JP7087110B2 - セルコントローラ、電池管理システムおよび電池システム - Google Patents

セルコントローラ、電池管理システムおよび電池システム Download PDF

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本発明は、セルコントローラと、これを用いた電池管理システムおよび電池システムと、に関する。
二次電池から供給される電力を用いて駆動するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の車両では、所望の高電圧を確保するため、二次電池の電池セルを多数直列接続して構成される組電池（電池システム）が一般的に用いられている。従来、このような組電池には、各電池セルの容量計算や保護管理のため、電池管理装置がワイヤーハーネスを介して接続されている。この電池管理装置により、各電池セルの充放電状態を制御することで、各電池セルの管理が行われている。
上記の電池管理装置では、各電池セル間の電圧バラツキを低減するため、電池セル毎に個別に放電を行って各電池セルの電圧を均等化するバランシングを実施するものが知られている。電池管理装置は通常、組電池とは別に車両に搭載された鉛蓄電池等の低電圧バッテリの電力を用いて、停車中にバランシングを実施する。したがって、停車中のバッテリ上がりを防止するためには、バランシング中の電池管理装置の電力消費をなるべく抑制する必要がある。
バランシング中における電池管理装置の低消費電力化に関して、下記特許文献１の技術が提案されている。特許文献１に開示された電池管理装置は、組電池を構成する複数のリチウム二次電池の容量を個別に調整する電池制御システムにおいて、前記各リチウム二次電池の開回路電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段で測定された開回路電圧から当該リチウム二次電池の容量調整時間を演算する演算手段と、前記演算手段で演算された容量調整時間の間、当該リチウム二次電池の容量を調整する容量調整手段と、前記組電池が一定期間未使用で放置された場合に、前記電圧測定手段及び演算手段を所定時間作動させる作動制御手段と、を備え、前記容量調整手段は前記所定時間内に前記リチウム二次電池の容量調整を開始して前記所定時間経過後も該リチウム二次電池の容量調整を続行し、前記電圧測定手段及び前記演算手段は前記所定時間経過後に低消費電力状態となることを特徴としている。
日本国特開２００３－２８２１５９号公報
特許文献１に記載の技術では、複数の電池セルに対応した複数のタイマを配置しているため、装置が複雑化するという課題があった。
本発明によるセルコントローラは、複数の二次電池をそれぞれ放電または充電することで前記二次電池の充電状態をバランシングするバランシング部と、前記バランシングを開始してからの経過時間を計測する第一のタイマと、前記二次電池のバランシング時間に関する情報を含むバランシング指令信号を受信する受信部と、前記第一のタイマが計測した前記バランシングを開始してからの経過時間と、前記受信部が受信した前記バランシング指令信号とに基づいて、前記バランシング部を制御する第一の制御部と、を備え、前記第一の制御部は、前記複数の二次電池のうちバランシング時間が０ではない各セルをバランシング対象セルに設定し、前記バランシング対象セルのうち奇数セルに対する前記バランシングと、前記バランシング対象セルのうち偶数セルに対する前記バランシングとを交互に繰り返し実施するように、前記バランシング部を制御し、前記奇数セルに対する前記バランシングは、前記バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、前記バランシング対象セルにおける前記奇数セルの最小のバランシング時間を、奇数セル放電時間として前記第一のタイマに設定する処理と、前記奇数セルの放電を前記バランシング部に開始させる処理と、前記第一のタイマにより計測された前記奇数セルの放電開始からの経過時間が前記奇数セル放電時間に達したら、前記奇数セルの放電を前記バランシング部に停止させる処理と、前記奇数セル放電時間に基づいて前記バランシング対象セルの各奇数セルのバランシング時間を更新する処理と、更新後のバランシング時間が０である奇数セルを前記バランシング対象セルから除外する処理と、を含み、前記偶数セルに対する前記バランシングは、前記バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、前記バランシング対象セルにおける前記偶数セルの最小のバランシング時間を、偶数セル放電時間として前記第一のタイマに設定する処理と、前記偶数セルの放電を前記バランシング部に開始させる処理と、前記第一のタイマにより計測された前記偶数セルの放電開始からの経過時間が前記偶数セル放電時間に達したら、前記偶数セルの放電を前記バランシング部に停止させる処理と、前記偶数セル放電時間に基づいて前記バランシング対象セルの各偶数セルのバランシング時間を更新する処理と、更新後のバランシング時間が０である偶数セルを前記バランシング対象セルから除外する処理と、を含む。
本発明による電池管理システムは、上記セルコントローラと、前記セルコントローラと通信可能なバッテリコントローラと、を有する。
本発明による電池システムは、上記電池管理システムと、前記電池管理システムによりバランシングされる複数の二次電池と、を有する。
本発明によれば、簡易な構成でバランシング中のバッテリコントローラの電力消費を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る電池管理システムおよび電池システムを示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるバランシング制御の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。 奇数セルバランシング処理のフローチャートである。 偶数セルバランシング処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。 全セルバランシング処理のフローチャートである。 本発明の第３の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。 個別セルバランシング処理のフローチャートである。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る電池管理システムおよび電池システムを示す図である。図１に示す電池管理システムは、複数のセルコントローラ（以下「ＣＣＵ」と省略する）１と、バッテリコントローラ（以下「ＢＣＵ」と省略する）２とを有し、直列接続されたｍ個（ｍは任意の自然数）の電池セル３の管理を行うものである。この電池管理システムとｍ個の電池セル３とを合わせて、本実施形態の電池システムが構成される。なお、以下では電池セル３を単に「セル」と称することがある。
本実施形態の電池システムは、例えばハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の車両に搭載されて使用され、車両のモータを駆動するための電力を供給する。以下では、こうした車両のモータ駆動に利用される電池システムを例として、本実施形態の電池システムを説明する。
ＣＣＵ１は、複数の電池セル３とそれぞれ接続されており、ＢＣＵ２からの指令に基づいて対応する各電池セル３の管理を行う。ＣＣＵ１が行う電池セル３の管理には、電池セル３の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）のバラツキを一定範囲内に揃えるためのバランシングが含まれる。各ＣＣＵ１は、電池セル３において使用できるＳＯＣの範囲を広くすることを目的として、対応する電池セル３のバランシングを行う。なお、ＣＣＵ１によるバランシングの詳細については後述する。
ＢＣＵ２は、各ＣＣＵ１に対して、バランシングを実行させるためのバランシング指令信号を送信する。このバランシング指令信号には、各ＣＣＵ１が接続されている複数の電池セル３のバランシング時間に関する情報が含まれている。またＢＣＵ２は、各ＣＣＵ１から送信されるセル電圧、セル温度、電流値などの情報を受信し、これらの情報に基づいてバランシング指令信号を生成する。
各電池セル３は、リチウムイオン電池等の二次電池を用いて構成されており、負荷である不図示のインバータにモータ駆動用の交流電力を生成するための直流電力を供給するとともに、回生発電中のモータや商用電源からの交流電力に基づいて生成された直流電力を充電する。なお図１では、ｍ個の電池セル３をＢＣ１～ＢＣｍでそれぞれ表すとともに、ＣＣＵ１と各電池セル３の正負極間を接続する線をＬ０～Ｌｍで表している。また、ＢＣＵ２は鉛蓄電池４と接続されている。
次に、本実施形態の電池管理システムを構成するＣＣＵ１およびＢＣＵ２の詳細について説明する。
最初に、ＣＣＵ１について説明する。ＣＣＵ１は、電池セル３を電源として動作し、セルコントローラＩＣ（以下「セルコンＩＣ」と省略する）５、第一の制御部７、第一のタイマ８、時間管理部９、ＣＣＵ側無線機１０、ＣＣＵ側アンテナ１１を備える。セルコンＩＣ５は、バランシング部１２とＡＤ変換器（図示無し）を備える。ＣＣＵ側無線機１０は、ＣＣＵ側送信部１３、ＣＣＵ側受信部１４を備える。
なお図１では、本実施形態の電池管理システムにおける複数のＣＣＵ１のうち、組電池の最高電位側に配置されたＢＣｍ－２、ＢＣｍ－１、ＢＣｍの各電池セル３と接続されているＣＣＵ１Ａと、組電池の最低電位側に配置されたＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３の各電池セル３と接続されているＣＣＵ１Ｂとを例示し、他の電池セル３に接続されているＣＣＵ１の図示を省略している。ただし実際には、電池管理システムが備えるＣＣＵ１の個数や、各ＣＣＵ１に接続される電池セル３の個数は図１の例に限らず、任意に設定可能である。以下では、ＣＣＵ１Ａを例として、複数のＣＣＵ１の構成や動作を説明する。
