JP4587233B2 - 放電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電器に含まれる複数の蓄電セルからの放電を制御して各蓄電セルの残容量を均等化する放電制御装置に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の車両には、モータ等に電力を供給する蓄電器が搭載される。蓄電器には、直列に接続された複数の蓄電セルが設けられている。

図２３は、車両に搭載された蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係を示すブロック図である。図２３に示す車両は、蓄電器１０と、インバータ１１と、モータ１３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５と、バッテリ１７と、冷却ファン用電動モータ（以下「電動モータ」という。）１９とを備える。蓄電器１０の出力電圧は高電圧（例えば１００〜２００Ｖ）であり、バッテリ１７の出力電圧は補機用電圧（例えば１２Ｖの低電圧）である。モータ１３には、蓄電器１０の出力電圧がインバータ１１によって直流から交流に変換され供給される。バッテリ１７には、蓄電器１０の出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１５によって降圧されチャージされる。電動モータ１９はバッテリ１７から電力が供給され、電動モータ１９によって駆動された冷却ファンで発生した風は蓄電器１０を冷却する。

図２３に示す蓄電器１０は、直列に接続された複数の蓄電セル（以下、単に「セル」という。）Ｃ１〜Ｃｍ（ｍは２以上の整数）と、各セルと並列に接続された放電スイッチ部Ｃｃ１〜Ｃｃｍと、各セルと並列に接続された電圧検知部Ｓ１〜Ｓｍと、各放電スイッチ部を制御する制御部２１とを有する。なお、放電スイッチ部Ｃｃ１〜Ｃｃｍ、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｍ及び制御部２１は集積化され、ＩＣチップ上に形成されている。

各放電スイッチ部は、直列接続された放電抵抗Ｒ及びスイッチＳｗを有する。電圧検知部Ｓ１〜Ｓｍは、並列接続されたセルの両端電圧（セル電圧）を検知する。制御部２１は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｍによる判定結果に応じて、各放電スイッチ部のスイッチをオンオフ制御する。

また、蓄電器１０は、図示しない充電制御部を有する。充電制御部は、蓄電器１０の充電時、各セルへの過充電を防ぐための制御（過充電防止制御）を行う。各セルのセル電圧には、蓄電器１０の使用状況や各セルの品質等に応じてバラツキが生じる。このため、充電制御部は、セル電圧が最も高いセルに合わせた過充電防止制御を行う。なお、蓄電器１０に搭載されるセルとしてはリチウムイオン電池やニッケル水素電池等が用いられるが、この過充電防止制御は、リチウムイオン電池が用いられる場合に特に必要である。

このように、蓄電器１０の過充電防止制御はセル電圧が最も高いセルを基準として行われるため、図２４に示すように、充放電の繰り返し等によりセル電圧のバラツキが大きくなると蓄電器１０の容量低下をもたらす。すなわち、蓄電器１０の充電時に行われる過充電防止制御によって蓄電器１０全体の残容量が制限されてしまうため、結果として、図２４中の点線で示すように、蓄電器１０の容量が低下してしまう。蓄電器１０の容量が低下してモータ１３に十分な電力を供給できなくなった場合、蓄電器１０にセルを積み増ししたり、大容量の蓄電器に積み替える必要がある。

このため、図２３に示した蓄電器１０では、制御部２１が、各セルのセル電圧が同レベルとなるよう各放電スイッチ部のスイッチを個別に制御する。例えば、図２５に示すようにセルＣ１のセル電圧が他のセルＣ２〜Ｃｍのセル電圧よりも高いとき、制御部２１は、セルＣ１に対応する放電スイッチ部Ｃｃ１が有するスイッチＳｗ１をオンして、セルＣ１と放電抵抗Ｒ１の回路を閉じる。このとき、セルＣ１から放電抵抗Ｒ１に電流が流れ、この電流は放電抵抗Ｒ１で熱に変換される。その結果、セルＣ１のセル電圧は低下していき、制御部２１は、セルＣ１のセル電圧がセルＣ２〜Ｃｍのセル電圧と同レベルになったとき、スイッチＳｗ１をオフする。このように、各セルのセル電圧を均等化してバラツキを小さくすることによって、蓄電器１０の容量低下を防止することができる。

特開平８−１９１８８号公報 特開２００３−１６４０６９号公報

上記説明した蓄電器１０では、各セルのセル電圧の均等化に伴い熱が発生する。すなわち、組電圧１０では、各セルのセル電圧の均等化によって、セルに蓄えられた電力が無駄に消費されている。また、上述したように、蓄電器１０内部には、放電スイッチ部Ｃｃ１〜Ｃｃｍ、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｍ及び制御部２１によって構成される集積回路が設けられている。集積回路上には周囲温度によって特性が変化する構成要素も含まれるため、放電抵抗Ｒ１〜Ｒｍでの発熱量は小さい方が望ましい。

