特開 2020-198183 接続制御装置及び接続制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-198183(P2020-198183A)

(43)【公開日】2020年12月10日

(54)【発明の名称】接続制御装置及び接続制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20201113BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20201113BHJP

   H01M 10/44 20060101ALN20201113BHJP

   B60L 58/19 20190101ALN20201113BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/48 P

   H02J7/00 K

   H01M10/44 P

   B60L58/19

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-102790(P2019-102790)

(22)【出願日】2019年5月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(72)【発明者】

【氏名】リ ヒャンヒ

(72)【発明者】

【氏名】竹之内 幸大

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA07

5G503BA05

5G503BB02

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB11

5G503DA08

5G503EA08

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD06

5H030AA01

5H030AS06

5H030AS08

5H030BB10

5H030BB21

5H030FF22

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H125AA01

5H125AC12

5H125BC28

5H125EE22

5H125EE23

5H125EE24

5H125EE25

(57)【要約】

【課題】電池セルの劣化の進行を抑止する接続制御装置及び接続切制御法を提供する。
【解決手段】接続制御装置２において、取得部２１は、複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電圧と、複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電流と、組電池１の温度とを取得する。抵抗算出部２２は、複数のセル電圧及び複数のセル電流に基づいて、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する。決定部２３は、複数の内部抵抗値の少なくとも一つと組電池１の温度とのうち、少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する。切替制御部２４は、決定部２３の決定に基づいて、複数の電池セルの接続を切り替える接続切替部を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

組電池に含まれる複数の電池セルの接続を制御する接続制御装置であって、
前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電圧と、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電流と、前記組電池の温度とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された複数のセル電圧及び複数のセル電流に基づいて、前記複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する抵抗算出部と、
前記抵抗算出部により算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つと前記取得部により取得された前記組電池の温度とのうち、少なくとも一方に基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する決定部と、
前記決定部の決定に基づいて、前記複数の電池セルの接続を切り替える接続切替部を制御する切替制御部と、
を備える接続制御装置。

【請求項2】

前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列に接続することを決定する、
請求項１に記載の接続制御装置。

【請求項3】

前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の全てが前記抵抗基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列に接続することを決定する、
請求項２に記載の接続制御装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記組電池の温度が温度基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列接続することを決定する、
請求項１に記載の接続制御装置。

【請求項5】

前記決定部は、前記組電池の温度が前記温度基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列接続することを決定する、
請求項４に記載の接続制御装置。

【請求項6】

前記取得部は、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル温度を取得し、
前記決定部は、前記取得部により取得された複数のセル温度の少なくとも１つに基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する、
請求項１に記載の接続制御装置。

【請求項7】

前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、又は、前記組電池の温度が温度基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列接続することを決定し、前記算出された複数の内部抵抗値の全てが前記抵抗基準値未満であり、かつ、前記組電池の温度が前記温度基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列接続することを決定する、
請求項１に記載の接続制御装置。

【請求項8】

組電池に含まれる複数の電池セルの接続を制御する接続制御装置の接続制御方法であって、
前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電圧と、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電流と、前記組電池の温度とを取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された複数のセル電圧及び複数のセル電流に基づいて、前記複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する抵抗算出工程と、
前記抵抗算出工程により算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つと前記取得工程により取得された前記組電池の温度とのうち、少なくとも一方に基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する決定工程と、
前記決定工程の決定に基づいて、前記複数の電池セルの接続を切り替える接続切替部を制御する切替制御工程と、
を備える接続制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接続制御装置及び接続制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の電池セルを含む組電池では、各電池セルのＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）にばらつきが生じる場合がある。各電池セルのＳＯＣにばらつきが生じた場合、組電池の利用効率が低下する。

【0003】

特許文献１の発明は、組電池に含まれる電池セルのＳＯＣを均等化することで、組電池の利用効率低下を抑止する。具体的には、特許文献１の発明は、ＳＯＣの高い電池セルからＳＯＣの低い電池に電荷を移動させることで、組電池に含まれる電池セルのＳＯＣを均等化する。しかし、組電池に含まれるＳＯＣを均等化しても、電池セルの劣化の進行を抑止することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−０４２９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、電池セルの劣化の進行を抑止する接続制御装置及び接続切制御法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（第１の発明）
第１の発明に係る接続制御装置は、組電池に含まれる複数の電池セルの接続を制御する接続制御装置であって、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電圧と、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電流と、前記組電池の温度とを取得する取得部と、前記取得部により取得された複数のセル電圧及び複数のセル電流に基づいて、前記複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記抵抗算出部により算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つと前記取得部により取得された前記組電池の温度とのうち、少なくとも一方に基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する決定部と、前記決定部の決定に基づいて、前記複数の電池セルの接続を切り替える接続切替部を制御する切替制御部と、を備える。

