(57)【要約】【課題】回路に断線が生じた場合に回路を構成している素子が損傷するのを防ぐ。【解決手段】スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオンオフ制御することにより、インダクタＬを介して蓄電セルＢ１，Ｂ２の電圧を均等化させ、蓄電セルＢ１，Ｂ２の正負端子間に接続される容量素子Ｃ１，Ｃ２を有するバランス補正装置１に、蓄電セルＢ１，Ｂ２の正負端子間に逆方向接続され、逆方向接続されている蓄電セルの電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、蓄電セルと容量素子Ｃ１，Ｃ２とを接続する線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある、当該バランス補正装置１を構成している素子の耐圧よりも低い降伏電圧を有する定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２を設ける。【選択図】図１
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【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からなる集合電池において、前記蓄電セル間又は直列接続された複数の前記蓄電セルからなる蓄電モジュール間の電圧を均等化するバランス補正装置であって、
前後して接続する第１の前記蓄電モジュールと第２の前記蓄電モジュールとの接続点にその一端が接続される、インダクタと、
前記第１の蓄電モジュールの正負端子間に前記インダクタとともに直列接続される、第１のスイッチング素子と、
前記第２の蓄電モジュールの正負端子間に前記インダクタとともに直列接続される、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をオンオフ制御することにより前記蓄電モジュールの夫々に対する電流の供給を制御し、それにより前記インダクタを介して前記蓄電モジュール間で電力の授受を生じさせて前記蓄電モジュール間の電圧を均等化させる、スイッチング制御部と、
前記蓄電セルの正負端子間に接続される複数の容量素子と、
前記蓄電セルの正負端子間又は前記蓄電モジュールの正負端子間に逆方向接続され、逆方向接続されている前記蓄電セル又は前記蓄電モジュールの電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、前記蓄電セルと前記容量素子とを接続する線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正装置を構成している素子の耐圧よりも低い降伏電圧を有する定電圧ダイオードと
を備えるバランス補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバランス補正装置であって、
直列接続された複数の前記蓄電セルからなる直列蓄電セルの正負端子間に接続される容量素子と、
前記蓄電セルの正負端子間又は前記蓄電モジュールの正負端子間に逆方向接続され、逆方向接続されている前記蓄電セル又は前記蓄電モジュールの電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、前記直列蓄電セルと前記容量素子とを接続する線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正装置を構成している素子の耐圧よりも低い降伏電圧を有する定電圧ダイオードと
を備えるバランス補正装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバランス補正装置であって、
前記断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性がある前記素子は、前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記スイッチング制御部を構成する素子、及び前記容量素子のうちの少なくともいずれかである
バランス補正装置。
【請求項４】
前記複数の蓄電セルと、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の前記バランス補正装置とを、備える蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直列接続された複数の蓄電セルからなる集合電池において、蓄電セル間又は直列接続された複数の蓄電セルからなる蓄電モジュール間の電圧を均等化するバランス補正装置及び蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電セルが直列接続されてなる集合電池にあっては、放電能力の低下や寿命の短縮化を防ぐために蓄電セル間の電圧（起電力）のばらつきを抑える必要がある。とくに電気自動車等に用いられる蓄電装置のように、多数の蓄電セルからなる集合電池については蓄電セル間の電圧のばらつきを厳密に抑えることが求められる。
【０００３】
