JP7167581B2 - 二次電池装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池装置に関する。

複数の二次電池のセルを直列接続してなる組電池において、セル間に容量ばらつきがあると、充放電に伴ってセルの劣化が促進されることが知られている。そこで、セル間の容量ばらつきを解消するために、特許文献１に開示の構成では、二次電池の充電状態（ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を利用して、直列接続された各二次電池の電池電圧から各二次電池のＳＯＣを推定して容量ばらつきを検出し、均等に充電するための構成が開示されている。かかる構成では、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線において、ＳＯＣが変化してもＯＣＶがほぼ変化しないプラトー領域では電池電圧からＳＯＣを正確に推定できないため、かかる領域外の高ＳＯＣとなる領域でＳＯＣを推定することにより、容量ばらつきの検出精度を高めている。

特開２０１３－７０６００号公報

しかしながら、複数の二次電池のセルを直列接続してなる組電池を並列接続してなる二次電池装置に対して、特許文献１に開示の構成を適用すると、複数の組電池の中に容量ばらつきが検出されないものが生じる可能性がある。すなわち、過充電を防止するために複数の組電池の中のいずれかが満充電状態となった時点で充電を終了させる必要がある。そして、並列接続された複数の組電池では、電池抵抗が低いものほど大きい電流が流れて充電されやすく早期にＳＯＣが上昇するため、他の組電池は低ＳＯＣのままで充電が完了される可能性がある。そして、高ＳＯＣで容量ばらつきを検出する特許文献１に開示の構成では、低ＳＯＣの組電池における容量ばらつきを検出できない。そのため、二次電池装置全体としての容量ばらつきの低減を高精度に行うことができない場合がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、並列接続された複数の組電池を有する二次電池装置において、容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる構成を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、二次電池を構成する複数の電池セル（１１）が互いに直列接続されてなる組電池（１０）を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置（１）であって、
上記複数の組電池を充電する充電器（２０）が接続される充電器接続部（１２）と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部（３０）と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部（４０）と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部（５０）と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部（１６）と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部（１７）と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池が基準充電状態以上に充電された充電回数である優先充電回数を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記優先充電回数が少ない上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置にある。
また、本発明の他の態様は、二次電池を構成する複数の電池セル（１１）が互いに直列接続されてなる組電池（１０）を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置（１）であって、
上記複数の組電池を充電する充電器（２０）が接続される充電器接続部（１２）と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部（３０）と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部（４０）と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部（５０）と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部（１６）と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部（１７）と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池ごとの前回充電終了時からの経過時間である充電後経過時間を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記充電後経過時間が長い上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置にある。

上記二次電池装置においては、優先順位判定部は充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて組電池の充電の優先順位を判定する。そして、充電制御部は当該優先順位に基づいて、複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように充電器接続部と組電池との間の通電状態を制御する。これにより、並列接続された複数の組電池全体を充電する場合に比べて、優先順位の最も高いものを優先して充電することで、複数の組電池の中に低い充電状態のままのものが発生することが抑制される。その結果、容量ばらつき検出部により各組電池内の電池セルにおける容量ばらつきを高精度に検出することができ、これに基づいて、均等化処理部により当該容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる。

以上のごとく、本発明によれば、並列接続された複数の組電池を有する二次電池装置において、容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる二次電池装置を提供することができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、二次電池装置の構成を示すブロック図。 実施形態１における、電池セルのＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の概念図。 実施形態１における、二次電池装置の制御フロー図。 実施形態１における、二次電池装置の他の制御フロー図。 実施形態１における、組電池のＳＯＣの変化を示す概念図。 変形形態１における、二次電池装置の制御フロー図。 変形形態２における、二次電池装置の制御フロー図。 実施形態２における、二次電池装置の制御フロー図。 変形形態３における、二次電池装置の制御フロー図。 変形形態４における、二次電池装置の制御フロー図。

