JP6115726B2 - 電池ブロック、及び電源システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を含んだ電池ブロック、及びこの電池ブロックが複数接続されて構成された電源システムに関する。

近年、エンジンと電気モータとを併用したハイブリッドカーや電気自動車に電源として搭載される車載用二次電池に代表されるように、二次電池を多数直列に接続して高電圧を出力する電源システムの利用が拡大しつつある。このような電源システムは、例えば８０セル〜５００セルといった多数の二次電池が直列接続されて構成されているため、電源システム全体の信頼性を確保する事が難しい。

具体的には、このような電源システムでは、電源システムを構成している二次電池の製造過程で発生する特性バラツキによって、各二次電池に充電される蓄電電荷量にバラツキが生じる。

そして、このような蓄電電荷量にバラツキのある状態で電源システムの充放電を繰り返すと、蓄電電荷量が小さな二次電池の劣化が加速されるおそれがある。すなわち、電源システムを充電する際、充電前から他の二次電池より蓄電電荷量が大きい二次電池は他の二次電池より先に満充電となるために過充電になり易く、蓄電電荷量が大きい二次電池の劣化が加速されてしまうおそれがある。一方、電源システムを放電させる際は、放電前から他の二次電池より蓄電電荷量が小さい二次電池は他の二次電池より先に蓄電電荷量がゼロになるために過放電になり易く、蓄電電荷量が小さい二次電池劣化が加速されてしまうおそれがある。

そして、劣化が加速された二次電池は、容量が減少して寿命が短縮されることとなる。電源システムの場合、一部の二次電池が劣化すると、電源システム全体が使用できなくなったり信頼性が低下したりするため、このような蓄電電荷量のバラツキに起因して生じる二次電池の劣化は影響が大きい。そのため、二次電池を多数用いる電源システムでは、各二次電池の蓄電電荷量、すなわち各二次電池の端子電圧を均等化することが望まれている。

そこで、以下のようにして各二次電池の端子電圧を均等化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の技術は、複数のセルを直列接続して構成された組電池全体の端子電圧を、セルの個数に応じた分圧抵抗によって分圧する。そうすると、分圧された電圧は、複数のセルの端子電圧を平均した電圧となる。そして、このようにして得られた平均電圧を各セルの端子電圧と比較し、平均電圧より端子電圧の方が高いセルを放電させることで、各二次電池の端子電圧を均等化させるようになっている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、組電池に用いられるセル数を変更する際には、分圧抵抗の数や抵抗値を変更する必要が生じるため、セル数の変更が容易でないという不都合があった。

特開２００１−９５１６９号公報

本発明の目的は、複数の二次電池における端子電圧の不均衡（ばらつき）を低減しつつ、二次電池の数を変更することが容易な電源システム、及びこのような電源システムに用いられる電池ブロックを提供することである。

本発明の一局面に係る電池ブロックは、複数の電池ブロックを用いて構成された電源システムに用いられる電池ブロックであって、二次電池と、前記二次電池の端子電圧に関する電圧情報を外部へ出力する電圧情報出力部と、他の電池ブロックから出力された前記電圧情報を他電圧情報として取得する電圧情報取得部と、自電池ブロックにおける前記二次電池の端子電圧である自電圧が、前記他電圧情報により示される端子電圧より高いとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる放電制御部とを備える。

また、本発明の他の局面に係る電源システムは、上述の電池ブロックを複数含み、前記各電池ブロックの電圧情報出力部は、それぞれ他の電池ブロック一つに対して前記電圧情報を出力し、前記各電池ブロックの電圧情報取得部は、自電池ブロックの電圧出力部が前記電圧情報を出力した電池ブロックとは異なる他の電池ブロック一つから、前記他電圧情報を取得する。

また、本発明のさらに他の局面に係る電源システムは、上述の電池ブロックを複数含み、前記各電池ブロックから出力された電圧情報が、他のすべての電池ブロックに影響を与えるように、前記複数の電池ブロックにおける前記電圧情報出力部と前記電圧情報取得部とが接続されて構成されている。

このような構成の電池ブロック及び電源システムは、複数の二次電池における端子電圧の不均衡を低減しつつ、電源システムを構成する二次電池の数を変更することが容易である。

本発明の第１実施形態に係る電源システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電池ブロックの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電源システムの変形例を示すブロック図である。 図３に示す電源システムの動作を説明するための説明図である。 図１〜図３に示す電池ブロックの動作の一例を示すフローチャートである。 図１、図３に示す電源システムの変形例を示すブロック図である。 図２に示す電池ブロックの変形例を示す回路図である。 本発明の第２実施形態に係る電源システム、及び電池ブロックの構成の一例を示す回路図である。 図８に示す電源システム、及び電池ブロックの変形例を示す回路図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電源システム１は、例えば１２個の電池ブロック２を備えて構成されている。そして、３個の電池ブロック２の直列回路と３個の電池ブロック２の直列回路とが並列に接続されて構成された並列回路と、３個の電池ブロック２の直列回路と３個の電池ブロック２の直列回路とが並列に接続されて構成された並列回路とが直列に接続されて、構成されている。

電池ブロック２は、二次電池Ｂと、均等化回路３とを備えている。そして、各電池ブロック２の均等化回路３は、それぞれ自電池ブロックとの間の物理的な距離が短い近傍に配設された他の電池ブロック２との間で、例えば通信線により構成された伝送路Ｌによって接続されている。このように、各均等化回路３は、電池ブロック２の接続関係、すなわち電池ブロック２に含まれる二次電池Ｂの接続関係とは無関係に、電池ブロック２の物理的な位置関係に基づいて、近傍の他の電池ブロック２の均等化回路３と伝送路Ｌによって接続されている。

これにより、電池ブロック２は、自電池ブロックとの間の物理的な距離が短い近傍の位置に配設された他の電池ブロック２との間で、伝送路Ｌを介してデータ送受信可能にされている。

図２は、図１に示す電池ブロック２の構成の一例を示すブロック図である。図２に示す電池ブロック２は、二次電池Ｂと、均等化回路３と、正極出力端子Ｔｂ＋と、負極出力端子Ｔｂ−とを備えている。

なお、複数の電池ブロック２が直列に接続される、とは、各電池ブロック２に設けられた二次電池Ｂが直列に接続されることを意味している。例えば、２つの電池ブロック２が直列接続される場合、高電位側の電池ブロック２の負極出力端子Ｔｂ−と、低電位側の電池ブロック２の正極出力端子Ｔｂ＋とが接続される。

二次電池Ｂは、例えば単セルであってもよく、例えば複数のセルが直列接続された組電池であってもよく、例えば複数のセルが並列接続された組電池であってもよい。また、二次電池Ｂは、直列と並列とが組み合わされて複数のセルが接続された組電池であってもよい。

二次電池Ｂ（又は二次電池Ｂを構成するセル）としては、例えばリチウムイオン二次電池が用いられる。なお、二次電池Ｂは、リチウムイオン二次電池に限られず、例えばニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等、種々の二次電池を二次電池Ｂとして用いることができる。

正極出力端子Ｔｂ＋は二次電池Ｂの正極に接続され、負極出力端子Ｔｂ−は二次電池Ｂの負極に接続されている。均等化回路３は、制御部４、スイッチング素子５、抵抗６、及び４つの接続端子Ｔを備えている。

スイッチング素子５は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチング素子や、リレースイッチ等のスイッチング素子である。そして、二次電池Ｂの正極が、スイッチング素子５と抵抗６との直列回路を介して二次電池Ｂの負極に接続されている。

制御部４は、４つの通信回路４１と、電圧検出回路４２と、放電制御部４３とを備えている。制御部４は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、所定の制御プログラムが記憶された不揮発性のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、アナログデジタルコンバータと、シリアル通信インターフェース回路とが１チップに集積されたマイクロコントローラを用いて構成されている。

