JP7645498B2 - 管理装置、及び電源システム - Google Patents

Description

本開示は、負荷に対して並列接続された複数の蓄電モジュールを管理する管理装置、及び電源システムに関する。

近年、電動バイク、電動ゴルフカート、電動ランドカー、フォークリフトなど、比較的低出力（例えば、４８Ｖ駆動）の電動車両が普及してきている。このような電動車両の中には、着脱可能な交換式の電池パックを複数並列に接続した電源システムを採用しているものがある。複数の電池パックを並列接続する場合、横流が発生する可能性がある。

解列している電池パックを並列接続する際、横流により電池パックやリレーに定格を超える電流が流れないようにする制御が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、並列接続された電池間の遮断時の過渡電圧を推定し、リレーの定格電圧を超えそうなときは、リレーをオフする制御が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９－３３９３６号公報 国際公開第２０１２／１６４６３０号

放電時において、解列している電池パックを並列接続すると、通常、並列システム全体から放電することが許容される電流または電力の上限値が増加する。しかしながら、並列接続により発生する横流により、並列システム全体から放電することが許容される電流または電力の上限値が、並列接続前より低下することがある。この上限値の低下により、電動車両の加速性能の低下などの悪影響が発生する場合がある。

充電時において、解列している電池パックを並列接続すると、通常、並列システム全体に充電することが許容される電流または電力の上限値が増加する。しかしながら、並列接続により発生する横流により、並列システム全体に充電することが許容される電流または電力の上限値が、並列接続前より低下することがある。この上限値の低下により、充電時間の増加、回生ブレーキ力の低下などの悪影響が発生する場合がある。

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、並列システムから負荷に供給する電流が不足状態になることを防止する技術を提供することにある。また、並列システムに充電する際に、充電効率が低下することを防止する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の管理装置は、負荷に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールを管理する管理装置であって、前記複数の蓄電モジュールの内、一部の蓄電モジュールに接続されたスイッチがオン、残りの蓄電モジュールに接続されたスイッチがオフの状態において、前記オフ状態のスイッチの少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチをターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール全体から放電することが許容される電流または電力の上限値が、前記負荷が必要とする電流または電力の最大値にもとづく第１閾値より低いとき、当該スイッチのターンオンを許可しない判定部、を備える。

本開示の別の態様は、管理装置である。この装置は、電源に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールを管理する管理装置であって、前記複数の蓄電モジュールの内、一部の蓄電モジュールに接続されたスイッチがオン、残りの蓄電モジュールに接続されたスイッチがオフの状態において、前記オフ状態のスイッチの少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチをターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール全体に充電することが許容される電流または電力の上限値が、前記電源が出力可能な電流または電力の最大値にもとづく第３閾値より低いとき、当該スイッチのターンオンを許可しない判定部、を備える。

本開示によれば、並列システムから負荷に供給する電流が不足状態になることを防止することができる。また、並列システムに充電する際に、充電効率が低下することを防止することができる。

実施の形態に係る電源システムを搭載した電動車両を説明するための図である。 図１の電池パックの内部構成例を示す図である。 図１の管理部の内部構成例を示す図である。 ある電池パックの０℃におけるＳＯＣ－放電上限電力特性の一例を示す図である。 ある電池パックの０℃におけるＳＯＣ－充電上限電流特性の一例を示す図である。 放電中における電池パック間の横流を説明するための図である。 実施例１に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 実施例１の応用例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 放電中における電池パック間の横流とＯＣＶの収束を説明するための図である。 放電中に新たな電池パックを接続する前後の、並列システム全体の放電上限電力値の変化例を説明するための図である。 実施例２に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 実施例２の変形例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 充電中における電池パック間の横流を説明するための図である。 実施例３に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 実施例３の応用例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 充電中における電池パック間の横流とＯＣＶの収束を説明するための図である。 充電中に新たな電池パックを接続する前後の、並列システム全体の放電上限電力値の変化例を説明するための図である。 実施例４に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。 実施例４の変形例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。

図１は、実施の形態に係る電源システム１０を搭載した電動車両１を説明するための図である。電動車両１は、交換式の電池パック２０を電源として用いる電動車両であり、例えば、電動バイク、電動ゴルフカート、電動ランドカー、フォークリフトなどが該当する。電池パック２０は、着脱自在な可搬式・交換式の電池パックであり、電動車両１の装着スロットにユーザにより装着される。

電源システム１０は、メインリレーＲＹｃ及びインバータ５０を介してモータ６０に接続される。インバータ５０は力行時、電源システム１０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ６０に供給する。回生時、モータ６０から供給される交流電力を直流電力に変換して電源システム１０に供給する。モータ６０は三相交流モータであり、力行時、インバータ５０から供給される交流電力に応じて回転する。回生時、減速による回転エネルギーを交流電力に変換してインバータ５０に供給する。

車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０は電動車両１全体を制御する制御装置である。メインリレーＲＹｃは、電源システム１０とインバータ５０を繋ぐ配線間に挿入されるコンタクタである。車両ＥＣＵ４０は、電動車両１の走行時、メインリレーＲＹｃをオン状態（閉状態）に制御し、電源システム１０と電動車両１の動力系を電気的に接続する。車両ＥＣＵ４０は、電動車両１の非走行時、メインリレーＲＹｃをオフ状態（開状態）に制御し、電源システム１０と電動車両１の動力系を電気的に遮断する。なおリレーの代わりに、半導体スイッチなどの他の種類のスイッチを用いてもよい。

電動車両１は充電ケーブル５を介して充電器２に接続することができる。充電器２は商用電力系統（以下、単に系統３という）に接続され、電動車両１の外部から電源システム１０内の電池パック２０を充電することができる。充電器２が普通充電器の場合、一般的に単相１００／２００Ｖの交流電力で電池パック２０を充電する。その場合、充電器２と電池パック２０間は、充電ケーブル５、外部充電用リレーＲＹｏ、ＡＣ／ＤＣコンバータ７０を介して導通する。

車両ＥＣＵ４０は、充電器２からの充電時、外部充電用リレーＲＹｏをオン状態に制御する。なおリレーの代わりに、半導体スイッチなどの他の種類のスイッチを用いてもよい。ＡＣ／ＤＣコンバータ７０は整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータを含む。整流回路は、充電器２から供給される交流電力を整流して直流電力を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、整流回路により生成された直流電力の電流または電圧を、車両ＥＣＵ４０から指定される電流指令値または電圧指令値に応じて制御する。これにより、定電流（ＣＣ）充電または定電圧（ＣＶ）充電が可能となる。

充電器２が急速充電器の場合、充電器２は、系統３から供給される交流電力を整流して直流電力を生成する。急速充電規格として例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）、ＧＢ／Ｔ、Ｃｏｍｂｏ(Combined Charging System)等を使用することができる。

急速充電に対応する充電ケーブル５内には電力線に加えて通信線も含まれる。当該通信線を介して車両ＥＣＵ４０は充電器２に電流指令値または電圧指令値を送信することができる。充電器２は、車両ＥＣＵ４０から受信した電流指令値または電圧指令値に応じて、出力する直流電力の電流または電圧を制御する。この場合、電動車両１内のＡＣ／ＤＣコンバータ７０はバイパスされる。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ７０の整流回路だけをバイパスして、直流電力の電流または電圧を充電器２側で制御せずに、ＡＣ／ＤＣコンバータ７０内のＤＣ／ＤＣコンバータで制御してもよい。

図１に示す例は、電池パック２０が電動車両１に装着された状態で充電する例である。この点、電池パック２０が電動車両１から分離された状態で充電することも可能である。その場合、電池パック２０を、電動車両１の外部の充電台に装着することにより、電池パック２０を充電することができる。

電源システム１０は、複数の電池パック２０ａ－２０ｃ、及び管理部３０を含む。複数の電池パック２０ａ－２０ｃは、電動車両１の負荷（主に、モータ６０）に対して並列に接続される。なお、モータ６０は回生時には、複数の電池パック２０ａ－２０ｃに対する電源となる。電池パック２０の並列数は、電動車両１の必要容量または必要出力に応じて決定される。図１では３つの電池パック２０ａ－２０ｃが並列接続される例を示しているが、３並列に限るものではない。航続距離を伸ばすために、より多くの電池パック２０が並列接続されてもよい。また、小型の電動車両１の場合、２並列であってもよい。

図２は、図１の電池パック２０の内部構成例を示す図である。電池パック２０は、パックリレーＲＹ１、リレー駆動部２５、電池モジュールＭ１、シャント抵抗Ｒｓ、温度センサＴ１、Ｔ２、電圧計測部２１、温度計測部２２、電流計測部２３、及び制御部２４を含む。リレー駆動部２５は、管理部３０から制御部２４を介して受信する制御信号に応じて、パックリレーＲＹ１をオン／オフする。

電池モジュールＭ１は、直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎを含む。電池モジュールＭ１は、並列接続された複数のセルにより構成されるセルブロックを直列に複数接続させて構成してもよい。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６－３．７Ｖ）を使用する例を想定する。

電池モジュールＭ１を構成する複数のセルＥ１－Ｅｎと直列にシャント抵抗Ｒｓが接続される。シャント抵抗Ｒｓは電流検出素子として機能する。なおシャント抵抗Ｒｓの代わりにホール素子を用いてもよい。また複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を検出するための複数の温度センサＴ１、Ｔ２が設置される。温度センサは電池モジュールＭ１に一つ設置されてもよいし、複数設置されてもよい。温度センサＴ１、Ｔ２には例えば、サーミスタを使用することができる。

直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎの各ノードと、電圧計測部２１との間は複数の電圧線で接続される。電圧計測部２１は、隣接する２本の電圧線間の電圧をそれぞれ計測することにより、各セルＥ１－Ｅｎの電圧を計測する。電圧計測部２１は、計測した各セルＥ１－Ｅｎの電圧を、通信線を介して制御部２４に送信する。

電圧計測部２１は制御部２４に対して高圧であるため、電圧計測部２１と制御部２４間は必要に応じて絶縁された状態で、通信線で接続される。電圧計測部２１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）または汎用のアナログフロントエンドＩＣで構成することができる。電圧計測部２１は、マルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器を含む。マルチプレクサは、隣接する２本の電圧線間の電圧を上から順番にＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換する。

