特開 2024-83008 電源装置

(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】P2024083008

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240613BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240613BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 H

H01M10/48 P

H01M10/44 P

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197280

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】堀井 秀一

(72)【発明者】

【氏名】菊池 淳

(72)【発明者】

【氏名】平山 篤史

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA03

5G503BB01

5G503CA08

5G503CB11

5G503EA05

5G503FA06

5G503GD02

5G503GD03

5G503GD04

5G503HA01

5H030BB01

5H030BB23

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】電源装置を均等化するための演算負荷を軽減すること
【解決手段】
上位コントローラ１３は、複数の電池モジュール１１の下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を調整するための調整値を設定する第１処理が実行されるように構成されている。複数の下位コントローラ１２は、当該調整値に基づいて、下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を更新する第２処理が実行されるように構成されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続された複数の電池モジュールと、
上位コントローラと
を有し、
前記複数の電池モジュールは、
直列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのそれぞれの残容量を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記複数の電池セルの残容量に基づいて、当該複数の電池セルの残容量を均等化するための目標値を設定する処理が実行されるように構成された下位コントローラと、
前記下位コントローラによって設定された目標値に従って前記複数の電池セルの残容量を均等化するための均等化処理部と
をそれぞれ有し、
前記上位コントローラは、前記複数の電池モジュールの下位コントローラでそれぞれ設定された前記目標値を調整するための調整値を設定する第１処理が実行されるように構成されており、
前記複数の電池モジュールの下位コントローラは、当該調整値に基づいて、前記下位コントローラでそれぞれ設定された目標値を更新する第２処理が実行されるように構成されている、
電源装置。

【請求項2】

前記複数の電池モジュール間で、残容量を均等化する際に、
前記上位コントローラは、前記調整値を、前記複数の電池モジュールの下位コントローラに送信し、
前記下位コントローラは、前記上位コントローラから前記調整値を受信し、当該調整値に基づいて目標値を更新して、対応する電池モジュールの均等化処理部が更新された目標値に基づいて制御されるように構成された、
請求項１に記載された電源装置。

【請求項3】

前記下位コントローラは、前記電池モジュールに組み込まれた複数の電池セルのうち最も残容量が少ない電池セルの残容量を前記目標値として設定するように構成された、請求項１に記載された電源装置。

【請求項4】

前記上位コントローラは、前記複数の下位コントローラから取得された複数の前記目標値のうち最も低い目標値を前記調整値として設定するように構成された、請求項３に記載された電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００３－４７１１１号公報は、自動車用の電源装置が開示されている。同公報で開示される電源装置は、複数の分割ユニットを直列に接続している組電池と、各々の分割ユニットに接続している複数の電池状態検出回路と、各々の電池状態検出回路に外部通信バスを介して接続しているバッテリＥＣＵとを備える。各々の電池状態検出回路は、電圧検出器とＡ／Ｄ変換器とユニット演算回路と通信回路を備える。電池状態検出回路は、ユニット演算回路で各々の分割ユニットの状態を検出し、外部通信バスを介して、検出された分割ユニットの状態をバッテリＥＣＵに伝送する。つまり、同公報に開示された技術では、分割ユニットの状態が検出されてバッテリＥＣＵに伝達される。かかる構成によって、バッテリＥＣＵの負荷を軽くして安価なものを使用しながら、電池モジュールで構成される分割ユニットの状態が独立してより詳細に検出される。衝突時の安全性と信頼性を向上する、雑音による誤差を少なくしてより正確に分割ユニットの状態が検出される。などの効果が挙げられている。

【0003】

特開２０１４－６８５２４号公報に開示された電源装置は、直列接続された複数の二次電池セルを有する組電池と、二次電池セルとそれぞれ並列に接続され、対応する二次電池セルの放電を行う複数の放電回路と、を備えている。充電制御回路は、組電池に対して定電流充電を行い、複数の二次電池セルのうち一又は複数の二次電池セルの電圧が所定の第１電圧に至った場合に、第１電圧に至った一又は複数の二次電池セルに接続された放電回路を駆動して放電を行うとともに、当該組電池に対して定電圧充電を行う。また、充電制御回路は、放電が行われている二次電池セルの電圧が第１電圧よりも低い所定の第２電圧に至った場合に、放電を停止し、再び定電流充電から放電示停止までの充電処理を繰り返す。かかる構成によって、組電池装置を構成している全ての二次電池セルの容量が十分に使われ、実効容量が確保される、とされている。

