JP6603787B2 - 制御回路、車、および制御回路の制御方法 - Google Patents

Description

制御回路、車、および制御回路の制御方法に関する。

電池モジュールは、複数の二次電池を直列に接続して構成される。バッテリは、電池モジュールを構成するそれぞれの二次電池の電圧を測定して、電圧や充電量を調整する。二次電池の電圧や充電量を調整するためには、事前に二次電池に接続される配線の抵抗値を算出する必要がある。

従来の配線の抵抗値の算出方法には、回路に電流が流れる前後に測定された電圧を用いるものがある。しかし、電池の内部抵抗の抵抗値は小さいとして無視されてきたため、配線の抵抗値を算出する際に内部抵抗の抵抗値は考慮さなかった。そのため、従来の配線の抵抗値の算出方法では、正確な配線の抵抗値を算出できなかった。

特開２０１１−７５５０４号公報

電池の内部抵抗を考慮することにより、二次電池に接続される配線の抵抗値を正確に算出する制御回路と、制御回路を用いた車、および制御回路の制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の制御回路は、第１の正極と第１の負極を有する第１の電池と、第２の正極と第２の負極を有する第２の電池と、前記第１の正極と前記第２の負極を接続する第１の配線と、前記第１の負極と前記第２の正極を接続する第２の配線と、前記第１の配線と前記第２の配線を接続する第３の配線と、前記第２の配線において、前記第２の配線と前記第３の配線の接続点と前記第１の負極との間に挿入された第１の抵抗と、前記第２の配線において、前記第１の抵抗と前記第１の負極との間に挿入された第１のスイッチと、前記第２の配線において、前記接続点と前記第２の正極との間に挿入された第２のスイッチと、前記第２の配線において、前記第２のスイッチと前記第２の正極との間に挿入された第２の抵抗と、制御部と、を備え、前記制御部は前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第１の電池の第１の電圧、前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第２の電池の第２の電圧、前記第１のスイッチを開とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第２の電池の第３の電圧、および前記第１の抵抗の第１の抵抗値を用いて、前記第３の配線の第２の抵抗値を算出する。

バッテリの構成。 配線抵抗算出部の処理手順。 時間と二次電池セルの電圧の関係。 時間と二次電池セルの電圧の関係。 温度測定部を備えたバッテリの構成。 バッテリを備えた電動自転車の図。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。

（第１の実施形態）
図１はバッテリ１０の構成を示す。

バッテリ１０は、二次電池モジュール１１、電圧測定部１２、電源１３、電流測定部１４、セルバランス回路１５、セルバランス制御部１６、記憶部５、および配線抵抗算出部１７で構成される。

二次電池モジュール１１は、直列に接続されたｎ個の二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎで構成される。二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎは、リチウムイオン電池などの二次電池である。二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎの起電力をそれぞれＥ_１、Ｅ_２、・・・、Ｅ_ｎとし、二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎの内部抵抗をそれぞれＲｉ_１、Ｒｉ_２、・・・、Ｒｉ_ｎとする。

電源１３は、二次電池モジュール１１のプラス側端子とマイナス側端子に接続される。電源１３が二次電池モジュール１１に接続されるとき、二次電池モジュール１１は充電される。

電源１３は、負荷に置き換えられて用いられることもある。負荷は、電力を消費する回路または素子である。負荷が二次電池モジュール１１に接続されるとき、二次電池モジュール１１の電力は消費される。

電圧測定線Ｌｖ_０は、接続点Ｔ_０と電圧測定部１２を接続する配線である。電圧測定線Ｌｖ_ｎ＋１は、接続点Ｔ_ｎ＋１と電圧測定部１２を接続する配線である。

電圧測定線Ｌｖ_０１は、接続点Ｔ_０１と電圧測定部１２を接続する。電圧測定線Ｌｖ_１２は、接続点Ｔ_１２と電圧測定部１２を接続する。電圧測定線Ｌｖ_２３は、接続点Ｔ_２３と電圧測定部１２を接続する。電圧測定線Ｌｖ_ｎｎ＋１は、接続点Ｔ_ｎｎ＋１と電圧測定部１２を接続する。

電圧測定部１２は、二次電池モジュール１１のプラス側端子とマイナス側端子の間の電圧を測定する。電圧測定部１２は、二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎのそれぞれの正極端子と負極端子の間の電圧を測定する。

