JP6234127B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

電気負荷への電力供給の停止時における蓄電装置の消費電力を抑制するための技術に関する。
例えば、自動車にはエンジン始動時にスタータに電力を供給するためにバッテリが搭載されている。このバッテリは、各種車載機器へ電力を供給する電源としても利用されることがある。ここで、バッテリは、走行中などのエンジン運転中では、発電機によって充電される。一方、バッテリは、エンジン停止中では、充電されずに車載機器への電力供給や暗電流の影響等により、充電状態が低下し、エンジンを始動させることができなくなり、いわゆるバッテリ上がりになることがある。
そこで、従来から、駐車放置時のバッテリ電圧がある所定値以下になると、暗電流を消費する車載機器に対して、電流供給用の電源経路を遮断する技術がある（特許文献１参照）。
特開２００６−３２７４８７号公報
ところで、従来の技術では、電流供給用の電源経路を遮断するためのリレーがバッテリの外部に設けられており、自動車本体側のシステムがバッテリ電圧を監視し、その監視結果に基づき、そのリレーを遮断する構成になっている。即ち、従来の技術では、リレーを遮断するための構成が、バッテリの外部のシステムに依存しているため、例えばバッテリと外部のシステムとの間の通信手段が必須になるという制約が生じるなど、不都合が生じることがある。
本明細書では、バッテリ等の蓄電装置自身が、外部のシステムに依存せずに、エンジン始動不可になるまで自己の充電量が低下することを抑制することが可能な技術を開示する。
本明細書によって開示される蓄電装置は、エンジンを有する機器側に電気的に接続される出力端子と、蓄電素子と、前記蓄電素子の充電量に応じた変動値を検出する検出部、および、制御部を有する監視装置と、前記出力端子と前記蓄電素子との間に設けられたリレーと、を備え、前記制御部は、前記検出部が検出した変動値が、前記エンジンを始動させるためのエンジン始動下限閾値に所定値を加えたオープン用閾値以下であるか否かを判断し、前記変動値が前記オープン用閾値以下であると判断した場合、前記リレーをクローズ状態からオープン状態にするオープン処理を実行する構成を有する。
なお、この発明は、蓄電装置、蓄電素子の電力制御方法、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。
本明細書によって開示される発明によれば、蓄電装置自身が、外部のシステムに依存せずに、エンジン始動不可になるまで自己の充電量が低下することを抑制することができる。
一実施形態のバッテリおよび車載機器等の構成図 電力制御処理を示すフローチャート 起動処理を示すフローチャート リン酸鉄系リチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すグラフ
（本実施形態の概要）
本実施形態の蓄電装置は、エンジンを有する機器側に電気的に接続される出力端子と、蓄電素子と、前記蓄電素子の充電量に応じた変動値を検出する検出部、および、制御部を有する監視装置と、前記出力端子と前記蓄電素子との間に設けられたリレーと、を備え、前記制御部は、前記検出部が検出した変動値が、前記エンジンを始動させるためのエンジン始動下限閾値に所定値を加えたオープン用閾値以下であるか否かを判断し、前記変動値が前記オープン用閾値以下であると判断した場合、前記リレーをクローズ状態からオープン状態にするオープン処理を実行する構成を有する。
本実施形態の蓄電装置は、リレーを備え、蓄電素子の充電量に応じた変動値がオープン用閾値以下であると判断した場合、リレーをクローズ状態からオープン状態にする。これにより、蓄電装置自身が、外部のシステムに依存せずに、エンジン始動不可になるまで自己の充電量が低下することを抑制することができる。
上記蓄電装置では、前記制御部は、前記監視装置が前記蓄電素子からの電力を消費する電力消費状態を、前記蓄電素子を監視するときの第１電力消費状態と、当該第１電力消費状態よりも消費電力が少ない第２電力消費状態とに切り替える電力切替機能を有し、前記検出部が検出した前記変動値が電力低減用閾値以下であるか否かを判断し、前記変動値が前記電力低減用閾値以下であると判断した場合、前記電力消費状態を、前記第１電力消費状態から前記第２電力消費状態に切り替える電力低減処理を実行する構成を有してもよい。これにより、監視装置による蓄電素子の電力消費を抑制することができる。
上記蓄電装置では、外部からの入力に基づく復帰指示を受け付ける受付部を有し、前記制御部は、前記受付部が前記復帰指示を受け付けたことに基づき、前記電力消費状態を前記第２電力消費状態から前記第１電力消費状態に復帰させる復帰処理を実行する構成を有してもよい。これにより、監視装置を、蓄電素子を監視可能な状態に復帰させることができる。
