JP7401216B2 - 均等化装置及び均等化方法 - Google Patents

Description

本発明は、均等化装置及び均等化方法に関する。

特許文献１は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置を開示している。蓄電素子は、電池セルとも呼ばれる。この蓄電装置は、複数の蓄電素子に対応する複数の均等化用の抵抗を備える。蓄電装置は、複数の蓄電素子のうち一の蓄電素子を均等化する場合、一の蓄電素子と、一の蓄電素子に対応する均等化用の抵抗とを含む回路を構成することにより、一の蓄電素子を放電させる。

特許文献１に係る蓄電装置において、複数の蓄電素子は直列接続される。したがって、この蓄電装置は、負荷への電流供給と、蓄電素子の均等化とを並行して実行することができない。

特開２０１８－２６９２３号公報

本発明は、負荷への電流供給と、電池セルの均等化とを並行して実行できる均等化装置及び均等化方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る均等化装置は、複数の電池モジュールから均等化処理が必要な均等化モジュールを選択し、当該均等化モジュールに対する均等化処理を実施する制御部を備え、前記制御部は、前記均等化モジュール以外の電池モジュールである供給モジュールと負荷との接続を維持し、かつ、前記均等化モジュールと前記負荷との接続を解除した状態で、前記均等化モジュールに含まれる複数の電池セルの接続を制御して均等化処理を実施する。

本発明は、負荷への電流供給と、電池セルの均等化とを並行して実行できる均等化装置及び均等化方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る均等化装置を含む電源システムの構成を示す機能ブロック図である。 図１に示す組電池１の構成を示す機能ブロック図である。 図２に示す電池モジュールの回路図の一例を示す図である。 図３に示す均等化装置の構成を示す機能ブロック図である。 図１に示す均等化装置の動作を示すフローチャートである。 図５に示す均等化モジュール決定処理のフローチャートである。 図２に示す電池セルのＳＯＣの一例を示すグラフである。 図５に示す均等化開始処理のフローチャートである。 図２に示す電池セルのＳＯＣの他の例を示すグラフである。 図５に示すモジュール制御処理のフローチャートである。 図１０に示す均等化モジュール制御処理のフローチャートである。 図２に示す電池セルのＳＯＣの他の例を示すグラフである。 図２に示す電池モジュールの一例を示すグラフである。 図２に示す電池モジュールの他の例を示すグラフである。 図２に示す電池モジュールの他の例を示すグラフである。 図２に示す電池モジュールの他の例を示すグラフである。 図１０に示す待機モジュール制御処理のフローチャートである。 図５に示す退避処理のフローチャートである。 ＣＰＵ等のバスへの接続を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。また、これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のもの、又は相当するものを示すものとする。

（実施形態）
［１．構成］
［１．１．電源システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電源システム１００の構成を示す機能ブロック図である。電源システム１００は、例えば、車両に搭載される。電源システム１００は、組電池１と、均等化装置２と、負荷３とを備える。

組電池１は、負荷３の電源であり、正電極線１８１及び負電極線１８２を介して負荷３に電流を供給する。組電池１は、複数の電池モジュールを含む。複数の電池モジュールの各々は、複数の電池セルを含む。

組電池１は、電圧信号５０と、電流信号６０とを均等化装置２に供給する。電圧信号５０は、組電池１に含まれる全電池セルの各々の電圧を示す。電流信号６０は、組電池１に含まれる全電池モジュールの各々に流れる電流を示す。組電池１は、均等化装置２から受けた接続情報２３０に基づいて、負荷３と複数の電池モジュールの各々との接続を切り替える。組電池１は、均等化装置２から受けた接続情報２４０に基づいて、組電池１に含まれる全電池セルの各々の接続を切り替える。

負荷３は、組電池１から供給された電流によって動作する。本実施形態では、負荷３は、車両のイグニッションスイッチがオフされている時に動作する車両監視装置である。

均等化装置２は、組電池１から負荷３への電流供給と、電池モジュールに含まれる複数の電池セルの均等化とを並行して実行するように組電池１を制御する。

［１．２．組電池１の構成］
図２は、図１に示す組電池１の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、組電池１は、電池モジュール１１～１４と、スイッチ１７１～１７４と、正極端子１８１ａと、負極端子１８２ａとを備える。

電池モジュール１１～１４は、正極端子１８１ａと負極端子１８２ａとの間で並列接続される。正極端子１８１ａは、正電極線１８１に接続される。負極端子１８２ａは、負電極線１８２に接続される。

スイッチ１７１～１７４は、電池モジュール１１～１４に対応して設けられ、均等化装置２から受けた接続情報２３０に基づいて動作する。接続情報２３０は、スイッチ１７１～１７４に対応する接続信号２３１～２３４を含む。

スイッチ１７１は、電池モジュール１１と正極端子１８１ａとの間に接続され、接続信号２３１に基づいてオンオフする。スイッチ１７１がオンである場合、電池モジュール１１は負荷３に接続される。スイッチ１７２は、電池モジュール１２と正極端子１８１ａとの間に接続され、接続信号２３２に基づいてオンオフする。スイッチ１７２がオンである場合、電池モジュール１２は負荷３に接続される。スイッチ１７３は、電池モジュール１３と正極端子１８１ａとの間に接続され、接続信号２３３に基づいてオンオフする。スイッチ１７３がオンである場合、電池モジュール１３は負荷３に接続される。スイッチ１７４は、電池モジュール１４と正極端子１８１ａとの間に接続され、接続信号２３４に基づいてオンオフする。スイッチ１７４がオンである場合、電池モジュール１４は負荷３に接続される。

電池モジュール１１は、直列接続された電池セル１１１～１１３を含む。電池モジュール１２は、直列接続された電池セル１２１～１２３を含む。電池モジュール１３は、直列接続された電池セル１３１～１３３を含む。電池モジュール１４は、直列接続された電池セル１４１～１４３を含む。

電池モジュール１１は、均等化装置２から受ける接続信号２４１に基づいて、電池セル１１１～１１３の各々の接続を制御するスイッチのオンオフを切り替える。電池モジュール１２は、均等化装置２から受ける接続信号２４２に基づいて、電池セル１２１～１２３の各々の接続を制御するスイッチのオンオフを切り替える。電池モジュール１３は、均等化装置２から受ける接続信号２４３に基づいて、電池セル１３１～１３３の各々の接続を制御するスイッチのオンオフを切り替える。電池モジュール１４は、均等化装置２から受ける接続信号２４４に基づいて、電池セル１４１～１４３の各々の接続を制御するスイッチのオンオフを切り替える。接続信号２４１～２４４は、接続情報２４０に含まれる。

［１．３．電池モジュール１２の構成］
図３は、図２に示す電池モジュール１２の回路図である。図３を参照しながら、電池モジュール１２の構成を説明する。電池モジュール１１、１３及び１４は、電池モジュール１２と同様の構成を有するため、これらの電池モジュールの構成の説明を省略する。

図２を参照して、電池モジュール１２は、電池セル１２１～１２３と、抵抗３２１～３２３と、スイッチ４２１～４２３と、電圧センサ５２１～５２３と、電流センサ６２とを含む。

電池セル１２１～１２３は、充電及び放電をすることができる２次電池であり、例えば、リチウムイオン２次電池である。

抵抗３２１～３２３と、スイッチ４２１～４２３とは、電池セル１２１～１２３の均等化に用いられる。抵抗３２１及びスイッチ４２１は、電池セル１２１のＳＯＣ（State Of Charge）を調整するために、電池セル１２１に対応して設けられる。抵抗３２２及びスイッチ４２２は、電池セル１２２のＳＯＣを調整するために、電池セル１２２に対応して設けられる。抵抗３２３及びスイッチ４２３は、電池セル１２３のＳＯＣを調整するために、電池セル１２３に対応して設けられる。ＳＯＣは、電池セルが完全に充電された場合における電気量を基準とした、電池セルに蓄積されている電気量の割合である。ＳＯＣは残容量とも呼ばれる。

