(57)【要約】  直列接続された複数のセル間の均等化処理において、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させるために、電源システム（１）において、制御回路（５０）は、複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）を用いて複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）にそれぞれ含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）間をアクティブバランシングし、複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）間をパッシブバランシングする。パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、第１電源回路（１１、２１、３１）から電源供給を受ける。アクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）によるアクティブセルバランス中の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、第１電源回路（１１、２１、３１）より高効率の第２電源回路（１２、２２、３２）から電源供給を受ける。
2020022344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続される複数の直列セル群であって、各直列セル群が、直列に接続される複数のセルを含んでいる、前記複数の直列セル群と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の電圧検出回路であって、各電圧検出回路が、対象の直列セル群に含まれる複数のセルの各電圧を検出する、前記複数の電圧検出回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第１電源回路であって、各第１電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象の電圧検出回路に電源を供給する、前記複数の第１電源回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数のアクティブセルバランス回路であって、各アクティブセルバランス回路が対象の直列セル群の両端電圧を用いて、当該直列セル群に含まれる複数のセルのうちの任意の１つを選択的に充電することが可能に構成されている、前記複数のアクティブセルバランス回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第２電源回路であって、各第２電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象のアクティブセルバランス回路に電源を供給する、前記複数の第２電源回路と、
前記複数の電圧検出回路から各セルの電圧値を取得し、前記複数のアクティブセルバランス回路を用いて前記複数の直列セル群にそれぞれ含まれる複数のセル間をアクティブバランシングし、前記複数の直列セル群間をパッシブバランシングする制御回路とを備え、
前記第２電源回路は、前記第１電源回路より高効率の電源回路であり、前記電圧検出回路にも電源を供給可能であり、
前記パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第１電源回路から電源供給を受け、
前記アクティブセルバランス回路によるアクティブセルバランス中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第２電源回路から電源供給を受けることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記第１電源回路は、リニア方式のＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記第２電源回路は、スイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の放電回路であって、各放電回路が対象の直列セル群に蓄積された容量を放電することが可能に構成されている、前記複数の放電回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記複数の放電回路を用いて前記複数の直列セル群間をパッシブバランシングすることを特徴とする請求項１または２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記放電回路は、
前記直列セル群に蓄積された容量を放電するための１つの抵抗と、
前記直列セル群と前記抵抗との間に接続されたスイッチと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記パッシブバランシングによる電力消費中であるとき以外の直列セル群の電圧検出回路は、前記第２電源回路から電源供給を受けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
直列に接続される複数の直列セル群であって、各直列セル群が、直列に接続される複数のセルを含んでいる、前記複数の直列セル群を管理する管理装置であって、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の電圧検出回路であって、各電圧検出回路が、対象の直列セル群に含まれる複数のセルの各電圧を検出する、前記複数の電圧検出回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第１電源回路であって、各第１電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象の電圧検出回路に電源を供給する、前記複数の第１電源回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数のアクティブセルバランス回路であって、各アクティブセルバランス回路が対象の直列セル群の両端電圧を用いて、当該直列セル群に含まれる複数のセルのうちの任意の１つを選択的に充電することが可能に構成されている、前記複数のアクティブセルバランス回路と、
前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第２電源回路であって、各第２電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象のアクティブセルバランス回路に電源を供給する、前記複数の第２電源回路と、
前記複数の電圧検出回路から各セルの電圧値を取得し、前記複数のアクティブセルバランス回路を用いて前記複数の直列セル群にそれぞれ含まれる複数のセル間をアクティブバランシングし、前記複数の直列セル群間をパッシブバランシングする制御回路とを備え、
前記第２電源回路は、前記第１電源回路より高効率の電源回路であり、前記電圧検出回路にも電源を供給可能であり、
前記パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第１電源回路から電源供給を受け、
