(57)【要約】  バランス補正装置を適切なタイミングで停止させる。第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、インダクタの他端と第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子に供給する制御部とを備え、制御部は、第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧差を示す情報を取得し、電圧差が予め定められた値よりも小さい場合には、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように制御信号を供給する。
2013140710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、
前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と前記第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、
前記インダクタの他端と前記第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子に供給する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１の蓄電セル及び前記第２の蓄電セルの電圧差を示す情報を取得し、
前記電圧差が、予め定められた値に等しい又は前記予め定められた値よりも小さい場合には、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように前記制御信号を供給する、
バランス補正装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記バランス補正装置が、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の一方のスイッチング素子がオン動作し、他方のスイッチング素子がオフ動作する第１の動作と、前記一方のスイッチング素子がオフ動作し、前記他方のスイッチング素子がオン動作する第２の動作とを含むスイッチング動作を予め定められた周期で繰り返すように、前記制御信号を供給する、
請求項１に記載のバランス補正装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１の蓄電セルの電圧が前記第２の蓄電セルの電圧よりも大きい場合には、前記第１のスイッチング素子のオン時間が、前記第２のスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように前記制御信号を供給し、
前記第１の蓄電セルの電圧が前記第２の蓄電セルの電圧よりも小さい場合には、前記第２のスイッチング素子のオン時間が、前記第１のスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように前記制御信号を供給する、
請求項２に記載のバランス補正装置。
【請求項４】
前記スイッチング動作は、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の両方がオフ動作する第３の動作をさらに含み、
前記制御部は、
前記電圧差が小さいほど、前記周期に対する前記第３の動作の時間の割合が大きくなるように前記制御信号を供給し、
前記第３の動作の時間又は前記周期に対する前記第３の動作の時間の割合が、予め定められた値に等しい又は前記予め定められた値よりも大きい場合には、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように前記制御信号を供給する、
請求項２又は請求項３に記載のバランス補正装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記電圧差が小さいほど、前記周期が短くなるように前記制御信号を供給し、
前記周期が、予め定められた値に等しい又は前記予め定められた値よりも小さい場合には、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように前記制御信号を供給する、
請求項２から請求項４までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
【請求項６】
直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、
一端が、前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に電気的に接続され、他端が、前記第１の蓄電セルの他端に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、
前記第１の蓄電セルと前記第１のスイッチング素子との間に、前記第１の蓄電セル及び前記第１のスイッチング素子に直列に接続され、前記第１の蓄電セルの電圧を調整する電圧調整部と、
前記第１のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する第１の制御信号を、前記第１のスイッチング素子に供給する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１の蓄電セル及び前記第２の蓄電セルの電圧差を示す情報を取得し、
前記第１の蓄電セルの電圧と前記第２の蓄電セルの電圧との大小関係が逆転した後、前記バランス補正装置の作動状態における前記電圧差の絶対値が第１の閾値に等しくなった場合又は前記第１の閾値よりも大きくなった場合に、前記第１のスイッチング素子をオフ動作させるように前記第１の制御信号を供給する、
バランス補正装置。
【請求項７】
前記第１の閾値は、前記バランス補正装置が停止した場合に生じる、前記第１の蓄電セルの見かけ上の電圧変動を考慮して定められる、
請求項６に記載のバランス補正装置。
【請求項８】
前記第１の閾値は、０．５ｍＶ以上１００ｍＶ以下である、
請求項６又は請求項７に記載のバランス補正装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１の蓄電セルの電圧と前記第２の蓄電セルの電圧との大小関係が逆転した後、前記バランス補正装置の作動状態における前記電圧差の絶対値が第１の閾値に等しくなり又は前記第１の閾値よりも大きくなり、前記第１のスイッチング素子をオフ動作させるように前記第１の制御信号を供給した後、予め定められた時間、前記バランス補正装置を停止させる、
請求項６から請求項８までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記予め定められた時間が経過した後、前記バランス補正装置の停止状態における前記第１の蓄電セル及び前記第２の蓄電セルの電圧差の絶対値が前記第１の閾値に等しくなった場合又は前記第１の閾値よりも大きくなった場合に、前記第１のスイッチング素子をオン動作させるように前記第１の制御信号を供給する、
請求項９に記載のバランス補正装置。
【請求項１１】
一端が、前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に電気的に接続され、他端が、前記第２の蓄電セルの他端に電気的に接続される第２のスイッチング素子をさらに備え、
前記電圧調整部は、インダクタであり、
前記インダクタは、
一端が、前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に電気的に接続され、
他端が、前記第１のスイッチング素子の一端及び前記第２のスイッチング素子の一端に電気的に接続され、
前記制御部は、
前記第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する第２の制御信号を前記第２のスイッチング素子に供給し、
前記第１の蓄電セルの電圧と前記第２の蓄電セルの電圧との大小関係が逆転した後、前記バランス補正装置の作動中の前記電圧差の絶対値が第１の閾値に等しくなった場合又は前記第１の閾値よりも大きくなった場合に、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を供給する、
請求項６から請求項１０までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記電圧調整部の電流値を示す情報を取得し
前記電圧調整部の電流値と、前記第１の蓄電セルの直流抵抗値とに基づいて前記第１の閾値を決定する、
請求項６から請求項１１までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
【請求項１３】
前記第１の蓄電セルの温度と前記第１の蓄電セルの直流抵抗値との対応関係を示す情報を格納する格納部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の蓄電セルの温度を示す情報を取得し、
前記格納部に格納された前記対応関係を示す情報を参照して、前記第１の蓄電セルの温度に対応する前記第１の蓄電セルの直流抵抗値を取得し、
前記電圧調整部の電流値と、前記第１の蓄電セルの温度に対応する前記第１の蓄電セルの直流抵抗値とに基づいて前記第１の閾値を決定する、
請求項１２に記載のバランス補正装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記電圧調整部の電流値と、前記第１の蓄電セルの直流抵抗値と、前記第２の蓄電セルの直流抵抗値とに基づいて前記第１の閾値を決定する、
請求項１２又は請求項１３に記載のバランス補正装置。
【請求項１５】
直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルと、
前記第１の蓄電セル及び前記第２の蓄電セルの電圧を均等化させる、請求項１から請求項１４までの何れか一項に記載のバランス補正装置と、
を備える、蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス補正装置及び蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直列接続された多数の蓄電セルを使用するときに、蓄電セル間の電圧にバラつきが生じると、蓄電セルの容量を有効に使えず利用可能な電気量が減少する場合がある。そこで、バランス補正回路を用いて蓄電セル間の電圧を均等化させることが提案されている（特許文献１〜３を参照。）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）特開２００６−０６７７４８号公報
（特許文献２）特開２００８−０１７６０５号公報
（特許文献３）特開２００９−２３２６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のバランス補正回路においては、駆動回路の製造誤差などにより、蓄電セル間の電圧差が極めて小さくなった状態でバランス補正回路を停止させることが難しい。蓄電セル間の電圧差が小さくなっても均等化動作を続けた場合には、スイッチング素子を駆動するために電力を消費してしまう。そこで、適切なタイミングでバランス補正回路を停止させることが望まれる。本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできるバランス補正装置および蓄電システムを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、インダクタの他端と第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子に供給する制御部とを備え、制御部は、第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧差を示す情報を取得し、電圧差が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合には、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように制御信号を供給するバランス補正装置が提供される。【０００５】