スイッチ４２１～４２３の各々は、均等化装置２からの接続信号２４２に基づいてオンオフする。図２に示すように、接続信号２４２は、スイッチ４２１～４２３の各々を制御する制御信号を含む。

電圧センサ５２１は、電池セル１２１の正極と負極との間の電位差を測定し、その測定した電位差を示す電圧信号５２１Ａを均等化装置２に供給する。以下、電池セルの正極と負極の間の電位差を「セル電圧」と記載する。電圧センサ５２２は、電池セル１２２のセル電圧を示す電圧信号５２２Ａを均等化装置２に供給する。電圧センサ５２３は、電池セル１２３のセル電圧を示す電圧信号５２３Ａを均等化装置２に供給する。電圧信号５２１Ａ～５２３Ａは、電圧信号５０に含まれる。

電流センサ６２は、スイッチ１７２と、電池セル１２３の正極との間に接続される。電流センサ６２は、電池モジュール１２に流れる電流を測定し、その測定した電流を示す電流信号６２Ａを均等化装置２に供給する。電流信号６２Ａは、電流信号６０に含まれる。

電池モジュール１２における電池セルと抵抗とスイッチとの接続について説明する。スイッチ４２１の端子ａは、負極端子１８２ａと、電池セル１２１の負極とに接続される。スイッチ４２１の端子ｂは、抵抗３２１の一端に接続される。抵抗３２１の他端は、電池セル１２１の正極に接続される。スイッチ４２２の端子ａは、電池セル１２２の負極に接続される。スイッチ４２２の端子ｂは、抵抗３２２の一端に接続される。抵抗３２２の他端は、電池セル１２２の正極に接続される。スイッチ４２３の端子ａは、電池セル１２３の負極に接続される。スイッチ４２３の端子ｂは、抵抗３２３の一端に接続される。抵抗３２３の他端は、電池セル１２３の正極に接続される。

［１．４．均等化装置２の構成］
図４は、図３に示す均等化装置２の構成を示す機能ブロック図である。図４を参照して、均等化装置２は、残容量取得部２１と、モジュール決定部２２と、接続制御部２３と、均等化部２４とを備える。

残容量取得部２１は、組電池１から受けた電圧信号５０及び電流信号６０に基づいて、組電池１に含まれる全電池セルの各々のＳＯＣを取得する。残容量取得部２１は、取得したＳＯＣを含むＳＯＣ情報２１Ａをモジュール決定部２２に供給する。

モジュール決定部２２は、残容量取得部２１から受けたＳＯＣ情報２１Ａに基づいて、組電池１に含まれる複数の電池モジュールの各々を均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールのいずれかに決定する。

均等化モジュールに含まれる複数の電池セルは、均等化モジュールが負荷３への電流供給を停止した後に、均等化される。待機モジュールは、負荷３への電流供給を停止する。供給モジュールは、均等化モジュール及び待機モジュールが電流供給を停止している期間において、負荷３への電流供給を継続する。これらのモジュールの詳細については、後述する。

モジュール決定部２２は、均等化モジュール又は待機モジュールを決定した場合、モジュール情報２２Ａを接続制御部２３に供給する。モジュール情報２２Ａは、複数の電池モジュールの各々が均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールのうちどのモジュールに該当するかを示す。

モジュール決定部２２は、均等化モジュールが決定された場合、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルのうち、最もＳＯＣが小さい電池セルを基準セルに決定し、基準セル以外の電池セルを放電対象セルに決定する。モジュール決定部２２は、均等化モジュールに含まれる基準セル及び放電対象セルを特定するセル情報２２Ｂを均等化部２４に供給する。

接続制御部２３は、モジュール決定部２２から受けたモジュール情報２２Ａに基づいて、負荷３と均等化モジュールとの接続を解除し、負荷３と待機モジュールとの接続を解除し、負荷３と供給モジュールとの接続を維持するように、スイッチ１７１～１７４を制御する。具体的には、接続制御部２３は、均等化モジュール又は待機モジュールに決定された電池モジュールに対応するスイッチをオフし、供給モジュールに決定された電池モジュールに対応するスイッチをオンすることを指示する接続情報２３０を生成する。スイッチ１７１～１７４が、接続制御部２３により生成された接続情報２３０に基づいてオン又はオフする。この結果、均等化モジュール及び待機モジュールは、負荷３と電気的に切り離される。供給モジュールは、負荷３への電流供給を継続する。

接続制御部２３は、負荷３と均等化モジュールとの接続を解除した場合、接続が解除されたことを示す解除通知２３Ａを均等化部２４に出力する。

均等化部２４は、解除通知２３Ａを均等化部２４から受けた場合、モジュール決定部２２から受けたセル情報２２Ｂに基づいて、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルが均等化されるように、複数の電池セルの接続を制御する。複数の電池セルの均等化とは、放電対象セルのＳＯＣが基準セルのＳＯＣを基準とした所定のセル均等化範囲内に収まるように、放電対象セルのＳＯＣを調整することである。

具体的には、均等化部２４は、均等化モジュールのうち、基準セルに対応するスイッチをオンし、放電対象セルに対応するスイッチをオフすることを指示する接続情報２４０を生成する。放電対象セルに対応するスイッチがオンされることにより、放電対象セルは放電を開始する。基準セルに対応するスイッチがオフされるため、基準セルは放電しない。基準セルのＳＯＣは一定であり、放電対象セルのＳＯＣは、低下する。放電対対象セルのＳＯＣが、基準セルのＳＯＣに近づくため、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルが均等化される。

［２．均等化装置の動作概略］
図２を参照して、電池モジュール１１～１４が負荷３に電流を供給している場合、均等化装置２は、均等化モジュール及び供給モジュールを決定する。以下の説明において、電池セルのＳＯＣを「セルＳＯＣ」という場合がある。

モジュール決定部２２は、電池モジュール１１～１４のうち、セル均等化条件を満たす電池モジュール１２を均等化モジュールに決定する。セル均等化条件は、第１条件及び第２条件を含む。第１条件は、電池モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣの少なくとも１つが、所定の候補基準値以下であることである。第２条件は、電池モジュールにおけるセルＳＯＣのばらつきが、所定の選択基準値よりも大きいことである。セルＳＯＣのばらつきについては後述する。

また、モジュール決定部２２は、電池モジュール１１～１４のうち、待機条件を満たす電池モジュール１４を待機モジュールに決定する。待機条件は、上記の第１条件を満たし、かつ、上記の第２条件を満たさないことである。モジュール決定部２２は、均等化モジュール及び待機モジュールに決定されなかった電池モジュール１１及び１３を、供給モジュールに決定する。

モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を均等化モジュールに決定した場合、電池モジュール１２に含まれる電池セル１２１～１２３のうち、最小のセルＳＯＣを有する電池セル１２２を基準セルに決定し、電池セル１２１及び１２３を放電対象セルに決定する。

接続制御部２３は、スイッチ１７２及び１７４をオフすることにより、負荷３と電池モジュール１２及び１４との接続を解除する。均等化部２４は、負荷３との接続が解除された電池モジュール１２において、電池セル１２２に対応するスイッチ４２２をオフする。電池セル１２２は放電しないため、電池セル１２２のＳＯＣは低下しない。均等化部２４は、電池モジュール１２において、電池セル１２１及び１２３に対応するスイッチ４２１及び４２３をオンする。電池セル１２１及び１２３は放電を開始するため、電池セル１２１及び１２３のＳＯＣは低下する。この結果、電池セル１４１及び１６１のＳＯＣが電池セル１５１のＳＯＣに近づくため、電池モジュール１２に含まれる複数の電池セルが均等化される。

接続制御部２３は、スイッチ１７１及び１７３のオンを維持することにより、電池モジュール１１及び１３に負荷３への電流供給を継続させる。この結果、均等化装置２は、負荷３への電流供給と並行して、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルを均等化することができる。

電池モジュール１２及び１４は上記の第１条件を満たし、電池モジュール１１及び１３は、上記の第１条件を満たさない。つまり、電池モジュール１１及び１３のＳＯＣは、電池モジュール１２及び１４のＳＯＣよりも高い。電池モジュール１２及び１４が負荷３と電気的に切り離されている期間において、電池モジュール１１及び１３は、負荷３への電流供給を継続する。従って、均等化装置２は、電池モジュール１１～１４のＳＯＣのばらつきを小さくすることができる。

