JP6030066B2 - 電池ユニット、電動車両、移動体、電源装置及び電池制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池ユニット、電動車両、移動体、電源装置及び電池制御装置に関する。

複数の電池セルを含む電池モジュールにおいて、セル電圧がばらつくことがある。このようなばらつきの存在は望ましいものではない。この点に鑑み、セル電圧の均等化処理によってセル電圧のばらつきを抑制する電圧調整技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、組電池を備える組電池システムの充電器側に電圧調整の機能を持たせ、充電器を組電池システムに接続したときに電圧調整を実現する。また、大きな出力を得るべく、複数の電池モジュールを組み込んだ電池システムが形成されることもある。複数の電池モジュールを備えた電池システムにおいては、複数の電池モジュール間で電圧ばらつきが発生することもある。

特開２００８−１２５２９７号公報

上記のような電圧ばらつきの抑制を、電池システムの大型化やコスト増を回避しつつ実現できれば有益である。

そこで本発明は、必要な電圧調整の実現とシステム小型化等の両立に寄与する電池システム及び電池制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電池システムは、複数の電池セルから成る電池モジュールを有し、前記電池モジュールに接続され且つ電圧調整を行う機能を有する外部ユニットに接続可能なコネクタを有した電池ユニットを複数備えるとともに、前記電池モジュール又は前記電池セルの電圧ばらつきを抑制するための前記電圧調整の要否を前記電池ユニットごとに判定する電圧調整要否判定部を備え、前記電圧調整要否判定部の判定結果に基づき、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対する前記外部ユニットの接続を認める、又は、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対し前記外部ユニットを接続させ、各電池ユニットでは、前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたときに前記電圧調整が可能である。

本発明によれば、必要な電圧調整の実現とシステム小型化等の両立に寄与する電池システム及び電池制御装置を提供することが可能である。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電池システムの概略構成を表す全体ブロック図と、複数の電池ユニットを示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、電池モジュールにおける複数の二次電池の接続方法例を示す図である。 電池モジュールの構成例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、複数の電池モジュールの接続方法例を示す図である。 電池ユニットからメイン制御部に伝達される情報の内容例を示す図である。 本発明の実施形態に係る外部ユニットの概略構成ブロック図である。 本発明の第１実施例に係り、電圧調整の要否判定を担う部位のブロック図である。 電池モジュールの構成例を示す図である。 本発明の第２実施例に係る電池ユニットの外観斜視図である。 本発明の第３実施例に係り、電圧調整の実現動作手順を表すフローチャートである。 本発明の第４実施例に係り、電池ユニットの交換手順を表すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は、複数の電池モジュール、スイッチ及びスイッチ制御部の関係を示す図である。 本発明の第５実施例に係る電池ユニット及び外部ユニットの内部構成図である。 本発明の第６実施例に係る電池ユニットの外観斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第６実施例に係る電池ユニットの、裏面及び表面から見た平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第６実施例に係る電池ユニットの断面図である。 本発明の第６実施例に係り、電池ユニットのコネクタ及び外部ユニットのコネクタの構造を示す平面図である。 本発明の第６実施例に係り、電池ユニットのコネクタ及び外部ユニットのコネクタの部分的な構造イメージ図である。 本発明の第６実施例に係り、複数の電池ユニットの接続構成例を示す図である。 本発明の第７実施例に係る電池システムの一部ブロック図である。 本発明の第７実施例に係る駆動機構の構成を示す図である。 本発明の第８実施例に係るラックに複数の電池ユニットが収容される様子を示す図である。 本発明の第１０実施例に係る電動車両の構成を示すブロック図である。 本発明の第１１実施例に係る電源装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、電池システムに内在する電池制御装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る電池システム１の概略構成を表す全体ブロック図である。電池システム１は、複数の電池ユニット１０及びメイン制御部２０、並びに、一対のシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）を備える。電池システム１の電池ユニット１０の個数はｎである（ｎは２以上の整数）。以下の説明において、電池システム１における第１〜第ｎ番目の電池ユニット１０を、夫々、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］と呼ぶことがある（図１（ｂ）参照）。

各電池ユニット１０は、電池モジュール１１、ユニット制御部１２及びコネクタ１３を備える。各電池ユニット１０の電池モジュール１１の出力電圧に基づく電力を、システム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）を介して、図示されない負荷（ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力変換器を含みうる）に供給することができる。電池モジュール１１は、ユニット制御部１２及びコネクタ１３に接続されている。コネクタ１３には、外部ユニット５０を接続可能である。各電池ユニット１０とメイン制御部２０は通信線等を介して接続され、各電池ユニット１０とメイン制御部２０との間で任意の情報及び信号の通信が可能である。

電池モジュール１１を複数の二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池）にて構成することができる。電池モジュール１１の複数の二次電池の内、最高電位が加わる二次電池の正極端子は正出力端子１１_Ｐに接続され、最低電位が加わる二次電池の負極端子は負出力端子１１_Ｎに接続される。電池モジュール１１を形成する二次電池の種類は任意である。電池モジュール１１における複数の二次電池は、図２（ａ）に示す如く互いに直列接続されていても良いし、図２（ｂ）に示す如く互いに並列接続されていても良い。また、電池モジュール１１において、二次電池の直列接続回路と並列接続回路が混在していても良く、二次電池の並列接続回路を、複数個、直列接続するようにしても良い。

以下では、説明の具体化のため、特に記述なき限り電池モジュール１１が図３のように構成されていることを想定する。即ち、電池モジュール１１が、複数の二次電池である複数の電池セル３１の直列接続回路から成ることを想定する。また、複数の電池セル３１に流れる電流の値を検出する電流センサ３２が電池モジュール１１に備えられているものとする。電流センサ３２は、電池モジュール１１の外側に設けられていても良い。複数の電池セルを並列接続したものが１つの電池セル３１であっても良い。

電池システム１において、複数の電池ユニット１０における複数の電池モジュール１１は、図４（ａ）に示す如く互いに直列接続されていても良い。複数の電池モジュール１１が直列接続された構成を、便宜上、直列接続構成と呼ぶ。直列接続構成において、複数の電池モジュール１１の直列接続回路は主電力線ＬＬ_Ａを介してシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）に接続される。端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）の内、端子ＳＯ（＋）の方に、より高電位が加わる。直列接続構成において、システム出力端子ＳＯ（＋）に接続された主電力線ＬＬ_Ａと、最も高電位側の電池モジュール１１の正出力端子１１_Ｐとの間に、スイッチＳＷ_Ａを設けておくことができる。これに代えて或いはこれに加えて、システム出力端子ＳＯ（−）に接続された主電力線ＬＬ_Ａと、最も低電位側の電池モジュール１１の負出力端子１１_Ｎとの間にスイッチＳＷ_Ａを設けるようにしても良いし、隣接する電池モジュール１１間にスイッチＳＷ_Ａを設けるようにしても良い。スイッチＳＷ_Ａがオンのとき、電池モジュール１１の直列接続回路とシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）とが導通し、スイッチＳＷ_Ａがオフのとき、電池モジュール１１の直列接続回路とシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）とが非導通となる。

電池システム１において、複数の電池ユニット１０における複数の電池モジュール１１は、図４（ｂ）に示す如く互いに並列接続されていても良い。複数の電池モジュール１１が並列接続された構成を、便宜上、並列接続構成と呼ぶ。並列接続構成において、複数の電池モジュール１１の並列接続回路は主電力線ＬＬ_Ｂを介してシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）に接続される。並列接続構成を採用した場合、電池システム１には、電池モジュール１１ごとに（換言すれば、電池ユニット１０ごとに）スイッチＳＷ_Ｂが設けられ、各電池モジュール１１は、対応するスイッチＳＷ_Ｂを介して主電力線ＬＬ_Ｂ及びシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）に接続される。図４（ｂ）の例では、システム出力端子ＳＯ（＋）に接続された主電力線ＬＬ_Ｂと各電池モジュール１１の正出力端子１１_Ｐとの間にスイッチＳＷ_Ｂが設けられている。但し、これに代えて或いはこれに加えて、システム出力端子ＳＯ（−）に接続された主電力線ＬＬ_Ｂと各電池モジュール１１の負出力端子１１_Ｎとの間にスイッチＳＷ_Ｂを設けるようにしても良い。或る電池モジュール１１に関し、対応するスイッチＳＷ_Ｂがオンのとき、当該電池モジュール１１とシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）とが導通し、スイッチＳＷ_Ｂがオフのとき、当該電池モジュール１１とシステム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）とが非導通となる。

尚、電池システム１において、電池モジュール１１の直列接続回路と並列接続回路が混在していても良く、２以上の電池モジュール１１の並列接続回路を、複数個、直列接続するようにしても良い。また、スイッチＳＷ_Ａ及びＳＷ_Ｂを含む、電池システム１に設けられる任意のスイッチを、任意の半導体スイッチング素子（電界効果トランジスタ等）又は機械式スイッチ等にて形成することができる。

各電池ユニット１０において、ユニット制御部１２は、各電池セル３１の出力電圧であるセル電圧、電池モジュール１１の出力電圧であるモジュール電圧、各電池セル３１のＳＯＣ（state of Charge）であるセルＳＯＣ及び電池モジュール１１のＳＯＣであるモジュールＳＯＣの内、少なくとも１つを検出することができる。各ユニット制御部１２は、各電池セル３１のセル電圧の検出値を表すセル電圧情報、モジュール電圧の検出値を表すモジュール電圧情報、セルＳＯＣの検出値を表すセルＳＯＣ情報及びモジュールＳＯＣの検出値を表すモジュールＳＯＣ情報の内、少なくとも１以上の情報をメイン制御部２０に出力することができる（図５参照）。メイン制御部２０は、各ユニット制御部１２から入力された情報を用いて、スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂをオン又はオフすることによる各電池モジュール１１の充電又は放電の許可又は禁止を行ったり、後述のモジュール内電圧調整及びモジュール間電圧調整の要否判定を行ったりすることができる（詳細は後述）。

セル電圧とは、電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧を指し、電池セル３１の開放電圧でありうる。モジュール電圧とは、電池モジュール１１の端子１１_Ｐ及び１１_Ｎ間の電圧を指し、電池モジュール１１の開放電圧（電池モジュール１１内の電池セル３１の開放電圧の合計値）でありうる。或る電池セル３１に関するセルＳＯＣとは、電池セル３１が満充電状態であるときの電池セル３１の蓄電容量（即ち電池セル３１の満充電容量）に対する、電池セル３１の実際の残容量の割合を指す。或る電池モジュール１１に関するモジュールＳＯＣとは、電池モジュール１１が満充電状態であるときの電池モジュール１１の蓄電容量に対する、電池モジュール１１の実際の残容量の割合を指す。従って、セルＳＯＣ情報は、電池セル３１の残容量に応じた情報（残容量情報）の一種であり、モジュールＳＯＣ情報は、電池モジュール１１の残容量に応じた情報（残容量情報）の一種である。

ユニット制御部１２は、公知の任意の方法（例えば、国際公開ＷＯ／２０１１／１０５０８３号公報；以下、特許文献２という）を用いて、各電池セル３１についてのセル電圧及びセルＳＯＣ、並びに、モジュール電圧及びモジュールＳＯＣを検出することができる。この検出に、例えば、特許文献２の図１における処理部２１０を用いることができ、更に同図の電圧値更新部２６０を用いることもできる。図５に示す如く、ユニット制御部１２に、各電池セル３１についてのセル電圧及びモジュール電圧を検出する電圧検出部３５、並びに、各電池セル３１についてのセルＳＯＣ及びモジュールＳＯＣを検出するＳＯＣ検出部３６を設けておくことができる。

