(57)【要約】【課題】組電池におけるセル電圧のばらつきを補正する。【解決手段】複数の単位二次電池セルが直列に接続された組電池のセルＣ１、Ｃ２ごとに、隣接セルＣ２の二次コイル４１と磁気結合する一次コイル１１にスイッチング素子１２を直列に接続した電力出力回路１０と、隣接セルＣ２の一次コイル３１と磁気結合する二次コイル２１に整流器２２を直列に接続し、その整流器２２によりセルＣ１から二次コイル２１へ流れる電流を阻止した電力入力回路２０とを並列に接続するとともに、隣接セルＣ２のスイッチング素子３２と同一のオン時間にするとともに、隣接セルＣ２のスイッチング素子３２と同時にオンしないように、スイッチング素子１２をオン、オフするスイッチング素子駆動回路とを備え、一次コイル１１，３１に対する二次コイル２１，４１の巻数比を１より大きくする。【選択図】  図１
2005033855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位二次電池セル（以下、単にセルと呼ぶ）が直列に接続された組電池のセルごとに、
隣接セルの二次コイルと磁気結合する一次コイルにスイッチング素子を直列に接続した電力出力回路と、隣接セルの一次コイルと磁気結合する二次コイルに整流器を直列に接続し、前記整流器により前記セルから前記二次コイルへ流れる電流を阻止した電力入力回路とを並列に接続するとともに、
隣接セルの前記スイッチング素子と同一のオン時間にするとともに、隣接セルの前記スイッチング素子と同時にオンしないように、前記スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路とを備え、
前記一次コイルに対する前記二次コイルの巻数比を１より大きくすることを特徴とする組電池装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池装置において、
１個の前記セルと、そのセルの前記電力出力回路、前記電力入力回路および前記スイッチング素子駆動回路を１個の扁平型パッケージに収納し、扁平型パッケージの表面と裏面にそれぞれ前記一次コイルと前記二次コイルを実装することを特徴とする組電池装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の組電池装置において、
前記スイッチング素子駆動回路は、
前記スイッチング素子をオン、オフする自励発振回路と、
前記電力入力回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路で電流が検出されたときは前記スイッチング素子のオンを禁止するオン禁止回路とを有することを特徴とする組電池装置。
【請求項４】
請求項３に記載の組電池装置において、
前記電流検出回路は、前記二次コイルと磁気結合し前記二次コイルより巻数の多い三次コイルを有し、前記三次コイルと直列に整流器と抵抗器を接続した回路に流れる電流を検出することを特徴とする組電池装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の組電池装置において、
前記スイッチング素子駆動回路は、
前記スイッチング素子をオン、オフする自励発振回路と、
前記電力入力回路の二次コイルの誘起電圧を前記一次コイルと前記二次コイルの巻数比で除して隣接セルのセル電圧を推定するセル電圧推定回路と、
前記セルのセル電圧と、前記セル電圧推定回路により推定された隣接セルのセル電圧との電圧差を検出するセル電圧差検出回路とを有し、
前記自励発振回路は、隣接するセルとの前記セル電圧差が小さくなるにしたがって前記スイッチング素子をオン、オフする駆動周波数を低くすることを特徴とする組電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単位電池が直並列に接続された組電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車に使用される動力用電池では、複数個の単位二次電池セルを直列に接続することによって高電圧を実現している。このような組電池を充電する場合に、各セルの内部インピーダンスや容量のばらつきによって充電電圧にばらつきが生じる。しかし、複数のセルが直列に接続されているため、各セルには同一の充電電流が流れ、充電電圧のばらつきが一部のセルの過充電状態を招いてしまう。
