CN102340160A - 残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件。用于使用少数的电感及开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。本发明具备：与电池组的基准节点连接的电感和第1及第2开关元件，从连接在基准节点的高电位侧的第1切换开关组逐个选择第1切换开关来形成第1闭合电路，并从连接在基准节点的低电位侧的第2切换开关组逐个选择第2切换开关来形成第2闭合电路，按第1及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照第1及第2开关元件的导通时间的比率成为第1及第2闭合电路的二次电池的数量的比率的反比的方式，使第1及第2开关元件交替接通/断开，反复进行逐个切换第1及第2切换开关的循环。

Description

残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件
技术领域
本发明涉及使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量(也称为“充电状态”或者“SOC(state of charge)”)均匀化的残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件(set)，更详细而言，涉及利用了一个电感和高速地交替接通/断开的一对开关元件的残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件。
背景技术
电动汽车、混合动力车辆中通常使用将100个以上二次电池串联连接而成的电池组。但是，如果电池组反复进行充放电，则构成电池组的各个二次电池的残余容量之差增大，残余容量变得不均匀。结果，电池组的实效容量会减少，电池组的寿命将缩短。因此，要求一种使构成电池组的二次电池的残余容量均匀化的技术。
下述的专利文献1中记载有使构成电池组的二次电池的残余容量均匀化的技术的一个例子。根据该专利文献1所记载的技术，通过使第1模式和第2模式分别以短时间间隔交替反复的动作执行适当的期间，来使二次电池B1以及B2的电压均等化，其中，所述第1模式是在通过对串联连接的2个二次电池B1与B2的接点连接电感的一端，并将电感的另一端与二次电池B1的另一端连接而形成的第1闭合电路中流动电流的模式，所述第2模式是在通过将电感的另一端与二次电池B2的另一端连接而形成的第2闭合电路中流动电流的模式。
【专利文献1】日本特开2001-185229号公报
不过，在上述的专利文献1所记载的技术中，需要按每2个二次电池设置一个电感。因此，例如对于串联连接有100个二次电池的电池组，需要设置50个电感。结果，如果二次电池的数量增加，则电感的数量也增加，导致装置的尺寸以及制造成本增大。
而且，在上述专利文献1所记载的技术中，需要按每2个二次电池设置用于使第1以及第2模式交替反复的一对开关元件。由于该开关元件以高的切换频率进行开关，所以会产生电放射噪声、传导噪声。因此，如果二次电池的数量增加，则开关元件的数量也增加，导致噪声增大。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于，提供一种能够利用少数的电感以及开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化的残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件。
为了实现上述目的，本发明的第1残余容量均匀化装置是使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化的残余容量均匀化装置，具备：电感，一端与上述电池组的相互邻接的二次电池之间的基准节点连接；第1和第2开关元件，各自的一端与上述电感的另一端连接；第1切换开关组，能够将上述第1开关元件的另一端与上述电池组中连接于上述基准节点的高电位侧的各二次电池的高电位侧节点连接；第2切换开关组，能够将上述第2开关元件的另一端与上述电池组中连接于上述基准节点的低电位侧的各二次电池的低电位侧节点连接；和控制部，控制上述第1和第2开关元件以及上述第1和第2切换开关组的接通/断开，上述控制部，从上述第1切换开关组逐个选择第1切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的第1切换开关、该第1切换开关所连接的高电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池、上述第1开关元件以及上述电感的第1闭合电路，并从上述第2切换开关组逐个选择第2切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的第2切换开关、该第2切换开关所连接的低电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池、上述第2开关元件以及上述电感的第2闭合电路，按通过上述第1以及第2切换开关的选择而分别决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，反复进行逐个切换上述第1以及第2切换开关的循环。
根据如此构成的本发明的第1残余容量均匀化装置，按照第1开关元件的导通时间与第2开关元件的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。结果，第1闭合电路所含有的二次电池的合计电压与第2闭合电路所含有的二次电池的合计电压相等。进而，通过分别逐个切换第1以及第2切换开关，使得第1以及第2闭合电路的组合被逐个切换。然后，按第1以及第2闭合电路的组合，使第1以及第2开关元件同样地交替接通/断开。结果，在各种第1以及第2闭合电路的组合中，此时的第1闭合电路的二次电池的合计电压与第2闭合电路的二次电池的合计电压相等。进而，通过反复进行对第1以及第2切换开关逐个切换的循环，使得电池组的各二次电池的电压(残余容量)最终收敛为相互相等。因此，根据本发明，能够通过少数的电感以及开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
另外，在本发明的第1残余容量均匀化装置中，优选控制部按第1以及第2闭合电路的组合，以在规定期间中维持上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率的状态，在该规定期间的开始时缩短上述第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的上述第1以及第2开关元件各自的导通时间，并随着时间的推移使其变长。
在二次电池的残余容量的偏差大的情况下，如果使第1以及第2开关元件交替接通/断开，则第1以及第2开关元件中流过过大的均等化电流。如果流过该过大的均等化电流，则第1以及第2开关元件有可能破损。另一方面，随着使第1以及第2开关元件交替接通/断开，具有二次电池的残余容量被均匀化，第1以及第2开关元件中流过的电流也变小的趋势。鉴于此，通过在该规定期间的开始时缩短第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的第1以及第2开关元件各自的导通时间，并随着时间的推移使其变长，能够防止在第1或者第2开关元件中流过过大的均等化电流。
另外，在本发明中，优选控制部具有：驱动信号输出部，输出对上述第1以及第2开关元件的接通/断开进行控制的驱动信号；电压测定部，测定上述电感的另一端的端子电压；阈值设定部，设定第1阈值电压和第2阈值电压，将上述第1以及第2开关元件同时非导通时的上述端子电压设为中间电位，该第1阈值电压相对于上述中间电位在高电位侧设置了规定的偏移，该第2阈值电压相对于上述中间电位在低电位侧设置了规定的偏移；和接通时间检测部，将测定出的上述端子电压与上述第1阈值电压进行比较，求出上述第1开关元件处于导通状态的第1接通时间，并且，将测定出的上述端子电压与上述第2阈值电压进行比较，求出上述第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，上述驱动信号输出部，按照上述第1接通时间与上述第2接通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对上述驱动信号进行反馈控制。
公知一般相对于控制第1以及第2开关元件的接通/断开的驱动信号，第1以及第2开关元件的实际的接通/断开伴随着时间延迟。例如，在由MOSFET构成第1以及第2开关元件的情况下，MOSFET的漏极电流的变化相对于栅极驱动电压的变化伴随着某一程度的时间延迟。另一方面，在本发明中，第1以及第2开关元件被要求以二次电池数的反比准确地交替接通/断开。鉴于此，通过基于第1以及第2阈值电压，求出第1开关元件处于导通状态的第1接通时间、以及第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，对驱动信号进行反馈控制，能够确保第1接通时间与第2接通时间的比率的正确性。
另外，本发明的第1残余容量均匀化装置套件用于使构成将多个电池组串联连接的电池组套件的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，对上述电池组的每一个，设置权利要求1所述的上述残余容量均匀化装置，邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池。
在利用一个残余容量均匀化装置使构成电池组套件的多个二次电池的残余容量均匀化的情况下，残余容量均匀化装置的第1以及第2开关元件例如被要求电池组套件的两端电压的一半的高耐电压。鉴于此，根据本发明的第1残余容量均匀化装置套件，将电池组套件分成多个电池组，按各电池组通过第1残余容量均匀化装置使二次电池均匀化。并且，由于邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池，所以电池组套件整体的二次电池的残余容量也被均匀化。因此，根据本发明，不仅能够使各残余容量均匀化装置的第1以及第2开关元件被要求的耐电压降低，而且能够通过少数的电感以及开关元件实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
