(57)【要約】  互いに直列接続された複数個の二次電池（９１４）の各々の端子電圧が均一となるように制御する組電池制御装置を、二次電池（９１４）の各々の端子電圧を選択的に引き下げる放電回路（９１５，９１９，９７１〜９７ｎ）と、二次電池（９１４）の各々の正極と負極とに直接接続されて二次電池（９１４）の各々の端子電圧を監視する監視回路（９１６〜９１８，９１１〜９１３）とで構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列接続された複数個の二次電池の各々の端子電圧が均一となるように制御する組電池制御装置であって、
前記複数個の二次電池の各々の端子電圧を選択的に引き下げる放電回路と、
前記複数個の二次電池の各々の正極と負極とに直接接続されて前記複数個の二次電池の各々の端子電圧を監視する監視回路とを備えた組電池制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記監視回路は、前記複数個の二次電池の各々に切り替え接続される、フィルタ用のキャパシタを有する組電池制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記監視回路は、前記複数個の二次電池の各々に切り替え接続される、フィルタ用のキャパシタと抵抗とを有する組電池制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々互いに直列接続された複数個のスイッチからなる複数のスイッチ回路を有し、
前記複数のスイッチ回路の各々は、前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された組電池制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々スイッチと抵抗とを直列接続してなる複数のスイッチ回路を有し、
前記複数のスイッチ回路の各々は、前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された組電池制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、
各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のスイッチと、
前記複数個のスイッチのうち隣接したスイッチを同時にはオンさせないように制御する制御回路とを有する組電池制御装置。
【請求項７】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、
各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のスイッチと、
前記複数個のスイッチに高電位側から１、２、３、…と順番に番号を付けたとき、奇数番号のスイッチと偶数番号のスイッチとを同時にはオンさせないように制御する制御回路とを有する組電池制御装置。
【請求項８】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のスイッチを有し、
前記複数個のスイッチのうちの最も高電位側のスイッチはＰチャネルＭＯＳトランジスタで、前記複数個のスイッチのうちの最も低電位側のスイッチはＮチャネルＭＯＳトランジスタでそれぞれ構成された組電池制御装置。
【請求項９】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、
各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のＭＯＳトランジスタと、
各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲート・ソース間に接続された複数個の抵抗と、
複数個の電流源と、
各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲートと前記複数個の電流源のうちの対応する電流源との間に接続された複数個のスイッチとを有する組電池制御装置。
【請求項１０】
請求項９記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲート・ソース間に接続された複数個の短絡スイッチを更に有する組電池制御装置。
【請求項１１】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、
各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のスイッチと、
