JP5718702B2 - Balance correction device and power storage system - Google Patents

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Description

本発明は、バランス補正装置および蓄電システムに関する。   The present invention relates to a balance correction device and a power storage system.

直列接続された多数の蓄電セルを使用するときに、蓄電セル間の電圧にバラつきが生じると、蓄電セルの寿命が短くなる場合がある。そこで、インダクタ、スイッチング素子およびスイッチング素子の駆動回路を備え、蓄電セル間の電圧を均等化させるバランス補正回路が提案されている(特許文献1〜3を参照。)。
[先行技術文献]
[特許文献]
(特許文献1)特開2006−067748号公報
(特許文献2)特開2008−017605号公報
(特許文献3)特開2009−232660号公報
When many storage cells connected in series are used, if the voltage between the storage cells varies, the life of the storage cell may be shortened. Therefore, a balance correction circuit that includes an inductor, a switching element, and a drive circuit for the switching element and equalizes the voltage between the storage cells has been proposed (see Patent Documents 1 to 3).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
(Patent Document 1) JP 2006-067748 (Patent Document 2) JP 2008-017655 (Patent Document 3) JP 2009-232660

駆動回路から出力される信号の精度が低い場合には、蓄電セル間の電圧を精度よく均等化することができない。   When the accuracy of the signal output from the drive circuit is low, the voltage between the storage cells cannot be equalized with high accuracy.

本発明の第1の態様においては、直列に接続された第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第1の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第1のスイッチング素子と、インダクタの他端と第2の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第2のスイッチング素子と、第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子に供給し、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部と、第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点における電圧の時間平均値の電圧を生成する平均値生成部と、第1の蓄電セルの電圧と第2の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、時間平均値の電圧と中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部とを備え、制御信号発生部は、補正信号を受信して、補正信号に基づいて制御信号のデューティ比を補正するバランス補正装置が提供される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a balance correction device for equalizing voltages of a first power storage cell and a second power storage cell connected in series, wherein one end of the first power storage cell and the second power storage cell An inductor having one end electrically connected to a connection point with one end of the storage cell, and a first switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the first storage cell; The second switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the second storage cell, and the on / off operation of the first switching element and the second switching element are controlled. A control signal generator for supplying a control signal to the first switching element and the second switching element to alternately turn on and off the first switching element and the second switching element; and a first storage cell One end and the second An average value generation unit that generates a voltage of a time average value of a voltage at a connection point with one end of the storage cell, and an intermediate value voltage between the voltage of the first storage cell and the voltage of the second storage cell An intermediate value generation unit, and a correction signal generation unit that generates a correction signal based on the difference between the time average value voltage and the intermediate value voltage, and the control signal generation unit receives the correction signal and performs correction A balance correction device is provided that corrects the duty ratio of the control signal based on the signal.

上記のバランス補正装置において、平均値生成部は、第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点と電気的に接続する積分回路を有してよい。上記のバランス補正装置において、中間値生成部は、一端が第1の蓄電セルの他端と電気的に接続し、他端が第2の蓄電セルの他端と電気的に接続する分圧回路を有してよい。上記のバランス補正装置において、補正信号発生部は、時間平均値の電圧および中間値の電圧が入力され、時間平均値の電圧と中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有してよい。コンパレータのカットオフ周波数は、制御信号の周波数よりも小さくてよい。   In the balance correction apparatus, the average value generation unit may include an integration circuit that is electrically connected to a connection point between one end of the first power storage cell and one end of the second power storage cell. In the above balance correction apparatus, the intermediate value generating unit has one end electrically connected to the other end of the first storage cell and the other end electrically connected to the other end of the second storage cell. May be included. In the above balance correction apparatus, the correction signal generation unit has a comparator that receives the time average voltage and the intermediate voltage and outputs an output corresponding to the difference between the time average voltage and the intermediate voltage. You can do it. The cutoff frequency of the comparator may be smaller than the frequency of the control signal.

本発明の第2の態様においては、直列に接続された第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第1の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第1のスイッチング素子と、インダクタの他端と第2の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第2のスイッチング素子と、第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子に供給し、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部と、一端が第2の蓄電セルの他端に電気的に接続されるコンデンサと、制御信号に基づいて、コンデンサの充電動作と放電動作とを交互に切り替えるスイッチング回路と、第1の蓄電セルの電圧と第2の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、コンデンサの電極間の電圧と中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部とを備え、制御信号発生部は、補正信号を受信して、補正信号に基づいて制御信号のデューティ比を補正するバランス補正装置が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a balance correction device for equalizing voltages of a first storage cell and a second storage cell connected in series, wherein one end of the first storage cell and the second storage cell An inductor having one end electrically connected to a connection point with one end of the storage cell, and a first switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the first storage cell; The second switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the second storage cell, and the on / off operation of the first switching element and the second switching element are controlled. A control signal generator for supplying a control signal to the first switching element and the second switching element to alternately turn on and off the first switching element and the second switching element; Other than storage cell A capacitor electrically connected to the switching circuit, a switching circuit for alternately switching a charging operation and a discharging operation of the capacitor based on a control signal, and an intermediate voltage between the voltage of the first storage cell and the voltage of the second storage cell An intermediate value generation unit that generates a voltage of a value, and a correction signal generation unit that generates a correction signal based on the difference between the voltage between the electrodes of the capacitor and the voltage of the intermediate value. A balance correction apparatus is provided that receives a signal and corrects a duty ratio of a control signal based on the correction signal.

上記のバランス補正装置において、スイッチング回路は、第1の蓄電セルの他端と電気的に接続する第1の端子、コンデンサの他端と電気的に接続する第2の端子、および、コンデンサの一端と電気的に接続する第3の端子を含む第3のスイッチング素子を有してよい。第3のスイッチング素子は、第1のスイッチング素子をオン動作させる制御信号または第2のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号に基づいて、第1の端子と第2の端子とを電気的に接続してよく、第1のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号または第2のスイッチング素子をオン動作させる制御信号に基づいて、第2の端子と第3の端子とを電気的に接続してよい。   In the balance correction device, the switching circuit includes a first terminal electrically connected to the other end of the first storage cell, a second terminal electrically connected to the other end of the capacitor, and one end of the capacitor. A third switching element including a third terminal electrically connected to the first switching element. The third switching element electrically connects the first terminal and the second terminal based on a control signal for turning on the first switching element or a control signal for turning off the second switching element. The second terminal and the third terminal may be electrically connected based on a control signal for turning off the first switching element or a control signal for turning on the second switching element.

上記のバランス補正装置において、スイッチング回路は、一端がコンデンサの他端と電気的に接続し、他端が第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点と電気的に接続する第4のスイッチング素子を有してよい。第4のスイッチング素子は、第1のスイッチング素子をオン動作させる制御信号または第2のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号に基づいて、オン動作してよく、第1のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号または第2のスイッチング素子をオン動作させる制御信号に基づいて、オフ動作してよい。   In the balance correction device, the switching circuit has one end electrically connected to the other end of the capacitor and the other end electrically connected to a connection point between one end of the first storage cell and one end of the second storage cell. A fourth switching element to be connected may be included. The fourth switching element may be turned on based on a control signal for turning on the first switching element or a control signal for turning off the second switching element, and the control for turning off the first switching element. An off operation may be performed based on a signal or a control signal for turning on the second switching element.

上記のバランス補正装置において、補正信号発生部は、コンデンサの電極間の電圧および中間値の電圧が入力され、コンデンサの電極間の電圧と中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有してよい。コンパレータのカットオフ周波数は、制御信号の周波数よりも小さくてよい。   In the balance correction device, the correction signal generator receives a voltage between the capacitor electrodes and an intermediate voltage, and outputs an output corresponding to the difference between the voltage between the capacitor electrodes and the intermediate voltage. May be included. The cutoff frequency of the comparator may be smaller than the frequency of the control signal.

本発明の第3の態様においては、直列に接続された第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルと、第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルの電圧を均等化させる、上記のバランス補正装置とを備える、蓄電システムが提供される。   In the third aspect of the present invention, the balance correction described above equalizes the voltages of the first storage cell and the second storage cell connected in series, and the first storage cell and the second storage cell. An electrical storage system comprising the device is provided.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

蓄電システム110を備える装置100の一例を概略的に示す。An example of apparatus 100 provided with accumulation-of-electricity system 110 is shown roughly. 蓄電システム210の一例を概略的に示す。An example of the electrical storage system 210 is shown schematically. 蓄電システム210の動作の一例を概略的に示す。An example of operation | movement of the electrical storage system 210 is shown schematically. 蓄電システム210の動作の一例を概略的に示す。An example of operation | movement of the electrical storage system 210 is shown schematically. 蓄電システム510の一例を概略的に示す。An example of the electrical storage system 510 is shown schematically. 蓄電システム510の動作の一例を概略的に示す。An example of operation of power storage system 510 is schematically shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention. In addition, embodiments will be described with reference to the drawings, but in the description of the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted.

図1は、蓄電システム110を備える装置100の一例を概略的に示す。装置100は、モータ102と、蓄電システム110とを備える。装置100は、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、昇降機などの輸送装置であってよい。装置100は、PC、携帯電話などの電気機器であってよい。   FIG. 1 schematically illustrates an example of a device 100 including a power storage system 110. Device 100 includes a motor 102 and a power storage system 110. The device 100 may be a transportation device such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, an electric motorcycle, a railway vehicle, and an elevator. The device 100 may be an electrical device such as a PC or a mobile phone.

