JP5075741B2 - 不均衡判定回路、電源装置、及び不均衡判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを判定する不均衡判定回路、電源装置、及び不均衡判定方法に関する。

近年、二次電池等の蓄電装置は、太陽電池や発電装置と組み合わされ、電源システムとして広く利用されている。発電装置は、風力や水力といった自然エネルギーや内燃機関等の人工的な動力によって駆動される。このような蓄電装置を組み合わせた電源システムは、余剰な電力を蓄電装置に蓄積し、負荷装置が必要な時に蓄電装置から電力を供給することによって、エネルギー効率の向上を図っている。

このようなシステムの一例としては、太陽光発電システムが挙げられる。太陽光発電システムは、太陽光による発電量が、負荷装置の電力消費量に比べて大きい場合には、余剰電力で蓄電装置に充電を行う。逆に、発電量が負荷装置の消費電力より小さい場合には、不足の電力を補うために蓄電装置から出力して、負荷装置を駆動する。

このように、太陽光発電システムにおいては、従来利用されていなかった余剰電力を蓄電装置に蓄積できるため、蓄電装置を用いない電源システムに比べて、エネルギー効率を高めることができる。

このような太陽光発電システムにおいては、蓄電装置が満充電になってしまうと余剰電力を充電できなくなって、損失が生じる。そこで、余剰電力を効率よく蓄電装置に充電するため、二次電池の充電状態（以下、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が１００％とならないように、充電制御が行われている。また、必要なときに負荷装置を駆動できるように、ＳＯＣが０（ゼロ）％とならないようにも充電制御が行われている。具体的には、通常、蓄電装置においては、ＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で推移するように充電制御が行われている。

また、エンジンとモータとを用いたハイブリット自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）もこのような原理を利用している。ＨＥＶは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰のエンジン出力で発電機を駆動し、蓄電装置を充電する。また、ＨＥＶは、車両の制動や減速時には、モータを発電機として利用することによって蓄電装置を充電する。

さらに、夜間電力の有効活用をした負荷平準化電源やプラグインハイブリット車も最近注目されている。負荷平準化電源は、電力消費が少なく、電力料金が安い夜間に蓄電装置に電力を貯蔵し、電力消費がピークとなる日中に、貯蔵した電力を活用するシステムである。電力の消費量を平滑化することにより、電力の発電量を一定にし、電力設備の効率的運用や設備投資の削減に貢献することを目的としている。

また、プラグインハイブリット車は夜間電力を活用し、燃費が悪い市街地走行時には蓄電装置から電力を供給するＥＶ走行が主体に、長距離走行時には、エンジンとモータを活用したＨＥＶ走行を行うことにより、トータルのＣＯ_２の排出量の削減を目的としている。

ところで、このような蓄電装置は、所望の出力電圧を得るために、複数の蓄電素子（単電池等）を直列に接続することによって構成されている。このような蓄電素子では、個々の蓄電素子の蓄電電荷量がバラついた状態で深い放電が行われると、蓄電電荷量が少ない蓄電素子がより過放電され、蓄電素子が劣化して蓄電装置全体の寿命を低下させることとなる。

このような蓄電装置の寿命の劣化を抑制するために、蓄電電荷量（ＳＯＣ）にバラツキが発生すると、均等化手段を用いて蓄電電荷量のバラツキを解消する技術が知られている。均等化する手段として、最低電圧と各蓄電素子の端子電圧とを比較し、電圧差が所定値を超えると均等化させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８―１９１８８号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示の方法では、均等化する手段としては、最低電圧と各蓄電素子の端子電圧とを比較し、電圧差が所定値以上になった場合に均等化判定をするため、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開放電圧）の変化が小さい特性を有する蓄電素子では、蓄電電荷量が電圧差に反映されないため、電圧差による検出では蓄電電荷量のバラツキの検出精度が低下する。

図１０は、二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）のＳＯＣと端子電圧との関係を示すグラフである。図１０の横軸はＳＯＣ、縦軸は二次電池の無負荷時の端子電圧、すなわちＯＣＶを示している。二次電池の端子電圧は、図１０のグラフＧ１０１で示すように、一般的には充電が進んでＳＯＣが増大するにつれて二次電池の端子電圧が上昇する。

従って、グラフＧ１０１に示すような性質を有する蓄電素子の場合、蓄電電荷量の変化が容易に端子電圧に反映されるため、蓄電電荷量のバラツキの検知精度は良好となる。

しかし、蓄電素子の中には、例えば図１０のグラフＧ１０２で示すように、ＳＯＣ、すなわち蓄電電荷量の変化に対して端子電圧の変化が小さく、平坦な電圧特性を有するものがある。このようにＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が平坦な蓄電素子の場合、ＳＯＣの変化に対して端子電圧が緩やかに変化するため、端子電圧に基づいてＳＯＣを検出すると、蓄電電荷量のバラツキの検知精度が低下することになる。例えば、実際のＳＯＣが２０％であるのに８０％と誤検知したりするおそれがあるからである。

そして、蓄電電荷量のバラツキの検知精度が低下すると、蓄電電荷量のバラツキが発生したまま蓄電装置が充放電されて、複数の蓄電素子のうち、蓄電電荷量が少ないものが過放電され、蓄電電荷量の多いものが過充電される結果、蓄電素子が劣化し、蓄電装置全体の寿命劣化を加速してしまうという不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、複数の蓄電体における各蓄電量に不均衡が生じているか否かの判定精度を向上することができる不均衡判定回路、不均衡判定方法、及びこれを用いた電源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る不均衡判定回路は、複数の蓄電体における端子電圧をそれぞれ検出する電圧検出部と、前記複数の蓄電体の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得する傾き情報取得処理を行う傾き取得部と、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される前記各端子電圧に対応する複数の電圧傾き情報を用いて判定する不均衡判定部とを備える。

また、本発明に係る不均衡判定方法は、電圧検出部が、複数の蓄電体における端子電圧をそれぞれ検出するステップと、傾き取得部が、前記複数の蓄電体の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得する傾き情報取得処理を行うステップと、不均衡判定部が、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される前記各端子電圧に対応する複数の電圧傾き情報を用いて判定するステップとを含む。