各々前記複数個のスイッチのうちの対応するスイッチに並列接続された複数個の抵抗とを有する組電池制御装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個の抵抗のうちの対応する抵抗に直列接続された複数個のツェナーダイオードを更に有する組電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、互いに直列接続された複数個の二次電池の各々の端子電圧が均一となるように制御する組電池制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数個の二次電池を互いに直列接続した組電池が知られている。組電池において二次電池の製造バラツキや温度バラツキにより各二次電池に蓄えられているエネルギーが不均一化すると、各二次電池の端子電圧も不均一化し、組電池として効率の良い充放電を行うことができなくなる。そこで、各二次電池の電圧を常時監視し、各二次電池の電圧が均一となるように放電制御をする組電池制御装置が必要になる。【０００３】
特許文献１、２には、従来の組電池制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７３３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の組電池制御装置では、放電回路と監視回路との共通の経路上に抵抗を備えていたので、当該抵抗における放電電流による電圧降下のため、監視回路が二次電池電圧を正確に測定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、互いに直列接続された複数個の二次電池の各々の端子電圧が均一となるように制御する組電池制御装置において、二次電池の各々の端子電圧を選択的に引き下げる放電回路と、二次電池の各々の正極と負極とに直接接続されて二次電池の各々の端子電圧を監視する監視回路とを備えた構成を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、二次電池の各々の正極と負極とに監視回路を直接接続したので、二次電池の各々の端子電圧を正確に測定することができ、ひいては二次電池電圧を正確に均一化することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る組電池制御装置の回路図である。
【図２】図１の組電池制御装置の第１変形例の回路図である。
【図３】図１の組電池制御装置の第２変形例の回路図である。
【図４】実施形態２に係る組電池制御装置の回路図である。
【図５】図４の組電池制御装置の変形例の回路図である。
【図６】実施形態３に係る組電池制御装置の回路図である。
【図７】図６の組電池制御装置の変形例の回路図である。
【図８】実施形態４に係る組電池制御装置の回路図である。
【図９】図８の組電池制御装置の第１変形例の回路図である。
【図１０】図８の組電池制御装置の第２変形例の回路図である。
【図１１】図８の組電池制御装置の第３変形例の回路図である。
【図１２】図８の組電池制御装置の第４変形例の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
《実施形態１》
図１は、実施形態１に係る組電池制御装置の回路図である。図１によれば、１つの二次電池（ＢＴ）９１４は二次電池電圧Ｖｅを起電力とし、その正極をセルバランス抵抗（Ｒｃ）９１５に、負極をセルバランス抵抗（Ｒｃ）９１９にそれぞれ接続し、セルバランススイッチ（ＳＷ１）９７１をオンすることにより蓄えているエネルギーを放電することで、二次電池（ＢＴ）９１４の電圧Ｖｅを低下させることができる。このとき、セルバランス抵抗（Ｒｃ）９１５とセルバランス抵抗（Ｒｃ）９１９との電位差をセルバランス電圧Ｖｃとする。また、セルバランス抵抗（Ｒｃ）９１５からセルバランススイッチ（ＳＷ１）９７１を経由してセルバランス抵抗（Ｒｃ）９１９へ流れる電流をセルバランス電流（Ｉｃ）９２１とする。
【００１１】
更に、二次電池（ＢＴ）９１４の正極に電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１６を直接接続し、二次電池（ＢＴ）９１４の負極に電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１８を直接接続し、その電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１６の他端と電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１８の他端との間に電圧検出キャパシタ（Ｃｓ）９１７が接続されてローパスフィルタが形成されている。このローパスフィルタにより安定化された検出電圧Ｖｒをマルチプレクサ（ＭＵＸ）９１１経由でＡＤＣ（analog-to-digital converter）９１２で測定し、信号処理制御回路９１３で分析することで、二次電池（ＢＴ）９１４の電圧Ｖｅを測定している。なお、電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１６から電圧検出キャパシタ（Ｃｓ）９１７を経由して電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１８へ流れる直流電流は０である。
