特許 7031301 蓄電素子の管理装置、及び、管理方法

(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】

(24)【登録日】2022-02-28

(45)【発行日】2022-03-08

(54)【発明の名称】蓄電素子の管理装置、及び、管理方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20220301BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20220301BHJP

   G01R 31/36 20200101ALI20220301BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220301BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302D

B60R16/04 W

G01R31/36

H01M10/48 P

H02J7/00 Y

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017251526

(22)【出願日】2017-12-27

(65)【公開番号】P2019118204

(43)【公開日】2019-07-18

【審査請求日】2020-11-27

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福島 敦史

(72)【発明者】

【氏名】白石 剛之

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１６８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１３０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１４３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１３４７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｂ６０Ｒ １６／０４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力源の始動及び機器への電力供給に用いられる蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子の状態に関する物理量を計測する計測部と、
前記蓄電素子を管理する管理部と、
を備え、
当該管理装置は、前記計測部によって所定の周期で前記物理量を計測する第１のモードと、前記所定の周期より長い周期で前記物理量を計測する第２のモードとを有し、
前記管理部は、前記動力源に関する第１の所定条件が成立すると当該管理装置を前記第２のモードで動作させ、前記第２のモード中に前記蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は前記第１の所定条件が成立していても当該管理装置を前記第１のモードに移行させ、
前記第２の所定条件は、前記蓄電素子の過放電が予見されたことである、蓄電素子の管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記第１の所定条件は、前記動力源が停止していることである、蓄電素子の管理装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記物理量は前記蓄電素子の電圧値を含み、
前記管理部は、前記第２のモード中に前記蓄電素子の電圧が所定の下限電圧値より高い所定の電圧値まで低下すると、前記蓄電素子の過放電が予見されたと判断する、蓄電素子の管理装置。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記物理量は前記蓄電素子に流れる電流の電流値を含み、
前記管理部は、前記計測部によって計測される電流値に基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定し、前記第２のモード中に充電状態が所定の下限値より高い所定の充電状態まで低下すると、前記蓄電素子の過放電が予見されたと判断する、蓄電素子の管理装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電素子の管理装置であって、
当該管理装置は前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器を備え、前記遮断器を開いて電流を遮断する第３のモードを有し、
前記物理量は前記蓄電素子の電圧値を含み、
前記管理部は、前記第２のモード中に前記計測部によって第４の基準値以下の電圧値が計測された場合は当該管理装置を前記第３のモードに移行させる、蓄電素子の管理装置。

【請求項6】

請求項５に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記管理部は、前記第３のモード中に前記蓄電素子に充電器が接続されると当該管理装置を前記第１のモードに移行させる、蓄電素子の管理装置。

【請求項7】

動力源の始動及び機器への電力供給に用いられる蓄電素子の管理装置を用いた蓄電素子の管理方法であって、
前記管理装置は、前記蓄電素子の状態に関する物理量を所定の周期で計測する第１のモードと、前記所定の周期より長い周期で前記物理量を計測する第２のモードとを有し、
当該管理方法は、
前記動力源に関する第１の所定条件が成立すると前記管理装置を前記第２のモードで動作させる第１の工程と、
前記第２のモード中に前記蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は前記第１の所定条件が成立していても当該管理装置を前記第１のモードに移行させる第２の工程と、
を含み、
前記第２の所定条件は、前記蓄電素子の過放電が予見されたことである、蓄電素子の管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示する技術は、蓄電素子の管理装置、及び、管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両のエンジン始動及び車載機器への電力供給に用いられる車載用の蓄電素子を管理する管理装置において、エンジン動作中は通常モードで動作し、エンジンが停止されると通常モードより消費電力が少ない省電力モードに移行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、特許文献１に記載の電池管理装置（ＢＭＳ）は、エンジン動作中は通常モードで動作し、エンジンが停止されると通常モードより消費電力が少ないスリープモード（省電力モードに相当）に移行する。そして、当該電池管理装置は、スリープモード中に車両のＥＣＵからエンジン始動信号を受信した後にイグニションオン信号を受信すると、エンジンが動作中であると判断して通常モードに切り替える。すなわち、当該電池管理装置はスリープモード中にエンジンが動作すると通常モードに移行するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－９６９７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

省電力モードでは蓄電素子から車載機器に電力が供給されるので、車載機器の電力使用状況によっては省電力モード中に蓄電素子の状態が短時間に大きく変化する。しかしながら、従来は省電力モード中に蓄電素子の状態が短時間に大きく変化することについて十分に検討されておらず、蓄電素子を適切に管理する上で改善の余地があった。

【0005】

本明細書では、蓄電素子の電力消費を抑制しつつ蓄電素子を適切に管理できる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書によって開示される蓄電素子の管理装置は、動力源の始動及び機器への電力供給に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子の状態に関する物理量を計測する計測部と、前記蓄電素子を管理する管理部と、を備え、当該管理装置は、前記計測部によって所定の周期で前記物理量を計測する第１のモードと、前記所定の周期より長い周期で前記物理量を計測する第２のモードとを有し、前記管理部は、前記動力源に関する第１の所定条件が成立すると当該管理装置を前記第２のモードで動作させ、前記第２のモード中に前記蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は前記第１の所定条件が成立していても当該管理装置を前記第１のモードに移行させる。

