(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の蓄電素子と、
前記蓄電素子と電気的に接続され、前記蓄電素子のそれぞれの両端電圧（Ｖｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは前記蓄電素子の直列個数）を検出する電圧検出回路と、
前記蓄電素子とそれぞれ電気的に並列接続された、抵抗器とスイッチの直列回路からなるバランス回路と、
前記抵抗器にそれぞれ配され、前記抵抗器の温度（Ｔｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは前記蓄電素子の直列個数）を検出する温度センサと、
前記電圧検出回路、スイッチおよび温度センサと電気的に接続された制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記スイッチがオンとなるかオンである場合に、前記両端電圧（Ｖｉ）と前記温度（Ｔｉ）を検出し、
前記両端電圧（Ｖｉ）と前記温度（Ｔｉ）による時比率（Ｄ）との相関関係から前記時比率（Ｄ）を求め、
前記時比率（Ｄ）で前記スイッチをオンオフ制御するようにした蓄電装置。
【請求項２】
前記抵抗器と前記温度センサは熱伝導性基材上に配される請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記温度センサはチップ型サーミスタである請求項１に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された複数の蓄電素子に電力を蓄える蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の省燃費車両（以下、車両という）が開発されている。これらの車両は駆動の一部、または全部をモータにより行うため排気ガスを低減でき地球環境保護にも貢献する。
【０００３】
このような車両は、前記モータにより車両駆動を行うために、二次電池等の蓄電素子を複数個直列に接続した蓄電装置を有している。この蓄電装置は、複数の蓄電素子の製造時における容量バラツキ等に起因して、使用過程において各蓄電素子の両端電圧バラツキが発生する。その結果、特定の蓄電素子に対して過充電や過放電がなされ、前記蓄電装置の寿命が短くなる可能性がある。
【０００４】
そこで、前記両端電圧バラツキを低減し、前記蓄電装置の長寿命化を得るために、各蓄電素子の両端にバイパス回路を備えた充電装置が、例えば特許文献１に提案されている。図４はこの充電装置のブロック回路図である。
【０００５】
組電池１０１は蓄電素子である複数の各電池１０１ａ〜１０１ｎが直列に接続された構成を有する。各電池１０１ａ〜１０１ｎには、それぞれ抵抗１０２ａ〜１０２ｎとトランジスタ１０３ａ〜１０３ｎの直列回路で構成されるバイパス回路が並列に接続されている。さらに、各電池１０１ａ〜１０１ｎには、それぞれ各電池１０１ａ〜１０１ｎの端子電圧を検出する電圧センサ１０４ａ〜１０４ｎが並列に接続されている。トランジスタ１０３ａ〜１０３ｎと電圧センサ１０４ａ〜１０４ｎはそれぞれ制御装置１０５に接続されている。また、組電池１０１は充電回路１０７によって充電が行われる。
【０００６】
次に、このような充電装置の動作を説明する。まず、充電回路１０７によって組電池１０１が充電されている時に制御装置１０５は電圧センサ１０４ａ〜１０４ｎから各電池１０１ａ〜１０１ｎの電圧を検出する。次に、前記電圧の最小電圧を求め、各電池１０１ａ〜１０１ｎの電圧との差を求める。この差が所定値以上であれば、その電池のトランジスタをオンにすることで前記バイパス回路をオンにする。その結果、電圧の高い電池への充電が前記バイパス回路により抑制される。また、前記差が所定値以下であれば、その電池の前記バイパス回路をオフにする。その結果、電圧の低い電池への充電が重点的に行われる。これらより、全体の電圧バラツキを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２７９０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の充電装置によると、バイパス回路のオンオフにより確かに電圧バラツキが低減されるのであるが、各電池１０１ａ〜１０１ｎの電圧の内、最小電圧との差から前記バイパス回路のオンオフを制御している。