そして、例えば、シリアル通信インターフェース回路によって通信回路４１が構成され、アナログデジタルコンバータによって電圧検出回路４２が構成されている。また、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって、放電制御部４３として機能する。

電圧検出回路４２は、自電圧である二次電池Ｂの両端子間の電圧を、端子電圧Ｖｔとして検出する。そして、電圧検出回路４２は、端子電圧Ｖｔをデジタル値に変換し、自電圧情報として放電制御部４３へ出力する。接続端子Ｔには、伝送路Ｌが接続されている。そして、接続端子Ｔは、伝送路Ｌを介して他の電池ブロック２の接続端子Ｔと接続されている。

放電制御部４３は、端子電圧Ｖｔを示す情報を電圧情報として、通信回路４１によって、他の電池ブロック２へ送信させる。また、通信回路４１は、他の電池ブロック２から送信された電圧情報を他電圧情報として受信する。そして、通信回路４１は、受信された他電圧情報を放電制御部４３へ出力する。通信回路４１は、電圧情報出力部、及び電圧情報取得部の一例に相当している。

なお、図１に示すように、伝送路Ｌを双方向の矢印で示す箇所は、伝送路Ｌによって接続された２つの電池ブロック２（均等化回路３）の間で、双方向に互いの電圧情報が送受信されることを示している。以下、一方の電池ブロック２から、他方の電池ブロック２へ、一方向に電圧情報が送信される場合には、伝送路Ｌを、電圧情報が流れる方向を示す一方向の矢印で示す。

放電制御部４３は、自電圧である端子電圧Ｖｔと、通信回路４１によって受信された他電圧情報が示す端子電圧Ｖｔとを比較する。そして、放電制御部４３は、複数の他電圧情報により示される複数の端子電圧Ｖｔのうち少なくとも一つが自電圧より低いとき、スイッチング素子５をオンさせる。その結果、二次電池Ｂは抵抗６によって放電される。

なお、図１に示すように、各電池ブロック２に接続される伝送路Ｌの数、すなわち各電池ブロック２が通信可能にされている他の電池ブロック２の数は、各電池ブロック２が配設されている位置によって異なる。従って、各電池ブロック２に接続される伝送路Ｌの数に合わせて通信回路４１の数を変化させてもよい。また、各電池ブロック２としてすべて同じ構成の電池ブロック２を用いて、伝送路Ｌが接続されない接続端子Ｔを開放するようにしてもよい。

あるいは、電池ブロック２が備える通信回路４１を一つとし、各電池ブロック２に通信アドレスを付与し、伝送路Ｌをバス形式としてもよい。そして、放電制御部４３は、通信相手先の通信アドレスを指定することで、複数の他の電池ブロック２との間で通信を行うようにしてもよい。

図３は、図１に示す電源システム１の変形例を示すブロック図である。図３に示す電源システム１ａは、５つの電池ブロック２−Ａ、２−Ｂ、２−Ｃ、２−Ｄ、２−Ｅを備えている。以下、複数の電池ブロック２のそれぞれを特定する必要があるときは、ハイフン以下に添え字を付して各電池ブロック２を特定する。また、電池ブロック２−Ａ、２−Ｂ、２−Ｃ、２−Ｄ、２−Ｅを総称するときは、ハイフン以下の添え字を省略する。

そして、電池ブロック２−Ａと電池ブロック２−Ｂとが伝送路Ｌによって接続され、電池ブロック２−Ａと電池ブロック２−Ｂとの間で互いの電圧情報が、双方向に送受信されるようになっている。以下、電池ブロック２−Ｂと電池ブロック２−Ｃとの間、電池ブロック２−Ｃと電池ブロック２−Ｄとの間、及び電池ブロック２−Ｄと電池ブロック２−Ｅとの間においても同様に、互いの電圧情報が双方向に送受信されるようになっている。

次に、上述のように構成された電源システム１ａ、及び電池ブロック２の動作について説明する。図４は、電源システム１ａの動作を説明するための説明図である。図４は、電池ブロック２−Ａ，２−Ｂ，２−Ｃ，２−Ｄ，２−Ｅにおける端子電圧Ｖｔについての、タイミング１からタイミング９へ向かう時間の経過に伴う変化を示している。例えばタイミング１においては、電池ブロック２−Ａ，２−Ｂ，２−Ｃ，２−Ｄ，２−Ｅの端子電圧Ｖｔは、それぞれ４．１２Ｖ、４．１０Ｖ、４．０８Ｖ、４．１０Ｖ、４．０４Ｖとなっている。

図５は、電池ブロック２の動作の一例を示すフローチャートである。以下の説明においては、主に自電池ブロックが電池ブロック２−Ｂである場合について説明する。しかしながら、実際には、すべての電池ブロック２がそれぞれ以下のステップＳ１〜Ｓ９を実行する。

まず、各電池ブロック２において、電圧検出回路４２によって、二次電池Ｂの端子電圧Ｖｔが検出される（ステップＳ１）。次に、電圧検出回路４２により検出された端子電圧Ｖｔを示す電圧情報が、放電制御部４３によって、通信回路４１を用いて、接続端子Ｔに接続された他の電池ブロック２へ送信される（ステップＳ２）。この場合、自電池ブロック２の接続端子Ｔに接続されたすべての他の電池ブロック２に対して、自電池ブロック２の電圧情報（端子電圧Ｖｔ）が送信される。例えば自電池ブロック２が電池ブロック２−Ｂであれば、４．１０Ｖを示す電圧情報が、電池ブロック２−Ａ及び２−Ｃへ送信される。

次に、通信回路４１によって、他の電池ブロック２から送信されてきた電圧情報が受信され、放電制御部４３によってその電圧情報が他電圧情報として取得される（ステップＳ３）。このとき、複数の通信回路４１によって複数の電圧情報が受信された場合、複数の他電圧情報が取得されることとなる。なお、伝送路Ｌがバス形式の通信路であった場合は、一つの通信回路４１によって、複数の他の電池ブロック２との間で電圧情報の送受信が行われる。

このとき、例えば自電池ブロック２が電池ブロック２−Ｂであれば、電池ブロック２−Ａ及び２−Ｃから送信された４．１２Ｖを示す電圧情報と４．０８Ｖを示す電圧情報とが他電圧情報として取得される。

次に、放電制御部４３によって、取得された他電圧情報の数が、複数であるか否かが確認される（ステップＳ４）。そして、他電圧情報の数が一つであれば（ステップＳ４でＮＯ）、その、他電圧情報によって示される端子電圧が放電制御部４３によって比較対象電圧Ｖｒとして取得される（ステップＳ５）。一方、他電圧情報の数が複数であれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、それらの複数の他電圧情報により示される複数の端子電圧のうちの最小の電圧値が、放電制御部４３によって、比較対象電圧Ｖｒとして取得される（ステップＳ６）。

ステップＳ４において、他電圧情報が一つの場合とは、例えば図３における電池ブロック２−Ａ，２−Ｅのように、自電池ブロックと伝送路Ｌを介して接続された他の電池ブロック２の数が一つの場合である。また、他電圧情報が複数の場合とは、例えば図３における電池ブロック２−Ｂ，２−Ｃ，２−Ｄのように、自電池ブロックと伝送路Ｌを介して接続された他の電池ブロック２の数が複数の場合である。

