(57)【要約】【課題】低コスト化および小型化と、２次電池の劣化の抑制と、を実現しつつ、２次電池の充放電時に充電電圧の均一化を行うことができるセルバランス回路およびセルバランス装置を提供すること。【解決手段】セルバランス回路ＡＡは、トランスＴと、２次電池ＢＴ１と対に設けられたスイッチＳＷ１と、２次電池ＢＴ２と対に設けられたスイッチＳＷ２と、を備える。トランスＴは、２次電池ＢＴ１と対に設けられた第１の巻線Ｗａと、２次電池ＢＴ２と対に設けられた第２の巻線Ｗｂと、を備える。セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを同期制御する。【選択図】図１
2012143985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路であって、
前記第１の２次電池と対に設けられた第１の巻線と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の巻線と、を有するトランスと、
前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の巻線に印加させるか否かを制御するスイッチング手段と、を備えることを特徴とするセルバランス回路。
【請求項２】
前記第１の巻線の巻数と、前記第２の巻線の巻数とは、等しいことを特徴とする請求項１に記載のセルバランス回路。
【請求項３】
前記第１の２次電池と一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のセルバランス回路。
【請求項４】
前記スイッチング手段は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを備え、
前記第１の巻線の他端と、前記第２の巻線の一端とは、前記第１の２次電池の他端に接続されるとともに、前記第２の２次電池の一端に接続され、
前記第１の巻線の一端は、前記第１のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第２のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、
前記第２の巻線の他端は、前記第３のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第４のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項５】
前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチと、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチとを、前記第１の２次電池および前記第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることを特徴とする請求項４に記載のセルバランス回路。
【請求項６】
前記スイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項７】
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、鉄心に巻回されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項８】
請求項４または５に記載のセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置であって、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチのスイッチングは、前記複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期であることを特徴とするセルバランス装置。
【請求項９】
第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路であって、
前記第１の２次電池と対に設けられた第１の１次巻線および第１の２次巻線を有する第１のトランスと、
前記第２の２次電池と対に設けられた第２の１次巻線および第２の２次巻線を有する第２のトランスと、
前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の１次巻線に印加させるか否かを制御する第１のスイッチング手段と、を備え、
前記第１の１次巻線の巻数と前記第１の２次巻線の巻数とが異なり、かつ、前記第１の１次巻線の巻数と前記第２の１次巻線の巻数とが等しいとともに、前記第１の２次巻線の巻数と前記第２の２次巻線の巻数とが等しく、
前記第１の２次巻線と、前記第２の２次巻線と、は並列接続されることを特徴とするセルバランス回路。
【請求項１０】
前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段を備え、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とする請求項９に記載のセルバランス回路。
【請求項１１】
前記第１のスイッチング手段は、
前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の他端と、を接続する第１手順と、
前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の一端と、を接続する第２手順と、を行い、
前記第２のスイッチング手段は、
前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の他端と、を接続する第３手順と、
前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の一端と、を接続する第４手順と、を行うことを特徴とする請求項１０に記載のセルバランス回路。
【請求項１２】
直流電圧を出力する直流源と、
前記直流源の出力電圧を前記第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段と、を備えることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項１３】
前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段と、
前記直流源の出力電圧を前記第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段と、を備え、
前記第１のスイッチング手段と前記第３のスイッチング手段とは、同期して動作し、
前記第２のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とする請求項１２に記載のセルバランス回路。
【請求項１４】
前記第３のスイッチング手段は、
前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の他端と、を接続する第５手順と、
前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の一端と、を接続する第６手順と、を行い、
前記第４のスイッチング手段は、
前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の他端と、を接続する第７手順と、
前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の一端と、を接続する第８手順と、を行うことを特徴とする請求項１３に記載のセルバランス回路。
【請求項１５】
前記第１のトランスおよび前記第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項１６】
前記第１の２次巻線および前記第２の２次巻線の巻数は、前記第１の１次巻線および前記第２の１次巻線の巻数より大きいことを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項１７】
前記第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することを特徴とする請求項９から１６のいずれかに記載のセルバランス回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルバランス回路と、セルバランス回路を複数備えるセルバランス装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の２次電池を用いる場合には、セルバランスを行って、これら複数の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化させる必要がある。そこで、複数の２次電池のそれぞれに対して、抵抗を１つずつ並列接続する場合がある。これによれば、他と比べて充電電圧の高い２次電池について、並列接続された抵抗により放電させることができるので、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化することができる。【０００３】
ところが、上述のように抵抗を並列接続させると、抵抗での放電により、電力損失が大きくなってしまう。そこで、特許文献１に示されている回路や、特許文献２に示されている回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８８４４７号公報
【特許文献２】特開２００４−８８８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されている回路は、充電電圧の均一化を、ダイオードを用いて行う。ここで、ダイオードの順方向電圧は、温度に応じて変化するため、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧を正確に均一化することができないおそれがあった。また仮に、上述のダイオードの順方向電圧の温度に応じた変化を無視できたとしても、特許文献１に示されている回路は、充電電圧の均一化を、２次電池の充電時にのみ行うため、２次電池の放電時には充電電圧が不均一となってしまい、セルバランスを安定させることができなかった。【０００６】
一方、特許文献２に示されている回路では、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧を監視する必要がある。このため、２次電池の充電電圧を監視するための素子や回路が必要となり、低コスト化や小型化の阻害要因となっていた。【０００７】
また、特許文献１に示されている回路や、特許文献２に示されている回路は、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧に差が生じてからセルバランスを行うため、一時的に劣化領域に達してしまい、２次電池が劣化するおそれがあった。【０００８】
上述の課題に鑑み、本発明は、低コスト化および小型化と、２次電池の劣化の抑制と、を実現しつつ、２次電池の充放電時に充電電圧の均一化を行うことができるセルバランス回路およびセルバランス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）  本発明は、第１の２次電池（例えば、図１の２次電池ＢＴ１に相当）および第２の２次電池（例えば、図１の２次電池ＢＴ２に相当）のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路（例えば、図１のセルバランス回路ＡＡに相当）であって、前記第１の２次電池と対に設けられた第１の巻線（例えば、図１の第１の巻線Ｗａに相当）と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の巻線（例えば、図１の第２の巻線Ｗｂに相当）と、を有するトランス（例えば、図１のトランスＴに相当）と、前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の巻線に印加させるか否かを制御するスイッチング手段（例えば、図１のスイッチＳＷ１に相当）と、を備えることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００１０】
この発明によれば、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路に、トランスおよびスイッチング手段を設けた。そして、トランスには、第１の２次電池と対に第１の巻線を設けるとともに、第２の２次電池と対に第２の巻線を設けた。また、スイッチング手段により、第１の２次電池の充電電圧を第１の巻線に印加させるか否かを制御することとした。このため、スイッチング手段により、第１の巻線に第１の２次電池の充電電圧を印加させることができる。【００１１】
第１の巻線に第１の２次電池の充電電圧が印加されると、第１の巻線で磁束が発生し、この磁束が第２の巻線を貫くこととなる。この磁束をΦＢ、第２の巻線の巻数をＮとすると、第２の巻線には、以下の式（１）に示す起電力εが発生することとなる。【００１２】
【数１】
2012143985.tif 000003
【００１３】
ここで、第１の巻線で発生する磁束は、第１の巻線に印加される電圧に応じて変化する。このため、第２の巻線に発生する起電力は、第１の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。【００１４】
第２の巻線においても、上述の第１の巻線と同様に、第２の２次電池の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第１の巻線を貫くため、第１の巻線には、上述の式（１）に示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第１の巻線に発生する起電力は、第２の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。【００１５】
ここで、第１の巻線の巻数と、第２の巻線の巻数と、が等しく、第２の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加されているものとする。また、第１の２次電池の充電電圧をＶＢＴ１、第２の２次電池の充電電圧をＶＢＴ２、第１の巻線の抵抗成分をＲＷ１、第２の巻線の抵抗成分をＲＷ２とする。すると、第１の巻線を流れる電流ＩＷ１は、以下の式（２）のように表され、第２の巻線を流れる電流ＩＷ２は、以下の式（３）のように表されることとなる。【００１６】
【数２】
2012143985.tif 000004
【００１７】
【数３】
2012143985.tif 000005
【００１８】
第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しい場合には、上述の式（２）のように、第１の巻線を電流が流れないとともに、上述の式（３）のように、第２の巻線を電流が流れないため、第１の２次電池および第２の２次電池には、電流が流れない。【００１９】
一方、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より低い場合には、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が第１の巻線から第１の２次電池に流れて、第１の２次電池が充電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が第２の２次電池から第２の巻線に流れて、第２の２次電池が放電される。【００２０】
また、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より高い場合には、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が第１の２次電池から第１の巻線に流れて、第１の２次電池が放電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が第２の巻線から第２の２次電池に流れて、第２の２次電池が充電される。【００２１】
以上より、第１の２次電池の充電電圧と、第２の２次電池の充電電圧と、が等しくなる。このため、上述の特許文献１に示されている回路が必要としていたダイオードを用いないため、第１の２次電池と、第２の２次電池と、について充電電圧を正確に均一化させることができる。【００２２】
また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において、スイッチング手段により第１の２次電池の充電電圧を第１の巻線に印加させるとともに、第２の２次電池の充電電圧を第２の巻線に印加させることで、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時だけでなく放電時にも、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。【００２３】
また、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を検出することなく、スイッチング手段を動作させることができる。このため、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路の低コスト化および小型化を実現できる。【００２４】
また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において上述のように第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧をそれぞれ第１の巻線および第２の巻線に印加させることで、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧に差が生じるのを抑制できる。このため、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化を抑制できる。【００２５】
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、この発明では、セルバランス回路に、トランスは設けるが抵抗は設けないこととした。トランスに設けられた第１の巻線および第２の巻線の抵抗値は、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さいため、トランスにより制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、第１の２次電池および第２の２次電池に流すことのできる電流を大きくすることができる。【００２６】
（２）  本発明は、（１）のセルバランス回路について、前記第１の巻線の巻数と、前記第２の巻線の巻数とは、等しいことを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００２７】
この発明によれば、（１）のセルバランス回路において、第１の巻線の巻数と、第２の巻線の巻数と、を等しくした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００２８】
（３）  本発明は、（１）または（２）のセルバランス回路について、前記第１の２次電池と一体に設けられることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００２９】
この発明によれば、（１）または（２）のセルバランス回路において、セルバランス回路と第１の２次電池とを、一体に設けることとした。このため、セルバランス回路および第１の２次電池を備える装置を、小型化することができる。【００３０】
（４）  本発明は、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路について、前記スイッチング手段は、第１のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳａに相当）、第２のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｂに相当）、第３のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｃに相当）、および第４のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｄに相当）を備え、前記第１の巻線の他端と、前記第２の巻線の一端とは、前記第１の２次電池の他端に接続されるとともに、前記第２の２次電池の一端に接続され、前記第１の巻線の一端は、前記第１のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第２のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、前記第２の巻線の他端は、前記第３のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第４のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００３１】
この発明によれば、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路において、スイッチング手段に、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを設けた。そして、第１の巻線の他端と、第２の巻線の一端とを、第１の２次電池の他端に接続するとともに、第２の２次電池の一端に接続した。また、第１の巻線の一端を、第１のスイッチを介して第１の２次電池の一端に接続可能に設けるとともに、第２のスイッチを介して第２の２次電池の他端に接続可能に設けた。また、第２の巻線の他端を、第３のスイッチを介して第１の２次電池の一端に接続可能に設けるとともに、第４のスイッチを介して第２の２次電池の他端に接続可能に設けた。【００３２】
このため、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオン状態にするとともに、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオフ状態にした場合、第１の巻線の両端に第１の２次電池の両端を接続させるとともに、第２の巻線の両端に第２の２次電池の両端を接続させることができる。これによれば、第１の巻線には第１の２次電池の充電電圧が印加され、第２の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加されることとなる。【００３３】
また、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオフ状態にするとともに、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオン状態にした場合、第１の巻線の両端に第２の２次電池の両端を接続させるとともに、第２の巻線の両端に第１の２次電池の両端を接続させることができる。これによれば、第１の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加され、第２の巻線には第１の２次電池の充電電圧が印加されることとなる。【００３４】
以上によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００３５】
（５）  本発明は、（４）のセルバランス回路について、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチと、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチとを、前記第１の２次電池および前記第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００３６】