ＣＣＵ側無線機１０に備えられたＣＣＵ側受信部１４は、ＣＣＵ側アンテナ１１を介して、ＢＣＵ２から送信される無線信号を受信する。例えば、各電池セル３のバランシング時間に関する情報を含む前述のバランシング指令信号や、ＣＣＵ１に対する起動命令を含む起動信号などを、ＢＣＵ２から無線信号により受信する。ＢＣＵ２から無線信号を受信すると、ＣＣＵ側受信部１４は、その無線信号を復調して第一の制御部７へ出力する。
ＣＣＵ側無線機１０に備えられたＣＣＵ側送信部１３は、第一の制御部７から入力される信号を変調して無線信号を生成し、ＣＣＵ側アンテナ１１を介してＢＣＵ２へ送信する。例えば、各電池セル３から取得したセル電圧、セル温度、電流値などの情報を、無線信号によりＢＣＵ２へ送信する。
なお、ＣＣＵ側無線機１０において用いられる無線信号の変調方式としては、例えばＰＳＫ（Phase Shift Keying)がある。また、ＰＳＫ変調方式を利用した通信方式としては、例えばIEEE802.15.4がある。
第一の制御部７は、ＣＣＵ側受信部１４が無線にて受信したバランシング指令信号に基づき、セルコンＩＣ５に備えられたバランシング部１２を制御することで、電池セル３のバランシング制御を行う。このとき第一の制御部７は、第一のタイマ８が計測する時間を用いて、バランシング制御を行う。第一のタイマ８は、バランシング部１２がバランシングを開始してからの経過時間を計測する。なお、第一の制御部７によるバランシング制御の詳細については後述する。第一の制御部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算処理回路や、これらと組み合わせて利用される各種プログラムを用いてそれぞれ構成される。
バランシング部１２は、第一の制御部７の制御に応じて、ＣＣＵ１が接続されている複数の電池セル３をそれぞれ放電または充電することにより、各電池セル３のバランシングを行う。バランシング部１２は、各電池セル３の正負極間にそれぞれ接続された複数のバランシングスイッチ（不図示）を有しており、この複数のバランシングスイッチを第一の制御部７の制御に応じてそれぞれオンまたはオフさせることで、各電池セル３を放電または充電させてバランシングを行うことができる。バランシング部１２は、例えば集積回路であるセルコンＩＣ５における一部の回路や、セルコンＩＣ５に付随して設けられた各種電気部品を用いて構成される。
第一の制御部７は、バランシング部１２のバランシング制御を完了した後、ＣＣＵ１を所定の低消費電力状態に移行させる制御を行う。この低消費電力状態において、ＣＣＵ１は、ＢＣＵ２から起動信号が送信された場合にその起動信号を受信するのに必要な部分を除いて、ＣＣＵ１内の各部の動作を停止する。これにより、バランシング完了後の低消費電力化を図ることができる。
しかし、ＣＣＵ１が低消費電力状態へと移行できないような異常が発生した場合には、ＣＣＵ１の動作によって電池セル３の電荷が放電され続け、最悪の場合、車両の走行ができなくなる虞がある。この異常には、例えば第一のタイマ８の故障や、第一の制御部７の故障などを原因として、所定のバランシング時間を経過してもバランシングを停止できない場合や、バランシング停止後に低所費電力状態よりも消費電力の大きい待機状態を継続する場合などが含まれる。かかる課題を解決するため、ＣＣＵ１は時間管理部９を備えている。
時間管理部９は、ＣＣＵ１が低消費電力状態へと移行できないようなＣＣＵ１の異常時に、ＣＣＵ１を停止する機能を有している。時間管理部９には、バランシング制御に必要な時間よりも長い停止時間が設定されており、バランシングを開始してからの経過時間がこの停止時間を超過すると、ＣＣＵ１を停止することができるようになっている。時間管理部９における停止時間には、あらかじめ決められた固定値や、ＢＣＵ２からの設定値などを用いることができる。また、時間管理部９が第一のタイマ８の異常を監視し、異常を検知したときにＣＣＵ１を停止するようにしてもよい。時間管理部９は、例えば第一の制御部７として用いられるＣＰＵやＦＰＧＡの一機能として実現してもよいし、第一の制御部７とは別のハードウェアを用いて実現してもよい。
低消費電力状態においてＢＣＵ２から無線にて送信された起動信号を受信すると、ＣＣＵ１は起動し、低消費電力状態を解除する。起動後にＢＣＵ２から送信されたバランシング指令信号をＣＣＵ側受信部１４が受信すると、第一の制御部７は、第一のタイマ８を利用して、複数の電池セル３のバランシングを管理する。
続いて、ＢＣＵ２について説明する。ＢＣＵ２は、鉛蓄電池４を電源として動作し、電源部１５、第二の制御部１６、第二のタイマ１７、ＢＣＵ側無線機１８、ＢＣＵ側アンテナ１９を備える。ＢＣＵ側無線機１８は、ＢＣＵ側送信部２０、ＢＣＵ側受信部２１を備える。
電源部１５は、鉛蓄電池４から供給される電源に基づき、ＢＣＵ２の各部分に動作電源を供給する。
ＢＣＵ側受信部２１は、ＢＣＵ側アンテナ１９を介して、ＣＣＵ１から送信される無線信号を受信する。この無線信号には、ＣＣＵ１が取得した各電池セル３のセル電圧、セル温度、電流値などの情報が含まれている。ＣＣＵ１から無線信号を受信すると、ＢＣＵ側受信部２１は、その無線信号を復調して第二の制御部１６へ出力する。
ＢＣＵ側送信部２０は、前述のバランシング指令信号や起動信号が第二の制御部１６から入力されると、これらの信号を変調して無線信号を生成し、ＢＣＵ側アンテナ１９を介してＣＣＵ１へ送信する。
第二の制御部１６は、ＢＣＵ側受信部２１により受信および復調された信号に含まれる各電池セル３の情報に基づいて、各電池セル３のＳＯＣ、ＳＯＨ（State Of Health）、許容電力量などを算出する。また、第二の制御部１６は、算出したＳＯＣに基づいて各電池セル３のバランシング時間を演算し、その演算結果からバランシング指令信号を生成して、ＢＣＵ側送信部２０に出力する。ＢＣＵ側送信部２０は、第二の制御部１６からバランシング指令信号が入力されると、これを変調して無線信号を生成し、ＢＣＵ側アンテナ１９を介してＣＣＵ１へ送信する。これにより、ＣＣＵ１に接続されている複数の電池セル３のバランシング時間がＢＣＵ２からＣＣＵ１へと伝えられる。ＢＣＵ側送信部２０によりバランシング指令信号が送信された後、第二の制御部１６は、所定の低消費電力状態へ移行する。
なお、ＢＣＵ２は、ＣＣＵ１に接続されている複数の電池セル３のバランシング時間の情報を、一回のバランシング指令信号により、まとめてＣＣＵ１に送信する。そのため、ＣＣＵ１においてＣＣＵ側受信部１４は、ＢＣＵ２から送信された一回のバランシング指令信号により、バランシング対象とする複数の電池セル３に対するバランシング時間の情報を受信する。これにより、バランシング実施時に必要なＢＣＵ２の起動と、ＢＣＵ２からＣＣＵ１へのバランシング指令信号の送信とを、それぞれ一回で済ませることができる。したがって、バランシング中のＢＣＵ２の低消費電力化が可能となる。
第二のタイマ１７は、ＢＣＵ２が低消費電力状態に移行してからの経過時間を計測し、その経過時間が所定の起動時間に達したら、電源部１５にＢＣＵ２の起動を指示することでＢＣＵ２を再起動させる。このとき電源部１５は、第二のタイマ１７からの指示に応じて、ＢＣＵ２の各部分に対する動作電源の供給を再開する。
第二の制御部１６は、第二のタイマ１７に起動時間を設定してから、ＢＣＵ２を低消費電力状態に移行させる。第二のタイマ１７は、設定された起動時間の経過後に、電源部１５に対してＢＣＵ２の起動を指示する。
ＢＣＵ２が起動して低消費電力状態を解除すると、ＣＣＵ１に起動信号を送信してＣＣＵ１を起動させる。その後、ＢＣＵ２は各電池セル３の情報取得命令をＣＣＵ１へ送信する。ＣＣＵ１は、ＢＣＵ２からの情報取得命令に従って各電池セル３の情報を取得し、ＢＣＵ２へ送信する。
ＢＣＵ２は、ＣＣＵ１から送信された各電池セル３の情報を用いて、各セルのＳＯＣやバランシング時間を演算し、バランシング指令信号をＣＣＵ１へ送信する。ここで、ＣＣＵ１が取得する電池セル３の情報の一部または全部を、ＢＣＵ２で取得する情報に置き換えてもよい。例えば、複数の電池セル３と直列接続されたシャント抵抗を配置し、このシャント抵抗での電圧降下をＢＣＵ２が所持する不図示のＡＤ変換器で取得することにより、電流値を取得してもよい。また、各セルのバランシング時間ではなく、各セルの電圧やＳＯＣの情報を、バランシング指令信号によりＢＣＵ２からＣＣＵ１へ送信してもよい。この場合、ＣＣＵ１では、各セルの電圧やＳＯＣからバランシング時間を算出することができる。すなわち、ＣＣＵ１において各セルのバランシング時間を決定できるものであれば、バランシング時間に関する情報として任意の情報をバランシング指令信号に含めることが可能である。
バランシング指令信号を送信した後、ＢＣＵ２は再び低消費電力状態へ移行する。ＣＣＵ１は、ＢＣＵ２からバランシング指令信号を受信すると、バランシングを行った後に低消費電力状態へ移行する。
次に、ＣＣＵ１において第一の制御部７が行うバランシング制御について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態におけるバランシング制御の一例を示す図である。図２では、６個の電池セル３が１つのＣＣＵ１と接続されており、この６個の電池セル３のＳＯＣを揃えるバランシング制御の例を、（ａ）～（ｆ）の各図により示している。図２（ａ）～（ｆ）において、「Ｃｅｌｌ１」～「Ｃｅｌｌ６」は同一のＣＣＵ１に接続された６個の電池セル３にそれぞれ対応し、この６個の電池セル３のＳＯＣを棒グラフでそれぞれ表している。なお、各電池セル３のＳＯＣの大きさは、各電池セル３のバランシング時間に相当する。
前述のように、本実施形態の電池システムにおけるバランシングは、電池セル３で使用できるＳＯＣの範囲を広くするために、直列接続された複数セルのＳＯＣを揃えることを目的として行われる。以下では、各電池セル３を放電させることでＳＯＣを揃えるパッシブ方式のバランシングを例として、本実施形態のバランシング制御を説明する。ただし、各セルを放電または充電させてセル間で電荷を移動させることによりＳＯＣを揃えるアクティブ方式のバランシングを適用してもよい。アクティブ方式のバランシングを用いた場合には、複数の電池セル３全体での電力消費を抑制することが可能となる。
