JP2014030309A - 電圧均等化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスを用いてセルバランスを行う電圧均等化装置において、バッテリの高電圧化に伴う回路規模の増大を抑えることを目的とする。
【解決手段】電池Ｂ１〜Ｂ３のうち、エネルギーの移動元の電池からエネルギーの移動先の電池へエネルギーが移動するように、切替スイッチＳＷｃ１の端子ｔａ１と端子ｔｂ１〜ｔｄ１のうちの何れかの端子とを接続し、切替スイッチＳＷｃ２の端子ｔａ２と端子ｔｂ２〜ｔｄ２のうちの何れかの端子とを接続した後、セルバランス用スイッチＳＷｂをオン、オフさせることによりコイルＬ１、Ｌ２を電磁結合させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を均等化する電圧均等化装置に係わる。

複数の充電可能な電池を直列に接続して高電圧のバッテリを実現する技術が実用化されている。この種のバッテリは、近年では、例えば、エンジンとモータを併用するハイブリッド車や電気自動車への実装において注目されている。

ところが、多数の電池を直列に接続した状態で充電を行うと、各電池の電圧（又は、各電池の充電容量）が不均一になることがある。また、上述のバッテリが電気自動車などに搭載される場合には、モータ駆動時の放電と回生時の充電が繰り返されるので、この充放電の繰り返しによっても各電池の電圧が不均一になることがある。そして、各電池の電圧の不均一は、一部の電池の劣化を促進させるおそれがあり、また、バッテリ全体として効率の低下を引き起こすことがある。なお、各電池の電圧の不均一は、各電池の製造ばらつきや経年劣化などにより生じ得る。このため、従来より、各電池の電圧を均等化（セルバランス）を行う電圧均等化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、既存の電圧均等化装置を示す図である。
図４に示す電圧均等化装置４０は、トランスＴと、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ３と、セルバランス用スイッチ４１とを備える。なお、トランスＴは、直列に接続される電池Ｂ１〜Ｂ３全体に並列接続されるコイルＬ１と、電池Ｂ１に整流用ダイオードＤ１を介して並列接続されるコイルＬ２と、電池Ｂ２に整流用ダイオードＤ２を介して並列接続されるコイルＬ３と、電池Ｂ３に整流用ダイオードＤ３を介して並列接続されるコイルＬ４とを備える。

電圧均等化装置４０は、電池Ｂ１〜Ｂ３のセルバランス時、セルバランス用スイッチ４１をオン、オフする。これにより、電池Ｂ１〜Ｂ３全体からコイルＬ１へ電流が周期的に流れる。すると、コイルＬ１〜Ｌ４が互いに電磁結合して、コイルＬ２〜Ｌ４にもそれぞれ周期的に電流が流れる。このとき、コイルＬ２の両端電圧が電池Ｂ１の電圧よりも高い場合、コイルＬ２に流れる電流が整流用ダイオードＤ１を介して電池Ｂ１に流れて電池Ｂ１が充電される。電池Ｂ２や電池Ｂ３も同様である。そして、電圧均等化装置４０は、例えば、電池Ｂ１〜Ｂ３の各電圧がそれら電圧の平均値と一致又はほぼ一致すると、電池Ｂ１〜Ｂ３の各電圧が均等化したと判断してセルバランス用スイッチ４１のオン、オフを停止する。

特開２０１１−１０１５７２号公報

しかしながら、上述のようにトランスを用いてセルバランスを行う電圧均等化装置では、バッテリの高電圧化による電池の増加に伴って、各電池に対応するコイルも増加するため、回路規模が増大する。

本発明は、トランスを用いてセルバランスを行う電圧均等化装置において、バッテリの高電圧化に伴う回路規模の増大を抑えることを目的とする。

本発明の電圧均等化装置は、バッテリを構成する複数の電池の各電圧の均等化を行う電圧均等化装置であって、トランスと、第１及び第２の切替スイッチと、セルバランス用スイッチと、制御回路とを備える。

前記トランスは、第１のコイルと第２のコイルとを有する。
前記第１の切替スイッチは、前記第１のコイルの両端に接続される第１の端子と、前記複数の電池のそれぞれの両端に接続される複数の第２の端子とを有する。

前記第２の切替スイッチは、前記第２のコイルの両端に接続される第３の端子と、前記複数の電池のそれぞれの両端に接続される複数の第４の端子とを有する。
前記セルバランス用スイッチは、前記第１のコイル側に設けられる。

