JP6119516B2 - 組電池および電動車両 - Google Patents

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Description

本開示は、組電池および電動車両に関する。
最近では、電子機器の電源として軽量で高容量の二次電池の単電池を複数個用いた組電池が使用されている。電子機器のみならず、石油以外への燃料の置き換え、並びに二酸化炭素の削減を目的として、電動自転車、電動バイク、フォークリフト等の産業用機器に対しても駆動電源として電池が使用されている。
さらに、ＥＶ（(Electric Vehicle)電気自動車）、ＨＥＶ（(Hybrid Electric Vehicle)ハイブリッド車）、ＰＨＥＶ（(Plug-in Hybrid Electric vehicle)等の車両用駆動電源としても軽量で高容量の二次電池の単電池を複数個用いた組電池が使用されている。ＰＨＥＶは、ハイブリッド車の二次電池を家庭用電源で充電し、一定距離を電気自動車として走行できる車両である。特に、小型、軽量で、高エネルギー密度を有するリチウムイオン２次電池が車載用電池として好適である。
例えば、下記特許文献１には、電気自動車やハイブリッド車両に用いられ、高出力密度型二次電池と高エネルギー密度型二次電池とを並列接続した組電池が記載されている。
特開２００４−１１１２４２号公報
特許文献１に記載の技術では、通常、高出力密度型二次電池から負荷に対して電力を供給するようにしている。このため、高出力密度型二次電池が劣化してしまう、という問題があった。
したがって、本開示の目的の一つは、上記問題を解決し得る組電池および電動車両を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、
第１の電池モジュールの最大出力電圧が第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも大きくなるように構成され、
第１の電池モジュールの使用範囲および第２の電池モジュールの使用範囲が異なるように構成され、
第１の電池モジュールの充電予想時間をＴｐ（分）とし、第２の電池モジュールの充電予想時間をＴｉ（分）とした場合に、第２の電池モジュールに対する充電電流量がＴｉ／Ｔｐに設定される
組電池である。
本開示は、例えば、
並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、第１の電池モジュールの最大出力電圧が第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも高くなるように構成され、第１の電池モジュールの使用範囲および第２の電池モジュールの使用範囲を異なるように構成され、第１の電池モジュールの充電予想時間をＴｐ（分）とし、第２の電池モジュールの充電予想時間をＴｉ（分）とした場合に、第２の電池モジュールに対する充電電流量がＴｉ／Ｔｐに設定される組電池と、
第１の電池モジュールおよび第２の電池モジュールの少なくとも一方から電力が供給される駆動部と
を有する電動車両である。
少なくとも一つの実施形態によれば、組電池において使用される電池モジュールが劣化することを防止できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下に例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
一実施形態における第１の電池セルの放電特性の一例を説明するための図である。 一実施形態における第２の電池セルの充電特性の一例を説明するための図である。 一実施形態における第２の電池セルの放電特性の一例を説明するための図である。 一実施形態における組電池が適用された電動車両の構成の一例を説明するためのブロック図である。 一実施形態における電力Ｉ／Ｆの構成の一例を説明するための図である。 一実施形態における第１の電池モジュールの構成の一例を説明するための図である。 一実施形態における第２の電池モジュールの構成の一例を説明するための図である。 一実施形態における組電池の動作の一例を説明するための図である。 一実施形態の組電池における充電制御の一例を説明するためのフローチャートである。 変形例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。
以下、本開示の一実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
＜１．一実施形態＞
「組電池において使用される電池モジュールの一例」
始めに、本開示の一実施形態における組電池に使用される電池モジュールの一例について説明する。詳細は後述するが、一実施形態における組電池は、第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有する。第１の電池モジュールは、１または複数の第１の二次電池セルからなる第１の電池部を有し、第２の電池モジュールは、１または複数の第２の二次電池セルからなる第２の電池部を有する。第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとが、例えば、並列接続される。
第１の電池モジュールおよび第２の電池モジュールは、それぞれ異なる特性を有する。このような特性として、繰り返し充放電回数、電池モジュール自体のサイズおよび重量、各電池モジュールが有する二次電池セルの満充電電圧を例示することができる。
なお、繰り返し充放電回数とは、例えば、公称容量の０〜１００％の範囲（他の範囲、例えば、１０％〜９０％でもよい）で充放電を繰り返した場合に、保持できる電気容量が公称容量の所定値以下（例えば、８０％）に達したときの充放電回数により規定される。繰り返し充放電回数は、サイクル寿命（サイクル数）と称される場合もある。
なお、繰り返し充放電回数は、電池の種類や充放電に使用する機器、メーカ毎の定義、充放電試験の条件等に応じて、異なる内容で規定される場合がある。一実施形態では、第１の電池モジュールの繰り返し充放電回数と第２の電池モジュールの繰り返し充放電回数とが同一の内容で規定されればよく、繰り返し充放電回数が特定の内容に限定されるものではない。
一実施形態における第１の電池モジュールは、繰り返し充放電回数が第２の電池モジュールより大きいという特性を有する。その一方で、電池モジュールの大きさが第２の電池モジュールに比して大きい、電池モジュールの重量が第２の電池モジュールに比して大きい、第１の二次電池セルの満充電電圧が第２の二次電池セルの満充電電圧より小さい、という特性を有する。
一実施形態における第２の電池モジュールは、繰り返し充放電回数が第１の電池モジュールより小さいという特性を有する。その一方で、電池モジュールの大きさが第１の電池モジュールに比して小さい、電池モジュールの重量が第１の電池モジュールに比して小さい、第２の二次電池セルの満充電電圧が第１の二次電池セルの満充電電圧より大きい、という特性を有する。
一例を示せば、第１の電池モジュールの繰り返し充放電回数は、数千回から１万回程度であるのに対して、第２の電池モジュールの繰り返し充放電回数は、数百回から千回程度である。第１の電池モジュールの第１の二次電池セルの満充電電圧は、３．６Ｖ（ボルト）であるのに対して、第２の電池モジュールの第２の二次電池セルの満充電電圧は、４．２Ｖである。