【0004】

国際公開第２０１２／５３４２６号公報では、各電池モジュールに、マイコン等の制御回路を設けることは、高度な制御管理が可能となる半面、電池モジュール毎に複雑な電子回路を配置することとなり、極めて回路構成が複雑化し、処理も大変となる上、製造及び管理維持コストも高騰するという問題があり、特に大量生産される車載用の電源装置においては、コストダウンの要求が強く、より簡易で安価な構成が求められていた、とされている。同公報で開示された電源装置は、直列及び／又は並列に接続された複数の電池セルが積層した電池ブロックと、電池セルの状態を検出するための電池状態検出部と、他の機能モジュール又はメインコントローラとデータ通信するための通信インターフェースと、通信インターフェースを介して通信されるデータを記録可能なメモリ部と、を備えている。メインコントローラは、複数の機能モジュールと、各機能モジュールの通信インターフェースと、通信ラインを介して接続される。複数の機能モジュールが、出力ライン上で直列及び／又は並列に接続されている。かかる構成によって、演算機能を機能モジュールから省略し、演算自体はメインコントローラで纏めて行うことによって、全体の構成を簡素化できる。また機能モジュールのハードウェア構成を共通化することで製造コストを低減できる。さらに一部の機能モジュールに不具合が生じても該当する機能モジュールのみを交換でき、メンテナンスの面でも有利となる、などとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－４７１１１号公報

【特許文献2】特開２０１４－６８５２４号公報

【特許文献3】国際公開第２０１２／５３４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、複数の電池モジュールが組み込まれた電源装置は、搭載される電池の数が多くなると、その分、均等化処理のための演算が煩雑になる傾向がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここで開示される電源装置は、直列に接続された複数の電池モジュールと、上位コントローラとを有している。複数の電池モジュールは、直列に接続された複数の電池セルと、複数の電池セルのそれぞれの残容量を検出する検出部と、検出部で検出された前記複数の電池セルの残容量に基づいて、当該複数の電池セルの残容量を均等化するための目標値を設定する処理が実行されるように構成された下位コントローラと、下位コントローラによって設定された目標値に従って前記複数の電池セルの残容量を均等化するための均等化処理部とをそれぞれ有している。上位コントローラは、複数の電池モジュールの下位コントローラでそれぞれ設定された前記目標値を調整するための調整値を設定する第１処理が実行されるように構成されている。複数の下位コントローラは、当該調整値に基づいて、下位コントローラでそれぞれ設定された目標値を更新する第２処理が実行されるように構成されている。

【0008】

かかる電源装置によれば、組み込まれた複数の電池セルの残容量を、全体として均等化するための演算処理が少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、ここで開示される電源装置１０を模式的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、ここでの開示を説明する。特に限定されない限りにおいて、ここでの開示は、本願の特許請求の範囲に記載された発明を限定することを意図したものではない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0011】

図１は、ここで開示される電源装置１０を模式的に示すブロック図である。電源装置１０は、複数の電池モジュール１１と、上位コントローラ１３とを備えている。図１では、一部の電池モジュール１１で内部構造が展開されている。内部構造が展開されていない電池モジュール１１も、内部構造が展開された電池モジュール１１と同様の構成を有している。図１に示された形態では、複数の電池モジュール１１は、それぞれ直列に接続されており、車両の負荷１００（電動モータなどの駆動装置）や外部電源２００などに接続される。