従って、このようなバイパス回路を利用して電圧バラツキを低減する場合、前記最小電圧との差が大きいほど電圧バラツキが低減されるまでに時間がかかる。ゆえに、前記最小電圧との差が大きくてもできるだけ早く電圧バラツキを低減するために、抵抗１０２ａ〜１０２ｎの抵抗値を小さくする方が望ましい。しかし、前記抵抗値を小さくすると抵抗１０２ａ〜１０２ｎに流れる電流が大きくなる。その結果、抵抗１０２ａ〜１０２ｎで熱として消費される電力は電流の２乗に比例するため、抵抗１０２ａ〜１０２ｎが過剰に発熱してしまう可能性があるという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小さい抵抗値を有する抵抗器を用いても、その過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減できる蓄電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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電素子と、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記蓄電素子のそれぞれの両端電圧（Ｖｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは前記蓄電素子の直列個数）を検出する電圧検出回路と、前記蓄電素子とそれぞれ電気的に並列接続された、抵抗器とスイッチの直列回路からなるバランス回路と、前記抵抗器にそれぞれ配され、前記抵抗器の温度（Ｔｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは前記蓄電素子の直列個数）を検出する温度センサと、前記電圧検出回路、スイッチおよび温度センサと電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記スイッチがオンとなるかオンである場合に、前記両端電圧（Ｖｉ）と前記温度（Ｔｉ）を検出し、前記両端電圧（Ｖｉ）と前記温度（Ｔｉ）による時比率（Ｄ）との相関関係から前記時比率（Ｄ）を求め、前記時比率（Ｄ）で前記スイッチをオンオフ制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、抵抗器の温度（Ｔｉ）が上昇することにより、制御回路は両端電圧（Ｖｉ）と前記温度（Ｔｉ）による時比率（Ｄ）との相関関係から求めた前記時比率（Ｄ）で前記スイッチをオンオフ制御するので、前記温度（Ｔｉ）が高くなると前記抵抗器に電流が間欠的に流れる。その結果、前記抵抗器の発熱と放熱の熱的バランスを取ることができるので、前記抵抗器の過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減でき、ひいては蓄電装置の長寿命化を図ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態における蓄電装置の両端電圧Ｖｉにおける温度Ｔｉと時比率Ｄの相関関係図
【図３】本発明の実施の形態における蓄電装置のスイッチのオンオフ動作を行うフローチャート
【図４】従来の充電装置のブロック回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図である。図２は本発明の実施の形態における蓄電装置の両端電圧Ｖｉにおける温度Ｔｉと時比率Ｄの相関関係図である。図３は、本発明の実施の形態における蓄電装置のスイッチのオンオフ動作を行うフローチャートである。なお、図１において太線は電力系配線を、細線は信号系配線を、それぞれ示す。また、図２において横軸は温度を、縦軸は時比率を、それぞれ示す。また、本実施の形態では蓄電装置を車両に用いた場合について述べる。
【００１５】
