JP2011155774A - 蓄電素子の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電素子のバイパス処理を行う場合において、バイパス処理された蓄電素子の劣化を抑制する。
【解決手段】 各蓄電素子（１０）に対して並列に接続され、各蓄電素子を放電させる放電回路（２０）と、各蓄電素子に対応して設けられており、対応する蓄電素子を他の蓄電素子との接続から外すバイパス処理を行うバイパス回路（４１，４２，４３）と、放電回路およびバイパス回路の動作を制御するコントローラ（５１，５２）と、を有する。コントローラは、各蓄電素子の劣化状態に応じて特定された蓄電素子に対して、バイパス回路によるバイパス処理を行わせ、バイパス処理が行われた蓄電素子の蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、バイパス処理が行われた蓄電素子に対して、放電回路による放電を行わせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気的に接続された複数の蓄電素子のうち、劣化状態の蓄電素子を他の蓄電素子との接続から外す制御を行う制御装置に関するものである。

複数の単電池が電気的に直列に接続された組電池において、いずれかの単電池だけが劣化しているときには、劣化状態の単電池を組電池の電流経路から外す技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の技術では、複数の電池モジュールが直列に接続された組電池において、各電池モジュールに対してバイパス回路を並列に接続しておき、電池モジュールに故障が発生したときには、故障した電池モジュールに対応したバイパス回路に電流が流れるようにしている。

特開２００８−２８８１０９号公報 特開２００４−０１５９２４号公報 特開平１０−１４００２号公報 特開平１０−３２９３６号公報 特開２００７−３２３９９９号公報 特開２００８−１９２６０７号公報 特開２００８−２５３１２９号公報 特開２００６−０３３９６１号公報 特開２００９−０４２０９１号公報 特開２００２−２７２０１０号公報

劣化状態の単電池を組電池の電流経路から外す処理（バイパス処理という）を行えば、組電池の充放電によって単電池の劣化が進行してしまうのを阻止することができる。

一方、単電池の充電状態（例えば、ＳＯＣ：State Of Charge）が高いまま、単電池のバイパス処理を行うと、バイパス処理が行われた単電池の劣化が進行しやすくなってしまうことがある。すなわち、単電池のＳＯＣが高くなるほど、バイパス処理によって単電池を放置したときの単電池の劣化率が大きくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、蓄電素子のバイパス処理を行う場合において、バイパス処理された蓄電素子の劣化を抑制することができる制御装置を提供することにある。

本願第１の発明は、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子の入出力を制御する制御装置であって、各蓄電素子に対して並列に接続され、各蓄電素子を放電させる放電回路と、各蓄電素子に対応して設けられており、対応する蓄電素子を他の蓄電素子との接続から外すバイパス処理を行うバイパス回路と、放電回路およびバイパス回路の動作を制御するコントローラと、を有する。ここで、コントローラは、各蓄電素子の劣化状態に応じて特定された蓄電素子に対して、バイパス回路によるバイパス処理を行わせ、バイパス処理が行われた蓄電素子の蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、バイパス処理が行われた蓄電素子に対して、放電回路による放電を行わせる。

ここで、蓄電状態を示す値が基準値に到達するまで、バイパス処理された蓄電素子に対して、放電回路による放電を行わせることができる。これにより、蓄電状態を示す値が高いままの状態で蓄電素子が維持されることによる蓄電素子の劣化を、より抑制することができる。

一方、蓄電状態を示す値が基準値よりも小さいときには、バイパス処理された蓄電素子に対して、放電回路による放電を禁止することができる。また、蓄電状態を示す値が基準値よりも小さく、蓄電状態を示す値および基準値の差が所定量以上であるときには、バイパス処理の対象となる蓄電素子に対して充電を行うことができる。

また、バイパス処理の対象となる蓄電素子を除く他の蓄電素子の性能が要求性能を満たさないときには、バイパス処理の対象となる蓄電素子の数を制限することができる。これにより、要求性能を満たしつつ、蓄電素子のバイパス処理を行うことができる。

