JP3688622B2 - 組電池の充電状態調整方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成され、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池の充電状態を調整する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド電気自動車においては、ニッケル−水素電池やリチウム電池といった２次電池を単位セルとしてこれらを複数個直列接続した組電池が、電動モータの電源として用いられている。
【０００３】
そして、上述した組電池には、充放電を繰り返すうちに、各単位セルの充電状態（ＳＯＣ）に基づく端子電圧にばらつきが生じ、これを放置したまま充電を行うと一部の単位セルが過充電状態となりかねず、また、そのような状態を繰り返し発生させると、各単位セル毎に劣化の進行にばらつきが生じてしまう、という問題があることが知られている。
【０００４】
そこで、従来から、各単位セルの端子電圧のばらつきを解消するための提案が種々なされているが、その一例として、特開平１０−２２５００５号公報により提案された二次電池電位均等化回路では、時間に対しほぼ均等になる割合で各単位セルをコンデンサに順次切り換えて接続することで、蓄積電荷の多い単位セルからコンデンサを介して蓄積電荷の少ない単位セルに電荷を移動させて均等化を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開平１０−２２５００５号公報の二次電池電位均等化回路のような形態でコンデンサを用いる場合、各単位セルの均等化が終了してコンデンサが全ての単位セルから切り離されると、均等化の動作中にコンデンサに蓄積されていた電荷は程なく自然放電により放出されてしまうので、次に各単位セルの均等化を行う場合には、コンデンサがほぼ電荷を蓄積していない状態から動作を開始することになる。
【０００６】
したがって、上述した特開平１０−２２５００５号公報により提案された従来の方式のように、時間で区切ってコンデンサに接続する単位セルの順番が常に同じである場合は、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルに比べて、コンデンサに電荷が蓄積されていない分だけコンデンサとの端子電圧の差が大きく、それだけ多くの電荷がコンデンサに移動することになる。
【０００７】
そのため、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルよりも相対的に、均等化動作の開始時点における放電量が多くなり、その結果、均等化動作を繰り返せば繰り返すほど、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルよりも、放電による劣化が進行してしまうという不具合がある。
【０００８】
そして、上述した不具合は、車両に搭載された組電池に限らず、携帯電話や携帯式の家電品等、種々の分野において使用される組電池について、広く当てはまるものであった。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、複数個直列に接続されて組電池を構成する単位セルの相互間に生じた充電状態のばらつきを、キャパシタを経由した各単位セル相互間の電荷移動により解消するに当たり、各単位セルとキャパシタとの間での電荷移動量が特定の単位セルだけ集中して大きくなってしまうのを極力抑制乃至防止することができる組電池の充電状態調整方法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する請求項１乃至請求項３に各々記載した本発明は、組電池の充電状態調整方法に関するものであり、請求項４乃至請求項６に各々記載した本発明は、組電池の充電状態調整装置に関するものである。
【００１１】
そして、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整するに当たり、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電しておくようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルを前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了するようにした。
【００１３】
さらに、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記キャパシタの端子電圧が前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に前記キャパシタを予め充電しておくようにした。
【００１４】
また、請求項４に記載の組電池した本発明の充電状態調整装置は、図１に基本構成図で示すように、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池Ａを構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、前記組電池Ａの開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタＣCHG に、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池Ａの充電状態を調整する組電池の充電状態調整装置であって、内部に蓄積された電荷が前記組電池Ａの充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタＣCHG に、前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の該組電池Ａの開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続する初期充電用接続セル切換手段Ｂを備えており、前記初期充電用接続セル切換手段Ｂにより前記キャパシタＣCHG に前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの蓄積電荷により前記キャパシタＣCHG を、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前に予め充電することを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置は、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記初期充電用接続セル切換手段Ｂにより、前記各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一巡するまでこれら各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが前記キャパシタＣCHG に個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタＣCHG の予充電を終了する予充電終了手段１１Ａをさらに備えるものとした。
【００１６】
また、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置は、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記キャパシタＣCHG が、前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn 以下の端子電圧ＶCAP となるように、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前に予充電されるものとした。
【００１７】
請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、内部に蓄積された電荷が組電池の充電状態の非調整中に自然放電されるキャパシタに対して、組電池の充電状態の調整を開始する前の各単位セルが個別に順次切り換えて接続されると、各単位セルからキャパシタに電荷が移動して徐々に蓄積される。
【００１８】
すると、キャパシタに電荷が徐々に蓄積されることから、後に接続された単位セルほど、単位時間当たりにキャパシタに移動する電荷の量が徐々に減少するが、キャパシタに対する各単位セルの接続時間を徐々に長くすることから、キャパシタに接続されている間に各単位セルからキャパシタに移動する電荷の量は、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないことになる。
【００１９】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルをキャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、各単位セルに蓄積された電荷によるキャパシタの予充電が終了されることから、この予充電の間にキャパシタに各々移動した電荷の総量は、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないことになる。
【００２０】
さらに、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、組電池の充電状態の調整を開始する時点における各単位セルの端子電圧とキャパシタの端子電圧とが共に、各単位セルの満充電状態における開回路端子電圧を上回ることがなく、かつ、組電池の充電状態の調整を開始した後に、キャパシタとこれに接続された各単位セルとの間で蓄積電荷の移動が発生し、端子電圧の低い方が蓄積電荷の移動により充電されても、充電後の端子電圧が、蓄積電荷を放出した端子電圧の高い方を超えることはないので、組電池の充電状態の調整を終えた後の単位セルの端子電圧は、各単位セルの満充電状態における開回路端子電圧を絶対に上回らないことになる。
【００２１】
また、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、図１に示すように、内部に蓄積された電荷が組電池Ａの充電状態の非調整中に自然放電されるキャパシタＣCHG に対して、組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが、初期充電用接続セル切換手段Ｂによって個別に順次切り換えて接続されると、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎからキャパシタＣCHG に電荷が移動して徐々に蓄積される。
【００２２】
すると、キャパシタＣCHG に電荷が徐々に蓄積されることから、後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎほど、単位時間当たりにキャパシタＣCHG に移動する電荷の量が徐々に減少するが、キャパシタＣCHG に対する各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの接続時間を、初期充電用接続セル切換手段Ｂが徐々に長くすることから、キャパシタＣCHG に接続されている間に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎからキャパシタＣCHG に移動する電荷の量は、先に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも殆ど変わらないことになる。
【００２３】
また、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、初期充電用接続セル切換手段Ｂにより、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一巡するまでこれら各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎがキャパシタＣCHG に個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに蓄積された電荷によるキャパシタＣCHG の予充電が予充電終了手段１１Ａによって終了されることから、この予充電の間にキャパシタＣCHG に各々移動した電荷の総量は、先に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも殆ど変わらないことになる。
【００２４】
さらに、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、組電池Ａの充電状態の調整を開始する時点における各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧とキャパシタＣCHG の端子電圧とが共に、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧を上回ることがなく、かつ、組電池Ａの充電状態の調整を開始した後に、キャパシタＣCHG とこれに接続された各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間で蓄積電荷の移動が発生し、端子電圧の低い方が蓄積電荷の移動により充電されても、充電後の端子電圧が、蓄積電荷を放出した端子電圧の高い方を超えることはないので、キャパシタＣCHG の蓄積電荷の移動により充電された後の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧は、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧を絶対に上回らないことになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による組電池の充電状態調整方法を、本発明による組電池の充電状態調整装置と共に、図面を参照して説明する。
【００２６】
図２は本発明の一実施形態に係る組電池の充電状態調整装置（以下、「調整装置」と略記する。）の概略回路構成を一部ブロックにて示す説明図であり、図２中引用符号１で示す本実施形態の調整装置は、エンジンとモータジェネレータ（いずれも図示せず。）を走行用駆動源として併用するハイブリッド電気自動車（以下、「車両」と略記する。）において、前記不図示の電動モータの電源として用いられるメインバッテリＡ（請求項中の組電池に相当。）に接続して使用されるものである。
【００２７】
前記メインバッテリＡは、２次電池からなる単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを複数個直列に接続して構成されており、メインバッテリＡの両端には、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等が、必要に応じて負荷として接続される他、不図示のオルタネータや、発電機として機能している状態のモータジェネレータが、必要に応じて充電器として接続される。
【００２８】
そして、本実施形態の調整装置１は、オルタネータやモータジェネレータ等とは絶縁して設けられた均等充電用コンデンサＣCHG （請求項中のキャパシタに相当。）と、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正負各極を選択的に均等充電用コンデンサＣCHG に接続させるための複数のフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎとを有している。
【００２９】
尚、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ（ｎ−１）ｎを除く他のフォトＭＯＳトランジスタＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−２）（ｎ−１）は、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極選択用と、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極選択用とを兼ねている。
【００３０】
そのため、本実施形態の調整装置１には、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎをオンさせる際に、そのオンにより充電用コンデンサＣCHG に接続するのが、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極であるのか、それとも、単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極であるのかを選択するための、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが設けられている。
