JP7444526B1 - 車両用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の停止中に、異常電流の発生を検出する。【解決手段】車両電源装置１の監視部３１は、バッテリ２０の電圧が、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの間の範囲を逸脱する場合に、リレー４１をオフにして、バッテリ２０を充放電経路５から遮断する。閾値設定部３２は、バッテリ２０の特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlと、バッテリ２０の温度Ｔに応じた異常電流の発生による電圧変動量に基づいて設定される上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlの中から、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する。【選択図】図１
Description
本発明は、車両用電源装置に関する。
車両用電源装置は、車両負荷に電力を供給する二次電池であるバッテリを備えている。バッテリは、充放電経路を介して車両負荷と車両電源に接続されている。車両負荷には、車両の始動に必要な機器が含まれる。
車両の停止中に、例えば、車両負荷であるライトを点灯させたままにすると、バッテリの電力が消費されて、いわゆる「バッテリ上がり」と呼ばれる過放電の状態になることがある。バッテリが過放電の状態になると、車両を始動させるための機器に必要な電力を供給することができず、車両を始動させることができない。
バッテリ上がりへの対処として、ユーザは、救援車からの電力供給で車両を始動させる、ジャンプスタートを行うことができる。ユーザは、自車両の充放電経路に接続されたジャンプスタート端子を、救援車のジャンプスタート端子に接続する。これよって、救援車から充放電経路を介して車両負荷に電力が供給され、車両を始動させることができる（例えば、特許文献１参照）。
バッテリ上がりへの対処として、ユーザは、救援車からの電力供給で車両を始動させる、ジャンプスタートを行うことができる。ユーザは、自車両の充放電経路に接続されたジャンプスタート端子を、救援車のジャンプスタート端子に接続する。これよって、救援車から充放電経路を介して車両負荷に電力が供給され、車両を始動させることができる（例えば、特許文献１参照）。
ジャンプスタートはユーザにより行われるため、電圧および電流の詳細な管理を行うことができない。そのため、ジャンプスタートの際に充放電経路に異常電流が流れ、バッテリが過充電または過昇温になる等の影響を受ける可能性がある。
車両用電源装置において、車両の停止中に、充放電経路での異常電流の発生を検出して、バッテリを充放電経路から遮断することが求められている。
車両用電源装置において、車両の停止中に、充放電経路での異常電流の発生を検出して、バッテリを充放電経路から遮断することが求められている。
本発明の一態様における車両用電源装置は、
バッテリと、
前記バッテリを車両負荷および車両電源に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に接続され、外部電源と接続されることで、当該外部電源に対する電力の入力および出力を可能とする端子と、
前記バッテリと前記充放電経路の間に設けられたスイッチと、
車両の停止中に、前記バッテリの電圧を監視して、前記スイッチを制御する監視部と、
前記バッテリの電圧の監視に用いる上限値および下限値を設定する閾値設定部と、
を備え、
前記監視部は、前記バッテリの電圧が、前記上限値および前記下限値の間の範囲を逸脱する場合に、前記スイッチをオフにして、前記バッテリを前記充放電経路から遮断し、
前記閾値設定部は、前記バッテリの特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される第１の上限値および第１の下限値と、前記バッテリの温度に応じた異常電流の発生による電圧変動量に基づいて設定される第２の上限値および第２の下限値の中から、前記上限値および前記下限値を設定する。
バッテリと、
前記バッテリを車両負荷および車両電源に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に接続され、外部電源と接続されることで、当該外部電源に対する電力の入力および出力を可能とする端子と、
前記バッテリと前記充放電経路の間に設けられたスイッチと、
車両の停止中に、前記バッテリの電圧を監視して、前記スイッチを制御する監視部と、
前記バッテリの電圧の監視に用いる上限値および下限値を設定する閾値設定部と、
を備え、
前記監視部は、前記バッテリの電圧が、前記上限値および前記下限値の間の範囲を逸脱する場合に、前記スイッチをオフにして、前記バッテリを前記充放電経路から遮断し、
前記閾値設定部は、前記バッテリの特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される第１の上限値および第１の下限値と、前記バッテリの温度に応じた異常電流の発生による電圧変動量に基づいて設定される第２の上限値および第２の下限値の中から、前記上限値および前記下限値を設定する。
本発明によれば、車両の停止中に、異常電流の発生を検出して、バッテリを充放電経路から遮断することができる。
以下、本発明の実施形態に係る車両用電源装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る車両用電源装置の電気的構成を示す図である。
図２は、本実施形態におけるバッテリマネジメントシステムの機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両用電源装置１は、バッテリパック２と、バッテリパック２を車両負荷６および車両電源７に接続する充放電経路５と、充放電経路５に接続されたジャンプスタート端子８（端子）と、を有する。
図１は、実施形態に係る車両用電源装置の電気的構成を示す図である。
図２は、本実施形態におけるバッテリマネジメントシステムの機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両用電源装置１は、バッテリパック２と、バッテリパック２を車両負荷６および車両電源７に接続する充放電経路５と、充放電経路５に接続されたジャンプスタート端子８（端子）と、を有する。
バッテリパック２は、充放電経路５を介して車両負荷６に電力を供給する。バッテリパック２は、充放電経路５を介して車両電源７から供給される電力によって充電される。バッテリパック２は、例えば、リチウムイオンバッテリや鉛蓄電池を用いて構成することができる。図示は省略するが、バッテリパック２は、例えばバッテリボックスに収容され、車両のエンジンルームまたはモータルーム等に配置される。
車両負荷６は、車両に設けられ、電力の供給を必要とする様々な機器である。車両負荷６は、例えば、車両の始動に用いられる機器として、走行制御装置、ＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータ等を含む。
車両負荷６は、また、例えば、車両の始動には用いられない機器として、ヘッドライト、ルームライト、ウィンカー、パワーウィンドウ、オーディオシステム、空調装置、カーナビゲーションシステム等を含む。
車両負荷６は、また、例えば、車両の始動には用いられない機器として、ヘッドライト、ルームライト、ウィンカー、パワーウィンドウ、オーディオシステム、空調装置、カーナビゲーションシステム等を含む。
図示は省略するが、車両電源７は、具体的には、充放電経路５に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続された車両駆動用のバッテリおよびオルタネータ等の発電機から構成される。車両の走行中には、オルタネータで発電された電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータで電圧が調整されて、充放電経路５に供給される。これによって、車両電源７から車両負荷６へ電力が供給されると共に、バッテリパック２の充電が行われる。
ジャンプスタート端子８は、外部電源に対する電力の入力および出力を可能とする端子である。ジャンプスタート端子８を、ブースターケーブルを介して外部電源の端子と接続することで、外部電源と充放電経路５が接続される。これにより、外部電源から充放電経路５を介して、車両負荷６および車両電源７に電力を供給することができ、また、車両電源７から充放電経路５を介して外部電源に電力を供給することができる。ジャンプスタート端子８は、例えば、バッテリボックス（不図示）の上部に配置されている。
バッテリパック２は、二次電池であるバッテリ２０と、バッテリパック２を管理するバッテリマネジメントシステム（Battery Management System、以降「ＢＭＳ３０」と記載する）と、保護回路であるリレー４１（スイッチ）と、を有する。
図１では図示を省略するが、バッテリ２０は、複数の電池セルが直列に接続されて構成される。バッテリ２０は、プラス端子側（一端側、図中上側）が、リレー４１を介して充放電経路５に接続され、マイナス端子側（他端側、図中下側）がボディグランド９に接続されている。
リレー４１は、バッテリ２０のプラス端子側の、バッテリ２０と充放電経路５の間に設けられている。リレー４１がオンになるとバッテリ２０は充放電経路５に接続する。リレー４１がオフになると、バッテリ２０は充放電経路５から遮断される。
図１では図示を省略するが、バッテリ２０は、複数の電池セルが直列に接続されて構成される。バッテリ２０は、プラス端子側（一端側、図中上側）が、リレー４１を介して充放電経路５に接続され、マイナス端子側（他端側、図中下側）がボディグランド９に接続されている。
リレー４１は、バッテリ２０のプラス端子側の、バッテリ２０と充放電経路５の間に設けられている。リレー４１がオンになるとバッテリ２０は充放電経路５に接続する。リレー４１がオフになると、バッテリ２０は充放電経路５から遮断される。
ＢＭＳ３０は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置、記憶装置、タイマ、入出力ポート等を含んで構成される。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ等を含む。ＣＰＵが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、ＢＭＳ３０の機能が実現される。また、記憶装置には、ＢＭＳ３０の処理に必要なデータが記憶されると共に、ＢＭＳ３０の処理結果が一時的に記憶される。
ＢＭＳ３０は、または、車両に構築された車内ＬＡＮ（Local Area Network）を介して、車両の制御を行うＥＣＵ１００（Electronic Control Unit）に接続されている。ＢＭＳ３０は、ＥＣＵ１００からバッテリパック２の管理に必要な情報を取得すると共に、バッテリパック２の情報を送信することができる。
ＢＭＳ３０は、または、車両に構築された車内ＬＡＮ（Local Area Network）を介して、車両の制御を行うＥＣＵ１００（Electronic Control Unit）に接続されている。ＢＭＳ３０は、ＥＣＵ１００からバッテリパック２の管理に必要な情報を取得すると共に、バッテリパック２の情報を送信することができる。
ＢＭＳ３０は、バッテリ２０の内部温度、電流、電圧、充電率（State of Charge、ＳＯＣ）、健全度（State of Health、ＳＯＨ）等の様々な監視項目に基づいて、バッテリパック２の状態を監視し、バッテリ２０の充放電の制御と、リレー４１のオンおよびオフの制御を行う。
ＢＭＳ３０は、電池パックに設けられた電流センサ、電圧センサ、温度センサ等の各種センサに接続され、これらの測定値を取得する。ＢＭＳ３０は、これらのセンサの測定値を各監視項目で設定された閾値と比較し、あるいは測定値から各監視項目の処理に用いるパラメータを推定する。
ＢＭＳ３０は、電池パックに設けられた電流センサ、電圧センサ、温度センサ等の各種センサに接続され、これらの測定値を取得する。ＢＭＳ３０は、これらのセンサの測定値を各監視項目で設定された閾値と比較し、あるいは測定値から各監視項目の処理に用いるパラメータを推定する。
ＢＭＳ３０は、車両の走行中には、通常モードで動作し、前記した様々な監視項目に基づいたバッテリパック２の監視を行っている。