另外，本发明的第1残余容量均匀化方法用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，形成第1闭合电路，该第1闭合电路包含一端与上述电池组的相互邻接的二次电池之间的基准节点连接的电感、一端与上述电感的另一端连接的第1开关元件、将上述第1开关元件的另一端与从上述电池组中连接于上述基准节点的高电位侧的各二次电池的高电位侧节点选择出的一个高电位侧节点连接的第1切换开关、和上述所选择出的高电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池，并形成第2闭合电路，该第2闭合电路包含上述电感、一端与上述电感的另一端连接的第2开关元件、将上述第2开关元件的另一端与从上述电池组中连接于上述基准节点的低电位侧的各二次电池的低电位侧节点选择出的一个低电位侧节点连接的第2切换开关、上述所选择出的低电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池，然后逐个切换上述第1切换开关所连接的高电位侧节点，并且，逐个切换上述第2切换开关所连接的低电位侧节点，按由上述第1以及第2切换开关所连接的高电位侧节点以及低电位侧节点而分别决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，反复进行逐个切换上述第1切换开关所连接的高电位侧节点以及上述第2切换开关所连接的低电位侧节点的循环。
根据本发明的第1残余容量均匀化方法，按照第1开关元件的导通时间与第2开关元件的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，第1以及第2开关元件交替接通/断开。结果，第1闭合电路所含有的二次电池的合计电压与第2闭合电路所含有的二次电池的合计电压相等。进而，通过分别逐个切换第1以及第2切换开关，第1以及第2闭合电路的组合分别被逐个切换。然后，按第1以及第2闭合电路的组合，第1以及第2开关元件被同样地交替接通/断开。结果，在各种第1以及第2闭合电路的组合中，此时的第1闭合电路的二次电池的合计电压与第2闭合电路的二次电池的合计电压相等。进而，通过反复进行将第1以及第2切换开关分别逐个切换的循环，电池组的各二次电池的电压(残余容量)最终收敛为相互相等。因此，根据本发明，能够通过少数的电感以及开关元件实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
另外，本发明的第2残余容量均匀化装置是使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化的残余容量均匀化装置，具备：第1开关元件，一端与上述电池组的最高电位端子连接；第2开关元件，一端与上述电池组的最低电位端子连接；电感，一端与上述第1以及第2开关元件的另一端连接；切换开关组，能够将上述电感的另一端与上述多个二次电池之间的各节点连接；和控制部，控制上述第1及第2开关元件以及上述切换开关组的接通/断开，上述控制部，从上述切换开关组逐个选择切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的切换开关、连接于该切换开关所连接的节点的高电位侧的二次电池、上述第1开关元件以及上述电感的第1闭合电路，并且，形成包含所选择的切换开关、连接于该切换开关所连接的节点的低电位侧的二次电池、上述第2开关元件、以及上述电感的第2闭合电路，按通过上述选择节点的选择而决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，反复进行从上述切换开关组逐个选择切换开关的循环。
根据如此构成的本发明的第2残余容量均匀化装置，按照第1开关元件的导通时间与第2开关元件的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。结果，第1闭合电路所含有的二次电池的合计电压与第2闭合电路所含有的二次电池的合计电压相等。进而，通过逐个切换第1以及第2切换开关，使得第1以及第2闭合电路的组合被逐个切换。然后，按第1以及第2闭合电路的组合，使第1以及第2开关元件同样地交替接通/断开。结果，在各种第1以及第2闭合电路的组合中，此时的第1闭合电路的二次电池的合计电压与第2闭合电路的二次电池的合计电压相等。进而，通过反复进行对切换开关逐个选择的循环，使得电池组的各二次电池的电压(残余容量)最终收敛为相互相等。因此，根据本发明，能够通过少数的电感以及开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
另外，在本发明的第2残余容量均匀化装置中，优选控制部按第1以及第2闭合电路的组合，以在规定期间中维持上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率的状态，在该规定期间的开始时缩短上述第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的上述第1以及第2开关元件各自的导通时间，然后随着时间的推移使其变长。
在二次电池的残余容量的偏差大的情况下，如果使第1以及第2开关元件交替接通/断开，则第1以及第2开关元件中流过过大的均等化电流。如果流过该过大的均等化电流，则第1以及第2开关元件有可能破损。另一方面，随着使第1以及第2开关元件交替接通/断开，具有二次电池的残余容量被均匀化，第1以及第2开关元件中流过的电流也变小的趋势。鉴于此，通过在该规定期间的开始时缩短上述第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的上述第1以及第2开关元件各自的导通时间，并随着时间的推移使其变成，能够防止流过过大的均等化电流。
另外，在本发明的第2残余容量均匀化装置中，优选控制部具有：驱动信号输出部，输出对上述第1以及第2开关元件的接通/断开进行控制的驱动信号；电压测定部，测定上述电感的另一端的端子电压；阈值设定部，设定第1阈值电压和第2阈值电压，将上述第1以及第2开关元件同时非导通时的上述端子电压设为中间电位，该第1阈值电压相对于上述中间电位在高电位侧设置了规定的偏移，该第2阈值电压相对于上述中间电位在低电位侧设置了规定的偏移；和接通时间检测部，将测定出的上述端子电压与上述第1阈值电压进行比较，求出上述第1开关元件处于导通状态的第1接通时间，并且，将测定出的上述端子电压与上述第2阈值电压进行比较，求出上述第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，上述驱动信号输出部，按照上述第1接通时间与上述第2接通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对上述驱动信号进行反馈控制。
公知一般相对于控制第1以及第2开关元件的接通/断开的驱动信号，第1以及第2开关元件的实际的接通/断开伴随着时间延迟。例如，在由MOSFET构成第1以及第2开关元件的情况下，MOSFET的漏极电流的变化相对于栅极驱动电压的变化伴随着某一程度的时间延迟。另一方面，在本发明中，第1以及第2开关元件被要求以二次电池数量的反比准确地交替接通/断开。鉴于此，通过基于第1以及第2阈值电压，求出第1开关元件处于导通状态的第1接通时间、以及第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，对驱动信号进行反馈控制，能够确保第1接通时间与第2接通时间的比率的正确性。
另外，本发明的第2残余容量均匀化装置套件用于使构成将多个电池组串联连接的电池组套件的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，对上述电池组的每一个，设置权利要求6所述的上述残余容量均匀化装置，邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池。
在利用一个残余容量均匀化装置使构成电池组套件的多个二次电池的残余容量均匀化的情况下，残余容量均匀化装置的第1以及第2开关元件例如被要求电池组套件的两端电压的一半的高耐电压。鉴于此，根据本发明的第2残余容量均匀化装置套件，将电池组套件分成多个电池组，按各电池组，通过第2残余容量均匀化装置使二次电池均匀化。并且，由于邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池，所以电池组套件整体的二次电池的残余容量也被均匀化。因此，根据本发明，不仅能够使各残余容量均匀化装置的第1以及第2开关元件被要求的耐电压降低，而且能够通过少数的电感以及开关元件实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
另外，本发明的第2残余容量均匀化方法用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，形成第1闭合电路，该第1闭合电路包含一端与上述电池组的最高电位端子连接的第1开关元件、一端与上述第1开关元件的另一端连接的电感、将上述电感的另一端与从上述二次电池之间的各节点选择出的一个选择节点连接的切换开关、连接于上述选择节点的高电位侧的二次电池，并形成第2闭合电路，该第2闭合电路包含一端与上述电池组的最低电位端子连接的第2开关元件、一端与上述第2开关元件的另一端连接的电感、上述切换开关组、连接于上述选择节点的低电位侧的二次电池，然后逐个切换上述切换开关所连接的选择节点，按通过上述选择节点的选择而决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，反复进行逐个切换上述切换开关所连接的选择节点的循环。
根据本发明的第2残余容量均匀化方法，按照第1开关元件的导通时间与第2开关元件的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，第1以及第2开关元件交替接通/断开。结果，第1闭合电路所含有的二次电池的合计电压与第2闭合电路所含有的二次电池的合计电压相等。进而，通过逐个对切换开关进行切换，第1以及第2闭合电路的组合被逐个切换。然后，按第1以及第2闭合电路的组合，第1以及第2开关元件被同样地交替接通/断开。结果，在各种第1以及第2闭合电路的组合中，此时的第1闭合电路的二次电池的合计电压与第2闭合电路的二次电池的合计电压相等。进而，通过反复进行逐个选择切换开关的循环，电池组的各二次电池的电压(残余容量)最终收敛为相互相等。因此，根据本发明，能够通过少数的电感以及开关元件实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
发明的效果：
这样，根据本发明的残余容量均匀化装置和方法以及残余容量均匀化装置套件，能够利用少数的电感以及开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置的电路图。
图2是本发明的第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、切换开关的接通/断开的时间图。