蓄電システム110は、端子112と、端子114と、蓄電セル122、蓄電セル124、蓄電セル126および蓄電セル128を含む直列に接続された複数の蓄電セルと、バランス補正回路132、バランス補正回路134およびバランス補正回路136を含む複数のバランス補正回路とを有する。バランス補正回路132、バランス補正回路134およびバランス補正回路136は、バランス補正装置の一例であってよい。   The power storage system 110 includes a terminal 112, a terminal 114, a plurality of power storage cells connected in series including a power storage cell 122, a power storage cell 124, a power storage cell 126, and a power storage cell 128, a balance correction circuit 132, and a balance correction circuit 134. And a plurality of balance correction circuits including a balance correction circuit 136. The balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may be an example of a balance correction device.

「電気的に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。ある要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、ある要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、ある要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正回路とが電気的に接続されたときに、ある要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直列に電気的に接続されていることを示す。   “Electrically connected” is not limited to a case where an element and another element are directly connected. A third element may be interposed between one element and another element. Moreover, it is not limited to when a certain element and another element are physically connected. For example, the input winding and output winding of the transformer are not physically connected, but are electrically connected. Further, not only when an element and another element are actually electrically connected, but also when an energy storage cell and a balance correction circuit are electrically connected, an element and another element are electrically connected. Including the case of connection. Further, “connected in series” indicates that an element and another element are electrically connected in series.

モータ102は、蓄電システム110に電気的に接続され、蓄電システム110の供給する電力を利用する。モータ102は、電力負荷の一例であってよい。モータ102は、回生ブレーキとして使用されてもよい。蓄電システム110は、モータ102に電気的に接続され、モータ102に電力を供給する。蓄電システム110は、図示されない充電装置に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄える。   The motor 102 is electrically connected to the power storage system 110 and uses power supplied from the power storage system 110. The motor 102 may be an example of a power load. The motor 102 may be used as a regenerative brake. The power storage system 110 is electrically connected to the motor 102 and supplies power to the motor 102. The power storage system 110 is electrically connected to a charging device (not shown) and stores electrical energy.

端子112および端子114は、モータ102、充電装置などのシステム外部の装置と、蓄電システム110とを電気的に接続する。蓄電セル122、蓄電セル124、蓄電セル126および蓄電セル128は、直列に接続される。蓄電セル122、蓄電セル124、蓄電セル126および蓄電セル128は、二次電池またはキャパシタであってよい。蓄電セル122、蓄電セル124、蓄電セル126および蓄電セル128のそれぞれは、複数の蓄電セルを含んでもよい。   Terminals 112 and 114 electrically connect the power storage system 110 to devices outside the system such as the motor 102 and the charging device. Power storage cell 122, power storage cell 124, power storage cell 126, and power storage cell 128 are connected in series. The power storage cell 122, the power storage cell 124, the power storage cell 126, and the power storage cell 128 may be secondary batteries or capacitors. Each of power storage cell 122, power storage cell 124, power storage cell 126, and power storage cell 128 may include a plurality of power storage cells.

例えば、蓄電セル122と蓄電セル124との間で、製造品質、劣化の程度などが異なる場合、蓄電セル122および蓄電セル124の電池特性に差が生じる場合がある。電池特性としては、電池容量、または、放電時間に対する電池電圧の関係を示す放電電圧特性を例示することができる。例えば、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになる。   For example, when the manufacturing quality, the degree of deterioration, and the like differ between the storage cell 122 and the storage cell 124, there may be a difference in battery characteristics between the storage cell 122 and the storage cell 124. Examples of battery characteristics include battery capacity or discharge voltage characteristics indicating the relationship of battery voltage to discharge time. For example, as the storage cell deteriorates, the battery voltage decreases with a shorter discharge time.

蓄電セル122および蓄電セル124の電池特性が異なる場合、蓄電システム110の充電完了時に蓄電セル122および蓄電セル124の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム110の放電が進行するにつれて、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧にばらつきが生じる。また、蓄電システム110の充電開始時に蓄電セル122および蓄電セル124の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム110の充電が進行するにつれて、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧にばらつきが生じる。   When the battery characteristics of the power storage cell 122 and the power storage cell 124 are different, even if the voltages of the power storage cell 122 and the power storage cell 124 are substantially the same when the charging of the power storage system 110 is completed, Variations occur in the voltages of the cell 122 and the storage cell 124. Further, even when the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 are substantially the same at the start of charging of the storage system 110, the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 vary as the charging of the storage system 110 proceeds. .

蓄電セル122および蓄電セル124は、利用可能な充電レベル(State of Charge、SOCという場合がある。)の範囲が予め定められているので、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧にばらつきが生じると、蓄電システム110の利用効率が悪化する。そこで、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧を均等化させることで、蓄電システム110の利用効率を向上させることができる。   The storage cell 122 and the storage cell 124 have a predetermined range of usable charge levels (sometimes referred to as “State of Charge” or SOC). Therefore, when the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 vary. The utilization efficiency of the power storage system 110 is deteriorated. Therefore, the use efficiency of the power storage system 110 can be improved by equalizing the voltages of the power storage cell 122 and the power storage cell 124.

バランス補正回路132は、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧を均等化させる。バランス補正回路132は、蓄電セル122の端子112側の一端(正極側という場合がある。)と、蓄電セル122の端子114側の一端(負極側という場合がある。)と蓄電セル124の正極側との接続点143とに電気的に接続される。バランス補正回路132は、接続点143と、蓄電セル124の負極側と蓄電セル126の正極側との接続点145とに電気的に接続される。   The balance correction circuit 132 equalizes the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124. The balance correction circuit 132 includes one end (sometimes referred to as a positive electrode side) of the storage cell 122 on the terminal 112 side, one end (sometimes referred to as a negative electrode side) on the terminal 114 side of the storage cell 122, and the positive electrode of the storage cell 124. It is electrically connected to the connection point 143 with the side. The balance correction circuit 132 is electrically connected to a connection point 143 and a connection point 145 between the negative electrode side of the storage cell 124 and the positive electrode side of the storage cell 126.

図示していないが、バランス補正回路132は、接続点143と電気的に接続するインダクタを有してよい。バランス補正回路132と、蓄電セル122および蓄電セル124とを、上記のように電気的に接続することで、蓄電セル122および上記のインダクタを含む第1の回路と、蓄電セル124および上記のインダクタを含む第2の回路が形成される。バランス補正回路132は、第1の回路と、第2の回路とに交互に電流を流す。これにより、蓄電セル122と蓄電セル124との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧を均等化させることができる。   Although not shown, the balance correction circuit 132 may include an inductor that is electrically connected to the connection point 143. The balance correction circuit 132, the storage cell 122, and the storage cell 124 are electrically connected as described above, so that the first circuit including the storage cell 122 and the inductor, the storage cell 124, and the inductor A second circuit including is formed. The balance correction circuit 132 causes a current to flow alternately through the first circuit and the second circuit. Thereby, electrical energy can be transferred between the storage cell 122 and the storage cell 124 via the inductor. As a result, the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 can be equalized.

バランス補正回路134は、蓄電セル124および蓄電セル126の電圧を均等化させる。バランス補正回路134は、接続点143と、接続点145と、蓄電セル126の負極側と蓄電セル128の正極側との接続点147とに、電気的に接続される。バランス補正回路136は、蓄電セル126および蓄電セル128の電圧を均等化させる。バランス補正回路136は、接続点145と、接続点147と、蓄電セル128の負極側とに、電気的に接続される。バランス補正回路134およびバランス補正回路136は、バランス補正回路132と同様の構成を有してよい。   The balance correction circuit 134 equalizes the voltages of the storage cell 124 and the storage cell 126. The balance correction circuit 134 is electrically connected to the connection point 143, the connection point 145, and the connection point 147 between the negative electrode side of the storage cell 126 and the positive electrode side of the storage cell 128. The balance correction circuit 136 equalizes the voltages of the storage cell 126 and the storage cell 128. The balance correction circuit 136 is electrically connected to the connection point 145, the connection point 147, and the negative electrode side of the storage cell 128. The balance correction circuit 134 and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 132.

図2は、蓄電システム210の一例を概略的に示す。蓄電システム210は、端子212と、端子214と、直列に接続された蓄電セル222および蓄電セル224と、バランス補正回路232とを備える。バランス補正回路232は、バランス補正装置の一例であってよい。蓄電セル222は、第1の蓄電セルの一例であってよい。蓄電セル224は、第2の蓄電セルの一例であってよい。   FIG. 2 schematically shows an example of the power storage system 210. The power storage system 210 includes a terminal 212, a terminal 214, a power storage cell 222 and a power storage cell 224 connected in series, and a balance correction circuit 232. The balance correction circuit 232 may be an example of a balance correction device. The power storage cell 222 may be an example of a first power storage cell. The power storage cell 224 may be an example of a second power storage cell.

端子212および端子214は、それぞれ、蓄電システム110の端子112および端子114と同様の構成を有してよい。蓄電セル222および蓄電セル224は、蓄電セル122、蓄電セル124、蓄電セル126または蓄電セル128と同様の構成を有してよい。また、蓄電システム110は、蓄電システム210と同様の構成を有してよい。バランス補正回路132、バランス補正回路134およびバランス補正回路136は、バランス補正回路232と同様の構成を有してよい。   The terminal 212 and the terminal 214 may have the same configuration as the terminal 112 and the terminal 114 of the power storage system 110, respectively. The power storage cell 222 and the power storage cell 224 may have the same configuration as the power storage cell 122, the power storage cell 124, the power storage cell 126, or the power storage cell 128. In addition, the power storage system 110 may have a configuration similar to that of the power storage system 210. The balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 232.