例えば自電池ブロックが電池ブロック２−Ｂであれば、比較対象電圧Ｖｒは４．０８Ｖとなる。

次に、放電制御部４３によって、端子電圧Ｖｔと、比較対象電圧Ｖｒに余裕電圧Ｋが加算された電圧値とが比較される（ステップＳ７）。余裕電圧Ｋは、放電制御部４３による制御応答時間や、電圧検出回路４２による電圧検出精度を考慮してあらかじめ設定された電圧値であり、余裕電圧Ｋとして例えば０．０２Ｖが設定されている。なお、必ずしも比較対象電圧Ｖｒに余裕電圧Ｋを加算する必要はなく、余裕電圧Ｋをゼロとし、ステップＳ７をＶｔ＞（Ｖｒ＋Ｋ）としてもよい。

そして、Ｖｔが（Ｖｒ＋Ｋ）以上であれば、放電制御部４３はステップＳ８へ移行する（ステップＳ７でＹＥＳ）。なお、Ｖｔが（Ｖｒ＋Ｋ）以上であることは、ＶｔがＶｒより高く、かつその差が余裕電圧Ｋ以上であることに相当する。

例えばタイミング１において、電池ブロック２−Ｂでは、Ｖｔは４．１０Ｖ、Ｖｒ＋Ｋは４．１０Ｖとなる。そうすると、Ｖｔは（Ｖｒ＋Ｋ）以上であるから、放電制御部４３はステップＳ８へ移行し（ステップＳ７でＹＥＳ）、スイッチング素子５をオンさせ（ステップＳ８）、ステップＳ１へ移行する。

そうすると、自電池ブロック（電池ブロック２−Ｂ）において二次電池Ｂが抵抗６によって放電される結果、二次電池Ｂの端子電圧Ｖｔが徐々に低下する。その結果、タイミング２では、電池ブロック２−Ｂにおける端子電圧Ｖｔが例えば４．０９Ｖに低下する。

一方、Ｖｔが（Ｖｒ＋Ｋ）に満たなければ、放電制御部４３はステップＳ９へ移行し（ステップＳ７でＮＯ）、スイッチング素子５をオフさせて（ステップＳ９）、ステップＳ１へ移行する。

以下、再びステップＳ１〜Ｓ９が繰り返される。

例えば、タイミング２では、電池ブロック２−Ｂにおいて、ステップＳ１では端子電圧Ｖｔとして４．０９Ｖが取得され、ステップＳ６では比較対象電圧Ｖｒとして４．０８Ｖが取得される。そうすると、ステップＳ７において、端子電圧Ｖｔは（Ｖｒ＋Ｋ）に満たないから、放電制御部４３はステップＳ９へ移行し（ステップＳ７でＮＯ）、スイッチング素子５をオフさせる（ステップＳ９）。

これにより、電池ブロック２−Ｂの二次電池Ｂの端子電圧Ｖｔと、電池ブロック２−Ｂと伝送路Ｌによって接続された他の二次電池Ｂにおける端子電圧Ｖｔのうち最も低い電圧である比較対象電圧Ｖｒとの差が、余裕電圧Ｋに満たない微小な電圧とされる。

以上、ステップＳ１〜Ｓ９の動作を、すべての電池ブロック２がそれぞれ実行することにより、図４において、タイミング１〜９として示したように、各電池ブロック２の端子電圧Ｖｔが、すべての電池ブロック２の端子電圧Ｖｔのうち最も低い電池ブロック２−Ｅの端子電圧Ｖｔである４．０４Ｖに近づけられる。その結果、各電池ブロック２の端子電圧Ｖｔのばらつきが低減されて、均等化される。

このように、電源システム１，１ａにおける各電池ブロック２の端子電圧Ｖｔを示す電圧情報は、各電池ブロック２と伝送路Ｌを介して直接接続された他の電池ブロック２へ送信され、その電圧情報を受信した電池ブロック２における二次電池Ｂの放電を引き起こす。そして、その放電により低下した端子電圧Ｖｔがさらに他の電池ブロック２へ送信される。このように、電源システム１，１ａに含まれる各電池ブロック２は、ある一つの電池ブロック２から出力された電圧情報が、最終的には電源システム１，１ａ内のすべての他の電池ブロック２に影響を与えるように、伝送路Ｌによって接続されている。

なお、余裕電圧Ｋをゼロとした場合には、次のような不都合が生じるおそれがある。放電制御部４３の制御応答時間、すなわちステップＳ１〜Ｓ９を実行するのに必要な時間が大きいと、ステップＳ８で二次電池Ｂの放電を開始させてから、ステップＳ９で放電を停止させる間での間に、二次電池Ｂの放電が過剰となって、端子電圧Ｖｔが比較対象電圧Ｖｒより低くなってしまうおそれがある。そうすると、過剰に放電されて端子電圧Ｖｔが低下した電池ブロック２にあわせようとして他の電池ブロック２が放電を開始する結果、各電池ブロック２が競い合うように二次電池Ｂを放電させるいわゆるレーシング状態となり、不必要に各電池ブロック２を放電させてしまうおそれがある。

そこで、余裕電圧Ｋを設定することで、このようなレーシング状態を防止することが可能となる。

また、電源システム１ａに示すように、各電池ブロック２が、電圧情報の流れが一列（かつ双方向）になるように伝送路Ｌによって接続されていてもよく、電源システム１に示すように、各電池ブロック２が伝送路Ｌによってマトリクス状に接続されていてもよい。各電池ブロック２を、電圧情報の流れが一列になるように接続するよりも、各電池ブロック２を伝送路Ｌによってマトリクス状に配列した方が、余裕電圧Ｋを設けたことにより生じる、端子電圧Ｖｔの最大値と最小値との差を小さくできると共に、端子電圧Ｖｔの均一化処理に必要な時間が短縮される。

また、２つの電池ブロック２の間で、電圧情報が双方向に送信される例を示したが、例えば図６に示す電源システム１ｂのように、電圧情報の流れが一方向に、ループになるように各電池ブロック２が伝送路Ｌによって接続されていてもよい。図６に示すように、伝送路Ｌによって電源システム１ｂをループ状に接続することで、電源システム１ｂに含まれる各電池ブロック２は、ある一つの電池ブロック２から出力された電圧情報が、最終的には電源システム１ｂ内のすべての他の電池ブロック２に影響を与えるように、伝送路Ｌによって接続される。

また、各電池ブロック２がそれぞれ均等化処理を実行することによって、最終的に電源システム全体の二次電池Ｂが均等化される。そのため、電源システムを構成する電池ブロック２の数を変更するときは、電池ブロック２を追加して伝送路Ｌを接続したり、単純に電池ブロック２を他の電池ブロック２から切り離したりするだけで、電源システムで用いられる二次電池Ｂの数を変更することができる。従って、電源システム１，１ａ，１ｂは、複数の二次電池における端子電圧の不均衡を低減しつつ、二次電池の数を変更することが容易である。

また、伝送路Ｌによって、各電池ブロック２相互間での二次電池Ｂの接続関係とは無関係に、物理的に近接した位置に配設された電池ブロック２相互間を接続することができる。そのため、伝送路Ｌの配線長を減少させることが容易である。例えば背景技術のように、セル数に応じた分圧抵抗を接続する場合には、セル数が８０〜５００といった多数になると、セル数に応じた分圧抵抗を接続する配線数が増大し、大きな配線スペースが必要になるという不都合があった。一方、電源システム１，１ａ，１ｂにおいては、物理的に近接した位置に配設された電池ブロック２相互間を、伝送路Ｌによって接続するだけでよいので、伝送路Ｌの配線長を減少させることが容易である。

また、電圧情報を通信信号として送受信する例を示したが、例えば図７に示すように、端子電圧Ｖｔをそのまま電圧情報として、他の電池ブロック２へ出力するようにしてもよい。

