WO2019171662A1

WO2019171662A1 - 管理装置、蓄電システム

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Publication number: WO2019171662A1
Application number: PCT/JP2018/042375
Authority: WO
Inventors: 陽介中川; 将徳伊東; 中山　正人; 秀嗣迎
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US11489347B2; JPWO2019171662A1; JP7112483B2; US20200412134A1; CN111837313A

Abstract

複数のセル間の均等化処理において均等化時間の増加を抑えつつ、基板のピーク温度を低下させるために、電圧計測部（１２）は、直列接続された複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）のそれぞれの電圧を計測する。複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）は、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）に、それぞれ並列に接続される。制御部（１３）は、電圧計測部（１２）により検出された複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の電圧をもとに、複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）を制御することにより、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の電圧／容量を目標値に揃えるように制御する。制御部（１３）は、複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）が搭載される基板の許容温度に応じて、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の内、放電させるセルの数を決定する。

Description

管理装置、蓄電システム

　本発明は、直列接続された複数のセルの状態を管理する管理装置、蓄電システムに関する。

　近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきている。これらの車両にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用の二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。

　一般的にリチウムイオン電池では、電力効率の維持および安全性担保の観点から、直列接続された複数のセル間において電圧を均等化する均等化処理が実行される。セル間の均等化処理はパッシブバランス方式が主流である。パッシブバランス方式では、直列接続された複数のセルの内、最も電圧が低いセルの電圧を目標値として、他のセルを放電させる。パッシブバランス方式の均等化処理では、放電に伴い回路基板が発熱する。これに対して高耐熱部品を使用するとコストが増大する。そこで回路基板上の素子を保護するため発熱が大きくなると、放電電流を減少させて発熱を抑えることが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／０２１５８９号

　しかしながら、発熱を抑えるために放電電流を減少させると均等化が完了するまでの時間（以下、均等化時間という）が長くなる。近年、車載用途では航続距離を伸ばすために電池の容量が増加してきている。大容量の電池ではもともとの均等化時間が長くなるため、放電電流を減少させて均等化時間をさらに増大させることは望ましくない。

　本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数のセル間の均等化処理において均等化時間の増加を抑えつつ、基板のピーク温度を低下させる技術を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のある態様の管理装置は、直列接続された複数のセルのそれぞれの電圧を計測する電圧計測部と、前記複数のセルに、それぞれ並列に接続される複数の放電回路と、前記電圧計測部により検出された前記複数のセルの電圧をもとに、前記複数の放電回路を制御することにより、前記複数のセルの電圧／容量を目標値に揃えるように制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記複数の放電回路が搭載される基板の許容温度に応じて、前記複数のセルの内、放電させるセルの数を決定する。

　本発明によれば、複数のセル間の均等化処理において均等化時間の増加を抑えつつ、基板のピーク温度を低下させることができる。

本発明の実施の形態１に係る蓄電システムを説明するための図である。図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１に係る均等化放電を説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。図４（ａ）－（ｃ）は、実施の形態２に係る均等化放電を説明するための図である。本発明の実施の形態２に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。図６（ａ）、（ｂ）は、実施の形態３に係る制御部の起動周期を説明するための図である。本発明の実施の形態３に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。変形例に係る蓄電システムを説明するための図である。

　図１は、本発明の実施の形態１に係る蓄電システム１を説明するための図である。図１に示す例は、実施の形態１に係る蓄電システム１が、車両の駆動用電池として車両に搭載される例である。当該車両として、商用電力系統（以下、単に系統５という）から充電可能なＥＶ／ＰＨＥＶを想定する。

　蓄電システム１は、第１リレーＲＹ１及びインバータ２を介してモータ３に接続される。インバータ２は力行時、蓄電システム１から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ３に供給する。回生時、モータ３から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電システム１に供給する。モータ３は三相交流モータであり、力行時、インバータ２から供給される交流電力に応じて回転する。回生時、減速による回転エネルギーを交流電力に変換してインバータ２に供給する。