電圧測定線Ｌｖ_０１の接続点Ｓ_０１と電圧測定線Ｌｖ_１２の接続点Ｓ_１２は接続される。電圧測定線Ｌｖ_０１の接続点Ｓ_０１と電圧測定線Ｌｖ_１２の接続点Ｓ_１２の間にスイッチＳＷ_１と抵抗Ｒ_１が挿入される。電圧測定線Ｌｖ_１２の接続点Ｓ_１２と電圧測定線Ｌｖ_２３の接続点Ｓ_２３は接続される。電圧測定線Ｌｖ_１２の接続点Ｓ_１２と電圧測定線Ｌｖ_２３の接続点Ｓ_２３の間にスイッチＳＷ_２と抵抗Ｒ_２が挿入される。電圧測定線Ｌｖ_ｎ−１ｎの接続点Ｓ_ｎ−１ｎと電圧測定線Ｌｖ_ｎｎ＋１の接続点Ｓ_ｎｎ＋１は接続される。電圧測定線Ｌｖ_ｎ−１ｎの接続点Ｓ_ｎ−１ｎと電圧測定線Ｌｖ_ｎｎ＋１の接続点Ｓ_ｎｎ＋１の間にスイッチＳＷ_ｎと抵抗Ｒ_ｎが挿入される。

接続点Ｔ_０１と接続点Ｓ_０１の間の電圧測定線Ｌｖ_０１は、配線抵抗Ｒｌ_０１を有する。接続点Ｔ_１２と接続点Ｓ_１２の間の電圧測定線Ｌｖ_１２は、配線抵抗Ｒｌ_１２を有する。接続点Ｔ_２３と接続点Ｓ_２３の間の電圧測定線Ｌｖ_２３は、配線抵抗Ｒｌ_２３を有する。接続点Ｔ_ｎｎ＋１と接続点Ｓ_ｎｎ＋１の間の電圧測定線Ｌｖ_ｎｎ＋１は、配線抵抗Ｒｌ_ｎｎ＋１を有する。

電流測定部１４は、二次電池モジュール１１と直列に接続される。電流測定部１４は、二次電池モジュール１１に流れる電流を測定する。

セルバランス制御部１６は、各スイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎの切換えを制御する。たとえば、スイッチＳＷ_１をＯＮにすると、二次電池セル１１‐１は抵抗Ｒ_１に接続され、二次電池セル１１‐１は放電状態となる。

配線抵抗算出部１７は、配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を算出する。

記憶部５は、電圧測定部１２で測定された二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎのそれぞれの電圧値、電流測定部１４で測定された電流値、および配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を記憶する。

セルバランス制御部１６と配線抵抗算出部１７は、１つの制御部（回路）で制御してもよい。

セルバランス回路１５は、二次電池モジュール１１、スイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎ、および抵抗Ｒ_１、Ｒ_２、・・・、Ｒ_ｎで構成される部分である。セルバランス回路１５は、各二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎの電圧を等しくするための回路である。セルバランス回路１５は、１つ以上の二次電池セルを個別に充放電できる回路であれば良い。

ここで、各二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎのうち、二次電池セル（第１の電池）１１‐１および二次電池セル（第２の電池）１１‐２に注目して各部分の配置について説明する。

二次電池セル１１‐１の正極（第１の正極）と二次電池セル１１‐２の負極（第２の負極）は、配線（第１の配線）１で接続される。二次電池セル１１‐１の負極（第１の負極）と二次電池セル１１‐２の正極（第２の正極）は、配線（第２の配線）２で接続される。配線（第３の配線）３は、配線１の接続点Ｔ_１２と配線２の接続点Ｓ_１２を接続する。配線２において、抵抗（第１の抵抗）Ｒ_１は接続点Ｓ１２と二次電池セル１１‐１の負極（第１の負極）の間に直列に挿入される。配線２において、スイッチ（第１のスイッチ）ＳＷ_１は、抵抗（第１の抵抗）Ｒ_１と二次電池セル１１‐１の負極（第１の負極）の間に直列に挿入される。配線２において、スイッチ（第２のスイッチ）ＳＷ_２は、接続点Ｓ１２と二次電池セル１１‐２の正極（第２の正極）間に直列に挿入される。配線２において、抵抗（第２の抵抗）Ｒ_２はスイッチ（第２のスイッチ）ＳＷ_２と二次電池セル１１‐１の正極（第２の正極）の間に直列に挿入される。

電圧測定部１２は、配線２における抵抗Ｒ_２と二次電池セル１１‐２の正極（第２の正極）の間、配線２におけるスイッチＳＷ_１と二次電池セル１１‐１の負極（第１の負極）の間、および接続点Ｓ_１２の電圧を測定する。

電圧測定部_１２で測定される二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎの電圧をそれぞれｖ_１（Ｖ）、ｖ_２（Ｖ）、・・・、ｖ_ｎ（Ｖ）とする。二次電池モジュール１０の電圧測定部１２で測定される電圧をｖ（Ｖ）とする。