一方、車両の停止中には、ＢＭＳ３０は、主に、通常モードよりも電力消費を抑えた低電力モードで動作し、限定された監視項目に基づいて監視を行う。本実施形態では、車両の停止中におけるＢＭＳ３０の処理について説明する。なお、車両の停止中とは、エンジンまたはモータ等の車両の駆動源が停止している状態を意味するものであり、車両の駆動源が動作した状態で車両のブレーキ等により車両の走行を一時停止させている状態は含まない。
一方、車両の停止中には、ＢＭＳ３０は、主に、通常モードよりも電力消費を抑えた低電力モードで動作し、限定された監視項目に基づいて監視を行う。本実施形態では、車両の停止中におけるＢＭＳ３０の処理について説明する。なお、車両の停止中とは、エンジンまたはモータ等の車両の駆動源が停止している状態を意味するものであり、車両の駆動源が動作した状態で車両のブレーキ等により車両の走行を一時停止させている状態は含まない。
図２に示すように、ＢＭＳ３０は、車両の停止中における処理を実行する機能構成として、監視部３１および閾値設定部３２を有する。
監視部３１は、車両の停止中に、バッテリ２０の電圧を監視してリレー４１のオンおよびオフを制御する。
閾値設定部３２は、監視部３１の処理に用いられる閾値を設定する。閾値設定部３２は、具体的には、閾値として、バッテリ２０の電圧の上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する。閾値設定部３２は、車両の停止中に、時間間隔ＴＤを空けて閾値の設定を繰り返し行うことで、閾値を更新する。
監視部３１は、車両の停止中に、バッテリ２０の電圧を監視してリレー４１のオンおよびオフを制御する。
閾値設定部３２は、監視部３１の処理に用いられる閾値を設定する。閾値設定部３２は、具体的には、閾値として、バッテリ２０の電圧の上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する。閾値設定部３２は、車両の停止中に、時間間隔ＴＤを空けて閾値の設定を繰り返し行うことで、閾値を更新する。
前記したように、バッテリパック２には様々なセンサが設けられているが、図１および図２では、監視部３１および閾値設定部３２の処理に用いられる電圧センサ４２（第１の電圧センサ）、電圧センサ４３（第２の電圧センサ）および温度センサ４４を例示している。
電圧センサ４２は、監視部３１の処理に用いられる。電圧センサ４２は、２点間の電位差を測定するものを用いる。図１に示すように、電圧センサ４２の一方の端子は、バッテリ２０のプラス端子側の、リレー４１と充放電経路５の間に接続される。電圧センサ４２の他方の端子は、バッテリ２０のマイナス端子側に接続される。
監視部３１は、リレー４１がオンの状態では、電圧センサ４２で測定される２点間の電位差を、バッテリ２０の電圧Ｖとして取得する。監視部３１は、リレー４１がオフの状態では、電圧センサ４２で測定される２点間の電位差を、バッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶとして取得する。
電圧センサ４２は、監視部３１の処理に用いられる。電圧センサ４２は、２点間の電位差を測定するものを用いる。図１に示すように、電圧センサ４２の一方の端子は、バッテリ２０のプラス端子側の、リレー４１と充放電経路５の間に接続される。電圧センサ４２の他方の端子は、バッテリ２０のマイナス端子側に接続される。
監視部３１は、リレー４１がオンの状態では、電圧センサ４２で測定される２点間の電位差を、バッテリ２０の電圧Ｖとして取得する。監視部３１は、リレー４１がオフの状態では、電圧センサ４２で測定される２点間の電位差を、バッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶとして取得する。
電圧センサ４３および温度センサ４４は、閾値設定部３２の処理に用いられる。
電圧センサ４３は、バッテリ２０を構成するバッテリセルの電圧Ｖc（セル電圧）を測定する。温度センサ４４は、バッテリ２０の温度Ｔを測定する。
図２に示すように、電圧センサ４３は、具体的には、バッテリセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のそれぞれに設けられた電圧センサ群から構成される。温度センサ４４は、具体的には、バッテリセルの中から選択されたバッテリセルＣ１、Ｃ４に設けられた温度センサ群とすることができる。なお、４つのバッテリセルＣ１～Ｃ４が設けられている例を示しているが、バッテリセルの数は限定されない。また、図２では、温度センサ４４が、２つのバッテリセルＣ１、Ｃ４の温度Ｔを測定する例を示しているが、温度センサ４４は、１つのバッテリセルのみの温度を測定しても良く、３つ以上のバッテリセルの温度を測定しても良い。
電圧センサ４３は、バッテリ２０を構成するバッテリセルの電圧Ｖc（セル電圧）を測定する。温度センサ４４は、バッテリ２０の温度Ｔを測定する。
図２に示すように、電圧センサ４３は、具体的には、バッテリセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のそれぞれに設けられた電圧センサ群から構成される。温度センサ４４は、具体的には、バッテリセルの中から選択されたバッテリセルＣ１、Ｃ４に設けられた温度センサ群とすることができる。なお、４つのバッテリセルＣ１～Ｃ４が設けられている例を示しているが、バッテリセルの数は限定されない。また、図２では、温度センサ４４が、２つのバッテリセルＣ１、Ｃ４の温度Ｔを測定する例を示しているが、温度センサ４４は、１つのバッテリセルのみの温度を測定しても良く、３つ以上のバッテリセルの温度を測定しても良い。
監視部３１および閾値設定部３２の処理は、ＢＭＳ３０が低電力モードになる車両の停止中において、充放電経路５に異常電流が流れた場合に、リレー４１を遮断してバッテリ２０を保護するために行われる。一例として、ジャンプスタート端子８を介して外部電源から車両用電源装置１に電力が供給される場合、あるいは車両用電源装置１が外部電源に電力を供給する場合、すなわちジャンプスタートを行う際に、充放電経路５に異常電流が流れる可能性がある。
図３は、ジャンプスタート時の、車両用電源装置１における電力の流れを示す図である。図３では、電力の流れを太線の矢印で示している。
例えば、車両の停止中に、車両負荷６であるランプが点灯したままになっていると、バッテリ２０の電力を消費し続けることになる。これによって、バッテリ２０が過放電の状態、いわゆる「バッテリ上がり」の状態になることがある。バッテリ２０が過放電になると、バッテリパック２から、車両を始動させる機器に対して必要な電力を供給できず、車両を始動させられない状態となることがある。
バッテリ上がりへの対処として、外部電源から車両負荷６へ直接電力の供給を行う、ジャンプスタートを行うことができる。外部電源は、例えば、他の車両（救援車ＲＶ）の車両用電源装置１であっても良く、あるいは、ジャンプスターターと呼ばれる携帯型の電源装置であっても良い。
図３は、ジャンプスタート時の、車両用電源装置１における電力の流れを示す図である。図３では、電力の流れを太線の矢印で示している。
例えば、車両の停止中に、車両負荷６であるランプが点灯したままになっていると、バッテリ２０の電力を消費し続けることになる。これによって、バッテリ２０が過放電の状態、いわゆる「バッテリ上がり」の状態になることがある。バッテリ２０が過放電になると、バッテリパック２から、車両を始動させる機器に対して必要な電力を供給できず、車両を始動させられない状態となることがある。
バッテリ上がりへの対処として、外部電源から車両負荷６へ直接電力の供給を行う、ジャンプスタートを行うことができる。外部電源は、例えば、他の車両（救援車ＲＶ）の車両用電源装置１であっても良く、あるいは、ジャンプスターターと呼ばれる携帯型の電源装置であっても良い。
ここでは、救援車ＲＶによりジャンプスタートを行う例を説明する。図３に示すように、ユーザは、自車両のジャンプスタート端子８と救援車ＲＶのジャンプスタート端子（不図示）を、ブースターケーブルを介して接続する。これによって、充放電経路５が、救援車ＲＶの車両用電源装置に接続され、電力の入力および出力が可能な状態となる。この状態で救援車ＲＶを始動させると、救援車ＲＶのオルタネータで発電された電力が、ジャンプスタート端子８および充放電経路５を介して、車両負荷６に供給される。ユーザが自車両のイグニッションスイッチ又はスタートボタンを操作することで、自車両を始動させることができる。
ここで、ジャンプスタートの際にバッテリパック２のリレー４１がオンであると、救援車ＲＶの電力が充放電経路５を介してバッテリ２０にも供給されることになる。
ジャンプスタートは、ユーザの作業で行われるため、電圧および電流の詳細な制御を行うことができない。そのため、ジャンプスタート時に、充放電経路５に異常電流が流れる可能性がある。異常電流とは、バッテリ２０に供給された場合に、バッテリ２０の過充電または過昇温に繋がる可能性のある電流を意味する。
また、自車両が救援者として他の車両に電力を供給する場合には、バッテリ２０が過放電になる可能性がある。
ジャンプスタートは、ユーザの作業で行われるため、電圧および電流の詳細な制御を行うことができない。そのため、ジャンプスタート時に、充放電経路５に異常電流が流れる可能性がある。異常電流とは、バッテリ２０に供給された場合に、バッテリ２０の過充電または過昇温に繋がる可能性のある電流を意味する。
また、自車両が救援者として他の車両に電力を供給する場合には、バッテリ２０が過放電になる可能性がある。
すなわち、異常電流の影響からバッテリ２０を保護するためには、異常電流の発生を検出してバッテリパック２のリレー４１をオフし、バッテリ２０を充放電経路５から遮断することが望ましい。
異常電流の発生を検出するために、バッテリパック２のＢＭＳ３０を、車両の停止中も通常モードで動作させバッテリ２０を監視することが考えられる。ＢＭＳ３０は、異常電流の発生によって生じる様々な監視項目の値の変動から、異常電流の発生を検出することができる。しかしながら、ＢＭＳ３０はバッテリ２０の電力で動作するものであり、通常モードでは比較的消費電力が大きい。車両の停止中にＢＭＳ３０を通常モードで動作させ続けると、バッテリ２０の過放電に繋がる可能性がある。
すなわち、監視項目を限定してＢＭＳ３０の消費電力を抑えつつ、異常電流の発生を検出することが望ましい。しかしながら、バッテリ２０の過充電や過昇温に繋がる異常電流は一定ではなく、バッテリ２０の温度Ｔやセル電圧Ｖc等に起因して変化するものである。そのため、限定された監視項目から、変動する異常電流を検出する必要がある。
異常電流の発生を検出するために、バッテリパック２のＢＭＳ３０を、車両の停止中も通常モードで動作させバッテリ２０を監視することが考えられる。ＢＭＳ３０は、異常電流の発生によって生じる様々な監視項目の値の変動から、異常電流の発生を検出することができる。しかしながら、ＢＭＳ３０はバッテリ２０の電力で動作するものであり、通常モードでは比較的消費電力が大きい。車両の停止中にＢＭＳ３０を通常モードで動作させ続けると、バッテリ２０の過放電に繋がる可能性がある。
すなわち、監視項目を限定してＢＭＳ３０の消費電力を抑えつつ、異常電流の発生を検出することが望ましい。しかしながら、バッテリ２０の過充電や過昇温に繋がる異常電流は一定ではなく、バッテリ２０の温度Ｔやセル電圧Ｖc等に起因して変化するものである。そのため、限定された監視項目から、変動する異常電流を検出する必要がある。
図３に示すように、車両の停止中は、ＢＭＳ３０の監視部３１が、電圧センサ４２で測定されるバッテリ２０の電圧Ｖに基づいて、バッテリ２０の状態を監視し、異常電流の発生を検出する。監視部３１は、監視項目をバッテリ２０の電圧Ｖに限定することで、バッテリ２０の電力消費を抑えた低電力モードで動作することができる。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖを閾値と比較することで、異常電流の発生を検出する。監視部３１の処理に用いる閾値は、閾値設定部３２が設定する。閾値設定部３２は、温度センサ４４で測定されるバッテリ２０の温度Ｔと、電圧センサ４３で測定されるセル電圧Ｖcを用いて、閾値の設定を行う。すなわち、閾値設定部３２で設定される閾値は、リアルタイムで測定したバッテリ２０の状態が反映される。これによって、監視部３１が限定された監視項目に基づいて処理を行う場合でも、異常電流の検出精度を向上させることができる。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖを閾値と比較することで、異常電流の発生を検出する。監視部３１の処理に用いる閾値は、閾値設定部３２が設定する。閾値設定部３２は、温度センサ４４で測定されるバッテリ２０の温度Ｔと、電圧センサ４３で測定されるセル電圧Ｖcを用いて、閾値の設定を行う。すなわち、閾値設定部３２で設定される閾値は、リアルタイムで測定したバッテリ２０の状態が反映される。これによって、監視部３１が限定された監視項目に基づいて処理を行う場合でも、異常電流の検出精度を向上させることができる。
