JP2014217170A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電素子が、過充電状態や過放電状態などの電圧異常状態になることを抑制すること
【解決手段】組電池１１が過充電状態に近い状態である場合、第１リレー１２Ａをオープン状態とし、第２リレー１２Ｂをクローズ状態とする。これにより、電圧源ＳＤの電位差分だけ、組電池１１に流れる充電電流の量が制限されるため、電圧源ＳＤを設けない構成に比べて、オルタネータ５が電流調整機能を有する否かにかかわらず、組電池１１が過充電状態になることを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

蓄電素子の電圧状態を監視するための技術に関する。

従来から、電池が過充電状態とならないよう当該電池への充電電流を調整する充電電流調整機能を有する充電装置がある（特許文献１参照）。具体的には、上記電池は、充電電圧情報生成部と共に電池パック内に収容されており、この充電電圧情報生成部は、電池の電圧が所定値以上であるか否かを示す状態信号を出力する。一方、上記充電装置は、充電電流を出力する電源と、充電電流を検出する電流検出器と、制御部とを備える。制御部は、充電電流が目標電流に近づくように電源を制御し、電池パックから送られた状態信号に基づいて、電池の電圧が所定値（満充電電圧）以上になった場合、目標電流を現在の値より小さな値に変更する。

特開２００５−１５１６８３号公報

しかしながら、充電装置には、充電電流調整機能を有していないものがあり、このような充電装置で電池を充電する場合には、電池が過充電状態になることを抑制することができない。また、仮に、充電装置が充電電流調整機能を有していても、例えば、その充電電流調整機能の調整精度が低かったり、故障したりすることにより、電池が過充電状態になることを抑制することができないおそれがある。なお、一般には、電池から放電電流が供給される負荷には、電池からの放電電流を調整する放電電流調整機能を有しないため、上述した電池を充電する場合と同様の問題が生じ得る。

本明細書では、負荷や充電装置などの電気機器が電流調整機能を有する否かにかかわらず、電池等の蓄電素子が、過充電状態または過放電状態などの電圧異常状態になることを抑制することが可能な技術を開示する。

本明細書によって開示される蓄電装置は、電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続された電圧源と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流によって当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる同方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする同方向電圧時処理と、を実行する構成を有する。

本明細書によって開示される発明によれば、電気機器が電流調整機能を有する否かにかかわらず、蓄電素子が、過充電状態または過放電状態などの電圧異常状態になることを抑制することができる。

一実施形態に係るバッテリのブロック図 セルのＯＣＶとＳＯＣとを示すグラフ 組電池を定電圧充電した時のセル電流とセル電圧との時間経過を示すグラフ 二次電池保護処理を示すフローチャート 過充電保護処理を示すフローチャート 過充電保護処理時のスイッチの切り替えを示す遷移図 セル電圧の時間経過を示すグラフ 電圧源を充電する場合の電流経路を示す回路図 過放電保護処理を示すフローチャート ３点切替リレーの接続形態を示す回路図

（実施形態の概要）
本明細書によって開示される蓄電素子保護装置は、電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続された電圧源と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流によって当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる同方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする同方向電圧時処理と、を実行する構成を有する。

この蓄電素子保護装置は、蓄電素子が同方向電圧状態である場合、第１スイッチをオープン状態とし、第２スイッチをクローズ状態とする。これにより、電圧源の電位差分だけ、電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流の量が制限されるため、電圧源を設けない構成に比べて、電気機器が電流調整機能を有する否かにかかわらず、電池等の蓄電素子が上記同じ方向に流れる電流による電圧異常状態になることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記電気機器は充電装置および負荷を含み、前記充電装置と前記蓄電素子との間で、且つ、前記負荷と前記蓄電素子との間の共通電流経路に、前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記電圧源が接続される構成でもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、同方向電圧時処理の実行により、第１スイッチがオープン状態になり、第２スイッチがクローズ状態になっても、電圧源の高電位側に流れ込む電流とは逆方向に流れる電流の経路が遮断されることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記同方向電圧時処理では、前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、先に前記第２スイッチを前記クローズ状態とし、その後、前記第１スイッチをオープン状態とする構成を有してもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、同方向電圧時処理の実行過程で、第１スイッチおよび第２スイッチの両方が同時にオープン状態になることがないため、電圧源の高電位側に流れ込む電流と逆方向に流れる電流が瞬間的に遮断されることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記電圧源を充電するための充電回路を有する構成であってもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、電圧源を充電することができるため、蓄電素子が同方向電圧状態となることを、繰り返し抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記充電回路は、前記蓄電素子と前記第２スイッチとの両方に並列に接続され、前記電圧源と直列に接続されたオープン状態とクローズ状態とに切り替わる接続スイッチを備え前記電圧源は、前記電気機器または前記蓄電素子によって充電される構成であってもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、外部電源等によって充電する構成に比べて、新たに充電回路を設けることなく電圧源を充電することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記電圧源の充電が必要であるかを判断する、充電判断処理と、前記充電判断処理で前記電圧源の充電が必要であると判断した場合、前記接続スイッチを前記クローズ状態とする充電開始処理と、前記充電判断処理で前記電圧源の充電が必要でないと判断した場合、前記接続スイッチを前記オープン状態とする充電終了処理と、を実行する構成を有する構成であってもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、充電開始処理と、充電終了処理がない構成に比べて、必要時に必要なだけ電圧源を充電をすることができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記電圧判断処理では、更に、前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と逆方向によって、当該蓄電素子の電圧が前記基準範囲外になる逆方向電圧状態であるか、を判断し、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオープン状態とする逆方向電圧時処理を実行する構成を有してもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、蓄電素子が逆方向電圧状態である場合、第１スイッチおよび第２スイッチをオープン状態とする。これにより、蓄電素子が、逆方向に流れる電流による電圧異常状態になることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記電圧源は、前記蓄電素子に直列に接続された場合、前記蓄電素子との電圧の総和が増加する方向に接続され、更に、前記蓄電素子に並列に接続され、当該蓄電素子を放電させる放電状態と、放電を停止させる停止状態とに切り替わる放電部を備え、前記制御部は、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、前記放電部を前記停止状態とする停止処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記放電部を前記放電状態とする放電処理と、を実行する構成でもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、蓄電素子が逆方向電圧状態である場合、放電部が放電状態になることによって、蓄電素子を放電させる。したがって、放電部を備えない構成に比べて、蓄電素子が、電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流による電圧異常状態になることを、より効果的に抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記通常時処理では、更に、前記第２スイッチをオープン状態としてもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、電圧源の放電を防止することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記蓄電素子は、鉄成分を含むリチウム化合物と、単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が小さい平坦領域の示す前記開放電圧が、前記鉄成分を含むリチウム化合物を正極活物質とした場合よりも高い電圧となる、特定のリチウム化合物と、を有する正極活物質を正極材料としてもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、正極に高電圧適合材料を加えない構成に比べて、単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が大きい領域での当該変化率を小さくすることができるため、充電状態が満充電に近い領域での急峻なＯＣＶの変化を抑制することができ、蓄電素子に過電圧が掛かった状態での充電を抑制することができる。