（実施形態１）
上記二次電池装置の実施形態について、図１～図６を用いて説明する。
本実施形態の二次電池装置１は、図１に示すように、複数の組電池１０、充電器接続部１２、充電情報取得部３０、優先順位判定部４０、充電制御部５０、容量ばらつき検出部１６、均等化処理部１７を備える。
複数の組電池１０はそれぞれ、二次電池を構成する複数の電池セル１１が直列接続されてなり、複数の組電池１０は互いに並列接続されている。
充電器接続部１２には、複数の組電池１０を充電する充電器２０が接続される。
充電情報取得部３０は、組電池１０ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する。
優先順位判定部４０は、充電情報取得部３０が取得した充電情報に基づいて、充電器２０から組電池１０への充電の優先順位を判定する。
充電制御部５０は、優先順位判定部４０により判定された優先順位に基づいて、複数の組電池１０の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように充電器接続部１２と組電池１０との間の通電状態を制御する。
容量ばらつき検出部１６は、充電器２０による充電により組電池１０の充電状態が所定値以上になったときに、組電池１０における複数の電池セル１１間の容量ばらつきを検出する。
均等化処理部１７は、容量ばらつき検出部１６の検出結果が複数の電池セル１１間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、複数の電池セル１１における容量を均等化する。

なお、「優先順位の最も高い組電池１０を優先的に充電する」とは、優先順位の最も高い組電池１０以外の他の組電池１０の充電を停止した状態で優先順位の最も高い組電池１０の充電を開始することや、優先順位の最も高い組電池１０が他の組電池１０における充電速度よりも早い充電速度で充電されるように充電器２０から供給される電力を制御することを含む。

以下、本実施形態の二次電池装置１について、詳述する。
本実施形態では、図１に示すように、二次電池装置１は３個の組電池１０として、第１の組電池１０ａ、第２の組電池１０ｂ及び第３の組電池１０ｃが並列に接続されている。各組電池１０は同一の構成を有しており、充電器２０に接続される充電器接続部１２との間の通電経路を通電状態と非通電状態とに切り替え可能なスイッチ１８が備えられている。スイッチ１８は、組電池１０ごとに備えられており、第１の組電池１０ａの通電経路に備えられた第１のスイッチ１８ａ、第２の組電池１０ｂの通電経路に備えられた第２のスイッチ１８ｂ、第３の組電池１０ｃの通電経路に備えられた第３のスイッチ１８ｃを含む。そして、各組電池１０は、複数の二次電池からなる電池セル１１と、ＢＭＳ（バッテリーマネジメントシステム）を備えている。

電池セル１１は二次電池であって、電池セル１１の構成は、例えば、正極材料をリン酸鉄リチウムなどのオリビン系材料とするとともに負極材料を黒鉛（グラファイト）としたオリビン系のリチウムイオン二次電池とすることができる。図２に示すように、オリビン系電池は、充電状態（ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線において、ＳＯＣ１０％～９０％の領域にＳＯＣの変化に対してＯＣＶが略一定となるプラトー領域Ｐを有する。そして、プラトー領域Ｐの最大ＳＯＣとなる部分にＳＯＣ－ＯＣＶ曲線が急峻に立ち上がる変曲点Ｑを有する。

図１に示すＢＭＳは、セル電圧検出部１３、電流検出部１４、充電状態推定部１５、容量ばらつき検出部１６、均等化処理部１７を備える。セル電圧検出部１３は、各電池セル１１の電池電圧を検出する電圧計からなる。電流検出部１４は、直列接続された電池セル１１に流れる電流値を検出する電流計からなる。充電状態推定部１５は、セル電圧検出部１３により検出された電池セル１１の電池電圧と、電流検出部１４により検出された電流値と、予め記憶されたモデル電池セルの充電状態（ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線とから、電池セル１１のＳＯＣを推定する。