【００１２】
これら全ての構成を各二次電池ＢＴに設置する。すなわち、ｎを整数とするとき、ｎ個のセルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷｎ）９７１〜９７ｎと、１個のマルチプレクサ９１１と、１個のＡＤＣ９１２と、１個の信号処理制御回路９１３とを備えた組電池監視装置９１０が、１個の半導体集積回路として形成される。この半導体集積回路は、ｎ個の電圧検出端子（Ｔｓ１〜Ｔｓｎ）９５１〜９５ｎと、ｎ個のセルバランス端子（Ｔｃ１〜Ｔｃｎ）９６１〜９６ｎとを有する。信号処理制御回路９１３は、スイッチ制御信号（Ｓｃ）９８０と、ＭＵＸ制御信号（Ｍｘ）９２０とを出力する。ここに、スイッチ制御信号（Ｓｃ）９８０は、セルバランススイッチ制御信号（Ｓｃ１〜Ｓｃｎ）９８１〜９８ｎを束ねたものである。
【００１３】
図１の組電池制御装置によれば、全ての二次電池ＢＴの電圧Ｖｅを測定し、全ての二次電池電圧Ｖｅがほぼ同一となるよう、いずれかのセルバランススイッチをオン・オフ制御することで、二次電池電圧Ｖｅの均一化を図ることができる。
【００１４】
しかも、図１の組電池制御装置では、電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１６が二次電池（ＢＴ）９１４の高電位側の正極に直接接続され、電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１８が二次電池（ＢＴ）９１４の低電位側の負極に直接接続される。
【００１５】
図１においてＡＤＣ９１２で測定される検出電圧Ｖｒはセルバランス電流（Ｉｃ）９２１が流れない経路の電圧であるため、検出電圧Ｖｒと二次電池電圧Ｖｅとの関係式は、
Ｖｒ＝Ｖｅ                …（１）
となる。すなわち、二次電池電圧Ｖｅと検出電圧Ｖｒとの電位差ΔＶは、
ΔＶ＝Ｖｅ−Ｖｒ＝０      …（２）
となる。
【００１６】
このように、図１に示す組電池制御装置の検出電圧Ｖｒは二次電池電圧Ｖｅと全く同一となり、セルバランス抵抗Ｒｃのバラツキやセルバランス電流Ｉｃのバラツキが生じたとしても、二次電池電圧Ｖｅの均一化を図ることができる。
【００１７】
以上のように本実施形態によれば、二次電池電圧Ｖｅを監視する監視回路を、二次電池ＢＴの各々の正極と負極とに直接接続した構成を用いることによって、二次電池電圧Ｖｅを正確に均一化することが実現できる。
【００１８】
図２は、図１の組電池制御装置の第１変形例の回路図である。図２の組電池制御装置は、図１中の電圧検出キャパシタ（Ｃｓ）９１７を、直接ＡＤＣ９１２の入力に１個のみ接続した構成を有する。これにより、電圧検出キャパシタＣｓの接続端子（Ｔｘ１，Ｔｘ２）２１，２２が２個増加するが、わずか１個の電圧検出キャパシタＣｓでローパスフィルタを実現できるため、電圧検出キャパシタ個数を大幅に低減することによる効果が大きく、低コスト化を実現することができる。
【００１９】
図３は、図１の組電池制御装置の第２変形例の回路図である。図３の組電池制御装置は、図２中の電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１６を、直接ＡＤＣ９１２の正極入力に１個のみ接続し、電圧検出抵抗（Ｒｓ）９１８を、直接ＡＤＣ９１２の負極入力に１個のみ接続した構成を有する。これにより、電圧検出抵抗Ｒｓの接続端子（Ｔｘ３，Ｔｘ４）３３，３４が２個増加するが、わずか２個の電圧検出抵抗Ｒｓでローパスフィルタを実現できるため、電圧検出抵抗個数を大幅に低減することによる効果が大きく、更なる低コスト化を実現することができる。
【００２０】
《実施形態２》
図４は、実施形態２に係る組電池制御装置の回路図である。図４の組電池制御装置は、図１中のセルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ３）９７１〜９７３に、他のセルバランススイッチ（ＳＷ４１〜ＳＷ４３）４１〜４３をそれぞれ直列接続した構成を有する。ここで、セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ３）９７１〜９７３の各々の両端に印加される電圧をＶｗ１〜Ｖｗ３とし、セルバランススイッチ（ＳＷ４１〜ＳＷ４３）４１〜４３の各々の両端に印加される電圧をＶｗ４１〜Ｖｗ４３とする。
【００２１】
