(57)【要約】【課題】セルバランス能力が高くセルバランス速度が速い、高耐圧プロセスを必要としないセルバランス装置、及びバッテリシステムを提供する。【解決手段】セルバランス装置を、二次電池と接続する３つの端子と、電圧保持装置と接続する１つの端子と、その間に設けた３つのスイッチと、同期信号の受信端子および送信端子で構成した。また、二次電池と接続する４つの端子と、電圧保持装置と接続する２つの端子と、その間に設けた６つのスイッチと、同期信号の受信端子および送信端子で構成した。バッテリシステムを、複数の二次電池と、複数の電圧保持装置と、複数のセルバランス装置と、クロック発生回路で構成した。【選択図】図１
2012139088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の蓄電器のセルバランスを調整するバッテリシステムを構成するセルバランス装置であって、
前記セルバランス装置は、
前記直列に接続された複数の蓄電器の接続点または両端が接続される複数の蓄電器接続端子と、
電圧保持装置が接続される電圧保持装置接続端子と、
前記複数の蓄電器接続端子と前記電圧保持装置の間に設けられた複数のスイッチ回路と、
同期信号を受信する受信端子と、
前記同期信号を送信する送信端子と、
前記同期信号に基づいて前記複数のスイッチ回路のオンオフを制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記同期信号を受信すると、前記複数のスイッチ回路を順次オンオフ制御する、
ことを特徴とするセルバランス装置。
【請求項２】
前記蓄電器接続端子は、第一、第二、第三の蓄電器接続端子を備え、
前記スイッチ回路は、第一、第二、第三のスイッチ回路を備え、
前記第一の蓄電器接続端子と前記電圧保持装置接続端子の間に前記第一のスイッチ回路が接続され、
前記第二の蓄電器接続端子と前記電圧保持装置接続端子の間に前記第二のスイッチ回路が接続され、
前記第三の蓄電器接続端子と前記電圧保持装置接続端子の間に前記第三のスイッチ回路が接続され、
前記同期信号に基づいて前記第一のスイッチ回路、前記第二のスイッチ回路、前記第三のスイッチ回路が順次オンオフする、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルバランス装置。
【請求項３】
前記蓄電器接続端子は、更に第四の蓄電器接続端子を備え、
前記スイッチ回路は、更に第四、第五、第六のスイッチ回路を備え、
前記電圧保持装置接続端子は、更に第二の電圧保持装置接続端子を備え、
前記第二の蓄電器接続端子と前記第二の電圧保持装置接続端子の間に前記第四のスイッチ回路が接続され、
前記第三の蓄電器接続端子と前記第二の電圧保持装置接続端子の間に前記第五のスイッチ回路が接続され、
前記第四の蓄電器接続端子と前記第二の電圧保持装置接続端子の間に前記第六のスイッチ回路が接続され、
前記同期信号に基づいて前記第一及び第四のスイッチ回路、前記第二及び第五のスイッチ回路、前記第三及び第六のスイッチ回路が順次オンオフする、
ことを特徴とする請求項２に記載のセルバランス装置。
【請求項４】
前記同期信号はクロック信号である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセルバランス装置。
【請求項５】
前記セルバランス装置はさらに、
第一のリセット信号を受信するリセット信号受信端子と、
第二のリセット信号を送信するリセット信号送信端子と、を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のセルバランス装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記受信端子に前記同期信号を受信すると、前記同期信号を所定数カウント後、前記リセット信号送信端子から前記第二のリセット信号を送信する、もしくは前記リセット信号受信端子に前記第一のリセット信号を受信すると前記リセット信号送信端子から前記第二のリセット信号を送信する、
ことを特徴とする請求項５に記載のセルバランス装置。
【請求項７】
直列に接続された複数の蓄電器と、
直列に接続された複数の請求項１から６のいずれかに記載のセルバランス装置と、
直列に接続された複数の電圧保持装置と、
前記同期信号を出力するクロック発生回路と、を備え、
前記セルバランス装置は、前記蓄電器接続端子に前記蓄電器の両端が接続され、前記電圧保持装置接続端子に前記電圧保持装置の一端または両端が接続された、ことを特徴とするバッテリシステム。
【請求項８】
初段のセルバランス装置の前記受信端子は、前記クロック発生回路の出力端子と接続され、
２段以降のセルバランス装置の前記送信端子は、次段の前記受信端子と接続された、
ことを特徴とする請求項７に記載のバッテリシステム。
【請求項９】
前記複数のセルバランス装置の前記受信端子は、前記クロック発生回路の出力端子と接続された、
ことを特徴とする請求項７に記載のバッテリシステム。
【請求項１０】
前記クロック発生回路は、前記バッテリシステムの外部端子に充電器が接続されたことを検出して前記同期信号を出力する、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のバッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された二次電池のセルバランスをとるセルバランス装置及びバッテリシステムに関し、特に、安価な構成でセルバランスをとる速度を向上できるセルバランス装置およびバッテリシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に、従来のセルバランス調整回路の回路図を示す。従来のセルバランス調整回路を備えたセルバランス装置は、基本となる二次電池セル（以下、セルと称する）４０１〜４０６を複数直列接続した組電池の部分と、各セルの接続部分に一方の接点を接続したスイッチ４１１〜４６２を設けている。スイッチ４１１、４２１、４３１、４４１、４５１、４６１の他方の接点は、電圧保持装置であるコンデンサ４０７の一方の電極に接続し、スイッチ４１２、４２２、４３２、４４２、４５２、４６２のセル側でない接点は電圧保持装置４０７の他の電極に接続している。組電池の両端には、負荷回路または充電回路４０８が接続される。
【０００３】
