(57)【要約】【課題】充放電中の各電池の充電状態の均等化の精度を向上させることが可能なセルバランス装置を提供することを目的とする。【解決手段】互いに直列接続される電池Ｂ１、Ｂ２間でエネルギーをインダクタＬを介して授受させるセルバランス回路１０１と、電池Ｂ１、Ｂ２がそれぞれ完全放電状態に近づいているとき、電池Ｂ１、Ｂ２のそれぞれの放電可能電流量が均等化するように、電池Ｂ１、Ｂ２間でエネルギーを授受させ、電池Ｂ１、Ｂ２がそれぞれ満充電状態に近づいているとき、電池Ｂ１、Ｂ２のそれぞれの充電可能電流量が均等化するように、セルバランス回路１０１の動作を制御する制御部１０５とを備えてセルバランス装置１００を構成する。【選択図】図１
2014155364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列接続される複数の電池間でエネルギーを授受させるセルバランス回路と、
前記各電池のそれぞれの放電可能電流量又は充電可能電流量が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするセルバランス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセルバランス装置であって、
前記制御部は、前記各電池がそれぞれ完全放電状態に近づいているとき、前記各電池のそれぞれの放電可能電流量が均等化するように、前記各電池間でエネルギーを授受させ、前記各電池がそれぞれ満充電状態に近づいているとき、前記各電池のそれぞれの充電可能電流量が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセルバランス装置であって、
前記制御部は、一定時間毎に前記各電池のそれぞれの満充電容量に対する残容量の比率を取得するとともに、前回取得した前記比率が第１の閾値よりも小さく、かつ、今回取得した前記比率が前記第１の閾値以上であるとき、前記各電池のそれぞれの充電可能電流量が均等化するように、前記各電池間でエネルギーを授受させ、前回取得した前記比率が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも大きく、かつ、今回取得した前記比率が前記第２の閾値以下であるとき、前記各電池のそれぞれの放電可能電流量が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項４】
請求項２に記載のセルバランス装置であって、
前記制御部は、前記各電池が満充電状態に近づくにつれ、前記充電可能電流量の均等化に対する重みを前記放電可能電流量の均等化に対する重みよりも大きくし、前記各電池が完全放電状態に近づくにつれ、前記放電可能電流量の均等化に対する重みを前記充電可能電流量の均等化に対する重みよりも大きくして、前記各電池間でエネルギーを授受させるための電流量を求める、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項５】
請求項２に記載のセルバランス装置であって、
前記制御部は、一定時間毎に前記各電池のそれぞれの満充電容量に対する残容量の比率を取得するとともに、前記放電可能電流量の均等化と前記充電可能電流量の均等化とを同時に行う際、前記比率が小さくなるに従って、前記放電可能電流量の均等化に対する重みを前記充電可能電流量の均等化に対する重みよりも大きくさせていき、前記比率が大きくなるに従って、前記充電可能電流量の均等化に対する重みを前記放電可能電流量に対する重みよりも大きくさせていく、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項６】
請求項２に記載のセルバランス装置であって、
前記制御部は、外部給電器に接続して前記各電池を充電するとき、前記各電池のそれぞれの充電可能電流量が均等化するように、前記各電池間でエネルギーを授受させ、充電しないとき、前記各電池のそれぞれの放電可能電流量が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項７】
互いに直列接続される複数の電池間でエネルギーを授受させるセルバランス回路と、
前記各電池のそれぞれの満充電容量に対する現在の残容量の比率が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするセルバランス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続される複数の電池の充電状態を均等化させるセルバランス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の充電可能な電池を直列に接続して高電圧の組電池を実現する技術が実用化されている。この種の組電池は、近年では、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッド車、又は電気自動車などの車両への実装において注目されている。
【０００３】
ところで、複数の電池を直列に接続した状態で充電を行うと、各電池の充電状態（電圧や残容量、満充電容量など）が不均一になることがある。また、上述の組電池が車両に搭載される場合では、走行用モータ駆動時に組電池において放電や充電が繰り返されるので、この充放電の繰り返しによっても各電池の充電状態が不均一になることがある。そして、各電池の充電状態の不均一は、一部の電池の劣化を促進させるおそれがあり、組電池全体として効率の低下を引き起こすことがある。なお、各電池の充電状態の不均一は、各電池の製造ばらつきや経年劣化などにより生じ得る。このため、各電池の充電状態を均等化する技術が提案又は実用化されている。
【０００４】