この構成によれば、傾き取得部によって、複数の蓄電体の充電中に当該充電が停止され、当該充電の停止中において電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報がそれぞれ取得される。そして、不均衡判定部によって、傾き取得部により取得される電圧傾き情報を用いて、複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かが判定される。この場合、蓄電量の変化に対して端子電圧の変化が小さい蓄電体を用いた場合であっても、電圧傾き情報に基づいて複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを判定することにより、背景技術のように端子電圧から直接換算されたＳＯＣに基づき不均衡の有無を判定する場合よりも各蓄電量に不均衡が生じているか否かの判定精度を向上することができる。

また、前記不均衡判定部は、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される複数の電圧傾き情報を用いて、互いに異なる判定処理によって予備的に判定する複数の予備判定部と、前記複数の予備判定部による判定結果に基づいて、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを最終的に判定する最終判定部とを備えることが好ましい。

この構成によれば、複数の予備判定部によって、傾き取得部により各端子電圧に対応して取得される複数の電圧傾き情報を用いて、互いに異なる判定処理によって複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かが予備的に判定される。そして、最終判定部によって、互いに異なる判定処理による複数の予備的な判定結果に基づいて、複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かが最終的に判定されるので、１つの判定処理結果に基づき蓄電量の不均衡の有無を判定する場合よりも、各蓄電量に不均衡が生じているか否かの判定精度を向上することができる。

また、前記複数の予備判定部のうち一つは、前記充電の停止直後において、前記傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第１判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定することが好ましい。

この構成によれば、複数の予備判定部のうち一つは、充電の停止直後に傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差に基づいて、不均衡が生じているか否かの予備的な判定を実行することができるので、判定時間を短縮することが容易である。

また、前記複数の予備判定部のうち一つは、前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときにおいて、前記傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第２判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定することが好ましい。

この構成によれば、充電の停止から予め設定された設定時間経過したとき、各蓄電体から得られる電圧傾き情報と、各蓄電体の蓄電量とは相関関係があるから、複数の予備判定部のうち一つは、充電の停止から予め設定された設定時間経過したときにおいて、傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が予め設定された第２判定値を超える場合、不均衡が生じていると予備的に判定することができる。

また、前記複数の予備判定部のうち一つは、前記傾き取得部により取得される各電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間の相互間の差が、予め設定された第３判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定することが好ましい。

この構成によれば、傾き取得部により取得される各電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、充電の停止からの経過時間と、各蓄電体の蓄電量とは相関関係があるから、複数の予備判定部のうち一つは、傾き取得部により取得される各電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、充電の停止からの経過時間の相互間の差が、予め設定された第３判定値を超える場合、不均衡が生じていると予備的に判定することができる。

また、前記最終判定部は、前記複数の予備判定部の全てが、前記不均衡が生じていると判定したとき、前記不均衡が生じていると最終的に判定することが好ましい。

この構成によれば、複数の予備判定部の全てが、不均衡が生じていると判定したとき、最終判定部が、不均衡が生じていると最終的に判定するので、不均衡の判定の確実性が向上し、誤判定による均等化処理の多発を防止することができる。

また、前記最終判定部は、前記複数の予備判定部のうち少なくとも一つが、前記不均衡が生じていると判定したとき、前記不均衡が生じていると最終的に判定するようにしてもよい。

この構成によれば、複数の予備判定部のうち少なくとも一つが、不均衡が生じていると判定したとき、最終判定部が、不均衡が生じていると最終的に判定するので、不均衡の検出漏れが生じるおそれを低減することができる。

また、前記蓄電体は、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、蓄電量が増大するほど大きくなるものであることが好ましい。

この構成によれば、各蓄電体における蓄電量の差が、充電を停止した後における各蓄電体の端子電圧の所定時間あたりの低下量の差として得られるので、各蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを判定することが容易となる。

また、前記蓄電体は、正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池であることが好ましい。

正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止したときに生じる端子電圧の低下量が、蓄電量が大きいほど大きくなるので、上述の蓄電体として好適である。

また、前記正極活物質は、Ｌｉ_ＸＡ_ＹＢ_ＺＰＯ_４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であることが好ましい。

正極活物質として、Ｌｉ_ＸＡ_ＹＢ_ＺＰＯ_４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止したときに生じる端子電圧の低下量が、蓄電量が大きいほど大きくなるので、上述の蓄電体として好適である。

また、前記傾き取得部は、前記電圧検出部によって検出された各端子電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合、前記傾き情報取得処理を行うことが好ましい。

各蓄電体の蓄電量が少ないときは、蓄電量の不均衡を低減する必要性は少ないと考えられる。そこで、電圧検出部によって検出された各端子電圧が、予め設定された基準電圧を超え、ある程度以上の蓄電量があると考えられるときに、傾き情報取得処理を行うことで、傾き情報取得処理の実行頻度を減少させることが可能となる。そして、傾き情報取得処理では充電を停止するので、傾き情報取得処理の実行頻度が減少すれば、充電が停止される機会が減少する結果、本来蓄電体に充電されるべき電力が充電停止によって充電されず、損失となってしまうおそれが低減される。

また、前記電圧検出部は、前記各蓄電体の端子電圧を検出する複数の電圧測定部を備えることが好ましい。

この構成によれば、各蓄電体の端子電圧を同時に検出することができるので、各蓄電体の端子電圧の検出時間を短縮することが容易となる。

また、前記電圧検出部は、前記各蓄電体の端子電圧を検出する一つの電圧測定部と、前記電圧測定部と前記各蓄電体との接続関係を切り換えて、前記電圧測定部により前記各蓄電体の端子電圧をそれぞれ検出させる切換部とを備えるようにしてもよい。

この構成によれば、電圧測定部を一つ設けるだけで、各蓄電体の端子電圧を検出できるので、省スペース化や低コスト化が容易となる。

また、本発明に係る電源装置は、上述の不均衡判定回路と、前記複数の蓄電体と、前記複数の蓄電体を、それぞれ放電させる放電部と、前記不均衡判定部によって、前記不均衡が生じていると判定されたとき、前記電圧検出部により検出される端子電圧が、それぞれ予め設定された目標電圧以下になるまで、前記放電部によって前記各蓄電体を放電させる強制放電制御部とを備える。

この構成によれば、各蓄電体の蓄電量の不均衡が上述の不均衡判定回路によって検出されると、放電部によって、各蓄電体の端子電圧がそれぞれ目標電圧以下になるまで放電されて、不均衡が低減される。

