JP4187942B2

JP4187942B2 - 充電状態制御装置

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Publication number: JP4187942B2
Application number: JP2001080672A
Authority: JP
Inventors: 博志田村; 晴義山下
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002281687A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池を構成するため直列接続された多数の単位セルの充電状態を制御する充電状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地球環境保護の目的から、排気ガスを排出しない電気自動車（ＥＶ）や排気ガスの排出を大幅に低減可能なハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の研究，開発が行われており、このうちＨＥＶは既に実用化の段階にある。
【０００３】
これらＨＥＶやＥＶの動力源に使用される２次電池（バッテリー）として、鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池等が知られている他、近年では、高い重量エネルギ密度（同容量の鉛電池の約４倍，ニッケル水素電池の約２倍）を有し小型軽量化を期待できるリチウム電池が注目されている。
【０００４】
また、ＨＥＶやＥＶにおいて、モータを駆動して自動車を走行させるには約３００Ｖの電圧が必要であるため、上述の電池は、その単体（単位セル）を多数直列接続してなる組電池として使用される。例えば、鉛電池（約２Ｖ／セル）では１５０、ニッケル水素電池（約１．２Ｖ／セル）では２５０、リチウム二次電池（約３．６Ｖ／セル）では８０もの単位セルを直列接続する必要がある。
【０００５】
なお、これらの単位セルは、過充電や過放電に弱く、定められた使用範囲内の電圧で使用しなければ、材料の分解による著しい容量の低下や異常発熱を引き起こして使用不能となるおそれがある。
そして、組電池を構成する各単位セルでは、性能の個体差や周囲温度および漏れ電流の違い等によって充電可能容量がばらつき、組電池の充放電時に各単位セルを流れる電流がどの単位セルも等しいにも関わらず、各単位セルの残存容量（ＳＯＣ）、ひいては各単位セルの両端電圧がばらついてしまうことが知られている。
【０００６】
つまり、組電池として使用する場合には、組電池を構成する各単位セルが過充電や過放電となることのないように、各単位セル間の残存容量のばらつきに起因するセル電圧のばらつきを十分に抑えなければならない。
従来の鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池等を単位セルとする組電池では、組電池の両端電圧を監視して、この両端電圧（ひいては組電池を構成する各単位セルの平均セル電圧）が所定の電圧範囲に収まるように充放電制御することで単位セルの過放電や過充電を防止できたが、リチウム電池を単位セルとする組電池では、そのような制御では、単位セルの過充電や過放電が進行してしまい、使用不可能な状態に到るほどの性能劣化を引き起こしてしまうという問題があった。
【０００７】
即ち、水溶性の電解液を用いて構成された鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池二次電池等では、過充電時に生じる水の電気分解と置換反応（密閉化反応）によって、単位セル間のばらつきがある程度解消（均等充電）されるため、組電池の両端電圧（組電池を構成する各単位セルの平均セル電圧）を制御することで、過放電や過充電を防止できたのであるが、有機系の電解液を用いて構成されたリチウム電池では、密閉化反応が起こらないため上述の均等充電がされず、組電池の両端電圧（平均セル電圧）を制御する方法では、ばらつきは拡大する一方であり、過充電や過放電が進行してしまうのである。
【０００８】
これに対して、組電池を構成する単位セル間のセル電圧のばらつきを、密閉化反応によらずに解消する方法として、例えば、各単位セルに対してそれぞれ並列にツェナーダイオードを接続し、このツェナーダイオードの逆降伏電圧をしきい値として、セル電圧がしきい値を超えて充電されることのないようにしたもの（特開昭６１−２０６１７９号公報）や、外部からの指令に従って作動するバイパス回路を各単位セルと並列に接続し、セル電圧にばらつきが生じると、セル電圧の高い単位セルのバイパス回路を作動させ、このバイパス回路に充電電流を分流（バイパス）させることにより、単位セル間の電圧のばらつきが小さくなるように調整するもの（特開平８−１９１８８号公報）等が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各単位セルにツェナーダイオードを並列接続した前者の場合、組電池を充放電する装置の負荷変動によって大きな回生電流、即ち組電池を充電する電流が発生した時にも、ツェナーダイオードが作動してしまうため、このような大電流に耐える大容量の特殊なツェナーダイオードを使用しなければならなかった。また、この場合、単位セルのばらつきを抑えるには、全てのツェナーダイオードが作動するまで充電電流を流さなければならないため、単位セルのばらつき調整を行うと無駄に消費される電流が多いだけでなく、このようなばらつき調整を行った直後では、各単位セルは更なる充電ができない状態になっているため、回生電流が生じたとしても、全てバイパス回路にバイパスされてしまい、回生電流を有効利用することができないという問題があった。更に、ツェナーダイオードのしきい値電圧が低いと、バイパス回路が頻繁に作動することになるため、しきい値は、単位セルの使用電圧範囲の上限にほぼ均しくなるように設定しなければならず、設計の自由度が低いという問題もあった。
【００１０】
一方、外部から動作を制御可能なバイパス回路を各単位セルに並列接続した後者の場合、これを実施しようとすると、図７の参考図に示すように、各単位セルＣ11〜Ｃmn毎にセル電圧検出回路（ＶＳＣ）や抵抗，スイッチからなるバイパス回路ＢＰを設けると共に、ＣＰＵを中心に構成され、各ＶＳＣにて検出されたセル電圧に基づいて、単位セル間のばらつき状態を判定したり、その判定結果に従ってバイパス回路を制御する等の処理を実行する制御装置が必要となる。
【００１１】