【００３１】
また、均等充電用コンデンサＣCHG には、この均等充電用コンデンサＣCHG に対する電荷の流入又は流出の際に、その流入量又は流出量、つまり、電荷の移動量に応じた電流を、均等充電用コンデンサＣCHG と絶縁された回路上で発生させて、電荷の移動量に応じた電位差を生じさせる電荷移動検出回路部５が接続されている。
【００３２】
そして、電荷移動検出回路部５に生じた電位差は、アンプ７で増幅された後、コンパレータ９によって、電荷移動量の基準値に相当する電位と比較され、均等充電用コンデンサＣCHG に対する電荷の流入量又は流出量（電荷の移動量）が基準値に達しているか達していないかによってハイ、ローの状態が異なるコンパレータ９の比較出力が、マイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）１１の入力ポートＰＯＲＴに入力される。
【００３３】
尚、コンパレータ９によってアンプ７の増幅出力と比較する電荷移動量の基準値は、電荷移動量＝０以上の任意の値に相当する電位に設定可能であるが、本実施形態では、電荷移動量＝０に相当する電位に基準値が設定されている。
【００３４】
これら電荷移動検出回路部５、アンプ７、コンパレータ９、並びに、ＣＰＵ１１も、メインバッテリＡ、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎ、充電用コンデンサＣCHG 、並びに、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと共に、調整装置１を構成しており、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉はＣＰＵ１１によって制御される。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、例えばワンチップマイコン等からなり、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有するＲＡＭ（図示せず。）と、ＣＰＵ１１に各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず。）とを、内蔵している。
【００３６】
次に、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ１１が行う処理のうち、特に、オルタネータや発電機として機能している状態のモータジェネレータにより発電された電力によるメインバッテリＡの充電動作が完了した後に実行される、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態を均等化するための均等化充電処理等について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
不図示の電源からの給電を受けてＣＰＵ１１が起動しプログラムがスタートすると、まず、前回の均等化処理の後に蓄積電荷を自然放電した状態にある充電用コンデンサＣCHG の初期充電を開始し（ステップＳ１）、ＲＡＭのワークエリアに確保された接続セルカウンタのカウント値ｉを、単位セルＢＡＴ１に対応する「１」に設定すると共に（ステップＳ２）、ＲＡＭのワークエリアに確保された接続時間タイマのタイムアップ時間ｔを「０．１ｍｓｅｃ」に設定する（ステップＳ３）。
【００３８】
次に、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉状態を制御して、接続セルカウンタのカウント値ｉに対応する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしを各々接続させ（ステップＳ４）、その後、接続時間タイマのタイマ値がタイムアップ時間ｔに達したか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００３９】
タイムアップ時間ｔに達していない場合は（ステップＳ５でＮ）、ステップＳ４にリターンし、達した場合は（ステップＳ５でＹ）、接続セルカウンタのカウント値ｉが、メインバッテリＡを構成する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの個数に対応する「ｎ」に達したか否かを確認し（ステップＳ６）、達していない場合は（ステップＳ６でＮ）、接続時間タイマのタイムアップ時間ｔを「０．１ｍｓｅｃ」増やし（ステップＳ７）、接続セルカウンタのカウント値ｉを「１」インクリメントした後（ステップＳ８）、ステップＳ４にリターンする。
【００４０】
一方、ステップＳ５において接続時間タイマのタイマ値がタイムアップ時間ｔに達している場合（Ｙ）には、充電用コンデンサＣCHG の初期充電を終了し（ステップＳ９）、引き続き、均等化充電を開始して（ステップＳ１０）、ＲＡＭのワークエリアに確保された第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´を、単位セルＢＡＴ１に対応する「１」に設定する（ステップＳ１１）。
【００４１】
次に、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉状態を制御して、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´に対応する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしを各々接続させ（ステップＳ１２）、その後、入力ポートＰＯＲＴに入力されるコンパレータ９の比較出力のハイ、ローの状態に基づいて、現在接続されている単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間を電荷が移動中であるか否かを確認し（ステップＳ１３）、移動中である場合は（ステップＳ１３でＹ）、ステップＳ１２にリターンする。
【００４２】
一方、現在接続されている単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間を電荷が移動中でない場合は（ステップＳ１３でＮ）、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が、メインバッテリＡを構成する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの個数に対応する「ｎ」に達したか否かを確認する（ステップＳ１４）。
【００４３】
第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が「ｎ」に達していない場合は（ステップＳ１４でＮ）、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´を「１」インクリメントした後（ステップＳ１５）、ステップＳ１２にリターンし、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が「ｎ」に達している場合は（ステップＳ１４でＹ）、ステップＳ１１からステップＳ１５までのルーチンの繰り返しの際に、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったか否かを確認する（ステップＳ１６）。
【００４４】
そして、一部の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間を移動する電荷があった場合は（ステップＳ１６でＮ）、ステップＳ１１にリターンし、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかった場合は（ステップＳ１６でＹ）、均等化充電を終了して（ステップＳ１７）、一連の処理を終わる。
【００４５】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の調整装置１では、請求項中の初期充電用接続セル切換手段Ｂが、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと、図３中のステップＳ２乃至ステップＳ８とによって構成されており、図３中のステップＳ６及びステップＳ７が、請求項中の予充電終了手段１１Ａに対応する処理となっている。
【００４６】
次に、上述のように構成された本実施形態の調整装置１の動作（作用）について説明する。
【００４７】
まず、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等の負荷にメインバッテリＡが接続されている閉回路状態では、負荷に対するメインバッテリＡからの放電が行われ、また、オルタネータや発電機として機能している状態のモータジェネレータにメインバッテリＡが接続されている閉回路状態では、それらによって発電された電力によりメインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが充電される。
【００４８】
ここで、メインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態（ＳＯＣ）に基づく端子電圧にばらつきが生じていて、単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 、単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 、単位セルＢＡＴｎの開回路状態端子電圧Ｖn 、並びに、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP の間に、ＶB ＝Ｖ1 （＝Ｖ）＞Ｖ2 ＞Ｖn の関係（但し、Ｖは、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧）が生じているものとする。
【００４９】
そして、メインバッテリＡが負荷やオルタネータ等から切り離された、例えば車両のイグニッションスイッチのオフ状態において、後述する均等充電用コンデンサＶCAP の予備充電動作を行った後、均等化充電動作に入り、まず、極性反転用リレー２ａ，３ａがオンされると共に、極性反転用リレー２ｂ，３ｂがオフされ、この状態で、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２のみがオンされて、単位セルＢＡＴ１と均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしが各々接続される。
【００５０】
しかし、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP と単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 とが等しいことから、平衡状態にある均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ１との間では電荷の移動が起こらず、したがって、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が即座に次の単位セルＢＡＴ２に切り換えられることになる。
【００５１】
具体的には、極性反転用リレー２ｂ，３ｂがオンされると共に、極性反転用リレー２ａ，３ａがオフされ、この状態で、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ１２，ＳＷ２３のみがオンされて、単位セルＢＡＴ２と均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしが各々接続される。
【００５２】
すると、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 よりも高いことから、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ２への移動が起こり、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ２が充電されて単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 が上がる一方、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ２に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がる。
【００５３】
そして、両端子電圧Ｖ2 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ2 ，ＶCAP が等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ２とが平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ２との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ３に切り換えられる。
【００５４】
ここで、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 よりも高ければ、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ３への移動が起こり、反対に、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 よりも低ければ、単位セルＢＡＴ３に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こる。
【００５５】
そして、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ３への移動が起こった場合は、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ３が充電されて単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 が上がるのに対して、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ３に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がって、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなる。
【００５６】
一方、単位セルＢＡＴ３に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こった場合は、単位セルＢＡＴ３によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 が放電により下がって、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなる。
【００５７】
いずれにしても、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP が等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ３とが平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ３との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ４以降に切り換えられる。
【００５８】
その後は、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１との間で、その時点での均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 よりも高ければ、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１への移動が起こり、反対に、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 よりも低ければ、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こる。
【００５９】
そして、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１への移動が起こった場合は、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１が充電されて単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 が上がるのに対して、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がって、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなる。