図７に示す電源システム１ｃにおける電池ブロック２ｃは、電池ブロック２における制御部４の代わりに、制御部４ｃを備えている。制御部４ｃは、電圧検出回路４２，４４，４５、及び放電制御部４３を備えている。そして、電池ブロック２ｃは、電池ブロック２における通信回路４１、及び接続端子Ｔの代わりに、正極出力端子ＴＨｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２、正電圧端子ＴＬｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２、接続端子ＴＬＩ１，ＴＬＩ２，ＴＨＩ１，ＴＨＩ２、及び電圧検出回路４４，４５を備えている。そして、正極出力端子ＴＨｏ１、正電圧端子ＴＬｏ１が二次電池Ｂの正極に接続され、負極出力端子ＴＬｏ２、負電圧端子ＴＨｏ２が二次電池Ｂの負極に接続されている。また、接続端子ＴＨＩ１，ＴＨＩ２が電圧検出回路４４に接続され、接続端子ＴＬＩ１，ＴＬＩ２が電圧検出回路４５に接続されている。

なお、正極出力端子ＴＨｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２の代わりに正極出力端子Ｔｂ＋、負極出力端子Ｔｂ−を用いてもよい。

電圧検出回路４４，４５は、例えば電圧検出回路４２と同様、アナログデジタルコンバータによって構成されている。

そして、電源システム１ｃは、複数の電池ブロック２ｃ、例えば電池ブロック２ｃ−Ａ，２ｃ−Ｂ，２ｃ−Ｃを備えている。以下、電池ブロック２ｃ−Ｂについて主に説明する。電池ブロック２ｃ−Ｂの正電圧端子ＴＬｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２は、伝送路Ｌ１を介して電池ブロック２ｃ−Ｃの接続端子ＴＨＩ１，ＴＨＩ２と接続されている。正電圧端子ＴＬｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２は、電池ブロック２ｃ−Ｂの端子電圧Ｖｔを電圧情報として電池ブロック２ｃ−Ｃへ出力する電圧情報出力部に相当している。

電池ブロック２ｃ−Ｂの正極出力端子ＴＨｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２は、伝送路Ｌ２を介して電池ブロック２ｃ−Ａの接続端子ＴＬＩ１，ＴＬＩ２と接続されている。正極出力端子ＴＨｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２は、電池ブロック２ｃ−Ｂの端子電圧Ｖｔを電圧情報として電池ブロック２ｃ−Ａへ出力する電圧情報出力部に相当している。

また、電池ブロック２ｃ−Ｂの接続端子ＴＨＩ１，ＴＨＩ２は、伝送路Ｌ１を介して電池ブロック２ｃ−Ａの正電圧端子ＴＬｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２と接続されている。これにより、電池ブロック２ｃ−Ａの正電圧端子ＴＬｏ１、負極出力端子ＴＬｏ２から出力された端子電圧Ｖｔが、電圧検出回路４４に入力される。そして、電圧検出回路４４により、電池ブロック２ｃ−Ａの端子電圧Ｖｔが他電圧情報として放電制御部４３へ出力される。

電池ブロック２ｃ−Ｂの接続端子ＴＬＩ１，ＴＬＩ２は、伝送路Ｌ２を介して電池ブロック２ｃ−Ｃの正極出力端子ＴＨｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２と接続されている。これにより、電池ブロック２ｃ−Ｃの正極出力端子ＴＨｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２から出力された端子電圧Ｖｔが、電圧検出回路４５に入力される。そして、電圧検出回路４５により、電池ブロック２ｃ−Ｃの端子電圧Ｖｔが他電圧情報として放電制御部４３へ出力される。

この場合、電圧検出回路４４，４５は、電圧情報取得部の一例に相当している。また、伝送路Ｌ１と伝送路Ｌ２とを併せて双方向の伝送路Ｌに相当している。電源システム１ｃは、電源システム１と同様、電池ブロック２ｃがマトリクス状に伝送路Ｌ１，Ｌ２によって接続されて構成されていてもよく、電源システム１ａと同様、電池ブロック２ｃが伝送路Ｌ１，Ｌ２によって一列に接続されて構成されていてもよい。

また、電源システム１ｃは、電圧検出回路４４，４５のうちいずれか１つのみを備え、電圧情報が一方向に流れるように伝送路Ｌ１，Ｌ２のうちいずれか一つのみを備え、電源システム１ｂと同様、一方向の伝送路Ｌによって電池ブロック２ｃがループ状に接続されるように、構成されていてもよい。

なお、例えば電圧検出回路４２を備えず、電圧検出回路４４，４５をコンパレータによって構成し、放電制御部４３を論理和（ＯＲ）回路によって構成してもよい。この場合には、コンパレータである電圧検出回路４４，４５には、自電圧である端子電圧Ｖｔが入力されるように構成すればよい。そして、コンパレータである電圧検出回路４４，４５は、それぞれに入力された電圧を比較対象電圧Ｖｒとし、比較対象電圧Ｖｒと自電圧である端子電圧Ｖｔとを比較する。さらに、電圧検出回路４４，４５は、Ｖｔ≧（Ｖｒ＋Ｋ）となったときにハイレベルの信号を出力し、放電制御部４３は、電圧検出回路４４，４５の出力信号のうち少なくとも一つがハイレベルになったときスイッチング素子５をオンさせ、電圧検出回路４４，４５の出力信号がすべてローレベルになったときスイッチング素子５をオフさせるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電源システム、及び電池ブロックについて説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係る電源システム、及び電池ブロックの構成の一例を示すブロック図である。図８に示す電源システム１ｄ及び電池ブロック２ｄと図７に示す電源システム１ｃ及び電池ブロック２ｃとでは、下記の点で異なる。

すなわち、図８に示す電池ブロック２ｄは、接続端子ＴＬＩ１，ＴＬＩ２の代わりに低側端子ＴＬを備え、接続端子ＴＨＩ１，ＴＨＩ２の代わりに高側端子ＴＨを備えている。また、電圧検出回路４４，４５を備えず、分圧抵抗Ｒ１ｄ（第１分圧抵抗）、分圧抵抗Ｒ２ｄ（第２分圧抵抗）、分圧抵抗Ｒ３ｄ（第３分圧抵抗）、及び分圧抵抗Ｒ４ｄ（第４分圧抵抗）を備えている。分圧抵抗Ｒ１ｄと分圧抵抗Ｒ２ｄとは、抵抗値が略等しい。また、分圧抵抗Ｒ３ｄと分圧抵抗Ｒ４ｄとは、抵抗値が略等しい。

そして、分圧抵抗Ｒ１ｄと分圧抵抗Ｒ２ｄとの直列回路が、二次電池Ｂの正極と低側端子ＴＬとの間に接続されている。また、分圧抵抗Ｒ４ｄと分圧抵抗Ｒ３ｄとの直列回路が、高側端子ＴＨと二次電池Ｂの負極との間に接続されている。

また、電池ブロック２ｄは、電池ブロック２ｃにおける放電制御部４３の代わりに、放電制御部４３ｄを備えている。放電制御部４３ｄは、ＯＲ（論理和）回路４３１、及びコンパレータ（比較部）４３２，４３３を備えている。

そして、二次電池Ｂの正極がコンパレータ４３２の＋端子に接続され、分圧抵抗Ｒ３ｄと分圧抵抗Ｒ４ｄとの接続点が、コンパレータ４３２の−端子に接続されている。これにより、二次電池Ｂの端子電圧Ｖｔ（＋電位）である自電圧Ｖｓ１が、コンパレータ４３２の＋端子に入力され、分圧抵抗Ｒ３ｄと分圧抵抗Ｒ４ｄとの接続点の電圧（電位）が、高電位側の他電圧Ｖｏｈとしてコンパレータ４３２の−端子に入力される。

