(57)【要約】【課題】コストが低減された蓄電セルバランス装置を提供する。【解決手段】蓄電セルバランス装置は、放電スイッチ２０と放電抵抗３０とを備える１つの放電回路４０と、蓄電セル１〜４と放電回路４０との間に接続され、放電する蓄電セルを切り替える役割と、セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割とを持つマルチプレクサ１１及び１２と、前記セル電圧が、マルチプレクサ１１、１２とマルチプレクサ１１及び１２の出力側に接続される電圧検出回路８０とを介して入力され、放電される蓄電セルおよび前記セル電圧が検出される蓄電セルを選択するためのセル選択信号Ｓ１と放電スイッチオン・オフ信号Ｐとを出力するマイコン９０と、を備える。【選択図】図１
2018019463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の蓄電セルのセル電圧をバランスする蓄電セルバランス装置であって、
放電スイッチと放電抵抗とを備える１つの放電回路と、
前記蓄電セルと前記放電回路との間に接続され、放電する蓄電セルを切り替える役割と、前記セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割とを持つマルチプレクサと、
前記セル電圧が、前記マルチプレクサと前記マルチプレクサの出力側に接続される電圧検出回路とを介して入力され、放電される蓄電セルおよび前記セル電圧が検出される蓄電セルを選択するためのセル選択信号と放電スイッチオン・オフ信号とを出力するマイコンと、
を備えることを特徴とする蓄電セルバランス装置。
【請求項２】
前記マルチプレクサは、前記セル選択信号に基づき、前記セル電圧を検出する蓄電セル及び前記放電する蓄電セルを切り替え、
前記放電スイッチは、前記放電スイッチオン・オフ信号に基づき、オン・オフを切り替え、
前記マイコンは、前記放電スイッチがオフのときに、前記セル選択信号に対応する蓄電セルのセル電圧を検出することを特徴とする、請求項１に記載の蓄電セルバランス装置。
【請求項３】
前記マイコンは、前記複数の蓄電セルのセル電圧を比較し、前記セル電圧が最大の蓄電セルが放電されるように前記セル選択信号及び前記放電スイッチオン・オフ信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載の蓄電セルバランス装置。
【請求項４】
前記マイコンは、前記セル電圧を検出する蓄電セルが、所定の周期で切り替わるように前記セル選択信号を出力することを特徴とする、請求項２〜３のいずれか一項に記載の蓄電セルバランス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された蓄電セルのセル電圧をバランスする蓄電セルバランス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、特許文献１の蓄電セルバランス装置を示している。図４では４個の蓄電セル１〜４が直列接続されている。放電スイッチ２１〜２４と放電抵抗３１〜３４とから成る４個の放電回路４１〜４４と、蓄電セル１〜４の引出線及びマルチプレクサ切替信号Ｓ２が入力される２個のマルチプレクサ１１及び１２と、マルチプレクサ１１及び１２の出力側に接続される、抵抗５１とコンデンサ５２と絶縁アンプ５３と増幅回路５５とから成る電圧検出回路８０と、マルチプレクサ切替信号生成回路５４と、ゲート信号生成回路６０、マイコン７０とを備える。マイコン７０は、コンデンサ５２の印加電圧Ｖを絶縁アンプ５３と増幅回路５５とを介して入力し、セル選択信号Ｓ１及び放電スイッチ選択信号Ｓ３を出力する。マルチプレクサ切替信号生成回路５４は、セル選択信号Ｓ１を入力し、マルチプレクサ切替信号Ｓ２を出力する。ゲート信号生成回路６０は、放電スイッチ選択信号Ｓ３を入力し、放電スイッチ２１〜２４のゲート信号Ｇ１〜Ｇ４を出力する。
【０００３】
例えば、セル選択信号Ｓ１が１のとき、マルチプレクサ１１及び１２の内部スイッチＳＷ１がオンとなり、コンデンサ５２に電圧Ｖ１が印加される。同様にセル選択信号Ｓ１が２、３、４のとき、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４がそれぞれオンとなり、コンデンサ５２に電圧Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４がそれぞれ印加される。マルチプレクサ切替信号生成回路５４は絶縁の役割も兼ねている。
【０００４】
例えば、放電スイッチ選択信号Ｓ３が１のとき、ゲート信号Ｇ１がオンとなることにより、放電スイッチ２１がオンとなり、蓄電セル１が放電される。同様に放電スイッチ選択信号Ｓ３が２、３、４のときは、ゲート信号Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４がそれぞれオンとなることにより、蓄電セル２、３、４がそれぞれ放電される。ゲート信号生成回路６０は絶縁の役割も兼ねている。
【０００５】
マイコン７０は一定周期毎にセル選択信号Ｓ１を１〜４の順で切り替えることで各蓄電セル１〜４のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４を順に検出する。すべてのセル電圧の検出終了時にセル電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち最大セル電圧と最小セル電圧とを検出する。例えば、Ｖ１が最大セル電圧であり、Ｖ４が最小セル電圧であるとする。次に、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４とを比較し、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４との差が閾値電圧を超えている場合、放電スイッチ選択信号Ｓ３を１とし、最大セル電圧である蓄電セル１を放電する。上記のような動作を繰り返すことで、蓄電セル１〜４のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４をバランスさせることができる。