バランス補正回路232は、均等化部234と、補正部236とを有する。均等化部234は、蓄電セル222および蓄電セル224の電圧を均等化させる。補正部236は、均等化部234の補正に用いられる補正信号φ26を発生させる。均等化部234は、補正信号φ26を受信して、補正信号φ26に基づいて出力を調整する。これにより、均等化部234による電圧均等化の精度を向上させることができる。   The balance correction circuit 232 includes an equalization unit 234 and a correction unit 236. The equalization unit 234 equalizes the voltages of the storage cell 222 and the storage cell 224. The correction unit 236 generates a correction signal φ26 used for correction by the equalization unit 234. The equalizing unit 234 receives the correction signal φ26 and adjusts the output based on the correction signal φ26. Thereby, the accuracy of voltage equalization by the equalization unit 234 can be improved.

均等化部234は、インダクタ250と、スイッチング素子252と、スイッチング素子254と、制御信号発生部272と、ダイオード282と、ダイオード284とを備える。スイッチング素子252は、第1のスイッチング素子の一例であってよい。スイッチング素子254は、第2のスイッチング素子の一例であってよい。   The equalization unit 234 includes an inductor 250, a switching element 252, a switching element 254, a control signal generation unit 272, a diode 282, and a diode 284. The switching element 252 may be an example of a first switching element. The switching element 254 may be an example of a second switching element.

均等化部234は、蓄電セル222の正極側と、蓄電セル222の負極側と蓄電セル224の正極側との接続点243とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル222と、スイッチング素子252と、インダクタ250とを含む第1の開閉回路が形成される。均等化部234は、接続点243と、蓄電セル224の負極側とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル224と、インダクタ250と、スイッチング素子254とを含む第2の開閉回路が形成される。接続点243は、第1の蓄電セルの一端と第2の蓄電セルの一端との接続点の一例であってよい。   The equalization unit 234 is electrically connected to the positive electrode side of the power storage cell 222, and the connection point 243 between the negative electrode side of the power storage cell 222 and the positive electrode side of the power storage cell 224. As a result, a first switching circuit including the storage cell 222, the switching element 252, and the inductor 250 is formed. The equalization unit 234 is electrically connected to the connection point 243 and the negative electrode side of the storage cell 224. Thus, a second switching circuit including the storage cell 224, the inductor 250, and the switching element 254 is formed. The connection point 243 may be an example of a connection point between one end of the first power storage cell and one end of the second power storage cell.

インダクタ250は、一端が接続点243に電気的に接続される。インダクタ250の他端は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254の接続点263に電気的に接続されてよい。スイッチング素子252およびスイッチング素子254が交互にオン動作およびオフ動作(オン・オフ動作という場合がある。)を繰り返すと、インダクタ250にはインダクタ電流Iが生じる。 One end of the inductor 250 is electrically connected to the connection point 243. The other end of the inductor 250 may be electrically connected to a connection point 263 between the switching element 252 and the switching element 254. When the switching element 252 and the switching element 254 alternately repeat an on operation and an off operation (sometimes referred to as an on / off operation), an inductor current IL is generated in the inductor 250.

スイッチング素子252は、インダクタ250の他端と蓄電セル222の正極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子252は、制御信号発生部272から制御信号φ22を受信して、制御信号φ22に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第1の開閉回路を開閉する。スイッチング素子252は、MOSFETであってよい。スイッチング素子252は、制御信号φ22を受信しない場合にはオフ動作をする素子であってよい。   Switching element 252 is electrically connected between the other end of inductor 250 and the positive electrode side of power storage cell 222. The switching element 252 receives the control signal φ22 from the control signal generator 272, and performs an on operation or an off operation based on the control signal φ22. This opens and closes the first open / close circuit. The switching element 252 may be a MOSFET. Switching element 252 may be an element that turns off when control signal φ22 is not received.

スイッチング素子254は、インダクタ250の他端と蓄電セル224の負極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子254は、制御信号発生部272から制御信号φ24を受信して、制御信号φ24に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第2の開閉回路を開閉する。スイッチング素子254は、MOSFETであってよい。スイッチング素子254は、制御信号φ24を受信しない場合にはオフ動作をする素子であってよい。   Switching element 254 is electrically connected between the other end of inductor 250 and the negative electrode side of power storage cell 224. The switching element 254 receives the control signal φ24 from the control signal generator 272 and performs an on operation or an off operation based on the control signal φ24. As a result, the second open / close circuit is opened and closed. The switching element 254 may be a MOSFET. The switching element 254 may be an element that performs an off operation when the control signal φ24 is not received.

制御信号発生部272は、スイッチング素子252のオン・オフ動作を制御する制御信号φ22と、スイッチング素子254のオン・オフ動作を制御する制御信号φ24とを発生させる。制御信号発生部272は、制御信号φ22をスイッチング素子252に供給する。制御信号発生部272は、制御信号φ24をスイッチング素子254に供給する。   The control signal generator 272 generates a control signal φ22 that controls the on / off operation of the switching element 252 and a control signal φ24 that controls the on / off operation of the switching element 254. The control signal generator 272 supplies the control signal φ22 to the switching element 252. The control signal generator 272 supplies the control signal φ24 to the switching element 254.

制御信号発生部272は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254が交互にオン・オフ動作を繰り返すように、制御信号φ22および制御信号φ24を発生させてよい。これにより、スイッチング素子252とスイッチング素子254とを交互にオン・オフ動作させることができる。制御信号φ22および制御信号φ24は、それぞれ、デューティ比が50%の方形波であってよい。デューティ比は、方形波の周期に対するON期間の割合として算出することができる。   The control signal generation unit 272 may generate the control signal φ22 and the control signal φ24 so that the switching element 252 and the switching element 254 repeat ON / OFF operations alternately. Thereby, the switching element 252 and the switching element 254 can be alternately turned on and off. Control signal φ22 and control signal φ24 may each be a square wave with a duty ratio of 50%. The duty ratio can be calculated as the ratio of the ON period to the period of the square wave.

制御信号発生部272は、蓄電セル222の正極側と電気的に接続する基準電圧入力端子274と、蓄電セル224の負極側と電気的に接続する基準電圧入力端子276とを有してよい。制御信号発生部272は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254と同一の基板に形成されてよい。   Control signal generation unit 272 may include a reference voltage input terminal 274 that is electrically connected to the positive electrode side of power storage cell 222 and a reference voltage input terminal 276 that is electrically connected to the negative electrode side of power storage cell 224. The control signal generator 272 may be formed on the same substrate as the switching element 252 and the switching element 254.

制御信号発生部272は、予め定められた周期のパルス列を発生するパルス発生器であってよい。制御信号発生部272は、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を可変制御する可変パルス発生器であってもよい。   The control signal generator 272 may be a pulse generator that generates a pulse train having a predetermined period. Control signal generator 272 may be a variable pulse generator that variably controls the duty ratio of at least one of control signal φ22 and control signal φ24.

制御信号発生部272は、補正信号φ26を受信する。制御信号発生部272は、補正信号φ26に基づいて、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を補正してよい。制御信号発生部272は、補正信号φ26に基づき、蓄電セル222または蓄電セル224の電圧の値が、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の算術平均値と等しくなるように、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を補正してよい。   The control signal generator 272 receives the correction signal φ26. The control signal generator 272 may correct the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 based on the correction signal φ26. Based on the correction signal φ26, the control signal generator 272 controls the control signal φ22 so that the voltage value of the storage cell 222 or the storage cell 224 is equal to the arithmetic average value of the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. The duty ratio of at least one of the control signal φ24 may be corrected.

補正信号φ26が、蓄電セル222または蓄電セル224の電圧の値が、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の算術平均値より小さいことを示す場合、制御信号発生部272は、制御信号φ24のデューティ比の設定値を大きくしてよい。補正信号φ26が、蓄電セル222または蓄電セル224の電圧の値が、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の算術平均値より大きいことを示す場合、制御信号発生部272は、制御信号φ22のデューティ比の設定値を大きくしてよい。   When the correction signal φ26 indicates that the value of the voltage of the power storage cell 222 or the power storage cell 224 is smaller than the arithmetic average value of the voltage of the power storage cell 222 and the voltage of the power storage cell 224, the control signal generating unit 272 The set value of the duty ratio may be increased. When the correction signal φ26 indicates that the value of the voltage of the power storage cell 222 or the power storage cell 224 is larger than the arithmetic average value of the voltage of the power storage cell 222 and the voltage of the power storage cell 224, the control signal generating unit 272 The set value of the duty ratio may be increased.

ダイオード282は、スイッチング素子252と並列に配される。ダイオード282は、一端がインダクタ250の他端と電気的に接続する。ダイオード282の他端は、蓄電セル222の正極側と電気的に接続する。ダイオード282は、インダクタ250の他端から蓄電セル222の正極側への方向に電流を流す。   The diode 282 is arranged in parallel with the switching element 252. One end of the diode 282 is electrically connected to the other end of the inductor 250. The other end of the diode 282 is electrically connected to the positive electrode side of the storage cell 222. The diode 282 flows current in the direction from the other end of the inductor 250 to the positive electrode side of the storage cell 222.

ダイオード284は、スイッチング素子254と並列に配される。ダイオード284は、一端が蓄電セル224の負極側と電気的に接続する。ダイオード284の他端は、インダクタ250の他端と電気的に接続する。ダイオード284は、蓄電セル224の負極側からインダクタ250の他端への方向に電流を流す。ダイオード282およびダイオード284は、MOSFETのソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードであってよい。   The diode 284 is arranged in parallel with the switching element 254. One end of the diode 284 is electrically connected to the negative electrode side of the storage cell 224. The other end of the diode 284 is electrically connected to the other end of the inductor 250. The diode 284 flows current in the direction from the negative electrode side of the storage cell 224 to the other end of the inductor 250. The diode 282 and the diode 284 may be parasitic diodes formed equivalently between the source and drain of the MOSFET.