上記のバランス補正装置において、制御部は、バランス補正装置が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の一方のスイッチング素子がオン動作し、他方のスイッチング素子がオフ動作する第１の動作と、一方のスイッチング素子がオフ動作し、他方のスイッチング素子がオン動作する第２の動作とを含むスイッチング動作を予め定められた周期で繰り返すように、制御信号を供給してよい。【０００６】
上記のバランス補正装置において、制御部は、第１の蓄電セルの電圧が第２の蓄電セルの電圧よりも大きい場合には、第１のスイッチング素子のオン時間が、第２のスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように制御信号を供給してよい。また、制御部は、第１の蓄電セルの電圧が第２の蓄電セルの電圧よりも小さい場合には、第２のスイッチング素子のオン時間が、第１のスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように制御信号を供給してよい。【０００７】
上記のバランス補正装置において、スイッチング動作は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の両方がオフ動作する第３の動作をさらに含んでよい。制御部は、電圧差が小さいほど、周期に対する第３の動作の時間の割合が大きくなるように制御信号を供給してよい。また、制御部は、第３の動作の時間又は周期に対する第３の動作の時間の割合が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも大きい場合には、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように制御信号を供給してよい。【０００８】
上記のバランス補正装置において、制御部は、電圧差が小さいほど、周期が短くなるように制御信号を供給してよい。また、制御部は、周期が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合には、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の両方がオフ動作するように制御信号を供給してよい。【０００９】
本発明の第２の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、一端が、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に電気的に接続され、他端が、第１の蓄電セルの他端に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、第１の蓄電セルと第１のスイッチング素子との間に、第１の蓄電セル及び第１のスイッチング素子に直列に接続され、第１の蓄電セルの電圧を調整する電圧調整部と、第１のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する第１の制御信号を、第１のスイッチング素子に供給する制御部とを備え、制御部は、第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルの電圧差を示す情報を取得し、第１の蓄電セルの電圧と第２の蓄電セルの電圧との大小関係が逆転した後、バランス補正装置の作動状態における電圧差の絶対値が第１の閾値に等しくなった場合又は第１の閾値よりも大きくなった場合に、第１のスイッチング素子をオフ動作させるように第１の制御信号を供給するバランス補正装置が提供される。【００１０】
本発明の第３の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セル及び第２の蓄電セルと、上記のバランス補正装置とを備える蓄電システムが提供される。【００１１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。
【図２】蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。
【図３】蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。
【図４】制御信号φ２２及びφ２４の一例を概略的に示す。
【図５】動作開始後の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を概略的に示す。
【図６】動作停止前の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を概略的に示す。
【図７】動作開始後の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の他の例を概略的に示す。
【図８】動作停止前の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の他の例を概略的に示す。
【図９】蓄電システム２１０による均等化動作の一例を概略的に示す。
【図１０】蓄電モジュール１０２０の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一又は類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
【００１４】
図１は、蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。図１を用いて、装置１００及び蓄電システム１１０の構成及び動作について説明する。本実施形態において、装置１００は、モータ１０２と、蓄電システム１１０とを備える。装置１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、昇降機などの輸送装置であってよい。装置１００は、ＰＣ、携帯電話などの電気機器であってよい。モータ１０２は、蓄電システム１１０に電気的に接続され、蓄電システム１１０の供給する電力を利用する。モータ１０２は、回生ブレーキとして使用されてもよい。モータ１０２は、電力負荷の一例であってよい。
【００１５】
蓄電システム１１０は、モータ１０２に電気的に接続され、モータ１０２に電力を供給する（蓄電システムの放電という場合がある。）。蓄電システム１１０は、図示されない充電装置に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄える（蓄電システムの充電という場合がある。）。
【００１６】
本実施形態において、蓄電システム１１０は、端子１１２と、端子１１４と、保護回路１１６と、蓄電モジュール１２０とを備える。蓄電モジュール１２０は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８を含む直列に接続された複数の蓄電セルと、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６を含む複数のバランス補正回路とを有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６は、バランス補正装置の一例であってよい。
【００１７】
ここで、「電気的に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。ある要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、ある要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、ある要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正回路とが電気的に接続されたときに、ある要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。「直列に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直列に電気的に接続されることを示す。また、特に断らない限り、蓄電セル間の「電圧差」は、２つの蓄電セルの電圧（端子間電圧と称される場合がある。）を比較して、電圧が高い方の蓄電セルの電圧から、電圧が低い方の蓄電セルの電圧を引いた値を意味する。
【００１８】
端子１１２及び端子１１４は、モータ１０２、充電装置などのシステム外部の装置と、蓄電システム１１０とを電気的に接続する。保護回路１１６は、過電流、過電圧及び過放電の少なくとも一つから、蓄電モジュール１２０を保護する。保護回路１１６としては、例えば、特開２００９−１８３１４１号に開示されているような、公知の過電流・過電圧保護回路を利用することができる。
【００１９】
蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、直列に接続される。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、二次電池又はキャパシタであってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８は、リチウムイオン電池であってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８のそれぞれが、さらに複数の蓄電セルを含んでもよい。
【００２０】
バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の端子１１２側の一端（正極側という場合がある。）に電気的に接続される。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の端子１１４側の一端（負極側という場合がある。）と蓄電セル１２４の正極側との接続点１４３に電気的に接続される。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２４の負極側と蓄電セル１２６の正極側との接続点１４５に電気的に接続される。
【００２１】
一実施形態において、バランス補正回路１３２は、接続点１４３と電気的に接続するインダクタ（図示していない。）を有してよい。バランス補正回路１３２と、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４とを、上記のように電気的に接続することで、蓄電セル１２２及び上記のインダクタを含む第１の回路と、蓄電セル１２４及び上記のインダクタを含む第２の回路が形成される。バランス補正回路１３２は、第１の回路と、第２の回路とに交互に電流を流す。これにより、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
【００２２】
バランス補正回路１３４は、蓄電セル１２４及び蓄電セル１２６の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３４は、接続点１４３と、接続点１４５と、蓄電セル１２６の負極側と蓄電セル１２８の正極側との接続点１４７とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３６は、蓄電セル１２６及び蓄電セル１２８の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３６は、接続点１４５と、接続点１４７と、蓄電セル１２８の負極側とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６は、バランス補正回路１３２と同様の構成を有してよい。
【００２３】
以上の通り、本実施形態の蓄電モジュール１２０によれば、複数の蓄電セルの電圧にバラつきが生じた場合であっても、バランス補正回路の動作によって、複数の蓄電セルの電圧を均等化させることができる。その結果、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