前記アクティブセルバランス回路によるアクティブセルバランス中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第２電源回路から電源供給を受けることを特徴とする管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続される複数のセルを備える電源システム、及び管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきている。これらの車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。【０００３】
リチウムイオン電池は常用領域と使用禁止領域が近接しているため、他の種類の電池より厳格な電圧管理が必要である。一般的に、リチウムイオン電池では電力効率の維持および安全性担保の観点から、直列接続された複数のセル間において容量を均等化する均等化処理が実行される（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
均等化処理の方式としてはパッシブ方式が主流である。パッシブ方式は、直列接続された複数のセルにそれぞれ放電抵抗を接続し、最も電圧が低いセルの電圧に、他のセルの電圧を合わせように他のセルを放電する。【０００５】
均等化処理の別の方式としてアクティブ方式がある。アクティブ方式では充電回路を備え、直列接続された複数のセルの内、最も高い電圧のセルの電圧に、他のセルの電圧を合わせるように他のセルを充電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−６１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パッシブ方式では、均等化のためにセルに蓄積されたエネルギーの一部を廃棄する必要があり電力効率が低下する。また放電抵抗に電流が流れる際に発熱する。一方、アクティブ方式では各セルを充電するための充電回路が必要になるため、部品構成が複雑化し、コストも高くなる。【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、直列接続された複数のセル間の均等化処理において、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電源システムは、直列に接続される複数の直列セル群であって、各直列セル群が、直列に接続される複数のセルを含んでいる、前記複数の直列セル群と、前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の電圧検出回路であって、各電圧検出回路が、対象の直列セル群に含まれる複数のセルの各電圧を検出する、前記複数の電圧検出回路と、前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第１電源回路であって、各第１電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象の電圧検出回路に電源を供給する、前記複数の第１電源回路と、前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数のアクティブセルバランス回路であって、各アクティブセルバランス回路が対象の直列セル群の両端電圧を用いて、当該直列セル群に含まれる複数のセルのうちの任意の１つを選択的に充電することが可能に構成されている、前記複数のアクティブセルバランス回路と、前記複数の直列セル群のそれぞれに接続される複数の第２電源回路であって、各第２電源回路が対象の直列セル群の両端電圧を降圧して、対象のアクティブセルバランス回路に電源を供給する、前記複数の第２電源回路と、前記複数の電圧検出回路から各セルの電圧値を取得し、前記複数のアクティブセルバランス回路を用いて前記複数の直列セル群にそれぞれ含まれる複数のセル間をアクティブバランシングし、前記複数の直列セル群間をパッシブバランシングする制御回路とを備える。前記第２電源回路は、前記第１電源回路より高効率の電源回路であり、前記電圧検出回路にも電源を供給可能であり、前記パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第１電源回路から電源供給を受け、前記アクティブセルバランス回路によるアクティブセルバランス中の直列セル群の電圧検出回路は、前記第２電源回路から電源供給を受ける。【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直列接続された複数のセル間の均等化処理において、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示す図である。
【図２】第１サブ管理部の構成例１を示す図である。
【図３】第１サブ管理部の構成例２を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る電源システムにおける均等化処理の一例を示す図である。
【図５】電圧検出回路及びアクティブセルバランス回路の各状態における電源供給元となる電源回路をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源システム１の構成を示す図である。電源システム１は、複数の蓄電モジュール（図１では、第１蓄電モジュールＭ１−第３蓄電モジュールＭ３）、複数のサブ管理部（図１では、第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０）、及びメイン管理部５０を備える。
【００１４】
第１蓄電モジュールＭ１は複数のセル（図１では、第１セルＥ１−第５セルＥ５）が直列接続されて形成され、第２蓄電モジュールＭ２は複数のセル（図１では、第６セルＥ６−第１０セルＥ１０）が直列接続されて形成され、第３蓄電モジュールＭ３は複数のセル（図１では、第１１セルＥ１１−第１５セルＥ１５）が直列接続されて形成される。なお図１に示す蓄電モジュールＭ１−Ｍ３の構成は、説明を簡略化するために簡素化したものであり、実際の構成は、電源システム１に要求される電圧に応じて、より多くのセルが直列接続された構成となることが多い。
【００１５】
各セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６−３．７Ｖ）を使用する例を想定する。
【００１６】
第１蓄電モジュールＭ１と第１サブ管理部１０は１つの蓄電ブロックを構成している。第１サブ管理部１０は、第１電源回路１１、第２電源回路１２、電圧検出回路１３及びアクティブセルバランス回路１４を含み、それらは１つの回路基板上に実装される。
【００１７】
同様に第２蓄電モジュールＭ２と第２サブ管理部２０も１つの蓄電ブロックを構成し、第２サブ管理部２０は、第１電源回路２１、第２電源回路２２、電圧検出回路２３及びアクティブセルバランス回路２４を含む。同様に第３蓄電モジュールＭ３と第３サブ管理部３０も１つの蓄電ブロックを構成し、第３サブ管理部３０は、第１電源回路３１、第２電源回路３２、電圧検出回路３３及びアクティブセルバランス回路３４を含む。
【００１８】
第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０とメイン管理部５０は通信線４０によりデイジーチェーン接続されている。デイジーチェーン接続とは、複数のデバイスが一列に接続されるような接続方法を意味し、隣接するデバイス間で信号を伝播させる接続方式である。なお、第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０とメイン管理部５０の接続形態は、デイジーチェーン型に限るものではなく、リング型、バス型、スター型などであってもよい。なお本明細書では、第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０及びメイン管理部５０を総称して管理装置と呼ぶ。