図１に示す容量ばらつき検出部１６は、組電池１０の充電状態が所定の基準状態に達したときに、充電状態推定部１５により推定されたＳＯＣを比較して、電池セル１１間に容量ばらつきが発生しているが否かを判定し、容量ばらつきの発生を検出する。容量ばらつき検出部１６における当該判定方法として、複数の電池セル１１における最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとの差分が所定値以上であるときに、電池セル１１間に容量ばらつきが発生していると判定する方法を採用することができる。

容量ばらつき検出部１６は、図２に示す電池セル１１のＳＯＣと開回路電圧との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線において、ＳＯＣの上昇に伴うＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の急峻な立ち上がりの開始点である変曲点Ｑに相当するＳＯＣＸ％に達したときに基準状態に達したと判定することができる。

図１に示す均等化処理部１７は、容量ばらつき検出部１６によって容量ばらつきが検出されたときに、当該容量ばらつきを解消する均等化処理を行う。均等化処理の方法は、特に限定されないが、容量ばらつきの検出時に複数の電池セル１１の中で最大ＳＯＣを呈する電池セル１１を強制的に放電させることにより当該電池セル１１のＳＯＣを低下させて、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとの差分を所定値よりも小さくする方法を採用することができる。又は、容量ばらつきの検出時に複数の電池セル１１の中で最大ＳＯＣを呈する電池セル１１をバイパスさせて充電することにより、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとの差分を所定値よりも小さくする方法を採用してもよい。

図１に示すように、二次電池装置１には、制御部２が備えられている。制御部２は、充電情報取得部３０、優先順位判定部４０、充電制御部５０を備える。充電情報取得部３０は、組電池１０の充電に関する情報を取得する。本実施形態では、充電状態推定部１５により推定されたＳＯＣに基づいて、組電池１０ごとに上述の基準ＳＯＣ以上に充電された回数である優先充電回数を充電情報として取得する。取得された充電情報は図示しないメモリに記憶される。

図１に示す優先順位判定部４０では、充電情報取得部３０により取得された充電情報に基づいて、充電時の優先順位を決定する。本実施形態では、充電情報として取得された組電池１０ごとの優先充電回数が少ないものほど優先順位が高いものとする。そして、充電制御部５０では、当該優先順位に基づいてスイッチ１８によって通電状態を切り替え、優先順位が高い組電池１０が優先的に充電されるように制御する。

次に、二次電池装置１における制御フローについて図３、図４を用いて説明する。
図３に示す充電制御のフローでは、まず、ステップＳ１において、充電情報取得部３０が各組電池１０の充電情報として、充電状態推定部１５により推定された各組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上となった回数である優先充電回数ｋを取得する。本実施形態では、基準ＳＯＣＸ％はＳＯＣ９０％であって、図２に示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線において電池電圧が急峻に立ち上がる変曲点Ｑを呈する。そして、変曲点Ｑは、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線が有するプラトー領域Ｐの最大ＳＯＣを示す点である。

次に、図３に示すステップＳ２において、優先順位判定部４０が、充電情報取得部３０により取得された優先充電回数ｋのうち、最大回数ｋｍａｘ、最小回数ｋｍｉｎが基準値ｋｔｈとの関係式であるｋｍａｘ－ｋｍｉｎ＞ｋｔｈを満たすか否かを判定する。

当該関係式を満たす場合は、ステップＳ２のＹｅｓに進み、ステップＳ３において、充電制御部５０が、優先順位が最も高い最小回数ｋｍｉｎの組電池１０を優先的に充電する優先充電を開始するように制御する。すなわち、図１に示す複数の組電池１０の中で第１の組電池１０ａが最小回数ｋｍｉｎを呈する場合には、第１の組電池１０ａと充電器接続部１２との通電経路に設けられた第１のスイッチ１８ａを通電状態とし、第２の組電池１０ｂと充電器接続部１２との間及び第３の組電池１０ｃと充電器接続部１２との間にそれぞれ設けられた第２のスイッチ１８ｂ及び第３のスイッチ１８ｃを非通電状態にする。これにより、充電器２０から電力は複数の組電池１０の中で第１の組電池１０ａにのみ供給される。その結果、図５に示すように、優先充電の開始後、時間経過に伴って第１の組電池１０ａのＳＯＣのみが増加することとなる。