また、蓄電素子と、蓄電素子保護装置と、を備える蓄電装置でもよい。

なお、本明細書によって開示される発明は、制御装置、制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

＜一実施形態＞
一実施形態について図１〜図９を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態のバッテリ１は、例えばエンジン自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、エンジン２を始動させるためにスタータ３に電力を供給するスタータバッテリである。また、バッテリ１は、ヘッドライト、オーディオシステムやセキュリティシステム等の車載機器４にも電力を供給する。一方、バッテリ１は、エンジン２が回転することによりオルタネータ５が発電した電力により充電される。なお、バッテリ１は蓄電装置の一例であり、スタータ３および車載機器４はバッテリ１から電力が供給される負荷の一例であり、オルタネータ５はバッテリ１を充電する充電装置または発電機の一例であり、負荷および充電装置等は、電気機器の一例である。

（バッテリの構成）
バッテリ１は、組電池１１、回路切替え部１２、及び、電池管理装置（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ 以下、ＢＭＳという）１３を備える。組電池１１は、蓄電素子の一例であり、複数のセルＣＮが直列接続された構成である。各セルＣＮは、繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には、負極活物質がグラファイト系材料で形成された負極と、正極活物質がリン酸鉄系材料で形成された正極とを有するリチウムイオン電池である。なお、図１および以下の説明では、組電池１１は、４つのセルＣ１〜Ｃ４を有するものとする。なお、回路切替え部１２とＢＭＳ１３とを合わせたものが、蓄電素子保護装置の一例である。

組電池１１は、回路切替え部１２を介して、スタータ３、車載機器４およびオルタネータ５に接続されている。換言すれば、回路切替え部１２は、オルタネータ５と組電池１１との間で、且つ、車載機器４等と組電池１１との間に接続されている。即ち、回路切替え部１２は、組電池１１からスタータ３等への放電電流、および、オルタネータ５から組電池１１への充電電流の両方が流れる共通電流経路上に設けられている。

回路切替え部１２は、第１リレー１２Ａ、第２リレー１２Ｂ、電圧源ＳＤ、および充電リレーＲＣを有する。第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとが互いに並列に接続されている。第１リレー１２Ａは、例えば接点および磁気コイルを有する有接点リレー（機械式スイッチ）であり、後述する制御部２２からオープン指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をオープン（開・オフ）状態にし、後述する制御部２２からクローズ指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をクローズ（閉・オン）状態にする。第２第２リレー１２Ｂは、第１リレー１２Ａと同じである。

電圧源ＳＤは、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で、第２リレー１２Ｂに直列に接続されている。具体的には、電圧源ＳＤは、負極側（低電位側）に第２リレー１２Ｂがあり、正極側（高電位側）に共通接続点Ｋ２があるように第２リレー１２Ｂに直列に接続されている。電圧源ＳＤは、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの繰り返し充電可能な二次電池である。また、電圧源ＳＤは、少ない充電量で電圧が高くなる、低容量のものだとより好ましい。なお、電圧源ＳＤは、キャパシタでもよい。

充電リレーＲＣは、電圧源ＳＤの負極側を一端の接続点とし、組電池１１の負極側を他端の接続点として、第２リレー１２Ｂと組電池１１との両方に並列となるように接続されている。そして、充電リレーＲＣは、例えば接点および磁気コイルを有する有接点リレー（機械式スイッチ）であり、後述する制御部２２からオープン指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をオープン（開・オフ）状態にし、後述する制御部２２からクローズ指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をクローズ（閉・オン）状態にする。

なお、電圧源ＳＤの負極側と充電リレーＲＣとの間には、オルタネータ５からの充電電流を制限するための抵抗Ｒが充電リレーＲＣに直列に接続されている。充電リレーＲＣは、接続スイッチの一例であり、充電リレーＲＣが、電圧源ＳＤの負極側を一端の接続点とし、組電池１１の負極側を他端の接続点として、第２リレー１２Ｂと組電池１１との両方に並列となるように接続されている回路構成は、充電回路の一例である。

