JPH11136875A - バッテリー用管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーモジュールを複数並列に接続した
状態で充電しても性能が低下したり寿命が短くなること
がないようにする。 【解決手段】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
ッテリーモジュール５ａを複数個並列に接続し形成した
バッテリーアッセンブリ５と、バッテリーモジュール５
ａ毎にバッテリー温度を検出する温度検出手段２２と、
バッテリーアッセンブリ５を充電する充電器４を備え
る。温度検出手段２２が検出したバッテリー温度に応じ
て充電器４を制御する充電器制御手段２３を備える。充
電器制御手段２３を、全てのバッテリーモジュール５ａ
の温度が予め定めた充電開始温度の範囲内にあるときに
充電を開始する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーモジュ
ールを複数並列に接続してなるバッテリーアッセンブリ
の充電と放電を制御するバッテリー用管理装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電動自転車や電動車椅子な
どの電動車両に用いるバッテリーは、セル型のものを複
数直列に接続することによって形成し、バッテリーケー
スに収納した状態で前記電動車両の車体に備え付けてい
る。このバッテリーケースは、車体とは別のところで充
電したり、外出中に予備のものと交換することができる
ように、電動車両の車体に対して着脱できるようにして
いる。

【０００３】また、この種の電動車両に使用するバッテ
リーは、一度の充電で可及的長く走行することができる
ように、バッテリー容量を多くすることが要請されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、バッテリー
セルを直列に接続する構成を採りながらバッテリーのエ
ネルギー量を多くするためには、直列に接続する数を増
やせばよいが、本数が増大すると、バッテリーケースの
端子間電圧が高くなり過ぎてしまい、上述したような電
動車両に用いる可搬式のバッテリーケースでは、端子に
指が触れたときの感電や、端子の短絡等の危険がある。

【０００５】バッテリーセルを直列に接続する構成で
も、容量の大きなセル選定すれば電圧を高くすることな
く容量を増大させることができる。しかし、規格化され
たセルの中から車両の要求性能に合致したものを見出せ
ない場合もあり、その場合は新たに製造しなければなら
ず、コストアップになってしまう。

【０００６】発明者らは、量産品のバッテリーセルを直
列に接続してバッテリーモジュールを形成し、このバッ
テリーモジュールを複数並列に接続することを考えてい
る。この構成を採ることによって、感電、短絡やコスト
アップなどの問題を解消しながらバッテリー容量を増大
させることができる。

【０００７】しかしながら、上述したようにバッテリー
モジュールを複数並列に接続する構成を採ると、充電す
るときや放電させるときに性能や寿命に影響を及ぼす問
題が生じる。これは、バッテリーセルの容量には個々に
違いがあり、このバッテリーセルを複数直列に接続する
ことによって形成したバッテリーモジュールも容量がそ
れぞれ異なるからである。すなわち、容量の異なるバッ
テリーモジュールを複数並列に接続して使用すると、充
放電時にそれぞれのバッテリーモジュールに温度差が生
じるからである。

【０００８】一方、バッテリーには充電を実施できる温
度（以下、これを保証充電温度という）があり、保証充
電温度の範囲外の温度で充電すると、性能が低下すると
ともに寿命が短くなるという特性がある。また、極低温
になったバッテリーを放電させる場合には、バッテリー
電圧の降下が著しく、バッテリーの容量を十分取り出せ
ないという特性がある。充放電時にそれぞれのバッテリ
ーモジュールに温度差が生じるため、上述した条件を満
たしながら充電あるいは放電を実施できるようにするこ
とが問題であった。

【０００９】本発明はこのような問題を解消するために
なされたもので、バッテリーモジュールを複数並列に接
続する構成を採りながら、性能が低下したり寿命が短く
なることがないように充放電を実施できるバッテリー用
管理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るバッテリー
用管理装置は、複数個のセルを直列に接続し形成したバ
ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
テリーアッセンブリと、バッテリーモジュール毎にバッ
テリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテリー
アッセンブリを充電する充電器と、バッテリー温度に応
じて前記充電器を制御する充電器制御手段とを備え、全
てのバッテリーモジュールの温度が予め定めた充電開始
温度の範囲内にあるときに充電を開始するように前記充
電器制御手段を構成したものである。

【００１１】本発明によれば、全てのバッテリーモジュ
ールの温度が保証充電温度の範囲にある状態で充電を開
始することができる。

【００１２】他の発明に係るバッテリー用管理装置は、
上述した発明に係るバッテリー用管理装置において、充
電器制御手段を、複数のバッテリーモジュールのうち少
なくとも一つが充電終了判定用の条件を満たしたときに
充電を終了する構成としたものである。この発明によれ
ば、全てのバッテリーモジュールを過充電にならないよ
うに充電することができる。

【００１３】他の発明に係るバッテリー用管理装置は、
複数個のセルを直列に接続し形成したバッテリーモジュ
ールを複数個並列に接続し形成したバッテリーアッセン
ブリと、バッテリー毎にバッテリー温度を検出する温度
検出手段と、前記バッテリーアッセンブリの放電電流を
制御する放電制御手段とを備え、この放電制御手段を、
全てのバッテリーモジュールのバッテリー温度の最低値
または平均値が予め定めた温度より低いときに放電電流
の上限値を相対的に小さく設定する構成としたものであ
る。