【００６０】
これに対し、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こった場合は、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 が放電により下がって、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなる。
【００６１】
いずれにしても、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなり、やがて、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 とが等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１と平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ５，…，ＢＡＴｎに切り換えられる。
【００６２】
そして、一回りの最後に単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続されると、両者の端子電圧Ｖn ，ＶCAP に差があれば、端子電圧の高い方から低い方へ電荷が移動し、これにより、電荷を放出して放電した側の端子電圧が下がると共に電荷を受け入れて充電した側の端子電圧が上がって、両端子電圧Ｖn ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖn ，ＶCAP が等しくなる。
【００６３】
また、一回りの最後に単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続された時点で、両者の端子電圧Ｖn ，ＶCAP に差がなければ、そもそも両者の間に電荷の移動は発生しない。
【００６４】
いずれにせよ、単位セルＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間で電荷の移動が発生しなくなると、少なくとも、単位セルＢＡＴ２が均等充電用コンデンサＣCHG に接続されていた際に、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ２への移動が発生していたので、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったという状況が満たされていないので、単位セルＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間で電荷の移動がなくなった時点で、即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が再び最初の単位セルＢＡＴ１に切り換えられる。
【００６５】
ところで、単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続された時点では、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が蓄積電荷の単位セルＢＡＴｎへの放出により単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 よりも低くなっており、また、単位セルＢＡＴｎの開回路状態端子電圧Ｖn は元々単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 よりも低いことから、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴｎとのどちらが蓄積電荷を放出したとしても、この時点で単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 が均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP よりも低くなっていることはあり得ない。
【００６６】
したがって、再び単位セルＢＡＴ１が均等充電用コンデンサＣCHG に接続された場合には、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP よりも開回路状態端子電圧Ｖ1 が高い単位セルＢＡＴ１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こり、単位セルＢＡＴ１によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 が放電により下がって、両端子電圧Ｖ1 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ1 ，ＶCAP が等しくなる。
【００６７】
以後、今まで接続されていた単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１との間で電荷の移動が生じなくなる毎に、即座に、均等充電用コンデンサＣCHG への接続対象が次の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに順番に切り換えられ続けると、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと充電用コンデンサＣCHG との間で、各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn と端子電圧ＶCAP の高い方から低い方への蓄積電荷の移動が行われて、各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn と端子電圧ＶCAP との差が次第に縮小して行き、やがては、同じ値に収斂することになる。
【００６８】
そして、最初の単位セルＢＡＴ１から最後の単位セルＢＡＴｎまで、均等充電用コンデンサＣCHG への接続対象が一回り切り換えられる間に、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったという状況が満たされるようになると、その時点で、均等化充電動作が終了されて、再び、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等の負荷にメインバッテリＡが接続されてその負荷に放電を行う状態や、オルタネータ等にメインバッテリＡが接続されてメインバッテリＡが充電される状態を、いずれ迎えることになる。
【００６９】
このような均等化充電動作が実行されている間、充電用コンデンサＣCHG に対して各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが各々接続される時間の長さは、上述したように、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間の電荷移動がどのぐらいの時間続くかによってまちまちであり、上述した実施形態の場合のパターンとは必ずしも一致しないが、参考までにそのパターンの一例を図面によって示すと、例えば図４のタイミングチャートのようになる。
【００７０】
ところで、上述したようにして均等化充電動作が終了し、その後にメインバッテリＡの放電状態や充電状態が発生すると、静電容量がメインバッテリＡのように大きくない充電用コンデンサＣCHG の蓄積電荷は、程なく自然放電により放出されてしまい、次に均等化充電動作を行う頃には、充電用コンデンサＣCHG には電荷が全く蓄積されていないに等しい状態にある。
【００７１】
したがって、このまま均等化充電動作を開始すると、充電用コンデンサＣCHG に最初に接続される単位セルＢＡＴ１が、充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ１の端子電圧Ｖ1 と等しくなるまで、充電用コンデンサＣCHG に接続され続けることになる。
【００７２】
すると、均等化充電動作を行うことが原因で、他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに比べて単位セルＢＡＴ１の放電量が相対的に大きくなり、単位セルＢＡＴ１の劣化が他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの劣化よりも相対的に速く進行してしまうことになりかねない。
【００７３】
そこで、本実施形態の調整装置１では、均等化充電動作を開始する前に、先程説明を保留した、以下に説明する充電用コンデンサＣCHG の初期充電動作が実行される。
【００７４】
この初期充電動作では、具体的には、均等化充電動作を開始する前に、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を０．１ｍｓｅｃ、０．２ｍｓｅｃ、０．３ｍｓｅｃ、０．４ｍｓｅｃ、…と、図５のタイミングチャートに示すように同じ時間長（本実施形態では０．１ｍｓｅｃ）ずつ長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続して行く。
【００７５】
すると、充電用コンデンサＣCHG には当初電荷が蓄積されていないことから、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間では、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に電荷が移動することになる。
【００７６】
そして、充電用コンデンサＣCHG に先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の方が、後から充電用コンデンサＣCHG に接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎよりも、充電用コンデンサＣCHG との端子電圧差が大きいことから、単位時間当たりに単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量は、充電用コンデンサＣCHG に先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の方が、後から充電用コンデンサＣCHG に接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎよりも、相対的に大きいことになる。
【００７７】
そこで、充電用コンデンサＣCHG に後から接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎほど、先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１よりも、接続時間を長くすることで、充電用コンデンサＣCHG に接続されている間に接続相手の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量を、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎともほぼ同じ量となるようにしている。
【００７８】
ちなみに、上述した初期充電動作は、メインバッテリＡが負荷やオルタネータ等から切り離された、例えば車両のイグニッションスイッチのオフ状態において行われるが、仮に、メインバッテリＡの充電後に初期充電動作が行われるとしても、その時点での各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn は、不図示の充電制御手段の制御によって、少なくとも満充電状態における開回路端子電圧Ｖ以下の値にコントロールされている。
【００７９】
そのため、上述した初期充電動作の終了時点、つまり、均等化充電動作の開始時点の均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP は、少なくとも、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖ以下の値となる。
【００８０】
尚、理想的には、均等化充電動作の開始時点において、均等充電用コンデンサＣCHG が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、予め充電されていることが好ましい。
【００８１】
このように、本実施形態の調整装置１によれば、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに、オルタネータやモータジェネレータ等の負荷や充電源とは絶縁して設けられた充電用コンデンサＣCHG を、個別に順次切り換えて接続することで、メインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態を調整するのに先立って、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を同じ時間長ずつ長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続し、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG にほぼ同じ量ずつ電荷を移動させて、充電用コンデンサＣCHG を予め充電しておく構成とした。
【００８２】
よって、この初期充電動作を均等化充電動作を開始する前に実行することで、均等化充電動作の開始直後に最初に単位セルＢＡＴ１を充電用コンデンサＣCHG に接続する時点での、両者の端子電位差を縮小しておき、これにより、均等化充電動作を行うことが原因で、他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに比べて単位セルＢＡＴ１の放電量が相対的に大きくなり、単位セルＢＡＴ１の劣化が他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの劣化よりも相対的に速く進行してしまうことを、防止することができる。
【００８３】
しかも、本実施形態の調整装置１によれば、初期充電動作を行う直前の段階で、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn にばらつきがあるかどうかは、そのときの状況によって異なるが、初期充電動作によって各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量がほぼ同じであることから、初期充電動作の前よりも後の方が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn のばらつきが大きくなって、その後の均等化充電動作による各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態の均等化を遅延させるような悪影響を、初期充電動作がメインバッテリＡに及ぼすことを、確実に防止することができる。
【００８４】
尚、上述した実施形態では、調整装置１の使用を開始する前の初期状態において均等充電用コンデンサＣCHG が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、予め充電されているものとしたが、均等充電用コンデンサＣCHG の初期充電状態や容量は、任意の値を適宜選択することができる。
【００８５】
しかし、特に本実施形態のように、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、均等充電用コンデンサＣCHG を初期状態において予め充電しておく構成とすれば、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖを上回らない以上、均等充電用コンデンサＣCHG が仮に放電して各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電するにしても、開回路端子電圧Ｖを超えて各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを過充電する可能性はないので、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの過充電防止を確実にすることができる点で、有利である。
【００８６】
