WO2009087956A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2009087956A1
WO2009087956A1 PCT/JP2009/000004 JP2009000004W WO2009087956A1 WO 2009087956 A1 WO2009087956 A1 WO 2009087956A1 JP 2009000004 W JP2009000004 W JP 2009000004W WO 2009087956 A1 WO2009087956 A1 WO 2009087956A1
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voltage
capacitor
balance
control circuit
time
Prior art date
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PCT/JP2009/000004
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Inventor
Kimiyasu Kakiuchi
Original Assignee
Panasonic Corporation
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
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    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device that stores electric power in a capacitor and discharges it when necessary.
  • a vehicle has been devised in which a capacitor capable of rapid charging / discharging is used in combination with a battery.
  • a capacitor capable of rapid charging / discharging is used in combination with a battery.
  • FIG. 13 is a block circuit diagram of a conventional charging device.
  • a balance voltage adjusting unit 503 is connected to both ends of each of a plurality of capacitors 501 connected in series.
  • a sampling capacitor 505 for measuring the voltage across the capacitor 501 is connected to both ends of each capacitor 501 via two switches 507.
  • the balance voltage adjustment unit 503 and the switch 507 are connected to the control unit 509.
  • the plurality of capacitors 501 connected in series are connected to a motor, a generator, a battery, a load, and the like of the vehicle via a charge / discharge circuit.
  • the balance voltage adjustment unit 503 has the following configuration. That is, a series circuit of a balance switch 511 and a balance resistor 513 is connected to both ends of the capacitor 501. Further, two voltage-dividing resistors 515 connected in series are also connected to both ends of the capacitor 501. A connection point of the two voltage dividing resistors 515 is connected to one input of the comparator 517. A digital potentiometer 519 is connected to the other input of the comparator 517. Since the digital potentiometer 519 is connected to the reference power source 521 and the control unit 509, an arbitrary reference voltage can be output in accordance with an instruction from the control unit 509. The output of the comparator 517 is connected to the balance switch 511 and controls its on / off.
  • the control unit 509 obtains the degree of progress of deterioration of each capacitor 501. Specifically, the capacitance value C and the internal resistance value R are respectively determined from the slope of the voltage change at both ends when each capacitor 501 is charged with constant current and the voltage change at both ends when charging is interrupted, and these deterioration limits are obtained in advance. The difference up to the value is obtained as the deterioration progress. Accordingly, the smaller the difference is, the more the deterioration proceeds.
  • the control unit 509 obtains the average value of the deterioration progress of each capacitor 501 and obtains the balance voltage so that the variation width of the deterioration progress of each capacitor 501 becomes small. That is, for the capacitor 501 that has been deteriorated, the balance voltage is determined so as to reduce the voltage between both ends in order to delay the deterioration. Thereafter, the balance voltage adjustment unit 503 is controlled so that the voltage across each capacitor 501 becomes the balance voltage.
  • the present invention provides a power storage device capable of extending the life of a capacitor with simple operation and high accuracy.
  • the first point time (t1) at the time of measurement and the second point time (t2) at the time of measuring the voltage across the capacitor (V2i) at the second point are measured, and one point from the second point time (t2) is measured.
  • a time difference ( ⁇ t) is obtained, and the absolute value ( ⁇ Vi) is divided by the time difference ( ⁇ t) and multiplied by a predetermined coefficient (A) to obtain a voltage adjustment width ( ⁇ Vb) of each capacitor.
  • the balance voltage (Vri) is determined by subtracting the voltage adjustment width ( ⁇ Vbi) from the initial balance voltage (Vro), and the voltage across the capacitor (Vi) is changed to the balance voltage (Vri) via the balance voltage adjustment unit. ) To control.
  • the power storage device of the present invention when the capacitor is not charged or discharged, the absolute value ( ⁇ Vi) of the difference between the two capacitor voltages (V1i, V2i) at different measurement timings is obtained, thereby obtaining the balance voltage (Vri). To decide. Therefore, there is no need to measure the capacitance value C and the internal resistance value R after the capacitor is in a constant current charge state as in the prior art, and the balance voltage is determined from the result of calculating the deterioration degree and calculating the average value. Control is also unnecessary. Therefore, there is an effect that the life of the capacitor can be extended with an extremely simple operation compared to the conventional case.
  • FIG. 1 is a block circuit diagram of a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a time-dependent characteristic diagram of the total voltage of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart for obtaining the non-charging / discharging both-end voltage and the charging / discharging both-end voltage of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 13 is a block circuit diagram of a conventional power storage device.
  • (Embodiment 1) 1 is a block circuit diagram of a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • each capacitor 11 may be one, or a plurality of capacitors 11 connected in parallel will be described below.
  • 1 may be configured such that the outermost ends of capacitors 11 connected in series in the power storage device illustrated in FIG. 1 are connected to the outermost ends of other power storage devices. In the case of such a series-parallel connection, a balance voltage adjusting unit 13 described later is connected to each capacitor 11.
  • a balance voltage adjusting unit 13 is connected to both ends of each capacitor 11. Further, since the control circuit 15 is connected to the balance voltage adjusting unit 13, the operation of the balance voltage adjusting unit 13 is controlled by the control circuit 15.
  • the control circuit 15 includes a plurality of peripheral circuits having functions such as a digital potentiometer 519 and a reference power source 521 shown in FIG. 13 and a microcomputer for controlling them.
  • the control circuit 15 also has a function of communicating data with a vehicle control circuit (not shown) by a data signal (Data).
  • the balance switch 17 has a configuration capable of on / off control from the outside, and for example, an FET or a transistor can be applied.
  • a series circuit of two voltage dividing resistors 21 is connected to both ends of the capacitor 11.
  • a connection point of the two voltage dividing resistors 21 is connected to one input of the control circuit 15 and the comparator 23.
  • the positive electrode of the uppermost capacitor 11 shown in FIG. 1 is equal to the total voltage Vc of the capacitors 11 connected in series, the total voltage Vc is also controlled by the control circuit 15 via the uppermost balance voltage adjusting unit 13. It is wired so that it can be read.
  • the other input of the comparator 23 is connected to the control circuit 15.
  • the balance voltage Vri generated from the control circuit 15 is input to the comparator 23.
  • the output of the comparator 23 is connected to the balance switch 17. Therefore, on / off of the balance switch 17 is controlled by the output of the comparator 23.
  • a temperature sensor 25 is disposed in the vicinity of the capacitor 11. As the temperature sensor 25, a thermistor having a large resistance change with respect to temperature was used. The output of the temperature sensor 25 is connected to the control circuit 15. Therefore, the control circuit 15 can read the temperature T detected by the temperature sensor 25.
  • the positive terminal 27 and the negative terminal 29 which are the both ends of the capacitor 11 connected in series are connected to a motor, a generator, a battery, a load and the like of the vehicle via a charge / discharge circuit. In FIG. 1, these are omitted.
  • FIG. 2 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • the number n of capacitors 11 is 4, and the range of the subscript i is 1 to 4.
  • the control circuit 15 recognizes the start of the vehicle by receiving an ON signal of the ignition switch as a data signal (Data) from the vehicle control circuit.
  • Data data signal
  • the drive voltage is applied to the control circuit 15 when the ignition switch is turned on, the start of the vehicle may be recognized accordingly.
  • each capacitor 11 repeats the operation of charging the regenerative power during braking and discharging the charged power during acceleration by using the vehicle. This change with time is not shown in FIG.
  • the control circuit 15 sequentially reads the capacitor both-end voltages V21 to V24 at time t2 from the balance voltage adjusting unit 13 and stores them in the memory, and also stores the time t2 as the second time t2. Thus, the second point time t2 is measured.
  • the time of non-charging / discharging is defined as a state where charging / discharging of the capacitor 11 by a charging / discharging circuit (not shown) is not actively performed. Therefore, not only when the current does not completely flow through the capacitor 11, but also when a slight leakage current flows through the capacitor 11 even when the charge / discharge circuit is not operated, this is included during non-charge / discharge.
  • the control circuit 15 stores the temperature dependency of the capacitor both-end voltage Vi obtained in advance, and thereby corrects the two capacitor end-point voltages V1i and V2i according to the temperature T obtained from the temperature sensor 25. ing.
  • the temperature-dependent characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to a known voltage at a reference temperature To is obtained. This is obtained for each predetermined voltage width (for example, 0.1 V) until the known voltage reaches the rated voltage (for example, 2.5 V) of the capacitor 11. That is, the temperature dependency characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to 0.1 V at the reference temperature To (25 ° C.), and then charged to 0.2 V at 25 ° C. Then, the temperature dependence characteristic is obtained, and then the temperature dependence characteristic is obtained by charging to 25V at 0.3 ° C. In this manner, the temperature dependence characteristic is obtained repeatedly up to the rated voltage (2.5V). A plurality of temperature dependence characteristics obtained in this way are stored in advance in the memory of the control circuit 15.
  • a temperature dependent characteristic having the capacitor terminal voltage Vi at the temperature T is selected from a plurality of temperature dependent characteristics.
  • the voltage Vi across the capacitor at the reference temperature To is obtained from the selected temperature-dependent characteristic.
  • the voltage V i across the capacitor thus obtained is a value after temperature correction.
  • the magnitude relation between the capacitor both-end voltages V21 to V24 is not necessarily the same as the magnitude relation between the capacitor both-end voltages V11 to V14. That is, the magnitude relationship may be reversed depending on the characteristics of each capacitor 11 and variations in the progress of deterioration.
  • the capacitor 11 having the maximum voltage V11 at the time t1 has the minimum voltage V21 at the time t2
  • the capacitor 11 having the minimum voltage V14 at the time t1 is at the time t2.
  • the maximum terminal voltage V24 is obtained. Therefore, in the first embodiment, the balance voltage Vri of each capacitor 11 is based on the slope of the thick arrow in FIG. 2 obtained from the two capacitor end-point voltages V1i and V2i at time t1 and time t2 at different measurement timings. To decide.
  • FIG. 3 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the control circuit 15 since the control circuit 15 controls the operation of the entire power storage device by executing various subroutines from the main routine, the flowchart is shown in the form of a subroutine.
  • the control circuit 15 executes the subroutine shown in FIG. 3 at the time t2 when the values of the first point time t1, the second point time t2, and the two capacitor voltage values V1i and V2i are aligned.
  • first, 1 is substituted into the variable memory i built in the control circuit 15 (step number S11).
  • the variable memory i is defined to have the same meaning as the subscript i, and is hereinafter referred to as the subscript i.
  • ⁇ Vi / ⁇ t is the slope of the thick arrow in FIG.
  • This inclination corresponds to the reciprocal of the capacitance value C of each capacitor 11. That is, since all the capacitors 11 are connected in series, both are charged with the same current value I.
  • C I ⁇ ⁇ t / ⁇ Vi.
  • the reciprocal of the slope ⁇ Vi / ⁇ t in FIG. 2 is proportional to the capacitance value C of each capacitor 11.
  • the predetermined coefficient A is a coefficient for adjusting the balance voltage Vri so as to fall within the normal range in the next step (S17), and is experimentally obtained in advance and stored in the memory.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi increases as the deterioration of the capacitor 11 progresses.
  • the balance voltage adjusting unit 13 adjusts the capacitor both-ends voltage Vi so as to become the balance voltage Vri, so that the capacitor end-of-capacitance voltage Vi becomes smaller as the capacitor 11 deteriorates.
  • the progress of deterioration of the capacitor 11 is suppressed from the other capacitors 11.
  • a predetermined coefficient A is obtained in advance so that the balance voltage Vri does not become extremely small or negative in the equation of S17, and the inclination is multiplied by the predetermined coefficient A in S15.
  • the control circuit 15 compares the balance voltage Vri and the deterioration limit value Vg (S19).
  • the deterioration limit value Vg is a value of the balance voltage Vri when the capacitor 11 deteriorates to a limit state where it can no longer be used, and this is also experimentally obtained in advance. Therefore, if the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg (Yes in S19), the power storage device cannot be used any more, and the control circuit 15 transmits the power storage device deterioration signal as a Data signal to the vehicle control circuit. (S21). In response to this, the vehicle control circuit warns the driver of deterioration of the power storage device, prompts repair, and stops charging the power storage device. Thereby, since it does not continue using the degraded electrical storage apparatus, high reliability is obtained. Thereafter, the control circuit 15 ends the subroutine of FIG. 3 and returns to the main routine.
  • the control circuit 15 uses the first time t1 when measuring the first capacitor voltage V1i and the second capacitor voltage V2i of the two capacitor voltage V1i and V2i.
  • Each capacitor 11 is measured by measuring the second point time t2, obtaining the time difference ⁇ t by subtracting the first point time t1 from the second point time t2, and dividing the absolute value ⁇ Vi by the time difference ⁇ t and multiplying by the predetermined coefficient A.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi is calculated, and the balance voltage Vri is determined by subtracting the voltage adjustment width ⁇ Vbi from the initial balance voltage Vro. In this way, the balance voltage Vri of each capacitor 11 corresponding to the absolute value ⁇ Vi is obtained.
  • each balance voltage adjustment unit 13 causes the both-end voltage Vi of the connected capacitor 11 to become the balance voltage Vri.
  • the balance switch 17 is controlled so that That is, if the capacitor both-ends voltage Vi is larger than the balance voltage Vri, the comparator 23 turns on the balance switch 17. As a result, the capacitor 11 is discharged by the balance resistor 19, and the voltage Vi across the capacitor decreases. Thereafter, when the voltage V i across the capacitor becomes substantially equal to the balance voltage Vri, the comparator 23 turns off the balance switch 17. As a result, the discharge of the capacitor 11 is stopped, and the voltage Vi across the capacitor becomes the target balance voltage Vri. As a result, since the voltage applied to the capacitor 11 is lowered, the progress of deterioration can be reduced. After that, the voltage V i across the capacitor gradually decreases due to self-discharge when the vehicle is not used.
  • the voltage V i across the capacitor 11 (V24 in FIG. 2) of the capacitor 11 that has deteriorated at the end of use of the vehicle is lowered, and the voltage V i across the capacitor 11 of the capacitor 11 where the deterioration has not progressed relatively. (V21 in FIG. 2) remains high, so that the deterioration of the former is reduced and the deterioration of the latter is relatively advanced, so that the deterioration of each capacitor 11 can be made uniform.
  • Become As a result, the possibility that only one arbitrary capacitor 11 reaches the deterioration limit and the entire power storage device cannot be used can be reduced, and the life of the power storage device can be extended.
  • the two-point capacitor both-end voltages V1i and V2i are shown as the reciprocals of the slopes of the thick arrows in FIG. Only the influence of the capacitance value C of 11 is reflected, and the influence of the internal resistance value R is not included. This is because the voltage Vi across the capacitor reflects the magnitude of the internal resistance value R immediately after charging / discharging the capacitor 11 or only when charging / discharging is completed. Therefore, in the first embodiment, the deterioration progress of each capacitor 11 can be made uniform without obtaining the internal resistance value R, so that the lifetime of the capacitor can be extended with a simple operation.
  • the first point time t1 is at the start-up time and the second point time t2 is at the end of use, so that the capacitor 11 is not reliably charged / discharged.
  • two capacitor voltages V1i and V2i are obtained respectively.
  • the first point time t1 and the second point time t2 are not limited at the time of starting and at the end of use, respectively, and the vehicle 11 may be in use as long as the capacitor 11 is not charged / discharged.
  • a signal indicating that the charge / discharge circuit of the capacitor 11 is not operating is received from the vehicle control circuit, or the current detection circuit is connected in series to the series circuit of the plurality of capacitors 11. Need to connect.
  • FIG. 4 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 2 of the present invention. Note that the structure of the power storage device in Embodiment 2 is the same as that in FIG. 1, and thus the description of the structure is omitted. Since the feature of the second embodiment is the operation part, the operation will be described in detail below.
  • the control circuit 15 reads the current voltage V1i across each capacitor 11 at an arbitrary time t1 when the capacitor 11 is not charged / discharged when the vehicle is started or used, and is built in the control circuit 15. Store in memory. At this time, the temperature correction of the voltage V1i across the capacitor is performed in the same way as in the first embodiment. Further, unlike the first embodiment, the time t1 at this time is not stored in the memory.
  • the control circuit 15 reads the current voltage V2i across each capacitor 11 at an arbitrary time t2 when the capacitor 11 is not charged / discharged during use of the vehicle after the time t1 or at the end of use of the vehicle. It memorizes in the memory built in. At this time, as in the first embodiment, the temperature correction of the voltage V2i across the capacitor is performed. Further, unlike the first embodiment, the time t2 at this time is not stored in the memory.
  • the ratio value ⁇ i 1
  • the ratio value ⁇ i of the other capacitors 11 increases, the deterioration progresses.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi of the capacitor 11 with the subscript i is obtained from the correlation between the ratio value ⁇ i and the voltage adjustment width ⁇ Vb (S65).
  • the control circuit 15 determines the ratio value ⁇ i obtained experimentally in advance. And the voltage adjustment width ⁇ Vb are stored in the memory, and the voltage adjustment width ⁇ Vbi corresponding to the ratio value ⁇ i obtained in S63 is obtained.
  • the correlation between the ratio value ⁇ i and the voltage adjustment width ⁇ Vb is a positive correlation function, this is obtained as an equation by the least square method, and the ratio value ⁇ i is substituted into the above equation, whereby each capacitor The voltage adjustment width ⁇ Vbi with respect to 11 is calculated. Thereby, the memory can be saved as compared with the case where the correlation is stored in the memory as a data table.
  • the initial balance voltage Vro is the rated voltage (2.5 V) of the capacitor 11 as in the first embodiment.
  • the balance voltage Vri becomes smaller as the capacitor 11 is further deteriorated. Accordingly, the progress of the deterioration of the capacitor 11 is suppressed by the other capacitors 11, so that the life of the capacitor 11 can be extended accordingly.
  • the control circuit 15 compares the balance voltage Vri and the deterioration limit value Vg (S69).
  • the meaning of the deterioration limit value Vg is the same as in the first embodiment. If the balance voltage Vri becomes equal to or lower than the deterioration limit value Vg (Yes in S69), the power storage device cannot be used any more, and the control circuit 15 transmits a deterioration signal of the power storage device to the vehicle control circuit as a Data signal ( S71). Then, the subroutine of FIG. 3 is terminated and the process returns to the main routine.
  • the control circuit 15 adds 1 to the subscript i and updates the content of the subscript i ( S73). Thereafter, it is determined whether or not the updated subscript i is equal to a value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S75). If the subscript i is not n + 1 (No in S75), the balance voltage Vri of all the capacitors 11 has not been determined yet, so the process returns to S63 and the subsequent operations are repeated. If the subscript i is equal to n + 1 (Yes in S75), since the balance voltage Vri for all the capacitors 11 has been determined, the subroutine of FIG. 4 is terminated and the process returns to the main routine.
  • the control circuit 15 obtains the minimum value ⁇ Vmin of each absolute value ⁇ Vi, and adjusts the voltage for each capacitor 11 from the correlation obtained in advance in the value ⁇ i of the ratio between each absolute value ⁇ Vi and the minimum value ⁇ Vmin and the voltage adjustment width ⁇ Vb.
  • Each of the widths ⁇ Vbi is obtained, and the balance voltage Vri is determined by subtracting the voltage adjustment width ⁇ Vbi from the initial balance voltage Vro. In this way, the balance voltage Vri of each capacitor 11 corresponding to the absolute value ⁇ Vi is obtained.
  • the subsequent operation is adjusted by the balance voltage adjusting unit 13 so that the voltage Vi between both ends of each capacitor 11 becomes the determined balance voltage Vri, as in the first embodiment.
  • the applied voltage of the capacitor 11 that has deteriorated decreases, so that further progress of deterioration can be reduced and the deterioration of each capacitor 11 can be made uniform. Accordingly, the life of the power storage device can be extended.
  • the capacitor 11 when the capacitor 11 is not charged / discharged, the absolute value ⁇ Vi of the difference between the two capacitor end-point voltages V1i and V2i having different measurement timings is obtained, and the balance voltage Vri is determined by the ratio ⁇ i with the minimum value ⁇ Vmin. To decide. Therefore, it is not necessary to measure the first point time t1 and the second point time t2 as compared with the first embodiment, and a power storage device capable of extending the life of the capacitor 11 with a simple operation can be realized.
  • the control circuit 15 outputs a deterioration signal when the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg.
  • this may be output when the absolute value ⁇ Vi is equal to or greater than the degradation upper limit value ⁇ Vg.
  • the deterioration upper limit value ⁇ Vg is an absolute value ⁇ Vi at a limit when the power storage device cannot be used any more, and may be obtained in advance and stored in the memory of the control circuit 15. Since the absolute value ⁇ Vi increases as the capacitor 11 deteriorates as described above, the absolute value ⁇ Vi is determined to be deteriorated when the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg.
  • Embodiment 2 it is possible to determine the deterioration of the power storage device at an early stage. Further, both of these two determinations may be performed, and a deterioration signal may be output if at least one of the conditions is satisfied. Thereby, since deterioration determination is performed twice, deterioration determination accuracy is improved.
  • the deterioration limit value Vg and the deterioration upper limit value ⁇ Vg may be set in two stages.
  • the vehicle control circuit issues a warning to the driver and performs control to limit the charging current.
  • control is performed so as to stop charging the power storage device together with a warning.
  • FIG. 5 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the capacitor both-ends voltage Vi.
  • four capacitors 11 are provided in the same manner as in the first embodiment for easy understanding. Suppose that they are in series. Therefore, the number n of capacitors 11 is 4, and the range of the subscript i is 1 to 4.
  • FIG. 5 it is assumed that an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on at time t1 and the vehicle is activated.