【００１４】この発明によれば、バッテリー温度の最低
値または平均値が予め定めた温度より低いときに、バッ
テリーの負荷を軽くしながらバッテリー温度を上昇させ
ることができるから、低温環境下でもバッテリーの容量
を充分に利用することができる。

【００１５】他の発明に係るバッテリー用管理装置は、
複数個のセルを直列に接続し形成したバッテリーモジュ
ールを複数個並列に接続し形成したバッテリーアッセン
ブリと、バッテリー毎にバッテリー温度を検出する温度
検出手段と、前記バッテリーアッセンブリの放電電流を
制御する放電制御手段とを備え、この放電制御手段を、
全てのバッテリーモジュールのバッテリー温度の最低値
または平均値が予め定めた温度より低いときに放電終止
電圧を相対的に低く設定する構成としたものである。

【００１６】この発明によれば、バッテリー温度の最低
値または平均値が予め定めた温度より低いときには、バ
ッテリー温度の最低値または平均値が前記設定温度より
高い場合に較べてバッテリー電圧が低下しても負荷側に
電力を供給することができるようになるため、低温環境
下でもバッテリーの容量を充分に利用することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】

第１の実施の形態 以下、本発明に係るバッテリー用管理装置の一実施の形
態を図１ないし図６によって詳細に説明する。図１は本
発明に係るバッテリー用管理装置の構成を示すブロック
図、図２はバッテリーケース内の構成を示すブロック
図、図３および図４はバッテリー用管理装置の充電時の
動作を説明するためのフローチャートで、図３は充電開
始前の動作を示し、図４は充電終了時の動作を示してい
る。図５はバッテリー用管理装置の放電時の動作を説明
するためのフローチャート、図６は放電電流を設定する
ためのマップになるグラフである。

【００１８】これらの図において、符号１はこの実施の
形態によるバッテリー用管理装置を示す。この管理装置
１は、電動自転車や電動車椅子などの電動車両のバッテ
リーの充放電を管理するためのもので、バッテリーケー
ス２内に収容したＣＰＵ３と、充電器４などから構成し
ている。バッテリーケース２は、バッテリーアッセンブ
リ５を収納しており、電動車両（図示せず）のバッテリ
ー取付部および充電器４のバッテリー接続部（図示せ
ず）に対して着脱できるように形成している。

【００１９】前記バッテリーアッセンブリ５は、ニッケ
ル・水素バッテリーのセルを直列に複数接続することに
よって形成したバッテリーモジュール５ａを複数並列に
接続することによって構成し、従来のものと端子電圧が
同じでも容量が多くなるようにしている。バッテリーア
ッセンブリ５の正極および負極には端子６，７を接続し
ている。これらの端子６，７は充電時に充電器４に接続
し、放電時に電動車両側のモータ制御部８に接続する。
また、これらの端子６，７は、バッテリーケース２を充
電器４あるいは電動車両に装着することによって接点ど
うしが接触して導通する構造のものを使用している。前
記モータ制御部８に接続した表示装置９は、走行時にバ
ッテリーアッセンブリ５の残存容量を表示するためのも
ので、電動車両の車体に運転者が見易い位置に配置して
いる。

【００２０】また、前記バッテリーケース２には、バッ
テリーモジュール５ａの温度を検出するためのサーミス
タ１０と、充放電時にバッテリーアッセンブリ５に流れ
る電流を検出するための電流検出手段１１と、バッテリ
ーアッセンブリ５の端子間電圧を検出するための電圧検
出手段１２と、バッテリーアッセンブリ５の残存容量を
表示するためのスイッチ付き表示装置１３とを設けてい
る。前記サーミスタ１０は、各バッテリーモジュール５
ａに配置し、バッテリーモジュール５ａ毎にバッテリー
温度を検出できるようにしている。

【００２１】前記ＣＰＵ３は、図２に示すように、通信
インターフェイス１４および信号端子１５，１６を介し
て充電器４あるいは電動車両のモータ制御部８に接続す
るようにしている。前記端子１５，１６も前記端子６，
７と同様に接触式のものを使用している。

【００２２】ＣＰＵ３は、図２に示すように、バッテリ
ーアッセンブリ５の残存容量を求めるための残存容量演
算手段２１と、バッテリーモジュール５ａの温度を検出
するための温度検出手段２２と、充電器４の出力を設定
するための充電器制御手段２３と、充電を停止させるた
めの充電停止手段２４と、バッテリーアッセンブリ５の
リフレッシュを実施するための放電制御手段２５と、充
電器４の接続の有無を判定するための接続判定手段２６
と、最長充電時間を求めるための充電時間演算手段２７
などから構成している。なお、このＣＰＵ３は、バッテ
リーアッセンブリ５に電源回路２８を介して接続し、バ
ッテリーアッセンブリ５から給電されるようにしてい
る。

