JP2000184609A - 群電池の容量平準化回路 - Google Patents
群電池の容量平準化回路Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 群電池の単位電池の容量を平準化してシステ
ムの信頼性を高める。 【解決手段】 単位電池Ｃ1〜Ｃ4の正極側及び負極側の
各出力端子間には、トランジスタ２，逆阻止接続のツェ
ナーダイオード３及び放電抵抗４を直列接続してなる強
制放電回路Ｄ1〜Ｄ4がそれぞれ設けられている。ツェナ
ーダイオード３のツェナー電圧は各単位電池の放電終止
電圧とほぼ等しい。各トランジスタ２のベースはスイッ
チング制御回路５に接続され、グランドラインＧＮＤか
ら遠い単位電池に接続された強制放電回路のトランジス
タ２ほどオンデューティー比が大きく、各単位電池Ｃ1
〜Ｃ4に流れる平均電流が等しくなるように設定されて
いる。
ムの信頼性を高める。 【解決手段】 単位電池Ｃ1〜Ｃ4の正極側及び負極側の
各出力端子間には、トランジスタ２，逆阻止接続のツェ
ナーダイオード３及び放電抵抗４を直列接続してなる強
制放電回路Ｄ1〜Ｄ4がそれぞれ設けられている。ツェナ
ーダイオード３のツェナー電圧は各単位電池の放電終止
電圧とほぼ等しい。各トランジスタ２のベースはスイッ
チング制御回路５に接続され、グランドラインＧＮＤか
ら遠い単位電池に接続された強制放電回路のトランジス
タ２ほどオンデューティー比が大きく、各単位電池Ｃ1
〜Ｃ4に流れる平均電流が等しくなるように設定されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単位電池を
直列接続して構成される群電池において、各単位電池の
容量を平準化するための容量平準化回路に関する。
直列接続して構成される群電池において、各単位電池の
容量を平準化するための容量平準化回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電気自動車の動力用バッテリー
は多数の単位電池を直列接続して所要の高電圧を確保し
た群電池により構成されている。このような電池システ
ムでは、各単位電池の容量、電圧、温度等にばらつきが
生ずると、電池システムの信頼性が低下するおそれがあ
るため、各単位電池の容量、電圧、温度等の状態を検出
して各単位電池が所定の状態にあるか否かを監視するよ
うにしている。
は多数の単位電池を直列接続して所要の高電圧を確保し
た群電池により構成されている。このような電池システ
ムでは、各単位電池の容量、電圧、温度等にばらつきが
生ずると、電池システムの信頼性が低下するおそれがあ
るため、各単位電池の容量、電圧、温度等の状態を検出
して各単位電池が所定の状態にあるか否かを監視するよ
うにしている。
【０００３】各単位電池の電圧を検出するためには、一
般に、図３に示すような構成が利用される。ここで、単
位電池は図面の簡略化のために４個のみ図示してあり、
各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の出力端子と、一方の共通出力線で
あるグランドラインとの間に抵抗ＲA，ＲBを直列接続し
てなる分圧回路Ｐ1〜Ｐ4が接続されている。この構成に
よれば、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4の抵抗ＲA，ＲB間の共通接
続点に現れる電圧Ｖ1〜Ｖ4によって、各単位電池Ｃ1〜
Ｃ4の電圧が測定可能である。
般に、図３に示すような構成が利用される。ここで、単
位電池は図面の簡略化のために４個のみ図示してあり、
各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の出力端子と、一方の共通出力線で
あるグランドラインとの間に抵抗ＲA，ＲBを直列接続し
てなる分圧回路Ｐ1〜Ｐ4が接続されている。この構成に
よれば、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4の抵抗ＲA，ＲB間の共通接
続点に現れる電圧Ｖ1〜Ｖ4によって、各単位電池Ｃ1〜
Ｃ4の電圧が測定可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に分圧回路Ｐ1〜Ｐ4を設けた場
合、各単位電池の容量にばらつきが発生し、そのために
システムの信頼性が低下するという問題がある。その理