ジュールの法則によれば、抵抗の発熱量は「電流^２×抵抗値」に比例する。このため、放電抵抗Ｒ１〜Ｒｍには抵抗値の大きな抵抗が用いられる。放電抵抗の抵抗値が大きければ放電電流は小さくなるため、放電抵抗で発生する熱量は低減される。しかし、放電電流が小さいと各セルのセル電圧の均等化に要する時間が長くなる。このため、放電抵抗Ｒ１〜Ｒｍの抵抗値は、放電抵抗での発熱量とセル電圧均等化時間とのバランスによって決定される。いずれにせよ、各セルのセル電圧の均等化に伴い放電抵抗Ｒ１〜Ｒｍで熱が発生するため、当該熱によって集積回路が影響を受けないよう、蓄電器１０には熱拡散や耐熱等の高いレベルの熱対策が施される必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電器に蓄えられたエネルギーを効率良く消費することのできる放電制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の放電制御装置は、直列に接続された複数の蓄電セル（例えば、実施の形態でのリチウムイオン電池セルＣ１〜Ｃｎ）を有し、前記蓄電セルからの放電経路が回転型誘導性負荷（例えば、実施の形態での冷却ファン用電動モータ１０９）に接続される蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１００）の放電制御装置であって、前記複数の蓄電セルの各セル電圧を検知するセル電圧検知部（例えば、実施の形態での電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎ）と、前記複数の蓄電セルの間にそれぞれ接続された複数のスイッチ（例えば、実施の形態でのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎ）から構成されるスイッチ群（例えば、実施の形態での放電スイッチ部１１１）と、前記セル電圧検知部による検知結果に応じて、前記スイッチ群の各スイッチを個別にオンオフ制御し、所望の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成する制御部（例えば、実施の形態での制御部１２１）と、を備え、前記スイッチ群は、前記回転型誘導性負荷のマイナス側入力端子に接続された複数の第１のスイッチ（例えば、実施の形態でのスイッチＳＷ１及びＳＷ２，ＳＷ４…ＳＷ２ｎ−２）から構成される第１のスイッチ群と、前記回転型誘導性負荷のプラス側入力端子に接続された複数の第２のスイッチ（例えば、実施の形態でのスイッチスイッチＳＷ３，ＳＷ５…ＳＷ２ｎ−１及びＳＷ２ｎ）から構成される第２のスイッチ群と、を有し、前記制御部は、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も高い蓄電セルをグループに指定し、前記第１のスイッチ群内のいずれか１つの第１のスイッチ及び前記第２のスイッチ群内のいずれか１つの第２のスイッチをオンして、前記グループの連続した複数の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明の放電制御装置では、前記蓄電セルはリチウムイオン電池セルであることを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明の放電制御装置では、前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルの放電電圧が、前記回転型誘導性負荷が駆動可能な電圧範囲内におさまるよう、前記グループに指定する蓄電セルを選択することを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明の放電制御装置では、前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルからの放電の結果、前記セル電圧が最も高い蓄電セルが別の蓄電セルになった場合、当該別の蓄電セルを別のグループに指定し、当該別のグループの蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明の放電制御装置では、前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルからの放電の結果、前記グループに指定された蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルが、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルとなった場合、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も高い蓄電セルを別のグループに指定し、当該別のグループの蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明の放電制御装置では、前記制御部は、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルが指定されているグループを、グループの選択対象から外すことを特徴としている。

さらに、請求項７に記載の発明の放電制御装置では、前記セル電圧検知部は、前記複数の蓄電セルの各セル電圧を連続して又は定期的に検知し、前記制御部は、前記セル電圧検知部による検知結果に応じて、スイッチのオンオフ制御を連続的に行うことを特徴としている。

さらに、請求項８に記載の発明の放電制御装置では、前記所望の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷に至るまでの前記放電経路上に、前記所望の２次電池の放電電圧を昇圧又は降圧する電圧変換器（例えば、実施の形態でのＤＣＤＣコンバータ２０１又は絶縁型ＤＣＤＣコンバータ３０１）を備えたことを特徴としている。

さらに、請求項９に記載の発明の放電制御装置では、前記回転型誘導性負荷と並列に接続された抵抗（例えば、実施の形態での抵抗Ｒ０）を備えたことを特徴としている。

さらに、請求項１０に記載の発明の放電制御装置では、前記回転型誘導性負荷と並列に、かつ前記抵抗と直列に接続されたスイッチ（例えば、実施の形態でのスイッチＳＷ０）を備え、前記制御部は、前記所望の電池セルの放電電圧に応じて前記スイッチをオンオフ制御することを特徴としている。

さらに、請求項１１に記載の発明の放電制御装置では、前記回転型誘導性負荷と並列に接続されたコンデンサ（例えば、実施の形態でのコンデンサＣ０）を備えたことを特徴としている。

請求項１〜７のいずれかに記載の発明の放電制御装置によれば、セル電圧均等化のために蓄電セルから放電された電力が回転型誘導性負荷の駆動のために利用されるため、蓄電器に蓄えられたエネルギーを効率良く消費することができる。

さらに、請求項８に記載の発明の放電制御装置によれば、蓄電セルからの放電電圧及び回転型誘導性負荷の駆動電圧に対して柔軟に適応できる。

さらに、請求項９又は１０に記載の発明の放電制御装置によれば、蓄電セルからの放電電圧が回転型誘導性負荷の駆動電圧に達しないときにも抵抗によるセル放電を行える。

さらに、請求項１１に記載の発明の放電制御装置によれば、蓄電セルからの放電電圧のレベル変化にあまり影響を受けずに、安定して回転型誘導性負荷に電力を供給することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態の蓄電器は、ＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の車両に搭載されており、モータ等に電力を供給する。また、当該蓄電器には、直列に接続された複数の蓄電セルが設けられている。以下説明する実施形態では、蓄電セルとしてリチウムイオン電池が使用される。但し、他の実施形態としてニッケル水素電池や電気二重層キャパシタ、コンデンサ等が用いられても良い。なお、本明細書で用いられる「放電」は、蓄電器からモータに電力を供給するためのエネルギー出力ではなく、蓄電器に含まれる各セルのセル電圧を均等化するためのエネルギー出力を意味する。

（第１の実施形態）
図１は、車両に搭載された第１の実施形態の蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係を示すブロック図である。図１に示す車両は、第１の実施形態の蓄電器１００と、インバータ１１と、モータ１３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５と、バッテリ１７と、回転型誘導性負荷である冷却ファン用電動モータ（以下「電動モータ」という。）１０９とを備える。インバータ１１、モータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５及びバッテリ１７は、図２３に示したこれら構成要素と同じである。

本実施形態の蓄電器１００の出力電圧は高電圧（例えば１００〜２００Ｖ）であり、バッテリ１７の出力電圧は補機用電圧（例えば１２Ｖの低電圧）である。モータ１３には、蓄電器１００の出力電圧がインバータ１１によって直流から交流に変換され供給される。バッテリ１７には、蓄電器１００の出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１５によって降圧されチャージされる。電動モータ１０９には蓄電器１００内のセルからの放電によって電力が供給され、電動モータ１０９によって駆動された冷却ファンで発生した風は蓄電器１００を冷却する。