【００２４】
例えば、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間で、製造品質、劣化の程度などが異なる場合、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電池特性に差が生じる場合がある。電池特性としては、電池容量、又は、放電時間に対する電池電圧の関係を示す放電電圧特性を例示することができる。例えば、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになる。
【００２５】
蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電池特性が異なる場合、蓄電システム１１０の充電完了時に蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の放電が進行するにつれて、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。また、蓄電システム１１０の充電開始時に蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の充電が進行するにつれて、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。
【００２６】
蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４は、利用可能な充電レベル（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣという場合がある。）の範囲が予め定められているので、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じると、蓄電システム１１０の利用効率が悪化する。しかし、本実施形態の蓄電モジュール１２０によれば、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させることで、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
【００２７】
図２は、蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。図３は、蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。図２及び図３を用いて、バランス補正回路の構成及び動作について説明する。図２及び図３においては、説明を簡単にする目的で、蓄電システム２１０が２つの蓄電セルを備える場合について説明する。しかし、２つの蓄電セルを備える蓄電システム２１０に関する説明に接した当業者であれば、複数の蓄電セルと複数のバランス補正回路とを備える蓄電システム２１０を構築して使用することができる。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４は、直列に接続された複数の蓄電セルのうち、隣接して配される２つの蓄電セルの一例であってよい。
【００２８】
本実施形態において、蓄電システム２１０は、端子２１２と、端子２１４と、保護回路２１６と、蓄電モジュール２２０とを備える。蓄電モジュール２２０は、直列に接続された蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４と、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧を均等化させるバランス補正回路２３２とを備える。
【００２９】
バランス補正回路２３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、ダイオード２６２と、ダイオード２６４と、制御部２７０と、電圧監視部２８０とを有してよい。電圧監視部２８０は、電圧検出部２８２と、電圧検出部２８４と、差分検出部２８６とを含んでよい。
【００３０】
蓄電セル２２２は、第１の蓄電セルの一例であってよい。蓄電セル２２４は、第２の蓄電セルの一例であってよい。バランス補正回路２３２は、バランス補正装置の一例であってよい。インダクタ２５０は、電圧調整部の一例であってよい。スイッチング素子２５２は、第１のスイッチング素子の一例であってよい。スイッチング素子２５４は、第２のスイッチング素子の一例であってよい。
【００３１】
端子２１２及び端子２１４は、それぞれ、端子１１２及び端子１１４と同様の構成を有してよい。保護回路２１６は、保護回路１１６と同様の構成を有してよい。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６又は蓄電セル１２８と同様の構成を有してよい。蓄電システム２１０の説明において、蓄電システム１１０の各要素と同様の構成については説明を省略する場合がある。また、図１において、蓄電システム１１０が、蓄電システム２１０と同様の構成を有してもよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４及びバランス補正回路１３６が、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してもよい。
【００３２】
本実施形態において、バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２の正極側と、蓄電セル２２２の負極側及び蓄電セル２２４の正極側の接続点２４３と、蓄電セル２２４の負極側とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２２と、スイッチング素子２５２と、インダクタ２５０とを含む第１の開閉回路が形成される。また、蓄電セル２２４と、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５４とを含む第２の開閉回路が形成される。接続点２４３は、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点の一例であってよい。
【００３３】
インダクタ２５０は、蓄電セル２２２とスイッチング素子２５２との間に、蓄電セル２２２及びスイッチング素子２５２に直列に接続され、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の少なくとも一方の電圧を調整する。本実施形態において、インダクタ２５０の一端は、接続点２４３に電気的に接続される。インダクタ２５０の他端は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の接続点２４５に電気的に接続される。
【００３４】
スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が、交互にオン動作及びオフ動作（オン・オフ動作という場合がある。）を繰り返すことで、インダクタ２５０にインダクタ電流ＩＬが生じる。これにより、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２及び蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
【００３５】
スイッチング素子２５２は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２２の正極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５２は、制御部２７０から制御信号φ２２を受信して、制御信号φ２２に基づきオン動作又はオフ動作を行う。これにより、第１の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５２は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００３６】
スイッチング素子２５４は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２４の負極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５４は、制御部２７０から制御信号φ２４を受信して、制御信号φ２４に基づきオン動作又はオフ動作を行う。これにより、第２の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５４は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００３７】
ダイオード２６２は、スイッチング素子２５２と並列に配され、インダクタ２５０の他端から蓄電セル２２２の正極側への方向に電流を流す。ダイオード２６４は、スイッチング素子２５４と並列に配され、蓄電セル２２４の負極側からインダクタ２５０の他端への方向に電流を流す。ダイオード２６２及びダイオード２６４は、ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードであってよい。
【００３８】
ダイオード２６２及びダイオード２６４を設けることで、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が共にオフ状態となった期間にインダクタ電流ＩＬが残留した場合であっても、当該インダクタ電流ＩＬがダイオード２６２又はダイオード２６４を通して流れ続けることができる。これにより、インダクタ２５０に一旦生じたインダクタ電流ＩＬを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流ＩＬを遮断した場合に生じるサージ電圧の発生を抑制することができる。
【００３９】
制御部２７０は、スイッチング素子２５２のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２２をスイッチング素子２５２に供給する。制御部２７０は、スイッチング素子２５４のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２４をスイッチング素子２５４に供給する。制御信号φ２２は、第１の制御信号の一例であってよい。制御信号φ２４は、第２の制御信号の一例であってよい。
【００４０】
本実施形態において、制御部２７０は、電圧監視部２８０から、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に関する情報を含む信号φ２６を受け取り、信号φ２６に基づいて、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を発生させる。制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４と同一の基板に形成されてもよい。
【００４１】
制御部２７０は、予め定められた周期のパルス列を発生するパルス発生器により、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を発生させてよい。パルス発生器は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４の少なくとも一方のデューティ比を可変制御する可変パルス発生器であってもよい。デューティ比は、方形波の周期に対するＯＮ期間の割合として算出することができる。
【００４２】
制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４が交互にオン・オフ動作を繰り返すように制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。これにより、第１の開閉回路に電流が流れている状態と、第２の開閉回路に電流が流れている状態とが交互に切り替わるスイッチング動作が繰り返される。