そして、耐電圧や絶縁性，制御性の問題から、一つのＣＰＵで受け持つことのできるセル数は、１０〜２０セル程度が限度である。このため、ＨＥＶやＥＶに動力源として使用する組電池等、数十から数百もの単位セルを直列接続する組電池に適用するには、組電池全体をｎ個（例えばｎ＝１０）の単位セルからなる複数セルグループＣＧ１〜ＣＧｍに分割して、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に電圧検出とばらつき調整とを分担させた下位制御装置ＢＣＵ＿Ｌ１〜ＢＣＵ＿Ｌｍを設けると共に、これら下位制御装置ＢＣＵ＿Ｌ１〜ＢＣＵ＿Ｌｍを統括する上位制御装置ＢＣＵ＿Ｈを設けて、組電池全体を調整するという構成にしなければならない。
【００１２】
例えば、比較的セル数を少なくできるリチウム電池でも、４〜８個ものセルグループ、即ち制御装置を設ける必要があり、これら制御装置を構成するＣＰＵやＣＰＵ間の通信を行う通信Ｉ／Ｆ等の高価な電子部品が多数必要となるため、装置が複雑で高価なものとなり、また大型化してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するために、充放電可能な二次電池を単位セルとして複数個直列に接続してなる組電池の充電状態を制御する制御装置において、簡易な構成にて単位セル間のばらつきを調整できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載の充電状態装置では、充電制御手段が、組電池を貫流する主回路電流を一定の状態に制御することが可能な静止期間中に主回路電流を流すことにより、組電池の充電を行わせ、この充電制御手段による充電が開始された後、充電状態判定手段により組電池を構成する全ての単位セルの充電状態が調整電圧以上になっていると判定された場合に、放電起動手段が、充電制御手段による充電を終了させ、セル放電手段を起動する。
すると、組電池を構成する単位セル毎に設けられたセル放電手段は、単位セルのセル電圧が予め設定された調整電圧に達するまで単位セルを放電する。そして、単位セルのセル電圧が調整電圧になり、セル放電手段が放電を終了すると、これをセル放電手段が検出して、セル電圧が調整電圧以上になってもセル放電手段が作動しないようにセル放電手段を停止させる。
【００１５】
このように、本発明の充電状態制御装置によれば、静止期間中にセル電圧の調整を行っているため、調整中に主回路電流が不規則に変動して、放電回路に大きな主回路電流が流れ込んでしまうことがなく、放電回路を電流容量の小さい部品を用いて小型かつ安価に構成することができる。
【００１６】
また、放電回路による放電は、自動的に終了するため、単位セルを必要以上に放電してしまうことがなく確実にセル電圧を調整することができる。しかも、放電期間中に、単位セルのセル電圧を常時監視する必要がないため、そのような監視のための構成を設ける必要がなく、簡易な装置構成にて実現することができる。
【００１７】
また、本発明の充電状態制御装置において、充電状態判定手段は、セルグループ毎にその両端電圧であるグループ電圧を検出する電圧検出手段での検出結果から、セルグループ毎にそのセルグループを構成する各単位セルの充電状態を判定するように構成され、更に、放電起動手段は、電圧検出手段での検出結果から、グループ電圧が最低となる最低セルグループを抽出し、この最低セルグループを構成する単位セルの平均セル電圧が、調整電圧に各単位セル間の電圧ばらつき量の予測値を加えた目標電圧以上となった場合に、組電池を構成する全ての単位セルの充電状態が調整電圧以上になっていると判定すると共に、セル放電手段をセルグループ毎に一括して制御するように構成されている。
【００１８】
このように、セルグループ単位で制御を行うことにより、単位セル単位で制御を行う従来装置と比較して、これら充電状態判定手段や放電起動手段の構成が、大幅に簡易化されるため、装置をより小型かつ安価に構成することができる。
なお、この場合、先に説明した起動許可手段で使用される待機時間は、その待機時間の間に各単位セル間の電圧ばらつき量が予測値を越えてしまうことのないような長さに設定する必要がある。
【００１９】
但し、各単位セル間の電圧ばらつき量が予測値を越えてしまうことにより、充電制御手段による充電後に調整電圧を越えていない単位セルが仮にあったとしても、その単位セルではセル放電手段による放電が行われないため、当該充電状態制御装置の動作によって、単位セル間の電圧ばららつきは、確実に圧縮されることになる。
また、組電池が一つのセルグループからなる場合とは、セルグループが組電池そのものであり、グループ電圧とは組電池の両端電圧のことであるとして考えればよい。
また、本発明の充電状態制御装置では、セル放電手段は、セル電圧を調整する時にのみ起動され、それ以外の時には作動しないように停止させているため、調整電圧をセル電圧の使用可能範囲内の任意の値に設定できる。
【００２０】
なお、セル放電手段は、例えば、請求項２記載のように、逆降伏電圧が調整電圧に設定されたツェナーダイオード、このツェナーダイオードに流れる電流を制限する抵抗、これら抵抗及びツェナーダイオードが直列接続された電流経路を断続するスイッチ素子を単位セルに並列接続することにより構成することができる。このように構成されたセル放電手段は、スイッチ素子を閉成することで起動し、スイッチ素子を開放することで停止させることができる。
【００２１】
また、充電制御手段による充電が行われる静止期間、即ち主回路電流を一定の状態に制御することが可能な静止期間とは、例えば、組電池がＨＥＶやＥＶの駆動用バッテリである場合、負荷変動が生じたり回生電流による大きな充電電流が流れることのない期間のことである。
【００２２】
また、放電停止手段は、請求項３記載のように、組電池の両端電圧の時間変化を検出し、その時間変化が予め設定された下限値を下回ると、全てのセル放電手段を一斉に停止させるようにしてもよい。つまり、いずれか一つの単位セルでもセル放電手段による放電が継続していれば、組電池の両端電圧は時間と共に変化するため、この時間変化が十分に小さくなった場合に、全ての単位セルでセル放電手段による放電が終了したものとみなすことができるのである。
【００２３】
この場合、セル放電手段を停止させるタイミングを検出するための構成や、その検出結果に基づいてセル放電手段を停止させるための構成を、単位セル毎に設ける必要がないため、装置構成を簡易化できる。
なお、組電池の両端電圧の代わりに、組電池を構成する全ての単位セルの平均セル電圧や、組電池が複数のセルグループに分割されている場合には、組電池を構成する全てのセルグループの平均グループ電圧を用いても全く同等である。
【００２４】
次に、請求項４記載の充電状態制御装置では、セル放電手段を停止させた後、予め設定された待機時間が経過すると、起動許可手段が、充電制御手段及びセル放電手段の起動を許可するようにされている。