上記蓄電装置では、前記制御部は、前記復帰指示に基づき前記第１電力消費状態に復帰した場合、前記リレーを前記オープン状態から前記クローズ状態に復帰させるクローズ処理を実行する構成を有してもよい。これにより、蓄電素子の電力をエンジン側に供給可能な状態に復帰させることができる。
上記蓄電装置では、前記制御部は、前記クローズ状態に復帰した時点からクローズ基準時間経過するまでに前記エンジンが始動されるかを判断し、前記エンジンが始動されないと判断した場合、前記リレーを再度オープン状態にする再オープン処理を実行する構成を有してもよい。
エンジンが始動されれば、蓄電素子への充電が開始され得る。しかし、リレーがクローズ状態に復帰したにもかかわらず、エンジンが始動されない状態が継続すると、蓄電素子の電力がリレーを介して電気負荷により消費され、エンジンの始動不可レベルまで蓄電素子の充電量が低下するおそれがある。そこで、この蓄電装置は、クローズ状態に復帰した時点からクローズ基準時間経過するまでエンジンが始動されないと判断した場合、リレーを再度オープン状態にする。これにより、リレーがクローズ状態に復帰したにもかかわらずエンジンが始動されないままの状態が長く続き、電気負荷により蓄電素子の電力が消費され続けることを抑制することができる。
上記蓄電装置では、前記制御部は、前記電力消費状態が前記第１電力消費状態に復帰した時点から電力基準時間経過するまでに前記エンジンが始動されるかを判断し、前記エンジンが始動されないと判断した場合、前記電力消費状態を再度、前記第２電力消費状態に切り替える再低減処理を実行する構成を有してもよい。これにより、制御部が第１電力消費状態に復帰したにもかかわらずエンジンが始動されない状態が長く続き、第１電力消費状態の制御部により蓄電素子の電力が消費され続けることを抑制することができる。
上記蓄電装置では、前記制御部は、前記検出部が検出した変動値に基づき、前記蓄電素子の電圧が過充電用閾値を超えるか否かを判断し、前記蓄電素子の電圧が前記過充電用閾値を超える場合、前記リレーを前記クローズ状態から前記オープン状態に切り替える過充電保護処理を実行する構成を有してもよい。これにより、リレーを過充電保護にも利用することができる。
＜一実施形態＞
一実施形態について図１〜図３を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態のバッテリ１は、例えばエンジン自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、エンジン２を始動させるためにスタータ３に電力を供給するスタータバッテリである。また、バッテリ１は、エンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵという）４、更には、時計、ライト、オーディオシステムやセキュリティシステム等の車載機器５にも電力を供給する。一方、バッテリ１は、エンジン２が回転することによりオルタネータ６が発電した電力により充電される。なお、バッテリ１は蓄電装置の一例であり、ＥＣＵ４や車載機器５は電気負荷の一例である。
（バッテリの構成）
バッテリ１は、組電池１１、リレー１２、及び、電池管理装置（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ 以下、ＢＭＳという）１３、および、出力端子１４を備える。組電池１１は、蓄電素子の一例であり、複数のセルＣが直列接続された構成であり、各セルＣは、繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には、グラファイト系材料で形成された負極を有するリン酸鉄系リチウムイオン電池である。なお、図１および以下の説明では、組電池１１は、４つのセルＣを有するものとする。
出力端子１４には、スタータ３、ＥＣＵ４、車載機器５およびオルタネータ６が電気的に接続されている。リレー１２は、バッテリ１の内部に設けられ、組電池１１と出力端子１４との間に電気的に接続されている。リレー１２は、後述する制御部２２による開閉制御により、オープン（開）状態とクローズ（閉）状態とに切り替えられる。また、リレー１２は、いわゆるラッチ型のリレーである。つまり、リレー１２は、制御部２２からの指示によりオープン状態またはクローズ状態になると、その後、電力供給が停止されても、そのオープン状態またはクローズ状態を保持することができる。リレー１２がクローズ状態になると、バッテリ１は、スタータ３、ＥＣＵ４および車載機器５に電力供給が可能になり、また、オルタネータ６によって充電可能になる。一方、リレー１２がオープン状態になると、バッテリ１は、スタータ３等への電力供給が不能になり、また、オルタネータ６による充電が不能になる。