【００４３】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２が、スイッチング動作を予め定められた周期で繰り返すように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。ここで、「予め定められた周期」とは、スイッチング動作の繰り返しの周期が予め設定されている場合だけなく、何らかの制御によって当該周期を変動させる場合を含む。例えば、特定のアルゴリズムに基づいて次のサイクルにおける周期を決定する場合も含まれる。
【００４４】
スイッチング動作は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の一方のスイッチング素子がオン動作し、他方のスイッチング素子がオフ動作する第１の動作と、当該一方のスイッチング素子がオフ動作し、当該他方のスイッチング素子がオン動作する第２の動作とを含んでよい。スイッチング動作は、第１の動作及び第２の動作に加えて、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作する第３の動作を含んでよい。第１の動作、第２の動作及び第３の動作の順序は、任意に決定されてよいが、第１の動作に引き続いて第２の動作が実施されることが好ましい。スイッチング動作は、他の動作を含んでもよい。
【００４５】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２の作動状態において、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を繰り返すようにバランス補正回路２３２を制御する。制御部２７０は、バランス補正回路２３２の停止状態において、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を停止するようにバランス補正回路２３２を制御する。
【００４６】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する。制御部２７０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定してよい。
【００４７】
蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第１の実施形態としては、以下を例示することができる。本実施形態において、制御部２７０は、電圧監視部２８０から信号φ２６を受け取ることで、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差を示す情報を取得する。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい場合又は予め定められた値よりも小さい場合、制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給して、バランス補正回路２３２を停止させる。
【００４８】
これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の均等化がほぼ終了した状態で、バランス補正回路２３２を停止させることができる。その結果、バランス補正回路２３２のハンチングを防止することができ、バランス補正回路２３２の消費電力を抑制することができる。
【００４９】
蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第２の実施形態としては、以下を例示することができる。本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４のうち、電圧の高い方の蓄電セルに対応するスイッチング素子のオン時間が、電圧の低い方の蓄電セルに対応するスイッチング素子のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。第１の実施形態の場合と同様、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい場合又は予め定められた値よりも小さい場合、制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させる。本実施形態によれば、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が極めて小さくなった状態でバランス補正回路２３２を停止させることができる。
【００５０】
蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合、一実施形態において、制御部２７０は、バランス補正回路２３２によるスイッチング動作を開始させてから停止させるまでの間、スイッチング素子２５２のオン時間がスイッチング素子２５４のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。例えば、バランス補正回路２３２のスイッチング動作を開始させる時点において、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合、制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させるまで、スイッチング素子２５２のオン時間がスイッチング素子２５４のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００５１】
他の実施形態において、制御部２７０は、バランス補正回路２３２によるスイッチング動作を開始させてから、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値になるまでの間、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とが等しくなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。その後、バランス補正回路２３２によるスイッチング動作を停止させるまでの間、スイッチング素子２５２のオン時間がスイッチング素子２５４のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００５２】
同様に、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さい場合、制御部２７０は、スイッチング素子２５４のオン時間がスイッチング素子２５２のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してよい。例えば、バランス補正回路２３２のスイッチング動作を開始させる時点において、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さい場合、制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させるまで、スイッチング素子２５４のオン時間がスイッチング素子２５２のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００５３】
他の実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値になるまでの間、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とが等しくなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。その後、バランス補正回路２３２によるスイッチング動作を停止させるまでの間、スイッチング素子２５４のオン時間がスイッチング素子２５２のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給してもよい。
【００５４】
蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧を均等化しようとする場合、通常であれば、当業者は、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とが等しくなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を制御することを試みる。しかし、スイッチング素子２５２、スイッチング素子２５４及びバランス補正回路２３２の精度、製造誤差などにより、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とを精度よく一致させることは難しい。
【００５５】
そのため、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とが等しくなるように制御信号φ２２及び制御信号φ２４を制御することで、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧とを精度よく均等化することは難しい。しかし、隣接する２つの蓄電セルの間の電圧差が小さい場合であっても、蓄電システムに含まれる蓄電セルの個数が増加すればするほど、隣接する２つの蓄電セル間の電圧差が積み重なり、システム全体としては無視できないものとなる。
【００５６】
これに対して、本実施形態によれば、例えば、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧より高い場合、制御部２７０は、スイッチング素子２５２のオン時間がスイッチング素子２５４のオン時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。そのため、仮に、バランス補正回路２３２を動かし続けた場合には、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さくなり、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転する。
【００５７】
蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転するタイミングの近傍においてバランス補正回路２３２を停止させることで、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミング又は当該電圧差が非常に小さくなるタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。例えば、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さくなった場合に、バランス補正回路２３２を停止させる。
【００５８】
本実施形態によれば、スイッチング素子２５２のオン時間とスイッチング素子２５４のオン時間とが等しくなるように制御信号φ２２及び制御信号φ２４を制御する場合と比較して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミングを、より確実に作り出すことができる。これにより、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の均等化の精度を向上させることができる。その結果、バランス補正回路２３２のハンチングを防止することができ、バランス補正回路２３２の消費電力を抑制することができる。
【００５９】
好ましい実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転した後、バランス補正回路２３２が作動している状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第１の閾値に等しくなった場合又は第１の閾値よりも小さくなった場合に、少なくともスイッチング素子２５２をオフ動作させるように制御信号φ２２を供給して、バランス補正回路２３２を停止させる。より具体的には、制御部２７０は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給することで、バランス補正回路２３２を停止させてよい。
【００６０】
