特許 7552467 電池管理装置、および、電池装置

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】電池管理装置、および、電池装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240910BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240910BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 H

H02J7/00 Y

H02J7/10 B

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021049208

(22)【出願日】2021-03-23

(65)【公開番号】P2022069374

(43)【公開日】2022-05-11

【審査請求日】2023-06-14

(31)【優先権主張番号】P 2020178239

(32)【優先日】2020-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】繁森 祥吾

(72)【発明者】

【氏名】久保 俊一

(72)【発明者】

【氏名】飯田 剛史

(72)【発明者】

【氏名】朝長 幸拓

(72)【発明者】

【氏名】倉知 大祐

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 鐘臓

(72)【発明者】

【氏名】加藤 真也

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／１０６５８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２８４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３９７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５７１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載用の複数の電池（７）について電圧計測範囲を限定した限定計測範囲を設定する範囲設定部（１）と、
前記範囲設定部によって設定された前記限定計測範囲において前記電池の電圧を計測する計測部（３；１０３）と、を備え、
前記範囲設定部は、前記計測部によって計測された前記電池の電圧に基づき、その電圧を含むように限定計測範囲を設定する電池管理装置。

【請求項2】

前記計測部は、前記範囲設定部から出力されるコマンドに応じて前記電圧計測範囲を調整して前記限定計測範囲を設定する請求項１に記載の電池管理装置。

【請求項3】

前記範囲設定部は、
前記電池の電圧値について見当がついている場合は、前記電池の電圧値に基づいて調整した前記限定計測範囲を設定し、
前記電池の電圧値について見当がついていない場合は、全範囲の電圧について実施した電圧計測値に基づいて前記限定計測範囲を設定する請求項１または請求項２に記載の電池管理装置。

【請求項4】

前記範囲設定部は、前記全範囲の電圧について計測した電圧計測値のうち最大値と最小値の少なくとも一方を用いて、前記限定計測範囲を設定する請求項３に記載の電池管理装置。

【請求項5】

前記範囲設定部は、複数の異なる前記限定計測範囲を設定する構成とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項6】

ノイズが許容できる状況において許容できるノイズレベルであるときに、前記範囲設定部は前記限定計測範囲を設定し、前記計測部は前記限定計測範囲において前記電池の電圧を計測する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項7】

車両の駆動力を提供する動力機器が停止状態であり、かつ前記電池に対する充放電が停止中であるときに、前記範囲設定部は前記限定計測範囲を設定し、前記計測部は前記限定計測範囲において前記電池の電圧を計測する請求項６に記載の電池管理装置。

【請求項8】

外部電源（１２）から前記電池へ充電中である場合に当該充電を一時停止させた状態で、前記範囲設定部は前記限定計測範囲を設定し、前記計測部は前記限定計測範囲において前記電池の電圧を計測する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項9】

複数の前記電池のうちの少なくとも一部を含む所定の電池群について電圧のばらつきを低減する均等化処理を実施するか否かを判断する均等化判断部（１）を備え、
前記均等化判断部は、前記限定計測範囲において計測された前記電池の電圧計測値に基づいて前記均等化処理を実施するか否かを判断する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項10】

複数の前記電池のうちの少なくとも一部を含む所定の電池群について電圧のばらつきを低減する均等化処理を実施するか否かを判断する均等化判断部（１）を備え、
前記均等化判断部は、前記範囲設定部によって設定された前記限定計測範囲の幅に応じて、判断閾値を設定し、
前記均等化判断部は、複数の前記電池のうちの少なくとも一部を含む所定の前記電池群について計測した最大電圧計測値と最小電圧計測値との差が、前記判断閾値よりも小さい場合は前記均等化処理を実施しない判断をし、前記判断閾値よりも大きい場合は前記均等化処理を実施する判断をする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項11】

前記均等化判断部は、前記範囲設定部によって設定された前記限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも大きい場合は前記判断閾値を大きく補正し、前記限定計測範囲の幅が前記所定範囲幅よりも小さい場合は前記判断閾値を小さく補正する請求項１０に記載の電池管理装置。

【請求項12】

前記均等化判断部は、前記電池群に含まれる複数の前記電池に前記均等化処理が実施された場合、前記電池群に含まれる複数の前記電池のうちの一部を電圧計測対象にする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項13】

前記電池に関する開放電圧と蓄電率との関係性を示す特性データと、前記限定計測範囲において計測された前記電池の電圧計測値とに基づいて、蓄電率を推定するＳＯＣ推定部（１）を備える請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項14】

前記ＳＯＣ推定部によって推定された蓄電率を用いて、前記電池の劣化度合を示すＳＯＨを推定するＳＯＨ推定部（１）を備える請求項１３に記載の電池管理装置。

【請求項15】

前記範囲設定部は、非駆動状態から駆動状態に切り換わると、前記電圧計測範囲を前記電池の使用可能範囲に設定する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池管理装置。

【請求項16】

車載用の複数の電池（７）と、
前記電池について電圧計測範囲を限定した限定計測範囲を設定する範囲設定部（１）と、
前記範囲設定部によって設定された前記限定計測範囲において前記電池の電圧を計測する計測部（３；１０３）と、を備え、
前記範囲設定部は、前記計測部によって計測された前記電池の電圧に基づき、その電圧を含むように限定計測範囲を設定する電池装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、電池管理装置、および、電池装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の電池について電圧のばらつきを迅速に低減するために、電池ブロックごとに均等化処理を実行する電池装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１４１９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電池の状態を管理する装置においては、電池の均等化、電池の蓄電率（ＳＯＣ）の推定、電池の劣化度合（ＳＯＨ）の推定等を高精度に行うことが重要である。このためには、電池電圧の計測精度を高めることが求められている。

【0005】

この明細書に開示する目的の一つは、電圧計測の精度向上が図れる電池管理装置、および、電池装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

開示する電池管理装置の一つは、車載用の複数の電池（７）について電圧計測範囲を限定した限定計測範囲を設定する範囲設定部（１）と、範囲設定部によって設定された限定計測範囲において電池の電圧を計測する計測部（３；１０３）と、を備え、範囲設定部は、計測部によって計測された電池の電圧に基づき、その電圧を含むように限定計測範囲を設定する。

【0008】

開示する電池装置の一つは、車載用の複数の電池（７）と、電池について電圧計測範囲を限定した限定計測範囲を設定する範囲設定部（１）と、範囲設定部によって設定された限定計測範囲において電池の電圧を計測する計測部（３；１０３）と、を備え、範囲設定部は、計測部によって計測された電池の電圧に基づき、その電圧を含むように限定計測範囲を設定する。

【0009】

この技術によれば、範囲設定部（１）により、電池（７）について電圧の全範囲のうち、限定した電圧計測範囲を設定できる。適切な電圧計測範囲を設定できるので、電圧計測の精度向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電池装置に係る構成図である。

【図2】監視ＩＣの構成図である。

【図3】電池セルに関するＯＣＶとＳＯＣとの関係性を示す特性図である。

【図4】第１実施形態の電池管理を示したフローチャートである。

【図5】第２実施形態の電池管理を示したフローチャートである。

【図6】ＳＯＨ推定に係る演算を説明する特性図である。

【図7】第３実施形態の電池管理を示したフローチャートである。

【図8】第４実施形態の電池管理を示したフローチャートである。

【図9】第５実施形態に係る監視ＩＣの構成図である。

【図10】電圧検出を説明するためのタイミングチャートである。

【図11】電圧検出を説明するためのタイミングチャートである。

【図12】取得対象設定処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0012】

＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１～図４を参照しながら説明する。明細書に明示の目的を達成可能な電池管理装置は、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等の車両に搭載された二次電池の管理に適用することができる。車両には、乗用車、バス、建設作業車、農業機械車両等が含まれる。二次電池には、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池等を用いることができる。

