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(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】P2024044436
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】制御装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20240326BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240326BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
H02J7/00 V
H02J7/00 302A
H01M10/48 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022149944
(22)【出願日】2022-09-21
(71)【出願人】
【識別番号】720001060
【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】八坂 賢史
(72)【発明者】
【氏名】金田 健佑
(72)【発明者】
【氏名】鬼束 講介
(72)【発明者】
【氏名】吉富 大祐
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503AA04
5G503BA01
5G503BB05
5G503DA13
5G503EA02
5G503FA06
5G503GB06
5G503HA03
5H030AA01
5H030AS20
5H030FF43
5H030FF44
(57)【要約】
【課題】バランス処理においてバッテリセルの過剰放電を防止できる制御装置を提供することにある。
【解決手段】制御装置において、第１蓄電部は、複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する。特性値導出部は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する。バランス処理部は、前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能である。前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信する。前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のうち最低電圧よりも所定電圧だけ高い目標電圧を決定する。前記バランス処理部は更に、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する。
【選択図】図３
【解決手段】制御装置において、第１蓄電部は、複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する。特性値導出部は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する。バランス処理部は、前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能である。前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信する。前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のうち最低電圧よりも所定電圧だけ高い目標電圧を決定する。前記バランス処理部は更に、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信し、
前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの電圧のうち最低電圧よりも高い目標電圧を決定し、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する、制御装置。
前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信し、
前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの電圧のうち最低電圧よりも高い目標電圧を決定し、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する、制御装置。
【請求項2】
前記バランス処理部は、前記複数のバッテリセルのうち、前記目標電圧より高い電圧を有するバッテリセルを前記目標電圧になるように放電させて、前記電圧のばらつきを低減する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記複数のバッテリセルの特性値が第２閾値以下である場合に、前記バランス処理を完了させ、
前記第２閾値は、前記第１閾値より小さく、前記複数のバッテリセルの電圧に対する前記目標電圧のばらつきを示す特性値よりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記第２閾値は、前記第１閾値より小さく、前記複数のバッテリセルの電圧に対する前記目標電圧のばらつきを示す特性値よりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記目標電圧は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧の平均値と、前記最低電圧との間の値を有する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項5】
充放電可能な第２蓄電部と、
前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と