電圧検出部３５は、セル電圧及びモジュール電圧を直接検出する電圧センサにて構成されていても良いし、特許文献２の如く電流センサ３２の検出結果を利用し、電池モジュール１１の出力電流値に基づく演算によってセル電圧及びモジュール電圧を検出（算出）しても良い。

ＳＯＣ検出部３６は、例えば、第１タイミングにおけるセル電圧又はセルＳＯＣが既知であるという条件下において、電池セル３１の満充電容量と第１及び第２タイミング間の電池セル３１の通過総電流量とに基づき、第２タイミングにおけるセルＳＯＣを算出することができる（第２タイミングは第１タイミングよりも後のタイミングである）。同様に、ＳＯＣ検出部３６は、例えば、第１タイミングにおけるモジュール電圧又はモジュールＳＯＣが既知であるという条件下において、電池モジュール１１の満充電容量と第１及び第２タイミング間の電池モジュール１１の通過総電流量とに基づき、第２タイミングにおけるモジュールＳＯＣを算出することができる。電池セル３１の通過総電流量は、電池セル３１への充電電流及び電池セル３１からの放電電流より成り、電池モジュール１１の通過総電流量は、電池モジュール１１への充電電流及び電池モジュール１１からの放電電流より成り、何れの電流の値も電流センサ３２から得ることができる。

ところで、図３の構成において、複数の電池セル３１に対し共通の条件で充電及び放電を行ったとしても、複数の電池セル３１間でセル電圧がばらつくことがある。このようなばらつきが生じている状態では、一部の電池セル３１に過充電又は過放電が発生するおそれがある。或いは、一部の電池セル３１の過充電を回避するために、まだ充電が可能な他の電池セル３１の充電を停止したり、一部の電池セル３１の過放電を回避するために、まだ放電が可能な他の電池セル３１の放電を停止したりする必要がある。電池システム１では、電池モジュール１１内の複数の電池セル３１間におけるセル電圧のばらつき（これを「電池セルの電圧ばらつき」と呼ぶことができる）を抑制する処理として、モジュール内電圧調整を利用可能である。電池セルの電圧ばらつきは、例えば、複数のセル電圧の最大値及び最小値間の差であっても良いし、複数のセル電圧の分散又は標準偏差であっても良い。

同様に、図４（ａ）の直列接続構成において、複数の電池モジュール１１に対し共通の条件で充電及び放電を行ったとしても、複数の電池モジュール１１間でモジュール電圧がばらつくことがある。図４（ｂ）の並列接続構成においても、複数の電池モジュール１１間で開放電圧がばらつくことがある。モジュール電圧（開放電圧でありうる）がばらつくことによる不利益は、セル電圧のそれと同様である。電池システム１では、複数の電池モジュール１１間におけるモジュール電圧のばらつき（これを「電池モジュールの電圧ばらつき」と呼ぶことができる）を抑制する処理として、モジュール間電圧調整を利用可能である。電池モジュールの電圧ばらつきは、例えば、複数のモジュール電圧の最大値及び最小値間の差であっても良いし、複数のモジュール電圧の分散又は標準偏差であっても良い。

以下の説明では、記述の簡略化上、モジュール内電圧調整及びモジュール間電圧調整を、単に、電圧調整と呼ぶ。電圧調整は、モジュール内電圧調整及びモジュール間電圧調整の何れか一方を指すと解釈しても良い。

電圧調整を実現するための装置として、図６の外部ユニット５０を各電池ユニット１０に接続することができる。外部ユニット５０は、モジュール電圧調整部５１と、セル電圧調整部５２と、各電池ユニット１０のコネクタ１３と接続可能なコネクタ５３と、を備える。外部ユニット５０から、調整部５１及び５２の一方を削除することも可能である。

外部ユニット５０のコネクタ５３と任意の電池ユニット１０である電池ユニット１０［ｉ］のコネクタ１３との接続を、以下、単に、外部ユニット５０と電池ユニット１０［ｉ］との接続と表現することがある（ｉは整数）。外部ユニット５０と電池ユニット１０［ｉ］が接続されたとき、外部ユニット５０及び電池ユニット１０［ｉ］間で任意の情報及び信号の通信が可能であり、また、電池ユニット１０［ｉ］に対する電圧調整が実現可能である。外部ユニット５０及び電池ユニット１０［ｉ］間の接続は、電池システム１の使用者又は管理者（所謂サービスマンを含む）による手動作業によって実現されても良いし、そのような手動作業を介さず、メイン制御部２０の制御によって実現されても良い。ユニット５０及び電池ユニット１０［ｉ］間の接続を手動作業に頼る場合、電池システム１は、電圧調整が必要な電池ユニット１０［ｉ］に対して外部ユニット５０が接続されることを促すための報知を、電池システム１の使用者等に対し成すことができる（後述の第２実施例の判定結果報知は、上記報知の一例である）。外部ユニット５０及び電池ユニット１０［ｉ］間の接続を手動作業に頼らない場合、電池システム１は、電圧調整が必要な電池ユニット１０［ｉ］に対して外部ユニット５０を接続させる操作を、駆動機構等を用いて実現すれば良い（実現例を第７実施例等において後述）。電池システム１は、電圧調整が必要か否かを後述の電圧調整要否判定部２１（図７参照）にて判定することができ、その判定結果に基づいて上記の報知及び接続操作を成すことができる。

調整部５１及び５２の実現には相応の回路規模及びコストが必要となるため、それらの調整部を各電池ユニット１０に設けると各電池ユニット１０及び電池システム１の大型化及びコスト増を招く。また、電圧ばらつき抑制用の電圧調整は頻繁に必要になるものではない。これを考慮し、上述の如く、調整部５１及び５２を外部ユニット５０に設けておき、必要なときに外部ユニット５０が何れかの電池ユニット１０に接続されるような構成を採用することができる。これにより、必要な電圧調整の実現を確保しつつ、電池システム１の構成を小型且つ低コストにて実現することができる。

電池システム１に適用される外部ユニット５０の個数は２以上であっても良い。外部ユニット５０を複数利用する場合には、電圧調整が必要な複数の電池ユニット１０に対して複数の外部ユニット５０を同時に接続することも可能である。但し、以下の説明では、主として、外部ユニット５０を１つだけ利用することを想定する。

以下、上述の構成を基本とする電池システム１のより詳細な構成例、変形例又は応用例を、複数の実施例の中で説明する。矛盾なき限り、２以上の実施例で示した事項を組み合わせて実施することもできる。

＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。第１実施例では、電圧調整の要否判定方法について説明する。図７に示す如く、メイン制御部２０に、電圧調整要否判定部２１及び記憶部２２を設けておくことができる。但し、電圧調整要否判定部２１は、メイン制御部２０と各ユニット制御部１２とで構成されるものであっても良い。記憶部２２は、各ユニット制御部１２から送られてくるセル電圧情報、モジュール電圧情報、セルＳＯＣ情報及びモジュールＳＯＣ情報を記憶する。判定部２１は、記憶部２２の記憶内容を参照し、セル電圧情報、モジュール電圧情報、セルＳＯＣ情報及びモジュールＳＯＣ情報の内、少なくとも１以上の情報を用いて、電池ユニット１０ごとに（換言すれば電池モジュール１１ごとに）電圧調整の要否を判定することができる。これらの情報を用いることにより、電圧調整の要否を正確に判定することができる。

――モジュール間電圧調整の要否判定――
判定部２１は、モジュール電圧情報によって示される各電池モジュール１１のモジュール電圧Ｖｍｏｄ［１］〜Ｖｍｏｄ［ｎ］に基づき、モジュール間電圧調整の要否を判定することができる。モジュール電圧Ｖｍｏｄ［１］〜Ｖｍｏｄ［ｎ］は、夫々、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］のモジュール電圧であり、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］の電池モジュール１１の開放電圧であることが望ましい（但し、直列接続構成においては、開放電圧でなくとも良い）。スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂをオフにした状態で各モジュール電圧の検出を行うことにより、各ユニット制御部１２は、各電池モジュール１１の開放電圧を知ることができる。各ユニット制御部１２は、各モジュールＳＯＣに基づき各電池モジュール１１の開放電圧を推定するようにしても良い（この場合、開放電圧の検出に当たり、スイッチＳＷ_Ａ又はスイッチＳＷ_Ｂのオフは不要である）。

或いは、判定部２１は、モジュールＳＯＣ情報に含まれる情報ＳＯＣｍｏｄ［１］〜ＳＯＣｍｏｄ［ｎ］に基づき、モジュール間電圧調整の要否を判定することができる。ＳＯＣｍｏｄ［１］〜ＳＯＣｍｏｄ［ｎ］は、夫々、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］の電池モジュール１１のモジュールＳＯＣである。

判定部２１は、Ｖｍｏｄ［１］〜Ｖｍｏｄ［ｎ］又はＳＯＣｍｏｄ［１］〜ＳＯＣｍｏｄ［ｎ］を、判定用物理量Ｐｍｏｄ［１］〜Ｐｍｏｄ［ｎ］として用い、判定用物理量Ｐｍｏｄ［１］〜Ｐｍｏｄ［ｎ］のばらつきに基づいてモジュール間電圧調整の要否を判定することができる。
具体的には例えば、判定部２１は、判定用物理量Ｐｍｏｄ［１］〜Ｐｍｏｄ［ｎ］の平均値Ｐｍｏｄ_ＡＶＥを求め、不等式“｜Ｐｍｏｄ［ｉ］−Ｐｍｏｄ_ＡＶＥ｜≧ＴＨ_１”の成否を判定する（ＴＨ_１＞０）。そして例えば、判定部２１は、不等式“｜Ｐｍｏｄ［ｉ］−Ｐｍｏｄ_ＡＶＥ｜≧ＴＨ_１”が成立する場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール間電圧調整が必要であると判定し、そうでない場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール間電圧調整が不要であると判定してもよい。判定部２１は、このような判定を電池ユニット１０ごとに成すことができる。
或いは例えば、判定部２１は、判定用物理量Ｐｍｏｄ［１］〜Ｐｍｏｄ［ｎ］の内の最大値Ｐｍｏｄ_ＭＡＸ及び最小値Ｐｍｏｄ_ＭＩＮを求め、不等式“Ｐｍｏｄ_ＭＡＸ−Ｐｍｏｄ_ＭＩＮ≧ＴＨ_２”の成否を判定する（ＴＨ_２＞０）。そして例えば、判定部２１は、不等式“Ｐｍｏｄ_ＭＡＸ−Ｐｍｏｄ_ＭＩＮ≧ＴＨ_２”が成立する場合には、最大値Ｐｍｏｄ_ＭＡＸをモジュール電圧又はモジュールＳＯＣとして有する電池ユニット１０、又は、最小値Ｐｍｏｄ_ＭＩＮをモジュール電圧又はモジュールＳＯＣとして有する電池ユニット１０に対してモジュール間電圧調整が必要であると判定し、そうでない場合には、各電池ユニット１０に対してモジュール間電圧調整が不要であると判定してもよい。