ＢＭＳ３０は、閾値設定部３２の処理を行う際には、低電力モードから通常モードに復帰する。ＢＭＳ３０は、閾値設定部３２の処理が終了すると、通常モードから低電力モードに移行する。このように、ＢＭＳ３０が、閾値設定部３２の処理の間だけ通常モードに移行することで、車両の停止中の電力消費を抑えることができる。
閾値設定部３２の処理は、車両の停止中に、時間間隔ＴＤを空けて繰り返し行われる。時間間隔ＴＤは、例えば、一定の時間間隔ＴＤとしても良い。時間間隔ＴＤは、例えば、バッテリ２０の温度変化が起きやすい時間と、閾値設定部３２が処理を行う際の消費電力等を考慮して決定することができる。時間間隔ＴＤは、例えば、３時間間隔とすることができる。この場合、閾値設定部３２は、車両が停止した際に最初の閾値設定を行い、以降、車両が再び始動されるまで、３時間ごとに閾値を更新する。
閾値設定部３２の処理は、車両の停止中に、時間間隔ＴＤを空けて繰り返し行われる。時間間隔ＴＤは、例えば、一定の時間間隔ＴＤとしても良い。時間間隔ＴＤは、例えば、バッテリ２０の温度変化が起きやすい時間と、閾値設定部３２が処理を行う際の消費電力等を考慮して決定することができる。時間間隔ＴＤは、例えば、３時間間隔とすることができる。この場合、閾値設定部３２は、車両が停止した際に最初の閾値設定を行い、以降、車両が再び始動されるまで、３時間ごとに閾値を更新する。
前記したように、異常電流が流れた際に、バッテリ２０が過充電になる可能性と、過放電になる可能性がある。そのため、閾値設定部３２は、バッテリ２０の電圧Ｖと比較する閾値として、過充電と過放電の両方を考慮した上限値ＶUおよび下限値Ｖlを設定する。
図４は、上限値ＶUおよび下限値Ｖlの設定方法を説明する図である。
図５は、閾値設定部３２で行われる処理を説明する図である。
図４は、上限値ＶUおよび下限値Ｖlの設定方法を説明する図である。
図５は、閾値設定部３２で行われる処理を説明する図である。
閾値設定部３２は、以下の２種類の上限値および下限値から、監視部３１の処理に用いる上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを選択する。
（ａ）バッテリ２０の電気特性に応じた使用可能電圧の範囲（図４のハッチング部分）に基づいて設定される上限値Ｖvu（第１の上限値）および下限値Ｖvl（第１の下限値）
（ｂ）バッテリ２０の温度Ｔに応じた、異常電流が流れた際の電圧変動量に基づいて設定される上限値Ｖtu（第２の上限値）および下限値Ｖtl（第２の下限値）
（ａ）バッテリ２０の電気特性に応じた使用可能電圧の範囲（図４のハッチング部分）に基づいて設定される上限値Ｖvu（第１の上限値）および下限値Ｖvl（第１の下限値）
（ｂ）バッテリ２０の温度Ｔに応じた、異常電流が流れた際の電圧変動量に基づいて設定される上限値Ｖtu（第２の上限値）および下限値Ｖtl（第２の下限値）
図４の右側に、上記（ａ）のバッテリ２０の電気特性に応じた使用可能電圧の範囲の一例を示している。
使用可能電圧の範囲は、バッテリ２０の電気特性に応じて決定される固定の範囲である。すなわち、使用可能電圧の範囲の上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlも固定値である。上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlは予め設定され、ＢＭＳ３０の記憶装置に記憶されている。
使用可能電圧の範囲は、バッテリ２０の電気特性に応じて決定される固定の範囲である。すなわち、使用可能電圧の範囲の上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlも固定値である。上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlは予め設定され、ＢＭＳ３０の記憶装置に記憶されている。
図４の左側に、バッテリ２０を構成する各セルＣ１～Ｃ４で測定されたセル電圧Ｖcの一例を示している。なお、図４ではセルの数を４としているが、あくまで一例であり、セルの数は限定されない。
図４に示すように、各セル電圧Ｖcはバラつきがある。図４では、最小セル電圧Ｖcminと最大セル電圧Ｖcmaxにクロスハッチングを付している。図４の例では、セルＣ１のセル電圧Ｖcが最小セル電圧Ｖcminであり、セルＣ４のセル電圧が、最大セル電圧Ｖcmaxである。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに対して、上記（ｂ）の異常電流が流れた際の電圧変動量ＲＩを足したものを、上限値Ｖtuとして算出する。閾値設定部３２は、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いたものを、下限値Ｖtlとして算出する。
電圧変動量ＲＩは、電圧降下量および電圧上昇量の両方を意味するものである。すなわち、上限値Ｖtuは、最小セル電圧Ｖcminからの異常電流による電圧上昇を示す値であり、下限値Ｖtlは、最大セル電圧Ｖcmaxからの異常電流による電圧降下を示す値である。
図４に示すように、各セル電圧Ｖcはバラつきがある。図４では、最小セル電圧Ｖcminと最大セル電圧Ｖcmaxにクロスハッチングを付している。図４の例では、セルＣ１のセル電圧Ｖcが最小セル電圧Ｖcminであり、セルＣ４のセル電圧が、最大セル電圧Ｖcmaxである。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに対して、上記（ｂ）の異常電流が流れた際の電圧変動量ＲＩを足したものを、上限値Ｖtuとして算出する。閾値設定部３２は、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いたものを、下限値Ｖtlとして算出する。
電圧変動量ＲＩは、電圧降下量および電圧上昇量の両方を意味するものである。すなわち、上限値Ｖtuは、最小セル電圧Ｖcminからの異常電流による電圧上昇を示す値であり、下限値Ｖtlは、最大セル電圧Ｖcmaxからの異常電流による電圧降下を示す値である。
図５に、電圧変動量ＲＩの算出方法を示している。閾値設定部３２は、電圧変動量ＲＩを、特性データＣＤＲと特性データＣＤＩに基づいて算出する。特性データＣＤＲは、バッテリ２０の温度Ｔに対する内部抵抗Ｒの特性を示すデータである。特性データＣＤＩは、バッテリ２０の温度Ｔに対する許容電流Ｉの特性を示すデータである。許容電流Ｉは、バッテリ２０に流すことができる最大電流であり、すなわち異常電流の発生時に流れる電流と捉えることができる。
特性データＣＤＲに示すように、バッテリ２０の内部抵抗Ｒは温度Ｔが上がるほど小さくなる。特性データＣＤＩに示すように、許容電流Ｉは、温度Ｔが高くなるほど小さくなる特性がある。ここで、電圧は、内部抵抗に電流を掛けることで算出される。すなわち、内部抵抗Ｒに許容電流Ｉを掛けることで、異常電流の発生による電圧変動量ＲＩを算出することができる。
特性データＣＤＲに示すように、バッテリ２０の内部抵抗Ｒは温度Ｔが上がるほど小さくなる。特性データＣＤＩに示すように、許容電流Ｉは、温度Ｔが高くなるほど小さくなる特性がある。ここで、電圧は、内部抵抗に電流を掛けることで算出される。すなわち、内部抵抗Ｒに許容電流Ｉを掛けることで、異常電流の発生による電圧変動量ＲＩを算出することができる。
特性データＣＤＲ、ＣＤＩは予め設定され、ＢＭＳ３０の記憶装置に記憶されている。閾値設定部３２は、温度センサ４４が測定したバッテリ２０の温度Ｔを取得し、特性データＣＤＲ、ＣＤＩを参照して、バッテリ２０の温度Ｔに応じた内部抵抗Ｒおよび許容電流Ｉを算出する。
前記したように、温度センサ４４は、具体的には、バッテリセルの中から選択された複数のバッテリセルＣ１、Ｃ４に設けられた温度センサ群（図２参照）である。図５に示すように、閾値設定部３２は、温度センサ４４で測定された複数のセルの温度Ｔから、最大セル温度Ｔmaxを、バッテリ２０の温度Ｔとして取得する。
閾値設定部３２は、内部抵抗Ｒに許容電流Ｉを掛けて、電圧変動量ＲＩを算出する。
前記したように、温度センサ４４は、具体的には、バッテリセルの中から選択された複数のバッテリセルＣ１、Ｃ４に設けられた温度センサ群（図２参照）である。図５に示すように、閾値設定部３２は、温度センサ４４で測定された複数のセルの温度Ｔから、最大セル温度Ｔmaxを、バッテリ２０の温度Ｔとして取得する。
閾値設定部３２は、内部抵抗Ｒに許容電流Ｉを掛けて、電圧変動量ＲＩを算出する。
閾値設定部３２は、さらに、電圧センサ４３から、バッテリ２０を構成する各セルＣ１～Ｃ４のセル電圧Ｖcを取得し、その中から、最小セル電圧Ｖcminおよび最大セル電圧Ｖcmaxを選択する。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足して、上限値Ｖtuを算出する。
閾値設定部３２は、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いて、下限値Ｖtlを算出する。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足して、上限値Ｖtuを算出する。
閾値設定部３２は、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いて、下限値Ｖtlを算出する。
上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlはバッテリ２０の温度Ｔとセル電圧Ｖcの測定値に応じて変動するものであり、固定値である上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlより高くなることもあれば、低くなることもある。図４の例では、上限値Ｖtuが上限値Ｖvuより高く、下限値Ｖtlが下限値Ｖvlより高い例を示している。
図５に示すように、閾値設定部３２は、算出した上限値Ｖtuを、予め設定されている上限値Ｖvuと比較し、低い方（ｍｉｎ）を、上限値Ｖuに設定する。閾値設定部３２は、また、算出した下限値Ｖtlを、予め設定されている下限値Ｖvlと比較し、高い方（ｍａｘ）を、最終的な下限値Ｖlに設定する。
図４の例では、閾値設定部３２は、上限値Ｖvuを上限値Ｖuに設定し、下限値Ｖtlを下限値Ｖlに設定する。
図４の例では、閾値設定部３２は、上限値Ｖvuを上限値Ｖuに設定し、下限値Ｖtlを下限値Ｖlに設定する。
監視部３１は、閾値設定部３２が設定した上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを、電圧センサ４２で測定されたバッテリ２０の電圧Ｖとそれぞれ比較する。閾値設定部３２は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖuを超える場合または、下限値Ｖlを下回る場合に、異常電流の発生を検出して、バッテリパック２のリレー４１をオフにする。すなわち、閾値設定部３２は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの間の範囲を逸脱した場合に、異常電流の発生を検出して、バッテリパック２のリレー４１をオフにする。これによって、バッテリ２０が充放電経路５から遮断され、ジャンプスタートによる異常電流からバッテリ２０を保護することができる。
救援車ＲＶからの電力供給によって車両が始動した後、ユーザはブースターケーブルをジャンプスタート端子８から取り外して、救援車ＲＶとの接続を解除する。これによって、充放電経路５は異常電流が発生する可能性は低くなるため、バッテリパック２を充放電経路５に再び接続することができる。監視部３１は、バッテリパック２のリレー４１をオンするタイミングを、電圧センサ４２の測定値に基づいて判定する。
