(57)【要約】【課題】少数のインダクタンス及びスイッチング素子を使用し、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図る。【解決手段】本発明は、組電池の基準ノード１０１に接続したインダクタンス２０と、第１及び第２スイッチング素子３１、３２とを備え、基準ノードの高電位側に接続する第１切替えスイッチ群５１から第１切替えスイッチを一つずつ次々に選択して第１閉回路を形成し、基準ノードの低電位側に接続する第２切替えスイッチ群５２から第２切替えスイッチを一つずつ次々に選択して第２閉回路を形成し、第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、第１及び第２スイッチング素子の導通時間の比率が、第１及び第２閉回路の二次電池の数の比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、第１及び第２切替えスイッチを次々に切り替えるサイクルを繰り返す。【選択図】図１
2012023925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、
前記組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに、一端が接続したインダクタンスと、
前記インダクタンスの他端に、それぞれの一端が接続した第１及び第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードとを接続することができる第１切替えスイッチ群と、
前記第２スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードとを接続することができる第２切替えスイッチ群と、
前記第１及び第２スイッチング素子及び前記第１及び第２切替えスイッチ群のオン／オフを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１切替えスイッチ群から第１切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第１切替えスイッチ、当該第１切替えスイッチが接続した高電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第１スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第１閉回路を形成し、
前記第２切替えスイッチ群から第２切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第２切替えスイッチ、当該第２切替えスイッチが接続した低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第２スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第２閉回路を形成し、
前記第１及び第２切替えスイッチの選択によってそれぞれ決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、
前記第１及び第２切替えスイッチを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１及び第２閉回路の組合せごとに、前記所定期間中、前記第１及び第２閉回路の組合せごとに前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの前記第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする、ことを特徴とする請求項１記載の残存容量均一化装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
前記インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、
前記第１及び第２スイッチング素子が同時に非導通時の前記端子電圧を中間電位とし、前記中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第１閾値電圧と、前記中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第２閾値電圧とを設定する閾値設定部と、
測定した前記端子電圧と前記第１閾値電圧とを比較して、前記第１スイッチング素子が導通状態である第１オン時間を求め、且つ、測定した前記端子電圧と前記第２閾値電圧とを比較して、前記第２スイッチング素子が導通状態である第２オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、
前記駆動信号出力部は、前記第１オン時間と前記第２オン時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記駆動信号をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の残存容量均一化装置。
【請求項４】
複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、
前記組電池の各々について、請求項１記載の前記残存容量均一化装置が設けられ、
隣接する組電池どうしが、少なくとも１つの二次電池を共有する、ことを特徴とする残存容量均一化装置セット。
【請求項５】
組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、
前記組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに一端が接続したインダクタンスと、前記インダクタンスの他端に一端が接続した第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードから選択された１つの高電位側ノードとを接続する第１切替えスイッチと、前記選択された高電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池と、を含む第１閉回路を形成し、
前記インダクタンスと、前記インダクタンスの他端に一端が接続した第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードから選択された１つの低電位側ノードとを接続する第２切替えスイッチと、前記選択された低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池と、を含む第２閉回路を形成し、
前記第１切替えスイッチの接続する高電位側ノードを次々に切替え、且つ、前記第２切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替え、
前記第１及び第２切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び低電位側ノードによってそれぞれ決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、
前記第１切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び第２切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化方法。
【請求項６】
組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、
前記組電池の最高電位端子に、一端が接続した第１スイッチング素子と、
前記組電池の最低電位端子に、一端が接続した第２スイッチング素子と、
前記第１及び第２スイッチング素子の他端に、一端が接続したインダクタンスと、
前記インダクタンスの他端と前記複数の二次電池の間の各ノードとを接続することができる切替えスイッチ群と、
前記第１及び第２スイッチング素子及び前記切替えスイッチ群のオン／オフを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記切替えスイッチ群から切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも高電位側に接続された二次電池、前記第１スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第１閉回路を形成すると共に、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも低電位側に接続された二次電池、前記第２スイッチング素子、及び前記インダクタンスを含む第２閉回路を形成し、
前記選択ノードの選択によって決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、
前記切替えスイッチ群から切替えスイッチを次々に選択するサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１及び第２閉回路の組合せごとに、前記所定期間中、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの前記第１及び第２スイッチング素子のそれぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする、ことを特徴とする請求項６記載の残存容量均一化装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
前記インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、
前記第１及び第２スイッチング素子が同時に非導通時の前記端子電圧を中間電位とし、前記中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第１閾値電圧と、前記中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第２閾値電圧とを設定する閾値設定部と、
測定した前記端子電圧と前記第１閾値電圧とを比較して、前記第１スイッチング素子が導通状態である第１オン時間を求め、且つ、測定した前記端子電圧と前記第２閾値電圧とを比較して、前記第２スイッチング素子が導通状態である第２オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、
前記駆動信号出力部は、前記第１オン時間と前記第２オン時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記駆動信号をフィードバック制御する、ことを特徴とする請求項６又は７記載の残存容量均一化装置。
【請求項９】
複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、
前記組電池の各々について、請求項６記載の前記残存容量均一化装置が設けられ、
隣接する組電池どうしが、少なくとも１つの二次電池を共有する、ことを特徴とする残存容量均一化装置セット。
【請求項１０】
組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、
前記組電池の最高電位端子に一端が接続した第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の他端に一端が接続したインダクタンスと、前記インダクタンスの他端と前記二次電池の間の各ノードから選択された１つの選択ノードとを接続する切替えスイッチと、前記選択ノードよりも高電位側に接続された二次電池とを含む第１閉回路を形成し、
前記組電池の最低電位端子に一端が接続した第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の他端に一端が接続した前記インダクタンスと、前記切替えスイッチ群と、前記選択ノードよりも低電位側に接続された二次電池とを含む第２閉回路を形成し、
前記切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切替え、
前記選択ノードの選択によって決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、前記第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、
前記切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする残存容量均一化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量（「充電状態」又は「ＳＯＣ（state of charge）」ともいう。）を均一化する残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セットに係り、より詳細には、１つのインダクタンスと、高速で交互にオン／オフする一対のスイッチング素子とを利用した残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両には、通常、１００個以上の二次電池を直列接続した組電池が使用される。しかし、組電池の充放電を繰り返すと、組電池を構成する個々の二次電池の残存容量の差が増大して、残存容量が不均一となる。その結果、組電池の実効容量が減少して、組電池の寿命が短くなる。このため、組電池を構成する二次電池の残存容量を均一化する技術が要請されている。
【０００３】