尚、判定部２１は、モジュール電圧情報とモジュールＳＯＣ情報の両方を用いて、モジュール間電圧調整の要否を判定するようにしても良い。上述又は後述の任意の不等式において、不等号“≧”を不等号“＞”に置き換えても良い。ＴＨ_１及びＴＨ_２並びに後述のＴＨ_３及びＴＨ_４は、所定の閾値である。

――モジュール内電圧調整の要否判定――
判定部２１は、電池ユニット１０ごとにモジュール内電圧調整の要否を判定することができる。判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］のセル電圧情報によって示される各電池セル３１のセル電圧Ｖｃｌ［１］〜Ｖｃｌ［ｍ］に基づき、電池ユニット１０［ｉ］に対するモジュール内電圧調整の要否を判定することができる。ここでは、図８に示す如く、各電池ユニット１０の電池モジュール１１がｍ個の電池セル３１から成ることを想定し、ｍ個の電池セル３１を夫々電池セル３１［１］〜３１［ｍ］と呼ぶ（ｍは２以上の整数）。セル電圧Ｖｃｌ［１］〜Ｖｃｌ［ｍ］は、夫々、電池セル３１［１］〜３１［ｍ］のセル電圧であり、電池セル３１［１］〜３１［ｍ］の開放電圧であっても良いし開放電圧でなくとも良い。スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂをオフにした状態で各セル電圧の検出を行うことにより、各ユニット制御部１２は各電池セル３１の開放電圧を知ることができる。各ユニット制御部１２は、各セルＳＯＣに基づき各電池セル３１の開放電圧を推定するようにしても良い（この場合、開放電圧の検出に当たり、スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂのオフは不要である）。

或いは、判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］のセルＳＯＣ情報に含まれる情報ＳＯＣｃｌ［１］〜ＳＯＣｃｌ［ｍ］に基づき、電池ユニット１０［ｉ］に対するモジュール内電圧調整の要否を判定することができる。電池ユニット１０［ｉ］についてのＳＯＣｃｌ［１］〜ＳＯＣｃｌ［ｍ］は、夫々、電池ユニット１０［ｉ］における電池セル３１［１］〜３１［ｍ］のセルＳＯＣである。

判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］におけるＶｃｌ［１］〜Ｖｃｌ［ｍ］又はＳＯＣｃｌ［１］〜ＳＯＣｃｌ［ｍ］を、判定用物理量Ｐｃｌ［１］〜Ｐｃｌ［ｍ］として用い、判定用物理量Ｐｃｌ［１］〜Ｐｃｌ［ｍ］のばらつきに基づいて、電池ユニット１０［ｉ］に対するモジュール内電圧調整の要否を判定することができる。
具体的には例えば、判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］における判定用物理量Ｐｃｌ［１］〜Ｐｃｌ［ｍ］の平均値Ｐｃｌ_ＡＶＥを求め、不等式“｜Ｐｃｌ［ｊ］−Ｐｃｌ_ＡＶＥ｜≧ＴＨ_３”の成否を判定する（ＴＨ_３＞０、ｊは整数）。そして例えば、判定部２１は、１以上ｍ以下の任意の整数ｊに対して不等式“｜Ｐｃｌ［ｊ］−Ｐｃｌ_ＡＶＥ｜≧ＴＨ_３”が成立する場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が必要であると判定し、そうでない場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が不要であると判定してもよい。判定部２１は、このような判定を電池ユニット１０ごとに成すことができる。
或いは例えば、判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］における判定用物理量Ｐｃｌ［１］〜Ｐｃｌ［ｍ］の内の最大値Ｐｃｌ_ＭＡＸ及び最小値Ｐｃｌ_ＭＩＮを求め、不等式“Ｐｃｌ_ＭＡＸ−Ｐｃｌ_ＭＩＮ≧ＴＨ_４”の成否を判定する（ＴＨ_４＞０）。そして例えば、判定部２１は、不等式“Ｐｃｌ_ＭＡＸ−Ｐｃｌ_ＭＩＮ≧ＴＨ_４”が成立する場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が必要であると判定し、そうでない場合には、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が不要であると判定してもよい。
更に或いは例えば、判定部２１は、電池ユニット１０［ｉ］における判定用物理量Ｐｃｌ［１］〜Ｐｃｌ［ｍ］の分散を求め、分散が所定値以上である場合に、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が必要であると判定し、そうでない場合に、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が不要であると判定するようにしてもよい。

尚、判定部２１は、セル電圧情報とセルＳＯＣ情報の両方を用いて、モジュール内電圧調整の要否を判定するようにしても良い。

＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。判定部２１の判定結果を電池システム１の使用者又は管理者（所謂サービスマンを含む）に報知するための報知部を、電池システム１に設けておくことができる。この報知を、便宜上、判定結果報知と呼ぶ。判定結果報知は、判定部２１により電圧調整が必要と判定された電池ユニット１０に対して外部ユニット５０が接続されることを認める旨（詳細には、当該電池ユニット１０の各電池セル３１の充電又は放電のために外部ユニット５０が接続されることを認める旨）の出力を含む。この出力の一形態として例えば、判定部２１により電圧調整が必要と判定された電池ユニット１０に対して外部ユニット５０が接続されることを電池システム１の使用者等に対し促す報知（以下「促し報知」と呼ぶ）を判定結果報知に含めることができ、この場合、報知部は判定部２１の判定結果に基づき促し報知を行うための部位であるとも言える。

例えば、図９に示す如く、各電池ユニット１０にＬＥＤ（Light Emitting Diode）等から成る発光部ＬＤ１及びＬＤ２を設けておき、発光部ＬＤ１及びＬＤ２にて報知部を形成するようにしても良い。各電池ユニット１０におけるユニット制御部１２は、判定部２１の判定結果に応じて、発光部ＬＤ１及びＬＤ２の発光制御を成すことができる。発光部ＬＤ１及びＬＤ２の発光制御をメイン制御部２０から直接成すようにしても良い。例えば、電池ユニット１０［ｉ］のユニット制御部１２又はメイン制御部２０は、原則として発光部ＬＤ１を消灯させておき、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール間電圧調整が必要と判定された場合、その判定結果を受けて、発光部ＬＤ１を点灯又は点滅させる。同様に例えば、電池ユニット１０［ｉ］のユニット制御部１２又はメイン制御部２０は、原則として発光部ＬＤ２を消灯させておき、電池ユニット１０［ｉ］に対してモジュール内電圧調整が必要と判定された場合、その判定結果を受けて、発光部ＬＤ２を点灯又は点滅させる。発光部ＬＤ１及びＬＤ２の発光状態によって判定結果報知が成される。

発光部ＬＤ１及びＬＤ２の代わりに、各電池ユニット１０に液晶表示装置等の表示装置を設け、該表示装置にて判定結果報知を実現しても良い（該表示装置は、電池ユニット１０に接続された外部表示装置であっても良い）。また、電池システム１に対して液晶表示装置等の表示装置を設け、該表示装置にて判定結果報知を実現しても良い（該表示装置は、電池システム１に接続された外部表示装置であっても良い）。

判定結果報知の実現方法は上述したものに限定されず、判定結果報知を、人間の五感に訴える任意の方法によって実現できる。例えば、判定結果報知は、上述の例に代表されるような映像表示又は発光等を用いた任意の視覚的報知であっても良いし、音声出力又はブザー等を用いた任意の聴覚的報知であっても良い。尚、メイン制御部２０は、判定部２１による判定結果を、インターネット網などを介して、遠隔地に存在するサーバコンピュータ等に伝達するようにしても良い。

電池システム１の管理者等は、発光部ＬＤ１及びＬＤ２の発光状態等による判定結果報知を確認することで、電圧調整の必要性の有無を容易に判断することができる。特に、外部ユニット５０及び電池ユニット１０［ｉ］間の接続を手動作業によって実現する必要がある場合、発光部ＬＤ１及びＬＤ２の発光等によって、電池システム１の管理者等は電圧調整が必要な電池ユニット１０を認識して外部ユニット５０の接続作業を行うことができる。

＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。電池システム１の電池ユニット１０の内、電圧調整の対象となる電池ユニットを、特に調整対象電池ユニットと呼び、調整対象電池ユニットにおける電池モジュール１１を調整対象電池モジュールと呼ぶ。図７の電圧調整要否判定部２１によってモジュール間電圧調整又はモジュール内電圧調整が必要であると判定された電池ユニット１０が、調整対象電池ユニットに含められる。判定部２１が、電圧調整の要否判定結果に基づき調整対象電池ユニットを設定すると考えても良い。

図１０は、第３実施例に係る、電圧調整の実現動作手順を表すフローチャートである。ステップＳ１１において、まず、外部ユニット５０が、手動作業を介して又は手動作業を介さずに調整対象電池ユニット１０に接続される（手動作業を介さない方法は後述）。続くステップＳ１２において、調整対象電池ユニット１０のユニット制御部１２又はメイン制御部２０は、その接続を検知して、調整対象電池ユニット１０の電池モジュール１１を主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）及びシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））から切り離す。この切り離しは、直列接続構成においてはスイッチＳＷ_Ａをオフにすることに相当し、並列接続構成においては、調整対象電池モジュール１１と主電力線ＬＬ_Ｂとの間のスイッチＳＷ_Ｂをオフすることに相当する。

外部ユニット５０が調整対象電池ユニット１０に接続されたとき、外部ユニット５０のモジュール電圧調整部５１及びセル電圧調整部５２は、コネクタ５３及び調整対象電池ユニット１０のコネクタ１３を介して調整対象電池ユニット１０の電池モジュール１１に接続される。この状態で、ステップＳ１３における電圧調整が実行される。

調整対象電池ユニット１０にモジュール間電圧調整が必要であると判定されている場合、ステップＳ１３において調整部５１を用いたモジュール間電圧調整が実行される。ステップＳ１３のモジュール間電圧調整において、調整部５１は、調整対象電池モジュール１１のモジュール電圧Ｖｍｏｄ_ＴＧが目標モジュール電圧と一致するように、調整対象電池モジュール１１の充電又は放電を行う。或いは、ステップＳ１３のモジュール間電圧調整において、調整部５１は、調整対象電池モジュール１１のモジュールＳＯＣであるＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが目標モジュールＳＯＣと一致するように、調整対象電池モジュール１１の充電又は放電を行っても良い。モジュールＳＯＣの調整はモジュール電圧の変化を伴うため、ＳＯＣｍｏｄ_ＴＧを目標モジュールＳＯＣと一致させることを目的とした充電又は放電も、電圧調整の一種である。調整対象電池モジュール１１の充電又は放電電流は、コネクタ５３を介して外部ユニット５０を流れる。調整部５１が調整対象電池モジュール１１の充電を行う場合、後述するように、調整部５１に含まれる充電部には充電電力供給用の電力源が接続される。

例えば、図７の電圧調整要否判定部２１は、モジュール間電圧調整の要否判定に用いた各モジュール電圧に基づいて目標モジュール電圧に設定し（例えば、調整対象電池モジュール１１以外の電池モジュール１１についてのモジュール電圧の平均を目標モジュール電圧に設定し)、又は、モジュール間電圧調整の要否判定に用いた各モジュールＳＯＣに基づいて目標モジュールＳＯＣに設定し（例えば、調整対象電池モジュール１１以外の電池モジュール１１についてのモジュールＳＯＣの平均を目標モジュールＳＯＣに設定し)、設定した目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣを調整対象電池ユニット１０に伝達する。モジュール間電圧調整の実行中、メイン制御部２０又は調整対象電池ユニット１０のユニット制御部１２により、調整対象電池モジュール１１のＶｍｏｄ_ＴＧ又はＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが監視される。調整部５１は、モジュール電圧Ｖｍｏｄ_ＴＧが目標モジュール電圧に達した時点で、或いは、調整対象電池モジュール１１のＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが目標モジュールＳＯＣに達した時点で調整対象電池モジュール１１に対する充電又は放電を停止し、これによってモジュール間電圧調整を終了する。