【0013】

図１には、電池装置２００に係る構成、および組電池５に充電する外部機器が示されている。電池装置２００は、組電池５と、電池管理装置１００と、を備えている。

【0014】

電池管理装置１００は組電池５に係る制御装置１０を備えている。外部機器は充電設備（ＣＦ）１２と充電端末（ＣＴ）１１を備えている。車両に搭載された充放電回路（ＣＤＣ）８によって、組電池５と充電端末１１との間で電力が交換可能になっている。

【0015】

電池管理装置１００は、前述の車両に設けられている。電池管理装置１００は、前述の車両における二次電池を含む組電池５に対して、監視したり充放電を制御したりする管理装置として機能する。組電池５は外部機器によって充電可能になっている。

【0016】

電池管理装置１００と充電設備１２との間においては、電力を一方向または双方向に流す電力処理が提供される。充電設備１２は、住宅、事業所等に配置された電源機器である。充電設備１２は、単なる電源のアウトレット、または充電のための充電スタンドとして構成されている。

【0017】

充電端末１１は、可搬型または定置型の機器である。充電端末１１は、充電設備１２または車両に配置することができる。充電端末１１は、専用信号線を使用して車両と通信する。充電端末１１は、充電器として構成することもできる。システムメインリレー６は、充電端末１１と組電池５とを通電状態と非通電状態とに切り換えることができる。

【0018】

充電設備１２は、交流電源と、交流電源から供給される電力を出力するアウトレットとを備える。交流電源は、小規模な発電施設、または広域電力網から供給される。アウトレットは、充電設備１２を提供する施設の外部に配置されており、所定のプラグを受け入れ可能である。アウトレットとプラグとは、充電設備１２と充電端末１１との間を接続する接続装置を提供する。

【0019】

電池管理装置１００を備える車両は、インレットを有する。インレットは、充電端末１１の入力側接続器を提供する。インレットは、直流電力のための複数の端子とデータ通信のための複数の端子とを含む端子群を有する。

【0020】

充電端末１１は、充電設備１２のアウトレットに接続可能なプラグを備える。プラグは、交流電力を通電可能である。充電端末１１は、車両のインレットに接続可能なコネクタを備える。コネクタは充電ガンとも呼ばれる。コネクタは、交流電力のための複数の端子とデータ通信のための複数の端子とを含む端子群を有する。車両のインレットと充電端末１１のコネクタとは、充電端末１１と車両とを接続する接続装置を提供する。充電端末１１は、充電端末１１のプラグに供給される電力を調整しコネクタに供給する制御装置を備える。充電端末１１の制御装置は、コネクタへの電力供給を断続するスイッチ回路を含む。充電端末１１の制御装置は、電圧変換回路を含むことができる。

【0021】

充電端末１１の制御装置は、充電端末１１のコネクタを経由して車両と通信するための通信装置でもある。充電端末１１の制御装置は、電池管理装置１００の制御装置１０と連携し、組電池５への充電を制御する充電処理を実行する。充電端末１１の制御装置は、充電端末１１から給電が可能であることを示す信号をＣＰＬＴ信号によって送信する。また、充電端末１１の制御装置は、組電池５からの放電が可能となっていることを示す信号をＣＰＬＴ信号によって受信する。充電端末１１の制御装置は、充電端末１１から組電池５への給電を断続する。

【0022】

組電池５は、車両に設けられた走行用電動機に給電する。組電池５は、車両の走行用電源として利用することができるほどの高容量と高電圧を備えている。組電池５は、直列接続または並列接続された複数の電池群を含んでいる。電池群は、直列接続された複数の電池セル７を含んでいる。電池セル７は二次電池である。

【0023】

車両に充放電回路８が搭載されている。充放電回路８は、車両のインレットに供給される電力を整流し、変圧し、組電池５に供給する充電回路として機能する。充放電回路８は、組電池５から得られる直流電力を交流電力に変換し車両のインレットに出力する放電回路としても機能できる。充放電回路８は、充電設備１２の交流電源から組電池５への充電と、組電池５から交流電源への逆潮流とを可能とする。充放電回路８は、インバータ回路と、電圧コンバータ回路とを含むことができる。電池管理装置１００の制御装置１０は、充放電回路８を制御する。

【0024】

制御装置１０は、監視ＩＣ（ＢＭＩＣ）３、絶縁素子（ＩＥ）２、マイクロコンピュータ（μＣ）１を含んでいる。監視ＩＣ３は、各電池セル７の陽極と負極との間の電圧（端子間電圧）を計測する計測部として機能する。一つの監視ＩＣ３は、例えば、一つの電池群に含まれる各電池セル７の端子間電圧を計測する。

【0025】

マイクロコンピュータ１と各監視ＩＣ３は、絶縁素子２によって絶縁されている。マイクロコンピュータ１は、各監視ＩＣ３によって計測された端子間電圧を、絶縁素子２を介して取得する。マイクロコンピュータ１は、各監視ＩＣ３を通じて各電池セル７を監視し、充放電状態等の組電池５の状態を管理している。なお、監視ＩＣ３と監視ＩＣ３は、絶縁素子（ＩＥ）２１によって絶縁されている。この絶縁構成を備えることは、監視ＩＣ３ごとにＧＮＤレベルが異なるためであり、通信性能を確保するためである。

【0026】

マイクロコンピュータ１は、電池セル７における電圧計測範囲を調整して限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、ノイズの影響が少ない車両状態である場合に、限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、電池セル７における全範囲の電圧のうち、任意の限定計測範囲を設定できる範囲設定部として機能する。マイクロコンピュータ１は、監視ＩＣ３に対して送信するコマンドによって調整された電圧計測範囲を、限定計測範囲として設定する。監視ＩＣ３は、マイクロコンピュータ１から出力されたコマンドを解釈して、このコマンドに含まれる電圧計測範囲で作動する。

【0027】

マイクロコンピュータ１は、一例として、以下のようなロジックで限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、電池セル７における全範囲の電圧について監視ＩＣ３が計測した電圧計測値のうち最大値を用いて、最大値を含む限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、電池セル７における全範囲の電圧について監視ＩＣ３が計測した電圧計測値のうち最小値を用いて、最小値を含む限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、電池における全範囲の電圧について監視ＩＣ３が計測した電圧計測値のうち最大値と最小値を用いて、限定計測範囲を設定する。

【0028】

監視ＩＣ３は、例えば図２に示すように、コマンド部（ＣＳ）３１、アナログデジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）３２、レベルシフタ（Ｌ／Ｓ）３３、スイッチ群（ＭＵＸ）３４を含む。監視ＩＣ３は、さらに均等化回路（ＢＣ）４を含んでいる。

【0029】

コマンド部３１は、シリアルＩ／Ｏ、不揮発性メモリ、ディジタルフィルタを含み、マイクロコンピュータ１からのコマンドを解釈する機能を有する。

【0030】

アナログデジタルコンバータ３２は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する電子回路をなすＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータの入力レンジを制限するためのクランプ回路と、を有する。Ａ／Ｄコンバータの量子化ビット数は固定値になっている。クランプ回路がコマンド部３１によって制御されることで、Ａ／Ｄコンバータの入力レンジが制御される。

