JP7276682B2 - 蓄電素子の管理装置、蓄電装置、及び、蓄電素子の管理方法 - Google Patents

Description

蓄電素子の管理装置、蓄電装置、及び、蓄電素子の管理方法に関する。

従来、蓄電素子の管理装置において、蓄電素子と直列に接続されている遮断器を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１には、蓄電素子と直列に接続されているリレー（遮断器）を備え、蓄電素子の異常（過放電や過充電）が予見される場合はリレーをオフ（開、オープン）にして蓄電素子を異常（過放電や過充電）から保護することが記載されている。

特許６２６０１０６号公報

四輪自動車のエンジン始動に用いられる蓄電素子（以下、自動車用の蓄電素子という）は、エンジン動作中に補機類（ヘッドライト、パワーステアリング、自動ブレーキシステム、自動運転システム、衝突安全システム、エアコン、オーディオなど）に電力を供給する。このため、自動車用の蓄電素子はエンジン動作中に補機類に電力が供給されなくなる電源欠損（所謂パワーフェイル）を極力避けなければならない。

具体的には、四輪自動車（以下、単に自動車という）は、状況によっては消費電力が発電機（オルタネータ）の発電能力を超える場合がある。その場合は発電機を補って蓄電素子から放電される。このため、走行中にパワーフェイルが生じると、パワーステアリングが動かなくなる、自動ブレーキシステムのブレーキ踏力アシストがなくなるなどによって非常に危険な状況になり得る。自動運転システムも同様である。さらに、衝突安全システムもダウンするため衝突のリスクもある。
このような理由から、自動車用の蓄電素子はエンジン動作中（充電器が蓄電素子を充電する状態のとき）のパワーフェイルを極力避けなければならない。このため、自動車用の蓄電素子は過充電や過放電などの異常でない限り遮断器をオフにすることが許容されない。

蓄電素子の状態には蓄電素子にとって都合のよい範囲がある。蓄電素子の異常が予見されない場合、蓄電素子は異常ではないが、必ずしも蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲にあるとは限らない。自動車用の蓄電素子の場合は、過充電や過放電などの異常でない限りは遮断器をオフにすることが許容されないので、蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲から外れる可能性があった。

本明細書では、蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲から外れることを抑制する技術を開示する。

自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。

蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲から外れることを抑制できる。

自動二輪車の側面図 車両システムのブロック図 バッテリの分解斜視図 二次電池の平面図 図４のＡ－Ａ線の断面図 バッテリのブロック図 充電状態と開放電圧との関係を示すグラフ

（本実施形態の概要）
自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする。

自動二輪車の場合、エンジン動作中（充電器が蓄電素子を充電する状態のときの一例）はオルタネータから供給される電力によって補機類が動作する。このため、自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子（以下、二輪車用の蓄電素子という）は、過充電や過放電などの異常でなくてもエンジン動作中に遮断器をオフにすることが許容される場合がある。
上記の管理装置によると、蓄電素子にとって都合のよい範囲を所定の範囲として設定し、エンジン動作中に蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると蓄電素子に異常が生じていなくても遮断器をオフにすることにより、蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲から外れることを抑制できる。言い換えると、上記の管理装置によると、自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子において、少なくともエンジン動作中は、蓄電素子にとって都合のよい範囲が使用される可能性が高くなる。

前記蓄電素子は、充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときは、前記自動二輪車に電力を供給しないパワーフェイルが許容されるものであり、前記管理部は、前記充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときに前記蓄電素子の状態が前記所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにしてもよい。

前述したように、一般に二輪車用の蓄電素子は、充電器が蓄電素子を充電する状態（例えばエンジン動作中）のときはパワーフェイルが許容される。このため、充電器が蓄電素子を充電する状態のときは蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると遮断器をオフにすることにより、蓄電素子にとって都合のよい範囲が使用される可能性が高くなる。
ただし、二輪車用の蓄電素子も、充電器が蓄電素子を充電しない状態（例えばエンジン停止中）のときに補機類が使用される場合は蓄電素子から補機類に電力が供給される。このため、エンジン停止中に遮断器をオフにすると補機類を使用できなくなる。エンジン停止中に遮断器をオフにするとその後にエンジンを再始動するときに自動二輪車のスタータに電力を供給することもできなくなる。
上記の蓄電装置によると、充電器が蓄電素子を充電しない状態のときは蓄電素子の状態が所定の範囲から外れても遮断器をオフにしないので、エンジン停止中に補機類に電力を供給することや、その後にエンジンを再始動するときに自動二輪車のスタータに電力を供給することができる。

