JP5446356B2 - 組電池制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、組電池制御装置に関する。

車両を駆動するためのトルクを電気的に発生する駆動手段と、当該駆動手段に電力を供給する直流電源と、当該直流電源の容量を検出する電源容量検出手段を有し、当該直流電源の容量に応じて、前記駆動手段を制御し発生トルクに制限をかける電池制御装置が知られている（特許文献１）。

特開平５−２８４６０８号公報

しかしながら、従来の電池制御装置において、直流電源の容量を検出するのみでは、当該直流電源を形成する直列に接続された個々の単電池の容量を把握できないため、直流電源の全体容量は十分であっても、一部の単電池の容量が少ない場合、当該一部の単電池において、過放電が生じる問題があった。

そこで、本発明は、組電池の過放電を防ぎつつ、不要な電力制限を抑制する組電池制御装置を提供する。

本発明は、組電池の総電圧と単電池の電圧を検出し、検出される電圧を選択的に用いて組電池の電力を制御する組電池制御装置によって上記課題を解決する。

本発明によれば、組電池の総電圧と単電池の電圧を検出し、検出される単電池の電圧の中で最も低い電圧に基づいて、単電池の最低電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択し、選択された電圧に応じて組電池を制御するため、組電池と各単電池の電圧の状況に応じて、組電池の電力を制御することができる。その結果として、各単電池の過放電を防ぎつつ、不要な電力の制限を抑制することができる。

発明の実施形態に係る組電池制御装置を示すブロック図である。 図１の組電池制御装置における時間―検出電圧及び出力電圧特性を示すグラフである。 図１の組電池制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 発明の他の実施形態に係る組電池制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
発明の実施形態に係る組電池制御装置の一例として、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両用電池として用いられる組電池制御装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る組電池制御装置を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る組電池制御装置は、直列接続されたｎ個（ｎは任意の正の整数，図１に示す例ではｎ＝４)の単電池１を１単位とする電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、それぞれの電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の電池容量（具体的には各単電池の電圧ＶＣ１〜ＶＣ４）を監視する３個のセルコントローラＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３とを備える。組電池３は、電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３を備える。

３つの電池モジュールＭ１〜Ｍ３は直列に接続され、その両端に電気自動車等のモータ５が、インバータ２を介して接続されている。リレースイッチ４は、ＯＮ、ＯＦＦ操作により、主電源のＯＮ・ＯＦＦを行い、組電池３とモータ５及びインバータ２の間に接続される。

各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の入力端子ＶＣ１〜ＶＣ４は、電池モジュールＭ１〜Ｍ３の各単電池１に接続され、当該セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３はカスケード接続される。

総電圧センサ６は、組電池３の両極の端子間に接続され、組電池３の電圧を検出するセンサである。電流センサ７は、組電池３とインバータ２の間に接続され、組電池３から出力される電流を検出する。

バッテリーコントローラ１０は、所定のタイミングで各単電池１の電圧を検出する指令をセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３へ送信し、これを受信したセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は各単電池１の電圧を検出する。検出された電圧は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３が有する図示しないメモリー等により保持される。

またバッテリーコントローラ１０は、所定のタイミングで各単電池１の電圧を読み出すため指令をセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３へ送信し、これを受信したセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は当該メモリーに保持された検出電圧を読み出し、バッテリーコントローラ１０へ送信する。

単電池１の電圧の検出指令と測定データの送受信は、バッテリーコントローラ１０とセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３との間で行われるが、高電圧電位の電池モジュールＭ１〜Ｍ３が接続されたセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３とバッテリーコントローラ１０とは電気的に絶縁する必要がある。このため、バッテリーコントローラ１０とセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３との間の通信には、電気絶縁性を有するフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２が用いられている。

図１に示すように、フォトカプラＰＣ１は、入力された電気信号に応じた光信号を出力する発光素子であるフォトダイオードＰＤ１と、入力された光信号を電気信号に変換して出力する受光素子であるフォトトランジスタＰＴ１とからなり、フォトダイオードＰＤ１は、送信側であるバッテリーコントローラ１０に接続されている。当該バッテリーコントローラ１０からの指令信号を光信号として出力する。