なお、電圧測定線Ｌ_ｖ０と、電圧測定線Ｌ_ｖ０１は、１つの同じ配線でもよい。電圧測定線Ｌ_ｖｎ＋１と、電圧測定線Ｌ_{ｖｎｎ＋１}は、１つの同じ配線でもよい。

配線抵抗算出部１７は、電流測定部１４で測定される電流値の絶対値が十分小さいとき、すなわち二次電池モジュール１１が充放電されていないときに、配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１の抵抗値を算出する。スイッチＳＷ_１〜ＳＷ_ｎのうち１つをある一定間隔ｋごとにスイッチをＯＮにして、配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を算出する。ｋは、あらかじめ定めておいた自然数であり、１か２であることが望ましい。

ｋ＝１のとき、セルバランス制御部１６はスイッチＳＷ_１をＯＮにする。スイッチＳＷ_１をＯＮにすると、配線抵抗算出部１７は配線抵抗Ｒｌ_０１および配線抵抗Ｒｌ_１２のそれぞれの抵抗値を算出する。

セルバランス制御部１６はスイッチＳＷ_１をＯＦＦにした後、スイッチＳＷ_２をＯＮにする。配線抵抗算出部１７は、配線抵抗Ｒｌ_１２および配線抵抗Ｒｌ_２３のそれぞれの抵抗値を算出する。

配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値は、スイッチＳＷ_１をＯＮにしたときと、スイッチＳＷ_２をＯＦＦにしたときの２回算出する。配線抵抗算出部１７は配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値の平均値を算出することで、配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値を算出する精度向上させることができる。

ｋ＝２のとき、セルバランス制御部１６はスイッチＳＷ_１をＯＮにする。スイッチＳＷ_１をＯＮにすると、配線抵抗算出部１７は配線抵抗Ｒｌ_０１および配線抵抗Ｒｌ_１２のそれぞれの抵抗値を算出する。

セルバランス制御部１６はスイッチＳＷ_１をＯＦＦにした後、スイッチＳＷ_３をＯＮにする。配線抵抗算出部１７は、配線抵抗Ｒｌ_２３および配線抵抗Ｒｌ_３４のそれぞれの抵抗値を算出する。

ｋ＝２のとき、配線抵抗算出部１７は配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を少なくとも１回算出する。セルバランス制御部１６が制御するスイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎはｋ＝１のときよりも少ないため、ｋ＝１に比べて配線抵抗算出部１７が配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を算出する時間は短い。

ｋ＞２のときは、配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１の全ての抵抗値を算出できないため、補間により全ての配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１の全ての抵抗値を算出する。たとえば、配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値が全て等しいと仮定する。このとき配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値の平均値を全ての配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１の抵抗値とする。

図２に線抵抗算出部１７の処理手順を示す。

配線抵抗算出部１７は処理を開始する（ステップ１０１）。

セルバランス制御部１６は、すべてのスイッチをＯＦＦする（ステップ１０２）。

ｊはセルバランス制御部１６が制御するスイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎの番号を表しており、ｊは１、２、・・・、ｎのいずれかである。ｊ＝１であれば（ステップ１０４）、配線抵抗算出部１７は、電圧測定部１２が測定した二次電池モジュール１０の電圧ｖ、二次電池セル１１‐１の電圧ｖ_１、二次電池セル１１‐２の電圧ｖ_２を記憶部５に保存し、それぞれＶ´、Ｖ_１´、およびＶ_２´とする。二次電池モジュール１０には電流が流れていないため、二次電池モジュール１０の電圧Ｖ´、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１´（第５の電圧）、および二次電池セル１１‐２の電圧Ｖ_２´（第３の電圧）は、それぞれ二次電池モジュール１０の起電力Ｅ_１＋Ｅ_２＋・・・＋Ｅ_ｎ、二次電池セル１１‐１の起電力Ｅ_１、および二次電池セル１１‐２の起電力Ｅ_２に等しい（ステップ１０５）。

セルバランス制御部１６がスイッチＳＷ_１をＯＮにすると、二次電池セル１１‐１、配線抵抗Ｒｌ_０１、抵抗Ｒ_１、および配線抵抗Ｒｌ_１２に電流が流れる（ステップ１０６）。

電圧測定部１２は、測定した二次電池モジュール１０の電圧ｖ、二次電池セル１１‐１の電圧ｖ_１、二次電池セル１１‐２の電圧ｖ_２を記憶部５に保存し、それぞれ二次電池モジュール１０の電圧Ｖ、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１（第１の電圧）、および二次電池セル１１‐２の電圧Ｖ_２（第２の電圧）とする（ステップ１０７）。