図３に示すように、電圧センサ４２は、バッテリ２０のプラス端子側の、バッテリパック２と充放電経路５の間と、バッテリ２０のマイナス端子側とに接続されている。そのため、電圧センサ４２は、リレー４１がオフされた状態では、バッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶを測定することができる。電位差ΔＶが十分に小さくなり、バッテリ２０を充放電経路５に接続してもバッテリ２０に急激な電圧変動が起きにくい状態になれば、リレー４１をオンにすることができる。
監視部３１は、電圧センサ４２で測定された電位差ΔＶを取得し、所定値ＰＶvと比較する。所定値ＰＶvは、バッテリ２０に急激な電圧変動に繋がる可能性がある電位差を示すものであり、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。
監視部３１は、電位差ΔＶが所定値ＰＶv未満であれば、リレー４１をオンにする。これにより、バッテリパック２が充放電経路５に接続される。バッテリ２０は、車両電源７から供給される電力によって充電されることで、過放電が解消される。
監視部３１は、電圧センサ４２で測定された電位差ΔＶを取得し、所定値ＰＶvと比較する。所定値ＰＶvは、バッテリ２０に急激な電圧変動に繋がる可能性がある電位差を示すものであり、予め設定して記憶装置に記憶させることができる。
監視部３１は、電位差ΔＶが所定値ＰＶv未満であれば、リレー４１をオンにする。これにより、バッテリパック２が充放電経路５に接続される。バッテリ２０は、車両電源７から供給される電力によって充電されることで、過放電が解消される。
本実施形態における車両用電源装置１の処理の流れを説明する。
ここでは、車両の停止中に行われるＢＭＳ３０の閾値設定部３２の処理と、監視部３１の処理について説明する。
図６は、閾値設定部３２の処理の流れを示すフローチャートである。前記したように、閾値設定部３２が処理を行う際は、ＢＭＳ３０は通常モードで動作する。
閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、最初の閾値設定の処理を行う。なお、閾値設定部３２は、ＥＣＵ１００（図１参照）から、車両の走行状態（走行または停止）を判定する情報を受信することができる。ＥＣＵ１００は、例えば、車両のタイヤの回転数を検出するセンサや、シフトレバー（セレクトレバー）のポジションを検出するセンサから、車両の走行状態を判定することができる。
ここでは、車両の停止中に行われるＢＭＳ３０の閾値設定部３２の処理と、監視部３１の処理について説明する。
図６は、閾値設定部３２の処理の流れを示すフローチャートである。前記したように、閾値設定部３２が処理を行う際は、ＢＭＳ３０は通常モードで動作する。
閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、最初の閾値設定の処理を行う。なお、閾値設定部３２は、ＥＣＵ１００（図１参照）から、車両の走行状態（走行または停止）を判定する情報を受信することができる。ＥＣＵ１００は、例えば、車両のタイヤの回転数を検出するセンサや、シフトレバー（セレクトレバー）のポジションを検出するセンサから、車両の走行状態を判定することができる。
図６に示すように、閾値設定部３２は、温度センサ４４から、バッテリ２０の温度Ｔの測定値を取得する（ステップＳ０２）。
閾値設定部３２は、記憶装置に記憶された特性データＣＤＲ、ＣＤＩから、バッテリ２０の温度Ｔに応じた内部抵抗Ｒおよび許容電流Ｉを取得し、電圧変動量ＲＩを算出する（ステップＳ０３）。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３が測定したバッテリ２０の各セルの電圧から、最小セル電圧Ｖcminと最大セル電圧Ｖcmaxを取得する（ステップＳ０４）。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足して上限値Ｖtuを算出し、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いて、下限値Ｖtlを算出する（ステップＳ０５）。
閾値設定部３２は、記憶装置から、予め設定された上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlを取得する（ステップＳ０６）。
閾値設定部３２は、上限値Ｖvuと上限値Ｖtuのうち、低い方を上限値Ｖuに設定し、下限値Ｖvlと下限値Ｖtlのうち、高い方を下限値Ｖlに設定する（ステップＳ０７）。閾値設定部３２は、設定した上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを記憶装置に記憶させて、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを更新する。
閾値設定部３２は、予め設定した時間間隔ＴＤに従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し、ＢＭＳ３０を低電力モードに移行させる（ステップＳ０８）。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ０９）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ１０）、ステップＳ０２に戻り、再び閾値設定を行う。
閾値設定部３２の処理は、車両の停止中に行われるものである。そのため、閾値設定部３２の処理中に車両が始動した場合は、閾値設定部３２は処理を終了する。また、次の閾値設定までの待機時間に車両が始動した場合は、ＢＭＳ３０は通常モードに復帰するため、タイマの設定は解除される。
閾値設定部３２は、記憶装置に記憶された特性データＣＤＲ、ＣＤＩから、バッテリ２０の温度Ｔに応じた内部抵抗Ｒおよび許容電流Ｉを取得し、電圧変動量ＲＩを算出する（ステップＳ０３）。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３が測定したバッテリ２０の各セルの電圧から、最小セル電圧Ｖcminと最大セル電圧Ｖcmaxを取得する（ステップＳ０４）。
閾値設定部３２は、最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足して上限値Ｖtuを算出し、最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを引いて、下限値Ｖtlを算出する（ステップＳ０５）。
閾値設定部３２は、記憶装置から、予め設定された上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlを取得する（ステップＳ０６）。
閾値設定部３２は、上限値Ｖvuと上限値Ｖtuのうち、低い方を上限値Ｖuに設定し、下限値Ｖvlと下限値Ｖtlのうち、高い方を下限値Ｖlに設定する（ステップＳ０７）。閾値設定部３２は、設定した上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを記憶装置に記憶させて、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを更新する。
閾値設定部３２は、予め設定した時間間隔ＴＤに従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し、ＢＭＳ３０を低電力モードに移行させる（ステップＳ０８）。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ０９）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ１０）、ステップＳ０２に戻り、再び閾値設定を行う。
閾値設定部３２の処理は、車両の停止中に行われるものである。そのため、閾値設定部３２の処理中に車両が始動した場合は、閾値設定部３２は処理を終了する。また、次の閾値設定までの待機時間に車両が始動した場合は、ＢＭＳ３０は通常モードに復帰するため、タイマの設定は解除される。
図７は、監視部３１の処理の流れを示すフローチャートである。
監視部３１の処理は、車両の停止中に、周期的に行われる。監視部３１の処理は、主に低電力モードの状態で行われる。なお、監視部３１の処理は、閾値設定部３２の処理と並行して行うことができる。その際は、監視部３１の処理も、通常モードで行われる。
図７に示すように、監視部３１は、電圧センサ４２で測定される、バッテリ２０の電圧Ｖを取得する（ステップＳ２１）。
監視部３１は、記憶装置に記憶された上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを、バッテリ２０の電圧Ｖと比較する（ステップＳ２２）。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖu以下でありかつ下限値Ｖl以上である場合は（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理を終了する。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが上限値Ｖuを超えた場合、またはバッテリ２０の電圧が下限値Ｖlを下回った場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、異常電流の発生を検出して、バッテリパック２のリレー４１をオフにする（ステップＳ２３）。
監視部３１の処理は、車両の停止中に、周期的に行われる。監視部３１の処理は、主に低電力モードの状態で行われる。なお、監視部３１の処理は、閾値設定部３２の処理と並行して行うことができる。その際は、監視部３１の処理も、通常モードで行われる。
図７に示すように、監視部３１は、電圧センサ４２で測定される、バッテリ２０の電圧Ｖを取得する（ステップＳ２１）。
監視部３１は、記憶装置に記憶された上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを、バッテリ２０の電圧Ｖと比較する（ステップＳ２２）。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖu以下でありかつ下限値Ｖl以上である場合は（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理を終了する。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが上限値Ｖuを超えた場合、またはバッテリ２０の電圧が下限値Ｖlを下回った場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、異常電流の発生を検出して、バッテリパック２のリレー４１をオフにする（ステップＳ２３）。
監視部３１は、リレー４１をオフにした後は、電圧センサ４２で測定される、バッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶを取得する（ステップＳ２４）。監視部３１は、電位差ΔＶを電位差の所定値ＰＶvと比較する（ステップＳ２５）。監視部３１は、電位差ΔＶが所定値ＰＶv以上である場合は（ステップＳ２５：Ｎｏ）、ステップＳ２４に戻り、リレー４１のオフを継続する。監視部３１は、電位差ΔＶが所定値ＰＶv未満である場合は（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、リレー４１をオンにして（ステップＳ２６）、処理を終了する。
なお、ジャンプスタートにより車両が始動した場合は、ＢＭＳ３０も低電力モードから通常モードに復帰する。その場合、監視部３１は、通常モードで動作しても良い。
なお、ジャンプスタートにより車両が始動した場合は、ＢＭＳ３０も低電力モードから通常モードに復帰する。その場合、監視部３１は、通常モードで動作しても良い。
以上の通り、本実施形態の車両用電源装置１は、以下の構成を有する。
（１）車両用電源装置１は、
バッテリ２０と、
バッテリ２０を車両負荷６および車両電源７に接続する充放電経路５と、
充放電経路５に接続され、救援車ＲＶ等の外部電源と接続されることで、当該外部電源に対する電力の入力および出力を可能とするジャンプスタート端子８（端子）と、
バッテリ２０と充放電経路５の間に設けられたリレー４１（スイッチ）と、
バッテリ２０の電圧を測定する電圧センサ４２（第１の電圧センサ）と、
車両の停止中に、バッテリ２０の電圧Ｖを監視して、リレー４１を制御する監視部３１と、
バッテリ２０の電圧Ｖの監視に用いる上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する閾値設定部３２と、