蓄電セル間の電圧を均等化させる仕組みとして、例えば、特許文献１には、直列接続された２次電池Ｂ１，Ｂ２の接続点にインダクタＬの一端を接続しておき、インダクタＬの他端を電池Ｂ１の他端に接続して形成される第１閉回路に電流を流す第１モードと、インダクタＬの他端を電池Ｂ２の他端に接続して形成される第２閉回路に電流を流す第２モードとを短時間ずつ交互に繰り返す動作（スイッチング動作）を適当な期間、実行することにより、電池Ｂ１と電池Ｂ２の電圧を均等化する、いわゆるコンバータ方式のバランス補正方法について開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、コンバータ方式のバランス補正回路において、稼動中に電源とバランス補正装置との接続が切断されるとインダクタの逆起電力によりスイッチング素子の駆動回路が破損する場合があることに鑑み、第１の基準電圧入力端子と第２の基準電圧入力端子との間の電圧差を予め定められた範囲に維持する電圧安定化回路を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５２２９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９にコンバータ方式のバランス補正回路７の一例を示している。同図に示すように、蓄電セルＢ１とＢ２とが直列接続されて集合電池３を構成している。集合電池３の正負端子３１，３２には、例えば、集合電池３に充電電流を供給する電流供給源（例えば、充電器、回生回路等）や、集合電池３の電力を利用する負荷（例えば、モータ、電子回路、各種電気製品等）が接続される。
【０００７】
蓄電セルＢ１の負極と蓄電セルＢ２の正極とを結ぶ線路には、インダクタＬの一端が接続している。インダクタＬの他端と蓄電セルＢ１の正極とを結ぶ線路には、スイッチング素子Ｓ１が設けられている。インダクタＬの他端と蓄電セルＢ２の負極とを結ぶ線路には、スイッチング素子Ｓ２が設けられている。
【０００８】
スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を用いて構成されている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、制御回路１０によって生成される制御信号φ１，φ２によって制御されるゲートドライバＧ１，Ｇ２によって、一方のスイッチング素子がオンのときは他方のスイッチング素子がオフするように互いに相補的に動作する。
【０００９】
同図に示すように、インダクタＬの一端と蓄電セルＢ１の正極との間には容量素子Ｃ１が、またインダクタＬの一端と蓄電セルＢ２の負極との間には容量素子Ｃ２が、夫々設けられている。容量素子Ｃ１，Ｃ２は、例えば、スイッチング素子のオンオフ動作に起因して生じるノイズの低減、スイッチングにより蓄電セルＢ１，Ｂ２に生じる電圧変化の緩和等を目的として設けられる。
【００１０】
制御回路１０は、制御信号を出力してゲートドライバＧ１，Ｇ２を制御することにより、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２を所定のデューティ比で交互にオンオフ制御する。これにより蓄電セルＢ１と蓄電セルＢ２との間でエネルギーの授受が行われ、その結果、蓄電セルＢ１と蓄電セルＢ２の電圧が均等化される。
【００１１】
以上の構成からなるバランス補正回路７において、例えば、図１０に示すように、蓄電セルＢ１，Ｂ２の接続点Ｊ１とコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２の夫々の端子とを結ぶ線路に断線７１が生じると、バランス補正回路７を構成している素子（制御回路１０、ゲートドライバＧ１，Ｇ２、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、コンデンサＣ１，Ｃ２等）を損傷してしまう可能性がある。
【００１２】
即ち断線７１が生じると、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の夫々には蓄電セルＢ１，Ｂ２を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧の分圧相当分が印加されるが、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量（インピーダンス）のばらつきやバランス補正回路７を流れる暗電流の影響等により各コンデンサＣ１，Ｃ２に生じる電圧に偏りが生じ、それによりバランス補正回路７を構成している素子に耐圧を超える電圧が印加されて素子を損傷してしまう可能性がある。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたもので、回路に断線が生じた場合に回路を構成している素子が損傷してしまうのを防ぐことが可能な、バランス補正装置及び蓄電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、直列接続された複数の蓄電セルからなる集合電池において、前記蓄電セル間又は直列接続された複数の前記蓄電セルからなる蓄電モジュール間の電圧を均等化するバランス補正装置であって、前後して接続する第１の前記蓄電モジュールと第２の前記蓄電モジュールとの接続点にその一端が接続される、インダクタと、前記第１の蓄電モジュールの正負端子間に前記インダクタとともに直列接続される、第１のスイッチング素子と、前記第２の蓄電モジュールの正負端子間に前記インダクタとともに直列接続される、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をオンオフ制御することにより前記蓄電モジュールの夫々に対する電流の供給を制御し、それにより前記インダクタを介して前記蓄電モジュール間で電力の授受を生じさせて前記蓄電モジュール間の電圧を均等化させる、スイッチング制御部と、前記蓄電セルの正負端子間に接続される複数の容量素子と、前記蓄電セルの正負端子間又は前記蓄電モジュールの正負端子間に逆方向接続され、逆方向接続されている前記蓄電セル又は前記蓄電モジュールの電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、前記蓄電セルと前記容量素子とを接続する線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正装置を構成している素子の耐圧よりも低い降伏電圧を有する定電圧ダイオードとを備える。
【００１５】
本発明の他の一つは、上記バランス補正装置であって、直列接続された複数の前記蓄電セルからなる直列蓄電セルの正負端子間に接続される容量素子と、前記蓄電セルの正負端子間又は前記蓄電モジュールの正負端子間に逆方向接続され、逆方向接続されている前記蓄電セル又は前記蓄電モジュールの電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、前記直列蓄電セルと前記容量素子とを接続する線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正装置を構成している素子の耐圧よりも低い降伏電圧を有する定電圧ダイオードとを備える。
【００１６】
本発明の他の一つは、上記バランス補正装置であって、前記断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性がある前記素子は、前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記スイッチング制御部を構成する素子、及び前記容量素子のうちの少なくともいずれかである。
【００１７】
本発明の他の一つは、蓄電装置であって、前記複数の蓄電セルと、上記バランス補正装置とを備える。
【００１８】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回路に断線が生じた場合に回路を構成している素子が損傷してしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バランス補正回路１の一例である。
【図２】（ａ）は、制御回路１０が第１の期間に出力する制御信号φ１，φ２の波形であり、（ｂ）乃至（ｄ）は、第１の期間においてインダクタＬを流れる電流の波形である。
【図３】線路に断線８１が生じた場合におけるバランス補正回路１の動作を説明する図である。
【図４】３つの蓄電セルＢ１〜Ｂ３の電圧の均等化に対応したバランス補正回路１の一例である。
【図５】線路に断線８２が生じた場合におけるバランス補正回路１の動作を説明する図である。
【図６】線路に断線８３が生じた場合におけるバランス補正回路１の動作を説明する図である。
【図７】３つの蓄電セルＢ１〜Ｂ３の電圧の均等化に対応したバランス補正回路１の他の一例である。
【図８】線路に断線８４が生じた場合におけるバランス補正回路１の動作を説明する図である。
【図９】コンバータ方式のバランス補正回路７の一例である。
【図１０】線路に断線７１が生じている様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の説明において、同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態として示すバランス補正回路１（バランス補正装置）である。バランス補正回路１は、例えば、直列接続された複数の蓄電セルからなる集合電池を利用する蓄電装置（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、系統連携用蓄電装置、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ機器等）に適用される。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等であるが、電気二重層キャパシタ等の他の種類の蓄電素子であってもよい。
【００２３】
集合電池を構成している蓄電セル間で製造品質や劣化の度合いが異なる場合、蓄電セル間の電池特性（電池容量、放電電圧特性）に差が生じることがあり、この電池特性の差に起因して、充放電時等に蓄電セル間の電圧にばらつきが生じることがある。そこでこのようなばらつきの発生を抑制すべく、バランス補正回路１は、蓄電セル間の電圧もしくは直列接続された複数の蓄電セルからなる蓄電モジュール間の電圧を均等化（セルバランスの確保）させるように動作する。
【００２４】
同図に示すように、直列接続された蓄電セルＢ１，Ｂ２によって集合電池３が構成されている。集合電池３の正負端子３１，３２には、例えば、集合電池３に充電電流を供給する電流供給源（例えば、充電器、回生回路等）、集合電池３の起電力を利用して機能する負荷（例えば、モータ、電子回路、電気製品等）等が接続される。
【００２５】
蓄電セルＢ１の負極と蓄電セルＢ２の正極とを結ぶ線路には、インダクタＬの一端が接続している。インダクタＬの他端と蓄電セルＢ１の正極とを結ぶ線路には、スイッチング素子Ｓ１が設けられている。インダクタＬの他端と蓄電セルＢ２の負極とを結ぶ線路には、スイッチング素子Ｓ２が設けられている。
