JP2016127778A - 二次電池のための監視制御装置、監視制御方法、およびこの監視制御装置が適用された電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池エネルギーを、本来の用途、すなわち負荷装置のために優先的に使用するようにした二次電池監視制御装置および方法を提供すること。【解決手段】二次電池監視制御装置および方法は、複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御装置および方法であって、直列電池群の監視制御を行い、監視制御のために必要な電力供給を直列電池群から受け、複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、二次電池の監視制御に要するエネルギーを抑えつつ、二次電池からのエネルギーを負荷装置のために優先的に利用することを可能とする監視制御装置および監視制御方法、並びに、この監視制御装置が適用された電源装置に関する。

二次電池を動力源とした車両、船舶等では、二次電池内の電池セルの電圧、温度、エネルギー残量等の電池状態を監視して、過電圧、過温度等の電池セルの異常を検出した場合、充放電を停止する等の保護制御を行う必要がある。このような二次電池の保護制御を行うための監視制御処理は、二次電池に付随して設置される二次電池監視制御装置によって実行される。また、二次電池監視制御装置を制御するために必要な電力（以下、制御電力と称す。）は二次電池本体から供給されている。そのため、二次電池監視制御装置は、二次電池にエネルギーが残っている限り、常時、監視制御を行うことができる。

また、電池セルを直列接続して使用する場合、電池セル間のエネルギーバランスを均等化することにより、電池セルの実効利用範囲を広げ、二次電池群の充放電容量を大きくすることができる。なお、電池セルのエネルギーバランス不均衡は、電池セル自体の特性や、電池セルの設置環境（例えば、温度ムラ等）に依存する。そのため、電池セルのバランス制御は、二次電池が使用されている間、常時行われる。

また、バランス制御方法として、一般的に、シンプルな回路構成である放電型を用いることが多い。この放電型のバランス制御方法は、電池セル群の各セル電圧を各セル電圧のうち最小のセル電圧にあわせるように各電池セルを放電制御することによって、電池セル間のエネルギーバランスを均等化する方法である。

一方、従来、例えば、二次電池本体ではなく外部に設置された１２Ｖ補機バッテリを制御電力の供給元である制御電源として、電池セルのバランス制御を停止し、制御電力の抑制を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。

また、二次電池本体ではなく外部の充電器を電源供給元として、間欠通信制御を行うことにより通信回路の省電力化を行う技術もある（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の省電力モード（スリープモード、ディープスリープモード）を有する二次電池監視制御装置において、エンジンの運転状態（動作中／停止中）を判定条件として、セル電圧値に応じて、バランス制御停止を含む省電力制御を行う技術もある（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１０−２６３７３３号公報 特開２０１３−２０７８９９号公報 特開２０１４−９６９７５号公報

しかしながら、制御電力が二次電池本体から供給される場合において、二次電池のエネルギーは、二次電池監視制御装置への制御電力の供給や、電池セルエネルギー均等化のための放電制御等のように、二次電池エネルギーの本来の用途である車両、船舶等の負荷装置の移動等の用途とは異なる用途で使用されている。

そのため、車両、船舶等の負荷装置の移動等を優先させるような場合において、本来の用途以外で使用されている二次電池エネルギーを、本来の用途のために優先的に使用することが求められている。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、第１の目的とするところは、二次電池エネルギーを、本来の用途、すなわち負荷装置のために優先的に使用するようにした二次電池監視制御装置および方法を提供することにある。

また、第２の目的とするところは、この二次電池監視制御装置を適用することにより、二次電池エネルギーの効率的な利用を図るための電源装置を提供することにある。

実施形態の二次電池監視制御装置および方法は、複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御装置および方法であって、直列電池群の監視制御を行い、監視制御のために必要な電力供給を直列電池群から受け、複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする。

また、実施形態の電源装置は、複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群と、複数の前記直列電池群を並列に接続してなる直並列電池群と、直列電池群の監視制御を行い、監視制御のために必要な電力供給を前記直列電池群から受ける二次電池監視制御装置と、直並列電池群の何れかの直列電池群の異常を検知し、二次電池監視制御装置に、複数の二次電池の運転モードを指示するシステムコントローラとを備え、システムコントローラによって前記異常が検知され、異常が検知されなかった直列電池群に対応する異常が検知されなかった直列電池群に対応する複数の二次電池を省電力運転モードで運転するようにシステムコントローラから指示された場合、異常が検知されなかった直列電池群に対応する複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする。