［３．均等化装置の詳細な動作］
［３．１．対象モジュールと退避モジュール］
均等化装置２の動作の詳細を説明する前に、対象モジュールと退避モジュールについて説明する。電池モジュール１１～１４は、対象モジュール及び退避モジュールのいずれか一方に設定される。

対象モジュールは、均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールのいずれかに１つに決定される。電池モジュールにおける最小のセルＳＯＣが所定の許可基準値以上である場合、電池モジュールは対象モジュールに設定される。退避モジュールは、均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールに決定されることのない電池モジュールである。電池モジュールにおける最小のセルＳＯＣが許可基準値よりも低い場合、電池モジュールは退避モジュールに設定される。

均等化装置２は、組電池１に含まれる電池セルのＳＯＣが所定の管理基準値を下回らないように、組電池１を制御する。本実施形態において、管理基準値は３０％であり、許可基準値は３５％である。均等化装置２は、退避モジュールを特定した場合、特定した退避モジュールを負荷３から強制的に電気的に切り離す。許可基準値を下回るセルＳＯＣが検出された電池モジュールを退避モジュールに設定することにより、均等化装置２は、過放電等の問題が一部の電池セルおいて発生することを防ぐ。

［３．２．全対象モジュールが電流を供給している場合］
図５は、図１に示す均等化装置２の動作を示すフローチャートである。均等化装置２は、車両のイグニッションスイッチがオフされている場合、図５に示す処理を所定の時間間隔で実行する。時間間隔は、例えば、１０分である。図５に示す処理は、全対象モジュールが電流を供給するか否かに関係なく実行される。一部の対象モジュールが電流供給を停止している時における均等化装置２の動作の説明は、後述する。

イグニッションスイッチがオフである場合、負荷３である車両監視装置が、組電池１からの電流供給を受けながら、駐車中の車両を監視する。この場合、組電池１は、電流消費の大きい負荷に電流を供給しないため、組電池１に含まれる全電池モジュールが負荷３に電流を供給しなくてもよい。電流消費の大きい負荷とは、例えば、車両の駆動輪を駆動するモータである。組電池１の電流供給能力に余裕があるため、均等化装置２は、図５に示す処理を実行して、負荷３への電流供給と均等化モジュールに含まれる複数の電池セルを均等化とを並行して実行する。

イグニッションスイッチがオフされた時点で、電池モジュール１１～１４が、対象モジュールであり、かつ、電流を負荷３に供給していると仮定して、均等化装置２の動作を説明する。また、組電池１に含まれる全電池セルのＳＯＣは、許可基準値以上である。電池モジュール１１～１４の各々に含まれる全てのスイッチはオフである。以下の説明において、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルを均等化することを、「均等化モジュールの均等化」と記載する場合がある。

均等化装置２は、均等化フラグに基づいて、全対象モジュールが負荷３に電流を供給しているか否かを判断する。全対象モジュールが負荷３に電流を供給している場合、均等化フラグは「０」である。つまり、均等化装置２は、均等化フラグが「０」である状態で図５に示す処理を開始する。

図５を参照して、残容量取得部２１は、組電池１から受けた電圧信号５０及び電流信号６０に基づいて、組電池１に含まれる全電池セルのＳＯＣを取得する（ステップＳ１１）。例えば、残容量取得部２１は、クーロンカウント法を用いて全電池セルのＳＯＣを取得する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ１１で取得したセルＳＯＣに基づいて、許可基準値よりも低いセルＳＯＣが取得されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。許可基準値よりも低いセルＳＯＣが取得された場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、均等化装置２は、退避処理（ステップＳ１３）を実行する。退避処理（ステップＳ１３）の詳細については後述する。上述のように、組電池１に含まれる全セルのＳＯＣが許可基準値以上であるため（ステップＳ１２でＮｏ）、モジュール決定部２２は、ステップＳ１４に進む。

モジュール決定部２２は、全対象モジュールが負荷３へ電流を供給しているか否かを判断するために、均等化フラグが「０」であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。均等化フラグが「１」である場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）については、一部の対象モジュールが電流供給を停止している時の均等化装置２の動作説明において詳しく述べる。

上述のように、均等化フラグが「０」であるため（ステップＳ１４でＹｅｓ）、全対象モジュールが電流を負荷３に継続している。モジュール決定部２２は、均等化モジュール及び待機モジュールを決定するために、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）を実行する。均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）の詳細については、後述する。

モジュール決定部２２は、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）の結果、全対象モジュールによる電力供給が決定されたか否かを判断する（ステップＳ１６）。

全対象モジュールによる電力供給が決定された場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、均等化装置２は、図５に示す処理を終了する。つまり、均等化装置２は、電池モジュール１１～１４による電流供給を継続する。この場合、均等化フラグは「０」のまま変化しない。均等化装置２は、所定の時間間隔を経過した後に、図５に示す処理を再び実行する。

均等化モジュール及び待機モジュールの少なくとも一方が決定された場合（ステップＳ１６においてＮｏ）、均等化装置２は、均等化開始処理（ステップＳ１７）を実行する。均等化開始処理（ステップＳ１７）は、均等化モジュール及び待機モジュールを負荷３から電気的に切り離し、均等化モジュールに含まれる複数の電池セルの均等化を開始する処理である。均等化開始処理（ステップＳ１７）の結果、均等化モジュール及び待機モジュールは、負荷３への電流供給を停止する。均等化開始処理（ステップＳ１７）の詳細については、後述する。

一部の対象モジュールが、均等化開始処理（ステップＳ１７）によって電流供給を停止したため、モジュール決定部２２は、均等化フラグを「１」に設定する（ステップＳ１８）。その後、均等化装置２は、図５に示す処理を終了する。均等化装置２は、所定の時間間隔を経過した後に、図５に示す処理を再び実行する。

［３．２．均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）］
図６は、図５に示す均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）のフローチャートである。図７は、図２に示す電池セルのＳＯＣの一例を示すグラフである。具体的には、図７は、車両のイグニッションスイッチがオフされた時刻ｔ１におけるセルＳＯＣを示す。

以下、図６及び図７を参照しながら、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）を説明する。つまり、図７に示すセルＳＯＣが、図５に示すステップＳ１１で取得された場合を例にして、均等化モジュール及び待機モジュールを決定する均等化装置２の動作を説明する。

モジュール決定部２２は、対象モジュールのうち、セル均等化条件の第１条件を満たす電池モジュールを候補モジュールとして決定する（ステップＳ１５１）。第１条件は、電池モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣが、候補基準値以下であることである。本実施形態では、候補基準値は、６０％である。候補モジュールの最大数は、対象モジュールの半数以下である。電池モジュール１１～１４が対象モジュールに設定されているため、候補モジュールの最大数は、２である。

図７に示すように、電池モジュール１２において、電池セル１２２のＳＯＣは候補基準値より低い。電池モジュール１４において、電池セル１４１のＳＯＣは候補基準値より低い。従って、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２及び１４を候補モジュールに決定する。電池モジュール１１及び１３において、全電池セルのＳＯＣは、候補基準値よりも高い。従って、電池モジュール１１及び１３は、候補モジュールに決定されない。

第１条件を満たす電池モジュールの数が候補モジュールの最大数よりも多い場合がある。この場合、モジュール決定部２２は、第１条件を満たす電池モジュールの各々において、最小のセルＳＯＣを特定する。モジュール決定部２２は、特定したセルＳＯＣが小さい順に、第１条件を満たす電池モジュールを候補モジュールとして特定する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ１５１により決定された候補モジュールの数が１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５２）。

決定された候補モジュールの数が０である場合（ステップＳ１５２でＮｏ）、対象モジュールに含まれる全電池セルのＳＯＣが候補基準値以上である。この場合、モジュール決定部２２は、全対象モジュールで負荷３に電流を供給することを決定し（ステップＳ１５９）、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）を終了する。

