特許 6618443 電源システムの充電停止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618443

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】電源システムの充電停止方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20191202BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20191202BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20191202BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/02 J

   H02J7/02 H

   H01M10/44 A

   H01M10/48 P

   H01M2/10 E

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-184588(P2016-184588)

(22)【出願日】2016年9月21日

(65)【公開番号】特開2018-50400(P2018-50400A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2018年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社エンビジョンＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】金子 和巳

(72)【発明者】

【氏名】稗田 渉

【審査官】 羽鳥 友哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８２６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２４７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８５２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７３００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１５４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９８６２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０３２００３１０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２３４００６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３８７８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充放電可能な電池列とバッテリー監視システムとを備える複数の電池パックを有し、前記複数の電池パックが相互に並列に接続された電源システムの充電停止方法であって、
外部から前記電源システムに対して電力を供給して充電を行う際に、前記複数の電池パックの間での開回路電圧及びＳＯＣのうちの一方の差に応じて前記充電の充電停止条件を変化させ、
電池パックに関して充電により受け入れ可能な電力を入力可能電力として、前記充電停止条件は、前記入力可能電力の下限を定める充電可能電力閾値であって、前記差が大きいほど、前記充電可能電力閾値を小さくする、充電停止方法。

【請求項2】

充放電可能な電池列とバッテリー監視システムとを備える複数の電池パックを有し、前記複数の電池パックが相互に並列に接続された電源システムの充電停止方法であって、
外部から前記電源システムに対して電力を供給して充電を行う際に、前記複数の電池パックの間での充電電流の差に応じて前記充電の充電停止条件を変化させ、
電池パックに関して充電により受け入れ可能な電力を入力可能電力として、前記充電停止条件は、前記入力可能電力の下限を定める充電可能電力閾値であって、前記差が大きいほど、前記充電可能電力閾値を小さくする、充電停止方法。

【請求項3】

充放電可能な電池列とバッテリー監視システムとを備える複数の電池パックを有し、前記複数の電池パックが相互に並列に接続された電源システムの充電停止方法であって、
外部から前記電源システムに対して電力を供給して充電を行う際に、前記複数の電池パックの各々について充電電流を取得し、いずれかの電池パックに対する充電電流の方向が当該電池パックに関して放電する方向であることを検出した場合に前記充電を停止し、
前記充電電流の方向が当該電池パックに関して充電する方向であることを検出した場合に、前記複数の電池パックの間での開回路電圧及びＳＯＣのうちの一方の差に応じて前記充電の充電停止条件を変化させ、
電池パックに関して充電により受け入れ可能な電力を入力可能電力として、前記充電停止条件は、前記入力可能電力の下限を定める充電可能電力閾値であって、前記差が大きいほど、前記充電可能電力閾値を小さくする、充電停止方法。

【請求項4】

充放電可能な電池列とバッテリー監視システムとを備える複数の電池パックを有し、前記複数の電池パックが相互に並列に接続された電源システムの充電停止方法であって、
外部から前記電源システムに対して電力を供給して充電を行う際に、前記複数の電池パックの各々について充電電流を取得し、いずれかの電池パックに対する充電電流の方向が当該電池パックに関して放電する方向であることを検出した場合に前記充電を停止し、
前記充電電流の方向が当該電池パックに関して充電する方向であることを検出した場合に、前記複数の電池パックの間での充電電流の差に応じて前記充電の充電停止条件を変化させ、
電池パックに関して充電により受け入れ可能な電力を入力可能電力として、前記充電停止条件は、前記入力可能電力の下限を定める充電可能電力閾値であって、前記差が大きいほど、前記充電可能電力閾値を小さくする、充電停止方法。

【請求項5】

前記電池列は直列に接続された複数のリチウムイオン二次電池セルから構成されており、充電電流に基づいて、前記リチウムイオン二次電池セルでのリチウムの析出を防止できる析出防止電圧値を計算し、前記析出防止電圧値と前記電池列を構成するリチウムイオン二次電池セルの各々のセル電圧のうちの最大のものとの差から前記電池パックごとの前記入力可能電力を計算する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充電停止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充放電可能な電池列を有する複数の電池パックを並列に接続して構成された電源システムに関し、特に、電源システムの充電停止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

