蓄電システムを搭載した車両の制御装置及び制御方法
【課題】メンテナンス時に並列接続された蓄電装置間で循環電流が流れることを抑制する。
【解決手段】並列接続された複数の蓄電装置２０Ａ，２０Ｂを有する蓄電システムの充放電制御を行う制御部５１と、蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部５２とを含む。並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合、部品に異常がある蓄電装置の充放電を禁止しつつ部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するとともに、部品に異常がある蓄電装置と部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータ３３への電力供給を終了させるように制御する。
【解決手段】並列接続された複数の蓄電装置２０Ａ，２０Ｂを有する蓄電システムの充放電制御を行う制御部５１と、蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部５２とを含む。並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合、部品に異常がある蓄電装置の充放電を禁止しつつ部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するとともに、部品に異常がある蓄電装置と部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータ３３への電力供給を終了させるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電装置が並列に接続された蓄電システムを搭載する車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、並列接続された電池の一部に異常が発生した場合、異常電池を切り離しつつ正常電池の電力を用いた車両制御を許容し、正常電池を高ＳＯＣへと導いて停車後の再発進などの大電力出力にも対応できるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８２３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
並列接続される電池の一部に異常が発生した場合、特許文献１のように正常電池のＳＯＣを高ＳＯＣに導くように制御すると、異常電池を交換用電池に交換した後の正常電池と交換用電池との電圧差（ＳＯＣ差）が大きくなるおそれがある。電圧差が大きくなると、交換後の並列接続される電池間で流れる電圧差に応じた大きな循環電流に流れ、電池又は電流センサ等の電池部品を適切に保護することが難しい。
【０００５】
このため、正常電池と交換用電池の電圧差を解消する充放電作業を含む交換作業を実施する必要があるが、電池異常のように電池自体を交換する場合に比べて電池自体には異常が見られずに電池に接続されるシステムメインリレーや電流センサ等の電池部品に異常がある場合、電池自体を交換する必要がないにも関わらず、並列に接続される電池部品に異常がある電池と他の電池との間で電圧差の解消する充放電作業を行わなければならないため、電池部品の交換費用が高くなってしまう課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１の発明である車両の制御装置は、並列接続された複数の蓄電装置を有する蓄電システムの充放電制御を行う制御部と、蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部とを含む。複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合、部品に異常がある蓄電装置の充放電を禁止しつつ部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するとともに、部品に異常がある蓄電装置と部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となるまで、部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御し、充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御する。
【０００７】
本願第１の発明によれば、並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合に、部品に異常がある蓄電装置以外の正常な蓄電装置の充放電制御を部品に異常がある蓄電装置の充電容量に基づいて制御し、充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するので、部品交換後に並列接続された蓄電装置間で循環電流が流れることを抑制できる。さらに、蓄電装置自体を交換する場合に比べて部品の交換費用を低減させることができる。
【０００８】
異常検出部は、蓄電装置それぞれの状態異常を検出することができ、制御部は、複数の蓄電装置の一部に状態異常が検出された場合、状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御しつつ、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するように構成することができる。
【０００９】
蓄電装置自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となるまで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御することで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【００１０】
部品の異常又は状態異常が検出された場合、蓄電システムに対する充電を禁止した充放電制御を行うことで、部品異常又は状態異常が発生した状態の蓄電システムから走行用モータへ電力が供給された車両走行の継続を低減させることができる。
【００１１】
部品の異常が検出された場合、部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置から走行用モータへの電力出力値を所定の上限値に制限した充放電制御を行うことで、部品異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【００１２】
また、本願第２の発明である車両の制御方法は、複数の蓄電装置が並列接続され、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載する車両の制御方法である。蓄電装置それぞれに設けられる充放電処理に関連する部品の異常を検出するステップと、複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合に、部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するステップと、部品の異常が検出された蓄電装置と部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、を含む。
【００１３】
本願第２の発明によれば、並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合でも、部品に異常がある蓄電装置以外の正常な蓄電装置の充放電を許容しつつ、部品交換後に並列接続された蓄電装置間で循環電流が流れることを抑制でき、かつ蓄電装置自体を交換する場合に比べて部品の交換費用を低減させることができる。
【００１４】
また、本願第２の発明において、蓄電装置自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となるまで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御することで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る並列接続された組電池の一方の組電池による車両制御を示すフローチャートである。
【図３】実施例１に係る組電池の電圧挙動の一例を示す図である。
【図４】実施例１に係る組電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係を示した図である。
【図５】実施例２に係る組電池交換方法の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
（実施例１）
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）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。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。車両としては、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、車両を走行させるための動力源として、後述する電池パックに加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、電池パックだけを備えている。
【００１８】
本実施例の電池パックは、複数の電池スタックで構成される。図１に示すように、電池パックは、４つの電池スタック１１〜１４を含み、各電池スタックそれぞれは、複数の単電池を有する。単電池としては、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）を用いることもできる。単電池は、角型又は円筒型の単電池を用いることができる。
【００１９】
単電池の内部は、発電要素（例えば、正極素子、負極素子、正極素子及び負極素子の間に配置されるセパレータ（電解液を含む）を積層して構成することができる）を含み、隣り合う２つの単電池がバスバーによって電気的に接続される。例えば、電池スタック１１の両端には、一対のエンドプレートが配置され、一対のエンドプレートが拘束部材によって拘束されることによって、一方向に並べされた複数の単電池を拘束している。電池スタック１２〜１４も同様である。
【００２０】
４つの電池スタック１１〜１４は、ワイヤーハーネスを介して電気的に接続されている。また、後述する電流遮断器２２が固定されている。電流遮断器２２は、電池スタック１１〜１４の電流経路を遮断するために用いられる。電流遮断器２２は、プラグと、プラグに差し込まれるグリップとで構成でき、グリップをプラグから抜くことにより、電流経路を遮断することができる。
【００２１】
本実施例では、４つの電池スタック１１〜１４を用いて、２つの組電池２０Ａ，２０Ｂ（それぞれ蓄電装置に相当する）を構成しており、組電池２０Ａ，２０Ｂは、電気的に並列に接続されている。組電池２０Ａ，２０Ｂを構成する単電池の数は、互いに等しく、組電池２０Ａ，２０Ｂは、複数の電池スタックを含んでいる。
【００２２】
組電池２０Ａは、２つの電池スタック１１，１２で構成されており、電池スタック１１，１２は電気的に直列に接続されている。組電池２０Ｂは、２つの電池スタック１３，１４で構成されており、電池スタック１３，１４は電気的に直列に接続されている。
【００２３】
本実施例では、２つの電池スタックで１つの組電池を構成しているが、これに限らず、１つの電池スタック又は３つ以上の電池スタックで１つの組電池を構成することも可能である。また、電池パックに含まれる組電池は、並列に接続される３つ以上の組電池を含むように構成してもよい。
【００２４】
各組電池２０Ａ，２０Ｂには、ヒューズ２１が設けられている。電池スタック１１および電池スタック１２の間には、電流遮断器２２が設けられており、電池スタック１３および電池スタック１４の間には、電流遮断器２２が設けられている。２つの電流遮断器２２は、一体的に構成することができ、電流遮断器２２のグリップを引き抜くことにより、各組電池３０，３１の電流経路を同時に遮断することができる。
【００２５】
組電池２０Ａの正極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１が接続されており、組電池２０Ｂの正極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２が接続されている。組電池２０Ａの負極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｇ１が接続されており、組電池２０Ｂの負極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｇ２が接続されている。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２は、コントローラ５０によってオン／オフの制御がなされる。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１等は、例えば、リレースイッチである。
【００２６】
組電池２０Ａ，２０Ｂおよび後述する昇圧コンバータ３１を電気的に接続するためには、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２、ＳＭＲ＿Ｇ１，Ｇ２をオフからオンに切り替える。これにより、組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電を行うことができる。
【００２７】
組電池２０Ａ，２０Ｂには、電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５がそれぞれ設けられている。本実施例の電池パックは、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２、ヒューズ２１、電流遮断器２２、電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５等の電池に接続される部品を含み、各電池部品は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに設けられてコントローラ５０によって制御・監視されている。
【００２８】