ここで、第１の２次電池や第２の２次電池といった２次電池は、直流電力を出力する。このため、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオン状態のままにしておいたり、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオン状態のままにしておいたりすると、第１の巻線および第２の巻線を有するトランスが飽和してしまう。【００３７】
そこで、この発明によれば、（４）のセルバランス回路において、第１のスイッチおよび第４のスイッチと、第２のスイッチおよび第３のスイッチとを、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることとした。このため、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチのオンオフを切り替える度に、第１の巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、第２の巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。これによれば、トランスが飽和してしまうのを防止することができる。【００３８】
（６）  本発明は、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路について、前記スイッチング手段は、非共振形コンバータ（例えば、図７〜１１参照）を形成することを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００３９】
この発明によれば、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路において、スイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することとした。このため、非共振形コンバータに設けられるスイッチ素子を適宜スイッチングさせることで、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００４０】
（７）  本発明は、（１）〜（６）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１の巻線および前記第２の巻線は、鉄心に巻回されることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００４１】
この発明によれば、（１）〜（６）のいずれかのセルバランス回路において、第１の巻線および第２の巻線は、鉄心に巻回されることとした。このため、第１の巻線および第２の巻線が鉄心に巻回されていない場合、すなわち第１の巻線および第２の巻線が空心である場合と比べて、これら第１の巻線および第２の巻線で発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。【００４２】
（８）  本発明は、（４）または（５）のセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置（例えば、図６のセルバランス装置１に相当）について、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチのスイッチングは、前記複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期であることを特徴とするセルバランス装置を提案している。【００４３】
ここで、（４）または（５）のセルバランス回路が複数設けられている場合、上述のように、複数のセルバランス回路のそれぞれにおいて、対に設けられた第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を均一化させることができる。このため、複数のセルバランス回路のそれぞれの間では、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチのスイッチングを同期させる必要がない。【００４４】
そこで、この発明によれば、（４）または（５）のセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置において、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチのスイッチングを、複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期とした。【００４５】
このため、複数のセルバランス回路のそれぞれにおいて、独立して、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチをスイッチングさせることができる。したがって、これらスイッチのスイッチングを、複数のセルバランス回路の間で同期させる必要がないため、スイッチングの制御を容易にすることができ、セルバランス装置の設計を容易化できる。【００４６】
（９）  本発明は、第１の２次電池（例えば、図１２の２次電池ＢＴ１に相当）および第２の２次電池（例えば、図１２の２次電池ＢＴ２に相当）のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路（例えば、図１２のセルバランス回路ＫＫに相当）であって、前記第１の２次電池と対に設けられた第１の１次巻線（例えば、図１２の１次巻線Ｗ１１に相当）および第１の２次巻線（例えば、図１２の２次巻線Ｗ１２に相当）を有する第１のトランス（例えば、図１２のトランスＴ１に相当）と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の１次巻線（例えば、図１２の１次巻線Ｗ２１に相当）および第２の２次巻線（例えば、図１２の２次巻線Ｗ２２に相当）を有する第２のトランス（例えば、図１２のトランスＴ２に相当）と、前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の１次巻線に印加させるか否かを制御する第１のスイッチング手段（例えば、図１２のスイッチＳＷ１に相当）と、を備え、前記第１の１次巻線の巻数と前記第１の２次巻線の巻数とが異なり、かつ、前記第１の１次巻線の巻数と前記第２の１次巻線の巻数とが等しいとともに、前記第１の２次巻線の巻数と前記第２の２次巻線の巻数とが等しく、前記第１の２次巻線と、前記第２の２次巻線と、は並列接続されることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００４７】
この発明によれば、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路に、第１のトランス、第２のトランス、および第１のスイッチング手段を設けた。そして、第１のトランスには、第１の２次電池と対に第１の１次巻線および第１の２次巻線を設けた。また、第２のトランスには、第２の２次電池と対に第２の１次巻線および第２の２次巻線を設けた。また、第１のスイッチング手段により、第１の２次電池の充電電圧を第１の１次巻線に印加させるか否かを制御することとした。このため、第１のスイッチング手段により、第１の１次巻線に第１の２次電池の充電電圧を印加させることができる。【００４８】
第１の１次巻線に第１の２次電池の充電電圧が印加されると、第１の１次巻線で磁束が発生し、この磁束が第１の２次巻線を貫くこととなる。この磁束をΦＢ、第１の２次巻線をＮとすると、第１の２次巻線には、上述の式（１）に示す起電力εが発生することとなる。【００４９】
ここで、第１の１次巻線で発生する磁束は、第１の１次巻線に印加される電圧に応じて変化する。このため、第１の２次巻線に発生する起電力は、第１の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。【００５０】
第２の１次巻線においても、上述の第１の１次巻線と同様に、第２の２次電池の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第２の１次巻線を貫くため、第２の１次巻線には、上述の式（１）に示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第２の１次巻線に発生する起電力は、第２の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。【００５１】
また、この発明によれば、第１の１次巻線の巻数と第１の２次巻線の巻数とを異ならせ、かつ、第１の１次巻線および第２の１次巻線のそれぞれの巻数を等しくするとともに、第１の２次巻線および第２の２次巻線のそれぞれの巻数を等しくした。このため、第１の１次巻線と第１の２次巻線との巻数比は、第２の１次巻線と第２の２次巻線との巻数比と等しくなるので、第１の１次巻線の巻線電圧と、第１の２次巻線の巻線電圧と、の比は、第２の１次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧と、の比と等しくなる。したがって、第１の２次電池の充電電圧と、第１の２次巻線の巻線電圧と、の比は、第２の２次電池の充電電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧と、の比と等しくなる。よって、第１の２次電池の充電電圧と、第２の２次電池の充電電圧と、の比は、第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧と、の比と等しくなる。【００５２】
以上によれば、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しい場合には、第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧と、が等しくなる。一方、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より低い場合には、第１の２次巻線の巻線電圧が第２の２次巻線の巻線電圧より低くなる。また、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より高い場合には、第１の２次巻線の巻線電圧が第２の２次巻線の巻線電圧より高くなる。【００５３】
また、この発明によれば、第１の２次巻線と、第２の２次巻線と、を並列接続した。このため、第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとする。【００５４】
このため、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しい場合には、上述のように第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧と、が等しくなるので、第１の２次巻線と第２の２次巻線との間で電流が流れない。したがって、第１の２次電池および第２の２次電池には、電流が流れない。【００５５】
一方、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より低い場合には、上述のように第１の２次巻線の巻線電圧が第２の２次巻線の巻線電圧より低くなるので、これら第１の２次巻線の巻線電圧と第２の２次巻線の巻線電圧とが等しくなるまで、すなわち第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第２の２次巻線から第１の２次巻線に電流が流れる。このため、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第１の１次巻線から第１の２次電池に電流が流れて、第１の２次電池が充電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第２の２次電池から第２の１次巻線に電流が流れて、第２の２次電池が放電される。【００５６】
また、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より高い場合には、上述のように第１の２次巻線の巻線電圧が第２の２次巻線の巻線電圧より高くなるので、これら第１の２次巻線の巻線電圧と第２の２次巻線の巻線電圧とが等しくなるまで、すなわち第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第１の２次巻線から第２の２次巻線に電流が流れる。このため、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第１の２次電池から第１の１次巻線に電流が流れて、第１の２次電池が放電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、第２の１次巻線から第２の２次電池に電流が流れて、第２の２次電池が充電される。【００５７】
以上より、第１の２次電池の充電電圧と、第２の２次電池の充電電圧と、が等しくなる。このため、上述の特許文献１に示されている回路が必要としていたダイオードを用いないため、第１の２次電池と、第２の２次電池と、について充電電圧を正確に均一化させることができる。【００５８】
また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において、第１のスイッチング手段により第１の２次電池の充電電圧を第１の１次巻線に印加させるとともに、第２の２次電池の充電電圧を第２の１次巻線に印加させることで、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時だけでなく放電時にも、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。【００５９】
また、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視することなく、第１のスイッチング手段を動作させることができる。このため、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路の低コスト化および小型化を実現できる。【００６０】
また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において上述のように第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧をそれぞれ第１の１次巻線および第２の１次巻線に印加させることで、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧に差が生じるのを抑制できる。このため、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化を抑制できる。【００６１】
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、この発明では、セルバランス回路に、第１のトランスおよび第２のトランスは設けるが抵抗は設けないこととした。第１のトランスに設けられた第１の１次巻線および第１の２次巻線の抵抗値と、第２のトランスに設けられた第２の１次巻線および第２の２次巻線の抵抗値とは、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さいため、第１のトランスおよび第２のトランスにより制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、第１の２次電池および第２の２次電池に流すことのできる電流を大きくすることができる。【００６２】
（１０）  本発明は、（９）のセルバランス回路について、前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段（例えば、図１２のスイッチＳＷ２に相当）を備え、前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００６３】
この発明によれば、（９）のセルバランス回路において、第２の２次電池の充電電圧を第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段を設け、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段とを同期して動作させることとした。これによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００６４】
（１１）  本発明は、（１０）のセルバランス回路について、前記第１のスイッチング手段は、前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の他端と、を接続する第１手順と、前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の一端と、を接続する第２手順と、を行い、前記第２のスイッチング手段は、前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の他端と、を接続する第３手順と、前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の一端と、を接続する第４手順と、を行うことを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００６５】
ここで、第１の２次電池や第２の２次電池といった２次電池は、直流電力を出力する。このため、第１の２次電池の充電電圧を第１の１次巻線に単に印加し続けたり、第２の２次電池の充電電圧を第２の１次巻線に単に印加し続けたりすると、第１のトランスや第２のトランスが飽和してしまう。【００６６】
そこで、この発明によれば、（１０）のセルバランス回路において、第１のスイッチング手段により第１手順および第２手順を行い、第２のスイッチング手段により第３手順および第４手順を行うこととした。第１手順では、第１の２次電池の一端と、第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、第１の２次電池の他端と、第１の１次巻線の他端と、を接続し、第２手順では、第１の２次電池の一端と、第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、第１の２次電池の他端と、第１の１次巻線の一端と、を接続することとした。また、第３手順では、第２の２次電池の一端と、第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、第２の２次電池の他端と、第２の１次巻線の他端と、を接続し、第４手順では、第２の２次電池の一端と、第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、第２の２次電池の他端と、第２の１次巻線の一端と、を接続することとした。【００６７】
これによれば、第１手順から第２手順に切り替えたり、第２手順から第１手順に切り替えたりする度に、第１の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転することになる。また、第３手順から第４手順に切り替えたり、第４手順から第３手順に切り替えたりする度に、第２の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転することになる。このため、第１のトランスや第２のトランスが飽和してしまうのを防止することができる。【００６８】
（１２）  本発明は、（９）〜（１１）のいずれかのセルバランス回路について、直流電圧を出力する直流源（例えば、図１４の直流源３１に相当）と、前記直流源の出力電圧を前記第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段（例えば、図１４のスイッチＳＷ３に相当）と、を備えることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００６９】
この発明によれば、（９）〜（１１）のいずれかのセルバランス回路において、直流電圧を出力する直流源と、直流源の出力電圧を第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段と、を設けた。このため、第３のスイッチング手段により直流源の出力電圧を第１の２次巻線に印加させると、直流源の出力電圧と、第１の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとする。また、直流源の出力電圧を第２の２次巻線に印加させると、直流源の出力電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとする。したがって、第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとするので、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００７０】
（１３）  本発明は、（１２）のセルバランス回路について、前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段（例えば、図１４のスイッチＳＷ２に相当）と、前記直流源の出力電圧を前記第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段（例えば、図１４のスイッチＳＷ４に相当）と、を備え、前記第１のスイッチング手段と前記第３のスイッチング手段とは、同期して動作し、前記第２のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００７１】
この発明によれば、（１２）のセルバランス回路において、第２の２次電池の充電電圧を第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段と、直流源の出力電圧を第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段と、を設け、第１のスイッチング手段と第３のスイッチング手段とを同期して動作させるとともに、第２のスイッチング手段と第４のスイッチング手段とを同期して動作させることとした。これによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。【００７２】
（１４）  本発明は、（１３）のセルバランス回路について、前記第３のスイッチング手段は、前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の他端と、を接続する第５手順と、前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の一端と、を接続する第６手順と、を行い、前記第４のスイッチング手段は、前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の他端と、を接続する第７手順と、前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の一端と、を接続する第８手順と、を行うことを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００７３】
この発明によれば、（１３）のセルバランス回路において、第３のスイッチング手段により第５手順および第６手順を行い、第４のスイッチング手段により第７手順および第８手順を行うこととした。第５手順では、直流源の高電位側端子と、第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第１の２次巻線の他端と、を接続し、第６手順では、直流源の高電位側端子と、第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第１の２次巻線の一端と、を接続することとした。また、第７手順では、直流源の高電位側端子と、第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第２の２次巻線の他端と、を接続し、第８手順では、直流源の高電位側端子と、第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第２の２次巻線の一端と、を接続することとした。【００７４】