由は、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に流れる放電電流ｉ1〜ｉ4に
ある。すなわち、図３に示すように、放電電流ｉ1 は単
位電池Ｃ1 にのみ流れるが、放電電流ｉ2 は単位電池Ｃ
1，Ｃ2の双方に流れ、放電電流ｉ3は単位電池Ｃ1，Ｃ
2，Ｃ3に流れる…、という関係になっているため、グラ
ンドラインにより近い単位電池Ｃ1，Ｃ2…には、より多
くの電流が常時流れることになる。このため、グランド
ラインに近い単位電池ほど容量を低下させてしまうので
ある。
に各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に分圧回路Ｐ1〜Ｐ4を設けた場
合、各単位電池の容量にばらつきが発生し、そのために
システムの信頼性が低下するという問題がある。その理
由は、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に流れる放電電流ｉ1〜ｉ4に
ある。すなわち、図３に示すように、放電電流ｉ1 は単
位電池Ｃ1 にのみ流れるが、放電電流ｉ2 は単位電池Ｃ
1，Ｃ2の双方に流れ、放電電流ｉ3は単位電池Ｃ1，Ｃ
2，Ｃ3に流れる…、という関係になっているため、グラ
ンドラインにより近い単位電池Ｃ1，Ｃ2…には、より多
くの電流が常時流れることになる。このため、グランド
ラインに近い単位電池ほど容量を低下させてしまうので
ある。
【０００５】この場合、過充電が問題とならない種類の
電池ならば、容量が最も低下した単位電池Ｃ1 が満充電
となるように充電し、他の単位電池Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4は過
充電傾向とすることで、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の容量を平
準化することができる。しかし、例えばリチウムイオン
電池等の過充電を避けるべき種類の電池では、そのよう
な手法によって各単位電池の容量を平準化することはで
きない。
電池ならば、容量が最も低下した単位電池Ｃ1 が満充電
となるように充電し、他の単位電池Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4は過
充電傾向とすることで、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の容量を平
準化することができる。しかし、例えばリチウムイオン
電池等の過充電を避けるべき種類の電池では、そのよう
な手法によって各単位電池の容量を平準化することはで
きない。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、群電池の単位電池の容量を平準化して
システムの信頼性を高めることができる群電池の容量平
準化回路を提供することにある。
で、その目的は、群電池の単位電池の容量を平準化して
システムの信頼性を高めることができる群電池の容量平
準化回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段とその作用及び効果】本発
明の請求項１に係る群電池の容量平準化回路は、複数の
単位電池を直列接続してなる群電池において、前記各単
位電池毎に限流素子を備えた強制放電回路を設け、その
各強制放電回路を選択的に有効化することにより前記各
単位電池の容量を平準化するところに特徴を有する。
明の請求項１に係る群電池の容量平準化回路は、複数の
単位電池を直列接続してなる群電池において、前記各単
位電池毎に限流素子を備えた強制放電回路を設け、その
各強制放電回路を選択的に有効化することにより前記各
単位電池の容量を平準化するところに特徴を有する。
【０００８】この構成では、容量が低下傾向となる単位
電池については強制放電回路を有効化する時間を短く
し、残存容量が大きな単位電池についてはその時間を零
又は短くすることによって平均電流を単位電池毎に均一
化し、もって各単位電池の容量を平準化することができ
る。
電池については強制放電回路を有効化する時間を短く
し、残存容量が大きな単位電池についてはその時間を零
又は短くすることによって平均電流を単位電池毎に均一
化し、もって各単位電池の容量を平準化することができ
る。
【０００９】請求項２の発明は、各単位電池を直列接続
した一方の出力端子と各単位電池の出力端子との間に各
単位電池の電圧を測定するための分圧回路を設けたもの
において、前記各単位電池毎に限流素子を備えた強制放
