(57)【要約】【課題】アクティブ方式を用いたバランス回路のバランス時間を短くする電圧均等化装置を提供する。【解決手段】電池ブロック４０１〜４０３を形成する複数の電池セルの電圧を均等化するアクティブ方式の第１のバランス回路４０４〜４０６と、組電池を形成する電池ブロック４０１〜４０３の電圧を均等化するアクティブ方式の第２のバランス回路４０７とを備える。そして、組電池を形成する全ての電池セルの電圧を均等化するときに、電圧均等化装置は、第１のバランス回路４０４〜４０６と第２のバランス回路４０７とを同時にバランス動作させる。【選択図】図４
2013247690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ個の（ａは２以上の自然数）電池セルを直列に接続した電池ブロックを、ｂ個（ｂは２以上の自然数）直列に接続した組電池と、
前記各電池ブロックの第ｎ（ｎは１〜ａ−１の自然数）の電池セルと第ｎ＋１の電池セルと、直列に接続された第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｎの電池セルと第ｎ＋１の電池セルとの間と、第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子との間とに第ｎのコイルが接続された、ａ−１個の第１のバランス回路と、
前記組電池の第ｍ（ｍは１〜ｂ−１の自然数）の電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックと、直列に接続された第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｍの電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックとの間と、第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子との間とに第ｍのコイルが接続された、ｂ−１個の第２のバランス回路と、
前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第１のスイッチング制御部と、
前記組電池を形成する前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第２のスイッチング制御部と、
を備えることを特徴とする電圧均等化装置。
【請求項２】
前記ａ×ｂ個の電池セルそれぞれの電圧を測定する電圧計測部と、
前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が、前記電池ブロックを形成する電池セルの電圧のばらつきの閾値である第１の規定値よりばらついているか否かを判定する第１のバラツキ判定部と、
を備え、
前記第１のスイッチング制御部は、
前記第１のバラツキ判定部で判定した結果、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が前記第１の規定値よりばらついている電池ブロックがある場合、該電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせることを特徴とする請求項１に記載の電圧均等化装置。
【請求項３】
前記ａ×ｂ個の電池セルそれぞれの電圧を測定する電圧計測部と、
前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧を加算した電池ブロックの電圧を算出するブロック電圧算出部と、
前記ブロック電圧算出部で算出した前記電池ブロックの電圧を取得し、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記組電池を形成する電池ブロックの電圧のばらつきの閾値である第２の規定値よりばらついているか否かを判定する第２のバラツキ判定部と、
を備え、
前記第２のスイッチング制御部は、
前記第２のバラツキ判定部で判定した結果、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記第２の規定値以上にばらついている場合、該ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせることを特徴とする請求項１に記載の電圧均等化装置。
【請求項４】
前記ａ×ｂ個の電池セルそれぞれの電圧を測定する電圧計測部と、
前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が、前記電池ブロックを形成する電池セルの電圧のばらつきの閾値である第１の規定値よりばらついているか否かを判定する第１のバラツキ判定部と、
前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧を加算した電池ブロックの電圧を算出するブロック電圧算出部と、
前記ブロック電圧算出部で算出した前記電池ブロックの電圧を取得し、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記組電池を形成する電池ブロックの電圧のばらつきの閾値である第２の規定値よりばらついているか否かを判定する第２のバラツキ判定部と、
を備え、
前記第１のスイッチング制御部は、
前記第１のバラツキ判定部で判定した結果、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が前記第１の規定値よりばらついている電池ブロックがある場合、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせ、
前記第２のスイッチング制御部は、
前記第２のバラツキ判定部で判定した結果、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記第２の規定値よりばらついている場合、前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせることを特徴とする請求項１に記載の電圧均等化装置。
【請求項５】
前記第１の規定値は、前記電池ブロックを形成するａ個の電池セルの中で、最大の電圧を示す電池セルと、最小の電圧を示す電池セルとの電圧の差の上限値を規定していることを特徴とする請求項２または４に記載の電圧均等化装置。
【請求項６】
前記第１のバラツキ判定部は、前記第１のバランス回路のスイッチ素子がスイッチングしているときに、前記電池ブロックを形成するａ個の電池セルの中で、最大の電圧を示す電池セルと、最小の電圧を示す電池セルとの電圧の差が、前記第１の規定値以内になったか否かを判定し、
前記第１のバラツキ判定部において、前記電池ブロックを形成するａ個の電池セルの中で、最大の電圧を示す電池セルと、最小の電圧を示す電池セルとの電圧の差が、前記第１の規定値以内になったと判定されたときに、前記第１のスイッチング制御部は、前記第１のバランス回路のスイッチ素子のスイッチングを停止することを特徴とする請求項５に記載の電圧均等化装置。
【請求項７】
前記第２の規定値は、前記ｂ個の電池ブロックの中で、最大の電圧を示す電池ブロックと、最小の電圧を示す電池ブロックとの電圧の差の上限値を規定していることを特徴とする請求項３または４に記載の電圧均等化装置。
【請求項８】
前記第２のバラツキ判定部は、前記第２のバランス回路のスイッチ素子がスイッチングしているときに、前記ｂ個の電池ブロックの中で、最大の電圧を示す電池ブロックと、最小の電圧を示す電池ブロックとの電圧の差が、前記第２の規定値以内になったか否かを判定し、
前記第２のバラツキ判定部において、前記ｂ個の電池ブロックの中で、最大の電圧を示す電池ブロックと、最小の電圧を示す電池ブロックとの電圧の差が、前記第２の規定値以内になったと判定されたときに、前記第２のスイッチング制御部は、前記第２のバランス回路のスイッチ素子のスイッチングを停止することを特徴とする請求項７に記載の電圧均等化装置。
【請求項９】
前記第１のスイッチング制御部は、前記電池ブロックを形成するａ個の電池セルの隣り合う電池セルの間で、電圧の高い電池セルから電圧の低い電池セルへ電荷を移動させるように、前記隣り合う電池セルと並列に接続されている前記スイッチ素子を、交互にスイッチングさせることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１０】
前記第２のスイッチング制御部は、隣り合う電池ブロックの間で、電圧の高い電池ブロックから電圧の低い電池ブロックへ電荷を移動させるように、前記隣り合う電池ブロックと並列に接続されている前記スイッチ素子を、交互にスイッチングさせることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１１】