温度計測部２２は、分圧抵抗及びＡ／Ｄ変換器を含む。Ａ／Ｄ変換器は、複数の温度センサＴ１、Ｔ２と複数の分圧抵抗によりそれぞれ分圧された複数のアナログ電圧を順次、デジタル値に変換して制御部２４に出力する。制御部２４は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を推定する。

電流計測部２３は、差動アンプ及びＡ／Ｄ変換器を含む。差動アンプはシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を増幅してＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、差動アンプから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換して制御部２４に出力する。制御部２４は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎに流れる電流を推定する。

なお、制御部２４内にＡ／Ｄ変換器が搭載されており、制御部２４にアナログ入力ポートが設置されている場合、温度計測部２２及び電流計測部２３はアナログ電圧を制御部２４に出力し、制御部２４内のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換してもよい。

制御部２４は、電圧計測部２１、温度計測部２２及び電流計測部２３により計測された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの状態を管理する。制御部２４はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ）により構成することができる。

マイクロコンピュータの内部メモリ内に、ＳＯＣ（State Of Charge)－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）マップ２４１が保持される。ＳＯＣ－ＯＣＶマップ２４１には、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－ＯＣＶカーブの特性データが記述されている。セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－ＯＣＶカーブは、電池メーカによる特性試験に基づき予め作成され、出荷時にマイクロコンピュータの内部メモリ内に登録される。なお、ＳＯＣ－ＯＣＶマップ２４１を不揮発メモリ内に登録してもよい。セルＥ１－ＥｎのＳＯＣまたはＯＣＶをより高精度に推定するために、電池メーカは、温度区分と劣化度（ＳＯＨ:State Of Health）区分の組み合わせごとに、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－ＯＣＶ特性を導出してマップ化してもよい。なお、マップの代わりに、ＳＯＣを目的変数、ＯＣＶ、温度、劣化度を説明変数とする関数を用いてもよい。

制御部２４は、複数のセルＥ１－ＥｎのそれぞれのＳＯＣ及びＳＯＨを推定することができる。制御部２４は、ＯＣＶ法または電流積算法によりＳＯＣを推定することができる。ＯＣＶ法は、電圧計測部２１により計測される各セルＥ１－ＥｎのＯＣＶと、ＳＯＣ－ＯＣＶマップ２４１に記述されるＳＯＣ－ＯＣＶカーブの特性データをもとにＳＯＣを推定する方法である。なお将来時点のＯＣＶは、電圧計測部２１により計測される各セルＥ１－Ｅｎの電圧、電流計測部２３により計測される電池モジュールＭ１の電流、及び温度計測部２２により計測される電池モジュールＭ１の温度をもとに推定される。電流積算法は、各セルＥ１－Ｅｎの充放電開始時のＯＣＶと、電流計測部２３により計測される電流の積算値をもとにＳＯＣを推定する方法である。電流積算法は、充放電時間が長くなるにつれて、電流計測部２３の計測誤差が累積していく。従って、ＯＣＶ法により推定されたＳＯＣを用いて、電流積算法により推定されたＳＯＣを補正することが好ましい。

ＳＯＨは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど（０％に近いほど）劣化が進行していることを示す。ＳＯＨは、完全充放電による容量計測により求めてもよいし、保存劣化とサイクル劣化を合算することにより求めてもよい。保存劣化はＳＯＣ、温度、及び保存劣化速度をもとに推定することができる。サイクル劣化は、使用するＳＯＣ範囲、温度、電流レート、及びサイクル劣化速度をもとに推定することができる。保存劣化速度およびサイクル劣化速度は、予め実験やシミュレーションにより導出することができる。ＳＯＣ、温度、ＳＯＣ範囲、及び電流レートは計測により求めることができる。

また、ＳＯＨは、セルの内部抵抗との相関関係をもとに推定することもできる。内部抵抗は、セルに所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流値で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、ＳＯＨが低下するほど増加する関係にある。

制御部２４は、電池パック２０に含まれる複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、電流、ＳＯＣ、ＳＯＨ、及び内部抵抗の少なくとも一つを含む監視データを管理部３０に定期的に送信する。電池パック２０の制御部２４と管理部３０間の通信には例えば、ＲＳ－４８５規格に準拠したシリアル通信を使用することができる。電池パック２０の制御部２４と管理部３０間は、専用の通信線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよいし、電力線通信で接続されてもよい。

図３は、図１の管理部３０の内部構成例を示す図である。管理部３０は、処理部３１、及び記憶部３２を含み、複数の電池パック２０ａ－２０ｃを管理する。

処理部３１は、取得部３１１、演算部３１２、判定部３１３、及び通知部３１４を含む。処理部３１の機能はハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、又はハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

記憶部３２は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体を含む。記憶部３２は、ＳＯＣ－放電上限電流マップ３２１及びＳＯＣ－充電上限電流マップ３２２を保持する。ＳＯＣ－放電上限電流マップ３２１には、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－放電上限電流カーブの特性データが記述されている。セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－放電上限電流カーブは、電池メーカによる特性試験に基づき作成される。ＳＯＣ－放電上限電流カーブは、セルの保護と安全性の観点から、セルからの放電が許容される放電電流の上限値を、ＳＯＣごとに規定した特性データである。一般的なセルでは、ＳＯＣが低いほど、放電が許容される電流の上限値が低くなる。

ＳＯＣ－充電上限電流マップ３２２には、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－充電上限電流カーブの特性データが記述されている。セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－充電上限電流カーブは、電池メーカによる特性試験に基づき作成される。ＳＯＣ－充電上限電流カーブは、セルの保護と安全性の観点から、セルへの充電が許容される充電電流の上限値を、ＳＯＣごとに規定した特性データである。一般的なセルでは、ＳＯＣが高いほど、充電が許容される電流の上限値が低くなる。なお本明細書では説明を分かりやすくするために、放電電流も充電電流も絶対値で考える。実際には放電電流を正、充電電流を負で定義することが一般的である。

セルからの放電時は、放電電流が大きくなるほど、ＣＣＶ（Closed CircuitVoltage）が低下する。放電時のセルのＣＣＶは下記（式１）で定義される。セルへの充電時は、充電電流が大きくなるほど、ＣＣＶが上昇する。充電時のセルのＣＣＶは下記（式２）で定義される。

ＣＣＶｄ＝ＯＣＶ－Ｉｄ×Ｒ ・・・（式１）
ＣＣＶｃ＝ＯＣＶ＋Ｉｃ×Ｒ ・・・（式２）
Ｉｄは放電電流、Ｉｃは充電電流、Ｒは内部抵抗。

上記（式１）に示すように放電電流Ｉｄが大きくなるとＣＣＶが低下する。ＣＣＶが過放電領域に入ると電池への負担が大きくなり、劣化の要因となる。上記（式１）に示すようにＣＣＶはＯＣＶが低いほど低くなる。ＯＣＶはＳＯＣが低いほど低くなるため、ＳＯＣが低いほど、放電電流Ｉｄの上限値を低く規定する必要がある。上記（式２）に示すように充電電流Ｉｃが大きくなるとＣＣＶが上昇する。ＣＣＶが過充電領域に入ると電池への負担が大きくなり、劣化の要因となる。上記（式２）に示すようにＣＣＶはＯＣＶが高いほど高くなる。ＯＣＶはＳＯＣが高いほど高くなるため、ＳＯＣが高いほど、充電電流Ｉｃの上限値を低く規定する必要がある。

セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－放電上限電流特性は、温度及び劣化度（ＳＯＨ）に依存する。電池メーカは、温度区分と劣化度区分の組み合わせごとに、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－放電上限電流特性を導出してマップ化する。ＳＯＣ－放電上限電流特性は、出荷時に電池パック２０の制御部２４内（例えば、マイクロコンピュータの内部メモリ内）に登録される。電動車両１の管理部３０は、当該電池パック２０が最初に電動車両１に装着されたときに、電池パック２０の制御部２４からＳＯＣ－放電上限電流特性を取得する。なお、ＳＯＣ－放電上限電流特性の代わりに、ＳＯＣ－放電上限電力特性を用いてもよいし、その両方を用いてよい。またマップの代わりに、放電上限電流または放電上限電力を目的変数、ＳＯＣ、温度、劣化度を説明変数とする関数を用いてもよい。

セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－充電上限電流特性も、温度及び劣化度（ＳＯＨ）に依存する。電池メーカは、温度区分と劣化度区分の組み合わせごとに、セルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－充電上限電流特性を導出してマップ化する。ＳＯＣ－充電上限電流特性は、出荷時に電池パック２０の制御部２４内（例えば、マイクロコンピュータの内部メモリ内）に登録される。電動車両１の管理部３０は、当該電池パック２０が最初に電動車両１に装着されたときに、電池パック２０の制御部２４からＳＯＣ－充電上限電流特性を取得する。なお、ＳＯＣ－充電上限電流特性の代わりに、ＳＯＣ－充電上限電力特性を用いてもよいし、その両方を用いてよい。例えば、充電器２からの充電電流の上限値はＳＯＣ－充電上限電流特性を参照して制御し、モータ６０からの回生電力の上限値はＳＯＣ－充電上限電力特性を参照して制御してもよい。またマップの代わりに、充電上限電流または充電上限電力を目的変数、ＳＯＣ、温度、劣化度を説明変数とする関数を用いてもよい。

図４は、ある電池パックの０℃におけるＳＯＣ－放電上限電力特性の一例を示す図である。図４に示すようにＳＯＣが低くなるほど、放電上限電力が低下する。図５は、ある電池パックの０℃におけるＳＯＣ－充電上限電流特性の一例を示す図である。図５に示すようにＳＯＣが高くなるほど、充電上限電流が低下する。

図３に戻る。取得部３１１は、各電池パック２０の制御部２４から、少なくともセルＥ－Ｅｎの電圧とＳＯＣを含む監視データを取得する。演算部３１２は、各電池パック２０に含まれる複数のセルＥ－ＥｎのＳＯＣをもとに、各電池パック２０のＳＯＣを推定する。通常、低ＳＯＣ時は最も低いセルのＳＯＣを、高ＳＯＣ時は最も高いセルのＳＯＣをパックのＳＯＣとする。なお演算部３１２は、電池パック２０に含まれる複数のセルＥ－ＥｎのＳＯＣを容量に換算し、当該複数のセルＥ－Ｅｎの合成容量を算出し、当該合成容量に対応するＳＯＣをパックのＳＯＣとしてもよい。

