JP2012165580A - 蓄電装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イグニッションスイッチがオフのときに複数の蓄電素子における電圧を均等化させるだけでは不十分なときがある。
【解決手段】 電気的に直列に接続された複数の蓄電素子（１１）を含む蓄電装置（１０）と、各蓄電素子の電圧を検出する電圧センサ（４２）と、各蓄電素子を放電させる放電回路（４３）と、放電回路の動作を制御するコントローラ（３０）と、を有する。コントローラは、車両のイグニッションスイッチがオフのときには、放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第１均等化モードを設定する。コントローラは、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの複数の蓄電素子における電圧差が閾値よりも大きいときには、イグニッションスイッチがオンの間に放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第２均等化モードを設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子の容量を均等化させる制御装置に関するものである。

複数の単電池を電気的に直列に接続した組電池は、例えば、車両を走行させるための動力源として用いられている。組電池の充放電によっては、複数の単電池の間で電圧（言い換えれば、ＳＯＣ：State Of Charge）にバラツキが発生してしまうことがある。そこで、各単電池に対して均等化回路を設け、電圧が高い側の単電池を放電させることにより、電圧のバラツキを抑制するようにしている。

組電池を車両に搭載したときには、一般的には、イグニッションスイッチがオフであるときに、均等化処理を行うようにしている。イグニッションスイッチがオンであるときには、車両の電気系に接続された組電池の充放電によって、複数の単電池の間において、分極状態のバラツキが発生したり、電圧降下量のバラツキが発生したりしてしまい、単電池の電圧を変化させてしまう。このような状態では、各単電池の正確な蓄電状態を判別することができない。

特開２００６−１６６６１５号公報 特開２００８−１９３８７１号公報 特開２００７−０１８８６８号公報

イグニッションスイッチがオフのときだけに均等化処理を行うと、均等化処理が不十分となるおそれがある。均等化処理が不十分なまま、イグニッションスイッチがオンになると、複数の単電池の間における電圧のバラツキが広がってしまうことがある。

本願第１の発明である制御装置は、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子を含み、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置と、各蓄電素子の電圧を検出する電圧センサと、各蓄電素子に接続され、各蓄電素子を放電させる放電回路と、放電回路の動作を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、車両のイグニッションスイッチがオフのときには、放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第１均等化モードを設定する。また、コントローラは、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの複数の蓄電素子における電圧差が閾値よりも大きいときには、イグニッションスイッチがオンの間に放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第２均等化モードを設定する。

コントローラは、タイマを用いて、イグニッションスイッチが継続してオンになる時間を計測し、この計測時間が、第１均等化モードでの均等化処理によって均等化可能な電圧差よりも大きな電圧差を発生させる時間であるときに、第２均等化モードを設定することができる。イグニッションスイッチがオンになっている間に、第１均等化モードでの均等化処理によって均等化可能な電圧差よりも大きな電圧差が発生してしまうと、第１均等化モードでの均等化処理では、電圧のバラツキを抑制し難くなってしまう。そこで、このような場合に、第２均等化モードでの均等化処理を行うことにより、複数の蓄電素子における電圧のバラツキを抑制することができる。

コントローラは、蓄電装置の充放電電流がゼロとなるタイミングで得られた電圧センサの検出電圧に基づいて、第２均等化モードでの均等化処理を行うことができる。充放電電流がゼロになるタイミングにおいて、電圧センサによって得られた電圧（ＣＣＶ）は、蓄電素子のＯＣＶとみなすことができる。これにより、イグニッションスイッチがオンのときにも、第２均等化モードの均等化処理によって、複数の蓄電素子における電圧のバラツキを抑制することができる。

コントローラは、第２均等化モードでの均等化処理において、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの電圧差を維持するように放電回路を動作させることができる。具体的には、コントローラは、複数の蓄電素子における自己放電容量、および第２均等化モードでの均等化処理に伴う蓄電素子の消費電流のうち、少なくとも一方に基づいて、第２均等化モードでの均等化処理を行うときの放電電流を決定することができる。イグニッションスイッチがオンのときには電圧差を維持させ、次回において、第１均等化モードでの均等化処理を行うことにより、電圧差を縮めることができる。これにより、第１均等化モードでの均等化処理を行うたびに、電圧差を段階的に縮めることができる。

