WO2012124291A1 - バランス補正装置、蓄電システムおよび輸送装置 - Google Patents

バランス補正装置、蓄電システムおよび輸送装置 Download PDF

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WO2012124291A1
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storage cell
switching element
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balance correction
control signal
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中尾　文昭
小池　哲夫
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電動車両技術開発株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a balance correction device and a power storage system.
  • Patent Document 1 JP 2006-06774 2 (Patent Document 2) JP 2008-017655 (Patent Document 3) JP 2009-232660 A
  • the balance correction circuit equalizes the voltage between the storage cells by moving the charge from the storage cell having a high voltage to the storage cell having a low voltage.
  • the balance correction circuit may transfer charges from a low voltage storage cell to a high voltage storage cell. When the charge moves from the low voltage storage cell to the high voltage storage cell, the time required for equalizing the voltage between the storage cells becomes long. Accordingly, an object of one aspect of the present invention is to provide a balance correction device and a power storage system that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims.
  • the dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
  • a balance for equalizing the voltages of the first power storage cell and the second power storage cell A correction device, an inductor having one end electrically connected to a connection point between one end of the first storage cell and one end of the second storage cell, the other end of the inductor, and the other of the first storage cell
  • a first switching element electrically connected between the second end of the inductor and a second switching element electrically connected between the other end of the inductor and the other end of the second storage cell
  • a control signal for controlling the on / off operation of the first switching element and the second switching element is supplied to the first switching element and the second switching element, and the first switching element and the second switching element are exchanged.
  • a control signal generating unit that performs an on / off operation, and the control signal generating unit receives a state transition signal indicating that the state of the power storage system is temporarily switched to a charged state during operation of the power storage system.
  • a balance correction device for stopping the occurrence of the above.
  • control signal generator is electrically connected between the other end of the first storage cell or the other end of the second storage cell and the control signal generator, and based on the state transition signal There may be provided a third switching element for restricting the supply of power to the.
  • the third switching element may be a bipolar junction transistor.
  • the balance correction apparatus includes a state transition signal input terminal to which a state transition signal is input, a first resistance element electrically connected between the base of the bipolar junction transistor and the state transition signal input terminal, and one end Is electrically connected between the base of the bipolar junction transistor and the first resistance element, and the other end is connected to the other end of the first storage cell or the other end of the second storage cell and the third switching element. And a second resistance element electrically connected between the first and second resistors.
  • the first and second power storage cells connected in series, and the balance correction device for equalizing the voltages of the first and second power storage cells Is provided.
  • a transportation device that is electrically connected to the power storage system and the power storage system, and at least of the kinetic energy of the transportation device and the potential energy of the transportation device during braking of the transportation device.
  • a motor that converts one into electrical energy
  • a braking signal generator that generates a braking signal indicating that the transportation device is braked or that the transportation device is braking, and a state transition signal when the braking signal is received.
  • a transportation device is provided that includes a state transition signal generation unit that notifies a balance correction device.
  • An example of apparatus 100 provided with accumulation-of-electricity system 110 is shown roughly.
  • An example of the electrical storage system 210 is shown schematically.
  • movement of the electrical storage system 210 is shown schematically.
  • An example of the electrical storage system 410 is shown schematically.
  • An example of the electrical storage system 510 is shown schematically.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a device 100 including a power storage system 110.
  • Device 100 includes a motor 102, a braking signal generation unit 104, a state transition signal generation unit 106, and a power storage system 110.
  • the device 100 may be a transportation device such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, an electric motorcycle, a railway vehicle, and an elevator.
  • the device 100 may be an electrical device such as a PC or a mobile phone.
  • the power storage system 110 includes a terminal 112, a terminal 114, a plurality of power storage cells connected in series including a power storage cell 122, a power storage cell 124, a power storage cell 126, and a power storage cell 128, a balance correction circuit 132, and a balance correction circuit 134. And a plurality of balance correction circuits including a balance correction circuit 136.
  • the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may be an example of a balance correction device.
  • “Electrically connected” is not limited to a case where a certain element is directly connected to another element.
  • a third element may be interposed between one element and another element.
  • it is not limited to when a certain element and another element are physically connected.
  • the input winding and output winding of the transformer are not physically connected, but are electrically connected.
