特開 2024-108623 給電制御システムおよび利用対象機器

(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】P2024108623

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】給電制御システムおよび利用対象機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240805BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20240805BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 Y

H02H7/18

H02J7/00 302C

H02J7/00 P

H01M10/48 P

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013076

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼▲濱▼ 隆成

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G053AA12

5G053BA04

5G053CA01

5G053EC03

5G053FA05

5G503AA07

5G503BA03

5G503BB01

5G503BB02

5G503BB03

5G503CA11

5G503DA08

5G503EA08

5G503FA06

5G503FA16

5H030AA06

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】バッテリの異常発生時に回路に設けられた電子部品への通電時間を抑制して、より適切な保護を行う。
【解決手段】実施形態の給電制御システムにおいて、直列に接続された複数のバッテリと、前記複数のバッテリから負荷への電力の供給を制御する電力制御部と、前記複数のバッテリからの電力の出力を遮断するか否かを切り替える切替部と、前記電力制御部における電圧値を計測する電圧計測部とを備え、前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された前記電圧値が閾値未満である場合に、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続された複数のバッテリと、
前記複数のバッテリから負荷への電力の供給を制御する電力制御部と、
前記複数のバッテリからの電力の出力を遮断するか否かを切り替える切替部と、
前記電力制御部における電圧値を計測する電圧計測部とを備え、
前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された前記電圧値が閾値未満である場合に、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御する、
給電制御システム。

【請求項2】

前記バッテリの異常を検知した場合に、異常を検知したことを示す異常検知情報を前記電力制御部に出力する異常検知部を更に備え、
前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された前記電圧値が閾値未満である場合に、前記異常検知部から前記異常検知情報を取得したか否かにかかわらず、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御する、
請求項１に記載の給電制御システム。

【請求項3】

前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された電圧値が前記閾値未満であり、且つ、前記電圧値が０より大きい場合に、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御する、
請求項１に記載の給電制御システム。

【請求項4】

前記電力制御部は、前記電圧値が０である場合に、前記電圧計測部により計測された電圧値が前記閾値未満であっても前記電力の出力を遮断する制御を実行しない、
請求項１に記載の給電制御システム。

【請求項5】

前記電力制御部は、前記異常検知部により、前記複数のバッテリのうち少なくとも一つのバッテリに対する異常検知情報を取得した場合に、前記異常検知情報を他のバッテリに出力する、
請求項２に記載の給電制御システム。

【請求項6】

前記異常検知部は、前記複数のバッテリごとに設けられ、
前記複数のバッテリのうち異常が検知されたバッテリに設けられた異常検知部は、他のバッテリに前記異常検知情報を出力する、
請求項２に記載の給電制御システム。

【請求項7】

前記異常検知情報を受け付けた他のバッテリは、自己の電力の出力を遮断する、
請求項６に記載の給電制御システム。

【請求項8】

前記他のバッテリによる自己の電力の出力の遮断は、前記電力制御部による前記切替部の制御が実行されたか否かにかかわらず実行され、
前記電力制御部による前記切替部の制御は、前記他のバッテリによる自己の電力の出力の遮断が実行されたか否かにかかわらず実行される、
請求項７に記載の給電制御システム。

【請求項9】

請求項１から請求項８のうち何れか１項に記載の給電制御システムを備えた利用対象機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給電制御システムおよび利用対象機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。これに関連して、二次電池の異常が認識された場合に一方の接続回路を遮断して、他の接続回路を用いて電力供給を維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４５４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、二次電池に関する技術においては、複数のバッテリが直列で接続された回路構成で一方のバッテリに異常が発生した場合に、すぐに他のバッテリからの電力供給も遮断した方がよい場合がある。しかしながら、バッテリの異常検知部からの異常通知を制御側で受け付けてから電源遮断制御を行うと時間がかかるため、その間の通電によって回路に設けられた電子部品に負荷がかかる等の問題が生じる可能性があるということが課題であった。

【0005】

本願は、上記課題の解決のため、バッテリの異常発生時に回路に設けられた電子部品への通電時間を抑制して、より適切な保護を行うことを目的としたものである。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る給電制御システムおよび利用対象機器は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る給電制御システムは、直列に接続された複数のバッテリと、前記複数のバッテリから負荷への電力の供給を制御する電力制御部と、前記複数のバッテリからの電力の出力を遮断するか否かを切り替える切替部と、前記電力制御部における電圧値を計測する電圧計測部とを備え、前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された前記電圧値が閾値未満である場合に、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御する、給電制御システムである。