【０００３】
複数の単位二次電池セルを直列に接続した組電池において、充電電圧のばらつきを抑制するようにした組電池装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この組電池装置では、一次コイルとスイッチング素子の直列回路を各セルに並列に接続している。この一次コイルは、コアを介して二次コイル、他のセルの一次コイルおよび他のセルの二次コイルと電磁結合されている。また、各セルには電圧制御回路が接続されている。この電圧制御回路によってセル電圧が監視され、電圧が所定値より大きくなると電磁結合によって隣接する所定値より電圧が低いセルへ電力が伝達され、充電電圧のばらつきが改善される。
【０００４】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平１０−２５７６８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の組電池装置では、所定値よりも電圧が高いセルから所定値よりも電圧が低いセルへのみ、電力の伝達が行われるので、互いに隣接する２個のセルの電圧がともに所定値より高いか、または所定値より低い場合には電力の伝達が行われず、充電電圧のばらつきを十分に改善することができない。
【０００６】
また、電圧が所定値より高いセルでは、電力の伝達ができないときでもスイッチング素子によるスイッチング動作が行われるので、スイッチング損失が発生して充電効率が低下する。
【０００７】
本発明は、組電池におけるセル電圧のばらつきを補正する組電池装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の単位二次電池セル（以下、単にセルと呼ぶ）が直列に接続された組電池のセルごとに、隣接セルの二次コイルと磁気結合する一次コイルにスイッチング素子を直列に接続した電力出力回路と、隣接セルの一次コイルと磁気結合する二次コイルに整流器を直列に接続し、その整流器によりセルから二次コイルへ流れる電流を阻止した電力入力回路とを並列に接続するとともに、隣接セルのスイッチング素子と同一のオン時間にするとともに、隣接セルのスイッチング素子と同時にオンしないように、スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路とを備え、一次コイルに対する二次コイルの巻数比を１より大きくする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、セルごとの電圧のばらつきを十分に補正し、セル電圧の均等化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は、第１の実施の形態の組電池装置の隣接する２個のセル部分の回路図を示す。なお、一実施の形態の組電池装置は複数の単位二次電池セル（以下、単にセルと呼ぶ）が直列に接続された組電池装置であるが、セルごとの回路は図１に示すセルの回路と同様であり、隣接する２個のセルの回路のみを図示して説明する。この組電池装置では、各セルに、隣接セルへ電力を出力するための電力出力回路と、隣接セルから電力を入力するための電力入力回路とが並列に接続される。
【００１１】
図１において、セルＣ１には、一次コイル１１とスイッチング素子１２とを直列に接続した電力出力回路１０と、二次コイル２１とダイオード２２とを直列に接続した電力入力回路２０とを並列に接続する。同様に、セルＣ２には、一次コイル３１とスイッチング素子３２を直列に接続した電力出力回路３０と、二次コイル４１とダイオード４２を直列に接続した電力入力回路４０とを並列に接続する。
【００１２】