第１リレー１２Ａまたは第２リレー１２Ｂがクローズ状態になると、組電池１１と、スタータ３、車載機器４およびオルタネータ５との間に電流経路が形成される。具体的には、組電池１１とスタータ３、および車載機器４との間に電流経路（以下、放電経路という）が形成され、組電池１１からスタータ３、および車載機器４へ電力供給が可能になる。また、組電池１１とオルタネータ５との間に電流経路（以下、充電経路という）が形成され、オルタネータ５から組電池１１へ電力供給が可能になる。

なお、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとは、バッテリ１の外部に設けられていてもよい。また、第１リレー１２Ａは、第１スイッチの一例であり、第２リレー１２Ｂは、第２スイッチの一例である。

第２リレー１２Ｂがオープン状態で、充電リレーＲＣがクローズ状態になると、電圧源ＳＤは、オルタネータ５によって充電可能になる。なお、充電リレーＲＣは、バッテリ１の外部に設けられていてもよい。

ＢＭＳ１３は、電圧検出回路２１、制御部２２、電流検出回路２３、および、４つの均等化回路（放電回路）２５を有する。電圧検出回路２１は、電圧検出部の一例であり、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する。なお、電圧検出回路２１は、組電池１１全体の電圧を検出する構成でもよい。電流検出回路２３は、組電池１１に流れる充電電流および放電電流（以下、充放電電流という）を検出し、その検出結果を制御部２２に送信する。

なお、ＢＭＳ１３は、電圧検出回路２１や電流検出回路２３以外に、組電池１１の温度を検出する温度センサ等の各種の検出部（図示せず）を備え、それらの検出結果に基づき、組電池１１の内部抵抗や充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ 以下、単にＳＯＣという）等、組電池１１の各種の状態を監視する構成でもよい。

制御部２２は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）２２Ａ、メモリ２２Ｂを有する。メモリ２２Ｂには、制御部２２の動作を制御するための各種のプログラム（後述する二次電池保護処理を実行するためのプログラムを含む）が記憶されており、ＣＰＵ２２Ａは、メモリ２２Ｂから読み出したプログラムに従って、制御部２２の各部を制御する。メモリ２２Ｂは、ＲＡＭやＲＯＭを有する。なお、上記各種のプログラムが記憶される媒体は、ＲＡＭ等以外に、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。制御部２２は、組電池１１から電源供給されて駆動する。

第１リレー１２Ａは、制御部２２からオープン指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をオープン（開・オフ）状態にし、制御部２２からクローズ指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をクローズ（閉・オン）状態にする。第２第２リレー１２Ｂは、第１リレー１２Ａと同じである。

均等化回路２５は、４つのセルＣＮの電圧を略均一にするための回路である。具体的には、均等化回路２５は、各セルＣ１〜Ｃ４にそれぞれ並列接続された４つの放電回路ＨＤ１〜ＨＤ４を備え、各放電回路ＨＤは、例えばスイッチ素子２５Ａおよび放電抵抗２５Ｂが直列に接続された構成を有する。なお、各放電回路ＨＤは、放電部の一例である。

制御部２２は、各放電回路ＨＤのスイッチ素子２５Ａに、クローズ指令信号を与えてクローズ状態とすることにより、当該均等化回路２５に並列接続されているセルＣ１〜Ｃ４の電力を放電抵抗２５Ｂにより放電させ、セルＣ１〜Ｃ４の電圧値を下げることができる。制御部２２は、セルＣ１〜Ｃ４の電圧値を下げる必要がないと判断した場合は、各放電回路ＨＤのスイッチ素子２５Ａに、オープン指令信号を与えてオープン状態とする。

（リン酸鉄系リチウムイオン電池）
図２、図３を用いて、リン酸鉄系リチウムイオン電池の充電時の問題点について説明する。図２には、セルＣの開放電圧（以下、ＯＣＶという）とＳＯＣとの変化特性（相関関係）を示す、ＯＣＶ−ＳＯＣカーブＰが実線で示されている。このＯＣＶとは、安定状態のときのセルＣの端子電圧であり、例えば、セルＣの単位時間当たりの電圧変化量が規定量以下であるときのセルＣの端子電圧である。なお、当該規定量は、セルＣの仕様や所定の実験等により予め定めることができる。このＯＣＶ−ＳＯＣカーブＰに関するデータは、メモリ２２Ｂに記憶されている。

図２に示す通り、リン酸鉄系リチウムイオン電池では、ＯＣＶの変化率が比較的小さい平坦領域（プラトー領域ともいう）と、ＯＣＶの変化率が比較的大きい変化領域とが存在する。具体的には、ＳＯＣが２５％〜９７％付近の領域は、ＯＣＶの変化率が比較的小さい平坦領域であり、ＳＯＣが２５％以下、または９７％以上の領域は、ＯＣＶの変化率が比較的大きい変化領域である。

リン酸鉄系リチウムイオン電池では、上述したような特性があるため、例えば、ＳＯＣが１００％付近では、わずかな容量の過充電であっても、電圧が大きく立ち上がってしまう。これによって、リン酸鉄系リチウムイオン電池で定められている最大充電電圧値を超えた充電が実施されてしまうおそれがある。

例えば、図１のセルＣ１のＳＯＣが１００％、セルＣ２のＳＯＣが９５％、セルＣ３のＳＯＣが９０％、セルＣ４のＳＯＣが８０％と、各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣにばらつきがある場合に組電池１１を定電圧充電すると、図３に示すような問題が生じる。

図３では、バッテリ１を１４．８Ｖで定電圧充電している。図３の上段には、組電池１１の充電電圧（Ｖ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されており、図３の中段には、組電池１１の充電電流（Ａ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されており、図３の下段には、セルＣのセル電圧（Ｖ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されている。