前記所定の範囲は前記蓄電素子が劣化し難い範囲であってもよい。

蓄電素子が劣化し難い範囲は蓄電素子にとって都合のよい範囲である。上記の管理装置によると、蓄電素子の状態が、蓄電素子が劣化し難い範囲から大きく外れることを抑制できる。このため蓄電素子の劣化を抑制できる。

前記状態は前記蓄電素子の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）であり、前記蓄電素子は充電状態の変化に対する前記蓄電素子の開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の変化が小さいプラトー領域を有し、前記劣化し難い範囲は前記プラトー領域内の範囲であってもよい。

プラトー領域とは、充電状態（ＳＯＣ）と開放電圧（ＯＣＶ）との関係を表すグラフにおいて、充電状態（ＳＯＣ）の変化量に対する開放電圧（ＯＣＶ）の変化量が所定位置以下である領域のことをいい、具体的には例えば充電状態（ＳＯＣ）の変化量に対する開放電圧（ＯＣＶ）の変化量が２［ｍＶ／％］以下の領域である。
蓄電素子のＳＯＣがプラトー領域内にあるときは蓄電素子が劣化し難い。上記の管理装置によると、劣化し難い範囲はプラトー領域内の範囲であるので、蓄電素子の劣化を抑制できる。
所定の範囲はプラトー領域全体であってもよいし、プラトー領域内の一部の範囲であってもよい。

前記劣化し難い範囲の下限値は充電状態１５％～３５％の間であり、上限値は充電状態６５％～９５％の間であってもよい。

蓄電素子が劣化し難い範囲は蓄電素子の種類によって異なるが、一般に蓄電素子が劣化し難い範囲の下限値は充電状態１５％～３５％の間にあり、上限値は充電状態６５％～９５％の間にある。このため、蓄電素子の種類に応じて蓄電素子が劣化し難い範囲の下限値を１５％～３５％の間に設定し、上限値を６５％～９５％の間に設定することにより、蓄電素子の状態が、蓄電素子が劣化し易い範囲から外れることを抑制できる。

前記状態は前記蓄電素子の単位時間当たりの電圧の変化量であり、前記劣化し難い範囲は、前記単位時間当たりの電圧の変化量が所定値以下の範囲であってもよい。

単位時間当たりの電圧の変化量（ｄｖ/ｄｔ）が大きい領域は、ｄｖ/ｄｔが小さい領域に比べて蓄電素子が過充電や過放電領域に至るまでの余裕が小さいため、蓄電素子が劣化し易い。上記の管理装置によると、劣化し難い範囲はｄｖ／ｄｔが所定値以下の範囲であるので、蓄電素子が過充電や過放電領域に至るまでにある程度の余裕がある。このため蓄電素子の劣化を抑制できる。
例えば、蓄電素子の中には充電状態（ＳＯＣ）の変化に対する開放電圧（ＯＣＶ）の変化が小さいプラトー領域を有するものがある。プラトー領域はｄｖ／ｄｔが小さいので蓄電素子が劣化し難い。このため、プラトー領域を有する蓄電素子の場合はプラトー領域内のｄｖ／ｄｔ（例えばプラトー領域内のｄｖ／ｄｔの最大値）を所定値とすることにより、蓄電素子の劣化を抑制できる。

前記状態は前記蓄電素子の温度であり、前記管理部は、前記蓄電素子の温度が前記所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにしてもよい。

蓄電素子にとって都合のよい温度の範囲がある場合は、蓄電素子の状態は蓄電素子の温度であってもよい。このようにすると、蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい温度の範囲から外れることを抑制できる。

車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記車両は、エンジン動作中は前記蓄電素子からの電力供給を必要としないものであり、当該管理装置は、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、エンジン動作中に前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする。

パワーステアリング、自動ブレーキシステム、自動運転システム、衝突安全システムなどの消費電力が大きいシステムを備えておらず、エンジン動作中は発電機によって全ての電力が賄われる車両（例えば自動二輪車）は、エンジン動作中にパワーフェイルが生じても車両の安全が損なわれない。このため、エンジン動作中のパワーフェイルが許容される。
上記の管理装置によると、車両は、エンジン動作中は蓄電素子からの電力供給を必要としないものであるので、エンジン動作中に蓄電素子の状態が都合のよい範囲から外れることを、車両の安全を損なうことなく抑制できる。

車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記車両は、エンジン動作中に前記蓄電素子からの電力供給を必要とする場合があるシステムを有するものであり、当該管理装置は、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記システムがオフにされている場合は、エンジン動作中に前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする。