  • an element and another element are electrically connected. Including the case of connection.
  • “connected in series” indicates that an element and another element are electrically connected in series.
  • the motor 102 is electrically connected to the power storage system 110 and uses power supplied from the power storage system 110.
  • the motor 102 may be an example of a power load.
  • the motor 102 may be used as a regenerative brake.
  • the motor 102 may convert at least one of the kinetic energy of the device 100 and the potential energy of the device 100 into electrical energy when the device 100 is braked.
  • the brake signal generator 104 may generate a brake signal ⁇ 12 indicating that the device 100 is braked.
  • the braking signal generation unit 104 may generate a braking signal ⁇ 12 when detecting a braking operation by a user or the like.
  • the brake signal generation unit 104 may generate the brake signal ⁇ 12 when detecting that the operation for generating the driving force for the motor 102 is released.
  • the operation for causing the motor 102 to generate a driving force may be an accelerator operation.
  • the braking signal generator 104 may generate the brake signal ⁇ 12 when it is detected that the user has released the accelerator, or when the user has released the accelerator.
  • the braking signal generator 104 may generate a regenerative signal ⁇ 14 indicating that the device 100 is braking.
  • the braking signal generation unit 104 may be electrically connected to the motor 102 and detect a current flowing through the motor 102.
  • the braking signal generation unit 104 may generate the regenerative signal ⁇ 14 when detecting that the motor 102 is generating the regenerative current.
  • the braking signal generator 104 may notify at least one of the brake signal ⁇ 12 and the regenerative signal ⁇ 14 to at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136.
  • the brake signal ⁇ 12 and the regenerative signal ⁇ 14 may be an example of a braking signal.
  • the state transition signal generator 106 receives at least one of the brake signal ⁇ 12 and the regenerative signal ⁇ 14 generated by the brake signal generator 104. When the state transition signal generator 106 receives at least one of the brake signal ⁇ 12 and the regenerative signal ⁇ 14, the state transition signal generator 106 notifies the state transition signal ⁇ 16 to at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136. To do.
  • the state transition signal ⁇ 16 may be a signal indicating that the state of the power storage system 110 is temporarily switched to a charged state during operation of the power storage system 110.
  • the state transition signal ⁇ 16 may be a signal indicating that the motor 102 is generating a regenerative current or that the motor 102 may generate a regenerative current.
  • “Indicating switching” includes not only a case where switching is to be performed but also a case where switching has already been performed.
  • “Switching from now on” includes not only the case of switching as a result, but also the case where there is a possibility of switching.
  • the power storage system 110 includes a discharge state in which electric power is supplied to the motor 102, a charge state in which electric energy is stored, a standby state in which neither charging nor discharging is performed while the device 100 is in operation, and the power of the device 100 is turned off or the motor And a stop state associated with turning off the supply of power to 102.
  • the power storage system 110 being “operating” means that the state of the power storage system 110 is not stopped.
  • the power storage system 110 may be in operation.
  • the power storage system 110 may shift to a stop state when a predetermined condition is satisfied after an operation to turn off the power of the device 100 or turn off the supply of power to the motor 102 is performed.
  • the operation of turning off the power supply of the apparatus 100 or turning off the supply of power to the motor 102 may be an operation of turning off the ignition switch.
  • the predetermined condition may be that a predetermined time elapses after the above operation is performed.
  • the predetermined condition may be that a voltage difference between adjacent storage cells is smaller than a predetermined value.
  • the motor 102 when the user performs a brake operation while the motor 102 drives the electric vehicle using the power supplied from the power storage system 110, the motor 102 generates a regenerative current. Thereafter, when the user performs an accelerator operation, the motor 102 drives the electric vehicle again using the power supplied from the power storage system 110.
  • the state transition signal generation unit 106 may notify the state transition signal ⁇ 16 to at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136.
  • the state transition signal generation unit 106 does not have to notify the state transition signal ⁇ 16 to at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136.
  • the state transition signal ⁇ 16 may be a signal indicating that the state of the power storage system 110 is temporarily switched to the charged state while at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 is in operation. At this time, the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 stop the balance correction function when the voltage difference between the storage cells to be corrected is smaller than a predetermined value. Is preferred.