【００１９】
第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０及びメイン管理部５０間のそれぞれは、絶縁回路を介して接続される。絶縁回路として、直流カットコンデンサ、トランス、フォトカプラ等を使用することができる。第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０の電圧検出回路１３、２３、３３は、直列接続された複数のセルの電圧を検出する必要があるため高電圧化する必要がある。一方、メイン管理部５０は、通常、１２Ｖの鉛電池から電源供給されて動作する。この電圧差を吸収するために第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０及びメイン管理部５０間のそれぞれは絶縁される必要がある。
【００２０】
第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０及びメイン管理部５０間の通信には、所定のシリアル通信方式を使用することができる。例えば、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）を使用することができる。また、メーカ独自の通信方式が使用されてもよい。
【００２１】
第１サブ管理部１０において、第１電源回路１１は、第１蓄電モジュールＭ１の両端に接続され、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を降圧し、降圧した電圧を電圧検出回路１３に電源電圧として供給する。第２電源回路１２は、第１蓄電モジュールＭ１の両端に接続され、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を降圧して、降圧した電圧をアクティブセルバランス回路１４に電源電圧として供給する。
【００２２】
第２電源回路１２には、第１電源回路１１より高効率の電源回路が使用される。例えば、第１電源回路１１はリニア方式のＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、第２電源回路１２は、スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。リニア方式のＤＣ／ＤＣコンバータの代表的なものはリニアレギュレータである。リニアレギュレータの中では、ＬＤＯ(Low Drop Out)が主流となっている。
【００２３】
リニアレギュレータは、出力電圧が目標電圧を維持するように、入出力間に挿入した可変抵抗（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴのオン抵抗）に電力消費させることにより、目標の安定電圧を出力するレギュレータである。リニアレギュレータでは、入力電圧と出力電圧の差にもとづくエネルギーが上記可変抵抗により熱に変換されるため、入力電圧と出力電圧の差が大きいほど発熱が大きくなり変換効率が低下する。
【００２４】
スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧が目標電圧を維持するように、スイッチング素子のデューティ比を制御することにより、目標の安定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータとして、降圧チョッパ、絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータ、絶縁型フォワードＤＣ／ＤＣコンバータ、絶縁型プッシュプルＤＣ／ＤＣコンバータなどを使用することができる。
【００２５】
スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータでは、入力電力が負荷に供給されない期間のエネルギーがインダクタダや容量に蓄積されて、後に負荷に供給される。従って、高効率な電力変換が可能である。スイッチング損失やダイオード損失などを理想的に０％に近づけることができれば、変換効率を限りなく１００％に近づけることができる。
【００２６】
このようにスイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、リニアレギュレータに比べて高効率である。特に入力電圧と出力電圧の差が大きい場合、その差が顕著になる。しかしながら、リニアレギュレータは回路構成がシンプルでありコストが低い。一方、スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、リニアレギュレータと比較して相対的に回路構成が複雑であり、コストも高い。
【００２７】
電圧検出回路１３は一般的に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されることが多い。そのＡＳＩＣの電源として、一般的にリニアレギュレータ（ＬＤＯ）が使用されることが多い。ＡＳＩＣチップ内にリニアレギュレータが内蔵されることも多い。ＩＣの消費電力は低いため、安価で小型のリニアレギュレータが使用されることが多い。なおリニアレギュレータは、ＡＳＩＣチップの外に設けられてもよい。
【００２８】
アクティブセルバランス回路１４は、第１蓄電モジュールＭ１に含まれる複数のセルＥ１−Ｅ５の電圧／容量をアクティブセルバランシング方式を用いて均等化する。アクティブセルバランス回路１４は、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を用いて、第１蓄電モジュールＭ１に含まれる複数のセルＥ１−Ｅ５のうちの任意の１つを選択的に充電することが可能である。
【００２９】
アクティブセルバランス回路１４は、上記ＡＳＩＣチップ内に一体化されて構成されてもよいし、上記ＡＳＩＣチップと別のＩＣチップにパッケージ化されてもよい。電圧検出回路１３に汎用のＡＳＩＣチップを使用する場合、アクティブセルバランス回路１４は別のＩＣチップにパッケージ化されることになる。なおアクティブセルバランス回路１４を構成する一部の回路素子がパッケージの外に接続されることもある。
【００３０】
アクティブセルバランス回路１４は、上記ＡＳＩＣ内で流れる電流と比較して、大きな充電電流が流れる。従ってアクティブセルバランス回路１４の電源回路として、リニアレギュレータではなく、発熱が小さく高効率なスイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを使用する。アクティブセルバランス回路１４が上記ＡＳＩＣチップと別のＩＣチップにパッケージ化される場合、スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、当該ＩＣチップ内に設けられてもよいし、当該ＩＣチップ外に設けられてもよい。
【００３１】
アクティブセルバランス回路１４が上記ＡＳＩＣチップ内に一体化されて構成される場合、上記リニアレギュレータ及び上記スイッチング方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、当該ＡＳＩＣチップ内に設けられてもよいし、当該ＡＳＩＣチップの外に設けられてもよい。このように第１電源回路１１、第２電源回路１２、電圧検出回路１３及びアクティブセルバランス回路１４は、様々な実装方法が可能である。
【００３２】