エンジン動作中に蓄電素子からの電力供給を必要とする場合があるシステム（パワーステアリング、自動ブレーキシステム、自動運転システム、衝突安全システムなど）を有する車両であっても、システムがオフのときはエンジン動作中にパワーフェイルが許容される。
上記の管理装置によると、システムがオフにされている場合は、エンジン動作中に蓄電素子の状態が都合のよい範囲から外れると遮断器をオフにする。言い換えると、上記の管理装置によると、システムがオンのときはエンジン動作中に蓄電素子の状態が都合のよい範囲から外れても遮断器をオフにしないので、蓄電素子の状態が都合のよい範囲から外れることを、車両の安全を損なうことなく抑制できる。

車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、当該管理装置は前記車両と通信する機能を有していないものであり、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする。

一般に車両と通信する機能を有していない管理装置は、充電器が蓄電素子を充電する状態のとき（例えばエンジン動作中）は蓄電素子から車両に電力が供給されなくなるパワーフェイルが許容される。
上記の管理装置によると、蓄電素子にとって都合のよい範囲を所定の範囲として設定し、充電器が蓄電素子を充電する状態のときに蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると蓄電素子に異常が生じていなくても遮断器をオフにすることにより、蓄電素子の状態が蓄電素子にとって都合のよい範囲から外れることを抑制できる。

本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図７によって説明する。
図１に示すように、実施形態１に係るバッテリ５０（蓄電装置の一例）は自動二輪車１０に搭載される二輪車用のバッテリである。

図２に示すように、バッテリ５０には自動二輪車１０に搭載されているスタータ１０Ａ、オルタネータ１０Ｂ及び補機類１０Ｃ（ヘッドライド、エアコン、オーディオなど）が接続されている。バッテリ５０はスタータ１０Ａに電力を供給してエンジンを始動させるエンジン始動用のバッテリである。バッテリ５０はエンジン動作中にオルタネータ１０Ｂによって充電される。

自動二輪車１０のエンジン動作中はオルタネータ１０Ｂから補機類１０Ｃに電力が供給される。このため、バッテリ５０は、エンジン動作中は補機類１０Ｃに電力を供給しないが、エンジン停止中に補機類１０Ｃが使用される場合は補機類１０Ｃにも電力を供給する。
一般に二輪車用のバッテリは自動二輪車１０のＥＣＵと通信する機能を有していない。実施形態１に係る二輪車用のバッテリ５０もＥＣＵと通信する機能を有していない。

（１）バッテリの構成
図３に示すように、バッテリ５０は組電池６０と、回路基板ユニット６５と、収容体７１とを備える。
収容体７１は、合成樹脂材料からなる本体７３と蓋体７４とを備えている。本体７３は有底筒状である。本体７３は、底面部７５と、４つの側面部７６とを備えている。４つの側面部７６によって上端部分に上方開口部７７が形成されている。

収容体７１は、組電池６０と回路基板ユニット６５を収容する。組電池６０は１２個の二次電池６２（蓄電素子の一例）を有する。二次電池６２は一例として正極活物質に鉄を含有した鉄系のリチウムイオン電池である。１２個の二次電池６２は３並列で４直列に接続されている。回路基板ユニット６５は、回路基板１００と回路基板１００上に搭載される電子部品とを含み、組電池６０の上部に配置されている。

蓋体７４は、本体７３の上方開口部７７を閉鎖する。蓋体７４の周囲には外周壁７８が設けられている。蓋体７４は、平面視略Ｔ字形の突出部７９を有する。蓋体７４の前部のうち、一方の隅部に正極外部端子５１が固定され、他方の隅部に負極外部端子５２が固定されている。

図４及び図５に示すように、二次電池６２は直方体形状のケース８２内に電極体８３を非水電解質と共に収容したものである。ケース８２は、ケース本体８４と、その上方の開口部を閉鎖する蓋８５とを有している。

電極体８３は、詳細については図示しないが、銅箔からなる基材に活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に活物質を塗布した正極要素との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体８４に収容可能となるように扁平状に巻回されている。

