足して劣化を招いたりするおそれが低減できる。

また、最高温度Ｔｍａｘを第１電池温度として用いる例を示したが、第１電池温度は必ずしも二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち最も高温になる二次電池Ｂの温度でなくてもよく、例えば二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち平均的な温度になる二次電池Ｂの温度を第１電池温度として用いてもよい。

しかしながら、最高温度Ｔｍａｘの代わりに最高温度Ｔｍａｘより低い温度を第１温度として用いると、ステップＳ４において、制御部温度Ｔｃｄの温度が、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４のうち最も高温の二次電池Ｂより低い場合においてもステップＳ５〜Ｓ７が実行される場合がある。しかしながら、制御部温度Ｔｃｄの温度が、最も高温の二次電池Ｂより低い場合には、充放電制御回路１３からの加熱によって、今後最も高温の二次電池Ｂの温度が上昇するおそれはなく、従って、今後温度ばらつきが増大することもないと考えられる。

そうすると、最高温度Ｔｍａｘの代わりに最高温度Ｔｍａｘより低い温度を第１温度として用いると、今後温度ばらつきが増大することがなく、従って、ステップＳ５〜Ｓ７を実行する必要がない場合であっても、ステップＳ５〜Ｓ７を実行する場合がある。

そこで、最高温度Ｔｍａｘとして第１温度を用いると、このような不要な処理を実行するおそれが低減できる点で、より望ましい。

次に、第２制限電力設定部１２１は、最高温度Ｔｍａｘから最低温度Ｔｍｉｎを減算して第２温度差Ｄ２を算出する（ステップＳ８）。

次に、第２制限電力設定部１２１によって、第２温度差Ｄ２と基準温度値Ｔｔｈとが比較され（ステップＳ９）、第２温度差Ｄ２が基準温度値Ｔｔｈ以下であれば（ステップＳ９でＮＯ）、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の現状の温度ばらつきは、劣化の程度にほとんど影響を与えないと考えられるから、充電可能電力値Ｐｉｎ、放電可能電力値Ｐｏｕｔの新たな補正を実行することなくステップＳ１２へ移行する。

一方、第２温度差Ｄ２が基準温度値Ｔｔｈを超えていれば（ステップＳ９でＹＥＳ）、第２制限電力設定部１２１は、第２補正値テーブル１２４を参照して、第２温度差Ｄ２と対応付けられている係数を、係数βとして取得する（ステップＳ１０）。

次に、第２制限電力設定部１２１は、第１制限電力設定部１２０によって制限電力値として設定された充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔに係数βを乗算することによって、新たな充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを算出し、新たに制限電力値として設定する（ステップＳ１１）。

ここで、第２補正値テーブル１２４には、第２温度差Ｄ２が大きいほど、係数βが小さな値となるように、第２温度差Ｄ２と係数βとが対応付けられている。また、係数βは”１”以下の正の値である。そのため、第２制限電力設定部１２１は、第２温度差Ｄ２が基準温度値Ｔｔｈより大きく（ステップＳ９でＹＥＳ）、第２温度差Ｄ２が大きいほど、すなわち現状の二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが大きいほど、新たな制限電力値として充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを小さな値に補正することになる。

後述するように、充放電制御回路１３は、このようにして得られた充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔ以下になるように、組電池１１の充放電電力を制限する。従って、既に生じている二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきによって劣化しやすい温度条件となると予想される二次電池に対しても、充電電力及び放電電力の上限を、そのばらつきの程度に応じて低下させることができる結果、温度ばらつきによって劣化しやすい温度条件となる二次電池において劣化が生じるおそれを低減することができる。

これにより、既に生じている二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきに起因する二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易となる。

次に、第２制限電力設定部１２１は、最後に設定された充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔ、すなわち、ステップＳ７、Ｓ１１が実行されていなければ、ステップＳ３において設定された充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを、ステップＳ７が実行され、かつステップＳ１１が実行されていなければ、ステップＳ７において設定された充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを、ステップＳ１１が実行されていれば、ステップＳ１１において設定された充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを、制限電力値として充放電制御回路１３へ送信する（ステップＳ１２）。