セルＣ１の電力出力回路１０の一次コイル１１は、コア１３を介してセルＣ２の電力入力回路４０の二次コイル４１と対向し、これらの一次コイル１１と二次コイル４１は磁気的に結合して変圧器として機能する。また、セルＣ１の電力入力回路２０の二次コイル２１は、コア３３を介してセルＣ２の電力出力回路３０の一次コイル３１と対向し、これらの一次コイル３１と二次コイル２１は磁気的に結合して変圧器として機能する。ここで、一次コイル１１，３１の巻数と二次コイル２１，４１の巻数はどのセルでも同一とし、一次コイル１１，３１と二次コイル２１，４１の巻数比ｎを１より大きい値とする。
【００１３】
図２はスイッチング素子の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）がセルＣ１のスイッチング素子１２のオンとオフのタイミングを示し、（ｂ）がセルＣ２のスイッチング素子３２のオンとオフのタイミングを示す。図から明らかなように、セルＣ１のスイッチング素子１２とセルＣ２のスイッチング素子３２とは互いに交互にオンとオフを繰り返し、同時にオンになることはない。なお、セルＣ１とＣ２のスイッチング素子１２，３２のオン時間を同一とする。
【００１４】
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。ここでは、図示しない充電回路によりこの組電池装置がある程度まで充電され、セルＣ１およびセルＣ２の電圧（以下、セル電圧という）がそれぞれＶＡ、ＶＢに達しているとする。セルＣ１のスイッチング素子１２が図２（ａ）に示すタイミングで自励発振し、スイッチング素子１２がオンするとセルＣ１からスイッチング素子１２を介して一次コイル１１に電流が流れる。一次コイル１１に電流が流れると、対向する二次コイル４１に（ｎ・ＶＡ）の電圧が誘起する。この誘起電圧（ｎ・ＶＡ）がセルＣ２の電圧ＶＢより大きいと、二次コイル４１からダイオード４２を介してセルＣ２へ電流が流れ、セルＣ２が充電される。
【００１５】
なお、誘起電圧（ｎ・ＶＡ）がセルＣ２の電圧ＶＢより低い場合には、セルＣ２から二次コイル４１へ放電電流が流れようとするが、ダイオード４２により放電電流が阻止されるため、セルＣ２は放電しない。つまり、各セルＣ１とＣ２の電力入力回路２０，４０のダイオード２２，４２は、電力入力回路２０，４０における各セルＣ１，Ｃ２の放電を防止する。
【００１６】
次に、セルＣ１のスイッチング素子１２がオフし、セルＣ２のスイッチング素子３２が図２（ｂ）に示すタイミングで自励発振し、スイッチング素子３２がオンするとセルＣ２からスイッチング素子３２を介して一次コイル３１に電流が流れる。一次コイル３１に電流が流れると、対向する二次コイル２１に（ｎ・ＶＢ）の電圧が誘起する。この誘起電圧（ｎ・ＶＢ）がセルＣ１の電圧ＶＡより大きいと、二次コイル２１からダイオード２２を介してセルＣ１へ電流が流れ、セルＣ１が充電される。
【００１７】
なお、誘起電圧（ｎ・ＶＢ）がセルＣ１の電圧ＶＡより低い場合には、セルＣ１から二次コイル２１へ放電電流が流れようとするが、ダイオード２２により放電電流が阻止されるため、セルＣ１は放電しない。
【００１８】
セルＣ１とＣ２のスイッチング素子１２，３２のオン時間は同一であり、互いに交互にオンするので、セルＣ１とＣ２の間で交互に電力の授受が行われる。セルＣ１の電圧ＶＡがセルＣ２の電圧ＶＢより大きいとすれば、セルＣ１からセルＣ２へ伝達される電力が、セルＣ２からセルＣ１へ伝達される電力より大きく、平均的にはセルＣ１からセルＣ２へ電力が伝達される。その結果、セルＣ１の電圧ＶＡが下がってセルＣ２の電圧ＶＢが上がり、セルＣ１とＣ２の電圧が均等化される。逆に、セルＣ２の電圧ＶＢがセルＣ１の電圧ＶＡより大きい場合は、セルＣ２からセルＣ１へ電力が伝達され、セルＣ１とＣ２の電圧が均等化される。
【００１９】
なお、セルＣ１の一次コイル１１と二次コイル２１は、それぞれ別個の独立したコア１３と３３を介してセルＣ２の二次コイル４１と一次コイル３１とに電磁結合されるので、セルＣ１の一次コイル１１から二次コイル２１へ、あるいはセルＣ２の一次コイル３１から二次コイル４１へ電力が環流するようなことはない。
【００２０】