決定された候補モジュールの数が１以上である場合（ステップＳ１５２でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、決定された候補モジュールの中から均等化モジュールを決定する（ステップＳ１５３）。具体的には、モジュール決定部２２は、セル均等化条件の第２条件を満たす候補モジュールを均等化モジュールとして決定する。第２条件は、電池モジュールにおけるセルＳＯＣのばらつきが、選択基準値よりも大きいことである。セルＳＯＣばらつきは、一の電池モジュールにおける最大のセルＳＯＣと最小のセルＳＯＣの差分絶対値である。本実施形態では、選択基準値は、３０％である。

図７に示すように、電池モジュール１２におけるＳＯＣばらつきは４３％であり、選択基準値より大きい。従って、電池モジュール１２が、均等化モジュールに決定される。電池モジュール１４におけるＳＯＣばらつきは１５％であり、選択基準値以下である。電池モジュール１４は、均等化モジュールから除外される。

モジュール決定部２２は、ステップＳ１５３により決定された均等化モジュールの数が１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５４）。

決定された均等化モジュールの数が０である場合（ステップＳ１５４においてＮｏ）、モジュール決定部２２は、全候補モジュールを待機モジュールに決定する（ステップＳ１５６）。決定された均等化モジュールの数が１以上である場合（ステップＳ１５４においてＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、均等化モジュールに決定されなかった候補モジュールを待機モジュールに決定する（ステップＳ１５５）。つまり、セル均等化条件の第１条件を満たし、第２条件を満たさない電池モジュールが、待機モジュールに決定される。電池モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣばらつきが選択基準値以下である場合、この電池モジュールを均等化する必要性は乏しいと考えられるためである。

上述のように、電池モジュール１４が候補モジュールに決定されているにも関わらず、均等化モジュールから除外されている。モジュール決定部２２は、電池モジュール１４を、待機モジュールに決定する。

モジュール決定部２２は、対象モジュールのうち、候補モジュールに決定されなかった電池モジュールを、供給モジュールに決定する（ステップＳ１５７）。電池モジュール１１及び１３が候補モジュールに決定されなかったため、モジュール決定部２２は、電池モジュール１１及び１３を供給モジュールに決定する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ１５１～Ｓ１５７の結果に基づいて、モジュール情報２２Ａを生成する（ステップＳ１５８）。モジュール情報２２Ａは、全対象モジュールの各々が、均等化モジュール、待機モジュール、及び供給モジュールのいずれかであることを示す。ステップＳ１５８の後に、モジュール決定部２２は、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）を終了する。

均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）の結果、均等化モジュールの数は、供給モジュールの数以下となる。候補モジュールの最大数は組電池１に含まれる複数の電池モジュールの数の半数以下であり、均等化モジュールは候補モジュールの中から決定されるためである。均等化モジュールの数が供給モジュールの数以下となるように、均等化モジュールを決定する理由については、後述する。

［３．３．均等化開始処理（ステップＳ１７）］
図８は、図５に示す均等化開始処理（ステップＳ１７）のフローチャートである。図８を参照しながら、電池モジュール１２が均等化モジュールに決定され、電池モジュール１４が待機モジュールに決定された場合を例に、均等化開始処理（ステップＳ１７）を詳しく説明する。

モジュール決定部２２は、均等化モジュール決定処理（ステップＳ１５）の結果、均等化モジュールを決定したか否かを判断する（ステップＳ１７１）。均等化モジュールが決定された場合（ステップＳ１７１でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、決定された均等化モジュールの各々において、基準セル及び放電対象セルを決定する（ステップＳ１７２）。

具体的には、モジュール決定部２２は、均等化モジュールに決定された電池モジュール１２において、最小のセルＳＯＣを特定する。図７に示すように、最小のセルＳＯＣは、電池セル１２２のＳＯＣである。モジュール決定部２２は、最小のセルＳＯＣを有する電池セル１２２を基準セルに決定する。モジュール決定部２２は、基準セルに決定された電池セル１２２以外の電池セルを放電対象セルに決定する。つまり、電池セル１２１及び１２３が、放電対象セルに決定される。モジュール決定部２２は、電池モジュール１２において基準セル及び放電対象セルを特定するセル情報２２Ｂを、均等化部２４に供給する。

接続制御部２３は、モジュール決定部２２から受けたモジュール情報２２Ａに基づいて、負荷３と、供給モジュールを除く対象モジュールとの接続を解除する（ステップＳ１７３）。ステップＳ１７３において、接続制御部２３は、負荷３と供給モジュールとの接続を維持することにより、供給モジュールによる負荷３への電流供給を継続する。

具体的には、接続制御部２３は、図２を参照して、供給モジュールに決定された電池モジュール１１及び１２が電流供給を継続するように、スイッチ１７１及び１７３を制御する。つまり、接続制御部２３は、オンを指示する接続信号２３１及び２３３をスイッチ１７１及びスイッチ１７３に供給する。スイッチ１７１及び１７３の各々のオンが維持されるため、電池モジュール１１及び１３は、負荷３への電流供給を継続する。

接続制御部２３は、接続制御部２３は、オフを指示する接続信号２３２をスイッチ１７２に供給する。スイッチ１７２がオフされるため、均等化モジュールに決定された電池モジュール１２が負荷３と電気的に切り離される。接続制御部２３は、オフを指示する接続信号２３４をスイッチ１７４に供給する。スイッチ１７４がオフされるため、待機モジュールに決定された電池モジュール１４が負荷３と電気的に切り離される。ステップＳ１７３の結果、組電池１において、電池モジュール１４が待機モジュールに変更される。接続制御部２３は、ステップＳ１７３の完了後、均等化モジュールと負荷３との接続が解除されたことを示す解除通知２３Ａを均等化部２４に供給する。

図８を参照して、均等化部２４は、モジュール決定部２２から受けたセル情報２２Ｂに基づいて、均等化モジュールの均等化を開始する（ステップＳ１７４）。ステップＳ１７４は、均等化部２４が解除通知２３Ａを接続制御部２３から受けることにより開始される。

均等化部２４は、ステップＳ１７４において、放電対象セルを放電させることにより、放電対象セルのＳＯＣを調整する。具体的には、セル情報２２Ｂは、上述のように、電池セル１２２が基準セルであり、電池セル１２１及び１２３が放電対象セルであることを示す。均等化部２４は、スイッチ４２２をオフし、スイッチ４２１及び４２３をオンすることを指示する接続信号２４２を電池モジュール１２に供給する。

スイッチ４２１が、接続信号２４２に基づいてオンされることにより、電池セル１２１と抵抗３２１とが放電回路を形成する。スイッチ４２３が、接続信号２４２に基づいてオンされることにより、電池セル１２３と抵抗３２３とが放電回路を形成する。電池セル１２１及び１２３の各々が放電を開始するため、電池セル１２１及び１２３の各々のＳＯＣは、低下する。一方、スイッチ４２２は、接続信号２４２に基づいてオフを維持するため、電池セル１２２は、抵抗３２２と放電回路を形成しない。電池セル１２２が放電しないため、電池セル１２２のＳＯＣは変化しない。

電池モジュール１２における均等化の開始時において、電池セル１２２のＳＯＣは、電池セル１２１及び１２３のＳＯＣよりも低い。電池セル１２１及び１２３の各々のＳＯＣは、低下することにより、電池セル１２２のＳＯＣに近づく。この結果、電池モジュール１２が均等化される。放電対象セルが放電を終了する条件については、後述する。

均等化部２４は、ステップＳ１７４において、供給モジュール及び待機モジュールの各々に含まれる全てのスイッチをオフのまま維持する。

ステップＳ１７１の説明に戻る。均等化モジュールが決定されなかった場合（ステップＳ１７１でＮｏ）、接続制御部２３は、負荷３と待機モジュールとの接続を解除する（ステップＳ１７５）。ステップＳ１７５は、上述したステップＳ１７３と同様の処理であるため、その説明を省略する。