各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣには、ばらつきがあるが、オルタネータ５等の充電装置は、組電池１１を定電圧充電するのみで、各セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧を監視しながら定電圧充電を実行しないため、各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣのばらつきは解消されない。そして、そのばらつきを解消するために、均等化回路２５が存在する。具体的には、均等化回路２５の各放電回路ＨＤによって、４つのセルＣＮの電力を放電し、４つのセルＣＮの電圧値を下げることで、４つのセルＣＮの電圧を略均一にする。

しかし、均等化回路２５の各放電回路ＨＤによる放電には、ある程度時間が掛かるため、例えば図３では、セルＣ１のセル電圧が、仕様等で定められている最大充電電圧値（例えば４．０Ｖ）を超えた状態で定電圧充電が実行されてしまう。これは、定電圧充電が開始される前のセルＣ１のＳＯＣが変化領域にあるために生じる。

定電圧充電が開始される前のセルＣ２〜セルＣ４のＳＯＣは、プラトー領域にあるため、定電圧充電が開始されてＳＯＣが増えても、ＯＣＶはほとんど変化しない。しかし、定電圧充電が開始される前のセルＣ１のＳＯＣは、変化領域にあるため、定電圧充電が開始されてわずかでも過充電状態となると、ＯＣＶは急上昇する。その結果、セルＣ１のセル電圧が最大充電電圧値を超えた状態で定電圧充電が実行されてしまうことになり、セルＣ１の劣化につながり得る。

（二次電池保護処理）
そこで、制御部２２は、組電池１１から電源供給されている間は、常に図４に示す二次電池保護処理を実行する。

二次電池保護処理は、各セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧が最大充電電圧値を超えた状態で組電池１１に対して定電圧充電が実行されてしまうことを抑制するための処理である。具体的には、制御部２２は、まず、初期処理として、第１リレー１２Ａをクローズ状態にし、第２リレー１２Ｂをオープン状態にする（Ｓ１）。なお、Ｓ１の処理は、通常時処理の一例である。

制御部２２は、次に、スイッチ素子２５Ａをオープン状態にし（Ｓ２）、充電リレーＲＣをオープン状態にする（Ｓ３）。なお、Ｓ２の処理は、停止処理の一例である。なお、この時点では、電圧源ＳＤは満充電状態であるとする。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎを１に初期化し（Ｓ４）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値を検出する（Ｓ５）。制御部２２は、Ｓ５で検出したＮ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値（例えば３．６Ｖ）以上であるか否かを判断し（Ｓ６）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態（電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流による電圧異常状態の一例）に近づいているか否かを判断する。

そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態に近づいていると判断し、図５に示す過充電保護処理を実行する（Ｓ７）。なお、バランサー駆動電圧閾値より小さい値の範囲は、基準範囲の一例である。また、Ｓ６の処理は、電圧判断処理の一例であり、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値以上であることは、同方向電圧状態の一例である。

（過充電保護処理）
過充電保護処理は、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態となることを抑制するための処理である。この過充電保護処理では、制御部２２は、まず均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力の放電を実行する。具体的には、制御部２２は、まずＮ番目のセルＣＮに並列接続されているスイッチ素子２５Ａをクローズ状態にする（Ｓ２１）。なお、Ｓ２１の処理は、放電処理の一例である。

そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値（例えば、３．５Ｖ）以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理によって、制御部２２は、均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったか否かを判断する。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、スイッチ素子２５Ａをオープン状態にし（Ｓ３３）、過充電保護処理を終了させ、図４のＳ１０へ進む。制御部２２は、均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったと判断できるためである。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値（例えば、３．７Ｖ）以上であるか否かを判断し（Ｓ２３）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態にさらに近づいているか否かを判断する。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値より小さいと判断した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、引き続き、均等化回路２５の放電回路ＨＤのみによるＮ番目のセルＣＮの電力の放電を継続するために、Ｓ２２に戻る。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、均等化回路２５の放電回路ＨＤによってＮ番目のセルＣＮ放電を継続するようにしつつ、かつ、Ｎ番目のセルＣＮの充電が抑制されるように、以下の処理を実行する。均等化回路２５の放電回路ＨＤだけでは、Ｎ番目のセルＣＮの電力の放電に時間が掛かり、早急にＮ番目のセルＣＮの電圧値を下げることは困難なためである。

即ち、制御部２２は、まず充電リレーＲＣがオープン状態であるか否かを判断する（Ｓ２４）。制御部２２は、充電リレーＲＣがオープン状態でないと判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ３１へ進む。制御部２２は、充電リレーＲＣがオープン状態であると判断した場合、第２リレー１２Ｂにクローズ指令信号を与えてクローズ状態とし（Ｓ２５）、第１リレー１２Ａにオープン指令信号を与えてオープン状態とする（Ｓ２６）。なお、Ｓ２５、Ｓ２６の処理は、同方向電圧時処理の一例である。

上述した通り、第２リレー１２Ｂには、電圧源ＳＤが直列に接続されている。具体的には、電圧源ＳＤは、組電池１１と直列で、かつ組電池１１の正極および負極の向きと、電圧源ＳＤの正極および負極の向きとが同じ向きになるように接続されている。このため、制御部２２がＳ２５およびＳ２６の処理を実行すると、組電池１１の見かけ上の総電圧が上がる。これによって、オルタネータ５からの充電電流（電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流の一例）が抑制される。

一方、組電池１１と車載機器４等との放電経路は形成されたままであるため、組電池１１から車載機器４等への放電は継続される。したがって、Ｎ番目のセルＣＮ放電が継続されつつ、かつ、Ｎ番目のセルＣＮの充電が抑制される。