を備える。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの間の範囲を逸脱する場合に、リレー４１をオフにして、バッテリ２０を充放電経路５から遮断する。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される上限値Ｖvu（第１の上限値）および下限値Ｖvl（第１の下限値）と、バッテリ２０の温度Ｔに応じた異常電流の発生による電圧変動量ＲＩに基づいて設定される上限値Ｖtu（第２の上限値）および下限値Ｖtl（第２の下限値）の中から、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する。
（１）車両用電源装置１は、
バッテリ２０と、
バッテリ２０を車両負荷６および車両電源７に接続する充放電経路５と、
充放電経路５に接続され、救援車ＲＶ等の外部電源と接続されることで、当該外部電源に対する電力の入力および出力を可能とするジャンプスタート端子８（端子）と、
バッテリ２０と充放電経路５の間に設けられたリレー４１（スイッチ）と、
バッテリ２０の電圧を測定する電圧センサ４２（第１の電圧センサ）と、
車両の停止中に、バッテリ２０の電圧Ｖを監視して、リレー４１を制御する監視部３１と、
バッテリ２０の電圧Ｖの監視に用いる上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する閾値設定部３２と、
を備える。
監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖが、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの間の範囲を逸脱する場合に、リレー４１をオフにして、バッテリ２０を充放電経路５から遮断する。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される上限値Ｖvu（第１の上限値）および下限値Ｖvl（第１の下限値）と、バッテリ２０の温度Ｔに応じた異常電流の発生による電圧変動量ＲＩに基づいて設定される上限値Ｖtu（第２の上限値）および下限値Ｖtl（第２の下限値）の中から、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを設定する。
本実施形態に係る車両用電源装置１は、車両の停止中に、異常電流の発生を検出して、バッテリ２０を充放電経路５から遮断することができる。
車両の停止中に、バッテリ２０が過放電の状態になると、車両を始動させる機器に対して必要な電力を供給できず、車両を始動させられない状態となることがある。この場合、ジャンプスタート端子８に救援車ＲＶ等の外部電源を接続し、外部電源から充放電経路５を介して車両電源７に電力を供給することで、車両を始動させることができる。
ここで、外部電源から電力の供給を受ける場合、あるいは自車両から外部電源に電力を供給する場合、充放電経路５に異常電流が流れる可能性がある。バッテリ２０が充放電経路５に接続していると、バッテリ２０の過充電または過昇温に繋がる可能性がある。特に、バッテリ２０として１２Ｖ出力のリチウムイオンバッテリを用いており、救援車ＲＶのオルタネータで発電された電力が１４Ｖの電圧を有するような場合に、バッテリ２０の過充電に繋がりやすい。
車両の停止中に、バッテリ２０が過放電の状態になると、車両を始動させる機器に対して必要な電力を供給できず、車両を始動させられない状態となることがある。この場合、ジャンプスタート端子８に救援車ＲＶ等の外部電源を接続し、外部電源から充放電経路５を介して車両電源７に電力を供給することで、車両を始動させることができる。
ここで、外部電源から電力の供給を受ける場合、あるいは自車両から外部電源に電力を供給する場合、充放電経路５に異常電流が流れる可能性がある。バッテリ２０が充放電経路５に接続していると、バッテリ２０の過充電または過昇温に繋がる可能性がある。特に、バッテリ２０として１２Ｖ出力のリチウムイオンバッテリを用いており、救援車ＲＶのオルタネータで発電された電力が１４Ｖの電圧を有するような場合に、バッテリ２０の過充電に繋がりやすい。
車両用電源装置１において、バッテリ２０をこのような異常電流から保護するために、車両の停止中に異常電流の発生を検出して、バッテリ２０を充放電経路５から遮断することが望ましい。
バッテリパック２には、バッテリ２０を管理するＢＭＳ３０が設けられている。車両の停止中にもこのＢＭＳ３０を動作させて、異常電流の発生を検出することが考えられるが、様々な監視項目に基づいてバッテリ２０を管理するＢＭＳ３０は消費電力が比較的大きく、車両の停止中にＢＭＳ３０を通常モードで動作させ続けると、バッテリ２０の過放電に繋がる可能性がある。
バッテリパック２には、バッテリ２０を管理するＢＭＳ３０が設けられている。車両の停止中にもこのＢＭＳ３０を動作させて、異常電流の発生を検出することが考えられるが、様々な監視項目に基づいてバッテリ２０を管理するＢＭＳ３０は消費電力が比較的大きく、車両の停止中にＢＭＳ３０を通常モードで動作させ続けると、バッテリ２０の過放電に繋がる可能性がある。
本実施形態では、車両の停止中、ＢＭＳ３０の監視部３１が、電圧センサ４２で測定されるバッテリ２０の電圧Ｖを監視して、異常電流の発生を検出する。すなわち、監視部３１は、バッテリ２０の電圧Ｖという限定された監視項目に基づいて処理を行うことで、バッテリ２０の電力消費を低減することができる。
さらに、監視部３１は、閾値設定部３２で設定された上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを、バッテリ２０の電圧Ｖと比較することで、異常電流の発生を検出する。
上限値Ｖuおよび下限値Ｖlは、バッテリ２０の電気特性に応じた上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlと、バッテリ２０の温度Ｔに応じた上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlの中から、設定される。すなわち、閾値設定部３２で設定される閾値には、バッテリ２０の電気特性と、バッテリ２０のリアルタイムの状態の両方が反映される。これによって、監視部３１が限定された監視項目に基づいて処理を行う場合でも、異常電流の検出精度を向上させることができる。
さらに、監視部３１は、閾値設定部３２で設定された上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを、バッテリ２０の電圧Ｖと比較することで、異常電流の発生を検出する。
上限値Ｖuおよび下限値Ｖlは、バッテリ２０の電気特性に応じた上限値Ｖvuおよび下限値Ｖvlと、バッテリ２０の温度Ｔに応じた上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlの中から、設定される。すなわち、閾値設定部３２で設定される閾値には、バッテリ２０の電気特性と、バッテリ２０のリアルタイムの状態の両方が反映される。これによって、監視部３１が限定された監視項目に基づいて処理を行う場合でも、異常電流の検出精度を向上させることができる。
（２）電圧センサ４２は、バッテリ２０のプラス端子側（一端側）の、リレー４１と充放電経路５の間と、バッテリ２０のマイナス端子側（他端側）との２点に接続され、２点間の電位差を測定する。
監視部３１は、リレー４１がオンのとき、電圧センサ４２の測定値をバッテリ２０の電圧Ｖとして取得する。監視部３１は、リレー４１がオフのとき、電圧センサ４２の測定値をバッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶとして取得し、電位差ΔＶが所定値ＰＶv以下になった場合に、リレー４１をオンにする。
監視部３１は、リレー４１がオンのとき、電圧センサ４２の測定値をバッテリ２０の電圧Ｖとして取得する。監視部３１は、リレー４１がオフのとき、電圧センサ４２の測定値をバッテリ２０と充放電経路５の電位差ΔＶとして取得し、電位差ΔＶが所定値ＰＶv以下になった場合に、リレー４１をオンにする。
このように構成することで、一つの電圧センサ４２の測定値に基づいて、リレー４１をオンする制御およびオフする制御の両方を判定することができる。これによって、車両の停止中に動作させるセンサの数を低減することができ、また監視部３１の消費電力も低減することができる。
なお、バッテリ２０の電圧Ｖを監視する場合に、リレー４１の両端に電圧センサを接続することも考えられるが、この場合、リレー４１の両端で測定される電位差に、リレー４１の抵抗の要素が含まれることになる。この場合、バッテリ２０が小電流で充電され、徐々に過充電状態になるような場合、リレー４１の両端の電位差が十分に大きくならない可能性がある。本実施形態では、電圧センサ４２の両端を、バッテリ２０のプラス端子側の、リレー４１と充放電経路５の間と、バッテリ２０のマイナス端子側と、に接続している。これによって、電圧センサ４２で測定される電位差には、リレー４１の抵抗の要素が含まれないため、バッテリ２０が小電流で充電されるような場合でも、電圧センサ４２で測定される電位差に適切に反映することができる。
（３）車両用電源装置１は、バッテリ２０の温度Ｔを測定する温度センサ４４を備える。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の温度Ｔに基づいて上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlを算出する。
閾値設定部３２は、上限値Ｖvuおよび上限値Ｖtuのいずれか低い方を上限値Ｖuとして設定する。
閾値設定部３２は、下限値Ｖvlおよび下限値Ｖtlのいずれか高い方を下限値Ｖlとして設定する。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の温度Ｔに基づいて上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlを算出する。
閾値設定部３２は、上限値Ｖvuおよび上限値Ｖtuのいずれか低い方を上限値Ｖuとして設定する。
閾値設定部３２は、下限値Ｖvlおよび下限値Ｖtlのいずれか高い方を下限値Ｖlとして設定する。
閾値設定部３２が、温度センサ４４で測定されるバッテリ２０の温度Ｔに基づいて上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlを算出することで、リアルタイムのバッテリ２０の温度Ｔを反映した上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlを算出することができる。また、上限値Ｖuについては、上限値Ｖvuおよび上限値Ｖtuのいずれか低い方、下限値Ｖlについては、下限値Ｖvlおよび下限値Ｖtlのいずれか高い方、とすることで、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの間の範囲が厳密に設定されることになり、異常電流の検出精度を向上させることができる。
（４）車両用電源装置１は、バッテリ２０を構成する複数のセルの電圧Ｖcを測定する電圧センサ４３（第２の電圧センサ）を備える。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の温度Ｔに応じた内部抵抗Ｒと許容電流Ｉに基づいて電圧変動量ＲＩを算出する。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３で測定された最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足したものを、上限値Ｖtuとして算出する。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３で測定された最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを差し引いたものを、下限値Ｖtlとして算出する。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の温度Ｔに応じた内部抵抗Ｒと許容電流Ｉに基づいて電圧変動量ＲＩを算出する。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３で測定された最小セル電圧Ｖcminに電圧変動量ＲＩを足したものを、上限値Ｖtuとして算出する。
閾値設定部３２は、電圧センサ４３で測定された最大セル電圧Ｖcmaxから電圧変動量ＲＩを差し引いたものを、下限値Ｖtlとして算出する。