第１の実施形態の二次電池制御装置を備える電源装置の構成例を示す図。 同実施形態の二次電池制御装置によってなされる監視制御周期処理シーケンスの例。 同実施形態の二次電池制御装置からシステムコントローラに送信される送信データの例。 同実施形態の二次電池制御装置からシステムコントローラに送信される省電力運転モードにおける送信データの例。 同実施形態の二次電池制御装置によってなされる送信周期に関する監視制御周期処理シーケンスの例。 同実施形態の電源装置によってなされる監視制御周期処理における省電力運転モードと消費電力抑制手法の組み合わせを説明するための表の例。 第２の実施形態の二次電池制御装置を備える電源装置の構成例を示す図。 同実施形態の電源装置によってなされる監視制御周期処理シーケンスの例。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照してこの発明に係る第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の二次電池監視制御装置５０が適用された電源装置１０の構成例を示す図である。
電源装置１０は、システムコントローラ２０、直並列電池群７０、および省電力スイッチ（以下、「省電力ＳＷ」と称する）８０を備える。

直並列電池群７０は、二次電池監視制御装置５０と、二次電池監視制御装置５０によって監視制御される直列電池群６０とから構成される複数のユニットを、並列的に接続することによって構成してなる。直列電池群６０はさらに、直列に接続された複数の二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍと、各二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍ毎に設けられたモニタ装置６２−１，６２−２，・・・，６２―Ｍとを備えてなる。また、各ユニットの前段には、対応する二次電池監視制御装置５０による制御に応じて、後述する充電器３０と、各ユニットとを接続／切断するためのリレー５１が設けられてなる。

図１は代表的に、Ｎ個のユニット、すなわちＮ個の二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎと、Ｎ個のリレー５１−１，５１−２，・・・，５１−Ｎと、Ｎ個の直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎとを示している。

電源装置１０は、車両、船舶等の動力源として使用され得る。電源装置１０は、例えば、電気自動車等に設けられるバッテリであり、充電ステーション等で充電され得る。具体的には、図１に示すように、電源装置１０は、充電時に充電器３０に接続されることによって、充電器３０から供給される電力を使用して充電され得る。また、電源装置１０は、車両、船舶等の内部に設けられるモータ、照明、空調設備等のような負荷装置４０と接続しており、充電した電力を負荷装置４０に供給する。

充電器３０は、電源装置１０を充電するために使用される。充電器３０は、例えば、車両、船舶等の外部の充電場所に設置される。充電器３０は、電源装置１０の電圧、温度、エネルギー残量、故障状態等の電池の状態（以下、「電池状態」と称す。）をシステムコントローラ２０から例えば通信を行うことによって取得し、これら電池状態に基づいて、充電方式、充電レート等を決定する。充電方式は、例えば、定電流定電圧充電方式（ＣＣ−ＣＶ方式）、定電流充電方式、定電圧充電方式である。また、充電レートは、例えば、充電に使用する電流量のレートである。

負荷装置４０は、電源装置１０の電力を使用する装置であり、前述したように、車両、船舶等の内部に設けられるモータ、照明、空調設備等である。

システムコントローラ２０は、電源装置１０の全体の制御を行う。より詳細には、システムコントローラ２０は、例えば省電力ＳＷ８０を介して運転モードの内の１つである省電力運転モードが外部から指示された場合、直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの各々を制御する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかに対して省電力運転モードを指示するために、省電力運転モードを開始する省電力運転開始指令を二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかに送信する。システムコントローラ２０は、省電力運転開始指令を受信した二次電池監視制御装置５０によって監視及び制御される直列電池群６０の電池状態を監視して、電源装置１０の全体の制御を行う。なお、省電力ＳＷ８０を介して省電力運転モードが外部から指示された場合とは、例えば、ユーザがボタン型スイッチ等を操作することに応じて省電力運転モードが指示された場合である。この場合、システムコントローラ２０は、ユーザによる操作に応じて、運転モードを切替えるための処理を実行する。