電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂの状態を表す物理量を検出するセンサ部品である。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１及びシステムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２は、対応する組電池２０Ａ，２０Ｂと昇圧コンバータ３１との接続を許容し、オン状態とオフ状態とで切り替わるスイッチ部品である。ヒューズ２１、電流遮断器２２は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電流経路を遮断する電流遮断部品である。
【００２９】
これらのセンサ部品、スイッチ部品、電流遮断部品等は、充放電処理に関連して各組電池２０Ａ，２０Ｂに接続される電池部品であり、後述する異常検出処理において、電池部品の異常が検出される。なお、電池部品には、組電池２０Ａ，２０Ｂのセンサ部品から出力される検出結果を処理したり、電池部品を監視する電子制御ＩＣ（ＥＣＵ）を含むことができる。
【００３０】
組電池２０Ａの電流センサ２３は、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１と昇圧コンバータ３１との間に設けられ、組電池２０Ａの充放電電流を検出する。組電池２０Ｂの電流センサ２３は、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２と昇圧コンバータ３１との間に設けられ、組電池２０Ｂの充放電電流を検出する。各電流センサ２３は、検出結果をコントローラ５０に出力する。
【００３１】
各電圧監視ＩＣ２４は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電圧を検出し、検出結果をコントローラ５０に出力する。電圧監視ＩＣ２４は、組電池２０Ａ（２０Ｂ）の電圧、単電池の電圧、組電池２０Ａ（２０Ｂ）を構成する複数の単電池を複数の任意のブロックに分けたときの電圧が含まれる。各ブロックには、２つ以上の単電池が含まれる。
【００３２】
各温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの温度を検出し、検出結果をコントローラ５０に出力する。温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂの１箇所又は複数箇所に設けることができる。
【００３３】
並列に接続された組電池２０Ａ、２０Ｂを含んで構成される電池パックは、昇圧コンバータ３１と接続されている。昇圧コンバータ３１は、電池パックの出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ３２に出力する。また、昇圧コンバータ３１は、インバータ３２の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を電池パックに出力する。昇圧コンバータ３１は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ３１は、コントローラ５０からの制御信号を受けて動作する。また、電池パックと昇圧コンバータ３１との間には、電池パックから昇圧コンバータ３１に入力される電流又は昇圧コンバータ３１から電池パックに出力される電流を検出する電流センサ２６が設けられている。電流センサ２６は、電池パックの電池部品とは個別に設けられている。
【００３４】
インバータ３２は、昇圧コンバータ３１から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）３３に出力する。モータ・ジェネレータ３３としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ３２は、モータ・ジェネレータ３３から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ３１に出力する。
【００３５】
モータ・ジェネレータ３３は、インバータ３２からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３３は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ３３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ３３によって生成された交流電力は、インバータ３３に出力される。これにより、回生電力を電池パック（組電池２０Ａ，２０Ｂ）に蓄えることができる。
【００３６】
なお、本実施例の電池システムでは、電池パックから電力を受けて動作する負荷としてモータ・ジェネレータ３３を用いることができる。また、昇圧コンバータ３１を用いているが、昇圧コンバータ３１を省略することもできる。すなわち、電池パックをインバータ３２と接続することができる。
【００３７】
また、電池パックは、補機又は充電器６０に接続される。補機とは、電池パックから出力される電力を消費して動作する機器（電力消費機器）であり、例えば、車両に搭載されたエアコン、ＡＶ機器、照明装置等である。
【００３８】
コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいて電池パックの出力制御に伴って並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電制御を行う制御装置である。コントローラ５０は、車両出力要求に基づいてモータ・ジェネレータ３３に組電池２０Ａ，２０Ｂの電力を出力する放電制御、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池２０Ａ，２０Ｂに充電する充電制御を行う。なお、ハイブリッド自動車の場合、コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいてエンジン及び／又は電池パックの出力制御を行う制御装置として構成される。
【００３９】
ＳＯＣ（State of Charge）は、組電池の満充電容量に対する現在充電容量の割合を示すものであり、コントローラ５０は、組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＳＯＣを管理するために、電圧監視ＩＣ２４による検出結果を用いて組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣを算出したり特定する処理を行い、充放電履歴やＳＯＣ情報を記憶して管理することができる。
【００４０】
組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣは、組電池２０Ａ，２０ＢのＯＣＶ（Open Circuit Voltage）から特定することができる。ＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。組電池２０Ａ，２０ＢのＯＣＶは、電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）から算出することができる。組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣと共に、組電池１０を構成する電池スタック１１〜１４それぞれのＳＯＣを算出することもできる。また、ＳＯＣは、電流センサ２４によって検出される各組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電電流値を積算することで算出することができる。
【００４１】
充電器６０は、不図示の外部電源（例えば、商用電源）から供給された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、外部電源又はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される外部充電電流（直流電流）を昇圧して組電池２０Ａ，２０Ｂに出力するＤＣ／ＤＣコンバータ等を含んで構成することができる。なお、充電器６０は、組電池２０Ａ，２０Ｂから供給される電力を、車両に搭載されない外部接続可能な機器に出力するように構成することもできる。
【００４２】
次に、車両制御に伴う充放電制御について詳細に説明する。本実施例では、電池パックを構成する並列に接続された複数の組電池の一部に異常が発生した場合、異常が発生した組電池（異常電池）を電池パックの入出力制御から切り離す一方で、異常電池に並列に接続されている正常な組電池（正常電池）の電力を用いた車両制御を許容する。
【００４３】
そして、本実施例では、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれで検出される異常を、電池部品の異常である場合と電池自体の異常である場合とで区分し、正常な組電池のみを用いた車両制御における充放電制御を、電池部品の異常である場合と電池自体の異常である場合とで異なるように制御する。
【００４４】
図１に示すように、コントローラ５０は、車両制御部５１及び異常検出部５２を含んで構成することができる。車両制御部５１は、車両全体で要求される車両要求出力に対して並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電制御を行う。なお、コントローラ５０は、各組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＳＯＣ情報や充電履歴、各種の算出結果及び算出に使用する情報などを記憶する記憶部を含んで構成することもできる。
【００４５】
異常検出部５２は、並列に接続された組電池２０Ａ、２０Ｂで構成される電池パックの電池部品の異常（故障）を検出する。
【００４６】
異常検出部５２は、例えば、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２それぞれを監視し、車両制御部５１から各システムメインリレーに出力される制御信号に対する応答有無や制御信号に対する動作を監視することで、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２の異常を検出することができる。具体的には、システムメインリレーをオフ状態からオン状態に切り替える制御信号を出力した後に、電流センサ２３の検出値が０である場合や、システムメインリレーをオン状態からオフ状態に切り替える制御信号を出力した後に、電流センサ２３によって電流値が検出される場合、異常検出部５２は、システムメインリレーの異常を検出することができる。
【００４７】
電流センサ２３の異常は、例えば、並列接続される各組電池２０Ａ、２０Ｂそれぞれの電流センサ２３で検出される電流値と、電池パックと昇圧コンバータ３１との間に設けられた電流センサ２６によって検出される電流値とを用いて、各電流センサ２３の異常を検出することができる。例えば、電流センサ２６で検出された電池パックの出力電流Ａに対し、各電流センサ２３で検出される電流値Ａ１，Ａ２が所定の閾値を超える場合（電流センサ２６で検出された電池パックの出力電流Ａ／２と、電流値Ａ１，Ａ２それぞれを比較し、差分が所定の閾値を超えている場合）、組電池２０Ａ、２０Ｂそれぞれの電流センサ２３の異常を検出することができる。
【００４８】
電圧監視ＩＣ２４の異常は、例えば、組電池２０Ａの電圧監視ＩＣ２４が電池スタック１１の各単電池間の電圧を検出するとともに、電池スタック１１の端子間電圧を検出し、直列接続された単電池それぞれの電圧値と、電池スタック１１の端子間電圧とを比較することで、電圧監視ＩＣ２４の異常を検出することができる。例えば、４つの単電池が直列に接続された電池スタックにおいて、ある１つの単電池の電圧検出値が異常値を示すものの、他の３つの単電池それぞれで検出された電圧に基づいて算出される単電池４つ分の電圧合計値と、電池スタックの端子間電圧との差分が所定値以下である場合、ある１つの単電池の電圧検出値に誤りがある、すなわち、電圧監視ＩＣ２４が故障していると判断することができる。
【００４９】
温度センサ２５の異常は、例えば、電池パックに流入する冷却風の温度を電池パックに接続される吸気ダクト等に設けられた別途の温度センサ（不図示）によって検出しておき、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに流入する冷却風の温度を検出し、両者を比較することで差分が所定値を超える場合に、温度センサ２５の異常を検出することができる。また、温度センサ２５を各組電池２０Ａ、２０Ｂで複数個所設け、複数の温度センサ２５間で他の温度センサ２５で検出された温度と比較し、差分が所定値を超えるか否かを判別して各組電池２０Ａ，２０Ｂの温度センサ２５それぞれの異常を検出することができる。
【００５０】
ヒューズ２１の異常（断線）は、例えば、ヒューズ２１に診断回路を接続してヒューズ２１の抵抗値等を検出してヒューズ２１の断線有無を監視することで検出することができる。電流遮断器２２も同様であり、例えば、電流遮断器２２に診断回路を接続して電流遮断器２２の抵抗値を監視することで、接触不良等による抵抗異常を電流遮断器２２の異常として検出することができる。また、電池部品を監視する電子制御ＩＣ（ＥＣＵ）の異常は、所定の診断モードで予め決められた制御信号を電子制御ＩＣに出力し、入力される応答信号内容、有無等を診断することで、電子制御ＩＣの異常を検出することができる。
【００５１】
異常検出部５２は、電池部品の異常検出とともに、組電池２０Ａ，２０Ｂの電池異常（状態異常）を検出することができる。例えば、組電池２０Ａ，２０を構成する各電池スタック又は各単電池毎に異常を検出し、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電池異常を検出することができる。組電池で複数の電池スタックで構成されている場合は、いずれか１つの電池スタックに状態異常が検出された場合、状態異常が検出された電池スタックを含む組電池全体が状態異常であると検出することができる。
【００５２】
具体的には、異常検出部５２は、電流センサ２３によって検出された電流値に対して電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧値が所定値を超える場合や、電池スタック間又は単電池間の電圧差が所定値以上である場合に、組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常が発生したと判別することができる。また、例えば、電池温度、抵抗、ＳＯＣそれぞれが、電池異常に伴う所定の挙動を示す場合に、組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常があると検出することができる。
