(57)【要約】【課題】  セル電圧の不均等が大きい場合でも、正常に均等化動作を行う。【解決手段】  コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂは、端子Ｔ２に対し高電位側に位置するセルＢＣ１のプラス側端子Ｔ１と低電位側に位置するセルＢＣ２のマイナス側端子Ｔ３とから、電源電圧として２セル分の電圧の供給を受けて動作する。他のコンパレータＣＰ３ａ、ＣＰ３ｂ、…、ＣＰ８ａ、ＣＰ８ｂも同様である。電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高く且つ電圧Ｖ３が基準電圧ＶＲ３よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低くまたは等しい場合、および電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２とほぼ等しく且つ電圧Ｖ３が基準電圧ＶＲ３よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低い場合、ロジック回路ＬＧ２は、放電回路ＤＣ２に対し放電を指示する。これ以外の場合には、ロジック回路ＬＧ２は、放電回路ＤＣ２に対し放電停止を指示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池のセルが直列に接続されて構成される組電池に対し各セルの電圧を均等化する組電池のセル電圧均等化装置において、
各セルの端子間にそれぞれ接続された放電回路と、
全てのセルが均等化された状態におけるセル同士の各共通接続点の電圧に等しい電圧を基準電圧として生成する基準電圧生成回路と、
セル同士の共通接続点の電圧と当該共通接続点に対応する前記基準電圧との比較動作を行うものであって、当該共通接続点に対し高電位側に位置するセルのプラス側端子と低電位側に位置するセルのマイナス側端子とから電源の供給を受けて動作する比較回路と、
この比較回路の出力信号に応じてセルを均等化させるように前記放電回路の放電動作を制御する放電制御回路とを備えて構成されていることを特徴とする組電池のセル電圧均等化装置。
【請求項２】
前記比較回路は、
差動入力トランジスタと、
当該差動入力トランジスタのコレクタと電源供給線との間に設けられた負荷回路と、
前記差動入力トランジスタのコレクタと前記負荷回路との間に接続された逆流防止用のダイオードとを備えて構成されていること特徴とする請求項１記載の組電池のセル電圧均等化装置。
【請求項３】
前記比較回路は、前記差動入力トランジスタに対しベース電流を供給するベース電流補償回路を備えていることを特徴とする請求項２記載の組電池のセル電圧均等化装置。
【請求項４】
前記基準電圧生成回路は、前記組電池の両端子間に直列に接続された抵抗から構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の組電池のセル電圧均等化装置。
【請求項５】
前記放電制御回路は、前記組電池を構成する第ｎのセルの端子間に接続された放電回路について、第ｎのセルのプラス側端子の電圧を比較する比較回路の出力信号と、第ｎのセルのマイナス側端子の電圧を比較する比較回路の出力信号とを入力し、前記第ｎのセルのプラス側端子の電圧が対応する基準電圧よりも高く且つ前記第ｎのセルのマイナス側端子の電圧が対応する基準電圧と等しくまたは低い場合および前記第ｎのセルのプラス側端子の電圧が対応する基準電圧と等しく且つ前記第ｎのセルのマイナス側端子の電圧が対応する基準電圧よりも低い場合に、前記放電回路を放電動作させることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の組電池のセル電圧均等化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池のセルが直列に接続されて構成される組電池に対し各セルの電圧を均等化する組電池のセル電圧均等化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＶ）のバッテリとして用いられる組電池は、１００Ｖ〜４００Ｖ程度の高い電圧が必要となるため、多数の二次電池（セル）が直列接続された構成を備えている。例えば３００Ｖの組電池の場合、鉛電池（約２Ｖ／セル）では１５０セル、ニッケル水素電池（１．２Ｖ／セル）では２５０セル、リチウムイオン電池（３．６Ｖ／セル）では８０セルが直列接続されている。このうちリチウムイオン電池は、体積エネルギー密度、重量エネルギー密度およびサイクル寿命の点で鉛電池やニッケル水素電池よりも優れた特性を有している。
