(57)【要約】【課題】蓄電セルに過電流が流れる場合がある。【解決手段】第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、インダクタの他端と第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、インダクタに直列に接続され、インダクタに流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、インダクタに流れる電流を制限する電流制限素子とを備える。【選択図】図２
2012191679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、
前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と前記第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、
前記インダクタの他端と前記第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、
前記インダクタに直列に接続され、前記インダクタに流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、前記インダクタに流れる電流を制限する電流制限素子と、
を備える、バランス補正装置。
【請求項２】
前記電流制限素子が、前記第１の蓄電セルの一端および前記第２の蓄電セルの一端の接続点と、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続点との間に、前記インダクタに直列に接続される、
請求項１に記載のバランス補正装置。
【請求項３】
前記電流制限素子が、
前記第１の蓄電セルの他端と、前記第１のスイッチング素子との間に、前記インダクタに直列に接続される第１の電流制限素子と、
前記第２の蓄電セルの他端と、前記第２のスイッチング素子との間に、前記インダクタに直列に接続される第２の電流制限素子と、
を有する、
請求項１または請求項２に記載のバランス補正装置。
【請求項４】
前記電流制限素子が、ヒューズである、
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
【請求項５】
前記ヒューズが、過電流遮断型ヒューズまたは温度ヒューズである、
請求項４に記載のバランス補正装置。
【請求項６】
直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルと、
前記第１の蓄電セルおよび前記第２の蓄電セルの電圧を均等化させる、請求項１から請求項５までの何れか一項に記載のバランス補正装置と、
を備える、蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス補正装置および蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直列接続された多数の蓄電セルを使用するときに、蓄電セル間の電圧にバラつきが生じると、蓄電セルの寿命が短くなる場合がある。そこで、インダクタ、スイッチング素子およびスイッチング素子の駆動回路を備え、蓄電セル間の電圧を均等化させるバランス補正回路が提案されている（特許文献１〜３を参照。）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）特開２００６−０６７７４８号公報
（特許文献２）特開２００８−０１７６０５号公報
（特許文献３）特開２００９−２３２６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のバランス補正回路においては、何らかの原因によりスイッチング素子が閉じたままになると、蓄電セルに過電流が流れる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、インダクタの他端と第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、インダクタに直列に接続され、インダクタに流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、インダクタに流れる電流を制限する電流制限素子とを備えるバランス補正装置が提供される。
【０００５】
上記のバランス補正装置において、電流制限素子が、第１の蓄電セルの一端および第２の蓄電セルの一端の接続点と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続点との間に、インダクタに直列に接続されてよい。上記のバランス補正装置において、電流制限素子が、第１の蓄電セルの他端と、第１のスイッチング素子との間に、インダクタに直列に接続される第１の電流制限素子と、第２の蓄電セルの他端と、第２のスイッチング素子との間に、インダクタに直列に接続される第２の電流制限素子とを有してよい。
【０００６】
上記のバランス補正装置において、電流制限素子が、ヒューズであってよい。上記のバランス補正装置において、ヒューズが、過電流遮断型ヒューズまたは温度ヒューズであってよい。
【０００７】
本発明の第２の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルと、第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルの電圧を均等化させる上記の記載のバランス補正装置とを備える、蓄電システムが提供される。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。
【図２】蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。
【図３】蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。
【図４】蓄電システム４１０の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
【００１１】
図１は、蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。装置１００は、モータ１０２と、蓄電システム１１０とを備える。装置１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、昇降機などの輸送装置であってよい。装置１００は、ＰＣ、携帯電話などの電気機器であってよい。モータ１０２は、蓄電システム１１０に電気的に接続され、蓄電システム１１０の供給する電力を利用する。モータ１０２は、回生ブレーキとして使用されてもよい。モータ１０２は、電力負荷の一例であってよい。
【００１２】
蓄電システム１１０は、モータ１０２に電気的に接続され、モータ１０２に電力を供給する（蓄電システムの放電という場合がある。）。蓄電システム１１０は、図示されない充電装置に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄える（蓄電システムの充電という場合がある。）。