図１において、蓄電素子１１は複数個が直列に接続されている。ここで、蓄電素子１１には電気二重層キャパシタを用いている。前記電気二重層キャパシタとして本実施の形態では定格電圧が３Ｖのものを用いた。従って、蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは蓄電素子１１の直列個数）は過放電の影響と過充電へのマージンを考慮して０Ｖから２．８Ｖまでの範囲となるように充放電を行うようにした。なお、図１の構成では蓄電素子１１がｎ個直列に接続されているが、これは直並列接続構成としてもよい。この場合は回路構成上、並列接続された蓄電素子１１が１個の蓄電素子１１と等価であるので、前記直並列接続構成であっても後述する動作は同じである。
【００１６】
複数の蓄電素子１１による電力系の直列回路の両端には、正極端子１５と負極端子１７が接続されている。これらの端子は図示しない充放電回路を介して前記車両の発電機、モータ、電装品等（いずれも図示せず）に電気的に接続される。これにより、例えば前記発電機が回生電力を発生した時には、前記充放電回路により前記回生電力を蓄電素子１１に充電し、蓄えた前記回生電力を前記モータや電装品に放電する動作を繰り返すことで、前記車両の省燃費化が図れる。
【００１７】
蓄電素子１１の両端には、それぞれ電圧検出回路１９が電気的に並列接続されている。これにより、各蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉが検出される。なお、電圧検出回路１９は、蓄電素子１１の両端にそれぞれ設ける構成に限定されるものではなく、各蓄電素子１１の両端に切替スイッチ（図示せず）を設け、前記切替スイッチを制御することにより１つの電圧検出回路１９で両端電圧Ｖｉを順次検出するようにしてもよい。さらに、蓄電素子１１に高電圧が印加される場合は前記切替スイッチと電圧検出回路１９の間にフライングキャパシタ（図示せず）を設ける構成としてもよい。
【００１８】
また、各蓄電素子１１には、それぞれバランス回路２１が電気的に並列接続されている。バランス回路２１は図４で説明したバイパス回路と同等の構成を有する。すなわち、バランス回路２１は抵抗器２３とスイッチ２５の直列回路からなる。従って、スイッチ２５をオンにすると、そのスイッチ２５を有するバランス回路２１と並列接続された蓄電素子１１から抵抗器２３に電流が流れ、両端電圧Ｖｉを下げる方向に調整することができる。これにより、各蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉにおけるバラツキを低減することが可能となる。なお、スイッチ２５には外部からオンオフ制御が可能な電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いている。また、抵抗器２３としては、できるだけ早く電圧バラツキを低減するために、実抵抗値Ｒｉが３Ω（２５℃にて）のものを用いた。さらに、多くの前記電流を流しても温度上昇に耐えるために最高使用温度Ｔｍａｘが高い抵抗器２３を用いた。本実施の形態では抵抗器２３として最高定格温度が１５５℃のものを用いたので、安全をみて、その約２／３倍である１００℃を使用最高温度Ｔｍａｘとした。また、抵抗器２３の抵抗温度係数ＴＣＲは３００ｐｐｍ／℃である。なお、実抵抗値Ｒｉ（＝３Ω）や前記最高定格温度、抵抗温度係数ＴＣＲは一例であり、電圧バラツキ幅やバランスを取るまでの期間、前記電流の大きさ、前記ＦＥＴの耐電流特性等に応じて適宜決定すればよい。
【００１９】
各抵抗器２３の近傍には、その温度Ｔｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは蓄電素子１１の直列個数）を検出する複数の温度センサ２６が設けられている。ここで、温度センサ２６としては温度Ｔｉに対する感度が高いサーミスタを用いた。これらの温度センサ２６はそれぞれ抵抗器２３にできるだけ近い位置に配している。具体的には、抵抗器２３と温度センサ２６の間の絶縁を保った状態で隣接するように配置した。これにより、抵抗器２３の温度Ｔｉをできるだけ速く正確に測定することができる。