各スイッチの開閉信号は、スイッチ４１１とスイッチ４１２が同時に動作するように接続されている。同様に、スイッチ４２１とスイッチ４２２、スイッチ４３１とスイッチ４３２、スイッチ４４１とスイッチ４４２、スイッチ４５１とスイッチ４５２、スイッチ４６１とスイッチ４６２とがそれぞれ対応した２個を一組としたスイッチとして同時に開閉動作するような信号が接続されるようになっている。また、スイッチ開閉信号は、スイッチ４１１とスイッチ４１２をオンオフ→スイッチ４２１とスイッチ４２２をオンオフ→スイッチ４３１とスイッチ４３２をオンオフ→スイッチ４４１とスイッチ４４２をオンオフ→スイッチ４５１とスイッチ４５２をオンオフ→スイッチ４６１とスイッチ４６２をオンオフと、順次接続のオンオフを行う。スイッチ４６１とスイッチ４６２のオンオフを終了したら、最初のスイッチ４１１とスイッチ４１２のオンオフ動作に戻り、繰り返しスイッチの開閉を継続的に行うような開閉信号をそれぞれのスイッチの制御部に接続している。
【０００４】
次に、動作について説明する。直列接続されて隣接しているセルと電圧保持装置４０７との間に並列接続を形成しながらスイッチの切り替えを一方向に順次走査することにより、直列接続されてすべてのセルと電圧保持装置４０７との間に順次並列接続を形成する。そして、制御対象となる組電池内のすべてのセルとの並列接続の形成を完了した後、最初のセルに戻り同様の切り替え動作を繰り返し行うことでセルバランスを調整している。
【０００５】
スイッチ４１１と４１２は同時に開閉動作をする信号を受ける構成となっており、スイッチ４２１とスイッチ４２２も同時に開閉動作をする構成となっている。以下同様にスイッチ４３１とスイッチ４３２、スイッチ４４１とスイッチ４４２、スイッチ４５１とスイッチ４５２、スイッチ４６１とスイッチ４６２の各スイッチの組み合わせにおいて同時に開閉動作を行っている。スイッチ４１１とスイッチ４１２から開閉が順次進み、スイッチ４６１とスイッチ４６２の開閉が終了した後は、再度スイッチ４１１とスイッチ４１２の開閉を開始し、この動作を順次繰り返していく。すべてのセルにおいてバランス状態が維持されセルの電圧が同じ場合は、電圧保持回路４０７とセルとの間では電荷の受け渡しは発生しない。各スイッチの開閉動作が行われても個々のセルの状態には何も影響を受けることはない。一方、セルのバランスがずれている場合は、バランス調整機能を発揮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の技術では、バランスをとるべきセル数に対して電圧保持装置（コンデンサ）が１個しかないため、バッテリシステムのバランス能力が低い（バランス速度が遅い）という課題があった。さらに、セルバランス装置に接続する二次電池数が増えると、セルバランス装置に掛かる電圧が高くなるので、セルバランス装置を高耐圧プロセスで製造する必要があるため、コストが高くなるという課題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するために考案されたものであり、セルバランス能力を高くでき、高耐圧プロセスを必要としないセルバランス装置及びバッテリシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来の課題を解決するために、本発明のセルバランス装置、及びバッテリシステムは以下のような構成とした。
【００１０】
直列に接続された複数の蓄電器のセルバランスを調整するバッテリシステムを構成するセルバランス装置であって、前記セルバランス装置は、前記直列に接続された複数の蓄電器の接続点または両端が接続される複数の蓄電器接続端子と、電圧保持装置が接続される電圧保持装置接続端子と、前記複数の蓄電器接続端子と前記電圧保持装置の間に設けられた複数のスイッチ回路と、同期信号を受信する受信端子と、前記同期信号を送信する送信端子と、前記同期信号に基づいて前記複数のスイッチ回路のオンオフを制御する制御回路と、を備え、記制御回路は、前記同期信号を受信すると、前記複数のスイッチ回路を順次オンオフ制御する、ことを特徴とするセルバランス装置、及びそのセルバランス装置を備えたバッテリシステム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下のような効果を有するバッテリシステムを提供することが出来る。
バッテリシステムのセルバランス能力を高くすることができる。また、二次電池の数が変動しても、それに対応したバッテリシステムを容易に設計することができる。また、高耐圧プロセスを必要としないので、バッテリシステムのコストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。
【図２】第一の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【図３】第一の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【図４】第二の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。
【図５】第二の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【図６】第二の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【図７】従来のセルバランス調整回路を備えたセルバランス装置の回路図である。
【図８】第三の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。
【図９】第三の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【図１０】第三の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【図１１】第四の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。
【図１２】第四の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【図１３】第四の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図１は、第一の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。図２は、第一の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【００１４】
第一の実施形態のバッテリシステム１０は、クロック発生回路１０２、直列接続されたｎ＋１個の二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１、ｎ個のセルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ−１個の電圧保持装置（コンデンサ）Ｃ１〜Ｃｎ−１と、充電器１０１や負荷が接続される外部端子と、を備えている（ｎは２以上の整数）。
【００１５】