图3是本发明的第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1以及第2开关元件的接通/断开的时间图。
图4是本发明的第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1以及第2开关元件的接通/断开的时间图。
图5是本发明的第2实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1以及第2开关元件的接通/断开时间图。
图6是本发明的第2实施方式中的各个二次电池的电压测定用的电路图。
图7是本发明的第2实施方式中的各个二次电池的电压测定的时间图。
图8是本发明的第3实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的控制部的电路框图。
图9是本发明的第3实施方式中的第1及第2开关元件31及32的中间节点102的端子电压的波形图。
图10是本发明的第4实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件的电路图。
图11是本发明的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置的电路图。
图12是本发明的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、切换开关的接通/断开的时间图。
图13是本发明的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
图14是本发明的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
图15是本发明的第6实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件的电路图。
附图标记说明：1～4-残余容量均匀化装置；10-电池组；11～18-二次电池；20-电感；31-第1开关元件；32-第2开关元件；40-控制部；41-驱动信号输出部；42-电压测定部；43-阈值设置部；44-接通时间检测部；51-第1切换开关组；52-第2切换开关组；53-切换开关组；101-基准节点。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
首先，参照图1～图4，对本发明的第1残余容量均匀化装置以及第1残余容量均匀化方法的实施方式进行说明。图1是第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置的电路图。
第1实施方式涉及的残余容量均匀化装置用于使构成电池组10的串联连接的8个二次电池11～18的残余容量(SOC)均匀化。
另外，在图1中表示了以8个二次电池11～18串联连接的电池组10作为对象的例子，但二次电池的数量不限定于此。二次电池的数量优选为3个以上，更优选为4个以上。
电池组10的相互邻接的2个二次电池14以及15之间的基准节点101上连接着电感20的一端。基准节点101可以设置在任意的邻接的二次电池之间，但优选按照基准节点101的高电位侧的二次电池11～14的数量、与低电位侧的二次电池15～18的数量相同的方式，设置在将串联连接的二次电池11～18的列二等分的位置。
此外，在串联连接的二次电池的数量为奇数的情况下，可以将串联连接的二次电池的正中央的二次电池的高电压侧或者低电压侧端子设为基准节点。
另一方面，电感20的另一端与第1及第2开关元件31及32各自的一端连接。第1开关元件31由Pch(P沟道型)-MOSFET构成，第2开关元件32由Nch(N沟道型)-MOSFET构成。
此外，第1以及第2开关元件也可以是相同的沟道型(P沟道型或者N沟道型)的MOSFET，还可以是场效应晶体管。
另外，第1开关元件31的另一端可以通过第1切换开关组51，与电池组10中连接于基准节点101的高电位侧的各二次电池11～14的高电位侧节点连接。第1切换开关组51由能够与各二次电池11～14的高电位侧节点分别连接的4个切换开关S1a～S4a构成。
另外，第2开关元件32的另一端可以通过第2切换开关组52，与电池组10中连接于基准节点101的低电位侧的各二次电池15～18的低电位侧节点连接。第2切换开关组52由能够与各二次电池15～18的低电位侧节点分别连接的4个切换开关S1b～S4b构成。
此外，各切换开关也可以是如MOSFET那样的半导体开关，还可以是继电器开关。
而且，第1及第2开关元件31及32的接通/断开、以及第1及第2切换开关组51及52的各切换开关S1a～S4a、S1b～S4b的接通/断开由控制部40控制。
其中，在图1中省略了将对构成第1切换开关组51的各切换开关S1a～S4a、以及构成第2切换开关组52的各切换开关S1b～S4b各自的接通/断开进行控制的控制信号，从控制部40向各切换开关S1a～S4a、S1b～S4b输送的布线的图示。
控制部40从构成第1切换开关组51的切换开关S1a～S4a中逐个选择第1切换开关，使其成为导通状态(ON)。所选择的第1切换开关成为导通状态的结果是，形成了包括该第1切换开关、该第1切换开关连接的高电位侧节点与基准节点101之间的二次电池、第1开关元件31以及电感20的第1闭合电路。
控制部40还从构成第2切换开关组52的切换开关S1b～S4b中逐个选择第2切换开关，使其成为导通状态(ON)。所选择的第2切换开关成为导通状态的结果是，形成了包括该第2切换开关、该第2切换开关连接的低电位侧节点与基准节点101之间的二次电池、第2开关元件32以及电感20的第2闭合电路。
第1以及第2闭合电路的组合按规定期间T＝100ms被切换，控制部40如下述的动作例那样，分别逐一选择第1以及第2切换开关。
其中，规定期间原则上在第1以及第2闭合电路的各组合中，可以是相互相同的长度，也可以是相互不同的长度。例如，在第1闭合电路所包含的二次电池的残余容量、与第2闭合电路所包含的二次电池的残余容量之差大的情况下，优选使该组合中的通电期间比其他组合中的通电期间长。
控制部40还使第以及第2开关元件31及32交替接通/断开。在本实施方式中，第1开关元件31以及第2开关元件32以周期τ＝5μs、即频率f＝200kHz接通/断开。
这里，控制部40如以下详细说明那样，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路中含有的二次电池的数量与第2闭合电路中含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使第1及第2开关元件31及32交替接通/断开。
然后，控制部40反复进行分别逐个选择第1以及第2切换开关的循环
其中，优选上述循环在电池组搭载于车辆的情况下，在车辆的电源开关被接通的期间，或者对电池组连接了车辆外部的充电装置的期间反复进行。
另外，在电源开关被接通的情况下，或者连接着充电装置的情况下，可以测定各二次电池的电压，仅在二次电池中的最大电压与最小电压的差分超过规定值的期间，反复进行上述循环。这样，如果仅在差分大的情况下反复进行上述循环，则能够实现均等化装置自身所消耗的功率的降低。
接下来，参照图2～图4的时间图，对第1实施方式的均等化装置的动作例、即第1残余容量均匀化方法的例子进行说明。
首先，如图2所示，在期间T1的期间，从第1切换开关组51选择的第1切换开关S1a、从第2切换开关组52选择的第2切换开关S1b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中，形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S1a、二次电池14的第1闭合电路，并且，形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、二次电池15的第2闭合电路。
这里，图3(a)中示意表示了期间T1中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T1的第1闭合电路中含有的二次电池的数量为“1”，第2闭合电路中含有的二次电池的数量也为“1”。因此，在期间T1的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路中含有的二次电池的数量“1”与第2闭合电路中含有的二次电池的数量“1”的比率“1∶1”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为“1∶1”。
即，在期间T1的期间，第1开关元件31仅在周期τ中50％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的50％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
其中，为了防止第1及第2开关元件31及32同时成为导通状态，在导通期间τ01与导通期间τ02之间设置有死区时间(dead time)。该死区时间例如为500ns。
这样，通过在期间T1的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的二次电池14的电压V14、与第2闭合电路中的二次电池15的电压V15相等。因此，成为“V14＝V15”。
接着，如图2所示，在期间T2的期间，从第1切换开关组51新选择的第1切换开关S2a、与从第2切换开关组52选择的第2切换开关S1b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、2个二次电池13及14的第1闭合电路，并且，形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、一个二次电池15的第2闭合电路。
这里，图3(b)中示意表示了期间T2中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T2的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“1”。因此，在期间T2的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“2”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“1”的比率“2∶1”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“1∶2”。
