(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、
この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、
周囲温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段によって検出された周囲温度と予め設定された基準温度とを比較する温度比較手段と、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記温度比較手段による比較結果に基づいて、前記周囲温度が前記基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する放電制御手段とを備えたことを特徴とする組電池の電圧調整装置。
【請求項２】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、
この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、
前記複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、
この端子間電圧検出手段によって検出された端子間電圧と予め設定された基準電圧とを比較する電圧比較手段と、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整装置。
【請求項３】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、
この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、  前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、
前記複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、
この端子間電圧検出手段によって検出された端子間電圧と予め設定された基準電圧とを比較する電圧比較手段と、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御すると共に、前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整装置。
【請求項４】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池と、
この組電池の端子電圧を、前記単位セルの個数に応じて分圧する分圧手段と、  前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを比較する電位比較手段と、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御する放電制御手段とを備えると共に、
前記単位セルの放電経路に過電流が流れた場合に前記放電経路を遮断する経路遮断手段を、当該放電経路の単位セル近傍側に夫々配置したことを特徴とする組電池の電圧調整装置。
【請求項５】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、
温度検出手段によって検出された周囲温度と予め設定された基準温度とを温度比較手段によって比較し、
前記温度比較手段による比較結果に基づいて、前記周囲温度が前記基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。
【請求項６】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、
前記複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧と予め設定された基準電圧とを電圧比較手段によって比較し、
前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。
【請求項７】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、
前記複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧と予め設定された基準電圧とを電圧比較手段によって比較し、
前記電圧比較手段による比較結果に基づいて、前記端子間電圧が前記基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止することを特徴とする組電池の電圧調整方法。
【請求項８】
二次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成される組電池の端子電圧を、分圧手段により前記単位セルの個数に応じて分圧し、
前記複数の単位セル間における連結点の内、特定の連結点の電位と、当該連結点に対応する前記分圧手段により分圧された分圧点の電位とを電位比較手段によって比較し、
前記単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させ、
単位セルの放電経路に過電流が流れると、各単位セルの近傍側に配置した経路遮断手段によって当該放電経路を遮断することを特徴とする組電池の電圧調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池について、各単位セル間の端子電圧のばらつきを調整する組電池の電圧調整装置及び組電池の電圧調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低公害性と高い走行性能との両立を目的として、電気自動車とガソリンエンジンとのメカニズムを組み合わせたハイブリッド電気自動車（以下、ＨＥＶと称す）が開発されている。ＨＥＶは、ガソリンエンジンを搭載しているため、電気自動車ほど大容量のバッテリを使用せずともガソリン車並みの走行性能が確保できる一方、エンジンの効率が低く二酸化炭素や窒素酸化物などの排出量が増加する低回転時にはバッテリによりモータを駆動して走行するため、低公害性をも達成し得るようになっている。
【０００３】
斯様なＨＥＶにおいても、発進時やフル加速時にはバッテリから供給される電力を使用するため、バッテリには高い出力が要求される。また、ＨＥＶは、エンジンやモータ／ジェネレータ，バッテリなど多くの構成部品を搭載しなければならず、自動車全体の重量が増加することから、バッテリに対しては、電気自動車と同様に高性能且つ軽量であることが要求されている。
【０００４】
斯様な状況下で、鉛，ニッカドやニッケル水素電池などに代わるものとして、リチウム電池が注目されている。リチウム電池は、同容量の鉛やニッカド電池に比して約３〜４倍もの高い重量エネルギ密度を有しており、小形軽量化が要求されるＨＥＶには好適であるとして応用が期待されている。
【０００５】
ところが、リチウム電池は、過充電や過放電に弱く、定められた電圧範囲内で使用しないと材料が分解して著しく容量が減少したり、異常に発熱するなどして使用できなくなるおそれがある。そのため、リチウム電池を使用する場合は、上限電圧及び下限電圧を明確に規定して、端子電圧がその範囲内となるように充放電制御したり、或いは、電圧範囲を制限する保護回路とセットで使用するのが一般的である。
【０００６】
ところで、電気自動車やＨＥＶに使用されるバッテリは、モータを駆動するために高い電圧が要求されるので、通常、複数個の単位セルを直列に接続して構成されている。例えば、３００Ｖのバッテリ電圧を得るには、単位セル当たり２Ｖの鉛電池では１５０個程度のセルを直列接続し、単位セル当たり３．６Ｖのリチウム電池では８０個程度のセルを直列接続することになる。
【０００７】
このように多数の単位セルを直列接続してなる組電池を充電する場合、従来は、組電池の正，負極の端子間電圧を監視することにより充電を制御していた。例えば、単位セル当たりの電圧範囲が１．８〜２．４Ｖで１５０個直列の鉛電池の場合は、組電池の電圧範囲が２７０〜３６０Ｖの範囲となるように充放電制御していた。
【０００８】
この場合に問題となるのが、各単位セルの残存容量（State Of Charge,以下、ＳＯＣと称す）に基づく各単位セル間の端子電圧のばらつきである。直列接続された状態では各単位セルを流れる電流値は等しいが、各単位セル毎の残存容量には必ずばらつきがあるため、これに起因して各単位セルの端子電圧も異なったものとなる。この残存容量のばらつきは、主としてセルごとの自己放電や充放電効率の違いによって生じるもので、時間と共に蓄積され拡大していくものである。