これに対して、フォトトランジスタＰＴ１は、受信側であるセルコントローラＣＣ３に接続されて、フォトダイオードＰＤ１から出力された光信号を受信して電気信号に変換して出力する。フォトダイオードＰＤ１の駆動電力はバッテリーコントローラ１０から供給されるが、フォトトランジスタＰＴ１の駆動電力はセルコントローラＣＣ３から供給される。

一方、図１に示すフォトカプラＰＣ２は、入力された電気信号に応じた光信号を出力する発光素子であるフォトダイオードＰＤ２と、入力された光信号を電気信号に変換して出力する受光素子であるフォトトランジスタＰＴ２とからなり、フォトダイオードＰＤ２は、送信側であるセルコントローラＣＣ１に接続されて、当該セルコントローラＣＣ１からの電気信号を光信号として出力する。

これに対して、フォトトランジスタＰＴ２は、受信側であるバッテリーコントローラ１０に接続されて、フォトダイオードＰＤ２から出力された光信号を受信して電気信号に変換して出力する。フォトトランジスタＰＴ２の駆動電力はバッテリーコントローラ１０から供給されるが、フォトダイオードＰＤ２の駆動電力はセルコントローラＣＣ１から供給される。

セルコントローラＣＣ２とバッテリーコントローラ１０との間の通信にフォトカプラを使用せず、バッテリーコントローラ１０からセルコントローラＣＣ３へ送信したデータを当該セルコントローラＣＣ３からセルコントローラＣＣ２へ送り、さらに当該セルコントローラＣＣ２からセルコントローラＣＣ１へ送り、最後にこのデータをセルコントローラＣＣ１からフォトカプラＰＣ２を介してバッテリーコントローラ１０へ送信するといった、いわゆるカスケード通信方式を採用する。

また総電圧センサ６及び電流センサ７は、制御部１００からの指令に応じて、組電池３の総電圧と電流を検出し、検出結果を制御部１００へ送信する。これにより、制御部１００は、組電池の総電圧を検出し、また電流センサ７の検出電流と合わせて、組電池３の全体の容量を把握する。温度センサ８は、組電池３に備え付けられ、組電池８の温度を検出する。

制御部１００は、インバータ２及びバッテリーコントローラ１０を制御し、またバッテリーコントローラ１０より各単電池１の電圧を検出する。そして、制御部１００は、検出電圧に応じて、インバータ５を制御することでモータの出力トルクに制限をかけ、組電池３の過放電を防止する。

また制御部１００は、モータ５を回生駆動させて、組電池３を充電する制御を行う。なお、制御部１００による、組電池３の放電及び充電の制御は、後述する。

ところで、組電池３の放電又は充電を制御する際、組電池の総電圧を用いて制御を行う場合と、組電池の各単電池１の電圧を用いて制御する場合がある。

組電池３の総電圧を検出し当該検出電圧に応じて、モータ５の出力トルクを制御し組電池３の放電を制御する場合、組電池３の容量は監視されるが、各単電池１の容量は監視されていない。また、各単電池１において、製造上のばらつき等により電池特性に差が生じ、当該特性の差は経時的に広がるため、各単電池の電圧にバラツキが生じる。

そのため、モータ５を動作させる際に、組電池３の全体の電圧は高くても、組電池３の一部の単電池の電圧が低く、組電池３の総電圧に合わせてモータ３を動作させると、当該一部の単電池１に対して負荷がかかり、過放電することがある。

一方、組電池３の各単電池１の電圧を検出し、単電池１の検出電圧に応じて、モータ５の出力トルクを制御し組電池３の放電を制御する場合、組電池３の総電圧が高く、組電池３の容量が十分に確保されているにもかかわらず、当該単電池の検出電圧に合わせて、出力トルクが制御されるため、他の単電池に対して、不要な出力制限がされることがある。

本例の組電池制御装置は、組電池３を構成する単電池１の電圧と組電池３の総電圧を検出し、当該単電池１の検出電圧又は組電池の３の検出電圧を選択して、組電池３の電力を制御する。以下、図１〜３を参照し、本例の組電池制御装置を説明する。