また、直列接続された複数の電池セル３では、互いに隣接するセル同士を同時に放電させると、バランシング部１２に印加される電圧が高くなり、セルコンＩＣ５を大型化する必要がある。そのため、本実施形態では、隣接するセル同士は同時には放電できず、低電位側から数えて偶数番目に接続されている各電池セル３（以下「偶数セル」と称する）、または低電位側から数えて奇数番目に接続されている各電池セル３（以下「奇数セル」と称する）を、同時に放電することができる条件とした。
以下では、互いに隣接するセル同士を同時に放電させた場合に、バランシング部１２に印加される電圧について説明する。図１における複数の電池セル３のうち１つ、例えばセルＢＣｍ－１を放電する場合、バランシング部１２において、セルＢＣｍ－１の正極に接続された接続線Ｌｍ－１とセルＢＣｍ－１の負極に接続された接続線Ｌｍ－２の間に配置されたバランシングスイッチをオンすることにより、接続線Ｌｍ－１と接続線Ｌｍ－２の間を低インピーダンスとする。このとき、接続線Ｌｍ－１の電位が接続線Ｌｍ－２の電位に近づくため、接続線Ｌｍ－１と接続線Ｌｍ間の電圧は、放電前の電圧に対して約２倍となる。一方、互いに隣接する２つのセル、例えばセルＢＣｍ－１とセルＢＣｍ－２を同時に放電する場合、バランシング部１２において、接続線Ｌｍ－１と接続線Ｌｍ－２の間に配置されたバランシングスイッチに加えて、セルＢＣｍ－２の正極に接続された接続線Ｌｍ－２とセルＢＣｍ－２の負極に接続された接続線Ｌｍ－３の間に配置されたバランシングスイッチをオンする。これにより、接続線Ｌｍ－１と接続線Ｌｍ－２の間、および接続線Ｌｍ－２と接続線Ｌｍ－３の間を低インピーダンスとする。このとき、接続線Ｌｍ－１の電位が接続線Ｌｍ－３の電位に近づくため、接続線Ｌｍ－１と接続線Ｌｍ間の電圧は、放電前の電圧に対して約３倍となる。
このように、互いに隣接するセル同士を同時に放電させると、１つの場合よりもバランシング部１２に印加される電圧が高くなる。なお、同時に放電させる隣接セルの個数を増やすほど、その個数に応じてバランシング部１２に印加される電圧が高くなる。したがって、互いに隣接するセル同士を同時に放電させる場合は、バランシング部１２を含むセルコンＩＣ５の耐電圧性を高くする必要があることが分かる。一般的に、耐電圧性を高めるには素子を大型化する必要があるため、隣接セルの同時放電はセルコンＩＣ５の大型化につながる虞がある。
図２（ａ）は、バランシング開始前のＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のＳＯＣを示している。この図２（ａ）では、Ｃｅｌｌ６のＳＯＣが最も小さい。したがって、バランシングではＣｅｌｌ６のＳＯＣをターゲットＳＯＣとして、Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ５のＳＯＣをこのターゲットＳＯＣに揃えるように、Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ５の放電が行われる。
図２（ａ）の状態からバランシングを開始すると、第一の制御部７は、最初に奇数セル、すなわちＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ５の放電を行う。これらの奇数セルのうちターゲットＳＯＣに一番近いＳＯＣ、すなわち最小のＳＯＣを有するのは、Ｃｅｌｌ５である。したがって、第一の制御部７は、Ｃｅｌｌ５のＳＯＣがターゲットＳＯＣまで低下するように奇数セルの放電時間を設定し、その放電時間の間、Ｃｅｌｌ１、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ５の放電を行う。これにより、図２（ｂ）の状態となる。
奇数セルの放電が完了して図２（ｂ）の状態になると、第一の制御部７は、続いて偶数セル、すなわちＣｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ４の放電を行う。なお、Ｃｅｌｌ６も偶数セルであるが、Ｃｅｌｌ６のＳＯＣはターゲットＳＯＣに設定されているため、Ｃｅｌｌ６はバランシング対象からは除外される。これらのバランシング対象の偶数セルのうちターゲットＳＯＣに一番近いＳＯＣ、すなわち最小のＳＯＣを有するのは、Ｃｅｌｌ２である。したがって、第一の制御部７は、Ｃｅｌｌ２のＳＯＣがターゲットＳＯＣまで低下するように偶数セルの放電時間を設定し、その放電時間の間、Ｃｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ４の放電を行う。これにより、図２（ｃ）の状態となる。
以下同様に、奇数セルの放電と偶数セルの放電が交互に繰り返して行われる。すなわち、図２（ｃ）の状態において、奇数セルのうちＳＯＣがターゲットＳＯＣになっていないＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌ３の放電が行われ、図２（ｄ）の状態となる。図２（ｄ）の状態において、偶数セルのうちＳＯＣがターゲットＳＯＣになっていないＣｅｌｌ４の放電が行われ、図２（ｅ）の状態となる。図２（ｅ）の状態において、奇数セルのうちＳＯＣがターゲットＳＯＣになっていないＣｅｌｌ１の放電が行われ、図２（ｆ）の状態となる。その結果、図２（ｆ）のように、Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のＳＯＣが揃えられる。
以上説明したような第一の制御部７のバランシング制御により、バランシング開始前にはＳＯＣが不揃いであった６個の電池セル３の全てについて、ＳＯＣを揃えることが可能となることが分かる。
図３は、本発明の第１の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。本実施形態の電池管理システムにおいて、ＣＣＵ１は、例えばＢＣＵ２からバランシング指令信号が送信されてＣＣＵ側受信部１４により受信されると、第一の制御部７により、図３のフローチャートに示すバランシング制御を実施する。
ステップＳ１０において、第一の制御部７は、ＣＣＵ側受信部１４から各セルのバランシング時間を受信する。ここでは、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に含まれる各セルのバランシング時間の情報を、ＣＣＵ側受信部１４から受信して取得する。
ステップＳ２０において、第一の制御部７は、ステップＳ１０で受信した各セルのバランシング時間に基づき、バランシング対象セルを設定する。ここではバランシング時間が０であるセル、すなわちＳＯＣが最小であってターゲットＳＯＣとされるセルを除いた各セルを、バランシング対象セルに設定する。
ステップＳ３０において、第一の制御部７は、奇数セルのバランシング制御を行うための奇数セルバランシング処理を行う。この奇数セルバランシング処理では、ステップＳ２０で設定したバランシング対象セルのうち、奇数セルに対するバランシングが行われる。ただし、後述のステップＳ５０でバランシング対象から除外された奇数セルは、ステップＳ３０の処理対象とはされない。なお、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理の詳細は、後で図４のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ４０において、第一の制御部７は、バランシング対象セルにおける各奇数セルのバランシング時間を更新する。ここでは、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理において設定される奇数セル放電時間Ｔｏを、バランシング対象セルの各奇数セルのバランシング時間から引くことにより、各奇数セルのバランシング時間を更新する。なお、奇数セル放電時間Ｔｏの設定方法については、後で奇数セルバランシング処理の説明において述べる。
ステップＳ５０において、第一の制御部７は、ステップＳ４０の更新によってバランシング時間が０となったセルをバランシング対象から除外する。これにより、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理においてＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致したセルを、以降のバランシング対象から除外する。
ステップＳ６０において、第一の制御部７は、バランシング対象の偶数セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルの中に少なくとも一つの偶数セルが残っている場合はステップＳ８０へ進み、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理に続けて、偶数セルバランシング処理を実施する。一方、バランシング対象セルの中に偶数セルが一つも残っていない場合、すなわち全ての偶数セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、ステップＳ７０へ進む。
ステップＳ７０において、第一の制御部７は、バランシング対象の奇数セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルの中に少なくとも一つの奇数セルが残っている場合はステップＳ３０に戻り、奇数セルバランシング処理を継続する。一方、バランシング対象セルの中に奇数セルが一つも残っていない場合、すなわち全ての奇数セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、図３のフローチャートを終了する。
