(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な二次電池を単位セル、該単位セルを複数個直列に接続したものをセルグループとし、１個或いは直列接続された複数個のセルグループからなる組電池の充電状態を制御する充電状態制御装置であって、
前記セルグループ毎に設けられ、該セルグループを構成する各単位セル間で、単位セルの両端電圧であるセル電圧のばらつきが解消されるように該単位セルの充電状態を個別に調整するセル電圧調整手段と、
前記組電池の状態が、前記セル電圧に単位セルの充電状態が正しく反映されている調整可能状態にある場合にのみ前記セル電圧調整手段を動作させる調整動作制御手段と、
前記セルグループ毎に設けられ、該セルグループを構成する各単位セルのセル電圧が、予め設定された電圧範囲内にあるか否かを監視するセル電圧監視手段と、
該セル電圧監視手段での監視結果に従い、前記セルグループを構成する単位セルのうち、全てのセル電圧が前記電圧範囲内であれば通常状態を表す第１の信号レベル、いずれか一つでもセル電圧が前記電圧範囲を上回れば過充電状態を表す第２の信号レベル、いずれか一つでもセル電圧が前記電圧範囲を下回れば過放電状態を表す第３の信号レベルとなるセル状態信号を生成する信号生成手段と、
を備え
前記信号生成手段は、
常時導通して一定電流を流す第１の電流経路と、
前記過充電状態の時に導通して一定電流を流す第２の電流経路と、
前記過放電状態以外の時に導通して一定電流を流す第３の電流経路と、
を備え、前記各電流経路を流れる電流を合成した電流信号を、前記セル状態信号として生成することを特徴とする充電状態制御装置。
【請求項２】
前記セル電圧監視手段及び前記信号生成手段は、該セル電圧監視手段の監視対象となるセルグループからの電源供給により動作することを特徴とする請求項１記載の充電状態制御装置。
【請求項３】
前記セル状態信号を伝送するセル状態信号伝送線に、該セル状態信号伝送線を断続するスイッチを設け、
前記信号生成手段は、前記スイッチがオンの時に、前記セル電圧調整手段の動作を禁止するための禁止信号を生成し、
前記セル電圧調整手段は、前記信号生成手段からの禁止信号によって動作を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の充電状態制御装置。
【請求項４】
前記組電池は車両に搭載され、該車両のイグニションスイッチがオフの時に、前記スイッチがオフすることを特徴とする請求項３記載の充電状態制御装置。
【請求項５】
前記セル電圧調整手段は、該セル電圧調整手段の調整対象となるセルグループからの電源供給により動作することを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項６】
前記組電池を構成する各セルグループの両端電圧であるグループ電圧のばらつきが解消されるように該セルグループの充電状態を個別に調整するグループ電圧調整手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項７】
前記セル電圧調整手段は、前記セルグループを構成する各単位セルの平均電圧より高いセル電圧を有する単位セルを、前記平均電圧に等しくなるまで放電することを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項８】
前記組電池を充放電する接続機器の作動状態を検出する機器作動状態検出手段を備え、
前記調整動作制御手段は、該機器作動状態検出手段にて検出される作動状態が前記接続機器の停止を表している場合に、前記組電池が調整可能状態にあるものとすることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項９】
前記組電池を貫流する主電流の大きさを検出する電流検出手段を備え、
前記調整動作制御手段は、該電流検出手段にて検出される主電流が予め設定された上限値以下である場合に、前記組電池が調整可能状態にあるものとすることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項１０】
前記組電池を構成する各セルグループの両端電圧であるグループ電圧を検出するグループ電圧検出手段を備え、
前記調整動作制御手段は、該グループ電圧検出手段にて検出されるグループ電圧の時間変化率が予め設定された上限値以下である場合に、前記組電池が調整可能状態にあるものとすることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項１１】
前記単位セルは、リチウムイオンを吸蔵放出することが可能な物質からなる電極を用いて構成されたリチウム系二次電池であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０いずれか記載の充電状態制御装置。
【請求項１２】
前記組電池は、電気自動車或いはハイブリッド電気自動車の動力源として実装されることを特徴とする請求項１ないし請求項１１いずれか記載の充電状態制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池を構成するため複数個直列に接続された単位セルの充電状態を制御する充電状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地球環境保護の目的から、排気ガスを排出しない電気自動車（ＥＶ）や排気ガスの排出を大幅に低減可能なハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の研究，開発が行われており、このうちＨＥＶは既に実用化の段階にある。
【０００３】
これらＨＥＶやＥＶの動力源に使用される２次電池（バッテリー）として、鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池等が知られている他、近年では、高い重量エネルギ密度（同容量の鉛電池の約４倍，ニッケル水素電池の約２倍）を有し小型軽量化を期待できるリチウム電池が注目されている。
【０００４】
また、ＨＥＶやＥＶにおいて、モータを駆動して自動車を走行させるには約３００Ｖの電圧が必要であるため、上述の電池は、その単体（単位セル）を多数直列接続してなる組電池として使用される。例えば、鉛電池（約２Ｖ／セル）では１５０、ニッケル水素電池（約１．２Ｖ／セル）では２５０、リチウム二次電池（約３．６Ｖ／セル）では８０もの単位セルを直列接続する必要がある。
【０００５】
なお、これらの単位セルは、過充電や過放電に弱く、定められた使用範囲内の電圧で使用しなければ、材料の分解による著しい容量の低下や異常発熱を引き起こして使用不能となるおそれがある。
