JP2014011917A - 充電率均等化装置及び電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力の消費とコストの増加を抑制し、複数の電池の充電率を均等化することを目的とする。
【解決手段】電池システム１０は、各々に第１負荷１２が接続されると共に、直列に接続される複数の電池１４（電池１４−１，電池１４−２）を備えている。また、電池システム１０は、第２負荷１８が複数の電池１４に対して直列に接続されている。そして、電池システム１０に備えられているＢＳＣ３２は、電池１４のＳＯＣが他の電池１４のＳＯＣに比べて要セーブ値以上低くなった電池１４を判定し、ＳＯＣが要セーブ値以上低いと判定された電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電率均等化装置及び電池システムに関する。

複数の電池を備える電池システムにおいて、電池の寿命の均一化や放電電力の安定化等のために、各電池の充電率を均等化することが必要とされる。
特許文献１には、組電池を構成する各モジュール電池にトランジスタを介して抵抗器が並列に接続され、各モジュール電池の残容量が均等になるように電圧が高いモジュール電池に対してトランジスタをオンして抵抗器により電力を消費させる組電池装置が記載されている。

特開２００６−１０１６９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の組電池装置は、充電率を均等化するためだけの抵抗器によって電力を消費させるので、充電率を均等化するにあたり無駄な電力消費を招き、かつ抵抗器を備えることによるコストの増加を招いている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電力の消費とコストの増加を抑制し、複数の電池の充電率を均等化することができる、充電率均等化装置及び電池システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の充電率均等化装置及び電池システムは以下の手段を採用する。

すなわち、本発明の第一態様に係る充電率均等化装置は、電力が供給されて駆動する第１負荷が各々に接続されると共に直列又は並列に接続されている複数の電池の充電率を均等化させる充電率均等化装置であって、前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低い前記電池を判定し、前記所定値以上充電率が低いと判定された前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限する制御手段、を備える。

本構成によれば、複数の電池は、各々に第１負荷が接続されると共に直列又は並列に接続されている。なお、電池は、組電池及び単電池の何れでもよい。
制御手段によって、複数の電池毎に算出された充電率が他の電池の充電率に比べて所定値以上低くなった電池が判定され、所定値以上充電率が低いと判定された電池に接続されている第１負荷の駆動が制限される。

このため、充電率が他の電池に比べて低くなった電池は、接続されている第１負荷の消費電力が他の電池に接続されている第１負荷に比べて抑制されるので、時間経過と共に他の電池とで充電率の差が小さくなり、充電率が均等化される。

このように、本構成は、無駄な電力の消費を伴うことなく、かつ複数の電池の充電率を均等化するためだけの抵抗器を備える必要もないため、電力の消費とコストの増加を抑制し、複数の電池の充電率を均等化することができる。

上記第一態様では、前記制御手段が、充電率が予め定められた下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を停止することが好ましい。

本構成によれば、充電率が予め定められた下限値未満となった電池に接続されている第１負荷の駆動が停止されるので、電池の充電率が必要以上に低下することが抑制される。

上記第一態様では、前記制御手段が、充電率が予め定められた第１下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を停止し、充電率が前記第１下限値以上であって、予め定められた第２下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限することが好ましい。

本構成によれば、充電率が第１下限値以上であっても、充電率が第２下限値未満となった電池に接続されている第１負荷の駆動が制限されるため、第１負荷の駆動が制限された電池の充電率の低下が緩やかとなるので、電池の充電率が必要以上に低下することがより確実に防止される。

上記第一態様では、複数の前記電池のうち少なくとも１つの前記電池が、前記第１負荷が複数且つ並列に接続されており、前記制御手段が、前記第１負荷が複数接続された前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低いと判定した場合、前記電池に接続されている複数の前記第１負荷に対して、予め定められた優先順位の低い順に駆動を制限することが好ましい。

本構成によれば、電池に複数の第１負荷が並列に接続され、電池に接続されている複数の第１負荷に対して、予め定められた優先順位の低い順に駆動が制限されるので、例えば電気自動車の安全性を担保するための第１負荷の優先順位を高くする等、駆動を制限する第１負荷の選択が可能となる。
なお、電池に接続される第１負荷は、各々異なる種類の負荷であってよい。