前記制御回路は、前記複数の電池のうち、エネルギーの移動元の電池からエネルギーの移動先の電池へエネルギーが移動するように、前記第１の端子と前記複数の第２の端子のうちの何れかの端子とを接続し、前記第３の端子と前記複数の第４の端子のうちの何れかの端子とを接続した後、前記セルバランス用スイッチをオン、オフさせることにより前記第１及び第２のコイルを電磁結合させる。

上記電圧均等化装置は、複数の電池の各電圧の均等化時、第１及び第２の切替スイッチの切替動作制御だけで、複数の電池のうちのエネルギーの移動元の電池を第１のコイルに、複数の電池のうちのエネルギーの移動先の電池を第２のコイルに接続させることができる。そのため、バッテリが複数の電池で構成されていても、トランスは第１及び第２のコイルを有するだけでよい。これにより、バッテリの高電圧化に伴って電池が増加しても、トランスのコイルが増加しないため、電圧均等化装置の回路規模の増大を抑えることができる。

本発明によれば、トランスを用いてセルバランスを行う電圧均等化装置において、バッテリの高電圧化に伴う回路規模の増大を抑えることができる。

本発明の実施形態の電圧均等化装置を示す図である。 制御回路の動作を示すフローチャートである。 （ａ）ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すデータの一例を示す図である。（ｂ）電流と回路効率との関係を示すデータの一例を示す図である。 既存の電圧均等化装置を示す図である。

図１は、本発明の実施形態の電圧均等化装置を示す図である。
図１に示す電圧均等化装置１は、例えば、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載され、バッテリ２を構成する複数の電池Ｂ（Ｂ１〜Ｂ３）の電圧の均等化（セルバランス）を行う。バッテリ２は、例えば、走行用モータを駆動するインバータなどへ電力を供給したり、そのインバータなどから回生される電力により充電される。なお、バッテリ２を構成する電池Ｂの数、すなわち、電圧均等化装置１によりセルバランスされる電池Ｂの数は３つに限定されない。また、各電池Ｂは、さらに、直列に接続される２つ以上の電池から構成されてもよい。

また、電圧均等化装置１は、トランスＴと、切替スイッチＳＷｃ１（第１の切替スイッチ）と、切替スイッチＳＷｃ２（第２の切替スイッチ）と、セルバランス用スイッチＳＷｂと、整流用ダイオードＤと、電圧センサＳｃ１〜Ｓｃ３と、電流センサＳａと、制御回路３とを備える。なお、切替スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２は、それぞれ、リレーなどにより構成される。また、セルバランス用スイッチＳＷｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はリレーなどにより構成される。

トランスＴは、コイルＬ１（第１のコイル）と、コイルＬ２（第２のコイル）とを有する。
切替スイッチＳＷｃ１はそれぞれ１対からなる４つの端子ｔａ１〜ｔｄ１を有し、切替スイッチＳＷｃ２はそれぞれ１対からなる４つの端子ｔａ２〜ｔｄ２を有している。すなわち、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔａ１（第１の端子）はコイルＬ１の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔｂ１（第２の端子）は電池Ｂ１の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔｃ１（第２の端子）は電池Ｂ２の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔｄ１（第２の端子）は電池Ｂ３の両端に接続されている。また、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔａ２（第３の端子）はコイルＬ２の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔｂ２（第４の端子）は電池Ｂ１の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔｃ２（第４の端子）は電池Ｂ２の両端に接続され、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔｄ２（第４の端子）は電池Ｂ３の両端に接続されている。また、セルバランス用スイッチＳＷｂはコイルＬ１と切替スイッチＳＷｃ１の端子ｔａ１との間に設けられている。また、整流用ダイオードＤはコイルＬ２と切替スイッチＳＷｃ２の端子ｔａ２との間に設けられている。なお、セルバランス用スイッチＳＷｂはコイルＬ１側に設けられていればよく、上記に限定されず、第２の端子と電池Ｂ２の端子との間に設けられていてもよい。例えば、電池Ｂ１の正極と端子ｔｂ１（電池Ｂ１の正極側）との間に設けられていてもよい。この場合、セルバランス用スイッチＳＷｂは１つではなく第２の端子の数だけある。また、整流用ダイオードＤは、第４の端子と電池Ｂ２の端子との間に設けられていてもよい。例えば、電池Ｂ１の正極と端子ｔｂ２（電池Ｂ１の正極側）との間に設けられていてもよい。この場合、ダイオードＤは１つではなく第４の端子の数だけある。