組電池を構成する二次電池の残存容量を均一化する技術の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の技術によれば、直列接続した２つの二次電池Ｂ１とＢ２の接点にインダクタンスの一端を接続し、インダクタンスの他端を二次電池Ｂ１の他端に接続することで形成される第１閉回路に電流を流す第１モードと、インダクタンスの他端を二次電池Ｂ２の他端に接続することで形成される第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を適当な期間実行することによって、二次電池Ｂ１及びＢ２の電圧を均等化している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１に記載の技術では、２つの二次電池ごとに１つのインダクタンスを設ける必要がある。このため、例えば、１００個の二次電池が直列接続された組電池については、５０個のインダクタンスを設ける必要がある。その結果、二次電池の数が増加すると、インダクタンスの数も増加して、装置の寸法及び製造コストが増大してしまう。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の技術では、２つの二次電池ごとに、第１及び第２モードを交互に繰り返すための一対のスイッチング素子を設ける必要がある。このスイッチング素子は、高い切替え周波数でスイッチングを行うため、電気的放射ノイズや伝導ノイズが生じる。このため、二次電池の数が増加すると、スイッチング素子の数も増加して、ノイズが増大してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、少数のインダクタンス及びスイッチング素子を利用して、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セット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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の残存容量均一化装置は、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに、一端が接続したインダクタンスと、インダクタンスの他端に、それぞれの一端が接続した第１及び第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の他端と前記組電池のうち前記基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードとを接続することができる第１切替えスイッチ群と、第２スイッチング素子の他端と組電池のうち前記基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードとを接続することができる第２切替えスイッチ群と、第１及び第２スイッチング素子及び第１及び第２切替えスイッチ群のオン／オフを制御する制御部と、を備え、制御部は、第１切替えスイッチ群から第１切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第１切替えスイッチ、当該第１切替えスイッチが接続した高電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第１スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第１閉回路を形成し、第２切替えスイッチ群から第２切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された第２切替えスイッチ、当該第２切替えスイッチが接続した低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池、前記第２スイッチング素子及び前記インダクタンスを含む第２閉回路を形成し、第１及び第２切替えスイッチの選択によってそれぞれ決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ次々に選択するサイクルを繰り返す、ことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明の第１の残存容量均一化装置によれば、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子が交互にオン／オフされる。その結果、第１閉回路に含まれる二次電池の合計電圧と、第２閉回路に含まれる二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ一つずつ次々に切替えることによって、第１及び第２閉回路の組合せが次々に切り替えられる。そして、第１及び第２閉回路の組合せごとに第１及び第２スイッチ素子が同様に交互にオン／オフされる。その結果、種々の第１及び第２閉回路の組合せにおいて、そのときの第１閉回路の二次電池の合計電圧と第２閉回路の二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、第１及び第２切替えスイッチを次々に切り替えるサイクルを繰り返すことによって、組電池の各二次電池の電圧（残存容量）が最終的に互いに等しくなるように収束する。したがって、本発明によれば、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の第１の残存容量均一化装置において好ましくは、制御部は、第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間中、前記第１スイッチング素子の導通時間と前記第２スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの前記第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする。
【００１１】
二次電池の残存容量のばらつきが大きい場合、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせると、第１及び第２スイッチング素子に過大な均等化電流が流れることがある。かかる過大な均等化電流が流れると、第１及び第２スイッチング素子が破損するおそれがある。一方、１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせるにつれて、二次電池の残存容量が均一化され、第１及び第２スイッチング素子に流れる電流も小さくなる傾向がある。そこで、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くすることによって、第１又は第２スイッチング素子に過大な均等化電流が流れることを防止することができる。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、制御部は、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、第１及び第２スイッチング素子が同時に非導通時の端子電圧を中間電位とし、中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第１閾値電圧と、中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第２閾値電圧とを設定する閾値設定部と、測定した端子電圧と第１閾値電圧とを比較して、第１スイッチング素子が導通状態である第１オン時間を求め、且つ、測定した端子電圧と前記第２閾値電圧とを比較して、第２スイッチング素子が導通状態である第２オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、駆動信号出力部は、第１オン時間と第２オン時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、駆動信号をフィードバック制御する。
【００１３】
一般に、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号に対して、第１及び第２スイッチング素子の実際のオン／オフは、時間遅れを伴うことが知られている。例えば、第１及び第２スイッチング素子をＭＯＳＦＥＴで構成した場合、ＭＯＳＦＥＴのゲート駆動電圧の変化に対するドレイン電流の変化にはある程度の時間遅れを伴う。一方、本発明では、第１及び第２スイッチング素子は、二次電池数の逆比で正確に交互にオン／オフすることが要請されている。そこで、第１及び第２閾値電圧に基づいて、第１スイッチング素子が導通状態である第１オン時間、及び第２スイッチング素子が導通状態である第２オン時間を求めて駆動信号をフィードバック制御することによって、第１オン時間と第２オン時間との比率の正確さを確保することができる。
【００１４】
また、本発明の第１の残存容量均一化装置セットは、複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、組電池の各々について、請求項１記載の第１の残存容量均一化装置が設けられ、隣接する組電池どうしが、少なくとも１つの二次電池を共有する、ことを特徴としている。
【００１５】
組電池セットを構成する多数の二次電池の残存容量を１つの残存容量均一化装置によって均一化する場合、残存容量均一化装置の第１及び第２スイッチング素子には、例えば、組電池セットの両端電圧の半分の高い耐電圧が要求される。そこで、本発明の第１の残存容量均一化装置セットによれば、組電池セットを複数の組電池に分け、各組電池ごとに、第１の残存容量均一化装置によって二次電池を均一化する。更に、隣接する組電池どうしが少なくとも１つの二次電池を共有しているため、組電池セット全体の二次電池の残存容量も均一化される。したがって、本発明によれば、各残存容量均一化装置の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧を低下させつつ、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明の第１の残存容量均一化方法は、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、組電池の互いに隣接した二次電池の間の基準ノードに一端が接続したインダクタンスと、インダクタンスの他端に一端が接続した第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の他端と組電池のうち基準ノードよりも高電位側に接続された各二次電池の高電位側ノードから選択された１つの高電位側ノードとを接続する第１切替えスイッチと、選択された高電位側ノードと基準ノードとの間の二次電池と、を含む第１閉回路を形成し、インダクタンスと、インダクタンスの他端に一端が接続した第２スイッチング素子と、第２スイッチング素子の他端と組電池のうち基準ノードよりも低電位側に接続された各二次電池の低電位側ノードから選択された１つの低電位側ノードとを接続する第２切替えスイッチと、選択された低電位側ノードと前記基準ノードとの間の二次電池と、を含む第２閉回路を形成し、第１切替えスイッチの接続する高電位側ノードを次々に切替え、且つ、第２切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替え、前記第１及び第２切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び低電位側ノードによってそれぞれ決定される前記第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、第１切替えスイッチの接続する高電位側ノード及び第２切替えスイッチの接続する低電位側ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、ことを特徴としている。
【００１７】
本発明の第１の残存容量均一化方法によれば、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子が交互にオン／オフされる。その結果、第１閉回路に含まれる二次電池の合計電圧と、第２閉回路に含まれる二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ次々に切替えることによって、第１及び第２閉回路の組合せがそれぞれ次々に切り替えられる。そして、第１及び第２閉回路の組合せごとに第１及び第２スイッチ素子が同様に交互にオン／オフされる。その結果、種々の第１及び第２閉回路の組合せにおいて、そのときの第１閉回路の二次電池の合計電圧と第２閉回路の二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ次々に切り替えるサイクルを繰り返すことによって、組電池の各二次電池の電圧（残存容量）が最終的に互いに等しくなるように収束する。したがって、本発明によれば、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の残存容量均一化装置は、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置であって、組電池の最高電位端子に、一端が接続した第１スイッチング素子と、組電池の最低電位端子に、一端が接続した第２スイッチング素子と、第１及び第２スイッチング素子の他端に、一端が接続したインダクタンスと、インダクタンスの他端と複数の二次電池の間の各ノードとを接続することができる切替えスイッチ群と、第１及び第２スイッチング素子及び切替えスイッチ群のオン／オフを制御する制御部と、を備え、制御部は、切替えスイッチ群から切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態にして、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも高電位側に接続された二次電池、第１スイッチング素子及びインダクタンスを含む第１閉回路を形成すると共に、選択された切替えスイッチ、当該切替えスイッチと接続したノードよりも低電位側に接続された二次電池、第２スイッチング素子、及び前記インダクタンスを含む第２閉回路を形成し、選択ノードの選択によって決定される第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、切替えスイッチ群から切替えスイッチを次々に選択するサイクルを繰り返す、ことを特徴としている。