このような構成の充電制御回路、及び充電制御方法は、傾き取得部によって、複数の蓄電体の充電中に当該充電が停止され、当該充電の停止中において電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報がそれぞれ取得される。そして、不均衡判定部によって、傾き取得部により取得される電圧傾き情報を用いて、複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かが判定される。この場合、蓄電量の変化に対して端子電圧の変化が小さい蓄電体を用いた場合であっても、電圧傾き情報に基づいて複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを判定することにより、背景技術のように端子電圧から直接換算されたＳＯＣに基づき不均衡の有無を判定する場合よりも各蓄電量に不均衡が生じているか否かの判定精度を向上することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る不均衡判定方法を用いた不均衡判定回路、及びこの不均衡判定回路を備えた電源装置、電源システムの構成の一例を示すブロック図である。

図１に示す電源システム１は、発電装置１０、電源制御装置３０、及び蓄電装置４０を備えて構成されている。そして、電源制御装置３０及び蓄電装置４０によって、電源装置５０が構成されている。電源装置５０は、例えば、電池パック、無停電電源装置、自然エネルギーを活用した発電装置やエンジンを動力源とする発電装置の余剰電力を蓄電する電力調整用の蓄電装置、及び負荷平準化電源等、種々の電源装置として用いられる。そして、電源装置５０には、発電装置１０や蓄電装置４０から電力供給を受ける負荷装置２０が接続されている。

発電装置１０は、具体的には、例えば、太陽光発電装置（太陽電池）などの自然エネルギーを活用した発電装置やエンジンを動力源とする発電機などである。なお、電源装置５０は、発電装置１０の代わりに商用電源から電力供給を受ける構成であってもよい。

蓄電装置４０は、Ｎ個の蓄電体Ｂ１、Ｂ２，・・・、ＢＮを直列に接続して構成されている。蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮは、図略のボックスに収納されている。また、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮのそれぞれは、複数個の蓄電素子４０１を電気的に直列に接続して構成されている。各蓄電素子４０１としては、ニッケル水素電池などのアルカリ蓄電池、リチウムイオン電池などの有機電池、及び電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を用いることができる。

蓄電素子４０１は、例えば図１０のグラフＧ１０２に示すように、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が少なく、平坦な特性を有している。蓄電素子４０１は、図２のグラフＧ１，Ｇ２に示すように、充電停止後定常値になるまでの端子電圧の低下量が、蓄電量が増大するほど、すなわち満充電に近いほど大きい蓄電素子が用いられている。

具体的には、蓄電素子４０１として、例えば正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩の一例であるＬｉＦｅＰＯ_４を用いたリチウムイオン二次電池を好適に用いることができる。なお、正極活物質は、例えば、Ｌｉ_ＸＡ_ＹＢ_ＺＰＯ_４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であってもよく、より好ましくはＬｉｘＦｅＰＯ_４（０＜ｘ≦１）であってもよい。

正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ_４を用いたリチウムイオン二次電池は、例えば図１０のグラフＧ１０２に示すように、広い領域でＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さく平坦である。例えば、蓄電素子４０１として、ＳＯＣが１０％から９５％まで変化した場合における端子電圧の変化量が、０．０１Ｖ以上、０．３Ｖ未満となる二次電池を用いることができる。

また、本願発明者らは、図２に示すように、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ_４を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる性質を有することを、実験的に見出した。

図２は、蓄電素子４０１に充電電流を流した後、充電電流をゼロにしたとき（充電を停止したとき）の、端子電圧（ＯＣＶ）の変化を説明するための説明図である。グラフＧ１はＳＯＣが１００％で充電を停止した場合を示し、グラフＧ２はＳＯＣが７０％で充電を停止した場合を示している。図２の縦軸は、蓄電素子４０１の端子電圧（ＯＣＶ）を示し、横軸は、充電を停止してからの経過時間を示している。

このとき、本願発明者らは、充電を停止した後の端子電圧の低下カーブの傾き、すなわち充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量は、図２に示すように、蓄電素子４０１のＳＯＣが小さいとき（グラフＧ２）よりも、蓄電素子４０１が満充電のとき（グラフＧ１）の方が、大きくなることを、実験的に見出した。

なお、蓄電体の数、蓄電素子４０１の数、接続状態は、特に限定されるものではない。例えば、各蓄電体は、複数の蓄電素子４０１が直列、並列、あるいは直列と並列とが混在して接続されて、構成されていてもよい。また、各蓄電体が、それぞれ一つの蓄電素子４０１であってもよい。また、蓄電装置４０の構成も上記に限定されるものではない。

電源制御装置３０は、例えば車載用のＥＣＵ（Electric Control Unit）として構成されている。電源制御装置３０は、放電部３１０、不均衡判定回路３５０、及び充放電制御回路３４０を備えている。また、不均衡判定回路３５０は、電圧検出部３２０、及び制御部３３０を備えている。

充放電制御回路３４０は、例えば発電装置１０で生じた余剰電力や負荷装置２０で発生する回生電力を蓄電装置４０へ充電する。また、負荷装置２０の消費電流が急激に増大したり、または、発電装置１０の発電量が低下し、負荷装置２０が要求する電力が発電装置１０の出力を超えたりすると、充放電制御回路３４０によって、蓄電装置４０から不足した電力が負荷装置２０へ供給される。また、充放電制御回路３４０は、制御部３３０からの制御信号に応じて、蓄電装置４０の充電を停止したり、許可したりするようになっている。

このように、充放電制御回路３４０によって蓄電装置４０の充放電が制御されることで、通常の場合、蓄電装置４０のＳＯＣが２０〜８０％程度の範囲になるようにされている。あるいは、夜間電力の有効活用をした負荷平準化電源やプラグインハイブリット車などでは、蓄電装置４０が、ＳＯＣ １００％の状態まで充電されて、負荷装置２０でエネルギーが必要な時に放電されるようになっている。

電圧検出部３２０は、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを検出し、その検出値を制御部３３０へ出力する。図３は、図１に示す電圧検出部３２０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示す電圧検出部３２０は、例えば、アナログデジタルコンバータ３２１（電圧測定部）と、切換回路３２２（切換部）とを備えている。なお、電圧測定部は、アナログデジタルコンバータに限られず、例えばコンパレータ等の電圧検出回路であってもよい。

切換回路３２２は、例えば複数のスイッチング素子を用いて構成されている。そして、切換回路３２２は、制御部３３０からの制御信号に応じて複数のスイッチング素子をオン、オフすることにより、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのうち、いずれか一つを選択し、アナログデジタルコンバータ３２１へ出力する。