その後、図３に示すステップＳ４において、充電制御部５０により、充電状態推定部１５により推定される最小回数ｋｍｉｎを示す第１の組電池１０ａのＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上になったか否かを判定する。そして、ステップＳ４において、第１の組電池１０ａのＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上になったと判定された場合はステップＳ４のＹｅｓに進み、ステップＳ５において、充電制御部５０による優先充電を解除し、すべての組電池１０に同時に電力を供給する通常充電を開始する。すなわち、図５に示すように、第１の組電池１０ａのＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％に到達した時間Ｔｘにおいて、充電制御部５０が第１のスイッチ１８ａに加えて、第２のスイッチ１８ｂ及び第３のスイッチ１８ｃも非通電状態から通電状態に切り替え、充電器２０からすべての組電池１０に同時に電力を供給する。これにより、図５に示すように、時間Ｔｘ以降においてすべての組電池１０のＳＯＣが上昇する。その後ステップＳ７に進む。

なお、図３に示すステップＳ２において、ｋｍａｘ－ｋｍｉｎ＞ｋｔｈを満たさないと判定された場合はステップＳ２のＮｏに進んで、ステップＳ６において通常充電を開始し、すべての組電池１０を同時に充電する。その後ステップＳ７に進む。

そして、図３に示すステップＳ７において、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０があるか否かを判定する。基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０があると判定した場合は、ステップＳ７のＹｅｓに進み、ステップＳ８において、基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０の優先充電回数ｋに１を加算して更新する。その後、ステップＳ９に進む。なお、図３に示すステップＳ７において、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０がないと判定した場合は、優先充電回数ｋを更新せずにステップＳ９に進む。

図３に示すステップＳ９では、充電制御部５０が組電池１０のうち満ＳＯＣに達したものがあるか否か判定する。満ＳＯＣに達した組電池１０があると判定した場合は、ステップＳ１０に進み、充電器２０からの電力供給を停止して当該制御フローを終了する。一方、ステップＳ９において、満ＳＯＣに達した組電池１０がないと判定した場合は、再度、ステップＳ１に戻る。

次に、図４に示す均等化制御フローについて説明する。
図４に示す均等化制御フローはＢＭＳにおいて組電池１０ごとに行われ、上述の充電制御フローと並行して行うことができる。まず、ステップＳ２１において、均等化処理部１７が、組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上であるかを判定する。組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上であると判定した場合は、容量ばらつき検出部１６が、当該組電池１０に含まれる各電池セル１１の容量を検出して比較し、容量のばらつきが所定値以上か否かを判定する。容量のばらつきが所定値以上であると判定した場合はステップＳ２２のＹｅｓに進み、ステップＳ２３において均等化処理部１７が当該組電池１０における電池セル１１の容量を均等化する。

なお、ステップＳ２１において組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上でないと判定した場合はステップＳ２１のＮｏに進み、当該制御フローを終了する。また、ステップＳ２２において容量のばらつきが所定値以上でないと判定した場合はステップＳ２１のＮｏに進み、当該制御フローを終了する。

次に、本実施形態の二次電池装置１における作用効果について、詳述する。
本実施形態の二次電池装置１によれば、優先順位判定部４０によって充電情報取得部３０が取得した充電情報に基づいて組電池１０の充電の優先順位を判定する。そして、充電制御部５０によって、当該優先順位に基づいて、複数の組電池１０の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように充電器接続部１２と組電池１０との間の通電状態を制御する。これにより、並列接続された複数の組電池１０全体を充電する場合に比べて、優先順位の最も高いものを優先して充電することで、複数の組電池１０の中に低い充電状態のままのものが発生することが抑制される。その結果、容量ばらつき検出部１６により各組電池１０内の電池セル１１間における容量ばらつきを高精度に検出することができ、これに基づいて、均等化処理部１７により当該容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる。