上述したように本実施の形態では、複数の電池パック２０ａ－２０ｃの内、一部の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１がオン、残りの電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１がオフの状態が発生する。

放電時において、オフ状態のパックリレーＲＹ１の一つ（以下、対象パックリレーＲＹ１という）がターンオンされるべきとき、演算部３１２は、当該対象パックリレーＲＹ１をターンオンした場合の、複数の電池パック２０全体（以下、並列システムという）から放電することが許容される電流または電力の上限値を推定する。

判定部３１３は、演算部３１２により推定された上限値（以下、予測上限値という）と、負荷（主にモータ６０）が必要とする電流または電力の最大値にもとづく第１閾値とを比較する。当該第１閾値は、負荷に必要な電流または電力の最大値と同じ値に設定されてもよいし、電動車両１の過去の走行データをもとに、負荷に必要な電流または電力の最大値より低い（条件が緩い）値に設定されてもよい。例えば、過去の走行データにより電動車両１の走行時間の９５％以上が、負荷に必要な電力の最大値の８０％以下で走行していた場合、車両ＥＣＵ４０は、負荷に必要な電力の最大値の８０％の値を上記第１閾値に設定してもよい。車両ＥＣＵ４０は当該第１閾値を電源システム１０の管理部３０に設定する。

判定部３１３は、予測上限値が当該第１閾値以上の場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可し、予測上限値が当該第１閾値より低い場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可しない。リレー駆動部２５は、判定部３１３により対象パックリレーＲＹ１のターンオンが許可された場合、対象パックリレーＲＹ１をターンオンする。

また判定部３１３は、演算部３１２により推定された上限値（以下、予測上限値という）と、対象パックリレーＲＹ１をターンオンする前の、並列システムから放電することが許容される電流または電力の上限値（以下、現上限値という）にもとづく第２閾値とを比較する。当該第２閾値は、現上限値と同じ値（調整値α＝０）であってもよいし、現上限値に調整値αを加えた値であってもよいし、現上限値から調整値αを引いた値であってもよい。設計者は、電池パック２０の並列数、アプリーケーション等を考慮して、調整値αを設定することができる。判定部３１３は、予測上限値が当該第２閾値以上の場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可し、予測上限値が当該第２閾値より低い場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可しない。リレー駆動部２５は、判定部３１３により対象パックリレーＲＹ１のターンオンが許可された場合、対象パックリレーＲＹ１をターンオンする。

通知部３１４は、並列システムから放電することが許容される電流または電力の上限値（以下、並列システム全体の放電上限電流値または放電上限電力値（両者を総称する場合は放電上限値という）という）を車両ＥＣＵ４０に通知する。管理部３０と車両ＥＣＵ４０間は、車載ネットワークにより接続される。車載ネットワークとして例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）を使用することができる。車両ＥＣＵ４０は、管理部３０から受信した並列システム全体の放電上限電流値または放電上限電力値をインバータ５０に設定する。インバータ５０は、設定された放電上限電流値または放電上限電力値の範囲内で、モータ６０に供給する出力電流または出力電力を制御する。

充電時において、対象パックリレーＲＹ１がターンオンされるべきとき、演算部３１２は、当該対象パックリレーＲＹ１をターンオンした場合の、並列システムに充電することが許容される電流または電力の上限値を推定する。

判定部３１３は、対象パックリレーＲＹ１をターンオンした場合の並列システムに充電することが許容される予測上限値と、電源が出力可能な電流または電力の最大値にもとづく第３閾値とを比較する。走行中において、当該第３閾値は、モータ６０から回生可能な電流または電力の最大値と同じ値に設定されてもよいし、電動車両１の過去の走行データをもとに、モータ６０から回生可能な電流または電力の最大値より低い（条件が緩い）値に設定されてもよい。例えば、過去の走行データにより電動車両１の総回生時間の９５％以上が、モータ６０から回生可能な電力の最大値の８０％以下で回生していた場合、車両ＥＣＵ４０は、モータ６０から回生可能な電力の最大値の８０％の値を上記第３閾値に設定してもよい。充電器２からの充電中は、上記第３閾値は、充電器２が出力可能な電流または電力の最大値に設定される。

判定部３１３は、予測上限値が当該第３閾値以上の場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可し、予測上限値が当該第３閾値より低い場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可しない。リレー駆動部２５は、判定部３１３により対象パックリレーＲＹ１のターンオンが許可された場合、対象パックリレーＲＹ１をターンオンする。

また判定部３１３は、予測上限値と、対象パックリレーＲＹ１をターンオンする前の現上限値にもとづく第４閾値とを比較する。当該第４閾値は、現上限値と同じ値（調整値α＝０）であってもよいし、現上限値に調整値αを加えた値であってもよいし、現上限値から調整値αを引いた値であってもよい。設計者は、電池パック２０の並列数、アプリーケーション等を考慮して、調整値αを設定することができる。判定部３１３は、予測上限値が当該第４閾値以上の場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可し、予測上限値が当該第４閾値より低い場合、対象パックリレーＲＹ１のターンオンを許可しない。

通知部３１４は、並列システムから充電することが許容される電流または電力の上限値（以下、並列システム全体の充電上限電流値または充電上限電力値（両者を総称する場合は充電上限値という）という）を車両ＥＣＵ４０に通知する。車両ＥＣＵ４０は、管理部３０から受信した並列システム全体の充電上限電流値または充電上限電力値の範囲内に、モータ６０による回生電流または回生電力を制御する。車両ＥＣＵ４０は例えば、回生ブレーキによる回生電力値が、並列システム全体の充電上限電力値に到達すると、回生ブレーキから機械ブレーキに切り替える。機械ブレーキでは回生エネルギーが熱エネルギーに変換される。また充電器２から直流で急速充電する場合、通知部３１４は、並列システム全体の充電上限電流値または充電上限電力値を充電器２に通知する。

基本的に、電池パック２０の並列数が増加するほど、並列システム全体の放電上限値および充電上限値は増加する。しかしながら、並列システムに電池パック２０が追加されても、並列システム全体の放電上限値および充電上限値が増加しない場合がある。新たな電池パック２０の接続により、複数の電池パック２０間に横流が発生する場合である。

図６は、放電中における電池パック２０間の横流を説明するための図である。図６では説明を分かりやすくするために、２つの電池パック２０の並列接続を示している。左側の状態は、第１電池パック２０ａに接続された第１パックリレーＲＹ１がオン、第２電池パック２０ｂに接続された第２パックリレーＲＹ１がオフの状態であり、第１電池パック２０ａからのみ、負荷に電流を供給している状態である。この場合、並列システム全体の放電上限電流値は、第１電池パック２０ａの放電上限電流値と一致する。

図６の右側の状態は、第２パックリレーＲＹ１がオンした後の状態を示す図である。第１電池パック２０ａから放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶより、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが低い場合、第１電池パック２０ａから第２電池パック２０ｂへ横流が発生する。これにより、第１電池パック２０ａから放電された電流が、負荷と第２電池パック２０ｂに分岐され、並列システム全体の放電上限電流値が低下する。電動車両１のモータ６０が当該放電上限電流値の近辺で回転している場合、当該放電上限電流値の低下により、意図しない減速が発生する可能性がある。

第１電池パック２０ａから放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶは、推定値である。第１電池パック２０ａから放電される電流は負荷変動により変動し、第１電池パック２０ａのＣＣＶは放電電流の変動に応じて変動する。第１電池パック２０ａから放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶは、第１電池パック２０ａの放電時の最低電圧を示す値となる。

次に、第１電池パック２０ａから放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶと、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが一致している場合において、第２パックリレーＲＹ１がターンオンされる場合について考える。第１電池パック２０ａから負荷に実際に放電されている電流が第１電池パック２０ａの放電上限電流値と一致する場合、第１電池パック２０ａのＣＣＶと第２電池パック２０ｂのＯＣＶが等しくなる。この場合、第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂ間に横流は発生せず、並列システム全体の放電上限電流値が低下することはない。

第１電池パック２０ａから負荷に実際に放電されている電流が第１電池パック２０ａの放電上限電流値より低い場合、第１電池パック２０ａの実際のＣＣＶは、放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶより高くなる。この場合、第１電池パック２０ａから第２電池パック２０ｂに横流が発生する。しかしながら、負荷の消費電流が、第１電池パック２０ａの放電上限電流値まで上昇した場合は横流が停止するため、並列システム全体の放電上限電流値が低下することはない。

次に、第１電池パック２０ａから放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶより、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが高い場合において、第２パックリレーＲＹ１がターンオンされる場合について考える。第２電池パック２０ｂの放電上限電流値の方が第１電池パック２０ａの放電上限電流値より大きいため、第２パックリレーＲＹ１のターンオン時に、並列システム全体の放電上限電流値が低下することはない。

なお、以上の説明では、各電池パック２０の放電上限電流値と、並列システム全体の放電上限電流値の両方を管理部３０の演算部３１２で算出する例を説明した。この点、電池パック２０の放電上限電流値は、電池パック２０内の制御部２４で算出してもよい。各電池パック２０内の制御部２４は、算出した電池パック２０の放電上限電流値を管理部３０に送信する。管理部３０の演算部３１２は、複数の電池パック２０から受信した各放電上限電流値をもとに、並列システム全体の放電上限電流値を算出する。

以下、放電中に対象パックリレーＲＹ１の並列接続を許可するか否かを判定する判定処理の２つの実施例を説明する。実施例１は動的な判定処理であり、実施例２は静的な判定処理である。

図７は、実施例１に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。電動車両１の電源がオン（エンジン車両のイグニッションオンに相当する）されると（Ｓ１０のＹ）、判定部３１３は、複数の電池パック２０の内、最もＯＣＶが高い電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる（Ｓ１１）。最もＯＣＶが高い電池パック２０が複数ある場合、判定部３１３は、当該複数の電池パック２０に接続された複数のパックリレーＲＹ１を同時にターンオンさせる。

並列接続制御の実行中において（Ｓ１２のＮ）、以下の処理を実行する。判定部３１３は、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０の内、最もＯＣＶが高い電池パック２０を、次にパックリレーＲＹ１をターンオンすべき接続候補として特定する（Ｓ１３）。