  • the state transition signal generator 106 may generate the state transition signal ⁇ 16 based on the received signal.
  • the state transition signal generation unit 106 may store a signal generation condition in which the received signal is associated with generation, non-occurrence, or stop of the state transition signal ⁇ 16.
  • the state transition signal generator 106 may determine whether the state transition signal ⁇ 16 is generated, not generated, or stopped based on the received signal and the signal generation condition.
  • the state transition signal generator 106 may generate the state transition signal ⁇ 16 when receiving at least one of the brake signal ⁇ 12 and the regenerative signal ⁇ 14.
  • state transition signal ⁇ 16 can be generated before motor 102 generates a regenerative current. Further, when the motor 102 is generating a regenerative current, the state transition signal ⁇ 16 can be reliably generated.
  • the above conditions may be an example of signal generation conditions.
  • state transition signal generation unit 106 does not have to generate state transition signal ⁇ 16 even if it receives brake signal ⁇ 12.
  • the state transition signal generation unit 106 may acquire a signal indicating the speed and acceleration of the device 100 from a speed detection device and an acceleration detection device (not shown).
  • the state transition signal generator 106 does not have to generate the state transition signal ⁇ 16 when the voltage difference between adjacent storage cells is smaller than a predetermined value.
  • the above conditions may be an example of signal generation conditions.
  • the state transition signal generator 106 may stop the generation of the state transition signal ⁇ 16 when the regenerative signal ⁇ 14 is not received even after a predetermined time has elapsed after receiving the brake signal ⁇ 12.
  • the state transition signal generation unit 106 may stop the generation of the state transition signal ⁇ 16 when the current value of the regenerative current is smaller than a predetermined value.
  • the transfer signal generation unit 106 may stop generating the state transition signal ⁇ 16 when receiving a signal indicating that the state of the power storage system 110 is switched to the discharge state.
  • the state transition signal generation unit 106 may stop the generation of the state transition signal ⁇ 16.
  • the above conditions may be an example of signal generation conditions.
  • the apparatus 100 includes the state transition signal generation unit 106 and the state transition signal ⁇ 16 is notified from the state transition signal generation unit 106 to the power storage system 110 has been described.
  • the state transition signal is not limited to this.
  • the braking signal generator 104 may notify at least one of the brake signal ⁇ 12 and the regeneration signal ⁇ 14 to at least one of the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136.
  • the braking signal generation unit 104 may be an example of the state transition signal generation unit 106.
  • the brake signal ⁇ 12 and the regeneration signal ⁇ 14 may be an example of the state transition signal ⁇ 16.
  • a signal for detecting a brake operation by a user, a signal for detecting that an operation for generating power to the motor 102 has been released, a signal for detecting that the motor 102 is generating a regenerative current It may be an example.
  • the power storage system 110 is electrically connected to the motor 102 and supplies power to the motor 102.
  • the power storage system 110 is electrically connected to a charging device (not shown) and stores electrical energy.
  • the terminals 112 and 114 electrically connect the power storage system 110 to devices outside the system such as the motor 102 and the charging device.
  • Power storage cell 122, power storage cell 124, power storage cell 126, and power storage cell 128 are connected in series.
  • the power storage cell 122, the power storage cell 124, the power storage cell 126, and the power storage cell 128 may be secondary batteries or capacitors.
  • the storage cell 122, the storage cell 124, the storage cell 126, and the storage cell 128 may be lithium ion batteries or lithium polymer batteries.
  • Each of power storage cell 122, power storage cell 124, power storage cell 126, and power storage cell 128 may include a plurality of power storage cells.
  • battery characteristics include battery capacity or discharge voltage characteristics indicating the relationship of battery voltage to discharge time. For example, as the storage cell deteriorates, the battery voltage decreases with a shorter discharge time.
  • the storage cell 122 and the storage cell 124 have a predetermined range of charge levels (sometimes referred to as “State of Charge” or “SOC”), when the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 vary.
  • SOC state of Charge
  • the utilization efficiency of the power storage system 110 is deteriorated. Therefore, the use efficiency of the power storage system 110 can be improved by equalizing the voltages of the power storage cell 122 and the power storage cell 124.
  • the balance correction circuit 132 has an inductor and equalizes the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124.
