JPWO2011111350A1 - バッテリ制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 - Google Patents

Abstract

各バッテリモジュールにレンジ判定部および電圧検出部が設けられる。レンジ判定部は、伝達線を介してバッテリに接続され、電圧検出部は通信線を介してバッテリに接続される。バッテリにおいて、レンジ判定部による各バッテリセルの電圧レンジの判定結果を用いて電圧算出部により各バッテリセルの端子電圧が算出される。そして、制御値算出部が、電圧検出部により検出された各バッテリセルの端子電圧または電圧算出部により算出される各バッテリセルの端子電圧の一方を用いてバッテリ制御値を算出する。

Description

本発明は、バッテリ制御装置、それを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。

充放電が可能な複数のバッテリセルを備えた電動自動車等の移動体においては、バッテリセルの充放電を制御するためのバッテリ制御装置が設けられる。バッテリ制御装置は、バッテリセルの端子電圧を検出する電圧検出部およびその電圧検出部により検出された端子電圧に基づいて種々の制御動作を行う制御部を有する（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１７３６７４号公報

上記のバッテリ制御装置においては、バッテリセルの端子電圧を検出するための構成が複雑になる。

本発明の目的は、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつバッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することが可能なバッテリ制御装置、それを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。

本発明の一局面に従うバッテリ制御装置は、複数のバッテリセルの充放電制御を行うためのバッテリ制御装置であって、複数のバッテリセルの各々の端子電圧を検出する電圧検出部と、通信線を介して電圧検出部と接続される制御部とを備え、制御部は、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて各バッテリセルの端子電圧を算出する電圧算出部と、電圧検出部により検出される端子電圧および電圧算出部により算出される端子電圧のうち一方を用いて複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値を算出する制御値算出部とを含むものである。

そのバッテリ制御装置においては、電圧検出部により検出される端子電圧が通信線を介して制御部に与えられる。制御部において、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて各バッテリセルの端子電圧が電圧算出部により算出される。そして、電圧検出部により検出される端子電圧および電圧算出部により算出される端子電圧のうち一方を用いて複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値が制御値算出部により算出される。

この場合、電圧検出部により検出される端子電圧および電圧算出部により算出される端子電圧のうち一方を選択的に用いることができる。そのため、通信線が断線する等により、電圧検出部により検出される端子電圧を用いることができない場合でも、電圧算出部により複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて算出される端子電圧を用いて、制御値を算出することができる。その結果、バッテリ制御装置の信頼性を向上させることができる。

制御値算出部は、電圧検出部により検出される端子電圧を受信することができない場合には電圧算出部により算出される端子電圧を用いて制御値を算出してもよい。

この場合、制御値算出部が電圧検出部により検出される端子電圧を受信することが可能な場合には、電圧検出部により検出される端子電圧を用いて、制御値を算出することができる。また、通信線が断線する等により、制御値算出部が電圧検出部により検出される端子電圧を受信することができない場合でも、電圧算出部により算出された端子電圧を用いて、簡単な構成で確実に制御値を算出することができる。

本発明の他の局面に従うバッテリ制御装置は、複数のバッテリセルの充放電制御を行うためのバッテリ制御装置であって、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて各バッテリセルの端子電圧を算出する電圧算出部と、電圧算出部により算出される端子電圧を用いて複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値を算出する制御値算出部とを備えるものである。

そのバッテリ制御装置においては、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて電圧算出部により各バッテリセルの端子電圧が算出される。電圧算出部により算出される端子電圧を用いて制御値算出部により複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値が算出される。

これにより、各バッテリセルの端子電圧を検出するための電圧検出部をバッテリ制御装置に設けることなく、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて簡単な構成で算出された各バッテリセルの端子電圧を用いて、制御値を算出することができる。したがって、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

バッテリ制御装置は、複数のバッテリセルの各々の端子電圧が予め定められた電圧レンジに属するか否かを判定するレンジ判定部を備え、電圧算出部は、レンジ判定部による判定結果に基づいて各バッテリセルの端子電圧を補正してもよい。

この場合、各バッテリセルの電圧が予め定められた電圧レンジに属するか否かの判定結果に基づいて、算出された端子電圧が補正される。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルのより正確な端子電圧を得ることができる。

レンジ判定部は、基準電圧と各バッテリセルの端子電圧との比較結果に基づいて各バッテリセルの端子電圧が電圧レンジに属するか否かを判定してもよい。

この場合、例えば過充電とならない上限電圧または過放電とならない下限電圧と各バッテリセルの端子電圧とを比較するために用いられる既存の構成において、基準電圧を追加することにより、各バッテリセルの端子電圧が電圧レンジに属するか否かを判定することができる。それにより、バッテリ制御装置の構成が複雑になることを抑制することができる。

レンジ判定部は、各バッテリセルが過充電とならない上限電圧と各バッテリセルの端子電圧とを比較するとともに各バッテリセルが過放電とならない下限電圧と各バッテリセルの端子電圧とを比較し、バッテリ制御装置は、レンジ判定部による比較結果に基づいて複数のバッテリセルの充放電の停止を制御する停止制御部をさらに備えてもよい。

この場合、少なくとも１つのバッテリセルの端子電圧が上限電圧または下限電圧に達した時点で複数のバッテリセルの充放電を停止することにより、各バッテリセルの過充電および過放電を防止することができる。それにより、各バッテリセルの安全性を確保することができる。

また、共通のレンジ判定部により、各バッテリセルの端子電圧が予め定められた電圧レンジに属するか否かを判定することができるとともに、少なくとも１つのバッテリセルの端子電圧が上限電圧または下限電圧に達したか否かを判定することができる。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ過充電または過放電による各バッテリセルの劣化を抑制することができる。

本発明のさらに他の局面に従うバッテリシステムは、複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルの充放電制御を行うための上記バッテリ制御装置とを備えるものである。

そのバッテリシステムにおいては、上記のバッテリ制御装置により、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて、複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値が算出される。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつバッテリ制御装置の信頼性を向上させることができる。または、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明のさらに他の局面に従う電動車両は、複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルの充放電制御を行うための上記バッテリ制御装置と、複数のバッテリセルの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。

その電動車両においては、複数のバッテリセルからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。

また、上記バッテリ制御装置により、複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて、複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値が算出される。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつバッテリ制御装置の信頼性を向上させることができる。または、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。その結果、電動車両の走行性能を向上させることが可能となる。

本発明のさらに他の局面に従う移動体は、上記バッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を受けて、その電力を動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。

その移動体においては、上記バッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により駆動部が移動本体部を移動させる。この場合、上記バッテリシステムが用いられることにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明のさらに他の局面に従う電力貯蔵装置は、上記バッテリシステムと、バッテリシステムの複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備えるものである。

その電力貯蔵装置においては、システム制御部により、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。

また、上記バッテリシステムが用いられることにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明のさらに他の局面に従う電源装置は、外部に接続可能な電源装置であって、上記電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置のシステム制御部により制御され、電力貯蔵装置の複数のバッテリセルと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。

その電源装置においては、複数のバッテリセルと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置のシステム制御部により制御されることにより、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。

また、上記バッテリシステムが用いられることにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明によれば、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつバッテリセルの充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

図１は第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。 図２は電圧検出部の構成を示すブロック図である。 図３はレンジ判定部、電圧算出部および電流検出部の構成を示すブロック図である。 図４は判定制御部による電圧レンジ判定処理を示すフローチャートである。 図５は各スイッチング素子の状態を示す図である。 図６はバッテリセルの端子電圧と電圧レンジとの関係を示す図である。 図７は比較器の比較結果と電圧レンジとの関係を示す図である。 図８は図３の過充電過放電検出部の構成を示すブロック図である。 図９はバッテリ制御装置によるＳＯＣ算出処理のフローチャートである。 図１０はバッテリ制御装置によるＳＯＣ算出処理のフローチャートである。 図１１はバッテリ制御装置によるＳＯＣ算出処理のフローチャートである。 図１２はｉ番目のバッテリセルのＳＯＣとＯＣＶとの関係を示す図である。 図１３は制御値算出部によるバッテリ制御値算出処理のフローチャートである。 図１４は制御値算出部によるバッテリ制御値算出処理のフローチャートである。 図１５は第２の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。 図１６は第３の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。 図１７は第４の実施の形態に係る電動自動車の構成を示すブロック図である。 図１８は第５の実施の形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。 図１９は複数のバッテリシステム５００を収容するラックの斜視図である。 図２０はサービスプラグの配置例を示す図である。 図２１はサービスプラグの他の配置例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係るバッテリ制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリ制御装置は、例えば、電力を駆動源とする電動車両または電源装置に搭載されるバッテリシステムの構成要素の一部として用いられる。電動車両には、ハイブリッド電動車両、バッテリ電動車両およびプラグインハイブリッド電動車両等が含まれる。本実施の形態においては、電動車両はハイブリッド電動車両である。

以下の説明では、満充電状態でのバッテリセルに蓄積される電荷量を満充電容量と呼ぶ。また、任意の状態でバッテリセルに蓄積されている電荷量を残容量と呼ぶ。さらに、バッテリの満充電容量に対する残容量の比率を充電率（ＳＯＣ）と呼ぶ。

