(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された３つ以上の複数の電池セル間における電圧値の差を調整する電圧調整システムであって、
調整セルと、
前記調整セルと前記複数の電池セルのそれぞれとを、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続する複数の調整回路と、
前記複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の調整回路のそれぞれを機能させる調整位置と機能させない非調整位置とに選択的に設定される複数のスイッチと、
第２の調整セルと、
前記第２の調整セルと前記複数の電池セルのそれぞれとを、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続する複数の第２の調整回路と、
前記複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の第２の調整回路のそれぞれを機能させる調整位置と機能させない非調整位置とに選択的に設定される複数の第２のスイッチと、
前記複数の電池セルの各電圧値を検出する検出手段と、
前記複数の電池セルの中から、前記検出手段が検出した電圧値が最大である電池セルと最小である電池セルとを処理対象セルとして抽出し、これら２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると前記判定手段が判定したとき、前記複数のスイッチのうち前記２つの処理対象セルの一方に対応するスイッチを調整位置に設定する第１の調整処理と、前記複数のスイッチのうち前記２つの処理対象セルの他方に対応するスイッチを調整位置に設定する第２の調整処理とを連続して実行する制御手段と、を備え、
前記判定手段は、前記制御手段が前記第１又は第２の調整処理を実行しているときに、前記複数の電池セルのうち前記２つの処理対象セルではない複数の電池セルの電圧値を前記検出手段によって検出し、検出した電圧値が最大である電池セルと最小である電池セルとを第２の処理対象セルとして抽出し、抽出した２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定し、
前記制御手段は、前記２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると前記判定手段が判定したとき、前記複数の第２のスイッチのうち前記２つの第２の処理対象セルの一方に対応するスイッチを調整位置に設定する第３の調整処理を実行する
ことを特徴とする電圧調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧調整システムであって、
前記制御手段は、前記２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると前記判定手段が判定したとき、前記第３の調整処理と、前記複数の第２のスイッチのうち前記２つの第２の処理対象セルの他方に対応するスイッチを調整位置に設定する第４の調整処理とを連続して実行する
ことを特徴とする電圧調整システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電圧調整システムであって、
前記制御手段は、前記調整処理の対象となる２つのセルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、当該２つのセルの電圧値が平均化されたと判断したときに当該調整処理を終了して前記調整位置に設定したスイッチを非調整位置に戻す
ことを特徴とする電圧調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された３つ以上の複数の電池セル間における電圧値の差を調整する電圧調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３８２９４４１号公報には、２つの２次電池セルが直列接続された電池パックにおいて、これら２つの２次電池セルの電圧値を平均化するための制御装置が記載されている。この制御装置は、２つのスイッチ素子と蓄電部とバランス検出部とを有する。２つのスイッチ素子は、各２次電池セルにそれぞれ並列に接続され、蓄電部は、これら２つのスイッチ素子間に設けられる。バランス検出部は、各スイッチ素子のスイッチ動作を制御することによって、電圧値の高い方の２次電池と蓄電部とを並列に接続し、続いて電圧値の低い方の２次電池と蓄電部とを並列に接続するバランス検出部とを有する。また、同公報には、蓄電部として２次電池を使用してもよいこと、及び３つ以上の２次電池セルが直列接続された電池パックにおいてもこの制御装置を用いることが可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８２９４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許第３８２９４４１号公報に記載された制御装置では、２つの２次電池セルにそれぞれスイッチ素子を並列接続し、これら２つのスイッチ素子間に蓄電部を設けている。このため、３つの２次電池セル（第１〜第３の２次電池セル）間の調整を行う場合には、第１の２次電池セルに並列接続される第１のスイッチ素子と、第２の２次電池セルに並列接続される第２のスイッチ素子と、第３の２次電池セルに並列接続される第３のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子との間に設けられた第１の蓄電部と、第２のスイッチ素子と第３のスイッチ素子との間に設けられた第２の蓄電部と、第３のスイッチ素子と第１のスイッチ素子との間に設けられた第３の蓄電部とが必要となる。従って、直列接続される２次電池セルの数の増大に伴って必要な蓄電部の数も増加し、部品点数の増加及び装置の大型化を招く。
【０００５】
そこで、本発明は、３つ以上の電池セルを直列接続した場合であっても、部品点数の増加及び装置の大型化を抑制しつつ、全ての電池セルを対象として電圧調整が可能な電圧調整システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、直列接続された３つ以上の複数の電池セル間における電圧値の差を調整する電圧調整システムであって、調整セルと複数の調整回路と複数のスイッチと第２の調整セルと複数の第２の調整回路と複数の第２のスイッチと検出手段と判定手段と制御手段とを備える。
【０００７】
複数の調整回路は、調整セルと複数の電池セルのそれぞれとを、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続する。複数のスイッチは、複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、調整位置と非調整位置とに選択的に設定される。調整位置のスイッチは、対応する調整回路を機能させ、非調整位置のスイッチは、対応する調整回路を機能させない。
【０００８】
複数の第２の調整回路は、第２の調整セルと複数の電池セルのそれぞれとを、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続する。複数の第２のスイッチは、複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、調整位置と非調整位置とに選択的に設定される。調整位置の第２のスイッチは、対応する第２の調整回路を機能させ、非調整位置の第２のスイッチは、対応する第２の調整回路を機能させない。
検出手段は、複数の電池セルの各電圧値を検出する。判定手段は、複数の電池セルの中から、検出手段が検出した電圧値が最大である電池セルと最小である電池セルとを処理対象セルとして抽出し、これら２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定する。上記２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると判定手段が判定したとき、制御手段は、複数のスイッチのうち上記２つの処理対象セルの一方に対応するスイッチを調整位置に設定する第１の調整処理と、上記２つの処理対象セルの他方に対応するスイッチを調整位置に設定する第２の調整処理とを連続して実行する。
判定手段は、制御手段が第１又は第２の調整処理を実行しているときに、上記複数の電池セルのうち上記２つの処理対象セルではない複数の電池セルの電圧値を検出手段によって検出し、検出した電圧値が最大である電池セルと最小である電池セルとを第２の処理対象セルとして抽出し、抽出した２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定する。制御手段は、上記２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると判定手段が判定したとき、複数の第２のスイッチのうち上記２つの第２の処理対象セルの一方に対応するスイッチを調整位置に設定する第３の調整処理を実行する。
【０００９】
なお、調整セルとして電池セルと同じ構成（同一規格）のセルを使用することが好ましい。