【００１３】
蓄電システム１１０は、端子１１２と、端子１１４と、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８を含む直列に接続された複数の蓄電セルと、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６を含む複数のバランス補正回路とを有する。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正装置の一例であってよい。
【００１４】
ここで、「電気的に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。ある要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、ある要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、ある要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正回路とが電気的に接続されたときに、ある要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直列に電気的に接続されることを示す。
【００１５】
端子１１２および端子１１４は、モータ１０２、充電装置などのシステム外部の装置と、蓄電システム１１０とを電気的に接続する。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、直列に接続される。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、二次電池またはキャパシタであってよい。蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、リチウムイオン電池であってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８のそれぞれは、複数の蓄電セルを含んでもよい。
【００１６】
例えば、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間で、製造品質、劣化の程度などが異なる場合、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電池特性に差が生じる場合がある。電池特性としては、電池容量、または、放電時間に対する電池電圧の関係を示す放電電圧特性を例示することができる。例えば、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになる。
【００１７】
蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電池特性が異なる場合、蓄電システム１１０の充電完了時に蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の放電が進行するにつれて、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。また、蓄電システム１１０の充電開始時に蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の充電が進行するにつれて、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。
【００１８】
蓄電セル１２２および蓄電セル１２４は、利用可能な充電レベル（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣという場合がある。）の範囲が予め定められているので、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じると、蓄電システム１１０の利用効率が悪化する。そこで、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることで、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
【００１９】
バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の端子１１２側の一端（正極側という場合がある。）と、蓄電セル１２２の端子１１４側の一端（負極側という場合がある。）と蓄電セル１２４の正極側との接続点１４３とに電気的に接続される。バランス補正回路１３２は、接続点１４３と、蓄電セル１２４の負極側と蓄電セル１２６の正極側との接続点１４５とに電気的に接続される。
【００２０】
図示していないが、バランス補正回路１３２は、接続点１４３と電気的に接続するインダクタを有してよい。バランス補正回路１３２と、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４とを、上記のように電気的に接続することで、蓄電セル１２２および上記のインダクタを含む第１の回路と、蓄電セル１２４および上記のインダクタを含む第２の回路が形成される。バランス補正回路１３２は、第１の回路と、第２の回路とに交互に電流を流す。これにより、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
【００２１】
バランス補正回路１３４は、蓄電セル１２４および蓄電セル１２６の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３４は、接続点１４３と、接続点１４５と、蓄電セル１２６の負極側と蓄電セル１２８の正極側との接続点１４７とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３６は、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３６は、接続点１４５と、接続点１４７と、蓄電セル１２８の負極側とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路１３２と同様の構成を有してよい。
【００２２】
図２は、蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。蓄電システム２１０は、端子２１２と、端子２１４と、直列に接続された蓄電セル２２２および蓄電セル２２４と、バランス補正回路２３２とを備える。バランス補正回路２３２は、バランス補正装置の一例であってよい。蓄電セル２２２は、第１の蓄電セルの一例であってよい。蓄電セル２２４は、第２の蓄電セルの一例であってよい。
【００２３】
