(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極側および負極側にそれぞれ接続された複数の抵抗を有し、さらに前記複数の抵抗のうちの２つの抵抗の間に均等化放電用抵抗（ＲＬｉ、ＲＨｉ）とスイッチ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）との直列接続部を備えて構成されており、
前記直列接続部として、
各電池セルを一方から順番に１、２、・・・、ｎ番目の電池セルとしたとき、１番目の電池セル、１番目から２番目の電池セル、１番目から３番目の電池セル、・・・、１番目からｎ−１番目の電池セルを、それぞれ跨ぐものである、第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）と第１スイッチ（ＳＬｉ）との第１直列接続部（ｉ＝１〜ｎ−１）と、
２番目からｎ番目の電池セル、３番目からｎ番目の電池セル、・・・、ｎ−１番目からｎ番目の電池セル、ｎ番目の電池セルを、それぞれ跨ぐものである、第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）と第２スイッチ（ＳＨｉ）との第２直列接続部（ｉ＝２〜ｎ）と、が設けられており、
前記１番目からｉ番目までの電池セルを跨ぐように設けられた第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の各抵抗値は、前記１番目からｉ番目までの電池セルを跨ぐ数が多い第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の抵抗値が大きくなるようにそれぞれ設定されており、
前記ｉ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐように設けられた第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の各抵抗値は、前記ｉ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐ数が多い第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の抵抗値が大きくなるようにそれぞれ設定されていることを特徴とする均等化回路。
【請求項２】
前記抵抗の抵抗値をＲとすると、
１番目の電池セル、１番目から２番目の電池セル、１番目から３番目の電池セル、・・・、１番目からｎ−１番目の電池セルを、それぞれ跨ぐ第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の抵抗値はそれぞれ（３ｉ−２）Ｒであり（ｉ＝１〜ｎ−１）、
２番目からｎ番目の電池セル、３番目からｎ番目の電池セル、・・・、ｎ−１番目からｎ番目の電池セル、ｎ番目の電池セルを、それぞれ跨ぐ第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の抵抗値はそれぞれ（３（ｎ＋１−ｉ）−２）Ｒである（ｉ＝２〜ｎ）ことを特徴とする請求項１に記載の均等化回路。
【請求項３】
ｊ番目からｋ番目までの各電池セルを放電する場合、前記ｊ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐ第２スイッチ（ＳＨｊ）と、前記１番目からｋ番目までの電池セルを跨ぐ第１スイッチ（ＳＬｋ）と、がオンされるようになっており、
前記ｊ番目からｋ番目までの各電池セルを放電する場合に前記第１スイッチ（ＳＬｋ）および前記第２スイッチ（ＳＨｊ）のうち該当するスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｋ）が存在しない場合は存在するスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｋ）のみがオンされることを特徴とする請求項１または２に記載の均等化回路。
【請求項４】
前記１番目からｎ番目までの全ての電池セルを跨ぐように第３均等化放電用抵抗と第３スイッチとの第３直列接続部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の均等化回路。
【請求項５】
前記抵抗の抵抗値をＲとすると、前記第３均等化放電用抵抗の抵抗値は（３ｎ−２）Ｒであることを特徴とする請求項４に記載の均等化回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の均等化回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、充電可能な電池セルが複数直列に接続されて構成された組電池の充電状態調整装置が、例えば特許文献１で提案されている。この特許文献１では、抵抗とスイッチとの直列接続で構成される放電回路が各電池セルに対して並列にそれぞれ接続された構成が示されている。そして、電池セルの残存容量（ＳＯＣ；State Of Charge）のばらつきが電池セル毎に算出され、この残存容量のばらつきが許容範囲を超える場合、その電池セルに対応する放電回路のスイッチがオンされる。これにより、各電池セルの残存容量がそれぞれ調整されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術で示された充電状態調整装置は、一般的にＩＣとして構成される。したがって、放電回路もＩＣ内に設けられる。しかしながら、各電池セル間に放電回路の抵抗が設けられているものの、ＩＣの入力線には抵抗が設けられていないため、ノイズに弱いという問題がある。