  • the control circuit 15 recognizes the start of the vehicle by receiving an ON signal of the ignition switch as a data signal (Data) from the vehicle control circuit.
  • Data data signal
  • the drive voltage is applied to the control circuit 15 when the ignition switch is turned on, the start of the vehicle may be recognized accordingly.
  • the time of non-charging / discharging is defined as a state in which charging / discharging of the capacitor 11 by a charging / discharging circuit (not shown) is not actively performed. Therefore, not only when the current does not completely flow through the capacitor 11, but also when a slight leakage current flows through the capacitor 11 even when the charge / discharge circuit is not operated, this is included during non-charge / discharge.
  • each capacitor voltage Vi increases with time. Note that details of the change with time of the voltage Vi across the capacitor are omitted in FIG.
  • the second point time t2 is measured. Details of these operations will also be described with reference to FIG.
  • the voltage V2i at the time of charging / discharging of each capacitor 11 at time t2 in FIG. 5 is more than the voltage V1i at the time of non-charging / discharging at time t1. Also grows.
  • the control circuit 15 stores the temperature dependence of the capacitor both-end voltage Vi obtained in advance, and according to the temperature T obtained from the temperature sensor 25, the non-charge / discharge both-end voltage V1i and the charge-discharge both-end voltage are stored. The voltage V2i is corrected.
  • the temperature-dependent characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to a known voltage at a reference temperature To is obtained. This is obtained for each predetermined voltage width (for example, 0.1 V) until the known voltage reaches the rated voltage (for example, 2.5 V) of the capacitor 11. That is, the temperature dependency characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to 0.1 V at the reference temperature To (25 ° C.), and then charged to 0.2 V at 25 ° C. Then, the temperature dependence characteristic is obtained, and then the temperature dependence characteristic is obtained by charging to 25V at 0.3 ° C. In this manner, the temperature dependence characteristic is obtained repeatedly up to the rated voltage (2.5V). A plurality of temperature dependence characteristics obtained in this way are stored in advance in the memory of the control circuit 15.
  • a temperature dependent characteristic having the capacitor terminal voltage Vi at the temperature T is selected from a plurality of temperature dependent characteristics.
  • the voltage Vi across the capacitor at the reference temperature To is obtained from the selected temperature-dependent characteristic.
  • the voltage V i across the capacitor thus obtained is a value after temperature correction.
  • the magnitude relationship between the voltage V21 to V24 at the time of charging / discharging is not necessarily the same as the magnitude relationship of the voltages V11 to V14 at the time of non-charging / discharging. That is, the magnitude relationship may be reversed depending on the characteristics of each capacitor 11 and variations in the progress of deterioration.
  • the capacitor 11 having the maximum non-charging / discharging voltage V11 at time t1 has the minimum charging / discharging voltage V21 at time t2, and the minimum non-charging / discharging voltage at time t1.
  • the capacitor 11 having the voltage V14 is at the maximum charging / discharging voltage V24 at time t2. Therefore, in the third embodiment, the balance voltage Vri of each capacitor 11 is determined based on the slopes of the thick arrows in FIG. 5 obtained from the two capacitor voltages V1i and V2i at two points at time t1 and time t2. ing.
  • FIG. 6 is a time characteristic diagram of the total voltage of the power storage device according to the third embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the total voltage Vc of the capacitor.
  • the first point time t1 is determined as an arbitrary time during which the capacitor 11 is in a non-charge / discharge state.
  • the non-charge / discharge state that is, an arbitrary voltage at which the total voltage Vc1 of the capacitor 11 is substantially constant.
  • the time is determined as the first point time t1.
  • the control circuit 15 reads the voltage V1i between the capacitors 11 at the time of non-charging / discharging.
  • the predetermined time ts is determined in advance as a time for obtaining the voltage gradient ⁇ Vc with sufficient measurement accuracy, and is set to 0.1 seconds in the third embodiment.
  • the charging current I to the capacitor 11 increases with time, and eventually reaches the maximum current value.
  • the voltage slope ⁇ Vc of the total voltage Vc of the capacitor 11 increases with time after the time tb, eventually has a maximum value, and thereafter decreases with time. That is, as shown in FIG. 6, the voltage gradient ⁇ Vcc from time tc to time td is larger than the voltage gradient ⁇ Vcb from time tb to time tc.
  • the difference between the total voltage Vcg at the second point time t2 and the total voltage Vc1 at the first point time t1 is sufficiently large.
  • the absolute value ⁇ Vi of the difference between the both-end voltage V2i during charging / discharging at the second time point t2 becomes larger than the voltage reading accuracy by the control circuit 15, and high accuracy can be achieved.
  • the second time t2 is determined when the capacitor 11 is charged.
  • the second time t2 may be determined when the capacitor 11 changes from the non-charge / discharge state to the discharge state.
  • the determination method in this case is almost the same as that shown in FIG. 6, but the total voltage Vc decreases with time due to the discharge, so that the voltage gradient ⁇ Vc is all obtained as an absolute value.
  • the time when the absolute value of the voltage gradient ⁇ Vc becomes smaller than the absolute value of the previous voltage gradient ⁇ Vco may be determined as the second point time t2.
  • the capacitor 11 suddenly changes from the charged state.
  • the battery is in a discharged state or has changed from a discharged state to a charged state.
  • a voltage drop due to the internal resistance value R of all capacitors 11 occurs at that time, and if the latter, a voltage rise occurs.
  • the second time t2 is determined at an arbitrary time after this voltage drop or voltage rise, the absolute value ⁇ Vi of the difference between the charge / discharge end voltage V2i and the non-charge / discharge end voltage V1i at that time.
  • the control circuit 15 determines the second point time t2 only when the positive / negative of the voltage gradient ⁇ Vc is the same as the positive / negative of the previous voltage gradient ⁇ Vco.
  • the determination operation of the second point time t2 is as follows.
  • the control circuit 15 is connected in series every predetermined time ts after an initial voltage rise or voltage drop due to the internal resistance value R of all capacitors 11 immediately after the start of charging or discharging of the capacitors 11.
  • a voltage gradient ⁇ Vc of the total voltage Vc of the capacitor 11 is obtained.
  • the second time t2 is determined. The voltage V2i is measured.
  • FIG. 7 is a flowchart for obtaining the non-charging / discharging both-end voltage and the charging / discharging both-end voltage of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the control circuit 15 controls the operation of the entire power storage device by executing various subroutines from the main routine
  • the flowcharts of FIGS. 7 and 8 are shown in the form of subroutines.
  • the control circuit 15 executes a subroutine shown in FIG. 7 in order to determine the balance voltage Vri every predetermined time (for example, minute order) from the main routine.
  • a subroutine shown in FIG. 7 in order to determine the balance voltage Vri every predetermined time (for example, minute order) from the main routine.
  • the control circuit 15 clears the previous voltage gradient ⁇ Vco (S111).
  • 0 is substituted for the previous voltage gradient ⁇ Vco, which is a memory variable built in the control circuit 15.
  • ⁇ Vco 0 as shown in S111 of FIG. This is defined below as meaning that the value (0) on the right side is substituted for the variable on the left side (previous voltage gradient ⁇ Vco).
  • the control circuit 15 determines whether or not the capacitor 11 is currently in a non-charge / discharge state (S113). For this determination, the control circuit 15 receives the current charge / discharge state of the capacitor 11 by a data signal (Data) from a vehicle control circuit (not shown). The charge / discharge state is obtained, for example, by receiving a data signal (Data) indicating whether the vehicle control circuit is operating the charge / discharge circuit.
  • Data data signal
  • the control circuit 15 does not determine the balance voltage Vri and ends the subroutine of FIG. 7 and returns to the main routine. As a result, the control circuit 15 can control to determine the balance voltage Vri every time the capacitor 11 enters the non-charge / discharge state. As described above, the balance voltage Vri reflecting the latest state of the capacitor 11 is obtained. can get. The reason why the balance voltage Vri is not determined when not in the non-charge / discharge state is as follows.
  • the first point time t1 is determined at the time of charging / discharging, for example, in the case of FIG. 6, the first point time t1 is after the time ta.
  • the second point time t2 is a charging time tg, both the first point time t1 and the second point time t2 are being charged.
  • the absolute value ⁇ Vi of the difference between the voltages Vi across the capacitors at the first point time t1 and the second point time t2 shown in FIG. 5 is obtained, the influence of the voltage increase due to the internal resistance value R of each capacitor 11 is included. Only the influence of the capacitance value C (corresponding to the slope of the thick arrow in FIG. 5) is reflected.
  • the first point time t1 is set to the non-charge / discharge state so that the influence of the internal resistance value R is included in the absolute value ⁇ Vi.
  • the control circuit 15 determines whether or not the use of the power storage device has been completed (S115).
  • the end of use of the power storage device is assumed to be the same timing as the end of use of the vehicle. Therefore, the control circuit 15 can determine the end of use by reading the state of an ignition key (not shown) transmitted from the vehicle control circuit.
  • the control circuit 15 reads the voltage V1i at both ends of each capacitor 11 when the capacitor 11 is not charged / charged by the balance voltage adjusting unit 13 (S117). The time is stored as the first point time t1 (S119).
  • control circuit 15 reads the temperature T from the temperature sensor 25 (S121), and corrects the voltage V1i at both ends during non-charging / discharging by the temperature T (S123).
  • the details of the temperature correction method are as described above.
  • the control circuit 15 determines whether or not the capacitor 11 is in a charge / discharge state (S125). The detailed operation of this determination is the same as S113. If it is not in the charge / discharge state (No in S125), it is determined again whether or not the use of the power storage device is terminated at this time (S126). If the use is finished (Yes in S126), the ignition key is turned off after a while after stopping the vehicle. In this case as well, the subroutine of FIG. Return to the main routine. On the other hand, if the use is not finished (No in S126), since the second time t2 cannot be determined, the process returns to S125 and waits until a charge / discharge state is reached.
  • the control circuit 15 determines whether or not the initial waiting time has elapsed (S127).
  • the initial waiting time is the time until the initial voltage rise or voltage drop due to the internal resistance value R of all the capacitors 11 immediately after the start of charging or discharging of the capacitors 11, This corresponds to the period from time ta to time tb. If the initial waiting time has not elapsed (No in S127), the process returns to S127 and waits until the initial waiting time elapses.
  • the control circuit 15 reads the total voltage Vc of the capacitor 11 via the top balance voltage adjustment unit 13 in FIG. 5 (S129). Thereafter, the read all voltage Vc is substituted for the previous all voltage Vco, and the previous all voltage Vco is updated (S131).
  • the control circuit 15 determines whether or not the predetermined time ts has elapsed (S133).
  • the product F of the obtained voltage gradient ⁇ Vc and the previous voltage gradient ⁇ Vco is calculated (S139).
  • the reason why the product F is calculated is to determine whether the positive / negative of the voltage gradient ⁇ Vc is the same as the positive / negative of the previous voltage gradient ⁇ Vco. That is, if the sign is the same, the product F is positive, and if the sign is different, the product F is negative. If the product F is 0, it is found that the previous voltage gradient ⁇ Vco remains cleared to 0 in S111. When such a product F becomes 0, it means that the voltage gradient ⁇ Vc is obtained for the first time after the execution of the subroutine of FIG. Therefore, if the product F is 0 (Yes in S141), the previous voltage gradient ⁇ Vco does not exist, so that it cannot be compared with the voltage gradient ⁇ Vc. Therefore, the process jumps to S147 described later.
  • the control circuit 15 next determines whether or not the product F is positive (S143). If the product F is negative (No in S143), the voltage slope ⁇ Vc is different from the previous voltage slope ⁇ Vco, and charging and discharging are suddenly reversed. Stop, end the flowchart of FIG. 7, and return to the main routine. As a result, the balance voltage Vri is not updated and the current value is held. Further, as described above, the main routine executes the subroutine of FIG. 7 at regular intervals, so that the operation of determining the balance voltage Vri can be performed when the capacitor 11 is again in the non-charge / discharge state.
  • the control circuit 15 next determines the absolute value of the voltage slope ⁇ Vc and the absolute value of the previous voltage slope ⁇ Vco. The values are compared (S145). If the absolute value of the voltage gradient ⁇ Vc is equal to or larger than the absolute value of the previous voltage gradient ⁇ Vco (No in S145), the voltage gradient ⁇ Vc is increasing from the time tb to the time te in FIG. Thus, the second point time t2 cannot be determined yet.
  • control circuit 15 assigns and updates the value of the voltage gradient ⁇ Vc to the previous voltage gradient ⁇ Vco (S147), and returns to S131.
  • the operation after the operation for obtaining the voltage gradient ⁇ Vc after the elapse of the predetermined time ts is repeated.
  • FIG. 8 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the control circuit 15 substitutes 1 for the built-in variable memory i (S161).
  • the variable memory i is defined to have the same meaning as the subscript i, and is hereinafter referred to as the subscript i.
  • the charging current I is the same for each capacitor 11, it can be seen that the reciprocal of the slope ⁇ Vi / ⁇ t in FIG. 5 is proportional to the capacitance value C of each capacitor 11.
  • the capacitance value C decreases, and the internal resistance value Ri of each capacitor 11 increases. Therefore, as the deterioration progresses, the voltage increase ⁇ Vca caused by the internal resistance value R immediately after the start of charging in FIG. 6 also increases. Thereby, since the internal resistance value R is the sum of the internal resistance values Ri of the capacitors 11, the internal resistance value Ri of each capacitor 11 also increases and deteriorates. Accordingly, in FIG. 5, the absolute value ⁇ Vi is expressed as the sum of the voltage increase due to the internal resistance value Ri of each capacitor 11 and the voltage increase over time due to charging of the capacitor 11.
  • the predetermined coefficient A is a coefficient for adjusting the balance voltage Vri so as to fall within the normal range in the next step (S167), and is experimentally obtained in advance and stored in the memory.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi becomes larger as the deterioration of the capacitor 11 progresses.
  • the balance voltage adjusting unit 13 adjusts the capacitor both-ends voltage Vi so as to become the balance voltage Vri, so that the capacitor end-of-capacitance voltage Vi becomes smaller as the capacitor 11 deteriorates. Accordingly, the progress of the deterioration of the capacitor 11 is suppressed by the other capacitors 11, so that the life of the capacitor 11 can be extended accordingly.
  • a predetermined coefficient A is obtained in advance so that the balance voltage Vri does not become extremely small or negative in the expression of S167, and the inclination is multiplied by the predetermined coefficient A in S165.
  • the control circuit 15 compares the balance voltage Vri and the deterioration limit value Vg (S169).
  • the deterioration limit value Vg is a value of the balance voltage Vri when the capacitor 11 deteriorates to a limit state where it can no longer be used, and this is also experimentally obtained in advance. Therefore, if the balance voltage Vri becomes equal to or lower than the deterioration limit value Vg (Yes in S169), the power storage device cannot be used any more, and the control circuit 15 transmits the power storage device deterioration signal to the vehicle control circuit as a Data signal. (S171).
  • the vehicle control circuit warns the driver of the deterioration of the power storage device, prompts repair, and prohibits the use of the power storage device. Thereby, since it does not continue using the degraded electrical storage apparatus, high reliability is obtained. Thereafter, the control circuit 15 ends the subroutine of FIG. 8 and returns to the subroutine of FIG. In the subroutine of FIG. 7, after the execution of S157 (subroutine of FIG. 8), the subroutine of FIG. 7 is also terminated and the process returns to the main routine.
  • the control circuit 15 measures the first point time t1 when measuring the both-end voltage V1i at the time of non-charging / discharging and the second point time t2 when measuring the both-end voltage V2i at the time of charging / discharging, and from the second point time t2.
  • the time difference ⁇ t is obtained by subtracting the first point time t1.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi of each capacitor 11 is calculated by dividing the absolute value ⁇ Vi by the time difference ⁇ t and multiplying by the predetermined coefficient A.
  • the balance voltage Vri is determined by subtracting the voltage adjustment width ⁇ Vbi from the initial balance voltage Vro. In this way, the balance voltage Vri of each capacitor 11 corresponding to the absolute value ⁇ Vi is obtained.
  • the balance voltage Vri continues to be updated if the condition for obtaining the balance voltage Vri is satisfied. Thereafter, when the use of the vehicle ends, the control circuit 15 outputs the latest balance voltage Vri updated last to each balance voltage adjusting unit 13. Thereby, each balance voltage adjustment part 13 controls the balance switch 17 so that the both-ends voltage Vi of the capacitor 11 connected becomes the balance voltage Vri. That is, if the capacitor both-ends voltage Vi is larger than the balance voltage Vri, the comparator 23 turns on the balance switch 17. As a result, the capacitor 11 is discharged by the balance resistor 19, and the voltage Vi across the capacitor decreases.
  • the comparator 23 turns off the balance switch 17. As a result, the discharge of the capacitor 11 is stopped, and the voltage Vi across the capacitor becomes the target balance voltage Vri. As a result, since the voltage applied to the capacitor 11 is lowered, the progress of deterioration can be reduced. After that, the voltage V i across the capacitor gradually decreases due to self-discharge when the vehicle is not used.
  • the capacitor terminal voltage Vi (V24 in FIG. 5) of the capacitor 11 that has deteriorated at the end of use of the vehicle is lowered, and the capacitor terminal voltage Vi of the capacitor 11 in which the deterioration has not progressed relatively. (V21 in FIG. 5) remains high.
  • the deterioration progress of the former is reduced and the latter deterioration is relatively advanced, so that the progress of deterioration of each capacitor 11 can be made uniform.
  • the possibility that only one arbitrary capacitor 11 reaches the deterioration limit and the entire power storage device cannot be used can be reduced, and the life of the power storage device can be extended.
  • the balance voltage Vri is obtained when charging the capacitor 11 has been described. However, this may be performed when the capacitor 11 is discharged. However, in any case, the first point time t1 needs to be during non-charging / discharging, and the second point time t2 needs to be during charging / discharging.
  • the voltage drop at the time of stopping charging becomes larger than the increase of the voltage Vi across the capacitor due to charging.
  • the slope ⁇ Vi / ⁇ t becomes negative.
  • the slope ⁇ Vi / ⁇ t can be obtained according to the sum of the voltage rise at the start of charging and the rise of the voltage across the capacitor Vi due to charging, so a highly accurate balance voltage Vri reflecting the influence of the charged state and the deteriorated state is determined. can do. The same applies to the discharge.
  • FIG. 9 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 4 of the present invention. Note that the configuration of the power storage device in Embodiment 4 is the same as that in FIG. That is, since the feature of the fourth embodiment is the operation part, the operation will be described in detail below.
  • FIG. 7 may be basically the same as that of the third embodiment, but since the first point time t1 and the second point time t2 are not used in the fourth embodiment, the operations of S119 and S151 are performed. Is unnecessary. Therefore, the control is simplified accordingly.
  • the balance voltage Vri determination subroutine is different from that in the third embodiment, and this portion will be described with reference to FIG.
  • the index i is updated by adding 1 (S185), and it is determined whether or not the index i has reached the value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S187). If the subscript i is not equal to n + 1 (No in S187), the process returns to S183, and the operation for obtaining the absolute value ⁇ Vi of the next capacitor 11 is repeated.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi of the capacitor 11 with the subscript i is obtained from the correlation between the ratio value ⁇ i and the voltage adjustment width ⁇ Vb (S195).
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi is set to a larger value as the deterioration progresses. Therefore, the control circuit 15 stores the correlation between the ratio value ⁇ i and the voltage adjustment width ⁇ Vb obtained experimentally in advance in a memory, and obtains the voltage adjustment width ⁇ Vbi according to the ratio value ⁇ i obtained in S193. I have to.
  • the correlation between the ratio value ⁇ i and the voltage adjustment width ⁇ Vb is a positive correlation function, this is obtained as an equation by the method of least squares, and the ratio value ⁇ i is substituted into the above-described equation.
  • the voltage adjustment width ⁇ Vbi for the capacitor 11 is calculated. Thereby, the memory can be saved as compared with the case where the correlation is stored in the memory as a data table.
  • the initial balance voltage Vro is the rated voltage (2.5 V) of the capacitor 11 as in the third embodiment.
  • the balance voltage Vri becomes smaller as the capacitor 11 is further deteriorated. Accordingly, the progress of the deterioration of the capacitor 11 is suppressed by the other capacitors 11, so that the life of the capacitor 11 can be extended accordingly.
  • the control circuit 15 compares the balance voltage Vri and the deterioration limit value Vg (S199).
  • the meaning of the degradation limit value Vg is the same as in the third embodiment. If the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg (Yes in S199), the power storage device cannot be used any more, so the control circuit 15 transmits a deterioration signal of the power storage device to the vehicle control circuit as a Data signal (S201). ), The subroutine of FIG. 9 is terminated, and the process returns to the subroutine of FIG.
  • the control circuit 15 adds 1 to the subscript i and updates the content of the subscript i ( S203). Thereafter, it is determined whether or not the updated subscript i is equal to a value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S205). If the subscript i is not n + 1 (No in S205), since the balance voltage Vri of all the capacitors 11 has not been determined yet, the process returns to S193 and the subsequent operations are repeated. If the subscript i is equal to n + 1 (Yes in S205), since the balance voltage Vri for all the capacitors 11 has been determined, the subroutine of FIG. 9 is terminated and the process returns to the subroutine of FIG.
  • the control circuit 15 obtains the minimum value ⁇ Vmin of the absolute value ⁇ Vi, and from the correlation obtained in advance in the value ⁇ i of the ratio ⁇ i between the absolute value ⁇ Vi and the minimum value ⁇ Vmin and the voltage adjustment width ⁇ Vb, the voltage adjustment width ⁇ Vbi for each capacitor 11. For each. Then, the balance voltage Vri is determined by subtracting the voltage adjustment width ⁇ Vbi from the initial balance voltage Vro. In this way, the balance voltage Vri of each capacitor 11 corresponding to the absolute value ⁇ Vi is obtained.