また、上述した実施形態では、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を徐々に長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続し終えたところで、充電用コンデンサＣCHG の初期充電動作を終了するものとしたが、初期充電動作の終了は、それ以外のタイミングであってもよい。
【００８７】
例えば、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの順番で一巡させる動作を１ルーチンとし、このルーチンを複数回行った時点で初期充電動作を終了するようにしてもよく、或は、初期充電動作の開始から一定の時間が経過したならば、ルーチンの途中であっても初期充電動作を終了するようにしてもよい。
【００８８】
尚、ルーチンの途中で初期充電動作を終了するよりは、１つのルーチンが終わったところで初期充電動作を終了する方が、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが同じ量ずつ蓄積電荷を放出することになるので、理想的ではある。
【００８９】
しかし、ルーチンの回数が増えれば増えるほど、充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP の方が単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn よりも高くなって、充電用コンデンサＣCHG から単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに電荷が移動するようになり、実質的に初期充電動作が終了する状況が発生しやすくなるので、初期充電動作の終了タイミングは、必ず１つのルーチンが終わったところでなければならないことはない。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、メインバッテリＡの開回路状態において、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に個別に順次切り換えて接続することで行う均等化充電動作を、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間の電荷移動がなくなった時点で、充電用コンデンサＣCHG に接続する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、次の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに切り換えることで、行うものとした。
【００９１】
しかし、例えば、従来の技術の欄で例示した特開平１０−２２５００５号公報の二次電池電位均等化回路のように、時間に対しほぼ均等になる割合で各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に順次切り換えて接続する形態で、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等化充電動作を行ってもよく、本発明は、本実施形態で示した以外の形態で単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等化充電動作を行う場合についても、その均等化充電動作を開始する前に充電用コンデンサＣCHG を前もって充電しておく際に用いる方式として、広く適用可能である。
【００９２】
また、本実施形態では、初期充電動作や均等化充電動作の際に、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、図２中の枝番号の番号順に接続するものとしたが、充電用コンデンサＣCHG に接続する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの順番は、一回りするうちに一部の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが複数回ダブって接続されることのない限り、ランダムを含めて如何なる順番であってもよい。
【００９３】
特に、本実施形態の場合、ｎ＝偶数であるならば、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎのように、１つ置きの順番で全単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に順次接続するようにしてもよい。
【００９４】
そして、この順番で切り換えるようにすれば、枝番号が奇数の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の相互間や、枝番号が偶数の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎの相互間で、充電用コンデンサＣCHG への接続対象を切り換える際に、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの切り換え動作が不要になるので、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの制御上有利であると共に、メカ接点の開閉による電力ロスを極力抑えることができるので、電力効率上も有利である。
【００９５】
さらに、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎの使用個数を抑えるためには、本実施形態のように、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線の一部や、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線の一部を、兼用するのが有効である。
【００９６】
しかし、本発明を実施する上では、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線、及び、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線を、各々独立して個別に設けても、一向に差し支えなく、その場合には、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂとその切り換え動作用の制御を省略することができる。
【００９７】
また、均等充電用コンデンサＣCHG と各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間に介設されてこれらを選択的に接続させるのは、本実施形態のようなフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎでなくてもよく、例えば、機械式のリレー等であってもよいが、本実施形態のようにフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎを用いれば、高電圧系であるメインバッテリＡから低電圧系であるアンプ７、コンパレータ９、及び、ＣＰＵ１１を電気的に絶縁させて、これらを高圧から保護することができるので、有利である。
【００９８】
さらに、ＣＰＵ１１による各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等充電用コンデンサＣCHG に対する切り換え接続は、メインバッテリＡが充放電を行っていない状態であれば、任意の状態で行ってよい。
【００９９】
また、本実施形態では、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、図２中の記号からも明らかなように、単一のセルであるものとしたが、本発明は、各単位セルが複数の直列接続されたセルブロックである組電池についても、それらのセルブロック相互の充電状態を均等化する際の、充電用コンデンサＣCHG の予充電の方式として、適用することができる。
【０１００】
さらに、本実施形態では、車両（ハイブリッド電気自動車）において用いられる電動モータ用のメインバッテリＡを例に取って説明したが、車両に限らず、携帯電話や携帯式の家電品等、種々の分野において使用される組電池を構成する単位セルの充電状態を調整する際に、本発明が広く適用可能であることは、言うまでもない。
【０１０１】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整するに当たり、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電しておくようにした。
【０１０２】
また、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整する組電池の充電状態調整装置であって、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続する初期充電用接続セル切換手段を備えており、前記初期充電用接続セル切換手段により前記キャパシタに前記単位セルを個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電する構成とした。
【０１０３】
このため、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法と、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置とのいずれによっても、組電池の充電状態の調整の開始時点でキャパシタが電荷を蓄積していないが故に、組電池の充電状態が調整される度に、調整開始後最初にキャパシタに接続される単位セルからキャパシタに電荷移動がなくなるまで電荷が繰り返し移動され、これにより、調整開始後最初にキャパシタに接続される単位セルが、組電池の充電状態を調整すればするほど充放電過多となって他の単位セルよりも相対的に劣化が進行してしまうのを、防止することができる。
【０１０４】
しかも、キャパシタに対する各単位セルの接続時間を徐々に長くすることで、キャパシタに接続されている間に各単位セルからキャパシタに移動する電荷の量を、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないようにして、組電池の充電状態の調整の開始前にキャパシタを充電するための、各単位セルからキャパシタへの電荷移動によって、特定の単位セルが他の単位セルよりも相対的に充放電過多となって劣化が進行してしまうのを、防止することができる。
【０１０５】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルを前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了するようにした。
【０１０６】
さらに、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記初期充電用接続セル切換手段により、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルが前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了する予充電終了手段をさらに備える構成とした。
【０１０７】
このため、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、また、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、いずれも、予充電の間に各単位セルからキャパシタに各々移動した電荷の総量が、予充電の際に先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないようにして、特定の単位セルが他の単位セルよりも相対的に充放電過多となって劣化が進行してしまうのを、より一層確実に防止することができる。
【０１０８】
また、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記キャパシタの端子電圧が前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に前記キャパシタを予め充電しておくようにした。
【０１０９】
さらに、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記キャパシタが、前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下の端子電圧となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予充電される構成とした。
【０１１０】
このため、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、また、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、いずれも、例え、キャパシタの端子電圧が単位セルの端子電圧を上回るまで充電されたとしても、組電池の充電状態の調整の際に、キャパシタからの蓄積電荷の移動により単位セルが満充電状態における端子電圧を超える電圧まで過充電されてしまうことを、確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による組電池の充電状態調整装置の基本構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る組電池の充電状態調整装置の概略回路構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータがＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行う処理のうち、特に、均等充電用コンデンサの初期充電処理及び各単位セルの均等化充電処理を示すフローチャートである。
【図４】図２の組電池の充電状態調整装置による各単位セルの均等化充電処理の際における各単位セルの均等充電用コンデンサに対する接続時間の状況を例示するタイミングチャートである。
【図５】図２の組電池の充電状態調整装置による均等充電用コンデンサの初期充電処理の際における各単位セルの均等充電用コンデンサに対する接続時間の状況を例示するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 充電状態調整装置
１１ マイクロコンピュータ
１１Ａ 予充電終了手段
Ａ 組電池
Ｂ 初期充電用接続セル切換手段
ＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ 単位セル
ＶCAP キャパシタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池からなる単位セルを複数個直列に接続して構成され、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池の充電状態を調整する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド電気自動車においては、ニッケル−水素電池やリチウム電池といった２次電池を単位セルとしてこれらを複数個直列接続した組電池が、電動モータの電源として用いられている。
【０００３】
そして、上述した組電池には、充放電を繰り返すうちに、各単位セルの充電状態（ＳＯＣ）に基づく端子電圧にばらつきが生じ、これを放置したまま充電を行うと一部の単位セルが過充電状態となりかねず、また、そのような状態を繰り返し発生させると、各単位セル毎に劣化の進行にばらつきが生じてしまう、という問題があることが知られている。
【０００４】
そこで、従来から、各単位セルの端子電圧のばらつきを解消するための提案が種々なされているが、その一例として、特開平１０−２２５００５号公報により提案された二次電池電位均等化回路では、時間に対しほぼ均等になる割合で各単位セルをコンデンサに順次切り換えて接続することで、蓄積電荷の多い単位セルからコンデンサを介して蓄積電荷の少ない単位セルに電荷を移動させて均等化を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開平１０−２２５００５号公報の二次電池電位均等化回路のような形態でコンデンサを用いる場合、各単位セルの均等化が終了してコンデンサが全ての単位セルから切り離されると、均等化の動作中にコンデンサに蓄積されていた電荷は程なく自然放電により放出されてしまうので、次に各単位セルの均等化を行う場合には、コンデンサがほぼ電荷を蓄積していない状態から動作を開始することになる。
【０００６】