さらに、バランス回路２１の動作時に流れる前記電流に起因した抵抗器２３の温度変化を的確に検出するために、抵抗器２３と温度センサ２６は熱伝導性基材（図示せず）上に配されている。前記熱伝導性基材としては、例えば熱伝導率λが１Ｗ／ｍＫオーダーの高熱伝導性ガラスエポキシ回路基板を用いている。このガラスエポキシ回路基板において、抵抗器２３と温度センサ２６が隣接するように基板配線パターンを形成している。また、温度センサ２６としてチップ型サーミスタを用いている。これにより、温度センサ２６自身の熱容量が小さくなるので、バルク型サーミスタ等と比較して温度変化追従性がさらに良好となる。さらに、サーミスタの抵抗温度係数が他原理の温度検出素子に比べて大きいので、温度Ｔｉの精度を向上することができる。従って、これらの構成を有することにより、抵抗器２３の温度Ｔｉを高精度に測定することが可能となる。
【００２０】
なお、抵抗器２３と温度センサ２６との間に電気絶縁性を有する高熱伝導性グリスを介在させる構成としてもよい。この場合はよりいっそうの温度変化追従性向上が可能となる。
【００２１】
また、抵抗器２３と温度センサ２６を前記熱伝導性基材上に配置しているが、蓄電装置を例えば非常用バックアップ電源に用いる場合のように、蓄電素子１１の急峻な充放電が繰り返し行われない環境においては、前記電圧バラツキはあまり大きくならないので、バランス動作による抵抗器２３の発熱が少ない。従って、このような場合はそれほど熱伝導率λが高くない通常の回路基板を用いてもよい。しかし、少ないながらも前記バランス動作による発熱は起こるので、後述するスイッチ２５の制御は有用である。
【００２２】
また、温度センサ２６としては前記チップ型サーミスタに限定されるものではなく、抵抗器２３の温度変化が緩やかな前記非常用バックアップ電源用に蓄電装置を適用する場合はチップ型より若干熱容量が大きいバルク型やビーズ型のサーミスタであってもよい。さらに、前記サーミスタに限らず、熱電対や白金測温体、焦電センサなど温度Ｔｉを電気信号に変換できるものであればよい。
【００２３】
電圧検出回路１９、スイッチ２５および温度センサ２６は、それぞれ信号系配線で制御回路２７と電気的に接続されている。これにより、制御回路２７は温度センサ２６から温度Ｔｉ（Ｔ１〜Ｔｎ）を、電圧検出回路１９から両端電圧Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｎ）を、それぞれ読み込む。また、スイッチ２５に対してオンオフ信号ＳＷｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは蓄電素子１１の直列個数）を出力することによりオンオフ制御を行う。これにより、バランス回路２１の制御を行っている。さらに、制御回路２７は前記車両の外部制御回路（図示せず）とも信号系配線で接続されており、データ信号ｄａｔａを送受信することで様々な情報のやり取りを行う。なお、制御回路２７はマイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成されている。
【００２４】
次に、このような蓄電装置の動作について、まず抵抗器２３の過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減する原理的動作を説明する。
【００２５】
上記したように、できるだけ早く前記電圧バラツキを低減するには、バランス回路２１が動作している時に抵抗器２３にできるだけ多くの電流を流せばよく、そのためには抵抗器２３を最高使用温度Ｔｍａｘまで使うことが望ましい。この場合、抵抗器２３が現在の温度Ｔｉから最高使用温度Ｔｍａｘに至った時に、抵抗器２３から前記熱伝導性基材に伝達される放熱量Ｑｄは、
Ｑｄ＝λ・Ｌ・（Ｔｍａｘ−Ｔｉ）                      （１）
で表される。ここで、距離Ｌは抵抗器２３の熱が前記熱伝導性基材に伝達される距離であり、本実施の形態では抵抗器２３が現在の温度Ｔｉから最高使用温度Ｔｍａｘに至った時の熱が抵抗器２３から半径３ｃｍの範囲まで伝達するものとする。従って、抵抗器２３から距離Ｌ＝３ｃｍまで離れた部分の前記熱伝導性基材の温度は現在の温度Ｔｉとなる。また、上記したように前記熱伝導性基材の熱伝導率λが１Ｗ／ｍＫ、最高使用温度Ｔｍａｘが１００℃であるので、（１）式は