【００１９】
このように構成された本発明の第２の残存容量均一化装置によれば、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子が交互にオン／オフされる。その結果、第１閉回路に含まれる二次電池の合計電圧と、第２閉回路に含まれる二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、切替えスイッチを一つずつ次々に切替えることによって、第１及び第２閉回路の組合せが次々に切り替えられる。そして、第１及び第２閉回路の組合せごとに第１及び第２スイッチ素子が同様に交互にオン／オフされる。その結果、種々の第１及び第２閉回路の組合せにおいて、そのときの第１閉回路の二次電池の合計電圧と第２閉回路の二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、切替えスイッチを次々に選択するサイクルを繰り返すことによって、組電池の各二次電池の電圧（残存容量）が最終的に互いに等しくなるように収束する。したがって、本発明によれば、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の第２の残存容量均一化装置において好ましくは、制御部は、第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間中、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率を維持したまま、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの第１及び第２スイッチング素子のそれぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くする。
【００２１】
二次電池の残存容量のばらつきが大きい場合、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせると、第１及び第２スイッチング素子に過大な均等化電流が流れることがある。かかる過大な均等化電流が流れると、第１及び第２スイッチング素子が破損するおそれがある。一方、１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせるにつれて、二次電池の残存容量が均一化され、第１及び第２スイッチング素子に流れる電流も小さくなる傾向がある。そこで、前記第１及び第２スイッチング素子のオン／オフ１周期あたりの前記第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って長くすることによって、過大な均等化電流が流れることを防止することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の残存容量均一化装置において好ましくは、制御部は、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と、インダクタンスの他端の端子電圧を測定する電圧測定部と、第１及び第２スイッチング素子が同時に非導通時の前記端子電圧を中間電位とし、中間電位に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第１閾値電圧と、中間電位に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第２閾値電圧とを設定する閾値設定部と、測定した端子電圧と第１閾値電圧とを比較して、第１スイッチング素子が導通状態である第１オン時間を求め、且つ、測定した端子電圧と第２閾値電圧とを比較して、第２スイッチング素子が導通状態である第２オン時間を求めるオン時間検出部と、を有し、駆動信号出力部は、第１オン時間と前記第２オン時間との比率が、前記第１閉回路に含まれる二次電池の数と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、駆動信号をフィードバック制御する。
【００２３】
一般に、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号に対して、第１及び第２スイッチング素子の実際のオン／オフは、時間遅れを伴うことが知られている。例えば、第１及び第２スイッチング素子をＭＯＳＦＥＴで構成した場合、ＭＯＳＦＥＴのゲート駆動電圧の変化に対するドレイン電流の変化にはある程度の時間遅れを伴う。一方、本発明では、第１及び第２スイッチング素子は、二次電池数の逆比で正確に交互にオン／オフすることが求められている。そこで、第１及び第２閾値電圧に基づいて、第１スイッチング素子が導通状態となっている第１オン時間、及び第２スイッチング素子が導通状態となっている第２オン時間を求めて駆動信号をフィードバック制御することによって、第１オン時間と第２オン時間との比率の正確さを確保することができる。
【００２４】
また、本発明の第２の残存容量均一化装置セットは、複数の組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化装置セットであって、組電池の各々について、請求項６記載の第２の残存容量均一化装置が設けられ、隣接する組電池どうしが、少なくとも１つの二次電池を共有する、ことを特徴としている。
【００２５】
組電池セットを構成する多数の二次電池の残存容量を１つの残存容量均一化装置によって均一化する場合、残存容量均一化装置の第１及び第２スイッチング素子には、例えば、組電池セットの両端電圧の半分の高い耐電圧が要求される。そこで、本発明の第２の残存容量均一化装置セットによれば、組電池セットを複数の組電池に分け、各組電池ごとに、第２の残存容量均一化装置によって二次電池を均一化する。更に、隣接する組電池どうしが少なくとも１つの二次電池を共有しているため、組電池セット全体の二次電池の残存容量も均一化される。したがって、本発明によれば、各残存容量均一化装置の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧を低下させつつ、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の第２の残存容量均一化方法は、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量を均一化する残存容量均一化方法であって、組電池の最高電位端子に一端が接続した第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の他端に一端が接続したインダクタンスと、前記インダクタンスの他端と前記二次電池の間の各ノードから選択された１つの選択ノードとを接続する切替えスイッチと、選択ノードよりも高電位側に接続された二次電池とを含む第１閉回路を形成するとともに、組電池の最低電位端子に一端が接続した第２スイッチング素子と、第２スイッチング素子の他端に一端が接続したインダクタンスと、切替えスイッチ群と、選択ノードよりも低電位側に接続された二次電池とを含む第２閉回路を形成し、切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切替え、選択ノードの選択によって決定される第１及び第２閉回路の組合せごとに所定期間、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせ、切替えスイッチの接続する選択ノードを次々に切り替えるサイクルを繰り返す、ことを特徴としている。
【００２７】
本発明の第２の残存容量均一化方法によれば、第１スイッチング素子の導通時間と第２スイッチング素子の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子が交互にオン／オフされる。その結果、第１閉回路に含まれる二次電池の合計電圧と、第２閉回路に含まれる二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、切替えスイッチを一つずつ次々に切替えることによって、第１及び第２閉回路の組合せが次々に切替えられる。そして、第１及び第２閉回路の組合せごとに第１及び第２スイッチ素子が同様に交互にオン／オフされる。その結果、種々の第１及び第２閉回路の組合せにおいて、そのときの第１閉回路の二次電池の合計電圧と第２閉回路の二次電池の合計電圧とが等しくなる。さらに、切替えスイッチを次々に選択するサイクルを繰り返すことによって、組電池の各二次電池の電圧（残存容量）が最終的に互いに等しくなるように収束する。したがって、本発明によれば、少数のインダクタンス及びスイッチング素子によって、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
このように、本発明の残存容量均一化装置及び方法、及び残存容量均一化装置セットによれば、少数のインダクタンス及びスイッチング素子を利用して、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態による残存容量均一化装置における、切替えスイッチのオン／オフのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態による残存容量均一化装置における、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による残存容量均一化装置における、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態による残存容量均一化装置における、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態における個々の二次電池の電圧測定用の回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態おける個々の二次電池の電圧測定のタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態による残存容量均一化装置における制御部のブロック回路図である。
【図９】本発明の第３実施形態における第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の中間ノード１０２の端子電圧の波形図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による残存容量均一化装置における、切替えスイッチのオン／オフのタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第５実施形態による残存容量均一化装置における、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第５実施形態による残存容量均一化装置における、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第６実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の残存容量均一化装置及び第１の残存容量均一化方法の実施形態を説明する。図１は、第１実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
【００３１】
第１実施形態による残存容量均一化装置は、組電池１０を構成する直列接続された８つの二次電池１１〜１８の残存容量（ＳＯＣ）を均一化するためのものである。
なお、図１には、８つの二次電池１１〜１８が直列接続された組電池１０を対象とした例を示すが、二次電池の数はこれに限定されない。二次電池の数は、好ましくは３つ以上であり、より好ましくは４つ以上である。
【００３２】
組電池１０の互いに隣接した２つの二次電池１４及び１５の間の基準ノード１０１には、インダクタンス２０の一端が接続されている。基準ノード１０１は、任意の隣接した二次電池の間に設けることができるが、基準ノード１０１の高電位側の二次電池１１〜１４の数と、低電位側の二次電池１５〜１８の数とが同数となるように、直列接続した二次電池１１〜１８の列を二等分する位置に設けるのが好ましい。
なお、直列接続した二次電池の数が奇数である場合には、直列接続した二次電池のちょうど中央の二次電池の高電圧側又は低電圧側端子を基準ノードとするのがよい。
【００３３】
一方、インダクタンス２０の他端は、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２それぞれの一端に接続されている。第１スイッチング素子３１は、Ｐｃｈ（Ｐチャネル型）−ＭＯＳＦＥＴで構成され、第２スイッチング素子３２は、Ｎｃｈ（Ｎチャネル型）−ＭＯＳＦＥＴで構成されている。
なお、第１及び第２スイッチング素子は、互いに同じチャネル型（Ｐチャネル型又はＮチャネル型）のＭＯＳＦＥＴであってもよいし、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００３４】
また、第１スイッチング素子３１の他端は、第１切替えスイッチ群５１によって、組電池１０のうち基準ノード１０１よりも高電位側に接続された各二次電池１１〜１４の高電位側ノードと接続することができる。第１切替えスイッチ群５１は、各二次電池１１〜１４の高電位側ノードとそれぞれ接続することができる４つの切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａから構成されている。
【００３５】
また、第２スイッチング素子３２の他端は、第２切替えスイッチ群５２によって、組電池１０のうち基準ノード１０１よりも低電位側に接続された各二次電池１５〜１８の低電位側ノードと接続することができる。第２切替えスイッチ群５２は、各二次電池１５〜１８の低電位側ノードとそれぞれ接続することができる４つの切替えスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂから構成されている。