【０００９】
即ち、これらの総計たる組電池の端子間電圧を監視して充電制御しても、その構成要素たる各単位セルとしては、端子電圧が（組電池の端子間電圧）／（単位セル個数）で得られる平均電圧よりも高く、或いは低くなっているものが存在する。このため、上限電圧まで充電すれば過充電となり、下限電圧まで放電すれば過放電となる単位セルが存在することになる。
【００１０】
しかし、ニッカド或いはニッケル水素電池は、過放電や過充電となっても性能の劣化が少なく、また、鉛電池は、性能が劣化しても特に安全性に問題は無く、何れも使用不能の状態にはならないことから、組電池の両端電圧のみを参照して制御すれば十分だが、リチウム電池を多直列組電池として使用する場合は、各単位セル夫々が過充電または過放電状態とならないように対策することは必須である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような対策を考慮したものとして、例えば、実開平２−１３６４４５号公報においては、充電時には、各単位セルの端子電圧の内最高値を検出してその最高電圧に基づいて制御を行い、放電時には、同最低値を検出してその最低電圧に基づいて制御を行う技術が開示されている。この従来技術では、全ての単位セルを所定電圧範囲内で充放電制御することは可能だが、各単位セル毎のＳＯＣがずれてしまった場合は、ＳＯＣが最高，最低である単位セルで充電，放電が制限され、ＳＯＣがずれた分だけ容量が少なくなるという問題がある。
【００１２】
このような問題を解決するものとして、例えば、特開平６−２５３４６３号公報には、各単位セルに抵抗及びスイッチからなる放電回路（バイパス回路）を並列に接続し、単位セルの電圧にばらつきが生じると、電圧が高くなっている単位セルに対応する放電回路のスイッチを閉じて放電させたり、或いは、充電時における充電電流を分流させる所謂バランス充放電によって単位セル間の電圧差を縮小するという技術が開示されている。
【００１３】
また、特開平８−２１３０５５号公報には、各単位セルの充電状態を監視することで、満充電状態に達した単位セルについてはバイパス回路に充電電流を分流することによって全ての単位セルを満充電状態に揃え、ばらつきを解消する技術が開示されている。
【００１４】
これらの従来技術の具体構成例を図１６に示す。組電池１は、複数（ｎ）個の単位セル２（１），２（２），…，２（ｎ）を直列接続して構成されており、それらの各単位セル２の両端には、放電用の抵抗３ａ及びトランジスタやＦＥＴなどからなるスイッチ３ｂを直列に接続して構成された放電回路３並びに電圧検出器４が夫々接続されている。電圧検出器４の出力信号は、マルチプレクサ５及びＡ／Ｄコンバータ６を介してＭＰＵ７に与えられる。
【００１５】
ＭＰＵ７は、一定時間毎に各単位セル２の端子電圧を参照してメモリ８に記憶させると共に、各単位セル２の内で端子電圧が高くなったものを放電させるため、或いは、充電電流をバイパスさせるために制御信号をデコーダ９に出力する。当該制御信号は、デコーダ９によりデコードされると、対応する単位セル２の放電回路３のスイッチ３ｂにフォトカプラ（またはアイソレーションアンプ）１０を介して出力される。すると、その放電回路３のスイッチ３ｂは閉じられて、抵抗３ａを介して単位セル２の放電或いは充電電流のバイパスが行われるようになっている。
【００１６】
このような構成では、放電回路３，電圧検出器４やフォトカプラ１０などが単位セル２の個数分必要となり、全体の部品数が多くなってしまうという問題がある。加えて、実際に、１つのＭＰＵ７によって制御することが可能な単位セル２の数は、絶縁（耐圧）性や制御性などの制限によって１０〜２０個程度が限度である。
【００１７】
従って、ＨＥＶや電気自動車に適用するためには、図１７に示すように、組電池１全体を１０〜２０個程度の単位セル２のグループに分けて、各グループの制御を図１６の構成で夫々対応するＭＰＵ７に分担させるモジュール１１を構成すると共に、更にそれらモジュール１１の各ＭＰＵ７を統括制御する上位ＭＰＵ７Ｈを配置する、という構成にする必要がある。例えば、単位セル２に８０個のリチウム電池を用いた場合には、１０個×８グループ，または２０個×４グループの構成となる。その結果、高価な部品であるＭＰＵが５個または９個必要となり、コストアップすることが避けられない。
【００１８】
そこで、特開平８−５５６４３号公報には、ＭＰＵを用いることなく、充電制御することを可能とした技術が開示されている。これは、図１８に示すように、直列接続された２つの単位セル１２からなる組電池１３に対して、抵抗値が等しい２つの抵抗１４ａ及び１４ｂの直列回路を並列に接続し、コンパレータ１５により２つの単位セル１２の共通接続点ＶCMと２つの抵抗１４ａ及び１４ｂの共通接続点ＶRMとの電位を比較する。
【００１９】
コンパレータ１５の出力端子には、ベース抵抗１６ａを介してｎｐｎ型のトランジスタ１７ａのベースが接続されていると共に、ベース抵抗１６ｂを介してｐｎｐ型のトランジスタ１７ｂのベースが接続されている。トランジスタ１７ａ，１７ｂのコレクタは、放電用の抵抗１８ａ，１８ｂを介して組電池１３の正極，負極に夫々接続されており、両者のエミッタは、共通接続点ＶCMに共通に接続されている。以上が調整モジュール１９を構成している。
【００２０】
そして、単位セル１２（１），１２（２）の端子電圧を夫々ＶC1，ＶC2とすると、ＶC1＞ＶC2であり電位ＶCM＜電位ＶRMとなると、コンパレータ１５の出力端子がハイレベルとなりトランジスタ１７ａがオンするので、単位セル１２（１）は抵抗１８ａを介して放電される。また、ＶC1＜ＶC2であり電位ＶCM＞Ｖ電位RMとなると、コンパレータ１５の出力端子がロウレベルとなりトランジスタ１７ｂがオンするので、単位セル１２（２）は抵抗１８ｂを介して放電されるようになっている。
【００２１】
しかしながら、これらの各調整モジュール１９は、夫々に接続された２個の単位セルについて端子電圧のばらつきを調整する構成である。従って、この調整モジュール１９を、数１０個以上、例えばＮ（Ｎは自然数）直列組電池に適用した場合を想定すると、それに対応して調整モジュール１９は（Ｎ−１）個用いなければならない。すると、各調整モジュール１９間の調整誤差が累積されてしまうおそれがあり、全体として高精度の制御を達成することができるという保障はない。
【００２２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各単位セルの過放電，過充電を防止すると共に、それらの各単位セルが直列に接続されて構成される組電池の充電容量が、各単位セル毎の容量のばらつきによる制限を極力受けないようにすることができる組電池の電圧調整装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の組電池の電圧調整装置または請求項５記載の組電池の電圧調整方法によれば、分圧手段は、組電池の端子電圧を単位セルの個数に応じて分圧し、電位比較手段は、単位セル間における複数の連結点の内、特定の連結点の電位と当該連結点に対応する分圧点の電位とを比較する。そして、放電制御手段は、単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると、当該単位セルを放電させるように制御する。
【００２４】
従って、特定の連結点に対応する単位セルの端子電圧が平均電圧に等しくなるように調整して端子電圧のばらつき、即ち、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を向上させることができる。
【００２５】
また、放電制御手段は、周囲温度が予め設定された基準温度以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。即ち、低温環境下においては、単位セルの内部抵抗が極めて大きくなる場合があり、放電することで生じた電圧降下によってある単位セルの電圧がその時点での最低電圧を下回ると、本来調整する必要がない単位セルの電圧を調整するおそれがある。従って、周囲温度が基準温度以下になった場合には放電を禁止することで、そのような事態に陥ることを回避できる。
【００２６】
