JP5324381B2 - 充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセル電池（二次電池）が直列に接続された電池モジュールを一括で充電する充電制御装置に関し、特に、電池容量に差の生じたセル電池をバランス（均衡）させて充電するためのバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる、充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法に関する。

複数のセル電池を直列に接続して構成される電池モジュールへの充電を制御する充電制御装置においては、各セル電池の電池電圧を検出（計測）し、セル電池間の電池容量のアンバランスによって生じる充電電圧を調整してバランスがとれるように構成されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

直列に接続されたセル電池をバッテリ充電装置（定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置）により一括して充電を行う際に、セル電池の電池容量にアンバランス（不均衡）がある場合は、電池容量の小さなセル電池が先に満充電され、電池容量の大きなセル電池が充分に充電されることなく充電動作が完了する。すなわち、電池モジュールを全体として充分に充電できない状態のまま充電が停止されることになる。これを避けるため、充電の際に、各セル電池の電池電圧を検出し、セル電池の充電電圧にアンバランスが生じた場合に、セル電池に選択的に並列接続されるバイパス部（インピーダンス回路）を使用してセル電池の充電電圧を均等にする。

図９は、従来の充電制御装置１１Ｃの構成例を示す図である。図９において、セル電池１，２，・・・，ｎは、直列に接続された複数のセル電池であり、バッテリ充電装置（定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置等）２１から流れる充電電流Ｉｃにより一括で充電されるセル電池である。なお、バッテリ充電装置３１から、セル電池１，２，・・・，ｎに充電を行う場合は、定電流充電（ＣＣ充電）を行う方法と、定電圧充電（ＣＶ充電）を行う方法と、充電初期において定電流充電（ＣＣ充電）を行ない、ある程度充電が進んだ状態において定電圧充電（ＣＶ充電）を行う方法など、種々の充電方法がある。

図９に示す充電制御装置１１Ｃにおいて、セル電池１，２，・・・，ｎの正（＋）極側のそれぞれは、入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎおよび電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎを通して、セル電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに接続される。また、セル電池１，２，・・・，ｎの負（−）極側のそれぞれは、入力端子Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎおよび電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎを通して、セル電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎに接続される。

また、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎのそれぞれは、電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎおよび電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎを通して、各セル電池１，２，・・・，ｎに並列に接続される。このバイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎと、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎとの直列回路で構成される。セル電圧検出部１３は、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出するためのセル電圧検出部である。

上記構成において、充電制御装置１１Ｃおけるバイパス制御（バランス制御）方法として、充電時における各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎをセル電圧検出部１３により検出し、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎのうち、最も低いセル電圧と他の各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧とを比較し、その電圧差が所定値を超えた電池については、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎをＯＮ（導通）にして、所定値以下になった場合には、ＯＦＦ（非導通）にする方法がある（例えば、特許文献１を参照）。これにより、セル電池１，２，・・・，ｎの充電電圧にアンバランスが生じないようにしている。

また別の方法として、予めバイパス制御開始電圧（バイパス制御を開始する閾値電圧）を設定しておき、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎがバイパス制御開始電圧まで上昇するに伴って、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎをＯＮにする方法がある。この方法では、セル電池１，２，・・・，ｎの全てについて、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎがＯＮになった状態となった後に、バイパス部の両端に生じる電圧によってセル電池が充電される状態が維持される（特許文献２を参照）。これにより、セル電池１，２，・・・，ｎの充電電圧にアンバランスが生じないようにしている。

特開平０８−１９１８８号公報 特開２００７−３１８９５０号公報

上述のように、従来の充電制御装置１１Ｃおけるバイパス制御（バランス制御）方法として、充電時における各セル電池の電圧のうち、最も低いセル電圧と他の各電池のセル電圧（充電電圧）とを比較し、その電圧差が所定値を超えた電池については、バイパス部をＯＮ（導通）にし、所定値以下になった場合には、ＯＦＦ（非導通）にする方法がある。しかしながら、この方法では、充電開始当初からバイパス制御が開始されるため、充電初期の状態からバイパス動作が開始され、バイパス動作が長時間継続して行われることがある。このため、バイパス動作の対象とされるセル電池では、バランスさせるための放電が長く続くため、無駄な電力損失を生じることになる。

また、各セル電池のセル電圧がバイパス動作開始電圧まで上昇するに伴って、それぞれのバイパス部をＯＮにし、セル電池の全てについて、バイパス部がＯＮになった状態となった後に、バイパス部の両端に生じる電圧によってセル電池が充電される状態が維持される方法がある。しかしながら、この方法では、バイパス動作を行うセル電圧の目標値に達したセル電池はバイパス動作を行うが、一度バイパス部をＯＮにするとセル電池のバイパス動作による放電が継続するため、無駄な電力損失を生じることになる。

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、各セル電池に並列に選択的に接続されるバイパス部によりバイパス電流を流して、セル電池間の電池容量のアンバランスによって生じる充電電圧を調整してバランスをとる充電制御装置において、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる、充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の充電制御装置は、直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュールをバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置であって、前記セル電池ごとに並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、前記バイパス部内の各インピーダンス回路を選択的に導通または非導通に制御するバイパス制御部と、前記各セル電池のセル電圧を検出するセル電圧検出部と、を備え、前記バイパス制御部は、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出部により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記バイパス部のインピーダンス回路を導通させることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記バイパス制御部は、各セル電池のセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧を検出する最小セル電圧検出部と、前記最小セル電圧と各セル電池のセル電圧との電圧差を検出するセル電圧差検出部と、を備え、前記バイパス制御部は、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通にし、前記インピーダンス回路を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が前記所定の基準電圧差よりも小さくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を非導通にすることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記バイパス制御部による前記インピーダンス回路の導通または非導通の制御は、前記セル電池の充電時において行われるとともに、所望の場合には、待機時、および放電時においても行われることを特徴とする。