また、本実施形態では、各組電池１０と充電器接続部１２との間の通電経路を通電状態と非通電状態とに切り替え可能なスイッチ１８が備えられ、充電制御部５０は、スイッチ１８を切り替えて充電器２０から組電池１０への充電を制御する。これにより、充電制御部５０による充電制御を簡易な構成で確実に行うことができる。

また、本実施形態では、充電情報取得部３０は、充電情報として、組電池１０が基準充電状態以上に充電された充電回数である優先充電回数ｋを取得するように構成されており、優先順位判定部４０は、充電情報取得部３０により取得された優先充電回数ｋが少ないものほど優先順位が高いと判定する。これにより、組電池１０が基準ＳＯＣ以上に充電されずに容量ばらつきの解消がなされていない可能性の高い優先充電回数ｋの少ない組電池１０（１０ａ）に対して、容量ばらつきの有無を判定し、容量ばらつきを解消することができる。

また、本実施形態では、充電制御部５０は、充電情報取得部３０により取得された複数の組電池１０における優先充電回数ｋにおける最大回数ｋｍａｘと最小回数ｋｍｉｎとの差分が所定値以上であるときに、優先順位に基づいて充電器接続部１２と組電池１０との間の通電状態を制御する。これにより、上記差分が所定値以上の場合において優先充電回数ｋが最小回数を呈する組電池１０の容量ばらつきを判定及び解消することができ、複数の組電池１０において容量ばらつき解消の機会を平等にもたらすことができる。

また、本実施形態では、充電制御部５０は、優先順位の最も高い第１の組電池１０ａの充電を開始するときに他の第２の組電池１０ｂ及び第３の組電池１０ｃの充電を停止状態にし、第１の組電池１０ａの充電状態が所定の基準状態に達したと判定したときに、第２の組電池１０ｂ及び第３の組電池１０ｃの充電を開始するように制御するこれにより、複数の組電池１０全体を高ＳＯＣまで充電することができる。

また、本実施形態では、充電制御部５０は、優先順位の最も高い組電池１０の充電状態が、組電池１０における電池セル１１のＳＯＣと開回路電圧との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線においてＳＯＣの上昇に伴うＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の急峻な立ち上がりの開始点である変曲点Ｑに相当するＳＯＣに達したときに、上記基準状態に達したと判定する。これにより、電池電圧の変化からＳＯＣの変化をより正確に推定して容量ばらつきを高精度に検出することができる。

また、本実施形態では、電池セル１１におけるＳＯＣと開回路電圧との関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線がプラトー領域Ｐを有し、プラトー領域Ｐの最大充電状態を呈するＳＯＣ－ＯＣＶ曲線上の点が上記ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の急峻な立ち上がりの開始点である変曲点Ｑとなっている。これにより、プラトー領域Ｐ以外で容量ばらつきを判定するため、容量ばらつきを高精度に検出することができる。

本実施形態では、図３に示すステップＳ４において、充電制御部５０は、最小回数ｋｍｉｎを呈する組電池のＳＯＣが、組電池１０における電池セル１１のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の変曲点Ｑに相当するＳＯＣに達したときに上記基準状態に達したと判定することとしたが、これに替えて、図６に示す変形形態１のように、ステップＳ４１において、最小回数ｋｍｉｎを呈する組電池のＳＯＣが１００％に達したときに上記基準状態に達したと判定することとしてもよい。

そして、変形形態１では、実施形態１における図３に示すステップＳ７に替えて、図６に示すステップＳ７１のように、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが１００％の組電池１０があるか否かを判定し、ＳＯＣ１００％の組電池１０があると判定した場合はステップＳ８に進み、そうでない場合はステップＳ９に進むこととしてもよい。なお、変形形態１において、実施形態１の同等の構成には実施形態１の同一の符号を付してその説明を省略する。そして、変形形態１においても実施形態１の同等の作用効果を奏する。