演算部３１２は、パックリレーＲＹ１がオン状態の電池パック２０のＳＯＣをもとに、ＳＯＣ－放電上限電流マップ３２１を参照して、当該電池パック２０の放電上限電流値を導出する。演算部３１２は、当該電池パック２０のＯＣＶ、内部抵抗、放電上限電流値を上記（式１）に適用して、当該電池パック２０の放電上限電流値に対応するＣＣＶを推定する（Ｓ１４）。なお、当該電池パック２０のＳＯＣ、内部抵抗、及び放電上限電流値の導出に際し、演算部３１２は、当該電池パック２０の少なくとも温度とＳＯＨをパラメータとして考慮する。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０のＣＣＶが、接続済みの電池パック２０が放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶに対応する（実質的に等しい）場合の、接続候補の電池パック２０に流れる電流値を推定する（Ｓ１６）。

負荷に流れる電流値は現在値を使用する。通常、負荷に実際に流れている電流値は放電上限電流値より低いため、両者の電流差に対応する電圧分、接続済みの電池パック２０のＣＣＶは、放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶより高くなる。演算部３１２は、接続済みの電池パック２０の実際のＣＣＶと、接続候補の電池パック２０のＣＣＶ（＝接続済みの電池パック２０が放電上限電流値で放電する場合のＣＣＶ）との差分電圧を算出し、当該差分電圧と、接続候補の電池パック２０の内部抵抗をもとに、接続候補の電池パック２０に流れる電流値を推定する。この電流値は、接続済みの電池パック２０から接続候補の電池パック２０に流れる横流値となる。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０が接続前の並列システム全体の放電上限電流値から、推定した電流値（横流値）を減算して、接続候補の電池パック２０が接続後の並列システム全体の放電上限電流値を推定する（Ｓ１７）。

判定部３１３は、推定された接続後の放電上限電流値と、負荷が必要とする電流の最大値にもとづく閾値とを比較する（Ｓ１８）。接続後の放電上限電流値が当該閾値以上の場合（Ｓ１８のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ１９）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。ステップＳ１２に遷移する。接続後の放電上限電流値が当該閾値より低い場合（Ｓ１８のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可しない（Ｓ１１０）。ステップＳ１２に遷移する。

なお、パックリレーＲＹ１がオン状態の電池パック２０が複数ある場合、当該複数の電池パック２０の放電上限電流値に対応するＣＣＶは揃っている。当該ＣＣＶが揃った状態で、演算部３１２は、オン状態の複数の電池パック２０の、放電上限電流値に対応するＣＣＶを推定する。

図８は、実施例１の応用例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。図８に示す実施例１の応用例に係るフローチャートは、図７に示した実施例１の基本例に係るフローチャートに、ステップＳ１５の処理が追加されたものである。

ステップＳ１５において、判定部３１３は、接続済みの電池パック２０が放電上限電流値で放電する場合の推定されるＣＣＶと、接続候補の電池パック２０のＯＣＶを比較する（Ｓ１５）。推定されるＣＣＶが接続候補の電池パック２０のＯＣＶ以下の場合（Ｓ１５のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ１９）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。ステップＳ１２に遷移する。ステップＳ１５において、推定されたＣＣＶが接続候補の電池パック２０のＯＣＶより高い場合（Ｓ１５のＮ）、ステップＳ１６に遷移する。

応用例では、接続済みの電池パック２０が放電上限電流値で放電する場合の推定されるＣＣＶが、接続候補の電池パック２０のＯＣＶ以下の場合、ステップＳ１６－ステップＳ１８の演算処理をスキップでき、演算量を削減することができる。

次に、放電中における並列接続の判定処理の実施例２を説明する。上述したように、並列接続された複数の電池パック２０間のＯＣＶが揃っていない場合、ＯＣＶが高い電池パック２０からＯＣＶが低い電池パック２０へ横流が発生する。横流により、ＯＣＶが高い電池パック２０のＯＣＶが低下し、ＯＣＶが低い電池パック２０のＯＣＶが上昇する。両者の電圧差がなくなると横流が停止する。横流が停止した状態では、並列接続された複数の電池パック２０間のＯＣＶが揃った状態となる。

図９は、放電中における電池パック２０間の横流とＯＣＶの収束を説明するための図である。図９では説明を分かりやすくするために、２つの電池パック２０の並列接続を示している。左側の状態は、第１電池パック２０ａに接続された第１パックリレーＲＹ１がオン、第２電池パック２０ｂに接続された第２パックリレーＲＹ１がオフの状態であり、第１電池パック２０ａのＯＣＶが第２電池パック２０ｂのＯＣＶより高い状態を示している。

図９の右側の状態は、第２パックリレーＲＹ１がオンした後の状態を示している。第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂが導通すると、第１電池パック２０ａから第２電池パック２０ｂに電流が流れ、第１電池パック２０ａのＯＣＶが低下し、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが上昇する。やがて両者のＯＣＶが揃うと、第１電池パック２０ａから第２電池パック２０ｂへの横流が停止する。

横流が停止した状態の第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂのＯＣＶは、パック容量などが揃っている理想的な条件下では、横流が発生する前の第１電池パック２０ａのＳＯＣと第２電池パック２０ｂのＳＯＣの平均のＳＯＣとなり、横流が停止した状態のＯＣＶは、当該平均のＳＯＣに対応するＯＣＶとなる。なお、ＯＣＶが揃っていない３つ以上の電池パック２０が並列接続された場合も、理想的な条件下では、横流により当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶが揃う。その場合、ＯＣＶが揃った後の当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶは、横流が発生する前の当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶの平均値となる。

実施例２では、演算部３１２は、並列システムに新たな電池パック２０が接続された後の、ＯＣＶが収束した時点の並列システム全体の放電上限電流値を推定する。判定部３１３は、推定された放電上限電流値が、負荷が必要とする電流の最大値にもとづく閾値以上のとき当該新たな電池パック２０の接続を許可する。判定部３１３は、推定された放電上限電流値が、負荷が必要とする電流の最大値にもとづく閾値より低いとき当該新たな電池パック２０の接続を不許可とする。また、判定部３１３は、推定された放電上限電流値が、新たな電池パック２０が接続される前の並列システム全体の放電上限電流値以上のとき当該新たな電池パック２０の接続を許可とする。判定部３１３は、推定された放電上限電流値が、新たな電池パック２０が接続される前の並列システム全体の放電上限電流値より低いとき当該新たな電池パック２０の接続を不許可とする。

図１０は、放電中に新たな電池パック２０を接続する前後の、並列システム全体の放電上限電力値の変化例を説明するための図である。例えば、図９の左側の状態のように第１電池パック２０ａが負荷に接続され、第２電池パック２０ｂが負荷に接続されていない状態を考える。以下、同種のセルを使用した電池パックを使用し、パック容量、ＳＯＨ、温度に関する条件が同じであることを前提に説明する。第１電池パック２０ａのＳＯＣが１５％、第２電池パック２０ｂのＳＯＣが５％とする。図１０に示すＳＯＣ－放電上限電力特性を参照すると、ＳＯＣが１５％のときの放電上限電力値は５．８ｋＷである。第１電池パック２０ａのみが接続された状態の並列システム全体の放電上限電力値も同様に、５．８ｋＷとなる。

次に、図９の右側の状態のように第２電池パック２０ｂが並列システムに接続された後の状態を考える。第２電池パック２０ｂが並列システムに接続されると、第１電池パック２０ａから第２電池パック２０ｂに横流が発生する。横流により、第１電池パック２０ａのＳＯＣが低下し、第２電池パック２０ｂのＳＯＣが上昇する。両者のＳＯＣが１５％に到達すると横流が停止する。図１０に示すＳＯＣ－放電上限電力特性を参照すると、ＳＯＣが１０％のときの放電上限電力値は２．０ｋＷである。したがって、第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂが接続されている状態の並列システム全体の放電上限電力値は、４．０ｋＷ（＝２．０ｋＷ×２）となる。

この例では、第２電池パック２０ｂを接続すると、並列システム全体の放電上限電力値が５．８ｋＷから４．０ｋＷに低下することになる。図１０に示すように、第２電池パック２０ｂを接続前の第１電池パック２０ａの放電上限電力値（５．８ｋＷ）と第２電池パック２０ｂの放電上限電力値（１．０ｋＷ）を直線で結んだ仮想線の下側に、ＳＯＣが揃った状態（ＳＯＣ＝１０％）の放電上限電力値があるとき、接続前の第１電池パック２０ａの放電上限電力値（５．８ｋＷ）と第２電池パック２０ｂの放電上限電力値（１．０ｋＷ）を単純平均した電力値より、並列システム全体の放電上限電力値が低くなる。したがって、ＳＯＣ－放電上限電力特性を参照せずに、第２電池パック２０ｂを接続した後の並列システム全体の放電上限電力値を推定すると、放電上限電力値を過大に見積もり、実際の放電上限電力値が、負荷の必要電力より低くなってしまう状態が発生し得る。

図１１は、実施例２に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。電動車両１の電源がオンされると（Ｓ２０のＹ）、判定部３１３は、複数の電池パック２０の内、最もＯＣＶが高い電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる（Ｓ２１）。最もＯＣＶが高い電池パック２０が複数ある場合、判定部３１３は、当該複数の電池パック２０に接続された複数のパックリレーＲＹ１を同時にターンオンさせる。

並列接続制御の実行中において（Ｓ２２のＮ）、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０が存在する場合、以下の処理を実行する。判定部３１３は、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０の内、最もＯＣＶが高い電池パック２０を、次にパックリレーＲＹ１をターンオンすべき接続候補として特定する（Ｓ２３）。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０をオンした場合の、並列システムに接続される複数の電池パック２０のＯＣＶの収束値を推定する（Ｓ２４）。演算部３１２は、収束したＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、ＳＯＣ－放電上限電流マップ３２１を参照して、一つの電池パック２０の放電上限電流値を導出する。演算部３１２は、一つの電池パック２０の放電上限電流値に並列数を掛けて、並列システム全体の放電上限電流値を推定する（Ｓ２５）。なお、電池パック２０のＳＯＣ及び放電上限電流値の導出に際し、演算部３１２は、当該電池パック２０の少なくとも温度とＳＯＨをパラメータとして考慮する。