次に、充放電制御回路１３によって、制御部１２から送信された充電可能電力値Ｐｉｎ及び放電可能電力値Ｐｏｕｔが受信される。そして、充放電制御回路１３によって、組電池１１の充電電力が充電可能電力値Ｐｉｎ以下、組電池１１の放電電力が放電可能電力値Ｐｏｕｔ以下に制限され（ステップＳ１３）、再びステップＳ１〜Ｓ１３が繰り返される。

なお、必ずしも、第２補正値テーブル１２４を備える必要はなく、ステップＳ１０を実行しなくてもよい。そして、ステップＳ１１において、係数βとして、予め、０＜β＜１となる範囲に予め設定された値、例えば０．７や０．５といった固定的な値を用いてもよい。

これにより、第２温度差Ｄ２が基準温度値Ｔｔｈ以下であって（ステップＳ９でＮＯ）、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の現状の温度ばらつきが、劣化の程度にほとんど影響を与えないと考えられるときよりも、第２温度差Ｄ２が基準温度値Ｔｔｈより大きく（ステップＳ９でＹＥＳ）、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきが生じているときに、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを減少させることができるので、現状の二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の温度ばらつきに起因する二次電池の劣化のばらつきを低減することが容易となる。

しかしながら、第２補正値テーブル１２４を備え、ステップＳ１０を実行した方が、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔを最適化することが容易であり、過度に組電池１１の充放電電力を制限したり、充放電電力の制限が不足して劣化を招いたりするおそれが低減できる。

また、図３において、ステップＳ９を実行しない構成としてもよい。しかしながら、ステップＳ９を実行することによって、二次電池Ｂ１〜Ｂ１４の現状の温度ばらつきが劣化の程度にほとんど影響を与えないと考えられるときは、ステップＳ１０，Ｓ１１の実行を省略することができるから、不要な処理を減らして処理を簡素化できる点で、ステップＳ９を実行することが望ましい。

また、第２制限電力設定部１２１、第２補正値テーブル１２４、及び温度センサＴＳ２を備えず、ステップＳ８〜Ｓ１１を実行しない構成とし、ステップＳ７の次に、第１制限電力設定部１２０がステップＳ１２の処理を実行する構成としてもよい。

また、充放電制御回路１３は、充電可能電力値Ｐｉｎ、及び放電可能電力値Ｐｏｕｔに基づき、組電池１１の充電電力と放電電力とを両方とも制限する例を示したが、充放電制御回路１３を、充電電力と放電電力とのうち、いずれか一方のみを制限する構成としてもよい。

例えば負荷３の消費電力がゼロでも太陽電池２の発電電力が充電可能電力値Ｐｉｎを超えないことが予め判っている場合など、充電電力を制限する必要がないことが判っている場合などは、充放電制御回路１３を、放電可能電力値Ｐｏｕｔに基づき、放電電力のみ制限するようにしてもよい。

この場合、第１制限電力設定部１２０及び第２制限電力設定部１２１は、放電可能電力値Ｐｏｕｔのみ、制限電力値として設定するようにしてもよい。そして、例えば図４に示すように、ステップＳ６ａ，Ｓ７ａ、Ｓ１０ａ、Ｓ１１ａにおいて、係数α，βの代わりに係数αｏ，βｏを用い、ステップＳ３ａ，Ｓ７ａ、Ｓ１１ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ１３ａにおいて、放電可能電力値Ｐｏｕｔのみを処理対象とする構成としてもよい。

また、例えば、負荷３の消費電力が最大でも放電可能電力値Ｐｏｕｔを超えないことが予め判っている場合など、放電電力を制限する必要がないことが判っている場合などは、充放電制御回路１３は、充電可能電力値Ｐｉｎに基づき、充電電力のみ制限するようにしてもよい。

この場合、第１制限電力設定部１２０及び第２制限電力設定部１２１は、充電可能電力値Ｐｉｎのみ、制限電力値として設定するようにしてもよい。そして、例えば図５に示すように、ステップＳ６ｂ，Ｓ７ｂ、Ｓ１０ｂ、Ｓ１１ｂにおいて、係数α，βの代わりに係数αｉ，βｉを用い、ステップＳ３ｂ，Ｓ７ｂ、Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ｂ，Ｓ１３ｂにおいて、充電可能電力値Ｐｉｎのみを処理対象とする構成としてもよい。