【0007】

電池セルに電流が流れた場合、電池セルは、電池セルの内部抵抗に起因して発熱するため、電池セルの温度が上昇する。電池セルの温度が所定の温度を超えて上昇した場合、電池セルの劣化が進行する。第１の発明は、複数の電池セルの複数の内部抵抗値の少なくとも１つと、組電池の温度とのうち少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルを直列又は並列に接続する。これにより、電池セルの温度が電池セルの劣化が進行する温度を超えることを抑制できる。したがって、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0008】

（第２の発明）
第２の発明は、第１の発明であって、前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列に接続することを決定する。

【0009】

第２の発明は、算出された複数の内部抵抗値のうち少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、複数の電池セルを並列に接続する。このため、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルに流れる電流を抑制することができる。結果として、抵抗基準値以上の電池セルの温度上昇を緩やかにすることができるため、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルの温度が、劣化が進行する温度まで上昇することを抑止することができる。

【0010】

（第３の発明）
第３の発明は、第２の発明であって、前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の全てが前記抵抗基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列に接続することを決定する。

【0011】

第３の発明は、算出された複数の内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満である場合、複数の電池セルを直列に接続する。算出された複数の内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満である場合、直列接続された複数の電池セルの発熱量は比較的小さい。この場合、電池セルの温度が、電池セルの劣化が進行する温度まで上昇することを抑制できる。結果として、第３の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、組電池を短時間で充電することができる。また、第３の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、複数の電池セルを並列接続する場合よりも大きな電圧を供給できる。

【0012】

（第４の発明）
第４の発明は、第１の発明であって、前記決定部は、前記組電池の温度が温度基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列接続することを決定する。

【0013】

第４の発明は、組電池の温度が温度基準値以上である場合、複数の電池セルを並列接続する。これにより、電池セルの温度が電池セルの劣化が進行する温度まで上昇することを抑制することができる。したがって、第４の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0014】

（第５の発明）
第５の発明は、第４の発明であって、前記決定部は、前記組電池の温度が前記温度基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列接続することを決定する。

【0015】

第５の発明は、組電池の温度が温度基準値未満である場合、複数の電池セルを直列接続する。この場合、比較的大きな電流が複数の電池セルに流れた場合でも、電池セルの温度が、電池セルの劣化が進行する温度まで上昇することが抑制される。したがって、第５の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、組電池を短時間で充電することができる。また、第５の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、大きな電力を供給することができる。

【0016】

（第６の発明）
第６の発明は、第１の発明であって、前記取得部は、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル温度を取得し、前記決定部は、前記取得部により取得された複数のセル温度の少なくとも１つに基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する。

【0017】

第６の発明は、複数の電池セルの各々に対応する複数のセル温度に基づいて、複数の電池セルを直列又は並列に接続する。これにより、第６の発明は、組電池に含まれる一部の電池セルの温度が局所的に変化した場合であっても、複数の電池セルの接続を変更することができる。したがって、第６の発明は、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0018】

（第７の発明）
第７の発明は、第１の発明であって、前記決定部は、前記算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、又は、前記組電池の温度が温度基準値以上である場合、前記複数の電池セルを並列接続することを決定し、前記算出された複数の内部抵抗値の全てが前記抵抗基準値未満であり、かつ、前記組電池の温度が前記温度基準値未満である場合、前記複数の電池セルを直列接続することを決定する。。

【0019】

第７の発明によれば、複数の内部抵抗値の少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、複数の電池セルが並列接続される。抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルに流れる電流を抑制することにより、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルの温度上昇を緩やかにすることができる。このため、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルの温度が、劣化が進行する温度まで上昇することを抑止することができる。また、第７の発明によれば、組電池の温度が温度基準値以上である場合、複数の電池セルが並列接続される。これにより、電池セルの温度が電池セルの劣化が進行する温度まで上昇することを抑制することができる。

【0020】

第７の発明によれば、複数の内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満であり、かつ、組電池の温度が温度基準値未満である場合、複数の電池セルが直列接続される。複数の電池セルを直列接続すると、複数の電池セルを並列接続した場合と比較して、複数の電池セルに大きな電流が流れる。しかし、複数の電池セルの内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満である場合、電池セルの発熱量は比較的小さい。したがって、組電池の温度が温度基準値未満である場合、直列接続された複数の電池セルの各々の温度が電池セルの劣化が進行する温度まで上昇することが抑制される。