充放電可能な電池列と電池列に対する充放電を監視し制御するバッテリー監視システム（ＢＭＳ：Battery Management System）とを有する電池パックは、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車などにの車両に搭載されて、車両の発電機（回生装置）によって発生した電力によって充電される。電池パックを有する電源システム全体としての容量を大きくするために、特許文献１に記載されるように、電源システム内に複数の電池パックを設けてこれらを並列に接続することも行われている。特許文献１には、電池パックが満充電に近づいた時には入力可能電流あるいは入力可能電力としてより小さい値を車両側の電力変換部に通知し、これにより回生装置からの電流を小さくしたり止めたりするように制御することが開示されている。入力可能電流あるいは入力可能電力は、一般に、単セル当たりの満充電閾値Ｖｓ（電圧値）を基準として、パック内の単セルのうちセル電圧が最も大きいもののセル電圧をＶｍａｘとして、ＶｍａｘがＶｓにどれだけ近いかによって計算される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−８２７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の電池パックを並列に接続して構成された電源システムでは、電池パック間でその内部抵抗が異なっていると、電池パックごとに流れる充電電流が異なって各電池パックの開回路電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage）の上昇速度が異なることとなり、電池パック間でＯＣＶの不均衡が生じる。その結果、外部から電源システムに与えられる充電電流が小さくなったときに、ＯＣＶの違いによる電圧差に応じて、複数の電池パックの間で循環電流が流れはじめることになる。このとき、相対的にＯＣＶが低い電池パックが充電される側となり、外部からの充電が終わったのちもこの充電される側の電池パックは充電され続けることとなる。循環電流は、複数の電池パックのＯＣＶが等しくなるまで流れ続ける。電池パックを構成する複数の単セル間の特性差などにより、循環電流による充電の過程において、充電される側の電池パック内のいずれかの単セルにおいて過度の充電が起こることがある。特に、電池パックがリチウムイオン二次電池セルによって構成されている場合には、循環電流により、充電される側の電池パック内のいずれかの単セルの負極においてリチウムの析出が起こる可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、複数の電池パックを並列に接続して構成された電源システムの充電停止方法であって、充電停止後に循環電流によりいずれかの単セルにおいて過充電や電極での意図しない析出（例えばリチウムイオン電池セルの場合であれば負極におけるリチウムの析出など）が生じることを防ぐことができる充電停止方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の電源システムの充電停止方法は、充放電可能な電池列とバッテリー監視システムとを備える複数の電池パックを有し、複数の電池パックが相互に並列に接続された電源システムの充電停止方法であって、外部から電源システムに対して電力を供給して充電を行う際に、複数の電池パックの間での開回路電圧（ＯＣＶ）の差もしくはＳＯＣ（State of Charge：充電状態）の差、または充電電流の差に応じて充電の充電停止条件を変化させる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、充電終了時の循環電流が大きくなる可能性があるときに充電停止条件を変更して充電を早く終わらせることにより、いずれかの単セルにおいて過充電や意図しない析出が起きたりすることを回避できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の一形態の電源システムの構成を示すブロック図である。

【図2】循環電流を説明する図である。

【図3】電源システムの充電を停止する動作を説明する図である。

【図4】電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】電源システムの動作の別の例を示すフローチャートである。

【図6】電源システムの別の実施形態を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の一形態の電源システムを示すブロック図である。図１に示す電源システム１０は、例えば、負荷であるとともに発電機能（あるいは電力回生機能）を有する負荷・回生機器１に接続されて負荷・回生機器１に電力を供給し負荷・回生機器１からの電力によって充電されるものである。負荷・回生機器１と電源システム１０とは１対の電力線３，４によって接続されている。図において、負荷・回生機器１に供給する電力や電源システムへの充電電流が流れる経路は、太線で示されている。負荷・回生機器１と電源システム１０とを電気的に切り離し可能とするために、電力線３，４にはそれぞれリレー５，６が挿入されている。電源システム１０を負荷・回生機器１に接続したときの突入電流を低減するために、プリチャージリレー７とプリチャージ抵抗８とを直列に接続したものが、リレー５に対して並列に設けられている。この電源システム１０が搭載される機器（例えば車両など）の全体を制御し、特に負荷・回生機器１を制御する機器制御ユニット２が、信号線５２を介して電源システム１０に接続している。機器制御ユニット２は、リレー５，６及びプリチャージリレー７の開閉も制御する。