図２は、第１サブ管理部１０の構成例１を示す図である。電圧検出回路１３は、直列接続された複数のセルＥ１−Ｅ５の各ノードと複数の電圧線で接続され、隣接する２本の電圧線間の電圧をそれぞれ検出することにより、各セルＥ１−Ｅ５の電圧を検出する。電圧検出回路１３は、図示しない、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ変換器及び通信回路を含む。
【００３３】
マルチプレクサは、複数のセルＥ１−Ｅ５の各電圧値を所定の順番でＡＤ変換器に出力する。ＡＤ変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ信号をデジタル値に変換して通信回路に出力する。通信回路は、複数のセルＥ１−Ｅ５の電圧値を、通信線４０を介してメイン管理部５０に送信する。なお通信回路は、電圧検出回路１３（ＡＳＩＣ）の外に別に設けられてもよい。
【００３４】
アクティブセルバランス回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ａ、セル選択回路１４ｂ、スイッチ制御回路１４ｃを含む。セル選択回路１４ｂは、複数のスイッチＳ１１−Ｓ２０を備える。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ａは、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を降圧して複数のセルＥ１−Ｅ５の１つに充電する。図２ではＤＣ／ＤＣコンバータ１４ａを絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータで構成する例を示している。絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスＴ１、スイッチＳ１０、ダイオードＤ１を備える。絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータでは、トランスＴ１の一次巻線と二次巻線とが逆極性に接続される。
【００３６】
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ａは、絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータに限らず、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を降圧して出力することが可能なＤＣ／ＤＣコンバータであればどのような構成であってもよい。この種のＤＣ／ＤＣコンバータとしては、上述の絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータ以外にも、絶縁型フォワードＤＣ／ＤＣコンバータなどが知られている。
【００３７】
トランスＴ１の一次巻線の両端は第１蓄電モジュールＭ１の両端に接続される。一次巻線の一端と蓄電モジュールＭ１の一端との間にスイッチＳ１０が挿入される。トランスＴ１の二次巻線の一端に整流用のダイオードＤ１が接続される。
【００３８】
トランスＴ１の二次巻線と、複数のセルＥ１−Ｅ５のいずれか１つの両端間が、複数のスイッチＳ１１−Ｓ２０を介して接続される。複数のセルＥ１−Ｅ５の各ノードには電圧線が接続される。第１電圧線、第３電圧線、及び第５電圧線は正極用配線Ｌｐ１で結合され、第２電圧線、第４電圧線、及び第６電圧線は負極用配線Ｌｍ１で結合される。第１電圧線−第６電圧線には、スイッチＳ１１−Ｓ１６がそれぞれ挿入される。
【００３９】
トランスＴ１の二次巻線の電流出力側の端子と正極用配線Ｌｐ１間がスイッチＳ１７を介して接続され、二次巻線の電流出力側の端子と負極用配線Ｌｍ１間がスイッチＳ１８を介して接続される。トランスＴ１の二次巻線の電流入力側の端子と正極用配線Ｌｐ１間がスイッチＳ２０を介して接続され、二次巻線の電流入力側の端子と負極用配線Ｌｍ１間がスイッチＳ１９を介して接続される。
【００４０】
スイッチ制御回路１４ｃは、メイン管理部５０から通信線４０及び電圧検出回路１３を介して入力される均等化処理の制御信号をもとに、絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチＳ１０、及びセル選択回路１４ｂの複数のスイッチＳ１１−Ｓ２０のオン／オフを制御する。
【００４１】
図２では、電圧検出回路１３及びアクティブセルバランス回路１４のうち、電圧検出回路１３のみが通信機能を搭載している例を示している。この点、アクティブセルバランス回路１４にも通信機能が搭載されている場合、アクティブセルバランス回路１４は、電圧検出回路１３を介さずに、均等化処理の制御信号を受信することができる。
【００４２】
スイッチ制御回路１４ｃは、充電対象のセルの両端のノードに接続された２本の電圧線に挿入された２つのスイッチ、スイッチＳ１７／Ｓ１８、及びスイッチＳ１９／Ｓ２０をオン状態に制御する。例えば、セルＥ１を充電する場合、スイッチＳ１１、スイッチＳ１２、スイッチＳ１７、及びスイッチＳ１９をオン状態に制御する。またセルＥ２を充電する場合、スイッチＳ１２、スイッチＳ１３、スイッチＳ１８、及びスイッチＳ２０をオン状態に制御する。各セルのオン時間は、メイン管理部５０から受信した均等化処理の制御信号に含まれる各セルの充電時間に従う。
【００４３】
スイッチ制御回路１４ｃは、スイッチＳ１０をＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御する構成としてもよい。なお、回路構成によっては、スイッチ制御回路１４ｃのグランドは、スイッチＳ１０が含まれる回路のグランドと、電位が異なる場合がある。このような構成の場合には、スイッチ制御回路１４ｃからの制御信号は、絶縁回路を介して絶縁される。
【００４４】
絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータは、第１蓄電モジュールＭ１の両端電圧を降圧して充電電圧を出力する。絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータの出力側にセルを接続すると、セルの電圧に応じて充電電流が流れるが、スイッチＳ１０をＰＷＭ制御することで、この充電電流の電流量を調整することができる。このように、絶縁型フライバックＤＣ／ＤＣコンバータの出力は、トランスＴ１の一次巻線と二次巻線の巻数比と、スイッチＳ１０のデューティ比により調整することができる。
【００４５】
なお、充電制御は、様々な方式を採用することができる。充電制御としては、典型的には、定電流定電圧方式（ＣＣ−ＣＶ）などが知られているが、第１蓄電モジュールＭ１から供給される直流電圧を利用して対象のセルを充電できる方式であればどのような構成であってもよい。
【００４６】
第１サブ管理部１０は放電回路として、直列接続された放電スイッチＳ２及び放電抵抗Ｒ１を含む。直列接続された放電スイッチＳ２及び放電抵抗Ｒ１は、第１蓄電モジュールＭ１の両端間に接続される。放電抵抗Ｒ１は、第１蓄電モジュールＭ１に蓄積された容量を放電するための抵抗である。放電スイッチＳ２は、第１蓄電モジュールＭ１と放電抵抗Ｒ１との間に接続され、オン状態で、第１蓄電モジュールＭ１に蓄積された容量を放電抵抗Ｒ１に放電させることができる。
【００４７】
当該放電回路は、第１蓄電モジュールＭ１−第３蓄電モジュールＭ３間のパッシブバランシングに使用される。電圧検出回路１３は、メイン管理部５０から通信線４０を介して受信される均等化処理の制御信号をもとに、放電スイッチＳ２のオン／オフを制御する。
【００４８】