【0021】

（第８の発明）
第８の発明に係る接続制御方法は、組電池に含まれる複数の電池セルの接続を制御する接続制御装置の接続制御方法であって、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電圧と、前記複数の電池セルの各々に対応する複数のセル電流と、前記組電池の温度とを取得する取得工程と、前記取得工程により取得された複数のセル電圧及び複数のセル電流に基づいて、前記複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する抵抗算出工程と、前記抵抗算出工程により算出された複数の内部抵抗値の少なくとも１つと前記取得工程により取得された前記組電池の温度とのうち、少なくとも一方に基づいて、前記複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定する決定工程と、前記決定工程の決定に基づいて、前記複数の電池セルの接続を切り替える接続切替部を制御する切替制御工程と、を備える。

【0022】

電池セルに電流が流れた場合、電池セルは、電池セルの内部抵抗に起因して発熱するため、電池セルの温度が上昇する。電池セルの温度が所定の温度を超えて上昇した場合、電池セルの劣化が進行する。第８の発明は、複数の電池セルの複数の内部抵抗値の少なくとも１つと、組電池の温度とのうち少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルを直列又は並列に接続する。これにより、電池セルの温度が電池セルの劣化が進行する温度を超えることを抑制できる。したがって、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、電池セルの劣化の進行を抑止する接続制御装置及び接続制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係る接続制御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2】図１に示した組電池において、組電池に含まれる電池セルが直列接続されている場合の図である。

【図3】図１に示した組電池において、組電池に含まれる電池セルが並列接続されている場合の図である。

【図4】図１に示した接続制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図5】図１に示した接続制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】ＣＰＵ等のバス構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。

【0026】

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る接続制御装置２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に示した組電池１と、接続制御装置２と、電圧変換装置３と、負荷４とは、例えば、車両に搭載される。

【0027】

組電池１は、負荷４の電源であり、電圧変換装置３を介して負荷４に電流を供給する。組電池１は、電圧信号１６０と、電流信号１７０と、温度信号１８０とを、接続制御装置２に供給する。電圧信号１６０は、組電池１に含まれる複数の電池セルの電圧を示す信号である。電流信号１７０は、複数の電池セルに流れる電流を示す信号である。温度信号１８０は、複数の電池セルの温度を示す信号である。

【0028】

組電池１は、接続情報２５０を接続制御装置２から受ける。接続情報２５０は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続切替を指示する情報である。組電池１は、接続情報２５０に基づいて、組電池１に含まれる複数の電池セルを、直列又は並列に接続する。

【0029】

接続制御装置２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続を制御する。具体的には、接続制御装置２は、組電池１から電圧信号１６０と、電流信号１７０と、温度信号１８０とを受ける。接続制御装置２は、電圧信号１６０と、電流信号１７０と、温度信号１８０とに基づいて、組電池１に含まれる複数の電池セルを直列に接続するか、又は、並列に接続するかを決定する。接続制御装置２は、その決定に基づく接続情報２５０を組電池１に供給することにより、複数の電池セルの接続を切り替える。

【0030】

接続制御装置２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続に基づいて、組電池１の充電電圧の電圧目標値を示す電圧情報２３Ｂを生成する。接続制御装置２は、生成した電圧情報２３Ｂを、電圧変換装置３に供給する。

【0031】

負荷４は、電圧変換装置３から供給された電圧によって動作する。本実施形態では、負荷４は、電圧変換装置３を介して組電池１から供給される電流によって、車両の駆動輪を駆動するモータである。負荷４は車両の減速時に回生ブレーキとして動作する。つまり、負荷４は、車両の減速時に電力を生成する。負荷４は、生成した電力を、電圧変換装置３を介して組電池１に供給する。

【0032】

電圧変換装置３は、組電池１の放電時において、組電池１から供給された電圧を変換し、変換後の電圧を負荷４に供給する。具体的には、電圧変換装置３は、組電池１の出力電圧が変化した場合、組電池１から供給された電圧を昇圧又は降圧することで、一定の電圧を負荷４に供給する。

【0033】

電圧変換装置３は、組電池１の充電時において、負荷４から供給される電圧を変換し、変換後の電圧を組電池１に供給する。具体的には、電圧変換装置３は、接続制御装置２から、電圧情報２３Ｂを受ける。電圧変換装置３は、電圧情報２３Ｂが示す電圧目標値に基づいて、負荷４から供給された電圧を変換する。

【0034】

＜組電池１の構成＞
図２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続を示す回路図である。図２に示す複数の電池セルは、直列接続されている。組電池１は、端子１４、１５と、電池セル１１１、１２１、１３１と、電圧センサ１１４、１２４、１３４と、電流センサ１１５、１２５、１３５と、温度センサ１１６、１２６、１３６と、スイッチ１１３、１２３、１３３、１３２と、リレー１１２、１２２と、を含む。