また、分圧抵抗Ｒ１ｄと分圧抵抗Ｒ２ｄとの接続点がコンパレータ４３３の＋端子に接続され、負極出力端子Ｔｂ−が、コンパレータ４３３の−端子に接続されている。これにより、分圧抵抗Ｒ１ｄと分圧抵抗Ｒ２ｄとの接続点の電圧（電位）が、二次電池Ｂの端子電圧Ｖｔ（＋電位）を表す自電圧Ｖｓ２としてコンパレータ４３３の＋端子に入力される。また、負極出力端子Ｔｂ−と、他の電池ブロック２ｄの正極出力端子Ｔｂ＋とが接続されることによって、自電池ブロックより低電位側に接続された電池ブロック２ｄの二次電池Ｂの出力電圧（電位）が、低電位側の他電圧Ｖｏｌとしてコンパレータ４３３の−端子に入力される。

コンパレータ４３２は、Ｖｓ１＞Ｖｏｈのとき、信号ＳＧ１をハイレベルにしてＯＲ回路４３１へ出力する。コンパレータ４３３は、Ｖｓ２＞Ｖｏｌのとき、信号ＳＧ２をハイレベルにしてＯＲ回路４３１へ出力する。

なお、コンパレータ４３２は、Ｖｓ１≧（Ｖｏｈ＋Ｋ）のとき、信号ＳＧ１をハイレベルにしてもよく、コンパレータ４３３は、Ｖｓ２≧（Ｖｏｌ＋Ｋ）のとき、信号ＳＧ２をハイレベルにしてもよい。これにより、いわゆるレーシング状態となるおそれが低減される。

ＯＲ回路４３１は、コンパレータ４３２，４３３の出力を論理和し、いずれかの出力信号がハイレベルのとき、信号ＳＧ３をハイレベルにして、スイッチング素子５へ出力する。スイッチング素子５は、信号ＳＧ３がハイレベルになるとオンして、二次電池Ｂを放電させる。

図８に示す電源システム１ｄでは、隣接する２つの電池ブロック２ｄの間で、正極出力端子Ｔｂ＋と負極出力端子Ｔｂ−とが接続されている。これにより、電源システム１ｄに含まれる各電池ブロック２ｄは直列に接続され、各二次電池Ｂが直列接続されている。

図８においては、３つの電池ブロック２ｄ−Ａ，２ｄ−Ｂ，２ｄ−Ｃが直列接続された例を示している。以下、電池ブロック２ｄ−Ｂを自電池ブロック、電池ブロック２ｄ−Ａを高電位側電池ブロック、電池ブロック２ｄ−Ｃを低電位側電池ブロックとして説明を行う。また、電池ブロック２ｄ−Ａにおける二次電池Ｂの端子電圧をＶｔＡ、電池ブロック２ｄ−Ｂにおける二次電池Ｂの端子電圧をＶｔＢ、電池ブロック２ｄ−Ｃにおける二次電池Ｂの端子電圧をＶｔＣとする。

上述のように構成された電源システム１ｄでは、電池ブロック２ｄ−Ａの負極出力端子Ｔｂ−、正電圧端子ＴＬｏ１、及び低側端子ＴＬが、電池ブロック２ｄ−Ｂの正極出力端子Ｔｂ＋、高側端子ＴＨ、及び負電圧端子ＴＨｏ２とそれぞれ接続されている。また、電池ブロック２ｄ−Ｂの負極出力端子Ｔｂ−、正電圧端子ＴＬｏ１、及び低側端子ＴＬが、電池ブロック２ｄ−Ｃの正極出力端子Ｔｂ＋、高側端子ＴＨ、及び負電圧端子ＴＨｏ２とそれぞれ接続されている。

そうすると、自電池ブロック２ｄ−Ｂにおいては、分圧抵抗Ｒ１ｄ，Ｒ２ｄによってＶｔＢ＋ＶｔＣが分圧され、分圧抵抗Ｒ３ｄ，Ｒ４ｄによってＶｔＡ＋ＶｔＢが分圧される。また、自電圧Ｖｓ１は自電池ブロック２ｄ−Ｂの端子電圧（電位）Ｖｔと等しく、他電圧Ｖｏｌは電池ブロック２ｄ−Ｃの端子電圧（電位）Ｖｔと等しい。

その結果、自電池ブロック２ｄ−Ｂにおける自電圧Ｖｓ１、他電圧Ｖｏｈ、自電圧Ｖｓ２、及び他電圧Ｖｏｌは、以下の式（１）〜（４）によって表される。

Ｖｓ１＝ＶｔＢ ・・・（１）
Ｖｏｈ＝（ＶｔＡ＋ＶｔＢ）／２ ・・・（２）
Ｖｓ２＝（ＶｔＢ＋ＶｔＣ）／２ ・・・（３）
Ｖｏｌ＝ＶｔＣ ・・・（４）

そうすると、Ｖｓ１＞Ｖｏｈは、ＶｔＢ＞（ＶｔＡ＋ＶｔＢ）／２と等価であるから、コンパレータ４３２は、ＶｔＢ＞（ＶｔＡ＋ＶｔＢ）／２のとき、信号ＳＧ１をハイレベルにすることになる（"／”は、除算を示す）。そして、ＶｔＢ＞ＶｔＡのとき、ＶｔＢ＞（ＶｔＡ＋ＶｔＢ）／２となるから、コンパレータ４３２は、ＶｔＢ＞ＶｔＡのとき、信号ＳＧ１をハイレベルにする。

また、Ｖｓ２＞Ｖｏｌは、（ＶｔＢ＋ＶｔＣ）／２＞ＶｔＣと等価であるから、コンパレータ４３３は、（ＶｔＢ＋ＶｔＣ）／２＞ＶｔＣのとき、信号ＳＧ２をハイレベルにすることになる。そして、ＶｔＢ＞ＶｔＣのとき、（ＶｔＢ＋ＶｔＣ）／２＞ＶｔＣとなるから、コンパレータ４３３は、ＶｔＢ＞ＶｔＣのとき、信号ＳＧ２をハイレベルにする。

そして、ＯＲ回路４３１は、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２を論理和して、その論理和信号を信号ＳＧ３としてスイッチング素子５へ出力する。

これにより、放電制御部４３ｄは、複数の他電圧情報により示される他電圧Ｖｏｈ及び他電圧Ｖｏｌのうち少なくとも一つが、自電圧ＶｔＢより低いとき、自電池ブロックにおける二次電池Ｂを放電させる。そして、他電圧Ｖｏｈ及び他電圧Ｖｏｌのうち低い方の電圧と、自電圧ＶｔＢとが等しくなると、ＯＲ回路４３１によって信号ＳＧ３がローレベルにされて、二次電池Ｂの放電が停止する。

以上、上述した電池ブロック２ｄ−Ｂと同様の動作を電源システム１ｄに含まれるすべての電池ブロック２ｄがそれぞれ実行することにより、電源システム１，１ａ，１ｂ，１ｃと同様、各電池ブロック２ｄの端子電圧Ｖｔが、すべての電池ブロック２ｄの端子電圧Ｖｔのうち最も低い電池ブロック２ｄの端子電圧Ｖｔに近づけられる。その結果、各電池ブロック２ｄの端子電圧Ｖｔのばらつきが低減されて、均等化される。

また、各電池ブロック２ｄがそれぞれ均等化処理を実行することによって、最終的に電源システム全体の二次電池Ｂの端子電圧が均等化される。そのため、電源システムを構成する電池ブロック２ｄの数を変更するときは、電池ブロック２ｄを追加して伝送路Ｌ１，Ｌ２を接続したり、単純に電池ブロック２ｄを他の電池ブロック２ｄから切り離したりするだけで、電源システムで用いられる二次電池Ｂの数を変更することができる。従って、電源システム１ｄは、複数の二次電池における端子電圧の不均衡を低減しつつ、二次電池の数を変更することが容易である。