【0007】

上記の管理装置によると、蓄電素子の電力消費を抑制しつつ蓄電素子を適切に管理できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１に係る車両及びバッテリを示す模式図

【図2】バッテリの斜視図

【図3】バッテリの分解斜視図

【図4】バッテリの回路図

【図5】割り込み回路の回路図

【図6】時間と電圧との関係、及び、動作モードを説明するためのグラフ

【図7】動作モードの移行を説明するための模式図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本実施形態の概要）
本明細書によって開示される蓄電素子の管理装置は、動力源の始動及び機器への電力供給に用いられる蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子の状態に関する物理量を計測する計測部と、前記蓄電素子を管理する管理部と、を備え、当該管理装置は、前記計測部によって所定の周期で前記物理量を計測する第１のモードと、前記所定の周期より長い周期で前記物理量を計測する第２のモードとを有し、前記管理部は、前記動力源に関する第１の所定条件が成立すると当該管理装置を前記第２のモードで動作させ、前記第２のモード中に前記蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は前記第１の所定条件が成立していても当該管理装置を前記第１のモードに移行させる。

【0010】

上述した物理量から推定される蓄電素子の状態が短時間に大きく変化している場合は、物理量を計測する周期が長いと、今回計測したときは蓄電素子の状態に異常がなくても次回計測したときには既に蓄電素子が異常な状態になっているということが起こり得る。このため、第２のモード中に蓄電素子の状態が短時間に大きく変化している場合は蓄電素子を適切に管理するために、第１の所定条件が成立していても第１のモードに移行して物理量を短い周期で計測することが望ましい。
また、上述した物理量に基づいて蓄電素子の異常が検出された場合、異常を一度検出しただけで直ちに異常と判断すると判断を誤る可能性があるので、異常が複数回検出された場合に異常と判断することが望ましい。その場合、物理量を計測する周期が長いと異常が複数回検出されるまでに時間を要し、異常に対する対応が遅れる虞がある。このため、第２のモード中に蓄電素子の異常が検出された場合は、異常であるか否かを早い時点で確定するために、言い換えると蓄電素子を適切に管理するために、第１の所定条件が成立していても第１のモードに移行して物理量を短い周期で計測することが望ましい。
このように、第１の所定条件が成立していても、蓄電素子を適切に管理するために管理装置を第１のモードに移行させることが望ましい場合がある。
上記の管理装置によると、第１の所定条件が成立すると第２のモードで動作するので、蓄電素子の電力消費を抑制できる。そして、第２のモード中に蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は第１の所定条件が成立していても第１のモードに移行するので、蓄電素子を適切に管理できる。よって上記の管理装置によると、蓄電素子の電力消費を抑制しつつ蓄電素子を適切に管理できる。

【0011】

前記第１の所定条件は、前記動力源が停止していることであってもよい。

【0012】

動力源が停止すると蓄電素子が充電されなくなるので、物理量を短い周期で計測すると蓄電素子の電力が早く消費されてしまう。上記の管理装置によると、動力源が停止すると第２のモードで動作するので、蓄電素子の電力消費を抑制できる。

【0013】

前記第２の所定条件は、前記計測部によって第１の基準値以上の前記物理量が計測されたこと、及び、第２の基準値以下の前記物理量が計測されたことの少なくとも一方であってもよい。

【0014】

蓄電素子の状態に関する物理量の中には、蓄電素子の状態の単位時間当たりの変化量と比例するものがある。例えば電流値がその例である。そのような物理量の場合は、第１の基準値以上の物理量が計測された場合は蓄電素子の状態が短時間に大きく変化しているとして物理量を短い周期で計測することが望ましい。
また、蓄電素子の状態の単位時間当たりの変化量と比例しない物理量の場合は、第１の基準値以上の物理量が計測された場合や、第２の基準値以下の物理量が計測された場合は蓄電素子の異常が予見されるとして物理量を短い周期で計測することが望ましい場合がある。例えば電圧値や温度がその例である。
上記の管理装置によると、蓄電素子の状態の単位時間当たりの変化量と比例する物理量の場合は、第１の基準値以上の物理量が計測された場合は蓄電素子の状態が短時間に大きく変化しているとして第１のモードに移行することにより、蓄電素子を適切に管理できる。また、蓄電素子の状態の単位時間当たりの変化量と比例しない物理量の場合は、第１の基準値以上の物理量が計測された場合や第２の基準値以下の物理量が計測された場合は異常が予見されるとして第１のモードに移行することにより、蓄電素子を適切に管理できる。

【0015】

前記管理部は前記物理量に基づいて前記蓄電素子の状態を推定し、前記第２の所定条件は、前記状態の単位時間当たりの変化量が第３の基準値以上であることであってもよい。

【0016】

上記の管理装置によると、蓄電素子の状態の単位時間当たりの変化量が第３の基準値より大きい場合は蓄電素子の状態が短時間に大きく変化しているとして第１のモードに移行することにより、蓄電素子を適切に管理できる。