そして、組電池を構成する各単位セルでは、性能の個体差や周囲温度および漏れ電流の違い等によって充電可能容量がばらつき、組電池の充放電時に各単位セルを流れる電流がどの単位セルも等しいにも関わらず、各単位セルの残存容量（ＳＯＣ）、ひいては各単位セルの両端電圧がばらついてしまうことが知られている。
【０００６】
つまり、組電池として使用する場合には、組電池を構成する各単位セルが過充電や過放電となることのないように、各単位セル間の残存容量のばらつきに起因するセル電圧のばらつきを十分に抑えなければならない。
従来の鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池等を単位セルとする組電池では、組電池の両端電圧を監視して、この両端電圧（ひいては組電池を構成する各単位セルの平均セル電圧）が所定の電圧範囲に収まるように充放電制御することで単位セルの過放電や過充電を防止できたが、リチウム電池を単位セルとする組電池では、そのような制御では、単位セルの過充電や過放電が進行してしまい、使用不可能な状態に到るほどの性能劣化を引き起こしてしまうという問題があった。
【０００７】
即ち、水溶性の電解液を用いて構成された鉛電池，ニッカド電池，ニッケル水素電池二次電池等では、過充電時に生じる水の電気分解と置換反応（密閉化反応）によって、単位セル間のばらつきがある程度解消（均等充電）されるため、組電池の両端電圧（組電池を構成する各単位セルの平均セル電圧）を制御することで、過放電や過充電を防止できたのであるが、有機系の電解液を用いて構成されたリチウム電池では、密閉化反応が起こらないため上述の均等充電がされず、組電池の両端電圧（平均セル電圧）を制御する方法では、ばらつきは拡大する一方であり、過充電や過放電が進行してしまうのである。
【０００８】
これに対して、組電池を構成する単位セル間のセル電圧のばらつきを、密閉化反応によらずに解消する方法として、例えば、外部からの指令に従って作動するバイパス回路（放電回路）を各単位セルと並列に接続し、セル電圧にばらつきが生じると、セル電圧の高い単位セルに接続されたバイパス回路を作動させて、単位セルの放電を行わせたり（特開平６−２５３４６３号公報）、単位セルが充電されないよう充電電流の分流（バイパス）行わせる（特開平８−１９１８８号公報）ことにより、単位セル間の電圧のばらつきが小さくなるように調整するもの等が提案されている。
【０００９】
しかし、これらを実施しようとすると、図７の参考図に示すように、各単位セルＣ11〜Ｃmn毎にセル電圧検出回路（ＶＳＣ）や抵抗，スイッチからなるバイパス回路ＢＰを設ける必要があると共に、ＣＰＵを中心に構成され、各ＶＳＣにて検出されたセル電圧に基づいて、単位セル間のばらつき状態を判定したり、その判定結果に従ってバイパス回路を制御する等の処理を実行する制御装置を設ける必要がある。
【００１０】
そして、耐電圧や絶縁性，制御性の問題から、一つのＣＰＵで受け持つことのできるセル数は、１０〜２０セル程度が限度である。このため、ＨＥＶやＥＶに動力源として使用する組電池等、数十から数百もの単位セルを直列接続する組電池に適用するには、組電池全体をｎ個（例えばｎ＝１０）の単位セルからなる複数セルグループＣＧ１〜ＣＧｍに分割して、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に電圧検出とばらつき調整とを分担させた下位制御装置ＢＣＵ＿Ｌ１〜ＢＣＵ＿Ｌｍを設けると共に、これら下位制御装置ＢＣＵ＿Ｌ１〜ＢＣＵ＿Ｌｍを統括する上位制御装置ＢＣＵ＿Ｈを設けて、組電池全体を調整するという構成にしなければならない。
【００１１】
例えば、比較的セル数を少なくできるリチウム電池でも、４〜８個ものセルグループ、即ち制御装置を設ける必要があり、これら制御装置を構成するＣＰＵやＣＰＵ間の通信を行う通信Ｉ／Ｆ等の高価な電子部品が多数必要となるため、装置が複雑で高価なものとなり、また大型化してしまうという問題があった。
【００１２】
これに対して、ＣＰＵのような高価な電子部品を使用せず、自律的にセル電圧間のばらつきを検出して単位セルの放電を行い、組電池を構成する各単位セル間の電圧ばらつきを解消する簡易均等化回路も提案されている。
この種の簡易均等化回路として、例えば、単位セルと同数の抵抗からなる分圧回路により組電池の両端電圧を均等に分圧し、オペアンプを利用したフィードバック回路により、単位セルの連結点の電位と、これに対応する分圧抵抗の連結点の電位とが一致するように各単位セルの放電を行うもの（特開平１１−２６２１８８号公報）や、単位セルや分圧回路の各連結点の電位の大小関係をオペアンプを用いて判定し、その判定結果から平均電圧より高い単位セルを論理演算を用いて特定し、この特定された単位セルの放電を、単位セル毎に設けられた放電回路を用いて行うもの（特開２０００−８３３２７号公報）等が知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら簡易均等化回路は、常時動作しているため、単位セルの両端電圧（セル電圧）が充電状態を正しく反映していない時には、却って電圧ばらつきを広げてしまうことになり、各単位セルの充電状態を効率良く均等化することができない場合があるという問題があった。
【００１４】
即ち、単位セルは、内部インピーダンスを有しているため、そのセル電圧は、組電池を貫流する主電流の大きさによって変化する。しかも、内部インピーダンスは単位セル毎にばらつきがあるため、主電流の大きさによっては、セル電圧の大小関係が入れ替わってしまい、セル電圧がセルの充電状態（残存容量）を正しく反映しなくなってしまうのである。
【００１５】
特に、組電池がＨＥＶの動力源として使用されている場合には、加減速時に大きな主電流が流れ、しかも加減速の状態に応じて主電流が大きく変動するため、このような問題が顕著なものとなる。
なお、電圧調整時に流れる放電電流を小さく設定し、主電流の変動による影響を小さくすることが考えられるが、例えばタクシー等のように、１日あたりの車両の走行時間が長く、主電流が流れない停止時間が短い車両の場合は、電圧調整が正しく行われる時間を充分に確保できず、各単位セルの充電状態を充分に均等化することができないおそれがあった。
【００１６】