【0031】

スイッチ群３４は、各電池セル７の電圧を任意に選択できる機能を有している。スイッチ群３４は、複数の入力を選択して、一つの信号として出力する機能を有している。

【0032】

レベルシフタ３３は、レベルシフタ、ゲインセクタとして機能する。レベルシフタ３３は、オペアンプと、オペアンプの入力端子と出力端子との間で並列接続された複数の帰還回路と、を有する。この帰還回路には直列接続されたスイッチとコンデンサが含まれている。複数の帰還回路に含まれるコンデンサの静電容量は同一でも不同でもよい。

【0033】

レベルシフタ３３の有する複数の帰還回路のスイッチが選択的に通電状態と遮断状態とに制御される。これによりオペアンプの入力端子と出力端子との間で接続されるコンデンサの数が変化する。オペアンプの入力端子と出力端子との間の静電容量が変化する。また、オペアンプの入力端子と出力端子との間の抵抗が変化する。この結果、レベルシフタ３３のゲインとオフセットが制御される。

【0034】

アナログデジタルコンバータ３２の入力レンジの制限とレベルシフタ３３のゲインとオフセットの調整により、アナログデジタルコンバータ３２でアナログデジタル変換されるアナログ電気信号の電圧レンジが制御される。アナログデジタルコンバータ３２でアナログデジタル変換される電池セル７の電圧の電圧レンジが制御される。この結果、電圧計測範囲が調整される。

【0035】

監視ＩＣ３は、マイクロコンピュータ１によって設定された電圧計測範囲において電池セル７の電圧を計測する。監視ＩＣ３は、マイクロコンピュータ１によって設定された限定計測範囲において電池セル７の電圧を計測する計測部として機能する。

【0036】

組電池５に含まれる電池セル７は、蓄電率（ＳＯＣ）と開放電圧（ＯＣＶ）との関係性について固有の特性を有している。この明細書において電池セル７の蓄電率は、ＳＯＣと記載することがある。電池セル７がリチウムイオン二次電池である場合、電池セル７は一例として図３に示すような特性データを有する。図３のような特性データは、制御装置１０の記憶部（ＭＥ）２２に記憶されている。各種２次電池のＳＯＣとＯＣＶの特性データの温度依存性が記憶部２２に記憶されている。電池セル７の種類と温度に応じた特性データがマイクロコンピュータ１によって読み出される。なお、記憶部２２はマイクロコンピュータ１に内蔵されていてもよい。図面では、構成要素を明示するために、マイクロコンピュータ１と記憶部２２とを分けて表記している。

【0037】

マイクロコンピュータ１は、監視ＩＣ３によって計測された電池セル７の端子間電圧とこの特性データとを用いた演算によって電池セル７のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部として機能する。マイクロコンピュータ１は、計測可能な電池セル７の電圧の全範囲において計測された電圧計測値に基づいて、ＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部として機能する。マイクロコンピュータ１は、計測した電圧計測値に基づいて、ＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部として機能する。

【0038】

図３に示す特性データは、電池セル７のＳＯＣと開放電圧との関係性を示している。この特性データには、ＳＯＣに対する電圧変化幅が所定の値以下である低変化領域が含まれている。特性データには、低変化領域よりも低いＳＯＣ範囲と低変化領域よりも高いＳＯＣ範囲とのそれぞれにおいて電圧変化が低変化領域よりも大きい高変化領域が含まれている。

【0039】

電圧の低変化領域は、図３の縦軸において矢印で示された範囲である。低変化領域に対応する電池セル７のＳＯＣは、図３の横軸において矢印で示された範囲に相当する。電池セル７の端子間電圧の全範囲には、ＳＯＣに対する電圧変化幅が、低ＳＯＣ領域や高ＳＯＣ領域よりも小さい低変化領域が含まれている。

【0040】

マイクロコンピュータ１は、ＳＯＣと開放電圧とに関する関係性を示す電池セル７の固有特性に基づいて、限定計測範囲を設定する範囲設定部として機能する。マイクロコンピュータ１は、電池セル７に係る全範囲の電圧のうち、低変化領域に含まれる電圧範囲を限定計測範囲として設定することが好ましい。制御装置１０は、このような特徴を有する電池セル７について、高精度の電圧計測、および蓄電状態の正確な推定を実施できる機能を有する。

【0041】

均等化回路４は、電池群に含まれる複数の電池セル７の電圧ばらつきを低減するための処理（均等化処理）を実行する均等化処理部として機能する。均等化回路４は、制御部と均等化回路部を含んでいる。制御部は、監視ＩＣ３に内蔵されている。均等化回路部は、各電池セル７に接続されている。均等化回路部は監視ＩＣ３に内蔵されている。なお、均等化回路部は監視ＩＣ３の外部に配置されてもよい。

【0042】

均等化処理では、例えば、電池群に含まれる複数の電池セル７の中で、相対的に高い電圧計測値を示す電池セル７が放電される。それとともに、電池群に含まれる電池セル７の中で、相対的に低い電圧計測値を示す電池セル７が充電される。これにより電池群に含まれる複数の電池セル７のＳＯＣが均等化される。

【0043】

マイクロコンピュータ１は、均等化処理条件が成立する場合に、均等化回路４に対して、対応する電池群に均等化処理を命令する信号を送る。マイクロコンピュータ１は、均等化処理条件が不成立である場合に、均等化回路４に対して均等化処理を命令する信号を送らない。マイクロコンピュータ１は、均等化処理条件が不成立である場合に、均等化回路４に対して均等化処理を禁止する信号を送るようにしてもよい。

【0044】

マイクロコンピュータ１は、均等化処理条件の成立か不成立かに応じて、均等化処理を実施するか否かを判断する均等化判断部として機能する。マイクロコンピュータ１は、複数の電池群のうち所定の電池群で計測した最大電圧計測値と最小電圧計測値との差が判断閾値よりも小さい場合は均等化処理を実施しない判断をする。マイクロコンピュータ１は、前述の最大電圧計測値と最小電圧計測値との差が判断閾値よりも大きい場合は均等化処理を実施する判断をする。

【0045】

この明細書における制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれる場合がある。制御装置、または制御システムは、（ａ）ｉｆ－ｔｈｅｎ－ｅｌｓｅ形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または（ｂ）機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークとしてのアルゴリズムによって提供される。

【0046】

制御装置は、少なくとも一つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくとも一つのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、または（ｉｉｉ）により提供することができる。

【0047】

（ｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくとも一つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも一つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも一つのメモリと、少なくとも一つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＲＩＳＣ－ＣＰＵなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。

【0048】

（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＳｏＣ：Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ、ＰＧＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび／またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。

【0049】

（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、（ｉｉ）の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。

【0050】

制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、ブロック、モジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、機能的な手段と呼ばれる。

【0051】

次に、制御装置１０の電池管理に係る制御について、図４のフローチャートにしたがって説明する。この説明においては、制御装置１０に含まれるどの構成要素が実施する処理であるのかを明示するため、必要に応じて、処理を説明する文章の主語を、制御装置１０に代わって、その処理を実行する制御装置１０の構成要素で記載する。また、図面では、開始をＳ、終了をＥで表記している。

【0052】

ステップＳ１００で制御装置１０の電源がオン状態になると、ステップＳ１１０で制御装置１０は、電圧計測条件が成立するか否かを判断する。ステップＳ１１０において制御装置１０は、車両を走行させる動力を発生するモータやエンジンが停止状態であり、組電池５の充放電が行われていない場合には、ノイズの影響がないと判断する。制御装置１０は、例えば、イグニッションスイッチやモータスタートスイッチがオフ状態である場合にはモータやエンジンが停止状態であると判断する。