【００５３】
車両制御部５１は、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２をオフからオンに切り替え、充放電制御が開始することに伴って異常検出部５２に対して異常検出処理を開始するように制御信号を出力する。車両制御部５１は、異常検出処理によって電池パックに異常が検出された場合、電池部品異常及び状態異常の各異常に応じた電池パックの充放電制御を遂行する。
【００５４】
異常検出部５２は、電池パックを構成する複数の組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに対して電池部品異常又は電池異常を検出する。車両制御部５１は、検出された異常が電池部品異常であるか電池異常であるかに応じて、異常が検出されていない正常な電池に対する異なる充放電制御を行う。図２は、本実施例の並列接続された複数の組電池の一部に異常が発生した場合の放電制御の動作フローを示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ１０１において、異常検出部５２は、各組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電池部品異常検出を行う。異常検出部５２は、電池部品異常が検出されなかった場合、ステップＳ１０６に進み、各組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに対する電池異常検出を行う。電池部品異常検出を経て電池異常が検出されない場合は、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
ステップＳ１０２において、組電池２０Ａ，２０Ｂの一方に電池部品異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品異常が検出された組電池を電池パックの充放電制御から切り離す。例えば、組電池２０Ｂに電池部品異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂの充放電を禁止して電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂ以外の組電池２０Ａの電力を走行用モータに出力させることを許容するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１はオンのまま、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替える。
【００５７】
車両制御部５１は、組電池２０Ａからモータ・ジェネレータ３３に供給される電力出力値を、所定の上限値に制限する出力制限を実施して正常電池である組電池２０Ａの充放電制御を行う（Ｓ１０３）。出力制限を伴う組電池２０Ａの充放電制御により、組電池２０Ａの電力を使用した車両走行距離を、出力制限を実施しない場合に比べて長くすることができ、電力を使用した車両走行可能距離に対して組電池２０Ａの電力を効率よく使用することができる。
【００５８】
また、車両制御部５１は、組電池２０Ｂの異常検出後の組電池２０Ａに対する充放電制御は、回生電力の充電を行わずに負荷への電力供給（放電）のみの出力制御を行うように、電池システム全体の充電を禁止した充放電制御を行う。後述する組電池の状態異常が検出された場合も同様である。電池部品異常又は状態異常が発生した状態の電池システムからモータ・ジェネレータ３３へ電力が供給されて車両が走行の継続する機会を低減させることができる。つまり、異常が検出された時点で組電池２０Ａに蓄えられている電力を効率よく使用して電池システムの電力を使用した車両走行可能距離をできるだけ長くするように出力制限を実施しつつ、充電を禁止することで電池部品異常又は状態異常が発生した状態で電池システムからモータ・ジェネレータ３３に電力が供給されて車両が走行する機会を無用に増加させないように制御することができる。
【００５９】
車両制御部５１は、ステップＳ１０４において、電池部品に異常がある組電池２０Ｂの充電容量に基づいて、組電池２０Ａの充放電制御を遂行する。車両制御部５１は、組電池の充電容量に対するＳＯＣを用い、電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣのＳＯＣ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａを用いた放電制御を遂行する。つまり、並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂにおいて異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行する。
【００６０】
本実施例では、電池部品異常の場合、後述する電池異常のように異常が検出された組電池自体を交換用組電池と交換するのではなく、電池部品を修理、交換することを前提として、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａを用いた放電制御を遂行している。このため、電池部品を交換する際の、並列接続されている組電池２０Ａ、２０Ｂ間で電圧差が所定値まで低減しているので、電圧差によって組電池２０Ａ，２０Ｂ間に流れる循環電流の抑制することができ、電池部品の修理、交換後の電池部品及び組電池２０Ａ，２０Ｂを適切に保護することができる。
【００６１】
ステップＳ１０４において異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となった場合、車両制御部５１は、ステップＳ１０５に進み、組電池２０Ａの充放電制御を禁止するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１をオンからオフに切り替えて、組電池２０Ａの充放電制御を終了させる。つまり、車両制御部５１は、電池システムの充放電制御を終了させるように制御する。電池パックに異常が検出された後に電池システムの充放電制御を終了させる場合、コントローラ５０は、異常がない正常状態での充放電制御の終了ではないので、例えば、異常終了を示すフラグ等を立てて正常状態での充放電制御の終了と区別するようにすることができる。
【００６２】
なお、車両走行中に充放電制御を終了させるにあたり、車両制御部５１は、異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となる前の所定の時点で、予め電池システムの充放電制御を終了させることをユーザに知らせる制御（例えば、充放電制御を終了する旨のランプの点灯など）を行い、その後、電池システムの充放電制御を終了させるように制御することができる。また、異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となった時点から所定時間経過するまで組電池２０Ａの充放電制御を禁止せずに、その後に電池システムの充放電制御を終了するようにしてもよい。
【００６３】
車両制御部５１は、ステップＳ１０４の判別処理において、電池部品の異常が検出された時点の直前に電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出される電流値、電圧値を用いて、電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣを算出したり、電池部品の異常が検出された後に、電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出した電流値、電圧値を用いて電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣを算出することができる。車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された後の組電池２０ＡのＳＯＣを電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出された検出値を用いて算出し、電池部品の異常が検出された際（組電池２０Ｂの充放電制御が切り離された際）の組電池２０ＢのＳＯＣと比較し、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差を求めることができる。
【００６４】
なお、車両制御部５１は、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となった場合以外にも、組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＯＣＶを用いてステップＳ１０４の判別処理を行うことができる。
【００６５】
上述したようにＳＯＣとＯＣＶとは対応関係にあるので、組電池２０Ａ，２０Ｂ間それぞれのＯＣＶを検出、算出して、ＯＣＶ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。車両制御部５１は、電池異常の異常が検出された後の充放電制御から切り離された状態において電圧監視ＩＣ２４で組電池２０Ｂの電圧値を検出し、組電池２０ＢのＯＣＶを取得することができる。組電池２０ＡのＯＣＶは、上述したように電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧値に基づいて、ＯＣＶを算出して取得することができる。ＯＣＶとＳＯＣの関係は、組電池２０Ａ，２０Ｂの容量劣化等に伴って変化するので、ＯＣＶ差が所定値以下となるまで組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することで、容量劣化等の影響を抑制して精度よく出力制限を行うことができる。
【００６６】
また、車両制御部５１は、電流センサ２３で検出した組電池２０Ａの充放電電流を積算して、電流積算値から組電池２０Ａの放電可能容量以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００６７】
図３は、組電池２０Ａ（正常電池）のＯＣＶの電圧挙動の一例を示す図である。図３に示すように、電池部品の異常が発生した時点ｔ１から電圧監視ＩＣ２４によって検出された組電池２０Ａの電圧（ＣＣＶ）の挙動を点線で示している。また、実線で示す組電池２０Ａの電圧の挙動は、電圧監視ＩＣ２４によって検出された組電池２０Ａの電圧（ＣＣＶ）から算出されるＯＣＶである。
【００６８】
電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂが充放電負荷と切り離されて充電・放電ができない状態となっている組電池２０Ｂの電圧値は、ＯＣＶ（Ｖｎ）として取得することができる。一方で、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａと組電池２０Ｂとの間の許容電圧差（Ｖａ）を予め決めておくことで、組電池２０ＡのＯＣＶ下限値（Ｖｏ＝Ｖｎ−Ｖａ）を算出することができる。したがって、図４に示す予め作成された組電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係マップに基づいて、組電池２０ＢのＶｎに対応するＳＯＣ_ｎと組電池２０ＡのＶｏに対応するＳＯＣ_ｏとを求めることができ、式１に示すように、組電池２０Ａの満充電容量[Ａｈ]からＳＯＣ_ｎとＳＯＣ_ｏとの差分に対応する放電可能容量[Ａｈ]を算出することができる。
（式１）
放電可能容量＝満充電容量×（ＳＯＣ_ｎ−ＳＯＣ_ｏ）／１００
【００６９】
組電池２０Ａの満充電容量は、例えば、外部電源を用いた外部充電時の外部充電電流積算値から予め算出することができる。また、組電池２０Ａの製造時の初期状態における満充電容量からの現時点までの劣化容量を加味して満充電容量を算出することができる。
【００７０】
車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された時点ｔ１から組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａの放電可能容量を算出し、組電池２０Ａの電流センサ２３で検出される電流積算値が、放電可能容量以下となるまで組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００７１】
電池部品の異常が検出された時点の組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＯＣＶは、車両制御における充放電に応じて異なるので、電池部品の異常が検出された時点での組電池２０ＢのＯＣＶに対する組電池２０ＡのＯＣＶ下限値から、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａの放電可能容量を算出し、電流センサ２３で検出される組電池２０Ａの電流積算値と比較することで、組電池２０Ａ，２０Ｂの容量劣化や温度等の影響を抑制して精度よく出力制限を行うことができる。
【００７２】
図２の説明に戻り、車両制御部５１は、ステップＳ１０２において組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに電池部品異常が検出されなかった場合、続いて各組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常検出を行う（Ｓ１０６）。
【００７３】
ステップ１０６において、車両制御部５１は、異常検出部５２によって各組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常が検出されていない場合、ステップＳ１０１に戻る。一方、異常検出部５２によって組電池２０Ａ，２０Ｂの一部に電池異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品に異常が検出された場合と同様に、電池異常が検出された組電池を電池パックの充放電制御から切り離す。
【００７４】
車両制御部５１は、電池部品に異常が検出された場合と異なり、電池異常が検出された組電池２０Ａ以外の組電池２０Ｂからモータ・ジェネレータ３３に供給される電力出力値を、所定の上限値に制限せずに、正常電池である組電池２０Ｂの充放電制御を行う（Ｓ１０７）。
【００７５】