例えば、セルバランススイッチ制御信号（Ｓｃ２）９８２を与えることにより、セルバランススイッチ（ＳＷ２）９７２とセルバランススイッチ（ＳＷ４２）４２とをオンにして、１個の二次電池ＢＴの放電を実施している状態を検討する。このとき、セルバランススイッチ（ＳＷ２）９７２とセルバランススイッチ（ＳＷ４２）４２とがオンであるため、
Ｖｗ２＝Ｖｗ４２＝０      …（３）
となる。したがって、
Ｖｗ１＝Ｖｗ３＝Ｖｗ４１＝Ｖｗ４３＝０．７５・Ｖｅ  …（４）
となる。これに対し、セルバランススイッチ（ＳＷ４１〜ＳＷ４３）４１〜４３がないと仮定した場合にセルバランススイッチ（ＳＷ２）９７２がオンしたときには、
Ｖｗ１＝Ｖｗ３＝１．５・Ｖｅ  …（５）
となることを考慮すると、セルバランススイッチ（ＳＷ４１〜ＳＷ４３）４１〜４３を設けたことにより、各セルバランススイッチの両端にかかる印加電圧が半減され、セルバランススイッチの破壊を抑制することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では直列接続した２個のスイッチでセルバランススイッチの各々を形成した構成としたが、直列接続した３個以上のスイッチでセルバランススイッチの各々を形成した構成であってもよい。
【００２３】
図５は、図４の組電池制御装置の変形例の回路図である。図５の組電池制御装置は、図４中のセルバランススイッチの一方であるスイッチ（ＳＷ４１〜ＳＷ４３）４１〜４３を、セルバランススイッチ抵抗（Ｒｗ５１〜Ｒｗ５３）５１〜５３で置換した構成を有する。ここで、セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ３）９７１〜９７３の各々の両端に印加される電圧をＶｗ１〜Ｖｗ３とし、セルバランススイッチ抵抗（Ｒｗ５１〜Ｒｗ５３）５１〜５３の各々の両端に印加される電圧をＶｒ５１〜Ｖｒ５３とする。また、セルバランススイッチ抵抗（Ｒｗ５１〜Ｒｗ５３）５１〜５３は、セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ３）９７１〜９７３のオン抵抗と同一の抵抗値を持つものとする。
【００２４】
これにより、セルバランススイッチ（ＳＷ２）９７２がオンしたとしても、他のセルバランススイッチ（ＳＷ１，ＳＷ３）９７１，９７３及びセルバランススイッチ抵抗（Ｒｗ５１，Ｒｗ５３）５１，５３の各々の両端に印加される電圧は、
Ｖｗ１＝Ｖｗ３＝Ｖｒ５１＝Ｖｒ５３＝０．７５・Ｖｅ  …（６）
となる。すなわち、セルバランススイッチ抵抗（Ｒｗ５１〜Ｒｗ５３）５１〜５３を設けたことにより、各セルバランススイッチの両端にかかる印加電圧が半減され、セルバランススイッチの破壊を抑制することができる。
【００２５】
なお、本実施形態ではセルバランススイッチ抵抗はセルバランススイッチのオン抵抗と同一の抵抗値としたが、セルバランススイッチのオン抵抗以上の抵抗値であってもよい。
【００２６】
《実施形態３》
図６は、実施形態３に係る組電池制御装置の回路図である。図６の組電池制御装置は、各々１個のスイッチで構成されたセルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）９７１〜９７４と、隣接するセルバランススイッチを同時にはオンさせない放電制御を行う信号処理制御回路７１とを有する。ここで、セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）９７１〜９７４の各々の両端に印加される電圧をＶｗ１〜Ｖｗ４とする。
【００２７】
図６にて、連続する２個のセルバランススイッチ（ＳＷ２，ＳＷ３）９７２，９７３がオンした場合を仮定する。セルバランススイッチ（ＳＷ２）９７２とセルバランススイッチ（ＳＷ３）９７３とがオンであるため、
Ｖｗ２＝Ｖｗ３＝０        …（７）
となる。したがって、
Ｖｗ１＝Ｖｗ４＝２・Ｖｅ  …（８）
となり、二次電池電圧Ｖｅの２倍の電圧がセルバランススイッチ（ＳＷ１）９７１とセルバランススイッチ（ＳＷ４）９７４との各々の両端に印加される。
【００２８】
ところが、図６の組電池制御装置は、隣接するセルバランススイッチを同時にはオンさせない放電制御を行う信号処理制御回路７１を有するので、各セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）９７１〜９７４の両端にかかる印加電圧は、
Ｖｗ１〜Ｖｗ４≦１．５・Ｖｅ  …（９）
となる。つまり、各セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）９７１〜９７４の両端に印加される電圧の上限が低くなる。これにより、実施形態２及びその変形例におけるセルバランススイッチの構成を採用せずともセルバランススイッチの破壊が抑制されるので、低コスト化を実現することができる。