各電池の充電状態を均等化させるセルバランス装置として、例えば、各電池にそれぞれ接続される抵抗によって電圧が高い電池を放電させることにより、各電池の電圧を互いに等しくさせて充電状態の均等化を図るものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７７５４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、充放電中の電池の電圧は、充放電電流の変動や環境温度の変化に伴う電池の内部抵抗の変動などにより不安定になるため、充放電中の各電池の電圧を互いに等しくさせる場合では、充電状態の均等化の精度が下がるおそれがある。例えば、単位時間あたりの各電池の放電電流量が充電電流量に比べて多く各電池の残容量がそれぞれ減少していく状態で各電池の電圧を互いに等しくさせる場合では、各電池の電圧を正確に読み取ることができないため、各電池の電圧を互いに一致させたとしても、ある電池が完全放電状態（電池の使用可能な残容量が無くなった状態）になったにもかかわらず他の電池が完全放電状態になっていない状態が発生するおそれがある。このように、充放電中の各電池の電圧を互いに等しくさせる場合では、全ての電池の残容量を使い切ることができないという懸念がある。
【０００７】
そこで、本発明は、充放電中の各電池の充電状態の均等化の精度を向上させることが可能なセルバランス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセルバランス装置は、互いに直列接続される複数の電池間でエネルギーを授受させるセルバランス回路と、前記各電池のそれぞれの放電可能電流量又は充電可能電流量が均等化するように、前記セルバランス回路の動作を制御する制御部とを備える。
【０００９】
このように、各電池の電圧を互いに等しくさせるのではなく、各電池のそれぞれの放電可能電流量又は充電可能電流量を均等化させることにより充電状態を均等化させているので、各電池が充放電中であっても電池の充放電電流や内部抵抗の変動などの影響をなくすことができ、各電池の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直接接続される複数の電池が充放電中でもそれら電池の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】セルバランス装置の一実施例を示す図である。
【図２】セルバランス装置の制御部のセルバランス動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図３】セルバランス動作の変形例を示すフローチャートである。
【図４】セルバランス動作の他の変形例を示すフローチャートである。
【図５】セルバランス動作のさらに他の変形例を示すフローチャートである。
【図６】セルバランス動作のさらに他の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、セルバランス装置の一実施例を示す図である。
図１に示すセルバランス装置１００は、セルバランス回路１０１と、電流計１０２、１０３と、リレー１０４と、制御部１０５とを備える。
【００１３】
セルバランス回路１０１は、組電池２００において互いに直列接続される電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化するために電池Ｂ１、Ｂ２間でエネルギーを授受させる。電池Ｂ１の充電状態とは、例えば、電池Ｂ１の満充電容量［Ａｈ］に対する現在の残容量［Ａｈ］の比率［％］（以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）１という）とする。また、電池Ｂ１の充電状態とは、例えば、電池Ｂ１の放電可能電流量ａｉ［Ａｈ］（電池Ｂ１の現在の残容量をゼロにさせるために電池Ｂ１から放電させることが可能な全電流量）又は充電可能電流量ｂｉ［Ａｈ］（電池Ｂ１の現在の残容量を満充電容量にさせるために電池Ｂ１に充電することが可能な全電流量）とする。同様に、電池Ｂ２の充電状態とは、例えば、電池Ｂ２の満充電容量［Ａｈ］に対する現在の残容量［Ａｈ］の比率［％］（以下、ＳＯＣ２という）とする。また、電池Ｂ２の充電状態とは、例えば、電池Ｂ２の放電可能電流量ａｉ［Ａｈ］（電池Ｂ２の現在の残容量をゼロにさせるために電池Ｂ２から放電させることが可能な全電流量）又は充電可能電流量ｂｉ［Ａｈ］（電池Ｂ２の現在の残容量を満充電容量にさせるために電池Ｂ２に充電することが可能な電流量）とする。なお、セルバランス回路１０１によりエネルギーが授受される電池Ｂの数は２つに限定されない。
【００１４】
組電池２００は、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッド車、又は電気自動車などの車両に搭載される。また、組電池２００は、リレー１０４を介して負荷３００に接続されている。例えば、組電池２００は、インバータ回路を介して走行用モータに電力を供給したり、照明、ヒーター、カーナビゲーション装置などの電装機器に電力を供給したりするものとする。
【００１５】
セルバランス回路１０１は、インダクタＬと、スイッチＳＷ１、ＳＷ２とを備える。なお、セルバランス回路１０１は、図１に示す回路構成に限定されない。
制御部１０５は、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化させるためのセルバランス動作を行うとき、所定のデューティを有するパルス列信号Ｐ１、Ｐ２を生成する。なお、以下の説明では、電池Ｂ１の残容量が電池Ｂ２の残容量よりも多いものとする。また、制御部１０５により充電状態が均等化される電池Ｂの数は２つに限定されない。
【００１６】
パルス列信号Ｐ１は、スイッチＳＷ１をＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御する。パルス列信号Ｐ２は、パルス列信号Ｐ１の反転信号であり、スイッチＳＷ２をＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御する。制御部１０５がパルス列信号Ｐ１、Ｐ２を出力すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が交互にＯＮ状態に制御される。すなわち、スイッチＳＷ１がＯＮ状態に制御されているとき、スイッチＳＷ２はＯＦＦ状態に制御され、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御されているとき、スイッチＳＷ２はＯＮ状態に制御される。