（１）第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびバッテリシステムについて説明する。

（１−１）バッテリ制御装置およびバッテリシステムの構成
図１は、第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。本実施の形態において、バッテリシステム５００は、複数のバッテリモジュール１００、バッテリ電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵと呼ぶ。）１０１、コンタクタ１０２および電流センサ１０３を含み、電動車両の主制御部３００に接続されている。

複数のバッテリモジュール１００は、電源線５０１を通して互いに接続されている。各バッテリモジュール１００は、複数のバッテリセル１０および検出ユニット２０を有する。バッテリセル１０としては、リチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０は直列接続されている。検出ユニット２０は、レンジ判定部２０１および電圧検出部２０２を含む。各バッテリセル１０の正極端子および負極端子がそれぞれ検出ユニット２０の端子部Ｔ１を介してレンジ判定部２０１および電圧検出部２０２に接続される。また、レンジ判定部２０１は端子部Ｔ２に接続され、電圧検出部２０２は端子部Ｔ３に接続される。レンジ判定部２０１および電圧検出部２０２の詳細については後述する。

各バッテリモジュール１００の両端部に配置されるバッテリセル１０に電源線５０１が接続されている。それにより、複数のバッテリモジュール１００の全てのバッテリセル１０が直列に接続されている。一端部のバッテリモジュール１００に接続された電源線５０１に電流センサ１０３およびコンタクタ１０２が介挿されている。コンタクタ１０２がオフされると、全てのバッテリセル１０に電流が流れなくなる。一端部のバッテリモジュール１００に接続された電源線５０１および他端部のバッテリモジュール１００に接続された電源線５０１は、電動車両のモータ等の負荷に接続される。

各検出ユニット２０のレンジ判定部２０１および電圧検出部２０２は共通の回路基板上に設けられる。また、バッテリＥＣＵ１０１は他の回路基板上に設けられる。各バッテリモジュール１００の検出ユニット２０の端子部Ｔ２に伝達線Ｄ１の一端が接続される。伝達線Ｄ１の他端は、バッテリＥＣＵ１０１の各端子部Ｔ５に接続される。また、各バッテリモジュール１００の検出ユニット２０の端子部Ｔ３に通信線Ｄ２の一端が接続される。複数の通信線Ｄ２の他端は、通信線Ｄ３の一端に接続される。通信線Ｄ３の他端は、バッテリＥＣＵ１０１の端子部Ｔ６に接続される。なお、各検出ユニット２０の端子部Ｔ３が通信線としてのバスを介してバッテリＥＣＵ１０１の端子部Ｔ６にカスケード接続されてもよい。また、スター接続等の他の接続形態で各検出ユニット２０の端子部Ｔ３がバッテリＥＣＵ１０１の端子部Ｔ６に接続されてもよい。電流センサ１０３は、伝達線Ｄ４を介してバッテリＥＣＵ１０１の端子部Ｔ７に接続される。

バッテリＥＣＵ１０１は、制御値算出部２１１、電圧算出部２１２、電流検出部２１３、記憶部２１４および停止制御部２１５を含み、電動車両の主制御部３００に接続される。バッテリＥＣＵ１０１は、コンタクタ１０２のオンオフを制御するとともに、電動車両の主制御部３００に各バッテリセル１０の充放電制御のための値を与える。バッテリＥＣＵ１０１の詳細については後述する。

図１のバッテリシステム５００において、複数のバッテリモジュール１００の検出ユニット２０、バッテリＥＣＵ１０１、伝達線Ｄ１および通信線Ｄ２，Ｄ３によりバッテリ制御装置４００が構成される。

（１−２）電圧検出部
図２は、図１の電圧検出部２０２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、電圧検出部２０２は、複数の差動増幅器３２１、マルチプレクサ３２２およびＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）３２３を含む。

各差動増幅器３２１は２つの入力端子および出力端子を有する。各差動増幅器３２１は、２つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。各差動増幅器３２１の２つの入力端子は、端子部Ｔ１を介して各バッテリセル１０の正極端子および負極端子に接続される。

各バッテリセル１０の電圧は、各差動増幅器３２１により差動増幅される。複数の差動増幅器３２１の出力電圧はマルチプレクサ３２２に与えられる。マルチプレクサ３２２は、複数の差動増幅器３２１の出力電圧を順次Ａ／Ｄ変換器３２３に出力する。Ａ／Ｄ変換器３２３は、マルチプレクサ３２２の出力電圧をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器３２３により得られるデジタル値が各バッテリセル１０の端子電圧を表す。

このように、電圧検出部２０２は各バッテリセル１０の端子電圧を高精度で検出する機能を有する。検出された端子電圧は、図１の通信線Ｄ２，Ｄ３を介してバッテリＥＣＵ１０１の制御値算出部２１１に所定時間（例えば数ｍｓ）毎に送信される。

（１−３）レンジ判定部、電圧算出部および電流検出部の詳細
図３は、図１のレンジ判定部２０１、電圧算出部２１２および電流検出部２１３の構成を示すブロック図である。図３の例では、説明を簡略化するため、複数のバッテリモジュール１００のうちの１つのバッテリモジュール１００のレンジ判定部２０１のみが示される。また、図３の例では、バッテリモジュール１００が２つのバッテリセル１０を備える。ここで、一方のバッテリセル１０の端子電圧をＶ１とし、他方のバッテリセル１０の端子電圧をＶ２とする。

図３に示すように、電流検出部２１３は、Ａ／Ｄ変換器２３１および電流値算出部２３２を含む。電流センサ１０３は、各バッテリモジュール１００に流れる電流の値を電圧として出力する。Ａ／Ｄ変換器２３１は、電流センサ１０３の出力電圧をデジタル値に変換する。電流値算出部２３２は、Ａ／Ｄ変換器２３１により得られるデジタル値に基づいて電流の値を算出する。

レンジ判定部２０１は、基準電圧部２２１、差動増幅器２２２、比較器２２３、判定制御部２２４、複数のスイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００およびコンデンサＣ１を含む。スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００は、例えばトランジスタからなる。

差動増幅器２２２は２つの入力端子および出力端子を有する。スイッチング素子ＳＷ０１は一方のバッテリセル１０の正極端子とノードＮ１との間に接続され、スイッチング素子ＳＷ０２は他方のバッテリセル１０の正極端子とノードＮ１との間に接続される。スイッチング素子ＳＷ１１は一方のバッテリセル１０の負極端子とノードＮ２との間に接続され、スイッチング素子ＳＷ１２は他方のバッテリセル１０の負極端子とノードＮ２との間に接続される。スイッチング素子ＳＷ２１はノードＮ１とノードＮ３との間に接続され、スイッチング素子ＳＷ２２はノードＮ２とノードＮ４との間に接続される。コンデンサＣ１はノードＮ３とノードＮ４との間に接続される。スイッチング素子ＳＷ３１はノードＮ３と差動増幅器２２２の一方の入力端子との間に接続され、スイッチング素子ＳＷ３２はノードＮ４と差動増幅器２２２の他方の入力端子との間に接続される。差動増幅器２２２は、２つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２２２の出力電圧は比較器２２３の一方の入力端子に与えられる。

スイッチング素子ＳＷ１００は、複数の端子ＣＰ０，ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４を含む。基準電圧部２２１は４つの基準電圧出力部２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄを有する。基準電圧出力部２２１ａ〜２２１ｄは、基準電圧としてそれぞれ下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶ，下側中間電圧Ｖｒｅｆ１，上側中間電圧Ｖｒｅｆ２および上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶを端子ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４に出力する。ここで、上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶは上側中間電圧Ｖｒｅｆ２よりも高く、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２は下側中間電圧Ｖｒｅｆ１よりも高く、下側中間電圧Ｖｒｅｆ１は下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶよりも高い。下側中間電圧Ｖｒｅｆ１は例えば３．７０［Ｖ］であり、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２は例えば３．７５［Ｖ］である。

スイッチング素子ＳＷ１００は、複数の端子ＣＰ１〜ＣＰ４のうち１つが端子ＣＰ０に接続されるように切り替えられる。スイッチング素子ＳＷ１００の端子ＣＰ０は比較器２２３の他方の入力端子に接続される。比較器２２３は、２つの入力端子に入力された電圧の大きさを比較し、その比較結果を示す信号を出力端子から出力する。

本例において、差動増幅器２２２の出力電圧が端子ＣＰ０の電圧以上の場合、比較器２２３は論理“１”（例えばハイレベル）の信号を出力する。また、差動増幅器２２２の出力電圧が端子ＣＰ０の電圧よりも低い場合、比較器２２３は論理“０”（例えばローレベル）の信号を出力する。

判定制御部２２４は、複数のスイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００の切り替えを制御するとともに、比較器２２３の出力信号に基づいてバッテリモジュール１００のバッテリセル１０の電圧が複数の電圧レンジのうちいずれの電圧レンジ内にあるかを判定する。バッテリセル１０の電圧レンジ判定処理は後述する。

電圧算出部２１２は、積算部２４２、ＳＯＣ算出部２４３、ＯＣＶ推定部２４４、電圧推定部２４５および電圧補正部２４６を含む。

積算部２４２は、複数のバッテリセル１０に流れる電流の値を電流検出部２１３から一定時間ごとに取得し、取得した電流の値を積算することにより電流積算値を算出する。

ＳＯＣ算出部２４３は、記憶部２１４に記憶される各バッテリセル１０のＳＯＣおよび積算部２４２により算出された電流積算値に基づいて各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣを算出する。その後、ＳＯＣ算出部２４３は、後述する電圧補正部２４６から与えられるＳＯＣおよび積算部２４２により算出された電流積算値に基づいて各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣを算出する。