【0012】

電池モジュール１１には、下位コントローラ１２がそれぞれ組み込まれている。下位コントローラ１２は、上位コントローラ１３に通信可能に接続されている。下位コントローラ１２は、電池モジュール１１を制御するコントローラであり、上位コントローラ１３は、電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１を協働させるべく制御するコントローラである。上位コントローラ１３は、例えば、外部コントローラ１４（車載ＥＣＵ）に通信可能に接続されているとよい。図１に示された形態では、電源装置１０の外部に設けられた外部コントローラ１４（例えば、車載ＥＣＵ）は、上位コントローラ１３に通信路６１で接続されている。複数の電池モジュール１１を制御する下位コントローラ１２は、上位コントローラ１３に対してそれぞれ同じ通信路６２で接続されている。なお、電源装置１０は、図１に示す形態に限定されない。例えば、外部コントローラ１４（例えば、車載ＥＣＵ）は、上位コントローラ１３と下位コントローラ１２とが接続された通信路６２に接続されていてもよい。

【0013】

〈電池モジュール１１〉
ここで、電池モジュール１１は、複数の電池セル３１と、検出部３２と、均等化処理部３３と、下位コントローラ１２とを備えている。

【0014】

〈複数の電池セル３１〉
複数の電池セル３１は、予め定められた数の単セルが直列に接続された電池群である。複数の電池セル３１は、例えば、複数の単セルが一列に並べられているとよい。また、複数の電池セル３１は、バスバーによって順に直列に接続されていてもよい。ここでは、電池モジュール１１に含まれる複数の電池セルをいうときは、「複数の電池セル」とし、単セルをいうときは「単セル」という。

【0015】

このような電池モジュール１１では、放電時には、過放電を防止する観点において、残容量が最小のセルによって放電が制限されうる。また、充電時には、過充電を防止する観点において、残容量が最大のセルによって充電が制限されうる。電池モジュール１１に含まれる各単セル３１ａの残容量が均等であると、各単セル３１ａの残容量がばらついている場合に比べて充放電の制限が生じにくくなり、電池モジュール１１により高い性能を発揮させることができる。

【0016】

この実施形態では、電池モジュール１１は、検出部３２と、均等化処理部３３の各種処理を具現化するハード構成として、それぞれ均等化回路１１ａと、検出回路１１ｂとを備えている。

【0017】

〈検出部３２〉
検出部３２は、複数の電池セル３１のそれぞれの残容量を検出する処理が実行される部位である。ここで、残容量は、ＳＯＣとも称される。ＳＯＣは、State Of Chargeの略語である。残容量（ＳＯＣ）＝（Ｃｒ／Ｃｆ）×１００（％）で得られる。ここで、Ｃｒは残容量[Ah]、Ｃｆは満充電容量[Ah]であり、単位[Ah]は、電池に蓄えられた電荷の量を表す。

【0018】

複数の電池セル３１のそれぞれの残容量を直接検出することは難しい。残容量は、例えば、電池電圧から推測される。また、残容量は、例えば、充放電の電流値の履歴から算出されうる。この実施形態では、検出部３２は、複数の電池セル３１から残容量を検出するための情報を取得し、当該取得された情報に基づいて、各単セルの残容量をそれぞれ得るものでもよい。図１に示された形態では、例えば、電池モジュール１１に含まれる各単セル３１ａの電池の状態についての測定値を検出するための検出回路１１ｂを通じて、各単セル３１ａの温度や電圧や電流値が得られるように構成されているとよい。

【0019】

例えば、温度は、温度センサによって測定されてもよい。温度センサは、電池モジュール１１の各単セル３１ａに設けられていてもよいし、電池モジュール１１にいくつか設けられた温度センサによって各単セル３１ａが推定されてもよい。例えば、電池モジュール１１において、単セル３１ａが一列に並べられている場合には、電池モジュール１１の中央部と、両端部とに設けられた温度センサと温度センサとの距離に基づいて、単セル３１ａの温度が得られるように構成されていてもよい。電圧値は、単セル３１ａにそれぞれに設けられた電圧センサに基づいて得られるよい。電流値は、電池モジュール１１に流れる電流を検知する電流センサ２０によって得られるとよい。このように、検出部３２は、温度や電圧や電流値に基づいて、複数の電池セル３１のそれぞれの残容量が検出されるものであるとよい。検出部３２は、例えば、各種センサから温度や電圧や電流値などの情報を取得する部位と、得られた情報に基づいて残容量を取得する部位とを含んでいてもよい。