本例の組電池制御装置において、制御部１００は、バッテリーコントローラ１０に対して、単電池１の電圧を検出するための指令を送信する。当該指令を受けたバッテリーコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ３に対して、各単電池１の電圧を検出するための信号を送信する。セルコントローラＣＣ３は、接続される各単電池１の電圧を検出し、検出電圧のデータを当該信号に重畳し、セルコントローラＣＣ２へ送信する。セルコントローラＣＣ２も同様に、接続された各単電池１の電圧を検出し、信号を次のセルコントローラＣＣ１へ送信する。

セルコントローラＣＣ１は、単電池１の電圧の検出を終えると、フォトカプラＰＣ２を介して信号を送信する。バッテリーコントローラ１０は、セルコントローラＣ１からの当該信号を受信することで、各単電池１の電圧を検出できる。

また制御部１００は、総電圧センサ６に対しても、電圧を検出するための指令を送信し、総電圧センサ６により検出された組電池３の総電圧を検出する。制御部１００は、組電池３に備える温度センサ８から組電池３の温度と、組電池３に接続される電流センサ７から組電池３の電流を検出する。

そして、制御部１００は、組電池３の総電圧から算出される単電池１の平均電圧（Ｖ１）と、バッテリーコントローラ１０から得た各単電池１の検出された電圧の中で最も電圧値の低い電圧（Ｖ２）との差を求め、当該差（Ｖ１−Ｖ２）と予め設定された閾値（Ｃ１）とを比較する。当該差（Ｖ１−Ｖ２）が閾値（Ｃ１）より小さい場合、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１−Ｖ２）は小さく、当該差（Ｖ１−Ｖ２）が閾値より大きい場合、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１−Ｖ２）は大きいと判断する。

ここで、図２を参照して、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）の関係を説明する。図２は、組電池３の放電時間に対する単電池１の平均電圧（Ｖ１）及び最低電圧（Ｖ２）の特性図を示す。なお、グラフ（ａ）が単電池の平均電圧（Ｖ１）に対応し、グラフ（ｂ）が単電池の最低電圧（Ｖ２）に対応する。また放電時間は、放電容量にも相当する。

二次電池である組電池３の特性として、組電池３の残量容量が多い場合（図２において、放電時間が短い場合で点線より左側の領域）、各単電池１の間で電圧値のバラツキが小さいため、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との差は小さい。組電池３の残量容量が少ない場合（図２において、放電時間が長い場合で点線より右側の領域）は、各単電池１の間で電圧値のバラツキが大きいため、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との差が大きくなる。複数の単電池１を直列に接続し組電池３を設計する際、各単電池１に可能な限り充電容量や満充電時の電圧が同じものを用いて設計することが好ましい。しかし、製造上のバラツキ等により各単電池１の放電特性が異なるため、図２に示すように、放電時間が大きくなるにつれて、各単電池１の検出電圧にバラツキが生じてしまう。

本発明の組電池制御装置において、制御部１００は当該差（Ｖ１−Ｖ２）が閾値（Ｃ１）より小さい場合、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１−Ｖ２）が小さいため、単電池１の平均電圧（Ｖ１）を選択し、当該平均電圧（Ｖ１）に応じてインバータ５を制御する。図２に示すように、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）の差が小さい場合、単電池１の放電時間は短く単電池１の電圧が大きいため、制御部１００は、モータ５の出力トルク対して不要な電力制限を避けて高い電力を供給する。そのため、制御部１００は、単電池１の平均電圧に応じてインバータ２を制御し、モータ５を駆動させる。

また制御部１００は、当該差（Ｖ１−Ｖ２）が閾値（Ｃ１）より大きい場合、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１−Ｖ２）が大きいため、単電池１の最低電圧（Ｖ２）を選択し、当該最低電圧（Ｖ２）に応じてインバータ５を制御する。図２に示すように、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）の差（Ｖ１−Ｖ２）が大きい場合、単電池１の放電時間は長く、単電池１の電圧が小さいため、制御部１００は、使用者によるアクセル動作等によって要求されたトルクの出力値に対して、モータ５の出力トルクを下げる制限をかけて組電池３の過放電を防止する。

なお、予め設定された閾値は、制御部１００の設計段階で組み込まれる値であって、組電池３及び単電池１の放電特性、モータ５の出力トルクに対して組電池３にかかる電力負荷等を考慮して設定される。