【００１７】
スイッチＳＷ１がＯＮ状態に制御され、スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態に制御されると、電池Ｂ１の正極からスイッチＳＷ１及びインダクタＬを介して電池Ｂ１の負極へ向かう電流が流れる。これにより、電池Ｂ１が放電される。また、この電流によってインダクタＬにエネルギーが蓄積される。
【００１８】
次に、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御され、スイッチＳＷ２がＯＮ状態に制御されると、インダクタＬに蓄積されているエネルギーにより、スイッチＳＷ２及びインダクタＬを介して電池Ｂ２を充電する方向に電流が流れる。これにより、電池Ｂ２が充電される。従って、上述のスイッチング動作を繰り返すことにより、電池Ｂ１の残容量が減り、電池Ｂ２の残容量が増えていき、電池Ｂ１のＳＯＣ１と電池Ｂ２のＳＯＣ２が均等化される。また、このときにインダクタＬから電池Ｂ２へ流れる向きの電流Ｉ１（電池Ｂ１の放電電流又は電池Ｂ２の充電電流に相当）は電流計１０２により検出され制御部１０５に伝えられる。
【００１９】
また、制御部１０５は、セルバランス動作時、リレー１０４をＯＦＦ状態にしてオープン状態になった電池Ｂ１の電圧Ｖ１や電池Ｂ２の電圧Ｖ２をモニタする。また、制御部１０５は、電圧Ｖ１、Ｖ２と、電流計１０３により検出される電流Ｉ２（組電池２００の充放電電流）とに基づいて、一定時間毎に電池Ｂ１のＳＯＣ１及び電池Ｂ２のＳＯＣ２を求める。また、制御部１０５は、セルバランス動作時、ＳＯＣ１、ＳＯＣ１とＳＯＣ２の平均値ＳＯＣａ、及び電池Ｂ１の満充電容量に基づいて、電池Ｂ１から放電されるべき目標バランス電流量ｘ１［Ａｈ］を求める。なお、電池Ｂ２の残容量が電池Ｂ１の残容量よりも多いとき、制御部１０５は、セルバランス動作時、ＳＯＣ２、平均値ＳＯＣａ、及び電池Ｂ２の満充電容量に基づいて、電池Ｂ２から放電されるべき目標バランス電流量ｘ２［Ａｈ］を求める。また、制御部１０５は、セルバランス動作時、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値［Ａｈ］が目標バランス電流量ｘ１（又は目標バランス電流量ｘ２）になると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の駆動を停止させてセルバランス動作を終了する。
【００２０】
なお、制御部１０５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成され、不図示の記録部に記録されているプログラムをＣＰＵ又はプログラマブルなデバイスが読み出して実行することにより、セルバランス動作を行う。
【００２１】
図２は、制御部１０５のセルバランス動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１０５は、車両のイグニッションオンなどにより組電池２００を使用したい旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ１０１がＹｅｓ）、初期値としてのＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得し（Ｓ１０２）、リレー１０４をＯＮ状態にさせて組電池２００と負荷３００とを電気的に接続させる（Ｓ１０３）。例えば、制御部１０５は、不図示の記録部に記録される、電池Ｂ１の電圧Ｖ１と電池Ｂ１のＳＯＣ１との対応関係を示す情報を参照することにより、現在の電圧Ｖ１に対応するＳＯＣ１を初期値として取得する。また、同様に、制御部１０５は、不図示の記録部に記録される、電池Ｂ２の電圧Ｖ２と電池Ｂ２のＳＯＣ２との対応関係を示す情報を参照することにより、現在の電圧Ｖ２に対応するＳＯＣ２を初期値として取得する。
【００２２】
次に、制御部１０５は、現在のＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得する（Ｓ１０４）。例えば、制御部１０５は、「現在のＳＯＣ１」の前回の取得タイミングから今回の取得タイミングまでの間の電流Ｉ１の積算値や電流Ｉ２の積算値を前回取得した「現在のＳＯＣ１」に加算し、その加算したものを今回の「現在のＳＯＣ１」として取得する。また、同様に、制御部１０５は、「現在のＳＯＣ２」の前回の取得タイミングから今回の取得タイミングまでの間の電流Ｉ１の積算値や電流Ｉ２の積算値を前回取得した「現在のＳＯＣ２」に加算し、その加算したものを今回の「現在のＳＯＣ２」として取得する。なお、Ｓ１０４で最初に取得される「現在のＳＯＣ１及びＳＯＣ２」は、Ｓ１０２で取得される「初期値としてのＳＯＣ１及びＳＯＣ２」とする。
【００２３】
次に、制御部１０５は、現在のＳＯＣ１とＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣ［％］を求め（Ｓ１０５）、その差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ１（例えば、２［％］）以上であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００２４】