【0053】

制御装置１０は、例えば、車両のインレットと充電端末１１のコネクタとが接続されていない状態である場合には電池の充放電が停止中であると判断する。車両のインレットと充電端末１１のコネクタとが接続されていない状態である場合、制御装置１０は組電池５の充放電が停止中であると判断する。制御装置１０は、例えば、システムメインリレー６がオフ状態であり、充電端末１１と組電池５とが非通電である場合には組電池５の充放電が停止中であると判断する。制御装置１０は、車両の動力機器が停止状態であり、かつ組電池５に対する充放電が停止中であるときに、電圧計測条件が成立すると判断する。制御装置１０は、電圧計測条件が成立すると、ノイズが許容できる状況であると判断する。

【0054】

ステップＳ１１０において電圧計測条件が不成立と判断すると、制御装置１０は図４のフローチャートを終了する。ステップＳ１１０において電圧計測条件が成立と判断すると、制御装置１０はステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０で制御装置１０は、電池管理装置１００において電気回路の故障があるか否かを判断する。制御装置１０は、電池管理装置１００における電気回路の故障の有無を判断する故障判断部としての機能を有している。ステップＳ１２０において電気回路の故障があると判断すると、制御装置１０は限定計測範囲を設定する処理を実施することなく、図４のフローチャートを終了する。

【0055】

ステップＳ１２０において電気回路の故障がないと判断すると、制御装置１０はステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０で制御装置１０は、各電池セル７の電圧値（セル電圧）について見当がついているか否かを判断する。現在の電圧値についておおよその値がわかっている場合は、制御装置１０はステップＳ１３０で見当がついていると判断する。例えば、電圧値が記憶部２２に記憶されている場合、制御装置１０はステップＳ１３０で見当がついていると判断する。

【0056】

ステップＳ１３０において見当がついていると判断すると、制御装置１０はステップＳ１４０に進む。ステップＳ１３０において見当がついていないと判断すると、制御装置１０はステップＳ１５０に進む。

【0057】

各電池セル７の電圧値について見当がついていると判断すると、ステップＳ１４０でマイクロコンピュータ１は監視ＩＣ３に限定範囲での電池セル７の電圧を検出するコマンドを、制限コマンドとして出力する。コマンド部３１は、制限コマンドに基づいてアナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３を制御して、入力レンジ、ゲイン、および、オフセットを制御する。これにより電池セル７の限定計測範囲が設定される。

【0058】

ステップＳ１４０を経てステップＳ１６０へ進むと制御装置１０の監視ＩＣ３は、ステップＳ１５０で設定された限定計測範囲において、電池セル７の電圧を計測し、計測した電圧計測値をマイクロコンピュータ１に出力する。マイクロコンピュータ１はこの限定計測範囲で計測された電圧を取得して、記憶部２２に記憶する。そして制御装置１０はステップＳ１８０へ進む。

【0059】

フローを遡って、各電池セル７の電圧値について見当がついていないと判断すると、ステップＳ１５０でマイクロコンピュータ１は監視ＩＣ３に全範囲での電池セル７の電圧を検出するコマンドを、非制限コマンドとして出力する。コマンド部３１は、非制限コマンドに基づいてアナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３を制御して、入力レンジ、ゲイン、および、オフセットを制御する。これにより電池セル７の全範囲での電圧計測範囲が設定される。

【0060】

非制限コマンドを受信すると監視ＩＣ３は、ステップＳ１７０において全範囲で電池セル７の電圧を計測し、計測した電圧計測値をマイクロコンピュータ１に出力する。マイクロコンピュータ１はこの全範囲で計測された電圧を取得して、記憶部２２に記憶する。次に制御装置１０はステップＳ１８０へ進む。

【0061】

ステップＳ１８０でマイクロコンピュータ１は、電池群について均等化処理を実施するか否かを判断する。ステップＳ１８０でマイクロコンピュータ１は、電池群に含まれる複数の電池セル７に係る最大電圧計測値と最小電圧計測値との差である電圧差が判断閾値よりも大きいか否かに応じて均等化処理の実施か否かを判断する。マイクロコンピュータ１は、前述の電圧差が判断閾値よりも小さい場合は均等化処理を実施せずに図４のフローチャートを終了する。マイクロコンピュータ１は、前述の電圧差が判断閾値よりも大きい場合、均等化処理は必要であると判断する。マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１９０において均等化回路４を制御して均等化処理を実施させる。マイクロコンピュータ１は、前述の電圧差が判断閾値よりも小さい場合、均等化処理は不要であると判断をする。

【0062】

ステップＳ１１０における判断処理は、以下のように実施してもよい。ステップＳ１１０では、車両の駆動力を提供する動力機器が停止状態、組電池５に対する充放電が停止中、およびシステムメインリレー６がオフ状態のとき、のいずれかであるときに、マイクロコンピュータ１はノイズが許容できる状況であると判断する。ステップＳ１１０では、ノイズが許容できる状況であると判断すると、マイクロコンピュータ１はノイズレベルを判断してノイズレベルが許容できるか否かを判断する。ノイズレベルが許容できると判断すると、マイクロコンピュータ１はステップＳ１２０に進む。マイクロコンピュータ１は、このようにして、ノイズが許容できる状況において許容できるノイズレベルであるときに、電圧計測条件が成立すると判断してもよい。制御装置１０は、信号と雑音の比率であるＳＮ比が規定値以上であるとき、ノイズが許容できる状態であると判断する。ＳＮ比が規定値以下のときは、電圧検出のための信号に対してノイズの影響が大きくなり、電圧検出誤差に影響が大きくなる。ノイズの発生元は、例えば、動力機器などの組電池５に繋がる車載負荷や外部機器である。

【0063】

第１実施形態の電池管理装置１００がもたらす作用効果について説明する。電池管理装置１００は、車載用の組電池５に含まれる電池セル７について電圧計測範囲を限定した限定計測範囲を設定する範囲設定部と、範囲設定部によって設定された限定計測範囲において電池セル７の電圧を計測する計測部とを備える。これによれば、電圧計測の精度向上を図るための適切な電圧計測範囲の設定がされる。電圧計測の精度向上が図れることにより、電圧計測を用いてＳＯＣ推定やＳＯＨ推定を行う場合にこれらの高精度な推定に寄与できる。

【0064】

例えば、電池管理装置１００は電池セル７の電圧計測範囲を０．０Ｖ～５．０Ｖの全範囲から、３．０Ｖ～３．５Ｖの限定計測範囲に狭める。この限定測定範囲において、アナログ電気信号の電池セル７の電圧がアナログデジタルコンバータ３２でデジタル電気信号に変換される。これによりアナログデジタルコンバータ３２の量子化誤差が低減される。上記例の場合、量子化誤差が１０分の１程度になる。これにより電池セル７の電圧の検出精度が向上される。

【0065】

監視ＩＣ３は、マイクロコンピュータ１から出力されるコマンドに応じて電圧計測範囲を調整して限定計測範囲を設定する。これによれば、異なる開放電圧の範囲をもつ複数の電池セル７に対して、１個の制御装置１０で適切な電圧計測を実施することができる。