ダイオード282およびダイオード284を設けることで、スイッチング素子252およびスイッチング素子254が共にオフ状態となった期間にインダクタ電流Iが残留した場合であっても、当該インダクタ電流Iがダイオード282またはダイオード284を通して流れ続けることができる。これにより、インダクタ250に一旦生じたインダクタ電流Iを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流Iを遮断した場合に生じるサージ電圧の発生を抑制することができる。 By providing the diode 282 and the diode 284, even when the period to the inductor current I L which the switching element 252 and the switching element 254 is turned both turned off is remaining, the inductor current I L diode 282 or diode 284 Can continue to flow through. Thus, the inductor current I L generated once the inductor 250 can be utilized without waste. Further, it is possible to suppress the generation of a surge voltage that occurs when the inductor current IL is cut off.

補正部236は、補正信号φ26を発生させる。補正信号φ26は、蓄電セル222または蓄電セル224の電圧の値と、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の算術平均値との大小関係を示す信号であってよい。補正部236は、接続点243における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の中間値の電圧との差に基づいて、補正信号φ26を発生させてよい。補正部236は、積分回路292と、分圧回路295と、コンパレータ298とを有してよい。積分回路292は、平均値生成部の一例であってよい。分圧回路295は、中間値生成部の一例であってよい。   The correction unit 236 generates a correction signal φ26. The correction signal φ26 may be a signal indicating the magnitude relationship between the voltage value of the storage cell 222 or the storage cell 224 and the arithmetic average value of the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. The correction unit 236 may generate the correction signal φ26 based on the difference between the voltage of the time average value of the voltage at the connection point 243 and the voltage of the intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. The correcting unit 236 may include an integrating circuit 292, a voltage dividing circuit 295, and a comparator 298. The integration circuit 292 may be an example of an average value generation unit. The voltage dividing circuit 295 may be an example of an intermediate value generation unit.

積分回路292は、接続点243における電圧の時間平均値の電圧を生成する。積分回路292は、接続点243と電気的に接続する。積分回路292は、接続点243における電圧を入力され、当該入力電圧の時間積分値を出力する。積分回路292は、コンデンサ293と、抵抗294とを含むRC積分回路であってよい。コンデンサ293は、一端が蓄電セル224の負極側と電気的に接続されてよい。コンデンサ293の他端は、コンパレータ298の反転入力と電気的に接続されてよい。抵抗294は、一端が接続点263と電気的に接続されてよい。抵抗294の他端は、コンパレータ298の反転入力と電気的に接続されてよい。   The integrating circuit 292 generates a voltage having a time average value of the voltage at the connection point 243. The integration circuit 292 is electrically connected to the connection point 243. The integration circuit 292 receives a voltage at the connection point 243 and outputs a time integration value of the input voltage. The integrating circuit 292 may be an RC integrating circuit including a capacitor 293 and a resistor 294. One end of the capacitor 293 may be electrically connected to the negative electrode side of the storage cell 224. The other end of the capacitor 293 may be electrically connected to the inverting input of the comparator 298. One end of the resistor 294 may be electrically connected to the connection point 263. The other end of the resistor 294 may be electrically connected to the inverting input of the comparator 298.

これにより、ある時間間隔における接続点243の電圧の平均値(時間平均値という場合がある。)が、コンパレータ298の反転入力に入力される。本実施形態において、抵抗294の一端は、接続点263およびインダクタ250を介して、接続点243と電気的に接続する。しかし、抵抗294の接続方法はこれに限定されない。抵抗294の一端が、接続点243に直接接続されてもよい。   As a result, an average value of voltage at the connection point 243 at a certain time interval (sometimes referred to as a time average value) is input to the inverting input of the comparator 298. In the present embodiment, one end of the resistor 294 is electrically connected to the connection point 243 via the connection point 263 and the inductor 250. However, the connection method of the resistor 294 is not limited to this. One end of the resistor 294 may be directly connected to the connection point 243.

分圧回路295は、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧を生成する。分圧回路295は、蓄電セル222の正極側と電気的に接続する。分圧回路295は、蓄電セル224の負極側と電気的に接続する。分圧回路295は、蓄電セル222の正極側の電圧と蓄電セル224の負極側の電圧を入力され、当該入力電圧に比例した電圧を発生させる。   The voltage dividing circuit 295 generates a voltage having an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. The voltage dividing circuit 295 is electrically connected to the positive electrode side of the storage cell 222. The voltage dividing circuit 295 is electrically connected to the negative electrode side of the storage cell 224. The voltage dividing circuit 295 receives the voltage on the positive electrode side of the storage cell 222 and the voltage on the negative electrode side of the storage cell 224 and generates a voltage proportional to the input voltage.

分圧回路295は、抵抗296と、抵抗297とを含んでよい。抵抗296は、一端が抵抗297の一端と電気的に接続されてよい。抵抗296の他端は、蓄電セル222の正極側と電気的に接続されてよい。抵抗297は、一端が抵抗296の一端と電気的に接続されてよい。抵抗297の他端は、蓄電セル224の負極側と電気的に接続されてよい。抵抗296の一端と抵抗297の一端との接続点は、コンパレータ298の非反転入力と電気的に接続されてよい。抵抗296の抵抗値と、抵抗297の抵抗値とは同一であってよい。これにより、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧が、コンパレータ298の非反転入力に入力される。   The voltage dividing circuit 295 may include a resistor 296 and a resistor 297. One end of the resistor 296 may be electrically connected to one end of the resistor 297. The other end of the resistor 296 may be electrically connected to the positive electrode side of the storage cell 222. One end of the resistor 297 may be electrically connected to one end of the resistor 296. The other end of the resistor 297 may be electrically connected to the negative electrode side of the storage cell 224. A connection point between one end of the resistor 296 and one end of the resistor 297 may be electrically connected to a non-inverting input of the comparator 298. The resistance value of the resistor 296 and the resistance value of the resistor 297 may be the same. As a result, a voltage having an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 is input to the non-inverting input of the comparator 298.

コンパレータ298は、非反転入力と反転入力との差に応じた出力を出力する。コンパレータ298の反転入力には、接続点243における電圧の時間平均値の電圧が入力される。コンパレータ298の非反転入力には、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧が入力される。コンパレータ298は、接続点243における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧との差に比例した電圧を、補正信号φ26として出力してよい。   The comparator 298 outputs an output corresponding to the difference between the non-inverting input and the inverting input. The voltage of the time average value of the voltage at the connection point 243 is input to the inverted input of the comparator 298. The non-inverting input of the comparator 298 is input with a voltage having an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. Comparator 298 outputs, as correction signal φ26, a voltage that is proportional to the difference between the voltage of the time average value of voltage at connection point 243 and the intermediate value of the voltage of storage cell 222 and the voltage of storage cell 224. Good.

コンパレータ298は、制御信号φ22または制御信号φ24の周波数よりも小さなカットオフ周波数を有してよい。蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧がほぼ均等化された状態(定常状態という場合がある。)において、積分回路292からの出力信号の波形は三角波になる。そこで、コンパレータ298の入力側のカットオフ周波数を制御信号φ22または制御信号φ24の周波数よりも小さくすることで、コンパレータ298の出力信号を安定化させることができる。   The comparator 298 may have a cutoff frequency that is smaller than the frequency of the control signal φ22 or the control signal φ24. In a state where the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 are substantially equalized (sometimes referred to as a steady state), the waveform of the output signal from the integration circuit 292 is a triangular wave. Therefore, the output signal of the comparator 298 can be stabilized by making the cutoff frequency on the input side of the comparator 298 smaller than the frequency of the control signal φ22 or the control signal φ24.

本実施形態において、補正部236がアナログ回路である場合について説明した。しかし、補正部236はこれに限定されない。補正部236の機能の一部または全部は、デジタル回路によって実現されてもよい。補正部236の機能の一部または全部は、ソフトウエアまたはプログラムにより実現されてもよい。   In the present embodiment, the case where the correction unit 236 is an analog circuit has been described. However, the correction unit 236 is not limited to this. A part or all of the functions of the correction unit 236 may be realized by a digital circuit. A part or all of the functions of the correction unit 236 may be realized by software or a program.

以上のとおり、本願明細書には、第1の蓄電セルと第2の蓄電セルの電圧を均等化させる方法であって、上記第1の蓄電セルの一端と上記第2の蓄電セルの一端との接続点における電圧の時間平均値の電圧を生成または算出する段階と、上記第1の蓄電セルの電圧と上記第2の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成または算出する段階と、上記時間平均値の電圧と上記中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する段階とを備えるバランス補正方法が記載されている。また、コンピュータに当該バランス補正方法を実行させるプログラムが記載されている。   As described above, the present specification describes a method for equalizing the voltages of the first power storage cell and the second power storage cell, including one end of the first power storage cell and one end of the second power storage cell. Generating or calculating a time average voltage of the voltage at the connection point, generating or calculating a voltage of an intermediate value between the voltage of the first power storage cell and the voltage of the second power storage cell; A balance correction method is described that includes a step of generating a correction signal based on a difference between the voltage of the time average value and the voltage of the intermediate value. A program for causing a computer to execute the balance correction method is also described.

図3は、蓄電システム210の動作の一例を概略的に示す。図3は、制御信号φ22および制御信号φ24の波形の一例に対応づけて、グラフ302、グラフ304およびグラフ306を示す。グラフ302、グラフ304およびグラフ306において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流Iの大きさを示す。図3において、インダクタ電流Iの大きさは、接続点263から接続点243に向かって流れる電流(図2において実線の矢印で示す。)を正として表す。 FIG. 3 schematically shows an example of the operation of the power storage system 210. FIG. 3 shows a graph 302, a graph 304, and a graph 306 in association with examples of the waveforms of the control signal φ22 and the control signal φ24. In the graph 302, the graph 304, and the graph 306, the horizontal axis indicates the passage of time. The vertical axis shows the magnitude of the inductor current I L. 3, the magnitude of the inductor current I L represents the current flowing from the connection point 263 toward the connecting point 243 (. Indicated by the solid line arrow in FIG. 2) as a positive.