ステップＳ１７４又はＳ１７５の後、均等化装置２は、均等化フラグを「１」に設定し（図５に示すステップＳ１８）、図５に示す処理を終了する。

［３．４．一部の対象モジュールが電流供給を停止している場合］
電池モジュール１２の均等化が開始された後に、均等化装置２は、図５に示す処理を所定の時間間隔で繰り返し実行する。時間の経過に伴って、供給モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣと、均等化モジュールに含まれる放電対象セルのＳＯＣとが変化する。均等化装置２は、これらのＳＯＣの変化に基づいて、均等化モジュール及び待機モジュールを制御する。以下、詳しく説明する。

図９は、図２に示す電池セルのＳＯＣの一例を示すグラフである。具体的には、図９は、図７に示す時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２における、組電池１に含まれる電池セルのＳＯＣを示す。イグニッションスイッチは、時刻ｔ１からオフを継続している。

以下、図５及び図９を参照しながら、一部の対象モジュールが電流供給を停止している場合における、均等化装置２の動作を説明する。時刻ｔ２において、電池モジュール１２は均等化モジュールであり、電池モジュール１４は待機モジュールである。従って、時刻ｔ２において、均等化フラグは「１」である。

残容量取得部２１は、組電池１から受けた電圧信号５０及び電流信号６０に基づいて、組電池１に含まれる全電池セルのＳＯＣを取得する（ステップＳ１１）。

図９に示すように、ステップＳ１１で取得した全電池セルのＳＯＣは、許可基準値以上である（ステップＳ１２でＮｏ）。上述のように、均等化フラグが「１」である（ステップＳ１４でＮｏ）。このため、均等化装置２は、モジュール制御処理（ステップＳ１９）を実行する。

［３．５．モジュール制御処理（ステップＳ１９）］
図１０は、図５に示すモジュール制御処理（ステップＳ１９）のフローチャートである。図１０を参照して、均等化装置２は、組電池１が均等化モジュールを含むか否かを判断する（ステップＳ１９１）。組電池２が均等化モジュールを含む場合（ステップＳ１９１１でＹｅｓ）、均等化装置２は、均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）を実行し、ステップＳ１９３に進む。均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）は、均等化の終了条件を満たす均等化モジュールを待機モジュールに変更する処理である。ステップＳ１９２の詳細については、後述する。

組電池１が均等化モジュールを含まない場合（ステップＳ１９１でＮｏ）、均等化装置２は、均等化モジュールの均等化が終了したか否かを判断する必要がない。均等化装置２は、ステップＳ１９２を実行せずに、ステップＳ１９３に進む。

均等化装置２は、組電池１が待機モジュールを含むか否かを判断する（ステップＳ１９３）。組電池１が待機モジュールを含む場合（ステップＳ１９３でＹｅｓ）、均等化装置２は、待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）を実行し、ステップＳ１９５に進む。待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）は、接続条件を満たす待機モジュールを負荷３に再接続する処理である。ステップＳ１９４の詳細については、後述する。

組電池１が待機モジュールを含まない場合（ステップＳ１９３でＮｏ）、均等化装置２は、待機モジュールが接続条件を満たすか否かを判断する必要がない。均等化装置２は、ステップＳ１９５に進む。

モジュール決定部２２は、全対象モジュールが負荷３に電流を供給しているか否かを判断する（ステップＳ１９５）。

全対象モジュールが電流を供給している場合（ステップＳ１９５においてＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、均等化フラグを「０」に変更し（ステップＳ１９６）、モジュール制御処理（ステップＳ１９）を終了する。この場合、均等化装置２は、均等化フラグが「０」に設定された状態で図５に示す処理を終了する。

一部の対象モジュールが電流供給を停止している場合（ステップＳ１９５においてＮｏ）、均等化装置２は、均等化フラグを変更することなく、モジュール制御処理（ステップＳ１９）を終了する。均等化装置２は、均等化フラグが「１」に設定された状態で図５に示す処理を終了する。モジュール制御処理（ステップＳ１９）は、均等化フラグが「１」に設定されている場合に実行されるためである。

［３．５．１．均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）］
図１１は、図１０に示す均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）のフローチャートである。以下、均等化モジュールが均等化の終了条件を満たさない場合と、均等化モジュールが均等化の終了条件と満たす場合とに分けて、均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）を説明する。

（均等化モジュールが均等化の終了条件を満たさない場合）
以下、図９及び図１１を参照しながら、時刻ｔ２に実行される均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）を説明する。時刻ｔ２において、電池モジュール１２が均等化モジュールであり、電池モジュール１４が待機モジュールである。電池モジュール１２において、電池セル１２２が基準セルであり、電池セル１２１及び１２３が放電対象セルである。スイッチ４２２がオフであり、スイッチ４２１及び４２３がオンである。

モジュール決定部２２は、均等化モジュールを１つ選択する（ステップＳ３０１）。具体的には、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を選択する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ３０１で選択された電池モジュール１２において、放電対象セルを１つ選択する（ステップＳ３０２）。具体的には、モジュール決定部２２は、電池セル１２１を選択する。

以下、電池セル１２１がステップＳ３０２で選択されたと仮定して、説明を続ける。モジュール決定部２２は、選択された電池セル１２１に対応するスイッチ４２１がオンであるかオフであるかを判断する（ステップＳ３０３）。

上述のように、スイッチ４２１がオンであるため（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、電池セル１２１が放電終了条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ３０４）。放電終了条件とは、放電対象セルのＳＯＣが基準セルのＳＯＣに基づいて決定されるセル均等化範囲内であることである。本実施形態では、セル均等化範囲は、基準セルのＳＯＣを基準とした±１０％の範囲である。セル均等化範囲は、電池セル１２２のＳＯＣに基づいて決定され、具体的には、４０％以上６０％以下である。

図９に示すように、電池セル１２１のＳＯＣは、時刻ｔ２において、電池セル１２２のＳＯＣに基づいて決定されるセル均等化範囲外である（ステップＳ３０４でＮｏ）。電池セル１２１が放電終了条件を満たさないため、モジュール決定部２２は、ステップＳ３０６に進む。この場合、スイッチ４２１のオンが維持されるため、電池セル１２１は放電を継続する。電池セル１２１のＳＯＣは、時刻ｔ２よりも後の期間において低下を続ける。

モジュール決定部２２は、全ての放電対象セルを選択したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。放電対象セルである電池セル１２３が未選択であるため（ステップＳ３０６でＮｏ）、モジュール決定部２２は、ステップＳ３０２に戻り、電池セル１２３を選択する。

電池セル１２３に対応するスイッチ４２３が、上述のように、オンであるため（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、電池セル１２３が放電終了条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ３０４）。図９に示すように、電池セル１２３のＳＯＣは、電池セル１２２のＳＯＣに基づいて決定されるセル均等化範囲内である（ステップＳ３０４でＹｅｓ）。電池セル１２３が放電終了条件を満たすため、均等化部２４は、スイッチ４２３のオフを指示する接続信号２４２を電池モジュール１２に供給する。これにより、スイッチ４２３がオフされる（ステップＳ３０５）。

スイッチ４２３のオフに伴って、電池セル１２３は、放電を終了する。電池セル１２３のＳＯＣは、図９に示すセル均等化範囲内に調整される。電池モジュール１２が電流供給を再開するまで、電池セル１２３のＳＯＣは、一定である。

全放電対象セルが電池モジュール１２において選択されたため（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２が均等化の終了条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ３０７）。均等化の終了条件は、均等化モジュールにおいて、全放電対象セルに対応するスイッチがオフされることである。電池セル１２１に対応するスイッチ４２１がオンであるため（ステップＳ３０７でＮｏ）、電池モジュール１２は、均等化の終了条件を満たさない。モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を均等化モジュールのまま維持する（ステップＳ３０９）。

モジュール決定部２２は、全均等化モジュールを選択したか否かを判断する（ステップＳ３１０）。組電池１において、均等化モジュールの数は１個であるため、モジュール決定部２２は、全ての均等化モジュールを選択したと判断し（ステップＳ３１０でＹｅｓ）、図１１に示す処理を終了する。なお、均等化モジュールの数が２以上である場合、モジュール決定部２２は、全均等化モジュールを選択していないため（ステップＳ３１０においてＮｏ）、ステップＳ３０１に戻る。