また、上述した従来の組電池装置では、互いに隣接するセルの電圧がともに所定値を超えると電力の授受が行われず、セル電圧が十分に均等化されないという問題があったが、この一実施の形態によればセル電圧に無関係に隣接セル間で電力の授受が行われるので、隣接セル間で電圧が確実に均等化される。隣接セル間でセル電圧、すなわちセルの充電状態が確実に均等化されるため、各セル間の電圧ばらつきがなくなり、組電池全体としての寿命を延ばすことができる。
【００２１】
さらに、この一実施の形態ではでは巻数比ｎを１より大きい値としており、電力授受の際に電圧が昇圧されるので、ダイオード２２，４２の順方向電圧降下ＶＦの影響を無視できる。すなわち、セルＣ１とＣ２の電圧差がＶＦ／ｎ以下になると、ダイオード２２，４２の電圧降下ＶＦにより電力の授受ができなくなり、これ以上の均等化ができなくなる。巻数比ｎを大きくするほどＶＦ／ｎを小さくすることができ、精度良く均等化ができる。
【００２２】
このように、複数の単位二次電池セルが直列に接続された組電池のセルごとに、隣接セルの二次コイルと磁気結合する一次コイルにスイッチング素子を直列に接続した電力出力回路と、隣接セルの一次コイルと磁気結合する二次コイルにダイオードを直列に接続し、そのダイオードによりセルから二次コイルへ流れる電流を阻止した電力入力回路とを並列に接続するとともに、隣接セルのスイッチング素子と同一のオン時間にするとともに、隣接セルのスイッチング素子と同時にオンしないようにスイッチング素子をオン、オフし、一次コイルに対する二次コイルの巻数比を１より大きくしたので、隣接セルとの間で確実に電力の授受を行い、セルごとの電圧のばらつきを十分に補正してセル電圧の均等化を図ることができる。そのため、組電池全体を長寿命化できる。
【００２３】
また、セルから電力入力回路の二次コイルへ流れる放電電流を阻止するダイオードを二次コイルと直列に接続しているので、セルの電力出力回路のスイッチング素子を、隣接セルのスイッチング素子と同一のオン時間にするとともに、隣接セルのスイッチング素子と同時にオンしないようにオン、オフするだけでよく、スイッチング素子のオン、オフのタイミングを厳しく制御する必要がないので、セルの制御回路どうしの制御インターロックが不用となり、制御配線を簡略化でき、実装密度を上げることができる。
【００２４】
《発明の第２の実施の形態》
上述したように、図１に示す第１の実施の形態の組電池装置では、例えばスイッチング素子１２がオンすると一次コイル１１に電流が流れ、それにより二次コイル４１に起電力が誘起して電流が流れる、いわゆるフォワード方式のスイッチング・レギュレーターと同様な動作をする。この方式では、一次コイル１１から二次コイル４１へ電力を伝達する際に、必ずしもコア１３にエネルギーを蓄積する必要がなく、コア１３を不用にできる。なお、フライバック方式のスイッチング・レギュレーターでは、コアにエネルギーを蓄積する必要があるため、比較的大きなコアを必要とする。
【００２５】
図３は、第２の実施の形態の組電池装置の隣接する２個のセル部分の回路図を示す。この組電池装置では、図１に示す組電池装置から一次コイル１１と二次コイル４１の間のコア１３と、一次コイル３１と二次コイル２１の間のコア３３を削除している。なお、コア１３，３３を削除した以外の回路構成は図１に示す回路構成と同様であり、説明を省略する。
【００２６】
図４は、図３に示す第２の実施の形態の組電池装置の実装例を示す。この実装例では、一つのセルと、そのセルの電力出力回路や電力入力回路などの制御回路を一つのパッケージに収納する。図３に示すセルＣ１と、セルＣ１の電力出力回路１０や電力入力回路２０などの制御回路を１個のパッケージに収納してセルユニット５０を形成するとともに、セルＣ２と、セルＣ２の電力出力回路３０や電力入力回路４０などの制御回路を１個のパッケージに収納してセルユニット６０を形成する。各セルユニット５０，６０の上面には、それぞれ電極５１，５２と６１，６２を設置する。
【００２７】