直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの各々は、前述したように、直列接続されたＭ個の二次電池６１−Ｋ−１，６１−Ｋ−２，・・・，６１−Ｋ−Ｍと、各二次電池６１−Ｋ−１，６１−Ｋ−２，・・・，６１−Ｋ−Ｍそれぞれに設けられたＭ個のモニタ装置６２−Ｋ−１，６２−Ｋ−２，・・・，６２−Ｋ−Ｍとを備える。なお、Ｎは、整数であり、１でもよいし、２以上でもよい。また、Ｋは、整数であり、１、２、・・・、Ｎの何れかである。また、Ｎは、Ｍに等しくてもよい。

以下、直列電池群６０−１について説明するが、直列電池群６０−２，・・・，６０−Ｎについても同様に説明することができる。

直列電池群６０−１は、直列接続された複数の二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍ、および、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍそれぞれに設けられたモニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍを備える。

二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍの各々は、直列に接続された複数の電池セル（図示せず）をさらに備える。

モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々は、これら電池セルの電圧や温度等を計測する。モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々は、計測された電池セルの電圧や温度等を定周期で、対応する二次電池監視制御装置５０−１に送信する。

また、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々は、対応する二次電池監視制御装置５０−１からの指示に従い、電池セルのエネルギー均等化を行うために、電池セルの放電回路（図示せず）の制御を行う。なお、放電回路で消費される電力は、車両、船舶等の移動のためのような二次電池エネルギーの本来の用途には使用されない電力である。より詳細には、電池セルのエネルギー均等化を行う場合、放電回路に電流を流す。そのため、電池セルのエネルギー均等化を行う場合、放電回路で消費される電力は、車両、船舶等の移動のために負荷装置４０に出力されない電力である。

二次電池監視制御装置５０−１は、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍの各々の電池セルの電圧や温度等の計測値や、エネルギー残量や、故障状態等といった電池状態を、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々から受信する。二次電池監視制御装置５０−１は、これら電池状態に基づいて、直列電池群６０−１の全体の監視制御を行うと共に、電池状態のうちの何れかを定周期でシステムコントローラ２０に送信する。

また、二次電池監視制御装置５０−１は、システムコントローラ２０から指示される運転モードとして運転開始指令を受信した場合、負荷装置４０に電力を供給可能な状態にするためにリレー５１−１を接続するための制御を行う。

次に、図２を参照して二次電池監視制御装置５０−１によって実行される監視制御周期処理の一例について説明する。

二次電池監視制御装置５０−１は、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々から電池セルの電圧情報を収集する（ステップ２０）。また、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々から電池セルの温度情報を収集する（ステップ２１）。次に、収集した電圧情報及び温度情報を含む電池状態をシステムコントローラ２０に送信する（ステップ２２）。なお、電池状態に含まれるエネルギー残量は、例えば、電池セルの電圧や温度等から推定されるようにしてもよい。また、ステップ２２においてシステムコントローラ２０に送信されるデータフォーマットの一例は、図３を参照して後述する。

次に、二次電池監視制御装置５０−１は、システムコントローラ２０から運転モード情報を受信する（ステップ２３）。なお、運転モード情報とは、上述した運転モードに関する情報であり、例えば、省電力モードの開始を指示する省電力開始指令情報や、省電力運転モードとは異なり二次電池の電力消費を抑制しない通常の運転モードである通常運転指令情報等を含む。そして、受信された運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードであった場合（ステップ２４：Ｙｅｓ）、後述するステップ２５、ステップ２６、ステップ２７の電池セルの均等化制御処理をスキップして、換言すると、電池セルの均等化制御処理を停止して、ステップ２８に進む。受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードではない場合（ステップ２４：Ｎｏ）、均等化制御処理を行うために、ステップ２５に進む。

ここで、ステップ２４において、受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードではないと判定された場合（ステップ２４：Ｎｏ）について説明する。まず、二次電池監視制御装置５０−１は、均等化制御の目標電圧である電池セルの最小電圧値を決定する（ステップ２５）。次に、決定した最小電圧値を基準値として、その基準値に基づき、均等化制御処理を実行する電池セルを決定する（ステップ２６）。そして、ステップ２６において決定された電池セルを指定して、指定した電池セルに対応するモニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの何れかに対して、均等化制御処理を実行させるための指示を行う（ステップ２７）。