ＢＭＳ１３は、電圧検出回路２１、制御部２２、起動スイッチ２３、通信部２４、および、４つの均等化回路（放電回路）２５を有する。電圧検出回路２１は、検出部の一例であり、各セルＣの電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する。なお、電圧検出回路２１は、組電池１１全体の電圧を検出する構成でもよい。また、ＢＭＳ１３は、電圧検出回路２１以外に、組電池１１に流れる電流を検出する電流センサや、組電池１１の温度を検出する温度センサ等の各種の検出部を備え、それらの検出結果に基づき、組電池１１の内部抵抗や充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ 以下、単にＳＯＣという）等、組電池１１の各種の状態を監視する構成でもよい。
制御部２２は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）２２Ａ、メモリ２２Ｂを有する。制御部２２および電圧検出回路２１は、組電池１１からの電力により起動する。制御部２２は、省電力機能（電力切替機能の一例）を有し、この省電力機能を実行することにより、ＢＭＳ１３が組電池１１からの電力を消費する状態を、通常モード、スリープモード、および、ディープスリープモードに切り替えることができる。
通常モードは、第１電力消費状態の一例であり、主に車両の走行中におけるＢＭＳ１３の電力消費状態である。この通常モードでは、電圧検出回路２１、制御部２２および通信部２４が、組電池１１から電力供給され、ＢＭＳ１３は、各セルＣの電圧などの組電池１１の状態を監視可能である。
スリープモードは、第１電力消費状態の一例であり、通常モードよりも消費電力が少ないモードであって、主にエンジン２が停止して車両駐車中におけるＢＭＳ１３の電力消費状態である。このスリープモードでも、電圧検出回路２１、制御部２２および通信部２４が、組電池１１から電力供給され、ＢＭＳ１３は、組電池１１の状態を監視可能である。但し、スリープモードでは、制御部２２は、例えば、クロック周波数を低くするなどして、通常モードよりも遅い周期で各セルＣの電圧を監視する。
ディープスリープモードは、第２電力消費状態の一例であり、スリープモードよりも更に消費電力が少ないモードである。このとき、電圧検出回路２１、制御部２２および通信部２４のいずれも、組電池１１から電力供給されず、ＢＭＳ１３は、組電池１１の状態を監視不能である。
メモリ２２Ｂには、制御部２２の動作を制御するための各種のプログラム（後述する電力制御処理を実行するためのプログラムを含む）が記憶されており、ＣＰＵ２２Ａは、メモリ２２Ｂから読み出したプログラムに従って、制御部２２の各部を制御する。メモリ２２Ｂは、ＲＡＭやＲＯＭを有する。なお、上記各種のプログラムが記憶される媒体は、ＲＡＭ等以外に、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。
起動スイッチ２３は、例えばＦＥＴ等の電気スイッチであり、ユーザによる操作入力に基づき起動信号ＳＧ１を制御部２２内の図示しない内蔵スイッチに与える。制御部２２は、ディープスリープ中に、起動信号ＳＧ１を受けると、内蔵スイッチがオンして通電し、組電池１１からの電力供給が再開され、通常モードまたはスリープモードに復帰する。この場合、起動スイッチ２３は、受付部の一例であり、ユーザによる操作入力が外部からの入力の一例である。
通信部２４は、ＥＣＵ４からの後述する各種の信号ＳＧ２〜ＳＧ５を受信して、ＣＰＵ２２Ａに与える。各均等化回路２５は、各セルＣにそれぞれ並列接続されており、例えばスイッチ素子２５Ａおよび放電抵抗２５Ｂを有する。制御部２２は、各均等化回路２５のスイッチ素子２５Ａを、オン動作させることにより、当該均等化回路２５に並列接続されているセルＣの電力を放電抵抗により放電させることができる。
（電力制御処理）
制御部２２は、組電池１１からの電力供給を受けて、図２Ａに示す電力制御処理を実行する。制御部２２は、まずエンジン２が停止中であるかどうかを判断する（Ｓ１）。ここで、ＥＣＵ４は、イグニションスイッチの位置がロック位置であるときにロック信号ＳＧ３、アクセサリー位置にあるときにアクセサリー信号ＳＧ４、イグニションオン位置にあるときにイグニションオン信号ＳＧ５、スタート位置にあるときにエンジン始動信号ＳＧ２をそれぞれ通信部２４に送信する。