ここで、第１の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転すると、第１の２次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。そこで、第１の１次巻線の巻線電圧の極性反転に応じて、第１の２次巻線の一端および他端のうち、直流源の高電位側端子に接続するものを第３のスイッチング手段により切り替えることで、第１の２次巻線の一端および他端のうち高電位である方を、直流源の高電位側端子に接続させ続けることができる。このため、第１の１次巻線に交流電圧が印加される場合であっても、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧は、直流となる。したがって、交流であれば配線のインダクタ成分の影響を受けてしまうが、直流であるため配線のインダクタ成分の影響を抑えることができ、第１の２次巻線と直流源との間の配線を長くすることができる。第２の２次巻線と直流源との間の配線の電圧についても、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧と同様に直流となるため、第２の２次巻線と直流源との間の配線も長くすることができる。以上によれば、セルバランス回路の設計を容易化できる。【００７５】
また、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧と、第２の２次巻線と直流源との間の配線の電圧とは、上述のようにどちらも直流となる。このため、第１の１次巻線の巻線電圧の極性反転に同期して第３のスイッチング手段を制御するとともに、第２の１次巻線の巻線電圧の極性反転に同期して第４のスイッチング手段を制御していれば、第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段とは非同期制御であってもよい。したがって、第３のスイッチング手段および第４のスイッチング手段の配置および制御を容易にすることができ、セルバランス回路の設計をさらに容易化できる。【００７６】
（１５）  本発明は、（９）〜（１４）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１のトランスおよび前記第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００７７】
ここで仮に、第１の２次電池と第２の２次電池とが近接配置されていない場合について検討する。この場合、第１のトランスの鉄心と、第２のトランスの鉄心と、が一体に形成されていると、セルバランス回路の設計が困難になる。【００７８】
そこで、この発明によれば、（９）〜（１４）のいずれかのセルバランス回路において、第１のトランスおよび第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることとした。このため、第１の２次電池と第２の２次電池とが近接配置されていない場合に、第１の２次電池の近傍に第１のトランスを設けるとともに、第２の２次電池の近傍に第２のトランスを設けることができる。したがって、セルバランス回路の設計を容易化できる。【００７９】
また、この発明によれば、（９）〜（１４）のいずれかのセルバランス回路において、上述のように、第１のトランスおよび第２のトランスは、それぞれ、鉄心を備えることとした。このため、鉄心が設けられていない場合と比べて、第１のトランスおよび第２のトランスで発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。【００８０】
（１６）  本発明は、（９）〜（１５）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１の２次巻線および前記第２の２次巻線の巻数は、前記第１の１次巻線および前記第２の１次巻線の巻数より大きいことを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００８１】
この発明によれば、（９）〜（１５）のいずれかのセルバランス回路において、第１の２次巻線および第２の２次巻線の巻数は、第１の１次巻線および第２の１次巻線の巻数より大きいこととした。このため、第１の２次巻線と直流源との間に流れる電流を、第１の１次巻線に流れる電流より小さくすることができるとともに、第２の２次巻線と直流源との間に流れる電流を、第２の１次巻線に流れる電流より小さくすることができる。したがって、第１の２次巻線や第２の２次巻線での損失を低減できる。【００８２】
（１７）  本発明は、（９）〜（１６）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータ（例えば、図７〜１１参照）を形成することを特徴とするセルバランス回路を提案している。【００８３】
この発明によれば、（９）〜（１６）のいずれかのセルバランス回路において、第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することとした。このため、非共振形コンバータに設けられるスイッチ素子を適宜スイッチングさせることで、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００８４】
本発明によれば、低コスト化および小型化と、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化の抑制と、を実現しつつ、第１の２次電池および第２の２次電池の充放電時に充電電圧の均一化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るセルバランス回路を備えるセルバランス装置の回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１２】本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１４】本発明の第１１実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１５】本発明の第１２実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【図１６】本発明の第１３実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００８７】
＜第１実施形態＞
［セルバランス回路ＡＡの構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路ＡＡの回路図である。セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。２次電池ＢＴ１、ＢＴ２は、図示しない充電回路に接続されており、この充電回路により充電されるとともに、図示しない負荷に接続されており、この負荷の要求に応じて負荷に電力を供給することで放電される。
【００８８】
セルバランス回路ＡＡは、トランスＴと、２次電池ＢＴ１と対に設けられたスイッチＳＷ１と、２次電池ＢＴ２と対に設けられたスイッチＳＷ２と、を備える。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴやＢＪＴで構成される。トランスＴは、２次電池ＢＴ１と対に設けられた第１の巻線Ｗａと、２次電池ＢＴ２と対に設けられた第２の巻線Ｗｂと、を備える。第１の巻線Ｗａと第２の巻線Ｗｂとは、同一の鉄心に巻回されており、第１の巻線Ｗａの巻数と、第２の巻線Ｗｂの巻数とは、等しい。
【００８９】
第１の巻線Ｗａの一端には、２次電池ＢＴ１の一端が接続され、第１の巻線Ｗａの他端には、スイッチＳＷ１を介して２次電池ＢＴ１の他端が接続される。第２の巻線Ｗｂの一端には、２次電池ＢＴ２の一端が接続され、第２の巻線Ｗｂの他端には、スイッチＳＷ２を介して２次電池ＢＴ２の他端が接続される。
【００９０】
［セルバランス回路ＡＡの動作］
以上の構成を備えるセルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＡＡの動作について、以下に詳述する。
【００９１】
セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、図示しない制御部により、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを同期制御する。スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオン状態になると、第１の巻線Ｗａには２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加され、第２の巻線Ｗｂには２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されることとなる。
【００９２】
第１の巻線Ｗａに２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されると、第１の巻線Ｗａで磁束が発生し、この磁束が第２の巻線Ｗｂを貫くため、第２の巻線Ｗｂには、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。
【００９３】
ここで、第１の巻線Ｗａで発生する磁束は、第１の巻線Ｗａに印加される電圧に応じて変化する。このため、第２の巻線Ｗｂに発生する起電力は、２次電池ＢＴ１の充電電圧に応じて変化することとなる。
【００９４】
第２の巻線Ｗｂにおいても、上述の第１の巻線Ｗａと同様に、２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第１の巻線Ｗａを貫くため、第１の巻線Ｗａには、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第１の巻線Ｗａに発生する起電力は、２次電池ＢＴ２の充電電圧に応じて変化することとなる。
【００９５】
ここで、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しい場合には、上述の式（２）のように、第１の巻線Ｗａに電流が流れないとともに、上述の式（３）のように、第２の巻線Ｗｂに電流が流れないため、２次電池ＢＴ１および２次電池ＢＴ２には、電流が流れない。
【００９６】
一方、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より低い場合には、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が第１の巻線Ｗａから２次電池ＢＴ１に流れて、２次電池ＢＴ１が充電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が２次電池ＢＴ２から第２の巻線Ｗｂに流れて、２次電池ＢＴ２が放電される。
【００９７】
また、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より高い場合には、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が２次電池ＢＴ１から第１の巻線Ｗａに流れて、２次電池ＢＴ１が放電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が第２の巻線Ｗｂから２次電池ＢＴ２に流れて、２次電池ＢＴ２が充電される。
【００９８】
以上より、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、が等しくなる。
【００９９】
以上のセルバランス回路ＡＡによれば、以下の効果を奏することができる。
【０１００】
セルバランス回路ＡＡは、上述の特許文献１に示されている回路が必要としていたダイオードを用いることなく、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。また、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧の均一化を、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において行う。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時だけでなく放電時にも、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。
【０１０１】
また、セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を用いることなく、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を等しくすることができる。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路ＡＡの低コスト化および小型化を実現できる。
【０１０２】
また、セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を等しくすることができるので、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の劣化を抑制できる。
【０１０３】
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、セルバランス回路ＡＡには、トランスＴは設けられているが、抵抗は設けられていない。トランスＴに設けられた第１の巻線Ｗａおよび第２の巻線Ｗｂの抵抗値は、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さいため、トランスＴにより制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に流すことのできる電流を大きくすることができる。
【０１０４】
また、第１の巻線Ｗａと第２の巻線Ｗｂとは、同一の鉄心に巻回されている。このため、第１の巻線Ｗａと第２の巻線Ｗｂとが鉄心に巻回されていない場合、すなわち第１の巻線Ｗａおよび第２の巻線Ｗｂが空心である場合と比べて、これら第１の巻線Ｗａおよび第２の巻線Ｗｂで発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。
【０１０５】
＜第２実施形態＞
［セルバランス回路ＢＢの構成］
図５は、本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢの回路図である。セルバランス回路ＢＢは、図１に示した本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路ＡＡを変形させたものである。このセルバランス回路ＡＡとセルバランス回路ＢＢとの関係について、図２〜４を用いて説明する。
【０１０６】
図１のセルバランス回路ＡＡは、図２のように表すこともできる。
【０１０７】
図３は、セルバランス回路ＡＢの回路図である。セルバランス回路ＡＢは、図２に示したセルバランス回路ＡＡの等価回路である。セルバランス回路ＡＢは、セルバランス回路ＡＡとは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２が直列接続されている点が異なる。セルバランス回路ＡＢにおいて、セルバランス回路ＡＡと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０８】
図３に示したセルバランス回路ＡＢは、図４のように表すこともできる。
【０１０９】
図４に示したセルバランス回路ＡＢについても、スイッチＳＷ１、２を制御することで、セルバランス回路ＡＡと同様の効果を奏することができる。ところが、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２は直流電力を出力するため、上述の図１〜４に示したセルバランス回路ＡＡやセルバランス回路ＡＢでは、スイッチＳＷ１やスイッチＳＷ２をオン状態のままにしておくと、トランスＴが飽和してしまう。このトランスＴの飽和を防止できるのが、図５に示した本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢである。
【０１１０】
セルバランス回路ＢＢは、図４に示したセルバランス回路ＡＢとは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の代わりにスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを備える点が異なる。スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴやＢＪＴで構成される。セルバランス回路ＢＢにおいて、図４に示したセルバランス回路ＡＢと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
第１の巻線Ｗａの他端と、第２の巻線Ｗｂの一端とには、２次電池ＢＴ１の他端と、２次電池ＢＴ２の一端と、が接続される。第１の巻線Ｗａの一端には、スイッチＳａを介して２次電池ＢＴ１の一端が接続されるとともに、スイッチＳｂを介して２次電池ＢＴ２の他端が接続される。第２の巻線Ｗｂの他端には、スイッチＳｃを介して２次電池ＢＴ１の一端が接続されるとともに、スイッチＳｄを介して２次電池ＢＴ２の他端が接続される。
【０１１２】
［セルバランス回路ＢＢの動作］
セルバランス回路ＢＢは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＢＢの動作について、以下に詳述する。
【０１１３】
セルバランス回路ＢＢは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、図示しない制御部により、スイッチＳａおよびスイッチＳｄと、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃと、をデューティ比５０％で交互にオン状態にする。
【０１１４】
スイッチＳａおよびスイッチＳｄをオン状態にするとともに、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃをオフ状態にした場合には、第１の巻線Ｗａに２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加され、第２の巻線Ｗｂに２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されることとなる。一方、スイッチＳａおよびスイッチＳｄをオフ状態にするとともに、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃをオン状態にした場合には、第１の巻線Ｗａに２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加され、第２の巻線Ｗｂに２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されることとなる。ただし、スイッチＳａおよびスイッチＳｄをオン状態にするとともに、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃをオフ状態にした場合と、スイッチＳａおよびスイッチＳｄをオフ状態にするとともに、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃをオン状態にした場合とでは、第１の巻線Ｗａの他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、第２の巻線Ｗｂの他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。
【０１１５】
以上のセルバランス回路ＢＢによれば、図１に示した本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路ＡＡが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【０１１６】
スイッチＳａおよびスイッチＳｄと、スイッチＳｂおよびスイッチＳｃと、をデューティ比５０％で交互にオン状態にする。このため、スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのオンオフを切り替える度に、第１の巻線Ｗａの他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、第２の巻線Ｗｂの他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。これによれば、トランスＴが飽和してしまうのを防止することができる。
【０１１７】
また、スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのそれぞれのデューティ比は、５０％である。このため、セルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧をより正確に均一化させることができる。
【０１１８】
＜第３実施形態＞
［セルバランス装置１の構成］
図６は、本発明の第３実施形態に係るセルバランス回路ＣＣ、ＤＤを備えるセルバランス装置１の回路図である。セルバランス装置１は、直列接続された２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化する。２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３は、図示しない充電回路に接続されており、この充電回路により充電されるとともに、図示しない負荷に接続されており、この負荷の要求に応じて負荷に電力を供給することで放電される。
【０１１９】
セルバランス装置１は、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路ＣＣと、２次電池ＢＴ２、ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路ＤＤと、を備える。セルバランス回路ＣＣ、ＤＤのそれぞれは、図５に示した本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢとは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれと一体に設けられる点が異なる。なお、セルバランス回路ＣＣ、ＤＤにおいて、セルバランス回路ＢＢと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２０】
［セルバランス装置１の動作］
以上の構成を備えるセルバランス装置１は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、セルバランス回路ＢＢと同様にセルバランス回路ＣＣ、ＤＤを動作させることで、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化する。
【０１２１】
以上のセルバランス回路ＣＣ、ＤＤのそれぞれによれば、図５に示した本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【０１２２】