【０００３】
しかし、二次電池特にリチウムイオン電池は過充電や過放電に弱いので、定められた制限電圧範囲内で使用しないと著しく容量が減少したり発熱する虞がある。そのため、組電池を使用する際には、組電池の電圧が所定の上限電圧と下限電圧とで定まる電圧範囲内となるように定電圧充電制御を行うとともに、組電池の電圧が上記制限電圧範囲外とならないように保護回路を用いている。
【０００４】
さらに、組電池を構成するセル間の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）のばらつきに起因するセル電圧のばらつきが問題となる。組電池では、セルごとの容量の個体差や自己放電特性の差等によって各セルのＳＯＣひいては各セル電圧がばらつく。特にリチウムイオン電池の過充電耐性および過放電耐性は他の種類の二次電池に比べて格段に弱いため、各セル間のＳＯＣのばらつきが進行すると逐には全く使用できなくなってしまう。
【０００５】
この問題を解決する従来技術として、特許文献１には、車両運転時に所定レベルを超えるばらつきが検出されたときに、セルごとの充放電によって組電池の残容量を車両停止時の目標残容量に調整するとともに、車両停止時に端子間電圧が所定の均等化基準電圧を超えているセルが存在するときに、当該セルを放電させ、各セルの端子間電圧が均等化基準電圧に等しくなるように調整する技術が開示されている。また、特許文献２には、放電対象の二次電池から印加される電圧が異常に低下する場合に放電回路の放電スイッチを強制的にオフして二次電池の過放電を防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平２００４−０８０９０９号公報
【特許文献２】特開平２００４−２４８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３は、組電池のセル電圧均等化装置に用いられているコンパレータの構成を示している。組電池１は、セルＢＣ１、…、ＢＣn-1、ＢＣｎ、ＢＣn+1、…が直列に接続された構成を備えており、基準電圧生成回路２は、抵抗Ｒ１、…、Ｒn-1、Ｒｎ、Ｒn+1、Ｒn+2、…が直列に接続された構成を備えている。コンパレータＣＰｎは、セルＢＣｎのマイナス側端子の電圧Ｖn+1と基準電圧生成回路２の分圧電圧ＶＲn+1とを比較するようになっている。同様に、図示しないコンパレータＣＰn-1は、セルＢＣｎのプラス側端子の電圧Ｖｎと基準電圧生成回路２の分圧電圧ＶＲｎとを比較するようになっている。セルＢＣｎの放電は、これらコンパレータＣＰｎの出力信号とコンパレータＣＰn-1の出力信号とに基づいて制御される。
【０００７】
コンパレータＣＰｎは、ＰＮＰ形の差動増幅トランジスタＱ１〜Ｑ４を備えている。トランジスタＱ１のベースはセルＢＣｎのマイナス側端子（電圧Ｖn+1）に接続されており、トランジスタＱ２のベースは抵抗ＲｎとＲn+1との共通接続点（電圧ＶＲn+1）に接続されている。ここで、電圧Ｖn+1が電圧ＶＲn+1に対して順方向電圧Ｖｆ以上高くなると、トランジスタＱ４のコレクタ・ベース間のｐｎ接合が順方向にバイアスされ、トランジスタＱ４は増幅動作を停止してしまう。従って、このセル電圧均等化装置では、セル電圧の不均等が大きくなると各コンパレータが正常に動作せず正常な均等化制御を行えない場合が生じる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、セル電圧の不均等が大きい場合でも正常に均等化動作を行うことができる組電池のセル電圧均等化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載した手段によれば、組電池を構成する各セルの端子間電圧と基準電圧とを直接的に比較するのではなく、セル同士の共通接続点の電圧と対応する基準電圧とを比較し、その比較結果に基づいて各セルの端子間にそれぞれ接続された放電回路の放電動作を制御する。基準電圧は、例えば請求項４に記載したように、組電池の両端子間に直列接続された抵抗から構成された基準電圧生成回路により生成される。