また制御部１００は、電流センサ７で検出された組電池３の電流と、温度センサ８で検出された組電池３の温度に応じて、閾値（Ｃ１）を補正して設定する。組電池３の放電特性は、当該温度及び電流の条件により変化する。特に、本例が車両等に搭載される場合、当該車両の使用環境により、組電池３に加わる負荷や温度が異なるため、これらセンサを用いて、当該閾値（Ｃ１）を補正し、電池の状況に応じて組電池３の電力を制御する。

次に、図３を用いて、本例の組電池制御装置の制御手順を説明する。

図示しないイグニッションスイッチが動作され、リレースイッチ４がＯＮ状態になり、制御部１００が動作を開始する（ステップＳ３１）。ステップＳ３２において、制御部１００は、電流センサ７及び温度センサ８に対して信号を送信し、組電池３の電流及び温度を検出する。制御部１００は、検出された当該電流及び温度を用いて、閾値（Ｃ１）を算出する（ステップＳ３３）。この際、制御部１００は、例えば予め閾値（Ｃ１）と検出電流又は検出温度との関係を示すテーブルを格納しておき、当該テーブルを参照しつつ、組電池３の電流又は温度に応じて閾値（Ｃ１）を設定する。本例においては、組電池３の電流及び温度を用いて、閾値（Ｃ１）を設定する。

次に、制御部１００は、バッテリーコントローラ１０及び総電圧センサ６に信号を送信し、各単電池１の電圧と組電池３の総電圧を検出する。そして、制御部１００は、当該総電圧から求められる単電池１の平均電圧（Ｖ１）と当該各単電池１の電圧の中から最も低い電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１―Ｖ２）を算出する（ステップＳ３４）。ステップＳ３５にて、制御部１００は電圧差（Ｖ１―Ｖ２）とステップＳ３３で算出された閾値（Ｃ１）とを比較する。電圧差（Ｖ１―Ｖ２）が閾値（Ｃ１）未満の時、制御部１００は平均電圧（Ｖ１）に応じて組電池３の電力を制御し（ステップＳ３６）、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）が閾値（Ｃ１）以上の時、制御部１００はセル電圧（Ｖ２）に応じて組電池３の電力を制御する（ステップＳ３７）。ステップＳ３８にて、制御部１００は処理を終了する。

このように、本例の組電池制御装置は、組電池３の総電圧と単電池１の電圧を検出し当該総電圧又はセル電圧のいずれか一方を選択し、選択された電圧に応じて、組電池３の電力を制御するため、組電池３に対して不要に電力の制限をかけず、高い出力の供給電力を維持し、また組電池３の過放電を防ぐことができる。

また本例は、組電池３の総電圧から求める単電池１の平均電圧（Ｖ１）と単電池の検出電圧（Ｖ２）との電圧差（Ｖ１―Ｖ２）を算出し、当該電位差に応じて、単電池１の電圧又は組電池３の電圧のいずれか一方を選択して、組電池３の電力を制御する。これにより、組電池３を構成する単電池１の間で放電特性が異なっていても、制御部１００は、単電池１との平均電圧（Ｖ１）に対して単電池１の最低電圧（Ｖ２）がどの程度電圧降下しているかを把握できるため、組電池３の過放電を防ぐことができる。

また本例は、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）と閾値（Ｃ１）とを比較し、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）の方が大きい場合、単電池１の電圧に応じて組電池３の電力を制御し、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）の方が小さい場合、セル電圧１の平均電圧（Ｖ１）に応じて組電池３の電力を制御する。これにより、組電池３の残量容量に余裕がある時に、セル電圧１の平均電圧（Ｖ１）を用いて組電池３の電力を制御でき、組電池３の供給を高いレベルで維持させることができる。

すなわち、本例と異なる、単電池１の最低電圧（Ｖ２）のみを用いて組電池３の電力を制御する場合、組電池３の残量容量に余裕がある時でも、常に平均電圧（Ｖ１）より低い電圧に応じて電力の制御をすることになるため、本例と比べて、放電時間に対して組電池３の電力に制限をかけるタイミングが早くなり、全体としての組電池３の電力供給量が減ってしまう。