セルバランス回路ＣＣと２次電池ＢＴ１とが一体に設けられるとともに、セルバランス回路ＤＤと２次電池ＢＴ２とが一体に設けられるため、これらが別個に設けられる場合と比べて、小型化することができる。
【０１２３】
また、以上のセルバランス装置１によれば、以下の効果を奏することができる。
【０１２４】
２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、セルバランス回路ＣＣにより２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化し、セルバランス回路ＤＤにより２次電池ＢＴ２、ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化する。このため、セルバランス装置１は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時だけでなく放電時にも、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。
【０１２５】
また、スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのスイッチングを、セルバランス回路ＣＣとセルバランス回路ＤＤとの間で非同期とすることができる。このため、これらスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのスイッチングを、セルバランス回路ＣＣとセルバランス回路ＤＤとの間で同期させる必要がないため、スイッチングの制御を容易にすることができ、セルバランス装置１の設計を容易化できる。
【０１２６】
＜第４実施形態＞
［セルバランス回路ＥＥの構成］
図７は、本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥの回路図である。セルバランス回路ＥＥは、図５に示した本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢとは、スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの代わりにＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ８を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＥＥにおいて、セルバランス回路ＢＢと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２７】
スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４は、２次電池ＢＴ１と対に設けられ、いわゆるフルブリッジ形回路を形成する。具体的には、スイッチ素子Ｑ１のドレインと、スイッチ素子Ｑ３のドレインとには、２次電池ＢＴ１の一端が接続される。スイッチ素子Ｑ１のソースには、スイッチ素子Ｑ２のドレインと、第１の巻線Ｗａの一端と、が接続される。スイッチ素子Ｑ３のソースには、スイッチ素子Ｑ４のドレインと、第１の巻線Ｗａの他端と、が接続される。スイッチ素子Ｑ２のソースと、スイッチ素子Ｑ４のソースとには、２次電池ＢＴ１の他端が接続される。
【０１２８】
スイッチ素子Ｑ５〜Ｑ８についても、上述のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４と同様に、２次電池ＢＴ２と対に設けられ、いわゆるフルブリッジ形回路を形成する。
【０１２９】
［セルバランス回路ＥＥの動作］
セルバランス回路ＥＥは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＥＥの動作について、以下に詳述する。
【０１３０】
セルバランス回路ＥＥは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、図示しない制御部により、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ８と、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７と、をデューティ比５０％で交互にオン状態にする。これによれば、第１の巻線Ｗａには２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加され、第２の巻線Ｗｂには２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されることとなる。また、セルバランス回路ＢＢと同様に、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ８のスイッチングに応じて、第１の巻線Ｗａの他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、第２の巻線Ｗｂの他端を基準とした一端の電圧の極性も反転することとなる。
【０１３１】
以上のセルバランス回路ＥＥによれば、図５に示した本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路ＢＢが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１３２】
＜第５実施形態＞
［セルバランス回路ＦＦの構成］
図８は、本発明の第５実施形態に係るセルバランス回路ＦＦの回路図である。セルバランス回路ＦＦは、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥとは、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６の代わりにキャパシタＣ１〜Ｃ４を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＦＦにおいて、セルバランス回路ＥＥと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１３３】
スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４およびキャパシタＣ１、Ｃ２は、２次電池ＢＴ１と対に設けられ、いわゆるハーフブリッジ形回路を形成する。具体的には、キャパシタＣ１の一方の電極には、２次電池ＢＴ１の一端が接続され、キャパシタＣ１の他方の電極には、キャパシタＣ２の一方の電極と、第１の巻線Ｗａの一端と、が接続される。キャパシタＣ２の他方の電極には、２次電池ＢＴ１の他端が接続される。
【０１３４】
スイッチ素子Ｑ７、Ｑ８およびキャパシタＣ３、Ｃ４についても、上述のスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４およびキャパシタＣ１、Ｃ２と同様に、２次電池ＢＴ２と対に設けられ、いわゆるハーフブリッジ形回路を形成する。
【０１３５】
［セルバランス回路ＦＦの動作］
セルバランス回路ＦＦは、セルバランス回路ＥＥと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。
【０１３６】
以上のセルバランス回路ＦＦによれば、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１３７】
＜第６実施形態＞
［セルバランス回路ＧＧの構成］
図９は、本発明の第６実施形態に係るセルバランス回路ＧＧの回路図である。セルバランス回路ＧＧは、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥとは、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７の代わりにダイオードＤ１〜Ｄ４を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＧＧにおいて、セルバランス回路ＥＥと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１３８】
スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４およびダイオードＤ１、Ｄ２は、２次電池ＢＴ１と対に設けられ、いわゆるフォワード形回路を形成する。具体的には、ダイオードＤ１のカソードには、２次電池ＢＴ１の一端が接続され、ダイオードＤ１のアノードには、スイッチ素子Ｑ４のドレインと、第１の巻線Ｗａの他端と、が接続される。ダイオードＤ２のカソードには、スイッチ素子Ｑ１のソースと、第１の巻線Ｗａの一端と、が接続され、ダイオードＤ２のアノードには、２次電池ＢＴ１の他端が接続される。
【０１３９】
スイッチ素子Ｑ５、Ｑ８およびダイオードＤ３、Ｄ４についても、上述のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ４およびダイオードＤ１、Ｄ２と同様に、２次電池ＢＴ２と対に設けられ、いわゆるフォワード形回路を形成する。
【０１４０】
［セルバランス回路ＧＧの動作］
セルバランス回路ＧＧは、セルバランス回路ＥＥと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。
【０１４１】
以上のセルバランス回路ＧＧによれば、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１４２】
＜第７実施形態＞
［セルバランス回路ＨＨの構成］
図１０は、本発明の第７実施形態に係るセルバランス回路ＨＨの回路図である。セルバランス回路ＨＨは、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥとは、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７を備えない点と、第１の巻線Ｗａの中点および第２の巻線Ｗｂの中点を用いる点と、が異なる。なお、セルバランス回路ＨＨにおいて、セルバランス回路ＥＥと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１４３】
スイッチ素子Ｑ２、Ｑ４は、２次電池ＢＴ１と対に設けられ、いわゆるプッシュプル形回路を形成する。具体的には、スイッチ素子Ｑ２のドレインには、第１の巻線Ｗａの一端が接続され、スイッチ素子Ｑ４のドレインには、第１の巻線Ｗａの他端が接続される。スイッチ素子Ｑ２のソースと、スイッチ素子Ｑ４のソースとには、２次電池ＢＴ１の他端が接続される。２次電池ＢＴ１の一端には、第１の巻線Ｗａの中点が接続される。
【０１４４】
スイッチ素子Ｑ６、Ｑ８についても、上述のスイッチ素子Ｑ２、Ｑ４と同様に、２次電池ＢＴ２と対に設けられ、いわゆるプッシュプル形回路を形成する。
【０１４５】
［セルバランス回路ＨＨの動作］
セルバランス回路ＨＨは、セルバランス回路ＥＥと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。
【０１４６】
以上のセルバランス回路ＨＨによれば、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１４７】
＜第８実施形態＞
［セルバランス回路ＪＪの構成］
図１１は、本発明の第８実施形態に係るセルバランス回路ＪＪの回路図である。セルバランス回路ＪＪは、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥとは、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６の代わりにキャパシタＣ５、Ｃ６を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＪＪにおいて、セルバランス回路ＥＥと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１４８】
スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４およびキャパシタＣ５は、２次電池ＢＴ１と対に設けられ、いわゆるアクティブクランプ式フォワード形回路を形成する。具体的には、スイッチ素子Ｑ３のドレインには、キャパシタＣ５を介して、２次電池ＢＴ１の一端と、第１の巻線Ｗａの一端と、が接続される。スイッチ素子Ｑ３のソースには、スイッチ素子Ｑ４のドレインと、第１の巻線Ｗａの他端と、が接続される。
【０１４９】
スイッチ素子Ｑ７、Ｑ８およびキャパシタＣ６についても、上述のスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４およびキャパシタＣ５と同様に、２次電池ＢＴ２と対に設けられ、いわゆるアクティブクランプ式フォワード形回路を形成する。
【０１５０】
［セルバランス回路ＪＪの動作］
セルバランス回路ＪＪは、セルバランス回路ＥＥと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。
【０１５１】
以上のセルバランス回路ＪＪによれば、図７に示した本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路ＥＥが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１５２】
＜第９実施形態＞
［セルバランス回路ＫＫの構成］
図１２は、本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路ＫＫの回路図である。セルバランス回路ＫＫは、図３に示したセルバランス回路ＡＢとは、トランスＴの代わりにトランスＴ１、Ｔ２を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＫＫにおいて、セルバランス回路ＡＢと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１５３】
トランスＴ１は、２次電池ＢＴ１と対に設けられた１次巻線Ｗ１１および２次巻線Ｗ１２を備える。トランスＴ２は、２次電池ＢＴ２と対に設けられた１次巻線Ｗ２１および２次巻線Ｗ２２を備える。
【０１５４】
１次巻線Ｗ１１の巻数と、１次巻線Ｗ２１の巻数と、は等しい。また、２次巻線Ｗ１２の巻数と、２次巻線Ｗ２２の巻数と、は等しい。さらに、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２の巻数は、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１の巻数より大きい。
【０１５５】
トランスＴ１、Ｔ２は、それぞれ鉄心を備えており、トランスＴ１の鉄心と、トランスＴ２の鉄心とは、分離されている。
【０１５６】
１次巻線Ｗ１１の一端には、２次電池ＢＴ１の一端が接続され、１次巻線Ｗ１１の他端には、スイッチＳＷ１を介して２次電池ＢＴ１の他端が接続される。１次巻線Ｗ２１の一端には、２次電池ＢＴ２の一端が接続され、１次巻線Ｗ２１の他端には、スイッチＳＷ２を介して２次電池ＢＴ２の他端が接続される。
【０１５７】
２次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２２とは、並列接続される。
【０１５８】
［セルバランス回路ＫＫの動作］
セルバランス回路ＫＫは、セルバランス回路ＡＢと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＫＫの動作について、以下に説明する。
【０１５９】
セルバランス回路ＫＫは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、図示しない制御部により、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを同期制御する。スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオン状態になると、１次巻線Ｗ１１には２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加され、１次巻線Ｗ２１には２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されることとなる。
【０１６０】
１次巻線Ｗ１１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されると、１次巻線Ｗ１１で磁束が発生し、この磁束が２次巻線Ｗ１２を貫くため、２次巻線Ｗ１２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。なお、上述の１次巻線Ｗ１１と２次巻線Ｗ１２との関係において、上述の式（１）におけるΦＢは、１次巻線Ｗ１１で発生して２次巻線Ｗ１２を貫く磁束を示し、Ｎは、２次巻線Ｗ１２の巻数を示し、εは、２次巻線Ｗ１２に発生する起電力を示すものとする。
【０１６１】
ここで、１次巻線Ｗ１１で発生する磁束は、１次巻線Ｗ１１に印加される電圧に応じて変化する。このため、２次巻線Ｗ１２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ１の充電電圧に応じて変化することとなる。
【０１６２】
１次巻線Ｗ２１においても、上述の１次巻線Ｗ１１と同様に、２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が２次巻線Ｗ２２を貫くため、２次巻線Ｗ２２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、２次巻線Ｗ２２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ２の充電電圧に応じて変化することとなる。
【０１６３】
ここで、上述のように、１次巻線Ｗ１１の巻数と、１次巻線Ｗ２１の巻数と、は等しく、２次巻線Ｗ１２の巻数と、２次巻線Ｗ２２の巻数と、は等しい。このため、１次巻線Ｗ１１の巻線電圧と、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、の比は、１次巻線Ｗ２１の巻線電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、の比と等しくなる。したがって、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、の比は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、の比と等しくなる。よって、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、の比は、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、の比と等しくなる。
【０１６４】
以上によれば、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しい場合には、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、が等しくなる。一方、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より低い場合には、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧が２次巻線Ｗ２２の巻線電圧より低くなる。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より高い場合には、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧が２次巻線Ｗ２２の巻線電圧より高くなる。
【０１６５】
ここで、２次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２２とは、上述のように並列接続される。このため、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、が等しくなるまで、これら２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２の間で電流が流れ、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、が等しくなろうとする。
【０１６６】
このため、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しい場合には、上述のように２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、が等しくなるので、２次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２２との間で電流が流れない。したがって、２次電池ＢＴ１および２次電池ＢＴ２には、電流が流れない。
【０１６７】
一方、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より低い場合には、上述のように２次巻線Ｗ１２の巻線電圧が２次巻線Ｗ２２の巻線電圧より低くなるので、これら２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と２次巻線Ｗ２２の巻線電圧とが等しくなるまで、すなわち２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、２次巻線Ｗ２２から２次巻線Ｗ１２に電流が流れる。このため、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、１次巻線Ｗ１１から２次電池ＢＴ１に電流が流れて、２次電池ＢＴ１が充電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、２次電池ＢＴ２から１次巻線Ｗ２１に電流が流れて、２次電池ＢＴ２が放電される。
【０１６８】
また、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より高い場合には、上述のように２次巻線Ｗ１２の巻線電圧が２次巻線Ｗ２２の巻線電圧より高くなるので、これら２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と２次巻線Ｗ２２の巻線電圧とが等しくなるまで、すなわち２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、２次巻線Ｗ１２から２次巻線Ｗ２２に電流が流れる。このため、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、２次電池ＢＴ１から１次巻線Ｗ１１に電流が流れて、２次電池ＢＴ１が放電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、１次巻線Ｗ２１から２次電池ＢＴ２に電流が流れて、２次電池ＢＴ２が充電される。
【０１６９】
以上より、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、が等しくなる。
【０１７０】
なお、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２の間に流れる電流は、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの巻数と、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれの巻数と、に応じて定まる。具体的には、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの巻数と、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれの巻数と、の巻数比を「１：ｎ」とし（ｎは、ｎ＞１を満たす任意の数）、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれに流れる電流をＩ１とし、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれに流れる電流をＩ２とすると、以下の式（４）の関係が成り立つ。