上記第一態様では、前記制御手段が、全ての前記電池の充電率が予め定められた所定値以上の場合、前記第１負荷の駆動を制限しないことが好ましい。

本構成によれば、充電率が高い場合に第１負荷の駆動の制限を行わないこととなるので、第１負荷の使用の利便性が向上し、電池が充電率の高い状態で維持されることを抑制できる。

上記第一態様では、前記直列又は並列に接続されている複数の電池に、少なくとも一つの第２負荷が接続されていることが好ましい。

本構成によれば、少なくとも一つの第２負荷が複数の電池に対して接続されている。第２負荷に接続されている複数の電池の充電率は均等化されているので、複数の電池から同時に電力の供給を受ける第２負荷を安定して駆動させることができる。

上記第一態様では、前記第１負荷が、空調機器であることが好ましい。

本構成によれば、第１負荷が空調機器（例えば、ヒータ又はクーラ）とされることで、空調機器に流れる電流値を制限することによって簡易に第１負荷で消費される電力量を制限できるので、制御手段による駆動の制限が容易となる。

本発明の第二態様に係る電池システムは、直列又は並列に接続されている複数の電池と、前記電池に並列接続され、接続された前記電池から電力の供給を受けて駆動する第１負荷と、前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低くなった前記電池を判定し、前記所定値以上充電率が低いと判定された前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限する制御手段と、を備える。

本発明によれば、電力の消費とコストの増加を抑制し、複数の電池の充電率を均等化することができる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る電池システムの構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＢＭＵ、ＢＳＣ、及びヒータコントローラの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る充電率均等化装置及び電池システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本第１実施形態に係る電池システム１０の構成図である。以下、電池システム１０は、例えば電気自動車に備えられる場合を例にとって説明する。

電池システム１０は、複数の電池１４（電池１４−１，電池１４−２）と、電池１４毎に並列に接続された複数の第１負荷１２と、複数の電池１４からなる電池群に接続された第２負荷１８と、を備えている。なお、１つの電池１４は、単電池であってもよいし、複数の単電池が直列又は並列に接続されたモジュール電池であってもよい。また、電池１４を構成する単電池は、二次電池、例えば、リチウムイオン二次電池とするが、本発明は、これに限られず、鉛蓄電池など種々の二次電池、又は一次電池であってもよい。

第１負荷１２は、電力を受けて駆動する電気機器であって、例えば、ヒータ１６である。ヒータとしては、電気自動車の窓に設けられる窓ヒータ、シートに設けられるシートヒータ、及び空調機器としての温風ヒータ等である。また、第１負荷１２として、オーディオ、カーナビゲーションシステム、室内灯、及びクーラー等、異なる種類の負荷が電池１４に接続されてもよい。

第２負荷１８は、複数の電池１４に対して直列に接続されており、複数の電池１４から供給される電力によって駆動する。第２負荷１８は、例えば電気自動車の駆動輪を回転させるためのモータ２０である。

なお、図１に示される電池１４、第１負荷１２、第２負荷１８の接続方法及び数は一例であり、電池１４は３つ以上直列又は並列に接続されていてもよく、第１負荷１２は、各電池１４に少なくとも１つ以上並列に接続されていてもよく、第２負荷１８は、複数の電池１４からなる電池群に対して複数接続されていてもよい。電池１４を並列に接続する場合、各電池の電圧・電流のアンバランスを調整するため、電池１４毎にコンダクタを並列接続することが望ましい。

電池システム１０には、ＢＭＵ（Battery management unit）３０、ＢＳＣ（Battery
system controller）３２、及びヒータコントローラ３４が備えられている。ＢＭＵ３０は、電池１４毎に備えられている。
なお、ＢＭＵ３０、ＢＳＣ３２、及びヒータコントローラ３４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、ＢＭＵ３０、ＢＳＣ３２、及びヒータコントローラ３４の各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。

図２は、本第１実施形態に係るＢＭＵ３０、ＢＳＣ３２、及びヒータコントローラ３４の構成を示す機能ブロック図である。

ＢＭＵ３０は、複数の電池１４−１，１４−２を管理するとともに、上位制御装置であるＢＳＣ３２との間で各種信号の送受信を行う装置であり、ＳＯＣ演算部４０及びＳＯＣ情報送信部４２を備える。

ＳＯＣ演算部４０は、ＢＭＵ３０が各々対応する電池１４毎の充電率（State Of Charge、以下、「ＳＯＣ」という。）を算出する。なお、ＳＯＣは、公知の算出方法を用いて算出されればよく、例えば、電池１４の電流値の情報を用いて電流積算することによって算出される。