アナログデジタルコンバータ３２１は、切換回路３２２から出力された電圧をデジタル値に変換して制御部３３０へ出力する。

これにより、制御部３３０は、切換回路３２２によって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを順次選択させることにより、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮをアナログデジタルコンバータ３２１によってデジタル値に変換させて、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを示すデータを取得するようにされている。

これにより、蓄電体の数に関わりなくアナログデジタルコンバータ３２１等の電圧測定部を一つ設けるだけでよいので、省スペース化や低コスト化が容易となる。

なお、例えば図４に示すように、電圧検出部３２０ａを、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮをそれぞれ検出するＮ個の電圧測定部３２３によって、構成してもよい。この場合、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを同時に検出することができるので、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの検出時間を短縮することができる。

放電部３１０は、Ｎ個の抵抗Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＮと、Ｎ個のトランジスタＱ１、Ｑ２、・・・、ＱＮとを備えている。そして、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ１との直列回路が蓄電体Ｂ１と並列に接続され、抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２との直列回路が蓄電体Ｂ２と並列に接続され、以下同様に、抵抗とトランジスタとの直列回路が各蓄電体と並列に接続されている。

トランジスタＱ１、Ｑ２、・・・、ＱＮは、制御部３３０からの均等化放電信号ＳＧ１、ＳＧ２、・・・、ＳＧＮに応じて、それぞれオン、オフされるようになっている。そして、トランジスタＱ１、Ｑ２、・・・、ＱＮがオンされると、当該オンされたトランジスタと並列接続されている蓄電体が、抵抗を介して放電されるようになっている。

制御部３３０は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、タイマ回路３３７と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。

そして、制御部３３０は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、傾き取得部３３１、第１予備判定部３３２、第２予備判定部３３３、第３予備判定部３３４、最終判定部３３５、及び強制放電制御部３３６として機能する。この場合、第１予備判定部３３２、第２予備判定部３３３、第３予備判定部３３４、及び最終判定部３３５が、不均衡判定部の一例に相当している。なお、充放電制御回路３４０や負荷装置２０が、制御部３３０の一部、又は全部を含んで構成されていてもよい。

傾き取得部３３１は、蓄電装置４０の充電中に充放電制御回路３４０によって当該充電を停止させ、当該充電の停止中において、電圧検出部３２０により検出される蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧から当該端子電圧の所定時間、例えば単位時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する。

第１予備判定部３３２は、第１予備判定処理として、充電の停止直後において、傾き取得部３３１によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第１判定値γ１を超えたとき、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの蓄電量の不均衡が生じていると予備的に判定する。

第２予備判定部３３３は、第２予備判定処理として、充電の停止から予め設定された設定時間βが経過したときにおいて、傾き取得部３３１によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第２判定値γ２を超えたとき、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの蓄電量の不均衡が生じていると予備的に判定する。

第３予備判定部３３４は、第３予備判定処理として、傾き取得部３３１により取得される各電圧傾き情報が予め設定された基準値εと等しくなったときの、充電の停止からの経過時間の相互間の差が、予め設定された第３判定値γ３を超えたとき、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの蓄電量の不均衡が生じていると予備的に判定する。

最終判定部３３５は、最終判定処理として、第１予備判定部３３２、第２予備判定部３３３、及び第３予備判定部３３４の全てが、不均衡が生じていると予備的に判定したとき、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの蓄電量に不均衡が生じていると最終的に判定する。

強制放電制御部３３６は、最終判定部３３５によって不均衡が生じていると判定されたとき、電圧検出部３２０により検出される端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが、それぞれ予め設定された目標電圧α２以下になるまで、放電部３１０によって蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮをそれぞれ放電させることにより、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮにおける蓄電電荷量のばらつき、すなわち不均衡を低減する。

タイマ回路３３７は、電圧検出部３２０によって、周期的に、例えば単位時間毎に端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを検出させたり、充電停止からの経過時間を計時したりするために用いられる。

次に、図１に示す電源装置５０の動作について説明する。図５〜図９は、図１に示す電源装置５０の動作の一例を示すフローチャートである。まず、充放電制御回路３４０によって、発電装置１０から蓄電装置４０へ充電電流が供給されて、蓄電装置４０の充電が開始される（ステップＳ１）。

次に、制御部３３０からの制御信号に応じて、切換回路３２２によって、検出対象の端子電圧が順次切り替えられることで、電圧検出部３２０によって、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが検出される（ステップＳ２）。なお、電圧検出部３２０ａによって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが同時に検出されるようにしてもよい。

次に、第１予備判定部３３２によって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが予め設定された基準電圧α１と比較される（ステップＳ３）。そして、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのうちいずれか一つでも基準電圧α１に満たなければステップＳ２へ戻って充電を継続しつつ端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの検出を繰り返す（ステップＳ３でＮＯ）。一方、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのすべてが基準電圧α１以上であれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、蓄電量の不均衡の予備的な判定を行うべくステップＳ４へ移行する。

これにより、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮのすべてが、基準電圧α１以上に充電されてから、不均衡の判定が行われる。

後述するように、最終判定部３３５によって不均衡が生じていると判定されたとき、強制放電制御部３３６は、端子電圧が、それぞれ目標電圧α２以下になるまで蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮをそれぞれ放電させることにより、不均衡を低減する。従って、強制放電制御部３３６による放電の開始前に、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧が目標電圧α２を下回っていた場合には、放電によって不均衡を低減することができない。

しかし、基準電圧α１を、目標電圧α２以上の電圧値に設定しておくことにより、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧を目標電圧α２以上とし、放電により不均衡を低減することが可能にされている。

ステップＳ４において、第１予備判定部３３２によって、充電の停止を要求する制御信号が充放電制御回路３４０へ出力され、充放電制御回路３４０によって、蓄電装置４０の充放電電流がゼロにされて、充電が停止される（ステップＳ４）。

そして、第１予備判定部３３２は、タイマ回路３３７の計時を開始させる（ステップＳ５）。そして、タイマ回路３３７によって、充電の停止からの経過時間が計時される。

次に、傾き取得部３３１は、電圧測定部３２３によって、所定時間毎、例えば単位時間毎に端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを測定させる。そして、傾き取得部３３１は、単位時間毎に、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの前回測定値と、今回の測定値との差を、電圧傾き情報の一例である電圧変化量ｄＶ／ｄｔとして算出する（ステップＳ６）。以降、第１，第２，及び第３予備判定処理が実行されている間、電圧変化量ｄＶ／ｄｔの算出が継続的に実行される。