【０００５】
そこで、ＩＣの入力にノイズ低減用抵抗を設けることが考えられる。図７（ａ）は複数の電池セル３０（Ｖ１〜Ｖｎ）に対して放電回路３１をそれぞれ設けた上記従来の技術の回路図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の放電回路３１に対してノイズ低減用抵抗３２（図７（ｂ）のＲ）を追加した回路図である。放電回路３１は上述のようにスイッチ３１ａと抵抗３１ｂとが直列に接続されたものである。なお、図７では放電回路３１およびノイズ低減用抵抗３２以外のＩＣの構成を省略している。
【０００６】
図７（ｂ）に示されるように、放電回路３１の抵抗３１ｂと電池セル３０の正極側との間にノイズ低減用抵抗３２が接続されている。また、放電回路３１のスイッチ３１ａと電池セル３０の負極側との間にもノイズ低減用抵抗３２が接続されている。これにより、ＩＣはノイズに対して強くなる。
【０００７】
しかし、図７（ｂ）に示されるように電池セル３０と放電回路３１との間にノイズ低減用抵抗３２を設けると、複数の電池セル３０の各放電回路３１が動作したときの均等化電流すなわち消費電流が増加するため、発熱の懸念や均等化時間が不足する懸念がある。
【０００８】
例えば、１つの電池セル３０に対応した放電回路３１のスイッチ３１ａがオンしたとする。この場合、電池セル３０のセル電圧をＶとし、ノイズ低減用抵抗３２および放電用の抵抗３１ｂの抵抗値をそれぞれＲとすると、当該電池セル３０と放電回路３１とで形成されるループ回路に流れる電流はＶ／３Ｒとなる。しかし、隣り合う２つの電池セル３０の放電回路３１がそれぞれ動作すると、２つの電池セル３０に対して２つのノイズ低減用抵抗３２および２つの抵抗３１ｂが直列接続されたループ回路が形成されるため、このループ回路には２Ｖ／４Ｒの電流が流れる。このように、複数の電池セル３０の放電回路３１が動作すると、各電池セル３０のセル電圧を均等化するための消費電流が増加してしまう。
【０００９】
それを解決するため、図８に示されるように、複数の電池セル３０を跨ぐように放電回路３１を設けることが考えられる。しかし、１個の電池セル３０に対して複数の放電回路３１が接続されることになるため、最も低電圧側の電池セル３０（Ｖ１）に接続される放電回路３１の数はｎ個となり、最も低電圧側の電池セル３０から１つ高電圧側の電池セル３０（Ｖ２）に接続される放電回路３１の数はｎ−１個となる。したがって、電池セル３０がｎ個の直列数ならばｎ！（ｎの階乗）という膨大な数の放電回路３１すなわちスイッチ３１ａが必要となる。例えば、電池セル３０の直列接続数が１０個（ｎ＝１０）の場合、スイッチ３１ａの数は３６２万８８００個にもなってしまう。
【００１０】
本発明は上記点に鑑み、電池セルからのノイズの低減、放電に伴う消費電流の抑制、およびスイッチの数の増加を抑制することができる均等化回路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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極側および負極側にそれぞれ接続された複数の抵抗を有し、さらに複数の抵抗のうちの２つの抵抗の間に均等化放電用抵抗（ＲＬｉ、ＲＨｉ）とスイッチ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）との直列接続部を備えて構成されている。
【００１２】
すなわち、直列接続部として、各電池セルを一方から順番に１、２、・・・、ｎ番目の電池セルとしたとき、１番目の電池セル、１番目から２番目の電池セル、１番目から３番目の電池セル、・・・、１番目からｎ−１番目の電池セルを、それぞれ跨ぐものである、第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）と第１スイッチ（ＳＬｉ）との第１直列接続部（ｉ＝１〜ｎ−１）と、２番目からｎ番目の電池セル、３番目からｎ番目の電池セル、・・・、ｎ−１番目からｎ番目の電池セル、ｎ番目の電池セルを、それぞれ跨ぐものである、第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）と第２スイッチ（ＳＨｉ）との第２直列接続部（ｉ＝２〜ｎ）と、が設けられている。
【００１３】
また、１番目からｉ番目までの電池セルを跨ぐように設けられた第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の各抵抗値は、１番目からｉ番目までの電池セルを跨ぐ数が多い第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の抵抗値が大きくなるようにそれぞれ設定されている。
【００１４】
さらに、ｉ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐように設けられた第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の各抵抗値は、ｉ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐ数が多い第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の抵抗値が大きくなるようにそれぞれ設定されていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、電池セルの両極に対してフィルタ用抵抗が接続されているので、電池セルからの均等化回路に対するノイズの影響を低減することができる。また、どの第１、第２スイッチ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）がオンしても消費電流が同じになるようにすることができるので、消費電流の増加を抑制することができる（図６参照）。