電圧センサＳｃ１は電池Ｂ１の電圧Ｖ１を検出し、電圧センサＳｃ２は電池Ｂ２の電圧Ｖ２を検出し、電圧センサＳｃ３は電池Ｂ３の電圧Ｖ３を検出する。
電流センサＳａは、セルバランス用スイッチＳＷｂと切替スイッチＳＷｃ１の端子ｔａ１との間に設けられ、電圧均等化装置１に流れる電流Ｉを検出する。

制御回路３は、電圧センサＳｃ１〜Ｓｃ３により検出される電圧Ｖ１〜Ｖ３や電流センサＳａにより検出される電流Ｉに基づいて、切替スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ２の切替動作やセルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを制御することによりセルバランスを行う。また、制御回路３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成され、制御回路３内の記憶部５に記憶されているプログラムをＣＰＵ又はプログラマブルなデバイスが読み出して実行することにより、セルバランスを行う。なお、記憶部５は、制御回路３の外部に設けられてもよい。

図２は、制御回路３の動作を説明するフローチャートである。
まず、制御回路３は、電圧センサＳｃ１〜Ｓｃ３により検出される電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて、電池Ｂ１〜Ｂ３の各電圧が不均一であるか否かを判断し、不均一であると判断した場合、メインスイッチＳＷｍをオフさせてバッテリ２と負荷４とを電気的に切断することによりバッテリ２を負荷４に対してオープン状態にした後、再度、電圧センサＳｃ１〜Ｓｃ３により検出される電圧Ｖ１〜Ｖ３をＯＣＶ（Open Circuit Voltage）１〜ＯＣＶ３とする（Ｓ１）。

次に、制御回路３は、記憶部５に記憶される、ＯＣＶとＳＯＣ（State Of Charge）（満充電容量に対する現在の充電容量の比率［％］）との関係を示すデータ（例えば、図３（ａ）に示すようなＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すデータ）から、ＯＣＶ１〜ＯＣＶ３にそれぞれ対応するＳＯＣ１〜ＳＯＣ３を求めるとともに、それらＳＯＣ１〜ＳＯＣ３の平均値ＳＯＣを求める（Ｓ２）。

次に、制御回路３は、ＳＯＣ１から平均値ＳＯＣを減算した値である差分ΔＳＯＣ１、ＳＯＣ２から平均値ＳＯＣを減算した値である差分ΔＳＯＣ２、ＳＯＣ３から平均値ＳＯＣを減算した値である差分ΔＳＯＣ３を計算する（Ｓ３）。

次に、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３の正負に基づいて、電池Ｂ１〜Ｂ３のエネルギーの授受関係を２つ求めるとともに（Ｓ４）、ＳＯＣ１〜ＳＯＣ３をエネルギー量［Ａｈ］に換算する（Ｓ５）。

次に、制御回路３は、Ｓ４で求めた２つのエネルギーの授受関係において、それぞれ、エネルギーの移動元の電池Ｂからエネルギーの移動先の電池Ｂへのエネルギー移動量Ｘ、Ｙを求める（Ｓ６）。

すなわち、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３において正の値が２個あるとき、それら２個の正の値の差分ΔＳＯＣｐ１、ΔＳＯＣｐ２のうちの一方の差分ΔＳＯＣｐ１に対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ１［Ａｈ］、差分ΔＳＯＣｐ１に対応する電池Ｂのエネルギー移動量をＸ［Ａｈ］とする。また、制御回路３は、他方の差分ΔＳＯＣｐ２に対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ２［Ａｈ］、差分ΔＳＯＣｐ２に対応する電池Ｂのエネルギー移動量をＹ［Ａｈ］とする。なお、このとき負の値の差分ΔＳＯＣｍに対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ３［Ａｈ］とする。そして、制御回路３は、Ｅ１−Ｘ＝Ｅ２−Ｙ＝Ｅ３＋ηＸ＋ηＹという連立方程式をＸ、Ｙについて解くことにより、Ｘ、Ｙを求める。なお、ηは、電圧均等化装置１の回路効率とする。また、制御回路３は、例えば、図３（ｂ）に示すように、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフのデューティ比に応じて電圧均等化装置１に流れる電流と電圧均等化装置１の回路効率との対応を示すデータから、電流センサＳａにより検出される電流Ｉに対応する回路効率を求め、その求めた回路効率を使用してエネルギー移動量を求めるように構成してもよい。これにより、エネルギー移動量の算出精度を維持しつつ、セルバランス時に電圧均等化装置１に流すことが可能な電流の自由度を上げることができる。