【００２９】
図７は、図６の組電池制御装置の変形例の回路図である。図７の組電池制御装置は、図６と同様の構成であるが、セルバランススイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）９７１〜９７４に高電位側から１、２、３、…と順番に番号を付けたとき、奇数番号のセルバランススイッチと偶数番号のセルバランススイッチとを同時にはオンさせない放電制御を行う信号処理制御回路８１を有する。
【００３０】
これにより、例えば、奇数番号のセルバランススイッチを同時オンさせて放電し、また偶数番号のセルバランススイッチを同時オンさせて放電することで、わずか２回の放電処置で全ての二次電池電圧Ｖｅを均一化でき、放電処理の高速化と低消費電力化とを実現することができる。
【００３１】
《実施形態４》
図８は、実施形態４に係る組電池制御装置の回路図である。図８の組電池制御装置は、図１中の最も高電位側のセルバランススイッチ（ＳＷ１）９７１をＰチャネルＭＯＳ（metal-oxide-semiconductor）トランジスタ（ＴＰ１）６０で、他のセルバランススイッチ（ＳＷ２〜ＳＷｎ）９７２〜９７ｎをＮチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＮ２〜ＴＮｎ）６２〜６ｎでそれぞれ形成した構成を有する。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＰ１）６０は、信号処理制御回路９１３からセルバランススイッチ制御信号（Ｓｐ１）９９１を受け取る。
【００３２】
最も高電位側のセルバランススイッチをＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＰ１）６０とすることで、二次電池電圧Ｖｅが低電圧であっても、当該ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＰ１）６０のゲート・ソース間電圧を二次電池電圧Ｖｅ以上に設定することができ、そのオン抵抗を低下させることができるため、高速動作を実現することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では最も高電位側のセルバランススイッチ（図１中のＳＷ１）のみをＰチャネルＭＯＳトランジスタで構成したが、最も低電位側のセルバランススイッチ（図１中のＳＷｎ）をＮチャネルＭＯＳトランジスタとする限り、他のセルバランススイッチ（図１中のＳＷ２〜ＳＷｎ−１）は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタであっても、ＮチャネルＭＯＳトランジスタであってもよい。
【００３４】
図９は、図８の組電池制御装置の第１変形例の回路図である。図９によれば、ｎを整数とするとき、最も低電位側のセルバランススイッチであるＮチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＮｎ）６ｎのゲート制御信号（Ｓｎｎ）９９ｎは、ゲート信号制御回路（Ｔｚｎ）９４２にて、電流源抵抗（Ｒｚｎ）９４４と接続され、その接続点に対して電流源接続制御スイッチ（ＳＷｚｎ）９ｎにより電流源（ＣＳｚｎ）９４３を接続するか接続しないかを制御する。電流源抵抗（Ｒｚｎ）９４４には、電流（Ｉｚｎ）９４５が流れる。また、最も高電位側のセルバランススイッチであるＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＰ１）６０のゲート制御信号（Ｓｐ１）９９１は、ゲート信号制御回路（Ｔｚ１）９３２にて、電流源抵抗（Ｒｚ１）９３４と接続され、その接続点に対して電流源接続制御スイッチ（ＳＷｚ１）９１により電流源（ＣＳｚ１）９３３を接続するか接続しないかを制御する。電流源抵抗（Ｒｚ１）９３４には、電流（Ｉｚ１）９３５が流れる。
【００３５】
同様に、他のセルバランススイッチは、ＮチャネルＭＯＳトランジスタかＰチャネルＭＯＳトランジスタかによって、上記のいずれかの構成で接続制御される。ただし、図９では、最も高電位側のセルバランススイッチのみをＰチャネルＭＯＳトランジスタで構成した例が示されており、他のセルバランススイッチの全てがＮチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＮ２〜ＴＮｎ）６２〜６ｎで構成され、これらのＮチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＮ２〜ＴＮｎ）６２〜６ｎに、ゲート信号制御回路（Ｔｚｎ）９４２と同様の回路からゲート制御信号（Ｓｎ２〜Ｓｎｎ）９９２〜９９ｎが与えられる。
【００３６】