【００１０】
この場合、比較回路は、比較対象であるセル同士の共通接続点に対し高電位側に位置するセルのプラス側端子と低電位側に位置するセルのマイナス側端子とから電源電圧の供給を受けて動作するように構成されている。つまり、比較回路に供給される電源電圧が、比較対象であるセル同士の共通接続点を挟んで直列接続された２以上のセルの両端子から供給され、従来構成において供給されていた電源電圧（１セルの端子間電圧）よりも低電位側、高電位側または両電位側に拡張されることになる。
【００１１】
従って、組電池の充電状態（ＳＯＣ）の不均等が大きい状態であって、比較対象である共通接続点の電圧が対応する基準電圧よりも低い場合（差動入力トランジスタがＰＮＰ形の場合）または高い場合（差動入力トランジスタがＮＰＮ形の場合）であっても、対応する基準電圧がほぼ上記拡張された電源電圧範囲内にある限り、比較回路は正常に比較動作を行い、セル電圧均等化装置は正常に均等化動作を行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載した手段によれば、比較回路は、差動入力トランジスタ、当該差動入力トランジスタのコレクタと電源供給線との間に設けられた負荷回路（例えば能動負荷回路）に加え、差動入力トランジスタのコレクタと負荷回路との間に逆流防止用のダイオードを備えている。従って、組電池が著しく不均等な充電状態であって、対応する基準電圧が電源電圧範囲を超えて低下した場合（差動入力トランジスタがＰＮＰ形の場合）または上昇した場合（差動入力トランジスタがＮＰＮ形の場合）であっても、電源供給線から比較回路を通して基準電圧生成回路への電流の流れ込みがなく、基準電圧生成回路において基準電圧にずれが生じることを防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載した手段によれば、比較回路は、差動入力トランジスタに対しベース電流を供給するベース電流補償回路を備えている。これにより、比較回路の入力バイアス電流が低減するので、比較回路から基準電圧生成回路への電流の流れ込みを低減でき、基準電圧生成回路において基準電圧にずれが生じることを防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載した手段によれば、第ｎ（ｎ＝１、２、…）のセルの端子間に接続された放電回路は、当該第ｎのセルのプラス側端子の電圧を比較する比較回路の出力信号と、当該第ｎのセルのマイナス側端子の電圧を比較する比較回路の出力信号とに基づいて放電動作する。放電する条件は、第ｎのセルの端子間電圧が均等化状態における基準電圧よりも高い場合に限られる。
【００１５】
これに適合する条件は、第ｎのセルのプラス側端子の電圧が対応する基準電圧よりも高く且つ第ｎのセルのマイナス側端子の電圧が対応する基準電圧と等しくまたは低い場合および第ｎのセルのプラス側端子の電圧が対応する基準電圧と等しく且つ第ｎのセルのマイナス側端子の電圧が対応する基準電圧よりも低い場合である。このようなロジックに従って各セルの放電制御を行うことにより、各セルについて順次放電が行われ、最終的に全てのセルについて均等化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。なお、図１において、従来技術を示す図３と同一構成部分には同一符号を付して示す。