なお、電動モータ１０９は、９〜１４Ｖの駆動電圧でその動作が保証されている。また、本実施形態に限らず他の実施形態においても、冷却ファン用の電動モータ１０９に限らず、冷却ポンプ用の電動モータや空気清浄機の送風用電動モータ等の補機であっても良い。また、セル放電による電力の供給先は、回転型誘導性負荷である電動モータ１０９に限らず、能力可変型負荷に給電する負荷駆動用給電回路であっても良い。能力可変型負荷とは、シートヒータ等に利用される熱線や、メータのバックライト等に利用されるランプ、ペルチェ素子、空気清浄機等の補機である。さらに、セル放電による電力は、電動モータ１０９のみに限らず、電動モータ１０９と他の補機へ同時に供給されても良い。

図１に示す蓄電器１００は、直列に接続された複数のリチウムイオン電池セル（以下、単に「セル」という。）Ｃ１〜Ｃｎ（ｎは２以上の整数）と、セルＣ１〜Ｃｎと並列に接続された放電スイッチ部１１１と、各セルと並列に接続された電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎと、放電スイッチ部１１１を制御する制御部１２１とを有する。なお、放電スイッチ部１１１、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎ及び制御部１２１は集積化され、ＩＣチップ上に形成されている。

ここで、セルＣ１〜Ｃｎの単一の出力電圧範囲は、２．５〜４．０Ｖである。なお、リチウムイオン電池のＳＯＣと出力電圧の関係は略線形であり、車両に搭載された蓄電器では、セルの残容量（ＳＯＣ：State of Charge）が所定幅の間で充放電が繰り返される。

放電スイッチ部１１１は、各セルの間に接続されたスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎを有する。なお、スイッチＳＷ１及びＳＷ２，ＳＷ４…ＳＷ２ｎ−２は電動モータ１０９のマイナス側入力端子に接続され、スイッチＳＷ３，ＳＷ５…ＳＷ２ｎ−１及びＳＷ２ｎは電動モータ１０９のプラス側入力端子に接続されている。

電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎは、並列接続されたセルの両端電圧（セル電圧）を検知する。なお、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎは、各セルのセル電圧を連続して又は定期的に検知し、各検知結果を制御部１２１に送る。

制御部１２１は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎから送られた検知結果に基づいて、各セルのＳＯＣを判定する。なお、上述したように、リチウムイオン電池のＳＯＣと出力電圧の関係は略線形であり、各セルのＳＯＣとセル電圧の関係も略線形である。制御部１２１は、ＳＯＣに関する最新の判定結果に応じて、各セルのＳＯＣ、すなわち各セルのセル電圧が同レベルとなるよう、放電スイッチ部１１１内のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎを個別にオンオフ制御する。制御部１２１によるスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎのオンオフ制御によって、連続した少なくとも１つのセルから電動モータ１０９への放電経路が形成される。したがって、電動モータ１０９には、制御部１２１によるオンオフ制御によって形成された閉回路に含まれるセルから電力が供給される。例えば、制御部１２１が、スイッチＳＷ１，ＳＷ３をオンし、その他のスイッチをオフしたとき、電動モータ１０９にはセルＣ１から電力が供給される。また、制御部１２１が、スイッチＳＷ４，ＳＷ２ｎをオンし、その他のスイッチをオフしたとき、電動モータ１０９にはセルＣ３〜Ｃｎから電力が供給される。

図２は、８つのセルＣ１〜Ｃ８を有する第１の実施形態の蓄電器１００を示す回路図である。図３は、図２に示す蓄電器に対するセル放電とスイッチのオンオフパターンを示す図である。図４は、単一セルの出力電圧と放電セル数と最大セル電圧と放電電圧との関係を示す図である。図２に示す蓄電器１００の場合、制御部１２１は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎによる判定結果に応じて、以下説明するスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎのオンオフ制御を行う。

以下、第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１によるオンオフ制御について、「グループ設定」、「別グループ設定」、「グループ選択」及び「グループ切替」に分けて、それぞれ詳細に説明する。

まず、第１の実施形態の制御部１２１によるグループ設定について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１によるグループ設定を示すフローチャートである。また、図６は、第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図６に示す例では、蓄電器１００は１０個のセルを有する。

図５に示すように、ステップＳ１００で、制御部１２１は、各セルのセル電圧に基づいて、蓄電器１００に搭載されたセルの中でセル電圧が最も高いセルを特定する。すなわち、制御部１２１は、ＳＯＣが最も高いセルを特定する。次に、ステップＳ１０１で、制御部１２１は、前記セル電圧が最も高いセルをグループに指定する。次に、ステップＳ１０２で、制御部１２１は、グループに指定されたセルのセル電圧の累計が９Ｖより大きいかを判別する。累計セル電圧が９Ｖより大きい場合、ステップＳ１０３に進み、制御部１２１は、当該累計セル電圧が１４Ｖ未満かを判別する。累計セル電圧が１４Ｖ未満の場合、ステップＳ１０４に進み、制御部１２１は、グループに指定されたセルから電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

ステップＳ１０２による判別の結果、累計セル電圧が９Ｖ以下の場合はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５で、制御部１２１は、グループに指定されたセル群と隣り合う２つのセルの内、セル電圧が高い方のセルを同じグループに指定した後、ステップＳ１０２に戻る。また、ステップＳ１０３による判別の結果、累計セル電圧が１４Ｖ以上の場合はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６で、制御部１２１は、グループに指定されたセル群内の両端の２つのセルの内、セル電圧が低い方のセルをグループから指定解除した後、ステップＳ１０２に戻る。

なお、上記説明したグループ設定では、１グループ中のセル数は少ない方が望ましい。例えば、図４に示すセル電圧が３．０Ｖの場合、グループに指定するセル数は３個でも４個でも良い。このような場合、制御部１２１は、３個のセルをグループに指定する。グループに指定されたセルの数が少ないとセル電圧の均等化速度を上げることができる。

また、制御部１２１は、セル電圧のバラツキ（最大セル電圧と最小セル電圧との差）に応じて、グループに指定するセル数を選択しても良い。すなわち、制御部１２１は、バラツキ幅が小さいときは多くのセルをグループに指定し、バラツキ幅が大きいときは少ないセルをグループに指定する。例えば、図４に示すセル電圧が３．０Ｖの場合、グループに指定するセル数は３個でも４個でも良い。このような場合、制御部１２１は、セル電圧のバラツキ幅としきい値とを比較して、バラツキ幅がしきい値未満のときは４個のセルをグループに指定し、バラツキ幅がしきい値以上のときは３個のセルをグループに指定する。