【0017】

前記管理部は前記物理量に基づいて前記蓄電素子の異常を検出し、前記第２の所定条件は、前記異常が検出されたことであってもよい。

【0018】

上記の管理装置によると、異常が検出された場合は第１の所定条件が成立していても第１のモードに移行するので、早い時点で次の物理量を計測できる。このため異常であるか否かを早い時点で確定でき、早期に異常に対応できる。

【0019】

前記物理量は前記蓄電素子に流れる電流の電流値であり、前記第２の所定条件は、前記計測部によって前記第１の基準値以上の電流値が計測されたことであってもよい。

【0020】

電流値は蓄電素子の充電状態の推定に用いられるなど蓄電素子の状態との関連性が高いので、物理量として電流値を用いると蓄電素子を適切に管理できる。

【0021】

当該管理装置は前記蓄電素子と直列に接続されている遮断器を備え、前記遮断器を開いて電流を遮断する第３のモードを有し、前記物理量は、前記蓄電素子に流れる電流の電流値、及び、前記蓄電素子の電圧値であり、前記管理部は、前記第２のモード中に前記計測部によって第４の基準値以下の電圧値が計測された場合は当該管理装置を前記第３のモードに移行させてもよい。

【0022】

上記の管理装置によると、第２のモードから第１のモードに移行するときと第２のモードから第３のモードに移行するときとで移行の判断に用いる物理量が異なるので、モードを移行させるか否かを移行先のモードに応じて適切に判断できる。

【0023】

前記管理部は、前記第３のモード中に前記蓄電素子に充電器が接続されると当該管理装置を前記第１のモードに移行させてもよい。

【0024】

管理装置が第３のモードに移行しているときは遮断器が開いているので動力源を始動できない。その場合、例えば管理装置にスイッチを備え、動力源の運転者がスイッチを操作して管理装置を第１のモードに移行させることも考えられる。しかしながら、スイッチを操作すればよいことを必ずしも全ての運転者が知っているとは限らず、そのことを知らない運転者は動力源を始動させることができずに混乱する虞がある。これに対し、バッテリ上がりのときは充電器を接続すればよいことは多くの運転者が知っているので、スイッチを操作する場合に比べて動力源を始動できる可能性が高くなる。

【0025】

本明細書によって開示される蓄電素子の管理方法は、動力源の始動及び機器への電力供給に用いられる蓄電素子の管理装置を用いた蓄電素子の管理方法であって、前記管理装置は、前記蓄電素子の状態に関する物理量を所定の周期で計測する第１のモードと、前記所定の周期より長い周期で前記物理量を計測する第２のモードとを有し、当該管理方法は、前記動力源に関する第１の所定条件が成立すると前記管理装置を前記第２のモードで動作させる第１の工程と、前記第２のモード中に前記蓄電素子に関する第２の所定条件が成立した場合は前記第１の所定条件が成立していても当該管理装置を前記第１のモードに移行させる第２の工程と、を含む。

【0026】

上記の管理方法によると、蓄電素子の電力消費を抑制しつつ蓄電素子を適切に管理できる。

【0027】

本明細書によって開示される発明は、制御装置、制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

【0028】

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図７によって説明する。以降の説明において、図２及び図３を参照する場合、電池ケース１１が設置面に対して傾きなく水平に置かれた状態の電池ケース１１の上下方向をＹ方向とし、電池ケース１１の長辺方向に沿う方向をＸ方向とし、電池ケース１１の奥行き方向をＺ方向として説明する。

【0029】

（１）バッテリの構成
図１において車両２はガソリンエンジンやディーゼルエンジンを有するエンジン自動車である。バッテリ１は車両２に搭載されるものであり、車両２のエンジン（動力源の一例）を動力源とする発電機（オルタネータ）によって充電され、エンジンを始動させるスタータや車載機器（ヘッドライトやオーディオ、エアコン等）に電力を供給する。車載機器は機器の一例である。

【0030】

図２に示すように、バッテリ１はブロック状の電池ケース１１を備えている。電池ケース１１は上方に開口する箱型のケース本体１３、ケース本体１３の上部に装着される中蓋１５、及び、中蓋１５の上部に装着される上蓋１６を有している。図３に示すように、電池ケース１１には複数の電池セル２１（蓄電素子の一例）が直列接続された電池モジュール２０、複数の電池セル２１を位置決めする位置決め部材１４、後述する管理部３１（図４参照）が実装されている制御基板１８などが収容されている

【0031】

ケース本体１３内には各電池セル２１が個別に収容される複数のセル室１３ＡがＸ方向に並んで設けられている。位置決め部材１４の上面には複数のバスバー１７が配置されており、セル室１３Ａに収容された複数の電池セル２１の上部に位置決め部材１４が配置されることで複数の電池セル２１が位置決めされると共に、複数の電池セル２１が複数のバスバー１７によって直列に接続される。

【0032】

中蓋１５は平面視略矩形状をなしており、Ｙ方向に高低差が付けられている。中蓋１５のＸ方向両端部には図示しないハーネス端子が接続される正極外部端子１２Ｐ及び負極外部端子１２Ｎが設けられている。制御基板１８は中蓋１５の内部に収容されており、中蓋１５がケース本体１３に装着されることで電池モジュール２０と制御基板１８とが接続される。