【０００６】
図５は、特許文献２の蓄電セルバランス装置を示している。図５では３個の蓄電セル１〜３が直列接続されている。マルチプレクサ１３と放電抵抗３５とから成る放電回路４５と、セル電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出する電圧検出回路８１と、スイッチ回路制御信号Ｓ４を制御するマイコン７１とを備える。
【０００７】
例えば、スイッチ回路制御信号Ｓ４によりスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ６とをオンとしたとき、蓄電セル１が放電される。また、例えば、スイッチ回路制御信号Ｓ４によりスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ７とをオンとしたとき、蓄電セル１と蓄電セル２とが放電される。このように、スイッチ回路制御信号Ｓ４を制御することで、セル電圧Ｖ１〜Ｖ３をバランスさせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１４２４３１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８６３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の回路の場合、１個の蓄電セルに対して、１個の放電回路が接続されているため、コストがかかる。
【００１０】
また、特許文献２に記載の回路の場合、放電抵抗の数は低減できるが、放電する蓄電セルを切り替えるマルチプレクサ１３に加えてセル電圧を検出する蓄電セルを切り替えるための構成が必要であるため、コストがかかる。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストが低減された蓄電セルバランス装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様としての蓄電セルバランス装置は、直列接続された複数の蓄電セルのセル電圧をバランスする蓄電セルバランス装置であって、放電スイッチと放電抵抗とを備える１つの放電回路と、前記蓄電セルと前記放電回路との間に接続され、放電する蓄電セルを切り替える役割と、前記セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割とを持つマルチプレクサと、前記セル電圧が、前記マルチプレクサと前記マルチプレクサの出力側に接続される電圧検出回路とを介して入力され、放電される蓄電セルおよび前記セル電圧が検出される蓄電セルを選択するためのセル選択信号と放電スイッチオン・オフ信号とを出力するマイコンと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記マルチプレクサは、前記セル選択信号に基づき、前記セル電圧を検出する蓄電セル及び前記放電する蓄電セルを切り替え、前記放電スイッチは、前記放電スイッチオン・オフ信号に基づき、オン・オフを切り替え、前記マイコンは、前記放電スイッチがオフのときに、前記セル選択信号に対応する蓄電セルのセル電圧を検出することを特徴とする。
【００１４】
また、前記マイコンは、前記複数の蓄電セルのセル電圧を比較し、前記セル電圧が最大の蓄電セルが放電されるように前記セル選択信号及び前記放電スイッチオン・オフ信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
また、前記マイコンは、前記セル電圧を検出する蓄電セルが、所定の周期で切り替わるように前記セル選択信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、コストが低減された蓄電セルバランス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の蓄電セルバランス装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る蓄電セルバランス装置の制御例及び蓄電セルのセル電圧の挙動の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る蓄電セルバランス装置の制御例及び蓄電セルのセル電圧の挙動の例を示す図である。
【図４】特許文献１に記載の蓄電セルバランス装置の構成を示す回路図である。
【図５】特許文献２に記載の蓄電セルバランス装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施形態１＞
【００１９】
図１は、本発明の蓄電セルバランス装置の構成を示す回路図である。なお、図４に示した回路と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。図１に示す回路は、図４に示した回路と比較すると、放電回路４１〜４４と、ゲート信号生成回路６０とを接続せず、マルチプレクサ１１及び１２の出力側に放電スイッチ２０及び放電抵抗３０を備える放電回路４０と、マイコン９０からの放電スイッチオン・オフ信号Ｐを入力し、放電スイッチ２０のゲート信号Ｇを出力する絶縁回路６１とを接続した構成である。すなわち、放電回路４０は１つであり、マルチプレクサ１１及び１２は、蓄電セル１〜４と放電回路４０との間に接続される。また、セル電圧は、マルチプレクサ１１及び１２とマルチプレクサ１１及び１２の出力側に接続される電圧検出回路８０とを介して入力される。マイコン９０は、放電される蓄電セルおよびセル電圧が検出される蓄電セルを選択するためのセル選択信号Ｓ１と放電スイッチオン・オフ信号Ｐとを出力する。
