(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、複数の電池セルの電圧の均等化と、メインバッテリから補機バッテリへの電力伝送とをする電圧制御装置を提供する。【解決手段】電池セル２ａ〜２ｄ及び補機バッテリ１８に、メインバッテリ３から変圧回路１４を介して電力伝送する電圧制御装置において、電池セル２ａ〜２ｄ及び補機バッテリ１８それぞれに、電力伝送するか否かを切替えるセルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０を設ける。そして、電池セル２ａ〜２ｄの中でばらつき許容範囲外の電圧値を示す電池セルがある場合、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオン状態にする。また、補機バッテリ１８が許される最小の電圧の以下の場合には、補機スイッチ２０をオン状態にする。この後、メインスイッチ９をスイッチングさせることで、選択的に複数の電池セルの電圧の均等化及び補機バッテリ１８の充電ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個以上であるｎ個の電池セルを直列に接続して構成された組電池と、
前記組電池に並列に接続された一次巻線と、
前記一次巻線と直列に接続され、前記一次巻線に電流を供給するか否かを切替えるメインスイッチと、
前記ｎ個の電池セルそれぞれに並列に接続されたｎ個のセル側二次巻線と、
前記ｎ個のセル側二次巻線と前記ｎ個の電池セルのそれぞれの端子間に接続され、前記ｎ個のセル側二次巻線に電流を供給するか否かを切替えるｎ個のセルスイッチと、
前記組電池とは別に備えられた補機バッテリと、
前記補機バッテリに並列に接続された補機側二次巻線と、
前記補機側二次巻線と前記補機バッテリの端子間に接続され、前記補機側二次巻線に電流を供給するか否かを切替える補機スイッチと、
前記メインスイッチと、前記ｎ個のセルスイッチと、前記補機スイッチのオンオフを切替える制御部と、
前記組電池を構成する前記ｎ個の電池セルの電圧平均値に対する前記電池セルの電圧のばらつきの許容範囲である電圧値を示すばらつき許容範囲と、前記補機バッテリが許される最小の電圧値を示す下限電圧値と、を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがある場合には、前記ｎ個のセルスイッチを全てオン状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値以下である場合には、前記補機スイッチをオン状態にし、
前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする電圧制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがない場合には、前記ｎ個のセルスイッチを全てオフ状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値よりも高い場合には、前記補機スイッチをオフ状態にし、
前記ｎ個のセルスイッチ及び前記補機スイッチの少なくともいずれか一方がオン状態の場合に、前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ｎ個のセルスイッチ及び前記補機スイッチのいずれもオフ状態の場合には、前記メインスイッチをスイッチングさせないことを特徴とする請求項２に記載の電圧制御装置。
【請求項４】
２個以上であるｎ個の電池セルを直列に接続して構成された組電池と、
前記組電池に並列に接続された一次巻線と、
前記一次巻線と直列に接続され、前記一次巻線に電流を供給するか否かを切替えるメインスイッチと、
前記ｎ個の電池セルそれぞれに並列に接続されたｎ個のセル側二次巻線と、
前記ｎ個のセル側二次巻線と前記ｎ個の電池セルのそれぞれの端子間に接続され、前記ｎ個のセル側二次巻線に電流を供給するか否かを切替えるｎ個のセルスイッチと、
前記組電池とは別に備えられた補機バッテリと、
前記補機バッテリに並列に接続された補機側二次巻線と、
前記補機側二次巻線と前記補機バッテリの端子間に接続され、前記補機側二次巻線に電流を供給するか否かを切替える補機スイッチと、
前記メインスイッチと、前記ｎ個のセルスイッチと、前記補機スイッチのオンオフを切替える制御部と、
前記組電池を構成する前記ｎ個の電池セルの電圧平均値に対する前記電池セルの電圧のばらつきの許容範囲である電圧値を示すばらつき許容範囲と、前記補機バッテリが許される最小の電圧値を示す下限電圧値と、を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがある場合には、前記電圧平均値よりも低い電圧値を示す前記電池セルに接続された前記セルスイッチをオン状態にし、
前記電圧平均値以上の電圧値を示す前記電池セルに接続された前記セルスイッチをオフ状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値以下である場合には、前記補機スイッチをオン状態にし、
前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする電圧制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがない場合には、前記ｎ個のセルスイッチを全てオフ状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値よりも高い場合には、前記補機スイッチをオフ状態にし、
前記ｎ個のセルスイッチ及び前記補機スイッチのいずれか１個以上がオン状態の場合に、前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする請求項４に記載の電圧制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記ｎ個のセルスイッチ及び前記補機スイッチの全てのスイッチがオフ状態の場合には、前記メインスイッチをスイッチングさせないことを特徴とする請求項５に記載の電圧制御装置。
【請求項７】
２個以上であるｎ個の電池セルを直列に接続して構成された組電池と、
前記組電池に並列に接続された一次巻線と、
前記一次巻線と直列に接続され、前記一次巻線に電流を供給するか否かを切替えるメインスイッチと、
前記ｎ個の電池セルそれぞれに並列に接続されたｎ個のセル側二次巻線と、
前記ｎ個のセル側二次巻線と前記ｎ個の電池セルのそれぞれの端子間に接続された、前記ｎ個のセル側二次巻線に電流を供給するか否かを切替えるｎ個のセルスイッチと、
前記組電池とは別に備えられた補機バッテリと、
前記補機バッテリに並列に接続された補機側二次巻線と、
前記補機側二次巻線と前記補機バッテリの端子間に接続され、前記補機側二次巻線に電流を供給するか否かを切替える補機スイッチと、
前記メインスイッチと、前記ｎ個のセルスイッチと、前記補機スイッチのオンオフを切替える制御部と、
前記組電池を構成する前記ｎ個の電池セルの電圧平均値に対する前記電池セルの電圧のばらつきの許容範囲である電圧値を示すばらつき許容範囲と、前記補機バッテリが許される最小の電圧値を示す下限電圧値と、を記憶する記憶部と、
を備える電圧制御装置の電圧制御方法において、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがある場合には、前記ｎ個のセルスイッチを全てオン状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値以下である場合には、前記補機スイッチをオン状態にし、