制御部２２は、例えば、通信部２４が、ロック信号ＳＧ３やアクセサリー信号ＳＧ４を受信している場合、エンジン２は停止中であると判断し、通信部２４が、エンジン始動信号ＳＧ２を受信した後にイグニションオン信号ＳＧ５を受信している場合、エンジン２は動作中であると判断する。なお、バッテリ１が搭載されている車両が、走行中にエンジン２を一時停止するアイドリングストップ車である場合、制御部２２は、ＥＣＵ４から、エンジン一時停止信号を受信した場合にもエンジン２が停止中であると判断してもよいし、一時的な停止であるとして動作中であると判断してもよい。
（１）エンジン動作中の処理
Ｓ１で、制御部２２は、エンジン２が動作中であると判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＢＭＳ１３の電力消費状態を通常モードにする（Ｓ２）。具体的には、制御部２２は、現在、既に通常モードである場合にそのまま通常モードを維持し、他のモードである場合に通常モードに切り替える。なお、通常モードでは、リレー１２は、基本的にはクローズ状態になっている。
ここで、ＥＣＵ４は、エンジン２の動作中、組電池１１のＳＯＣが充電開始ＳＯＣまで低下したとき、オルタネータ６が発電した電力により組電池１１の充電を開始し、ＳＯＣが充電停止ＳＯＣ（略９９％）に達した時点で充電を停止する充電制御を実行する。図３に示すように、リン酸鉄系リチウムイオン電池では、ＳＯＣが７５％〜１００％付近の領域は、開放電圧（以下、ＯＣＶという）の変化率が比較的小さい平坦領域（プラトー領域ともいう）になっているため、ＯＣＶから正確なＳＯＣを推定することが難しい。これに対して、ＳＯＣが５５％〜７０％付近の領域は、ＯＣＶの変化率が上記平坦領域に比べて大きい変化領域になっているため、ＯＣＶから正確なＳＯＣを推定することが可能である。このため、本実施形態では、充電開始ＳＯＣは、６０％付近に設定されている（図３の充電制御領域参照）。
制御部２２は、ＢＭＳ１３の電力消費状態を通常モードにした後、過充電保護処理（Ｓ３〜Ｓ６）を実行する。過充電保護処理では、制御部２２は、電圧検出回路２１からの検出結果に基づき、少なくとも１つのセルＣのセル電圧値Ｖｃが過充電用閾値Ｖｔｈ２以上であるかどうかを判断する（Ｓ３）。制御部２２は、全セルＣのセル電圧値Ｖｃが過充電用閾値Ｖｔｈ２未満であると判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、全セルＣは正常状態であるとして、Ｓ１に戻る。一方、制御部２２は、少なくとも１つのセルＣのセル電圧値Ｖｃが過充電用閾値Ｖｔｈ２以上であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、そのセルＣは、過充電状態であるとして、次の過充電保護動作（Ｓ４〜Ｓ６）を実行する。
制御部２２は、リレー１２をオープン状態に切り替えて（Ｓ４）、オルタネータ６による充電を停止させ、均等化動作を実行する（Ｓ５）。制御部２２は、過充電状態であると判断したセルＣに並列接続された均等化回路２５のスイッチ素子２５Ａをオン動作させて、当該セルＣのセル電圧値Ｖｃを、他のセルＣのセル電圧値Ｖｃと同等レベルになるまで低下させる。
制御部２２は、均等化動作の完了後、リレー１２をクローズ状態に復帰させる復帰処理（Ｓ６）を実行し、Ｓ１に戻る。これにより、リレー１２を過充電保護にも利用することができる。なお、ＥＣＵ４は、リレー１２がオープン状態になっている間、オルタネータ６が発電した電力を、車載機器５等に供給するよう制御することが好ましい。なお、制御部２２は、均等化動作（Ｓ５）をＳ４の処理の前に実行する構成でもよいし、或いは、均等化動作（Ｓ５）を実行しない構成でもよい。
（２）エンジン停止中の処理
Ｓ１で、制御部２２は、エンジン２が停止中であると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードにする（Ｓ７）。具体的には、制御部２２は、現在、既にスリープモードである場合にそのままスリープモードを維持し、他のモードである場合にスリープモードに切り替える。また、スリープモードでもリレー１２は、基本的にはクローズ状態になっている。これにより、組電池１１から車載機器５等への電力供給が維持される一方、組電池１１は、充電されず、自己放電、ＢＭＳ１３の電力消費、および、車載機器５等の電力消費あるいは暗電流により、ＳＯＣが低下していく。
なお、このとき、エンジン２は停止しており、ＢＭＳ１３はスリープモードであるため、セルＣのセル電圧値Ｖｃは、比較的変動が少なく、ほぼＯＣＶに比例した値になる。従って、制御部２２は、各セルＣのセル電圧値Ｖｃに基づき、各セルＣのＯＣＶやＳＯＣを推定することが可能である。