【0035】

端子１４は組電池１の正端子であり、端子１５は組電池１の負端子である。

【0036】

電池セル１１１、１２１、１３１は、２次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。電池セル１１１、１２１、１３１は、直列又は並列に接続される。

【0037】

スイッチ１１３、１２３、１３３、１３２と、リレー１１２、１２２とは、複数の電池セルの接続を切り替えるための接続切替部である。スイッチ１１３、１２３、１３３、１３２の各々は、端子ａ及び端子ｂを備える。以下、スイッチ１１３、１２３、１３３、１３２を区別せずに総称する場合、単に「スイッチ」と記載する。スイッチがオンである場合、端子ａ及び端子ｂが接続される。スイッチがオフである場合、端子ａ及び端子ｂの接続が解除される。

【0038】

スイッチ１１３は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ａに基づいて、オン／オフを切り替える。スイッチ１２３は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ｃに基づいて、オン／オフを切り替える。スイッチ１３３は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ｅに基づいて、オン／オフを切り替える。スイッチ１３２は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ｆに基づいて、オン／オフを切り替える。接続信号２４Ａ、２４Ｃ、２４Ｅ、２４Ｆは、接続情報２５０に含まれる。

【0039】

スイッチ１１３、１２３、１３３の端子ｂは、端子１４に接続される。スイッチ１１３の端子ａは、電流センサ１１５を介して電池セル１１１の正電極と接続される。スイッチ１２３の端子ａは、電流センサ１２５を介して電池セル１２１の正電極と接続される。スイッチ１３３の端子ａは、電流センサ１３５を介して電池セル１３１の正電極と接続される。スイッチ１３２の端子ａは端子１５と接続される。スイッチ１３２の端子ｂは電池セル１３１の負電極及びリレー１２２の端子ａと接続される。電流センサ１１５、１２５、１３５については後述する。

【0040】

リレー１１２、１２２のそれぞれは、端子ａ、ｂ、ｃを備える。リレー１１２は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ｂに基づいて、端子ｃを端子ａ及び端子ｂのいずれか一方に接続させる。リレー１２２は、接続制御装置２から受ける接続信号２４Ｄに基づいて、端子ｃを端子ａ及び端子ｂのいずれか一方に接続させる。

【0041】

リレー１１２の端子ｃは電池セル１１１の負電極と接続される。リレー１１２の端子ａは電池セル１２１の負電極と、リレー１２２の端子ｃとに接続される。リレー１１２の端子ｂは、電流センサ１２５を介して電池セル１２１の正電極と、スイッチ１２３の端子ａとに接続される。リレー１２２の端子ｃは、電池セル１２１の負電極と、リレー１１２の端子ａとに接続される。リレー１２２の端子ａは、電池セル１３１の負電極と、スイッチ１３２の端子ｂとに接続される。リレー１２２の端子ｂは、電流センサ１３５を介して電池セル１３１の正電極と、スイッチ１３３の端子ａとに接続される。

【0042】

図２において、スイッチ１１３及び１３２がオンされ、スイッチ１２３及び１３３がオフされている。リレー１１２及び１２２の各々において、端子ｃは、端子ｂと接続されている。この結果、電池セル１１１、１２１、１３１は、直列接続される。

【0043】

電圧センサ１１４は、電池セル１１１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１１４Ａを接続制御装置２に供給する。電圧センサ１２４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１２４Ａを接続制御装置２に供給する。電圧センサ１３４は、電池セル１３１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１３４Ａを接続制御装置２に供給する。電圧信号１１４Ａ、１２４Ａ、１３４Ａは、電圧信号１６０に含まれる。なお、以下の説明において、電池セルで生じる電位差を「セル電圧」と記載する場合がある。

【0044】

電流センサ１１５は、電池セル１１１に流れる電流を測定し、その測定結果を示す電流信号１１５Ａを接続制御装置２に供給する。電流センサ１２５は、電池セル１２１に流れる電流を測定し、その測定結果を示す電流信号１２５Ａを接続制御装置２に供給する。電流センサ１３５は、電池セル１３１に流れる電流を測定し、その測定結果を示す電流信号１３５Ａを接続制御装置２に供給する。電流信号１１５Ａ、１２５Ａ、１３５Ａは、電流信号１７０に含まれる。なお、以下の説明において、電池セルに流れる電流を「セル電流」と記載する場合がある。