上述した特性を有する第１の二次電池セルとして、正極材料としてオリビン構造を有する正極活物質を含有するリチウムイオン２次電池を例示することができる。オリビン構造を有する正極活物質として具体的には、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4 ）、または、異種原子を含有するリチウム鉄複合リン酸化合物（ＬｉＦｅxＭ1-xＯ4 ：Ｍは１種類以上の金属、ｘは０＜ｘ＜１である。）を例示することができる。Ｍが２種以上の場合は、各々の下付数字の総和が１−ｘとなるように選定される。
Ｍとしては、遷移元素、ＩＩＡ族元素、ＩＩＩＡ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＩＶＢ族元素等が挙げられる。特にコバルト（Ｃｏ），ニッケル，マンガン（Ｍｎ），鉄，アルミニウム，バナジウム（Ｖ），およびチタン（Ｔｉ）のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。
正極活物質は、リチウム鉄リン酸化合物またはリチウム鉄複合リン酸化合物の表面に、該酸化物とは異なる組成の金属酸化物（例えば、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉなどから選択されるもの）やリン酸化合物（例えば、リン酸リチウム等）等を含む被覆層が施されていてもよい。
負極活物質としては、特に限定されるものではないが、黒鉛等の炭素材料、チタン酸リチウム、シリコン（Ｓｉ）系材料、スズ（Ｓｎ）系材料等を例示することができる。
なお、以下の説明では、第１の二次電池セルの正極材料としてリチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4 ）が使用されるものとして説明する。第１の二次電池セルを、電池セルＬＦＰと適宜、称し、１または複数の電池セルＬＦＰを有する第１の電池モジュールを電池モジュールＬＦＰＭと適宜、称する。
上述した特性を有する第２の二次電池セルとして、正極材料として、三元系（ＬｉＮｉxＭｎyＣｏzＯ2（x＋y＋z＝1））の活物質、層状岩塩構造を有するコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ2）、スピネル構造を有するマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）などのリチウム複合酸化物を含有するリチウムイオン２次電池を例示することができる。
負極活物質としては、特に限定されるものではないが、黒鉛等の炭素材料、チタン酸リチウム、シリコン（Ｓｉ）系材料、スズ（Ｓｎ）系材料等を例示することができる。
なお、以下の説明では、第２の二次電池セルの正極材料として三元系の活物質が使用されるものとして説明する。第２の二次電池セルを、電池セルＬＩＢと適宜、称し、１または複数の電池セルＬＩＢを有する第２の電池モジュールを電池モジュールＬＩＢＭと適宜、称する。
なお、第１の二次電池セルおよび第２の二次電池セルの電極の製造法としては、特に限定はなく、業界において用いられている方法を広く用いることができる。各二次電池セルに用いられる電解液としては、特に限定はなく、液状、ゲル状を含み、業界において用いられる電解液を広く用いることができる。各二次電池セルの形状は、角型、円筒型、平板型等のいずれの形状でもよく、特に限定されるものではない。
図１は、電池セルＬＦＰの放電特性の一例を示す。なお、放電条件は、温度２５℃、定電流モード（ＣＣモード）、放電電流は１Ｃ（２．８９Ａ（アンペア））であり、放電終止電圧は２．５Ｖに設定した。図１において、縦軸はセルの電圧（Ｖ）を示し、横軸は放電時間（分）を示す。図１より、およそ６０分程度でセルの電圧が放電終止電圧に達する。
図２は、電池セルＬＩＢの充電特性の一例を示す。なお、充電条件は、温度２５℃、充電電流は２Ａであり、終止電圧は４．２Ｖに設定した。図２において、縦軸はセルの電圧（Ｖ）を示し、横軸はＳＯＣ(State Of Charge)（％）でみた容量を示す。なお、満充電状態においてＳＯＣは１００％になる。
図３は、電池セルＬＩＢの放電特性の一例を示す。放電条件は、温度２５℃であり、放電電流は３Ａである。なお、図３に示す例では、１．５Ｖ程度まで放電しているが、実際には、所定値（例えば、２．７Ｖ）程度で過放電を防止するための制御がなされる。図３において、縦軸はセルの電圧（Ｖ）を示し、横軸はＳＯＣ（％）で見た残量を示す。
リチウムイオン２次電池を使用する場合は、一般に、使用範囲（特に、上限）を低めに設定して使用することが好ましいとされている。例えば、電池セルＬＩＢを充電する場合に、満充電電圧（例えば、４．２Ｖ）まで充電するよりもそれより低い電圧で充電を停止したほうが、繰り返し充放電回数が増加すると考えられている。例えば、電池セルＬＩＢの使用範囲の上限を、３．７Ｖ〜３．８（ＳＯＣでみた場合には９０％以下、この例では６０％〜８０％）に設定した場合のほうが、満充電電圧に設定した場合よりも繰り返し充放電回数が増加する。ただし、これをさらに引き下げ、ＳＯＣ５０％以下の範囲で使用した場合でも、これ以上は繰り返し充放電回数がさほど増加しないため、電池セルＬＩＢの使用範囲の上限を、一例として、上述した範囲に設定する。なお、使用範囲の下限をＳＯＣ０％よりも高い値（例えば、２０％）に設定してもよい。
上述したリチウムイオン２次電池の性質は、電池セルＬＦＰにも当てはまる。しかしながら、電池セルＬＦＰは電池セルＬＩＢに比して繰り返し充放電回数が格段に大きい。すなわち、満充電電圧よりも低い電圧の範囲で使用し、繰り返し充放電回数を増加させる必要性が乏しい。そこで、電池セルＬＦＰについては、使用範囲の上限を満充電電圧（例えば、３．６Ｖ（ＳＯＣでみた場合には９０％〜１００％））に設定して使用する。
「組電池の構成の一例」
図４を参照して、一実施形態における組電池の構成の一例について説明する。一実施形態では、組電池を、電動自転車や電動バイク等の小型の電動車両に適用した例である。図４において、参照符号１により示される電動車両は、例えば、第１の電池モジュールの一例である電池モジュールＬＦＰＭと、第２の電池モジュールの一例である電池モジュールＬＩＢＭと、制御部１１と、表示部１２と、電力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３と、駆動部１４とを含む構成を有する。
一例として、電池モジュールＬＦＰＭと、電池モジュールＬＩＢＭと、両者を接続する電力Ｉ／Ｆ１３とにより組電池が構成される。なお、図４（後述する図１１も同様）では、制御の流れを矢印により示し、電力の系統を実線にて示している。
電池モジュールＬＦＰＭは、電池制御部１０１と、電池部１０２とを含む構成を有する。電池モジュールＬＩＢＭは、電池制御部２０１と、電池部２０２とを含む構成を有する。なお、各電池モジュールの構成の詳細については後述する。
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)により構成され、電動車両１の各部を制御する。制御部１１は、例えば、電池制御部１０１および電池制御部２０１のそれぞれと双方向の通信を行うことができる。通信の結果、制御部１１は、必要に応じて表示部１２を制御し、表示部１２を介して残容量や警告等を電動車両１のユーザに対して報知する。なお、制御部１１に対する電力は、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭのいずれかから供給されるようにしてもよい。好ましくは、電池モジュールＬＦＰＭから制御部１１に対して電力が供給される。