を更に備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第２コマンドを前記給電部に送信する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と
を更に備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第２コマンドを前記給電部に送信する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項6】
前記制御部は、
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上であって、前記第２蓄電部の電圧が第３閾値以上である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信せず、
前記バランス処理の実行中に、前記第２蓄電部の電圧が前記第３閾値未満である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信する、請求項５に記載の制御装置。
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上であって、前記第２蓄電部の電圧が第３閾値以上である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信せず、
前記バランス処理の実行中に、前記第２蓄電部の電圧が前記第３閾値未満である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信する、請求項５に記載の制御装置。
【請求項7】
前記負荷の始動と停止とを切り替える切換部を更に備え、
前記制御部は、前記切換部が停止に切り替えられ、且つ、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１コマンドを前記バランス処理部に送信する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記制御部は、前記切換部が停止に切り替えられ、且つ、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１コマンドを前記バランス処理部に送信する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項8】
前記バランス処理の実行中に前記バランス処理に関連する画像を表示する表示部を更に備える、請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記制御部は、第１文字列及び第２文字列の少なくとも一方と、第３文字列とを含む前記画像を生成し、
前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、請求項８に記載の制御装置。
前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、請求項８に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
背景技術に係るセル容量調整装置は、複数のバッテリセルが直列接続されたバッテリモジュールを搭載する電動機器に設けられる。セル容量調整装置は、電動機器の動作を休止すると、バランス処理を実行する。バランス処理では、バッテリモジュールに含まれるバッテリセルの電圧が取得された後、全電圧の中の最低電圧が目標電圧として設定される。セル容量調整装置は、全てのバッテリセルの電圧が目標電圧に揃うようにバランス処理を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５４８４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、背景技術では、目標電圧（即ち、最低電圧）を下回るまで過剰にバッテリセルを放電させるおそれがある。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バランス処理においてバッテリセルの過剰放電を防止できる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る制御装置は、第１蓄電部と、特性値導出部と、バランス処理部と、制御部とを備える。前記第１蓄電部は、複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する。前記特性値導出部は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する。前記バランス処理部は、前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能である。前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信する。前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの電圧のうち最低電圧よりも所定電圧だけ高い目標電圧を決定する。前記バランス処理部は更に、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、バランス処理においてバッテリセルの過剰放電を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る制御装置を備える作業機械のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態及び各種変形例を説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【0010】
［実施形態］