【００２３】前記残存容量演算手段２１は、前記電流検
出手段１１が検出した電流の積算値、すなわち充電・放
電時に流れた電流の加算・減算からバッテリーアッセン
ブリ５の残存容量を求める構成を採っている。なお、求
めた残存容量は、図示してないメモリに記憶させてい
る。前記温度検出手段２２は、前記サーミスタ１０の出
力に基づいてバッテリーモジュール５ａの温度を検出す
る構成を採っている。

【００２４】充電器制御手段２３は、前記残存容量演算
手段２１が求めたバッテリーアッセンブリ５の残存容量
と、前記温度検出手段２２が求めたバッテリー温度とに
基づいて充電電流を設定し、この充電電流を充電指示信
号として前記充電器４に前記通信インターフェイス１４
を介して送出する構成を採っている。なお、充電電流は
マップ（図示せず）によって設定している。

【００２５】前記マップは、充電電流をバッテリーアッ
センブリ５の残存容量と充電開始時のバッテリー温度と
に割付けて形成し、充電開始時の全てのバッテリーモジ
ュールａの温度の例えば平均値が予め定めた温度より高
いときには温度が高くなればなるほど、しかも残存容量
が多ければ多いほど充電電流が小さくなるようにしてい
る。

【００２６】また、充電器制御手段２３は、複数のバッ
テリーモジュール５ａの全てのバッテリー温度が予め定
めた充電開始温度の範囲内にあるときのみに前記充電指
示信号を充電器４に送出する構成を採っている。

【００２７】充電停止手段２４は、バッテリー温度が予
め定めた充電停止温度に達したときや、バッテリー電圧
が予め定めた充電停止電圧に達したとき、あるいは定電
流充電時に充電終期に起こる特有の現象を検出したとき
に、通信インターフェイス１４を介して充電器４に充電
停止信号を送出する構成を採っている。充電終期に起こ
る特有の現象とは、例えば充電終期にバッテリー電圧が
低下する現象と、バッテリー温度の上昇率が著しく高く
なる現象である。電圧低下は電圧検出手段１２に接続し
た電圧低下量演算手段２９が検出し、温度上昇率は温度
上昇率演算手段３０が求めるようにしている。この実施
の形態では、全てのバッテリーモジュール５ａのうち一
つでも前記条件（充電停止温度、温度上昇率）を満たし
たときに充電を停止するようにしている。

【００２８】接続判定手段２６は、充電器４に接続判定
用の信号を送出し、バッテリーケース２が充電器４に接
続されているか否かを判定する構成を採っている。充電
器４から接続確認を示す信号が返信されたときに充電器
４に接続していると判定する。また、この接続判定手段
２６は、前記接続確認を実施することにより、ＣＰＵ３
と充電器４との間の信号伝送手段の異常の有無も判定す
ることができるようにしている。

【００２９】充電時間演算手段２７は、前記残存容量演
算手段２１が求めた残存容量と、充電器制御手段２３が
設定した充電電流とに基づいて充電可能な最長充電時間
（以下、これをトータルタイマー値という）を求め、こ
のトータルタイマー値を充電制御信号として前記充電指
示信号とともに充電器４に送出する構成を採っている。
この実施の形態では充電時間演算手段２７と充電器４と
で各々充電時間を計時するようにしている。すなわち、
充電時間演算手段２７は、充電開始後の経過時間がトー
タルタイマー値を越えたときに充電停止信号を充電器４
に送出する構成を採り、充電器４は、充電開始からの経
過時間がこのトータルタイマー値を越えたときにバッテ
リーケース２から充電停止信号が送出されなくても自己
停止するようにしている。詳述すると、トータルタイマ
ー値が充電制御信号として前記充電指示信号とともに充
電器４に送出されることにより、充電器４においても充
電開始からの経過時間を計時し、トータルタイマー値を
越えたときにバッテリーケース２から充電停止信号が送
出されていなくても充電器４は自己停止する。前記経過
時間はタイマー３１および後述する充電器４側のタイマ
ー４０が計時する。また、トータルタイマー値は下記の
（１）式によって求める。 ｛（バッテリー容量−残存容量）／充電電流｝×定数・・・（１） ここで、バッテリー容量は、ＥＥＰＲＯＭ３２に記録し
た値を用いる。

【００３０】放電制御手段２５は、バッテリーケース２
を電動車両に装着した状態で放電電流を制御するととも
に、バッテリーケース２が充電器４に装着されている状
態でスイッチ付き表示装置１３のスイッチをオン操作す
ることによって充電器４にリフレッシュ開始信号を送出
する構成を採っている。前記放電電流は、図６に示すマ
ップによって設定する。