正極要素には正極集電体８６を介して正極端子８７が、負極要素には負極集電体８８を介して負極端子８９がそれぞれ接続されている。正極集電体８６及び負極集電体８８は、平板状の台座部９０と、この台座部９０から延びる脚部９１とからなる。台座部９０には貫通孔が形成されている。脚部９１は正極要素又は負極要素に接続されている。正極端子８７及び負極端子８９は、端子本体部９２と、その下面中心部分から下方に突出する軸部９３とからなる。そのうち、正極端子８７の端子本体部９２と軸部９３とは、アルミニウム（単一材料）によって一体成形されている。負極端子８９においては、端子本体部９２がアルミニウム製で、軸部９３が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子８７及び負極端子８９の端子本体部９２は、蓋８５の両端部に絶縁材料からなるガスケット９４を介して配置され、このガスケット９４から外方へ露出されている。

蓋８５は、圧力開放弁９５を有している。圧力開放弁９５は、図２に示すように、正極端子８７と負極端子８９の間に位置している。圧力開放弁９５は、ケース８２の内圧が制限値を超えた時に、開放して、ケース８２の内圧を下げる。

（２）バッテリの電気的構成
図６に示すように、バッテリ５０は組電池６０と、組電池６０を管理するＢＭＵ１０１（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）とを備えている。ＢＭＵ１０１は管理装置の一例である。
組電池６０は、複数の二次電池６２から構成されている。二次電池６２は１２個あり、３並列で４直列に接続されている。図６では並列に接続された３つの二次電池６２を１つの電池記号で表している。バッテリ５０は定格１２Ｖである。

パワーライン７０Ｐは、正極外部端子５１と組電池６０の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン７０Ｎは、負極外部端子５２と組電池６０の負極とを接続するパワーラインである。組電池６０の負極はシグナルグランドＧ１に接続されている。組電池６０はシグナルグランドＧ１を基準電位とする。負極外部端子５２はボディグランドＧ２に接続されている。ボディグランドＧ２は自動二輪車１０のボディである。ボディグランドＧ２は自動二輪車１０の基準電位である。

ＢＭＵ１０１は電流センサ５３、電圧センサ１１０、遮断器５５及び管理部１３０を備えている。組電池６０、電流センサ５３及び遮断器５５は、パワーライン７０Ｐ、パワーライン７０Ｎを介して、直列に接続されている。遮断器５５、電流センサ５３及び管理部１３０は回路基板１００上に実装されており、回路基板１００のシグナルグランドＧ１を基準電位（動作基準）とする。

電流センサ５３は、組電池６０の負極に位置し、負極側のパワーライン７０Ｎに設けられている。電流センサ５３は、組電池６０の電流Ｉを検出する。
電圧センサ１１０は、各二次電池６２の電圧Ｖと組電池６０の総電圧とを検出する。組電池６０の総電圧は４つの二次電池６２の合計電圧である。
温度センサ１１１はいずれか一つあるいは二つの二次電池６２に設けられており、二次電池６２の温度を検出して管理部１３０に出力する。

遮断器５５は、組電池６０の負極に位置し、負極のパワーライン７０Ｎに設けられている。遮断器５５は、充電用ＦＥＴ５５Ａと、放電用ＦＥＴ５５Ｂとを有する。充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５Ｂは電力用の半導体スイッチであり、より具体的にはＮチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５ＢのソースＳは基準端子である。充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５ＢのゲートＧは制御端子である。充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５ＢのドレンＤは接続端子である。

充電用ＦＥＴ５５ＡはソースＳが組電池６０の負極に接続されている。放電用ＦＥＴ５５ＢはソースＳが負極外部端子５２に接続されている。充電用ＦＥＴ５５Ａと放電用ＦＥＴ５５ＢとはドレンＤ同士が接続されることによってバックツーバック接続されている。
充電用ＦＥＴ５５Ａは寄生ダイオード５６Ａを有している。寄生ダイオード５６Ａは順方向が放電方向と同一である。放電用ＦＥＴ５５Ｂは寄生ダイオード５６Ｂを有している。寄生ダイオード５６Ｂは順方向が充電方向と同一である。

放電用ＦＥＴ５５ＢはソースＳが負極外部端子５２に接続されていることから、ボディグランドＧ２が基準電位である。充電用ＦＥＴ５５ＡはソースＳが組電池６０の負極に接続されている。組電池６０の負極は回路基板１００のシグナルグランドＧ１に接続されているので、充電用ＦＥＴ５５ＡはシグナルグランドＧ１が基準電位である。