これにより、あるセルバランススイッチがオフのとき、電流源接続制御スイッチ（ＳＷｚ１〜ＳＷｚｎ）９１〜９ｎのうち対応するスイッチをオフさせることで、電流源電流が０となるので、二次電池ＢＴを放電していない状態では消費電流が０となることで、放電処理の低消費電流化を実現することができる。
【００３７】
図１０は、図８の組電池制御装置の第２変形例の回路図である。図１０の組電池制御装置では、ｎを整数とするとき、最も低電位側のセルバランススイッチであるＮチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＮｎ）６ｎのゲート寄生容量（Ｃｃｎ）９２ｎとゲート制御信号（Ｓｎｎ）９９ｎとを、オフ時に強制的にＬｏｗ固定するゲート制御スイッチ（ＳＷｙｎ）１０ｎで制御する。また、最も高電位側のセルバランススイッチであるＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＴＰ１）６０のゲート寄生容量（Ｃｃ１）９２１とゲート制御信号（Ｓｐ１）９９１とを、オフ時に強制的にＨｉｇｈ固定するゲート制御スイッチ（ＳＷｙ１）１０１で制御する。
【００３８】
同様に、他のセルバランススイッチは、ＮチャネルＭＯＳトランジスタかＰチャネルＭＯＳトランジスタかによって、上記のいずれかの構成で接続制御される。
【００３９】
これにより、セルバランススイッチがオンからオフに遷移するとき、瞬時に放電処理を停止することができ、より正確で均一な二次電池電圧Ｖｅへの放電処理を実現することができる。
【００４０】
図１１は、図８の組電池制御装置の第３変形例の回路図である。図１１の組電池制御装置は、ｎを整数とするとき、各セルバランススイッチと並列に破壊防止抵抗（Ｒｄ１〜Ｒｄｎ）１１１〜１１ｎを加えた構成を有する。
【００４１】
これにより、直列接続された複数個の電池からなる組電池を二次電池列中に挿入したとき、状況によって高電位側の正極と低電位側の負極のみが組電池監視装置９１０に接続される状態が生じたとしても、内部の各セルバランススイッチには、二次電池電圧Ｖｅとほぼ同一の電圧が印加されることになり、セルバランススイッチの破壊を抑制することができる。
【００４２】
図１２は、図８の組電池制御装置の第４変形例の回路図である。図１２の組電池制御装置は、ｎを整数とするとき、図１１中の破壊防止抵抗（Ｒｄ１〜Ｒｄｎ）１１１〜１１ｎへ直列にツェナーダイオード（Ｚｄ１〜Ｚｄｎ）１２１〜１２ｎを加えた構成を有する。
【００４３】
これにより、二次電池電圧Ｖｅがツェナーダイオードの降伏電圧以下の範囲の場合は微小電流しか流れないため、破壊防止回路の消費電流を極めて小さくすることができ、低消費電流を実現できる。
【００４４】
なお、上記実施形態１〜４及びそれらの変形例における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本開示に係る組電池制御装置は、互いに直列接続された複数個の電池で構成された組電池を用いる電気自動車、ハイブリッド自動車、電車、船舶、ノートパソコンなど多岐に渡る商品への利用が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２１〜２２      電圧検出キャパシタ接続端子
３３〜３４      電圧検出抵抗接続端子
４１〜４３      セルバランススイッチ
５１〜５３      セルバランススイッチ抵抗
６０            ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
６１〜６ｎ      ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
７１            信号処理制御回路
８１            信号処理制御回路
９１〜９ｎ      電流源接続制御スイッチ
１０１〜１０ｎ  ゲート制御スイッチ
１１１〜１１ｎ  破壊防止抵抗
１２１〜１２ｎ  ツェナーダイオード
９１０          組電池監視装置
９１１          マルチプレクサ（ＭＵＸ）
９１２          ＡＤＣ
９１３          信号処理制御回路
９１４          二次電池
９１５          セルバランス抵抗
９１６          電圧検出抵抗
９１７          電圧検出キャパシタ
９１８          電圧検出抵抗
９１９          セルバランス抵抗
９２０          ＭＵＸ制御信号
９２１          セルバランス電流
９３２          ゲート信号制御回路
９３３          電流源
９３４          電流源抵抗
９３５          電流
９４２          ゲート信号制御回路
９４３          電流源
９４４          電流源抵抗