ステップＳ８０において、第一の制御部７は、偶数セルのバランシング制御を行うための偶数セルバランシング処理を行う。この偶数セルバランシング処理では、ステップＳ２０で設定したバランシング対象セルのうち、偶数セルに対するバランシングが行われる。ただし、後述のステップＳ１００でバランシング対象から除外された偶数セルは、ステップＳ８０の処理対象とはされない。なお、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理の詳細は、後で図５のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ９０において、第一の制御部７は、バランシング対象セルにおける各偶数セルのバランシング時間を更新する。ここでは、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理において設定される偶数セル放電時間Ｔｅを、バランシング対象セルの各偶数セルのバランシング時間から引くことにより、各偶数セルのバランシング時間を更新する。なお、偶数セル放電時間Ｔｅの設定方法については、後で偶数セルバランシング処理の説明において述べる。
ステップＳ１００において、第一の制御部７は、ステップＳ９０の更新によってバランシング時間が０となったセルをバランシング対象から除外する。これにより、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理においてＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致したセルを、以降のバランシング対象から除外する。
ステップＳ１１０において、第一の制御部７は、バランシング対象の奇数セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルの中に少なくとも一つの奇数セルが残っている場合はステップＳ３０に戻り、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理に続けて、奇数セルバランシング処理を実施する。一方、バランシング対象セルの中に奇数セルが一つも残っていない場合、すなわち全ての奇数セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、ステップＳ１２０へ進む。
ステップＳ１２０において、第一の制御部７は、バランシング対象の偶数セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルの中に少なくとも一つの偶数セルが残っている場合はステップＳ８０に戻り、偶数セルバランシング処理を継続する。一方、バランシング対象セルの中に偶数セルが一つも残っていない場合、すなわち全ての偶数セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、図３のフローチャートを終了する。
本実施形態の電池管理システムでは、ＣＣＵ１において、以上説明したようなバランシング制御が第一の制御部７により実行される。このバランシング制御では、全てのバランシング対象セルについてバランシングを完了するまで、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理と、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理とが、交互に繰り返し実施される。したがって、図２で説明したように、奇数セルに対するバランシングと偶数セルに対するバランシングとを交互に繰り返して、各セルのＳＯＣをターゲットＳＯＣに揃えることが可能となる。
続いて、ステップＳ３０の奇数セルバランシング処理について説明する。図４は、奇数セルバランシング処理のフローチャートである。
ステップＳ３１において、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルにおける奇数セルの中で、現在のバランシング時間が最小である奇数セル、すなわちＳＯＣがターゲットＳＯＣに最も近い奇数セルを特定する。このときの各奇数セルのバランシング時間としては、最初にステップＳ３０で奇数セルバランシング処理を実施する場合は、ステップＳ１０で受信したバランシング時間、すなわち、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に基づくバランシング時間が用いられる。一方、２回目以降の奇数セルバランシング処理では、直前のステップＳ４０で更新されたバランシング時間が用いられる。そして、特定した奇数セルの現在のバランシング時間、すなわち現在のバランシング対象セルにおける奇数セルの中で最小のバランシング時間を、奇数セル放電時間Ｔｏに設定する。
ステップＳ３２において、第一の制御部７は、ステップＳ３１で設定した奇数セル放電時間Ｔｏを第一のタイマ８に設定する。
ステップＳ３３において、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルにおける奇数セルのバランシングを開始する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する複数のバランシングスイッチのうち、バランシング対象セルの各奇数セルに対応するバランシングスイッチをオンさせ、他のバランシングスイッチをオフさせる。これにより、バランシング対象セルの各奇数セルの正負極間を低インピーダンス状態として放電が開始されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３４において、第一の制御部７は、第一のタイマ８を用いて、ステップＳ３３で奇数セルのバランシングを開始してから奇数セル放電時間Ｔｏを経過したか否かを判定する。このとき第一のタイマ８は、ステップＳ３３で奇数セルのバランシングを開始してからの経過時間を計測し、この経過時間がステップＳ３２で設定された奇数セル放電時間Ｔｏに達すると、第一の制御部７に対して通知を出力する。第一の制御部７は、第一のタイマ８からの通知を受けるまでは、奇数セル放電時間Ｔｏを経過していないと判定してステップＳ３４に留まり、第一のタイマ８からの通知を受けると、奇数セル放電時間Ｔｏを経過したと判定してステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５において、第一の制御部７は、ステップＳ３３で開始した奇数セルのバランシングを停止する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する全てのバランシングスイッチをオフさせることで、バランシング対象セルの各奇数セルの放電が停止されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３５で奇数セルのバランシングを停止したら、第一の制御部７は、図４のフローチャートを終了し、奇数セルバランシング処理を完了する。その後、図３のフローチャートに戻って次のステップＳ４０に進む。
続いて、ステップＳ８０の偶数セルバランシング処理について説明する。図５は、偶数セルバランシング処理のフローチャートである。
ステップＳ８１において、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルにおける偶数セルの中で、現在のバランシング時間が最小である偶数セル、すなわちＳＯＣがターゲットＳＯＣに最も近い偶数セルを特定する。このときの各偶数セルのバランシング時間としては、最初にステップＳ８０で偶数セルバランシング処理を実施する場合は、ステップＳ１０で受信したバランシング時間、すなわち、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に基づくバランシング時間が用いられる。一方、２回目以降の偶数セルバランシング処理では、直前のステップＳ９０で更新されたバランシング時間が用いられる。そして、特定した偶数セルの現在のバランシング時間、すなわち現在のバランシング対象セルにおける偶数セルの中で最小のバランシング時間を、偶数セル放電時間Ｔｅに設定する。
ステップＳ８２において、第一の制御部７は、ステップＳ８１で設定した偶数セル放電時間Ｔｅを第一のタイマ８に設定する。
ステップＳ８３において、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルにおける偶数セルのバランシングを開始する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する複数のバランシングスイッチのうち、バランシング対象セルの各偶数セルに対応するバランシングスイッチをオンさせ、他のバランシングスイッチをオフさせる。これにより、バランシング対象セルの各偶数セルの正負極間を低インピーダンス状態として放電が開始されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ８４において、第一の制御部７は、第一のタイマ８を用いて、ステップＳ８３で偶数セルのバランシングを開始してから偶数セル放電時間Ｔｅを経過したか否かを判定する。このとき第一のタイマ８は、ステップＳ８３で偶数セルのバランシングを開始してからの経過時間を計測し、この経過時間がステップＳ８２で設定された偶数セル放電時間Ｔｅに達すると、第一の制御部７に対して通知を出力する。第一の制御部７は、第一のタイマ８からの通知を受けるまでは、偶数セル放電時間Ｔｅを経過していないと判定してステップＳ８４に留まり、第一のタイマ８からの通知を受けると、偶数セル放電時間Ｔｅを経過したと判定してステップＳ８５に進む。
ステップＳ８５において、第一の制御部７は、ステップＳ８３で開始した偶数セルのバランシングを停止する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する全てのバランシングスイッチをオフさせることで、バランシング対象セルの各偶数セルの放電が停止されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ８５で偶数セルのバランシングを停止したら、第一の制御部７は、図５のフローチャートを終了し、偶数セルバランシング処理を完了する。その後、図３のフローチャートに戻って次のステップＳ９０に進む。