端子２１２および端子２１４は、それぞれ、蓄電システム１１０の端子１１２および端子１１４と同様の構成を有してよい。蓄電セル２２２および蓄電セル２２４は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６または蓄電セル１２８と同様の構成を有してよい。また、蓄電システム１１０は、蓄電システム２１０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。
【００２４】
バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路２３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、制御信号発生部２７２と、ダイオード２８２と、ダイオード２８４と、ヒューズ２９０とを備える。スイッチング素子２５２は、第１のスイッチング素子の一例であってよい。スイッチング素子２５４は、第２のスイッチング素子の一例であってよい。ヒューズ２９０は、電流制限素子の一例であってよい。
【００２５】
バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２の正極側と、蓄電セル２２２の負極側と蓄電セル２２４の正極側との接続点２４３とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２２と、スイッチング素子２５２と、ヒューズ２９０と、インダクタ２５０とを含む第１の開閉回路が形成される。バランス補正回路２３２は、接続点２４３と、蓄電セル２２４の負極側とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２４と、インダクタ２５０と、ヒューズ２９０と、スイッチング素子２５４とを含む第２の開閉回路が形成される。接続点２４３は、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点の一例であってよい。
【００２６】
インダクタ２５０は、一端が接続点２４３に電気的に接続される。インダクタ２５０の他端は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の接続点２６３に電気的に接続されてよい。スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が交互にオン動作およびオフ動作（オン・オフ動作という場合がある。）を繰り返すと、インダクタ２５０にはインダクタ電流ＩＬが生じる。
【００２７】
スイッチング素子２５２は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２２の正極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５２は、制御信号発生部２７２から制御信号φ２２を受信して、制御信号φ２２に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第１の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５２は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００２８】
スイッチング素子２５４は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２４の負極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５４は、制御信号発生部２７２から制御信号φ２４を受信して、制御信号φ２４に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第２の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５４は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【００２９】
制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２２と、スイッチング素子２５４のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２４とを発生させる。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２をスイッチング素子２５２に供給する。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２４をスイッチング素子２５４に供給する。
【００３０】
制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が交互にオン・オフ動作を繰り返すように、制御信号φ２２および制御信号φ２４を発生させてよい。これにより、スイッチング素子２５２とスイッチング素子２５４とを交互にオン・オフ動作させることができる。制御信号φ２２および制御信号φ２４は、それぞれ、デューティ比が５０％の方形波であってよい。デューティ比は、方形波の周期に対するＯＮ期間の割合として算出することができる。
【００３１】
制御信号発生部２７２は、予め定められた周期のパルス列を発生するパルス発生器であってよい。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の少なくとも一方のデューティ比を可変制御する可変パルス発生器であってもよい。制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４と同一の基板に形成されてよい。
【００３２】
ダイオード２８２は、スイッチング素子２５２と並列に配され、インダクタ２５０の他端から蓄電セル２２２の正極側への方向に電流を流す。ダイオード２８４は、スイッチング素子２５４と並列に配され、蓄電セル２２４の負極側からインダクタ２５０の他端への方向に電流を流す。ダイオード２８２およびダイオード２８４は、ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードであってよい。
【００３３】
ダイオード２８２およびダイオード２８４を設けることで、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が共にオフ状態となった期間にインダクタ電流ＩＬが残留した場合であっても、当該インダクタ電流ＩＬがダイオード２８２またはダイオード２８４を通して流れ続けることができる。これにより、インダクタ２５０に一旦生じたインダクタ電流ＩＬを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流ＩＬを遮断した場合に生じるサージ電圧の発生を抑制することができる。
【００３４】
