JP5382070B2 - セルバランス装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルの電圧を均等化するセルバランス装置に関する。

複数の充電可能な電池セル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きている。この種の電池は、近年では、例えば、電気自動車又はエンジンとモータを併用するハイブリッド車への実装において注目されている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、多数の電池セルを直列に接続した状態で充電を行うと、各電池セルの出力電圧（又は、電池の残容量）が不均一になることがある。また、上述の電池が電気自動車等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電池セルの電圧が不均一になることがある。そして、電池セルの電圧の不均一は、一部の電池セルの劣化を促進させるおそれがあり、また、電池全体として効率の低下を引き起こすことがある。なお、電池セルの電圧の不均一は、各電池セルの製造ばらつきや、経年劣化等により生じ得る。

そこで、各電池セルのそれぞれの出力電圧のばらつきをできるだけ無くすために、例えば、各電池セルのそれぞれの出力電圧の均等化を行う手法（以下、セルバランスという）として、各電池セルをそれぞれトランスを介して充放電させて、各電池セルの出力電圧を均等化する、いわゆる、アクティブ方式のセルバランスがある（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の電池セルが直列接続される車両走行用のメインバッテリは、カーナビゲーションシステムなどの電装機器へ電力を供給するための補機バッテリを充電するために電力が消費されたり、エアーコンディショナーの駆動用に電力が消費されたりする。このように、車両走行用のメインバッテリは走行用モータ以外に電力を供給する必要があるため、走行用モータ以外への電力供給が多くなると、走行距離の低下につながるおそれがある。

特開２００８−４２９７０号公報 特開２００１−３３９８６５号公報

本発明は、車両走行用のメインバッテリを構成する複数の電池セルのそれぞれの出力電圧のばらつきを抑えつつ、走行距離の低下を抑えることが可能なセルバランス装置を提供することを目的とする。

本発明のセルバランス装置は、１以上の電池セルから成る電池モジュールを複数有するメインバッテリと、発電機と、前記複数の電池モジュールのそれぞれの出力電圧の平均電圧よりも高い電圧を出力する電池モジュールから前記平均電圧よりも低い電圧を出力する電池モジュールへ電流を流すことにより前記複数の電池モジュールのそれぞれの出力電圧を均等化するセルバランス回路と、前記メインバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換回路と、前記セルバランス回路及び前記直流／交流変換回路のそれぞれの動作を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記直流／交流変換回路において直流電力を交流電力に変換させる際、前記発電機から前記セルバランス回路を介して前記複数の電池モジュールにそれぞれ電力を供給する。

これにより、発電機からメインバッテリへ供給される電力を、直流／交流変換回路で変換される交流電力に使用することができる。これにより、メインバッテリの電力消費を抑えることができるため、走行可能な距離を延ばすことができる。

また、前記メインバッテリは、第１の電池モジュールと、第２の電池モジュールとを有し、前記セルバランス回路は、第１及び第２のコイルを有する第１のトランスと、前記第１の電池モジュールと前記第１のコイルとの間に設けられる第１のスイッチと、第３及び第４のコイルを有する第２のトランスと、前記第２の電池モジュールと前記第３のコイルとの間に設けられる第２のスイッチと、前記第２及び第４のコイルと前記発電機との間に設けられる第３のスイッチとを備え、前記制御回路は、前記直流／交流変換回路において直流電力を交流電力に変換させる際、前記第１及び第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせるとともに、前記第３のスイッチを常時オンさせるように構成してもよい。

また、前記制御回路は、前記メインバッテリから供給される電力が前記セルバランス回路を介して補機バッテリに供給されるように、前記セルバランス回路の動作を制御するように構成してもよい。

また、前記セルバランス回路は、前記第２及び第４のコイルと補機バッテリとの間に設けられる第４のスイッチを備え、前記制御回路は、前記メインバッテリから供給される電力を前記セルバランス回路を介して前記補機バッテリに供給させる際、前記第１及び第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせるとともに、前記第４のスイッチを常時オンさせるように構成してもよい。

本発明によれば、メインバッテリを構成する複数の電池セルの電圧を均等化するセルバランス装置において、複数の電池セルのそれぞれの出力電圧のばらつきを抑えつつ、走行距離の低下を抑えることができる。