【0007】

（２）：上記（１）の態様において、前記バッテリの異常を検知した場合に、異常を検知したことを示す異常検知情報を前記電力制御部に出力する異常検知部を更に備え、前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された前記電圧値が閾値未満である場合に、前記異常検知部から前記異常検知情報を取得したか否かにかかわらず、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御するものである。

【0008】

（３）：上記（１）の態様において、前記電力制御部は、前記電圧計測部により計測された電圧値が前記閾値未満であり、且つ、前記電圧値が０より大きい場合に、前記電力の出力を遮断するように前記切替部を制御するものである。

【0009】

（４）：上記（１）の態様において、前記電力制御部は、前記電圧値が０である場合に、前記電圧計測部により計測された電圧値が前記閾値未満であっても前記電力の出力を遮断する制御を実行しないものである。

【0010】

（５）：上記（２）の態様において、前記電力制御部は、前記異常検知部により、前記複数のバッテリのうち少なくとも一つのバッテリに対する異常検知情報を取得した場合に、前記異常検知情報を他のバッテリに出力するものである。

【0011】

（６）：上記（２）の態様において、前記異常検知部は、前記複数のバッテリごとに設けられ、前記複数のバッテリのうち異常が検知されたバッテリに設けられた異常検知部は、他のバッテリに前記異常検知情報を出力するものである。

【0012】

（７）：上記（６）の態様において、前記異常検知情報を受け付けた他のバッテリは、自己の電力の出力を遮断するものである。

【0013】

（８）：上記（７）の態様において、前記他のバッテリによる自己の電力の出力の遮断は、前記電力制御部による前記切替部の制御が実行されたか否かにかかわらず実行され、前記電力制御部による前記切替部の制御は、前記他のバッテリによる自己の電力の出力の遮断が実行されたか否かにかかわらず実行されるものである。

【0014】

（９）：本発明の他の態様に係る利用対象機器は、請求項１から請求項８のうち何れか１項に記載の給電制御システムを備えた利用対象機器である。

【発明の効果】

【0015】

上記（１）～（９）の態様によれば、バッテリの異常発生時に回路に設けられた電子部品への通電時間を抑制して、より適切な保護を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る給電制御システム１００が適用される車両１０の構成の一例を示す図である。

【図2】バッテリ１５０の構成の一例を示す図である。

【図3】給電制御システム１００の回路構成の一例を示す図である。

【図4】給電制御システム１００において、バッテリ１５０Ａに異常が生じた直後の電流の流れについて説明するための図である。

【図5】実施形態の給電制御システム１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照し、本発明の給電制御システムおよび利用対象機器の実施形態について説明する。なお、以下の例では、給電制御システムが車両に搭載されているものとして説明する。車両は、利用対象機器の一例である。利用対象機器は、車両に限定されるものではなく、例えば複数のバッテリ（二次電池）から供給される電力によって作動するあらゆる装置が含まれてよい。

【0018】

図１は、実施形態に係る給電制御システム１００が適用される車両１０の構成の一例を示す図である。車両１０は、例えば、モータ（電動機）１２と、駆動輪１４と、ブレーキ装置１６と、車両センサ２０と、通信装置５０と、制御装置６０と、給電制御システム１００とを備える。図１に示した車両１０は、走行用のバッテリ（二次電池）から供給される電力によって駆動される電動機（電動モータ）によって走行するＢＥＶ（Battery Electric Vehicle：電気自動車）である。代替的に、車両１０は、ハイブリッド車両に外部充電機能を持たせたＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。なお、車両１０は、例えば、鞍乗り型の二輪の車両であるが、これに限らず四輪の車両や、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）の車両、アシスト式の自転車、さらには、電動船等、バッテリから供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する移動体の全般が含まれる。

【0019】

モータ１２は、例えば、三相交流電動機である。モータ１２の回転子（ロータ）は、駆動輪１４に連結される。モータ１２は、バッテリ１５０が備える蓄電部から供給される電力によって駆動され、回転の動力を駆動輪１４に伝達させる。また、モータ１２は、車両１０の減速時に車両１０の運動エネルギーを用いて発電する。

【0020】

ブレーキ装置１６は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、を備える。ブレーキ装置１６は、ブレーキペダル（不図示）に対する車両１０の利用者（運転者）による操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてもよい。なお、ブレーキ装置１６は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

【0021】

車両センサ２０は、例えば、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、アクセルペダルに取り付けられ、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出した操作量をアクセル開度として後述する制御装置６０に出力する。車速センサは、例えば、車両１０の各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両１０の速度（車速）を導出し、制御装置６０に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出し、検出した操作量をブレーキ踏量として制御装置６０に出力する。