１番目のセルバランス装置Ｂ１は、スイッチ回路Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１と、制御回路２０１と、端子Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１、Ｔ５１、Ｔ６１で構成されている。他のセルバランス装置Ｂ２〜Ｂｎも同様である。
【００１６】
セルバランス装置Ｂ１は、端子Ｔ１１が二次電池Ａ１の負極に接続され、端子Ｔ２１が二次電池Ａ１の正極及びセルバランス装置Ｂ２の端子Ｔ１２に接続され、端子Ｔ３１が二次電池Ａ２の正極及びセルバランス装置Ｂ２の端子Ｔ２２に接続され、端子Ｔ４１が電圧保持装置Ｃ１の一方の端子に接続され、端子Ｔ５１がクロック発生回路１０２の出力に接続され、端子Ｔ６１がセルバランス装置Ｂ２の端子Ｔ５２に接続される。セルバランス装置Ｂ２は、端子Ｔ２２がセルバランス装置Ｂ３の端子Ｔ１３に接続され、端子Ｔ３２が二次電池Ａ３の正極及びセルバランス装置Ｂ３の端子Ｔ２３に接続され、端子Ｔ４２が電圧保持装置Ｃ２の一方の端子および電圧保持装置Ｃ１の他方の端子に接続され、端子Ｔ６２がセルバランス装置Ｂ３の端子Ｔ５３に接続される。そして、ｎ−１番目のセルバランス装置Ｂｎ−１までは、セルバランス装置Ｂ２と同様に接続される。セルバランス装置Ｂｎは、端子Ｔ１ｎが二次電池Ａｎの負極に接続され、端子Ｔ２ｎが二次電池Ａｎの正極及びセルバランス装置Ｂｎ−１の端子Ｔ３ｎ−１に接続され、端子Ｔ３ｎが二次電池Ａｎ＋１の正極に接続され、端子Ｔ４ｎが電圧保持装置Ｃｎ−１に接続される。
【００１７】
セルバランス装置Ｂ１は、スイッチ回路Ｓ１１が端子Ｔ１１および端子Ｔ４１に接続され、スイッチ回路Ｓ２１が端子Ｔ２１および端子Ｔ４１に接続され、スイッチ回路Ｓ３１が端子Ｔ３１および端子Ｔ４１に接続される。スイッチ回路Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３は、制御回路２０１の信号によってオンオフ制御される。他のセルバランス装置Ｂ２〜Ｂｎも同様に接続される。
【００１８】
次に、第一の実施形態のバッテリシステム１０の動作について説明する。図３は、第一の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【００１９】
時刻ｔ０において、バッテリシステム１０の外部端子に充電器１０１が接続されると、クロック発生回路１０２はクロック信号ＣＬＫを出力する。セルバランス装置Ｂ１は、端子Ｔ５１にクロック信号ＣＬＫを受信すると、制御回路２０１がクロック信号ＣＬＫに同期してスイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ３１をオンする信号を発生し、順次出力する。また、制御回路２０１は、クロック信号ＣＬＫを端子Ｔ６１に出力する。次のセルバランス装置Ｂ２は、端子Ｔ５２にセルバランス装置Ｂ１からクロック信号ＣＬＫを受信する。このようにして、クロック信号ＣＬＫは、セルバランス装置Ｂｎまで伝達され、全てのセルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎは同期を取ることが出来る。従って、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎと、スイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎと、スイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎは、同期して順次オンするように制御される。
【００２０】
時刻ｔ１において、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎとスイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００２１】
時刻ｔ２において、スイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎとスイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ２〜Ａｎは電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ２〜Ａｎと電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００２２】
時刻ｔ３において、スイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎとスイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００２３】
そして、全てのセルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎは、３クロックを一周期として同様の動作を繰り返す。
そして、バッテリシステム１０の外部端子から充電器１０１が外されると、クロック発生回路１０２はクロック信号ＣＬＫの出力を停止して、セルバランスの動作を終了する。
【００２４】
このようにして、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で充放電を繰り返すことで、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１の電圧を平均化し、電圧のばらつきを減少させることができる。そして、バランスを取るべき二次電池数に応じて複数の電圧保持装置を備えた構成としたため、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができる（バランスをとる速度を早くできる）。
【００２５】
また、セルバランス装置および電圧保持装置を縦積みにしてセルバランスシステムを構成したので、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。そして、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、セルバランス装置は高耐圧プロセスを必要とせず、製造コストを安くすることができる。
【００２６】
なお、本実施形態では蓄電器として二次電池を備えたバッテリシステム１０として説明したが、蓄電器は電気２重層キャパシタやコンデンサであっても同様に構成できる。
【００２７】
また、バッテリシステム１０に充電器１０１が接続されたときにセルバランス動作を行う構成として説明したが、二次電池の過放電を検出した時にセルバランス動作を行うように構成してもよい。バッテリシステム１０は、二次電池の過放電のときにセルバランスを取ることで、動作時間を長くすることが出来る。