【００２０】
マルチプレクサ切替信号生成回路５４は、マイコン９０からのセル選択信号Ｓ１に基づき、放電する蓄電セル及びセル電圧を検出する蓄電セルを切り替えるマルチプレクサ切替信号Ｓ２を出力する。マルチプレクサ１１及び１２は、マルチプレクサ切替信号Ｓ２に基づき、スイッチＳＷ１〜４のオン・オフを切り替える。スイッチＳＷｎ（ｎ＝１〜４）がオンに切り替わると、蓄電セルｎに接続する回路が閉じ、マイコン９０によるセル電圧Ｖｎの検出及び放電回路４０による蓄電セルｎの放電が可能となる。換言すれば、マルチプレクサ１１及び１２は、セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割と、放電回路４０により放電される蓄電セルを切り替える役割とを持つ。
【００２１】
放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンのとき、ゲート信号Ｇがオンとなり、放電スイッチ２０がオンとなる。この場合、オンとなっているスイッチＳＷｎに対応する放電回路４０による放電を行う。放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフのとき、ゲート信号Ｇがオフとなり、放電スイッチ２０がオフとなる。この場合、放電回路４０による放電は行わないが、オンとなっているスイッチＳＷｎに対応する蓄電セルｎのセル電圧Ｖｎの検出は行う。換言すれば、マイコン９０は、放電スイッチ２０のオン・オフを切り替える放電スイッチオン・オフ信号Ｐを出力し、放電スイッチ２０がオフのときに、セル選択信号Ｓ１に対応する蓄電セルｎのセル電圧Ｖｎを検出する。以下、制御について具体的に説明する。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態１に係る蓄電セルバランス装置の制御例及び蓄電セルのセル電圧の挙動の例を示す図である。横軸は時刻を示す。Ｖ１〜Ｖ４は、蓄電セル１〜４のセル電圧を示す。説明の便宜上、時刻ｔ０において、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４の関係にあるものとする。
【００２３】
放電セル番号Ｎ１はマイコン９０により演算され、放電する蓄電セルｎに対応するものであり、後述する周期Ｔ１の４倍の周期間隔で切り替える。
【００２４】
セル選択信号Ｓ１は、マイコン９０により演算され、セル電圧を検出する蓄電セルに対応するものであり、周期Ｔ１毎に、１〜４の値に順に切り替える。
【００２５】
時刻ｔ０で、放電セル番号Ｎ１を０とする。放電セル番号Ｎ１とセル選択信号Ｓ１とが一致しないとき、放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオフとし、放電スイッチ２０をオフとする。放電セル番号Ｎ１とセル選択信号Ｓ１とが一致したとき、放電スイッチオン・オフ信号Ｐを周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとし、残りの間はオフとする。すなわち、Ｓ１＝Ｎ１のとき、周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけ放電スイッチ２０をオンとし、残りの間はオフとする。時間Ｔ２は周期Ｔ１よりも短ければよく、例えば時間Ｔ２は周期Ｔ１の半分とすることができる。
【００２６】
初めに、時刻ｔ０〜時刻ｔ４における、セル電圧の検出について説明する。時刻ｔ０〜時刻ｔ４の間、放電セル番号Ｎ１は、時刻ｔ０における値である０に維持される。
【００２７】
時刻ｔ１で、セル選択信号Ｓ１は１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１のセル電圧Ｖ１（図３の（１）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を１から２に切り替える。時刻ｔ２で、セル選択信号Ｓ１は２であるため、スイッチＳＷ２がオンとなり、蓄電セル２のセル電圧Ｖ２（図３の（２）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を２から３に切り替える。時刻ｔ３で、セル選択信号Ｓ１は３であるため、スイッチＳＷ３がオンとなり、蓄電セル３のセル電圧Ｖ３（図３の（３）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を３から４に切り替える。時刻ｔ４で、セル選択信号Ｓ１は４であるため、スイッチＳＷ４がオンとなり、蓄電セル４のセル電圧Ｖ４（図３の（４）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を４から１に切り替える。時刻ｔ４以降、セル選択信号Ｓ１は、上述した、時刻ｔ０〜時刻ｔ４における切り替えと同様の切り替えを繰り返す。
【００２８】
時刻ｔ４で、全ての蓄電セルのセル電圧の検出が終わると、マイコン９０により、各蓄電セルのセル電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較し、最大セル電圧と、最小セル電圧とを検出する。例えば、最大セル電圧がＶ１であり、最小セル電圧がＶ４であるとする。次に、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４とを比較し、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４との差が閾値電圧以上であれば、放電セル番号Ｎ１を最大セル電圧の蓄電セルに対応する番号とする。上記の例では具体的に１、とする。換言すれば、マイコン９０は、複数の蓄電セルのセル電圧を比較し、セル電圧が最大の蓄電セルが放電されるように放電スイッチオン・オフ信号Ｐを出力する。放電セル番号Ｎ１の値は、時刻ｔ４〜時刻ｔ８の間、１に維持される。