請求項２記載の組電池の電圧調整装置または請求項６記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項１または５と同様に、放電制御手段は、単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を向上させることができる。
【００２７】
また、放電制御手段は、複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧が予め設定された基準電圧以下になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。即ち、複数の単位セルの内の何れか１つに短絡などが生じてセルの電圧が低下すると、それに応じてその他の単位セルの電圧も低下させるように調整が行われる可能性がある。従って、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧が基準電圧以下になった場合には放電を禁止することで、他の単位セルの電圧を不用意に低下させることを防止できる。
【００２８】
請求項３記載の組電池の電圧調整装置，請求項７記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項１，２または５，６と同様に、放電制御手段は、単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を向上させることができる。
【００２９】
また、放電制御手段は、複数の単位セルの内、少なくとも１つの単位セルの端子間電圧が予め設定された基準電圧以上になったと判断すると単位セルの放電を禁止する。即ち、電圧調整動作の上限を定めることにより、調整動作を行う電圧または残存容量の範囲を限定することが可能となる。従って、残存容量のばらつきとは異なる各単位セル間の満充電容量のばらつきが原因となり、特に残存容量が多い（満充電に近い）範囲において、残存容量が等しいにもかかわらず単位セルの端子間電圧がばらついていることで不必要な電圧調整動作が行われ、無駄な放電が行われるのを抑制することができる。
【００３０】
請求項４記載の組電池の電圧調整装置，請求項８記載の組電池の電圧調整方法によれば、請求項１，２，３または５，６，７と同様に、放電制御手段は、単位セルの正極側及び負極側の連結点に対応する電位比較手段の比較結果より、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高いか又は両電位が等しく且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高い場合、または、前記正極側連結点の電位が対応する分圧点の電位よりも高く且つ前記負極側連結点の電位よりも対応する分圧点の電位が高いか又は両電位が等しい場合に、前記単位セルの端子電圧が平均電圧よりも高いと判断すると当該単位セルを放電させるように制御するので、残存容量のばらつきを調整することができ、過放電や過充電を防ぎながら組電池の使用効率を向上させることができる。
【００３１】
また、各単位セルの放電経路中で且つ夫々の単位セルの近傍側に配置される経路遮断手段は、放電経路に過電流が流れた場合は当該経路を遮断する。即ち、例えば、組電池に対して充電または放電動作が行われている途中で、複数の単位セルの内の何れか１つに何らかの理由により断線が生じると、その断線箇所の両端には、組電池に接続されている回路のインダクタンスなどによって高電圧が発生するおそれがある。そして、そのような場合には、断線箇所の両端に接続されている放電経路に過電流が流れるので、経路遮断手段によって当該放電経路を遮断することで、当該電圧調整装置を破壊から保護することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明を、３個の単位セルを直列接続してなる組電池に適用した場合の第１実施例について図１乃至図４を参照して説明する。電気的構成を示す図１において、リチウム二次電池で構成される３個の単位セル２１（１），２１（２），２１（３）は、直列に接続されて組電池２２を構成している。この組電池２２には、抵抗２３，２４，２５を直列に接続してなる分圧回路（分圧手段）２６が並列に接続されている。
【００３３】
この内、抵抗２３，２４については、夫々抵抗２３ａ及び２３ｂ，２４ａ及び２４ｂの直列回路で構成されており、その抵抗比は、例えば４０００：１程度に設定されている。そして、抵抗２３ａ，２４ａ及び２５の抵抗値は、互いに等しくなるように設定されており、抵抗２３ｂ，２４ｂの抵抗値は、これらの抵抗値に比較して無視できる程小さい。従って、実質的には、組電池２２の端子電圧を、３つの抵抗２３ａ，２４ａ及び２５により三等分に分圧していることになる。
【００３４】
ここで、組電池２２の負側端子をＪc0，正側端子をＪc3として、その間にある単位セル２１（１）及び２１（２）の連結点をＪc1，単位セル２１（２）及び２１（３）の連結点をＪc2とする。また、分圧回路２６の負側端子をＪr0，正側端子をＪr3として、その間にある抵抗２３ａ及び２３ｂ，２４ａ及び２４ｂの共通接続点を、夫々Ｊr1，Ｊr2とする。また、抵抗２３ｂ及び２４ａの共通接続点をＪr1′，抵抗２４ｂ及び２５の共通接続点をＪr2′とする。以下で、上記各接続点は、端子と称する。
【００３５】
コンパレータ２７Ｈの反転入力端子及びコンパレータ２７Ｌの非反転入力端子は、端子Ｊc1に共通に接続されている。また、コンパレータ２７Ｈの非反転入力端子は、端子Ｊr1に接続され、コンパレータ２７Ｌの反転入力端子は、端子Ｊr1′に接続されている。また、単位セル２１（２）及び抵抗２４に対して、２つのコンパレータ２８Ｈ及び２８Ｌが同様の接続を成している。尚、４つのコンパレータ２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ及び２８Ｌは、電位比較手段を構成している。
【００３６】
そして、コンパレータ２７Ｌの出力端子は、ＩＮＶ（インバータ）ゲート２９を介してＡＮＤゲート３０の一方の入力端子に接続されており、コンパレータ２７Ｈの出力端子は、ＡＮＤゲート３１の一方の入力端子に接続されている。また、コンパレータ２８Ｌの出力端子は、ＡＮＤゲート３０の他方の入力端子に接続されており、コンパレータ２８Ｈの出力端子は、ＩＮＶゲート３２を介してＡＮＤゲート３１の他方の入力端子に接続されている。
【００３７】
放電回路３３は、放電用の抵抗３４及び常開型のスイッチ３５を直列接続してなるものである。そして、３つの放電回路３３（１）〜３３（３）は、各単位セル２１（１）〜２１（３）に対応するように直列接続されて、組電池２２の両端に並列に接続されている。また、放電回路３３（１）及び３３（２）の共通接続点は、端子Ｊc1に接続されており、放電回路３３（２）及び３３（３）の共通接続点は、端子Ｊc2に接続されている。
【００３８】
スイッチ３５（１）〜３５（３）は、例えばトランジスタやＦＥＴなどで構成されており、制御信号端子にハイレベルの制御信号が与えられると接点を閉じる（導通する）ようになっている。そして、スイッチ３５（１）及び３５（３）の制御信号端子は、コンパレータ２７Ｌ及び２８Ｈの出力端子に夫々接続されている。また、スイッチ３５（２）の制御信号端子は、ＯＲゲート３６の出力端子に接続されており、そのＯＲゲート３６の２つの入力端子は、ＡＮＤゲート３０及び３１の出力端子に夫々接続されている。
【００３９】
尚、ＮＯＴゲート２９及び３２，ＡＮＤゲート３０及び３１並びにＯＲゲート３６は、論理回路部３７を構成している。また、放電回路３３及び論理回路部３７は、放電制御手段を構成している。ところで、具体的には図示しないが、コンパレータ２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ及び２８Ｌ並びに論理回路部３７の動作用電源は、組電池２２から作成されて供給されるようになっている。
【００４０】
次に、本発明の作用について図２乃至図４をも参照して説明する。ここで、単位セル２１（１），２１（２），２１（３）の端子電圧を夫々Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とする。また、端子Ｊc0を基準とした各端子Ｊc1，Ｊc2，Ｊc3の電位を夫々Ｅc1，Ｅc2，Ｅc3とし、端子Ｊr0を基準とした各端子Ｊr1，Ｊr2，Ｊr3の電位を夫々Ｅr1，Ｅr2，Ｅr3とする。すると、電位Ｅc1，Ｅc2，Ｅc3は、夫々（１）式のように表される。
Ｅc1＝Ｖ１