【００２６】
スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を用いて構成されている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、制御回路１０（スイッチング制御部）によって生成される制御信号φ１，φ２によって制御されるゲートドライバＧ１，Ｇ２によって、一方のスイッチング素子がオンのときは他方のスイッチング素子がオフするように互いに相補的に動作する。尚、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２はバイポーラトランジスタを用いて構成することもできる。
【００２７】
インダクタＬの一端と蓄電セルＢ１の正極との間には容量素子Ｃ１が、インダクタＬの一端と蓄電セルＢ２の負極との間には容量素子Ｃ２が、夫々設けられている。これらの容量素子Ｃ１，Ｃ２は、例えば、スイッチング素子のオンオフ動作に起因して生じるノイズの低減、スイッチングにより蓄電セルＢ１，Ｂ２に生じる電圧変化の緩和などを目的として設けられている。
【００２８】
同図に示すように、制御回路１０は、制御信号生成回路１０１、デューティ比制御回路１０２、及び計測回路１０３（電圧計測部）を備える。制御回路１０は、例えば、演算装置（ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等）及び記憶装置（ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）等）を備えたマイクロコンピュータを用いて実現することができる。
【００２９】
制御信号生成回路１０１は、ゲートドライバＧ１，Ｇ２の夫々に供給する２相の制御信号φ１，φ２を生成する。本実施形態では、制御信号φ１，φ２は所定のデューティ比（例えば５０％）の２相の方形波（例えばＰＷＭパルス（PWM:Pulse Width Modulation）であるものとする。
【００３０】
デューティ比制御回路１０２は、制御信号生成回路１０１が生成する制御信号φ１，φ２のデューティ比を制御する。またデューティ比制御回路１０２は、例えば、計測回路１０３の計測値から取得される蓄電セルＢ１，Ｂ２の電圧に応じて、蓄電セルＢ１，Ｂ２間の電圧が、迅速性、安全性、効率等を向上させる観点から適切に均等化されるように、制御信号φ１，φ２のデューティ比を制御する。
【００３１】
計測回路１０３は、バランス補正回路１を構成している線路の所定部位の電圧（例えば、接続点Ｊ５−Ｊ３間の電圧、接続点Ｊ３−Ｊ１０の間の電圧等）の計測値をリアルタイムに取得し、取得した計測値を制御信号生成回路１０１やデューティ比制御回路１０２に伝達する。
【００３２】
同図に示すように、蓄電セルＢ１の正負端子間には定電圧ダイオードＤ１が逆方向接続されている。この定電圧ダイオードＤ１としては、その降伏電圧（ツェナー電圧）が、蓄電セルＢ１の電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、接続点Ｊ１と接続点Ｊ３とを結ぶ線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正回路１を構成している素子（例えば、制御回路１０、ゲートドライバＧ１、スイッチング素子Ｓ１、コンデンサＣ１）の耐圧よりも低いものを選択している。尚、このように定電圧ダイオードＤ１としてその降伏電圧が蓄電セルＢ１の電池電圧が取り得る最大値よりも高いものを選択しているので、バランス補正回路１が正常に動作している限り、定電圧ダイオードＤ１が通電することはない。
【００３３】
同図に示すように、蓄電セルＢ２の正負端子間には定電圧ダイオードＤ２が逆方向接続されている。この定電圧ダイオードＤ２としては、その降伏電圧が、蓄電セルＢ２の電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、接続点Ｊ１と接続点Ｊ３とを結ぶ線路に断線が生じることにより高電圧が印加されて損傷する可能性のある当該バランス補正回路１を構成している素子（例えば、制御回路１０、ゲートドライバＧ２、スイッチング素子Ｓ２、コンデンサＣ２）の耐圧よりも低いものを選択している。尚、このように定電圧ダイオードＤ２としてその降伏電圧が蓄電セルＢ２の電池電圧が取り得る最大値よりも高いものを選択しているので、バランス補正回路１が正常に動作している限り、定電圧ダイオードＤ２が通電することはない。
【００３４】
続いて以上の構成からなるバランス補正回路１の基本的な動作について、図２を参照しつつ説明する。
【００３５】
図２（ａ）は、制御回路１０が、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ制御を行っている期間に生成する、制御信号φ１，φ２の波形である。上記期間中、制御回路１０は、例えば同図に示すような同一周期で相補的にオンオフされる方形波からなる制御信号φ１，φ２を生成する。
【００３６】