【0010】

電源システム１０には、相互に並列に接続されて電力線３，４に接続する複数の電池パックが設けられている。図示したものでは２つの電池パック１１，１２が設けられているが、電池パックの数は３以上でもよい。電池パック１１は、電池列２１とマスターＢＭＳ（バッテリー監視システム）３１とを備えており、電池パック１２は電池列２２とスレーブＢＭＳ３２とを備えている。電池列２１，２２は、複数の単セルを直列に接続した構成を有する。単セルとしては任意の種類の二次電池セルを用いることができるが、以下の説明では、各単セルはリチウムイオン二次電池セルであるものとする。電池パック１１，１２を並列接続するので、各電池パック１１，１２に含まれる電池列２１，２２における単セルの直列段数は同一である。電池パック１１，１２公称容量も同一のものとすることが好ましい。

【0011】

ＢＭＳ３１，３２は、そのＢＭＳ１１，１２を備える電池パック１１，１２内の電池列２１，２２を監視して電池パック１１，１２ごとの制御を行う機能を有するものである。特にマスターＢＭＳ３１は、電源システム１０に含まれる電池パック１１，１２の全体に対する制御も行う。電源システム１０に設ける電池パックの数を３以上とするときは、３番目以降の電池パックは、電池パック１２と同様に、電池列とスレーブＢＭＳとを備えることとなる。スレーブＢＭＳ３２は、信号線５１によってマスターＢＭＳ３１に接続している。機器制御ユニット２からの信号線５２もマスターＢＭＳ３１に接続している。

【0012】

電池パック１１には、電池列２１及びマスタＢＭＳ３１に加え、さらに、電力線４と電池列２１の正側端子とを切り離し可能に接続するリレー４１と、電力線５と電池列２１の負側端子とを切り離し可能に接続するリレー４２と、電池列２１に流れる電流を計測する電流センサ（Ａ）４３と、電池列２１の単セルごとにその端子電圧を計測する電圧センサ（Ｖ）４４と、電池列２１の単セルごとにあるいは単セルのグループごとにその温度を計測する温度センサ（Ｔ）４５と、が設けられている。センサ４３〜４５の計測値はマスターＢＭＳ３１に送られ、マスターＢＭＳ３１は送られてきた計測値に基づく制御を行い、特にリレー４１，４２の開閉を制御する。同様に、電池パック１２にもリレー４１，４２、電流センサ４３、電圧センサ４４及び温度センサ４５が設けられいる。電池パック１２では、センサ４３〜４５の計測値はスレーブＢＭＳ３２に送られ、リレー４１，４２はスレーブＢＭＳ３２の出力によって制御される。

【0013】

次に、電池パック１１，１２が並列接続されているときの循環電流について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示す回路を簡略化し等価回路図として示したものであり、リレー５，６及びプリチャージリレー７をまとめてメインスイッチＭＳで表し、電池パック１１内のリレー４１，４２をまとめてスイッチＳＷ１で表し、電池パック１２内のリレー４１，４２をまとめてスイッチＳＷ２で表している。電池列１１，１２の内部抵抗をそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２として表している。したがって、電池パック１１は、抵抗Ｒ１、電池列２１及びスイッチＳＷ１が直列に接続されたもので表され、電池パック１２は、抵抗Ｒ２、電池列２２及びスイッチＳＷ２が直列に接続されたもので表される。電源システム１０と負荷・回生機器１とからなる構成は、負荷・回生機器１に対し、メインスイッチＭＳを介して、電池パック１１と電池パック１２とが並列に接続された構成として表されることになる。なお、図２（ｂ）では、図面の煩雑を避けるため、電源システム１０及び電池パック１１，１２を示す枠線は表示されていない。