以下、図５を参照して説明したフローに基づくグループ設定を、図６に示したセル電圧の蓄電器に対して行った場合について説明する。制御部１２１は、セル電圧が最も高いセル５をグループにまず指定した後、セル５のセル電圧が９Ｖより大きいかを判別する。セル５のセル電圧が９Ｖ以下の場合、制御部１２１は、セル５と隣り合う２つのセル４，６の内、セル電圧が高い方のセル６をグループに指定する。次に、制御部１２１は、セル５，６のセル電圧の累計が９Ｖより大きいかを判別する。セル５，６の累計セル電圧が９Ｖ以下の場合、制御部１２１は、セル群（セル５，６）と隣り合う２つのセル４，７の内、セル電圧が高い方のセル７をグループに指定する。

次に、制御部１２１は、セル５〜７の累計セル電圧が９Ｖより大きいかを判別する。セル５〜７の累計セル電圧が９Ｖより大きい場合、制御部１２１は、セル５〜７の累計セル電圧が１４Ｖ未満かを判別する。セル５〜７の累計セル電圧が１４Ｖ未満の場合、セル５〜７を一グループに設定し、制御部１２１は、セル６〜７から電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

仮に、セル４〜７が一グループとして設定されている状態で、セル４〜７の累計セル電圧が１４Ｖ以上の場合、制御部１２１は、一グループに指定されているセル４〜７の両端の２つのセル４，７の内、セル電圧が低い方のセル４をグループから指定解除する。

次に、第１の実施形態の制御部１２１による別グループ設定について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による別グループ設定を示すフローチャートである。また、図８は、第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図８に示す例では、蓄電器１００は１０個のセルを有する。なお、図５を参照して説明したグループ設定によって、図８に示す蓄電器１００内のセル５〜７がグループＡとして設定された状態から説明する。

図７に示すように、ステップＳ１１０で、制御部１２１は、グループＡ内でセル電圧、すなわちＳＯＣが最も高いセル（セル５）を特定する。次に、ステップＳ１１１で、制御部１２１は、グループＡとは別のグループＢを設定し、前記セル電圧が最も高いセルをこのグループＢに指定する。次に、ステップＳ１１２で、制御部１２１は、グループＢに指定されたセルのセル電圧の累計が９Ｖより大きいかを判別する。累計セル電圧が９Ｖより大きい場合、ステップＳ１１３に進み、制御部１２１は、当該累計セル電圧が１４Ｖ未満かを判別する。累計セル電圧が１４Ｖ未満の場合、グループＢの設定を終了する。

ステップＳ１１２による判別の結果、グループＢの累計セル電圧が９Ｖ以下の場合はステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４で、制御部１２１は、グループＢに指定されたセル群と隣り合う、グループＡに指定されていないセルをグループＢに指定した後、ステップＳ１１２に戻る。また、ステップＳ１１３による判別の結果、グループＢの累計セル電圧が１４Ｖ以上の場合はステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５で、制御部１２１は、グループＢに指定されたセルの中で最後に指定されたセルをグループＢから指定解除した後、ステップＳ１１２に戻る。

以下、図７を参照して説明したフローに基づく別グループ設定を、図８に示したセル電圧の蓄電器に対して行った場合について説明する。制御部１２１は、グループＡ内のセル電圧が最も高いセル５を特定し、このセル５をグループＢに指定する。次に、制御部１２１は、セル５のセル電圧が９Ｖより大きいかを判別する。セル５のセル電圧が９Ｖ以下の場合、制御部１２１は、セル５と隣り合う、グループＡに指定されていないセル４をグループＢに指定する。次に、制御部１２１は、セル５，４のセル電圧の累計が９Ｖより大きいかを判別する。セル５，４の累計セル電圧が９Ｖ以下の場合、制御部１２１は、グループＢのセル群（セル５，４）と隣り合う、グループＡに指定されていないセル３をグループＢに指定する。

次に、制御部１２１は、セル５，４，３の累計セル電圧が９Ｖより大きいかを判別する。セル５，４，３の累計セル電圧が９Ｖより大きい場合、制御部１２１は、セル５，４，３の累計セル電圧が１４Ｖ未満かを判別する。セル５，４，３の累計セル電圧が１４Ｖ未満の場合、セル５，４，３をグループＡとは別のグループＢに設定する。セル５，４，３の累計セル電圧が１４Ｖ以上の場合、制御部１２１は、グループＢに指定されているセル５，４，３の中で最後に指定されたセル３をグループＢから指定解除する。

次に、第１の実施形態の制御部１２１によるグループ選択について、図８を参照して説明する。制御部１２１は、図５及び図７に示したフローによって設定されたグループＡ，Ｂ中の各最小セル電圧のセルを特定する。図８に示した例では、グループＡ中の最小セル電圧のセルはセル７、グループＢ中の最小セル電圧のセルはセル４である。制御部１２１は、蓄電器１００に含まれるセルの中でセル電圧が最も低いセルが指定されたグループは選択しない。図８に示した例では、蓄電器１００に含まれるセルの中でセル電圧が最も低いセルがセル４であるため、制御部１２１は、グループＢを選択せずに、グループＡを選択する。

次に、第１の実施形態の制御部１２１による第１のグループ切替について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による第１のグループ切替を示すフローチャートである。また、図１０は、第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図１０に示す例では、蓄電器１００は１０個のセルを有する。なお、図１０に示す蓄電器１００内のセル４〜７（グループＡ）から電動モータ１０９への放電経路が形成されている状態から説明する。

図９に示すように、ステップＳ１２０で、制御部１２１は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓ１０から得られた各セルのセル電圧を監視する。セル４〜７からの放電によって、各セルのセル電圧は大小関係を保ったまま降下する。ステップＳ１２１で、制御部１２１は、グループＡに指定されたセル４〜７の中でセル電圧が最も高いセル５のセル電圧と、蓄電器１００に含まれるセルの中でセル電圧が２番目に高いセル２のセル電圧とを比較する。次に、ステップＳ１２２で、制御部１２１は、セル５のセル電圧がセル２のセル電圧以上かを判別する。グループＡに指定されたセル４〜７からの放電によってセル５のセル電圧がセル２のセル電圧よりも低くなった時点で、制御部１２１は、図５を参照して説明したグループ設定を再び行う（ステップＳ１２３）。その結果、図１０に示すグループＣが設定された後、ステップＳ１２４で、制御部１２１は、グループＡに指定されたセルから電動モータ１０９への経路を開き、グループＣに指定されたセルから電動モータ１０９への経路を閉じるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