閾値設定部３２は、バッテリ２０の温度Ｔの測定値を用いて算出した電圧変動量ＲＩを、セル電圧Ｖc（最小セル電圧Ｖcminおよび最大セル電圧Ｖcmax）に反映させて、上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlを算出する。すなわち、上限値Ｖtuおよび下限値Ｖtlは、バッテリ２０のリアルタイムの状態を反映させたものであり、最終的に設定される上限値Ｖuおよび下限値Ｖlにも、バッテリ２０のリアルタイムの状態が反映される。監視部３１は、上限値Ｖuおよび下限値Ｖlを用いて処理を行うことで、異常電流の検出精度を向上させることができる。
（５）閾値設定部３２は、車両の停止中に、時間間隔ＴＤを空けて上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの設定を繰り返し行う。
閾値設定部３２の処理を、車両の停止中に繰り返し行うことで、バッテリ２０の温度Ｔやセル電圧Ｖcの変化に応じて上限値Ｖuおよび下限値Ｖlの設定を適切に行うことができる。また、閾値設定部３２が処理を行う際には、ＢＭＳ３０は通常モードに復帰することが考えられる。そのため、次回の閾値設定までの時間間隔ＴＤを、例えば、バッテリ２０の温度変化が起きやすい時間と、通常モードに復帰する消費電力等を考慮して決定することで、バッテリ２０の消費電力の低減と、異常電流の発生の検出精度の向上を両立しやすくなる。
以下、前記した実施形態の変形例を説明する。なお、変形例においては、前記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
＜変形例１＞
前記した実施形態では、閾値設定部３２が、車両の停止中に、一定の時間間隔ＴＤ（例えば、３時間間隔）で、閾値（上限値Ｖuおよび下限値Ｖl）の設定を行うことで、閾値を更新する例を説明したが、この態様に限定されない。
変形例１では、閾値を更新する時間間隔を異ならせる例を説明する。
変形例１では、閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴ内は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）で閾値の設定を行い、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した後は、時間間隔ＴＤ２（第２の時間間隔）で、閾値の設定を行う。時間間隔ＴＤ１は、時間間隔ＴＤ２よりも長い。
＜変形例１＞
前記した実施形態では、閾値設定部３２が、車両の停止中に、一定の時間間隔ＴＤ（例えば、３時間間隔）で、閾値（上限値Ｖuおよび下限値Ｖl）の設定を行うことで、閾値を更新する例を説明したが、この態様に限定されない。
変形例１では、閾値を更新する時間間隔を異ならせる例を説明する。
変形例１では、閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴ内は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）で閾値の設定を行い、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した後は、時間間隔ＴＤ２（第２の時間間隔）で、閾値の設定を行う。時間間隔ＴＤ１は、時間間隔ＴＤ２よりも長い。
車両の走行中は、バッテリ２０が充放電を行うため、バッテリ２０の温度Ｔは比較的高い。また、車両負荷６の発熱等によっても、バッテリ２０の温度Ｔが高めに維持されやすい。
一方、車両が停止すると、バッテリ２０の充放電は最低限に抑えられ、車両負荷６も大部分が停止する。これによって、車両が停止してから一定時間ＦＴ内は、バッテリ２０の温度低下が急激になる。すなわち、閾値設定部３２が、車両の停止から、バッテリ２０の温度変化が大きい一定時間ＦＴ内は、閾値の更新頻度を高めることで、バッテリ２０のリアルタイムの状態に応じた閾値が設定されるため、監視部３１による異常電流の検出精度を向上させることができる。また、閾値設定部３２は、温度変化が小さくなる一定時間ＦＴの経過後は、閾値の更新頻度を低くすることで、車両の停止中におけるＢＭＳ３０の電力消費を低減することができる。
一方、車両が停止すると、バッテリ２０の充放電は最低限に抑えられ、車両負荷６も大部分が停止する。これによって、車両が停止してから一定時間ＦＴ内は、バッテリ２０の温度低下が急激になる。すなわち、閾値設定部３２が、車両の停止から、バッテリ２０の温度変化が大きい一定時間ＦＴ内は、閾値の更新頻度を高めることで、バッテリ２０のリアルタイムの状態に応じた閾値が設定されるため、監視部３１による異常電流の検出精度を向上させることができる。また、閾値設定部３２は、温度変化が小さくなる一定時間ＦＴの経過後は、閾値の更新頻度を低くすることで、車両の停止中におけるＢＭＳ３０の電力消費を低減することができる。
一定時間ＦＴと時間間隔ＴＤ１および時間間隔ＴＤ２は、それぞれ、車両の停止からバッテリ２０の温度Ｔの変化を事前に検証して設定し、ＢＭＳ３０の記憶装置に記憶させることができる。一定時間ＦＴは、例えば１２時間とすることができる。時間間隔ＴＤ１は、例えば１時間間隔とすることができ、時間間隔ＴＤ２は、例えば３時間間隔とすることができる。
図８は、変形例１における閾値設定部３２の処理を示すフローチャートである。
図８に示すように、閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、タイマを設定して、車両の停止からの経過時間のカウントを開始する（ステップＳ１０２）。閾値設定部３２は、さらに、最初の閾値設定の処理を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理は、図６のステップＳ０１～Ｓ０７と同じ処理であるため、詳細な説明は省略する。
閾値設定部３２は、閾値設定の処理が終了すると、タイマを参照して、車両の停止から予め設定した一定時間ＦＴ（例えば、１２時間）が経過しているかを判定する（ステップＳ１０４）。
閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴが経過していない場合は（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、時間間隔ＴＤ１に従ってタイマを設定し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０７に進む。
閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した場合は（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、時間間隔ＴＤ２に従ってタイマを設定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０７に進む。
ＢＭＳ３０は低電力モードに移行して（ステップＳ１０７）、次回の閾値設定の時間まで待機する。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ１０８）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０３に戻り、次の閾値設定を行う。
図８に示すように、閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、タイマを設定して、車両の停止からの経過時間のカウントを開始する（ステップＳ１０２）。閾値設定部３２は、さらに、最初の閾値設定の処理を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理は、図６のステップＳ０１～Ｓ０７と同じ処理であるため、詳細な説明は省略する。
閾値設定部３２は、閾値設定の処理が終了すると、タイマを参照して、車両の停止から予め設定した一定時間ＦＴ（例えば、１２時間）が経過しているかを判定する（ステップＳ１０４）。
閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴが経過していない場合は（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、時間間隔ＴＤ１に従ってタイマを設定し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０７に進む。
閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した場合は（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、時間間隔ＴＤ２に従ってタイマを設定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０７に進む。
ＢＭＳ３０は低電力モードに移行して（ステップＳ１０７）、次回の閾値設定の時間まで待機する。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ１０８）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０３に戻り、次の閾値設定を行う。
なお、図８に示す閾値設定部３２の処理は、車両が始動したときに終了する。車両の停止からの経過時間のカウントするタイマの設定は解除される。
以上の通り、変形例１の車両用電源装置１は、以下の構成を有する。
（６）閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴ内は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）で上限値および下限値の設定を行い、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した後は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）より長い時間間隔ＴＤ２（第２の時間間隔）で、上限値および下限値の設定を行う。
（６）閾値設定部３２は、車両の停止から一定時間ＦＴ内は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）で上限値および下限値の設定を行い、車両の停止から一定時間ＦＴが経過した後は、時間間隔ＴＤ１（第１の時間間隔）より長い時間間隔ＴＤ２（第２の時間間隔）で、上限値および下限値の設定を行う。
車両を停止させるとバッテリ２０の温度Ｔは急激に下がっていくため、車両の停止から一定時間ＦＴ内はバッテリ２０の温度変化が大きくなる可能性がある。そのため、停車から一定時間ＦＴ内は、閾値更新の時間間隔を短くすることで、バッテリ２０の温度変化に応じた最適な上限値および下限値の設定を行うことができる。これによって、監視部３１による異常電流の発生の検出精度を向上させることができる。さらに、車両停止から一定時間ＦＴの経過後は、閾値の更新頻度を低くすることで、車両の停止中におけるＢＭＳ３０の電力消費を低減することができる。
なお、変形例１では、２つの時間間隔（時間間隔ＴＤ１と時間間隔ＴＤ２）を設定する例を説明したが、車両の停止からカウントする一定時間を複数設定して、対応する時間間隔を３つ以上設定しても良い。閾値設定部３２は、例えば、車両の停止から６時間内は時間間隔ＴＤ１（例えば１時間間隔）で閾値を更新する。閾値設定部３２は、６時間を経過してから１２時間内は時間間隔ＴＤ２（例えば２時間間隔）で閾値を更新する。閾値設定部３２は、車両の停止から１２時間を経過した後は、時間間隔ＴＤ２よりさらに長い時間間隔ＴＤ２’（例えば３時間間隔）で閾値を更新しても良い。
＜変形例２＞
変形例２では、閾値設定部３２が、閾値設定を行う際に、前回の閾値設定との温度差に応じて、次回の閾値設定までの時間間隔を決定する例を説明する。
なお、変形例２に係る車両用電源装置１の構成は、前記した実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
変形例２において、閾値設定部３２は、閾値の設定を行う際に、温度センサ４４から取得したバッテリ２０の温度Ｔを、記憶装置に記憶させる。閾値設定部３２は、さらに、取得したバッテリ２０の温度Ｔと、前回の閾値の設定の際に取得したバッテリ２０の温度Ｔpreとの差分（温度差ΔＴ）を算出する。