制御部２２は、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードにした後、電圧検出回路２１からの検出結果に基づき、少なくとも１つのセルＣのセル電圧値Ｖｃが省電力用閾値Ｖｔｈ１（電力低減用閾値およびオープン用閾値の一例）以下であるかどうかを判断する（Ｓ８）。省電力用閾値Ｖｔｈ１は、エンジン始動下限閾値Ｖｔｈ３よりも大きい値であり、具体的には、エンジン始動下限閾値Ｖｔｈ３に所定値を加えた値である。このエンジン始動下限閾値Ｖｔｈ３は、エンジン２を始動可能なＳＯＣの下限レベル（下限ＳＯＣ）に対応するＯＣＶ値である。なお、所定値は、例えば１．０Ｖ未満、０．５Ｖ未満、或いは、０．１Ｖ未満の値である。
なお、制御部２２は、全てのセルＣのセル電圧Ｖｃについて、省電力用閾値Ｖｔｈ１以下であるかどうかを判断してもよいし、全てのセルＣのセル電圧Ｖｃのうち最低セル電圧のみについて、省電力用閾値Ｖｔｈ１以下であるかどうかを判断してもよい。また、制御部２２は、少なくとも１つのセルＣのセル電圧値Ｖｃが、省電力用閾値Ｖｔｈ１とエンジン始動下限閾値Ｖｔｈ３との間の範囲内にあるか否かを判断してもよい。更に、制御部２２は、Ｓ８において、各セルＣのセル電圧値Ｖｃではなく、組電池１１の総電圧値（全セルＣのセル電圧値Ｖｃの合計値）がオープン用閾値以下であるかどうかを判断してもよい。
図３に示すように、リン酸鉄系リチウムイオン電池では、エンジン始動可能領域（ＳＯＣ２０％〜１００％）内において、ＳＯＣが４０％〜５０％付近の領域は平坦領域である一方、ＳＯＣが２０％〜３５％付近の領域は変化領域になっている。このため、省電力用閾値Ｖｔｈ１は、この変化領域内に設定することが好ましい。本実施形態では、省電力用閾値Ｖｔｈ１は、ＳＯＣが３０％付近であるときのＯＣＶ値（略３．２８Ｖ）に設定されている。以下、このときのＳＯＣを省電力ＳＯＣという。
Ｓ８で、制御部２２は、全セルＣのセル電圧値Ｖｃが省電力用閾値Ｖｔｈ１よりも高いと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、全セルＣのＳＯＣは、まだ十分にエンジン２を始動可能なレベルであるとして、Ｓ１に戻る。一方、制御部２２は、少なくとも１つのセルＣのセル電圧値Ｖｃが省電力用閾値Ｖｔｈ１以下であると判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、そのセルＣのＳＯＣは、エンジン２を始動不能な下限ＳＯＣに近づきつつあるとして、リレー１２をオープン状態に切り替え、ＢＭＳ１３の電力消費状態をディープスリープモードに切り替える（Ｓ９）。これにより、制御部２２および通信部２４は、組電池１１から電力供給されなくなる。
なお、Ｓ９において、リレー１２をオープン状態に切り替えるタイミングと、ＢＭＳ１３の電力消費状態をディープスリープモードに切り替えるタイミングとは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。例えば、制御部２２は、リレー１２をオープン状態に切り替えた後に、ＢＭＳ１３の電力消費状態をディープスリープモードに切り替えてもよい。
これにより、組電池１１から車載機器５等への電力供給は停止される。しかし、セル電圧値Ｖｃが省電力用閾値Ｖｔｈ１以下になっても、Ｓ９の処理を実行しない場合に比べて、組電池１１の消費電力を抑制し、セルＣのＳＯＣが、下限ＳＯＣに近づく時期を遅らせることができる。即ち、長期間に亘って、全セルＣのＳＯＣを、エンジン始動可能領域内に維持し、バッテリ上がりになることを抑制することができる。
また、上述したように、ＥＣＵ４は上記充電制御を実行するため、組電池１１は、車両の走行中、常にＳＯＣが１００％付近に維持されるわけではなく、エンジン２の停止直後に、ＳＯＣが６０％近くまで既に低下していることがある（図３の駐車時領域参照）。従って、本実施形態のバッテリ１は、車両走行中にＥＣＵ４が組電池１１を常に満充電状態まで充電する場合に比べて、特に有効である。
ここで、例えば組電池１１の自己放電による電力消費の電流換算値が略１ｍＡ／ｄａｙ、ＢＭＳ１３のスリープモード時の電力消費の電流換算値が略１ｍＡ／ｄａｙ、車載機器５の電力消費等の電流換算値が略１５ｍＡ／ｄａｙとする。また、エンジン２の停止開始時のＳＯＣを６０％、省電力用閾値Ｖｔｈ１に対応するＳＯＣを３０％、下限ＳＯＣを２０％とする。Ｓ９を実行しない場合、エンジン２の停止時から約４７日目に、セルＣのＳＯＣが下限ＳＯＣまで低下した。これに対して、本実施形態の場合、エンジン２の停止時から約３５日目に、Ｓ９の処理が実行され、その後、約１１４日目にセルＣのＳＯＣが下限ＳＯＣまで低下した。即ち、この例では、本実施形態の場合、Ｓ９の処理を実行しない場合に比べて、約１００日以上、セルＣのＳＯＣが下限ＳＯＣに近づく時期を遅らせることができた。