したがって、上述した特開平１０−２２５００５号公報により提案された従来の方式のように、時間で区切ってコンデンサに接続する単位セルの順番が常に同じである場合は、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルに比べて、コンデンサに電荷が蓄積されていない分だけコンデンサとの端子電圧の差が大きく、それだけ多くの電荷がコンデンサに移動することになる。
【０００７】
そのため、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルよりも相対的に、均等化動作の開始時点における放電量が多くなり、その結果、均等化動作を繰り返せば繰り返すほど、先に接続される単位セルの方が後から接続される単位セルよりも、放電による劣化が進行してしまうという不具合がある。
【０００８】
そして、上述した不具合は、車両に搭載された組電池に限らず、携帯電話や携帯式の家電品等、種々の分野において使用される組電池について、広く当てはまるものであった。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、複数個直列に接続されて組電池を構成する単位セルの相互間に生じた充電状態のばらつきを、キャパシタを経由した各単位セル相互間の電荷移動により解消するに当たり、各単位セルとキャパシタとの間での電荷移動量が特定の単位セルだけ集中して大きくなってしまうのを極力抑制乃至防止することができる組電池の充電状態調整方法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する請求項１乃至請求項３に各々記載した本発明は、組電池の充電状態調整方法に関するものであり、請求項４乃至請求項６に各々記載した本発明は、組電池の充電状態調整装置に関するものである。
【００１１】
そして、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整するに当たり、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電しておくようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルを前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了するようにした。
【００１３】
さらに、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法は、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記キャパシタの端子電圧が前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に前記キャパシタを予め充電しておくようにした。
【００１４】
また、請求項４に記載の組電池した本発明の充電状態調整装置は、図１に基本構成図で示すように、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池Ａを構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、前記組電池Ａの開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタＣCHG に、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池Ａの充電状態を調整する組電池の充電状態調整装置であって、内部に蓄積された電荷が前記組電池Ａの充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタＣCHG に、前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の該組電池Ａの開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続する初期充電用接続セル切換手段Ｂを備えており、前記初期充電用接続セル切換手段Ｂにより前記キャパシタＣCHG に前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの蓄積電荷により前記キャパシタＣCHG を、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前に予め充電することを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置は、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記初期充電用接続セル切換手段Ｂにより、前記各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一巡するまでこれら各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが前記キャパシタＣCHG に個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタＣCHG の予充電を終了する予充電終了手段１１Ａをさらに備えるものとした。
【００１６】
また、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置は、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記キャパシタＣCHG が、前記単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn 以下の端子電圧ＶCAP となるように、前記組電池Ａの充電状態の調整を開始する前に予充電されるものとした。
【００１７】
請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、内部に蓄積された電荷が組電池の充電状態の非調整中に自然放電されるキャパシタに対して、組電池の充電状態の調整を開始する前の各単位セルが個別に順次切り換えて接続されると、各単位セルからキャパシタに電荷が移動して徐々に蓄積される。
【００１８】
すると、キャパシタに電荷が徐々に蓄積されることから、後に接続された単位セルほど、単位時間当たりにキャパシタに移動する電荷の量が徐々に減少するが、キャパシタに対する各単位セルの接続時間を徐々に長くすることから、キャパシタに接続されている間に各単位セルからキャパシタに移動する電荷の量は、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないことになる。
【００１９】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルをキャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、各単位セルに蓄積された電荷によるキャパシタの予充電が終了されることから、この予充電の間にキャパシタに各々移動した電荷の総量は、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないことになる。
【００２０】
さらに、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、組電池の充電状態の調整を開始する時点における各単位セルの端子電圧とキャパシタの端子電圧とが共に、各単位セルの満充電状態における開回路端子電圧を上回ることがなく、かつ、組電池の充電状態の調整を開始した後に、キャパシタとこれに接続された各単位セルとの間で蓄積電荷の移動が発生し、端子電圧の低い方が蓄積電荷の移動により充電されても、充電後の端子電圧が、蓄積電荷を放出した端子電圧の高い方を超えることはないので、組電池の充電状態の調整を終えた後の単位セルの端子電圧は、各単位セルの満充電状態における開回路端子電圧を絶対に上回らないことになる。
【００２１】
また、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、図１に示すように、内部に蓄積された電荷が組電池Ａの充電状態の非調整中に自然放電されるキャパシタＣCHG に対して、組電池Ａの充電状態の調整を開始する前の各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが、初期充電用接続セル切換手段Ｂによって個別に順次切り換えて接続されると、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎからキャパシタＣCHG に電荷が移動して徐々に蓄積される。
【００２２】
すると、キャパシタＣCHG に電荷が徐々に蓄積されることから、後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎほど、単位時間当たりにキャパシタＣCHG に移動する電荷の量が徐々に減少するが、キャパシタＣCHG に対する各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの接続時間を、初期充電用接続セル切換手段Ｂが徐々に長くすることから、キャパシタＣCHG に接続されている間に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎからキャパシタＣCHG に移動する電荷の量は、先に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも殆ど変わらないことになる。
【００２３】
また、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、初期充電用接続セル切換手段Ｂにより、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一巡するまでこれら各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎがキャパシタＣCHG に個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに蓄積された電荷によるキャパシタＣCHG の予充電が予充電終了手段１１Ａによって終了されることから、この予充電の間にキャパシタＣCHG に各々移動した電荷の総量は、先に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも後に接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎも殆ど変わらないことになる。
【００２４】
さらに、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、組電池Ａの充電状態の調整を開始する時点における各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧とキャパシタＣCHG の端子電圧とが共に、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧を上回ることがなく、かつ、組電池Ａの充電状態の調整を開始した後に、キャパシタＣCHG とこれに接続された各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間で蓄積電荷の移動が発生し、端子電圧の低い方が蓄積電荷の移動により充電されても、充電後の端子電圧が、蓄積電荷を放出した端子電圧の高い方を超えることはないので、キャパシタＣCHG の蓄積電荷の移動により充電された後の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧は、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧を絶対に上回らないことになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による組電池の充電状態調整方法を、本発明による組電池の充電状態調整装置と共に、図面を参照して説明する。
【００２６】
図２は本発明の一実施形態に係る組電池の充電状態調整装置（以下、「調整装置」と略記する。）の概略回路構成を一部ブロックにて示す説明図であり、図２中引用符号１で示す本実施形態の調整装置は、エンジンとモータジェネレータ（いずれも図示せず。）を走行用駆動源として併用するハイブリッド電気自動車（以下、「車両」と略記する。）において、前記不図示の電動モータの電源として用いられるメインバッテリＡ（請求項中の組電池に相当。）に接続して使用されるものである。
【００２７】
前記メインバッテリＡは、２次電池からなる単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを複数個直列に接続して構成されており、メインバッテリＡの両端には、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等が、必要に応じて負荷として接続される他、不図示のオルタネータや、発電機として機能している状態のモータジェネレータが、必要に応じて充電器として接続される。
【００２８】
そして、本実施形態の調整装置１は、オルタネータやモータジェネレータ等とは絶縁して設けられた均等充電用コンデンサＣCHG （請求項中のキャパシタに相当。）と、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正負各極を選択的に均等充電用コンデンサＣCHG に接続させるための複数のフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎとを有している。
【００２９】
尚、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ（ｎ−１）ｎを除く他のフォトＭＯＳトランジスタＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−２）（ｎ−１）は、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極選択用と、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極選択用とを兼ねている。
【００３０】
そのため、本実施形態の調整装置１には、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎをオンさせる際に、そのオンにより充電用コンデンサＣCHG に接続するのが、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極であるのか、それとも、単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極であるのかを選択するための、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが設けられている。
【００３１】
また、均等充電用コンデンサＣCHG には、この均等充電用コンデンサＣCHG に対する電荷の流入又は流出の際に、その流入量又は流出量、つまり、電荷の移動量に応じた電流を、均等充電用コンデンサＣCHG と絶縁された回路上で発生させて、電荷の移動量に応じた電位差を生じさせる電荷移動検出回路部５が接続されている。
【００３２】
そして、電荷移動検出回路部５に生じた電位差は、アンプ７で増幅された後、コンパレータ９によって、電荷移動量の基準値に相当する電位と比較され、均等充電用コンデンサＣCHG に対する電荷の流入量又は流出量（電荷の移動量）が基準値に達しているか達していないかによってハイ、ローの状態が異なるコンパレータ９の比較出力が、マイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）１１の入力ポートＰＯＲＴに入力される。
【００３３】
尚、コンパレータ９によってアンプ７の増幅出力と比較する電荷移動量の基準値は、電荷移動量＝０以上の任意の値に相当する電位に設定可能であるが、本実施形態では、電荷移動量＝０に相当する電位に基準値が設定されている。
【００３４】
これら電荷移動検出回路部５、アンプ７、コンパレータ９、並びに、ＣＰＵ１１も、メインバッテリＡ、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎ、充電用コンデンサＣCHG 、並びに、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと共に、調整装置１を構成しており、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉はＣＰＵ１１によって制御される。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、例えばワンチップマイコン等からなり、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有するＲＡＭ（図示せず。）と、ＣＰＵ１１に各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず。）とを、内蔵している。