　第１リレーＲＹ１は蓄電システム１の蓄電モジュール２０とインバータ２を繋ぐ配線間に挿入される。蓄電システム１の管理装置１０は走行時、第１リレーＲＹ１をオン状態（閉状態）に制御し、蓄電モジュール２０と車両の動力系を電気的に接続する。管理装置１０は非走行時、原則として第１リレーＲＹ１をオフ状態（開状態）に制御し、蓄電モジュール２０と車両の動力系を電気的に遮断する。なおリレーの代わりに、半導体スイッチなどの他の種類のスイッチを用いてもよい。

　蓄電システム１は、車両外に設置された充電器４と充電ケーブルで接続することにより系統５から充電することができる。充電器４は、家庭、カーディーラ、サービスエリア、商業施設、公共施設などに設置される。充電器４は系統５に接続され、充電ケーブルを介して車両内の蓄電システム１を充電する。車両内において、蓄電システム１と充電器４を繋ぐ配線間に第２リレーＲＹ２が挿入される。なおリレーの代わりに、半導体スイッチなどの他の種類のスイッチを用いてもよい。管理装置１０は充電開始前に、第２リレーＲＹ２をオン状態（閉状態）に制御し、充電終了後にオフ状態（開状態）に制御する。

　一般的に、普通充電の場合は交流で、急速充電の場合は直流で充電される。交流で充電される場合、第２リレーＲＹ２と蓄電システム１との間に挿入されるＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）により、交流電力が直流電力に変換される。

　蓄電システム１は蓄電モジュール２０及び管理装置１０を備える。蓄電モジュール２０は複数のセルＶ１－Ｖ６が直列接続されて形成される。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６－３．７Ｖ）を使用する例を想定する。なお図１では、６個のセルＶ１－Ｖ６を直列接続させた構成例を描いているが、実際にはモータ３の駆動電圧に応じて、より多数のセルが直列接続される。

　管理装置１０は、複数の放電回路１１ａ－１１ｆ、電圧計測部１２及び制御部１３を備える。複数の放電回路１１ａ－１１ｆ及び電圧計測部１２は同一の基板（以下、一般的なプリント配線基板を想定する）に設置される。直列接続された複数のセルＶ１－Ｖ６の各ノードと、当該基板の各コネクタとの間がそれぞれワイヤーハーネスで接続される。当該基板の各コネクタと、電圧計測部１２の各アナログ入力ポートとの間がそれぞれ電圧線（プリント配線）で接続される。

　電圧計測部１２は当該複数の電圧線の内、隣接する２本の電圧線間の電圧をそれぞれ計測することにより、各セルＶ１－Ｖ６の電圧を計測する。電圧計測部１２は、計測した各セルＶ１－Ｖ６の電圧を制御部１３に送信する。

　複数の放電回路１１ａ－１１ｆは、複数のセルＶ１－Ｖ６にそれぞれ並列に接続される。複数の放電回路１１ａ－１１ｆは、それぞれ直列接続された放電抵抗Ｒａ－Ｒｆと放電スイッチＳａ－Ｓｆを含む。放電スイッチＳａ－Ｓｆは例えば、半導体スイッチで構成される。

　複数の放電回路１１ａ－１１ｆの近傍に温度センサＴ１が設置される。温度センサＴ１には例えば、サーミスタを使用することができる。温度センサＴ１は、設置された基板の温度を計測して制御部１３に出力する。図１には温度センサＴ１が１つしか描かれていないが、複数設置されてもよい。特に放電回路の数が多い場合、複数設置されることが好ましい。

　電圧計測部１２は、汎用のアナログフロントエンドＩＣまたはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成することができる。電圧計測部１２はマルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器を含む。マルチプレクサは、隣接する２本の電圧線間の電圧を上から順番にＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換する。電圧計測部１２は制御部１３に対して高圧であるため、電圧計測部１２と制御部１３間は絶縁された状態で、通信線で接続される。

　なお図１に示していないが、複数のセルＶ１－Ｖ６に流れる電流を計測するための電流計測部、及び複数のセルＶ１－Ｖ６の温度を計測するためのセル温度計測部が設けられる。

　制御部１３は、電圧計測部１２、電流計測部（不図示）及びセル温度計測部（不図示）により計測された複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧、電流、及び温度をもとに蓄電モジュール２０を管理する。制御部１３はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ）により構成することができる。制御部１３は上記基板に設置されてもよいし、別の基板に設置されてもよい。大規模なシステムの場合は、電圧計測部１２と制御部１３が別の基板に設置されることもある。