【0014】

図２（ａ）は、メインスイッチＭＳ１及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉成（オン）することにより、電源システム１０に対して外部からすなわち負荷・回生機器１から充電電流Ｉで充電がなされている状態を示している。このとき、電池パック１１での充電電流はＩ１であり、電池パック１２での充電電流はＩ２であり、Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２が成り立つ。内部抵抗Ｒ１，Ｒ２に不均衡があると、充電電流Ｉ１，Ｉ２も不均衡となり、電池列１１，１２ではＳＯＣも異なることとなって、電池列１１，１２のＯＣＶも異なることとなる。ここで図２（ｂ）に示すようにメインスイッチＭＳを開放（オフ）すると、負荷・回生機器１からの充電が停止する。この時点での電池列２１，２２の端子電圧がそれぞれＥ１，Ｅ２であるとし、内部抵抗Ｒ１，Ｒ２の不均衡により、Ｅ１≠Ｅ２になっているものとする。その結果、Ｉｃ＝（Ｅ２−Ｅ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）で表される循環電流Ｉｃが電池パック１１，１２の間で流れることになる。循環電流Ｉｃは、時間の経過とともに徐々に小さくなっていくが、端子電圧が小さい方の電池パックに対する充電電流であるから、端子電圧が低い方の電池パックのいずれかの単セルにおいて、循環電流Ｉｃによる過度の充電や意図しない析出などが起こる可能性がある。特に単セルがリチウムイオン二次電池である場合には、負極にリチウムが析出する可能性がある。

【0015】

電池パック間におけるＯＣＶの差（あるいはＳＯＣの差）が大きいほど、また、充電電流の差が大きいほど、充電終了時の循環電流が大きくなり、その結果、循環電流に起因する過充電や意図しない析出などが起こりやすくなると考えられる。このことから、外部から電源システム１０に対して充電を行っているときのその充電についての停止条件を適切に管理すれば、充電停止後の循環電流に起因する問題点を回避できるものと考えられる。本実施形態の電源システム１０では、単セルにおける過度の充電や意図しない析出が起こらないように、充電終了時の循環電流が大きくなる可能性があるときに充電停止条件を変更して充電を早く終わらせるようにする。

【0016】

図３は、本実施形態における電源システム１０の充電を停止する動作を示している。図３（ａ）は、図１に示す回路を簡略化して示したものであり、図２と同様に、リレー５，６及びプリチャージリレー７をまとめてメインスイッチＭＳで表し、電池パック１１内のリレー４１，４２をまとめてスイッチＳＷ１で表し、電池パック１２内のリレー４１，４２をまとめてスイッチＳＷ２で表している。マスターＢＭＳ３１は、電池パック１１のみに関する監視と制御を行う部分であるローカル制御部３３と、電源システム１０の全体の制御を行う部分であるマスター制御部３４とを備えている。スレーブＢＭＳ３２は、それが設けられる電池パック１２の監視と制御だけを行えばよいので、マスターＢＭＳ３１に設けられているものと同様のローカル制御部３３のみを備えている。電流センサ４３、電圧センサ４４及び温度センサ４５の計測値はローカル制御部３３に与えられる。

【0017】

各ローカル制御部３３は、電池列２１，２２ごとの電流値と、各セルの電圧及び温度とに基づいて、電池パック１１，１２のＳＯＣやＯＣＶを算出する。特に本実施形態では、電池パック１１，１２の入力可能電力Ｐｉｎを算出する。入力可能電力Ｐｉｎとは、電池パックを充電しているときに、あとどれだけの電力を充電できるかを示している。入力可能電力Ｐｉｎは、これまでは電池パックのＳＯＣあるいはＳＯＰ（電力状態；State of Power）から求められていたが、本実施形態では、例えば、負極へのリチウムの析出が起こらない最大の充電電圧を用いて算出する。単セルがリチウムイオン二次電池セルである場合、リチウムの析出が起こるか否かは、充電電流Ｉと端子電圧Ｖとの関係によって判定することができる。一般には充電電流Ｉが大きければ、低い端子電圧Ｖでもリチウムの析出が起こる。リチウムの析出が起こらない範囲の上限は、横軸を充電電流Ｉとし縦軸を端子電圧Ｖとすれば、温度が一定であるとすると、図３（ｂ）において太線で示すように、右下がりの曲線または直線で表される。この曲線または直線を析出限界線と呼ぶことにする。またリチウムの析出は温度Ｔが高いほど起こりくくなるので、析出限界線は、温度が高いほど、横軸を充電電流Ｉとし縦軸を端子電圧Ｖとするグラフにおいて上側に位置するようになる。