制御部１０５は、差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ１以上であると判断すると（Ｓ１０６がＹｅｓ）、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の駆動を開始し（Ｓ１０７）、Ｓ１０４〜Ｓ１０６を繰り返す。例えば、制御部１０５は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の駆動を開始すると、「平均値ＳＯＣａ＝ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２／２」を計算した後、「目標バランス電流量ｘ１＝（ＳＯＣ１−平均値ＳＯＣａ）×電池Ｂ１の満充電容量／１００」を計算し、電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘ１に近づくようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２でスイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動する。このように、目標バランス電流量ｘ１は、ＳＯＣ１と平均値ＳＯＣａとの差分に相当する電池Ｂ１の放電電流量（又は電池Ｂ２の充電電流量）である。そのため、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が目標バランス電流量ｘ１と等しくなる場合では、ＳＯＣ１と平均値ＳＯＣａとの差分がゼロになるため、ＳＯＣ１とＳＯＣ２とが互いに等しくなり、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化される。
【００２５】
また、制御部１０５は、差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ１以上でないと判断するとともに（Ｓ１０６がＮｏ）、差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ２（閾値ｔｈ１よりも小さい値であって、例えば、０．５［％］）以下でもないと判断すると（Ｓ１０８がＮｏ）、Ｓ１０４〜Ｓ１０６を繰り返す。
【００２６】
また、制御部１０５は、差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ１以上でないと判断するとともに（Ｓ１０６がＮｏ）、差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ２以下であると判断すると（Ｓ１０８がＹｅｓ）、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の駆動を終了する（Ｓ１０９）。これにより、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣが閾値ｔｈ２以下になる状態で電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化される。
【００２７】
そして、制御部１０５は、車両のイグニッションオフなどにより組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ１１０がＹｅｓ）、リレー１０４をＯＦＦ状態にさせてセルバランス動作を終了し（Ｓ１１１）、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られていない場合（Ｓ１１０がＮｏ）、Ｓ１０４〜Ｓ１０６を繰り返す。
【００２８】
このように、本実施形態のセルバランス装置１００では、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧Ｖ１、Ｖ２を互いに等しくさせるのではなく、電池Ｂ１、Ｂ２のＳＯＣ１、ＳＯＣ２を互いに等しくさせることにより充電状態を均等化させているので、電池Ｂ１、Ｂ２が充放電中であっても、電池Ｂ１、Ｂ２の充放電電流や内部抵抗の変動などの影響をなくすことができ、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。
【００２９】
なお、本実施形態のセルバランス装置１００におけるセルバランス動作は図２に示すセルバランス動作に限定されない。例えば、組電池２００を使用しなくても本制御方法によるセルバランス動作は可能である。その場合、Ｓ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１１０、Ｓ１１１は不要になる。
【００３０】
図３は、セルバランス動作の変形例を示すフローチャートである。
まず、制御部１０５は、組電池２００を使用したい旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ２０１がＹｅｓ）、初期値としてのＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得し（Ｓ２０２）、リレー１０４をＯＮ状態にさせる（Ｓ２０３）。なお、このとき取得するＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０２で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００３１】
次に、制御部１０５は、現在のＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得する（Ｓ２０４）。なお、このとき取得するＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０４で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００３２】
次に、制御部１０５は、電池Ｂ１、Ｂ２それぞれの放電可能電流量ａｉ及び充電可能電流量ｂｉを求める（Ｓ２０５）。例えば、制御部１０５は、「電池Ｂ１の放電可能電流量ａｉ＝（電池Ｂ１の満充電容量×現在のＳＯＣ１）／１００」を計算することにより電池Ｂ１の放電可能電流量ａｉを求め、「電池Ｂ１の充電可能電流量ｂｉ＝電池Ｂ１の満充電容量−電池Ｂ１の放電可能電流量ａｉ」を計算することにより電池Ｂ１の充電可能電流量ｂｉを求める。また、制御部１０５は、「電池Ｂ２の放電可能電流量ａｉ＝（電池Ｂ２の満充電容量×現在のＳＯＣ２）／１００」を計算することにより電池Ｂ２の放電可能電流量ａｉを求め、「電池Ｂ２の充電可能電流量ｂｉ＝電池Ｂ２の満充電容量−電池Ｂ２の放電可能電流量ａｉ」を計算することにより電池Ｂ２の充電可能電流量ｂｉを求める。
