(57)【要約】【課題】電力セルの電圧を監視し、該電力セルの電圧をサンプリングおよび保持し、該電力セルの電圧を平衡化させるための方法およびモジュールを提供する。【解決手段】１つの実施形態によれば、インタフェース回路は、複数の動作モードでの動作が可能である。別の実施形態によれば、該インタフェース回路は、フィルタ部分に結合される。【選択図】図１
2014150712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子、第２端子、および第３端子を有するスイッチングネットワークにおいて、
制御端子、第１電流供給端子、および第２電流供給端子を有する第１スイッチング素子であって、前記第１スイッチング素子の前記第２電流供給端子は、前記フィルタ回路の前記第２出力端子に結合される、第１スイッチング素子、および、
前記第１スイッチング素子に結合され、かつ、制御端子、第１電流供給端子、および第２電流供給端子を有する電流制御素子であって、平衡電流を導通させるか、または前記平衡電流を導通させることができる素子を制御するように構成される、電流制御素子、
を含むスイッチングネットワークと、
第１入力端子および第２入力端子、ならびに、第１出力端子、第２出力端子、および第３出力端子を有するフィルタ回路であって、前記第１出力端子は、前記スイッチングネットワークの前記第１端子に結合され、かつ、前記第３出力端子は、前記スイッチングネットワークの前記第３端子に結合される、フィルタ回路と、
から構成されることを特徴とするモニタおよび制御回路。
【請求項２】
第１端子、第２端子、および第３端子を有するスイッチングネットワークと、
前記スイッチングネットワークの前記第１端子に結合される第１インピーダンス素子と、
前記スイッチングネットワークの前記第２端子に結合されるエネルギー貯蔵素子と、
前記スイッチングネットワークの前記第３端子に結合される第２インピーダンス素子と、
を備えることを特徴とする回路。
【請求項３】
前記スイッチングネットワークは、
第４端子と、
制御端子、第１端子、および第２端子を有するサンプリングスイッチであって、前記サンプリングスイッチの前記第１端子は、前記第１インピーダンス素子に結合され、前記サンプリングスイッチの前記第２端子は、前記エネルギー貯蔵素子に結合される、サンプリングスイッチと、
制御端子、第１端子、および第２端子を有する第１平衡化スイッチであって、前記第１平衡化スイッチの前記第１端子は、前記サンプリングスイッチの前記第１端子に結合され、前記第１平衡化スイッチの前記第２端子は、前記スイッチング回路の前記第４端子に結合される、第１平衡化スイッチと、
制御端子、第１端子、および第２端子を有する第２平衡化スイッチであって、前記第２平衡化スイッチの前記第２端子は、前記スイッチング回路の前記第４端子に結合され、前記第２平衡化スイッチの前記第１端子は、前記第２インピーダンス素子に結合される、第２平衡化スイッチと、
を含み、さらに、
制御電極、第１電流供給電極、および第２電流供給電極を有するトランジスタであって、前記制御電極は、前記スイッチングネットワークの前記第４端子に結合され、前記第１電流供給電極は、前記第３インピーダンス素子に結合され、前記第２電流供給電極は、前記第１インピーダンス素子に結合される、トランジスタと、
前記トランジスタの前記第１電流供給電極と前記第２インピーダンス素子との間に結合される第３インピーダンス素子と、
を含むことを特徴とする請求項２記載の回路。
【請求項４】
１つ以上の電力セルとインタフェースを行なうための方法であって、
フィルタリング第１動作モードでインタフェース回路を動作させて、前記１つ以上の電力セルの第１電力セルの電圧をフィルタリングおよび監視する段階と、
第２動作モードで前記インタフェース回路を動作させて、前記第１電力セルの前記電圧をサンプリングする段階と、
第３動作モードで前記インタフェース回路を動作させて、前記第１電力セルの前記電圧を平衡化させる段階と、
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記第１動作モードで前記インタフェース回路を動作させる段階は、第１スイッチを第１スイッチ構成に形成し、かつ、第２スイッチを第２スイッチ構成に形成することに応答して、前記第１電力セルの前記電圧をフィルタリングおよび監視する段階を含み、
前記第２動作モードで前記インタフェース回路を動作させる段階は、前記第１スイッチおよび第２スイッチを前記第２スイッチ構成に形成することに応答して、前記第１電力セルからサンプリングされた電圧を発生させ、かつ、前記サンプリングされた電圧を保持する段階を含み、
前記第３動作モードで前記インタフェース回路を動作させる段階は、前記第２スイッチを前記第１スイッチ構成に形成することに応答して、前記第１電力セルの前記電圧を平衡化させる段階を含む、
ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子工学に関し、より詳細には、半導体デバイスおよび構造を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力貯蔵装置は、自動車、航空宇宙産業、航空会社、船舶、コンピュータ、通信、重機、遠隔感知等を含む多くの適用において用いられている。電力貯蔵装置は、電気負荷を駆動するために特定の定格電圧を提供する電源装置やバッテリとして機能し得る。電力貯蔵装置は、並列または直列に結合されるいくつかの個別のバッテリセルから成り得る。バッテリの寿命は、バッテリが充電および放電される方法に非常に依存し、セルを過充電したり過放電したりすることによって短くなる。加えて、バッテリスタックの全てのセルを同一のキャパシティで保持することが望ましい。これは、全てのセルをほぼ同一の開回路電圧で保持することに相当する。バッテリの使用および１つのセルの過放電が、そのセルとバッテリの寿命に影響を与える。バッテリ製造業者は、バッテリセルにわたる電圧を測定するためにより良好かつより正確な測定技術を見出すことを常に目指している。測定技術の改善とともに、バッテリ製造業者は、バッテリスタック内でセル電圧を平衡化させる方法を模索している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、バッテリスタックの電圧およびバッテリスタック内のセルの電圧を監視して平衡化させるための回路および方法を有することが有益であろう。コスト効率の高い回路および方法がさらに有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
同様の参照記号が同様の要素を指定する添付の図面と併用される以下の発明を実施するための形態を読むことで、本発明はより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明のある実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部のブロック図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部のブロック図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１４】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１５】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１６】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１７】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１８】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図１９】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図２０】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図２１】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図２２】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図２３】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【図２４】本発明の別の実施形態に係る、バッテリ監視および平衡化システムの一部の模式図である。
【０００６】
説明の簡潔化および明確化のために、図面中の要素は必ずしも原寸に比例しておらず、異なる図面中の同一の参照記号は、同じ要素を示す。加えて、周知のステップおよび要素の説明および詳細は、説明の簡潔化のために省略される。本明細書で用いられる、電流供給する電極とは、ＭＯＳトランジスタのソースまたはドレイン、バイポーラトランジスタのエミッタまたはコレクタ、ダイオードのカソードまたはアノード等のデバイス中に電流を供給するデバイス要素を意味し、制御電極とは、ＭＯＳトランジスタのゲートまたはバイポーラトランジスタのベース等のデバイス中の電流フローを制御するデバイス素子を意味する。本明細書では、デバイスはあるｎチャネルもしくはｐチャネルデバイスまたはあるｎ型もしくはｐ型ドープ領域と説明されているが、本発明の一実施形態によれば、相補的なデバイスも可能であることが当業者には理解されよう。「中」、「間」、「とき」という単語は、本明細書で用いられるとき、動作開始すると即座に起こる動作を意味する正確な用語ではなく、伝搬遅延等の最初の動作によって開始される反応と最初の動作との間に小さいがある程度の遅延が存在し得ることを意味することが当業者は理解されるであろう。「ほぼ」、「約」、または「実質的に」という単語の使用は、要素の値が、述べられた値または位置に非常に近いことが想定されるパラメータを有することを意味する。しかしながら、当技術分野で周知であるように、値または位置が述べられたように正確であることを阻止する小さな差異が常に存在する。最大約１０％（半導体のドープ濃度の場合、最大２０％）の差異が、記載される精度の理想的な目標からの妥当な差異とみなされることが、当技術分野で定着している。
【０００７】
論理ゼロレベル（ＶＬ）はまた、論理低レベルまたは論理低電圧レベルと呼ばれ、論理ゼロ電圧の電圧レベルは、電源電圧および論理ファミリのタイプの関数であることに留意されたい。例えば、相補型モス（ＣＭＯＳ）論理ファミリでは、論理ゼロ電圧は、電源電圧レベルの約３０％であり得る。５Ｖで動作するトランジスタ・トランジスタ・ロジック（ＴＴＬ）システムでは、論理０電圧レベルは約０．８ボルトであり、一方、５Ｖで動作するＣＭＯＳシステムでは、論理０電圧レベルは約１．５ボルトである。論理１電圧レベル（ＶＨ）はまた、論理高電圧レベル、論理高電圧または論理１電圧とも呼ばれ、論理０電圧レベルと同様に論理高電圧レベルもまた、電源および論理ファミリのタイプの関数であり得る。例えば、ＣＭＯＳシステムでは、論理１電圧は、電源電圧レベルの約７０％である。５ボルトで動作するＴＴＬシステムでは、論理１電圧は約２．４ボルトであり、一方、５ボルトで動作するＣＭＯＳシステムの場合、論理１電圧は約３．５ボルトであり得る。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
概して、本発明は、とりわけ、例えば、１つ以上の電力セルを備えるコンポーネント等のコンポーネントの電圧を平衡化させるためのモジュールおよび方法を提供する。本発明の一実施形態によれば、インタフェース回路は、第１のコンポーネントの電圧を監視する動作モードで動作され、第１のコンポーネントの電圧をサンプリングする別の動作モードで動作され、かつ第１のコンポーネントの電圧を平衡化させるさらに別の動作モードで動作される。
【０００９】
ば各種実施形態によれば、モジュールは、一体となって統合されたインタフェースまたはスイッチングネットワーク、ならびに、例えば、トランジスタおよびレジスタ、または平衡化を達成するためにこのインタフェースまたはスイッチングネットワークと一体となって統合されるレジスタ等の素子を含む。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、１つ以上の電力セルとインタフェースをとる方法であって、この方法が、第１スイッチング素子が第１スイッチング素子構成になるように構成され、第２スイッチング素子の第２スイッチング素子構成に形成されるとこれら１つ以上の電力セルの内の第１電力セルの電圧を監視することと、第１スイッチング素子が第２スイッチング素子構成になるように構成されており、第２スイッチング素子の第２スイッチング素子構成に形成されると第１電力セルからサンプリングされた電圧を発生させることと、第２スイッチング素子の第１スイッチング素子構成に形成されると第１電力セルの電圧を平衡化させることと、を含む。
【００１１】
別の実施形態によれば、第１、第２および第３端子を有する第１スイッチングネットワークと、第１スイッチングネットワークの第１と第２端子間に結合された第１エネルギー貯蔵素子と、第１スイッチングネットワークの第１端子に結合された第１インピーダンス素子と、第１スイッチングネットワークの第３端子に結合された第２インピーダンス素子と、を備えるモジュールが提供される。
【００１２】
図１は、フィルタ回路２２に接続された制御モジュール１２を備える電力セルモニタおよび制御回路１０のブロック図である。電力セルモニタおよび制御回路１０は、電力貯蔵装置２４に接続されている。制御モジュール１２は、制御モジュール１２の入力部に接続されたまたは代替的に、制御モジュール１２の入力部として機能する入力部と、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２０に接続された出力部を有するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８の入力部に接続された出力部と、を有するインタフェースネットワーク１６を含む。電源貯蔵装置２４は、それぞれ、制御回路１０の対応するフィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎに接続される複数の電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎから成り得る。あるいは、電力貯蔵装置は、キャパシタ、燃料セル、バッテリ等から成り得る。インタフェースネットワーク１６は、複数のスイッチング素子１６１、１６２、・・・、１６ｎから成り得るが、ここで、スイッング素子１６１は、入力端子１６１Ｉ１、１６１Ｉ２、１６１Ｉ３、１６１Ｉ４、１６１Ｉ５と、出力端子１６１Ｏ１、１６１Ｏ２、１６１Ｏ３とを有し、スイッング素子１６２は、入力端子１６２Ｉ１、１６２Ｉ２、１６２Ｉ３、１６２Ｉ４、１６２Ｉ５と、出力端子１６２Ｏ１、１６２Ｏ２、１６２Ｏ３とを有し、スイッング素子１６ｎは、入力端子１６ｎＩ１、１６ｎＩ２、１６ｎＩ３、１６ｎＩ４、１６ｎＩ５と、出力端子１６ｎＯ１、１６ｎＯ２および１６ｎＯ３を有する。ある実施形態によれば、入力端子１６１Ｉ３は入力端子１６２Ｉ１に接続されて入力端子１６ＣＩ１を形成し、入力端子１６（ｎ−１）Ｉ３は入力端子１６ｎＩ１に接続されて入力端子１６ＣＩ（ｎ−１）を形成し；出力端子１６１Ｏ３は出力端子１６２Ｏ１に接続されて出力端子１６ＣＯ１を形成し、出力端子１６（ｎ−１）Ｏ３は出力端子１６ｎＯ１に接続されて出力端子１６ＣＯ（ｎ−１）を形成する。添字「ｎ」は整数を表すことに留意されたい。
【００１３】
別の実施形態では、制御モジュール１２は、入力ピンまたは入力リード線１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎ、１２Ｐ（２ｎ＋１）を有する半導体パッケージ中のモノリシック集積された半導体デバイスであり、ここで、ｎは、整数を表す。例えば、入力端子１６１Ｉ１、１６１Ｉ２、１６ＣＩ１、１６２Ｉ２、・・・、１６ＣＩ（ｎ−１）、１６ｎＩ２および１６ｎＩ３は、それぞれ、入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎおよび１２Ｐ（２ｎ＋１）に接続される。入力端子１６１Ｉ１、１６１Ｉ２、１６ＣＩ１、１６２Ｉ２、・・・、１６ＣＩ（ｎ−１）、１６ｎＩ２、および１６ｎＩ３は、それぞれ、入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎ、および１２Ｐ（２ｎ＋１）に直接に接続されているように図示されているが、これは本発明を制限するものではなく、他の回路要素を介して相互に接続されてもよい。あるいは、入力端子１６１Ｉ１、１６１Ｉ２、１６ＣＩ１、１６２Ｉ２、・・・、１６ＣＩ（ｎ−１）、１６ｎＩ２および１６ｎＩ３は、それぞれ、入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎおよび１２Ｐ（２ｎ＋１）として機能し得る。
【００１４】
別の実施形態によれば、制御モジュール１２およびフィルタ部分２２はモノリシックに集積されて、集積半導体デバイスを形成している。制御モジュール１２およびフィルタ部分２２がモノリシックに集積されている実施形態では、入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎおよび１２Ｐ（２ｎ＋１）は存在せず、入力端子２２１Ｉ１、２２ＣＩ１、２２ＣＩ（ｎ−１）および２２ｎＩ２が、入力ピンとして機能するか、あるいは、入力ピンに接続されている。
【００１５】
スイッチング素子１６１の入力端子１６１Ｉ４および１６１Ｉ５は、それぞれ制御信号Ｖ２６１およびＶ２８１を受信するように結合されており、スイッチング素子１６２の入力端子１６２Ｉ４および１６２Ｉ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６２およびＶ２８２を受信するように結合されており、スイッチング素子１６ｎの入力端子１６ｎＩ４および１６ｎＩ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６ｎおよびＶ２８ｎを受信するように結合されている。
【００１６】
スイッチング素子１６１、・・・、１６ｎの出力端子１６１Ｏ１、１６１Ｏ２、１６ＣＯ１、１６２Ｏ２、・・・、１６ＣＯ（ｎ−１）、１６ｎＯ２および１６ｎＯ３は、ＭＵＸ１８の対応する入力端子に接続されている。
【００１７】
フィルタ２２は複数のフィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セルに接続されている入力端子と、インタフェースネットワーク１６の対応する入力ピンに接続されている出力端子とを含む。フィルタ部分２２１は、入力端子２２１Ｉ１および２２１Ｉ２と、出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２および２２１Ｏ３とを有し、フィルタ部分２２２は、入力端子２２２Ｉ１および２２２Ｉ２と、出力端子２２２Ｏ１、２２２Ｏ２および２２２Ｏ３とを有し、フィルタ部分２２ｎは、入力端子２２ｎＩ１および２２ｎＩ２と、出力端子２２ｎＯ１、２２ｎＯ２および２２ｎＯ３とを有する。ある実施形態によれば、入力端子２２１Ｉ２は入力端子２２２Ｉ１に接続されて入力端子２２ＣＩ１を形成し、入力端子２２（ｎ−１）Ｉ２は入力端子２２ｎＩ１に接続されて入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）を形成する。出力端子２２１Ｏ３は出力端子２２２Ｏ１に接続されて出力端子２２ＣＯ１を形成し、出力端子２２（ｎ−１）Ｏ３は出力端子２２ｎＯ１に接続されて出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）を形成する。制御モジュール１２がモノリシック集積された半導体デバイスで、フィルタ２２が個別の回路素子から形成されている実施形態では、出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２、２２ＣＯ１、２２２Ｏ２、・・・、２２ＣＯ（ｎ−１）、２２ｎＯ２および２２ｎＯ３は、それぞれ、入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎおよび１２Ｐ（２ｎ＋１）に接続される。
【００１８】
入力端子２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正極に接続され、入力端子２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）は電力セル２４ｎの正極に接続される。入力端子２２ｎＩ２は電力セル２４ｎの負極に接続される。
【００１９】
スイッチング素子１６１、１６２、・・・、１６ｎ、フィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎおよび電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎの個数は、本発明の制限ではないことに留意されたい。
【００２０】
完全を期すために、図２は、それぞれ、４つのフィルタ部分２２１、２２２、２２３、および２２４に接続された４つのスイッチング素子１６１、１６２、１６３、および１６４を備える電力セルモニタおよび制御回路１０Ａを説明するために包含される。したがって、制御回路１０Ａは、４つの電力貯蔵装置２４１、２４２、２４３および２４４に接続される。４つのスイッチング素子、４つのフィルタ部分および４つの電力貯蔵装置が図２に図示されているが、これは本発明の制限ではない、すなわち、４つより多いまたは少ないスイッチング素子や、フィルタ部分や、電力貯蔵装置が存在し得る。より具体的には、スイッチング素子１６１は、入力端子１６１Ｉ１、１６１Ｉ２、１６１Ｉ３、１６１Ｉ４および１６１Ｉ５と、出力端子１６１Ｏ１、１６１Ｏ２および１６１Ｏ３と、を有し；スイッチング素子１６２は、入力端子１６２Ｉ１、１６２Ｉ２、１６２Ｉ３、１６２Ｉ４および１６２Ｉ５と出力端子１６２Ｏ１、１６２Ｏ２および１６２Ｏ３と、を有し、スイッチング素子１６３は、入力端子１６３Ｉ１、１６３Ｉ２、１６３Ｉ３、１６３Ｉ４および１６３Ｉ５と出力端子１６３Ｏ１、１６３Ｏ２および１６３Ｏ３と、を有し、スイッチング素子１６４は、入力端子１６４Ｉ１、１６４Ｉ２、１６４Ｉ３、１６４Ｉ４および１６４Ｉ５と出力端子１６４Ｏ１、１６４Ｏ２および１６４Ｏ３と、を有する。ある実施形態によれば、入力端子１６１Ｉ３は入力端子１６２Ｉ１に接続されて入力端子１６ＣＩ１を形成し、入力端子１６２Ｉ３は入力端子１６３Ｉ１に接続されて入力端子１６ＣＩ２を形成し、入力端子１６３Ｉ３は入力端子１６４Ｉ１に接続されて入力端子１６ＣＩ３を形成し、出力端子１６１Ｏ３は出力端子１６２Ｏ１に接続されて出力端子１６ＣＯ１を形成し、出力端子１６２Ｏ３は出力端子１６３Ｏ１に接続されて出力端子１６ＣＯ２を形成し、出力端子１６３Ｏ３は出力端子１６４Ｏ１に接続されて出力端子１６ＣＯ３を形成し得る。
【００２１】
スイッチング素子１６１の入力端子１６１Ｉ４および１６１Ｉ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６１およびＶ２８１を受信するように結合されており、スイッチング素子１６２の入力端子１６２Ｉ４および１６２Ｉ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６２およびＶ２８２を受信するように結合されており、スイッチング素子１６３の入力端子１６３Ｉ４および１６３Ｉ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６３およびＶ２８３を受信するように結合されており、スイッチング素子１６４の入力端子１６４Ｉ４および１６４Ｉ５は、それぞれ、制御信号Ｖ２６４およびＶ２８４を受信するように結合されている。