閾値設定部３２は、温度差ΔＴを、閾値設定部３２は、温度差ΔＴが温度差の所定値ＰＶtを超えれば、次回の閾値設定までの時間間隔として、時間間隔ＴＤ３（第３の時間間隔）を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば、次回の閾値設定までの時間間隔として、時間間隔ＴＤ４（第４の時間間隔）を設定する。時間間隔ＴＤ４は、時間間隔ＴＤ３よりも長い時間である。
時間間隔の初期値としては、時間間隔ＴＤ３を設定することができる。温度差ΔＴと比較する所定値ＰＶtは、予め設定してＢＭＳ３０の記憶装置に記憶させることができる。
変形例２では、閾値設定部３２が、閾値設定を行う際に、前回の閾値設定との温度差に応じて、次回の閾値設定までの時間間隔を決定する例を説明する。
なお、変形例２に係る車両用電源装置１の構成は、前記した実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
変形例２において、閾値設定部３２は、閾値の設定を行う際に、温度センサ４４から取得したバッテリ２０の温度Ｔを、記憶装置に記憶させる。閾値設定部３２は、さらに、取得したバッテリ２０の温度Ｔと、前回の閾値の設定の際に取得したバッテリ２０の温度Ｔpreとの差分（温度差ΔＴ）を算出する。
閾値設定部３２は、温度差ΔＴを、閾値設定部３２は、温度差ΔＴが温度差の所定値ＰＶtを超えれば、次回の閾値設定までの時間間隔として、時間間隔ＴＤ３（第３の時間間隔）を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば、次回の閾値設定までの時間間隔として、時間間隔ＴＤ４（第４の時間間隔）を設定する。時間間隔ＴＤ４は、時間間隔ＴＤ３よりも長い時間である。
時間間隔の初期値としては、時間間隔ＴＤ３を設定することができる。温度差ΔＴと比較する所定値ＰＶtは、予め設定してＢＭＳ３０の記憶装置に記憶させることができる。
閾値設定部３２は、前回の閾値設定時との温度差ΔＴを算出することで、バッテリ２０の温度変化が大きい状態かを判定することができる。温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば、次回の閾値設定までのバッテリ２０の温度変化も小さいことが予想される。この場合には、次回の閾値設定までの時間間隔を、初期値（時間間隔ＴＤ３）よりも長くしても、監視部３１による異常電流の検出精度に影響を与えにくい。さらに、閾値の更新頻度が低くなることで、ＢＭＳ３０の電力消費を低減することができる。
図９は、変形例２における閾値設定部３２の処理を示すフローチャートである。
図９に示すように、閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、最初の閾値設定の処理を行う（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理は、図６のステップＳ０１～Ｓ０７と同じ処理であるため、詳細な説明は省略する。
閾値設定部３２は、閾値を設定した後、ＢＭＳ３０の記憶装置に、前回の閾値設定におけるバッテリ２０の温度Ｔpreが記憶されているかを確認する（ステップＳ２０３）。
閾値設定部３２は、温度Ｔpreが記憶されていない場合は（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、初期値の時間間隔ＴＤ３に従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０８に進む。
閾値設定部３２は、温度Ｔpreが記憶されている場合は（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、温度Ｔpreと、今回の閾値設定で温度センサ４４から取得したバッテリ２０の温度Ｔとの温度差ΔＴを算出する（ステップＳ２０５）。閾値設定部３２は、温度差ΔＴを所定値ＰＶtと比較する（ステップＳ２０６）。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶtを超えれば（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に進み、時間間隔ＴＤ３に従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し、ステップＳ２０８に進む。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、時間間隔ＴＤ４に従って、次回の閾値設定の時間をタイマに設定し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０８に進む。
閾値設定部３２は、今回の閾値設定で取得したバッテリ２０の温度Ｔを、次回の閾値設定処理の際に使用するバッテリ２０の温度Ｔpreとして記憶装置に記憶させる（ステップＳ２０８）。
ＢＭＳ３０は低電力モードに移行して（ステップＳ２０９）、次回の閾値設定の時間まで待機する。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ２１０）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０２に戻り、次の閾値設定を行う。
図９に示すように、閾値設定部３２は、車両が停止すると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、最初の閾値設定の処理を行う（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理は、図６のステップＳ０１～Ｓ０７と同じ処理であるため、詳細な説明は省略する。
閾値設定部３２は、閾値を設定した後、ＢＭＳ３０の記憶装置に、前回の閾値設定におけるバッテリ２０の温度Ｔpreが記憶されているかを確認する（ステップＳ２０３）。
閾値設定部３２は、温度Ｔpreが記憶されていない場合は（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、初期値の時間間隔ＴＤ３に従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０８に進む。
閾値設定部３２は、温度Ｔpreが記憶されている場合は（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、温度Ｔpreと、今回の閾値設定で温度センサ４４から取得したバッテリ２０の温度Ｔとの温度差ΔＴを算出する（ステップＳ２０５）。閾値設定部３２は、温度差ΔＴを所定値ＰＶtと比較する（ステップＳ２０６）。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶtを超えれば（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に進み、時間間隔ＴＤ３に従って次回の閾値設定の時間をタイマに設定し、ステップＳ２０８に進む。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、時間間隔ＴＤ４に従って、次回の閾値設定の時間をタイマに設定し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０８に進む。
閾値設定部３２は、今回の閾値設定で取得したバッテリ２０の温度Ｔを、次回の閾値設定処理の際に使用するバッテリ２０の温度Ｔpreとして記憶装置に記憶させる（ステップＳ２０８）。
ＢＭＳ３０は低電力モードに移行して（ステップＳ２０９）、次回の閾値設定の時間まで待機する。ＢＭＳ３０は、次回の閾値設定の時間になると（ステップＳ２１０）、低電力モードから通常モードに復帰し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０２に戻り、次の閾値設定を行う。
なお、図９に示す閾値設定部３２の処理は、車両が始動したときに終了する。時間間隔の設定は、初期値の時間間隔ＴＤ３にリセットされる。
以上の通り、変形例２に係る車両用電源装置１は、以下の構成を備えることができる。
（７）閾値設定部３２は、上限値および下限値の設定を行う際に、バッテリ２０の温度Ｔと、前回の設定におけるバッテリ２０の温度Ｔpreとの差分である温度差ΔＴを算出する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶtを超えれば、次回の上限値および下限値の設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ３（第３の時間間隔）とする。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば、次回の上限値および下限値の設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ３より長い時間間隔ＴＤ４（第４の時間間隔）とする。
（７）閾値設定部３２は、上限値および下限値の設定を行う際に、バッテリ２０の温度Ｔと、前回の設定におけるバッテリ２０の温度Ｔpreとの差分である温度差ΔＴを算出する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶtを超えれば、次回の上限値および下限値の設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ３（第３の時間間隔）とする。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが所定値ＰＶt以下であれば、次回の上限値および下限値の設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ３より長い時間間隔ＴＤ４（第４の時間間隔）とする。
これによって、バッテリ２０の温度変化が大きい状態では、閾値更新の頻度を高くし、バッテリ２０の温度変化が小さい状態では、閾値更新の低くすることができる。これによって、監視部３１による異常電流の検出精度を確保しつつ、ＢＭＳ３０の電力消費を低減することができる。
なお、変形例２では、２つの時間間隔（時間間隔ＴＤ３と時間間隔ＴＤ４）を設定する例を説明したが、３つ以上の時間間隔を設定しても良い。その場合、温度差ΔＴと比較する所定値を、複数用意することができる。
例えば、時間間隔ＴＤ４よりさらに長い時間間隔ＴＤ４’を設定しても良い。この場合、閾値設定部３２は、温度差ΔＴを、第１の所定値ＰＶv1と、第１の所定値ＰＶv1より小さい第２の所定値ＰＶv2と比較しても良い。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第１の所定値ＰＶv1を超えていれば、時間間隔ＴＤ３を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第１の所定値ＰＶv1以下であり、第２の所定値ＰＶv2を超えていれば、時間間隔ＴＤ４を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第２の所定値ＰＶv2以下であれば、時間間隔ＴＤ４’を設定することができる。
例えば、時間間隔ＴＤ４よりさらに長い時間間隔ＴＤ４’を設定しても良い。この場合、閾値設定部３２は、温度差ΔＴを、第１の所定値ＰＶv1と、第１の所定値ＰＶv1より小さい第２の所定値ＰＶv2と比較しても良い。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第１の所定値ＰＶv1を超えていれば、時間間隔ＴＤ３を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第１の所定値ＰＶv1以下であり、第２の所定値ＰＶv2を超えていれば、時間間隔ＴＤ４を設定する。閾値設定部３２は、温度差ΔＴが、第２の所定値ＰＶv2以下であれば、時間間隔ＴＤ４’を設定することができる。
変形例２は、変形例１と組み合わせることができる。
変形例１では、閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間内は時間間隔ＴＤ１を設定し、所定時間経過後の時間間隔ＴＤ２を設定していたが、変形例２を組み合わせて、閾値設定の際に、温度差ΔＴと所定値ＰＶとの比較を行っても良い。閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間内において、温度差ΔＴが所定値以下であれば次回の閾値設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ１より長くした時間間隔ＴＤ１’とすることができる。また、閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間経過後において、温度差ΔＴが所定値ＰＶ以下であれば次回の閾値設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ２より長くした時間間隔ＴＤ２’とすることができる。