  • the balance voltage is based on the absolute value ⁇ Vi. High accuracy can also be achieved by determining Vri.
  • the subsequent operation is adjusted by the balance voltage adjusting unit 13 so that the voltage Vi between both ends of each capacitor 11 becomes the determined balance voltage Vri at the end of use of the vehicle, as in the third embodiment.
  • the applied voltage of the capacitor 11 that has deteriorated decreases, so that further progress of deterioration can be reduced and the deterioration of each capacitor 11 can be aligned with high accuracy. Accordingly, the life of the power storage device can be extended.
  • the both-end voltage V1i during non-charging / discharging is measured, and the both-end voltage V2i during charging / discharging is measured during charging / discharging, and the absolute value ⁇ Vi of these differences is measured.
  • the balance voltage Vri is determined by the ratio ⁇ i to the minimum value ⁇ Vmin. Therefore, it is not necessary to measure the times t1 and t2 as compared with the third embodiment, and a power storage device capable of extending the life of the capacitor 11 with simple operation and high accuracy can be realized.
  • the voltage V2i during charging / discharging has the same positive or negative voltage slope ⁇ Vc as the previous voltage slope ⁇ Vco, and the absolute value of the voltage slope ⁇ Vc is smaller than the absolute value of the previous voltage slope ⁇ Vco. I sometimes measure it.
  • the charge / discharge current I to the capacitor 11 may be used instead of the voltage gradient ⁇ Vc, and the previous charge / discharge current Io may be used instead of the previous voltage gradient ⁇ Vco.
  • the charge / discharge current I may be obtained, for example, when the control circuit 15 receives the data signal Data from a current detection circuit (not shown) built in the charge / discharge circuit as a data signal Data via the vehicle control circuit.
  • a current detection circuit may be provided in series to detect the current.
  • the voltage gradient ⁇ Vc is replaced with the charge / discharge current I
  • the previous voltage gradient ⁇ Vco is replaced with the previous charge / discharge current Io
  • the charge / discharge current I is read in S137.
  • the operations relating to the total voltage Vc and the previous total voltage Vco may be deleted.
  • a current detection circuit is required in terms of configuration, but the operation can be further simplified as compared with FIG. 7, and the balance voltage Vri can be determined earlier because of less operation.
  • the balance voltage Vri may be determined.
  • FIG. 10 is a change diagram of the voltage across the capacitor at times t1 and t2 of the power storage device according to the fifth embodiment of the present invention. Since the structure of the power storage device in the present fifth embodiment is the same as that in FIG. 1, the description of the structure is omitted. That is, since the feature of the fifth embodiment is the operation part, the operation will be described in detail below.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents the voltage Vi across the capacitor.
  • several hundreds of capacitors 11 are connected in series as described above. However, in the following description, four capacitors 11 are provided in the same manner as in the first embodiment for easy understanding. Suppose that they are in series. Therefore, the number n of capacitors 11 is 4, and the range of the subscript i is 1 to 4.
  • FIG. 10 it is assumed that use of the vehicle is terminated at time t1, and an ignition switch (not shown) is turned off.
  • the control circuit 15 recognizes the end of use of the vehicle by receiving the ignition switch OFF signal as the data signal Data from the vehicle control circuit.
  • the voltages V11 to V14 at the end of use are in a state of variation due to variations in characteristics of each capacitor 11 and variations in deterioration.
  • the data are sequentially read from the adjustment unit 13 and stored in a memory built in the control circuit 15.
  • the time t1 is also stored in the memory as the first point time t1. Thereby, the first point time t1 is measured.
  • the capacitor 11 undergoes self-discharge according to the respective insulation resistance value Rzi, and the voltage Vi across the capacitor decreases with time.
  • the insulation resistance value Rz decreases as the capacitor 11 deteriorates, and the capacitance value C also decreases.
  • the control circuit 15 recognizes the start of the vehicle when the ignition switch is turned on from the vehicle control circuit. In addition, since the drive voltage is applied to the control circuit 15 when the ignition switch is turned on, the start of the vehicle may be recognized accordingly.
  • the time of non-charging / discharging is defined as a state where charging / discharging of the capacitor 11 by a charging / discharging circuit (not shown) is not actively performed. Therefore, not only when the current does not completely flow through the capacitor 11, but also when a slight leakage current flows through the capacitor 11 even when the charge / discharge circuit is not operated, this is included during non-charge / discharge.
  • the control circuit 15 stores the temperature dependency of the capacitor both-end voltage Vi obtained in advance, and thereby, depending on the temperature T obtained from the temperature sensor 25, the both-end voltage V1i at the end of use and the both-end voltage V2i at start-up. Is corrected.
  • the temperature-dependent characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to a known voltage at a reference temperature To is obtained. This is obtained for each predetermined voltage width (for example, 0.1 V) until the known voltage reaches the rated voltage (for example, 2.5 V) of the capacitor 11. That is, the temperature dependency characteristic of the voltage Vi across the capacitor when the temperature T is changed while the capacitor 11 is charged to 0.1 V at the reference temperature To (25 ° C.), and then charged to 0.2 V at 25 ° C. Then, the temperature dependence characteristic is obtained, and then the temperature dependence characteristic is obtained by charging to 25V at 0.3 ° C. In this manner, the temperature dependence characteristic is obtained repeatedly up to the rated voltage (2.5V). A plurality of temperature dependence characteristics obtained in this way are stored in advance in the memory of the control circuit 15.
  • a temperature dependent characteristic having the capacitor terminal voltage Vi at the temperature T is selected from a plurality of temperature dependent characteristics.
  • the voltage Vi across the capacitor at the reference temperature To is obtained from the selected temperature-dependent characteristic.
  • the voltage V i across the capacitor thus obtained is a value after temperature correction.
  • the magnitude relationship between the voltage V21 to V24 at the time of start-up is not necessarily the same as the magnitude relationship of the voltages V11 to V14 at the end of use. That is, the magnitude relationship may be reversed depending on the characteristics of each capacitor 11 and variations in the progress of deterioration.
  • the capacitor 11 having the maximum end-of-use voltage V11 at time t1 has the minimum start-up end voltage V21 at time t2, and the minimum end-of-use voltage V14 at time t1.
  • the balance voltage Vri of each capacitor 11 is determined based on the above-described slope.
  • FIG. 11 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to the fifth embodiment of the present invention. Since the control circuit 15 controls the overall operation of the power storage device by executing various subroutines from the main routine, the flowchart of FIG. 11 is shown in the form of a subroutine.
  • the control circuit 15 executes the subroutine of FIG. 11 at the time t2 when the values of the first point time t1, the second point time t2, the both-end voltage V1i at the end of use, and the both-end voltage V2i at start-up are aligned.
  • first, 1 is substituted into the variable memory i built in the control circuit 15 (S311).
  • the variable memory i is defined to have the same meaning as the subscript i, and is hereinafter referred to as the subscript i.
  • i 1 is described, but this is defined below to mean that the value on the right side is substituted for the variable on the left side. Therefore, in S311, the numerical value 1 which is the value on the right side is assigned to the subscript i which is the variable on the left side.
  • the control circuit 15 first obtains a slope ⁇ Vi / ⁇ t obtained by dividing the absolute value ⁇ Vi by the time difference ⁇ t.
  • ⁇ Vi corresponds to ⁇ V1 to ⁇ V4 in FIG. 10
  • the slope ⁇ Vi / ⁇ t corresponds to the slope of the thick arrow in FIG.
  • the balance voltage Vri for each capacitor 11 is obtained from the correlation obtained in advance in the obtained gradient ⁇ Vi / ⁇ t and the balance voltage Vr (S315).
  • the balance voltage Vr is a value determined in accordance with the degree of deterioration of the capacitor 11. That is, for example, when the rated voltage of the capacitor 11 when new is 2.5 V, the balance voltage Vr when new is set to 2.5 V, but when deterioration progresses, the applied voltage of the capacitor 11 is reduced. In order to delay the progress of the deterioration, the balance voltage Vri is controlled to be lowered. Accordingly, the balance voltage Vr is set to a value smaller than 2.5V in accordance with the increase in the gradient ⁇ Vi / ⁇ t accompanying the progress of deterioration. The correlation between the slope ⁇ Vi / ⁇ t and the balance voltage Vr is non-linear.
  • the insulation resistance value Rz and the capacitance value C decrease.
  • the degree cannot be expressed by a simple function that can be uniquely determined with respect to the deterioration progress.
  • the insulation resistance value Rz even if the capacitor 11 is deteriorated to some extent from a new state and the insulation resistance value Rz becomes small, the deterioration does not progress so much.
  • the insulation resistance value Rz is further decreased, the deterioration rapidly proceeds, and thereafter, there is a tendency that the deterioration gradually proceeds.
  • a voltage of about 2.55 V is applied to the capacitor 11 when fully charged, and the deterioration is relatively advanced.
  • the control circuit 15 next compares the balance voltage Vri with the deterioration limit value Vg (S325).
  • the deterioration limit value Vg is a value of the balance voltage Vri when the capacitor 11 deteriorates to a limit state where it can no longer be used, and this is also experimentally obtained in advance. Therefore, if the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg (Yes in S325), the power storage device cannot be used any more, and the control circuit 15 transmits the power storage device deterioration signal as a Data signal to the vehicle control circuit. (S327).
  • the vehicle control circuit warns the driver of deterioration of the power storage device, prompts repair, and stops charging the power storage device. Thereby, since it does not continue using the degraded electrical storage apparatus, high reliability is obtained. Thereafter, the control circuit 15 ends the subroutine of FIG. 11 and returns to the main routine.
  • the control circuit 15 adds 1 to the subscript i and updates the content of the subscript i ( S329). Thereafter, it is determined whether or not the updated subscript i is equal to a value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S331). If the subscript i is not n + 1 (No in S331), the balance voltage Vri of all the capacitors 11 has not been determined yet, so the process returns to S323 and the subsequent operations are repeated. If the subscript i is equal to n + 1 (Yes in S331), since the balance voltage Vri for all the capacitors 11 has been determined, the subroutine of FIG. 11 is terminated and the process returns to the main routine.
  • the control circuit 15 obtains the absolute value ⁇ Vi of the difference between the both-end voltage V1i at the end of use and the both-end voltage V2i at the start, and the first time t1 when measuring the both-end voltage V1i at the end of use and the both-end voltage V2i at the start.
  • the second point time t2 is measured, and the time difference ⁇ t is obtained by subtracting the first point time t1 from the second point time t2.
  • the balance voltage Vri for each capacitor 11 is obtained from the correlation obtained in advance in the slope ⁇ Vi / ⁇ t obtained by dividing the absolute value ⁇ Vi by the time difference ⁇ t and the balance voltage Vr. Further, the balance voltage Vri of each capacitor 11 is updated by dividing the balance voltage Vri of each capacitor 11 by the balance voltage sum ⁇ Vri obtained by their sum and multiplying by the full charge voltage Vf of all capacitors 11. It is decided by.
  • each balance voltage adjustment unit 13 controls the balance switch 17 so that the voltage Vi between both ends of the connected capacitor 11 becomes the balance voltage Vri.
  • the comparator 23 turns on the balance switch 17.
  • the capacitor 11 is discharged by the balance resistor 19, and the voltage Vi across the capacitor decreases.
  • the comparator 23 turns off the balance switch 17. Then, discharging of the capacitor 11 is stopped, and the voltage Vi across the capacitor becomes the target balance voltage Vri.
  • the balance voltage Vri is updated every time the vehicle is started, even if the deterioration of each capacitor 11 varies, the balance voltage Vri can be updated accordingly, and the deterioration progresses. Improve the accuracy of aligning.
  • the both-end voltage V1i at the end of use is measured at the end of use and at the time of non-charge / discharge of the capacitor 11, and the both-end voltage at start-up at the next start-up and at the time of non-charge / discharge of the capacitor 11 V2i is measured to determine the absolute value ⁇ Vi of these differences, thereby determining the balance voltage Vri. Therefore, it is possible to achieve an extremely simple configuration and operation, and since the influence of the insulation resistance value Rz and the capacitance value C of each capacitor 11 is taken into account, it is possible to increase the life of the capacitor 11 with high accuracy. A device can be realized.
  • FIG. 12 is a flowchart for obtaining the balance voltage of each capacitor of the power storage device according to Embodiment 6 of the present invention. Note that the structure of the power storage device in the present sixth embodiment is the same as that in FIG. 1, and thus the description of the structure is omitted. That is, since the feature of the sixth embodiment is the operation part, the operation will be described in detail below.
  • the both-ends voltage V1i is measured when the use of the capacitor 11 is finished, and at the next vehicle start-up and when the capacitor 11 is not charged / discharged,
  • the operation of measuring the both-end voltage V2i at the start is the same as that of the fifth embodiment.
  • the control is simpler than that of the fifth embodiment. Note that the both-end voltage V1i at the end of use and the both-end voltage V2i at the time of start-up are corrected by the temperature T as in the fifth embodiment.
  • control circuit 15 executes the subroutine of FIG. In FIG. 12, the same operations as those in FIG. 11 are denoted by the same step numbers, and detailed description thereof is omitted.
  • the index i is updated by adding 1 (S355), and it is determined whether or not the index i has reached the value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S357). If the subscript i is not equal to n + 1 (No in S357), the process returns to S353, and the operation for obtaining the absolute value ⁇ Vi of the next capacitor 11 is repeated.
  • the control circuit 15 calculates the minimum value ⁇ Vmin from the obtained absolute values ⁇ Vi (S359).
  • ⁇ V4 is the minimum value ⁇ Vmin.
  • the ratio value ⁇ i is obtained from the absolute value ⁇ Vi, it is a value reflecting the insulation resistance value Rzi and the capacitance value Ci of each capacitor 11 as in the fifth embodiment.
  • the balance voltage Vri is set to a smaller value as the deterioration progresses.
  • the control circuit 15 stores the correlation between the ratio value ⁇ i obtained experimentally in advance and the balance voltage Vr in a memory, and obtains the balance voltage Vri according to the ratio value ⁇ i obtained in S363. Yes.
  • the correlation between the ratio value ⁇ i and the balance voltage Vr cannot be uniquely determined, and varies depending on the internal structure and shape of the capacitor 11, and is stored in the memory as a data table.
  • the control circuit 15 adds 1 to the subscript i and updates the content of the subscript i (S367). Thereafter, it is determined whether or not the updated subscript i is equal to a value obtained by adding 1 to the number n of capacitors 11 (S369). If the subscript i is not n + 1 (No in S369), the balance voltage Vri of all the capacitors 11 has not been obtained yet, so the process returns to S363 and the subsequent operations are repeated.
  • the control circuit 15 obtains the minimum value ⁇ Vmin of the absolute value ⁇ Vi, and determines the balance voltage Vri for each capacitor 11 from the correlation value obtained in advance in the ratio value ⁇ i of the absolute value ⁇ Vi and the minimum value ⁇ Vmin and the balance voltage Vr. Ask. Then, the balance voltage Vri of each capacitor 11 is updated by dividing the balance voltage Vri of each capacitor 11 by the balance voltage sum ⁇ Vri obtained by their sum and multiplying by the full charge voltage Vf of all capacitors 11. It is decided by.
  • the balance voltage adjusting unit 13 adjusts the voltage Vi between both ends of each capacitor 11 to become the balance voltage Vri when charging the regenerative power in the subsequent vehicle braking.
  • the details of this operation are also the same as in the fifth embodiment. Accordingly, also in the sixth embodiment, the progress of deterioration of each capacitor 11 can be made with high accuracy, and the life of the power storage device can be extended.
  • the both-end voltage V1i at the end of use is measured at the end of use and at the time of non-charge / discharge of the capacitor 11, and the both-end voltage at start-up at the next start-up and at the time of non-charge / discharge of the capacitor 11 V2i is measured, the absolute value ⁇ Vi of these differences is obtained, and the balance voltage Vri is determined by the ratio ⁇ i to the minimum value ⁇ Vmin. Therefore, it is not necessary to measure the first point time t1 and the second point time t2 compared to the fifth embodiment, and a power storage device that can extend the life of the capacitor 11 with a simple operation can be realized.
  • the control circuit 15 updates and finally determines the value of the balance voltage Vri so that the total voltage Vc becomes the full charge voltage Vf. However, this does not require the updating operation if the total voltage Vc is within the allowable input voltage range of the load connected to the power storage device.
  • the voltage V1i at the end of use of the capacitor 11 is measured as it is at the end of use of the vehicle and when the capacitor 11 is not charged / discharged.
  • the capacitor 11 may be in a non-charge / discharge state and the voltage V1i at the end of use may be measured.
  • the predetermined discharge voltage Vd is determined in advance as a voltage having a small influence on the progress of deterioration of the capacitor 11 (for example, half of the full charge voltage Vf).
  • the balance voltage Vri may be halved and controlled so that the balance switch 17 is turned on, or by a charge / discharge circuit (not shown). You may go.
  • the predetermined discharge voltage Vd is an upper limit voltage that can reduce the progress of deterioration of the capacitor 11. About half of the full charge voltage Vf is desirable.
  • the temperature sensor 25 is arranged in the vicinity of the capacitor 11.
  • the temperature T does not change much, for example, when the power storage device is used as an emergency auxiliary power supply, it is not necessary to correct the temperature T of the voltage Vi across the capacitor. Therefore, in this case, the temperature sensor 25 may not be used.
  • the control circuit 15 outputs a deterioration signal when the balance voltage Vri is equal to or lower than the deterioration limit value Vg. However, it may be output if the absolute value ⁇ Vi is equal to or greater than the degradation upper limit value ⁇ Vg.
  • the deterioration upper limit value ⁇ Vg is an absolute value ⁇ Vi at a limit when the power storage device cannot be used any more, and may be obtained in advance and stored in the memory of the control circuit 15. Since the absolute value ⁇ Vi increases as the capacitor 11 deteriorates as described above, the absolute value ⁇ Vi is determined to be deteriorated when the balance voltage Vri becomes equal to or lower than the deterioration limit value Vg.
  • the deterioration of the power storage device can be determined at an early stage. Further, both of these two determinations may be performed, and a deterioration signal may be output if at least one of the conditions is satisfied. Thereby, since deterioration determination is performed twice, deterioration determination accuracy is improved.
  • the deterioration limit value Vg and the deterioration upper limit value ⁇ Vg may be set in two stages.
  • the vehicle control circuit issues a warning to the driver and performs control to limit the charging current.
  • control is performed so as to stop charging the power storage device together with a warning.
  • an electric double layer capacitor is used as the capacitor 11, but this may be another capacitor such as an electrochemical capacitor.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be applied to a vehicle regenerative system, an auxiliary power source for a vehicle in each system such as an idling stop, an electric power steering, a vehicle braking system, and an electric supercharger. Furthermore, it can be applied as long as a plurality of capacitors are connected in series and charged and discharged, such as an emergency auxiliary power supply other than for vehicles.
  • the power storage device according to the present invention can extend the life of the capacitor with extremely simple operation and high accuracy, it is particularly useful as a power storage device for a vehicle that stores electric power in the capacitor and discharges it when necessary.