【００２２】
それぞれ、スイッチング素子１６１、１６２、１６３および１６４の出力端子１６１Ｏ１、１６１Ｏ２、１６ＣＯ１、１６２Ｏ２、１６ＣＯ２，１６３Ｏ２、１６ＣＯ３、１６４Ｏ２、および１６４Ｏ３は、ＭＵＸ１８の対応する入力端子に接続される。
【００２３】
フィルタ２２は複数のフィルタ部分２２１、２２２、２２３および２２４から成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、２４３および２４４に接続された入力端子ならびに制御モジュール１２のスイッチング素子の対応する入力ピンに接続された出力端子を含む。フィルタ部分２２１は、入力端子２２１Ｉ１および２２１Ｉ２と出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２および２２１Ｏ３と、を有し、フィルタ部分２２２は、入力端子２２２Ｉ１および２２２Ｉ２と出力端子２２２Ｏ１、２２２Ｏ２および２２２Ｏ３と、を有し、フィルタ部分２２３は、入力端子２２３Ｉ１および２２３Ｉ２と出力端子２２３Ｏ１、２２３Ｏ２および２２３Ｏ３と、を有し、フィルタ部分２２４は、入力端子２２４Ｉ１および２２４Ｉ２と出力端子２２４Ｏ１、２２４Ｏ２および２２４Ｏ３と、を有する。ある実施形態によれば、入力端子２２１Ｉ２は入力端子２２２Ｉ１に接続されて入力端子２２ＣＩ１を形成し、入力端子２２２Ｉ２は入力端子２２３Ｉ１に接続されて入力端子２２ＣＩ２を形成し、入力端子２２３Ｉ２は入力端子２２４Ｉ１に接続されて入力端子２２ＣＩ３を形成する。入力端子２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正極に接続され、入力端子２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子２２ＣＩ２は、それぞれ、電力セル２４２および２４３の負極および正極に接続される。入力端子２２ＣＩ３は、それぞれ、電力セル２４３および２４４の負極および正極に接続される。入力端子２２４Ｉ２は、電力セル２４４の負極に接続される。
【００２４】
出力端子２２１０３は出力端子２２２０１に接続されて出力端子２２ＣＯ１を形成し、出力端子２２２Ｏ３は出力端子２２３Ｏ１に接続されて出力端子２２ＣＯ２を形成し、出力端子２２３Ｏ３は出力端子２２４Ｏ１に接続されて出力端子２２ＣＯ３を形成し得る。出力端子２２１Ｏ１は入力ピン１２Ｐ１に接続され、出力端子２２１Ｏ２は入力ピン１２Ｐ２に接続され、出力端子２２ＣＯ１は入力ピン１２Ｐ３に接続され、出力端子２２２Ｏ２は入力ピン１２Ｐ４に接続され、出力端子２２ＣＯ２は入力ピン１２Ｐ５に接続され、出力端子２２３Ｏ２は入力ピン１２Ｐ６に接続され、出力端子２２ＣＯ３は入力ピン１２Ｐ７に接続され、出力端子２２４Ｏ２は入力ピン１２Ｐ８に接続され、出力端子２２４Ｏ３は入力ピン１２Ｐ９に接続される。
【００２５】
図３は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク１６（図１および２を参照して説明した）のスイッチング素子またはスイッチング部分１６ｍの回路図である。図１のスイッチング素子１６１、１６２、・・・、１６ｎが、スイッチング素子１６ｍから成り、かつ変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチング素子１６１はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチング素子１６２はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチング素子１６ｎはスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。同様に、図２のスイッチング素子１６１、１６２、１６３、１６４は、スイッチング素子１６ｍから成り、変数ｍは、整数１、２、３および４を表すために用いられている。例えば、スイッチング素子１６１はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチング素子１６２はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチング素子１６３はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、３に置き換えられ、スイッチング素子１６４はスイッチング素子１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、４に置き換えられる。
【００２６】
スイッチング素子１６ｍはスイッチ２６ｍおよび２８ｍを含み、各スイッチ２６ｍおよび２８ｍは制御端子および１対の導電端子を含む。スイッチ２６ｍは電流制御素子または平衡化スイッチと呼ばれ、スイッチ２８ｍはサンプリングスイッチと呼ばれ得る。より具体的には、スイッチ２６ｍは、制御端子２６ｍ，１、導電端子２６ｍ，２および導電端子２６ｍ，３を有する。導電端子２６ｍ，２は、入力端子１６ｍＩ１および出力端子１６ｍＯ１に接続される。導電端子２６ｍ，２は、端子１６ｍＩ１および１６ｍＯ１に接続され得るか、または代替的に、端子１６ｍＩ１および１６ｍＯ１は入／出力端子を形成し得ることに留意されたい。スイッチ２８ｍは、制御端子２８ｍ，１、導電端子２８ｍ，２および導電端子２８ｍ，３を有する。導電端子２８ｍ，２は、導電端子２６ｍ、３ならびに端子１６ｍＩ２および１６ｍＯ２に接続される。導電端子２８ｍ，３は、入力端子１６ｍＩ３および出力端子１６ｍＯ３に接続される。導電端子２８ｍ，３は、端子１６ｍＩ３および１６ｍＯ３に接続され得るか、または代替的に、端子１６ｍＩ３および１６ｍＯ３は入／出力端子を形成し得ることに留意されたい。さらに、端子２６ｍ，１は、図１の端子１６１Ｉ４、１６２Ｉ４、・・・、１６ｎＩ４に対応し、端子２８ｍ，１は、図１の端子１６１Ｉ５、１６２Ｉ５、・・・、１６ｎＩ５に対応することに留意されたい。
【００２７】
フィルタ部分２２ｍは、入力端子２２ｍＩ１に接続された、または代替的に、入力端子２２ｍＩ１として機能する端子と、出力端子２２ｍＯ１に接続された、または代替的に、端子２２ｍＯ１として機能する端子と、を有するインピーダンス素子３４ｍを備える。出力端子２２ｍＯ１は、エネルギー貯蔵素子３６ｍを介して出力端子２２ｍＯ２に接続され得る。入力端子２２ｍＩ２は、インピーダンス素子３４（ｍ＋１）を介して出力端子２２ｍＯ３に接続され得る。例えば、インピーダンス素子３４ｍおよび３４（ｍ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６ｍはキャパシタである。インピーダンス素子３４ｍおよび３４（ｍ＋１）はレジスタにはかぎられないため、これらは図３では記号Ｚで表されている。スイッチング部分１６ｍがモノリシック集積された半導体デバイスもしくはモノリシック集積された半導体デバイスのある部分であり、回路素子３４ｍ、３４（ｍ＋１）および３６ｍが個別の回路素子である実施形態では、回路素子３４ｍ、３４（ｍ＋１）および３６ｍは入力ピン１２Ｐ（２ｍ−１）、１２Ｐ２ｍおよび１２Ｐ（２ｍ＋１）を介してスイッチング部分１６ｍに接続される、すなわち、出力端子２２ｍＯ１は入力ピン１２Ｐ（２ｍ−１）に接続され、出力端子２２ｍＯ２は入力ピン１２Ｐ２ｍに接続され、出力端子２２ｍＯ３は入力ピン１２Ｐ（２ｍ＋１）に接続される。
【００２８】
電力セル２４ｍは、フィルタ部分２２ｍの入力端子２２ｍＩ１に接続された正極と、フィルタ部分２２ｍの入力端子２２ｍＩ２に接続された負極と、を有するバッテリセルを備える。
【００２９】
出力端子２２ｍＯ１は入力端子１６ｍＩ１に電気的に接続され、出力端子２２ｍＯ２は入力端子１６ｍＩ２に電気的に接続され、出力端子２２ｍＯ３は入力端子１６ｍＩ３に電気的に接続されることに留意されたい。
【００３０】
引き続き図３を参照すると、スイッチング部分１６ｍは、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。継続観察動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧を、スイッチング素子２６ｍおよび２８ｍをオープンまたはクローズするように構成することによって監視する。例えば、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍをスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加し、スイッチング素子２８ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍをスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加し、これによって、出力端子１６ｍＯ２を出力端子１６ｍＯ３に短絡させることによって監視することが可能である。
【００３１】
スイッチング素子２８ｍをクローズすると、出力端子１６ｍＯ２が出力端子１６ｍ０３に短絡され、キャパシタ３６ｍが電力セル２４ｍの電圧に実質的に充電される、すなわち、キャパシタ３６ｍは、電力セル２４ｍの電圧に実質的に等しい電圧にまで充電される。キャパシタ３６ｍの電圧は、出力端子１６ｍＯ１と１６ｍＯ２間に出力される。ＭＵＸ１８（図１および２に示す）は、出力端子１６ｍＯ１と１６ｍＯ２間の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達するように構成されている。したがって、電力セル２４ｍのフィルタリングされた電圧を表す電圧は、ＡＤＣ２０に伝達され、これによって電力セル２４ｍにまたがる電圧を観察または監視する。
【００３２】
サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧を、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍをスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加し、スイッチング素子２８ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍをスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加し、これによって、出力端子１６ｍＯ２を出力端子１６ｍＯ３に短絡させることによって、サンプリングならびに記憶もしくは保持することが可能である。キャパシタ３６ｍは、電力セル２４ｍにまたがる電圧に実質的に等しい電圧に充電される、すなわち、キャパシタ３６ｍは電力セル２４ｍの電圧をサンプリングする。
【００３３】
電力セル２４ｍの電圧をサンプリングした後、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適した制御電圧Ｖ２６ｍがスイッチング素子２６ｍの制御端子に維持され、スイッチング素子２８ｍをオープンするのに適した制御電圧Ｖ２８ｍがスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加される。ＭＵＸ１８およびＡＤＣ２０（図１および２に示す）は、出力端子１６ｍＯ１および１６ｍＯ２が高インピーダンスネットワークに接続されるように構成される。キャパシタ３６ｍの両端に現れるサンプリングされた電圧は保持される。キャパシタ３６ｍにまたがる電圧は、出力端子１６ｍＯ１を出力端子１６ｍＯ２間に出力される。ＭＵＸ１８は、出力端子１６ｍＯ１と出力端子１６ｍＯ２との間の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍの電圧を表すサンプリングされた電圧はＡＤＣ２０に伝達される。
【００３４】
平衡化動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、スイッチング素子２６ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍをスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加し、スイッチング素子２８ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍをスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加することによって平衡化させることが可能である。したがって、インピーダンス素子３４ｍ、スイッチング素子２６ｍ、スイッチング素子２８ｍおよびインピーダンス素子３４（ｍ＋１）を通過する平衡化電流によって、電力セル２４ｍが放電される。スイッチング素子２６ｍは平衡化スイッチまたはスイッチと呼ばれ、スイッチング素子２８ｍはサンプリングスイッチまたはスイッチと呼ばれ得る。
【００３５】
図４は、図１を参照して説明したように制御モジュール１２およびフィルタ回路２２を備え、図３を参照して説明したフィルタ回路２２およびインタフェース回路１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御回路１００のブロック図である。図１の実施形態と同様に、図４に示すインタフェースネットワーク１６のスイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎはスイッチング素子１６ｍから成り、ここで、変数ｍは、図３を参照して説明されるように、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられる。例えば、スイッチングネットワーク１６１はスイッチング部分１６ｍに対応し、ここで、ｍは、１で置き換えられ、スイッチングネットワーク１６２はスイッチング部分１６ｍに対応し、ここで、ｍは、２で置き換えられ、スイッチングネットワーク１６ｎはスイッチング部分１６ｍに対応し、ここで、ｍは、ｎで置き換えられる。
【００３６】
制御回路１００はバッテリ装置２４に接続される。上述したように、制御モジュール１２は、制御モジュール１２の入力部に結合されるか、または代替的に、制御モジュール１２の入力部として機能する入力端子および、アナログツーデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２０に接続される出力部を有するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８の入力部に結合される出力端子を有するインタフェースネットワーク１６を含む。インタフェースネットワーク１６は、図１および３を参照して説明した。
【００３７】
フィルタ２２は複数のフィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎに接続されている入力端子と、スイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎの対応する入力端端子に接続されている出力端子と、を含む。フィルタ部分２２１は、入力端子２２１Ｉ１および２２ＣＩ１と、出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２および２２ＣＯ１と、を有し、フィルタ部分２２２は、入力端子２２ＣＩ１および２２ＣＩ２と、出力端子２２ＣＯ１、２２２Ｏ２および２２ＣＯ２と、を有し、フィルタ部分２２ｎは、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）および２２ｎＩ２と、出力端子２２ｃＯ（ｎ−１）、２２ｎＯ２および２２ｎＯ３と、を有する。
【００３８】
入力端子２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正の端子に接続され、入力端子２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負の端子および正の端子に接続される。入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）は電力セル２４ｎの正の端子に接続され、入力端子２２ｎＩ２は電力セル２４ｎの負の端子に接続される。
【００３９】
フィルタ部分２２１は、インピーダンス素子３４１および３４２と、エネルギー貯蔵素子３６１と、を備える。より具体的には、出力端子２２１Ｏ１は、インピーダンス素子３４１を介して入力端子２２１Ｉ１に、エネルギー貯蔵素子３６１を介して出力端子２２１Ｏ２に接続される。入力端子２２ＣＩ１は、インピーダンス素子３４２を介して出力端子２２ＣＯ１に接続される。インピーダンス素子３４２はフィルタ部分２２１および２２２に対して共通であることに留意されたい。例えば、インピーダンス素子３４１および３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６１はキャパシタである。
【００４０】
フィルタ部分２２２は、インピーダンス素子３４２およびエネルギー貯蔵素子３６２を備える。より具体的には、出力端子２２ＣＯ１は、インピーダンス素子３４２を介して入力端子２２ＣＩ１に、エネルギー貯蔵素子３６２を介して出力端子２２２Ｏ２に接続される。例えば、エネルギー貯蔵素子３６２はキャパシタである。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分２２１とフィルタ部分２２２との間に存在するように、フィルタ部分２２２と、フィルタ部分２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【００４１】
フィルタ部分２２ｎは、インピーダンス素子３４ｎおよび３４（ｎ＋１）と、エネルギー貯蔵素子３６ｎと、を備える。より具体的には、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）は、インピーダンス素子３４ｎを介して入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に、エネルギー貯蔵素子３６ｎを介して出力端子２２ｎＯ２に接続される。出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）はまた、入力ピン１２Ｐ（２ｎ−１）に接続される。入力端子２２ｎＩ２は、インピーダンス素子３４（ｎ＋１）を介して出力端子２２ｎＯ３に接続される。例えば、インピーダンス素子３４ｎおよび３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６ｎはキャパシタである。インピーダンス素子３４ｎおよび３４（ｎ＋１）はレジスタであることに限られないため、図４では記号Ｚで示されている、すなわち、これらは他のタイプのインピーダンス素子であり得る。スイッチング部分１６１、１６２、・・・、１６ｎから成る図４のインタフェースネットワーク１６は、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。インタフェース回路１６の動作モードは、図３を参照して説明されている。
【００４２】
図５は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク１６（図１および２を参照して説明した）のスイッチング部分１６ｍの回路図である。図１のスイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎが、スイッチング部分１６ｍから成り、かつ変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク１６１はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６２はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチング素子１６ｎはスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。図５のスイッチング部分１６ｍは図３のスイッチング部分１６ｍに類似しているが、キャパシタ３６ｍの端子のうちの１つが入力ピン１２Ｐ（２ｍ−１）に接続されていない点だけが異なる。したがって、キャパシタ３６ｍは、一方の端子は入力ピン１２Ｐ２ｍに接続されているが、他方の端子は別の回路（図６に示す）と共有されている。図３を参照して述べたように、スイッチング素子２６ｍは平衡化スイッチまたはスイッチと呼ばれ、スイッチング素子２８ｍはサンプリングスイッチまたはスイッチと呼ばれ得る。
【００４３】
図６は、図１を参照して説明したように制御モジュール１２およびフィルタ回路２２を備え、図５を参照して説明したフィルタ回路２２およびインタフェース回路１６の実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御モジュール１５０のブロック図である。制御モジュール１５０は、バッテリ装置２４に接続される。上述したように、制御モジュール１２は、制御モジュール１２の入力部に接続されるか、または代替的に、制御モジュール１２の入力部として機能する入力端子と、アナログツーデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２０に接続される出力を有するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８の対応する入力部に接続される出力端子と、を有するインタフェースネットワーク１６を含む。インタフェース回路１６は、スイッチング部分１６１、１６２、・・・、１６ｎおよびスイッチング端子２６Ａから成る。スイッチング部分１６１、１６２、・・・、１６ｎは、図４を参照して説明されている。
【００４４】
スイッチング素子２６Ａは、制御信号Ｖ２６Ａを受信するように結合された制御端子２６Ａ１、導電端子２６Ａ２および導電端子２６Ａ３を有する。導電端子２６Ａ２は、導電端子１６ＡＩ１および出力端子１６ＡＯ１に接続される。導電端子２６Ａ３は、入力端子１６１Ｉ１、出力端子１６１Ｏ１および導電端子２６１、２に接続される。
【００４５】
出力端子１６ＡＯ１、１６１Ｏ１、１６１Ｏ２、１６ＣＯ１、１６２Ｏ２、・・・、１６ＣＯ（ｎ−１）、１６ｎＯ２、１６ｎＯ３は、ＭＵＸ１８の対応する入力端子に接続される。
【００４６】
フィルタ２２は複数のフィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎに接続される入力端子と、スイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎの対応する入力端子に接続されている出力端子と、を含む。フィルタ部分２２１は、入力端子２２１Ｉ１および２２ＣＩ１ならびに出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２および２２ＣＯ１を有し、フィルタ部分２２２は、入力端子２２ＣＩ１および２２ＣＩ２ならびに出力端子２２ＣＯ１、２２２Ｏ２および２２ＣＯ２を有し、フィルタ部分２２ｎは、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）および２２ｎＩ２ならびに出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）、２２ｎＯ２および２２ｎＯ３を有する。
【００４７】