前記第１のスイッチング制御部の前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧を均等化する制御と、前記第２のスイッチング制御部の前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧を均等化する制御とは、同時に行なわれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１２】
前記第２のスイッチング制御部は、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧を均等化した後に、前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧を均等化する制御をすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１３】
前記第１のスイッチング制御部は、前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧を均等化した後に、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧を均等化する制御をすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１４】
前記第１のスイッチング制御部の前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧を均等化する制御と、前記第２のスイッチング制御部の前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧を均等化する制御とが終了し、前記第１のバランス回路と前記第２のバランス回路が停止したときに、
前記電圧計測部は、前記ａ×ｂ個の電池セルそれぞれの電圧を測定し、
前記第１のバラツキ判定部は、前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が、前記第１の規定値よりばらついているか否かを判定し、
前記第１のスイッチング制御部は、前記第１のバラツキ判定部で判定した結果、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧が前記第１の規定値よりばらついている電池ブロックがある場合、該電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１５】
前記第１のスイッチング制御部の前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧を均等化する制御と、前記第２のスイッチング制御部の前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧を均等化する制御とが終了し、前記第１のバランス回路と前記第２のバランス回路が停止したときに、
前記電圧計測部は、前記ａ×ｂ個の電池セルそれぞれの電圧を測定し、
前記ブロック電圧算出部は、前記電圧計測部で測定した前記ａ×ｂ個の電池セルの電圧値を取得し、前記電池ブロックごとに、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの電圧を加算した電池ブロックの電圧を算出し、
前記第２のバラツキ判定部は、前記ブロック電圧算出部で算出した前記電池ブロックの電圧を取得し、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記組電池を形成する電池ブロックの電圧のばらつきの閾値である前記第２の規定値よりばらついているか否かを判定し、
前記第２のスイッチング制御部は、前記第２のバラツキ判定部で判定した結果、前記ｂ個の電池ブロックの電圧が前記第２の規定値以上にばらついている場合、該ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の電圧均等化装置。
【請求項１６】
ａ個の（ａは２以上の自然数）電池セルを直列に接続した電池ブロックを、ｂ個（ｂは２以上の自然数）直列に接続した組電池を、ｃ個（ｃは２以上の自然数）直列に接続した電池群と、
前記各電池ブロックの第ｎ（ｎは１〜ａ−１の自然数）の電池セルと第ｎ＋１の電池セルと、直列に接続された第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｎの電池セルと第ｎ＋１の電池セルとの間と、第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子との間とに第ｎのコイルが接続された、ａ−１個の第１のバランス回路と、
前記組電池の第ｍ（ｍは１〜ｂ−１の自然数）の電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックと、直列に接続された第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｍの電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックとの間と、第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子との間とに第ｍのコイルが接続された、ｂ−１個の第２のバランス回路と、
前記電池群の第ｋ（ｋは１〜ｃ−１の自然数）の組電池と第ｋ＋１の組電池と、直列に接続された第２ｋ−１のスイッチ素子と第２ｋのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｋの組電池と第ｋ＋１の組電池との間と、第２ｋ−１のスイッチ素子と第２ｋのスイッチ素子との間とに第ｋのコイルが接続された、ｃ−１個の第３のバランス回路と、
前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第１のスイッチング制御部と、
前記組電池を形成する前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第２のスイッチング制御部と、
前記電池群を形成する前記ｃ個の組電池の隣り合う組電池同士の電圧が均等化するように、前記第３のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第３のスイッチング制御部と、
を備えることを特徴とする電圧均等化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する電池セルの電圧を均等化する電圧均等化装置に関し、特には、アクティブ方式の電圧均等化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリット車や電気自動車などは、高電圧を得るために、リチウムイオン電池などの複数の電池セルを直列に接続した組電池を搭載している。
このような組電池を形成する電池セルの電圧がばらつくと、電池セルの劣化が加速的に進行することや、利用可能なエネルギー量の低下が生じることがある。したがって、組電池を形成する電池セルの電圧は均等化されていることが望ましい。しかし、電池セルごとに、容量、内部抵抗及び自己放電率などが不均一であるため、組電池を形成する電池セルの電圧にばらつきが発生することがある。そこで、従来から、組電池を形成する電池セルの電圧を均等化するためのバランス回路を有する電圧均等制御装置を用いて、組電池を形成する電池セルの電圧の均等化（以下、電圧均等化という。）をすることが提案されている。
【０００３】
特許文献１のセル均等化回路は、ブロック内の複数の電池セルの電圧の大小関係に基づいて放電回路を操作する。これにより、ブロック内の複数の電池セルの電圧を均等化する。一方、電圧検出回路により、電圧の高いブロックを抽出する。そして、電圧の高いブロックを電源とするハードウェアをオン状態とすることで、電圧の高いブロックの放電を促進することができる組電池の調整装置が提案されている。
【０００４】
特許文献２の電圧均等化装置は、直列で連結されたバッテリーを一定大きさのモジュールに分け、モジュール内電荷均等化とモジュール間電荷均等化を同時に行い、電荷均等化性能を向上させ、回路のサイズを減らすことが提案されている。
【０００５】
特許文献３の電圧均等化回路は、隣り合う電池ブロックは、互いに隣接する二つのセルを共有する。これにより、高速かつ使い勝手のよい４セル用均等化ＩＣにより、種々の総セル数をもつ組み電池の電圧均等化が可能とすることが提案されている。