Ｅc2＝Ｖ１＋Ｖ２                                …（１）
Ｅc3＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＝Ｅr3
【００４１】
また、抵抗２３ａ，２４ａ，２５の抵抗値は等しく、抵抗２３ｂ及び２４ｂを無視すると、各抵抗２３ａ，２４ａ，２５の両端には、単位セル２１（１），２１（２），２１（３）の端子電圧の平均値が夫々印加される。従って、電位Ｅr1，Ｅr2，Ｅr3は、夫々（２）式のように表される。
Ｅr1＝    Ｅc3／３＝  （Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３
Ｅr2＝２・Ｅc3／３＝２（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３        …（２）
Ｅr3＝３・Ｅc3／３＝    Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３
【００４２】
ここで、４つのコンパレータ２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ，２８Ｌの出力レベルが、夫々どの様な入力条件でハイ“Ｈ”になるかを検討すると、以下のようになる。尚、抵抗２３ｂ及び２４ｂの端子電圧をＶαとする。
0004006877.tif 000002
【００４３】
即ち、コンパレータ２７Ｈは、分圧電位Ｅr1が、端子Ｊc1の電位Ｅc1よりも高い場合にハイレベルとなり、コンパレータ２７Ｌは、分圧電位Ｅr1が、電位Ｅc1から微小電圧Ｖαを減じたものよりも低くなった場合にハイレベルとなる。従って、分圧電位Ｅr1が、Ｅc1−Ｖα≦Ｅr1≦Ｅc1，の範囲にあり電位Ｅc1にほぼ等しいとみなされる場合には、コンパレータ２７Ｈ，２７Ｌは何れもロウレベルとなる。また、コンパレータ２８Ｈ，２８Ｌについても、分圧電位Ｅr2，端子Ｊc2の電位Ｅc2に関して同様である。
【００４４】
そして、これら４つのコンパレータ２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ，２８Ｌの出力レベルを論理合成することにより、３つのスイッチ３５（１）乃至３５（３）を夫々オン状態“１”とする条件は、図２に示す真理値表のようになる。但し、“×”は任意のレベルを示す。
【００４５】
▲１▼Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ１
ここで、単位セル２１（１）〜２１（３）の各端子電圧が、Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ１となっている初期状態からの作用について図３も参照して説明する。
【００４６】
［期間Ａ］
この場合、
0004006877.tif 000003
となることから、コンパレータ２７Ｈ，２８Ｈの出力信号は何れもハイレベル“Ｈ”となる。従って、図２に示す真理値表では、スイッチ３５（３）がオン状態“１”となる条件が成立するので、放電回路３３（３）により単位セル２１（３）が放電される。
【００４７】
単位セル２１（３）が放電されることにより端子電圧Ｖ３が低下すると、組電池２２の端子電圧Ｅc3（＝Ｅr3）が低下し、それに応じて分圧電位Ｅr2も低下する。そして、Ｖ３＜Ｖ２となり、Ｅr2＝Ｅc2となると、コンパレータ２８Ｈの出力信号はロウレベル“Ｌ”となる。
【００４８】
このとき、図３の時点Ｐに示すように、端子電圧Ｖ３は、組電池２２の平均セル電圧となっているが、単位セル２１（２）は放電されていないのでＶ２＞Ｖ１の関係は維持されており、（４）式におけるＥr1＞Ｅc1、は変わらない。従って、コンパレータ２７Ｈの出力信号は“Ｈ”のままである。すると、図２に示す真理値表では、スイッチ３５（２）がオン状態“１”となる条件が成立するので、放電回路３３（２）により単位セル２１（２）が放電されると同時に、放電回路３３（３）による単位セル２１（３）の放電は停止する。
【００４９】
ここで、コンパレータ２７Ｈ，２７Ｌについて、コンパレータ２７Ｈの出力信号が“Ｌ”であり、コンパレータ２７Ｌの出力信号レベルは問わないという条件は、少なくともＥr2がＥc2よりも高くないという条件であり、即ち、Ｅr2がＥc2にほぼ等しいかまたはＥr2がＥc2よりも低い、Ｅr2≦Ｅc2という条件を意味している。
【００５０】
［期間Ｂ］
単位セル２１（２）が放電されることにより端子電圧Ｖ２が低下すると、電圧Ｅc2及びＥr3が低下するので、それに伴って分圧電位Ｅr2も低下する。ここで、Ｅr2とＥc2とを比較すると、（１）式及び（２）式から、
Ｅc2＝    Ｖ１＋Ｖ２
Ｅr2＝２（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３
であり、端子電圧Ｖ２の低下の影響はＥc2の方が明らかに大きい。従って、両者の大小関係は、Ｅr2＝Ｅc2から再びＥr2＞Ｅc2となり、コンパレータ２８Ｈの出力信号は再び“Ｈ”となる。すると、スイッチ３５（３）がオン状態“１”となる条件が成立して、放電回路３３（２）による放電は停止し、放電回路３３（３）により単位セル２１（３）が放電される。
【００５１】
即ち、この場合、単位セル２１（２）が放電されて端子電圧Ｖ２が低下することで、単位セル２１の平均電圧も低下することになる。すると、端子電圧Ｖ３もまた、その電位が時点Ｐから維持されたままでは平均電圧とのずれが生じることになるので、単位セル２１（３）が再び放電されて、端子電圧Ｖ３が平均電圧に略一致するように作用する。
【００５２】
単位セル２１（３）が放電されることにより端子電圧Ｖ３が低下して、再び平均電圧に略一致すると、前述のように分圧電位Ｅr3，Ｅr2が低下し、Ｅr2＝Ｅc2となってコンパレータ２８Ｈの出力信号は“Ｌ”となる。また、単位セル２１（２）は放電されないのでＶ２＞Ｖ１であり、Ｅr1＞Ｅc1であるから、コンパレータ２７Ｈの出力信号は“Ｈ”のままである。すると、スイッチ３５（２）がオン状態“１”となる条件が成立するので、単位セル２１（２）が放電されると同時に、単位セル２１（３）の放電は停止する。
【００５３】
即ち、期間Ｂにおいては、スイッチ３５（２），３５（３）が交互にオン状態となり、単位セル２１（２），２１（３）が交互に放電される。また、図３においては、端子電圧Ｖ２，Ｖ３は直線状に低下するように図示されているが、実際には、一方の電位が低下している場合に他方の電位は変化しないようになっており、その状態が短期間で交互に繰り返されるようになっている。
【００５４】
そして、最終的に、Ｅr1＝Ｅc1，Ｅr2＝Ｅc2，即ち、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３になると、コンパレータ２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ，２８Ｌの出力レベルは何れも“Ｌ”となり、単位セル２１（１）〜２１（３）の放電は停止する。以上で端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のばらつき調整作用は終了する。
【００５５】
▲２▼Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３
次に、初期状態としてＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３である場合の作用について説明する。この場合、
0004006877.tif 000004
となることから、コンパレータ２７Ｌ，２８Ｌの出力信号は何れも“Ｈ”となる。従って、図２に示す真理値表では、スイッチ３５（１）がオン状態“１”となる条件が成立するので、放電回路３３（１）により単位セル２１（１）が放電される。
【００５６】
単位セル２１（１）が放電されることにより端子電圧Ｖ１が低下すると、端子電圧Ｅc1が低下し、それに応じて電圧Ｅr3，Ｅr1も低下する。ここで、Ｅr1とＥc1とを比較すると、（１）式及び（２）式から、
Ｅc1＝  Ｖ１
Ｅr1＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３
であり、端子電圧Ｖ１の低下の影響はＥc1の方が明らかに大きい。従って、Ｅc1はＥr1に近付いてやがてＥr1＝Ｅc1となり、コンパレータ２７Ｌの出力信号は“Ｌ”となる。すると、スイッチ３５（２）がオン状態“１”となる条件が成立して、放電回路３３（１）による放電は停止し、放電回路３３（２）により単位セル２１（２）が放電される。