本発明は、上記問題点を解決するために、組電池を構成する各単位セルの充電状態の均等化を簡易な構成で効率良く行うことができる充電状態制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の充電状態制御装置では、組電池の状態が調整可能状態にある場合にのみ、調整制御手段が、セルグループ毎に設けられたセル電圧調整手段を動作させ、そのセル電圧調整手段は、調整対象となるセルグループを構成する各単位セル間で、単位セルの両端電圧であるセル電圧のばらつきが解消されるように該単位セルの充電状態を個別に調整する。これと共に、グループ電圧調整手段は、組電池を構成する各セルグループの両端電圧であるグループ電圧のばらつきが解消されるように該セルグループの充電状態を個別に調整する。
【００１８】
従って、本発明によれば、単位セルの充電状態を正しく反映していないセル電圧に基づいて、誤った電圧調整が行われてしまうことがなく、単位セルの充電状態を効率良く均等化することができる。
なお、組電池が一つのセルグループからなる場合、セルグループとは組電池そのもののことを指す。
【００１９】
また、本発明の充電状態制御装置では、セルグループ毎に設けられたセル電圧監視手段により、監視対象となるセルグループを構成する各単位セルのセル電圧が、予め設定された電圧範囲内にあるか否かを監視し、このセル電圧監視手段での監視結果に従い、信号生成手段が、セルグループを構成する単位セルのうち、全てのセル電圧が前記電圧範囲内であれば通常状態を表す第１の信号レベル、いずれか一つでもセル電圧が前記電圧範囲を上回れば過充電状態を表す第２の信号レベル、いずれか一つでもセル電圧が前記電圧範囲を下回れば過放電状態を表す第３の信号レベルとなるセル状態信号を生成する。
なお、信号生成手段は、常時導通して一定電流を流す第１の電流経路と、過充電状態の時に導通して一定電流を流す第２の電流経路と、過放電状態以外の時に導通して一定電流を流す第３の電流経路とを用いて、各電流経路を流れる電流を合成した電流信号を、セル状態信号として生成する。
このように構成された本発明の充電状態制御装置では、単位セルの充電状態を自動的に均等化するだけでなく、セルグループを構成する単位セルの状態を、セル状態信号によって外部装置に通知することができ、外部装置は、このセル状態信号を監視することにより、セル電圧調整手段による調整動作では回復させることのできない異常事態の発生等を検出することが可能となる。
また、本発明の充電状態制御装置では、セル状態信号が、過放電状態の時には、通常状態の時より信号レベルが低く、即ち、セル状態信号の生成のために使用される消費電流が小さくなり、一方、過充電の時には、通常状態の時より信号レベルが高く、即ち、セル状態信号の生成のために使用される消費電流が大きくなる。
【００２０】
なお、セル電圧調整手段は、例えば、セルグループを構成する単位セルの中から、セル電圧が最低であるものを抽出し、その抽出された単位セルのセル電圧に、他の単位セルのセル電圧が一致するまで放電するように構成してもよいし、請求項７記載のように、セルグループを構成する単位セルの平均電圧より高いセル電圧を有する単位セルを、平均電圧に等しくなるまで放電するように構成してもよい。
【００２１】
ところで、セル電圧に単位セルの充電状態が正しく反映されている調整可能状態とは、より具体的には、組電池を貫流する主電流が流れていないか、或いは、内部インピーダンスによるセル電圧の変動を無視できる程度に主電流が小さい場合のことである。
【００２２】
そして、例えば、組電池を充放電する接続機器が停止していれば、主電流は流れないため、請求項８記載のように、この接続機器の作動状態を検出する機器作動状態検出手段を設け、機器作動状態検出手段にて検出される作動状態が前記接続機器の停止を表している場合に、調整動作制御手段は、組電池が調整可能状態にあるものとして制御を行うようにしてもよい。
【００２３】
また、請求項９記載のように、組電池を貫流する主電流の大きさを検出する電流検出手段を設け、調整動作制御手段は、この電流検出手段にて検出される主電流が予め設定された上限値以下である場合に、組電池が調整可能状態にあるものとして制御を行うようにしてもよい。
【００２４】
更に、請求項１０記載のように、組電池を構成する各セルグループの両端電圧であるグループ電圧を検出するグループ電圧検出手段を設け、グループ電圧検出手段にて検出されるグループ電圧の時間変化率が予め設定された上限値以下である場合に、調整動作制御手段は、組電池が調整可能状態にあるものとして制御を行うようにしてもよい。即ち、主電流の大きさに応じて、グループ電圧の時間変化率も変動するため、このグループ電圧の時間変化率が小さければ、主電流も小さいものと推定できるのである。
【００２５】
ここで、組電池が複数のセルグループからなる場合、セルグループ毎に設けられた各電圧調整手段は、その調整対象となるセルグループ内の各単位セルについては、充電状態を均等化できるが、異なるセルグループ間では充電状態が異なったものとなってしまう可能性がある。
【００２６】
そこで、組電池が複数のセルグループからなる場合には、請求項６記載のように、組電池を構成する各セルグループの両端電圧であるグループ電圧のばらつきが解消されるように該セルグループの充電状態を個別に調整するグループ電圧調整手段を備えることが望ましい。
【００２９】
なお、装置構成を簡易なものとするため、セル電圧監視手段及び信号生成手段は、請求項２記載のように、セル電圧監視手段の監視対象となるセルグループからの電源供給により動作するように構成することが望ましい。
【００３１】
従って、本発明によれば、過放電状態の時には、監視対象セルグループから信号生成手段への電源供給が減少するため、監視対象セルグループにおける過放電状態の進行を抑制することができ、また、過充電状態の時には、監視対象セルグループから信号生成手段への電源供給が増加するため、監視対象セルグループにおける過充電状態の解消を促進することができる。
【００３２】
また、本発明では、多値レベルのセル状態信号を使用しているため、セル状態信号を一方の伝送線で伝送することができ、セル状態信号を利用する装置との間の接続を簡単に行うことができる。
次に、請求項３記載の充電状態制御装置では、セル状態信号を伝送するセル状態信号伝送線に、このセル状態信号伝送線を断続するスイッチを備えており、信号生成手段は、スイッチがオンの時に、セル電圧調整手段の動作を禁止するための禁止信号を生成し、この信号生成手段からの禁止信号によって、セル電圧調整手段は動作を停止する。
【００３３】
つまり、本発明によれば、セル状態信号伝送線を用いて、セル状態信号の出力だけでなく、セル電圧調整手段の起動停止も行うことができ、セル状態信号の監視やセル電圧調整手段の制御を行う制御装置との間の配線を簡素化することができる。
【００３４】
そして、特に、組電池が車両に搭載されるものである場合、請求項４記載のように、車両のイグニションスイッチがオフの時に、セル状態信号伝送線上のスイッチがオフするように構成してもよい。