また、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３において負の値が２個あるとき、それら２個の負の値の差分ΔＳＯＣｍ１、ΔＳＯＣｍ２のうちの一方の差分ΔＳＯＣｍ１に対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ１［Ａｈ］、差分ΔＳＯＣｍ１に対応する電池Ｂのエネルギー移動量をＸ［Ａｈ］とする。また、制御回路３は、他方の差分ΔＳＯＣｍ２に対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ２［Ａｈ］、差分ΔＳＯＣｍ２に対応する電池Ｂのエネルギー移動量をＹ［Ａｈ］とする。なお、このとき正の値の差分ΔＳＯＣｐに対応する電池Ｂのエネルギー量をＥ３［Ａｈ］とする。そして、制御回路３は、Ｅ１＋ηＸ＝Ｅ２＋ηＹ＝Ｅ３−Ｘ−Ｙという連立方程式をＸ、Ｙについて解くことにより、Ｘ、Ｙを求める。

また、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３において正の値の差分ΔＳＯＣと負の値の差分ΔＳＯＣがそれぞれ１個あるとき、すなわち、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３においてゼロである差分ΔＳＯＣが１個だけあるとき、正の値の差分ΔＳＯＣに対応する電池Ｂのエネルギー量をＥｐ［Ａｈ］、エネルギー移動量をＸ［Ａｈ］とする。なお、このとき負の値の差分ΔＳＯＣｍに対応する電池Ｂのエネルギー量をＥｍ［Ａｈ］とする。そして、制御回路３は、Ｅｐ−Ｘ＝Ｅｍ＋ηＸという方程式をＸについて解くことによりＸを求める。

次に、制御回路３は、Ｓ４で求めた２つのエネルギーの授受関係のうちの一方に基づいて切替スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２の切替動作を制御する（Ｓ７）。例えば、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１、ΔＳＯＣ２がそれぞれ正の値、差分ΔＳＯＣ３が負の値である場合、電池Ｂ１、Ｂ２からそれぞれ電池Ｂ３へエネルギーを移動させるように、切替スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２の切替動作を制御する。

次に、制御回路３は、セルバランス用スイッチＳＷｂをオン、オフさせることによりセルバランスを開始し（Ｓ８）、電流Ｉの電流量がエネルギー移動量Ｘ以上になると（Ｓ９がＹｅｓ）、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを止めることによりセルバランスを停止する（Ｓ１０）。

次に、制御回路３は、Ｓ４で求めた２つのエネルギーの授受関係のうちの他方に基づいて再度切替スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２の切替動作を制御する（Ｓ１１）。なお、Ｓ６においてエネルギー移動量Ｙが求められていない場合、すなわち、差分ΔＳＯＣ１〜ΔＳＯＣ３においてゼロの差分ΔＳＯＣがあるとき、Ｓ１０で制御回路３によるセルバランス動作の制御が終了するものとする。

そして、制御回路３は、セルバランス用スイッチＳＷｂをオン、オフさせることによりセルバランスを開始し（Ｓ１２）、電流Ｉの電流量がエネルギー移動量Ｙ以上になると（Ｓ１３がＹｅｓ）、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを止めてセルバランスを停止する（Ｓ１４）。

例えば、電池Ｂ１のＳＯＣ１が９０［％］、電池Ｂ２のＳＯＣ２が８６［％］、電池Ｂ３のＳＯＣ３が７０［％］である場合、制御回路３は、平均値ＳＯＣとして８２［％］を計算した後、差分ΔＳＯＣｐ１として＋８［％］、差分ΔＳＯＣｐ２として＋４［％］、差分ΔＳＯＣｍとして−１２［％］を計算する。

次に、制御回路３は、差分ΔＳＯＣ１〜差分ΔＳＯＣ３の正負に基づいて、電池Ｂ１〜Ｂ３の互いのエネルギーの授受関係として、「電池Ｂ１→電池Ｂ３」及び「電池Ｂ２→電池Ｂ３」を求める。また、電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの満充電容量が１００［Ａｈ］である場合、制御回路３は、ＳＯＣ１（９０［％］）をエネルギー量Ｅ１（９０［Ａｈ］）に、ＳＯＣ２（８６［％］）をエネルギー量Ｅ２（８６［Ａｈ］）に、ＳＯＣ３（７０［％］）をエネルギー量Ｅ３（７０［Ａｈ］）に換算する。