図１は、組電池を構成する各セルの電圧を均等化する均等化回路の構成図である。組電池１は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＶ）のバッテリとして用いられるもので、例えばリチウムイオン電池から構成されている。この組電池１は、直列接続された複数のセルグループから構成されており、各セルグループは直列接続された８個のセルＢＣ１〜ＢＣ８から構成されている。組電池１には、セルＢＣ１のプラス側端子Ｔ１、セルＢＣ２のプラス側端子（セルＢＣ１のマイナス側端子）Ｔ２、…、セルＢＣ８のプラス側端子（セルＢＣ７のマイナス側端子）Ｔ８およびセルＢＣ８のマイナス側端子ＴＧが設けられている。
【００１７】
均等化回路３（組電池のセル電圧均等化装置に相当）は、車両のＩＧスイッチ（主電源スイッチを含む。以下同様。）がオフされた状態すなわち夜間など車両が使用されていない期間において、上記組電池１を構成するセルＢＣ１〜ＢＣ８の各電圧が、これらセルＢＣ１〜ＢＣ８のうちの最も低い電圧に揃うように放電制御することにより、セルＢＣ１〜ＢＣ８の充電状態（ＳＯＣ）のばらつきを均等化する回路である。
【００１８】
この均等化回路３は、基準電圧生成回路２、比較回路部４、放電制御回路部５および放電回路部６から構成されており、車両のＩＧスイッチがオンされた状態における過充電・過放電検出回路などとともにワンチップにＩＣ化されている。以下、各回路構成を順に説明する。
【００１９】
基準電圧生成回路２は、端子Ｔ１とＴＧとの間に直列接続された８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ８から構成されている。抵抗Ｒ１とＲ２との接続ノードＮ２、抵抗Ｒ２とＲ３との接続ノードＮ３、…、抵抗Ｒ７とＲ８との接続ノードＮ８には、全てのセルＢＣ１〜ＢＣ８が均等化された状態における基準電圧ＶＲ２、ＶＲ３、…、ＶＲ８が生成されるようになっている。セルＢＣ１〜ＢＣ８は全て同じ規格を有しており、抵抗Ｒ１〜Ｒ８は全て同じ抵抗値に設定されている。
【００２０】
比較回路部４は、端子Ｔ２の電圧Ｖ２とノードＮ２の基準電圧ＶＲ２とを比較するコンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂ、端子Ｔ３の電圧Ｖ３とノードＮ３の基準電圧ＶＲ３とを比較するコンパレータＣＰ３ａ、ＣＰ３ｂ、…、端子Ｔ８の電圧Ｖ８とノードＮ８の基準電圧ＶＲ８とを比較するコンパレータＣＰ８ａ、ＣＰ８ｂから構成されている。
【００２１】
例えばコンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂは、端子Ｔ２に対し高電位側に位置するセルＢＣ１のプラス側端子Ｔ１と低電位側に位置するセルＢＣ２のマイナス側端子Ｔ３とから、電源電圧として２セル分の電圧の供給を受けて動作するようになっている。コンパレータＣＰ２ａの非反転入力端子、反転入力端子は、それぞれノードＮ２、端子Ｔ２に接続されており、コンパレータＣＰ２ｂの非反転入力端子、反転入力端子は、それぞれ端子Ｔ２、ノードＮ２に接続されている。コンパレータＣＰ２ａとＣＰ２ｂは、入力オフセット電圧を有しており、後述するようにウィンドコンパレータとして動作するようになっている。この電源電圧供給形態、接続形態および動作形態は、コンパレータＣＰ３ａ、ＣＰ３ｂ、…、ＣＰ８ａ、ＣＰ８ｂについても同様である。
【００２２】
図２は、コンパレータＣＰ２ｂの回路構成を示している。コンパレータＣＰ２ｂは、ＰＮＰ形の差動入力トランジスタＱ１〜Ｑ４を有する差動対７と、トランジスタＱ１、Ｑ２に対しベース電流を供給するベース電流補償回路８とを備えている。この差動対７において、トランジスタＱ３、Ｑ４の各ベースは、それぞれ抵抗Ｒ９、Ｒ１０を介して端子Ｔ２、ノードＮ２に接続されており、トランジスタＱ３、Ｑ４の各エミッタは、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに接続されている。トランジスタＱ３、Ｑ４の各エミッタと端子Ｔ１に繋がる電源線９との間には、定電流回路１１、１２が接続されており、互いに接続されたトランジスタＱ１とＱ２のエミッタと電源線９との間には定電流回路１３が接続されている。このように、差動入力部トランジスタを２段に構成したのは、入力バイアス電流を低減するためである。
【００２３】