即ち、イグニションスイッチがオフの時には、組電池を充放電する接続機器も停止しており、主電流が流れることがなく組電池は調整可能状態にあるため、これと連動して、自動的にセル電圧調整手段が動作可能となるようにすることができるのである。
【００３５】
ところで、組電池を構成する単位セルとしては、鉛電池，ニッケル系電池等様々なものを用いることができるが、請求項１１記載のように、リチウムイオンを吸蔵放出することが可能な物質からなる電極を用いて構成されたリチウム系二次電池を用いることが望ましい。
【００３６】
即ち、リチウム系二次電池は、エネルギー密度が高く、しかも出力電圧が高いため、同じ高電圧を得るにしても、少ないセル数で、容量の大きな組電池を構成することができ、組電池自体や当該充電状態制御装置を小型軽量化することができる。
【００３７】
また、当該充電状態制御装置は、いかなる用途に使用される組電池に適用してもよいが、例えば請求項１２記載のように、電気自動車（ＥＶ）或いはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の動力源として実装される車載用のものに適用すれば、ＥＶやＨＥＶの信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の組電池システムの全体構成を表すブロック図であり、ここでは、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）の駆動系に組み込んだ状態を表している。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態の組電池システム２は、主電源ラインＬ，インバータ（ＩＮＶ）６を介してモータ及び発電機を兼ねる電動機（ＭＧ）８に接続されており、更に車両の走行状態や当該組電池システム２の状態等に応じて、電動機８の始動，停止や、インバータ６の動作方向等を制御するＨＥＶコントローラ（ＶＣＵ）４を備えている。
【００４０】
そして、ＶＣＵ４は、エンジンの運転効率のよい定速走行時等には、エンジンの駆動力を用いて走行する設定とし、この時、組電池システム２の充電量が不十分であれば、エンジンからの駆動力が電動機８に伝達され、且つ電動機８が発電機として動作し、電動機８にて発電された電力がインバータ６を介して組電池システム２に供給されるように設定して、組電池システム２に充電を行わせる。
【００４１】
一方、エンジンの運転効率の悪い始動時やフル加速時等には、組電池システム２からの電力がインバータ６を介して電動機８に供給され、電動機８がこの組電池システム２からの供給電力によりモータとして動作するように設定し、電動機８からの駆動力を利用して走行するようにされている。
【００４２】
本実施例の組電池システム２は、充放電自在な二次電池であるリチウム電池を単位セルとして、この単位セルを多数直列接続してなる組電池１０を備えている。組電池１０は、それぞれが４個の単位セルＣi1〜Ｃi4からなる複数のセルグループＣＧ１〜ＣＧｍに分割されており、このセルグループＣＧｉ（ｉ＝１〜ｍ）毎に、セルグループＣＧｉを構成する各単位セルＣi1〜Ｃi4間のセル電圧のばらつきを解消するセル電圧調整手段としてのセルばらつき調整装置ＣＥＵｉが設けられている。
【００４３】
また、組電池システム２は、組電池１０の充放電時に主電源ラインＬを流れる主電流を検出する電流センサ（ＣＳ）１４と、電流センサ１４からの電流検出信号ＩＢ、イグニションスイッチ（図示せず）の操作状態を表すイグニション信号ＩＧ、組電池１０の両端及びセルグループＣＧｉの境界にて主電源ラインＬから分岐させたセルグループ電圧検出線ＬＳ１〜ＬＳm+1 を介して得られる電圧信号ＶＳ１〜ＶＳm+1 等に基づき、端子ＣＣＰ，ＣＣＮ間に直列接続されるフォトカプラＰＣ（後述する）に電源供給を行うことにより各セルばらつき調整装置ＣＥＵｉを一括して起動，停止させたり、ＶＣＵ４に各種指令ＣＭＤを出力する等の処理を実行する組電池コントローラ（ＢＣＵ）１２を備えている。
【００４４】
セルばらつき調整装置ＣＥＵｉは、図２に示すように、抵抗及びスイッチを直列接続してなり、セルグループＣＧｉを構成する各単位セルＣi1〜Ｃi4のそれぞれに対して個別に並列接続された放電回路Ｐ１〜Ｐ４と、セルグループＣＧｉ内の単位セル数と同数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなり、セルグループＣＧｉに対して並列接続された分圧回路２０とを備えている。
【００４５】
以下では、セルグループＣＧｉの正極側端の電位をセル側電位Ｅc0，負極側端をセル側電位Ｅc4とし、その間にある単位セルＣijとＣij+1 （ｊ＝１〜３）との連結点の電位をセル側電位Ｅcjとする。また、分圧回路２０の正極側端の電位を抵抗側電位Ｅr0（＝Ｅc0），負極側端の電位を抵抗側電位Ｅr4（＝Ｅc4）とし、その間にある抵抗ＲijとＲij+1との連結点の電位を抵抗側電位Ｅrjとする。
【００４６】
そして、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉは、セル側電位Ｅc1と抵抗側電位Ｅr1とに基づいて、判定信号Ｓ1L，Ｓ1Hを生成する比較回路２１と、セル側電位Ｅc2と抵抗側電位Ｅr2とに基づいて、判定信号Ｓ2L，Ｓ2Hを生成する比較回路２２と、同様に、セル側電位Ｅc3と抵抗側電位Ｅr3とに基づいて、判定信号Ｓ3L，Ｓ3Hを生成する比較回路２３と、比較回路２１からの判定信号Ｓ1L，Ｓ1H及び比較回路２２からの判定信号Ｓ2L，Ｓ2Hに基づいて、放電回路Ｐ２のスイッチを操作する操作信号ＳＤ２を生成する論理回路２４と、比較回路２２からの判定信号Ｓ2L，Ｓ2H及び比較回路２３からの判定信号Ｓ3L，Ｓ3Hに基づいて、放電回路Ｐ３のスイッチを操作する操作信号ＳＤ３を生成する論理回路２５と、操作信号ＳＤ１，ＳＤ４として使用される判定信号Ｓ1L，Ｓ3H、及び操作信号ＳＤ２，ＳＤ３を強制的にロウレベルにして、放電回路Ｐ１〜Ｐ４が作動しないように設定する放電禁止回路２６とを備えている。
【００４７】
このうち、放電禁止回路２６は、操作信号ＳＤ１〜ＳＤ４を伝送する各信号線毎に、ダイオード及び抵抗を直列接続してなる接地回路が設けられ、各接地回路はいずれも、ＢＣＵ１２による端子ＣＣＰ，ＣＣＮ間への電源供給によって導通する共通のフォトカプラＰＣを介してセルグループＣＧｉの負極側端に接続されている。
【００４８】