本実施形態によれば、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転した後でバランス補正回路２３２を停止させる。これにより、バランス補正回路２３２を停止させた後の蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値をより小さくすることができる。また、バランス補正回路２３２のハンチングをより効果的に防止することができる。
【００６１】
例えば、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧より高い場合、バランス補正回路２３２が停止した後、蓄電セル２２２の電圧の測定値は、蓄電セル２２２の内部抵抗などによる電圧降下により増加する（見かけ上の電圧変動と称する場合がある。）。一方、蓄電セル２２４の電圧の測定値は、蓄電セル２２４の内部抵抗などによる電圧降下により減少する（見かけ上の電圧変動と称する場合がある。）。
【００６２】
そのため、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転する前にバランス補正回路２３２を停止させた場合、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値は、バランス補正回路２３２を停止させた後、時間とともに拡大する。これに対して、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転した後でバランス補正回路２３２を停止させた場合、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値は、バランス補正回路２３２を停止させた後、時間とともに縮小する。その結果、バランス補正回路２３２を停止させた後の蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値をより小さくすることができる。
【００６３】
第１の閾値は、バランス補正回路２３２が停止した場合に生じる、蓄電セル２２２の見かけ上の電圧変動を考慮して定められてよい。第１の閾値は、インダクタ２５０の電流値と、蓄電セル２２２の直流抵抗（ＤＣＲと称する場合がある。）の値とに基づいて定められてよい。蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の直流抵抗値がほぼ同等であると仮定して、インダクタ２５０の電流値と蓄電セル２２２の直流抵抗値とを乗じることで、第１の閾値を決定してよい。
【００６４】
第１の閾値は、バランス補正回路２３２が停止した場合に生じる、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の見かけ上の電圧変動を考慮して定められてよい。第１の閾値は、インダクタ２５０の電流値と、蓄電セル２２２の直流抵抗値と、蓄電セル２２４の直流抵抗値とに基づいて定められてよい。蓄電セル２２２の直流抵抗値及び蓄電セル２２４の直流抵抗値の和と、インダクタ２５０の平均電流値とを乗じた値を２で割ることで、第１の閾値を決定してもよい。
【００６５】
蓄電セル２２２の直流抵抗値は、蓄電セル２２２の温度及び劣化状況に応じて変化する。そこで、蓄電セル２２２の温度及び劣化状況の少なくとも一方を考慮して、第１の閾値を決定してもよい。蓄電セル２２４の直流抵抗値は、蓄電セル２２４の温度及び劣化状況に応じて変化する。そこで、蓄電セル２２４の温度及び劣化状況の少なくとも一方を考慮して、第１の閾値を決定してもよい。
【００６６】
例えば、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の劣化状況を考慮して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の出荷時点における直流抵抗値に予め定められた係数を乗じた値を用いて、第１の閾値を決定する。予め定められた係数は、１以上３以下であってよく、１より大きく２以下であることが好ましい。
【００６７】
第１の閾値は、制御部２７０がバランス補正回路２３２を停止させた後、バランス補正回路２３２の停止状態が維持されたと仮定した場合に、バランス補正回路２３２の停止後、予め定められた時間が経過した時点における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４電圧差の絶対値が、第２の閾値以下になるように定められてよい。第２の閾値の絶対値は、第１の閾値の絶対値より小さくてよい。予め定められた時間は、電圧降下による電圧変動の変動幅及び当該電圧変動の持続時間の少なくとも一方を考慮して決定されてよい。
【００６８】
上記の予め定められた時間は、電圧降下による電圧変動の変動幅が、電圧変動がほぼ終了した時点における最終的な変動幅の６０％（好ましくは７５％、更に好ましくは８０％である。）に達するまでの時間であってもよい。なお、電圧降下による電圧変動は、通常、３０分から１時間程度で終了する。上記の予め定められた時間は、０．５秒以上５分以内であってよく、１秒以上２分以内であることが好ましく、１秒以上１分以内であることがより好ましい。
【００６９】
第１の閾値は、０．５ｍＶ以上１００ｍＶ以下であってよい。第１の閾値は、より好ましくは０．５ｍＶ以上１０ｍＶ以下であり、さらに好ましくは０．５ｍＶ以上５ｍＶ以下である。通常の使用状態であれば、第１の閾値を上記の範囲内に設定することで、電圧降下による電圧変動がほぼ終了した時点における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４電圧差の絶対値を、バランス補正回路２３２を停止させた時点における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４電圧差の絶対値よりも小さくすることができる。その結果、バランス補正回路２３２による均等化の精度を向上させることができる。また、バランス補正回路２３２のハンチングを抑制することができる。
【００７０】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させた後、バランス補正回路２３２の停止状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第２の閾値に等しくなった場合又は第２の閾値よりも大きくなった場合に、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の少なくとも一方をオン動作させるように制御信号φ２２及び制御信号φ２４の少なくとも一方を供給して、バランス補正回路２３２の動作を再開させる。これにより、バランス補正回路２３２が作動状態になり、少なくとも第１の動作及び第２の動作を含むスイッチング動作を繰り返す。
【００７１】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させた後、予め定められた時間、バランス補正回路２３２を停止させることが好ましい。本実施形態において、制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させた後、バランス補正回路２３２の停止状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第２の閾値に等しくなった又は第２の閾値よりも大きくなったとしても、上記の予め定められた時間が経過していない場合には、バランス補正回路２３２の動作を再開させない。これにより、バランス補正回路２３２のハンチングをより効果的に防止することができる。上記の予め定められた時間は、０．５秒以上５分以内であってよく、１秒以上２分以内であることが好ましく、１秒以上１分以内であることがより好ましい。
【００７２】
なお、本実施形態においては、制御部２７０が、バランス補正回路２３２を停止させた後、バランス補正回路２３２の停止状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第２の閾値に等しくなった場合又は第２の閾値よりも大きくなると、バランス補正回路２３２の動作を再開させる場合について説明した。しかし、制御部２７０は、本実施形態に限定されない。制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させた後、バランス補正回路２３２の停止状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第３の閾値に等しくなった場合又は第３の閾値よりも大きくなると、バランス補正回路２３２の動作を再開させてもよい。第３の閾値は、第２の閾値よりも大きく、第１の閾値よりも小さくてよい。
【００７３】
電圧監視部２８０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を監視する。本実施形態において、電圧監視部２８０は、電圧検出部２８２及び電圧検出部２８４により、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を検出する。電圧監視部２８０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を差分検出部２８６に入力して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差を検出する。電圧監視部２８０は、検出した電圧差を示す信号φ２６を生成して、制御部２７０に送信する。信号φ２６は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧のどちらが大きいかを示す情報を含んでもよい。
【００７４】
蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第３の実施形態としては、以下を例示することができる。本実施形態において、スイッチング動作は、第１の動作、第２の動作及び第３の動作を含む。本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が小さいほど、スイッチング動作の周期に対する第３の動作の時間の割合が大きくなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００７５】
制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に基づいて、予め定められた方法に従って、第３の動作の時間を決定してもよい。動作開始時において、第３の動作の時間は０秒であってもよい。第１の動作の時間及び第２の動作の時間は等しくてもよい。第１の動作の時間及び第２の動作の時間は、第２の実施形態と同様にして決定されてもよい。
【００７６】
本実施形態において、制御部２７０は、第３の動作の時間又はスイッチング動作の周期に対する第３の動作の時間の割合が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも大きい場合には、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。これにより、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合に、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給することができる。
【００７７】
本実施形態によれば、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が十分に小さくなったタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。その結果、バランス補正回路２３２のハンチングを防止することができ、バランス補正回路２３２の消費電力を抑制することができる。
【００７８】
蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧に基づいて、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第４の実施形態としては、以下を例示することができる。本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が小さいほど、スイッチング動作の周期が短くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。
【００７９】
制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に基づいて、予め定められた方法に従って、スイッチング動作の周期を決定してもよい。第１の動作の時間及び第２の動作の時間は等しくてもよい。第１の動作の時間及び第２の動作の時間は、第２の実施形態と同様にして決定されてもよい。スイッチング動作は、第３の動作を含んでもよいし、含まなくてもよい。スイッチング動作の周期に対する第３の動作の時間の割合は、第３の実施形態と同様にして決定されてもよい。
【００８０】
本実施形態において、制御部２７０は、スイッチング動作の周期が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合には、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。これにより、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合に、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給することができる。
【００８１】
本実施形態によれば、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が十分に小さくなったタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。また、均等化が終了した時点でバランス補正回路２３２を停止させるので、バランス補正回路２３２の消費電力を抑制することができる。
【００８２】
電圧監視部２８０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を監視する。本実施形態において、電圧監視部２８０は、電圧検出部２８２及び電圧検出部２８４により、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を検出する。電圧監視部２８０は、蓄電セル２２２の電圧及び蓄電セル２２４の電圧を差分検出部２８６に入力して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差を検出する。電圧監視部２８０は、検出した電圧差を示す信号φ２６を生成して、制御部２７０に送信する。信号φ２６は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧のどちらが大きいかを示す情報を含んでもよい。
【００８３】
次に、図３を用いて、バランス補正回路２３２による均等化作用の原理を説明する。図３は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４の波形の一例に対応づけて、グラフ３０２、グラフ３０４及びグラフ３０６を示す。グラフ３０２、グラフ３０４及びグラフ３０６において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流ＩＬの大きさを示す。図３において、インダクタ電流ＩＬの大きさは、接続点２４５から接続点２４３に向かって流れる電流（図２において実線の矢印で示す。）を正として表す。
【００８４】
グラフ３０２は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０４は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０６は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。
【００８５】
図３においては、説明を簡単にする目的で、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のそれぞれが、デューティ比が５０％の方形波である場合を示す。図３において、制御信号φ２２及び制御信号φ２４は、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理又は位相極性を有する。
【００８６】
図３に示すとおり、本実施形態において、スイッチング素子２５２は、制御信号φ２２がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２２がＬ論理の場合にオフ動作する。スイッチング素子２５４は、制御信号φ２４がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２４がＬ論理の場合にオフ動作する。
【００８７】
グラフ３０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合には、スイッチング素子２５２がオン状態のときに、蓄電セル２２２の正極側−スイッチング素子２５２−接続点２４５−インダクタ２５０−接続点２４３−蓄電セル２２２の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における実線矢印の方向に充電される。
【００８８】
次に、スイッチング素子２５２がオフ状態になり、スイッチング素子２５４がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の一端−接続点２４３−蓄電セル２２４−スイッチング素子２５４−接続点２４５−インダクタ２５０の他端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２４を充電しながら行われる。図３に示すように、インダクタ電流ＩＬは放電により時間と共に減少し、放電電流が０になると、インダクタ２５０には、放電電流とは逆方向の充電電流が流れるようになる。
【００８９】
グラフ３０４に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合には、スイッチング素子２５４がオン状態のときに、蓄電セル２２４の正極側−接続点２４３−インダクタ２５０−接続点２４５−スイッチング素子２５４−蓄電セル２２４の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における点線矢印の方向に充電される。
【００９０】
次に、スイッチング素子２５４がオフ状態になり、スイッチング素子２５２がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の他端−接続点２４５−スイッチング素子２５２−蓄電セル２２２−接続点２４３−インダクタ２５０の一端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２２を充電しながら行われる。
【００９１】
グラフ３０６に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合には、スイッチング素子２５２又はスイッチング素子２５４がオン状態の期間において、インダクタ電流ＩＬの放電と充電とがほぼ等量ずつ実施される。その結果、電圧がほぼバランスした状態を維持することができる。ただし、電圧がほぼバランスした状態であっても、バランス補正回路２３２を動作させた場合にはスイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の駆動などにより電力が消費される。
【００９２】
上記のように、バランス補正回路２３２が第１の開閉回路と、第２の開閉回路とに交互に電流を流すことで、蓄電セル２２２と蓄電セル２２４との間でインダクタ２５０を介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧を均等化させることができる。
【００９３】
本実施形態においては、説明を簡単にする目的で、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比が５０％である場合について説明した。しかし、制御信号φ２２及び制御信号φ２４はこれに限定されない。制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてよい。
【００９４】
図４は、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第２の実施形態に係る制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を概略的に示す。図４においては、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合を例として、バランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第２の実施形態について説明する。
【００９５】
本実施形態において、バランス補正回路２３２は、スイッチング素子２５２がオン動作し、スイッチング素子２５４がオフ動作する第１の動作と、スイッチング素子２５２がオフ動作し、スイッチング素子２５４がオン動作する第２の動作とを含むスイッチング動作を周期的に繰り返す。図４において、Ｔはスイッチング動作の周期を示し、ｔ１及びｔ２は、それぞれ、第１の動作の時間及び第２の動作の時間を示す。
【００９６】
図４に示すとおり、本実施形態において、スイッチング素子２５２は、制御信号φ２２がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２２がＬ論理の場合にオフ動作する。スイッチング素子２５４は、制御信号φ２４がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２４がＬ論理の場合にオフ動作する。
【００９７】
本実施形態において、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きいので、制御部２７０は、ｔ１＞ｔ２となるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整する。これにより、バランス補正回路２３２は、定常状態において蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さくなるように、両者の電圧を調整しようとする。
【００９８】
そのため、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を繰り返していくうちに、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４は、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい状態から、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さい状態へと移行する。この過程において、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミングが生じる。
【００９９】
本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になるタイミング又は非常に小さくなるタイミングで、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４が精度よく均等化された状態で、バランス補正回路２３２を停止させることができる。
【０１００】
本実施形態においては、スイッチング動作が第３の動作を含まない場合について説明した。しかしながら、スイッチング動作は、第３の動作を含んでもよい。また、制御部２７０は、バランス補正回路２３２の動作中に、予め定められたアルゴリズムに従って、周期Ｔに対する第３の動作の時間の割合Ｐを変更してもよい。割合Ｐの変更は、定期的又は連続的に実施されてよい。割合Ｐは、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてもよい。割合Ｐを変更する場合、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、割合Ｐを変更することが好ましい。