入力端子２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正極に接続され、入力端子２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）は電力セル２４ｎの正極に接続され、入力端子２２ｎＩ２は電力セル２４ｎの負極に接続される。
【００４８】
フィルタ部分２２１は、インピーダンス素子３４１および３４２とエネルギー貯蔵素子３６１と、を備えるが、エネルギー貯蔵素子３６１は、入力ピン１２ＰＡに接続された端子および入力ピン１２Ｐ２に接続された端子を有する。出力端子２２１Ｏ１は入力ピン１２Ｐ１に接続される。入力端子２２ＣＩ１はインピーダンス素子３４２を介して出力端子２２ＣＯ１に接続される。インピーダンス素子３４２はフィルタ部分２２１および２２２に共通であることに留意されたい。例えば、インピーダンス素子３４１および３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６１はキャパシタである。
【００４９】
フィルタ部分２２２は、インピーダンス素子３４２およびエネルギー貯蔵素子３６２を備える。出力端子２２ＣＯ１は、入力ピン１２Ｐ３に接続される。エネルギー貯蔵素子３６２の一方の端子は入力ピン１２Ｐ２に接続され、キャパシタ３６２の他方の端子は入力ピン１２Ｐ４に接続される。例えば、インピーダンス素子３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６２はキャパシタである。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分２２１とフィルタ部分２２２との間に存在するように、フィルタ部分２２２と、フィルタ部分２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【００５０】
フィルタ部分２２ｎは、インピーダンス素子３４ｎおよび３４（ｎ＋１）とエネルギー貯蔵素子３６ｎと、を備える。出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）は、入力ピン１２Ｐ（２ｎ−１）に接続される。入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）はインピーダンス素子３４ｎを介して出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）に接続され、入力端子２２ｎＩ２はインピーダンス素子３４（ｎ＋１）を介して出力端子２２ｎＯ３に接続される。出力端子２２ｎＯ３は、入力ピン１２Ｐ（２ｎ＋１）に接続される。エネルギー貯蔵素子３６ｎは、入力ピン１２Ｐ２ｎに接続された端子を有し、また、隣接するフィルタ部分に接続された端子を有する。例えば、３つのフィルタ部分が存在する実施形態によれば、エネルギー貯蔵素子３６ｎのインデックスｎは３である、すなわち、エネルギー貯蔵素子３６ｎは参照文字３６３で識別され、フィルタ部分２２２のエネルギー貯蔵素子３６２の端子に接続される端子を有する。例えば、インピーダンス素子３４ｎおよび３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６ｎはキャパシタである。インピーダンス素子３４１、３４２、・・・、３４ｎ、３４（ｎ＋１）はレジスタであることに限られないため、これらは参照文字Ｚで識別される、すなわち、他のタイプのインピーダンス素子であり得ることになる。
【００５１】
別の実施形態によれば、セルの極性は、これらのセルが図１、２、４および６に示す反対の極性となるように切り替えられる。
【００５２】
引き続き図６を参照すると、スイッチング部分１６１、・・・、１６ｎを備えるインタフェースネットワーク１６は、フィルタリング継続観察モード、微分サンプルアンドホールドモードおよび内部平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、スイッチング素子２６１、・・・、２６ｎをオープンするように構成し、スイッチング素子２８１、・・・、２８ｎと２６Ａをクローズするように構成することによって監視する。例えば、電力セル２４１にまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子１６ＡＯ１および１６1Ｏ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４１のフィルタリングされた電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって電力セル２４１にまたがる電圧が観察または監視される。
【００５３】
同様に、電力セル２４２にまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子１６１Ｏ２および１６２Ｏ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４２にまたがる電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって電力セル２４２にまたがる電圧が観察または監視される。
【００５４】
電力セル２４ｎにまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子１６（ｎ−１）Ｏ２および１６ｎＯ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４ｎにまたがる電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって電力セル２４ｎにまたがる電圧が観察または監視される。
【００５５】
微分サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、それぞれ、スイッチング素子２６Ａ、２６１、・・・、２６ｎおよび２８１、・・・、２８ｎの制御端子に対して適切な制御電圧Ｖ２６Ａ、Ｖ２６１、・・・、Ｖ２６ｎ、およびＶ２８１、・・・、Ｖ２８ｎを印加することによってサンプリングならびに記憶もしくは保持することが可能である。サンプリングするために、スイッチング素子は、フィルタリング継続観察モードを可能とするように構成される。このようなスイッチ構成に応答して、キャパシタ３６１、・・・、３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧に実質的に等しい電圧まで充電される。キャパシタ３６１、・・・、３６ｎは、フィルタとして機能し、サンプリングされた信号をフィルタリングする。スイッチング素子２６Ａおよび２８１、・・・、２８ｎのオン抵抗（Ｒｄｓｏｎ）は、キャパシタ３６１、・・・、３６ｎの両端子と直列になっており、これによって、同相雑音に付きものの問題が軽減される。
【００５６】
電力セル２４１、・・・、２４ｎの電圧をサンプリングした後、情報は、これらのスイッチング素子の開放に好適な制御電圧Ｖ２６ＡおよびＶ２８１、・・・、Ｖ２８ｎを、それぞれ、スイッチング素子２６Ａおよび２８１、・・・、２８ｎの制御端子に印加することによってキャパシタ３６１、・・・、３６ｎ上に保持される。スイッチング素子２６１、・・・、２６ｎは、開放状態にとどまる、すなわち、フィルタリング継続観察モードのときと同じ状態を保つ。このスイッチング構成に応答して、キャパシタ３６１、・・・、３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎのスタックから隔離され、これによって、それらの電圧が電力セル２４１、・・・、２４ｎ上に出力される。
【００５７】
電力セル２４１の電圧を表すサンプリングされた電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子１６ＡＯ１および１６１Ｏ２の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。
【００５８】
ＭＵＸ１８の、出力端子１６１Ｏ２および１６２Ｏ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して、電力セル２４２の電圧を表すサンプリングされた電圧がＡＤＣ２０に伝達される。
【００５９】
ＭＵＸ１８の、出力端子１６（ｎ−１）Ｏ２および１６ｎＯ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して、電力セル２４ｎの電圧を表すサンプリングされた電圧がＡＤＣ２０に伝達される。
【００６０】
内部平衡化動作モードでは、電力セル２４１にまたがる電圧は、スイッチング素子２６１および２８１の閉鎖に好適な制御信号Ｖ２６１およびＶ２８１を、それぞれ、スイッチング素子２６１および２８１の制御端子に印加することによって平衡化され得る。したがって、インピーダンス素子３４１、スイッチング素子２６１、スイッチング素子２８１およびインピーダンス素子３４２を通過する平衡化電流によって、電力セル２４１が放電される。
【００６１】
その他の電力セルにまたがる電圧は、同様の方法を用いることによって平衡化させることが可能であることに留意されたい。
【００６２】
図７は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるスイッチング部分１６ｍ（図１および２を参照して説明した）の回路図である。図１のスイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎが、スイッチング部分１６ｍから成り、かつ変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク１６１はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６２はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６ｎはスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。同様に、図２のスイッチングネットワーク１６１、１６２、１６３、１６４は、スイッチング部分１６ｍから成り、変数ｍは、整数１、２、３および４を表すために用いられている。例えば、スイッチングネットワーク１６１はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６２はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６３はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、３に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６４はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、４に置き換えられる。
【００６３】
スイッチング部分１６ｍを、図３を参照して説明した。
【００６４】
フィルタ部分２２ｍは、図３を参照して説明したフィルタ部分に類似しているが、平衡化素子３０ｍおよび３２ｍも含む点だけが異なる。例えば、平衡化素子３０ｍおよび３２ｍは、それぞれ、トランジスタおよびレジスタである。トランジスタ３０ｍは、レジスタ３２ｍを介して入力端子２２ｍＩ１に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ｍＩ２に接続されるソース端子と、出力端子２２ｍＯ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２ｍＯ２に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子２２ｍＯ１は、インピーダンス素子３４ｍを介して入力端子２２ｍＩ１に接続され、エネルギー貯蔵素子３６ｍを介して出力端子２２ｍＯ２に接続される。入力端子２２ｍＩ２は、インピーダンス素子３４（ｍ＋１）を介して出力端子２２ｍＯ３に接続される。例えば、インピーダンス素子３４ｍおよび３４（ｍ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３６ｍはキャパシタである。レジスタ３２ｍおよび３４ｍは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２ｍＩ１に接続されるか、または代替的に、入力端子２２ｍＩ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３２ｍの他方の端子はトランジスタ３０ｍのドレイン端子に接続され、レジスタ３４ｍの他方の端子はキャパシタ３６ｍの端子に接続されて、出力端子２２ｍＯ１として機能するか、または代替的に、出力端子２２ｍＯ１に接続される結節を形成し得る。キャパシタ３６ｍの他方の端子はトランジスタ３０ｍのゲート端子に接続され、また、出力端子２２ｍＯ２に接続されるか、または代替的に、出力端子２２ｍＯ２として機能する結節を形成し得る。レジスタ３４（ｍ＋１）は、トランジスタ３０ｍのソース端子に接続されて、入力端子２２ｍＩ２に接続されるか、または代替的に、入力端子２２ｍＩ２として機能する結節を形成する端子と、出力端子２２ｍＯ３として機能するか、または代替的に、出力端子２２ｍＯ３に接続される端子と、を有する。インピーダンス素子３２ｍ、３４ｍ、および３４（ｍ−１）はレジスタであることに限られないため、図７では記号Ｚで示されている、すなわち、これらは他のタイプのインピーダンス素子であり得る。
【００６５】
電力セル２４ｍは、フィルタ部分２２ｍの入力端子２２ｍＩ１に接続された正極と、フィルタ部分２２ｍの入力端子２２ｍＩ２に接続された負極と、を有するバッテリセルを備える。
【００６６】
出力端子２２ｍＯ１は入力ピン１２Ｐ（２ｍ−１）に電気的に接続され、出力端子２２ｍＯ２は入力ピン１２Ｐ２ｍに電気的に接続され、出力端子２２ｍＯ３は入力ピン１２Ｐ（２ｍ＋１）に電気的に接続されることに留意されたい。
【００６７】
引き続き図７を参照すると、スイッチング部分１６ｍは、フィルタリング継続監視または観察モードと、サンプルアンドホールドモードと、平衡化モードと、を含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。フィルタリング継続監視モードでは、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍがスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加され、スイッチング素子２８ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍがスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加される。スイッチング素子２８ｍをクローズすることによって、平衡化トランジスタ３０ｍのゲートツーソース電圧が実質的にゼロに設定され、これによって、平衡化トランジスタ３０ｍがオフとなる。加えて、フィルタのレジスタ３４ｍおよび３４（ｍ＋１）を流れる電流は実質的にゼロであり、したがって、キャパシタ３６ｍは、電力セル２４ｍにまたがる電圧に実質的に等しい電圧にまで充電される。ＭＵＸ１８（図１および２に図示する）は、出力端子１６ｍＯ１および１６ｍＯ２の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍの電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって、電力セル２４ｍにまたがる電圧が観察または監視される。
【００６８】
サンプルアンドホールド動作モードでは、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍをスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加し、スイッチング素子２８ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍをスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加する。スイッチング素子２８ｍをクローズすることによって、平衡化トランジスタ３０ｍのゲートツーソース電圧が実質的にゼロに設定され、これによって、平衡化トランジスタ３０ｍがオフとなる。加えて、フィルタのレジスタ３４ｍおよび３４（ｍ＋１）を流れる電流は実質的にゼロであり、したがって、キャパシタ３６ｍは、電力セル２４ｍにまたがる電圧に実質的に等しい電圧にまで充電される、すなわち、キャパシタ３６ｍは電力セル２４ｍの電圧をサンプリングする。次に、スイッチング素子２６ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍがスイッチング素子２６ｍの制御端子に維持され、また、スイッチング素子２８ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍがスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加される。ＭＵＸ１８およびＡＤＣ２０（図１および２に図示する）は、出力端子１６ｍＯ１および１６ｍＯ２が高インピーダンスネットワークに接続されるように構成される。トランジスタ３０ｍのゲート端子は高インピーダンスの結節であるため、レジスタ３４ｍおよびキャパシタ３６ｍを電流が流れることはない。したがって、キャパシタ３６ｍに現れるサンプリングされた電圧が保持される。キャパシタ３６ｍにまたがる電圧は、出力端子１６ｍＯ１と１６ｍＯ２との間に現れる。ＭＵＸ１８（図１および２に図示する）は、出力端子１６ｍＯ１と出力端子１６ｍＯ２間の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍの電圧を表すサンプリングされた電圧はＡＤＣ２０に伝達される。
【００６９】
平衡化動作モードでは、スイッチング素子２６ｍをクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２６ｍがスイッチング素子２６ｍの制御端子に印加され、スイッチング素子２８ｍをオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２８ｍがスイッチング素子２８ｍの制御端子に印加される。したがって、キャパシタ３６ｍはスイッチング素子２６ｍを通って放電され、トランジスタ３０ｍは導通状態になり、レジスタ３２ｍおよびトランジスタ３０ｍを流れる平衡化電流によって電力セル２４ｍが放電される。図３を参照して検討したように、スイッチング素子２６ｍは平衡化スイッチまたはスイッチと呼び得るし、スイッチング素子２８ｍはサンプリングスイッチまたはスイッチと呼び得る。
【００７０】
図８は、図１を参照して説明したように制御モジュール１２およびフィルタ回路２２を備え、図７を参照して説明したようにフィルタ回路２２ｍおよびイスイッチングネットワーク１６ｍの回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御モジュール２００のブロック図である。インタフェース回路１６は、図４を参照して説明した。
【００７１】
フィルタ２２は複数のフィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎに接続された入力端子と、インタフェースネットワーク１６の対応する入力ピン１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｐ３、１２Ｐ４、・・・、１２Ｐ（２ｎ−１）、１２Ｐ２ｎ、１２Ｐ（２ｎ＋１）に接続される出力端子と、を含む。フィルタ部分２２１は、入力端子２２１Ｉ１および２２ＣＩ１と、出力端子２２１Ｏ１、２２１Ｏ２および２２ＣＯ１と、を有し、フィルタ部分２２２は、入力端子２２ＣＩ１および２２ＣＩ２と、出力端子２２ＣＯ１、２２２Ｏ２および２２ＣＯ２と、を有し、フィルタ部分２２ｎは、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）および２２ｎＩ２と、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）、２２ｎＯ２および２２ｎＯ３と、を有する。フィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎは図４を参照して説明した。加えて、図８の各フィルタ部分２２１、２２２、・・・、２２ｎは、平衡化トランジスタおよび平衡化レジスタを含む。より具体的には、フィルタ部分２２１は、レジスタ３２１を介して入力端子２２１Ｉ１に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ＣＩ１に接続されるソース端子と、出力端子２２１Ｏ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ２に接続されるゲート端子と、を有するトランジスタ３０１を含む。レジスタ３２１およびインピーダンス３４１は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２1Ｉ１に接続されるか、または代替的に、入力端子２２１Ｉ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３２１の他方の端子はトランジスタ３０１のドレイン端子に接続され、インピーダンス素子３４１の他方の端子はキャパシタ３６１の端子に接続されて、出力端子２２１Ｏ１として機能するか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ１に接続される結節を形成する。キャパシタ３６１の他方の端子はトランジスタ３０１のゲート端子に接続され得るし、また、出力端子２２１Ｏ２に接続されるか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ２として機能する結節を形成し得る。インピーダンス素子３４２は、トランジスタ３０１のソース端子に接続されて、入力端子２２ＣＩ１に接続されるか、または代替的に、入力端子２２ＣＩ１として機能する結節を形成する端子と、出力端子２２ＣＯ１に接続されるか、または代替的に、出力端子２２ＣＯ１として機能する端子と、を有する。インピーダンス素子３４２はフィルタ部分２２１および２２２に対して共通であることに留意されたい。
【００７２】
フィルタ部分２２２は、レジスタ３２２を介して入力端子２２ＣＩ１に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ＣＩ２に接続されるソース端子と、出力端子２２２Ｏ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２２Ｏ２に接続されるゲート端子と、を有するトランジスタ３０２を備える。レジスタ３２２およびインピーダンス素子３４２は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２ＣＩ１に接続される端子を有する。レジスタ３２２の他方の端子はトランジスタ３０２のドレイン端子に接続され、レジスタ３４２の他方の端子はキャパシタ３６２の端子および出力端子２２ＣＯ１に接続される。キャパシタ３６２の他方の端子は、トランジスタ３０２のゲート端子に接続され得る、また、出力端子２２２Ｏ２に接続されるか、または代替的に、出力端子２２２Ｏ２として機能する結節を形成する。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分２２１とフィルタ部分２２２との間に存在するように、フィルタ部分２２２とフィルタ部分２２３（図示せず）との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【００７３】