セルＣ１を収納するセルユニット５０の、セルユニット６０と対向する面には、電力出力回路１０の一次コイル１１と電力入力回路２０の二次コイル２１を形成する。また、セルＣ２を収納するセルユニット６０の、セルユニット５０と対向する面には、電力出力回路３０の一次コイル３１と電力入力回路４０の二次コイル４１を形成する。ここで、図３に示すように、セルＣ１の電力出力回路１０の一次コイル１１と、セルＣ２の電力入力回路４０の二次コイル４１とが対向し、セルＣ２の電力出力回路３０の一次コイル３１と、セルＣ１の電力入力回路２０の二次コイル２１が対向するように、一次コイル１１，３１と二次コイル２１，４１を配置する。
【００２８】
セルＣ１のセルユニット５０と、セルＣ２のセルユニット６０のコイル設置面を対向させて配置すれば、対向する一次コイル１１と二次コイル４１、一次コイル３１と二次コイル２１が磁気的に結合し、コアがなくても一次コイル１１から二次コイル４１へ、一次コイル３１から二次コイル２１へそれぞれ電力の伝達が可能になる。
【００２９】
なお、セルとその周辺回路の収納パッケージの形状は、図４に示すように扁平型が望ましい。扁平型パッケージの表面と裏面にそれぞれ一次コイルと二次コイルを実装し、隣接セルのコイル間の絶縁とセルの冷却に必要な間隔をあけてセルユニットを一列に配列することによって、組電池装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
このように、１個のセルと、そのセルの電力出力回路、電力入力回路およびスイッチング素子駆動回路を１個の扁平型パッケージに収納し、扁平型パッケージの表面と裏面にそれぞれ一次コイルと二次コイルを実装するようにしたので、組電池装置の実装密度を上げることができ、組電池装置を小型にすることができる。また、コアをなくすことができるので組電池装置を高密度に実装でき、組電池装置をさらに小型にすることができる。
【００３１】
セルと、そのセルの電力出力回路および電力入力回路を図４に示すように実装した場合には、次のような効果も得られる。すなわち、一実施の形態の組電池装置では、電力入力回路２０，４０にダイオード２２，４２を用いて二次コイル２１，４１に誘起する電力を整流している。そのため、セルＣ１の電力出力回路１０のスイッチング素子１２は、隣接するセルＣ２の電力出力回路３０のスイッチング素子３２と同じ時間だけオンし、同時にはオンしないように制御するだけでよく、スイッチング素子１２，３２のオン、オフの制御タイミングに対する要求は厳しくない。したがって、スイッチング素子１２，３２のオン、オフ制御のために多くの制御信号の授受を行う必要がなく、セルユニット５０，６０間の制御信号を不用にできるため、図３に破線で示すようにセルごとの制御回路を完全に分離することができる。このように、制御回路を含め、すべての配線をセルユニットごとに局所化でき、組電池全体にわたるような長い信号配線を不要にできるから、回路の実装密度を高めることができる。
【００３２】
《発明の第３の実施の形態》
図５は、セルユニット内に実装される制御回路の一例を示す。図５にはセルＣ１の制御回路７０のみを示すが、他のセルの制御回路も同様である。セルＣ１の電力出力回路１０には、スイッチング素子１２のオン、オフを制御するための自励発振回路１４とＡＮＤ素子１５が用いられる。また、セルＣ１の電力入力回路２０には、二次コイル２１およびダイオード２２と直列に電流検出用抵抗器２３と、その電流検出用信号を反転増幅するインバーター２４が接続される。
【００３３】
隣接するセルＣ２の電力出力回路３０のスイッチング素子３２がオンして一次コイル３１に電流が流れると、セルＣ１の電力入力回路２０の二次コイル２１に電流が流れ、セルＣ２からセルＣ１への電力の伝達が行われる。このとき、電流検出用抵抗器２３の両端には電圧が発生し、インバーター２４はこの電圧を反転増幅してＡＮＤ素子１５へローレベル信号を出力する。これにより、電力入力回路２０で隣接セルＣ２から電力の伝達が行われているときは、自励発振回路１４からオン信号が出ていても、ＡＮＤ素子１５でスイッチング素子１２へのオン信号が阻止される。つまり、隣接セルＣ２から電力を受け入れているときは、隣接セルＣ２への電力の伝達が禁止される。
【００３４】