【００２８】
また、セルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎの同期を取る方法として、クロック信号ＣＬＫを送受信する構成としたが、この方法に限るものではない。例えば、セルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎにクロック信号ＣＬＫを並列に入力してもしてよい。また、クロック信号ＣＬＫは、周期の初めの１クロック目の波高値を高くする、またはｄｕｔｙを変化させる、など他のパルスと仕様が違うパルスにして周期ごとの同期を取っても良い。また、クロック信号ＣＬＫは、上記した他のパルスと仕様が違うリセットパルスを挿入して、周期ごとの同期を取っても良い。また、クロック発生回路１０２は、周期の同期を取る信号とクロック信号ＣＬＫを出力構成とし、セルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎは、周期の同期を取る信号とクロック信号ＣＬＫを入力する構成としても良い。また、クロック発生回路１０２は、周期の同期を取る信号を出力し、セルバランス装置Ｂ１〜Ｂｎは、周期の同期を取る信号によってスイッチ回路をオンする信号を発生するような構成としても良い。
【００２９】
以上に説明したように、第一の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムによれば、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができるので、早くセルバランスをとることができる。また、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、高耐圧プロセスを必要としないので製造コストを安くすることができる。そして、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
図４は、第二の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。図５は、第二の実施形態のセルバランス装置の回路図である。第一の実施形態との違いは、セルバランス装置に用いられるスイッチ回路の数を増やし、それに対応してバッテリシステムの配線を変更した点である。
【００３１】
第二の実施形態のバッテリシステム１１は、クロック発生回路１０２ａ、直列接続された２ｎ＋１個の二次電池Ａ１〜Ａ２ｎ＋１、ｎ個のセルバランス装置Ｄ１〜Ｄｎ、２ｎ−１個の電圧保持装置（コンデンサ）Ｃ１〜Ｃ２ｎ−１を備えている（ｎは２以上の整数）。
【００３２】
１番目のセルバランス装置Ｄ１は、スイッチ回路Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１３１、Ｓ１４１、Ｓ１５１、Ｓ１６１と、制御回路２０１と、端子Ｔ１１１、Ｔ１２１、Ｔ１３１、Ｔ１４１、Ｔ１５１、Ｔ１６１、Ｔ１７１、Ｔ１８１で構成されている。他のセルバランス装置Ｄ２〜Ｄｎも同様である。
【００３３】
セルバランス装置Ｄ１は、端子Ｔ１１１が二次電池Ａ１の負極に接続され、端子Ｔ１２１が二次電池Ａ１の正極に接続され、端子Ｔ１３１が二次電池Ａ２の正極及びセルバランス装置Ｄ２の端子Ｔ１１２に接続され、端子Ｔ１４１が二次電池Ａ３の正極及びセルバランス装置Ｄ２の端子Ｔ１２２に接続され、端子Ｔ１７１が電圧保持装置Ｃ１の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８１が電圧保持装置Ｃ１の他方の端子および電圧保持装置Ｃ２の一方の端子に接続され、端子Ｔ１５１がクロック発生回路１０２ａの出力に接続され、端子Ｔ１６１がセルバランス装置Ｄ２の端子Ｔ１５２に接続される。
【００３４】
セルバランス装置Ｄ２は、端子Ｔ１１２が二次電池Ａ３の負極に接続され、端子Ｔ１２２が二次電池Ａ３の正極に接続され、端子Ｔ１３２が二次電池Ａ４の正極及びセルバランス装置Ｄ３の端子Ｔ１１３に接続され、端子Ｔ１４２が二次電池Ａ５の正極及びセルバランス装置Ｄ３の端子Ｔ１２３に接続され、端子Ｔ１７２が電圧保持装置Ｃ２の他方の端子及び電圧保持装置Ｃ３の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８２が電圧保持装置Ｃ３の他方の端子及び電圧保持装置Ｃ４の一方の端子に接続され、端子Ｔ１５２がセルバランス装置Ｄ１の端子Ｔ１６１に接続され、端子Ｔ１６２がセルバランス装置Ｄ３の端子Ｔ１５３に接続される。
【００３５】
そして、セルバランス装置Ｄｎは、端子Ｔ１１ｎが二次電池Ａ２ｎ−１の負極及びセルバランス装置Ｄｎ−１の端子Ｔ１３ｎ−１に接続され、端子Ｔ１２ｎが二次電池Ａ２ｎ−１の正極及びセルバランス装置Ｄｎ−１の端子Ｔ１４ｎ−１に接続され、端子Ｔ１３ｎが二次電池Ａ２ｎの正極に接続され、端子Ｔ１４ｎが二次電池Ａ２ｎ＋１の正極に接続され、端子Ｔ１７ｎが電圧保持装置Ｃ２ｎ−２および電圧保持装置Ｃ２ｎ−１の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８ｎが電圧保持装置Ｃ２ｎ−１の他方の端子に接続され、端子Ｔ１５ｎがセルバランス装置Ｄｎ−１の端子Ｔ１６ｎに接続される。
【００３６】
セルバランス装置Ｄ１は、スイッチ回路Ｓ１１１が端子Ｔ１１１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１２１が端子Ｔ１２１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１３１が端子Ｔ１３１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１４１が端子Ｔ１２１および端子Ｔ１８１に接続され、スイッチ回路Ｓ１５１が端子Ｔ１３１および端子Ｔ１８１に接続され、スイッチ回路Ｓ１６１が端子Ｔ１４１および端子Ｔ１８１に接続される。スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１６１は、制御回路２０１の信号によってオンオフ制御される。他のセルバランス装置Ｄ２〜Ｄｎも同様に接続される。
【００３７】
次に、第二の実施形態のバッテリシステム１１の動作について説明する。図６は、第二の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【００３８】