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００について説明する。作業機械２００は、例えば油圧ショベル又はホイルローダである。図１は、実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００のブロック図である。図１に示されるように、作業機械２００は、制御装置１００と、負荷としての電動モータ２０１と、油圧ポンプ２０２と、コントロールバルブ２０３と、油圧アクチュエータ２０４とを備えている。
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００について説明する。作業機械２００は、例えば油圧ショベル又はホイルローダである。図１は、実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００のブロック図である。図１に示されるように、作業機械２００は、制御装置１００と、負荷としての電動モータ２０１と、油圧ポンプ２０２と、コントロールバルブ２０３と、油圧アクチュエータ２０４とを備えている。
【0011】
電動モータ２０１は、例えば三相交流モータであり、インバータ３から交流電力が与えられると、駆動力を生成する。油圧ポンプ２０２は、電動モータ２０１からの駆動力により動作する。その結果、コントロールバルブ２０３を介して油圧アクチュエータ２０４に作動油が供給される。油圧アクチュエータ２０４は、例えば、ブームシリンダ、アームシリンダ、作業具シリンダ、スイング用油圧シリンダ、旋回用の油圧シリンダである。
【0012】
制御装置１００は、電動モータ２０１と電気的に接続されており、電動モータ２０１への電力供給を制御する。制御装置１００は、整流器１と、バッテリパック２と、インバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ（以下、「コンバータ」と略記する。）４と、低電圧バッテリ５と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６と、自己保持回路７と、キースイッチ８と、ディスプレイ９とを備える。
【0013】
バッテリパック２は、第１蓄電部の一例である。コンバータ４は、給電部の一例である。低電圧バッテリ５は、第２蓄電部の一例である。ＥＣＵ６は、制御部の一例である。キースイッチ８は、切換部の一例である。ディスプレイ９は、表示部の一例である。
【0014】
整流器１は、外部電源３００から給電経路３０１を介して交流電圧（交流電力）の供給を受けることが可能である。外部電源３００は、例えば商用電源又は電源装置である。給電経路３０１は、例えば電力ケーブルである。整流器１は更に、バッテリパック２とインバータ３とに電気的に接続されている。整流器１は、作業機械２００の動作モードが第１モードであるとき、交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧をバッテリパック２に与える。整流器１は更に、動作モードが第２モードであるとき、交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧をインバータ３に与える。整流器１は更に、動作モードが第３モードであるとき、整流器１からバッテリパック２及びインバータ３への給電経路を遮断する。その結果、バッテリパック２により直流電圧がインバータ３に与えられる。第１モード、第２モード及び第３モードは、作業機械２００に設けられたモードスイッチ（図示せず）により選択的に切り替えられる。
【0015】
バッテリパック２は、充放電可能な二次電池である。バッテリパック２は、典型的には、リチウムイオンバッテリである。バッテリパック２は、第１モードのとき、整流器１から直流電圧が与えられることで、充電を行う。バッテリパック２は、第３モードのときには放電することにより、直流電圧をインバータ３に与える。
【0016】
インバータ３は、整流器１又はバッテリパック２から与えられた直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を電動モータ２０１に与える。換言すると、バッテリパック２は、インバータ３を介して、負荷としての電動モータ２０１に交流電圧を与える。
【0017】
コンバータ４は、バッテリパック２から与えられる直流電圧を降圧して、低電圧バッテリ５の充電に適した直流電圧に変換する。コンバータ４は、変換した直流電圧を低電圧バッテリ５に与える。即ち、コンバータ４は、バッテリパック２から低電圧バッテリ５に電力供給が可能である。
【0018】
低電圧バッテリ５は、充放電可能な二次電池である。低電圧バッテリ５は、コンバータ４から直流電圧が与えられることで充電を行う。低電圧バッテリ５は、給電経路１０１を介してＥＣＵ６に電気的に接続されている場合に、直流電圧をＥＣＵ６に与える。なお、低電圧バッテリ５は、典型的には、リチウムイオンバッテリ又は鉛蓄電池である。
【0019】
ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５からの直流電圧により動作する。即ち、ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５から電力供給を受ける。ＥＣＵ６は、回路基板上に実装された各種ＩＣを有する。各種ＩＣは、例えば電源回路及びマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータは、メモリを内蔵する。なお、メモリは、マイクロコンピュータとは別のＩＣとして回路基板に実装されてもよい。メモリは、制御プログラム及び各種データを記憶する。マイクロコンピュータは、動作を開始すると、制御プログラムの実行を開始し、作業機械２００の構成各部を制御する。
【0020】
自己保持回路７は、給電経路１０１上に設けられたリレーの動作を保持する回路である。自己保持回路７は、キースイッチ８からの始動信号が入力されると、リレーをオンにする。その結果、ＥＣＵ６と低電圧バッテリ５とは給電経路１０１により電気的接続される。即ち、低電圧バッテリ５からＥＣＵ６への電力供給が開始される。自己保持回路７は、ＥＣＵ６から解除信号が入力されると、リレーをオフにする。その結果、給電経路１０１が遮断される。