フィルタ部分２２ｎは、レジスタ３２ｎを介して入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ｎＩ２に接続されるソース端子と、出力端子２２ｎＯ２と、して機能するか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ２に接続されるゲート端子と、を有するトランジスタ３０ｎを備える。入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）は、インピーダンス素子３４ｎを介して出力端子２２ＣＯ（ｎ＝１）に接続される。レジスタ３２ｎおよびインピーダンス素子３４ｎは各々が、一般的には一緒に入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に接続される端子を有する。レジスタ３２ｎの他方の端子はトランジスタ３０ｎのドレイン端子に接続され、インピーダンス素子３４ｎの他方の端子はキャパシタ３６ｎの端子に接続され、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）として機能するか、または代替的に、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）に接続され得る結節を形成し得る。出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）は入力ピン１２Ｐ（２ｎ−１）に接続される。キャパシタ３６ｎの他方の端子はトランジスタ３０ｎのゲート端子に接続され、出力端子２２ｎＯ２に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ２として機能する結節を形成し得る。インピーダンス素子３４（ｎ＋１）は、トランジスタ３０ｎのソース端子に接続されて、入力端子２２ｎＩ２に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２ｎＩ２として機能する結節を形成する端子と、出力端子２２ｎＯ３に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ３として機能する端子と、を有する。
【００７４】
引き続き図８を参照すると、スイッチング部分１６１、１６２、・・・、１６ｎから成るインタフェースネットワーク１６は、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。インタフェース回路１６の動作モードは、図７を参照して説明した。
【００７５】
図９は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク１６（図１および２を参照して説明した）のスイッチング部分１６ｍの回路図である。図１のスイッチングネットワーク１６１、１６２、・・・、１６ｎが、スイッチング部分１６ｍから成り、かつ変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク１６１はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６２はスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチングネットワーク１６ｎはスイッチング部分１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。図９のスイッチング部分１６ｍは図７のスイッチング部分１６ｍに類似しているが、キャパシタ３６ｍの端子の内の１つが入力ピン１２Ｐ（２ｍ−１）に接続されていない点だけが異なる。このように、キャパシタ３６ｍは、入力ピン１２Ｐ２ｍに接続された端子を有するが、その他の端子は図１０に示すように別の回路と共有されている。図３を参照して検討したように、スイッチング素子２６ｍは、平衡化スイッチまたは平衡化スイッチング素子と呼ばれ、スイッチ２８ｍは、サンプリングスイッチまたはサンプリングスイッチング素子と呼ばれ得る。
【００７６】
図１０は、図６を参照して説明したように制御モジュール１２およびインタフェースネットワーク１６を備え、図９を参照して説明したフィルタ回路２２およびインタフェース回路１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび回路モジュール２５０のブロック図である。制御モジュール２５０はバッテリ装置２４に接続される。制御モジュール２５０は図６の制御モジュール１５０に類似しているが、フィルタ回路２２がトランジスタ３０１、・・・、３０ｎおよびインピーダンス素子３２１、・・・、３２ｎ等の平衡化素子をさらに含む点だけが異なる。より具体的には、フィルタ部分２２１は、レジスタ３２１を介して入力端子２２１Ｉ１に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ＣＩ１に接続されるソース端子と、出力端子２２１Ｏ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ２に接続されるゲート端子と、を有するトランジスタ３０１を含む。レジスタ３２１およびインピーダンス３４１は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２１Ｉ１に接続されるか、または代替的に、入力端子２２１Ｉ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３２１の他方の端子はトランジスタ３０１のドレイン端子に接続され、インピーダンス素子３４１の他方の端子は、出力端子２２１Ｏ１として機能するか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ１に接続され得るが、この出力端子は入力ピン１２Ｐ１に接続される。キャパシタ３６１の１つの端子は入力ピン１２ＰＡに接続される。キャパシタ３６１の他方の端子はトランジスタ３０１のゲート端子に接続され、また、出力端子２２１Ｏ２に接続されるか、または代替的に、出力端子２２１Ｏ２として機能する結節を形成する。キャパシタ３６１のこの端子および出力端子２２１Ｏ２は、入力ピン１２Ｐ２に接続される。インピーダンス素子３４２は、トランジスタ３０１のソース端子に接続されて、入力端子２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２ＣＩ１として機能する結節を形成する端子と、出力端子２２ＣＯ１に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２ＣＯ１として機能する端子と、を有する。インピーダンス素子３４２はフィルタ部分２２１および２２２に対して共通であることに留意されたい。
【００７７】
フィルタ部分２２２は、レジスタ３２２を介して入力端子２２１Ｉ１に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ＣＩ２に接続されるソース端子と、出力端子２２２Ｏ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２２Ｏ２に接続されるゲート端子と、を有するトランジスタ３０２を含む。レジスタ３２２およびインピーダンス３４２は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２ＣＩ１に接続される端子を有する。レジスタ３２２の他方の端子はトランジスタ３０２のドレイン端子に接続され、インピーダンス素子３４２の他方の端子は、出力端子２２ＣＯ１として機能するか、または代替的に、出力端子２２ＣＯ１に接続され得るが、この出力端子は入力ピン１２Ｐ３に接続される。キャパシタ３６２の１つの端子は、トランジスタ３０１のゲート、キャパシタ３６１の端子および入力ピン１２Ｐ２に接続される。キャパシタ３６２の他方の端子はトランジスタ３０２のゲート端子に接続され、また、出力端子２２２Ｏ２に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２２Ｏ２として機能する結節を形成するが、この出力部は入力ピン１２Ｐ４に接続される。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分２２１とフィルタ部分２２２との間に存在するように、フィルタ部分２２２とフィルタ部分２２３（図示せず）との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【００７８】
フィルタ部分２２ｎは、レジスタ３２ｎを介して入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるドレイン端子と、入力端子２２ｎＩ２に接続されるソース端子と、入力ピン１２Ｐ２ｎに接続される出力端子２２ｎＯ２として機能するか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ２に接続され得るゲート端子と、を有するトランジスタ３０ｎを備える。インピーダンス素子３４nは、トランジスタのソース端子に接続されて、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）として機能する結節を形成する端子と、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２ＣＯ（ｎ−１）として機能する端子と、を有する。出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）は入力ピン１２Ｐ（２ｎ−１）に接続される。レジスタ３２ｎおよびインピーダンス素子３４ｎは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子２２ＣＩ（ｎ−１）に接続される端子を有する。レジスタ３２ｎの他方の端子はトランジスタ３０ｎのドレイン端子に接続され、インピーダンス素子３４ｎの他方の端子は、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）として機能し得るか、または代替的に、出力端子２２ＣＯ（ｎ−１）に接続され得る。キャパシタ３６ｎの他方の端子は、トランジスタ３０ｎのゲート端子に接続され、出力端子２２ｎＯ２に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ２として機能する結節を形成する。インピーダンス素子３４（ｎ＋１）は、トランジスタ３０ｎのソース端子に接続されて、入力端子２２ｎＩ２に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２ｎＩ２として機能する結節を形成する端子と、入力ピン１２Ｐ（２ｎ＋１）に接続される出力端子２２ｎＯ３に接続され得るか、または代替的に、出力端子２２ｎＯ３として機能する端子と、を有する。
【００７９】
別の実施形態によれば、セルの極性は、これらのセルが図に示す反対の極性となるように切り替えられる。あるいは、ｎチャネルトランジスタをｐチャネルトランジスタと置き換えることが可能である。
【００８０】
制御モジュール２５０の動作は、平衡化動作モードを例外として、制御モジュール１５０（図６）の動作に類似している。デフォルトの動作モードがフィルタリングされた継続観察モードであり、これによって、スイッチング素子２６Ａ、２８１、・・・、２８ｎがクローズされ、スイッチング素子２６１、・・・、２６ｎが開いていると仮定すると、電力セル２４１にまたがる電圧は、スイッチング素子２６１をクローズするのに適切な制御電圧Ｖ２６１をスイッチング素子２６１の制御電圧に印加し、スイッチング素子２８１をオープンするのに適切な制御電圧Ｖ２８１をスイッチング素子２８１の制御電圧に印加することによって平衡化することが可能である。したがって、トランジスタ３０１は導通状態になり、レジスタ３２１およびトランジスタ３０１を流れる平衡化電流によって、電力セル２４１は放電される。
【００８１】
その他の電力セルにまたがる電圧は、同様の方法を用いることによって平衡化させることが可能であることに留意されたい。
【００８２】
図１１は、本発明の実施形態による、フィルタ回路３２２に接続される制御モジュール３１２を備える電力セルモニタおよび制御回路３００のブロック図である。電力セルモニタおよび制御回路３００は、電力貯蔵装置２４に接続される。制御モジュール３１２は、制御モジュール３１２の入力部に接続されるか、または代替的に、制御モジュール３１２の入力部として機能する入力部と、アナログツーデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２０に接続される出力を有するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８の入力部に接続される出力部と、を有するインタフェースネットワーク３１６を含む。電力貯蔵装置２４は、それぞれ、制御回路３００の対応するフィルタ部分３２２１、３２２２、・・・、３２２ｎに接続される複数の電力セルまたはバッテリ２４１、２４２、・・・、２４ｎから成り得る。あるいは、電力貯蔵装置は、キャパシタ、燃料セル等から成り得る。インタフェースネットワーク３１６は、複数のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎから成り得、ここで、スイッングネットワーク３１６１は、入力端子３１６１Ｉ１、３１６１Ｉ２、３１６１Ｉ３、３１６１Ｉ４、３１６１Ｉ５、３１６１Ｉ６および３１６１Ｉ７と、出力端子３１６１Ｏ１、３１６１Ｏ２、３１６１Ｏ３および３１６１Ｏ４と、を有し、スイッング素子３１６２は、入力端子３１６２Ｉ１、３１６２Ｉ２、３１６２Ｉ３、３１６２Ｉ４、３１６２Ｉ５、３１６２Ｉ６および３１６２Ｉ７と、出力端子３１６２Ｏ１、３１６２Ｏ２、３１６２Ｏ３および３１６２Ｏ４と、を有し、スイッング素子３１６ｎは、入力端子３１６ｎＩ１、３１６ｎＩ２、３１６ｎＩ３、３１６ｎＩ４、３１６ｎＩ５、３１６ｎＩ６および３１６ｎＩ７と、出力端子３１６ｎＯ１、３１６ｎＯ２、３１６ｎＯ３および３１６ｎＯ４と、を有する。別の実施形態によれば、入力端子３１６１Ｉ４は入力端子３１６２Ｉ１に接続されて入力端子３１６ＣＩ１を形成し、入力端子３１６（ｎ−１）Ｉ４は入力端子３１６ｎＩ１に接続されて入力端子３１６ＣＩ（ｎ−１）を形成し、出力端子３１６１Ｏ４は出力端子３１６２Ｏ１に接続されて出力端子３１６ＣＯ１を形成し、出力端子３１６（ｎ−１）Ｏ４は出力端子３１６ｎＯ１に接続されて出力端子３１６ｃＯ（ｎ−１）を形成する。
【００８３】
別の実施形態では、制御モジュール３１２は、入力ピンまたは入力リード線３１２Ｐ１、３１２Ｐ２、３１２Ｐ３、３１２Ｐ４、３１２Ｐ５、３１２Ｐ６、・・・、３１２Ｐ（３ｎ−２）、３１２Ｐ（３ｎ−１）、３１２Ｐ３ｎおよび３１２Ｐ（３ｎ＋１）を有する半導体パッケージ中のモノリシック集積された半導体デバイスであり、ここで、ｎは、整数を表す。例えば、入力端子３１６１Ｉ１、３１６１Ｉ２、３１６１Ｉ３、３１６ＣＩ１、３１６２Ｉ２、３１６２Ｉ３、・・・、３１６ＣＩ（ｎ−１）、３１６ｎＩ２、３１６ｎＩ３および３１６ｎＩ４は、それぞれ、入力ピン３１２Ｐ１、３１２Ｐ２、３１２Ｐ３、３１２Ｐ４、３１２Ｐ５、３１２Ｐ６、・・・、３１２Ｐ（３ｎ−２）、３１２Ｐ（３ｎ−１）、３１２Ｐ３ｎおよび３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続される。入力端子３１６１Ｉ１、３１６１Ｉ２、３１６１Ｉ３、３１６ＣＩ１、３１６２Ｉ２、３１６２Ｉ３、・・・、３１６ＣＩ（ｎ−１）、３１６ｎＩ２、３１６ｎＩ３および３１６ｎＩ４は、それぞれ、入力ピン３１２Ｐ１、３１２Ｐ２、３１２Ｐ３、３１２Ｐ４、３１２Ｐ５、３１２Ｐ６、・・・、３１２Ｐ（３ｎ−２）、３１２Ｐ（３ｎ−１）、３１２Ｐ３ｎおよび３１２Ｐ（３ｎ＋１）に直接に接続されていることが図示されているが、これは本発明の制限ではなく、例えば、入力端子３１６１Ｉ１、３１６１Ｉ２、３１６１Ｉ３、３１６ＣＩ１、３１６２Ｉ２、３１６２Ｉ３、・・・、３１６ＣＩ（ｎ−１）、３１６ｎＩ２、３１６ｎＩ３および３１６ｎＩ４を他の回路素子を介して、それぞれ、入力ピン３１２Ｐ１、３１２Ｐ２、３１２Ｐ３、３１２Ｐ４、３１２Ｐ５、３１２Ｐ６、・・・、３１２Ｐ（３ｎ−２）、３１２Ｐ（３ｎ−１）、３１２Ｐ３ｎおよび３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続することが可能である。
【００８４】
別の実施形態によれば、制御モジュール３１２と、にフィルタ部分３２２またはフィルタ部分３２２の一部と、は、モノリシック集積されて、集積された半導体デバイスを形成する。このフィルタを部分的に集積した例を図２２に示す。制御モジュール３１２と、フィルタ部分３２２またはフィルタ部分３２２の一部と、がモノリシック集積された実施形態では、入力ピン３１２Ｐ１、３１２Ｐ２、３１２Ｐ３、３１２Ｐ４、３１２Ｐ５、３１２Ｐ６、・・・、３１２Ｐ（３ｎ−２）、３１２Ｐ（３ｎ−１）、３１２Ｐ３ｎおよび３１２Ｐ（３ｎ＋１）は存在しない。
【００８５】
スイッチングネットワーク３１６１の入力端子３１６１Ｉ５、３１６１Ｉ６および３１６１Ｉ７は、それぞれ、制御信号Ｖ２６１、Ｖ２８１およびＶ３１１を受信するように結合されており、スイッチングネットワーク３１６２の入力端子３１６２Ｉ５、３１６２Ｉ６および３１６２Ｉ７は、それぞれ、制御信号Ｖ２６２、Ｖ２８２およびＶ３１２を受信するように結合されており、スイッチングネットワーク３１６ｎの入力端子３１６ｎＩ５、３１６ｎＩ６および３１６ｎＩ７は、それぞれ、制御信号Ｖ２６ｎ、Ｖ２８ｎおよびＶ３１ｎを受信するように結合される。
【００８６】
スイッチングネットワーク３１６１、・・・、３１６ｎの出力端子３１６１Ｏ１、３１６１Ｏ２、３１６１Ｏ３、３１６ＣＯ１、３１６２Ｏ２、３１６２Ｏ３、３１６ＣＯ（ｎ−１）、３１６ｎＯ２、３１６ｎＯ３および３１６ｎＯ４は、ＭＵＸ１８の対応する入力端子に接続される。
【００８７】
フィルタ３２２は複数のフィルタ部分３２２１、３２２２、・・・、３２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セルに接続された入力端子と、インタフェースネットワーク３１６の対応する入力ピンに接続された出力端子と、を含む。フィルタ部分３２２１は、入力端子３２２１Ｉ１および３２２１Ｉ２と、出力端子３２２１Ｏ１、３２２１Ｏ２、３２２１Ｏ３および３２２１Ｏ４と、を有し、フィルタ部分３２２２は、入力端子３２２２Ｉ１および３２２２Ｉ２と、出力端子３２２２Ｏ１、３２２２Ｏ２、３２２２Ｏ３および３２２２Ｏ４と、を有し、フィルタ部分３２２ｎは、入力端子３２２ｎＩ１および３２２ｎＩ２と出力端子３２２ｎＯ１、３２２ｎＯ２、３２２ｎＯ３および３２２ｎＯ４と、を有する。ある実施形態によれば、入力端子３２２１Ｉ２は入力端子３２２２Ｉ１に接続されて入力端子３２２ＣＩ１を形成し、入力端子３２２（ｎ−１）Ｉ２は入力端子３２２ｎＩ１に接続されて入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）を形成し得る。出力端子３２２（ｎ−１）０４は出力端子３２２２Ｏ１に接続されて出力端子３２２ＣＯ１を形成し、出力端子３２２２Ｏ４は出力端子３２２ｎＯ１に接続されて出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）を形成し得る。制御モジュール３１２がモノリシック集積された半導体デバイスであり、フィルタ３２２が個別の回路素子から形成される実施形態では、出力端子３２２１Ｏ１は入力ピン３１２Ｐ１に接続され、出力端子３２２１Ｏ２は入力ピン３１２Ｐ２に接続され、出力端子３２２１Ｏ３は入力ピン３１２Ｐ３に接続され、出力端子３２２ＣＯ１は入力ピン３１２Ｐ４に接続され、出力端子３２２２Ｏ２は入力ピン３１２Ｐ５に接続され；出力端子３２２２Ｏ３は入力ピン３１２Ｐ６に接続され、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）は入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−２）に接続され；出力端子３２２ｎＯ２は入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−１）に接続され；出力端子３２２ｎＯ３は入力ピン３１２Ｐ３ｎに接続され、出力端子３２２ｎＯ４は入力ピン３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続される。
【００８８】
入力端子３２２１Ｉ１は電力セル２４１の正極に接続され、入力端子３２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）は、電力セル２４ｎの正極に接続され、入力端子３２２ｎＩ２は電力セル２４ｎの負極に接続される。
【００８９】
添字「ｎ」は整数を表すことに留意されたい。さらに、スイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎ、フィルタ部分３２２１、３２２２、・・・、３２２ｎおよび電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎの個数は、本発明の制限ではないことに留意されたい。
【００９０】
図１２は、本発明の別の実施形態に従う、フィルタ部分３２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図１１のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎが、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク３１６１はスイッチング部分３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６２はスイッチング部分３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６ｎはスイッチング部分３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。
【００９１】
スイッチング部分３１６ｍは、スイッチング素子３２６ｍ、３２８ｍおよび３３１ｍを備えるが、ここで、各スイッチング素子３２６ｍ、３２８ｍおよび３３１ｍは、制御端子および１対の導電端子を含む。より具体的には、スイッチング素子３２６ｍは、制御端子３２６ｍ、１、導電端子３２６ｍ、２および導電端子３２６ｍ、３を有する。導電端子３２６ｍ、２は、端子３１６ｍＩ１および３１６ｍＯ１に接続され、または代替的に、端子３１６ｍＩ１および３１６ｍＯ１は入／出力端子を形成し得る。スイッチング素子３２８ｍは、制御端子３２８ｍ、１、導電端子３２８ｍ、２および導電端子３２８ｍ、３を有する。導電端子３２８ｍ、２は、導電端子３２６ｍ、３と、端子３１６ｍＩ２および３１６ｍＯ２と、に接続される。導電端子３２８ｍ、３は、入力端子３１６ｍＩ４および出力端子３１６ｍＯ４に接続される。導電端子３２８ｍ、３は、端子３１６ｍＩ４および３１６ｍＯ４に接続されるか、または代替的に、端子３１６ｍＩ４および３１６ｍＯ４が入／出力端子を形成し得る。導電端子３３１ｍ、２は、入力端子３１６ｍＩ３および出力端子３１６ｍＯ３に接続される。端子３２６ｍ、１、３２８ｍ、１、および３３１ｍ、１は、それぞれ、図１１の端子３１６ｎＩ５、３１６ｎＩ６、および３１６ｎＩ７に対応することに留意されたい。スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチと呼ばれ、スイッチング素子３２８ｍおよび３２６ｍは平衡化スイッチまたは電流制御スイッチと呼ばれ得る。