【００５７】
単位セル２１（２）が放電されることにより端子電圧Ｖ２が低下すると、電圧Ｅr3，Ｅr1が低下する。また、単位セル２１（１）は放電されないので、Ｖ１＝Ｅc1は低下しない。その結果、再びＥr1＜Ｅc1となり、コンパレータ２７Ｌの出力信号は再び“Ｈ”となる。すると、放電回路３３（２）による放電は停止し、放電回路３３（１）により単位セル２１（１）が放電される。
【００５８】
単位セル２１（１）が放電されることにより端子電圧Ｖ１が低下すると、端子電圧Ｅc1が低下し、再びＥr1＝Ｅc1となり、放電回路３３（１）による放電は停止し、放電回路３３（２）により単位セル２１（２）が放電される。以降、スイッチ３５（１），３５（２）が交互にオン状態となり、単位セル２１（１），２１（２）が交互に放電される。そして、最終的にＥr1＝Ｅc1，Ｅr2＝Ｅc2，即ち、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３になると、単位セル２１（１）〜２１（３）の放電は停止して、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のばらつき調整作用は終了する。この電圧変化は、図３におけるＶ１とＶ３とを入れ替えたものとなる。
【００５９】
▲３▼Ｖ２＞Ｖ３＝Ｖ１
次に、初期状態がＶ２＞Ｖ３＝Ｖ１である場合の作用について図４をも参照して説明する。この場合、
0004006877.tif 000005
となることから、コンパレータ２７Ｈ，２８Ｌの出力信号は何れも“Ｈ”となる。この時、コンパレータ２７Ｌ，２８Ｈの出力信号は何れも“Ｌ”であり、図２に示す真理値表では、スイッチ３５（２）がオン状態“１”となる条件が成立するので、放電回路３３（２）により単位セル２１（２）が放電される。
【００６０】
単位セル２１（２）が放電されることにより端子電圧Ｖ２が低下すると、電圧Ｅc2及びＥr3が低下するので、それに伴って分圧電位Ｅr2，Ｅr1も低下し、Ｅr1はＥc1に近付いて行く。また、前述のように、Ｅr2，Ｅc2間では、端子電圧Ｖ２の低下の影響はＥc2の方が明らかに大きいので、Ｅc2はＥr2に近付いて行く。そして、最終的に、Ｅr1＝Ｅc1，Ｅr2＝Ｅc2，Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３になると、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のばらつき調整動作は終了する。
【００６１】
即ち、この場合過渡状態においては、単位セル２１の平均電圧に対して端子電圧Ｖ２のみが常に高く、端子電圧Ｖ１及びＶ３は常に低いことから、単位セル２１（２）のみが終始放電されることになる。
【００６２】
以上のように本実施例によれば、３個の単位セル２１（１）〜２１（３）を直列接続してなる組電池２２の端子電圧を、抵抗２３，２４，２５を直列に接続してなる分圧回路２６により分圧して、論理回路部３７は、コンパレータ２７Ｈ乃至２８Ｌの出力信号に基づいて、単位セル２１（１）〜２１（３）の内端子電圧が平均電圧よりも高いものを自動的に放電させて、最終的に全ての単位セル２１（１）〜２１（３）の端子電圧を略等しくしてばらつきを解消するようにした。
【００６３】
そして、例えば、単位セル２１（２）については、論理回路部３７は、正極側の連結点Ｊc2の電位Ｅc2が対応する分圧点Ｊr2の電位Ｅr2よりも高いか又は略等しく（Ｅc2≧Ｅr2）且つ負極側の連結点Ｊc1の電位Ｅc1よりも対応する分圧点Ｊr1の電位Ｅr1が高い場合（Ｅc1＜Ｅr1）、または、電位Ｅc2が電位Ｅr2よりも高く（Ｅc2＞Ｅr2）且つ電位Ｅc1よりも電位Ｅr1が高いか又は両者が略等しい場合（Ｅc1≦Ｅr1）に、端子電圧Ｖ２が平均電圧よりも高いと判断するようにした。
【００６４】
従って、単位セル２１の端子電圧と分圧回路２６より得られる平均電圧との高低を確実に判断して、各単位セル間の端子電圧、即ち、残存容量のばらつきを解消することができるので、過充電や過放電を防止すると共に組電池２２の使用効率を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施例によれば、高いエネルギ密度を有するが、より厳密な過充電，過放電対策が必要とされるリチウム電池を単位セル２１とする組電池２２に適用することによって、充放電を安全に制御した上でリチウム電池の性能を十分に引出して活用することができる。
【００６６】
ところで、従来の電圧調整装置はＭＰＵを使用する構成であり、そのＭＰＵに対して安定したレベルの動作用電源を供給する必要があった。そのため、従来は、その動作用電源を駆動用電源のバッテリとは別個に設けられている制御用電源（１２Ｖバッテリ，所謂ガソリン自動車のバッテリに相当する）から供給するようにしていた。
【００６７】
これに対して、本実施例によれば、コンパレータ２７Ｈ〜４１Ｌ及び論理回路部３７の動作用電源を駆動用電源たる組電池２２から得るようにした。即ち、論理回路部３７は、従来とは異なり、ＭＰＵなどを用いることなしに論理ゲートの組合わせで構成することができるので、その消費電力は、従来に比して極めて僅かとなっている。そして、組電池２２は３直列構成であるから、その端子電圧は３．６×３＝１０．８（Ｖ）程度であり、３．３〜５Ｖ程度の動作用電源の作成にも適している。加えて、これらの回路はＭＰＵとは異なり、電源電圧が多少低下しても動作が可能であることから、これらの動作用電源を組電池２２から得ることができるようになっている。従って、前記動作用電源に対しては相対的に容量が小さい制御用電源の電力消費を抑制することができる。
【００６８】
（第２実施例）
図５及び図６は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例では、組電池２２に単位セル２１（４）を加えて、直列接続数を４とした組電池３８に適用した構成である。
【００６９】
また、分圧回路２６の抵抗２５は、抵抗２３及び２４と同様に、抵抗比４０００：１の抵抗２５ａ及び２５ｂで構成され、更に、単位セル２１（４）に対応する抵抗３９を直列に加えたものが分圧回路４０を構成している。そして、単位セル２１（３）及び２１（４）の連結点Ｊc3と抵抗２５ｂの両端とには、コンパレータ４１Ｈ及び４１Ｌ（電位比較手段）が、コンパレータ２８Ｈ及び２８Ｌなどと同様に接続されている。
【００７０】
一方、コンパレータ２８Ｌの出力端子は、ＮＯＴゲート４２を介してＡＮＤゲート４３の一方の入力端子に接続されており、そのＡＮＤゲート４３の他方の入力端子は、コンパレータ４１Ｌの出力端子に接続されている。また、コンパレータ２８Ｈの出力端子は、スイッチ３５（３）の制御端子に代えて、ＡＮＤゲート４４の一方の入力端子に接続されており、そのＡＮＤゲート４４の他方の入力端子は、ＮＯＴゲート４５を介してコンパレータ４１Ｈの出力端子に接続されている。
【００７１】
そして、ＡＮＤゲート４３及び４４の出力端子は、ＯＲゲート４６の入力端子に夫々接続されており、そのＯＲゲート４６の出力端子は、スイッチ３５（３）の制御端子に接続されている。また、単位セル２１（４）に対応して設けられた放電回路３３（４）を構成するスイッチ３５（４）の制御端子は、コンパレータ４１Ｈの出力端子に接続されている。
【００７２】
尚、論理回路部３７の構成要素に、ＮＯＴゲート４２及び４５，ＡＮＤゲート４３及び４４並びにＯＲゲート４６を加えたものが、論理回路部４７を構成している。また、放電回路３３に論理回路部４７を加えたものが、放電制御手段を構成している。加えて、第１実施例と同様に、コンパレータ２７Ｈ〜４１Ｌ並びに論理回路部４７の動作用電源は、組電池３８から作成されて供給されるようになっている。
【００７３】
次に、第２実施例の作用について図６をも参照して説明する。図６に示す論理回路部４７の真理値表は、下から２〜４段目は、第１実施例の図２と同様にコンパレータ２７Ｈ乃至２８Ｌの論理で決定される。また、何れのスイッチ３５もオフ状態となる最下段についても、コンパレータ４１Ｈ，４１Ｌが共にロウレベルである条件が加わっただけである。
【００７４】
そして、下から５，６段目のスイッチ３５（３）がオン状態“１”となる条件は、スイッチ３５（２）がオン状態となるコンパレータ２７Ｈ乃至２８Ｌの論理を、コンパレータ２８Ｈ乃至４１Ｌに対して同様に適用したものとなっている。また、最上段のスイッチ３５（４）がオン状態となる条件は、コンパレータ４１Ｈがハイレベルである条件となる。