ＯＣＶ推定部２４４は、ＳＯＣ算出部２４３により算出された各バッテリセル１０のＳＯＣに基づいて各バッテリセル１０の現時点の開放電圧（ＯＣＶ）を推定する。

電圧推定部２４５は、電流値算出部２３２により算出された複数のバッテリセル１０に流れる電流の値およびＯＣＶ推定部２４４により推定された各バッテリセル１０のＯＣＶに基づいて、各バッテリセル１０の現時点の端子電圧を推定する。

電圧補正部２４６は図示しないタイマを含む。電圧補正部２４６は、判定制御部２２４により判定された各バッテリセル１０の電圧レンジに基づいて、電圧推定部２４５により推定された各バッテリセル１０の現時点の端子電圧を補正し、補正された端子電圧に基づいて現時点のＯＣＶを補正し、補正されたＯＣＶに基づいて各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣを補正する。また、電圧補正部２４６は、補正された各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣをＳＯＣ算出部２４３に与えるとともに、積算部２４２により算出された電流積算値をリセットする。

本実施の形態では、判定制御部２２４は、ＣＰＵおよびメモリ等のハードウェア、およびコンピュータプログラム等のソフトウェアにより実現される。この場合、ＣＰＵがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、判定制御部２２４の機能が実現される。なお、判定制御部２２４の一部または全てがＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現されてもよい。

同様に、本実施の形態では、電圧算出部２１２、電流値算出部２３２、後述の制御値算出部２１１および後述の停止制御部２１５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ等のハードウェア、およびコンピュータプログラム等のソフトウェアにより実現される。積算部２４２、ＳＯＣ算出部２４３、ＯＣＶ推定部２４４、電圧推定部２４５、電圧補正部２４６、電流値算出部２３２、制御値算出部２１１および停止制御部２１５は、コンピュータプログラムのモジュールに相当する。この場合、ＣＰＵがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、積算部２４２、ＳＯＣ算出部２４３、ＯＣＶ推定部２４４、電圧推定部２４５、電圧補正部２４６、電流値算出部２３２、制御値算出部２１１および停止制御部２１５の機能が実現される。なお、積算部２４２、ＳＯＣ算出部２４３、ＯＣＶ推定部２４４、電圧推定部２４５、電圧補正部２４６、電流値算出部２３２、制御値算出部２１１および停止制御部２１５の一部または全てがハードウェアにより実現されてもよい。

（１−４）バッテリセルの電圧レンジ判定処理
判定制御部２２４によるバッテリセル１０の電圧レンジ判定処理を説明する。図４は、判定制御部２２４による電圧レンジ判定処理を示すフローチャートである。本実施の形態では、判定制御部２２４を構成するＣＰＵがメモリに記憶された電圧レンジ判定処理プログラムを実行することにより電圧レンジ判定処理が行われる。また、図５は、各スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００の状態を示す図である。判定制御部２２４は図５の状態をデータとして予め記憶している。後述のように、図４に示される電圧レンジ判定処理は、判定制御部２２４が電圧算出部２１２からの電圧レンジ取得信号を受信することにより開始される。

図４および図５に示すように、判定制御部２２４は、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００を順に状態ＳＴ１、状態ＳＴ２および状態ＳＴ３に設定する（ステップＳ９−１）。状態ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３においては、スイッチング素子ＳＷ１００は端子ＣＰ２に切り替えられる。それにより、比較器２２３に基準電圧出力部２２１ｂからの下側中間電圧Ｖｒｅｆ１が与えられる。

状態ＳＴ１にて、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ１１，ＳＷ２１，ＳＷ２２がオンされ、スイッチング素子ＳＷ０２，ＳＷ１２，ＳＷ３１，ＳＷ３２がオフされる。これにより、コンデンサＣ１が一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１に充電される。

次に、状態ＳＴ２にて、スイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２がオフされる。これにより、コンデンサＣ１がバッテリセル１０から切り離される。

その後、状態ＳＴ３にて、スイッチング素子ＳＷ３１，ＳＷ３２がオンされる。これにより、コンデンサＣ１の電圧が一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１として比較器２２３に与えられる。

この場合、比較器２２３は、下側中間電圧Ｖｒｅｆ１と一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１とを比較し、比較結果Ｌ１１を示す論理“１”または“０”の信号を出力する。ここで、判定制御部２２４は、下側中間電圧Ｖｒｅｆ１と一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１との比較結果Ｌ１１を取得する（ステップＳ９−２）。

次に、判定制御部２２４は、スイッチングＳＷ１００を状態ＳＴ４に設定する（ステップＳ９−３）。状態ＳＴ４において、スイッチング素子ＳＷ１００は端子ＣＰ３に切り替えられる。それにより、比較器２２３に基準電圧出力部２２１ｃからの上側中間電圧Ｖｒｅｆ２が与えられる。

この場合、比較器２２３は、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２と一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１とを比較し、比較結果Ｌ１２を示す論理“１”または“０”の信号を出力する。ここで、判定制御部２２４は、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２と一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１との比較結果Ｌ１２を取得する（ステップＳ９−４）。

その後、判定制御部２２４は、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００を順に状態ＳＴ５、状態ＳＴ６、状態ＳＴ７および状態ＳＴ８に設定する（ステップＳ９−５）。状態ＳＴ５においては、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２はオフに設定される。それにより、コンデンサＣ１がバッテリセル１０から切り離される。

状態ＳＴ６にて、スイッチング素子ＳＷ０２，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２がオンされる。これにより、コンデンサＣ１が他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２に充電される。

次に、状態ＳＴ７にて、スイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２がオフされる。これにより、コンデンサＣ１が他方のバッテリセル１０から切り離される。

その後、状態ＳＴ８にて、スイッチング素子ＳＷ３１，ＳＷ３２がオンされる。これにより、コンデンサＣ１の電圧が他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２として比較器２２３に与えられる。

この場合、比較器２２３は、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２と他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２とを比較し、比較結果Ｌ２２を示す論理“１”または“０”の信号を出力する。ここで、判定制御部２２４は、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２と他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２との比較結果Ｌ２２を取得する（ステップＳ９−６）。

次に、判定制御部２２４は、スイッチングＳＷ１００を状態ＳＴ９に設定する（ステップＳ９−７）。状態ＳＴ９において、スイッチング素子ＳＷ１００は端子ＣＰ２に切り替えられる。それにより、比較器２２３に基準電圧出力部２２１ｂからの下側中間電圧Ｖｒｅｆ１が与えられる。

この場合、比較器２２３は、下側中間電圧Ｖｒｅｆ１と他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２とを比較し、比較結果Ｌ２１を示す論理“１”または“０”の信号を出力する。ここで、判定制御部２２４は、下側中間電圧Ｖｒｅｆ１と他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２との比較結果Ｌ２１を取得する（ステップＳ９−８）。

その後、判定制御部２２４はスイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００を状態ＳＴ１０に設定する（ステップＳ９−９）。状態ＳＴ１０においては、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２はオフに設定される。それにより、コンデンサＣ１がバッテリセル１０から切り離される。

最後に、判定制御部２２４は、取得された比較結果Ｌ１１，Ｌ１２から一方のバッテリセル１０の電圧レンジＬ１を判定するとともに、取得された比較結果Ｌ２１，Ｌ２２から他方のバッテリセル１０の電圧レンジＬ２を判定する（ステップＳ９−１０）。

図６は、バッテリセル１０の端子電圧と電圧レンジとの関係を示す図である。図６に示すように、電圧レンジ“０”は下側中間電圧Ｖｒｅｆ１よりも低く、電圧レンジ“１”は下側中間電圧Ｖｒｅｆ１以上でかつ上側中間電圧Ｖｒｅｆ２未満の範囲であり、電圧レンジ“２”は上側中間電圧Ｖｒｅｆ２以上である。図７は、比較器２２３の比較結果と電圧レンジとの関係を示す図である。

図７において、ｎは複数のバッテリセル１０の各々を特定するための正の整数である。本例では、Ｌｎ１，Ｌｎ２は一方のバッテリセル１０に対応する比較結果Ｌ１１，Ｌ１２または他方のバッテリセル１０に対応する比較結果Ｌ２１，Ｌ２２であり、Ｖｎは一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１または他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２である。

図７に示すように、比較器２２３の比較結果Ｌｎ１，Ｌｎ２がともに論理“０”である場合、判定制御部２２４は電圧レンジＬｎを“０”と判定する。これは、バッテリセル１０の端子電圧Ｖｎが下側中間電圧Ｖｒｅｆ１未満であることを示す。

また、比較器２２３の比較結果Ｌｎ１が論理“１”であり、比較結果Ｌｎ２が論理“０”である場合、判定制御部２２４は電圧レンジＬｎを“１”と判定する。これは、バッテリセル１０の端子電圧Ｖｎが下側中間電圧Ｖｒｅｆ１以上でかつ上側中間電圧Ｖｒｅｆ２未満であることを示す。

さらに、比較器２２３の比較結果Ｌｎ１，Ｌｎ２がともに論理“１”である場合、判定制御部２２４は電圧レンジＬｎを“２”と判定する。これは、バッテリセル１０の端子電圧Ｖｎが上側中間電圧Ｖｒｅｆ２以上であることを示す。