また、本発明の充電制御装置は、直列に接続される複数の電池モジュールのそれぞれが、直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュール群をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置であって、前記電池モジュール群内の各セル電池ごとに並列に設けられるインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、前記バイパス部内の各インピーダンス回路を選択的に導通または非導通に制御するバイパス制御部と、前記電池モジュール群内の各セル電池ごとのセル電圧を検出するセル電圧検出部と、を備え、前記バイパス制御部は、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出部により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記バイパス部のインピーダンス回路を導通させることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記バイパス制御部は、前記電池モジュール群に含まれる全てのセル電池のセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧を検出する最小セル電圧検出部と、前記最小セル電圧と各セル電池のセル電圧との電圧差を検出するセル電圧差検出部と、を備え、前記バイパス制御部は、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通にし、前記インピーダンス回路を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が前記所定の基準電圧差よりも小さくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を非導通にすることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の充電制御装置において、前記バイパス制御部による前記インピーダンス回路の導通または非導通の制御は、前記セル電池の充電時において行われるとともに、所望の場合には、待機時、および放電時においても行われることを特徴とする。

また、本発明の充電制御方法は、直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュールをバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置における充電制御方法であって、前記充電制御装置内の制御部により、前記セル電池ごとに並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス手順と、前記各セル電池のセル電圧を検出するセル電圧検出手順と、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出手順により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通させるバイパス制御手順と、が行われることを特徴とする。

本発明の充電制御装置においては、複数のセル電池の中から、最小セル電圧を検出し、この最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差以上であり、かつ、セル電圧が所定のバイパス制御開始電圧以上であるセル電池に対して、セル電池のバイパス動作（バランス動作）を行うようにしたので、これにより、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。 バイパス制御動作について説明するための図である。 バイパス部におけるＯＮ（導通）／ＯＦＦ（非導通）状態を示す図である。 図１に示す充電制御装置におけるバイパス制御の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。 電池モジュール制御部の構成を示す図である。 図５に示す充電制御装置におけるバイパス制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図５に示す充電制御装置の変形例を示す図である。 従来の充電制御装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。

図１に示す本発明の充電制御装置１１と、図９に示す従来の充電制御装置１１Ｃとが構成上で異なる点は、図１に示す充電制御装置１１において、制御部１２と、バイパス制御部１４と、充電装置制御部１８とを新たに追加した点である。他の構成は図９示す充電制御装置１１Ｃと同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。また、図１においては、セル電池１に対してのみ、バイパス電流Ｉｂ１が流れている例を示している。

図１において、セル電池１，２，・・・，ｎは、直列に接続されたｎ個の二次電池（セル電池）であり、バッテリ充電装置３１から流れる充電電流Ｉｃにより一括で充電される電池モジュールである。

このセル電池１，２，・・・，ｎの正（＋）極側は、充電制御装置１１の入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ（入力端子Ａで総称される）にそれぞれ接続される。また、入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎのそれぞれは、電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎ（電圧計測ラインＬａで総称される）を通して、セル電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（入力端子Ｅで総称される）に接続される。また、セル電池１，２，・・・，ｎの負（−）極側のそれぞれは、入力端子Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ（入力端子Ｂで総称される）に接続される。また、入力端子Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎのそれぞれは、電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎ（電圧計測ラインＬｂで総称される）を通して、セル電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ（入力端子Ｇで総称される）に接続される。

充電制御装置１１は、各セル電池１，２，・・・，ｎへの充電を行う際に、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎ（セル電圧Ｖｃで総称される）をそれぞれ検出し、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池１，２，・・・，ｎに対応するバイパス部２１−１，２１−２，・・・２１−ｎ（バイパス部２１で総称される）のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（非導通）制御（バランス制御）を行う。

また、充電制御装置１１は、充電装置制御部１８によりバッテリ充電装置３１の制御も行う。例えば、セル電池１，２，・・・，ｎへの一括充電の際に、それぞれのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを監視し、いずれかのセル電池１，２，・・・，ｎが満充電となった場合には、過充電になることを防ぐために、バッテリ充電装置３１からセル電池１，２，・・・，ｎへの充電を停止させる。

なお、図１に示す例においては、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷に電力を供給する放電回路は、本発明に直接関係せず、また図面の見易さのために図示していないが、当然のこととして、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷へ電力を供給する放電回路および放電制御装置（いずれも図示せず）を備えている。そして、例えば、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷への放電動作中に、いずれかのセル電池の電池電圧が、所定の下限値（過放電を防ぐための閾値電圧）に達した場合には、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷への放電を停止させるように構成されている。

図１に示す本実施形態の充電制御装置１１において、制御部１２は、充電制御装置１１内の各処理部の全体を統括して制御し、この充電制御装置１１に要求される機能を実現するための制御部である。

バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ（バイパススイッチＳＷで総称される）と、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（バイパス抵抗Ｒで総称される）との直列回路で構成される。

バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎの一方の端子Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃｎ（端子Ｃで総称される）のそれぞれは、電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，Ｌａ３，・・・，Ｌａｎに接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに接続される。また、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎの他方の端子Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ（端子Ｄで総称される）のそれぞれは、電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，・・・，Ｌｂｎに接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎに接続される。

例えば、セル電池１に対応して設けられるバイパス部２１−１は、バイパススイッチＳＷ１と、バイパス抵抗Ｒ１との直列回路で構成される。このバイパス部２１−１の一端（端子Ｃ１）は、電圧計測ラインＬａ１を通して、セル電池１の正（＋）極側に繋がる入力端子Ａ１に接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｅ１に接続される。また、バイパス部２１−１の他端（端子Ｄ１）は、電圧計測ラインＬｂ１を通して、セル電池１の負（−）極側に繋がる入力端子Ｂ１に接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｇ１に接続されている。