【００３６】
次に、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ１１が行う処理のうち、特に、オルタネータや発電機として機能している状態のモータジェネレータにより発電された電力によるメインバッテリＡの充電動作が完了した後に実行される、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態を均等化するための均等化充電処理等について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
不図示の電源からの給電を受けてＣＰＵ１１が起動しプログラムがスタートすると、まず、前回の均等化処理の後に蓄積電荷を自然放電した状態にある充電用コンデンサＣCHG の初期充電を開始し（ステップＳ１）、ＲＡＭのワークエリアに確保された接続セルカウンタのカウント値ｉを、単位セルＢＡＴ１に対応する「１」に設定すると共に（ステップＳ２）、ＲＡＭのワークエリアに確保された接続時間タイマのタイムアップ時間ｔを「０．１ｍｓｅｃ」に設定する（ステップＳ３）。
【００３８】
次に、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉状態を制御して、接続セルカウンタのカウント値ｉに対応する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしを各々接続させ（ステップＳ４）、その後、接続時間タイマのタイマ値がタイムアップ時間ｔに達したか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００３９】
タイムアップ時間ｔに達していない場合は（ステップＳ５でＮ）、ステップＳ４にリターンし、達した場合は（ステップＳ５でＹ）、接続セルカウンタのカウント値ｉが、メインバッテリＡを構成する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの個数に対応する「ｎ」に達したか否かを確認し（ステップＳ６）、達していない場合は（ステップＳ６でＮ）、接続時間タイマのタイムアップ時間ｔを「０．１ｍｓｅｃ」増やし（ステップＳ７）、接続セルカウンタのカウント値ｉを「１」インクリメントした後（ステップＳ８）、ステップＳ４にリターンする。
【００４０】
一方、ステップＳ５において接続時間タイマのタイマ値がタイムアップ時間ｔに達している場合（Ｙ）には、充電用コンデンサＣCHG の初期充電を終了し（ステップＳ９）、引き続き、均等化充電を開始して（ステップＳ１０）、ＲＡＭのワークエリアに確保された第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´を、単位セルＢＡＴ１に対応する「１」に設定する（ステップＳ１１）。
【００４１】
次に、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの開閉状態を制御して、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´に対応する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしを各々接続させ（ステップＳ１２）、その後、入力ポートＰＯＲＴに入力されるコンパレータ９の比較出力のハイ、ローの状態に基づいて、現在接続されている単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間を電荷が移動中であるか否かを確認し（ステップＳ１３）、移動中である場合は（ステップＳ１３でＹ）、ステップＳ１２にリターンする。
【００４２】
一方、現在接続されている単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間を電荷が移動中でない場合は（ステップＳ１３でＮ）、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が、メインバッテリＡを構成する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの個数に対応する「ｎ」に達したか否かを確認する（ステップＳ１４）。
【００４３】
第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が「ｎ」に達していない場合は（ステップＳ１４でＮ）、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´を「１」インクリメントした後（ステップＳ１５）、ステップＳ１２にリターンし、第２接続セルカウンタのカウント値ｉ´が「ｎ」に達している場合は（ステップＳ１４でＹ）、ステップＳ１１からステップＳ１５までのルーチンの繰り返しの際に、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったか否かを確認する（ステップＳ１６）。
【００４４】
そして、一部の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間を移動する電荷があった場合は（ステップＳ１６でＮ）、ステップＳ１１にリターンし、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかった場合は（ステップＳ１６でＹ）、均等化充電を終了して（ステップＳ１７）、一連の処理を終わる。
【００４５】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の調整装置１では、請求項中の初期充電用接続セル切換手段Ｂが、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎや極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと、図３中のステップＳ２乃至ステップＳ８とによって構成されており、図３中のステップＳ６及びステップＳ７が、請求項中の予充電終了手段１１Ａに対応する処理となっている。
【００４６】
次に、上述のように構成された本実施形態の調整装置１の動作（作用）について説明する。
【００４７】
まず、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等の負荷にメインバッテリＡが接続されている閉回路状態では、負荷に対するメインバッテリＡからの放電が行われ、また、オルタネータや発電機として機能している状態のモータジェネレータにメインバッテリＡが接続されている閉回路状態では、それらによって発電された電力によりメインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが充電される。
【００４８】
ここで、メインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態（ＳＯＣ）に基づく端子電圧にばらつきが生じていて、単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 、単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 、単位セルＢＡＴｎの開回路状態端子電圧Ｖn 、並びに、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP の間に、ＶB ＝Ｖ1 （＝Ｖ）＞Ｖ2 ＞Ｖn の関係（但し、Ｖは、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧）が生じているものとする。
【００４９】
そして、メインバッテリＡが負荷やオルタネータ等から切り離された、例えば車両のイグニッションスイッチのオフ状態において、後述する均等充電用コンデンサＶCAP の予備充電動作を行った後、均等化充電動作に入り、まず、極性反転用リレー２ａ，３ａがオンされると共に、極性反転用リレー２ｂ，３ｂがオフされ、この状態で、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２のみがオンされて、単位セルＢＡＴ１と均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしが各々接続される。
【００５０】
しかし、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP と単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 とが等しいことから、平衡状態にある均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ１との間では電荷の移動が起こらず、したがって、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が即座に次の単位セルＢＡＴ２に切り換えられることになる。
【００５１】
具体的には、極性反転用リレー２ｂ，３ｂがオンされると共に、極性反転用リレー２ａ，３ａがオフされ、この状態で、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ１２，ＳＷ２３のみがオンされて、単位セルＢＡＴ２と均等充電用コンデンサＣCHG との正極どうし、負極どうしが各々接続される。
【００５２】
すると、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 よりも高いことから、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ２への移動が起こり、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ２が充電されて単位セルＢＡＴ２の開回路状態端子電圧Ｖ2 が上がる一方、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ２に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がる。
【００５３】
そして、両端子電圧Ｖ2 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ2 ，ＶCAP が等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ２とが平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ２との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ３に切り換えられる。
【００５４】
ここで、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 よりも高ければ、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ３への移動が起こり、反対に、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 よりも低ければ、単位セルＢＡＴ３に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こる。
【００５５】
そして、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ３への移動が起こった場合は、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ３が充電されて単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 が上がるのに対して、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ３に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がって、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなる。
【００５６】
一方、単位セルＢＡＴ３に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こった場合は、単位セルＢＡＴ３によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ３の開回路状態端子電圧Ｖ3 が放電により下がって、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなる。
【００５７】
いずれにしても、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ3 ，ＶCAP が等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ３とが平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴ３との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ４以降に切り換えられる。
【００５８】
その後は、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１との間で、その時点での均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 よりも高ければ、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１への移動が起こり、反対に、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 よりも低ければ、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こる。
【００５９】
そして、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１への移動が起こった場合は、均等充電用コンデンサＣCHG によって単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１が充電されて単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 が上がるのに対して、蓄積電荷を単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に放出した均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が放電により下がって、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなる。
【００６０】
これに対し、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こった場合は、単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１の開回路状態端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 が放電により下がって、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなる。
【００６１】
いずれにしても、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 との差が小さくなり、やがて、端子電圧ＶCAP と端子電圧Ｖ4 ，…，Ｖn-1 とが等しくなって、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１と平衡状態に至り、均等充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎ−１との間で電荷の移動が起こらなくなると、その時点で即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が次の単位セルＢＡＴ５，…，ＢＡＴｎに切り換えられる。
【００６２】
