WO2003032464A1

WO2003032464A1 - Circuit d'equilibrage de tension, circuit de detection de tension, procede d'equilibrage de tension et procede de detection de tension associes

Info

Publication number: WO2003032464A1
Application number: PCT/JP2002/010232
Authority: WO
Inventors: Koichi Morita
Original assignee: Sanken Electric Co., Ltd.
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2003-04-17
Also published as: US7288919B2; US20040246635A1; JP3858893B2; JPWO2003032464A1; US20080018301A1; US7583057B2

Description

明細書電圧バランス回路、電圧検出用回路、電圧バランス方法及び電圧検出方法技術分野

本発明は、直列に接続された複数の二次電池の各両極間の電圧、或いは直列に接続された複数のコンデンサの各充電電圧を均等化する電圧バランス回路、各二次電池或いは各コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出用回路、電圧バランス方法及び電圧検出方法に関するものである。：背景技術

直列に接続された複数の二次電池は、何度も充放電が繰り返されると、二次電池の充電電圧にアンパランスが生じる。即ち、各二次電池の充電電圧が等しくならない現象が発生する。各二次電池の充電電圧が極端に不均一になると、高い電圧で十分に充電された二次電池と、充電電圧が低くて充電不足の二次電 '池とが存在することになる。充電不足の二次電池の電池を充電するために、直列の複数の二次電池全体を再度充電すると、十分に充電されていた二次電池は過充電になってしまう。二次電池が過充電になると、その電池の寿命は短くなつてしてしまう。また、充電不足の二次電池が放電されると、充電不足の二次電池は過放電となる。過放電になると、それ以上の放電ができなくなる。従つて、電圧アンバランスが発生すると、全体の容量が減るばかりでなく、電池の寿命にも影響が出てしまい、全体として満足のいく能力を発揮できない。

このような電圧アンバランスを防ぐためには、二次電池の電圧を監視する電圧検出用回路及び監視結果に基づき二次電池を充放電する充放電回路とを二次電池ごとに設けたり、次の図 9に示す電圧バランス回路を設けたりする必要があつ 7こ。

しかしながら、従来の電圧パランス回路には、次のような課題がある。

図 9は、従来の二次電池の電圧バランス回路の回路図である。

この電圧バランス回路 1 0は、直列に接続された 3個の二次電池 B 1， B 2 ， B 3の充電電圧を均等化するものである。電圧バランス回路 1 0は、 3個のツエナーダイオード 1 1， 1 2 , 1 3で構成されている。ツエナーダイオード 1 1の力ソードは二次電池 B 1の正極に接続されている。ツエナーダイオード 1 1のァノードは、二次電池 B 1の負極と二次電池 B 2の正極との接続点 N 1 に接続されている。ツエナーダイオード 1 2の力ソードは、接続点 N 1に接続されている。ツエナーダイオード 1 2のアノードは、二次電池 B 2の負極と二次電池 B 3の正極との接続点 N 2に接続されている。ツエナーダイォード 1 3 の力ソードは、接続点 N 2に接続されている。ツエナーダイオード 1 3のァノードは、二次電池 B 3の負極に接続されている。

対応する二次電池 B 1の電圧がツエナーダイオード 1 1の降伏点を超えていればツエナーダイオード 1 1に電流が流れて、二次電池 B 1は放電する。二次電池 B 1の電圧がツエナーダイオード 1 1の降伏点を越えていなければ電流は流れず、二次電池 B 1は充電される。各ッヱナ一ダイオード 1 2， 1 3についても、同様である。即ち、対応する二次電池 B 2， B 3の電圧が降伏点よりも高ければ各ツエナーダイオード 1 2 , 1 3に電流が流れて、二次電池 B 2， B 3は放電する。降伏点を越えていなければ各ツエナーダイオード 1 2， 1 3に電流は流れず、二次電池 B 2， B 3は充電される。よって、二次電池 B 1〜； B 3の充電電圧が均等化する。

一方、直列に接続された各コンデンサの電圧を均等化する場合、コンデンサの電圧を監視するための電圧検出用回路及ぴ監視結果に基づき充放電する充放電回路とをコンデンサごとに設ける。または、次の図 1 0に示すように、電圧バランス回路を設ける必要があった。

この電圧パランス回路 2 0は、直列に接続された 3個のコンデンサ C 1， C 2 , C 3の充電電圧を均等化するものである。電圧バランス回路 2 0は、各コンデンサ C 1〜C 3にそれぞれ並列に接続された 3個の抵抗 2 1， 2 2、 2 3 で構成されている。抵抗 2 1〜2 3の抵抗値は等しい。抵抗 2 1〜2 3で分圧された電圧は、コンデンサ C 1〜C 3の接続ノードに印加される。よって、コンデンサ C 1〜C 3の充電電圧は均等化される。

従来の図 9の電圧バランス回路 1, 0では、各ツエナーダイオード 1 1〜1 3に電流が流れることで、各二次電池 B 1〜B 3の過充電が防止される。ところが、 3個のッヱナ一ダイオード 1 1〜 1 3に同時に電流が流れたときには、その電流によってロスが発生し、効率が低下する。また、二次電池 B 1〜B 3の充電電圧が各ツエナーダイオード 1 1〜1 3の降伏電圧で決まるので、ツエナーダイォード 1 1〜1 3の精度によって、充電電圧がばらつくことがあった。

一方、図 1 0の電圧バランス回路 2 0では、抵抗 2 1〜 2 3に常時電流が流れるので、ロスが発生する。

また、各二次電池 B 1〜B 3或いは各コンデンサ C 1〜C 3ごとに、その充電電圧を検出する電圧検出用回路を設ける場合には、回路規模が大きくなる。発明の開示

本発明は、ロスを少なくすることが可能な電圧バランス回路及び電圧バランス方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、直列に接続された各二次電池、各コンデンサのような蓄電回路の各両極間の電圧を検出する電圧検出用回路の構成を簡素化することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第 1の観点に係る電圧パランス回路は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス回路において、

コンデンサ (3 7, 3 8 ) と、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に前記コンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) から該コンデンサ ( 3 7， 3 8) に充放電させる第 1の接続部（3 1， 3 3、 3 5) と、

前記充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) を前記選択した蓄電回路（B 1 ， B 2, B 3) とは異なる他の選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に並列に接続し、該充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) から該他の選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に充放電させる第 2の接続部（3 2， 3 4， 3 6) と、を備えることを特徴とする。このような構成を採用したことにより、コンデンサが選択した蓄電回路に並列に接続され、選択した蓄電回路の充電電圧で充電される。このコンデンサを他の選択した蓄電回路に並列に接続することにより、コンデンサから蓄電回路にエネルギーの授受が行われる。よって、選択した蓄電回路と他の選択した蓄電回路の充電電圧が、均等化される。

なお、前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に前記コンデンサ（3 7 ， 3 8) を並列に接続する処理と前記他の選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) に該コンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続する処理とを繰り返す制御部 (3 9) を備えてもよい。

また、前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2, B 3) を含んでもよい。

また、前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C l， C 2, C 3) を含んでもよい。

また、前記第 1の接続部及び前記第 2の接続部を、前記各蓄電回路（B l， B 2 , B 3) の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第 1のスィツチ（3 1， 3 3、 3 5) 及び第 2のスィツチ（3 2， 34， 36) から構成し、

前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極と他方の電極との間にそれぞれ直列に接続された第 1のスィッチ（3 1， 3 3、 3 5) 及ぴ第 2のスィツチ（3 2， 34， 3 6) の接続点間を前記コンデンサ（3 7， 3 8) で接続してもよレ、。

また、この本発明の第 2の観点に係る電圧検出用回路は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2， B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、

第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と、

第 2のコンデンサ（72) と、

前記複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路（B l， B 2 ， B 3) を選択し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極の電圧で前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) を充電する充電部（6 2， 64， 66、 7 1) と、

前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ（7 2) とを直列に接続し、前記選択した蓄電回路（B l , B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) とに印加する圧印加部（6 1， 6 3， 65、 70 ) と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) の両極間の電圧検出用として前記第 2のコンデンサ（72) の両端に接続された測定端子対と、を備えることを特徴とする。