つまり、フォトカプラＰＣがオンの時には、操作信号ＳＤ１〜ＳＤ４が強制的にロウレベルとなり、放電回路Ｐ１〜Ｐ４を構成する各スイッチはオフ状態に保持されるため、放電回路Ｐ１〜Ｐ４による放電が禁止され、一方、フォトカプラＰＣがオフの時には、放電回路Ｐ１〜Ｐ４による放電、即ち、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉによるセル電圧のばらつき調整が可能となる。また、各セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍのフォトカプラＰＣの入力側は、端子ＣＣＰ，ＣＣＮ間に直列接続されており、ＢＣＵ１２からの操作により、一括してオン，オフするようにされている。
【００４９】
次に、比較回路２１〜２３は、いずれも同様の構成を有しており、図３（ａ）に示すように、非反転入力に抵抗側電位Ｅrj、反転入力にセル側電位Ｅcjが印加されたオペアンプからなる周知の差動増幅回路ＡＭＰと、セル側電位Ｅcjより規定値ＶＦだけ大きい第１しきい値ＴＨ１（＝Ｅcj＋ＶＦ）及びセル側電位Ｅcjより規定値ＶＦだけ小さい第２しきい値ＴＨ２（＝Ｅcj−ＶＦ）を発生させる基準電圧源ＤＥＮと、非反転入力に差動増幅回路ＡＭＰの出力、反転入力に第１しきい値ＴＨ１が印加されたオペアンプからなるコンパレータＣＰ１と、反転入力に差動増幅回路ＡＭＰの出力、非反転入力に第２しきい値ＴＨ２が印加されたオペアンプからなるコンパレータＣＰ２とにより構成され、コンパレータＣＰ１の出力が判定信号ＳjL、コンパレータＣＰ２の出力が判定信号ＳjHとなるようにされている。なお、規定値ＶＦは、例えば、ダイオードの順方向電圧、ツェナーダイオードの降伏電圧などを利用して生成することができる。
【００５０】
つまり、各比較回路２１〜２３にて生成される判定信号ＳjLは、図３（ｂ）に示すように、抵抗側電位Ｅrjの電位を中心とした±ＶＦの範囲を電圧許容範囲Ｗｊとし、セル側電位Ｅcjが電圧許容範囲Ｗｊの下限（Ｅrj−ＶＦ）より小さい場合にハイレベルとなり、また、判定信号ＳjHは、セル側電位Ｅcjが電圧許容範囲Ｗｊの上限（Ｅrj−ＶＦ）より大きい場合にハイレベルとなる。
【００５１】
また、論理回路２４，２５は、図３（ｃ）に示すように、判定信号ＳjLを反転させる反転回路ＮＯＴ１と、判定信号Ｓj+1Hを反転させる反転回路ＮＯＴ２と、反転回路ＮＯＴ１の出力及び判定信号Ｓj+1Lがいずれもハイレベルの時に出力がハイレベルとなる論理積回路ＡＮＤ１と、判定信号ＳjH及び反転回路ＮＯＴ２の出力がいずれもハイレベルの時に出力がハイレベルとなる論理積回路ＡＮＤ２と、論理積回路ＡＮＤ１，ＡＮＤ２の少なくとも一方がハイレベルの時に出力がハイレベルとなる論理和回路ＯＲとにより構成され、論理和回路ＯＲの出力が操作信号ＳＤj+1 となるようにされている。
【００５２】
つまり、論理回路２４，２５にて生成される操作信号ＳＤj+1 は、セル側電位Ｅcjの電位が電圧許容範囲Ｗｊの下限（Ｅrj−ＶＦ）以上であり、且つセル側電位Ｅcj+1が電圧許容範囲Ｗj+1 下限（Ｅrj+1−ＶＦ）より小さい場合、或いは、セル側電位Ｅcjが電圧許容範囲Ｗｊの上限（Ｅrj＋ＶＦ）より大きく、且つセル側電位Ｅcj+1が電圧許容範囲Ｗj+1 上限（Ｅrj+1＋ＶＦ）以下である場合にハイレベルとなる。
【００５３】
このように構成されたセルばらつき調整装置ＣＥＵｉでは、単位セルＣijのセル電圧が、分圧回路２０により得られるセルグループＣＧｉの平均セル電圧より大きい場合に操作信号ＳＤｊがハイレベルとなる。この操作信号ＳＤ１〜４に従って放電回路Ｐ１〜Ｐ４が動作し、セル側電位Ｅc1〜Ｅc3の各電位がいずれも電圧許容範囲Ｗ１〜Ｗ３内の大きさとなるまで、セルグループＣＧｉの平均セル電圧より大きいセル電圧を有する単位セルが放電される。その結果、各単位セルＣi1〜Ｃi4のセル電圧は、いずれもセルグループＣＧｉの平均セル電圧にほぼ等しい大きさとなる。
【００５４】
また、ＢＣＵ１２が、端子ＣＣＰ，ＣＣＮ間に電源供給を行うことにより、フォトカプラＰＣがオンすると、放電禁止回路２６によって、放電回路Ｐ１〜Ｐ４による放電が強制的に禁止されることになる。なお、比較回路２１〜２３及び論理回路２４，２５の動作は、特開２０００−８３３２７号公報に詳述されている。
【００５５】
次に、ＢＣＵ１２は、図２に示すように、セルグループ電圧検出線ＬＳｉ，ＬＳi+1 間の電圧、即ちセルグループＣＧｉのグループ電圧ＶＧｉ（＝ＶＳｉ−ＶＳi+1 ）を検出するグループ電圧検出回路ＶＳＣｉと、抵抗Ｒgp、トランジスタＴgpからなり、セルグループ電圧検出線ＬＳｉ，ＬＳi+1 間を導通させるグループバイパス回路ＧＢｉとを、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に有している。
【００５６】
また、ＢＣＵ１２は、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に設けられたグループ電圧検出回路ＶＳＣ１〜ＶＳＣｍのいずれか一つを選択して、選択されたグループ電圧検出回路ＶＳＣｉにて検出されたグループ電圧ＶＧｉを取り込むためのマルチプレクサ（ＭＰＸ）３０と、各セルグループＣＧ１〜ＣＧｍのいずれかを選択して、選択されたセルグループＣＧｉに対応するグループバイパス回路ＧＢｉのトランジスタＴgpをオン，オフするための制御信号を出力するデコーダ（ＤＥＣ）３２と、端子ＣＣＰ，ＣＣＮ間に直列接続された各セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍのフォトカプラＰＣへの電源供給ラインを導通，遮断するトランジスタＴｄと、マルチプレクサ３０を介して得られるグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍや、イグニションスイッチの操作状態を表す信号ＩＧ、電流センサ１４からの検出信号ＩＢに基づいて、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉの動作を禁止する禁止信号や、ＶＣＵ４への各種指令ＣＭＤを生成する等の処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）３８と、その処理に必要なデータ等を記憶するメモリ４０とを備えている。なお、デコーダ３２からの制御信号は、フォトカプラ３６を介してトランジスタＴgpに供給されるように構成されている。
【００５７】
そして、ＣＰＵ３８は、イグニション信号ＩＧにより、イグニションスイッチがオンされたことを検出するとトランジスタＴｄをオンして、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍによるばらつき調整動作を禁止し、一方、イグニションスイッチがオフされたことを検出するとトランジスタＴｄをオフして、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍによるばらつき調整動作を可能とする制御を実行する。なお、この制御が、本発明における機器作動状態検出手段、及び調整動作制御手段に相当する。