さらに、図７に示す変形形態２のように、ステップＳ４２において、最小回数ｋｍｉｎを呈する組電池１０における複数の電池セル１１の中の最高電池セル電圧値が、図２に示すように該電池セルのＳＯＣ－ＯＣＶ曲線においてＳＯＣの上昇に伴うＳＯＣ－ＯＣＶ曲線が急峻な立ち上がりの開始点である変曲点Ｑに相当する電圧値ＸＶを示したときに、上記基準状態に達したと判定することとしてもよい。

そして、変形形態２では、実施形態１における図３に示すステップＳ７に替えて、図７に示すステップＳ７２のように、充電制御部５０が、複数の組電池１０において、複数の電池セル１１の中の最高電池セル電圧値が上記電圧値ＸＶ以上である組電池１０があるか否かを判定し、最高電池セル電圧値が上記電圧値ＸＶ以上である組電池１０があると判定した場合はステップＳ８に進み、そうでない場合はステップＳ９に進むこととしてもよい。なお、変形形態２においても、実施形態１の同等の構成には実施形態１の同一の符号を付してその説明を省略する。そして、変形形態２においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。

なお、本実施形態１では、充電制御部５０は、第１の組電池１０ａが基準ＳＯＣＸ％以上になるまで、第１のスイッチ１８ａを通電状態にしつつ他の第２のスイッチ１８ｂ及び第３のスイッチ１８ｃを非通電状態にして、第１の組電池１０ａを優先的に充電するようにしたが、これに替えて、第１の組電池１０ａが基準ＳＯＣＸ％以上になるまでの間に、第１のスイッチ１８ａを通電状態にする時間を、他の第２のスイッチ１８ｂ及び第３のスイッチ１８ｃを通電状態にする時間よりも長くすることで、第１の組電池１０ａを優先的に充電するようにしてもよい。すなわち、第１の組電池１０ａを優先的に充電している期間の一部に、第２のスイッチ１８ｂ及び第３のスイッチ１８ｃを通電状態にして第２の組電池１０ｂ、第３の組電池１０ｃが充電される期間が存在していてもよい。

以上のごとく、本実施形態及び上記変形形態によれば、並列接続された複数の組電池１０を有する二次電池装置１において、容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる構成を提供することができる。

（実施形態２）
上記実施形態１では、図３に示すように、ステップＳ２において充電制御部５０は、充電情報取得部３０により取得された複数の組電池１０における優先充電回数ｋにおける最大回数ｋｍａｘと最小回数ｋｍｉｎとの差分が所定値以上であるときに、優先順位に基づいて充電器接続部１２と組電池１０との間の通電状態を制御することとし、ステップＳ３において、充電制御部５０が、優先順位が最も高い最小回数ｋｍｉｎの組電池１０を優先的に充電するように制御することとしたが、これに替えて、以下に説明する実施形態２のようにしてもよい。なお、実施形態２において、実施形態１と同等の構成要素には実施形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、実施形態２では、図８に示す充電制御フローのように、まず、ステップＳ１０１において、充電情報取得部３０が、充電情報として組電池１０ごとに前回充電終了時から経過時間である充電後経過時間Ｔを取得する。そして、ステップＳ１０２において、優先順位判定部４０が、充電情報取得部３０により取得された充電後経過時間Ｔが長いものほど優先順位が高いと判定する。

その後、図８に示すステップＳ１０２において、優先順位判定部４０が、充電情報取得部３０により取得された充電後経過時間Ｔのうち、最大時間Ｔｍａｘ、最小時間Ｔｍｉｎが基準値Ｔｔｈとの関係式であるＴｍａｘ－Ｔｍｉｎ＞Ｔｔｈを満たすか否かを判定する。