調整対象電池ユニット１０にモジュール内電圧調整が必要であると判定されている場合、ステップＳ１３において調整部５２を用いたモジュール内電圧調整が実行される。ステップＳ１３のモジュール内電圧調整において、調整部５２は 調整対象電池モジュール１１の各電池セル３１のセル電圧を均等化する、即ち、調整対象電池モジュール１１の各電池セル３１のセル電圧が互いに同じになるように各セル電圧の調整を行う。ここにおける同じとは、実質的に同じ状態を含み、複数のセル電圧間の差が所定値以下の状態を含む。セル電圧を均等化させるための構成及び方法として、公知の構成及び方法（例えば、特許文献２のそれら）を用いることができる。

尚、ステップＳ１３において、モジュール間電圧調整とモジュール内電圧調整の双方を行うようにしても良い。また、ステップＳ１３においてモジュール内電圧調整のみを行う場合、ステップＳ１２において、調整対象電池ユニット１０の電池モジュール１１を主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）及びシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））から切り離す必要は必ずしも無い。

電圧調整が完了したことは、調整対象電池ユニット１０のユニット制御部１２及びメイン制御部２０に認識又は伝達され、電圧調整の完了後のステップＳ１４において、調整対象電池ユニット１０のユニット制御部１２又はメイン制御部２０は、調整対象電池ユニット１０の電池モジュール１１と主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）及びシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））との接続を復帰させる、即ち、直列接続構成においてはスイッチＳＷ_Ａをオンとし、並列接続構成においては調整対象電池モジュール１１及び主電力線ＬＬ_Ｂ間のスイッチＳＷ_Ｂをオンとする。その後、ステップＳ１５において、外部ユニット５０が手動作業を介して又は手動作業を介さずに調整対象電池ユニット１０から取り外される（手動作業を介さない方法は後述）。ステップＳ１４及びＳ１５の実行順序は、上述したものの逆であっても良い。

上述の如く、電池システム１では、モジュール電圧情報又はモジュールＳＯＣ情報に基づく電池ユニットごとのモジュール間電圧調整の要否判定結果に従い、又は、セル電圧情報又はセルＳＯＣ情報に基づく電池ユニットごとのモジュール内電圧調整の要否判定結果に従い、調整対象電池ユニットを設定し、調整対象電池ユニットに対し、複数の電池モジュール１１間におけるモジュール電圧のばらつきを抑制するための処理（モジュール間電圧調整）、又は、複数の電池セル３１間におけるセル電圧のばらつきを抑制するための処理（モジュール内電圧調整）を実行する。これにより、電圧調整が必要な電池ユニット１０に対して適切に電圧調整が実行される。

電圧調整の実行の際、スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂのオフによって調整対象電池ユニット１０を主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）から切り離すことにより、所望の電圧調整を実現することができる。並列接続構成において、調整対象電池ユニット１０に対応するスイッチスイッチＳＷ_Ｂをオフにしたとしても、電池システム１の負荷への電力供給を、（ｎ−１）個の電池ユニット１０にて継続することができる。

＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。各電池モジュール１１は充電及び放電の繰り返しによって劣化してゆく。一定以上の劣化度合いを持つ電池モジュール１１は新たな電池モジュール１１に交換されるべきである。或いは例えば、何らかの故障を抱えた電池モジュール１１又は電池ユニット１０は、新たな電池モジュール１１又は電池ユニット１０に交換されるべきである。この交換は、電池モジュール１１を対象にして成されても良いし、電池モジュール１１を含む電池ユニット１０全体を対象にして成されても良い。メイン制御部２０は、公知の劣化判定方法や故障判定方法を利用して、何れかの電池モジュール１１又は何れかの電池ユニット１０を、交換対象に設定しても良い。ここでは、何れかの電池ユニット１０が交換対象に設定されるものとする。

電池システム１（例えばメイン制御部２０）は、交換対象の存在及び交換対象が何れの電池ユニット１０であるのかを、映像表示や音声出力等によって、電池システム１の使用者又は管理者（所謂サービスマンを含む）に報知すると良い。これを受けて、電池システム１の管理者等が、交換作業を成すことができる。

図１１は、交換の手順を表すフローチャートである。まず、ステップＳ２１において、交換を行う作業者が、電池システム１の操作パネル等を操作することにより、電池システム１に対し交換作業を開始することを伝達する。この伝達内容には、何れの電池ユニット１０が交換されるのかの情報も含まれうる。この伝達に応答し、メイン制御部２０は、ステップＳ２２において、交換対象、即ち、電池システム１に現在組み込まれている電池ユニット１０（以下、旧電池ユニット１０という）を、主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）及びシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））から切り離す。この切り離しは、直列接続構成においてはスイッチＳＷ_Ａをオフにすることに相当し、並列接続構成においては、旧電池ユニット１０の電池モジュール１１と主電力線ＬＬ_Ｂとの間のスイッチＳＷ_Ｂをオフすることに相当する。並列接続構成において、旧電池ユニット１０に対応するスイッチスイッチＳＷ_Ｂをオフにしたとしても、電池システム１の負荷への電力供給を、（ｎ−１）個の電池ユニット１０にて継続することができる。尚、メイン制御部２０のスイッチ制御によってではなく、作業者が手動でスイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂをオフするようしてもよい。この場合、ステップＳ２１における伝達は不要である。

ステップＳ２２に続くステップＳ２３において、作業者は、旧電池ユニット１０と交換されるべき新たな電池ユニット１０（以下、新電池ユニット１０という）を電池システム１に組み込み、外部ユニット５０を新電池ユニット１０に接続する。この接続後、ステップＳ２４において、新電池ユニット１０は調整対象電池ユニット１０として取り扱われ、外部ユニット５０により新電池ユニット１０に対する電圧調整が実行される。従って、新電池ユニット１０の電池モジュール１１を調整対象電池モジュール１１とも呼ぶ。ステップＳ２３の段階では、新電池ユニット１０及びメイン制御部２０間の通信は可能であるが、スイッチＳＷ_Ａ、又は、新電池ユニット１０の電池モジュール１１と主電力線ＬＬ_Ｂとの間のスイッチＳＷ_Ｂは、オフに維持されている。

ステップＳ２４のモジュール間電圧調整において、調整部５１は、調整対象電池モジュール１１のモジュール電圧Ｖｍｏｄ_ＴＧが目標モジュール電圧と一致するように、調整対象電池モジュール１１の充電又は放電を行う、或いは、調整対象電池モジュール１１のモジュールＳＯＣであるＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが目標モジュールＳＯＣと一致するように、調整対象電池モジュール１１の充電又は放電を行っても良い。この充電又は放電に先立ち、メイン制御部２０は、ステップＳ２４の電圧調整の実行直前における各モジュール電圧に基づいて目標モジュール電圧を設定し、或いは、ステップＳ２４の電圧調整の実行直前における各モジュールＳＯＣに基づいて目標モジュールＳＯＣを設定し、設定した目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣを新電池ユニット１０に伝達することができる。例えば、メイン制御部２０は、新電池ユニット１０以外の電池ユニット１０（即ち、（ｎ−１）個の電池ユニット１０）のモジュール電圧の平均を目標モジュール電圧に設定することができ、新電池ユニット１０以外の電池ユニット１０（即ち、（ｎ−１）個の電池ユニット１０）のモジュールＳＯＣの平均を目標モジュールＳＯＣに設定することができる。

モジュール間電圧調整の実行中、メイン制御部２０又は調整対象電池ユニット１０のユニット制御部１２により、調整対象電池モジュール１１のＶｍｏｄ_ＴＧ又はＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが監視される。調整部５１は、モジュール電圧Ｖｍｏｄ_ＴＧが目標モジュール電圧に達した時点で、或いは、調整対象電池モジュール１１のＳＯＣｍｏｄ_ＴＧが目標モジュールＳＯＣに達した時点で調整対象電池モジュール１１に対する充電又は放電を停止し、これによってモジュール間電圧調整を終了する。ステップＳ２４において、モジュール間電圧調整とあわせて、新電池ユニット１０に対するモジュール内電圧調整を行うようにしてもよい。

ステップＳ２４の電圧調整が完了したことは、新電池ユニット１０のユニット制御部１２及びメイン制御部２０に認識又は伝達され、電圧調整の完了後のステップＳ２５において、新電池ユニット１０のユニット制御部１２又はメイン制御部２０は、新電池ユニット１０の電池モジュール１１を主電力線（ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂ）及びシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））に接続させる、即ち、直列接続構成においてはスイッチＳＷ_Ａをオンとし、並列接続構成においては新電池ユニット１０の電池モジュール１１及び主電力線ＬＬ_Ｂ間のスイッチＳＷ_Ｂをオンとする。尚、スイッチＳＷ_Ａ又はＳＷ_Ｂのオフからオンへの切り替えを作業者が手動で行うようにしてもよい。

上述の説明から理解されるが、電池システム１には、各電池モジュール１１の出力電力を負荷側に導くためのシステム出力端子（ＳＯ（＋），ＳＯ（−））に加えて、各電池モジュール１１とシステム出力端子との間に介在するスイッチ部及びスイッチ部を制御するスイッチ制御部ＳＷ_ＣＮＴが設けられていてもよい（図１２（ａ）及び（ｂ）参照）。直列接続構成において、スイッチ部はスイッチＳＷ_Ａを含み、並列接続構成において、スイッチ部は複数のスイッチＳＷ_Ｂを含む。スイッチＳＷ_Ａ又は各スイッチＳＷ_Ｂにおけるオン又はオフの切り替え制御を行うスイッチ制御部ＳＷ_ＣＮＴは、ユニット制御部１２又はメイン制御部２０に内在している、又は、ユニット制御部１２及びメイン制御部２０の内の少なくとも一方にて実現されている、と考えることができる。

そして、何れかの電池モジュール１１又は電池ユニット１０を交換対象として新たな電池モジュール１１又は新たな電池ユニット１０に交換する際、スイッチ制御部ＳＷ_ＣＮＴは、スイッチ部を制御して交換対象及びシステム出力端子間の接続を遮断することができ（ステップＳ２２）、新たな電池モジュールに対して電圧調整が行われた後（ステップＳ２４）、スイッチ部を制御して新たな電池モジュールをシステム出力端子に接続することができる（ステップＳ２５）。電圧調整を含む、このような手順を踏むことで、電圧バランスのとれた状態で電池システム１の運転を再開させることができる。

尚、電池ユニット１０の運搬時には、安全性を考慮して、電池ユニット１０のモジュールＳＯＣを低ＳＯＣにしておくことが望ましい（換言すれば、電池ユニット１０のモジュール電圧を低電圧にしておくことが望ましい）。運搬時における新電池ユニット１０のモジュールＳＯＣ及びモジュール電圧が十分に低い場合、ステップＳ２４では、モジュール間電圧調整として、新電池ユニット１０の電池モジュール１１に対し充電が行われる。従って、運搬時における新電池ユニット１０のモジュールＳＯＣ及びモジュール電圧が十分に低いことが定まっている場合には、モジュール電圧調整部５１（図６参照）に充電機能のみを持たせておけば十分である。

＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。図１３に、電池ユニット１０の例としての電池ユニット１０Ａ及び外部ユニット５０の例としての外部ユニット５０Ａの内部構成図を示す。外部ユニット５０Ａは充電器としての機能を持ち、外部ユニット５０Ａを充電器と呼ぶこともできる。図１３では、電池ユニット１０Ａに対して外部ユニット５０Ａが接続されている。

電池ユニット１０Ａには、電池モジュール１１、ユニット制御部１２及びコネクタ１３に加えて、スイッチ１６０及び１７０並びに一対のユニット出力端子ＵＯ（＋）及びＵＯ（−）が設けられている。電池ユニット１０Ａのユニット制御部１２は、符号１０１〜１０５によって参照される各部位を備え、処理部１０１は、符号１１１〜１１４によって参照される各部位を備える。外部ユニット５０Ａは、コネクタ５３に加え、充電制御装置２００及び充電部２１０を備える。充電部２１０には、商用交流電力などの電力源２２０が接続される。充電制御装置２００は、符号２０１〜２０５によって参照される各部位を備える。図１３の構成例では、電池モジュール１１内の電池セル３１の個数ｍが３であるが、ｍは２以上であれば幾つでも良い。

電池ユニット１０Ａのコネクタ１３には、（ｍ＋１）個の均等化用の端子Ｔ_Ａ１と、通信用の端子Ｔ_Ａ２と、電池モジュール１１の充放電用の端子Ｔ_Ａ３及びＴ_Ａ４とが設けられている。外部ユニット５０Ａのコネクタ５３には、（ｍ＋１）個の均等化用の端子Ｔ_Ｂ１と、通信用の端子Ｔ_Ｂ２と、電池モジュール１１の充放電用の端子Ｔ_Ｂ３及びＴ_Ｂ４とが設けられている。コネクタ１３とコネクタ５３の接続によって、電池ユニット１０Ａに外部ユニット５０Ａが接続される。コネクタ１３及び５３間の接続時、（ｍ＋１）個の端子Ｔ_Ａ１と（ｍ＋１）個の端子Ｔ_Ｂ１とが夫々に導通すると共に、端子Ｔ_Ａ２〜Ｔ_Ａ４が夫々端子Ｔ_Ｂ２〜Ｔ_Ｂ４に導通する。

電池ユニット１０Ａにおいて、（ｍ＋１）個の端子Ｔ_Ａ１の内、ｍ個の端子Ｔ_Ａ１はｍ個の電池セル３１の正極端子に夫々接続され、残りの１つの端子Ｔ_Ａ１は、最も低電位側の電池セル３１（即ち、図８の電池セル３１［ｍ］）の負極端子に接続される。通信用の端子Ｔ_Ａ２は、通信部１０２及び接続判別部１０３に接続される。端子Ｔ_Ａ３及びＴ_Ａ４は、夫々、電池ユニット１０Ａ内の配線１６２及び１７２に接続される。外部ユニット５０Ａにおいて、ｍ個の端子Ｔ_Ｂ１は均等化部２０１及び電圧検出部２０２に接続され、通信用の端子Ｔ_Ｂ２は、通信部２０３に接続される。端子Ｔ_Ｂ３及びＴ_Ｂ４は、充電部２１０を介して互いに接続される。

スイッチ１６０及び１７０に対する切り替え制御の下、電池モジュール１１の正出力端子１１_Ｐは、スイッチ１６０を介して配線１６１又は１６２に選択的に接続され、電池モジュール１１の負出力端子１１_Ｎは、スイッチ１７０を介して配線１７１又は１７２に選択的に接続される。ユニット制御部１２がスイッチ１６０及び１７０に対する切り替え制御を成すことができる。但し、電池ユニット１０Ａに接続されたメイン制御部２０の制御の下で、この切り替え制御が行われても良い。配線１６１及び１７１は、夫々、ユニット出力端子ＵＯ（＋）及びＵＯ（−）に接続されており、ユニット出力端子ＵＯ（＋）及びＵＯ（−）を、直接又は１以上の他の電池モジュール１１を介して、システム出力端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）に接続することができる。

図４（ａ）を参照した直列接続構成の説明時において、隣接する電池モジュール１１間にスイッチＳＷ_Ａを設けても良いことを上述したが、直列接続構成の採用時におけるスイッチ１６０及び１７０は、隣接する電池モジュール１１間のスイッチＳＷ_Ａの構成要素となる。並列接続構成の採用時においては、スイッチ１６０及び１７０は、スイッチＳＷ_Ｂの構成要素となる。端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６１及び１７１に接続することで電池ユニット１０Ａの電池モジュール１１が主電力線ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂに接続され、端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続することで電池ユニット１０Ａが主電力線ＬＬ_Ａ又はＬＬ_Ｂから切り離される。従って、ユニット制御部１２は、上述の電圧調整が電池ユニット１０Ａに対して必要と判断される場合、或いは、電池ユニット１０Ａが交換対象になっている場合に、メイン制御部２０の制御の下でスイッチ１６０及び１７０を制御し、これによって端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続することができる。端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続する処理は、図１０のステップＳ１２又は図１１のステップＳ２２の処理に相当する。この後、端子１１_Ｐ及び１１_Ｎに接続される配線を配線１６２及び１７２から配線１６１及び１７１に戻す処理が、図１０のステップＳ１４又は図１１のステップＳ２５の処理に相当する。

外部ユニット５０Ａと電池ユニット１０Ａの接続時において、電圧検出部２０２は、複数の端子Ｔ_Ｂ１間の電圧を検出することができ、これによって、各電池セル３１のセル電圧を検出することができる。外部ユニット５０Ａと電池ユニット１０Ａが接続されたとき、制御部２０４は、電圧検出部２０２の検出結果を利用して電池ユニット１０Ａが外部ユニット５０Ａに接続されたことを検出し、これを受けて、通信部２０３は、電池ユニット１０Ａに外部ユニット５０Ａに接続されたことを示す接続信号を電池ユニット１０Ａの接続判別部１０３に送信することができる。接続判別部１０３は、接続信号の受信の有無により、電池ユニット１０Ａに外部ユニット５０Ａが接続されているか否かを判別することができる。尚、電池ユニット１０Ａ及び外部ユニット５０Ａ間が接続された時に作動する機械的又は電気的スイッチを外部ユニット５０Ａ又は電池ユニット１０Ａに設けておき、そのスイッチの作動に応答して、接続判別部１０３による上記判別を成しても良い。

ユニット制御部１２は、通常、端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６１及び１７１に接続させておくことができるが、接続判別部１０３において電池ユニット１０Ａに外部ユニット５０Ａが接続されていると判別された場合、必要に応じて、端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続させることができる。

第５実施例に係る以下の説明では、外部ユニット５０Ａが電池ユニット１０Ａに接続されていることを想定する。通信部２０３及び１０２間で任意の情報及び信号を通信可能である。

外部ユニット５０Ａの充電制御装置２００について説明する。均等化部２０１は、電池ユニット１０Ａを調整対象電池ユニットとして取り扱い、電池モジュール１１内の各電池セル３１のセル電圧を均等化させる均等化処理を実行することができる。この均等化処理のための構成及び方法として、公知の構成及び方法（例えば、特許文献２のそれら）を利用可能である。例えば、隣接する端子ＴＢ_１間を抵抗及びスイッチを介して接続する回路を均等化部２０１に設けておく。そして例えば、均等化処理において、制御部２０４は、均等化部２０１のスイッチを制御し、これによって、電圧検出部２０２による各セル電圧の検出値が互いに同一になるまで１以上の電池セル３１を均等化部２０１を介して放電させる。通信部２０３は、電圧検出部２０２による各セル電圧の検出値を更新用電圧情報として通信部１０２に送信することができる。出力部２０５は、液晶表示装置等の表示装置を含む。制御部２０４は、各セル電圧を出力部２０５に表示させることができる。

電池ユニット１０Ａのユニット制御部１２について説明する。電流検出部１１１は、電池モジュール１１の充電又は放電電流値に応じた電流センサ３２の出力信号に基づき、電池モジュール１１に流れる電流の値を算出する。電圧レンジ判定部１１２は、各セル電圧が、予め定められた複数の電圧レンジ（電圧範囲）の内の何れの電圧レンジに属するのかを判定する。判定部１１２は、公知の方法（特許文献２の方法を含む）を用いて当該判定を成すことができ、例えば、各セル電圧と１以上の所定基準電圧との比較結果に基づいて当該判定を成すことができる。判定部１１２も電圧検出部の一種である。本例において、判定部１１２の電圧検出における最小検出単位（分解能）は電圧検出部２０２のそれよりも大きい。

電圧値算出部１１３は、公知の方法（特許文献２の方法を含む）を用い、電流検出部１１１によって算出された電流値及び該電流値の積算値に基づいて各電池セル３１のＳＯＣ、開放電圧及びセル電圧を算出又は推定することができ、且つ、推定された各セル電圧を電圧レンジ判定部１１２の判定結果に基づいて補正することができ、且つ、補正された各セル電圧に基づき各電池セル３１のＳＯＣ及び開放電圧を補正することができる。記憶部１１４は、電圧値算出部１１３において求められたＳＯＣ等を記憶することができる。出力部１０５は、補正された各電池セル３１のセル電圧又は開放電圧及び補正された各電池セル３１のＳＯＣをセル電圧情報及びセルＳＯＣ情報に含めてメイン制御部２０に出力することができる（図５参照）。また、出力部１０５は、補正された各電池セル３１のセル電圧又は開放電圧からモジュール電圧を求めると共に補正された各電池セル３１のＳＯＣからモジュールＳＯＣを求め、求めたモジュール電圧及びモジュールＳＯＣをモジュール電圧情報及びモジュールＳＯＣ情報に含めてメイン制御部２０に出力することができる（図５参照）。

具体例として、電流検出部１１１、電圧レンジ判定部１１２、電圧値算出部１１３及び記憶部１１４を、以下のように動作させることができる。

電池モジュール１１の充電又は放電が開始されると、電圧値算出部１１３は、電流検出部１１１によって算出された電流値の積算値である電流積算値をリセットし（即ち電流積算値にゼロを代入し）、記憶部１１４から各電池セル３１のＳＯＣを読み出す。ここで読み出されるＳＯＣは、電池モジュール１１の充電又は放電の開始直前における各電池セル３１のＳＯＣに相当する。電池モジュール１１の充電又は放電の開始後、電圧値算出部１１３は、読み出した各電池セル３１のＳＯＣと電流積算値とに基づき各電池セル３１の現時点のＳＯＣを算出することができ、更に、算出した各ＳＯＣに基づいて各電池セル３１の現時点の開放電圧を推定することができ、更に、推定した各開放電圧と電流検出部１１１の算出電流値とに基づき各電池セル３１の現時点のセル電圧を推定することができる。

電圧レンジ判定部１１２は、電池セル３１ごとに、電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧を、基準電圧Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２を含む複数の所定基準電圧と比較することで各セル電圧が何れの電圧レンジに属するのかを判定することができる（Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２）。基準電圧Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２は、或る１つの電圧レンジ（以下、特定電圧レンジとよぶ）の下限電圧及び上限電圧である。電圧値算出部１１３は、電圧レンジ判定部１１２の判定結果に基づき、推定又は算出された各セル電圧、各開放電圧及び各ＳＯＣを補正することができ、この補正を成した際、電流積算値をリセットすることができる。