ステップ１０５で電圧測定部１２が測定したスイッチＳＷ_１がＯＦＦのときにおける、二次電池モジュール１０の電圧Ｖ´、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１´、二次電池セル１１‐２の電圧Ｖ_２´、ステップ１０７で電圧測定部１２が測定したスイッチＳＷ_１がＯＮのときにおける、二次電池モジュール１０の電圧Ｖ、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１、二次電池セル１１‐２の電圧Ｖ_２、および抵抗Ｒ１の抵抗値（第１の抵抗値）を用いて、配線抵抗算出部１７は、配線抵抗Ｒｌ_０１の抵抗値ｒｌ_０１および配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値（第２の抵抗値）ｒｌ_１２を算出して記憶部５に保存する（ステップ１０８）。

セルバランス制御部１６は、スイッチＳＷ_１をＯＦＦする（ステップ１０９）。

ｊ＝ｎであることを確認する（ステップ１１９）。

ｊ＝ｎでない場合は、ステップ１２０でｊ＝ｊ＋ｋとし、ステップ１２１でｊ＞ｎであることを確認する。

ステップ１２１でｊ＞ｎでない場合は、ステップ１０４に戻る。ステップ１２１でｊ＞ｎである場合は、ステップ１２２で、ｊ＝ｎとしてステップ１０４に戻る。

ここで、ステップ１０８で配線抵抗Ｒｌ_０１の抵抗値ｒｌ_１２および配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値ｒｌ_１２のそれぞれを算出する方法について述べる。

ステップ１０７で電圧測定部１２が測定したスイッチＳＷ_１がＯＮのときにおける、電池モジュール１１の電圧Ｖ、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１（第１の電圧）、二次電池セル１１‐２の電圧Ｖ_２は、下記の式（１）、式（２）、および式（３）で表される。

ここで、抵抗Ｒ_１に流れる電流をＩ_１とすると、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１と既知の抵抗Ｒ_１の抵抗値ｒ_１を用いて以下の式（４）で算出できる。

したがって、式（２）に式（１）、式（３）、および式（４）を代入し、配線抵抗Ｒｌ_０１について整理することにより、配線抵抗Ｒｌ_０１の抵抗値ｒｌ_０１を式（５）のように算出できる。

式（３）に式（４）を代入して、配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値ｒｌ_１２は式（６）のように算出できる。

ｊ＝１ではなく（ステップ１０４）、ｊ＝ｎであるときは（ステップ１１０）、配線抵抗算出部１７は、電圧測定部１２が測定した電池モジュール１０の電圧ｖ、二次電池セル１１‐ｎ‐１の電圧ｖ_ｎ−１、二次電池セル１１‐ｎの電圧ｖ_ｎを記憶部５に保存し、それぞれをＶ´、Ｖ_ｎ−１´、Ｖ_ｎ´とする。ここで、二次電池モジュール１０には電流が流れていないため、電池モジュール１０の電圧Ｖ´、二次電池セル１１‐ｎ‐１の電圧Ｖ_ｎ−１´、二次電池セル１１‐ｎの電圧Ｖ_ｎ´は、それぞれ電池の起電力Ｅ_１＋Ｅ_２＋・・・＋Ｅ_ｎ、Ｅ_ｎ−１、Ｅ_ｎに等しい（ステップ１１１）。

セルバランス制御部１６がスイッチＳＷ_ｎをＯＮにすると、二次電池セル１１‐ｎ、配線抵抗Ｒｌ_ｎ−１ｎ、抵抗Ｒ_ｎ、および配線抵抗Ｒｌ_ｎｎ＋１に、電流Ｉ_ｎ（＞０）が流れる（ステップ１１２）。

電圧測定部１２は、電池モジュール１０の電圧ｖ、二次電池セル１１‐ｎ‐１の電圧ｖ_ｎ−１、二次電池セル１１‐ｎの電圧ｖ_ｎを測定し、それぞれをＶ、Ｖ_ｎ−１、Ｖ_ｎとする（ステップ１１３）。

ステップ１１１で配線抵抗算出部１７が記憶部５に保存した電圧Ｖ´、Ｖ_ｎ−１´、Ｖ_ｎ´、ステップ１１３で電圧測定部１２が測定した電圧Ｖ、Ｖ_ｎ、Ｖ_ｎ−１を用いて、配線抵抗算出部１７は、配線抵抗Ｒｌ_ｎ−１ｎおよび配線抵抗Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値ｒｌ_ｎ−１ｎ、ｒｌ_ｎｎ＋１を算出して記憶部５に保存する（ステップ１１４）。

セルバランス制御部１６は、スイッチＳＷ_ｎをＯＦＦにする（ステップ１０９）。

ｊ＝ｎであることを確認する（ステップ１１９）。ｊ＝ｎであるので、ステップ１２３に進み終了する。

ステップ１１３で測定した電池モジュール１０の電圧Ｖ、二次電池セル１１‐ｎ‐１の電圧Ｖ_ｎ、二次電池セル１１‐ｎの電圧Ｖ_ｎ−１は、下記の式（７）、式（８）、および式（９）で表される。