図２（ｂ）〜（ｄ）は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ制御を行っている期間においてインダクタＬを流れる電流ｉＬの波形である。このうち図２（ｂ）は、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１が蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２よりも大きい場合にインダクタＬを流れる電流ｉＬの波形であり、図２（ｃ）は、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１が蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２よりも小さい場合にインダクタＬを流れる電流ｉＬの波形であり、図２（ｄ）は、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１と蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２とが均等である（略等しい）場合にインダクタＬを流れる電流ｉＬの波形である。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１が蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２よりも大きい場合（Ｅ１＞Ｅ２）、スイッチング素子Ｓ１がオンでスイッチング素子Ｓ２がオフの期間中は、主に蓄電セルＢ１の正極→接続点Ｊ７→接続点Ｊ６→接続点Ｊ５→スイッチング素子Ｓ１→接続点Ｊ４→インダクタＬ→接続点Ｊ３→接続点Ｊ２→接続点Ｊ１→蓄電セルＢ１の負極の経路（以下、これを第１経路と称する。）で電流ｉＬが流れる。つまりこの期間中は主に図１に示す実線矢印の方向に電流ｉＬが流れてインダクタＬにエネルギーが蓄積される。
【００３８】
その後、スイッチング素子Ｓ１がオフしてスイッチング素子Ｓ２がオンすると、インダクタＬに蓄積されていたエネルギーが、インダクタＬ→接続点Ｊ３→接続点Ｊ２→接続点Ｊ１→蓄電セルＢ２の正極→蓄電セルＢ２の負極→接続点Ｊ８→接続点Ｊ９→接続点Ｊ１０→スイッチング素子Ｓ２→インダクタＬの経路で放出され、これにより蓄電セルＢ２が充電される。そしてインダクタＬのエネルギーが無くなると、インダクタＬには逆方向（図１に示す破線矢印の方向）に電流ｉＬが流れ始める。
【００３９】
図２（ｃ）に示すように、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１が蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２よりも小さい場合（Ｅ１＜Ｅ２）、スイッチング素子Ｓ１がオフでスイッチング素子Ｓ２がオンの期間中は、主に蓄電セルＢ２の正極→接続点Ｊ１→接続点Ｊ２→接続点Ｊ３→インダクタＬ→接続点Ｊ４→スイッチング素子Ｓ２→接続点Ｊ１０→接続点Ｊ９→接続点Ｊ８→蓄電セルＢ２の負極の経路（以下、これを第２経路と称する。）で電流ｉＬが流れる。つまりこの期間中は主に図１に示す破線矢印の方向に電流ｉＬが流れてインダクタＬにエネルギーが蓄積される。
【００４０】
その後、スイッチング素子Ｓ２がオフしてスイッチング素子Ｓ１がオンすると、インダクタＬに蓄積されていたエネルギーが、インダクタＬ→接続点Ｊ４→スイッチング素子Ｓ１→接続点Ｊ５→接続点Ｊ６→接続点Ｊ７→蓄電セルＢ１の正極→蓄電セルＢ１の負極→接続点Ｊ１→接続点Ｊ２→接続点Ｊ３→インダクタＬの経路で放出され、これにより蓄電セルＢ１が充電される。そしてインダクタＬのエネルギーが無くなると、インダクタＬには逆方向（図１に示す実線矢印の方向）に電流ｉＬが流れ始める。
【００４１】
このように、蓄電セルＢ１，Ｂ２間の電圧差が存在する場合、第１経路及び第２経路に交互に電流ｉＬが流れることにより、蓄電セルＢ１と蓄電セルＢ２との間でエネルギーの授受が行われ、その結果両者の電圧が均等化されてセルバランスが確保される。尚、図２（ｄ）に示すように、蓄電セルＢ１の電圧Ｅ１と蓄電セルＢ２の電圧Ｅ２とが均等である場合（Ｅ１＝Ｅ２）、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ制御に伴って蓄電セルＢ１，Ｂ２間で授受されるエネルギーの収支はバランスしており、蓄電セルＢ１，Ｂ２間の電圧は均等に保たれる。
【００４２】
制御回路１０は、計測回路１０３によって計測される電圧（蓄電セルＢ１，Ｂ２の夫々の端子間の電圧（例えば、接続点Ｊ５−Ｊ３間の電圧、接続点Ｊ３−Ｊ１０の間の電圧等）をリアルタイムに監視し、蓄電セルＢ１，Ｂ２の電圧が均等であること（略一致していること）を検知すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ制御を停止する。
【００４３】
尚、蓄電セルＢ１，Ｂ２間の電圧が、迅速性、安全性、効率等を向上させる観点から適切に均等化されるように、制御回路１０が、例えば、計測回路１０３の計測値から取得される蓄電セルＢ１，Ｂ２の電圧に応じて制御信号φ１，φ２のデューティ比を制御するようにしてもよい。
【００４４】
＜断線時の動作について＞                              
続いて、図１に示すバランス補正回路１の接続点Ｊ１と接続点Ｊ３とを結ぶ線路に断線が生じた場合におけるバランス補正回路１の動作について説明する。
【００４５】