車両制御部５１は、ステップＳ１０８において、組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となるまで、組電池２０Ｂを用いた放電制御を遂行する。つまり、電池部品の異常が検出された場合は、電池部品の異常が検出された他方の組電池との相対的なＳＯＣ差に基づいて正常な組電池の充放電制御が行われるが、電池異常が検出された場合、電池異常である組電池自体を交換用組電池と交換することを前提に、並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂにおいて正常な組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となるまで、組電池２０Ｂの放電を許可した車両制御を遂行する。
【００７６】
このように車両制御部５１は、組電池２０Ａ自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された組電池２０Ａ以外の組電池２０Ｂの充電容量が所定値以下となるまで、組電池２０Ｂの電力をモータ・ジェネレータ３３に出力させるように制御することで、正常な組電池２０Ｂに蓄えられた電力を効率よく使用した車両制御を行うことができる。
【００７７】
ステップＳ１０８において正常な組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となった場合、車両制御部５１は、ステップＳ１０５に進み、組電池２０Ｂの充放電を禁止するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替えて、組電池２０Ｂの充放電制御を終了させ、電池システムの充放電制御を終了させるように制御する。
【００７８】
なお、ステップＳ１０８の判別処理においても、車両制御部５１は、組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となった場合以外にも、組電池２０ＢのＯＣＶを用いたり、電流センサ２３で検出した組電池２０Ｂの充放電電流を積算した電流積算値を用いて、組電池２０Ｂの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００７９】
また、組電池が複数の電池スタックで構成されている場合は、いずれか１つの電池スタックに状態異常が検出された場合、状態異常が検出された電池スタックを含む組電池全体が状態異常であると検出することができる。このため、組電池の交換には、組電池に含まれる複数の電池スタックのうち、状態異常が検出された１又は複数の電池スタックを交換することが含まれる。
【００８０】
このように本実施例は、電池に発生する異常を、電池自体を交換することを前提とする電池異常と、電池自体を交換する必要がない電池部品の異常とに区別し、並列接続された複数の組電池の一部に電池部品の異常が検出された場合でも、電池部品に異常がある組電池以外の正常な組電池の充放電を許容しつつ、電池部品交換後に並列接続された組電池間で循環電流が流れることを抑制することができ、組電池自体を交換する場合に比べて電池部品の交換費用を低減させることができる。
【００８１】
すなわち、本実施例の電池システムのように、異常電池を切り離して正常電池の充放電を許容した車両走行を行う場合、異常電池を交換用パックと交換する際に、並列接続される電池間で電圧差があると循環電流が発生し、循環電流によってハイレート劣化やリチウム金属の析出等などにより容量劣化が生じたり、ヒューズ切れ等のおそれがあり、電池又は電池部品を適切に保護することが難しい。
【００８２】
このため、異常電池を健全な交換用電池に交換する際に、電圧差を解消する充放電作業を行い、過大な循環電流が流れることを抑制する交換作業を実施する必要があるが、本実施例では、電池に発生する異常を電池自体を交換することを前提とする電池異常と、電池自体を交換する必要がない電池部品の異常とに区別し、電池異常のように電池自体を交換する場合に比べて電池自体には異常が見られずに電池部品に異常がある場合、電池部品交換後に並列接続された組電池間で循環電流が流れることを抑制し、組電池自体を交換する場合に比べて電池部品の交換費用を低減させることができる。
【００８３】
（実施例２）
図５は、実施例２を示す図である。本実施例は、電池異常が検出された組電池を交換用組電池に交換した後に、並列接続される交換用組電池を含む各組電池間の電圧を合わせたから、電池システムを使用可能にする。
【００８４】
図５は、本実施例の組電池交換方法の処理フローを示す図である。例えば、上記実施例１において並列接続される組電池２０Ａ，２０Ｂの一方に電池異常がある場合、電池異常が検出された組電池の交換メンテナンスを行う必要がある。
【００８５】
本実施例のコントローラ５０は、メンテナンスモードを有することができ、所定の制御信号に基づいてメンテナンスモードを遂行する。コントローラ５０は、メンテナンスモードにおいて交換対象の組電池（又は組電池を構成する電池スタック１１等）を交換する電池交換モードを実行し、交換後の電気的に並列に接続された組電池間のＳＯＣ均等化制御を遂行する。
【００８６】
組電池を交換する作業者は、車両に設けられた所定の接続アダプタを介して情報処理装置をコントローラ５０に接続する。作業者は、情報処理装置からメンテナンスモード指示信号（入力制御信号）を入力する。メンテナンス指示信号を受信したコントローラ５０は、メンテナンスモード（電池交換モード）に移行する（Ｓ３０１）。このとき、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１，Ｂ２，Ｇ２は、オフである。
【００８７】
コントローラ５０は、並列接続された組電池２０Ａ，２０Ｂのうち電池異常が検出された組電池を識別する。コントローラ５０は電池異常が検出された組電池に対し、電池異常が検出された際に、不図示の記憶部に電池異常が検出された組電池を識別する情報を予め記憶しておくことができる。つまり。コントローラ５０は、電池異常が検出された組電池を識別する情報を用いて、正常な組電池、例えば、組電池２０Ｂを識別することができる。
【００８８】
コントローラ５０は、組電池２０Ｂを電池異常が検出されていない正常な組電池として識別すると、組電池２０ＢのＳＯＣを不図示の記憶部から抽出し、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣであるか否かを判別する（Ｓ３０２）。所定のＳＯＣは、交換用組電池のＳＯＣを用いることができる。
【００８９】
コントローラ５０は、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣでないと判別された場合、組電池２０Ｂを所定のＳＯＣまで充電させるために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１をオフのまま（電池異常が検出された組電池２０Ａの接続を禁止したまま）、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替える。コントローラ５０は、外部電源から充電器６０を介して組電池２０Ｂに電気エネルギを充電させる充電制御を遂行する（Ｓ３０３）。外部電源と車両は、車両の搭載された充電アダプタに接続可能な充電ケーブル等を用いて接続することができる。
【００９０】
ステップＳ３０３において、組電池を交換する作業者は、コントローラ５０に接続された情報処理装置から充電許可信号を入力し、コントローラ５０を充電許容モードに復帰させるモード切り替えを行うことができる。組電池を交換する電池異常が発生した場合、コントローラ５０は、電池システムに対する充放電を禁止する充放電モード（異常終了モード）となっている場合は、充電許可信号によって充電許可モードに移行させる。
【００９１】
コントローラ５０は、ステップＳ３０３の外部電源からの充電制御において、充電中の組電池２０ＢのＳＯＣを監視し、例えば、所定のＳＯＣまで充電された場合、組電池２０Ｂへの充電を停止し、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替える。なお、コントローラ５０は、充電中の組電池２０Ｂの電圧を電圧監視ＩＣ２４で検出することで、所定のＳＯＣまで充電されたか否か、つまり、所定のＳＯＣに対応する基準電圧に到達したか否かを判別することができる。このとき、外部電源を介して充電器６０から出力される充電電流量に応じて異なる所定のＳＯＣに対応する基準電圧を用いて、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣまで充電されたか否かを判別するように構成することができる。
【００９２】
コントローラ５０は、交換作業を行う作業者に、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣまで充電された旨、例えば、交換準備が完了した旨の表示等を出力する制御を行うことができる。作業者は、交換対象である電池異常が検出された組電池２０Ａと交換用組電池を交換する（Ｓ３０４）。
【００９３】
コントローラ５０は、交換用組電池に交換されたか否かを判別する（Ｓ３０５）。作業者は、交換作業が完了した後に情報処理装置からコントローラ５０に交換完了を示す制御信号を入力し、コントローラ５０は、この入力信号に基づいて交換用組電池が交換されたか否かを判別することができる。
【００９４】
交換用組電池に交換された後、コントローラ５０は、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣにＳＯＣ差（電圧差）生じているか否かを判別する（Ｓ３０６）。正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間にＳＯＣ差が生じていない場合、ステップＳ３０７に進み、コントローラ５０は、組電池交換後の電池システムの充放電制御を復帰させ（電池異常が検出された後の電池システムの異常終了モードを、充放電制御が許容される正常モードに移行させ）、電池システムを使用可能にする。
【００９５】
一方、ステップＳ３０６において、コントローラ５０は、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間にＳＯＣ差が生じていると判別された場合、ステップＳ３０８に進み、交換後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣを均等化する処理を行う。
【００９６】
ステップＳ３０８において、コントローラ５０は、正常な組電池２０ＢのＳＯＣよりも交換用組電池のＳＯＣが高いと判別される場合には、ステップＳ３０９に進み、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替えて、正常な組電池２０Ｂを充電する。一方、正常な組電池２０ＢのＳＯＣよりも交換用組電池のＳＯＣが低いと判別される場合には、ステップＳ３１０に進み、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替えて、正常な組電池２０Ｂの電力を放電させる。コントローラ５０は、充電器６０を介して外部接続可能な電力消費機器や車両に搭載されたエアコン、ＡＶ機器、照明装置等に組電池２０Ｂの電力を出力することで、正常な組電池２０Ｂを放電させることができる。
【００９７】
ステップＳ３０９、Ｓ３１０での正常な組電池２０Ｂの充放電後、コントローラ５０は、ステップＳ３０６に戻り、交換用組電池に交換された後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣ差（電圧差）が解消されているか否かを判別し、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣ差が解消されている場合は、ステップＳ３０７に進む。
【００９８】
交換後の並列接続された組電池間にＳＯＣ差が生じていても（例えば、自然放電等）、交換用組電池に交換された後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣを均等化してから電池システムを充放電可能な正常モードに復帰させるので、電池システムの好適な状態で使用させることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１１〜１４ 電池スタック
２０Ａ，２０Ｂ 組電池（蓄電装置）
２１ ヒューズ
２２ 電流遮断器
２３，２６ 電流センサ
２４ 電圧監視ＩＣ
２５ 温度センサ
３１ 昇圧コンバータ
３２ インバータ
３３ モータ・ジェネレータ
５０ コントローラ
５１ 車両制御部
５２ 異常検出部
６０ 充電器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電装置が並列に接続された蓄電システムを搭載する車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、並列接続された電池の一部に異常が発生した場合、異常電池を切り離しつつ正常電池の電力を用いた車両制御を許容し、正常電池を高ＳＯＣへと導いて停車後の再発進などの大電力出力にも対応できるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８２３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
並列接続される電池の一部に異常が発生した場合、特許文献１のように正常電池のＳＯＣを高ＳＯＣに導くように制御すると、異常電池を交換用電池に交換した後の正常電池と交換用電池との電圧差（ＳＯＣ差）が大きくなるおそれがある。電圧差が大きくなると、交換後の並列接続される電池間で流れる電圧差に応じた大きな循環電流に流れ、電池又は電流センサ等の電池部品を適切に保護することが難しい。
【０００５】
