特許 6683819 電源システム

(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】6683819

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20200413BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20200413BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20200413BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 302C

   H02J7/00 P

   H01M10/48 P

   H01M10/44 P

   B60W10/26 900

   B60W10/26ZHV

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-541069(P2018-541069)

(86)(22)【出願日】2017年9月19日

(86)【国際出願番号】JP2017033732

(87)【国際公開番号】WO2018056263

(87)【国際公開日】20180329

【審査請求日】2018年12月26日

(31)【優先権主張番号】特願2016-184587(P2016-184587)

(32)【優先日】2016年9月21日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2017-88109(P2017-88109)

(32)【優先日】2017年4月27日

(33)【優先権主張国】JP

(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】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100108914

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 壯兵衞

(72)【発明者】

【氏名】金子 和巳

【審査官】 赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１６４６３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０７２１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９９１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０８５８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｂ６０Ｗ １０／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池パックが並列に接続されると共に前記複数の電池パックを制御する制御手段を有する電源システムであって、
前記電池パックは、充放電可能な電池列と、前記電池列に直列に設けられたリレーと、前記電池列の状態を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の電池パックの間を流れる循環電流が解除許可電流を下回ったときに前記複数の電池パックの各々の前記リレーをオフに制御し、かつ前記検出手段の検出結果に基づき、前記循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）相当値が高いほど前記解除許可電流を小さくすることを特徴とする電源システム。

【請求項2】

前記ＳＯＣ相当値は、前記循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値または前記循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電圧値である請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記電池列は、複数の単位電池を直列に接続したものであり、
前記単位電池は、１つの電池セルまたは並列に接続された複数の電池セルにより構成されている請求項１または２に記載の電源システム。

【請求項4】

前記循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値は、当該パック内の前記単位電池のＳＯＣ値であって、かつ、最大のＳＯＣ値である請求項３に記載の電源システム。

【請求項5】

前記循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電圧値は、当該パック内の前記単位電池の電圧値であって、かつ、最大の電圧値である請求項３に記載の電源システム。

【請求項6】

前記複数の電池パックの各々は、当該電池パックを監視して制御するバッテリー監視システムを有し、
前記複数の電池パックのうちの１つに設けられるバッテリー監視システムは、前記制御手段を含むマスターバッテリー監視システムである請求項１に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源システムに関する。

【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、電気自動車などに搭載されており、車両に搭載された電池パックは、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、電源システム内に複数の電池パックを設け、各電池パックにおいて組電池に対して直列に設けられたリレーをオンとすることによって、複数の電池パックを並列に接続することも行われている。このとき、電池パックの間で電池列の合計電圧に電位差ΔＶがあると、電位差ΔＶに応じて電池パックの間で循環電流が発生し、循環電流の大きさが電池パックが耐え得る最大電流を超えるとリレー故障の原因となり得る。特許文献１には、電位差ΔＶが一定値以下の場合にのみ、電池パックの相互接続を許可することが開示されている。

【0003】

並列接続された複数の電池パックを有する電源システムを立ち下げるときは、まず、機器側を停止した上で、最終的には各電池パックに設けられているリレーをオフしなければならない。機器側を停止するなどして機器側と電源システムの間で電流が０となるかあるいは殆ど流れなくなった時点において電池パックの間で電池列の合計電圧に差が生じていると、この差に応じて電池パック間で循環する循環電流が流れる。
大きな循環電流が流れている状態で各電池パック内のリレーを開放すると、電池パック間での合計電圧の差が保存されることとなり、次に電源システムを立ち上げた際の上述した循環電流の原因ともなる。特許文献２には、機器の立ち下げ時に電池パック間での電圧の均等化を図るため、電源システムを機器側から電気的に切り離したのちもしばらくは各電池パック内のリレーをオンしたままとして循環電流が流れる状態とし、所定の時間の経過後に電池パック内のリレーをオフとすることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１３−５２４７４８号公報