このような構成を採用したことにより、選択した蓄電回路の例えば負極の電圧が、充電部により、第 1のコンデンサに充電される。電圧印加部が、選択した蓄電回路の正極の電圧と第 1のコンデンサに充電されている負極の電圧との間の差分電圧が第 2のコンデンサに印加される。即ち、第 2のコンデンサには、選択した蓄電回路の両極間の電圧に充電される。

なお、前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に関し、前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) に充電する処理と前記選択した蓄電回路（B 1， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ (6 7， 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ（7 2) とに印加する処理とを繰り返す制御部（3 9) を備えることもできる。

また、前記充電部（6 2， 64， 6 6、 7 1) を、

一端が前記各蓄電回路（B l， B 2， B 3) の前記一方の電極に接続されるとともに他端が前記各第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9)'の一方の電極にそれぞれ接続された複数の第 1のスィッチ（62， 64， 66) と、

一端が前記複数の第 1のコンデンサ（6 7, 6 8， 6 9) の他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が基準電位を設定するノードに接続された充電用スィッチ（71) と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に一端が接続された前記第 1のスィッチ（6 2， 64， 6 6) と前記充電用スィッチ（7 1) とをオンさせる制御部（3 9) とから構成してもよい。また、前記第 2のコンデンサ（7 2) の一方の電極を、前記充電用スィッチ (71) の他端に接続し、

前記電圧印加部（6 1， 6 3， 6 5、 70) を、

一端が前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の前記他方の電極に接続されるとともに他端が前記各第 1のコンデンサ（6 7， 6 8, 6 9) の一方の電極にそれぞれ接続された複数の第 2のスィッチ（6 1， 6 3， 65) と、

一端が前記複数の第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) の他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が前記第 2のコンデンサ（72) の他方の電極に接続された電圧印加用スィッチ（70) と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1·のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ (7 2) とに印加する際には、前記複数の第 1のスィッチ（6 2， 64， 6 6 ) と前記充電用スィッチ（7 1) とを'オフさせ、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に一端が接続された前記第 2のスィッチ（6 1， 63， 6 5) と前記電圧印加用スィッチ（70) とをオンさせる制御部（3 9) とから構成してもよい。

また、前記各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2, B 3) を含むようにしてもよレ、。

また、前記各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C l， C 2, C 3) を含むようにしてもよい。

また、この発明の第 3の観点に係る電圧検出用回路は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l , B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2， B 3) から 1つの蓄電回路 (B 1 , B 2, B 3) を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出する端子電圧検出部（62， 64， 66) と、

電圧の測定が可能な測定端子対（7 1の両端）と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記端子電圧検出部（6 2， 64， 6 6) で検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧として前記測定端子対（71の両端）間に示す電圧検出部（67〜6 9, 71) と、を備えることを特徴とする。

このような構成を採用したことにより、選択した蓄電回路の例えば負極の電圧が、端子電圧検出部により、検出される。選択した蓄電回路の正極の電圧が電圧検出部により検出され、さらに、端子電圧検出部で検出した電圧とから、該選択した蓄電回路の両極間の電圧に相当する差分電圧が検出されて測定端子対に与えられる。即ち、測定端子対の電位差を測定すれば、各充電回路の両極間.の電圧が測定できる。

なお、前記端子電圧検出部を、前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の前記一方の電極に一端がそれぞれ接続された複数の第 1のスィッチ（62， 64， 66) で構成し、

前記測定端子対（7 1の両端）のうちの一方の測定端子を、基準電位を設定するノードに接続し、

前記電圧検出部（67〜6 9， 71) を、前記各第 1のスィッチ（62， 6 4， 66) の他端と前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極との間にそれぞれ接続された複数の第 2のスィッチ（6 1， 6 3， 65) と、一方の電極が該各第 1のスィッチ（62， 64， 66) と該各第 2のスィッチ（6 1 ， 6 3, 65) とのノードに接続されるとともに他方の電極が前記測定端子対 (7 1の両端）のうちの他方の測定端子に共通に接続された、該各蓄電回路（ B l， B 2， B 3) に対応する複数のコンデンサ（67〜6 9) と、該測定端子対間に接続された第 3のスィッチ（71) と、前記差分電圧を前記測定端子対（71の両端）間に示す際に、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に接続された該第 1のスィッチ（62， 64， 66) と該第 3のスィッチ（71) とをオンさせて該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に対応する該コンデンサ（67， 68， 69) を充電し、該第 1のスィッチ（62， 64， 66 ) と該第 3のスィッチ（71) とをオフさせた後に、該選択した蓄電回路（B 1， B 2, B 3) に接続された第 2のスィッチ（61， 63， 65) をオンさせる制御部（39) とから構成されてもよい。また、前記端子電圧検出部（6 2， 6 4， 6 6) と前記充電電圧検出部（6 7〜6 9， 7 1 ) とから前記各蓄電回路（B 1， B 2, B 3) の両極間の電圧を測定するために、前記直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3 ) を順にスキャンして各蓄電回路（B l， B 2， B 3) ごとに前記差分電圧を前記測定端子対（7 1の両端）間に示すようにしてもよい。

また、前記各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2, B 3) を含んでもよい。

また、前記各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C I , C 2, C 3) を含んでもよい。

また、この発明の第 4の観点に係る電圧バランス方法は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス方法であって、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から選択した蓄電回路にコンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) から該コンデンサ（3 7， 3 8) に充放電させるステップと、前記充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) を前記選択した蓄電回路（B 1 ， B 2, B 3) とは異なる他の選択した蓄電回路（B l , B 2, B 3) に並列に接続し、該充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) から該他の選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に充放電させるステップと、を備えることを特徴とする。

また、この発明の第 5の観点に係る電圧検出方法は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法であって、

前記複数の蓄電回路（B l， B 2， B 3) から 1つの蓄電回路（B l， B 2 ， B 3) を選択し、該選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) の一方の電極の電圧で前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) を充電するステップと、第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と第 2コンデンサ（7 2) とを直列に接続し、前記選択した蓄電回路（B l , B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) とに印加するステップと、

前記第 2のコンデンサ（72) の両端に印加された電圧を、前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) の両極間の電圧として検出するステップと、を備えることを特徴とする。

また、この発明の第 6の観点に係る電圧検出方法は、直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法において、

'直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路 (B 1 , B 2, B 3) を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出するステップと、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2 , B 3 ) の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧として測定端子対（71の両端）間に示すステップと、

前記測定端子対の両端で各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧を検出するステップと、を備えることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。

図 2は、スィッチのオン、オフを制御する制御信号のタイムチャートである図 3は、本発明の第 2の実施形態に係る電圧バランス回路を示す構成図である。

図 4は、本発明の第 3の実施形態に係る電圧パランス回路の構成を示す図である。

図 5は、本発明の第 4の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図である。

図 6は、スィッチ、電圧印加用スィッチ及び充電用スィッチのオン、オフを W

10 制御する制御信号のタイムチャートである。

図 7は、本発明の第 5の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図である。

図 8は、図 7の電圧検出用回路のスキャンのタイミングチャートである。 5 図 9は、従来の二次電池の電圧バランス回路の回路図である。

図 1 0は、コンデンサの電圧バランス回路の回路図である。発明を実施するための最良の形態

[第 1の実施形態]

10 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。

3個の二次電池 B l， B 2 , B 3は、それぞれ、.蓄電回路であり、直列に接続されている。

電圧バランス回路 3 0は、 6個のスィッチ 3 1， 3 2， 3 3， 3 4， 3 5， 1δ 3 6と、 2個のコンデンサ 3 7， 3 8と、制御部 3 9と、を備える。この電圧バランス回路 3 0は、 3個の二次電池 Β Ι ', Β 2 , Β 3の電圧を均等化する回路である。

スィッチ 3 1〜3 6は、二次電池 B l， Β 2 , Β 3とコンデンサ 3 7， 3 8 とを接続するためのものである。スィッチ 3 1〜 3 6は、バイポーラトランジ