また、本例と異なる、単電池１の平均電圧（Ｖ１）のみを用いて組電池３の電力を制御する場合、平均電圧（Ｖ１）は最低電圧（Ｖ２）より高いため、当該出力トルクに制限をかけるタイミングが遅くなり、最低電圧（Ｖ２）を有する単電池１が過放電になってしまう。言い換えると、平均電圧（Ｖ１）のみを用いて組電池３の電力を制御する場合、単電池の過放電の防止のために図２のグラフ（ｄ）に示す電力制限をすべきところ、組電池３の出力電力の制限が十分ではないため（図２のグラフ（ｃ）を参照）、電圧降下の大きい単電池１が過放電されてしまう。なお、図２において、グラフ（ｃ）は単電池１の平均電圧（Ｖ１）に応じて制限される組電池３の電力を示し、グラフ（ｄ）は単電池１の最低電圧（Ｖ２）に応じて制限される組電池３の電力を示す。

本例は、放電時間に対して、組電池３の電力供給レベルを高く維持する領域と電力に制限をかける領域を、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）と閾値（Ｃ１）とを比較することによって分けているため、結果として、組電池３の出力供給を高いレベルで維持することができ、組電池３の過放電を防ぐことができる。

また本例は、組電池３の電流値と温度を計測し、当該閾値Ｃ１を補正して設定するため、組電池３の状況に合わせて制御をすることができる。本例の組電池制御装置が車両等に搭載された場合、車両の状況や、車内外の環境変化により、組電池３の状況は変化するが、本例は、かかる環境の変化に対して対応できる。

なお、本例において、制御部１００は、電圧差（Ｖ１―Ｖ２）を算出する際に、平均電圧（Ｖ１）を用いるが、総電圧センサ６で検出する総電圧を用いてもよく、また単電池１の最低の電圧（Ｖ２）の代わりに他の単電池１の電圧を用いてもよい。

また組電池３の総電圧は、必ずしも総電圧センサ６を用いて検出する必要はなく、バッテリーコントローラ１０が各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３により検出される各単電池１の電圧値を合算することにより算出されてもよい。

また本例の組電池制御装置は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に備える単電池１の電圧を検出するセンサと、総電圧センサ６を別構成としているが、必ずしも別構成である必要はなく、１つのセンサとしてもよい。

また本例は、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と単電池１の最低電圧（Ｖ２）との差をとり、閾値Ｃ１と比較するが、当該差の代わりに、平均電圧（Ｖ１）と単電池１の最低電圧（Ｖ２）との割合を、閾値と比較してもよい。

また、本例の制御部１００は、組電池１の温度と電流を計測し閾値Ｃ１を設定するが、組電池１の劣化度又は充電量を用いて当該閾値Ｃ１を設定してもよく、これらのうち複数を用いて閾値Ｃ１を設定してもよい。また組電池１の温度等を用いた閾値Ｃ１の補正は、必ずしも必要ではない。

また本例は、組電池３からモータ５へ電力を供給する際の制御に限らず、モータ５の回生駆動により組電池３を充電する際の制御にも採用できる。以下、回生駆動により組電池３を充電する場合を説明する。

回生駆動による充電の際、本例は、単電池の最低電圧（Ｖ２）の代わりに単電池の最高電圧（Ｖ３）を用いる。

図１において、制御部１００は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３からバッテリーコントローラ１０を経由して、単電池１の電圧を検出する。そして、制御部１００は、検出された単電池１の平均電圧（Ｖ１）と検出電圧の中で最も高い電圧（Ｖ３）を算出し、最高電圧（Ｖ３）と平均電圧（Ｖ１）との電位差（Ｖ３―Ｖ１）を求め、当該電位差（Ｖ３―Ｖ１）と予め設定される閾値Ｃ_０と比較する。