【0066】

電池管理装置１００の範囲設定部は、電池セル７の電圧値について見当がついている場合は見当がついている電圧値に基づいて調整した限定計測範囲を設定する。電池管理装置１００の範囲設定部は、電池セル７の電圧値について見当がついていない場合は全範囲の電圧について実施した電圧計測値に基づいて限定計測範囲を設定する。電池管理装置１００の範囲設定部は、例えば、電池セル７の電圧値が記憶されていない場合は全範囲の電圧について実施した電圧計測値に基づいて限定計測範囲を設定する。これによれば、計測対象とする電池セル７の開放電圧を確認した上で、確認した計測値に基づいて限定計測範囲が設定される。この設定によれば、電圧計測の精度向上をもたらす適切な電圧計測範囲が設定される。

【0067】

電池管理装置１００の範囲設定部は、電圧の全範囲について計測した電圧計測値のうち最大値と最小値の少なくとも一方を用いて、限定計測範囲を設定する。これによれば、電圧計測範囲が、現状態の電圧値の反映された限定計測範囲に設定される。これにより電圧計測の精度が向上される。

【0068】

ノイズが許容できる状況において許容できるノイズレベルであるときに、範囲設定部は限定計測範囲を設定する。計測部はこの限定計測範囲において電池セル７の電圧を計測する。これによれば、ノイズの影響が少ない状態で許容できるノイズレベルであるときに設定した限定計測範囲において電圧が計測される。このため、電池管理装置１００は、ノイズと信号を切り分けた電圧計測を実施でき、さらに電圧計測精度の向上に寄与する。

【0069】

車両の駆動力を提供する動力機器が停止状態であり、かつ組電池５に対する充放電が停止中であるときに、範囲設定部は限定計測範囲を設定する。計測部はこのように設定された限定計測範囲において電池セル７の電圧を計測する。これによれば、ノイズの影響が少ない状態で設定した限定計測範囲において電圧を計測するので、ノイズと信号を切り分けた電圧計測が実施される。このため、電池管理装置１００は、さらに電圧計測精度の向上に寄与する。

【0070】

電池管理装置１００は、複数の電池群のうち所定の電池群に含まれる複数の電池セル７の電圧のばらつきを低減する均等化処理を実施するか否かを判断する均等化判断部を備える。この均等化判断部は、限定計測範囲において計測された電池セル７の電圧計測値に基づいて均等化処理を実施するか否かを判断する。これによれば、限定計測範囲において計測した高精度の電圧計測値に基づくことにより、高精度な均等化処理の実施判断を行うことができる。

【0071】

電池管理装置１００は、開放電圧と蓄電率との関係性を示す特性データと限定計測範囲において計測された電池セル７の電圧計測値とに基づいて蓄電率を推定するＳＯＣ推定部を備える。これによれば、限定計測範囲において計測した高精度の電圧計測値に基づく推定により、高精度のＳＯＣ推定を行うことができる。

【0072】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図５および図６を参照して説明する。図５、図６にしたがって、第２実施形態の電池管理に係る制御について説明する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下に第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

【0073】

第２実施形態の電池管理に係る制御は、第１実施形態の電池管理に係る制御に対して、ＳＯＣ推定のステップ、ＳＯＨ推定に係る判断ステップ、実施ステップのみが相違する。図５に示すフローチャートにおけるステップのＳ２００～Ｓ２７０では、図４に示すステップのＳ１００～Ｓ１７０と同一の処理が行われる。

【0074】

図５に示すように、ステップＳ２６０若しくはステップＳ２７０で電圧計測を実施した後、制御装置１０はステップＳ２８０において、前述したようにＳＯＣを推定する処理を実行する。マイクロコンピュータ１は、電圧計測値と前述の特性データとを用いてＳＯＣを算出することによりＳＯＣ推定を行う。

【0075】

ステップＳ２９０でマイクロコンピュータ１は、電池セル７の劣化度合を示すＳＯＨを推定する条件（ＳＯＨ推定条件）が成立しているか否かを判断する。マイクロコンピュータ１は、例えば、ＳＯＣの推定に用いられる電圧計測のタイミングがイグニッションスイッチやモータスタートスイッチがオフ状態になってから所定時間経過している場合にＳＯＨ推定条件が成立したと判断する。この場合、電池分極が緩和した状態であるから、マイクロコンピュータ１はＳＯＨ推定の許可を行う。

【0076】

ステップＳ２９０でＳＯＨ推定条件が成立していないと判断した場合は、ＳＯＨの推定をすることなく、図５のフローチャートを終了する。ステップＳ２９０でＳＯＨ推定条件が成立していると判断した場合は、マイクロコンピュータ１は、ステップＳ３００でＳＯＨの推定を行い、図５のフローチャートを終了する。マイクロコンピュータ１は、ＳＯＨの推定を行うＳＯＨ推定部として機能する。

【0077】

マイクロコンピュータ１は、下記の数式（１）を用いた演算により、ＳＯＨ（％）を計算してＳＯＨを推定することが好ましい。

【数1】

【0078】

図６は、電池セル７に係る特性データとＳＯＨ推定を求める演算とを示している。図６に示すように、ＳＯＣ１とＳＯＣ２は、マイクロコンピュータ１によって設定された限定計測範囲において計測された高精度な電圧計測値を用いて推定されるＳＯＣの推定値である。Ｉの積分値は、ＳＯＣ１からＳＯＣ２までの電流の値を積算することにより算出される。初期満充電容量は、電池セル７の製造時における満充電容量、換言すれば、劣化が始まっていない満充電容量である。

【0079】

電池管理装置１００は、ステップＳ２９０の判断処理を、下記のような方法によって行うようにしてもよい。マイクロコンピュータ１は、電圧計測装置についての計測誤差が基準値よりも小さい場合にＳＯＨ推定条件が成立していると判断するようにしてもよい。マイクロコンピュータ１は、電流計測装置についての計測誤差が基準値よりも小さい場合にＳＯＨ推定条件が成立していると判断するようにしてもよい。マイクロコンピュータ１は、電圧計測装置および電流計測装置が正常に作動している場合にＳＯＨ推定条件が成立していると判断するようにしてもよい。

【0080】

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図７を参照して説明する。図７にしたがって、第３実施形態の電池管理に係る制御について説明する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下に第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

【0081】

第３実施形態の電池管理に係る制御は、第１実施形態の制御に対して、ステップＳ１１０の少なくとも一部をステップＳ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６に細分化して明示した点が相違する。図７のフローチャートにおいて、図４に示すステップと同じステップには同一のステップ符号を付している。

【0082】

図７に示すように、ステップＳ１１２においてマイクロコンピュータ１はノイズの影響があるか否かを判断する。ノイズの影響がないと判断するとマイクロコンピュータ１はステップＳ１２０に進む。ノイズの影響があると判断するとマイクロコンピュータ１はステップＳ１１４の判断処理を実行する。

【0083】

ステップＳ１１４で制御装置１０は、現在、外部機器からの充電が組電池５に対して実施されているかまたは実施準備中であるか否かを判断する。外部機器は、例えば充電設備１２である。外部機器には、小規模な発電施設または広域電力網から供給される交流電源をアウトプットする機器が含まれる。外部機器には、直流電力をアウトプットする蓄電施設、蓄電池等が含まれる。