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Abstract

　直列に接続された複数のキャパシタ（１１）と、複数のキャパシタ（１１）のそれぞれに接続されたバランス電圧調整部（１３）と、バランス電圧調整部（１３）に接続された制御回路（１５）からなり、制御回路（１５）は、キャパシタ（１１）の非充放電時において、互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧をバランス電圧調整部（１３）により測定し、２点のキャパシタ両端電圧の差の絶対値をそれぞれ求め、この絶対値に応じて各キャパシタ（１１）のバランス電圧を決定し、バランス電圧調整部（１３）を介してキャパシタ両端電圧がバランス電圧になるように制御する蓄電装置を提供する。

Description

蓄電装置
　本発明は、キャパシタに電力を蓄え、必要な時に放電する蓄電装置に関する。
　近年、環境への配慮から駆動の全てあるいは一部をモータで行う、いわゆる電気自動車やハイブリッド自動車が普及しつつある。これらの自動車（以下、車両という）はモータの電力がバッテリから供給されている。しかし、バッテリは急速かつ大電流充放電による特性変化や劣化が起こるため、特に急加速時にモータへ供給する電流を制限している。そのため十分な加速が得られない場合があった。
　そこで、急速充放電が可能なキャパシタをバッテリと併用した車両が考案されている。これにより、急加速時にバッテリに加えキャパシタの電力もモータに供給されるため、バッテリのみの場合より急峻な加速が可能となる。
　モータを駆動できるだけの電圧をキャパシタによって得るには、必要電圧が約７５０Ｖであるとすると、１個当たりの定格電圧が２．５Ｖのキャパシタを用いた場合、３００個を直列に接続する必要がある。また、必要な容量を得るために並列接続を組み合わせることもある。
　しかし、キャパシタにはバラツキがあり、キャパシタに印加される電圧がばらつく。よって、それを考慮せず充電を行うと、キャパシタの劣化が進行し、寿命が短くなる可能性がある。
　そこで、従来から多数のキャパシタの劣化進行度のバラツキを低減し、長寿命化する蓄電装置が提案されている。
　図１３は従来の充電装置のブロック回路図である。図１３において、直列接続された複数のキャパシタ５０１のそれぞれの両端には、バランス電圧調整部５０３が接続されている。さらに、各キャパシタ５０１の両端には、キャパシタ５０１の両端電圧を測定するためのサンプリングコンデンサ５０５が２個のスイッチ５０７を介して接続されている。バランス電圧調整部５０３とスイッチ５０７は制御部５０９に接続されている。なお、図示していないが、直列接続された複数のキャパシタ５０１は充放電回路を介して車両のモータ、発電機、バッテリ、負荷等に接続されている。
　バランス電圧調整部５０３は次の構成を有する。すなわち、キャパシタ５０１の両端にバランススイッチ５１１とバランス抵抗５１３の直列回路が接続されている。さらに、キャパシタ５０１の両端には２個の直列接続された分圧抵抗５１５も接続されている。２個の分圧抵抗５１５の接続点はコンパレータ５１７の一方の入力に接続されている。また、コンパレータ５１７の他方の入力にはデジタルポテンショメータ５１９が接続されている。デジタルポテンショメータ５１９は基準電源５２１と制御部５０９に接続されているので、制御部５０９の指示に従って任意の基準電圧を出力することができる。コンパレータ５１７の出力はバランススイッチ５１１に接続され、そのオンオフを制御する。
　次に、このような蓄電装置の動作について説明する。まず、制御部５０９は各キャパシタ５０１の劣化進行度を求める。具体的には、各キャパシタ５０１を定電流充電した時の両端電圧変化の傾き、および充電中断時の両端電圧変化から、容量値Ｃと内部抵抗値Ｒをそれぞれ求め、あらかじめ求めたこれらの劣化限界値までの差を劣化進行度として求める。従って、差が小さいほど劣化が進行していることになる。
　次に、制御部５０９は各キャパシタ５０１の劣化進行度の平均値を求め、各キャパシタ５０１の劣化進行度のバラツキ幅が小さくなるようにバランス電圧をそれぞれ求める。すなわち、劣化が進んだキャパシタ５０１に対しては、劣化を遅らせるために両端電圧を下げるようバランス電圧を決定する。その後、各キャパシタ５０１の両端電圧がバランス電圧になるようにバランス電圧調整部５０３を制御する。
　このように制御することにより、各キャパシタ５０１の劣化進行度のバラツキ幅が小さくなるようにバランス電圧が調整される。従って、劣化が進んだキャパシタ５０１の劣化進行度を遅延させられるとともに、全キャパシタがほぼ同時期に動作限界に達する。その結果、蓄電装置の長寿命化が得られる。なお、これらの技術内容は、特許文献１に開示されている。
　しかしながら、上記従来の蓄電装置によると、定電流充電中に各キャパシタ５０１の容量値Ｃや内部抵抗値Ｒを測定し、それらから劣化進行度を求め、さらにその平均値から各キャパシタ５０１の劣化進行度のバラツキ幅が小さくなるようにバランス電圧をそれぞれ求めるという制御を行わなければならず、動作が複雑化する。
特開２００７－１２４８８３号公報
　本発明は、簡単な動作で高精度にキャパシタの長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を提供する。
　本発明の蓄電装置は、直列に接続された複数のキャパシタと、複数のキャパシタのそれぞれに接続されたバランス電圧調整部と、バランス電圧調整部に接続された制御回路を備える。そして、制御回路は、キャパシタの非充放電時において、互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ、ｉ＝１～ｎ、ｎはキャパシタの個数）をバランス電圧調整部により測定し、２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）の差の絶対値（ΔＶｉ）をそれぞれ求めるとともに、２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）のうち、１点目のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ）を測定する際の１点目時間（ｔ１）と２点目のキャパシタ両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定する際の２点目時間（ｔ２）と、を測定し、２点目時間（ｔ２）から１点目時間（ｔ１）を差し引くことにより時間差（Δｔ）を求め、絶対値（ΔＶｉ）を時間差（Δｔ）で除して既定係数（Ａ）を乗じることにより、各キャパシタの電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を計算し、初期バランス電圧（Ｖｒｏ）から電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を差し引くことでバランス電圧（Ｖｒｉ）を決定し、バランス電圧調整部を介してキャパシタ両端電圧（Ｖｉ）がバランス電圧（Ｖｒｉ）になるように制御する。
　本発明の蓄電装置によれば、キャパシタの非充放電時に、互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）の差の絶対値（ΔＶｉ）を求め、それによりバランス電圧（Ｖｒｉ）を決定する。従って、従来のようにキャパシタを定電流充電状態とした上で容量値Ｃや内部抵抗値Ｒを測定する必要がなく、さらに劣化進行度を求めて平均値を計算した結果からバランス電圧を決定する制御も不要となる。ゆえに、従来に比べ極めて簡単な動作でキャパシタの長寿命化を図ることができるという効果が得られる。
図１は本発明の実施の形態１における蓄電装置のブロック回路図である。 図２は本発明の実施の形態１における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。 図３は本発明の実施の形態１における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図４は本発明の実施の形態２における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図５は本発明の実施の形態３における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。 図６は本発明の実施の形態３における蓄電装置の全電圧の経時特性図である。 図７は本発明の実施の形態３における蓄電装置の非充放電時両端電圧と充放電時両端電圧を求めるフローチャートである。 図８は本発明の実施の形態３における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図９は本発明の実施の形態４における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図１０は本発明の実施の形態５における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。 図１１は本発明の実施の形態５における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図１２は本発明の実施の形態６における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。 図１３は従来の蓄電装置のブロック回路図である。
符号の説明
１１　　キャパシタ
１３　　バランス電圧調整部
１５　　制御回路
２５　　温度センサ
　以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態では蓄電装置をハイブリッド自動車に適用した場合について述べる。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における蓄電装置のブロック回路図である。
　図１において、キャパシタ１１は複数個が直列に接続されている。図中の太い線は電力系配線を、細い線は信号系配線をそれぞれ示す。本実施の形態１では、キャパシタ１１として大容量の電気二重層キャパシタを用いた。なお、キャパシタ１１は必要な電力仕様に応じて直並列接続としてもよい。この場合は、並列接続部分のキャパシタを１個のキャパシタ１１として取り扱うことにより、図１と等価回路になる。従って、各キャパシタ１１は１個でもよいし、複数個を並列接続したものでもよいものとして、以下説明する。なお、図１に示す蓄電装置における直列接続されたキャパシタ１１の最両端を、他の蓄電装置の最両端と接続する構成としてもよい。このような直並列接続の場合は、キャパシタ１１のそれぞれに後述するバランス電圧調整部１３が接続される構成となる。
　各キャパシタ１１の両端には、それぞれバランス電圧調整部１３が接続されている。さらに、バランス電圧調整部１３には制御回路１５が接続されているので、制御回路１５によりバランス電圧調整部１３の動作が制御されている。なお、制御回路１５は、従来の図１３に示したデジタルポテンショメータ５１９や基準電源５２１等の機能を有する複数の周辺回路と、それらを制御するマイクロコンピュータから構成されている。また、制御回路１５は車両用制御回路（図示せず）との間でデータ信号（Ｄａｔａ）によりデータを交信する機能も有している。
　次に、バランス電圧調整部１３の構成について説明する。まず、キャパシタ１１の両端にはバランススイッチ１７とバランス抵抗１９の直列回路が接続されている。バランススイッチ１７は外部からオンオフ制御ができる構成を有し、例えばＦＥＴやトランジスタが適用できる。さらに、キャパシタ１１の両端には２個の分圧抵抗２１の直列回路も接続されている。２個の分圧抵抗２１の接続点は制御回路１５、およびコンパレータ２３の一方の入力に接続されている。これにより、制御回路１５はキャパシタ１１の両端電圧Ｖｉ（ｉ＝１～ｎ、ｎは直列接続されたキャパシタ１１の個数）を読み込むことができる。また、図１に示す一番上のキャパシタ１１における正極は、直列接続されたキャパシタ１１の全電圧Ｖｃと等しいので、全電圧Ｖｃも一番上のバランス電圧調整部１３を介して制御回路１５により読み込めるように配線されている。
　コンパレータ２３の他方の入力は、制御回路１５と接続されている。これにより、制御回路１５から発せられるバランス電圧Ｖｒｉがコンパレータ２３に入力されることになる。また、コンパレータ２３の出力はバランススイッチ１７に接続されている。従って、コンパレータ２３の出力によりバランススイッチ１７のオンオフが制御される。
　キャパシタ１１の近傍には温度センサ２５が配されている。温度センサ２５は温度に対する抵抗値変化が大きいサーミスタを用いた。温度センサ２５の出力は制御回路１５に接続されている。従って、制御回路１５は温度センサ２５が検出した温度Ｔを読み込むことができる。
　直列接続されたキャパシタ１１の最両端である正極端子２７と負極端子２９には、充放電回路を介して車両のモータ、発電機、バッテリ、負荷等に接続されている。なお、図１ではこれらを省略している。
　次に、このような構成を有する蓄電装置の動作について説明する。
　図２は本発明の実施の形態１における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。図２において、横軸は時間ｔ、縦軸はキャパシタ両端電圧Ｖｉをそれぞれ示す。また、ハイブリッド自動車の場合、キャパシタ１１は前記したように数１００個程度が直列接続される構成となるが、以下の説明ではわかりやすくするために、キャパシタ１１が４個直列であるとする。従って、キャパシタ１１の個数ｎは４になり、添字ｉの範囲は１～４となる。
　まず、時間ｔ１で車両のイグニションスイッチ（図示せず）がオンになり、車両が起動したとする。制御回路１５は、イグニションスイッチのオン信号を車両用制御回路からデータ信号（Ｄａｔａ）として受信することにより、車両の起動を認識する。なお、車両の起動は、イグニションスイッチがオンになることで制御回路１５に駆動電圧が印加されるので、それにより認識するようにしてもよい。
　車両の起動を認識すると、制御回路１５は直ちに現在の各キャパシタ１１の両端電圧Ｖ１ｉ（ｉ＝１～４）をバランス電圧調整部１３より順次読み込み、制御回路１５に内蔵されたメモリに記憶する。同時に、時間ｔ１も１点目時間ｔ１としてメモリに記憶する。これにより、１点目時間ｔ１が測定されたことになる。なお、キャパシタ両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４は、前回の車両使用終了時から時間ｔ１に至るまでの間、自己放電により低下した状態である。さらに、各キャパシタ１１の特性バラツキや劣化進行バラツキにより、キャパシタ両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４はばらついた状態である。
　その後、車両の使用により各キャパシタ１１は制動時に回生電力を充電し、加速時に充電電力を放電する動作を繰り返す。なお、この経時変化は図２には示していない。
　次に、時間ｔ２において、車両の使用を終了したとする。この際、通常は車両を制動して停止した後、その使用を終了するので、この制動時の回生電力が各キャパシタ１１に充電された状態となる。従って、図２の時間ｔ２においては、各キャパシタ１１の両端電圧Ｖ２ｉ（ｉ＝１～４）は、時間ｔ１でのキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉよりも大きくなる。制御回路１５は時間ｔ２におけるキャパシタ両端電圧Ｖ２１～Ｖ２４をバランス電圧調整部１３より順次読み込み、メモリに記憶するとともに、時間ｔ２も２点目時間ｔ２として記憶する。これにより、２点目時間ｔ２が測定されたことになる。
　以上の説明より、時間ｔ１、および時間ｔ２はいずれもキャパシタ１１への充放電を行っていない非充放電時であるので、安定したキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉを測定することができる。ここで、非充放電時とは、充放電回路（図示せず）によるキャパシタ１１への充放電を積極的に行っていない状態として定義する。従って、完全にキャパシタ１１に電流が流れていない場合だけでなく、充放電回路を動作させていなくてもキャパシタ１１に僅かな漏れ電流が流れる等の場合は非充放電時に含む。
　なお、キャパシタ両端電圧Ｖｉは温度により変化する特性を有する。そこで、制御回路１５は、あらかじめ求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存性を記憶しておき、それにより温度センサ２５から得られる温度Ｔに応じて、２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉを補正している。
　具体的には、基準温度Ｔｏ（例えば２５℃）において、キャパシタ１１を既知電圧まで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求める。これを、既知電圧がキャパシタ１１の定格電圧（例えば２．５Ｖ）まで既定の電圧幅（例えば０．１Ｖ）毎に求める。すなわち、基準温度Ｔｏ（２５℃）でキャパシタ１１を０．１Ｖまで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求め、次に２５℃で０．２Ｖまで充電して温度依存特性を求め、次に２５℃で０．３Ｖまで充電して温度依存特性を求め、というようにして、定格電圧（２．５Ｖ）まで繰り返し温度依存特性を求める。こうして得られた複数の温度依存特性を制御回路１５のメモリにあらかじめ記憶しておく。
　次に、温度Ｔと任意のキャパシタ両端電圧Ｖｉが得られれば、複数の温度依存特性の中から、温度Ｔにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを有する温度依存特性を選択する。次に、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを、選択した温度依存特性から求める。こうして求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉが温度補正後の値となる。
　これにより、図２の時間ｔ１とｔ２で互いに温度が異なっても、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉに補正されるので、以下に述べるバランス電圧Ｖｒｉの計算精度を向上することができる。ゆえに、各キャパシタ１１の劣化進行の低減（詳細は後述する）を高精度に行えるので、温度補正を行うことによりキャパシタ１１の長寿命化に寄与できる。
　ここで、キャパシタ両端電圧Ｖ２１～Ｖ２４の大小関係は、キャパシタ両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４の大小関係と同じであるとは限らない。すなわち、各キャパシタ１１の特性や劣化進行におけるバラツキに応じて大小関係が逆転する場合がある。具体的には、図２において、時間ｔ１で最大の両端電圧Ｖ１１を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最小の両端電圧Ｖ２１となり、時間ｔ１で最小の両端電圧Ｖ１４を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最大の両端電圧Ｖ２４となっている。従って、本実施の形態１では、互いに測定タイミングが異なる時間ｔ１と時間ｔ２における２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉから得られる図２の太矢印の傾きを基に、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを決定するようにしている。
　次に、具体的なバランス電圧Ｖｒｉの決定方法を説明する。
　図３は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。図３において、制御回路１５はメインルーチンから各種サブルーチンを実行することにより蓄電装置全体の動作を制御しているので、フローチャートはサブルーチンの形態で示した。
　上記した１点目時間ｔ１、２点目時間ｔ２の値、および２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの値が揃った時間ｔ２の時点で、制御回路１５は図３のサブルーチンを実行する。これにより、まず制御回路１５に内蔵した変数メモリｉに１を代入する（ステップ番号Ｓ１１）。ここで、変数メモリｉは添字ｉと同等の意味を有すると定義し、以下、添字ｉと呼ぶ。また、Ｓ１１において、ｉ＝１と記載しているが、これは右辺の値を左辺の変数に代入するという意味であると以下定義する。従って、Ｓ１１では右辺の値である数値の１を、左辺の変数である添字ｉに代入することになる。
　次に、制御回路１５は２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ１３）。次に、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求める（Ｓ１４）。すなわち、Δｔ＝ｔ２－ｔ１により時間差Δｔを求めている。次に、各キャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを、絶対値ΔＶｉ、時間差Δｔ、および既定係数Ａから、ΔＶｂｉ＝Ａ×ΔＶｉ／Δｔにより求める（Ｓ１５）。ここで、ΔＶｉ／Δｔは図２の太矢印の傾きである。この傾きは各キャパシタ１１の容量値Ｃの逆数に相当する。すなわち、キャパシタ１１は全て直列接続されているので、いずれにも同じ電流値Ｉで充電される。この時のキャパシタ１１に蓄えられる電荷量ＱはＱ＝Ｃ・ΔＶｉ＝Ｉ・Δｔとなる。これを変形すると、Ｃ＝Ｉ・Δｔ／ΔＶｉとなる。ここで、電流値Ｉは各キャパシタ１１に対して等しいので、図２の傾きΔＶｉ／Δｔの逆数が各キャパシタ１１の容量値Ｃと比例することがわかる。
　ここで、キャパシタ１１は劣化が進行すると容量値Ｃが低下するので、劣化が進行したキャパシタ１１ほど傾きΔＶｉ／Δｔが大きくなることになる。従って、図２において、添字ｉ＝４のキャパシタ１１は傾きが最も大きいので劣化が一番進行していることがわかる。これにより、傾きの大小に応じてバランス電圧Ｖｒｉを調整することになる。
　そのために、まずＳ１５で電圧調整幅ΔＶｂｉを求めている。すなわち、電圧調整幅ΔＶｂｉは、キャパシタ１１が劣化未進行の初期状態の場合に設定される初期バランス電圧Ｖｒｏ（例えば定格電圧が２．５Ｖのキャパシタ１１であれば、初期バランス電圧Ｖｒｏ＝２．５Ｖとなる）からどれだけ電圧を下げるかを表すものである。これは、上記傾きに既定係数Ａを乗じることにより求めている。従って、劣化が進行し、傾きが大きいキャパシタ１１ほど、電圧調整幅ΔＶｂｉが大きくなる。なお、既定係数Ａは次のステップ（Ｓ１７）でバランス電圧Ｖｒｉが正規の範囲に入るように調整するための係数で、あらかじめ実験的に求めてメモリに記憶しておく。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉを、Ｖｒｉ＝Ｖｒｏ－ΔＶｂｉより求める（Ｓ１７）。ここで、上述したように電圧調整幅ΔＶｂｉはキャパシタ１１の劣化が進行するほど大きくなり、一方で初期バランス電圧Ｖｒｏが定数であるので、バランス電圧Ｖｒｉは小さくなる。これにより、バランス電圧調整部１３でキャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるように調整されるので、劣化が進行したキャパシタ１１ほどキャパシタ両端電圧Ｖｉが小さくなる。これにより、そのキャパシタ１１の劣化進行は他のキャパシタ１１より抑制される。なお、Ｓ１７の式でバランス電圧Ｖｒｉが極端に小さくなったり負になったりしないように、あらかじめ既定係数Ａを求めて、Ｓ１５で傾きに既定係数Ａを乗じるようにしている。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉと劣化限界値Ｖｇを比較する（Ｓ１９）。ここで、劣化限界値Ｖｇとは、キャパシタ１１がこれ以上使用できない限界状態まで劣化した時のバランス電圧Ｖｒｉの値であり、これもあらかじめ実験的に求めてある。従って、もしバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば（Ｓ１９のＹｅｓ）、これ以上蓄電装置を使用できないので、制御回路１５は蓄電装置の劣化信号をＤａｔａ信号として車両用制御回路に送信する（Ｓ２１）。これを受け、車両用制御回路は運転者に蓄電装置の劣化を警告し、修理を促すと同時に、蓄電装置の充電を中止する。これにより、劣化した蓄電装置を使い続けることがなくなるので、高信頼性が得られる。その後、制御回路１５は図３のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　一方、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇより大きければ（Ｓ１９のＮｏ）、蓄電装置を継続して使用できるので、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ２３）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎ（ここではｎ＝４）に１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ２５）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ２５のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ１３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。