Ｑｄ＝１・０．０３・（１００−Ｔｉ）                  （２）
となる。
【００２６】
従って、この放熱量Ｑｄをバランス回路２１の動作により抵抗器２３で発熱させればよい。この時の発熱量Ｑｒは、抵抗器２３の調整目標抵抗値をＲａとすると、
Ｑｒ＝Ｖｉ2／Ｒａ                                     （３）
となる。
【００２７】
以上より、発熱量Ｑｒと放熱量Ｑｄが等しくなるように調整目標抵抗値Ｒａを求めると、（２）式＝（３）式より、
Ｒａ＝Ｖｉ2／（３−０．０３・Ｔｉ）                   （４）
となる。従って、（４）式より求めた調整目標抵抗値Ｒａになるようにスイッチ２５をオンオフ制御することで、抵抗器２３が最高使用温度Ｔｍａｘになるように制御されるので、抵抗器２３の過剰な発熱可能性を低減しつつ前記電圧バラツキを低減することが可能となる。
【００２８】
ここで、調整目標抵抗値Ｒａとは、スイッチ２５のオンオフ制御による抵抗器２３の見かけ上の抵抗値であり、抵抗器２３の実抵抗値Ｒｉとオンオフ制御の時比率Ｄから、Ｒａ＝Ｒｉ／Ｄの関係を有する。時比率Ｄは０以上１以下の値を持ち、Ｄ＝０の時はスイッチ２５がオフ、Ｄ＝１の時はスイッチ２５がオン、Ｄが０から１の間の時は、例えばＤ＝０．８ならオンオフ周期の８０％がオン、２０％がオフになるようにスイッチ２５がオンオフ制御される。従って、上記した関係から時比率Ｄを可変することにより抵抗器２３の抵抗値を実抵抗値Ｒｉよりも大きな調整目標抵抗値Ｒａに調整することができる。
【００２９】
従って、上記した関係からスイッチ２５をオンオフ制御するための時比率Ｄは、
Ｄ＝Ｒｉ／Ｒａ                                        （５）
で表される。但し、実抵抗値Ｒｉは温度Ｔｉに応じて変化するので、抵抗器２３の抵抗温度係数ＴＣＲ（＝３００ｐｐｍ／℃）により実抵抗値Ｒｉを（６）式により温度補正する。
【００３０】
Ｒｉ＝Ｒｓ・（１＋ＴＣＲ・（Ｔｉ−Ｔｓ））            （６）
ここで、基準温度（室温）Ｔｓを２５℃とし、基準温度Ｔｓにおける実抵抗値Ｒｓは３Ωであるので、（６）式は、
Ｒｉ＝３・（１＋０．０００３・（Ｔｉ−２５））        （７）
となる。但し、抵抗温度係数ＴＣＲが小さく、前記蓄電装置の使用温度範囲の中で実抵抗値Ｒｉの温度変化が無視できる程度の抵抗器２３を用いた場合は（７）式による実抵抗値Ｒｉの温度補正を行なわず、基準温度Ｔｓ（＝２５℃）における実抵抗値Ｒｓ（＝３Ω）を実抵抗値Ｒｉとして用いてもよい。
【００３１】
以上より、時比率Ｄは（５）式に（４）式と（７）式を代入して整理すると、
Ｄ＝（８．９３−０．０８７・Ｔｉ−２．７・１０-5・Ｔｉ2） ／Ｖｉ2 （８）
となる。従って、時比率Ｄは温度Ｔｉと両端電圧Ｖｉの関数であることがわかる。ここで、両端電圧Ｖｉを０．５Ｖから２．５Ｖまで０．５Ｖ刻みで変えた時と２．８Ｖの時の温度Ｔｉと（８）式で求めた時比率Ｄの相関関係を図２に示す。なお、（８）式の計算の結果、時比率Ｄが１より大きくなった場合は、時比率Ｄを１とする。図２より、温度Ｔｉが低い間は抵抗器２３の発熱量Ｑｒが十分に放熱され最高使用温度Ｔｍａｘに至らないため、時比率Ｄは１となり、スイッチ２５はオン状態を維持する。しかし、スイッチ２５がオン状態のままであれば、前記電流が流れ続け抵抗器２３の温度Ｔｉが上昇し、温度Ｔｉが最高使用温度Ｔｍａｘに至れば抵抗器２３の過剰な発熱が発生してしまう。そこで、図２に示す相関関係に従って、例えば両端電圧Ｖｉが２．５Ｖの時は温度Ｔｉが３０．６℃に至ると、時比率Ｄが温度Ｔｉに応じて高温になるほど下がるようにスイッチ２５が制御される。すなわち、温度Ｔｉが高く時比率Ｄが小さくなれば、スイッチ２５のオン期間が短くなる。これにより、抵抗器２３の発熱量Ｑｒが放熱量Ｑｄと等しくなるように、すなわち抵抗器２３の発熱と放熱の熱的バランスが取れるようにしながら温度Ｔｉが最高使用温度Ｔｍａｘに至るように制御されるので、過剰な発熱可能性を低減できる。