　制御部１３は、複数のセルＶ１－Ｖ６のそれぞれのＳＯＣ(State Of Charge)及びＳＯＨ(State Of Health）を推定する。ＳＯＣは、ＯＣＶ法または電流積算法により推定できる。ＯＣＶ法は、電圧計測部１２により計測される各セルＶ１－Ｖ６のＯＣＶと、不揮発メモリに保持されるＳＯＣ－ＯＣＶカーブの特性データをもとにＳＯＣを推定する方法である。電流積算法は、電圧計測部１２により計測される各セルＶ１－Ｖ６の充放電開始時のＯＣＶと、電流計測部（不図示）により計測される電流の積算値をもとにＳＯＣを推定する方法である。

　ＳＯＨは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど（０％に近いほど）劣化が進行していることを示す。ＳＯＨは、完全充放電による容量計測により求めてもよいし、保存劣化とサイクル劣化を合算することにより求めてもよい。保存劣化はＳＯＣ、温度、及び保存劣化速度をもとに推定することができる。サイクル劣化は、使用するＳＯＣ範囲、温度、電流レート、及びサイクル劣化速度をもとに推定することができる。

　またＳＯＨは、セルの内部抵抗との相関関係をもとに推定することもできる。内部抵抗は、セルに所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流値で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、ＳＯＨが低下するほど増加する関係にある。セルの劣化は充放電回数が増加するにつれ進行する
（サイクル劣化）。またセルの劣化は個体差や使用環境にも依存する。従って使用期間が長くになるにつれ基本的に、複数のセルＶ１－Ｖ６の容量のばらつきが大きくなっていく。

　制御部１３は蓄電モジュール２０の管理として、複数のセルＶ１－Ｖ６の少なくとも１つに異常が発生すると、第１リレーＲＹ１及び／又は第２リレーＲＹ２をターンオフさせて複数のセルＶ１－Ｖ６を保護する。

　また制御部１３は蓄電モジュール２０の管理として、複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化処理を実行する。パッシブバランシングによる均等化処理では、複数のセルＶ１－Ｖ６の内、最も電圧／容量が少ないセルに他のセルの電圧／容量を揃える制御が基本となる。制御部１３は、最も電圧／容量が小さいセルに、他の複数のセルの電圧／容量を揃えるために、他の複数のセルの各放電時間を決定する。制御部１３は、他の複数のセルの計測された電圧／容量と均等化の目標電圧／目標容量との差分で示される放電容量、放電抵抗Ｒａ－Ｒｆの抵抗値、及び放電レートをもとに各放電回路１１ａ－１１ｆの放電時間を決定する。一般的に、均等化の目標電圧／目標容量には、最も電圧／容量が小さいセルの電圧／容量が設定される。なお以下の説明では、放電レートは固定とする。

　制御部１３は、決定した各放電時間をもとに、他の複数のセルの各放電スイッチのオン／オフを制御する。具体的には制御部１３は、放電スイッチＳａ－Ｓｆのオン／オフタイミングを規定する制御信号を電圧計測部１２に送信し、電圧計測部１２は、受信した制御信号をもとに放電スイッチＳａ－Ｓｆのオン／オフを制御する。放電スイッチがオン状態の放電回路では、並列接続されているセルから放電抵抗に電流が流れ、当該セルの電圧／容量が低下する。

　近年、蓄電モジュール２０の大容量化が進んでいる。大容量の蓄電モジュール２０では、均等化時間の短縮のため放電レートの増加が求められる。しかしながら放電レートを増加させると、複数の放電回路１１ａ－１１ｆの発熱が大きくなり、複数の放電回路１１ａ－１１ｆを搭載している基板の温度も上昇する。基板の温度が大きく上昇すると、製品の寿命が短くなる。これに対して高耐熱部品を使用するとコストが増大する。そこで本実施の形態では、均等化処理時において同時に放電させるチャンネル数を制限することにより、基板の温度上昇を抑制する。

　図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１に係る均等化放電を説明するための図である。斜線ブロックは均等化放電の実施中を、空白ブロックは均等化放電の停止中をそれぞれ示す。図２（ａ）は一般的な均等化処理時の放電パターンの例を示し、図２（ｂ）は本実施の形態に係る均等化処理時の放電パターンの例を示す。