端子Ｔ３に繋がる電源線１０には、トランジスタＱ５、Ｑ６からなる能動負荷回路１４（負荷回路に相当）が接続されている。差動入力トランジスタＱ１、Ｑ２と能動負荷回路１４との間には、それぞれ逆流防止用のダイオードＤ１、Ｄ２が接続されており、差動入力トランジスタＱ３、Ｑ４と電源線１０との間にもそれぞれ逆流防止用のダイオードＤ３、Ｄ４が接続されている。
【００２４】
ベース電流補償回路８は、入力バイアス電流を一層低減するために設けられている。すなわち、電源線９と１０との間には、定電流回路１５、トランジスタＱ７およびダイオードＤ５が直列に接続されており、そのトランジスタＱ７のベースと電源線１０との間にはトランジスタＱ８が接続されている。トランジスタＱ３、Ｑ４の各ベースと電源線１０との間には、それぞれトランジスタＱ９、Ｑ１０が接続されており、これらトランジスタＱ９、Ｑ１０とトランジスタＱ８とによりカレントミラー回路が構成されている。以上説明した構成は、コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ３ａ、ＣＰ３ｂ、…、ＣＰ８ａ、ＣＰ８ｂについても同様である。
【００２５】
さて、図１において、放電制御回路部５は、比較回路部４の出力信号に基づいて放電回路部６に対し放電制御信号を出力するもので、ロジック回路ＬＧ１〜ＬＧ８を主体に構成されている。放電回路部６は、セルＢＣ１の両端子間に接続された放電回路ＤＣ１、セルＢＣ２の両端子間に接続された放電回路ＤＣ２、…、セルＢＣ８の両端子間に接続された放電回路ＤＣ８から構成されている。放電回路ＤＣ１〜ＤＣ８は、例えばトランジスタを放電経路として構成したスイッチ回路であって、放電制御回路部５からの放電制御信号により放電経路をオンオフするようになっている。放電状態においては、例えば定電流、セル電圧に応じて定められた電流またはセル電圧に比例した電流を流すようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
組電池１は、使用状態において充電と放電とが繰り返される。充放電を繰り返すと、セルＢＣ１〜ＢＣ８の容量の個体差や自己放電特性の差等によって、セルＢＣ１〜ＢＣ８の充電状態（ＳＯＣ）がばらつき、各セルの電圧に不均等が生じる。均等化回路３は、車両のＩＧスイッチがオフされた状態において、以下のようにしてセル電圧の均等化を行う。
【００２７】
（１）セルＢＣ１の放電回路ＤＣ１の制御
コンパレータＣＰ２ａは、端子Ｔ２の電圧Ｖ２がノードＮ２の基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低くなると、出力信号をＬレベルからＨレベルに変化させる。一方、コンパレータＣＰ２ｂは、端子Ｔ２の電圧Ｖ２がノードＮ２の基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高くなると、出力信号をＬレベルからＨレベルに変化させる。ここで、コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂについてのＬレベル、Ｈレベルとは、それぞれ端子Ｔ３の電圧Ｖ３、端子Ｔ１の電圧Ｖ１である。
【００２８】
コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂは、上述したように比較対象である端子Ｔ２の電圧Ｖ２に対しセルＢＣ１の電圧だけ高い電位を持つ端子Ｔ１とセルＢＣ２の電圧だけ低い電位を持つ端子Ｔ３から電源供給を受ける。このため、基準電圧ＶＲ２がＶ１−２・Ｖｆよりも低く且つＶ３よりも高い電圧であれば、電圧Ｖ２と基準電圧ＶＲ２との大小関係にかかわらず正常に比較動作を行うことができる。
【００２９】