【００１０】
上記構成では、判定手段は、複数の電池セルのうち電圧値が最大である電池セル（最大電圧セル）と最小である電池セル（最小電圧セル）とを処理対象セルとして抽出し、これら２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定する。２つの処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えると、制御手段は、一方の処理対象セルに対して第１の調整処理を実行し、続いて他方の処理対象セルに対して第２の調整処理を実行する。第１の調整処理では、一方の処理対象セルに対応するスイッチのみが調整位置に設定され、他のスイッチは非調整位置に設定される。また、第２の調整処理では、他方の処理対象セルに対応するスイッチのみが調整位置に設定され、他のスイッチは非調整位置に設定される。例えば、一方の処理対象セルが最大電圧セルであり、他方の処理対象セルが最小電圧セルの場合、第１の調整処理によって最大電圧セルと調整セルとを並列接続する調整回路が機能し、最大電圧セルから調整セルへの放電が行われ、最大電圧セルの電圧値が低下し、調整セルの電圧値が上昇する。続いて、第２の調整処理によって最小電圧セルと調整セルとを並列接続する調整回路が機能し、最小電圧セルに対して調整セルからの充電が行われ、最小電圧セルの電圧値が上昇し、調整セルの電圧値が低下する。その結果、最大電圧セルと最小電圧セルとの間の電圧値の差が減少し、両セル間での電圧調整が効率よく行われる。
【００１１】
また、３つ以上の複数の電池セルのそれぞれと調整セルとをそれぞれ並列状態で接続する複数の調整回路を設け、これら複数の調整回路をそれぞれスイッチによって断接するので、１つの調整セルを全ての電池セルの調整のために共通して使用することができる。従って、３つ以上の電池セルを直列接続した場合であっても、部品点数の増加及び装置の大型化を抑制しつつ、全ての電池セルを対象として電圧調整を行うことができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様に記載の電圧調整システムであって、上記２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えていると判定手段が判定したとき、制御手段は、上記第３の調整処理と、上記２つの第２の処理対象セルの他方に対応するスイッチを調整位置に設定する第４の調整処理とを連続して実行する。
【００１６】
なお、上記調整セルと同様に、第２の調整セルとして電池セルと同じ構成（同一規格）のセルを使用することが好ましい。
【００１７】
上記構成では、判定手段は、制御手段が上記第１又は第２の調整処理を実行しているときに、複数の電池セルから上記２つの処理対象セルを除いた複数の電池セルのうち電圧値が最大である電池セル（第２の最大電圧セル）と最小である電池セル（第２の最小電圧セル）とを第２の処理対象セルとして抽出し、これら２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えているか否かを判定する。２つの第２の処理対象セル間の電圧値の差が所定電圧値を超えると、制御手段は、一方の第２の処理対象セルに対して第３の調整処理を実行し、続いて他方の第２の処理対象セルに対して第４の調整処理を実行する。第３の調整処理では、一方の第２の処理対象セルに対応する第２のスイッチのみが調整位置に設定され、他の第２のスイッチは非調整位置に設定される。また、第４の調整処理では、他方の第２の処理対象セルに対応する第２のスイッチのみが調整位置に設定され、他の第２のスイッチは非調整位置に設定される。例えば、一方の第２の処理対象セルが第２の最大電圧セルであり、他方の第２の処理対象セルが第２の最小電圧セルの場合、第３の調整処理によって第２の最大電圧セルと第２の調整セルとを並列接続する第２の調整回路が機能し、第２の最大電圧セルから第２の調整セルへの放電が行われ、第２の最大電圧セルと第２の調整セルとの電圧値は平均化される。続いて、第４の調整処理によって第２の最小電圧セルと第２の調整セルとを並列接続する第２の調整回路が機能し、第２の最小電圧セルに対して第２の調整セルからの充電が行われ、第２の最小電圧セルと第２の調整セルとの電圧値は平均化される。その結果、第２の処理対象セル間の電圧値の差が減少する。
【００１８】
このように、調整セル及び第２の調整セルは、調整回路及び第２の調整回路によってそれぞれ独立して機能する。従って、第１又は第２の調整処理と第３又は第４の調整処理とを並行して実行することができ、複数の電池セル全体を調整するための時間の短縮化を図ることができる。
【００１９】
本発明の第３の態様は、上記第１又は第２の態様に記載の電圧調整システムであって、制御手段は、調整処理の対象となる２つのセルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、これら２つのセルの電圧値が平均化されたと判断したときに調整処理を終了して調整位置に設定したスイッチを非調整位置に戻す。
【００２０】
上記構成では、制御手段は、各調整処理において、調整処理の対象となる２つのセル（第１の調整処理では２つの処理対象セルの一方と調整セル、第２の調整処理では２つの処理対象セルの他方と調整セル、第３の調整処理では２つの第２の調整セルの一方と第２の調整セル、第４の調整処理では２つの第２の処理対象セルの他方と第２の調整セル）の電圧値が平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、対応するスイッチを調整位置から非調整位置に戻す。従って、各調整処理において２つのセルの電圧値を確実に平均化することができ、また各調整処理に要する時間の短縮化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、３つ以上の複数の電池セルを直列接続した場合であっても、部品点数の増加及び装置の大型化を抑制しつつ、全ての電池セルを対象として電圧調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の電圧調整システムの構成図である。
【図２】第１実施形態の電圧調整処理を示すフローチャートである。
【図３】セルＣａとセルＣｂとに対する調整処理を連続して実行した場合のセルＣａ，Ｃｂ及び調整セルＣｘの電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｘの変遷を示す図である。
【図４】第２実施形態の電圧調整システムの構成図であり、セルＣａに対する調整処理とセルＣｄに対する調整処理とを並行して実行している状態を示す。
【図５】第２実施形態の電圧調整処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の変形例の電圧調整システムの構成図であり、セルＣｂに対する調整処理とセルＣｄに対する調整処理とを並行して実行している状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態の電圧調整システムについて図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、電圧調整システム１は、複数の電池セル（二次電池セル）Ｃａ〜Ｃｄ間の電圧値の差を調整するものであり、電池セルＣａ〜Ｃｄとともに車両に搭載される。電池セルＣａ〜Ｃｄは、直列接続され、二次電池として車両の駆動用のモータや車載電装品などの負荷回路２に電力を供給する。なお、電池セルＣａ〜Ｃｄは、発電機などの充電回路３に接続されてもよく、また、モータは、発電機能を併有するモータジェネレータであってもよい。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態では４つの電池セルＣａ〜Ｃｄが車両に搭載され、電圧調整システムは、１つの調整セルＣｘと、５つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５と、制御ユニット１０とを有する。４つの電池セルＣａ〜Ｃｄと調整セルＣｘとは、同種のセル（構成及び設定容量が同じに設定された同一規格のセル）が使用される。なお、以下において、電池セルを単にセルと略称して説明する。
【００２６】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、基本接点と第１接点と第２接点とを有し、基本接点を第１接点に接続する第１接続位置と、基本接点を第２接点に接続する第２接続位置と、基本接点を第１接点及び第２接点の何れにも接続しない中立位置とのうち何れかの位置に設定可能な３路スイッチである。セルＣａ〜Ｃｄに対する放充電が行われ、後述する電圧調整処理が実行されていない通常状態のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、制御ユニット１０によって全て中立位置（非調整位置）に設定され維持される。なお、図１では、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が中立位置に設定された状態を示している。
【００２７】