【0045】

温度センサ１１６は、電池セル１１１の温度を測定し、その測定結果を示す温度信号１１６Ａを接続制御装置２に供給する。温度センサ１２６は、電池セル１２１の温度を測定し、その測定結果を示す温度信号１２６Ａを接続制御装置２に供給する。温度センサ１３６は、電池セル１３１の温度を測定し、その測定結果を示す温度信号１３６Ａを接続制御装置２に供給する。温度信号１１６Ａ、１２６Ａ、１３６Ａは、温度信号１８０に含まれる。温度センサ１１６、１２６、１３６は、例えば、サーミスタである。なお、以下の説明において、電池セルの温度を「セル温度」と記載する場合がある。

【0046】

図３に、図２に示す複数の電池セルが並列に接続された回路図を示す。図３では、スイッチ１１３、１２３、１３３、１３２は、全てオンである。また、図３では、リレー１１２及び１２２の各々において、端子ｃは端子ａと接続される。この結果、電池セル１１１、１２１、１３１は並列接続される。

【0047】

＜接続制御装置２の構成＞
図４に、接続制御装置２の機能ブロック図を示す。接続制御装置２は、取得部２１と、抵抗算出部２２と、決定部２３と、切替制御部２４とを備える。

【0048】

取得部２１は、組電池１から電圧信号１６０と、電流信号１７０と、温度信号１８０とを取得する。取得部２１は、取得した電圧信号１６０及び電流信号１７０を、抵抗算出部２２に供給する。取得部２１は取得した温度信号１８０を、決定部２３に供給する。

【0049】

具体的には、取得部２１は、電圧取得部２１１と、電流取得部２１２と、温度取得部２１３とを備える。電圧取得部２１１は、電圧信号１１４Ａ、１２４Ａ、１３４Ａを含む電圧信号１６０を、組電池１から取得する。電圧取得部２１１は、取得した電圧信号１６０を、抵抗算出部２２に供給する。

【0050】

電流取得部２１２は、電流信号１１５Ａ、１２５Ａ、１３５Ａを含む電流信号１７０を、組電池１から取得する。電流取得部２１２は、取得した電流信号１７０を、抵抗算出部２２に供給する。

【0051】

温度取得部２１３は、温度信号１１６Ａ、１２６Ａ、１３６Ａを含む温度信号１８０を、組電池１から取得する。温度取得部２１３は、取得した温度信号１８０を、決定部２３に供給する。

【0052】

抵抗算出部２２は、電圧取得部２１１から受けた電圧信号１６０及び電流取得部２１２から受けた電流信号１７０に基づいて、組電池１に含まれる複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する。具体的な内部抵抗値の算出については後述する。抵抗算出部２２は、算出した複数の内部抵抗値を、抵抗情報２２Ａとして決定部２３に供給する。

【0053】

決定部２３は、抵抗算出部２２から取得した抵抗情報２２Ａ及び温度取得部２１３から取得した温度信号１８０の少なくとも一方に基づいて、組電池１に含まれる複数の電池セルを直列接続するか並列接続するかを決定する。決定部２３は、決定した接続の内容を、決定情報２３Ａとして、切替制御部２４に供給する。

【0054】

決定部２３は、決定した組電池１に含まれる複数の電池セルの接続に基づいて、組電池１の充電電圧を決定する。決定部２３は、決定した組電池１の電電圧の電圧目標値を、電圧情報２３Ｂとして電圧変換装置３に供給する。

【0055】

切替制御部２４は、決定部２３から受けた決定情報２３Ａに基づいて、接続信号２４Ａ〜２４Ｆを含む接続情報２５０を生成する。切替制御部２４は、生成した接続情報２５０を組電池１に供給することにより、組電池１に含まれるスイッチ１１３、１２３、１３３、１３２と、リレー１１２、１２２とを制御する。

【0056】

＜接続制御装置２の動作（概要）＞
組電池１に含まれる電池セルに電流が流れると、電池セルは発熱し、電池セルの温度が上昇する。電池セルの劣化は、電池セルの温度の上昇とともに進行する。接続制御装置２は、電池セルの劣化要因の１つである電池セルの温度上昇を抑止するために、複数の電池セルの接続を切替える。

【0057】

具体的には、決定部２３は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続切替が可能である場合、複数の電池セルを直列接続するか又は並列接続するかを決定する。組電池１に含まれる複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値のうちの少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、又は、組電池１の温度が温度基準値以上である場合において、決定部２３は、複数の電池セルを並列接続することを決定する。また、組電池１に含まれる複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満である場合、又は、組電池１の温度が温度基準値未満である場合、決定部２３は、複数の電池セルを直列接続することを決定する。なお、本実施形態では、決定部２３は、複数の電池セルの各々のセル温度を、組電池１の温度として使用する。