判定部３１３は、推定された並列システム全体の放電上限電流値と、負荷が必要とする電流の最大値にもとづく閾値とを比較する（Ｓ２７）。推定された放電上限電流値が当該閾値以上の場合（Ｓ２７のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ２８）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。推定された放電上限電流値が当該閾値より低い場合（Ｓ２７のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可しない（Ｓ２９）。ステップＳ２２に遷移する。

図１２は、実施例２の変形例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。図１２に示す実施例２の変形例に係るフローチャートは、図１１に示した実施例２の基本例に係るフローチャートに、ステップＳ２６の処理が追加されたものである。

ステップＳ２６において、判定部３１３は、推定された並列システム全体の放電上限電流値が、接続候補の電池パック２０の接続により低下するか否か判定する（Ｓ２６）。並列システム全体の放電上限電流値が低下しない場合（Ｓ２６のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ２８）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。並列システム全体の放電上限電流値が低下する場合（Ｓ２６のＹ）、ステップＳ２７に遷移する。

変形例では、新たな電池パック２０の接続後に並列システム全体の放電上限電力値が低下しないか否かを基本の判断基準とした場合において、放電上限電力値が低下した場合でも、実使用上問題ない場合は、新たな電池パック２０の接続を許可することにより、電池パック２０の待機時間を減らすことができる。

以上説明したように実施例１、２によれば、新たな電池パック２０の接続により、並列システム全体の放電上限電流値または放電上限電力値が、負荷が必要とする電流または電力の最大値にもとづく閾値より低いとき、新たな電池パック２０の接続を禁止する。これにより、並列システムから負荷に供給する電流が不足状態になることを防止することができ、電動車両１の加速性能が低下する等の悪影響が発生することを防止することができる。

図１３は、充電中における電池パック２０間の横流を説明するための図である。図１３では説明を分かりやすくするために、２つの電池パック２０の並列接続を示している。左側の状態は、第１電池パック２０ａに接続された第１パックリレーＲＹ１がオン、第２電池パック２０ｂに接続された第２パックリレーＲＹ１がオフの状態であり、第１電池パック２０ａにのみ、電源（例えば充電器２）から電流が供給されている状態である。この場合、並列システム全体の充電上限電流値は、第１電池パック２０ａの充電上限電流値と一致する。

図１３の右側の状態は、第２パックリレーＲＹ１がオンした後の状態を示す図である。第１電池パック２０ａに充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶより、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが高い場合、第２電池パック２０ｂから第１電池パック２０ａへ横流が発生する。これにより、第１電池パック２０ａの充電上限電流値は変化しないが、電源から第１電池パック２０ａに充電可能な電流が減り、電源から見た並列システム全体の充電上限電流値は低下する。充電器２から最大電流で充電している場合、充電器２内の制御で充電が停止する可能性がある。

第１電池パック２０ａに充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶは、推定値である。第１電池パック２０ａに充電される電流は、電源電圧の変動などにより変動し、第１電池パック２０ａのＣＣＶは充電電流の変動に応じて変動する。第１電池パック２０ａに充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶは、第１電池パック２０ａの充電時の最高電圧を示す値となる。

次に、第１電池パック２０ａに充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶと、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが一致している場合において、第２パックリレーＲＹ１がターンオンされる場合について考える。電源から第１電池パック２０ａに実際に充電されている電流が第１電池パック２０ａの充電上限電流値と一致する場合、第１電池パック２０ａのＣＣＶと第２電池パック２０ｂのＯＣＶが等しくなる。この場合、第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂ間に横流は発生せず、並列システム全体の充電上限電流値が低下することはない。

電源から第１電池パック２０ａに実際に充電されている電流が第１電池パック２０ａの充電上限電流値より低い場合、第１電池パック２０ａの実際のＣＣＶは、充電上限電流値で充電される場合のＣＣＶより低くなる。この場合、第２電池パック２０ｂから第１電池パック２０ａに横流が発生する。しかしながら、電源からの出力電流が、第１電池パック２０ａの充電上限電流値まで上昇した場合は横流が停止するため、並列システム全体の充電上限電流値が低下することはない。

次に、第１電池パック２０ａに充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶより、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが低い場合において、第２パックリレーＲＹ１がターンオンされる場合について考える。第２電池パック２０ｂの充電上限電流値の方が第１電池パック２０ａの充電上限電流値より大きいため、第２パックリレーＲＹ１のターンオン時に、並列システム全体の充電上限電流値が低下することはない。

なお、以上の説明では、各電池パック２０の充電上限電流値と、並列システム全体の充電上限電流値の両方を管理部３０の演算部３１２で算出する例を説明した。この点、電池パック２０の充電上限電流値は、電池パック２０内の制御部２４で算出してもよい。各電池パック２０内の制御部２４は、算出した電池パック２０の充電上限電流値を管理部３０に送信する。管理部３０の演算部３１２は、複数の電池パック２０から受信した各充電上限電流値をもとに、並列システム全体の充電上限電流値を算出する。

以下、充電中に対象パックリレーＲＹ１の並列接続を許可するか否かを判定する判定処理の２つの実施例を説明する。実施例３は動的な判定処理であり、実施例４は静的な判定処理である。

図１４は、実施例３に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。電動車両１の電源がオン（エンジン車両のイグニッションオンに相当する）されると（Ｓ３０のＹ）、判定部３１３は、複数の電池パック２０の内、最もＯＣＶが低い電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる（Ｓ３１）。最もＯＣＶが低い電池パック２０が複数ある場合、判定部３１３は、当該複数の電池パック２０に接続された複数のパックリレーＲＹ１を同時にターンオンさせる。

並列接続制御の実行中において（Ｓ３２のＮ）、以下の処理を実行する。判定部３１３は、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０の内、最もＯＣＶが低い電池パック２０を、次にパックリレーＲＹ１をターンオンすべき接続候補として特定する（Ｓ３３）。

演算部３１２は、パックリレーＲＹ１がオン状態の電池パック２０のＳＯＣをもとに、ＳＯＣ－充電上限電流マップ３２２を参照して、当該電池パック２０の充電上限電流値を導出する。演算部３１２は、当該電池パック２０のＯＣＶ、内部抵抗、充電上限電流値を上記（式２）に適用して、当該電池パック２０の充電上限電流値に対応するＣＣＶを推定する（Ｓ３４）。なお、当該電池パック２０のＳＯＣ、内部抵抗、及び充電上限電流値の導出に際し、演算部３１２は、当該電池パック２０の少なくとも温度とＳＯＨをパラメータとして考慮する。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０のＣＣＶが、接続済みの電池パック２０が充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶに対応する（実質的に等しい）場合の、接続候補の電池パック２０に流れる電流値を推定する（Ｓ３６）。

電源から流れる電流値は現在値を使用する。通常、電源から実際に流れている電流値は充電上限電流値より低いため、両者の電流差に対応する電圧分、接続済みの電池パック２０のＣＣＶは、充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶより低くなる。演算部３１２は、接続済みの電池パック２０の実際のＣＣＶと、接続候補の電池パック２０のＣＣＶ（＝接続済みの電池パック２０が充電上限電流値で充電する場合のＣＣＶ）との差分電圧を算出し、当該差分電圧と、接続候補の電池パック２０の内部抵抗をもとに、接続候補の電池パック２０に流れる電流値を推定する。この電流値は、接続候補の電池パック２０から接続済みの電池パック２０に流れる横流値となる。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０が接続前の並列システム全体の充電上限電流値から、推定した電流値（横流値）を減算して、接続候補の電池パック２０が接続後の並列システム全体の充電上限電流値を推定する（Ｓ３７）。

判定部３１３は、推定された接続後の充電上限電流値と、電源が出力可能な電流の最大値にもとづく閾値とを比較する（Ｓ３８）。接続後の充電上限電流値が当該閾値以上の場合（Ｓ３８のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ３９）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。ステップＳ３２に遷移する。接続後の充電上限電流値が当該閾値より低い場合（Ｓ３８のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可しない（Ｓ３１０）。ステップＳ３２に遷移する。

なお、パックリレーＲＹ１がオン状態の電池パック２０が複数ある場合、当該複数の電池パック２０の充電上限電流値に対応するＣＣＶは揃っている。当該ＣＣＶが揃った状態で、演算部３１２は、オン状態の複数の電池パック２０の、充電上限電流値に対応するＣＣＶを推定する。

図１５は、実施例３の応用例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。図１５に示す実施例３の応用例に係るフローチャートは、図１２に示した実施例３の基本例に係るフローチャートに、ステップＳ３５の処理が追加されたものである。

ステップＳ３５において、判定部３１３は、接続済みの電池パック２０が充電上限電流値で充電する場合の推定されるＣＣＶと、接続候補の電池パック２０のＯＣＶを比較する（Ｓ３５）。推定されるＣＣＶが接続候補の電池パック２０のＯＣＶ以上の場合（Ｓ３５のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（３１９）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。ステップＳ３２に遷移する。ステップＳ３５において、推定されたＣＣＶが接続候補の電池パック２０のＯＣＶより高い場合（Ｓ３５のＮ）、ステップＳ３６に遷移する。

応用例では、接続済みの電池パック２０が充電上限電流値で充電する場合の推定されるＣＣＶが、接続候補の電池パック２０のＯＣＶ以上の場合、ステップＳ３６－ステップＳ３８の演算処理をスキップでき、演算量を削減することができる。

次に、充電中における並列接続の判定処理の実施例４を説明する。上述したように、並列接続された複数の電池パック２０間のＯＣＶが揃っていない場合、ＯＣＶが高い電池パック２０からＯＣＶが低い電池パック２０へ横流が発生する。横流により、ＯＣＶが高い電池パック２０のＯＣＶが低下し、ＯＣＶが低い電池パック２０のＯＣＶが上昇する。両者の電圧差がなくなると横流が停止する。横流が停止した状態では、並列接続された複数の電池パック２０間のＯＣＶが揃った状態となる。

図１６は、充電中における電池パック２０間の横流とＯＣＶの収束を説明するための図である。図１６では説明を分かりやすくするために、２つの電池パック２０の並列接続を示している。左側の状態は、第１電池パック２０ａに接続された第１パックリレーＲＹ１がオン、第２電池パック２０ｂに接続された第２パックリレーＲＹ１がオフの状態であり、第１電池パック２０ａのＯＣＶが第２電池パック２０ｂのＯＣＶより低い状態を示している。