充電用ＦＥＴ５５ＡはゲートＧにＨレベルの電圧が印加されることでオンになり、ゲートＧにＬレベルの電圧が印加されることでオフになる。放電用ＦＥＴ５５Ｂも同様である。

管理部１３０は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２及びメモリ１３３を備える。管理部１３０は電圧センサ１１０、電流センサ５３、温度センサ１１１の出力に基づいてバッテリ５０を管理する。管理部１３０は、正常時、充電用ＦＥＴ５５ＡのゲートＧ及び放電用ＦＥＴ５５ＢのゲートＧにＨレベルの電圧を印加し、充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５Ｂをオン（閉、クローズ）にする。充電用ＦＥＴ５５Ａ及び放電用ＦＥＴ５５Ｂの双方がオンの場合、組電池６０は充電、放電の双方が可能である。

（３）管理部よって実行される処理
管理部１３０によって実行される処理のうちＳＯＣ推定処理、エンジン動作中の充電用ＦＥＴオフ処理、及び、充電用ＦＥＴオン処理について説明する。

（３－１）ＳＯＣ推定処理
ＳＯＣ推定処理は、電流積算法によって二次電池６２の充電状態（ＳＯＣ）を推定する処理である。ＳＯＣは状態の一例である。電流積算法は、電流センサ５３によって二次電池６２の充放電電流を所定の時間間隔で計測することで二次電池６２に出入りする電力量を計測し、これを初期容量から加減することでＳＯＣを推定する方法である。

電流積算法は二次電池６２の使用中でもＳＯＣを推定できるという利点がある反面、常に電流を計測して充放電電力量を積算するので電流センサ５３の計測誤差が累積して次第に不正確になる可能性がある。このため、管理部１３０は、電流積算法によって推定したＳＯＣを二次電池６２の開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）に基づいてリセットしてもよい。

具体的には、図７に示すように、ＯＣＶとＳＯＣとの間には比較的精度の良い相関関係があるので、ＯＣＶからＳＯＣを推定し、電流積算法によって推定したＳＯＣを、ＯＣＶから推定したＳＯＣでリセットしてもよい。
ＯＣＶは回路が開放されている状態の電圧に限られない。例えば、ＯＣＶは二次電池６２に流れる電流の電流値が微小な基準値未満であるときの電圧であってもよい。

（３－２）エンジン動作中の充電用ＦＥＴオフ処理
エンジン動作中の充電用ＦＥＴオフ処理は、エンジン動作中（オルタネータ１０Ｂが二次電池６２を充電する状態）のとき、ＳＯＣが所定の範囲（二次電池６２にとって都合のよい範囲）から外れると充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにする処理である。

図７を参照して、所定の範囲について説明する。鉄系の二次電池６２はＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化が小さいプラトー領域を有している。ここではＳＯＣ２０％～９０％の範囲がプラトー領域であるとする。二次電池６２はＳＯＣがプラトー領域にあるときは劣化し難い。このため、二次電池６２の劣化を抑制する上ではＳＯＣがプラトー領域から外れないようにすることが望ましい。
ただし、二次電池６２の劣化をより確実に抑制するためにはＳＯＣがプラトー領域内のより狭い範囲内にあることが望ましい。このため、ここでは所定の範囲として３０％～７０％を例に説明する。

エンジン動作中は自動二輪車１０のオルタネータ１０Ｂによって二次電池６２が充電されるので、エンジン動作中にＳＯＣが３０％未満に低下する可能性は低い。このため、管理部１３０はエンジン動作中にＳＯＣが７０％を超えると充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにする。

具体的には、管理部１３０はＳＯＣ推定処理によってＳＯＣを推定する毎に、エンジン動作中であるか否かを判断する。例えばエンジン動作中はオルタネータ１０Ｂによって二次電池６２が充電されるので、電流センサ５３によって一定値以上の充電電流が検出される。管理部１３０は一定値以上の充電電流を検出した場合はエンジン動作中であると判断する。

エンジン動作中である場合は、管理部１３０は推定したＳＯＣが７０％を超えているか否かを判断し、７０％を超えている場合は充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにする。ただし、管理部１３０は、充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにしても放電用ＦＥＴ５５Ｂについてはオンを維持する。このため放電は許容される。

（３－３）充電用ＦＥＴオン処理
充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにした場合、そのままではその後に二次電池６２が使用されてＳＯＣが低下した場合に二次電池６２を充電できない。このため、管理部１３０はＳＯＣが７０％以下まで低下すると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにする。７０％は一例であり、６０％や５０％などの７０％より小さいＳＯＣまで低下すると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにしてもよい。