ＳＯＣ情報送信部４２は、ＳＯＣ演算部４０によって算出されたＳＯＣをＳＯＣ情報としてＢＳＣ３２へ送信する。

なお、ＢＭＵ３０は、所定のタイミングで、ＳＯＣの算出及びＳＯＣ情報の送信を繰り返す。上記所定のタイミングは、例えば、電気自動車の運転開始時のタイミング（例えば、イグニッションスイッチＯＮのタイミング）、及び運転開始後一定時間毎のタイミング（例えば、５分毎のタイミング）である。

ＢＳＣ３２は、電気自動車に搭載される第１負荷１２（ヒータ１６）を制御管理するものであって、ＢＭＵ３０からＳＯＣ情報を受信して、ＳＯＣに応じて、第１負荷１２の駆動を制御するための駆動信号をヒータコントローラ３４に対して送信するといった各種制御を行う制御手段である。ＢＳＣ３２は、ＳＯＣ情報受信部４４、ＳＯＣ判定部４６、及び駆動信号送信部４８を備える。

ＳＯＣ情報受信部４４は、各ＢＭＵ３０のＳＯＣ情報送信部４２から送信された各電池１４のＳＯＣ情報を受信する。

ＳＯＣ判定部４６は、ＳＯＣ情報受信部４４が受信したＳＯＣ情報に基づいて、ＳＯＣが他の電池１４のＳＯＣに比べて所定値以上低くなっている電池１４の有無を判定する。なお、ＳＯＣ判定部４６における詳細な判定方法は後述する。

駆動信号送信部４８は、ＳＯＣ判定部４６によって判定された結果に基づいて、第１負荷１２（本実施形態ではヒータ１６）の駆動信号を生成し、ヒータコントローラ３４へ送信する。
駆動信号は、ヒータ１６の駆動の可否を示した駆動可否信号、及びＳＯＣ判定部４６による判定結果に基づいて、ヒータ１６の駆動を制限するための能力セーブ信号である。ヒータ１６を制限せずに駆動させる場合、能力セーブ信号は、ヒータコントローラ３４へ送信されない。また、この能力セーブ信号は、制限の度合いに応じて複数用意されてもよい。例えば、ヒータ１６の制限無しの駆動状態を１００％とすると、能力セーブ信号として、ヒータ１６の駆動状態を８０％にする能力セーブ信号、４０％にする能力セーブ信号、２０％にする能力セーブ信号の３つが用意される。

なお、以下の本第１実施形態では、電池１４−１に接続されているヒータ１６に対する駆動可否信号を「Heat_Run-1」とし、電池１４−２に接続されているヒータ１６に対する駆動可否信号を「Heat_Run-2」とする。また、電池１４−１に接続されているヒータ１６に対する能力セーブ信号を「Heat_Save-1」とし、電池１４−２に接続されているヒータ１６に対する能力セーブ信号を「Heat_Save-2」とする。

ヒータコントローラ３４は、ＢＳＣ３２より各信号を受信して各ヒータ１６の駆動を制御するものであって、駆動信号受信部５０及びヒータ制御部５２を備える。

駆動信号受信部５０は、ＢＳＣ３２の駆動信号送信部４８から送信された駆動信号を受信する。

ヒータ制御部５２は、駆動信号受信部５０によって受信された駆動信号に基づいて、各ヒータ１６を制御する。
具体的には、ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号のみを駆動信号受信部５０が受信した場合、ヒータ制御部５２は、予め定められた値の電流をヒータ１６へ流す。一方、ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号と共に、能力セーブ信号を駆動信号受信部５０が受信した場合、ヒータ制御部５２は、予め定められた値から能力セーブ信号により示される制限の度合いに応じた電流をヒータ１６へ流す。

本第１実施形態に係る電池システム１０において、ＢＳＣ３２が充電率均等化装置として機能し、ＳＯＣが、他の電池１４のＳＯＣに比べて所定値以上低くなった電池１４に接続されているヒータ１６の駆動を制限する充電率均等化処理を行う。

図３は、本第１実施形態に係るＢＳＣ３２によって行われる充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。また、充電率均等化処理は、例えば第１負荷１２であるヒータ１６の駆動がスイッチ操作等により指示された場合に行われるものとし、充電率均等化処理の開始時にはヒータ１６は駆動していないものとする。なお、図３のフローチャートで示される各処理は、処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行してもよい。