ｊ＝１ではなく（ステップ１０４）ｊ＝ｎでもないとき（ステップ１１０）、つまり１＜ｊ＜ｎのとき、配線抵抗算出部１７は、電圧測定部１２で測定された二次電池セル１１‐ｊ‐１の電圧ｖ_ｊ‐１、二次電池セル１１‐ｊの電圧ｖ_ｊ、および二次電池セル１１‐ｊ＋１の電圧ｖ_ｊ＋１を保存し、それぞれをＶ_ｊ−１´、Ｖ_ｊ´、およびＶ_ｊ＋１´とする。ここで、二次電池モジュール１０には電流が流れていないため、Ｖｊ−１´、Ｖｊ´、およびＶ_ｊ＋１´は、それぞれ二次電池セル１１‐ｊ‐１の起電力Ｅ_ｊ−１、二次電池１１‐ｊの起電力Ｅ_ｊ、および二次電池１１‐ｊ＋１の起電力Ｅ_ｊ＋１に等しい（ステップ１１５）。

セルバランス制御部１６は、ＳＷ_ｊをＯＮにして、二次電池セル１１‐ｊ、配線抵抗Ｒｌ_ｊ‐１ｊ、抵抗Ｒ_ｊ、および配線抵抗Ｒｌ_ｊｊ＋１に電流Ｉ_ｊ（＞０）が流れる（ステップ１１６）。

電圧測定部１２は、二次電池セル１１‐ｊ‐１の電圧Ｖ_ｊ―１，二次電池セル１１‐ｊの電圧Ｖ_ｊ、二次電池セル１１‐ｊ＋１の電圧Ｖ_ｊ＋１を測定する（ステップ１１７）。

配線抵抗算出部１７は、すべてのスイッチがＯＦＦしていたときに配線抵抗算出部１７が保存した二次電池セル１１‐ｊ‐１の電圧Ｖ_ｊ―１´、二次電池セル１１‐ｊの電圧Ｖ_ｊ´、および二次電池セル１１‐ｊ＋１の電圧Ｖ_ｊ＋１´と、スイッチＳＷ_ｊをＯＮにしたときに電圧測定部１２が測定した二次電池セル１１‐ｊ‐１の電圧Ｖ_ｊ―１，二次電池セル１１‐ｊの電圧Ｖ_ｊ、および二次電池セル１１‐ｊ＋１の電圧Ｖ_ｊ＋１を用いて、配線抵抗算出部１７は配線抵抗Ｒｌ_ｊ−１ｊ、および配線抵抗Ｒｌ_ｊｊ＋１を算出する（ステップ１１８）。

セルバランス制御部１６は、スイッチＳＷ_ｊをＯＦＦにする（ステップ１０９）。

ｊ＝ｎであることを確認する（ステップ１１９）。

ｊ＝ｎでない場合は、ステップ１２０でｊ＝ｊ＋ｋとし、ステップ１２１でｊ＞ｎであることを確認する。ステップ１２１でｊ＞ｎでない場合は、ステップ１０４に戻る。ステップ１２１でｊ＞ｎである場合は、ステップ１２２で、ｊ＝ｎとしてステップ１０４に戻る。

ステップ１１８で配線抵抗Ｒｌ_ｊ−１ｊおよび配線抵抗Ｒｌ_ｊｊ＋１のそれぞれの抵抗値を算出する方法について述べる。電圧測定部１２が測定した二次電池セル１１‐ｊ‐１の電圧Ｖ_ｊ―１，二次電池セル１１‐ｊの電圧Ｖ_ｊ、および二次電池セル１１‐ｊ＋１の電圧Ｖ_ｊ＋１は、以下の式（１０）、式（１１）、および式（１２）で表わされる。

抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊが既知あれば、式（１０）に式（１１）および式（１２）をそれぞれ代入して、配線抵抗Ｒ_ｊ−１ｊおよびＲ_ｊｊ＋１のそれぞれの抵抗値ｒ_ｊ‐１ｊおよびｒ_ｊｊ＋１は式（１３）および式（１４）で求められる。

図２で算出した配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を用いて、二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎのそれぞれの電圧を算出する方法を説明する。

セルバランス制御部１６の制御により、スイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎは全てＯＦＦである。このとき電圧測定部１２で測定される二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎのそれぞれの電圧をＶ_１’、Ｖ_２’、・・・、Ｖ_ｎ’とする。