（均等化の終了条件が満たされた場合）
図１２は、図２に示す電池セルのＳＯＣの他の例を示すグラフである。具体的には、図１２は、時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３における、電池セルのＳＯＣを示す。車両のイグニッションスイッチは、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけてオフである。時刻ｔ３において、電池モジュール１２が均等化モジュールであり、電池モジュール１４が待機モジュールである。電池モジュール１２において、電池セル１２２が基準セルであり、電池セル１２１及び１２３が放電対象セルである。電池セル１２３は、時刻ｔ２において放電終了条件を満たすと判断されている。スイッチ４２２及び４２３がオフであり、スイッチ４２１がオンである。

電池モジュール１２において、スイッチ４２１は、電池モジュール１２の均等化開始からオンである。電池セル１２１のＳＯＣは、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけて低下を続けている。

以下、図１１及び図１２を参照しながら、時刻ｔ３に実行される均等化モジュール制御処理（ステップＳ１９２）を説明する。なお、図１１に示す処理の詳細については説明済みであるため、図１１に示す処理の説明を一部省略する。

モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を選択する（ステップＳ３０１）。モジュール決定部２２は、選択した電池モジュール１２において、放電対象セルである電池セル１２１を選択する（ステップＳ３０２）。モジュール決定部２２は、選択した電池セル１２１に対応するスイッチ４２１がオンであるかオフであるかを判断する（ステップＳ３０３）。

上述のように、スイッチ４２１がオンであるため（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、電池セル１２１が放電終了条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ３０４）。

図１２に示すように、電池セル１２１のＳＯＣは、時刻ｔ３において、電池セル１２２のＳＯＣに基づいて決定されるセル均等化範囲内である。基準セルのＳＯＣが一定であるため、セル均等化範囲は、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて変化しない。モジュール決定部２２は、電池セル１２１が放電終了条件を満たすと判断し（ステップＳ３０４においてＹｅｓ）、電池セル１２１に対応するスイッチ４２１をオフする（ステップＳ３０５）。電池セル１２１の放電が終了するため、電池セル１２１のＳＯＣは、電池モジュール１２が電流供給を再開するまで、図１２に示すセル均等化範囲内で一定である。

放電対象セルである電池セル１２３が未選択であるため（ステップＳ３０６でＮｏ）、モジュール決定部２２は、ステップＳ３０２に戻り、電池セル１２３を選択する。上述のように、電池セル１２３に対応するスイッチ４２３がオフであるため（ステップＳ３０３でＮｏ）、モジュール決定部２２は、電池セル１２３の放電が終了していると判断し、ステップＳ３０６に進む。

全放電対象セルが電池モジュール１２において選択されたため（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２が均等化の終了条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ３０７）。電池セル１２１及び１２３に対応するスイッチ４２１及び４２３がオフされたため、電池モジュール１２は、均等化の終了条件を満たす（ステップＳ３０７でＹｅｓ）。モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を均等化モジュールから待機モジュールに変更する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８において、スイッチ１７２及び４２１～４２３は、オフのままである。

モジュール決定部２２は、全均等化モジュールを選択したと判断し（ステップＳ３１０でＹｅｓ）、図１１に示す処理を終了する。

このように、均等化装置２は、均等化モジュールにおいて、放電対象セルのＳＯＣが基準セルのＳＯＣを基準としたセル均等化範囲内である場合、この放電対象セルに対応するスイッチをオフする。均等化装置２は、放電対象セルに対応する全スイッチがオフされた場合、均等化モジュールの均等化が終了したと判断する。これにより、均等化装置２は、均等化モジュールにおけるセルＳＯＣのばらつきを、一定の範囲内に調整することができる。

［３．５．２．待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）］
図１０を参照して、均等化装置２は、組電池１が待機モジュールを含む場合（ステップＳ１９１においてＹｅｓ）、待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）を実行して、接続条件を満たす待機モジュールを負荷３に接続する。

待機モジュールのＳＯＣが供給モジュールのＳＯＣのうち最小のＳＯＣを基準に設定される再接続範囲内である場合、待機モジュールは接続条件を満たす。電池モジュールのＳＯＣは、電池モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣの平均値である。

以下、図１３～図１６を参照しながら、均等化モジュールに決定された電池モジュール１２と、待機モジュールに決定された電池モジュール１４とが、負荷３に再接続されるまでの電池モジュールのＳＯＣの変化について説明する。

図１３は、時刻ｔ１における電池モジュール１１～１４のＳＯＣを示す図である。図１４は、時刻ｔ３における電池モジュール１１～１４のＳＯＣを示す図である。図１５は、時刻ｔ４における電池モジュール１１～１４のＳＯＣを示す図である。時刻ｔ４は、時刻ｔ３よりも後の時刻である。図１６は、時刻ｔ５における電池モジュール１１～１４のＳＯＣを示す図である。時刻ｔ５は、時刻ｔ４よりも後の時刻である。

時刻ｔ１において、電池モジュール１１及び１３が供給モジュールに決定される。電池モジュール１２が均等化モジュールに決定され、電池モジュール１４が待機モジュールに決定される。この結果、電池モジュール１１～１３のＳＯＣは、時刻ｔ１から減少する。電池モジュール１１及び１３は、負荷３に電流を供給し、電池モジュール１２に含まれる放電対象セルが放電を開始するためである。図１４を図１３と比較すると、時刻ｔ３における電池モジュール１１～１３のＳＯＣが、時刻ｔ３における電池モジュール１１～１３のＳＯＣより低い。

図１４を図１３と比較すると、電池モジュール１３のＳＯＣが、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけて一定である。電池モジュール１４は負荷３から電気的に切り離され、電池モジュール１４に含まれる全スイッチがオフであるためである。

時刻ｔ３において、電池モジュール１２の均等化が終了するため、均等化装置２は、電池モジュール１２及び１４が接続条件を満たすか否かを判断する。電池モジュール１１及び１３のＳＯＣのうち、電池モジュール１１のＳＯＣが最小である。均等化装置２は、時刻ｔ３において、電池モジュール１１のＳＯＣに基づいて接続範囲を設定する。接続範囲は、電池モジュール１１のＳＯＣを基準にして±１０％の範囲である。具体的には、接続範囲は、時刻ｔ４において、７５％以上９５％以下である。電池モジュール１２及び１４の各々のＳＯＣが接続範囲外であるため、電池モジュール１２及び１４は、接続条件を満たさない。従って、均等化装置２は、時刻ｔ３において、電池モジュール１２及び１４を負荷３に接続しない。

図１５を図１４と比較すると、電池モジュール１２及び１４のＳＯＣは、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて一定である。電池モジュール１１及び１３が電流供給を継続するため、電池モジュール１１及び１３のＳＯＣは、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて減少する。

図１５を参照して、均等化装置２は、時刻ｔ４において、電池モジュール１１のＳＯＣに基づいて接続範囲を設定する。時刻ｔ４における接続範囲は、５５％以上７５％以下である。電池モジュール１２のＳＯＣが接続範囲外であるため、電池モジュール１２は、時刻ｔ４において接続条件を満たさない。このため、電池モジュール１２は、時刻ｔ４において、待機モジュールとして維持される。電池モジュール１４のＳＯＣが接続範囲内であるため、電池モジュール１４は接続条件を満たす。均等化装置２は、時刻ｔ４において、電池モジュール１４を負荷３に接続することにより、電池モジュール１４を待機モジュールから供給モジュールに変更する。

図１６を図１５と比較すると、電池モジュール１２のＳＯＣは、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて一定である。電池モジュール１１、１３及び１４が電流供給を継続するため、電池モジュール１１、１３及び１４のＳＯＣは、時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけて減少する。

図１６を参照して、均等化装置２は、時刻ｔ５において、電池モジュール１４のＳＯＣに基づいて接続範囲を設定する。接続範囲は、４２．５％以上６２．５％以下である。電池モジュール１２のＳＯＣが接続範囲内であるため、電池モジュール１２は、時刻ｔ５において接続条件を満たす。均等化装置２は、電池モジュール１２を負荷３に接続する。この結果、時刻ｔ５以降において、全対象モジュールが負荷３へ電流を供給する。