本発明の実施形態のセルバランス装置を示す図である。 セルバランス回路及び直流／交流変換回路の一例を示す図である。 各スイッチのオン、オフのタイミングチャートの一例を模式的に示す図である。 各スイッチのオン、オフのタイミングチャートの他の例を模式的に示す図である。

図１は、本発明の実施形態のセルバランス装置を示す図である。
図１に示すセルバランス装置１は、１以上の電池セルから成る電池モジュールを複数有するメインバッテリ２と、発電機３（例えば、太陽光発電機など）と、各電池セルのそれぞれの出力電圧を均等化する（以下、セルバランスという）セルバランス回路４と、直流／交流変換回路６と、セルバランス回路４や直流／交流変換回路６の動作を制御する電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５（制御回路）とを備える。なお、電池ＥＣＵ５は、例えば、プロセッサおよびメモリを含む構成により実現されるものとする。

セルバランス回路４は、セルバランス中において発電機３から供給される電力を使用して各電池セルを充電可能とする。また、直流／交流変換回路６は、メインバッテリ２から供給される直流電力（例えば、ＤＣ２００Ｖ）を単相の交流電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に変換する。直流／交流変換回路６により変換された交流電力は、電力変換回路７により３相の交流電力に変換され、エアーコンディショナーのコンプレッサを構成するモータ８へ駆動用の電力として供給される。また、セルバランス回路４は、セルバランス後のメインバッテリ２から供給される電力により補機バッテリ９（例えば、鉛蓄電池など）を充電可能とする。

なお、本実施形態のセルバランス装置１は、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車、又はフォークリフトなどの車両に搭載されるものとする。また、メインバッテリ２を満充電にさせる場合、車両外部の充電スタンド１０から充電器１１を介して供給される電力によりメインバッテリ２を充電させるものとする。また、メインバッテリ２から双方向のインバータ回路１２に供給される電力は、インバータ回路１２において３相の交流電力に変換された後、走行用のモータ／発電機１３へ駆動用の電力として供給されるものとする。また、満充電時の１つの電池セルの電圧、満充電時の補機バッテリ９の電圧、及び発電機３の出力電圧は、それぞれ、互いに同じくらいの電圧（例えば、１２〜１４Ｖ）に設定されるものとする。また、補機バッテリ９は、例えば、カーナビゲーションシステムなどの電装機器１４及びモータ／発電機１３の動作を制御するモータＥＣＵ１５やインバータ回路１２の動作を制御するインバータＥＣＵ１６にＤＣ／ＤＣコンバータ１７を介して電力を供給するものとする。

このように、本実施形態のセルバランス装置１は、セルバランス回路４を備えているため、メインバッテリ２の各電池セルのそれぞれの出力電圧のばらつきを抑えることができる。

また、本実施形態のセルバランス装置１は、直流／交流変換回路６を備えているため、メインバッテリ２を使用して単相の交流電力を電力変換回路７へ供給することができる。そのため、セルバランス中において発電機３から供給される電力を使用して各電池セルを充電している際に、電力変換回路７へ単相の交流電力を供給する場合、発電機３からメインバッテリ２へ供給される電力を、直流／交流変換回路６で変換される交流電力に使用することができる。これにより、エアーコンディショナー使用時のメインバッテリ２の電力消費を抑えることができるため、走行可能な距離を延ばすことができる。

また、本実施形態のセルバランス装置１は、メインバッテリ２からセルバランス回路４を介して供給される電力により補機バッテリ９を充電することができるため、メインバッテリ２の電圧を降圧して補機バッテリ９へ出力するためのＤＣ／ＤＣコンバータなどを余分に備える必要がなく、体格の増大を抑えることができる。また、発電機３からの電力によりメインバッテリ２を充電した後に、補機バッテリ９へ電力を供給する場合は、メインバッテリ２を充電した電力を、補機バッテリ９へ供給する電力として使用することができる。これにより、エアーコンディショナー使用時のメインバッテリ２の電力消費を抑えることができるため、走行可能な距離を延ばすことができる。

図２は、セルバランス回路４及び直流／交流変換回路６の一例を示す図である。なお、メインバッテリ２は、互いに直列接続される３つの電池セル１８（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次充電池などの二次電池）で構成されるｎ個の電池モジュール１９（電池モジュール１９−１（第１の電池モジュール）、電池モジュール１９−２（第２の電池モジュール）、・・・、及び電池モジュール１９−ｎ（第ｎの電池モジュール））が互いに直列接続されて構成されるものとする。なお、１つの電池モジュール１９を構成する電池セル１８の個数は３個に限定されない。また、メインバッテリ２の負極端子は、例えば、車両のボディなどに接続される仮想的なグランドに接続されているものとする。