【0033】

（２）バッテリの電気的構成
図４を参照して、バッテリ１の電気的構成について説明する。バッテリ１は電池モジュール２０、及び、電池モジュール２０を管理する電池管理装置３０（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を備えている。以降の説明では電池管理装置３０のことをＢＭＳ３０という。ＢＭＳ３０は蓄電素子の管理装置の一例である。

【0034】

前述したように電池モジュール２０は複数の電池セル２１が直列接続されたものである。各電池セル２１は繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン電池である。電池モジュール２０は複数の電池セル２１が並列に接続されたものであってもよいし、直列と並列とを組み合わせて接続されたものであってもよい。複数の電池セル２１の接続形態は適宜に決定できる。

【0035】

ＢＭＳ３０は電池セル２１から供給される電力によって動作するものであり、管理部３１、電流センサ３２（計測部の一例）、電圧センサ３３、温度センサ３４、及び、リレー３５（遮断器の一例）を備えている。
管理部３１はＣＰＵ３１Ａ、ＲＯＭ３１Ｂ、ＲＡＭ３１Ｃ、通信部３１Ｄ、割り込み回路３１Ｅなどを備えている。ＲＯＭ３１Ｂには各種のプログラムやデータが記憶されている。ＣＰＵ３１ＡはＲＯＭ３１Ｂに記憶されているプログラムを実行することによってバッテリ１の各部を制御する。

【0036】

通信部３１Ｄは車両２に搭載されているＥＣＵと通信するためのものである。管理部３１がＥＣＵから受信する信号には、車両２のイグニションスイッチがイグニションオン位置にあるときに送信されるイグニションオン信号、エンジン始動位置にあるときに送信されるエンジン始動信号、アクセサリ位置にあるときに送信されるアクセサリ信号、ロック位置にあるときに送信されるロック信号などが含まれる。

【0037】

割り込み回路３１Ｅはバッテリ１に外部の充電器が接続された場合にＣＰＵ３１Ａに起動電圧を印加する回路である。図５に示すように割り込み回路３１Ｅは一端が電流経路３６に接続されており、他端が接地されている。割り込み回路３１Ｅは直列に接続されたリレー４１、分圧抵抗４２及び分圧抵抗４３を有しており、二つの分圧抵抗４２，４３の間から分岐する信号線４４がＣＰＵ３１Ａの所定の入力ポートに接続されている。

【0038】

リレー４１は電力供給が停止されても切り替えられた状態を維持するラッチ型であり、ＣＰＵ３１Ａによって開閉される。詳しくは後述するが、ＢＭＳ３０の動作モードにはディープスリープモードがある。ディープスリープモードではＣＰＵ３１Ａは動作を停止する。ＣＰＵ３１Ａはディープスリープモードに移行するときにリレー４１を閉じ、ディープスリープモード中に入力ポートに起動電圧が印加されると動作を再開してリレー４１を開く。

【0039】

図４に示すように、電流センサ３２は電池モジュール２０と直列に設けられている。電流センサ３２は充電時にオルタネータから電池モジュール２０に流れる充電電流の電流値Ｉ［Ａ］、及び、放電時に電池モジュール２０から車両２のスタータや車載機器に流れる放電電流の電流値Ｉ［Ａ］を計測して管理部３１に出力する。以降の説明では充電電流と放電電流とを区別しない場合は充放電電流という。電流値は物理量の一例である。

【0040】

電圧センサ３３は各電池セル２１の両端に並列に接続されている。電圧センサ３３は各電池セル２１の端子電圧である電圧値Ｖ［Ｖ］を計測して管理部３１に出力する。
温度センサ３４はいずれか一つの電池セル２１に設けられており、その電池セル２１の温度［℃］を計測して管理部３１に出力する。温度センサ３４は二以上の電池セル２１にそれぞれ設けられていてもよい。また、一つの電池セル２１に複数の温度センサ３４が設けられてもよい。

【0041】

リレー３５は電池モジュール２０と直列に設けられている。リレー３５は電池セル２１の過充電や過放電が予見される場合や後述するディープスリープモードに移行した場合に電流経路３６を遮断するためのものである。リレー３５はラッチ型であり、管理部３１によって開閉される。

【0042】

（３）電池セルの管理
電池セル２１の管理には電池の保護や異常に対する対応などの種々の管理があるが、ここでは電池の保護について説明する。
管理部３１は電池セル２１の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定し、過充電や過放電が予見される場合はリレー３５を開いて電池セル２１を過充電や過放電から保護する。ここではＳＯＣを推定する手法として電流積算法を例に説明する。

【0043】

電流積算法は電池セル２１の充放電電流を常時計測することで電池セル２１に出入りする電力量を計測し、これを初期容量から加減することでＳＯＣを推定する手法である。電流積算法は電池セル２１の使用中でもＳＯＣを推定できるという利点がある反面、常に電流を計測して充放電電力量を積算するので電流センサ３２の計測誤差が累積して次第に不正確になる虞がある。