【００７５】
即ち、組電池３８の内、最も負側となる単位セル２１（１）に対応するスイッチ３５（１）のオン条件は、正側の連結点Ｊc1の電位が分圧点Ｊr1（Ｊr1′）の電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータ２７Ｌの出力論理のみで決定され、最も正側となる単位セル２１（４）に対応するスイッチ３５（４）のオン条件は、分圧点Ｊr3の電位が、負側の連結点Ｊc3の電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータ４１Ｈの出力論理のみで決定される。
【００７６】
また、それらの中間に配置される例えば単位セル２１（２）に対応するスイッチ３５（２）のオン条件は、単位セル２１（２）の正側に配置されたコンパレータ２８Ｈ，２８Ｌと、負側に配置されたコンパレータ２７Ｈ，２７Ｌとの出力論理で決定される。
【００７７】
以上のように構成された第２実施例によれば、４直列構成の組電池３８に適用した場合でも、第１実施例と同様の効果を得ることができる。また、従来とは異なり、多直列の組電池３８に適用した場合でも、誤差が累積されることがなく、精密な電圧調整を行うことができる。
【００７８】
ここで、第１及び第２実施例を普遍化して、ｎ（ｎは自然数）直列構成の組電池に適用した場合を図７及び図８に示す。即ち、第ｉ番目（１＜ｉ＜ｎ）の単位セルＣi の正側，負側の連結点をＪci，Ｊci-1，対応する分圧抵抗Ｒi ，Ｒi-1 の連結点をＪri，Ｊri-1として、図示しない端子Ｊc0を基準とする連結点Ｊci，Ｊci-1の電位をＥci，Ｅci-1，連結点Ｊri，Ｊri-1の電位をＥri，Ｅri-1とする。
【００７９】
そして、単位セルＣi について、分圧点Ｊriの電位が連結点Ｊciの電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータをＣＰi Ｈ，逆に、連結点Ｊciの電位が分圧点Ｊriの電位よりも高い時にハイレベルの信号を出力するコンパレータをＣＰi Ｌとする。また、分圧抵抗Ｒによって得られる単位セルＣの平均電圧をＶM ，単位セルＣi の端子電圧をＶi とすると、各値には（７）式の関係がある。
Ｖi ＝Ｅci−Ｅci-1
ＶM ＝Ｅri−Ｅri-1                                    …（７）
【００８０】
従って、Ｖi ＞ＶM と判定するための条件、即ち、単位セルＣi に対応する放電回路のスイッチＳＷi をオン状態にする条件は、
（Ｅci≧Ｅri）・（Ｅci-1＜Ｅri-1）
＋（Ｅci＞Ｅri）・（Ｅci-1≦Ｅri-1）                …（８）
であり、上記（８）の条件を満たすコンパレータＣＰの出力条件は、図８に示すように、
0004006877.tif 000006
となる。尚、（８）式において、シンボル“・”は論理ＡＮＤを、シンボル“＋”は論理ＯＲを示している。
【００８１】
例えば、（８），（９）の第１式の対応を見ると、少なくともコンパレータＣＰi-1 Ｈが“Ｈ”である、ということは、条件（Ｅci-1＜Ｅri-1）そのものであり、少なくともコンパレータＣＰi Ｈが“Ｌ”である、ということは、条件（Ｅci＜Ｅri）の否定であるから、条件（Ｅci≧Ｅri）を意味している。尚、コンパレータＣＰi Ｈ及びＣＰi Ｌが共に“Ｌ”である、ということは、条件（Ｅci＝Ｅri）を意味する。
【００８２】
以上のように、ｎが例えば数１０個であるような多直列構成の組電池であっても、第１番目，第ｎ番目の単位セルＣ1 ，Ｃn については、コンパレータＣＰ1 Ｌ，ＣＰn Ｈの出力レベルが夫々“Ｈ”の時に対応する放電回路のスイッチＳＷ1 ，ＳＷn をオン状態にするように、また、それらの中間にある負側から第ｉ番目の単位セルＣi については、コンパレータＣＰの出力条件が（８）式のように成立した時に、対応する放電回路のスイッチＳＷi をオン状態にするように論理回路部を構成すれば良い。
【００８３】
（第３実施例）
図９は本発明の第３実施例を示すものである。上述したように、本発明は、理論的には組電池の直列数が幾つのものであっても適用することが可能である。しかしながら、実際には、使用する素子の耐圧などの問題があるため、単位セルがセル電圧約３．６Ｖのリチウム電池の場合には、４〜５直列程度の組電池を１単位として構成するのが好ましいと考えられる。
【００８４】
そこで、第３実施例は、第２実施例のように４直列構成の組電池３８に、放電回路３３，分圧回路４０及び論理回路部４７からなる電圧調整機構を加えたものを１つの電池モジュール４８としている。そして、その電池モジュール４８を２０個直列に接続することにより、リチウム電池の単位セル２１のセル電圧３．６Ｖ×８０個で電圧約３００ＶとなるＨＥＶの駆動用バッテリ４９を構成した。
【００８５】
そして、その駆動用バッテリ４９に対して、図１２に示す従来構成の電圧調整装置を適用したものであり、図１２における単位セル２が、電池モジュール４８に置き換わっている。即ち、各電池モジュール４８においては、内蔵された論理回路部４７の作用により、４つの単位セル２１間における端子電圧のばらつきは自動的に補正される。従って、ＭＰＵ７は、電池モジュール４８を１個のセルのように扱うことが可能である。
【００８６】
以上のように構成された第３実施例によれば、ＭＰＵ７が２０個の電池モジュール４８の端子電圧を夫々電圧検出器４で周期的に測定し、マルチプレクサ５及びＡ／Ｄコンバータ６を介して読み込むことにより、１個のＭＰＵ７により実質８０個の単位セル２１を直列接続してなる駆動用バッテリ４９の電圧調整を行うことができる。従って、従来とは異なり、複数のＭＰＵを使用する必要がないので、装置のコストを大幅に削減することができる。
【００８７】
（第４実施例）
図１０は本発明の第４実施例を示すものであり、第２実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第４実施例の分圧回路（分圧手段）４０′は、第２実施例の分圧回路４０から小分圧抵抗２３ｂ，２４ｂ及び２５ｂを削除した構成となっている。
【００８８】
そして、差動増幅器（電位差増幅手段，電位比較手段）５０（１）の反転及び非反転入力端子は、端子Ｊc1及びＪr1に夫々接続されており、出力端子は、（第２実施例の端子Ｊc1に代わって）コンパレータ２７Ｈ及び２７Ｌの非反転及び反転入力端子に接続されている。また、差動増幅器５０（１）の反転入力端子に挿入されている抵抗５７（１）と、当該反転入力端子と出力端子との間に接続されている抵抗５８（１）とは、差動増幅器５０（１）の増幅率を決定するために設けられている。
【００８９】
また、端子Ｊc2，Ｊc0間には、抵抗５１Ｈ，ダイオード５２Ｈ及び５２Ｌ，抵抗５１Ｌの直列回路が接続されており、ダイオード５２Ｈのカソード及び５２Ｌのアノード（共通接続点）は、端子Ｊc1に接続されている。そして、コンパレータ２７Ｈの反転入力端子はダイオード５２Ｈのアノードに接続され、コンパレータ２７Ｌの非反転入力端子はダイオード５２Ｈのカソードに接続されている。
【００９０】
同様にして、差動増幅器（電位差増幅手段，電位比較手段）５０（２）が、端子Ｊc2及びＪr2とコンパレータ２８Ｈ及び２８Ｌとの間に配置され、差動増幅器（電位差増幅手段，電位比較手段）５０（３）が、端子Ｊc3及びＪr3とコンパレータ４１Ｈ及び４１Ｌとの間に配置されている。そして、端子Ｊc3，Ｊc1間には、抵抗５３Ｈ，ダイオード５４Ｈ及び５４Ｌ，抵抗５３Ｌの直列回路が接続され、端子Ｊc4，Ｊc2間には、抵抗５５Ｈ，ダイオード５６Ｈ及び５６Ｌ，抵抗５５Ｌの直列回路が接続されている。その他の構成は第２実施例と同様である。
【００９１】
次に、第４実施例の作用について説明する。例えば、差動増幅器５０（１）は、端子Ｊr1における電位Ｅr1と端子Ｊc1における電位Ｅc1との電位差Ｖd1（＝Ｅri−Ｅci）を増幅して増幅信号α・Ｖd1をコンパレータ２７Ｈ及び２７Ｌに出力する。コンパレータ２７Ｈは、増幅信号α・Ｖd1のレベルが、ダイオード５２Ｈの順方向電圧ＶF よりも高い場合、即ち、
α・Ｖd1＞ＶF
の時に“Ｈ”を出力する。
【００９２】
また、コンパレータ２７Ｌは、増幅信号α・Ｖd1のレベルが負（即ち、Ｅri＜Ｅci）の場合において、その絶対値がダイオード５２Ｌの順方向電圧ＶF よりも高い場合、即ち、