このため、正常電池と交換用電池の電圧差を解消する充放電作業を含む交換作業を実施する必要があるが、電池異常のように電池自体を交換する場合に比べて電池自体には異常が見られずに電池に接続されるシステムメインリレーや電流センサ等の電池部品に異常がある場合、電池自体を交換する必要がないにも関わらず、並列に接続される電池部品に異常がある電池と他の電池との間で電圧差の解消する充放電作業を行わなければならないため、電池部品の交換費用が高くなってしまう課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１の発明である車両の制御装置は、並列接続された複数の蓄電装置を有する蓄電システムの充放電制御を行う制御部と、蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部とを含む。複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合、部品に異常がある蓄電装置の充放電を禁止しつつ部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するとともに、部品に異常がある蓄電装置と部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となるまで、部品に異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御し、充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御する。
【０００７】
本願第１の発明によれば、並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合に、部品に異常がある蓄電装置以外の正常な蓄電装置の充放電制御を部品に異常がある蓄電装置の充電容量に基づいて制御し、充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するので、部品交換後に並列接続された蓄電装置間で循環電流が流れることを抑制できる。さらに、蓄電装置自体を交換する場合に比べて部品の交換費用を低減させることができる。
【０００８】
異常検出部は、蓄電装置それぞれの状態異常を検出することができ、制御部は、複数の蓄電装置の一部に状態異常が検出された場合、状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御しつつ、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するように構成することができる。
【０００９】
蓄電装置自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となるまで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御することで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【００１０】
部品の異常又は状態異常が検出された場合、蓄電システムに対する充電を禁止した充放電制御を行うことで、部品異常又は状態異常が発生した状態の蓄電システムから走行用モータへ電力が供給された車両走行の継続を低減させることができる。
【００１１】
部品の異常が検出された場合、部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置から走行用モータへの電力出力値を所定の上限値に制限した充放電制御を行うことで、部品異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【００１２】
また、本願第２の発明である車両の制御方法は、複数の蓄電装置が並列接続され、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載する車両の制御方法である。蓄電装置それぞれに設けられる充放電処理に関連する部品の異常を検出するステップと、複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合に、部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御するステップと、部品の異常が検出された蓄電装置と部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、蓄電システムから走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、を含む。
【００１３】
本願第２の発明によれば、並列接続された複数の蓄電装置の一部に部品の異常が検出された場合でも、部品に異常がある蓄電装置以外の正常な蓄電装置の充放電を許容しつつ、部品交換後に並列接続された蓄電装置間で循環電流が流れることを抑制でき、かつ蓄電装置自体を交換する場合に比べて部品の交換費用を低減させることができる。
【００１４】
また、本願第２の発明において、蓄電装置自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となるまで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を走行用モータに出力させるように制御することで、状態異常がある蓄電装置以外の蓄電装置の電力を効率よく使用した車両走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る並列接続された組電池の一方の組電池による車両制御を示すフローチャートである。
【図３】実施例１に係る組電池の電圧挙動の一例を示す図である。
【図４】実施例１に係る組電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係を示した図である。
【図５】実施例２に係る組電池交換方法の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
（実施例１）
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）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。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。車両としては、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、車両を走行させるための動力源として、後述する電池パックに加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、電池パックだけを備えている。
【００１８】
本実施例の電池パックは、複数の電池スタックで構成される。図１に示すように、電池パックは、４つの電池スタック１１〜１４を含み、各電池スタックそれぞれは、複数の単電池を有する。単電池としては、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）を用いることもできる。単電池は、角型又は円筒型の単電池を用いることができる。
【００１９】
単電池の内部は、発電要素（例えば、正極素子、負極素子、正極素子及び負極素子の間に配置されるセパレータ（電解液を含む）を積層して構成することができる）を含み、隣り合う２つの単電池がバスバーによって電気的に接続される。例えば、電池スタック１１の両端には、一対のエンドプレートが配置され、一対のエンドプレートが拘束部材によって拘束されることによって、一方向に並べされた複数の単電池を拘束している。電池スタック１２〜１４も同様である。
【００２０】
４つの電池スタック１１〜１４は、ワイヤーハーネスを介して電気的に接続されている。また、後述する電流遮断器２２が固定されている。電流遮断器２２は、電池スタック１１〜１４の電流経路を遮断するために用いられる。電流遮断器２２は、プラグと、プラグに差し込まれるグリップとで構成でき、グリップをプラグから抜くことにより、電流経路を遮断することができる。
【００２１】
本実施例では、４つの電池スタック１１〜１４を用いて、２つの組電池２０Ａ，２０Ｂ（それぞれ蓄電装置に相当する）を構成しており、組電池２０Ａ，２０Ｂは、電気的に並列に接続されている。組電池２０Ａ，２０Ｂを構成する単電池の数は、互いに等しく、組電池２０Ａ，２０Ｂは、複数の電池スタックを含んでいる。
【００２２】
組電池２０Ａは、２つの電池スタック１１，１２で構成されており、電池スタック１１，１２は電気的に直列に接続されている。組電池２０Ｂは、２つの電池スタック１３，１４で構成されており、電池スタック１３，１４は電気的に直列に接続されている。
【００２３】
本実施例では、２つの電池スタックで１つの組電池を構成しているが、これに限らず、１つの電池スタック又は３つ以上の電池スタックで１つの組電池を構成することも可能である。また、電池パックに含まれる組電池は、並列に接続される３つ以上の組電池を含むように構成してもよい。
【００２４】
各組電池２０Ａ，２０Ｂには、ヒューズ２１が設けられている。電池スタック１１および電池スタック１２の間には、電流遮断器２２が設けられており、電池スタック１３および電池スタック１４の間には、電流遮断器２２が設けられている。２つの電流遮断器２２は、一体的に構成することができ、電流遮断器２２のグリップを引き抜くことにより、各組電池３０，３１の電流経路を同時に遮断することができる。
【００２５】
組電池２０Ａの正極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１が接続されており、組電池２０Ｂの正極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２が接続されている。組電池２０Ａの負極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｇ１が接続されており、組電池２０Ｂの負極端子には、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｇ２が接続されている。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２は、コントローラ５０によってオン／オフの制御がなされる。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１等は、例えば、リレースイッチである。
【００２６】
組電池２０Ａ，２０Ｂおよび後述する昇圧コンバータ３１を電気的に接続するためには、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２、ＳＭＲ＿Ｇ１，Ｇ２をオフからオンに切り替える。これにより、組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電を行うことができる。
【００２７】
組電池２０Ａ，２０Ｂには、電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５がそれぞれ設けられている。本実施例の電池パックは、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２、ヒューズ２１、電流遮断器２２、電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５等の電池に接続される部品を含み、各電池部品は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに設けられてコントローラ５０によって制御・監視されている。
【００２８】
電流センサ２３、電圧監視ＩＣ２４、温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂの状態を表す物理量を検出するセンサ部品である。システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１及びシステムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２は、対応する組電池２０Ａ，２０Ｂと昇圧コンバータ３１との接続を許容し、オン状態とオフ状態とで切り替わるスイッチ部品である。ヒューズ２１、電流遮断器２２は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電流経路を遮断する電流遮断部品である。
【００２９】
これらのセンサ部品、スイッチ部品、電流遮断部品等は、充放電処理に関連して各組電池２０Ａ，２０Ｂに接続される電池部品であり、後述する異常検出処理において、電池部品の異常が検出される。なお、電池部品には、組電池２０Ａ，２０Ｂのセンサ部品から出力される検出結果を処理したり、電池部品を監視する電子制御ＩＣ（ＥＣＵ）を含むことができる。
【００３０】
組電池２０Ａの電流センサ２３は、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１と昇圧コンバータ３１との間に設けられ、組電池２０Ａの充放電電流を検出する。組電池２０Ｂの電流センサ２３は、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２と昇圧コンバータ３１との間に設けられ、組電池２０Ｂの充放電電流を検出する。各電流センサ２３は、検出結果をコントローラ５０に出力する。
【００３１】
各電圧監視ＩＣ２４は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電圧を検出し、検出結果をコントローラ５０に出力する。電圧監視ＩＣ２４は、組電池２０Ａ（２０Ｂ）の電圧、単電池の電圧、組電池２０Ａ（２０Ｂ）を構成する複数の単電池を複数の任意のブロックに分けたときの電圧が含まれる。各ブロックには、２つ以上の単電池が含まれる。
【００３２】
各温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの温度を検出し、検出結果をコントローラ５０に出力する。温度センサ２５は、組電池２０Ａ，２０Ｂの１箇所又は複数箇所に設けることができる。
【００３３】
並列に接続された組電池２０Ａ、２０Ｂを含んで構成される電池パックは、昇圧コンバータ３１と接続されている。昇圧コンバータ３１は、電池パックの出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ３２に出力する。また、昇圧コンバータ３１は、インバータ３２の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を電池パックに出力する。昇圧コンバータ３１は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ３１は、コントローラ５０からの制御信号を受けて動作する。また、電池パックと昇圧コンバータ３１との間には、電池パックから昇圧コンバータ３１に入力される電流又は昇圧コンバータ３１から電池パックに出力される電流を検出する電流センサ２６が設けられている。電流センサ２６は、電池パックの電池部品とは個別に設けられている。