  • the balance correction circuit 132 includes one end (sometimes referred to as a positive electrode side) of the storage cell 122 on the terminal 112 side, one end (sometimes referred to as a negative electrode side) on the terminal 114 side of the storage cell 122, and the positive electrode of the storage cell 124. It is electrically connected to the connection point 143 with the side. Thereby, a circuit including the storage cell 122 and the inductor is formed.
  • the balance correction circuit 132 is electrically connected to a connection point 143 and a connection point 145 between the negative electrode side of the storage cell 124 and the positive electrode side of the storage cell 126. Thereby, a circuit including the storage cell 124 and the inductor is formed.
  • the balance correction circuit 132 causes a current to alternately flow through the circuit including the storage cell 122 and the inductor and the circuit including the storage cell 124 and the inductor. Thereby, electrical energy can be transferred between the storage cell 122 and the storage cell 124 via the inductor. As a result, the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 can be equalized.
  • the balance correction device may transfer charges from a low voltage storage cell to a high voltage storage cell. As the deterioration of the storage cell proceeds, the internal resistance of the storage cell also increases. For this reason, when charging is performed while the balance correction device is operated in a state where the voltage between the normal storage cell and the deteriorated storage cell is varied, depending on the magnitude of the charging current, The voltage drop is considered to be larger than the voltage drop in a normal power storage cell.
  • the balance correction circuit 132 may stop functioning when it receives the state transition signal ⁇ 16. Thereby, it is possible to prevent the balance correction circuit 132 from moving charges from the low voltage storage cell to the high voltage storage cell.
  • the balance correction circuit 134 equalizes the voltages of the storage cell 124 and the storage cell 126.
  • the balance correction circuit 134 is electrically connected to a connection point 143, a connection point 145, and a connection point 147 between the negative electrode side of the storage cell 126 and the positive electrode side of the storage cell 128.
  • the balance correction circuit 136 equalizes the voltages of the storage cell 126 and the storage cell 128.
  • the balance correction circuit 136 is electrically connected to the connection point 145, the connection point 147, and the negative electrode side of the storage cell 128.
  • the balance correction circuit 134 and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 132.
  • FIG. 2 schematically shows an example of the power storage system 210.
  • the power storage system 210 includes a terminal 212, a terminal 214, a power storage cell 222 and a power storage cell 224 connected in series, and a balance correction circuit 232.
  • the balance correction circuit 232 may be an example of a balance correction device.
  • the power storage cell 222 may be an example of a first power storage cell.
  • the power storage cell 224 may be an example of a second power storage cell.
  • the terminal 212 and the terminal 214 may have the same configuration as the terminal 112 and the terminal 114 of the power storage system 110, respectively.
  • the power storage cell 222 and the power storage cell 224 may have the same configuration as the power storage cell 122, the power storage cell 124, the power storage cell 126, or the power storage cell 128.
  • the power storage system 110 may have a configuration similar to that of the power storage system 210.
  • the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 232.
  • the balance correction circuit 232 equalizes the voltages of the storage cell 222 and the storage cell 224.
  • the balance correction circuit 232 includes an inductor 250, a switching element 252, a switching element 254, a control signal generation unit 272, a diode 282, a diode 284, and a control power on / off circuit 290.
  • the switching element 252 may be an example of a first switching element.
  • the switching element 254 may be an example of a second switching element.
  • the balance correction circuit 232 is electrically connected to the positive electrode side of the energy storage cell 222 and the connection point 243 between the negative electrode side of the energy storage cell 222 and the positive electrode side of the energy storage cell 224. As a result, a first switching circuit including the storage cell 222, the switching element 252, and the inductor 250 is formed. The balance correction circuit 232 is electrically connected to the connection point 243 and the negative electrode side of the storage cell 224. Thus, a second switching circuit including the storage cell 224, the inductor 250, and the switching element 254 is formed.
  • the connection point 243 may be an example of a connection point between one end of the first power storage cell and one end of the second power storage cell.
  • One end of the inductor 250 is electrically connected to the connection point 243.
  • the other end of the inductor 250 may be electrically connected to a connection point 263 between the switching element 252 and the switching element 254.
  • an inductor current IL is generated in the inductor 250.