なお、リン酸鉄系リチウムイオン電池では、セルＣのＳＯＣがエンジン始動不能領域（一例として、ＳＯＣ０％〜２０％）内になるとバッテリ上がりになり、更にＳＯＣが略０以下になると再使用不可の状態になり得る。また、上記Ｓ８，Ｓ９の処理は、オープン処理および電力低減処理の一例である。なお、エンジン始動不能領域などの各領域のＳＯＣは、車種や環境によっても異なる。
制御部２２がディープスリープにより電力供給がされなくなった後、起動スイッチ２３がオン操作されると、制御部２２は、通電状態になり、組電池１１からの電力供給が再開され、図２Ｂに示す起動処理を実行する。運転手がバッテリ１の起動スイッチ２３をオン操作することは、まもなくエンジン２が始動される可能性が高いことを意味する。そこで、制御部２２は、リレー１２をクローズ状態に復帰させ、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードに復帰させる（Ｓ１１）。
なお、Ｓ１１において、リレー１２をクローズ状態に復帰させるタイミングと、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードに復帰させるタイミングとは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。例えば、制御部２２は、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードに復帰させた後に、リレー１２をクローズ状態に復帰させてもよい。
Ｓ１１の処理を行うことにより、エンジン２の始動開始に備え、組電池１１の電力を車載機器５等に供給可能な状態に復帰させ、また、ＢＭＳ１３を、組電池１１を監視可能な状態に復帰させることができる。即ち、ＢＭＳ１３は、組電池１１を監視しないディープスリープ時でも、復帰指示が与えられることにより、組電池１１を監視可能なスリープモード等に復帰させることができる。このため、駐車時にＢＭＳ１３をディープスリープにして電力消費を抑制する制御を実行しても特に問題はない。
その後、制御部２２は、スリープモード等に復帰させた時点から、待機時間（クローズ基準時間および電力基準時間の一例）経過するまでに、エンジン２が始動されるかどうかを判断する（Ｓ１２）。制御部２２は、上記待機時間経過する前に、エンジン始動信号ＳＧ２を受信した場合、エンジン２が始動されると判断し（Ｓ１２：ＹＥＳ）、図２ＡのＳ１に戻り、Ｓ２に進む。これにより、組電池１１は、オルタネータ６により充電される。
一方、制御部２２は、待機時間経過してもエンジン始動信号ＳＧ２を受信しない場合、エンジン２が始動されないと判断し（Ｓ１２：ＮＯ）、リレー１２を再度オープン状態にし、ＢＭＳ１３の電力消費状態を再度、ディープスリープモードにする（Ｓ１３）。これにより、リレー１２がクローズ状態に復帰したにもかかわらずエンジン２が始動されないままの状態が長く続き、車載機器５やＢＭＳ１３により組電池１１の電力が消費され続けて、結局、バッテリ上がりになることを抑制することができる。
（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、バッテリ１は、組電池１１だけでなく、リレー１２およびＢＭＳ１３を内部に備え、ＢＭＳ１３が、リレー１２の切り替え動作を制御する。従って、バッテリ１は、車両側のシステムに依存せずに独自に、バッテリ上がりになることを抑制することができる。また、リレー１２がバッテリ１の内部ではなく、車両側に設けられた構成に比べて、バッテリ１と車両側のシステムとの通信エラー等によってリレー１２が制御不能になることを抑制することができる。
＜他の実施形態＞
本明細書で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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
「蓄電素子」は、複数のセルを直列接続されたものに限らず、並列接続されたものでもよく、セル数は適宜変更可能である。また、「蓄電素子」は、組電池１１に限らず、単電池でもよい。また、「蓄電素子」は、グラファイト系材料で形成された負極を有するリン酸鉄系リチウムイオン電池に限らず、マンガン系リチウムイオン電池など他の非水電解質二次電池、非水電解質二次電池以外の鉛蓄電池やニッケル水素電池などでもよい。更に、「蓄電素子」は、二次電池に限らず、キャパシタでもよい。また、「蓄電素子」は、車両に限らず、航空機や工作機械など、エンジン（内燃機関等）を駆動源とする機器のエンジン始動用のバッテリであればよい。