従って、本発明の充電状態制御装置によれば、待機時間経過後の最初の静止状態の時にセル電圧の調整が行われ、ほぼ定期的に調整が行われることになり、充電状態（セル電圧）のばらつきを確実に解消することができる。
【００２９】
次に、請求項５記載の充電状態制御装置では、セルグループ毎に主回路電流をバイパスするバイパス手段が設けられており、バイパス制御手段は、充電制御手段による充電中に、電圧検出手段にて検出されるグループ電圧が予め設定された上限値以上となったセルグループに対応するバイパス手段を作動させる。なお、上限値は、グループ電圧が上限値に等しくなった時に、そのセルグループを構成する各単位セルのセル電圧が、使用範囲の上限電圧を越えてしまうことのないような値に設定する必要がある。
【００３０】
この場合、充電制御手段による充電によって、単位セルが過充電になってしまうことを確実に防止でき、装置の信頼性を向上させることができる。
ところで、組電池を構成する単位セルとしては、鉛電池，ニッケル系電池等様々なものを用いることができるが、請求項６に記載のように、リチウムイオンを吸蔵放出する材料からなる電極によって構成されるリチウム電池を用いることが望ましい。
【００３１】
即ち、リチウム電池は、エネルギー密度が高く、しかも出力電圧が高いため、同じ高電圧を得るにしても、少ないセル数で、容量の大きな組電池を構成することができ、組電池自体や当該充電状態制御装置を小型軽量化することができる。
また、当該充電状態制御装置は、いかなる用途に使用される組電池に適用してもよいが、例えば請求項７に記載のように、電気自動車（ＥＶ）或いはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の動力源として実装される車載用のものに適用すれば、ＥＶやＨＥＶの信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された実施形態の組電池システムの全体構成を表す回路図であり、ここでは、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）の駆動系に組み込んだ状態を表している。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の組電池システム２は、主電源ラインＬ，インバータ（ＩＮＶ）６を介してモータ及び発電機を兼ねる電動機（ＭＧ）８に接続されており、更に車両の走行状態や当該組電池システム２の状態等に応じて、電動機８の始動，停止や、インバータ６の動作方向等を制御するＨＥＶコントローラ（ＶＣＵ）４を備えている。
【００３４】
そして、ＶＣＵ４は、エンジンの運転効率のよい定速走行時等には、エンジンの駆動力を用いて走行する設定とし、この時、組電池システム２の充電量が不十分であれば、エンジンからの駆動力が電動機８に伝達され、且つ電動機８が発電機として動作し、電動機８にて発電された電力がインバータ６を介して組電池システム２に供給されるように設定して、組電池システム２に充電を行わせる。
【００３５】
一方、エンジンの運転効率の悪い始動時やフル加速時等には、組電池システム２からの電力がインバータ６を介して電動機８に供給され、電動機８がこの組電池システム２からの供給電力によりモータとして動作するように設定し、電動機８からの駆動力を利用して走行するようにされている。
【００３６】
次に、本実施例の組電池システム２は、充放電自在な二次電池であるリチウム電池を単位セルとして、この単位セルを多数直列接続してなる組電池１０を備えている。組電池１０は、それぞれが複数個の単位セルＣi1〜Ｃin（本実施形態ではｎ＝６）からなる複数のセルグループＣＧ１〜ＣＧｍに分割されており、このセルグループＣＧｉ（ｉ＝１〜ｍ）毎に、セルグループＣＧｉを構成する各単位セルＣi1〜Ｃinのセル電圧のばらつきを解消するセルばらつき調整回路ＣＥＵｉが設けられている。
【００３７】
また、組電池システム２は、組電池１０の充放電時に主電源ラインＬを流れる主回路電流を検出する電流センサ（ＣＳ）１４と、電流センサ１４からの検出信号ＩＢや、組電池１０の両端及びセルグループＣＧｉの境界にて主電源ラインＬから分岐させたセルグループ電圧検出線ＬＳ１〜ＬＳm+1 を介して得られる電圧信号ＶＳ１〜ＶＳm+1 に基づき、各セルばらつき調整回路ＣＥＵｉに制御信号ＢＣis，ＢＣirを出力したり、ＶＣＵ４に各種指令ＣＭＤを出力する等の処理を実行する組電池コントローラ（ＢＣＵ）１２を備えている。なお、ＢＣＵ１２は、各セルばらつき調整回路ＣＥＵｉに対して、制御用電源ラインＬＤを介して電源供給も行うようにされている。
【００３８】
そして、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉは、図２に示すように、セルグループＣＧｉを構成する各単位セルＣi1〜Ｃin毎に、これら単位セルＣij（ｊ＝１〜ｎ）に並列接続された放電回路Ｐij（ｊ＝１〜ｎ）をそれぞれ備えている。
この放電回路Ｐijは、後述する調整電圧Ｖｚと同じ大きさの逆降伏電圧を有するツェナーダイオードＤｐと、ツェナーダイオードＤｐに流れる電流を制限する抵抗Ｒｐと、これらツェナーダイオードＤｐ及び抵抗Ｒｐへの電流経路を開閉するトランジスタＴｐと、抵抗及びダイオードからなりトランジスタＴｐをオン，オフ駆動するためのバイアス回路Ｂｐとからなる。なお、各放電回路Ｐijのバイアス回路Ｂｐは、いずれもトランジスタＴｄを介してセルグループ電圧検出線ＬＳi+1 に接続されている。
【００３９】
また、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉでは、ＢＣＵ１２から供給される制御信号（以下「セットパルス」という）ＢＣis，ＢＣirは、それぞれフォトカプラ２０，２２を介して、ＲＳフリップフロップ回路２４に供給され、このＲＳフリップフロップ回路２４の出力により、トランジスタＴｄがオンオフ制御されるように構成されている。
【００４０】
但し、ＲＳフリップフロップ回路２４は、制御信号（以下「セットパルス」という）ＢＣisにより、出力Ｑがハイレベルとなるようセットされ、制御信号（以下「リセットパルス」という）ＢＣirにより、出力Ｑがロウレベルとなるようリセットされる。また、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉ内において、ＲＳフリップフロップ回路２４は、セルグループＣＧｉから電源供給を受けて動作し、また、フォトカプラ２０，２２は、入力側がＢＣＵ１２からの制御用電源ラインＬＤを介して電源供給を受け、出力側がセルグループＣＧｉから電源供給を受けて動作するように構成されている。