なお、上記ステップＳ１２２では、セル５のセル電圧がセル２のセル電圧以上かを判別し、セル５のセル電圧がセル２のセル電圧よりも低くなった時点で別のグループに切り替えているが、グループの切替にヒステリシスを設けても良い。すなわち、セル５のセル電圧がセル２のセル電圧未満となったすぐの時点では別のグループに切り替えず、セル２のセル電圧からオーバーシュート値を差し引いた値未満となった時点で別のグループに切り替える。このため、オーバーシュート値が大きければグループ切替の回数が減るため制御はスムーズとなり、オーバーシュート値が小さければ細かなグループ切替による残容量均等化を行うことができる。

上記説明した第１のグループ切替では、グループに指定されたセルの中で最も高いセル電圧と、蓄電器１００に含まれるセルの中で２番目に高いセル電圧とを比較しているが、第２のグループ切替として、グループに指定されたセルの中で最も低いセル電圧と、蓄電器１００に含まれるセルの中で最も低いセル電圧とを比較した結果に応じてグループを切り替えても良い。

以下、第１の実施形態の制御部１２１による第２のグループ切替について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による第２のグループ切替を示すフローチャートである。また、図１２は、第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図１２に示す例では、蓄電器１００は１０個のセルを有する。なお、図１２に示す蓄電器１００内のセル４〜７（グループＡ）から電動モータ１０９への放電経路が形成されている状態から説明する。

図１１に示すように、ステップＳ１３０で、制御部１２１は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓ１０から得られた各セルのセル電圧を監視する。セル４〜７からの放電によって、各セルのセル電圧は大小関係を保ったまま降下する。ステップＳ１３１で、制御部１２１は、グループＡに指定されたセル４〜７の中でセル電圧が最も低いセル７のセル電圧と、蓄電器１００に含まれるセルの中でセル電圧が最も低いセル８のセル電圧とを比較する。次に、ステップＳ１３２で、制御部１２１は、セル７のセル電圧がセル８のセル電圧以下かを判別する。グループＡに指定されたセル４〜７からの放電によってセル７のセル電圧がセル８のセル電圧と同等となった時点で、制御部１２１は、図５を参照して説明したグループ設定を再び行う（ステップＳ１３３）。その結果、図１２に示すグループＢが設定された後、ステップＳ１３４で、制御部１２１は、グループＡに指定されたセルから電動モータ１０９への経路を開き、グループＢに指定されたセルから電動モータ１０９への経路を閉じるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

第２のグループ切替を行うことによって、蓄電器１００に含まれるセルの中で最も低いセル電圧よりも低いセル電圧のセルが発生してしまうことを防止できる。

以上説明した制御部１２１によるオンオフ制御は、後述する機能を備えても良い。

＜負荷の電力要求に応じたセル数の増減＞
本実施形態では、蓄電器１００から放電される電力を消費する回転型誘導性負荷として冷却ファン用の電動モータ１０９を例に説明したが、上述のように、冷却ファン用の電動モータ１０９に限らず、冷却ポンプ用の電動モータや空気清浄機の送風用電動モータ、又は熱線やランプ等の能力可変型負荷に給電する負荷駆動用給電回路等の補機であっても良い。但し、補機によって必要とする電力は異なるため、制御部１２１は、必要とされている電力に応じて、図５に示したフローチャート中のステップＳ１０２，Ｓ１０３で用いられるしきい値及び図７に示したフローチャート中のステップＳ１１２，Ｓ１１３で用いられるしきい値を変更する。

例えば、電動モータ１０９は８〜１４Ｖの駆動電圧を必要とするため、グループの累計セル電圧が８〜１４Ｖの範囲内となるよう設定されるが、１１〜１７Ｖの駆動電圧を必要とする補機を駆動する際、制御部１２１は、累計セル電圧が１１〜１７Ｖの範囲内となるようグループに指定するセルを選択する。また、制御部１２１は、電動モータ１０９によって駆動された冷却ファンで発生した風量に応じてしきい値を変更しても良い。

図１３は、蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例及びグループＡ〜Ｄを示す図である。制御部１２１は、負荷によって必要とされる電力に応じて、グループＡ，Ｃ，Ｄの中から１つを選択する。グループＢにはセル電圧が最小のセルが指定されているため、グループの選択対象からは外される。

＜セル電圧低下に伴うセルの追加＞
上記放電を行ったセルのセル電圧は低下する。セル電圧が低下すると負荷への供給電力が低下するため、負荷によって必要とされる電力を供給できない事態が生じ得る。このため、セル電圧が低下した際には、放電を行っているグループにセルを追加して当該セルからも放電することによって、負荷に供給する電力を確保する。追加するセルは、グループに指定されたセル群と隣り合う２つのセルの内、セル電圧が高い方のセルである。

図１４は、蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図１４に示すように、グループＣに指定されたセル４〜７から放電された電力が、例えば、１０〜１５Ｖの駆動電圧を必要とする負荷に供給される。図１４（ａ）に示したセル４〜７の累計セル電圧が１３．７Ｖの状態から、放電によってセル電圧が低下して、当該累計セル電圧が１１．３Ｖとなったとき、制御部１２１は、セル４〜７と隣り合う２つのセル３，８の内、セル電圧が高い方のセル３をグループＣに追加する。セル３のセル電圧が２．８Ｖのとき、セル３〜７の累計セル電圧は１４．１Ｖとなるため、負荷に十分な電力供給可能な状態を維持することができる。