電回路を設け、その各強制放電回路を選択的に有効化す
ることにより前記各単位電池の容量を平準化するところ
に特徴を有し、電圧測定用の分圧回路に流れる放電電流
によって容量のばらつきが生じやすいという事情があっ
ても、請求項１の発明と同様に、容量が低下傾向となる
単位電池については強制放電回路を有効化する時間を零
に或いは短くし、残存容量が大きな単位電池については
その時間を長くすることによって平均電流を均一化して
各単位電池の容量を平準化することができる。
した一方の出力端子と各単位電池の出力端子との間に各
単位電池の電圧を測定するための分圧回路を設けたもの
において、前記各単位電池毎に限流素子を備えた強制放
電回路を設け、その各強制放電回路を選択的に有効化す
ることにより前記各単位電池の容量を平準化するところ
に特徴を有し、電圧測定用の分圧回路に流れる放電電流
によって容量のばらつきが生じやすいという事情があっ
ても、請求項１の発明と同様に、容量が低下傾向となる
単位電池については強制放電回路を有効化する時間を零
に或いは短くし、残存容量が大きな単位電池については
その時間を長くすることによって平均電流を均一化して
各単位電池の容量を平準化することができる。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、各強制放電回路をスイッチ素子と、逆阻止接
続のツェナーダイオードと、放電抵抗とを直列接続して
構成し、そのツェナーダイオードのツェナー電圧を単位
電池の放電終止電圧にほぼ等しく設定したところに特徴
を有する。この構成とすれば、万一、スイッチ素子や制
御回路の故障によってスイッチ素子が短絡状態となって
も、単位電池が放電終止電圧まで低下すると、ツェナー
ダイオードがオフして過放電を防止することができる。
において、各強制放電回路をスイッチ素子と、逆阻止接
続のツェナーダイオードと、放電抵抗とを直列接続して
構成し、そのツェナーダイオードのツェナー電圧を単位
電池の放電終止電圧にほぼ等しく設定したところに特徴
を有する。この構成とすれば、万一、スイッチ素子や制
御回路の故障によってスイッチ素子が短絡状態となって
も、単位電池が放電終止電圧まで低下すると、ツェナー
ダイオードがオフして過放電を防止することができる。
【００１１】さらに、請求項４の発明は、複数の単位電
池を直列接続してなる群電池であって、前記各単位電池
を直列接続した一方の出力端子と各単位電池の出力端子
との間に各単位電池の電圧を測定するための分圧回路を
設けたものにおいて、前記各分圧回路にスイッチ素子を
設け、その各スイッチ素子を各単位電池からの平均電流
が等しくなるように開閉制御することにより前記各単位
電池の容量を平準化するところに特徴を有する。この構
成によれば、特別の強制放電回路を設けなくとも、分圧
回路を利用して容量平準化のための強制放電を行わせる
ことができる。
池を直列接続してなる群電池であって、前記各単位電池
を直列接続した一方の出力端子と各単位電池の出力端子
との間に各単位電池の電圧を測定するための分圧回路を
設けたものにおいて、前記各分圧回路にスイッチ素子を
設け、その各スイッチ素子を各単位電池からの平均電流
が等しくなるように開閉制御することにより前記各単位
電池の容量を平準化するところに特徴を有する。この構
成によれば、特別の強制放電回路を設けなくとも、分圧
回路を利用して容量平準化のための強制放電を行わせる
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を例えば電気自動車の
動力用バッテリーシステムに適用した第１実施形態につ
いて図１を参照して説明する。ここで、単位電池は図面
の簡略化のために４個のみ図示してあり、各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の出力端子と、一方の出力線であるグランドライ
ンＧＮＤとの間に抵抗ＲA，ＲBを直列接続してなる分圧
回路Ｐ1〜Ｐ4が接続されている。抵抗ＲA及び抵抗ＲBは
各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4について同一であって、同一の分圧
比が得られるようにしてある。各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4にお
ける抵抗ＲA，ＲB間の共通接続点は、電圧検出回路１に
接続され、ここで、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の電圧ＶC1〜Ｖ