表示部１２は、例えば、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)や有機ＥＬ(Electroluminescence)パネルなどのパネルとそれらを駆動するドライバとから構成される。表示部１２が、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)から構成されてもよい。表示部１２は、制御部１１による制御に応じて、電動車両１に関する各種の情報や、電池モジュールに関する情報、警告等を表示する。なお、電動車両１がスピーカ等の音声を出力する構成を有し、音声により各種の情報がユーザに対して報知されるようにしてもよい。
電力Ｉ／Ｆ１３は、電池モジュールＬＦＰＭと電池モジュールＬＩＢＭとを並列接続し、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭの少なくとも一方から供給される電力を駆動部１４に供給するものである。電力Ｉ／Ｆ１３は、例えば、２つのダイオード（ダイオード１３ａおよびダイオード１３ｂ）を有する。図５に例示するように、ダイオード１３ａおよびダイオード１３ｂにより、電池モジュールＬＦＰＭと電池モジュールＬＩＢＭとがダイオードＯＲ接続される。
詳細は後述するが、一実施形態では、通常、電池モジュールＬＦＰＭの電圧が高くなるようにしている。このため、駆動部１４に対しては、電池モジュールＬＦＰＭから電力が供給されるようになされる。電池モジュールＬＦＰＭの電圧が徐々に低下し電池モジュールＬＩＢＭの電圧と略一致すると、電池モジュールＬＩＢＭから、若しくは、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭの電力を合成した合成電力が駆動部１４に対して供給される。
駆動部１４は、駆動力を提供するモータ等を含む構成を有する。駆動部１４は、例えば、制御部１１による制御に応じて動作する。制御部１１とは別に、駆動部１４を制御するための駆動制御部が設けられてもよい。駆動部１４に対して図示しない車輪等が取りつけられ、駆動部１４が動作することに応じて車輪が回転する。
以上、例示した構成を有する電動車両１に対して充電装置２が接続可能とされる。充電装置２は、例えば、商用電力を適切な電圧に変換して、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭを充電する装置である。なお、電動車両１における制御部１１と、充電装置２における制御部との間で通信が行われ、認証処理等が行われるようにしてもよい。また、電池モジュールを電動車両１から取り外して充電するようにしてもよい。その場合、充電装置２における制御部は電池制御部と通信を行い、充電制御や認証処理を行うようにしてもよい。
「電池モジュールの構成の一例」
電池モジュールＬＦＰＭを構成する各部は、例えば、所定の形状の外装ケースに収納される。外装ケースは、高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることが望ましい。高い伝導率および輻射率を有する材料を用いることにより、外装ケースにおける優れた放熱性を得ることができる。優れた放熱性を得ることで、外装ケース内の温度上昇を抑制できる。さらに、外装ケースの開口部を最小限または、廃止することができ、高い防塵防滴性を実現できる。外装ケースは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅、銅合金等の材料が使用される。電池モジュールＬＩＢＭについても同様である。そして、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭが電動車両１のボディ内に収納される。
図６は、電池モジュールＬＦＰＭの構成の一例を示す。電池モジュールＬＦＰＭは、１または複数の電池セルＬＦＰからなる電池部１０２を有する。この例では、１２個の電池セルＬＦＰ（電池セルＬＦＰ１，電池セルＬＦＰ２・・電池セルＬＦＰ１２）により電池部１０２が構成される。一実施形態では、１２個の電池セルＬＦＰが直列に接続される。なお、電池セルの個数や接続態様は、電池モジュールの用途に応じて適宜、変更できる。例えば、複数の電池セルＬＦＰが並列に接続されてもよい。また、複数の電池セルＬＦＰが並列に接続されたもの（サブモジュールなどと称される場合がある）が直列に接続されたものでもよい。
電池セルＬＦＰの電圧と本数とに応じて、電池モジュールＬＦＰＭの出力電圧の範囲（動作範囲と適宜、称する）が決定される。例えば、電池セルＬＦＰの使用領域の下限を２．０Ｖとし、上限を３．６Ｖとすると、１２個の電池セルＬＦＰが直列に接続されていることから、２４．０Ｖから４３．２Ｖが電池モジュールＬＦＰＭの動作範囲となる。動作範囲の最大値である電池モジュールＬＦＰＭの最大出力電圧は４３．２Ｖになる。
電池セルＬＦＰ１の正極側から正の電力ラインＰＬ１０５が延伸する。電力ラインＰＬ１０５に対して、正極端子１１０が接続される。電池セルＬＦＰ１２の負極側から負の電力ラインＰＬ１０６が延伸する。電力ラインＰＬ１０６に対して、負極端子１１１が接続される。正の電力ラインＰＬ１０５および負の電力ラインＰＬ１０６を介して、電池部１０２の電力が駆動部１４に対して供給される。
電池モジュールＬＦＰＭは、外部装置と通信を行うための通信ラインＳＬ１０９を有する。通信ラインＳＬ１０９に通信端子１１５が接続される。通信ラインＳＬ１０９を介して、電池制御部１０１と制御部１１との間で所定の通信規格に基づく双方向の通信がなされる。所定の通信規格として、例えば、シリアル通信の規格であるＩ２ＣやＳＭＢｕｓ(System Management Bus)、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)、ＣＡＮ等の規格が例示される。なお、通信は、有線でもよく無線でもよい。
電池モジュールＬＦＰＭは、上述した電池制御部１０１および電池部１０２の他に、電圧マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２１と、ＡＤＣ(Analog to Digital Converter)１２２と、監視部１２３と、温度測定部１２５と、温度測定部１２８と、温度マルチプレクサ１３０と、加温部１３１と、電流検出抵抗１３２と、電流検出アンプ１３３と、ＡＤＣ１３４と、レギュレータ１３９と、記憶部１４２と、充電制御部１４４と、放電制御部１４５とを含む構成を有する。さらに、各電池セルＬＦＰに対応してＦＥＴ(Field Effect Transistor)が設けられている。
電池制御部１０１は、電池モジュールＬＦＰＭの各部を制御する。電池制御部１０１は、例えば、電池部１０２に関連する制御を行う。電池部１０２に関連する制御として、電池部１０２を構成する各電池セルＬＦＰの温度や電圧、電池部１０２に流れる電流等を監視する制御や、各電池セルＬＦＰのＳＯＣを算出する制御、過電流防止や過放電防止のため等の電池モジュールＬＦＰＭの安全を確保する制御、電池部１０２を構成する各電池セルＬＦＰのセルバランスをとるための制御等が例示される。
なお、ＳＯＣを算出する方法は、種々の方法を適用できる。例えば、電池セルＬＦＰの電圧とＳＯＣとの関係を示す放電曲線を予め記憶しておき、当該放電曲線を使用して、計測された電池セルＬＦＰの電圧に対応するＳＯＣを求めるようにしてもよい。また、充電電流と放電電流とを積分して電池セルＬＦＰの残量を予測することによりＳＯＣを求める方式（クーロン・カウンタ方式とも称される）を適用してもよい。周囲の温度等の動作環境や経年劣化に応じてＳＯＣを補正してもよい。