【０００６】
特許文献４の二次電池パックは、充電中に単位ブロックまたは複合ブロック単位での電圧バランス調整を行い、満充電による充電停止後に単位ブロック内の二次電池間の電圧バランス調整を行う。これにより、単位ブロックや複合ブロック単位での電圧バランス及び二次電池単位での電圧バランス、および二次電池ブロック全体での電圧バランスが得ることが提案されている。
特許文献５の各々が直列に接続された複数のセル電池を含む複数のモジュール電池が接続された電池システムは、複数のモジュール電池の各々は、セル電池間のエネルギーを均等化させるセル間バランス回路と、モジュール電池間のエネルギーを均等化させるモジュール間バランス回路を備える。これにより、電池システムとして、エネルギーをバランスさせるための放電時間を短縮することが提案されている。
【０００７】
特許文献６の電源装置は、直列電池群の各電池のアンバランスを解消する均等化回路を有する複数の電源ブロックを備え、各々の電源ブロックの電池のアンバランスを均等化回路で解消する。さらに電源装置は、各々の電源ブロックの直列電池群と並列に接続しているブロック放電回路と、ブロック放電回路を制御するブロック制御回路を備える。ブロック制御回路は、電圧の高い直列電池群に接続しているブロック放電回路で直列電池群を放電することにより、直列電池群の電圧を均等化する。このように電源装置を形成することで、全ての電池のアンバランスを解消することが提案されている。
【０００８】
特許文献７の充電制御装置は、複数のセル電池の中から、最小セル電圧を検出し、この最小セル電圧との電圧差が所定の基準電圧差Ｖｔｈ以上であり、かつ、セル電圧が所定のバイパス動作開始電圧Ｖｒｅｆ以上のセル電池に対して、バイパス動作を行う。また、バイパス動作の開始後に、セル電圧と最小セル電圧との電圧差が基準電圧差Ｖｔｈ以下になったときは、このセル電池に対するバイパス動作を停止する。これにより、バイパス動作に伴う電力損失を低減することが提案されている。
【０００９】
以上のように、特許文献１〜７では、電池ブロックを形成する電池セルの電圧の均等化と、組電池を形成する電池ブロックの電圧の均等化とを行なうことで、全ての電池セルの電圧の均等化を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７８７０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−５２９８１７号公報
【特許文献３】特開２００５−３１２１６１号公報
【特許文献４】特開２００９−０５００８５号公報
【特許文献５】特開２０１０−０２９０５０号公報
【特許文献６】特開２００７−３００７０１号公報
【特許文献７】特開２０１１−０７８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、アクティブ方式を用いたバランス回路のバランス時間を短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、ａ個の（ａは２以上の自然数）電池セルを直列に接続した電池ブロックを、ｂ個（ｂは２以上の自然数）直列に接続した組電池と、前記各電池ブロックの第ｎ（ｎは１〜ａ−１の自然数）の電池セルと第ｎ＋１の電池セルと、直列に接続された第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｎの電池セルと第ｎ＋１の電池セルとの間と、第２ｎ−１のスイッチ素子と第２ｎのスイッチ素子との間とに第ｎのコイルが接続された、ａ−１個の第１のバランス回路と、前記組電池の第ｍ（ｍは１〜ｂ−１の自然数）の電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックと、直列に接続された第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子とが並列に接続され、第ｍの電池ブロックと第ｍ＋１の電池ブロックとの間と、第２ｍ−１のスイッチ素子と第２ｍのスイッチ素子との間とに第ｍのコイルが接続された、ｂ−１個の第２のバランス回路と、前記電池ブロックを形成する前記ａ個の電池セルの隣り合う電池セル同士の電圧が均等化するように、前記第１のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第１のスイッチング制御部と、前記ｂ個の電池ブロックの隣り合う電池ブロック同士の電圧が均等化するように、前記第２のバランス回路のスイッチ素子をスイッチングさせる第２のスイッチング制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アクティブ方式を用いたバランス回路のバランス時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電圧均等化装置を示す構成図である。
【図２】規定値テーブルの記憶内容を示す説明図である。
【図３】バランス回路の動作時の電池セルの電圧の変化を示す説明図である。
【図４】実施の形態に係る電圧均等化装置の一実施例を示す構成図である。
【図５】実施の形態に係る電圧均等化処理手順を示すアクティビティ図である。
【図６】実施の形態に係る電池セルの電圧均等化処理手順を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る電池ブロックの電圧均等化処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態に係る電圧均等化判定処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る電圧均等化処理時の電池セルの電圧の変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明に係る電圧均等化装置の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態）
まず、実施の形態に係る電圧均等化装置の特徴について説明する。
【００１６】
アクティブ方式のバランス回路では、隣り合う電池セル間で電荷をやり取りすることで、組電池を形成する複数の電池セルの電圧を均等化する。したがって、離れた電池セル間で電荷（エネルギー）のやり取りをする場合には、いくつもの回路を介して電荷を移動させなければならない。このように、上述のようなアクティブ方式のバランス回路では、離れた電池セル間で電荷のやり取りをする場合には、いくつもの回路を介して電荷を移動させるため、バランス時間が長く、かつ電荷の移動効率が低下するという問題がある。
【００１７】
そこで、実施の形態に係る電圧均等化装置は、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧を均等化するアクティブ方式の第１のバランス回路と、組電池を形成する複数の電池ブロックの電圧を均等化するアクティブ方式の第２のバランス回路とを備える。そして、組電池を形成する全ての電池セルの電圧を均等化するときに、電圧均等化装置は、第１のバランス回路と第２のバランス回路とを同時に動作させる。
【００１８】
これにより、実施の形態に係る電圧均等化装置は、離れた電池セル間で電荷のやり取りをする場合でも、第２のバランス回路を介して電荷を移動させることにより、電荷が経由する回路の数を少なくすることができる。したがって、実施の形態に係る電圧均等化装置は、複数の電池セルの電圧が均等化されるまでの時間であるバランス時間を短くし、かつ電圧均等化制御のエネルギー効率を向上させることができる。
＜バランス回路の回路構成＞
まず、アクティブ方式のバランス回路の回路構成について説明する。
【００１９】
図１は、電圧均等化装置を示す構成図である。なお、図１の回路構成は、アクティブ方式のバランス回路の最小単位を示したものである。
電圧均等化装置１００は、電池セル１０１、１０２と、スイッチ素子１０３、１０４と、コイル１０５と、電圧計測部１０６、１０７と、主制御部１０８と、記憶部１１１とを有し、アクティブ方式のバランス回路を形成している。また、主制御部１０８は、バラツキ判定部１０９と、スイッチング制御部１１０とを有する。そして、スイッチ素子１０３、１０４と、コイル１０５とを合わせてバランス回路１１２という。
【００２０】
電池セル１０１、１０２は、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などの二次電池である。そして、電池セル１０１、１０２は、直列に接続されている。