グラフ302は、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも大きい場合のインダクタ電流Iの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ304は、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも小さい場合のインダクタ電流Iの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ306は、蓄電セル222の電圧Eと蓄電セル224の電圧Eとが略同一である場合のインダクタ電流Iの経時変化の一例を概略的に示す。 Graph 302 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is greater than the voltage E 4 of the electric storage cell 224 schematically. Graph 304 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is smaller than the voltage E 4 of the electric storage cell 224 schematically. Graph 306 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 and the voltage E 4 storage cells 224 are substantially the same schematically.

図3において、制御信号φ22および制御信号φ24は、デューティ比が50%の方形波である。図3に示すように、制御信号φ22および制御信号φ24は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理または位相極性を有する。   In FIG. 3, the control signal φ22 and the control signal φ24 are square waves having a duty ratio of 50%. As shown in FIG. 3, control signal φ22 and control signal φ24 have complementary logic or phase polarities so that one of switching element 252 and switching element 254 is in the off state while the other is in the on state.

グラフ302に示すように、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも大きい場合には、スイッチング素子252がオン状態のときに、蓄電セル222の正極側−スイッチング素子252−接続点263−インダクタ250−接続点243−蓄電セル222の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ250には、インダクタ電流Iが図2における実線矢印の方向に充電される。 As shown in the graph 302, when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is greater than the voltage E 4 of the electric storage cell 224, when the switching element 252 is ON, the positive electrode side of the storage cells 222 - switching element 25 2 A current flows through a current path on the negative side of the connection point 263 -the inductor 250 -the connection point 243 -the storage cell 222. At this time, the inductor 250, the inductor current I L is charged in the direction of the solid arrow in FIG.

次に、スイッチング素子252がオフ状態になり、スイッチング素子254がオン状態になると、インダクタ250に充電されたインダクタ電流Iがインダクタ250の一端−接続点243−蓄電セル224−スイッチング素子254−接続点263−インダクタ250の他端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル224を充電しながら行われる。図3に示すように、インダクタ電流Iは放電により時間と共に減少し、放電電流が0になると、インダクタ250には、放電電流とは逆方向の充電電流が流れるようになる。 Next, the switching element 252 is turned off, the switching element 254 is turned on, the inductor current I L is charged in the inductor 250 of the inductor 250 at one end - the connection point 243- storage cell 224-switching element 254- connection Point 263 is discharged through the current path at the other end of the inductor 250. This discharge is performed while charging the storage cell 224. As shown in FIG. 3, the inductor current I L decreases with time due to the discharge, the discharge current becomes zero, the inductor 250, to flow the opposite direction of the charge current and the discharge current.

グラフ304に示すように、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも小さい場合には、スイッチング素子254がオン状態のときに、蓄電セル224の正極側−接続点243−インダクタ250−接続点263−スイッチング素子254−蓄電セル224の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ250には、インダクタ電流Iが図2における点線矢印の方向に充電される。 As shown in the graph 304, when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is smaller than the voltage E 4 of the electric storage cell 224, when the switching element 254 is ON, the positive electrode side of the storage cells 224 - connection point 243- The current flows through the current path on the negative electrode side of the inductor 250 -the connection point 263 -the switching element 254 -the storage cell 224. At this time, the inductor 250, the inductor current I L is charged in the direction of the dotted arrow in FIG.

次に、スイッチング素子254がオフ状態になり、スイッチング素子252がオン状態になると、インダクタ250に充電されたインダクタ電流Iがインダクタ250の他端−接続点263−スイッチング素子252−蓄電セル222−接続点243−インダクタ250の一端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル222を充電しながら行われる。 Next, the switching element 254 is turned off, the switching element 252 is turned on, the inductor current I L is charged in the inductor 250 of the inductor 250 and the other end - the connection point 263- switching element 25 2 storage cells 222- The connection point 243 is discharged through a current path at one end of the inductor 250. This discharge is performed while charging the storage cell 222.

上記のように、バランス補正回路232が第1の開閉回路と、第2の開閉回路とに交互に電流を流すことで、蓄電セル122と蓄電セル124との間でインダクタ250を介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル122および蓄電セル124の電圧を均等化させることができる。   As described above, the balance correction circuit 232 causes a current to flow alternately between the first switching circuit and the second switching circuit, whereby electric energy is passed between the storage cell 122 and the storage cell 124 via the inductor 250. Can be exchanged. As a result, the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 can be equalized.

グラフ306に示すように、蓄電セル222の電圧Eと蓄電セル224の電圧Eとが略同一である場合には、スイッチング素子252またはスイッチング素子254がオン状態の期間において、インダクタ電流Iの放電と充電とがほぼ等量ずつ実施される。その結果、電圧がほぼバランスした状態を維持することができる。 As shown in the graph 306, when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 and the voltage E 4 storage cells 224 are substantially the same, the switching element 252 or the switching element 254 in the period of the ON state, the inductor current I L The discharging and charging are performed in substantially equal amounts. As a result, it is possible to maintain a state where the voltages are almost balanced.

制御信号発生部272は、デューティ比が予め定められた設定値となるように、制御信号φ22および制御信号φ24を発生させる。しかし、制御信号発生部272の信号発生器の精度、スイッチング素子252またはスイッチング素子254の電気特性などにより、スイッチング素子252またはスイッチング素子254において観測される現実のデューティ比と、上記の設定値との間に誤差が生じる場合がある。   Control signal generating unit 272 generates control signal φ22 and control signal φ24 so that the duty ratio becomes a predetermined set value. However, depending on the accuracy of the signal generator of the control signal generator 272, the electrical characteristics of the switching element 252 or the switching element 254, and the like, the actual duty ratio observed in the switching element 252 or the switching element 254 and the above set value There may be an error in between.

例えば、スイッチング素子252において観測される現実のデューティ比が設定値よりも大きくなると、当該デューティ比が設定値どおりであった場合と比較して、スイッチング素子252がオン状態にある時間(オン時間という場合がある。)が長くなる。その結果、定常状態において、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも大きくなる。一方、スイッチング素子252において観測される現実のデューティ比が設定値よりも小さくなると、当該デューティ比が設定値どおりであった場合と比較して、スイッチング素子252がオン状態にある時間が短くなる。その結果、定常状態において、蓄電セル222の電圧Eが蓄電セル224の電圧Eよりも小さくなる。 For example, when the actual duty ratio observed in the switching element 252 is larger than the set value, the time during which the switching element 252 is in the on state (referred to as the on time) compared to the case where the duty ratio is as set. May be longer). As a result, in the steady state, the voltage E 2 of the power storage cell 222 is larger than the voltage E 4 of the power storage cell 224. On the other hand, when the actual duty ratio observed in the switching element 252 is smaller than the set value, the time during which the switching element 252 is in the on state is shortened compared to the case where the duty ratio is as set. As a result, in the steady state, the voltage E 2 of the power storage cell 222 becomes smaller than the voltage E 4 of the power storage cell 224.

本実施形態において、補正部236は、接続点243における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の中間値の電圧との差に基づいて、補正信号φ26を発生させる。均等化部234は、補正信号φ26に基づいて、接続点243における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧の中間値の電圧との差が小さくなるように、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を補正する。   In the present embodiment, the correction unit 236 generates the correction signal φ26 based on the difference between the voltage of the time average value of the voltage at the connection point 243 and the voltage between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. generate. Based on the correction signal φ26, the equalizing unit 234 reduces the difference between the voltage of the time average value of the voltage at the connection point 243 and the voltage between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. Then, the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 is corrected.

これにより、制御信号発生部272による誤差だけでなく、スイッチング素子252またはスイッチング素子254による誤差をも考慮して、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を調整することができる。その結果、スイッチング素子252またはスイッチング素子254において観測される現実のデューティ比と、上記の設定値との間に誤差を小さくすることができ、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧を精度よく均等化することができる。   Thereby, not only the error due to the control signal generator 272 but also the error due to the switching element 252 or the switching element 254 can be taken into account, and the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 can be adjusted. As a result, an error can be reduced between the actual duty ratio observed in the switching element 252 or the switching element 254 and the set value, and the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 can be accurately determined. Can be equalized.

本実施形態においては、説明を簡単にする目的で、制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比が50%である場合について説明した。しかし、制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比はこれに限定されない。制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比は、蓄電セル222および蓄電セル224の電圧差に応じて変更されてもよい。   In the present embodiment, the case where the duty ratio of the control signal φ22 and the control signal φ24 is 50% has been described for the purpose of simplifying the description. However, the duty ratio of control signal φ22 and control signal φ24 is not limited to this. The duty ratio of control signal φ22 and control signal φ24 may be changed according to the voltage difference between storage cell 222 and storage cell 224.

本実施形態において、制御信号発生部272が、補正信号φ26に基づいて、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を調整する場合について説明した。しかし、制御信号発生部272はこれに限定されない。補正信号φ26が、上記の時間平均値の電圧と上記の中間値の電圧との差が予め定められた値よりも小さいことを示す場合、制御信号発生部272は、制御信号φ22および制御信号φ24の発生を停止してよい。補正信号φ26が、上記の時間平均値の電圧と上記の中間値の電圧との差が予め定められた値よりも大きいことを示す場合、制御信号発生部272は、制御信号φ22および制御信号φ24の発生を再開してよい。   In the present embodiment, the case where the control signal generator 272 adjusts the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 based on the correction signal φ26 has been described. However, the control signal generator 272 is not limited to this. When the correction signal φ26 indicates that the difference between the voltage of the time average value and the voltage of the intermediate value is smaller than a predetermined value, the control signal generator 272 controls the control signal φ22 and the control signal φ24. Generation may be stopped. When the correction signal φ26 indicates that the difference between the voltage of the time average value and the voltage of the intermediate value is larger than a predetermined value, the control signal generator 272 controls the control signal φ22 and the control signal φ24. You may resume the occurrence.