すなわち、各セル電池１，２，・・・，ｎに対応するバイパス部２１の一端（端子Ｃ）は、電圧計測ラインＬａに接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｅに接続される。また、バイパス部２１の他端（端子Ｄ）は、電圧計測ラインＬｂに接続されるとともに、セル電圧検出部１３の入力端子Ｇに接続されている。

電圧検出部１３は、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出するための電圧検出部であり、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出信号を、バイパス制御部１４内の最小セル電圧検出部１５、セル電圧差検出部１６、およびバイパス動作判定部１７に出力する。

バイパス制御部１４は、制御部１２からの指示信号によりバイパス部２１内のバイパススイッチＳＷのＯＮ（導通）／ＯＦＦ（非導通）を制御するための制御部である。このバイパス制御部１４では、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池１，２，・・・，ｎに対応するそれぞれのバイパス部２１内のバイパススイッチＳＷのＯＮ，ＯＦＦ制御を行う。

バイパス制御部１４内の最小セル電圧検出部１５は、セル電圧検出部１３から入力したセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎの信号から、最も低いセル電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎを検出し、検出した最小セル電圧Ｖｍｉｎの信号をセル電圧差検出部１６に出力する。

バイパス制御部１４内のセル電圧差検出部１６は、最小セル電圧検出部１５から入力した最小セル電圧Ｖｍｉｎの信号と、セル電圧検出部１３から入力したセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎの信号とを基に、それぞれのセル電池１，２，・・・，ｎごとに、セル電圧差ΔＶを検出する（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）。

バイパス制御部１４内のバイパス動作判定部１７は、セル電圧差検出部１６から入力したセル電圧差ΔＶの信号と、セル電圧検出部１３から入力したセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎの信号とを基に、それぞれのセル電池１，２，・・・，ｎごとに、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎにおけるＯＮまたはＯＦＦ動作の判定を行う。このバイパス動作判定部１７におけるバイパス部２１に対する判定処理は、図３に示すように、セル電圧Ｖｃが、バイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆ以上であり、かつ、電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上である場合にのみＯＮとなる。

なお、この充電制御装置１１には、セル電池に対する充電制御動作を指示するための入力装置（例えば、押しボタンスイッチ等の操作スイッチ）や、充電状態（例えば、各セル電池の充電電圧）等を表示するための表示装置や、充電状態等を通信により外部に出力するための通信装置（いずれも表示せず）が設備されているものとする。

また、図２は、本発明の充電制御装置におけるバイパス制御の動作について説明するための図である。図２（Ａ）は、セル電池１（ＣＥＬ１）、セル電池２（ＣＥＬ２）、およびセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）の充電特性を示す図である。また、図２（Ｂ）は、セル電池１（ＣＥＬ１）、セル電池２（ＣＥＬ２）、およびセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のバイパス部２１のバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷｎのＯＮ・ＯＦＦのタイミングを示すタイムチャートである。

図２に示す例では時刻ｔ０から充電が開始される例であり、時刻ｔ０の充電開始の時点において、セル電圧の高さが、「セル電池１（ＣＥＬ１）＞セル電池２（ＣＥＬ２）＞セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）」の順番であり、また、充電の際のセル電池の内部インピーダンスの大きさについても、「セル電池１（ＣＥＬ１）＞セル電池２（ＣＥＬ２）＞セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）」の順番である場合の例である。すなわち、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）が最小セル電圧Ｖｍｉｎのセル電池であり、また、セル電圧（充電電圧）のバランス制御を行う際に、各セル電池１（ＣＥＬ１），セル電池２（ＣＥＬ２），セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）における電圧差ΔＶの目標値を基準電圧差Ｖｔｈとした例である。

図２（Ａ）において、時刻ｔ０から充電が開始されると、セル電池の内部インピーダンスが異なるため、セル電池１（ＣＥＬ１）、セル電池２（ＣＥＬ２）、およびセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）は異なる電圧上昇カーブを示す（図２の：Ａ間を参照）。すなわち、セル電池１（ＣＥＬ１）は内部インピーダンスが最も高いため、電圧上昇が最も早く、続いて、セル電池２（ＣＥＬ２）、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）の順番でセル電圧が上昇する。

そして、セル電池１（ＣＥＬ１）、セル電池２（ＣＥＬ２）、およびセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のセル電圧が次第に上昇し、セル電圧がバイパス制御開始電圧（バイパス制御を開始する閾値電圧）Ｖｒｅｆに達したセル電池から順番にバイパス制御（バランス制御）が開始される。

図２で示す例では、最初に、セル電池１（ＣＥＬ１）の電池電圧Ｖｃ１が、時刻ｔ１においてバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆに到達する（Ｖｃ１≧Ｖｒｅｆ）。また、同時に、時刻ｔ１において、このセル電池１（ＣＥＬ１）の電池電圧Ｖｃ１と最小セル電圧Ｖｍｉｎ（この例ではセル電圧Ｖｃｎ）との電圧差ΔＶ１（ΔＶ１＝Ｖｃ１−Ｖｃｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上（ΔＶ１≧Ｖｔｈ）に達しているので、バイパス部２１内のバイパススイッチＳＷ１がＯＮになる（図２（Ｂ）を参照）。

そして、時刻ｔ１において、セル電池１（ＣＥＬ１）のバイパススイッチＳＷ１がＯＮになると、セル電圧Ｖｃ１の電圧上昇速度が、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示すセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のセル電圧Ｖｃｎの電圧上昇速度よりも遅くなる。