【０１７１】
【数４】
2012143985.tif 000006
【０１７２】
以上のセルバランス回路ＫＫによれば、以下の効果を奏することができる。
【０１７３】
セルバランス回路ＫＫは、上述の特許文献１に示されている回路が必要としていたダイオードを用いることなく、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。また、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧の均一化を、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において行う。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時だけでなく放電時にも、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。
【０１７４】
また、セルバランス回路ＫＫは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を用いることなく、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を等しくすることができる。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路ＫＫの低コスト化および小型化を実現できる。
【０１７５】
また、セルバランス回路ＫＫは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を等しくすることができるので、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の劣化を抑制できる。
【０１７６】
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、セルバランス回路ＫＫには、トランスＴ１、Ｔ２は設けられているが、抵抗は設けられていない。トランスＴ１、Ｔ２に設けられた１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１および２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２の抵抗値は、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さいため、トランスＴ１、Ｔ２により制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に流すことのできる電流を大きくすることができる。
【０１７７】
また、セルバランス回路ＫＫにおいて、トランスＴ１、Ｔ２は、鉄心を備えている。このため、鉄心が設けられていない場合と比べて、トランスＴ１、Ｔ２のそれぞれで発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。
【０１７８】
また、セルバランス回路ＫＫにおいて、トランスＴ１の鉄心と、トランスＴ２の鉄心とは、分離されている。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２が近接配置されていない場合に、２次電池ＢＴ１の近傍にトランスＴ１を設けるとともに、２次電池ＢＴ２の近傍にトランスＴ２を設けることができる。したがって、セルバランス回路ＫＫの設計を容易化できる。
【０１７９】
また、セルバランス回路ＫＫにおいて、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれの巻数は、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの巻数より大きい。このため、上述の式（４）に示したように、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれに流れる電流を、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれに流れる電流より小さくすることができるので、２次巻線Ｗ１２での損失や、２次巻線Ｗ２２での損失や、２次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２２との間での損失を低減できる。
【０１８０】
＜第１０実施形態＞
［セルバランス回路ＬＬの構成］
図１３は、本発明の第１０実施形態に係るセルバランス回路ＬＬの回路図である。セルバランス回路ＬＬは、図１２に示した本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路ＫＫとは、制御部２１およびキャパシタＣＤを備える点と、スイッチＳＷ１の代わりにバッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１を備える点と、スイッチＳＷ２の代わりにバッファＢＵＦ２およびインバータＩＮＶ２を備える点と、が異なる。なお、セルバランス回路ＬＬにおいて、セルバランス回路ＫＫと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１８１】
バッファＢＵＦ２の入力端子と、インバータＩＮＶ２の入力端子とには、制御部２１が接続される。バッファＢＵＦ２の出力端子には、１次巻線Ｗ２１の一端が接続され、インバータＩＮＶ２の出力端子には、１次巻線Ｗ２１の他端が接続される。バッファＢＵＦ２の高電位側制御端子と、インバータＩＮＶ２の高電位側制御端子とには、２次電池ＢＴ２の一端が接続され、バッファＢＵＦ２の低電位側制御端子と、インバータＩＮＶ２の低電位側制御端子とには、２次電池ＢＴ２の他端が接続される。
【０１８２】
バッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１についても、上述のバッファＢＵＦ２およびインバータＩＮＶ２と同様に、制御部２１と２次電池ＢＴ１と１次巻線Ｗ１１とに接続される。なお、バッファＢＵＦ１の入力端子と、インバータＩＮＶ１の入力端子とには、制御部２１が、キャパシタＣＤを介して接続される。
【０１８３】
［セルバランス回路ＬＬの動作］
制御部２１は、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、デューティ比が５０％の制御信号を出力する。この制御信号は、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２の入力端子と、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２の入力端子と、に入力されるため、これらバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２とインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２とは、同期制御されることとなる。
【０１８４】
制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合には、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２において、出力端子と高電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２において、出力端子と低電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの一端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの一端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの他端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの他端と、が接続され、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれに２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧が印加されることとなる。
【０１８５】
一方、制御信号の電圧レベルがＬレベルの場合には、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２において、出力端子と低電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２において、出力端子と高電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの一端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの他端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの他端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの一端と、が接続され、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれに２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧が印加されることとなる。
【０１８６】
以上より、上述のセルバランス回路ＫＫと同様に、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧との関係に応じた電流が、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に流れることとなる。
【０１８７】
なお、制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、１次巻線Ｗ１１の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、１次巻線Ｗ２１の他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。
【０１８８】
以上のセルバランス回路ＬＬによれば、図１２に示した本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路ＫＫが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【０１８９】
セルバランス回路ＬＬでは、制御部２１から出力される制御信号のデューティ比が５０％であるため、第１期間と第２期間とを等しい時間で交互に設けることができる。ここで、第１期間とは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの一端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの一端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの他端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの他端と、が接続される期間のことである。また、第２期間とは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの一端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの他端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの他端と、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの一端と、が接続される期間のことである。このため、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧をより正確に均一化させることができる。
【０１９０】
また、セルバランス回路ＬＬでは、上述のように制御部２１から出力される制御信号のデューティ比が５０％である。このため、１次巻線Ｗ１１の他端を基準とした一端の電圧の極性と、１次巻線Ｗ２１の他端を基準とした一端の電圧の極性とは、制御信号の電圧レベルに応じて周期的に反転することとなる。したがって、トランスＴ１、Ｔ２が飽和してしまうのを防止することができる。
【０１９１】
＜第１１実施形態＞
［セルバランス回路ＭＭの構成］
図１４は、本発明の第１１実施形態に係るセルバランス回路ＭＭの回路図である。セルバランス回路ＭＭは、図１２に示した本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路ＫＫとは、スイッチＳＷ３、ＳＷ４および直流源３１を備える点が異なる。なお、セルバランス回路ＭＭにおいて、セルバランス回路ＫＫと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１９２】
直流源３１は、高電位側端子および低電位側端子を備え、低電位側端子の電位を基準とした直流電圧を高電位側端子から出力する。この直流源３１は、キャパシタや直流電源といった、直流電圧を出力するもので構成される。
【０１９３】
直流源３１の高電位側端子には、２次巻線Ｗ１２の一端と、２次巻線Ｗ２２の一端と、が接続される。直流源３１の低電位側端子には、スイッチＳＷ３を介して２次巻線Ｗ１２の他端が接続されるとともに、スイッチＳＷ４を介して２次巻線Ｗ２２の他端が接続される。これらスイッチＳＷ３、ＳＷ４は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴやＢＪＴで構成される。
【０１９４】
［セルバランス回路ＭＭの動作］
セルバランス回路ＭＭは、セルバランス回路ＫＫと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＭＭの動作について、以下に説明する。
【０１９５】
セルバランス回路ＭＭは、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、図示しない制御部により、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３とを同期制御するとともに、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４とを同期制御する。スイッチＳＷ１がオン状態になると、１次巻線Ｗ１１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加され、スイッチＳＷ２がオン状態になると、１次巻線Ｗ２１に２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されることとなる。
【０１９６】
１次巻線Ｗ１１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されると、１次巻線Ｗ１１で磁束が発生し、この磁束が２次巻線Ｗ１２を貫くため、２次巻線Ｗ１２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、２次巻線Ｗ１２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ１の充電電圧に応じて変化することとなる。
【０１９７】
２次巻線Ｗ２２においても、上述の２次巻線Ｗ１２と同様に、２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が２次巻線Ｗ２２を貫くため、２次巻線Ｗ２２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、２次巻線Ｗ２２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ２の充電電圧に応じて変化することとなる。
【０１９８】
ここで、スイッチＳＷ３は、上述のようにスイッチＳＷ１と同期制御され、スイッチＳＷ３がオン状態になると、２次巻線Ｗ１２に直流源３１の出力電圧が印加される。このため、２次巻線Ｗ１２の巻線電圧と、直流源３１の出力電圧と、が等しくなるまで、２次巻線Ｗ１２と直流源３１との間で電流が流れる。その結果、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、直流源３１の出力電圧と、の比が、１次巻線Ｗ１１と２次巻線Ｗ１２との巻数比と等しくなる。
【０１９９】
また、スイッチＳＷ４は、上述のようにスイッチＳＷ２と同期制御され、スイッチＳＷ４がオン状態になると、２次巻線Ｗ２２に直流源３１の出力電圧が印加される。このため、２次巻線Ｗ２２の巻線電圧と、直流源３１の出力電圧と、が等しくなるまで、２次巻線Ｗ２２と直流源３１との間で電流が流れる。その結果、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、直流源３１の出力電圧と、の比が、１次巻線Ｗ２１と２次巻線Ｗ２２との巻数比と等しくなる。
【０２００】
ここで、上述のように、１次巻線Ｗ１１の巻数と、１次巻線Ｗ２１の巻数と、が等しく、２次巻線Ｗ１２の巻数と、２次巻線Ｗ２２の巻数と、が等しい。このため、１次巻線Ｗ１１と２次巻線Ｗ１２との巻数比と、１次巻線Ｗ２１と２次巻線Ｗ２２との巻数比と、は等しい。したがって、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、直流源３１の出力電圧と、の比は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、直流源３１の出力電圧と、の比と等しくなる。よって、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、が等しくなる。
【０２０１】
以上のセルバランス回路ＭＭによれば、図１２に示した本発明の第９実施形態に係るセルバランス回路ＫＫが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０２０２】
＜第１２実施形態＞
［セルバランス回路ＮＮの構成］
図１５は、本発明の第１２実施形態に係るセルバランス回路ＮＮの回路図である。セルバランス回路ＮＮは、図１４に示した本発明の第１１実施形態に係るセルバランス回路ＭＭとは、制御部２２、２３を備える点と、スイッチＳＷ１の代わりにバッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１を備える点と、スイッチＳＷ２の代わりにバッファＢＵＦ２およびインバータＩＮＶ２を備える点と、スイッチＳＷ３の代わりにバッファＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ３を備える点と、スイッチＳＷ４の代わりにバッファＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ４を備える点と、が異なる。なお、セルバランス回路ＮＮにおいて、セルバランス回路ＭＭと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２０３】
バッファＢＵＦ１の入力端子と、インバータＩＮＶ１の入力端子とには、制御部２２が接続される。バッファＢＵＦ１の出力端子には、１次巻線Ｗ１１の一端が接続され、インバータＩＮＶ１の出力端子には、１次巻線Ｗ１１の他端が接続される。バッファＢＵＦ１の高電位側制御端子と、インバータＩＮＶ１の高電位側制御端子とには、２次電池ＢＴ１の一端が接続され、バッファＢＵＦ１の低電位側制御端子と、インバータＩＮＶ１の低電位側制御端子とには、２次電池ＢＴ１の他端が接続される。
【０２０４】
バッファＢＵＦ２およびインバータＩＮＶ２についても、上述のバッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１と同様に、制御部２３と２次電池ＢＴ２と１次巻線Ｗ２１とに接続される。
【０２０５】
バッファＢＵＦ３の入力端子と、インバータＩＮＶ３の入力端子とには、制御部２２が接続される。バッファＢＵＦ３の出力端子には、２次巻線Ｗ１２の一端が接続され、インバータＩＮＶ３の出力端子には、２次巻線Ｗ１２の他端が接続される。バッファＢＵＦ３の高電位側制御端子と、インバータＩＮＶ３の高電位側制御端子とには、直流源３１の高電位側端子が接続され、バッファＢＵＦ３の低電位側制御端子と、インバータＩＮＶ３の低電位側制御端子とには、直流源３１の低電位側端子が接続される。
【０２０６】
バッファＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ４についても、上述のバッファＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ３と同様に、制御部２３と２次巻線Ｗ２２と直流源３１とに接続される。
【０２０７】
［セルバランス回路ＮＮの動作］
制御部２２は、２次電池ＢＴ１の充電時および放電時において、デューティ比が５０％の制御信号を出力する。制御部２２から出力された制御信号は、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３の入力端子と、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３の入力端子と、に入力されるため、これらバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３とインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３とは、同期制御されることとなる。
【０２０８】
制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合には、バッファＢＵＦ１において、出力端子と高電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ１において、出力端子と低電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次電池ＢＴ１の一端と、１次巻線Ｗ１１の一端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１の他端と、１次巻線Ｗ１１の他端と、が接続され、１次巻線Ｗ１１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されることとなる。
【０２０９】
一方、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＬレベルの場合には、バッファＢＵＦ１において、出力端子と低電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ１において、出力端子と高電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次電池ＢＴ１の一端と、１次巻線Ｗ１１の他端と、が接続されるとともに、２次電池ＢＴ１の他端と、１次巻線Ｗ１１の一端と、が接続され、１次巻線Ｗ１１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されることとなる。
【０２１０】
なお、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、１次巻線Ｗ１１の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転する。このため、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、２次巻線Ｗ１２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転する。