【００１６】
さらに、１番目の電池セルを基準とした第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）と第１スイッチ（ＳＬｉ）との第１直列接続部がｎ−１個設けられ、ｎ番目の電池セルを基準とした第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）と第２スイッチ（ＳＨｉ）との第２直列接続部がｎ−１個設けられるので、電池セルの直列数が増えても、第１、第２スイッチ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）の数は最大で２（ｎ−１）個で済む。このため、電池セルの増加に伴う第１、第２スイッチ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）の数の増加を抑制でき、回路構成を簡素化することができる（図５参照）。
【００１７】
そして、請求項２に記載の発明のように、抵抗の抵抗値をＲとすると、１番目の電池セル、１番目から２番目の電池セル、１番目から３番目の電池セル、・・・、１番目からｎ−１番目の電池セルを、それぞれ跨ぐ第１均等化放電用抵抗（ＲＬｉ）の抵抗値をそれぞれ（３ｉ−２）Ｒとし（ｉ＝１〜ｎ−１）、２番目からｎ番目の電池セル、３番目からｎ番目の電池セル、・・・、ｎ−１番目からｎ番目の電池セル、ｎ番目の電池セルを、それぞれ跨ぐ第２均等化放電用抵抗（ＲＨｉ）の抵抗値を（３（ｎ＋１−ｉ）−２）Ｒとする（ｉ＝２〜ｎ）ことができる。
【００１８】
これにより、スイッチがオンしたときに形成されるループ回路に流れる電流を、各ループ回路で同じ値にすることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、ｊ番目からｋ番目までの各電池セルを放電する場合、ｊ番目からｎ番目までの電池セルを跨ぐ第２スイッチ（ＳＨｊ）と、１番目からｋ番目までの電池セルを跨ぐ第１スイッチ（ＳＬｋ）と、がオンされるようになっている。また、ｊ番目からｋ番目までの各電池セルを放電する場合に第１スイッチ（ＳＬｋ）および第２スイッチ（ＳＨｊ）のうち該当するスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｋ）が存在しない場合は存在するスイッチ（ＳＨｊ、ＳＬｋ）のみがオンされることを特徴とする。このように、隣同士の電池セルを放電させる際のスイッチングパターンを一般化させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、１番目からｎ番目までの全ての電池セルを跨ぐように第３均等化放電用抵抗と第３スイッチとの第３直列接続部が設けられていることを特徴とする。これによると、均等化回路を複数直列接続した場合、第３均等化放電用抵抗を介することにより均等化回路間での均等化放電を行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、抵抗の抵抗値をＲとすると、第３均等化放電用抵抗の抵抗値を（３ｎ−２）Ｒに設定することができる。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る均等化回路に組電池が接続された回路図である。
【図２】電池セルを４個とした場合の均等化回路の回路図である。
【図３】図２に示される各スイッチをオンしたときに各電池セルに流れる電流を示した図である。
【図４】図２に示される各スイッチにおける複数のスイッチングパターンを示した図である。
【図５】上段は電池セルの個数とスイッチの個数との関係を表で示した図であり、下段は上段の表をグラフ化した図である。
【図６】上段は電池セルの個数と消費電流との関係を表で示した図であり、下段は上段の表をグラフ化した図である。
【図７】課題を説明するための図である。
【図８】課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。図１は、均等化回路に組電池が接続された回路図である。
【００２５】
組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。本実施形態では、ｎ個の電池セル１１（Ｖ１〜Ｖｎ）が直列に接続されている。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。このような組電池１０は、例えばハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００２６】
各電池セル１１はそれぞれ直列接続されているので、各電池セル１１のうち最も高電圧側の電池セル１１の正極側と最も低電圧側の電池セル１１の負極側とにそれぞれ接続された配線以外の配線については、一方の電池セル１１の負極側に接続される配線と他方の電池セル１１の正極側に接続される配線とが共通化されて１本の配線とされている。
【００２７】
均等化回路２０は、各電池セル１１のセル電圧の均等化を行うための回路である。このような均等化回路２０は、各電池セル１１のセル電圧の検出、組電池１０に流れる電流の検出、各電池セル１１のセル電圧の均等化等を行う監視ＩＣに設けられている。図１では、監視ＩＣのうちの均等化回路２０のみが示されている。そして、監視ＩＣは図示しないマイコンの指令に従って均等化回路２０を動作させる。