【特許文献2】特開２０１１−７２１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２に記載されるように循環電流を所定時間流し続けることにより複数の電池パック間での電圧の均等化を図る場合においても、必ずしも循環電流が完全にゼロになるとは限らず、その状態でリレーをオフすると、パック間で電位差をもったままとなり、次回起動時に並列接続を可能とする条件が満たされなくなることがある。もし、所定時間を長く設定した場合に、それまでの間、システムを立ち下げることができないという課題がある。

【0006】

本発明の目的は、システムの立ち下げ時間の最適化及び次回の起動時に並列接続不許可となる可能性の低減を図ることができる電源システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る電源システムは、複数の電池パックが並列に接続されると共に複数の電池パックを制御する制御手段を有する電源システムであって、電池パックは、充放電可能な電池列と、電池列に直列に設けられたリレーと、電池列の状態を検出する検出手段と、を備え、制御手段は、複数の電池パックの間を流れる循環電流が解除許可電流を下回ったときに複数の電池パックの各々の前記リレーをオフに制御し、かつ検出手段の検出結果に基づき、循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）相当値が高いほど解除許可電流を小さくすることを特徴とする。

【0008】

ＳＯＣ相当値は、循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値または循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電圧値であることが好ましい。電池列は複数の単位電池を直列に接続したものであり、単位電池は１つの電池セルまたは並列に接続された複数の電池セルにより構成されていることが好ましい。循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値は、当該パック内の単位電池のＳＯＣ値であって、かつ、最大のＳＯＣ値であることが好ましい。

【0009】

循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電圧値は、当該パック内の単位電池の電圧値であって、かつ、最大の電圧値であるこることが好ましい。複数の電池パックの各々は当該電池パックを監視して制御するバッテリー監視システムを有し、複数の電池パックのうちの１つに設けられるバッテリー監視システムは制御手段を含むマスターバッテリー監視システムであることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

システムの立ち下げ時間の最適化及び次回の起動時に並列接続不許可となる可能性の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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】電源システムの動作の全体を説明するフローチャートである。

【図3】リチウムの析出を防止するための条件を示すグラフである。

【図4】循環電流を説明する図である。

【図5】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6】電源システムの別の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

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。ここで電池パックは電池列とＢＭＳを含むものを言い、ケースや冷却装置等は必須ではない。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。

【0014】

ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）３１，３２は、そのＢＭＳ３１，３２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。

【0015】

電池パック１１には、電池列２１及びマスターＢＭＳ３１に加え、さらに、電力線３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４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き、電池パック１１のリレー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が設けられている。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、電池パック１２のリレー４１，４２はマスターＢＭＳ３１の指示を受けたスレーブＢＭＳ３２の出力によって制御される。

【0016】

次に、電源システム１０の全体動作について、図２を用いて説明する。ここでは、電源システム１０が車両に搭載されているものとして、説明を行う。車両のイグニッションスイッチがオンとなると、制御機器ユニット２の指令に基づき、電源システム１０の立ち上げのためにステップ９１において各ＢＭＳ３１，３２が起動処理を行う。マスターＢＭＳ３１とスレーブＢＭＳ３２は、各スレーブ制御部３３で電池パックの総電圧を計測し、計測した結果をマスター制御部３４に送信する。マスター制御部３４は各電池パック間の電位差を計測し、電位差が所定値より小さいと判定した場合に、各スレーブ制御部３３に対しリレー４１，４２をオンする指示を送信する。ＢＭＳ３１，３２はリレー４１，４２をオン（導通）し、その状態信号を制御機器ユニット２に送信し、制御機器ユニット２はプリチャージリレー７，リレー５，６をオン（導通）する。

【0017】

その後、ＢＭＳ３１，３２は、ステップ９２において、各電池パック１１，１２の電池列２１，２２の充電／放電電流と、電池列２１，２２を構成する各単セルの電圧及び温度とを計測し、ステップ９３において、計測結果に基づいて電池列２１，２２のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ充電状態）、ＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ；電力状態）及びＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ；開回路電圧）を演算し、ステップ９４においてこれらを上位システム（例えば機器制御ユニット）に送信する。車両のイグニッションスイッチがオンとなっている期間中にステップ９２〜９４の処理を繰り返すために、ステップ９５において、イグニッションスイッチがオフになっているかどうかが判断される。