Ｓ２５の処理は、車載機器４等と組電池１１との間の充電経路が瞬断されることを防ぐための処理である。以下では、図６を用いて、具体的に説明する。図６の上段には、第１リレー１２Ａがクローズ状態で、第２リレー１２Ｂがオープン状態となっている場合（ケース１）が記載されており、図６の中段には、第１リレー１２Ａがクローズ状態で、第２リレー１２Ｂがクローズ状態となっている場合（ケース２）が記載されており、図６の下段には、第１リレー１２Ａがオープン状態で、第２リレー１２Ｂがクローズ状態となっている場合（ケース３）が記載されている。なお、図６では、エンジン２やスタータ３、電圧検出回路２１や電流検出回路２３は省略している。

ケース１では、第１リレー１２Ａがクローズ状態となっているため、組電池１１と車載機器４およびオルタネータ５との間に電流経路が形成され、組電池１１には第１リレー１２Ａを介して充放電電流が流れる。

ケース２では、第２リレー１２Ｂに直列に接続された電圧源ＳＤは、組電池１１と直列で、かつ正極と負極とが組電池１１と同じ向きに接続されているため、組電池１１には、第１リレー１２Ａによって形成された充電経路に比べ、第２リレー１２Ｂによって形成された充電経路には、あまり充電電流は流れない。一方、第２リレー１２Ｂがクローズ状態となることで、組電池１１の見かけ上の総電圧が上がるため、第２リレー１２Ｂによって形成された放電経路によって、組電池１１から放電電流が流れる。

そして、ケース３では、第２リレー１２Ｂによって形成された電流経路しかないので、組電池１１には第１リレー１２Ａによって形成された電流経路に比べて、充電電流は抑制されるが、組電池１１からの放電電流は同等に流れる。

仮に、ケース２を経由せずに、ケース１からケース３へ状態が遷移した場合、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるおそれがある。例えば、制御部２２は、第１リレー１２Ａにオープン指令信号を与え、同時に第２リレー１２Ｂにクローズ信号を与えると、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの両方がオープン状態となる瞬間が存在する。このため、組電池１１から車載機器４への電力の供給が瞬断され、例えば、オーディオの音飛びやヘッドライトのちらつきなどの問題が生じるおそれや、エンジンやブレーキなどの車両制御系が不安定になるおそれがある。

このため、制御部２２は、ケース１からケース３へ状態を遷移させる場合は、ケース２を経由して状態遷移させることで、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるのを防いでいる。

制御部２２は、Ｓ２６の処理を実行した後、電圧源ＳＤが完全放電されたか否かを判断する。具体的には、電圧源ＳＤの電圧値が放電限界閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２７）。

制御部２２は、電圧源ＳＤの電圧値が放電限界閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、待機し、電圧源ＳＤの電圧値が放電限界閾値以下であると判断した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、電圧源ＳＤが完全放電されたと判断して、組電池１１を充放電のどちらも可能な状態に戻す。具体的には、制御部２２は、第１リレー１２Ａにクローズ指令信号を与えてクローズ状態とし（Ｓ２８）、第２リレー１２Ｂにオープン指令信号を与えてオープン状態とする（Ｓ２９）。

また、制御部２２が、まずＳ２８の処理後にＳ２９の処理を実行することも、上述した通り、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるのを防ぐためである。なお、Ｓ２８およびＳ２９の処理は、通常時処理の一例である。

そして、制御部２２は、完全に放電された電圧源ＳＤの充電を開始する。具体的には、制御部２２は、充電リレーＲＣをクローズ状態にする（Ｓ３０）。図７に示す通り、電圧源ＳＤは、充電リレーＲＣを介して、オルタネータ５から充電電流が供給される。これにより、電圧源ＳＤは充電される。また、車両が停止している等でオルタネータ５が駆動していない場合でも、電圧源ＳＤは、クローズ状態の充電リレーＲＣによって形成される、組電池１１との閉回路において、組電池１１から電圧源ＳＤへ充電電流が供給されることで充電される。なお、Ｓ３０の処理は、充電開始処理の一例である。

次に、制御部２２は、電圧源ＳＤが満充電となったか否かを判断する。具体的には、電圧源ＳＤが充電限界閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ３１）。制御部２２は、電圧源ＳＤの電圧値が充電限界閾値以下であると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、待機し、電圧源ＳＤの電圧値が充電限界閾値より大きいと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、電圧源ＳＤが満充電になったと判断して、充電リレーＲＣの充電を終了する。具体的には、制御部２２は、充電リレーＲＣにオープン指令信号を与え、充電リレーＲＣをオープン状態にする（Ｓ３２）。なお、Ｓ３２の処理は、充電終了処理の一例である。

そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮに並列接続されているスイッチ素子２５Ａをオープン状態にし（Ｓ３３）、過充電保護処理を終了させ、図４のＳ１０へ進む。

つまり、制御部２２は、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行し、蓄電素子の電圧が、第１範囲よりも広い第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行する。

上述した通り、過充電保護処理では、制御部２２は、均等化回路２５の放電回路ＨＤによって、Ｎ番目のセルＣＮの電力を放電させるのと同時に、第１リレー１２Ａをオープン状態にし、第２リレー１２Ｂをクローズ状態にすることで、バッテリープラス端子ＢＰとバッテリーマイナス端子ＢＭとの間の見かけ上の電圧を上げることで、オルタネータ５からの充電を抑制する構成である。

図８には本構成の効果が示されている。図８のグラフで、縦軸はセルＣＮのセル電圧（Ｖ）であり、横軸は時間（ｔ）である。そして、点線Ｑと実線Ｗとによって、セルＣＮのセル電圧の時間変化が示されている。