即，在期间T2的期间，第1开关元件31仅在周期τ中约33.3％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的约66.7％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T2的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶2”的比率开闭，使得第1闭合电路中的2个二次电池13及14的合计电压(V13+V14)、与第2闭合电路中的一个二次电池15的电压V15的2倍的电压相等。因此，变成“(V13+V14)＝V15×2”。
接着，如图2所示，在期间T3的期间，从第1切换开关组51选择的第1切换开关S2a与从第2切换开关组52新选择的第2切换开关S2b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、2个二次电池13及14的第1闭合电路，并且形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、2个二次电池15及16的第2闭合电路。
这里，图3(c)中示意表示了期间T3中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T3的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”。因此，在期间T3的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“2”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“2”的比率“2∶2”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“1∶1”。
即，在期间T3的期间，第1开关元件31仅在周期τ中50％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的50％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T3的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的2个二次电池13及14的合计电压(V13+V14)、与第2闭合电路中的2个二次电池15及16的电压(V15+V15)相等。因此，变成“(V13+V14)＝(V15+V16)”。
接着，如图2所示，在期间T4的期间，从第1切换开关组51选择的第1切换开关S2a与从第2切换开关组52新选择的第2切换开关S3b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、2个二次电池13及14的第1闭合电路，并且形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、3个二次电池15～17的第2闭合电路。
这里，图3(d)中示意表示了期间T4中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T4的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“3”。因此，在期间T4的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“2”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“3”的比率“2∶3”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“3∶2”。
即，在期间T4的期间，第1开关元件31仅在周期τ中60％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的40％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T4的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“3∶2”的比率开闭，使得第1闭合电路中的2个二次电池13及14的合计电压(V13+V14)、与第2闭合电路中的3个二次电池15～17的电压(V15+V16+V17)的2/3倍的电压相等。因此，变为“(V13+V14)＝(V15+V16+V17)×(2/3)”。
接着，如图2所示，在期间T5的期间，从第1切换开关组51新选择的第1切换开关S3a与从第2切换开关组52选择的第2切换开关S3b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、3个二次电池12～14的第1闭合电路，并且形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、3个二次电池15～17的第2闭合电路。
这里，图4(a)中示意表示了期间T5中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T5的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“3”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量也为“3”。因此，在期间T5的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“3”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“3”的比率“3∶3”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。因此，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“1∶1”。
即，在期间T5的期间，第1开关元件31仅在周期τ中50％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的50％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T5的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的3个二次电池12～14的合计电压(V12+V13+V14)、与第2闭合电路中的3个二次电池15～17的电压(V15+V16+V17)相等。因此，变为“(V12+V13+V14)＝(V15+V16+V17)”。
接着，如图2所示，在期间T6的期间，从第1切换开关组51新选择的第1切换开关S4a、与从第2切换开关组52选择的第2切换开关S3b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、4个二次电池11～14的第1闭合电路，并且形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、3个二次电池15～17的第2闭合电路。
这里，图4(b)中示意表示了期间T6中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T6的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“4”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“3”。因此，在期间T6的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“4”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“3”的比率“4∶3”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“3∶4”。
即，在期间T6的期间，第1开关元件31仅在周期τ中约43％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的约57％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T6的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“3∶4”的比率开闭，使得第1闭合电路中的4个二次电池11～14的合计电压(V11+V12+V13+V14)、与第2闭合电路中的3个二次电池15～17的电压(V15+V16+V17)的(4/3)倍的电压相等。因此，变为“(V11+V12+V13+V14)＝(V15+V16+V17)×(4/3)”。
接着，如图2所示，在期间T7的期间，从第1切换开关组51选择的第1切换开关S4a、与从第2切换开关组52新选择的第2切换开关S4b分别成为导通状态(ON)。结果，在图1中形成了包含电感20、第1开关元件31、第1切换开关S2a、4个二次电池11～14的第1闭合电路，并且形成了包含电感20、第2开关元件32、第2切换开关S1b、4个二次电池15～18的第2闭合电路。
这里，图4(c)中示意表示了期间T7中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T7的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“4”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量也为“4”。因此，在期间T7的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“4”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“4”的比率“4∶4”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“1∶1”。
即，在期间T7的期间，第1开关元件31仅在周期τ中50％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的50％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T7的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的4个二次电池11～14的合计电压(V11+V12+V13+V14)、与第2闭合电路中的4个二次电池15～18的电压(V15+V16+V17+V18)相等，变成“V11+V12+V13+V14＝V15+V16+V17+V18”。