図１６の右側の状態は、第２パックリレーＲＹ１がオンした後の状態を示している。第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂが導通すると、第２電池パック２０ｂから第１電池パック２０ａに電流が流れ、第２電池パック２０ｂのＯＣＶが低下し、第１電池パック２０ａのＯＣＶが上昇する。やがて両者のＯＣＶが揃うと、第２電池パック２０ｂから第１電池パック２０ａへの横流が停止する。

横流が停止した状態の第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂのＯＣＶは、パック容量などが揃っている理想的な条件下では、横流が発生する前の第１電池パック２０ａのＳＯＣと第２電池パック２０ｂのＳＯＣの平均のＳＯＣとなり、横流が停止した状態のＯＣＶは、当該平均のＳＯＣに対応するＯＣＶとなる。なお、ＯＣＶが揃っていない３つ以上の電池パック２０が並列接続された場合も、理想的な条件下では、横流により当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶが揃う。その場合、ＯＣＶが揃った後の当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶは、横流が発生する前の当該３つ以上の電池パック２０のＯＣＶの平均値となる。

実施例４では、演算部３１２は、並列システムに新たな電池パック２０が接続された後の、ＯＣＶが収束した時点の並列システム全体の充電上限電流値を推定する。判定部３１３は、推定された充電上限電流値が、電源が出力可能な電流の最大値にもとづく閾値以上のとき当該新たな電池パック２０の接続を許可する。判定部３１３は、推定された充電上限電流値が、電源が出力可能な電流の最大値にもとづく閾値より低いとき当該新たな電池パック２０の接続を不許可とする。また、判定部３１３は、推定された充電上限電流値が、新たな電池パック２０が接続される前の並列システム全体の充電上限電流値以上のとき当該新たな電池パック２０の接続を許可とする。判定部３１３は、推定された充電上限電流値が、新たな電池パック２０が接続される前の並列システム全体の充電上限電流値より低いとき当該新たな電池パック２０の接続を不許可とする。

図１７は、充電中に新たな電池パック２０を接続する前後の、並列システム全体の充電上限電流値の変化例を説明するための図である。例えば、図１６の左側の状態のように第１電池パック２０ａが電源に接続され、第２電池パック２０ｂが電源に接続されていない状態を考える。以下、同種のセルを使用した電池パックを使用し、パック容量、ＳＯＨ、温度に関する条件が同じであることを前提に説明する。第１電池パック２０ａのＳＯＣが８０％、第２電池パック２０ｂのＳＯＣが９０％とする。図１７に示すＳＯＣ－充電上限電流特性を参照すると、ＳＯＣが８０％のときの充電上限電流値は１５Ａである。第１電池パック２０ａのみが接続された状態の並列システム全体の充電上限電流値も同様に１５Ａとなる。

次に、図１６の右側の状態のように第２電池パック２０ｂが並列システムに接続された後の状態を考える。第２電池パック２０ｂが並列システムに接続されると、第２電池パック２０ｂから第１電池パック２０ａに横流が発生する。横流により、第２電池パック２０ｂのＳＯＣが低下し、第１電池パック２０ａのＳＯＣが上昇する。両者のＳＯＣが８５％に到達すると横流が停止する。図１７に示すＳＯＣ－充電上限電流特性を参照すると、ＳＯＣが８５％のときの充電上限電流値は６Ａである。したがって、第１電池パック２０ａと第２電池パック２０ｂが接続されている状態の並列システム全体の充電上限電流値は、１２Ａ（＝６Ａ×２）となる。

この例では、第２電池パック２０ｂを接続すると、並列システム全体の充電上限電流値が１５Ａから１２Ａに低下することになる。図１６に示すように、第２電池パック２０ｂを接続前の第１電池パック２０ａの充電上限電流値（１５Ａ）と第２電池パック２０ｂの充電上限電流値（２Ａ）を直線で結んだ仮想線の下側に、ＳＯＣが揃った状態（ＳＯＣ＝８５％）の充電上限電流値があるとき、接続前の第１電池パック２０ａの充電上限電流値（１５Ａ）と第２電池パック２０ｂの充電上限電流値（２Ａ）を単純平均した電流値より、並列システム全体の充電上限電流値が低くなる。したがって、ＳＯＣ－充電上限電流特性を参照せずに、第２電池パック２０ｂを接続した後の並列システム全体の充電上限電流値を推定すると、充電上限電流値を過大に見積もり、実際の充電上限電流値が充電器２からの充電電流値より低くなってしまう状態が発生し得る。

図１８は、実施例４に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。電動車両１の電源がオンされると（Ｓ４０のＹ）、判定部３１３は、複数の電池パック２０の内、最もＯＣＶが低い電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる（Ｓ４１）。最もＯＣＶが低い電池パック２０が複数ある場合、判定部３１３は、当該複数の電池パック２０に接続された複数のパックリレーＲＹ１を同時にターンオンさせる。

並列接続制御の実行中において（Ｓ４２のＮ）、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０が存在する場合、以下の処理を実行する。判定部３１３は、パックリレーＲＹ１がオフ状態の電池パック２０の内、最もＯＣＶが低い電池パック２０を、次にパックリレーＲＹ１をターンオンすべき接続候補として特定する（Ｓ４３）。

演算部３１２は、接続候補の電池パック２０をオンした場合の、並列システムに接続される複数の電池パック２０のＯＣＶの収束値を推定する（Ｓ４４）。演算部３１２は、収束したＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、ＳＯＣ－充電上限電流マップ３２２を参照して、一つの電池パック２０の充電上限電流値を導出する。演算部３１２は、一つの電池パック２０の充電上限電流値に並列数を掛けて、並列システム全体の充電上限電流値を推定する（Ｓ４５）。なお、電池パック２０のＳＯＣ及び充電上限電流値の導出に際し、演算部３１２は、当該電池パック２０の少なくとも温度とＳＯＨをパラメータとして考慮する。

判定部３１３は、推定された並列システム全体の充電上限電流値と、電源が出力可能な電流の最大値にもとづく閾値とを比較する（Ｓ４７）。推定された充電上限電流値が当該閾値以上の場合（Ｓ４７のＹ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ４８）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。推定された充電上限電流値が当該閾値より低い場合（Ｓ４７のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可しない（Ｓ４９）。ステップＳ４２に遷移する。

図１９は、実施例４の変形例に係る並列接続の判定処理を説明するためのフローチャートである。図１９に示す実施例４の変形例に係るフローチャートは、図１８に示した実施例４の基本例に係るフローチャートに、ステップＳ４６の処理が追加されたものである。

ステップＳ４６において、判定部３１３は、推定された並列システム全体の充電上限電流値が、接続候補の電池パック２０の接続により低下するか否か判定する（Ｓ４６）。並列システム全体の充電上限電流値が低下しない場合（Ｓ４６のＮ）、判定部３１３は、接続候補の電池パック２０の接続を許可し（Ｓ４８）、接続候補の電池パック２０に接続されたパックリレーＲＹ１をリレー駆動部２５にターンオンさせる。並列システム全体の充電上限電流値が低下する場合（Ｓ４６のＹ）、ステップＳ４７に遷移する。

変形例では、新たな電池パック２０の接続後に並列システム全体の充電上限電力値が低下するか否かを基本の判断基準とした場合において、充電上限電力値が低下した場合でも、実使用上問題ない場合は、新たな電池パック２０の接続を許可することにより、電池パック２０の待機時間を減らすことができる。

以上説明したように実施例３、４によれば、新たな電池パック２０の接続により、並列システム全体の充電上限電流値または充電上限電力値が、電源が出力可能な電流または電力の最大値にもとづく閾値より低いとき、新たな電池パック２０の接続を禁止する。これにより、充電時間が増加したり、回生エネルギーを無駄にしたりすることを防止することができ、電池パック２０の充電効率が低下することを防止することができる。

以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例１に係る並列接続の判定処理と実施例２に係る並列接続の判定処理は併用されてもよい。この場合、両方の判定処理で接続が許可された場合、接続候補の電池パック２０を接続し、少なくとも一方の判定処理で接続が許可されない場合、接続候補の電池パック２０を接続しない。例えば、実施例２に係る判定処理で接続候補の電池パック２０の接続が許可された場合でも、実施例１に係る判定処理で接続が許可されない場合もある。

実施例２に係る判定処理は将来のある時点の並列システム全体の放電上限値をもとに、接続候補の電池パック２０を接続可能か否か判定している。その時点に到達するまでの過程における放電上限値は考慮されていない。一方、実施例１に係る判定処理は時々刻々と変化する現時点の放電上限値をもとに、接続候補の電池パック２０を接続可能か否か判定している。したがって、両者の判定結果が一致しない場合も発生し得る。実施例１に係る並列接続の判定処理と実施例２に係る並列接続の判定処理を併用した場合、並列システムから負荷に供給する電流の安定性をさらに向上させることができる。

実施例３に係る並列接続の判定処理と実施例４に係る並列接続の判定処理は併用されてもよい。この場合、両方の判定処理で接続が許可された場合、接続候補の電池パック２０を接続し、少なくとも一方の判定処理で接続が許可されない場合、接続候補の電池パック２０を接続しない。例えば、実施例４に係る判定処理で接続候補の電池パック２０の接続が許可された場合でも、実施例３に係る判定処理で接続が許可されない場合もある。

実施例４に係る判定処理は将来のある時点の並列システム全体の充電上限値をもとに、接続候補の電池パック２０を接続可能か否か判定している。その時点に到達するまでの過程における充電上限値は考慮されていない。一方、実施例３に係る判定処理は時々刻々と変化する現時点の充電上限値をもとに、接続候補の電池パック２０を接続可能か否か判定している。したがって、両者の判定結果が一致しない場合も発生し得る。実施例３に係る並列接続の判定処理と実施例４に係る並列接続の判定処理を併用した場合、充電効率の低下の発生をさらに防止することができる。

上述の実施の形態では、複数の電池パック２０の外に管理部３０を設ける例を説明した。この点、管理部３０が複数の電池パック２０のいずれか一つの内部に設けられてもよい。その場合、管理部３０の機能を実現する電池パック２０がマスタ機となり、残りの電池パック２０がスレーブ機となる。