まず、ステップ１００では、ＳＯＣ情報受信部４４が各電池１４に対応したＢＭＵ３０からＳＯＣ情報を受信することで、各電池１４のＳＯＣを取得する。なお、各ＢＭＵ３０は、例えば電池システム１０を搭載している電気自動車の電源が投入された直後から、所定のタイミングで対応する電池１４のＳＯＣを算出し、ＢＳＣ３２に対してＳＯＣ情報を送信する。

次のステップ１０２では、ＳＯＣ判定部４６が、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４の有無を判定し、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４が有る場合には、ステップ１０４へ移行し、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４が無い場合には、ステップ１０６へ移行する。なお、駆動停止値は、電池１４の過放電を防止するための予め定められる下限値である。本第１実施形態では、駆動停止値を一例として１０％とする（満充電のときのＳＯＣは１００％）。

ステップ１０４では、駆動信号送信部４８が、各ヒータ１６を駆動不可とする駆動可否信号を、ヒータコントローラ３４へ送信し、ステップ１００へ戻る。例えば、電池１４−１のＳＯＣが１０％未満であれば、駆動信号送信部４８は、電池１４−１に接続されたヒータ１６を駆動不可とする駆動可否信号「heat_run-1」、及び電池１４−２に接続されたヒータ１６を駆動不可とする駆動可否信号「heat_run-2」をヒータコントローラ３４に送信する。
これにより、ヒータ１６は、駆動を開始しないので、電池１４のＳＯＣが必要以上に低下することが抑制される。また、この場合、ＢＳＣ３２は、電池システム１０を搭載している電気自動車の例えばフロントパネルに設置された表示パネルに信号を送り、表示パネルに電池１４の充電を運転者に促す表示をさせてもよい。

なお、複数の電池１４は均等に充放電するよう制御している場合、複数の電池１４のうち少なくとも１つの電池１４のＳＯＣが駆動停止値未満となったとき、他の電池１４のＳＯＣも駆動停止値近傍にあると考えられるため、全てのヒータ１６の駆動を不可とするよう制御することが望ましい。ただし、駆動信号送信部４８は、ＳＯＣが駆動停止値未満と判定された電池１４に接続されたヒータ１６を駆動不可とする駆動可否信号を送信し、ＳＯＣが駆動停止値以上と判定された電池１４に接続されたヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号を送信し、ＳＯＣが駆動停止値未満と判定された電池１４に接続されたヒータ１６のみを駆動させてもよい。

ステップ１０６では、ＳＯＣ判定部４６が、複数の電池１４のうち１つの電池１４のＳＯＣが他の電池１４のＳＯＣに比べて所定値以上（要セーブ値以上）低いか否か、換言すれば、複数の電池１４のＳＯＣをそれぞれ比較してその差分が所定値以上であるか否かを判定する。具体的には、ＳＯＣ判定部４６が、電池１４−１のＳＯＣと電池１４−２のＳＯＣとの差分が要セーブ値以上であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１１８へ移行する。なお、本第１実施形態では、要セーブ値を一例として５％とする。

ステップ１０８では、駆動信号送信部４８が、ヒータコントローラ３４へ各ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号を送信すると共に、要セーブ値以上ＳＯＣが低いと判定された電池１４に接続されているヒータ１６の駆動を制限させる能力セーブ信号を、ヒータコントローラ３４へ送信する。例えば、電池１４−１のＳＯＣが４０％であり、電池１４−２のＳＯＣが４６％であれば、その差分は６％となるため、電池１４−１のＳＯＣは、電池１４−２のＳＯＣに比べて要セーブ値（５％）以上低くなる。よって、駆動信号送信部４８は、電池１４−１に接続されたヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号「heat_run-1」及び駆動を制限させる能力セーブ信号「heat-save-1」をヒータコントローラ３４に送信すると共に、電池１４−２に接続されたヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号「heat_run-2」をヒータコントローラ３４に送信する。なお、能力セーブ信号は、要セーブ値からのずれに応じて異なる能力セーブ信号とされてもよい。例えば、駆動信号送信部４８は、比較する２つの電池１４の差分が５〜１０％のときは、ヒータ１６の駆動状態を８０％にする能力セーブ信号、上記差分が１０〜１５％のときは、ヒータ１６の駆動状態を４０％にする能力セーブ信号、上記差分が１５％以上のときは、ヒータ１６の駆動状態を２０％にする能力セーブ信号をヒータコントローラ３４に送信する。
これにより、各電池１４に接続されているヒータ１６は駆動を開始するものの、駆動制限対象のヒータ１６は、能力セーブ信号により示される制限の度合いに応じて、駆動が制限され、その消費電力が抑制されることとなる。このため、ＳＯＣが他の電池１４に比べて低くなった電池１４は、接続されているヒータ１６の消費電力が他の電池１４に接続されているヒータ１６に比べて抑制されるので、時間経過と共に他の電池１４とでＳＯＣの差が小さくなり、ＳＯＣが均等化される。