点線Ｑは、均等化回路２５の放電回路ＨＤによって、Ｎ番目のセルＣＮの電力を放電させるのみの構成の場合のセルＣＮのセル電圧の時間変化であり、実線Ｗは、均等化回路２５の放電回路ＨＤによって、Ｎ番目のセルＣＮの電力を放電させるのと同時に、第１リレー１２Ａをオープン状態にし、第２リレー１２Ｂをクローズ状態にすることで、バッテリープラス端子ＢＰとバッテリーマイナス端子ＢＭとの間の見かけ上の電圧を上げることで、オルタネータ５からの充電を抑制する構成の場合のセルＣＮのセル電圧の時間変化である。

図８から明らかなように、実線Ｗの方が点線Ｑに比べて、最大充電電圧を早く下回っている（Ｔ２＞Ｔ１）。つまり、セルＣＮに過電圧が掛かったまま充電される状態が、実線Ｗの方が短い。したがって、均等化回路２５の放電回路ＨＤによって、Ｎ番目のセルＣＮの電力を放電させるのみの構成に比べて、セルＣＮの劣化等を抑制することが可能となる。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値（例えば、３．２５Ｖ）以下であるか否かを判断し（Ｓ８）、Ｎ番目のセルＣＮが過放電状態（電圧源の高電位側に流れ込む電流と反対方向に流れる電流による電圧異常状態の一例）に近づいているか否かを判断する。そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、図９に示す過放電保護処理を実行する（Ｓ９）。

なお、過放電電圧閾値より大きい値の範囲は、基準範囲の一例である。また、Ｓ８の処理は、電圧判断処理の一例であり、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であることは、逆方向電圧状態の一例である。

（過放電保護処理）
過放電保護処理は、Ｎ番目のセルＣＮが過放電状態となることを抑制するための処理である。具体的には、この過放電保護処理では、制御部２２は、まず、過放電保護処理の実行時からの経過時間を計測し、当該経過時間が基準時間に到達したか否かを判断する（Ｓ４１）。制御部２２は、当該経過時間が基準時間に到達していないと判断した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ４２）。なお、過放電電圧閾値より大きい値の範囲は、基準範囲の一例である。

一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値より大きいと判断した場合（Ｓ４２：ＮＯ）、今回、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下となったのは、一時的な電圧降下のためであると判断して、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ１０へ進む。

一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、Ｓ４１に戻る。

制御部２２は、当該経過時間が基準時間に到達したと判断した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）組電池１１からの放電電流（電圧源の高電位側に流れ込む電流と反対方向に流れる電流の一例）を止めるために、第１リレー１２Ａをオープン状態とし（Ｓ４３）、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路を遮断する。

その後、制御部２２は、復帰指示を受信したか否かを判断する（Ｓ４４）。復帰指示とは、例えば、運転手が、イグニッションスイッチをイグニション位置にしたり、アイドリングストップ状態の車両で、運転手がアクセルを踏んだりすることで、車両側の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）からバッテリ１に対して送信される信号である。

制御部２２は、復帰指示を受信していないと判断した場合（Ｓ４４：ＮＯ）、待機し、復帰指示を受信したと判断した場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値（例えば、２．８Ｖ）以上であるか否かを判断する（Ｓ４５）。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値より小さいと判断した場合（Ｓ４５：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていると判断して、メモリ２２Ｂにバッテリ１の交換が必要であることを示すフラグを記憶させ（Ｓ４６）、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ１０に進む。

なお、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていると判断して、バッテリ１の交換が必要であると判断した場合、例えば、上記ＥＣＵ等の外部機器にバッテリ１の交換が必要である旨の通知信号を出力するなど、エラー処理を実行するのが好ましい。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていないと判断して、組電池１１を充放電可能な状態に戻す。具体的には、制御部２２は、第１リレー１２Ａをクローズ状態とし（Ｓ４７）、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ１０へ進む。なお、上述した過放電保護処理は、逆方向電圧時処理の一例であり、Ｓ４７の処理は、通常時処理の一例である。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数（＝４）に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数に達したと判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ４に戻り、再び１番目のセルＣ１からＳ２以降の処理を実行する。一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数に達していないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎに１を加算し（Ｓ１１）、Ｓ５に戻り、Ｓ５以降の処理を実行する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１リレー１２Ａと第１リレー１２Ａに並列接続された第２リレー１２Ｂと、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で第２リレー１２Ｂに直列に接続された電圧源ＳＤとを備え、制御部２２は、過充電保護処理と過放電保護処理とを実行する。具体的には、制御部２２は、過放電保護処理を実行するとき、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとにオープン指令信号を与えてオープン状態とする。これにより、過放電状態から組電池１１を保護することができる。また、制御部２２は、過充電保護処理を実行するとき、第２リレー１２Ｂにクローズ指令信号を与えてクローズ状態とし、その後、第１リレー１２Ａにオープン指令信号を与えてオープン状態とする。これにより、負荷や充電装置などの電気機器が電流調整機能を有する否かにかかわらず、過充電状態から組電池１１を保護しつつ、組電池１１からの放電電流の放電経路を維持することができる。また、電圧源ＳＤを用いることで、ダイオード等の整流素子や抵抗等の受動素子を用いる構成に比べて、発熱を抑制することもできる。そして、電圧源ＳＤは、他の用途の電池（例えば、ＰＣ用電池）も電圧源（本回路における電圧源ＳＤ）として使うことができ、また、不要となった電池を電圧源ＳＤとして活用することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。