蓄電素子は、複数の発電要素を含む構成とすることができる。例えば、複数の単電池（発電要素）が電気的に直列に接続された電池モジュール（蓄電素子）に対して、上述したバイパス処理や放電を行うことができる。また、蓄電素子としては、例えば、リチウムイオン電池（二次電池）を用いることができる。

本願第２の発明は、電気的に直列に接続された複数の蓄電素子の入出力を制御する制御方法であって、各蓄電素子の劣化状態に応じて特定した蓄電素子に対して、他の蓄電素子との接続から外すバイパス処理を行い、バイパス処理された蓄電素子の蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、バイパス処理された蓄電素子の放電を行うことを特徴とする。

本発明によれば、劣化状態の蓄電素子に対してバイパス処理を行うことにより、劣化状態の蓄電素子が、充放電によって更に劣化してしまうのを防止することができる。また、バイパス処理された蓄電素子において、蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、蓄電素子を放電させることにより、高い蓄電状態が維持されることによる蓄電素子の劣化を抑制することができる。

本発明の実施例１における電池システムの構成を示す図である。 実施例１の電池システムにおいて、単電池のバイパス処理を示すフローチャートである。 単電池における内部抵抗およびＳＯＣの関係を示す図である。 単電池における内部抵抗および温度の関係を示す図である。 実施例１の電池システムにおいて、単電池の使用可否を判断する処理を示すフローチャートである。 ５つの単電池と、各単電池の劣化量との関係を示す図である。 実施例１の電池システムにおいて、バイパス処理が行われた単電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。 単電池における劣化率およびＳＯＣの関係を示す図である。 単電池における放電時間およびＳＯＣの関係を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池システムについて説明する。図１は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。

複数の単電池（蓄電素子）１０は、電気的に直列に接続されることにより、組電池を構成している。組電池を構成する単電池１０の数は、組電池に求められる出力等に基づいて、適宜設定することができる。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。なお、本実施例では、すべての単電池１０を電気的に直列に接続しているが、電気的に並列に接続された単電池１０が含まれていてもよい。

本実施例の組電池は、例えば、車両に搭載することができ、この車両には、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両の動力源として、組電池の他に、内燃機関や燃料電池を備えた車両である。電気自動車は、組電池の出力だけを用いて走行する車両である。

組電池の正極端子および負極端子は、配線４４を介して負荷に接続されている。組電池を車両に搭載する場合には、負荷として、昇圧回路を用いることができる。具体的には、昇圧回路は、組電池の出力電圧を昇圧してインバータに供給する。インバータは、昇圧回路から出力された直流電力を交流電力に変換して、モータ・ジェネレータ（例えば、三相交流モータ）に出力し、モータ・ジェネレータにおいて車両を走行させるための運動エネルギが生成される。

一方、車両の制動時に発生する運動エネルギは、モータ・ジェネレータによって電気エネルギ（交流電力）に変換されて、インバータに供給される。インバータは、モータ・ジェネレータからの交流電力を直流電力に変換して、昇圧回路に供給する。昇圧回路は、インバータの出力電圧を降圧して組電池に供給する。

なお、昇圧回路を省略して、組電池およびインバータを直接、接続することもできる。また、組電池を車両に搭載した場合において、車両の外部に配置された電源（外部電源）から組電池に対して電力を供給することもできる。

各単電池１０には、放電回路２０が並列に接続されており、放電回路２０は、後述するように、各単電池１０のＳＯＣを調整するために用いられる。また、放電回路２０は、単電池１０が他の単電池１０と接続されているときに、単電池１０の電圧を均等化させるために用いることができる。ＳＯＣは、単電池１０の充電状態（蓄電状態）を示す値（割合）である。なお、単電池１０の充電状態を示す値であれば、ＳＯＣ以外のパラメータを用いることもできる。

放電回路２０は、スイッチ２１および抵抗２２を有しており、スイッチ２１のオンおよびオフの切り替えは、通電制御回路５２によって行われる。スイッチ２１がオンであれば、対応する単電池１０の放電が行われる。