なお、各切替えスイッチは、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチでもよいし、リレースイッチでもよい。
【００３６】
そして、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２のオン／オフ、及び第１及び第２切替えスイッチ群５１及び５２の各切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂのオン／オフは、制御部４０によって制御される。
なお、図１では、第１切替えスイッチ群５１を構成する各切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａ、及び、第２切替えスイッチ群５２を構成する各切替えスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂそれぞれのオン／オフを制御する制御信号を、制御部４０から各切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂに送る配線の図示を省略している。
【００３７】
制御部４０は、第１切替えスイッチ群５１を構成する切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａの中から第１切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態（オン）にする。選択された第１切替えスイッチが導通状態となる結果、その第１切替えスイッチ、その第１切替えスイッチが接続した高電位側ノードと基準ノード１０１との間の二次電池、第１スイッチング素子３１及びインダクタンス２０を含む第１閉回路が形成される。
【００３８】
制御部４０はまた、第２切替えスイッチ群５２を構成する切替えスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂの中から第２切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態（オン）にする。選択された第２切替えスイッチが導通状態となる結果、その第２切替えスイッチ、その第２切替えスイッチが接続した低電位側ノードと基準ノード１０１との間の二次電池、第２スイッチング素子３２及びインダクタンス２０を含む第２閉回路が形成される。
【００３９】
第１及び第２閉回路の組合せが、所定期間Ｔ＝１００ｍｓごとに切り替えられるように、制御部４０は、下記の動作例のように、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ一つずつ次々に選択する。
なお、所定期間は、原則的に、第１及び第２閉回路の各組合せにおいて、互いに同一の長さであってもよいし、互いに異なった長さであってもよい。例えば、第１閉回路に含まれる二次電池の残存容量と、第２閉回路に含まれる二次電池の残存容量との差が大きい場合には、その組合せにおける通電期間を、他の組合せにおける通電期間よりも長くすることが好ましい。
【００４０】
制御部４０はまた、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を交互にオン／オフさせる。本実施形態では、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２は、周期τ＝５μｓ、即ち、周波数ｆ＝２００ｋＨｚでオン／オフする。
【００４１】
ここで、制御部４０は、以下に詳細に説明するように、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を交互にオン／オフさせる。
【００４２】
そして、制御部４０は、第１及び第２切替えスイッチをそれぞれ一つずつ次々に選択するサイクルを繰り返す。
なお、上記サイクルは、組電池が車両に搭載されている場合、車両の電源スイッチが投入されている間中、又は、組電池に車両外部の充電装置が接続されている間中、繰り返すのが好ましい。
【００４３】
また、電源スイッチが投入されている場合、又は、充電装置が接続されている場合に、各二次電池の電圧を測定し、二次電池のうちの最大電圧と、最小電圧との差分が所定値を超えている間だけ、上記サイクルを繰り返すようにしてもよい。このように、差分が大きい場合にだけ上記サイクルを繰り返すようにすれば、均等化装置そのものが消費する電力の低減を図ることができる。
【００４４】
次に、図２〜図４のタイミングチャートを参照して、第１実施形態の均等化装置の動作例、即ち、第１の残存容量均一化方法の例について説明する。
まず、図２に示すように、期間Ｔ１の間、第１切替えスイッチ群５１から選択された第１切替えスイッチＳ１ａと、第２切替えスイッチ群５２から選択された第２切替えスイッチＳ１ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ１ａと、二次電池１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、二次電池１５とを含む第２閉回路が形成される。
【００４５】
ここで、図３（ａ）に、期間Ｔ１における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ１の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「１」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数も「１」である。このため、期間Ｔ１の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「１」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「１」との比率「１：１」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：１」となる。
【００４６】
すなわち、期間Ｔ１の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、５０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの５０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
なお、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が同時に導通状態となることを防止するため、オン期間τ01とオン期間τ02との間には、デッドタイムが設けられている。このデッドタイムは、例えば、５００ｎｓである。
【００４７】
このように、期間Ｔ１の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の二次電池１４の電圧Ｖ14と、第２閉回路中の二次電池１５の電圧Ｖ15とが等しくなる。したがって、「Ｖ14＝Ｖ15」となる。
【００４８】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ２の間、第１切替えスイッチ群５１から新たに選択された第１切替えスイッチＳ２ａと、第２切替えスイッチ群５２から選択された第２切替えスイッチＳ１ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、２つの二次電池１３及び１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、１つの二次電池１５とを含む第２閉回路が形成される。
【００４９】
ここで、図３（ｂ）に、期間Ｔ２における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ２の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「２」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「１」である。このため、期間Ｔ２の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「２」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「１」との比率「２：１」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：２」となる。
【００５０】
すなわち、期間Ｔ２の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、約３３．３％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの約６６．７％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００５１】
このように、期間Ｔ２の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：２」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の２つの二次電池１３及び１４の合計電圧（Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の１つの二次電池１５の電圧Ｖ15の２倍の電圧とが等しくなる。したがって、「（Ｖ13＋Ｖ14）＝Ｖ15×２」となる。
【００５２】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ３の間、第１切替えスイッチ群５１から選択された第１切替えスイッチＳ２ａと、第２切替えスイッチ群５２から新たに選択された第２切替えスイッチＳ２ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、２つの二次電池１３及び１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、２つの二次電池１５及び１６とを含む第２閉回路が形成される。
【００５３】
ここで、図３（ｃ）に、期間Ｔ３における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ３の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「２」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「２」である。このため、期間Ｔ３の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「２」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「２」との比率「２：２」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：１」となる。
【００５４】
すなわち、期間Ｔ３の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、５０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの５０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００５５】
このように、期間Ｔ３の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の２つの二次電池１３及び１４の合計電圧（Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の２つの二次電池１５及び１６の電圧（Ｖ15＋Ｖ15）とが等しくなる。したがって、「（Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ15＋Ｖ16）」となる。
【００５６】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ４の間、第１切替えスイッチ群５１から選択された第１切替えスイッチＳ２ａと、第２切替えスイッチ群５２から新たに選択された第２切替えスイッチＳ３ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、２つの二次電池１３及び１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、３つの二次電池１５〜１７とを含む第２閉回路が形成される。
【００５７】
ここで、図３（ｄ）に、期間Ｔ４における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ４の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「２」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「３」である。このため、期間Ｔ４の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「２」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「３」との比率「２：３」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「３：２」となる。
【００５８】