【００２９】
次に、時刻ｔ４から時刻ｔ８における、セル電圧の検出について説明する。
【００３０】
時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、放電セル番号Ｎ１とセル選択信号Ｓ１とが一致しているため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐを周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとし、残りの間はオフとする。すなわち、周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけ放電スイッチ２０をオンとし、残りの間はオフとなる。具体的に、時刻ｔ４から時間Ｔ２の間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンとなる。この間、ＳＷ１がオンであり、蓄電セル１が放電される。また、時刻ｔ５〜時刻ｔ８において、放電セル番号Ｎ１とセル選択信号Ｓ１とが一致しないため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフ、すなわち、放電スイッチ２０がオフとなり、いずれの蓄電セルも放電されない。
【００３１】
放電には、蓄電セル１の内部抵抗による電圧降下が伴う。そのため、放電中にセル電圧の検出を行うと、蓄電セルに蓄電された電荷によって形成される電圧のみではなく、上記の電圧降下が含まれた電圧がセル電圧として検出される。そこで、時刻ｔ４から時間Ｔ２経過後に放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオンからオフし、放電スイッチ２０をオフとした状態、すなわち蓄電セル１の内部抵抗による電圧降下が無い状態で蓄電セル１のセル電圧Ｖ１を検出する。なお、蓄電セル１について説明したが、蓄電セル２〜４についても同様である。
【００３２】
時刻ｔ５で、セル選択信号Ｓ１は１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１のセル電圧Ｖ１（図３の（５）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を１から２に切り替える。時刻ｔ６で、セル選択信号Ｓ１は２であるため、スイッチＳＷ２がオンとなり、蓄電セル２のセル電圧Ｖ２（図３の（６）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を２から３に切り替える。時刻ｔ７で、セル選択信号Ｓ１は３であるため、スイッチＳＷ３がオンとなり、蓄電セル３のセル電圧Ｖ３（図３の（７）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を３から４に切り替える。時刻ｔ８で、セル選択信号Ｓ１は４であるため、スイッチＳＷ４がオンとなり、蓄電セル４のセル電圧Ｖ４（図３の（８）参照）を検出する。次に、セル選択信号Ｓ１を４から１に切り替える。
【００３３】
時刻ｔ８で、全ての蓄電セルのセル電圧の検出が終わると、再びマイコン９０により、最大セル電圧と、最小セル電圧とを検出する。時刻ｔ８以降、マイコン９０は、上述した、時刻ｔ４〜ｔ８における制御を繰り返す。
【００３４】
上記方法により、各蓄電セルの放電を繰り返し、蓄電セル１〜４のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４をバランスさせることができる。また、上述したように、マルチプレクサ１１及び１２には、放電する蓄電セルを切り替える役割と、セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割とを持たせることができる。
＜実施形態２＞
【００３５】
実施形態２は、図１と同じ回路構成であり、制御法が異なる。以下、制御法について具体的に説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態２に係る蓄電セルバランス装置の制御例及び蓄電セルのセル電圧の挙動の例を示す図である。横軸は時刻を示す。Ｖ１〜Ｖ４は、蓄電セル１〜４のセル電圧を示す。説明の便宜上、時刻ｔ０において、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４の関係にあるものとする。
【００３７】
放電セル番号Ｎ１はマイコン９０により演算され、放電する蓄電セルｎに対応するものである。時刻ｔ０で、放電セル番号Ｎ１を０とする。放電セル番号Ｎ１が０の場合、放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオフとし、放電スイッチ２０をオフとする。なお、放電セル番号Ｎ１は、周期Ｔ１の４倍の周期間隔で切り替える。放電セル番号Ｎ１が０でない場合、放電スイッチオン・オフ信号Ｐを周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとし、残りの間はオフとする。すなわち、周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけ放電スイッチ２０をオンとし、残りの間はオフとする。時間Ｔ２は周期Ｔ１よりも短ければよく、例えば時間Ｔ２は周期Ｔ１の半分とすることができる。