また、電池ブロック２ｄは、電池ブロック２のように通信回路を用いないので、回路を簡素化することが容易である。また、電池ブロック２ｄは、端子電圧Ｖｔを直接電圧情報として利用するので、通信を用いて情報伝達する場合よりも制御応答時間が短縮される結果、いわゆるレーシング状態になるおそれが低減される。また、電池ブロック２ｄは、電池ブロック２ｃよりも接続端子数が少なく、電源システム１ｄにおいて、伝送路となる配線の数を電源システム１ｃよりも減少させることができる。

なお、図９に示す電源システム１ｅのようにしてもよい。図９は、図８に示す電源システム１ｄの変形例を示す回路図である。図９に示す電源システム１ｅは、例えば３つの電池ブロック２ｅ（２ｅ−Ａ，２ｅ−Ｂ，２ｅ−Ｃ）が直列に接続されて構成されている。すなわち、電池ブロック２ｅ−Ａの負極出力端子Ｔｂ−が電池ブロック２ｅ−Ｂの正極出力端子Ｔｂ＋と接続され、電池ブロック２ｅ−Ｂの負極出力端子Ｔｂ−が電池ブロック２ｅ−Ｃの正極出力端子Ｔｂ＋と接続されている。以下、電池ブロック２ｅ−Ｂを自電池ブロックとし、電池ブロック２ｅ−Ａを高電位側電池ブロックとし、電池ブロック２ｅ−Ｃを低電位側電池ブロックとして説明する。

また、電池ブロック２ｅは、電池ブロック２ｄとは、下記の点で異なる。電池ブロック２ｅは、分圧抵抗Ｒ１ｄ、分圧抵抗Ｒ２ｄ、及び低側端子ＴＬを備えず、代わりに二次電池Ｂの正極端子に一端が接続された抵抗Ｒ１（第１抵抗）と、抵抗Ｒ１の他端に接続された外部端子Ｔ１（第１外部端子）とを備えている。外部端子Ｔ１は、コンパレータ４３３の＋端子に接続されている。

また、電池ブロック２ｅは、分圧抵抗Ｒ３ｄ、分圧抵抗Ｒ４ｄ、及び高側端子ＴＨを備えず、代わりに二次電池Ｂの負極端子に一端が接続された抵抗Ｒ２（第２抵抗）と、抵抗Ｒ２の他端に接続された外部端子Ｔ２（第２外部端子）とを備えている。外部端子Ｔ２は、コンパレータ４３２の−端子に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは、抵抗値が略同一にされている。

そして、電池ブロック２ｅ−Ａの外部端子Ｔ１が電池ブロック２ｅ−Ｂの外部端子Ｔ２と接続され、電池ブロック２ｅ−Ｂの外部端子Ｔ１が電池ブロック２ｅ−Ｃの外部端子Ｔ２と接続されている。

図９に示す例では、電池ブロック２ｅ−Ａよりも高電位側には、他の電池ブロック２ｅが接続されていない例を示している。このように、高電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅ−Ａの外部端子Ｔ２は、電池ブロック２ｅ−Ａの正極出力端子Ｔｂ＋と接続されている。これにより、外部端子Ｔ２が開放状態になることが防止される結果、誤って二次電池Ｂが放電されることが防止される。

また、図９に示す例では、電池ブロック２ｅ−Ｃよりも低電位側には、他の電池ブロック２ｅが接続されていない例を示している。このように、低電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅ−Ｃの外部端子Ｔ１は、電池ブロック２ｅ−Ｃの負極出力端子Ｔｂ−と接続されている。これにより、外部端子Ｔ１が開放状態になることが防止される結果、誤って二次電池Ｂが放電されることが防止される。

なお、高電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅについては、外部端子Ｔ２、コンパレータ４３２、及びＯＲ回路４３１を備えず、コンパレータ４３３の出力信号ＳＧ２をスイッチング素子５へ出力してもよい。また、低電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅについては、外部端子Ｔ１、コンパレータ４３３、及びＯＲ回路４３１を備えず、コンパレータ４３２の出力信号ＳＧ１をスイッチング素子５へ出力してもよい。

しかしながら、高電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅの外部端子Ｔ２（空き端子）を、自電池ブロックの正極出力端子Ｔｂ＋と接続し、低電位側に他の電池ブロック２ｅが接続されない電池ブロック２ｅの外部端子Ｔ２（空き端子）を、自電池ブロックの負極出力端子Ｔｂ−と接続することにより、構成の異なる電池ブロックを混在させることなく、全く同じ構成の電池ブロック２ｅを複数用いて電源システム１ｅを構成することができるので、電池ブロック２ｅの管理が容易となる。

なお、空き端子の処理方法は、必ずしも正極出力端子Ｔｂ＋や負極出力端子Ｔｂ−に接続する方法に限らない。例えば、自電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、他電圧Ｖｏｈ，Ｖｏｌのうち何れかが予め設定された基準電圧より低い電圧になった場合、その基準電圧より低くなった電圧に関係する比較処理を実行しないようにしてもよい。基準電圧としては、例えば二次電池Ｂの放電終止電圧を用いることができる。空き端子の処理方法については、電源システム１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄについても同様である。

そして、正極出力端子Ｔｂ＋の電圧（電位）すなわち自電池ブロック２ｅ−Ｂの端子電圧Ｖｔが自電圧Ｖｓ１として用いられ、外部端子Ｔ１の電圧が自電圧Ｖｓ２として用いられ、外部端子Ｔ２の電圧が他電圧Ｖｏｈとして用いられ、負極出力端子Ｔｂ−の電圧（電位）が他電圧Ｖｏｌとして用いられる。

そうすると、自電池ブロック２ｅ−Ｂにおいては、電池ブロック２ｅ−Ｂの抵抗Ｒ１と電池ブロック２ｅ−Ｃの抵抗Ｒ２によってＶｔＢ＋ＶｔＣが分圧されてその分圧電圧が自電圧Ｖｓ２とされ、電池ブロック２ｅ−Ａの抵抗Ｒ１と電池ブロック２ｅ−Ｂの抵抗Ｒ２によってＶｔＡ＋ＶｔＢが分圧されてその分圧電圧が他電圧Ｖｏｈとされる。

その結果、自電池ブロック２ｅ−Ｂにおける自電圧Ｖｓ１、他電圧Ｖｏｈ、自電圧Ｖｓ２、及び他電圧Ｖｏｌは、上記の式（１）〜（４）によって表される。

以下、放電制御部４３ｄは、図８に示す放電制御部４３ｄと同様に動作する。その結果、電源システム１ｅにおいて、電源システム１ｄと同様の効果が得られる。さらに、電池ブロック２ｅは、電池ブロック２ｄよりも抵抗の数、及び接続端子数が少なく、回路が簡素化される。また、接続端子数が減少する結果、電源システム１ｅは、電源システム１ｄよりも配線数を減少させることができる。

なお、放電制御部４３ｄが、正論理の論理回路で構成される例を示したが、放電制御部４３ｄは、負論理の論理回路で構成されていてもよい。また、放電制御部４３ｄは、マイクロコンピュータを用いて構成されていてもよい。

また、正極出力端子Ｔｂ＋，ＴＨｏ１、負極出力端子Ｔｂ−，ＴＬｏ２、外部端子Ｔ１，Ｔ２、正電圧端子ＴＬｏ１、負電圧端子ＴＨｏ２、低側端子ＴＬ、高側端子ＴＨ、接続端子Ｔ，ＴＬＩ１，ＴＬＩ２，ＴＨＩ１，ＴＨＩ２は、例えば電極やコネクタ、端子台等であってもよく、ランドやパッド等の配線パターンであってもよく、抵抗器やコンパレータ、集積回路等の電子部品の信号ピンであってもよい。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