なお、電圧変化量ｄＶ／ｄｔは単位時間毎に測定される例に限られず、傾き取得部３３１が単位時間あたりの電圧変化量に換算してもよく、所定時間あたりの変化量のまま電圧傾き情報として用いてもよい。以下、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの各電圧変化量ｄＶ／ｄｔを、電圧変化量ｄＶ（１），ｄＶ（２），・・・，ｄＶ（Ｎ）と称する。

次に、第１予備判定部３３２によって、変数ｎに、「１」が代入される（ステップＳ７）。そして、第１予備判定部３３２によって、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値、すなわち隣り合う蓄電体における電圧変化量ｄＶ／ｄｔの差が、第１判定値γ１と比較される（ステップＳ８）。

そして、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値が第１判定値γ１より大きければ（ステップＳ８でＹＥＳ）、蓄電電荷量に是正が必要な程度の不均衡が生じていると判定されて、第１判定フラグＦｌａｇ１がオンされ（ステップＳ９）、第２、第３予備判定処理へ移行する。第２、第３予備判定処理は、並行して実行される。

一方、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値が第１判定値γ１以下であれば（ステップＳ８でＮＯ）、第１予備判定部３３２によって、変数ｎに「１」が加算される（ステップＳ１０）。次に、第１予備判定部３３２によって、変数ｎと蓄電体数Ｎとが比較される（ステップＳ１１）。

そして、変数ｎが蓄電体数Ｎに満たなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、次の蓄電体について不均衡の判定を行うべく、再びステップＳ８へ移行する。一方、変数ｎが蓄電体数Ｎ以上であれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、すべての蓄電体についての不均衡の判定が終了したので、ステップＳ１２へ移行する。

次に、ステップＳ１２において、第１予備判定部３３２によって、タイマ回路３３７のタイマ値Ｔが、予め設定された監視時間Ｔｌｉｍと比較される（ステップＳ１２）。監視時間Ｔｌｉｍは、例えば、充電を停止してから蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが定常状態になるまでの時間が設定されている。

すなわち、充電停止後、監視時間Ｔｌｉｍ以上の時間が経過すると、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが定常状態になって変化しなくなる。そうすると、端子電圧の変化量に基づき不均衡の判定を行うことができなくなる。

そこで、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍ以上になると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、第２、第３予備判定処理に移行することなく強制終了する。一方、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍに満たなければ（ステップＳ１２でＮＯ）、第２、第３予備判定処理へ移行する。

次に、第２予備判定処理について説明する。図６は、第２予備判定処理の一例を示すフローチャートである。第２予備判定処理では、まず、第２予備判定部３３３によって、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしているか否かが判定される（ステップＳ２１）。そして、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしていなければ（ステップＳ２１でＮＯ）、第２予備判定処理を終了して最終判定処理へ移行する。

なお、均等化処理のために充電が停止される時間が長時間になると、電源システム１の使用に支障が生じるため、監視時間Ｔｌｉｍは、電源システム１の使用上、均等化処理のために充電を停止しても差し支えない程度の時間を設定するようにしてもよい。

最終判定処理では、最終判定部３３５は、第１予備判定部３３２、第２予備判定部３３３、及び第３予備判定部３３４の全てが、不均衡が生じていると予備的に判定したとき、すなわち第１判定フラグＦｌａｇ１、第２判定フラグＦｌａｇ２、及び第３判定フラグＦｌａｇ３のすべてがオンしているとき、蓄電体Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの蓄電量に不均衡が生じていると判定されるから、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしていなければ（ステップＳ２１でＮＯ）、この時点で最終判定部３３５で不均衡が生じていない判定がされることが明らかなので、ステップＳ２２〜Ｓ２８の実行を省略して処理負荷を軽減するようになっている。

一方、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしていれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２へ移行する。

次に、ステップＳ２２において、第２予備判定部３３３によって、タイマ回路３３７のタイマ値Ｔが、設定時間βと比較される（ステップＳ２２）。そして、タイマ値Ｔが設定時間β以上になると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、第２予備判定部３３３によって、変数ｎに、「１」が代入される（ステップＳ２３）。

そして、第２予備判定部３３３によって、タイマ値Ｔが設定時間β以上になったとき、すなわち充電の停止から設定時間βが経過したときに、傾き取得部３３１で得られた電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づき、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値、すなわち隣り合う蓄電体における電圧変化量ｄＶ／ｄｔの差が算出され、第２判定値γ２と比較される（ステップＳ２４）。

そして、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値が第２判定値γ２より大きければ（ステップＳ２４でＹＥＳ）、蓄電電荷量に是正が必要な程度の不均衡が生じていると判定されて、第２判定フラグＦｌａｇ２がオンされ（ステップＳ２５）、最終判定処理へ移行する。

一方、ｄＶ（ｎ）−ｄＶ（ｎ＋１）の絶対値が第２判定値γ２以下であれば（ステップＳ２４でＮＯ）、第２予備判定部３３３によって、変数ｎに「１」が加算される（ステップＳ２６）。次に、第２予備判定部３３３によって、変数ｎと蓄電体数Ｎとが比較される（ステップＳ２７）。

そして、変数ｎが蓄電体数Ｎに満たなければ（ステップＳ２７でＮＯ）、次の蓄電体について不均衡の判定を行うべく、再びステップＳ２４へ移行する。一方、変数ｎが蓄電体数Ｎ以上であれば（ステップＳ２７でＹＥＳ）、すべての蓄電体についての不均衡の判定が終了したので、ステップＳ２８へ移行する。

次に、ステップＳ２８において、第２予備判定部３３３によって、ステップＳ１２と同様に、タイマ回路３３７のタイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍと比較される（ステップＳ２８）。そして、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍ以上になると（ステップＳ２８でＹＥＳ）、最終判定処理に移行することなく強制終了する。一方、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍに満たなければ（ステップＳ２８でＮＯ）、最終判定処理へ移行する。