第２電源回路１２の出力端子と電圧検出回路１３の電源入力端子との間に、電源切替スイッチＳ１が接続される。電源切替スイッチＳ１がオン状態では、電圧検出回路１３は第２電源回路１２から電源供給を受けることができる。このように電圧検出回路１３は、第１電源回路１１と第２電源回路１２の両方から選択的に電源供給を受けることができる。
【００４９】
図１に戻る。第２サブ管理部２０及び第３サブ管理部３０の構成は、第１サブ管理部１０の構成と同じであるため説明を省略する。なお各蓄電ブロック内には、各蓄電モジュールに含まれる複数のセルの温度を検出するための温度センサ（例えば、サーミスタ）が少なくとも１つ搭載されている。第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０の各通信回路（不図示）は、複数のセルの電圧値に加えて、複数のセルの温度値もメイン管理部５０に送信する。
【００５０】
第１蓄電モジュールＭ１−第３蓄電モジュールＭ３は直列接続され、１つの蓄電部を形成する。図１に示す例では各蓄電モジュールＭ１−Ｍ３に、直列接続された５セルが含まれるため、合計１５セルの直列回路が形成される。なお高電圧のモータが使用される場合、セルの直列数が増加される。例えば、高電圧（例えば、４００Ｖ程度）が必要なモータが使用される場合、合計１００セルの直列回路が形成されることもある。典型的には、直列接続された５−２０セルを含む蓄電モジュールが、８個以上直列に接続されて１つの蓄電部が形成される。
【００５１】
なお本実施の形態では、直列接続された５セルを含む蓄電モジュールを例に示しているが、蓄電モジュールに含まれるセルの数は、ＡＳＩＣや電源回路の耐圧に応じて設計されることが好ましい。
【００５２】
メイン管理部５０は、マイクロコンピュータ及び不揮発メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ）を備える。不揮発メモリ内には、ＳＯＣ(State Of Charge)−ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）マップが含まれる。メイン管理部５０は、第１サブ管理部１０−第３サブ管理部３０から通信線４０を介して複数のセルＥ１−Ｅ１５の電圧値と温度値を取得する。またメイン管理部５０は、図示しない電流検出部により検出された複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３に流れる電流値を取得する。
【００５３】
メイン管理部５０は、複数のセルＥ１−Ｅ１５の電圧値、温度値、電流値をもとに、複数のセルＥ１−Ｅ１５のＳＯＣ、ＳＯＨ(State Of Health）を推定する。ＳＯＣは例えば、ＯＣＶ法または電流積算法により推定できる。ＯＣＶ法は、検出されたセルのＯＣＶと、不揮発メモリ内に保持されるＳＯＣ−ＯＣＶカーブの特性データをもとにＳＯＣを推定する方法である。電流積算法は、検出されたセルの充放電開始時のＯＣＶと、検出された電流の積算値をもとにＳＯＣを推定する方法である。
【００５４】
ＳＯＨは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど（０％に近いほど）劣化が進行していることを示す。二次電池の劣化は、保存劣化とサイクル劣化の和で近似できる。
【００５５】
保存劣化は、充放電中であるか否かに関わらず、二次電池の各時点における温度、各時点におけるＳＯＣに応じて経時的に進行する劣化である。各時点におけるＳＯＣが高いほど（１００％に近いほど）、又は各時点における温度が高いほど、保存劣化速度が増加する。
【００５６】
サイクル劣化は、充放電の回数が増えるにつれ進行する劣化である。サイクル劣化は、使用ＳＯＣ範囲、温度、電流レートに依存する。使用ＳＯＣ範囲が広いほど、温度が高いほど、又は電流レートが高いほど、サイクル劣化速度が増加する。このように二次電池の劣化は使用環境に大きく依存し、使用期間が長くになるにつれ、複数のセルＥ１−Ｅ１５の容量のばらつきが大きくなっていく。
【００５７】
メイン管理部５０は、複数の電圧検出回路１３、２３、３３から各セルＥ１−Ｅ１５の電圧値を取得し、均等化処理を実行する。メイン管理部５０は、複数のアクティブセルバランス回路１４、２４、３４を用いて複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３にそれぞれ含まれる複数のセルＥ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５間をそれぞれアクティブバランシングする。またメイン管理部５０は、複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３間をパッシブバランシングする。
【００５８】
以下、第１蓄電モジュールＭ１に含まれる複数のセルＥ１−Ｅ５のアクティブバランシングについて説明する。アクティブバランシングの第１手法では、複数のセルＥ１−Ｅ５の内、最も容量が少ないセルの容量を、最も容量が多いセルの容量まで充電する。なお充電中、充電されるセル以外のセルの容量は低下していく。充電中のセルの容量が最も容量が多いセルの容量に到達すると当該セルの充電を終了する。以上の制御を繰り返すことにより、全てのセルの容量を実質的に一致させることができる。
【００５９】
メイン管理部５０は、複数のセルＥ１−Ｅ５のＯＣＶ／ＳＯＣを取得／推定し、最もＯＣＶ／ＳＯＣが低いセルを特定する。メイン管理部５０は、当該セルが充電されるように、スイッチ制御回路１４ｃに制御信号を送信する。以上のように最もＯＣＶ／ＳＯＣが低いセルを充電して、最もＯＣＶ／ＳＯＣが高いセルのＯＣＶ／ＳＯＣまで充電する制御を繰り返すことにより、メイン管理部５０は、複数のセルＥ１−Ｅ５間のＯＣＶ／ＳＯＣを実質的に一致させることができる。
【００６０】
アクティブバランシングの第２手法では、メイン管理部５０は、第１蓄電モジュールＭ１のＯＣＶ／ＳＯＣをセル数で割ることにより、複数のセルＥ１−Ｅ５のＯＣＶ／ＳＯＣを目標値を算出する。なお第１蓄電モジュールＭ１のＯＣＶ／ＳＯＣからアクティブセルバランス回路１４による充電に伴う予想損失分を引いた値をセル数で割ると、より高精度な目標値を算出することができる。
【００６１】
メイン管理部５０は、目標値よりＯＣＶ／ＳＯＣが低いセルを順番に、目標値まで充電する。なお充電する順番は、ＯＣＶ／ＳＯＣが低い順であってもよいし、任意の順番であってもよい。これにより、メイン管理部５０は、複数のセルＥ１−Ｅ５間のＯＣＶ／ＳＯＣを実質的に一致させることができる。なお、アクティブバランシングの目標値として、ＯＣＶ／ＳＯＣの代わりに充電可能量／放電可能量を使用してもよい。
【００６２】
以上のアクティブバランシングを他の蓄電モジュールＭ２−Ｍ３でも実行する。なお、複数のセルのＯＣＶ／ＳＯＣが実質的に揃っている蓄電モジュールでは、アクティブバランシングを実行する必要はない。
【００６３】
パッシブバランシングでは、メイン管理部５０は、複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３のＯＣＶ／ＳＯＣを取得／推定し、最もＯＣＶ／ＳＯＣが低い蓄電モジュールを特定する。メイン管理部５０は、最もＯＣＶ／ＳＯＣが低い蓄電モジュールに、他の複数の蓄電モジュールのＯＣＶ／ＳＯＣを合わせるために、他の複数の蓄電モジュールの各放電時間を決定する。メイン管理部５０は、各蓄電モジュールの現在のＯＣＶ／ＳＯＣと、均等化の目標とすべきＯＣＶ／ＳＯＣとの差分に基づく放電容量を算出する。メイン管理部５０は、算出した各放電容量と、及び各蓄電ブロックの第１電源回路及び放電抵抗Ｒ１による消費電力量をもとに各放電時間を決定する。各蓄電ブロックの消費電力量が大きいほど放電時間を短縮することができる。