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）ＣＣＵ１は、二次電池である複数の電池セル３をそれぞれ放電または充電することで電池セル３の充電状態をバランシングするバランシング部１２と、バランシングを開始してからの経過時間を計測する第一のタイマ８と、電池セル３のバランシング時間に関する情報を含むバランシング指令信号を受信するＣＣＵ側受信部１４と、第一のタイマ８が計測したバランシングを開始してからの経過時間と、ＣＣＵ側受信部１４が受信したバランシング指令信号とに基づいて、バランシング部１２を制御する第一の制御部７とを備える。ＣＣＵ側受信部１４は、複数の電池セル３に対するバランシング時間に関する情報を、一回のバランシング指令信号により受信する。このようにしたので、バランシング指令信号をＣＣＵ１に送信するＢＣＵ２では、ＣＣＵ１に接続されている複数の電池セル３のバランシング時間の情報を、一回のバランシング指令信号により、まとめてＣＣＵ１に送信することができる。したがって、簡易な構成でバランシング中のＢＣＵ２の電力消費を抑制することができる。
（２）第一の制御部７は、複数の電池セル３のうちバランシング時間が０ではない各セルをバランシング対象セルに設定し(ステップＳ２０)、バランシング対象セルのうち奇数セルに対するバランシング（ステップＳ３０～Ｓ５０）と、バランシング対象セルのうち偶数セルに対するバランシング（ステップＳ８０～Ｓ１００）とを交互に繰り返し実施するように、バランシング部１２を制御する。このようにしたので、セルコンＩＣ５を大型化することなく、複数の電池セル３を短時間でバランシングすることができる。
（３）第一の制御部７が行う奇数セルに対するバランシングは、次の各処理を含む。
（ａ１）バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、バランシング対象セルにおける奇数セルの最小のバランシング時間を、奇数セル放電時間Ｔｏとして第一のタイマ８に設定する処理（ステップＳ３１、Ｓ３２）
（ａ２）奇数セルの放電をバランシング部１２に開始させる処理（ステップＳ３３）
（ａ３）第一のタイマ８により計測された奇数セルの放電開始からの経過時間が奇数セル放電時間Ｔｏに達したら、奇数セルの放電をバランシング部１２に停止させる処理（ステップＳ３４、Ｓ３５）
（ａ４）奇数セル放電時間Ｔｏに基づいてバランシング対象セルの各奇数セルのバランシング時間を更新する処理（ステップＳ４０）
（ａ５）更新後のバランシング時間が０である奇数セルをバランシング対象セルから除外する処理（ステップＳ５０）
また、第一の制御部７が行う偶数セルに対するバランシングは、次の各処理を含む。
（ｂ１）バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、バランシング対象セルにおける偶数セルの最小のバランシング時間を、偶数セル放電時間Ｔｅとして第一のタイマ８に設定する処理（ステップＳ８１、Ｓ８２）
（ｂ２）偶数セルの放電をバランシング部１２に開始させる処理（ステップＳ８３）
（ｂ３）第一のタイマ８により計測された偶数セルの放電開始からの経過時間が偶数セル放電時間Ｔｅに達したら、偶数セルの放電をバランシング部１２に停止させる処理（ステップＳ８４、Ｓ８５）
（ｂ４）偶数セル放電時間Ｔｅに基づいてバランシング対象セルの各偶数セルのバランシング時間を更新する処理（ステップＳ９０）
（ｂ５）更新後のバランシング時間が０である偶数セルをバランシング対象セルから除外する処理（ステップＳ１００）
このようにしたので、第一の制御部７において、奇数セルに対するバランシングと偶数セルに対するバランシングとを、それぞれ適切に行うことができる。
（４）ＣＣＵ側受信部１４は、バランシング指令信号を無線にて受信する。このようにしたので、ＣＣＵ１とＢＣＵ２の間の配線を省略できるため、電池管理システムの構成をさらに簡略化することができる。
（５）ＣＣＵ１は、ＣＣＵ１の異常時にＣＣＵ１を停止させる時間管理部９を備える。このようにしたので、ＣＣＵ１において異常が発生した場合に、電池セル３の電力が無駄に消費されるのを防止できる。
（６）ＣＣＵ１と通信可能なＢＣＵ２は、二次電池である複数の電池セル３のバランシング時間を演算する第二の制御部１６と、第二の制御部１６により演算されたバランシング時間の情報を含むバランシング指令信号をＣＣＵ１に送信するＢＣＵ側送信部２０とを備える。ＢＣＵ側送信部２０は、複数の電池セル３に対するバランシング時間の情報を、一回のバランシング指令信号により送信する。このようにしたので、バランシング中のＢＣＵ２の電力消費を抑制することができる。
（７）ＢＣＵ側送信部２０は、バランシング指令信号を無線にて送信する。このようにしたので、ＣＣＵ１とＢＣＵ２の間の配線を省略できるため、電池管理システムの構成を簡略化することができる。
（８）ＢＣＵ２は、ＢＣＵ２が所定の低消費電力状態に移行してからの時間を計測する第二のタイマ１７を備える。第二の制御部１６は、第二のタイマ１７に所定の起動時間を設定してから、ＢＣＵ２を低消費電力状態に移行させる。第二のタイマ１７は、ＢＣＵ２が低消費電力状態に移行してからの経過時間が起動時間に達したら、ＢＣＵ２を再起動させる。このようにしたので、バランシングを定期的に実行しつつ、ＢＣＵ２の電力消費をさらに抑制することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態では、奇数セルと偶数セルをそれぞれグルーピングして交互に放電させるバランシング制御方法を説明した。これに対して、本実施形態では、全てのセルを同時に放電させるバランシング制御方法を説明する。なお、本実施形態における電池管理システムおよび電池システムの構成と、ＣＣＵ１およびＢＣＵ２の構成は、第１の実施形態において図１でそれぞれ説明したものと同様である。また、ＢＣＵ２がＣＣＵ１に接続されている複数の電池セル３のバランシング時間の情報を一回のバランシング指令信号でＣＣＵ１に送信する点も、第１の実施形態と同様である。そのため、以下ではこれらの説明を省略する。
図６は、本発明の第２の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。本実施形態の電池管理システムにおいて、ＣＣＵ１は、例えばＢＣＵ２からバランシング指令信号が送信されてＣＣＵ側受信部１４により受信されると、第一の制御部７により、図６のフローチャートに示すバランシング制御を実施する。
ステップＳ１０Ａにおいて、第一の制御部７は、ＣＣＵ側受信部１４から各セルのバランシング時間を受信する。ここでは第１の実施形態と同様に、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に含まれる各セルのバランシング時間の情報を、ＣＣＵ側受信部１４から受信して取得する。
ステップＳ２０Ａにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ１０Ａで受信した各セルのバランシング時間に基づき、バランシング対象セルを設定する。ここでも第１の実施形態と同様に、バランシング時間が０であるセル、すなわちＳＯＣが最小であってターゲットＳＯＣとされるセルを除いた各セルを、バランシング対象セルに設定する。
ステップＳ３０Ａにおいて、第一の制御部７は、全セルのバランシング制御を行うための全セルバランシング処理を行う。この全セルバランシング処理では、ステップＳ２０Ａで設定した全てのバランシング対象セルに対するバランシングが行われる。ただし、後述のステップＳ５０Ａでバランシング対象から除外されたセルは、ステップＳ３０Ａの処理対象とはされない。なお、ステップＳ３０Ａの全セルバランシング処理の詳細は、後で図７のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ４０Ａにおいて、第一の制御部７は、バランシング対象セルにおける各セルのバランシング時間を更新する。ここでは、ステップＳ３０Ａの全セルバランシング処理において設定される全セル放電時間Ｔａを、各バランシング対象セルのバランシング時間から引くことにより、各セルのバランシング時間を更新する。なお、全セル放電時間Ｔａの設定方法については、後で全セルバランシング処理の説明において述べる。
ステップＳ５０Ａにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ４０Ａの更新によってバランシング時間が０となったセルをバランシング対象から除外する。これにより、ステップＳ３０Ａの全セルバランシング処理においてＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致したセルを、以降のバランシング対象から除外する。
ステップＳ６０Ａにおいて、第一の制御部７は、バランシング対象セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルが少なくとも一つ残っている場合はステップＳ３０Ａに戻り、全セルバランシング処理を継続する。一方、バランシング対象セルが一つも残っていない場合、すなわち全セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、図６のフローチャートを終了する。
本実施形態の電池管理システムでは、ＣＣＵ１において、以上説明したようなバランシング制御が第一の制御部７により実行される。このバランシング制御では、全てのバランシング対象セルについてバランシングを完了するまで、ステップＳ３０Ａの全セルバランシング処理が繰り返し実施される。したがって、各セルのＳＯＣをターゲットＳＯＣに揃えることが可能となる。
続いて、ステップＳ３０Ａの全セルバランシング処理について説明する。図７は、全セルバランシング処理のフローチャートである。