スイッチＳＷ１の基本接点１ａは、セルＣａの陽極側に接続され、スイッチＳＷ２の基本接点２ａは、セルＣａの陰極側とセルＣｂの陽極側との間に接続され、スイッチＳＷ３の基本接点３ａは、セルＣｂの陰極側とセルＣｃの陽極側との間に接続され、スイッチＳＷ４の基本接点４ａは、セルＣｃの陰極側とセルＣｄの陽極側との間に接続され、スイッチＳＷ５の基本接点５ａは、セルＣｄの陰極側に接続される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の第１接点１ｂ〜５ｂは、それぞれ調整セルＣｘの陽極側に接続される。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の第２接点１ｃ〜５ｃは、それぞれ調整セルＣｘの陰極側に接続される。
【００２８】
スイッチＳＷ１が第１接続位置に設定され（基本接点１ａと第１接点１ｂとが接続され）、スイッチＳＷ２が第２接続位置に設定される（基本接点２ａと第２接点２ｃとが接続される）と、セルＣａと調整セルＣｘとは、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続される。セルＣａと調整セルＣｘとの間に電圧値の差がある場合、２つのセルを並列状態に接続すると、電圧値が大きいセルは放電し小さいセルは充電されて、２つのセルの電圧値が両者の平均値に近付くように調整される。すなわち、スイッチＳＷ１が第１接続位置に設定され、且つスイッチＳＷ２が第２接続位置に設定されることによって形成される回路は、セルＣａに対応する調整回路として機能し、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とは、セルＣａに対応する調整用のスイッチとして機能する。また、この場合、スイッチＳＷ１の第１接続位置とスイッチＳＷ２の第２接続位置とが、セルＣａに対応した調整回路を機能させるために非調整位置から変更される調整位置である。
【００２９】
同様に、スイッチＳＷ２が第１接続位置に設定され、且つスイッチＳＷ３が第２接続位置に設定されることによって形成される回路は、セルＣｂに対応する調整回路として機能し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３とは、セルＣｂに対応する調整用のスイッチとして機能する。また、この場合、スイッチＳＷ２の第１接続位置とスイッチＳＷ３の第２接続位置とが、セルＣｂに対応した調整回路を機能させる調整位置であり、スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３の各中立位置が、セルＣｂに対応した調整回路を機能させない非調整位置である。なお、セルＣｃ及びセルＣｄにそれぞれ対応する調整回路及び調整用のスイッチは、セルＣａ及びセルＣｂの場合と同様であり、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４とがセルＣｃに対応する調整用のスイッチとして機能し、スイッチＳＷ４とスイッチＳＷ５とがセルＣｄに対応する調整用のスイッチとして機能する。
【００３０】
制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と記憶部３０とを有する。記憶部３０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記録媒体によって構成される。
【００３１】
記憶部３０には、電圧調整処理実行プログラムが記憶されている。ＣＰＵ２０は、電圧調整処理実行プログラムに従って電圧調整処理を実行することにより、検出部２１、判定部２２及び制御部２３として機能する。また、記憶部３０には、各セルＣａ〜Ｃｄの電圧値が逐次更新して記憶される電圧値記憶テーブルと、処理対象セルに対する調整用のスイッチ及び調整位置が設定された調整スイッチ設定テーブルとが記憶されている。
【００３２】
検出部２１は、各セルＣａ〜Ｃｄの電圧値Ｖａ〜Ｖｄを検出し、検出した電圧値Ｖａ〜Ｖｄを記憶部３０の電圧値記憶テーブルに逐次更新して記憶する。
【００３３】
判定部２２は、制御部２３が後述する第１又は第２の調整処理を実行しているか否かを判定する。第１及び第２の調整処理を実行していないと判定した場合、判定部２２は、全てのセルＣａ〜Ｃｄの中から電圧値Ｖａ〜Ｖｄが最大であるセル（最大電圧セル）と最小であるセル（最小電圧セル）とを処理対象セルとして抽出し、２つの処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する。具体的には、記憶部３０から各電圧値Ｖａ〜Ｖｄを読み出し、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から最大電圧値と最小電圧値とを特定する。そして、判定部２２は、最大電圧値と最小電圧値との差（処理対象セル間の電圧値の差ΔＶ）を算出し、算出した電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する。
【００３４】
制御部２３は、処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えていると判定部２２が判定したとき、最大電圧セルを調整対象とする第１の調整処理と最小電圧セルを調整対象とする第２の調整処理とを連続して実行する。第１の調整処理において、制御部２３は、調整スイッチ設定テーブルを参照して最大電圧セルに対応する調整用のスイッチを決定し、そのスイッチを調整位置に設定して最大電圧セルと調整セルとを並列接続する調整回路を機能させ、最大電圧セルの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、最大電圧セルに対応する調整用のスイッチを調整位置から非調整位置に戻す。また、第２の調整処理において、制御部２３は、調整スイッチ設定テーブルを参照して最小電圧セルに対応する調整用のスイッチを決定し、そのスイッチを調整位置に設定して最小電圧セルと調整セルとを並列接続する調整回路を機能させ、最小電圧セルの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、最小電圧セルに対応する調整用のスイッチを調整位置から非調整位置に戻す。なお、第１の調整処理の調整対象を最小電圧セルとし、第２の調整処理の調整対象を最大電圧セルとしてもよい。
【００３５】
処理対象セルの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、処理対象セルの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とを逐次検出し、２つの電圧値の差が所定の基準電圧値以下のときに平均化されたと判定する方法や、接続された調整回路の電流値を計測し、計測した電流値が所定の基準電流値以下のときに平均化されたと判定する方法や、電圧値の平均化に要する時間を基準時間として求めて設定し、調整処理の経過時間を計時し、計時した経過時間が基準時間に達したときに平均化されたと判定する方法など、様々な方法が適用可能である。
【００３６】
以下、図２のフローチャートを用いて、ＣＰＵ２０が実行する電圧調整処理について説明する。
【００３７】
本処理は、車両の停止時などセルＣａ〜Ｃｄに対する放充電が行われていないことを条件に開始され、所定時間毎に実行される。なお、以下では、全てのセルＣａ〜Ｃｄの中で、セルＣａの電圧値が最大であり、セルＣｂの電圧値が最小である場合を想定して説明する。
【００３８】
本処理が開始されると、検出部２１は、セルＣａ〜Ｃｄの各電圧値Ｖ１〜Ｖ４を検出し、検出した各セルの電圧値Ｖａ〜Ｖｄを記憶部３０に記憶する（ステップＳ１）。
【００３９】
次に、判定部２２は、制御部２３が第１又は第２の調整処理を実行しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４０】
制御部２３が第１及び第２の調整処理を実行していないと判定された場合（ステップ２：ＮＯ）、判定部２２は、記憶部３０から各電圧値Ｖａ〜Ｖｄを読み出し、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から最大電圧値Ｖａと最小電圧値Ｖｂとを特定し（処理対象セルＣａ，Ｃｂを抽出し）、最大電圧値Ｖａと最小電圧値Ｖｂとの差（処理対象セルＣａ，Ｃｂ間の電圧値の差ΔＶ＝Ｖａ−Ｖｂ）を算出する（ステップＳ３）。
【００４１】
次に、判定部２２は、処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００４２】
処理対象セルＣａ，Ｃｂ間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えている（ΔＶ＞Ｖｓ）と判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部２３は、最大電圧セルＣａを調整対象とした第１の調整処理を実行する（ステップＳ５）。第１の調整処理において、制御部２３は、最大電圧セルＣａに対応するスイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ調整位置に設定する。セルＣａに対応するスイッチＳＷ１の調整位置は第１接続位置であり、基本接点１ａと第１接点１ｂとが接続される。また、セルＣａに対応するスイッチＳＷ２の調整位置は第２接続位置であり、基本接点２ａと第２接点２ｃとが接続される。これにより、最大電圧セルＣａと調整セルＣｘとは、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続される。最大電圧セルＣａと調整セルＣｘとを並列状態で接続した制御部２３は、セルＣａの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、セルＣａに対応するスイッチＳＷ１，ＳＷ２を調整位置から非調整位置（中立位置）に戻す。