図１７は、図１０に示す待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）のフローチャートである。図１５及び図１７を参照しながら、時刻ｔ４における均等化装置２の動作を例にして、待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）を詳しく説明する。

モジュール決定部２２は、図５に示すステップＳ１１で取得された全電池セルのＳＯＣに基づいて、電池モジュール１１～１４の各々のＳＯＣを算出する（ステップＳ４０１）。例えば、電池モジュール１１のＳＯＣは、電池モジュール１１に含まれる電池セル１１１～１１３のＳＯＣの平均である。

モジュール決定部２２は、組電池１に含まれる待機モジュールを１つ選択する（ステップＳ４０２）。具体的には、モジュール決定部２２は、待機モジュールである電池モジュール１２及び１４のうち、電池モジュール１２を選択する。

モジュール決定部２２は、選択された電池モジュール１２が接続条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ４０３）。具体的には、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２のＳＯＣが時刻ｔ４における接続範囲内であるか否かを判断する。時刻ｔ４における接続範囲は、５５％以上７５％以下である。

電池モジュール１２のＳＯＣは、時刻ｔ４における接続範囲外であるため、モジュール決定部２２は、電池モジュール１２が接続条件を満たさないと判断する（ステップＳ４０３においてＮｏ）。モジュール決定部２２は、電池モジュール１２を負荷３に接続しないことを決定する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ４０２において全待機モジュールを選択したか否かを判断する（ステップＳ４０６）。電池モジュール１４が未選択であるため（ステップＳ４０６でＮｏ）、モジュール決定部２２は、ステップＳ４０１に戻り、電池モジュール１４を選択する。

モジュール決定部２２は、選択された電池モジュール１４が接続条件を満たすか否かを判断する。電池モジュール１４のＳＯＣが時刻ｔ４における接続範囲内であるため、モジュール決定部２２は、電池モジュール１４が接続条件を満たすと判断する（ステップＳ４０３においてＹｅｓ）。

接続制御部２３は、ステップＳ４０３におけるモジュール決定部２２の判断を受けて、電池モジュール１４を負荷３に接続する（ステップＳ４０４）。具体的には、接続制御部２３は、オンを指示する接続信号２３４をスイッチ１７４に供給して、スイッチ１７４をオンする。これにより、電池モジュール１４が負荷３に接続される。モジュール決定部２２は、電池モジュール１４を待機モジュールから供給モジュールに変更する（ステップＳ４０５）。

モジュール決定部２２が、全待機モジュールを選択したため（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、均等化装置２は、図１７に示す処理を終了する。なお、均等化装置２が時刻ｔ５において待機モジュール制御処理（ステップＳ１９４）を実行することにより、電池モジュール１２は、待機モジュールから供給モジュールに変更される。

このように、均等化装置２は、供給モジュールのＳＯＣのうち最小のＳＯＣを特定し、特定した最小のＳＯＣと、待機モジュールのＳＯＣとに基づいて、待機モジュールを負荷３に接続するか否かを判断する。図１３と図１６との比較から分かるように、均等化装置２は、負荷３への電流供給を継続しながら、対象モジュールのＳＯＣのばらつきを小さくすることができる。対象モジュールのＳＯＣのばらつきとは、対象モジュールのＳＯＣのうち、最小のＳＯＣと最大のＳＯＣとの差分絶対値である。

［３．６．退避処理（ステップＳ１３）］
図１８は、図５に示す退避処理（ステップＳ１３）のフローチャートである。以下、電池セル１１１のＳＯＣが許可基準値よりも低い場合を例にして、退避処理（ステップＳ１３）を詳しく説明する。電池モジュール１１及び１３が供給モジュールであり、電池モジュール１２が均等化モジュールであり、電池モジュール１４が待機モジュールであると仮定する。

モジュール決定部２２は、均等化フラグが「１」であるか否かを判断する（ステップＳ１３１）。

電池モジュール１２及び１４が負荷３への電流供給を停止している。均等化フラグが「１」であるため（ステップＳ１３１においてＹｅｓ）、均等化装置２は、電池モジュール１２及び１４を負荷３に接続する（ステップＳ１３２）。具体的には、均等化部２４が、接続信号２４２を電池モジュール１２に供給して、電池モジュール１２に含まれる全スイッチをオフする。その後、接続制御部２３が、接続信号２３２及び２３４をスイッチ１７２及び１７４に供給して、スイッチ１７２及び１７４をオンする。

ステップＳ１３２において、均等化装置２は、均等化モジュールが均等化の終了条件を満たすか否かに関係なく、均等化モジュールを強制的に負荷３に接続する。均等化装置２は、待機モジュールが接続条件を満たすか否かに関係なく、待機モジュールを強制的に負荷３に接続する。

均等化フラグが「０」である場合（ステップＳ１３１でＮｏ）、組電池１に含まれる全電池モジュール１１～１４が負荷３に電流を供給している。この場合、均等化装置２は、ステップＳ１３２を実行することなく、ステップＳ１３３に進む。

モジュール決定部２２は、許可基準値よりも低いＳＯＣを有する電池セル１１１を特定する（ステップＳ１３３）。モジュール決定部２２は、ステップＳ１３３で特定した電池セル１１１を含む電池モジュール１１を、退避モジュールに決定する（ステップＳ１３４）。

接続制御部２３は、負荷３と退避モジュールに決定された電池モジュール１１との接続を解除する（ステップＳ１３５）。接続制御部２３は、接続信号２３１をスイッチ１７１に供給することにより、スイッチ１７１をオフする。電池モジュール１１は、負荷３から電気的に切り離されるため、電池セル１１１のＳＯＣの低下が停止する。

モジュール決定部２２は、退避モジュールに決定された電池モジュール１１を除く電池モジュール１２～１４を対象モジュールに決定する（ステップＳ１３６）。モジュール決定部２２は、均等化フラグを「０」に設定する。対象モジュールに決定された電池モジュール１２～１４が負荷３に電流を供給するためである。その後、均等化装置２は、図１８に示す退避処理（ステップＳ１３）を終了する。

モジュール決定部２２は、ステップＳ１３の後に実行されるモジュール決定処理（図5に示すステップＳ１５）において、電池モジュール１２～１４の各々を均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールのいずれかに決定する。このとき、候補モジュールの最大数は、１であるため、均等化モジュール及び待機モジュールの両者が同時に決定されることはない。

このように、均等化装置２は、許可基準値以下のＳＯＣを検出した場合、許可基準値以下のＳＯＣが検出された電池セルを含む電池モジュールを特定し、特定した電池モジュールを退避モジュールとして負荷３から電気的に切り離す。組電池１に含まれる電池セルのＳＯＣが管理基準値よりも低くなることを防ぐことができるため、過放電が組電池１に含まれる一部の電池セルで発生することを未然に防ぐことができる。なお、退避モジュールに含まれる全電池セルのＳＯＣが、組電池１の充電によって、許可基準値より高くなった場合、均等化装置２は、退避モジュールの指定を外せばよい。

以上説明したように、均等化装置２は、均等化モジュールを負荷３から電気的に切り離した後に、均等化モジュールに含まれるスイッチを制御して均等化モジュールの均等化を開始する。均等化装置２は、均等化モジュールの均等化中において、供給モジュールと負荷３との接続を維持することにより、供給モジュールに負荷への電流供給を継続させる。これにより、均等化装置２は、負荷３への電流供給と並行して、均等化電池モジュールに含まれる複数の電池セルを均等化することができる。

モジュール決定部２２が、供給モジュールの数が均等化モジュールの数以上となるように、均等化モジュールを決定する理由について説明する。供給モジュールの数が均等化モジュールの数以上である場合、負荷３への電流供給に十分な数の供給モジュールを確保することができる。これにより、車両のイグニッションスイッチがオフである時に、負荷３へ安定的に電流を供給できる。