　一方、添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ２５のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、図３のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　以上に説明した図３のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉのうち、１点目のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉを測定する際の１点目時間ｔ１と、２点目のキャパシタ両端電圧Ｖ２ｉを測定する際の２点目時間ｔ２を測定し、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求め、絶対値ΔＶｉを時間差Δｔで除して既定係数Ａを乗じることにより、各キャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを計算し、初期バランス電圧Ｖｒｏから電圧調整幅ΔＶｂｉを差し引くことでバランス電圧Ｖｒｉを決定している。このようにして、絶対値ΔＶｉに応じた各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを得ている。
　その後は、制御回路１５から各バランス電圧調整部１３に対して、それぞれ決定したバランス電圧Ｖｒｉを出力するので、各バランス電圧調整部１３は、接続されたキャパシタ１１の両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランススイッチ１７を制御する。すなわち、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉより大きければ、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオンにする。これにより、キャパシタ１１がバランス抵抗１９により放電され、キャパシタ両端電圧Ｖｉは低下する。その後、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉとほぼ等しくなれば、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオフにする。これにより、キャパシタ１１の放電が停止し、そのキャパシタ両端電圧Ｖｉは目標であるバランス電圧Ｖｒｉとなる。その結果、キャパシタ１１の印加電圧が下がるので、その劣化進行を低減することができる。なお、その後は車両非使用時に渡ってキャパシタ両端電圧Ｖｉが自己放電により徐々に低下していく。
　また、このように動作することで、車両使用終了時において劣化が進行したキャパシタ１１のキャパシタ両端電圧Ｖｉ（図２ではＶ２４）を下げ、比較的劣化が進行していないキャパシタ１１のキャパシタ両端電圧Ｖｉ（図２ではＶ２１）は高い状態のままとすることにより、前者の劣化進行を低減するとともに後者の劣化を相対的に進ませることになるので、各キャパシタ１１の劣化進行を揃えることが可能となる。その結果、任意の１個のキャパシタ１１のみが劣化限界に達して蓄電装置全体が使えなくなる可能性を低減でき、蓄電装置の長寿命化も図れる。
　なお、２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉをキャパシタ１１への非充放電時に求めているので、２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉは、図２の太矢印の傾きの逆数として示される各キャパシタ１１の容量値Ｃの影響のみを反映しており、内部抵抗値Ｒの影響は含まれない。これは、キャパシタ１１を充放電した直後、または充放電終了時にのみ、キャパシタ両端電圧Ｖｉが内部抵抗値Ｒの大きさを反映するためである。従って、本実施の形態１では内部抵抗値Ｒを求めずに各キャパシタ１１の劣化進行を揃えることができるので、簡単な動作でキャパシタの長寿命化が図れる。
　以上の構成、動作により、キャパシタ１１の非充放電時に、互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを求め、それによりバランス電圧Ｖｒｉを決定するので、極めて簡単な動作でキャパシタ１１の長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を実現できる。
　なお、本実施の形態１では、１点目時間ｔ１が起動時であり、２点目時間ｔ２が使用終了時であるようにしたので、確実にキャパシタ１１への充放電が行われていない状態で２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉをそれぞれ求められる。しかし、１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２は、それぞれ起動時と使用終了時に限定されるものではなく、キャパシタ１１が非充放電時であれば車両の使用中であっても構わない。但し、この場合はキャパシタ１１の充放電回路が動作していないことを示す信号を車両用制御回路から受信するようにしておくか、あるいは複数のキャパシタ１１の直列回路に対し電流検出回路を直列に接続する必要がある。
　（実施の形態２）
　図４は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。なお、本実施の形態２における蓄電装置の構成は図１と同じであるので、構成の説明を省略する。本実施の形態２の特徴は動作部分であるので、動作について以下に詳細を説明する。
　図４において、制御回路１５は車両の起動時や車両使用中において、キャパシタ１１の非充放電時の任意の時間ｔ１で現在の各キャパシタ１１の両端電圧Ｖ１ｉを読み込み、制御回路１５に内蔵されたメモリに記憶する。なお、この時に実施の形態１と同様にキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉの温度補正を行っておく。また、この時の時間ｔ１は実施の形態１と異なり、メモリに記憶する動作は行わない。
　次に、制御回路１５は時間ｔ１より後の車両使用中や車両使用終了時において、キャパシタ１１の非充放電時の任意の時間ｔ２で現在の各キャパシタ１１の両端電圧Ｖ２ｉを読み込み、制御回路１５に内蔵されたメモリに記憶する。なお、この時に実施の形態１と同様にキャパシタ両端電圧Ｖ２ｉの温度補正を行っておく。また、この時の時間ｔ２は実施の形態１と異なり、メモリに記憶する動作は行わない。
　以上の動作で２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの値が揃ったので、制御回路１５は図４のサブルーチンを実行する。これにより、まず添字ｉに１を代入する（Ｓ５１）。次に、制御回路１５は２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ５３）。次に添字ｉに１を加えて更新し（Ｓ５５）、添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値に至ったか否かを判断する（Ｓ５７）。もし、添字ｉがｎ＋１と等しくなければ（Ｓ５７のＮｏ）、Ｓ５３に戻り、次のキャパシタ１１の絶対値ΔＶｉを求める動作を繰り返す。
　添字ｉがｎ＋１と等しくなれば（Ｓ５７のＹｅｓ）、制御回路１５は得られた複数の絶対値ΔＶｉの中から最小値ΔＶｍｉｎを求める（Ｓ５９）。これは、図２の場合であればΔＶ１が最小値ΔＶｍｉｎとなる。次に、制御回路１５は再び添字ｉに１を代入し（Ｓ６１）、各絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉを、Δｉ＝ΔＶｉ／ΔＶｍｉｎより求める（Ｓ６３）。こうして求めた比の値Δｉは絶対値ΔＶｉが最小値ΔＶｍｉｎに対してどれだけ大きいかを示す値であるので、比の値Δｉは１以上の数値となる。なお、最小値ΔＶｍｉｎに相当するキャパシタ１１に対しては、キャパシタ両端電圧ΔＶｉ（図２ではΔＶ１）が最小値ΔＶｍｉｎと等しいので、比の値Δｉ＝１となる。
　従って、比の値Δｉが１のものは、図２よりも明らかなように、傾きが最小のものに相当するので、劣化進行が最も遅いことになる。その他のキャパシタ１１については比の値Δｉが大きいほど劣化が進行していることになり、図２においては、添字ｉ＝４のキャパシタ１１が最も劣化進行していることがわかる。ゆえに、比Δｉが各キャパシタ１１の劣化進行の指標となる。
　そこで、次に比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係から添字ｉのキャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを求める（Ｓ６５）。ここで、実施の形態１で説明したように、電圧調整幅ΔＶｂｉは劣化が進行しているものほど大きい値になるようにしているので、制御回路１５はあらかじめ実験的に求めた比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係をメモリに記憶しておき、Ｓ６３で求めた比の値Δｉに応じた電圧調整幅ΔＶｂｉを求めるようにしている。なお、比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係は正の相関関数となるので、これを最小二乗法で式として求めておき、比の値Δｉを前記式に代入することで、各キャパシタ１１に対する電圧調整幅ΔＶｂｉを計算している。これにより、相関関係をデータ表としてメモリに記憶する場合に比べ、メモリの節約ができる。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉを、Ｖｒｉ＝Ｖｒｏ－ΔＶｂｉより求める（Ｓ６７）。なお、初期バランス電圧Ｖｒｏは、実施の形態１と同様に、キャパシタ１１の定格電圧（２．５Ｖ）としている。これにより、劣化が進行したキャパシタ１１ほど、そのバランス電圧Ｖｒｉは小さくなる。従って、そのキャパシタ１１の劣化進行は他のキャパシタ１１より抑制されるので、その分、キャパシタ１１の寿命を延ばすことができる。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉと劣化限界値Ｖｇを比較する（Ｓ６９）。ここで、劣化限界値Ｖｇの意味は、実施の形態１と同じである。もし、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば（Ｓ６９のＹｅｓ）、これ以上蓄電装置を使用できないので、制御回路１５は蓄電装置の劣化信号をＤａｔａ信号として車両用制御回路に送信する（Ｓ７１）。そして、図３のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　一方、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇより大きければ（Ｓ６９のＮｏ）、蓄電装置を継続して使用できるので、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ７３）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ７５）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ７５のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ６３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ７５のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、図４のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　以上に説明した図４のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、各絶対値ΔＶｉの最小値ΔＶｍｉｎを求め、各絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉ、および電圧調整幅ΔＶｂにおける、あらかじめ求めた相関関係から、各キャパシタ１１に対する電圧調整幅ΔＶｂｉをそれぞれ求め、初期バランス電圧Ｖｒｏから電圧調整幅ΔＶｂｉを差し引くことでバランス電圧Ｖｒｉを決定している。このようにして、絶対値ΔＶｉに応じた各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを得ている。
　その後の動作は、実施の形態１と同様に、各キャパシタ１１の両端電圧Ｖｉが決定されたバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランス電圧調整部１３により調整される。その結果、劣化が進行したキャパシタ１１の印加電圧が下がるので、さらなる劣化進行を低減することができるとともに、各キャパシタ１１の劣化進行を揃えることが可能となる。従って、蓄電装置の長寿命化も図れる。
　以上の構成、動作により、キャパシタ１１の非充放電時に、互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを求め、その最小値ΔＶｍｉｎとの比Δｉによりバランス電圧Ｖｒｉを決定する。従って、実施の形態１に比べ１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２の測定が不要となり、さらに簡単な動作でキャパシタ１１の長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を実現できる。
　また、実施の形態１、２において、制御回路１５は劣化信号をバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば出力するようにしている。しかし、これは絶対値ΔＶｉが劣化上限値ΔＶｇ以上になれば出力するようにしてもよい。ここで、劣化上限値ΔＶｇは、これ以上蓄電装置を使用できない限界時の絶対値ΔＶｉのことであり、あらかじめ求めて制御回路１５のメモリに記憶しておけばよい。なお、絶対値ΔＶｉは上述したようにキャパシタ１１が劣化するに従って大きくなるので、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば劣化と判断するのとは逆に、絶対値ΔＶｉが劣化上限値ΔＶｇ以上になれば劣化と判断することになる。これにより、特に実施の形態２において、蓄電装置の劣化を少しでも早い段階で判断することができる。また、これら２つの判断を両方行い、少なくともいずれかの条件が成立すれば劣化信号を出力するようにしてもよい。これにより、二重に劣化判断を行うので、劣化判断精度が向上する。
　また、実施の形態１、２において、劣化限界値Ｖｇや劣化上限値ΔＶｇを２段階に設定してもよい。この場合、例えば１段階目では車両用制御回路が運転者に警告を発するとともに、充電電流を制限する制御を行う。２段階目に至ると、警告とともに蓄電装置への充電を中止するように制御する。これにより、劣化した蓄電装置を使い続ける可能性を大きく低減することが可能となる。
　（実施の形態３）
　図５は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。
　本実施の形態３における蓄電装置の構成は図１と同じであるので、構成の説明を省略する。すなわち、本実施の形態３の特徴は動作部分であるので、動作について以下に詳細を説明する。なお、図５において、横軸は時間ｔ、縦軸はキャパシタ両端電圧Ｖｉをそれぞれ示す。また、ハイブリッド自動車の場合、キャパシタ１１は前記したように数１００個程度が直列接続される構成となるが、以下の説明ではわかりやすくするために、実施の形態１と同様に、キャパシタ１１が４個直列であるとする。従って、キャパシタ１１の個数ｎは４になり、添字ｉの範囲は１～４となる。
　図５において、時間ｔ１で車両のイグニションスイッチ（図示せず）がオンになり、車両が起動したとする。制御回路１５は、イグニションスイッチのオン信号を車両用制御回路からデータ信号（Dａｔａ）として受信することにより、車両の起動を認識する。なお、車両の起動は、イグニションスイッチがオンになることで制御回路１５に駆動電圧が印加されるので、それにより認識するようにしてもよい。
　車両の起動時は、まだキャパシタ１１の充放電が行われていないので、制御回路１５は直ちに現在の各キャパシタ１１の非充放電時両端電圧Ｖ１ｉ（ｉ＝１～４）をバランス電圧調整部１３より順次読み込み、制御回路１５に内蔵されたメモリに記憶する。同時に、時間ｔ１も１点目時間ｔ１としてメモリに記憶する。これにより、１点目時間ｔ１が測定されたことになる。なお、これらの動作の詳細は後述する図７を用いて説明する。また、非充放電時両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４は、前回の車両使用終了時から時間ｔ１に至るまでの間、自己放電により低下した状態である。さらに、各キャパシタ１１の特性バラツキや劣化進行バラツキにより、非充放電時両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４はばらついた状態である。
　ここで、非充放電時とは、充放電回路（図示せず）によるキャパシタ１１への充放電を積極的に行っていない状態として定義する。従って、完全にキャパシタ１１に電流が流れていない場合だけでなく、充放電回路を動作させていなくてもキャパシタ１１に僅かな漏れ電流が流れる等の場合は非充放電時に含む。
　その後、車両の使用により各キャパシタ１１には制動時の回生電力が充電される。これにより、各キャパシタ両端電圧Ｖｉは経時的に上昇する。なお、キャパシタ両端電圧Ｖｉの経時変化の詳細は図５では省略している。このように、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉの測定後から、キャパシタ１１を連続して充電のみ行っている時（時間ｔ２）に、制御回路１５はキャパシタ１１の充放電時両端電圧Ｖ２ｉ（ｉ＝１～４）を、バランス電圧調整部１３により測定してメモリに記憶するとともに、時間ｔ２も２点目時間ｔ２として記憶する。これにより、２点目時間ｔ２が測定されたことになる。なお、これらの動作の詳細も後述する図７を用いて説明する。また、制動時の回生電力が各キャパシタ１１に充電されているので、図５の時間ｔ２においては、各キャパシタ１１の充放電時両端電圧Ｖ２ｉは、時間ｔ１での非充放電時両端電圧Ｖ１ｉよりも大きくなる。
　なお、キャパシタ両端電圧Ｖｉは温度により変化する特性を有する。そこで、制御回路１５は、あらかじめ求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存性を記憶しておき、それにより温度センサ２５から得られる温度Ｔに応じて、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉと充放電時両端電圧Ｖ２ｉを補正している。
　具体的には、基準温度Ｔｏ（例えば２５℃）において、キャパシタ１１を既知電圧まで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求める。これを、既知電圧がキャパシタ１１の定格電圧（例えば２．５Ｖ）まで既定の電圧幅（例えば０．１Ｖ）毎に求める。すなわち、基準温度Ｔｏ（２５℃）でキャパシタ１１を０．１Ｖまで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求め、次に２５℃で０．２Ｖまで充電して温度依存特性を求め、次に２５℃で０．３Ｖまで充電して温度依存特性を求め、というようにして、定格電圧（２．５Ｖ）まで繰り返し温度依存特性を求める。こうして得られた複数の温度依存特性を制御回路１５のメモリにあらかじめ記憶しておく。
　次に、温度Ｔと任意のキャパシタ両端電圧Ｖｉが得られれば、複数の温度依存特性の中から、温度Ｔにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを有する温度依存特性を選択する。次に、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを、選択した温度依存特性から求める。こうして求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉが温度補正後の値となる。
　これにより、図５の時間ｔ１とｔ２で互いに温度が異なっても、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉに補正されるので、図８で説明するバランス電圧Ｖｒｉの計算精度を向上することができる。ゆえに、各キャパシタ１１の劣化進行の低減（詳細は後述する）を高精度に行えるので、温度補正を行うことでキャパシタ１１の長寿命化に寄与できる。
　ここで、充放電時両端電圧Ｖ２１～Ｖ２４の大小関係は、非充放電時両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４の大小関係と同じであるとは限らない。すなわち、各キャパシタ１１の特性や劣化進行におけるバラツキに応じて大小関係が逆転する場合がある。
　具体的には、図５において、時間ｔ１で最大の非充放電時両端電圧Ｖ１１を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最小の充放電時両端電圧Ｖ２１となり、時間ｔ１で最小の非充放電時両端電圧Ｖ１４を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最大の充放電時両端電圧Ｖ２４となっている。従って、本実施の形態３では、時間ｔ１と時間ｔ２における２点のキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉから得られる図５の太矢印の傾きを基に、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを決定するようにしている。
　ここで、１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２の決定方法について説明する。
　図６は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の全電圧の経時特性図である。図６において、横軸は時間ｔ、縦軸はキャパシタの全電圧Ｖｃをそれぞれ示す。
　まず、１点目時間ｔ１はキャパシタ１１が非充放電状態である任意の時間に決定されるが、図６においては、非充放電時、すなわちキャパシタ１１の全電圧Ｖｃ１がほぼ一定である任意の時間を１点目時間ｔ１と決定している。この時、制御回路１５は各キャパシタ１１の非充放電時両端電圧Ｖ１ｉを読み込んでいる。
　次に、時間ｔａで車両制動により回生電力が発生したとする。これにより、キャパシタ１１に回生電力が充電されるが、充電開始直後には、全てのキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒに起因した初期的な電圧上昇が発生する。電圧上昇の大きさΔＶｃａはキャパシタ１１への充電電流をＩとすると、ΔＶｃａ＝Ｉ・Ｒで表される。この電圧上昇は、図６に示すように、時間ｔｂまでの極めて短期間に急峻に発生し、その後、キャパシタ１１への充電に伴って全電圧Ｖｃは経時的に上昇していく。制御回路１５は急峻な電圧上昇が発生した後の時間ｔｂ以降で、既定時間ｔｓ毎に、全電圧Ｖｃの電圧傾きΔＶｃを求める。ここで、既定時間ｔｓは十分な測定精度で電圧傾きΔＶｃが求められる時間としてあらかじめ決定されており、本実施の形態３では０．１秒とした。また、図６より明らかなように、電圧傾きΔＶｃは、例えば時間ｔｂにおける全電圧Ｖｃｂと、時間ｔｂから既定時間ｔｓを加えた時間ｔｃにおける全電圧Ｖｃｃの差ΔＶｃｂ（＝Ｖｃｃ－Ｖｃｂ）を既定時間ｔｓで除して求められる。既定時間ｔｓは一定なので差ΔＶｃｂが電圧傾きΔＶｃに相当することになる。従って、以後の説明では既定時間ｔｓにおいて生じる電圧の差（例えばΔＶｃｂ）を、電圧傾きΔＶｃとして述べる。
　制御回路１５は、時間ｔｃから後もキャパシタ１１を連続して充電している時に、既定時間ｔｓ毎に電圧傾きΔＶｃを求める。すなわち、時間ｔｃから既定時間ｔｓが経過した時間ｔｄで全電圧Ｖｃｄを求め、電圧傾きΔＶｃｃをΔＶｃｃ＝Ｖｃｄ－Ｖｃｃにより計算する。
　ここで、時間ｔｂ以降では、回生電力をキャパシタ１１に充電するに従って、キャパシタ１１への充電電流Ｉが経時的に増大し、やがて最大電流値に至る。車速が下がり車両制動が終了に近づくと、充電電流Ｉが低下していく。これに対応して、キャパシタ１１の全電圧Ｖｃの電圧傾きΔＶｃは時間ｔｂ以降で経時的に増大し、やがて最大値を有し、その後減少する経時変化を有する。すなわち、図６に示すように、時間ｔｂから時間ｔｃにおける電圧傾きΔＶｃｂに対し、時間ｔｃから時間ｔｄにおける電圧傾きΔＶｃｃは大きくなる。やがて時間ｔｅから時間ｔｆにおける電圧傾きΔＶｃｅで最大値となり、その後、時間ｔｆから時間ｔｇにおける電圧傾きΔＶｃｆが減少する。このように、電圧傾きΔＶｃｆが電圧傾きΔＶｃｅより小さくなった時、すなわち、電圧傾きΔＶｃ（図６のΔＶｃｆ）が前回電圧傾きΔＶｃｏ（図６のΔＶｃｅ）より小さくなった時（図６の時間ｔｇ）を２点目時間ｔ２として決定する。この時、制御回路１５は各キャパシタ１１の充放電時両端電圧Ｖ２ｉを読み込んでいる。これにより、１点目時間ｔ１における全電圧Ｖｃ１に対し、２点目時間ｔ２における全電圧Ｖｃｇの差が十分大きくなるので、各キャパシタ１１の１点目時間ｔ１における非充放電時両端電圧Ｖ１ｉと２点目時間ｔ２における充放電時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉも制御回路１５による電圧読み込み精度以上に大きくなり、高精度化が可能となる。
　なお、図６ではキャパシタ１１の充電時に２点目時間ｔ２を決定している。しかし、キャパシタ１１が非充放電状態から放電状態となった際に２点目時間ｔ２を決定してもよい。この場合の決定方法は図６とほぼ同じであるが、放電により全電圧Ｖｃは経時的に低下するので、電圧傾きΔＶｃは全て絶対値で求めるようにする。これにより、電圧傾きΔＶｃの絶対値が前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値より小さくなった時を２点目時間ｔ２として決定すればよいことになる。