【0018】

ローカル制御部３３は、温度ごとの析出限界線を表すデータをマップあるいはテーブルの形で保持しており、このマップを用いることによって、現在の充電電流Ｉで充電するときに析出物が出る前に充電を停止しなければならない電圧である析出防止電圧値Ｖｓを求める。析出防止電圧値Ｖｓは、析出限界線における充電電流Ｉに対応する端子電圧として求められる。析出防止電圧値Ｖｓを求めたら、ローカル制御部３３は、その制御する電池パック内の単セルのうち、最も電圧が高いセルの端子電圧Ｖｍａｘと析出防止電圧値Ｖｓとの差を求め、Ｖｍａｘ−Ｖｓの差に基づいて入力可能電力Ｐｉｎを算出する。ローカル制御部３３は、その制御する電池パックについて求めた平均ＯＣＶ及びＰｉｎをマスター制御部３４に送信する。図では電池パック１１についての平均ＯＣＶ及びＰｉｎをそれぞれＯＣＶ１及びＰｉｎ１で表し、電池パック１２についての平均ＯＣＶ及びＰｉｎをそれぞれＯＣＶ２及びＰｉｎ２で表している。

【0019】

マスター制御部３４は、ローカル制御部３３からＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｐｉｎ１及びＰｉｎ２を受け取ると、図３（ｃ）に示すように、電池パック間での平均ＯＣＶの差ΔＯＣＶをΔＯＣＶ＝｜ＯＣＶ１−ＯＣＶ２｜で算出し、ΔＯＣＶに基づいて、充電可能電力閾値Ｐｓを算出する。充電可能電力閾値Ｐｓは、例えば以下の式で算出されるものである。ΔＯＣＶがゼロである、言い換えれば循環電流が発生しない条件において、さらにこれだけ充電してよいという電力量を充電可能電力閾値基準値Ｐ０として、例えば、Ｐｓ＝Ｐ０−ｋ・ΔＯＣＶで算出される。ｋは正の定数であって、循環電流Ｉｃをどの程度まで抑えるかに基づいて決定される。例えば、析出限界線のマップから上限の電流値を求め、それに基づいてｋを決定することができる。ｋの値はマスター制御部３４に予め格納されている。

【0020】

本実施形態において充電可能電力閾値Ｐｓは、電源システム１０の充電停止条件となるものであって、少なくとも１つの電池パックの入力可能電力Ｐｉｎが充電可能電力閾値Ｐｓ以下となった場合に、充電を停止することとする。マスター制御部３４は、各電池パックの入力可能電力Ｐｉｎがすべて充電可能電力閾値Ｐｓを上回っているかを判定し、上回っていれば充電継続とし、そうでなければ充電終了処理を行う。マスター制御部３４は、充電終了処理において機器制御ユニット２に対して充電停止を要請し、これを受けて機器制御ユニット２はメインスイッチＭＳを遮断して負荷・回生機器１から電源ユニット１０を電気的に切り離す。

【0021】

本実施形態では、ΔＯＣＶに基づいて充電停止条件を変更しており、充電終了時の循環電流が大きくなる可能性があるときに充電停止条件を変更して充電を早く終わらせることができる。これによって、循環電流のためにいずれかの単セルにおいて過充電や意図しない析出が起きたりすることを回避できる。