「第２電力消費状態」は、電圧検出回路２１、制御部２２および通信部２４の少なくともいずれか１つが、組電池１１から電力供給される状態でもよい。例えば、上記ディープスリープモードは、制御部２２および通信部２４が電力供給され、電圧検出回路２１は電力供給されない状態でもよい。この場合、制御部２２は、セルＣの電圧監視やリレー１２の開閉制御等の機能を停止させ、通信部２４が外部からの信号入力を受け付けたかどうかの判断のみ実行可能とし、信号入力を受け付けたと判断した場合、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードや通常モードに復帰させる構成でもよい。
具体的には、ＥＣＵ４が、組電池１１とは別に設けられた電源から電力供給され、リレー１２がオープン状態であっても、イグニションオン信号ＳＧ５等の信号を制御部２２に出力可能である場合、制御部２２は、イグニションオン信号ＳＧ５を受信した場合、復帰指示を受信したと判断することができる。運転手が、イグニションスイッチをイグニションオン位置にすることは、まもなくエンジン２が始動される可能性が高いことを意味する。なお、この構成では、通信部２４は、受付部の一例であり、復帰指示を有線通信により受け付ける構成に限らず、無線通信により受け付ける構成でもよい。例えば、通信部２４は、運転手が所持するリモートスイッチからの電波を受信することに基づき復帰指示を受け付ける構成でもよい。なお、制御部２２は、アクセサリー信号ＳＧ４を受信したときにも復帰指示を受信したと判断してもよい。
また、ディープスリープモードで、制御部２２および通信部２４が電力供給される上記構成であれば、Ｓ９において、制御部２２は、ＢＭＳ１３の電力消費状態をディープスリープモードに切り替えた後に、リレー１２をオープン状態に切り替えてもよい。また、Ｓ１１において、制御部２２は、リレー１２をクローズ状態に復帰させた後に、ＢＭＳ１３の電力消費状態をスリープモードや通常モードに復帰させてもよい。
更に、ディープスリープモードで、制御部２２および通信部２４が電力供給される上記構成において、制御部２２は、起動信号ＳＧ１を受信したときには、イグニションオン信号ＳＧ５やアクセサリー信号ＳＧ４を受信したときよりも、待機時間を長い時間に設定してもよい。起動信号ＳＧ１を受信した場合、運転手は、バッテリ１の起動スイッチ２３をオン操作した後に車両のバッテリ１の配置箇所から運転席に戻ってきてイグニションスイッチをスタート位置にするまでに時間を要することが想定されるからである。
「受付部」は、上述したように、通信部２４のような外部からの信号入力に基づく復帰指示を受け付ける構成でもよいし、起動スイッチ２３のように人の操作入力に基づく復帰指示を受け付ける構成でもよい。起動スイッチ２３は、機械スイッチであり、ユーザの操作入力によりオープン状態からクローズ状態になる構成でもよい。制御部２２は、起動スイッチ２３がクローズ状態になると、組電池１１からの電力供給が再開され、通常モードまたはスリープモードに復帰する。
上記実施形態では、「制御部」の一例として、１つのＣＰＵとメモリを有する制御部２２を例に挙げた。しかし、「制御部」は、これに限らず、複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）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。例えば「制御部」は、電圧制御処理の一部または全部を、別々のＣＰＵやハード回路で実行する構成でもよい。また、図２Ａ，２Ｂの各処理の順序は、適宜変更してもよい。
「電力低減用閾値」および「オープン用閾値」は、上記実施形態では、共通の省電力用閾値Ｖｔｈ１であった。しかし、これに限らず、「電力低減用閾値」および「オープン用閾値」は、互いに異なる値でもよい。即ち、制御部２２は、Ｓ８，Ｓ９において、各セルＣのセル電圧値Ｖｃを、省電力用閾値Ｖｔｈ１に加えて、オープン用閾値とも比較する。そして、制御部２２は、いずれかのセルＣのセル電圧値Ｖｃが省電力用閾値Ｖｔｈ１以下であると判断した場合にディープスリープモードにし、いずれかのセルＣのセル電圧値Ｖｃがオープン用閾値以下であると判断した場合にリレー１２をオープン状態に切り替える構成でもよい。
「クローズ基準時間」および「電力基準時間」は、上記実施形態では、共通の待機時間であった。しかし、これに限らず、「クローズ基準時間」および「電力基準時間」は、互いに異なる時間でもよい。即ち、制御部２２は、Ｓ１２，１３において、スリープモード等に復帰させた時点からの経過時間を、互いに異なる第１待機時間と第２待機時間になるかどうかを判断してもよい。そして、制御部２２は、第１待機時間経過するまでにエンジン始動されない場合、リレー１２を再度オープン状態にし、第２待機時間経過するまでにエンジン始動されない場合、ＢＭＳ１３の電力消費状態を再度、ディープスリープモードにしてもよい。
制御部２２は、Ｓ１において、組電池１１の電圧または電流値に基づいて、エンジン２が停止中であるかを判断する構成でもよい。例えば、制御部２２は、組電池１１の電圧値の変化量が基準値以下である状態が予め定められた規定時間継続したと判断した場合、エンジン２が停止中であると判断してもよい。