【００９２】
フィルタ部分３２２ｍは、入力端子３２２ｍＩ１に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ｍＩ１として機能する端子と、出力端子３２２ｍＯ１に接続されるか、または代替的に、出力端子３２２ｍＯ１として機能する端子と、を有するインピーダンス素子３３４ｍを備える。出力端子３２２ｍＯ１は、エネルギー貯蔵素子３３６ｍを介して出力端子３２２ｍＯ２に接続され得る。入力端子３２２ｍＩ２は、インピーダンス素子３３４（ｍ＋１）を介して出力端子３２２ｍＯ３に接続され得る。例えば、インピーダンス素子３３４ｍおよび３３４（ｍ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｍはキャパシタである。スイッチング部分３１６ｍがモノリシック集積された半導体デバイスまたはモノリシック集積された半導体デバイスの一部であり、回路素子３３４ｍ、３３４（ｍ＋１）および３３６ｍが個別の回路素子である実施形態では、回路素子３３４ｍ、３３６ｍおよび３３４（ｍ＋１）は、入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）、３１２Ｐ３ｍおよび３１２Ｐ（３ｍ＋１）を介してスイッチング部分３１６ｍに接続される、すなわち、出力端子３２２ｍＯ１は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）に接続され、出力端子３２２ｍＯ２は入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続され、出力端子３２２ｍＯ３は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ＋１）に接続される。入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）は、別の回路素子には接続されないことがある。別の実施形態では、フィルタが部分的にまたは完全にモノリシックに集積されており、それに従って出力ピンが変化する。インピーダンス素子はレジスタであることに限られないため、これらは記号Ｚで識別される、すなわち、他のタイプのインピーダンス素子であり得ることになる。
【００９３】
電力セル２４ｍは、フィルタ部分２２ｍの入力端子３２２ｍＩ１に接続された正極と、フィルタ部分３２２ｍの入力端子３２２ｍＩ２に接続された負極と、を有するバッテリセルを備える。
【００９４】
出力端子３２２ｍＯ１は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）を介して入力端子３１６ｍＩ１に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ２は入力ピン３１２Ｐ３ｍを介して入力端子３１６ｍＩ３に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ３は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ＋１）を介して入力端子３１６ｍＩ４に電気的に接続されることに留意されたい。
【００９５】
引き続き図１２を参照すると、スイッチング部分３１６ｍは、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、これらのスイッチング素子の開放に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に印加し、このスイッチング素子の閉鎖に好適な制御電圧Ｖ３３１ｍをスイッチング素子３３１ｍの制御端子に印加することによって監視される。したがって、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間に出力される。ＭＵＸ１８（図１１に示す）は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍのフィルタリングされた電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって電力セル２４ｍにまたがる電圧を観察または監視する。
【００９６】
サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、これらのスイッチング素子の開放に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に印加し、このスイッチング素子の閉鎖に好適な制御電圧Ｖ３３１Ｖｍをスイッチング素子３３１ｍの制御端子に印加することによってサンプリングして記憶または保持することが可能である。キャパシタ３３６ｍは、電力セル２４ｍにまたがる電圧に実質的に等しい電圧に充電される、すなわち、キャパシタ３３６ｍは電力セル２４ｍの電圧をサンプリングする。
【００９７】
電力セル２４ｍの電圧をサンプリングした後、スイッチング素子３３１ｍをオープンするのに適した制御電圧Ｖ３３１ｍがスイッチング素子３３１ｍの制御端子に印加されるが、スイッチング素子３３１ｍを開放構成に維持するのに適切な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍは、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に維持される。したがって、キャパシタ３３６ｍに現れるサンプリングされた電圧が保持されて、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間に現れる。ＭＵＸ１８は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間の電圧をＡＤＣ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍのサンプルアンドホールド電圧を表すサンプリングされた電圧が、ＡＤＣ２０に伝達される。
【００９８】
平衡化動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの閉鎖に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に印加することによって平衡化することが可能である。したがって、インピーダンス素子３３４ｍ、スイッチング素子３２６ｍ、スイッチング素子３２８ｍおよびインピーダンス素子３３４（ｍ＋１）を通過する平衡化電流によって、電力セル２４ｍが放電される。図３のスイッチング素子２６ｍおよび２８ｍと同様に、スイッチング素子３２６ｍは平衡化スイッチング素子または平衡化スイッチと呼ばれ、スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチング素子またはサンプリングスイッチと呼ばれ得る。
【００９９】
スイッチング素子３２８ｍはオプション素子であり、スイッチング素子３２８ｍが存在しない実施形態によれば、出力端子３１６ｍＯ２は出力端子３１６ｍＯ４に短絡されることに留意されたい。
【０１００】
図１３は、図１１を参照して説明したように制御モジュール３１２およびフィルタ回路３２２を備え、図１２を参照して説明したフィルタ回路３２２およびインタフェース回路３１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御回路３５０のブロック図である。図１１の実施形態と同様に、図１３に示すインタフェースネットワーク３１６のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎは、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍは、図１２を参照して説明されるように、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられる。例えば、スイッチングネットワーク３１６１はスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、１で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６２はスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、２で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６ｎはスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、ｎで置き換えられる。
【０１０１】
制御回路３５０はバッテリ装置２４に接続される。上述したように、制御モジュール３１２は、制御モジュール３１２の入力部に結合されるか、または代替的に、制御モジュール３１２の入力部として機能する入力端子と、ＡＤＣ２０に接続される出力部を有するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８の入力部に結合される出力端子と、を有するインタフェースネットワーク３１６を含む。
【０１０２】
スイッチングネットワーク３１６１は、スイッチング素子３２６１、３２８１および３３１１を備えるが、ここで、各スイッチング素子３２６１、３２８１および３３１１は、制御端子および１対の導電端子を含む。より具体的には、スイッチング素子３２６１は、制御端子３２６１、１、導電端子３２６１、２および導電端子３２６１、３を有する。導電端子３２６１、２は端子３１６１Ｉ１および３１６１Ｏ１に接続され得るか、または代替的に、端子３１６１Ｉ１および３１６１Ｏ１は入／出力端子を形成し得る。スイッチング素子３２８１は、制御端子３２８１、１、導電端子３２８１、２および導電端子３２８１、３を有する。導電端子３２８１、２は、導電端子３２６１、３と、端子３１６１Ｉ２および３１６１Ｏ２と、に接続される。導電端子３２８１、３は、入力端子３１６ＣＩ１および出力端子３１６ＣＯ１に接続される。導電端子３２８１、３は、端子３１６ＣＩ１および３１６ＣＯ１に接続され得るか、または代替的に、端子３１６ＣＩ１および３１６ｃＯ１が入／出力端子を形成し得る。導電端子３３１１、２は、入力端子３１６１Ｉ３および出力端子３１６ｍＯ３に接続される。端子３２６１、１、３２８１、１および３３１１、１は、それぞれ、図１１の端子３１６１Ｉ５、３１６１Ｉ６および３１６１Ｉ７に対応することに留意されたい。
【０１０３】
スイッチングネットワーク３１６２は、スイッチング素子３２６２、３２８２および３３１２を備えるが、ここで、各スイッチング素子３２６２、３２８２、および３３１２は、制御端子および１対の導電端子を含む。より具体的には、スイッチング素子３２６２は、制御端子３２６２、１、導電端子３２６２、２、および導電端子３２６２、３を有する。導電端子３２６２、２は端子３１６ＣＩ１および３１６ＣＯ１に接続され得るか、または代替的に、端子３１６ＣＩ１および３１６ＣＯ１は入／出力端子を形成し得る。スイッチング素子３２８２は、制御端子３２８２、１、導電端子３２８２、２および導電端子３２８２、３を有する。導電端子３２８２、２は、導電端子３２６２、３と、端子３１６２Ｉ２および３１６２Ｏ２と、に接続される。導電端子３３１２、２は、入力端子３１６２Ｉ３および出力端子３１６２Ｏ３に接続される。導電端子３２８２、３および３３１２、３は、以下に説明するスイッチングネットワーク３１６ｎに接続される。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、スイッチングネットワーク３１６１とスイッチングネットワーク３１６２との間に存在するように、スイッチングネットワーク３１６２とスイッチングネットワーク３１６２に接続されたスイッチング部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、スイッチングネットワーク３１６２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１０４】
スイッチング部分３１６ｎは、スイッチング素子３２６ｎ、３２８ｎおよび３３１ｎを備えるが、ここで、各スイッチング素子３２６ｎ、３２８ｎ、および３３１ｎは、制御端子および１対の導電端子を含む。より具体的には、スイッチング素子３２６ｎは、制御端子３２６ｎ、１、導電端子３２６ｎ、２、および導電端子３２６ｎ、３を有する。導電端子３２６ｎ、２は、端子３１６ＣＩ（ｎ−１）および３１６ＣＯ（ｎ−１）に接続され、または代替的に、端子３１６ＣＩ（ｎ−１）および３１６ＣＯ（ｎ−１）は入／出力端子を形成し得る。スイッチング素子３２８ｎは、制御端子３２８ｎ、１、導電端子３２８ｎ、２および導電端子３２８ｎ、３を有する。導電端子３２８ｎ、２は、導電端子３２６ｎ、３と、端子３１６ｎＩ２および３１６ｎＯ２とに接続される。導電端子３２８ｎ、３は、入力端子３１６ｎＩ４および出力端子３１６ｎＯ４に接続される。導電端子３２８ｎ、３は、端子３１６ｎＩ４および３１６ｎＯ４に接続されるか、または代替的に、端子３１６ｎＩ４および３１６ｎＯ４が入／出力端子を形成し得る。導電端子３３１ｎ、２は、入力端子３１６ｎＩ３および出力端子３１６ｎＯ３に接続され、導電端子３３１ｎ、３は、入力端子３１６ｎＩ４および出力端子３１６ｎＯ４に接続される。
【０１０５】
フィルタ３２２は複数のフィルタ部分３２２１、３２２２、・・・、３２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎに接続される入力端子と、スイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎの対応する入力端子に接続される出力端子と、を含む。フィルタ部分３２２１は、入力端子３２２１Ｉ１および３２２ＣＩ1と、出力端子３２２１Ｏ１、３２２１Ｏ２および３２２ＣＯ１と、を有し、フィルタ部分３２２２は、入力端子３２２ＣＩ１および３２２ＣＩ２と、出力端子３２２ＣＯ１、３２２２Ｏ２および３２２ＣＯ２と、を有し、フィルタ部分３２２ｎは、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）および３２２ｎＩ２と、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）、３２２ｎＯ２および３２２ｎＯ３と、を有する。
【０１０６】
入力端子３２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正極に接続され、入力端子３２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）は電力セル２４ｎの正極に接続され、入力端子３２２ｎＩ２は電力セル２４ｎの負極に接続される。
【０１０７】
フィルタ部分３２２１は、インピーダンス素子３３４１および３３４２と、エネルギー貯蔵素子３３６１と、を備える。より具体的には、出力端子３２２１Ｏ１は、インピーダンス素子３３４１を介して入力端子３２２１Ｉ１に、エネルギー貯蔵素子３３６１を介して出力端子３２２１Ｏ２に接続される。入力端子３２２ＣＩ１は、インピーダンス素子３３４２を介して出力端子３２２ＣＯ１に接続される。インピーダンス素子３３４２はフィルタ部分３２２１および３２２２に対して共通であることに留意されたい。例えば、インピーダンス素子３３４１および３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６１はキャパシタである。
【０１０８】
フィルタ部分３２２２は、インピーダンス素子３３４２およびキャパシタ３３６２を備える。より具体的には、出力端子３２２ＣＯ１は、インピーダンス素子３３４２を介して入力端子３２２ＣＩ１に、エネルギー貯蔵素子３３６２を介して出力端子３２２２Ｏ２に接続される。例えば、インピーダンス素子３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６２はキャパシタである。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分３２２１とフィルタ部分３２２２との間に存在するように、フィルタ部分３２２２と、フィルタ部分３２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分３２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１０９】
フィルタ部分３２２ｎは、レジスタ３３４ｎおよび３３４（ｎ＋１）と、エネルギー貯蔵素子３３６ｎと、を備える。より具体的には、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）は、インピーダンス素子３３４ｎを介して入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に、エネルギー貯蔵素子３３６ｎを介して出力端子３２２ｎＯ２に接続される。入力端子３２２ｎＩ２は、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）を介して出力端子３２２ｎＯ３に接続される。例えば、インピーダンス素子３３４ｎおよび３３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｎはキャパシタである。
【０１１０】
引き続き図１３を参照すると、インタフェースネットワーク３１６は、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。インタフェース回路３１６の動作モードは、図１２を参照して説明されている。
【０１１１】
スイッチング素子３２８１、３２８２、・・・、３２８ｎはオプション素子であり、スイッチング素子３２８１、３２８２、・・・、３２８ｎが存在しない実施形態によれば、それぞれ、出力端子３１６１Ｏ２が出力端子３１６１Ｏ４に短絡され、出力端子３１６２Ｏ２が出力端子３１６２Ｏ４に短絡され、出力端子３１６ｎＯ２が出力端子３１６ｎＯ４に短絡されることに留意されたい。
【０１１２】
図１４は、本発明の別の実施形態による、フィルタ部分３２２mを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１２および１３を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図１１および１５のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎが、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク３１６１はスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、１で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６２はスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、２で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６ｎはスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、ｎで置き換えられる。図１４のスイッチング部分３１６ｍは図１２のスイッチング部分３１６ｍに類似しているが、キャパシタ３３６ｍの端子のうちの１つが入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）に接続されていない点だけが異なる。したがって、キャパシタ３３６ｍは、一方の端子は入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続されているが、他方の端子は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）には接続されない。図１２を参照して検討したように、スイッチング素子３２６ｍは平衡化スイッチング素子と呼ばれ、スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチング素子と呼ばれ得る。
【０１１３】
スイッチング素子３２８mはオプション素子であり、スイッチング素子３２８mが存在しない実施形態によれば、出力端子３１６ｍＯ２は出力端子３１６ｍＯ４に短絡される。
【０１１４】
図１５は、図１１を参照して説明したように制御モジュール３１２およびフィルタ回路３２２を備え、図１４を参照して説明したフィルタ回路３２２およびインタフェース回路３１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御モジュール４００のブロック図である。図１５の実施形態はまた、図１５で入力ピン３１２Ｐ２、３１２Ｐ５および３１２Ｐ（３ｎ−１）がフローティング状態に置かれている点が図１１の実施形態と異なることに留意されたい。制御モジュール４００はバッテリ装置２４に接続される。上述したように、制御モジュール３１２は、制御モジュール３１２の入力部に接続されるか、または代替的に、制御モジュール３１２の入力部として機能する入力端子と、ＡＤＣ２０に接続される出力部を有するＭＵＸ１８の入力部に接続される出力端子と、を有するインタフェースネットワーク３１６を含む。インタフェース回路３１６は、スイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎおよびスイッチング素子３２６Ａから成る。スイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎは、図１３を参照して説明した。
【０１１５】
スイッチング素子３２６Ａは、制御信号Ｖ３２６Ａを受信するように結合された制御端子３２６Ａ１、導電端子３２６Ａ２および導電端子３２６Ａ３を有する。制御端子３２６Ａ１は入力端子３１６Ａ１として機能し得る。導電端子３２６Ａ２は、導電端子３１６ＡＩ１および出力端子３１６ＡＯ１に接続される。導電端子３２６Ａ３は、入力端子３１６１Ｉ１、出力端子３１６１Ｏ１および導電端子３２６１、２に接続される。
【０１１６】
出力端子３１６１Ｏ１、３１６１Ｏ２、３１６１Ｏ３、３１６ＣＯ１、３１６２Ｏ２、３１６２Ｏ３、・・・、３１６ＣＯ（ｎ−１）、３１６ｎＯ２、３１６ｎＯ３、３１６ｎＯ４および３１６ＡＯ１は、ＭＵＸ１８の対応する入力端子に接続される。
【０１１７】
フィルタ３２２は複数のフィルタ部分３２２１、３２２２、・・・、３２２ｎから成り、ここで、各フィルタ部分は、電力貯蔵装置２４の対応する電力セル２４１、２４２、・・・、２４ｎに接続される入力端子と、スイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎの対応する入力端子に接続された出力端子と、を含む。フィルタ部分３２２１は、入力端子３２２１Ｉ１および３２２ＣＩ１と、出力端子３２２１Ｏ１、３２２１Ｏ２および３２２ＣＯ１と、を有し、フィルタ部分３２２２は、入力端子３２２ＣＩ１および３２２ＣＩ２と、出力端子３２２ＣＯ１、３２２２Ｏ２および３２２ＣＯ２と、を有し、フィルタ部分３２２ｎは、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）および３２２ｎＩ２と、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）、３２２ｎＯ２および３２２ｎＯ３と、を有する。
【０１１８】