【0058】

複数の電池セルの接続切替は、切替制御部２４が接続切替部を制御することによって実行される。切替制御部２４は、複数の電池セルの接続の初期状態と、決定情報２３Ａが示す接続とが異なる場合、決定情報２３Ａに基づいて、複数の電池セルの接続を切替える。接続の初期状態は、決定部２３が複数の電池セルの接続切替が可能であるか否かを判断した時点におけ電池セルの接続状態である。接続制御装置２は、イグニッション信号がオンされると、動作を開始する。切替制御部２４は、接続の初期状態と、決定情報２３Ａが示す接続とが一致する場合、複数の電池セルの接続を切替えずに維持する。

【0059】

＜接続制御装置２の動作（初期状態が直列接続である場合）＞
接続制御装置２の具体的動作を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態に係る接続制御方法は、本フローチャートに沿って実行される。接続制御装置２は、定期的に本フローチャートに示す処理を実行する。例えば、接続制御装置２は、イグニッション信号がオンされた直後に本フローチャートに示す処理を実行する。また、接続制御装置２は、所定の時間間隔で本フローチャートに示す処理を実行する。

【0060】

組電池１に含まれる複数の電池セルの接続の初期状態が、図２に示す直列接続である場合を説明する。

【0061】

接続制御装置２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの接続切替が可能かを判断する（ステップＳ１０１）。接続制御装置２は、電流が組電池１に含まれる複数の電池セルのそれぞれに流れていない場合、複数の電池セルの接続切替が可能であると判断する。

【0062】

複数の電池セルに電流が流れていない場合において、複数の電池セルの接続切替が可能である理由を説明する。仮に、複数の電池セルに電流が流れている状態で接続切替部を切替えると、接続切替部のスイッチやリレーでスパークが生じることがある。スイッチやリレーでスパークが生じると、スイッチやリレーが損傷する原因となる。したがって、接続制御装置２は、複数の電池セルに放電流が流れていない場合に、複数の電池セルの接続切替が可能と判断する。

【0063】

また、接続制御装置２が複数の電池セルの接続切替を行うと、組電池１の出力電圧は急激に変化する。このため、電圧変換装置３の出力電圧が、負荷４に必要な電圧範囲とはならない期間が生じるおそれがある。負荷４に必要な電圧範囲の電圧が供給されない場合、負荷４は誤動作するおそれがある。したがって、接続制御装置２は、複数の電池セルに電流が流れていない場合に、複数の電池セルの接続切替が可能と判断する。

【0064】

組電池１に含まれる複数の電池セルの接続切替が可能ではない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、接続制御装置２は、本フローチャートを終了させる。

【0065】

組電池１に含まれる複数の電池セルの接続切替が可能である場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、抵抗算出部２２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの内部抵抗値を算出する（ステップＳ１０２）。抵抗算出部２２は、電圧取得部２１１から受けた電圧信号１６０と、電流取得部２１２から受けた電流信号１７０とに基づいて、組電池１に含まれる複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値を算出する。図２に示す組電池１の場合、抵抗算出部２２は、電圧信号１１４Ａが示すセル電圧を、電流信号１１５Ａが示すセル電流で割ることで、電池セル１１１の内部抵抗値を算出する。同様にして、抵抗算出部２２は、電池セル１２１及び１３１の内部抵抗値を算出する。

【0066】

図５に戻り、説明を続ける。決定部２３は、組電池１に含まれる複数の電池セルの内部抵抗値のうち、少なくとも１つが抵抗基準値以上であるかを判断する（ステップＳ１０３）。

【0067】

複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値のうち、少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、決定部２３は、複数の電池セルを並列接続することを決定する（ステップＳ１０４）。電池セルに流れる電流が一定である場合、電池セルの発熱量は、内部抵抗値が高くなるほど大きくなる。このため、電池セルの内部抵抗値が抵抗基準値以上である場合、電池セルの発熱が原因で、電池セルの温度が後述する温度基準値を超える可能性がある。

【0068】

決定部２３は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値のうち少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合、複数の電池セルを並列接続することを決定する。このことにより、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルに流れる電流を抑制することができる。したがって、電池セルの温度上昇を緩やかにすることができ、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルの劣化が進行することを抑止することができる。

【0069】

切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要かを判断する（ステップＳ１０５）。切替制御部２４は、接続の初期状態と、決定部２３によって決定された複数の電池セルの接続とが異なる場合、複数の電池セルの接続切替が必要と判断する。接続の初期状態は直列接続であり、決定部２３によって決定された複数の電池セルの接続は並列接続である。このため、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要であると判断する（ステップＳ１０５でＹｅｓ）。切替制御部２４は、複数の電池セルの接続が図３に示す並列接続となるように、接続切替部を制御する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の後、接続制御装置２は、本フローチャートを終了させる。