【0022】

通信装置５０は、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網を接続するための無線モジュールを含む。通信装置５０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等利用するための無線モジュールを含んでもよい。通信装置５０は、無線モジュールにおける通信によって、車両１０に係る種々の情報を、外部装置（例えば、情報管理装置やバッテリ交換装置）との間で送受信する。通信装置５０は、例えば、車両１０を識別する車両識別番号（vehicle identification number；ＶＩＮ）又はバッテリ１５０を識別するバッテリＩＤに紐づけて、バッテリセンサ１６０によって計測されたバッテリ１５０の電流値、電圧値、温度や制御装置６０によって算出されたＳＯＣ等の計測データを外部装置に送信する。

【0023】

制御装置６０は、車両センサ２０や通信装置５０、給電制御システム１００等から得られる情報に基づいて、車両１０の各構成全体を制御する。例えば、制御装置６０は、車両センサ２０が備えるアクセル開度センサからの出力に基づいて、モータ１２の駆動を制御する。また、制御装置６０は、車両センサ２０が備えるブレーキ踏量センサからの出力に基づいて、ブレーキ装置１６を制御する。また、制御装置６０は、ＰＣＵ１２０に給電に関する制御情報を出力したり、車両１０に係る種々の情報を通信装置５０に送信させる等の制御を行う。

【0024】

給電制御システム１００は、例えば、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、バッテリ１５０と、バッテリセンサ１６０と、電圧センサ１７０とを備える。なお、図１においては、これらの構成要素を給電制御システム１００として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、給電制御システム１００におけるこれらの構成要素は分散的に配置されてもよい。また、給電制御システム１００には、他の構成要素が含まれてもよい。ＰＣＵ１２０は、「電力制御部」の一例である。電圧センサ１７０は、「電圧計測部」の一例である。

【0025】

ＰＣＵ１２０は、バッテリ１５０から負荷への電力の供給（放電）を制御する。負荷は、例えば、モータ１２であるが、車両１０に搭載され、電力の供給によって作動する他の機器（例えば、車両センサ２０、通信装置５０、制御装置６０等）が含まれてよい。また、実施形態における負荷は、車両１０に複数のバッテリ１５０が接続されている場合に、直列に接続されたバッテリ１５０の合計電圧値によって作動する機器であってもよい。また、ＰＣＵ１２０は、バッテリ１５０の充電制御や、給電制御システム１００内の電流の流れや電圧の制御、システム内の導通状態（オン状態）と遮断状態（オフ状態）の切替制御等を行ってもよい。ＰＣＵ１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサや、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを記憶部として含んで構成されてもよい。ＰＣＵ１２０では、ＣＰＵが、記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＰＣＵ１２０における各種の制御機能を実現する。

【0026】

図１の例において、ＰＣＵ１２０は、例えば、変換器１３０と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３４とを備えるが、他の構成（回路等）が含まれてよい。変換器１３０は、例えば、ＡＣ－ＤＣ変換器である。変換器１３０の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ１４０を介してバッテリ１５０が接続されている。変換器１３０は、モータ１２により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力する。ＶＣＵ１４０は、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータである。ＶＣＵ１４０は、バッテリ１５０から供給される電力を昇圧して直流リンクＤＬに出力する。

【0027】

例えば、制御装置６０は、バッテリ１５０に接続されたバッテリセンサ１６０からの出力に基づいて、例えば、バッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge；バッテリ充電率）を算出し、ＶＣＵ１４０に出力する。ＶＣＵ１４０は、制御装置６０からの指示に応じて、直流リンクＤＬの電圧を上昇させる。

【0028】

バッテリ１５０は、例えば、車両１０の動力の他、例えば家庭での電源としても活用できるバッテリである。バッテリ１５０は、例えば、車両１０に対して着脱自在に装着されるカセット式等の着脱式バッテリであり、ＭＰＰ（Mobile Power Pack；モバイルパワーパック）と称される場合がある。車両１０には、複数のバッテリ１５０が搭載され、各バッテリ１５０からの電力が供給可能な構成になっている。また、複数のバッテリ１５０は、バッテリパックとして一体に構成されていてもよい。バッテリ１５０は、車両１０の外部の充電設備（不図示）から供給される電力を蓄え、車両１０の走行のための放電を行う。また、バッテリ１５０は、車両１０が生成する回生エネルギーによって電力を蓄えてもよい。また、車両１０に搭載されたバッテリ１５０は、他のバッテリ１５０との交換が可能である。