上記実施形態では、制御部３４は、１つのＣＰＵとメモリを有する構成であった。しかし、制御部は、これに限らず、複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方を備える構成でもよい。例えば上記二次電池保護処理の一部または全部を、別々のＣＰＵやハード回路で実行する構成でもよい。また、これらの処理の順序は、適宜変更してもよい。

上記実施形態では、スイッチの例として、有接点の第１リレー１２Ａ、第２リレー１２Ｂを挙げた。しかし、これに限らず、スイッチは、例えばバイポーラトランジスタや、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子であってもよく、また、通常はクローズ状態であり、オープン指令信号を与えた場合に限りオープン状態になるノーマルクローズタイプでもよい。また、放電回路ＨＤ（放電部の一例）が有するスイッチ素子２５Ａについても、同じである。

上記実施形態では、蓄電素子として、複数のセルが直列接続された組電池１１を例に挙げた。しかしこれに限らず、蓄電素子は、１つのセルからなる単電池でもよく、複数のセルが並列接続されたものでもよい。また、蓄電素子が複数のセルを有する場合、セル数は、２つ、３つ、５つ以上でもよく、セル数は適宜変更可能である。また、蓄電素子は、正極活物質がリン酸鉄系物質であることに限定されず、鉄成分が含まれていればよい。また、蓄電素子は、必ずしもグラファイト系材料で形成された負極を有するものに限られない。また、蓄電素子は、鉛電池、マンガン系リチウムイオン電池など他の二次電池でもよい。更に、蓄電素子は、二次電池に限らず、キャパシタでも電気二重層コンデンサでもよい。

上記実施形態では、蓄電素子は、正極活物質がリン酸鉄系物質である例を挙げた。しかしこれに限らず、正極活物質としてリン酸鉄系物質に、プラトー領域でのＯＣＶがリン酸鉄系物質を用いた場合のＯＣＶよりも高い、特定のリチウム化合物を少量混合してもよい。特定のリチウム化合物は、ＬｉＣｏＯ２、ニッケル系のＬｉＮｉＯ２、マンガン系のＬｉＭｎ２Ｏ４、あるいは，Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ系酸化物であることが好ましく、リン酸鉄系物質に対する、特定のリチウム化合物の割合は、５質量パーセント以下であることが好ましい。これにより、蓄電素子のＳＯＣが１００％に近い領域でのＯＣＶ変化率を小さくすることができるため、蓄電素子に過電圧が掛かることを抑制することができる。

上記実施形態では、２個の第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとが互いに並列に接続されている構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、図１０に示す、３点切替リレーＫＲを使用する構成であってもよい。３点切替リレーＫＲを用いる場合、制御部２２は、３点切替リレーＫＲに切替指令信号を与え、電圧源ＳＤが接続された回路と接続された３点切替リレーＫＲの接点ＳＴ１、電圧源ＳＤが接続されていない回路と接続された３点切替リレーＫＲの接点ＳＴ２、どの回路も接続されていない接点ＳＴ３の３つの内、いずれか一つの接点ＳＴ１〜ＳＴ３と、組電池１１に接続された３点切替リレーＫＲの接点ＴＰとを接続させる。なお、３点切替リレーＫＲは、複数の接点ＳＴ１〜ＳＴ３を備えるため、複数のスイッチの一例である。

上記実施形態では、電圧源ＳＤとして二次電池である例を挙げた。しかしこれに限らず、電圧源ＳＤは一次電池でもよく、コンデンサやツェナーダイオードのような受動素子でもよい。また、電圧源ＳＤは、各セルＣ１〜Ｃ４と容量が同じでも異なっていてもよい。要するに、オルタネータ５からの充電電流が、少しでも緩和できればよい。

上記実施形態では、電圧源ＳＤは、負極側に第２リレー１２Ｂがあり、正極側に共通接続点Ｋ２があるように第２リレー１２Ｂに直列に接続されている例を挙げた。しかしこれに限らず、正極側に第２リレー１２Ｂがあり、負極側に共通接続点Ｋ２があるように第２リレー１２Ｂに直列に接続されていてもよい。

上記実施形態では、電圧検出回路２１が各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、上位ＥＣＵが各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、ＢＭＳ１３がＥＣＵからの信号を受け取る構成でもよい。

上記実施形態では、オルタネータ５には、充電制御用の制御回路が設けられていない例を挙げた。しかしこれに限らず、オルタネータ５には、充電制御用の制御回路が設けられていてもよい。また、オルタネータ５のような内部に設けられた充電機器に限らず、充電スタンドやバッテリーチャージャーなどの外部の充電機器でもよい。

上記実施形態では、回路切替え部１２は、組電池１１と車両機器４等との間で、かつ、組電池１１とオルタネータ５との間に設けられる構成であった。しかしこれに限らず、回路切替え部１２は、バッテリープラス端子ＢＰとオルタネータ５との間に設けられる構成であってもよく、バッテリープラス端子ＢＰと車載機器４等との間に設けられる構成であってもよい。

上記実施形態では、電圧検出回路２１は、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する例を挙げた。しかしこれに限らず、電圧検出回路２１は、組電池１１全体の電圧を検出する構成でもよい。組電池１１全体の電圧を検出する構成である場合、図４のＳ４、Ｓ１０、Ｓ１１の処理は不要となり、図４のバランサー駆動電圧閾値、過放電電圧閾値、図５の安定電圧閾値、過充電電圧閾値、図９のバッテリ交換電圧閾値は、それぞれ、各セルＣ１〜Ｃ４の閾値から組電池１１全体の閾値へと変更（例えば、各々の閾値を４倍する、あるいは、プラトー電圧を３倍したものに各セルＣ１〜Ｃ４のいずれかの過充電閾値を加える、など）すればよい。なお、プラトー電圧を３倍したものに各セルＣ１〜Ｃ４のいずれかの過充電閾値を加える計算の一例としては、プラトー電圧（３．３Ｖ）×３＋過充電閾値（４．０Ｖ）×１＝約１４．０Ｖ（組電池１１全体の閾値）などである。また、最も電圧が高くなるセルＣだけを放電回路ＨＤと接続する構成でもよい。