セルバランス制御部１６の制御により、二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎに対応するスイッチＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎの動作条件を判定する。たとえば、二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ１’（第５の電圧）が予め設定される閾値電圧と比べて高い場合、あるいは、二次電池セル１１‐２など他の二次電池セルの電圧に比べて高い場合は、二次セル電池１１‐１に対応するスイッチＳＷ_１をＯＮにすることを判定する。この判定を各二次電池セル１１‐１、１１‐２、・・・、１１-ｎの電圧Ｖ_１’、Ｖ_２’、・・・、Ｖ_ｎ’に対して行う。すなわち、動作条件を満たすと判定された二次電池セル１１‐ｍ（ｍ＝１〜ｎのいずれか）に対し、この二次電池セル１１‐ｍに対応するスイッチＳＷ_ｍをＯＮにする。

電圧測定部１２により、スイッチＳＷ_ｍをＯＮにした二次電池セル１１‐ｍのセル電圧Ｖ_ｍを検出する。配線抵抗算出部１７は、スイッチＳＷ_ｍをＯＮにしたときのセル電圧Ｖ_ｍから、抵抗Ｒ_ｍに流れる電流Ｉ_ｍを算出する。すなわち、算出部１７は、スイッチＳＷ_ｍをＯＮにした二次電池セル１１‐ｍについて、電流Ｉ_ｍの電流値を抵抗Ｒ_ｍの抵抗値を基に算出する。例えば、二次電池セル１１‐１のスイッチＳＷ_１をＯＮにした場合は、電流Ｉ_１の電流値を抵抗Ｒ_１の抵抗値ｒ_１を基に算出する。電流Ｉ_１の電流値は、「Ｉ_１＝Ｖ_１/ｒ_１」により算出される。

配線抵抗算出部１７は、電流Ｉ_ｍの電流値を基に、配線抵抗Ｒｌ_ｍ−１ｍおよび配線抵抗Ｒｌ_ｍｍ＋１により生じた電圧降下値ΔＶ_ｍを算出する。この電圧降下値ΔＶ_ｍは、「ΔＶ_ｍ＝Ｉ_ｍ×（ｒｌ_ｍ−１ｍ＋ｒｌ_ｍｍ＋１）」により算出される。例えば、二次電池セル１１‐１のスイッチＳＷ_１をＯＮにした場合は、電流Ｉ_１の電流値を基に、配線抵抗Ｒｌ_０１の抵抗値ｒｌ_０１および配線抵抗Ｒｌ_１２の抵抗値ｒｌ_１２により生じた電圧降下値ΔＶ_１を算出する。この電圧降下値ΔＶ_１は、「ΔＶ_１＝Ｉ_１×（ｒｌ_０１＋ｒｌ_１２）」により算出される。

配線抵抗算出部１７は、二次電池セル１１‐ｍの電圧Ｖ_ｍと算出した電圧降下値ΔＶ_ｍを足し合わせて、二次電圧セル１１‐ｍの電圧Ｖ_ｍを補正する。二次電池セル１１‐ｍの真の電圧は「Ｖ_ｍ+ΔＶ_ｍ」により算出することができる。例えば、二次電池セル１１‐１のスイッチＳＷ_１をＯＮにした場合は、電圧測定部１２により検出した二次電池セル１１‐１の電圧Ｖ_１と、電圧降下値ΔＶ_１を足し合わせて、二次電池セル１１‐１の真の電圧（第４の電圧）を算出する（Ｖ_１＋ΔＶ_１）。

ステップ１０３でｊ＝１とし、ステップ１１９でｊ＝ｎであることを確認しているが、かならずしもそうでなくてもよい。たとえば、配線抵抗Ｒｌ_２３だけを求めたい場合は、ステップ１０３でｊ＝２とし、ステップ１１９でｊ＝２であることを確認すればよい。同様に、求めたい配線抵抗Ｒｌ_ｊｊ＋１に応じてステップ１０３、ステップ１１９やあらかじめ定めておいたｋを変更すれば良い。

ある二次電池セル１１−ｘと接続点Ｔ_ｘ−１ｘ、Ｔ_ｘｘ＋１との間の配線の抵抗は二次電池セル１１−ｘの内部抵抗Ｒｉ_ｘとみなせるため、二次電池セル１１−ｘと接続点Ｔ_ｘ−１ｘの間、および二次電池セル１１‐ｘと接続点Ｔ_ｘｘ＋１の間の配線の抵抗は考慮しなくてもよい。接続点Ｓ_０１、Ｓ_１２、・・・、Ｓ_ｎｎ＋１と電圧測定部１２の間の配線は、正確な電圧測定を行うため微小電流しかながれないため、配線抵抗を無視してよい。

ステップ１０５、ステップ１１１、およびステップ１１５は、ステップＰ１０９の後に行ってもよい。

図３は、図２に示した処理手順に従ってＳＷ_１をＯＮまたはＯＦＦにしたときに電圧測定部１２で測定される二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１、二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２を示した図である。

横軸は時間（秒）、縦軸は電圧（Ｖ）である。実線は二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１、破線は二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２をそれぞれ示している。