時刻ｔ０において、バッテリシステム１１の外部端子に充電器１０１が接続されると、クロック発生回路１０２ａはクロック信号ＣＬＫａを出力する。セルバランス装置Ｄ１は、端子Ｔ１５１にクロック信号ＣＬＫａを受信すると、制御回路２０１がクロック信号ＣＬＫａに同期してスイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１６１をオンする信号を発生し、順次出力する。また、制御回路２０１は、クロック信号ＣＬＫａを端子Ｔ１６１に出力する。次のセルバランス装置Ｄ２は、端子Ｔ１５２にセルバランス装置Ｄ１からクロック信号ＣＬＫａを受信する。このようにして、クロック信号ＣＬＫａは、セルバランス装置Ｄｎまで伝達され、全てのセルバランス装置Ｄ１〜Ｄｎは同期を取ることが出来る。従って、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎと、スイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎと、スイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎは、同期して順次オンするように制御される。
【００３９】
時刻ｔ１において、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎとスイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００４０】
時刻ｔ２において、スイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎとスイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ２〜Ａｎは電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ２〜Ａｎと電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００４１】
時刻ｔ３において、スイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎとスイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００４２】
そして、全てのセルバランス装置Ｄ１〜Ｄｎは、３クロックを一周期として同様の動作を繰り返す。
そして、バッテリシステム１１の外部端子から充電器１０１が外されると、クロック発生回路１０２ａはクロック信号ＣＬＫａの出力を停止して、セルバランスの動作を終了する。
【００４３】
このようにして、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で充放電を繰り返すことで、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１の電圧を平均化し、電圧のばらつきを減少させることができる。そして、バランスを取るべき二次電池数に応じて複数の電圧保持装置を備えた構成としたため、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができる（バランスをとる速度を早くできる）。
【００４４】
ここで、クロック発生回路１０２ａが出力するクロック信号ＣＬＫａは、周期の初めの１クロック目の波高値を変えている。例えば、ハイレベルの波高値を他のクロックの１／２にしている。このようなクロック信号ＣＬＫａとすることで、セルバランス装置Ｄ１〜Ｄｎは周期の同期を取ることができ、誤動作の可能性を低くすることが出来る。
【００４５】
なお、図示はしないがセルバランス装置内のスイッチ回路をさらに増やしても同様にセルバランスを取るように動作させることができる。
また、第二の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムは、第一の実施形態と同様に、ここで説明した構成に限定されない。
【００４６】
以上に説明したように、第二の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムによれば、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができるので、早くセルバランスをとることができる。また、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、高耐圧プロセスを必要としないので製造コストを安くすることができる。そして、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
図８は、第三の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。図９は、第三の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【００４８】
第三の実施形態のバッテリシステム１０は、クロック発生回路１０２、直列接続されたｎ＋１個の二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１、ｎ個のセルバランス装置Ｅ１〜Ｅｎ、ｎ−１個の電圧保持装置（コンデンサ）Ｃ１〜Ｃｎ−１と、充電器１０１や負荷が接続される外部端子と、を備えている（ｎは２以上の整数）。
【００４９】
１番目のセルバランス装置Ｅ１は、スイッチ回路Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１と、制御回路２０１と、端子Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１、Ｔ５１、Ｔ６１、Ｔ７１、Ｔ８１で構成されている。端子Ｔ７１はリセット信号受信端子であり、端子Ｔ８１はリセット信号送信端子である。他のセルバランス装置Ｅ２〜Ｅｎも同様である。
【００５０】
セルバランス装置Ｅ１は、端子Ｔ１１および端子Ｔ７１が二次電池Ａ１の負極に接続され、端子Ｔ２１が二次電池Ａ１の正極及びセルバランス装置Ｅ２の端子Ｔ１２に接続され、端子Ｔ３１が二次電池Ａ２の正極及びセルバランス装置Ｅ２の端子Ｔ２２に接続され、端子Ｔ４１が電圧保持装置Ｃ１の一方の端子に接続され、端子Ｔ５１がクロック発生回路１０２の出力に接続され、端子Ｔ６１がセルバランス装置Ｅ２の端子Ｔ５２に接続され、端子Ｔ８１がセルバランス装置Ｅ２の端子Ｔ７２に接続される。セルバランス装置Ｅ２は、端子Ｔ２２がセルバランス装置Ｅ３の端子Ｔ１３に接続され、端子Ｔ３２が二次電池Ａ３の正極及びセルバランス装置Ｅ３の端子Ｔ２３に接続され、端子Ｔ４２が電圧保持装置Ｃ２の一方の端子および電圧保持装置Ｃ１の他方の端子に接続され、端子Ｔ６２がセルバランス装置Ｅ３の端子Ｔ５３に接続され、端子Ｔ８２がセルバランス装置Ｅ３の端子Ｔ７３に接続される。そして、ｎ−１番目のセルバランス装置Ｅｎ−１までは、セルバランス装置Ｅ２と同様に接続される。セルバランス装置Ｅｎは、端子Ｔ１ｎが二次電池Ａｎの負極に接続され、端子Ｔ２ｎが二次電池Ａｎの正極及びセルバランス装置Ｅｎ−１の端子Ｔ３ｎ−１に接続され、端子Ｔ３ｎが二次電池Ａｎ＋１の正極に接続され、端子Ｔ４ｎが電圧保持装置Ｃｎ−１に接続される。