【００３３】
次に、制御部１０５は、各放電可能電流量ａｉの平均値ａｖｅ（ａ）及び各充電可能電流量ｂｉの平均値ａｖｅ（ｂ）を求める（Ｓ２０６）。例えば、制御部１０５は、「平均値ａｖｅ（ａ）＝（電池Ｂ１の放電可能電流量ａｉ＋電池Ｂ２の放電可能電流量ａｉ）／２」を計算することにより平均値ａｖｅ（ａ）を求める。また、制御部１０５は、「平均値ａｖｅ（ｂ）＝（電池Ｂ１の充電可能電流量ｂｉ＋電池Ｂ２の充電可能電流量ｂｉ）／２」を計算することにより平均値ａｖｅ（ｂ）を求める。
【００３４】
次に、制御部１０５は、放電可能電流量による目標バランス電流量ｙｉ［Ａｈ］及び充電可能電流量による目標バランス電流量ｚｉ［Ａｈ］を求める（Ｓ２０７）。なお、目標バランス電流量ｙｉは、電池Ｂ１、Ｂ２の放電時に各放電可能電流量ａｉを互いに等しくさせるために放電可能電流量ａｉが多い電池Ｂから放電可能電流量ａｉが少ない電池Ｂへ流れる電流量を示す。また、目標バランス電流量ｚｉは、電池Ｂ１、Ｂ２の充電時に各充電可能電流量ｂｉを互いに等しくさせるために充電可能電流量ｂｉが少ない電池Ｂから充電可能電流量ｂｉが多い電池Ｂへ流れる電流量を示す。例えば、制御部１０５は、「目標バランス電流量ｙｉ＝放電可能電流量ａｉ−平均値ａｖｅ（ａ）」を計算することにより目標バランス電流量ｙｉを求め、「目標バランス電流量ｚｉ＝平均値ａｖｅ（ｂ）−充電可能電流量ｂｉ」を計算することにより目標バランス電流量ｚｉを求める。
【００３５】
次に、制御部１０５は、電池Ｂ１、Ｂ２が完全放電状態に近づいたときに値が大きくなる重みｗ１及び電池Ｂ１、Ｂ２が満充電状態に近づいたときに値が大きくなる重みｗ２を求める（Ｓ２０８）。例えば、制御部１０５は、「重みｗ２＝（ＳＯＣ１−下限値Ｓｍｉｎ）／上限値Ｓｍａｘ−下限値Ｓｍｉｎ」を計算することにより重みｗ２を求め、「重みｗ１＝１−重みｗ２」を計算することにより重みｗ１を求める。なお、上限値Ｓｍａｘは、ＳＯＣ１の変動可能範囲の最大値とし、下限値Ｓｍｉｎは、ＳＯＣ１の変動可能範囲の最小値とする。また、ＳＯＣ１≦下限値Ｓｍｉｎのとき重みｗ２＝０とし、ＳＯＣ１≧上限値Ｓｍａｘのとき重みｗ２＝１とする。なお、ＳＯＣ１でなく、ＳＯＣ２を使ってｗ１、ｗ２を求めてもよい。
【００３６】
次に、制御部１０５は、目標バランス電流量ｙｉ、ｚｉや重みｗ１、ｗ２に基づいて、目標バランス電流量ｘｉ［Ａｈ］を求める（Ｓ２０９）。例えば、制御部１０５は、「目標バランス電流量ｘｉ＝重みｗ１×目標バランス電流量ｙｉ＋重みｗ２×目標バランス電流量ｚｉ」を計算することにより目標バランス電流量ｘｉを求める。
【００３７】
次に、制御部１０５は、電流計１０２により検出される電流Ｉ１が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ２１０）。
【００３８】
そして、制御部１０５は、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られていない場合（Ｓ２１１がＮｏ）、Ｓ２０４〜Ｓ２１１を繰り返し、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ２１１がＹｅｓ）、リレー１０４をＯＦＦ状態にさせてセルバランス動作を終了する（Ｓ２１２）。
【００３９】
図３に示すセルバランス動作によれば、電池Ｂ１、Ｂ２が満充電状態に近づいているとき、重みｗ１に比べて重みｗ２が大きくなるため、目標バランス電流量ｘｉの計算式において目標バランス電流量ｙｉの項に比べて目標バランス電流量ｚｉの項が大きくなる。即ち、電池Ｂ１、Ｂ２が満充電状態に近づくにつれ、充電可能電流量を均等化することの重みを増してセルバランス動作する。そのため、電池Ｂ１から電池Ｂ２へ電流が流れることにより電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化されるようなセルバランス動作が行われるので、電池Ｂ１の満充電容量が電池Ｂ２の満充電容量よりも小さくても、電池Ｂ１が電池Ｂ２よりも先に満充電状態になることを抑えることができ、充電時の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化させることができる。また、電池Ｂ１、Ｂ２が完全放電状態に近づいているとき、重みｗ２に比べて重みｗ１が大きくなるため、目標バランス電流量ｘｉの計算式において目標バランス電流量ｚｉの項に比べて目標バランス電流量ｙｉの項が大きくなる。即ち、電池Ｂ１、Ｂ２が完全放電状態に近づくにつれ、放電可能電流量を均等化することの重みを増してセルバランス動作する。そのため、電池Ｂ１から電池Ｂ２へ電流が流れることにより電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化されるようなセルバランス動作が行われるので、電池Ｂ２のＳＯＣ２に比べて電池Ｂ１のＳＯＣ１が大きくても、電池Ｂ２が電池Ｂ１よりも先に完全放電状態になることを抑えることができ、放電時の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化させることができる。このように、図３に示すセルバランス動作では、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧Ｖ１、Ｖ２を互いに等しくさせるのではなく、電池Ｂ１、Ｂ２の各放電可能電流量ａｉや各充電可能電流量ｂｉをそれぞれ等しくさせることにより充電状態を均等化させているので、電池Ｂ１、Ｂ２が充放電中であっても、電池Ｂ１、Ｂ２の充放電電流や内部抵抗の変動などの影響をなくすことができ、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。なお、上限値Ｓｍａｘを実際の規格値である電池Ｂ１、Ｂ２のＳＯＣ変動可能範囲の上限値よりも低く設定したり、下限値Ｓｍｉｎを実際の規格値である電池Ｂ１、Ｂ２のＳＯＣ変動可能範囲の下限値よりも高く設定したりすることにより、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が満充電状態又は完全放電状態になる前にセルバランス動作を完了させておくことができる。