さらにその間もスイッチ２５はオンになる期間があるため時間がかかるものの前記電圧バラツキを低減することができる。そして、時比率Ｄの制御を行なっても抵抗器２３の温度Ｔｉが最高使用温度Ｔｍａｘに至った場合は、これ以上抵抗器２３の温度Ｔｉを上げないようにするため、時比率Ｄは０になる。その結果、スイッチ２５はオフ状態を維持することになるため、これ以上の発熱は起こらない。ゆえに、抵抗器２３を過剰な発熱から保護でき、高信頼性が得られる。この場合、電圧バラツキが低減されていなければ本来なら制御回路２７はスイッチ２５をオンにする制御を行なおうとするのであるが、時比率Ｄが０であるため電圧バラツキ低減動作が中断されることになる。しかし、スイッチ２５がオフの間は前記電流が流れないので抵抗器２３の温度Ｔｉが下がる。これにより、再び図２の相関関係から時比率Ｄを求めてスイッチ２５を動作させることができ、電圧バラツキ低減動作が再開される。
【００３２】
このような動作を繰り返すことで、抵抗器２３の過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減することができる。
【００３３】
なお、図２において、両端電圧Ｖｉに応じて前記相関関係が異なるので、現在の両端電圧Ｖｉが変化した場合は、変化後の値に応じた前記相関関係から時比率Ｄを求めればよい。ここで、図２では両端電圧Ｖｉが０．５Ｖから２．５Ｖまでの０．５Ｖ刻みと２．８Ｖの場合において前記相関関係を記載しているが、実際にはその中間値も存在するので、制御回路２７は（８）式より正確な時比率Ｄを求めている。但し、（８）式で時比率Ｄを計算した結果、負の値になれば時比率Ｄ＝０に、１を超えれば上記したように時比率Ｄ＝１にしている。
【００３４】
次に、このような蓄電装置の特徴となるスイッチ２５の具体的な制御動作について説明する。
【００３５】
まず、制御回路２７は蓄電装置の使用期間中や使用終了後に図示しないメインルーチンにより各蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉを求めて、最小の両端電圧Ｖｉを有する蓄電素子１１以外に接続されたバランス回路２１を動作させるために、前記メモリへスイッチ２５のオンオフ指令を書き込む。すなわち、最小の両端電圧Ｖｉを有する蓄電素子１１に接続されたスイッチ２５に対してはオフ指令を、それ以外の蓄電素子１１に接続されたスイッチ２５に対してはオン指令を、それぞれ前記メモリに書き込む。なお、複数の蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉが等しい最小値を有する場合は、それらの蓄電素子１１に接続されたスイッチ２５に対してオフ指令を前記メモリに書き込む。このような動作を繰り返すことにより、各両端電圧Ｖｉを前記最小値に合わせることができる。
【００３６】
このような前記メインルーチンの動作中、定期的（例えば０．１秒毎）にスイッチ２５の実際の制御を行うため、制御回路２７は図３のフローチャートに示すサブルーチンを実行する。
【００３７】
図３のサブルーチンが実行されると、まず制御回路２７は前記メモリによる変数ｉに１を代入する（ステップ番号Ｓ１１）。ここで、変数ｉはスイッチ２５の番号を示す。また、Ｓ１１において、「ｉ＝１」という表記は、判断のステップを除いて右辺の値または計算結果を左辺の変数に代入するという意味であると以下定義する。
【００３８】
次に、制御回路２７はｉ番目のスイッチ２５に対する前記オンオフ指令がオン指令であるか否かを判断する（Ｓ１３）。もし、オン指令でなければ（Ｓ１３のＮｏ）、スイッチ２５をオフ状態とするために、時比率Ｄに０を代入し（Ｓ１５）、後述するＳ２３にジャンプする。なお、Ｓ１３でＮｏの場合はｉ番目のスイッチ２５に接続される蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉが前記最小値であることになる。従って、この蓄電素子１１は両端電圧Ｖｉがバランス目標電圧（前記最小値）に至っているので、バランス回路２１を動作させる必要がない。ゆえに、Ｓ１５で時比率Ｄを０にしている。
【００３９】