図３に示すように、接続点Ｊ１と接続点Ｊ３とを結ぶ線路に断線８１が生じると、直列接続されているコンデンサＣ１，Ｃ２の正負端子間（接続点Ｊ５と接続点Ｊ９との間）には、蓄電セルＢ１，Ｂ２を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧が印加され、コンデンサＣ１の正負端子間の電圧はその分圧相当分、即ちコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量（インピーダンス）のばらつきやバランス補正回路１の暗電流によって定まる分圧となるように変化しようとする。しかしコンデンサＣ１の正負端子間の電圧が上昇すると、当該電圧が定電圧ダイオードＤ１の降伏電圧を超えたところで定電圧ダイオードＤ１が通電し、コンデンサＣ１の正負端子間の電圧の上昇が停止する。またコンデンサＣ２についても同様に、その正負端子間の電圧が上昇すると、当該電圧が定電圧ダイオードＤ２の降伏電圧を超えたところで定電圧ダイオードＤ２が通電し、コンデンサＣ２の正負端子間の電圧の上昇が停止する。
【００４６】
このように、本実施形態のバランス補正回路１にあっては、バランス補正回路１の接続点Ｊ１と接続点Ｊ３とを結ぶ線路に断線８１が生じた場合でも、コンデンサＣ１，Ｃ２の夫々の正負端子間の電圧がバランス補正回路１を構成している素子（例えば、制御回路１０、ゲートドライバＧ１，Ｇ２、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、コンデンサＣ１，Ｃ２）の耐圧を超えて上昇することがなく、断線８１が生じることによりバランス補正回路１を構成している素子が損傷してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００４７】
＜蓄電セルが３つ以上である場合＞                      
以上に説明したバランス補正回路１の構成は、３つ以上の蓄電セルが存在する場合に拡張することができる。
【００４８】
図４は３つ以上の蓄電セルが存在する場合の一例として示す、３つの蓄電セルＢ１〜Ｂ３の電圧の均等化に対応したバランス補正回路１の一例である。同図において、制御回路１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を相補的にオンオフして蓄電セルＢ１の電圧と蓄電セルＢ２の電圧を均等化させ、またスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を相補的にオンオフして蓄電セルＢ２の電圧と蓄電セルＢ３の電圧を均等化させる。これらの制御により蓄電セルＢ２の電圧は、２つの蓄電セルＢ１，Ｂ３の双方の電圧と均等化され、その結果、３つの蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の電圧が均等化される。
【００４９】
同図において、容量素子Ｃ１〜Ｃ４は、いずれもスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のオンオフ動作に起因して生じるノイズの低減、蓄電セルＢ１〜Ｂ３の夫々に生じる電圧変化の緩和などを目的として設けられている。同図に示すように、コンデンサＣ１は蓄電セルＢ１の正負端子間に、コンデンサＣ２，Ｃ３はいずれも蓄電セルＢ２の正負端子間に、コンデンサＣ４は蓄電セルＢ３の正負端子間に、夫々接続されている。
【００５０】
同図に示すように、蓄電セルＢ１、Ｂ２、Ｂ３の各々の正負端子間には定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の各々が逆方向接続されている。定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３としては、その各々の降伏電圧が、蓄電セルＢ１、Ｂ２，Ｂ３の各々の電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、バランス補正回路１を構成している素子（例えば、制御回路１０、ゲートドライバＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３）の耐圧よりも低いものを選択している。尚、このように定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３としてその各々の降伏電圧が蓄電セルＢ１、Ｂ２、Ｂ３の各々の電池電圧が取り得る最大値よりも高いものを選択しているので、バランス補正回路１が正常に動作している限り、定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３が通電されることはない。
【００５１】
次に例えば図５に示すように、接続点Ｊ４１と接続点Ｊ４３とを結ぶ線路に断線８２が生じた場合、並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の負端子（接続点Ｊ５５，接続点Ｊ６６）と、それに直列接続されているＣ１の正端子（接続点Ｊ４６）との間には、蓄電セルＢ１，Ｂ２を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧が印加され、これにより並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間（接続点Ｊ４４（接続点Ｊ６７）と接続点Ｊ５５（接続点Ｊ６６）との間）の電圧が上昇する場合がある。しかし並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ２の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ２が通電し、並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間の電圧の上昇は停止する。またコンデンサＣ１の正負端子間（接続点Ｊ４６と接続点Ｊ４４との間）の電圧が上昇した場合についても同様に、コンデンサＣ１の正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ１の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ１が通電し、コンデンサＣ１の正負端子間の電圧の上昇は停止する。