C4が次式に従って検出される。なお、下式においてｋは
分圧比で決まる比例常数である。
動力用バッテリーシステムに適用した第１実施形態につ
いて図１を参照して説明する。ここで、単位電池は図面
の簡略化のために４個のみ図示してあり、各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の出力端子と、一方の出力線であるグランドライ
ンＧＮＤとの間に抵抗ＲA，ＲBを直列接続してなる分圧
回路Ｐ1〜Ｐ4が接続されている。抵抗ＲA及び抵抗ＲBは
各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4について同一であって、同一の分圧
比が得られるようにしてある。各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4にお
ける抵抗ＲA，ＲB間の共通接続点は、電圧検出回路１に
接続され、ここで、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の電圧ＶC1〜Ｖ
C4が次式に従って検出される。なお、下式においてｋは
分圧比で決まる比例常数である。
【００１３】ＶC1＝ｋ・Ｖ1 ＶC2＝ｋ・（Ｖ2−Ｖ1） ＶC2＝ｋ・（Ｖ3−Ｖ2） ＶC2＝ｋ・（Ｖ4−Ｖ3）
【００１４】さて、単位電池Ｃ1〜Ｃ4の正極側及び負極
側の各出力端子間には、スイッチ素子として例えばＰＮ
Ｐ型のトランジスタ２，逆阻止接続のツェナーダイオー
ド３及び限流素子に相当する放電抵抗４を直列接続して
なる強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4がそれぞれ設けられている。
なお、ツェナーダイオード３のツェナー電圧は各単位電
池の放電終止電圧とほぼ等しくなるように設定してあ
る。そして、各トランジスタ２のベースはスイッチング
制御回路５に接続され、ここからの信号によって開閉制
御されるようになっている。その開閉制御パターンは、
図１に示すように、単位電池Ｃ1の強制放電回路Ｄ1につ
いてはトランジスタ２は常時オフされ、単位電池Ｃ2の
強制放電回路Ｄ2については短時間だけオンされ、単位
電池Ｃ3の強制放電回路Ｄ3についてはＤ2よりも長くオ
ンされ、単位電池Ｃ4の強制放電回路Ｄ4については最も
長くオンされるようになっている。すなわち、グランド
ラインＧＮＤから遠い単位電池に接続された強制放電回
路のトランジスタ２ほどオンデューティー比が大きくな
る設定となっており、後述する作用説明から理解される
ように、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に流れる平均電流が等しく
なるように設定されている。
側の各出力端子間には、スイッチ素子として例えばＰＮ
Ｐ型のトランジスタ２，逆阻止接続のツェナーダイオー
ド３及び限流素子に相当する放電抵抗４を直列接続して
なる強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4がそれぞれ設けられている。
なお、ツェナーダイオード３のツェナー電圧は各単位電
池の放電終止電圧とほぼ等しくなるように設定してあ
る。そして、各トランジスタ２のベースはスイッチング
制御回路５に接続され、ここからの信号によって開閉制
御されるようになっている。その開閉制御パターンは、
図１に示すように、単位電池Ｃ1の強制放電回路Ｄ1につ
いてはトランジスタ２は常時オフされ、単位電池Ｃ2の
強制放電回路Ｄ2については短時間だけオンされ、単位
電池Ｃ3の強制放電回路Ｄ3についてはＤ2よりも長くオ
ンされ、単位電池Ｃ4の強制放電回路Ｄ4については最も
長くオンされるようになっている。すなわち、グランド
ラインＧＮＤから遠い単位電池に接続された強制放電回
路のトランジスタ２ほどオンデューティー比が大きくな
る設定となっており、後述する作用説明から理解される
ように、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に流れる平均電流が等しく
なるように設定されている。
【００１５】本実施形態は以上の構成であり、次にその
作用を説明する。各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4には各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の起電力ＶC1〜ＶC4に基づいて常時微弱な電流が