【００４０】
なお、組電池２００を使用しなくても本制御方法によるセルバランス動作は可能である。その場合、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２１１、Ｓ２１２は不要になる。
また、本実施例に限定されず、外部給電器に接続して電池を充電するときは、常に重みｗ２＝１、ｗ１＝０とし、充電可能電流量を均等化するようにセルバランス動作してもよいし、充電しない場合は、常に重みｗ１＝１、ｗ２＝０とし、放電可能電流量を均等化するようにセルバランス動作してもよい。
【００４１】
また、図４は、セルバランス動作の他の変形例を示すフローチャートである。
まず、制御部１０５は、組電池２００を  使用したい旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ３０１がＹｅｓ）、初期値としてのＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得し（Ｓ３０２）、リレー１０４をＯＮ状態にさせる（Ｓ３０３）。なお、このとき取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０２で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００４２】
次に、制御部１０５は、現在のＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得する（Ｓ３０４）。なお、このとき取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０４で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００４３】
次に、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が第１の閾値としての閾値ｔｈ３（例えば、７０［％］）よりも小さく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ３以上であると判断すると（Ｓ３０５がＹｅｓ）、目標バランス電流量ｚｉを求め（Ｓ３０６）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｚｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ３０７）。なお、このとき求められる目標バランス電流量ｚｉは、図３に示すＳ２０７で求められる目標バランス電流量ｚｉと同じ方法で求めてもよい。
【００４４】
また、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が第２の閾値としての閾値ｔｈ４（閾値ｔｈ３よりも小さい値で、例えば、３０［％］）よりも大きく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ４以下であると判断すると（Ｓ３０８がＮｏ）、目標バランス電流量ｙｉを求め（Ｓ３０９）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｙｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ３１０）。
【００４５】
また、制御部１０５は、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ３以上でもなく（Ｓ３０５がＮｏ）、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ４以下でもないと判断し（Ｓ３０８がＮｏ）、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られていない場合（Ｓ３１１がＮｏ）、Ｓ３０４に戻る。
【００４６】
そして、制御部１０５は、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ３１１がＹｅｓ）、リレー１０４をＯＦＦ状態にさせてセルバランス動作を終了する（Ｓ３１２）。
【００４７】
図４に示すセルバランス動作によれば、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ３よりも小さく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ３以上であると、電池Ｂ１から電池Ｂ２へ電流が流れることにより電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化されるようなセルバランス動作が行われる。即ち、ＳＯＣが閾値ｔｈ３を超えて満充電状態に近づいているとき、充電可能電流量を均等化するようにセルバランス動作する。そのため、電池Ｂ１の満充電容量が電池Ｂ２の満充電容量よりも小さくても、電池Ｂ１が電池Ｂ２よりも先に満充電状態になることを抑えることができ、充電時の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化させることができる。また、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ４よりも大きく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ４以下であると、電池Ｂ１から電池Ｂ２へ電流が流れることにより電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態が均等化されるようなセルバランス動作が行われる。