  • the switching element 252 is electrically connected between the other end of the inductor 250 and the positive electrode side of the storage cell 222.
  • the switching element 252 receives the control signal ⁇ 22 from the control signal generator 272, and performs an on operation or an off operation based on the control signal ⁇ 22. This opens and closes the first open / close circuit.
  • the switching element 252 may be a MOSFET. Switching element 252 may be an element that turns off when control signal ⁇ 22 is not received.
  • the switching element 254 is electrically connected between the other end of the inductor 250 and the negative electrode side of the storage cell 224.
  • the switching element 254 receives the control signal ⁇ 24 from the control signal generator 272 and performs an on operation or an off operation based on the control signal ⁇ 24. As a result, the second open / close circuit is opened and closed.
  • the switching element 254 may be a MOSFET.
  • the switching element 254 may be an element that performs an off operation when the control signal ⁇ 24 is not received.
  • the control signal generator 272 generates a control signal ⁇ 22 that controls the on / off operation of the switching element 252 and a control signal ⁇ 24 that controls the on / off operation of the switching element 254.
  • the control signal generator 272 supplies the control signal ⁇ 22 to the switching element 252.
  • the control signal generator 272 supplies the control signal ⁇ 24 to the switching element 254.
  • the control signal generation unit 272 may generate the control signal ⁇ 22 and the control signal ⁇ 24 so that the switching element 252 and the switching element 254 repeat ON / OFF operations alternately. Thereby, the switching element 252 and the switching element 254 can be alternately turned on and off.
  • Control signal ⁇ 22 and control signal ⁇ 24 may each be a square wave with a duty ratio of 50%. The duty ratio can be calculated as the ratio of the ON period to the period of the square wave.
  • the control signal generator 272 may be a pulse generator that generates a pulse train having a predetermined cycle.
  • Control signal generator 272 may be a variable pulse generator that variably controls the duty ratio of at least one of control signal ⁇ 22 and control signal ⁇ 24.
  • the control signal generator 272 may be formed on the same substrate as the switching element 252 and the switching element 254.
  • the control signal generator 272 may stop generating the control signals ⁇ 22 and ⁇ 24 when the balance correction circuit 232 receives the state transition signal ⁇ 16. Thereby, the state transition signal generator 106 notifies the power storage system 110 of the state transition signal ⁇ 16, so that the function of the balance correction circuit 232 can be stopped. As a result, it is possible to prevent the balance correction circuit 132 from moving charges from the low voltage storage cell to the high voltage storage cell.
  • Control signal generator 272 may be electrically connected to the positive electrode side of power storage cell 222 and the negative electrode side of power storage cell 224.
  • the control signal generation unit 272 may use the storage cell 222 and the storage cell 224 as a reference voltage power source.
  • the diode 282 is arranged in parallel with the switching element 252 and allows a current to flow in the direction from the other end of the inductor 250 to the positive electrode side of the storage cell 222.
  • the diode 284 is arranged in parallel with the switching element 254 and allows a current to flow in the direction from the negative electrode side of the storage cell 224 to the other end of the inductor 250.
  • the diode 282 and the diode 284 may be parasitic diodes formed equivalently between the source and drain of the MOSFET.
  • the inductor current I L diode 282 or diode 284 can continue to flow through.
  • the inductor current I L generated once the inductor 250 can be utilized without waste. Further, it is possible to suppress the generation of a surge voltage that occurs when the inductor current IL is cut off.
  • the control power on / off circuit 290 is arranged between the positive electrode side of the storage cell 222 and the control signal generator 272. When receiving the state transition signal ⁇ 16, the control power on / off circuit 290 restricts the supply of power to the control signal generator 272. Thereby, the function of the balance correction circuit 232 can be stopped.
  • control power on / off circuit 290 supplies power to the control signal generator 272.
  • control power supply on / off circuit 290 restricts the supply of power to control signal generation unit 272.
  • the control power on / off circuit 290 includes a signal input terminal 292, a switching element 294, a resistor 296, and a diode 297.
  • a state transition signal ⁇ 16 is input to the signal input terminal 292.
  • the signal input terminal 292 may be an example of a state transition signal input terminal.