スイッチ素子１０３、１０４は、例えば、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチや電磁リレーなどである。そして、スイッチ素子１０３、１０４は、直列に接続され、電池セル１０１、１０２と並列に接続されている。
【００２１】
コイル１０５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、コイル１０５は、電池セル１０１と電池セル１０２との間と、スイッチ素子１０３とスイッチ素子１０４との間とに接続されている。
【００２２】
電圧計測部１０６、１０７は、例えば、電圧計である。そして、電圧計測部１０６、１０７は、それぞれ電池セル１０１、１０２に並列に接続され、電池セル１０１、１０２の電圧を測定する。また、電圧計測部１０６、１０７は、測定した電圧値（以下、測定値という。）をバラツキ判定部１０９、およびスイッチング制御部１１０に送信する。
【００２３】
主制御部１０８は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）など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であり、電圧均等化装置１００の各構成要素の動作を制御する。そして、コンピュータをバラツキ判定部１０９と、スイッチング制御部１１０として機能させる。なお、主制御部１０８において、バラツキ判定部１０９と、スイッチング制御部１１０とを、それぞれの機能を有する回路により実現しても良い。
【００２４】
バラツキ判定部１０９は、主制御部１０８の一部の機能として実現される。そして、電圧計測部１０６、１０７が測定した電圧をそれぞれ取得し、下記式（１）により、電池セル１０１、１０２の電圧差を算出し、下記式（２）により、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値以内であるか否かを判定する。
電池セル１０１の電圧−電池セル１０２の電圧＝電圧差・・・（１）
電圧差≦規定値・・・（２）
そして、バラツキ判定部１０９は、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値よりも大きい場合、電池セル１０１、１０２の電圧がばらついていると判定する。すると、バラツキ判定部１０９は、スイッチング制御部１１０に電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値よりも大きいことを示す信号（以下、ばらつき信号という。）を出力する。なお、ばらつき信号に、電池セル１０１、１０２それぞれの電圧値を含んでも良い。なお、バラツキ判定部１０９を回路により実現する場合には、例えば、比較器などを用いても良い。
【００２５】
スイッチング制御部１１０は、主制御部１０８の一部の機能として実現される。そして、スイッチング制御部１１０は、バラツキ判定部１０９からばらつき信号が入力されると、電圧計測部１０６、１０７から測定値を取得する。また、スイッチング制御部１１０は、取得した測定値を参照し、電池セル１０１の電圧と電池セル１０２の電圧とを比較する。そして、スイッチング制御部１１０は、例えば、電池セル１０１の電圧が電池セル１０２の電圧よりも大きいと判定した場合、スイッチ素子１０３に第１のパルス信号を出力する。また、スイッチング制御部１１０は、第１のパルス信号の立ち上がり時間の後、スイッチ素子１０４に第２のパルス信号を出力する。すると、スイッチ素子１０３は、第１のパルス信号がハイレベルのときオン状態となり、ローレベルのときオフ状態となる。また、スイッチ素子１０４は、第２のパルス信号がハイレベルのときオン状態となり、ローレベルのときオフ状態となる。これにより、スイッチング制御部１１０は、スイッチ素子１０３、１０４を交互にスイッチングさせる。なお、スイッチング制御部１１０を回路により実現する場合には、例えば、比較器と発振器などを用いても良い。
【００２６】
記憶部１１１は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリや、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）である。そして、記憶部１１１には、少なくとも、電池セル１０１、１０２の電圧差の閾値である規定値が記憶されている。この規定値は、バラツキ判定部１０９が電池セル１０１、１０２の電圧のばらつき判定を行なうときに、バラツキ判定部１０９に読み出される。
<規定値>
規定値とは、電圧均等化の対象となる電池セルの電圧差を規定するものであり、規定値に定めた電圧値よりも電圧差が大きくなったときに、電池セルの電圧がばらついているものと判定する。以下に、電圧差の規定値の設定、およびその他の電圧均等化制御で扱われる設定値について説明する。
【００２７】
また、図２は、規定値テーブルの記憶内容を示す説明図である。
規定値テーブル２０１には、少なくとも規定値が格納されていれば良い。ただし、図２の規定値テーブル２０１には、規定値とその他の電圧均等化制御で扱われる設定値を説明するために、電池セルの開放電圧であるＯＣＶ（Open circuit voltage）と、電池残量の割合を示すＳＯＣ（State of Charge）と、動作開始電圧を格納している例を示した。なお、ＯＣＶとＳＯＣとは、電池セルの種類ごとに異なり、実験により取得される値である。また、規定値と動作開始電圧とは、ユーザにより任意に設定される値である。
【００２８】
規定値テーブル２０１に格納されているＯＣＶとＳＯＣの値は、一例として、電池セル１０１、１０２に使用される電池セルの特性を示している。この特性に基づいて、ユーザが任意に規定値を設定する。規定値テーブル２０１では、規定値として１００［ｍＶ］が設定されている。規定値としては、使用する電池セルの特性や電池セルの電圧均等化において要求される精度により異なるが、例えば、数十〜数百ｍＶが設定される。
【００２９】
なお、図２のＯＣＶ−ＳＯＣグラフ２０２は、規定値テーブル２０１のＯＣＶ−ＳＯＣとの関係を示している。ＯＣＶ−ＳＯＣグラフ２０２を参照すると、ＯＣＶが３．５［Ｖ］未満のときは、ＯＣＶが３．５［Ｖ］以上のときと比較して、ＯＣＶの変化に対するＳＯＣの変化量が少ないので、別の規定値を設定しても良い。または、規定値テーブル２０１に示すように、バランス回路１１２のスイッチングを行なうことで電荷の移動をするバランス動作を行なうか否かを判定するための動作開始電圧を定めて、ＯＣＶが３．５［Ｖ］未満の電池セルは、バランス動作を行なわないようにしても良い。すなわち、電圧が動作開始電圧以下の電池セルに関しては、バラツキ判定部１０９で電池セルの電圧のばらつきが確認されても、バランス動作を行なわず、他の電池セルとの電荷のやり取りを行なわないものとする。
【００３０】
また、電池セルの過放電や過充電などを考慮して、電池セルのバランス動作を行なう動作開始電圧と、バランス動作を終了する動作終了電圧とを定めても良い。そして、電池セルの電圧が、動作開始電圧未満のとき、および動作終了電圧より高いときは、該当する電池セルのバランス動作を行なわないようにする。
＜バランス動作＞
ここで、図３を参照して、電圧均等化装置の電圧均等化制御におけるバランス動作について詳細に説明する。また、以下の説明においては、電池セル１０１の電圧が電池セル１０２の電圧よりも高いものとする。なお、バランス動作とは、電池セルの電圧均等化制御において、スイッチ素子をスイッチングさせて、隣り合う電池セル間で電荷の移動をさせる動作のことを言う。また、ばらつき信号に電池セル１０１、１０２それぞれの電圧値が含まれているものとする。そして、動作開始電圧が設定されている場合には、電池セル１０１、１０２の電圧が動作開始電圧以上であるものとする。
【００３１】
図３は、バランス回路の動作時の電池セルの電圧の変化を示す説明図である。
図３のバランス動作グラフ３００は、横軸が時間［ｍｓ］であり、縦軸が電圧［Ｖ］である。そして、バランス動作グラフ３００は、バランス動作時の電池セル１０１、１０２の電圧の変化と、第１のパルス信号と、第２のパルス信号の関係を示している。
【００３２】
まず、電圧均等化装置１００は、バラツキ判定部１０９で、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値より大きいか否かを判定する。そして、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値より大きいと判定されると、バラツキ判定部１０９からばらつき信号がスイッチング制御部１１０に入力される。すると、スイッチング制御部１１０は、ばらつき信号に含まれる電池セル１０１、１０２それぞれの電圧値を取得して、電池セル１０１の電圧の方が、電池セル１０２の電圧よりも高いと判定する。