電圧マルチプレクサ１２１は、電圧検出部（図示は省略している）により検出される各電池セルＬＦＰの電圧をＡＤＣ１２２に対して出力する。各電池セルＬＦＰの電圧は、充電中および放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。例えば、２５０ｍｓ（ミリ秒）の周期でもって、各電池セルＬＦＰの電圧が電圧検出部により検出される。この例では、１２個の電池セルＬＦＰにより電池部１０２が構成されることから、１２個のアナログ電圧データが電圧マルチプレクサ１２１に供給されることになる。
電圧マルチプレクサ１２１は、所定の周期でもってチャネルを切り換え、１２個のアナログ電圧データ中から一のアナログ電圧データを選択する。電圧マルチプレクサ１２１によって選択された一のアナログ電圧データが、ＡＤＣ１２２に供給される。そして、電圧マルチプレクサ１２１は、チャネルを切り換え、次のアナログ電圧データをＡＤＣ１２２に供給する。なお、電圧マルチプレクサ１２１におけるチャネルの切り換えは、例えば、電池制御部１０１により制御される。
温度測定部１２５は、各電池セルＬＦＰの温度を検出する。温度測定部１２５は、サーミスタ等の温度を検出する素子からなる。各電池セルＬＦＰの温度は、例えば、充電中および放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。なお、１２個の電池セルＬＦＰのうち最も高い温度を温度測定部１２５から出力される温度としてもよく、１２個の電池セルＬＦＰの温度の平均値を温度測定部１２５から出力される温度としてもよい。
温度測定部１２５によって検出された各電池セルＬＦＰの温度を示すアナログ温度データが、温度マルチプレクサ１３０に供給される。この例では、１２個の電池セルＬＦＰにより電池部１０２が構成されることから、１２個のアナログ温度データが温度マルチプレクサ１３０に供給されることになる。
温度マルチプレクサ１３０は、例えば、所定の周期でもってチャネルを切り替え、１２個のアナログ温度データから一のアナログ温度データを選択する。温度マルチプレクサ１３０によって選択された一のアナログ温度データが、ＡＤＣ１２２に供給される。そして、温度マルチプレクサ１３０は、チャネルを切り換え、次のアナログ温度データをＡＤＣ１２２に供給する。なお、温度マルチプレクサ１３０におけるチャネルの切り換えは、例えば、電池制御部１０１による制御に応じて行われる。
温度測定部１２８は、電池モジュールＬＦＰＭ全体の温度を測定する。温度測定部１２８により電池モジュールＬＦＰＭの外装ケース内の温度が測定される。温度測定部１２８により測定されたアナログ温度データが温度マルチプレクサ１３０に供給され、温度マルチプレクサ１３０からＡＤＣ１２２に供給される。そして、アナログ温度データがＡＤＣ１２２によりデジタル温度データに変換される。デジタル温度データがＡＤＣ１２２から監視部１２３に供給される。
ＡＤＣ１２２は、電圧マルチプレクサ１２１から供給されるアナログ電圧データをデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ１２２は、アナログ電圧データを、例えば、１４〜１８ビットのデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ１２２における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。
ＡＤＣ１２２は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（なお、これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電圧データが入力される。出力端子からは、変換後のデジタル電圧データが出力される。
制御信号入力端子には、例えば、電池制御部１０１から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電圧マルチプレクサ１２１から供給されるアナログ電圧データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ１２２によってアナログ電圧データが取得され、取得されたアナログ電圧データがデジタル電圧データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電圧データが出力端子を介して出力される。出力されたデジタル電圧データが監視部１２３に供給される。
さらに、制御信号入力端子には、温度マルチプレクサ１３０から供給されるアナログ温度データの取得を指示する取得指示信号が入力される。取得指示信号に応じて、ＡＤＣ１２２はアナログ温度データを取得する。取得されたアナログ温度データが、ＡＤＣ１２２によってデジタル温度データに変換される。アナログ温度データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル温度データに変換される。変換されたデジタル温度データが出力端子を介して出力され、出力されたデジタル温度データが監視部１２３に供給される。なお、電圧データおよび温度データのそれぞれを処理するＡＤＣが別個に設けられる構成としてもよい。
ＡＤＣ１２２から監視部１２３に対して、例えば、１２個のデジタル電圧データや１２のデジタル温度データが時分割多重されて送信される。送信データのヘッダに各電池セルＬＦＰを識別する識別子を記述し、どの電池セルＬＦＰの電圧や温度であるかを示すようにしてもよい。なお、セル電圧と温度の計測に単一のＡＤＣ１２２を使用して説明しているが、別々のＡＤＣを使用するようにしてもよい。
電流検出抵抗１３２は、１２個の電池セルＬＦＰに流れる電流値を検出する。電流検出抵抗１３２によって、アナログ電流データが検出される。アナログ電流データは、例えば、充電中および放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。
電流検出アンプ１３３は、検出されたアナログ電流データを増幅するものである。電流検出アンプ１３３のゲインは、例えば、５０〜１００倍程度に設定される。電流検出アンプ１３３により増幅されたアナログ電流データがＡＤＣ１３４に供給される。
ＡＤＣ１３４は、電流検出アンプ１３３から供給されるアナログ電流データをデジタル電流データに変換する。ＡＤＣ１３４によって、アナログ電流データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル電流データに変換される。ＡＤＣ１３４における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式など、種々の方式を適用できる。
ＡＤＣ１３４は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電流データが入力される。出力端子からは、デジタル電流データが出力される。
ＡＤＣ１３４の制御信号入力端子には、例えば、電池制御部１０１から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電流検出アンプ１３３から供給されるアナログ電流データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ１３４によってアナログ電流データが取得され、取得されたアナログ電流データがデジタル電流データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電流データが出力端子から出力される。出力されたデジタル電流データが監視部１２３に供給される。なお、ＡＤＣ１２２およびＡＤＣ１３４を同一のＡＤＣとして構成してもよい。