20 スタ、 F E T (Field Effect Transistor) 等によって構成される。

スィッチ 3 1の一端は、二次電池 B 1の正極に接続されている。スィッチ 3 1の他端は、スィッチ 3 2の一端と接続ノード N 1で接続されている。スイツチ 3 2の他端は、二次電池 B 1の負極に接続されている。スィッチ 3 3の一端は、二次電池 B 2の正極に接続されている。スィッチ 3 3の他端は、スィッチ

25 3 4の一端と接続ノード N 2で接続されている。スィッチ 3 4の他端は、二次電池 B 2の負極に接続されている。スィッチ 3 5の一端は、二次電池 B 3の正極に接続されている。スィッチ 3 5の他端は、スィッチ 3 6の一端と接続ノード N 3で接続されている。スィッチ 3 6の他端は、二次電池 B 3の負極に接続されている。コンデンサ 3 7， 3 8は、ニ次電池8 1， B 2， B 3の蓄電エネルギを移動させるためのものである。コンデンサ 3 7， 3 8は、そのために必要な容量を有している。

コンデンサ 3 7は、接続ノード N 1と接続ノード N 2との間に接続されている。コンデンサ 3 8は、接続ノード N 2と接続ノード N 3との間に接続されている。スィッチ 3 1， 3 3は、二次電池 B 1が選択されたときに、コンデンサ 3 7を二次電池 B 1に並列に接続するためのものである。スィッチ 3 3 , 3 5 は、二次電池 B 2が選択されたときに、コンデンサ 3 8を二次電池 B 2に並列に接続するためのものである。

スィッチ 3 2， 3 4は、二次電池 B 2が選択されたときに、コンデンサ 3 7 を二次電池 B 2に並列に接続するためのものである。スィッチ 3 4， 3 6は、二次電池 B 3が選択されたときに、コンデンサ 3 8を二次電池 B 3に並列に接続するためのものである。

制御部 3 9は、スィッチ 3 1〜3 6のオン、オフを制御するものである。即ち、制御部 3 9は、制御信号 S 1を、スィッチ 3 1， 3 3， 3 5に供給する。制御部 3 9は、制御信号 S 2を、スィッチ 3 2， 3 4， 3 6に供給する。制御信号 S 1と S 2とは、図 2に示すように、信号レベルが交互に高レベル（以下、 "H" とレヽう）又は低レベル（以下、 " L " という）になる。

スィッチ 3 1〜3 6は、それぞれ、信号レベルが Hレベルの制御信号が供給されてオンする。即ち、スィツチ 3 1〜 3 6は、オンする。また、スィツチ 3 1〜3 6は、それぞれ、信号レベルが Lレベルの制御信号が供給されて開く。即ち、スィッチ 3 1〜3 6は、オフする。

制御部 3 9は、例えば、パルス発生回路とフリップフロップ回路とを備えて構成される。但し、制御部 3 9は、 C P U (Central Processing Unit) 、 R O M (Read Only Memory) 、 R AM (Random Access Memory) 等を備えたマイク口コンピュータで構成されることもできる。

次に、図 1の電圧バランス回路 3 0の動作を説明する。

制御部 3 9は、スィッチ 3 1〜3 6に図 2のような制御信号を供給する。図 2に示すように、制御信号 S 1の信号レベルと制御信号 S 2の信号レベルとは、交互に、 Hレベル、 Lレベルになる。

スィッチ 3 1， 3 3 , 3 5と、スィッチ 3 2， 3 4， 3 6とは、供給された制御信号 S 1， S 2に従って交互にオン、オフする。

制御信号 S 1力 S "H" になると、スィッチ 3 1、 3 3， 3 5は、オンする。接続ノード N 1は、スィツチ 3 1を介して二次電池 B 1の正極に接続される。接続ノード N 2は、スィッチ 3 3を介して二次電池 B 1の負極及ぴ二次電池 B 2の正極に接続される。そして、接続ノード N 3は、スィツチ 3 5を介して二次電池 B 2の負極に接続される。これにより、二次電池 B 1の正極と負極との間にコンデンサ 3 7が接続される。また、二次電池 B 2の正極と負極との間にコンデンサ 3 8が接続される。つまり、二次電池 B 1とコンデンサ 3 7とが並列に接続される。また、二次電池 B 2とコンデンサ 3 8とが並列に接続される二次電池 B 1とコンデンサ 3 7とが並列に接続されると、二次電池 B 1の両極間の電圧とコンデンサ 3 7の両端の電圧とに従い、二次電池 B 1とコンデンサ 3 7との間で充放電が行われる。即ち、二次電池 B 1の両極間の電圧がコンデンサ 3 7の両端の電圧よりも高いと、二次電池 B 1は、スィッチ 3 1， 3 3 を介してコンデンサ 3 7を充電する。充電の際、二次電池 B 1の蓄電エネルギは、コンデンサ 3 7へと移動する。二次電池 B 1がコンデンサ 3 7を充電すると、二次電池 B 1の両端の電圧は低下する。そして、二次電池 B 1の両極間の電圧とコンデンサ 3 7の両端の電圧とはほぼ等しくなる。一方、二次電池 B 1 の両極間の電圧がコンデンサ 3 7の両端の電圧以下であると、二次電池 B 1はスィッチ 3 1， 3 3を介してコンデンサ 3 7によって充電される。充電の際、コンデンサ 3 7の蓄電エネルギは、二次電池 B 1へと移動する。二次電池 B 1 が充電されると、二次電池 B 1の両端の電圧は、上昇する。そして、二次電池 B 1の両極間の電圧とコンデンサ 3 7の両端の電圧とはほぼ等しくなる。 . また、二次電池 B 1の両極間の電圧とコンデンサ 3 7の両端の電圧とが等しければ、スィッチ 3 1、 3 3がオンしても二次電池 B 1又はコンデンサ 3 7に電流は流れない。

二次電池 B 2とコンデンサ 3 8とが並列に接続されると、二次電池 B 2の両極間の電圧とコンデンサ 3 8の両端の電圧とに従い、同じようにして、二次電池 B 2とコンデンサ 3 8との間で充放電が行われる。そして、二次電池 B 2の両極間の電圧とコンデンサ 3 8の両端の電圧とは上昇レたり低下したりする。これにより、二次電池 B 2の両極間の電圧とコンデンサ 3 8の両端の電圧とはほぼ等しくなる。

尚、コンデンサ 3 7の内部抵抗等（インピーダンス）は、従来のバランス抵抗と比較して非常に小さい。従って、充放電によるエネルギロスは、従来と比較して、非常に小さくなる。

続いて、制御信号 S 1は、 " L " になる。また、制御信号 S 2は、 "H" になる。

スィッチ 3 1， 3 3， 3 5は、制御信号 S 1の信号レベルに従ってオフする。また、スィッチ 3 2 , 3 4， 3 6は、制御信号 S 2の信号レベルに従ってォンする。スィッチ 3 1〜 3 6がこのようにオン、オフすると、接続ノード N 1 は、スィッチ 3 2を介して二次電池 B 2の正極に接続される。接続ノード N 2 はスィツチ 3 4を介して二次電池 B 2の負極及ぴ二次電池 B 3の正極に接続される。そして、接続ノード N 3は、スィッチ 3 6を介して二次電池 B 3の負極に接続される。これにより、二次電池 B 2の正極と負極との間にコンデンサ 3 7が接続される。また、二次電池 B 3の正極と負極との間にコンデンサ 3 ' 8が接続される。つまり、二次電池 B 2にコンデンサ 3 7が並列に接続される。また、二次電池 B 3にコンデンサ 3 8が並列に接続される。

二次電池 B 3とコンデンサ 3 8とが並列に接続されると、二次電池 B 3の両極間の電圧とコンデンサ 3 8の両端の電圧とに従い、二次電池 B 3とコンデンサ 3 8との間で充放電が行われる。