【００３３】
スイッチング制御部１１０は、第１のパルス信号をスイッチ素子１０３に出力する。そして、スイッチング制御部１１０は、第１のパルス信号によるスイッチ素子１０３のオンオフ動作が終わると、第２のパルス信号をスイッチ素子１０４に出力する。なお、第１のパルス信号と第２のパルス信号の立ち上がり時間ｔ［ｓ］は、電池セル１０１から電池セル１０２へ、最大の効率で電荷の移動ができるように設定される。
【００３４】
そして、スイッチング制御部１１０は、制御間隔Ｔ［ｓ］が経過すると、再び第１のパルス信号をスイッチ素子１０３に出力する。また、スイッチング制御部１１０は、第１のパルス信号によるスイッチ素子１０３のオンオフ動作が終わると、第２のパルス信号をスイッチ素子１０４に出力する。
【００３５】
上記の動作の繰り返すことにより、スイッチ素子１０３、１０４をスイッチングし、電池セル１０１から電池セル１０２へ電荷を移動する。
そして、スイッチング制御部１１０は、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値テーブル２０１に格納されている規定値以下になるまで、スイッチ素子１０３、１０４のスイッチングを繰り返す。具体的には、スイッチング制御部１１０は、スイッチ素子１０３、１０４のスイッチングを開始する際に、規定値テーブル２０１から規定値を読み出す。また、スイッチング制御部１１０は、バランス動作を行なっている間、電圧計測部１０６、１０７から測定値を取得し、電池セル１０１、１０２の電圧を監視する。そして、スイッチング制御部１１０は、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値以内になったか否かを判定し、電池セル１０１、１０２の電圧差が規定値未満になった時にスイッチ素子１０３、１０４のスイッチングを停止してバランス動作を終了する。以上により、電池セル１０１、１０２の電圧は、図３のバランス動作グラフ３００に示すように均等化されることになる。なお、スイッチ素子１０３、１０４のスイッチングの終了判定で用いる規定値と、スイッチ素子１０３、１０４のスイッチングの開始判定で用いる規定値とは、別々に設定しても良い。例えば、バランス動作では、効率に基づいて電力を消費することになるので、できる限りバランス動作を行なわないように、スイッチングの開始判定で用いる規定値は大きめに設定する。また、スイッチングの終了判定で用いる規定値を、スイッチングの開始判定で用いる規定値よりも小さく設定しておくことで、スイッチングの開始判定で用いる規定値よりも電池セルの電圧差を小さくし、次回のバランス動作が開始されるまでの間隔を長くする。
＜電圧均等化装置の構成＞
実施の形態に係る電圧均等化装置の構成について説明する。
【００３６】
図４は、実施の形態に係る電圧均等化装置の一実施例を示す構成図である。以下の説明では、図１に示した最小単位のアクティブ方式のバランス回路１１２を有する電圧均等化装置と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
実施の形態に係る電圧均等化装置４００は、電池ブロック４０１〜４０３と、第１のバランス回路４０４〜４０６と、第２のバランス回路４０７と、主制御部４０８と、記憶部１１１とを有する。また、主制御部４０８は、第１のバラツキ判定部４０９と、第１のスイッチング制御部４１０と、ブロック電圧算出部４１１と、第２のバラツキ判定部４１２と、第２のスイッチング制御部４１３とを有する。
【００３８】
電池ブロック４０１〜４０３は、４つの電池セルを直列に接続した構成であり、それぞれが別々の第１のバランス回路と接続されている。そして、電池ブロック４０１〜４０３は、互いに直列に接続されて組電池を構成している。また、電池ブロック４０１〜４０３が有する電池セルには、それぞれ電圧を測定するための図示しない電圧計測部が接続されている。各電圧計測部は、第１のバラツキ判定部１０９と、第１のスイッチング制御部１１０に、それぞれが接続された電池セルの電圧の測定値を出力する。なお、図４では、電池ブロックが３つ直列に接続されて組電池を形成しているが、一例であり、電池ブロックの数は２つ以上であれば特に限定されない。さらに、図４では電池セルが４つ直列に接続されて電池ブロックを形成しているが、一例であり、電池セルの数は２つ以上であれば特に限定されない。また、電圧均等化装置４００の電圧計測部の構成は、図１で説明した電圧均等化装置１００の電圧計測部１０６、１０７と同じ構成である。以下の説明においては、説明の簡単化のため、組電池を形成する電池ブロックの数は３つであり、各電池ブロックを構成する電池セル数は４つである場合を例として説明する。
【００３９】
第１のバランス回路４０４は、電池ブロック４０１が有する隣り合う電池セルの間で電荷を移動することができるように、図１で説明した、バランス回路１１２を相互に接続した構成である。具体的には、電池ブロック４０１が有する電池セルが電池セルａ〜電池セルｄの順で並んでいるとすると、電池セルａ、ｂと、電池セルｂ、ｃと、電池セルｃ、ｄとの間にそれぞれバランス回路１１２を接続することで、第１のバランス回路を形成している。また、第１のバランス回路４０５、および第１のバランス回路４０６の構成は、第１のバランス回路４０４の構成と同じである。なお、図４の第１のバランス回路４０４〜４０６は、電池ブロック４０１〜４０３を含まないものとする。
【００４０】
第２のバランス回路４０７は、組電池が有する隣り合う電池ブロック４０１〜４０３の間で、電荷を移動することができるように、図１で説明したバランス回路１１２を相互に接続した構成である。具体的には、電池ブロック４０１、４０２と、電池ブロック４０２、４０３との間にそれぞれバランス回路１１２を接続することで第２のバランス回路４０７を形成している。
【００４１】
主制御部４０８は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）など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であり、電圧均等化装置４００の各構成要素の動作を制御する。そして、コンピュータを第１のバラツキ判定部４０９と、第１のスイッチング制御部４１０と、ブロック電圧算出部４１１と、第２のバラツキ判定部４１２と、第２のスイッチング制御部４１３として機能させる。なお、主制御部１０８において、第１のバラツキ判定部４０９と、第１のスイッチング制御部４１０と、ブロック電圧算出部４１１と、第２のバラツキ判定部４１２と、第２のスイッチング制御部４１３とを、それぞれの機能を有する回路により実現しても良い。
【００４２】
第１のバラツキ判定部４０９は、主制御部４０８の一部の機能として実現される。そして、電池ブロック４０１に接続される電圧計測部が測定した電圧をそれぞれ取得し、取得した４つの電池セルの電圧の中で最小の電圧（以下、最小セル電圧という。）と、最大の電圧（以下、最大セル電圧）とを抽出する。そして、抽出した最小セル電圧と、最大セル電圧を用いて、下記式（３）により最小セル電圧と、最大セル電圧との電圧差（以下、セル電圧差という。）を算出し、下記式（４）により、最小セル電圧と、最大セル電圧の電圧差が、電池ブロック４０１内の電池セルの電圧のばらつきの閾値である第１の規定値以内であるか否かを判定する。
最大セル電圧−最小セル電圧＝セル電圧差・・・（３）
セル電圧差≦第１の規定値・・・（４）
そして、第１のバラツキ判定部４０９は、式（４）を用いた判定の結果、電池ブロック４０１のセル電圧差が第１の規定値よりも大きい場合、電池ブロック４０１が有する電池セルの電圧がばらついていると判定する。すると、第１のバラツキ判定部４０９は、第１のスイッチング制御部４１０に電池ブロック４０１のセル電圧差が規定値よりも大きいことを示す信号（以下、第１のばらつき信号という。）を出力する。また、第１のばらつき信号には、電池ブロックを識別するブロック識別情報を含む。なお、第１のばらつき信号には、さらに、４つの電池セルそれぞれの電圧値を含んでも良い。また、第１のバラツキ判定部４０９は、電池ブロック４０２、４０３についても、式（３）によりセル電圧差を算出し、式（４）によりセル電圧差が第１の規定値よりも大きいか否かを判定する。そして、第１のバラツキ判定部４０９は、第１のスイッチング制御部４１０に電池ブロック４０２、４０３のセル電圧差が規定値よりも大きいか否かを示す第１のばらつき信号を第１のスイッチング制御部４１０に出力する。なお、第１のバラツキ判定部４０９を回路により実現する場合には、例えば、比較器などを用いても良い。