　図２（ａ）、（ｂ）に示す例は、均等化処理の開始前の状態において、第３セルＶ３、第２セルＶ２、第４セルＶ４、第５セルＶ５、第１セルＶ１、第６セルＶ６の順に電圧が高い例である。最も電圧が低い第６セルＶ６の電圧が均等化の目標電圧に設定される。均等化処理において、第３セルＶ３、第２セルＶ２、第４セルＶ４、第５セルＶ５、第１セルＶ１の順に放電時間が長くなる。

　図２（ａ）に示す例では、第３セルＶ３、第２セルＶ２、第４セルＶ４、第５セルＶ５、第１セルＶ１が同時に均等化放電を開始する。基板温度は５チャンネルの放電により急上昇する。第１セルＶ１、第５セルＶ５、第４セルＶ４、第２セルＶ２、第３セルＶ３の順に放電が終了する。放電しているチャンネルの数が減少するに従い、基板温度が低下していく。

　図２（ｂ）に示す例では、同時に放電させるチャンネル数を３に制限している。放電させるチャンネルは、放電時間が長い上位３つのチャンネルである。均等化処理の開始時は、第２セルＶ２、第３セルＶ３、第４セルＶ４が上位３つのチャンネルである。時刻ｔ２において、残りの放電時間が長い上位３つのチャンネルは、第２セルＶ２、第３セルＶ３、第５セルＶ５になる。従って第４セルＶ４が放電を停止し、第５セルＶ５が放電を開始する。時刻ｔ４において、第２セルＶ２及び第４セルＶ４の均等化放電が完了する。残りの放電時間が長い上位３つのチャンネルは、第１セルＶ１、第４セルＶ４、第５セルＶ５になり、第４セルＶ４及び第５セルＶ５が放電を開始する。時刻ｔ５において全チャンネルの放電が終了する。

　図２（ｂ）に示すように同時に放電させるチャンネル数を３つに制限し、各セルの均等化放電の実施タイミングを適切にスケジュールすることにより、図２（ａ）に示す放電パターンと比較して、放電レート及び均等化時間を変えずに、基板温度のピークを低減することができる。

　図３は、本発明の実施の形態１に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。電圧計測部１２は、直列接続された複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧を計測して（Ｓ１０）、制御部１３に供給する。制御部１３は、電圧計測部１２から取得した複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧をもとに、各セルＶ１－Ｖ６の均等化放電時間を算出する（Ｓ１１）。制御部１３は、均等化放電時間が長い順に、ｘ個のセルを選択する（Ｓ１２）。なお、セル電圧が高い順にｘ個のセルを選択してもよい。

　実施の形態１ではｘは固定値であり、基板の許容温度、想定環境温度、放電回路１１ａ－１１ｆの抵抗値、及び放電レートに基づき、設計者により予め導出された値である。基板の許容温度は、基板の性能保証温度に対応する温度に設定される。

　制御部１３は、選択したｘ個のセルの均等化放電を実施する（Ｓ１３）。具体的には制御部１３は、選択したｘ個のセルにそれぞれ並列接続された放電回路の放電スイッチをターンオンするよう電圧計測部１２に指示する。電圧計測部１２は制御部１３からの指示に応じて、指定された放電スイッチをターンオンする。

　複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了するまでの期間（Ｓ１４のＮ）、単位時間経過ごとに（Ｓ１５のＹ）、ステップＳ１０－ステップＳ１３の処理を繰り返す。複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了すると（Ｓ１４のＹ）、均等化処理が終了する。

　以上説明したように実施の形態１によれば、パッシブ方式の均等化処理において、同時に放電させるチャンネル数を制限することにより、基板のピーク温度を低下させることができる。基板のピーク温度を低下させることができれば、基板および基板の搭載部品を低コスト化することができる。また放電レートを下げる必要がなく、放電レートを下げて発熱に対応する場合と比較して、均等化時間の増加を抑えることができる。

　また、放電時間が長い（＝セル電圧が高い）上位ｘ個のチャンネルを優先的に放電させることにより、均等化処理中の複数のセルＶ１－Ｖ６間の最大電圧と最小電圧の差が縮小するように制御することができる。これに対して、放電時間が短いセルの放電を先に実施した場合、複数のセルＶ１－Ｖ６間の最大電圧と最小電圧の差は、当該セルの放電中、縮小しない。