（４）実施形態の効果
ＢＭＵ１０１によると、エンジン動作中（オルタネータ１０Ｂが二次電池６２を充電する状態のとき）はパワーフェイルが許容される。ＢＭＵ１０１によると、二次電池６２にとって都合のよいＳＯＣの範囲が所定の範囲として設定されており、エンジン動作中にＳＯＣが所定の範囲から外れると二次電池６２に過充電や過放電などの異常が生じていなくても充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにする。このため、エンジン動作中にＳＯＣが都合のよい範囲から外れることを抑制できる。このため、ＢＭＵ１０１によると、自動二輪車１０のエンジン始動に用いられる二次電池６２において、少なくともエンジン動作中は、二次電池６２にとって都合のよいＳＯＣの範囲が使用される可能性が高くなる。
ＢＭＵ１０１によると、二次電池６２に異常が生じていなくてもＳＯＣが所定の範囲から外れると充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにするので、二次電池６２がオルタネータ１０Ｂに接続されている時間を短くできる。このため、二次電池６２が異常でない限りは常にオルタネータ１０Ｂに接続される場合に比べ、二次電池６２の劣化を抑制できる。二次電池６２がオルタネータ１０Ｂに接続されている時間を短くできるので、二次電池６２が過充電になるリスクも低減できる。

ＢＭＵ１０１によると、エンジン停止中（オルタネータ１０Ｂが二次電池６２を充電しない状態のとき）はＳＯＣが所定の範囲から外れても充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにしないので、エンジン停止中に補機類に電力を供給することや、その後にエンジンを再始動するときに自動二輪車１０のスタータ１０Ａに電力を供給することができる。

ＢＭＵ１０１によると、所定の範囲は二次電池６２が劣化し難い範囲であるので、ＳＯＣが、二次電池６２が劣化し難い範囲から外れることを抑制できる。このため二次電池６２の劣化を抑制できる。

ＢＭＵ１０１によると、所定の範囲はプラトー領域内の範囲であるので、二次電池６２の劣化を抑制できる。

ＢＭＵ１０１は、エンジン動作中はバッテリ５０からの電力供給を必要としない車両（自動二輪車１０）のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置の一例である。具体的には、自動二輪車１０はパワーステアリング、自動ブレーキシステム、自動運転システム、衝突安全システムなどの消費電力が大きいシステムを備えておらず、エンジン動作中はオルタネータ１０Ｂによって全ての電力が賄われる。このため自動二輪車１０はエンジン動作中にパワーフェイルが生じても車両の安全が損なわれない。このため、自動二輪車１０はエンジン動作中のパワーフェイルが許容される。このため、エンジン動作中にＳＯＣが都合のよい範囲から外れることを、車両の安全を損なうことなく抑制できる。

ＢＭＵ１０１は、車両と通信する機能を有していない管理装置の一例である。一般に車両と通信する機能を有していない管理装置は、エンジン動作中に蓄電素子から車両に電力が供給されなくなるパワーフェイルが許容される。ＢＭＵ１０１によると、エンジン動作中にＳＯＣが所定の範囲から外れると充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにするので、ＳＯＣが二次電池６２にとって都合のよい範囲から外れることを抑制できる。

＜実施形態２＞
実施形態２に係る管理部１３０は、エンジン停止中の放電用ＦＥＴオフ処理を実行する。エンジン停止中の放電用ＦＥＴオフ処理は、エンジン停止中にＳＯＣが３０％未満になると放電用ＦＥＴ５５Ｂをオフにする処理である。

具体的には、エンジン停止中に補機類１０Ｃが使用される場合はバッテリ５０から補機類１０Ｃに電力が供給されるのでＳＯＣが３０％未満まで低下する可能性がある。あるいは、自動二輪車１０が長期間駐車されることによってＳＯＣが３０％未満まで低下する可能性もある。このため、管理部１３０はエンジン停止中にＳＯＣが３０％未満になると放電用ＦＥＴ５５Ｂをオフにする。

放電用ＦＥＴ５５Ｂをオフにした場合、そのままではその後にエンジンを始動させるときにスタータ１０Ａに電力を供給できない。このため、例えば自動二輪車１０の乗員が放電用ＦＥＴ５５Ｂをオンにする指示を入力するための操作部をバッテリ５０に設け、当該操作部が操作されると放電用ＦＥＴ５５Ｂをオンにしてもよい。あるいは、乗員が所有する携帯端末（スマートホンなど）から放電用ＦＥＴ５５Ｂをオンにする指示を無線で受信してもよい。あるいは、自動二輪車１０のＥＣＵと通信するための通信部をバッテリ５０に設け、ＥＣＵからエンジン始動信号を受信すると放電用ＦＥＴ５５Ｂをオンにしてもよい。