次に、第３予備判定処理について説明する。図７は、第３予備判定処理の一例を示すフローチャートである。第３予備判定処理では、まず、第３予備判定部３３４によって、ステップＳ２１と同様、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしているか否かが判定される（ステップＳ３１）。そして、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしていなければ（ステップＳ３１でＮＯ）、第３予備判定処理を終了して最終判定処理へ移行する。

一方、第１判定フラグＦｌａｇ１がＯＮしていれば（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行する。ステップＳ３２では、第３予備判定部３３４によって、変数ｎに、「１」が代入される（ステップＳ３２）。

次に、第３予備判定部３３４によって、傾き取得部３３１で得られた最新の電圧変化量ｄＶ（ｎ）が、予め設定された基準値εと比較される（ステップＳ３３）。そして、電圧変化量ｄＶ（ｎ）が基準値ε以下であれば（ステップＳ３３でＹＥＳ）、第３予備判定部３３４によって、そのときのタイマ回路３３７のタイマ値Ｔが検出経過時間Ｔ（ｎ）として例えばＲＡＭに記憶されて（ステップＳ３４）、ステップＳ３５へ移行する。

電圧変化量ｄＶ（ｎ）は、時間の経過に伴い徐々に減少するから、検出経過時間Ｔ（ｎ）は、電圧変化量ｄＶ（ｎ）が基準値εに達するまでの、充電停止からの経過時間を示している。

一方、電圧変化量ｄＶ（ｎ）が基準値εを超えていれば（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３４を実行することなくステップＳ３５へ移行する。

ステップＳ３５では、第３予備判定部３３４によって、変数ｎに「１」が加算される（ステップＳ３５）。次に、第３予備判定部３３４によって、変数ｎと蓄電体数Ｎとが比較される（ステップＳ３６）。

そして、変数ｎが蓄電体数Ｎ以下であれば（ステップＳ３６でＮＯ）、次の蓄電体について検出経過時間Ｔ（ｎ）を取得するべく、再びステップＳ３３へ移行する。一方、変数ｎが蓄電体数Ｎを超えていれば（ステップＳ３６でＹＥＳ）、ステップＳ３７へ移行する。

次に、ステップＳ３７において、第３予備判定部３３４によって、すべての蓄電体について、検出経過時間Ｔ（ｎ）が記憶されたか否かが確認される（ステップＳ３７）。そして、まだ検出経過時間Ｔ（ｎ）が記憶されていない蓄電体があれば（ステップＳ３７でＮＯ）再びステップＳ３３へ戻って検出経過時間Ｔ（ｎ）の取得を続行する。一方、すべての蓄電体について、検出経過時間Ｔ（ｎ）が記憶されていれば（ステップＳ３７でＹＥＳ）ステップＳ３８へ移行する。

次に、ステップＳ３８において、第３予備判定処理によって、変数ｎが、１〜（蓄電体数Ｎ−１）の範囲について、Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ＋１）の絶対値、すなわち隣り合う蓄電体における検出経過時間の差が、第３判定値γ３と比較される（ステップＳ３８）。検出経過時間は、充電を停止したときの蓄電量によって変化するから、各蓄電体の蓄電量の差が大きいほど、Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ＋１）の絶対値も大きくなる。

そして、Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ＋１）の絶対値が第３判定値γ３より大きければ（ステップＳ３８でＹＥＳ）、蓄電電荷量に是正が必要な程度の不均衡が生じていると判定されて、第３判定フラグＦｌａｇ３がオンされ（ステップＳ３９）、最終判定処理へ移行する。

一方、Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ＋１）の絶対値が第３判定値γ３以下であれば（ステップＳ３８でＮＯ）、第３予備判定部３３４によって、ステップＳ１２と同様に、タイマ回路３３７のタイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍと比較される（ステップＳ４０）。そして、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍ以上になると（ステップＳ４０でＹＥＳ）、最終判定処理に移行することなく第３予備判定処理を強制終了する。一方、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍに満たなければ（ステップＳ４０でＮＯ）、最終判定処理へ移行する。

なお、ステップＳ３８において、各蓄電体の電圧変化量ｄＶ／ｄｔが、基準値εに至るまでの到達時間差を、隣接する蓄電体間の到達時間差として求める例を示したが、各蓄電体における最大到達時間（Ｔｍａｘ）と最小到達時間（Ｔｍｉｎ）との差としてもよく、平均到達時間（Ｔａｖｅ）と各蓄電体の到達時間の差としてもよく、最大および最小到達時間と平均到達時間の差としてもよい。

次に、最終判定処理の一例について説明する。図８は、最終判定処理の一例を示すフローチャートである。最終判定処理では、まず、最終判定部３３５によって、第１判定フラグＦｌａｇ１、第２判定フラグＦｌａｇ２、及び第３判定フラグＦｌａｇ３がすべてオンされているか否かが判定される（ステップＳ５１）。

そして、第１判定フラグＦｌａｇ１、第２判定フラグＦｌａｇ２、及び第３判定フラグＦｌａｇ３がすべてオンの場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、各蓄電体間に均等化が必要な不均衡が生じていると判定されて、均等化フラグＦｌａｇ４がオンされ（ステップＳ５２）、均等化処理へ移行する。一方、第１判定フラグＦｌａｇ１、第２判定フラグＦｌａｇ２、及び第３判定フラグＦｌａｇ３のうち、ひとつでもオフの場合、各蓄電体間には均等化が必要な不均衡は生じていないと判定されて、均等化フラグＦｌａｇ４がオフされ（ステップＳ５３）、均等化処理へ移行する。

次に、均等化処理の一例について説明する。図９は、均等化処理の一例を示すフローチャートである。まず、強制放電制御部３３６が、均等化フラグＦｌａｇ４がオンされているかどうか判定する（ステップＳ６１）。次に均等化フラグＦｌａｇ４がオンしていると判定された場合（ステップＳ６１でＹＥＳ）、強制放電制御部３３６は、均等化放電信号ＳＧ１、ＳＧ２、・・・、ＳＧＮをすべてオンしてトランジスタＱ１、Ｑ２、・・・、ＱＮをオンさせることで、均等化処理を開始する（ステップＳ６２）。

これにより、上述の最終判定処理において、異なる３つの第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理のすべてで各蓄電体間に均等化が必要な不均衡が生じていると判定されて、均等化フラグＦｌａｇ４がオンされた場合のみ、ステップＳ６２以降の均等化処理が開始されるので、不均衡の判定の確実性が向上し、誤判定による均等化処理の多発を防止することができる。