【0084】

ステップＳ１１４で充電中または充電準備中でないと判断した場合は、制御装置１０は図７のフローチャートを終了する。ステップＳ１１４で充電中または充電準備中であると判断した場合は、制御装置１０は、ステップＳ１１６で充電停止の処理または充電準備の停止の処理を実行する。ステップＳ１１６による充電停止後、制御装置１０は前述したようにステップＳ１２０以降の処理を実行する。Ｓ１１４、Ｓ１１６のステップによれば、組電池５への充電中または充電準備中である場合に、これを停止することにより、ノイズ影響の少ない状態にすることができる。これにより、高精度の電圧計測を可能とする限定計測範囲の設定が実施される。

【0085】

第３実施形態は以下の効果をもたらす。外部電源から組電池５へ充電中である場合に当該充電を一時停止させた状態で、範囲設定部は限定計測範囲を設定し、計測部は限定計測範囲において電池の電圧を計測する。この制御によれば、組電池５に対する外部機器からの充電中であっても、高精度な電圧計測を実施するための機会を提供できる電池管理装置１００が得られる。

【0086】

＜第４実施形態＞
第４実施形態について図８を参照して説明する。図８にしたがって、第４実施形態の電池管理に係る制御について説明する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下に第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

【0087】

第４実施形態の電池管理に係る制御は、第１実施形態の制御に対して、Ｓ１６２、Ｓ１６４およびＳ１６６のステップを有する点が相違する。図８のフローチャートにおいて、図４に示すステップと同じステップには同一のステップ符号を付している。

【0088】

図８に示すように、ステップＳ１６０で限定計測範囲において電圧計測した後、制御装置１０はステップＳ１６２の判断処理を実行する。ステップＳ１６２で制御装置１０のマイクロコンピュータ１は、設定された限定計測範囲の幅に応じて、ステップＳ１８０の判断で用いる判断閾値の補正値を決定する均等化判断部としての機能を果たす。マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅が記憶部２２に記憶された所定範囲幅よりも大きい場合は判断閾値を大きく補正する。マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも小さい場合は判断閾値を小さく補正する。

【0089】

限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも大きい場合は、マイクロコンピュータ１はステップＳ１６４に進む。マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１６４で大きく補正した判断閾値に決定する処理を実行する。マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１８０で前述の電圧差が、大きく補正された判断閾値よりも大きいか否かに応じて均等化処理の実施か否かを判断する。ステップＳ１６４で判断閾値を大きく補正した場合には、補正前に対して、均等化処理は不実施になりやすくなる。

【0090】

限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも小さい場合は、マイクロコンピュータ１はステップＳ１６６に進む。マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１６６で小さく補正した判断閾値に決定する処理を実行する。マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１８０で前述の電圧差が、小さく補正された判断閾値よりも大きいか否かに応じて均等化処理の実施か否かを判断する。ステップＳ１６６で判断閾値を小さく補正した場合には、補正前に対して、均等化処理は実施になりやすくなる。

【0091】

マイクロコンピュータ１は、以下の方法により、限定計測範囲の幅に応じて判断閾値を設定するようにしてもよい。マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅を係数倍し、このように算出した限定計測範囲の幅が小さいほど判断閾値を小さく補正する。マイクロコンピュータ１は、このように算出した限定計測範囲の幅が大きいほど判断閾値を大きく補正する。マイクロコンピュータ１は、所定の電池群について計測した最大電圧計測値と最小電圧計測値との差がこの判断閾値よりも小さい場合は均等化処理を実施しない判断をする。マイクロコンピュータ１は、前述の最大電圧計測値と最小電圧計測値との差がこの判断閾値よりも大きい場合は均等化処理を実施する判断をする。

【0092】

第４実施形態は以下の効果をもたらす。マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅に応じて、判断閾値を設定する。この制御によれば、限定計測範囲の幅に応じて設定された判断閾値を用いて、高精度な均等化処理の要否判断が実施される。この結果、高精度な均等化処理が実施される。

【0093】

マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも大きい場合は判断閾値を大きく補正する。マイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の幅が所定範囲幅よりも小さい場合は判断閾値を小さく補正する。マイクロコンピュータ１は、複数の電池のうち所定の電池群について計測した最大電圧計測値と最小電圧計測値との差が判断閾値よりも小さい場合は均等化処理を実施しない判断をする。マイクロコンピュータ１は、前述の最大電圧計測値と最小電圧計測値との差が判断閾値よりも大きい場合は均等化処理を実施する判断をする。

【0094】

この制御によれば、限定計測範囲において計測した高精度の電圧計測値に基づく均等化処理の要否判断により、高精度の均等化処理を行うことができる。さらに限定計測範囲の幅に応じて補正した判断閾値を用いることにより、高精度の均等化処理の要否判断が実施される。このため、高精度な均等化処理が実施される。

【0095】

＜第５実施形態＞
第５実施形態について図９を参照して説明する。図９は、監視ＩＣ１０３の構成図である。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下に第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

【0096】

第５実施形態の監視ＩＣ１０３は、コマンド部３１、複数のアナログデジタルコンバータ３２、複数のレベルシフタ３３、スイッチ群３４を含む。監視ＩＣ１０３は、さらに均等化回路４を含んでいる。アナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３は、互いに対応するように設けられている。

【0097】

監視ＩＣ１０３は、一つのスイッチ群３４に対して複数のアナログデジタルコンバータ３２を備える構成により、複数の異なる限定計測範囲を設定する機能を有する。監視ＩＣ１０３は、設定された複数の限定計測範囲において電池セル７の電圧を計測する計測部として機能する。各アナログデジタルコンバータ３２は、所定の限定計測範囲を設定する機能を有する構成としてもよい。この場合、一つの電池群に対応して設けられている複数のアナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３は、異なる所定の限定計測範囲を設定するように構成されている。

【0098】

第５実施形態の範囲設定部は、複数の異なる限定計測範囲を設定する。これによれば、複数の電池セル７に対する適切な電圧計測が実施される。

【0099】

また、監視ＩＣ１０３は、一つのスイッチ群３４に対して複数のレベルシフタ３３とアナログデジタルコンバータ３２を備えている。そのために複数の電池セル７の電圧を早く計測することができる。

【0100】

なお、当然ではあるが、スイッチ群３４が複数の電池セル７の電圧を一つ一つ選択する際に、それら複数の電池セル７一つ一つの電圧計測範囲をアナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３で個別に設定してもよい。係る構成はすべての実施形態と変形例とに適用可能である。

【0101】

また、スイッチ群３４が電池群に含まれる複数の電池セル７の電圧を選択する際に、それら複数の電池セル７の少なくとも一部に対して共通の電圧計測範囲をアナログデジタルコンバータ３２とレベルシフタ３３で設定してもよい。係る構成においては、選択された複数の電池セル７で計測される電圧の最大値と最小値の少なくとも一方に基づいて、共通の電圧計測範囲を限定計測範囲として設定してもよい。係る構成はすべての実施形態と変形例に適用可能である。

【0102】

＜第６実施形態＞
第６実施形態を図１０～図１２に基づいて説明する。

【0103】

第１実施形態では、車両の動力機器が停止状態であるときにマイクロコンピュータ１が電池セル７の電圧計測範囲を設定する例を示した。車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるときにマイクロコンピュータ１が電池セル７の電圧計測範囲を設定する例を示した。

【0104】

これに対して本実施形態では、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるときにマイクロコンピュータ１が電池セル７の電圧計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１はこの電圧計測範囲の設定と電圧検出をサイクルタスクとして実行している。

【0105】

まず、電池セル７の電圧検出を図１０に基づいて詳説する。図１０に電池セル７の電圧の時間変化を示す。縦軸は任意単位である。横軸は時間である。任意単位はａ．ｕ．で表記している。時間はＴで表記している。