【００５８】
また、ＣＰＵ３８は、イグニションスイッチがオンされている間、グループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍを監視し、予め設定された上限値を越えるグループ電圧ＶＧｉを有したセルグループＣＧｉが検出されると、そのセルグループＣＧｉに対応するグループバイパス回路ＧＢｉを導通させることにより、そのセルグループＣＧｉへの充電を制限する等の制御を行う。この制御、及びグループバイパス回路ＧＢｉが本発明におけるグループ電圧調整手段に相当する。
【００５９】
このように構成された組電池システム２では、イグニションスイッチがオンになると、ＶＣＵ４が車両の走行状態に応じて電動機８の使用状態（モータ或いは発電機）を適宜切り替えることにより、組電池１０が充放電される。
また、イグニションスイッチがオフになると、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍが動作して、セルグループＣＧｉ毎に単位セルＣi1〜Ｃi4のセル電圧を均一化することにより、組電池１０の充放電を繰り返すことで生じた単位セルＣij間のセル電圧のばらつきを解消する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の組電池システム２においては、セルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4のセル電圧を自動的に均一化するセルばらつき調整装置ＣＥＵｉがセルグループＣＧｉ毎に設けられており、これらセルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍは、組電池１０を貫流する主電流が流れないイグニションスイッチがオフの時にのみ動作させるように構成されている。
【００６１】
従って、本実施形態の組電池システム２によれば、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍは、単位セルＣijのセル電圧が単位セルＣijの持つ内部インピーダンスの影響を受けることなく、単位セルＣijのセル電圧に単位セルの充電状態（残存容量）が正しく反映された状態（これを調整可能状態という）にある時にのみ動作するため、セル電圧を揃えることで、単位セルＣijの充電状態を正しく均等化することができる。
【００６２】
また、本実施形態の組電池システム２によれば、主電流が流れるイグニションスイッチがオンの時には、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍの動作が禁止されていることにより、充電状態を正しく反映していないセル電圧に基づく誤ったばらつき調整の実行が確実に防止されるため、ばらつき調整を効率よく行うことができるだけでなく、当該組電池システム２を搭載した車両の稼動状態（調整可能状態となる期間の長短）に応じて、放電回路Ｐ１〜Ｐ４に流す電流の大きさを任意に設定することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、イグニションスイッチがオフされている時にのみ、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍを動作させるように構成されているが、イグニションスイッチがオンされている時でも、主電流が充分に小さければ、セル電圧は充電状態を正しく反映しているものとみなすことができるため、例えば、電流センサ１４（電流検出手段に相当）にて検出される主電流の大きさが予め設定された規定値以下である場合、或いは各グループ電圧検出回路ＶＳＣ１〜ＶＳＣｍ（グループ電圧検出手段に相当）にて検出されるグループ電圧ＶＧ１〜ＶＧｍの時間変化率がいずれも予め設定された規定値以下である場合にも、セルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍを動作させるように構成してもよい。これらを実現するためにＣＰＵ３８が実行する制御が調整動作制御手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
【００６４】
図４は、第２実施形態の組電池システムの全体構成を表すブロック図であり、第１実施形態と同様に、ＨＥＶの駆動系に組み込んだ状態を表している。
なお、本実施形態の組電池システムは、第１実施形態のものとは、構成の一部が異なっているだけであるため、同一構成については同一符号を付して説明を省略し、構成の異なる部分を中心に説明する。
【００６５】
図４に示すように、本実施形態の組電池システム２ａでは、第１実施形態の組電池システム２におけるセルばらつき調整装置ＣＥＵ１〜ＣＥＵｍが、セル監視調整装置ＣＭＵ１〜ＣＭＵｍに置き換えられ、ＢＣＵ１２ａは、端子ＣＣＰ，ＣＣＮの代わりに、各セル監視調整装置ＣＭＵ１〜ＣＭＵｍとＢＣＵ１２ａとの間には、セル状態信号伝送線ＬＣ１〜ＬＣｍが配線されている。
【００６６】
そして、ＢＣＵ１２ａは、図５に示すように、トランジスタＴｄが省略され、代わりに、セル状態信号伝送線ＬＣｉを介して伝送されるセル状態信号の信号レベルを識別する信号レベル識別回路ＶＳＬｉと、イグニションスイッチの操作状態と連動し、イグニションスイッチがオンの時にセル状態信号伝送線ＬＣｉを導通させるスイッチＳＷとがセルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に設けられ、更に、信号レベル識別回路ＶＳＬ１〜ＶＳＬｍのいずれか一つを選択して、選択された信号レベル識別回路から信号レベルの識別結果を取り込むためのマルチプレクサ３４とを備えている。
【００６７】
また、セル監視調整装置ＣＭＵｉは、セルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4の充電状態を監視してセル状態信号を生成するセル監視制御部ＣＭＣと、セルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4のセル電圧を均一化するセルばらつき調整部ＣＥＣとからなる。
【００６８】