【0070】

複数の電池セルの内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満である場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、決定部２３は、少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。具体的には、決定部２３は、複数の電池セルの各々に対応する複数のセル温度を温度取得部２１３から取得する。決定部２３は、取得した複数のセル温度のうち、少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上であるか否かをを判断する。

【0071】

温度基準値は、組電池１に含まれる複数の電池セルの使用温度範囲の上限よりも低ければよい。電池セルの温度が使用温度範囲の上限を超える場合に、複数の電池セルの劣化が急速に進むと考えられるためである。つまり、ステップＳ１０７において、決定部２３は、複数のセル温度に基づいて、複数の電池セルの劣化が急速に進む可能性の有無を判断する。

【0072】

少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上である場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、決定部２３は、複数の電池セルを並列接続することを決定する（ステップＳ１０８）。複数の電池セルを並列接続することにより電池セル１個あたりに流れる電流を小さくすれば、電池セル１個あたりの発熱量も小さくなる。この結果、複数の電池セルの各々に対応する複数の温度が、劣化が急速に進む温度基準値よりも上昇することを抑制できる。

【0073】

また、ステップＳ１０７において、決定部２３は、少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上であるか否かを判断する。したがって、接続制御装置２は、一部の電池セルの温度が局所的に上昇した場合であっても、複数の電池セルの接続を変更することができる。結果として、接続制御装置２は、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0074】

切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要かを判断する（ステップＳ１０５）。切替制御部２４は、接続の初期状態と、決定部２３によって決定された複数の電池セルの接続が異なる場合、複数の電池セルの接続切替が必要と判断する。接続の初期状態は直列接続であり、決定部２３によって決定された複数の電池セルの接続は並列接続である。このため、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要であると判断する（ステップＳ１０５でＹｅｓ）。切替制御部２４は、複数の電池セルの接続が図３に示す並列接続となるように、接続切替部を制御する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の後、接続制御装置２は、本フローチャートに示す処理を終了させる。

【0075】

少なくとも１つのセル温度が温度基準値未満である場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、決定部２３は、組電池１に含まれる複数の電池セルを直列接続することを決定する（ステップＳ１０９）。複数の電池セルが直列接続された場合、複数の電池セルが並列接続された場合と比較して、複数の電池セルの各々における発熱量は増加する。しかし、複数の内部抵抗値が抵抗基準値未満であり、かつ、組電池１の温度が温度基準値未満であるため、直列接続された複数の電池セルの温度が温度基準値を超える可能性は低いと考えられる。この考えに従って、決定部２３は、複数の電池セルを直列接続することを決定する。

【0076】

接続制御装置２は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値の全てが抵抗基準値未満であり、かつ、組電池１の温度が温度基準値未満である場合において、複数の電池セルを直列接続する。このため、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、組電池を短時間で充電することができる。さらに、電池セルの劣化の進行を抑止しつつ、大きな電力を供給することができる。

【0077】

切替制御部２４は、接続の初期状態と、決定部２３によって決定された複数の電池セルの接続が一致する場合、複数の電池セルの接続切替は不要と判断する（ステップＳ１０５でＮｏ）。複数の電池セルの接続切替が不要である場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、切替制御部２４は、接続切替部の接続状態を維持することで、複数の電池セルの接続を維持する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の後、接続制御装置２は、本フローチャートを終了させる。

【0078】

＜接続制御装置２の動作（初期状態が並列接続である場合）＞
接続の初期状態が並列接続である場合の接続制御装置２の動作を、図５を参照しながら説明する。

【0079】

図５に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４及びＳ１０７〜Ｓ１０９は、接続の初期状態が並列接続であるか直列接続であるかに関係なく共通である。このため、初期状態が並列接続である場合におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４及びＳ１０７〜Ｓ１０９の説明を省略する。

【0080】

切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要かを判断する（ステップＳ１０５）。接続の初期状態は並列接続であり、決定部２３は、複数の電池セルを直列接続することを決定する。このため、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が必要と判断する（ステップＳ１０５でＹｅｓ）。一方、決定部２３が複数の電池セルを並列接続することを決定した場合、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続切替が不要と判断する（ステップＳ１０５でＮｏ）。

【0081】

複数の電池セルの接続切替が必要である場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続を切替える（ステップＳ１０６）。具体的には、切替制御部２４は、接続切替部を制御することで、複数の電池セルの接続を並列接続から直列接続に切り替える。複数の電池セルの接続切替が不要である場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続を初期状態のまま維持する（ステップＳ１１０）。具体的には、切替制御部２４は、複数の電池セルの接続を並列接続のまま維持する。