【００４３】
続いて、制御部２３は、最小電圧セルＣｂを調整対象とした第２の調整処理を実行する（ステップＳ６）。第２の調整処理において、制御部２３は、最小電圧セルＣｂに対応するスイッチＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれ調整位置に設定する。セルＣｂに対応するスイッチＳＷ２の調整位置は第１接続位置であり、基本接点２ａと第１接点２ｂとが接続される。また、セルＣｂに対応するスイッチＳＷ３の調整位置は第２接続位置であり、基本接点３ａと第２接点３ｃとが接続される。これにより、最小電圧セルＣｂと調整セルＣｘとは、両セルの同極同士が通電する並列状態で接続される。最小電圧セルＣｂと調整セルＣｘとを並列状態で接続した制御部２３は、セルＣｂの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、セルＣｂに対応するスイッチＳＷ２，ＳＷ３を調整位置から非調整位置（中立位置）に戻して、本処理を終了する。
【００４４】
また、制御部２３が第１又は第２の調整処理を実行していると判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、及び処理対象セルＣａ，Ｃｂ間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓ以下である（ΔＶ≦Ｖｓ）と判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は本処理を終了する。
【００４５】
次に、第１の調整処理及び第２の調整処理における各セルの電圧値の状態について、図３を参照して説明する。図３は、処理対象セルＣａを調整対象とした第１の調整処理と処理対象セルＣｂを調整対象とした第２の調整処理とを連続して実行した場合のセルＣａ，Ｃｂ及び調整セルＣｘの電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｘの変遷を示す図である。なお、第１の調整処理実行前は、Ｖａ＞Ｖｘ＞Ｖｂであり、且つＶａ−Ｖｂ＞Ｖｓ（所定電圧値）である。また、各調整処理は、２つのセルの電圧値が完全に平均化されて等しくなるまで継続して実行される。
【００４６】
セルＣａを調整対象とした第１の調整処理を実行すると、セルＣａは調整セルＣｘへ放電し、調整セルＣｘは充電される。すなわち、セルＣａの電圧値は低下し調整セルＣｘの電圧値は上昇して、これら２つのセルＣａ，Ｃｘの電圧値は、平均化されてともに（Ｖａ＋Ｖｘ）／２となる。続いて、セルＣｂを調整対象とした第２の調整処理を実行すると、調整セルＣｘはセルＣｂへ放電し、セルＣｂは充電され、２つのセルＣｂ，Ｃｘの電圧値は、平均化されてともに（Ｖａ＋２Ｖｂ＋Ｖｘ）／４となる。
【００４７】
第１の調整処理前及び第２の調整処理後のセルＣａとセルＣｂとの電圧値の差ΔＶ１，ΔＶ２は、次式（１）及び（２）となり、ΔＶ１−ΔＶ２は、次式（３）によって表される。
【００４８】
ΔＶ１＝Ｖａ−Ｖｂ・・・（１）
ΔＶ２＝（Ｖａ−２Ｖｂ＋Ｖｘ）／４・・・（２）
ΔＶ１−ΔＶ２＝（３Ｖａ−２Ｖｂ−Ｖｘ）／４・・・（３）
【００４９】
Ｖａ＞Ｖｘ＞Ｖｂであることから、上式（３）において、３Ｖａ−２Ｖｂ−Ｖｘ＞０であり、ΔＶ１−ΔＶ２＞０となる。従って、第１及び第２の調整処理の結果、セルＣａ，Ｃｂ間の電圧値の差が減少する。
【００５０】
このように、本実施形態の電圧調整システムによれば、最大電圧セルと最小電圧セルとに対して調整処理を実行するので、効率よく電圧調整ができる。
【００５１】
また、１つの調整セルを全ての電池セルの調整のために共通して使用することができるため、３つ以上の複数の電池セルを直列接続した場合であっても、部品点数の増加及び装置の大型化を抑制することができる。
【００５２】
なお、直列接続される電池セルは、４つに限定されるものではなく、３つであっても５つ以上であってもよい。
【００５３】
また、各セルＣａ〜Ｃｄと調整セルＣｘとを並列接続する回路やスイッチの形態及び配置は、上記に限定されるものではない。例えば、スイッチの形態を、上記３路スイッチに代えて、接点が２つである２路スイッチ（オン／オフの切り替え機能のみを有するスイッチ）に代えてもよい。この場合、各セルの陽極側と調整セルの陽極側とをそれぞれ陽極側接続線によって接続し、各セルの陰極側と調整セルの陰極側とをそれぞれ陰極側接続線によって接続し、これら８つの接続線にそれぞれ２路スイッチを設ける。すなわち、１つのセルに対して２つの２路スイッチ（陽極側接続線を断接する２路スイッチと陰極側接続線を断接する２路スイッチ）が、各セル毎に個別に設定される。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態の電圧調整システムについて図面を参照して説明する。
【００５５】
本実施形態は、それぞれが独立して調整処理を実行可能な２つの調整セルを設けたものである。なお、上記第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。また、以下の説明において、第１の調整セルを用いた調整回路を第１の調整回路と称し、第２の調整セルを用いた調整回路を第２の調整回路と称し、第１の調整回路を機能させるスイッチを第１の調整用のスイッチと称し、第２の調整回路を機能させるスイッチを第２の調整用のスイッチと称する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の電圧調整システムは、セルＣａ〜Ｃｄと、第１の調整セルＣｘと、第２の調整セルＣｙと、電池側スイッチ群５０と、調整側スイッチ群５１とを有する。電池側スイッチ群５０は、５つのスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３５を有し、調整側スイッチ群５１は、５つのスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１５を有する。第１及び第２の調整セルＣｘ，Ｃｙは、第１実施形態と同様に４つの電池セルＣａ〜Ｃｄと同種のセルが使用される。
【００５７】
セルＣａ〜Ｃｄと調整側スイッチ群５１とは、５本の接続線５２（第１接続線５２ａ〜第５接続線５２ｅ）を介して接続される。第１接続線５２ａは、セルＣａの陽極側に接続される。第２接続線５２ｂは、スイッチＳＷ３１を介してセルＣａの陰極側に接続されるとともに、スイッチＳＷ３２を介してセルＣｂの陽極側に接続される。第３接続線５２ｃは、セルＣｂの陰極側に接続されるとともに、スイッチＳＷ３３を介してセルＣｃの陽極側に接続される。第４接続線５２ｄは、セルＣｃの陰極側に接続されるとともにスイッチＳＷ３４を介してセルＣｄの陽極側に接続され、さらにスイッチＳＷ３５を介してセルＣａの陽極側に接続される。第５接続線５２ｅは、セルＣｄの陰極側に接続される。
【００５８】
調整側スイッチ群５１の各スイッチ（スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１５）は、基本接点と第１接点と第２接点と第３接点とを有し、基本接点を第１接点に接続する第１接続位置と、基本接点を第２接点に接続する第２接続位置と、基本接点を第３接点に接続する第３接続位置と、基本接点を第１〜第３接点の何れにも接続しない中立位置との何れかの位置に設定可能な４路スイッチである。
【００５９】
スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１５の基本接点１１ａ〜１５ａは、接続線５２ａ〜５２ｅにそれぞれ接続され、第１接点１１ｂ〜１５ｂは、それぞれ第１の調整セルＣｘの陽極側に接続され、第２接点１１ｃ〜１５ｃは、それぞれ第２の調整セルＣｙの陽極側に接続され、第３接点１１ｄ〜１５ｄは、第１の調整セルＣｘの陰極側と第２の調整セルＣｙの陰極側とにそれぞれ接続される。後述する電圧調整処理が実行されていない通常状態において、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１５は、制御ユニット１０によって、中立位置（非調整位置）に設定され維持される。
【００６０】
セル側スイッチ群５０のスイッチＳＷ３１，ＳＷ３５は、２つの接点同士を接続する接続位置（第１接続位置）と、２つの接点間を遮断する中立位置との何れかの位置に設定可能な２路スイッチである。スイッチＳＷ３２〜ＳＷ３４は、基本接点と第１接点と第２接点とを有し、基本接点を第１接点に接続する第１接続位置と、基本接点を第２接点に接続する第２接続位置と、基本接点を第１接点及び第２接点の何れにも接続しない中立位置との何れかの位置に設定可能な３路スイッチである。