ヒューズ２９０は、インダクタ２５０に直列に接続される。ヒューズ２９０は、インダクタ２５０に流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、インダクタ２５０に流れる電流を制限する。ヒューズ２９０がインダクタ２５０に直列に接続されることにより、スイッチング素子２５２、スイッチング素子２５４および制御信号発生部２７２の少なくとも１つが故障して、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の少なくとも１つが閉じたままになった場合であっても、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の少なくとも１つに過電流が流れることを防止することができる。
【００３５】
これにより、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４を保護することができる。例えば、バランス補正回路２３２の出荷前には、半導体素子が、万が一故障した場合であっても蓄電システム２１０の安全性を確保することができることを確認する目的で、任意のバランス補正回路２３２を抽出して、オープン・ショート試験が実施される。オープン・ショート試験においてスイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の少なくとも１つを閉じたまました場合であっても、ヒューズ２９０がインダクタ２５０に直列に接続されているので、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４を保護することができる。その結果、蓄電システム２１０の安全性を確保することができる。
【００３６】
本実施形態において、ヒューズ２９０がインダクタ２５０の他端と接続点２６３との間に配される場合について説明した。しかし、ヒューズ２９０の個数または設置場所はこれに限定されない。ヒューズ２９０は、接続点２４３とインダクタ２５０の一端との間に、インダクタ２５０に直列に接続されてもよい。これにより、単一のヒューズにより、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の両方を保護することができる。
【００３７】
ヒューズ２９０は、過電流遮断型ヒューズまたは温度ヒューズであってよい。本実施形態において、電流制限素子としてヒューズを用いる場合について説明した。しかし、電流制限素子はこれに限定されない。電流制限素子は、温度上昇により内部抵抗が増大するＰＴＣサーミスタであってもよい。電流制限素子は、電流遮断機（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｂｒｅａｋｅｒ）であってもよい。
【００３８】
図３は、蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。図３は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の波形の一例に対応づけて、グラフ３０２、グラフ３０４およびグラフ３０６を示す。グラフ３０２、グラフ３０４およびグラフ３０６において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流ＩＬの大きさを示す。図３において、インダクタ電流ＩＬの大きさは、接続点２６３から接続点２４３に向かって流れる電流（図２において実線の矢印で示す。）を正として表す。
【００３９】
グラフ３０２は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０４は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０６は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。
【００４０】
図３において、制御信号φ２２および制御信号φ２４は、デューティ比が５０％の方形波である。図３に示すように、制御信号φ２２および制御信号φ２４は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理または位相極性を有する。
【００４１】
グラフ３０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合には、スイッチング素子２５２がオン状態のときに、蓄電セル２２２の正極側−スイッチング素子２５２−接続点２６３−ヒューズ２９０−インダクタ２５０−接続点２４３−蓄電セル２２２の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における実線矢印の方向に充電される。
【００４２】
次に、スイッチング素子２５２がオフ状態になり、スイッチング素子２５４がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の一端−接続点２４３−蓄電セル２２４−スイッチング素子２５４−接続点２６３−ヒューズ２９０−インダクタ２５０の他端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２４を充電しながら行われる。図３に示すように、インダクタ電流ＩＬは放電により時間と共に減少し、放電電流が０になると、インダクタ２５０には、放電電流とは逆方向の充電電流が流れるようになる。
【００４３】
ここで、スイッチング素子２５２および制御信号発生部２７２の少なくとも一方の故障により、スイッチング素子２５２が閉じたままになると、接続点２４３と接続点２６３との間に過電流が流れる場合がある。しかし、本実施形態によれば、接続点２４３と接続点２６３との間に流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、ヒューズ２９０が溶断して、インダクタ２５０に流れる電流を制限する。これにより、蓄電セル２２２を保護することができる。
【００４４】
グラフ３０４に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合には、スイッチング素子２５４がオン状態のときに、蓄電セル２２４の正極側−接続点２４３−インダクタ２５０−ヒューズ２９０−接続点２６３−スイッチング素子２５４−蓄電セル２２４の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における点線矢印の方向に充電される。
【００４５】
次に、スイッチング素子２５４がオフ状態になり、スイッチング素子２５２がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の他端−ヒューズ２９０−接続点２６３−スイッチング素子２５２−蓄電セル２２２−接続点２４３−インダクタ２５０の一端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２２を充電しながら行われる。
【００４６】
ここで、スイッチング素子２５４および制御信号発生部２７２の少なくとも一方の故障により、スイッチング素子２５４が閉じたままになると、接続点２４３と接続点２６３との間に過電流が流れる場合がある。しかし、本実施形態によれば、接続点２４３と接続点２６３との間に流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、ヒューズ２９０が溶断して、インダクタ２５０に流れる電流を制限する。これにより、蓄電セル２２４を保護することができる。