ステップＳ３１Ａにおいて、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルの中で、現在のバランシング時間が最小であるセル、すなわちＳＯＣがターゲットＳＯＣに最も近いセルを特定する。このときの各セルのバランシング時間としては、最初にステップＳ３０Ａで全セルバランシング処理を実施する場合は、ステップＳ１０Ａで受信したバランシング時間、すなわち、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に基づくバランシング時間が用いられる。一方、２回目以降の全セルバランシング処理では、直前のステップＳ４０Ａで更新されたバランシング時間が用いられる。そして、特定したセルの現在のバランシング時間、すなわち現在のバランシング対象セルの中で最小のバランシング時間を、全セル放電時間Ｔａに設定する。
ステップＳ３２Ａにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３１Ａで設定した全セル放電時間Ｔａを第一のタイマ８に設定する。
ステップＳ３３Ａにおいて、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セル全てのバランシングを開始する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する複数のバランシングスイッチのうち、各バランシング対象セルに対応するバランシングスイッチをオンさせ、他のバランシングスイッチをオフさせる。これにより、各バランシング対象セルの正負極間を低インピーダンス状態として放電が開始されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３４Ａにおいて、第一の制御部７は、第一のタイマ８を用いて、ステップＳ３３Ａで全バランシング対象セルのバランシングを開始してから全セル放電時間Ｔａを経過したか否かを判定する。このとき第一のタイマ８は、ステップＳ３３Ａで全バランシング対象セルのバランシングを開始してからの経過時間を計測し、この経過時間がステップＳ３２Ａで設定された全セル放電時間Ｔａに達すると、第一の制御部７に対して通知を出力する。第一の制御部７は、第一のタイマ８からの通知を受けるまでは、全セル放電時間Ｔａを経過していないと判定してステップＳ３４Ａに留まり、第一のタイマ８からの通知を受けると、全セル放電時間Ｔａを経過したと判定してステップＳ３５Ａに進む。
ステップＳ３５Ａにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３３Ａで開始した全バランシング対象セルのバランシングを停止する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する全てのバランシングスイッチをオフさせることで、各バランシング対象セルの放電が停止されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３５Ａで全バランシング対象セルのバランシングを停止したら、第一の制御部７は、図７のフローチャートを終了し、全セルバランシング処理を完了する。その後、図６のフローチャートに戻って次のステップＳ４０Ａに進む。
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）、（４）～（８）に加えて、以下の作用効果を奏する。
（９）第一の制御部７は、複数の電池セル３のうちバランシング時間が０ではない各セルをバランシング対象セルに設定し（ステップＳ２０Ａ）、全てのバランシング対象セルに対するバランシングを繰り返し実施するように、バランシング部１２を制御する（ステップＳ３０Ａ～５０Ａ）。このようにしたので、複数の電池セル３のバランシング時間をより一層短縮することができるため、ＣＣＵ１がバランシング時に消費する電池セル３の電力をさらに低減することが可能である。ただし、第１の実施形態に比べてセルコンＩＣ５を大型化する必要が生じる場合がある。
（１０）第一の制御部７が行う全てのバランシング対象セルに対するバランシングは、次の各処理を含む。
（ｃ１）バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、バランシング対象セルの最小のバランシング時間を、全セル放電時間Ｔａとして第一のタイマ８に設定する処理（ステップＳ３１Ａ、Ｓ３２Ａ）
（ｃ２）バランシング対象セルの放電をバランシング部１２に開始させる処理（ステップＳ３３Ａ）
（ｃ３）第一のタイマ８により計測されたバランシング対象セルの放電開始からの経過時間が全セル放電時間Ｔａに達したら、バランシング対象セルの放電をバランシング部１２に停止させる処理（ステップＳ３４Ａ、Ｓ３５Ａ）
（ｃ４）全セル放電時間Ｔａに基づいてバランシング対象セルの各セルのバランシング時間を更新する処理（ステップＳ４０Ａ）
（ｃ５）更新後のバランシング時間が０であるセルをバランシング対象セルから除外する処理（ステップＳ５０Ａ）
このようにしたので、第一の制御部７において、全てのバランシング対象セルに対するバランシングを適切に行うことができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、セルを１つずつ順番に放電させるバランシング制御方法を説明する。なお、前述の第２の実施形態と同様に、本実施形態における電池管理システムおよび電池システムの構成と、ＣＣＵ１およびＢＣＵ２の構成は、第１の実施形態において図１でそれぞれ説明したものと同様である。また、ＢＣＵ２がＣＣＵ１に接続されている複数の電池セル３のバランシング時間の情報を一回のバランシング指令信号でＣＣＵ１に送信する点も、第１の実施形態と同様である。そのため、以下ではこれらの説明を省略する。
図８は、本発明の第３の実施形態におけるバランシング制御のフローチャートである。本実施形態の電池管理システムにおいて、ＣＣＵ１は、例えばＢＣＵ２からバランシング指令信号が送信されてＣＣＵ側受信部１４により受信されると、第一の制御部７により、図８のフローチャートに示すバランシング制御を実施する。
ステップＳ１０Ｂにおいて、第一の制御部７は、ＣＣＵ側受信部１４から各セルのバランシング時間を受信する。ここでは第１および第２の実施形態と同様に、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に含まれる各セルのバランシング時間の情報を、ＣＣＵ側受信部１４から受信して取得する。
ステップＳ２０Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ１０Ｂで受信した各セルのバランシング時間に基づき、バランシング対象セルを設定する。ここでも第１、第２の実施形態と同様に、バランシング時間が０であるセル、すなわちＳＯＣが最小であってターゲットＳＯＣとされるセルを除いた各セルを、バランシング対象セルに設定する。
ステップＳ３０Ｂにおいて、第一の制御部７は、個々のバランシング対象セルのバランシング制御を行うための個別セルバランシング処理を行う。この個別セルバランシング処理では、ステップＳ２０Ｂで設定したバランシング対象セルに対して、１つずつ個別にバランシングが行われる。ただし、後述のステップＳ５０Ｂでバランシング対象から除外されたセルは、ステップＳ３０Ｂの処理対象とはされない。なお、ステップＳ３０Ｂの個別セルバランシング処理の詳細は、後で図９のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ５０Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３０Ｂの個別セルバランシング処理によってバランシングを終えたセルをバランシング対象から除外する。これにより、ステップＳ３０Ｂの個別セルバランシング処理においてＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致したセルを、以降のバランシング対象から除外する。
ステップＳ６０Ｂにおいて、第一の制御部７は、バランシング対象セルがあるか否かを判定する。その結果、バランシング対象セルが少なくとも一つ残っている場合はステップＳ３０Ｂに戻り、個別セルバランシング処理を継続する。一方、バランシング対象セルが一つも残っていない場合、すなわち全セルのＳＯＣがターゲットＳＯＣに一致してバランシングが完了した場合は、図８のフローチャートを終了する。
本実施形態の電池管理システムでは、ＣＣＵ１において、以上説明したようなバランシング制御が第一の制御部７により実行される。このバランシング制御では、全てのバランシング対象セルについてバランシングを完了するまで、ステップＳ３０Ｂの個別セルバランシング処理が繰り返し実施される。したがって、各セルのＳＯＣをターゲットＳＯＣに揃えることが可能となる。
続いて、ステップＳ３０Ｂの個別セルバランシング処理について説明する。図９は、個別セルバランシング処理のフローチャートである。
ステップＳ３１Ｂにおいて、第一の制御部７は、現在のバランシング対象セルの中で、セル番号が最小のセル、すなわち最低電位側に配置されたセルを、今回の放電対象セルとして選択する。ただし、セル番号が最小のセルではなく、セル番号が最大のセルを選択してもよい。あるいは他のセルを選択してもよい。現在のバランシング対象セルの中でいずれか一つのセルを選択できれば、任意のセルを今回の放電対象セルとして選択することが可能である。
ステップＳ３２Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３１Ｂで選択した今回の放電対象セルのバランシング時間を、個別セル放電時間Ｔｎに設定する。このときの放電対象セルのバランシング時間としては、ステップＳ１０Ｂで受信したバランシング時間、すなわち、ＣＣＵ側受信部１４がＢＣＵ２から受信したバランシング指令信号に基づくバランシング時間が用いられる。