【0029】

バッテリセンサ１６０は、バッテリ１５０の電流や、電圧、温度等の物理量を計測する。バッテリセンサ１６０は、例えば、バッテリ１５０用の電流センサ、電圧センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ１６０は、電流センサによってバッテリ１５０の電流を計測し、電圧センサによってバッテリ１５０の電圧を計測し、温度センサによってバッテリ１５０の温度を計測する。バッテリセンサ１６０は、計測したバッテリ１５０の電流値、電圧値、温度等の物理量のデータを制御装置６０や通信装置５０に出力する。バッテリセンサ１６０は、バッテリ１５０内に設けられてもよい。

【0030】

電圧センサ１７０は、ＰＣＵ１２０における電圧（以下、「ＰＣＵ電圧」と称する））を計測する。ＰＣＵ電圧とは、例えば、ＰＣＵ１２０の正極端子（＋）と負極端子（－）との間（正負極端子間）の電圧である。ＰＣＵ電圧は、例えばＰＣＵ１２０にコンデンサが設けられている場合には、そのコンデンサの電圧であってもよい。例えば、電圧センサ１７０は、所定周期で繰り返しＰＣＵ電圧を計測したり、ＰＣＵ１２０等からの指示を受け付けてＰＣＵ電圧を計測する。計測されたＰＣＵ電圧は、ＰＣＵ１２０に出力される。

【0031】

次に、バッテリ１５０の構成について説明する、図２は、バッテリ１５０の構成の一例を示す図である。図２に示すバッテリ１５０は、着脱式バッテリである。バッテリ１５０は、例えば、蓄電部１５１と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）１５２と、接続部１５３とを備える。ＢＭＵ１５２は、「バッテリ管理部」の一例である。

【0032】

蓄電部１５１は、充電した電力の蓄電および蓄電した電力の放電をする蓄電池を含んで構成される。蓄電部１５１に含まれる蓄電池としては、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池、全固体電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ、または二次電池とキャパシタとを組み合わせた複合電池等である。

【0033】

ＢＭＵ１５２は、蓄電部１５１の充電や放電を制御したり、電流の流れる方向や電圧値を制御したり、バッテリ１５０の異常検知を行ったり、バッテリ回路の導通状態と遮断状態とを切り替えるオンオフ制御を実行する。ＢＭＵ１５２は、例えばＰＣＵ１２０の制御によって、上述の各種制御を実行してもよい。

【0034】

ＢＭＵ１５２は、例えば、異常検知部１５２Ａと、切替制御部１５２Ｂとを備える。異常検知部１５２Ａは、例えば、バッテリセンサ１６０によって、計測された蓄電部１５１の電圧、蓄電部１５１が流す電流、蓄電部１５１を充電または蓄電部１５１が放電する際の温度等の蓄電部１５１の状態を表す計測値に基づいて、蓄電部１５１の異常を検知する（異常が生じているか否かを判定すると言い換えてもよい）。例えば、異常検知部１５２Ａは、計測した電流値、電圧値、または温度のうち少なくとも一つの値が異常値である場合（予め決められた使用可能範囲に含まれない値である場合）に、バッテリ１５０に異常があると判定する。また、異常検知部１５２Ａは、バッテリセンサ１６０からの計測値が所定時間以上取得できない場合（センサ異常）にバッテリ１５０に異常があると判定してもよい。また、異常検知部１５２Ａは、異常値の大きさ（使用可能範囲からの乖離度合）や異常値である値の種類や数に応じた異常の度合を検知してもよい。異常検知部１５２Ａは、異常が検知された場合に、異常が検知されたことを示す情報（異常検知情報）をＰＣＵ１２０に出力する。異常検知情報には、バッテリ１５０の識別情報や、異常の種類、異常の度合等の情報が含まれてよい。なお、異常検知部１５２Ａは、ＰＣＵ１２０に代えて（または加えて）、車両１０に搭載された他のバッテリ１５０に異常検知情報を出力してもよい。

【0035】

切替制御部１５２Ｂは、バッテリ１５０の内部スイッチ回路の導通状態（オン状態）と遮断状態（オフ状態）とを切り替える。例えば、切替制御部１５２Ｂは、異常検知部１５２Ａにより異常が検知された場合（異常があると判定された場合）、バッテリ１５０の内部スイッチ回路を導通状態から遮断状態に切り替え、負荷への電力供給を遮断する遮断制御を実行する。また、異常検知部１５２Ａは、異常が検知されていない場合や異常が解消された場合に、内部スイッチ回路を遮断状態から導通状態に切り替え、負荷への電力供給を可能にする導通制御を行ってもよい。また、切替制御部１５２Ｂは、内部スイッチ回路に含まれる複数の素子ごとにオンオフ状態の切り替えを行い、電流の向きや大きさ（量）を調整してもよい。