また、各単電池１０には、電圧センサ３１が接続されており、電圧センサ３１は、各単電池１０の電圧値に関する情報を劣化状態判定回路５１に出力する。これにより、劣化状態判定回路５１は、単電池１０の電圧値を取得する。各単電池１０には、温度センサ３２が配置されており、温度センサ３２は、各単電池１０の温度に関する情報を劣化状態判定回路５１に出力する。これにより、劣化状態判定回路５１は、各単電池１０の温度を取得することができる。

温度センサ３２は、単電池１０の温度を直接的又は間接的に検出することができればよい。単電池１０の温度を直接的に検出する構成としては、例えば、単電池１０の外面に温度センサ３２を接触させたり、単電池１０の内部に温度センサ３２を配置したりすることができる。単電池１０の温度を間接的に検出する構成としては、例えば、単電池１０の近傍であって、単電池１０の外面から離れた位置に温度センサ３２を配置することができる。

なお、本実施例では、各単電池１０に対して温度センサ３２を設けているが、これに限るものではない。すなわち、温度センサ３２の数は、組電池を構成する単電池１０の数よりも少なくすることができる。例えば、組電池に対して１つの温度センサ３２だけを設けることができる。また、１つの温度センサ３２を用いて、複数の単電池１０の温度をまとめて検出することができる。

電流センサ３３は、組電池（単電池１０）に流れる電流値に関する情報を検出し、検出結果を劣化状態判定回路５１に出力する。各単電池１０の正極端子および負極端子には、スイッチ（バイパス回路の一部）４１，４２がそれぞれ接続されている。スイッチ４１は、単電池１０の正極端子に接続される状態と、バイパス線（バイパス回路の一部）４３に接続される状態との間で切り替わるようになっており、スイッチ４１の切り替えは、通電制御回路５２から出力される制御信号によって制御される。スイッチ４２は、単電池１０の負極端子に接続される状態と、バイパス線４３に接続される状態との間で切り替わるようになっており、スイッチ４２の切り替えは、通電制御回路５２から出力される制御信号によって制御される。

スイッチ４１，４２が単電池１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続されている場合には、単電池１０の通電が許容された状態、言い換えれば、単電池１０の充放電が許容された状態となる。また、スイッチ４１，４２がバイパス線４３に接続されている場合には、単電池１０の通電が禁止された状態、言い換えれば、単電池１０がバイパス処理された状態となる。

劣化状態判定回路５１は、後述するように、電圧センサ３１、温度センサ３２および電流センサ３３の出力に基づいて、単電池１０の劣化状態を判断する。具体的には、劣化状態判定回路５１は、単電池１０の劣化量を演算することにより、単電池１０の劣化状態を判断する。

劣化状態判定回路５１は、各単電池１０の劣化状態に関する情報を通電制御回路５２に出力する。通電制御回路５２は、劣化状態判定回路５１からの情報に基づいて、スイッチ４１，４２のオンおよびオフを切り替える。また、通電制御回路５２は、劣化状態判定回路５１からの情報に基づいて、各放電回路２０におけるスイッチ２１のオンおよびオフを切り替える。

次に、本実施例における単電池１０のバイパス処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１０１において、劣化状態判定回路５１は、各単電池１０に接続された電圧センサ３１の出力に基づいて、各単電池１０の電圧値を取得する。また、劣化状態判定回路５１は、電流センサ３３の出力に基づいて組電池（各単電池１０）の電流値を取得するとともに、各単電池１０に設けられた温度センサ３２の出力に基づいて各単電池１０の温度を取得する。

ステップＳ１０２において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ１０１で取得した電圧値および電流値に基づいて、各単電池１０の内部抵抗およびＳＯＣを算出する。ステップＳ１０３において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ１０１で取得した温度と、ステップＳ１０２で算出されたＳＯＣおよび内部抵抗とに基づいて、各単電池１０の劣化状態を判断する。

本実施例において、単電池１０の劣化状態は、内部抵抗に基づいて判断している。具体的には、各単電池１０の電圧値および電流値に基づいて、内部抵抗を算出することができる。ここで、単電池１０の内部抵抗は、ＳＯＣや温度に応じて変動するため、現在の単電池１０におけるＳＯＣや温度に応じて、電圧値および電流値から算出された内部抵抗を補正する必要がある。