【0018】

イグニッションスイッチがオンのままであると判断されば処理はステップ９２に戻り、イグニッションスイッチがオフであれば、ステップ９６において各ＢＭＳ３１，３２が停止処理を実行する。停止処理の実行が終われば電源システム１０は完全に停止状態となり、一連の処理が終了する。ステップ９１〜９６の処理は、イグニッションスイッチのオン及びオフの動作に伴って繰り返し実行される。
例えば電池パックが複数のリチウムイオン二次電池セルによる電池列によって構成される場合、複数の電池パックの並列接続可能条件として、再起動時の循環電流により充電される電池パックのいずれかの単セルにおけるリチウムの析出が起こらない、という条件がある。リチウムの析出は、電流が流れ込んでいる（すなわち充電されている）電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ；充電状態）の値が大きいほど、より小電流で起きることが知られており、ＳＯＣ値が大きいほど、接続条件が厳しくなる。

【0019】

本実施形態では、循環電流が最も流れる電池パック（循環電流によって最も充電される電池パック）のＳＯＣ値が大きいほどリレーをオフにする条件を厳しくすることによって、すなわち循環電流が十分絞り込まれて電池パック間の電位差ΔＶが小さくなる方向にすることによって、次回の起動時に電池パックを相互に並列に接続する際に電圧差によって並列接続不許可となる可能性を低減する。
具体的には、本実施形態の電源システム１０では、次にイグニッションスイッチがオンとなったときのステップ９１の起動処理において電池パック１１，１２を相互に並列に接続できるように、ステップ９６の停止処理において、複数の電池パック１１，１２の間を流れる循環電流Ｉｃが最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ値が高いほど解除許可電流Ｉｓの値を小さくし、循環電流Ｉｃが解除許可電流Ｉｓを下回ったときに各電池パック１１，１２の各々のリレー４１，４２をオフに制御する。リレー４１，４２のオフへの制御は、マスターＢＭＳ３１が行い、電池パック１２内のリレー４１，４２についてはマスターＢＭＳ３１からの指示を受けてスレーブＢＭＳ３２がオフにするための操作を行う。

【0020】

次に、単セルがリチウムイオン二次電池セルである場合に本実施形態において解除許可電流Ｉｓを定めるための要件となる、負極へのリチウムの析出について説明する。単セルに対して充電方向に電流Ｉが流れるとき、条件によっては負極にリチウムが析出することがある。リチウムの析出が起こるか否かは、充電電流ＩとセルのＳＯＣ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、小さいＳＯＣ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ＳＯＣとすれば、温度が一定であるとすると、図３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。

【0021】

また、リチウムの析出は温度Ｔが高いほど起こりにくくなるので、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。ここでは単セルのＳＯＣで考えているが、ＳＯＣが増加するとセルの端子電圧（厳密には開回路電圧（ＯＣＶ））も単調に増加する関係にあるから、ＳＯＣの代わりにセルの端子電圧で考えても同じである。低温側において析出限界線が低ＳＯＣ側に移動することは、同じ電流Ｉかつ同じＳＯＣであっても温度変化によってリチウムの析出が起こり得ることを示している。

【0022】

図４は、電池パック１１，１２が並列接続されているときの循環電流を説明する図であり、図１に示す回路を簡略化して等価回路図として示したものである。図４では、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４（ｂ）〜（ｄ）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。

【0023】

図４（ａ）は、メインスイッチＭＳ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４（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と、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。

【0024】

その後、循環電流Ｉｃの値がある値を下回った時点で、図４（ｃ）に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフとし、ステップ９６（図２）に示した停止処理を完了させる。スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフする直前の循環電流の値をＩｋとする。スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフとすることで電池パック１１，１２の並列接続が解除されて循環電流は停止するが、電池パック１１，１２の間の電位差はそのまま維持され、ＳＯＣもそのまま維持される。