【0036】

接続部１５３は、バッテリ１５０が車両１０に装着された際に、モータ１２等の負荷に蓄電部１５１に蓄電された電力を供給する接続部である。また、接続部１５３は、バッテリ１５０が外部に設けられたバッテリ交換装置（不図示）に設けられたスロットに収容された際に、スロット内の接続部と接続でき、収容後にバッテリ交換装置からの給電によって充電可能な構成であってもよい。なお、接続部１５３は、バッテリ１５０とバッテリ交換装置との間でやり取りするバッテリＩＤ、充電回数、および蓄電部１５１の状態を表す計測値等の情報の送信や電力を電送するための接続部であってもよい。

【0037】

［回路構成］
次に、給電制御システム１００の回路構成の一例について具体的に説明する。図３は、給電制御システム１００の回路構成の一例を示す図である。なお、図３では、２つのバッテリ１５０Ａ、１５０Ｂが直列で接続された例を示すが、実施形態では、３以上のバッテリ１５０が直列で接続されてもよい。また、図３の回路構成は、説明の便宜上、給電制御システム１００の一部の構成を概略的に示したものであり、バッテリ１５０Ａの回路構成についてもこれに限定されない。

【0038】

図３には、給電制御システム１００の回路構成として、ＰＣＵ１２０と、電圧センサ１７０と、主スイッチ回路（切替部の一例）１８０と、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂとが示されている。また、図３には、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂからの電力が供給される負荷の一例としてモータ１２が示されている。主スイッチ回路１８０は、直列で接続されたバッテリ１５０Ａと１５０Ｂとの間に設けられる。モータ１２は、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂと直列で接続される。ＰＣＵ１２０および電圧センサ１７０は、モータ１２と、２つのバッテリ１５０Ａ、１５０Ｂとの間にそれぞれ並列に接続される。なお、これらの各構成部は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。

【0039】

ＰＣＵ１２０は、電圧センサ１７０により計測されたＰＣＵ電圧に基づいて、主スイッチ回路１８０のオンオフ状態を切り替えるための制御信号を主スイッチ回路１８０に出力する。主スイッチ回路１８０は、ＰＣＵ１２０による制御により、オン状態（導通状態）とオフ状態（遮断状態）とを切り替える。例えば、主スイッチ回路１８０がオン状態である場合には、バッテリ１５０Ａと１５０Ｂとのうち正常であるバッテリ（両方が正常であれば両方のバッテリ）からの電力がＰＣＵ１２０やモータ１２に供給され、オフ状態である場合にバッテリからの電力が遮断される。なお、主スイッチ回路１８０は、ＰＣＵ１２０からの制御の他、接続された他のバッテリから得られた情報に基づいてオンオフ制御を行ってもよい。

【0040】

次に、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂの内部回路構成の一例について説明する。なお、バッテリ１５０Ａと１５０Ｂは、同じ構成要素を備えるため、以下では、特に区別して説明する場合を除き、バッテリ１５０Ａおよび１５０Ｂを「バッテリ１５０」と総称して纏めて説明する。また以下に示す各回路構成要素についても同様とする。バッテリ１５０は、例えば、蓄電部２１０と、調整回路２２０と、変動抑制回路２３０と、整流回路２４０とを備える。例えば、調整回路２２０と、変動抑制回路２３０と、整流回路２４０は、電子部品の一例である。なお、電子部品は、各回路内に設けられる一以上の素子であってもよい。調整回路２２０は、蓄電部２１０と直列に接続される。また、変動抑制回路２３０と整流回路２４０は、それぞれ蓄電部２１０と並列に接続される。蓄電部２１０は、上述した蓄電部１５１に相当するものである。

【0041】

調整回路２２０は、回路を通過する電力の電圧や電流を調整する。また、調整回路２２０は、蓄電部２１０の充電時における電流の流れ（向き）と、放電時における電流の流れ（向き）を調整する。また、調整回路２２０は、回路内の導通状態（オン状態）と遮断状態（オフ状態）とを切り替える機能を有する。調整回路２２０は、上述した内部スイッチ回路の一例である。調整回路２２０の各機能は、例えばＢＭＵ１５２の制御によって実行される。

【0042】

図３の例において、調整回路２２０には、第１調整回路２２２と、第２調整回路２２４と、第３調整回路２２６とが含まれ、それぞれの回路には、ＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）が含まれている。例えば、第１調整回路２２２は、Ｃ－ＦＥＴ（Complementary - FET）およびダイオードが含まれ、第２調整回路２２４は、Ｄ－ＦＥＴ（Dual gate - FET）およびダイオードが含まれ、第３調整回路２２６は、Ｐ－ＦＥＴ（p channel - FET）および抵抗が含まれているが、各回路における素子の構成はこれに限定されない。第２調整回路２２４と第３調整回路２２６とは並列に接続され、第１調整回路２２２は、並列に接続された第２調整回路２２４および第３調整回路２２６と直列に接続される。