【0020】

〈下位コントローラ１２〉
下位コントローラ１２は、検出部３２で検出された複数の電池セル３１の残容量に基づいて、当該複数の電池セル３１の残容量を均等化するための目標値を設定する処理が実行されるように構成されている。この電源装置１０は、複数の電池モジュール１１を備えている。複数の電池モジュール１１は、それぞれ独立して下位コントローラ１２によって制御され、電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量が均等化されうる。電池モジュール１１には、マイコンが組み込まれているとよい。下位コントローラ１２は、例えば、各電池モジュール１１に組み込まれたマイコンの一つの機能として具現化されているとよい。

【0021】

〈均等化処理部３３〉
均等化処理部３３は、下位コントローラ１２によって設定された目標値に従って複数の電池セル３１の残容量を均等化するための処理が実行される部位である。

【0022】

この実施形態では、電池モジュール１１は、下位コントローラ１２によって設定された目標値に従って複数の電池セル３１の残容量を均等化するための均等化回路１１ａが組み込まれている。均等化回路１１ａは、例えば、各単セル３１ａに対して抵抗を接続した閉回路を構成し、閉回路の開閉がスイッチで制御される回路構成とされうる。単セル３１ａを抵抗に短絡させると、単セル３１ａの電力が消費され、当該単セル３１ａの残容量が下がる。この場合、均等化処理では、例えば、電池モジュール１１の中で最も残容量が少ない単セル３１ａの残容量が、均等化の目標値に設定されるとよい。

【0023】

この実施形態では、電池モジュール１１に含まれる複数の電池セル３１の残容量を均等化するための処理では、下位コントローラ１２によって設定された目標値に従って、均等化回路１１ａが制御されるとよい。下位コントローラ１２は、検出回路１１ｂから取得される各単セル３１ａの温度や電圧や電流値などの情報に基づいて、各単セル３１ａの残容量を得る。そして、下位コントローラ１２は、１つの電池モジュール１１の中で最も残容量が少ない単セル３１ａの残容量を、均等化の目標値に設定されるとよい。このように均等化の目標値が設定され、均等化回路１１ａが制御されることによって、電池モジュール１１の中で最も残容量が少ない単セル３１ａの残容量に合わせられる。これにより、電池モジュール１１内の複数の電池セル３１の残容量が均等化される。

【0024】

電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａの電池容量が同じであり、かつ、複数の電池モジュール１１が直列に接続されている場合には、電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａの残容量を全体として均等化することが望ましい。この場合、電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａの残容量を全体として均等化する場合、例えば、電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａの中で最も残容量が少ない単セル３１ａの残容量に基づいて、均等化の目標値が設定されるとよい。

【0025】

ところで、電気モーターなどを介して電気で駆動力を得る電動車両では、車両走行駆動用の電源として、複数の電池モジュールを備えた電源装置が用いられる。このうち純粋に電池に蓄えられた電力を基に駆動する電気自動車（BEV: Battery Electric Vehicle）では、満充電での充電による走行距離を大きくするために、１台の車両に搭載されるセル数が多くなっている。ここで、搭載される電池の数が多くなると、その分、均等化処理のための演算が煩雑になる。