｜α・Ｖd1｜＞ＶF       （Ｖd1＜０）
の時に“Ｈ”を出力する。また、差動増幅器５０（２）、５０（３）も夫々対応する電位について同様に動作して、論理回路部４７（図１０では図示せず）は、コンパレータ２７Ｈ〜４１Ｌの出力信号を第２実施例と同様に論理合成する。
【００９３】
即ち、第２実施例のように小分圧抵抗２３ｂ，２４ｂ及び２５ｂを用いてコンパレータ２８Ｈ〜４１Ｌが電位比較を行うと、実際には、動作環境の温度変化などによって抵抗値が変化することなどから、比較動作が安定し難いという問題がある。
【００９４】
これに対して、第４実施例によれば、組電池３８側の電位と分圧回路４０′側の電位との差Ｖd を差動増幅器５０により増幅してコンパレータ２８Ｈ〜４１Ｌに与え、コンパレータ２８Ｈ〜４１Ｌは、増幅信号α・Ｖd のレベルを、安定性の良いダイオード５２，５４，５６の順方向電圧ＶF を利用して作成された基準電圧と比較するので、単位セル２１の端子電圧Ｅc と平均電圧ＶM との高低をより確実に判定することができ、動作の安定性を向上させることができる。
【００９５】
（第５実施例）
図１１乃至図１３は本発明の第５実施例を示すものであり、第４実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第５実施例では、端子Ｊc1と抵抗５７（１）との間，端子Ｊc2と抵抗５７（２）との間，端子Ｊc3と抵抗５７（３）との間，端子Ｊc4と端子Ｊr4との間に、夫々ヒューズ（経路遮断手段）５９（１），５９（２），５９（３），５９（４）が挿入されている。
【００９６】
また、端子Ｊr4とヒューズ５９（３）及び抵抗５７（３）の共通接続点との間には、抵抗６０及びサーミスタ（温度検出手段）６１の直列回路並びに抵抗６３及び６４の直列回路が接続されている。そして、抵抗６０及びサーミスタ６１の共通接続点はコンパレータ（温度比較手段）６２の反転入力端子に接続されており、抵抗６３及び６４の共通接続点は、抵抗６５を介してコンパレータ６２の非反転入力端子に接続されている。コンパレータ６２の出力端子は、抵抗６６を介して自身の非反転入力端子に接続されていると共に、論理回路部４７に代わる論理回路部（放電制御手段）６７のIHBT端子に接続されている。
【００９７】
サーミスタ６１は、温度が低下すると抵抗値が増大するネガティブサーミスタであり、コンパレータ６２の反転入力端子に印加される電圧は、単位セル２１（４）の端子間電圧が一定であれば、抵抗６０及びサーミスタ６１の抵抗値の比で決定される。一例として、単位セル２１（４）の端子間電圧が４．０Ｖ，抵抗６０，６３及び６４の抵抗値が１５０ｋΩであれば、コンパレータ６２の非反転入力端子に印加される基準電圧は、２．０Ｖとなる。そして、サーミスタ６１は、温度が−３０℃（基準温度）以下になると抵抗値が１５０ｋΩ以上となる特性のものを選択する。尚、抵抗５１Ｈ，５１Ｌ，５３Ｈ，５３Ｌ，５５Ｈ，５５Ｌは図示を省略している。
【００９８】
ここで、図１２は、論理回路部６７の一構成例を示すものである。即ち、論理回路部６７は、論理回路部４７にＡＮＤゲート６８（１），６８（２），６８（３），６８（４）を加えた構成である。これらのＡＮＤゲート６８の一方の入力端子はIHBT端子に接続されており、ＡＮＤゲート６８（１），６８（２），６８（３），６８（４）の他方の端子は、コンパレータ２７Ｌの出力端子，ＯＲゲート３６の出力端子，ＯＲゲート４６の出力端子，コンパレータ４１Ｈの出力端子に夫々接続されている。そして、ＡＮＤゲート６８（１）〜６８（４）の出力端子は、スイッチ３５（１）〜３５（４）のオンオフ制御端子に夫々接続されている。
【００９９】
次に、第５実施例の作用について図１３をも参照して説明する。図１３は、論理回路部６７の真理値を示すものである。コンパレータ６２は、サーミスタ６１両端の電圧が、非反転入力端子に印加される基準電圧よりも低い場合には出力端子がハイレベル“Ｈ”となり、サーミスタ６１両端の電圧が、基準電圧よりも高い場合には出力端子がロウレベル“Ｌ”となる。
【０１００】
従って、サーミスタ６１によって検出される周囲温度が−３０℃を超えている場合には、論理回路部６７のIHBT端子は“Ｈ”となり、前記周囲温度が−３０℃以下である場合には、IHBT端子は“Ｌ”となる。即ち、図１３に示すように、周囲温度が−３０℃を超えておりIHBT端子が“Ｈ”であれば、スイッチ３５（１）〜３５（４）のオンオフ制御は、図６に示す第２実施例の場合と全く同様に行われる。そして、周囲温度が−３０℃以下でありIHBT端子が“Ｌ”の場合は、コンパレータ２７，２８，４１の出力状態の如何にかかわらず、スイッチ３５（１）〜３５（４）は全てオフされて、各単位セル２１（１）〜２１（４）の放電は禁止される。
【０１０１】
このように制御するのは、以下の理由による。即ち、ＨＥＶ等は、様々な環境下において走行することが想定されるが、寒冷地などの周囲温度が−３０℃以下となるような低温環境下においては、単位セル２１の内部抵抗が極めて大きくなる場合がある。このような状態で単位セル２１の放電を行うと、その放電により大きな電圧降下が生じるため、ある単位セル２１の電圧がその時点での最低電圧を下回ると、本来電圧調整しなくても良い単位セル２１の電圧を調整する場合がある。
【０１０２】
つまり、放電により電圧降下が生じると単位セル２１の端子間電圧は低下するが、電圧降下が大き過ぎると、本来最低電圧を示している単位セル２１の電圧をも下回ってしまい、放電中の単位セル２１が見かけ上の最低電圧セルとなってしまう。すると、他の単位セル２１は、その放電中の単位セル２１を目標に電圧調整が行われ放電されることになり、放電すべきでない本来の最低電圧セルまで放電されてしまう。その結果、最低電圧が更に下がり、他の単位セル２１がそれを目標に電圧調整されて放電され、調整動作が継続されて組電池３８全体の電圧を低下させることになる。従って、周囲温度が−３０℃以下になった場合には、単位セル２１の放電を禁止するようにしている。
【０１０３】
また、例えば、ＨＥＶが走行中であり、組電池３８に対して充電または放電動作が行われている途中で単位セル２１（３）の付近で何らかの理由により断線が生じた場合を想定する。すると、組電池３８に接続されている例えばインバータ回路等が有するインダクタンス成分などにより、断線箇所Ｊc2−Ｊc3間には、組電池３８の総電圧（各単位セル２１の電圧の総和）相当の起電力が発生する。
【０１０４】
そして、端子Ｊc2−Ｊc3間に起電力が発生したことにより、ヒューズ５９（２），５９（３）及び各放電経路を介して電圧調整装置に大電流が流れ込もうとするが、ヒューズ５９（２），５９（３）が溶断することによって当該経路は遮断される。
【０１０５】
以上のように第５実施例によれば、サーミスタ６１によって周囲温度を検出し、周囲温度が−３０℃以下になると、論理回路部６７は、コンパレータ６２の出力信号を受けて、単位セル２１（１）〜２１（４）の放電を禁止するので、低温環境下において単位セル２１の内部抵抗が極めて大きくなった場合には放電を抑制することで、本来電圧調整しなくても良い単位セル２１の電圧を調整する事態に陥ることを回避できる。
【０１０６】
また、第５実施例によれば、端子Ｊc1〜Ｊc4と、抵抗５７（１）〜５７（３）及び端子Ｊr4との間に、夫々ヒューズ５９（１）〜５９（４）を挿入したので、単位セル２１の内の何れか１つに断線が生じて、その断線箇所の両端に高電圧が発生した場合でも、ヒューズ５９が溶断して放電経路を遮断するので組電池３８に接続されている電圧調整装置を高電圧，大電流による破壊や焼損から保護することができる。また、例えば、異物の侵入や絶縁の低下などにより、逆に、電圧調整装置側において回路の短絡が発生した場合には、ヒューズ５９（１）〜５９（４）によって組電池３８側を保護することができる。
【０１０７】
（第６実施例）
図１４は本発明の第６実施例を示すものであり、第５実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第６実施例では、コンパレータ６２に代わるコンパレータ（電圧比較手段）６２ａの反転入力端子には、第５実施例における抵抗６０及びサーミスタ６１の共通接続点に代わって、１．５Ｖの基準電圧Ｖref を与える定電圧源６９の正側端子が接続されており、その定電圧源６９の負側端子は、ヒューズ５９（３）と抵抗５７（３）との共通接続点に接続されている。
【０１０８】