制御部 3 9がこのようなスィッチ 3 ：!〜 3 6のオン、オフ制御を繰り返すことにより、二次電池 B l， B 2 , B 3の両極間の電圧は均等化される。

例えば、二次電池 B 1の両極間の電圧が、二次電池 B 2、 B 3の両極間の電圧よりも高い場合、スィッチ 3 1， 3 3， 3 5がオンしてスィツチ 3 2、 3 4 , 3 6がオフすると、二次電池 B 1がコンデンサ 3 7を充電する。このため、二次電池 B 1の両極間の電圧は低下する。また、コンデンサ 3 7の両端の電圧は上昇する。

次に、スィッチ 3 1， 3 3， 3 5がオフし、スィッチ 3 2， 3 4， 3 6がォンすると、コンデンサ 3 7が二次電池 B 2を充電するため、二次電池 B 2の両極間の電圧は上昇する。これにより、二次電池 B 1の両極間の電圧と二次電池 B 2の両極間の電圧との差は小さくなる。

次に、スィッチ 3 1， 3 3， 3 5がオンしてスィッチ 3 2、 3 4 , 3 6がォフすると、二次電池 B 2がコンデンサ 3 8を充電する。このため、コンデンサ 3 8の両端の電圧は上昇する。

次に、スィツチ 3 1， 3 3， 3 5がオフし、スィッチ 3 2， 3 4， 3 6がォンすると、コンデンサ 3 8が二次電池 B 3を充電するため、二次電池 B 3の両極間の電圧は、上昇する。従って、二次電池 B 2の両極間の電圧と二次電池 B 3の両極間の電圧との差は小さくなる。

このようなスィッチ 3 1 , 3 3 , 3 5と、スィッチ 3 2， 3 4， 3 6とが交互にオン、オフを繰り返することにより、電圧が高い二次電池 B 1から、コンデンサ 3 7 , 3 8を介して電圧の低い二次電池 B 2， B 3へと蓄電エネルギが移動する。そして、二次電池 B l， B 2 , B 3の両極間の電圧が均等化される以上のように、本実施形態の電圧バランス回路 3 0では、コンデンサ 3 7， 3 8と二次電池 B l， B 2とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。その後、コンデンサ 3 7， 3 8と二次電池 B 2， B 3とが並列に接続されて、その間で放充電されるようにした。従って、ロスなく、二次電池 B 1〜B 3 の電圧を均等化できる。

[第 2の実施形態]

図 3は、本発明の第 2の実施形態に係る電圧パランス回路を示す構成図である。

この第 2の実施形態の電圧パランス回路 4◦は、蓄電回路が、直列に接続されたコンデンサ C 1 , C 2 , C 3を含み、コンデンサ C l， C 2 , C 3の両端の電圧を均等化する回路である。

電圧バランス回路 4 0の基本的構成は、図 1と同様であり、 6個のスィッチ 4 1， 4 2， 4 3 , 4 4， 4 5， 4 6と、 2個のコンデンサ 4 7， 4 8と、スィツチ 4 1〜4 6をオン、オフ制御する制御部 3 9とを備えている。

スィッチ 4 1の一端は、コンデンサ C 1の一方の電極に接続される。スイツチ 4 1の他端は、スィッチ 4 2の一端と接続ノード N 1で接続されている。スイッチ 4 2の他端は、コンデンサ C 1の他方の電極に接続されている。スイツチ 4 3の一端は、コンデンサ C 2の一方の電極に接続される。スィッチ 4 3の他端は、スィッチ 4 4の一端と接続ノード N 2で接続されている。スィッチ 4 4の他端は、コンデンサ C 2の他方の電極に接続されている。スィッチ 4 5の一端は、コンデンサ C 3の一方の電極に接続される。スィッチ 4 5の他端は、スィッチ 4 6の一端と接続ノード N 3で接続されている。スィッチ 4 6の他端は、コンデンサ C 3の他方の電極に接続されている。

コンデンサ 4 7は、接続ノード N 1と接続ノード N 2との間に接続されている。コンデンサ 4 8は、接続ノード N 2と接続ノード N 3との間に接続されている。 ' ■

次に、図 3の電圧バランス回路 4 0の動作を説明する。

制御部 3 9は、第 1の実施形態と同様に、制御信号 S 1をスィッチ 4 1， 4 3， 4 5に供給する。制御部 3 9は、制御信号 S 2をスィッチ 4 2， 4 4， 4 6に供給する。

制御信号 S 1により、スィッチ 4 1 , 4 3， 4 5がオンし、制御信号 S 2により、スィッチ 4 2 , 4 4， 4 6がオフすると、接続ノード N 1が、スィッチ 4 2を介してコンデンサ C 1の一方の電極に接続される。接続ノード N 2がスイッチ 4 3を介してコンデンサ C 1の他方の電極及ぴコンデンサ C 2の一方の電極に接続される。そして、接続ノード N 3が、ズイッチ 4 5を介してコンデンサ C 2の他方の電極に接続される。これにより、コンデンサ C 1に、コンデンサ 4 7が並列に接続される。コンデンサ C 2にコンデンサ 4 8が並列に接続される。

コンデンサ C 1とコンデンサ 4 7とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。充放電が行われると、コンデンサ C 1の両端の電圧とコンデンサ 4 7の両端の電圧とは、ほぼ等しくなる。コンデンサ C 2とコンデンサ 4 8とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。コンデンサ C 2の両端の電圧とコンデンサ 4 8の両端の電圧とは、ほぼ等しくなる。

制御信号 S 1により、スィッチ 4 1， 4 3， 4 5がオフし、制御信号 S 2により、スィッチ 4 2， 4 4， 4 6をオンすると、接続ノード N 1がスィッチ 4 3を介してコンデンサ C 2の一方の電極に接続される。接続ノード N 2がスィツチ 4 4を介してコンデンサ C 2の他方の電極及びコンデンサ C 3の一方の電極に接続される。そして、接続ノード N 3が、スィッチ 4 6を介してコンデンサ C 3の他方の電極に接続される。即ち、これにより、コンデンサ C 2にコンデンサ 4 7が並列に接続される。コンデンサ C 3にコンデンサ 4 8が並列に接続される。

コンデンサ C 2とコンデンサ 4 7とが並列に接続されると、その間で充放電が行われる。コンデンサ C 3とコンデンサ 4 8とが並列に接続されると、その間で充放電が行われる。

例えば、コンデンサ 4 7の両端の電圧よりもコンデンサ C 2の両端の電圧が低ければ、コンデンサ 4 7のエネルギーはコンデンサ C 2に移動する。コンデンサ C 2の両端の電圧は上昇する。これにより、コンデンサ C 1の両端の電圧とコンデンサ C 2の両端の電圧とが均等化される。尚、コンデンサ 4 7の両端の電圧とコンデンサ C 2の両端の電圧とが等しいときには、エネルギーの移動は起こらない。また、コンデンサ 4 7の両端の電圧よりもコンデンサ C 2の両端の電圧が高いときには、コンデンサ C 2からコンデンサ 4 7にエネルギーが移る。これにより、コンデンサ 4 7の両端の電圧とコンデンサ C 2の両端の電圧とがほぼ等しくなる。

よって、制御部 3 9がスィッチ 4 1〜4 6のオン、オフ制御を繰り返すことにより、コンデンサ C l， C 2の両端の電圧がほぼ等しくなる。 '

コンデンサ C 2及びコンデンサ C 3の両端の電圧についても、同様に、制御部 3 9がスィッチ 4 1〜4 6のオン、オフ制御を繰り返すことにより、コンデンサ C 2， C 3の両端の電圧がほぼ等しくなる。即ち、コンデンサ C 1〜C 3 の両端の電圧が均等化される。

以上のように、本実施形態の電圧バランス回路 4 0では、蓄電回路がコンデンサ C 1， C 2， C 3を含む場合でも、ロスなく、コンデンサ C 1〜C 3の両端の電圧を均等化できる。

[第 3の実施形態]