【００６４】
メイン管理部５０は、決定した各放電時間をもとに、他の複数の蓄電モジュールの各放電スイッチＳ２のオン／オフを制御する。放電スイッチＳ２がオン状態の蓄電ブロックでは、蓄電モジュールから放電抵抗Ｒ１に電流が流れ、蓄電モジュールのＯＣＶ／ＳＯＣが低下する。複数の蓄電モジュールの全てのＯＣＶ／ＳＯＣが実質的に一致すると、パッシブバランシングが終了する。なお、パッシブバランシングの目標値も、ＯＣＶ／ＳＯＣの代わりに充電可能量／放電可能量を使用してもよい。
【００６５】
複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３間のパッシブバランシングは、上述の複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３にそれぞれ含まれる複数のセルＥ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５間のアクティブバランシングが全て終了した後に実行されてもよいし、上記パッシブバランシングと上記アクティブバランシングが同時並行で実行されてもよい。
【００６６】
上述のアクティブバランシングは、各蓄電モジュール内のセル間のエネルギー移動であるため、各蓄電モジュールの両端電圧はアクティブバランシングの実行中、基本的に変動しない。厳密には、アクティブセルバランス回路１４による損失分、低下する。
【００６７】
アクティブバランシングの第２手法を用いた場合、メイン管理部５０はアクティブバランシングの開始時点で、上記複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３間のパッシブバランシングの目標値を決定することができる。アクティブバランシングが必要な蓄電ブロックではアクティブバランシングが実行され、アクティブバランシングが不要な蓄電ブロックではパッシブバランシングが実行される。アクティブバランシングが実行されている蓄電ブロックにおいて、アクティブバランシングが終了すると、パッシブバランシングに切り替わる。
【００６８】
アクティブバランシングは、セルバランシングによる損失をできるだけ抑えることを目的とした処理であるため、アクティブバランシングの実行中、蓄電モジュールの電力をできるだけ消費しないことが求められる。一方、パッシブバランシングは放電により複数の蓄電モジュールＭ１−Ｍ３間のＯＣＶ／ＳＯＣを揃える処理であるため、蓄電モジュールの電力消費を大きくした方がパッシブバランシングを早期に終了させることができる。
【００６９】
そこで本実施の形態では、メイン管理部５０は、パッシブバランシング中の蓄電ブロックのサブ管理部に対しては、第１電源回路及び第２電源回路を両方とも稼働させ、電源切替スイッチＳ１をオフ状態にする制御信号を送信する。これにより、パッシブバランシング中の蓄電ブロックでは、第１電源回路から電圧検出回路に電源が供給され、第２電源回路からアクティブセルバランス回路に電源が供給される。第１電源回路は低効率の電源回路であるため、蓄電モジュールの電力消費を大きくすることができる。これにより、蓄電モジュールのＯＣＶ／ＳＯＣを早期に低下させることができる。
【００７０】
特に蓄電モジュールに含まれるセル数が大きい場合、蓄電モジュールの電力消費がより大きくなる。例えば、蓄電モジュールの両端電圧が８０Ｖ程度、電圧検出回路の電源電圧が５Ｖ程度である場合、蓄電モジュールから第１電源回路に出力される電力の、１５／１６に相当する電力が熱に変換されることになる。
【００７１】
一方、メイン管理部５０は、アクティブバランシング中の蓄電ブロックのサブ管理部に対しては、第１電源回路を停止させ、第２電源回路を稼働させ、電源切替スイッチＳ１をオン状態にする制御信号を送信する。これにより、アクティブバランシング中の蓄電ブロックでは、第２電源回路から電圧検出回路及びアクティブセルバランス回路の両方に電源が供給される。第２電源回路は高効率の電源回路であるため、蓄電モジュールの電力消費を抑えることができる。
【００７２】
図３は、第１サブ管理部１０の構成例２を示す図である。構成例２では、図２に示した構成例１と比較して、放電スイッチＳ２及び放電抵抗Ｒ１が省略されている。パッシブバランシングの放電負荷として、第１電源回路１１による電力消費で足りる場合は、放電スイッチＳ２及び放電抵抗Ｒ１を省略可能である。放電時間を長くできるアプリケーションの場合、構成例２を採用しやすい。なお構成例１のほうが、構成例２より放電負荷が大きいため、放電時間を短くすることができる。
【００７３】
図４（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る電源システム１における均等化処理の一例を示す図である。図４（ａ）は、均等化処理前のセルＥ１−Ｅ１５の容量の状態を示す図である。図４（ａ）に示す図では、第８セルＥ８の容量が低下している。経年劣化や個体ばらつき等により、自己放電量が大きくなるセルが発生する場合がある。第８セルＥ８は、他のセルＥ１−Ｅ７、Ｅ９−Ｅ１５と比較して自己放電量が大きいセルである。メイン管理部５０は、第２蓄電モジュールＭ２に含まれる複数のセルＥ６−Ｅ１０間のアクティブバランシングを実行する。
【００７４】
図４（ｂ）は、第２蓄電モジュールＭ２に含まれる複数のセルＥ６−Ｅ１０間のアクティブバランシング終了後のセルＥ１−Ｅ１５の容量の状態を示す図である。アクティブバランシングは、第２蓄電モジュールＭ２内で完結しているため、第８セルＥ８の充電に伴い、第２蓄電モジュールＭ２内の他のセルＥ６−Ｅ７、Ｅ９−Ｅ１０の容量が低下する。
【００７５】
メイン管理部５０は、第１蓄電モジュールＭ１−第３蓄電モジュールＭ３間のパッシブバランシングを実行する。具体的にはメイン管理部５０は、第１蓄電モジュールＭ１の電圧検出回路１３及び第３蓄電モジュールＭ３の電圧検出回路３３に、第１蓄電モジュールＭ１及び第３蓄電モジュールＭ３の容量を、第２蓄電モジュールＭ２の容量まで放電するよう指示する。
【００７６】
図４（ｃ）は、第１蓄電モジュールＭ１−第３蓄電モジュールＭ３間のパッシブバランシング終了後のセルＥ１−Ｅ１５の容量の状態を示す図である。図４（ｃ）では、全てのセルＥ１−Ｅ１５の容量が実質的に一致した状態となっている。なお一般的なパッシブバランシングのみを使用してセルＥ１−Ｅ１５の均等化処理を実行した場合、図４（ａ）の第８セルＥ８の容量まで、他のセルＥ１−Ｅ７、Ｅ９−Ｅ１５の容量を放電する必要があり、本実施の形態に係る均等化処理と比較して効率が悪い。
【００７７】
図５は、電圧検出回路及びアクティブセルバランス回路の各状態における電源供給元となる電源回路をまとめた図である。均等化処理をしていない通常の状態では、電圧検出回路は第２電源回路から電源供給を受ける。通常時は、蓄電モジュールの電力消費を大きくする必要はないため、第１電源回路ではなく第２電源回路から電力供給を受けた方が蓄電ブロック全体として無駄な電力消費を抑えることができる。通常時は、アクティブセルバランス回路は動作する必要がなく、停止している。
【００７８】
アクティブバランシングの実行中も、電圧検出回路は第２電源回路から電源供給を受ける。アクティブバランシングの実行中も、蓄電モジュールの電力消費を大きくする必要はないため、第１電源回路ではなく第２電源回路から電力供給を受けた方が蓄電ブロック全体として無駄な電力消費を抑えることができる。アクティブセルバランス回路は第２電源回路から電源供給を受ける。
【００７９】