【００６１】
スイッチＳＷ３１の一方の接点３１ａは、第２接続線５２ｂに接続され、他方の接点３１ｂは、セルＣａの陰極側に接続される。スイッチＳＷ３２の基本接点３２ａは、セルＣｂの陽極側に接続され、第１接点３２ｂは、第２接続線５２ｂに接続され、第２接点３２ｃは、第１接続線５２ａに接続される。スイッチＳＷ３３の基本接点３３ａは、セルＣｃの陽極側に接続され、第１接点３３ｂは、第３接続線５２ｃに接続され、第２接点３３ｃは、第１接続線５２ａに接続される。スイッチＳＷ３４の基本接点３４ａは、セルＣｄの陽極側に接続され、第１接点３４ｂは、第４接続線５２ｄに接続され、第２接点３４ｃは、第１接続線５２ａに接続される。スイッチＳＷ３５は、第４接続線５２ｄの途中に設けられ、セルＣａの陽極側とスイッチＳＷ１４の基本接点１４ａとを断接する。
【００６２】
スイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４が全て第１接続位置に設定される（接点３１ａ〜３４ａと接点３１ｂ〜３４ｂとがそれぞれ接続される）と、セルＣａ〜Ｃｄ間は直列接続される。反対に、スイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４の何れか一つが第１接続位置以外の位置に設定されると、セルＣａ〜Ｃｄ間の直列接続は遮断される。従って、モータや発電機等との間でセルＣａ〜Ｃｄに対する放充電が行われており、且つ後述する電圧調整処理が実行されない通常状態のスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４は、制御ユニット１０によって、第１接続位置に設定され維持される。また、電圧調整処理の実行中において、スイッチＳＷ３１〜ＳＷ３５のうち調整対象のセルに対応しないスイッチは、制御ユニット１０によって、中立位置（非調整位置）に設定され維持される。
【００６３】
各セルＣａ〜Ｃｄの陽極側と調整側スイッチ群５１とは、２本の接続線５２によってそれぞれ接続可能であり、各セルＣａ〜Ｃｄの陰極側と調整側スイッチ群５１とは、１本の接続線５２のみによって接続可能である。例えば、セルＣａの陽極側は、第１及び第４の接続線５２ａ，５２ｄによってスイッチＳＷ１１，ＳＷ１４とそれぞれ接続可能であり、セルＣａの陰極側は、第２の接続線５２ｂのみによってスイッチＳＷ１２と接続可能である。
【００６４】
従って、セルＣａ〜Ｃｄと第１の調整セルＣｘとを並列接続させる第１の調整回路は、各セルＣａ〜Ｃｄに対してそれぞれ２つの異なる経路で形成することができる。
【００６５】
例えば、スイッチＳＷ１１が第１接続位置に設定され（基本接点１１ａと第１接点１１ｂとが接続され）、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に設定され（基本接点１２ａと第３接点１２ｄとが接続され）、スイッチＳＷ３１が第１接続位置に設定され（接点３１ａと接点３１ｂとが接続され）、スイッチＳＷ３２，ＳＷ３５が中立位置に設定（維持）されると、セルＣａと第１の調整セルＣｘとは、第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを介して並列状態で接続される。すなわち、スイッチＳＷ１１が第１接続位置に、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に、スイッチＳＷ３１が第１接続位置にそれぞれ設定され、スイッチＳＷ３２，ＳＷ３５が中立位置（非調整位置）にそれぞれ維持されることによって形成される回路は、セルＣａの第１の調整回路として機能し、スイッチＳＷ１１とスイッチＳＷ１２とスイッチＳＷ３１とは、セルＣａに対応する第１の調整用のスイッチとして機能する。また、この場合、スイッチＳＷ１１の第１接続位置と、スイッチＳＷ１２の第３接続位置と、スイッチＳＷ３１の第１接続位置とが、セルＣａに対応した第１の調整回路を機能させるために非調整位置から変更される調整位置である。
【００６６】
また、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に設定され（基本接点１２ａと第３接点１２ｄとが接続され）、スイッチＳＷ１４が第１接続位置に設定され（基本接点１４ａと第１接点１４ｂとが接続され）、スイッチＳＷ３１が第１接続位置に設定され（接点３１ａと接点３１ｂとが接続され）、スイッチＳＷ３２が中立位置に設定（維持）され、スイッチＳＷ３５が第１接続位置に設定されると、セルＣａと第１の調整セルＣｘとは、第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを介して並列状態で接続される。すなわち、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に、スイッチＳＷ１４が第１接続位置に、スイッチＳＷ３１が第１接続位置に、スイッチＳＷ３５が第１接続位置にそれぞれ設定され、スイッチＳＷ３２が中立位置（非調整位置）に維持されることによって形成される回路は、セルＣａの第１の調整回路として機能し、スイッチＳＷ１２とスイッチＳＷ１４とスイッチＳＷ３１とスイッチＳＷ３５とは、セルＣａに対応する第１の調整用のスイッチとして機能する。また、この場合、スイッチＳＷ１２の第３接続位置と、スイッチＳＷ１４の第１接続位置と、スイッチＳＷ３１の第１接続位置と、スイッチＳＷ３５の第１の接続位置とが、セルＣａに対応した第１の調整回路を機能させるために非調整位置から変更される調整位置である。
【００６７】
第１の調整回路の場合と同様に、セルＣａ〜Ｃｄと第２の調整セルＣｙとを並列接続させる第２の調整回路も、各セルＣａ〜Ｃｄに対して２つの異なる経路で形成することができる。
【００６８】
例えば、上記第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを介した第１の調整回路において、スイッチＳＷ１１が第１接続位置から第２接続位置に切り替わると（基本接点１１ａと第２接点１１ｃとが接続されると）、セルＣａと第２の調整セルＣｙとは、第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを介して並列状態で接続される。すなわち、スイッチＳＷ１１が第２接続位置に、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に、スイッチＳＷ３１が第１接続位置にそれぞれ設定され、スイッチＳＷ３２，ＳＷ３５がそれぞれ中立位置に維持されることによって形成される回路は、セルＣａの第２の調整回路として機能する。
【００６９】
また、上記第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを介した第１の調整回路において、スイッチＳＷ１４が第１接続位置から第２接続位置に切り替わると（基本接点１４ａと第２接点１４ｃとが接続されると）、セルＣａと第２の調整セルＣｙとは、第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを介して並列状態で接続される。すなわち、スイッチＳＷ１２が第３接続位置に、スイッチＳＷ１４が第２接続位置に、スイッチＳＷ３１が第１接続位置に、スイッチＳＷ３５が第１接続位置にそれぞれ設定され、スイッチＳＷ３２が中立位置に維持されることによって形成される回路は、セルＣａの第２の調整回路として機能する。
【００７０】
このように、セルＣａの第１及び第２の調整回路として、第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを含む経路と、第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを含む経路とがそれぞれ設定可能である。第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを含む経路の場合、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ３１が第１及び第２の調整用のスイッチとして機能し、第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを含む経路の場合、スイッチＳＷ１２，ＳＷ１４，ＳＷ３１，ＳＷ３５が第１及び第２の調整用のスイッチとして機能する。
【００７１】
なお、他のセルＣｂ〜Ｃｄについての詳細な説明は省略するが、セルＣｂ〜Ｃｄの第１及び第２の調整回路も、セルＣａの場合と同様に２つの経路がそれぞれ設定可能である。
【００７２】
また、各セルＣａ〜Ｃｄのうち１つのセルに対応する第１の調整回路を形成する期間と、他の１つのセルに対応する第２の調整回路を形成する期間とが重複しない場合には、２つの経路のうち何れを選択しても第１又は第２の調整回路を形成することが可能であるが、両期間が重複する場合には、調整対象となるセルの組み合わせに応じた経路を選択する必要がある。
【００７３】