以上説明したように、本実施形態の蓄電器１００によれば、制御部１２１による放電スイッチ部１１１のスイッチのオンオフ制御によってセルから放電される電力が、電動モータ１０９の駆動のために利用される。このように、従来は抵抗で熱変換されていた電力が有効利用される。また、従来は電動モータ１０９への電力がバッテリ１７から供給されていたが、本実施形態ではセルから放電された電力が電動モータ１０９に供給される。このため、バッテリ１７からの電力消費を低減できる。上述したようにバッテリ１７には、蓄電器１００からＤＣ−ＤＣコンバータ１５によって降圧されてチャージされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５で電力損失が生じる。このため、バッテリ１７からの電力消費の低減は、蓄電器１００からの電力消費の低減を間接的に実現できる。

また、セルからの放電電力が抵抗で熱変換される速度と電動モータ１０９で消費される速度を比較すると、電動モータ１０９で消費される速度の方が圧倒的に速い。したがって、従来と比べて放電時間を短縮できる。さらに、セルからの放電電力が抵抗で熱変換されるときの発熱量と電動モータ１０９で消費されるときに発熱量を比較すると、電動モータ１０９で消費される発熱量の方が圧倒的に小さい。したがって、従来は必要であった高いレベルの熱対策を行う必要がなく、放電スイッチ部１１１、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎ及び制御部１２１によって構成される集積回路に与える影響も小さい。

なお、図２３に示した蓄電器１００と本実施形態の蓄電器を比較すると、スイッチの数は本実施形態の方が多いが、放電スイッチ部１１１は集積回路によって実現されていることと、本実施形態の蓄電器には抵抗が設けられないため、スイッチ数の増加が蓄電器のコストに与える影響はほとんどない。むしろ、抵抗を含まないために低コスト化を実現できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、制御部１２１によるスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎのオンオフ制御によって、連続した少なくとも１つのセルから回転型誘導性負荷である冷却ファン用の電動モータ１０９への放電経路が形成されているが、第２の実施形態では、蓄電器１００に搭載されたセルの中でセル電圧が最も高い１つのセルから電動モータ１０９への放電経路が形成される。第２の実施形態の蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係は、図１に示した第１の実施形態のそれと略同様であるが、第２の実施形態の蓄電器が有する制御部は、第１の実施形態の制御部１２１と異なるスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎのオンオフ制御を行う。

以下、第２の実施形態の制御部による放電制御について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、第２の実施形態の蓄電器が有する制御部による放電制御を示すフローチャートである。図１６は、第２の実施形態の蓄電器に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図１６に示す例では、蓄電器は１０個のセルを有する。

図１５に示すように、ステップＳ１４０で、制御部は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎから得られた各セルのセル電圧に基づいて、蓄電器１００に搭載されたセルのセル電圧にバラツキがあるかを判別する。セル電圧にバラツキがある場合はステップＳ１４１に進み、制御部は、蓄電器に搭載されたセルの中でセル電圧、すなわちＳＯＣが最も高いセルを特定する。次に、ステップＳ１４２で、制御部は、ステップＳ１４１で特定したセル電圧が最も高いセルから電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

当該放電経路が形成されると、ステップＳ１４１で特定されたセルから電動モータ１０９に放電されるため、当該セルのセル電圧が下がる。次に、ステップＳ１４３で、制御部は、ステップＳ１４１で特定されたセルのセル電圧が、蓄電器１００に搭載されたセルの中でセル電圧が最も低いセルのセル電圧に等しいかを判別する。ステップＳ１４１で特定されたセルのセル電圧が低下して最小セル電圧に等しくなったとき、ステップＳ１４０に戻る。

以下、図１５を参照して説明したフローに基づく放電制御を、図１６に示したセル電圧の蓄電器に対して行った場合について説明する。まず、蓄電器に搭載されたセルのセル電圧が、図１６（ａ）に示すバラツキのない状態から図１６（ｂ）に示すバラツキのある状態になったとき、制御部は、セル電圧が最も高いセル５から電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。セル５から電動モータ１０９への放電経路が形成されると、図１６（ｃ）に示すようにセル５のセル電圧が下がる。

図１６（ｄ）に示すように、セル５のセル電圧が蓄電器の中でセル電圧が最も低いセル４のセル電圧まで低下すると、制御部は、セル５から電動モータ１０９への放電経路をキャンセルして、この状態においてセル電圧が最も高いセル２から電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。セル２から電動モータ１０９への放電経路が形成されると、図１６（ｅ）に示すようにセル２のセル電圧が下がる。制御部は、図１６（ｆ）に示すように、セル２のセル電圧が蓄電器の中で最も低いセル４のセル電圧に低下するまで、この放電経路を維持する。

このように、第２の実施形態の制御部は、上記放電制御を繰り返して、蓄電器に搭載されたセルの各セル電圧が最終的にセル４のセル電圧となって、セル電圧にバラツキがない状態となるまで、各セルから電動モータ１０９への放電経路の切り替え制御を行う。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、蓄電器１００に搭載されたセルの中でセル電圧が最も高い１つのセルから電動モータ１０９への放電経路を形成する点では第２の実施形態と共通するが、放電経路を切り替えるタイミングが第２の実施形態とでは異なる。すなわち、第２の実施形態では、放電されるセルのセル電圧が、蓄電器の中でセル電圧が最も低いセルのセル電圧となるまで放電するが、第３の実施形態では、放電されるセルのセル電圧が、蓄電器の中でセル電圧が２番目に高いセルのセル電圧から所定電圧を引いた電圧となるまで放電する。

第３の実施形態の蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係は、図１に示した第１の実施形態のそれと略同様であるが、第３の実施形態の蓄電器が有する制御部は、上記説明したように、第１の実施形態の制御部１２１及び第２の実施形態の制御部と異なるスイッチＳＷ１〜ＳＷ２ｎのオンオフ制御を行う。

以下、第３の実施形態の制御部による放電制御について、図１７及び図１８を参照して説明する。図１７は、第３の実施形態の蓄電器が有する制御部による放電制御を示すフローチャートである。図１８は、第３の実施形態の蓄電器に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図である。図１８に示す例では、蓄電器は１０個のセルを有する。

図１７に示すように、ステップＳ１５０で、制御部は、電圧検知部Ｓ１〜Ｓｎから得られた各セルのセル電圧に基づいて、蓄電器１００に搭載されたセルのセル電圧にバラツキがあるかを判別する。セル電圧にバラツキがある場合はステップＳ１５１に進み、制御部は、蓄電器に搭載されたセルの中でセル電圧、すなわちＳＯＣが最も高いセルを特定する。次に、ステップＳ１５２で、制御部は、蓄電器に搭載されたセルの中でセル電圧が２番目に高いセルを特定する。次に、ステップＳ１５３で、制御部は、ステップＳ１５１で特定したセル電圧が最も高いセルから電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