一方、ステップ２４において、受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードであると判定された場合（ステップ２４：Ｙｅｓ）、所定時間、例えば１秒または１００ミリ秒、経過したか否かを判定する（ステップ２８）。そして、所定時間が経過した場合（ステップ２８：ＹＥＳ）、ステップ２０に戻る。一方、所定時間が経過していない場合（ステップ２８：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機する。

なお、二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの各々は、異なる運転モードを受信することもできる。例えば、ステップ２３において、二次電池監視制御装置５０−１は省電力運転モードを受信し、一方、二次電池監視制御装置５０−２は省電力運転モード以外の運転モード、例えば通常運転モード、を受信することもできる。この場合、二次電池監視制御装置５０−１は、ステップ２５、ステップ２６、ステップ２７に対応する均等化制御処理をスキップし、一方、二次電池監視制御装置５０−２は、均等化制御処理を実行する。

また、二次電池監視制御装置５０−１は、システムコントローラ２０から複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量に基づき、直列電池群６０−１の均等化制御を停止してもよい。例えば、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量値が所定の閾値よりも小さい場合、直列電池群６０−１の均等化制御を停止する。

次に、図３及び図４を参照して、二次電池監視制御装置５０−１からシステムコントローラ２０に送信される送信データフォーマットの一例について説明する。
図３及び図４に示す送信データフォーマットは、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの電力消費を抑制するために、消費電力の抑制手法として、二次電池監視制御装置５０−１からシステムコントローラ２０に送信される送信データ量を削減する場合を想定している。

二次電池監視制御装置５０−１は、省電力運転モードとは異なり二次電池の電力消費を抑制しない通常の運転モードである通常運転モードでは、全ての電池状態の監視を行う。そのため、通常運転モードにおける送信データフォーマットは、冗長な送信データフォーマットとなる。

そこで、省電力運転モードでは、電源装置１０の運転（運行）に必要な最小限の情報に限定した送信データフォーマットに基づきデータを送信する。換言すると、省電力運転モードでは、送信データの種別の絞り込みが行なわれる。なお、最小限の情報は、例えば、故障情報や、直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎのそれぞれの最大電圧、最小電圧、最大温度、最小温度等のクリティカルな電池状態に関する情報を含む。

また、送信データ量の総バイト数を削減するために、送信データの種別の絞り込みを行うだけでなく、電源装置１０の運転に影響のない範囲まで１ビットあたりの重み付け、例えば送信データの単位を変更することもできる。

具体的に、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、通常運転モードにおける、送信データフォーマット情報９０を示している。
送信データフォーマット情報９０は、送信データオフセット（バイト）情報９０−ａ、データ名称情報９０−ｂ、及びデータ意味情報９０−ｃを含む。送信データオフセット（バイト）情報９０−ａは、送信データのオフセットに関する情報である。データ名称情報９０−ｂは、各データの名称に関する情報である。データ意味情報９０−ｃは、各データの意味を示す情報である。

「＋０」で示される送信データオフセット情報９０−ａは、「運転状態」で示されるデータ名称情報９０−ｂと、「０：通常運転、１：省電力運転、−１：故障」で示されるデータ意味情報９０−ｃとに対応付けられており、例えば、送信データオフセット＋０におけるデータが「１」を示している場合、送信されるデータに省電力運転に関する情報が含まれることを示している。

同様に、「＋１２０」で示される送信データオフセット情報９０−ａは、「二次電池１−合計電圧」で示されるデータ名称情報９０−ｂと、「単位ｍＶ」で示されるデータ意味情報９０−ｃとに対応付けられており、送信データオフセット＋１２０におけるデータは、例えば、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１−ＭのｍＶ単位で表される合計電圧を示している。

また、「＋１４８」で示される送信データオフセット情報９０−ａは、「二次電池１−最大セル温度」で示されるデータ名称情報９０−ｂと、「単位 ０．１℃」で示されるデータ意味情報９０−ｃとに対応付けられており、送信データオフセット＋１４８におけるデータは、例えば、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１−Ｍに対応する電池セルのうちの最大のセル温度を０．１℃単位で表していることを意味する。