図 4は、本発明の第 3の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図であ。

本実施形態の電圧バランス回路 5 0では、複数のコンデンサを各二次電池 B 1〜B 3に接続する。

電圧バランス回路 5 0は、第 1の実施形態のスィツチ 3 1〜3 6と同様の 6 個のスィッチ 5 1， 5 2， 5 3， 5 4 , 5 5， 5 6と、 3個のコンデンサ 5 7 ， 5 8 , 5 9と、制御部 3 9とを備えている。即ち、電圧バランス回路 5 0では、コンデンサ 5 8が追加されている。

スィッチ 5 1の一端は、二次電池 B 1の正極に接続されている。スィッチ 5 1の他端は、スィッチ 5 2の一端と接続ノード N 1で接続されている。スイツチ 5 2の他端は、二次電池 B 1の負極に接続されている。スィッチ 5 3の一端は、二次電池 B 2の正極に接続されている。スィッチ 5 3の他端は、スィッチ 5 4の一端と接続ノード N 2で接続されている。スィッチ 5 4の他端は、二次電池 B 2の負極に接続されている。スィッチ 5 5の一端は、二次電池 B 3の正極に接続されている。スィッチ 5 5の他端は、スィッチ 5 6の一端と接続ノード N 3で接続されている。スィッチ 5 6の他端は、二次電池 B 3の負極に接続されている。

コンデンサ 5 7の一方の電極は、接続ノード N 1に接続されている。コンデンサ 5 8の一方の電極は、接続ノード N 2に接続されている。コンデンサ 5 9 の一方の電極は、接続ノード N 3に接続されている。各コンデンサ 5 7 , 5 8 ， 5 9の他方の電極は、共通に接続されている。

次に、電圧バランス回路 5 0の動作を説明する。

制御部 3 9は、第 1の実施形態と同様の制御信号 S 1， S 2をスィッチ 5 1 〜 5 6に与える。各スィッチ 5 1， 5 3， 5 5と、スィッチ 5 2， 5 4， 5 6 とは、交互にオン、オフする。

スィッチ 5 1， 5 3， 5 5がオンすると、接続ノード N 1力スィッチ 5 1 を介して二次電池 B 1の正極に接続される。接続ノード N 2がスィツチ 5 3を介して二次電池 B 1の負極及び二次電池 B 2の正極に接続される。そして、接続ノード N 3が、スィッチ 5 5を介して二次電池 B 2の負極に接続される。これにより、二次電池 B 1の正極と負極との間にコンデンサ 5 7及び 5 8が直列に接続される。二次電池 B 2の正極と負極との間にコンデンサ 5 8及び 5 9が直列に接続される。つまり、二次電池 B 1にコンデンサ 5 7及び 5 8の直列回路が並列に接続される。二次電池 B 2にコンデンサ 5 8及び 5 9の直列回路が並列に接続される。これにより、各コンデンサ 5 7、 5 8 , 5 9の両端に印加される電圧は、コンデンサ 5 8がない場合と比較して、 1 / 2になる。言い換えると、コンデンサ 5 7〜 5 9には、コンデンサ 5 8がない場合と比較して耐圧が 1 / 2のものを用いることができる。

二次電池 B 1とコンデンサ 5 7， 5 8とは、その間で充放電する。充放電することにより、二次電池 B 1とコンデンサ 5 7 , 5 8との電圧は、二次電池 B 1の電圧或いはそれに近い電圧になる。二次電池 B 2とコンデンサ 5 8， 5 9 とは、その間で充放電する。充放電することにより、二次電池 B 2とコンデンサ 5 8， 5 9との電圧は、二次電池 B 2の両極間の電圧或いはそれに近い電圧になる。

続いて、制御部 3 9が供給した制御信号 S 1により、スィツチ 5 1， 5 3， 5 5がオフし、制御信号 S 2により、スィッチ 5 2， 5 4， 5 6がオンすると、接続ノード N 1がスィ'ツチ 5 2を介して二次電池 B 2の正極に接続される。接続ノード N 2がスィツチ 5 4を介して二次電池 B 2の負極及ぴ二次電池 B 3 の正極に接続される。そして、接続ノード N 3が、スィツチ 5 6を介して二次電池 B 3の負極に接続される。これにより、二次電池 B 2の正極と負極との間にコンデンサ 5 7及ぴ 5 8の直列回路が接続される。二次電池 B 3の正極と負極との間にコンデンサ 5 8及ぴ 5 9の直列回路が接続される。つまり、二次電池 B 2にコンデンサ 5 7及ぴ 5 8の直列回路が並列に接続される。二次電池 B 3にコンデンサ 5 8及ぴ 5 9の直列回路が並列に接続される。

二次電池 B 2とコンデンサ 5 7及ぴ 5 8とは、その間で充放電する。二次電池 B 3とコンデンサ 5 8及ぴ 5 9とは、その間で充放電する。例えば、二次電池 B 1の両極間の電圧が二次電池 B 2， B 3の両極間の各電圧よりも高い場合には、二次電池 B 1によりコンデンサ 5 7及ぴ 5 8の直列回路が充電される。次に、コンデンサ 5 7及び 5 8の直列回路からエネルギーが二次電池 B 2に与えられる。よって、二次電池 B 1と二次電池 B 2とのそれぞれの両極間の電圧が均等化される。二次電池 B 2と二次電池 B 3とのそれぞれの両極間の電圧が異なるときも、同様であり、コンデンサ 5 8及ぴ 5 9の直列回路によって二次電池 B 2， B 3のそれぞれの両極間の電圧が均等化される。このように、スィッチ 5 1 , 5 3， 5 5と、スィッチ 5 2， 5 4， 5 6とが交互にオン、オフを繰り返すことにより、二次電池 B 1〜； B 3の電圧のばらつきがなくなる。

以上のように、本実施形態の電圧バランス回路 5 0は、コンデンサ 5 7及ぴ 5 8の直列回路を二次電池 B 1に並列に接続するとともにコンデンサ 5 8及ぴ 5 9の直列回路を二次電池 B 2に並列に接続して各コンデンサ 5 7〜5 9に充放電する。その後、コンデンサ 5 7及び 5 8の直列回路を二次電池 B 2に並列に接続するとともにコンデンサ 5 8及び 5 9の直列回路を二次電池 B 3に並列に接続して各コンデンサ 5 7〜 5 9に充放電させる。そのため、第 1の実施形態と同様に、ロスなく、二次電池 B 1〜B 3の電圧を均等化できる。

また、電圧バランス回路 5 0では、コンデンサ 5 8が、接続ノード N 2と、コンデンサ 5 7とコンデンサ 5 9との接続点に接続されることにより、スイツチ 5 1〜5 6のオン、オフに伴って、コンデンサ 5 8〜 5 9による直列回路が形成される。そのため、コンデンサ 5 7〜 5 9に耐圧の低いものを用いることができる。

[第 4の実施形態]

この電圧検出用回路 6 0は、第 3の実施の形態に係る電圧バランス回路 5 0 を用いて、直列に接続された二次電池 B 1， B 2 , B 3の各両極間の電圧を検出する回路である。電圧検出用回路 6 0は、 6個のスィッチ 6 1， 6 2， 6 3 ， 6 4， 6 5， 6 6と、コンデンサ 6 7， 6 8， 6 9と、制御部 3 9と、を備えている。

スィッチ 6 1の一端は、二次電池 B 1の正極に接続されている。スィッチ 6 1の他端は、スィッチ 6 2の一端と接続ノード N 1で接続されている。スイツチ 6 2の他端は、二次電池 B 1の負極に接続されている。スィッチ 6 3の一端は、二次電池 B 2の正極に接続されている。スィッチ 6 3の他端は、スィッチ

6 4の一端と接続ノード N 2で接続されている。スィッチ 6 4の他端は、二次電池 B 2の負極に接続されている。スィッチ 6 5の一端は、二次電池 B 3の正極に接続されている。スィッチ 6 5の他端は、スィッチ 6 6の一端と接続ノード N 3で接続されている。スィッチ 6 6の他端は、二次電池 B 3の負極に接続されている。