当該関係式を満たす場合は、図８に示すステップＳ１０２のＹｅｓに進み、ステップＳ１０３において、充電制御部５０が、優先順位が最も高い最大時間Ｔｍａｘの組電池１０を優先的に充電する優先充電を開始するように制御する。充電制御部５０における優先充電の方法は実施形態１の場合と同様である。

その後、図８に示すステップＳ１０４において、充電制御部５０により、充電状態推定部１５により推定される最大時間Ｔｍａｘを示す組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上になったか否かを判定し、当該組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上になったと判定された場合はステップＳ１０４のＹｅｓに進み、図８に示すステップＳ５において、実施形態１と同様に充電制御部５０による優先充電を解除し、すべての組電池１０に同時に電力を供給する通常充電を開始する。その後、図８に示すステップＳ７に進む。

なお、図８に示すステップＳ１０２において、Ｔｍａｘ－Ｔｍｉｎ＞Ｔｔｈを満たさないと判定された場合はステップＳ１０２のＮｏに進んで、ステップＳ６において実施形態１と同様に通常充電を開始して、すべての組電池１０を同時に充電する。その後、図８に示すステップＳ７に進む。

そして、図８に示すステップＳ７において、実施形態１と同様に、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０があるか否かを判定する。基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０があると判定した場合は、ステップＳ７のＹｅｓに進み、ステップＳ１０８において、基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０の充電後経過時間Ｔのスタート時刻を更新する。その後、ステップＳ９に進む。なお、図３に示すステップＳ７において、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが基準ＳＯＣＸ％以上の組電池１０がないと判定した場合は、充電後経過時間Ｔのスタート時刻を更新せずにステップＳ９に進む。

図８に示すステップＳ９では、実施形態１と同様に、充電制御部５０が組電池１０のうち満ＳＯＣに達したものがあるか否か判定する。満ＳＯＣに達した組電池１０があると判定した場合は、ステップＳ１０に進み、実施形態１と同様に、充電器２０からの電力供給を停止して当該制御フローを終了する。一方、ステップＳ９において、満ＳＯＣに達した組電池１０がないと判定した場合は、再度、ステップＳ１０１に戻る。そして、当該実施形態２においても、実施形態１と同等の作用効果を奏する。

さらに、実施形態２では、充電制御部５０は、充電情報取得部３０により取得された複数の組電池１０の充電後経過時間Ｔにおける最大時間Ｔｍａｘと最小時間Ｔｍｉｎとの差分が所定値以上であるときに、優先順位に基づいて充電器２０から組電池１０への充電を制御する。これにより、上記差分が所定値以上の場合において充電後経過時間Ｔが最大時間Ｔｍａｘを呈する組電池１０の容量ばらつきを判定及び解消することができ、複数の組電池１０において容量ばらつき解消の機会を平等にもたらすことができる。

本実施形態では、図８に示すステップＳ１０４において、充電制御部５０は、最大時間Ｔｍａｘを呈する組電池のＳＯＣ１０が、組電池１０における電池セル１１のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の変曲点Ｑに相当するＳＯＣに達したときに上記基準状態に達したと判定することとしたが、これに替えて変形形態１の場合と同様に、図９に示す変形形態３のように、ステップＳ４３において、最大時間Ｔｍａｘを呈する組電池１０のＳＯＣが１００％に達したときに上記基準状態に達したと判定することとしてもよい。

また、変形形態１の場合と同様に、変形形態３においても図９に示すステップＳ７１のように、充電制御部５０が、複数の組電池１０の中にＳＯＣが１００％の組電池１０があるか否かを判定し、ＳＯＣ１００％の組電池１０があると判定した場合はステップＳ１０８に進み、そうでない場合はステップＳ９に進むこととしてもよい。なお、変形形態３においても、実施形態１、２の同等の構成には実施形態１の同一の符号を付してその説明を省略する。そして、変形形態３においても実施形態１、２と同等の作用効果を奏する。