このうち、セルばらつき調整部ＣＥＣは、放電禁止回路２６を構成するスイッチ回路が、フォトカプラＰＣの代わりに、トランジスタＴｐを用いて構成されている以外は、第１実施形態におけるセルばらつき調整装置ＣＥＵｉと全く同様に構成されている。具体的には、トランジスタＴｐのコレクタ，エミッタは、フォトカプラＰＣの出力側と同様に接続され、トランジスタＴｐのベースは、セル監視制御部ＣＭＣからの放電禁止信号（後述する）が印加され、この放電禁止信号が入力されると、放電回路Ｐ１〜Ｐ４による放電、即ちセルばらつき調整部ＣＥＣによるばらつき調整動作が禁止されるように構成されている。
【００６９】
一方、セル監視制御部ＣＭＣは、セルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4毎に、個々の単位セルＣi1〜Ｃi4の充電状態を判定する充電状態判定回路４１〜４４を備えている。
なお、充電状態判定回路４１〜４４は、いずれも同様の構成を有しており、図６に示すように、非反転入力に、抵抗からなる分圧回路を介して単位セルＣijの両端電圧（Ｅcj−Ｅcj+1）に応じた電圧が印加され、反転入力に、抵抗及び電圧発生源からなる定電圧回路を介して単位セルＣijの上限電圧に対応した上限基準電圧が印加されたオペアンプからなるコンパレータＣＰＨと、非反転入力に、抵抗からなる分圧回路を介して単位セルＣijの両端電圧に応じた電圧が印加され、反転入力に、抵抗及び電圧発生源からなる定電圧回路を介して単位セルＣijの下限電圧に対応した下限基準電圧が印加されたオペアンプからなるコンパレータＣＰＬとにより構成されている。なお、上限基準電圧や下限基準電圧は、例えば、ダイオードの順方向電圧、ツェナーダイオードの降伏電圧などを利用して生成することができる。
【００７０】
つまり、コンパレータＣＰＨの出力である過充電判定信号ＪjHは、単位セルＣijのセル電圧が上限電圧を越えた場合にのみハイレベルとなり、コンパレータＣＰＬの出力である過放電判定信号ＪjLは、単位セルＣijのセル電圧が下限電圧を下回った場合にのみロウレベルとなるようにされている。
【００７１】
また、セル監視制御部ＣＭＣは、セルグループＣＧｉの正極側端とセル状態信号伝送線ＬＣｉとの間に、並列接続された３本の電流経路Ｄ１〜Ｄ３を備えている。
このうち、第１電流経路Ｄ１は、直列接続された一対の抵抗を備えており、セル状態信号伝送線ＬＣｉ上のスイッチＳＷｉが閉成の時に、セル状態信号伝送線ＬＣｉに一定電流Ｉ１を供給すると共に、セルばらつき調整部ＣＥＣへの放電禁止信号を伝送する伝送線Ｄ４を断続するトランジスタのバイアス回路としても動作する。即ち、スイッチＳＷｉが閉じている時に、伝送線Ｄ４上のトランジスタがオンして、セルばらつき調整部ＣＥＣに放電禁止信号を供給するように構成されている。
【００７２】
次に、第２電流経路Ｄ２は、トランジスタと抵抗とを備えており、セル状態信号伝送線ＬＣｉ上のスイッチＳＷｉが閉成、且つ当該第２電流経路Ｄ２上のトランジスタがオンの時に、セル状態信号伝送線ＬＣｉに一定電流Ｉ２を供給する。但し、第２電流経路Ｄ２上のトランジスタを駆動するバイアス回路は、充電状態判定回路４１〜４４からの過充電判定信号Ｊ1H〜Ｊ4Hのうち、いずれか一つでもハイレベルのものがある時に、バイアス電流を流すように構成されている。
【００７３】
つまり、第２電流経路Ｄ２は、単位セルＣi1〜Ｃi4がいずれも過充電状態ではない時には遮断状態となり、単位セルＣi1〜Ｃi4のうちいずれか一つでも過充電状態になると、導通状態となってセル状態信号伝送線ＬＣｉに一定電流Ｉ２を供給するようにされている。
【００７４】
また、第３電流経路Ｄ３は、第２電流経路Ｄ２と同様に、トランジスタと抵抗とを備えており、セル状態信号伝送線ＬＣｉ上のスイッチＳＷｉが閉成、且つ当該第３電流経路Ｄ３上のトランジスタがオンの時に、セル状態信号伝送線ＬＣｉに一定電流Ｉ３を供給する。但し、第３電流経路Ｄ３上のトランジスタを駆動するバイアス回路は、充電状態判定回路４１〜４４からの過放電判定信号Ｊ1L〜Ｊ4Lのうち、いずれか一つでもロウレベルのものがある時に、バイアス電流を遮断するように構成されている。
【００７５】
つまり、第３電流経路Ｄ３は、単位セルＣi1〜Ｃi4がいずれも過放電状態ではない時には、導通状態となってセル状態信号伝送線ＬＣｉに一定電流Ｉ３を供給し、単位セルＣi1〜Ｃi4のうちいずれか一つでも過放電状態のものがあると、遮断状態となってセル状態信号伝送線ＬＣｉへの一定電流Ｉ３の供給を停止するようにされている。
【００７６】
従って、これら第１〜第３電流経路Ｄ１〜Ｄ３からの供給電流を合成してなるセル状態信号ＯＣＤｉの信号レベル（電流の大きさ）は、セルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4の中に、過充電状態或いは過放電状態のものが一つもない時には、第１及び第３電流経路Ｄ１，Ｄ３からの供給電流に基づく大きさＩ１＋Ｉ３（第１の信号レベル）となり、過充電状態のものが一つでも存在する時には、全電流経路Ｄ１〜Ｄ３からの供給電流に基づく大きさＩ１＋Ｉ２＋Ｉ３（第２の信号レベル）となり、過放電状態のものが一つでも存在する時には、第１電流経路Ｄ１からの供給電流に基づく大きさＩ１（第３の信号レベル）となる。
【００７７】
このため、信号レベル識別回路ＶＳＬｉでは、これら第１〜第３の信号レベルに、スイッチＳＷｉが開放されている時の第４の信号レベル（電流０）を加えた、４段階の信号レベルを識別するようにされている。
なお、セル監視制御部において、充電状態判定回路４１〜４４がセル電圧監視手段に相当し、それ以外の部分が信号生成手段に相当する。
【００７８】
このように構成された本実施形態の組電池システム２ａにおいては、イグニションスイッチがオンすることによりセル状態信号伝送線ＬＣｉ上のスイッチＳＷｉが閉成されると、単位セルＣi1〜Ｃi4の充電状態を表すセル状態信号ＯＣＤｉがセル状態信号伝送線ＬＣｉを介してＢＣＵ１２ａに供給されると共に、セルばらつき調整部ＣＥＣによるばらつき調整動作が禁止される。
【００７９】
一方、イグニションスイッチがオフすることによりスイッチＳＷｉが開放されると、信号レベル識別回路ＶＳＬｉにて識別されるセル状態信号ＯＣＤｉの信号レベルは第４の信号レベルになると共に、セルばらつき調整部ＣＥＣによるばらつき調整動作が可能となる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の組電池システム２ａによれば、イグニションスイッチがオフされている時にのみ、セルばらつき調整装置ＣＥＵと同等の機能を有するセルばらつき調整部ＣＥＣを動作させるようにされているので、第１実施形態の組電池システム２と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