均等化処理による放電の実行中は、発電装置１０から負荷装置２０へ電力供給できない。また、均等化処理による放電の実行が多発すると、蓄電体が頻繁に放電されることとなり、エネルギーの損失増大や、蓄電体の充放電サイクル数の増大による劣化を招くこととなるが、誤判定による均等化処理の多発を防止することで、このような不都合が生じるおそれを低減することができる。

なお、上述の最終判定処理において、第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理のうち、いずれかひとつにおいて各蓄電体間に均等化が必要な不均衡が生じていると判定された場合に、均等化フラグＦｌａｇ４をオンする構成としてもよい。この場合、不均衡の検出の漏れを低減することができる。

次に、強制放電制御部３３６は、均等化処理を開始後、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの検査を開始し（ステップＳ６３）、それと同時にタイマ回路３３７をスタートさせる（ステップＳ６４）。そして、強制放電制御部３３６は、変数ｎに「１」を代入して１番目の蓄電体から電圧検査を開始し（ステップＳ６５）、ｎ番目の均等化放電信号ＳＧｎがオンしているか否かを判定する（ステップＳ６６）。

そして、均等化放電信号ＳＧｎがオフであれば（ステップＳ６６でＮＯ）ステップＳ６９へ移行する一方、均等化放電信号ＳＧｎがオンしていれば（ステップＳ６６でＹＥＳ）、強制放電制御部３３６は、ｎ番目の端子電圧Ｖｎが目標電圧α２以下かどうか判定する（ステップＳ６７）。そして、端子電圧Ｖｎが目標電圧α２を超えていれば（ステップＳ６７でＮＯ）ステップＳ６９へ移行する一方、端子電圧Ｖｎが目標電圧α２以下であれば（ステップＳ６７でＹＥＳ）、強制放電制御部３３６は、均等化放電信号ＳＧｎをオフ（トランジスタＱｎをオフ）して蓄電体Ｂｎの放電を終了し、その蓄電体番号ｎと終了時刻を保存する（ステップＳ６８）。

ステップＳ６９において、強制放電制御部３３６は、変数ｎに「１」加算し（ステップＳ６９）、変数ｎと蓄電体数Ｎとを比較する（ステップＳ７０）。

そして、変数ｎが蓄電体数Ｎ以下であれば（ステップＳ７０でＮＯ）、次の蓄電体について端子電圧の検査をするべくステップＳ６６へ移行する。一方、変数ｎが蓄電体数Ｎを超えていれば（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ステップＳ７１へ移行する。

次に、ステップＳ７１において、ステップＳ１２と同様に、強制放電制御部３３６によって、タイマ回路３３７のタイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍと比較される（ステップＳ７１）。そして、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍ以上になると（ステップＳ７１でＹＥＳ）、均等化処理を強制的に終了する。一方、タイマ値Ｔが監視時間Ｔｌｉｍに満たなければ（ステップＳ７１でＮＯ）、まだオンしている均等化放電信号が有るか否か、すなわちまだ放電中の蓄電体が有るか否かが判定される（ステップＳ７２）。

そして、まだ放電中の蓄電体が有れば（ステップＳ７２でＹＥＳ）、ステップＳ６５〜Ｓ７２の処理を繰り返す一方、放電中の蓄電体が無ければ（ステップＳ７２でＮＯ）、均等化処理を終了する。

以上、ステップＳ１〜Ｓ５３の処理により、従来の蓄電素子およびブロック間の電圧差ではなく、蓄電量に応じて変化する電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づく複数の検査方法である第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理に基づいて、蓄電体の蓄電量のバラツキを判定するので、蓄電量（ＳＯＣ）の変化に対するＯＣＶ（開放電圧）の変化が小さい蓄電素子を用いた場合であっても、蓄電量のバラツキの判定精度を向上することができる。

なお、第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理、すなわち充電停止直後の電圧変化、所定時間後の電圧変化量、及び所定量の電圧変化量になるまでの時間を活用する例を示したが、第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理のうち任意の２つの処理のみを用いて、２つの処理において蓄電量の不均衡が予備判定された場合に、最終的に蓄電量の不均衡が生じていると判定するようにしてもよい。また、第１予備判定処理、第２予備判定処理、及び第３予備判定処理以外の判定方法を組み合わせてもよい。

また、必ずしも複数の予備判定部を備える必要はない。例えば、不均衡判定部として、第１予備判定部３３２、第２予備判定部３３３、及び第３予備判定部３３４のうちいずれか１つを備え、最終判定部３３５を備える代わりに当該１つの予備判定部で第１判定フラグＦｌａｇ１、第２判定フラグＦｌａｇ２、及び第３判定フラグＦｌａｇ３の代わりに均等化フラグＦｌａｇ４をオンするようにしてもよい。

そして、蓄電量の不均衡のバラツキを検出した場合、均等化処理によって不均衡を低減することができるので、蓄電装置４０の寿命劣化を抑制することが可能となる。これにより、電源装置５０を長寿命化することが容易となる。

なお、判定に用いた第１判定値γ１、第２判定値γ２、及び第３判定値γ３は、蓄電装置４０の蓄電量（ＳＯＣ）により補正された値を用いてもよく、特に蓄電装置４０の蓄電量（ＳＯＣ）及び温度に応じて補正されるのが好ましい。

なお、図１に示す電源装置５０の構成は上記に限定されるものではなく、同等の機能を有するものであればかまわない。例えば、制御部３３０は、上述の各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって実現することができる。

更に、充放電制御回路３４０が、制御部３３０としても機能する態様が考えられる。この態様においては、制御部３３０は、充放電制御回路３４０を構成するマイクロコンピュータに、図５〜図９に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。

また、蓄電装置の均等化開始判定は、制御部３３０に限定するものでなく、制御部３３０から蓄電素子情報を得て充放電制御回路３４０や負荷装置２０で行ってもよく、その他であっても問題ない。

尚、本実施例の判定に使用したｄＶ／ｄｔの算出周期を1秒ごととしたが、任意の値としてよく、さらに所定間隔のｄＶ／ｄｔ値の平均値としてもよい。

さらに蓄電体間の電圧差を求める方法としては、隣接する蓄電体間の差としたが、蓄電体間の最大電圧降下量と最小電圧降下量の差としてもよく、平均の電圧降下量と各蓄電体の電圧降下量の差としてもよく、最大および最小電圧降下量と平均電圧降下量の差としてもよい。