次に、ηが０．９である場合、制御回路３は、９０［Ａｈ］−Ｘ＝７０［Ａｈ］＋０．９×Ｘ＋０．９×Ｙ、８６［Ａｈ］−Ｙ＝７０［Ａｈ］＋０．９×Ｘ＋０．９×Ｙの連立方程式をＸ、Ｙについて解くことにより、電池Ｂ１から電池Ｂ３へのエネルギー移動量Ｘとして約８．４［Ａｈ］、電池Ｂ２から電池Ｂ３へのエネルギー移動量Ｙとして約４．４［Ａｈ］を求める。

次に、制御回路３は、電池Ｂ１から電池Ｂ３へエネルギーを移動させるために、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔａ１と１対の端子ｔｂ１とを接続させ、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔａ２と１対の端子ｔｄ２とを接続させる。

次に、制御回路３は、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを開始させ、電流センサＳａにより検出される電流Ｉの電流量［Ａｈ］が８．４［Ａｈ］以上になると、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを止める。

次に、制御回路３は、電池Ｂ２から電池Ｂ３へエネルギーを移動させるために、切替スイッチＳＷｃ１の１対の端子ｔａ１と１対の端子ｔｃ１とを接続させ、切替スイッチＳＷｃ２の１対の端子ｔａ２と１対の端子ｔｄ２とを接続させる。

そして、制御回路３は、再度、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを開始させ、電流センサＳａにより検出される電流Ｉの電流量［Ａｈ］が４．４［Ａｈ］以上になると、セルバランス用スイッチＳＷｂのオン、オフを止める。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖ３を均等化することができる。

このように、本実施形態の電圧均等化装置１では、セルバランス時、切替スイッチＳＷｃ１、ＳＷｃ２の切替動作だけで、電池Ｂ１〜Ｂ３のうちのエネルギーの移動元の電池ＢをコイルＬ１に、電池Ｂ１〜Ｂ３のうちのエネルギーの移動先の電池ＢをコイルＬ２に接続させることができる。そのため、バッテリ２が複数の電池Ｂで構成されていても、トランスＴはコイルＬ１、Ｌ２を有するだけでよい。これにより、バッテリ２の高電圧化に伴って電池Ｂが増加しても、トランスＴのコイルが増加しないため、電圧均等化装置１の回路規模の増大を抑えることができる。

また、本実施形態の電圧均等化装置１では、セルバランス前において予め、電池Ｂのエネルギーの授受関係を求めたり、エネルギー移動量を求めたりしておく構成であるため、エネルギー移動回数を少なくとも「（電池Ｂの個数）−１」回とすることができる。これにより、例えば、図４に示すように、電池Ｂ１〜Ｂ３全体から得たエネルギーを各電池Ｂ１〜Ｂ３へ供給する電圧均等化装置４０に比べて、セルバランス中に電池Ｂ１〜Ｂ３の各電圧の平均値が変化してしまうことがないため、セルバランスにかかる時間を短縮することができる。

なお、電流センサＳａの場所は上記に限定されない。例えば、電流センサＳａをコイルＬ１側に設けてもよい。この場合、電流センサＳａにより検出される電流Ｉの電流量は、エネルギーの移動元の電池Ｂからのエネルギー移動量となる。

また、電流センサＳａをコイルＬ２側に設けてもよい。この場合、電流センサＳａにより検出される電流Ｉの電流量は、エネルギーの移動先の電池Ｂへのエネルギー移動量（Ｘ’、Ｙ’）となる。従って、差分ΔＳＯＣ１〜ＳＯＣにおいて正の値が２個あるとき（平均値ＳＯＣより高いＳＯＣの電池Ｂが２個あるとき）、制御回路３は、Ｅ１−Ｘ’／η＝Ｅ２−Ｙ’／η＝Ｅ３＋Ｘ’＋Ｙ’という連立方程式をＸ’、Ｙ’について解くことにより、Ｘ’、Ｙ’を求める。差分ΔＳＯＣ１〜ＳＯＣにおいて負の値が２個あるとき（平均値ＳＯＣより低いＳＯＣの電池Ｂが２個あるとき）、制御回路３は、Ｅ１＋Ｘ’＝Ｅ２＋Ｙ’＝Ｅ３−Ｘ’／η−Ｙ’／ηという連立方程式をＸ’、Ｙ’について解くことにより、Ｘ’、Ｙ’を求める。差分ΔＳＯＣ１〜ＳＯＣにおいて正の値の差分ΔＳＯＣと負の値の差分ΔＳＯＣがそれぞれ１個あるとき、制御回路３は、Ｅｐ−Ｘ’／η＝Ｅｍ＋Ｘ’という方程式をＸ’について解くことによりＸ’を求める。
即ち、本発明において、電流センサＳａをコイルＬ１側に設けた場合は、エネルギーの移動先（エネルギーを受け取る側）に回路効率を乗算し、電流センサＳａをコイルＬ２側に設けた場合は、エネルギーの移動元（エネルギーを出す側）に回路効率を除算する連立方程式となる。