【0025】

次にイグニッションスイッチがオンとされてステップ９１（図２）に示した起動処理が開始すると、図４（ｄ）に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンとして電池パック１１，１２を並列接続する。電池パック１１，１２のそれぞれの電圧やＳＯＣは、前回の停止処理を完了した時点から実質的には変化していないので、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンしたときに流れる循環電流は、直前にスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフしたときに流れていた電流Ｉｋにほぼ等しいものとなる。
ここでスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフしたときから再びオンするまでの間に周囲温度がＴ１からＴ２に低下した場合を考える。スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフする直前のＳＯＣがＳＯＣｋ、循環電流がＩｋであり、図３に示すグラフにおいてＳＯＣｋとＩｋによって定まる点Ａが、温度Ｔ１での析出限界線よりも下であるとしても、この点Ａは、温度Ｔ２での析出限界線よりも上側であることがあり得る。

【0026】

析出限界線の上側は、負極におけるリチウムの析出が起こり得る領域であるから、結局、電源システム１０の周囲温度の低下のために、再起動した際にリチウムの析出の恐れが生じたことになる。本実施形態の電源システム１０では、起動時に考え得る最悪の温度（低温側の温度）を考慮し、そのような温度においても循環電流によってリチウムの析出が起こることがないように、停止処理においてリレー４１，４２（すなわちスイッチＳＷ１，ＳＷ２）をオフにする際の解除許可電流Ｉｓを設定する。

【0027】

図５は、電源システム１０の停止処理の具体的な動作を示している。図５（ａ）は、図１に示す回路を簡略化して示したものであり、図４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スレーブ制御部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スレーブ制御部３３のみを備えている。電池パック１２の電流センサ４３、電圧センサ４４及び温度センサ４５の計測値は電池パック１２のスレーブ制御部３３に与えられる。

【0028】

図５（ｂ）に示すように、イグニッションスイッチがオフされた場合、機器制御ユニット２は、電池パック１１及び電池パック１１を介して電池パック１２に対し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフするための演算を実行する指示をする。
各スレーブ制御部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、図５（ｂ）のステップ１０１に示すように、対応する電池パックの各セルのＳＯＣを算出する。そして各スレーブ制御部３３は、対応する電池パックにおける電流値Ｉと、対応する電池パックに含まれる各セルのＳＯＣのうち最大の値ＳＯＣｍａｘとをマスター制御部３４に送る。マスター制御部３４は、ステップ１０２において、電流が流れこむ方の電池パック（充電側の電池パック）を特定すると共に充電側の電池パックにおけるＳＯＣｍａｘを利用して解除許可電流Ｉｓを設定する。

【0029】

具体的には、図５（ｃ）で示すように、ＳＯＣｍａｘが大きいほど小さくなるように解除許可電流Ｉｓを設定したマップを利用する。次に、電流計４３を利用してステップ１０３において循環電流Ｉｃを求め、ステップ１０４において循環電流Ｉｃが解除許可電流Ｉｓを下回っているかを判定する。Ｉｃ＜Ｉｓであれば、ステップ１０５においてマスター制御部３４が電池パック１１，１２のスレーブ制御部３３を介してリレー４１，４２をオフにする制御を行って停止処理を終了し、そうでなければステップ１０１に戻って処理を繰り返す。

【0030】

図５（ｃ）は、本実施形態における解除許可電流Ｉｓの決め方を説明する図であり、図３と同様に、横軸を充電電流Ｉ、縦軸をセルのＳＯＣとして析出限界線を示している。析出限界線は温度に応じて図示上下方向に移動するが、図において太実線で示すように、現在の温度に基づく析出限界線や次回の起動時に想定される最悪温度（言い換えれば想定される最低温度）での析出限界線を考えることができる。
そこで、本実施形態では、次回起動時に想定される最悪温度での析出限界線にさらにマージンを加えた、図において太波線で示す析出限界線を閾値算出用の析出限界線として考え、ＳＯＣｍａｘを閾値算出用の析出限界線に当てはめて得られる電流を解除許可電流Ｉｓとする。閾値算出用の析出限界線も、ＳＯＣが大きいほど電流Ｉが小さい曲線として表されるので、ＳＯＣｍａｘが大きいほど小さな解除許可電流Ｉｓが得られることになる。マスター制御部３４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、最悪温度に対応する析出限界線に対してさらにマージンを持たせた閾値算出用の析出限界線を算出して用いることにより、解除許可電流Ｉｓを決定する。