【0021】
キースイッチ８は、作業機械２００のステアリングホイール（図示せず）の付近に配置されている。キースイッチ８は、オペレータの操作により、作業機械２００の始動（即ち、オン）と停止（即ち、オフ）とを切り替えるスイッチである。即ち、キースイッチ８は、負荷としての電動モータ２０１の始動と停止とを切り替える。キースイッチ８は、始動に切り換えられると、始動信号を自己保持回路７に送信する。また、キースイッチ８が始動に切り換えられると、作業機械２００のエンジン（図示せず）が始動する。それに対し、キースイッチ８は、停止に切り替えられることにより、停止信号をＥＣＵ６に送信する。また、キースイッチ８が停止に切り換えられると、エンジンが停止する。
【0022】
ディスプレイ９は、作業機械２００の運転座席（図示せず）の付近に配置されている。ディスプレイ９は、ＥＣＵ６から送信されてくる各種画像データが示す画像を画面に表示する。特に、ディスプレイ９は、バランス処理（後述）の実行中にバランス処理に関連する画像を画面に表示する。
【0023】
次に、図２を参照して、バッテリパック２の詳細について説明する。図２は、図１に示されるバッテリパック２の構成例を示すブロック図である。図２に示されるように、バッテリパック２は、４つのバッテリモジュール２１と、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）２２とを備える。なお、バッテリモジュール２１は、組電池とも呼ばれる。バッテリモジュール２１の数は１以上であればよい。
【0024】
各バッテリモジュール２１は、ＣＭＵ（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）２１１と、４つのバッテリセル２１２と、４つのセルバランス回路２１３と、４つの電圧検出回路２１４とを有する。即ち、バッテリパック２は、複数のバッテリセル２１２を有する。なお、図２では、都合上、参照符号「２１１」，「２１２」，「２１３」，「２１４」は、１つのＣＭＵと、１つのバッテリセルと、１つのセルバランスと、１つの電圧検出回路とに付されている。
【0025】
ＣＭＵ２１１は、同一バッテリモジュール２１が有する４つのバッテリセル２１２の状態を監視し制御する。
【0026】
各バッテリセル２１２は、充放電可能である。バッテリセル２１２は、バッテリパック２に合計１６個設けられる。１６個のバッテリセル２１２は、直列に接続される。また、１６個のバッテリセル２１２の各々には、セルバランス回路２１３と電圧検出回路２１４とが１つずつ並列に接続される。
【0027】
各セルバランス回路２１３は、放電抵抗及びスイッチング素子を有する。スイッチング素子は、同一バッテリモジュール２１に含まれるＣＭＵ（以下、「対応ＣＭＵ」と記載する。）２１１の制御下でオンオフにされる。スイッチング素子がオンの間、放電抵抗と並列接続されたバッテリセル２１２が放電する。その結果、バッテリパック２が有するセル電圧のばらつきが低減する。
【0028】
各電圧検出回路２１４は、対応ＣＭＵ２１１の制御下で、自身と並列接続されたバッテリセル２１２の電圧（以下、「セル電圧」と記載する。）を検出して、検出されたセル電圧を対応ＣＭＵ２１１に出力する。
【0029】
ＢＭＵ２２は、バッテリパック２に含まれる４つのバッテリモジュール２１の状態を制御する。ＢＭＵ２２は、各電圧検出回路２１４からのセル電圧を、各ＣＭＵ２１４から取得する。ＢＭＵ２２は、特性値導出部の一例として機能し、取得した各セル電圧のばらつきの大きさを示す特性値を導出する。ＢＭＵ２２は、導出した特性値を、ＥＣＵ６に出力する。詳細には、特性値は、全てのセル電圧における最大値と最小値との差である。従って、特性値が簡単な演算で導出される。
【0030】
【0031】
図３に示されるように、キースイッチ８が始動に切り換えられたことに応じて、制御装置１００は処理を開始し、作業機械２００が始動する。
【0032】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ６は、特性値の送信要求をＢＭＵ２２に周期的に送信する。
【0033】
ステップＳ１０２において、ＢＭＵ２２は、送信要求の受信に応じて、各電圧検出回路２１４からセル電圧を、同一バッテリモジュール２１のＣＭＵ２１１を通じて取得する。ＢＭＵ２２は、取得したセル電圧に基づいて特性値を導出する。ＢＭＵ２２は、導出した特性値をＥＣＵ６に送信する。
【0034】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ６は、受信した特性値が第１閾値以上か否かを判定する。第１閾値は、セル電圧のばらつきが大きいか小さいかを示す基準値であって、予め定められている。ＥＣＵ６は、第１閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０６を実行する。一方、ＥＣＵ６は、第１閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０４を実行する。
【0035】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６は、第１コマンドをＢＭＵ２２に送信する。第１コマンドは、バランス処理の実行を指示するためのコマンドである。
【0036】
ステップＳ１０５において、ＢＭＵ２２は、第１コマンドの受信に応じて、ステップＳ１０２で取得した複数のセル電圧のうち最低電圧を特定する。ＢＭＵ２２は、特定した最低電圧よりも高い目標電圧を決定する。
【0037】
ステップＳ１０５において、ＢＭＵ２２は更に、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示する。ＢＭＵ２２及び各ＣＭＵ２１１は、バランス処理部の一例として、決定された目標電圧に基づくバランス処理を実行する。目標電圧に基づくバランス処理の結果、各バッテリモジュール２１における複数のバッテリセル２１２のセル電圧のばらつきが低減する。目標電圧は、最低電圧より高い値に設定されるため、全バッテリセル２１２が放電により最低電圧を下回らない。即ち、バランス処理においてバッテリセルの過剰放電を防止できる。