【0043】

例えば、ＢＭＵ１５２は、蓄電部２１０の充放電を行う場合に、切替制御部１５２Ｂにより、第１調整回路２２２および第２調整回路２２４をオン状態（導通状態）にし、第３調整回路２２６をオフ状態（遮断状態）にする。また、ＢＭＵ１５２は、異常検知部１５２Ａによりバッテリ１５０の異常を検知した場合に、切替制御部１５２Ｂにより少なくとも第１調整回路２２２および第２調整回路２２４をオフ状態にして蓄電部２１０の充放電ができない状態にする。また、ＢＭＵ１５２は、例えば蓄電部２１０の温度が高温（閾値以上）になった場合には、第１調整回路２２２の充電方向の電流を遮断し（Ｃ－ＦＥＴオフ状態）、第２調整回路２２４の放電方向の電流の流れは可能（Ｄ－ＦＥＴオン状態）にして、モータ１２への電力の供給（放電）のみが可能になるように制御してもよい。第３調整回路２２６は、例えば、蓄電部２１０からの電力により外部のインバータ内にある平滑コンデンサを充電（プリチャージ）するときに使用される。例えば、上記平滑コンデンサを充電する場合、ＢＭＵ１５２は、切替制御部１５２Ｂにより第１調整回路２２２および第３調整回路２２６をオン状態にし、第２調整回路２２４をオフ状態にする。なお、充電されていない平滑コンデンサにＰ－ＦＥＴを介して充電しようとすると大電流が流れてしまうため、第３調整回路２２６には電流を抑えるための抵抗が設けられている。

【0044】

変動抑制回路は、バッテリ１５０内の充放電による電圧変動を抑制する。図３の例において、変動抑制回路２３０には、３つのコンデンサ２３２、２３４、２３６が含まれているが、構成についてはこれに限定されない。コンデンサ２３２は、バッテリ１５０内のバッテリ回路の正極側と負極側とに接続される。コンデンサ２３４は、一方が正極側に接続され、他方がコンデンサ２３６に接続される。また、コンデンサ２３６は、一方が負極側に接続され、他方がコンデンサ２３４に接続される。また、コンデンサ２３４と２３６との間は、アースに接続される。

【0045】

整流回路２４０は、電流の流れを一方通行に調整したり、電流の大きさを調整したり、電圧制御等を行う。整流回路２４０は、例えば、例えばダイオードであるが、これに限定されない。

【0046】

例えば、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂの一方に異常が生じた場合、ＰＣＵ１２０は、ＣＡＮ通信線を介して異常が生じたバッテリ１５０から出力された異常検知情報を取得し、取得した後に主スイッチ回路１８０をオフ状態にしてモータ１２への電力供給を遮断する制御（電源遮断制御）を行う。ここで、異常が生じた直後（主スイッチ回路１８０をオフ状態にする前）の電流の流れについて図を用いて説明する。なお、以下の説明では、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂのうち、バッテリ１５０Ａに異常が生じているものとして説明する。

【0047】

図４は、給電制御システム１００において、バッテリ１５０Ａに異常が生じた直後の電流の流れについて説明するための図である。図４の例では、異常検知部１５２Ａによる異常検知により、切替制御部１５２Ｂによってバッテリ１５０Ａの調整回路２２０Ａに含まれる第１調整回路２２２と第２調整回路２２４がオフ状態（遮断状態）になっている状況を示している。

【0048】

バッテリ１５０Ａの異常を検知した場合は、バッテリ１５０ＡからＰＣＵ１２０に異常検知情報が出力され、ＣＡＮ通信線を介して異常検知情報を受け付けたＰＣＵ１２０が主スイッチ回路１８０をオフ状態にして電流の流れを遮断する制御が実行される。しかしながら、上述の制御では、異常を検知してから電源遮断制御が完了までの遅延があるため、正常に動作中のバッテリ１５０Ｂから供給される電力によって、バッテリ１５０Ａ内の整流回路２４０Ａに電流が流れることになる。このように、異常が検知された場合であっても主スイッチ回路１８０がオフ状態になるまで、整流回路２４０Ａが導通状態となるため、整流回路２４０Ａに異常や劣化が生じる可能性がある。

【0049】

したがって、本実施形態では、ＰＣＵ１２０は、バッテリ１５０Ａに異常が生じたことをバッテリ１５０Ａから出力される異常検知情報以外の情報によって取得し、異常検知情報の取得を待たずに主スイッチ回路１８０をオフ状態にする。