監視部１２３は、ＡＤＣ１２２から供給されるデジタル電圧データおよびデジタル温度データを電池制御部１０１に出力する。さらに、監視部１２３は、ＡＤＣ１３４から供給されるデジタル電流データを電池制御部１０１に出力する。電池制御部１０１は、監視部１２３から供給される各種のデータに基づいて、電池部１０２に関連する制御を行う。
加温部１３１は、各電池セルＬＦＰを必要に応じて加温する。加温部１３１は、例えば、所定の抵抗値を有する抵抗電線からなり、各電池セルＬＦＰの近傍に設けられる。電池モジュールＬＦＰＭ内において、各電池セルＬＦＰを効率よく加温できるように抵抗電線が配され、抵抗電線に対して電流を流すことにより、各電池セルＬＦＰが加熱される。加温部１３１に対する制御（例えば、加温部１３１のオン／オフ）は、例えば、電池制御部１０１により行われる。
レギュレータ１３９は、電力ラインＰＬ１０５と電池制御部１０１との間に設けられる。レギュレータ１３９は、例えば、充電制御部１４４および放電制御部１４５の接続中点に対して接続される。電池制御部１０１は、例えば、レギュレータ１３９を介して、充電制御部１４４および放電制御部１４５の接続中点に接続される。レギュレータ１３９は、電池部１０２の電圧から電池制御部１０１の動作電圧（例えば、３．３Ｖまたは５Ｖ）を形成し、形成した動作電圧を電池制御部１０１に対して供給する。すなわち、電池制御部１０１は、電池部１０２の電力により動作する。
記憶部１４２は、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)などからなる。記憶部１４２には、例えば、電池制御部１０１によって実行されるプログラムが格納される。記憶部１４２は、さらに、電池制御部１０１が処理を実行する際のワークエリアとして使用される。充電および放電の履歴等が記憶部１４２に記憶されてもよい。
充電制御部１４４は、充電制御スイッチ１４４ａと、充電制御スイッチ１４４ａと並列に放電電流に対して順方向に接続されるダイオード１４４ｂとからなる。放電制御部１４５は、放電制御スイッチ１４５ａと、放電制御スイッチ１４５ａと並列に充電電流に対して順方向に接続されるダイオード１４５ｂとからなる。充電制御スイッチ１４４ａおよび放電制御スイッチ１４５ａとしては、例えば、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を使用することができる。なお、充電制御部１４４および放電制御部１４５が、負の電力ラインＰＬ１０６に挿入されても良い。
充電制御スイッチ１４４ａおよび放電制御スイッチ１４５ａに対するオン／オフの制御は、例えば、電池制御部１０１によりなされる。図６では、電池制御部１０１から充電制御スイッチ１４４ａおよび放電制御スイッチ１４５ａに対する制御信号の流れが点線の矢印により示されている。
充電制御スイッチ１４４ａおよび放電制御スイッチ１４５ａに対する制御の一例について説明する。電池モジュールＬＦＰＭを充電する場合は、充電制御スイッチ１４４ａがオンされ、放電制御スイッチ１４５ａがオフされる。電池モジュールＬＦＰＭを放電する場合は、充電制御スイッチ１４４ａがオフされ、放電制御スイッチ１４５ａがオンされる。電動車両１の電源がオフされた場合には、充電制御スイッチ１４４ａおよび放電制御スイッチ１４５ａがともにオフされる。
電池部１０２の構成（１２個の電池セルＬＦＰ）に対応して１２個のＦＥＴ（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２・・・ＦＥＴ１２）が各電池セルＬＦＰの端子間に設けられる。ＦＥＴは、例えば、パッシブ方式のセルバランス制御を行うためものである。セルバランス制御の方式はパッシブ方式に限らず、いわゆるアクティブ方式や他の公知の方式を適用できる。
上述した電池モジュールＬＦＰＭの構成は一例である。例示した構成の一部が省略されてもよく、例示した構成と異なる構成が追加されてもよい。
図７は、電池モジュールＬＩＢＭの構成の一例を示す。電池モジュールＬＩＢＭは、例えば、電池モジュールＬＦＰＭの構成と略同一の構成を有する。以下では、電池モジュールＬＦＰＭの構成と異なる点を中心に説明する。
電池モジュールＬＩＢＭは、１または複数の電池セルＬＩＢからなる電池部２０２を有する。この例では、９個の電池セルＬＩＢ（電池セルＬＩＢ１，電池セルＬＩＢ２・・電池セルＬＩＢ９）により電池部２０２が構成される。一実施形態では、９個の電池セルＬＩＢが直列に接続される。なお、電池セルの個数や接続態様は、電池モジュールの用途に応じて適宜、変更できる。例えば、複数の電池セルＬＩＢが並列に接続されてもよい。また、複数の電池セルＬＩＢが並列に接続されたもの（サブモジュールなどと称される場合がある）が直列に接続されたものでもよい。
電池セルＬＩＢの電圧と本数とに応じて、電池モジュールＬＩＢＭの動作範囲が決定される。例えば、電池セルＬＩＢの使用領域の下限を３．０Ｖとし、上限を３．７Ｖとすると、９個の電池セルＬＩＢが直列に接続されていることから、２７.０Ｖから３３．３Ｖが電池モジュールＬＩＢＭの動作範囲となり、動作範囲の最大値である電池モジュールＬＩＢＭの最大出力電圧は３３．３Ｖになる。
すなわち、電池モジュールＬＦＰＭの最大出力電圧は、電池モジュールＬＩＢＭの最大出力電圧よりも大きくなるように設定される。また、各電池モジュールの使用範囲を電圧でみた場合に、電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲は、例えば、２４．０Ｖから４３．２Ｖまでの範囲であり、電池モジュールＬＩＢＭの使用範囲は、例えば、２４．０Ｖから３３．３Ｖまでの範囲であり、両者の使用範囲が異なるようにされている。
各電池モジュールの使用範囲をＳＯＣでみた場合に、電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲の上限が、例えば、１００％（電圧３．６Ｖ）であり、電池モジュールＬＩＢＭの使用範囲の上限が、例えば、６０％（電圧３．７Ｖ）であり、電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲の上限が電池モジュールＬＩＢＭの使用範囲の上限より大となるように設定されている。
「放電動作の一例」
図８を参照して、組電池の放電動作の一例について説明する。なお、駆動部１４に対して電力を供給する初期の状態では、電池モジュールＬＦＰＭの電圧が４３．２Ｖであり、電池モジュールＬＩＢＭの電圧が３３．３Ｖであるものとして説明する。図８（後述する図１０も同様）では、電池セルを円筒型の電池により模式的に示し、電池セルの電圧等を矩形の枠により模式的に示している。
電池モジュールＬＦＰＭの電圧が電池モジュールＬＩＢＭより大きいことから、電池モジュールＬＦＰＭの出力が電力Ｉ／Ｆ１３を介して駆動部１４に供給される。この段階では電池モジュールＬＩＢＭは使用されない。電力の供給にともなって電池モジュールＬＦＰＭの電圧が次第に減少する。電池モジュールＬＦＰＭの電圧が電池モジュールＬＩＢＭの最大出力電圧（この例では、３３．３Ｖ）と略一致すると、電池モジュールＬＩＢＭによる補助がなされ、電池モジュールＬＦＰＭの出力と電池モジュールＬＩＢＭの出力とが合成されて駆動部１４に供給される。なお、電池モジュールＬＩＢＭの出力のみが駆動部１４に供給される場合もある。
駆動部１４に対して電力が供給されている間、各電池モジュールでは電池セルの電圧が監視される。例えば、電池モジュールＬＦＰＭにおける１２個の電池セルＬＦＰの電圧が監視される。１２個の電池セルＬＦＰの電圧のうち、最も小さい電圧の値が、例えば、２．０Ｖに達した場合には、電池制御部１０１は、放電を停止する制御を行うとともに制御部１１にその旨を示す信号（適宜、放電停止信号と称する）を送信する。