前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする電圧制御方法。
【請求項８】
２個以上であるｎ個の電池セルを直列に接続して構成された組電池と、
前記組電池に並列に接続された一次巻線と、
前記一次巻線と直列に接続され、前記一次巻線に電流を供給するか否かを切替えるメインスイッチと、
前記ｎ個の電池セルそれぞれに並列に接続されたｎ個のセル側二次巻線と、
前記ｎ個のセル側二次巻線と前記ｎ個の電池セルのそれぞれの端子間に接続され、前記ｎ個のセル側二次巻線に電流を供給するか否かを切替えるｎ個のセルスイッチと、
前記組電池とは別に備えられた補機バッテリと、
前記補機バッテリに並列に接続された補機側二次巻線と、
前記補機側二次巻線と前記補機バッテリの端子間に接続され、前記補機側二次巻線に電流を供給するか否かを切替える補機スイッチと、
前記メインスイッチと、前記ｎ個のセルスイッチと、前記補機スイッチのオンオフを切替える制御部と、
前記組電池を構成する前記ｎ個の電池セルの電圧平均値に対する前記電池セルの電圧のばらつきの許容範囲である電圧値を示すばらつき許容範囲と、前記補機バッテリが許される最小の電圧値を示す下限電圧値と、を記憶する記憶部と、
を備える電圧制御装置の電圧制御方法において、
前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがある場合には、前記電圧平均値よりも低い電圧値を示す前記電池セルに接続された前記セルスイッチをオン状態にし、
前記電圧平均値以上の電圧を示す前記電池セルに接続された前記セルスイッチをオフ状態にし、
前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値以下である場合には、前記補機スイッチをオン状態にし、
前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする電圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインバッテリを構成する複数の電池セルの電圧を均等化する電圧制御装置に関し、特には、メインバッテリから補機バッテリに電力を伝送する機能を併せ持つ電圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリット車や電気自動車等に搭載されるリチウムイオン電池等の電池セルは、高電圧を得るために、複数の電池セルを直列に接続した組電池（以下、メインバッテリという。）として用いられている。
【０００３】
このようなメインバッテリを構成する各電池セルの電圧（以下、セル電圧という。）がばらつくと、電池セルの劣化が加速的に進行したり、利用可能なエネルギー量が低下したりする。したがって、各セル電圧は均等であることが望ましい。しかし、各電池セルの容量、内部抵抗及び自己放電率等が不均一であることに起因して、各セル電圧にばらつきが発生することがある。そこで、従来から、各セル電圧を均等化するための電圧均等化回路を用いて各セル電圧のばらつきを解消することが提案されている。
【０００４】
さらに、ハイブリッド車や電気自動車等の発電機や走行用のモータ等の負荷に接続される高電圧のメインバッテリの電力を伝送して、車輌伝送系や制御系等（以下、補機負荷という。）が接続される低電圧の補機バッテリを充電することが提案されている。
【０００５】
上記のセル電圧の均等化と、メインバッテリの電力を伝送して補機バッテリを充電する２つの機能を同時に搭載する為に、以下のような構成が従来から用いられている。
図６は、従来のメインバッテリと補機バッテリとの電圧制御装置を示す構成図である。
【０００６】
図６の構成の場合には、電圧均等化回路６０１によりメインバッテリ６０２のセル電圧を均等化する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０３によりメインバッテリ６０２の高電圧を変換して電力を伝送することにより、補機負荷６０５に接続する低電圧の補機バッテリ６０４を充電している。
【０００７】
しかし、上記の従来技術では、メインバッテリ６０２の電圧均等化と、補機バッテリ６０４の充電をするために、電圧均等化回路６０１と、ＤＣ／ＤＣコンバータとを備える構成になり、回路規模が大きくなる。
【０００８】
さらに、別の構成として、以下の技術が開示されている。
特許文献１には、互いに接続されて主バッテリを構成する複数の電池ブロックそれぞれに、ＤＣ／ＤＣコンバータを接続して、補機バッテリとの間で電力伝送を行なう。そして、個々のＤＣ／ＤＣコンバータを独立に制御することで、各電池ブロックの蓄電状態のばらつきを解消し、かつ、補機バッテリの充電を行なうことが記載されている。
【０００９】
しかし、特許文献１では、複数の電池ブロックそれぞれにＤＣ／ＤＣコンバータを接続する構成の為、回路規模が大きくなる。さらに、各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御を別々に行なわなければならない為、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御に、それぞれのデューティー比を算出しなければならない等、制御が複雑になる。
【００１０】
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０３を用いて、メインバッテリ６０２から補機バッテリ６０４へ電力を伝送すると、回路規模が大きくなると言う問題があった。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０３を用いると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０３の起動制御だけでなく、出力電圧の調整に複数のＤＣ／ＤＣコンバータ６０３のデューティー制御が必要となる等、制御が複雑になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−５５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、複数の電池セルの電圧の均等化と、メインバッテリから補機バッテリへの電力伝送とをする電圧制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、２個以上であるｎ個の電池セルを直列に接続して構成された組電池と、前記組電池に並列に接続された一次巻線と、前記一次巻線と直列に接続され、前記一次巻線に電流を供給するか否かを切替えるメインスイッチと、前記ｎ個の電池セルそれぞれに並列に接続されたｎ個のセル側二次巻線と、前記ｎ個のセル側二次巻線と前記ｎ個の電池セルのそれぞれの端子間に接続され、前記ｎ個のセル側二次巻線に電流を供給するか否かを切替えるｎ個のセルスイッチと、前記組電池とは別に備えられた補機バッテリと、前記補機バッテリに並列に接続された補機側二次巻線と、前記補機側二次巻線と前記補機バッテリの端子間に接続され、前記補機側二次巻線に電流を供給するか否かを切替える補機スイッチと、前記メインスイッチと、前記ｎ個のセルスイッチと、前記補機スイッチのオンオフを切替える制御部と、前記組電池を構成する前記ｎ個の電池セルの電圧平均値に対する前記電池セルの電圧のばらつきの許容範囲である電圧値を示すばらつき許容範囲と、前記補機バッテリが許される最小の電圧値を示す下限電圧値と、を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記ｎ個の電池セルの中で、前記ばらつき許容範囲外の電圧値を示す前記電池セルがある場合には、前記ｎ個のセルスイッチを全てオン状態にし、前記補機バッテリの電圧値が前記下限電圧値以下である場合には、前記補機スイッチをオン状態にし、前記メインスイッチをスイッチングさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、複数の電池セルの電圧の均等化と、メインバッテリから補機バッテリへの電力伝送とをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１の電圧制御装置を示す構成図である。