例えば、セルＣａの第１の調整回路の場合、上述のように、第１及び第２の接続線５２ａ，５２ｂを含む経路（Ｒ１１）と、第２及び第４の接続線５２ｂ，５２ｄを含む経路（Ｒ１２）とが形成可能であり、セルＣｂの第２の調整回路の場合、第１及び第３の接続線５２ａ，５２ｃを含む経路（Ｒ２１）と、第２及び第３の接続線５２ｂ，５２ｃを含む経路（Ｒ２２）とが形成可能である。従って、セルＣａの第１の調整回路とセルＣｂの第２の調整回路とを成立させる経路の組み合わせは、Ｒ１１とＲ２１、Ｒ１１とＲ２２、Ｒ１２とＲ２１、及びＲ１２とＲ２２という４通りの組み合わせが理論上可能である。しかし、Ｒ１１とＲ２１との組み合わせでは第１の接続線５２ａが重複し、Ｒ１１とＲ２２との組み合わせでは第２の接続線５２ｂが重複し、Ｒ１２とＲ２２との組み合わせでは第２の接続線５２ｂが重複する。従って、これらの組み合わせでは、２つの調整回路を同時に形成することはできない。これに対し、Ｒ１２とＲ２１の組み合わせでは、接続線５２の重複は発生せず、２つの調整回路を同時に形成することができる。この場合、セルＣａの陰極側とセルＣｂの陽極側とは、第２接続位置に設定されるスイッチＳＷ３２によって遮断され、セルＣａの陽極側とセルＣｂの陰極側とは、中立位置に維持されるスイッチＳ３３によって遮断されるため、２つの調整回路が独立して形成される。
【００７４】
このように、各セルＣａ〜Ｃｄのうち１つのセルに対応する第１の調整回路を形成する期間と、他の１つのセルに対応する第２の調整回路を形成する期間とが重複する場合には、２つの調整回路を同時に成立させるように、調整対象となるセル（処理対象セル）の組み合わせに応じた経路を選択する必要があり、選択される経路に応じて調整用のスイッチが決まる。
【００７５】
記憶部３０には、第１の調整セルＣｘ用の調整スイッチ設定テーブルと第２の調整セルＣｙ用の調整スイッチ設定テーブルとが記憶されている。各調整スイッチ設定テーブルには、各セルＣａ〜Ｃｄに対応する調整用のスイッチ及び調整位置が予め設定される。第１の調整セルＣｘ用の調整スイッチ設定テーブルは、第２の調整回路が形成されていない場合に使用する単独用のテーブル（単独用Ｃｘテーブル）と、第２の調整回路が形成されている場合に使用する並立用のテーブル（並立用Ｃｘテーブル）とを含む。また、第２の調整セルＣｙ用の調整スイッチ設定テーブルは、第１の調整回路が形成されていない場合に使用する単独用のテーブル（単独用Ｃｙテーブル）と、第１の調整回路が形成されている場合に使用する並立用のテーブル（並立用Ｃｙテーブル）とを含む。
【００７６】
単独用Ｃｘテーブルでは、上記２つの経路のうち任意の一方の経路を機能させる第１の調整用のスイッチ及び調整位置が、各セルＣａ〜Ｃｄに対して設定される。並立用Ｃｘテーブルでは、上記２つの経路のうち、第２の調整回路と同時に成立可能な経路を機能させる第１の調整用のスイッチ及び調整位置が、各セルＣａ〜Ｃｄ毎に設定される。すなわち、並立用Ｃｘテーブルでは、処理対象セルと他のセル（第２の調整回路によって調整されるセル）との各組み合わせに対して、第１の調整用のスイッチ及び調整位置がそれぞれ設定される。例えば、処理対象セルがセルＣａであり、第２の調整回路によって調整されるセルがセルＣｂの場合、第１の調整用のスイッチとして、スイッチＳＷ１２（調整位置：第１接続位置）、スイッチＳＷ１４（調整位置：第３接続位置）、スイッチＳＷ３１（調整位置：第１接続位置）及びスイッチＳＷ３５（調整位置：第１接続位置）が設定される。
【００７７】
同様に、単独用Ｃｙテーブルでは、上記２つの経路のうち任意の一方の経路を機能させる第２の調整用のスイッチ及び調整位置が、各セルＣａ〜Ｃｄに対して設定される。並立用Ｃｙテーブルでは、上記２つの経路のうち、第１の調整回路と同時に成立可能な経路を機能させる第２の調整用のスイッチ及び調整位置が、各セルＣａ〜Ｃｄ毎に設定される。すなわち、並立用Ｃｙテーブルでは、処理対象セルと他のセル（第１の調整回路によって調整されるセル）との各組み合わせに対して、第２の調整用のスイッチ及び調整位置がそれぞれ設定される。例えば、処理対象セルがセルＣｂであり、第１の調整回路によって調整されるセルがセルＣａの場合、第２の調整用のスイッチとしてスイッチＳＷ１１（調整位置：第２接続位置）、スイッチＳＷ１３（調整位置：第３接続位置）及びスイッチＳＷ３２（調整位置：第２接続位置）が設定される。
【００７８】
判定部２２は、制御部２３が調整処理（後述する第１〜第４の調整処理）を現在実行しているか否かを判定する。制御部２３が調整処理を現在実行していないと判定した場合、第１実施形態と同様に、全てのセルＣａ〜Ｃｄの中から電圧値Ｖａ〜Ｖｄが最大であるセル（第１の最大電圧セル）と最小であるセル（第１の最小電圧セル）とを処理対象セル（第１の処理対象セル）として抽出し、２つの処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する。
【００７９】
また、判定部２２は、制御部２３が第１の調整セルＣｘによる調整処理（第１又は第２の調整処理）を実行しており、且つ第２の調整セルＣｙによる調整処理（後述する第３又は第４の調整処理）を実行しないと判定した場合、全てのセルＣａ〜Ｃｄから第１の処理対象セル（第１の最大電圧セルと第１の最小電圧セル）を除いたセルの中で、電圧値が最大であるセル（第２の最大電圧セル）と最小であるセル（第２の最小電圧セル）とを処理対象セル（第２の処理対象セル）として抽出し、２つの処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値ΔＶｓを超えているか否かを判定する。具体的には、記憶部３０から各電圧値Ｖａ〜Ｖｄを読み出し、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から第１の処理対象セルの電圧値を除外し、残りの全ての電圧値の中から最大電圧値と最小電圧値とを特定し、最大電圧値と最小電圧値との差ΔＶを算出し、算出した電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する。
【００８０】
さらに、判定部２２は、制御部２３が第２の調整セルＣｙによる調整処理を実行しており、且つ第１の調整セルＣｘによる調整処理を実行していないと判定した場合、全てのセルＣａ〜Ｃｄから第２の処理対象セル（第２の最大電圧セルと第２の最小電圧セル）を除いたセルの中で、電圧値が最大であるセル（第１の最大電圧セル）と最小であるセル（第１の最小電圧セル）とを処理対象セル（第１の処理対象セル）として抽出し、２つの処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値ΔＶｓを超えているか否かを判定する。具体的には、記憶部３０から各電圧値Ｖａ〜Ｖｄを読み出し、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から第２の処理対象セルの電圧値を除外し、残りの全ての電圧値の中から最大電圧値と最小電圧値とを特定し、最大電圧値と最小電圧値との差ΔＶを算出し、算出した電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する。
【００８１】
制御部２３は、第２の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えていると判定部２２が判定したとき、第２の最大電圧セルを調整対象とする第３の調整処理と第２の最小電圧セルを調整対象とする第４の調整処理とを連続して実行する。第３の調整処理において、制御部２３は、第２の調整セルＣｙ用の調整スイッチ設定テーブルを参照して、第２の最大電圧セルに対応する第２の調整用のスイッチを決定し、そのスイッチを調整位置に設定して第２の最大電圧セルと第２の調整セルとを並列接続する第２の調整回路を機能させ、第２の最大電圧セルの電圧値と第２の調整セルＣｙの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、第２の最大電圧セルに対応する第２の調整用のスイッチを調整位置から非調整位置に戻す。また、第４の調整処理において、制御部２３は、第２の調整セルＣｙ用の調整スイッチ設定テーブルを参照して第２の最小電圧セルに対応する第２の調整用のスイッチを決定し、そのスイッチを調整位置に設定して第２の最小電圧セルと調整セルとを並列接続する第２の調整回路を機能させ、第２の最小電圧セルの電圧値と調整セルＣｘの電圧値とが平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、最小電圧セルに対応する第２の調整用のスイッチを調整位置から非調整位置に戻す。
【００８２】
制御部２３は、上記第３又は第４の調整処理を実行する際に、第１の調整セルＣｘによる調整処理（第１又は第２の調整処理）を実行しているか否かを判定し、第１の調整セルＣｘによる調整処理を実行していない場合には、単独用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定する。
【００８３】
一方、第１の調整セルＣｘによる調整処理を実行している場合、制御部２３は、並立用Ｃｙテーブルを参照して、第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定する。例えば、第１の調整処理を実行している場合には、第１の最大電圧セルと第１の調整セルＣｘとの間に既に形成している第１の調整回路と同時に成立可能な第２の調整回路を形成する調整用スイッチを選択し、第２の調整処理を実行している場合には、第１の最小電圧セルと第１の調整セルＣｘとの間に既に形成している第１の調整回路と同時に成立可能な第２の調整回路を形成する調整用スイッチを選択する。