【００３１】すなわち、この放電制御手段２５は、全て
のバッテリーモジュール５ａの温度のうち最も低い温度
（以下、この温度を最低バッテリーモジュール温度とい
う）が−１０℃より低いときに放電電流を放電制限Ｂに
設定し、最低バッテリーモジュール温度が−１０℃から
−５℃の範囲にあるときには放電電流を放電制限Ａに設
定し、最低バッテリーモジュール温度が−５℃より高い
ときには放電電流を放電最大許容値に設定するように構
成している。なお、前記最低バッテリーモジュール温度
に代えて全てのバッテリーモジュール５ａの温度の平均
値を用いることもできる。放電電流を放電制限Ａや放電
制限Ｂに設定するときには、放電制御手段２５が放電制
限Ａや放電制限Ｂを放電制御信号としてモータ制御部８
に送出する。モータ制御部８は、前記放電制御信号に基
づいて出力を制御するようにしている。

【００３２】前記リフレッシュは、充電器４でバッテリ
ーアッセンブリ５を放電させることによって実施する。
また、この放電制御手段２５は、リフレッシュ時にバッ
テリーアッセンブリ５の端子間電圧が予め定めたリフレ
ッシュ終了値に達したときにリフレッシュ停止信号を充
電器４に送出する。

【００３３】充電器４は、図１に示すように、コンセン
トプラグ３３から給電される交流電源をＡＣ／ＤＣコン
バータ３４で直流に変換し、充電電流として充電用端子
６に供給する構成を採っている。また、この充電器４
は、前記ＣＰＵ３が設定した充電電流を流すために受信
手段３５と、比較・演算手段３６と、出力制御手段３７
などを有し、さらに、バッテリーアッセンブリ５のリフ
レッシュを実施するために放電器３８と、この放電器３
８を制御するための放電制御手段３９とを有している。

【００３４】受信手段３５は、信号端子１５を介してＣ
ＰＵ３からの信号を受信したりＣＰＵ３へ信号を発信す
るために設けてあり、充電指示信号や充電停止信号を受
信してこれらの信号を比較・演算信号３６に送出する構
成を採っている。また、充電開始後の経過時間（充電時
間）をタイマー４０で計時し、ＣＰＵ３から送出された
トータルタイマー値を充電時間が越えたときに比較・演
算手段３６に充電停止信号を送出するようにしている。
本発明に係る自己停止手段は、この実施の形態では受信
手段３５によって構成している。さらに、この受信手段
３５は、ＣＰＵ３が送出した接続判定用の信号を受信し
たときに、接続確認を示す信号をＣＰＵ３に送出する返
信手段４１を有している。

【００３５】さらにまた、この受信手段３５は、ＣＰＵ
３が送出したリフレッシュ開始信号やリフレッシュ停止
信号を受信したときには、この信号を放電制御手段３９
に送出するようにしている。バッテリーアッセンブリ５
のリフレッシュは、放電制御手段３９が放電器３８に放
電開始信号を送出することによって開始し、放電停止信
号を送出することによって終了する。なお、リフレッシ
ュ時には、受信手段３５が比較・演算手段３６に充電停
止信号を送出するようにしている。図１において受信手
段３５に接続した符号４２で示すものは、充電時あるい
はリフレッシュ時にＬＥＤ４３を点灯させるためのＬＥ
Ｄドライバである。

【００３６】比較・演算手段３６は、前記受信手段３５
が送出した充電指示信号から目標とする充電電流を求
め、ＡＣ／ＤＣコンバータ３４の下流側に設けた電流検
出手段４４と電圧検出手段４５の出力に基づいて充電電
流が目標充電電流と一致するように出力制御手段３７に
フィードバック制御を実施するように構成している。な
お、前記出力制御手段３７は、比較・演算手段３６が送
出した制御信号によってＡＣ／ＤＣコンバータ３４の出
力を制御する。

【００３７】次に、上述したように構成したバッテリー
用管理装置１の動作を図３〜図５に示すフローチャート
によって説明する。先ず、充電時の動作を図３および図
４によって説明する。バッテリーケース２内のＣＰＵ３
は、図３のステップ１０１で示すように充電器４が接続
しているか否かを判定する。この判定は、接続判定手段
２６が接続判定用の信号を充電器４に送出し、充電器４
が接続確認用の信号を返送するか否かを検出することに
よって実施する。

【００３８】バッテリーケース２を充電器４に装着する
ことによって充電器４から接続確認用の信号が返送され
るため、ステップ１０１での接続判定がなされ、ステッ
プ１０２に進む。ステップ１０２ではバッテリー電圧が
著しく低下しているか否かをＣＰＵ３が判定する。この
実施の形態ではバッテリー電圧が１６Ｖ以下の場合には
ステップ１０３に進み、１６Ｖより高い場合にはステッ
プ１０４に進む。ステップ１０３では、タイマー３１を
予備充電タイマーとして使用して計時を開始し、予備充
電を実施する。この予備充電は、ステップ１０５でバッ
テリー電圧が１６Ｖ以上になるまで実施する。予備充電
時間が予め定めた予備充電タイマー値を越えた場合に
は、ステップ１０６からステップ１０７へ進み、ＬＥＤ
４３を異常状態が判別できるように点灯させる。