流れ、各抵抗ＲA，ＲB間の共通接続点に現れる電圧Ｖ1
〜Ｖ4によって、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の電圧ＶC1〜ＶC4
が電圧検出回路１によって検出される。このとき、各単
位電池Ｃ1〜Ｃ4は直列接続になっているから、各単位電
池Ｃ1〜Ｃ4に流れる電流はグランドラインＧＮＤに近い
ものほど大きくなり、分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に流れる電圧測
定電流の面からはグランドラインＧＮＤに近い単位電池
ほど容量を減少させる傾向となる。
作用を説明する。各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4には各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の起電力ＶC1〜ＶC4に基づいて常時微弱な電流が
流れ、各抵抗ＲA，ＲB間の共通接続点に現れる電圧Ｖ1
〜Ｖ4によって、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の電圧ＶC1〜ＶC4
が電圧検出回路１によって検出される。このとき、各単
位電池Ｃ1〜Ｃ4は直列接続になっているから、各単位電
池Ｃ1〜Ｃ4に流れる電流はグランドラインＧＮＤに近い
ものほど大きくなり、分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に流れる電圧測
定電流の面からはグランドラインＧＮＤに近い単位電池
ほど容量を減少させる傾向となる。
【００１６】一方、各強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4にあって
は、スイッチング制御回路５からの信号によって各トラ
ンジスタ２が所定のオンデューティー比によって開閉制
御される（ただし、強制放電回路Ｄ1 のトランジスタ２
は常時オフである）。そして、トランジスタ２のオン期
間にあっては、通常は各単位電池の電圧は放電終止電圧
よりも高いからツェナーダイオード３が導通して各放電
抵抗４に強制放電電流が流れる。トランジスタ２がオン
する期間は、グランドラインＧＮＤに遠い単位電池に接
続された強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4ほど長いから、各強制放
電回路Ｄ1〜Ｄ4に流される放電電流に関しては、グラン
ドラインＧＮＤに遠い単位電池ほど容量を減少させる傾
向となり、上述した電圧測定電流の面からの容量減少傾
向とは逆となる。すなわち、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に関し
て、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4及び強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4の双
方に流れる平均電流を均一化し、もって、各単位電池Ｃ
1 〜Ｃ4 の容量の平準化が達成される。
は、スイッチング制御回路５からの信号によって各トラ
ンジスタ２が所定のオンデューティー比によって開閉制
御される（ただし、強制放電回路Ｄ1 のトランジスタ２
は常時オフである）。そして、トランジスタ２のオン期
間にあっては、通常は各単位電池の電圧は放電終止電圧
よりも高いからツェナーダイオード３が導通して各放電
抵抗４に強制放電電流が流れる。トランジスタ２がオン
する期間は、グランドラインＧＮＤに遠い単位電池に接
続された強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4ほど長いから、各強制放
電回路Ｄ1〜Ｄ4に流される放電電流に関しては、グラン
ドラインＧＮＤに遠い単位電池ほど容量を減少させる傾
向となり、上述した電圧測定電流の面からの容量減少傾
向とは逆となる。すなわち、各単位電池Ｃ1〜Ｃ4に関し
て、各分圧回路Ｐ1〜Ｐ4及び強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4の双
方に流れる平均電流を均一化し、もって、各単位電池Ｃ
1 〜Ｃ4 の容量の平準化が達成される。
【００１７】なお、強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4のいずれかの