当該放電経路が形成されると、ステップＳ１５１で特定されたセルから電動モータ１０９に放電されるため、当該セルのセル電圧が下がる。次に、ステップＳ１５４で、制御部は、ステップＳ１５１で特定されたセルのセル電圧が、ステップＳ１５２で特定されたセルのセル電圧から所定電圧を引いた電圧（以下「基準電圧」という。）に等しいかを判別する。ステップＳ１５１で特定されたセルのセル電圧が低下して基準電圧に等しくなったとき、ステップＳ１５０に戻る。

以下、図１７を参照して説明したフローに基づく放電制御を、図１８に示したセル電圧の蓄電器に対して行った場合について説明する。まず、蓄電器に搭載されたセルのセル電圧が、バラツキのない状態から図１８（ａ）に示すバラツキのある状態になったとき、制御部は、セル電圧が最も高いセル５から電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。セル５から電動モータ１０９への放電経路が形成されると、図１８（ａ）に示すようにセル５のセル電圧が下がる。

セル５のセル電圧が、図１８（ｂ）に示すように蓄電器の中でセル電圧が２番目に高いセル２のセル電圧まで低下し、さらに、図１８（ｃ）に示すようにセル２のセル電圧から所定電圧Ｖｒを引いた基準電圧まで低下すると、制御部は、セル５から電動モータ１０９への放電経路をキャンセルして、この状態においてセル電圧が最も高いセル２から電動モータ１０９への放電経路が形成されるよう、放電スイッチ部１１１のスイッチをオンオフ制御する。

セル２から電動モータ１０９への放電経路が形成されると、セル２のセル電圧が下がる。制御部は、図１８（ｅ）に示すように蓄電器の中でセル電圧が２番目に高いセル３及び５のセル電圧まで低下し、さらに、図１８（ｆ）に示すようにセル３及び５のセル電圧から所定電圧Ｖｒを引いた基準電圧に低下するまで、この放電経路を維持する。

このように、第３の実施形態の制御部は、上記説明した放電制御を繰り返して、蓄電器に搭載されたセルの各セル電圧が最終的にセル４のセル電圧となって、セル電圧にバラツキがない状態となるまで、各セルから電動モータ１０９への放電経路の切り替え制御を行う。

（第４の実施形態）
図１９は、図１に示した車両内部の構成にＤＣＤＣコンバータを追加した形態を示すブロック図である。図１９に示す車両は、第１の実施形態で説明した蓄電器１００、インバータ１１、モータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５、バッテリ１７及び電動モータ１０９、並びに、ＤＣＤＣコンバータ２０１を備える。ＤＣＤＣコンバータ２０１は、蓄電器１００の放電電圧を所望の電圧レベルに昇降圧する。ＤＣＤＣコンバータ２０１による昇圧又は降圧の程度は、セルからの放電電圧と、電動モータ１０９に代表される負荷を駆動するために必要な電圧とに応じて、決定される。本実施形態によれば、セルからの放電電圧及び負荷駆動電圧に対して柔軟に適応できる。

（第５の実施形態）
図２０は、図１に示した車両内部の構成に絶縁型ＤＣＤＣコンバータを追加した形態を示すブロック図である。図２０に示す車両は、第１の実施形態で説明した蓄電器１００、インバータ１１、モータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５、バッテリ１７及び電動モータ１０９、並びに、絶縁型ＤＣＤＣコンバータ３０１を備える。本実施形態では、電動モータ１０９には、蓄電器１００内のセルからの放電による電力供給だけでなく、バッテリ１７からも電力供給可能である。図２０に示すように、高電圧の蓄電器１００と補機用電圧のバッテリ１７とが絶縁型ＤＣＤＣコンバータ３０１を介して電気的に接続されているため、蓄電器１００とバッテリ１７がショートしない。

（第６の実施形態）
図２１は、図１に示した車両内部の構成に抵抗及びスイッチを追加した形態を示すブロック図である。図２１に示す車両は、第１の実施形態で説明した蓄電器１００、インバータ１１、モータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５、バッテリ１７及び電動モータ１０９、並びに、抵抗Ｒ０及びスイッチＳＷ０を備える。抵抗Ｒ０とスイッチＳＷ０は直列接続されており、抵抗Ｒ０及びスイッチＳＷ０は電動モータ１０９と並列に接続されている。スイッチＳＷ０のオンオフは蓄電器１００内部の制御部１２１によって制御される。制御部１２１は、蓄電器１００の放電電圧が電動モータ１０９を駆動するために必要な電圧未満のとき、スイッチＳＷ０をオンする。

例えば、放電が必要なセルが１つだけの場合、蓄電器１００の放電電圧が電動モータ１０９を駆動するために必要な電圧に達しないため、電動モータ１０９は駆動しない。このとき、電動モータ１０９によるセル放電は行われない。しかし、電動モータ１０９と並列に抵抗Ｒ０が接続されているため、制御部１２１がスイッチＳＷ０をオンすることによって抵抗Ｒ０に放電電流が流れる。したがって、蓄電器１００の放電電圧が電動モータ１０９を駆動するために必要な電圧に達しないときは、抵抗Ｒ０によるセル放電を行える。

なお、本実施形態の抵抗Ｒ０は可変抵抗であっても良い。抵抗Ｒ０として可変抵抗が用いられた場合、制御部１２１は、蓄電器１００の放電電圧のレベルに応じて可変抵抗の抵抗値を調整する。また、抵抗Ｒ０とスイッチＳＷ０の組が並列に複数設けられ、組によって抵抗値が異なる形態であっても良い。この場合、制御部１２１は、蓄電器１００の放電電圧のレベルに基づいて選択した組のスイッチを閉じる。