【００２８】
また、均等化回路２０は、電池セル１１から均等化回路２０内へのノイズ入力を低減するための複数のフィルタ用抵抗２１を有している。本実施形態では、均等化回路２０は監視ＩＣ内に設けられているので、フィルタ用抵抗２１は監視ＩＣ内へのノイズ入力を低減するフィルタ回路の一部として機能する。
【００２９】
そして、各フィルタ用抵抗２１は、各々の電池セル１１の正極側および負極側にそれぞれ接続されている。上述のように、電池セル１１の両極には共通化された配線が設けられているので、各フィルタ用抵抗２１は各配線に接続されている。
【００３０】
さらに、均等化回路２０は、電池セル１１を放電させるための複数の第１、第２均等化放電用抵抗２２ａ、２３ａ（図１のＲＬｉ、ＲＨｉ）と複数の第１、第２スイッチ２２ｂ、２３ｂ（図１のＳＬｉ、ＳＨｉ）とを備えている。これら複数の均等化放電用抵抗２２ａ、２３ａおよび複数のスイッチ２２ｂ、２３ｂは、複数のフィルタ用抵抗２１のうちの２つのフィルタ用抵抗２１の間に直列接続部を形成している。
【００３１】
具体的には、直列接続部として、一方向から１、２、・・・、ｎ番目の各電池セル１１に対し、１番目の電池セル１１からｉ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐように第１均等化放電用抵抗２２ａ（ＲＬｉ）と第１スイッチ２２ｂ（ＳＬｉ）との第１直列接続部が複数設けられている（ｉ＝１〜ｎ−１）。
【００３２】
ここで、「一方向」とは、複数の電池セル１１のうち最も高電圧側の電池セル１１または最も低電圧側の電池セル１１を１番目の電池セル１１として電池セル１１を数えることをいう。本実施形態では、最も低電圧側の電池セル１１から最も高電圧側の電池セル１１まで電池セル１１を順番に数える方向を「一方向」としている。したがって、最も高電圧側の電池セル１１から最も低電圧側の電池セル１１まで電池セル１１を順番に数える方向が「他方向」となる。
【００３３】
そして、第１均等化放電用抵抗２２ａと第１スイッチ２２ｂとの第１直列接続部は、最も低電圧側の電池セル１１である１番目の電池セル１１（Ｖ１）を基準として、ｎ−１番目の電池セル１１（Ｖｎ−１）まで各電池セル１１を跨ぐようにそれぞれ設けられている。したがって、１番目からｎ−１番目までの電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ（ＲＬｉ）と第１スイッチ２２ｂ（ＳＬｉ）との第１直列接続部はｎ−１個設けられている（ｉ＝１〜ｎ−１）。
【００３４】
また、１番目の電池セル１１からｉ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐように設けられた第１均等化放電用抵抗２２ａ１〜２２ａ５（ＲＬｉ）の各抵抗値はそれぞれ異なる。具体的には、フィルタ用抵抗２１の抵抗値をＲとすると、１番目の電池セル１１からｉ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ１〜２２ａ５（ＲＬｉ）の抵抗値はそれぞれ（３ｉ−２）Ｒである（ｉ＝１〜ｎ−１）。
【００３５】
例えば、ｉ＝２とすると、１番目から２番目までの電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ２（ＲＬ２）と第１スイッチ２２ｂ２（ＳＬ２）との直列接続における第１均等化放電用抵抗２２ａ２（ＲＬ２）の抵抗値は４Ｒである。同様に、ｉ＝３とすると１番目から３番目までの電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ３（ＲＬ３）の抵抗値は７Ｒであり、ｉ＝４とすると１番目から４番目までの電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ４（ＲＬ４）の抵抗値は１０Ｒである。
【００３６】
これによると、電池セル１１を２個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ２（ＲＬ２）の抵抗値である４Ｒは、電池セル１１を３個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ３（ＲＬ３）の抵抗値である７Ｒよりも小さい。また、電池セル１１を３個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ３（ＲＬ３）の抵抗値である７Ｒは、電池セル１１を４個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ４（ＲＬ４）の抵抗値である１０Ｒよりも小さい。もちろん、電池セル１１を２個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ２（ＲＬ２）の抵抗値（４Ｒ）は、電池セル１１を４個跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ４（ＲＬ４）の抵抗値（１０Ｒ）よりも小さい。このように、１番目の電池セル１１からｉ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐ数が多い第１均等化放電用抵抗２２ａ（ＲＬｉ）の抵抗値が大きくなるように、第１均等化放電用抵抗２２ａ（ＲＬｉ）の抵抗値がそれぞれ設定されている。
【００３７】