【0031】

以上、説明したように、本実施形態では、解除許可電流Ｉｓを定め循環電流Ｉｃが解除許可電流Ｉｓを下回った時にリレー４１，４２をオフし、かつ、循環電流Ｉｃによって充電状態となる電池パックのセルのうち最大のＳＯＣ値を有するセルのＳＯＣ値が高いほど、解除許可電流Ｉｓ（オフする閾値）を小さく（厳しく）することで、パック間の電圧差を小さくでき、次回起動時の並列接続判定の際、不許可になりにくい。また、充電状態となる電池パックのＳＯＣが低いほど解除許可電流Ｉｓを大きく（緩和）することで、リレーがオフするまでの時間を短縮できる。なお、電池パックの最大ＳＯＣから解除許可電流ＩＳを求める際、電池パックの温度も考慮しているので、温度変化によるリチウム析出を抑制することができる。

【0032】

本実施形態では、２つの電池パック１１，１２が設けられる場合の制御について詳しく説明したが、３以上の電池セルを並列に接続する場合には、それらの電池セルのうち循環電流が最も多く流れ込む電池パック内のセルのＳＯＣに基づいて、そのＳＯＣ値が高いほど解除許可電流値を小さくする制御を行えばよい。また、本実施形態では、ＳＯＣ値が高いほど解除許可電流値Ｉｓを小さくするものとして説明を行ったが、セル電圧とＳＯＣ値との間にはＳＯＣが大きいほどセル電圧も単調に大きくなるという関係があるので、ＳＯＣ値の代わりにセル電圧を用いた制御を行うことも可能である。

【0033】

セル電圧とＳＯＣとの関係からすれば、セル電圧に着目した制御もＳＯＣに着目した制御であるということができるので、本実施形態において、複数の電池パックの間を流れる循環電流が最も多く流れ込む電池パックのセル最大ＳＯＣ相当値が高いほど解除許可電流値を小さくすることには、複数の電池パックの間を流れる循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電池セル最大端子電圧が高いほど解除許可電流値を小さくすることも含まれる。
図１及び図５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。

【0034】

図６に示す電源システム１０は、各電池パック１１，１２にはスレーブ制御部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５（ｂ）に示す処理を実行するときは、ＢＭＳ３０はステップ１０の処理を実行し、統合制御ユニット５０はステップ１０２〜１０５の処理を実行する。

【0035】

ここまで述べてきた実施形態では、負荷・回生機器１をリレー５〜７（あるいはメインスイッチＭＳ）によって電気的に切り離したあとに電源システム１０を停止するフローを説明してきたが、負荷・回生機器１を停止することで実質的に電源システム１０と負荷・回生機器１との間で電流が０あるいは殆ど流れなくなったあとに電源システム１０を停止する場合でも同様に適用できる。
また、電池列２２は、直列接続を例として説明したが、直列接続と並列接続を組合せた直並列接続でもパック毎の内部抵抗が略同じであれば適用できる。この直並列接続による電池列は、例えば、複数の単位電池を直列に接続したものであり、単位電池は１つの電池セル（前述の一実施形態）または並列に接続された複数の電池セルにより構成されるものも利用できる。

【0036】

この場合には、循環電流が最も多く流れ込む電池パックのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値は、当該パック内の単位電池のＳＯＣ値であって、かつ、最大のＳＯＣ値であることが好ましい。また、循環電流が最も多く流れ込む電池パックの電圧値については、当該パック内の単位電池の電圧値であって、かつ、最大の電圧値であることが好ましい。

【符号の説明】

【0037】

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（制御手段）
４１，４２ リレー
５０ 統合制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】