　例えば、走行中に均等化処理を実行しない仕様の車両の場合、均等化処理中に走行が開始されると均等化処理が中断／終了することになるが、複数のセルＶ１－Ｖ６間の最大電圧と最小電圧の差が、できるだけ小さい状態で均等化処理が中断／終了することが好ましい。

　次に実施の形態２について説明する。実施の形態２では基板の温度に応じて、同時に放電させるチャンネル数を適応的に変更する。その際、各時点において基板の許容温度の範囲内で、最大のチャンネル数に変更する。

　図４（ａ）－（ｃ）は、実施の形態２に係る均等化放電を説明するための図である。図４（ａ）は、同時に放電させるチャンネル数が固定の場合の放電パターンの例を示し、図４（ｂ）は、同時に放電させるチャンネル数が可変の場合の放電パターンの例を示す。

　図４（ａ）に示す例では、同時に放電させるチャンネル数が３に固定されている。実施の形態１で説明したように同時に放電させるチャンネル数を制限することにより、基板のピーク温度が低下し、基板の温度が平準化される。図４（ａ）に示す例では、基板の許容温度と基板の実際の温度との間に、比較的大きなマージンｍが発生している。これは、環境温度が想定温度より低い場合などに発生する。この場合、基板の許容温度の範囲内で、同時に放電させるチャンネル数を増やすことにより、均等化時間を短縮させることができる。

　図４（ｂ）に示す例では、同時に放電させるチャンネル数が５の状態で均等化放電を開始し、時刻ｔ１に当該チャンネル数を４に減少させ、時刻ｔ２に当該チャンネル数を３に減少させている。図４（ｂ）では時刻ｔ３に、複数のセルＶ１－Ｖ６間の均等化処理が完了している。図４（ａ）に示した放電パターンと比較して、均等化時間が大幅に短縮している。

　図４（ｃ）は、基板の温度と、同時に放電させるチャンネル数との関係をグラフで示した図である。図４（ｃ）に示すように基板の温度が高いほど、同時に放電させるチャンネル数が少なくなる。実施の形態２では、制御部１３の不揮発メモリ内に図４（ｃ）に示した関係を記述した、テーブル又は関数が予め保持される。制御部１３は当該テーブル又は関数と、温度センサＴ１により計測された基板の温度をもとに、同時に放電させるチャンネル数を決定する。

　図５は、本発明の実施の形態２に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。電圧計測部１２は、直列接続された複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧を計測して（Ｓ１０）、制御部１３に供給する。温度センサＴ１は、基板の温度を計測して（Ｓ１０５）、制御部１３に供給する。制御部１３は、電圧計測部１２から取得した複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧をもとに、各セルＶ１－Ｖ６の均等化放電時間を算出する（Ｓ１１）。制御部１３は、温度センサＴ１により計測された基板の温度に応じて、放電させるセルの個数ｘを決定する（Ｓ１１５）。制御部１３は、均等化放電時間が長い順に、ｘ個のセルを選択する（Ｓ１２）。

　制御部１３は、選択したｘ個のセルの均等化放電を実施する（Ｓ１３）。複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了するまでの期間（Ｓ１４のＮ）、単位時間経過ごとに（Ｓ１５のＹ）、ステップＳ１０－ステップＳ１３の処理を繰り返す。複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了すると（Ｓ１４のＹ）、均等化処理が終了する。

　以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、同時に放電させるチャンネル数を最適化することにより、基板の許容電圧の範囲内において、均等化時間を短縮することができる。

　次に実施の形態３について説明する。実施の形態３では均等化処理中、制御部１３が基本的にスリープし、定期的に起動（ウェークアップ）して、各チャンネルの放電時間および放電させるチャンネルを決定する処理を実行する。

　制御部１３の電源は、補機バッテリ（一般的に、１２Ｖの鉛電池）から供給される構成と、蓄電モジュール２０から供給される構成がある。前者の場合、車両の非走行中は、補機バッテリの容量確保の観点から制御部１３への電源供給を減少させることが求められる。後者の場合、制御部１３の消費電力により、均等化処理中のセルバランスが崩れることを防止することが求められる。いずれの場合も、均等化処理中の制御部１３の消費電力を低減させることが求められる。