【0044】

このため、管理部３１は、電流値が基準値以下のときの電池セル２１の両端電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）とＳＯＣとの間に比較的精度の良い相関関係があることを利用し、電流積算法によって推定したＳＯＣを電池セル２１の両端電圧に基づいてリセットする。
具体的には、管理部３１は電池セル２１のＯＣＶを計測し、予め記憶しておいたＯＣＶとＳＯＣとの相関関係を参照して当該計測したＯＣＶに対応するＳＯＣを特定する。そして、管理部３１は電流積算法によって推定されているＳＯＣを当該特定したＳＯＣでリセットする。ＳＯＣをリセットすると電流積算法における誤差の累積が断ち切られるので、ＳＯＣの推定精度を高めることができる。

【0045】

上述した両端電圧は電流値が基準値以下のときの両端電圧に限定されるものではなく、電流値が基準値以下のときの電池モジュール２０の単位時間当たりの電圧変化量が所定の規定量以下であるという条件を満たしているときの電池モジュール２０の両端電圧であってもよい。

【0046】

（４）ＢＭＳの動作モード、及び、動作モードの切り替え
次に、図６を参照して、ＢＭＳ３０の動作モード、及び、動作モードの切り替えについて説明する。図６において実線４５は電池セル２１の電圧の変化を示している。再利用不可電圧値（例えば０．５Ｖ）はそれ以上電圧が低下すると電池セル２１の再利用が禁止される電圧である。

【0047】

図６に示すように、ＢＭＳ３０の動作モードには通常モード（第１のモードの一例）、スリープモード（第２のモードの一例）、及び、ディープスリープモード（第３のモードの一例）がある。管理部３１は、電池セル２１の電圧の低下（言い換えると電池セル２１の電力消費）を抑制しつつ電池セル２１を適切に管理するために、エンジンの状態や電池セル２１に流れる電流の電流値などに応じてこれらのモードを切り替える。以下、具体的に説明する。

【0048】

通常モードはＢＭＳ３０を所定のクロック周波数で動作させることによって電流値を短い周期（例えば数１００ｍｓｅｃ～数秒周期）で計測するモードである。短い周期は所定の周期の一例である。通常モードでは電流値が短い周期で計測されるのでＳＯＣを精度よく推定できる。これにより電池セル２１を適切に管理できる。

【0049】

スリープモードはＢＭＳ３０のクロック周波数を通常モードより低くすることによって電池セル２１の電圧の低下を抑制するモードである。スリープモードではＢＭＳ３０のクロック周波数が低くなるので電流値を計測する周期が通常モードより長くなる（例えば数十秒周期）。このためＢＭＳ３０による電池セル２１の電力消費が抑制される。言い換えると電池セル２１の電圧の低下が抑制される。

【0050】

ディープスリープモードは、リレー３５をオフにしてバッテリ１から車両２への電流の流れを遮断するとともに、ＢＭＳ３０を停止させることによってスリープモードよりも更に電力消費を抑制するモードである。

【0051】

車両２のエンジンが動作中のときはオルタネータによってバッテリ１が充電されるので、ＢＭＳ３０によって消費される電力は問題とはならない。このため、管理部３１は、車両２のエンジンが動作中のときは電池セル２１を適切に管理するためにＢＭＳ３０を通常モードで動作させる。

【0052】

車両２のエンジンが停止すると電池セル２１が充電されなくなるので、管理部３１は車両２のエンジンが停止すると（第１の所定条件の一例）、ＢＭＳ３０による電力消費を抑制するためにＢＭＳ３０をスリープモードに移行させる。言い換えると管理部３１はＢＭＳ３０をスリープモードで動作させる。具体的には例えば、管理部３１は通常モード中に車両２のＥＣＵからロック信号を受信するとエンジンが停止していると判断してＢＭＳ３０をスリープモードに移行させる。

【0053】

管理部３１はスリープモードに移行すると電流値に加えて電圧値も計測する。そして、管理部３１は再利用不可電圧値より高い所定の電圧値（例えば２．５Ｖ）以下の電圧値が計測されると、再利用不可電圧値に達するまでの期間を延ばすためにＢＭＳ３０をディープスリープモードに移行させる。所定の電圧値は第４の基準値の一例である。

【0054】

図６において点線４６は、ディープスリープモードにおいてリレー３５を開く一方、ＢＭＳ３０については停止させない場合の電圧の変化を比較例として示している。本実施形態ではディープスリープモード中はＢＭＳ３０も停止させるので、比較例に比べて再利用不可電圧値に達するまでの期間を延ばすことができる。

【0055】

ただし、本実施形態においても電池セル２１の電圧の低下を完全に抑制することはできず、比較例に比べて緩やかではあるが電圧が低下する。このため車両２が長い期間駐車されると電池セル２１が再利用不可電圧値まで低下し、エンジンを始動できなくなることもある。

【0056】

図７を参照して、スリープモードから通常モードへの移行、及び、ディープスリープモードから通常モードへの移行について説明する。
先ず、スリープモードから通常モードへの移行について説明する。スリープモードから通常モードに移行する契機には複数の契機があるが、ここでは以下の２つの契機について説明する。