本発明の一局面に係る電池ブロックは、複数の電池ブロックを用いて構成された電源システムに用いられる電池ブロックであって、二次電池と、前記二次電池の端子電圧に関する電圧情報を外部へ出力する電圧情報出力部と、他の電池ブロックから出力された前記電圧情報を他電圧情報として取得する電圧情報取得部と、自電池ブロックにおける前記二次電池の端子電圧である自電圧が、前記他電圧情報により示される端子電圧より高いとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる放電制御部とを備える。

このような構成の電池ブロックを、複数組み合わせて電源システムを構成すると、各電池ブロックが、自律的に、自電池ブロックの電圧情報を電圧情報出力部によって他の電池ブロックへ出力すると共に、他の電池ブロックから出力された他電圧情報を電圧情報取得部によって取得する。そして、各電池ブロックは、自電圧が他電圧情報により示される端子電圧より高いとき、自律的に、放電制御部によって、自電池ブロックの二次電池を放電させる。その結果、各電池ブロックによる自律的な二次電池の放電制御によって、複数の電池ブロックが備える複数の二次電池における端子電圧の不均衡が低減される。このように、各電池ブロックが自律的に二次電池の放電制御を行うことによって、電源システム全体の複数の二次電池の端子電圧の不均衡が低減されるので、二次電池の数を変更するときは、電源システムに用いられる電池ブロックの数を増減するだけでよく、背景技術のように分圧抵抗の数や抵抗値を変更する必要がない。従って、複数の二次電池における端子電圧の不均衡を低減しつつ、二次電池の数を変更することが容易となる。

また、前記電圧情報取得部は、複数の他の電池ブロックから出力された複数の電圧情報を複数の他電圧情報として取得し、前記放電制御部は、前記複数の他電圧情報により示される複数の端子電圧のうち少なくとも一つが、前記自電圧より低いとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させることが好ましい。

この構成によれば、電圧情報取得部によって、複数の他の電池ブロックから出力された複数の他電圧情報が取得され、その複数の他電圧情報により示される複数の端子電圧のうち少なくとも一つが自電圧より低いとき、すなわち他の複数の電池ブロックにおける端子電圧のうちの最低電圧が自電圧より低いとき、自電池ブロックの二次電池が放電される。そうすると、電圧情報取得部によって他電圧情報が取得された複数の電池ブロックの端子電圧のうち最も低い電圧を目標にして自電池ブロックの二次電池の放電が行われ、不均衡が低減されることになるので、不均衡の低減処理が迅速となる。

また、前記電圧情報出力部は、前記電圧情報を通信信号として外部へ出力することが好ましい。

このような構成の電池ブロックを、複数組み合わせて電源システムを構成すると、複数の電池ブロック間で、電圧情報を通信信号として送受信できる。そうすると、電池ブロックが備える二次電池の電気的な接続関係とは無関係に、物理的に近い位置に配設された電池ブロック間に、通信の伝送路を配線することができる。そして、物理的に近い位置に配設された電池ブロック間に、通信の伝送路を配線するようにすれば、電圧情報を送受信するために必要な配線量を容易に減少させることができる。

また、前記電圧情報出力部は、前記二次電池の端子電圧を、前記電圧情報として外部へ出力するようにしてもよい。

この構成によれば、二次電池の端子電圧が、電圧情報として用いられるので、電圧情報を送受信するために通信回路を設ける必要がない。従って、回路を簡素化することが容易となる。

また、前記電圧情報出力部は、前記二次電池の正極端子に接続された正極出力端子と、前記二次電池の正極端子に一端が接続された第１抵抗と、前記第１抵抗の他端に接続された第１外部端子とを備え、前記電圧情報出力部は、自電池ブロックより高電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである高電位側電池ブロックへ、前記正極出力端子の電圧を前記電圧情報として出力し、自電池ブロックより低電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである低電位側電池ブロックへ、前記第１外部端子の電圧を前記電圧情報として出力し、前記電圧情報取得部は、前記二次電池の負極端子に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックの正極出力端子と接続可能である負極出力端子と、前記二次電池の負極端子に一端が接続された第２抵抗と、前記第２抵抗の他端に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックの第１外部端子と接続可能である第２外部端子とを備え、前記電圧情報取得部は、前記第２外部端子の電圧を前記高電位側電池ブロックの他電圧情報とし、前記負極出力端子の電圧を前記低電位側電池ブロックの他電圧情報とすることが好ましい。

この構成によれば、自電池ブロックの負極出力端子、及び第１外部端子と、低電位側電池ブロックの正極出力端子、及び第２外部端子とを接続し、自電池ブロックの正極出力端子、及び第２外部端子と、高電位側電池ブロックの負極出力端子、及び第１外部端子とを接続すると、第２外部端子には、高電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧と自電圧とが加算された電圧が、高電位側電池ブロックの第１抵抗と自電池ブロックの第２抵抗とによって分圧された電圧が現れる。そうすると、第２外部端子の電圧には、高電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧を示す情報が含まれているから、第２外部端子の電圧を高電位側電池ブロックの他電圧情報として用いることができる。また、第１外部端子には、低電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧と自電圧とが加算された電圧が、低電位側電池ブロックの第２抵抗と自電池ブロックの第１抵抗とによって分圧された電圧が現れる。そうすると、第１外部端子の電圧には、低電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧を示す情報が含まれているから、第１外部端子の電圧を低電位側電池ブロックの他電圧情報として用いることができる。従って、このような構成の電池ブロックを用いて電源システムを構成する場合、２つの電池ブロック間は、正極出力端子と負極出力端子との間、及び第１外部端子と第２外部端子との間を接続する２本の配線によって接続されるので、電池ブロック間の配線数を低減することができる。

また、前記電圧情報出力部は、前記二次電池の正極端子に接続され、かつ自電池ブロックより高電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである高電位側電池ブロックと接続可能である正極出力端子と、前記二次電池の負極端子に接続され、かつ自電池ブロックより低電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである低電位側電池ブロックの正極出力端子と接続可能である負極出力端子と、前記二次電池の正極端子に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックと接続可能である正電圧端子と、前記二次電池の負極端子に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックと接続可能である負電圧端子とを備え、前記電圧情報取得部は、前記二次電池の正極端子に一端が接続された第１分圧抵抗と、前記第１分圧抵抗の他端に一端が接続された第２分圧抵抗と、前記第２分圧抵抗の他端に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックの負電圧端子と接続可能である低側端子と、前記二次電池の負極端子に一端が接続された第３分圧抵抗と、前記第３分圧抵抗の他端に一端が接続された第４分圧抵抗と、前記第４分圧抵抗の他端に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックの正電圧端子と接続可能である高側端子とを備え、前記電圧情報取得部は、前記第１分圧抵抗と前記第２分圧抵抗とによって分圧された電圧を、前記自電圧とし、前記第３分圧抵抗と前記第４分圧抵抗とによって分圧された電圧を、前記高電位側電池ブロックの他電圧情報とし、前記負極出力端子の電圧を、前記低電位側電池ブロックの他電圧情報とするようにしてもよい。

この構成によれば、自電池ブロックの負極出力端子、正電圧端子、及び低側端子と、低電位側電池ブロックの正極出力端子、高側端子、及び負電圧端子とを接続し、自電池ブロックの正極出力端子、高側端子、及び負電圧端子と、高電位側電池ブロックの負極出力端子、正電圧端子、及び低側端子とを接続すると、低電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧と自電圧とが加算された電圧が、第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とによって分圧される。そうすると、第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とによって分圧された電圧には、自電圧を示す情報が含まれているから、第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とによって分圧された電圧を、自電圧として用いることができる。また、高電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧と自電圧とが加算された電圧が、第３分圧抵抗と第４分圧抵抗とによって分圧される。そうすると、第３分圧抵抗と第４分圧抵抗とによって分圧された電圧には、高電位側電池ブロックの二次電池の端子電圧を示す情報が含まれているから、第３分圧抵抗と第４分圧抵抗とによって分圧された電圧を、高電位側電池ブロックの他電圧情報として用いることができる。