然后，通过反复进行上述的期间T1～T7的循环，各二次电池11～18的残余容量、即电压V11～V18收敛成相互相等。即，实际上变成“V11＝V12＝V13＝V14＝V15＝V16＝V17＝V18”。由此，可以实现各二次电池11～18的残余容量的均等化。
这样，根据本实施方式涉及的残余容量均匀化装置以及方法，可以利用一个电感以及一对开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。而且，即使二次电池的数量增加，也不需要增加电感以及开关元件的数量。因此，即使二次电池的数量增加，也能够避免装置尺寸以及成本的增大，而且，可以避免因开关元件引起噪声的增大。
其中，在本实施方式中，伴随着二次电池的数量的增加，切换开关的数量增加。但是，由于切换开关的切换频率(例如f＝10Hz、(规定期间T＝100ms))远低于第1以及第2开关元件的切换频率(例如f＝200kHz(周期τ＝5μs))，所以切换开关引起的噪声不成为大的问题。
而且，在本实施方式中，说明了使8个二次电池的残余容量均等化的例子，但二次电池的数量并不局限于此，例如也可以使100个以上直接连接的二次电池的残余容量均等化。
另外，在本实施方式中，对从接近基准节点101的第1以及第2切换开关开始依次成为导通状态的例子进行了说明，但在本发明中，第1以及第2切换开关的选择顺序并不局限于此，例如也可以按照距离基准节点101从远到近的顺序选择第1以及第2切换开关。
另外，对于通过第1以及第2切换开关的选择而分别决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，可以选择全部的组合，也可以反复进行只选择其中的一部分组合的循环。
(第2实施方式)
接下来，对本发明的第1残余容量均匀化装置的第2实施方式进行说明。
由于第2实施方式的残余容量均匀化装置的构成与第1实施方式的相同，所以省略其详细的说明。而且，第2实施方式的残余容量均匀化装置的动作也基本与第1实施方式的相同。但是，在第2实施方式中，控制部40按第1及第2闭合电路的每个组合，以在规定期间中维持第1开关元件31的导通时间τ01与第2开关元件32的导通时间τ02的比率的状态，在该规定期间的开始时将第1及第2开关元件31及32的每个接通/断开周期的第1以及第2开关元件各自的导通时间τ01以及τ02缩短，然后随着时间的推移使其缓缓增长。
图5中表示第2实施方式涉及的残余容量均匀化装置中的、第1以及第2开关元件的接通/断开时间图。图5(a)表示规定期间T中的初始的时间图，图5(b)表示规定期间T中的中期的时间图，图5(c)表示规定期间T中的末期的时间图。
经过规定期间T，第1及第2开关元件31及32的交替接通/断开周期被保持为一定。而且，导通时间τ01以及τ02的长度在图5(a)所示的规定期间T的初始短，在图5(b)所示的中期比初始长，在图5(c)所示的末期进而比中期还长。
其中，在图5所示的例子中，导通时间τ01的长度与导通时间τ02的长度的比率经过规定期间T恒定为“1∶1”。另外，例如在如图3(b)所示那样比率为“1∶2”的情况下，也可以维持该比率地缓缓增长导通时间τ01以及τ02的长度。
这样，通过在将第1以及第2开关元件的交替接通/断开周期保持为一定的同时，缩短规定期间的初始的导通时间，能够防止在第1以及第2开关元件中流过过大的均等化电流。
其中，导通时间τ01以及τ02的长度可以阶段性变长，也可以连续地变长。另外，可以如以下说明那样，基于各二次电池的电压来决定导通时间τ01以及τ02的长度。
首先，如在后面说明那样，测定各二次电池的电压，按照下述的式(1)那样设定“控制目标电压”。
(控制目标电压)＝(闭合电路所含有的二次电池的合计电压)×(占空比)…(1)
这里，“占空比”是指为了使第1闭合电路导通而将第1开关元件31设为导通状态的时间的比例、以及为了使第2闭合电路导通而将第2开关元件32设为导通状态的时间的比例。
另外，测定第1以及第2开关元件之间的电压，将其设为“实测电压”。
接着，通过下述的(2)式求出“线圈电流”
(线圈电流)＝((控制目标电压)-(实测电压))/(电感的直流电阻)…(2)
接下来，按照由下述的(3)式赋予的“控制目标电流”成为规定的阈值以下的方式，控制第1开关元件31的导通时间τ01和第2开关元件32的导通时间τ02。
(控制目标电流)＝(线圈电流)×(τ01+τ02)/τ…(3)
规定的阈值例如可以根据第1以及第2开关元件的耐电流特性来设定。
然后，通过在规定期间T中反复进行第1及第2开关元件31及32的交替开闭，使得“控制目标电压”与“实测电压”之差变小。因此，能够在将“线圈电流”维持为阈值以下的同时，使第1以及第2开关元件的导通时间的合计(τ01+τ02)增加。
以下，参照图6及图7，说明对构成电池组的各个二次电池的电压进行测定的方法。图6是用于对构成电池组的各个二次电池的电压进行测定的电路图，图7是用于对构成电池组的各个二次电池的电压进行测定的时间图。
在图7所示的时间图中，每当测定二次电池的电压时，便每隔1ms(毫秒)使切换开关S1a～S4a按顺序成为导通状态。此时，在各切换开关的导通状态的期间的终点，分别将复位开关SR导通100μs(微秒)左右的期间。具体而言，在测定二次电池V13的电压时，使其低电位侧的切换开关S1a接通，接着，在将切换开关S1a断开之后，使下一个二次电池V12的低电池侧的切换开关S2a接通。然后，对Ⅴ-A/D进行A/D转换，存储二次电池V13的电压。
其中，优选在电压测定中使第1开关元件31断开。其原因在于，如果在第1及第2开关元件31及32的交替开闭时进行二次电池的电压测定，则由于因切换开关引起的电压降低而难以进行准确的电压测定。
(第3实施方式)
接下来，参照图8以及图9，对本发明的第1残余容量均匀化装置的第3实施方式进行说明。
第3实施方式的残余容量均匀化装置的构成基本与第1实施方式的相同。但是，如图8所示，第3实施方式中的控制部40除了输出对第1及第2开关元件31及32的接通/断开进行控制的驱动信号的驱动信号输出部41之外，还具有电压测定部42、阈值设定部43、接通时间检测部44。
电压测定部42对电感20的另一端102的端子电压、即第1开关元件31与第2开关元件32之间的节点102的端子电压进行测定。另外，阈值设置部43将第1及第2开关元件31及32同时非导通时的端子电压设为中间电位V0，并设定了在相对中间电位V0的高电位侧设置了规定的偏移(offset)的第1阈值电压Vth1、和在相对中间电位V0的低电位侧设置了规定的偏移的第2阈值电压Vth2。然后，接通时间检测部44对测定出的端子电压与第1阈值电压Vth1进行比较，求出第1开关元件31处于导通状态的第1接通时间τ01，并且，将测定出的端子电压与第2阈值电压Vth2进行比较，求出第2开关元件32处于导通状态的第2接通时间τ02。
其中，第1阈值电压Vth1的偏移量与第2闭值电压Vth2的偏移量可以相同也可以不同。
这里，图9中用曲线I表示第1及第2开关元件31及32的中间节点102的端子电压。公知在构成第1及第2开关元件31及32的MOSFET中，相对于栅极驱动电压的变化的漏极电流的变化伴随着某一程度的时间延迟。因此，如曲线I所示，端子电压的电压波形成为无尖峰(なまつた)的形状。结果，有可能导致第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率偏离第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的正确的反比。
鉴于此，在本实施方式中，接通时间检测部44求出由曲线I表示的端子电压成为第1阈值电压Vth1以上的时间作为第1接通时间τ01，另外，求出端子电压成为第2阈值电压Vth2以下的时间作为第2接通时间τ02。然后，驱动信号输出部41按照第1接通时间τ01与第2接通时间τ02的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对驱动信号进行反馈控制。例如，在二次电池的数量的比率为“1∶1”的情况下，按照第1接通时间τ01与第2接通时间τ02相等的方式进行反馈控制。在第3实施方式中，由于和构成电池组的二次电池的数量无关系，第1及第2开关元件31及32仅有一对，所以能够容易地进行反馈控制。
另外，接通时间检测部44也可以按照表示端子电压的曲线I和表示第1阈值电压Vth1的线所围起的面积与曲线I和表示第2阈值电压Vth2的线所围起的面积的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对驱动信号进行反馈控制。
(第4实施方式)
接下来，参照图10，对本发明的第1残余容量均匀化装置套件的实施例进行说明。图10是第4实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件的电路图。
如图10所示，第4实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件是，由使构成串联连接了2个电池组的电池组套件(set)的串联连接的15个二次电池11～25的残余容量均匀化的2组残余容量均匀化装置1及2构成的残余容量均匀化装置套件。
第一个残余容量均匀化装置1用于使电池组套件中由串联连接的二次电池11～18构成的第1电池组的残余容量均匀化。另外，第二个残余容量均匀化装置2用于使电池组套件中由串联连接的二次电池18～25构成的第2电池组的残余容量均匀化。
2个残余容量均匀化装置1以及2分别独立地基于第1实施方式中说明的动作，使各电池组中含有的二次电池的残余容量分别均匀化。此时，由于二次电池18共用地包含在2个电池组中，所以由二个电池组构成的电池组套件中含有的所有二次电池11～25的残余容量被均匀化。
其中，2个残余容量均匀化装置1以及2可以同时驱动，也可以交替驱动。另外，2个电池组共有的二次电池也可以是2个以上。而且，2个残余容量均匀化机构成为对象的二次电池的数量可以相等，也可以不同。并且，也可以由3个以上残余容量均匀化机构分担电池组套件的二次电池，实现残余容量的均匀化。
这样，通过由2个残余容量均匀化机构分担电池组套件的二次电池来进行残余容量均匀化，能够缓和对残余容量均匀化机构的第1以及第2开关元件施加的电压。例如，在利用一个残余容量均匀化机构使每一个具有4V电压的二次电池串联连接100个而形成的电池组均匀化时，该第1及第2开关元件31及32被要求400V的耐电压。但是，如果用2个残余容量均匀化机构分担该电池组，则各均等化机构的第1以及第2开关元件被要求的耐电压减少为200V。进而，如果用4个残余容量均匀化机构均等地分担该电池组，则各均等化机构的第1以及第2开关元件被要求的耐电压减少到100V。
(第5实施方式)
接下来，参照图11～图14，对本发明的第2残余容量均匀化装置以及第2残余容量均匀化方法的实施方式进行说明。图11是第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置的电路图。