【図２】実施形態１の電圧均等化及び補機バッテリ充電のフローチャートである。
【図３】実施形態１の電圧均等化及び補機バッテリ充電のフローチャートである。
【図４】実施形態２の電圧均等化及び補機バッテリ充電のフローチャートである。
【図５】実施形態２のセルスイッチとカウント値の対応テーブルである。
【図６】従来のメインバッテリと補機バッテリとの電圧制御装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態の電圧制御装置について説明する。
［実施形態１］
図１は、実施形態１の電圧制御装置の構成図である。
【００１７】
以下の説明では、メインバッテリを構成する電池セルが４つである場合を例として説明する。ただし、実際の使用に関しては、２個以上の任意の個数の電池セルを備えるメインバッテリと、補機バッテリとを備えていれば、本発明の構成を適用することができる。また、以下の説明では、メインバッテリがハイブリット車や電気自動車等に搭載されていることを例として説明するが、その他の用途に使用されるメインバッテリ及び補機バッテリを備える構成についても同様に、本発明の構成を適用することができる。
【００１８】
電圧制御装置１は、電池セル２ａ〜２ｄと、メインバッテリ３と、セル用電圧計４ａ〜４ｄと、切替回路５と、制御部６と、記憶部７と、スイッチ回路８と、メインスイッチ９と、コア１０と、一次巻線１１と、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄと、補機側二次巻線１３と、変圧回路１４と、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄと、セル側整流回路１６ａ〜１６ｄと、セル側平滑回路１７ａ〜１７ｄと、補機バッテリ１８と、補機用電圧計１９と、補機スイッチ２０と、補機側整流回路２１と、補機側平滑回路２２と、を備えて構成される。
【００１９】
そして、メインバッテリ３は、電池セル２ａ〜２ｄを直列に接続して構成される。
セル用電圧計４ａ〜４ｄは、各電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧を測定する。
切替回路５は、セル用電圧計４ａ〜４ｄが測定した電池セル２ａ〜２ｄの電圧値（以下、セル電圧値という。）、及び補機用電圧計１９が測定した補機バッテリの電圧値（以下、補機電圧値という。）が入力され、それぞれを切替えて制御部６に出力する。
【００２０】
制御部６は、入力された各セル電圧の値及び記憶部７に格納されている各種設定値を用いて、電圧制御装置１の動作を制御する。
記憶部７は、電圧制御装置１を制御するための各種設定値が格納されている。
【００２１】
スイッチ回路８は、制御部６から入力される制御信号に基づいてメインスイッチ９、各セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０のオンオフを切替える。
メインスイッチ９は、一次巻線１１への電力供給を制御する。
【００２２】
変圧回路１４は、コア１０に巻き回されている、一次巻線１１、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄ及び補機側二次巻線１３を有する。
セルスイッチ１５ａ〜１５ｄは、電池セル２ａ〜２ｄへの電力の伝送のオンオフを切替える。
【００２３】
セル側整流回路１６ａ〜１６ｄは、各セルスイッチ１５ａ〜１５ｄへの電流の逆流を防止し、かつ、各電池セル２ａ〜２ｄへ供給する電流を整流する。
セル側平滑回路１７ａ〜１７ｄは、各電池セル２ａ〜２ｄへ供給する電流を平滑する。
【００２４】
補機バッテリ１８は、補機負荷へ電力を伝送する。
補機用電圧計１９は、補機バッテリ１８の電圧を測定する。
補機スイッチ２０は、補機バッテリ１８への電力の伝送のオンオフを切替える。
【００２５】
補機側整流回路２１は、補機スイッチ２０への電流の逆流を防止し、かつ、補機バッテリ１８へ供給する電流を整流する。
補機側平滑回路２２は、補機バッテリ１８へ供給する電流を平滑する。
【００２６】
下記にそれぞれの構成をさらに詳細に説明する。
電池セル２ａ〜２ｄは、リチウムイオン電池等で構成され、互いに直列に接続されることでメインバッテリ３を構成している。なお、電池セル２ａ〜２ｄには、これに限らず、鉛電池、ニッカド電池及びニッケル水素電池等の他の蓄電池を用いても良い。
【００２７】
メインバッテリ３は、端子Ａ、Ａ’が図示しない充電器、または、図示しないハイブリッド車や電気自動車等の発電機や走行用のモータ等の負荷に接続される。そして、メインバッテリ３は、充電器に接続されているときに充電され、負荷に接続されているときに充放電するように構成されている。なお、以下の実施例においては、メインバッテリ３の両端子間の電圧は、補機バッテリ１８の電圧よりも高いものとして説明する。
【００２８】
セル用電圧計４ａ〜４ｄは、それぞれ電池セル２ａ〜２ｄに並列に接続され、各電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧を測定する。そして、セル用電圧計４ａ〜４ｄは、それぞれ測定したセル電圧の値を切替回路５に出力する。なお、セル用電圧計４ａ〜４ｄは、それぞれが接続された電池セル２ａ〜２ｄの電圧を測定できるものであれば、適宜選択した電圧検出装置を用いればよい。
【００２９】
切替回路５は、例えば、マルチプレクサ等で構成され、入力されるセル電圧値及び補機電圧値を示す信号を順番に切替えて制御部６に出力する。実施形態１の構成においては、セル用電圧計４ａ〜４ｄ及び補機用電圧計１９から入力される電圧の値を示す信号を、順番に切替えて制御部へ入力するように構成されている。なお、入力される信号を切替えて制御部６に出力することができれば、適宜選択した切替回路を用いればよい。
【００３０】
制御部６には、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等のワークスペースとしてメモリを搭載するコンピュータを採用することができる。また、制御部６は、セル用電圧計４ａ〜４ｄ及び補機用電圧計１９で測定された電圧の値を示す信号を受信する構成を備えている。
【００３１】
そして、制御部６は、ユーザの希望、または、動作環境により判断された電圧制御開始を指示する信号が、図示しない入力部より入力されたことをトリガとして、電圧制御を開始する。ここで、電圧制御とは、複数の電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の均等化と、メインバッテリ３から補機バッテリ１８に電力を伝送する制御のことを言う。なお、以下の実施例において、メインバッテリ３から補機バッテリ１８に電力を伝送するとは、メインバッテリ３の電力を用いて補機バッテリ１８を充電することである。
【００３２】
また、制御部６は、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の値を示す信号が入力されると、下記式（１）を用いて、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の平均値（以下、電圧平均値という。）を求める。
（セル電圧２ａ＋セル電圧２ｂ＋セル電圧２ｃ＋セル電圧２ｄ）／４      （１）