即ち、ＳＯＣが閾値ｔｈ４を超えて完全放電状態に近づいているとき、放電可能電流量を均等化するようにセルバランス動作する。そのため、電池Ｂ２のＳＯＣ２に比べて電池Ｂ１のＳＯＣ１が大きくても、電池Ｂ２が電池Ｂ１よりも先に完全放電状態になることを抑えることができ、放電時の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を均等化させることができる。これにより、セルバランス動作が終了した後の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を満充電状態又は完全放電状態に近づけることができる。このように、図４に示すセルバランス動作では、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧Ｖ１、Ｖ２を互いに等しくさせるのではなく、電池Ｂ１、Ｂ２の各放電可能電流量ａｉ又は各充電可能電流量ｂｉをそれぞれ等しくさせることにより充電状態を均等化させているので、電池Ｂ１、Ｂ２が充放電中であっても、電池Ｂ１、Ｂ２の充放電電流や内部抵抗の変動などの影響をなくすことができ、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。また、図４に示すセルバランス動作は、図３に示すセルバランス動作に比べて、電池Ｂ１、Ｂ２間を電荷が何度も往復する事象の発生を低減することができるため、その電荷の往復による無駄なエネルギーの消費が抑えられセルバランス動作時のエネルギー移動の効率を向上させることができる。
【００４８】
なお、閾値ｔｈ３と閾値ｔｈ４の値は同じでもよい。
また、図５及び図６は、セルバランス動作のさらに他の変形例を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、図５に示すように、制御部１０５は、組電池２００を使用したい旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ４０１がＹｅｓ）、初期値としてのＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得し（Ｓ４０２）、リレー１０４をＯＮ状態にさせる（Ｓ４０３）。なお、このとき取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０２で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００５０】
次に、制御部１０５は、現在のＳＯＣ１及びＳＯＣ２を取得する（Ｓ４０４）。なお、このとき取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２は、図２に示すＳ１０４で取得されるＳＯＣ１及びＳＯＣ２と同じ方法で取得してもよい。
【００５１】
次に、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ９（例えば、７０［％］）よりも大きく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ９以下である場合（Ｓ４０５がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ２（例えば、０．２）、重みｗ２＝Ｂ５（例えば、０．８）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４０６）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４０７）。
【００５２】
また、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ７（例えば、５０［％］）よりも大きく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ７以下である場合（Ｓ４０８がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ４（例えば、０．５）、重みｗ２＝Ｂ３（例えば、０．５）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４０９）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４１０）。
【００５３】
また、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ５（例えば、３０［％］）よりも大きく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ５以下である場合（Ｓ４１１がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ６（例えば、１．０）、重みｗ２＝Ｂ１（例えば、０．０）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４１２）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４１３）。
【００５４】
また、図６に示すように、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ１０（例えば、８０［％］）よりも小さく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ１０以上である場合（Ｓ４１４がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ１（例えば、０．０）、重みｗ２＝Ｂ６（例えば、１．０）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４１５）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４１６）。