【0026】

例えば、図１では、８個の電池モジュール１１が直列に接続されている。２５個の単セル３１ａで構成された電池モジュールが、８つあり、全体で２００セルが直列に接続されている場合、２００セルのそれぞれ電池情報が収集されて、均等化のための目標値が設定されるとよい。さらに、２倍（１６個）の電池モジュール１１が直列に接続されていると、全体で４００セルが直列に接続された状態になる。この場合、例えば、４００セルから電池情報（例えば、電圧の情報）を収集し、予め定められた演算によって均等化のための目標値を設定されるとよい。また、全体として、直列に接続される電池セルがさらに多くなることも想定される。このように直列に接続された電池モジュールが増えれば増えるほど、全体として直列で接続されるセル数が増える。ここで、１セル当たりの電圧が４．３Ｖであるとすると、２５セル×８モジュールで２００セルが直列に接続されていると、８６０Ｖになる。さらに、２５セル×１６モジュールで４００セルが直列に接続されていると、１，７２０Ｖになる。さらに、２５セル×３２モジュールで８００セルが直列に接続されていると、３，４４０Ｖになる。このようにセル数が増えれば増えるほど、高い電圧が得られる。他方で、均等化のための目標値を設定するに収集される電池情報が多くなったり、通信負荷や演算負荷が大きくなったりすることが想定される。

【0027】

〈上位コントローラ１３〉
図１に示された電源装置１０は、上位コントローラ１３を備えている。図１に示された電源装置１０では、上位コントローラ１３は、第１処理が実行されるように構成されている。加えて、複数の下位コントローラ１２は、第２処理が実行されるように構成されている。

【0028】

〈第１処理〉
第１処理は、複数の電池モジュール１１の下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を調整するための調整値を設定する処理である。例えば、第１処理では、上位コントローラ１３は、複数の電池モジュール１１の下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を取得する。上位コントローラ１３は、複数の下位コントローラ１２から取得された複数の目標値のうち最も低い目標値を調整値として設定する。この際、下位コントローラ１２から上位コントローラ１３に送られる情報は、均等化の目標値だけである。また、上位コントローラ１３では、下位コントローラ１２から送られてきた均等化の目標値に基づいて、調整値が設定される。下位コントローラ１２から送られてきた均等化の目標値の数は、電池モジュール１１の数と同じであり、電池モジュール１１に組み込まれた単セル３１ａの数に比べて各段に少ない。

【0029】

〈第２処理〉
第２処理は、第１処理で調整値が設定された場合に、複数の下位コントローラ１２が、当該調整値に基づいて、下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を更新する処理である。かかる第２処理では、上位コントローラ１３で設定された調整値が、複数の下位コントローラ１２に送られる。複数の下位コントローラ１２は、それぞれ当該調整値に基づいて目標値を更新する。この際、上位コントローラ１３と下位コントローラ１２との間で通信される情報量が少なく、下位コントローラ１２の処理量も少ない。

【0030】

かかる第２処理の結果、調整値に基づいて各下位コントローラ１２は、各下位コントローラ１２の制御対象である電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量を均等化するための目標値が更新される。これにより、電源装置１０の各電池モジュール１１の下位コントローラ１２において、電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量を均等化させるための目標値が上位コントローラ１３で調整された調整値に一致する。各電池モジュール１１では、下位コントローラ１２で更新された目標値に基づいて均等化処理が行なわれる。この結果、電源装置１０の各電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａは、上位コントローラ１３で調整された調整値に基づいて均等化される。

【0031】

このように、電源装置１０では、電源装置１０の各電池モジュール１１に組み込まれた全ての単セル３１ａを均等化させるため、上記の第１処理と第２処理が実行される。かかる第１処理と第２処理では、上位コントローラ１３と下位コントローラ１２との間で通信される情報量が少ない。また、下位コントローラ１２で設定された目標値を、上位コントローラ１３で設定された調整値に更新する処理も処理量としては少ない。かかる第１処理と第２処理での通信量や処理量は、電源装置１０で直列に接続された電池モジュールが増えてもそれほど増えない。

【0032】

この実施形態では、下位コントローラ１２は、制御対象である電池モジュール１１に組み込まれた複数の単セル３１ａのうち、最も残容量が少ない単セル３１ａの残容量を均等化の目標値として設定するように構成されている。上位コントローラ１３は、複数の下位コントローラから取得された複数の目標値のうち最も低い目標値を調整値として設定するように構成されている。上位コントローラ１３は、各下位コントローラ１２から取得された複数の目標値のうち最も低い目標値を調整値として設定する。