【００３４】
インバータ３２は、昇圧コンバータ３１から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）３３に出力する。モータ・ジェネレータ３３としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ３２は、モータ・ジェネレータ３３から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ３１に出力する。
【００３５】
モータ・ジェネレータ３３は、インバータ３２からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３３は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ３３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ３３によって生成された交流電力は、インバータ３３に出力される。これにより、回生電力を電池パック（組電池２０Ａ，２０Ｂ）に蓄えることができる。
【００３６】
なお、本実施例の電池システムでは、電池パックから電力を受けて動作する負荷としてモータ・ジェネレータ３３を用いることができる。また、昇圧コンバータ３１を用いているが、昇圧コンバータ３１を省略することもできる。すなわち、電池パックをインバータ３２と接続することができる。
【００３７】
また、電池パックは、補機又は充電器６０に接続される。補機とは、電池パックから出力される電力を消費して動作する機器（電力消費機器）であり、例えば、車両に搭載されたエアコン、ＡＶ機器、照明装置等である。
【００３８】
コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいて電池パックの出力制御に伴って並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電制御を行う制御装置である。コントローラ５０は、車両出力要求に基づいてモータ・ジェネレータ３３に組電池２０Ａ，２０Ｂの電力を出力する放電制御、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池２０Ａ，２０Ｂに充電する充電制御を行う。なお、ハイブリッド自動車の場合、コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいてエンジン及び／又は電池パックの出力制御を行う制御装置として構成される。
【００３９】
ＳＯＣ（State of Charge）は、組電池の満充電容量に対する現在充電容量の割合を示すものであり、コントローラ５０は、組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＳＯＣを管理するために、電圧監視ＩＣ２４による検出結果を用いて組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣを算出したり特定する処理を行い、充放電履歴やＳＯＣ情報を記憶して管理することができる。
【００４０】
組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣは、組電池２０Ａ，２０ＢのＯＣＶ（Open Circuit Voltage）から特定することができる。ＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。組電池２０Ａ，２０ＢのＯＣＶは、電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）から算出することができる。組電池２０Ａ，２０ＢのＳＯＣと共に、組電池１０を構成する電池スタック１１〜１４それぞれのＳＯＣを算出することもできる。また、ＳＯＣは、電流センサ２４によって検出される各組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電電流値を積算することで算出することができる。
【００４１】
充電器６０は、不図示の外部電源（例えば、商用電源）から供給された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、外部電源又はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される外部充電電流（直流電流）を昇圧して組電池２０Ａ，２０Ｂに出力するＤＣ／ＤＣコンバータ等を含んで構成することができる。なお、充電器６０は、組電池２０Ａ，２０Ｂから供給される電力を、車両に搭載されない外部接続可能な機器に出力するように構成することもできる。
【００４２】
次に、車両制御に伴う充放電制御について詳細に説明する。本実施例では、電池パックを構成する並列に接続された複数の組電池の一部に異常が発生した場合、異常が発生した組電池（異常電池）を電池パックの入出力制御から切り離す一方で、異常電池に並列に接続されている正常な組電池（正常電池）の電力を用いた車両制御を許容する。
【００４３】
そして、本実施例では、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれで検出される異常を、電池部品の異常である場合と電池自体の異常である場合とで区分し、正常な組電池のみを用いた車両制御における充放電制御を、電池部品の異常である場合と電池自体の異常である場合とで異なるように制御する。
【００４４】
図１に示すように、コントローラ５０は、車両制御部５１及び異常検出部５２を含んで構成することができる。車両制御部５１は、車両全体で要求される車両要求出力に対して並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂの充放電制御を行う。なお、コントローラ５０は、各組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＳＯＣ情報や充電履歴、各種の算出結果及び算出に使用する情報などを記憶する記憶部を含んで構成することもできる。
【００４５】
異常検出部５２は、並列に接続された組電池２０Ａ、２０Ｂで構成される電池パックの電池部品の異常（故障）を検出する。
【００４６】
異常検出部５２は、例えば、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２それぞれを監視し、車両制御部５１から各システムメインリレーに出力される制御信号に対する応答有無や制御信号に対する動作を監視することで、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２の異常を検出することができる。具体的には、システムメインリレーをオフ状態からオン状態に切り替える制御信号を出力した後に、電流センサ２３の検出値が０である場合や、システムメインリレーをオン状態からオフ状態に切り替える制御信号を出力した後に、電流センサ２３によって電流値が検出される場合、異常検出部５２は、システムメインリレーの異常を検出することができる。
【００４７】
電流センサ２３の異常は、例えば、並列接続される各組電池２０Ａ、２０Ｂそれぞれの電流センサ２３で検出される電流値と、電池パックと昇圧コンバータ３１との間に設けられた電流センサ２６によって検出される電流値とを用いて、各電流センサ２３の異常を検出することができる。例えば、電流センサ２６で検出された電池パックの出力電流Ａに対し、各電流センサ２３で検出される電流値Ａ１，Ａ２が所定の閾値を超える場合（電流センサ２６で検出された電池パックの出力電流Ａ／２と、電流値Ａ１，Ａ２それぞれを比較し、差分が所定の閾値を超えている場合）、組電池２０Ａ、２０Ｂそれぞれの電流センサ２３の異常を検出することができる。
【００４８】
電圧監視ＩＣ２４の異常は、例えば、組電池２０Ａの電圧監視ＩＣ２４が電池スタック１１の各単電池間の電圧を検出するとともに、電池スタック１１の端子間電圧を検出し、直列接続された単電池それぞれの電圧値と、電池スタック１１の端子間電圧とを比較することで、電圧監視ＩＣ２４の異常を検出することができる。例えば、４つの単電池が直列に接続された電池スタックにおいて、ある１つの単電池の電圧検出値が異常値を示すものの、他の３つの単電池それぞれで検出された電圧に基づいて算出される単電池４つ分の電圧合計値と、電池スタックの端子間電圧との差分が所定値以下である場合、ある１つの単電池の電圧検出値に誤りがある、すなわち、電圧監視ＩＣ２４が故障していると判断することができる。
【００４９】
温度センサ２５の異常は、例えば、電池パックに流入する冷却風の温度を電池パックに接続される吸気ダクト等に設けられた別途の温度センサ（不図示）によって検出しておき、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに流入する冷却風の温度を検出し、両者を比較することで差分が所定値を超える場合に、温度センサ２５の異常を検出することができる。また、温度センサ２５を各組電池２０Ａ、２０Ｂで複数個所設け、複数の温度センサ２５間で他の温度センサ２５で検出された温度と比較し、差分が所定値を超えるか否かを判別して各組電池２０Ａ，２０Ｂの温度センサ２５それぞれの異常を検出することができる。
【００５０】
ヒューズ２１の異常（断線）は、例えば、ヒューズ２１に診断回路を接続してヒューズ２１の抵抗値等を検出してヒューズ２１の断線有無を監視することで検出することができる。電流遮断器２２も同様であり、例えば、電流遮断器２２に診断回路を接続して電流遮断器２２の抵抗値を監視することで、接触不良等による抵抗異常を電流遮断器２２の異常として検出することができる。また、電池部品を監視する電子制御ＩＣ（ＥＣＵ）の異常は、所定の診断モードで予め決められた制御信号を電子制御ＩＣに出力し、入力される応答信号内容、有無等を診断することで、電子制御ＩＣの異常を検出することができる。
【００５１】
異常検出部５２は、電池部品の異常検出とともに、組電池２０Ａ，２０Ｂの電池異常（状態異常）を検出することができる。例えば、組電池２０Ａ，２０を構成する各電池スタック又は各単電池毎に異常を検出し、組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電池異常を検出することができる。組電池で複数の電池スタックで構成されている場合は、いずれか１つの電池スタックに状態異常が検出された場合、状態異常が検出された電池スタックを含む組電池全体が状態異常であると検出することができる。
【００５２】
具体的には、異常検出部５２は、電流センサ２３によって検出された電流値に対して電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧値が所定値を超える場合や、電池スタック間又は単電池間の電圧差が所定値以上である場合に、組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常が発生したと判別することができる。また、例えば、電池温度、抵抗、ＳＯＣそれぞれが、電池異常に伴う所定の挙動を示す場合に、組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常があると検出することができる。
【００５３】
車両制御部５１は、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２をオフからオンに切り替え、充放電制御が開始することに伴って異常検出部５２に対して異常検出処理を開始するように制御信号を出力する。車両制御部５１は、異常検出処理によって電池パックに異常が検出された場合、電池部品異常及び状態異常の各異常に応じた電池パックの充放電制御を遂行する。
【００５４】
異常検出部５２は、電池パックを構成する複数の組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに対して電池部品異常又は電池異常を検出する。車両制御部５１は、検出された異常が電池部品異常であるか電池異常であるかに応じて、異常が検出されていない正常な電池に対する異なる充放電制御を行う。図２は、本実施例の並列接続された複数の組電池の一部に異常が発生した場合の放電制御の動作フローを示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ１０１において、異常検出部５２は、各組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれの電池部品異常検出を行う。異常検出部５２は、電池部品異常が検出されなかった場合、ステップＳ１０６に進み、各組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに対する電池異常検出を行う。電池部品異常検出を経て電池異常が検出されない場合は、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
ステップＳ１０２において、組電池２０Ａ，２０Ｂの一方に電池部品異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品異常が検出された組電池を電池パックの充放電制御から切り離す。例えば、組電池２０Ｂに電池部品異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂの充放電を禁止して電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂ以外の組電池２０Ａの電力を走行用モータに出力させることを許容するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１はオンのまま、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替える。
【００５７】
車両制御部５１は、組電池２０Ａからモータ・ジェネレータ３３に供給される電力出力値を、所定の上限値に制限する出力制限を実施して正常電池である組電池２０Ａの充放電制御を行う（Ｓ１０３）。出力制限を伴う組電池２０Ａの充放電制御により、組電池２０Ａの電力を使用した車両走行距離を、出力制限を実施しない場合に比べて長くすることができ、電力を使用した車両走行可能距離に対して組電池２０Ａの電力を効率よく使用することができる。
【００５８】