【００５１】
セルバランス装置Ｅ１は、スイッチ回路Ｓ１１が端子Ｔ１１および端子Ｔ４１に接続され、スイッチ回路Ｓ２１が端子Ｔ２１および端子Ｔ４１に接続され、スイッチ回路Ｓ３１が端子Ｔ３１および端子Ｔ４１に接続される。スイッチ回路Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３は、制御回路２０１の信号によってオンオフ制御される。他のセルバランス装置Ｅ２〜Ｅｎも同様に接続される。
【００５２】
次に、第三の実施形態のバッテリシステム１０の動作について説明する。図１０は、第三の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【００５３】
バッテリシステム１０の外部端子に充電器１０１が接続されると、クロック発生回路１０２はクロック信号ＣＬＫを出力する。セルバランス装置Ｅ１において、端子Ｔ５１にクロック信号ＣＬＫが入力されると、制御回路２０１は同様のクロック信号ＣＬＫを端子Ｔ６１から出力する。また、制御回路２０１はクロック信号ＣＬＫに同期して、下記１サイクルの動作を繰り返す。
【００５４】
１サイクル
ｔ０：初期状態
ｔ１：Ｓ１１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ２：Ｓ２１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ３：Ｓ３１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ４：ＲＥＳＥＴ１信号出力（Ｈｉの信号）  →  リセット信号出力（端子Ｔ８１）
制御回路２０１内のＯＲ回路２１１はクロック信号ＣＬＫに同期して出力される内部ノードＲＥＳＥＴ１信号と端子Ｔ７１に入力される信号とをオアし、端子Ｔ８１からリセット信号（Ｈｉの信号）を出力する。また、このリセット信号は制御回路２０１にも入力され、制御回路２０１をｔ０の初期状態に戻す。セルバランス装置Ｅ２からＥｎおよび制御回路２０２から２０ｎもそれぞれ同様の動作をする。
【００５５】
ここで、図８および図９に示すように、バッテリシステム１０では端子Ｔ６１と端子Ｔ５２および端子Ｔ８１と端子Ｔ７２がそれぞれ接続されており、以下同様に、端子Ｔ６ｎ−１と端子Ｔ５ｎおよび端子Ｔ８ｎ−１と端子Ｔ７ｎまでがそれぞれ連続して接続されている。したがって、クロック信号ＣＬＫとリセット信号が通信され、以下のように、セルバランス装置Ｅ１からＥｎの同期を取り、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で電荷のやり取りを行うことができる。
【００５６】
時刻ｔ１において、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎとスイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００５７】
時刻ｔ２において、スイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎとスイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ２〜Ａｎは電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ２〜Ａｎと電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００５８】
時刻ｔ３において、スイッチ回路Ｓ３１〜Ｓ３ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１〜Ｓ１ｎとスイッチ回路Ｓ２１〜Ｓ２ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００５９】
時刻ｔ４において、端子Ｔ８１〜Ｔ８ｎのすべてからリセット信号を出力し、リセット信号により全てのセルバランス装置Ｅ１〜Ｅｎは再同期が取られる。そして、全てのセルバランス装置Ｅ１〜Ｅｎは、前記１サイクル（４クロック）の同期動作を繰り返す。
【００６０】
このようにして、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で充放電を繰り返すことで、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１の電圧を平均化し、電圧のばらつきを減少させることができる（セルバランスを取ることができる）。
【００６１】
そして、バッテリシステム１０の外部端子から充電器１０１が外されると、クロック発生回路１０２はクロック信号ＣＬＫの出力を停止して、セルバランスの動作を終了する。
【００６２】
ここで、例えば端子Ｔ５２に外部ノイズが入ると、クロック信号ＣＬＫに乱れが生じて、セルバランス装置Ｅ１とセルバランス装置Ｅ２〜Ｅｎとの同期が一時取れなくなることがある。すなわち、セルバランス装置Ｅ１がｔ１の状態でＳ１１がオンしているのに、セルバランス装置Ｅ２〜Ｅｎがｔ２の状態となりＳ２２〜Ｓ２ｎがオンしてしまう場合などである。この場合でも、前記１サイクルのｔ４で端子Ｔ８１から出力されるリセット信号がＯＲ回路２１２〜２１ｎを通して通信されるため、セルバランス装置Ｅ１〜Ｅｎが同時に初期状態となり、セルバランス装置Ｅ１〜Ｅｎの再同期を取ることができる。
【００６３】
このように、本発明のセルバランス装置およびバッテリシステムは各セルバランス装置の再同期を取れる構成としたため、外部ノイズに強くなり、セルバランス能力を高くすることができる。また、バランスを取るべき二次電池数に応じて複数の電圧保持装置を備えた構成としたため、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができる（バランスをとる速度を早くできる）。さらに、セルバランス装置および電圧保持装置を縦積みにしてセルバランスシステムを構成したので、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。そして、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、セルバランス装置は高耐圧プロセスを必要とせず、製造コストを安くすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では蓄電器として二次電池を備えたバッテリシステム１０として説明したが、蓄電器は電気２重層キャパシタやコンデンサであっても同様に構成できる。