上記実施形態では、基準範囲の一例として、バランサー駆動電圧閾値や過放電電圧閾値を挙げた。そして、バランサー駆動電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になる下限値よりも小さい値であるため、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になることを抑制する構成であった。また、過放電電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になる上限値よりも大きい値であるため、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になることを抑制する構成であった。しかしこれに限らず、バランサー駆動電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になる下限値と略等しくてもよく、過放電電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になる上限値と略等しくてもよい。各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態や過放電状態となっても、当該状態が継続することを抑制することができる。

上記実施形態では、制御部２２は、４つのセルＣＮの各々のセル電圧を１つずつ検出しながら、それぞれの閾値と比較し、過充電保護処理や過放電保護処理を行う構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、制御部２２は、４つのセルＣＮの各々のセル電圧を最初に全て検出し、当該セル電圧の内で最大のものから順に、それぞれの閾値と比較し、過充電保護処理を行う構成でもよい。

上記実施形態では、制御部２２は、過充電保護処理を実行する場合、４つのセルＣＮの各々について、１回毎に処理を終了し、次のセルＣＮについて電圧値と閾値とを比較する構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、セルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値以上である場合が継続していれば、当該セルＣＮについて、繰り返し過充電保護処理を実行する構成でもよい。具体的には、制御部２２は、図５のＳ２３の処理を、Ｓ３２の後に実行し、肯定判断の場合、Ｓ２５に戻り、Ｓ２５以降の処理を繰り返す構成でもよい。

上記実施形態では、制御部２２は、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行し、蓄電素子の電圧が、第１範囲よりも広い第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行する例を挙げた。しかしこれに限らず、制御部２２は、蓄電素子の電圧が、第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行し、その後、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行してもよい。

１：バッテリ ２：エンジン ３：スタータ ４：車載機器 ５：オルタネータ １１：組電池 １２：回路切替え部 １３：ＢＭＳ ２１：電圧検出回路 ２２：制御部 ＳＤ：電圧源 ＲＣ：充電リレー

Claims (12)

1. 電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、
   前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、
   前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続された電圧源と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流によって当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる同方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理と、
   前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理と、
   前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする同方向電圧時処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
2. 請求項１に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記電気機器は充電装置および負荷を含み、
   前記充電装置と前記蓄電素子との間で、且つ、前記負荷と前記蓄電素子との間の共通電流経路に、前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記電圧源が接続される構成である、蓄電素子保護装置。
3. 請求項２に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記制御部は、
   前記同方向電圧時処理では、前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、先に前記第２スイッチを前記クローズ状態とし、その後、前記第１スイッチをオープン状態とする構成を有する、蓄電素子保護装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記電圧源を充電するための充電回路を有する、蓄電素子保護装置。
5. 請求項４に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記充電回路は、
   前記蓄電素子と前記第２スイッチとの両方に並列に接続され、前記電圧源と直列に接続されたオープン状態とクローズ状態とに切り替わる接続スイッチを備え
   前記電圧源は、前記電気機器または前記蓄電素子によって充電される、蓄電素子保護装置。
6. 請求項５に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記制御部は、
   前記電圧源の充電が必要であるかを判断する、充電判断処理と、
   前記充電判断処理で前記電圧源の充電が必要であると判断した場合、前記接続スイッチを前記クローズ状態とする充電開始処理と、
   前記充電判断処理で前記電圧源の充電が必要でないと判断した場合、前記接続スイッチを前記オープン状態とする充電終了処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
7. 請求項２または３に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記制御部は、
   前記電圧判断処理では、更に、前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と逆方向によって、当該蓄電素子の電圧が前記基準範囲外になる逆方向電圧状態であるか、を判断し、
   前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオープン状態とする逆方向電圧時処理を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
8. 請求項１から７のいずれかに一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記電圧源は、前記蓄電素子に直列に接続された場合、前記蓄電素子との電圧の総和が増加する方向に接続され、
   更に、前記蓄電素子に並列に接続され、当該蓄電素子を放電させる放電状態と、放電を停止させる停止状態とに切り替わる放電部を備え、
   前記制御部は、
   前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、前記放電部を前記停止状態とする停止処理と、
   前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記放電部を前記放電状態とする放電処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
9. 請求項１に記載の蓄電素子保護装置であって、
   前記制御部は、前記通常時処理では、更に、前記第２スイッチをオープン状態とする、蓄電素子保護装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
    前記蓄電素子は、
    鉄成分を含むリチウム化合物と、
    単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が小さい平坦領域の示す前記開放電圧が、前記鉄成分を含むリチウム化合物を正極活物質とした場合よりも高い電圧となる、特定のリチウム化合物と、
    を有する正極活物質を正極材料とする、蓄電素子保護装置。
11. 蓄電素子と、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置とを備える、蓄電装置。
12. 電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、
    前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、
    前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続された電圧源と、
    を備える電池保護装置における蓄電素子保護方法であって、
    前記蓄電素子が、前記電圧源の高電位側に流れ込む電流と同じ方向に流れる電流によって当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる同方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理と、
    前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理と、
    前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記同方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする同方向電圧時処理と、を含む、蓄電素子保護方法。

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