【0050】

上述制御を行うため、例えば、ＰＣＵ１２０は、電圧センサ１７０により計測された電圧値に基づいて、バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂに異常が生じているか否かを判定する。例えば、バッテリ１５０Ａと１５０Ｂとが直列に接続されている場合、ＰＣＵ電圧は、各バッテリの電源電圧（蓄電部２１０Ａ、２１０Ｂ）の加算値となる。したがって、ＰＣＵ１２０は、直列で接続された各バッテリ１５０Ａ、１５０Ｂの電圧の加算値（合計電圧値）に基づく閾値を設定し、電圧センサ１７０により計測された電圧値が閾値未満である場合に、直列で接続された複数のバッテリ１５０Ａ、１５０Ｂのうち少なくとも一つに異常が生じていると判定する。なお、閾値は、接続されるバッテリ１５０の個数により設定されてもよく、バッテリ１５０の少なくとも一つに異常が生じた場合に減少する電圧値に基づいて設定されてもよく、固定値でもよい。また、閾値は、負荷が必要とする電圧値（作動可能な最小電圧値）に基づいて設定されてもよい。また、閾値は、充電回数等によるバッテリ１５０ごとの劣化度合に基づいて調整されてもよい。

【0051】

ＰＣＵ１２０は、複数のバッテリ１５０Ａ、１５０Ｂのうち、バッテリ１５０Ａに異常が生じたと判定された場合に、バッテリ１５０Ａから出力される異常検知情報の取得を待たずに主スイッチ回路１８０をオフ状態に切り替える制御を行うことで、異常検知情報の取得を待つよりも早く電源遮断制御を実行することができる。したがって、図４に示すように電流が流れる時間を減少させることができるため、整流回路２４０Ａの通電時間を抑制させることができ、整流回路２４０Ａの負荷を低減できる。そのため、バッテリ１５０の回路内の電子部品の異常や劣化を抑制し、電子部品（図４の例では、整流回路２４０Ａ）を保護することができる。

【0052】

なお、ＰＣＵ１２０は、主スイッチ回路１８０がオン状態であって、且つ電圧センサ１７０により計測されたＰＣＵ電圧が０［Ｖ］である場合には、給電制御システム１００内の全てのバッテリ１５０に異常が生じていると判定し、主スイッチ回路１８０をオフ状態にする制御を行わなくてもよい。つまり、ＰＣＵ１２０は、電圧センサ１７０により計測された電圧値が閾値未満であって、且つ、０［Ｖ］より大きい場合には主スイッチ回路１８０をオフ状態にして電源遮断制御を行い、電圧センサ１７０により計測された電圧が０［Ｖ］である場合には電圧センサ１７０により計測された電圧値が閾値未満であっても電源遮断制御を行わない（主スイッチ回路１８０をオフ状態にしない）ようにする。これにより、主スイッチ回路１８０に対する不要なオンオフ制御を抑制し、より適切な切替制御を実行することができる。

【0053】

＜変形例＞
また、ＰＣＵ１２０は、接続された複数のバッテリ１５０のうち少なくとも一つで異常が検知され、異常が検知されたバッテリ１５０から出力された異常検知情報を取得した場合に、他のバッテリ（正常なバッテリ）に対して異常検知情報を出力してもよい。他のバッテリに出力される情報は、異常検知情報に代えて、単に異常が生じたバッテリが存在することを示す情報であってもよい。例えば、異常検知情報を取得した他のバッテリ（正常がバッテリ）のＢＭＵ１５２は、内部スイッチ回路（例えば、整流回路２４０）を遮断状態（オフ状態）にする制御を行う。これにより、正常なバッテリからの電力の出力が遮断されるため、異常を検知したバッテリ１５０に電流が流れるのを防止できる。したがって、異常を検知したバッテリの電子部品への通電時間を抑制し、電子部品を保護することができる。また、異常を検知したバッテリ１５０は、ＰＣＵ１２０を介さずに、直列に接続された他のバッテリ（正常なバッテリ）に対して異常検知情報を直接出力してもよい。この場合にも、異常検知情報が通知された他のバッテリ（正常なバッテリ）のＢＭＵ１５２は、内部スイッチ回路（例えば、整流回路２４０）を遮断状態（オフ状態）にする制御を行うため、上述と同様の効果を得ることができる。