  • the switching element 294 is electrically connected between the positive electrode side of the storage cell 222 and the control signal generator 272. Switching element 294 restricts the supply of power to control signal generator 272 based on state transition signal ⁇ 16.
  • the switching element 294 may be a transistor such as a MOSFET or a bipolar junction transistor.
  • the switching element 294 may be a PNP type bipolar junction transistor.
  • the switching element 294 may be an example of a third switching element.
  • the resistor 296 may be electrically connected between the switching element 294 and the signal input terminal 292.
  • the switching element 294 is a bipolar junction transistor
  • the resistor 296 may be electrically connected between the base of the switching element 294 and the signal input terminal 292.
  • the diode 297 may be electrically connected between the signal input terminal 292 and the resistor 296.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the operation of the power storage system 210.
  • FIG. 3 shows a graph 302, a graph 304, and a graph 306 in association with examples of the waveforms of the control signal ⁇ 22 and the control signal ⁇ 24.
  • the horizontal axis indicates the passage of time.
  • the vertical axis shows the magnitude of the inductor current I L.
  • the magnitude of the inductor current I L represents the current flowing from the connection point 263 toward the connecting point 243 (. Indicated by the solid line arrow in FIG. 2) as a positive.
  • Graph 302 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is greater than the voltage E 4 of the electric storage cell 224 schematically.
  • Graph 304 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 is smaller than the voltage E 4 of the electric storage cell 224 schematically.
  • Graph 306 illustrates an example of a temporal change of the inductor current I L when the voltage E 2 of the energy storage cell 222 and the voltage E 4 storage cells 224 are substantially the same schematically.
  • control signal ⁇ 22 and the control signal ⁇ 24 are square waves having a duty ratio of 50%. As shown in FIG. 3, control signal ⁇ 22 and control signal ⁇ 24 have complementary logic or phase polarities so that one of switching element 252 and switching element 254 is in the off state while the other is in the on state.
  • the switching element 252 is turned off, the switching element 254 is turned on, the inductor current I L is charged in the inductor 250 of the inductor 250 at one end - the connection point 243- storage cell 224-switching element 254- connection Point 263 is discharged through the current path at the other end of the inductor 250. This discharge is performed while charging the storage cell 224. As shown in FIG. 3, the inductor current I L decreases with time due to the discharge, the discharge current becomes zero, the inductor 250, to flow the opposite direction of the charge current and the discharge current.
  • the switching element 254 is turned off, the switching element 252 is turned on, the inductor current I L is charged in the inductor 250 of the inductor 250 and the other end - the connection point 263- switching element 25 2 storage cells 222-
  • the node 243 is discharged through a current path at one end of the inductor 250. This discharge is performed while charging the storage cell 222.
  • the balance correction circuit 232 causes a current to flow alternately between the first switching circuit and the second switching circuit, whereby electric energy is passed between the storage cell 122 and the storage cell 124 via the inductor 250. Can be exchanged. As a result, the voltages of the storage cell 122 and the storage cell 124 can be equalized.
  • the battery voltage decreases in a shorter discharge time. Therefore, in the discharge state of the storage system 210, the battery voltage is more likely to decrease as the storage cell becomes deteriorated.
  • the internal resistance of the storage cell also increases. Therefore, when the state of the power storage system 210 switches to the charged state in a state where the voltage between the normal power storage cell and the deteriorated power storage cell is varied, depending on the magnitude of the charging current, The voltage drop is larger than the voltage drop in a normal power storage cell.
  • the balance correction circuit 232 When the balance correction circuit 232 is operated in this state, the charge is moved from the deteriorated storage cell to a normal cell.
  • the balance correction circuit 132 causes the control signal generating unit to switch the switching element 294.
  • the supply of power to 272 is limited. Thereby, the function of the balance correction circuit 232 can be stopped.
  • control signal ⁇ 22 and the control signal ⁇ 24 are 50% for the purpose of simplifying the description.
  • control signal ⁇ 22 and the control signal ⁇ 24 are not limited to this.
  • the duty ratio of control signal ⁇ 22 and control signal ⁇ 24 may be changed according to the voltage difference between power storage cell 222 and power storage cell 224.
  • FIG. 4 schematically shows an example of the power storage system 410.