【0038】
バランス処理の詳細は、下記の通りである。まず、各ＣＭＵ２１１は、同一バッテリモジュール２１が有する４つのバッテリセル２１２から、対象バッテリセル２１２を特定する。対象バッテリセル２１２は、目標電圧より高いセル電圧を有するバッテリセル２１２である。各ＣＭＵ２１１は、対象バッテリセル２１２に並列接続されたセルバランス回路（以下、「対応セルバランス回路」と記載する。）２１３のスイッチング素子をオンにする。その結果、対象バッテリセル２１２は、対応セルバランス回路２１３に含まれる放電抵抗から放電する。各ＣＭＵ２１１は、対象バッテリセル２１２に並列接続された電圧検出回路２１４によるセル電圧が目標電圧に到達したことに応じて、各対応セルバランス回路２１３のスイッチング素子をオフにする。各ＣＭＵ２１１は、全ての対象バッテリセル２１２のセル電圧を目標電圧よりも若干高い電圧まで低減させる。
【0039】
バランス処理において、ＥＣＵ６は、ステップＳ１０５Ａを周期的に実行する。ステップＳ１０５Ａにおいて、ＥＣＵ６は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様にして、ＢＭＵ２２から特性値を受信する。ＥＣＵ６は更に、受信した特性値が第２閾値以下か否かを判定する。第２閾値は、第１閾値より小さく、且つ複数のバッテリセル２１２のセル電圧の前記目標電圧に対するばらつきを示す特性値である。第２閾値は、予め定められている。ＥＣＵ６は、第２閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１０５ＡでＮｏ）、ステップＳ１０５Ａを実行する。一方、ＥＣＵ６は、第２閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１０５ＡでＹｅｓ）、バランス処理を終了し、次の送信要求の送信周期になるまで、ステップＳ１０１の実行を待機する。
【0040】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ６は、キースイッチ８から停止信号を受信したか否かを判定する。ＥＣＵ６は、停止信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、次の送信要求の送信周期になるまで、ステップＳ１０１の実行を待機する。一方、ＥＣＵ６は、停止信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、ステップＳ１０７を実行する。
【0041】
ステップＳ１０７～Ｓ１０９は、ステップＳ１０１～Ｓ１０３と同様の処理である。ＥＣＵ６は、第１閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１０９でＮｏ）、ステップＳ１１０を実行する。一方、ＥＣＵ６は、第１閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、ステップＳ１１１を実行する。
【0042】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ６は、バランス処理を実行する必要がないことから、自己保持回路７に解除信号を送信する。自己保持回路７は、解除信号の受信に応じて、リレーをオフにすることにより給電経路１０１を遮断する。その結果、作業機械２００は停止する。即ち、図３の処理は終了する。
【0043】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ６は、第１コマンドをＢＭＵ２２に送信する。即ち、ＥＣＵ６は、キースイッチ８が停止に切り替えられ且つＢＭＵ２２により導出された特性値が第１閾値以上である場合に、第１コマンドをＢＭＵ２２に送信する。従って、バランス処理は、作業機械２００の停止後に実行される。その結果、次回の作業機械２００の動作時にバッテリパック２から電力が安定的に供給される。
【0044】
ステップＳ１１１では更に、ＥＣＵ６は、第２コマンドをコンバータ４に送信する。第２コマンドは、バッテリパック２から低電圧バッテリ５への電力供給を指示するためのコマンドである。
【0045】
ステップＳ１１２において、コンバータ４は、第２コマンドの受信に応じて、バッテリパック２から低電圧バッテリ５に直流電圧を与える。その結果、低電圧バッテリ５は充電される。ＥＣＵ６は、キースイッチ８が停止に切り替えられ且つＢＭＵ２２により導出された特性値が第１閾値以上である場合に、第２コマンドをコンバータ４に送信する。従って、ＥＣＵ６には、低電圧バッテリ５からの直流電圧が途絶えることなく与えられ続けるため、バランス処理が安定的に実行される。
【0046】
ステップＳ１１３において、ＢＭＵ２２は、第１コマンドの受信に応じて、ステップＳ１０５と同様に、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示する。その結果、ステップＳ１０５の同様のバランス処理が実行される。
【0047】
バランス処理において、ＥＣＵ６は、ステップＳ１１３Ａを周期的に実行する。ステップＳ１１３Ａにおいて、ＥＣＵ６は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様にして、ＢＭＵ２２から特性値を受信する。ＥＣＵ６は更に、受信した特性値が第２閾値以下か否かを判定する。ＥＣＵ６は、第２閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１１３ＡでＮｏ）、ステップＳ１１３Ａを実行する。一方、ＥＣＵ６は、第２閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１１３ＡでＹｅｓ）、バランス処理を終了して、ステップＳ１１０を実行する。