なお、比較器２２３の比較結果Ｌｎ１が論理“０”であり、比較結果Ｌｎ２が論理“１”である場合、判定制御部２２４は電圧レンジＬｎを判定しない。これは、バッテリセル１０の端子電圧Ｖｎが下側中間電圧Ｖｒｅｆ１未満でありながら、上側中間電圧Ｖｒｅｆ２を超えていることを示すためである。このような状況は、基準電圧部２２１、差動増幅器２２２または比較器２２３が故障している場合に発生すると考えられる。

図４のステップＳ９−１０においては、図７の関係に基づいて一方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ１および他方のバッテリセル１０の端子電圧Ｖ２が電圧レンジ“０”，“１”，“２”のいずれにあるかが判定される。判定制御部２２４による各バッテリセル１０の電圧レンジの判定結果は、図１の伝達線Ｄ１を介してバッテリＥＣＵ１０１の電圧算出部２１２に送信される。

また、本例において、レンジ判定部２０１は、バッテリセル１０の過充電および過放電を検出する過充電過放電検出部２０１ｂを含む。図８は、過充電過放電検出部２０１ｂの構成を示すブロック図である。図８に示すように、過充電過放電検出部２０１ｂは、基準電圧出力部２２１ａ，２２１ｄ、差動増幅器２２２、比較器２２３、判定制御部２２４および複数のスイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ１００およびコンデンサＣ１を含む。

スイッチング素子ＳＷ１００が端子ＣＰ１に切り替えられることにより、基準電圧出力部２２１ａからの下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶが比較器２２３に与えられる。この状態で、各バッテリセル１０の端子電圧がコンデンサＣ１および差動増幅器２２２を介して比較器２２３に与えられることにより、下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶと各バッテリセル１０の端子電圧とが比較される。同様に、スイッチング素子ＳＷ１００が端子ＣＰ４に切り替えられることにより、基準電圧出力部２２１ｄからの上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶが比較器２２３に与えられる。この状態で、各バッテリセル１０の端子電圧がコンデンサＣ１および差動増幅器２２２を介して比較器２２３に与えられることにより、上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶと各バッテリセル１０の端子電圧とが比較される。

バッテリセル１０の端子電圧が下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶよりも低い場合、バッテリセル１０が過放電状態にある。また、バッテリセル１０の端子電圧が上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶよりも高い場合、バッテリセル１０が過充電状態にある。

少なくとも１つのバッテリセル１０の端子電圧が下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶまたは上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶに達したことを示す比較結果が比較器２２３から出力された場合、判定制御部２２４は、伝達線Ｄ１を介してバッテリＥＣＵ１０１の停止制御部２１５（図１）に充放電停止信号を与える。この場合、停止制御部２１５は、判定制御部２２４からの充放電停止信号に応答してコンタクタ１０２をオフする。それにより、各バッテリセル１０の充電または放電が停止される。その結果、過放電または過充電による各バッテリセル１０の安全性を確保することができる。

従来、バッテリセル１０の過充電および過放電を検出するために、上記構成の過充電過放電検出部２０１ｂが用いられていた。本例においては、従来の過充電過放電検出部２０１ｂに下側中間電圧Ｖｒｅｆ１を出力する基準電圧出力部２２１ｂおよび上側中間電圧Ｖｒｅｆ２を出力する上側中間電圧Ｖｒｅｆ２を加えることにより、従来の過充電過放電検出部２０１ｂがレンジ判定部２０１に転用される。これにより、構成の複雑化およびコストの増加が抑制される。

さらに、レンジ判定部２０１から送信される電圧レンジの判定結果を用いて、電圧算出部２１２により各バッテリセル１０の端子電圧を算出することができる。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセル１０の充放電制御を十分な精度で行うことができる。すなわち、各バッテリセル１０に流れる電流に基づいて各バッテリセル１０の端子電圧を算出することができ、さらに、レンジ判定部２０１による各バッテリセル１０の電圧レンジの判定結果を用いてその算出された端子電圧を補正することができる。それにより、高精度に各バッテリセル１０の端子電圧を検出することができるＡ／Ｄ変換器等を用いる場合と比べても、各バッテリセル１０の充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

（１−５）バッテリセルのＳＯＣ算出処理
次に、電圧算出部２１２および電流値算出部２３２によるバッテリセル１０のＳＯＣ算出処理を説明する。図９〜図１１は、電圧算出部２１２および電流値算出部２３２によるＳＯＣ算出処理のフローチャートである。本実施の形態では、ＣＰＵがメモリに記憶されたＳＯＣ算出処理プログラムを実行することによりＳＯＣ算出処理が行われる。

図９および図１０に示すように、電動車両の始動指示部６０７（後述する図１７）のイグニションキーがオンされると、バッテリシステム５００が起動し、電圧補正部２４６は、積算部２４２により算出された電流積算値をリセットする（ステップＳ１）。次に、ＳＯＣ算出部２４３は、記憶部２１４から各バッテリセル１０のＳＯＣを取得する（ステップＳ２）。記憶部２１４には、前回のＳＯＣ算出処理においてイグニションキーがオフされた際のＳＯＣが記憶されている。ここで、電圧補正部２４６は、タイマをセットする（ステップＳ３）。それにより、タイマが経過時間の計測を開始する。タイマのセットにより計測値ｔが０となる。

その後、電流値算出部２３２が複数のバッテリセル１０に流れる電流の値を取得する（ステップＳ４）。また、積算部２４２は、電流値算出部２３２により取得された電流の値を積算することにより電流積算値を算出する（ステップＳ５）。ＳＯＣ算出部２４３は、算出された電流積算値および取得されたＳＯＣに基づいて、現時点のＳＯＣを算出する（ステップＳ６）。ｉ番目のバッテリセル１０の前時点のＳＯＣの値をＳＯＣ（ｉ）［％］とし、電流積算値をΣＩ［Ａｈ］とし、ｉ番目のバッテリセル１０の満充電容量をＣ（ｉ）［Ａｈ］とすると、ｉ番目のバッテリセル１０の現時点のＳＯＣの値ＳＯＣ＿ｎｅｗ（ｉ）は、例えば次式（１）により算出される。ここで、ｉは１からバッテリセル１０の個数を示す値までの任意の整数である。

ＳＯＣ＿ｎｅｗ（ｉ）
＝ＳＯＣ（ｉ）＋ΣＩ／Ｃ（ｉ） ［％］ ・・・（１）
次に、ＯＣＶ推定部２４４は、算出された現時点のＳＯＣから各バッテリセル１０の現時点のＯＣＶを推定する（ステップＳ７）。図１２は、ｉ番目のバッテリセル１０のＳＯＣとＯＣＶとの関係を示す図である。図１２の関係は、予めＯＣＶ推定部２４４に記憶される。各バッテリセル１０のＯＣＶは、例えば図１２の関係を参照することにより推定される。バッテリセル１０のＳＯＣとＯＣＶとの関係は、関数として記憶されてもよく、表の形式で記憶されてもよい。

また、電圧推定部２４５は、各バッテリセル１０の現時点のＯＣＶから現時点の端子電圧を推定する（ステップＳ８）。ｉ番目のバッテリセル１０の現時点のＯＣＶをＶ０（ｉ）［Ｖ］とし、複数のバッテリセル１０に流れる電流の値をＩ［Ａ］とし、ｉ番目のバッテリセル１０の内部インピーダンスをＺ（ｉ）［Ω］とすると、ｉ番目のバッテリセル１０の現時点の端子電圧Ｖｅｓｔ（ｉ）は、例えば次式（２）により推定される。

Ｖｅｓｔ（ｉ）＝Ｖ０（ｉ）＋Ｉ×Ｚ（ｉ） ［Ｖ］ ・・・（２）
ここで、電流の値Ｉは充電時には正であり、放電時には負である。なお、各バッテリセル１０の内部インピーダンスとしては、例えば予め測定された値が使用される。この場合、内部インピーダンスは、記憶部２１４に記憶される。

次に、電圧補正部２４６は、各バッテリモジュール１００の判定制御部２２４に電圧レンジ取得信号を送信する（ステップＳ９）。各判定制御部２２４は、電圧補正部２４６からの電圧レンジ取得信号を受信すると、図４の電圧レンジ判定処理を行う。そして、各判定制御部２２４は、対応する複数のバッテリセル１０の電圧レンジの判定結果を電圧補正部２４６に送信する。

次に、電圧補正部２４６は、全ての判定制御部２２４からの電圧レンジの判定結果が受信されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。全ての判定制御部２２４からの電圧レンジの判定結果が受信されていない場合、電圧補正部２４６は、全ての判定制御部２２４からの電圧レンジの判定結果が受信されるまで待機する。

全ての判定制御部２２４からの電圧レンジの判定結果が受信された場合、電圧補正部２４６は、各バッテリセル１０の電圧レンジが“１”であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。各バッテリセル１０の電圧レンジが“１”である場合、すなわち各バッテリセル１０の端子電圧が下側中間電圧Ｖｒｅｆ１以上でかつ上側中間電圧Ｖｒｅｆ２未満である場合、電圧補正部２４６は、次の方法で各バッテリセル１０の現時点の端子電圧を補正する（ステップＳ１２）。スムージング係数をαとすると、ｉ番目のバッテリセル１０の補正後の端子電圧Ｖｅｓｔ＿ｎｅｗ（ｉ）は、例えば次式（３）により算出される。スムージング係数αは０以上１以下である。