【００３８】
電圧検出セル番号Ｎ２は、マイコン９０により演算され、セル電圧を検出する蓄電セルに対応するものであり、周期Ｔ１毎に切り替える。なお、電圧検出セル番号Ｎ２の切り替え順は、放電セル番号Ｎ１に応じた値とし、以下のような順とする。
放電セル番号Ｎ１＝０の場合：１、２、３、４
放電セル番号Ｎ１＝１の場合：２、３、４、１
放電セル番号Ｎ１＝２の場合：３、４、１、２
放電セル番号Ｎ１＝３の場合：４、１、２、３
放電セル番号Ｎ１＝４の場合：１、２、３、４
換言すれば、電圧検出セル番号Ｎ２は、放電セル番号Ｎ１が０である場合を除き、放電セル番号Ｎ１が最後になるような順であるとする。
【００３９】
セル選択信号Ｓ１は、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフの場合、電圧検出セル番号Ｎ２、すなわち、セル電圧を検出する蓄電セルに対応する番号とし、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンの場合、放電セル番号Ｎ１、すなわち放電する蓄電セルに対応する番号とする。
【００４０】
初めに、時刻ｔ０〜時刻ｔ４における、セル電圧の検出について説明する。時刻ｔ０〜時刻ｔ４の間、放電セル番号Ｎ１は、時刻ｔ０における値である０に維持され、電圧検出セル番号Ｎ２の切り替え順は１、２、３、４となる。この間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐはオフであり、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値となる。
【００４１】
初め、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間、電圧検出セル番号Ｎ２を１とする。時刻ｔ１で、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１のセル電圧Ｖ１（図３の（１）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を１から２に切り替える。時刻ｔ２で、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の２であるため、スイッチＳＷ２がオンとなり、蓄電セル２のセル電圧Ｖ２（図３の（２）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を２から３に切り替える。時刻ｔ３で、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の３であるため、スイッチＳＷ３がオンとなり、蓄電セル３のセル電圧Ｖ３（図３の（３）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を３から４に切り替える。時刻ｔ４で、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の４であるため、スイッチＳＷ４がオンとなり、蓄電セル４のセル電圧Ｖ４（図３の（４）参照）を検出する。
【００４２】
時刻ｔ４で、全ての蓄電セルのセル電圧の検出が終わると、マイコン９０により、各蓄電セルのセル電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較し、最大セル電圧と、最小セル電圧とを検出する。例えば、最大セル電圧がＶ１であり、最小セル電圧がＶ４であるとする。次に、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４とを比較し、最大セル電圧Ｖ１と最小セル電圧Ｖ４との差が閾値電圧以上であれば、放電セル番号Ｎ１を最大セル電圧の蓄電セルに対応する番号、上記の例では具体的に１、とする。換言すれば、マイコン９０は、複数の蓄電セルのセル電圧を比較し、セル電圧が最大の蓄電セルが放電されるようにセル選択信号Ｓ１及び放電スイッチオン・オフ信号Ｐを出力する。放電セル番号Ｎ１の値は、時刻ｔ４〜時刻ｔ８の間、１に維持され、電圧検出セル番号Ｎ２の切り替え順は２、３、４、１となる。また、マイコン９０は、電圧検出セル番号Ｎ２を４から２に切り替える。
【００４３】
次に、時刻ｔ４〜時刻ｔ５における、最大セル電圧の蓄電セルの放電とセル電圧の検出について説明する。放電セル番号Ｎ１が０でないため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐを周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとし、残りの間はオフとする。すなわち、周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけ放電スイッチ２０をオンとし、残りの間はオフとする。具体的に、時刻ｔ４から時間Ｔ２の間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンとなる。この間、セル選択信号Ｓ１は放電セル番号Ｎ１の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１が放電される。
【００４４】