例えば、電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１未満であるとき、電圧値算出部１１３は、電池セル３１のセル電圧を、基準電圧Ｖｒｅｆ１未満の電圧レンジ内において電流積算値に基づき推定する。そして仮に、或る特定タイミングにおいて電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１未満である状態から基準電圧Ｖｒｅｆ１以上になったとき（即ち、Ｖｒｅｆ１未満の電圧レンジから特定電圧レンジに遷移したとき）、電圧値算出部１１３は、そのことを表す情報を電圧レンジ判定部１１２から受け、当該電池セル３１の現時点のセル電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１へと補正することができ、補正されたセル電圧に基づき現時点の開放電圧及びＳＯＣを補正することができる。更に、上記の特定タイミングにおいて、電圧値算出部１１３は、電流積算値をリセットし、特定タイミングを起点とする電流積算値を用い、特定電圧レンジ内において各セル電圧の推定等を再開することができる。

特定タイミング以後において電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ２未満である状態から基準電圧Ｖｒｅｆ２以上になったときにおいても、或いは、特定タイミング以後において電池セル３１の正極端子及び負極端子間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１以上である状態から再び基準電圧Ｖｒｅｆ１未満になったときにおいても、セル電圧の補正及び電流積算値のリセットを含む上述と同様の処理を成すことができる。電池システム１の負荷の動作停止等によって電池モジュール１１の充電及び放電が停止すると、記憶部１１４は、その時点で電圧値算出部１１３が算出した各電池セル３１のＳＯＣを記憶することができる。

また、通信部１０２が通信部２０３から更新用電圧情報を受信した場合、電圧値更新部１０４は、電圧値算出部１１３によって求められた各セル電圧（上記の補正が成された各セル電圧でありうる）を、更新用電圧情報に含まれる各セル電圧に基づいて更新することができる（単純には、更新用電圧情報に含まれる各セル電圧にて置き換える）。この更新の方法として公知の方法（特許文献２の方法を含む）を利用できる。この更新が成された際、電圧値算出部１１３は、更新された各セル電圧を用いて各電池セル３１の開放電圧及びＳＯＣを更新することもできる。更に、この更新が成された際、電圧値算出部１１３は、上記電流積算値をリセットし、更新が成された時点を起点として、電流積算値を用いた各セル電圧の推定等を再開することができる。このような更新処理を外部ユニット５０が電池ユニット１０Ａに接続されるたびに実行することができる。出力部１０５は、更新された各電池セル３１のセル電圧又は開放電圧及び更新された各電池セル３１のＳＯＣをセル電圧情報及びセルＳＯＣ情報に含めてメイン制御部２０に出力してもよい（図５参照）。また、出力部１０５は、更新された各電池セル３１のセル電圧又は開放電圧からモジュール電圧を求めると共に更新された各電池セル３１のＳＯＣからモジュールＳＯＣを求め、求めたモジュール電圧及びモジュールＳＯＣをモジュール電圧情報及びモジュールＳＯＣ情報に含めてメイン制御部２０に出力してもよい（図５参照）。

電池ユニット１０Ａに対するモジュール間電圧調整の方法例を説明する。電池ユニット１０Ａに対してモジュール間電圧調整を成す場合、メイン制御部２０は、電池ユニット１０Ａのユニット制御部１２に対して所定の第１要求信号を出力する。第１要求信号には、上述の如く定められた目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣの値が含まれている。ユニット制御部１２は、第１要求信号を受けてスイッチ１６０及び１７０を制御することで端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続し、一方で、通信部１０２及び２０３を介して第２要求信号を外部ユニット５０Ａの制御部２０４に出力する。制御部２０４は、第２要求信号を受けて充電部２１０を制御し、この制御の下、充電部２１０は、電力源２２０の出力電力に基づく直流電力にて電池モジュール１１を充電する。この際、ユニット制御部１２は、処理部１０１又は電圧検出部２０２を用いて求められた各セル電圧又は各セルＳＯＣに基づくモジュール電圧又はモジュールＳＯＣを監視し、モジュール電圧が目標モジュール電圧に達した時点で又はモジュールＳＯＣが目標モジュールＳＯＣに達した時点で、通信部１０２、通信部２０３及び制御部２０４を経由して、充電部２１０による充電を停止させる（この停止を以ってモジュール間電圧調整が終了する）。

図１３の例では、モジュール間電圧調整の対象となる電池ユニット１０Ａのモジュール電圧又はモジュールＳＯＣが、目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣよりも常に低いことが想定されている。モジュール間電圧調整の対象となる電池ユニット１０Ａのモジュール電圧又はモジュールＳＯＣが目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣよりも常に高いことが想定されている場合には、充電部２１０を、電池モジュール１１を放電させるための放電部に置き換えれば良く、モジュール間電圧調整の対象となる電池ユニット１０Ａのモジュール電圧又はモジュールＳＯＣと目標モジュール電圧又は目標モジュールＳＯＣとの高低関係が不定である場合には、充電部２１０及び放電部を外部ユニット５０Ａに設けておけばよい。

電池ユニット１０Ａの処理部１０１及び電圧値更新部１０４を含む部位は、図５の電圧検出部３５及びＳＯＣ検出部３６の例である。処理部１０１を用いれば、電圧検出精度が比較的粗くはなるが、簡素な構成にて各セル電圧を検出することができる。一方、外部ユニット５０Ａの電圧検出部２０２による電圧検出精度は処理部１０１のそれよりも高い。従って、必要なときに外部ユニット５０Ａを電池ユニット１０Ａに接続して上記更新を行うようにすれば、電池ユニット１０単体による電圧検出の誤差の累積を抑制することができる。

外部ユニット５０Ａの充電部２１０又は放電部（不図示）を含む部位は、図６のモジュール間電圧調整部５１の例であり、外部ユニット５０Ａの均等化部２０１を含む部位は、図６のモジュール内電圧調整部５２の例である。図６の外部ユニット５０から調整部５１及び５２の一方を割愛できるように、図１３の外部ユニット５０Ａから充電部２１０又は放電部を割愛しても良いし、或いは、図１３の外部ユニット５０Ａから均等化部２０１を割愛しても良い。

尚、モジュール内電圧調整及びモジュール間電圧調整の方法について特に注目して、図１３の構成の動作例を説明したが、それらの電圧調整の実行有無に関わらず、外部ユニット５０Ａを電池ユニット１０Ａに接続して端子１１_Ｐ及び１１_Ｎを配線１６２及び１７２に接続することで、充電部２１０により電池モジュール１１を必要なだけ充電することもできる。

＜＜第６実施例＞＞
第６実施例を説明する。第６実施例では、電池ユニット１０の構造等について説明する。図１４は、電池ユニット１０の外観斜視図である。電池ユニット１０は、概ね直方体形状を有する筐体３００を有する（但し、筐体３００の形状は任意である）。筐体３００内又は筐体３００上に、電池ユニット１０を形成する電気的部品が設けられる。筐体３００としての直方体の６面に、互いに対向する表面及び裏面が含まれる。

図１５（ａ）及び（ｂ）は、夫々、筐体３００の裏面及び表面に正対する方向から見た、電池ユニット１の平面図である。筐体３００の裏面には、コネクタ挿入部３０１及び１以上の外部通信端子３０２（図１５（ａ）の例では２つ）が設けられ、更に、上述の発光部ＬＤ１及びＬＤ２（図９参照）と、電池モジュール１１に直列接続されるべきユニット出力端子ＵＯ（＋）及びＵＯ（−）が設けられている。図１６（ａ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った、電池ユニット１０の断面図である。尚、図１６（ａ）及び（ｂ）の断面図では、電池ユニット１０の構成要素の一部のみを図示している。コネクタ挿入部３０１は、コネクタ１３の露出を防ぐ蓋として機能し、通常は閉じている。図１６（ｂ）に示す如く、裏面から表面に向かう方向にコネクタ挿入部３０１を押し込むことによって蓋（コネクタ挿入部３０１）が開き、電池ユニット１０のコネクタ１３と外部ユニット５０のコネクタ５３との接続が可能となる。通信線（不図示）を介して外部通信端子３０２を他のブロック（例えばメイン制御部２０）に接続することにより、ユニット制御部１２及び他のブロック（例えばメイン制御部２０）間の通信が可能となる。

図１５（ｂ）に示す如く、筐体３００の表面には、発光部ＬＤ１及びＬＤ２と同様の発光部ＬＤ３及びＬＤ４が設けられていると共に、７セグメントディスプレイ等から成る表示部３０５が設けられている。ユニット制御部１２は、自身を含む電池ユニット１０に対して何らかのメンテナンス（例えば、第４実施例で述べた交換作業）が必要であると判断した場合、発光部ＬＤ３を点灯等させることで、自身を含む電池ユニット１０に対し外部ユニット５０を接続することを認める旨を出力できる（その出力の一形態として例えば、そのメンテナンスの必要性を外部に報知することができる）。また、ユニット制御部１２は、発光部ＬＤ４の発光等によって、自身に対応する電池モジュール１１が充電又は放電を行っていることを外部に報知する。更に、ユニット制御部１２は、自身に対応する電池モジュール１１のＳＯＣ等を表示部３０５に表示させることができる。

図１７は、電池ユニット１０のコネクタ１３及び外部ユニット５０のコネクタ５３の構造を示す平面図である。略直方体形状の樹脂ベース１３_ＢＡＳＥに複数の穴部を設け、その複数の穴部内に、端子Ｔ_Ａ２〜Ｔ_Ａ４と２以上の端子Ｔ_Ａ１とに相当する複数の金属筒を設けることで、コネクタ１３が形成される。一方、コネクタ５３は、略直方体形状の樹脂ベース５３_ＢＡＳＥと、樹脂ベース５３_ＢＡＳＥからコネクタ５３の挿入方向に対して突出する複数の金属棒と、複数の金属棒を覆うカバー部３２０と、を有し、その複数の金属棒が端子Ｔ_Ｂ２〜Ｔ_Ｂ４と２以上の端子Ｔ_Ｂ１に相当する。図１８は、１つの金属筒と１つの金属棒の周辺構造イメージ図である。コネクタ５３に対して外力が加わっていない場合、端子Ｔ_Ｂ１〜Ｔ_Ｂ４はカバー部３２０に覆われて露出しないが、コネクタ５３をコネクタ１３に接続するための外力をコネクタ５３に加えると、図示されないバネ機構により、端子Ｔ_Ｂ１〜Ｔ_Ｂ４がカバー部３２０から露出して端子Ｔ_Ｂ１〜Ｔ_Ｂ４が端子Ｔ_Ａ１〜Ｔ_Ａ４に接続される。