【００４３】
第１のスイッチング制御部４１０は、主制御部４０８の一部の機能として実現される。そして、第１のスイッチング制御部４１０は、第１のバラツキ判定部４０９から第１のばらつき信号が入力されると、第１のばらつき信号が含むブロック識別情報に対応する電池ブロックが有する全ての電圧計測部から測定値を取得する。例えば、ブロック識別情報が電池ブロック４０１を示す場合、第１のスイッチング制御部４１０は、電池ブロック４０１に接続されている各電圧計測部の測定値を取得し、電池ブロック４０１が有する４つの電池セルの電圧を比較する。そして、第１のスイッチング制御部４１０は、第１のバランス回路４０４が有する３つのバランス回路１１２を、それぞれが電圧の高い電池セルから電圧の低い電池セルに電荷を移動させるように制御する。具体的には、第１のバランス回路４０４が有するバランス回路１１２それぞれに対して、図３を用いて説明したバランス動作と同じ制御をする。なお、ブロック識別情報が電池ブロック４０１を示す場合について説明したが、ブロック識別情報が電池ブロック４０２、４０３を示す場合でも、それぞれ対応する電池セルの電圧を取得して、同様の制御を行なえば良い。また、第１のスイッチング制御部４１０を回路により実現する場合には、例えば、比較器と発振器などを用いても良い。
【００４４】
ブロック電圧算出部４１１は、主制御部４０８の一部の機能として実現される。そして、ブロック電圧算出部４１１は、組電池が有する全ての電池セルの電圧値を、図示しない各電圧計測部から取得する。また、電池ブロック４０１が有する電池セルの電圧を全て加算して、電池ブロック４０１の電圧を算出する。同様に、電池ブロック４０２の電圧と、電池ブロック４０３の電圧を算出する。そして、算出した電池ブロック４０１〜４０３の電圧を第２のバラツキ判定部４１２に出力する。なお、ブロック電圧算出部４１１を回路により実現する場合には、例えば、加算器などを用いれば良い。また、ブロック電圧算出部４１１は、電池セルそれぞれに並列に接続されている全ての電圧計測部と信号線でつながれている。
【００４５】
第２のバラツキ判定部４１２は、主制御部４０８の一部の機能として実現される。そして、ブロック電圧算出部４１１で算出した電池ブロック４０１〜４０３の電圧をそれぞれ取得し、取得した電池ブロック４０１〜４０３の電圧の中で最小の電圧（以下、最小ブロック電圧という。）と、最大の電圧（以下、最大ブロック電圧）とを抽出する。そして、抽出した最小ブロック電圧と、最大ブロック電圧を用いて、下記式（５）により最小ブロック電圧と、最大ブロック電圧との電圧差（以下、ブロック電圧差という。）を算出し、下記式（６）により、最小ブロック電圧と、最大ブロック電圧の電圧差が、組電池が有する電池ブロック４０１〜４０３の電圧のばらつきの閾値である第２の規定値以内であるか否かを判定する。
最大ブロック電圧−最小ブロック電圧＝ブロック電圧差・・・（５）
ブロック電圧差≦第２の規定値・・・（６）
そして、第２のバラツキ判定部４１２は、式（６）を用いた判定の結果、組電池のブロック電圧差が第２の規定値よりも大きい場合、組電池が有する電池ブロック４０１〜４０３の電圧がばらついていると判定する。すると、第２のバラツキ判定部４１２は、第２のバラツキ判定部４１２に組電池のブロック電圧差が規定値よりも大きいことを示す信号（以下、第２のばらつき信号という。）を出力する。なお、第２のばらつき信号には、電池ブロック４０１〜４０３それぞれの電圧値を含んでも良い。なお、第２のバラツキ判定部４１２を回路により実現する場合には、例えば、比較器などを用いても良い。
【００４６】
第２のスイッチング制御部４１３は、主制御部４０８の一部の機能として実現される。そして、第２のスイッチング制御部４１３は、第２のバラツキ判定部４１２から第２のばらつき信号が入力されると、ブロック電圧算出部４１１から電池ブロック４０１〜４０３の電圧を取得する。また、第２のスイッチング制御部４１３は、取得した電池ブロック４０１〜４０３の電圧を比較する。そして、第２のスイッチング制御部４１３は、第２のバランス回路４０７が有する２つのバランス回路１１２を、それぞれが電圧の高い電池ブロックから電圧の低い電池ブロックに電荷を移動させるように制御する。具体的な制御方法は、図３を用いて説明したバランス動作の電池セルの電圧を電池ブロックの電圧に置き換えた制御と同じである。すなわち、電圧が高い電池ブロックをスイッチングさせて、その後に電圧の低い電池ブロックをスイッチングさせるように制御する。なお、第２のスイッチング制御部４１３を回路により実現する場合には、例えば、比較器と発振器などを用いても良い。
【００４７】
記憶部１１１は、図１で示した記憶部１１１と同じ構成である。そして、第１のバラツキ判定部４０９で用いる第１の規定値と、第２のバラツキ判定部４１２で用いる第２の規定値とを格納する。図２を用いて説明した規定値と同じように、第１の規定値と、第２の規定値とは、それぞれユーザにより使用する電池の特性に合わせて適宜決定されるものである。なお、一例としては、第１の規定値と第２の規定値として、使用する電池セルの特性や電池セルの電圧均等化において要求される精度により異なるが、例えば、数十〜数百ｍＶが設定される。
＜電圧均等化制御の動作＞
次に、実施の形態の電圧均等化制御の動作を説明する。
【００４８】
なお、以下の説明では、図４に示したように、各電池ブロックを形成する電池セルは４つであり、組電池を形成する電池ブロックは、３つであることを例として説明する。
図５は、実施の形態に係る電圧均等化処理手順を示すアクティビティ図である。
【００４９】
電圧均等化装置４００は、主制御部４０８の図示しない入力部などにより、ユーザにより電圧均等化制御をオンする信号を入力されたとき、またはイグニッションスイッチがオフされたときなどに、電圧均等化制御を開始する。
【００５０】
すると、主制御部４０８は、各電池ブロックが有する４つの電池セルの電圧の均等化（Ｓ５０１）と、組電池が有する３つの電池ブロックの電圧の均等化（Ｓ５０２）と、第１のバランス回路４０４〜４０６と第２のバランス回路４０７のバランス動作の停止判定（Ｓ５０３）とを同時に実行する。また、Ｓ５０３では、第１のバランス回路、および第２のバランス回路のいずれか一つ以上が動作中である限り、Ｓ５０３の判定を繰り返す（Ｓ５０３にて動作中）。
【００５１】
そして、主制御部４０８は、Ｓ５０１の電池セルの電圧均等化と、Ｓ５０２の電池ブロックの電圧均等化が終了し、かつ、Ｓ５０３において第１のバランス回路、および第２のバランス回路のバランス動作が停止したと判定する（Ｓ５０３にて停止）と、電池ブロック４０１〜４０３を形成する電池セルの電圧が均等化したか否かを判定する（Ｓ５０４）。
【００５２】
Ｓ５０４において、電池ブロック４０１〜４０３の中で、電池セルの電圧が均等化されていない電池ブロックがあると判定した場合（Ｓ５０４にて、電池セルの電圧がばらついている。）、Ｓ５０１の処理を実行する。
【００５３】
Ｓ５０４において、電池ブロック４０１〜４０３それぞれが有する電池セルの電圧が均等化されている場合（Ｓ５０４にて、電池セルの電圧が均等化。）、主制御部４０８は電池ブロック４０１〜４０３の電圧が均等化されているか否かを判定する（Ｓ５０５）。
【００５４】
Ｓ５０５において、組電池を形成する電池ブロック４０１〜４０３の電圧が均等化されていないと判定した場合（Ｓ５０５にて、電池ブロックの電圧がばらついている。）、主制御部４０８はＳ５０２の処理を実行する。
【００５５】
Ｓ５０５において、組電池を形成する電池ブロック４０１〜４０３の電圧が均等化されたと判定した場合（Ｓ５０５にて、電池ブロックの電圧が均等化。）、主制御部４０８は電圧均等化制御を終了する。
【００５６】
以上のように、電圧均等化装置４００が動作することで、全ての電池セルの電圧を均等化することができる。また、Ｓ５０１〜Ｓ５０３の処理を同時に行なうと説明したが、Ｓ５０１の処理と、Ｓ５０２の処理とを順番に行なっても良い。その場合には、Ｓ５０１処理が終了した後にＳ５０２の処理を行なっても良いし、Ｓ５０２処理が終了した後にＳ５０１の処理を行なっても良い。また、Ｓ５０３の処理に関しては、Ｓ５０１の処理とＳ５０２の処理とが終了した後に行うようにしても良い。なお、Ｓ５０３〜Ｓ５０５を電圧均等化判定処理という。
＜電池セルの電圧均等化処理手順＞
次に、Ｓ５０１の電池セルの電圧均等化処理について詳細に説明する。
【００５７】
図６は、実施の形態に係る電池セルの電圧均等化処理手順を示すフローチャートである。また、図９は、実施の形態に係る電圧均等化処理時の電池セルの電圧の変化を示す説明図である。なお、図９においては、図４に示した電池ブロック４０１を形成している電池セルをセル１〜セル４、電池ブロック４０２を形成している電池セルをセル５〜セル８、電池ブロック４０３を形成している電池セルをセル９〜セル１２としている。