次のステップ１１０では、所定時間経過後に、ＳＯＣ情報受信部４４が各電池１４に対応したＢＭＵ３０からＳＯＣ情報を受信することで、各電池１４のＳＯＣを取得する。

次のステップ１１２では、ＳＯＣ判定部４６が、複数の電池１４のＳＯＣの差分が駆動の制限を解除する制限解除値未満であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１１８へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１１４へ移行する。なお、本第１実施形態では、制限解除値を一例として３％とする。

ステップ１１４では、ＳＯＣ判定部４６が、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４の有無を判定し、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４が有る場合は、ステップ１１６へ移行し、ＳＯＣが駆動停止値未満となった電池１４が無い場合は、ステップ１１０へ戻る。

ステップ１１６では、ステップ１０４と同様に、駆動信号送信部４８が、各ヒータ１６を駆動不可とする駆動可否信号を、ヒータコントローラ３４へ送信し、ステップ１００へ戻る。

ステップ１０６で否定判定、又はステップ１１２で肯定判定となった場合に移行するステップ１１８では、駆動信号送信部４８が、各ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号のみをヒータコントローラ３４へ送信する。

すなわち、ステップ１０６からステップ１１８へ移行した場合、複数の電池１４のＳＯＣの差分が駆動の制限を必要とする要セーブ値未満であったため、駆動信号送信部４８は、能力セーブ信号を送信することなく、各ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号のみをヒータコントローラ３４へ送信する。
一方、ステップ１１２からステップ１１８へ移行した場合、駆動信号送信部４８は、それまで送信していた能力セーブ信号の送信を停止し、ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号のみをヒータコントローラ３４へ送信する。これにより、ヒータコントローラ３４は、制御対象とするヒータ１６への駆動の制限を解除して、ヒータ１６を駆動させる。

なお、本第１実施形態に係るＢＳＣ３２は、ステップ１１８の処理を終了すると共に、充電率均等化処理を終了するが、これに限らず、ヒータ１６の駆動指示が停止されるまで、充電率均等化処理を繰り返し行い続けてもよい。

また、ＢＳＣ３２は、各電池１４に接続されている複数の第１負荷１２に対して、予め定められた優先順位の低い順に駆動を制限させてもよい。
例えば、第１負荷１２として、窓ヒータ、オーディオ、カーナビゲーションシステム、シートヒータ、温風ヒータ、室内灯、及び空調機器が電池１４に接続されている場合、例えば電気自動車の安全性を考慮して優先順位を決定することができる。例えば、窓ヒータは、電気自動車の窓の曇りを除去するために用いられ、電気自動車の安全性に高い影響を与えるので、優先順位を最も高くし、オーディオは運転者等にとって緊急時の情報収集に必要であるので、次に優先順位を高くする。

一例として、各電池１４に第１負荷１２として窓ヒータ、温風ヒータ、シートヒータなどの各ヒータが接続されており、駆動を要する優先順位を、窓ヒータ、温風ヒータ、シートヒータとした場合を説明する。このとき、例えば、電池１４−１のＳＯＣが４０％であり、電池１４−２のＳＯＣが４６％であれば、その差分は６％となるため、電池１４−１のＳＯＣは、電池１４−２のＳＯＣに比べて要セーブ値（５％）以上低くなる。よって、駆動信号送信部４８は、電池１４−１に接続された各ヒータを駆動可とする駆動可否信号及び電池１４−１に接続された温風ヒータ及びシートヒータの駆動を制限させる能力セーブ信号をヒータコントローラ３４に送信すると共に、電池１４−２に接続された各ヒータを駆動可とする駆動可否信号をヒータコントローラ３４に送信する。