なお、式（１）においては、セル電圧２ａ〜２ｄとは、それぞれ電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の値のことである。
【００３３】
また、電池セル２ａ〜２ｄの各セル電圧の値の中で、電圧平均値から所定の範囲よりもはずれている値がある場合に、セル電圧の電圧均等化を行なうことを決定する。具体的には下記式（２）のように、電池セル２ａ〜２ｄそれぞれのセル電圧が、電圧平均値から所定の範囲α内（以下、ばらつき許容範囲という。）に含まれているか否かを判断することで上記の処理を実行している。
電圧平均値−α≦電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧≦電圧平均値＋α        （２）
なお、所定の範囲αとは、実験により定められ、電池セル２ａ〜２ｄのばらつき許容範囲を定める為の電圧値として記憶部７に格納された電圧値である。
【００３４】
そして、制御部６は、セル電圧の電圧均等化を行なうことを決定すると、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオンにする制御信号をスイッチ回路８に出力する。また、制御部６は、セル電圧の電圧均等化を行なわない場合には、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオフにする制御信号をスイッチ回路８に出力する。
【００３５】
さらに、制御部６は、補機電圧値が入力されると、補機電圧値が所定の電圧値（以下、下限電圧値という。）より高い電圧であるか否かを判断する。そして、補機バッテリ１８の補機電圧値が下限電圧値以下である場合には、補機バッテリ１８に電力の供給（電力の伝送）を行なうことを決定する。また、制御部６は、補機バッテリ１８の補機電圧値が下限電圧値よりも高い場合には、補機バッテリ１８に電力の供給を行なわないことを決定する。具体的には、下記式（３）を用いて、補機電圧値が、所定の下限電圧値よりも高いか否かを判断することで上記の処理を行っている。
補機電圧値≦下限電圧値                                              （３）
なお、下限電圧値とは、実験により定められ、補機バッテリ１８が許される最小の電圧として記憶部７に格納された電圧値である。
【００３６】
そして、制御部６は、補機バッテリ１８への電力の供給を決定すると、補機スイッチ２０をオンにする制御信号をスイッチ回路に出力する。また、制御部６は、補機バッテリ１８への電力の供給を行なわない場合には、補機スイッチ２０をオフにする制御信号をスイッチ回路８に出力する。
【００３７】
また、制御部６は、セル電圧の均等化及び補機バッテリ１８への電力の供給のいずれか一つ以上が行なわれることが決定されると、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０のオンオフを設定する制御信号を送信した後に、メインスイッチ９を一定周期ごとにオンオフ（以下、スイッチングという。）させることを示す制御信号をスイッチ回路８に出力する。なお、メインスイッチ９のスイッチングの周期は、一定周期でも良いし、適宜変更しても良い。
【００３８】
さらに、制御部６は、セル電圧の均等化及び補機バッテリ１８への電力の供給のいずれか一つ以上が行なわれることが決定されると、一定時間の間、メインスイッチ９をスイッチングさせた後、上記の動作を繰り返す。また、セル電圧の均等化制御及び補機バッテリ１８への電力の供給のどちらも行なわれない場合には、メインスイッチ９のスイッチングを停止する制御をした後、上記の動作を繰り返す。ここで、一定時間とは、適宜ユーザにより設定される時間である。一定時間が長いほど、電圧制御の精度は下がるが、一連の制御を行なう周期が長くなるので、制御が簡略化される。したがって、上記のトレードオフの関係をユーザの要望に適合するように、一定時間を適宜設定すると良い。
【００３９】
また、制御部６は、ユーザの希望により、制御終了を示す信号が、図示しない入力部より入力されることをトリガとして、制御を終了する。なお、動作環境により制御部６自身で適宜制御終了を判断して、制御を終了しても良い。そして、制御を終了することに伴って、制御部６は、メインスイッチ９、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０をオフ状態にする制御信号をスイッチ回路８に出力する。
【００４０】
記憶部７には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等を採用することができる。この記憶部７は、ＯＳのプログラムやアプリケーションのプログラムが記憶されている。また、記憶部７には、制御部６による処理に必要な各種データが記憶されている。この各種データには、少なくとも、所定の範囲α及び下限電圧値を含んでいる。
【００４１】
スイッチ回路８は、例えば、ＤＥＣ（Decoder）等を採用することができる。そして、スイッチ回路８は、制御部６から入力される制御信号をデコードして、その情報に基づいてメインスイッチ９、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０のオンオフを切替える。一例として、スイッチ回路８は、メインスイッチ９、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０が電界効果トランジスタで構成されている場合には、それぞれのスイッチに印加するゲート電圧を出力することができるように構成される。そして、それぞれのゲート電圧のオンオフを切替えることにより、スイッチのオンオフを切替えられるように構成される。なお、メインスイッチ９、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０が別の構成であっても、それぞれのオンオフを切替えることができるように、適宜選択した構成をスイッチ回路８として用いれば良い。
【００４２】
メインスイッチ９には、例えば、電磁リレー、または、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ等を採用することができる。そして、メインスイッチ９は、一次巻線１１に直列に接続されている。また、メインスイッチ９は、制御部６によりスイッチングするように制御される。これにより、メインバッテリ３の電力を利用して、一次巻線１１へ交流電流を供給するように切替え動作をする。
【００４３】
コア１０には、例えば、鉄やフェライトなどの強磁性またはフェリ磁性の素材を採用することができる。そして、コア１０には、一次巻線１１、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄ及び補機側二次巻線１３が巻き回されている。なお、用途によって、空芯コイルで足りる場合には、このコア１０を省略しても良い。
【００４４】
一次巻線１１には、例えば、銅線等の電線を巻き回すことで構成される。そして、一次巻線１１は、メインバッテリ３の両端に接続されており、メインスイッチ９のスイッチングにより、電力が供給される。なお、一次巻線１１には、上記の構成以外にも、適宜公知のコイルを用いても良い。
【００４５】
セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄは、例えば、銅線等の電線を巻き回すことで構成される。そして、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄは、それぞれ電池セル２ａ〜２ｄの両端に接続されており、一次巻線１１に電力が供給されることにより誘導される。これにより、電池セル２ａ〜２ｄに電力を供給することができるように構成されている。また、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧は、メインバッテリの電圧よりも低い。このため、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄは、一次巻線１１よりも少ない巻数として、電池セル２ａ〜２ｄの充電に適した電圧が得られるように適宜調整されている。なお、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄは、上記の構成以外にも、適宜公知のコイルを用いても良い。
【００４６】
補機側二次巻線１３は、例えば、銅線等の電線を巻き回すことで構成される。そして、補機側二次巻線１３は、それぞれ補機バッテリ１８の両端に接続されており、一次巻線１１に電力が供給されることにより誘導される。これにより、補機バッテリ１８に電力を供給する。また、補機バッテリ１８は、メインバッテリよりも低い電圧となっている。このため、補機側二次巻線１３は、一次巻線１１よりも少ない巻数として、補機バッテリ１８の充電に適した電圧を得られるように適宜調整されている。なお、補機側二次巻線１３は、上記の構成以外にも、適宜公知のコイルを用いても良い。
【００４７】
変圧回路１４は、コア１０、一次巻線１１、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄ及び補機側二次巻線１３により構成され、メインバッテリ３の電圧を変換して、電池セル２ａ〜２ｄ及び補機バッテリ１８に電力（電流）を供給する。
【００４８】
セルスイッチ１５ａ〜１５ｄは、例えば、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ等で構成される。そして、電池セル２ａ〜２ｄへの電力供給の制御を行なうための電流制御素子として用いられる。具体的には、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフを設定することにより、メインスイッチ９のスイッチングによる一次巻線１１への電力の供給がある場合において、電池セル２ａ〜２ｄへの電力の供給をするか否かを個別に制御することができる。なお、耐圧が必要な場合には、電磁リレーを用いても良い。
【００４９】
セル側整流回路１６ａ〜１６ｄは、例えば、ダイオード等の半導体素子で構成される。そして、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄへの電流の逆流を防止している。また、セル側整流回路１６ａ〜１６ｄは、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄに誘導される電流を整流して、電池セル２ａ〜２ｄにそれぞれ供給するように構成されている。なお、図１では、簡略して示しているが、適宜公知の整流回路を用いても良い。
【００５０】
セル側平滑回路１７ａ〜１７ｄは、例えば、コンデンサ等の半導体素子で構成される。そして、電池セル２ａ〜２ｄへ供給する電流を平滑している。なお、図１では、簡略して示しているが、適宜公知の平滑回路を用いても良い。
【００５１】
補機バッテリ１８は、例えば、鉛電池で構成される。また、補機バッテリ１８の端子Ｂは、補機負荷に接続されている。この補機負荷は、例えば、車輌伝送系や制御系等のことである。また、実施例においては、補機バッテリ１８をセル用電圧計４ａ〜４ｄ、切替回路５、制御部６、記憶部７、スイッチ回路８の電源としても用いるようにして良い。なお、補機バッテリ１８には、鉛電池に限らず、リチウムイオン電池、ニッカド電池及びニッケル水素電池等の他の蓄電池を用いても良い。
【００５２】
補機用電圧計１９は、補機バッテリ１８に並列に接続され、補機バッテリ１８の電圧を測定する。そして、補機用電圧計１９は、それぞれ測定した電圧の値を示す信号を切替回路５に出力する。なお、補機用電圧計１９は、補機バッテリ１８の電圧を測定できるものであれば、適宜選択した電圧検出装置を用いればよい。
【００５３】
補機スイッチ２０は、例えば、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ等で構成される。そして、補機バッテリ１８への電力供給の制御を行なうための、電流制御素子として用いられる。具体的には、補機スイッチ２０のオンオフを設定することにより、メインスイッチ９のスイッチングによる一次巻線１１への電力の供給がある場合において、補機バッテリ１８への電力の供給をするか否かを制御することができる。なお、耐圧が必要な場合には、電磁リレーを用いても良い。
【００５４】
補機側整流回路２１は、例えば、ダイオード等の半導体素子で構成される。そして、補機スイッチ２０への電流の逆流を防止している。また、補機側整流回路２１は、補機バッテリ１８に誘導される電流を整流して、補機バッテリ１８に供給するように構成されている。なお、図１では、簡略して示しているが、適宜公知の整流回路を用いても良い。
【００５５】
補機側平滑回路２２は、例えば、コンデンサ等の半導体素子で構成される。そして、補機バッテリ１８へ供給する電流を平滑している。なお、図１では、簡略して示しているが、適宜公知の平滑回路を用いても良い。
【００５６】
次に、上記に説明した図１の構成を用いて、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の均等化及び補機バッテリ１８の充電をする動作について詳細に説明する。
まず、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧を均等化する場合には、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオンする。そして、メインスイッチ９をスイッチングすることにより、一次巻線１１へ交流電流を供給する。すると、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄが電磁誘導されて、それぞれの設置されている閉回路に誘導電流が流れる。この誘導電流をセル側整流回路１６ａ〜１６ｄがそれぞれ整流し、さらに、セル側平滑回路１７ａ〜１７ｄが平滑することで、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄそれぞれに並列に接続された電池セル２ａ〜２ｄに電力を供給することができる。また、セル側二次巻線１２ａ〜１２ｄが誘導されることにより発生する誘導電流（誘導起電力）の大きさは、それぞれ電池セル２ａ〜２ｄの電圧に反比例するので、結果として、電池セル２ａ〜２ｄに供給する電力の大きさが調整される。すなわち、電池セル２ａ〜２ｄの中でセル電圧が低い電池セル程大きな電力が供給されることになる。さらに詳細には、電池セル２ａ〜２ｄの中でセル電圧の高い電池セルは、一次巻線１１を介して変圧回路１４に供給する電力のほうが、変圧回路１４から供給される電力よりも大きくなる。そして、電池セル２ａ〜２ｄの中でセル電圧の低い電池セルは、変圧回路１４から供給される電力のほうが、一次巻線１１を介して変圧回路１４に供給する電力よりも大きくなる。したがって、この状態を一定時間継続することで、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧が均等化されることになる。
【００５７】
また、補機バッテリ１８の充電をする場合には、補機スイッチ２０をオンする。そして、メインスイッチ９をスイッチングすることにより、一次巻線１１へ交流電流を供給する。すると、補機側二次巻線１３が電磁誘導されて、補機側二次巻線１３の設置されている閉回路に誘導電流が流れる。この誘導電流を補機側整流回路２１がそれぞれ整流し、さらに、補機側平滑回路２２が平滑することで、補機側二次巻線１３に並列に接続された補機バッテリ１８に電力を供給することができる。