【００５８】
電圧均等化装置４００の主制御部４０８は、主制御部４０８の図示しない入力部などを用いてユーザにより電圧均等化制御をオンする信号を入力されたとき、またはイグニッションスイッチがオフされたときなどに、電圧均等化処理を開始する。なお、このときの電池ブロック４０１〜４０３の各電池セルの充電量（電圧）は、図９の［１］に示すように、それぞればらついているものとする。
【００５９】
まず、主制御部４０８は、組電池を構成する全ての電池セルの電圧を、各電池セルに接続されている電圧計測部に測定させる（Ｓ６０１）。
そして、主制御部４０８の第１のバラツキ判定部４０９は、各電圧計測部から測定値を取得し、式（３）に代入することで、電池ブロック４０１〜４０３それぞれについてセル電圧差を算出する（Ｓ６０２）。
【００６０】
また、第１のバラツキ判定部４０９は、電池ブロック４０１〜４０３それぞれについて、式（４）を用いて、Ｓ６０２で算出したセル電圧差と記憶部１１１に記憶されている第１の規定値とを比較する。そして、第１のバラツキ判定部４０９は、セル電圧差が第１の規定値よりも大きい電池ブロックがあるか否かを判定する（Ｓ６０３）。
【００６１】
Ｓ６０３において、セル電圧差が第１の規定値よりも大きい電池ブロックがないと判定された場合（Ｓ６０３にてＮｏ）、主制御部４０８は、電池セルの電圧均等化処理をする必要がないと判定し、電池セルの電圧均等化処理を終了する。
【００６２】
Ｓ６０３において、セル電圧差が第２の規定値よりも大きい電池ブロックがあると判定した場合（Ｓ６０３にてＹｅｓ）、第１のバラツキ判定部４０９は、その電池ブロックの識別子を含む第１のばらつき信号を第１のスイッチング制御部４１０に出力する。そして、第１のスイッチング制御部４１０は、第１のばらつき信号が入力されると、識別子を取得し、その識別子に基づいてセル電圧差が第１の規定値よりも大きい電池ブロックに接続された第１のバランス回路をバランス動作させる（Ｓ６０４）。
【００６３】
そして、主制御部４０８は、複数の電圧計測部を制御して、第１のバランス回路がバランス動作中の各電池ブロックを形成する電池セルの電圧を測定する（Ｓ６０５）。また、第１のバラツキ判定部４０９は、Ｓ６０５で測定された電池セルの電圧を取得し、式（３）を用いて、第１のバランス回路がバランス動作中の各電池ブロックを形成するセル電圧差を算出する（Ｓ６０６）。
【００６４】
そして、第１のバラツキ判定部４０９は、式（４）を用いて、第１のバランス回路がバランス動作中の電池ブロックの中で、セル電圧差が第１の規定値以下になった電池ブロックがあるか否かを判定する（Ｓ６０７）。
【００６５】
Ｓ６０７において、セル電圧差が第１の規定値以下になった電池ブロックがないと判定した場合（Ｓ６０７にてＮｏ）、第１のバラツキ判定部４０９は、Ｓ６０９の処理を実行する。
【００６６】
Ｓ６０７において、セル電圧差が第１の規定値以下になった電池ブロックがあると判定された場合（Ｓ６０７にてＹｅｓ）、第１のスイッチング制御部４１０は、セル電圧差が第１の規定値以下になった電池ブロックに接続された第１のバランス回路のバランス動作を停止させる（Ｓ６０８）。
【００６７】
すると、第１のバラツキ判定部４０９は、全ての電池ブロックでセル電圧差が第１の規定値以下になったか否かを判定する（Ｓ６０９）。
Ｓ６０９の判定の結果、セル電圧差が第１の規定値以下になっていない電池ブロックがある場合（Ｓ６０９にてＮｏ）、第１のバラツキ判定部４０９は、該当する電池ブロックの識別番号を含む第１のばらつき信号を第１のスイッチング制御部４１０に出力する。そして、第１のばらつき信号を取得すると第１のスイッチング制御部４１０は、Ｓ６０４の処理を実行する。
【００６８】
Ｓ６０９の判定の結果、全ての電池ブロックでセル電圧差が第１の規定値以下になったと判定された場合（Ｓ６０９にてＹｅｓ）、主制御部４０８は、電池セルの電圧均等化処理を終了する。
【００６９】
なお、このときの電池ブロック４０１〜４０３の各電池セルの充電量（電圧）は、図９の［２］に示すように、それぞれ均等化されている。ただし、電池ブロック４０１〜４０３の電圧はばらついている。
＜電池ブロックの電圧均等化処理手順＞
次に、Ｓ５０２の電池ブロックの電圧均等化処理について詳細に説明する。
【００７０】
図７は、実施の形態に係る電池ブロックの電圧均等化処理手順を示すフローチャートである。
電圧均等化装置４００の主制御部４０８は、主制御部４０８の図示しない入力部などを用いてユーザにより電圧均等化制御をオンする信号を入力されたとき、またはイグニッションスイッチがオフされたときなどに、電池ブロック４０１〜４０３の電圧均等化処理を開始する。なお、このときの電池ブロック４０１〜４０３の充電量（電圧）は、図９の［２］に示すように、それぞればらついているものとする。なお、図９の［２］の状態から制御を開始することにしたのは説明の簡単化のためであり、通常は、図９の［１］の状態から制御が開始される。
【００７１】
電圧均等化装置４００の主制御部４０８は、組電池を構成する全ての電池セルの電圧を、各電池セルに接続されている電圧計測部に測定させる（Ｓ７０１）。
そして、主制御部４０８のブロック電圧算出部４１１は、全ての電池セルの電圧の測定値を取得し、電池ブロック４０１〜４０３の電圧を算出する（Ｓ７０２）。
【００７２】
そして、第２のバラツキ判定部４１２は、ブロック電圧算出部４１１から電池ブロック４０１〜４０３の電圧を取得し、式（５）に代入することで、組電池のブロック電圧差を算出する（Ｓ７０３）。
【００７３】
また、第２のバラツキ判定部４１２は、式（６）を用いて算出した組電池のブロック電圧差と記憶部１１１に記憶されている第２の規定値とを比較して、ブロック電圧差が第２の規定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ７０４）。
【００７４】
Ｓ７０４において、ブロック電圧差が第２の規定値以下と判定された場合（Ｓ７０４にてＮｏ）、主制御部４０８は、電池ブロック４０１〜４０３の電圧均等化処理をする必要がないと判定し、電池ブロック４０１〜４０３の電圧均等化処理を終了する。
【００７５】
Ｓ７０４において、ブロック電圧差が第２の規定値よりも大きいと判定した場合（Ｓ７０４にてＹｅｓ）、第２のバラツキ判定部４１２は、第２のばらつき信号を第２のスイッチング制御部４１３に出力する。そして、第２のスイッチング制御部４１３は、第２のばらつき信号が入力されると、第２のバランス回路をバランス動作させる（Ｓ７０５）。
【００７６】
そして、主制御部４０８は、組電池を構成する全ての電池セルの電圧を、各電池セルに接続されている電圧計測部に測定させる（Ｓ７０６）。
また、ブロック電圧算出部４１１は、全ての電池セルの電圧の測定値を取得し、電池ブロック４０１〜４０３の電圧を算出する（Ｓ７０７）。
【００７７】
すると、第２のバラツキ判定部４１２は、ブロック電圧算出部４１１から電池ブロック４０１〜４０３の電圧を取得し、式（５）に代入することで、組電池のブロック電圧差を算出する（Ｓ７０８）。
【００７８】
さらに、第２のバラツキ判定部４１２は、式（６）を用いて算出した組電池のブロック電圧差と第２の規定値とを比較して、ブロック電圧差が第２の規定値以下になったか否かを判定する（Ｓ７０９）。
【００７９】
Ｓ７０９において、ロック電圧差が第２の規定値以下になっていないと判定された場合（Ｓ７０９にてＮｏ）、主制御部１０８は、Ｓ７０６の処理を実行する。
Ｓ７０９において、ブロック電圧差が第２の規定値以下であると判定された場合（Ｓ７０９にてＹｅｓ）、第２のスイッチング制御部４１３は、第２のバランス回路４０７のバランス動作を停止させる（Ｓ７１０）。そして、主制御部４０８は、電池ブロックの電圧均等化処理を終了する。
【００８０】
なお、このときの電池ブロック４０１〜４０３の各電池セル、および電池ブロック４０１〜４０３の充電量（電圧）は、図９の［３］に示すように、それぞれ均等化されている。
＜電圧均等化判定処理＞
次に、Ｓ５０３〜５０５の電圧均等化判定処理について詳細に説明する。
【００８１】
図８は、実施の形態に係る電圧均等化判定処理を示すフローチャートである。
電圧均等化装置４００の主制御部４０８は、主制御部４０８の図示しない入力部などを用いてユーザにより電圧均等化制御をオンする信号を入力されたとき、またはイグニッションスイッチがオフされたときなどに、電池セル、および電池ブロック４０１〜４０３の電圧均等化判定処理を開始する。
【００８２】