【００８４】
さらに、制御部２３は、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定し、第２の調整用のスイッチを調整位置に設定する場合、その設定に先行して、既に形成している第１の調整回路を、これから形成する第２の調整回路と同時に成立可能な経路に適宜変更する。すなわち、制御部２３は、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定する際に、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用スイッチと調整位置とを再決定し、第２の調整用のスイッチの調整位置への設定に先行して、再決定した第１の調整用のスイッチを調整位置に設定し、他のスイッチを中立位置に戻す。これにより、現在の第１の調整回路がこれから形成される第２の調整回路と同時に成立可能な経路で形成されている場合には、現在の第１の調整用のスイッチが調整位置に維持され、現在の第１の調整回路がこれから形成される第２の調整回路と同時に成立不可能な経路で形成されている場合には、２つの調整回路を同時に成立させる第１の調整回路に変更された後に、第２の調整回路の形成される。
【００８５】
また、制御部２３は、第１の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えていると判定部２２が判定したとき、第１の最大電圧セルを調整対象とする第１の調整処理と第１の最小電圧セルを調整対象とする第２の調整処理とを、第１の調整セルＣｘ用の調整スイッチ設定テーブルを参照して第１実施形態と同様に実行する。また、制御部２３は、第１又は第２の調整処理を実行する際に、第２の調整セルＣｙによる調整処理（第３又は第４の調整処理）を実行しているか否かを判定し、第２の調整セルＣｙによる調整処理を実行していない場合には、単独用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定し、第２の調整セルＣｙによる調整処理を実行している場合には、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定する。例えば、第３の調整処理を実行している場合には、第２の最大電圧セルと第２の調整セルＣｙとの間に既に形成している第２の調整回路と同時に成立可能な第１の調整回路を形成する第１の調整用スイッチを選択し、後述する第４の調整処理を実行している場合には、第２の最小電圧セルと第２の調整セルＣｙとの間に既に形成している第２の調整回路と同時に成立可能な第１の調整回路を形成する第１の調整用スイッチを選択する。さらに、制御部２３は、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定する際に、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用スイッチと調整位置とを再決定し、第１の調整用のスイッチの調整位置への設定に先行して、再決定した第２の調整用のスイッチを調整位置に設定し、他のスイッチを中立位置に戻す。なお、第３の調整処理の調整対象を第２の最小電圧セルとし、第４の調整処理の調整対象を第２の最大電圧セルとしてもよい。
【００８６】
以下、図５のフローチャートを用いて、ＣＰＵ２０が実行する電圧調整処理について説明する。
【００８７】
第１実施形態と同様に、本処理が開始されると、検出部２１は、セルＣａ〜Ｃｄの各電圧値Ｖ１〜Ｖ４を検出し、検出した各セルの電圧値Ｖａ〜Ｖｄを記憶部３０に記憶し（ステップＳ１）、判定部２２は、制御部２３が第１又は第２の調整処理を実行しているか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、制御部２３は、検出部２１による各電圧値Ｖ１〜Ｖ４の検出時に、スイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４のうち中立位置に維持されているスイッチを、第１接続位置に一時的に変更する。このとき、調整処理が実行中であるため調整位置に設定されているスイッチは、第１接続位置に変更されずに調整位置に保持される。このため、電圧値を検出することができない又は電圧値がゼロと検出されるセル（検出不能なセル）が生じる可能性があるが、このような検出不能なセルは、後述するステップＳ１１又はステップＳ１６において処理対象セルの抽出対象から除外されるため、不都合は生じない。
【００８８】
制御部２３が第１及び第２の調整処理を実行していないと判定された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、判定部２２は、第１の処理対象セルを抽出し、電圧値の差ΔＶを算出する（ステップＳ１１）。
【００８９】
ステップＳ１１の処理において、判定部２２は、記憶部３０から各電圧値Ｖａ〜Ｖｄを読み出す。次に、判定部２２は、制御部２３が第３又は第４の調整処理を実行しているか否かを判定し、制御部２３が第３及び第４の調整処理を実行していないと判定した場合には、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から最大電圧値Ｖａと最小電圧値Ｖｂとを特定し（第１の処理対象セルを抽出し）、最大電圧値Ｖ１と最小電圧値Ｖ２との差（第１の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）を算出する。一方、制御部２３が第３又は第４の調整処理を実行していると判定した場合には、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から第２の処理対象セルの電圧値を除外し、残りの全ての電圧値の中から最大電圧値と最小電圧値とを特定し（第１の処理対象セルを抽出し）、最大電圧値と最小電圧値との差（第１の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）を算出する。
【００９０】
次に、判定部２２は、第１の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００９１】
第１の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えている（ΔＶ＞Ｖｓ）と判定された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部２３は、第１の最大電圧セルを調整対象とした第１の調整処理（ステップＳ１３）と、第１の最小電圧セルを調整対象とした第２の調整処理（ステップＳ１４）とを連続して実行した後、本処理を終了する。
【００９２】
各調整処理において、制御部２３は、第３又は第４の調整処理を実行しているか否かを判定し、第３及び第４の調整処理を実行していない場合には、単独用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定し、第３又は第４の調整処理を実行している場合には、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定する。
【００９３】
第１の調整処理において、制御部２３は、第１の最大電圧セルに対応する各スイッチを調整位置に設定することにより、第１の最大電圧セルと調整セルＣｘとを並列状態で接続し、両セルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、第１の最大電圧セルに対応するスイッチを調整位置から中立位置に戻す。同様に、第２の調整処理において、制御部２３は、第１の最小電圧セルに対応する各スイッチを調整位置に設定することにより、第１の最小電圧セルと調整セルＣｘとを並列状態で接続し、両セルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、第１の最小電圧セルに対応するスイッチを調整位置から中立位置に戻す。
【００９４】
なお、各調整処理において、制御部２３は、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用のスイッチと調整位置とを決定する際に、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用スイッチと調整位置とを再決定し、第１の調整用のスイッチの調整位置への設定に先行して、再決定した第２の調整用のスイッチを調整位置に設定し、他のスイッチを中立位置に戻す。
【００９５】
一方、制御部２３が第１及び第２の調整処理を実行していると判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、判定部２２は、制御部２３が第３及び第４の調整処理を実行しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００９６】