電圧検出用回路 6 0は、さらに、電圧印加用スィッチ 7 0と、充電用スイツチ 7 . 1と、コンデンサ 7 2と、を備えている。コンデンサ 7 2は、二次電池 B 1， B 2 , B 3の各両極間の電圧を保持するためのコンデンサである。電圧印加用スィッチ 7 0は、電圧印加用のものである。充電用スィッチ 7 1は、充電用のものである。制御部 3 9は、スィッチ 6 1， 6 2， 6 3， 6 4， 6 5， 6 6に、それぞれ、制御信号 S 6 1， S 6 2 , S 6 3 , S 6 4 , S 6 5 , S 6 6 を供給する。また、制御部 3 9は、充電用スィッチ 7 1，電圧印加用スィッチ

7 0にも、それぞれ、制御信号 S 7 1， 7 0を供給する。

電圧印加用スィツチ 7 0の一端は、コンデンサ 7 2の一端に接続されている。充電用スィッチ 7 1の一端は、電圧印加用スィッチ 7 0の他端に接続されている。コンデンサ 7 2の他端は、二次電池 B 3の負極に接続されている。充電用スィッチ 7 1の他端は、コンデンサ 7 2の他端に接続されている。接続ノード N 4は、電圧印加用スィツチ 7 0の他端と充電用スィツチ 7 1の一端との接続点である。コンデンサ 6 7〜 6 9の他方の電極は接続ノード N 4に共通に接続されている。

次に、電圧検出用回路 6 0の動作を説明する。

スィッチ 6 1〜 6 6、電圧印加用スィツチ 7 0及び充電用スィツチ 7 1のォン、オフを制御する制御信号 S 6 1〜S 6 6， S 7 0 , S 7 1のタイムチヤ一トを図 6 ( 1 ) 〜（8 ) に示す。二次電池 B 3の両極間の電圧を検出するとき、制御部 3 9は、図 6 ( 1 ) 〜 ( 4 ) に示すような制御信号 S 7 1 , S 7 0 , S 6 6 , S 6 5を充電用スイツチ 7 1及ぴスィツチ 6 6と、電圧印加用スィツチ 7 0及ぴスィツチ 6 5とに供給する。

図 6 ( 1 ) 、（3 ) に示すように、制御信号 S 7 1と S 6 6とは、二次電池 B 3の測定期間において、同じタイミングで " H" 、 " L " になる。また、図 6 ( 2 ) 、（4 ) に示すように、制御信号 S 7 0と S 6 5とは、同じタイミングで " L " 、 "H" になる。

制御信号 S 7 1と S 6 6とが "H" になると、充電用スィツチ 7 1とスイツチ 6 6とがオンする。充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 6とがオンすることにより、二次電池 B 3の負極にスィッチ 6 6を介してコンデンサ 6 9の両端が接続される。これにより、コンデンサ 6 9の両極間の電圧 V cは零になる。続いて、制御信号 S 7 0、 S 7 1 , S 6 6 , S 6 5に従って、充電用スィツチ 7 1 とスィッチ 6 6とがオフし、電圧印加用スィツチ 7 0とスィッチ 6 5とがオンする。これにより、コンデンサ 6 9の一方の電極がスィッチ 6 5を介して二次電池 B 3の正極に接続される。コンデンサ 6 9の他方の電極が電圧印加用スィツチ 7 0を介してコンデンサ 7 2の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ 7 2の一方の電極には、二次電池 B 3の正極の電圧 VB3とコンデンサ 6 9 の両極間の電圧 V cとの差の電圧が印加される。ここで、コンデンサ 6 9の両極間の電圧 V cが零なので、コンデンサ 7 2には、二次電池 B 3の両極間の電圧が印加される。コンデンサ 7 2は、印加された電圧 VB3に基づいて充電される。次に、再ぴ、スィッチ 6 5， 7 0がオフし、スィッチ 6 6、 7 1がオンする。このとき、コンデンサ 7 2への充電が十分でないと、コンデンサ 7 2の両極間の電圧は、二次電池 B 3の両極間の電氐には、達しない。

制御部 3 9が、充電用スィッチ 7 1及びスィッチ 6 6と、電圧印加用スイツチ 7 0及ぴスィッチ 6 5とのオン、オフを繰り返し制御することにより、コンデンサ 7 2の両極間の電圧は上昇する。そして、二次電池 B 3の両極間の電圧とコンデンサ 7 2の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ 7 2 の両極間の電圧を測定することより、二次電池 B 3の両極間の電圧を測定できる。

二次電池 B 2の両極間の電圧を検出する場合、制御部 39は、図 6 (1) 、 (5) に示すように、二次電池 B 2の両極間の電圧の測定期間の間、制御信号

571 , S 64を、それぞれ、充電用スィツチ 7 1，スィッチ 64に供給する。制御信号 S 71， S 64は、同じタイミングで "H" 、 "L" になる

また、制御部 3 9は、図 6 (2) 、 (6) に示すように、二次電池 B 2の両極間の電圧の測定期間の間、制御信号 S 70， S 63を、それぞれ、電圧印加用スィッチ 70, スィッチ 63に供給する。制御信号 S 70， S 63は、同じタイミングで "L" 、 "H" になる

制御信号 S 71， S 64により、充電用スィッチ 71とスィッチ 64とがォンすることにより、二次電池 B 3の正極と、二次電池 B 3の負極との間にスィツチ 64， 7 1を介してコンデンサ 68の両端が接続される。続いて、充電用スィッチ 71 とスィッチ 64とがオフし、電圧印加用スィツチ 70とスィッチ

63とがオンすると、コンデンサ 68の一方の電極がスィツチ 63を介して二次電池 B 2の正極に接続される。コンデンサ 68の他方の電極が電圧印加用スイッチ 70を介してコンデンサ 72の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ 72の一方の電極には、二次電池 B 2の正極の電圧 VB2とコンデンサ 6 8の両端間の電圧 V cとの差分が印加される。

コンデンサ 72に接続される直前のコンデンサ 68の両端間の電圧 V cは、二次電池 B 3の正極の電圧 VB3なので、コンデンサ 72には、二次電池 B 2の両極間の電圧が印加される。

そして、制御部 39が、充電用スィッチ 7 1及ぴスィッチ 64と、電圧印加用スィッチ 70及ぴスィツチ 63とのオン、オフを繰り返し制御することにより、二次電池 B 2の両極間の電圧とコンデンサ 72の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ 72の両極間の電圧を測定することより、二次電池 B 2の両極間の電圧を測定できる。 '

二次電池 B 1の両極間の電圧を検出する場合も同様であり、制御部 39は、充電用スィツチ 71及びスィツチ 62と、電圧印加用スィツチ 70及ぴスィッチ 61とを交互にオン、オフする。制御信号 S 7 1 , S 6 2により、充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 2とがォンすることにより、二次電池 B 2の正極と、二次電池 B 3の負極との間にコンデンサ 6 7の両端が接続される。

続いて、充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 2とがオフし、電圧印加用スィッチ 7 0とスィッチ 6 1とがオンすると、コンデンサ 6 7の一方の電極がスィッチ 6 1を介レて二次電池 B 1の正極に接続される。コンデンサ 6 7の他方の電極がスィツチ 7 1を介してコンデンサ 7 2の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ 7 2の一方の電極には、二次電池 B 1の正極の電圧 V B1とコンデンサ 6 7の両極間の電圧 V cと'の差分が印加される。コンデンサ 7 2に接続される直前のコンデンサ 6 7の両端間の電圧 V cは、二次電池 B 2の正極の電圧 V B2なので、コンデンサ 7 2には、二次電池 B 1の両極間の電圧が印加されるそして、制御部 3 9が、充電用スィッチ 7 1及ぴスィッチ 6 2と、電圧印加用スィツチ 7 0及ぴスィツチ 6 1とのオン、オフを繰り返し制御することにより、二次電池 B 1の両極間の電圧とコンデンサ 7 2の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ 7 2の両極間の電圧を測定することより、二次電池 B 1の両極間の電圧を測定できる。