尚、直列接続構成を採用する場合、スイッチＳＷ_Ａを電池ユニット１０の内部に収めておくこともできるが、スイッチＳＷ_Ａを電池ユニット１０の外部に設けておくこともできる。この場合、図１９に示す如く、電池ユニット１０［ｉ］のユニット出力端子ＵＯ（−）と電池ユニット１０［ｉ＋１］のユニット出力端子ＵＯ（＋）が接続されるように、ケーブルを介して電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］を直列接続し、電池ユニット１０［１］の端子ＵＯ（＋）とシステム出力端子（＋）との間、又は、電池ユニット１０［ｎ］の端子ＵＯ（−）とシステム出力端子（−）との間に１つのスイッチＳＷ_Ａを設けておけば良い（図１９では前者を採用）。これにより、スイッチＳＷ_Ａの必要数を１つに抑えることができる。但し、電池ユニット１０［ｉ］の端子ＵＯ（−）と電池ユニット１０［ｉ＋１］の端子ＵＯ（＋）との間にスイッチＳＷ_Ａを設けても構わない。並列接続構成においても、スイッチＳＷ_Ｂを各電池ユニット１０の内部に設けておいても良いし、各電池ユニット１０の外部に設けておいても良い。

＜＜第７実施例＞＞
第７実施例を説明する。外部ユニット５０及び電池ユニット１０間の接続を実現する別の構成例を説明する。この別の構成例では、手動作業を介さずに、それらの接続を実現する。例えば、図２０に示す如く、ｎ個の電池ユニット１０の内、任意の電池ユニット１０のコネクタ１３が外部ユニット５０のコネクタ５３に接続されるように外部ユニット５０を移動させる（換言すれば、外部ユニット５０を駆動する）駆動機構７１と、電圧調整要否判定部２１の判定結果に基づき駆動機構７１を制御する駆動機構制御部７２とを、電池システム１に設けておいても良い（駆動機構を移動機構と呼んでも良い）。駆動機構制御部７２をメイン制御部２０に設けておくことができる。これにより、手動作業を必要とすることなく、所望の電池ユニット１０に外部ユニット５０を接続することができる。より具体的には例えば、駆動機構制御部７２は、図７の判定部２１により電圧調整が必要と判定された電池ユニット１０のコネクタ１３に対し外部ユニット５０のコネクタ５３に接続されるように、駆動機構制御部７２を制御することができる。これにより、手動作業を必要とすることなく、日々の運転の中で外部ユニット５０を用いた電圧調整が必要に応じて自動的に実行される。結果、複数の電池モジュール１１間の電圧バランス及び複数の電池セル３１間の電圧バランスを、電池システム１の管理者等に負担をかけることなく保つことができる。

具体的な一構成例を図２１に示す。図２１には、駆動機構７１の構成要素の例であるレール３５１、可動台３５２、駆動部３５３及び駆動部３５４が示されていると共に、上方から見た電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］の外観が示されている。Ｘ軸及びＹ軸は、水平方向に平行であって且つ互いに直交する。Ｚ軸は、垂直方向（鉛直方向）に平行である。Ｚ軸方向は高さ方向に相当する。図２１の例では、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］がＸ軸方向に沿って並べられており、且つ、外部ユニット５０のコネクタ５３が電池ユニット１０側に突出するように可動台３５２のスライドテーブル３５５上に外部ユニット５０が固定されている。この際、高さ方向におけるコネクタ１３及び５３の配置位置は、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］及び外部ユニット５０間で同じとされる。Ｙ軸の正方向がコネクタ１３に対するコネクタ５３の挿入方向と一致し、Ｙ軸の負方向がコネクタ１３からコネクタ５３を抜く方向と一致する。駆動部３５３は、可動台３５２をＸ軸方向に移動させるモータ等から成る。可動台３５２に設置されたスライドテーブル３５５は、可動台３５２上でＹ軸方向に移動可能である。駆動部３５４は、スライドテーブル３５５をＹ軸方向に移動させるモータ等から成る。

駆動機構制御部７２は、外部ユニット５０を電池ユニット１０［ｉ］に接続させたいとき、駆動部３５３に移動指令信号を出力することで人手（手動作業）を介さずに外部ユニット５０のＸ軸位置を電池ユニット１０［ｉ］のＸ軸位置まで移動させ、その後、駆動部３５４に接続指令信号を出力することで人手（手動作業）を介さずにコネクタ５３を電池ユニット１０［ｉ］のコネクタ１３に接続させることができる。当該接続が不要になった場合、駆動機構制御部７２は、駆動部３５４に接続解除指令信号を出力することでコネクタ５３を電池ユニット１０［ｉ］のコネクタ１３から抜くことができる。

尚、特に電池システム１の電力容量が比較的小さい場合（例えば、電池システム１を住宅等における電力供給用途で用いる場合）などにおいては、外部ユニット５０の構成要素の内、コネクタ５３とそれ以外の構成要素を分離し、コネクタ５３とそれ以外の構成要素をケーブルを介して接続するようにしても良い。上述の構成例では、駆動機構７１によって外部ユニット５０の全体が移動せしめられるが、駆動機構７１は、外部ユニット５０の一部である移動対象部のみを移動させるものであっても良い。これにより、移動に必要な電力の低減及び駆動機構７１の小型化が期待される。移動対象部には、少なくともコネクタ５３が含まれる。外部ユニット５０の構成要素の内、移動対象部以外の回路を、ケーブル等を介して移動対象部に接続することができる。

＜＜第８実施例＞＞
第８実施例を説明する。電池ユニット１０の配列方向は水平方向に限定されず、垂直方向に沿って電池ユニット１０を配列するようにしてもよい。この場合、例えば、図２２に示すような、複数の棚３８１及び複数の電池ユニット収容部３８２を有するラック３８０を用意し、複数の電池ユニット収容部３８２に複数の電池ユニット１０を収容すればよい。複数の収容部３８２が垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って並ぶようにラック３８０を形成すれば、複数の電池ユニット１０が垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って配列されることになる。複数の電池ユニット１０を垂直方向に沿って配列する場合、Ｙ軸方向に加えて外部ユニット５０がＺ軸方向に移動可能となるように駆動機構７１を形成すれば良い。即ち、第７実施例の駆動機構７１を基準として、外部ユニット５０のＸ軸方向の移動を外部ユニット５０のＺ軸方向の移動に置き換えればよい。

第７及び第８実施例の構造を組み合わせて、複数の電池ユニット１０を水平及び垂直方向に配列するようにしても良い。この場合、外部ユニット５０がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動可能となるように駆動機構７１を形成すれば良い。

＜＜第９実施例＞＞
第９実施例を説明する。上述の駆動機構７１及び駆動機構制御部７２が電池システム１に設けられている場合、駆動機構制御部７２は、所定のスケジュールに沿って複数の電池ユニット１０のコネクタ１３が外部ユニット５０のコネクタ５３に順次接続されるように駆動機構７１を制御するようにしても良い。例えば、駆動機構制御部７２は、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］に外部ユニット５０を順次接続する巡回接続処理を周期的に行うようにしても良い。巡回接続処理の実行過程において電池ユニット１０［ｉ］に外部ユニット５０が接続されたときに、電圧調整要否判定部２１は電池ユニット１０［ｉ］に対して電圧調整の要否判定を行うようにしても良く、このときに、電池ユニット１０［ｉ］に対して電圧調整が必要と判定されたならば、上述の電圧調整を電池ユニット１０［ｉ］に対して成すようにしても良い。このように、駆動機構制御部７２は、巡回接続処理の実行過程において、電圧調整が必要な電池ユニット１０に外部ユニット５０を接続することできる。

このような巡回接続処理を可能にしておくことにより、手動作業を必要とすることなく、日々の運転の中で外部ユニット５０を用いた電圧調整を必要に応じて自動的に実行することができる。結果、複数の電池モジュール１１間の電圧バランス及び複数の電池セル３１間の電圧バランスを、電池システム１の管理者等に負担をかけることなく保つことができる。

尚、巡回接続処理の実行過程において、仮に、図７の電圧調整要否判定部２１が何れかの電池ユニット１０に対して電圧調整が必要であると判定した場合、駆動機構制御部７２は、巡回接続処理を中断し、駆動機構７１を利用して、電圧調整が必要であると判定された電池ユニット１０に外部ユニット５０を接続するようにしても良い。

また、各電池ユニット１０が図１３の電池ユニット１０Ａの構成を有し且つ外部ユニット５０が図１３の外部ユニット５０Ａの構成を有するという前提の下、巡回接続処理の実行過程において電池ユニット１０［ｉ］に外部ユニット５０が接続されたとき、電池ユニット１０［ｉ］は外部ユニット５０Ａから上述の更新用電圧情報を受信し、電池ユニット１０［ｉ］の電圧値更新部１０４は、上述の電圧値の更新を行うようにしても良い。図１３の電池ユニット１０Ａでは、電圧検出構成の簡素化との引き換えに電圧検出精度が比較的粗くなっており、検出誤差が累積するおそれがあるが、外部ユニット５０Ａからの更新用電圧情報を例えば周期的に受け取るようにすれば、このような検出誤差の累積を抑制することができる。但し、勿論、電池ユニット１０に必要な検出精度を有する電圧検出部３５（図５参照）を設けるようにしても良く、その場合は上述したような更新は不要である。

＜＜第１０実施例＞＞
第１０実施例を説明する。電池システム１を様々な機器に搭載することができ、例えば、各電池モジュール１１の出力電力を駆動源として走行する電動車両５００を形成することができる。図２３に、電動車両５００の構成例を示す。図２３の電動車両５００は、電池システム１を備えると共に、車体５１０と、電池システム１内の各電池モジュール１１の放電による直流電力を他の電力（交流電力等）に変換する電力変換部５０１と、該他の電力を動力に変換するモータ５０２と、その動力によって回転せしめられる駆動輪５０３と、アクセルペダル５０４ａ及びアクセル検出部５０４ｂを含み車体５１０の加速を指示するためのアクセル部５０４と、ブレーキペダル５０５ａ及びブレーキ検出部５０５ｂを含み車体５１０の減速を指示するためのブレーキ部５０５と、モータ５０６の回転数又は磁極位置を検出するセンサ５０６と、電動車両５００内の各部位の動作を統括的に制御する車両制御部５０７と、上記動力の発生用途以外の電力を蓄える非動力用電池５０８と、を備える。電動車両５００においては、モータ５０２が電池システム１の負荷であると考えることができる。

電池システム１は、セル電圧情報、モジュール電圧情報、セルＳＯＣ情報及びモジュールＳＯＣ情報などを適宜参照しつつ、車両制御部５０７に対し、放電許可信号や放電禁止信号などの電池状態信号を出力する。車両制御部５０７は、電池状態信号と、アクセル部５０４から与えられる上記加速の指示状態を表す加速指示信号と、ブレーキ部５０５から与えられる上記減速の指示状態を表す減速指示信号と、センサ５０６の検出結果とに基づき、電力変換部５０１による電力変換動作を制御する。尚、回生によって電池システム１内の電池モジュール１１を充電することも可能である。上述の如く、電動車両５００においては、モータ５０２が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を受けて該電力を動力に変換し、その動力によって駆動輪５０３が回転せしめられることにより車体５１０が移動する。電動車両５００において、車体５１０が移動本体部に相当し、モータ５０２が動力源に相当し、駆動輪５０３が駆動部に相当する、と考えることができる。

電動車両５００は、電池システム１が搭載された移動体の例であり、船、航空機、エレベータ又は歩行ロボット等の他の移動体に電池システム１が搭載されても良い。

電池システム１が搭載された船は、例えば、モータ５０２を備えると共に、電動車両５００の車体５１０、駆動輪５０３、アクセル部５０４及びブレーキ部５０５の代わりに、夫々、船体、スクリュー、加速入力部及び減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にはアクセル部５０４の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にはブレーキ部５０５の代わりに減速入力部を操作する（後述の航空機等においても同様）。但し、減速入力部が設けられない船を構成してもよい。このような船においては、モータ５０２が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を受けて該電力を動力に変換し、その動力によってスクリューが回転せしめられることにより船体が移動する。上記の船において、船体が移動本体部に相当し、モータ５０２が動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する、と考えることができる。