本願第２の発明は、車両の走行に用いられるエネルギを出力し、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子における電圧を均等化する制御方法であって、各蓄電素子の電圧を検出するステップを有する。ここで、車両のイグニッションスイッチがオフのときには、各蓄電素子を放電させる放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第１均等化モードを設定する。また、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの複数の蓄電素子における電圧差が閾値よりも大きいときには、イグニッションスイッチがオンの間に放電回路を動作させて複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第２均等化モードを設定する。

本発明によれば、第１均等化モードだけでなく、第２均等化モードを設定することにより、複数の蓄電素子における電圧のバラツキが増加してしまうのを抑制することができる。

実施例１である電池システムの構成を示す概略図である。 実施例１である電池システムの一部の構成を示す図である。 実施例１における均等化回路の構成を示す図である。 実施例１における均等化処理を示すフローチャートである。 実施例１における均等化処理を行ったときの、電池電圧の変化を示す図である。 実施例１において、第１均等化モードでの均等化処理を示すフローチャートである。 実施例１において、閾値Ｔmaxの設定方法を説明する図である。 実施例１において、第２均等化モードでの均等化処理を示すフローチャートである。 実施例２における均等化処理を行ったときの電池電圧の変化を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１における電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、本実施例における電池システムの構成を示す概略図である。

図１に示す電池システムは、車両に搭載される。この車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、組電池の他に、燃料電池や内燃機関等を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として組電池だけを備えた車両である。

組電池（蓄電装置に相当する）１０は、システムメインリレー２１ａ，２１ｂを介して昇圧回路２２に接続されており、昇圧回路２２は、組電池１０の出力電圧を昇圧する。昇圧回路２２には、インバータ２３が接続されており、インバータ２３は、昇圧回路２２からの直流電力を交流電力に変換する。モータ・ジェネレータ（交流モータ）２４は、インバータ２３からの交流電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。

車両を減速させるときや、車両を停止させるときにおいて、モータ・ジェネレータ２４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換する。モータ・ジェネレータ２４で生成された交流電力は、インバータ２３によって直流電力に変換され、昇圧回路２２は、インバータ２３の出力電圧を降圧してから組電池１０に供給する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えておくことができる。

コントローラ３０は、タイマ３１を内蔵しており、システムメインリレー２１ａ，２１ｂ、昇圧回路２２およびインバータ２３の動作を制御する。タイマ３１は、コントローラ３０の外部に設けられていてもよい。

コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンである情報を受けると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオフからオンに切り替えたり、昇圧回路２２およびインバータ２３を動作させたりする。また、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフである情報を受けると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオンからオフに切り替えたり、昇圧回路２２やインバータ２３の動作を停止させたりする。

図２に示すように、組電池１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１１を有する。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。また、組電池１０には、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。

電流センサ４１は、充放電時に組電池１０に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。各単電池１１には、電圧監視ＩＣ（電圧センサ）４２が電気的に並列に接続されており、電圧監視ＩＣ４２は、単電池１１の電圧を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電圧監視ＩＣ４２は、対応する単電池１１からの電力を受けて動作する。

また、各単電池１１には、均等化回路（放電回路に相当する）４３が電気的に並列に接続されており、均等化回路４３は、複数の単電池１１における電圧（又はＳＯＣ）を均等化させるために用いられる。均等化回路４３の動作は、コントローラ３０によって制御される。

例えば、コントローラ３０は、電圧監視ＩＣ４２の出力に基づいて、特定の単電池１１の電圧が他の単電池１１の電圧よりも高いと判断したときには、特定の単電池１１に対応した均等化回路４３だけを動作させることにより、特定の単電池１１だけを放電させる。これにより、特定の単電池１１の電圧が低下し、他の単電池１１の電圧と略等しくすることができる。

均等化回路４３の具体的な構成（例示）について、図３を用いて説明する。図３は、単電池１１および均等化回路４３の構成を示す回路図である。

均等化回路４３は、抵抗４３ａおよびスイッチ素子４３ｂを有する。スイッチ素子４３ｂは、コントローラ３０からの制御信号に応じて、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチ素子４３ｂがオフからオンに切り替われば、単電池１１の電流が抵抗４３ａに流れることになり、単電池１１の放電を行うことができる。これにより、各単電池１１の電圧を調整して、複数の単電池１１における電圧を均等化させることができる。