さらに、図１０に示す変形形態４のように、変形形態２の場合と同様に、ステップＳ４２において、最大時間Ｔｍａｘを呈する組電池１０における複数の電池セル１１の中の最高電池セル電圧値が、該電池セルのＳＯＣ－ＯＣＶ曲線においてＳＯＣの上昇に伴うＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の急峻な立ち上がりの開始点である変曲点Ｑに相当する電圧値ＸＶを示したときに、上記基準状態に達したと判定することとしてもよい。

また、変形形態４においても、変形形態２の場合と同様に、図１０に示すステップＳ７２のように、充電制御部５０が、複数の組電池１０において、複数の電池セル１１の中の最高電池セル電圧値が上記電圧値ＸＶ以上である組電池１０があるか否かを判定し、最高電池セル電圧値が上記電圧値ＸＶ以上である組電池１０があると判定した場合はステップＳ１０８に進み、そうでない場合はステップＳ９に進むこととしてもよい。なお、変形形態４においても、実施形態１、２の同等の構成には実施形態１、２の同一の符号を付してその説明を省略する。そして、変形形態４においても実施形態１、２と同等の作用効果を奏する。

本発明は上記各実施形態及び各変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 二次電池装置
１０ 組電池
１１ 電池セル
１２ 充電器接続部
１５ 充電状態推定部
１６ 容量ばらつき検出部
１７ 均等化処理部
１８ スイッチ
２０ 充電器
３０ 充電情報取得部
４０ 優先順位判定部
５０ 充電制御部
Ｐ プラトー領域
Ｑ 変曲点

Claims (7)

1. 二次電池を構成する複数の電池セル（１１）が互いに直列接続されてなる組電池（１０）を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置（１）であって、
   上記複数の組電池を充電する充電器（２０）が接続される充電器接続部（１２）と、
   上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部（３０）と、
   上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部（４０）と、
   上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部（５０）と、
   上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部（１６）と、
   上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部（１７）と、を備え、
   上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池が基準充電状態以上に充電された充電回数である優先充電回数を取得するように構成されており、
   上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記優先充電回数が少ない上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置。
2. 上記各組電池と上記充電器接続部との間の通電経路を通電状態と非通電状態とに切り替え可能なスイッチ（１８）が備えられ、
   上記充電制御部は、上記スイッチを切り替えて上記充電器から上記組電池への充電を制御する、請求項１に記載の二次電池装置。
3. 上記充電制御部は、上記充電情報取得部により取得された上記複数の組電池における上記優先充電回数のうちの最大回数と最小回数との差分が所定値以上であるときに、上記優先順位に基づいて上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する、請求項１又は２に記載の二次電池装置。
4. 二次電池を構成する複数の電池セル（１１）が互いに直列接続されてなる組電池（１０）を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置（１）であって、
   上記複数の組電池を充電する充電器（２０）が接続される充電器接続部（１２）と、
   上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部（３０）と、
   上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部（４０）と、
   上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部（５０）と、
   上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部（１６）と、
   上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部（１７）と、を備え、
   上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池ごとの前回充電終了時からの経過時間である充電後経過時間を取得するように構成されており、
   上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記充電後経過時間が長い上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置。
5. 上記充電制御部は、上記充電情報取得部により取得された上記複数の組電池における充電後経過時間のうちの最大時間と最小時間との差分が所定値以上であるときに、上記優先順位に基づいて上記充電器から上記組電池への充電を制御する、請求項４に記載の二次電池装置。
6. 上記充電制御部は、上記優先順位の最も高い上記組電池の充電を開始するときに他の上記組電池の充電を停止状態にし、上記優先順位の最も高い上記組電池の充電状態が所定の基準状態に達したと判定したときに、他の上記組電池の充電を開始するように制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載の二次電池装置。
7. 上記充電制御部は、上記優先順位に基づいて充電している上記組電池の充電状態が満充電状態になったときに上記基準状態に達したと判定する、請求項６に記載の二次電池装置。

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