Ｖｅｓｔ＿ｎｅｗ（ｉ）
＝α×Ｖｅｓｔ（ｉ） ＋（１−α）×（Ｖｒｅｆ１＋Ｖｒｅｆ２）／２
［Ｖ］ ・・・（３）
また、電圧補正部２４６は、補正された各バッテリセル１０の現時点の端子電圧に基づいて、次の方法で各バッテリセル１０の現時点のＯＣＶを補正する（ステップＳ１３）。ｉ番目のバッテリセル１０の補正後のＯＣＶの値Ｖ０＿ｎｅｗ（ｉ）は、例えば次式（４）により算出される。

Ｖ０＿ｎｅｗ（ｉ）
＝Ｖ０（ｉ）＋（Ｖｅｓｔ＿ｎｅｗ（ｉ）−Ｖｅｓｔ（ｉ））
［Ｖ］ ・・・（４）
さらに、電圧補正部２４６は、補正された現時点のＯＣＶに基づいて各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣを補正する（ステップＳ１４）。補正後の現時点のＳＯＣは、例えば図１２の関係を参照することにより求められる。

次に、電圧補正部２４６は、積算部２４２により算出された電流積算値をリセットする（ステップＳ１５）。そして、電圧補正部２４６は、ステップＳ１２で補正された各バッテリセル１０の現時点の端子電圧を図１の制御値算出部２１１に与える（ステップＳ１６）。

その後、電圧補正部２４６は、タイマの計測値ｔが所定時間Ｔに達するまで待機する（ステップＳ１７）。タイマの計測値ｔが所定時間Ｔに達すると、電圧補正部２４６はステップＳ３の処理に戻る。以後、記憶部２１４に記憶された各バッテリセル１０のＳＯＣの代わりに、電圧補正部２４６により補正されたバッテリセル１０の現時点のＳＯＣを用いて、ステップＳ３からステップＳ１７までの処理が繰り返される。

なお、ステップＳ１１で、各バッテリセル１０の電圧レンジが“１”でない場合、すなわち電圧レンジが“０”（各バッテリセル１０の端子電圧が下側中間電圧Ｖｒｅｆ１未満の場合）または“２”（各バッテリセル１０の端子電圧が上側中間電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合）には、各バッテリセル１０の端子電圧が上式（３）により適切に補正されないと考えられる。そのため、電圧補正部２４６は、端子電圧の補正、ＯＣＶの補正およびＳＯＣの補正を行わずにステップＳ１６の処理に進み、ステップＳ８で電圧推定部２４５により推定された現時点の端子電圧を図１の制御値算出部２１１に与える。

一方、図１１に示すように、電動車両の始動指示部６０７（後述する図１７）のイグニションキーがオフされると、ＳＯＣ算出部２４３は、各バッテリセル１０の現時点のＳＯＣを記憶部２１４に記憶する（ステップＳ２０）。この場合、記憶部２１４に記憶されたＳＯＣが現時点のＳＯＣに更新される。その後、バッテリシステム５００が停止する。

（１−６）制御値算出部
上記のように、各バッテリモジュール１００の電圧検出部２０２により検出された各バッテリセル１０の端子電圧が通信線Ｄ２，Ｄ３を介して図１のバッテリＥＣＵ１０１の制御値算出部２１１に送信される。また、電圧算出部２１２により算出された各バッテリセル１０の端子電圧が制御値算出部２１１に与えられる。以下、電圧検出部２０２により検出された各バッテリセル１０の端子電圧を検出電圧と呼び、電圧算出部２１２により算出された各バッテリセル１０の端子電圧を算出電圧と呼ぶ。

制御値算出部２１１は、図示しないタイマを有し、検出電圧および算出電圧の一方を用いて各バッテリセル１０の充放電制御のための値（以下、バッテリ制御値と呼ぶ）を算出し、電動車両の主制御部３００に与える。なお、バッテリ制御値は、例えば、現時点から少なくとも１つのバッテリセル１０の端子電圧が上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶに達するまでに充電可能な容量、または現時点から少なくとも１つのバッテリセル１０の端子電圧が下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶに達するまでに放電可能な容量を示す。

図１３および図１４は、制御値算出部２１１によるバッテリ制御値算出処理のフローチャートである。本実施の形態では、ＣＰＵがメモリに記憶されたバッテリ制御値算出処理プログラムを実行することによりバッテリ制御値算出処理が行われる。図１３に示すように、電動車両の始動指示部６０７（後述する図１７）のイグニションキーがオンされると、バッテリシステム５００が起動する。これにより、制御値算出部２１１がバッテリ制御値算出処理を開始する。まず、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される第１および第２のカウンタ値をリセットする（ステップＳ５１）。ここで、第１のカウンタ値は、後述のステップＳ６０を経由する毎に加算される値であり、第２のカウンタ値は、後述のステップＳ６６を経由する毎に加算される値である。

次に、制御値算出部２１１は、タイマをリセットする（ステップＳ５２）。この時点からタイマが経過時間の計測を開始する。次に、制御値算出部２１１は、第１のカウンタ値が予め定められた規定値Ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ５３）。第１のカウンタ値が規定値Ｔ１に達していない場合、制御値算出部２１１は、全ての電圧検出部２０２からの検出電圧が受信されたか否かを判定する（ステップＳ５４）。ここで、バッテリＥＣＵ１０１と各バッテリモジュール１００とが通信線Ｄ２，Ｄ３を介して正常に接続されている場合には、各電圧検出部２０２からの検出電圧が制御値算出部２１１により受信される。

全ての電圧検出部２０２からの検出電圧が受信された場合、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを検出電圧に更新する（ステップＳ５５）。ここで、電圧Ｖｐは、現時点における各バッテリセル１０の端子電圧に対応する。

次に、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される第１のカウンタ値をリセットする（ステップＳ５６）。次に、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを用いてバッテリ制御値を算出し、算出されたバッテリ制御値を出力する（ステップＳ５７）。制御値算出部２１１から出力されたバッテリ制御値は、電動車両の主制御部３００に与えられる。

次に、制御値算出部２１１は、タイマによる計測時間が所定時間Ｔ２に達するまで待機する（ステップＳ５８）。タイマによる計測時間が所定時間Ｔ２に達すると、制御値算出部２１１は、ステップＳ５２の処理に戻る。

一方、バッテリＥＣＵ１０１と各バッテリモジュール１００とが通信線Ｄ２，Ｄ３を介して正常に接続されていない場合、全ての電圧検出部２０２のうち少なくとも１つの電圧検出部２０２からの検出電圧が制御値算出部２１１により受信されないことがある。上記のように、検出電圧は、各電圧検出部２０２から所定時間毎に送信される。制御値算出部２１１は、その所定時間よりも長い一定時間以上検出電圧が受信されない状態が維持されると、ステップＳ５４において電圧検出部２０２からの検出電圧が受信されないと判定する。

なお、検出電圧が受信されない場合とは、例えば、電圧の値が所定のデータ形式（ヘッダ情報またはデータ系列等）で受信されない場合、電源電圧または接地電圧に相当する値が継続的に受信される状態、不定値が受信される場合、受信される値が振動する場合、または受信間隔が一定時間以上大きい場合等を含む。

ステップＳ５４において全ての電圧検出部２０２からの検出電圧が受信されない場合、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを前回のステップＳ５５で更新された値に維持する（ステップＳ５９）。そして、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される第１のカウンタ値に１を加算し（ステップＳ６０）、ステップＳ５７の処理に進む。

検出電圧が受信されない状態が維持されると、ステップＳ６０において繰り返し第１のカウンタ値に１が加算される。ステップＳ５３において第１のカウンタ値が規定値Ｔ１に達した場合、図１４に示すように、制御値算出部２１１は、第２のカウンタ値が予め定められた規定値Ｔ３に達したか否かを判定する（ステップＳ６１）。第２のカウンタ値が規定値Ｔ３に達していない場合、制御値算出部２１１は、算出電圧が取得されたか否かを判定する（ステップＳ６２）。ここで、バッテリＥＣＵ１０１と各バッテリモジュール１００とが伝達線Ｄ１を介して正常に接続されている場合には、算出電圧が制御値算出部２１１により取得される。

算出電圧が取得された場合、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを算出電圧に更新する（ステップＳ５５）。そして、制御値算出部２１１は、第２のカウンタ値をリセットし、図１３のステップＳ５７の処理に進む。

一方、バッテリＥＣＵ１０１と各バッテリモジュール１００とが伝達線Ｄ１を介して正常に接続されていない場合には、図１０のステップＳ１０において全てのレンジ判定部２０１による電圧レンジの判定結果が得られない。そのため、電圧算出部２１２が算出電圧を算出することができない。したがって、制御値算出部２１１が算出電圧を取得することができない。なお、算出電圧が取得されない場合とは、例えば、電圧の値が所定のデータ形式（ヘッダ情報またはデータ系列等）で取得されない場合、電源電圧または接地電圧に相当する値が継続的に取得される場合、不定値が取得される場合、取得される値が振動する場合、または取得間隔が一定時間以上大きい場合等を含む。

図１４のステップＳ６２において算出電圧が取得されない場合、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを前回のステップＳ５５またはステップＳ６３で更新された値に維持する（ステップＳ６５）。そして、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される第２のカウンタ値に１を加算し（ステップＳ６６）、図１３のステップＳ５７の処理に進む。