第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置用于使构成电池组10的串联连接的8个二次电池11～18的残余容量(SOC)均匀化。
另外，虽然图11中表示了以8个二次电池11～18串联连接的电池组10作为对象的例子，但二次电池的数量并不限定于此。二次电池的数量优选为3个以上，更优选为4个以上。
在电池组10的最高电位端子、即二次电池11的高电位侧端子连接着第1开关元件31的一端。另外，在电池组10的最低电位端子、即二次电池18的低电位侧端子连接着第2开关元件32的一端。而且，在第1及第2开关元件31及32的另一端、即第1开关元件31与第2开关元件32之间连接着电感20的一端。电感20的另一端经由切换开关组53与多个二次电池之间的各节点连接。
第1及第2开关元件31及32的接通/断开、以及切换开关组53的各切换开关S1～S7的接通/断开由控制部40控制。
其中，在图11中省略了将对各切换开关S1～S7各自的接通/断开进行控制的控制信号从控制部40向各切换开关S1～S7输送的布线的图示。
控制部40从切换开关组53中逐个选择切换开关将其设为导通状态(ON)。通过所选择的切换开关成为导通状态，形成了包含该被选择的切换开关、连接于与该切换开关连接的节点的高电位侧的二次电池、第1开关元件31以及电感20的第1闭合电路。同时，形成了包含该被选择的切换开关、连接于与该切换开关连接的节点的低电位侧的二次电池、第2开关元件32、以及电感20的第2闭合电路。
按照第1以及第2闭合电路的组合每隔规定期间T＝100ms被切换的方式，控制部40如下述的动作例那样按顺序选择切换开关S1～S7。
其中，规定期间原则上在第1以及第2闭合电路的各组合中，可以是相互相同的长度，也可以是相互不同的长度。例如，在第1闭合电路所含有的二次电池的残余容量与第2闭合电路所含有的二次电池的残余容量之差大的情况下，优选使该组合中的通电期间的长度比其他组合中的通电期间的长度长。
控制部40还使第1及第2开关元件31及32交替接通/断开。在本实施方式中，第1开关元件31以及第2开关元件32以周期τ＝5μs、即频率f＝200kHz接通/断开。
这里，控制部40如以下详细说明那样，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使第1及第2开关元件31及32交替接通/断开。
然后，控制部40反复进行逐个选择切换开关S1～S7的循环。
其中，优选上述循环在电池组搭载于车辆的情况下，在车辆的电源开关被接通的期间，或者对电池组连接了车辆外部的充电装置的期间反复进行。
接下来，参照图12～图14的时间图，对第5实施方式的均等化装置的动作例、即第1残余容量均匀化方法的例子进行说明。
首先，如图12所示，在期间T1的期间，从切换开关组53选择的切换开关S1分别成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了包含第1开关元件31、电感20、切换开关S1、二次电池11的第1闭合电路，并且形成了包含第2开关元件32、电感20、切换开关S1、7个二次电池12～18的第2闭合电路。
这里，图13(a)中示意表示了期间T1中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T1的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“1”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“7”。因此，在期间T1的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“1”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“7”的比率“1∶7”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“7∶1”。
即，在期间T1的期间，第1开关元件31仅在周期τ中87.5％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的约12.5％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
其中，为了防止第1及第2开关元件31及32同时成为导通状态，在期间τ01与期间τ02之间设置有停滞时间。该停滞时间例如为500ns。
这样，通过在期间T1的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“7∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的二次电池11的电压V11、与第2闭合电路中的7个二次电池12～18的合计电压(V12+V13+V14+V15+V16+V17+V18)的(1/7)倍的电压相等。因此，变为“V11＝(V12+V13+V14+V15+V16+V17+V18)×(1/7)”。
接着，如图12所示，在期间T2的期间，从切换开关组53新选择的切换开关S2成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了包含第1开关元件31、电感20、切换开关S2、2个二次电池11以及12的第1闭合电路，并且形成了包含第2开关元件32、电感20、切换开关S2、6个二次电池13～18的第2闭合电路。
这里，图13(b)中示意表示了期间T2中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T2的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“6”。因此，在期间T2的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“2”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“6”的比率“2∶6”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“6∶2”。
即，在期间T2的期间，第1开关元件31仅在周期τ中75％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的约25％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T2的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“6∶2”的比率开闭，使得第1闭合电路中的2个二次电池11以及12的合计电压(V13+V14)、与第2闭合电路中的6个二次电池13～18的合计电压(V13+V14+V15+V16+V17+V18)的(2/6)倍的电压相等。因此，变成“(V13+V14)＝(V13+V14+V15+V16+V17+V18)×(2/6)”。
接着，如图12所示，在期间T3的期间，从切换开关组53新选择的切换开关S3成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了包含第1开关元件31、电感20、切换开关S3、3个二次电池11～13的第1闭合电路，并且形成了包含第2开关元件32、电感20、切换开关S3、5个二次电池14～18的第2闭合电路。
这里，图13(c)中示意表示了期间T3中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T3的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“3”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“5”。因此，在期间T3的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“3”与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量“5”的比率“3∶5”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变成“5∶3”。
即，在期间T3的期间，第1开关元件31仅在周期τ中62.5％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的37.5％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T3的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“5∶3”的比率开闭，使得第1闭合电路中的3个二次电池11～13的合计电压(V11+V12+V13)、与第2闭合电路中的5个二次电池14～18的合计电压(V14+V15+V16+V17+V18)的(3/5)倍的电压相等。因此，变成“(V11+V12+V13)＝(V14+V15+V16+V17+V18)×(3/5)”。
接着，如图12所示，在期间T4的期间，从第1切换开关组53新选择的切换开关S4成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了含有第1开关元件31、电感20、切换开关S4、4个二次电池11～14的第1闭合电路，并且形成了含有第2开关元件32、电感20、第2切换开关S4、4个二次电池15～18的第2闭合电路。
这里，图13(d)中示意表示了期间T4中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T4的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“4”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量也为“4”。因此，在期间T4的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“4”与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量“4”的比率“4∶4”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“1∶1”。