ステップＳ３３Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３２Ｂで設定した個別セル放電時間Ｔｎを第一のタイマ８に設定する。
ステップＳ３４Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３１Ｂで選択した今回の放電対象セルのバランシングを開始する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する複数のバランシングスイッチのうち、今回の放電対象セルに対応するバランシングスイッチをオンさせ、他のバランシングスイッチをオフさせる。これにより、今回の放電対象セルの正負極間を低インピーダンス状態として放電が開始されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３５Ｂにおいて、第一の制御部７は、第一のタイマ８を用いて、ステップＳ３４Ｂで今回の放電対象セルのバランシングを開始してから個別セル放電時間Ｔｎを経過したか否かを判定する。このとき第一のタイマ８は、ステップＳ３４Ｂで今回の放電対象セルのバランシングを開始してからの経過時間を計測し、この経過時間がステップＳ３３Ｂで設定された個別セル放電時間Ｔｎに達すると、第一の制御部７に対して通知を出力する。第一の制御部７は、第一のタイマ８からの通知を受けるまでは、個別セル放電時間Ｔｎを経過していないと判定してステップＳ３５Ｂに留まり、第一のタイマ８からの通知を受けると、個別セル放電時間Ｔｎを経過したと判定してステップＳ３６Ｂに進む。
ステップＳ３６Ｂにおいて、第一の制御部７は、ステップＳ３４Ｂで開始した今回の放電対象セルのバランシングを停止する。このとき第一の制御部７は、バランシング部１２が有する全てのバランシングスイッチをオフさせることで、今回の放電対象セルの放電が停止されるように、バランシング部１２を制御する。
ステップＳ３６Ｂで今回の放電対象セルのバランシングを停止したら、第一の制御部７は、図９のフローチャートを終了し、個別セルバランシング処理を完了する。その後、図８のフローチャートに戻って次のステップＳ５０Ｂに進む。
以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）、（４）～（８）に加えて、以下の作用効果を奏する。
（１１）第一の制御部７は、複数の電池セル３のうちバランシング時間が０ではない各セルをバランシング対象セルに設定し（ステップＳ２０Ｂ）、個々のバランシング対象セルに対するバランシングを繰り返し実施するように、バランシング部１２を制御する（ステップＳ３０Ｂ、５０Ｂ）。このようにしたので、複数の電池セル３のバランシング制御を容易に実施することができる。ただし、第１の実施形態に比べて、全ての電池セル３のバランシングを終了するまでの時間が長くなり、ＣＣＵ１がバランシング時に消費する電池セル３の電力が増大する場合がある。
（１２）第一の制御部７が行う個々のバランシング対象セルに対するバランシングは、次の各処理を含む。
（ｄ１）バランシング対象セルの中から放電対象セルを選択する処理（ステップＳ３１Ｂ）
（ｄ２）バランシング指令信号に基づき、選択した放電対象セルのバランシング時間を、個別セル放電時間Ｔｎとして第一のタイマ８に設定する処理（ステップＳ３２Ｂ、Ｓ３３Ｂ）
（ｄ３）放電対象セルの放電をバランシング部１２に開始させる処理（ステップＳ３４Ｂ）
（ｄ４）第一のタイマ８により計測された放電対象セルの放電開始からの経過時間が個別セル放電時間Ｔｎに達したら、放電対象セルの放電をバランシング部１２に停止させる処理（ステップＳ３５Ｂ、Ｓ３６Ｂ）
（ｄ５）放電を終えた放電対象セルをバランシング対象セルから除外する処理（ステップＳ５０Ｂ）
このようにしたので、第一の制御部７において、個々のバランシング対象セルに対するバランシングを適切に行うことができる。
本発明では、以上のようにＣＣＵ１を構成したので、複数の電池セル３に対して設けられた第一のタイマ８が１つであっても、一度のバランシング指令信号の受信で複数の電池セル３のバランシングを管理できる。そのため、バランシング中のＢＣＵ２の低消費電力化を実現でき、電池システムの低消費電力化が可能となる。
また本発明では、以上のようにＢＣＵ２を構成したので、所定のタイミングでバランシングを実行することが可能となる。例えば、車両停止直後は電池セル３の電圧が不安定となるため、ＳＯＣの演算精度が悪化する。そのため、車両停止後の電池セル３の電圧が安定したタイミングでＳＯＣの演算とバランシングを実行することにより、より精密なバランシングが可能となる。また、バランシングを行って複数の電池セル３のＳＯＣのバラツキを解消しても、電池セル３の自己放電量の違いにより、時間が経過すると再びＳＯＣのバラツキが発生する。このような場合であっても、定期的にバランシングを実行することが出来るため、常にＳＯＣのバラツキを抑える事ができる。そのため、どのタイミングで車両を走行状態としても、広いＳＯＣ領域を利用する事が出来、電池セル３による航続距離を延長する事が出来る。
なお、以上説明した各実施形態では、ＢＣＵ２において、第二の制御部１６により、第二のタイマ１７に次回の起動時間を設定するようにしたが、第二のタイマ１７に固定値を設定しておき、ＢＣＵ２が定期的に起動するようにしてもよい。この場合でも、同様の効果を得ることができる。また、第二のタイマ１７の代わりに上位システム（図示無し）からＢＣＵ２を起動するようにしても、同様の効果を得ることができる。
また、以上説明した各実施形態では、ＣＣＵ１は各電池セル３のバランシング時間の情報をバランシング指令信号により受信するようにしたが、第一の制御部７がバランシング時間を算出できる情報であれば、バランシング時間以外の情報を受信してもよい。例えば、各電池セル３のセル電圧やＳＯＣをＣＣＵ１が受信し、これに基づいて第一の制御部７が各電池セル３のバランシング時間を算出するようにしてもよい。特に、セル電圧とＳＯＣの相関が高い電池セル３の場合は、バランシング時間の代わりにセル電圧を受信するようにし、セル電圧を揃えるように第一の制御部７が制御してもよい。あるいは、セルコンＩＣ５が検出した各電池セル３のセル電圧を用いて、各電池セル３のバランシングを行うようにしてもよい。
また、ＣＣＵ１はバランシング終了後、第一のタイマ８に次回の起動時間を設定してから低消費電力状態へ移行してもよい。これにより、ＢＣＵ２が起動しなくてもＣＣＵ１を起動させることができるため、さらなる低消費電力化が可能となる。例えば、ＣＣＵ１を定期的に起動させて各電池セル３の情報の時間変化を取得し、各電池セルの自己放電量を計測することにより、ＳＯＨを正確に計算することができる。また、自己放電量が分かれば、ＢＣＵ２が起動しなくても、ＣＣＵ１において各電池セル３のＳＯＣ変化を検知できるため、定期的にバランシングを実行する事ができる。これにより、次回ＢＣＵ２が起動したときのＳＯＣのバラツキを抑制する事ができる。
また、各実施形態で説明したＣＣＵ１と電池セル３は、セットにして電池パックとして提供する事が出来る。このように構成する事により、故障やバージョンアップによるＣＣＵ１や電池セル３の交換を、電池パック単位でまとめて交換できるため、これらの交換を容易に行うことができる。また、ＢＣＵ２の交換についても、容易にする事が出来る。
また、上記の各実施形態では、ＣＣＵ１とＢＣＵ２間の通信を無線で行う例について説明したが、有線で通信を行うように構成しても同様の効果を得ることができる。一般的に無線の方が有線よりも消費電力が大きいため、無線の場合の方が本発明の効果を享受しやすい。なお、有線の場合であっても、ＣＣＵ１とＢＣＵ２間の通信は絶縁手段により絶縁されることが好ましい。例えばフォトカプラ、フォトＭＯＳリレー、パルストランス、デジタルアイソレータ、コンデンサなど、周知の絶縁手法を適用することができる。また、ＢＣＵ２と複数のＣＣＵ１との接続には、任意の接続方式を適用できる。例えば、ＢＣＵ２と複数のＣＣＵ１間をＣＣＵ１の数だけ接続する、いわゆるスター型接続方式や、ＣＣＵ１間を直列に接続し、最上位のＣＣＵ１だけをＢＣＵ２と接続する、いわゆるリードバック型デイジーチェーン接続方式や、最上位と最下位のＣＣＵ１だけをＢＣＵ２と接続する、いわゆる単方向型デイジーチェーン接続方式などを適用可能である。
上記の各実施形態において、各電池セル３のバランシングは、車両停止中であり、かつ車両が外部充電器により充電されていないときに実行されることが好ましい。車両走行中あるいは車両が外部充電器により充電動作中のときにバランシング動作を行うことも可能ではあるが、これらのときにＢＣＵ２は、充放電許容電力量の計算を定期的に行って上位システムに伝達する必要があるため、低消費電力状態への移行をする事は難しい。また、車両停止中であり、かつ車両が外部充電器により充電されていないときにバランシング動作を行うことで、バランシング動作の実行にかける時間を多く取ることができる。これにより、放電電流を小さくできるので、ＣＣＵ１の構造を簡易なものとすることができる。例えば、車両走行中や車両が外部充電器により充電されているときにバランシング動作を短時間で行うと、大きな放電電流による発熱が発生し、素子の破壊や性能劣化に至る虞がある。これを抑制するためには、ＣＣＵ１に放熱構造を適用しなければならない場合がある。一方、車両停止中であり、かつ車両が外部充電器により充電されていないときにバランシング動作を行うことで、放熱構造をＣＣＵ１に適用する必要がなくなるため、ＣＣＵ１の構造を簡易化することが可能となる。
以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１８－２１９３０５（２０１８年１１月２２日出願）
１，１Ａ，１Ｂ：セルコントローラ（ＣＣＵ）
２：バッテリコントローラ（ＢＣＵ）
３：電池セル
４：鉛蓄電池
５：セルコントローラＩＣ（セルコンＩＣ）
７：第一の制御部
８：第一のタイマ
９：時間管理部
１０：ＣＣＵ側無線機
１１：ＣＣＵ側アンテナ
１２：バランシング部
１３：ＣＣＵ側送信部
１４：ＣＣＵ側受信部
１５：電源部
１６：第二の制御部