【0048】
次に、図１から図４を参照して、バランス処理の詳細について説明する。図４は、図３に示されるバランス処理の詳細を示す図である。図４には、セル電圧の分布状況Ａ～Ｄが示されている。分布状況Ａ～Ｄの各々には、複数のバッテリセル２１２の例示として、４つのバッテリセルＡ１～Ｄ１が示されている。
【0049】
セル電圧の分布状況Ａには、第１コマンドの送信時（図３のステップＳ１１１を参照）におけるバッテリセルＡ１～Ｄ１のセル電圧が示されている。セル電圧の分布状況Ａには、バッテリセルＡ１のセル電圧は、２．５４［Ｖ］と例示されている。バッテリセルＢ１～Ｄ１のセル電圧は、図示された通りである。
【0050】
セル電圧の分布状況Ｂには、目標電圧の決定時（図３のステップＳ１１３を参照）におけるバッテリセルＡ１～Ｄ１のセル電圧が示されている。セル電圧の分布状況Ｂにおいて、バッテリセルＡ１～Ｄ１のセル電圧は、第１コマンドの送信時と同様である。セル電圧の分布状況Ｂには、目標電圧として、バッテリセルＡ１～Ｄ１の中で最低のセル電圧（２．５０［Ｖ］）に所定電圧としての２０［ｍＶ］を加算した２．５２［Ｖ］が示されている。
【0051】
セル電圧の分布状況Ｃは、バランス処理の実行中（図３のステップＳ１１３を参照）におけるバッテリセルＡ１～Ｄ１のセル電圧が示されている。セル電圧の分布状況Ｃに示されるように、バッテリセルＡ１～Ｄ１のうち、目標電圧より高いセル電圧を有するバッテリセルＡ１，Ｃ１は放電する。そのため、バッテリセルＡ１，Ｃ１のセル電圧は、バランス処理の開始前と比較して、目標電圧に近づく。
【0052】
セル電圧の分布状況Ｄに示されるように、バランス処理の実行中、バッテリパック２からの直流電圧により低電圧バッテリ５は充電される。その結果、バッテリセルＡ１～Ｄ１の各セル電圧は低下する。しかしながら、目標電圧は、最低セル電圧より高い値に設定されるため、全バッテリセル２１２が放電により最低電圧を下回らない。
【0053】
【0054】
ＥＣＵ６は、ステップＳ１１３（バランス処理）の実行中に、図５に示されるような通知画像９３を示す画像データをディスプレイ９に表示させる。通知画像９３は、バランス処理に関連する画像であって、第１文字列９３１及び第２文字列９３２の少なくとも一方と、第３文字列９３３とを含む。第１文字列９３１は、バランス処理の終了後に制御装置１００が停止することを示す文字列である。第２文字列９３２は、バランス処理の実行中にキースイッチ８により作業機械２００を始動に切り替えることが可能であることを示す文字列である。第３文字列９３３は、バランス処理が実行されていることを示す文字列である。
【0055】
第２変形例によれば、作業機械２００のオペレータは、通知画像９３を観ることにより、停止中の作業機械２００でバランス処理が実行されていることを理解できる。また、オペレータは、第１文字列９３１及び第２文字列９３２の少なくとも一方と、第３文字列９３３とを観ることで、様々な情報を視覚的に得ることができる。
【0056】
［変形例］
次に、図１、図２、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、制御装置１００の処理の変形例について詳説する。図６Ａ及び図６Ｂは、図１に示される制御装置１００の処理の変形例の第１部分及び第２部分をそれぞれ示すフローチャートである。
次に、図１、図２、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、制御装置１００の処理の変形例について詳説する。図６Ａ及び図６Ｂは、図１に示される制御装置１００の処理の変形例の第１部分及び第２部分をそれぞれ示すフローチャートである。
【0057】
図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、制御プログラムを実行している場合に、制御装置１００は、ステップＳ２０１～Ｓ２１９，Ｓ２０５Ａ，Ｓ２１４Ａ，Ｓ２１９Ａを実行する。これらのうち、ステップＳ２０１～Ｓ２１０，Ｓ２０５Ａは、図３のステップＳ１０１～Ｓ１１０，Ｓ１０５Ａと同様であるため、それぞれの説明を控える。
【0058】
ステップＳ２１１は、ステップＳ２０９において特性値が第１閾値以上であると判定された場合に実行される。ステップＳ２１１において、ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５の現在の電圧値が第３閾値に到達しているか否かを判定する。第３閾値は、低電圧バッテリ５への電力供給を実行するか否かを示す基準値である。電圧値が第３閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、ステップＳ２１２～Ｓ２１４，Ｓ２１４Ａが実行される。なお、ステップＳ２１２～Ｓ２１４は、図３のステップＳ１１１～Ｓ１１３，Ｓ１１３Ａと同様であるため、それぞれの説明を控える。一方、電圧値が第３閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１５が実行される。
【0059】
ステップＳ２１５において、ＥＣＵ６は、第１コマンドをＢＭＵ２２に送信する。しかし、ステップＳ２１５では、第２コマンドは送信されない。詳細には、ＢＭＵ２２により導出された特性値が第１閾値以上であって、低電圧バッテリ５の現在の電圧値が第３閾値以上であると判定した場合に、バッテリパック２の直流電圧は、低電圧バッテリ５に供給されない。従って、バランス処理の実行中に、バッテリパック２の各セル電圧が安定する。
【0060】
ステップＳ２１６において、ＢＭＵ２２は、第１コマンドの受信に応じて、ステップＳ２０５と同様に、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示する。その結果、ステップＳ２０５の同様のバランス処理が実行される。
【0061】