【0057】

一つ目の契機は、管理部３１が通信部３１Ｄを介して車両２のＥＣＵからエンジン始動信号を受信した場合である。車両２のＥＣＵは、エンジンを始動するとき、エンジンの始動を開始する前にバッテリ１にエンジン始動信号を送信する。管理部３１はエンジン始動信号を受信するとＢＭＳ３０を直ちに通常モードに移行させる。すなわち、一つ目の契機はエンジンの始動が確定した場合である。

【0058】

管理部３１はエンジン始動信号を受信すると直ちにＢＭＳ３０を通常モードに移行させるので、ＢＭＳ３０はエンジンを始動させるときにバッテリ１からスタータに流れる電流の電流値を短い周期で計測できる。これにより、エンジンを始動させるときに流れる電流の電流値をＳＯＣに精度よく反映できる。

【0059】

二つ目の契機は、スリープモード中にＳＯＣが短時間に大きく変化している場合である。エンジン停止中（言い換えるとスリープモード中）はバッテリ１から車載機器に電力が供給されるので、車載機器の電力使用状況によっては電池セル２１のＳＯＣが短時間に大きく変化する。ＳＯＣが短時間に大きく変化している場合は、電流値を計測する周期が長いと、今回計測したときはＳＯＣに異常（例えば過放電）がなくても、次回計測したときには既にＳＯＣが異常な状態になっているということが起こり得る。

【0060】

このため、管理部３１は、スリープモード中にＳＯＣが短時間に大きく変化している場合は、電池セル２１を適切に管理するために、エンジン停止中であってもＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。すなわち、二つ目の契機は、エンジンの始動が確定していなくてもＳＯＣが短時間に大きく変化している場合である。

【0061】

ＳＯＣが短時間に大きく変化しているか否かは、電流センサ３２によって計測された電流値から判断することができる。具体的には、ＳＯＣは電流値の積算値から推定されるので、ある時点で計測された電流値はその時点におけるＳＯＣの単位時間当たりの変化量（以下、ＳＯＣ変化量という）に比例する。
このため、管理部３１は、スリープモード中に所定の電流値（第１の基準値の一例）以上の電流値が計測された場合（第２の所定条件の一例）はＳＯＣが短時間に大きく変化していると判断してＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。所定の電流値は例えば１００ｍＡである。エンジンを始動するときにバッテリ１からスタータに流れる電流の電流値は例えば３００Ａであり、１００ｍＡはエンジンを始動するときに流れる電流の電流値より小さい値である。

【0062】

ＳＯＣが短時間に大きく変化しているか否かは、ＳＯＣから直接判断することもできる。例えば、前回電流値を計測したときに推定したＳＯＣと今回電流値を計測したときに推定したＳＯＣとの差の絶対値｜ΔＳＯＣ｜を計測周期で除算することによって単位時間当たりのＳＯＣ変化量（状態の単位時間当たりの変化量の一例）を算出し、算出したＳＯＣ変化量が所定の基準値（第３の基準値の一例）以上の場合（第２の所定条件の一例）はＳＯＣが短時間に大きく変化していると判断してもよい。

【0063】

ディープスリープモードから通常モードへの移行について説明する。前述したようにディープスリープモードではＢＭＳ３０が停止するので、管理部３１は通常モードに移行するタイミングを自身で判断できない。このため、管理部３１は車両２の運転者（あるいは整備士）がバッテリ１に充電器を接続したときにＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。

【0064】

具体的には、ＢＭＳ３０がディープスリープモードに移行しているときはリレー３５が開いているので、運転者がエンジンを始動させようとしても車両２のスタータが回転しない。このため運転者はバッテリ上がりと判断してバッテリ１に外部の充電器を接続する。バッテリ１に充電器が接続されると割り込み回路３１ＥからＣＰＵ３１Ａに起動電圧が印加され、管理部３１が起動して動作を再開する。

【0065】

管理部３１は動作を再開するとＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。ただし、前述したように車両２の駐車期間が長いと電池セル２１の電圧が再利用不可電圧値未満まで低下していることがある。電圧が再利用不可電圧値未満まで低下している状態でリレー３５を閉じることは望ましくないため、管理部３１はこの時点では未だリレー３５を閉じない。

【0066】

管理部３１は通常モードに移行すると電圧センサ３３によって電圧値を計測する。そして、管理部３１は計測した電圧値が再利用不可電圧値以上であるか否かを判断し、再利用不可電圧値以上の場合はリレー３５を閉じる。これに対し、再利用不可電圧値未満の場合は、管理部３１はリレー３５を閉じない。これによりバッテリ１の再利用が防止される。

【0067】

（５）実施形態の効果
実施形態１に係るＢＭＳ３０によると、第１の所定条件が成立するとスリープモードで動作するので、ＢＭＳ３０による電池セル２１の電力消費を抑制できる。そして、スリープモード中に第２の所定条件が成立した場合は第１の所定条件が成立していても通常モードに移行するので、電池セル２１を適切に管理できる。よってＢＭＳ３０によると、電池セル２１の電力消費を抑制しつつ電池セル２１を適切に管理できる。

【0068】

ＢＭＳ３０によると、第１の所定条件は、車両のエンジンが停止していることである。すなわち、ＢＭＳ３０によると、車両のエンジンが停止するとスリープモードに移行するので、電池セル２１の電力消費を抑制できる。