　図６（ａ）、（ｂ）は、実施の形態３に係る制御部１３の起動周期を説明するための図である。図６（ａ）は、基板の温度と、制御部１３の起動周期の関係をグラフで示した図である。図６（ａ）に示すように制御部１３の起動周期は、基板の温度が低いほど長く設定される。基板の温度が低い場合は安全性が高い状態であるため、制御部１３を長い時間、スリープさせて消費電力を低減する。一方、基板の温度が高い場合は許容温度を超えないように、起動周期を短くして監視体制を強化する。

　実施の形態３では、制御部１３の不揮発メモリ内に図６（ａ）に示した関係を記述した、テーブル又は関数が予め保持される。制御部１３は当該テーブル又は関数と、温度センサＴ１により計測された基板の温度をもとに、起動周期を決定する。

　図６（ｂ）は、制御部１３の起動周期と、基板の温度推移の一例を示す図である。起動周期の斜線ブロックは起動期間を、空白ブロックはスリープ期間をそれぞれ示している。基板の温度が上昇するにつれ、制御部１３の起動周期が短くなっている。

　図７は、本発明の実施の形態３に係る均等化処理の流れを示すフローチャートである。電圧計測部１２は、直列接続された複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧を計測して（Ｓ１０）、制御部１３に供給する。温度センサＴ１は、基板の温度を計測して（Ｓ１０５）、制御部１３に供給する。制御部１３は、電圧計測部１２から取得した複数のセルＶ１－Ｖ６の電圧をもとに、各セルＶ１－Ｖ６の均等化放電時間を算出する（Ｓ１１）。制御部１３は、均等化放電時間が長い順に、ｘ個のセルを選択する（Ｓ１２）。

　制御部１３は、選択したｘ個のセルの均等化放電を実施する（Ｓ１３）。制御部１３は、温度センサＴ１により計測された基板の温度に応じて、起動周期を決定する（Ｓ１３１）。具体的には次回の起動時刻、または次回の起動時刻までのスリープ時間を特定する。制御部１３はタイマをセットしてスリープする（Ｓ１３２）。

　次回の起動時刻が到来すると（Ｓ１３３のＹ）、またはスリープ時間が経過すると、制御部１３は起動する（Ｓ１３４）。複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了していない場合
（Ｓ１４のＮ）、ステップＳ１０－ステップＳ１３４の処理を繰り返す。複数のセルＶ１－Ｖ６の均等化が完了すると（Ｓ１４のＹ）、均等化処理が終了する。

　以上説明したように実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、制御部１３の起動周期を最適化することにより、基板の許容電圧の範囲内において、制御部１３の消費電力を低減することができる。なお実施の形態３に係る制御と、実施の形態２に係る制御を併用してもよい。

　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

　図８は、変形例に係る蓄電システム１を説明するための図である。変形例では、複数の放電回路１１ａ－１１ｆを複数のグループに分割し、グループごとに上述した実施の形態１－３に説明した制御を実行する。図８に示した例では、グループごとに電圧計測部１２と温度センサＴ１を設けている。Ａグループには、複数のセルＶ１－Ｖ３、複数の放電回路１１ａ－１１ｃ、温度センサＴ１ａ、電圧計測部１２ａが属している。Ｂグループには、複数のセルＶ４－Ｖ６、複数の放電回路１１ｄ－１１ｆ、温度センサＴ１ｂ、電圧計測部１２ｂが属している。制御部１３は共通である。複数のセルの直列数が多い場合、複数の電圧計測部１２が設けられることが多い。

　なお、１つの電圧計測部１２が管理する複数のセルを、複数のグループに分割して制御することも可能である。例えば、奇数セルのグループと、偶数セルのグループに分けて管理する電圧計測部１２もある。

　上述の実施の形態２、３では、温度センサＴ１により計測された基板の温度をパラメータとして、同時に放電させるチャンネル数／制御部１３の起動周期を導出する例を説明した。この点、基板の温度は、計測された温度そのものではなく、基板の許容温度との差分値を使用してもよい。また基板の許容温度と初期の計測温度の差分を１００％とする比率を使用してもよい。