【００４１】
このように構成されたセルばらつき調整回路ＣＥＵｉでは、セットパルスＢＣisが入力されると、トランジスタＴｄがオンして、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉを構成する全ての放電回路Ｐi1〜Ｐinのバイアス回路Ｂｐに電流が流れて、トランジスタＴｐがオンするため、各放電回路Ｐi1〜Ｐinでは、抵抗Ｒｐ，ツェナーダイオードＤｐを介した単位セルＣi1〜Ｃinの放電が可能となる。但し、各放電回路Ｐijは、単位セルＣijのセル電圧が調整電圧Ｖｚ以上である場合にのみ放電を行う。一方、リセットパルスＢＣirが入力されるとトランジスタＴｄがオフし、その結果、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉを構成する全ての放電回路Ｐi1〜Ｐinでは、抵抗Ｒｐ，ツェナーダイオードＤｐを介した単位セルＣi1〜Ｃinの放電が停止される。
【００４２】
つまり、セットパルスＢＣis，リセットパルスＢＣirを用いて、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉ（放電回路Ｐi1〜Ｐin）を起動，停止することにより、各単位セルＣ11〜Ｃmnの放電を、セルグループＣＧｉ（Ｃi1〜Ｃin）毎に一括して制御できるようにされている。
【００４３】
一方、ＢＣＵ１２は、セルグループ電圧検出線ＬＳｉ，ＬＳi+1 間の電圧、即ちセルグループＣＧｉのグループ電圧ＶＧｉ（＝ＶＳｉ−ＶＳi+1 ）を検出する電圧検出回路ＶＳＣｉと、抵抗Ｒgp、トランジスタＴgpからなり、セルグループ電圧検出線ＬＳｉ，ＬＳi+1 間を導通させるグループバイパス回路ＧＢｉと、ＣＥＵｉへのセットパルスＢＣisを供給する制御線に接続されたトランジスタＴsiと、ＣＥＵｉへのリセットパルスＢＣirを供給する制御線に接続されたトランジスタＴriとを、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に有している。
【００４４】
また、ＢＣＵ１２は、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に設けられた電圧検出回路ＶＳＣ１〜ＶＳＣｍのいずれか一つを選択して、選択された電圧検出回路ＶＳＣｉにて検出されたグループ電圧ＶＧｉを取り込むためのマルチプレクサ（ＭＰＸ）３０と、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍのいずれかを選択して、選択されたセルグループＣＧｉに対応するグループバイパス回路ＧＢｉ，及びトランジスタＴsi，Ｔriをそれぞれオン，オフするための制御信号を出力するデコーダ（ＤＥＣ１〜ＤＥＣ３）３２，３４，３６と、マルチプレクサ３０を介して得られるグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍや、イグニションスイッチの操作状態を表す信号ＩＧ、電流センサ１４からの検出信号ＩＢに基づいて、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉに対する制御信号ＢＣis，ＢＣirや、ＶＣＵ４への各種指令ＣＭＤを生成する等の処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）３８と、その処理に必要なデータ等を記憶するメモリ４０とを備えている。
【００４５】
このように構成された組電池システム２では、電動機８がモータとして使用されている時には、組電池１０の両端に接続された主電源ラインＬを介して、組電池１０に蓄積された電力を電動機８に供給し、逆に、電動機８が発電機として使用されている時には、主電源ラインＬを介して電動機８から供給される電力が組電池１０に充電される。
【００４６】
また、組電池１０の充放電を繰り返すことにより、単位セル間のセル電圧のばらつきが拡大すると、セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に単位セルＣ11〜Ｃmnの放電を制御するセルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍを用いて、全ての単位セルＣ11〜Ｃmnのセル電圧を調整電圧Ｖｚに揃えることにより、単位セルＣij間のセル電圧のばらつきを解消する制御が行われる。
【００４７】
なお、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉを起動するセットパルスＢＣisは、デコーダ３４を介してトランジスタＴsiを一瞬閉じることにより生成され、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉを停止させるリセットパルスＢＣirは、同様にデコーダ３６を介してトランジスタＴriを一瞬閉じることにより生成される。
【００４８】
以下、各単位セルＣ11〜Ｃmn間のセル電圧のばらつきを解消するためにＣＰＵ３８が実行する均等化処理を、図３〜５に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。
なお、ＣＰＵ３８は、ＢＣＵ１２の電源をオフするとスリープ状態に遷移すると共に、スリープ状態でも作動するタイマーを備えており、このタイマーを用いて、スリープ状態からＣＰＵ３８自身を起床できるように構成されている。
【００４９】
図３に示すように、本処理では、最後に均等化フラグのリセット（後述のＳ４７０での処理）が行われてから、予め設定された待機時間（本実施形態では例えば７２〜１６８時間）が経過したか否かを判断し（Ｓ１１０）、待機時間を経過していれば均等化フラグをセット（Ｓ１２０）する。この待機時間は、自己放電のばらつき等に基づく単位セルＣ11〜Ｃmn間のセル電圧のばらつきが、後述する所定値Δに達するまでの時間を予測し、その予測時間に安全係数α（０＜α≦１）を乗じた時間に設定すればよい。
【００５０】
次に、信号ＩＧに基づいてイグニションスイッチがオフされたか否かを判断し（Ｓ１３０）、オフされていなければＳ１１０に戻る。一方、Ｓ１３０にて、イグニションスイッチがオフされていると判定された場合には、均等化フラグがセットされているか否かを判断し（Ｓ１４０）、セットされていなければ、ＢＣＵ１２の電源をオフし（Ｓ１５０）、監視処理（Ｓ１７０：詳細は後述）を実行した後、本処理を終了する。
【００５１】