一方、ｉ番目のスイッチ２５に対する前記オンオフ指令がオン指令であれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、スイッチ２５がこれからオンとなる場合か、または既にオンである場合といえる。これは、ｉ番目の蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉが前記バランス目標電圧に至っていない場合なのでバランス回路２１を動作させるのであるが、そのために時比率Ｄを求める必要がある。そこで、制御回路２７は、ｉ番目の温度センサ２６の出力から温度Ｔｉを読み込む（Ｓ１７）。次に、ｉ番目の電圧検出回路１９からｉ番目の蓄電素子１１の両端電圧Ｖｉを読み込む（Ｓ１９）。こうして得られた両端電圧Ｖｉおよび温度Ｔｉと、時比率Ｄの相関関係（図２、（８）式）から時比率Ｄを求める（Ｓ２１）。
【００４０】
なお、前記オンオフ指令がオン指令であっても温度Ｔｉが抵抗器２３の最高使用温度Ｔｍａｘ以上であれば、図２より時比率Ｄは０となる。この場合はＳ１３でＮｏの場合と結果的に時比率Ｄが同じになるが、前記オンオフ指令の状態が異なる。Ｓ１３でＮｏの場合は既に両端電圧Ｖｉが前記バランス目標電圧に至っているので、前記オンオフ指令はオフ指令となり、最初からスイッチ２５を制御しない状態である。一方、温度Ｔｉが最高使用温度Ｔｍａｘ以上の場合は、両端電圧Ｖｉの電圧バランスを取ろうとしているが温度Ｔｉが高すぎるためスイッチ２５のオンオフ制御ができない状態である。従って、この状態では前記オンオフ指令はオン指令のままとし、温度Ｔｉが下がればスイッチ２５のオンオフ制御を行うことになる。
【００４１】
Ｓ１５またはＳ２１により時比率Ｄが決まったので、次に制御回路２７は求めた時比率Ｄによりｉ番目のスイッチ２５をオンオフ制御する（Ｓ２３）。具体的には、制御回路２７から時比率Ｄとなるようなオンオフ信号ＳＷｉをｉ番目のスイッチ２５に出力する。なお、オンオフ信号ＳＷｉの出力は、Ｓ２３の動作以降、次回に図３のサブルーチンが実行され時比率Ｄが更新されるまで、前記周辺回路によりハードウエア的に継続するように構成されている。
【００４２】
次に、制御回路２７は変数ｉに１を加えて更新し（Ｓ２５）、変数ｉがｎ＋１（ｎは蓄電素子１１の直列個数）と等しいか否かを判断する（Ｓ２７）。もし等しくなければ（Ｓ２７のＮｏ）、全てのスイッチ２５のオンオフ制御が終わっていないのでＳ１３に戻り、次のスイッチ２５のオンオフ制御を繰り返す。一方、変数ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ２７のＹｅｓ）、全てのスイッチ２５のオンオフ制御が終わったので、図３のサブルーチンを終了して前記メインルーチンに戻る。
【００４３】
以上の構成、動作により、抵抗器２３の過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減することが可能な蓄電装置を実現できる。
【００４４】
なお、本実施の形態では蓄電装置を車両用として用いたが、これは上記したとおり非常用バックアップ電源として用いてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、蓄電素子１１として電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタや二次電池であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明にかかる蓄電装置は抵抗器の過剰な発熱可能性を低減しつつ電圧バラツキを低減することができるので、特に車両用や非常用の蓄電装置等として有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１１  蓄電素子
１９  電圧検出回路
２１  バランス回路
２３  抵抗器
２５  スイッチ
２６  温度センサ
２７  制御回路
【図１】
0005423429.tif 000002
【図２】
0005423429.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005423429.tif 000005