上述の実施の形態では、着脱可能な交換式の電池パック２０を並列接続する例を説明した。この点、固定式の電池パック２０を並列接続してもよい。固定式の電池パック２０を使用する場合、複数の電池パック２０にそれぞれ設けられる複数の制御部２４と管理部３０の機能を統合することができる。例えば、複数の制御部２４と管理部３０を一つのマイクロコンピュータで実現してもよい。

上述の実施の形態では、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル等を含む電池モジュールＭ１を内蔵する電池パック２０を使用する例を説明した。この点、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を含むキャパシタモジュールを内蔵するキャパシタパックを使用してもよい。本明細書では、電池モジュールとキャパシタモジュールを総称して蓄電モジュールと呼び、電池パックとキャパシタパックを総称して蓄電パックと呼ぶ。

上述の実施の形態では、着脱可能な交換式の蓄電パックを並列接続する例を説明した。この点、本開示は、一つの蓄電パック内における複数の蓄電モジュールの並列接続の判定処理にも適用可能である。なお、上述の実施の形態では、一つの蓄電パック内に一つの蓄電モジュールが設けられる例を想定しているため、複数の蓄電パックの並列接続の判定処理は、複数の蓄電モジュールの並列接続の判定処理を行うことと同義である。

交換式の電池パック２０を電源とする移動体は、電動車両１に限定されるものではない。例えば、当該移動体には電動船舶も含まれる。例えば、水上バスや水上タクシーの電源を交換式の電池パック２０としてもよい。電池パック２０は船外機に電源を供給するものであってもよい。また、当該移動体には電車も含まれる。例えば、非電化路線で使用される気動車の代わりに、交換式の電池パック２０を搭載した電車を使用することができる。当該移動体には電動の飛行体も含まれる。電動の飛行体には、マルチコプタ（ドローン）が含まれる。当該マルチコプタには、いわゆる空飛ぶ車も含まれる。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
負荷（６０）に対して、それぞれスイッチ（ＲＹ１）を介して並列に接続される複数の蓄電モジュール（Ｍ１）を管理する管理装置（３０）であって、
前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、一部の蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がオン、残りの蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がオフの状態において、前記オフ状態のスイッチ（ＲＹ１）の少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチ（ＲＹ１）をターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から放電することが許容される電流または電力の上限値が、前記負荷（６０）が必要とする電流または電力の最大値にもとづく第１閾値より低いとき、当該スイッチ（ＲＹ１）のターンオンを許可しない判定部（３１３）、
を備えることを特徴とする管理装置（３０）。
これによれば、蓄電モジュール（Ｍ１）を新たに接続することに起因して、並列接続された複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から負荷（６０）に供給する電流が不足状態になることを防止することができる。
［項目２］
前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）ごとの、少なくともＳＯＣ（State Of Charge)を取得する取得部（３１１）と、
前記蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣと、前記蓄電モジュール（Ｍ１）から放電することが許容される電流または電力の上限値との関係を規定したＳＯＣ－放電上限特性をもとに、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から供給することが許容される電流または電力の上限値を推定する演算部（３１２）と、をさらに備え、
前記ＳＯＣ－放電上限特性は、前記蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣが低いほど、当該蓄電モジュール（Ｍ１）から放電することが許容される電流または電力の上限値が低下する特性である、
ことを特徴とする項目１に記載の管理装置（３０）。
これによれば、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から負荷（６０）に供給することが許容される電流または電力の上限値を、高精度に特定することができる。
［項目３］
前記取得部（３１１）は、前記残りの蓄電モジュール（Ｍ１）の中の、接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を取得し、
前記演算部（３１２）は、前記ＳＯＣ－放電上限特性と、前記負荷（６０）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣ（State Of Charge)をもとに当該蓄電モジュール（Ｍ１）から放電することが許容される電流または電力の上限値を導出し、当該蓄電モジュール（Ｍ１）から当該上限値で放電する場合の当該蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を推定し、
前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが、推定された蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶ以上のとき、前記判定部（３１３）は、前記接続候補の蓄電モジュールに接続されたスイッチのターンオンを許可し、
前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが、推定された蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶより低いとき、前記演算部（３１２）は、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶが、前記負荷（６０）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）の前記上限値で放電する場合のＣＣＶと対応するときの前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）に流れる電流値を推定し、推定した電流値を前記上限値から差し引いた値を、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から放電することが許容される電流または電力の上限値とし、前記判定部（３１３）は、当該上限値が前記第１閾値以上のとき、当該スイッチのターンオンを許可する、
ことを特徴とする項目２に記載の管理装置（３０）。
これによれば、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から負荷（６０）に供給する電流が不足状態になるか否かを動的に判定することができる。
［項目４］
前記演算部（３１２）は、前記ＳＯＣ－放電上限特性と、前記負荷（６０）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶに対応するＳＯＣと、接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がターンオンした後、前記負荷（６０）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶと、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが対応したときの、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から供給することが許容される電流または電力の上限値を推定し、
前記判定部（３１３）は、推定された上限値が、前記第１閾値より低い、または前記スイッチ（ＲＹ１）をターンオンする前の上限値にもとづく第２閾値より低いとき、前記スイッチ（ＲＹ１）のターンオンを許可しない、
ことを特徴とする項目２または３に記載の管理装置（３０）。
これによれば、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から負荷（６０）に供給する電流が不足状態になるか否かを静的に予測することができる。
［項目５］
前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）から前記負荷（６０）に電力供給を開始する際、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、最もＯＣＶが高い蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がターンオンされ、
スイッチ（ＲＹ１）がオフ状態の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、最もＯＣＶが高い蓄電モジュール（Ｍ１）が、次にスイッチ（ＲＹ１）をターンオンすべき接続候補となる、
ことを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の管理装置（３０）。
これによれば、負荷（６０）に供給する電流が不足状態になることを防止しつつ、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）を並列接続することができる。
［項目６］
負荷（６０）に対して、それぞれスイッチ（ＲＹ１）を介して並列に接続される複数の蓄電モジュール（Ｍ１）と、
項目１から５のいずれか１項に記載の管理装置（３０）と、
を備えることを特徴とする電源システム（１０）。
これによれば、蓄電モジュール（Ｍ１）を新たに接続することに起因して、並列接続された複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から負荷（６０）に供給する電流が不足状態になることを防止することができる電源システム（１０）を実現することができる。
［項目７］
前記負荷（６０）は、移動体（１）のモータ（６０）であり、
前記管理装置（３０）は、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体から前記モータ（６０）に供給することが許容される電流または電力の上限値を、前記移動体（１）内の制御部（４０）に通知する、
ことを特徴とする項目６に記載の電源システム（１０）。
これによれば、移動体（１）の加速性能が低下する等の悪影響が発生することを防止することができる。
［項目８］
電源（６０、２）に対して、それぞれスイッチ（ＲＹ１）を介して並列に接続される複数の蓄電モジュール（Ｍ１）を管理する管理装置（３０）であって、
前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、一部の蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がオン、残りの蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がオフの状態において、前記オフ状態のスイッチ（ＲＹ１）の少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチ（ＲＹ１）をターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に充電することが許容される電流または電力の上限値が、前記電源（６０、２）が出力可能な電流または電力の最大値にもとづく第３閾値より低いとき、当該スイッチ（ＲＹ１）のターンオンを許可しない判定部（３１３）、
を備えることを特徴とする管理装置（３０）。
これによれば、蓄電モジュール（Ｍ１）を新たに接続することに起因して、電源（６０、２）から複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に対する充電効率が低下することを防止することができる。
［項目９］
前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）ごとの、少なくともＳＯＣ（State Of Charge)を取得する取得部（３１１）と、
前記蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣと、前記蓄電モジュール（Ｍ１）に充電することが許容される電流または電力の上限値との関係を規定したＳＯＣ－充電上限特性をもとに、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に充電することが許容される電流または電力の上限値を推定する演算部（３１２）と、をさらに備え、
前記ＳＯＣ－充電上限特性は、前記蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣが高いほど、当該蓄電モジュール（Ｍ１）に充電することが許容される電流または電力の上限値が低下する特性である、
ことを特徴とする項目８に記載の管理装置（３０）。
これによれば、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）に充電することが許容される電流または電力の上限値を、高精度に特定することができる。
［項目１０］
前記取得部（３１１）は、前記残りの蓄電モジュール（Ｍ１）の中の、接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を取得し、
前記演算部（３１２）は、前記ＳＯＣ－充電上限特性と、前記電源（６０、２）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＳＯＣ（State Of Charge)をもとに当該蓄電モジュール（Ｍ１）に充電することが許容される電流または電力の上限値を導出し、当該蓄電モジュール（Ｍ１）に当該上限値で充電する場合の当該蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を推定し、
前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが、推定された蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶ以下のとき、前記判定部（３１３）は、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）のターンオンを許可し、
前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが、推定された蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶより高いとき、前記演算部（３１２）は、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＣＣＶが、前記電源（６０、２）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）の前記上限値で充電する場合のＣＣＶと対応するときの前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）に流れる電流値を推定し、推定した電流値を前記上限値から差し引いた値を、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に充電することが許容される電流または電力の上限値とし、前記判定部（３１３）は、当該上限値が前記第３閾値以上のとき、当該スイッチのターンオンを許可する、
ことを特徴とする項目９に記載の管理装置（３０）。
これによれば、電源（６０、２）から複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に対する充電効率が低下するか否かを動的に判定することができる。
［項目１１］
前記演算部（３１２）は、前記ＳＯＣ－充電上限特性と、前記電源（６０、２）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶに対応するＳＯＣと、接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がターンオンした後、前記電源（６０、２）に接続している蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶと、前記接続候補の蓄電モジュール（Ｍ１）のＯＣＶが対応したときの、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に充電することが許容される電流または電力の上限値を推定し、
前記判定部（３１３）は、推定された上限値が、前記第３閾値より低い、または前記スイッチ（ＲＹ１）をターンオンする前の上限値にもとづく第４閾値より低いとき、前記スイッチ（ＲＹ１）のターンオンを許可しない、
ことを特徴とする項目９または１０に記載の管理装置（３０）。
これによれば、電源（６０、２）から複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に対する充電効率が低下するか否かを静的に予測することができる。
［項目１２］
前記電源（６０、２）から前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）に電力供給を開始する際、前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、最もＯＣＶが低い蓄電モジュール（Ｍ１）に接続されたスイッチ（ＲＹ１）がターンオンされ、
スイッチ（ＲＹ１）がオフ状態の蓄電モジュール（Ｍ１）の内、最もＯＣＶが低い蓄電モジュール（Ｍ１）が、次にスイッチ（ＲＹ１）をターンオンすべき接続候補となる、
ことを特徴とする項目８から１１のいずれか１項に記載の管理装置（３０）。
これによれば、電源（６０、２）から複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に対する充電効率が低下することを防止しつつ、複数の蓄電モジュール（Ｍ１）を並列接続することができる。
［項目１３］
電源（６０、２）に対して、それぞれスイッチ（ＲＹ１）を介して並列に接続される複数の蓄電モジュール（Ｍ１）と、
項目８から１２のいずれか１項に記載の管理装置（３０）と、
を備えることを特徴とする電源システム（１０）。
これによれば、蓄電モジュール（Ｍ１）を新たに接続することに起因して、電源（６０、２）から複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に対する充電効率が低下することを防止す
ることができる電源システム（１０）を実現することができる。
［項目１４］
電源（６０、２）は、移動体（１）のモータ（６０）、または外部の充電器（２）であり、
前記管理装置（３０）は、前記モータ（６０）から前記複数の蓄電モジュール（Ｍ１）全体に回生することが許容される電流または電力の上限値を、前記移動体（１）内の制御部（４０）に通知する、
ことを特徴とする項目１３に記載の電源システム（１０）。
これによれば、モータ（６０）により生成される回生エネルギーを無駄にすることを防止することができる。