【0082】

本実施形態に係る接続制御装置２は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値の少なくとも１つと、組電池１の温度とのうち少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルを直列又は並列に接続する。これにより、複数の電池セルの温度が、複数の電池セルの劣化が進行する温度を超えて上昇することを抑制できる。結果として、本実施形態に係る接続制御装置２は、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0083】

（変形例１）
上記実施形態において、決定部２３は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値のうちの少なくとも１つが抵抗基準値以上である場合において、少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上であるかを判断する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。決定部２３は、電池セルの内部抵抗値を抵抗基準値と比較することなく、複数の電池セルを直列に接続するか並列に接続するかを決定してもよい。この場合、決定部２３は、少なくとも１つのセル温度が温度基準値以上である場合に複数の電池セルを並列接続することを決定する。また、決定部２３は、少なくとも１つの温度が基準値未満である場合に複数の電池セルを直列接続することを決定する。これにより、電池セルの温度が温度基準値よりも高くなることが抑制されるため、組電池１の劣化の進行を抑止することができる。

【0084】

（変形例２）
上記実施形態において、決定部２３は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値のうち、少なくとも１つが抵抗基準値未満である場合、組電池１の温度に基づいて複数の電池セルの接続を決定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。決定部２３は、組電池１の温度を、複数の電池セルの接続決定に用いなくてもよい。この場合、決定部２３は、複数の電池セルの各々に対応する複数の内部抵抗値の全てが基準値未満である場合において、複数の電池セルを直列接続することを決定する。このことにより、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルに流れる電流を抑制することができる。結果として、電池セルの温度上昇を緩やかにすることができるため、抵抗基準値以上の内部抵抗値を含む電池セルの劣化が進行することを抑止することができる。

【0085】

（変形例３）
上記実施形態において、組電池１は３個の電池セルを含む例を説明したが、本発明はこれに限定されない。組電池１に含まれる電池セルの数は２個以上であれば、何個であってもよい。例えば、組電池１に含まれる電池セルの数は、４個である。

【0086】

（変形例４）
上記実施形態において、接続制御装置２は、組電池１に含まれる複数の電池セルの全ての接続を切替える例を説明したが、本発明はこれに限定されない。接続制御装置２は、組電池１に含まれる複数の電池セルのうち、一部の電池セルの接続を切替えてもよい。一部の電池セルの数は、２個以上であればよい。例えば、１０個の電池セルが直列接続されている場合、接続制御装置２は、２個の電池セルの接続を並列接続に切替えてもよい。

【0087】

（変形例５）
上記実施形態において、組電池１は複数の電池セルの各々に対応した複数の温度センサ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が備える温度センサは、１個でもよい。この場合、決定部２３は、１個の温度センサが測定した温度を、組電池１の温度として取り扱う。したがって、接続制御装置２は、組電池１に事後的に１個の温度センサを追加した場合であっても、電池セルの劣化の進行を抑止することができる。

【0088】

また、上記実施形態では、組電池１は、複数の電池セルのそれぞれに対応した温度センサ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に備わる温度センサの位置及び数は、任意である。

【0089】

（変形例６）
上記実施形態において、決定部２３は、複数の電池セルの各々の温度を組電池１の温度として使用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。決定部２３は、複数の電池セルの各々のセル温度の統計値を、組電池１の温度として使用してもよい。統計値は、特に限定されないが、例えば、平均値、合計値、中央値、最大値、最小値が挙げられる。

【0090】

（変形例７）
また、上記実施の形態において、接続制御装置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。

【0091】

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。

【0092】

また、接続制御装置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、上記各実施の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。

【0093】

また、上記実施の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。

【0094】

例えば、接続制御装置２を、ソフトウェアにより実現する場合、図６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。

【0095】

また、上記実施の形態における処理方法の実行順序は、上記実施の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。

【0096】

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。

【0097】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0098】

１ ：組電池
１４、１５：端子
１１１、１２１、１３１：電池セル
１１２、１２２：リレー
１１３、１２３、１３２、１３３：スイッチ
１１４、１２４、１３４：電圧センサ
１１５、１２５、１３５：電流センサ
１１６、１２６、１３６：温度センサ
２ ：接続制御装置
２１ ：取得部
２１１：電圧取得部
２１２：電流取得部
２１３：温度取得部
２２ ：抵抗算出部
２３ ：決定部
２４ ：切替制御部
３ ：電圧変換装置
４ ：負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】