この場合、抵抗６３及び６４は、単位セル２１（４）の端子間電圧を等分圧しているので、コンパレータ６２ａは、非反転入力端子に与えられる単位セル２１（４）の端子間電圧の１／２の電圧Ｖc と、反転入力端子に与えられる基準電圧Ｖref とを比較するようになっている。ここで、１．５Ｖの基準電圧Ｖref は、単位セル２１の使用可能な下限電圧を３．０Ｖに設定した場合に、その下限電圧に抵抗６３及び６４の分圧比１／２を乗じたものとして設定されている。
【０１０９】
そして、コンパレータ６２ａの出力端子は、電圧Ｖc が基準電圧Ｖref よりも高い場合はハイレベル“Ｈ”となり、電圧Ｖc が基準電圧Ｖref よりも低い場合はロウレベル“Ｌ”となる。その他の構成は第５実施例と同様である。
【０１１０】
次に、第６実施例の作用について説明する。本発明の電圧調整装置は、以上述べてきたように、各単位セル２１の端子間電圧の内で最低レベルのものに、その他の単位セル２１の端子電圧を合わせるように調整を行うものである。故に、組電池３８の中の何れかの単位セル２１が何らかの原因によって短絡し、その端子電圧が使用可能な下限電圧を大きく下回った場合を想定すると、その電圧に合わせてその他の健全な単位セル２１の端子電圧までもが、使用可能な下限電圧を下回るように調整されてしまうおそれがある。
【０１１１】
そこで、第６実施例では、そのような事態の発生を防止するため、コンパレータ６２ａは、非反転入力端子に与えられる単位セル２１（４）の端子間電圧Ｖc が使用可能な下限電圧３．０Ｖを下回ると、ロウレベルの信号を論理回路部６７のIHBT端子に与えることで、単位セル２１の放電を禁止するようにしている。
【０１１２】
以上のように第６実施例によれば、抵抗６３及び６４によって単位セル２１（４）の端子間電圧Ｖc を検出し、端子間電圧Ｖc が使用可能な下限電圧を下回ると、コンパレータ６２ａ及び論理回路部６７によって単位セル２１の放電を禁止するので、何れかの単位セル２１に短絡が発生した場合でも、他の単位セル２１の電圧を著しく低下させることを防止できる。
【０１１３】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第２実施例において、２個のＮＯＴゲート３２及び４２を使用する代わりに、図１５に示すように、負論理入力のＡＮＤゲート７０を用いて、そのＡＮＤゲート７０の出力端子をＡＮＤゲート３１及び４３の入力端子に共通に接続しても良い。斯様に構成した場合、当該変形部分にかかる単位セル２１（２）の論理条件は、正極側の端子電圧Ｅc2が分圧電位Ｅr2にほぼ等しい（Ｅc2＝Ｅr2）という条件が成立し、且つ、負極側の端子電圧Ｅc1よりも分圧電位Ｅr1が高い場合（Ｅc1＜Ｅr1）に、端子電圧Ｖ２が平均電圧よりも高いと判断することになる。
また、単位セル２１（３）については、負極側の端子電圧Ｅc2が分圧電位Ｅr2にほぼ等しい（Ｅc2＝Ｅr2）という条件が成立し、且つ、正極側の端子電圧Ｅc3が分圧電位Ｅr3よりも高い場合（Ｅc3＞Ｅr3）に、端子電圧Ｖ３が平均電圧よりも高いと判断することになる。更に、図７に示すｎ直列構成の場合のコンパレータＣＰi ，ＣＰi-1 ，ＣＰi+1 などの出力信号の論理合成についても同様である。斯様に構成すれば、特に多直列構成で論理回路部にディスクリートの素子を使用する場合などには、共通化によってゲート数を削減することができる。
【０１１４】
単位セルは、リチウム電池に限らず、鉛電池やニッケル系電池であっても同様に適用が可能である。
必ずしも組電池を構成する全ての単位セルについて電圧調整を行う必要はなく、その内の特定の１個のみについて、或いは特定の複数個について電圧調整を行っても良い。
電気自動車やＨＥＶに限ることなく、複数の単位セルを直列に接続して構成されるバッテリを使用するものであれば適用が可能である。
第６実施例において、基準電圧Ｖref を調整動作の上限電圧（例えば、４．０Ｖ）に設定し、コンパレータ６２ａの反転入力端子と非反転入力端子とを入替えたり、或いは、コンパレータ６２ａの出力信号をＮＯＴゲートにより反転させても良い。斯様に構成した場合は、以下のような作用効果が得られる。
即ち、各単位セル２１の電圧がばらつく要因としては、上述した残存容量のばらつきの他に、満充電容量のばらつきがある。そして、リチウム電池の場合、電池の電圧は充電状態、即ち残存容量と満充電容量の比に対して一意の相関があるので、仮に残存容量が等しくても満充電容量が異なれば電圧はばらつき、そのばらつきの大きさは、残存容量が多いほど大きくなる。そのような場合、単位セル２１の電圧をそろえる必要がないにもかかわらず電圧調整動作が行われて放電した分はエネルギの無駄となってしまう。
そこで、電圧調整動作の上限を基準電圧Ｖref により定めることにより、満充電容量のばらつきに起因する不必要な電圧調整動作を抑制し、無駄なエネルギの消耗を抑制することができる。
【０１１５】
更に、２つの電圧コンパレータを用意して、その一方を上限電圧用，他方を下限電圧用とする。そして、それらの出力信号をＡＮＤ（負論理入出力のＯＲ）ゲートを介して論理回路部６７のIHBT端子に与えるようにすることで、電圧調整動作の上限，下限を定め、限られた電圧（残存容量）範囲においてのみ電圧調整動作を可能とすることもできる。これは、ＨＥＶの駆動用バッテリのように、中間的な残存容量を中心として充放電が行われるものにおいて、常に中心付近の残存容量で電圧をそろえることが可能となり、出力（放電）と回生（充電）とのバランスが取れた状態で単位セル２１を使用することができる。
第５実施例におけるコンパレータ６２を中心とする温度検出手段及び温度比較手段と、第６実施例におけるコンパレータ６２ａを中心とする電圧検出手段及び電圧比較手段とを、両方同時に配置しても良い。その場合、コンパレータ６２及び６２ａの各出力信号は、ＡＮＤゲートを介して論理回路部６７のIHBT端子に与えるようにすれば良い。
経路遮断手段は、ヒューズ５９に限ることなく、例えば、放電経路となる基板上の配線パターンの一部について幅寸法を狭くした箇所を設けて、過電流が流れた場合に当該箇所が焼き切れるようにしたものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を３直列構成の組電池に適用した場合の第１実施例を示す電気的構成図
【図２】論理回路部の真理値を示す図
【図３】単位セルの端子電圧のばらつき調整を行う場合の、各端子電圧の変化の一例を示す図（その１）
【図４】図３相当図（その２）
【図５】本発明を４直列構成の組電池に適用した場合の第２実施例を示す図１相当図
【図６】図２相当図
【図７】本発明をｎ直列構成の組電池に適用した場合の図１相当図
【図８】図２相当図
【図９】本発明をハイブリッド電気自動車の駆動用バッテリに適用した場合の第３実施例を示す図
【図１０】本発明の第４実施例を示す図５相当図
【図１１】本発明の第５実施例を示す図５相当図
【図１２】論理回路部の詳細な構成の一例を示す図
【図１３】図２相当図
【図１４】本発明の第６実施例を示す図５相当図
【図１５】変形例を示す図５相当図
【図１６】従来技術を示す図９相当図
【図１７】複数個の単位セルをモジュール化した場合の図１６相当図
【図１８】他の従来技術を示す図１相当図
【符号の説明】
２１は単位セル（リチウム電池）、２２は組電池、２３，２４，２５は抵抗、２６は分圧回路（分圧手段）、２７Ｈ，２７Ｌ，２８Ｈ及び２８Ｌはコンパレータ（電位比較手段）、３３は放電回路（放電制御手段）、３７は論理回路部（放電制御手段）、３８は組電池、３９は抵抗、４０及び４０′は分圧回路（分圧手段）、４１Ｈ及び４１Ｌはコンパレータ（電位比較手段）、４７は論理回路部（放電制御手段）、４９は駆動用バッテリ、５０は差動増幅器（電位差増幅手段，電位比較手段）、５９はヒューズ（経路遮断手段）、６１はサーミスタ（温度検出手段）、６２はコンパレータ（温度比較手段）、６２ａはコンパレータ（電圧比較手段）、６３及び６４は抵抗（電圧検出手段）、６７は論理回路部（放電制御手段）、Ｊc1，Ｊc2，Ｊc3，Ｊci-1，Ｊciは連結点、Ｊr1，Ｊr2，Ｊr3，Ｊri-1，Ｊriは分圧点を示す。
【図１】
0004006877.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004006877.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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