一方、直列接続部として、一方向から１、２、・・・、ｎ番目の各電池セル１１に対し、ｉ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐように第２均等化放電用抵抗２３ａ（ＲＨｉ）と第２スイッチ２３ｂ（ＳＨｉ）との第２直列接続部が複数設けられている（ｉ＝２〜ｎ）。なお、ｉ＝ｎの場合は、文理上、「ｎ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐように」となるが、これは「ｎ番目の電池セル１１を跨ぐように」と同義である。
【００３８】
そして、第２均等化放電用抵抗２３ａと第２スイッチ２３ｂとの第２直列接続部は、最も高電圧側の電池セル１１であるｎ番目の電池セル１１（Ｖｎ）を基準として、２番目の電池セル１１（Ｖ２）まで各電池セル１１を跨ぐようにそれぞれ設けられている。したがって、２番目からｎ番目までの電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ（ＲＨｉ）と第２スイッチ２３ｂ（ＳＨｉ）との第２直列接続部はｎ−１個設けられている（ｉ＝２〜ｎ）。
【００３９】
さらに、ｉ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐように設けられた第２均等化放電用抵抗２３ａ１〜２３ａ４（ＲＨｉ）の各抵抗値についてもそれぞれ異なる。具体的には、ｉ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ１〜２３ａ４（ＲＨｉ）の抵抗値はそれぞれ（３（ｎ＋１−ｉ）−２）Ｒである（ｉ＝２〜ｎ）。
【００４０】
例えば、ｉ＝２とすると、２番目からｎ番目までの電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ１（ＲＨ２）と第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）との第２直列接続部における第２均等化放電用抵抗２３ａ１（ＲＨ２）の抵抗値は（３ｎ−５）Ｒである。同様に、ｉ＝３とすると３番目からｎ番目までの電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ２（ＲＨ３）の抵抗値は（３ｎ−８）Ｒであり、ｉ＝４とすると４番目からｎ番目までの電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ３（ＲＨ４）の抵抗値は（３ｎ−１１）Ｒである。すなわち、ｉ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの電池セル１１を跨ぐ数が多い第２均等化放電用抵抗２３ａ（ＲＨｉ）の抵抗値が大きくなるように、第２均等化放電用抵抗２３ａ（ＲＨｉ）の抵抗値がそれぞれ設定されている。このような抵抗値の関係は、１番目の電池セル１１（Ｖ１）を基準とした場合と同様である。
【００４１】
上記の第１、第２スイッチ２２ｂ、２３ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）は、上述のようにマイコンの指令に従ってオン／オフされる。また、１番目の電池セル１１（Ｖ１）を基準とした第１均等化放電用抵抗２２ａ（ＲＬｉ）と第１スイッチ２２ｂ（ＳＬｉ）との第１直列接続部はｎ−１個設けられ（ｉ＝１〜ｎ−１）、ｎ番目の電池セル１１（Ｖｎ）を基準とした第２均等化放電用抵抗２３ａと第２スイッチ２３ｂとの第２直列接続部もｎ−１個設けられ（ｉ＝２〜ｎ）ている。したがって、均等化回路２０に設けられる第１、第２スイッチ２２ｂ、２３ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）の数は２（ｎ−１）個である。
【００４２】
そして、１つの電池セル１１のセル電圧をＶとし、第１、第２スイッチ２２ｂ、２３ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）のうちのいずれか１つがオンされると、これにより形成されるループ回路すなわち放電回路に流れる電流はＶ／３Ｒとなる。
【００４３】
例えば、１番目から２番目までの２個の電池セル１１と、これら２個の電池セル１１を跨ぐ第１均等化放電用抵抗２２ａ２（ＲＬ２）および第１スイッチ２２ｂ２（ＳＬ２）の第１直列接続部と、により形成されるループ回路では、第１スイッチ２２ｂ２（ＳＬ２）がオンされると、このループ回路のセル電圧は２Ｖとなり、抵抗は６Ｒとなる。したがって、このループ回路に流れる電流はＶ／３Ｒとなる。一方、２番目からｎ番目までのｎ−１個の電池セル１１と、これらｎ−１個の電池セル１１を跨ぐ第２均等化放電用抵抗２３ａ１（ＲＨ２）および第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）の第２直列接続部と、により形成されるループ回路では、第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）がオンされると、このループ回路のセル電圧は（ｎ−１）Ｖとなり、抵抗は（３ｎ−５）Ｒ＋２Ｒとなる。したがって、このループ回路に流れる電流もＶ／３Ｒとなる。このように、どのループ回路にもＶ／３Ｒの電流が流れる。
【００４４】