一方、Ｓ１４０にて、均等化フラグがセットされていると判定された場合には、単位セルＣ11〜Ｃmn間のセル電圧のばらつきを解消する動作を開始するものとして、予備充電処理を実行し（Ｓ１６０）、本処理を終了する。
ここで、予備充電処理の詳細を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。
【００５２】
即ち、本処理では、図４に示すように、まずマルチプレクサ３０を介して各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍのグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍを読み込むと共に、読み込んだグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍに基づいて、グループ電圧が最低となる最低セルグループＣＧmin を抽出し、この最低セルグループＣＧmin を構成する単位セルの平均電圧である最低グループ平均セル電圧ＬＶＣav（＝ＶＧmin ／ｎ）を算出する（Ｓ２１０）。
【００５３】
次に、調整電圧（ツェナーダイオードＤｐの逆降伏電圧）Ｖｚに、単位セルＣ11〜Ｃmn間のセル電圧のばらつき量の予測値Δを加えたものを判定しきい値Ｖth（＝Ｖｚ＋Δ）とし、先のＳ２１０にて算出した最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、判定しきい値Ｖth以上であるか否かを判断する（Ｓ２２０）。なお、予測値Δは、例えばセルグループ内の平均セル電圧をＶＣav、最低セル電圧をＶＣmin とした場合に、Δ≧ＶＣav−ＶＣmin となるように設定する。
【００５４】
そして、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、判定しきい値Ｖthより小さいと判定された場合には、先のＳ２１０にて取得したグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍが、予め設定された上限値ＶＨ以上となっているセルグループＣＧｉがあれば、そのセルグループＣＧｉに対応するグループバイパス回路ＧＢｉを導通させることにより、これらのセルグループＣＧｉへの充電が回避されるように設定した後（Ｓ２３０）、ＶＣＵ４に対して充電指令を出力する（Ｓ２４０）。
【００５５】
なお、上限値ＶＨは、グループ電圧ＶＧｉが上限値ＶＨに等しくなった時に、そのセルグループＣＧｉを構成する各単位セルＣi1〜Ｃinのセル電圧が、使用範囲の上限電圧を越えてしまうことのないような値に設定する必要がある。例えば、セルグループＣＧｉを構成する全ての単位セルＣi1〜Ｃinのセル電圧が、その使用範囲の上限電圧になっていると仮定した場合の上限グループ電圧から、単位セルＣ11〜Ｃmn間の電圧ばらつき量の予測値を減じて、更に安全係数β（０＜β≦１）を乗じた値を、上限値ＶＨとして設定すればよい。
【００５６】
また、ＶＣＵ４は、イグニションスイッチがオフされても、ＢＣＵ１２から充電指令が入力された場合には、組電池システム２への充電電流の供給を可能とするためにエンジンの動作を継続させ、その後、ＢＣＵ１２から充電停止指令（後述する）が入力された時点でエンジンを停止させる。一方、イグニションスイッチがオフされ、且つＢＣＵ１２からの充電指令が入力されなかった場合には、そのままエンジンを停止させるように動作する。
【００５７】
更に、充電指令が入力されたＶＣＵ４は、電動機８を発電機として使用する設定にして、予め決められた大きさの主回路電流Ｉｃを流すことにより、組電池１０の充電を開始する。但し、主回路電流Ｉｃの大きさは、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、予め設定された充電電流切替判定値（本実施形態では調整電圧Ｖｚ）より小さい場合には第１電流値Ｉc1となり、所定電圧以上である場合には第１電流値より小さい第２電流値Ｉc2（＜Ｉc1）となるように設定する。
【００５８】
次に、イグニションスイッチがオンされたか否かを判断し（Ｓ２５０）、オンされていれば、ＶＣＵ４に対して充電停止指令を出力すると共に、Ｓ２３０，Ｓ２８０にてオンされたグループバイパス回路ＧＢｉをオフした後（Ｓ３００）、Ｓ１１０に戻る。
【００５９】
一方、Ｓ２５０にて、イグニションスイッチがオフされたままであると判定された場合、先のＳ２１０と同様に、グループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍの取得と、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavの算出を行い（Ｓ２６０）、先のＳ２２０と同様に、この最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが判定しきい値Ｖth以上であるか否かを判断する（Ｓ２７０）。
【００６０】
その結果、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが判定しきい値Ｖthより小さければ、先のＳ２３０と同様に、グループ電圧ＶＧｉが上限値ＶＨ以上であるセルグループＣＧｉに対応するグループバイパス回路ＧＢｉを導通させた後（Ｓ２８０）、Ｓ２５０に戻る。
【００６１】
なお、Ｓ２８０では、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが充電電流切替判定値Ｖｚに達した時点で、主回路電流をＩc1からＩc2（＜Ｉc1）に減少させるための指令をＶＣＵ４に対して出力する。
一方、Ｓ２７０にて最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが判定しきい値Ｖth以上であると判定された場合には、Ｓ３００と同様に、ＶＣＵ４に対して充電停止指令を出力すると共に、Ｓ２３０，Ｓ２８０にてオンされたグループバイパス回路ＧＢｉをオフする（Ｓ２９０）。
【００６２】
このＳ２９０が実行されるか、或いは先のＳ２２０にて最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが判定しきい値Ｖth以上であると判定された場合には、順次セットパルスＴs1〜Ｔsmを出力することにより、全てのセルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ、即ち全ての放電回路Ｐ11〜Ｐmnを起動した後（Ｓ３１０）、先のＳ１５０と同様に、ＢＣＵ１２の電源をオフして（Ｓ３２０）、本処理を終了する。
【００６３】