【００３９】ステップ１０４では、複数あるバッテリー
モジュール５ａのうち第１のバッテリーモジュール５ａ
の温度が予め定めた充電開始温度の範囲内であるか否か
をＣＰＵ３の充電器制御手段２３が判定する。前記温度
範囲は、この実施の形態では０℃〜４０℃に設定してい
る。第１のバッテリーモジュール５ａの温度がこの温度
範囲に入っていない場合には、ステップ１０８に進み、
充電を一定時間待機し、ステップ１０４に戻る。第１の
バッテリーモジュール５ａの温度が前記温度範囲に入っ
ている場合には、ステップ１０９〜１１０で示すよう
に、第２以降の全てのバッテリーモジュール５ａに対し
てステップ１０４と同じ判定を実施する。

【００４０】そして、全てのバッテリーモジュール５ａ
の温度が前記温度範囲に入っているときには、ＣＰＵ３
はステップ１１１でトータルタイマー値や充電電流を設
定し、ステップ１１２で通信機能が正常か否かを確認し
てからステップ１１３前記充電電流やトータルタイマー
値を充電器４に送出する。これらの信号を充電器４が受
信することによって、図４のステップ１１４に示すよう
に充電器４が充電を開始する。

【００４１】充電開始後は、ステップ１１５で示すよう
にＣＰＵ３はバッテリー電圧が充電停止電圧に達したか
否かを判定する。この実施の形態では、充電停止電圧を
４０Ｖに設定している。バッテリー電圧が充電停止電圧
に達していない場合には、ステップ１１６に進み、バッ
テリー電圧が充電停止電圧に達した場合にはステップ１
１７に進んでＣＰＵ３は充電器４に充電停止信号を送出
する。

【００４２】ステップ１１６では、ＣＰＵ３は第１のバ
ッテリーモジュール５ａの温度が充電停止温度に達した
か否かを判定する。この実施の形態では、充電停止温度
を５０℃に設定している。この判定結果がＮＯの場合に
は、ステップ１１８，１１９で示すように第２以降の全
てのバッテリーモジュール５ａに対してバッテリー温度
が充電停止温度に達したか否かを判定する。ステップ１
１６，１１８および１１９の何れ一つでＹＥＳと判定さ
れた場合、すなわち複数のバッテリーモジュール５ａの
うち一つでもバッテリー温度が充電停止温度に達してい
る場合には、ステップ１１７に進んで充電を停止する。

【００４３】全てのバッテリーモジュール５ａの温度が
充電停止温度に達していない場合、ＣＰＵ３はステップ
１２０において充電終期の温度上昇率が高くなる現象が
第１のバッテリーモジュール５ａで生じたか否かを判定
する。前記現象を検出した場合にはステップ１１７に進
んで充電を停止し、前記現象を検出しない場合にはステ
ップ１２１，１２２に示すように第２以降の全てのバッ
テリーモジュール５ａに対して前記現象の検出の有無を
判定する。複数のバッテリーモジュール５ａのうち一つ
でも前記現象が生じた場合には、ＣＰＵ３は充電を停止
し、全てのバッテリーモジュール５ａにおいて前記現象
が生じていない場合にはＣＰＵ３はステップ１２３に進
んで電圧降下を起こしているか否かを検出する。

【００４４】電圧降下を起こしている場合にはステップ
１１７に進んで充電を停止し、電圧降下を起こしていな
い場合にはステップ１２４に進んで充電時間が前記トー
タルタイマー値に達したか否かを判定する。ステップ１
２４でＮＯと判定されたとき、すなわち充電時間がトー
タルタイマー値に達していないときには、ステップ１１
５に戻り、ステップ１２４でＹＥＳと判定された場合に
はステップ１１７に進んで充電を停止する。

【００４５】放電時には、図５のステップ２０１で示す
ようにＣＰＵ３に放電信号が入力される。この放電信号
は、モータ制御部８が送出するようにしている。放電信
号を受信したＣＰＵ３は、ステップ２０２で全てのバッ
テリーモジュール５ａの温度を検出し、ステップ２０３
で最低バッテリーモジュール温度（Ｔmin） を検出す
る。そして、ステップ２０４で最低バッテリーモジュー
ル温度が−５℃より低いか否かを判定する。ここでＮＯ
と判定された場合にはステップ２０２に戻り、ＹＥＳと
判定された場合にはステップ２０５に進んでＣＰＵ３は
最低バッテリーモジュール温度が−１０℃より低いか否
かを判定する。

【００４６】ステップ２０５でＮＯと判定された場合、
すなわち最低バッテリーモジュール温度が−１０℃より
高く−５℃より低い場合には、ＣＰＵ３はステップ２０
６で放電電流を放電制限Ａに設定し、ステップ２０７で
モータ制御部８に放電制御信号を送出する。そして、ス
テップ２０８で最低バッテリーモジュール温度が−５℃
より高いか否かを判定する。最低バッテリーモジュール
温度が−５℃より高い場合には、ステップ２０９で示す
ようにＣＰＵ３はモータ制御部８に制限解除信号を送出
し、ステップ２０２に戻る。ステップ２０８でＮＯと判
定された場合、すなわち最低バッテリーモジュール温度
が−５℃より低い場合には、ステップ２０５に進む。