制御部２３が第３及び第４の調整処理を実行していないと判定された場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、判定部２２は、第２の処理対象セルを抽出し、電圧値の差ΔＶを算出する（ステップＳ１６）。
【００９７】
ステップＳ１６の処理において、判定部２２は、全ての電圧値Ｖａ〜Ｖｄの中から第１の処理対象セルの電圧値を除外し、残りの全ての電圧値の中から最大電圧値Ｖ１と最小電圧値Ｖ２とを特定し（第２の処理対象セルを抽出し）、最大電圧値と最小電圧値との差（第２の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）を算出する。
【００９８】
次に、判定部２２は、第２の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えているか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００９９】
第２の処理対象セル間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓを超えている（ΔＶ＞Ｖｓ）と判定された場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、制御部２３は、第２の最大電圧セルを調整対象とした第３の調整処理（ステップＳ１８）と、第２の最小電圧セルを調整対象とした第４の調整処理（ステップＳ１９）とを連続して実行した後、本処理を終了する。
【０１００】
各調整処理において、制御部２３は、第１又は第２の調整処理を実行しているか否かを判定し、第１及び第２の調整処理を実行していない場合には、単独用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定し、第１又は第２の調整処理を実行している場合には、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定する。
【０１０１】
第３の調整処理において、制御部２３は、第２の最大電圧セルに対応する各スイッチを調整位置に設定することにより、第２の最大電圧セルと調整セルＣｙとを並列状態で接続し、両セルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、第２の最大電圧セルに対応するスイッチを調整位置から中立位置に戻す。同様に、第４の調整処理において、制御部２３は、第２の最小電圧セルに対応する各スイッチを調整位置に設定することにより、第２の最小電圧セルと調整セルＣｙとを並列状態で接続し、両セルの電圧値が平均化されたか否かを判断し、平均化されたと判断したときに、第２の最小電圧セルに対応するスイッチを調整位置から中立位置に戻す。
【０１０２】
なお、各調整処理において、制御部２３は、並立用Ｃｙテーブルを参照して第２の調整用のスイッチと調整位置とを決定する際に、並立用Ｃｘテーブルを参照して第１の調整用スイッチと調整位置とを再決定し、第２の調整用のスイッチの調整位置への設定に先行して、再決定した第１の調整用のスイッチを調整位置に設定し、他のスイッチを中立位置に戻す。
【０１０３】
また、制御部２３が第１の調整セルＣｘによる調整処理と第２の調整セルＣｙによる調整処理とを双方実行していると判定された場合（ステップ１５：ＹＥＳ）、及び処理対象セルＣａ，Ｃｂ間の電圧値の差ΔＶが所定電圧値Ｖｓ以下である（ΔＶ≦Ｖｓ）と判定された場合（ステップＳ１２：ＮＯ、ステップＳ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は本処理を終了する。
【０１０４】
このように、本実施形態の電圧調整システムによれば、２つの調整処理を並行して実行することができ、複数の電池セル全体を調整するための時間の短縮化を図ることができる。
【０１０５】
なお、上記実施形態では、１つの調整回路（一方の調整回路）が形成された状態で他の１つの調整回路（他方の調整回路）を形成する際に、他方の調整回路と同時に成立不可能な経路で一方の調整回路が既に形成されている場合には、他方の調整回路と成立可能な経路に一方の調整回路を変更しているが、これに代えて、一方の調整回路が機能しなくなるまで待って他方の調整回路を形成してもよい。
【０１０６】
また、各セルＣａ〜Ｃｄと各調整セルＣｘ，Ｃｙとを並列接続する回路は、上記に限定されるものではなく、様々な回路を用いることが可能であり、その一例を図６に示す。なお、なお、上記各実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０７】
図６に示す電圧調整システムは、スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５を有する。各スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５は、基本接点と第１接点と第２接点と第３接点と第４接点とを有し、基本接点を第１接点に接続する第１接続位置と、基本接点を第２接点に接続する第２接続位置と、基本接点を第３接点に接続する第３接続位置と、基本接点を第４接点に接続する第４接続位置と、基本接点を第１〜第４接点の何れにも接続しない中立位置とのうち何れかの位置に設定可能な５路スイッチである。
【０１０８】
各スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５の基本接点２１ａ〜２５ａは、第１〜第５の接続線５２ａ〜５２ｅに接続され、第１接点２１ｂ〜２５ｂは、第１の調整セルＣｘの陽極側に接続され、第２接点２１ｃ〜２５ｃは、第２の調整セルＣｙの陽極側に接続され、第３接点２１ｄ〜２５ｄは、第１の調整セルＣｘの陰極側に接続され、第４接点２１ｅ〜２５ｅは、第２の調整セルＣｙの陰極側に接続される。
【０１０９】
例えば、スイッチＳＷ２１が第１接続位置に設定され、スイッチＳＷ２２が第３接続位置に設定されると、セルＣａと調整セルＣｘとは並列状態で接続される（セルＣａに対応する第１の調整回路が機能する）。また、スイッチＳＷ２１が第２接続位置に設定され、スイッチＳＷ２２が第４接続位置に設定されると、セルＣａと第２の調整セルＣｙとは並列状態で接続される（セルＣａに対応する第２の調整回路が機能する）。すなわち、スイッチＳＷ２１とスイッチＳＷ２２とは、セルＣａに対応する第１及び第２の調整用スイッチとして機能する。スイッチＳＷ２１の第１接続位置とスイッチＳＷ２２の第３接続位置とは、セルＣａに対応する第１の調整回路を機能させる第１の調整位置であり、スイッチＳＷ２１の第２接続位置とスイッチＳＷ２２の第４接続位置とは、セルＣａに対応する第２の調整回路を機能させる第２の調整位置である。
【０１１０】
図６に示す電圧調整システムでは、既存の直列接続された複数の電池セルに対し、電池セル側のスイッチ群５０（図４に示す）を設けることなく、調整セルＣｘ，Ｃｙ及びスイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５を含む調整装置を付加的に接続することによって、複数の電池セルの電圧値を２つの調整セルＣｘ，Ｃｙを用いて並行して調整することができる。従って、システム全体の構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。
【０１１１】
但し、図６に示す電圧調整システムでは、調整対象となる２つのセルが隣接している場合、第１及び第２の調整回路を同時に形成することができない。このため、制御部２３は、隣接する２つのセルの調整処理を実行している場合には、その他方の調整処理を禁止する。例えば、セルＣａを調整対象とした第１の調整処理を実行しているときには、この第１の調整処理が終了するまでセルＣｂを調整対象とした第３又は第４の調整処理を開始せずに処理を一時的に中断し、第１の調整処理が終了した後にその調整処理を開始する。なお、中断する処理が第３の調整処理の場合であり、且つ第３の調整処理の後に実行予定の第４の調整処理の対象が第１の調整処理を実行しているセルとは隣接していないセルの場合には、第４の調整処理を第３の調整処理の前に実行してもよい。
【０１１２】
なお、上記実施形態及び変形例は本発明の一例であり、本発明を逸脱しない範囲において変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等に搭載される電源のように、多数の電池セルが直列接続されている場合の電池セル間の電圧調整に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１：電圧調整システム
２：負荷回路
３：充電回路
１０：制御ユニット
２０：ＣＰＵ（Central Processing Unit）
２１：検出部（検出手段）
２２：判定部（判定手段）
２３：制御部（制御手段）
３０：記憶部
５０：セル側スイッチ群
５１：調整側スイッチ群
５２，５２ａ〜５２ｅ：接続線
Ｃａ〜Ｃｄ：電池セル
Ｃｘ，Ｃｙ：調整セル
ＳＷ１〜ＳＷ５，ＳＷ１１〜ＳＷ１５，ＳＷ２１〜ＳＷ２５，ＳＷ３１〜ＳＷ３５：スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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