【０１０１】
本実施形態においては、スイッチング動作が一定の周期Ｔで繰り返される場合について説明した。しかしながら、制御部２７０は、バランス補正回路２３２の動作中に、予め定められたアルゴリズムに従って、周期Ｔを変更してもよい。周期Ｔの変更は、定期的又は連続的に実施されてもよい。周期Ｔは、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてもよい。周期Ｔを変更する場合、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、周期Ｔを変更することが好ましい。
【０１０２】
図５及び図６はバランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第３の実施形態に係る制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を概略的に示す。図５は、バランス補正回路２３２が動作を開始した直後の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を示す。図６は、バランス補正回路２３２が動作を停止する直前の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を示す。
【０１０３】
本実施形態において、バランス補正回路２３２は、スイッチング素子２５２がオン動作し、スイッチング素子２５４がオフ動作する第１の動作と、スイッチング素子２５２がオフ動作し、スイッチング素子２５２がオン動作する第２の動作と、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作する第３の動作とを含むスイッチング動作を周期的に繰り返す。
【０１０４】
図５において、Ｔはスイッチング動作の周期を示し、ｔｉｎ１及びｔｉｎ２は、それぞれ、バランス補正回路２３２の動作が開始した直後の状態における第１の動作の時間及び第２の動作の時間を示す。なお、図５に示すとおり、本実施形態において、バランス補正回路２３２の動作が開始した直後には、第３の動作の時間ｔｉｎ３（図示されていない。）は０に設定される。図６において、ｔｅｎｄ１、ｔｅｎｄ２及びｔｅｎｄ３は、それぞれ、バランス補正回路２３２の動作を停止する直前の状態における第１の動作の時間、第２の動作の時間及び第３の動作の時間を示す。
【０１０５】
図５及び図６に示すとおり、本実施形態において、スイッチング素子２５２は、制御信号φ２２がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２２がＬ論理の場合にオフ動作する。スイッチング素子２５４は、制御信号φ２４がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２４がＬ論理の場合にオフ動作する。
【０１０６】
本実施形態において、制御部２７０は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４をスイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４に供給して、バランス補正回路２３２の動作を開始させる。このとき、ｔｉｎ１＝ｔｉｎ２となるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整する。
【０１０７】
バランス補正回路２３２の動作中、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて、スイッチング動作の周期Ｔに対する第３の動作の時間の割合Ｐを変更する。このとき、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、割合Ｐを変更することが好ましい。割合Ｐの変更は、定期的又は連続的に実施されてよい。割合Ｐの値の変化は、連続的であってもよく、段階的であってもよい。
【０１０８】
本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が小さいほど割合Ｐが大きくなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整する。そして、制御部２７０は、第３の動作の時間又はスイッチング動作の周期に対する第３の動作の時間の割合が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも大きい場合に、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が十分に小さくなったタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。
【０１０９】
本実施形態においては、制御部２７０が、ｔｉｎ１＝ｔｉｎ２となるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整する場合について説明した。しかし、制御部２７０は、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合には、第１の動作の時間が第２の動作の時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整してもよい。また、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さい場合には、第２の動作の時間が第１の動作の時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整してもよい。
【０１１０】
本実施形態においては、スイッチング動作が一定の周期Ｔで繰り返される場合について説明した。しかしながら、制御部２７０は、バランス補正回路２３２の動作中に、予め定められたアルゴリズムに従って、周期Ｔを変更してもよい。周期Ｔの変更は、定期的又は連続的に実施されてよい。周期Ｔは、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてもよい。周期Ｔを変更する場合、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、周期Ｔを変更することが好ましい。
【０１１１】
図７及び図８はバランス補正回路２３２を停止させるタイミングを決定する第３の実施形態に係る制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を概略的に示す。図７は、バランス補正回路２３２が動作を開始した直後の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を示す。図７は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４の波形の一例に対応づけて、グラフ７０２を示す。図８は、バランス補正回路２３２が動作を停止する直前の制御信号φ２２及び制御信号φ２４の一例を示す。図８は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４の波形の一例に対応づけて、グラフ８０２を示す。
【０１１２】
本実施形態において、バランス補正回路２３２は、スイッチング素子２５２がオン動作し、スイッチング素子２５４がオフ動作する第１の動作と、スイッチング素子２５２がオフ動作し、スイッチング素子２５２がオン動作する第２の動作を含むスイッチング動作を周期的に繰り返す。
【０１１３】
図７において、Ｔｉｎ、ｔｉｎ１及びｔｉｎ２は、それぞれ、バランス補正回路２３２の動作が開始した直後の状態における、スイッチング動作の周期、第１の動作の時間及び第２の動作の時間を示す。図７のグラフ７０２において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流ＩＬの大きさを示す。Ｉｉｎは、バランス補正回路２３２の動作が開始した直後の状態におけるインダクタ電流ＩＬの最大値を示す。図８において、Ｔｅｎｄ、ｔｅｎｄ１及びｔｅｎｄ２は、それぞれ、バランス補正回路２３２の動作を停止する直前の状態における、スイッチング動作の周期、第１の動作の時間及び第２の動作の時間を示す。図８のグラフ８０２において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流ＩＬの大きさを示す。Ｉｅｎｄは、バランス補正回路２３２の動作を停止する直前の状態におけるインダクタ電流ＩＬの最大値を示す。
【０１１４】
図７及び図８に示すとおり、本実施形態において、スイッチング素子２５２は、制御信号φ２２がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２２がＬ論理の場合にオフ動作する。スイッチング素子２５４は、制御信号φ２４がＨ論理の場合にオン動作し、制御信号φ２４がＬ論理の場合にオフ動作する。
【０１１５】
本実施形態において、制御部２７０は、制御信号φ２２及び制御信号φ２４をスイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４に供給して、バランス補正回路２３２の動作を開始させる。このとき、ｔｉｎ１＝ｔｉｎ２であり、インダクタ電流ILがゼロになると次の周期に移るように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比とタイミングとを調整する。
【０１１６】
バランス補正回路２３２の動作中、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて、スイッチング動作の周期を変更する。このとき、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、周期を変更することが好ましい。周期の変更は、定期的又は連続的に実施されてよい。周期の値の変化は、連続的であってもよく、段階的であってもよい。
【０１１７】
本実施形態において、制御部２７０は、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が小さいほど、スイッチング動作の周期が短くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整する。そこで、制御部２７０は、スイッチング動作の周期が、予め定められた値に等しい又は予め定められた値よりも小さい場合には、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４の両方がオフ動作するように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。これにより、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が十分に小さくなったタイミングで、バランス補正回路２３２を停止させることができる。
【０１１８】
本実施形態においては、制御部２７０が、ｔｉｎ１＝ｔｉｎ２であり、インダクタ電流ILがゼロになると次の周期に移るように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比とタイミングとを調整する場合について説明した。しかし、制御部２７０は、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも大きい場合には、第１の動作の時間が第２の動作の時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整してもよい。また、蓄電セル２２２の電圧が蓄電セル２２４の電圧よりも小さい場合には、第２の動作の時間が第１の動作の時間よりも長くなるように、制御信号φ２２及び制御信号φ２４のデューティ比を調整してもよい。