時間ｔ_１から時間ｔ_２の間はスイッチＳＷ_１をＯＮにしている。スイッチＳＷ_１をＯＮにしているときは、二次電池セル１１−１に電流が流れる。このとき電池測定部１２で、測定される電圧ｖ_１は、二次電池セル１１−１の起電力ではない。式（２）で示したように、二次電池セル１１−１の内部抵抗Ｒｉ_１による電圧降下に加えて配線抵抗Ｒｌ_０１およびＲｌ_１２による電圧降下の影響を受け、本来測定されるべき二次電池セル１１−１の電圧、すなわち接続点Ｔ_０１とＴ_１２との間の電圧を測定できない。時間ｔ_１から時間ｔ_２の間で電圧ｖ_１は、大きく電圧が下がっている。

スイッチＳＷ_１がＯＮである場合には、二次電池セル１１−２には電流が流れていない。電圧測定部１２で測定される二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２は、接続点Ｓ_１２と接続点Ｓ_２３との間の電圧であるため、式（３）のように、配線抵抗Ｒｌ_１２による電圧上昇が加えられ、時間ｔ_１以前と、時間ｔ_２以降よりも電圧が高くなっている。したがって、電圧測定部１２は二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１と二次電池セル１１‐２の電圧ｖ_２を正確に測定できていない。

図４は、配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を用いて補正した二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１、二次電池セル１１−２電圧ｖ_２を示す。

横軸に時間（ｓ）、縦軸に電圧（Ｖ）を示す。実線は二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１、破線は二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２をそれぞれ示している。時間ｔ_１から時間ｔ_２の間はスイッチＳＷ_１をＯＮにしている。スイッチＳＷ_１をＯＮにした直後に、二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１は、電池の内部抵抗Ｒｉ_１によって電圧ｖ_１が降下する。これは図３の二次電池セル１１‐１の電圧ｖ_１に配線抵抗Ｒｌ_０１と配線抵抗Ｒｌ_１２による電圧降下分を加えている。

スイッチＳＷ_１をＯＮにした直後でも、二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２は変化していない。これは図３の二次電池セル１１‐２の電圧ｖ_２に配線抵抗Ｒｌ_１２による電圧上昇を差し引いたものである。

配線抵抗Ｒｌ_０１、Ｒｌ_１２、・・・、Ｒｌ_ｎ−１ｎ、Ｒｌ_ｎｎ＋１のそれぞれの抵抗値を用いて、電池測定部１２で測定された二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１および二次電池セル１１−２の電圧ｖ_２を補正することで、二次電池セル１１−１の電圧ｖ_１および１１−２の電圧ｖ_２を正確に算出できる。

バッテリ１０は、図６に示したような電動自転車２０に用いられる。

（第２の実施形態）
図５に温度測定部１８を備えたバッテリ１０の構成を示す。

図５のバッテリ１０は、図１のバッテリ１０に温度測定部１８を備えたものである。図１と同じ部分には同じ符号を付して、説明を省略する。

温度測定部１８は、二次電池モジュール１０の周辺または抵抗Ｒ_１、Ｒ_２、・・・Ｒ_ｎの周辺の温度を測定する。抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊは温度に依存するため、温度により抵抗値ｒ_ｊが異なる。予め記憶部５に温度測定部１８で測定された温度とその温度に対応付けられた抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊが書かれた表を格納しておく。

横軸に温度、縦軸に抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊとして、温度と抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊの関係を考える。温度をＴとすると、温度Ｔと抵抗Ｒ_ｊの抵抗値ｒ_ｊの関係は式（１５）で表される。

ここで、ａは傾き、ｂは切片を示している。たとえばａ＝０．００４、ｂ＝３０［Ω］などである。

たとえば、配線抵抗算出部（制御部）１７は、記憶部５に格納された表から温度測定部１８で測定された温度に対応した抵抗Ｒ_１（第１の抵抗）の抵抗値（第３の抵抗値）を求める。配線抵抗算出部（制御部）１７は、二次電池セル１１‐１（第１の電池）の電圧Ｖ_１（第１の電圧）、二次電池セル１１‐２（第２の電池）の電圧Ｖ_２（第２の電圧）、二次電池セル１１‐２（第２の電池）の電圧Ｖ’_２（第３の電圧）、および抵抗Ｒ_１（第１の抵抗）の抵抗値（第３の抵抗値）を用いて、配線（第３の配線）３の抵抗値（第４の抵抗値）を算出する。