１ 電動車両、 ２ 充電器、 ３ 系統、 ５ 充電ケーブル、 １０ 電源システム、 ２０ 電池パック、 ３０ 管理部、 Ｍ１ 電池モジュール、 Ｅ１－Ｅｎ セル、 ２１ 電圧計測部、 ２２ 温度計測部、 ２３ 電流計測部、 ２４ 制御部、 ２４１ ＳＯＣ－ＯＣＶマップ、 ２５ リレー駆動部、 ３１ 処理部、 ３１１ 取得部、 ３１２ 演算部、 ３１３ 判定部、 ３１４ 通知部、 ３２ 記憶部、 ３２１ ＳＯＣ－放電上限電流マップ、 ３２２ ＳＯＣ－充電上限電流マップ、 ４０ 車両ＥＣＵ、 ５０ インバータ、 ６０ モータ、 ７０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、 ＲＹｃ メインリレー、 ＲＹ１ パックリレー、 Ｒｓ シャント抵抗、 Ｔ１，Ｔ２ 温度センサ。

Claims (14)

1. 負荷に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールを管理する管理装置であって、
   前記複数の蓄電モジュールの内、一部の蓄電モジュールに接続されたスイッチがオン、残りの蓄電モジュールに接続されたスイッチがオフの状態において、前記オフ状態のスイッチの少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチをターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール全体から放電することが許容される電流または電力の上限値が、前記負荷が必要とする電流または電力の最大値にもとづく第１閾値より低いとき、当該スイッチのターンオンを許可しない判定部、
   を備えることを特徴とする管理装置。
2. 前記複数の蓄電モジュールごとの、少なくともＳＯＣ（State Of Charge)を取得する取得部と、
   前記蓄電モジュールのＳＯＣと、前記蓄電モジュールから放電することが許容される電流または電力の上限値との関係を規定したＳＯＣ－放電上限特性をもとに、前記複数の蓄電モジュール全体から放電することが許容される電流または電力の上限値を推定する演算部と、をさらに備え、
   前記ＳＯＣ－放電上限特性は、前記蓄電モジュールのＳＯＣが低いほど、当該蓄電モジュールから放電することが許容される電流または電力の上限値が低下する特性である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
3. 前記取得部は、前記残りの蓄電モジュールの中の、接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を取得し、
   前記演算部は、前記ＳＯＣ－放電上限特性と、前記負荷に接続している蓄電モジュールのＳＯＣをもとに当該蓄電モジュールから放電することが許容される電流または電力の上限値を導出し、当該蓄電モジュールから当該上限値で放電する場合の当該蓄電モジュールのＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を推定し、
   前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが、推定された蓄電モジュールのＣＣＶ以上のとき、前記判定部は、前記接続候補の蓄電モジュールに接続されたスイッチのターンオンを許可し、
   前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが、推定された蓄電モジュールのＣＣＶより低いとき、前記演算部は、前記接続候補の蓄電モジュールのＣＣＶが、前記負荷に接続している蓄電モジュールの前記上限値で放電する場合のＣＣＶと対応するときの前記接続候補の蓄電モジュールに流れる電流値を推定し、推定した電流値を前記上限値から差し引いた値を、前記複数の蓄電モジュール全体から放電することが許容される電流または電力の上限値とし、前記判定部は、当該上限値が前記第１閾値以上のとき、当該スイッチのターンオンを許可する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の管理装置。
4. 前記演算部は、前記ＳＯＣ－放電上限特性と、前記負荷に接続している蓄電モジュールのＯＣＶに対応するＳＯＣと、接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、前記接続候補の蓄電モジュールに接続されたスイッチがターンオンした後、前記負荷に接続している蓄電モジュールのＯＣＶと、前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが対応したときの、前記複数の蓄電モジュール全体から放電することが許容される電流または電力の上限値を推定し、
   前記判定部は、推定された上限値が、前記第１閾値より低い、または前記スイッチをターンオンする前の上限値にもとづく第２閾値より低いとき前記スイッチのターンオンを許可しない、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の管理装置。
5. 前記複数の蓄電モジュールから前記負荷に電力供給を開始する際、前記複数の蓄電モジュールの内、最もＯＣＶが高い蓄電モジュールに接続されたスイッチがターンオンされ、
   スイッチがオフ状態の蓄電モジュールの内、最もＯＣＶが高い蓄電モジュールが、次にスイッチをターンオンすべき接続候補となる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の管理装置。
6. 負荷に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールと、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の管理装置と、
   を備えることを特徴とする電源システム。
7. 前記負荷は、移動体のモータであり、
   前記管理装置は、前記複数の蓄電モジュール全体から前記モータに供給することが許容される電流または電力の上限値を、前記移動体内の制御部に通知する、
   請求項６に記載の電源システム。
8. 電源に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールを管理する管理装置であって、
   前記複数の蓄電モジュールの内、一部の蓄電モジュールに接続されたスイッチがオン、残りの蓄電モジュールに接続されたスイッチがオフの状態において、前記オフ状態のスイッチの少なくとも一つをターンオンするとき、当該スイッチをターンオンした場合の、前記複数の蓄電モジュール全体に充電することが許容される電流または電力の上限値が、前記電源が出力可能な電流または電力の最大値にもとづく第３閾値より低いとき、当該スイッチのターンオンを許可しない判定部、
   を備えることを特徴とする管理装置。
9. 前記複数の蓄電モジュールごとの、少なくともＳＯＣ（State Of Charge)を取得する取得部と、
   前記蓄電モジュールのＳＯＣと、前記蓄電モジュールに充電することが許容される電流または電力の上限値との関係を規定したＳＯＣ－充電上限特性をもとに、前記複数の蓄電モジュール全体に充電することが許容される電流または電力の上限値を推定する演算部と、をさらに備え、
   前記ＳＯＣ－充電上限特性は、前記蓄電モジュールのＳＯＣが高いほど、当該蓄電モジュールに充電することが許容される電流または電力の上限値が低下する特性である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の管理装置。
10. 前記取得部は、前記残りの蓄電モジュールの中の、接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を取得し、
    前記演算部は、前記ＳＯＣ－充電上限特性と、前記電源に接続している蓄電モジュールのＳＯＣをもとに当該蓄電モジュールに充電することが許容される電流または電力の上限値を導出し、当該蓄電モジュールに当該上限値で充電する場合の当該蓄電モジュールのＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を推定し、
    前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが、推定された蓄電モジュールのＣＣＶ以下のとき、前記判定部は、前記接続候補の蓄電モジュールに接続されたスイッチのターンオンを許可し、
    前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが、推定された蓄電モジュールのＣＣＶより高いとき、前記演算部は、前記接続候補の蓄電モジュールのＣＣＶが、前記電源に接続している蓄電モジュールの前記上限値で充電する場合のＣＣＶと対応するときの前記接続候補の蓄電モジュールに流れる電流値を推定し、推定した電流値を前記上限値から差し引いた値を、前記複数の蓄電モジュール全体に充電することが許容される電流または電力の上限値とし、前記判定部は、当該上限値が前記第３閾値以上のとき、当該スイッチのターンオンを許可する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の管理装置。
11. 前記演算部は、前記ＳＯＣ－充電上限特性と、前記電源に接続している蓄電モジュールのＯＣＶに対応するＳＯＣと、接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶに対応するＳＯＣをもとに、前記接続候補の蓄電モジュールに接続されたスイッチがターンオンした後、前記電源に接続している蓄電モジュールのＯＣＶと、前記接続候補の蓄電モジュールのＯＣＶが対応したときの、前記複数の蓄電モジュール全体に充電することが許容される電流または電力の上限値を推定し、
    前記判定部は、推定された上限値が、前記第３閾値より低い、または前記スイッチをターンオンする前の上限値にもとづく第４閾値より低いとき前記スイッチのターンオンを許可しない、
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の管理装置。
12. 前記電源から前記複数の蓄電モジュールに電力供給を開始する際、前記複数の蓄電モジュールの内、最もＯＣＶが低い蓄電モジュールに接続されたスイッチがターンオンされ、
    スイッチがオフ状態の蓄電モジュールの内、最もＯＣＶが低い蓄電モジュールが、次にスイッチをターンオンすべき接続候補となる、
    ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の管理装置。
13. 電源に対して、それぞれスイッチを介して並列に接続される複数の蓄電モジュールと、
    請求項８から１２のいずれか１項に記載の管理装置と、
    を備えることを特徴とする電源システム。
14. 前記電源は、移動体のモータ、または外部充電器であり、
    前記管理装置は、前記モータから前記複数の蓄電モジュール全体に回生することが許容される電流または電力の上限値を、前記移動体内の制御部に通知する、
    請求項１３に記載の電源システム。

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