パッシブバランシングの実行中は、電圧検出回路は第１電源回路から電源供給を受ける。これにより、蓄電モジュールの電力消費を大きくし、蓄電モジュールの容量を早く低下させることができる。アクティブセルバランス回路は停止している。
【００８０】
以上説明したように本実施の形態によれば、各蓄電モジュール内の複数のセル間のアクティブバランシングを実行するとともに、複数の蓄電モジュール間のパッシブバランシングを実行する。これにより、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させることができる。
【００８１】
パッシブバランシングの実行中は、電圧検出回路は、電力消費が大きい第１電源回路から電源供給を受け、パッシブバランシングの実行中以外は、電圧検出回路は、電力消費が小さい第１電源回路から電源供給を受ける。これにより、パッシブバランシングを早期に完了させることができるとともに、それ以外の期間の電力効率を向上させることができる。
【００８２】
また図３に示した構成例２を採用すれば、放電抵抗Ｒ１と放電スイッチＳ２を省略することができるため、回路面積およびコストを削減することができる。
【００８３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８４】
上述の実施の形態では１つの蓄電モジュールに対して１つの電圧検出回路が設けられる例を説明した。この点、１つの蓄電モジュールに対して複数の電圧検出回路が設けられる構成も可能である。例えば、直列接続された２０セルを含む蓄電モジュールに対して２つの電圧検出回路が設けられ、各電圧検出回路が１０セル分の電圧を検出する構成も可能である。その場合、アクティブセルバランシングは１つの電圧検出回路で管理される複数のセル（この例では１０個）毎に実行される。この例では、１つの蓄電ブロック内で独立した２つのアクティブバランシングが実行されることになる。
【００８５】
また上記図２に示した構成例１では、蓄電ブロックごとに１つの放電抵抗を設ける例を説明した。この点、放電抵抗の数は１つに限るものではなく、セル毎に放電抵抗を付加する構成も排除するものではない。
【００８６】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【００８７】
［項目１］
直列に接続される複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）であって、各直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）が、直列に接続される複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）を含んでいる、前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）であって、各電圧検出回路（１３、２３、３３）が、対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）に含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）の各電圧を検出する、前記複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の第１電源回路（１１、２１、３１）であって、各第１電源回路（１１、２１、３１）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を降圧して、対象の電圧検出回路（１３、２３、３３）に電源を供給する、前記複数の第１電源回路（１１、２１、３１）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）であって、各アクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を用いて、当該直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）に含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）のうちの任意の１つを選択的に充電することが可能に構成されている、前記複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の第２電源回路（１２、２２、３２）であって、各第２電源回路（１２、２２、３２）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を降圧して、対象のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）に電源を供給する、前記複数の第２電源回路（１２、２２、３２）と、
前記複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）から各セル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）の電圧値を取得し、前記複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）を用いて前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）にそれぞれ含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）間をアクティブバランシングし、前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）間をパッシブバランシングする制御回路（５０）とを備え、
前記第２電源回路（１２、２２、３２）は、前記第１電源回路（１１、２１、３１）より高効率の電源回路であり、前記電圧検出回路（１３、２３、３３）にも電源を供給可能であり、
前記パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、前記第１電源回路（１１、２１、３１）から電源供給を受け、
前記アクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）によるアクティブセルバランス中の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、前記第２電源回路（１２、２２、３２）から電源供給を受けることを特徴とする電源システム（１）。
これによれば、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させた均等化処理を実現することができる。また、パッシブバランシングにかかる時間を短縮させることができるとともに、アクティブバランシング中の電力効率を向上させることができる。
［項目２］
前記第１電源回路（１１、２１、３１）は、リニア方式のＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記第２電源回路（１２、２２、３２）は、スイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする項目１に記載の電源システム（１）。
これによれば、パッシブバランシング中は蓄電モジュール（Ｍ１−Ｍ３）の電力消費を大きくして、パッシブバランシングにかかる時間を短縮させることができるとともに、アクティブバランシング中は蓄電モジュール（Ｍ１−Ｍ３）の電力消費を抑えることができる。
［項目３］