以上のように、本実施形態の電圧検出用回路 6 0では、スィッチ 6 1〜 6 6 、充電用スィッチ 7 1及ぴ電圧印加用スィッチ 7 0のスイッチングにより、コンデンサ 7 2に順次各二次電池 B 1〜B 3の両極間の電圧を印加するようにした。従って、個々の二次電池 B 1〜B 3ごとに電圧測定用回路を設ける場合と比べて簡素な構成で、二次電池 B 1〜B 3の両極間の電圧を測定できる。さらに、各二次電池 B 1〜B 3の両極間の電圧を測定する位置が、コンデンサ 7 2 の両端に限定されるので、測定した値にばらつきがなく、高精度に各電圧を測定できる。

[第 5の実施形態]

図 7は、本発明の第 5の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図であり、図 8は、電圧検出用回路のスキャンタイミングチャートである。図 5中の要素と共通する要素には、共通の符号が付されている。この電圧検出用回路 8 0は、直列に接続された二次電池 B 1， B 2 , B 3の各両極間の電圧を検出する回路であり、二次電池 B 1〜B 3に第 4の実施形態と同様に接続された 6個のスィッチ 6 1〜6 6と、各スィッチ 6 1〜6 6に第 4の実施形態と同様に接続された 3個のコンデンサ 6 7〜6 9と、充電用スィツチ 7 1とを備えている。

スィッチ 6 2， 6 4 , 6 6は、各二次電池 B 1〜B 3の負極の電圧を検出するためのものである。スィッチ 6 1， 6 3， 6 5と、コンデンサ 6 7〜6 9と充電用スィツチ 7 1とは、各二次電池 B 1〜B 3の正極の電圧を検出するためのものである。

この電圧検出用回路 8 0では、二次電池 B 3の両極間の電圧を検出するとき、制御部 3 9は、まず、図 8に示すように、 " H" の制御信号 S 7 1 , S 6 6 を、それぞれ、充電用スィッチ 7 1及ぴスィッチ 6 6に供給する。充電用スィツチ 7 1及ぴスィツチ 6 6はオンする。充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 6とがオンすることにより、二次電池 B 3の負極にスィッチ 6 6 , 7 1を介してコンデンサ 6 9の両端が接続される。制御部 3 9は、コンデンサ 6 9の両極間の電圧 V cが完全に零になるまで、この充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 6とをオンする。続いて、制御信号 S 7 1， 3 6 6カ " L " になると、充電用スイツチ 7 1とスィッチ 6 6とはオフする。制御部 3 9は、その後、制御信号 S 6 5 の信号レベルを "H" にする。スィッチ 6 5はオンする。これにより、コンデンサ 6 9の一方の電極がスィツチ 6 5を介して二次電池 B 3の正極に接続される。コンデンサ 6 9の両極間の電圧 V cが零なので、接続ノード N 4の電位は、二次電池 B 3の正極の電位と同じになる。このとき充電用スィッチ 7 1の両端の電位差を測定することにより、二次電池 B 3の両極間の電圧が測定可能である。 '

二次電池 B 2の両極間の電圧を検出するとき、制御部 3 9は、制御信号 S 6 5の信号レベルを " L " にする。続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 7 1 , S 6 4の信号レベルを "H" にする。充電用スィッチ 7 1及ぴスィッチ 6 4はォンする。充電用スィッチ 7 1とスィッチ 6 4とがオンすることにより、二次電池 B 3の正極と負極の間にスィツチ 6 4， 7 1を介してコンデンサ 6 8の両端が接続される。制御部 3 9は、コンデンサ 6 8の両端間の電圧 V cが完全に二次電池 B 3の正極の電圧になるまで、この充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 4 とをオンする。続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 7 1， S 6 4の信号レベルを " L " にする。充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 4とはオフする。続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 6 3の信号レベルを "H" にする。スィッチ 6 3はオンする。これにより、コンデンサ 6 8の一方の電極がスィッチ 6 3を介して二次電池 B 2の正極に接続される。このとき、コンデンサ 6 8の両端間の電圧 V cが二次電池 B 3の正極の電圧 VB3なので、接続ノード N 4と二次電池 B 3 の負極との間の電圧は、二次電池 B 2の正極の電位と二次電池 B 3の正極の電位との差分電圧になる。よって、充電用スィッチ 7 1の両端の電位差を測定することにより、二次電池 B 2の両極間の電圧が測定可能である。

二次電池 B 1の両極間の電圧を検出する場合も同様であり、まず、制御部 3 9は、制御信号 S 6 3の信号レベルを " L " にする。続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 7 1， S 6 2の信号レベルを "H" にする。充電用スィッチ 7 1及びスィツチ 6 2とはオンする。充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 2とがオンすることにより、二次電池 B 2の正極と、二次電池 B 3の負極との間にスィッチ 6 2， 7 1を介してコンデンサ 6 7の両端が接続される。コンデンサ 6 7の両極間の電圧 V cが二次電池 B 2の正極と二次電池 B 3の負極との間の電圧になる。

続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 7 1， S 6 2の信号レベルを " L " にする。充電用スィツチ 7 1とスィッチ 6 2とはオフする。続いて、制御部 3 9は、制御信号 S 6 1の信号レベルを "H" にする。スィッチ 6 1はオンする。スィツチ 6 1がオンすると、コンデンサ 6 7の一方の電極がスィツチ 6 1を介して二次電池 B 1の正極に接続される。このとき、コンデンサ 6 7の両極間の電圧 V cが二次電池 B 2の正極の電圧 VB2なので、接続ノード N 4と二次電池 B 3の負極との間の電圧は、二次電池 B 1の正極の電位と二次電池 B 2の正極の電位との差分電圧になる。よって、充電用スィッチ 7 1の両端の電位差を測定することにより、二次電池 B 1の両極間の電圧が測定可能である。

以上のように、本実施形態の電圧検出用回路 8 0では、スィッチ 6 1〜6 6 、充電用スィツチ 7 1のスィツチングにより、充電用スィツチ 7 1の両端で二次電池 B 1〜B 3の両極間の電圧を測定できるようにしたので、第 4の実施形態の電圧検出用回路 6 0よりも簡単な構成になる。また、各両極間の電圧を測定する位置が、充電用スィッチ 7 1の両端に限定されるので、第 4の実施形態と同様、測定した値にばらつきがなく、高精度に各電圧を測定できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、第 2の実施形態の電圧バランス回路 4 0では、二次電池 B 1〜； B 3 の代わりに蓄電回路としてコンデンサ C 1〜C 3を使用したが、第 3の実施形態〜第 5の実施形態においても、二次電池 B 1〜B 3をコンデンサ C 1〜C 3 に変更してもよい。また、各蓄電回路は、複数の二次電池からなる回路や、複数のコンデンサを持つ回路にしてもよい。

また、二次電池、コンデンサ等の蓄電回路は、 3つには限定されず、 4っ以上であってもよい。本発明は、 2 0 0 1年 1 0月 1 日に出願された特願 2 0 0 1— 3 0 5 4 2 6 に基づき、本明細書中にその明細書、特許請求の範囲、図面全体を参考として取り込むものとする。産業上の利用の可能性

本発明は、蓄電回路を使用する産業分野に利用可能である。

Claims

請求の範囲

1. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3 ) の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス回路において、

コンデンサ ( 3 7, 3 8) と、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から選択した蓄電回路（B l， B 2 , B 3) に前記コンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) から該コンデンサ ( 3 7， 3 8) に充放電させる第 1の接続部（3 1， 3 3、 3 5) と、

前記充放電されたコンデンサ（3 7, 3 8) を前記選択した蓄電回路（B 1 ， B 2, B 3) とは異なる他の選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に並列に接続し、該充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) から該他の選択した蓄電回路（B 1， B 2, B 3) に充放電させる第 2の接続部（3 2， 3 4， 3 6) と、

を備えることを特徴とする電圧バランス回路。

2. 前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) に前記コンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続する処理と前記他の選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3 ) に該コンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続する処理とを繰り返す制御部（ 3 9) を備えることを特徴とする請求項 1に記載の電圧バランス回路。