【００５８】
次に、図２、３を用いて、実施形態１の電圧制御装置の動作を説明する。
図２、３は、実施形態１の電圧均等化及び補機バッテリ充電のフローチャートである。
なお、図２、３に示すフローチャートは、メインバッテリ３の充電時、放電時及び充放電停止時ともに適用することができる。
【００５９】
まず、図２を用いて電圧制御装置の動作を説明する。
制御部６は、電圧制御を開始するか否かを判断している（Ｓ２０１）。具体的には、制御開始を示す制御信号が図示しない入力部を用いて、ユーザにより入力されることで電圧制御を開始すると判断する。または、イグニッションキーがオンされたのをトリガとして制御開始を示す制御信号が制御部６に入力されることで電圧制御を開始すると判断しても良い。さらに、定期的に制御部６が、電池セル２ａ〜２ｄを監視して、セル電圧のばらつきが一定量を超えたときに、制御を開始すると判断しても良い。または、定期的に制御部６が、補機バッテリ１８を監視して、補機バッテリ１８の電圧が下限電圧値以下になったときに、制御を開始すると判断しても良い。以上のような、適宜好適な制御開始のトリガを設定しておくことで、制御部６は、電圧制御を開始するか否かを判断している。もちろん、公知の技術を用いて、上記に挙げた制御を開始する判断以外の方法を用いても良い。この監視は、電圧制御が開始されるまで繰り返して続けられる（Ｓ２０１にてＮｏ）。そして、制御部６は、制御開始すると判断する（Ｓ２０１にてＹｅｓ）と、セル用電圧計４ａ〜４ｄの測定値である電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の値を取得する（Ｓ２０２）。なお、制御開始の判断のために電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の取得がなされていた場合には、そのセル電圧をもって、Ｓ２０２のセル電圧の取得に代えても良い。また、各セル電圧の値の取得については、制御部６から図示しない信号線によりセル電圧取得の制御信号をセル用電圧計４ａ〜４ｄに出力することにより、セル用電圧計４ａ〜４ｄから取得すると良い。
【００６０】
制御部６は、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の値を取得すると、式（１）を用いて、電圧平均値を算出する（Ｓ２０３）。
制御部６は、電圧平均値を算出すると、さらに、記憶部７から所定の範囲αを取得し、式（２）を用いて、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の中で、ばらつき許容範囲外の電圧を示す電池セルがあるか否かを判断する（Ｓ２０４）。
【００６１】
そして、制御部６は、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の中で、ばらつき許容範囲外の電圧を示す電池セルがあった場合（Ｓ２０４にてＹｅｓ）、全てのセルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオン状態とする（Ｓ２０５）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へセルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオンすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオン状態にする。
【００６２】
次に、制御部６は、補機電圧値を取得する（Ｓ２０６）。また、補機電圧値の取得については、制御部６から図示しない信号線により補機電圧値取得の制御信号を補機用電圧計１９に出力することにより、補機用電圧計１９から取得するようにすると良い。
【００６３】
制御部６は、補機用電圧計１９から補機電圧値を取得すると、さらに、記憶部７から下限電圧値を取得し、式（３）を用いて、補機電圧値が下限電圧値以下であるか否かを判断する（Ｓ２０７）。
【００６４】
そして、補機電圧値が下限電圧値以下である場合（Ｓ２０７にてＹｅｓ）、補機スイッチをオン状態にする（Ｓ２０８）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へ補機スイッチ２０をオンすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、補機スイッチ２０をオン状態にする。
【００６５】
また、補機電圧値が下限電圧値以上である場合（Ｓ２０７にてＮｏ）、補機スイッチ２０をオフ状態にする（Ｓ２１３）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へ補機スイッチ２０をオフすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、補機スイッチ２０をオフ状態にする。
【００６６】
制御部６は、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフ及び補機スイッチ２０のオンオフを指示する制御信号を出力すると、メインスイッチ９がスイッチングしているか否かを判断する（Ｓ２０９）。具体的には、制御部６からスイッチ回路８にメインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力している否かを、制御部６で判断する。その結果、制御部６からスイッチ回路８にメインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力している場合には、メインスイッチ９がスイッチングしている（以下、動作中という。）と判断する。反対に、制御部６からスイッチ回路８にメインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力していない場合には、メインスイッチ９がスイッチングしていない（以下、停止中という。）と判断する。このメインスイッチ９のスイッチング動作の判断については、他の公知技術を用いて行なっても良い。
【００６７】
そして、制御部６は、メインスイッチ９が停止中である場合（Ｓ２０９にてＹｅｓ）には、メインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力して、メインスイッチ９をスイッチングさせる（Ｓ２１０）。
【００６８】
その後、制御部６は、一定時間経過するのを待つ（Ｓ２１１）。具体手には、制御部６が備えているＣＰＵ等のクロックをカウントして、一定時間をカウントする。なお、一定周期をカウントすることができるのであれば、他の公知技術により実現される計時手段を備えていても良い。
【００６９】
一定時間経過後、制御部６は、制御終了をするか否かを判断する（Ｓ２１２）。具体的には、Ｓ２１２よりも前に行なわれるステップにおいて、制御終了を示す制御信号が図示しない入力部よりユーザにより入力されていた場合に、制御部６は、制御を終了すると判断する。または、イグニッションキーがオフされたのをトリガとして、制御終了を示す制御信号が制御部６に入力されるように構成し、その制御終了を示す制御信号が入力されると、制御部６は、制御を終了すると判断しても良い。さらに、定期的に制御部６が、電池セル２ａ〜２ｄを監視して、セル電圧のばらつきが一定範囲内に収まった状態であると判断したときに、制御を終了すると判断しても良い。または、定期的に制御部６が、補機バッテリ１８を監視して、補機バッテリ１８の電圧が下限電圧値よりも高くなったときに、制御を終了すると判断しても良い。以上のような適宜好適な制御終了のトリガを設定しておくことで、制御部６は、電圧制御を終了するか否かを判断している。もちろん、公知の技術を用いて、上記に挙げた制御を終了する判断以外の方法を用いても良い。なお、Ｓ２１２に限らず、他のステップにおいても、制御部６において、上記の制御を終了する判断がなされた場合に、直ちに制御を終了しても良い。