９４５          電流
９５１〜９５ｎ  電圧検出端子
９６１〜９６ｎ  セルバランス端子
９７１〜９７ｎ  セルバランススイッチ
９８０          スイッチ制御信号
９８１〜９８ｎ  セルバランススイッチ制御信号
９９１〜９９ｎ  ゲート制御信号
【図１】
2015029283.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015029283.tif 000006
【図５】
2015029283.tif 000007
【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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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月30日(2015.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列接続された複数個の二次電池の各々の端子電圧が均一となるように制御する組電池制御装置であって、
前記複数個の二次電池の各々の端子電圧を選択的に引き下げる放電回路と、
前記複数個の二次電池の各々の正極と負極とに直接接続されて前記複数個の二次電池の各々の端子電圧を監視する監視回路とを備え、
前記放電回路は、
各々前記複数個の二次電池のうちの対応する二次電池の正極と負極とに接続された複数個のスイッチと、
前記複数個のスイッチに高電位側から１、２、３、…と順番に番号を付けたとき、奇数番号のスイッチと偶数番号のスイッチとを同時にはオンさせないように制御する制御回路とを有する組電池制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記監視回路は、前記複数個の二次電池の各々に切り替え接続される、フィルタ用のキャパシタを有する組電池制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記監視回路は、前記複数個の二次電池の各々に切り替え接続される、フィルタ用のキャパシタと抵抗とを有する組電池制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記複数個のスイッチは、各々互いに直列接続された複数個のサブスイッチからなる組電池制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記複数個のスイッチは、各々互いに直列接続されたサブスイッチと抵抗とからなる組電池制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記制御回路は、前記複数個のスイッチのうち隣接したスイッチを同時にはオンさせないように制御する組電池制御装置。
【請求項７】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記複数個のスイッチのうちの最も高電位側のスイッチはＰチャネルＭＯＳトランジスタで、前記複数個のスイッチのうちの最も低電位側のスイッチはＮチャネルＭＯＳトランジスタでそれぞれ構成された組電池制御装置。
【請求項８】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記複数個のスイッチは、各々ＭＯＳトランジスタからなり、
前記放電回路は、
各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲート・ソース間に接続された複数個の抵抗と、
複数個の電流源と、
各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲートと前記複数個の電流源のうちの対応する電流源との間に接続された複数個の他のスイッチとを更に有する組電池制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個のＭＯＳトランジスタの各々のゲート・ソース間に接続された複数個の短絡スイッチを更に有する組電池制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個のスイッチのうちの対応するスイッチに並列接続された複数個の抵抗を更に有する組電池制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の組電池制御装置において、
前記放電回路は、各々前記複数個の抵抗のうちの対応する抵抗に直列接続された複数個のツェナーダイオードを更に有する組電池制御装置。
【国際調査報告】
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