同様にして、セル電池２（ＣＥＬ２）の電池電圧が、時刻ｔ２においてバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆに到達する（Ｖｃ２≧Ｖｒｅｆ）。また、同時に、時刻ｔ２において、このセル電池２（ＣＥＬ２）の電池電圧Ｖｃ２と最小セル電圧Ｖｍｉｎ（この例ではＶｃｎ）との電圧差ΔＶ２（ΔＶ２＝Ｖｃ２―Ｖｃｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上（ΔＶ２≧Ｖｔｈ）に達しているので、バイパス部２１内のバイパススイッチＳＷ２がＯＮになる（図２（Ｂ）を参照）。

そして、時刻ｔ２において、セル電池２（ＣＥＬ２）のバイパススイッチＳＷ２がＯＮになると、セル電圧Ｖｃ２の電圧上昇速度が、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示すセル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のセル電圧Ｖｃｎの電圧上昇速度よりも遅くなる。

一方、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）は、最小セル電圧Ｖｍｉｎのセル電池であり、電池電圧（充電電圧）が低い電圧上昇カーブを示すため、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）に流れる充電電流がバイパスされることはなく、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）の充電電圧は一定の充電速度で増加する。

このように、セル電池１（ＣＥＬ１）では、時刻ｔ１において、セル電池１（ＣＥＬ１）のバイパス動作が開始され、セル電池１（ＣＥＬ１）がバイパス制御されると、セル電池１（ＣＥＬ１）の電池電圧Ｖｃ１の電圧上昇速度が遅くなり（充電上昇カーブの傾きが小さくなり）、セル電圧Ｖｃ１の充電上昇カーブが、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示すセル電圧Ｖｃｎの充電上昇カーブに次第に近づくようになる。

そして、時刻ｔ４において、バイパス制御されたセル電池１（ＣＥＬ１）のセル電圧Ｖｃ１と、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のセル電圧Ｖｃｎとの電圧差（電圧差）ΔＶ１（ΔＶ１＝Ｖｃ１−Ｖｃｎ）が、「ΔＶ１＜Ｖｔｈ」になると、バイパススイッチＳＷ１がＯＦＦにされ（図２（Ｂ）を参照）、セル電池１（ＣＥＬ１）のバイパス動作が停止され、セル電池１（ＣＥＬ１）の充電速度は再び上昇し、充電上昇カーブの傾きが大きくなる。

同様にして、セル電池２（ＣＥＬ２）では、時刻ｔ２において、セル電池２（ＣＥＬ２）のバイパス動作が開始され、セル電池２（ＣＥＬ２）がバイパス制御されると、セル電池２（ＣＥＬ２）の電池電圧Ｖｃ２の電圧上昇速度が遅くなり（充電上昇カーブの傾きが小さくなり）、セル電圧Ｖｃ２の充電上昇カーブが、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示すセル電圧Ｖｃｎの充電上昇カーブに次第に近づくようになる。

そして、時刻ｔ３において、バイパス制御されたセル電池２（ＣＥＬ２）のセル電圧Ｖｃ２と、セル電池ｎ（ＣＥＬｎ）のセル電圧Ｖｃｎとの電圧差（電圧差）ΔＶ２（ΔＶ２＝Ｖｃ２−Ｖｃｎ）が、「ΔＶ２＜Ｖｔｈ」になると、バイパススイッチＳＷ２がＯＦＦにされ（図２（Ｂ）を参照）、セル電池２（ＣＥＬ２）のバイパス動作が停止され、セル電池２（ＣＥＬ２）の充電速度は再び上昇し、充電上昇カーブの傾きが大きくなる。

このように、本発明の充電制御装置１１においては、セル電圧Ｖｃがバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆ以上に到達したセル電池に対し（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、このセル電池のセル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上（ΔＶ≧Ｖｔｈ）になったときにバイパス動作を開始する。

そして、バイパス動作したセル電池のセル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎの差が、Ｖｔｈ以下になるまでバイパス動作を行い、電圧差ΔＶが基準電圧差Ｖｔｈ以下に達した場合は（ΔＶ＜Ｖｔｈ）、その該当セル電池のバイパス動作を停止する。

このような動作をすることで、セル電池間の電池電圧（充電電圧）が均等になってからもバイパス部の動作を継続することなく、バイパス動作を停止することで、バイパス動作による無駄な電力損失を無くすことが出来る。また、最終的には全セル電池間の電圧差が基準電圧差Ｖｔｈ以内に収まるので電池モジュール内のセル電池間の充電電圧のバランスを取ることが出来る。

なお、図２に示す例では、セル電池１，２，・・・，ｎに充電を行う場合のバイパス制御の例を示しているが、これに限定されるものではなく、待機時（充放電停止時）および放電時においても、本発明によるバイパス制御動作は行われる。

すなわち、あるセル電池のセル電圧Ｖｃがバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆ以上であり（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、かつ、このセル電池のセル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上（ΔＶ≧Ｖｔｈ）である場合には、このセル電池に対してバイパス動作が行われる。これにより、待機時および放電時においても（ただし、セル電圧Ｖｃがバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆ以上の場合）、セル電池１，２，・・・，ｎにおける電池電圧Ｖｃのバランスを保つことができる。

また、図４は、上述したバイパス制御部におけるバイパス制御（バランス制御）動作をフローチャートで示したものである。以下、図４を参照して、その処理の流れについて説明する。

まず、充電開始時において、セル電池ｍ（ｍ＝１〜ｎ）おいて、バイパス部２１中のバイパススイッチＳＷｍがＯＦＦ（非導通）であるものとする（ステップＳ１１）。すなわち、全てのセル電池に対してバイパス制御が行われていないものとする。

次に、セル電圧検出部１３により、各セル電池ｍのセル電圧Ｖｃｍを検出（計測）する（ステップＳ１２）。そして、最小セル電圧検出部１５により、各セル電池ｍのセル電圧Ｖｃｍの中から、最小セル電圧Ｖｍｉｎを選定する（ステップＳ１３）。