【００５５】
また、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ８（例えば、６０［％］）よりも小さく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ８以上である場合（Ｓ４１７がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ３（例えば、０．３）、重みｗ２＝Ｂ４（例えば、０．７）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４１８）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４１９）。
【００５６】
また、制御部１０５は、前回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ６（例えば、４０［％］）よりも小さく、かつ、今回取得した現在のＳＯＣ１が閾値ｔｈ６以上である場合（Ｓ４２０がＹｅｓ）、重みｗ１＝Ａ５（例えば、０．８）、重みｗ２＝Ｂ２（例えば、０．２）として目標バランス電流量ｘｉを求め（Ｓ４２１）、電流計１０２により検出される電流Ｉ１が最も効率良く目標バランス電流量ｘｉとなるようなデューティ比のパルス列信号Ｐ１、Ｐ２で一定時間スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動させる（Ｓ４２２）。
【００５７】
そして、制御部１０５は、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られていない場合（Ｓ４２３がＮｏ）、図５に示すＳ４０４に戻り、組電池２００を使用しない旨を示す制御信号が外部から送られてくると（Ｓ４２３がＹｅｓ）、リレー１０４をＯＦＦ状態にさせてセルバランス動作を終了する（Ｓ４２４）。
【００５８】
なお、図５及び図６に示すセルバランス動作において、閾値ｔｈ５〜閾値ｔｈ１０のそれぞれの値は、閾値ｔｈ５＜閾値ｔｈ６＜閾値ｔｈ７＜閾値ｔｈ８＜閾値ｔｈ９＜閾値ｔｈ１０という大小関係が保たれていれば、特に限定されない。また、Ａ１〜Ａ６のそれぞれの値は、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４＜Ａ５＜Ａ６という大小関係が保たれていれば、特に限定されない。また、Ｂ１〜Ｂ６のそれぞれの値は、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３＜Ｂ４＜Ｂ５＜Ｂ６という大小関係が保たれていれば、特に限定されない。また、上記Ｓ４０６、Ｓ４０９、Ｓ４１２、Ｓ４１５、Ｓ４１８、Ｓ４２１でそれぞれ求められる目標バランス電流量ｘｉは、図３に示すフローチャートのＳ２０５〜Ｓ２０９で求められる目標バランス電流量ｘｉと同じ計算方法で求めてもよい。
【００５９】
図５及び図６に示すセルバランス動作によれば、閾値ｔｈ５〜閾値ｔｈ１０が用いられて電池Ｂ１の充電状態ができるだけ満充電状態又は完全放電状態に近づいていくようにセルバランス動作が行われる。すなわち、ＳＯＣが小さくなるに従って、放電可能電流量ａｉの均等化に対する重みｗ１を充電可能電流量ｂｉの均等化に対する重みｗ２よりも大きくさせていき、ＳＯＣが大きくなるに従って、充電可能電流量ｂｉの均等化に対する重みｗ２を放電可能電流量ａｉに対する重みｗ１よりも大きくさせていく。これにより、図４に示すセルバランス動作に比べて、電池Ｂ１、Ｂ２間を電荷が何度も往復する事象の発生をより低減しつつ、電流計１０２により検出される電流Ｉ１の積算値が目標バランス電流量ｘｉになる前に、電池Ｂ１が満充電状態又は完全放電状態になることを抑えることができる。そのため、電荷の往復による無駄なエネルギーの消費が抑えられセルバランス動作時のエネルギー移動の効率をより向上させつつ、セルバランス動作が終了した後の電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態を満充電状態又は完全放電状態に近づけることができる。このように、図５及び図６に示すセルバランス動作では、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧Ｖ１、Ｖ２を互いに等しくさせるのではなく、電池Ｂ１、Ｂ２の各放電可能電流量ａｉや各充電可能電流量ｂｉをそれぞれ等しくさせることにより充電状態を均等化させているので、電池Ｂ１、Ｂ２が充放電中であっても、電池Ｂ１、Ｂ２の充放電電流や内部抵抗の変動などの影響をなくすことができ、電池Ｂ１、Ｂ２の充電状態の均等化の精度を向上させることができる。また、電池Ｂ１、Ｂ２の充電中に重みｗ１及び重みｗ２が切り替わる閾値（閾値ｔｈ６、ｔｈ８、ｔｈ１０）と、電池Ｂ１、Ｂ２の放電中に重みｗ１及び重みｗ２が切り替わる閾値（閾値ｔｈ９、ｔｈ７、ｔｈ５）とを分けて設定しているため、電池Ｂ１、Ｂ２の充放電中に切り替えられる重みｗ１及び重みｗ２のチャタリングを抑制することができる。
また、閾値を複数設定することでセルバランス回路のバランス電流を低く抑えて回路規模を小さくしても完全放電状態、完全充電状態になる前にバランス動作を完了させることができ、かつ、常にバランス回路の最適Duty（またはバランス電流）で動作させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００  セルバランス装置
１０１  セルバランス回路
１０２  電流計
１０３  電流計
１０４  リレー
１０５  制御部
２００  組電池
３００  負荷
【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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