一方、図４は、省電力運転モードにおける送信データフォーマット情報９１を示している。なお、図３と同様の内容については、説明を省略する。
送信データフォーマット情報９１は、送信データオフセット（バイト）情報９１−ａ、データ名称情報９１−ｂ、及びデータ意味情報９１−ｃを含み、送信データフォーマット情報９０よりも送信データ量を削減している。

例えば、図３に示す送信データオフセット情報９０−ａの「＋４０」における「二次電池１−電池セル１ 電圧」は、上述した最小限の情報に該当しないため、図４に示すように、送信データフォーマット情報９１では、「二次電池１−電池セル１ 電圧」に対応するデータを送信しなくてもよい。

また、図３に示す送信データオフセット情報９０−ａの「＋１２０」における「二次電池１−合計電圧」は、図４に示す送信データオフセット情報９１−ａの「＋１４」における「二次電池１−合計電圧」に対応するが、図４に示す「二次電池１−合計電圧」は、１０ｍＶ単位で表されている。すなわち、図３に示す「二次電池１−合計電圧」に対応する送信データは、送信データオフセット情報９０−ａの「＋１２０」から「＋１２４」の４バイトにおいて送信される。一方、図４に示す「二次電池１−合計電圧」に対応する送信データは、送信データオフセット情報９１−ａの「＋１４」から「＋１６」の２バイトにおいて送信される。このように、図４では、送信データの単位を変更し、１ビットあたりの重み付けを変更することによって、図３に比べて送信データ量の総バイト数を削減している。

なお、二次電池監視制御装置５０−１は、システムコントローラ２０から複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量に基づき、送信データ量を削減するための処理を実行する場合もしない場合もある。例えば、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量値が所定の閾値よりも大きい場合、送信データ量を削減するための処理を実行しなくてもよい。なぜなら、図６を参照して後述するように、送信データ量を削減する場合、電源装置１０の監視能力に対して悪影響を及ぼす恐れがあるため、エネルギー残量が少ない場合、送信データ量を削減するための処理を実行しない方が、車両、船舶等の安全な運行を行うことができるからである。

次に、図５を参照して二次電池監視制御装置５０−１によって実行される送信周期に関する監視制御周期処理の一例について説明する。
図５に示す監視制御周期処理は、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの電力消費を抑制するために、消費電力の抑制手法として、二次電池監視制御装置５０−１からシステムコントローラ２０への送信データの送信周期を伸ばす場合を想定している。

二次電池監視制御装置５０−１は、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々から電池セルの電圧情報を収集する（ステップ３０）。また、モニタ装置６２−１−１，６２−１−２，・・・，６２−１−Ｍの各々から電池セルの温度情報を収集する（ステップ３１）。

次に、システムコントローラ２０から運転モード情報を受信する（ステップ３２）。そして、ステップ３３及びステップ３４において、受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードであるか否かに応じて、異なる送信周期を設定する。

受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードではない場合（ステップ３３：Ｎｏ）、送信周期を例えば１００ミリ秒に設定する（ステップ３４）。受信した運転モード情報に含まれる運転モードが省電力運転モードであった場合（ステップ３３：Ｙｅｓ）、送信周期を例えば５００ミリ秒に設定する（ステップ３５）。

なお、ステップ３５において設定される送信周期は、長くなるように設定する。例えば、ステップ３５において設定される送信周期は、ステップ３４において設定される送信周期よりも長くする。また、ステップ３４において設定される送信周期は、例えば、電源装置１０の監視能力を低下させ、車両、船舶等の安全な運行を阻害するような送信周期よりも短い周期とする。

また、ステップ３４において設定される送信周期は、例えば通常運転モードにおいて用いられる送信周期であり、図２のステップ２８の処理において用いられる所定時間に相当する周期であってもよい。

次に、二次電池監視制御装置５０−１は、ステップ３４またはステップ３５において設定された送信周期に基づき、前回の送信時刻から設定した送信周期に対応する時間が経過したか否かを判定する（ステップ３６）。前回の送信時刻から設定された送信周期に対応する時間が経過した場合（ステップ３６：ＹＥＳ）、ステップ３０及びステップ３１において収集した電圧情報及び温度情報を含む電池状態をシステムコントローラ２０に送信する（ステップ３７）。前回の送信時刻から設定した送信周期に対応する時間が経過していない場合（ステップ３６：ＮＯ）、前回の送信時刻から設定した送信周期に対応する時間が経過するまで待機する。