【００５２】
このように本実施形態のバランス補正回路１にあっては、接続点Ｊ４１と接続点Ｊ４３とを結ぶ線路に断線８２が生じた場合でも、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の夫々の正負端子間の電圧がバランス補正回路１を構成している素子の耐圧を超えて上昇することがなく、バランス補正回路１を構成している素子が損傷してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００５３】
次に例えば図６に示すように、接続点Ｊ５１と接続点Ｊ５３とを結ぶ線路に断線８３が生じた場合、並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正端子（接続点Ｊ４４，接続点Ｊ６７）と、それに直列接続されているＣ４の負端子（接続点Ｊ６４）との間には、蓄電セルＢ２，Ｂ３を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧が印加され、これによりコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間（接続点Ｊ４４（接続点Ｊ６７）と接続点Ｊ５５（接続点Ｊ６６）との間）の電圧が上昇する場合がある。しかし並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ２の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ２が通電し、並列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間の電圧の上昇は停止する。またコンデンサＣ４の正負端子間（接続点Ｊ６６と接続点Ｊ６４との間）の電圧が上昇した場合についても同様に、コンデンサＣ４の正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ３の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ４が通電し、コンデンサＣ４の正負端子間の電圧の上昇は停止する。
【００５４】
このように本実施形態のバランス補正回路１にあっては、接続点Ｊ５１と接続点Ｊ５３とを結ぶ線路に断線８３が生じた場合でも、コンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４の夫々の正負端子間の電圧がバランス補正回路１を構成している素子の耐圧を超えて上昇することがなく、バランス補正回路１を構成している素子が損傷してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００５５】
図７は３つ以上の蓄電セルが存在し、かつ、図４に示したバランス補正回路１とはコンデンサの接続状態が異なる場合の一例として示す、３つの蓄電セルＢ１〜Ｂ３の電圧の均等化に対応したバランス補正回路１の一例である。同図に示すように、コンデンサＣ１は蓄電セルＢ２の正負端子間に、コンデンサＣ２は蓄電セルＢ１，Ｂ２を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間に、コンデンサＣ３は蓄電セルＢ３の正負端子間に、コンデンサＣ４は蓄電セルＢ２，Ｂ３を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間に、夫々接続されている。
【００５６】
同図において、制御回路１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を相補的にオンオフして蓄電セルＢ１の電圧と蓄電セルＢ２の電圧を均等化させ、またスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を相補的にオンオフして蓄電セルＢ２の電圧と蓄電セルＢ３の電圧を均等化させる。これらの制御により蓄電セルＢ２の電圧は、２つの蓄電セルＢ１，Ｂ３の双方の電圧と均等化され、その結果、３つの蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の電圧が均等化される。
【００５７】
容量素子Ｃ１〜Ｃ４は、いずれもスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のオンオフ動作に起因して生じるノイズの低減、蓄電セルＢ１〜Ｂ３の夫々に生じる電圧変化の緩和などを目的として設けられている。
【００５８】