電池システム１が搭載された航空機は、例えば、モータ５０２を備えると共に、電動車両５００の車体５１０、駆動輪５０３、アクセル部５０４及びブレーキ部５０５の代わりに、夫々、機体、プロペラ、加速入力部及び減速入力部を備える。但し、減速入力部が設けられない航空機を構成してもよい。このような航空機においては、モータ５０２が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を受けて該電力を動力に変換し、その動力によってプロペラが回転せしめられることにより機体が移動する。上記の航空機において、機体が移動本体部に相当し、モータ５０２が動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する、と考えることができる。

電池システム１が搭載されたエレベータは、例えば、モータ５０２を備えると共に、電動車両５００の車体５１０、駆動輪５０３、アクセル部５０４及びブレーキ部５０５の代わりに、夫々、籠、籠に取り付けられた昇降用ロープ、加速入力部及び減速入力部を備える。このようなエレベータにおいては、モータ５０２が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を受けて該電力を動力に変換し、その動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。上記のエレベータにおいて、籠が移動本体部に相当し、モータ５０２が動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する、と考えることができる。

電池システム１が搭載された歩行ロボットは、例えば、モータ５０２を備えると共に、電動車両５００の車体５１０、駆動輪５０３、アクセル部５０４及びブレーキ部５０５の代わりに、夫々、胴体、足、加速入力部及び減速入力部を備える。このような歩行ロボットにおいては、モータ５０２が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を受けて該電力を動力に変換し、その動力によって足が駆動せしめられることにより胴体が移動する。上記の歩行ロボットにおいて、胴体が移動本体部に相当し、モータ５０２が動力源に相当し、足が駆動部に相当する、と考えることができる。

上述の如く、電池システム１が搭載された移動体においては、動力源が電池システム１内の各電池モジュール１１からの電力を動力に変換し、動力源によって得られた動力を用いて駆動部が移動本体部を移動させる。電池システム１を移動体（電動車両５００を含む）に適用することにより、電池システム１によってもたらされる作用及び効果を移動体においても奏することができる。

＜＜第１１実施例＞＞
第１１実施例を説明する。図２４は、第１１実施例に係る電源装置６００の構成を示すブロック図である。電源装置６００は、電力貯蔵装置とも呼ぶことのできる電池システム１と、電力変換装置（電力変換部）６２０を備える。

端子ＳＯ（＋）及びＳＯ（−）から成る一対のシステム出力端子は、電力線６３１を介して電力変換装置６２０に接続されている。電力変換装置６２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２１及びＤＣ／ＡＣコンバータ６２２を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２１は、入出力端子６２１ａ及び６２１ｂを備え、ＤＣ／ＡＣコンバータ６２２は、入出力端子６２２ａ及び６２２ｂを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２１の入出力端子６２１ａは、電力線６３１を介してシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））に接続されている。入出力端子６２１ｂ及び６２２ａは互いに接続されると共に電力出力部ＰＵ１に接続される。入出力端子６２２ｂは電力出力部ＰＵ２に接続されると共に電源装置６００とは別の電力系統である電力系統６３２に接続されうる。尚、電力変換装置６００と電力出力部ＰＵ１及びＰＵ２との接続は必須ではない。

外部機器の例としての電力出力部ＰＵ１及びＰＵ２は、コンセントを含む。電力出力部ＰＵ１及びＰＵ２には、例えば様々な負荷が接続される。電力出力部ＰＵ１及びＰＵ２の夫々が負荷であると考えても良い。電力系統６３２は、商用電源又は太陽電池を含む。太陽電池を入出力端子６２１ｂに接続することも可能であり、この場合、太陽電池の発電に基づく直流電圧を入出力端子６２１ｂに供給することができる。太陽電池及びパワーコンディショナを備えた太陽電池システムを電力系統６３２として用いる場合、パワーコンディショナのＡＣ出力部（交流出力部）を入出力端子６２２ｂに接続することができる。

メイン制御部２０は、各電池ユニット１０のセル電圧情報、モジュール電圧情報、セルＳＯＣ情報及びモジュールＳＯＣ情報などを参照しつつ、コンバータ６２１及び６２２を制御することにより、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］内の各電池モジュール１１の充電及び放電を制御する。電力変換装置６２０は、メイン制御部２０による制御の下、コンバータ６２１及び６２２を用い、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］内の各電池モジュール１１と電力出力部ＰＵ１及びＰＵ２又は電力系統６３２との間で電力変換を行う。

例えば、メイン制御部２０による制御の下、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２１は、各電池モジュール１１の出力電力に基づくシステム出力端子（ＳＯ（＋）及びＳＯ（−））からの出力直流電力を他の直流電力に変換して該他の直流電力を入出力端子６２１ｂから出力し、ＤＣ／ＡＣコンバータ６２２は入出力端子６２１ｂからの直流電力を交流電力に変換して該交流電力を入出力端子６２２ｂから出力する。或いは例えば、メイン制御部２０による制御の下、ＤＣ／ＡＣコンバータ６２２は、電力系統６３２からの交流電力を直流電力に変換して該直流電力を入出力端子６２２ａから出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２１は、入出力端子６２２ａからの直流電力を他の直流電力に変換して該他の直流電力を入出力端子６２１ａから出力する。これにより、入出力端子６２１ａからの直流電力にて各電池モジュール１１を充電することもできる。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈３を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

[注釈１]
上述の例では、各電池ユニット１０において検出されたセル電圧、セルＳＯＣ、モジュール電圧及びモジュールＳＯＣの情報を、各電池ユニットからメイン制御部２０に入力するようにしているが、ユニット制御部１２の機能をメイン制御部２０に持たせ、セル電圧、セルＳＯＣ、モジュール電圧及びモジュールＳＯＣをメイン制御部２０自身が検出するようにしてもよい。

[注釈２]
外部ユニット５０を調整ユニットと呼ぶこともできる。外部ユニット５０としての調整ユニットが、電池システム１の構成要素に含まれていると考えてもよい。

[注釈３]
電池システム１から、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］を除外して残った部分、又は、電池ユニット１０［１］〜１０［ｎ］の各電池モジュール１１を除外して残った部分を、電池制御装置と呼ぶことができる。電池制御装置は、少なくともメイン制御部２０を構成要素として含み、更に各ユニット制御部１２を構成要素として含みうる（図２５（ａ）及び（ｂ）参照）。

１ 電池システム
１０ 電池ユニット
１１ 電池モジュール
１２ コネクタ
１３ ユニット制御部
２０ メイン制御部
３１ 電池セル
３５ 電圧検出部
３６ ＳＯＣ検出部
５０ 外部ユニット
５１ モジュール電圧調整部
５２ セル電圧調整部
５３ コネクタ
７１ 駆動機構
７２ 駆動機構制御部
５００ 電動車両
６００ 電源装置
ＳＷ_Ａ、ＳＷ_Ｂ スイッチ
ＳＷ_ＣＮＴ スイッチ制御部
ＳＯ（＋）、ＳＯ（−） システム出力端子
ＵＯ（＋）、ＵＯ（−） ユニット出力端子

Claims (10)

1. 複数の電池セルから成る電池モジュールを有し、前記電池モジュールに接続され且つ電圧調整を行う機能を有する外部ユニットに接続可能なコネクタを有した電池ユニットを複数備えるとともに、
   前記電池モジュール又は前記電池セルの電圧ばらつきを抑制するための前記電圧調整の要否を前記電池ユニットごとに判定する電圧調整要否判定部と、
   前記電池ユニットごとに前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたことを判別する接続判別部と、を備え、
   前記電圧調整要否判定部の判定結果に基づき、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対する前記外部ユニットの接続を認める、又は、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対し前記外部ユニットを接続させ、
   各電池ユニットでは、前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたときに、前記接続判別部により前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたことを判別し、前記電圧調整が可能となる
   電池システム。
2. 何れかの電池ユニットのコネクタが前記外部ユニットに接続されるように前記外部ユニットの全体又は一部を移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する駆動機構制御部と、を更に備えた
   請求項１に記載の電池システム。
3. 前記駆動機構制御部は、前記複数の電池ユニットのコネクタが前記外部ユニットに順次接続されるように前記駆動機構を制御する巡回接続処理を実行し、前記巡回接続処理の実行過程において、前記電圧調整が必要な電池ユニットに前記外部ユニットを接続する
   請求項２に記載の電池システム。
4. 前記電圧調整要否判定部は、各電池モジュールの電圧情報、各電池モジュール内の各電池セルの電圧情報、各電池モジュールの残容量に応じた残容量情報及び各電池モジュール内の各電池セルの残容量に応じた残容量情報の内、少なくとも１つの情報に基づき、前記電池ユニットごとに前記電圧調整の要否を判定する
   請求項１〜請求項３の何れかに記載の電池システム。
5. 各電池モジュールの出力電力を負荷側に導くためのシステム出力端子と、
   各電池モジュールと前記システム出力端子との間に介在するスイッチ部と、
   前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を更に備え、
   前記複数の電池モジュールの何れか又は前記複数の電池ユニットの何れかを交換対象として新たな電池モジュール又は新たな電池ユニットに交換する際、前記スイッチ制御部は、前記スイッチ部を制御して前記交換対象と前記システム出力端子との接続を遮断し、前記新たな電池モジュールに対して前記電圧調整が行われた後、前記スイッチ部を制御して前記新たな電池モジュールを前記システム出力端子に接続する
   請求項１〜請求項４の何れかに記載の電池システム。
6. 前記外部ユニットを含む
   請求項１〜請求項５の何れかに記載の電池システム。
7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の電池システムと、
   前記電池システム内の各電池モジュールの電力により駆動されるモータと、
   前記モータの動力によって回転する駆動輪と、を備えた
   電動車両。
8. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の電池システムと、
   移動本体部と、
   前記電池システム内の各電池モジュールからの電力を動力に変換する動力源と、
   前記動力源からの前記動力により前記移動本体部を移動させる駆動部と、を備えた
   移動体。
9. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の電池システムと、
   前記電池システム内の各電池モジュールと外部機器又は電力系統との間における電力変換を行う電力変換装置と、を備え、
   前記外部機器又は前記電力系統と接続可能である
   電源装置。
10. 複数の電池セルから成る電池モジュールを夫々に有するとともに、前記電池モジュールに接続され且つ電圧調整を行う機能を有する外部ユニットに接続可能なコネクタを夫々に有した複数の電池ユニットに対し、前記電池ユニットごとに、前記電池モジュール又は前記電池セルの電圧ばらつきを抑制するための前記電圧調整の要否を判定する電圧調整要否判定部と、
    前記電池ユニットごとに前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたことを判別する接続判別部と、を備え、
    前記電圧調整要否判定部の判定結果に基づき、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対する前記外部ユニットの接続を認める、又は、前記電圧調整が必要な電池ユニットに対し前記外部ユニットを接続させ、
    各電池ユニットでは、前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたときに、前記接続判別部により前記外部ユニットが前記コネクタに接続されたことを判別し、前記電圧調整が可能となる
    電池制御装置。

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