また、前記放電制御部は、前記自電圧が、前記他電圧情報により示される端子電圧より高く、かつその差が予め設定された余裕電圧以上であるとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させることが好ましい。

この構成によれば、自電池ブロックにおける二次電池の放電が過剰になって、自電圧が他の電池ブロックにおける二次電池の端子電圧より低くなった場合であっても、各電池ブロックが競い合うように二次電池を放電させるいわゆるレーシング状態となるおそれが低減される。

また、本発明の他の局面に係る電源システムは、上述の電池ブロックを複数含み、前記各電池ブロックの電圧情報出力部は、それぞれ他の電池ブロック一つに対して前記電圧情報を出力し、前記各電池ブロックの電圧情報取得部は、自電池ブロックの電圧出力部が前記電圧情報を出力した電池ブロックとは異なる他の電池ブロック一つから、前記他電圧情報を取得する。

この構成によれば、自電圧が他の電池ブロックにおける二次電池の端子電圧より高いとき、自電圧ブロックにおける二次電池が放電されて自電圧が低下する。これにより、他の電池ブロックの端子電圧が自電圧に反映される。そして、その他の電池ブロックの端子電圧が反映された自電圧を示す電圧情報が、その電池ブロックとは異なる他の電池ブロックへ出力される。そうすると、順次電圧情報が転送されて、各電池ブロックの端子電圧が他の電池ブロックの自電圧に反映されることとなる。その結果、電源システムに含まれるすべての電池ブロックの自電圧に、他の電池ブロックの二次電池の端子電圧が反映されて、各二次電池の端子電圧の不均衡が低減される。

また、本発明のさらに他の局面に係る電源システムは、上述の電池ブロックが、複数直列接続されて構成されている。

この構成によれば、二次電池の端子電圧を電圧情報として用いつつ、電池ブロック相互間の配線を減少させることが容易である。

また、本発明のさらに他の局面に係る電源システムは、上述の電池ブロックを複数含み、前記各電池ブロックから出力された電圧情報が、他のすべての電池ブロックに影響を与えるように、前記複数の電池ブロックにおける前記電圧情報出力部と前記電圧情報取得部とが接続されて構成されている。

この構成によれば、各電池ブロックから出力された電圧情報が、他のすべての電池ブロックにおける二次電池の放電制御に影響を与えるので、電源システムに含まれるすべての電池ブロック相互間における端子電圧の不均衡を低減することが容易である。

本発明に係る電池ブロック、及び電源システムは、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機、電気自動車、ハイブリッドカー、無停電電源装置、負荷平準化電源、発電装置と二次電池とが組み合わされた電源システム、等、種々の電池搭載装置やシステムにおいて、好適に利用することができる。

Claims (5)

1. 複数の電池ブロックを用いて構成された電源システムに用いられる電池ブロックであって、
   二次電池と、
   前記二次電池の端子電圧に関する電圧情報を外部へ出力する電圧情報出力部と、
   他の電池ブロックから出力された前記電圧情報を他電圧情報として取得する電圧情報取得部と、
   自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる放電制御部と
   を備え、
   前記電圧情報出力部は、
   前記二次電池の正極端子に接続された正極出力端子と、
   前記二次電池の正極端子に一端が接続された第１抵抗と、
   前記第１抵抗の他端に接続された第１外部端子とを備え、
   前記電圧情報出力部は、
   自電池ブロックより高電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである高電位側電池ブロックへ、前記正極出力端子の電圧を前記電圧情報として出力し、自電池ブロックより低電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである低電位側電池ブロックへ、前記第１外部端子の電圧を前記電圧情報として出力し、
   前記電圧情報取得部は、
   前記二次電池の負極端子に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックの正極出力端子と接続可能である負極出力端子と、
   前記二次電池の負極端子に一端が接続された第２抵抗と、
   前記第２抵抗の他端に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックの第１外部端子と接続可能である第２外部端子とを備え、
   前記電圧情報取得部は、
   前記第２外部端子の電圧を前記高電位側電池ブロックの他電圧情報として取得し、前記負極出力端子の電圧を前記低電位側電池ブロックの他電圧情報として取得し、
   前記放電制御部は、
   前記第２外部端子の電圧が、前記正極出力端子の電圧より低いとき、又は、前記負極出力端子の電圧が、前記第１外部端子の電圧より低いとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる電池ブロック。
2. 複数の電池ブロックを用いて構成された電源システムに用いられる電池ブロックであって、
   二次電池と、
   前記二次電池の端子電圧に関する電圧情報を外部へ出力する電圧情報出力部と、
   他の電池ブロックから出力された前記電圧情報を他電圧情報として取得する電圧情報取得部と、
   自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる放電制御部と
   を備え、
   前記電圧情報出力部は、
   前記二次電池の正極端子に接続され、かつ自電池ブロックより高電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである高電位側電池ブロックと接続可能である正極出力端子と、
   前記二次電池の負極端子に接続され、かつ自電池ブロックより低電位側において自電池ブロックと直列接続される他の電池ブロックである低電位側電池ブロックの正極出力端子と接続可能である負極出力端子と、
   前記二次電池の正極端子に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックと接続可能である正電圧端子と、
   前記二次電池の負極端子に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックと接続可能である負電圧端子とを備え、
   前記電圧情報取得部は、
   前記二次電池の正極端子に一端が接続された第１分圧抵抗と、
   前記第１分圧抵抗の他端に一端が接続された第２分圧抵抗と、
   前記第２分圧抵抗の他端に接続され、かつ前記低電位側電池ブロックの負電圧端子と接続可能である低側端子と、
   前記二次電池の負極端子に一端が接続された第３分圧抵抗と、
   前記第３分圧抵抗の他端に一端が接続された第４分圧抵抗と、
   前記第４分圧抵抗の他端に接続され、かつ前記高電位側電池ブロックの正電圧端子と接続可能である高側端子とを備え、
   前記電圧情報取得部は、
   前記第３分圧抵抗と前記第４分圧抵抗とによって分圧された電圧を、前記高電位側電池ブロックの他電圧情報として取得し、
   前記負極出力端子の電圧を、前記低電位側電池ブロックの他電圧情報として取得し、
   前記放電制御部は、
   前記第３分圧抵抗と前記第４分圧抵抗とによって分圧された電圧が、前記正極出力端子の電圧より低いとき、又は、前記負極出力端子の電圧が、前記第１分圧抵抗と前記第２分圧抵抗とによって分圧された電圧より低いとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させる電池ブロック。
3. 前記放電制御部は、
   前記正極出力端子の電圧が、前記第２外部端子の電圧より高く、かつその差が予め設定された余裕電圧以上であるとき、又は、前記第１外部端子の電圧が、前記負極出力端子の電圧より高く、かつその差が予め設定された余裕電圧以上であるとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させること
   を特徴とする請求項１に記載の電池ブロック。
4. 前記放電制御部は、
   前記正極出力端子の電圧が、前記第３分圧抵抗と前記第４分圧抵抗とによって分圧された電圧より高く、かつその差が予め設定された余裕電圧以上であるとき、又は、前記第１分圧抵抗と前記第２分圧抵抗とによって分圧された電圧が、前記負極出力端子の電圧より高く、かつその差が予め設定された余裕電圧以上であるとき、自電池ブロックにおける前記二次電池を放電させること
   を特徴とする請求項２に記載の電池ブロック。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池ブロックが、複数直列接続されて構成された電源システム。

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