同図に示すように、蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の正負端子間には定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３の各々が逆方向接続されている。定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３としては、その各々の降伏電圧が、蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の電池電圧が取り得る最大値よりも高く、かつ、バランス補正回路１を構成している素子（例えば、制御回路１０、ゲートドライバＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３）の耐圧よりも低く、かつ、Ｄ１，Ｄ２の降伏電圧の和及びＤ２，Ｄ３の降伏電圧の和がコンデンサＣ２，Ｃ４の各々の耐圧より低いものを選択している。尚、このように定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３としてその降伏電圧が蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の電池電圧が取り得る最大値よりも高いものを選択しているので、バランス補正回路１が正常に動作している限り、定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３が通電されることはない。
【００５９】
続いて断線時の動作について説明する。例えば図８に示すように、接続点Ｊ５１と接続点Ｊ５３とを結ぶ線路に断線８４が生じた場合、直列接続されているコンデンサＣ１，Ｃ３の正負端子間（接続点Ｊ４４と接続点Ｊ６４との間）に、蓄電セルＢ２，Ｂ３を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧が印加され、これによりコンデンサＣ１の正負端子間の電圧が上昇する場合がある。しかしコンデンサＣ１の正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ２の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ２が通電し、コンデンサＣ１の正負端子間の電圧の上昇は停止する。またコンデンサＣ３の正負端子間が上昇した場合についても同様に、その正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ３の降伏電圧を超えると定電圧ダイオードＤ３が通電し、コンデンサＣ３の正負端子間の電圧の上昇は停止する。また直列接続されているコンデンサＣ２，Ｃ３の正負端子間（接続点Ｊ４６と接続点Ｊ６４との間）に、蓄電セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３を直列接続して構成される直列蓄電セルの正負端子間の電圧が印加され、これによりコンデンサＣ２の正負端子間の電圧が上昇する場合がある。しかしコンデンサＣ２の正負端子間の電圧が上昇し、当該電圧が定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２の降伏電圧の和を超えたところで定電圧ダイオードＤ１，Ｄ２が通電し、コンデンサＣ２の正負端子間の電圧の上昇は停止する。またコンデンサＣ３の正負端子間の電圧が上昇する場合についても同様に、その正負端子間の電圧が上昇して当該電圧が定電圧ダイオードＤ３の降伏電圧を超えたところで定電圧ダイオードＤ３が通電し、コンデンサＣ３の正負端子間の電圧の上昇は停止する。
【００６０】
このように本実施形態のバランス補正回路１にあっては、バランス補正回路１の接続点Ｊ５１と接続点Ｊ５５とを結ぶ線路に断線８４が生じた場合でも、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の夫々の正負端子間の電圧がバランス補正回路１を構成している素子の耐圧を超えて上昇することがなく、バランス補正回路１を構成している素子が損傷してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００６１】
ところで、以上に説明した実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００６２】
例えば、本発明のバランス補正回路は、蓄電セルとは別体に設けられるものであってもよいし、蓄電セルと一体化されて電池パック等を構成するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  バランス補正回路、１０  制御回路、１０１  制御信号生成回路、１０２  デューティ比制御回路、１０３  計測回路、Ｌ  インダクタ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  容量素子、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  蓄電セル、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  定電圧ダイオード
【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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