続いて、バイパス制御部１４によりバイパス部２１に対する動作条件を判定する（ステップＳ１４）。このバイパス制御部１４による判定では、セル電池ｍについて（ただし、最小セル電圧のセル電池は除く）、セル電圧Ｖｃｍがバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えているかどうかを判定し（Ｖｃｍ≧Ｖｒｅｆ）、また、セル電圧差検出部１６により求めたセル電圧差（Ｖｃｍ−Ｖｍｉｎ）が、基準電圧差Ｖｔｈ以上であるかどうかを判定する（Ｖｃｍ−Ｖｍｉｎ≧Ｖｔｈ）。

そして、バイパス部の動作条件を満たす場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、すなわち、セル電圧Ｖｃｍが、バイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えており（Ｖｃｍ≧Ｖｒｅｆ）、かつ、セル電圧差（Ｖｃｍ−Ｖｍｉｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上である場合（Ｖｃｍ−Ｖｍｉｎ≧Ｖｔｈ）、バイパス制御部１４は、セル電池ｍに対するバイパス部２１のバイパススイッチＳＷｍをＯＮにする（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１２に戻り、セル電圧検出部１３により、再びセル電圧Ｖｃｍの検出処理を開始する。

一方、ステップＳ１４において、バイパス部の動作条件を満たさないと判定された場合は（ステップＳ１４：Ｎｏ）、バイパス制御部１４は、セル電池ｍのバイパス部２１のバイパススイッチＳＷｍをＯＦＦにする（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１６において、セル電池ｍのバイパススイッチＳＷｍがＯＦＦである場合は、そのままＯＦＦ状態を維持する。その後、ステップＳ１２に戻り、セル電圧検出部１３により、再びセル電圧Ｖｃｍの検出処理を開始する。

以上、本発明の第１の実施形態について説明したが、図１に示す充電制御装置１１内の制御部１２、セル電圧検出部１３、バイパス制御部１４、最小セル電圧検出部１５、セル電圧差検出部１６、バイパス動作判定部１７、および充電装置制御部１８における機能は、専用のハードウェア（例えば、ゲートアレイ等のロジックＩＣ）を使用して実現することができる。また、充電制御装置１１内にＣＰＵ（マイクロコンピュータやＤＳＰ等の中央演算処理装置）を含むコンピュータシステムを設け、制御部１２、セル電圧検出部１３、バイパス制御部１４、最小セル電圧検出部１５、セル電圧差検出部１６、バイパス動作判定部１７、および充電装置制御部１８における処理に関する一連の処理の過程を、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させておき、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することによって、上記処理を行うことができる。すなわち、制御部１２、セル電圧検出部１３、バイパス制御部１４、最小セル電圧検出部１５、セル電圧差検出部１６、バイパス動作判定部１７、および充電装置制御部１８における各処理は、ＣＰＵが上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより実現することができる。

また、第１の実施の形態において、本発明のセル電圧検出部はセル電圧検出部１３が相当する。また、本発明のバイパス部はバイパス部２１が相当し、インピーダンス回路はバイパス抵抗Ｒが相当する。また、バイパス制御部はバイパス制御部１４が相当する。また、本発明の最小セル電圧検出部は最小セル電圧検出部１５が相当し、セル電圧差検出部はセル電圧差検出部１６が相当する。

そして、図１に示す充電制御装置は、バイパス部２１が、セル電池１，２，・・・，ｎごとに並列に設けられたインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通にする。バイパス制御部１４は、バイパス部２１内の各インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通に制御する。セル電圧検出部１３は、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃを検出する。そして、バイパス制御部１４は、セル電池のセル電圧Ｖｃが所定のバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えるとともに（Ｖｃ＞Ｖｒｅｆ）、該セル電池のセル電圧Ｖｃと、セル電圧検出部１３により検出されたセル電圧Ｖｃのうちの最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）が、所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも大きくなる場合に（ΔＶ≧Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するバイパス部２１のインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通させる。
これにより、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる。

また、充電制御装置１１においては、最小セル電圧検出部１５が、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃのうちの最も低い電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎを検出する。また、セル電圧差検出部１６は、最小セル電圧Ｖｍｉｎと各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）を検出する。そして、バイパス制御部１４は、セル電池のセル電圧Ｖｃが所定のバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えるとともに（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、該セル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶが所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも大きくなる場合に（ΔＶ≧Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通にする。また、インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶが所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも小さくなる場合に（ΔＶ＜Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を非導通にする。
これにより、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる。

なお、バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎにおけるバイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎは、純抵抗に代えて、所望のインピーダンスを有する構成とすることもできる。また、電流制限を行う定電流回路とすることもできる。また、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎは、バイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの有する内部抵抗とすることもできる。

［第２の実施の形態］
前述した第１の実施の形態では、複数のセル電池が直列に接続された１つの電池モジュールにおいて、各セル電池の電池容量のアンバランスによって生じる充電電圧を調整してバランスをとる充電制御装置の例について説明した。しかしながら、複数のセル電池がシリーズ（直列）に接続された電池モジュールを複数台シリーズに接続したシステムにおいても、電池モジュール間（複数の電池モジュールに含まれる全てのセル電池間）で充電電圧のバランスをとることが必要である。これまでは１つの電池モジュール内のセル電池間の充電電圧をバランスする制御は行われていたが、複数のモジュール間において全てのセル電池の充電電圧をバランスする制御は行われていなかった。

本発明の第２の実施の形態として、複数台の電池モジュールを直列に接続した電池モジュール群を使用するシステムにおいて、電池モジュール群内の全てのセル電池のセル電圧を検出する機能と、電池モジュール群内の全てのセル電池のセル電圧の中から最小セル電圧を検出する機能とを備え、電池モジュール群内の全てのセル電池に対して最小セル電圧を基準としてバイパス制御を行う充電制御装置の例について説明する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。図５において、直列に接続される複数の電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍは、バッテリ充電装置（定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置等）３１から流れる充電電流Ｉｃにより一括で充電される電池モジュール群である。この電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍのそれぞれは、ｎ個のセル電池１，２，・・・，ｎが直列に接続されて構成されている。すなわち、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍのそれぞれには、直列に接続されたｎ個のセル電池が含まれ、全体として、ｍ×ｎ個「ｍ（電池モジュールの個数）×ｎ（各電池モジュール内のセル電池の個数）」のセル電池が含まれる。