即，在期间T4的期间，第1开关元件31仅在周期τ中50％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的50％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T4的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶1”的比率开闭，使得第1闭合电路中的4个二次电池11～14的合计电压(V11+V12+V13+V14)、与第2闭合电路中的4个二次电池15～18的电压(V15+V16+V17+V18)相等。因此，变成“(V11+V12+V13+V14)＝(V15+V16+V17+V18)”。
接着，如图12所示，在期间T5的期间，从第1切换开关组53新选择的切换开关S5成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了含有第1开关元件31、电感20、第1切换开关S5、5个二次电池11～15的第1闭合电路，并且形成了含有第2开关元件32、电感20、切换开关S5、3个二次电池16～18的第2闭合电路。
这里，图14(a)中示意表示了期间T5中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T5的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“5”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“3”。因此，在期间T5的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“5”与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量“3”的比率“5∶3”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变为“3∶5”。
即，在期间T5的期间，第1开关元件31仅在周期τ中37.5％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的62.5％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T5的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“3∶5”的比率开闭，使得第1闭合电路中的5个二次电池11～15的合计电压(V11+V12+V13+V14+V15)、与第2闭合电路中的3个二次电池16～18的电压(V16+V17+V18)的(5/3)倍相等。因此，变成“(V11+V12+V13+V14+V15)＝(V16+V17+V18)×(5/3)”。
接着，如图12所示，在期间T6的期间，从切换开关组53新选择的第1切换开关S6成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了含有第1开关元件31、电感20、第1切换开关S6、6个二次电池11～16的第1闭合电路，并且形成了含有第2开关元件32、电感20、切换开关S6、2个二次电池17以及18的第2闭合电路。
这里，图14(b)中示意地表示了期间T6中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T6的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“6”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“2”。因此，在期间T6的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“6”与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量“2”的比率“6∶2”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变成“2∶6”。
即，在期间T6的期间，第1开关元件31仅在周期τ中25％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的75％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T6的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“2∶6”的比率开闭，使得第1闭合电路中的6个二次电池11～16的合计电压(V11+V12+V13+V14+V15+V16)、与第2闭合电路中的2个二次电池17以及18的电压(V17+V18)的(6/2)倍的电压相等，变成“(V11+V12+V13+V14+V15+V16)＝(V17+V18)×(6/2)”。
接着，如图12所示，在期间T7的期间，从第1切换开关组53选择的切换开关S7成为导通状态(ON)。结果，在图11中形成了含有第1开关元件31、电感20、切换开关S7、7个二次电池11～17的第1闭合电路，并且形成了含有第2开关元件32、电感20、第2切换开关S7、一个二次电池18的第2闭合电路。
这里，图4(c)中示意表示了期间T7中的第1开关元件31以及第2开关元件32的接通/断开的时间图。
期间T7的第1闭合电路所含有的二次电池的数量为“7”，第2闭合电路所含有的二次电池的数量为“1”。因此，在期间T7的期间，按照第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率，成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量“7”与第2闭合电路所含有的二次电池的数量“1”的比率“7∶1”的反比的方式，使第1以及第2开关元件交替接通/断开。从而，第1开关元件31的导通时间与第2开关元件32的导通时间的比率变成“1∶7”。
即，在期间T7的期间，第1开关元件31仅在周期τ中12.5％的占空比的导通期间τ01的期间成为导通状态，第2开关元件32仅在周期τ中剩余的87.5％的占空比的导通期间τ02的期间成为导通状态。
这样，通过在期间T7的期间，第1及第2开关元件31及32交替以“1∶7”的比率开闭，使得第1闭合电路中的7个二次电池11～17的合计电压(V11+V12+V13+V14+V15+V16+V17)、与第2闭合电路中的一个二次电池18的电压(V18)的7倍的电压相等，变成“(V11+V12+V13+V14+V15+V16+V17)＝(V18)×7”。
然后，通过反复进行上述的期间T1～T7的循环，各二次电池11～18的残余容量、即电压V11～V18收敛成相互相等。即，实际上变成“V11＝V12＝V13＝V14＝V15＝V16＝V17＝V18”。由此，可以实现各二次电池11～18的残余容量的均等化。
这样，根据本实施方式涉及的残余容量均匀化装置以及方法，能够利用一个电感以及一对开关元件，实现构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量的均匀化。而且，即使二次电池的数量增加，也不需要增加电感以及开关元件的数量。因此，即使二次电池的数量增加，也可以避免装置尺寸以及成本的增大，而且，可以避免因开关元件引起的噪声的增大。
另外，在本实施方式中说明了使8个二次电池的残余容量均等化的例子，但二次电池的数量并不局限于此，例如也可以使100个以上直接连接的二次电池的残余容量均等化。
而且，在本实施方式中，说明了从最高电位端子侧的切换开关S1开始依次成为导通状态的例子，但在本发明中，切换开关的选择顺序并不局限于此，例如也可以从最低电池端子侧的切换开关S7开始依次选择切换开关。另外，可以依次选择所有切换开关，也可以反复进行只依次选择其中的一部分切换开关的循环。
另外，也可以对上述的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置组合上述的第2实施方式中说明的技术。即，在第5实施方式涉及的残余容量均匀化机构中，控制部40可以按第1以及第2闭合电路的每个组合，以在规定期间中维持第1开关元件31的导通时间τ01与第2开关元件32的导通时间τ02的比率的状态，在该规定期间的开始时将第1及第2开关元件31及32的每个接通/断开周期的第1以及第2开关元件各自的导通时间τ01以及τ02缩短，然后随着时间的推移使其缓缓增长。
另外，也可以对上述的第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置组合上述的第3实施方式中说明的技术。即，在第5实施方式涉及的残余容量均匀化机构中，控制部40可以按照第1开关元件31处于导通状态的第1接通时间τ01与第2开关元件32处于导通状态的第2接通时间τ02的比率成为第1闭合电路所含有的二次电池的数量与第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对控制第1以及第2开关元件的接通/断开的驱动信号进行反馈控制。
在对连接有第5实施方式的残余容量均匀化装置的电池组进行充电时，可以利用该残余容量均匀化装置来变更各个电池组的充电电压。
在构成电池组的一个二次电池充满电的情况下，如果进行充满电以上的充电，则该二次电池的温度上升。一般，当检测到二次电池的温度上升，并达到规定值时，充电被中止。该情况下，有时串联连接的其他二次电池没有充满电。鉴于此，如果利用该残余容量均匀化装置，则不仅能够将充满电而温度上升的二次电池的充电电压目标值减小、抑制发热，而且能够施加其他二次电池的规定电压来继续充电。
在将图11所示的电池组10的最低电位端子接地，并对最高电位端子连接了外部充电器的情况下，电池组10被施加整体电压Va。这里，通过连接切换开关S7，使第1及第2开关元件31及32以“1∶7”的比率交替成为导通状态，二次电池18被充电整体电压Va的(1/8)。此时，通过调整比率，能够以任意的电压对二次电池18进行充电。
接着，连接切换开关S6，按照以对二次电池18的电压(Va/8)加上了电压α后的电压进行充电的方式，调整第1及第2开关元件31及32交替成为导通状态的时间的比率。结果，二次电池17被以电压α充电。这样，能够利用第5实施方式涉及的残余容量均匀化装置对各个二次电池的电压单个地进行控制。
(第6实施方式)
接下来，参照图15，对本发明的第2残余容量均匀化装置套件的实施例进行说明。图15是第6实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件的电路图。
如图15所示，第6实施方式涉及的残余容量均匀化装置套件是由使构成串联连接了2个电池组的电池组套件的串联连接的15个二次电池11～25的残余容量均匀化的2组残余容量均匀化装置1以及2构成的残余容量均匀化装置套件。