このように、制御回路７０に、スイッチング素子１２をオン、オフする自励発振回路１４と、電力入力回路２０に流れる電流を検出する電流検出回路２３と、電流検出回路２３で電流が検出されたときはスイッチング素子１２のオンを禁止するオン禁止回路１５とを備えたので、セルユニットどうしの制御信号線を不用にすることができ、セルユニット内のすべての回路の配線を局所化でき、回路の実装密度を高めることができる。
【００３５】
《発明の第４の実施の形態》
上述した第３の実施の形態の制御回路７０では、電力入力回路２０の二次コイル２１およびダイオード２２と直列に電流検出用抵抗器２３を接続し、電力の受け入れ中を検出する例を示した。この第４の実施の形態の制御回路７０Ａでは、図６に示すように、電力入力回路２０の二次コイル２１と電磁的に結合する三次コイル２５を設け、その三次コイル２５と直列にダイオード２６および電流検出用抵抗器２７を接続した電流検出回路２９を設ける。なお、図６にはセルＣ１の制御回路７０Ａのみを示すが、他のセルの制御回路も同様である。
【００３６】
隣接セルＣ２から電力を受け入れているときは、電力入力回路２０の二次コイル２１に電流が流れる。このとき同時に電磁誘導作用により三次コイル２５に起電力が発生し、電流検出回路２９に電流が流れる。その結果、電流検出用抵抗器２５の両端に電圧が発生し、インバーター２８はこの電圧を反転増幅してＡＮＤ素子１５へローレベル信号を出力する。これにより、電力入力回路２０で隣接セルＣ２から電力の伝達が行われているときは、自励発振回路１４からオン信号が出ていても、ＡＮＤ素子１５でスイッチング素子１２へのオン信号が阻止される。つまり、隣接セルＣ２から電力を受け入れているときは、隣接セルＣ２への電力の伝達が禁止される。
【００３７】
なお、三次コイル２５の巻数を二次コイル２１の巻数よりも少なくすることによって、電力受け入れ時の電流検出用回路２９に流れる電流を少なくなることができ、電流検出用抵抗器２７の電力消費と損失を少なくすることができる。
【００３８】
このように、二次コイル２１と磁気結合し二次コイル２１より巻数の多い三次コイル２５を有し、三次コイル２５と直列にダイオード２６と電力検出用抵抗器２７を接続した電力検出用回路２９に流れる電流を検出するようにしたので、電流検出用抵抗器２７による電力消費および損失を抑えることができ、より充電効率を高めることができる。
【００３９】
《発明の第５の実施の形態》
図７は第５の実施の形態の制御回路を示す。なお、図７にはセルＣ１の制御回路７０Ｂのみを示すが、他のセルの制御回路も同様である。この第５の実施の形態の制御回路７０Ｂでは、電力受け入れ時に電力入力回路２０の二次コイル２１に誘起する電圧を検出する電圧検出回路７１を設ける。この電圧検出回路７１は、ダイオード７２と、二次コイル２１の誘起電圧の１／ｎを出力する増幅器７３、セルＣ１のセル電圧ＶＡと誘起電圧の１／ｎの電圧とを比較する差動増幅器７４から構成される。
【００４０】
電力受け入れ時に二次コイル２１に誘起された電圧は、ダイオード７２を介して増幅器７３へ入力され、増幅器７３から誘起電圧の１／ｎの電圧が出力される。上述したように一次コイル１１，３１と二次コイル２１，４１の巻数比を、１より大きいｎとしているので、二次コイル２１の誘起電圧の１／ｎの電圧は、セルＣ２側の一次コイル３１の入力電圧、すなわちセルＣ２のセル電圧ＶＢと等しい。差動増幅器７４は、セルＣ１のセル電圧ＶＡとセルＣ２のセル電圧ＶＢとを比較し、隣接するセルＣ１とＣ２のセル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）に応じた信号を自励発振回路１３へ出力する。
【００４１】
自励発振回路１３は、セル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）の信号により発振周波数を変える。すなわち、セル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が大きいほど発振周波数を高くし、セル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が低くなるにつれて発振周波数を低くする。
【００４２】