【００７０】
制御部６は、制御を終了すると判断する（Ｓ２１２にてＹｅｓ）と、メインスイッチ９、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０をオフにする。そして、一連の動作を終了する。これにより、セル電圧の均等化及び補機バッテリ１８への電力の供給のいずれも行なわれない場合に、変圧回路１４での電力の消費を抑えることができる。
【００７１】
また、制御部６は、制御終了を示す制御信号が入力されていない場合には、Ｓ２０２に戻ってＳ２１２までの動作を繰り返す（Ｓ２１２にてＮｏ）。
次に、図３を用いて電圧制御装置の動作を説明する。
【００７２】
図２のＳ２０４において、制御部６は、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の中で、ばらつき許容範囲外の電圧を示す電池セルがなかった場合（Ｓ２０４にてＮｏ）、全てのセルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオフ状態にする（Ｓ３１４）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へセルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオフすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオフ状態にする。
【００７３】
次に、制御部６は、補機電圧値を取得する（Ｓ３１５）。また、補機電圧値の取得については、制御部６から図示しない信号線により補機電圧値取得の制御信号を補機用電圧計１９に出力することにより、補機用電圧計１９から取得するようにすると良い。
【００７４】
制御部６は、補機用電圧計１９から補機電圧値を取得すると、さらに、記憶部７から下限電圧値を取得し、式（３）を用いて、補機電圧値が下限電圧値以下であるか否かを判断する（Ｓ３１６）。
【００７５】
そして、補機電圧値が下限電圧値以下である場合（Ｓ３１６にてＹｅｓ）、補機スイッチ２０をオン状態にする（Ｓ３１７）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へ補機スイッチ２０をオンすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、補機スイッチ２０をオン状態にする。その後、図２のＳ２０９〜Ｓ２１２の動作を行なう。
【００７６】
また、補機電圧値が下限電圧値以上である場合（Ｓ３１６にてＮｏ）、補機スイッチをオフ状態にする（Ｓ３１８）。具体的には、制御部６がスイッチ回路８へ補機スイッチ２０をオフすることを指示する制御信号を出力する。これにより、スイッチ回路８は、補機スイッチ２０をオフ状態にする。
【００７７】
制御部６は、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄをオフ状態にし、かつ、補機スイッチ２０をオフ状態にする指示をする制御信号を出力すると、メインスイッチ９が動作中であるか否かを判断する（Ｓ３１９）。具体的には、制御部６からスイッチ回路８にメインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力している場合、制御部６は、メインスイッチ９が動作中であると判断する。反対に、制御部６からスイッチ回路８にメインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号を出力していない場合、制御部６は、メインスイッチ９が停止中と判断する。このメインスイッチ９の動作判断については、他の公知技術を用いて行なっても良い。
【００７８】
そして、制御部６は、メインスイッチ９が動作中である場合（Ｓ３１９にてＹｅｓ）には、メインスイッチ９をスイッチングさせることを示す制御信号の出力を停止して、メインスイッチ９を停止する（Ｓ３２０）。そして、図２のＳ２１２に移行する。
【００７９】
また、制御部６は、メインスイッチ９が停止中である場合（Ｓ３１９にてＮｏ）には、直ちに図２のＳ２１２に移行する。
実施形態１では、変圧回路１４の一次巻線１１を、電圧均等化のためのセル側二次巻線１２ａ〜１２ｄと、補機側二次巻線１３とで共用にしたことにより、別途ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、補機バッテリ１８へ電力を供給することができる。
【００８０】
また、実施形態１では、電圧均等化を行なうときに、メインスイッチ９のみをスイッチングさせる。そして、そのスイッチングの周期は、適宜選択した一定の周期で良い。したがって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、それぞれデューティー制御する従来の構成よりも制御を簡略化することができる。
【００８１】
さらに、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０を備えるように構成した。これにより、電圧均等化及び補機バッテリ１８の充電をする際に、制御部６によりセルスイッチ１５ａ〜１５ｄ及び補機スイッチ２０のオンオフを設定することにより、電圧均等化及び補機バッテリ１８の充電を適宜選択して、必要な動作のみを行なうことができる。したがって、変圧回路１４で消費される無駄な電力を抑制することができ、回路効率を向上させることができる。
［実施形態２］
図４は、実施形態２の電圧均等化及び補機バッテリ充電のフローチャートである。
【００８２】
実施形態２と、実施形態１との違いは、実施形態１に対応する図２のＳ２０５に代えて、実施形態３に対応する図４のＳ４０１〜Ｓ４０６に示すように、各セルスイッチのオンオフ状態を個別に制御するところである。したがって、実施形態２の説明では、Ｓ４０１〜Ｓ４０６の動作を説明する。そして、それ以外の動作は実施形態１と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
また、実施形態２と実施形態１とは、制御部６の動作と、記憶部７に記憶されている内容が異なる。したがって、この点について以下で説明する。そして、実施形態２の外部構成に関しては、実施形態１と同じであるので説明を省略する。
【００８４】
なお、以下の説明では、実施形態１と同様に、メインバッテリを構成する電池セルが４つである場合を例として説明する。ただし、実際の使用に関しては、２個以上の任意の個数の電池セルを備えるメインバッテリと、補機バッテリを備えていれば、本発明の構成を適用することができる。
【００８５】
図５を用いて、実施形態２の記憶部７に記憶される対応テーブル５００について説明する。
実施形態１において、図２のＳ２０５では、制御部６がセルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフ状態を全て同じにする制御をした。これに対して、実施形態２においては、図４のＳ４０１〜Ｓ４０６で、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄを個別に制御する。この制御を実現する為に、図５に示すセルスイッチとカウント値との対応を表す対応テーブル５００を記憶部７に記憶してある。
【００８６】
この対応テーブル５００には、カウント値とセルスイッチ１５ａ〜１５ｄとの対応関係が記憶されている。