実施形態２に係るＢＭＵ１０１によると、ＳＯＣが所定の範囲から外れると放電用ＦＥＴ５５Ｂをオフにするので、ＳＯＣが都合のよい範囲から外れることを抑制できる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では二次電池６２として鉄系のリチウムイオン電池を例に説明した。しかしながら、二次電池６２は鉄系に限られるものではなく、プラトー領域を有する他の種類の二次電池６２であってもよい。

（２）上記実施形態では所定の範囲としてプラトー領域内の一部の範囲（３０％～７０％）を例に説明したが、所定の範囲はプラトー領域全体（２０％～９０％）であってもよい。

（３）上記実施形態では二次電池６２が劣化し難い範囲として２０％～９０％を例に説明したが、二次電池６２が劣化し難い範囲はこれに限られない。二次電池６２が劣化し難い範囲は二次電池６２の種類によって異なるが、一般に下限値はＳＯＣ１５％～３５％の間にあり、上限値はＳＯＣ６５％～９５％の間にある。このため、二次電池６２の種類に応じて下限値を１５％～３５％の間に設定し、上限値を６５％～９５％の間に設定することにより、ＳＯＣが、二次電池６２が劣化し易い範囲から外れることを抑制できる。

二次電池６２が劣化し難い範囲の下限値は１５％～３５％の間において二次電池６２が過放電と見做されるＳＯＣより大きい値に設定することが望ましい。同様に、上限値は６５％～９５％の間において二次電池６２が過充電と見做されるＳＯＣより小さい値に設定することが望ましい。これにより、二次電池６２に過充電や過放電などの異常が生じていなくても二次電池６２が劣化し難い範囲からＳＯＣが外れた場合にＦＥＴをオフにできる。

（４）上記実施形態ではプラトー領域を有する二次電池６２を例に説明したが、二次電池６２はプラトー領域を有するものに限定されない。例えば、プラトー領域を有しない二次電池６２であっても劣化し難いＳＯＣの範囲がある場合はその範囲を所定の範囲としてもよい。

（５）上記実施形態では、エンジン動作中に充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにした後、ＳＯＣが７０％以下まで低下すると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにする場合を例に説明した。しかしながら、充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにする方法はこれに限られない。

例えば、エンジン動作中は二次電池６２からスタータ１０Ａや補機類１０Ｃに電力が供給されないので、エンジン動作中にＳＯＣが低下する可能性は低い。このため、エンジンが停止すると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにしてもよい。ただし、充電用ＦＥＴ５５Ａがオフのときはエンジン動作中であるか否かを充電電流から判断することはできない。ＥＣＵと通信する機能を有していないバッテリ５０の場合はエンジン動作中であるか否かをＥＣＵから受信する信号から判断することもできない。このため、オルタネータ１０Ｂからバッテリ５０に充電電圧が印加されているか否かを検出する回路を設け、充電電圧が印加されていないことを当該回路によって検出するとエンジン停止中であると判断してもよい。

あるいは自動二輪車１０の乗員が充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにする指示を入力するための操作部をバッテリ５０に設け、当該操作部が操作されると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにしてもよい。あるいは、乗員が所有する携帯端末（スマートホンなど）から充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにする指示を無線で受信してもよい。あるいは、バッテリ５０に自動二輪車１０のＥＣＵと通信するための通信部を設け、エンジン停止中であるか否かをＥＣＵから受信した信号から判断し、エンジン停止中を検出すると充電用ＦＥＴ５５Ａをオンにしてもよい。

（６）上記実施形態では二次電池６２の状態としてＳＯＣを例に説明したが、二次電池６２の状態は二次電池６２の単位時間当たりの電圧の変化量（ｄｖ/ｄｔ）であってもよい。
ｄｖ/ｄｔを二次電池６２の状態とする場合、劣化し難い範囲はｄｖ/ｄｔが所定値以下の範囲であってもよい。ｄｖ/ｄｔが所定値以下の場合は二次電池６２が過充電や過放電領域に至るまでにある程度の余裕があるので、二次電池６２の劣化を抑制できる。プラトー領域はｄｖ/ｄｔが小さいので、プラトー領域を有する二次電池６２の場合はプラトー領域内のｄｖ/ｄｔ（例えばプラトー領域内のｄｖ/ｄｔの最大値）を所定値とすることにより、二次電池６２の劣化を抑制できる。
（７）上記実施形態では二次電池６２の状態としてＳＯＣを例に説明したが、二次電池６２の状態は単位時間当たりのＳＯＣの変化量であってもよい。