図８はセルＣ１，Ｃ２のスイッチング素子１２，３２の動作波形を示すタイムチャートであり、（ａ）はセル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が大きいときの動作波形を、（ｂ）はセル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が小さいときの動作波形を示す。このように、隣接するセルＣ１とＣ２のセル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が大きいほどスイッチング素子１２，３２の動作周波数を高くし、セル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が小さくなるにつれてスイッチング素子１２，３２の動作周波数を低くするようにしたので、セル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が少なくなったときの無駄な電力伝達動作を少なくすることができ、充電効率を向上できる。
【００４３】
このように、スイッチング素子１２を駆動する回路に、スイッチング素子１２をオン、オフする自励発振回路１４と、電力入力回路２０の二次コイル２１の誘起電圧を一次コイルと二次コイルの巻数比ｎで除して隣接セルＣ２のセル電圧ＶＢを推定する増幅器７３と、セルＣ１のセル電圧ＶＡと、推定された隣接セルＣ２のセル電圧ＶＢとの電圧差（ＶＡ−ＶＢ）を検出する差動増幅器７４とを有し、自励発振回路１４は、隣接セルＣ２とのセル電圧差（ＶＡ−ＶＢ）が小さくなるにしたがってスイッチング素子１２をオン、オフする駆動周波数を低くするようにしたので、無駄な電力伝達動作をなくして充電効率を向上させることができる。
【００４４】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、制御回路７０，７０Ａ、７０Ｂがスイッチング素子駆動回路を、一次コイル１１とスイッチング素子１２の直列回路および一次コイル３１とスイッチング素子３０の直列回路が電力出力回路を、二次コイル２１とダイオード２２の直列回路および二次コイル４１とダイオード４２の直列回路が電力入力回路を、ダイオード２２，４２が整流器を、自励発振回路１４が自励発振回路を、抵抗器２３または三次コイル２５とダイオード２６および抵抗器２７の直列回路が電流検出回路を、ＡＮＤ素子１５がオン禁止回路を、増幅器７３がセル電圧推定回路を、差動増幅器７４がセル電圧差検出回路をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の組電池装置の部分回路図である。
【図２】第１の実施の形態のスイッチング素子の動作波形を示すタイムチャートである。
【図３】第２の実施の形態の組電池装置の部分回路図である。
【図４】第２の実施の形態のセルユニット実装例を示す図である。
【図５】第３の実施の形態のセルユニットに実装される制御回路を示す図である。
【図６】第４の実施の形態のセルユニットに実装される制御回路を示す図である。
【図７】第５の実施の形態のセルユニットに実装される制御回路を示す図である。
【図８】第５の実施の形態のスイッチング素子の動作波形を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｃ１、Ｃ２  セル
１０，３０  電力出力回路
１１，３１  一次コイル
１２，３２  スイッチング素子
１３，３３  コア
１４  自励発振回路
１５  ＡＮＤ素子
２０，４０  電力入力回路
２１，４１  二次コイル
２２，２６，４２，７２  ダイオード
２３，２７  電流検出用抵抗器
２４  インバーター
２５  三次コイル
２９  電流検出回路
５０，６０  セルユニット
５１，５２，６１，６２  電極
７０，７０Ａ，７０Ｂ  制御回路
７１  電圧検出回路
７３  増幅器
７４  差動増幅器
【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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