以下、時刻ｔ５から時刻ｔ８における、各信号の制御及びセル電圧の挙動について詳細を説明する。時刻ｔ５で、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の２であるため、スイッチＳＷ２がオンとなり、蓄電セル２のセル電圧Ｖ２（図３の（５）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を２から３に切り替える。放電セル番号Ｎ１が０でないため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐが周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとなる。具体的に、時刻ｔ５から時間Ｔ２の間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンであり、この間、セル選択信号Ｓ１は放電セル番号Ｎ１の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１がさらに放電される。また、時刻ｔ５から時間Ｔ２経過後に放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオンからオフにし、放電スイッチ２０をオフとした状態にする。放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の３となる。
【００４５】
時刻ｔ６で、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の３であるため、スイッチＳＷ３がオンとなり、蓄電セル３のセル電圧Ｖ３（図３の（６）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を３から４に切り替える。放電セル番号Ｎ１が０でないため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐが周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとなる。具体的に、時刻ｔ６から時間Ｔ２の間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンであり、この間、セル選択信号Ｓ１は放電セル番号Ｎ１の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１がさらに放電される。また、時刻ｔ６から時間Ｔ２経過後に放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオンからオフにし、放電スイッチ２０をオフとした状態にする。放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の４となる。
【００４６】
時刻ｔ７で、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の４であるため、スイッチＳＷ４がオンとなり、蓄電セル４のセル電圧Ｖ４（図３の（７）参照）を検出する。次に、電圧検出セル番号Ｎ２を４から１に切り替える。放電セル番号Ｎ１が０でないため、放電スイッチオン・オフ信号Ｐが周期Ｔ１のうち時間Ｔ２の間だけオンとなる。具体的に、時刻ｔ７から時間Ｔ２の間、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオンであり、この間、セル選択信号Ｓ１は放電セル番号Ｎ１の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１がさらに放電される。また、時刻ｔ７から時間Ｔ２経過後に放電スイッチオン・オフ信号Ｐをオンからオフにし、放電スイッチ２０をオフとした状態にする。放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の１となる。
【００４７】
時刻ｔ８で、放電スイッチオン・オフ信号Ｐがオフで、セル選択信号Ｓ１は電圧検出セル番号Ｎ２の値の１であるため、スイッチＳＷ１がオンとなり、蓄電セル１のセル電圧Ｖ１（図３の（８）参照）を検出する。次に、再び、マイコン９０により最大セル電圧と、最小セル電圧とを検出する。時刻ｔ８以降、マイコン９０は、上述した、時刻ｔ４〜時刻ｔ８における制御を繰り返す。
【００４８】
上記方法により、各蓄電セルの放電を繰り返し、蓄電セル１〜４のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４をバランスさせることができる。また、上述したように、マルチプレクサ１１及び１２には、放電する蓄電セルを切り替える役割と、セル電圧を検出する蓄電セルを切り替える役割とを持たせることができる。
【００４９】
実施形態２の方法は、実施形態１の方法よりも蓄電セルの電圧を早くバランスさせることが可能である。
【００５０】
このような実施形態により、コストが低減された蓄電セルバランス装置を提供することができる。
【００５１】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。例えば、上述の実施形態では蓄電セルの数を４個としたがこの個数に限定されるものではない。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲での変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、蓄電セルを直列接続した装置全てに適応可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２、３、４  蓄電セル
１１、１２  マルチプレクサ
２０  放電スイッチ
３０  放電抵抗
４０  放電回路
５１  抵抗
５２  コンデンサ
５３  絶縁アンプ
５４  マルチプレクサ切替信号生成回路
５５  増幅回路
６１  絶縁回路
８０  電圧検出回路
９０  マイコン
【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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