【0033】

下位コントローラ１２は、当該調整値に基づいて、下位コントローラ１２でそれぞれ設定された目標値を更新する第２処理が実行される。第２処理が実行されることにより、各下位コントローラ１２で設定される目標値が、上位コントローラ１３で設定された調整値になる。これにより、各下位コントローラ１２の制御対象である電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量が、上位コントローラ１３で設定された調整値に従って均等化される。これにより、電源装置１０に組み込まれた全ての単セル３１ａの残容量が、均等化される。ここで、上位コントローラ１３は、各下位コントローラ１２から取得された複数の目標値のうち最も低い目標値を調整値として設定する。このため、電源装置１０に組み込まれた全ての単セル３１ａの残容量は、各下位コントローラ１２から取得された複数の目標値のうち最も低い目標値になるように均等化される。この場合、残容量が少ない単セル３１ａの残容量に合わせて均等化が図られる処理では、残容量が多い単セル３１ａを抵抗に短絡させるとよい。このため、均等化のための回路構成や処理が簡単になる。

【0034】

図１に示された電源装置１０では、８個の電池モジュール１１が直列に接続されている。各電池モジュールに直列に接続された２５個の単セル３１ａが組み込まれているとする。この場合、電源装置１０全体では、２００個の単セル３１ａが直列に接続されている。電源装置１０では、全体で直列に接続された２００個の単セル３１ａの残容量を均等化する際に、８個の電池モジュール１１の下位コントローラ１２で設定される目標値が上位コントローラ１３に送られ、上位コントローラ１３で調整値が設定される。そして、各電池モジュール１１の下位コントローラ１２で調整値に合わせて目標値が更新される。この結果、電源装置１０では、全体で直列に接続された２００個の単セル３１ａの残容量が均等化される。さらに、４倍（３２個）の電池モジュール１１が直列に接続されており、全体で８００セルが直列に接続された場合でも、上位コントローラ１３は、各下位コントローラ１２から送られてきた均等化の目標値に基づいて、調整値を設定する処理が実施されるとよい。このため、均等化のための目標値を設定するに収集される情報が少なく、上位コントローラ１３と下位コントローラ１２との間の通信負荷や演算負荷が小さくなる。つまり、電源装置１０は、電源装置１０に組み込まれた全ての単セル３１ａの残容量の情報が全て収集されて、均等化のための目標値が設定される必要はなく、通信負荷や演算負荷が各段に少なくなる。

【0035】

上位コントローラ１３は、電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１間で残容量を均等化する際に機能するとよい。電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１は、例えば、電源装置１０が充電スポットを通じて外部電源２００に接続されて充電される際に、残容量が均等化されるとよい。具体的には、電源装置１０が電気自動車に搭載されている場合には、停車中に充電される際に、複数の電池モジュール１１間で残容量が均等化されるとよい。例えば、電気自動車に搭載された電源装置では、車両がキーオンされたタイミングで、下位コントローラ１２において、複数の電池モジュール１１間の残容量のばらつきが測定され、放電を行うセル、容量が決定されるとよい。キーオン、走行、キーオフ、充電のサイクルで電源装置１０に組み込まれた複数の電池モジュール１１の残容量が均等化されるとよい。

【0036】

また、上位コントローラ１３が起動していない時は、下位コントローラ１２は、それぞれ独立して電池モジュール１１を制御し、電池モジュール１１内に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量をそれぞれ均等化する。上位コントローラ１３が起動した後は、複数の電池モジュール１１に組み込まれた下位コントローラ１２は、上位コントローラ１３に目標値を送る。そして、上位コントローラ１３で設定された調整値に合わせて、複数の電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量をそれぞれ均等化するための目標値を更新する。このように、下位コントローラ１２は、上位コントローラ１３が起動していない時は、独立して複数の電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量をそれぞれ均等化する。上位コントローラ１３が起動している時は、下位コントローラ１２は、上位コントローラ１３で設定された調整値に合わせて、複数の電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量をそれぞれ均等化するための目標値が更新する。