すなわち、期間Ｔ４の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、６０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの４０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００５９】
このように、期間Ｔ４の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「３：２」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の２つの二次電池１３及び１４の合計電圧（Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の３つの二次電池１５〜１７の電圧（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）の２／３倍の電圧とが等しくなる。したがって、「（Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）×（２／３）」となる。
【００６０】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ５の間、第１切替えスイッチ群５１から新たに選択された第１切替えスイッチＳ３ａと、第２切替えスイッチ群５２から選択された第２切替えスイッチＳ３ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、３つの二次電池１２〜１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、３つの二次電池１５〜１７とを含む第２閉回路が形成される。
【００６１】
ここで、図４（ａ）に、期間Ｔ５における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ５の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「３」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数も「３」である。このため、期間Ｔ５の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「３」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「３」との比率「３：３」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：１」となる。
【００６２】
すなわち、期間Ｔ５の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、５０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの５０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００６３】
このように、期間Ｔ５の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の３つの二次電池１２〜１４の合計電圧（Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の３つの二次電池１５〜１７の電圧（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）とが等しくなる。したがって、「（Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）」となる。
【００６４】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ６の間、第１切替えスイッチ群５１から新たに選択された第１切替えスイッチＳ４ａと、第２切替えスイッチ群５２から選択された第２切替えスイッチＳ３ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、４つの二次電池１１〜１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、３つの二次電池１５〜１７とを含む第２閉回路が形成される。
【００６５】
ここで、図４（ｂ）に、期間Ｔ６における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ６の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「４」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「３」である。このため、期間Ｔ６の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「４」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「３」との比率「４：３」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「３：４」となる。
【００６６】
すなわち、期間Ｔ６の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、約４３％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの約５７％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００６７】
このように、期間Ｔ６の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「３：４」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の４つの二次電池１１〜１４の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の３つの二次電池１５〜１７の電圧（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）の（４／３）倍の電圧とが等しくなる。したがって、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）×（４／３）」となる。
【００６８】
続いて、図２に示すように、期間Ｔ７の間、第１切替えスイッチ群５１から選択された第１切替えスイッチＳ４ａと、第２切替えスイッチ群５２から新たに選択された第２切替えスイッチＳ４ｂとが、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１において、インダクタンス２０と、第１スイッチング素子３１と、第１切替えスイッチＳ２ａと、４つの二次電池１１〜１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、インダクタンス２０と、第２スイッチング素子３２と、第２切替えスイッチＳ１ｂと、４つの二次電池１５〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【００６９】
ここで、図４（ｃ）に、期間Ｔ７における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ７の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「４」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数も「４」である。このため、期間Ｔ７の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「４」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「４」との比率「４：４」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：１」となる。
【００７０】
すなわち、期間Ｔ７の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、５０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの５０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【００７１】
このように、期間Ｔ７の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の４つの二次電池１１〜１４の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の４つの二次電池１５〜１８の電圧（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）とが等しくなり、「Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＝Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18」となる。
【００７２】
そして、上記の期間Ｔ１〜Ｔ７のサイクルを繰り返すことによって、各二次電池１１〜１８の残存容量、即ち、電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が、互いに等しくなるように収束する。すなわち、実質的に、「Ｖ11＝Ｖ12＝Ｖ13＝Ｖ14＝Ｖ15＝Ｖ16＝Ｖ17＝Ｖ18」となる。これにより、各二次電池１１〜１８の残存容量の均等化を図ることができる。
【００７３】
このように、本実施形態による残存容量均一化装置及び方法によれば、１つのインダクタンス及び一対のスイッチング素子を利用して、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。そして、二次電池の数が増加しても、インダクタンス及びスイッチング素子の数を増加する必要はない。このため、二次電池の数が増加しても、装置寸法及びコストの増大の回避を図ることができ、また、スイッチング素子による騒音の増大の回避を図ることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、二次電池の数の増加に伴って、切替えスイッチの数が増加する。しかし、切替えスイッチの切替え周波数（例えば、ｆ＝１０Ｈｚ、（所定期間Ｔ＝１００ｍｓ））は、第１及び第２スイッチング素子の切替え周波数（例えばｆ＝２００ｋＨｚ（周期τ＝５μｓ））よりも遥かに低いため、切替えスイッチによる騒音は大きな問題とならない。
【００７５】
また、本実施形態では、８つの二次電池の残存容量を均等化する例を説明したが、二次電池の数は、これに限定されず、例えば、１００個以上直接接続した二次電池の残存容量を均等化することもできる。
【００７６】
また、本実施形態では、基準ノード１０１に近い第１及び第２切替えスイッチから順番に導通状態とした例について説明したが、本発明では、第１及び第２切替えスイッチの選択順序はこれに限定されず、例えば、基準ノード１０１から遠い順に第１及び第２切替えスイッチを選択するようにしてもよい。
【００７７】
また、第１及び第２切替えスイッチの選択によってそれぞれ決定される前記第１及び第２閉回路の組合せは、全ての組合せを選択してもよいし、そのうちの一部の組合せだけを選択するサイクルを繰り返ようにしてもよい。
【００７８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第１の残存容量均一化装置の第２実施形態を説明する。
第２実施形態の残存容量均一化装置の構成は、第１実施形態のものと同じであるので、その詳細な説明を省略する。また、第２実施形態の残存容量均一化装置の動作も基本的に第１実施形態のものと同じである。ただし、第２実施形態では、制御部４０は、第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間中、第１スイッチング素子３１の導通時間τ01と第２スイッチング素子３２の導通時間τ02との比率を維持したまま、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２のオン／オフ１周期あたりの第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間τ01及びτ02を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って徐々に長くする。
【００７９】
図５に、第２実施形態による残存容量均一化装置における、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフタイミングチャートを示す。図５（ａ）は、所定期間Ｔのうちの初期のタイミングチャートを示し、図５（ｂ）は、所定期間Ｔのうちの中期のタイミングチャートを示し、図５（ｃ）は、所定期間Ｔのうちの終期のタイミングチャートを示す。
【００８０】
所定期間Ｔを通じて、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の交互オン／オフ周期は一定に保たれている。そして、導通時間τ01及びτ02の長さは、図５（ａ）に示す所定期間Ｔの初期では短く、図５（ｂ）に示す中期では初期よりも長く、図５（ｃ）に示す終期では、更に中期よりも長くなっている。
【００８１】
なお、図５に示した例では、導通時間τ01の長さと導通時間τ02の長さとの比率は、所定期間Ｔを通じて、「１：１」で一定のままである。また、例えば、図３（ｂ）に示したように比率が「１：２」の場合も、その比率を維持したまま、導通時間τ01及びτ02の長さを徐々に長くするのがよい。
【００８２】
このように、第１及び第２スイッチング素子の交互にオン／オフ周期を一定に保ちつつ、所定期間の初期の導通時間を短くすることによって、第１及び第２スイッチング素子に過大な均等化電流が流れることを防止することができる。