つまり、本処理では、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが判定しきい値Ｖthに達するまで組電池１０の充電を行っており、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、充電電流切替判定値Ｖｚに達するまでは、主回路電流Ｉｃを第１の電流値Ｉc1にして高速な充電を行い、その後、判定しきい値Ｖthに達するまでは、主回路電流Ｉｃを第２の電流値Ｉc2に下げて充電を行っている。また、この時、グループ電圧ＶＧｉが上限値ＶＨを越えて必要以上に充電されてしまうことのないように、セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ単位で、主回路電流（充電電流）Ｉｃのバイパス制御を行っている。
【００６４】
ところで、先のＳ１５０及びＳ３２０により、ＢＣＵ１２の電源がオフされると、次にイグニションスイッチがオンされるまでの間、ＣＰＵ３８はスリープ状態となり、この間、常時作動しているタイマーによって周期的（本実施形態では１５〜６０分）に、ＢＣＵ１２の電源をオンすることによりＣＰＵ３８が起動され、監視処理（Ｓ１７０）を実行する。
【００６５】
この監視処理の詳細を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理が起動されると、まず、信号ＩＧに基づいてイグニションスイッチがオンされているか否かを判断し（Ｓ４１０）、オンされていれば、ＢＣＵ１２の電源をオンし、また、均等化フラグがセットされていれば、デコーダ３４を介してセットパルスＢＣ1s〜ＢＣmsを出力することにより、セルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ，即ち放電回路Ｐ11〜Ｐmnを全て停止させて（Ｓ４２０）、本処理を終了する。
【００６６】
一方、イグニションスイッチがオフされたままであれば、均等化フラグがセットされているかを判断し（Ｓ４３０）、セットされていなければ、そのまま本処理を終了する。一方、均等化フラグがセットされていれば、今度は、処理実行タイミングであるか否かを判断し（Ｓ４４０）、処理実行タイミングでなければ、そのまま本処理を終了する。なお、ＣＰＵ３８の起床毎に、以下に説明する処理（Ｓ４５０〜Ｓ５１０）を実行するのであれば、Ｓ４４０は省略してもよい。
【００６７】
Ｓ４４０にて、処理実行タイミングであると判定された場合、ＢＣＵ１２の電源をオンし（Ｓ４５０）、マルチプレクサ３０を介して各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍのグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍを検出し（Ｓ４６０）、その検出結果から、グループ電圧平均値ＶＧav（＝（ＣＧ１＋ＣＧ２＋…＋ＣＧｍ）／ｍ）を算出する（Ｓ４７０）。
【００６８】
そして、予め設定されている比較値ＣＶＧから、グループ電圧平均値ＶＧavを減算した値が、終了判定値δ以下であるか否かを判断し（Ｓ４８０）、終了判定値δ以下であれば、デコーダ３４を介してセットパルスＢＣ1s〜ＢＣmsを出力することにより、セルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ，即ち放電回路Ｐ11〜Ｐmnを全て停止させると共に、均等化フラグをリセットした後（Ｓ４９０）、ＢＣＵ１２の電源をオフして（Ｓ５１０）、本処理を終了する。
【００６９】
一方、Ｓ４８０にて、減算値ＣＶＧ−ＶＧavが終了判定値δより大きいと判定された場合には、Ｓ４７０にて算出されたグループ電圧平均値ＶＧavにて比較値ＣＶＧを更新（Ｓ５００）した後、同様に、ＢＣＵ１２の電源をオフして（Ｓ５１０）、本処理を終了する。
【００７０】
つまり、本処理では、均等化フラグがオンであれば、処理実行タイミング毎に、グループ電圧平均値ＶＧavを求め、その算出値が、前回の算出値ＣＶＧと比較してほとんど変化していないようであれば、全ての放電回路Ｐ11〜Ｐmnが放電が終了したものとして、放電回路Ｐ11〜Ｐmnを停止させ、均等化フラグをオフする。また、放電が終了する前に、イグニションスイッチがオンした場合には、次回イグニションスイッチがオフした時に、セル電圧の調整が行われるように、均等化フラグをオンのまま保持するようにされている。
【００７１】
ここで、本実施形態の組電池システム２の動作を、図６に示すグラフに沿って説明する。なお、ここでは、セルグループＣＧｉが、４個の単位セルＣi1〜Ｃi4からなり、図中のセル電圧及び放電電流は、最低セルグループについてのものを示した。また、時刻ｔ１の時点では、均等化フラグがセットされているものとする。
【００７２】
図６に示すように、イグニションスイッチがオンである間（時刻ｔ０〜ｔ１）、主回路電流Ｉｃは、ＨＥＶの運転状態に応じた充放電を繰り返し、イグニションスイッチがオフされると（時刻ｔ１）、一定の主回路電流Ｉｃによる組電池１０への充電が開始される。この時、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、充電電流切替判定値Ｖｚより小さいため、主回路電流Ｉｃの大きさは、第１の電流値Ｉc1に設定され、急速に充電が進行する。
【００７３】
これにより、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、充電電流切替判定値Ｖｚに達すると（時刻ｔ１１）、組電池１０を充電する主回路電流Ｉｃは、第２の電流値Ｉc2に低下し、緩やかに充電が進む。
その後、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavが、判定しきい値Ｖthに達すると（時刻ｔ２）、主回路電流Ｉｃの供給が停止され、セルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ、即ち放電回路Ｐ11〜Ｐmnによる単位セルＣ11〜Ｃmnの放電が開始されると共に、ＢＣＵ１２の電源がオフされる。
【００７４】
これにより、各単位セルＣijのセル電圧は徐々に低下し、これに伴って放電回路Ｐijを流れる電流も徐々に低下する。なお、全ての単位セルＣ11〜Ｃmnのセル電圧は、少なくとも調整電圧Ｖｚを上回っているので、各単位セルＣijはセル電圧が調整電圧Ｖｚに等しくなるまで放電回路Ｐijを介した放電が行われ、調整電圧Ｖｚに等しくなると、トランジスタＴｐがＯＮしていても、抵抗Ｒｐの両端の電位差がなくなるため、自動的に放電が終了する。
【００７５】