本実施例では、各単電池１１に対して均等化回路４３や電圧監視ＩＣ４２を設けているが、これに限るものではない。ここで、電気的に直列に接続された複数の単電池１１によって１つの電池ブロックを構成するとともに、複数の電池ブロックを電気的に直列に接続することにより、組電池１０を構成することができる。この場合には、各電池ブロックに対して、均等化回路４３や電圧監視ＩＣ４２を設けることができる。電圧監視ＩＣ４２は、対応する電池ブロックの電圧を検出し、均等化回路４３は、対応する電池ブロックを放電させることになる。ここでは、１つの電池ブロックが、本発明の蓄電素子に相当することになる。

次に、本実施例の均等化処理について、図４および図５を用いて説明する。図４は、均等化処理を示すフローチャートであり、図４に示す処理は、コントローラ３０によって行われる。図５は、複数の単電池１１の電圧のうち、最大値および最小値の挙動（一例）を示している。図５の縦軸は、単電池１１の電圧を示し、横軸は、時間を示す。図５において、点線は、単電池１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を示し、実線は、単電池１１のＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を示す。

図４のステップＳ１００において、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、タイマ３１を起動させる。タイマ３１は、イグニッションスイッチが継続してオンになっているときの時間Ｔｓを計測するために用いられる。

イグニッションスイッチがオンになっている間、電圧監視ＩＣ４２によって検出された電圧（ＣＣＶ）は、図５に示すように、車両の走行状態に応じて変化する。また、単電池１１のＯＣＶについては、図５に示すように、車両の走行状態に応じて、ＯＣＶの最大値および最小値の差が広がることがある。

ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったか否かを判別する。イグニッションスイッチがオンのままであれば、ステップＳ１０１において、時間Ｔｓを計測し続ける。一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときには、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、第１均等化モードを設定する。第１均等化モードは、イグニッションスイッチがオフであるときに、組電池１０の均等化処理を行うモードである。

第１均等化モードにおいて、コントローラ３０は、電圧監視ＩＣ４２の出力に基づいて、単電池１１の電圧（ＯＣＶ）を検出する。具体的には、組電池１０を短時間で放電することにより、単電池１１の電圧（ＯＣＶ）を検出することができる。そして、イグニッションスイッチがオフになっている間において、コントローラ３０は、所定の周期でＯＣＶの検出を行う。また、コントローラ３０は、ＯＣＶの最大値および最小値に基づいて、均等化処理を行う。

図６は、第１均等化モードにおける均等化処理を示す。図６に示す処理は、単電池１１のＯＣＶを検出する周期において行われる。

図６のステップＳ２００において、コントローラ３０は、複数の電圧監視ＩＣ４２の出力に基づいて、各単電池１１のＯＣＶを取得するとともに、ＯＣＶの最大値および最小値を特定する。

ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、最大値ＯＣＶおよび最小値ＯＣＶの差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも大きいか否かを判別する。閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）の具体的な値は、組電池１０における電圧のバラツキを抑制する観点から適宜設定することができる。ここで、閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）を小さくするほど、第１均等化モードでの均等化処理によって、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を小さくすることができる。

なお、本実施例では、最大値ＯＣＶおよび最小値ＯＣＶの差ΔＶmax（ＯＣＶ）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池１１のうち、任意の２つの単電池１１におけるＯＣＶの差を算出することができる。

ステップＳ２０１において、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも小さいときには、本処理を終了する。一方、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ステップＳ２０２において、均等化処理を行う。

ステップＳ２０２の均等化処理において、コントローラ３０は、最大値ＯＣＶを示す単電池１１に対応して設けられた均等化回路４３に駆動信号を出力することにより、この均等化回路４３を動作させる。均等化回路４３では、スイッチ素子４３ｂがオフからオンに切り替わり、単電池１１の電流が抵抗４３ａに流れる。これにより、図５に示すように、最大値ＯＣＶを示す単電池１１の電圧を低下させることができ、複数の単電池１１における電圧のバラツキを抑制することができる。