【0069】

ＢＭＳ３０によると、物理量は電流値であり、第２の所定条件は、電流センサ３２によって第１の基準値以上の電流値が計測されたことである。当該第２の所定条件が成立した場合はＳＯＣが短時間に大きく変化していると判断して通常モードに移行することにより、電池セル２１を適切に管理できる。電流値は電池セル２１のＳＯＣの推定に用いられるなど電池セル２１の状態との関連性が高いので、物理量として電流値を用いると電池セル２１を適切に管理できる。

【0070】

ＢＭＳ３０によると、第２の所定条件は、単位時間当たりのＳＯＣ変化量が第３の基準値以上であることである。当該第２の所定条件が成立した場合はＳＯＣが短時間に大きく変化していると判断して通常モードに移行することにより、電池セル２１を適切に管理できる。

【0071】

ＢＭＳ３０によると、スリープモードから通常モードへの移行は電流値によって判断し、スリープモードからディープスリープモードへの移行は電圧値によって判断する。すなわち、スリープモードから通常モードに移行するときとディープスリープモードに移行するときとで判断に用いる物理量が異なる。これにより、動作モードを移行させるか否かを移行先の動作モードに応じて適切に判断できる。

【0072】

ＢＭＳ３０によると、ディープスリープモード中にバッテリ１に充電器が接続されると通常モードに移行する。ＢＭＳ３０がディープスリープモードに移行しているときはリレー３５が開いているのでエンジンを始動できない。その場合、例えばＢＭＳ３０にリレー３５を閉じるためのスイッチを備え、運転者がスイッチを操作してリレー３５を閉じることも考えられる。しかしながら、スイッチを操作すればよいことを必ずしも全ての運転者が知っているとは限らず、そのことを知らない運転者はエンジンを始動させることができずに混乱する虞がある。これに対し、バッテリ上がりのときは充電器を接続すればよいことは多くの運転者が知っているので、スイッチを操作する場合に比べてエンジンを始動できる可能性が高くなる。

【0073】

＜実施形態２＞
前述した実施形態１では、第２の所定条件として、電流センサ３２によって基準値以上の電流値が計測されたことや、単位時間当たりのＳＯＣ変化量が基準値以上であることを例に説明した。これに対し、第２の所定条件は電池セル２１の異常が検出されたことであってもよい。

【0074】

ここでは異常としてバッテリ１の温度異常を例に説明する。前述したようにバッテリ１には電池セル２１の温度を計測する温度センサ３４が設けられている。ＢＭＳ３０は温度センサ３４によって通常モードやスリープモードに応じた周期で温度を計測し、所定の基準温度以上の温度が計測された場合は温度異常と判断する。これにより温度異常が検出される。
ただし、温度センサ３４には計測誤差もあるので、基準温度以上の温度を一度検出しただけで直ちに温度異常と判断すると判断を誤る可能性がある。このため、基準温度以上の温度が複数回検出された場合に温度異常と判断することが望ましい。

【0075】

しかしながら、スリープモードでは通常モードに比べて温度を計測する周期が長いので、温度が複数回計測されるまでに時間を要し、実際に温度異常であった場合に対応が遅れる虞がある。このため、スリープモード中に基準温度以上の温度が計測された場合は、早く次の温度を計測するために通常モードに移行することが望ましい。

【0076】

そこで、実施形態２に係る管理部３１は、スリープモード中に基準温度以上の温度が計測された場合は、エンジンが停止中であってもＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。このため早い時点で次の温度を計測でき、温度異常であるか否かを早い時点で確定できる。これにより早期に温度異常に対応できる。

【0077】

＜実施形態３＞
前述した実施形態１及び２ではエンジン自動車に搭載されてエンジンの始動や車載機器への電力供給に用いられるバッテリを例に説明した。これに対し、実施形態３に係るバッテリはハイブリッド自動車に搭載される駆動用バッテリの始動や車載機器（ここでは補機という）への電力供給に用いられる補機用のバッテリである。

【0078】

一般にハイブリッド自動車には車両駆動力を発する電気モータに電力を供給する駆動用バッテリと補機用バッテリとが搭載される。駆動用バッテリは補機用バッテリから供給される電力によって始動し、始動した駆動用バッテリによって電気モータに電力が供給される。

【0079】

補機用バッテリが備えるＢＭＳ３０の管理部３１は、ハイブリッド自動車のエンジンが停止しているとき（第１の所定条件の一例）はＢＭＳ３０をスリープモードで動作させる。ハイブリッド自動車は電気モータによって走行する場合があるので、実施形態３に係る管理部３１は車両が走行中であってもエンジンが停止していればＢＭＳ３０をスリープモードで動作させる。

【0080】

そして、管理部３１は、スリープモード中に第２の所定条件が成立した場合は、エンジンが停止していてもＢＭＳ３０を通常モードに移行させる。第２の所定条件は実施形態１や実施形態２と同様であるので説明は省略する。