同様に、例えば、電池モジュールＬＩＢＭにおける９個の電池セルＬＩＢの電圧が監視される。９個の電池セルＬＩＢの電圧のうち、最も小さい電圧の値が、例えば、３．０Ｖに達した場合には、電池制御部２０１は、放電を停止する制御を行うとともに制御部１１にその旨を示す信号（適宜、放電停止信号と称する）を送信する。
電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭの少なくとも一方からの放電停止信号を受信した制御部１１は、電池モジュールの残容量不足をユーザに通知する。もちろん、残容量不足になる以前に、所定のＳＯＣに到達したことを制御部１１がユーザに通知する処理が行われてもよい。例えば、制御部１１は、表示部１２に警告表示を行う制御を行い、残容量不足をユーザに通知する。表示を確認したユーザは、電動車両１を充電装置２に接続して、適宜、充電を行う。
以上のように、一例として、電池モジュールＬＦＰＭと電池モジュールＬＩＢＭとを接続して組電池を構成することにより、電池モジュールＬＦＰＭの低電圧時における出力補助と電池モジュールＬＩＢＭの劣化を抑制することができる。電池モジュールＬＩＢＭの使用範囲の上限を、例えば、ＳＯＣ６０％程度としているため、電池モジュールＬＩＢＭの繰り返し充放電回数を増加させることができる。また、電池モジュールＬＦＰＭの出力電圧が、例えば、３３．３Ｖに達する前に充電がなされれば、電池モジュールＬＩＢＭの充電を行う必要がなく、充電による電池モジュールＬＩＢＭの劣化を防止できる。さらに、電池モジュールＬＩＢＭの出力電力により電池モジュールＬＦＰＭを充電する必要もない。
一例として、電池モジュールＬＦＰＭと電池モジュールＬＩＢＭとを接続して組電池を構成することにより、電池モジュールＬＦＰＭのＳＯＣが低下した場合に電池モジュールＬＩＢＭを使用して電池モジュールＬＦＰＭの出力を補助することができる。このため、例えば、モータに対する制御（モータの駆動や停止等）のように、一時的に高出力（例えば、数十Ａ）が必要とされる場合にも対応できる。
電池モジュールＬＦＰＭの繰り返し充放電回数には余裕がある。このため、通常、電池モジュールＬＦＰＭの出力電圧を使用する構成とし、電池モジュールＬＦＰＭを頻繁に充電した場合でも電池モジュールＬＦＰＭが大幅に劣化することはない。すなわち、組電池全体で劣化がほとんど生じていないと見なせるようになる。
複数の電池モジュールＬＦＰＭにより組電池を構成した場合には、組電池全体が大きくなるおそれがある。しかしながら、電池モジュールＬＦＰＭおよび小型である電池モジュールＬＩＢＭにより組電池を構成することにより、組電池全体が大幅に大きくなり、重量が大きくなることを防止できる。このため、組電池を、小型の電両車両等に使用することができ、組電池の使用用途を拡大できる。
複数の電池モジュールＬＩＢＭにより組電池を構成することも考えられる。しかしながら、電池モジュールＬＩＢＭ（電池セルＬＩＢ）の繰り返し充放電回数の上限は数百回から多くても千回程度である。仮に１日数回程度、充電した場合には、約１年で電池モジュールＬＩＢＭを交換しなければならず、ユーザにとって不便を強いるおそれがある。しかしながら、一実施形態では、通常使用する電池モジュールが電池モジュールＬＦＰＭとなるように構成し、電池モジュールＬＩＢＭの使用範囲を適切に設定している。このため、電池モジュールＬＩＢＭの電池寿命を長くすることができ、電池モジュールＬＩＢＭを頻繁に交換する必要がなくなる。
「充電制御の一例」
図９は、組電池における充電制御の一例を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、電動車両１に対して充電装置２が接続される。制御部１１は、例えば、物理的な接点の変化もしくは所定の通信を行うことにより、電動車両１に対して充電装置２が接続されたことを検出する。そして、処理がステップＳ２に進む。
ステップＳ２において、制御部１１は、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭのそれぞれに対して充電の必要があるか否かを問い合わせる。この問い合わせに対して、電池モジュールＬＦＰＭは、１２個の電池セルＬＦＰの電圧のうち最大の電圧が３．６Ｖより小さい場合には、充電が必要である旨を制御部１１に対して通知する。この問い合わせに対して、電池モジュールＬＩＢＭは、９個の電池セルＬＩＢの電圧のうち最大の電圧が３．７Ｖより小さい場合には、充電が必要である旨を制御部１１に対して通知する。制御部１１は、電池モジュールＬＦＰＭおよび電池モジュールＬＩＢＭのそれぞれからの返答に応じて、充電の必要の有無を判断する。
ステップＳ２において、充電の必要がないと判断された場合には、処理が終了する。ステップＳ２において、充電の必要があると判断された場合には、処理がステップＳ３に進む。
ステップＳ３において、制御部１１は、充電対象の電池モジュールを設定する。すなわち、制御部１１は、充電対象の電池モジュールの電池制御部に対して充電を指示する。そして、処理がステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、充電対象の電池モジュールが電池モジュールＬＦＰＭであるか、それとも電池モジュールＬＩＢＭであるか否かが判断される。充電対象の電池モジュールが電池モジュールＬＦＰＭである場合には、処理がステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、電池モジュールＬＦＰＭにおいて充電制御が開始され、電池モジュールＬＦＰＭに対する充電がなされる。例えば、電池モジュールＬＦＰＭにおける電池制御部１０１が、充電制御スイッチ１４４ａをオンし、放電制御スイッチ１４５ａをオフする。そして、処理がステップＳ６に進む。なお、充電は、例えば、ＣＣ（定電流）−ＣＶ（定電圧）方式により行われる。
充電中に１２個の電池セルＬＦＰの電圧の監視が行われる。ステップＳ６では、１２個の電池セルＬＦＰの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧（例えば、３．６Ｖ，ＳＯＣ１００％）に達したか否かが、電池制御部１０１により判断される。判断の結果、１２個の電池セルＬＦＰの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧に達していない場合には、処理がステップＳ６に戻り、ステップＳ６の判断が繰り返される。判断の結果、１２個の電池セルＬＦＰの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧に達した場合には、処理がステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、充電を停止する制御が行われる。例えば、電池モジュールＬＦＰＭにおける電池制御部１０１が、充電制御スイッチ１４４ａをオフする制御を行う。電池制御部１０１は、制御部１１に対して充電を停止したことを通知する。そして、処理がステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、他方の電池モジュール（この例では、電池モジュールＬＩＢＭ）を充電する必要があるか否かが判断される。電池モジュールＬＩＢＭを充電する必要がない場合には、処理が終了する。電池モジュールＬＩＢＭを充電する必要がある場合には、処理がステップＳ３に戻る。