１ 電圧均等化装置
２ バッテリ
３ 制御回路
４ 負荷
Ｔ トランス
Ｄ 整流用ダイオード
Ｓｃ 電圧センサ
Ｓａ 電流センサ
ＳＷｃ 切替スイッチ
ＳＷｂ セルバランス用スイッチ
ＳＷｍ メインスイッチ

Claims (5)

1. バッテリを構成する複数の電池の各電圧の均等化を行う電圧均等化装置であって、
   第１のコイルと第２のコイルとを有するトランスと、
   前記第１のコイルの両端に接続される第１の端子と、前記複数の電池のそれぞれの両端に接続される複数の第２の端子とを有する第１の切替スイッチと、
   前記第２のコイルの両端に接続される第３の端子と、前記複数の電池のそれぞれの両端に接続される複数の第４の端子とを有する第２の切替スイッチと、
   前記第１のコイル側に設けられるセルバランス用スイッチと、
   前記複数の電池のうち、エネルギーの移動元の電池からエネルギーの移動先の電池へエネルギーが移動するように、前記第１の端子と前記複数の第２の端子のうちの何れかの端子とを接続し、前記第３の端子と前記複数の第４の端子のうちの何れかの端子とを接続した後、前記セルバランス用スイッチをオン、オフさせることにより前記第１及び第２のコイルを電磁結合させる制御回路と、
   を備えることを特徴とする電圧均等化装置。
2. 請求項１に記載の電圧均等化装置において、
   前記制御回路は、前記複数の電池のそれぞれの満充電容量に対する現在の充電容量の比率のうち、それら比率の平均値との差分が正の値になる比率と負の値になる比率を求め、前記正の値になる比率に対応する電池から前記負の値になる比率に対応する電池へエネルギーが移動するように、前記第１の端子と前記複数の第２の端子のうちの何れかの端子とを接続し、前記第３の端子と前記複数の第４の端子のうちの何れかの端子とを接続した後、前記セルバランス用スイッチをオン、オフさせる
   ことを特徴とする電圧均等化装置。
3. 請求項２に記載の電圧均等化装置において、
   前記制御回路は、セルバランス前に、当該電圧均等化装置の回路効率を考慮して、エネルギー授受関係とエネルギー移動量を決める
   ことを特徴とする電圧均等化装置。
4. 請求項２に記載の電圧均等化装置において、
   前記制御回路は、前記正の値になる比率に対応する電池のエネルギー量からエネルギー移動量を減算した値と、前記負の値になる比率に対応する電池のエネルギー量と前記エネルギー移動量に当該電圧均等化装置の回路効率を乗算した値とを加算した値と、が互いに等しくなるように、前記第１の端子と前記複数の第２の端子のうちの何れかの端子とを接続し、前記第３の端子と前記複数の第４の端子のうちの何れかの端子とを接続した後、前記セルバランス用スイッチをオン、オフさせる
   ことを特徴とする電圧均等化装置。
5. 請求項２に記載の電圧均等化装置において、
   前記制御回路は、前記正の値になる比率に対応する電池のエネルギー量からエネルギー移動量に当該電圧均等化装置の回路効率を除算した値を減算した値と、前記負の値になる比率に対応する電池のエネルギー量と前記エネルギー移動量とを加算した値と、が互いに等しくなるように、前記第１の端子と前記複数の第２の端子のうちの何れかの端子とを接続し、前記第３の端子と前記複数の第４の端子のうちの何れかの端子とを接続した後、前記セルバランス用スイッチをオン、オフさせる
   ことを特徴とする電圧均等化装置。

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