【００６５】
また、バッテリシステム１０に充電器１０１が接続されたときにセルバランス動作を行う構成として説明したが、二次電池の過放電を検出した時にセルバランス動作を行うように構成してもよい。さらに、充電後の充電器がはずされたときにセルバランス動作を行ってもよく、セルバランス動作を行う状態は限定されない。バッテリシステム１０は、充電器接続時や過放電状態などにかかわらずセルバランスを取ることで、動作時間を長くすることが出来る。
【００６６】
以上に説明したように、第三の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムによれば、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができるので、早くセルバランスをとることができる。また、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、高耐圧プロセスを必要としないので製造コストを安くすることができる。そして、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。さらに、セルバランス装置からリセット信号を出力する事で、全てのセルバランス装置と同期を取ることができる。
【００６７】
＜第４の実施形態＞
図１１は、第四の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムの回路図である。図１２は、第四の実施形態のセルバランス装置の回路図である。
【００６８】
第四の実施形態のバッテリシステム１１は、クロック発生回路１０２ａ、直列接続された２ｎ＋１個の二次電池Ａ１〜Ａ２ｎ＋１、ｎ個のセルバランス装置Ｆ１〜Ｆｎ、２ｎ−１個の電圧保持装置（コンデンサ）Ｃ１〜Ｃ２ｎ−１を備えている（ｎは２以上の整数）。
【００６９】
１番目のセルバランス装置Ｆ１は、スイッチ回路Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ１３１、Ｓ１４１、Ｓ１５１、Ｓ１６１と、制御回路２０１と、端子Ｔ１１１、Ｔ１２１、Ｔ１３１、Ｔ１４１、Ｔ１５１、Ｔ１６１、Ｔ１７１、Ｔ１８１、Ｔ１９１、Ｔ１０１で構成されている。端子Ｔ１９１はリセット信号受信端子であり、端子Ｔ１０１はリセット信号送信端子である。他のセルバランス装置Ｆ２〜Ｆｎも同様である。
【００７０】
セルバランス装置Ｆ１は、端子Ｔ１１１および端子Ｔ１９１が二次電池Ａ１の負極に接続され、端子Ｔ１２１が二次電池Ａ１の正極に接続され、端子Ｔ１３１が二次電池Ａ２の正極及びセルバランス装置Ｆ２の端子Ｔ１１２に接続され、端子Ｔ１４１が二次電池Ａ３の正極及びセルバランス装置Ｆ２の端子Ｔ１２２に接続され、端子Ｔ１７１が電圧保持装置Ｃ１の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８１が電圧保持装置Ｃ１の他方の端子および電圧保持装置Ｃ２の一方の端子に接続され、端子Ｔ１５１がクロック発生回路１０２ａの出力に接続され、端子Ｔ１６１がセルバランス装置Ｆ２の端子Ｔ１５２に接続され、端子Ｔ１０１がセルバランス装置Ｆ２の端子Ｔ１９２に接続される。
【００７１】
セルバランス装置Ｆ２は、端子Ｔ１１２が二次電池Ａ３の負極に接続され、端子Ｔ１２２が二次電池Ａ３の正極に接続され、端子Ｔ１３２が二次電池Ａ４の正極及びセルバランス装置Ｆ３の端子Ｔ１１３に接続され、端子Ｔ１４２が二次電池Ａ５の正極及びセルバランス装置Ｆ３の端子Ｔ１２３に接続され、端子Ｔ１７２が電圧保持装置Ｃ２の他方の端子及び電圧保持装置Ｃ３の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８２が電圧保持装置Ｃ３の他方の端子及び電圧保持装置Ｃ４の一方の端子に接続され、端子Ｔ１５２がセルバランス装置Ｆ１の端子Ｔ１６１に接続され、端子Ｔ１９２がセルバランス装置Ｆ１の端子Ｔ１０１に接続され、端子Ｔ１６２がセルバランス装置Ｆ３の端子Ｔ１５３に接続され、端子Ｔ１０２がセルバランス装置Ｆ３の端子Ｔ１９３に接続される。
【００７２】
そして、セルバランス装置Ｆｎは、端子Ｔ１１ｎが二次電池Ａ２ｎ−１の負極及びセルバランス装置Ｆｎ−１の端子Ｔ１３ｎ−１に接続され、端子Ｔ１２ｎが二次電池Ａ２ｎ−１の正極及びセルバランス装置Ｆｎ−１の端子Ｔ１４ｎ−１に接続され、端子Ｔ１３ｎが二次電池Ａ２ｎの正極に接続され、端子Ｔ１４ｎが二次電池Ａ２ｎ＋１の正極に接続され、端子Ｔ１７ｎが電圧保持装置Ｃ２ｎ−２および電圧保持装置Ｃ２ｎ−１の一方の端子に接続され、端子Ｔ１８ｎが電圧保持装置Ｃ２ｎ−１の他方の端子に接続され、端子Ｔ１５ｎがセルバランス装置Ｆｎ−１の端子Ｔ１６ｎに接続される。
【００７３】
セルバランス装置Ｆ１は、スイッチ回路Ｓ１１１が端子Ｔ１１１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１２１が端子Ｔ１２１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１３１が端子Ｔ１３１および端子Ｔ１７１に接続され、スイッチ回路Ｓ１４１が端子Ｔ１２１および端子Ｔ１８１に接続され、スイッチ回路Ｓ１５１が端子Ｔ１３１および端子Ｔ１８１に接続され、スイッチ回路Ｓ１６１が端子Ｔ１４１および端子Ｔ１８１に接続される。スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１６１は、制御回路２０１の信号によってオンオフ制御される。他のセルバランス装置Ｆ２〜Ｆｎも同様に接続される。
【００７４】
次に、第四の実施形態のバッテリシステム１１の動作について説明する。図１３は、第四の実施形態のセルバランス装置の信号のタイミングチャートを示した図である。
【００７５】
バッテリシステム１１の外部端子に充電器１０１が接続されると、クロック発生回路１０２ａはクロック信号ＣＬＫａを出力する。セルバランス装置Ｆ１において、端子Ｔ１５１にクロック信号ＣＬＫａが入力されると、制御回路２０１は同様のクロック信号ＣＬＫａを端子Ｔ１６１から出力する。また、制御回路２０１はクロック信号ＣＬＫａに同期して、下記１サイクルの動作を繰り返す。
【００７６】
１サイクル
ｔ０：初期状態
ｔ１：Ｓ１１１、Ｓ１４１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ２：Ｓ１２１、Ｓ１５１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ３：Ｓ１３１、Ｓ１６１オン信号出力（Ｈｉの信号）
ｔ４：ＲＥＳＥＴ１信号出力（Ｈｉの信号）  →  リセット信号出力（端子Ｔ１０１）