図４のステップＳ１０４において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったか否かを判別する。イグニッションスイッチがオフのままであれば、ステップＳ１０３に戻り、単電池１１のＯＣＶを監視するとともに、必要であれば、第１均等化モードでの均等化処理を行う。一方、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときには、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１でタイマ３１によって計測された時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも長いか否かを判別する。閾値Ｔmaxは、第１均等化モードでの均等化処理が完了するまでの時間を考慮して適宜設定することができる。計測時間Ｔｓが長くなるほど、ＯＣＶのバラツキが広がるおそれがあり、第１均等化モードでの均等化処理を行っても、ＯＣＶのバラツキを抑制し難くなることがある。この点に基づいて、閾値Ｔmaxを設定することができる。

閾値Ｔmaxを設定する方法としては、例えば、以下に説明する方法がある。

図７において、２４時間を、イグニッションスイッチがオンの時間帯と、イグニッションスイッチがオフの時間帯とに分ける。イグニッションスイッチがオフになっている間において、均等化処理を完了させることができる電圧差（最大値）をΔＶ１とする。電圧差ΔＶ１は、均等化処理を行うときの放電電流に基づいて設定することができる。

また、イグニッションスイッチがオンになっている間において、複数の単電池１１における電圧差（最大値）をΔＶ２とする。電圧差ΔＶ２は、予め実験等を行っておくことにより、推定することができる。

電圧差ΔＶ２が電圧差ΔＶ１よりも大きくなる条件では、均等化処理を行っても、複数の単電池１１における電圧のバラツキを抑制することができず、電圧のバラツキは広がってしまう。一方、電圧差ΔＶ２が電圧差ΔＶ１よりも小さくなる条件では、均等化処理を行えば、複数の単電池１１における電圧のバラツキを抑制することができる。

電圧差ΔＶ２および電圧差ΔＶ１が等しくなる条件において、イグニッションスイッチがオンの時間帯と、イグニッションスイッチがオフの時間帯とを特定することができる。ここで、イグニッションスイッチがオンの時間帯を、閾値Ｔmaxとして設定することができる。

図４のステップＳ１０５において、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも短いときには、本処理を終了し、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも長いときには、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を算出する。

具体的には、コントローラ３０は、電圧監視ＩＣ４２の出力に基づいて、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときのＯＣＶの最大値および最小値を取得する。そして、コントローラ３０は、最大値ＯＣＶおよび最小値ＯＣＶの差ΔＶmax（ＯＣＶ）を算出する。なお、本実施例では、最大値ＯＣＶおよび最小値ＯＣＶの差ΔＶmax（ＯＣＶ）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池１１のうち、任意の２つの単電池１１におけるＯＣＶの差を算出することができる。

ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも大きいか否かを判別する。ここでの閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）は、図６のステップＳ２０１で用いられた閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）と同じである。なお、ステップＳ１０６で用いられる閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）と、ステップＳ２０１で用いられる閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）とを異ならせてもよい。

ステップＳ１０６において、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも小さいときには、本処理を終了する。また、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、第２均等化モードを設定する。第２均等化モードは、イグニッションスイッチがオンになっている間に均等化処理を行うモードである。ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンになっている間において、均等化処理を行う。第２均等化モードでの均等化処理について、図８を用いて説明する。

図８のステップＳ３００において、コントローラ３０は、電流センサ４１の出力に基づいて、組電池１０の充放電電流を監視する。また、ステップＳ３０１において、コントローラ３０は、各電圧監視ＩＣ４２の出力に基づいて、各単電池１１の電圧（ＣＣＶ）を監視する。

ステップＳ３０２において、コントローラ３０は、充放電電流がゼロになったタイミングにおける各単電池１１の電圧（ＣＣＶ）を取得する。本実施例では、充放電電流がゼロになったときの単電池１１の電圧（ＣＣＶ）をＯＣＶとみなしている。また、コントローラ３０は、ＣＣＶの最大値および最小値を特定するとともに、最大値ＣＣＶおよび最小値ＣＣＶの差ΔＶmax（ＣＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＣＣＶ）よりも大きいか否かを判別する。ここでの閾値ΔＶｔ（ＣＣＶ）は、図４のステップＳ１０６で説明した閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）と同じである。なお、閾値ΔＶｔ（ＣＣＶ）は、閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）とは異なる値にすることもできる。

本実施例では、ステップＳ３０２において、最大値ＣＣＶおよび最小値ＣＣＶの差ΔＶmax（ＣＣＶ）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池１１のうち、任意の２つの単電池１１におけるＣＣＶの差を算出することができる。