１７：第二のタイマ
１８：ＢＣＵ側無線機
１９：ＢＣＵ側アンテナ
２０：ＢＣＵ側送信部
２１：ＢＣＵ側受信部

Claims (6)

  1. 複数の二次電池をそれぞれ放電または充電することで前記二次電池の充電状態をバランシングするバランシング部と、
    前記バランシングを開始してからの経過時間を計測する第一のタイマと、
    前記二次電池のバランシング時間に関する情報を含むバランシング指令信号を受信する受信部と、
    前記第一のタイマが計測した前記バランシングを開始してからの経過時間と、前記受信部が受信した前記バランシング指令信号とに基づいて、前記バランシング部を制御する第一の制御部と、を備え、
    前記第一の制御部は、前記複数の二次電池のうちバランシング時間が０ではない各セルをバランシング対象セルに設定し、前記バランシング対象セルのうち奇数セルに対する前記バランシングと、前記バランシング対象セルのうち偶数セルに対する前記バランシングとを交互に繰り返し実施するように、前記バランシング部を制御し、
    前記奇数セルに対する前記バランシングは、
    前記バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、前記バランシング対象セルにおける前記奇数セルの最小のバランシング時間を、奇数セル放電時間として前記第一のタイマに設定する処理と、
    前記奇数セルの放電を前記バランシング部に開始させる処理と、
    前記第一のタイマにより計測された前記奇数セルの放電開始からの経過時間が前記奇数セル放電時間に達したら、前記奇数セルの放電を前記バランシング部に停止させる処理と、
    前記奇数セル放電時間に基づいて前記バランシング対象セルの各奇数セルのバランシング時間を更新する処理と、
    更新後のバランシング時間が０である奇数セルを前記バランシング対象セルから除外する処理と、を含み、
    前記偶数セルに対する前記バランシングは、
    前記バランシング指令信号または更新後のバランシング時間に基づき、前記バランシング対象セルにおける前記偶数セルの最小のバランシング時間を、偶数セル放電時間として前記第一のタイマに設定する処理と、
    前記偶数セルの放電を前記バランシング部に開始させる処理と、
    前記第一のタイマにより計測された前記偶数セルの放電開始からの経過時間が前記偶数セル放電時間に達したら、前記偶数セルの放電を前記バランシング部に停止させる処理と、
    前記偶数セル放電時間に基づいて前記バランシング対象セルの各偶数セルのバランシング時間を更新する処理と、
    更新後のバランシング時間が０である偶数セルを前記バランシング対象セルから除外する処理と、を含むセルコントローラ。
  2. 請求項１に記載のセルコントローラにおいて、
    前記受信部は、前記複数の二次電池に対する前記情報を、一回の前記バランシング指令信号により受信するセルコントローラ。
  3. 請求項１または請求項２に記載のセルコントローラにおいて、
    前記受信部は、前記バランシング指令信号を無線にて受信するセルコントローラ。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセルコントローラにおいて、
    前記セルコントローラの異常時に前記セルコントローラを停止させる時間管理部を備えるセルコントローラ。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のセルコントローラと、
    前記セルコントローラと通信可能なバッテリコントローラと、
    を有する電池管理システム。
  6. 請求項５に記載の電池管理システムと、
    前記電池管理システムによりバランシングされる複数の二次電池と、を有する電池システム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11495976B2 (en) * 2019-10-01 2022-11-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system and method for controlling battery system
DE102021205122A1 (de) 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Balancierung des Ladezustands der Batteriezellen einer Lithium-Ionen-Batterie

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006304394A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Toyota Motor Corp 電池装置およびこれを備える内燃機関装置並びに車両
JP2013085363A (ja) 2011-10-07 2013-05-09 Hitachi Vehicle Energy Ltd 電池状態管理装置、電池状態管理方法
JP2015041513A (ja) 2013-08-22 2015-03-02 株式会社デンソー 蓄電池制御装置
WO2017043237A1 (ja) 2015-09-11 2017-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置
JP2018125970A (ja) 2017-02-01 2018-08-09 三菱電機株式会社 バッテリーマネジメント装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713489A (en) * 1980-06-27 1982-01-23 Nippon Musical Instruments Mfg Electronic musical instrument
CN102222941B (zh) * 2010-04-13 2013-09-18 登丰微电子股份有限公司 电池电压平衡装置及电池充电装置
JP5453184B2 (ja) * 2010-06-28 2014-03-26 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御回路
US9537327B2 (en) * 2012-12-21 2017-01-03 Lite-On Electronics (Guangzhou) Co., Ltd. Battery cell balancing control system and battery management method thereof
JP2014155405A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Toyota Industries Corp 電圧均等化装置および電圧均等化方法
US10101789B2 (en) * 2013-08-08 2018-10-16 Honeywell International Inc. Battery management in wireless mesh networks
KR101592200B1 (ko) * 2013-08-28 2016-02-05 주식회사 엘지화학 랙을 포함하는 전지팩의 랙 전압 밸런싱 방법
KR102128385B1 (ko) * 2013-12-24 2020-06-30 주식회사 두산 엔진식 지게차의 전원 이상 감지장치 및 감지방법
JP6187308B2 (ja) * 2014-02-19 2017-08-30 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置
US9381825B2 (en) * 2014-02-20 2016-07-05 Ford Global Technologies, Llc State of charge quality based cell balancing control
US9656563B2 (en) * 2014-07-31 2017-05-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Modular wireless electrical system
WO2017057911A1 (ko) * 2015-10-01 2017-04-06 엘지이노텍 주식회사 무인비행체 무선충전 시스템 및 이의 구동 방법
JP6641665B2 (ja) * 2015-12-07 2020-02-05 株式会社リコー 蓄電状態調整装置、電池パック、負荷システム及び蓄電状態調整方法
KR102025286B1 (ko) * 2016-07-12 2019-09-26 주식회사 엘지화학 배터리 셀 밸런싱의 방법 및 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006304394A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Toyota Motor Corp 電池装置およびこれを備える内燃機関装置並びに車両
JP2013085363A (ja) 2011-10-07 2013-05-09 Hitachi Vehicle Energy Ltd 電池状態管理装置、電池状態管理方法
JP2015041513A (ja) 2013-08-22 2015-03-02 株式会社デンソー 蓄電池制御装置
WO2017043237A1 (ja) 2015-09-11 2017-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置
JP2018125970A (ja) 2017-02-01 2018-08-09 三菱電機株式会社 バッテリーマネジメント装置

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