制御回路２０１内のＯＲ回路２１１はクロック信号ＣＬＫａに同期して出力される内部ノードＲＥＳＥＴ１信号と端子Ｔ１９１に入力される信号とをオアし、端子Ｔ１０１からリセット信号（Ｈｉの信号）を出力する。また、このリセット信号は制御回路２０１にも入力され、制御回路２０１をｔ０の初期状態に戻す。セルバランス装置Ｆ２からＦｎおよび制御回路２０２から２０ｎもそれぞれ同様の動作をする。
【００７７】
ここで、図１１および図１２に示すように、バッテリシステム１１では端子Ｔ１６１と端子Ｔ１５２および端子Ｔ１０１と端子Ｔ１９２がそれぞれ接続されており、以下同様に、端子Ｔ１６ｎ−１と端子Ｔ１５ｎおよび端子Ｔ１０ｎ−１と端子Ｔ１９ｎまでがそれぞれ連続して接続されている。したがって、クロック信号ＣＬＫａとリセット信号が通信され、以下のように、セルバランス装置Ｆ１からＦｎの同期を取り、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で電荷のやり取りを行うことができる。
【００７８】
時刻ｔ１において、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎとスイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ１〜Ａｎ−１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００７９】
時刻ｔ２において、スイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎとスイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ２〜Ａｎは電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ２〜Ａｎと電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００８０】
時刻ｔ３において、スイッチ回路Ｓ１３１〜Ｓ１３ｎおよびＳ１６１〜Ｓ１６ｎがすべてオンし、スイッチ回路Ｓ１１１〜Ｓ１１ｎおよびＳ１４１〜Ｓ１４ｎとスイッチ回路Ｓ１２１〜Ｓ１２ｎおよびＳ１５１〜Ｓ１５ｎがすべてオフすると、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１は電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１とそれぞれ並列接続される。そして、二次電池Ａ３〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１は、それぞれ放電もしくは充電を行う。
【００８１】
時刻ｔ４において、端子Ｔ１０１〜Ｔ１０ｎのすべてからリセット信号を出力し、リセット信号により全てのセルバランス装置Ｆ１〜Ｆｎは再同期が取られる。そして、全てのセルバランス装置Ｆ１〜Ｆｎは、前記１サイクル（４クロック）の同期動作を繰り返す。
【００８２】
このようにして、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１と電圧保持装置Ｃ１〜Ｃｎ−１の間で充放電を繰り返すことで、二次電池Ａ１〜Ａｎ＋１の電圧を平均化し、電圧のばらつきを減少させることができる（セルバランスを取ることができる）。
【００８３】
そして、バッテリシステム１１の外部端子から充電器１０１が外されると、クロック発生回路１０２ａはクロック信号ＣＬＫａの出力を停止して、セルバランスの動作を終了する。
【００８４】
ここで、例えば端子Ｔ１５２に外部ノイズが入ると、クロック信号ＣＬＫａに乱れが生じて、セルバランス装置Ｅ１とセルバランス装置Ｆ２〜Ｆｎとの同期が一時取れなくなることがある。すなわち、セルバランス装置Ｆ１がｔ１の状態でＳ１１１がオンしているのに、セルバランス装置Ｆ２〜Ｆｎがｔ２の状態となりＳ１２２〜Ｓ１２ｎがオンしてしまう場合などである。この場合でも、前記１サイクルのｔ４で端子Ｔ１０１から出力されるリセット信号がＯＲ回路２１２〜２１ｎを通して通信されるため、セルバランス装置Ｆ１〜Ｆｎが同時に初期状態となり、セルバランス装置Ｆ１〜Ｆｎの再同期を取ることができる。
【００８５】
このように、本発明のセルバランス装置およびバッテリシステムは各セルバランス装置の再同期を取れる構成としたため、外部ノイズに強くなり、セルバランス能力を高くすることができる。また、バランスを取るべき二次電池数に応じて複数の電圧保持装置を備えた構成としたため、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができる（バランスをとる速度を早くできる）。
【００８６】
なお、図示はしないがセルバランス装置内のスイッチ回路をさらに増やしても同様にセルバランスを取るように動作させることができる。
また、第四の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムは、第三の実施形態と同様に、ここで説明した構成に限定されない。
【００８７】
以上に説明したように、第四の実施形態のセルバランス装置を備えたバッテリシステムによれば、セルバランス装置のバランス能力を高くすることができるので、早くセルバランスをとることができる。また、二次電池の数が増えても、１つのセルバランス装置に接続される二次電池数は変わらないため、高耐圧プロセスを必要としないので製造コストを安くすることができる。そして、二次電池の数の増減に対して簡単に対応することができる。さらに、セルバランス装置からリセット信号を出力する事で全てのセルバランス装置と同期を取ることができる。
【符号の説明】
【００８８】
Ａ１〜Ａ２ｎ＋１  二次電池
Ｂ１〜Ｂｎ  セルバランス装置
Ｃ１〜Ｃ２ｎ−１  電圧保持装置
Ｄ１〜Ｄｎ  セルバランス装置
Ｅ１〜Ｅｎ  セルバランス装置
Ｆ１〜Ｆｎ  セルバランス装置
１０１  充電器
１０２、１０２ａ  クロック発生回路
２０１〜２０ｎ  制御回路
【図１】
2012139088.tif 000003
【図２】
2012139088.tif 000004
【図３】
2012139088.tif 000005
【図４】
2012139088.tif 000006
【図５】
2012139088.tif 000007
【図６】
2012139088.tif 000008
【図７】
2012139088.tif 000009
【図８】
2012139088.tif 000010
【図９】
2012139088.tif 000011
【図１０】
2012139088.tif 000012
【図１１】
2012139088.tif 000013
【図１２】
2012139088.tif 000014
【図１３】
2012139088.tif 000015