また、ＢＣＵ１２の電源オフ後、周期的に起床するＣＰＵ３８によって、処理実行タイミング毎にＢＣＵ１２の電源が投入され、グループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍの監視が行われる。
先に説明したように、調整電圧Ｖｚに達したセルから放電を順次終了（図では、単位セルＣi4（時刻ｔ２１），Ｃi3（時刻ｔ２２），Ｃi2（時刻ｔ２３），Ｃi1（時刻ｔ２４）の順）するため、周期的に検出されるグループ電圧平均値ＶＧavの変化率も、これに伴って小さくなり、全ての単位セルＣ11〜Ｃmnが放電を終了すると（時刻ｔ２４以降）、グループ電圧平均値ＶＧavの変化率はほぼゼロとなる。これが検出されると（時刻ｔ３）、セルグループ内の全てのセル電圧はＶｚに均しく調整されたものとして、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ、即ち放電回路Ｐ11〜Ｐmnがオフにされ、均等化フラグもリセットされる。以後、待機時間を経過する毎に、イグニションスイッチがオフされると同様の処理が実行される。
【００７６】
なお、図示しないが、全ての単位セルＣ11〜Ｃmnが放電を終了する前（時刻ｔ２４以前）に、イグニションスイッチがオンした場合には、放電回路は直ちに停止されるが、均等化が完了したわけではないので、均等化フラグはセットしたままとされ、次回ののＩＧオフ時に、同様の処理が再度実行されることになる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態の組電池システム２では、放電回路Ｐijを任意に起動，停止させることができ、しかもツェナーダイオードＤｐの逆降伏電圧Ｖｚを利用して、各単位セルＣ11〜Ｃmnのセル電圧を、一定に調整（均等化）するようにされている。
【００７８】
従って、本実施形態の組電池システム２によれば、単位セルＣijが調整電圧Ｖｚに達すると放電回路Ｐijによる放電が自動的に終了するため、各単位セル毎にそのセル電圧を検出する必要がなく、システム構成を大幅に簡素化できる。
また、本実施形態では、セル電圧の調整動作を行っていない時には、放電回路Ｐijに主回路電流が流れ込まないようにできるため、調整電圧（即ち、ツェナーダイオードの逆降伏電圧）Ｖｚを、単位セルＣijの電圧使用範囲内の任意の値に設定することができる。
【００７９】
その結果、例えば、調整電圧Ｖｚを、単位セルＣijの電圧使用範囲の中間に設定すれば、ばらつき調整を行った直後であっても、単位セルＣ11〜Ｃmn（即ち組電池１０）の満充電までの空容量に余裕があり、回生電流を受け入れることが可能なため、回生電流を有効利用することができる。
【００８０】
更に、本実施形態では、イグニションスイッチがオフされている期間、即ち、負荷変動がなく安定した主回路電流を流すことができる期間にセル電圧のばらつき調整（均等化）を行っているため、予期できない大きな電流が放電回路Ｐ11〜Ｐmnに流れ込むことがなく、しかも、比較的長い時間をかけて調整することが可能であるため、放電回路Ｐ11〜Ｐmnを構成する部品（ツェナーダイオード等）の電流容量を小さくすることができ、システムの小型化，低コスト化を図ることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、放電回路Ｐ11〜Ｐmnの起動／停止（オン／オフ）を、セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に、一括して行うように構成されているため、単位セル毎に、制御を行う従来装置と比較して、単位セル間のセル電圧のばらつきを調整するために必要な構成を大幅に削減することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、放電回路Ｐ11〜Ｐmnでの放電の終了を、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍのグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍのみに基づいて判定しているため、簡易な構成にて簡単かつ速やかに判定できる。
また、本実施形態では、セル電圧のばらつき調整のための充電中に、グループ電圧ＶＧｉが上限値ＶＨに達したセルグループＣＧｉについては、対応するグループバイパス回路ＧＢｉを導通させて、それ以上充電が進むことのないようにされているので、この充電による、単位セルＣ11〜Ｃmnの過充電を確実に防止でき、装置の信頼性を向上させることができる。
【００８３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、放電回路Ｐ11〜Ｐmnでの放電の終了を、グループ電圧平均値ＶＧavを用いて判定しているが、組電池の両端電圧を用いて判定するようにしてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、全ての放電回路Ｐ11〜Ｐmnが放電を終了してから、これら放電回路Ｐ11〜Ｐmnを一括して停止させるようにしているが、セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に、グループ電圧の変化率に基づいて放電終了の判定を行い、放電が終了したと判定されたものから順番に、セルグループ単位で放電回路Ｐi1〜Ｐinを停止させるようにしてもよい。
【００８５】
更に、上記実施形態では、最低グループ平均セル電圧ＬＶＣavの大きさにより、主回路電流（充電電流）Ｉｃの大きさを変化させているが、グループパイパス回路ＧＢ１〜ＧＢｍのうち、いずれか一つでも導通した時に、主回路電流Ｉｃを小さくするようにしてもよい。この場合、グループバイパス回路ＧＢ１〜ＧＢｍを流れる電流値の上限が制限されるため、構成部品の電流容量を小さくすることができる。
【００８６】
また、上記実施形態では、セル電圧のばらつきを直接検出することなく、待機時間が経過する毎に、セル電圧の均等化を行うようにされているが、例えば、充電量（ＳＯＣ）に対する電圧勾配が通常使用範囲と過充電または過放電範囲とで大きく異なる電池を使用している場合には、特開２０００−１３４８０５号公報に開示されているように、単位セルの電圧特性を利用してセルグループ電圧からセルばらつきを判定し、単位セルのばらつきが検出されてからセル電圧の均等化を行うようにしてもよい。この場合、均等化が無駄に実施されることを確実に防止することができる。
【００８７】