上記構成の均等化回路２０には、１番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までの全ての電池セル１１を跨ぐように第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）と第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）との第３直列接続部が設けられている。この第３均等化放電用抵抗２４ａは、複数の均等化回路２０の間で放電を行うための抵抗である。例えば、図１に示される組電池１０が複数直列に接続されると、各組電池１０に対応した監視ＩＣが複数直列接続される。このような場合に、各監視ＩＣ間の均等化の際に第３均等化放電用抵抗２４ａが用いられる。第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）は、マイコンの指令に従ってオン／オフされる。
【００４５】
そして、上述のようにフィルタ用抵抗２１の抵抗値をＲとすると、第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）の抵抗値は（３ｎ−２）Ｒである。また、ｎ個の電池セル１１と、第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）および第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）の第３直列接続部と、により形成されるループ回路では、第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）がオンされると、このループ回路のセル電圧はｎＶとなり、抵抗は（３ｎ−２）Ｒ＋２Ｒとなる。したがって、このループ回路に流れる電流は上記と同様にＶ／３Ｒとなる。
【００４６】
均等化回路２０に第３均等化放電用抵抗２４ａおよび第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）の第３直列接続部を含めると、均等化回路２０に備えられるスイッチの数は２ｎ−１個となる。以上が、本実施形態に係る均等化回路２０の全体構成である。
【００４７】
次に、上記の均等化回路２０の作動について説明する。図１ではｎ個の電池セル１１で構成された組電池１０に対する均等化回路２０の構成を示したが、以下では電池セル１１の数を具体的に４個（つまり、ｎ＝４）とする。その場合の均等化回路２０および組電池１０の回路図を図２に示す。
【００４８】
図２に示されるように、最も低電圧側の電池セル１１である１番目の電池セル１１（Ｖ１）を基準としたときの第１均等化放電用抵抗２２ａ１、２２ａ２、２２ａ３（Ｒ、４Ｒ、７Ｒ）および第１スイッチ２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｂ３（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３）の各第１直列接続部は、
（１）１番目の電池セル１１の両極に接続されたフィルタ用抵抗２１の間、
（２）１番目の電池セル１１の負極側に接続されたフィルタ用抵抗２１と２番目の電池セル１１の正極側に接続されたフィルタ用抵抗２１との間、
（３）１番目の電池セル１１の負極側に接続されたフィルタ用抵抗２１と３番目の電池セル１１の正極側に接続されたフィルタ用抵抗２１との間、にそれぞれ設けられている。
【００４９】
また、最も高電圧側の電池セル１１である４番目の電池セル１１（Ｖ４）を基準としたときの第２均等化放電用抵抗２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３（７Ｒ、４Ｒ、Ｒ）および第２スイッチ２３ｂ１、２３ｂ２、２３ｂ３（ＳＨ２、ＳＨ３、ＳＨ４）の各第２直列接続部は、
（１）２番目の電池セル１１の負極側に接続されたフィルタ用抵抗２１と４番目の電池セル１１の正極側に接続されたフィルタ用抵抗２１との間、
（２）３番目の電池セル１１の負極側に接続されたフィルタ用抵抗２１と４番目の電池セル１１の正極側に接続されたフィルタ用抵抗２１との間、
（３）４番目の電池セル１１の両極に接続されたフィルタ用抵抗２１の間、にそれぞれ設けられている。
【００５０】
一方、第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）および第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）の第３直列接続部は、１番目の電池セル１１の負極側に接続されたフィルタ用抵抗２１と４番目の電池セル１１の正極側に接続されたフィルタ用抵抗２１との間に設けられている。
【００５１】
上述のように、各スイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＨ２〜ＳＨ４、ＳＡ）のうちのいずれか１つがオンすると、そのスイッチに係るループ回路にはＶ／３Ｒの電流が流れる。以下では、ループ回路に流れる電流ＩｄをＩｄ＝Ｖ／３Ｒとする。
【００５２】
図３は、電池セル１１と各スイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＨ２〜ＳＨ４、ＳＡ）との関係を示した図であり、どのスイッチがオンされると、どの電池セル１１に電流Ｉｄが流れるのかを示した表である。例えば、スイッチＳＬ２がオンすると、Ｖ１とＶ２の電池セル１１にそれぞれ電流Ｉｄが流れる。また、例えば、スイッチＳＨ３がオンすると、Ｖ３とＶ４の電池セル１１にそれぞれ電流Ｉｄが流れる。
【００５３】