【0022】

図４は、ΔＯＣＶの差に基づいて充電停止条件を変更する場合の電源システム１０の全体的な処理を示すフローチャートである。ここでは既に電源システム１０の充電が開始しているものとする。以下の説明においてステップ１０１〜１０８は、ＢＭＳ３１，３２のローカル処理部３３において平行して行われる処理であり、ステップ１０９〜１１２，１１５はマスターＢＭＳ３１内のマスター制御部３４で行われる処理である。ステップ１０１において、ローカル処理部３３は、電流Ｉと各単セルの温度Ｔとを検出し、ステップ１０２において、電流Ｉの方向が充電方向であるかを判定する。ここで電流Ｉの方向が充電方向ではないときは、充電中であるにも関わらずある電池パックが放電状態となっているときであり、このような状況ではいずれかの電池パックにおいて過度の充電が起こる可能性が高いので、ステップ１１５に移行して充電終了処理を実行する。なお、ステップ１０２の電流方向の判定処理は、必ずしも行わなくてもよい。ステップ１０２において電流Ｉが充電方向であれば、ステップ１０３において、各単セルの電圧Ｖを検出し、最大セル電圧Ｖｍａｘを決定し、ステップ１０４において、電流Ｉと温度Ｔから析出防止電圧値Ｖｓ（Ｉ，Ｔ）を取得する。次にローカル制御部３３は、ステップ１０５において、電流Ｉ、温度Ｔ，最大セル電圧Ｖｍａｘ及び析出防止電圧値Ｖｓから入力可能電力Ｐｉｎを推定し、ステップ１０６において、単セルの電圧Ｔを合計することによって電池パックの合計電圧を取得し、ステップ１０７において、ステップ電流Ｉ、温度Ｔ及び合計電圧から、電池パック内の単セルのＯＣＶの平均である平均ＯＣＶを推定する。その後、ローカル制御部３３は、ステップ１０８において、その制御する電池パックについてのＰｉｎと平均ＯＣＶとをマスター制御部３４に送信する。

【0023】

マスター制御部３４は、各ローカル制御部３３から平均ＯＣＶ及び入力可能電力Ｐｉｎを受け取ると、ステップ１０９において電池パック間での平均ＯＣＶの差ΔＯＣＶ＝｜ＯＣＶ１−ＯＣＶ２｜を算出し、ステップ１１０において、ΔＯＣＶに基づいて、充電可能電力閾値Ｐｓを例えばＰｓ＝Ｐ０−ｋ・ΔＯＣＶによって算出する。上述したようにＯＣＶ１は電池パック１１での平均ＯＣＶであり、ＯＣＶ２は電池パック１２での平均ＯＣＶである。ｋの値はマスター制御部３４に予め格納されている。その後、ステップ１１１において、マスター制御部３４は、各電池パックの入力可能電力Ｐｉｎがすべて充電可能電力閾値Ｐｓを上回っているかを判定し、上回っていればステップ１１２に移行して充電継続とし、その後、処理はステップ１０１に戻る。一方、ステップ１１１において少なくとも１つの電池パックについてＰｉｎ≦Ｐｓであれば、ステップ１１５に移行して充電終了処理を実行する。充電終了処理が終了すれば、電源システム１０の充電に関する処理はすべて終了する。

【0024】

図４に示した処理では、充電終了条件を変更するための処理をマスター処理部３４において実行しているが、充電終了条件を変更するために必要な演算を各ＢＭＳ３１，３２で分散して実行するようにしてもよい。充電終了条件として、いずれかの電池パックにおいて入力可能電力Ｐｉｎが充電可能電力閾値Ｐｓ以下となったことを用いているが、他の充電終了条件を用いてその充電終了条件を電池パック間での平均ＯＣＶの差によって変化させるようにしてもよい。ＯＣＶとＳＯＣとはＯＣＶが増加するにつれてＳＯＣも単調に増加する関係にあるので、ステップ１０７において電池パックごとの平均ＯＣＶを求める代わりに電池パックごとの平均ＳＯＣを求め、ステップ１０９において、電池パック間での平均ＳＯＣの差ΔＳＯＣを求め、ステップ１１０において、ΔＳＯＣに基づいて充電可能電力閾値Ｐｓを求めてもよい。図３及び図４では、電源システム１０が２つの電池パック１１，１２を有するものとしているが、３以上の電池パックを並列に接続して電源システム１０を構成する場合には、ΔＯＣＶ（あるいはΔＳＯＣ）が最も大きくなる２つの電池パックに着目してステップ１０９〜１１２，１１５の処理を実行すればよい。