【００４７】
上記のように、バランス補正回路２３２が第１の開閉回路と、第２の開閉回路とに交互に電流を流すことで、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタ２５０を介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
【００４８】
グラフ３０６に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合には、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４がオン状態の期間において、インダクタ電流ＩＬの放電と充電とがほぼ等量ずつ実施される。その結果、電圧がほぼバランスした状態を維持することができる。
【００４９】
本実施形態においては、説明を簡単にする目的で、制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比が５０％である場合について説明した。しかし、制御信号φ２２および制御信号φ２４はこれに限定されない。制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてよい。
【００５０】
図４は、蓄電システム４１０の一例を概略的に示す。蓄電システム４１０は、端子２１２と、端子２１４と、直列に接続された蓄電セル２２２および蓄電セル２２４と、バランス補正回路４３２とを備える。バランス補正回路４３２は、バランス補正装置の一例であってよい。
【００５１】
バランス補正回路４３２は、図２に関連して説明した第１の開閉回路および第２の開閉回路のそれぞれが電流制限素子を有する点でバランス補正回路２３２と相違する。その他の点については、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。バランス補正回路２３２の各部と同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を除く。また、蓄電システム１１０は、蓄電システム４１０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路４３２と同様の構成を有してよい。
【００５２】
バランス補正回路４３２は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路４３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、制御信号発生部２７２と、ダイオード２８２と、ダイオード２８４と、ヒューズ４９２と、ヒューズ４９４とを備える。ヒューズ４９２およびヒューズ４９４は、電流制限素子の一例であってよい。
【００５３】
ヒューズ４９２は、蓄電セル２２２の正極側とスイッチング素子２５２との間に配されてよい。これにより、ヒューズ４９２は、スイッチング素子２５２がオン動作したときに、インダクタ２５０と直列に接続される。スイッチング素子２５２および制御信号発生部２７２の少なくとも一方の故障により、スイッチング素子２５２が閉じたままになると、蓄電セル２２２の正極側とスイッチング素子２５２との間に過電流が流れる場合がある。しかし、本実施形態によれば、蓄電セル２２２の正極側とスイッチング素子２５２との間に流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、ヒューズ４９２が溶断して、インダクタ２５０に流れる電流を制限する。これにより、蓄電セル２２２を保護することができる。
【００５４】
ヒューズ４９４は、蓄電セル２２４の負極側とスイッチング素子２５４との間に配されてよい。これにより、ヒューズ４９４は、スイッチング素子２５４がオン動作したときに、インダクタ２５０に直列に接続される。スイッチング素子２５４および制御信号発生部２７２の少なくとも一方の故障により、スイッチング素子２５４が閉じたままになると、蓄電セル２２４の負極側とスイッチング素子２５４との間に過電流が流れる場合がある。しかし、本実施形態によれば、蓄電セル２２４の負極側とスイッチング素子２５４との間に流れる電流の大きさが予め定められた値を超えると、ヒューズ４９４が溶断して、インダクタ２５０に流れる電流を制限する。これにより、蓄電セル２２４を保護することができる。
【００５５】
ヒューズ４９２およびヒューズ４９４の少なくとも一方は、過電流遮断型ヒューズまたは温度ヒューズであってよい。本実施形態において、電流制限素子としてヒューズを用いる場合について説明した。しかし、電流制限素子はこれに限定されない。電流制限素子は、温度上昇により内部抵抗が増大するＰＴＣサーミスタであってもよい。電流制限素子は、電流遮断機であってもよい。
【００５６】
本実施形態において、ヒューズ４９２が、蓄電セル２２２の正極側とスイッチング素子２５２との間に配される場合について説明した。しかし、ヒューズ４９２の個数または設置場所はこれに限定されない。ヒューズ４９２は、インダクタ２５０の他端とスイッチング素子２５２との間に配されてもよい。これにより、ヒューズ４９２は、スイッチング素子２５２がオン動作したときに、インダクタ２５０と直列に接続される。
【００５７】
本実施形態において、ヒューズ４９４が、蓄電セル２２４の負極側とスイッチング素子２５４との間に配される場合について説明した。しかし、ヒューズ４９４の個数または設置場所はこれに限定されない。ヒューズ４９４は、インダクタ２５０の他端とスイッチング素子２５４との間に配されてもよい。これにより、ヒューズ４９４は、スイッチング素子２５４がオン動作したときに、インダクタ２５０と直列に接続される。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１００  装置、１０２  モータ、１１０  蓄電システム、１１２  端子、１１４  端子、１２２  蓄電セル、１２４  蓄電セル、１２６  蓄電セル、１２８  蓄電セル、１３２  バランス補正回路、１３４  バランス補正回路、１３６  バランス補正回路、１４３  接続点、１４５  接続点、１４７  接続点、２１０  蓄電システム、２１２  端子、２１４  端子、２２２  蓄電セル、２２４  蓄電セル、２３２  バランス補正回路、２４３  接続点、２５０  インダクタ、２５２  スイッチング素子、２５４  スイッチング素子、２６３  接続点、２７２  制御信号発生部、２８２  ダイオード、２８４  ダイオード、２９０  ヒューズ、３０２  グラフ、３０４  グラフ、３０６  グラフ、４１０  蓄電システム、４３２  バランス補正回路、４９２  ヒューズ、４９４  ヒューズ 
【図１】
2012191679.tif 000003
【図２】
2012191679.tif 000004
【図３】
2012191679.tif 000005
【図４】
2012191679.tif 000006