図4は、蓄電システム210の動作の一例を概略的に示す。図4は、制御信号φ22および制御信号φ24の波形の一例に対応づけて、グラフ402(図中、太字の点線で示す。)およびグラフ404(図中、太字の実線で示す。)を示す。グラフ402は、定常状態における、接続点243の電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ404は、定常状態における、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ402およびグラフ404において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸は電圧を示す。なお、説明を簡単にする目的で、図4には、定常状態におけるグラフ402およびグラフ404の一部を表示する。   FIG. 4 schematically shows an example of the operation of the power storage system 210. FIG. 4 shows a graph 402 (indicated by a bold dotted line in the figure) and a graph 404 (indicated by a bold solid line in the figure) in association with examples of the waveforms of the control signal φ22 and the control signal φ24. The graph 402 schematically shows an example of the change over time of the voltage at the connection point 243 in the steady state. A graph 404 schematically shows an example of a change with time of a voltage input to the inverting input of the comparator 298 in a steady state. In the graph 402 and the graph 404, the horizontal axis indicates the passage of time. The vertical axis represents voltage. For the purpose of simplifying the explanation, FIG. 4 shows a part of the graph 402 and the graph 404 in the steady state.

図4において、制御信号φ22および制御信号φ24は、デューティ比が50%の方形波である。図4に示すように、制御信号φ22および制御信号φ24は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理または位相極性を有する。   In FIG. 4, the control signal φ22 and the control signal φ24 are square waves having a duty ratio of 50%. As shown in FIG. 4, control signal φ22 and control signal φ24 have complementary logic or phase polarities so that while one of switching element 252 and switching element 254 is in the on state, the other is in the off state.

スイッチング素子252がオン状態の場合、接続点243における電圧は、グラフ402に示すように、蓄電セル222の電圧Eと蓄電セル222の電圧Eとの合計値E+Eになる。このとき、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、グラフ404に示すように、時間とともに増加する。一方、スイッチング素子252がオフ状態の場合、接続点243における電圧は、グラフ402に示すように、蓄電セル224の負極側の電圧となる。本実施形態において、スイッチング素子252がオフ状態の場合、接続点243における電圧は0となる。このとき、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、グラフ404に示すように、時間とともに減少する。 When the switching element 252 is in the ON state, the voltage at the connection point 243 is a total value E 2 + E 4 of the voltage E 2 of the storage cell 222 and the voltage E 4 of the storage cell 222 as shown in the graph 402. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 increases with time as indicated by a graph 404. On the other hand, when the switching element 252 is in the OFF state, the voltage at the connection point 243 is a voltage on the negative electrode side of the storage cell 224 as shown in the graph 402. In the present embodiment, when the switching element 252 is off, the voltage at the connection point 243 is zero. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 decreases with time as shown in the graph 404.

これにより、コンパレータ298の反転入力には、接続点243における電圧の時間平均値に相当する電圧が入力される。制御信号発生部272、スイッチング素子252およびスイッチング素子254が理想的に動作している場合、スイッチング素子252のオン時間とオフ時間とは等しく、スイッチング素子254のオン時間とオフ時間とは等しい。このとき、定常状態においてコンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2を中心として周期的に増減する。 As a result, a voltage corresponding to the time average value of the voltage at the connection point 243 is input to the inverting input of the comparator 298. When the control signal generator 272, the switching element 252 and the switching element 254 are operating ideally, the on time and the off time of the switching element 252 are equal, and the on time and the off time of the switching element 254 are equal. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 in the steady state is periodically increased or decreased around a voltage (E 2 + E 4 ) / 2 that is an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. To do.

一方、制御信号発生部272、スイッチング素子252またはスイッチング素子254が理想的な動作をしていない場合、スイッチング素子252のオン時間とオフ時間とが等しくなるとは限らない。また、スイッチング素子254のオン時間とオフ時間とが等しくなるとは限らない。このとき、定常状態においてコンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2から少しずれた値を中心として周期的に増減する。 On the other hand, when the control signal generation unit 272, the switching element 252 or the switching element 254 is not performing an ideal operation, the ON time and the OFF time of the switching element 252 are not necessarily equal. Further, the on time and the off time of the switching element 254 are not necessarily equal. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 in the steady state is centered on a value slightly deviated from the intermediate voltage (E 2 + E 4 ) / 2 between the voltage of the storage cell 222 and the storage cell 224. Periodically increase or decrease.

コンパレータ298の非反転入力には、分圧回路295により、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2が入力される。したがって、スイッチング素子252のオン時間とオフ時間とが等しくない場合、または、スイッチング素子254のオン時間とオフ時間とが等しくない場合には、コンパレータ298の非反転入力と反転入力との差に応じて、補正信号φ26が出力される。制御信号発生部272が補正信号φ26に基づいて、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を調整することで、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧を精度よく均等化することができる。 A voltage (E 2 + E 4 ) / 2 that is an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 is input to the non-inverting input of the comparator 298 by the voltage dividing circuit 295. Therefore, when the on-time and off-time of the switching element 252 are not equal, or when the on-time and off-time of the switching element 254 are not equal, depending on the difference between the non-inverting input and the inverting input of the comparator 298 Thus, the correction signal φ26 is output. The control signal generator 272 adjusts the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 based on the correction signal φ26 to equalize the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 with high accuracy. Can do.

図5は、蓄電システム510の一例を概略的に示す。蓄電システム510は、端子212と、端子214と、直列に接続された蓄電セル222および蓄電セル224と、バランス補正回路532とを備える。バランス補正回路532は、バランス補正装置の一例であってよい。   FIG. 5 schematically shows an example of the power storage system 510. The power storage system 510 includes a terminal 212, a terminal 214, a power storage cell 222 and a power storage cell 224 connected in series, and a balance correction circuit 532. The balance correction circuit 532 may be an example of a balance correction device.

均等化部534は、制御信号発生部272が、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方を補正部536にも提供する点で均等化部234と相違する。その他の点については、均等化部234と同様の構成を有してよい。   The equalization unit 534 is different from the equalization unit 234 in that the control signal generation unit 272 also provides at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 to the correction unit 536. About another point, you may have the structure similar to the equalization part 234. FIG.

補正部536は、コンデンサ542と、スイッチング回路544と、分圧回路295と、コンパレータ298とを有する。補正部536は、積分回路292の代わりに、コンデンサ542およびスイッチング回路544を備える点で補正部236と相違する。補正部536は、接続点243の電圧の時間平均値の電圧の代わりに、コンデンサ542の電極間の電圧がコンパレータ298の反転入力に入力される点で補正部236と相違する。その他の点については、補正部236と同様の構成を有してよい。   The correcting unit 536 includes a capacitor 542, a switching circuit 544, a voltage dividing circuit 295, and a comparator 298. The correction unit 536 is different from the correction unit 236 in that it includes a capacitor 542 and a switching circuit 544 instead of the integration circuit 292. The correction unit 536 is different from the correction unit 236 in that the voltage between the electrodes of the capacitor 542 is input to the inverting input of the comparator 298 instead of the voltage of the time average value of the voltage at the connection point 243. Other points may have the same configuration as the correction unit 236.

図5において、蓄電システム210またはバランス補正回路232の各部と同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を除く。また、蓄電システム110は、蓄電システム210と同様の構成を有してよい。バランス補正回路132、バランス補正回路134およびバランス補正回路136は、バランス補正回路532と同様の構成を有してよい。   In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same or similar parts as those of the power storage system 210 or the balance correction circuit 232, and redundant description is omitted. In addition, the power storage system 110 may have a configuration similar to that of the power storage system 210. The balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 532.

コンデンサ542は、一端が蓄電セル224の他端に電気的に接続する。コンデンサ542の他端は、コンパレータ298の反転入力または蓄電セル222の正極側のいずれかと電気的に接続する。コンデンサ542の他端の接続先は、スイッチング回路544により切り替えられる。コンデンサ542の他端がコンパレータ298の反転入力と電気的に接続されると、コンデンサ542は電荷を放電する(コンデンサ542の放電動作という場合がある。)。コンデンサ542の他端が蓄電セル222の正極側と電気的に接続されると、コンデンサ542は電荷を充電する(コンデンサ542の充電動作という場合がある。)。図5は、コンデンサ542の放電動作の一例を概略的に示す。   One end of the capacitor 542 is electrically connected to the other end of the storage cell 224. The other end of the capacitor 542 is electrically connected to either the inverting input of the comparator 298 or the positive electrode side of the storage cell 222. The connection destination of the other end of the capacitor 542 is switched by the switching circuit 544. When the other end of the capacitor 542 is electrically connected to the inverting input of the comparator 298, the capacitor 542 discharges electric charges (this may be referred to as a discharge operation of the capacitor 542). When the other end of the capacitor 542 is electrically connected to the positive electrode side of the storage cell 222, the capacitor 542 is charged (may be referred to as a charging operation of the capacitor 542). FIG. 5 schematically shows an example of the discharging operation of the capacitor 542.

スイッチング回路544は、補正信号φ26を受信する。スイッチング回路544は、補正信号φ26に基づいて、コンデンサ542の充電動作と放電動作とを交互に切り替える。スイッチング回路544は、スイッチング素子560と、スイッチング素子572と、定電流回路582とを有してよい。スイッチング素子560は、第3のスイッチング素子の一例であってよい。スイッチング素子572は、第4のスイッチング素子の一例であってよい。   The switching circuit 544 receives the correction signal φ26. The switching circuit 544 alternately switches between the charging operation and the discharging operation of the capacitor 542 based on the correction signal φ26. The switching circuit 544 may include a switching element 560, a switching element 572, and a constant current circuit 582. The switching element 560 may be an example of a third switching element. The switching element 572 may be an example of a fourth switching element.