そして、一回りの最後に単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続されると、両者の端子電圧Ｖn ，ＶCAP に差があれば、端子電圧の高い方から低い方へ電荷が移動し、これにより、電荷を放出して放電した側の端子電圧が下がると共に電荷を受け入れて充電した側の端子電圧が上がって、両端子電圧Ｖn ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖn ，ＶCAP が等しくなる。
【００６３】
また、一回りの最後に単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続された時点で、両者の端子電圧Ｖn ，ＶCAP に差がなければ、そもそも両者の間に電荷の移動は発生しない。
【００６４】
いずれにせよ、単位セルＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間で電荷の移動が発生しなくなると、少なくとも、単位セルＢＡＴ２が均等充電用コンデンサＣCHG に接続されていた際に、均等充電用コンデンサＣCHG に蓄積された電荷の単位セルＢＡＴ２への移動が発生していたので、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったという状況が満たされていないので、単位セルＢＡＴｎと均等充電用コンデンサＣCHG との間で電荷の移動がなくなった時点で、即座に、均等充電用コンデンサＣCHG の接続対象が再び最初の単位セルＢＡＴ１に切り換えられる。
【００６５】
ところで、単位セルＢＡＴｎが均等充電用コンデンサＣCHG に接続された時点では、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が蓄積電荷の単位セルＢＡＴｎへの放出により単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 よりも低くなっており、また、単位セルＢＡＴｎの開回路状態端子電圧Ｖn は元々単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 よりも低いことから、均等充電用コンデンサＣCHG と単位セルＢＡＴｎとのどちらが蓄積電荷を放出したとしても、この時点で単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 が均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP よりも低くなっていることはあり得ない。
【００６６】
したがって、再び単位セルＢＡＴ１が均等充電用コンデンサＣCHG に接続された場合には、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP よりも開回路状態端子電圧Ｖ1 が高い単位セルＢＡＴ１に蓄積された電荷の均等充電用コンデンサＣCHG への移動が起こり、単位セルＢＡＴ１によって均等充電用コンデンサＣCHG が充電されて均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が上がるのに対して、蓄積電荷を均等充電用コンデンサＣCHG に放出した単位セルＢＡＴ１の開回路状態端子電圧Ｖ1 が放電により下がって、両端子電圧Ｖ1 ，ＶCAP の差が小さくなり、やがて、両端子電圧Ｖ1 ，ＶCAP が等しくなる。
【００６７】
以後、今まで接続されていた単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１との間で電荷の移動が生じなくなる毎に、即座に、均等充電用コンデンサＣCHG への接続対象が次の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに順番に切り換えられ続けると、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎと充電用コンデンサＣCHG との間で、各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn と端子電圧ＶCAP の高い方から低い方への蓄積電荷の移動が行われて、各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn と端子電圧ＶCAP との差が次第に縮小して行き、やがては、同じ値に収斂することになる。
【００６８】
そして、最初の単位セルＢＡＴ１から最後の単位セルＢＡＴｎまで、均等充電用コンデンサＣCHG への接続対象が一回り切り換えられる間に、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎについて、均等充電用コンデンサＣCHG との間に電荷の移動が全くなかったという状況が満たされるようになると、その時点で、均等化充電動作が終了されて、再び、電動モータとして機能している状態のモータジェネレータ等の負荷にメインバッテリＡが接続されてその負荷に放電を行う状態や、オルタネータ等にメインバッテリＡが接続されてメインバッテリＡが充電される状態を、いずれ迎えることになる。
【００６９】
このような均等化充電動作が実行されている間、充電用コンデンサＣCHG に対して各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが各々接続される時間の長さは、上述したように、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間の電荷移動がどのぐらいの時間続くかによってまちまちであり、上述した実施形態の場合のパターンとは必ずしも一致しないが、参考までにそのパターンの一例を図面によって示すと、例えば図４のタイミングチャートのようになる。
【００７０】
ところで、上述したようにして均等化充電動作が終了し、その後にメインバッテリＡの放電状態や充電状態が発生すると、静電容量がメインバッテリＡのように大きくない充電用コンデンサＣCHG の蓄積電荷は、程なく自然放電により放出されてしまい、次に均等化充電動作を行う頃には、充電用コンデンサＣCHG には電荷が全く蓄積されていないに等しい状態にある。
【００７１】
したがって、このまま均等化充電動作を開始すると、充電用コンデンサＣCHG に最初に接続される単位セルＢＡＴ１が、充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が単位セルＢＡＴ１の端子電圧Ｖ1 と等しくなるまで、充電用コンデンサＣCHG に接続され続けることになる。
【００７２】
すると、均等化充電動作を行うことが原因で、他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに比べて単位セルＢＡＴ１の放電量が相対的に大きくなり、単位セルＢＡＴ１の劣化が他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの劣化よりも相対的に速く進行してしまうことになりかねない。
【００７３】
そこで、本実施形態の調整装置１では、均等化充電動作を開始する前に、先程説明を保留した、以下に説明する充電用コンデンサＣCHG の初期充電動作が実行される。
【００７４】
この初期充電動作では、具体的には、均等化充電動作を開始する前に、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を０．１ｍｓｅｃ、０．２ｍｓｅｃ、０．３ｍｓｅｃ、０．４ｍｓｅｃ、…と、図５のタイミングチャートに示すように同じ時間長（本実施形態では０．１ｍｓｅｃ）ずつ長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続して行く。
【００７５】
すると、充電用コンデンサＣCHG には当初電荷が蓄積されていないことから、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間では、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に電荷が移動することになる。
【００７６】
そして、充電用コンデンサＣCHG に先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の方が、後から充電用コンデンサＣCHG に接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎよりも、充電用コンデンサＣCHG との端子電圧差が大きいことから、単位時間当たりに単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量は、充電用コンデンサＣCHG に先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の方が、後から充電用コンデンサＣCHG に接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎよりも、相対的に大きいことになる。
【００７７】
そこで、充電用コンデンサＣCHG に後から接続される単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎほど、先に接続される単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１よりも、接続時間を長くすることで、充電用コンデンサＣCHG に接続されている間に接続相手の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量を、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎともほぼ同じ量となるようにしている。
【００７８】
ちなみに、上述した初期充電動作は、メインバッテリＡが負荷やオルタネータ等から切り離された、例えば車両のイグニッションスイッチのオフ状態において行われるが、仮に、メインバッテリＡの充電後に初期充電動作が行われるとしても、その時点での各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn は、不図示の充電制御手段の制御によって、少なくとも満充電状態における開回路端子電圧Ｖ以下の値にコントロールされている。
【００７９】
そのため、上述した初期充電動作の終了時点、つまり、均等化充電動作の開始時点の均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP は、少なくとも、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖ以下の値となる。
【００８０】
尚、理想的には、均等化充電動作の開始時点において、均等充電用コンデンサＣCHG が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、予め充電されていることが好ましい。
【００８１】
このように、本実施形態の調整装置１によれば、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに、オルタネータやモータジェネレータ等の負荷や充電源とは絶縁して設けられた充電用コンデンサＣCHG を、個別に順次切り換えて接続することで、メインバッテリＡの各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態を調整するのに先立って、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を同じ時間長ずつ長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続し、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG にほぼ同じ量ずつ電荷を移動させて、充電用コンデンサＣCHG を予め充電しておく構成とした。
【００８２】
よって、この初期充電動作を均等化充電動作を開始する前に実行することで、均等化充電動作の開始直後に最初に単位セルＢＡＴ１を充電用コンデンサＣCHG に接続する時点での、両者の端子電位差を縮小しておき、これにより、均等化充電動作を行うことが原因で、他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに比べて単位セルＢＡＴ１の放電量が相対的に大きくなり、単位セルＢＡＴ１の劣化が他の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの劣化よりも相対的に速く進行してしまうことを、防止することができる。
【００８３】
しかも、本実施形態の調整装置１によれば、初期充電動作を行う直前の段階で、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn にばらつきがあるかどうかは、そのときの状況によって異なるが、初期充電動作によって各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎから充電用コンデンサＣCHG に移動する電荷の量がほぼ同じであることから、初期充電動作の前よりも後の方が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，…，Ｖn のばらつきが大きくなって、その後の均等化充電動作による各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの充電状態の均等化を遅延させるような悪影響を、初期充電動作がメインバッテリＡに及ぼすことを、確実に防止することができる。
【００８４】
尚、上述した実施形態では、調整装置１の使用を開始する前の初期状態において均等充電用コンデンサＣCHG が、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、予め充電されているものとしたが、均等充電用コンデンサＣCHG の初期充電状態や容量は、任意の値を適宜選択することができる。
【００８５】
しかし、特に本実施形態のように、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖに極めて近く、かつ、これを上回ることのない端子電圧ＶCAP となるように、均等充電用コンデンサＣCHG を初期状態において予め充電しておく構成とすれば、均等充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP が各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの満充電状態における開回路端子電圧Ｖを上回らない以上、均等充電用コンデンサＣCHG が仮に放電して各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電するにしても、開回路端子電圧Ｖを超えて各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを過充電する可能性はないので、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの過充電防止を確実にすることができる点で、有利である。
【００８６】
また、上述した実施形態では、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４，…の順番で、接続時間を徐々に長くしながら、単位セルＢＡＴｎまで、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを一回り、順次切り換えつつ個別に接続し終えたところで、充電用コンデンサＣCHG の初期充電動作を終了するものとしたが、初期充電動作の終了は、それ以外のタイミングであってもよい。
【００８７】
例えば、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの順番で一巡させる動作を１ルーチンとし、このルーチンを複数回行った時点で初期充電動作を終了するようにしてもよく、或は、初期充電動作の開始から一定の時間が経過したならば、ルーチンの途中であっても初期充電動作を終了するようにしてもよい。
【００８８】
尚、ルーチンの途中で初期充電動作を終了するよりは、１つのルーチンが終わったところで初期充電動作を終了する方が、全ての単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが同じ量ずつ蓄積電荷を放出することになるので、理想的ではある。
【００８９】