【０１１９】
本実施形態においては、スイッチング動作が第３の動作を含まない場合について説明した。しかしながら、スイッチング動作は、第３の動作を含んでもよい。また、制御部２７０は、バランス補正回路２３２の動作中に、予め定められたアルゴリズムに従って、周期Ｔに対する第３の動作の時間の割合Ｐを変更してもよい。割合Ｐの変更は、定期的又は連続的に実施されてよい。割合Ｐは、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてもよい。割合Ｐを変更する場合、第１の動作の時間と第２の動作の時間との比率を一定に保ちながら、割合Ｐを変更することが好ましい。
【０１２０】
図９は、蓄電システム２１０による均等化動作の一例を概略的に示す。図９を用いて、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転した後でバランス補正回路２３２を停止させる場合における、制御部２７０によるバランス補正回路２３２の制御方法について説明する。
【０１２１】
図９において、実線は蓄電セル２２２の電圧の経時変化を表し、一点破線は蓄電セル２２４の電圧の経時変化を表す。時刻Ｔ０は、蓄電システム１１０の組立が完了した時刻、又は、充電若しくは放電が終了した時刻を示す。Ｖ２０は時刻Ｔ０における蓄電セル２２２の電圧の測定値を示し、Ｖ４０は時刻Ｔ０における蓄電セル２２４の電圧の測定値を示す。なお、Ｖ２０はＶ４０より大きい。また、Ｖｔｈ１は第１の閾値を表し、Ｖｔｈ２は第２の閾値を表す。
【０１２２】
例えば、時刻Ｔ０において、蓄電システム１１０の充電又は放電が終了する。バランス補正回路２３２は、時刻Ｔ０以前から作動していてもよく、時刻Ｔ０においてスイッチング動作を開始してもよい。時刻Ｔ０以降、蓄電システム１１０の充電又は放電の間に生じた蓄電セル間の電圧のバラつきが、バランス補正回路２３２により解消される。
【０１２３】
制御部２７０は、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を繰り返すように、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４に対して、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。バランス補正回路２３２がスイッチング動作を繰り返すことで、蓄電セル２２２と蓄電セル２２４との間で電気エネルギーが授受される。その結果、時間の経過とともに、蓄電セル２２２の電圧は小さくなり、蓄電セル２２４の電圧は大きくなる。
【０１２４】
時刻Ｔｂにおいて、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差が０になる。しかし、制御部２７０は、バランス補正回路２３２を停止させることなく、バランス補正回路２３２にスイッチング動作を続行させる。その結果、バランス補正回路２３２の作動状態において、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との大小関係が逆転する。時刻Ｔｂを過ぎると、蓄電セル２２２の電圧の測定値は、蓄電セル２２４の電圧の測定値よりも小さくなる。
【０１２５】
時刻Ｔ１において、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が、第１の閾値Ｖｔｈ１と等しくなる。そこで、制御部２７０は、バランス補正回路２３２がスイッチング動作を停止するように、スイッチング素子２５２及びスイッチング素子２５４に対して、制御信号φ２２及び制御信号φ２４を供給する。本実施形態において、第１の閾値Ｖｔｈ１は、時刻Ｔ２における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第２の閾値Ｖｔｈ２以下となるように定められる。時刻Ｔ２は、例えば、時刻Ｔ１から１分が経過した時刻である。
【０１２６】
時刻Ｔ１においてバランス補正回路２３２が停止すると、蓄電セル２２２の電圧はＶ２１からＶ２２に増加し、蓄電セル２２４の電圧はＶ４１からＶ４２に減少する。これにより、時刻Ｔ２における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値は、時刻Ｔ１における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値よりも小さくなる。
【０１２７】
制御部２７０は、時刻Ｔ３になるまで、バランス補正回路２３２を停止させる。これにより、バランス補正回路２３２のハンチングをより効果的に防止することができる。制御部２７０は、時刻Ｔ３以降であって、バランス補正回路２３２の停止状態における蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の電圧差の絶対値が第２の閾値Ｖｔｈ２に等しくなった場合又は第２の閾値Ｖｔｈ２よりも大きくなった場合に、バランス補正回路２３２の動作を再開させる。
【０１２８】
本実施形態においては、時刻Ｔ２におけるＶ２２がＶ４２よりも小さくなる場合について説明した。しかし、制御部２７０によるバランス補正回路２３２の制御方法は本実施形態に限定されない。制御部２７０は、時刻Ｔ２におけるＶ２２とＶ４２とが等しくなるように制御してもよく、時刻Ｔ２におけるＶ２２がＶ４２よりも大きくなるように制御してもよい。時刻Ｔ２におけるＶ２２がＶ４２よりも大きくなるように制御した場合、時刻Ｔｂと時刻Ｔ１との時間差を短縮することができる。
【０１２９】
図１０は、蓄電モジュール１０２０の一例を概略的に示す。蓄電モジュール１０２０は、バランス補正回路２３２の代わりにバランス補正回路１０３２を備える点で、蓄電モジュール２２０と相違する。バランス補正回路１０３２は、温度センサ１０９４及び電流検出部１０９６をさらに備え、制御部２７０の代わりに制御部１０７０を備える点で、バランス補正回路２３２と相違する。蓄電モジュール１０２０、及び、バランス補正回路１０３２などの蓄電モジュール１０２０の各部は、上記相違点以外については、蓄電モジュール２２０及び蓄電モジュール２２０の各部と同様の構成を有してよい。なお、上記相違点以外の構成については、説明を省略する。
【０１３０】
制御部１０７０は、少なくともインダクタ２５０の電流値及び蓄電セル２２２の直流抵抗値に基づいて、第１の閾値Ｖｔｈ１を決定する。本実施形態において、制御部１０７０は、蓄電セル２２２の温度と蓄電セル２２２の直流抵抗値との対応関係を示す情報を少なくとも格納する格納部１０９２を備える。制御部１０７０は、温度センサ１０９４から蓄電セル２２２の温度を示す情報を含む信号φ１００２を取得する。制御部１０７０は、電流検出部１０９６からインダクタ２５０の電流値を示す情報を含む信号φ１００４を取得する。
【０１３１】
制御部１０７０は、蓄電セル２２２の温度に対応する蓄電セル２２２の直流抵抗値を用いて、第１の閾値Ｖｔｈ１を決定してよい。具体的には、制御部１０７０は、格納部１０９２に格納された蓄電セル２２２の温度と蓄電セル２２２の直流抵抗値との対応関係を示す情報を参照して、信号φ１００２によって示される蓄電セル２２２の温度に対応する直流抵抗値を取得する。制御部１０７０は、信号φ１００４によって示されるインダクタ２５０の電流値と、格納部１０９２を参照して得られた蓄電セル２２２の直流抵抗値とに基づいて第１の閾値Ｖｔｈ１を決定する。例えば、制御部１０７０は、インダクタ２５０の電流値と蓄電セル２２２の直流抵抗値とを乗じることで、第１の閾値Ｖｔｈ１を決定する。
【０１３２】
制御部１０７０は、インダクタ２５０の電流値と、蓄電セル２２２の直流抵抗値と、蓄電セル２２４の直流抵抗値とに基づいて第１の閾値Ｖｔｈ１を決定してもよい。制御部１０７０は、蓄電セル２２２の温度に対応する蓄電セル２２２の直流抵抗値と、蓄電セル２２４の温度に対応する蓄電セル２２４の直流抵抗値とを用いて、第１の閾値Ｖｔｈ１を決定してよい。この場合、格納部１０９２は、蓄電セル２２４の温度と蓄電セル２２４の直流抵抗値との対応関係を示す情報をさらに格納してもよい。
【０１３３】
温度センサ１０９４は、少なくとも蓄電セル２２２の温度を測定する。温度センサ１０９４は、少なくとも蓄電セル２２２の温度を示す情報を含む信号φ１００２を制御部１０７０に伝送する。温度センサ１０９４は、接触式のセンサであってもよく、非接触式のセンサであってもよい。温度センサ１０９４はサーミスタであってもよく、放射温度計であってもよい。複数の蓄電セルのそれぞれに対応して、蓄電セルの個数と同数の温度センサが配されてもよく、１つの温度センサで複数の蓄電セルの温度を測定してもよい。
【０１３４】
電流検出部１０９６は、インダクタ２５０に流れる電流を検出して、インダクタ２５０の電流値を示す情報を含む信号φ１００４を制御部１０７０に伝送する。電流検出部１０９６はシャント抵抗であってもよく、信号φ１００４は、当該シャント抵抗によって発生する電圧の大きさを示す情報であってよい。電流検出部１０９６は電流計であってもよい。
【０１３５】
本実施形態において、制御部１０７０が、蓄電セル２２２の温度及びインダクタ２５０の電流値の少なくとも１つに基づいて第１の閾値Ｖｔｈ１を決定する場合について説明した。しかし、バランス補正回路１０３２は本実施形態に限定されない。制御部１０７０は、蓄電セル２２２の温度、蓄電セル２２４の温度及びインダクタ２５０の電流値の少なくとも１つに基づいて、第１の閾値Ｖｔｈ１を決定してもよい。また、制御部１０７０は、温度センサ１０９４が測定した１つ又は複数の蓄電セルの温度を、温度センサ１０９４が温度を測定していない他の蓄電セルの温度として用いてもよい。
【０１３６】
本実施形態において、制御部１０７０が格納部１０９２を備える場合について説明した。しかし、バランス補正回路１０３２は本実施形態に限定されない。格納部１０９２は、制御部１０７０の外部に配されてもよい。
【０１３７】
本実施形態において、バランス補正回路２３２が、インダクタ２５０を介して、蓄電セル２２２及び蓄電セル２２４の間で電気エネルギーを授受させる方式のバランス補正回路であるについて説明した。しかし、バランス補正回路２３２は本実施形態に限定されない。バランス補正回路２３２は、特開平１０−２５７６８２号公報に開示されているような、放電用の抵抗と、抵抗の電流を制御するスイッチング素子を用いて、電圧が高い方の蓄電セルを放電する方式のバランス補正回路であってもよい。放電用の抵抗は、電圧調整部の一例であってよい。
【０１３８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１３９】
請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４０】
１００  装置、１０２  モータ、１１０  蓄電システム、１１２  端子、１１４  端子、１１６  保護回路、１２０  蓄電モジュール、１２２  蓄電セル、１２４  蓄電セル、１２６  蓄電セル、１２８  蓄電セル、１３２  バランス補正回路、１３４  バランス補正回路、１３６  バランス補正回路、１４３  接続点、１４５  接続点、１４７  接続点、２１０  蓄電システム、２１２  端子、２１４  端子、２１６  保護回路、２２０  蓄電モジュール、２２２  蓄電セル、２２４  蓄電セル、２３２  バランス補正回路、２４３  接続点、２４５  接続点、２５０  インダクタ、２５２  スイッチング素子、２５４  スイッチング素子、２６２  ダイオード、２６４  ダイオード、２７０  制御部、２８０  電圧監視部、２８２  電圧検出部、２８４  電圧検出部、２８６  差分検出部、３０２  グラフ、３０４  グラフ、３０６  グラフ、７０２  グラフ、８０２  グラフ、１０２０  蓄電モジュール、１０３２  バランス補正回路、１０７０  制御部、１０９２  格納部、１０９４  温度センサ、１０９６  電流検出部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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