【００４７】ステップ２０５で最低バッテリーモジュー
ル温度が−１０℃より低いと判定された場合には、ＣＰ
Ｕ３はステップ２１０で放電電流を放電制限Ｂに設定
し、ステップ２１１でモータ制御部８に放電制御信号を
送出する。そして、ステップ２０５に戻る。上述したよ
うに最低バッテリーモジュール温度が−５℃より低いと
きに放電電流の上限値を放電制限Ａや放電制限Ｂに設定
して相対的に小さくすることによって、低温環境下でバ
ッテリーアッセンブリ５の負荷を軽くしながら放電させ
てバッテリー温度（各バッテリーモジュール５ａの温
度）を上昇させることができる。

【００４８】したがって、このバッテリー用管理装置１
は、全てのバッテリーモジュール５ａの温度が予め定め
た充電開始温度の範囲内にあるときに充電を開始するよ
うにしたため、全てのバッテリーモジュール５ａの温度
が保証充電温度の範囲にある状態で充電を開始すること
ができる。このため、バッテリー性能が低下したり寿命
が短くなることなく全てのバッテリーモジュール５ａを
充電することができる。

【００４９】また、このバッテリー用管理装置１は、複
数のバッテリーモジュール５ａのうち少なくとも一つが
充電終了判定用の条件を満たしたときに充電を終了する
構成を採っているから、全てのバッテリーモジュール５
ａを過充電にならないように充電することができる。

【００５０】さらに、このバッテリー用管理装置１は、
全てのバッテリーモジュール５ａの温度の最低値（最低
バッテリーモジュール温度）が予め定めた温度より低い
ときに放電電流の上限値を相対的に小さく設定する構成
を採っているため、バッテリー温度の最低値が予め定め
た温度より低いときに、バッテリーアッセンブリ５の負
荷を軽くしながらバッテリー温度を上昇させることがで
きるから、低温環境下でもバッテリーアッセンブリ５の
容量を充分に利用することができる。すなわち、バッテ
リーアッセンブリ５を複数並列に接続して容量増大を図
ることができることと相俟って、このバッテリー用管理
装置１を装備した電動車両の航続距離を長くすることが
できる。

【００５１】第２の実施の形態 放電終止電圧を変える他の発明に係るバッテリー用管理
装置を図７および図８によって詳細に説明する。なお、
この発明に係るバッテリー用管理装置は、放電制御手段
の構成が異なる他は前記第１の実施の形態を採るときと
同じ構成を採る。このため、この実施の形態において
は、ハードウェアの説明をするときには図１および図２
に示した符号を用いる。

【００５２】図７は他の発明に係るバッテリー用管理装
置の放電時の動作を説明するためのフローチャート、図
８は放電終止電圧を設定するためのマップになるグラフ
である。この実施の形態によるバッテリー管理装置１の
放電制御手段２５は、放電時に最低バッテリーモジュー
ル温度（Ｔmin） が予め定めた温度より低いとき放電終
止電圧を相対的に低く設定する構成を採っている。放電
終止電圧は、バッテリーアッセンブリ５の放電を停止さ
せる最低電圧のことであり、この実施の形態では図８に
示すマップに基づいて３段階に変化するようにしてい
る。

【００５３】放電制御手段２５は、最低バッテリー温度
が−１０℃より低い場合に放電終止電圧Ｂ（最低値）を
選択し、最低バッテリー温度が−１０℃より高く−５℃
より低い場合に放電終止電圧Ａ（中間値）を選択し、最
低バッテリー温度が−５℃より高い場合に通常放電終止
電圧（最大値）を選択するようにしている。なお、この
放電制御手段２５は、設定した放電終止電圧を放電制御
信号としてモータ制御部８に送出する構成を採ってい
る。

【００５４】このように構成した放電制御手段２５を有
するバッテリー用管理装置１の放電時の動作を図７のフ
ローチャートによって説明する。放電時に図７のステッ
プ３０１で示すようにＣＰＵ３に放電信号が入力された
後、ＣＰＵ３は、ステップ３０２で全てのバッテリーモ
ジュール５ａの温度を検出し、ステップ３０３で最低バ
ッテリーモジュール温度（Ｔmin） を検出する。そし
て、ステップ３０４で最低バッテリーモジュール温度が
−５℃より低いか否かを判定する。ここでＮＯと判定さ
れた場合にはステップ３０２に戻り、ＹＥＳと判定され
た場合にはステップ３０５に進んでＣＰＵ３は最低バッ
テリーモジュール温度が−１０℃より低いか否かを判定
する。

【００５５】ステップ３０５でＮＯと判定された場合、
すなわち最低バッテリーモジュール温度が−１０℃より
高く−５℃より低い場合には、ＣＰＵ３はステップ３０
６で放電終止電圧を放電終止電圧Ａに設定し、ステップ
３０７でモータ制御部８に放電制御信号を送出する。そ
して、ステップ３０８で最低バッテリーモジュール温度
が−５℃より高いか否かを判定する。最低バッテリーモ
ジュール温度が−５℃より高い場合には、ステップ３０
９で示すようにＣＰＵ３はモータ制御部８に制限解除信
号を送出し、ステップ３０２に戻る。ステップ３０８で
ＮＯと判定された場合、すなわち最低バッテリーモジュ
ール温度が−５℃より低い場合には、ステップ３０５に
進む。