なお、能力セーブ信号は、要セーブ値からのずれに応じて、駆動を制限する第１負荷１２を優先順位に従って決めた複数の能力セーブ信号を用意することもできる。例えば、駆動信号送信部４８は、比較する２つの電池１４の差分が５〜１０％のときはシートヒータのみを駆動制限する能力セーブ信号をヒータコントローラ３４に送信し、上記差分が１０〜１５％のときは、温風ヒータ及びシートヒータの両方を駆動制限する能力セーブ信号をヒータコントローラ３４に送信し、上記差分が１５％以上のときは、窓ヒータ、温風ヒータ、シートヒータ全ての駆動制限する能力セーブ信号をヒータコントローラ３４に送信することができる。
このように、ＢＳＣ３２は、複数の第１負荷１２に対して、駆動を制限する優先順位を予め定めることによって、駆動を制限する第１負荷１２の選択が可能となる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る電池システム１０は、ＳＯＣが他の電池１４のＳＯＣに比べて要セーブ値以上低くなった電池１４を判定し、要セーブ値以上ＳＯＣが低いと判定された電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限する。従って、電池システム１０は、無駄な電力の消費を伴うことなく、かつ複数の電池１４のＳＯＣを均等化するためだけの抵抗器を備える必要もないため、電力の消費とコストの増加を抑制し、複数の電池１４の充電率を均等化することができる。

また、本第１実施形態に係る電池システム１０は、少なくとも一つの第２負荷１８としてのモータ２０が複数の電池１４に対して直列に接続されている。
電池システム１０は、第２負荷１８に接続されている複数の電池１４のＳＯＣを均等化するので、複数の電池１４から同時に電力の供給を受ける第２負荷１８を安定して駆動させることができる。

また、本第１実施形態に係る電池システム１０は、第１負荷１２をヒータ１６とすることで、ヒータ１６に流れる電流値を制限することによって簡易にヒータ１６で消費される電力量を制限できるので、第１負荷１２に対する駆動の制限が容易となる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。

なお、本第２実施形態に係る電池システム１０の構成は、図１，２に示す第１実施形態に係る電池システム１０の構成と同様であるのでその説明を省略する。

本第２実施形態に係る電池システム１０は、ＳＯＣが予め定められた駆動停止値（第１下限値）未満となった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を停止し、ＳＯＣが駆動停止値以上であって、予め定められた駆動制限値（第２下限値）未満となった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限する。

図４は、本第２実施形態に係る充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４における図３と同一のステップについては図３と同一の符号を付して、その説明を一部又は全部省略する。

ステップ１０２による処理において否定判定の場合は、ステップ２００へ移行する。

ステップ２００では、ＳＯＣ判定部４６が、ＳＯＣが駆動制限値未満となった電池１４の有無を判定し、ＳＯＣが駆動制限値未満となった電池１４が有る場合は、ステップ２０２へ移行し、ＳＯＣが駆動制限値未満となった電池１４が無い場合は、ステップ１０６へ移行する。なお、駆動制限値は、電池１４の過放電をより確実に防止するための下限値である。本第２実施形態では、駆動制限値を一例として２０％とする。

ステップ２０２では、駆動信号送信部４８が、ヒータコントローラ３４へ各ヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号を送信すると共に、ＳＯＣが駆動制限値未満と判定された電池１４に接続されているヒータ１６の駆動を制限させる能力セーブ信号を、ヒータコントローラ３４へ送信する。なお、第１実施形態の場合と同様に、制限の度合いに応じた複数の能力セーブ信号が用意されてもよく、この能力セーブ信号により示される制限の度合いは、駆動制限値からのずれが大きいほど、より大きくされる。

以上説明したように、本第２実施形態に係る電池システム１０は、ＳＯＣが駆動停止値以上であっても、ＳＯＣが駆動制限値未満となった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動が制限されるため、第１負荷１２の駆動が制限された電池１４のＳＯＣの低下が緩やかとなるので、電池１４のＳＯＣが必要以上に低下し、過放電することがより確実に防止される。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。

なお、本第３実施形態に係る電池システム１０の構成は、図１，２に示す第１実施形態に係る電池システム１０の構成と同様であるのでその説明を省略する。

本第３実施形態に係る電池システム１０は、全ての電池１４のＳＯＣが予め定められた所定値（上限値）以上である場合、第１負荷１２の駆動を制限しない。

図５は、本第３実施形態に係る充電率均等化処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５における図３と同一のステップについては図３と同一の符号を付して、その説明を一部又は全部省略する。