また、電池電源装置１は、図４に示すステップＳ１〜Ｓ１３ａと、図５に示すステップＳ１〜Ｓ１３ｂとを、逐次実行するようにしてもよい。

本発明に係る電池電源装置は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、ハイブリッドエレベータ、太陽電池や発電装置と二次電池とを組み合わされた電源システム、無停電源装置等の電池電源システム、あるいは携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機等、種々の機器、システムにおいて、好適に利用することができる。

１ 電池電源装置
２ 太陽電池
３ 負荷
４ パワーコンディショナ
１１ 組電池
１２ 制御部
１３ 充放電制御回路
４１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４２ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１２０ 第１制限電力設定部
１２１ 第２制限電力設定部
１２２ 制限値テーブル
１２３ 第１補正値テーブル
１２４ 第２補正値テーブル
１３１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３２ ヒートシンク
１３３ コンバータ制御部
１３４ 電流センサ
Ｂ，Ｂ１〜Ｂ１４ 二次電池
Ｄ１ 第１温度差
Ｄ２ 第２温度差
Ｉ 電流値
Ｍ 中間配電部
Ｐｉｎ 充電可能電力値
Ｐｏｕｔ 放電可能電力値
ＴＳ０，ＴＳ１，ＴＳ２ 温度センサ
Ｔｃｄ 制御部温度
Ｔｍａｘ 最高温度
Ｔｍｉｎ 最低温度
Ｔｔｈ 基準温度値
Ｖｂ 電池電圧
Ｖｍ 中間電圧
Ｖｒ 基準電圧値

Claims (9)

1. 複数の二次電池を含む組電池と、
   前記組電池における充電及び放電のうち少なくとも一方の電力を、所定の制限電力値の電力以下に制御する電力制御部と、
   前記電力制御部の温度を制御部温度として検出する制御温度検出部と、
   前記組電池の温度を第１電池温度として検出する第１温度検出部と、
   前記制限電力値を設定する第１制限電力設定部とを備え、
   前記組電池と前記電力制御部とは、前記電力制御部において生じた熱が前記組電池へ移動可能に配設され、
   前記第１制限電力設定部は、
   前記制御部温度が前記第１電池温度より高いとき、前記制御部温度が前記第１電池温度より低いときよりも前記制限電力値を減少させる電池電源装置。
2. 前記第１制限電力設定部は、
   前記制御部温度が前記第１電池温度より低いとき、所定の基準電力値を前記制限電力値として設定し、
   前記制御部温度が前記第１電池温度より高いとき、前記制限電力値として、前記基準電力値より小さく、かつ前記制御部温度と前記第１電池温度との差が大きいほど小さな値を設定する請求項１記載の電池電源装置。
3. 前記第１制限電力設定部は、
   前記第１電池温度に応じて前記基準電力値を設定する
   請求項２記載の電池電源装置。
4. 前記第１温度検出部は、
   前記複数の二次電池の温度のうち、最も高い温度を前記第１電池温度として検出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池電源装置。
5. 前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、
   前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいとき、前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備える請求項４記載の電池電源装置。
6. 前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、
   前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど減少量を増大させるように前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって、新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備える請求項４記載の電池電源装置。
7. 前記複数の二次電池の温度のうち、最も低い温度を第２電池温度として検出する第２温度検出部と、
   前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が、予め設定された基準温度値より大きいとき、前記第１電池温度と前記第２電池温度との差が大きいほど減少量を増大させるように前記第１制限電力設定部によって設定された制限電力値をさらに減少させることによって、新たな制限電力値を設定し、当該新たな制限電力値を前記電力制御部に用いさせる第２制限電力設定部とをさらに備える請求項４記載の電池電源装置。
8. 前記制御温度検出部は、
   前記電力制御部の内部で最も発熱量の多い部品の温度を、前記制御部温度として検出する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池電源装置。
9. 前記最も発熱量の多い部品に取り付けられたヒートシンクをさらに備え、
   前記制御温度検出部は、
   前記ヒートシンクの温度を、前記制御部温度として検出する請求項８に記載の電池電源装置。

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