トランジスタ２が、素子２自体の故障やスイッチング制
御回路５の故障によって短絡状態となってしまうと、そ
の単位電池が放電を続けるが、その電圧が放電終止電圧
に達するまで放電すると、ツェナーダイオード３がオフ
するから、それ以上の放電が停止されて過放電状態に至
ることが防止される。
トランジスタ２が、素子２自体の故障やスイッチング制
御回路５の故障によって短絡状態となってしまうと、そ
の単位電池が放電を続けるが、その電圧が放電終止電圧
に達するまで放電すると、ツェナーダイオード３がオフ
するから、それ以上の放電が停止されて過放電状態に至
ることが防止される。
【００１８】図２は請求項４の発明を具体化した第２実
施形態を示す。前記実施形態との相違は、各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の電圧を測定するための分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に直列
にスイッチ素子としてのトランジスタ２を挿入したとこ
ろにある。そのトランジスタ２は、前記第１実施形態と
同様にスイッチング制御回路５によって、グランドライ
ンＧＮＤから遠い単位電池に接続されたトランジスタ２
ほどオンデューティー比が大きくなって各単位電池Ｃ1
〜Ｃ4の平均電流が等しくなる設定で開閉制御される。
施形態を示す。前記実施形態との相違は、各単位電池Ｃ
1〜Ｃ4の電圧を測定するための分圧回路Ｐ1〜Ｐ4に直列
にスイッチ素子としてのトランジスタ２を挿入したとこ
ろにある。そのトランジスタ２は、前記第１実施形態と
同様にスイッチング制御回路５によって、グランドライ
ンＧＮＤから遠い単位電池に接続されたトランジスタ２
ほどオンデューティー比が大きくなって各単位電池Ｃ1
〜Ｃ4の平均電流が等しくなる設定で開閉制御される。
【００１９】この構成でも、グランドラインＧＮＤに近
い単位電池Ｃ1，Ｃ2…ほど大きな電圧測定電流電流が流
れるという事情があるが、グランドラインＧＮＤに近い
単位電池ほどトランジスタ２のオン時間が短いから、各
分圧回路Ｐ1〜Ｐ4における平均電流を均一化することが
でき、もって各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の容量を平準化するこ
とができる。なお、この構成では、トランジスタ２がオ
ンした時期に抵抗ＲA，ＲB の共通接続点に電圧が生ず
るから、そのタイミングで電圧検出回路１が各単位電池
Ｃ1〜Ｃ4の電圧を検出する。また、全トランジスタ２が
オフしている時期に電圧検出線の断線を検出することが
できる。
い単位電池Ｃ1，Ｃ2…ほど大きな電圧測定電流電流が流
れるという事情があるが、グランドラインＧＮＤに近い
単位電池ほどトランジスタ２のオン時間が短いから、各
分圧回路Ｐ1〜Ｐ4における平均電流を均一化することが
でき、もって各単位電池Ｃ1〜Ｃ4の容量を平準化するこ
とができる。なお、この構成では、トランジスタ２がオ
ンした時期に抵抗ＲA，ＲB の共通接続点に電圧が生ず
るから、そのタイミングで電圧検出回路１が各単位電池
Ｃ1〜Ｃ4の電圧を検出する。また、全トランジスタ２が
オフしている時期に電圧検出線の断線を検出することが
できる。
【００２０】本発明は上記記述及び図面によって説明し
た実施の形態に限定されるものではなく、例えば次のよ
うな実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さら
に、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更し
て実施することができる。
た実施の形態に限定されるものではなく、例えば次のよ
うな実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さら
に、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更し
て実施することができる。
【００２１】（１）上記各実施形態では、各単位電池の
電圧測定用の分圧回路に流れる電流に起因する容量ばら
つきに対処する例を示したが、容量ばらつきの発生原因
はこれに限られない。何らかの理由で容量のばらつきが
発生しているとき、例えば各単位電池の電圧挙動から各
電池の容量差を推定し、電気自動車が駐車している場合
等のシステム休止時に残存容量が大きな単位電池につい
てトランジスタをオンさせて強制放電させることによっ