第一个残余容量均匀化装置3用于使电池组套件中由串联连接的二次电池11～18构成的第1电池组的残余容量均匀化。另外，第二个残余容量均匀化装置4用于使电池组套件中由串联连接的二次电池18～25构成的第2电池组的残余容量均匀化。
2个残余容量均匀化装置3及4分别独立地通过第5实施方式中说明的动作，使各电池组所含有的二次电池的残余容量分别均匀化。此时，由于二次电池18共用地包含在2个电池组中，所以由二个电池组构成的电池组套件中含有的所有二次电池11～25的残余容量都被均匀化。
此外，2个残余容量均匀化装置3及4可以同时驱动，也可以交替驱动。另外，2个电池组共享的二次电池也可以是2个以上。而且，2个残余容量均匀化机构成为对象的二次电池的数量可以相等，也可以不同。并且，也可以由3个以上残余容量均匀化机构分担电池组套件的二次电池，来实现残余容量的均匀化。
这样，通过由2个残余容量均匀化机构分担电池组套件的二次电池来进行残余容量均匀化，能够缓和对残余容量均匀化机构的第1以及第2开关元件施加的电压。例如，在利用一个残余容量均匀化机构使每一个具有4V电压的二次电池串联连接100个而形成的电池组均匀化时，该第1及第2开关元件31及32被要求400V的耐电压。但是，如果用2个残余容量均匀化机构分担该电池组，则各均等化机构的第1以及第2开关元件被要求的耐电压减少为200V。进而，如果用4个残余容量均匀化机构均等地分担该电池组，则各均等化机构的第1以及第2开关元件被要求的耐电压减少到100V。

Claims (10)

1.一种残余容量均匀化装置，用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，具备：
电感，一端与上述电池组的相互邻接的二次电池之间的基准节点连接；
第1和第2开关元件，各自的一端与上述电感的另一端连接；
第1切换开关组，能够将上述第1开关元件的另一端与上述电池组中连接于上述基准节点的高电位侧的各二次电池的高电位侧节点连接；
第2切换开关组，能够将上述第2开关元件的另一端与上述电池组中连接于上述基准节点的低电位侧的各二次电池的低电位侧节点连接；和
控制部，控制上述第1和第2开关元件以及上述第1和第2切换开关组的接通/断开，
上述控制部，
从上述第1切换开关组逐个选择第1切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的第1切换开关、该第1切换开关所连接的高电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池、上述第1开关元件以及上述电感的第1闭合电路，
并从上述第2切换开关组逐个选择第2切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的第2切换开关、该第2切换开关所连接的低电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池、上述第2开关元件以及上述电感的第2闭合电路，
按通过上述第1以及第2切换开关的选择而分别决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，
反复进行逐个切换上述第1以及第2切换开关的循环。
2.根据权利要求1所述的残余容量均匀化装置，其特征在于，
上述控制部按上述第1以及第2闭合电路的组合，以在上述规定期间中维持上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率的状态，在该规定期间的开始时缩短上述第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的上述第1以及第2开关元件各自的导通时间，并随着时间的推移使其变长。
3.根据权利要求1或2所述的残余容量均匀化装置，其特征在于，
上述控制部具有：
驱动信号输出部，输出对上述第1以及第2开关元件的接通/断开进行控制的驱动信号；
电压测定部，测定上述电感的另一端的端子电压；
阈值设定部，设定第1阈值电压和第2阈值电压，将上述第1以及第2开关元件同时非导通时的上述端子电压设为中间电位，该第1阈值电压相对于上述中间电位在高电位侧设置了规定的偏移，该第2阈值电压相对于上述中间电位在低电位侧设置了规定的偏移；和
接通时间检测部，将测定出的上述端子电压与上述第1阈值电压进行比较，求出上述第1开关元件处于导通状态的第1接通时间，并且，将测定出的上述端子电压与上述第2阈值电压进行比较，求出上述第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，
上述驱动信号输出部，按照上述第1接通时间与上述第2接通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对上述驱动信号进行反馈控制。
4.一种残余容量均匀化装置套件，用于使构成将多个电池组串联连接的电池组套件的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，
对上述电池组的每一个，设置权利要求1所述的上述残余容量均匀化装置，
邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池。
5.一种残余容量均匀化方法，用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，
形成第1闭合电路，该第1闭合电路包含一端与上述电池组的相互邻接的二次电池之间的基准节点连接的电感、一端与上述电感的另一端连接的第1开关元件、将上述第1开关元件的另一端与从上述电池组中连接于上述基准节点的高电位侧的各二次电池的高电位侧节点选择出的一个高电位侧节点连接的第1切换开关、和上述所选择出的高电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池，
并形成第2闭合电路，该第2闭合电路包含上述电感、一端与上述电感的另一端连接的第2开关元件、将上述第2开关元件的另一端与从上述电池组中连接于上述基准节点的低电位侧的各二次电池的低电位侧节点选择出的一个低电位侧节点连接的第2切换开关、上述所选择出的低电位侧节点与上述基准节点之间的二次电池，
然后逐个切换上述第1切换开关所连接的高电位侧节点，并且，逐个切换上述第2切换开关所连接的低电位侧节点，
按由上述第1以及第2切换开关所连接的高电位侧节点以及低电位侧节点而分别决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，
反复进行逐个切换上述第1切换开关所连接的高电位侧节点以及上述第2切换开关所连接的低电位侧节点的循环。
6.一种残余容量均匀化装置，用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，
具备：
第1开关元件，一端与上述电池组的最高电位端子连接；
第2开关元件，一端与上述电池组的最低电位端子连接；
电感，一端与上述第1以及第2开关元件的另一端连接；
切换开关组，能够将上述电感的另一端与上述多个二次电池之间的各节点连接；和
控制部，控制上述第1及第2开关元件以及上述切换开关组的接通/断开，
上述控制部，
从上述切换开关组逐个选择切换开关并使其成为导通状态，形成包含所选择的切换开关、连接于该切换开关所连接的节点的高电位侧的二次电池、上述第1开关元件以及上述电感的第1闭合电路，并且，形成包含所选择的切换开关、连接于该切换开关所连接的节点的低电位侧的二次电池、上述第2开关元件、以及上述电感的第2闭合电路，
按通过上述选择节点的选择而决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，
反复进行从上述切换开关组逐个选择切换开关的循环。
7.根据权利要求6所述的残余容量均匀化装置，其特征在于，
上述控制部按上述第1以及第2闭合电路的组合，以在上述规定期间中维持上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率的状态，在该规定期间的开始时缩短上述第1以及第2开关元件的每个接通/断开周期的上述第1以及第2开关元件各自的导通时间，然后随着时间的推移使其变长。
8.根据权利要求6或7所述的残余容量均匀化装置，其特征在于，
上述控制部具有：
驱动信号输出部，输出对上述第1以及第2开关元件的接通/断开进行控制的驱动信号；
电压测定部，测定上述电感的另一端的端子电压；
阈值设定部，设定第1阈值电压和第2阈值电压，将上述第1以及第2开关元件同时非导通时的上述端子电压设为中间电位，该第1阈值电压相对于上述中间电位在高电位侧设置了规定的偏移，该第2阈值电压相对于上述中间电位在低电位侧设置了规定的偏移；和
接通时间检测部，将测定出的上述端子电压与上述第1阈值电压进行比较，求出上述第1开关元件处于导通状态的第1接通时间，并且，将测定出的上述端子电压与上述第2阈值电压进行比较，求出上述第2开关元件处于导通状态的第2接通时间，
上述驱动信号输出部，按照上述第1接通时间与上述第2接通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，对上述驱动信号进行反馈控制。
9.一种残余容量均匀化装置套件，用于使构成将多个电池组串联连接的电池组套件的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，
对上述电池组的每一个，设置权利要求6所述的上述残余容量均匀化装置，
邻接的电池组彼此至少共有一个二次电池。
10.一种残余容量均匀化方法，用于使构成电池组的串联连接的多个二次电池的残余容量均匀化，其特征在于，
形成第1闭合电路，该第1闭合电路包含一端与上述电池组的最高电位端子连接的第1开关元件、一端与上述第1开关元件的另一端连接的电感、将上述电感的另一端与从上述二次电池之间的各节点选择出的一个选择节点连接的切换开关、连接于上述选择节点的高电位侧的二次电池，
并形成第2闭合电路，该第2闭合电路包含一端与上述电池组的最低电位端子连接的第2开关元件、一端与上述第2开关元件的另一端连接的电感、上述切换开关组、连接于上述选择节点的低电位侧的二次电池，
然后逐个切换上述切换开关所连接的选择节点，
按通过上述选择节点的选择而决定的上述第1以及第2闭合电路的组合，在规定期间，按照上述第1开关元件的导通时间与上述第2开关元件的导通时间的比率成为上述第1闭合电路所含有的二次电池的数量与上述第2闭合电路所含有的二次电池的数量的比率的反比的方式，使上述第1以及第2开关元件交替接通/断开，
反复进行逐个切换上述切换开关所连接的选择节点的循环。
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