また、本実施形態の組電池システム２ａでは、セル監視制御部ＣＭＣが、セルグループＣＧ１〜ＣＧｍ毎に、そのセルグループＣＧｉを構成する単位セルＣi1〜Ｃi4の中に過充電状態のもの或いは過放電状態のものがあるか否かを判定した結果をセル状態信号ＯＣＤｉとして出力するようにされている。つまり、このセル状態信号ＯＣＤｉに基づいて、セルばらつき調整部ＣＥＣの動作では解消できない単位セルＣijの異常を検出することが可能なため、装置の信頼性を向上させることができる。
【００８２】
しかも、スイッチＳＷｉがセル状態信号伝送線ＬＣｉを導通，遮断することにより生じるセル監視制御部ＣＭＣ内の変化を利用して、セルばらつき調整部ＣＥＣの起動，停止を制御するようにされているので、セルばらつき調整部ＣＥＣの制御用に、別途、専用の制御線を設ける必要がなく、セル監視調整装置ＣＭＵ１〜ＣＭＵｍとＢＣＵ１２ａとの間の配線を簡素化することができる。
【００８３】
また、本実施形態の組電池システム２ａでは、セル状態信号ＯＣＤｉは、スイッチＳＷｉが開放された時には、電流０に対応する第４の信号レベルが検出されるようにされているので、スイッチＳＷｉが閉成されている時に、第４の信号レベルが検出された場合には、セル状態信号伝送線ＬＣｉの断線、又はセル監視調整装置ＣＭＵｉの故障と判断することができる。更に、スイッチＳＷｉがオフの時には、セルグループＣＧｉからＢＣＵ１２ａに向けて電流が流れないため、イグニションスイッチがオフにされたいわゆる車両の非稼動状態でのリーク電流（暗電流）を小さくすることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、スイッチＳＷｉをイグニションスイッチに連動させて開閉するようにされているが、組電池１０を貫流する主電流の大きさや、当該装置が実装された車両の状態等に基づいて、ＣＰＵ３８がスイッチＳＷｉの開閉を制御するように構成してもよい。
【００８５】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、セルグループＣＧｉを４個の単位セルＣi1〜Ｃi4にて構成しているが、これに限らず３個以下でも５個以上でもよい。なお、セルグループＣＧｉを構成する単位セルの個数を増加させるほど、セルグループＣＧｉの数が減少するため、ＢＣＵ１２ａの構成を簡略化することができるが、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉやセル監視調整装置ＣＭＵｉは、使用する素子の耐電圧等の問題から装置構成が複雑になる。従って、平均セル電圧が３．６Ｖのリチウム電池の場合は、４〜６個の単位セルにてセルグループを構成することが望ましく、特に、これらの装置ＣＥＵｉ，ＣＭＵｉをＩＣ化する場合には、耐電圧の関係から６個以内とすることが望ましい。
【００８６】
また、上記実施形態では、単位セルＣi1〜Ｃi4間の電圧ばらつきを解消するために、放電回路Ｐ１〜Ｐ４を用いているが、二次電池やコンデンサ等からなる蓄電手段を設け、この蓄電手段を介して残存容量の多いセルから少ないセルにエネルギーを移動させるように構成してもよい。
【００８７】
上記実施形態では、単位セルとしてリチウム電池を用いたが、例えば鉛電池やニッケル系電池等でもよく、任意の二次電池を単位セルとして使用することができる。なお、密閉化反応による均等充電が行われる二次電池では、必ずしも過充放電検出を行う必要はないが、このような二次電池からなる組電池システムに対して本発明を適用した場合には、組電池の性能を最大限に引き出すことができると共に、単位セルの劣化を抑制することができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、単位セルを単純に直列接続したセルグループＣＧｉからなる組電池１０に対して本発明を適用した場合を説明したが、これに限らず、単位セルを複数個直並列に接続した任意のセルグループに対して適用可能である。
【００８９】
更に、上記実施形態において、セルばらつき調整装置ＣＥＵｉ，セルばらつき調整部ＣＥＣは、セルグループＣＧｉ内の平均セル電圧より高いセル電圧を有する単位セルを放電するように構成されているが、例えば、セルグループＣＧｉ内の最低セル電圧を検出し、セルグループＣＧｉを構成するすべての単位セルのセル電圧が最低セル電圧に等しくなるまで、各単位セルを放電するように構成してもよい。
【００９０】
また、比較回路２１〜２３や充電状態判定回路４１〜４４における各判定信号の論理は、上記実施形態に示したものに必ずしも従う必要はない。但し、過放電を検出した時の信号レベルは、できるだけセルグループＣＧｉからの電力持ち出しが少なくなるように設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の組電池システムの全体構成を表すブロック図である。
【図２】  セルばらつき調整装置、及びＢＣＵの詳細な構成を表すブロック図である。
【図３】  （ａ）は比較回路の構成を表す回路図、（ｂ）は比較回路の動作を表す説明図、（ｃ）は論理回路の構成を表す回路図である。
【図４】  第２実施形態の組電池システムの全体構成を表すブロック図である。
【図５】  セル監視調整装置、及びＢＣＵの詳細な構成を表すブロック図である。
【図６】  充電状態判定回路の構成を表す回路図である。
【図７】  従来装置の構成を表す参考図である。
【符号の説明】
２，２ａ…組電池システム、４…ＨＥＶコントローラ（ＶＣＵ）、６…インバータ、８…電動機、１０…組電池、１２，１２ａ…組電池コントローラ（ＢＣＵ）、１４…電流センサ、２０…分圧回路、２１〜２３…比較回路、２４，２５…論理回路、２６…放電禁止回路、３０，３４…マルチプレクサ、４０…メモリ、４１〜４４…充電状態判定回路、Ｃij…単位セル、ＣＧｉ…セルグループ、ＣＥＵｉ…セルばらつき調整装置、ＣＭＵｉ…セル監視調整装置、ＣＥＣ…セルばらつき調整部、ＣＭＣ…セル監視制御部、ＡＭＰ…差動増幅回路、ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰＨ，ＣＰＬ…コンパレータ、ＤＥＮ…基準電圧源、Ｄ１〜Ｄ３…第１〜第３電流経路、Ｄ４…伝送線、ＧＢｉ…グループバイパス回路、Ｌ…主電源ライン、ＬＳｉ…セルグループ電圧検出線、ＬＣｉ…セル状態信号伝送線、Ｐ１〜Ｐ４…放電回路、ＰＣ…フォトカプラ、ＳＷｉ…スイッチ、ＶＳＣｉ…グループ電圧検出回路、ＶＳＬｉ…信号レベル識別回路
【図１】
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【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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