ステップ１００の処理が終了した後、ステップ３００へ移行する。

ステップ３００では、ＳＯＣ判定部４６が、全ての電池１４のＳＯＣが予め定められた上限値以上であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ３０２へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１０２へ移行する。
上記上限値は、各電池１４のＳＯＣの差分が要セーブ値以上であるか否かの判定を不要とする閾値であり、本第３実施形態では、一例として５０％とする。

ステップ３０２では、駆動信号送信部４８が、能力セーブ信号を送信することなく、各電池に接続されたヒータ１６を駆動可とする駆動可否信号のみをヒータコントローラ３４へ送信し、ステップ１００へ戻る。

以上説明したように、本第３実施形態に係る電池システム１０によれば、ＳＯＣが高い状態の場合に、第１負荷１２の駆動の制限を行わないこととなるので、第１負荷１２の使用の利便性が向上する。
また、ＳＯＣが高い状態（例えば６０〜７０％）で電池１４が充放電を繰り返すと、ＳＯＣが低い状態（例えば３０〜４０％）で充放電を繰り返す場合に比べて、電池１４を構成する活物質、セパレータ、及び電解液等の劣化が促進する。このため、ＳＯＣが高い状態の場合に、第１負荷１２の駆動の制限を行わないことによって、充電電力の消費が進み、電池１４がＳＯＣの高い状態で維持されることを抑制でき、結果的に電池１４の寿命を延ばすことができる。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記各実施形態では、電池システム１０が２つの電池１４−１，１４−２を備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、電池システム１０が３つ以上の電池１４を備える形態としてもよい。この形態の場合、例えば、最も高いＳＯＣとの差分が所定値以上低くなった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動が、制限される。

また、上記各実施形態では、他の電池１４のＳＯＣとの差分が所定値以上低くなった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限させる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、差分ではなく、例えば、ＳＯＣの平均値からのずれが所定値以上低くなった電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限させる形態や、他の電池１４のＳＯＣとの比が所定値以上となったＳＯＣの低い電池１４に接続されている第１負荷１２の駆動を制限させる形態としてもよい。

また、上記各実施形態では、複数の電池１４が直列に接続される形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、複数の電池１４が並列に接続される形態としてもよい。

１０ 電池システム
１２ 第１負荷
１４ 電池
１６ ヒータ
１８ 第２負荷
３０ ＢＭＵ
３２ ＢＳＣ
３４ ヒータコントローラ

Claims (8)

1. 電力が供給されて駆動する第１負荷が各々に接続されると共に直列又は並列に接続されている複数の電池の充電率を均等化させる充電率均等化装置であって、
   前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低くなった前記電池を判定し、前記所定値以上充電率が低いと判定された前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限する制御手段、
   を備える充電率均等化装置。
2. 前記制御手段は、充電率が予め定められた下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を停止する請求項１記載の充電率均等化装置。
3. 前記制御手段は、充電率が予め定められた第１下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を停止し、充電率が前記第１下限値以上であって、予め定められた第２下限値未満となった前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限する請求項１又は請求項２記載の充電率均等化装置。
4. 複数の前記電池のうち少なくとも１つの前記電池は、前記第１負荷が複数且つ並列に接続されており、
   前記制御手段は、前記第１負荷が複数接続された前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低いと判定した場合、前記電池に接続されている複数の前記第１負荷に対して、予め定められた優先順位の低い順に駆動を制限する請求項１から請求項３の何れか１項記載の充電率均等化装置。
5. 前記制御手段は、全ての前記電池の充電率が予め定められた所定値以上の場合、前記第１負荷の駆動を制限しない請求項１から請求項４の何れか１項記載の充電率均等化装置。
6. 直列又は並列に接続されている複数の前記電池に、少なくとも一つの第２負荷が接続されている請求項１から請求項５の何れか１項記載の充電率均等化装置。
7. 前記第１負荷は、空調機器である請求項１から請求項６の何れか１項記載の充電率均等化装置。
8. 直列又は並列に接続されている複数の電池と、
   前記電池に並列接続され、接続された前記電池から電力の供給を受けて駆動する第１負荷と、
   前記電池の充電率が他の前記電池の充電率に比べて所定値以上低くなった前記電池を判定し、前記所定値以上充電率が低いと判定された前記電池に接続されている前記第１負荷の駆動を制限する制御手段と、
   を備える電池システム。
   

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