また、充電制御装置１１Ａは、複数の電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍに対して充電制御を行う。この充電制御装置１１Ａは、図１に示す充電制御装置１１と比較して、全セル電圧検出部１９が追加された点が構成上異なり、また、バイパス制御部１４が、全ての電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ内の全てのセル電池１，２，・・・，ｎに対して、すなわち、全部でｍ×ｎ個のセル電池のそれぞれに対してバイパス制御（バランス制御）を行う点が異なる。他の構成は図１に示す充電制御装置１１と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

また、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍのそれぞれには、電池モジュール制御部４１，４２，・・・，４ｍが設けられる。この電池モジュール制御部４１，４２，・・・，４ｍのそれぞれには、電池モジュール内の各セル電池１，２，・・・，ｎに対してインピーダンス回路（バイパス抵抗）を選択的に並列接続するバイパス部２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１−Ｍｍ（バイパス部２１−Ｍで総称される）が設けられる。

また、電池モジュール制御部４１，４２，・・・，４ｍのそれぞれには、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出するためのセル電圧検出部１３−Ｍ１，１３−Ｍ２，・・・，１３−Ｍｍ（セル電圧検出部１３−Ｍで総称される）とが設けられる。

図５において、電池モジュール制御部４１，４２，・・・，４ｍのそれぞれは、同じ構成の回路である。このため、一例として図６に、電池モジュールＭ１内の電池モジュール制御部４１の構成例を示す。

図６に示すように、電池モジュール制御部４１内のバイパス部２１−Ｍ１の構成は、図１に示す充電制御装置１１内のバイパス部２１−１,２１−２，・・・，２１ｎで構成される部分と同じ回路構成である。また、セル電圧検出部１３−Ｍ１についても、図１に示すセル電圧検出部１３と同じ構成である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。また、他の電池モジュールＭ２，・・・，Ｍｍの充電制御部４２，・・・，４ｍについても同様の構成である。

例えば、電池モジュールＭ１内のセル電圧検出部１３−Ｍ１は、セル電池１，２，・・・，ｎのそれぞれのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出し、検出結果を充電制御装置１１Ａ内の全セル電圧検出部１９に出力する。また、バイパス部２１−Ｍ１は、充電制御装置１１Ａ内のバイパス制御部１４からの指令信号により、各バイパス部２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎのバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

そして、図５に示すように、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍのそれぞれにおいて、各セル電池（ｎ個のセル電池）のセル電圧Ｖｃを、セル電圧検出部１３−Ｍ１，１３−Ｍ２，・・・，１３−Ｍｍにより検出し、セル電圧Ｖｃの検出信号を全セル電圧検出部１９に出力する。全セル電圧検出部１９では、セル電圧検出部１３−Ｍ１，１３−Ｍ２，・・・，１３−Ｍｍから入力したセル電圧Ｖｃ（ｍ×ｎ個のセル電圧Ｖｃ）の検出信号を、バイパス制御部１４内の最小セル電圧検出部１５、セル電圧差検出部１６、およびバイパス動作判定部１７に出力する。

バイパス制御部１４の構成と動作については、図１に示す第１の実施の形態におけるバイパス制御部１４と同様である。すなわち、バイパス制御部１４内の最小セル電圧検出部１５は、全セル電圧検出部１９から入力した全セル電池（ｍ×ｎ個のセル電池）のセル電圧Ｖｃの信号から、最も低いセル電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎを検出し、検出した最小セル電圧Ｖｍｉｎの信号をセル電圧差検出部１６に出力する。

バイパス制御部１４内のセル電圧差検出部１６は、最小セル電圧検出部１５から入力した最小セル電圧Ｖｍｉｎの信号と、全セル電圧検出部１９から入力したセル電圧Ｖｃの信号とを比較し、それぞれのセル電池（ｍ×ｎ個のセル電池）に対してセル電圧差ΔＶを検出する（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）。

バイパス制御部１４内のバイパス動作判定部１７は、セル電圧差検出部１６から入力したセル電圧差ΔＶの信号と、全セル電圧検出部１９から入力したセル電圧Ｖｃの信号とを基に、全電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ内の全セル電池１，２，・・・，ｎ（ｍ×ｎ個のセル電池）のそれぞれに対してバイパス部２１−ＭにおけるＯＮまたはＯＦＦ動作の判定を行う。

また、図７は、上述した充電制御装置１１Ａにおけるバイパス制御の処理の流れをフローチャートで示したものである。以下、図７を参照して、その処理の流れについて説明する。

まず、充電開始時には、全電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ中の全セル電池１，２，・・・，ｎにおいて、バイパス部２１−Ｍ１〜２１−Ｍｍ内の全てのバイパススイッチＳＷがＯＦＦ（非導通）の状態にあるとする（ステップＳ２１）。なお、以下のフローチャートの説明において、電池モジュールＭｘ（ｘ＝１〜ｍ）内のセル電池ｙ（ｙ＝１〜ｎ）を「セル電池ｘ，ｙ（ｘ＝１〜ｍ，ｙ＝１〜ｎ）」と表記し、セル電池ｘ，ｙのセル電圧を「セル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）」と表記し、セル電池ｘ，ｙに対応するバイパススイッチを「バイパススイッチＳＷｘ，ｙ」と表記する。