【００５６】ステップ３０５で最低バッテリーモジュー
ル温度が−１０℃より低いと判定された場合には、ＣＰ
Ｕ３はステップ３１０で放電終止電圧を放電終止電圧Ｂ
に設定し、ステップ３１１でモータ制御部８に放電制御
信号を送出する。そして、ステップ３０５に戻る。

【００５７】したがって、最低バッテリーモジュール温
度が−５℃より低いときに放電終止電圧を放電終止電圧
Ａや放電終止電圧Ｂに設定して相対的に小さくすること
によって、最低バッテリーモジュール温度が−５℃より
高い場合に較べてバッテリー電圧が低下してもモータ制
御部８に電力を供給することができる。このため、低温
環境下でもバッテリー量を充分に利用することができ、
バッテリーモジュール５ａを複数並列に接続して容量増
大を図ることができることと相俟って、このバッテリー
用管理装置１を装備した電動車両の航続距離を長くする
ことができる。

【００５８】なお、放電終止電圧は、図９〜図１１に示
すように、最低バッテリーモジュール温度に応じて無段
階に変化させるようにすることができる。図９は放電終
止電圧を無段階に変化させる構成を採る場合のバッテリ
ー用管理装置の動作を示すフローチャート、図１０は放
電終止電圧の変化を示すグラフ、図１１は小電流域での
放電終止電圧と大電流域での放電終止電圧を設定するた
めのマップになるグラフである。

【００５９】この実施の形態を採るときには、図１０に
示す小電流域ＩＡでの放電終止電圧Ｃと、大電流域ＩＢ
での放電終止電圧Ｄとを図１１に示すマップから読出し
て設定する。図１１のマップは、最低バッテリーモジュ
ール温度に応じて放電終止電圧Ｃ，Ｄが決まるように形
成している。すなわち、最低バッテリーモジュール温度
が−１０℃より低い場合や０℃より高い場合は、小電流
域ＩＡと大電流域ＩＢの放電終止電圧Ｃ，Ｄはともにバ
ッテリー温度にかかわりなく一定であるが、最低バッテ
リーモジュール温度が−１０℃から０℃の範囲に入って
いる場合には、前記放電終止電圧Ｃ，Ｄはともにバッテ
リー温度が高くなるにしたがって無段階に次第に高くな
る。

【００６０】このように構成する場合には、ＣＰＵ３は
図９のステップ４０１で放電信号が入力された後にステ
ップ４０２で全てのバッテリーモジュール５ａの温度を
検出し、ステップ４０３で最低バッテリーモジュール温
度（Ｔmin） を検出する。そして、ＣＰＵ３はステップ
４０４で図１１に示すマップから最低バッテリーモジュ
ール温度と対応する放電終止電圧Ｃ，Ｄを読出し、この
電圧データを放電制御信号としてモータ制御部８に送出
する。

【００６１】前記放電制御信号を受信したモータ制御部
８は、図１０に示すように、放電電流が小電流域ＩＡに
あるときには放電終止電圧Ｃにバッテリー電圧が低下す
るまで放電を実施し、放電電流が大電流域ＩＢにあると
きには放電終止電圧Ｄにバッテリー電圧が低下するまで
放電を実施する。なお、放電電流が小電流域ＩＡと大電
流域ＩＢの間であるときの放電終止電圧は、放電終止電
圧Ｃから放電終止電圧Ｄまで除々に低下するようにして
いる。このように構成しても図７および図８で示した形
態を採るときと同等の効果を奏する。

【００６２】なお、図７〜図１１で示すように放電終止
電圧を変化させる場合には、最低バッテリーモジュール
温度に代えて全てのバッテリーモジュール５ａの温度の
平均値を用いてもよい。

【００６３】また、上述した各実施の形態ではバッテリ
ーケース２にＣＰＵ３を設ける例を示したが、充電時の
制御を実施するためにはＣＰＵ３を充電器４に設けるこ
とができるし、放電時の制御実施するためにはＣＰＵ３
をモータ制御部８に設けることができる。後者の構成を
採る場合には、少なくとも放電制御手段２５をモータ制
御部８に設け、バッテリーケース２から温度情報（最低
バッテリーモジュール温度Ｔminあるいは全てのバッテ
リーモジュール５ａの温度）を放電制御手段２５に伝送
することによって、上述したような放電電流の制御や終
止電圧の制御を実施する。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
てのバッテリーモジュールの温度が保証充電温度の範囲
にある状態で充電を開始することができるから、バッテ
リー性能が低下したり寿命が短くなることなく全てのバ
ッテリーモジュールを充電することができる。

【００６５】複数のバッテリーモジュールのうち少なく
ても一つが充電終了判定用の温度条件を満たしたときに
充電を終了する他の発明によれば、全てのバッテリーモ
ジュールを過充電にならないように充電することができ
るから、バッテリー性能が低下したり寿命が短くなるこ
となく全てのバッテリーモジュールを充電することがで
きる。