【０２１１】
また、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合には、バッファＢＵＦ３において、出力端子と高電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ３において、出力端子と低電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次巻線Ｗ１２の一端と、直流源３１の高電位側端子と、が接続されるとともに、２次巻線Ｗ１２の他端と、直流源３１の低電位側端子と、が接続され、２次巻線Ｗ１２に直流源３１の出力電圧が印加されることとなる。
【０２１２】
一方、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＬレベルの場合には、バッファＢＵＦ３において、出力端子と低電位側制御端子とが導通するとともに、インバータＩＮＶ３において、出力端子と高電位側制御端子とが導通する。これによれば、２次巻線Ｗ１２の一端と、直流源３１の低電位側端子と、が接続されるとともに、２次巻線Ｗ１２の他端と、直流源３１の高電位側端子と、が接続され、２次巻線Ｗ１２に直流源３１の出力電圧が印加されることとなる。
【０２１３】
なお、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、上述のように、２次巻線Ｗ１２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転する。しかしながら、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、２次巻線Ｗ１２の一端または他端と、直流源３１の高電位側端子または低電位側端子と、の接続が上述のように入れ替わる。このため、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルに応じて２次巻線Ｗ１２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転しても、２次巻線Ｗ１２の一端および他端のうち、電位の高い方が直流源３１の高電位側端子に接続され、電位の低い方が直流源３１の低電位側端子に接続されることとなる。
【０２１４】
また、制御部２３は、制御部２２と同様に、２次電池ＢＴ２の充電時および放電時において、デューティ比が５０％の制御信号を出力する。制御部２３から出力された制御信号は、バッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４の入力端子と、インバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４の入力端子と、に入力されるため、これらバッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４とインバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４とは、同期制御されることとなる。
【０２１５】
制御部２３から出力された制御信号が入力端子に入力されるバッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４のそれぞれは、制御部２２から出力された制御信号が入力端子に入力されるバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３のそれぞれと同様に動作する。
【０２１６】
このため、１次巻線Ｗ２１に２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加され、制御部２３から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、１次巻線Ｗ２１の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転する。したがって、制御部２３から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、２次巻線Ｗ２２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転する。
【０２１７】
また、制御部２３から出力された制御信号の電圧レベルがＨレベルの場合とＬレベルの場合とでは、２次巻線Ｗ２２の一端または他端と、直流源３１の高電位側端子または低電位側端子と、の接続が上述のように入れ替わる。このため、制御部２３から出力された制御信号の電圧レベルに応じて２次巻線Ｗ２２の他端を基準とした一端の電圧の極性が上述のように反転しても、２次巻線Ｗ２２の一端および他端のうち、電位の高い方が直流源３１の高電位側端子に接続され、電位の低い方が直流源３１の低電位側端子に接続されることとなる。
【０２１８】
以上のセルバランス回路ＮＮによれば、図１４に示した本発明の第１１実施形態に係るセルバランス回路ＭＭが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【０２１９】
セルバランス回路ＮＮでは、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルによらず、２次巻線Ｗ１２の一端および他端のうち、電位の高い方が直流源３１の高電位側端子に接続され、電位の低い方が直流源３１の低電位側端子に接続され続ける。このため、２次巻線Ｗ１２と直流源３１との間の配線の電圧は、直流となる。したがって、交流であれば配線のインダクタ成分の影響を受けてしまうが、直流であるため配線のインダクタ成分の影響を抑えることができ、２次巻線Ｗ１２と直流源３１との間の配線を長くすることができる。また、２次巻線Ｗ２２と直流源３１との間の配線の電圧についても、２次巻線Ｗ１２と直流源３１との間の配線の電圧と同様に直流となるため、２次巻線Ｗ２２と直流源３１との間の配線を長くすることができる。以上によれば、セルバランス回路ＮＮの設計を容易化できる。
【０２２０】
また、セルバランス回路ＮＮでは、２次巻線Ｗ１２と直流源３１との間の配線の電圧と、２次巻線Ｗ２２と直流源３１との間の配線の電圧とは、上述のようにどちらも直流となる。このため、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３が同期制御されるとともに、バッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４が同期制御されていれば、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３と、バッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４とは、非同期制御であってよい。したがって、制御部２２とバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ３のそれぞれの入力端子との間の配線における配線遅延と、制御部２３とバッファＢＵＦ２、ＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ２、ＩＮＶ４のそれぞれの入力端子との間の配線における配線遅延と、を等しくするといった考慮をする必要がないため、これら配線を長くすることができるとともに、制御部２２、２３による制御を容易化できる。よって、セルバランス回路ＮＮの設計をさらに容易化できる。
【０２２１】
また、セルバランス回路ＮＮでは、制御部２２から出力される制御信号のデューティ比が５０％であるため、第１期間と第２期間とを等しい時間で交互に設けることができ、予め定められた時間が経過するたびに２次電池ＢＴ１と１次巻線Ｗ１１との接続を切り替えることができる。ここで、第１期間とは、２次電池ＢＴ１の一端と１次巻線Ｗ１１の一端とが接続されるとともに、２次電池ＢＴ１の他端と１次巻線Ｗ１１の他端とが接続され、かつ、２次巻線Ｗ１２の一端と直流源３１の高電位側端子とが接続されるとともに、２次巻線Ｗ１２の他端と直流源３１の低電位側端子とが接続される期間のことである。また、第２期間とは、２次電池ＢＴ１の一端と１次巻線Ｗ１１の他端とが接続されるとともに、２次電池ＢＴ１の他端と１次巻線Ｗ１１の一端とが接続され、かつ、２次巻線Ｗ１２の一端と直流源３１の低電位側端子とが接続されるとともに、２次巻線Ｗ１２の他端と直流源３１の高電位側端子とが接続される期間のことである。また、制御部２３から出力される制御信号のデューティ比も５０％であるため、２次電池ＢＴ１および１次巻線Ｗ１１と同様に、予め定められた時間が経過するたびに２次電池ＢＴ２と１次巻線Ｗ２１との接続を切り替えることができる。以上によれば、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧をより正確に均一化させることができる。
【０２２２】
また、セルバランス回路ＮＮでは、上述のように制御部２２から出力される制御信号のデューティ比が５０％である。このため、１次巻線Ｗ１１の他端を基準とした一端の電圧の極性は、制御部２２から出力される制御信号の電圧レベルに応じて周期的に反転することとなる。したがって、トランスＴ１が飽和してしまうのを防止することができる。
【０２２３】
また、セルバランス回路ＮＮでは、上述のように制御部２３から出力される制御信号のデューティ比も５０％である。このため、１次巻線Ｗ２１の他端を基準とした一端の電圧の極性も、制御部２３から出力される制御信号の電圧レベルに応じて周期的に反転することとなる。したがって、トランスＴ２が飽和してしまうのを防止することができる。
【０２２４】
＜第１３実施形態＞
［セルバランス回路ＰＰの構成］
図１６は、本発明の第１３実施形態に係るセルバランス回路ＰＰの回路図である。セルバランス回路ＰＰは、図１５に示した本発明の第１２実施形態に係るセルバランス回路ＮＮとは、バッファＢＵＦ３およびインバータＩＮＶ３の代わりにスイッチＳＷ５、ＳＷ６を備える点と、バッファＢＵＦ４およびインバータＩＮＶ４の代わりにスイッチＳＷ７、ＳＷ８を備える点と、２次巻線Ｗ１２、Ｗ２２のそれぞれの中点を用いる点と、が異なる。なお、セルバランス回路ＰＰにおいて、セルバランス回路ＮＮと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２２５】
直流源３１の高電位側端子には、スイッチＳＷ５を介して２次巻線Ｗ１２の一端が接続されるとともに、スイッチＳＷ６を介して２次巻線Ｗ１２の他端が接続され、かつ、スイッチＳＷ７を介して２次巻線Ｗ２２の一端が接続されるとともに、スイッチＳＷ８を介して２次巻線Ｗ２２の他端が接続される。スイッチＳＷ５〜ＳＷ８は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴやＢＪＴで構成される。直流源３１の低電位側端子には、２次巻線Ｗ１２の中点と、２次巻線Ｗ２２の中点と、が接続される。
【０２２６】
なお、以降では便宜上、２次巻線Ｗ１２は、第１の２次巻線Ｗ１２１および第２の２次巻線Ｗ１２２で構成され、第１の２次巻線Ｗ１２１の一端が２次巻線Ｗ１２の一端に等しく、第２の２次巻線Ｗ１２２の他端が２次巻線Ｗ１２の他端に等しく、第１の２次巻線Ｗ１２１の他端および第２の２次巻線Ｗ１２２の一端が２次巻線Ｗ１２の中点に等しいものとする。また、２次巻線Ｗ２２は、第１の２次巻線Ｗ２２１および第２の２次巻線Ｗ２２２で構成され、第１の２次巻線Ｗ２２１の一端が２次巻線Ｗ２２の一端に等しく、第２の２次巻線Ｗ２２２の他端が２次巻線Ｗ２２の他端に等しく、第１の２次巻線Ｗ２２１の他端および第２の２次巻線Ｗ２２２の一端が２次巻線Ｗ２２の中点に等しいものとする。
【０２２７】
すると、第１の２次巻線Ｗ１２１、Ｗ２２１および第２の２次巻線Ｗ１２２、Ｗ２２２のそれぞれの巻数は、互いに等しく、かつ、１次巻線Ｗ１１、Ｗ２１のそれぞれの巻数より大きいものとする。
【０２２８】
［セルバランス回路ＰＰの動作］
セルバランス回路ＰＰは、セルバランス回路ＮＮと同様に、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが異なれば、これら２次電池ＢＴ１、ＢＴ２に電流を流して、２次電池ＢＴ１、ＢＴ２のそれぞれの充電電圧を均一化する。ただし、トランスＴ１、Ｔ２の２次側の動作が、セルバランス回路ＮＮとは異なる。
【０２２９】
具体的には、トランスＴ１の１次側については、セルバランス回路ＮＮと同様に、制御部２２により、２次電池ＢＴ１の充電時および放電時において、デューティ比が５０％の制御信号で、バッファＢＵＦ１とインバータＩＮＶ１とを同期制御する。これによれば、第１の２次巻線Ｗ１２１および第２の２次巻線Ｗ１２２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ１の充電電圧に応じて変化することとなる。また、第１の２次巻線Ｗ１２１に発生する起電力と、第２の２次巻線Ｗ１２２に発生する起電力とは、等しくなる。
【０２３０】
一方、トランスＴ１の２次側については、制御部２２により、２次電池ＢＴ１の充電時および放電時において、バッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１に同期してスイッチＳＷ５、ＳＷ６を制御する。
【０２３１】
より具体的には、バッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１の制御により、第１の２次巻線Ｗ１２１の一端の電位が他端の電位より高くなった場合には、第２の２次巻線Ｗ１２２の一端の電位が他端の電位より高くなる。この場合、スイッチＳＷ５をオン状態にするとともに、スイッチＳＷ６をオフ状態にする。これによれば、直流源３１の高電位側端子には、第１の２次巻線Ｗ１２１の一端と、第２の２次巻線Ｗ１２２の他端と、のうち、電位の高い方である第１の２次巻線Ｗ１２１の一端が接続され、第１の２次巻線Ｗ１２１に直流源３１の出力電圧が印加される。
【０２３２】
また、バッファＢＵＦ１およびインバータＩＮＶ１の制御により、第１の２次巻線Ｗ１２１の一端の電位が他端の電位より低くなった場合には、第２の２次巻線Ｗ１２２の一端の電位が他端の電位より低くなる。この場合、スイッチＳＷ５をオフ状態にするとともに、スイッチＳＷ６をオン状態にする。これによれば、直流源３１の高電位側端子には、第１の２次巻線Ｗ１２１の一端と、第２の２次巻線Ｗ１２２の他端と、のうち、電位の高い方である第２の２次巻線Ｗ１２２の他端が接続され、第２の２次巻線Ｗ１２２に直流源３１の出力電圧が印加される。
【０２３３】
以上によれば、制御部２２から出力された制御信号の電圧レベルに応じて２次巻線Ｗ１２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転しても、２次巻線Ｗ１２の一端および他端のうち、電位の高い方が直流源３１の高電位側端子に接続され、電位の低い方が直流源３１の低電位側端子に接続されることとなる。
【０２３４】
バッファＢＵＦ２、インバータＩＮＶ２、およびスイッチＳＷ７、ＳＷ８についても、上述のバッファＢＵＦ１、インバータＩＮＶ１、およびスイッチＳＷ５、ＳＷ６と同様に、制御部２３により制御する。これによれば、制御部２３から出力された制御信号の電圧レベルに応じて２次巻線Ｗ２２の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転しても、２次巻線Ｗ２２の一端および他端のうち、電位の高い方が直流源３１の高電位側端子に接続され、電位の低い方が直流源３１の低電位側端子に接続されることとなる。
【０２３５】
以上のセルバランス回路ＰＰによれば、図１５に示した本発明の第１２実施形態に係るセルバランス回路ＮＮが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
【０２３６】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０２３７】
例えば、上述の実施形態では、非共振形コンバータとして、フルブリッジ形回路、ハーフブリッジ形回路、フォワード形回路、プッシュプル形回路、アクティブクランプ式フォワード形回路を示した。しかし、これに限らず、例えばフライバック形回路といった他の非共振型コンバータも適用できる。
【０２３８】
また、上述の実施形態では、２つの２次電池が直列接続されている場合について説明したが、これに限らない。例えば、４つの２次電池が直列接続されている場合や、５つの２次電池が直列接続されている場合に対しても、本発明のセルバランス回路を適用することができる。
【０２３９】
また、上述の実施形態では、セルバランス回路と２次電池とを別個に設けたが、これに限らず、一体に設けてもよい。
【０２４０】
また、上述の第１〜第８実施形態では、第１の巻線Ｗａと第２の巻線Ｗｂとが同一の鉄心に巻回されているものとしたが、これに限らず、例えば鉄心がないものとしてもよいし、互いに異なる鉄心に巻回されるものとしてもよい。また、上述の第９〜第１３実施形態では、トランスＴ１とトランスＴ２とは、それぞれ、互いに分離された鉄心を有するものとしたが、これに限らず、例えば鉄心を有しないものとしてもよい。
【符号の説明】
【０２４１】
１；セルバランス装置
２１、２２、２３；制御部
３１；直流源
ＡＡ、ＡＢ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤ、ＥＥ、ＦＦ、ＧＧ、ＨＨ、ＪＪ、ＫＫ、ＬＬ、ＭＭ、ＮＮ、ＰＰ；セルバランス回路
ＢＴ１〜ＢＴ３、ＢＴｎ、ＢＴ（ｎ＋１）；２次電池
ＢＵＦ１〜ＢＵＦ４；バッファ
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ４；インバータ
Ｑ１〜Ｑ８；スイッチ素子
ＳＷ１〜ＳＷ８、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ；スイッチ
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２；トランス
Ｗａ；第１の巻線
Ｗｂ；第２の巻線
Ｗ１１、Ｗ２１；１次巻線
Ｗ１２、Ｗ２２；２次巻線
Ｗ１２１、Ｗ２２１；第１の２次巻線
Ｗ１２２、Ｗ２２２；第２の２次巻線
【図１】
2012143985.tif 000007
【図２】
2012143985.tif 000008
【図３】
2012143985.tif 000009
【図４】
2012143985.tif 000010
【図５】
2012143985.tif 000011
【図６】
2012143985.tif 000012
【図７】
2012143985.tif 000013
【図８】
2012143985.tif 000014
【図９】
2012143985.tif 000015
【図１０】
2012143985.tif 000016
【図１１】
2012143985.tif 000017
【図１２】
2012143985.tif 000018
【図１３】
2012143985.tif 000019
【図１４】
2012143985.tif 000020
【図１５】
2012143985.tif 000021
【図１６】
2012143985.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月29日(2012.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路であって、
前記第１の２次電池と対に設けられた第１の巻線と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の巻線と、を有するトランスと、
前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の巻線に印加させるか否かを制御するスイッチング手段と、を備え、
前記スイッチング手段は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを備え、
前記第１の巻線の他端と、前記第２の巻線の一端とは、前記第１の２次電池の他端に接続されるとともに、前記第２の２次電池の一端に接続され、
前記第１の巻線の一端は、前記第１のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第２のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、
前記第２の巻線の他端は、前記第３のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第４のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、
前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチと、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチとを、前記第１の２次電池および前記第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることを特徴とするセルバランス回路。
【請求項２】
前記第１の巻線の巻数と、前記第２の巻線の巻数とは、等しいことを特徴とする請求項１に記載のセルバランス回路。
【請求項３】
前記第１の２次電池と一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のセルバランス回路。
【請求項４】
前記スイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項５】
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、鉄心に巻回されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置であって、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチのスイッチングは、前記複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期であることを特徴とするセルバランス装置。
【請求項７】
第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路であって、
前記第１の２次電池と対に設けられた第１の１次巻線および第１の２次巻線を有する第１のトランスと、
前記第２の２次電池と対に設けられた第２の１次巻線および第２の２次巻線を有する第２のトランスと、
前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の１次巻線に印加させるか否かを制御する第１のスイッチング手段と、
前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段と、を備え、
前記第１の１次巻線の巻数と前記第１の２次巻線の巻数とが異なり、かつ、前記第１の１次巻線の巻数と前記第２の１次巻線の巻数とが等しいとともに、前記第１の２次巻線の巻数と前記第２の２次巻線の巻数とが等しく、
前記第１の２次巻線と、前記第２の２次巻線と、は並列接続され、
前記第１のスイッチング手段は、
前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の他端と、を接続する第１手順と、
前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の一端と、を接続する第２手順と、を行い、
前記第２のスイッチング手段は、
前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の他端と、を接続する第３手順と、