【0081】

実施形態３に係るＢＭＳ３０によると、補機用バッテリが備える電池セル２１の電力消費を抑制しつつ電池セル２１を適切に管理できる。

【0082】

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

【0083】

（１）上記実施形態１では物理量として電流値を例に説明したが、物理量は電流値に限られない。
例えば、物理量は電池セル２１の電圧値であってもよい。具体的には例えば、電圧値が所定の下限電圧値以下であれば過放電（異常の一例）であるとする。この場合、下限電圧値より高い所定の電圧値（第２の基準値の一例）まで低下すると、まだ過放電には至っていなくても、過放電が予見されるとして通常モードに移行してもよい。

【0084】

物理量は電池セル２１の温度であってもよい。例えば、温度が所定の基準温度（第１の基準値の一例）以上であれば温度異常であるとする。この場合、基準温度より低い所定の温度まで上昇すると、まだ温度異常には至っていなくても、温度異常が予見されるとして通常モードに移行してもよい。

【0085】

（２）上記実施形態１では単位時間当たりのＳＯＣ変化量が基準値以上であれば通常モードに移行する場合を例に説明したが、通常モードに移行するか否かをＳＯＣそのものから判断してもよい。例えば、ＳＯＣが所定の下限値未満であれば過放電であるとする。この場合、下限値より高い所定のＳＯＣまで低下すると、まだ過放電には至っていなくても、過放電が予見されるとして通常モードに移行してもよい。

【0086】

（３）上記実施形態１では電池セル２１の状態としてＳＯＣを例に説明したが、電池セル２１の状態はこれに限られない。
例えば、電池セル２１の状態は電圧であってもよい。具体的には例えば、管理部３１は前回計測した電圧値と今回計測した電圧値との差の絶対値を計測周期で除算することによってその間の単位時間当たりの電圧変化量を算出し、算出した電圧変化量が基準値以上であれば電池セル２１の状態が短時間に大きく変化していると判断してもよい。

【0087】

また、電池セル２１の状態は温度であってもよい。具体的には例えば、管理部３１は前回計測した温度と今回計測した温度との差の絶対値を計測周期で除算することによってその間の単位時間当たりの温度変化量を算出し、算出した温度変化量が基準値以上であれば状態が短時間に大きく変化していると判断してもよい。

【0088】

電池セル２１の状態は温度センサ３４によって計測される局所的な温度から推定されるバッテリ１全体の温度であってもよい。具体的には例えば、温度センサ３４によって計測される局所的な温度とバッテリ１全体の温度との関係を表すデータをＲＯＭ３１Ｂに記憶させておき、管理部３１は局所的な温度に対応するバッテリ１全体の温度を当該データから特定することによってバッテリ１全体の温度を推定してもよい。そして、管理部３１はスリープモード中にバッテリ１全体の温度の単位時間当たりの変化量を判断し、変化量が基準値以上であれば電池セル２１の状態が短時間に大きく変化していると判断してもよい。

【0089】

電池セル２１の状態はＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）であってもよい。ＳＯＨは二つの意味で用いられることがある。一つは容量維持率である。容量維持率は電池セル２１の初期の充電容量に対するある時点における充電容量の割合を示すものであり、電池セル２１の劣化に伴って小さくなる。このため、スリープモード中に容量維持率が短時間に大きく低下した場合は通常モードに移行してもよい。もう一つは抵抗上昇率である。抵抗上昇率は電池セル２１の初期の抵抗値に対するある時点における抵抗値の割合を示すものであり、電池セル２１の劣化に伴って大きくなる。このため、スリープモード中に抵抗上昇率が短時間に大きく上昇した場合は通常モードに移行してもよい。

【0090】

（４）上記実施形態２では電池セル２１の異常として温度異常を例に説明したが、異常は異常温度に限られない。例えば、異常は電池セル２１の過放電であってもよい。具体的には例えば、所定の下限電圧値以下の電圧値が計測された場合は過放電と判断して通常モードに移行してもよい。あるいは、電流値や電圧値から推定されるＳＯＣが所定の下限値以下になった場合は過放電と判断して通常モードに移行してもよい。

【0091】

（５）上記実施形態ではエンジン自動車に搭載されるエンジン始動用のバッテリやハイブリッド自動車に搭載される補機用のバッテリを例に説明したが、バッテリはこれらの車両２に搭載されるバックアップ用のバッテリであってもよい。

【0092】

（６）上記実施形態ではエンジン自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載されるバッテリを例に説明したが、バッテリは動力源を備える装置であれば車両以外の装置に用いられるものであってもよい。
例えば、バッテリは建設機械に用いられるものであってもよい。バッテリは家庭や事業所などに設置される固定型の蓄電システムに用いられるものであってもよい。具体的には、固定型の蓄電システムには電池セル２１を充電するためのエンジンを備えているものもある。バッテリはそのような蓄電システムに用いられるものであってもよい。

【0093】

（７）上記実施形態では管理部３１が１つのＣＰＵを有している場合を例に説明したが、管理部３１は複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方を備える構成でもよい。

【符号の説明】

【0094】

２１…電池セル（蓄電素子の一例）、３０…電池管理装置（管理装置の一例）、３１…管理部、３１Ｅ…割り込み回路（電圧印加部の一例）、３２…電流センサ（計測部の一例）、３３…電圧センサ（計測部の一例）、３４…温度センサ（計測部の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】