　上述の実施の形態では車載用途の蓄電システム１において上述の均等化処理を使用する例を説明したが、定置型蓄電用途の蓄電システム１においても、上述の均等化処理を使用することができる。またノート型ＰＣやスマートフォンなどの電子機器用途の蓄電システム１においても、上述の均等化処理を使用することができる。

　なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
　直列接続された複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）のそれぞれの電圧を計測する電圧計測部（１２）と、
　前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）に、それぞれ並列に接続される複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）と、
　前記電圧計測部（１２）により検出された前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の電圧をもとに、前記複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）を制御することにより、前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の電圧／容量を目標値に揃えるように制御する制御部（１３）と、を備え、
　前記制御部（１３）は、前記複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）が搭載される基板の許容温度に応じて、前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の内、放電させるセルの数を決定することを特徴とする管理装置（１０）。
　これによれば、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）間の均等化処理において均等化時間の増加を抑えつつ、基板のピーク温度を低下させることができる。
［項目２］
　前記制御部（１３）は、前記基板の許容温度の範囲内で、最大数のセルを放電させることを特徴とする項目１に記載の管理装置（１０）。
　これによれば、基板の許容温度の範囲内で、均等化時間を短縮することができる。
［項目３］
　前記制御部（１３）は、前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）の内、電圧が高い順に、前記決定した数のセルを放電させることを特徴とする項目１または２に記載の管理装置（１０）。
　これによれば、均等化処理の全期間に渡って、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）間の最大電圧と最小電圧の差分を縮小することができる。
［項目４］
　前記制御部（１３）は、前記基板の温度に応じて、放電させるセルの数を適応的に変更することを特徴とする項目１から３のいずれか１項に記載の管理装置（１０）。
　これによれば、基板の許容温度の範囲内で、均等化時間をさらに短縮することができる。
［項目５］
　前記制御部（１３）は、定期的に起動して前記複数の放電回路（１１ａ－１１ｆ）を制御し、
　前記制御部（１３）は、前記基板の温度が高いほど、起動間隔を短くすることを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の管理装置（１０）。
　これによれば、安全性を確保しつつ、制御部（１３）の消費電力を低減することができる。
［項目６］
　直列接続された複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）と、
　前記複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）を管理する項目１から５のいずれか１項に記載の管理装置（１０）と、
　を備えることを特徴とする蓄電システム（１）。
　これによれば、複数のセル（Ｖ１－Ｖ６）間の均等化処理において均等化時間の増加を抑えつつ、基板のピーク温度を低下させることができる蓄電システム（１）を構築することができる。

　１　蓄電システム、　２　インバータ、　３　モータ、　４　充電器、　５　系統、　１０　管理装置、　１１ａ－１１ｆ　放電回路、　１２　電圧計測部、　１３　制御部、　Ｖ１－Ｖ６　セル、　ＲＹ１　第１リレー、　ＲＹ２　第２リレー、　Ｔ１　温度センサ、　２０　蓄電モジュール。

Claims

　直列接続された複数のセルのそれぞれの電圧を計測する電圧計測部と、
　前記複数のセルに、それぞれ並列に接続される複数の放電回路と、
　前記電圧計測部により検出された前記複数のセルの電圧をもとに、前記複数の放電回路を制御することにより、前記複数のセルの電圧／容量を目標値に揃えるように制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記複数の放電回路が搭載される基板の許容温度に応じて、前記複数のセルの内、放電させるセルの数を決定することを特徴とする管理装置。
　前記制御部は、前記基板の許容温度の範囲内で、最大数のセルを放電させることを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
　前記制御部は、前記複数のセルの内、電圧が高い順に、前記決定した数のセルを放電させることを特徴とする請求項１または２に記載の管理装置。
　前記制御部は、前記基板の温度に応じて、放電させるセルの数を適応的に変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管理装置。
　前記制御部は、定期的に起動して前記複数の放電回路を制御し、
　前記制御部は、前記基板の温度が高いほど、起動間隔を短くすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の管理装置。
　直列接続された複数のセルと、
　前記複数のセルを管理する請求項１から５のいずれか１項に記載の管理装置と、
　を備えることを特徴とする蓄電システム。