前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の一端と、を接続する第４手順と、を行うことを特徴とするセルバランス回路。
【請求項８】
直流電圧を出力する直流源と、
前記直流源の出力電圧を前記第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段と、を備えることを特徴とする請求項７に記載のセルバランス回路。
【請求項９】
前記直流源の出力電圧を前記第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段を備え、
前記第１のスイッチング手段と前記第３のスイッチング手段とは、同期して動作し、
前記第２のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とする請求項８に記載のセルバランス回路。
【請求項１０】
前記第１のスイッチング手段および前記第３のスイッチング手段と、前記第２のスイッチング手段および前記第４のスイッチング手段とは、非同期で動作することを特徴とする請求項９に記載のセルバランス回路。
【請求項１１】
前記第３のスイッチング手段は、
前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の他端と、を接続する第５手順と、
前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の一端と、を接続する第６手順と、を行い、
前記第４のスイッチング手段は、
前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の他端と、を接続する第７手順と、
前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の一端と、を接続する第８手順と、を行うことを特徴とする請求項９または１０に記載のセルバランス回路。
【請求項１２】
前記第１のトランスおよび前記第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項１３】
前記第１の２次巻線および前記第２の２次巻線の巻数は、前記第１の１次巻線および前記第２の１次巻線の巻数より大きいことを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項１４】
前記第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することを特徴とする請求項７から１３のいずれかに記載のセルバランス回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
圧が不均一となってしまい、セルバランスを安定させることができなかった。
［０００６］
一方、特許文献２に示されている回路では、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧を監視する必要がある。このため、２次電池の充電電圧を監視するための素子や回路が必要となり、低コスト化や小型化の阻害要因となっていた。
［０００７］
また、特許文献１に示されている回路や、特許文献２に示されている回路は、複数の２次電池のそれぞれの充電電圧に差が生じてからセルバランスを行うため、一時的に劣化領域に達してしまい、２次電池が劣化するおそれがあった。
［０００８］
上述の課題に鑑み、本発明は、低コスト化および小型化と、２次電池の劣化の抑制と、を実現しつつ、２次電池の充放電時に充電電圧の均一化を行うことができるセルバランス回路およびセルバランス装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００９］
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）  本発明は、第１の２次電池（例えば、図５の２次電池ＢＴ１に相当）および第２の２次電池（例えば、図５の２次電池ＢＴ２に相当）のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路（例えば、図５のセルバランス回路ＢＢに相当）であって、前記第１の２次電池と対に設けられた第１の巻線（例えば、図５の第１の巻線Ｗａに相当）と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の巻線（例えば、図５の第２の巻線Ｗｂに相当）と、を有するトランス（例えば、図５のトランスＴに相当）と、前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の巻線に印加させるか否かを制御するスイッチング手段と、を備え、前記スイッチング手段は、第１のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳａに相当）、第２のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｂに相当）、第３のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｃに相当）、および第４のスイッチ（例えば、図５のスイッチＳｄに相当）を備え、前記第１の巻線の他端と、前記第２の巻線の一端とは、前記第１の２次電池の他端に接続されるとともに、前記第２の２次電池の一端に接続され、前記第１の巻線の一端は、前記第１のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第２のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、前記第２の巻線の他端は、前記第３のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第４のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチと、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチとを、前記第１の２次電池および前記第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００１０］
この発明によれば、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路に、トランスおよびスイッチング手段
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
を設けた。そして、トランスには、第１の２次電池と対に第１の巻線を設けるとともに、第２の２次電池と対に第２の巻線を設けた。また、スイッチング手段により、第１の２次電池の充電電圧を第１の巻線に印加させるか否かを制御することとした。
［００１１］
また、この発明によれば、スイッチング手段に、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを設けた。そして、第１の巻線の他端と、第２の巻線の一端とを、第１の２次電池の他端に接続するとともに、第２の２次電池の一端に接続した。また、第１の巻線の一端を、第１のスイッチを介して第１の２次電池の一端に接続可能に設けるとともに、第２のスイッチを介して第２の２次電池の他端に接続可能に設けた。また、第２の巻線の他端を、第３のスイッチを介して第１の２次電池の一端に接続可能に設けるとともに、第４のスイッチを介して第２の２次電池の他端に接続可能に設けた。
［００１２］
このため、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオン状態にするとともに、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオフ状態にした場合、第１の巻線の両端に第１の２次電池の両端を接続させるとともに、第２の巻線の両端に第２の２次電池の両端を接続させることができる。これによれば、第１の巻線には第１の２次電池の充電電圧が印加され、第２の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加されることとなる。
［００１３］
また、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオフ状態にするとともに、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオン状態にした場合、第１の巻線の両端に第２の２次電池の両端を接続させるとともに、第２の巻線の両端に第１の２次電池の両端を接続させることができる。これによれば、第１の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加され、第２の巻線には第１の２次電池の充電電圧が印加されることとなる。
［００１４］
第１の巻線に第１の２次電池の充電電圧が印加されると、第１の巻線で磁束が発生し、この磁束が第２の巻線を貫くこととなる。この磁束をΦＢ、第２の巻線の巻数をＮとすると、第２の巻線には、以下の式（１）に示す起電力
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
εが発生することとなる。
［００１５］
［数１］
2012143985.tif 000023
［００１６］
ここで、第１の巻線で発生する磁束は、第１の巻線に印加される電圧に応じて変化する。このため、第２の巻線に発生する起電力は、第１の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。
［００１７］
第２の巻線においても、上述の第１の巻線と同様に、第２の２次電池の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第１の巻線を貫くため、第１の巻線には、上述の式（１）に示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第１の巻線に発生する起電力は、第２の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。
［００１８］
ここで、第１の巻線の巻数と、第２の巻線の巻数と、が等しく、第２の巻線には第２の２次電池の充電電圧が印加されているものとする。また、第１の２次電池の充電電圧をＶＢＴ１、第２の２次電池の充電電圧をＶＢＴ２、第１の巻線の抵抗成分をＲＷ１、第２の巻線の抵抗成分をＲＷ２とする。すると、第１の巻線を流れる電流ＩＷ１は、以下の式（２）のように表され、第２の巻線を流れる電流ＩＷ２は、以下の式（３）のように表されることとなる。
［００１９］
［数２］
2012143985.tif 000024
［００２０］
［数３］
2012143985.tif 000025
［００２１］
第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しい場合には、上述の式（２）のように、第１の巻線を電流が流れないとともに、上述の式（３）のように、第２の巻線を電流が流れないため、第１の２次電池お
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
よび第２の２次電池には、電流が流れない。
［００２２］
一方、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より低い場合には、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が第１の巻線から第１の２次電池に流れて、第１の２次電池が充電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が第２の２次電池から第２の巻線に流れて、第２の２次電池が放電される。
［００２３］
また、第１の２次電池の充電電圧が第２の２次電池の充電電圧より高い場合には、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が第１の２次電池から第１の巻線に流れて、第１の２次電池が放電される。また、第１の２次電池の充電電圧と第２の２次電池の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が第２の巻線から第２の２次電池に流れて、第２の２次電池が充電される。
［００２４］
以上より、第１の２次電池の充電電圧と、第２の２次電池の充電電圧と、が等しくなる。このため、上述の特許文献１に示されている回路が必要としていたダイオードを用いないため、第１の２次電池と、第２の２次電池と、について充電電圧を正確に均一化させることができる。
［００２５］
また、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を検出することなく、スイッチング手段を動作させることができる。このため、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路の低コスト化および小型化を実現できる。
［００２６］
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、この発明では、セルバランス回路に、トランスは設けるが抵抗は設けないこととした。トランスに設けられた第１の巻線および第２の巻線の抵抗値は、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さい
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ため、トランスにより制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、第１の２次電池および第２の２次電池に流すことのできる電流を大きくすることができる。
［００２７］
ここで、第１の２次電池や第２の２次電池といった２次電池は、直流電力を出力する。このため、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオン状態のままにしておいたり、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオン状態のままにしておいたりすると、第１の巻線および第２の巻線を有するトランスが飽和してしまう。
［００２８］
そこで、この発明によれば、第１のスイッチおよび第４のスイッチと、第２のスイッチおよび第３のスイッチとを、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることとした。このため、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチのオンオフを切り替える度に、第１の巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転するとともに、第２の巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。これによれば、トランスが飽和してしまうのを防止することができる。
［００２９］
また、この発明によれば、上述のように、第１のスイッチおよび第４のスイッチと、第２のスイッチおよび第３のスイッチとを、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることとした。このため、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において、スイッチング手段により第１の２次電池の充電電圧を第１の巻線に印加させるとともに、第２の２次電池の充電電圧を第２の巻線に印加させることができる。したがって、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時だけでなく放電時にも、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時に
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
おいて、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧に差が生じるのを抑制できるので、第１の２次電池および第２の２次電池が一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化を抑制できる。
［００３０］
（２）  本発明は、（１）のセルバランス回路について、前記第１の巻線の巻数と、前記第２の巻線の巻数とは、等しいことを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００３１］
この発明によれば、（１）のセルバランス回路において、第１の巻線の巻数と、第２の巻線の巻数と、を等しくした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
［００３２］
（３）  本発明は、（１）または（２）のセルバランス回路について、前記第１の２次電池と一体に設けられることを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００３３］
この発明によれば、（１）または（２）のセルバランス回路において、セルバランス回路と第１の２次電池とを、一体に設けることとした。このため、セルバランス回路および第１の２次電池を備える装置を、小型化することができる。
［００３４］
［００３５］
［００３６］
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
［００３７］
［００３８］
（４）  本発明は、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路について、前記スイッチング手段は、非共振形コンバータ（例えば、図７〜１１参照）を形成することを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００３９］
この発明によれば、（１）〜（３）のいずれかのセルバランス回路において、スイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することとした。このため、非共振形コンバータに設けられるスイッチ素子を適宜スイッチングさせることで、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
［００４０］
（５）  本発明は、（１）〜（４）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１の巻線および前記第２の巻線は、鉄心に巻回されることを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００４１］
この発明によれば、（１）〜（４）のいずれかのセルバランス回路において、第１の巻線および第２の巻線は、鉄心に巻回されることとした。このため、第１の巻線および第２の巻線が鉄心に巻回されていない場合、すなわち第１の巻線および第２の巻線が空心である場合と比べて、これら第１の巻線および第２の巻線で発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。
［００４２］
（６）  本発明は、（１）〜（５）のいずれかのセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置（例えば、図６のセルバランス装置１に相当）について、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチのスイッチングは、前記複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期であることを特徴とするセルバランス装置を提案している。
［００４３］
ここで、（１）〜（５）のいずれかのセルバランス回路が複数設けられている場合、上述のように、複数のセルバランス回路のそれぞれにおいて、対に設けられた第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を均一化させることができる。このため、複数のセルバランス回路のそれぞれの間では、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチ
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
のスイッチングを同期させる必要がない。
［００４４］
そこで、この発明によれば、（１）〜（５）のいずれかのセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置において、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチのスイッチングを、複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期とした。
［００４５］
このため、複数のセルバランス回路のそれぞれにおいて、独立して、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチをスイッチングさせることができる。したがって、これらスイッチのスイッチングを、複数のセルバランス回路の間で同期させる必要がないため、スイッチングの制御を容易にすることができ、セルバランス装置の設計を容易化できる。
［００４６］
（７）  本発明は、第１の２次電池（例えば、図１２の２次電池ＢＴ１に相当）および第２の２次電池（例えば、図１２の２次電池ＢＴ２に相当）のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路（例えば、図１２のセルバランス回路ＫＫに相当）であって、前記第１の２次電池と対に設けられた第１の１次巻線（例えば、図１２の１次巻線Ｗ１１に相当）および第１の２次巻線（例えば、図１２の２次巻線Ｗ１２に相当）を有する第１のトランス（例えば、図１２のトランスＴ１に相当）と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の１次巻線（例えば、図１２の１次巻線Ｗ２１に相当）および第２の２次巻線（例えば、図１２の２次巻線Ｗ２２に相当）を有する第２のトランス（例えば、図１２のトランスＴ２に相当）と、前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の１次巻線に印加させるか否かを制御する第１のスイッチング手段（例えば、図１２のスイッチＳＷ１に相当）と、前記第２の２次電池の充電電圧を前記第２の１次巻線に印加させるか否かを制御する第２のスイッチング手段（例えば、図１２のスイッチＳＷ２に相当）と、を備え、前記第１の１次巻線の巻数と前記第１の２次巻線の巻数とが異なり、かつ、前記第１の１次巻線の巻数と前記第２の１次巻線の巻数とが等しいとともに、前記第１の２次巻線の巻数と前記第２の２次巻線の巻数とが等しく、前
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
記第１の２次巻線と、前記第２の２次巻線と、は並列接続され、前記第１のスイッチング手段は、前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の他端と、を接続する第１手順と、前記第１の２次電池の一端と、前記第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第１の２次電池の他端と、当該第１の１次巻線の一端と、を接続する第２手順と、を行い、前記第２のスイッチング手段は、前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の他端と、を接続する第３手順と、前記第２の２次電池の一端と、前記第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、当該第２の２次電池の他端と、当該第２の１次巻線の一端と、を接続する第４手順と、を行うことを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００４７］