算出電圧が取得されない状態が維持されると、ステップＳ６６において繰り返し第２のカウンタ値に１が加算される。ステップＳ６１において第２のカウンタ値が規定値Ｔ３に達した場合、制御値算出部２１１は、停止制御部２１５によりコンタクタ１０２をオフし（ステップＳ６７）、バッテリ制御値算出処理を終了する。

制御値算出部２１１が少なくとも１つの電圧検出部２０２からの検出電圧を受信することができずかつ電圧算出部２１２からの算出電圧を取得することができない場合、制御値算出部２１１が全てのバッテリセル１０に関する適正なバッテリ制御値を算出することができない。そのため、主制御部３００が各バッテリセル１０の充放電制御を適正に行うことができない。そこで、この場合には、コンタクタ１０２がオフされることにより、各バッテリセル１０に電流が流れない状態になる。これにより、各バッテリセル１０の過充電および過放電が十分に防止される。

なお、図１１に示したように、電動車両の始動指示部６０７（後述する図１７）のイグニションキーがオフされると、バッテリシステム５００が停止する。このとき、制御値算出部２１１によるバッテリ制御値算出処理が終了する。

（１−７）第１の実施の形態の効果
このように、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００のバッテリ制御装置４００においては、制御値算出部２１１が全ての電圧検出部２０２からの検出電圧を受信可能である場合、検出電圧を用いてバッテリ制御値を算出する。上記のように、電圧検出部２０２は、各バッテリセル１０の端子電圧を高精度で検出することができる。それにより、制御値算出部２１１は、検出電圧を用いることにより、正確なバッテリ制御値を算出することができる。

一方、制御値算出部２１１は、少なくとも１つの電圧検出部２０２からの検出電圧を受信不可能である場合、算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出する。これにより、通信線Ｄ２，Ｄ３に断線が生じても、制御値算出部２１１がバッテリ制御値を算出することができる。したがって、バッテリ制御装置４００の信頼性が向上する。

また、電圧検出部２０２を設けなくても、算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出することができる。それにより、構成の簡略化（構成の複雑化の抑制）およびコストの低減が可能となる。

また、算出電圧は、レンジ判定部２０１による各バッテリセル１０の電圧レンジの判定結果を用いて電圧算出部２１２により算出される。この場合、各バッテリセル１０の端子電圧が検出されることがないので、簡単な構成で算出電圧を算出することができる。したがって、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつバッテリ制御装置４００の信頼性を向上させることができる。

また、算出電圧が算出される際には、レンジ判定部２０１により各バッテリセル１０の端子電圧が予め定められた電圧レンジ“１”に属するか否かが判定され、バッテリセル１０の端子電圧が“１”に属する場合に、電流に基づいて算出された端子電圧が電圧算出部２１２により補正される。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつより正確な算出電圧を得ることができる。

また、レンジ判定部２０１では、各バッテリセル１０の端子電圧と下側中間電圧Ｖｒｅｆ１および上側中間電圧Ｖｒｅｆ２とを比較することにより各バッテリセル１０の端子電圧が電圧レンジ“１”に属するか否かが判定される。それにより、バッテリ制御装置４００の構成を複雑化することなく、各バッテリセル１０の正確な算出電圧が得られる。

また、共通のレンジ判定部２０１により、各バッテリセル１０の電圧レンジの判定、および少なくとも１つのバッテリセル１０の端子電圧が上限電圧Ｖｒｅｆ＿ＯＶまたは下限電圧Ｖｒｅｆ＿ＵＶに達したか否かの判定を行うことができる。それにより、構成の複雑化およびコストの増加がさらに抑制される。

（１−８）変形例
上記第１の実施の形態では、制御値算出部２１１が少なくとも１つの電圧検出部２０２に対して通信不能である場合、制御値算出部２１１は全てのバッテリセル１０に関して算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出するが、これに限らない。例えば、制御値算出部２１１が一部の電圧検出部２０２に対してのみ通信不能である場合、制御値算出部２１１は、通信可能な電圧検出部２０２に対応するバッテリセル１０に関してはその電圧検出２０２からの検出電圧を用い、通信不能な電圧検出部２０２に対応するバッテリセル１０に関しては算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出してもよい。

（２）第２の実施の形態
（２−１）バッテリ制御装置およびバッテリシステム構成
図１５は、第２の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。図１５に示すバッテリ制御装置４００ａについて、図１のバッテリ制御装置４００と異なる点を説明する。

図１５のバッテリシステム５００ａのバッテリ制御装置４００ａにおいては、各バッテリモジュール１００の検出ユニット２０に、複数のバッテリセル１０に対応する複数のレンジ判定部２０１ａが設けられる。レンジ判定部２０１ａには、図３のスイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２が設けられない。

（２−２）第２の実施の形態の効果
第２の実施の形態に係るバッテリシステム５００ａのバッテリ制御装置４００ａにおいては、各バッテリセル１０の電圧レンジの判定を行う際に、スイッチング素子ＳＷ０１，ＳＷ０２，ＳＷ１１，ＳＷ１２の切り替えを行う必要がない。また、複数のレンジ判定部２０１ａにより、複数のバッテリセル１０の電圧レンジを同時に判定することができる。そのため、電圧レンジの判定に要する時間を大幅に短縮することができる。

（３）第３の実施の形態
（３−１）バッテリ制御装置およびバッテリシステムの構成
図１６は、第３の実施の形態に係るバッテリ制御装置およびそれを備えたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。図１６に示すバッテリ制御装置４００ｂについて、図１のバッテリ制御装置４００と異なる点を説明する。

図１６のバッテリシステム５００ｂのバッテリ制御装置４００ｂにおいては、各バッテリモジュール１００の検出ユニット２０に、電圧検出部２０２が設けられない。バッテリＥＣＵ１０１の制御値算出部２１１は、電圧算出部２１２からの算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出する。

（３−２）第３の実施の形態の効果
第３の実施の形態に係るバッテリシステム５００ｂのバッテリ制御装置４００ｂにおいては、各バッテリセル１０の端子電圧を検出することなく、レンジ判定部２０１および電圧算出部２１２により充放電時の電流値に基づいて算出された算出電圧を用いて制御値算出部２１１によりバッテリ制御値が算出される。そのため、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセル１０の充放電制御を十分な精度で行うことができる。すなわち、高精度に各バッテリセル１０の端子電圧を検出することができるＡ／Ｄ変換器等を用いる場合と比べても、各バッテリセル１０の充放電制御の精度の低下を抑制することができる。

なお、第３の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００ｂにおいて、レンジ判定部２０１の代わりに上記第２の実施の形態と同様の複数のレンジ判定部２０１ａが各バッテリモジュール１００に設けられてもよい。

（４）第４の実施の形態
以下、第４の実施の形態に係る電動車両について説明する。本実施の形態に係る電動車両は、第１の形態に係るバッテリシステム５００を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。

（４−１）構成および動作
図１７は、第４の実施の形態に係る電動自動車の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、本実施の形態に係る電動自動車６００は車体６１０を備える。車体６１０に、図１のバッテリシステム５００ならびに電力変換部６０１、図３の負荷としてモータ６０２Ｍ、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、回転速度センサ６０６、始動指示部６０７および主制御部３００が設けられる。モータ６０２Ｍが交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。バッテリシステム５００には、図１のバッテリ制御装置４００が含まれている。

バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２Ｍに接続されるとともに、主制御部３００に接続される。

主制御部３００には、バッテリ制御装置４００のバッテリＥＣＵ１０１（図１）からバッテリ制御値が与えられる。また、主制御部３００には、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部３００は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。さらに、主制御部３００には始動指示部６０７が接続されている。

アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。

始動指示部６０７のイグニションキーがオンの状態で、ユーザによりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、ユーザにより操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部３００に与えられる。

ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、ユーザによるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。イグニションキーがオンの状態で、ユーザによりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部３００に与えられる。回転速度センサ６０６は、モータ６０２Ｍの回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部３００に与えられる。

上記のように、主制御部３００には、バッテリ制御値、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量、およびモータ６０２Ｍの回転速度が与えられる。主制御部３００は、これらの情報に基づいてバッテリモジュール１００の充放電制御および電力変換部６０１の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１にバッテリモジュール１００の電力が供給される。

さらに、イグニションキーがオンの状態で、主制御部３００は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。

上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を、駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２Ｍに供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２Ｍの回転力が駆動輪６０３に伝達される。

一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２Ｍは発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２Ｍにより発生された回生電力を複数のバッテリセル１０の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリセル１０に与える。それにより、複数のバッテリセル１０が充電される。

（４−２）第４の実施の形態の効果
第４の実施の形態に係る電動自動車６００においては、第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００を備えるバッテリシステム５００が設けられる。

第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００が設けられることにより、通信線Ｄ２，Ｄ３に断線等が生じても、充放電時の電流値に基づいてバッテリ制御値を算出することができる。したがって、電動自動車６００の信頼性が向上する。