入力端子３２２１Ｉ１は、電力セル２４１の正極に接続され、入力端子３２２ＣＩ１は、それぞれ、電力セル２４１および２４２の負極および正極に接続される。入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）は電力セル２４ｎの正極に接続され、入力端子３２２ｎＩ２は、電力セル２４ｎの負極に接続される。
【０１１９】
フィルタ部分３２２１は、インピーダンス素子３３４１および３３４２と、エネルギー貯蔵素子３３６１と、を備えるが、ここで、エネルギー貯蔵素子３３６１は、入力ピン３１２ＰＡに接続された端子と、入力ピン３１２Ｐ３に接続された端子と、を有する。出力端子３２２１Ｏ１は入力ピン３１２Ｐ１に接続される。入力端子３２２ＣＩ１は、インピーダンス素子３３４２を介して出力端子３２２ＣＯ１に接続され、出力端子３２２ＣＯ１は入力ピン３１２Ｐ４に接続される。インピーダンス素子３３４２はフィルタ部分３２２１および３２２２に対して共通であることに留意されたい。例えば、インピーダンス素子３３４１および３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６１はキャパシタである。
【０１２０】
フィルタ部分３２２２は、インピーダンス素子３３４２およびエネルギー貯蔵素子３３６２を備える。出力端子３２２ＣＯ１は、入力ピン３１２Ｐ４に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６２の１つの端子は入力ピン３１２Ｐ３に接続され、キャパシタ３３６２の他方の端子は入力ピン３１２Ｐ６に接続される。例えば、インピーダンス素子３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６２はキャパシタである。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分３２２１とフィルタ部分３２２２との間に存在するように、フィルタ部分３２２２と、フィルタ部分３２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、フィルタ部分３２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１２１】
フィルタ部分３２２ｎは、インピーダンス素子３３４ｎおよび３３４（ｎ＋１）と、エネルギー貯蔵素子３３６ｎと、を備える。出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）は、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−２）に接続される。入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）は、インピーダンス素子３３４ｎを介して出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）に接続される。入力端子３２２ｎＩ２は、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）を介して出力端子３２２ｎＯ３に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｎの１つの端子は入力ピン３１２Ｐ６に接続され、エネルギー貯蔵素子３３６ｎの他方の端子は入力ピン３１２Ｐ３ｎに接続される。例えば、インピーダンス素子３３４ｎおよび３３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｎはキャパシタである。
【０１２２】
別の実施形態によれば、セルの極性は、これらのセルが図に示す反対の極性となるように切り替えられる。
【０１２３】
引き続き図１５を参照すると、スイッチングネットワーク３１６１、・・・、３１６ｎは、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび内部平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。既に検討したように、動作モードは、スイッチング素子３２６Ａ、３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎおよび３３１１、・・・、３３１ｎの状態に従って、すなわち、これらのスイッチング素子がオープンされクローズされオープンまたはクローズされる組み合わせに従って選択し得る。
【０１２４】
フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎおよび３２８１、・・・、３２８ｎがオープンされるように構成し、スイッチング素子３３１１、・・・、３３１ｎおよび３２６Ａがクローズされるように構成することによって監視される。例えば、電力セル２４１にまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子３１６ＡＯ１および３１６1Ｏ３の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４１のフィルタリングされた電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって、電力セル２４１にまたがる電圧が観察または監視される。同様に、電力セル２４２にまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子３１６１Ｏ３および３１６２Ｏ３の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４２のフィルタリングされた電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって、電力セル２４２にまたがる電圧が観察または監視される。電力セル２４ｎにまたがる電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子３１６（ｎ−１）Ｏ３および３１６ｎＯ３の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。このように、電力セル２４ｎのフィルタリングされた電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって、電力セル２４ｎにまたがる電圧が観察または監視される。
【０１２５】
微分サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、スイッチング素子３２６Ａ、３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎ、および３３１１、・・・、３３１ｎの制御端子に、それぞれ、適当な制御電圧Ｖ３２６Ａ、Ｖ３２６１、・・・、Ｖ３２６ｎ、Ｖ３２８１、・・・、Ｖ３２８ｎ、およびＶ３３１１、・・・、Ｖ３３１ｎを印加することによってサンプリングならびに記憶もしくは保持することが可能である。サンプリングするために、スイッチング素子は、フィルタリング継続観察モードを可能とするように構成される。このようなスイッチ構成に応答して、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧に実質的に等しい電圧まで充電される、すなわち、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎの電圧をサンプリングする。キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、フィルタとして機能し、サンプリングされた信号をフィルタリングする。スイッチング素子３２６Ａおよび３３１１、・・・、３３１ｎのオン抵抗（Ｒｄｓｏｎ）は、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎの両端子と直列になっており、これによって、同相雑音に付きものの問題が軽減される。
【０１２６】
電力セル２４１、・・・、２４ｎの電圧をサンプリングした後、情報は、これらスイッチング素子の開放に好適な制御信号Ｖ３２６ＡおよびＶ３３１１、・・・、Ｖ３３１ｎを、それぞれ、スイッチング素子３２６Ａおよび３３１１、・・・、３３１ｎの制御端子に印加することによってキャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎ上に保持される。スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎは、開放状態にとどまる、すなわち、フィルタリング継続観察モードのときと同じ状態を保つ。このスイッチング素子構成に応答して、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎのスタックから隔離され、これによって、電力セル２４１、・・・、２４ｎ上に出力された電圧が保持される。
【０１２７】
電力セル２４１の電圧を表すサンプリングされた電圧は、ＭＵＸ１８の、出力端子３１６ＡＯ１および３１６１Ｏ３の電圧をＡＤコンバータ２０に伝達する構成に応答して監視することが可能である。ＭＵＸ１８の、出力端子３１６１Ｏ３および３１６２Ｏ３の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して、電力セル２４２の電圧を表すサンプリングされた電圧がＡＤＣ２０に伝達される。ＭＵＸ１８の、出力端子３１６（ｎ−１）Ｏ３および３１６ｎＯ３の電圧をＡＤＣ２０に伝達する構成に応答して、電力セル２４ｎの電圧を表すサンプリングされた電圧がＡＤＣ２０に伝達される。
【０１２８】
内部平衡化動作モードでは、スイッチング素子３３１１、・・・、３３１ｎおよび３６２Ａはオープンされたりクローズされたりするが、一方、電力セル２４１、・・・、２４ｎは、図６とスイッチング素子２６１、・・・、２６ｎおよび２８１、・・・、２８ｎを参照してした場合と同様にスイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎおよび３２８１、・・・、３２８ｎを用いて平衡化される。
【０１２９】
スイッチング素子３２８１、３２８２、・・・、３２８ｎはオプション素子であり、スイッチング素子３２８１、３２８２、・・・、３２８ｎが存在しない実施形態によれば、それぞれ、出力端子３１６１Ｏ２が出力端子３１６１Ｏ４に短絡され、出力端子３１６２Ｏ２が出力端子３１６２Ｏ４に短絡され、出力端子３１６ｎＯ２が出力端子３１６ｎＯ４に短絡されることに留意されたい。
【０１３０】
図１６は、本発明の別の実施形態による、フィルタ部分３２２を介して電力セル２４に接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図１３、１５および１７のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎが、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチングネットワーク３１６１はスイッチング部分３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、１で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６２はスイッチング素子３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、２で置き換えられ、スイッチングネットワーク３１６ｎはスイッチング素子３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、ｎで置き換えられる。
【０１３１】
スイッチング部分３１６ｍを図１２を参照して説明した。例えば、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍは単純なトランジスタプリドライバを形成するが、いずれかの極性を持つ外部平衡化素子を駆動することが可能な他のなんらかのプリドライバ回路で置き換えることが可能である。
【０１３２】
図１６のフィルタ部分３２２ｍは、図１２を参照して説明したフィルタ部分に類似しているが、平衡化素子３３０ｍが平均化素子３３０ｍおよび３３２ｍを含む点だけが異なる。平均化素子３３０ｍは、ＮＰＮバイポーラトランジスタ、ＰＮＰバイポーラトランジスタ、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ等で有り得る。例えば、平衡化素子３３０ｍおよび３３２ｍは、それぞれ、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタおよびレジスタである。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３３０ｍは、レジスタ３３２ｍを介して入力端子３２２ｍＩ１に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ｍＩ２に接続されるソース端子と、入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に接続される出力端子３２２ｍＯ２として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ｍＯ２に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２ｍＯ１は、インピーダンス素子３３４ｍを介して入力端子３２２ｍＩ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｍは、入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）に接続された端子と、入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続された端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４ｍおよび３３４（ｍ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｍはキャパシタである。レジスタ３３２ｍおよび３３４ｍは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ｍＩ１に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ｍＩ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２ｍの他方の端子はトランジスタ３３０ｍのドレイン端子に接続され、レジスタ３３４ｍの他方の端子はキャパシタ３３６ｍの端子に接続されて、出力端子３２２ｍＯ１として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ｍＯ１に接続される結節を形成する。上述したように、キャパシタ３３６ｍの他方の端子は出力ピン３１２Ｐ３ｍに接続される。レジスタ３３４（ｍ＋１）は、トランジスタ３３０ｍのソース端子に接続されて、入力端子３２２ｍＩ２に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ｍＩ２として機能し得る結節を形成する端子を有し、そして、入力端子として機能し得るか、または代替的に、入力端子３２２ｍＯ４に接続される端子をも有する。
【０１３３】
電力セル２４ｍは、フィルタ部分３２２ｍの入力端子３２２ｍＩ１に接続された正極と、フィルタ部分３２２ｍの入力端子３２２ｍＩ２に接続された負極と、を有するバッテリセルを備える。
【０１３４】
出力端子３２２ｍＯ１は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ２は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ４は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ＋１）に電気的に接続されることに留意されたい。
【０１３５】
引き続き図１６を参照すると、スイッチング部分３１６ｍは、フィルタリング継続監視もしくは観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、このスイッチング素子の開放に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍをスイッチング素子３２６ｍの制御端子に印加し、これらのスイッチング素子の閉鎖に好適な制御電圧Ｖ３２８ｍおよびＶ３３１ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２８ｍおよび３３１ｍの制御端子に印加することによって監視される。したがって、電源セル２４ｍのフィルタリングされた電圧は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間に現れる。ＭＵＸ１８（図１１に図示する）は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間の電圧をＡＤＣ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍの電圧を表す電圧がＡＤＣ２０に伝達され、これによって、電力セル２４ｍにまたがる電圧が観察または監視される。
【０１３６】
サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、このスイッチング素子の開放に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍをスイッチング素子３２６ｍの制御端子に印加し、これらのスイッチング素子の閉鎖に好適な制御電圧Ｖ３２８ｍおよびＶ３３１ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２８ｍおよび３３１ｍの制御端子に印加することによってサンプリングならびに記憶もしくは保持される。キャパシタ３３６ｍは、電力セル２４ｍにまたがる電圧に実質的に等しい電圧にまで充電される、すなわち、ャパシタ３３６ｍは電力セル２４ｍの電圧をサンプリングする。
【０１３７】
電力セル２４ｍの電圧をサンプリングした後、スイッチング素子３３１ｍの開放に好適な制御電圧Ｖ３３１ｍがスイッチング素子３３１ｍの制御端子に印加される一方で、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍを、それぞれ、開放構成および閉鎖構成で維持するのに好適な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍは、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に維持される。したがって、キャパシタ３３６ｍに現れるサンプリングされた電圧が保持されて、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間に現れる。ＭＵＸ１８は、出力端子３１６ｍＯ１と３１６ｍＯ３間の電圧をＡＤＣ２０に伝達するように構成される。したがって、電力セル２４ｍのサンプルアンドホールド電圧を表す電圧が、ＡＤＣ２０に伝達される。
【０１３８】
平衡化動作モードでは、電力セル２４ｍにまたがる電圧は、スイッチング素子３２６ｍの閉鎖およびスイッチング素子３２８ｍの開放に好適な制御電圧Ｖ３２６ｍおよびＶ３２８ｍを、それぞれ、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍの制御端子に印加することによって平衡化することが可能である。したがって、インピーダンス素子３３２ｍおよびトランジスタ３３０ｍを通過する平衡化電流によって、電力セル２４ｍが放電される。図１２を参照して検討したように、スイッチング素子３２６ｍは平衡化スイッチング素子またはスイッチング素子と呼ばれ、スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチング素子と呼ばれ得る。
【０１３９】
図１７は、図１１および１６を参照して説明したように制御モジュール３１２およびフィルタ回路３２２を備え、図１６を参照して説明したフィルタ回路３２２およびインタフェース回路３１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび制御回路４５０のブロック図である。制御モジュール４５０はバッテリ装置２４に接続される。制御モジュール４５０は、制御モジュール３５０に類似しているが、制御モジュール４５０が平衡化構造体３３０１、３３０２、・・・、３３０ｎおよび平衡化構造体３３２１、３３２２、・・・、３３２ｎを含む点だけが異なる。より具体的に、また、図１３を参照して説明した制御モジュール３５０の説明に続いて、トランジスタ３３０１は、レジスタ３３２１を介して入力端子３２２１Ｉ１に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ＣＩ１に接続されるソース端子と、入力ピン３１２Ｐ２に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２１Ｏ１は、インピーダンス素子３３４１を介して入力端子３２２1Ｉ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６１は、入力ピン３１２Ｐ1に接続される端子と、入力ピン３１２Ｐ３に接続される端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４１および３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６１はキャパシタである。レジスタ３３２１および３３４１は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２１Ｉ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２１Ｉ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２１の他方の端子はトランジスタ３３０１のドレイン端子に接続され、レジスタ３３４１の他方の端子はキャパシタ３３６１の端子に接続されて、出力端子３２２１Ｏ１として機能するか、または代替的に、出力端子３２２１Ｏ１に接続され得る結節を形成する。レジスタ３３４２は、トランジスタ３３０１のソース端子に接続されて、入力端子３２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１として機能し得る結節を形成する端子と、出力端子３２２ＣＯ１として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ１に接続され得る端子と、を有する。
【０１４０】