この発明によれば、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路に、第１のトランス、第２のトランス、および第１のスイッチング手段を設けた。そして、第１のトランスには、第１の２次電池と対に第１の１次巻線および第１の２次巻線を設けた。また、第２のトランスには、第２の２次電池と対に第２の１次巻線および第２の２次巻線を設けた。また、第１のスイッチング手段により、第１の２次電池の充電電圧を第１の１次巻線に印加させるか否かを制御することとした。このため、第１のスイッチング手段により、第１の１次巻線に第１の２次電池の充電電圧を印加させることができる。
［００４８］
第１の１次巻線に第１の２次電池の充電電圧が印加されると、第１の１次巻線で磁束が発生し、この磁束が第１の２次巻線を貫くこととなる。この磁束をΦＢ、第１の２次巻線をＮとすると、第１の２次巻線には、上述の式（１）に示す起電力εが発生することとなる。
［００４９］
ここで、第１の１次巻線で発生する磁束は、第１の１次巻線に印加される電圧に応じて変化する。このため、第１の２次巻線に発生する起電力は、第１の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。
［００５０］
第２の１次巻線においても、上述の第１の１次巻線と同様に、第２の２次電池の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第２の１次巻線を貫くため、第２の１次巻線には、上述の式（１）に示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第２の１次巻線に発生する起電力は、第
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
く放電時にも、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧を正確に均一化させることができ、セルバランスを安定させることができる。
［００５９］
また、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視することなく、第１のスイッチング手段を動作させることができる。このため、第１の２次電池や第２の２次電池の充電電圧を監視する必要がなくなるため、セルバランス回路の低コスト化および小型化を実現できる。
［００６０］
また、第１の２次電池および第２の２次電池の充電時および放電時において上述のように第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧をそれぞれ第１の１次巻線および第２の１次巻線に印加させることで、第１の２次電池および第２の２次電池の充電電圧に差が生じるのを抑制できる。このため、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化を抑制できる。
［００６１］
また、複数の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合、これら２次電池に流すことのできる電流が、これら抵抗により制限されてしまう。これに対して、この発明では、セルバランス回路に、第１のトランスおよび第２のトランスは設けるが抵抗は設けないこととした。第１のトランスに設けられた第１の１次巻線および第１の２次巻線の抵抗値と、第２のトランスに設けられた第２の１次巻線および第２の２次巻線の抵抗値とは、抵抗の抵抗値と比べて大幅に小さいため、第１のトランスおよび第２のトランスにより制限される電流は、抵抗により制限される電流と比べて大幅に小さくなる。このため、第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれに対して上述のように抵抗を１つずつ並列接続した場合と比べて、第１の２次電池および第２の２次電池に流すことのできる電流を大きくすることができる。
［００６２］
ここで、第１の２次電池や第２の２次電池といった２次電池は、直流電力を出力する。このため、第１の２次電池の充電電圧を第１の１次巻線に単に印加し続けたり、第２の２次電池の充電電圧を第２の１次巻線に単に印加し続けたりすると、第１のトランスや第２のトランスが飽和してしまう。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
［００６３］
そこで、この発明によれば、第１のスイッチング手段により第１手順および第２手順を行い、第２のスイッチング手段により第３手順および第４手順を行うこととした。第１手順では、第１の２次電池の一端と、第１の１次巻線の一端と、を接続するとともに、第１の２次電池の他端と、第１の１次巻線の他端と、を接続し、第２手順では、第１の２次電池の一端と、第１の１次巻線の他端と、を接続するとともに、第１の２次電池の他端と、第１の１次巻線の一端と、を接続することとした。また、第３手順では、第２の２次電池の一端と、第２の１次巻線の一端と、を接続するとともに、第２の２次電池の他端と、第２の１次巻線の他端と、を接続し、第４手順では、第２の２次電池の一端と、第２の１次巻線の他端と、を接続するとともに、第２の２次電池の他端と、第２の１次巻線の一端と、を接続することとした。
［００６４］
これによれば、第１手順から第２手順に切り替えたり、第２手順から第１手順に切り替えたりする度に、第１の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転することになる。また、第３手順から第４手順に切り替えたり、第４手順から第３手順に切り替えたりする度に、第２の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転することになる。このため、第１のトランスや第２のトランスが飽和してしまうのを防止することができる。
［００６５］
（８）  本発明は、（７）のセルバランス回路について、直流電圧を出力する直流源（例えば、図１４の直流源３１に相当）と、前記直流源の出力電圧を前記第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段（例えば、図１４のスイッチＳＷ３に相当）と、を備えることを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００６６］
この発明によれば、（７）のセルバランス回路において、直流電圧を出力する直流源と、直流源の出力電圧を第１の２次巻線に印加させるか否かを制御する第３のスイッチング手段と、を設けた。このため、第３のスイッチング手段により直流源の出力電圧を第１の２次巻線に印加させると、直流源の出力電圧と、第１の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとする。また、直流源の出力電圧を第２の２次巻線に印加させると、直流源の出力電圧と、
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第２の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとする。したがって、第１の２次巻線の巻線電圧と、第２の２次巻線の巻線電圧とは、等しくなろうとするので、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
［００６７］
（９）  本発明は、（８）のセルバランス回路について、前記直流源の出力電圧を前記第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段（例えば、図１４のスイッチＳＷ４に相当）を備え、前記第１のスイッチング手段と前記第３のスイッチング手段とは、同期して動作し、前記第２のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段とは、同期して動作することを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００６８］
この発明によれば、（８）のセルバランス回路において、直流源の出力電圧を第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する第４のスイッチング手段を設け、第１のスイッチング手段と第３のスイッチング手段とを同期して動作させるとともに、第２のスイッチング手段と第４のスイッチング手段とを同期して動作させることとした。これによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
［００６９］
（１０）  本発明は、（９）のセルバランス回路について、前記第１のスイッチング手段および前記第３のスイッチング手段と、前記第２のスイッチング手段および前記第４のスイッチング手段とは、非同期で動作することを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００７０］
ここで、上述のように、第３のスイッチング手段により、直流源の出力電圧を第１の２次巻線に印加させるか否かを制御し、第４のスイッチング手段により、直流源の出力電圧を第２の２次巻線に印加させるか否かを制御する。このため、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧と、第２の２次巻線と直流源との間の配線の電圧とは、直流になる。このため、第１のスイッチング手段および第３のスイッチング手段が同期制御されるとともに、第２のスイッチング手段および第４のスイッチング手段が同期制御されていれば、第１のスイッチング手段および第３のスイッチング手段と、第２のスイッチング手段および第４のスイッチング手段とは、非同期制御であってもよい
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
。
［００７１］
そこで、この発明によれば、（９）のセルバランス回路において、第１のスイッチング手段および第３のスイッチング手段と、第２のスイッチング手段および第４のスイッチング手段とを、非同期で動作するものとした。このため、第１のスイッチング手段および第３のスイッチング手段に制御信号を伝送する配線における配線遅延と、第２のスイッチング手段および第４のスイッチング手段に制御信号を伝送する配線における配線遅延と、を等しくするといった考慮をする必要がないため、これら配線を長くすることができるとともに、これらスイッチング手段の制御を容易かできるため、セルバランス回路の設計をさらに容易化できる。
［００７２］
（１１）  本発明は、（９）または（１０）のセルバランス回路について、前記第３のスイッチング手段は、前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の他端と、を接続する第５手順と、前記直流源の高電位側端子と、前記第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第１の２次巻線の一端と、を接続する第６手順と、を行い、前記第４のスイッチング手段は、前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の他端と、を接続する第７手順と、前記直流源の高電位側端子と、前記第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、当該直流源の低電位側端子と、当該第２の２次巻線の一端と、を接続する第８手順と、を行うことを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００７３］
この発明によれば、（９）または（１０）のセルバランス回路において、第３のスイッチング手段により第５手順および第６手順を行い、第４のスイッチング手段
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
により第７手順および第８手順を行うこととした。第５手順では、直流源の高電位側端子と、第１の２次巻線の一端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第１の２次巻線の他端と、を接続し、第６手順では、直流源の高電位側端子と、第１の２次巻線の他端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第１の２次巻線の一端と、を接続することとした。また、第７手順では、直流源の高電位側端子と、第２の２次巻線の一端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第２の２次巻線の他端と、を接続し、第８手順では、直流源の高電位側端子と、第２の２次巻線の他端と、を接続するとともに、直流源の低電位側端子と、第２の２次巻線の一端と、を接続することとした。
［００７４］
ここで、第１の１次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性が反転すると、第１の２次巻線の他端を基準とした一端の電圧の極性も反転する。そこで、第１の１次巻線の巻線電圧の極性反転に応じて、第１の２次巻線の一端および他端のうち、直流源の高電位側端子に接続するものを第３のスイッチング手段により切り替えることで、第１の２次巻線の一端および他端のうち高電位である方を、直流源の高電位側端子に接続させ続けることができる。このため、第１の１次巻線に交流電圧が印加される場合であっても、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧は、直流となる。したがって、交流であれば配線のインダクタ成分の影響を受けてしまうが、直流であるため配線のインダクタ成分の影響を抑えることができ、第１の２次巻線と直流源との間の配線を長くすることができる。第２の２次巻線と直流源との間の配線の電圧についても、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧と同様に直流となるため、第２の２次巻線と直流源との間の配線も長くすることができる。以上によれば、セルバランス回路の設計を容易化できる。
［００７５］
また、第１の２次巻線と直流源との間の配線の電圧と、第２の２次巻線と直流源との間の配線の電圧とは、上述のようにどちらも直流となる。このため、第１の１次巻線の巻線電圧の極性反転に同期して第３のスイッチング手段を制御するとともに、第２の１次巻線の巻線電圧の極性反転に同期して第
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
４のスイッチング手段を制御していれば、第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段とは非同期制御であってもよい。したがって、第３のスイッチング手段および第４のスイッチング手段の配置および制御を容易にすることができ、セルバランス回路の設計をさらに容易化できる。
［００７６］
（１２）  本発明は、（７）〜（１１）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１のトランスおよび前記第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００７７］
ここで仮に、第１の２次電池と第２の２次電池とが近接配置されていない場合について検討する。この場合、第１のトランスの鉄心と、第２のトランスの鉄心と、が一体に形成されていると、セルバランス回路の設計が困難になる。
［００７８］
そこで、この発明によれば、（７）〜（１１）のいずれかのセルバランス回路において、第１のトランスおよび第２のトランスは、それぞれ、互いに分離された鉄心を備えることとした。このため、第１の２次電池と第２の２次電池とが近接配置されていない場合に、第１の２次電池の近傍に第１のトランスを設けるとともに、第２の２次電池の近傍に第２のトランスを設けることができる。したがって、セルバランス回路の設計を容易化できる。
［００７９］
また、この発明によれば、（７）〜（１１）のいずれかのセルバランス回路において、上述のように、第１のトランスおよび第２のトランスは、それぞれ、鉄心を備えることとした。このため、鉄心が設けられていない場合と比べて、第１のトランスおよび第２のトランスで発生する磁束を安定させることができるので、セルバランスをより高精度に安定させることができる。
［００８０］
（１３）  本発明は、（７）〜（１２）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１の２次巻線および前記第２の２次巻線の巻数は、前記第１の１次巻線および前記第２の１次巻線の巻数より大きいことを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００８１］
この発明によれば、（７）〜（１２）のいずれかのセルバランス回路にお
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
いて、第１の２次巻線および第２の２次巻線の巻数は、第１の１次巻線および第２の１次巻線の巻数より大きいこととした。このため、第１の２次巻線と直流源との間に流れる電流を、第１の１次巻線に流れる電流より小さくすることができるとともに、第２の２次巻線と直流源との間に流れる電流を、第２の１次巻線に流れる電流より小さくすることができる。したがって、第１の２次巻線や第２の２次巻線での損失を低減できる。
［００８２］
（１４）  本発明は、（７）〜（１３）のいずれかのセルバランス回路について、前記第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータ（例えば、図７〜１１参照）を形成することを特徴とするセルバランス回路を提案している。
［００８３］
この発明によれば、（７）〜（１３）のいずれかのセルバランス回路において、第１のスイッチング手段は、非共振形コンバータを形成することとした。このため、非共振形コンバータに設けられるスイッチ素子を適宜スイッチングさせることで、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
発明の効果
［００８４］
本発明によれば、低コスト化および小型化と、第１の２次電池および第２の２次電池の劣化の抑制と、を実現しつつ、第１の２次電池および第２の２次電池の充放電時に充電電圧の均一化を行うことができる。
図面の簡単な説明
［００８５］
［図１］本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
［図２］本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
［図３］本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
［図４］本発明の第１実施形態に係るセルバランス回路の等価回路図である。
［図５］本発明の第２実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
［図６］本発明の第３実施形態に係るセルバランス回路を備えるセルバランス装置の回路図である。
［図７］本発明の第４実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
［図８］本発明の第５実施形態に係るセルバランス回路の回路図である。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月17日(2013.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の２次電池および第２の２次電池のそれぞれの充電電圧を均一化するセルバランス回路であって、
前記第１の２次電池と対に設けられた第１の巻線と、前記第２の２次電池と対に設けられた第２の巻線と、を有するトランスと、
前記第１の２次電池の充電電圧を前記第１の巻線に印加させるか否かを制御するスイッチング手段と、を備え、
前記スイッチング手段は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを備え、非共振形コンバータを形成し、
前記第１の巻線の他端と、前記第２の巻線の一端とは、前記第１の２次電池の他端に接続されるとともに、前記第２の２次電池の一端に接続され、
前記第１の巻線の一端は、前記第１のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第２のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、
前記第２の巻線の他端は、前記第３のスイッチを介して前記第１の２次電池の一端に接続可能に設けられるとともに、前記第４のスイッチを介して前記第２の２次電池の他端に接続可能に設けられ、
前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチと、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチとを、前記第１の２次電池および前記第２の２次電池の充電時および放電時において交互にオン状態にすることを特徴とするセルバランス回路。
【請求項２】
前記第１の巻線の巻数と、前記第２の巻線の巻数とは、等しいことを特徴とする請求項１に記載のセルバランス回路。
【請求項３】
前記第１の２次電池と一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のセルバランス回路。
【請求項４】
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、鉄心に巻回されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセルバランス回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のセルバランス回路を複数備えるセルバランス装置であって、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチのスイッチングは、前記複数のセルバランス回路のそれぞれの間では非同期であることを特徴とするセルバランス装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
第２の１次巻線においても、上述の第１の１次巻線と同様に、第２の２次電池の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が第２の２次巻線を貫くため、第２の２次巻線には、上述の式（１）に示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、第２の２次巻線に発生する起電力は、第２の２次電池の充電電圧に応じて変化することとなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９７】
２次巻線Ｗ２２においても、上述の２次巻線Ｗ１２と同様に、１次巻線Ｗ２１に２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が２次巻線Ｗ２２を貫くため、２次巻線Ｗ２２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、２次巻線Ｗ２２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ２の充電電圧に応じて変化することとなる。
【国際調査報告】
2012143985.tif 000026
2012143985.tif 000027
2012143985.tif 000028
2012143985.tif 000029