主制御部４０８は、第１のスイッチング制御部４１０に第１のバランス回路４０４〜４０６が停止したか否かを問合せる（Ｓ８０１）。
そして、第１のバランス回路４０４〜４０６の中で、バランス動作中の第１のバランス回路がある場合（Ｓ８０１にてＮｏ）、主制御部４０８は、全ての第１のバランス回路の動作が終了するまでＳ８０１の動作を繰り返す。
【００８３】
また、第１のバランス回路４０４〜４０６のバランス動作が停止している場合（Ｓ８０１にてＹｅｓ）、主制御部４０８は、第２のスイッチング制御部４１３に第２のバランス回路４０７が停止したか否かを問合せる（Ｓ８０２）。
【００８４】
そして、第２のバランス回路４０７がバランス動作中の場合（Ｓ８０２にてＮｏ）、主制御部４０８は、第２のバランス回路の動作が終了するまでＳ８０２の動作を繰り返す。
また、第２のバランス回路４０７のバランス動作が停止している場合（Ｓ８０２にてＹｅｓ）、主制御部４０８は、組電池を構成する全ての電池セルの電圧を、各電池セルに接続されている電圧計測部に測定させる（Ｓ８０３）。
【００８５】
そして、第１のバラツキ判定部４０９は、各電圧計測部から測定値を取得し、式（３）に代入することで、電池ブロック４０１〜４０３それぞれについてセル電圧差を算出する（Ｓ８０４）。
【００８６】
また、第１のバラツキ判定部４０９は、電池ブロック４０１〜４０３それぞれについて、式（４）を用いて、Ｓ８０４で算出したセル電圧差と記憶部１１１に記憶されている第１の規定値とを比較する。そして、第１のバラツキ判定部４０９は、全ての電池ブロックでセル電圧差が第１の規定値以下となっているか否かを判定する（Ｓ８０５）。
【００８７】
Ｓ８０５において、セル電圧差が第２の規定値よりも大きい電池ブロックがあると判定した場合（Ｓ８０５にてＮｏ）、第１のバラツキ判定部４０９は、その電池ブロックの識別子を含む第１のばらつき信号を第１のスイッチング制御部４１０に出力する。そして、第１のスイッチング制御部４１０は、第１のばらつき信号が入力されると、Ｓ６０４の処理を実行する。
【００８８】
Ｓ８０５において、全ての電池ブロックでセル電圧差が第１の規定値以下であると判定した場合（Ｓ８０５にてＹｅｓ）、第１のバラツキ判定部４０９は、電池セルの電圧均等化処理が正常に終了したと判定する。
【００８９】
すると、主制御部４０８のブロック電圧算出部４１１は、全ての電池セルの電圧の測定値を取得し、電池ブロック４０１〜４０３の電圧を算出する（Ｓ８０６）。
そして、第２のバラツキ判定部４１２は、ブロック電圧算出部４１１から電池ブロック４０１〜４０３の電圧を取得し、式（５）に代入することで、組電池のブロック電圧差を算出する（Ｓ８０７）。
【００９０】
さらに、第２のバラツキ判定部４１２は、式（６）を用いて算出した組電池のブロック電圧差と記憶部１１１に記憶されている第２の規定値とを比較して、ブロック電圧差が第２の規定値以下になっているか否かを判定する（Ｓ８０８）。
【００９１】
Ｓ８０８において、ブロック電圧差が第２の規定値よりも大きいと判定した場合（Ｓ８０８にてＮｏ）、第２のバラツキ判定部４１２は、第２のばらつき信号を第２のスイッチング制御部４１３に出力する。そして、第２のスイッチング制御部４１３は、第２のばらつき信号が入力されると、Ｓ７０５の処理を実行する。
【００９２】
Ｓ８０８の判定の結果、ブロック電圧差が第２の規定値以下であると判定した場合（Ｓ７０４にてＹｅｓ）、第２のバラツキ判定部４１２は、電池ブロック４０１〜４０３の電圧均等化処理が正常に終了したと判定する。
【００９３】
以上に説明したように、実施の形態のアクティブ方式の電圧均等化装置は、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧を均等化する第１のバランス回路と、組電池を形成する複数の電池ブロックの電圧を均等化する第２のバランス回路とを備える。そして、組電池を形成する全ての電池セルの電圧を均等化するときに、電圧均等化装置は、第１のバランス回路と第２のバランス回路とを同時に動作させる。これにより、アクティブ方式を用いたバランス回路のバランス時間を短くし、かつ電圧均等化制御のエネルギー効率を向上させることができる。
【００９４】
また、実施の形態のアクティブ方式の電圧均等化装置は、第１のバランス回路のバランス動作と、第２のバランス回路のバランス動作がともに終了した後に、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧と、組電池を形成する複数の電池ブロックの電圧とが均等化しているか否かを判定する。そして、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧、または組電池を形成する複数の電池ブロックの電圧が均等化していない場合には、再び第１のバランス回路のバランス動作、または第２のバランス回路のバランス動作を実行する。これにより、第１のバランス回路のバランス動作、および第２のバランス回路のバランス動作のどちらか片方だけが動作しているときに、動作していないバランス回路に関わる電圧がばらついても、その電圧のばらつきを検出して均等化することができる。より具体的には、第１のバランス回路のバランス動作終了後に、第２のバランス回路のバランス動作が続いていた場合、第２のバランス回路のバランス動作により、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧に影響を与え、その電圧がばらつくことがある。この場合、第１のバランス回路のバランス動作と、第２のバランス回路のバランス動作とが終了した後に、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧のばらつきを検出し、再び第１のバランス回路のバランス動作を実行するように構成した。これにより、各電池ブロックを形成する複数の電池セルの電圧のばらつきを再度均等化するので、電圧均等化の精度の低下を抑制することができる。
【００９５】
また、上記の説明では、第１のバランス回路と第２のバランス回路とを設けたが、これに加えて、複数の電池ブロックを直列に接続した組電池を複数直列に接続し、その組電池の電圧の均等化をする第３のバランス回路を備えても良い。この場合には、主制御部４０８に、第３のスイッチング制御部と、第３のバラツキ判定部とを備える。さらに、複数の組電池を直列に接続した電池群を複数直列に接続し、その電池群の電圧の均等化をする第４のバランス回路を備えても良い。この場合には、主制御部４０８に、第４のスイッチング制御部と、第４のバラツキ判定部とを備える。このように、適宜複数段のバランス回路を構成することで、組電池を形成する電池セルの数が増えた場合にも、バランス動作において離れた電池セル間で電荷を移動するときの電荷が経由する回路の数を少なくすることができる。よって、バランス時間を短くし、かつ電圧均等化制御のエネルギー効率を向上させることができる。なお、第３のバラツキ判定部と、第３のスイッチング制御部と、第４のバラツキ判定部と、第４のスイッチング制御部の構成および動作は、それぞれ第１のバラツキ判定部と、第１のスイッチング制御部と同じである。ただし、電圧均等化制御をする対象は、電池セル間から、それぞれ組電池間、および電池群間に変更したものである。
【符号の説明】
【００９６】
１００            電圧均等化装置
１０１、１０２    電池セル
１０３、１０４    スイッチ素子
１０５            コイル
１０６、１０７    電圧計測部
１０８            主制御部
１０９            バラツキ判定部
１１０            スイッチング制御部
１１１            記憶部
１１２            バランス回路
２０１            規定値テーブル
２０２            グラフ
３００            バランス動作グラフ
４００            電圧均等化装置
４０１〜４０３    電池ブロック
４０４〜４０６    第１のバランス回路
４０７            第２のバランス回路
４０８            主制御部
４０９            バラツキ判定部
４１０            スイッチング制御部
４１１            ブロック電圧算出部
４１２            バラツキ判定部
４１３            スイッチング制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図９】
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