なお、閾値設定部３２が所定時間内で温度差ΔＴと比較する所定値と、所定時間後に温度差ΔＴと比較する所定値は、異なるものとしても良い。
変形例１では、閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間内は時間間隔ＴＤ１を設定し、所定時間経過後の時間間隔ＴＤ２を設定していたが、変形例２を組み合わせて、閾値設定の際に、温度差ΔＴと所定値ＰＶとの比較を行っても良い。閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間内において、温度差ΔＴが所定値以下であれば次回の閾値設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ１より長くした時間間隔ＴＤ１’とすることができる。また、閾値設定部３２は、車両の停止から所定時間経過後において、温度差ΔＴが所定値ＰＶ以下であれば次回の閾値設定までの時間間隔を、時間間隔ＴＤ２より長くした時間間隔ＴＤ２’とすることができる。
なお、閾値設定部３２が所定時間内で温度差ΔＴと比較する所定値と、所定時間後に温度差ΔＴと比較する所定値は、異なるものとしても良い。
＜その他の変形例＞
変形例１および変形例２では、閾値設定部３２が時間間隔を変更する判定基準として、温度センサ４４で測定されるバッテリ２０の温度Ｔを用いる例を示したが、この態様に限定されない。
例えば、ＢＭＳ３０が、バッテリ２０の温度Ｔに加えて、車外の温度を測定する温度センサの測定値を取得できるようにしても良い。閾値設定部３２は、車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔを比較しても良い。車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔの差が大きければ、バッテリ２０の温度は、車外の温度に影響を受けて大きく変動することが予想される。閾値設定部３２は、車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔの差が所定値より大きければ、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
変形例１および変形例２では、閾値設定部３２が時間間隔を変更する判定基準として、温度センサ４４で測定されるバッテリ２０の温度Ｔを用いる例を示したが、この態様に限定されない。
例えば、ＢＭＳ３０が、バッテリ２０の温度Ｔに加えて、車外の温度を測定する温度センサの測定値を取得できるようにしても良い。閾値設定部３２は、車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔを比較しても良い。車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔの差が大きければ、バッテリ２０の温度は、車外の温度に影響を受けて大きく変動することが予想される。閾値設定部３２は、車外の温度とバッテリ２０の温度Ｔの差が所定値より大きければ、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
例えば、バッテリ２０が、太陽光、雨、雪等の影響を受けやすい場所に設置されている場合、閾値設定部３２は、太陽光や雨滴の検出を基準として、時間間隔を変更しても良い。太陽光の照射量が大きい場合は、バッテリ２０の温度Ｔも大きく上昇することが考えられ、雨が降るとバッテリ２０が冷やされて温度が大きく減少することが考えられる。
この場合、ＢＭＳ３０は、車両への太陽光の照射量を検出する光量センサや、車両に付着した雨滴を検出するレインセンサの測定値を取得できるようにしても良い。閾値設定部３２は、これらの測定値が所定値を超える場合に、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
あるいは、ＢＭＳ３０が、無線通信により外部サーバから天気予報を受信できるようにしても良い。閾値設定部３２は、猛暑日、雨、雪等の、温度変化が大きいと予想される天気予報を受信した場合は、時間間隔を変更して、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
この場合、ＢＭＳ３０は、車両への太陽光の照射量を検出する光量センサや、車両に付着した雨滴を検出するレインセンサの測定値を取得できるようにしても良い。閾値設定部３２は、これらの測定値が所定値を超える場合に、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
あるいは、ＢＭＳ３０が、無線通信により外部サーバから天気予報を受信できるようにしても良い。閾値設定部３２は、猛暑日、雨、雪等の、温度変化が大きいと予想される天気予報を受信した場合は、時間間隔を変更して、閾値設定の更新頻度を高めても良い。
前記した実施形態では、監視部３１と閾値設定部３２を、ＢＭＳ３０の機能の一つとして構成する例を説明したが、この態様に限定されない。
監視部３１および閾値設定部３２のいずれか一方または両方を、ＢＭＳ３０とは別の演算装置によって構成しても良い。この場合、別の演算装置は、ＢＭＳ３０と通信可能なものとすることができる。
例えば、監視部３１を別の演算装置によって構成し、閾値設定部３２を、ＢＭＳ３０の機能の一つとして構成しても良い。前記したように、監視部３１は、車両の停止中に電圧センサ４２の測定値に基づいてリレー４１のオンおよびオフを制御する単純な処理を行うものである。そのため監視部３１は、ＢＭＳ３０よりも製造コストが少なくかつ電力消費の少ない演算装置で構成することができる。そのため、監視部３１として別の演算装置を設けるコストを低減することができる。
監視部３１および閾値設定部３２のいずれか一方または両方を、ＢＭＳ３０とは別の演算装置によって構成しても良い。この場合、別の演算装置は、ＢＭＳ３０と通信可能なものとすることができる。
例えば、監視部３１を別の演算装置によって構成し、閾値設定部３２を、ＢＭＳ３０の機能の一つとして構成しても良い。前記したように、監視部３１は、車両の停止中に電圧センサ４２の測定値に基づいてリレー４１のオンおよびオフを制御する単純な処理を行うものである。そのため監視部３１は、ＢＭＳ３０よりも製造コストが少なくかつ電力消費の少ない演算装置で構成することができる。そのため、監視部３１として別の演算装置を設けるコストを低減することができる。
なお、前記した実施形態では、閾値（上限値Ｖu、下限値Ｖl、所定値ＰＶv、所定値ＰＶt等）を用いた比較処理を説明している。比較処理の一例として、閾値の比較対象が「閾値以上」または「閾値以下」である場合に判定を行う態様を説明している場合、この態様のみに限定されない。比較処理は、閾値の比較対象が「閾値を超える」または「閾値未満」である場合に判定を行う態様も含むことができる。同様に、比較処理の一例として、閾値の比較対象が「閾値を超える」または「閾値未満」である場合に判定を行う態様を説明している場合、閾値の比較対象が「閾値以上」または「閾値以下」である場合に判定を行う態様も含むことができる。すなわち、閾値を用いた比較の態様は、前記した実施形態の例に厳密に解釈されるものではない。
１ 車両用電源装置
２ バッテリパック
５ 充放電経路
８ ジャンプスタート端子（端子）
２０ バッテリ
３０ ＢＭＳ（バッテリマネジメントシステム）
３１ 監視部
３２ 閾値設定部
４１ リレー（スイッチ）
４２ 電圧センサ（第１の電圧センサ）
４３ 電圧センサ（第２の電圧センサ）
４４ 温度センサ
６ 車両負荷
７ 車両電源
２ バッテリパック
５ 充放電経路
８ ジャンプスタート端子（端子）
２０ バッテリ
３０ ＢＭＳ（バッテリマネジメントシステム）
３１ 監視部
３２ 閾値設定部
４１ リレー（スイッチ）
４２ 電圧センサ（第１の電圧センサ）
４３ 電圧センサ（第２の電圧センサ）
４４ 温度センサ
６ 車両負荷
７ 車両電源
Claims (7)
- バッテリと、
前記バッテリを車両負荷および車両電源に接続する充放電経路と、
前記充放電経路に接続され、外部電源と接続されることで、当該外部電源に対する電力の入力および出力を可能とする端子と、
前記バッテリと前記充放電経路の間に設けられたスイッチと、
前記バッテリの電圧を測定する第１の電圧センサと、
車両の停止中に、前記第１の電圧センサで測定される前記バッテリの電圧を監視して、前記スイッチを制御する監視部と、
前記バッテリの電圧の監視に用いる上限値および下限値を設定する閾値設定部と、
を備え、
前記監視部は、前記バッテリの電圧が、前記上限値および前記下限値の間の範囲を逸脱する場合に、前記スイッチをオフにして、前記バッテリを前記充放電経路から遮断し、
前記閾値設定部は、前記バッテリの特性に応じた使用可能な電圧範囲に基づいて設定される第１の上限値および第１の下限値と、前記バッテリの温度に応じた異常電流の発生による電圧変動量に基づいて設定される第２の上限値および第２の下限値の中から、前記上限値および前記下限値を設定する、車両用電源装置。 - 前記第１の電圧センサは、前記バッテリの一端側の前記スイッチと前記充放電経路の間と、前記バッテリの他端側との２点に接続され、２点間の電位差を測定する電圧センサであり、
前記監視部は、前記スイッチがオンのとき、前記第１の電圧センサの測定値を前記バッテリの電圧として取得し、
前記監視部は、前記スイッチがオフのとき、前記第１の電圧センサの測定値を前記バッテリと前記充放電経路の電位差として取得し、前記電位差が所定値以下になった場合に、前記スイッチをオンにする、請求項１記載の車両用電源装置。 - 前記バッテリの温度を測定する温度センサを備え、
前記閾値設定部は、
前記バッテリの温度に基づいて前記第１の上限値および前記第１の下限値を算出し、
前記第１の上限値および前記第２の上限値のいずれか低い方を前記上限値として設定し、
前記第１の下限値および前記第２の下限値のいずれか高い方を前記下限値として設定する、請求項１記載の車両用電源装置。 - 前記バッテリを構成する複数のセルの電圧を測定する第２の電圧センサを備え、
前記閾値設定部は、前記バッテリの温度に応じた内部抵抗と許容電流に基づいて前記電圧変動量を算出し、
前記第２の電圧センサで測定された最小セル電圧に前記電圧変動量を足したものを、前記第２の上限値として算出し、
前記第２の電圧センサで測定された最大セル電圧から前記電圧変動量を差し引いたものを、前記第２の下限値として算出する、請求項３記載の車両用電源装置。 - 前記閾値設定部は、前記車両の停止中に、時間間隔を空けて前記上限値および前記下限値の設定を繰り返し行う、請求項１記載の車両用電源装置。
- 前記閾値設定部は、前記車両の停止から一定時間内は、第１の時間間隔で前記上限値および前記下限値の設定を行い、前記車両の停止から前記一定時間が経過した後は、前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔で、前記上限値および前記下限値の設定を行う、請求項５記載の車両用電源装置。
- 前記閾値設定部は、前記上限値および前記下限値の設定を行う際に、前記バッテリの温度と、前回の設定における前記バッテリの温度との差分を算出し、前記差分が所定値を超えれば、次回の前記上限値および前記下限値の設定までの時間間隔を、第３の時間間隔とし、前記差分が所定値以下であれば、次回の前記上限値および前記下限値の設定までの時間間隔を、前記第３の時間間隔より長い第４の時間間隔とする、請求項５または６記載の車両用電源装置。
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| JP2021036763A (ja) | 2015-03-25 | 2021-03-04 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子の監視装置、蓄電装置および蓄電素子の監視方法 |
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