【0106】

なお、電池セル７には内部抵抗がある。そのために電池セル７のＳＯＣに応じた開放電圧と、監視ＩＣ３で検出される閉路電圧とには、この内部抵抗と電池セル７を流れる電流に応じた電圧降下分の差がある。以下においては、監視ＩＣ３で検出される電池セル７の電圧を閉路電圧と統一して表記する。

【0107】

図１０には、閉路電圧のほかに、電池管理装置１００の駆動状態、組電池５を流れる実電流、ある一つの電池セル７の閉路電圧を示している。電池管理装置１００の駆動状態はＤＳと表記している。説明を簡便とするため、図面に示す電池セル７の閉路電圧の挙動と組電池５の閉路電圧の挙動は同等とする。挙動を明示するため、図面では電池セル７の閉路電圧が短時間で大きく変化するように図示している。

【0108】

時間０の初期状態において、車両のイグニッションスイッチはオフ状態になっている。電池管理装置１００は非駆動状態になっている。記憶部２２には閉路電圧などの電池情報が記憶されていない。組電池５と各種車載機器との間の導通状態を制御するシステムメインリレー６が遮断状態になっている。そのために組電池５に電流が実質的に流れていない。電池セル７の閉路電圧は低変化領域の値になっている。

【0109】

電池セル７に電流が流れていなくとも、自己放電のために電池セル７のＳＯＣは減少する。そのために時間０の初期状態において、電池セル７の閉路電圧は微量ながら減少傾向にある。

【0110】

時間ｔ０になると、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態になる。電池管理装置１００は非駆動状態から駆動状態になる。システムメインリレー６が遮断状態から通電状態になる。これにより組電池５から各種車載機器への電源電力の供給が開始する。組電池５に実電流が流れはじめる。電池セル７のＳＯＣの減少率が増大する。それにともなって、電池セル７の閉路電圧の減少率も増大する。

【0111】

時間ｔ１になると、マイクロコンピュータ１は電池セル７の閉路電圧を取得する。この際、記憶部２２には電池情報が記憶されていない。そのため、マイクロコンピュータ１は時間ｔ１での電圧計測範囲を全範囲に設定する。すなわち、マイクロコンピュータ１は電圧計測範囲を０．０Ｖ～５．０Ｖに設定する。

【0112】

時間ｔ２になると、マイクロコンピュータ１は再び電池セル７の閉路電圧を取得する。この際、マイクロコンピュータ１は時間ｔ１で取得した電池セル７の閉路電圧に基づいて、時間ｔ２での限定計測範囲の中心値を決定している。また、マイクロコンピュータ１は限定計測範囲の範囲幅αを決定している。

【0113】

電圧計測範囲は図１０に示す実線の両端矢印の幅で示される。限定計測範囲の中心値と上下限値との差は範囲幅αに設定される。範囲幅αは閉路電圧の検出誤差よりも大きな値である。範囲幅αは図６に示すＯＣＶ１とＯＣＶ２の差の半分よりも小さい値である。なお、中心値と上限値との差、および、中心値と下限値との差は、同一でも不同でもよい。本実施形態では範囲幅αを固定値にしている。範囲幅αは記憶部２２に記憶されている。そのため、限定計測範囲は実質的に閉路電圧に基づいて決定される。マイクロコンピュータ１はこの範囲幅αと取得した閉路電圧とに基づいて限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、例えば、時間ｔ２の限定計測範囲を２．８Ｖ～３．２Ｖに設定する。マイクロコンピュータ１はこの時間ｔ２での限定計測範囲において監視ＩＣ３で検出された閉路電圧を取得する。

【0114】

なお、厳密に言えば、電池管理装置１００での演算処理があるため、時間ｔ２における、限定計測範囲の決定タイミングと、閉路電圧の取得タイミングとは同一にならない。決定タイミングは取得タイミングの手前である。しかしながら、これら２つのタイミングの差は微小である。そのためにこれら２つのタイミングを同一とみなして記載している。

【0115】

マイクロコンピュータ１は取得周期で閉路電圧を取得している。この取得周期は、急速充電などによって電池セル７の充放電状態が急変しない限り、電池セル７のＳＯＣが急変しないことの期待される時間間隔である。取得周期は、電池セル７の閉路電圧の変化量が範囲幅αを超えないことが期待される時間間隔である。時間ｔ１から取得周期が経過すると時間ｔ２になる。

【0116】

時間ｔ２から取得周期が経過して時間ｔ３になると、マイクロコンピュータ１は時間ｔ２の閉路電圧に基づいて限定計測範囲を決定する。マイクロコンピュータ１は、例えば、時間ｔ３の限定計測範囲を２．６Ｖ～３．０Ｖに設定する。そしてマイクロコンピュータ１はこの限定計測範囲において監視ＩＣ３で検出された電池セル７の閉路電圧を取得する。

【0117】

時間ｔ３から時間ｔｃ１になると、車両の駆動状態が変化する。実電流が低減する。これに伴って、閉路電圧の減少率も低減する。

【0118】

時間ｔ３から取得周期が経過して時間ｔ４になると、マイクロコンピュータ１は時間ｔ３の閉路電圧に基づいて限定計測範囲を決定する。マイクロコンピュータ１は、例えば、時間ｔ４の検出範囲を２．４Ｖ～２．８Ｖに設定する。マイクロコンピュータ１はこの限定計測範囲において監視ＩＣ３で検出された電池セル７の閉路電圧を取得する。

【0119】

時間ｔ４から時間ｔｃ２になると、充電端末１１を介して充電設備１２が車両に接続される。充電設備１２により組電池５が急速充電される。これにより実電流が急上昇する。マイクロコンピュータ１は係る情報を充電設備１２から取得する。この際、マイクロコンピュータ１は電圧計測範囲を、全範囲に設定する。

【0120】

時間ｔ４から取得周期が経過して時間ｔ５になると、マイクロコンピュータ１は全範囲において監視ＩＣ３で検出された電池セル７の閉路電圧を取得する。係る電圧計測範囲の変更のため、図１０に示すように、たとえ閉路電圧が時間ｔｃ２から急上昇したとしても、時間ｔ５で検出される閉路電圧が電圧計測範囲に収まっている。

【0121】

時間ｔ５から時間ｔｃ３になると、組電池５の出力電圧が目標電圧に到達する。これを検出すると、マイクロコンピュータ１は充電設備１２による急速充電を終了させる。マイクロコンピュータ１は充電設備１２に満充電を実行させる。

【0122】

上記した急速充電と満充電とでは、供給電流量が異なる。急速充電は満充電よりも供給電流量が大きくなっている。

【0123】

閉路電圧と開放電圧とには電圧降下分の差がある。そのため、例えば組電池５の最高出力電圧が閉路電圧として検出されたとしても、開放電圧は最高出力電圧に達していないことになる。組電池５のＳＯＣは満充電容量に達していないことになる。

【0124】

上記の目標電圧は、組電池５の最高出力電圧に基づく値である。マイクロコンピュータ１は組電池５の出力電圧が目標電圧に到達したと判定すると、満充電を充電設備１２に実行させる。満充電では、過充電を避けつつ、組電池５のＳＯＣを満充電容量に近づけるため、組電池５の出力電圧を目標電圧に保った状態で、組電池５への充電電力の供給が行われる。目標電圧と最高出力電圧は記憶部２２に予め記憶されている。