図２に示すセルバランス回路４は、電圧センサ２０−１〜２０−ｎを備える。電圧センサ２０−１〜２０−ｎはそれぞれ電池モジュール１９−１〜１９−ｎの正極端子および負極端子に接続されている。そして、電圧センサ２０−１〜２０−ｎはそれぞれ電池モジュール１９−１〜１９−ｎの出力電圧Ｖdet(1)〜Ｖdet(n)を検出する。

また、図２に示すセルバランス回路４は、各電池モジュール１９−１〜１９−ｎに対して、それぞれ、１つのトランスＴ及び４つのスイッチＳＷを備える。なお、各スイッチＳＷは、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されてもよい。

また、図２に示すセルバランス回路４は、スイッチ２１−１、２１−２（第３のスイッチ）及びスイッチ２２−１、２２−２（第４のスイッチ）を備える。なお、スイッチ２１−１、２１−２及びスイッチ２２−１、２２−２は、それぞれ、リレーやＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＩＥＬＤ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子により構成されてもよい。

例えば、電池モジュール１９−１に対しては、トランスＴ１（第１のトランス）及びスイッチＳＷ−１ａ（第１のスイッチ）、ＳＷ−１ｂ（第１のスイッチ）、ＳＷ−１ｃ、ＳＷ−１ｄが設けられている。電池モジュール１９−２に対しては、トランスＴ２（第２のトランス）及びスイッチＳＷ−２ａ（第２のスイッチ）、ＳＷ−２ｂ（第２のスイッチ）、ＳＷ−２ｃ、ＳＷ−２ｄが設けられている。他の電池モジュール１９−３〜１９−ｎについても同様である。トランスＴ１の第１のコイルの第１端子は、スイッチＳＷ−１ａを介して電池モジュール１９−１の正極端子に電気的に接続されている。トランスＴ１の第１のコイルの第２端子は、スイッチＳＷ−１ｂを介して電池モジュール１９−１の負極端子に電気的に接続されている。トランスＴ１の第２のコイルの第１端子にはスイッチＳＷ−１ｃが電気的に接続され、トランスＴ１の第２のコイルの第２端子にはスイッチＳＷ−１ｄが電気的に接続されている。他のトランスＴ２〜Ｔｎについても同様の構成とする。なお、第１のコイルは、１次コイル又は２次コイルの一方であり、第２のコイルは、１次コイル又は２次コイルの他方とする。また、トランスＴ１〜Ｔｎにおいて、それぞれ、第１のコイルと第２のコイルの巻線比は、特に限定されないが、例えば、１：１とする。

各スイッチＳＷ−１ｃ、ＳＷ−２ｃ、ＳＷ−３ｃ、．．．、ＳＷ−ｎｃは、互いに電気的に接続され、スイッチ２１−１を介して発電機３の正極端子に接続されているとともに、スイッチ２２−１を介して整流器２３に接続され、整流器２３の出力が補機バッテリ９の正極端子に接続されている。また、各スイッチＳＷ−１ｄ、ＳＷ−２ｄ、ＳＷ−３ｄ、．．．、ＳＷ−ｎｄは、互いに電気的に接続され、スイッチ２１−２を介して発電機３の負極端子に接続されているとともに、スイッチ２２−２を介して整流器２３に接続され、整流器２３の出力が補機バッテリ９の負極端子に接続されている。

スイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂは、それぞれ、電池ＥＣＵ５が生成する制御信号ＣＥＬＳによりオン、オフする。なお、制御信号ＣＥＬＳのデューティは例えば５０％とする。例えば、スイッチＳＷ−１ａ及びスイッチＳＷ−１ｂがオンすると、トランスＴ１の第１のコイルが電池モジュール１９−１に並列接続される。スイッチＳＷ−２ａ〜ＳＷｎａ及びスイッチＳＷ−２ｂ〜ＳＷ−ｎｂも同様である。また、スイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−ｎｄは、それぞれ、電池ＥＣＵ５が生成する制御信号ＣＥＬによりオン、オフする。なお、制御信号ＣＥＬのデューティは例えば５０％とする。例えば、スイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−ｎｄがオンすると、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルが互いに並列接続される。このとき、電池ＥＣＵ５で生成される制御信号ＧＥＮによりスイッチ２１−１、２１−２がオンすると、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルと発電機３とが電気的に接続される。又は、電池ＥＣＵ５で生成される制御信号ＢＡＴによりスイッチ２２−１、２２−２がオンすると、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルと補機バッテリ９とが電気的に接続される。