次に、ステップＳ２１７において、ＥＣＵ６は、ステップＳ２１１と同様に、低電圧バッテリ５の現在の電圧値が第３閾値に到達しているか否かを判定する。電圧値が第３閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２１７でＹｅｓ）、ステップＳ２１９Ａが実行される。一方、電圧値が第３閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ２１７でＮｏ）、ステップＳ２１８が実行される。
【0062】
ステップＳ２１８では、ＥＣＵ６は、第２コマンドをコンバータ４に送信する。即ち、ＥＣＵ６は、バランス処理の実行中に、低電圧バッテリ５の電圧値が第３閾値以上であると判定した場合に、第２コマンドを送信する。
【0063】
ステップＳ２１９において、コンバータ４は、第２コマンドの受信に応じて、バッテリパック２から低電圧バッテリ５に直流電圧を与える。その結果、バランス処理が電力不足により途絶えることなく安定的に実行される。
【0064】
ステップＳ２１７でＹｅｓと判定された場合、又はステップＳ２１９の実行後に、ステップＳ２１９Ａが実行される。ステップＳ２１９Ａは、ステップＳ１０５Ａと同様の処理である。ＥＣＵ６は、第２閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ２１９ＡでＮｏ）、ステップＳ２１７を実行する。一方、ＥＣＵ６は、第２閾値以下であると判定した場合（ステップＳ２１９ＡでＹｅｓ）、ステップＳ２１０を実行する。
【0065】
以上、図面を参照して本開示の実施形態について説明した。ただし、本開示は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
【0066】
また、図面は、本開示の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本開示の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0067】
（１）実施形態では、電動モータ２０１が三相交流モータであるため、バッテリパック２は、インバータ３を介して、負荷としての電動モータ２０１に交流電力を与える。しかし、これに限らず、電動モータ２０１が直流モータの場合には、バッテリパック２は、ＤＣ－ＤＣコンバータを介して、又は直接的に電動モータ２０１に直流電圧を与えることができる。
【0068】
（２）実施形態では、特性値は、全てのセル電圧における最大値と最小値との差であった。しかし、これに限らず、特性値は、全てのセル電圧の分散又は標準偏差でもよい。他にも、バッテリモジュール２１ごとにセル電圧の最小値（即ち、実施形態では４つのセル電圧）が選択される。選択されたセル電圧における最大値と最小値との差が特性値として導出されてもよい。
【0069】
（３）実施形態では、制御装置１００は、作業機械２００の電動モータ２０１を制御していた。しかし、これに限らず、制御装置１００は、例えば電気自動車のモータを制御してもよい。他にも、制御装置１００は、バッテリパック２を備える電気機器又は電子機器に適用可能である。
【0070】
（４）実施形態では、制御装置１００は、オペレータにより操作される作業機械２００に適用されていた。しかし、これに限らず、制御装置１００は、遠隔操作可能な作業機械２００に適用されてもよい。この場合、制御装置１００は、キースイッチ８の代わりに、始動及び停止が切り換えるためのリモートコントローラを備える。他にも、制御装置１００は、自動運転可能な作業機械２００に適用されてもよい。この場合、制御装置１００は、キースイッチ８の代わりに、ＥＣＵ６が作業機械２００の始動及び停止を切り換える。
【0071】
（５）実施形態では、制御装置１００は、ディスプレイ９を備えていた。しかし、これに限らず、作業機械２００がリモートコントローラにより遠隔操作可能であったり、クラウドコンピュータにより監視可能であったりする場合、制御装置１００がディスプレイ９を備えている必要はない。詳細には、制御装置１００は、無線通信インタフェースを通じて、状態画像データをリモートコントローラ又はクラウドコンピュータに送信すればよい。
【0072】
（６）実施形態では、図３と、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、キースイッチ８の停止信号の受信前及び受信後にバランス処理は実行可能であった。しかし、これに限らず、バランス処理は、少なくとも停止信号の受信後に実行されるように制御プログラムは作成されればよい。
【0073】
（７）実施形態では、目標電圧は、最低電圧よりも高い電圧であった。しかし、これに限らず、目標電圧は、最低電圧よりも所定電圧だけ高い電圧である。所定電圧は、予め定められた固定値である。固定値の場合、目標電圧を簡単に決定できるため、ＥＣＵ６の処理負担が軽減される。他にも、目標電圧は、全セル電圧の平均値と、最低電圧との間の値（即ち、可変値）であってもよい。この場合、目標電圧が確実に低く抑えられるため、セル電圧のばらつきが比較的低減する。
【0074】
本願は、以下の付記を開示する。以下の付記は、本発明を限定するものではない。
【0075】
（付記１）
複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信し、
前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの電圧のうち最低電圧よりも高い目標電圧を決定し、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する、制御装置。
複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記バランス処理の実行を指示する第１コマンドを前記バランス処理部に送信し、
前記バランス処理部は、前記第１コマンドの受信に応じて、前記複数のバッテリセルの電圧のうち最低電圧よりも高い目標電圧を決定し、決定した前記目標電圧に基づく前記バランス処理を実行する、制御装置。
【0076】
（付記２）