図３は、単電池１０における内部抵抗およびＳＯＣの関係（例示）を示しており、一般的に、ＳＯＣが高くなるほど、内部抵抗が低下する傾向がある。また、図４は、単電池１０における内部抵抗および温度の関係（例示）を示しており、一般的に、温度が高くなるほど、内部抵抗が低下する傾向がある。劣化状態判定回路５１は、図３および図４に示す情報を用いて、内部抵抗を補正して、単電池１０の劣化状態を判断する。

なお、本実施例では、単電池１０の内部抵抗に基づいて、単電池１０の劣化状態を判断しているが、これに限るものではない。すなわち、単電池１０の劣化状態を判断できるパラメータを予め設定しておき、このパラメータに基づいて単電池１０の劣化状態を判断すればよい。例えば、各単電池１０の電圧が閾値を超える頻度を、上記パラメータとして用い、この頻度を示すパラメータに基づいて、単電池１０の劣化状態を判断することができる。この場合には、単電池１０の電圧が閾値を超える頻度が高いほど、単電池１０の劣化が進行していると判断することができる。

ステップＳ１０４において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ１０３で判断した劣化状態に基づいて、単電池１０の使用の可否を判別する。ステップＳ１０４の処理では、組電池の充放電によって単電池１０の劣化が進行してしまうのを阻止する観点から、単電池１０の使用可否を判別している。ステップＳ１０４の処理の詳細については、後述する（図５参照）。

劣化状態判定回路５１は、単電池１０の使用の可否に関する情報を通電制御回路５２に送信する。具体的には、劣化状態判定回路５１は、使用が可能な単電池１０の情報と、使用を禁止する単電池１０の情報とを通電制御回路５２に送信する。

ステップＳ１０５において、通電制御回路５２は、劣化状態判定回路５１からの情報に基づいて、使用が禁止された単電池１０を特定し、この単電池１０への通電を禁止する。具体的には、通電制御回路５２は、使用禁止の単電池１０に対応したスイッチ４１，４２をバイパス線４３に接続させることにより、使用禁止の単電池１０に対してバイパス処理を行う。これにより、劣化していると判断された単電池１０への充放電が禁止され、単電池１０の更なる劣化を防止することができる。

次に、上述したステップＳ１０４の処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０１において、劣化状態判定回路５１は、各単電池１０の劣化量が閾値よりも大きいか否かを判別する。劣化量とは、単電池１０の劣化状態を示す指標である。ここで、例えば、図２（ステップＳ１０３）で説明した内部抵抗を、劣化量として用いることができる。

本実施形態では、すべての単電池１０の劣化量に基づいて、劣化量の平均値を算出し、算出した平均値に対して許容値を加算した値を、劣化量の閾値として用いている。なお、閾値は、平均値および許容値を加算した値に限るものではなく、適宜設定することができる。例えば、閾値として、劣化量の平均値を用いることもできる。

ステップＳ２０１において、閾値よりも大きい劣化量を有する単電池１０が存在すれば、ステップＳ２０３に進み、そうでなければ、ステップＳ２０２に進む。図５の処理では、閾値よりも大きい劣化量を示す単電池１０がｎ個存在しているとする。

ステップＳ２０１の処理について、図６を用いて具体的に説明する。図６は、No.１〜No.５の単電池１０における劣化量（一例）を示している。No.２，４，５の単電池１０については、劣化量が平均値を超えている。平均値は、５つの単電池１０における劣化量の平均値である。また、No.２，５の単電池１０の劣化量は、閾値（平均値に許容値を加算した値）よりも大きくなっている。ここで、許容値は、適宜設定することができ、許容値を設けなくてもよい。

図６に示す例では、ステップＳ２０１の処理において、No.２，５の単電池１０が特定され、ステップＳ２０３以降の処理が行われる。ここで、No.１，３，４の単電池１０については、使用可能と判断される。