　また、キャパシタ１１の充電時、または放電時において、２点目時間ｔ２を決定する際に、電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏの正負と異なっていれば、キャパシタ１１が急遽、充電状態から放電状態になったか、または放電状態から充電状態になったことになる。この時、前者であれば、その時点で全てのキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒに起因した電圧降下が発生し、後者であれば、電圧上昇が発生する。この電圧降下、または電圧上昇が発生した後の任意の時間で２点目時間ｔ２を決定すると、その時点での充放電時両端電圧Ｖ２ｉによる非充放電時両端電圧Ｖ１ｉとの差の絶対値ΔＶｉが小さくなる方向に推移する。ゆえに、２点目時間ｔ２の決定時点によっては絶対値ΔＶｉが電圧測定精度に対し相対的に小さくなり、絶対値ΔＶｉの精度が悪くなる可能性がある。このため、制御回路１５は、電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏの正負と同じ場合に限って２点目時間ｔ２を決定するようにしている。
　以上の説明より、２点目時間ｔ２の決定動作は以下のようになる。
　制御回路１５は、キャパシタ１１の充電、または放電の開始直後における全てのキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒに起因した初期的な電圧上昇、または電圧降下が発生した後に、既定時間ｔｓ毎に、直列接続されたキャパシタ１１の全電圧Ｖｃの電圧傾きΔＶｃを求める。そして、電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏと同じで、かつ電圧傾きΔＶｃの絶対値が前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値より小さくなった時を２点目時間ｔ２として決定し、充放電時両端電圧Ｖ２ｉを測定する。
　次に、バランス電圧Ｖｒｉを決定するための全体的な動作について説明する。
　図７は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の非充放電時両端電圧と充放電時両端電圧を求めるフローチャートである。図７において、制御回路１５はメインルーチンから各種サブルーチンを実行することにより蓄電装置全体の動作を制御しているので、図７、図８のフローチャートはサブルーチンの形態で示した。
　制御回路１５はメインルーチンから一定時間（例えば分オーダー）毎にバランス電圧Ｖｒｉを決定するために、図７のサブルーチンを実行する。このように一定時間毎にバランス電圧Ｖｒｉを決定することで、最新のキャパシタ１１の状態（劣化進行状態等）を反映したバランス電圧Ｖｒｉを得ることができる。
　図７のサブルーチンが実行されると、制御回路１５は前回電圧傾きΔＶｃｏをクリアする（Ｓ１１１）。この具体的な動作は、制御回路１５に内蔵したメモリ変数である前回電圧傾きΔＶｃｏに０を代入することになる。なお、このような動作について、図７のＳ１１１に示すようにΔＶｃｏ＝０と表記する。これは、右辺の値（０）を左辺の変数（前回電圧傾きΔＶｃｏ）に代入するという意味であると、以下定義する。
　次に、制御回路１５は現在キャパシタ１１が非充放電状態であるか否かを判断する（Ｓ１１３）。なお、この判断のために、制御回路１５は車両用制御回路（図示せず）からデータ信号（Ｄａｔａ）により、現在のキャパシタ１１の充放電状態を受信する。充放電状態は、例えば車両用制御回路が充放電回路を動作させているか否かのデータ信号（Ｄａｔａ）を受信することで得られる。
　もし、キャパシタ１１が非充放電状態でなければ（Ｓ１１３のＮｏ）、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉを決定せずに、そのまま図７のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。これにより、制御回路１５はキャパシタ１１が非充放電状態になる毎に、バランス電圧Ｖｒｉを決定するように制御することができ、前記したように最新のキャパシタ１１の状態を反映したバランス電圧Ｖｒｉが得られる。なお、非充放電状態でない場合にバランス電圧Ｖｒｉを決定しない理由は次の通りである。
　もし、充放電時に１点目時間ｔ１を決定したとすると、例えば図６の場合では、１点目時間ｔ１が時間ｔａ以降となる。一方、２点目時間ｔ２は充電中の時間ｔｇであるので、１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２の両方が充電中になる。この場合、図５に示す１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２におけるキャパシタ両端電圧Ｖｉの差の絶対値ΔＶｉを求めると、各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒに起因した電圧上昇の影響が含まれず、容量値Ｃ（図５の太矢印の傾きに相当）の影響のみが反映される。従って、内部抵抗値Ｒの影響を加味したバランス電圧Ｖｒｉの決定ができなくなり、その分、精度が低下してしまう。このような理由から、本実施の形態３では、内部抵抗値Ｒの影響が絶対値ΔＶｉに含まれるよう、１点目時間ｔ１が非充放電状態となるようにしている。これにより、バランス電圧Ｖｒｉに内部抵抗値Ｒの影響が加味されるので、高精度化が図れる。
　ここでＳ１１３に戻り、キャパシタ１１が非充放電状態であれば（Ｓ１１３のＹｅｓ）、制御回路１５は蓄電装置の使用が終了しているか否かを判断する（Ｓ１１５）。ここで、蓄電装置の使用終了は車両の使用終了と同じタイミングであるとしている。従って、制御回路１５は車両用制御回路から送信されるイグニションキー（図示せず）の状態を読み取ることで、使用終了を判断できる。
　もし、使用終了であれば（Ｓ１１５のＹｅｓ）、Ｓ１１３ではＹｅｓであったので、キャパシタ１１が非充放電状態のまま使用終了となったことになる。これは、車両が停止するために制動が行なわれ、それにより発生した回生電力がキャパシタ１１に充電された状態で車両の使用を終了したことになる。この場合は、その後積極的にキャパシタ１１の充放電が行われることはないので、２点目時間ｔ２が決定できない。従って、制御回路１５は充放電時両端電圧Ｖ２ｉの測定を中止するようにしている。この際、制御回路１５は図７のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
　一方、使用終了でなければ（Ｓ１１５のＮｏ）、制御回路１５はバランス電圧調整部１３により各キャパシタ１１の非充放電時両端電圧Ｖ１ｉをそれぞれ読み込む（Ｓ１１７）。また、その時間を１点目時間ｔ１として記憶する（Ｓ１１９）。
　次に、制御回路１５は温度センサ２５より温度Ｔを読み込み（Ｓ１２１）、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉを温度Ｔによりそれぞれ補正する（Ｓ１２３）。なお、温度補正方法の詳細は前述した通りである。
　次に、制御回路１５はキャパシタ１１が充放電状態であるか否かを判断する（Ｓ１２５）。この判断の詳細動作はＳ１１３と同じである。もし、充放電状態でなければ（Ｓ１２５のＮｏ）、再び蓄電装置の使用が現時点で終了しているか否かを判断する（Ｓ１２６）。もし、使用終了であれば（Ｓ１２６のＹｅｓ）、車両を停止した後、しばらくしてからイグニションキーをオフにしたことになるので、この場合もＳ１１５のＹｅｓと同様に、図７のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。一方、使用終了でなければ（Ｓ１２６のＮｏ）、前記した２点目時間ｔ２の決定ができないので、Ｓ１２５に戻り充放電状態になるまで待つ。
　充放電状態になれば（Ｓ１２５のＹｅｓ）、制御回路１５は初期待ち時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２７）。ここで、初期待ち時間はキャパシタ１１の充電、または放電の開始直後における全てのキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒに起因した初期的な電圧上昇、または電圧降下が発生し終わるまでの時間であり、図６の時間ｔａから時間ｔｂまでに相当する。初期待ち時間が経過していなければ（Ｓ１２７のＮｏ）、Ｓ１２７に戻り、初期待ち時間が経過するまで待つ。
　初期待ち時間が経過すれば（Ｓ１２７のＹｅｓ）、制御回路１５は図５における一番上のバランス電圧調整部１３を介して、キャパシタ１１の全電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ１２９）。その後、読み込んだ全電圧Ｖｃを前回全電圧Ｖｃｏに代入して、前回全電圧Ｖｃｏを更新する（Ｓ１３１）。
　次に、制御回路１５は既定時間ｔｓが経過したか否かを判断する（Ｓ１３３）。既定時間ｔｓは図６で説明した通りである。もし、既定時間ｔｓが経過していなければ（Ｓ１３３のＮｏ）、Ｓ１３３に戻り既定時間ｔｓが経過するまで待つ。一方、既定時間ｔｓが経過すれば（Ｓ１３３のＹｅｓ）、制御回路１５は再びキャパシタ１１の全電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ１３５）。その後、得られた全電圧Ｖｃ、および前回全電圧Ｖｃｏより、図６で説明した電圧傾きΔＶｃを、ΔＶｃ＝Ｖｃ－Ｖｃｏより求める（Ｓ１３７）。
　次に、得られた電圧傾きΔＶｃと前回電圧傾きΔＶｃｏの積Ｆを計算する（Ｓ１３９）。ここで、積Ｆを計算する理由は、電圧傾きΔＶｃの正負と前回電圧傾きΔＶｃｏの正負が同じか否かを判断するためである。すなわち、もし正負が同じであれば積Ｆは正に、正負が異なれば積Ｆは負になる。また、もし積Ｆが０であれば、Ｓ１１１で前回電圧傾きΔＶｃｏを０にクリアしたままの状態であることがわかる。このような積Ｆが０になる場合は、図７のサブルーチン実行後、初めて電圧傾きΔＶｃを求めたことを意味する。従って、もし積Ｆが０であれば（Ｓ１４１のＹｅｓ）、前回電圧傾きΔＶｃｏが存在しないので、電圧傾きΔＶｃとの比較をすることができない。ゆえに、後述するＳ１４７にジャンプする。
　一方、積Ｆが０でなければ、（Ｓ１４１のＮｏ）、次に制御回路１５は積Ｆが正であるか否かを判断する（Ｓ１４３）。もし、積Ｆが負であれば（Ｓ１４３のＮｏ）、電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏと異なり、充電と放電が急に逆転したことになるので、充放電時両端電圧Ｖ２ｉの測定を中止して、図７のフローチャートを終了し、メインルーチンに戻る。これにより、バランス電圧Ｖｒｉは更新されず、現在の値を保持する。また、前述したようにメインルーチンは一定時間毎に図７のサブルーチンを実行しているので、再びキャパシタ１１が非充放電状態になれば、バランス電圧Ｖｒｉを決定する動作を行うことができる。
　一方、積Ｆが正であれば（Ｓ１４３のＹｅｓ）、電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏと同じであるので、次に制御回路１５は電圧傾きΔＶｃの絶対値と前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値を比較する（Ｓ１４５）。もし、電圧傾きΔＶｃの絶対値が前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値以上であれば（Ｓ１４５のＮｏ）、電圧傾きΔＶｃは図６の時間ｔｂから時間ｔｅに示すように増大中であるので、前記したように、まだ２点目時間ｔ２を決定できない。この場合、制御回路１５は電圧傾きΔＶｃの値を前回電圧傾きΔＶｃｏに代入して更新し（Ｓ１４７）、Ｓ１３１に戻る。これにより、再び既定時間ｔｓが経過後の電圧傾きΔＶｃを求める動作以降を繰り返す。
　電圧傾きΔＶｃの絶対値が前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値より小さければ（Ｓ１４５のＹｅｓ）、図６に示す時間ｔｅから時間ｔｇの状態に相当するので、この時点でバランス電圧調整部１３を介して充放電時両端電圧Ｖ２ｉをそれぞれ読み込む（Ｓ１４９）。また、その時間を２点目時間ｔ２として記憶する（Ｓ１５１）。次に、制御回路１５は温度センサ２５より温度Ｔを読み込み（Ｓ１５３）、充放電時両端電圧Ｖ２ｉを温度Ｔによりそれぞれ補正する（Ｓ１５５）。なお、温度補正方法の詳細は前述した通りである。
　ここまでの動作により、１点目時間ｔ１、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉ、２点目時間ｔ２、および充放電時両端電圧Ｖ２ｉの値がそれぞれ得られたので、制御回路１５は図８に示すバランス電圧Ｖｒｉの決定サブルーチンを実行する（Ｓ１５７）。従って、以後は図８を参照しながら説明する。
　図８は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。図８において、制御回路１５は内蔵した変数メモリｉに１を代入する（Ｓ１６１）。ここで、変数メモリｉは添字ｉと同等の意味を有すると定義し、以下、添字ｉと呼ぶ。
　次に、制御回路１５は非充放電時両端電圧Ｖ１ｉと充放電時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ１６３）。次に、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求める（Ｓ１６４）。すなわち、Δｔ＝ｔ２－ｔ１により時間差Δｔを求めている。次に、各キャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを、絶対値ΔＶｉ、時間差Δｔ、および既定係数Ａから、ΔＶｂｉ＝Ａ×ΔＶｉ／Δｔにより求める（Ｓ１６５）。ここで、ΔＶｉ／Δｔは図５の太矢印の傾きである。この傾きは各キャパシタ１１の容量値Ｃの逆数に相当する。すなわち、キャパシタ１１は全て直列接続されているので、いずれにも同じ充電電流Ｉで充電される。この時のキャパシタ１１に蓄えられる電荷量ＱはＱ＝Ｃ・ΔＶｉ＝Ｉ・Δｔとなる。これを変形すると、Ｃ＝Ｉ・Δｔ／ΔＶｉとなる。ここで、充電電流Ｉは各キャパシタ１１に対して等しいので、図５の傾きΔＶｉ／Δｔの逆数が各キャパシタ１１の容量値Ｃと比例することがわかる。
　ここで、キャパシタ１１は劣化が進行すると容量値Ｃが低下し、各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉが大きくなる。従って、劣化が進行するほど図６における充電開始直後の内部抵抗値Ｒに起因した電圧上昇ΔＶｃａも大きくなる。これにより、内部抵抗値Ｒは各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉの和であるので、各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉにおいても劣化が進行するとともに大きくなる。従って、図５において、絶対値ΔＶｉは各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉに起因した電圧上昇と、キャパシタ１１への充電による電圧の経時的上昇の和として表されることになる。傾きΔＶｉ／Δｔは各キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉと容量値Ｃを反映した値であり、劣化が進行したキャパシタ１１ほど大きくなることがわかる。ゆえに、図５の添字ｉ＝４のキャパシタ１１は傾きが最も大きいので劣化が一番進行していることになる。これにより、傾きの大小に応じてバランス電圧Ｖｒｉを調整することになる。
　そのために、まずＳ１６５で電圧調整幅ΔＶｂｉを求めている。すなわち、電圧調整幅ΔＶｂｉは、キャパシタ１１が劣化未進行の初期状態の場合に設定される初期バランス電圧Ｖｒｏ（例えば定格電圧が２．５Ｖのキャパシタ１１であれば、初期バランス電圧Ｖｒｏ＝２．５Ｖとなる）からどれだけ電圧を下げるかを表すものである。これは、上記傾きに既定係数Ａを乗じることにより求めている。従って、劣化が進行し、傾きが大きいキャパシタ１１ほど、電圧調整幅ΔＶｂｉが大きくなることになる。なお、既定係数Ａは次のステップ（Ｓ１６７）でバランス電圧Ｖｒｉが正規の範囲に入るように調整するための係数で、あらかじめ実験的に求めてメモリに記憶しておく。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉを、Ｖｒｉ＝Ｖｒｏ－ΔＶｂｉより求める（Ｓ１６７）。ここで、前述したように電圧調整幅ΔＶｂｉはキャパシタ１１の劣化が進行するほど大きくなり、一方で初期バランス電圧Ｖｒｏが定数であるので、バランス電圧Ｖｒｉは小さくなる。これにより、バランス電圧調整部１３でキャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるように調整されるので、劣化が進行したキャパシタ１１ほどキャパシタ両端電圧Ｖｉが小さくなる。従って、そのキャパシタ１１の劣化進行は他のキャパシタ１１より抑制されるので、その分、キャパシタ１１の寿命を延ばすことができる。なお、Ｓ１６７の式でバランス電圧Ｖｒｉが極端に小さくなったり負になったりしないように、あらかじめ既定係数Ａを求めて、Ｓ１６５で傾きに既定係数Ａを乗じるようにしている。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉと劣化限界値Ｖｇを比較する（Ｓ１６９）。ここで、劣化限界値Ｖｇとは、キャパシタ１１がこれ以上使用できない限界状態まで劣化した時のバランス電圧Ｖｒｉの値であり、これもあらかじめ実験的に求めてある。従って、もしバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば（Ｓ１６９のＹｅｓ）、これ以上蓄電装置を使用できないので、制御回路１５は蓄電装置の劣化信号をＤａｔａ信号として車両用制御回路に送信する（Ｓ１７１）。これを受け、車両用制御回路は運転者に蓄電装置の劣化を警告し、修理を促すと同時に、蓄電装置の使用を禁止する。これにより、劣化した蓄電装置を使い続けることがなくなるので、高信頼性が得られる。その後、制御回路１５は図８のサブルーチンを終了して図７のサブルーチンに戻る。なお、図７のサブルーチンにおいて、Ｓ１５７（図８のサブルーチン）の実行後は図７のサブルーチンも終了し、メインルーチンに戻る。
　一方、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇより大きければ（Ｓ１６９のＮｏ）、蓄電装置を継続して使用できるので、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ１７３）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎ（ここではｎ＝４）に１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ１７５）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ１７５のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ１６３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。
　一方、添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ１７５のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、図８のサブルーチンを終了して図７のサブルーチンに戻る。なお、図７のサブルーチンにおいて、Ｓ１５７（図８のサブルーチン）の実行後は図７のサブルーチンも終了し、メインルーチンに戻る。
　以上に説明した図８のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉを測定する際の１点目時間ｔ１と、充放電時両端電圧Ｖ２ｉを測定する際の２点目時間ｔ２を測定し、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求める。そして、絶対値ΔＶｉを時間差Δｔで除して既定係数Ａを乗じることにより、各キャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを計算する。さらに、初期バランス電圧Ｖｒｏから電圧調整幅ΔＶｂｉを差し引くことでバランス電圧Ｖｒｉを決定している。このようにして、絶対値ΔＶｉに応じた各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを得ている。
　なお、車両使用中の間、メインルーチンにより一定時間毎に図７のサブルーチンが実行されるので、バランス電圧Ｖｒｉを求める条件が成立すれば、バランス電圧Ｖｒｉは更新され続ける。その後、車両使用が終了すると、制御回路１５は最後に更新された最新のバランス電圧Ｖｒｉを各バランス電圧調整部１３に対してそれぞれ出力する。これにより、各バランス電圧調整部１３は、接続されたキャパシタ１１の両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランススイッチ１７を制御する。すなわち、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉより大きければ、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオンにする。これにより、キャパシタ１１がバランス抵抗１９により放電され、キャパシタ両端電圧Ｖｉは低下する。その後、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉとほぼ等しくなれば、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオフにする。これにより、キャパシタ１１の放電が停止し、そのキャパシタ両端電圧Ｖｉは目標であるバランス電圧Ｖｒｉとなる。その結果、キャパシタ１１の印加電圧が下がるので、その劣化進行を低減することができる。なお、その後は車両非使用時に渡ってキャパシタ両端電圧Ｖｉが自己放電により徐々に低下していく。
　また、このように動作することで、車両使用終了時において劣化が進行したキャパシタ１１のキャパシタ両端電圧Ｖｉ（図５ではＶ２４）を下げ、比較的劣化が進行していないキャパシタ１１のキャパシタ両端電圧Ｖｉ（図５ではＶ２１）は高い状態のままとする。これにより、前者の劣化進行を低減するとともに後者の劣化を相対的に進ませることになるので、各キャパシタ１１の劣化進行を揃えることが可能となる。その結果、任意の１個のキャパシタ１１のみが劣化限界に達して蓄電装置全体が使えなくなる可能性を低減でき、蓄電装置の長寿命化も図れる。
　以上の構成、動作により、キャパシタ１１の非充放電時に、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉを測定するとともに、キャパシタ１１の充放電時に充放電時両端電圧Ｖ２ｉを測定し、これらの差の絶対値ΔＶｉを求め、それによりバランス電圧Ｖｒｉを決定する。よって、極めて簡単な動作で、かつ高精度にキャパシタ１１の長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を実現できる。
　なお、本実施の形態３では、キャパシタ１１を充電する際にバランス電圧Ｖｒｉを求める場合について説明したが、これはキャパシタ１１を放電する際でもよい。但し、いずれの場合も１点目時間ｔ１は非充放電時に、２点目時間ｔ２は充放電時にする必要がある。
　これは、以下の理由による。もし、１点目時間ｔ１を充電時に、それ以降の２点目時間ｔ２を非充電時にしたとすると、充電が停止し非充電状態になれば、キャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉに起因した電圧降下が発生する。その結果、充電を停止するまでにはキャパシタ両端電圧Ｖｉが上昇していたものの、充電の停止によりキャパシタ両端電圧Ｖｉは低下することになる。従って絶対値ΔＶｉは電圧降下の分、小さくなることになる。これにより、絶対値ΔＶｉが小さくなりすぎると電圧測定精度の影響が大きくなり、絶対値ΔＶｉを基に決定されるバランス電圧Ｖｒｉの精度も低下する。さらに、充電時間と劣化進行によるキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉの大きさによっては、充電によるキャパシタ両端電圧Ｖｉの上昇よりも充電停止時の電圧降下の方が大きくなり、充電時であるにもかかわらず傾きΔＶｉ／Δｔが負になる可能性もある。このように、充電状態や劣化状態により傾きΔＶｉ／Δｔの大小関係が変動すると、バランス電圧Ｖｒｉを正しく決定できないことになる。ゆえに、１点目時間ｔ１は非充電時に、２点目時間ｔ２は充電時に決定している。これにより、充電開始時の電圧上昇と充電によるキャパシタ両端電圧Ｖｉの上昇の和に応じて傾きΔＶｉ／Δｔが得られるので、充電状態や劣化状態の影響を反映した高精度なバランス電圧Ｖｒｉを決定することができる。なお、これらは放電時においても同様である。
　（実施の形態４）
　図９は、本発明の実施の形態４における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。なお、本実施の形態４における蓄電装置の構成は図１と同じであるので、構成の説明を省略する。すなわち、本実施の形態４の特徴は動作部分であるので、動作について以下に詳細を説明する。
　まず、図７の動作については、基本的には実施の形態３と同じでよいが、本実施の形態４では１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２を用いないので、Ｓ１１９とＳ１５１の動作が不要である。従って、その分、簡易な制御となる。また、本実施の形態４ではバランス電圧Ｖｒｉの決定サブルーチンが実施の形態３と異なるので、この部分を図９により説明する。