また、均等化処理において、固定抵抗を用いた抵抗放電により、電圧データを監視しながら目標電圧値まで定抵抗放電を行う例を示したが、可変抵抗を用いて放電量を調節することで均等化処理を行ってもよく、あるいは所定電圧値まで充電することで均等化処理を行うようにしてもよい。

今回開示した本発明の実施の形態は、例示であってこれに限定されるものではない。

本発明における蓄電装置の不均衡判定回路、これを用いた電源装置、及び不均衡判定法法は、蓄電装置の均等化処理を有する電源および機器に有効であり、産業上の利用可能性を有するものである。

本発明の一実施形態に係る不均衡判定方法を用いた不均衡判定回路、及びこの不均衡判定回路を備えた電源装置、電源システムの構成の一例を示すブロック図である。 蓄電素子に充電電流を流した後、充電電流をゼロにしたときの、端子電圧の変化を説明するための説明図である。 図１に示す電圧検出部の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電圧検出部の構成の他の一例を示すブロック図である。 図１に示す電源装置の、第１予備判定処理を含む動作の一例を示すフローチャートである。 第２予備判定処理の一例を示すフローチャートである。 第３予備判定処理の一例を示すフローチャートである。 最終判定処理の一例を示すフローチャートである。 均等化処理の一例を示すフローチャートである。 二次電池のＳＯＣと端子電圧との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 電源システム
１０ 発電装置
２０ 負荷装置
３０ 電源制御装置
４０ 蓄電装置
５０ 電源装置
３１０ 放電部
３２０，３２０ａ 電圧検出部
３２１ アナログデジタルコンバータ
３２２ 切換回路
３２３ 電圧測定部
３３０ 制御部
３３１ 取得部
３３２ 第１予備判定部
３３３ 第２予備判定部
３３４ 第３予備判定部
３３５ 最終判定部
３３６ 強制放電制御部
３３７ タイマ回路
３４０ 充放電制御回路
３５０ 不均衡判定回路
４０１ 蓄電素子
Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮ 蓄電体
Ｆｌａｇ１ 第１判定フラグ
Ｆｌａｇ２ 第２判定フラグ
Ｆｌａｇ３ 第３判定フラグ
Ｆｌａｇ４ 均等化フラグ
Ｑ１、Ｑ２、・・・、ＱＮ トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＮ 抵抗
ＳＧ１、ＳＧ２、・・・、ＳＧＮ 均等化放電信号
Ｔ タイマ値
Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮ 端子電圧
ｄＶ（１），ｄＶ（２），・・・，ｄＶ（Ｎ） 電圧変化量
α１ 基準電圧
α２ 目標電圧
β 設定時間
γ１ 第１判定値
γ２ 第２判定値
γ３ 第３判定値
ε 基準値

Claims (15)

1. 複数の蓄電体における端子電圧をそれぞれ検出する電圧検出部と、
   前記複数の蓄電体の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得する傾き情報取得処理を行う傾き取得部と、
   前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される前記各端子電圧に対応する複数の電圧傾き情報を用いて判定する不均衡判定部と
   を備えることを特徴とする不均衡判定回路。
2. 前記不均衡判定部は、
   前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される複数の電圧傾き情報を用いて、互いに異なる判定処理によって予備的に判定する複数の予備判定部と、
   前記複数の予備判定部による判定結果に基づいて、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを最終的に判定する最終判定部と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の不均衡判定回路。
3. 前記複数の予備判定部のうち一つは、
   前記充電の停止直後において、前記傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第１判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定すること
   を特徴とする請求項２記載の不均衡判定回路。
4. 前記複数の予備判定部のうち一つは、
   前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときにおいて、前記傾き取得部によって取得された各電圧傾き情報相互間の差が、予め設定された第２判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定すること
   を特徴とする請求項２又は３記載の不均衡判定回路。
5. 前記複数の予備判定部のうち一つは、
   前記傾き取得部により取得される各電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間の相互間の差が、予め設定された第３判定値を超えたとき、前記不均衡が生じていると予備的に判定すること
   を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
6. 前記最終判定部は、
   前記複数の予備判定部の全てが、前記不均衡が生じていると判定したとき、前記不均衡が生じていると最終的に判定すること
   を特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
7. 前記最終判定部は、
   前記複数の予備判定部のうち少なくとも一つが、前記不均衡が生じていると判定したとき、前記不均衡が生じていると最終的に判定すること
   を特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
8. 前記蓄電体は、
   充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、蓄電量が増大するほど大きくなるものであること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
9. 前記蓄電体は、
   正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池であること
   を特徴とする請求項８記載の不均衡判定回路。
10. 前記正極活物質は、
    Ｌｉ_XＡ_ＹＢ_ＺＰＯ_４
    （Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、
    Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であること
    を特徴とする請求項９記載の不均衡判定回路。
11. 前記傾き取得部は、
    前記電圧検出部によって検出された各端子電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合、前記傾き情報取得処理を行うこと
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
12. 前記電圧検出部は、
    前記各蓄電体の端子電圧を検出する複数の電圧測定部を備えること
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
13. 前記電圧検出部は、
    前記各蓄電体の端子電圧を検出する一つの電圧測定部と、
    前記電圧測定部と前記各蓄電体との接続関係を切り換えて、前記電圧測定部により前記各蓄電体の端子電圧をそれぞれ検出させる切換部とを備えること
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の不均衡判定回路。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の不均衡判定回路と、
    前記複数の蓄電体と、
    前記複数の蓄電体を、それぞれ放電させる放電部と、
    前記不均衡判定部によって、前記不均衡が生じていると判定されたとき、前記電圧検出部により検出される端子電圧が、それぞれ予め設定された目標電圧以下になるまで、前記放電部によって前記各蓄電体を放電させる強制放電制御部と
    を備えることを特徴とする電源装置。
15. 電圧検出部が、複数の蓄電体における端子電圧をそれぞれ検出するステップと、
    傾き取得部が、前記複数の蓄電体の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される各端子電圧から当該各端子電圧の所定時間あたりの変化量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得する傾き情報取得処理を行うステップと、
    不均衡判定部が、前記複数の蓄電体における蓄電量の不均衡が生じているか否かを、前記傾き取得部により取得される前記各端子電圧に対応する複数の電圧傾き情報を用いて判定するステップと
    を含むことを特徴とする不均衡判定方法。

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