上記実施形態では、制御部２２は、Ｓ８の処理等において、セルＣの電圧値Ｖｃに基づいてＳＯＣに関する判断を実行する構成であった。しかし、これに限らず、制御部２２は、例えば充放電電流を時間積算した電流積算量など、ＳＯＣと相関関係を有する変動要素に基づきＳＯＣに関する判断を実行する構成であればよい。要するに、制御部２２は、組電池１１の充電量に応じた変動値に基づきＳ８の処理等を実行する構成であればよい。
制御部２２は、Ｓ９においてディープスリープに移行しない構成でもよい。このような構成でも、ＢＭＳ１３による組電池１１の電力消費を抑制することができる。
１：バッテリ ２：エンジン ３：スタータ ４：ＥＣＵ ５：車載機器 １１：組電池 １２：リレー １３：ＢＭＳ ２１：電圧検出回路 ２２：制御部 ２２Ａ：ＣＰＵ ２３：起動スイッチ ２４：通信部

Claims (7)

  1. 蓄電装置であって、
    エンジンを有する機器側に電気的に接続されて前記エンジンの始動用のスターターを含む車両側の負荷に電力を供給する出力端子と、
    蓄電素子と、
    前記蓄電素子の充電量に応じて変動する変動値を検出する検出部、および、制御部を有する監視装置と、
    前記出力端子と前記蓄電素子との間に設けられたリレーと、を備え、
    前記制御部は、
    前記検出部が検出した変動値が、前記エンジンを始動させるためのエンジン始動下限閾値に所定値を加えたオープン用閾値以下であるか否かを判断し、前記変動値が前記オープン用閾値以下であると判断した場合、前記リレーをクローズ状態からオープン状態にするオープン処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  2. 請求項１に記載の蓄電装置であって、
    前記制御部は、
    前記監視装置が前記蓄電素子からの電力を消費する電力消費状態を、前記蓄電素子を監視するときの第１電力消費状態と、当該第１電力消費状態よりも消費電力が少ない第２電力消費状態とに切り替える電力切替機能を有し、
    前記検出部が検出した前記変動値が電力低減用閾値以下であるか否かを判断し、前記変動値が前記電力低減用閾値以下であると判断した場合、前記電力消費状態を、前記第１電力消費状態から前記第２電力消費状態に切り替える電力低減処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  3. 請求項２に記載の蓄電装置であって、
    外部からの入力に基づく復帰指示を受け付ける受付部を有し、
    前記制御部は、前記受付部が前記復帰指示を受け付けたことに基づき、前記電力消費状態を前記第２電力消費状態から前記第１電力消費状態に復帰させる復帰処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  4. 請求項３に記載の蓄電装置であって、
    前記制御部は、
    前記復帰指示に基づき前記第１電力消費状態に復帰した場合、前記リレーを前記オープン状態から前記クローズ状態に復帰させるクローズ処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  5. 請求項４に記載の蓄電装置であって、
    前記制御部は、
    前記クローズ状態に復帰した時点からクローズ基準時間経過するまでに前記エンジンが始動されるかを判断し、前記エンジンが始動されないと判断した場合、前記リレーを再度オープン状態にする再オープン処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  6. 請求項３から５のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    前記制御部は、
    前記電力消費状態が前記第１電力消費状態に復帰した時点から電力基準時間経過するまでに前記エンジンが始動されるかを判断し、前記エンジンが始動されないと判断した場合、前記電力消費状態を再度、前記第２電力消費状態に切り替える再低減処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    前記制御部は、
    前記検出部が検出した変動値に基づき、前記蓄電素子の電圧が過充電用閾値を超えるか否かを判断し、前記蓄電素子の電圧が前記過充電用閾値を超える場合、前記リレーを前記クローズ状態から前記オープン状態に切り替える過充電保護処理を実行する構成を有する、蓄電装置。
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