そして、全セル電圧検出部１９により、全電池モジュール中の各セル電池ｘ，ｙのセル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）を検出（計測）する（ステップＳ２２）。続いて、最小セル電圧検出部１５により、全電池モジュール中の全セル電池ｘ，ｙのセル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）の中から、最小セル電圧Ｖｍｉｎを選定する（ステップＳ２３）。

続いて、バイパス制御部１４によりバイパス部２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１Ｍｍの動作条件を判定する（ステップＳ２４）。このバイパス制御部１４における判定では、全電池モジューの全セル電池ｘ，ｙについて（ただし、最小セル電圧のセル電池は除く）、セル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）が、バイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えているかどうかを判定し（Ｖｃ（ｘ，ｙ）≧Ｖｒｅｆ）、また、セル電圧差検出部１６により求めたセル電圧差（Ｖｃ（ｘ，ｙ）−Ｖｍｉｎ）が、基準電圧差Ｖｔｈ以上であるかどうかを判定する（Ｖｃ（ｘ，ｙ）−Ｖｍｉｎ≧Ｖｔｈ）。

そして、バイパス部の動作条件を満たす場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、すなわち、セル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）が、バイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えており（Ｖｃ（ｘ，ｙ）≧Ｖｒｅｆ）、かつ、セル電圧差（Ｖｃ（ｘ，ｙ）−Ｖｍｉｎ）が基準電圧差Ｖｔｈ以上である場合（Ｖｃ（ｘ，ｙ）−Ｖｍｉｎ≧Ｖｔｈ）、バイパス制御部１４は、セル電池ｘ，ｙに対応するバイパス部２１―ＭのバイパススイッチＳＷｘ，ｙをＯＮにする（ステップＳ２５）。そして、ステップＳ２２に戻り、再び、全セル電圧検出部１９によるセル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）の検出処理を開始する。

一方、ステップＳ２４において、バイパス部の動作条件を満たさないと判定された場合は（ステップＳ２４：Ｎｏ）、バイパス制御部１４により、セル電池ｘ，ｙに対応するバイパス部２１−ＭのバイパススイッチＳＷｘ，ｙをＯＦＦにする（ステップＳ２６）。なお、ステップＳ２６において、セル電池ｘ，ｙのバイパススイッチＳＷｘ，ｙがＯＦＦである場合は、そのままＯＦＦ状態を維持する。その後、ステップＳ２２に戻り、再び、全セル電圧検出部１９によるセル電圧Ｖｃ（ｘ，ｙ）の検出処理を開始する。

このように、第２の実施の形態では、全ての電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍの全てのセル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃを検出し、その検出したセル電圧Ｖｃの中から最小セル電圧Ｖｍｉｎを選び出し、最小セル電圧Ｖｍｉｎとその他のセル電圧Ｖｃとの電圧差を比較し、この電圧差が所定の基準電圧差Ｖｔｈ以上であり（ΔＶ≧Ｖｔｈ）、かつセル電圧Ｖｃがバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超える場合に（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、このセル電池に対してバイパス動作を行う。これにより、全電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ間で電池電圧（充電電圧）のバランスを取ることができるとともに、バイパス動作に伴う電力損失を低減できる。

また、図８は、図５に示す充電制御装置の変形例を示す図であり、各電池モジュールＭ１〜Ｍｍと、充電制御装置１１Ｂとの間で通信を行う構成例を示す図である。

図８に示す充電制御装置１１Ｂと、図５に示す充電制御装置１１Ａとが構成上異なるのは、図８に示す充電制御装置１１Ｂ内に通信部２０を新たに追加した点が異なる。また、各電池モジュール制御部４１，４２，・・・，４ｍ内に通信部５１，５２，・・・，５ｍを新たに追加した点が異なる。他の構成は図５に示す充電制御装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。

図８において、通信部５１，５２，・・・，５ｍは、各電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍで検出されたセル電圧Ｖｃのデータを入力し、このセル電圧Ｖｃのデータを充電制御装置１１Ｂの通信部２０に向けて送信する。また、通信部５１，５２，・・・，５ｍのそれぞれは、充電制御装置１１Ｂの通信部２０を通して、バイパス制御部１４からのバイパス動作の指令信号を受信し、この受信した指令信号をバイパス部２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１−Ｍｍに出力する。そして、バイパス部２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１−Ｍｍのそれぞれは、通信部５１，５２，・・・，５ｍから受信した信号により、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ内の各セル電池１，２，・・・，ｎのバイパス制御を行う。

このように、図８に示す充電制御装置１１Ｂの構成により、各電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍと、充電制御装置１１Ｂとの間でデータ通信を行うことができ、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍと充電制御装置１１Ｂとを異なる場所に配置することが可能になる。また、充電制御装置１１Ｂから、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍを遠隔操作することが可能になる。

また、第２の実施の形態において、本発明のセル電圧検出部はセル電圧検出部１３−Ｍ（電圧検出部１３−Ｍ１，１３−Ｍ２，・・・，１３−Ｍｍ）と全セル電圧検出部１９とが相当する。また、本発明のバイパス部はバイパス部２１−Ｍ（バイパス部２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１−Ｍｍ）が相当する。また、本発明のインピーダンス回路はバイパス抵抗Ｒ（バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ）が相当する。また、バイパス制御部はバイパス制御部１４が相当する。また、本発明の最小セル電圧検出部は最小セル電圧検出部１５が相当し、セル電圧差検出部はセル電圧差検出部１６が相当する。