なお、導通時間τ01及びτ02の長さは、段階的に長くしてもよいし、連続的に長くしてもよい。また、導通時間τ01及びτ02の長さを、次に説明するように、各二次電池の電圧に基づいて決定するようにしてもよい。
【００８３】
まず、後で説明するように、各二次電池の電圧を測定し、「制御目標電圧」を下記の式（１）のように設定する。
（制御目標電圧）＝（閉回路に含まれる二次電池の合計電圧）×（デューティー率）・・・（１）
ここで、「デューティー率」は、第１閉回路を導通させるように、第１スイッチング素子３１を導通状態にさせる時間の割合、及び、第２閉回路を導通させるように、第２スイッチング素子３２を導通状態にさせる時間の割合をさす。
【００８４】
また、第１及び第２スイッチング素子の間の電圧を測定して、「実測電圧」とする。
次いで、「コイル電流」を下記の（２）式により求める
（コイル電流）＝（（制御目標電圧）−（実測電圧））／（インダクタンスの直流抵抗）・・・（２）
【００８５】
次いで、下記の（３）式により与えられる「制御目標電流」が、所定の閾値以下となるように、第１スイッチング素子３１の導通時間τ01と、第２スイッチング素子３２の導通時間τ02とを制御する。
（制御目標電流）＝（コイル電流）×（τ01＋τ02）／τ・・・（３）
所定の閾値は、例えば、第１及び第２スイッチング素子の耐電流特性に応じて設定するとよい。
【００８６】
そして、所定期間Ｔ中に、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の交互開閉を繰り返すことによって、「制御目標電圧」と「実測電圧」との差が小さくなる。このため、「コイル電流」を閾値以下に維持しながら、第１及び第２スイッチング素子の導通時間の合計（τ01＋τ02）を増加させることができる。
【００８７】
以下に、図６及び図７を参照して、組電池を構成する個々の二次電池の電圧を測定する方法について説明する。図６は、組電池を構成する個々の二次電池の電圧を測定するための回路図であり、図７に、組電池を構成する個々の二次電池の電圧を測定するためのタイミングチャートである。
【００８８】
図７に示すタイミングチャートでは、二次電池の電圧を測定するに当たり、切替えスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａを順番に１ｍｓ（ミリ秒）ずつ導通状態とする。その際、各切替えスイッチの導通状態の期間の終わりに、それぞれ１００μｓ（マイクロ秒）程度の間、リセットスイッチＳＲをオンとする。具体的には、二次電池Ｖ１３の電圧を測定する場合には、その低電位側の切替えスイッチＳ１ａをオンにし、続いて、切替えスイッチＳ１ａをオフとしてから、次の二次電池Ｖ１２の低電池側の切替えスイッチＳ２ａをオンにする。そして、Ｖ−Ａ／ＤをＡ／Ｄ変換して、二次電池Ｖ１３の電圧を記憶させる。
【００８９】
なお、電圧測定中は、第１スイッチング素子３１は、オフであることが望ましい。第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の交互開閉時に二次電池の電圧測定を行うと、切替えスイッチでの電圧降下のために正確な電圧測定が困難となるからである。
【００９０】
（第３実施形態）
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第１の残存容量均一化装置の第３実施形態を説明する。
第３実施形態の残存容量均一化装置の構成は、基本的には第１実施形態のものと同じである。ただし、図８に示すように、第３実施形態における制御部４０は、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２のオン／オフを制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部４１の他に、電圧測定部４２と、閾値設定部４３と、オン時間検出部４４とを有している。
【００９１】
電圧測定部４２は、インダクタンス２０の他端１０２の端子電圧、即ち、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２との間のノード１０２の端子電圧を測定する。また、閾値設置部４３は、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が同時に非導通時の端子電圧を中間電位Ｖ０とし、中間電位Ｖ０に対して高電位側に所定のオフセットを設けた第１閾値電圧Ｖｔｈ１と、中間電位Ｖ０に対して低電位側に所定のオフセットを設けた第２閾値電圧Ｖｔｈ２とを設定する。そして、オン時間検出部４４は、測定された端子電圧と第１閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較して、第１スイッチング素子３１が導通状態である第１オン時間τ01を求め、且つ、測定された端子電圧と第２閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較して、第２スイッチング素子３２が導通状態である第２オン時間τ02を求める。
なお、第１閾値電圧Ｖｔｈ１のオフセット量と、第２閾値電圧Ｖｔｈ２のオフセット量とは等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００９２】
ここで、図９に、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の中間ノード１０２の端子電圧を曲線Ｉで示す。第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を構成するＭＯＳＦＥＴでは、ゲート駆動電圧の変化に対するドレイン電流の変化は、ある程度の時間遅れを伴うことが知られている。このため、曲線Ｉに示すように、端子電圧の電圧波形がなまった形状となることがある。その結果、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の正確な逆比からずれてしまうおそれがある。
【００９３】
そこで、本実施形態では、オン時間検出部４４は、曲線Ｉで示された端子電圧が、第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上となっている時間を第１オン時間τ01として求め、また、端子電圧が、第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下となっている時間を第２オン時間τ01として求める。そして、駆動信号出力部４１は、第１オン時間τ01と第２オン時間τ02との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、駆動信号をフィードバック制御する。例えば、二次電池の数の比率が「１：１」である場合に、第１オン時間τ01と第２オン時間τ02とが等しくなるようにフィードバック制御が行われる。第３実施形態では、組電池を構成する二次電池の数に関係なく、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が一対だけであるため、フィードバック制御を容易に行うことができる。
【００９４】
なお、オン時間検出部４４は、端子電圧を示す曲線Ｉと第１閾値電圧Ｖｔｈ１を表す線とで囲まれた面積と、曲線Ｉと第２閾値電圧Ｖｔｈ２を表す線とで囲まれた面積との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、駆動信号をフィードバック制御してもよい。
【００９５】
（第４実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第１の残存容量均一化装置セットの実施例を説明する。図１０は、第４実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
図１０に示すように、第４実施形態による残存容量均一化装置セットは、２つ組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した１５の二次電池１１〜２５の残存容量を均一化する２組の残存容量均一化装置１及び２から構成された残存容量均一化装置セットである。
【００９６】
１つ目の残存容量均一化装置１は、組電池セットのうち、直列接続した二次電池１１〜１８により構成された第１の組電池の残存容量を均一化するためのものである。また、２つ目の残存容量均一化装置２は、組電池セットのうち直列接続した二次電池１８〜２５により構成された第２の組電池の残存容量を均一化するためのものである。
【００９７】
２つの残存容量均一化装置１及び２は、それぞれ独立に、第１実施形態で説明した動作により、各組電池に含まれる二次電池の残存容量をそれぞれ均一化する。その際に、二次電池１８が、２つの組電池に共通に含まれているため、二つの組電池からなる組電池セットに含まれる全ての二次電池１１〜２５の残存容量が均一化される。
【００９８】
なお、２つの残存容量均一化装置１及び２は、同時に駆動してもよいし、交互に駆動してもよい。また、２つの組電池が共有する二次電池は、２つ以上であってもよい。また、２つの残存容量均一化手段が対象とする二次電池の数は、互いに等しくてもよいし、ことなっていてもよい。さらに、３つ以上の残存容量均一化手段により、組電池セットの二次電池を分担して、残存容量の均一化を図ってもよい。
【００９９】
このように、２つの残存容量均一化手段によって、組電池セットの二次電池を分担して残存容量均一化を行うことによって、残存容量均一化手段の第１及び第２スイッチング素子に印加される電圧が緩和される。例えば、１つ当たり４Ｖの電圧を有する二次電池を１００個直列接続した組電池を、１つの残存容量均一化手段によって均一化させる場合、その第１及び第２スイッチング素子３１及び３２は、４００Ｖの耐電圧が要求される。しかし、この組電池を２つの残存容量均一化手段で分担すれば、各均等化手段の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧は２００Ｖに低減される。さらに、この組電池を４の残存容量均一化手段で均等に分担すれば、各均等化手段の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧は１００Ｖまで低減される。
【０１００】
（第５実施形態）
次に、図１１〜図１４を参照して、本発明の第２の残存容量均一化装置及び第２の残存容量均一化方法の実施形態を説明する。図１１は、第５実施形態による残存容量均一化装置の回路図である。
【０１０１】
第５実施形態による残存容量均一化装置は、組電池１０を構成する直列接続された８つの二次電池１１〜１８の残存容量（ＳＯＣ）を均一化するためのものである。
なお、図１１には、８つの二次電池１１〜１８が直列接続された組電池１０を対象とした例を示すが、二次電池の数はこれに限定されない。二次電池の数は、好ましくは３つ以上であり、より好ましくは４つ以上である。
【０１０２】
組電池１０の最高電位端子、即ち、二次電池１１の高電位側端子に、第１スイッチング素子３１の一端が接続されている。また、組電池１０の最低電位端子、即ち、二次電池１８の低電位側端子に、第２スイッチング素子３２の一端が接続されている。そして、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の他端、即ち、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素３２との間に、インダクタンス２０の一端が接続されている。インダクタンス２０の他端は、切替えスイッチ群５３を介して、複数の二次電池の間の各ノードと接続されている。
【０１０３】
第１及び第２スイッチング素子３１及び３２のオン／オフ、及び切替えスイッチ群５３の各切替えスイッチＳ１〜Ｓ７のオン／オフは、制御部４０によって制御される。
なお、図１１では、各切替えスイッチＳ１〜Ｓ７それぞれのオン／オフを制御する制御信号を、制御部４０から各切替えスイッチＳ１〜Ｓ７に送る配線の図示を省略している。
【０１０４】
制御部４０は、切替えスイッチ群５３から切替えスイッチを一つずつ次々に選択して導通状態（オン）にする。選択された切替えスイッチが導通状態となることによって、その選択された切替えスイッチ、その切替えスイッチと接続したノードよりも高電位側に接続された二次電池、第１スイッチング素子３１及びインダクタンス２０を含む第１閉回路が形成される。同時に、その選択された切替えスイッチ、その切替えスイッチと接続したノードよりも低電位側に接続された二次電池、第２スイッチング素子３２、及びインダクタンス２０を含む第２閉回路が形成される。
【０１０５】
第１及び第２閉回路の組合せが、所定期間Ｔ＝１００ｍｓごとに切り替えられるように、制御部４０は、下記の動作例のように、切替えスイッチＳ１〜Ｓ７を順次に選択する。
なお、所定期間は、原則的に、第１及び第２閉回路の各組合せにおいて、互いに同一の長さであってもよいし、互いに異なった長さであってもよい。例えば、第１閉回路に含まれる二次電池の残存容量と、第２閉回路に含まれる二次電池の残存容量との差が大きい場合には、その組合せにおける通電期間の長さを、他の組合せにおける通電期間の長さよりも長くすることが好ましい。
【０１０６】
制御部４０はまた、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を交互にオン／オフさせる。本実施形態では、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２は、周期τ＝５μｓ、即ち、周波数ｆ＝２００ｋＨｚでオン／オフする。
【０１０７】
ここで、制御部４０は、以下に詳細に説明するように、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を交互にオン／オフさせる。
【０１０８】