組電池３の充電過程において、各単電池３が満充電に近づくにつれて、当該電位差（Ｖ３―Ｖ１）は大きくなるため、電位差（Ｖ３―Ｖ１）が閾値Ｃ_０より大きい場合、制御部１００は、最高電圧（Ｖ３）を選択し、最高電圧（Ｖ３）に応じて、回生充電に制限をかけ、単電池１の過充電を防止する。一方、電位差（Ｖ３―Ｖ１）が閾値Ｃ_０より小さい場合、制御部１００は、平均電圧Ｖ１を選択し、平均電圧Ｖ１に応じて回生充電を制御する。これにより本例は、組電池３の過充電を防止し、効率のよい充電をすることができる。

なお本例のセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は本発明の「第１の電圧検出手段」に相当し、本例の総電圧センサ６は本発明の「第１の電圧検出手段」に相当する。また「第１の電圧検出手段」と「第１の電圧検出手段」は、必ずしも別構成とする必要はなく、１つの構成としてもよい。また本例では、制御部１００とバッテリーコントローラ１０を分けて説明したが、制御部１００の一部をバッテリーコントローラ１０として機能させてもよい。

《第２実施形態》
図４は、発明の他の実施例に係る組電池制御手段の制御手順を示すフローチャートである。本例では上述した第１実施形態に対して、単電池１の平均電圧（Ｖ１）と最低電圧（Ｖ２）との電位差（Ｖ１―Ｖ２）の代わりに、単電池１の電圧の降下度（Δ２）を用いる点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を援用する。

図１において、制御部１００は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３からバッテリーコントローラ１０を経由して、単電池１の電圧を検出する。単電池１の電圧は、図２に示すように、放電時間に対して減少し、その電圧減少率は放電時間の経過に伴い増加する。制御部１００は、検出された単電池１の電圧の中で最も低い電圧（Ｖ２）の降下度（ΔＶ２）を算出し、当該降下度（ΔＶ２）と予め設定される閾値Ｃ２と比較し、モータ５の出力トルクを制御する。

以下、図４を用いて、本例の組電池制御装置の制御手順を説明する。

図示しないイグニッションスイッチが動作され、リレースイッチ４がＯＮ状態になり、制御部１００が動作を開始する（ステップＳ４１）。ステップＳ４２において、制御部１００は、電流センサ７及び温度センサ８に対して信号を送信し、組電池３の電流及び温度を検出する。制御部１００は、検出された当該電流及び温度を用いて、閾値（Ｃ２）を算出する（ステップ４３）。次に、制御部１００は、バッテリーコントローラ１０に信号を送信し、各単電池１の電圧を検出する。そして、制御部１００は、各単電池１の電圧の中から最も低いセル電圧（Ｖ２）の降下度（ΔＶ２）を算出する（ステップＳ４４）。ステップＳ４５にて、制御部１００は降下度（ΔＶ２）とステップＳ４３で算出された閾値（Ｃ２）とを比較する。降下度（ΔＶ２）が閾値未満の時、制御部１００は平均電圧（Ｖ１）に応じて組電池３の電力を制御し（ステップＳ４６）、降下度（ΔＶ２）が閾値未満の時、制御部１００はセル電圧（Ｖ２）に応じて組電池３の電力を制御する。（ステップＳ４７）。ステップＳ４８にて、制御部１００は処理を終了する。

このように、本例の組電池制御装置は、単電池の検出電圧の単位時間当たりの降下度（ΔＶ２）を算出し、当該降下度（ΔＶ２）応じて、単電池１の電圧又は組電池３の電圧のいずれか一方を選択して、組電池３の電力を制御する。これにより、組電池３が、単電池１の間で放電特性が異なり、放電時間に対して降下度（ΔＶ２）の大きい単電池１を有していても、制御部１００は、当該降下度（ΔＶ２）の大きい単電池１の電圧を把握できるため、組電池３の過放電を防ぐことができる。

また本例は、降下度（ΔＶ２）と閾値（Ｃ２）とを比較し、降下度（ΔＶ２）の方が大きい場合、単電池１の電圧に応じて組電池３の電力を制御し、降下度（ΔＶ２）の方が小さい場合、セル電圧１の平均電圧に応じて組電池３の電力を制御する。これにより、組電池３の残量容量に余裕がある時に、セル電圧１の平均電圧（Ｖ１）を用いて組電池３の電力を制御し、組電池３の供給を高いレベルで維持させることができ、組電池３の残量容量が少ない時に、セル電圧１の電圧（Ｖ２）を用いて組電池３の電力を制御し、組電池３の過放電を防止することができる。