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の放電回路（Ｒ１、Ｓ２）であって、各放電回路（Ｒ１、Ｓ２）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）に蓄積された容量を放電することが可能に構成されている、前記複数の放電回路（Ｒ１、Ｓ２）をさらに備え、
前記制御回路（５０）は、前記複数の放電回路（Ｒ１、Ｓ２）を用いて前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）間をパッシブバランシングすることを特徴とする項目１または２に記載の電源システム（２）。
これによれば、放電負荷を増加させることができ、パッシブバランシングにかかる時間を短縮させることができる。
［項目４］
前記放電回路（Ｒ１、Ｓ２）は、
前記直列セル群（Ｍ１）に蓄積された容量を放電するための１つの抵抗（Ｒ１）と、
前記直列セル群（Ｍ１）と前記抵抗（Ｒ１）との間に接続されたスイッチ（Ｓ２）と、
を含むことを特徴とする項目３に記載の電源システム（１）。
これによれば、放電用の抵抗とスイッチの数を減らすことができる。
［項目５］
前記パッシブバランシングによる電力消費中であるとき以外の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、前記第２電源回路（１２、２２、３２）から電源供給を受けることを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の電源システム（１）。
これによれば、パッシブバランシングにかかる時間を短縮させることができるとともに、パッシブバランシング以外の期間の電力効率を向上させることができる。
［項目６］
直列に接続される複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）であって、各直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）が、直列に接続される複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）を含んでいる、前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）を管理する管理装置（１０−３０、５０）であって、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）であって、各電圧検出回路（１３、２３、３３）が、対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）に含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）の各電圧を検出する、前記複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の第１電源回路（１１、２１、３１）であって、各第１電源回路（１１、２１、３１）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を降圧して、対象の電圧検出回路（１３、２３、３３）に電源を供給する、前記複数の第１電源回路（１１、２１、３１）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）であって、各アクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を用いて、当該直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）に含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）のうちの任意の１つを選択的に充電することが可能に構成されている、前記複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）と、
前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）のそれぞれに接続される複数の第２電源回路（１２、２２、３２）であって、各第２電源回路（１２、２２、３２）が対象の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の両端電圧を降圧して、対象のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）に電源を供給する、前記複数の第２電源回路（１２、２２、３２）と、
前記複数の電圧検出回路（１３、２３、３３）から各セル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）の電圧値を取得し、前記複数のアクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）を用いて前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）にそれぞれ含まれる複数のセル（Ｅ１−Ｅ５、Ｅ６−Ｅ１０、Ｅ１１−Ｅ１５）間をアクティブバランシングし、前記複数の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）間をパッシブバランシングする制御回路（５０）とを備え、
前記第２電源回路（１２、２２、３２）は、前記第１電源回路（１１、２１、３１）より高効率の電源回路であり、前記電圧検出回路（１３、２３、３３）にも電源を供給可能であり、
前記パッシブバランシングによる電力消費中の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、前記第１電源回路（１１、２１、３１）から電源供給を受け、
前記アクティブセルバランス回路（１４、２４、３４）によるアクティブセルバランス中の直列セル群（Ｍ１−Ｍ３）の電圧検出回路（１３、２３、３３）は、前記第２電源回路（１２、２２、３２）から電源供給を受けることを特徴とする管理装置（１０−３０、５０）。
これによれば、部品構成の複雑化を抑えつつ電力効率を向上させた均等化処理を実現することができる。また、パッシブバランシングにかかる時間を短縮させることができるとともに、アクティブバランシング中の電力効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  電源システム、  Ｍ１−Ｍ３  蓄電モジュール、  １０  第１サブ管理部、  ２０
第２サブ管理部、  ３０  第３サブ管理部、  ４０  通信線、  ５０  メイン管理部、
Ｅ１−Ｅ１５  セル、  １１，２１，３１  第１電源回路、  １２，２２，３２  第２電源回路、  １３，２３，３３  電圧検出回路、  １４，２４，３４  アクティブセルバランス回路、  １４ａ  ＤＣ／ＤＣコンバータ、  １４ｂ  セル選択回路、  １４ｃ  スイッチ制御回路、  Ｒ１  放電抵抗、  Ｓ１  電源切替スイッチ、  Ｓ２  放電スイッチ、  Ｔ１  トランス、  Ｄ１  ダイオード、  Ｓ１０−Ｓ２０  スイッチ。
【図１】
2020022344.tif 000003
【図２】
2020022344.tif 000004
【図３】
2020022344.tif 000005
【図４】
2020022344.tif 000006
【図５】
2020022344.tif 000007
【国際調査報告】
2020022344.tif 000008
2020022344.tif 000009