その結果、コンパレータＣＰ２ａの出力信号がＨレベル且つコンパレータＣＰ２ｂの出力信号がＬレベルの場合には、端子Ｔ２の電圧Ｖ２がノードＮ２の基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低く（Ｖ２：第１の状態）、逆にコンパレータＣＰ２ａの出力信号がＬレベル且つコンパレータＣＰ２ｂの出力信号がＨレベルの場合には、端子Ｔ２の電圧Ｖ２がノードＮ２の基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高い（Ｖ２：第２の状態）。また、コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂの出力信号がともにＬレベルの場合には、端子Ｔ２の電圧Ｖ２とノードＮ２の基準電圧ＶＲ２との差は、オフセット電圧Ｖoffsetよりも小さく、両者はほぼ等しい（Ｖ２：第３の状態）。
【００３０】
上記第１の状態は、セルＢＣ１の電圧が、均等化状態でのセル電圧（以下、均等化セル電圧と称す）よりも高い状態であるため、ロジック回路ＬＧ１は、放電回路ＤＣ１に対し放電を指示する放電制御信号を出力する。これに対し、上記第２または第３の状態は、セルＢＣ１の電圧が上記均等化セル電圧よりも低いかまたはほぼ等しい状態であるため、ロジック回路ＬＧ１は、放電回路ＤＣ１に対し放電停止を指示する放電制御信号を出力する。
【００３１】
（２）セルＢＣ２の放電回路ＤＣ２の制御
コンパレータＣＰ３ａ、３ｂは、コンパレータＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂと同様に、電圧Ｖ３と基準電圧ＶＲ３との大小関係にかかわらず、電圧Ｖ３と基準電圧ＶＲ３の比較動作を行うことができる。そして、コンパレータＣＰ３ａの出力信号がＨレベル且つコンパレータＣＰ３ｂの出力信号がＬレベルの場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ３がノードＮ３の基準電圧ＶＲ３よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低く（Ｖ３：第１の状態）、逆にコンパレータＣＰ３ａの出力信号がＬレベル且つコンパレータＣＰ３ｂの出力信号がＨレベルの場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ３がノードＮ３の基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高い（Ｖ３：第２の状態）。また、コンパレータＣＰ３ａ、ＣＰ３ｂの出力信号がともにＬレベルの場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ３とノードＮ３の基準電圧ＶＲ３との差は、オフセット電圧Ｖoffsetよりも小さく、両者はほぼ等しい（Ｖ３：第３の状態）。
【００３２】
電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高く（Ｖ２：第２の状態）且つ電圧Ｖ３が基準電圧ＶＲ３よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低くまたは等しい（Ｖ３：第１または第３の状態）場合、および電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２とほぼ等しく（Ｖ２：第３の状態）且つ電圧Ｖ３が基準電圧ＶＲ３よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低い（Ｖ３：第１の状態）場合には、セルＢＣ２の電圧が上記均等化セル電圧よりも高い状態であるため、ロジック回路ＬＧ２は、放電回路ＤＣ２に対し放電を指示する放電制御信号を出力する。これ以外の場合には、セルＢＣ２の電圧が上記均等化セル電圧よりも低いかまたはほぼ等しい状態であるため、ロジック回路ＬＧ２は、放電回路ＤＣ２に対し放電停止を指示する放電制御信号を出力する。このセルＢＣ２の放電回路ＤＣ２の制御は、セルＢＣ３〜ＢＣ７の放電回路ＤＣ３〜ＤＣ７の制御についても同様となる。
【００３３】
（３）セルＢＣ８の放電回路ＤＣ８の制御
電圧Ｖ８が基準電圧ＶＲ８よりもオフセット電圧Ｖoffset以上高い（Ｖ８：第２の状態）場合には、セルＢＣ８の電圧が上記均等化セル電圧よりも高い状態であるため、ロジック回路ＬＧ８は、放電回路ＤＣ８に対し放電を指示する放電制御信号を出力する。これに対し、電圧Ｖ８が基準電圧ＶＲ８よりもオフセット電圧Ｖoffset以上低いまたは等しい（Ｖ８：第１または第３の状態）場合には、セルＢＣ８の電圧が上記均等化セル電圧よりも低いかまたは等しい状態であるため、ロジック回路ＬＧ８は、放電回路ＤＣ８に対し放電停止を指示する放電制御信号を出力する。