3. 前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2, B 3) を含むことを特徴とする請求項 1に記載の電圧パランス回路。

4. 前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C l， C 2, C 3) を含むことを特徴とする請求項 1に記載の電圧バランス回路。

5. 前記第 1の接続部及び前記第 2の接続部を、前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第 1のスイツチ（3 1， 3 3、 3 5) 及び第 2のスィッチ（3 2， 3 4， 3 6) から構成しに'

前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極と他方の電極との間にそれぞれ直列に接続された第 1のスィッチ（3 1， 3 3、 3 5) 及び第 2のスィツチ（3 2， 34, 3 6) の接続点間を前記コンデンサ（3 7， 3 8 ) で接続した、

5 ことを特徴とする請求項 1に記載の電圧バランス回路。

6. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、

第 1のコンデンサ（6 7， 68， 6 9) と、

•第 2のコンデンサ（72) と、

10 前記複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路（B l， B 2 , B 3) を選択し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極の電圧で前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8， 6 9) を充電する充電部（6 2, 64， 6 6、 7 1) と、

前記第 1のコンデンサ（6 7, 6 8， 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) 15 とを直列に接続し、前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ（6 7， 68， 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) とに印加する電圧印加部（6 1， 6 3， 6 5、 70 ) と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧検出用として前 20記第 2のコンデンサ（72) の両端に接続された測定端子対と、

を備えることを特徴とする電圧検出用回路。

7. 前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) に関し、前記第 1のコンデンサ（6 7， 6 8, 6 9) に充電する処理と前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ（

25 6 7, 6 8, 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) とに印加する処理とを繰り返す制御部（3 9) を備えることを特徴とする請求項 6に記載の電圧検出用回路。

8. 前記充電部（62， 64， 66、 7 1) を、

一端が前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の前記一方の電極に接続されるとともに他端が前記各第 1のコンデンサ（67， 68， 69) の一方の電極にそれぞれ接続された複数の第 1のスィッチ（62， 64， 66) と、

一端が前記複数の第 1のコンデンサ（67， 68， 69) の他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が基準電位を設定するノードに接続された充電 5用スィッチ（7 1) と、

前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に一端が接続された前記第 1のスィッチ（62， 64， 66) と前記充電用スィッチ（71) とをオンさせる制御部（39) とから構成した、ことを特徴とする請求項 6に記載の電圧検出用回路。

10 9. 前記第 2のコンデンサ (72) の一方の電極を、前記充電用スィッチ（ 71) の他端に接続し、

前記電圧印加部（61， 63, 65、 70) を、

一端が前記各蓄電回路（B l， B 2， B 3) の前記他方の電極に接続されるとともに他端が前記各第 1のコンデンサ（6 7, 68， 69) の一方の電極に I⁵それぞれ接続された複数の第 2のスィッチ（61， 63， 65) と、

一端が前記複数の第 1のコンデンサ（67， 68, 69) の他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が前記第 2のコンデンサ（72) の他方の電極に接続された電圧印加用スィッチ（70) と、

. 前記選択した蓄電回路（B l, B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に ²0接続された前記第 1のコンデンサ（67， 68， 69) と前記第 2コンデンサ (72) とに印加する際には、前記複数の第 1のスィッチ（62， 64， 66 ) と前記充電用スィッチ（71) とをオフさせ、該選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) に一端が接続された前記第 2のスィッチ（6 1， 63， 65) と前記電圧印加用スィッチ（70) とをオンさせる制御部（39) とから構成し 25た、

ことを特徴とする請求項 6に記載の電圧検出用回路。

1 0. 前記各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2， B 3) を含むことを特徴とする請求項 6に記載の電圧検出用回路。

1 1. 前記各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C l， C 2, C 3) を含むことを特徴とする請求項 6に記載の電圧検出用回路。

1 2. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2， B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、

直列に接続された複数の蓄電回路 .（B 1， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路 (B l , B 2, B 3) を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出する端子電圧検出部（6 2， 64， 6 6) と、

電圧の測定が可能な測定端子対（71の両端）と、 '

前記選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記端子電圧検出部（6 2， 64， 6 6) で検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧として前記測定端子対（7 1の両端）間に示す電圧検出部（6 7〜6 9, 71) と、

を備えることを特徴とする電圧検出用回路。

1 3. 前記端子電圧検出部を、前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の前記 —方の電極に一端がそれぞれ接続された複数の第 1のスィッチ（6 2， 64，

66) で構成し、

前記電圧検出部（6 7〜6 9， 7 1) を、前記各第 1のスィッチ（6 2， 6 4， 6 6) の他端と前記各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極との間にそれぞれ接続された複数の第 2のスィッチ（6 1， 6 3， 65) と、一方の電極が該各第 1のスィッチ（6 2， 64， 6 6) と該各第 2のスィッチ（6 1 ， 6 3， 6 5) とのノードに接続されるとともに他方の電極が前記測定端子対 (7 1の両端）のうちの他方の測定端子に共通に接続された、該各蓄電回路（ B 1， B 2， B 3) に対応する複数のコンデンサ（6 7〜6 9) と、該測定端子対間に接続された第 3のスィッチ（7 1) と、前記差分電圧を前記測定端子対（7 1の両端）間に示す際に、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に. 接続された該第 1のスィッチ（62， 64， 6 6) と該第 3のスィッチ（7 1 ) とをオンさせて該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に対応する該コンデンサ（6 7， 68·， 6 9) を充電し、該第 1のスィッチ（62， 64， 6 6 ) と該第 3のスィッチ（7 1) とをオフさせた後に、該選択した蓄電回路（B 1， B 2, B 3) に接続された第 2のスィッチ（6 1， 6 3, 6 5) をオンさせる制御部（3 9) 'とから構成した、

ことを特徴とする請求項 1 2に記載の電圧検出用回路。

1 4. 前記端子電圧検出部（6 2， 64， 6 6) と前記電圧検出部（6 7〜 6 9， 7 1) とから前記各蓄電回路（B l , B 2, B 3) の両極間の電圧を測定するために、前記直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) を順にスキャンして各蓄電回路（B l， B 2， B 3) ごとに前記差分電圧を前記測定端子対（7 1の両端）間に示すことを特徴とする請求項 1 2に記載の電圧検出用回路。

1 5. 前記各蓄電回路は、 1又は複数個の二次電池（B l， B 2, B 3) を含むことを特徴とする請求項 1 2に記載の電圧検出用回路。

1 6. 前記各蓄電回路は、 1又は複数個のコンデンサ（C l， C 2， C 3) を含むことを特徴とする請求項 1 2に記載の電圧検出用回路。

1 7. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧パランス方法であって、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から選択した蓄電回路にコンデンサ（3 7， 3 8) を並列に接続し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) から該コンデンサ（37， 38) に充放電させるステップと、前記充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) を前記選択した蓄電回路（B 1 ， B 2, B 3) とは異なる他の選択した蓄電回路（B l， B 2， B 3) に並列に接続し、該充放電されたコンデンサ（3 7， 3 8) から該他の選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) に充放電させるステップと、

を備えることを特徴とする電圧バランス方法。

1 8. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法であって、

前記複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路（B l， B 2 ， B 3) を選択し、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の一方の電極の電圧で前記第 1のコンデンサ（67, 68， 69) を充電するステップと、第 1のコンデンサ（67， 68， 69) と第 2コンデンサ（72) とを直列に接続し、前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第 1のコンデンサ（67， 68， 6 9) と前記第 2コンデンサ（72) とに印加するステップと、

前記第 2のコンデンサ（72) の両端に印加された電圧を、前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧として検出するステップと、を備えることを特徴とする電圧検出方法。

1 9. 直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法において、

直列に接続された複数の蓄電回路（B l， B 2, B 3) から 1つの蓄電回路 (B 1 , B 2, B 3) を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出するステップと、，

前記選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧として測定端子対（71の両端）間に示すステップと、

前記測定端子対の両端で各蓄電回路（B l， B 2, B 3) の両極間の電圧を検出するステップと、

を備えることを特徴とする電圧検出方法。