なお、対応テーブル５００では、セルスイッチ１５ａにはカウント値＝１、セルスイッチ１５ｂには、カウント値＝２、セルスイッチ１５ｃには、カウント値＝３及びセルスイッチ１５ｄには、カウント値＝４が割り当てられている。
【００８７】
次に、制御部６が複数のセルスイッチのオンオフ状態を順に制御するための動作について説明する。
制御部６は、セルスイッチのオンオフ状態を設定するごとに、任意のカウント手段を用いて値をカウントする。これにより、対応テーブル５００に基づいて、セルスイッチのオンオフ状態を順に設定する。なお、値をカウントする方法は、例えば、制御部６が記憶部７を用いて、セルスイッチのオンオフ状態を設定するごとに値をインクリメントさせることで行なっても良いし、その他の公知のカウント手段を別に備えることで行っても良い。なお、カウント手段は、ｎ＝１〜Ｋまでカウントするが、対応テーブル５００の場合においては、Ｋ＝４である。
【００８８】
以下、図５に示す対応テーブル５００を用いて制御部６の動作をより具体的に説明する。
まず、電圧均等化を行なうと判断すると、制御部６は、カウント手段にｎ＝１を代入する。そして、制御部６は、そのカウント値に対応するセルスイッチを、対応テーブル５００から抽出する。これにより、対応テーブル５００の場合においては、セルスイッチ１５ａのオンオフ状態を設定すると判断する。
【００８９】
次に、制御部６は、セル電圧２ａが電圧平均値以上であるか、未満であるかを判断する。その結果、セル電圧２ａが電圧平均値以上であった場合、制御部６は、セルスイッチ１５ａをオフ状態にすることを指示する制御信号をスイッチ回路８に出力する。これに対して、セル電圧２ａが電圧平均値未満であった場合、制御部６は、セルスイッチ１５ａをオン状態にすることを指示する制御信号をスイッチ回路８に出力する。
【００９０】
そして、制御部６は、カウント手段のカウント値をインクリメントする。また、制御部６は、そのカウント値に対応するセルスイッチを、対応テーブル５００から抽出する。これにより、制御部６は、セルスイッチ１５ｂのオンオフ状態を設定すると判断する。以降の動作は、セルスイッチ１５ａについて説明したオンオフ状態の設定動作と同じである。そして、それぞれのセルスイッチのオンオフ状態を設定するごとに、カウント値をインクリメントする。これにより、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフ状態を順に設定する。
【００９１】
次に、実施形態２の電圧均等化及び補機バッテリ充電の動作について、図４を参照しながら説明する。
実施形態２においても、実施形態１と同様に、図２のＳ２０１〜２０４の動作を行なう。
【００９２】
そして、制御部６は、電池セル２ａ〜２ｄのセル電圧の中で、ばらつき許容範囲外の電圧を示す電池セルがあった場合（Ｓ２０４にてＹｅｓ）、制御部６は、ｎ＝１をカウント手段に代入して、ｎ番目のセルスイッチのオンオフを制御することを設定する（Ｓ４０１）。
【００９３】
すると、制御部６は、Ｓ２０３で取得したｎ番目のセル電圧が電圧平均値以上であるか否かを判断する（Ｓ４０２）。
ｎ番目のセル電圧が電圧平均値以上である場合（Ｓ４０２にてＹｅｓ）には、ｎ番目のセルスイッチをオフ状態（Ｓ４０３）にする。
【００９４】
また、ｎ番目のセル電圧が電圧平均値未満である場合（Ｓ４０２にてＮｏ）には、ｎ番目のセルスイッチをオン状態（Ｓ４０４）にする。
ｎ番目のセルスイッチのオンオフを決定すると、ｎ＝Ｋであるか否かを判断する（Ｓ４０５）。具体的には、対応テーブル５００である場合、Ｋ＝４であるかを判断する。
【００９５】
ｎ＝Ｋでない場合（Ｓ４０５にてＮｏ）、制御部６は、カウント値をインクリメントして、Ｓ４０２に戻る。
ｎ＝Ｋである場合（Ｓ４０５にてＹｅｓ）、図２のＳ２０６に移行する。以下の動作は、実施形態１と同じである。
【００９６】
実施形態２では、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフ状態を個別に設定する構成とした。この構成により、電力の供給が必要な電池セルのみに選択的に電力を供給することができる。これに伴い、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのオンオフ状態を全て同じにする実施形態１よりも、各セル電圧が均等化されるまでの時間を短くすることができる。したがって、実施形態１よりも、変圧回路１４で消費される無駄な電力を抑制することができ、回路効率をさらに向上させることができる。
【００９７】
また、Ｓ４０２では、各セル電圧と電圧平均値とを比較して、セルスイッチ１５ａ〜１５ｄのスイッチのオンオフ状態を決定したが、これに限らず、その時の状態に応じた任意の電圧値を用いてセルスイッチのオンオフ状態を決定しても良い。
【００９８】
例えば、メインバッテリ３の充電時には、充電速度と電圧均等化に要する時間を鑑みて、電圧平均値よりも少し高い値にシフトさせた電圧値と各セル電圧とを比較するようにすると良い。これにより、電圧平均値が徐々に上昇していく充電時に即した電圧値に基づいて、セルスイッチのオンオフ状態を設定することができる。
【００９９】
さらに、メインバッテリ３の放電時には、放電速度と電圧均等化に要する時間を鑑みて、電圧平均値よりも少し低い値にシフトさせた電圧値と各セル電圧とを比較するようにすると良い。これにより、電圧平均値が徐々に減少していく放電時に即した電圧値に基づいて、セルスイッチのオンオフ状態を設定することができる。
【０１００】
より具体的に説明すると、Ｓ４０２において、メインバッテリ３が充放電している場合、電力の送電を待つ間（Ｓ２１１の一定時間）に変化すると考えられる電圧平均値のシフト値を、充放電速度に基づいて予測する。その予測されたシフト値と同じだけ、現在の電圧平均値からシフトさせた電圧値を、Ｓ４０２の電圧平均値の代わりに用いると良い。
【０１０１】
なお、充放電時の電圧平均値のシフト値の予測は、例えば、単位時間ごとに電圧平均値を式（１）で算出する。そして、単位時間ごとに前回の電圧平均値の値を減算することにより、単位時間ごとの電圧平均値のシフト値を算出する。その後、単位時間ごとのシフト値に一定時間を乗算することにより、単位時間後の電圧平均値のシフト値を予測する。さらに、電池セルのＳＯＣ−電圧マップなどを用いて、予測した一定時間後の電圧平均値のシフト値を補正する等、公知の技術を用いて補正しても良い。これ以外にも、適宜公知の技術を用いてシフト値を予測しても良い。
【符号の説明】
【０１０２】
１              電圧制御装置
２ａ〜２ｄ      電池セル
３              メインバッテリ
４ａ〜４ｄ      セル用電圧計
５              切替回路
６              制御部
７              記憶部
８              スイッチ回路
９              メインスイッチ
１０            コア
１１            一次巻線
１２ａ〜１２ｄ  セル側二次巻線
１３            補機側二次巻線
１４            変圧回路
１５ａ〜１５ｄ  セルスイッチ
１６ａ〜１６ｄ  セル側整流回路
１７ａ〜１７ｄ  平滑回路
１８            補機バッテリ
１９            補機用電圧計
２０            補機スイッチ
２１            補機側整流回路
２２            補機側平滑回路
【図１】
2013188039.tif 000003
【図２】
2013188039.tif 000004
【図３】
2013188039.tif 000005
【図４】
2013188039.tif 000006
【図５】
2013188039.tif 000007
【図６】
2013188039.tif 000008