【００３４】
こうした放電制御により、セルＢＣ１〜ＢＣ８の各電圧が、セルＢＣ１〜ＢＣ８のうちの最も低い電圧に等しくなり、セルＢＣ１〜ＢＣ８の充電状態（ＳＯＣ）のばらつきが均等化される。
【００３５】
本実施形態によれば、組電池１の共通接続端子Ｔｎの電圧Ｖｎと基準電圧ＶＲｎとを比較するコンパレータＣＰｎａ、ＣＰｎｂ（ｎ＝２〜８）は、当該端子Ｔｎに対し高電位側に位置するセルＢＣn-1のプラス側端子と低電位側に位置するセルＢＣｎのマイナス側端子とから電源の供給を受けて動作するので、セル電圧が不均等な状態であっても、電圧Ｖｎと基準電圧ＶＲｎとの大小関係にかかわらず正常に比較動作を行うことができる。
【００３６】
各コンパレータＣＰｎａ、ＣＰｎｂ（ｎ＝２〜８）は、２段構成の差動入力トランジスタＱ１とＱ３、Ｑ２とＱ４ならびにベース電流補償回路８を備えているので、入力バイアス電流が小さい。このため、基準電圧生成回路２への電流の流れ込みが少なく、基準電圧ＶＲ２〜ＶＲ８のずれの発生を防止することができる。
【００３７】
また、各コンパレータＣＰｎａ、ＣＰｎｂ（ｎ＝２〜８）は、逆流防止用のダイオードＤ１〜Ｄ５を備えているので、組電池１のセルＢＣ１〜ＢＣ８が著しく不均等な充電状態であって、基準電圧ＶＲｎが端子Ｔn+1の電圧Ｖn+1を超えて低下した場合であっても、コンパレータＣＰｎａ、ＣＰｎｂを通して基準電圧生成回路８への電流の流れ込みがなく、基準電圧ＶＲ２〜ＶＲ８のずれの発生を防止することができる。
【００３８】
比較回路部４は、２つのコンパレータＣＰｎａ、ＣＰｎｂ（ｎ＝２〜８）からなるウィンドコンパレータを用いているので、電圧Ｖｎと基準電圧ＶＲｎとがほぼ等しい状態も含めて大小関係を検出できる。そして、放電制御回路部５は、この比較回路部４の出力信号に基づいて放電制御信号を生成するので、セルＢＣｎ（ｎ＝１〜８）の電圧が上記均等化セル電圧にほぼ等しい場合における不必要な放電動作を抑止することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
コンパレータＣＰｎａ（ｎ＝２〜８）の入力オフセット電圧をゼロとし、コンパレータＣＰｎｂを省略してもよい。この場合の放電制御回路部５は、上述した第３の状態がないものとして放電制御を行えばよい。例えば、セルＢＣ２の放電制御では、ロジック回路ＬＧ２は、電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２よりも高く且つ電圧Ｖ３が基準電圧ＶＲ３よりも低い場合に、放電回路ＤＣ２に対し放電を指示する放電制御信号を出力し、これ以外の場合に、放電回路ＤＣ２に対し放電停止を指示する放電制御信号を出力すればよい。
組電池１は、リチウムイオン電池に限らず、鉛電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を示す均等化回路の電気的構成図
【図２】コンパレータの回路構成図
【図３】従来のセル電圧均等化装置におけるコンパレータの構成図
【符号の説明】
【００４１】
１は組電池、２は基準電圧生成回路、３は均等化回路（組電池のセル電圧均等化装置）、５は放電制御回路部（放電制御回路）、８はベース電流補償回路、１４は能動負荷回路（負荷回路）、ＢＣ１〜ＢＣ８はセル、ＣＰ２ａ、ＣＰ２ｂ、…、ＣＰ８ａ、ＣＰ８ｂはコンパレータ（比較回路）、Ｔ１〜Ｔ８、ＴＧは端子、ＤＣ１〜ＤＣ８は放電回路、Ｑ１〜Ｑ４は差動入力トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４は逆流防止用のダイオードである。
【図１】
2006121776.tif 000003
【図２】
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【図３】
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