また、車両制御部５１は、組電池２０Ｂの異常検出後の組電池２０Ａに対する充放電制御は、回生電力の充電を行わずに負荷への電力供給（放電）のみの出力制御を行うように、電池システム全体の充電を禁止した充放電制御を行う。後述する組電池の状態異常が検出された場合も同様である。電池部品異常又は状態異常が発生した状態の電池システムからモータ・ジェネレータ３３へ電力が供給されて車両が走行の継続する機会を低減させることができる。つまり、異常が検出された時点で組電池２０Ａに蓄えられている電力を効率よく使用して電池システムの電力を使用した車両走行可能距離をできるだけ長くするように出力制限を実施しつつ、充電を禁止することで電池部品異常又は状態異常が発生した状態で電池システムからモータ・ジェネレータ３３に電力が供給されて車両が走行する機会を無用に増加させないように制御することができる。
【００５９】
車両制御部５１は、ステップＳ１０４において、電池部品に異常がある組電池２０Ｂの充電容量に基づいて、組電池２０Ａの充放電制御を遂行する。車両制御部５１は、組電池の充電容量に対するＳＯＣを用い、電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣのＳＯＣ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａを用いた放電制御を遂行する。つまり、並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂにおいて異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行する。
【００６０】
本実施例では、電池部品異常の場合、後述する電池異常のように異常が検出された組電池自体を交換用組電池と交換するのではなく、電池部品を修理、交換することを前提として、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａを用いた放電制御を遂行している。このため、電池部品を交換する際の、並列接続されている組電池２０Ａ、２０Ｂ間で電圧差が所定値まで低減しているので、電圧差によって組電池２０Ａ，２０Ｂ間に流れる循環電流の抑制することができ、電池部品の修理、交換後の電池部品及び組電池２０Ａ，２０Ｂを適切に保護することができる。
【００６１】
ステップＳ１０４において異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となった場合、車両制御部５１は、ステップＳ１０５に進み、組電池２０Ａの充放電制御を禁止するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１をオンからオフに切り替えて、組電池２０Ａの充放電制御を終了させる。つまり、車両制御部５１は、電池システムの充放電制御を終了させるように制御する。電池パックに異常が検出された後に電池システムの充放電制御を終了させる場合、コントローラ５０は、異常がない正常状態での充放電制御の終了ではないので、例えば、異常終了を示すフラグ等を立てて正常状態での充放電制御の終了と区別するようにすることができる。
【００６２】
なお、車両走行中に充放電制御を終了させるにあたり、車両制御部５１は、異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となる前の所定の時点で、予め電池システムの充放電制御を終了させることをユーザに知らせる制御（例えば、充放電制御を終了する旨のランプの点灯など）を行い、その後、電池システムの充放電制御を終了させるように制御することができる。また、異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣと正常な組電池２０ＡのＳＯＣとの差分が所定値以下となった時点から所定時間経過するまで組電池２０Ａの充放電制御を禁止せずに、その後に電池システムの充放電制御を終了するようにしてもよい。
【００６３】
車両制御部５１は、ステップＳ１０４の判別処理において、電池部品の異常が検出された時点の直前に電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出される電流値、電圧値を用いて、電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣを算出したり、電池部品の異常が検出された後に、電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出した電流値、電圧値を用いて電池部品の異常が検出された組電池２０ＢのＳＯＣを算出することができる。車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された後の組電池２０ＡのＳＯＣを電流センサ２３や電圧監視ＩＣ２４で検出された検出値を用いて算出し、電池部品の異常が検出された際（組電池２０Ｂの充放電制御が切り離された際）の組電池２０ＢのＳＯＣと比較し、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差を求めることができる。
【００６４】
なお、車両制御部５１は、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となった場合以外にも、組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＯＣＶを用いてステップＳ１０４の判別処理を行うことができる。
【００６５】
上述したようにＳＯＣとＯＣＶとは対応関係にあるので、組電池２０Ａ，２０Ｂ間それぞれのＯＣＶを検出、算出して、ＯＣＶ差が所定値以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。車両制御部５１は、電池異常の異常が検出された後の充放電制御から切り離された状態において電圧監視ＩＣ２４で組電池２０Ｂの電圧値を検出し、組電池２０ＢのＯＣＶを取得することができる。組電池２０ＡのＯＣＶは、上述したように電圧監視ＩＣ２４によって検出された電圧値に基づいて、ＯＣＶを算出して取得することができる。ＯＣＶとＳＯＣの関係は、組電池２０Ａ，２０Ｂの容量劣化等に伴って変化するので、ＯＣＶ差が所定値以下となるまで組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することで、容量劣化等の影響を抑制して精度よく出力制限を行うことができる。
【００６６】
また、車両制御部５１は、電流センサ２３で検出した組電池２０Ａの充放電電流を積算して、電流積算値から組電池２０Ａの放電可能容量以下となるまで、組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００６７】
図３は、組電池２０Ａ（正常電池）のＯＣＶの電圧挙動の一例を示す図である。図３に示すように、電池部品の異常が発生した時点ｔ１から電圧監視ＩＣ２４によって検出された組電池２０Ａの電圧（ＣＣＶ）の挙動を点線で示している。また、実線で示す組電池２０Ａの電圧の挙動は、電圧監視ＩＣ２４によって検出された組電池２０Ａの電圧（ＣＣＶ）から算出されるＯＣＶである。
【００６８】
電池部品の異常が検出された組電池２０Ｂが充放電負荷と切り離されて充電・放電ができない状態となっている組電池２０Ｂの電圧値は、ＯＣＶ（Ｖｎ）として取得することができる。一方で、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａと組電池２０Ｂとの間の許容電圧差（Ｖａ）を予め決めておくことで、組電池２０ＡのＯＣＶ下限値（Ｖｏ＝Ｖｎ−Ｖａ）を算出することができる。したがって、図４に示す予め作成された組電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係マップに基づいて、組電池２０ＢのＶｎに対応するＳＯＣ_ｎと組電池２０ＡのＶｏに対応するＳＯＣ_ｏとを求めることができ、式１に示すように、組電池２０Ａの満充電容量[Ａｈ]からＳＯＣ_ｎとＳＯＣ_ｏとの差分に対応する放電可能容量[Ａｈ]を算出することができる。
（式１）
放電可能容量＝満充電容量×（ＳＯＣ_ｎ−ＳＯＣ_ｏ）／１００
【００６９】
組電池２０Ａの満充電容量は、例えば、外部電源を用いた外部充電時の外部充電電流積算値から予め算出することができる。また、組電池２０Ａの製造時の初期状態における満充電容量からの現時点までの劣化容量を加味して満充電容量を算出することができる。
【００７０】
車両制御部５１は、電池部品の異常が検出された時点ｔ１から組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａの放電可能容量を算出し、組電池２０Ａの電流センサ２３で検出される電流積算値が、放電可能容量以下となるまで組電池２０Ａの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００７１】
電池部品の異常が検出された時点の組電池２０Ａ，２０ＢそれぞれのＯＣＶは、車両制御における充放電に応じて異なるので、電池部品の異常が検出された時点での組電池２０ＢのＯＣＶに対する組電池２０ＡのＯＣＶ下限値から、組電池２０Ａ，２０Ｂ間のＳＯＣ差が所定値以下となるまでに許容される組電池２０Ａの放電可能容量を算出し、電流センサ２３で検出される組電池２０Ａの電流積算値と比較することで、組電池２０Ａ，２０Ｂの容量劣化や温度等の影響を抑制して精度よく出力制限を行うことができる。
【００７２】
図２の説明に戻り、車両制御部５１は、ステップＳ１０２において組電池２０Ａ，２０Ｂそれぞれに電池部品異常が検出されなかった場合、続いて各組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常検出を行う（Ｓ１０６）。
【００７３】
ステップ１０６において、車両制御部５１は、異常検出部５２によって各組電池２０Ａ，２０Ｂに電池異常が検出されていない場合、ステップＳ１０１に戻る。一方、異常検出部５２によって組電池２０Ａ，２０Ｂの一部に電池異常が検出された場合、車両制御部５１は、電池部品に異常が検出された場合と同様に、電池異常が検出された組電池を電池パックの充放電制御から切り離す。
【００７４】
車両制御部５１は、電池部品に異常が検出された場合と異なり、電池異常が検出された組電池２０Ａ以外の組電池２０Ｂからモータ・ジェネレータ３３に供給される電力出力値を、所定の上限値に制限せずに、正常電池である組電池２０Ｂの充放電制御を行う（Ｓ１０７）。
【００７５】
車両制御部５１は、ステップＳ１０８において、組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となるまで、組電池２０Ｂを用いた放電制御を遂行する。つまり、電池部品の異常が検出された場合は、電池部品の異常が検出された他方の組電池との相対的なＳＯＣ差に基づいて正常な組電池の充放電制御が行われるが、電池異常が検出された場合、電池異常である組電池自体を交換用組電池と交換することを前提に、並列に接続された組電池２０Ａ，２０Ｂにおいて正常な組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となるまで、組電池２０Ｂの放電を許可した車両制御を遂行する。
【００７６】
このように車両制御部５１は、組電池２０Ａ自体の交換を前提とする状態異常が検出された場合は、状態異常が検出された組電池２０Ａ以外の組電池２０Ｂの充電容量が所定値以下となるまで、組電池２０Ｂの電力をモータ・ジェネレータ３３に出力させるように制御することで、正常な組電池２０Ｂに蓄えられた電力を効率よく使用した車両制御を行うことができる。
【００７７】
ステップＳ１０８において正常な組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となった場合、車両制御部５１は、ステップＳ１０５に進み、組電池２０Ｂの充放電を禁止するために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替えて、組電池２０Ｂの充放電制御を終了させ、電池システムの充放電制御を終了させるように制御する。
【００７８】
なお、ステップＳ１０８の判別処理においても、車両制御部５１は、組電池２０ＢのＳＯＣが所定値以下となった場合以外にも、組電池２０ＢのＯＣＶを用いたり、電流センサ２３で検出した組電池２０Ｂの充放電電流を積算した電流積算値を用いて、組電池２０Ｂの放電を許可した車両制御を遂行することができる。
【００７９】
また、組電池が複数の電池スタックで構成されている場合は、いずれか１つの電池スタックに状態異常が検出された場合、状態異常が検出された電池スタックを含む組電池全体が状態異常であると検出することができる。このため、組電池の交換には、組電池に含まれる複数の電池スタックのうち、状態異常が検出された１又は複数の電池スタックを交換することが含まれる。
【００８０】
このように本実施例は、電池に発生する異常を、電池自体を交換することを前提とする電池異常と、電池自体を交換する必要がない電池部品の異常とに区別し、並列接続された複数の組電池の一部に電池部品の異常が検出された場合でも、電池部品に異常がある組電池以外の正常な組電池の充放電を許容しつつ、電池部品交換後に並列接続された組電池間で循環電流が流れることを抑制することができ、組電池自体を交換する場合に比べて電池部品の交換費用を低減させることができる。
【００８１】
すなわち、本実施例の電池システムのように、異常電池を切り離して正常電池の充放電を許容した車両走行を行う場合、異常電池を交換用パックと交換する際に、並列接続される電池間で電圧差があると循環電流が発生し、循環電流によってハイレート劣化やリチウム金属の析出等などにより容量劣化が生じたり、ヒューズ切れ等のおそれがあり、電池又は電池部品を適切に保護することが難しい。
【００８２】
このため、異常電池を健全な交換用電池に交換する際に、電圧差を解消する充放電作業を行い、過大な循環電流が流れることを抑制する交換作業を実施する必要があるが、本実施例では、電池に発生する異常を電池自体を交換することを前提とする電池異常と、電池自体を交換する必要がない電池部品の異常とに区別し、電池異常のように電池自体を交換する場合に比べて電池自体には異常が見られずに電池部品に異常がある場合、電池部品交換後に並列接続された組電池間で循環電流が流れることを抑制し、組電池自体を交換する場合に比べて電池部品の交換費用を低減させることができる。
【００８３】
（実施例２）
図５は、実施例２を示す図である。本実施例は、電池異常が検出された組電池を交換用組電池に交換した後に、並列接続される交換用組電池を含む各組電池間の電圧を合わせたから、電池システムを使用可能にする。
【００８４】