電圧差ΔＶmax（ＣＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＣＣＶ）よりも小さいときには、本処理を終了する。一方、電圧差ΔＶmax（ＣＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＣＣＶ）よりも大きいときには、ステップＳ３０３に進んで、均等化処理を行う。

ステップＳ３０３において、コントローラ３０は、最大値ＣＣＶを示す単電池１１に対応した均等化回路４３に駆動信号を出力することにより、この均等化回路４３を動作させる。均等化回路４３では、スイッチ素子４３ｂがオフからオンに切り替わり、単電池１１の電流が抵抗４３ａに流れる。これにより、最大値ＣＣＶを示す単電池１１の電圧が上昇するのを抑制することができ、複数の単電池１１における電圧のバラツキを抑制することができる。

本実施例によれば、イグニッションスイッチがオフの間に、第１均等化モードでの均等化処理を行うことにより、組電池１０における電圧のバラツキを抑制することができる。また、イグニッションスイッチがオフになっている時間が短く、第１均等化モードでの均等化処理によっては、電圧のバラツキを抑制し難いときには、イグニッションスイッチがオンの間に、第２均等化モードでの均等化処理を行うことにより、組電池１０における電圧のバラツキが広がってしまうのを抑制することができる。

なお、本実施例では、図４のステップＳ１０５において、イグニッションスイッチが継続してオンになっているときの時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも長いか否かを判別しているが、これに限るものではない。車両によっては、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも長くなりやすい車両がある。例えば、タクシーは、イグニッションスイッチがオンになっている時間が長く、イグニッションスイッチをオフにしている時間が短い傾向がある。このような車両においては、図４のステップＳ１０５の処理を省略することができる。すなわち、車両によっては、図４のステップＳ１０５の要件（Ｔｓ＞Ｔmax）を満たしているものとして扱うことができる。

一方、図４のステップＳ１０５において、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも短い場合であっても、ステップＳ１０６の処理を行うことができる。ここで、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも短いときには、第１均等化モードでの均等化処理を行うことにより、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも小さくしやすくすることができる。言い換えれば、計測時間Ｔｓが閾値Ｔmaxよりも短いときに、第１均等化モードでの均等化処理を行っても、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも小さくならないときには、単電池１１に異常が発生していると判別することができる。例えば、単電池１１の内部で微小短絡が発生したときには、第１均等化モードでの均等化処理を行っても、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が閾値ΔＶｔ（ＯＣＶ）よりも小さくならないことがある。

本発明の実施例２における電池システムについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について説明する。

イグニッションスイッチがオンになっている間に、電圧監視ＩＣ４２から取得した単電池１１の電圧（ＣＣＶ）は、実際のＯＣＶとは異なることがある。この場合において、電圧差ΔＶmax（ＣＣＶ）に基づいて、第２均等化モードでの均等化処理を行うと、均等化処理の対象となる単電池１１に対して、過度に放電を行ってしまうおそれがある。

そこで、本実施例では、第２均等化モードでの均等化処理において、複数の単電池１１における最大の電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）に維持するものである。以下、具体的に説明する。

コントローラ３０は、下記式（１）に基づいて、第２均等化モードでの均等化処理を行うときの放電電流Ｉeqを設定する。

Ｉeq＝ΔＩ_１＋ΔＩ_２ ・・・（１）

ここで、ΔＩ_１は、各単電池１１に対応して設けられた電圧監視ＩＣ４２の消費電流のバラツキを示し、均等化処理の対象となる２つの単電池１１における消費電流の差である。各電圧監視ＩＣ４２の消費電流を予め特定しておけば、ΔＩ_１を算出することができる。ΔＩ_２は、複数の単電池１１における自己放電量のバラツキを示し、均等化処理の対象となる２つの単電池１１における自己放電量の差である。各単電池１１の自己放電量を予め特定しておけば、ΔＩ_２を算出することができる。

複数の単電池１１において、電圧のバラツキを発生させる要因としては、電圧監視ＩＣ４２の消費電流のバラツキや、単電池１１の自己放電量のバラツキが考えられる。電圧監視ＩＣ４２は、対応する単電池１１からの電力を受けて動作するため、電圧監視ＩＣ４２の消費電流にバラツキが発生すると、複数の単電池１１の電圧にバラツキが発生してしまう。同様に、単電池１１の自己放電量にバラツキが発生していれば、複数の単電池１１の電圧にバラツキが発生してしまう。