前記バランス処理部は、前記複数のバッテリセルのうち、前記目標電圧より高い電圧を有するバッテリセルを前記目標電圧になるように放電させて、前記電圧のばらつきを低減する、付記１に記載の制御装置。
前記バランス処理部は、前記複数のバッテリセルのうち、前記目標電圧より高い電圧を有するバッテリセルを前記目標電圧になるように放電させて、前記電圧のばらつきを低減する、付記１に記載の制御装置。
【0077】
（付記３）
前記複数のバッテリセルの特性値が第２閾値以下である場合に、前記バランス処理を完了させ、
前記第２閾値は、前記第１閾値より小さく、前記複数のバッテリセルの電圧に対する前記目標電圧のばらつきを示す特性値よりも大きい、付記１又は付記２に記載の制御装置。
前記複数のバッテリセルの特性値が第２閾値以下である場合に、前記バランス処理を完了させ、
前記第２閾値は、前記第１閾値より小さく、前記複数のバッテリセルの電圧に対する前記目標電圧のばらつきを示す特性値よりも大きい、付記１又は付記２に記載の制御装置。
【0078】
（付記４）
前記目標電圧は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧の平均値と、前記最低電圧との間の値を有する、付記１から付記３に記載の制御装置。
前記目標電圧は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧の平均値と、前記最低電圧との間の値を有する、付記１から付記３に記載の制御装置。
【0079】
（付記５）
充放電可能な第２蓄電部と、
前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と
を更に備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第２コマンドを前記給電部に送信する、付記１から付記４のいずれかに記載の制御装置。
充放電可能な第２蓄電部と、
前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と
を更に備え、
前記制御部は、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第２コマンドを前記給電部に送信する、付記１から付記４のいずれかに記載の制御装置。
【0080】
（付記６）
前記制御部は、
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上であって、前記第２蓄電部の電圧が第３閾値以上である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信せず、
前記バランス処理の実行中に、前記第２蓄電部の電圧が前記第３閾値未満である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信する、付記５に記載の制御装置。
前記制御部は、
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上であって、前記第２蓄電部の電圧が第３閾値以上である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信せず、
前記バランス処理の実行中に、前記第２蓄電部の電圧が前記第３閾値未満である場合に、前記第２コマンドを前記給電部に送信する、付記５に記載の制御装置。
【0081】
（付記７）
前記負荷の始動と停止とを切り替える切換部を更に備え、
前記制御部は、前記切換部が停止に切り替えられ、且つ、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１コマンドを前記バランス処理部に送信する、付記１から付記６のいずれかに記載の制御装置。
前記負荷の始動と停止とを切り替える切換部を更に備え、
前記制御部は、前記切換部が停止に切り替えられ、且つ、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値以上である場合に、前記第１コマンドを前記バランス処理部に送信する、付記１から付記６のいずれかに記載の制御装置。
【0082】
（付記８）
前記バランス処理の実行中に前記バランス処理に関連する画像を表示する表示部を更に備える、付記７に記載の制御装置。
前記バランス処理の実行中に前記バランス処理に関連する画像を表示する表示部を更に備える、付記７に記載の制御装置。
【0083】
（付記９）
前記制御部は、第１文字列及び第２文字列の少なくとも一方と、第３文字列とを含む前記画像を生成し、
前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、付記８に記載の制御装置。
前記制御部は、第１文字列及び第２文字列の少なくとも一方と、第３文字列とを含む前記画像を生成し、
前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、付記８に記載の制御装置。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明は、制御装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【0085】
１００ 制御装置
１ 整流器
２ バッテリパック
２１ バッテリモジュール
２１１ ＣＭＵ
２１２ バッテリセル
２１３ セルバランス回路
２１４ 電圧検出回路
２２ ＢＭＵ
３ インバータ
４ コンバータ
５ 低電圧バッテリ
６ ＥＣＵ
７ 自己保持回路
８ キースイッチ
９ ディスプレイ
１０１ 給電経路
２００ 作業機械
１ 整流器
２ バッテリパック
２１ バッテリモジュール
２１１ ＣＭＵ
２１２ バッテリセル
２１３ セルバランス回路
２１４ 電圧検出回路
２２ ＢＭＵ
３ インバータ
４ コンバータ
５ 低電圧バッテリ
６ ＥＣＵ
７ 自己保持回路
８ キースイッチ
９ ディスプレイ
１０１ 給電経路
２００ 作業機械
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】