また、本例は、降下度（ΔＶ２）を用いるため、単電池１の電圧値のみを用いて制御する場合と比較し、早く出力トルクを制限できるため、過放電を抑制し易い。

１…単電池
Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３…電池モジュール
２…インバータ
３…組電池
４…リレースイッチ
５…モータ
６…総電圧センサ
７…電流センサ
８…温度センサ
１０…バッテリーコントローラ
ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３…セルコントローラ
ＰＣ１、ＰＣ２…フォトカプラ
ＰＤ１、ＰＤ２…フォトダイオード、
ＰＴ１、ＰＴ２…フォトトランジスタ
１００…制御部

Claims (12)

1. 組電池を構成する単電池に接続され、前記単電池の電圧を検出する複数の第１の電圧検出手段と、
   前記組電池の総電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   前記複数の第１の電圧検出手段で検出される電圧の中で最も低い電圧に基づいて、前記単電池の最低電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択し、前記選択された電圧に応じて前記組電池の電力を制御する制御手段とを備えることを特徴とする
   組電池制御装置。
2. 組電池を構成する単電池に接続され、前記単電池の電圧を検出する複数の第１の電圧検出手段と、
   前記組電池の総電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択し、前記選択された電圧に応じて前記組電池の電力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記組電池の総電圧又は前記単電池の平均電圧と前記単電池の電圧との差を演算し、前記差に応じて、前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択することを特徴とする
   組電池制御装置。
3. 組電池を構成する単電池に接続され、前記単電池の電圧を検出する複数の第１の電圧検出手段と、
   前記組電池の総電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択し、前記選択された電圧に応じて前記組電池の電力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記単電池の電圧の単位時間当たりの変化率に応じて、前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択することを特徴とする
   組電池制御装置。
4. 組電池を構成する単電池に接続され、前記単電池の電圧を検出する複数の第１の電圧検出手段と、
   前記組電池の総電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択し、前記選択された電圧に応じて前記組電池の電力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記組電池の総電圧又は前記単電池の平均電圧と前記単電池の電圧との割合を演算し、前記割合に応じて、前記単電池の電圧又は前記組電池の総電圧のいずれか一方を選択することを特徴とする
   組電池制御装置。
5. 前記制御手段は、
   前記差が所定の値より大きい場合は、前記単電池の電圧に応じて前記組電池の電力を制御し、
   前記差が所定の値より小さい場合は、前記組電池の総電圧又は前記単電池の平均電圧に応じて前記組電池の電力を制御することを特徴とする
   請求項２記載の組電池制御装置。
6. 前記制御手段は、
   前記変化率が所定の値より大きい場合は、前記単電池の電圧に応じて前記組電池の電力を制御し、
   前記変化率が所定の値より小さい場合は、前記組電池の総電圧又は前記単電池の平均電圧に応じて前記組電池の電力を制御することを特徴とする
   請求項３記載の組電池制御装置。
7. 前記制御手段は、
   前記複数の第１の電圧検出手段の中で検出される最も低い電圧に応じて前記組電池の電力を制御することを特徴とする
   請求項２〜６のいずれか一項記載の組電池制御装置。
8. 前記制御手段は、前記組電池の放電の電流量に応じて、前記所定の値を補正することを特徴とする
   請求項５又は６記載の組電池制御装置。
9. 前記制御手段は、前記組電池の劣化度に応じて、前記所定の値を補正することを特徴とする
   請求項５又は６記載の組電池制御装置。
10. 前記制御手段は、前記組電池の温度に応じて、前記所定の値を補正することを特徴とする
    請求項５又は６記載の組電池制御装置。
11. 前記制御手段は、前記組電池の充電量に応じて、前記所定の値を補正することを特徴とする
    請求項５又は６記載の組電池制御装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項記載の組電池制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記単電池の電圧を選択する場合、前記単電池の電圧に応じて前記組電池からの電力により駆動する駆動手段の出力トルクを制御し、
    前記組電池の総電圧を選択する場合、前記組電池の総電圧に応じて前記駆動手段の出力トルクを制御することを特徴とする
    組電池制御装置。

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