（８）上記実施形態では二次電池６２の状態としてＳＯＣを例に説明したが、二次電池６２の状態はこれに限られない。例えば二次電池６２にとって都合のよい温度の範囲がある場合は、二次電池６２の状態は二次電池６２の温度であってもよい。

（９）上記実施形態では電流センサ５３によって計測された電流値から推定されたＳＯＣが所定の範囲から外れた場合に充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにする場合を例に説明した。これに対し、前述したようにＳＯＣとＯＣＶとには比較的精度のよい相関関係があるので、ＯＣＶが所定の範囲から外れた場合に充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにしてもよい。

（１０）上記実施形態では、充電器として自動二輪車１０のオルタネータ１０Ｂを例に説明したが、充電器は自動二輪車１０のオルタネータ１０Ｂとは別の充電器であってもよい。

（１１）上記実施形態ではエンジン動作中に二次電池６２からの電力供給を必要としない車両（自動二輪車１０）を例に説明したが、車両はエンジン動作中に二次電池６２からの電力供給を必要とする場合があるシステム（パワーステアリング、自動ブレーキシステム、自動運転システム、衝突安全システムなど）を有するものであってもよい。
エンジン動作中に二次電池６２からの電力供給を必要とする場合があるシステムを有する車両であっても、システムがオフのときはエンジン動作中にパワーフェイルが許容される。このため、システムがオフにされているときにＳＯＣが都合のよい範囲から外れると充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにし、システムがオンのときはエンジン動作中にＳＯＣが都合のよい範囲から外れても充電用ＦＥＴ５５Ａをオフにしないことにより、ＳＯＣが都合のよい範囲から外れることを、車両の安全を損なうことなく抑制できる。

（１２）上記実施形態では遮断器として充電用ＦＥＴ５５Ａを例に説明したが、遮断器はリレーであってもよい。

（１３）上記実施形態では蓄電素子として二次電池６２を例に説明したが、蓄電素子はこれに限られない。例えば、蓄電素子は電気化学反応を伴うキャパシタであってもよい。

１０ 自動二輪車
５０ バッテリ（蓄電装置の一例）
５５ 遮断器
６２ 二次電池（蓄電素子の一例）
１０１ ＢＭＵ（管理装置の一例）
１３０ 管理部

Claims (11)

1. 自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときに前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。
2. 請求項１に記載の管理装置であって、
   前記蓄電素子は、前記充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときは、前記自動二輪車に電力を供給しないパワーフェイルが許容されるものである、管理装置。
3. 自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにし、
   前記所定の範囲は前記蓄電素子が劣化し難い範囲であり、
   前記状態は前記蓄電素子の充電状態であり、
   前記蓄電素子は充電状態の変化に対する前記蓄電素子の開放電圧の変化が小さいプラトー領域を有し、
   前記劣化し難い範囲は前記プラトー領域内の範囲である、管理装置。
4. 請求項３に記載の管理装置であって、
   前記劣化し難い範囲の下限値は充電状態１５％～３５％の間であり、上限値は充電状態６５％～９５％の間である、管理装置。
5. 自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにし、
   前記所定の範囲は前記蓄電素子が劣化し難い範囲であり、
   前記状態は前記蓄電素子の単位時間当たりの電圧の変化量であり、
   前記劣化し難い範囲は、前記単位時間当たりの電圧の変化量が所定値以下の範囲である、管理装置。
6. 請求項１又は請求項２に記載の管理装置であって、
   前記状態は前記蓄電素子の温度であり、
   前記管理部は、前記蓄電素子の温度が前記所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。
7. 車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   前記車両は、エンジン動作中は前記蓄電素子からの電力供給を必要としないものであり、
   当該管理装置は、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、エンジン動作中に前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。
8. 車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   前記車両は、エンジン動作中に前記蓄電素子からの電力供給を必要とする場合があるシステムを有するものであり、
   当該管理装置は、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、前記システムがオフにされている場合は、エンジン動作中に前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。
9. 車両のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
   当該管理装置は前記車両と通信する機能を有していないものであり、
   前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器と、
   管理部と、
   を備え、
   前記管理部は、充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときに前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると前記遮断器をオフにする、管理装置。
10. 自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電装置であって、
    蓄電素子と、
    請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の管理装置と、
    を備える蓄電装置。
11. 自動二輪車のエンジン始動に用いられる蓄電素子の管理方法であって、
    充電器が前記蓄電素子を充電する状態のときに前記蓄電素子の状態が所定の範囲から外れると、前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器をオフにするステップを含む、管理方法。

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