　図７のサブルーチンの実行により、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉと充放電時両端電圧Ｖ２ｉが得られれば、図７のＳ１５７で制御回路１５は図９のサブルーチンを実行する。これにより、まず添字ｉに１を代入する（Ｓ１８１）。次に、制御回路１５は非充放電時両端電圧Ｖ１ｉと充放電時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ１８３）。次に添字ｉに１を加えて更新し（Ｓ１８５）、添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値に至ったか否かを判断する（Ｓ１８７）。もし、添字ｉがｎ＋１と等しくなければ（Ｓ１８７のＮｏ）、Ｓ１８３に戻り、次のキャパシタ１１の絶対値ΔＶｉを求める動作を繰り返す。
　添字ｉがｎ＋１と等しくなれば（Ｓ１８７のＹｅｓ）、制御回路１５は得られた複数の絶対値ΔＶｉの中から最小値ΔＶｍｉｎを求める（Ｓ１８９）。これは、図５の場合であればΔＶ１が最小値ΔＶｍｉｎとなる。次に、制御回路１５は再び添字ｉに１を代入し（Ｓ１９１）、各絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉを、Δｉ＝ΔＶｉ／ΔＶｍｉｎより求める（Ｓ１９３）。こうして求めた比の値Δｉは絶対値ΔＶｉが最小値ΔＶｍｉｎに対してどれだけ大きいかを示す値であるので、比の値Δｉは１以上の数値となる。なお、最小値ΔＶｍｉｎに相当するキャパシタ１１に対しては、キャパシタ両端電圧ΔＶｉ（図５ではΔＶ１）が最小値ΔＶｍｉｎと等しいので、Δｉ＝１となる。
　従って、比の値Δｉが１のものは図５よりも明らかなように傾きが最小のものに相当するので、劣化進行が最も遅いことになる。その他のキャパシタ１１については比の値Δｉが大きいほど劣化が進行していることになり、図５においては、添字ｉ＝４のキャパシタ１１が最も劣化進行していることがわかる。ゆえに、比の値Δｉが各キャパシタ１１の劣化進行の指標となる。
　そこで、次に比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係から添字ｉのキャパシタ１１の電圧調整幅ΔＶｂｉを求める（Ｓ１９５）。ここで、実施の形態３で説明したように、電圧調整幅ΔＶｂｉは劣化が進行しているものほど大きい値になるようにしている。よって、制御回路１５はあらかじめ実験的に求めた比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係をメモリに記憶しておき、Ｓ１９３で求めた比の値Δｉに応じた電圧調整幅ΔＶｂｉを求めるようにしている。なお、比の値Δｉと電圧調整幅ΔＶｂの相関関係は正の相関関数となるので、これを最小二乗法で式として求めておき、比の値Δｉを前述した式に代入することで、各キャパシタ１１に対する電圧調整幅ΔＶｂｉを計算している。これにより、相関関係をデータ表としてメモリに記憶する場合に比べ、メモリの節約ができる。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉを、Ｖｒｉ＝Ｖｒｏ－ΔＶｂｉより求める（Ｓ１９７）。なお、初期バランス電圧Ｖｒｏは実施の形態３と同様にキャパシタ１１の定格電圧（２．５Ｖ）としている。これにより、劣化が進行したキャパシタ１１ほど、そのバランス電圧Ｖｒｉは小さくなる。従って、そのキャパシタ１１の劣化進行は他のキャパシタ１１より抑制されるので、その分、キャパシタ１１の寿命を延ばすことができる。
　次に、制御回路１５はバランス電圧Ｖｒｉと劣化限界値Ｖｇを比較する（Ｓ１９９）。ここで、劣化限界値Ｖｇの意味は実施の形態３と同じである。もしバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば（Ｓ１９９のＹｅｓ）、これ以上蓄電装置を使用できないので、制御回路１５は蓄電装置の劣化信号をDａｔａ信号として車両用制御回路に送信し（Ｓ２０１）、図９のサブルーチンを終了して図７のサブルーチンに戻る。
　一方、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇより大きければ（Ｓ１９９のＮｏ）、蓄電装置を継続して使用できるので、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ２０３）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ２０５）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ２０５のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ１９３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ２０５のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、図９のサブルーチンを終了して図７のサブルーチンに戻る。
　以上に説明した図９のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、絶対値ΔＶｉの最小値ΔＶｍｉｎを求め、絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉ、および電圧調整幅ΔＶｂにおける、あらかじめ求めた相関関係から、各キャパシタ１１に対する電圧調整幅ΔＶｂｉをそれぞれ求める。そして、初期バランス電圧Ｖｒｏから電圧調整幅ΔＶｂｉを差し引くことでバランス電圧Ｖｒｉを決定している。このようにして、絶対値ΔＶｉに応じた各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを得ている。この際、実施の形態３で説明したように、絶対値ΔＶｉはキャパシタ１１の内部抵抗値Ｒｉと容量値Ｃを反映した値であるので、本実施の形態４により絶対値ΔＶｉを基にバランス電圧Ｖｒｉを決定することによっても高精度化が図れる。
　その後の動作は、実施の形態３と同様に、車両使用終了時に、各キャパシタ１１の両端電圧Ｖｉが決定されたバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランス電圧調整部１３により調整される。その結果、劣化が進行したキャパシタ１１の印加電圧が下がるので、さらなる劣化進行を低減することができるとともに、各キャパシタ１１の劣化進行を高精度に揃えることが可能となる。従って、蓄電装置の長寿命化も図れる。
　以上の構成、動作により、キャパシタ１１の非充放電時に、非充放電時両端電圧Ｖ１ｉを測定するとともに、キャパシタ１１の充放電時に充放電時両端電圧Ｖ２ｉを測定し、これらの差の絶対値ΔＶｉを求め、その最小値ΔＶｍｉｎとの比Δｉによりバランス電圧Ｖｒｉを決定する。よって、実施の形態３に比べ時間ｔ１、ｔ２の測定が不要となり、さらに簡単な動作で、かつ高精度にキャパシタ１１の長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を実現できる。
　なお、実施の形態３、４において、充放電時両端電圧Ｖ２ｉは電圧傾きΔＶｃの正負が前回電圧傾きΔＶｃｏと同じで、かつ電圧傾きΔＶｃの絶対値が前回電圧傾きΔＶｃｏの絶対値より小さくなった時に測定するようにしている。しかし、電圧傾きΔＶｃの替わりにキャパシタ１１への充放電電流Ｉを、前回電圧傾きΔＶｃｏの替わりに前回充放電電流Ｉｏを、それぞれ用いるようにしてもよい。充放電電流Ｉは、例えば充放電回路に内蔵した電流検出回路（図示せず）から車両用制御回路を介してデータ信号Dａｔａとして制御回路１５が受信することで求めてもよいし、全キャパシタ１１に対して直列に電流検出回路を設けて、それにより検出するようにしてもよい。なお、動作については、図７のフローチャートにおいて、電圧傾きΔＶｃを充放電電流Ｉに、前回電圧傾きΔＶｃｏを前回充放電電流Ｉｏに、それぞれ置換するとともに、Ｓ１３７で充放電電流Ｉを読み込む動作を行い、全電圧Ｖｃと前回全電圧Ｖｃｏに関する動作（Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３５）を削除すればよい。これにより、構成上は電流検出回路が必要となるが、図７に比べてさらに簡易な動作とすることができる上に、動作が少ない分、早くバランス電圧Ｖｒｉを決定することができる。なお、この場合も充放電電流Ｉの正負が前回充放電電流Ｉｏと異なれば、充放電時両端電圧Ｖ２ｉの測定を中止してバランス電圧Ｖｒｉを更新せず、再びキャパシタ１１が非充放電状態になれば、バランス電圧Ｖｒｉを決定するようにすればよい。
　（実施の形態５）
　図１０は、本発明の実施の形態５における蓄電装置の時間ｔ１、ｔ２におけるキャパシタ両端電圧の変化図である。本実施の形態５における蓄電装置の構成は図１と同じであるので、構成の説明を省略する。すなわち、本実施の形態５の特徴は動作部分であるので、動作について以下に詳細を説明する。なお、図１０において、横軸は時間ｔ、縦軸はキャパシタ両端電圧Ｖｉをそれぞれ示す。また、ハイブリッド自動車の場合、キャパシタ１１は前記したように数１００個程度が直列接続される構成となるが、以下の説明ではわかりやすくするために、実施の形態１と同様に、キャパシタ１１が４個直列であるとする。従って、キャパシタ１１の個数ｎは４になり、添字ｉの範囲は１～４となる。
　図１０において、時間ｔ１で車両の使用を終了し、イグニションスイッチ（図示せず）がオフになったとする。制御回路１５は、イグニションスイッチのオフ信号を車両用制御回路からデータ信号Dａｔａとして受信することにより、車両の使用終了を認識する。この時、車両を制動して停車させる際に発生した回生電力がキャパシタ１１に充電されているので、各キャパシタ１１の使用終了時両端電圧Ｖ１ｉ（ｉ＝１～４）は高い状態である。但し、図１０に示すように、使用終了時両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４は各キャパシタ１１の特性バラツキや劣化進行バラツキにより、ばらついた状態である。時間ｔ１の時点では、使用終了時であり、かつキャパシタ１１の非充放電時であるので、制御回路１５は現在の各キャパシタ１１の使用終了時両端電圧Ｖ１ｉ（ｉ＝１～４）をバランス電圧調整部１３より順次読み込み、制御回路１５に内蔵されたメモリに記憶する。同時に、時間ｔ１も１点目時間ｔ１としてメモリに記憶する。これにより、１点目時間ｔ１が測定されたことになる。
　その後、車両の非使用時において、キャパシタ１１はそれぞれの絶縁抵抗値Ｒｚｉに応じて自己放電を起こし、キャパシタ両端電圧Ｖｉは経時的に低下していく。この時、絶縁抵抗値Ｒｚはキャパシタ１１が劣化するほど小さくなり、容量値Ｃも小さくなる。ここで、自己放電時における任意のキャパシタ１１（添字をｉとする）の両端電圧Ｖｉは、任意の時間におけるキャパシタ両端電圧Ｖｏｉの状態から、キャパシタ両端電圧Ｖｉを求めるまでに時間ｔが経過したとすると、Ｖｉ＝Ｖｏｉ／ｅｘｐ（ｔ／（Ｒｚｉ・Ｃｉ））で表される。前述したように、劣化が進行するほど絶縁抵抗値Ｒｚｉと容量値Ｃｉは小さくなるので、ｅｘｐ（ｔ／（Ｒｚｉ・Ｃｉ））の項は大きくなる。ゆえに、キャパシタ両端電圧Ｖｉは小さくなることがわかる。よって、キャパシタ両端電圧Ｖｉは、任意の時間におけるキャパシタ両端電圧Ｖｏｉに対して劣化が進行するほど小さくなるので、キャパシタ両端電圧Ｖｉの経時的な変化による傾き｜Ｖｏｉ－Ｖｉ｜／ｔは大きくなることがわかる。従って、図１０の太矢印の傾きの絶対値（｜Ｖｏｉ－Ｖｉ｜／ｔに相当）が大きい添字ｉ＝１のキャパシタ１１は、最も劣化が進行していることになる。なお、キャパシタ両端電圧Ｖｉの具体的な経時変化の詳細は図１０では省略している。
　その後、時間ｔ２において、次回の車両起動を行ったとする。制御回路１５は車両用制御回路からイグニションスイッチがオンになったことで車両起動を認識する。なお、車両の起動は、イグニションスイッチがオンになることで制御回路１５に駆動電圧が印加されるので、それにより認識するようにしてもよい。
　車両の起動直後は車両が停止した状態であるので、回生電力は発生せず、キャパシタ１１が充電されることはない。このような、次回の起動時であり、かつキャパシタ１１の非充放電時において、制御回路１５は、キャパシタ１１の起動時両端電圧Ｖ２ｉ（ｉ＝１～４）を、バランス電圧調整部１３により測定してメモリに記憶するとともに、時間ｔ２も２点目時間ｔ２として記憶する。これにより、２点目時間ｔ２が測定されたことになる。
　以上の説明より、時間ｔ１、および時間ｔ２はいずれもキャパシタ１１への充放電を行っていない非充放電時であるので、安定したキャパシタ両端電圧Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉを測定することができる。ここで、非充放電時とは、充放電回路（図示せず）によるキャパシタ１１への充放電を積極的に行っていない状態として定義する。従って、完全にキャパシタ１１に電流が流れていない場合だけでなく、充放電回路を動作させていなくてもキャパシタ１１に僅かな漏れ電流が流れる等の場合は非充放電時に含む。
　なお、キャパシタ両端電圧Ｖｉは温度により変化する特性を有する。そこで、制御回路１５は、あらかじめ求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存性を記憶しておき、それにより温度センサ２５から得られる温度Ｔに応じて、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと起動時両端電圧Ｖ２ｉを補正している。
　具体的には、基準温度Ｔｏ（例えば２５℃）において、キャパシタ１１を既知電圧まで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求める。これを、既知電圧がキャパシタ１１の定格電圧（例えば２．５Ｖ）まで既定の電圧幅（例えば０．１Ｖ）毎に求める。すなわち、基準温度Ｔｏ（２５℃）でキャパシタ１１を０．１Ｖまで充電した状態で温度Ｔを変えた時のキャパシタ両端電圧Ｖｉの温度依存特性を求め、次に２５℃で０．２Ｖまで充電して温度依存特性を求め、次に２５℃で０．３Ｖまで充電して温度依存特性を求め、というようにして、定格電圧（２．５Ｖ）まで繰り返し温度依存特性を求める。こうして得られた複数の温度依存特性を制御回路１５のメモリにあらかじめ記憶しておく。
　次に、温度Ｔと任意のキャパシタ両端電圧Ｖｉが得られれば、複数の温度依存特性の中から、温度Ｔにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを有する温度依存特性を選択する。次に、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉを、選択した温度依存特性から求める。こうして求めたキャパシタ両端電圧Ｖｉが温度補正後の値となる。
　これにより、図１０の時間ｔ１とｔ２で互いに温度が異なっても、基準温度Ｔｏにおけるキャパシタ両端電圧Ｖｉに補正されるので、図１１で説明するバランス電圧Ｖｒｉの計算精度を向上することができる。ゆえに、各キャパシタ１１の劣化進行の低減（詳細は後述する）を高精度に行えるので、温度補正を行うことでキャパシタ１１の長寿命化に寄与できる。
　ここで、起動時両端電圧Ｖ２１～Ｖ２４の大小関係は、使用終了時両端電圧Ｖ１１～Ｖ１４の大小関係と同じであるとは限らない。すなわち、各キャパシタ１１の特性や劣化進行におけるバラツキに応じて大小関係が逆転する場合がある。
　具体的には、図１０において、時間ｔ１で最大の使用終了時両端電圧Ｖ１１を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最小の起動時両端電圧Ｖ２１となり、時間ｔ１で最小の使用終了時両端電圧Ｖ１４を有するキャパシタ１１は、時間ｔ２では最大の起動時両端電圧Ｖ２４となっている。これは、前述したようにキャパシタ１１の劣化進行に伴う絶縁抵抗値Ｒｚ、および容量値Ｃの低下により、傾きＶｉ／ｔが大きくなるためである。すなわち、添字ｉ＝１のキャパシタ１１は最も劣化が進行しており、添字ｉ＝４のキャパシタ１１は最も劣化が進行していないことがわかる。従って、本実施の形態５では、１点目時間ｔ１における使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと、２点目時間ｔ２における起動時両端電圧Ｖ２ｉから得られる図１０の太矢印の傾きが、絶縁抵抗値Ｒｚと容量値Ｃを反映した値となることに着目し、前述した傾きを基に各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを決定するようにしている。
　次に、具体的なバランス電圧Ｖｒｉの決定方法について説明する。
　図１１は、本発明の実施の形態５における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。制御回路１５はメインルーチンから各種サブルーチンを実行することにより蓄電装置全体の動作を制御しているので、図１１のフローチャートはサブルーチンの形態で示した。
　上記した１点目時間ｔ１、２点目時間ｔ２、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉ、および起動時両端電圧Ｖ２ｉの値が揃った時間ｔ２の時点で、制御回路１５は図１１のサブルーチンを実行する。これにより、まず制御回路１５に内蔵した変数メモリｉに１を代入する（Ｓ３１１）。ここで、変数メモリｉは添字ｉと同等の意味を有すると定義し、以下、添字ｉと呼ぶ。また、Ｓ３１１において、ｉ＝１と記載しているが、これは右辺の値を左辺の変数に代入するという意味であると、以下定義する。従って、Ｓ３１１では右辺の値である数値の１を、左辺の変数である添字ｉに代入することになる。
　次に、制御回路１５は使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと起動時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ３１３）。次に、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求める（Ｓ３１４）。すなわち、Δｔ＝ｔ２－ｔ１により時間差Δｔを求めている。
　次に、制御回路１５は、まず絶対値ΔＶｉを時間差Δｔで除して得られる傾きΔＶｉ／Δｔを求める。なお、ΔＶｉは図１０におけるΔＶ１～ΔＶ４に相当し、傾きΔＶｉ／Δｔは図１０における太矢印の傾きに相当する。次に、得られた傾きΔＶｉ／Δｔと、バランス電圧Ｖｒにおける、あらかじめ求めた相関関係から、各キャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉをそれぞれ求める（Ｓ３１５）。
　ここで、バランス電圧Ｖｒとは、キャパシタ１１の劣化程度に応じて決定される値である。すなわち、例えばキャパシタ１１の新品時の定格電圧を２．５Ｖとした場合、新品時のバランス電圧Ｖｒは２．５Ｖに設定されるが、劣化が進行すると、キャパシタ１１の印加電圧を低減することにより劣化進行を遅らせるために、バランス電圧Ｖｒｉを下げるように制御する。従って、劣化進行に伴う傾きΔＶｉ／Δｔの増大に応じてバランス電圧Ｖｒを２．５Ｖより小さい値とする。この傾きΔＶｉ／Δｔとバランス電圧Ｖｒの相関関係は非線形となる。
　この理由は次の通りである。
　前述したように、キャパシタ１１の劣化が進行すると絶縁抵抗値Ｒｚや容量値Ｃが小さくなるが、その程度は劣化進行度に対して一義的に決定できる簡易な関数で表すことができない。例えば、絶縁抵抗値Ｒｚについては、キャパシタ１１が新品の状態からある程度劣化が進行して絶縁抵抗値Ｒｚが小さくなっても劣化はそれほど進行しない。しかし、さらに絶縁抵抗値Ｒｚが小さくなると急激に劣化が進行し、その後緩やかな劣化進行となる傾向がある。このような特性に加え、傾きΔＶｉ／Δｔには劣化に伴う容量値Ｃの変化も加味されるので、傾きΔＶｉ／Δｔと、劣化進行度を表すバランス電圧Ｖｒ（劣化進行とともに小さくなる）の相関関係は一義的に決定できない。これは、キャパシタ１１の内部構造や形状等によっても異なる。そこで、あらかじめ実験的に両者の相関関係を求めて制御回路１５のメモリに記憶している。
　バランス電圧Ｖｒｉが求められれば、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ３１７）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎ（ここではｎ＝４）に１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ３１９）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ３１９のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ３１３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。
　一方、添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ３１９のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、次に制御回路１５は添字ｉに１を代入し（Ｓ３２１）、バランス電圧Ｖｒｉを更新する（Ｓ３２３）。
　ここで、バランス電圧Ｖｒｉの更新方法を説明する。各キャパシタ１１の最終的なバランス電圧ＶｒｉはＳ３１５で求めたバランス電圧Ｖｒｉの比に応じて決定される。具体的には、図１０のように添字ｉ＝４のキャパシタ１１が新品に近い状態であるとすると、バランス電圧Ｖｒ４＝２．５Ｖとなる。次に、添字ｉ＝２、３のキャパシタ１１はいずれも若干劣化が進行しているとして、バランス電圧Ｖｒ２＝Ｖｒ３＝２．４５Ｖであったとする。最後に、添字ｉ＝１のキャパシタ１１は最も劣化が進行しているとして、バランス電圧Ｖｒ１＝２．４Ｖであったとする。従って、添字ｉ＝１～４の各キャパシタ１１の両端電圧比が２．４：２．４５：２．４５：２．５になるように調整することになる。
　ここで、全キャパシタ１１の満充電電圧Ｖｆは各キャパシタ１１の定格電圧（２．５Ｖ）のキャパシタ直列個数倍（本実施の形態５では４個）である１０Ｖとなる。よって、満充電電圧Ｖｆが１０Ｖになり、かつ添字ｉ＝１～４の各キャパシタ１１の両端電圧比が２．４：２．４５：２．４５：２．５になるようにバランス電圧Ｖｒｉを決定する。すなわち、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを、それらの和で求められるバランス電圧和ΣＶｒｉで除し、全キャパシタ１１の満充電電圧Ｖｆを乗じることで、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを更新できる。これを数式で表すと、Ｖｒｉ＝Ｖｆ・Ｖｒｉ／ΣＶｒｉとなる。ここで、Σの範囲は１からｎ（本実施の形態５ではｎ＝４）である。
　この数式に基づいて、上記数値を代入して各キャパシタ１１の最終的なバランス電圧Ｖｒ１～Ｖｒ４を計算すると、Ｖｒ１≒２．４５Ｖ、Ｖｒ２＝Ｖｒ３＝２．５Ｖ、Ｖｒ４≒２．５５Ｖとなる。これにより、劣化が進行したキャパシタ１１ほど両端電圧が小さくなり、劣化進行を遅らせることができる。また、劣化が進行していない添字ｉ＝４のキャパシタ１１に対しては、定格電圧より僅かに大きなバランス電圧Ｖｒ４となっている。これにより、このキャパシタ１１には満充電時に約２．５５Ｖの電圧が印加され、相対的に劣化を進ませることになる。ゆえに、このようにしてバランス電圧Ｖｒｉを決定することで、全てのキャパシタ１１の劣化進行を揃えることができる。その結果、任意の１個のキャパシタ１１のみが劣化限界に達して蓄電装置全体が使えなくなる可能性を低減でき、蓄電装置の長寿命化も図れる。
　図１１に戻り、Ｓ３２３でバランス電圧Ｖｒｉが更新されれば、次に制御回路１５は、バランス電圧Ｖｒｉと劣化限界値Ｖｇを比較する（Ｓ３２５）。ここで、劣化限界値Ｖｇとは、キャパシタ１１がこれ以上使用できない限界状態まで劣化した時のバランス電圧Ｖｒｉの値であり、これもあらかじめ実験的に求めてある。従って、もしバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば（Ｓ３２５のＹｅｓ）、これ以上蓄電装置を使用できないので、制御回路１５は蓄電装置の劣化信号をＤａｔａ信号として車両用制御回路に送信する（Ｓ３２７）。これを受け、車両用制御回路は運転者に蓄電装置の劣化を警告し、修理を促すと同時に、蓄電装置の充電を中止する。これにより、劣化した蓄電装置を使い続けることがなくなるので、高信頼性が得られる。その後、制御回路１５は図１１のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　一方、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇより大きければ（Ｓ３２５のＮｏ）、蓄電装置を継続して使用できるので、次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ３２９）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ３３１）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ３３１のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが決まっていないので、Ｓ３２３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ３３１のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉを決定できたので、図１１のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