トランジスタ３３０２は、レジスタ３３２２を介して入力端子３２２ＣＩ１に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるソース端子と、入力ピン３１２Ｐ５に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２ＣＯ１は、インピーダンス素子３３４２を介して入力端子３２２ＣＩ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６２は、入力ピン３１２Ｐ４に接続された端子と、入力ピン３１２Ｐ６に接続された端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４２および３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６２はキャパシタである。レジスタ３３２２および３３４２は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２２の他方の端子はトランジスタ３３０２のドレイン端子に接続され、レジスタ３３４２の他方の端子はキャパシタ３３６２の端子に接続されて、出力端子３２２ＣＯ１として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ１に接続され得る結節を形成する。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分３２２１とフィルタ部分３２２２との間に存在するように、フィルタ部分３２２２と、フィルタ部分３２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、スイッチングネットワーク３２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１４１】
トランジスタ３３０ｎは、レジスタ３３２ｎを介して入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ｎＩ２に接続されるソース端子と、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−１）に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２ｎＯ４は、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）を介して入力端子３２２ｎＩ２に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｎは、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−２）に接続される端子と、入力ピン３１２Ｐ３ｎに接続される端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｎはキャパシタである。レジスタ３３２ｎおよび３３４ｎは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）を形成する結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２ｎの他方の端子はトランジスタ３３０ｎのドレイン端子に接続され、レジスタ３３４ｎの他方の端子はキャパシタ３３６ｎの端子に接続されて、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）に接続される結節を形成する。レジスタ３３４（ｎ＋１）は、トランジスタ３３０ｎのソース端子に接続されて、入力端子３２２ｎＩ２に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ｎＩ２として機能する結節を形成する端子と、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続され得る出力端子３２２ｎＯ４として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ｎＯ４に接続され得る端子と、を有する。
【０１４２】
引き続き図１７を参照すると、スイッチング部分３１６１、・・・、３１６ｎは、フィルタリング継続観察モード、サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。図１６を参照して検討したように、動作モードは、スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎおよび３３１１、・・・、３３１ｎの状態に従って、すなわち、これらのスイッチング素子がオープンされクローズされオープンまたはクローズされる組み合わせに従って選択し得る。
【０１４３】
図１８は、本発明の別の実施形態による、フィルタ部分３２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図１１のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎが、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチング素子３１６１はスイッチング素子３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、１で置き換えられ、スイッチング素子３１６２はスイッチング素子３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、２で置き換えられ、スイッチング素子３１６ｎはスイッチング素子３１６ｍに対応し、ここで、ｍは、ｎで置き換えられる。図１８のスイッチング部分３１６ｍは図１６のスイッチング部分３１６ｍに類似しているが、キャパシタ３３６ｍの端子のうちの１つが入力ピン３１２Ｐ１に接続されていない点だけが異なる。したがって、キャパシタ３３６ｍは、一方の端子は入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続されているが、他方の端子は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）には接続されない。図１２を参照して検討したように、スイッチング素子３２６ｍは平衡化スイッチング素子と呼ばれ、スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチング素子と呼ばれ得る。
【０１４４】
図１９は、図１１および１７を参照して説明したように制御モジュール３１２およびフィルタ回路３２２を備え、図１８を参照して説明したフィルタ回路３２２およびインタフェース回路３１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび回路モジュール５００のブロック図である。制御モジュール５００はバッテリ装置２４に接続される。制御モジュール５００は制御モジュール４００に類似しているが、制御モジュール５００が平衡化構造体３３０１、３３０２、・・・、３３０ｎおよび平衡化構造体３３２１、３３２２、・・・、３３２ｎを含む点だけが異なる。より具体的に、また、図１５を参照して説明した制御モジュール４００の説明に続いて、トランジスタ３３０１は、レジスタ３３２１を介して入力端子３２２１Ｉ１に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ＣＩ１に接続されるソース端子と、入力ピン３１２Ｐ２に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２１Ｏ１は、インピーダンス素子３３４１を介して入力端子３２２１Ｉ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６１は、入力ピン３１２ＰＡに接続される端子と、入力ピン３１２Ｐ３に接続される端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４１および３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６１はキャパシタである。レジスタ３３２１および３３４１は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２１Ｉ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２１Ｉ１を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２１の他方の端子はトランジスタ３３０１のドレイン端子に接続され、レジスタ３３４１の他方の端子は、出力端子３２２１Ｏ１を介して入力ピン３１２Ｐ１に接続される。レジスタ３３４２は、トランジスタ３３０１のソース端子に接続されて、入力端子３２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１として機能し得る結節を形成する端子と、入力ピン３１２Ｐ４に接続され得る出力端子３２２ＣＯ１として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ１に接続され得る端子と、を有する。
【０１４５】
トランジスタ３３０２は、レジスタ３３２２を介して入力端子３２２ＣＩ１に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるソース端子と、出力端子３２２２Ｏ２を介して入力ピン３１２Ｐ５に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２ＣＯ１は、インピーダンス素子３３４２を介して入力端子３２２ＣＩ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６２は、入力ピン３１２Ｐ３に接続された端子と、入力ピン３１２Ｐ６に接続された端子と、を有する。例えば、インピーダンス素子３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６２はキャパシタである。レジスタ３３２２および３３４２は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２２の他方の端子はトランジスタ３３０２のドレイン端子に接続され、レジスタ３３４２の他方の端子は、出力端子３２２ＣＯ１を介して入力ピン３１２Ｐ４に接続される。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分３２２１とフィルタ部分３２２２との間に存在するように、フィルタ部分３２２２と、フィルタ部分３２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、スイッチングネットワーク３２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１４６】
トランジスタ３３０ｎは、レジスタ３３２ｎを介して入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続されるドレイン端子と、入力端子３２２ｎＩ２に接続されるソース端子と、出力端子３２２ｎＯ２を介して入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−１）に接続されるゲート端子と、を有する。出力端子３２２ｎＯ４は、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）を介して入力端子３２２ｎＩ２に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｎは、入力ピン３１２Ｐ３ｎに接続された端子を有する。例えば、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｎはキャパシタである。レジスタ３３２ｎおよび３３４ｎは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２ｎの他方の端子はトランジスタ３３０ｎのドレイン端子に接続され、レジスタ３３４ｎの他方の端子は、出力端子３２２ＣＯ（ｎ−１）を介して入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−２）に接続される。レジスタ３３４（ｎ＋１）は、トランジスタ３３０ｎのソース端子に接続されて、入力端子３２２ｎＩ２に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ｎＩ２として機能する結節を形成する端子と、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続される出力端子３２２ｎＯ４として機能し得るか、または代替的に、入力端子３２２ｎＯ４に接続され得る端子と、を有する。
【０１４７】
別の実施形態によれば、セルの極性は、これらのセルが図に示す反対の極性となるように切り替えられる。あるいは、ｎチャネルトランジスタをｐチャネルトランジスタと置き換えることが可能である。
【０１４８】
引き続き図１９を参照すると、スイッチングネットワーク３１６１、・・・、３１６ｎは、フィルタリング継続観察モード、微分サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。既に検討したように、動作モードは、スイッチング素子３２６Ａ、３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎおよび３３１１、・・・、３３１ｎの状態に従って、すなわち、これらのスイッチング素子がオープンされクローズされオープンまたはクローズされる組み合わせに従って選択し得る。
【０１４９】
フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎがオープンされるように構成し、スイッチング素子３２８１、・・・、３２８ｎ、３３１１、・・・、３３１ｎおよび３２６Ａがクローズされるように構成することによって監視される。電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧は、図１５を参照して説明したのと類似した技法を用いてＭＵＸ１８を構成することによって、ＡＤＣ２０によって監視することが可能である。
【０１５０】
微分サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧は、適当な制御電圧Ｖ３２６Ａ、Ｖ３２６１、・・・、Ｖ３２６ｎ、Ｖ３２８１、・・・、Ｖ３２８ｎおよびＶ３３１１、・・・、Ｖ３３１ｎを、それぞれ、スイッチング素子３２６Ａ、３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎおよび３３１１、・・・、３３１ｎの制御端子に印加することによってサンプリングならびに記憶もしくは保持することが可能である。サンプリングするために、スイッチング素子は、フィルタリング継続観察モードを可能とするように構成される。このようなスイッチング素子構成に応答して、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧に実質的に等しい電圧まで充電される、すなわち、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎの電圧をサンプリングする。キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、フィルタとして機能し、サンプリングされた信号をフィルタリングする。スイッチング素子３２６Ａおよび３３１１、・・・、３３１ｎのオン抵抗（Ｒｄｓｏｎ）は、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎの両端子と直列になっており、これによって、同相雑音に付きものの問題が軽減される。
【０１５１】
電力セル２４１、・・・、２４ｎの電圧をサンプリングした後、情報は、これらスイッチング素子の開放に好適な制御信号Ｖ３２６ＡおよびＶ３３１１、・・・、Ｖ３３１ｎを、それぞれ、スイッチング素子３２６Ａおよび３３１１、・・・、３３１ｎの制御端子に印加することによってキャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎ上に保持される。スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎおよび３２８１、・・・、３２８ｎは状態を変化させない、すなわち、フィルタリング継続観察モードのときと同じ状態を保つ。このスイッチング素子構成に応答して、キャパシタ３３６１、・・・、３３６ｎは、電力セル２４１、・・・、２４ｎのスタックから隔離され、これによって、電力セル２４１、・・・、２４ｎ上に出力された電圧が保持される。
【０１５２】
電力セル２４１、・・・、２４ｎのサンプルアンドホールドされた電圧は、図１５を参照して説明したのと同じような方法でＭＵＸ１８を構成することによってＡＤＣ２０によって監視することが可能である。
【０１５３】
平衡化動作モードでは、スイッチング素子３３１１、・・・、３３１ｎおよび３６２Ａはオープンされたりクローズされたりするが、一方、電力セル２４１、・・・、２４ｎは、図１６および１７を参照して説明したのと類似の技法を用いて平衡化される。
【０１５４】
図２０は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分３２２を介して電力セル２４に接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図２１のスイッチングネットワーク３１６１、３１６２、・・・、３１６ｎが、スイッチング部分３１６ｍから成り、変数ｍが、整数１、２、・・・、ｎを表すために用いられることに留意されたい。例えば、スイッチング素子３１６１はスイッチング素子３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、１に置き換えられ、スイッチング素子３１６２はスイッチング素子３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、２に置き換えられ、スイッチング素子３１６ｎはスイッチング素子３１６ｍに対応するが、ここで、ｍは、ｎに置き換えられる。
【０１５５】
スイッチング部分３１６ｍを図１２を参照して説明した。スイッチング素子３２６ｍは、図１２に示す実施形態のような平衡化レジスタ３３２ｍが存在しない実施形態で平衡化のために用いられるオプション回路素子である。
【０１５６】
フィルタ部分３２２ｍは、図１４を参照して説明したフィルタ部分に類似しているが、平衡化素子３３２ｍを含む点だけが異なる。出力端子３２２ｍＯ１は、インピーダンス素子３３４ｍを介して入力端子３２２ｍＩ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｍは、入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続された端子を有する。例えば、平衡化素子３３２ｍおよび３３４ｍと３３４（ｍ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｍはキャパシタである。レジスタ３３２ｍおよび３３４ｍは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ｍＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ｍＩ１を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２ｍの他方の端子は、出力端子３２２ｍＯ２を介して入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に接続される。キャパシタ３３６ｍの一方の端子は、入力ピン３１２Ｐ３ｍに接続される出力端子３２２ｍＯ３に接続され得るか、または代替的に、出力端子３２２ｍＯ３として機能し得る。キャパシタ３３６ｍの他方の端子は、図２１に示すように他の回路に接続され得る。レジスタ３３４（ｍ＋１）は、入力端子３２２ｍＩ２に接続され得るか、または代替的に、入力端子２２２ｍＩ２として機能する端子と、出力端子３２２ｍＯ４として機能するか、または代替的に、出力端子３２２ｍＯ４に接続される端子と、を有する。
【０１５７】
電力セル２４ｍは、フィルタ部分３２２ｍの入力端子３２２ｍＩ１に接続された正極と、フィルタ部分３２２ｍの入力端子３２２ｍＩ２に接続された負極と、を有するバッテリセルを備える。
【０１５８】
出力端子３２２ｍＯ１は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−２）に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ２は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ３は入力ピン３１２Ｐ３ｍに電気的に接続され、出力端子３２２ｍＯ４は入力ピン３１２Ｐ（３ｍ＋１）に電気的に接続されることに留意されたい。
【０１５９】
図２１は、図１１を参照して説明したように制御モジュール３１２およびフィルタ回路３２２を備え、図２０を参照して説明したフィルタ回路３２２およびインタフェース回路３１６の回路実装物の実施形態をさらに含む電力セルモニタおよび回路モジュール５５０のブロック図である。制御モジュール５５０はバッテリ装置２４に接続される。制御モジュール５５０は制御モジュール５００に類似しているが、制御モジュール５５０が平衡化構造体３３２１、３３２２、・・・、３３２ｎを含むが、平衡化構造体３３０１、３３０２、・・・、３３０ｎは含まない点だけが異なる。より具体的に、また、図１９を参照して説明した制御モジュール５００の説明に続いて、出力端子３２２１Ｏ１は、インピーダンス素子３３４１を介して入力端子３２２１Ｉ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６１は、入力ピン３１２ＰＡに接続される端子と、入力ピン３１２Ｐ３に接続される端子と、を有する。例えば、平衡化素子３３２１およびインピーダンス素子３３４１及び３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６１はキャパシタである。レジスタ３３２１および３３４１は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２１Ｉ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２１Ｉ１を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２１の他方の端子は、出力端子３２２１Ｏ２に接続され得るか、または代替的に、出力端子３２２１Ｏ２として機能し、レジスタ３３４１の他方の端子はキャパシタ３３６１の端子に接続されて、出力端子３２２１Ｏ１として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２１Ｏ１に接続され得る結節を形成し得る。出力端子３２２１Ｏ１は入力ピン３１２Ｐ１に接続され、出力端子３２２１Ｏ２は入力ピン３１２Ｐ２に接続される。レジスタ３３４２は、入力端子３２２ＣＩ１に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１として機能する端子と、出力端子３２２ＣＯ１として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ１に接続され得る端子と、を有する。
【０１６０】