て各単位電池の容量を平準化することもできる。
電圧測定用の分圧回路に流れる電流に起因する容量ばら
つきに対処する例を示したが、容量ばらつきの発生原因
はこれに限られない。何らかの理由で容量のばらつきが
発生しているとき、例えば各単位電池の電圧挙動から各
電池の容量差を推定し、電気自動車が駐車している場合
等のシステム休止時に残存容量が大きな単位電池につい
てトランジスタをオンさせて強制放電させることによっ
て各単位電池の容量を平準化することもできる。
【００２２】（２）上記第１実施形態では、トランジス
タ２、ツェナーダイオード３及び放電抵抗４を直列接続
して強制放電回路を構成したが、強制放電回路としては
限流素子としてトランジスタやＦＥＴを用いた定電流回
路により構成し、これをスイッチ或いはトランジスタ等
によって選択的に有効化して放電電流を流すようにして
もよく、要するに、限流素子を備えた強制放電回路を選
択的に有効化することによって各単位電池の平均電流を
均一化すればよい。
タ２、ツェナーダイオード３及び放電抵抗４を直列接続
して強制放電回路を構成したが、強制放電回路としては
限流素子としてトランジスタやＦＥＴを用いた定電流回
路により構成し、これをスイッチ或いはトランジスタ等
によって選択的に有効化して放電電流を流すようにして
もよく、要するに、限流素子を備えた強制放電回路を選
択的に有効化することによって各単位電池の平均電流を
均一化すればよい。
【００２３】（３）前記第１実施形態の分圧回路Ｐ1〜
Ｐ4には、第２実施形態のようにスイッチ素子を直列に
挿入し、強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4による強制放電に加え
て、分圧回路Ｐ1〜Ｐ4への電流を制御することで、全体
として各単位電池の平均電流が均一化されるようにして
もよい。
Ｐ4には、第２実施形態のようにスイッチ素子を直列に
挿入し、強制放電回路Ｄ1〜Ｄ4による強制放電に加え
て、分圧回路Ｐ1〜Ｐ4への電流を制御することで、全体
として各単位電池の平均電流が均一化されるようにして
もよい。
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図
【図２】本発明の第２実施形態を示す回路図
【図３】従来例を示す回路図
１ 電圧検出回路 ２ トランジスタ（スイッチ素子） ３ ツェナーダイオード ４ 放電抵抗（限流素子） ５ スイッチング制御回路 Ｃ1〜Ｃ 単位電池 Ｄ1〜Ｄ 強制放電回路 Ｐ1〜Ｐ 分圧回路
フロントページの続き (72)発明者 中村 秀司 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA03 CA11 CC04 DA07 DA13 FA06 5H030 AA01 AA08 AS08 BB21 FF44
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の単位電池を直列接続してなる群電
池において、前記各単位電池毎に限流素子を備えた強制
放電回路を設け、その各強制放電回路を選択的に有効化
することにより前記各単位電池の容量を平準化すること
を特徴とする群電池の容量平準化回路。 - 【請求項２】 複数の単位電池を直列接続してなる群電
池であって、前記各単位電池を直列接続した一方の出力
端子と各単位電池の出力端子との間に各単位電池の電圧
を測定するための分圧回路を設けたものにおいて、前記
各単位電池毎に限流素子を備えた強制放電回路を設け、
その各強制放電回路を選択的に有効化することにより前
記各単位電池の容量を平準化することを特徴とする群電
池の容量平準化回路。 - 【請求項３】 前記各強制放電回路は、スイッチ素子と
逆阻止接続のツェナーダイオードと放電抵抗とを直列接
続して構成され、前記ツェナーダイオードのツェナー電
圧は前記単位電池の放電終止電圧とほぼ等しく設定され
ていることを特徴とする請求項２記載の群電池の容量平
準化回路。 - 【請求項４】 複数の単位電池を直列接続してなる群
電池であって、前記各単位電池を直列接続した一方の出
力端子と各単位電池の出力端子との間に各単位電池の電
圧を測定するための分圧回路を設けたものにおいて、前
記各分圧回路にスイッチ素子を設け、その各スイッチ素
子を開閉制御することにより前記各単位電池の容量を平
準化することを特徴とする群電池の容量平準化回路。
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