　以上に説明した図１１のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと起動時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを求めるとともに、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉを測定する際の１点目時間ｔ１と、起動時両端電圧Ｖ２ｉを測定する際の２点目時間ｔ２を測定し、２点目時間ｔ２から１点目時間ｔ１を差し引くことにより時間差Δｔを求める。そして、絶対値ΔＶｉを時間差Δｔで除して得られる傾きΔＶｉ／Δｔ、およびバランス電圧Ｖｒにおける、あらかじめ求めた相関関係から、各キャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉをそれぞれ求める。さらに、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを、それらの和で求められるバランス電圧和ΣＶｒｉで除し、全キャパシタ１１の満充電電圧Ｖｆを乗じることで、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉをそれぞれ更新することにより決定している。
　その後は、制御回路１５から各バランス電圧調整部１３に対して、それぞれ決定したバランス電圧Ｖｒｉを出力する。よって、各バランス電圧調整部１３は、接続されたキャパシタ１１の両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランススイッチ１７を制御する。車両使用時における制動に伴う回生電力を各キャパシタ１１に充電することにより、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉより大きくなれば、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオンにする。これにより、キャパシタ１１がバランス抵抗１９により放電され、キャパシタ両端電圧Ｖｉは低下する。その後、キャパシタ両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉとほぼ等しくなれば、コンパレータ２３はバランススイッチ１７をオフにする。すると、キャパシタ１１の放電が停止し、そのキャパシタ両端電圧Ｖｉは目標であるバランス電圧Ｖｒｉとなる。このような動作により、各キャパシタ１１の劣化進行を揃えることができ、長寿命化が図れる。
　なお、本実施の形態５によれば、車両の起動毎にバランス電圧Ｖｒｉが更新されるので、各キャパシタ１１の劣化進行にバラツキがあっても、それに応じたバランス電圧Ｖｒｉに更新でき、劣化進行を揃える精度が向上する。
　以上の構成、動作により、使用終了時で、かつキャパシタ１１の非充放電時に、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉを測定するとともに、次回の起動時で、かつキャパシタ１１の非充放電時に起動時両端電圧Ｖ２ｉを測定し、これらの差の絶対値ΔＶｉを求め、それによりバランス電圧Ｖｒｉを決定する。従って、極めて簡単な構成、動作とすることができる上、各キャパシタ１１の絶縁抵抗値Ｒｚと容量値Ｃの影響も加味しているので高精度にキャパシタ１１の長寿命化を図ることができる蓄電装置を実現できる。
　（実施の形態６）
　図１２は、本発明の実施の形態６における蓄電装置の各キャパシタのバランス電圧を求めるフローチャートである。なお、本実施の形態６における蓄電装置の構成は図１と同じであるので、構成の説明を省略する。すなわち、本実施の形態６の特徴は動作部分であるので、動作について以下に詳細を説明する。
　車両の使用終了時であり、かつキャパシタ１１の非充放電時に、キャパシタ１１の使用終了時両端電圧Ｖ１ｉを測定し、次回の車両起動時であり、かつキャパシタ１１の非充放電時に、キャパシタ１１の起動時両端電圧Ｖ２ｉを測定する動作は、実施の形態５と同じである。但し、本実施の形態６では１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２を求める必要はないので、その分、実施の形態５より簡易な制御となる。なお、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと起動時両端電圧Ｖ２ｉは、実施の形態５と同様に温度Ｔによる補正が行われている。
　この状態で、制御回路１５は図１２のサブルーチンを実行する。なお、図１２において図１１と同じ動作については同じステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。
　制御回路１５は、添字ｉに１を代入し（Ｓ３５１）、次に使用終了時両端電圧Ｖ１ｉと起動時両端電圧Ｖ２ｉの差の絶対値ΔＶｉを、ΔＶｉ＝｜Ｖ２ｉ－Ｖ１ｉ｜より求める（Ｓ３５３）。次に添字ｉに１を加えて更新し（Ｓ３５５）、添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値に至ったか否かを判断する（Ｓ３５７）。もし、添字ｉがｎ＋１と等しくなければ（Ｓ３５７のＮｏ）、Ｓ３５３に戻り、次のキャパシタ１１の絶対値ΔＶｉを求める動作を繰り返す。
　添字ｉがｎ＋１と等しくなれば（Ｓ３５７のＹｅｓ）、制御回路１５は得られた複数の絶対値ΔＶｉの中から最小値ΔＶｍｉｎを求める（Ｓ３５９）。これは、図１０の場合であればΔＶ４が最小値ΔＶｍｉｎとなる。次に、制御回路１５は再び添字ｉに１を代入し（Ｓ３６１）、各絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉを、Δｉ＝ΔＶｉ／ΔＶｍｉｎより求める（Ｓ３６３）。こうして求めた比の値Δｉは絶対値ΔＶｉが最小値ΔＶｍｉｎに対してどれだけ大きいかを示す値であるので、比の値Δｉは１以上の数値となる。なお、比の値Δｉは絶対値ΔＶｉから求められるので、実施の形態５と同様に各キャパシタ１１の絶縁抵抗値Ｒｚｉと容量値Ｃｉを反映した値となる。また、最小値ΔＶｍｉｎに相当するキャパシタ１１に対しては、キャパシタ両端電圧ΔＶｉ（図１０ではΔＶ４）が最小値ΔＶｍｉｎと等しいので、Δｉ＝１となる。
　従って、比の値Δｉが１のものは図１０よりも明らかなように傾きが最小のものに相当するので、劣化進行が最も遅いことになる。その他のキャパシタ１１については比の値Δｉが大きいほど劣化が進行していることになり、図１０においては、添字ｉ＝１のキャパシタ１１が最も劣化進行していることがわかる。ゆえに、比の値Δｉが各キャパシタ１１の劣化進行の指標となる。そこで、次に比の値Δｉとバランス電圧Ｖｒの相関関係から添字ｉのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを求める（Ｓ３６５）。ここで、実施の形態５で説明したように、バランス電圧Ｖｒｉは劣化が進行しているものほど小さい値になるようにしている。よって、制御回路１５はあらかじめ実験的に求めた比の値Δｉとバランス電圧Ｖｒの相関関係をメモリに記憶しておき、Ｓ３６３で求めた比の値Δｉに応じたバランス電圧Ｖｒｉを求めるようにしている。なお、比の値Δｉとバランス電圧Ｖｒの相関関係も一義的に決定できず、かつキャパシタ１１の内部構造や形状等によって異なるので、データ表としてメモリに記憶している。
　次に制御回路１５は添字ｉに１を加え、添字ｉの内容を更新する（Ｓ３６７）。その後、更新した添字ｉがキャパシタ１１の個数ｎに１を加えた値と等しいか否かを判断する（Ｓ３６９）。もし、添字ｉがｎ＋１でなければ（Ｓ３６９のＮｏ）、まだ全てのキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉが求まっていないので、Ｓ３６３に戻り、それ以降の動作を繰り返す。
　一方、添字ｉがｎ＋１と等しければ（Ｓ３６９のＹｅｓ）、全てのキャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉが求まったので、次のＳ３２１以降の動作を行って各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを更新する。この動作は図１１のＳ３２１以降と同じであるので、詳細な説明を省略する。
　以上に説明した図１２のフローチャートによるサブルーチンの動作をまとめると、次のようになる。
　制御回路１５は、絶対値ΔＶｉの最小値ΔＶｍｉｎを求め、絶対値ΔＶｉと最小値ΔＶｍｉｎの比の値Δｉ、およびバランス電圧Ｖｒにおける、あらかじめ求めた相関関係から、各キャパシタ１１に対するバランス電圧Ｖｒｉをそれぞれ求める。そして、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉを、それらの和で求められるバランス電圧和ΣＶｒｉで除し、全キャパシタ１１の満充電電圧Ｖｆを乗じることで、各キャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒｉをそれぞれ更新することにより決定している。
　バランス電圧Ｖｒｉが決まれば、その後の車両制動における回生電力の充電時に各キャパシタ１１の両端電圧Ｖｉがバランス電圧Ｖｒｉになるようにバランス電圧調整部１３により調整される。この動作の詳細も実施の形態５と同じである。従って、本実施の形態６においても、各キャパシタ１１の劣化進行を高精度に揃えることができ、蓄電装置の長寿命化を図ることが可能となる。
　以上の構成、動作により、使用終了時で、かつキャパシタ１１の非充放電時に、使用終了時両端電圧Ｖ１ｉを測定するとともに、次回の起動時で、かつキャパシタ１１の非充放電時に起動時両端電圧Ｖ２ｉを測定し、これらの差の絶対値ΔＶｉを求め、その最小値ΔＶｍｉｎとの比Δｉによりバランス電圧Ｖｒｉを決定する。従って、実施の形態５に比べ１点目時間ｔ１と２点目時間ｔ２の測定が不要となり、さらに簡単な動作でキャパシタ１１の長寿命化を図ることが可能な蓄電装置を実現できる。
　なお、実施の形態５、６において、制御回路１５は全電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｆになるようにバランス電圧Ｖｒｉの値を更新して最終決定している。しかし、これは、全電圧Ｖｃが蓄電装置に接続された負荷の許容入力電圧の範囲に入っていれば、更新動作を行わなくてもよい。具体的には、実施の形態５で説明したように、添字ｉ＝１のキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒ１が２．５Ｖ、添字ｉ＝２、３のキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒ２、Ｖｒ３が２．４５Ｖ、添字ｉ＝４のキャパシタ１１のバランス電圧Ｖｒ４が２．４Ｖであったとすると、これらの和ΣＶｒｉ（＝Ｖｃ）は９．８Ｖとなる。この値は満充電電圧Ｖｆ（＝１０Ｖ）より低い値であるが、負荷への供給電圧が９．８Ｖまで低下しても問題ない場合は、バランス電圧Ｖｒｉの更新を行う必要がなくなる。
　また、実施の形態５、６において、キャパシタ１１の使用終了時両端電圧Ｖ１ｉは、車両の使用終了時であり、かつキャパシタ１１の非充放電時にそのまま測定している。しかし、使用終了時にキャパシタ１１の全電圧Ｖｃが既定放電電圧Ｖｄに至るまで放電した後、キャパシタ１１を非充放電状態として使用終了時両端電圧Ｖ１ｉを測定するようにしてもよい。ここで、既定放電電圧Ｖｄはキャパシタ１１の劣化進行に対する影響が小さい電圧（例えば満充電電圧Ｖｆの半分）としてあらかじめ決定しておく。また、キャパシタ１１の全電圧Ｖｃを放電するには、例えばバランス電圧Ｖｒｉを半分にしてバランススイッチ１７をオンにするように制御することで行ってもよいし、充放電回路（図示せず）により行ってもよい。
　このように全電圧Ｖｃが既定放電電圧Ｖｄに至るように放電制御することで、各キャパシタ１１が車両の非使用時に定格電圧近傍の電圧で印加され続ける状態を避けることができ、キャパシタ１１の劣化進行を低減することができる。但し、この場合は実施の形態５、６に比べ使用終了時両端電圧Ｖ１ｉが小さくなるので、絶対値ΔＶｉも小さくなる。従って、既定放電電圧Ｖｄをあまり下げすぎるとキャパシタ１１の劣化進行に対する影響は低減できても、バランス電圧Ｖｒｉの精度が悪化するので、既定放電電圧Ｖｄはキャパシタ１１の劣化進行を低減できる上限電圧として満充電電圧Ｖｆの半分程度が望ましい。
　また、実施の形態１～６ではキャパシタ１１の近傍に温度センサ２５を配する構成とした。しかし、例えば蓄電装置を非常用補助電源に用いる場合のように、温度Ｔがあまり変化しない時には、キャパシタ両端電圧Ｖｉの温度Ｔに対する補正をしなくてもよいことになる。従って、この場合は温度センサ２５を用いなくてもよい。
　また、実施の形態１～６において、制御回路１５は劣化信号をバランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば出力するようにしている。しかし、絶対値ΔＶｉが劣化上限値ΔＶｇ以上になれば出力するようにしてもよい。ここで、劣化上限値ΔＶｇは、これ以上蓄電装置を使用できない限界時の絶対値ΔＶｉのことであり、あらかじめ求めて制御回路１５のメモリに記憶しておけばよい。なお、絶対値ΔＶｉは前述したようにキャパシタ１１が劣化するに従って大きくなるので、バランス電圧Ｖｒｉが劣化限界値Ｖｇ以下になれば劣化と判断するのとは逆に、絶対値ΔＶｉが劣化上限値ΔＶｇ以上になれば劣化と判断することになる。これにより、特に実施の形態２、４～６において、蓄電装置の劣化を少しでも早い段階で判断することができる。また、これら２つの判断を両方行い、少なくともいずれかの条件が成立すれば劣化信号を出力するようにしてもよい。これにより、二重に劣化判断を行うので、劣化判断精度が向上する。
　また、実施の形態１～６において、劣化限界値Ｖｇや劣化上限値ΔＶｇを２段階に設定してもよい。この場合、例えば１段階目では車両用制御回路が運転者に警告を発するとともに、充電電流を制限する制御を行う。２段階目に至ると、警告とともに蓄電装置への充電を中止するように制御する。これにより、劣化した蓄電装置を使い続ける可能性を大きく低減することが可能となる。
　また、実施の形態１～６においてキャパシタ１１には電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。
　また、実施の形態１～６において蓄電装置をハイブリッド自動車に適用した場合について述べた。しかし、それらに限らず、車両の回生システムや、アイドリングストップ、電動パワーステアリング、車両制動システム、電動過給器等の各システムにおける車両用補助電源等にも適用可能である。さらに、車両用以外の非常用補助電源等の、キャパシタを複数直列に接続し充放電を行うものであれば適用できる。
　本発明にかかる蓄電装置は極めて簡単な動作で高精度にキャパシタの長寿命化を図ることができるため、特にキャパシタに電力を蓄え、必要な時に放電する車両用の蓄電装置等として有用である。

Claims (15)

  1. 直列に接続された複数のキャパシタと、
    複数の前記キャパシタのそれぞれに接続された複数のバランス電圧調整部と、
    前記複数のバランス電圧調整部に接続された制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、
    前記複数のキャパシタの非充放電時において、前記複数のキャパシタの各キャパシタについて互いに測定タイミングが異なる２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ、ｉ＝１～ｎ、ｎは前記キャパシタの個数）を前記バランス電圧調整部により測定し、
    前記２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）の差の絶対値（ΔＶｉ）を求め、
    前記２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）のうち、１点目のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ）を測定する際の１点目時間（ｔ１）と２点目のキャパシタ両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定する際の２点目時間（ｔ２）と、を測定し、
    前記２点目時間（ｔ２）から前記１点目時間（ｔ１）を差し引くことにより時間差（Δｔ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）を前記時間差（Δｔ）で除して既定係数（Ａ）を乗じることにより電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を計算し、
    初期バランス電圧（Ｖｒｏ）から前記電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を差し引くことにより前記バランス電圧（Ｖｒｉ）を決定し、
    前記バランス電圧調整部を介してキャパシタ両端電圧（Ｖｉ）が前記バランス電圧（Ｖｒｉ）になるように制御することを特徴とする
    蓄電装置。
  2. 前記１点目時間（ｔ１）は起動時であり、
    前記２点目時間（ｔ２）は使用終了時である
    請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 前記制御回路は、
    前記複数のキャパシタに対する測定結果から前記絶対値（ΔＶｉ）の最小値（ΔＶｍｉｎ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）と前記最小値（ΔＶｍｉｎ）の比の値（Δｉ）、および電圧調整幅（ΔＶｂ）における、あらかじめ求めた相関関係から、前記電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を求めることを特徴とする
    請求項１に記載の蓄電装置。
  4. 前記キャパシタに温度センサを配するとともに、前記温度センサの出力が前記制御回路に接続された構成を有し、
    前記制御回路は、
    あらかじめ求めた前記キャパシタ両端電圧（Ｖｉ）の温度依存性により、前記温度センサから得られる温度（Ｔ）に応じて、前記２点のキャパシタ両端電圧（Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉ）を補正することを特徴とする
    請求項１に記載の蓄電装置。
  5. 直列に接続された複数のキャパシタと、
    前記複数のキャパシタのそれぞれに接続された複数のバランス電圧調整部と、
    前記複数のバランス電圧調整部に接続された制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記キャパシタの非充放電時において、前記バランス電圧調整部により前記キャパシタの非充放電時両端電圧（Ｖ１ｉ、ｉ＝１～ｎ、ｎは前記キャパシタの個数）を測定し、
    前記非充放電時両端電圧（Ｖ１ｉ）の測定後から、前記キャパシタを連続して充電のみ、または放電のみを行っている時における前記キャパシタの充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）を、前記バランス電圧調整部により測定し、
    前記非充放電時両端電圧（Ｖ１ｉ）と前記充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）の差の絶対値（ΔＶｉ）を求め、
    前記非充放電時両端電圧（Ｖ１ｉ）を測定する際の１点目時間（ｔ１）と前記充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定する際の２点目時間（ｔ２）と、を測定し、
    前記２点目時間（ｔ２）から前記１点目時間（ｔ１）を差し引くことにより時間差（Δｔ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）を前記時間差（Δｔ）で除して既定係数（Ａ）を乗じることにより、電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を計算し、
    初期バランス電圧（Ｖｒｏ）から前記電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を差し引くことで前記バランス電圧（Ｖｒｉ）を決定し、
    前記バランス電圧調整部を介してキャパシタ両端電圧（Ｖｉ）が前記バランス電圧（Ｖｒｉ）になるように制御することを特徴とする
    蓄電装置。
  6. 前記制御回路は、
    前記複数のキャパシタに対する測定結果から前記絶対値（ΔＶｉ）の最小値（ΔＶｍｉｎ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）と前記最小値（ΔＶｍｉｎ）の比の値（Δｉ）、および電圧調整幅（ΔＶｂ）における、あらかじめ求めた相関関係から、前記電圧調整幅（ΔＶｂｉ）を求めることを特徴とする
    請求項５に記載の蓄電装置。
  7. 前記制御回路は、
    前記キャパシタが非充放電状態になる毎に、前記バランス電圧（Ｖｒｉ）を決定することを特徴とする
    請求項５に記載の蓄電装置。
  8. 前記制御回路は、
    前記キャパシタの充電、または放電の開始直後における全ての前記キャパシタの内部抵抗値（Ｒ）に起因した初期的な電圧上昇、または電圧降下が発生した後に、
    既定時間（ｔｓ）毎に、直列接続された前記キャパシタの全電圧（Ｖｃ）の電圧傾き（ΔＶｃ）を求め、
    前記電圧傾き（ΔＶｃ）の正負が前回電圧傾き（ΔＶｃｏ）と同じで、かつ前記電圧傾き（ΔＶｃ）の絶対値が前記前回電圧傾き（ΔＶｃｏ）の絶対値より小さくなった時に、前記充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定することを特徴とする
    請求項５に記載の蓄電装置。
  9. 前記制御回路は、
    前記キャパシタの充電、または放電の開始直後における全ての前記キャパシタの内部抵抗値（Ｒ）に起因した初期的な電圧上昇、または電圧降下が発生した後に、
    既定時間（ｔｓ）毎に、前記制御回路に入力される前記キャパシタの充放電電流（Ｉ）の正負が前回充放電電流（Ｉｏ）と同じで、かつ前記充放電電流（Ｉ）の絶対値が前記前回充放電電流（Ｉｏ）の絶対値より小さくなった時に、前記充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定することを特徴とする
    請求項５に記載の蓄電装置。
  10. 前記キャパシタに温度センサを配するとともに、前記温度センサの出力が前記制御回路に接続された構成を有し、
    前記制御回路は、
    あらかじめ求めた前記キャパシタ両端電圧（Ｖｉ）の温度依存性により、前記温度センサから得られる温度（Ｔ）に応じて、前記非充放電時両端電圧（Ｖ１ｉ）と前記充放電時両端電圧（Ｖ２ｉ）を補正することを特徴とする
    請求項５に記載の蓄電装置。
  11. 直列に接続された複数のキャパシタと、
    前記複数のキャパシタのそれぞれに接続された複数のバランス電圧調整部と、
    前記複数のバランス電圧調整部に接続された制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、
    使用終了時であり、かつ前記キャパシタの非充放電時において、前記バランス電圧調整部により前記キャパシタの使用終了時両端電圧（Ｖ１ｉ、ｉ＝１～ｎ、ｎは前記キャパシタの個数）を測定し、
    次回の起動時であり、かつ前記キャパシタの非充放電時において、前記バランス電圧調整部により前記キャパシタの起動時両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定し、
    前記使用終了時両端電圧（Ｖ１ｉ）と前記起動時両端電圧（Ｖ２ｉ）の差の絶対値（ΔＶｉ）を求め、
    前記使用終了時両端電圧（Ｖ１ｉ）を測定する際の１点目時間（ｔ１）と前記起動時両端電圧（Ｖ２ｉ）を測定する際の２点目時間（ｔ２）と、を測定し、
    前記２点目時間（ｔ２）から前記１点目時間（ｔ１）を差し引くことにより時間差（Δｔ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）を前記時間差（Δｔ）で除して得られる傾き（ΔＶｉ／Δｔ）、および前記バランス電圧（Ｖｒ）における、あらかじめ求めた相関関係から、前記キャパシタに対するバランス電圧（Ｖｒｉ）を求め、
    前記バランス電圧調整部を介してキャパシタ両端電圧（Ｖｉ）が前記バランス電圧（Ｖｒｉ）になるように制御することを特徴とする
    蓄電装置。
  12. 前記制御回路は、
    前記複数のキャパシタに対する測定結果から前記絶対値（ΔＶｉ）の最小値（ΔＶｍｉｎ）を求め、
    前記絶対値（ΔＶｉ）と前記最小値（ΔＶｍｉｎ）の比の値（Δｉ）、および前記バランス電圧（Ｖｒ）における、あらかじめ求めた相関関係から、前記バランス電圧（Ｖｒｉ）を求めることを特徴とする
    請求項１１に記載の蓄電装置。
  13. 前記制御回路は、
    前記キャパシタの前記バランス電圧（Ｖｒｉ）を、それらの和で求められるバランス電圧和（ΣＶｒｉ）で除し、全ての前記キャパシタの満充電電圧（Ｖｆ）を乗じた値を、前記キャパシタの前記バランス電圧（Ｖｒｉ）として、更新することを特徴とする
    請求項１１に記載の蓄電装置。
  14. 前記キャパシタに温度センサを配するとともに、前記温度センサの出力が前記制御回路に接続された構成を有し、
    前記制御回路は、
    あらかじめ求めた前記キャパシタ両端電圧（Ｖｉ）の温度依存性により、前記温度センサから得られる温度（Ｔ）に応じて、前記使用終了時両端電圧（Ｖ１ｉ）と前記起動時両端電圧（Ｖ２ｉ）を補正することを特徴とする
    請求項１１に記載の蓄電装置。
  15. 前記制御回路は、
    前記バランス電圧（Ｖｒｉ）が劣化限界値（Ｖｇ）以下になるか、あるいは前記絶対値（ΔＶｉ）が劣化上限値（ΔＶｇ）以上になるか、の少なくともいずれかの場合に、劣化信号を出力することを特徴とする
    請求項１、５、１１のいずれか一つに記載の蓄電装置。
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