なお、二次電池監視制御装置５０−１は、システムコントローラ２０から複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合であっても、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量に基づき、通信周期を伸ばすための処理を実行しない場合もある。例えば、二次電池６１−１−１，６１−１−２，・・・，６１−１−Ｍのエネルギー残量値が所定の閾値よりも大きい場合、通信周期を伸ばすための処理を実行しなくてもよい。なぜなら、図６を参照して後述するように、通信周期を伸ばすことに関する消費電力抑制手法を用いた場合、電源装置１０の監視能力に対して悪影響を及ぼす恐れがあるため、エネルギー残量が少ない場合、通信周期を伸ばすための処理を実行しない方が、車両、船舶等の安全な運行を行うことができるからである。

次に、図６を参照して、省電力運転モードと消費電力抑制手法の組み合わせについて説明する。
二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの消費電力を抑制する場合、図２等を参照して上述した均等化制御の停止、図３及び図４等を参照して上述した送信データ量の削減、及び、図５等を参照して上述した送信周期の延長等によるにおいて、電源装置１０の運用に関する影響が各々異なる。

例えば、均等化制御を停止する場合、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの電力を有効に活用するという側面に対して悪影響を及ぼす場合がある。一方、送信データ量の削減や、送信周期の延長を行う場合、電源装置１０の監視能力という側面に対して悪影響を及ぼす場合がある。

なお、均等化制御を停止に関する消費電力抑制手法は、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍから出力される電力を抑制する手法である。一方、送信データ量の削減及び送信周期の延長に関する消費電力抑制手法は、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍ等の電池モジュールの監視によって電力を抑制する手法である。

また、車両、船舶等の安全な運行のためには、均等化制御の停止を、送信データ量の削減及び送信周期の延長よりも優先的に実施した方が都合の良い場合がある。

より詳細には、システムコントローラ２０から指示される省電力運転モードに関する運転モード情報に電源装置１０の運用目的に関する情報を含めることによって、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの上述したような消費電力抑制手法を組み合わせることができる。このような組み合わせを、具体的に、図６の消費電力抑制手法組み合わせテーブル９２を参照して説明する。

消費電力抑制手法組み合わせテーブル９２は、消費電力の抑制手法に関する要素及び省電力運転モードに関する要素を含む。消費電力の抑制手法に関する要素は、均等化制御の停止要素９２−ａ、送信データ削減要素９２−ｂ、及び送信周期の増大要素９２―ｃを含む。省電力運転モードに関する要素は、通常運転モード要素９２−ｄ、安全優先モード要素９２−ｅ、及び航続距離優先モード要素９２−ｆを含む。

通常運転モード要素９２―ｄは、省電力運転モードではない運転モードのうちの１つである上述した通常運転モードに対応する要素である。安全優先モード要素９２―ｅは、車両、船舶等の安全な運行を目的とする省電力運転モードのうちの１つである安全優先モードに対応する要素である。航続距離優先モード要素９２−ｆは、車両、船舶等の航続距離を優先させる運行を目的とする省電力運転モードのうちの１つである航続距離優先モードに対応する要素である。

航続距離優先モードに関して、電源装置１０は、上述したように、車両、船舶等の動力源として使用され、充電ステーション等で充電され得る。すなわち、本実施形態における電源装置１０は、電源装置１０を用いて車両、船舶等が移動等している場合には充電されないような場合を想定しており、車両、船舶等が移動等している場合に電源装置１０に充電されている電力量が増加しないような場合においても適用可能である。換言すると、電源装置１０は、電源装置１０に充電されている電力量が徐々に減少するような場合においても適用可能である。

したがって、車両、船舶等が移動等している場合、車両、船舶等の航続距離を長くする（伸ばす）ことが必要であり、航続距離優先モードは、航続距離を長くするためのモードである。当然ながら、航続距離優先モードは、航続距離を長くするだけでなく、例えば車両、船舶等の移動時間を長くするためのモードでもある。