【0054】

例えば、給電制御システム１００において、他のバッテリ（正常なバッテリ）による自己の電力の出力の遮断（内部スイッチ回路の遮断）は、ＰＣＵ１２０による主スイッチ回路１８０の遮断制御が実行されたか否かにかかわらず実行され、ＰＣＵ１２０による主スイッチ回路１８０の制御は、他のバッテリ（正常なバッテリ）による自己の電力の出力の遮断（内部スイッチ回路の遮断）が実行されたか否かにかかわらず実行される。これにより、異常が検知された場合により早く電力の出力（電流の流れ）を抑制（または防止）することができ、電子部品の異常や劣化を抑制することができる。したがって、バッテリの異常が検知された場合の安全性をより向上させることができる。

【0055】

また、実施形態において、ＰＣＵ１２０は、電圧センサ１７０により所定周期で繰り返し計測されるＰＣＵ電圧を継続して監視（モニタリング）し、電圧値が閾値未満となる状態が連続して所定回数以上となった場合に、複数のバッテリ１５０のうち少なくとも一つに異常が生じたと判定してもよい。これにより、多少の遅延があるものの、より正確にバッテリ１５０の状態を把握することができ、より適切な給電制御を実行することができる。

【0056】

［処理フロー］
図５は、実施形態の給電制御システム１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図５の例では、給電制御システム１００により実行される処理のうち、主にバッテリ１５０の異常検知時における制御処理を中心として説明する。また、図５に示す処理の開始前において、給電制御システム１００には複数のバッテリ１５０が直列に接続され、それぞれのバッテリ１５０は正常な状態で付加に電力を供給しているものとする。図５の処理は、例えば、所定周期で連続して実行されてよい。

【0057】

図５の例において、電圧センサ１７０は、ＰＣＵ１２０における電圧（ＰＣＵ電圧）を計測する（ステップＳ１００）。次に、ＰＣＵ１２０は、計測された電圧値が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。電圧値が閾値未満でないと判定した場合、ＰＣＵ１２０は、電力の供給状態（システム内の導通状態）を維持することで、バッテリ１５０の電力がモータ１２等の負荷へ供給される（ステップＳ１２０）。

【0058】

また、電圧値が閾値未満であると判定した場合、ＰＣＵ１２０は、電圧値が０［Ｖ］より大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。電圧値が０［Ｖ］より大きいと判定した場合、バッテリ１５０からの電力の供給を遮断する制御（電源遮断制御）を実行する（ステップＳ１４０）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。また、ステップＳ１３０の処理において、電圧値が０［Ｖ］より大きくない（０［Ｖ］である）と判定された場合、すでに負荷への電力供給は行われていないため（システム内に電流は流れていないため）、そのまま処理を終了する。

【0059】

以上説明した実施形態によれば、給電制御システム１００において、直列に接続された複数のバッテリ１５０と、複数のバッテリ１５０から負荷への電力の供給を制御するＰＣＵ（電力制御部の一例）１２０と、複数のバッテリ１５０からの電力の出力を遮断するか否かを切り替える主スイッチ回路（切替部の一例）１８０と、ＰＣＵ１２０における電圧値を計測する電圧センサ（電圧計測部の一例）とを備え、ＰＣＵ１２０は、電圧センサ１７０により計測された電圧値が閾値未満である場合に、電力の出力を遮断するように主スイッチ回路１８０を制御することにより、バッテリの異常発生時に回路に設けられた電子部品への通電時間を抑制して、より適切な保護を行うことができる。

【0060】

例えば、実施形態によれば、直列に接続されたバッテリ１５０の一部に異常が生じると、内部スイッチ回路が遮断状態になるため、ＰＣＵ１２０における電圧が減少する。したがって、この減少を取得した場合に、バッテリ１５０の異常を検知し、主スイッチ回路１８０を用いて電源遮断制御を行うことで、バッテリ１５０から出力される異常検知情報が取得されるのを待ってから遮断制御を行うよりも早いタイミングで電源遮断制御を実行することができる。したがって、バッテリの異常が生じてから電源遮断制御が完了するまでの時間を短くすることができ、電子部品の通電時間をより最小化させて、電子部品を保護することができる。また、実施形態によれば、エネルギーの効率化に寄与することができる。

【0061】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0062】

１０ 車両
１２ モータ
１４ 駆動輪
１６ ブレーキ装置
２０ 車両センサ
５０ 通信装置
６０ 制御装置
１００ 給電制御システム
１２０ ＰＣＵ
１３０ 変換器
１４０ ＶＣＵ
１５０ バッテリ
１５１、２１０ 蓄電部
１５２ ＢＭＵ
１５３ 接続部
１６０ バッテリセンサ
１７０ 電圧センサ
１８０ 主スイッチ回路
２２０ 調整回路
２３０ 変動抑制回路
２４０ 整流回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】