【0125】

時間ｔ５から取得周期が経過して時間ｔ６になると、マイクロコンピュータ１は全範囲において監視ＩＣ３で検出された電池セル７の閉路電圧を取得する。なおもちろんではあるが、この際、組電池５の出力電圧が目標電圧に到達していることが期待される。そのため、この目標電圧に基づいた電圧計測範囲で閉路電圧を検出してもよい。

【0126】

（第７実施形態）
第７実施形態を図１１に基づいて説明する。

【0127】

第６実施形態では、図１０に基づいて説明したように、非駆動状態から駆動状態に切り換わった際に、マイクロコンピュータ１は全範囲において監視ＩＣ３で検出された閉路電圧を取得する例を示した。

【0128】

これに対して本実施形態では、非駆動状態から駆動状態に切り換わった際に、マイクロコンピュータ１は電池セル７の使用可能範囲において監視ＩＣ３で検出された閉路電圧を取得する。これによれば、電池管理装置１００が非駆動状態から駆動状態に切り換わった際においても、閉路電圧の検出精度を向上することができる。

【0129】

例えば図１１に示す時間ｔ０になると、電池管理装置１００は非駆動状態から駆動状態になる。システムメインリレー６は遮断状態から通電状態になる。組電池５に電流が流れ始める。電池セル７のＳＯＣと閉路電圧それぞれの減少率が増大する。

【0130】

時間ｔ０から時間ｔ１になるとマイクロコンピュータ１は、図６に示すＳＯＣとＯＣＶの特性データに基づいて、限定計測範囲を設定する。マイクロコンピュータ１は、例えば、図６に示すＳＯＣ１とＳＯＣ２との間を電池セル７の使用可能範囲と設定する。そしてマイクロコンピュータ１はこれらＳＯＣ１とＳＯＣ２とに対応するＯＣＶ１とＯＣＶ２とに基づいて、限定計測範囲を設定する。図１１に示すようにマイクロコンピュータ１は、限定計測範囲の下限値をＣＣＶ１、上限値をＣＣＶ２に設定する。

【0131】

なお、図６に示す特性データは温度に依存する。そして開放電圧と閉路電圧とには電圧降下分の差がある。そのためにマイクロコンピュータ１は、図６に示す特性データだけではなく、時間ｔ１における電池セル７の温度、電流、劣化具合などを加味して、限定計測範囲を設定してもよい。

【0132】

他の実施形態で説明してきた全範囲との区別を明瞭とするため、本実施形態では、上記したように、マイクロコンピュータ１は時間ｔ１での電圧計測範囲を限定計測範囲に設定する、と記載した。しかしながら、そもそも電池セル７は使用可能範囲で使用される。そのために検出される閉路電圧はこの使用可能範囲内であることが期待される。したがって、そもそも、使用可能範囲を全範囲と設定してもよい。係る設定は、他の実施形態と変形例にも適用することができる。

【0133】

（第８実施形態）
第８実施形態を図１２に基づいて説明する。

【0134】

これまでの実施形態では、均等化処理の実施にかかわらず、マイクロコンピュータ１は複数の電池セル７それぞれの閉路電圧を取得する例を示した。これに対して本実施形態では、均等化処理が実施された後において、マイクロコンピュータ１は複数の電池セル７の一部の閉路電圧を取得する。

【0135】

均等化処理を実施した場合、複数の電池セル７それぞれのＳＯＣが均等化される。そのために複数の電池セル７それぞれの閉路電圧が同等になっていることが期待される。そこで、均等化処理が実施された後において、監視ＩＣ３は複数の電池セル７の一部の閉路電圧を検出する。マイクロコンピュータ１は監視ＩＣ３で検出された閉路電圧を取得する。これによれば監視ＩＣ３とマイクロコンピュータ１の演算処理が簡素化される。

【0136】

なお、監視ＩＣ３は複数の電池セル７のすべての閉路電圧を検出してもよい。そしてマイクロコンピュータ１は監視ＩＣ３で検出された複数の閉路電圧のうちの一部を取得してもよい。これによればマイクロコンピュータ１の演算処理が簡素化される。

【0137】

ただし、均等化を実施してからある程度時間が経過すると、複数の電池セル７のＳＯＣにばらつきが生じる。複数の電池セル７それぞれの閉路電圧が不同になる。

【0138】

そこでマイクロコンピュータ１は図１２に示す取得対象設定処理を実行する。マイクロコンピュータ１はこの取得対象設定処理をサイクルタスクとして実行する。マイクロコンピュータ１はこの取得対象設定処理を他の例えば図４や図１０に示す電池管理と並行して実行する。

【0139】

ステップＳ３１０においてマイクロコンピュータ１は、自身が保有している均等化カウンタが、記憶部２２に記憶されたばらつき予想値よりも小さいか否かを判定する。均等化カウンタがばらつき予想値よりも小さいと判断すると、マイクロコンピュータ１はステップＳ３２０へ進む。均等化カウンタがばらつき予想値以上であると判断すると、マイクロコンピュータ１はステップＳ３３０へ進む。

【0140】

均等化カウンタの値は均等化処理が実行されるとクリアされる。ばらつき予想値は、均等化処理が実行されてから、複数の電池セル７の閉路電圧が不同になることが想定される時間に基づいて決定される。

【0141】

ステップＳ３２０へ進むとマイクロコンピュータ１は、均等化カウンタをインクリメントする。そしてマイクロコンピュータ１はステップＳ３４０へ進む。

【0142】

ステップＳ３４０へ進むとマイクロコンピュータ１は、均等化処理の実行された複数の電池セル７のうちの一部のみを、閉路電圧の取得対象（電圧計測対象）にする。例えば、マイクロコンピュータ１は１つの電池群に含まれる複数の電池セル７のうちの１つを、閉路電圧の取得対象にする。例えば、マイクロコンピュータ１は複数の電池群に含まれるすべての電池セル７のうちの１つを、閉路電圧の取得対象にする。そしてマイクロコンピュータ１は取得対象設定処理を終了する。

【0143】

ステップＳ３１０において均等化カウンタがばらつき予想値以上である判断してステップＳ３３０へ進むとマイクロコンピュータ１は、複数の電池セル７のすべてを、閉路電圧の取得対象にする。この後にマイクロコンピュータ１は取得対象設定処理を終了する。

【0144】

均等化処理が実行されたのち、マイクロコンピュータ１はステップＳ３１０、Ｓ３２０、Ｓ３４０を繰り返し実行する。この間、均等化処理の実行された複数の電池セル７のうちの一部の閉路電圧のみが取得対象に設定される。

【0145】

この後、均等化カウンタがばらつき予想値になると、マイクロコンピュータ１はステップＳ３３０を繰り返し実行する。これ以降、再び均等化処理が実行されるまで、複数の電池セル７の閉路電圧のすべてが取得対象に設定される。

【0146】

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0147】

（その他の変形例）
明細書に開示する目的を達成可能な電池管理装置１００は、電池群ごとに監視ＩＣ３を有している構成に限定されない。電池管理装置１００は、組電池５に対して監視ＩＣ３およびマイクロコンピュータ１を有している構成でもよい。電池管理装置１００は、電池群ごとに一つのマイクロコンピュータ１を備える構成でもよい。

【符号の説明】

【0148】

１…マイクロコンピュータ（範囲設定部、均等化判断部、ＳＯＣ推定部、ＳＯＨ推定部）、３…監視ＩＣ（計測部）、５…組電池、７…電池セル、１２…充電設備（外部電源）、１００…電池管理装置、２００…電池装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】