ステップＳ２０２において、劣化状態判定回路５１は、すべての単電池１０が使用可能であると判断して、本処理を終了する。一方、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ２０３において、カウントｉを０に設定し、ステップＳ２０４において、カウントｉをインクリメントし、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５において、劣化状態判定回路５１は、劣化量の大きい側からｉ個の単電池１０を組電池から除いた場合において、残りの単電池１０（Ｎ−ｉ個の単電池１０）の性能を判断する。ここで、“Ｎ”は、組電池を構成する単電池１０の総数である。

例えば、カウントｉが“１”であるときには、最も劣化量の大きい単電池１０を除いたときの残りの単電池１０の性能を判断する。図６に示す例では、No.１〜５の単電池１０からNo.２の単電池１０を除き、No.１，３〜５の単電池１０を用いたときの性能を判断する。ここで、性能としては、例えば、残りの単電池１０における出力性能が挙げられる。

ステップＳ２０６において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ２０５で判断された単電池１０の性能が、所定の要求性能を満たすか否かを判別する。例えば、i個の単電池１０を除いた残りの単電池１０を用いたときの出力が、車両の走行に要求される出力よりも高いか否かを判別する。ステップＳ２０６において、残りの単電池１０（Ｎ−ｉ個の単電池１０）だけで要求性能を満たさないと判断したときには、ステップＳ２０７に進み、そうでなければ、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０７において、劣化状態判定回路５１は、“ｉ−１”個の単電池１０を使用禁止と判断して、本処理を終了する。例えば、４（ｉ＝４）個の単電池１０を除いた場合において、残りの単電池１０だけでは、要求性能を満たさないと判断すれば、３個の単電池１０を使用禁止と判断する。ここで、３個の単電池１０は、劣化量の大きい側から数えて３個の単電池１０となる。

ステップＳ２０８において、劣化状態判定回路５１は、カウントｉがｎであるか否かを判別する。ｎとは、ステップＳ２０１の処理で説明したように、閾値よりも大きい劣化量を示す単電池１０の数である。カウントｉがｎでなければ、ステップＳ２０４の処理に戻り、カウントｉがｎであれば、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０４からステップＳ２０８の処理では、単電池１０が要求性能を満たす限り、閾値よりも大きい劣化量を有する単電池１０を、劣化量の大きい側から順に除くようにしている。ステップＳ２０９において、劣化状態判定回路５１は、ｎ個の単電池１０を使用禁止と判断して、本処理を終了する。ステップＳ２０９の処理では、閾値よりも大きい劣化量を有する単電池１０のすべてが、使用禁止と判断される。

図５で説明した処理によれば、組電池に求められる要求性能に応じて、適切な数の単電池１０だけについて、バイパス処理を行うことができる。言い換えれば、組電池に対して要求性能を確保しつつ、単電池１０の劣化が進行するのを抑制することができる。

次に、バイパス処理が行われた単電池１０の充放電制御について、図７に示すフローチャートを用いながら説明する。図７に示す処理は、バイパス処理された各単電池１０に対して行われる。

ステップＳ３０１において、劣化状態判定回路５１は、バイパス処理が行われた単電池１０に接続されている電圧センサ３１の出力に基づいて、単電池１０の電圧を検出する。そして、ステップＳ３０２において、検出した電圧値に基づいて、バイパス処理された単電池１０のＳＯＣを算出（推定）する。

ステップＳ３０３において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ３０２で算出したＳＯＣが第１基準値よりも低いか否かを判別する。第１基準値は、所定のＳＯＣを示す値であり、単電池１０における劣化率およびＳＯＣの対応関係に基づいて、適宜設定することができる。図８には、単電池１０における劣化率およびＳＯＣの対応関係（例示）を示している。図８に示すように、単電池１０のＳＯＣが高いほど、単電池１０の劣化率が高くなる傾向がある。そこで、単電池１０の劣化率を抑制する観点から、第１基準値としてのＳＯＣを予め設定しておくことができる。

ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２で算出したＳＯＣが、第１基準値よりも低ければ、ステップＳ３０５に進み、そうでなければ、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、通電制御回路５２は、放電回路２０のスイッチ２１をオフからオンに切り替えることにより、バイパス処理された単電池１０を放電させる。このとき、単電池１０の放電は、単電池１０のＳＯＣが第１基準値に到達するまで行われる。

ここで、単電池１０の放電時間と単電池１０のＳＯＣとの対応関係を予め求めておき、対応関係を示すマップをメモリに格納しておくことができる。図９には、単電池１０における放電時間およびＳＯＣの対応関係（例示）を示している。これにより、通電制御回路５２は、単電池１０の放電時間を監視することにより、単電池１０のＳＯＣを第１基準値に到達させることができる。

なお、本実施例におけるステップＳ３０４の処理では、バイパス処理された単電池１０のＳＯＣを第１基準値まで下げているが、これに限るものではない。図８に示すように、単電池１０のＳＯＣを低下させるだけで、単電池１０の劣化率を低下させることができるため、単電池１０を放電させて、単電池１０のＳＯＣを単に低下させるだけでもよい。すなわち、バイパス処理された単電池１０のＳＯＣを、第１基準値まで低下させなくてもよい。

ステップＳ３０５において、劣化状態判定回路５１は、ステップＳ３０２で算出したＳＯＣが第２基準値よりも低いか否かを判別する。第２基準値は、所定のＳＯＣを示す値であり、図８に示すように、第１基準値よりも低い値である。単電池１０のＳＯＣが低下しすぎると、不具合が生じることがあるため、この観点から、第２基準値が設定されている。

例えば、複数の単電池１０を一方向に並べて配置し、配列方向の両端から複数の単電池１０を拘束している構造では、ＳＯＣの低下に伴う単電池１０の体積変化（体積減少）によって、単電池１０の拘束力が低下してしまうおそれがある。この場合には、単電池１０の拘束力が低下するのを抑制する観点から、第２基準値を適宜設定することができる。

ステップＳ３０５において、算出したＳＯＣが第２基準値よりも低ければ、ステップＳ３０７に進み、そうでなければ、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、バイパス処理された単電池１０が放置される。言い換えれば、通電制御回路５２は、バイパス処理された単電池１０に対して、放電回路２０を用いた放電を行わない。

ステップＳ３０７において、通電制御回路５２は、バイパス処理された単電池１０を、他の単電池１０と再度接続させる。具体的には、バイパス処理された単電池１０に対応したスイッチ４１，４２が、バイパス線４３との接続から、単電池１０への接続に切り替えられる。これにより、バイパス処理された単電池１０に対して、充放電を行うことが可能となる。

ステップＳ３０８において、通電制御回路５２は、組電池の充電を行い、バイパス処理された単電池１０のＳＯＣを第１基準値まで上昇させる。ここで、単電池１０における充電時間およびＳＯＣの対応関係を予め求めておき、対応関係を示すマップをメモリに格納しておくことができる。これにより、充電時間を監視しておけば、マップを用いて単電池１０のＳＯＣを推定することができ、単電池１０のＳＯＣを第１基準値に到達させることができる。なお、充電が完了した後に、単電池１０の電圧値を検出して、ＳＯＣを再度、算出（推定）するようにしてもよい。

なお、ステップＳ３０８の処理では、単電池１０のＳＯＣを第１基準値まで上昇させているが、これに限るものではない。すなわち、充電によって単電池１０のＳＯＣを上昇させればよく、例えば、単電池１０のＳＯＣを、第１基準値および第２基準値の間に位置する任意の値まで上昇させることができる。

一方、ステップＳ３０８の処理を行った後に、ＳＯＣが第１基準値に到達した単電池１０に対して、再度、バイパス処理を行うことができる。

本実施例によれば、劣化状態であると判断された単電池１０を、バイパス処理によって、充放電の電流経路から外すことにより、充放電によって単電池１０の劣化が進行してしまうのを防止することができる。また、バイパス処理を行った単電池１０のＳＯＣが第１基準値よりも高いときには、単電池１０を放電させてＳＯＣを低下させることにより、ＳＯＣが第１基準値よりも高い状態に維持されることによる単電池１０の劣化を抑制することができる。