【0037】

なお、以上の説明では、電源装置１０の各電池モジュール１１が上位コントローラ１３と通信していることを前提としているが、電源装置１０は、電源装置１０の一部の電池モジュール１１が上位コントローラ１３と通信していないような不具合が生じている場合でも、機能する。つまり、電源装置１０の各電池モジュール１１に組み込まれた下位コントローラ１２は、それぞれ単独で電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量を均等化するための目標値を設定する処理が実行されるように構成されている。このため、電源装置１０の一部の電池モジュール１１が上位コントローラ１３と通信していないような不具合が生じている場合でも、当該不具合が生じている電池モジュール１１では、調整値に基づいて均等化されない。しかし、下位コントローラ１２で設定される目標値に従って、当該電池モジュール１１に組み込まれた複数の電池セル３１の残容量は均等化される。このように、電源装置１０の一部の電池モジュール１１が上位コントローラ１３と通信していないような不具合が生じている場合でも、各電池モジュール１１では、複数の電池セル３１の残容量は均等化される。また、不具合が生じていない他の電池モジュール１１では、上位コントローラ１３で設定された調整値に基づいて複数の電池セル３１の残容量が均等化される。複数の電池モジュール１１のうち、一部の電池モジュール１１に通信障害などの障害がある場合には、当該電池モジュール１１が交換されることで電源装置１０全体として復旧可能である。

【0038】

また、上位コントローラ１３は、上位コントローラ１３に接続される電池モジュール１１の数は、増減可能に構成されていてもよい。例えば、上位コントローラ１３に接続される電池モジュール１１が追加されることで、電源装置１０の容量を拡充できるように構成されていてもよい。電源装置１０は、電池モジュール１１毎の交換や追加が容易になり、メンテナンスや、全体の容量の変更が容易になる。

【0039】

以上、ここで開示される発明について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態などは本発明を限定しない。また、ここで開示される発明の実施形態は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。

【0040】

以上の通り、本明細書には、以下の各項に記載の開示が含まれている。
項１：
直列に接続された複数の電池モジュールと、
上位コントローラと
を有し、
前記複数の電池モジュールは、
直列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのそれぞれの残容量を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記複数の電池セルの残容量に基づいて、当該複数の電池セルの残容量を均等化するための目標値を設定する処理が実行されるように構成された下位コントローラと、
前記下位コントローラによって設定された目標値に従って前記複数の電池セルの残容量を均等化するための均等化処理部と
をそれぞれ有し、
前記上位コントローラは、前記複数の電池モジュールの下位コントローラでそれぞれ設定された前記目標値を調整するための調整値を設定する第１処理が実行されるように構成されており、
前記複数の下位コントローラは、当該調整値に基づいて、前記下位コントローラでそれぞれ設定された目標値を更新する第２処理が実行されるように構成されている、
電源装置。

【0041】

項２：
前記複数の電池モジュール間で、残容量を均等化する際に、
前記上位コントローラは、前記調整値を、前記複数の電池モジュールの下位コントローラに送信し、
前記下位コントローラは、前記上位コントローラから前記調整値を受信し、当該調整値に基づいて目標値を更新して、対応する電池モジュールの均等化処理部が更新された目標値に基づいて制御されるように構成された、項１に記載された電源装置。

【0042】

項３：
前記下位コントローラは、前記電池モジュールに組み込まれた複数の電池セルのうち最も残容量が少ない電池セルの残容量を前記目標値として設定するように構成された、項１に記載された電源装置。

【0043】

項４：
前記上位コントローラは、前記複数の下位コントローラから取得された複数の前記目標値のうち最も低い目標値を前記調整値として設定するように構成された、項３に記載された電源装置。

【符号の説明】

【0044】

１０ 電源装置
１１ 電池モジュール
１１ａ 均等化回路
１１ｂ 検出回路
１２ 下位コントローラ
１３ 上位コントローラ
１４ 外部コントローラ
２０ 電流センサ
３１ 電池セル
３１ａ 単セル
３２ 検出部
３３ 均等化処理部
６１ 通信路
６２ 通信路
１００ 負荷
２００ 外部電源

【図1】