図２に示す直流／交流変換回路６は、メインバッテリ２全体に対して、トランスＴａｃ１、Ｔａｃ２及びスイッチＳＷａｃ１、ＳＷａｃ２を備える。すなわち、トランスＴａｃ１の第１のコイルの第１端子はスイッチＳＷａｃ１を介してメインバッテリ２の負極端子に接続され、トランスＴａｃ１の第１のコイルの第２端子はメインバッテリ２の正極端子に接続されている。また、トランスＴａｃ１の第２のコイルの第１端子は電力変換回路７の一方の入力端子に接続され、トランスＴａｃ１の第２のコイルの第２端子はトランスＴａｃ２の第２のコイルの第１端子に接続されている。また、トランスＴａｃ２の第１のコイルの第１端子はメインバッテリ２の正極端子に接続され、トランスＴａｃ２の第１のコイルの第２端子はスイッチＳＷａｃ２を介してメインバッテリ２の負極端子に接続されている。また、トランスＴａｃ２の第２のコイルの第２端子は電力変換回路７の他方の入力端子に接続されている。なお、第１のコイルは、１次コイル又は２次コイルの一方であり、第２のコイルは、１次コイル又は２次コイルの他方とする。また、トランスＴａｃ１における第１及び第２のコイルの巻線比やトランスＴａｃ２における第１及び第２のコイルの巻線比は、特に限定されないが、例えば、２：１とする。また、トランスＴａｃ１の第１のコイルとトランスＴａｃ２の第１のコイルの巻線比やトランスＴａｃ１の第２のコイルとトランスＴａｃ２の第２のコイルの巻線比は、特に限定されないが、例えば、１：１とする。また、直流／交流変換回路６のトランスＴａｃ１、Ｔａｃ２と、セルバランス回路４のトランスＴ１〜Ｔｎとは、１つのユニット内に設けられてもよいし、別々のユニット内にそれぞれ設けられていてもよい。

スイッチＳＷａｃ１は、電池ＥＣＵ５が生成する制御信号ＡＣ１によりオン、オフする。また、スイッチＳＷａｃ２は、電池ＥＣＵ５が生成する制御信号ＡＣ２によりオン、オフする。制御信号ＡＣ１、ＡＣ２のそれぞれのデューティは例えば５０％とする。例えば、スイッチＳＷａｃ１がオンし、スイッチＳＷａｃ２がオフすると、トランスＴａｃ１の第１のコイルの第２端子から第１端子へ電流が流れ、トランスＴａｃ１の第２のコイルの第２端子から第１端子へ流れる電流が電力変換回路７へ流れる。また、スイッチＳＷａｃ１がオフし、スイッチＳＷａｃ２がオンすると、トランスＴａｃ２の第１のコイルの第１端子から第２端子へ電流が流れ、トランスＴａｃ２の第２のコイルの第１端子から第２端子へ流れる電流が電力変換回路７へ流れる。このように、スイッチＳＷａｃ１，ＳＷａｃ２が交互にオン、オフすることにより、トランスＴａｃ１、Ｔａｃ２から電力変換回路７へ単相の交流電流が流れる。

図３は、セルバランス回路４や直流／交流変換回路６の各スイッチのオン、オフのタイミングチャートの一例を模式的に示す図である。なお、制御信号ＢＡＴがハイレベルのとき、各スイッチ２２−１、２２−２がそれぞれオンし、制御信号ＢＡＴがローレベルのとき、各スイッチ２２−１、２２−２がそれぞれオフするものとする。また、制御信号ＧＥＮがハイレベルのとき、各スイッチ２１−１、２１−２がそれぞれオンし、制御信号ＧＥＮがローレベルのとき、各スイッチ２１−１、２１−２がそれぞれオフするものとする。また、制御信号ＣＥＬがハイレベルのとき、スイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−１ｄがそれぞれオンし、制御信号ＣＥＬがローレベルのとき、スイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−ｎｄがそれぞれオフするものとする。また、制御信号ＣＥＬＳがハイレベルのとき、スイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂがそれぞれオンし、制御信号ＣＥＬＳがローレベルのとき、スイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂがそれぞれオフするものとする。また、制御信号ＡＣ１がハイレベルのとき、スイッチＳＷａｃ１がオンし、制御信号ＡＣ１がローレベルのとき、スイッチＳＷａｃ１がオフするものとする。また、制御信号ＡＣ２がハイレベルのとき、スイッチＳＷａｃ２がオンし、制御信号ＡＣ２がローレベルのとき、スイッチＳＷａｃ２がオフするものとする。