また、十分な数の供給モジュールを確保できるため、供給モジュールのＳＯＣの低下速度を緩やかにすることができる。均等化モジュールの均等化中に、供給モジュールに含まれる電池セルのＳＯＣが、許可基準値を下回る頻度が低下するため、均等化装置２は、均等化モジュールの均等化が中断されることを防ぐことができる。

上述のように、全電池セルのＳＯＣが候補基準値より大きい電池モジュールを供給モジュールに決定し、少なくとも１つの電池セルのＳＯＣが候補基準値以下である電池モジュールを均等化モジュール又は待機モジュールに決定する。つまり、供給モジュールにおけるセルＳＯＣの最低値は、均等化モジュール及び待機モジュールの各々におけるセルＳＯＣの最低値よりも低い。均等化装置２が、このように、候補基準値に基づいて、均等化モジュール、待機モジュール及び供給モジュールを決定する理由を説明する。ここで、均等化モジュール及び待機モジュールを総称して、「停止モジュール」と記載する。

供給モジュールのＳＯＣを停止モジュールのＳＯＣに近づける場合、供給モジュールのＳＯＣ又は停止モジュールのＳＯＣの一方を調整する必要がある。しかし、負荷３への電流供給を継続しなければならないため、均等化装置２は、充電を用いて、電池モジュールのＳＯＣを調整することができない。そこで、均等化装置２は、全電池セルのＳＯＣが候補基準値よりも大きい電池モジュールを供給モジュールに決定し、少なくとも１つの電池セルのＳＯＣが候補基準値以下である電池モジュールを停止モジュールに決定する。

これにより、供給モジュールが負荷３への電流供給を継続することにより、供給モジュールのＳＯＣを停止モジュールに近づけることが可能となる。また、均等化装置２は、供給モジュールが負荷３に電流を供給させながら、供給モジュールのＳＯＣを調整するため、供給モジュールに蓄積された電荷を有効に利用することができる。

上記実施形態において、組電池１が４つの電池モジュール１１～１４を備える例を説明したが、本発明はこれに限定されない。組電池１が備える電池モジュールの数は、２以上であればよい。

上記実施形態において、均等化装置２が、放電対象セルを放電させることで、均等化モジュールを均等化する例を説明したが、本発明は、これに限定されない。均等化装置２は、放電対象セルに蓄えられた電荷を基準セルに移すことにより、均等化モジュールを均等化してもよい。

上記実施形態において、モジュール決定部２２は、一の電池モジュールに含まれる複数の電池セルのＳＯＣの平均値をこの一の電池モジュールのＳＯＣとして取得する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。モジュール決定部２２は、一の電池モジュールに含まれる複数の電池セルのＳＯＣの代表値をこの一の電池モジュールのＳＯＣとして取得すればよい。代表値とは、例えば、中央値、最大値、最小値等の統計値である。

上記実施形態において、モジュール決定部２２が、均等化モジュール以外の候補モジュールを待機モジュールに決定する例を説明したが、本発明は、これに限定されない。モジュール決定部２２は、均等化モジュール以外の候補モジュールを供給モジュールに決定してもよい。この場合、均等化装置２は、均等化の終了条件を満たす均等化モジュールを待機モジュールに変更してもよいし、均等化の終了条件を満たす均等化モジュールを供給モジュールへ直接変更してもよい。

上記実施形態において、候補モジュールの最大数が、組電池１が備える電池モジュールの数の半数以下である例を説明したが、本発明は、これに限定されない。候補モジュールの最大数は、組電池１が備える電池モジュールの数の半数よりも多くてもよい。つまり、モジュール決定部２２は、均等化条件を満たす電池モジュールを均等化モジュールに決定し、均等化モジュール以外の少なくとも１つの電池モジュールを供給モジュールに決定すればよい。

上記実施形態において、均等化条件が第１条件及び第２条件を含む例を説明したが、これに限定されない。均等化条件は、第１条件及び第２条件のいずれか一方であってもよいし、第１条件及び第２条件以外の条件を含んでいてもよい。あるいは、均等化条件は、第１条件及び第２条件と異なる条件であってもよい。例えば、均等化装置２は、組電池１に含まれる電池セルのＳＯＣのうち最小のＳＯＣを有する電池セルを特定し、特定した電池セルを含む電池モジュールを均等化モジュールに決定してもよい。

上記実施形態において、均等化の終了条件を満たす均等化モジュールを待機モジュールに変更する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、均等化装置２は、均等化モジュールの均等化を開始してから所定時間を経過した場合に、均等化モジュールの均等化を終了してもよい。つまり、均等化部２４は、予め設定された均等化の終了条件が満たされた場合に、均等化モジュールの均等化を終了すればよい。

上記実施形態では、接続条件を満たす待機モジュールを供給モジュールに変更する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、均等化装置２は、待機モジュールが負荷３と電気的に切り離されてから所定の時間を経過した場合に、待機モジュールを供給モジュールに変更してもよい。言い換えれば、接続条件は、電池モジュールが待機モジュールに変更された時刻から所定の時間を経過することである。つまり、均等化装置２は、予め設定された接続条件を満たす待機モジュールを供給モジュールに変更すればよい。

上記実施形態では、電池モジュールが、許可基準値よりも低いＳＯＣを有する電池セルを含む場合、この電池モジュールを退避モジュールに決定する例を説明したが、本発明は、これに限定されない。均等化装置２は、退避モジュールを決定しなくてもよい。この場合、均等化装置２は、許可基準値よりも低いセルＳＯＣを有する電池セルを検出することをトリガとして、全ての電池モジュールを負荷３に強制的に接続する。

また、上記実施形態において、均等化装置２は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

また、均等化装置２により実行される処理の一部または全部は、プログラムにより実現されてもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を実行するためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの不揮発性記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。

また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。

例えば、均等化装置２を、ソフトウェアにより実現する場合、図１９に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。

また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で実行順序を入れ替えてもよい。

前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。

１：組電池
１１～１４：電池モジュール
１１１～１１３、１２１～１２３、１３１～１３３、１４１～１４３：電池セル
１７１～１７４、４２１～４２３：スイッチ
２：均等化装置
２１：残容量取得部
２２：モジュール決定部
２３：接続制御部
２４：均等化部
３：負荷
３２１～３２３：抵抗

Claims (4)

1. 残容量が基準値以下の電池セルを含む待機モジュールと、複数の電池セル間の残容量のばらつきが閾値範囲外であって均等化処理が必要な均等化モジュールと、負荷に給電を行う供給モジュールとに区分される複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールを制御する制御部を備え
   前記制御部は、
   前記供給モジュールと前記負荷との接続を維持し、かつ、前記均等化モジュールを前記負荷と接続を解除した状態で前記均等化処理を実施して前記均等化モジュールを前記待機モジュールに遷移させ、
   前記待機モジュールの残容量が、前記供給モジュールの最小残容量に基づく閾値範囲内となると、前記閾値範囲内になった待機モジュールを前記供給モジュールに遷移させ、前記負荷に接続する
   均等化装置。
2. 前記均等化モジュールに含まれる電池セルの残容量の最低値は、前記供給モジュールに含まれる電池セルの残容量の最低値よりも小さい、
   請求項１に記載の均等化装置。
3. 前記制御部によって決定された前記供給モジュールの数は、前記制御部によって決定された前記均等化モジュールの数以上である、
   請求項１～２の何れか１つに記載の均等化装置。
4. 残容量が基準値以下の電池セルを含む待機モジュールと、複数の電池セル間の残容量のばらつきが閾値範囲外であって均等化処理が必要な均等化モジュールと、負荷に給電する供給モジュールとに区分される複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールを制御する制御部が行う均等化方法であって、
   前記供給モジュールと前記負荷との接続を維持し、かつ、前記均等化モジュールを前記負荷と接続を解除した状態で前記均等化処理を実施して前記均等化モジュールを前記待機モジュールに遷移させ、
   前記待機モジュールの残容量が、前記供給モジュールの最小残容量に基づく閾値範囲内となると、前記閾値範囲内になった待機モジュールを前記供給モジュールに遷移させ、前記負荷に接続する
   均等化方法。