図５は、本実施例の組電池交換方法の処理フローを示す図である。例えば、上記実施例１において並列接続される組電池２０Ａ，２０Ｂの一方に電池異常がある場合、電池異常が検出された組電池の交換メンテナンスを行う必要がある。
【００８５】
本実施例のコントローラ５０は、メンテナンスモードを有することができ、所定の制御信号に基づいてメンテナンスモードを遂行する。コントローラ５０は、メンテナンスモードにおいて交換対象の組電池（又は組電池を構成する電池スタック１１等）を交換する電池交換モードを実行し、交換後の電気的に並列に接続された組電池間のＳＯＣ均等化制御を遂行する。
【００８６】
組電池を交換する作業者は、車両に設けられた所定の接続アダプタを介して情報処理装置をコントローラ５０に接続する。作業者は、情報処理装置からメンテナンスモード指示信号（入力制御信号）を入力する。メンテナンス指示信号を受信したコントローラ５０は、メンテナンスモード（電池交換モード）に移行する（Ｓ３０１）。このとき、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１，Ｂ２，Ｇ２は、オフである。
【００８７】
コントローラ５０は、並列接続された組電池２０Ａ，２０Ｂのうち電池異常が検出された組電池を識別する。コントローラ５０は電池異常が検出された組電池に対し、電池異常が検出された際に、不図示の記憶部に電池異常が検出された組電池を識別する情報を予め記憶しておくことができる。つまり。コントローラ５０は、電池異常が検出された組電池を識別する情報を用いて、正常な組電池、例えば、組電池２０Ｂを識別することができる。
【００８８】
コントローラ５０は、組電池２０Ｂを電池異常が検出されていない正常な組電池として識別すると、組電池２０ＢのＳＯＣを不図示の記憶部から抽出し、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣであるか否かを判別する（Ｓ３０２）。所定のＳＯＣは、交換用組電池のＳＯＣを用いることができる。
【００８９】
コントローラ５０は、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣでないと判別された場合、組電池２０Ｂを所定のＳＯＣまで充電させるために、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ１，Ｇ１をオフのまま（電池異常が検出された組電池２０Ａの接続を禁止したまま）、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替える。コントローラ５０は、外部電源から充電器６０を介して組電池２０Ｂに電気エネルギを充電させる充電制御を遂行する（Ｓ３０３）。外部電源と車両は、車両の搭載された充電アダプタに接続可能な充電ケーブル等を用いて接続することができる。
【００９０】
ステップＳ３０３において、組電池を交換する作業者は、コントローラ５０に接続された情報処理装置から充電許可信号を入力し、コントローラ５０を充電許容モードに復帰させるモード切り替えを行うことができる。組電池を交換する電池異常が発生した場合、コントローラ５０は、電池システムに対する充放電を禁止する充放電モード（異常終了モード）となっている場合は、充電許可信号によって充電許可モードに移行させる。
【００９１】
コントローラ５０は、ステップＳ３０３の外部電源からの充電制御において、充電中の組電池２０ＢのＳＯＣを監視し、例えば、所定のＳＯＣまで充電された場合、組電池２０Ｂへの充電を停止し、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオンからオフに切り替える。なお、コントローラ５０は、充電中の組電池２０Ｂの電圧を電圧監視ＩＣ２４で検出することで、所定のＳＯＣまで充電されたか否か、つまり、所定のＳＯＣに対応する基準電圧に到達したか否かを判別することができる。このとき、外部電源を介して充電器６０から出力される充電電流量に応じて異なる所定のＳＯＣに対応する基準電圧を用いて、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣまで充電されたか否かを判別するように構成することができる。
【００９２】
コントローラ５０は、交換作業を行う作業者に、組電池２０Ｂが所定のＳＯＣまで充電された旨、例えば、交換準備が完了した旨の表示等を出力する制御を行うことができる。作業者は、交換対象である電池異常が検出された組電池２０Ａと交換用組電池を交換する（Ｓ３０４）。
【００９３】
コントローラ５０は、交換用組電池に交換されたか否かを判別する（Ｓ３０５）。作業者は、交換作業が完了した後に情報処理装置からコントローラ５０に交換完了を示す制御信号を入力し、コントローラ５０は、この入力信号に基づいて交換用組電池が交換されたか否かを判別することができる。
【００９４】
交換用組電池に交換された後、コントローラ５０は、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣにＳＯＣ差（電圧差）生じているか否かを判別する（Ｓ３０６）。正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間にＳＯＣ差が生じていない場合、ステップＳ３０７に進み、コントローラ５０は、組電池交換後の電池システムの充放電制御を復帰させ（電池異常が検出された後の電池システムの異常終了モードを、充放電制御が許容される正常モードに移行させ）、電池システムを使用可能にする。
【００９５】
一方、ステップＳ３０６において、コントローラ５０は、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間にＳＯＣ差が生じていると判別された場合、ステップＳ３０８に進み、交換後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣを均等化する処理を行う。
【００９６】
ステップＳ３０８において、コントローラ５０は、正常な組電池２０ＢのＳＯＣよりも交換用組電池のＳＯＣが高いと判別される場合には、ステップＳ３０９に進み、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替えて、正常な組電池２０Ｂを充電する。一方、正常な組電池２０ＢのＳＯＣよりも交換用組電池のＳＯＣが低いと判別される場合には、ステップＳ３１０に進み、システムメインリレーＳＭＲ＿Ｂ２，Ｇ２をオフからオンに切り替えて、正常な組電池２０Ｂの電力を放電させる。コントローラ５０は、充電器６０を介して外部接続可能な電力消費機器や車両に搭載されたエアコン、ＡＶ機器、照明装置等に組電池２０Ｂの電力を出力することで、正常な組電池２０Ｂを放電させることができる。
【００９７】
ステップＳ３０９、Ｓ３１０での正常な組電池２０Ｂの充放電後、コントローラ５０は、ステップＳ３０６に戻り、交換用組電池に交換された後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣ差（電圧差）が解消されているか否かを判別し、正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣ差が解消されている場合は、ステップＳ３０７に進む。
【００９８】
交換後の並列接続された組電池間にＳＯＣ差が生じていても（例えば、自然放電等）、交換用組電池に交換された後の正常な組電池２０Ｂと交換用組電池との間のＳＯＣを均等化してから電池システムを充放電可能な正常モードに復帰させるので、電池システムの好適な状態で使用させることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１１〜１４ 電池スタック
２０Ａ，２０Ｂ 組電池（蓄電装置）
２１ ヒューズ
２２ 電流遮断器
２３，２６ 電流センサ
２４ 電圧監視ＩＣ
２５ 温度センサ
３１ 昇圧コンバータ
３２ インバータ
３３ モータ・ジェネレータ
５０ コントローラ
５１ 車両制御部
５２ 異常検出部
６０ 充電器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電装置が並列接続され、走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載した車両の制御装置であって、
前記蓄電システムの充放電制御を行う制御部と、
前記蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部と、を含み、
前記制御部は、複数の前記蓄電装置の一部に前記部品の異常が検出された場合、前記部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するとともに、前記部品の異常が検出された蓄電装置と前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記蓄電装置それぞれの状態異常を検出し、
前記制御部は、複数の前記蓄電装置の一部に前記状態異常が検出された場合、前記状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するとともに、前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記部品の異常又は前記状態異常が検出された場合、前記蓄電システムに対する充電を禁止した充放電制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記部品の異常が検出された場合、前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置から前記走行用モータへの電力出力値を所定の上限値に制限することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項５】
複数の蓄電装置が並列接続され、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載する車両の制御方法であって、
前記蓄電装置それぞれに設けられる充放電処理に関連する部品の異常を検出するステップと、
複数の前記蓄電装置の一部に前記部品の異常が検出された場合に、前記部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するステップと、
前記部品の異常が検出された蓄電装置と前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記蓄電装置の状態異常を検出するステップと、
複数の前記蓄電装置の一部に前記状態異常が検出された場合、前記状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するステップと、
前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項１】
複数の蓄電装置が並列接続され、走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載した車両の制御装置であって、
前記蓄電システムの充放電制御を行う制御部と、
前記蓄電装置それぞれに設けられた充放電処理に関連する部品の異常を検出する異常検出部と、を含み、
前記制御部は、複数の前記蓄電装置の一部に前記部品の異常が検出された場合、前記部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するとともに、前記部品の異常が検出された蓄電装置と前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記蓄電装置それぞれの状態異常を検出し、
前記制御部は、複数の前記蓄電装置の一部に前記状態異常が検出された場合、前記状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するとともに、前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記部品の異常又は前記状態異常が検出された場合、前記蓄電システムに対する充電を禁止した充放電制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記部品の異常が検出された場合、前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置から前記走行用モータへの電力出力値を所定の上限値に制限することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項５】
複数の蓄電装置が並列接続され、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載する車両の制御方法であって、
前記蓄電装置それぞれに設けられる充放電処理に関連する部品の異常を検出するステップと、
複数の前記蓄電装置の一部に前記部品の異常が検出された場合に、前記部品の異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するステップと、
前記部品の異常が検出された蓄電装置と前記部品の異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置との充電容量差が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記蓄電装置の状態異常を検出するステップと、
複数の前記蓄電装置の一部に前記状態異常が検出された場合、前記状態異常が検出された蓄電装置の充放電を禁止して前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の電力を前記走行用モータに出力させるように制御するステップと、
前記状態異常が検出された蓄電装置以外の蓄電装置の充電容量が所定値以下となった場合に、前記蓄電システムから前記走行用モータへの電力供給を終了させるように制御するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９９１６７（Ｐ２０１３−９９１６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１３５７（Ｐ２０１１−２４１３５７）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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