なお、図１７の電動自動車６００において、第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００を備えるバッテリシステム５００の代わりに、第２の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００ａを備えるバッテリシステム５００ａが設けられてもよい。この場合、複数のレンジ判定部２０１ａにより、複数のバッテリセル１０の電圧レンジを同時に判定することができる。そのため、電圧レンジの判定に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、図１７の電動自動車６００において、第１の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００を備えるバッテリシステム５００の代わりに、第３の実施の形態に係るバッテリ制御装置４００ｂを備えるバッテリシステム５００ｂが設けられてもよい。この場合、充放電時の電流値に基づいて、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセル１０の充放電制御を十分な精度で行うことができる。すなわち、高精度に各バッテリセル１０の端子電圧を検出することができるＡ／Ｄ変換器等を用いる場合と比べても、各バッテリセル１０の充放電制御の精度の低下を抑制することができる。したがって、電動自動車６００の低コスト化が可能となる。

（４−３）他の移動体
上記では、図１のバッテリシステム５００が電動車両に搭載される例について説明したが、バッテリシステム５００が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。

バッテリシステム５００が搭載された船は、例えば、図１７の車体６１０の代わりに船体を備え、駆動輪６０３の代わりにスクリューを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置６０４の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。

同様に、バッテリシステム５００が搭載された航空機は、例えば、図１７の車体６１０の代わりに機体を備え、駆動輪６０３の代わりにプロペラを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。

バッテリシステム５００が搭載されたエレベータは、例えば、図１７の車体６１０の代わりに籠を備え、駆動輪６０３の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。

バッテリシステム５００が搭載された歩行ロボットは、例えば、図１７の車体６１０の代わりに胴体を備え、駆動輪６０３の代わりに足を備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。

このように、バッテリシステム５００が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。

（５）第５の実施の形態
以下、本発明の第５の実施の形態に係る電源装置について説明する。

（５−１）全体構成
図１８は、第５の実施の形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、電源装置７００は、電力貯蔵装置７１０および電力変換装置７２０を備える。電力貯蔵装置７１０は、バッテリシステム群７１１およびコントローラ７１２を備える。バッテリシステム群７１１は、複数のバッテリシステム５００、およびその複数のバッテリシステム５００にそれぞれ対応する複数のスイッチングユニットＳＵを含む。各バッテリシステム５００は、図１のバッテリシステム５００と同様の構成を有する。複数のバッテリシステム５００は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。各スイッチングユニットＳＵがオンされると、対応するバッテリシステム５００が他のバッテリシステム５００と電気的に接続され、各スイッチングユニットＳＵがオフされると、対応するバッテリシステム５００が他のバッテリシステム５００から電気的に切り離される。

コントローラ７１２は、システム制御部の例であり、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００のバッテリＥＣＵ１０１（図１）および各スイッチングユニットＳＵに接続される。各バッテリシステム５００のバッテリＥＣＵ１０１からコントローラ７１２にバッテリ制御値が与えられる。コントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ１０１から与えられたバッテリ制御値に基づいて、電力変換装置７２０および各スイッチングユニットＳＵを制御することにより、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の放電または充電に関する制御を行う。

電力変換装置７２０は、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣ（直流／交流）インバータ７２２を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１は入出力端子７２１ａ，７２１ｂを有し、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２は入出力端子７２２ａ，７２２ｂを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ａは電力貯蔵装置７１０のバッテリシステム群７１１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｂおよびＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ａは互いに接続されるとともに電力出力部ＰＵ１に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂは電力出力部ＰＵ２に接続されるとともに他の電力系統に接続される。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２は例えばコンセントを含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２がコントローラ７１２によって制御されることにより、バッテリシステム群７１１の放電および充電が行われる。

バッテリシステム群７１１の放電時には、バッテリシステム群７１１から与えられる電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ（直流／交流）変換される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ１に供給される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ２に供給される。電力出力部ＰＵ１から外部に直流の電力が出力され、電力出力部ＰＵ２から外部に交流の電力が出力される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２により交流に変換された電力が他の電力系統に供給されてもよい。

コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の放電時に、コントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ１０１（図１）からのバッテリ制御値に基づいてバッテリシステム群７１１の放電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１）のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の放電が停止されるまたは放電電流（または放電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過放電が防止される。

一方、バッテリシステム群７１１の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＡＣ／ＤＣ（交流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１からバッテリシステム群７１１に電力が与えられることにより、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１）が充電される。

コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる複数のバッテリセル１０の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の充電時に、コントローラ７１２は、各バッテリＥＣＵ１０１（図１）からのバッテリ制御値に基づいてバッテリシステム群７１１の充電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１）のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の充電が停止されるまたは充電電流（または充電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過充電が防止される。

なお、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０が設けられなくてもよい。

いずれかのバッテリシステム５００において通信線Ｄ２，Ｄ３（図１）が断線している可能性がある場合、そのバッテリシステム５００のバッテリＥＣＵ１０１（図１）からコントローラ７１２に通信線断線信号が与えられる。

具体的には、図１３のステップＳ５３において、第１のカウンタ値が規定値Ｔ１に達した場合、制御値算出部２１１（図１）がコントローラ７１２に通信線断線信号を与える。コントローラ７１２は、与えられた通信線断線信号に基づいて、通信線Ｄ２，Ｄ３が断線している可能性があるバッテリシステム５００（以下、不良のバッテリシステム５００と呼ぶ）を特定する。

コントローラ７１２は、特定された不良のバッテリシステム５００を図示しない提示部によりユーザに提示する。提示部は、例えば液晶ディスプレイおよびスピーカを含み、不良のバッテリシステム５００を視覚的および聴覚的にユーザに提示する。これにより、ユーザは、不良のバッテリシステム５００が発生したことを迅速に認知することができ、不良のバッテリシステム５００のメンテナンスを迅速に行うことができる。

コントローラ７１２は、不良のバッテリシステム５００に対応するスイッチングユニットＳＵをオフしてもよい。この場合、不良のバッテリシステム５００が他のバッテリシステム５００から電気的に切り離される。それにより、不良のバッテリシステム５００の過放電および過充電を確実に防止しつつ他のバッテリシステム５００を継続的に使用することができる。

また、バッテリシステム群７１１の充電時に、不良のバッテリシステム５００が他のバッテリシステム５００から電気的に切り離された場合、コントローラ７１２は、外部からバッテリシステム群７１１に与えられる電力が、不良のバッテリシステム５００に相当する分低下するように、電力変換装置７２０を制御してもよい。この場合、他のバッテリシステム５００の過充電が防止される。

同様に、バッテリシステム群７１１の放電時に、不良のバッテリシステム５００が他のバッテリシステム５００から電気的に切り離された場合、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１から外部に与えられる電力が、不良のバッテリシステム５００に相当する分低下するように、電力変換装置７２０を制御してもよい。この場合、他のバッテリシステム５００の過放電が防止される。

各バッテリシステム５００のバッテリ制御装置４００（図１）においては、通信線Ｄ２，Ｄ３が断線しても、算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出することができる。そのため、不良のバッテリシステム５００を修理することなく引き続き使用することも可能である。

（５−２）バッテリシステムの設置
本実施の形態では、複数のバッテリシステム５００が共通のラックに収容される。図１９は、複数のバッテリシステム５００を収容するラックの斜視図である。

図１９に示すように、ラック７５０は、側面部７５１，７５２、上面部７５３、底面部７５４、背面部７５５および複数の仕切り部７５６からなる。側面部７５１，７５２は互いに平行に上下に延びる。側面部７５１，７５２の上端部を互いに連結するように上面部７５３が水平に延び、側面部７５１，７５２の下端部を互いに連結するように底面部７５４が水平に延びる。側面部７５１の一側辺および側面部７５２の一側辺に沿うように側面部７５１，７５２に対して垂直に背面部７５５が上下に延びる。上面部７５３と底面部７５４との間において、複数の仕切り部７５６が上面部７５３および底面部７５４に対して平行に互いに等間隔で設けられる。上面部７５３、複数の仕切り部７５６および底面部７５４の間には、複数の収容スペース７５７が設けられる。各収容スペース７５７は、ラック７５０の前面（背面部７５５と反対側の面）に開口する。

図１のバッテリシステム５００は、箱型のケーシング５５０に収容される。バッテリシステム５００を収容するケーシング５５０が、ラック７５０の前面から各収容スペース７５７に収容される。

全てのバッテリシステム５００が１つのラック７５０に収容されてもよく、または複数のラック７５０に分けて収容されてもよい。また、全てのバッテリシステム５００がラック７５０に収容されずに個別に設置されてもよい。

バッテリシステム５００のメンテナンスを容易に行うために、各バッテリシステム５００に電流経路を遮断するサービスプラグが設けられることが好ましい。例えば、各バッテリシステム５００が４つのバッテリモジュール１００（図１）を含む場合、直列接続された２つのバッテリモジュール１００と直列接続された他の２つのバッテリモジュール１００との間にサービスプラグが設けられる。サービスプラグがオンされることにより、４つのバッテリモジュール１００が直列接続される。一方、サービスプラグがオフされることにより、２つのバッテリモジュール１００と他の２つのバッテリモジュール１００とが電気的に分離される。これにより、複数のバッテリモジュール１００間の電流経路が遮断される。したがって、容易にかつ安全にバッテリシステム５００のメンテナンスを行うことができる。

図２０は、サービスプラグの配置例を示す図である。図２０の例では、ラック７５０の前面に位置するケーシング５５０の一側面に沿うようにサービスプラグ５１０が設けられる。この場合、バッテリシステム５００がラック７５０の収容スペース７５７に収容された状態で、ユーザがラック７５０の前面からサービスプラグ５１０のオンオフを切り替えることができる。その結果、容易にかつ安全にバッテリシステム５００のメンテナンスを行うことができる。