図３に示す例では、期間Ｔ１〜Ｔ４において、制御信号ＡＣ１、ＡＣ２によりスイッチＳＷａｃ１、ＳＷａｃ２が交互にオン、オフしている。上述したように、スイッチＳＷａｃ１、ＳＷａｃ２が交互にオン、オフすると、直流／交流変換回路６から電力変換回路７に交流電力が供給される。

また、図３に示す例では、期間Ｔ１〜Ｔ４内のさらに期間Ｔ２〜Ｔ３において、制御信号ＣＥＬＳによりスイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂがそれぞれオン、オフし、制御信号ＣＥＬによりスイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−１ｄがそれぞれ常時オンし、制御信号ＧＥＮによりスイッチ２１−１、２１−２がそれぞれ常時オンしている。すると、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１のコイルにそれぞれ交流電流が流れてトランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１のコイルと第２のコイルとが互いに電磁結合する。このとき、例えば、トランスＴ１の第１のコイルの電圧が電池モジュール１９−１の出力電圧よりも高いと、トランスＴ１の第１のコイルから電池モジュール１９−１へ電流が流れて、電池モジュール１９−１が充電される。また、例えば、トランスＴ２の第１のコイルの電圧が電池モジュール１９−２の出力電圧よりも低いと、電池モジュール１９−２からトランスＴ２の第１のコイルへ電流が流れて、電池モジュール１９−２が放電される。そして、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの充放電により、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧が、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧の平均電圧に落ち着くと、すなわち、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧がほぼ同じ電圧になると、各スイッチＳＷをそれぞれオフさせてセルバランスを終了させる。また、このとき、発電機３の電圧がトランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルの電圧よりも高いと、発電機３からトランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルに電流が流れ、それら各第２のコイルに流れる電流とほぼ同じ電流がトランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１のコイルに流れる。すなわち、発電機３からトランスＴ１〜Ｔｎを介して電池モジュール１９−１〜１９−ｎにそれぞれ電流が流れ、電池モジュール１９−１〜１９−ｎがそれぞれ充電される。このように、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧を均等化しつつ、電池モジュール１９−１〜１９−ｎをそれぞれ充電することができる。そして、このメインバッテリ２に供給される電力を使用して、直流／交流変換回路６から電力変換回路７へ交流電力を供給することができる。

図４は、セルバランス回路４や直流／交流変換回路６の各スイッチのオン、オフのタイミングチャートの他の例を模式的に示す図である。なお、図４に示す例において期間Ｔ１〜Ｔ４は、図３に示す例の期間Ｔ１〜Ｔ４と同様である。

図４に示す例において期間Ｔ５〜Ｔ６では、制御信号ＣＥＬＳによりスイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂがそれぞれオン、オフし、制御信号ＣＥＬによりスイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−１ｄがそれぞれ常時オンし、制御信号ＧＥＮによりスイッチ２１−１、２１−２がそれぞれ常時オンしている。これにより、上述したように、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧を均等化しつつ、電池モジュール１９−１〜１９−ｎをそれぞれ充電することができる。

次に、図４に示す例において期間Ｔ６〜Ｔ７では、制御信号ＣＥＬＳによりスイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂがそれぞれオン、オフし、制御信号ＣＥＬによりスイッチＳＷ−１ｃ〜ＳＷ−ｎｃ及びスイッチＳＷ−１ｄ〜ＳＷ−１ｄがそれぞれ常時オンし、制御信号ＢＡＴによりスイッチ２２−１、２２−２がそれぞれ常時オンしている。なお、スイッチ２１−１、２１−２は常時オフしている。このとき、例えば、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルの電圧が補機バッテリ９の電圧よりも高いと、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２のコイルから補機バッテリ９に電流が流れて補機バッテリ９が充電される。