スイッチング素子560は、端子562と、端子564と、端子566と、端子568とを含んでよい。端子562は、蓄電セル222の正極側と電気的に接続する端子564は、コンデンサ542の他端と電気的に接続する。端子566は、コンデンサ542の他端と電気的に接続する。端子568は、コンデンサ542の一端と電気的に接続する。端子562は、第1の端子の一例であってよい。端子564および端子566は、第2の端子の一例であってよい。端子568は、第3の端子の一例であってよい。   Switching element 560 may include a terminal 562, a terminal 564, a terminal 566, and a terminal 568. The terminal 562 is electrically connected to the positive electrode side of the storage cell 222, and the terminal 564 is electrically connected to the other end of the capacitor 542. Terminal 566 is electrically connected to the other end of capacitor 542. Terminal 568 is electrically connected to one end of capacitor 542. The terminal 562 may be an example of a first terminal. The terminal 564 and the terminal 566 may be an example of a second terminal. The terminal 568 may be an example of a third terminal.

スイッチング素子560は、スイッチング素子252をオン動作させる制御信号φ22またはスイッチング素子254をオフ動作させる制御信号φ24に基づいて、端子562と、端子566とを電気的に接続する。これにより、スイッチング素子252がオン動作するタイミングまたはスイッチング素子254がオフ動作するタイミングに合わせて、蓄電セル224と、蓄電セル222と、端子562と、定電流回路582と、端子566と、コンデンサ542とを含む電流回路を形成することができる。端子562と端子566とが電気的に接続している間、コンデンサ542は電荷を充電する。   Switching element 560 electrically connects terminal 562 and terminal 566 based on control signal φ22 for turning on switching element 252 or control signal φ24 for turning off switching element 254. Accordingly, the storage cell 224, the storage cell 222, the terminal 562, the constant current circuit 582, the terminal 566, and the capacitor 542 are synchronized with the timing at which the switching element 252 is turned on or the switching element 254 is turned off. Can be formed. While the terminals 562 and 566 are electrically connected, the capacitor 542 is charged.

スイッチング素子560は、スイッチング素子252をオフ動作させる制御信号φ22またはスイッチング素子254をオン動作させる制御信号φ24に基づいて、端子564と端子568とを電気的に接続する。これにより、スイッチング素子252がオフ動作するタイミングまたはスイッチング素子254がオン動作するタイミングに合わせて、コンデンサ542と、端子564と、定電流回路582と、端子568とを含む電流回路を形成することができる。端子564と端子568とが電気的に接続している間、コンデンサ542は電荷を放電する。   The switching element 560 electrically connects the terminal 564 and the terminal 568 based on the control signal φ22 that turns off the switching element 252 or the control signal φ24 that turns on the switching element 254. Thus, a current circuit including the capacitor 542, the terminal 564, the constant current circuit 582, and the terminal 568 can be formed in accordance with the timing at which the switching element 252 is turned off or the switching element 254 is turned on. it can. While the terminal 564 and the terminal 568 are electrically connected, the capacitor 542 discharges electric charge.

スイッチング素子572は、一端がコンデンサ542の他端と電気的に接続する。スイッチング素子572の他端は、蓄電セル222の負極側と蓄電セル224の正極側との接続点243と電気的に接続する。スイッチング素子572は、スイッチング素子252をオン動作させる制御信号φ22またはスイッチング素子254をオフ動作させる制御信号φ24に基づいて、オン動作する。スイッチング素子572は、スイッチング素子252をオフ動作させる制御信号φ22またはスイッチング素子254をオン動作させる制御信号φ24に基づいて、オフ動作する。   One end of the switching element 572 is electrically connected to the other end of the capacitor 542. The other end of the switching element 572 is electrically connected to a connection point 243 between the negative electrode side of the storage cell 222 and the positive electrode side of the storage cell 224. The switching element 572 is turned on based on a control signal φ22 that turns on the switching element 252 or a control signal φ24 that turns off the switching element 254. The switching element 572 is turned off based on a control signal φ22 that turns off the switching element 252 or a control signal φ24 that turns on the switching element 254.

これにより、コンデンサ542の電極間の電圧が、接続点243の電圧と略同一になるまでの時間を短縮することができる。その結果、バランス補正回路532が定常状態になるまでの時間を短縮することができる。   Thereby, the time until the voltage between the electrodes of the capacitor 542 becomes substantially the same as the voltage at the connection point 243 can be shortened. As a result, the time until the balance correction circuit 532 becomes a steady state can be shortened.

定電流回路582は、端子562および端子566とが電気的に接続している場合と、端子564および端子568とが電気的に接続している場合とで、それぞれの電流回路に流れる電流を略同一に維持する。定電流回路582は、定電流源および定電流ダイオードの少なくとも一方を含んでよい。   The constant current circuit 582 substantially reduces the current flowing through each current circuit when the terminal 562 and the terminal 566 are electrically connected and when the terminal 564 and the terminal 568 are electrically connected. Keep the same. The constant current circuit 582 may include at least one of a constant current source and a constant current diode.

コンパレータ298は、非反転入力と反転入力との差に応じた出力を出力する。コンパレータ298の反転入力には、コンデンサ542の他端の電圧が入力される。コンパレータ298の非反転入力には、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧が入力される。コンパレータ298は、コンデンサ542の他端の電圧と、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧との差に比例した電圧を、補正信号φ26として出力してよい。   The comparator 298 outputs an output corresponding to the difference between the non-inverting input and the inverting input. The voltage at the other end of the capacitor 542 is input to the inverting input of the comparator 298. The non-inverting input of the comparator 298 is input with a voltage having an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. The comparator 298 may output a voltage proportional to the difference between the voltage at the other end of the capacitor 542 and the intermediate voltage between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 as the correction signal φ26.

これにより、何らかの原因により、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比が設定値とは異なる値を示している場合であっても、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を調整することができる。その結果、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧を精度よく均等化することができる。   Thus, even if the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 shows a value different from the set value due to some cause, the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 Can be adjusted. As a result, the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 can be equalized with high accuracy.

本実施形態において、スイッチング回路544が定電流回路582を有する場合についいて説明した。しかし、スイッチング回路544はこれに限定されない。スイッチング回路544は、定電流回路582に代えて、抵抗を有してもよい。   In the present embodiment, the case where the switching circuit 544 includes the constant current circuit 582 has been described. However, the switching circuit 544 is not limited to this. The switching circuit 544 may have a resistor instead of the constant current circuit 582.

図6は、蓄電システム510の動作の一例を概略的に示す。図6は、制御信号φ22および制御信号φ24の波形の一例に対応づけて、グラフ602(図中、太字の点線で示す。)およびグラフ604(図中、太字の実線で示す。)を示す。グラフ602は、定常状態における、接続点243の電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ604は、定常状態における、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ602およびグラフ604において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸は電圧を示す。なお、説明を簡単にする目的で、図6には、定常状態におけるグラフ602およびグラフ604の一部を表示する。   FIG. 6 schematically shows an example of the operation of the power storage system 510. FIG. 6 shows a graph 602 (indicated by a bold dotted line in the figure) and a graph 604 (indicated by a bold solid line in the figure) in association with examples of the waveforms of the control signal φ22 and the control signal φ24. The graph 602 schematically shows an example of the change with time of the voltage at the connection point 243 in the steady state. A graph 604 schematically shows an example of a change with time of the voltage input to the inverting input of the comparator 298 in a steady state. In the graph 602 and the graph 604, the horizontal axis indicates the passage of time. The vertical axis represents voltage. For the purpose of simplifying the explanation, FIG. 6 shows a graph 602 and a part of the graph 604 in a steady state.

図6において、制御信号φ22および制御信号φ24は、デューティ比が50%の方形波である。図6に示すように、制御信号φ22および制御信号φ24は、スイッチング素子252およびスイッチング素子254の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理または位相極性を有する。   In FIG. 6, the control signal φ22 and the control signal φ24 are square waves having a duty ratio of 50%. As shown in FIG. 6, control signal φ22 and control signal φ24 have complementary logic or phase polarities so that while one of switching element 252 and switching element 254 is in the on state, the other is in the off state.

スイッチング素子252がオン状態の場合、接続点243における電圧は、グラフ602に示すように、蓄電セル222の電圧Eと蓄電セル222の電圧Eとの合計値E+Eになる。このとき、スイッチング素子572もオン状態になる。また、スイッチング素子560は、定電流回路582を介して、端子562と、端子566とを電気的に接続する。これにより、コンデンサ542の充電動作により、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、グラフ604に示すように時間とともに増加する。 When the switching element 252 is in the on state, the voltage at the connection point 243 is a total value E 2 + E 4 of the voltage E 2 of the storage cell 222 and the voltage E 4 of the storage cell 222 as shown in the graph 602. At this time, the switching element 572 is also turned on. The switching element 560 electrically connects the terminal 562 and the terminal 566 via the constant current circuit 582. Thus, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 increases with time as the capacitor 542 is charged, as shown in the graph 604.

一方、スイッチング素子252がオフ状態の場合、接続点243における電圧は、グラフ402に示すように、蓄電セル224の負極側の電圧となる。本実施形態において、スイッチング素子252がオフ状態の場合、接続点243における電圧は、0となる。このとき、スイッチング素子572もオフ状態になる。また、スイッチング素子560は、定電流回路582を介して、端子564と、端子568とを電気的に接続する。これにより、コンデンサ542の放電動作により、コンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、グラフ604に示すように、時間とともに減少する。   On the other hand, when the switching element 252 is in the OFF state, the voltage at the connection point 243 is a voltage on the negative electrode side of the storage cell 224 as shown in the graph 402. In the present embodiment, when the switching element 252 is off, the voltage at the connection point 243 is zero. At this time, the switching element 572 is also turned off. The switching element 560 electrically connects the terminal 564 and the terminal 568 through the constant current circuit 582. As a result, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 decreases with time due to the discharging operation of the capacitor 542 as shown in the graph 604.