なお、本実施例では、各単電池１０に対してバイパス処理を行うことができる構成となっているが、これに限るものではない。例えば、複数の単電池１０が直列に接続された電池モジュール（蓄電素子）に対してバイパス処理を行うようにしてもよい。そして、各電池モジュールに対して、放電回路２０を並列に接続することができる。ここで、複数の電池モジュールは、電気的に直列に接続されることになる。

一方、バイパス処理が行われた単電池１０については、バイパス処理が行われていない単電池１０の劣化状態に応じて、バイパス処理が行われていない単電池１０に再度、接続することができる。具体的には、バイパス処理された単電池１０の劣化状態と、バイパス処理されていない単電池１０の劣化状態とが略等しい状態になれば、バイパス処理された単電池１０を、バイパス処理されていない単電池１０に接続して、充放電を行うことができる。これにより、組電池を構成する、すべての単電池１０において、劣化状態のバラツキを抑制しつつ、すべての単電池１０が寿命に到達するまで組電池を使用し続けることができる。

１０：単電池（蓄電素子） ２０：放電回路
２１：スイッチ ２２：抵抗
３１：電圧センサ ３２：温度センサ
３３：電流センサ
４１，４２：スイッチ（バイパス回路の一部）
４３：バイパス線（バイパス回路の一部）
５１：劣化状態判定回路（コントローラの一部）
５２：通電制御回路（コントローラの一部）

Claims (12)

1. 電気的に直列に接続された複数の蓄電素子の入出力を制御する制御装置であって、
   前記各蓄電素子に対して並列に接続され、前記各蓄電素子を放電させる放電回路と、
   前記各蓄電素子に対応して設けられており、対応する前記蓄電素子を他の前記蓄電素子との接続から外すバイパス処理を行うバイパス回路と、
   前記放電回路および前記バイパス回路の動作を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記各蓄電素子の劣化状態に応じて特定された前記蓄電素子に対して、前記バイパス回路による前記バイパス処理を行わせ、
   前記バイパス処理が行われた前記蓄電素子の蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、前記バイパス処理が行われた前記蓄電素子に対して、前記放電回路による放電を行わせる、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記コントローラは、前記蓄電状態を示す値が前記基準値に到達するまで、前記バイパス処理された前記蓄電素子に対して、前記放電回路による放電を行わせることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記コントローラは、前記蓄電状態を示す値が前記基準値よりも小さいときには、前記バイパス処理された前記蓄電素子に対して、前記放電回路による放電を禁止することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記コントローラは、前記蓄電状態を示す値が前記基準値よりも小さく、前記蓄電状態を示す値および前記基準値の差が所定量以上であるときには、前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子に対して充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記コントローラは、前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子を除く他の前記蓄電素子の性能が要求性能を満たさないときには、前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子の数を制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御装置。
6. 前記蓄電素子は、複数の発電要素を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の制御装置。
7. 前記蓄電素子は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の制御装置。
8. 電気的に直列に接続された複数の蓄電素子の入出力を制御する制御方法であって、
   前記各蓄電素子の劣化状態に応じて特定した前記蓄電素子に対して、他の前記蓄電素子との接続から外すバイパス処理を行い、
   前記バイパス処理された前記蓄電素子の蓄電状態を示す値が基準値よりも大きいときには、前記バイパス処理された前記蓄電素子の放電を行う、
   ことを特徴とする制御方法。
9. 前記蓄電状態を示す値が前記基準値に到達するまで、前記バイパス処理された前記蓄電素子の放電を行うことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
10. 前記蓄電状態を示す値が前記基準値よりも小さいときには、前記バイパス処理された前記蓄電素子の放電を禁止することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
11. 前記蓄電状態を示す値が前記基準値よりも小さく、前記蓄電状態を示す値および前記基準値の差が所定量以上であるときには、前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子に対して、充電を行うことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
12. 前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子を除く他の前記蓄電素子の性能が要求性能を満たさないときには、前記バイパス処理の対象となる前記蓄電素子の数を制限することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１つに記載の制御方法。
    

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