そして、図５に示す充電制御装置１１Ａは、バイパス部２１−Ｍが、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ群内の各セル電池１，２，・・・，ｎごとに並列に設けられるインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通にする。また、バイパス制御部１４は、バイパス部２１−Ｍ内の各インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通に制御する。セル電圧検出部（セル電圧検出部１３−Ｍと全セル電圧検出部１９）は、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ群内の各セル電池１，２，・・・，ｎごとのセル電圧Ｖｃを検出する。そして、バイパス制御部１４は、セル電池のセル電圧Ｖｃが所定のバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えるとともに（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、該セル電池のセル電圧Ｖｃと、セル電圧検出部（セル電圧検出部１３−Ｍと全セル電圧検出部１９）により検出されたセル電圧Ｖｃのうちの最も低い電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）が、所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも大きくなる場合に（ΔＶ≧Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するバイパス部２１−Ｍのインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通させる。
これにより、複数の電池モジュールの全てのセル電池のセル電圧を検出し、全電池モジュール間で電池電圧（充電電圧）のバランスを取ることができるとともに、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる。

また、充電制御装置１１Ａにおいては、最小セル電圧検出部１５が、電池モジュールＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ群に含まれる全セル電池１，２，・・・，ｎ中の最も低いセル電圧である最小セル電圧Ｖｍｉｎを検出する。また、セル電圧差検出部１６が、最小セル電圧Ｖｍｉｎと各セル電池のセル電圧Ｖｃとの電圧差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍｉｎ）を検出する。そして、バイパス制御部１４は、セル電池のセル電圧Ｖｃが所定のバイパス制御開始電圧Ｖｒｅｆを超えるとともに（Ｖｃ≧Ｖｒｅｆ）、該セル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶが所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも大きくなる場合に（ΔＶ≧Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通にする。そして、インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧Ｖｃと最小セル電圧Ｖｍｉｎとの電圧差ΔＶが所定の基準電圧差Ｖｔｈよりも小さくなる場合に（ΔＶ＜Ｖｔｈ）、当該セル電池に対応するインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を非導通にする。
これにより、複数の電池モジュールの全てのセル電池のセル電圧を検出し、全電池モジュール間で電池電圧（充電電圧）のバランスを取ることができるとともに、セル電池のバイパス制御（バランス制御）を行う際に、バイパス動作に伴う電力損失を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の充電制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１，２，・・・，ｎ セル電池
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 充電制御装置
１２ 制御部
１３ セル電圧検出部
１４ バイパス制御部
１５ 最小セル電圧検出部
１６ セル電圧差検出部
１７ バイパス動作判定部
１８ 充電装置制御部
１９ 全セル電圧検出部
２０ 通信部
１３−Ｍ１，１３−Ｍ２，・・・，１３−Ｍｍ セル電圧検出部
２１−１，２１−２，・・・，２１−ｎ バイパス部
２１−Ｍ１，２１−Ｍ２，・・・，２１−Ｍｍ バイパス部
３１ バッテリ充電装置
４１，４２，・・・，４ｍ 電池モジュール制御部
５１，５２，・・・，５ｍ 通信部
Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ バイパス抵抗（インピーダンス回路）
Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍｍ 電池モジュール
ＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ バイパス部のバイパススイッチ
Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎ セル電圧

Claims (7)

1. 直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュールをバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置であって、
   前記セル電池ごとに並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、
   前記バイパス部内の各インピーダンス回路を選択的に導通または非導通に制御するバイパス制御部と、
   前記各セル電池のセル電圧を検出するセル電圧検出部と、
   を備え、
   前記バイパス制御部は、
   前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出部により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記バイパス部のインピーダンス回路を導通させる
   ことを特徴とする充電制御装置。
2. 前記バイパス制御部は、
   各セル電池のセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧を検出する最小セル電圧検出部と、
   前記最小セル電圧と各セル電池のセル電圧との電圧差を検出するセル電圧差検出部と、
   を備え、
   前記バイパス制御部は、
   前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通にし、
   前記インピーダンス回路を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が前記所定の基準電圧差よりも小さくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を非導通にする
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記バイパス制御部による前記インピーダンス回路の導通または非導通の制御は、
   前記セル電池の充電時において行われるとともに、
   所望の場合には、待機時、および放電時においても行われる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電制御装置。
4. 直列に接続される複数の電池モジュールのそれぞれが、直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュール群をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置であって、
   前記電池モジュール群内の各セル電池ごとに並列に設けられるインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、
   前記バイパス部内の各インピーダンス回路を選択的に導通または非導通に制御するバイパス制御部と、
   前記電池モジュール群内の各セル電池ごとのセル電圧を検出するセル電圧検出部と、
   を備え、
   前記バイパス制御部は、前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出部により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記バイパス部のインピーダンス回路を導通させる
   ことを特徴とする充電制御装置。
5. 前記バイパス制御部は、
   前記電池モジュール群に含まれる全でのセル電池のセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧を検出する最小セル電圧検出部と、
   前記最小セル電圧と各セル電池のセル電圧との電圧差を検出するセル電圧差検出部と、
   を備え、
   前記バイパス制御部は、
   前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通にし、
   前記インピーダンス回路を導通にした後に、当該セル電池のセル電圧と前記最小セル電圧との電圧差が前記所定の基準電圧差よりも小さくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を非導通にする
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電制御装置。
6. 前記バイパス制御部による前記インピーダンス回路の導通または非導通の制御は、
   前記セル電池の充電時において行われるとともに、
   所望の場合には、待機時、および放電時においても行われる
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の充電制御装置。
7. 直列に接続された複数のセル電池で構成される電池モジュールをバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置における充電制御方法であって、
   前記充電制御装置内の制御部により、
   前記セル電池ごとに並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス手順と、
   前記各セル電池のセル電圧を検出するセル電圧検出手順と、
   前記セル電池のセル電圧が所定のバイパス制御開始電圧を超えるとともに、該セル電池のセル電圧と、前記セル電圧検出手順により検出されたセル電圧のうちの最も低い電圧である最小セル電圧との電圧差が、所定の基準電圧差よりも大きくなる場合に、当該セル電池に対応する前記インピーダンス回路を導通させるバイパス制御手順と、
   が行われることを特徴とする充電制御方法。

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