これにより、コンパレータ298の反転入力には、コンデンサ542の電極間の電圧に相当する電圧が入力される。制御信号発生部272が理想的に動作している場合、制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比は50%となる。このとき、定常状態においコンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2を中心として周期的に増減する。 As a result, a voltage corresponding to the voltage between the electrodes of the capacitor 542 is input to the inverting input of the comparator 298. When the control signal generator 272 is operating ideally, the duty ratio of the control signal φ22 and the control signal φ24 is 50%. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 in the steady state is periodically increased or decreased around a voltage (E 2 + E 4 ) / 2 that is an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224. To do.

一方、制御信号発生部272が理想的な動作をしていない場合、制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比が50%となるとは限らない。このとき、定常状態においてコンパレータ298の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2から少しずれた値を中心として周期的に増減する。 On the other hand, when the control signal generator 272 does not perform an ideal operation, the duty ratio of the control signal φ22 and the control signal φ24 is not always 50%. At this time, the voltage input to the inverting input of the comparator 298 in the steady state is centered on a value slightly deviated from the intermediate voltage (E 2 + E 4 ) / 2 between the voltage of the storage cell 222 and the storage cell 224. Periodically increase or decrease.

コンパレータ298の非反転入力には、分圧回路295により、蓄電セル222の電圧と蓄電セル224の電圧との中間値の電圧(E+E)/2が入力される。したがって、制御信号φ22および制御信号φ24のデューティ比が50%でない場合には、コンパレータ298の非反転入力と反転入力との差に応じて、補正信号φ26が出力される。制御信号発生部272が補正信号φ26に基づいて、制御信号φ22および制御信号φ24の少なくとも一方のデューティ比を調整することで、蓄電セル222の電圧および蓄電セル224の電圧を精度よく均等化することができる。 A voltage (E 2 + E 4 ) / 2 that is an intermediate value between the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 is input to the non-inverting input of the comparator 298 by the voltage dividing circuit 295. Therefore, when the duty ratio of control signal φ22 and control signal φ24 is not 50%, correction signal φ26 is output according to the difference between the non-inverting input and inverting input of comparator 298. The control signal generator 272 adjusts the duty ratio of at least one of the control signal φ22 and the control signal φ24 based on the correction signal φ26 to equalize the voltage of the storage cell 222 and the voltage of the storage cell 224 with high accuracy. Can do.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 装置、102 モータ、110 蓄電システム、112 端子、114 端子、122 蓄電セル、124 蓄電セル、126 蓄電セル、128 蓄電セル、132 バランス補正回路、134 バランス補正回路、136 バランス補正回路、143 接続点、145 接続点、147 接続点、210 蓄電システム、212 端子、214 端子、222 蓄電セル、224 蓄電セル、232 バランス補正回路、234 均等化部、236 補正部、243 接続点、250 インダクタ、252 スイッチング素子、254 スイッチング素子、263 接続点、272 制御信号発生部、274 基準電圧入力端子、276 基準電圧入力端子、282 ダイオード、284 ダイオード、292 積分回路、293 コンデンサ、294 抵抗、295 分圧回路、296 抵抗、297 抵抗、298 コンパレータ、302 グラフ、304 グラフ、306 グラフ、402 グラフ、404 グラフ、510 蓄電システム、532 バランス補正回路、534 均等化部、536 補正部、542 コンデンサ、544 スイッチング回路、560 スイッチング素子、562 端子、564 端子、566 端子、568 端子、572 スイッチング素子、582 定電流回路、602 グラフ、604 グラフ   100 device, 102 motor, 110 power storage system, 112 terminal, 114 terminal, 122 power storage cell, 124 power storage cell, 126 power storage cell, 128 power storage cell, 132 balance correction circuit, 134 balance correction circuit, 136 balance correction circuit, 143 connection point 145 connection point, 147 connection point, 210 storage system, 212 terminal, 214 terminal, 222 storage cell, 224 storage cell, 232 balance correction circuit, 234 equalization unit, 236 correction unit, 243 connection point, 250 inductor, 252 switching Element, 254 switching element, 263 connection point, 272 control signal generator, 274 reference voltage input terminal, 276 reference voltage input terminal, 282 diode, 284 diode, 292 integration circuit, 293 capacitor, 294 Anti, 295 voltage divider circuit, 296 resistor, 297 resistor, 298 comparator, 302 graph, 304 graph, 306 graph, 402 graph, 404 graph, 510 power storage system, 532 balance correction circuit, 534 equalization unit, 536 correction unit, 542 Capacitor, 544 switching circuit, 560 switching element, 562 terminal, 564 terminal, 566 terminal, 568 terminal, 572 switching element, 582 constant current circuit, 602 graph, 604 graph

Claims (5)

直列に接続された第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、
前記第1の蓄電セルの一端と前記第2の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と前記第1の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第1のスイッチング素子と、
前記インダクタの他端と前記第2の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子に供給し、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部と、
一端が前記第2の蓄電セルの他端に電気的に接続されるコンデンサと、
前記制御信号に基づいて、前記コンデンサの充電動作と放電動作とを交互に切り替えるスイッチング回路と、
前記第1の蓄電セルの電圧と前記第2の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、
前記コンデンサの電極間の電圧と前記中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部と、
を備え、
前記制御信号発生部は、前記補正信号を受信して、前記補正信号に基づいて前記制御信号のデューティ比を補正する、
バランス補正装置。
A balance correction device for equalizing the voltages of a first storage cell and a second storage cell connected in series,
An inductor having one end electrically connected to a connection point between one end of the first storage cell and one end of the second storage cell;
A first switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the first storage cell;
A second switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the second storage cell;
A control signal for controlling on / off operation of the first switching element and the second switching element is supplied to the first switching element and the second switching element, and the first switching element and the second switching element A control signal generator for alternately turning on and off the second switching element;
A capacitor having one end electrically connected to the other end of the second storage cell;
Based on the control signal, a switching circuit that alternately switches between the charging operation and the discharging operation of the capacitor,
An intermediate value generator for generating an intermediate voltage between the voltage of the first power storage cell and the voltage of the second power storage cell;
A correction signal generator for generating a correction signal based on the difference between the voltage between the electrodes of the capacitor and the voltage of the intermediate value;
With
The control signal generator receives the correction signal and corrects the duty ratio of the control signal based on the correction signal;
Balance correction device.
前記スイッチング回路は、前記第1の蓄電セルの他端と電気的に接続する第1の端子、前記コンデンサの他端と電気的に接続する第2の端子、および、前記コンデンサの一端と電気的に接続する第3の端子を含む第3のスイッチング素子を有し、
前記第3のスイッチング素子は、
前記第1のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号または前記第2のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号に基づいて、前記第1の端子と前記第2の端子とを電気的に接続し、
前記第1のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号または前記第2のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号に基づいて、前記第2の端子と前記第3の端子とを電気的に接続する、
請求項に記載のバランス補正装置。
The switching circuit includes a first terminal that is electrically connected to the other end of the first storage cell, a second terminal that is electrically connected to the other end of the capacitor, and an electrical terminal that is electrically connected to one end of the capacitor. A third switching element including a third terminal connected to
The third switching element is
Based on the control signal for turning on the first switching element or the control signal for turning off the second switching element, electrically connecting the first terminal and the second terminal;
Electrically connecting the second terminal and the third terminal based on the control signal for turning off the first switching element or the control signal for turning on the second switching element;
The balance correction apparatus according to claim 1 .
前記スイッチング回路は、一端が前記コンデンサの他端と電気的に接続し、他端が前記第1の蓄電セルの一端と前記第2の蓄電セルの一端との前記接続点と電気的に接続する第4のスイッチング素子を有し、
前記第4のスイッチング素子は、
前記第1のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号または前記第2のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号に基づいて、オン動作し、
前記第1のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号または前記第2のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号に基づいて、オフ動作する、
請求項または請求項に記載のバランス補正装置。
One end of the switching circuit is electrically connected to the other end of the capacitor, and the other end is electrically connected to the connection point between one end of the first storage cell and one end of the second storage cell. Having a fourth switching element;
The fourth switching element includes:
Based on the control signal for turning on the first switching element or the control signal for turning off the second switching element,
Based on the control signal for turning off the first switching element or the control signal for turning on the second switching element;
The balance correction apparatus according to claim 1 or 2 .
前記補正信号発生部は、前記コンデンサの電極間の電圧および前記中間値の電圧が入力され、前記コンデンサの電極間の電圧と前記中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有し、
前記コンパレータのカットオフ周波数は、前記制御信号の周波数よりも小さい、
請求項から請求項までの何れか一項に記載のバランス補正装置。
The correction signal generator includes a comparator that receives the voltage between the electrodes of the capacitor and the intermediate value voltage and outputs an output corresponding to the difference between the voltage between the capacitor electrodes and the intermediate value voltage. And
The cutoff frequency of the comparator is smaller than the frequency of the control signal;
The balance correction apparatus as described in any one of Claim 1- Claim 3 .
直列に接続された第1の蓄電セルおよび第2の蓄電セルと、
前記第1の蓄電セルおよび前記第2の蓄電セルの電圧を均等化させる、請求項1から請求項までの何れか一項に記載のバランス補正装置と、
を備える、蓄電システム。
A first storage cell and a second storage cell connected in series;
The balance correction apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the voltages of the first power storage cell and the second power storage cell are equalized.
A power storage system comprising:
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