【００６６】全てのバッテリーモジュールの温度の最低
値または平均値が予め定めた温度より低いときに放電電
流の上限値を相対的に小さくする他の発明によれば、バ
ッテリー温度の最低値または平均値が予め定めた温度よ
り低いときに、バッテリーの負荷を軽くしながらバッテ
リー温度を上昇させることができるから、低温環境下で
もバッテリーの容量を充分に利用することができる。す
なわち、このバッテリー用管理装置を電動車両に装備す
ることによって、バッテリーモジュールを複数並列に接
続して容量増大を図ることができることと相俟って、航
続距離を長くすることができる。

【００６７】全てのバッテリーモジュールのバッテリー
温度の最低値または平均値が予め定めた温度より低いと
きに放電終止電圧を相対的に低くする他の発明によれ
ば、バッテリー温度の最低値または平均値が予め定めた
温度より低いときには、バッテリー温度の最低値または
平均値が前記設定温度より高い場合に較べてバッテリー
電圧が低下しても負荷側に電力を供給することができる
ようになる。

【００６８】したがって、低温環境下でもバッテリーの
容量を充分に利用することができるから、このバッテリ
ー用管理装置を電動車両に装備することによって、バッ
テリーを複数並列に接続して容量増大を図ることができ
ることと相俟って、航続距離を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るバッテリー用管理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】 バッテリーケース内の構成を示すブロック図
である。

【図３】 バッテリー用管理装置の充電開始前の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図４】 バッテリー用管理装置の充電終了時の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図５】 バッテリー用管理装置の放電時の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図６】 放電電流を設定するためのマップになるグラ
フである。

【図７】 他の発明に係るバッテリー用管理装置の放電
時の動作を説明するためのフローチャートである。

【図８】 放電終止電圧を設定するためのマップになる
グラフである。

【図９】 放電終止電圧を無段階に変化させる構成を採
る場合のバッテリー用管理装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１０】 放電終止電圧の変化を示すグラフである。

【図１１】 小電流域での放電終止電圧と大電流域での
放電終止電圧を設定するためのマップになるグラフであ
る。

【符号の説明】

１…バッテリー用管理装置、２…バッテリーケース、３
…ＣＰＵ、４…充電器、５…バッテリーアッセンブリ、
５ａ…バッテリーモジュール、１０…サーミスタ、２２
…温度検出手段、２３…充電器制御手段、２５…放電制
御手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
   ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
   テリーアッセンブリと、前記バッテリーモジュール毎に
   バッテリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテ
   リーアッセンブリを充電する充電器と、前記温度検出手
   段が検出したバッテリー温度に応じて前記充電器を制御
   する充電器制御手段とを備え、この充電器制御手段にお
   いて、全てのバッテリーモジュールの温度が予め定めた
   充電開始温度の範囲内にあるときに充電を開始する構成
   としたことを特徴とするバッテリー用管理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のバッテリー用管理装置に
   おいて、複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも
   一つが充電終了判定用の条件を満たしたときに充電を終
   了するように充電器制御手段を構成したことを特徴とす
   るバッテリー用管理装置。
3. 【請求項３】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
   ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
   テリーアッセンブリと、前記バッテリーモジュール毎に
   バッテリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテ
   リーアッセンブリの放電電流を制御する放電制御手段と
   を備え、この放電制御手段を、全てのバッテリーモジュ
   ールのバッテリー温度の最低値が予め定めた温度より低
   いときに放電電流の上限値を相対的に小さく設定する構
   成としたことを特徴とするバッテリー用管理装置。
4. 【請求項４】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
   ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
   テリーアッセンブリと、前記バッテリーモジュール毎に
   バッテリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテ
   リーアッセンブリの放電電流を制御する放電制御手段と
   を備え、この放電制御手段を、全てのバッテリーモジュ
   ールのバッテリー温度の平均値が予め定めた温度より低
   いときに放電電流の上限値を相対的に小さく設定する構
   成としたことを特徴とするバッテリー用管理装置。
5. 【請求項５】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
   ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
   テリーアッセンブリと、前記バッテリーモジュール毎に
   バッテリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテ
   リーアッセンブリの放電電流を制御する放電制御手段と
   を備え、この放電制御手段を、全てのバッテリーモジュ
   ールのバッテリー温度の最低値が予め定めた温度より低
   いときに放電終止電圧を相対的に低く設定する構成とし
   たことを特徴とするバッテリー用管理装置。
6. 【請求項６】 複数個のセルを直列に接続し形成したバ
   ッテリーモジュールを複数個並列に接続し形成したバッ
   テリーアッセンブリと、前記バッテリーモジュール毎に
   バッテリー温度を検出する温度検出手段と、前記バッテ
   リーアッセンブリの放電電流を制御する放電制御手段と
   を備え、この放電制御手段を、全てのバッテリーモジュ
   ールのバッテリー温度の平均値が予め定めた温度より低
   いときに放電終止電圧を相対的に低く設定する構成とし
   たことを特徴とするバッテリー用管理装置。