（第７の実施形態）
図２２は、図１に示した車両内部の構成にコンデンサを追加した形態を示すブロック図である。図２２に示す車両は、第１の実施形態で説明した蓄電器１００、インバータ１１、モータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５、バッテリ１７及び電動モータ１０９、並びに、コンデンサＣ０を備える。コンデンサＣ０は電動モータ１０９と並列に接続されている。このため、蓄電器１００の放電電圧はコンデンサＣ０の両端に印加される。コンデンサＣ０に蓄電されたエネルギーは、蓄電器１００の放電電圧が０のとき、又は蓄電器１００の放電電圧が低いとき、電動モータ１０９に供給される。したがって、蓄電器１００の制御部１２１によるスイッチ切替時にも電動モータ１０９への電力の瞬断なく、連続して電動モータ１０９に電力を供給することができる。また、蓄電器１００の放電電圧のレベル変化にあまり影響を受けずに、安定して電動モータ１０９に電力を供給することができる。

車両に搭載された第１の実施形態の蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係を示すブロック図 ８つのセルＣ１〜Ｃ８を有する第１の実施形態の蓄電器１００を示す回路図 図２に示す蓄電器に対するセル放電とスイッチのオンオフパターンを示す図 単一セルの出力電圧と放電セル数と最大セル電圧と放電電圧との関係を示す図 第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１によるグループ設定を示すフローチャート 第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による別グループ設定を示すフローチャート 第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による第１のグループ切替を示すフローチャート 第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 第１の実施形態の蓄電器１００が有する制御部１２１による第２のグループ切替を示すフローチャート 第１の実施形態の蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例及びグループＡ〜Ｄを示す図 蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 第２の実施形態の蓄電器が有する制御部による放電制御を示すフローチャート 第２の実施形態の蓄電器に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 第３の実施形態の蓄電器が有する制御部による放電制御を示すフローチャート 第３の実施形態の蓄電器に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図 図１に示した車両内部の構成にＤＣＤＣコンバータを追加した形態を示すブロック図 図１に示した車両内部の構成に絶縁型ＤＣＤＣコンバータを追加した形態を示すブロック図 図１に示した車両内部の構成に抵抗及びスイッチを追加した形態を示すブロック図 図１に示した車両内部の構成にコンデンサを追加した形態を示すブロック図 車両に搭載された蓄電器、電気駆動系の一部及び補機の関係を示すブロック図 図２３に示す蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧のバラツキと蓄電器１００の容量低下を示す図 図２３に示す蓄電器１００に含まれる各セルのセル電圧の一例を示す図

符号の説明

１１ インバータ
１３ モータ
１５ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１７ バッテリ
１００ 蓄電器
１０９ 冷却ファン用電動モータ
１１１ 放電スイッチ部
１２１ 制御部
Ｃ１〜Ｃｎ リチウムイオン電池セル
Ｓ１〜Ｓｎ 電圧検知部
ＳＷ１〜ＳＷ２ｎ スイッチ
２０１ ＤＣＤＣコンバータ
３０１ 絶縁型ＤＣＤＣコンバータ
Ｒ０ 抵抗
ＳＷ０ スイッチ
Ｃ０ コンデンサ

Claims (11)

1. 直列に接続された複数の蓄電セルを有し、前記蓄電セルからの放電経路が回転型誘導性負荷に接続される蓄電器の放電制御装置であって、
   前記複数の蓄電セルの各セル電圧を検知するセル電圧検知部と、
   前記複数の蓄電セルの間にそれぞれ接続された複数のスイッチから構成されるスイッチ群と、
   前記セル電圧検知部による検知結果に応じて、前記スイッチ群の各スイッチを個別にオンオフ制御し、所望の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成する制御部と、を備え、
   前記スイッチ群は、
   前記回転型誘導性負荷のマイナス側入力端子に接続された複数の第１のスイッチから構成される第１のスイッチ群と、
   前記回転型誘導性負荷のプラス側入力端子に接続された複数の第２のスイッチから構成される第２のスイッチ群と、を有し、
   前記制御部は、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も高い蓄電セルをグループに指定し、前記第１のスイッチ群内のいずれか１つの第１のスイッチ及び前記第２のスイッチ群内のいずれか１つの第２のスイッチをオンして、前記グループの連続した複数の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴とする放電制御装置。
2. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記蓄電セルはリチウムイオン電池セルであることを特徴とする放電制御装置。
3. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルの放電電圧が、前記回転型誘導性負荷が駆動可能な電圧範囲内におさまるよう、前記グループに指定する蓄電セルを選択することを特徴とする放電制御装置。
4. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルからの放電の結果、前記セル電圧が最も高い蓄電セルが別の蓄電セルになった場合、当該別の蓄電セルを別のグループに指定し、当該別のグループの蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴とする放電制御装置。
5. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記制御部は、前記グループに指定された蓄電セルからの放電の結果、前記グループに指定された蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルが、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルとなった場合、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も高い蓄電セルを別のグループに指定し、当該別のグループの蓄電セルから前記回転型誘導性負荷への放電経路を形成することを特徴とする放電制御装置。
6. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記制御部は、前記蓄電器が有する前記複数の蓄電セルの中でセル電圧が最も低い蓄電セルが指定されているグループを、グループの選択対象から外すことを特徴とする放電制御装置。
7. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記セル電圧検知部は、前記複数の蓄電セルの各セル電圧を連続して又は定期的に検知し、
   前記制御部は、前記セル電圧検知部による検知結果に応じて、スイッチのオンオフ制御を連続的に行うことを特徴とする放電制御装置。
8. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記所望の蓄電セルから前記回転型誘導性負荷に至るまでの前記放電経路上に、前記所望の２次電池の放電電圧を昇圧又は降圧する電圧変換器を備えたことを特徴とする放電制御装置。
9. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
   前記回転型誘導性負荷と並列に接続された抵抗を備えたことを特徴とする放電制御装置。
10. 請求項９に記載の放電制御装置であって、
    前記回転型誘導性負荷と並列に、かつ前記抵抗と直列に接続されたスイッチを備え、
    前記制御部は、前記所望の電池セルの放電電圧に応じて前記スイッチをオンオフ制御することを特徴とする放電制御装置。
11. 請求項１に記載の放電制御装置であって、
    前記回転型誘導性負荷と並列に接続されたコンデンサを備えたことを特徴とする放電制御装置。

Images