このように、セルバランス中において、発電機３から供給される電力によりメインバッテリ２を充電した後、メインバッテリ２から供給される電力により補機バッテリ９を充電することにより、発電機３からメインバッテリ２に供給された電力を使用して、補機バッテリ９を充電することができる。

なお、上記実施形態において、セルバランス時、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧Ｖｄｅｔ（１）〜Ｖｄｅｔ（ｎ）が上限の閾値Ｖｔｈ１（電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧の平均値よりも所定値高い値）よりも低く、かつ、下限の閾値Ｖｔｈ２（電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧の平均値よりも所定値低い値）よりも高くなるまで、スイッチＳＷ−１ａ〜ＳＷ−ｎａ及びスイッチＳＷ−１ｂ〜ＳＷ−ｎｂをそれぞれオン、オフさせてもよい。

また、上記実施形態では、電池モジュール１９−１〜１９−ｎを全て同時に充放電させることにより電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧を均等化させる構成であるが、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのうちの２個ずつ順番に電池モジュール１９を充放電させることにより電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれの出力電圧を均等化させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、補機バッテリ９の充電時、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのそれぞれから供給される電力を使用する構成であるが、補機バッテリ９の充電時、電池モジュール１９−１〜１９−ｎのうちの一部の電池モジュール１９から供給される電力を使用するようにしてもよい。

１ セルバランス装置
２ メインバッテリ
３ 発電機
４ セルバランス回路
５ 電池ＥＣＵ
６ 直流／交流変換回路
７ 電力変換回路
８ モータ
９ 補機バッテリ
１０ 充電スタンド
１１ 充電器
１２ インバータ回路
１３ モータ／発電機
１４ 電装機器
１５ モータＥＣＵ
１６ インバータＥＣＵ
１７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１８ 電池セル
１９ 電池モジュール
２０ 電圧センサ
２１、２２ スイッチ
２３ 整流器

Claims (3)

1. １以上の電池セルから成る電池モジュールを複数有するメインバッテリと、
   発電機と、
   前記複数の電池モジュールのそれぞれの出力電圧の平均電圧よりも高い電圧を出力する電池モジュールから前記平均電圧よりも低い電圧を出力する電池モジュールへ電流を流すことにより前記複数の電池モジュールのそれぞれの出力電圧を均等化するセルバランス回路と、
   前記メインバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換回路と、
   前記セルバランス回路及び前記直流／交流変換回路のそれぞれの動作を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記直流／交流変換回路において直流電力を交流電力に変換させる際、前記発電機から前記セルバランス回路を介して前記複数の電池モジュールにそれぞれ電力を供給し、
   前記メインバッテリは、第１の電池モジュールと、第２の電池モジュールとを有し、
   前記セルバランス回路は、前記第１の電池モジュールに接続される第１のコイルと前記発電機に接続される第２のコイルを有する第１のトランスと、前記第２の電池モジュールに接続される第３のコイルと前記発電機に接続される第４のコイルを有する第２のトランスとを有し、
   前記制御回路は、前記メインバッテリから供給される電力が前記セルバランス回路の前記第２及び第４のコイルを介して補機バッテリに供給されるように、前記セルバランス回路の動作を制御する
   ことを特徴とするセルバランス装置。
2. 前記セルバランス回路は、前記第１の電池モジュールと前記第１のコイルとの間に設けられる第１のスイッチと、前記第２の電池モジュールと前記第３のコイルとの間に設けられる第２のスイッチと、前記第２及び第４のコイルと前記発電機との間に設けられる第３のスイッチとを備え、
   前記制御回路は、前記直流／交流変換回路において直流電力を交流電力に変換させる際、前記第１及び第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせるとともに、前記第３のスイッチを常時オンさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載のセルバランス装置。
3. 前記セルバランス回路は、前記第２及び第４のコイルと前記補機バッテリとの間に設けられる第４のスイッチを備え、
   前記制御回路は、前記メインバッテリから供給される電力を前記セルバランス回路を介して前記補機バッテリに供給させる際、前記第１及び第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせるとともに、前記第４のスイッチを常時オンさせる
   ことを特徴とする請求項２に記載のセルバランス装置。