そして、制御部４０は、切替えスイッチＳ１〜Ｓ７を次々に選択するサイクルを繰り返す。
なお、上記サイクルは、組電池が車両に搭載されている場合、車両の電源スイッチが投入されている間中、又は、組電池に車両外部の充電装置が接続されている間中、繰り返すのが好ましい。
【０１０９】
次に、図１２〜図１４のタイミングチャートを参照して、第５実施形態の均等化装置の動作例、即ち、第１の残存容量均一化方法の例について説明する。
【０１１０】
まず、図１２に示すように、期間Ｔ１の間、切替えスイッチ群５３から選択された切替えスイッチＳ１が、それぞれ導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ１と、二次電池１１とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ１と、７つの二次電池１２〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１１１】
ここで、図１３（ａ）に、期間Ｔ１における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ１の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「１」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「７」である。このため、期間Ｔ１の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「１」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「７」との比率「１：７」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「７：１」となる。
【０１１２】
すなわち、期間Ｔ１の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、８７．５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの約１２．５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
なお、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が同時に導通状態となることを防止するため、期間τ01と期間τ02との間には、デッドタイムが設けられている。このデッドタイムは、例えば、５００ｎｓである。
【０１１３】
このように、期間Ｔ１の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「７：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の二次電池１１の電圧Ｖ11と、第２閉回路中の７つの二次電池１２〜１８の合計電圧（Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）の（１／７）倍の電圧とが等しくなる。したがって、「Ｖ11＝（Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）×（１／７）」となる。
【０１１４】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ２の間、切替えスイッチ群５３から新たに選択された切替えスイッチＳ２が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ２と、２つの二次電池１１及び１２とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ２と、６つの二次電池１３〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１１５】
ここで、図１３（ｂ）に、期間Ｔ２における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ２の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「２」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「６」である。このため、期間Ｔ２の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「２」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「６」との比率「２：６」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「６：２」となる。
【０１１６】
すなわち、期間Ｔ２の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、７５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの約２５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１１７】
このように、期間Ｔ２の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「６：２」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の２つの二次電池１１及び１２の合計電圧（Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の６つの二次電池１３〜１８の合計電圧（Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）の（２／６）倍の電圧とが等しくなる。したがって、「（Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）×（２／６）」となる。
【０１１８】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ３の間、切替えスイッチ群５３から新たに選択された切替えスイッチＳ３が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ３と、３つの二次電池１１〜１３とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ３と、５つの二次電池１４〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１１９】
ここで、図１３（ｃ）に、期間Ｔ３における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ３の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「３」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「５」である。このため、期間Ｔ３の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「３」と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数「５」との比率「３：５」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「５：３」となる。
【０１２０】
すなわち、期間Ｔ３の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、６２．５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの３７．５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１２１】
このように、期間Ｔ３の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「５：３」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の３つの二次電池１１〜１３の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13）と、第２閉回路中の５つの二次電池１４〜１８の合計電圧（Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）の（３／５）倍の電圧とが等しくなる。したがって、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13）＝（Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）×（３／５）」となる。
【０１２２】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ４の間、第１切替えスイッチ群５３から新たに選択された切替えスイッチＳ４が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ４と、４つの二次電池１１〜１４とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、第２切替えスイッチＳ４と、４つの二次電池１５〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１２３】
ここで、図１３（ｄ）に、期間Ｔ４における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ４の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「４」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数も「４」である。このため、期間Ｔ４の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「４」と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数「４」との比率「４：４」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：１」となる。
【０１２４】
すなわち、期間Ｔ４の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、５０％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの５０％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１２５】
このように、期間Ｔ４の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：１」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の４つの二次電池１１〜１４の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）と、第２閉回路中の４つの二次電池１５〜１８の電圧（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）とが等しくなる。したがって、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14）＝（Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）」となる。
【０１２６】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ５の間、第１切替えスイッチ群５３から新たに選択された切替えスイッチＳ５が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、第１切替えスイッチＳ５と、５つの二次電池１１〜１５とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ５と、３つの二次電池１６〜１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１２７】
ここで、図１４（ａ）に、期間Ｔ５における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ５の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「５」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「３」である。このため、期間Ｔ５の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「５」と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数「３」との比率「５：３」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「３：５」となる。
【０１２８】
すなわち、期間Ｔ５の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、３７．５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの６２．５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１２９】