出力端子３２２ＣＯ１は、インピーダンス素子３３４２を介して入力端子３２２ＣＩ１に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６２は、入力ピン３１２Ｐ３に接続された端子と、入力ピン３１２Ｐ６に接続された端子と、を有する。例えば、平衡化回路３３２２およびインピーダンス素子３３４２はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６２はキャパシタである。レジスタ３３２２および３３４２は各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ１に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ１を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２２の他方の端子は、出力端子３２２２Ｏ２に接続されるか、または代替的に、出力端子３２２２Ｏ２として機能し、レジスタ３３４２の他方の端子は、出力端子３２２ＣＯ１として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２ＣＯ１に接続され得る。出力端子３３２２Ｏ２は入力ピン３１２Ｐ５に接続される。類似の共有コンポーネントおよび接続部が、フィルタ部分３２２１とフィルタ部分３２２２との間に存在するように、フィルタ部分３２２２と、フィルタ部分３２２２に接続された別のフィルタ部分との間に存在することに留意されたい。明瞭さのために、スイッチングネットワーク３２２２の全てのコンポーネントが図示されているわけではない。
【０１６１】
出力端子３２２ｎＯ４は、インピーダンス素子３３４（ｎ＋１）を介して入力端子３２２ｎＩ２に接続される。エネルギー貯蔵素子３３６ｎは、入力ピン３１２Ｐ３ｎに接続された端子を有し、出力端子３２２ｎＯ３として機能し得る。例えば、平衡化回路３３２ｎおよびインピーダンス素子３３４（ｎ＋１）はレジスタであり、エネルギー貯蔵素子３３６ｎはキャパシタである。レジスタ３３２ｎおよび３３４ｎは各々が、一般的には一緒に接続されて、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）に接続され得るか、または代替的に、入力端子３２２ＣＩ（ｎ−１）を形成し得る結節を形成する端子を有する。レジスタ３３２ｎの他方の端子は、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−１）に接続され得る出力端子３２２ｎＯ２に接続され得るか、または代替的に、出力端子３２２ｎＯ２として機能し、レジスタ３３４ｎの他方の端子は入力ピン３１２Ｐ（３ｎ−２）に接続され得る。レジスタ３３４（ｎ＋１）は、入力端子３２２ｎＩ２に接続されるか、または代替的に、入力端子３２２ｎＩ２として機能し得る端子と、入力ピン３１２Ｐ（３ｎ＋１）に接続され得る出力端子３２２ｎＯ４として機能し得るか、または代替的に、出力端子３２２ｎＯ４に接続され得る端子と、を有する。
【０１６２】
別の実施形態によれば、セルの極性は、これらのセルが図に示す反対の極性となるように切り替えられる。
【０１６３】
引き続き図２１を参照すると、スイッチングネットワーク３１６１、・・・、３１６ｎは、フィルタリング継続観察モード、微分サンプルアンドホールドモードおよび平衡化モードを含む少なくとも３つの互いに異なる動作モードで動作する。既に検討したように、動作モードは、スイッチング素子３２６Ａ、３２６１、・・・、３２６ｎ、３２８１、・・・、３２８ｎおよび３３１１、・・・、３３１ｎの状態に従って、すなわち、これらのスイッチング素子がオープンされクローズされオープンまたはクローズされる組み合わせに従って選択し得る。
【０１６４】
フィルタリング継続観察動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧を、スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎおよび３２８１、・・・、３２８ｎがオープンされるように構成し、スイッチング素子３３１１、・・・、３３１ｎおよび３２６Ａがクローズされるように構成することによって監視される。電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧は、ＭＵＸ１８を、図１５を参照してした構成と同様に構成することによってＡＤＣ２０によって監視することが可能である。
【０１６５】
微分サンプルアンドホールド動作モードでは、電力セル２４１、・・・、２４ｎにまたがる電圧は、図１９を参照して説明したのと類似した技法およびスイッチング構成を用いてＡＤＣ２０によって監視することが可能である。
【０１６６】
平衡化動作モードでは、スイッチング素子３３１１、・・・、３３１ｎおよび３６２Ａがオープンまたはクローズされる。電力セル２４１を平衡化するために、スイッチング素子３２６１はオープンされ、スイッチング素子３２８１はクローズされる。したがって、インピーダンス素子３３２１、スイッチング素子３２８１およびインピーダンス素子３３４２を通過する平衡化電流によって、電力セル２４１が放電される。その他の電力セルにまたがる電圧は、類似の技法を用いて平衡化され得ることに留意されたい。図１２を参照して検討したように、スイッチング素子３２８ｍは平衡化スイッチング素子と呼ばれ、スイッチング素子３３１ｍはサンプリングスイッチング素子と呼ばれ得る。スイッチング素子３２６１、・・・、３２６ｎは、省略し得るオプションの回路素子であることに留意されたい。
【０１６７】
図２２は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分３２２ｍを介して電力セル２４ｍに接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１４および１５を参照して説明した）のスイッチング部分３１６Ａｍの回路図である。スイッチング部３１６Ａｍは図１４を参照して説明したスイッチング部３１６ｍに類似しているが、電流制御素子３２８ｍ、入力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）、端子３１６ｍＩ２および端子３１６ｍＯ２が存在せず、電流制御素子３２６ｍの導電端子３２６ｍ、３がスイッチング素子３３１ｍの導電端子３３１ｍ、３に接続され、スイッチング部分３１６Ａｍが、スイッチング端子３３１ｍに接続されるフィルタリングインピーダンス素子Ｚｆをさらに含む点だけが異なる。フィルタリングインピーダンス素子Ｚｆは端子３３１ｍ、２と端子３１６ｍＩ３との間に接続されているところが図示されているが、これは本発明の制限ではない。例えば、フィルタリングインピーダンス素子Ｚｆは、端子３３１ｍ、３と端子３１６ｍＩ４との間に接続され得る。
【０１６８】
したがって、図２２は、フィルタインピーダンス素子をサンプルアンドホールド経路でフィルタ抵抗と部分的に集積したものを備える実施形態を示す。この実施形態によれば、平衡化経路の全体的なインピーダンスはフィルタ機能から分離されており、これは、平衡化電流が高いまたは上昇していたり、インピーダンス素子３３４および３３４（ｍ＋１）が低抵抗値を有するオーム抵抗である図１４、１５、２０および２１に示すような実施形態で図２２のフィルタ部分３２２ｍを使用する際に有益である。インピーダンス素子Ｚｆを含むことによって、インピーダンス素子３３４ｍおよび３３４(ｍ+1)から実質的に独立したより小型のフィルタ記憶素子３３６ｍを使用することが可能となる。
【０１６９】
図２３は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分３２２を介して電力セル２４に接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図２３の実施形態は、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍが、出力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に接続される出力部と出力端子３１６ｍＯ２に接続される入力部と、を有するプリドライバ３２７ｍで置き換えられる図１６のそれに類似している。プリドライバ３２７ｍは、駆動信号ＶＤＲＩＶＥ１を受信するために結合された端子と、駆動信号ＶＤＲＩＶＥ２を受信するために結合された端子と、を有する。スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍに類似したスイッチング素子はプリドライバ３２７ｍに含まれることに留意されたい。
【０１７０】
図２４は、本発明の別の実施形態によれば、フィルタ部分３２２を介して電力セル２４に接続されるインタフェースネットワーク３１６（図１１を参照して説明した）のスイッチング部分３１６ｍの回路図である。図２４の実施形態は、スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍが、出力ピン３１２Ｐ（３ｍ−１）に接続される出力部と出力端子３１６ｍＯ２に接続される入力部と、を有するプリドライバ３２７ｍで置き換えられる図１８のそれに類似している。プリドライバ３２７ｍは、駆動信号ＶＤＲＩＶＥ１を受信するために結合された端子と、駆動信号ＶＤＲＩＶＥ２を受信するために結合された端子と、を有する。スイッチング素子３２６ｍおよび３２８ｍに類似したスイッチング素子は、プリドライバ３２７ｍに含まれることに留意されたい。
【０１７１】
以下に示す構成は、本発明の実施態様の例を示す。
【０１７２】
第１端子、第２端子、および第３端子を有するスイッチングネットワークと、
第１入力端子および第２入力端子と、第１出力端子、第２出力端子、および第３出力端子と、を有するフィルタ回路と、を備え、
前記第１出力端子が、前記スイッチングネットワークの前記第１端子に結合され、前記第３出力端子が、前記スイッチングネットワークの前記第３端子に結合される、モニタおよび制御回路（米国特許出願（１３／７５３，８３２）の出願時の請求項１に対応、以下同様）。
【０１７３】
前記スイッチングネットワークが、
制御端子と、第１電流供給端子と、第２電流供給端子と、を有する第１スイッチング素子であって、前記第１スイッチング素子の前記第２電流供給端子が、前記フィルタ回路の前記第２出力端子に結合される、第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子に結合され、制御端子と、第１電流供給端子と、第２電流供給端子と、を有する電流制御素子であって、平衡電流を導通させるか、または前記平衡電流を導通させることができる素子を制御するように構成される、電流制御素子と、
を備える、段落０１７２に記載されたモニタおよび制御回路（請求項２に対応）。
【０１７４】
前記フィルタ回路が、
第１端子および第２端子を有する第１エネルギー貯蔵素子であって、前記第２端子が、前記フィルタ回路の前記第２出力端子として機能する、第１エネルギー貯蔵素子と、
第１端子および第２端子を有する第１インピーダンス素子であって、前記第１端子が、前記フィルタ回路の前記第１入力端子として機能し、前記第２端子が、前記フィルタ回路の前記第１出力端子として機能する、第１インピーダンス素子と、
第１端子および第２端子を有する第２インピーダンス素子であって、前記第１端子が、前記フィルタ回路の前記第２入力端子として機能し、前記第２端子が前記フィルタ回路の前記第３出力端子として機能する、第１インピーダンス素子と、
を備える、段落０１７３に記載されたモニタおよび制御回路（請求項３に対応）。
【０１７５】
前記電流制御素子の前記第１電流供給端子が、前記第１スイッチングネットワークの前記第１端子に結合される、段落０１７４に記載されたモニタおよび制御回路（請求項４に対応）。
【０１７６】
前記第１スイッチング素子と直列に結合されるインピーダンスをさらに含む、段落０１７４に記載されたモニタおよび制御回路（請求項５に対応）。
【０１７７】
前記第１スイッチング素子の前記第２電流供給端子が、前記電流導通素子の前記第２電流供給端子に結合される、段落０１７４に記載されたモニタおよび制御回路（請求項６に対応）。
【０１７８】
前記第１スイッチング素子の前記第１電流供給端子が、前記電流導通素子の前記第１電流供給端子に結合される、段落０１７４に記載されたモニタおよび制御回路（請求項７に対応）。
【０１７９】
制御端子と、第１電流供給端子および第２電流供給端子と、を有する第２スイッチング素子であって、前記第２スイッチング素子の前記第１電流供給端子が、前記電流導通素子の前記第２電流供給端子に結合される第２スイッチング素子をさらに含む、段落０１７８に記載されたモニタおよび制御回路（請求項８に対応）。
【０１８０】
制御電極と、第１電流供給電極および第２電流供給電極と、を有する第１トランジスタであって、前記第１トランジスタの前記制御電極が、前記電流導通素子の前記第２電流供給端子に結合され、前記第１トランジスタの前記第２電流供給電極が、前記第１インピーダンス素子および第２インピーダンス素子のうちの１つの前記第１端子に結合される、第１トランジスタと、
第１端子および第２端子を有する第３インピーダンス素子であって、前記第３インピーダンス素子の前記１の端子が、前記第１インピーダンス素子および第２インピーダンス素子のうちの１つの前記第１端子に結合され、前記第３インピーダンス素子の前記第２端子が、前記第１トランジスタの前記第１電流供給電極に結合される、第３インピーダンス素子と、
をさらに含む、段落０１７４に記載されたモニタおよび制御回路（請求項９に対応）。
【０１８１】
前記フィルタ回路が、
第１端子および第２端子を有する第１インピーダンス素子であって、前記第１端子が、前記フィルタ回路の前記第１入力端子として機能する、第１インピーダンス素子と、
第１端子および第２端子を有する第２インピーダンス素子であって、前記第１端子が、前記フィルタ回路の前記第２入力端子として機能し、前記第２端子が、前記フィルタ回路の前記第３出力端子として機能する、第２インピーダンス素子と、
第１端子および第２端子を有する第１エネルギー貯蔵素子であって、前記第１エネルギー貯蔵素子の前記第１端子が、前記第１インピーダンス素子および第２インピーダンス素子のうちの１つの前記第２端子に結合され、前記第１エネルギー貯蔵素子の前記第２端子が、前記フィルタ回路の前記第２出力端子として機能する、第１エネルギー貯蔵素子と、
を備える、段落０１７３に記載されたモニタおよび制御回路（請求項１０に対応）。
【０１８２】
制御電極と、第１電流供給電極および第２電流供給電極と、を有する第１トランジスタであって、前記制御電極が、前記第１エネルギー貯蔵素子の前記第２端子に結合され、前記第２電流供給電極が、前記電流導通素子の前記第１電流供給端子に結合される、第１トランジスタと、
第１端子および第２端子を有する第３インピーダンス素子であって、前記第３インピーダンス素子の前記第１端子が、前記第１インピーダンス素子の前記第１端子に結合され、前記第３インピーダンス素子の前記第２端子が、前記第１トランジスタの前記第１電流供給電極に結合される、第３インピーダンス素子と、
をさらに含む、段落０１８１に記載されたモニタおよび制御回路（請求項１１に対応）。
【０１８３】
第１端子、第２端子、および第３端子を有するスイッチングネットワークと、
前記スイッチングネットワークの前記第１端子に結合される第１インピーダンス素子と、
前記スイッチングネットワークの前記第２端子に結合されるエネルギー貯蔵素子と、
前記スイッチングネットワークの前記第３端子に結合される第２インピーダンス素子と、
を備える回路（請求項１２に対応）。
【０１８４】
前記スイッチングネットワークが、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する、サンプリングスイッチであって、前記サンプリングスイッチの前記第２端子が、前記エネルギー貯蔵素子の前記第２端子に結合される、サンプリングスイッチと、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する平衡化スイッチであって、前記平衡化スイッチの前記第２端子が、前記サンプリングスイッチの前記第２端子に結合され、前記平衡化スイッチの前記第１端子が、前記スイッチングネットワークの前記第３端子に結合される、平衡化スイッチと、
を備える、段落０１８３に記載された回路（請求項１３に対応）。
【０１８５】
制御電極と、第１電流供給電極および第２電流供給電極と、を有する、トランジスタであって、前記制御電極が、前記スイッチングネットワークの前記第２端子に結合され、前記第１電流供給電極が、前記第２インピーダンス素子に結合され、前記第２電流供給電極が、前記第１インピーダンス素子に結合される、トランジスタと、
前記トランジスタの前記第１電流供給電極と前記第２インピーダンス素子との間に結合される第３インピーダンス素子と、
をさらに含む、段落０１８４に記載された回路（請求項１４に対応）。
【０１８６】
前記スイッチングネットワークが、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する、サンプリングスイッチであって、前記サンプリングスイッチの前記第２端子が、前記エネルギー貯蔵素子の前記第２端子に結合される、サンプリングスイッチと、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する、第１平衡化スイッチであって、前記第１平衡化スイッチの前記第１端子が、前記サンプリングスイッチの前記第１端子に結合される、第１平衡化スイッチと、
を備える、段落０１８３に記載された回路（請求項１５に対応）。
【０１８７】
前記スイッチングネットワークが、第４端子をさらに備える、段落０１８３に記載された回路（請求項１６に対応）。
【０１８８】
前記スイッチングネットワークが、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有するサンプリングスイッチであって、前記サンプリングスイッチの前記第１端子が、前記第１インピーダンス素子に結合され、前記サンプリングスイッチの前記第２端子が、前記エネルギー貯蔵素子に結合される、サンプリングスイッチと、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する、第１平衡化スイッチであって、前記第１平衡化スイッチの前記第１端子が、前記サンプリングスイッチの前記第１端子に結合され、前記第１平衡化スイッチの前記第２端子が、前記スイッチング回路の前記第４端子に結合される、第１平衡化スイッチと、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有する、第２平衡化スイッチであって、前記第２平衡化スイッチの前記第２端子が、前記スイッチング回路の前記第４端子に結合され、前記第２平衡化スイッチの前記第１端子が、前記第２インピーダンス素子に結合される、第２平衡化スイッチと、
を備える、段落０１８７に記載された回路（請求項１７に対応）。
【０１８９】
制御電極と、第１電流供給電極および第２電流供給電極と、を有する、トランジスタであって、前記制御電極が、前記スイッチングネットワークの前記第４端子に結合され、前記第１電流供給電極が、前記第３インピーダンス素子に結合され、前記第２電流供給電極が、前記第１インピーダンス素子に結合される、トランジスタと、
前記トランジスタの前記第１電流供給電極と前記第２インピーダンス素子との間に結合される第３インピーダンス素子と、
をさらに含む、段落０１８８に記載された回路（請求項１８に対応）。
【０１９０】
前記スイッチングネットワークが、
制御端子と、第１端子および第２端子と、を有するスイッチであって、前記スイッチの前記第１端子が、前記第１インピーダンスに結合され、前記スイッチの前記第２端子が、前記エネルギー貯蔵素子に結合される、スイッチと、
制御電極と、第１電流供給電極および第２電流供給電極と、を有する、トランジスタであって、前記制御電極が、前記スイッチングネットワークの前記第４端子に結合され、前記第２電流供給電極が、前記第１インピーダンス素子に結合される、トランジスタと、
前記トランジスタの前記第１電流供給電極と前記第２インピーダンス素子との間に結合される第３インピーダンス素子と、
入力および出力を有するプリドライバであって、前記出力が、前記スイッチングネットワークの前記第４端子に結合される、プリドライバと、
をさらに備える、段落０１８７に記載された回路（請求項１９に対応）。
【０１９１】
前記エネルギー貯蔵素子が、第１端子および第２端子を有し、前記第２端子が、前記スイッチングネットワークの前記第２端子に結合され、前記第１端子が、前記第２インピーダンス素子に結合される、段落０１９０に記載された回路（請求項２０に対応）。
【０１９２】
１つ以上の電力セルとインタフェースをとるための方法であって、
フィルタリング第１動作モードでインタフェース回路を動作させて、前記１つ以上の電力セルの第１電力セルの電圧をフィルタリングおよび監視する段階と、
第２動作モードで前記インタフェース回路を動作させて、前記第１電力セルの前記電圧をサンプリングする段階と、
平衡第３動作モードで前記インタフェース回路を動作させて、前記第１電力セルの前記電圧を平衡化させる段階と、
を含む方法（請求項２１に対応）。
【０１９３】
前記第１動作モードで前記インタフェース回路を動作させることが、第１スイッチの第１スイッチ構成への構成、第２スイッチの第２スイッチ構成に形成されると、前記第１電力セルの前記電圧をフィルタリングフィルタリングおよび監視することを含む、段落０１９２に記載された方法（請求項２２に対応）。
【０１９４】
前記第２動作モードで前記インタフェース回路を動作させることが、前記第１スイッチおよび第２スイッチの前記第２スイッチ構成に形成されると、前記第１電力セルからサンプリングされた電圧を発生させて、前記サンプリングされた電圧を保持することを含む、段落０１９３に記載された方法（請求項２３に対応）。
【０１９５】
前記第３動作モードで前記インタフェース回路を動作させることが、前記第２スイッチの前記第１スイッチ構成に形成されると、前記第１電力セルの前記電圧を平衡化させることを含む、段落０１９４に記載された方法（請求項２４に対応）。
【０１９６】
前記第１スイッチを前記第１スイッチ構成になるように構成することが、前記第１スイッチをクローズすることを含み、前記第２スイッチを前記第２スイッチ構成になるように構成することが、前記第２スイッチをオープンすることを含む、段落０１９５に記載された方法（請求項２５に対応）。
【０１９７】
具体的な実施形態を本明細書に説明したが、本発明を開示された実施形態に制限すること、を意図するものではない。本発明の趣旨から逸脱することなく、修正および変更を実施することが可能であること、を、当業者は理解するであろう。本発明は、このような修正および変更の全てが添付された請求の範囲内に収まるものとしてその範囲に含めること、を意図するものである。例えば、セルの極性は、これらのセルが図に示す反対の極性となるように切り替えられ得る。あるいは、ｎチャネルトランジスタをｐチャネルトランジスタと置き換えることが可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
１０  電力セルモニタおよび制御回路
１２  制御モジュール
１６  インタフェースネットワーク
１６１、１６２、・・・、１６ｎ  スイッチング素子
１８  マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２０  アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）
２２１、２２２、・・・、２２ｎ  フィルタ部分
２４  電力貯蔵装置
【図１】
2014150712.tif 000003
【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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【図７】
2014150712.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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