図４は、各スイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＨ２〜ＳＨ４、ＳＡ）における複数のスイッチングパターンを示した図である。なお、図４に示されるスイッチングパターンはマイコンによって実行される。もちろん、マイコンはどの電池セル１１をどのくらい放電させるべきかを演算し、その演算結果に基づいて各スイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＨ２〜ＳＨ４、ＳＡ）のオン／オフを制御している。
【００５４】
例えば、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｇ）、（ｉ）、（ｊ）は、各スイッチ（ＳＬ１〜ＳＬ３、ＳＨ２〜ＳＨ４、ＳＡ）のいずれかがオンされ、Ｖ１〜Ｖ４のいずれかの電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れるスイッチングパターンである。また、図４（ｄ）は、スイッチＳＡがオンされ、隣の組電池１０に電流Ｉｄを流すスイッチングパターンである。
【００５５】
図４の（ｅ）、（ｆ）、（ｈ）は、１番目の電池セル１１（Ｖ１）を介するループ回路と４番目の電池セル（Ｖ４）を介するループ回路とのそれぞれに電流Ｉｄを流すスイッチングパターンである。
【００５６】
具体的には、図４（ｅ）に示されるように、第１スイッチ２２ｂ２（ＳＬ２）と第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）とがオンされると、第１スイッチ２２ｂ２（ＳＬ２）のオンによってＶ１とＶ２の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れ、第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）のオンによってＶ２〜Ｖ４の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れる。このため、Ｖ２の電池セル１１には電流Ｉｄの２倍の電流が流れる。
【００５７】
同様に、図４（ｆ）では、第１スイッチ２２ｂ３（ＳＬ３）のオンによってＶ１〜Ｖ３の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れ、第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）のオンによってＶ２〜Ｖ４の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れる。このため、Ｖ２とＶ３の各電池セル１１には電流Ｉｄの２倍の電流がそれぞれ流れる。
【００５８】
また、図４（ｈ）では、第１スイッチ２２ｂ３（ＳＬ３）のオンによってＶ１〜Ｖ３の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れ、第２スイッチ２３ｂ２（ＳＨ３）のオンによってＶ３とＶ４の電池セル１１に電流Ｉｄがそれぞれ流れる。このため、Ｖ３の電池セル１１には電流Ｉｄの２倍の電流がそれぞれ流れる。
【００５９】
このように、放電量を多くしたい電池セル１１に対しては、マイコンが図４の（ｅ）、（ｆ）、（ｈ）のスイッチングパターンを実行することにより、電流Ｉｄの２倍の電流量を流すことができる。また、全ての連続した電池セル１１の組み合わせで同じ電流差（Ｉｄ）となる均等化放電が可能である。
【００６０】
特に、隣同士の電池セル１１の放電については、以下のようにスイッチがオンされる。すなわち、ｊ番目の電池セル１１からｋ番目の電池セル１１までの各電池セル１１を放電する場合、ｊ番目の電池セル１１からｎ番目の電池セル１１までを跨ぐスイッチＳＨｊと、１番目の電池セル１１からｋ番目の電池セル１１までを跨ぐスイッチＳＬｋと、がオンされる。具体的には、ｊ番目の電池セル１１をＶ２とし、ｋ番目の電池セル１１をＶ３とすると、第２スイッチ２３ｂ１（ＳＨ２）がオンされ、第１スイッチ２２ｂ３（ＳＬ３）がオンされる。これにより、Ｖ２とＶ３の電池セル１１に電流Ｉｄの２倍の電流が流れる。これは、例えば、図４（ｆ）のスイッチングパターンに該当する。
【００６１】
一方、ｊ番目の電池セル１１からｋ番目の電池セル１１までの各電池セル１１を放電する場合に該当するスイッチＳＨｊ、ＳＬｋが存在しない場合もある。例えば、ｊ番目の電池セル１１をＶ１とし、ｋ番目の電池セル１１をＶ２とすると、スイッチＳＨ１は存在しないが、スイッチＳＬ２（第１スイッチ２２ｂ２）は存在する。この場合は、存在しないスイッチを無視し、存在するスイッチＳＬ２のみがオンされる。これは、例えば、図４（ｂ）のスイッチングパターンに該当する。
【００６２】
このように、隣同士の電池セル１１の放電についてのスイッチングパターンを一般化することができる。なお、ｊ番目およびｋ番目は、１番目からｎ番目までの電池セル１１のいずれの組み合わせでも良い。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態では、各電池セル１１の両極に接続されるフィルタ用抵抗２１を備えていることが特徴となっている。これにより、電池セル１１からの均等化回路２０に入力されるノイズの影響を低減することができる。
【００６４】
また、均等化回路２０に設けられる第１、第２スイッチ２２ｂ、２３ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）の数は２（ｎ−１）個である。均等化回路２０間での放電で必要となる第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）を加えても、スイッチの数は全体で２ｎ−１個となる。従来の均等化回路に用いられているスイッチの数との比較を、図５を参照して説明する。