図２１は、サービスプラグの他の配置例を示す図である。図２１の例では、ラック７５０の背面部７５５と対向するケーシング５５０の一側面に沿うようにサービスプラグ５１０が設けられる。また、サービスプラグ５１０の背面部７５５において、サービスプラグ５１０と重なる位置にオンオフ切替部７６４が設けられる。この場合、バッテリシステム５００がラック７５０の収容スペース７５７に収容されることにより、サービスプラグ５１０がオンオフ切替部７６４と接続され、サービスプラグ５１０がオンされる。一方、バッテリシステム５００がラック７５０の収容スペース７５７から取り出されることにより、サービスプラグ５１０とオンオフ切替部７６４とが切り離され、サービスプラグ５１０がオフされる。

これにより、バッテリシステム５００がラック７５０の収容スペース７５７に収容されていない状態では、複数のバッテリモジュール１００間の電流経路が遮断される。したがって、容易にかつ安全にバッテリシステム５００のメンテナンスを行うことができる。

（５−３）効果
本実施の形態に係る電源装置７００においては、各バッテリシステム５００からのバッテリ制御値に基づいて、コントローラ７１２によりバッテリシステム群７１１の放電または充電に関する制御が行われる。それにより、バッテリシステム群７１１に含まれる各バッテリセル１０の過放電および過充電が防止される。

各バッテリシステム５００においては、通信線Ｄ２，Ｄ３に断線等が生じても、充放電時の電流値に基づいてバッテリ制御値を算出することができる。したがって、電源装置７００の信頼性が向上される。

（５−４）電源装置の他の例
図１８の電源装置７００において、各バッテリシステム５００にバッテリＥＣＵ１０１が設けられる代わりに、コントローラ７１２がバッテリＥＣＵ１０１と同様の機能を有してもよい。この場合、コントローラ７１２が、各バッテリモジュール１００のレンジ判定部２０１および電圧検出部２０２に接続されるとともに、各バッテリシステム５００の電流センサ１０３に接続される。コントローラ７１２は、検出電圧または算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出し、算出されたバッテリ制御値に基づいてバッテリシステム群７１１の放電または充電に関する制御を行う。これにより、各バッテリシステム５００の構成が簡略化される。

図１８の電源装置７００において、図１のバッテリシステム５００の代わりに、図１５のバッテリシステム５００ａが用いられてもよい。この場合、複数のレンジ判定部２０１ａにより、複数のバッテリセル１０の電圧レンジを同時に判定することができる。そのため、電圧レンジの判定に要する時間を大幅に短縮することができる。

図１８の電源装置７００において、図１のバッテリシステム５００の代わりに、図１６のバッテリシステム５００ｂが用いられてもよい。この場合、充放電時の電流値に基づいて、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ各バッテリセル１０の充放電制御を十分な精度で行うことができる。すなわち、高精度に各バッテリセル１０の端子電圧を検出することができるＡ／Ｄ変換器等を用いる場合と比べても、各バッテリセル１０の充放電制御の精度の低下を抑制することができる。したがって、電源装置７００の低コスト化が可能となる。

（６）他の実施の形態
なお、請求項の各構成要素として、上記第１〜第５の実施の形態に記載された構成要素の他、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。

（６−１）上記実施の形態のレンジ判定部２０１では、バッテリセル１０の端子電圧Ｖ１，Ｖ２がコンデンサＣ１に充電された後に比較器２２３に与えられるが、これに限定されない。バッテリセル１０の端子電圧Ｖ１，Ｖ２の時間的変化が小さい場合には、バッテリセル１０の端子電圧Ｖ１，Ｖ２が比較器２２３に直接与えられてもよい。この場合、スイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２およびコンデンサＣ１が不要となる。それにより、スイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２の切り替えおよびコンデンサＣ１の充電を行う必要がないので、電圧レンジの判定に要する時間をさらに短縮することができる。

（６−２）上記実施の形態において、制御値算出部が、各バッテリセル１０のＳＯＣ、残容量、放電深度（ＤＯＤ）、電流積算値および蓄電量差のうちいずれかをバッテリ制御値として算出してもよい。

ここで、ＤＯＤは、バッテリセル１０の満充電容量に対する充電可能容量（バッテリセル１０の満充電容量から残容量を減算した容量）の比率である。また、蓄電量差は、現時点でのＳＯＣと予め定められた基準ＳＯＣ（例えばＳＯＣ５０［％］）との差である。

本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。

以下の説明では、満充電状態でのバッテリセルに蓄積される電荷量を満充電容量と呼ぶ。また、任意の状態でバッテリセルに蓄積されている電荷量を残容量と呼ぶ。さらに、バッテリセルの満充電容量に対する残容量の比率を充電率（ＳＯＣ）と呼ぶ。

次に、判定制御部２２４は、スイッチング素子ＳＷ１００を状態ＳＴ４に設定する（ステップＳ９−３）。状態ＳＴ４において、スイッチング素子ＳＷ１００は端子ＣＰ３に切り替えられる。それにより、比較器２２３に基準電圧出力部２２１ｃからの上側中間電圧Ｖｒｅｆ２が与えられる。

次に、判定制御部２２４は、スイッチング素子ＳＷ１００を状態ＳＴ９に設定する（ステップＳ９−７）。状態ＳＴ９において、スイッチング素子ＳＷ１００は端子ＣＰ２に切り替えられる。それにより、比較器２２３に基準電圧出力部２２１ｂからの下側中間電圧Ｖｒｅｆ１が与えられる。

従来、バッテリセル１０の過充電および過放電を検出するために、上記構成の過充電過放電検出部２０１ｂが用いられていた。本例においては、従来の過充電過放電検出部２０１ｂに下側中間電圧Ｖｒｅｆ１を出力する基準電圧出力部２２１ｂおよび上側中間電圧Ｖｒｅｆ２を出力する基準電圧出力部２２１ｃを加えることにより、従来の過充電過放電検出部２０１ｂがレンジ判定部２０１に転用される。これにより、構成の複雑化およびコストの増加が抑制される。

算出電圧が取得された場合、制御値算出部２１１は、記憶部２１４に記憶される電圧Ｖｐを算出電圧に更新する（ステップＳ６３）。そして、制御値算出部２１１は、第２のカウンタ値をリセットし、図１３のステップＳ５７の処理に進む。

（１−８）変形例
上記第１の実施の形態では、制御値算出部２１１が少なくとも１つの電圧検出部２０２に対して通信不能である場合、制御値算出部２１１は全てのバッテリセル１０に関して算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出するが、これに限らない。例えば、制御値算出部２１１が一部の電圧検出部２０２に対してのみ通信不能である場合、制御値算出部２１１は、通信可能な電圧検出部２０２に対応するバッテリセル１０に関してはその電圧検出部２０２からの検出電圧を用い、通信不能な電圧検出部２０２に対応するバッテリセル１０に関しては算出電圧を用いてバッテリ制御値を算出してもよい。

Claims (10)

1. 複数のバッテリセルの充放電制御を行うためのバッテリ制御装置であって、
   前記複数のバッテリセルに流れる電流に基づいて各バッテリセルの端子電圧を算出する電圧算出部と、
   前記電圧算出部により算出される端子電圧を用いて前記複数のバッテリセルの充放電を制御するための制御値を算出する制御値算出部とを備える、バッテリ制御装置。
2. 前記複数のバッテリセルの各々の端子電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧算出部および前記制御値算出部を含み、通信線を介して前記電圧検出部と接続される制御部とをさらに備え、
   前記制御値算出部は、
   前記電圧検出部により検出される端子電圧および前記電圧算出部により算出される端子電圧のうち一方を用いて前記制御値を算出する、請求項１記載のバッテリ制御装置。
3. 前記制御値算出部は、前記電圧検出部により検出される端子電圧を受信することができない場合には前記電圧算出部により算出される端子電圧を用いて前記制御値を算出する、請求項２記載のバッテリ制御装置。
4. 前記複数のバッテリセルの各々の端子電圧が予め定められた電圧レンジに属するか否かを判定するレンジ判定部を備え、
   前記電圧算出部は、前記レンジ判定部による判定結果に基づいて各バッテリセルの端子電圧を補正する、請求項１記載のバッテリ制御装置。
5. 前記レンジ判定部は、基準電圧と各バッテリセルの端子電圧との比較結果に基づいて各バッテリセルの端子電圧が前記電圧レンジに属するか否かを判定する、請求項４記載のバッテリ制御装置。
6. 複数のバッテリセルと、
   前記複数のバッテリセルの充放電制御を行うための請求項１記載のバッテリ制御装置とを備える、バッテリシステム。
7. 複数のバッテリセルと、
   前記複数のバッテリセルの充放電制御を行うための請求項１記載のバッテリ制御装置と、
   前記複数のバッテリセルの電力により駆動されるモータと、
   前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備える、電動車両。
8. 請求項６記載のバッテリシステムと、
   移動本体部と、
   前記バッテリシステムからの電力を受けて、その電力を動力に変換する動力源と、
   前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備える、移動体。
9. 請求項６記載のバッテリシステムと、
   前記バッテリシステムの前記複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備える、電力貯蔵装置。
10. 外部に接続可能な電源装置であって、
    請求項９記載の電力貯蔵装置と、
    前記電力貯蔵装置の前記システム制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記複数のバッテリセルと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える、電源装置。

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