ステップＳ３では、充電対象の電池モジュールとして電池モジュールＬＩＢＭが設定される。そして、処理がステップＳ４に進む。充電対象の電池モジュールが電池モジュールＬＩＢＭであることから、ステップＳ４の判断処理に続いて処理がステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、電池モジュールＬＩＢＭにおいて充電制御が開始され、電池モジュールＬＩＢＭに対する充電がなされる。例えば、電池モジュールＬＩＢＭにおける電池制御部２０１が、充電制御スイッチ２４４ａをオンし、放電制御スイッチ２４５ａをオフする。そして、処理がステップＳ９に進む。なお、充電は、例えば、ＣＣ（定電流）−ＣＶ（定電圧）方式により行われる。
充電中に９個の電池セルＬＩＢの電圧の監視が行われる。ステップＳ９では、９個の電池セルＬＩＢの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧（例えば、３．７Ｖ，ＳＯＣ６０％程度）に達したか否かが、電池制御部２０１により判断される。判断の結果、９個の電池セルＬＩＢの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧に達していない場合には、処理がステップＳ９に戻り、ステップＳ９の判断が繰り返される。判断の結果、９個の電池セルＬＩＢの電圧のうちの最大の電圧が終止電圧に達した場合には、処理がステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、充電を停止する制御が行われる。例えば、電池モジュールＬＩＢＭにおける電池制御部２０１が、充電制御スイッチ２４４ａをオフする制御を行う。電池制御部２０１は、制御部１１に対して充電を停止したことを通知する。そして、処理がステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、他方の電池モジュール（この例では、電池モジュールＬＦＰＭ）に対する充電が終了していると判断され、処理が終了する。
なお、上述した充電制御を実現するためのプログラムが、例えば、電池モジュールＬＦＰＭの記憶部１４２および電池モジュールＬＩＢＭの記憶部２４２にそれぞれ格納されるようにしてもよい。
なお、電池モジュールＬＩＢＭの劣化を防止するために、電池モジュールＬＩＢＭを充電する際の充電電流を所定値以下の低電流に設定してもよい。例えば、電池モジュールＬＩＢＭを充電する際の充電電流を、電池モジュールＬＦＰＭを充電する際の充電電流より小さくするようにしてもよい。また、充電の初期に低電流による充電を行うようにしてもよい。
電池モジュールＬＦＰＭのＳＯＣに基づいて、電池モジュールＬＦＰＭの充電が完了するまでの時間（充電時間）を計算し、充電時間を予想してもよい。また、電池モジュールＬＦＰＭのＳＯＣに基づいて電池モジュールＬＦＰＭの充電時間を計算し、充電時間を予想してもよい。これらの処理は、例えば、各電池モジュールにおける電池制御部により行われる。
例えば、計算により得られた電池モジュールＬＦＰＭの予想充電時間をＴｐ（分）、計算により得られた電池モジュールＬＩＢＭの予想充電時間をＴｉ（分）とする。双方の電池モジュールを同じ充電速度（例えば、１Ｃ充電）により並行して充電する場合には、電池モジュールＬＦＰＭを通常、使用する構成としているため、全体の充電時間はＴｐとなる。そこで、電池モジュールＬＩＢＭの充電電流量をＴｉ／Ｔｐ倍する、あるいは、Ｔｐ分経過するまでに所定の充電量に達するように電池モジュールＬＩＢＭの充電電流量を設定する。
例えば、所定の充電電流量により電池モジュールＬＦＰＭを充電した場合に、充電時間が４５分かかるとする。一方、適切な充電電流量により電池モジュールＬＩＢＭを充電した場合に、充電時間が１５分かかるとする。全体の充電時間（双方の電池モジュールの充電が完了するまでの時間）は４５分になる。
ここで、１５分後に電池モジュールＬＩＢＭの充電が完了したとしても、電池モジュールＬＦＰＭの充電が完了しないため、全体としての充電は完了しない。そこで、あえて電池モジュールＬＩＢＭに対する充電電流量を１／３（１５／４５）と低く設定し、低電流により電池モジュールＬＩＢＭを充電する。これにより、電池モジュールＬＩＢＭの充電時間も４５分になり、同時または略同時に双方の電池モジュールの充電を完了することができる。さらに、電池モジュールＬＩＢＭに対して低電流により充電が行われるため、（急速）充電にともなう電池モジュールＬＩＢＭの劣化の進行を防止できる。
なお、電池モジュールＬＩＢＭの充電電流量を設定する処理は、例えば、制御部１１により行われる。制御部１１は、各電池モジュールの電池制御部から供給される予想充電時間に応じて電池モジュールＬＩＢＭの充電電流量を設定する。そして、制御部１１は、設定した充電電流量に基づいて充電を行うように、電池モジュールＬＩＢＭの電池制御部２０１に指示する。指示をうけた電池制御部２０１は、指示された充電電流量による充電を行う制御を実行する。
なお、各電池モジュールの電池制御部ではなく制御部１１が予想充電時間を算出するようにしてもよい。また、電池制御部２０１が電池制御部１０１から電池モジュールＬＦＰＭの予想充電時間を受信してもよい。そして、電池制御部２０１が、自己が算出した電池モジュールＬＩＢＭの予想充電時間と受信した電池モジュールＬＦＰＭの予想充電時間とに基づいて、充電電流量を設定するようにしてもよい。なお、充電電流量は、充電レート（Ｃ(Capacity)レート）により規定されてもよい。
＜２．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
電池モジュールの構成（電池セルの本数等）および使用範囲は、適宜、変更することができる。例えば、図１０に示すように、電池セルＬＦＰの使用範囲を２．５Ｖ〜３．６Ｖ（ＳＯＣでみた場合は５％〜１００％）に設定し、電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲を３０．０Ｖ〜４３．２Ｖに設定してもよい。また、電池セルＬＩＢの使用範囲を３．３Ｖ〜４．０Ｖ（ＳＯＣでみた場合は５％〜９２％）に設定し、電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲を２９．７Ｖ〜３６．０Ｖに設定してもよい。この場合、電池モジュールＬＩＢＭの繰り返し充放電回数の増加はそれほど見込めないものの、電池モジュールＬＦＰＭの出力が低下したときに電池モジュールＬＩＢＭによる出力を補助する性能を向上させることができる。
このように、電池モジュールＬＩＢＭのＳＯＣレベルを調整することにより、電池モジュールＬＩＢＭの寿命を延ばしたり縮めてしまうが、出力を取りやすくするなど多様な使い方を提供することが可能となる。例えば、ボタン（図示は省略する）等により電池の使い方を切り替えることにより、電池のいたわり使用、通常使用、パワー使用などの使用モードをユーザが設定できるようになる。
図１１に示すように、電池部１０２および電池部２０２に関連する制御（残容量管理や充放電管理等）が共通の電池制御部３０１により行われるようにしてもよい。電池制御部３０１に対しては、好ましくは、電池部１０２から電力が供給される。これにより、電池部２０２の容量の低下を防止でき、電池部２０２の充電回数が増加することを防止できる。
電池セルや電池モジュールの使用範囲は、電圧およびＳＯＣ以外のパラメータ（例えば、ＤＯＤ(Depth Of Discharge)により規定されてもよい。
電池モジュールＬＩＢＭおよび電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲を設定できるようにしてもよい。例えば、ユーザがボタン等を操作することにより、電池モジュールＬＩＢＭおよび電池モジュールＬＦＰＭの使用範囲を設定できるようにしてもよい。使用範囲の上限もしくは下限のいずれか一方を設定できるようにしてもよい。