【0025】

図３及び図４に示した処理では、電池パックの間での平均ＯＣＶ（あるいは平均ＳＯＣ）の差に基づいて充電停止条件を変化させているが、本発明に基づく充電停止方法は、これに限定されるものではなく、電池パックとして同じ公称定格値を有する複数のものを用いる場合には、複数の電池パックの間での充電電流Ｉの差に応じて充電の充電停止条件を変化させるようしてもよい。図５は、電池パック１１，１２の間での充電電流Ｉの差に応じて充電の充電停止条件を変更するときの電源システム１０の全体的な処理を示すフローチャートである。図５においてステップ１０１〜１０５，１２１は、ＢＭＳ３１，３２のローカル処理部３３において平行して行われる処理であり、ステップ１１１，１１２，１１５，１２２，１２３はマスターＢＭＳ３１内のマスター制御部３４で行われる処理である。図４に示した処理でのステップ１０１〜１０５を実行した後、ステップ１２１において、ローカル処理部３３は、その制御する電池パックでの電流Ｉと入力可能電力Ｐｉｎとをマスター制御部３４に送信する。

【0026】

マスター制御部３４は、各ローカル制御部３３から電流Ｉ及び入力可能電力Ｐｉｎを受け取ると、ステップ１２２において電池パック間での電流差ΔＩ＝｜Ｉ１−Ｉ２｜を算出し、ステップ１２３において、ΔＩに基づいて、充電可能電力閾値Ｐｓを例えばＰｓ＝Ｐ０−ｋ・ΔＩによって算出する。ここでＩ１は電池パック１１での充電電流Ｉであり、Ｉ２は電池パック１２での充電電流Ｉである。ｋは正の定数であって、循環電流Ｉｃをどの程度まで抑えるかに基づいて決定される。その後、ステップ１１１において、マスター制御部３４は、各電池パックの入力可能電力Ｐｉｎがすべて充電可能電力閾値Ｐｓを上回っているかを判定し、上回っていればステップ１１２に移行して充電継続とし、その後、処理はステップ１０１に戻る。一方、ステップ１１１において少なくとも１つの電池パックについてＰｉｎ≦Ｐｓであれば、ステップ１１５に移行して充電終了処理を実行する。充電終了処理が終了すれば、電源システム１０の充電に関する処理はすべて終了する。

【0027】

図５に示した処理においては、充電終了条件を変更するための処理をマスター処理部３４において実行しているが、充電終了条件を変更するために必要な演算を各ＢＭＳ３１，３２で分散して実行するようにしてもよい。充電終了条件として、いずれかの電池パックにおいて入力可能電力Ｐｉｎが充電可能電力閾値Ｐｓ以下となったことを用いているが、他の充電終了条件を用いてその充電終了条件を電池パック間での充電電流の差によって変化させるようにしてもよい。

【0028】

図１及び図３に示した電源システム１０では、電源システム１０内に設けられる複数の電池パック１１，１２のうち、１つの電池パック１１にはマスターＢＭＳ３１を配置し、残りの電池パック１２にはスレーブＢＭＳ３２を配置しているが、本発明が適用される電源システムはこれに限定されるものではない。図６は、本発明が適用される電源システム１０の別の例を示している。図６に示す電源システム１０は、各電池パック１１，１２にはローカル制御部３３の機能のみを有するＢＭＳ３０を配置し、電池パック１１，１２とは別個に統合制御ユニット５０を設けたものである。統合制御ユニット５０は、マスター制御部３４としての機能を有するものであり、各ＢＭＳ３０に対して信号線５１により接続するとともに、機器制御ユニット２からの信号線５２にも接続している。図６に示す電源システム１０では、図４に示す処理を実行するときは、ＢＭＳ３０はステップ１０１〜１０８の処理を実行し、統合制御ユニット５０はステップ１０９〜１１２，１１５の処理を実行する。図６に示す処理を実行するときは、ＢＭＳ３０はステップ１０１〜１０６，１２１の処理を実行し、統合制御ユニット５０はステップ１２２，１２３，１１１，１１２，１１５の処理を実行する。

【符号の説明】

【0029】

１ 負荷・回生機器
１０ 電源システム
１１，１２ 電池パック
２１，２２ 電池列
３０，３１，３２ ＢＭＳ（バッテリー監視システム）
３４ マスター制御部
５０ 統合制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】