そこで、上述した消費電流や自己放電量のバラツキの分だけ、均等化処理での放電を行えば、上述したバラツキをキャンセルさせることができ、複数の単電池１１における電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）が広がってしまうのを抑制することができる。

本実施例では、ΔＩ_１およびΔＩ_２を加算した値を、均等化処理における放電電流Ｉeqとして設定しているが、これに限るものではない。例えば、ΔＩ_１およびΔＩ_２の一方だけを、均等化処理における放電電流Ｉeqとすることができる。

イグニッションスイッチがオンになっている間に、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を維持するようにすれば、第２均等化モードでの均等化処理において、単電池１１の放電を過度に行ってしまうのを防止することができる。また、図９に示すように、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わるたびに、第１均等化モードでの均等化処理によって、電圧差ΔＶmax（ＯＣＶ）を段階的に縮めることができる。

１０：組電池（蓄電装置） １１：単電池（蓄電素子）
２１ａ，２１ｂ：システムメインリレー ２２：昇圧回路
２３：インバータ ２４：モータ・ジェネレータ
３０：コントローラ ３１：タイマ
４１：電流センサ ４２：電圧監視ＩＣ（電圧センサ）
４３：均等化回路（放電回路）

Claims (10)

1. 電気的に直列に接続された複数の蓄電素子を含み、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置と、
   前記各蓄電素子の電圧を検出する電圧センサと、
   前記各蓄電素子に接続され、前記各蓄電素子を放電させる放電回路と、
   前記放電回路の動作を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記車両のイグニッションスイッチがオフのときには、前記放電回路を動作させて前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第１均等化モードを設定し、
   前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの前記複数の蓄電素子における電圧差が閾値よりも大きいときには、前記イグニッションスイッチがオンの間に前記放電回路を動作させて前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第２均等化モードを設定することを特徴とする制御装置。
2. 前記コントローラは、
   タイマを用いて、前記イグニッションスイッチが継続してオンになる時間を計測し、
   この計測時間が、前記第１均等化モードでの均等化処理によって均等化可能な電圧差よりも大きな電圧差を発生させる時間であるときに、前記第２均等化モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記コントローラは、前記蓄電装置の充放電電流がゼロとなるタイミングで得られた前記電圧センサの検出電圧に基づいて、前記第２均等化モードでの均等化処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記コントローラは、前記第２均等化モードでの均等化処理において、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの前記電圧差を維持するように前記放電回路を動作させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
5. 前記コントローラは、前記複数の蓄電素子における自己放電容量、および前記第２均等化モードでの均等化処理に伴う前記蓄電素子の消費電流のうち、少なくとも一方に基づいて、前記第２均等化モードでの均等化処理を行うときの放電電流を決定することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 車両の走行に用いられるエネルギを出力し、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子における電圧を均等化する制御方法であって、
   前記各蓄電素子の電圧を検出するステップと、
   前記車両のイグニッションスイッチがオフのときには、前記各蓄電素子を放電させる放電回路を動作させて前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第１均等化モードを設定するステップと、
   前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの前記複数の蓄電素子における電圧差が閾値よりも大きいときには、前記イグニッションスイッチがオンの間に前記放電回路を動作させて前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる第２均等化モードを設定するステップと、
   を有することを特徴とする制御方法。
7. タイマを用いて、前記イグニッションスイッチが継続してオンになる時間を計測し、
   この計測時間が、前記第１均等化モードでの均等化処理によって均等化可能な電圧差よりも大きな電圧差を発生させる時間であるときに、前記第２均等化モードを設定することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
8. 前記蓄電装置の充放電電流がゼロとなるタイミングで得られた前記電圧センサの検出電圧に基づいて、前記第２均等化モードでの均等化処理を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の制御方法。
9. 前記第２均等化モードでの均等化処理において、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの前記電圧差を維持するように前記放電回路を動作させることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の制御方法。
10. 前記複数の蓄電素子における自己放電容量、および前記第２均等化モードでの均等化処理に伴う前記蓄電素子の消費電流のうち、少なくとも一方に基づいて、前記第２均等化モードでの均等化処理を行うときの放電電流を決定することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
    

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