このように、期間Ｔ５の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「３：５」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の５つの二次電池１１〜１５の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15）と、第２閉回路中の３つの二次電池１６〜１８の電圧（Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）の（５／３）倍とが等しくなる。したがって、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15）＝（Ｖ16＋Ｖ17＋Ｖ18）×（５／３）」となる。
【０１３０】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ６の間、切替えスイッチ群５３から新たに選択された第１切替えスイッチＳ６が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、第１切替えスイッチＳ６と、６つの二次電池１１〜１６とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ６と、２つの二次電池１７及び１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１３１】
ここで、図１４（ｂ）に、期間Ｔ６における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ６の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「６」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「２」である。このため、期間Ｔ６の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「６」と前記第２閉回路に含まれる二次電池の数「２」との比率「６：２」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「２：６」となる。
【０１３２】
すなわち、期間Ｔ６の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、２５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの７５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１３３】
このように、期間Ｔ６の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「２：６」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の６つの二次電池１１〜１６の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16）と、第２閉回路中の２つの二次電池１７及び１８の電圧（Ｖ17＋Ｖ18）の（６／２）倍の電圧とが等しくなり、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16）＝（Ｖ17＋Ｖ18）×（６／２）」となる。
【０１３４】
続いて、図１２に示すように、期間Ｔ７の間、第１切替えスイッチ群５３から選択された切替えスイッチＳ７が導通状態（オン）となる。その結果、図１１において、第１スイッチング素子３１と、インダクタンス２０と、切替えスイッチＳ７と、７つの二次電池１１〜１７とを含む第１閉回路が形成されるとともに、第２スイッチング素子３２と、インダクタンス２０と、第２切替えスイッチＳ７と、１つの二次電池１８とを含む第２閉回路が形成される。
【０１３５】
ここで、図４（ｃ）に、期間Ｔ７における第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングチャートを模式的に示す。
期間Ｔ７の第１閉回路に含まれる二次電池の数は「７」であり、第２閉回路に含まれる二次電池の数は「１」である。このため、期間Ｔ７の間、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数「７」と第２閉回路に含まれる二次電池の数「１」との比率「７：１」の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子を交互にオン／オフさせる。したがって、第１スイッチング素子３１の導通時間と第２スイッチング素子３２の導通時間との比率は、「１：７」となる。
【０１３６】
すなわち、期間Ｔ７の間、第１スイッチング素子３１は、周期τのうち、１２．５％のデューティー率のオン期間τ01の間だけ導通状態となり、第２スイッチング素子３２は、周期τのうち、残りの８７．５％のデューティー率のオン期間τ02の間だけ導通状態となる。
【０１３７】
このように、期間Ｔ７の間、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２が交互に「１：７」の比率で開閉することによって、第１閉回路中の７つの二次電池１１〜１７の合計電圧（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）と、第２閉回路中の１つの二次電池１８の電圧（Ｖ18）の７倍の電圧とが等しくなり、「（Ｖ11＋Ｖ12＋Ｖ13＋Ｖ14＋Ｖ15＋Ｖ16＋Ｖ17）＝（Ｖ18）×７」となる。
【０１３８】
そして、上記の期間Ｔ１〜Ｔ７のサイクルを繰り返すことによって、各二次電池１１〜１８の残存容量、即ち、電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が、互いに等しくなるように収束する。すなわち、実質的に、「Ｖ11＝Ｖ12＝Ｖ13＝Ｖ14＝Ｖ15＝Ｖ16＝Ｖ17＝Ｖ18」となる。これにより、各二次電池１１〜１８の残存容量の均等化を図ることができる。
【０１３９】
このように、本実施形態による残存容量均一化装置及び方法によれば、１つのインダクタンス及び一対のスイッチング素子を利用して、組電池を構成する直列接続した複数の二次電池の残存容量の均一化を図ることができる。そして、二次電池の数が増加しても、インダクタンス及びスイッチング素子の数を増加する必要はない。このため、二次電池の数が増加しても、装置寸法及びコストの増大の回避を図ることができ、また、スイッチング素子による騒音の増大の回避を図ることができる。
【０１４０】
なお、本実施形態では、８つの二次電池の残存容量を均等化する例を説明したが、二次電池の数は、これに限定されず、例えば、１００個以上直接接続した二次電池の残存容量を均等化することもできる。
【０１４１】
また、本実施形態では、最高電位端子側の切替えスイッチＳ１から順番に導通状態とした例について説明したが、本発明では、切替えスイッチの選択順序はこれに限定されず、例えば、最低電池端子側の切替えスイッチＳ７から順番に切替えスイッチを選択するようにしてもよい。また、全ての切替えスイッチを順次に選択してもよいし、そのうちの一部の切替えスイッチだけを順次に選択するサイクルを繰り返ようにしてもよい。
【０１４２】
また、上記の第５実施形態による残存容量均一化装置に、上記の第２実施形態において説明した技術を組み合わせてもよい。すなわち、第５実施形態による残存容量均一化手段において、制御部４０が、第１及び第２閉回路の組合せごとに、所定期間中、第１スイッチング素子３１の導通時間τ01と第２スイッチング素子３２の導通時間τ02との比率を維持したまま、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２のオン／オフ１周期あたりの第１及び第２スイッチング素子それぞれの導通時間τ01及びτ02を、当該所定期間の開始時に短くし、時間の経過に従って徐々に長くするようにしてもよい。
【０１４３】
また、上記の第５実施形態による残存容量均一化装置に、上記の第３実施形態において説明した技術を組み合わせてもよい。すなわち、第５実施形態による残存容量器に塚手段において、制御部４０が、第１スイッチング素子３１が導通状態である第１オン時間τ01と第２スイッチング素子３２が導通状態である第２オン時間τ02との比率が、第１閉回路に含まれる二次電池の数と第２閉回路に含まれる二次電池の数との比率の逆比となるように、第１及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する駆動信号をフィードバック制御するようにしてもよい。
【０１４４】
ところで、第５実施形態の残存容量均一化装置を接続した組電池を充電する際に、この残存容量均一化装置を利用して、個々の組電池の充電電圧を変更することができる。
組電池を構成する一つの二次電池が満充電の場合に、満充電以上の充電を行おうとすると、その二次電池の温度が上昇する。一般に、二次電池の温度が上昇して、所定値に達することが検知されると、充電は中止される。その場合、直列接続された他の二次電池が満充電になっていないことがある。そこで、この残存容量均一化装置を利用すれば、満充電となって温度上昇した二次電池の充電電圧目標値を小さくして発熱を抑制した上で、他の二次電池の所定電圧を印加して充電を継続させることができる。
【０１４５】
図１１に示す組電池１０の最低電位端子を接地し、最高電位端子に外部充電器を接続した場合、組電池１０には全体電圧Ｖａが印加される。ここで、切替えスイッチＳ７を接続して、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２を「１：７」の比率で交互に導通状態とすることにより、二次電池１８に全体電圧Ｖａの（１／８）が充電される。その際、比率を調整することによって、二次電池１８を任意の電圧で充電することができる。
【０１４６】
続いて、切替えスイッチＳ６を接続し、二次電池１８の電圧（Ｖａ／８）に電圧αを加えた電圧で充電するように、第１及び第２スイッチング素子３１及び３２の交互に導通状態となる時間の比率を調整する。その結果、二次電池１７が電圧αで充電される。このように、第５実施形態による残存容量均一化装置を利用して個々の二次電池の電圧を個別に制御することができる。
【０１４７】
（第６実施形態）
次に、図１５を参照して、本発明の第２の残存容量均一化装置セットの実施例を説明する。図１５は、第６実施形態による残存容量均一化装置セットの回路図である。
図１５に示すように、第６実施形態による残存容量均一化装置セットは、２つ組電池を直列接続した組電池セットを構成する直列接続した１５の二次電池１１〜２５の残存容量を均一化する２組の残存容量均一化装置１及び２から構成された残存容量均一化装置セットである。
【０１４８】
１つ目の残存容量均一化装置３は、組電池セットのうち、直列接続した二次電池１１〜１８により構成された第１の組電池の残存容量を均一化するためのものである。また、２つ目の残存容量均一化装置４は、組電池セットのうち直列接続した二次電池１８〜２５により構成された第２の組電池の残存容量を均一化するためのものである。
【０１４９】
２つの残存容量均一化装置３及び４は、それぞれ独立に、第５実施形態で説明した動作により、各組電池に含まれる二次電池の残存容量をそれぞれ均一化する。その際に、二次電池１８が、２つの組電池に共通に含まれているため、二つの組電池からなる組電池セットに含まれる全ての二次電池１１〜２５の残存容量が均一化される。
【０１５０】
なお、２つの残存容量均一化装置３及び４は、同時に駆動してもよいし、交互に駆動してもよい。また、２つの組電池が共有する二次電池は、２つ以上であってもよい。また、２つの残存容量均一化手段が対象とする二次電池の数は、互いに等しくてもよいし、異なってもよい。さらに、３つ以上の残存容量均一化手段により、組電池セットの二次電池を分担して、残存容量の均一化を図ってもよい。
【０１５１】
このように、２つの残存容量均一化手段によって、組電池セットの二次電池を分担して残存容量均一化を行うことによって、残存容量均一化手段の第１及び第２スイッチング素子に印加される電圧が緩和される。例えば、１つ当たり４Ｖの電圧を有する二次電池を１００個直列接続した組電池を、１つの残存容量均一化手段によって均一化させる場合、その第１及び第２スイッチング素子３１及び３２は、４００Ｖの耐電圧が要求される。しかし、この組電池を２つの残存容量均一化手段で分担すれば、各均等化手段の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧は２００Ｖに低減される。さらに、この組電池を４つの残存容量均一化手段で均等に分担すれば、各均等化手段の第１及び第２スイッチング素子に要求される耐電圧は１００Ｖまで低減される。
【符号の説明】
【０１５２】
１〜４  残存容量均一化装置
１０  組電池
１１〜１８  二次電池
２０  インダクタンス
３１  第１スイッチング素子
３２  第２スイッチング素子
４０  制御部
４１  駆動信号出力部
４２  電圧測定部
４３  閾値設置部
４４  オン時間検出部
５１  第１切替えスイッチ群
５２  第２切替えスイッチ群
５３  切替えスイッチ群
１０１  基準ノード
【図１】
2012023925.tif 000003
【図２】
2012023925.tif 000004
【図３】
2012023925.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012023925.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】
2012023925.tif 000012
【図１１】
2012023925.tif 000013
【図１２】
2012023925.tif 000014
【図１３】
2012023925.tif 000015
【図１４】
2012023925.tif 000016
【図１５】
2012023925.tif 000017