温度測定部１８を備えたバッテリ１０は、図６に示したような電動自転車２０に用いられる。

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

１ 配線
２ 配線
３ 配線
５ 記憶部
１０ バッテリ
１１ 二次電池モジュール
１１−１、１１−２、・・・、１１−ｎ 二次電池セル
１２ 電圧測定部
１３ 電源
１３ 負荷
１４ 電流測定部
１５ セルバランス回路
１６ セルバランス制御部
１７ 配線抵抗算出部
１８ 温度測定部
２０ 電動自転車
ＳＷ_１、ＳＷ_２、・・・、ＳＷ_ｎ スイッチ
Ｒ_１、Ｒ_２、・・・、Ｒ_ｎ 抵抗
Ｒｉ_１、Ｒｉ_２、・・・、Ｒｉ_ｎ 内部抵抗
Ｔ_０１、Ｔ_１２、・・・、Ｔ_ｎ＋１ 接続点
Ｓ_０１、Ｓ_１２、・・・、Ｓ_ｎ＋１ 接続点
Ｌｖ_０、Ｌｖ_ｎ＋１ 電圧測定線
Ｌｖ_０１、Ｌｖ_１２、Ｌｖ_２３、・・・、Ｌｖ_ｎｎ＋１ 電圧測定線

Claims (8)

1. 第１の正極と第１の負極を有する第１の電池と、
   第２の正極と第２の負極を有する第２の電池と、
   前記第１の正極と前記第２の負極を接続する第１の配線と、
   前記第１の負極と前記第２の正極を接続する第２の配線と、
   前記第１の配線と前記第２の配線を接続する第３の配線と、
   前記第２の配線において、前記第２の配線と前記第３の配線の接続点と前記第１の負極との間に挿入された第１の抵抗と、
   前記第２の配線において、前記第１の抵抗と前記第１の負極との間に挿入された第１のスイッチと、
   前記第２の配線において、前記接続点と前記第２の正極との間に挿入された第２のスイッチと、
   前記第２の配線において、前記第２のスイッチと前記第２の正極との間に挿入された第２の抵抗と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第１の電池の第１の電圧、前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第２の電池の第２の電圧、前記第１のスイッチを開とし前記第２のスイッチを開とした場合における前記第２の電池の第３の電圧、および前記第１の抵抗の第１の抵抗値を用いて、前記第３の配線の第２の抵抗値を算出する制御回路。
2. 前記制御部は前記第３の配線の前記第２の抵抗値、前記第１の電池の前記第１の電圧、および前記第１の抵抗の前記第１の抵抗値を用いて、前記第１の電池の第４の電圧を算出する請求項１に記載の制御回路。
3. 前記第１のスイッチを開とし前記第２のスイッチを開とした場合において、前記制御部は前記第１の電池の第５の電圧が前記第２の電池の前記第３の電圧よりも高いときは前記第１のスイッチを閉とし、前記第２の電池の前記第３の電圧が前記第１の電池の前記第５の電圧よりも高いときは前記第２のスイッチを閉とする請求項１または請求項２に記載の制御回路。
4. 前記第１の抵抗の周辺の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度と対応付けられた、前記第１の抵抗の第３の抵抗値が格納された記憶部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は前記温度測定部で測定された前記温度に対応した前記第３の抵抗値を算出し、前記第１の電池の前記第１の電圧、前記第２の電池の前記第２の電圧、前記第２の電池の前記第３の電圧、および前記第１の抵抗の前記第３の抵抗値を用いて、前記第３の配線の第４の抵抗値を算出する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の制御回路。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の制御回路を備えた車。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の制御回路の制御方法であって、
   前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合に前記第１の電池の第１の電圧を測定する工程と、
   前記第１のスイッチを閉とし前記第２のスイッチを開とした場合に前記第２の電池の第２の電圧を測定する工程と、
   前記第１のスイッチを開とし前記第２のスイッチを開とした場合に前記第２の電池の第３の電圧を測定する工程と、
   前記第１の電圧、前記第２の電圧、前記第３の電圧、および前記第１の抵抗の第１の抵抗値を用いて、前記第３の配線の第２の抵抗値を算出する工程と、
   を備える制御回路の制御方法。
7. 前記第３の配線の前記第２の抵抗値、前記第１の電池の前記第１の電圧、および前記第１の抵抗の前記第１の抵抗値を用いて、前記第１の電池の第４の電圧を算出する工程と、
   をさらに備える請求項６に記載の制御回路の制御方法。
8. 前記第１のスイッチを開とし前記第２のスイッチを開とした場合において、前記第１の電池の第５の電圧を測定する工程と、
   前記第１の電池の前記第５の電圧が前記第２の電池の前記第３の電圧よりも高い場合は前記第１のスイッチを閉とする工程と、
   前記第２の電池の前記第３の電圧が前記第１の電池の前記第５の電圧よりも高い場合は前記第２のスイッチを閉とする工程と、
   をさらに備える請求項６または請求項７に記載の制御回路の制御方法。

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