【００６５】
図５は、上段は電池セル１１の個数とスイッチの個数との関係を表で示した図であり、下段は上段の表をグラフ化した図である。図５において、「従来１」は図７（ｂ）に示された均等化回路を指し、「従来２」は図８に示された均等化回路を指している。また、「セル数」とは電池セル１１の数を示し、「本発明」は図１に示された均等化回路２０を指している。
【００６６】
図５の下段に示されるように、従来２の均等化回路では、セル数の増加に伴ってスイッチ個数が急増する。また、本発明の均等化回路２０では、従来１の均等化回路と同様にスイッチ個数の増加は充分に低減されている。スイッチ個数の増加を抑制できるので、回路構成を簡素化することができる。
【００６７】
さらに、放電の際に各電池セル１１に流れる消費電流は、どのスイッチ２２ｂ、２３ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ）がオンされたとしても一定（Ｉｄ＝Ｖ／３Ｒ）である。すなわち、この一定の消費電流について、従来の均等化回路との比較を、図６を参照して説明する。
【００６８】
図６は、上段は電池セル１１の個数と消費電流との関係を表で示した図であり、下段は上段の表をグラフ化した図である。図６における「セル数」、「従来１」、「従来２」、および「本発明」の意味するところは図５と同じである。また、図６では、従来２の均等化回路における１セル放電の消費電流（Ｖ／３Ｒ）との比率を示している。
【００６９】
図６に示されるように、従来１の均等化回路では、直列のセル数が大きくなるほど消費電流が増加してしまう。直列接続される抵抗数も増加するためである。一方、本発明の均等化回路２０では、ループ回路に流れる電流Ｉｄは最大でも電流Ｉｄの２倍である。また、セル数が増加したとしても、一定値を維持することができる。したがって、本発明の均等化回路２０における消費電流の増加を抑制することができる。
【００７０】
上記のように、図５および図６を見てみると、従来１はスイッチの個数の増加を抑制できるが、消費電流が増加してしまう。また、従来２は消費電流の増加を抑制できるが、スイッチの個数が増加してしまう。これに対し、本発明の均等化回路２０では、スイッチの個数の増加を抑制しつつ、消費電流の増加も抑制することができる。セル数の増加に伴って消費電流は増加せずに一定であるので、電池セル１１の発熱の心配もない。
【００７１】
以上により、電池セル１１から均等化回路２０に入力されるノイズの低減、放電に伴う消費電流の抑制、および各スイッチ２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ、ＳＡ）の数の増加を抑制、の全てを満たすことができる。
【００７２】
そして、本実施形態では、複数の組電池１０の間で放電を行うための第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）および第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）を設けているので、複数の監視ＩＣ間での均等化放電を行うことができる。
【００７３】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された均等化回路２０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、均等化回路２０は、監視ＩＣに設けられていなくても良い。組電池１０が複数接続されずに１つの組電池１０に均等化回路２０を適用した場合、第３均等化放電用抵抗２４ａ（ＲＡ）および第３スイッチ２４ｂ（ＳＡ）は不要である。フィルタ用抵抗２１の抵抗値と第１、第２均等化放電用抵抗２２ａ、２３ａの抵抗値とは同じでなくても良い。
【００７４】
また、複数の電池セル１１のうち最も低電圧側の電池セル１１を１番目の電池セル１１としていたが、複数の電池セル１１のうち最も高電圧側の電池セル１１を１番目の電池セル１１とし、電池セル１１の接続順に最も高電圧側から１、２、・・・、ｎ番目としても良い。
【００７５】
さらに、各スイッチ２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ（ＳＬｉ、ＳＨｉ、ＳＡ）はマイコンによって制御されていたが、これは制御の一例であり、監視ＩＣが制御しても良い。
【００７６】
そして、上記の実施形態では、組電池１０がハイブリッド車等の電気自動車に搭載されることに伴って、均等化回路２０も車両に搭載される例について説明したが、これは均等化回路２０の適用の一例であり、車両に限らず組電池１０を利用して装置を作動させる場合に適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０    組電池
１１    電池セル
２０    均等化回路
２１    フィルタ用抵抗
２２ａ  第１均等化放電用抵抗
２２ｂ  第１スイッチ
２３ａ  第２均等化放電用抵抗
２３ｂ  第２スイッチ
２４ａ  第３均等化放電用抵抗
２４ｂ  第３スイッチ
【図１】
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【図２】
0005527191.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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