一実施形態における組電池は、例えば、ノート型パソコン、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、液晶テレビ、電気シェーバー、携帯ラジオ、ヘッドホンステレオ、バックアップ電源、メモリーカード等の電子機器、ペースメーカー、補聴器等の医療機器、電動工具、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）の駆動用電源（他の動力源との組み合わせ用いる場合も含む）、電力貯蔵用電源などに使用することが出来る。
本開示は、装置に限らず、方法、プログラム、システム等により実現することができる。例えば、組電池の使用方法として本開示を実現できる。組電池の使用方法を実施する主体としては、一実施形態における電動車両や例示した電子機器を挙げることができる。プログラムは、例えば、ネットワークを介して、若しくは、光ディスクや半導体メモリ等の可搬型のメモリを介してユーザに提供し得る。
なお、実施形態および変形例における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。
本開示は、例示した処理が複数の装置によって分散されて処理される、いわゆるクラウドシステムに対して適用することもできる。実施形態および変形例において例示した処理が実行されるシステムであって、例示した処理の少なくとも一部の処理が実行される装置として、本開示を実現することができる。
本開示は、以下の構成もとることができる。
（１）
並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、
前記第１の電池モジュールの最大出力電圧が前記第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも大きくなるように構成され、
前記第１の電池モジュールの使用範囲および前記第２の電池モジュールの使用範囲を異なるように構成した組電池。
（２）
前記第１の電池モジュールと前記第２の電池モジュールとが、ダイオードを介して並列接続される
（１）に記載の組電池。
（３）
前記第１の電池モジュールの繰り返し充放電回数が前記第２の電池モジュールの繰り返し充放回数に比して大である
（１）または（２）に記載の組電池。
（４）
前記第２の電池モジュールの使用範囲の上限および下限の少なくとも一方が設定可能とされる
（１）乃至（３）のいずれかに記載の組電池。
（５）
前記第２の電池モジュールが前記１の電池モジュールに対する充電電流より小さい充電電流により充電される
（１）乃至（４）のいずれかに記載の組電池。
（６）
前記第１の電池モジュールの充電予想時間と前記第２の電池モジュールの充電予想時間とに基づいて、前記第２の電池モジュールに対する充電電流量が設定される
（１）乃至（４）のいずれかに記載の組電池。
（７）
前記第１の電池モジュールは、１または複数の第１の電池セルからなる第１の電池部を有し、
前記第２の電池モジュールは、１または複数の第２の電池セルからなる第２の電池部を有する
（１）乃至（６）のいずれかに記載の組電池。
（８）
前記第１の電池セルは、正極材料としてオリビン型リチウム鉄リン酸化合物を含み、
前記第２の電池セルは、正極材料として三元系活物質を含む
（７）に記載の組電池。
（９）
前記第１の電池部および前記第２の電池部に対する制御が共通の電池制御部により行われるように構成された
（７）または（８）に記載の組電池。
（１０）
前記電池制御部に対して前記第１の電池部から電力が供給されるように構成された
（９）に記載の組電池。
（１１）
並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、前記第１の電池モジュールの最大出力電圧が前記第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも高くなるように構成し、前記第１の電池モジュールの使用範囲および前記第２の電池モジュールの使用範囲を異なるように構成した組電池と、
前記第１の電池モジュールおよび前記第２の電池モジュールの少なくとも一方から電力が供給される駆動部と
を有する電動車両。
１・・・電動車両
１１・・・制御部
１３・・・電力Ｉ／Ｆ
１３ａ，１３ｂ・・・ダイオード
１４・・・駆動部
１０１・・・（第１の）電池制御部
１０２・・・（第１の）電池部
２０１・・・（第２の）電池制御部
２０２・・・（第２の）電池部
ＬＦＰＭ・・・（第１の）電池モジュール
ＬＩＢＭ・・・（第２の）電池モジュール

Claims (10)

  1. 並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、
    前記第１の電池モジュールの最大出力電圧が前記第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも大きくなるように構成され、
    前記第１の電池モジュールの使用範囲および前記第２の電池モジュールの使用範囲が異なるように構成され、
    前記第１の電池モジュールの充電予想時間をＴｐ（分）とし、前記第２の電池モジュールの充電予想時間をＴｉ（分）とした場合に、前記第２の電池モジュールに対する充電電流量がＴｉ／Ｔｐに設定される
    組電池。
  2. 前記第１の電池モジュールと前記第２の電池モジュールとが、ダイオードを介して並列接続される
    請求項１に記載の組電池。
  3. 前記第１の電池モジュールの繰り返し充放電回数が前記第２の電池モジュールの繰り返し充放電回数に比して大である
    請求項１または２に記載の組電池。
  4. 前記第２の電池モジュールの使用範囲の上限および下限の少なくとも一方が設定可能とされる
    請求項１乃至３のいずれかに記載の組電池。
  5. 前記第２の電池モジュールが前記１の電池モジュールに対する充電電流より小さい充電電流により充電される
    請求項１乃至４のいずれかに記載の組電池。
  6. 前記第１の電池モジュールは、１または複数の第１の電池セルからなる第１の電池部を有し、
    前記第２の電池モジュールは、１または複数の第２の電池セルからなる第２の電池部を有する
    請求項１乃至５のいずれかに記載の組電池。
  7. 前記第１の電池セルは、正極材料としてオリビン型リチウム鉄リン酸化合物を含み、
    前記第２の電池セルは、正極材料として三元系活物質を含む
    請求項６に記載の組電池。
  8. 前記第１の電池部および前記第２の電池部に対する制御が共通の電池制御部により行われるように構成された
    請求項６または７に記載の組電池。
  9. 前記電池制御部に対して前記第１の電池部から電力が供給されるように構成された
    請求項８に記載の組電池。
  10. 並列接続され、特性が異なる第１の電池モジュールと第２の電池モジュールとを有し、前記第１の電池モジュールの最大出力電圧が前記第２の電池モジュールの最大出力電圧よりも高くなるように構成され、前記第１の電池モジュールの使用範囲および前記第２の電池モジュールの使用範囲を異なるように構成され、前記第１の電池モジュールの充電予想時間をＴｐ（分）とし、前記第２の電池モジュールの充電予想時間をＴｉ（分）とした場合に、前記第２の電池モジュールに対する充電電流量がＴｉ／Ｔｐに設定される組電池と、
    前記第１の電池モジュールおよび前記第２の電池モジュールの少なくとも一方から電力が供給される駆動部と
    を有する電動車両。
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