図６に示すように、例えば、通常運転モードがシステムコントローラ２０から指示された場合、均等化制御の停止、送信データ削減、及び送信周期の延長に関する消費電力の抑制処理を実行しない。すなわち、通常運転モードでは、消費電力を抑制する必要がないため、均等化制御の停止、送信データ削減、及び送信周期の延長に関する消費電力の抑制処理の何れも実行しない。

一方、安全優先モードがシステムコントローラ２０から指示された場合、均等化制御の停止に関する消費電力の抑制処理は実行するが、送信データ削減、及び送信周期の延長に関する消費電力の抑制処理は実行しない。すなわち、安全優先モードでは、車両、船舶等の安全な運行を目的とするため、電源装置１０の監視能力を低下させ、安全な運行に影響を与えるような送信データ削減、及び送信周期の延長に関する消費電力の抑制処理は実行しないが、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの電力を有効に活用するために、均等化制御の停止に関する消費電力の抑制処理を実行する。

これらの第１の実施形態によれば、二次電池エネルギーを、二次電池エネルギーの本来の用途、すなわち負荷装置４０のために優先的に使用するようにした二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎおよび方法を提供することができる。例えば、車両、船舶等の移動等を優先させるような場合において、本来の用途以外で使用されている二次電池エネルギーを、本来の用途のために優先的に使用することができる。また、この二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎを適用することにより、二次電池エネルギーの効率的な利用を図るための電源装置１０を提供することができる。

また、省電力運転モードにおける送信データフォーマットの情報を限定することによって、二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎからシステムコントローラ２０への送信時間が短縮され、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの消費電力を抑制することもできる。

また、送信データ量の総バイト数を低減するために、送信データの種別の絞り込みを行うだけでなく、電源装置１０の運転に影響のない範囲まで１ビットあたりの重み付け、例えば送信データの単位を変更することもできる。

また、二次電池監視制御装置５０−１からシステムコントローラ２０への送信データの送信周期を延長することによって、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの電力消費を抑制することもできる。

また、システムコントローラ２０から指示される省電力運転モードに目的を加味することによって、二次電池６１−１，６１−２，・・・，６１―Ｍの消費電力抑制手法を組み合わせることもできる。
（第２の実施形態）
以下、図７及び図８を参照してこの発明に係る第２の実施形態を説明する。
なお、以下では、第１の実施形態において示した構成と異なる部分を中心に説明する。そのため、第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図７は、本発明の第２の実施形態の二次電池監視制御装置５０が適用された電源装置１００の構成例を示す図である。
本実施形態の電源装置１００は、図７に示すように、第１の実施形態の電源装置１０から省電力ＳＷ８０を省いた構成をしている。

システムコントローラ２０は、二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの各々から送信される電池状態に基づき、直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかの異常を検知した場合、電源装置１００の安全な運用を行うために、異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかの運転を停止するための指示を、異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎに対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎに対して行う。

異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかを停止することによって、電源装置１００の使用可能な電力量、例えば負荷装置４０に提供可能な電力量、が減少する。そのため、システムコントローラ２０は、使用可能な電力量を車両、船舶等の移動という本来の目的に優先的に使用するために、異常が検知されていない直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎに対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎに対して省電力運転モードを指示する。

次に、図８を参照して二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの各々によって実行される監視制御周期処理の一例について説明する。

二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの各々は、二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの各々に対応するモニタ装置６２−Ｋ−１，６２−Ｋ−２，・・・，６２−Ｋ−Ｍから収集した電圧情報及び温度情報を含む電池状態をシステムコントローラ２０に送信する（ステップ８０）。次に、システムコントローラ２０によって、直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかの異常が検知されたか否か判定される（ステップ８２）。異常が検知されないと判定された場合（ステップ８２：ＮＯ）、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップ８６）。そして、所定時間が経過したと判定された場合（ステップ８６：ＹＥＳ）、ステップ８０に戻る。一方、所定時間が経過していないと判定された場合（ステップ８６：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機する。

システムコントローラ２０によって異常が検知された場合（ステップ８２：ＹＥＳ）、異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかは、異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかの運転を停止するための指示をシステムコントローラ２０から受信する（ステップ８３）。