また更に、上記実施形態では、セルばらつき調整回路ＣＥＵｉにおいて、放電回路Ｐi1〜Ｐinの起動／停止を制御するトランジスタＴｄのオン／オフ状態を、ＲＳフリップフロップ回路２４で保持するようにされているが、トランジスタＴｄの代わりに、フォトカプラを設けて、フォトカプラ２０，２２、ＲＳフリップフロップ回路２４を省略した構成としてもよい。この場合、セルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍの構成を簡易化できる。
【００８８】
また、上記実施形態では、各セルグループＣＧｉを構成する単位セルの個数ｎをｎ＝６としているが、これに限定されるものではなく、使用する単位セルの耐電圧や制御性、組電池全体の構成との兼ね合い等から、適当なセル数を設定すればよい。但し、セルばらつき調整回路ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍをＩＣ化する場合は、ＩＣ回路の耐電圧とリチウム電池の平均電圧とを考慮すると、６個以内にすることが望ましい。
【００８９】
また、上記実施形態では、単位セルとしてリチウム電池を用いているが、これに限らず、鉛電池，ニッケル系電池等、任意の二次電池を単位セルとして用いることができる。
なお、水溶性の電解液を用いて構成された二次電池の場合、均等充電によるばらつきの調整が可能ではあるが、本発明を適用することにより、組電池１０を構成する各単位セルＣ11〜Ｃmnのセル電圧をより一層均一に調整することが可能となり、単位セルＣ11〜Ｃmnの過充電や過放電を防ぎながら組電池１０として持てるエネルギーを十分に引き出すことができるので、組電池１０の性能や寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の組電池システムの全体構成、及び組電池システムが組み込まれたハイブリッド自動車の駆動系の要部を表すブロック図である。
【図２】セルばらつき調整回路、及び組電池コントローラの構成を表す回路図である。
【図３】均等化処理の内容を表すフローチャートである。
【図４】予備充電処理の内容を表すフローチャートである。
【図５】監視処理の内容を表すフローチャートである。
【図６】組電池システム各部の動作や状態を表す説明図である。
【図７】従来装置の構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
２…組電池システム４…ＨＥＶコントローラ（ＶＣＵ）
６…インバータ８…電動機１０…組電池
１２…組電池コントローラ（ＢＣＵ）１４…電流センサ
２０，２２…フォトカプラ２４…ＲＳフリップフロップ回路
３０…マルチプレクサ３２，３４，３６…デコーダ４０…メモリ
ＣＧ１〜ＣＧｍ…セルグループＣ11〜Ｃmn…単位セルＬ…主電源ライン
ＬＤ…制御用電源ラインＬＳ1〜ＬＳm+1…セルグループ電圧検出線
ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍ…セルばらつき調整回路Ｐ11〜Ｐmn…放電回路
Ｂｐ…バイアス回路Ｄｐ…ツェナーダイオードＲｐ…抵抗
Ｔｐ，Ｔｄ，Ｔs1〜Ｔsm，Ｔr1〜Ｔrm…トランジスタ
ＧＢ１〜ＧＢｍ…グループバイパス回路ＶＳＣ１〜ＶＳＣｍ…電圧検出回路

Claims

充放電可能な二次電池を単位セルとし、該単位セルを複数個直列に接続してなり、且つ、それぞれが複数個の単位セルからなる１ないし複数個のセルグループを有する組電池の充電状態を制御する充電状態制御装置であって、
前記組電池を構成する各単位セルの充電状態を判定する充電状態判定手段と、
前記組電池を構成する単位セル毎に設けられ、起動すると前記単位セルのセル電圧が予め設定された調整電圧に達するまで該単位セルを放電するセル放電手段と、
前記組電池を貫流する主回路電流を一定の状態に制御することが可能な静止期間中に前記主回路電流を流して、該組電池の充電を行わせる充電制御手段と、
該充電制御手段による充電が開始された後、前記充電状態判定手段により前記組電池を構成する全ての単位セルの充電状態が前記調整電圧以上になっていると判定された場合に、前記充電制御手段による充電を終了させ、前記セル放電手段を起動する放電起動手段と、
前記セル放電手段の放電終了を検出して、該セル放電手段を停止させる放電停止手段と、
を備え、
前記充電状態判定手段は、前記セルグループ毎に該セルグループの両端電圧であるグループ電圧を検出する電圧検出手段を備え、該電圧検出手段での検出結果から、前記セルグループ毎に該セルグループを構成する各単位セルの充電状態を判定し、
前記放電起動手段は、前記電圧検出手段での検出結果から、前記グループ電圧が最低となる最低セルグループを抽出し、該最低セルグループを構成する単位セルの平均セル電圧が、前記調整電圧に各単位セル間の電圧ばらつき量の予測値を加えた目標電圧以上となった場合に、前記組電池を構成する全ての単位セルの充電状態が前記調整電圧以上になっていると判定すると共に、前記セル放電手段を前記セルグループ毎に一括して制御することを特徴とする充電状態制御装置。
前記セル放電手段は、逆降伏電圧が前記調整電圧に設定されたツェナーダイオード、該ツェナーダイオードに流れる電流を制限する抵抗、該抵抗及び前記ツェナーダイオードが直列接続された電流経路を断続するスイッチ素子を前記単位セルに並列接続してなり、前記スイッチ素子を閉成することで起動し、該スイッチ素子を開放することで停止することを特徴とする請求項１記載の充電状態制御装置。
前記充電制御手段は、イグニションスイッチのオフ期間を前記静止期間とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の充電状態制御装置。
前記セル放電手段の停止後、予め設定された待機時間が経過すると、前記充電制御手段及び前記セル放電手段の起動を許可する起動許可手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載の充電状態制御装置。
前記セルグループ毎に設けられ、前記主回路電流をバイパスするバイパス手段と、
前記充電制御手段による充電中に、前記電圧検出手段にて検出されるグループ電圧が予め設定された上限値以上となったセルグループに対応する前記バイパス手段を作動させるバイパス制御手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか記載の充電状態制御装置。
前記単位セルは、リチウムイオンを吸蔵放出する材料からなる電極によって構成されるリチウム電池であることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載の充電状態制御装置。
前記組電池は、電気自動車或いはハイブリッド電気自動車の動力源として実装される車載用のものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか記載の充電状態制御装置。