しかし、ルーチンの回数が増えれば増えるほど、充電用コンデンサＣCHG の端子電圧ＶCAP の方が単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…，Ｖn よりも高くなって、充電用コンデンサＣCHG から単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに電荷が移動するようになり、実質的に初期充電動作が終了する状況が発生しやすくなるので、初期充電動作の終了タイミングは、必ず１つのルーチンが終わったところでなければならないことはない。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、メインバッテリＡの開回路状態において、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に個別に順次切り換えて接続することで行う均等化充電動作を、充電用コンデンサＣCHG とこれに接続された単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間の電荷移動がなくなった時点で、充電用コンデンサＣCHG に接続する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、次の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎに切り換えることで、行うものとした。
【００９１】
しかし、例えば、従来の技術の欄で例示した特開平１０−２２５００５号公報の二次電池電位均等化回路のように、時間に対しほぼ均等になる割合で各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に順次切り換えて接続する形態で、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等化充電動作を行ってもよく、本発明は、本実施形態で示した以外の形態で単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等化充電動作を行う場合についても、その均等化充電動作を開始する前に充電用コンデンサＣCHG を前もって充電しておく際に用いる方式として、広く適用可能である。
【００９２】
また、本実施形態では、初期充電動作や均等化充電動作の際に、充電用コンデンサＣCHG に各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、図２中の枝番号の番号順に接続するものとしたが、充電用コンデンサＣCHG に接続する単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの順番は、一回りするうちに一部の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎが複数回ダブって接続されることのない限り、ランダムを含めて如何なる順番であってもよい。
【００９３】
特に、本実施形態の場合、ｎ＝偶数であるならば、単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎのように、１つ置きの順番で全単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを充電用コンデンサＣCHG に順次接続するようにしてもよい。
【００９４】
そして、この順番で切り換えるようにすれば、枝番号が奇数の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の相互間や、枝番号が偶数の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ４，…，ＢＡＴｎの相互間で、充電用コンデンサＣCHG への接続対象を切り換える際に、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの切り換え動作が不要になるので、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの制御上有利であると共に、メカ接点の開閉による電力ロスを極力抑えることができるので、電力効率上も有利である。
【００９５】
さらに、フォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎの使用個数を抑えるためには、本実施形態のように、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線の一部や、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線の一部を、兼用するのが有効である。
【００９６】
しかし、本発明を実施する上では、前段の単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ−１の負極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線、及び、後段の単位セルＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの正極と充電用コンデンサＣCHG とを接続する結線を、各々独立して個別に設けても、一向に差し支えなく、その場合には、極性反転用リレー２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂとその切り換え動作用の制御を省略することができる。
【００９７】
また、均等充電用コンデンサＣCHG と各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎとの間に介設されてこれらを選択的に接続させるのは、本実施形態のようなフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎでなくてもよく、例えば、機械式のリレー等であってもよいが、本実施形態のようにフォトＭＯＳトランジスタＳＷ０１，ＳＷ１２，…，ＳＷ（ｎ−１）ｎを用いれば、高電圧系であるメインバッテリＡから低電圧系であるアンプ７、コンパレータ９、及び、ＣＰＵ１１を電気的に絶縁させて、これらを高圧から保護することができるので、有利である。
【００９８】
さらに、ＣＰＵ１１による各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎの均等充電用コンデンサＣCHG に対する切り換え接続は、メインバッテリＡが充放電を行っていない状態であれば、任意の状態で行ってよい。
【００９９】
また、本実施形態では、各単位セルＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎを、図２中の記号からも明らかなように、単一のセルであるものとしたが、本発明は、各単位セルが複数の直列接続されたセルブロックである組電池についても、それらのセルブロック相互の充電状態を均等化する際の、充電用コンデンサＣCHG の予充電の方式として、適用することができる。
【０１００】
さらに、本実施形態では、車両（ハイブリッド電気自動車）において用いられる電動モータ用のメインバッテリＡを例に取って説明したが、車両に限らず、携帯電話や携帯式の家電品等、種々の分野において使用される組電池を構成する単位セルの充電状態を調整する際に、本発明が広く適用可能であることは、言うまでもない。
【０１０１】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整するに当たり、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電しておくようにした。
【０１０２】
また、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整する組電池の充電状態調整装置であって、内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続する初期充電用接続セル切換手段を備えており、前記初期充電用接続セル切換手段により前記キャパシタに前記単位セルを個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電する構成とした。
【０１０３】
このため、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法と、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置とのいずれによっても、組電池の充電状態の調整の開始時点でキャパシタが電荷を蓄積していないが故に、組電池の充電状態が調整される度に、調整開始後最初にキャパシタに接続される単位セルからキャパシタに電荷移動がなくなるまで電荷が繰り返し移動され、これにより、調整開始後最初にキャパシタに接続される単位セルが、組電池の充電状態を調整すればするほど充放電過多となって他の単位セルよりも相対的に劣化が進行してしまうのを、防止することができる。
【０１０４】
しかも、キャパシタに対する各単位セルの接続時間を徐々に長くすることで、キャパシタに接続されている間に各単位セルからキャパシタに移動する電荷の量を、先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないようにして、組電池の充電状態の調整の開始前にキャパシタを充電するための、各単位セルからキャパシタへの電荷移動によって、特定の単位セルが他の単位セルよりも相対的に充放電過多となって劣化が進行してしまうのを、防止することができる。
【０１０５】
また、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルを前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了するようにした。
【０１０６】
さらに、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記初期充電用接続セル切換手段により、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルが前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了する予充電終了手段をさらに備える構成とした。
【０１０７】
このため、請求項２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、また、請求項５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、いずれも、予充電の間に各単位セルからキャパシタに各々移動した電荷の総量が、予充電の際に先に接続された単位セルも後に接続された単位セルも殆ど変わらないようにして、特定の単位セルが他の単位セルよりも相対的に充放電過多となって劣化が進行してしまうのを、より一層確実に防止することができる。
【０１０８】
また、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、前記キャパシタの端子電圧が前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に前記キャパシタを予め充電しておくようにした。
【０１０９】
さらに、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、前記キャパシタが、前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下の端子電圧となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予充電される構成とした。
【０１１０】
このため、請求項３に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明の組電池の充電状態調整方法において、また、請求項６に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置によれば、請求項４又は５に記載した本発明の組電池の充電状態調整装置において、いずれも、例え、キャパシタの端子電圧が単位セルの端子電圧を上回るまで充電されたとしても、組電池の充電状態の調整の際に、キャパシタからの蓄積電荷の移動により単位セルが満充電状態における端子電圧を超える電圧まで過充電されてしまうことを、確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による組電池の充電状態調整装置の基本構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る組電池の充電状態調整装置の概略回路構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータがＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行う処理のうち、特に、均等充電用コンデンサの初期充電処理及び各単位セルの均等化充電処理を示すフローチャートである。
【図４】図２の組電池の充電状態調整装置による各単位セルの均等化充電処理の際における各単位セルの均等充電用コンデンサに対する接続時間の状況を例示するタイミングチャートである。
【図５】図２の組電池の充電状態調整装置による均等充電用コンデンサの初期充電処理の際における各単位セルの均等充電用コンデンサに対する接続時間の状況を例示するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 充電状態調整装置
１１ マイクロコンピュータ
１１Ａ 予充電終了手段
Ａ 組電池
Ｂ 初期充電用接続セル切換手段
ＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，…，ＢＡＴｎ 単位セル
ＶCAP キャパシタ
Claims (6)
- 負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整するに当たり、
内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電しておくようにした、
ことを特徴とする組電池の充電状態調整方法。 - 前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルを前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続し終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了するようにした請求項１記載の組電池の充電状態調整方法。
- 前記キャパシタの端子電圧が前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に前記キャパシタを予め充電しておくようにした請求項１又は２記載の組電池の充電状態調整方法。
- 負荷や充電器が両端に接続された閉回路状態において充放電を行う組電池を構成する、複数個直列に接続された２次電池からなる単位セルを、前記組電池の開回路状態において、前記負荷や前記充電器とは絶縁して構成されたキャパシタに、個別に順次切り換えて接続することで、前記組電池の充電状態を調整する組電池の充電状態調整装置であって、
内部に蓄積された電荷が前記組電池の充電状態の非調整中に自然放電される前記キャパシタに、前記単位セルを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の該組電池の開回路状態において、接続時間を徐々に長くしつつ個別に順次切り換えて接続する初期充電用接続セル切換手段を備えており、
前記初期充電用接続セル切換手段により前記キャパシタに前記単位セルを個別に順次切り換えて接続することで、前記各単位セルの蓄積電荷により前記キャパシタを、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予め充電する、
ことを特徴とする組電池の充電状態調整装置。 - 前記初期充電用接続セル切換手段により、前記各単位セルを一巡するまでこれら各単位セルが前記キャパシタに個別に順次切り換えて接続され終えた時点で、前記組電池の充電状態の調整を開始する前の前記キャパシタの予充電を終了する予充電終了手段をさらに備える請求項４記載の組電池の充電状態調整装置。
- 前記キャパシタは、前記単位セルの満充電状態における開回路端子電圧以下の端子電圧となるように、前記組電池の充電状態の調整を開始する前に予充電される請求項４又は５記載の組電池の充電状態調整装置。
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