一方、異常が検知されなかった直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかは、異常が検知されなかった直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応するＮ個の二次電池６１−Ｋ−１，６１−Ｋ−２，・・・，６１−Ｋ−Ｍの何れかを省電力運転モードで運転するための指示をシステムコントローラ２０から受信する（ステップ８４）。

そして、異常が検知されなかった直列電池群に対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかは、異常が検知されなかった直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応するＮ個の二次電池６１−Ｋ−１，６１−Ｋ−２，・・・，６１−Ｋ−Ｍの何れかの電力消費を抑制するための処理を実行する。なお、異常が検知されなかった直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応する二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎの何れかによって実行される電力消費を抑制するための処理は、第１の実施形態における処理と同様である。

これらの第２の実施形態によれば、省電力ＳＷ８０を備えていない構成であるにもかかわらず、システムコントローラ２０と二次電池監視制御装置５０−１，５０−２，・・・，５０−Ｎとを上述したように制御することによって、第１の実施形態において上述した効果と同様の効果を得ることができる。また、異常が検知された直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかの運転を停止し、異常が検知されなかった直列電池群６０−１，６０−２，・・・，６０−Ｎの何れかに対応するＮ個の二次電池６１−Ｋ−１，６１−Ｋ−２，・・・，６１−Ｋ−Ｍの何れかの電力消費を抑制することによって、電源装置１００の使用可能な電力量が減少することを防止することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０、１００…電源装置、２０…システムコントローラ、３０…充電器、４０…負荷装置、５０…二次電池監視制御装置、５１…リレー、６０…直列電池群、６１…二次電池、６２…モニタ装置、７０…直並列電池群、８０…省電力スイッチ（ＳＷ）、９０、９１…送信データフォーマット情報、９２…消費電力抑制手法組み合わせテーブル。

Claims (12)

1. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御装置であって、
   前記直列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記直列電池群から受け、前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする二次電池監視制御装置。
2. 前記直列電池群の均等化制御を停止することにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項１記載の二次電池監視制御装置。
3. 通信データ量を削減することにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項１または請求項２記載の二次電池監視制御装置。
4. 通信周期を伸ばすことにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の二次電池監視制御装置。
5. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群と、
   前記直列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記直列電池群から受ける二次電池監視制御装置と、
   前記二次電池監視制御装置に、前記複数の二次電池の運転モードを指示するシステムコントローラと、
   を備え、
   前記二次電池監視制御装置は、前記運転モードとして、前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように前記システムコントローラから指示された場合、前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする電源装置。
6. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御方法であって、
   前記直列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記直列電池群から受け、前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする二次電池監視制御方法。
7. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御装置であって、
   複数の前記直列電池群を並列に接続してなる直並列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記複数の直列電池群から受け、前記直並列電池群の何れかの直列電池群に異常が検知され、異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、前記異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする二次電池監視制御装置。
8. 前記異常が検知されなかった直列電池群の均等化制御を停止することにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項７記載の二次電池監視制御装置。
9. 通信データ量を削減することにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項７または請求項８記載の二次電池監視制御装置。
10. 通信周期を伸ばすことにより、前記電力消費を抑制することを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れかに記載の二次電池監視制御装置。
11. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群と、
    複数の前記直列電池群を並列に接続してなる直並列電池群と、
    前記直並列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記直並列電池群から受ける二次電池監視制御装置と、
    前記直並列電池群の何れかの直列電池群の異常を検知し、前記二次電池監視制御装置に、前記複数の二次電池の運転モードを指示するシステムコントローラと、
    を備え、
    前記システムコントローラによって前記異常が検知され、異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように前記システムコントローラから指示された場合、前記異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする電源装置。
12. 複数の二次電池を直列に接続してなる直列電池群の監視制御を行うための二次電池監視制御方法であって、
    複数の前記直列電池群を並列に接続してなる直並列電池群の監視制御を行い、前記監視制御のために必要な電力供給を前記複数の直列電池群から受け、前記直並列電池群の何れかの直列電池群に異常が検知され、異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池を省電力運転モードで運転するように指示された場合、前記異常が検知されなかった直列電池群に対応する前記複数の二次電池の電力消費を抑制することを特徴とする二次電池監視制御方法。

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