  • the power storage system 410 includes a terminal 212, a terminal 214, a power storage cell 222 and a power storage cell 224 connected in series, and a balance correction circuit 432.
  • the balance correction circuit 432 may be an example of a balance correction device.
  • the balance correction circuit 432 equalizes the voltages of the storage cell 222 and the storage cell 224.
  • the balance correction circuit 432 includes an inductor 250, a switching element 252, a switching element 254, a control signal generation unit 272, a diode 282, a diode 284, and a control power on / off circuit 490.
  • the balance correction circuit 432 is different from the balance correction circuit 232 in that a control power on / off circuit 490 is disposed between the negative electrode side of the storage cell 224 and the control signal generator 272.
  • a control power on / off circuit 490 is disposed between the negative electrode side of the storage cell 224 and the control signal generator 272.
  • the control power on / off circuit 490 supplies power to the control signal generator 272.
  • control power on / off circuit 290 restricts the supply of power to control signal generation unit 272.
  • Other points may have the same configuration as the balance correction circuit 232.
  • the same or similar parts as those of each part of the balance correction circuit 232 are denoted by the same reference numerals and redundant explanations are omitted.
  • the power storage system 110 may have a configuration similar to that of the power storage system 410.
  • the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 432.
  • the control power on / off circuit 490 includes a signal input terminal 292, a switching element 494, a resistor 296, and a diode 297.
  • Switching element 494 is electrically connected between the negative electrode side of power storage cell 224 and control signal generator 272. Switching element 494 restricts the supply of power to control signal generator 272 based on state transition signal ⁇ 16.
  • the switching element 494 may be a transistor such as a MOSFET or a bipolar junction transistor.
  • the switching element 494 may be an NPN type bipolar junction transistor.
  • the switching element 494 may be an example of a third switching element.
  • FIG. 5 schematically shows an example of the power storage system 510.
  • the power storage system 510 includes a signal input terminal 502, a switching element 504, a resistor 506, a diode 507, a terminal 512, a terminal 514, a power storage cell 522, a power storage cell 524, a power storage cell 526, and a power storage cell 528.
  • a balance correction circuit 532, a balance correction circuit 534, and a balance correction circuit 536 may be an example of a balance correction device.
  • the terminal 512 may have the same configuration as the terminal 112 or the terminal 212.
  • the terminal 514 may have a structure similar to that of the terminal 114 or the terminal 214.
  • Each of power storage cell 522, power storage cell 524, power storage cell 526, and power storage cell 528 has the same configuration as power storage cell 122, power storage cell 124, power storage cell 126, power storage cell 128, power storage cell 222, or power storage cell 224. Good.
  • the power storage system 510 is different from the power storage system 210 and the power storage system 410 in that it includes a signal input terminal 502, a switching element 504, a resistor 506, and a diode 507.
  • the balance correction circuit 532, the balance correction circuit 534, and the balance correction circuit 536 are different from the balance correction circuit 232 and the balance correction circuit 432 in that they include a control power on / off circuit 590.
  • Other points may have the same configuration as the balance correction circuit 232. Portions that are the same as or similar to the respective portions of the balance correction circuit 232 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the power storage system 110, the power storage system 210, and the power storage system 410 may have the same configuration as the power storage system 510.
  • the balance correction circuit 132, the balance correction circuit 134, and the balance correction circuit 136 may have the same configuration as the balance correction circuit 532.
  • the control power on / off circuit 290 and the control power on / off circuit 490 may have the same configuration as the control power on / off circuit 590.
  • the balance correction circuit 532, the balance correction circuit 534, and the balance correction circuit 536 do not have the diode 282 and the diode 284 for the purpose of simplifying the explanation.
  • the balance correction circuit 532, the balance correction circuit 534, and the balance correction circuit 536 may include the diode 282 and the diode 284 as in the case of the balance correction circuit 232.
  • the state transition signal ⁇ 16 is input to the signal input terminal 502.
  • the signal input terminal 502 may be an example of a state transition signal input terminal.
  • Switching element 504 restricts the supply of power to control signal generation unit 272 based on state transition signal ⁇ 16.
  • the switching element 504 may be electrically connected to the control power on / off circuit 590 and the terminal 512 or the terminal 514.
  • the switching element 504 may be a transistor such as a MOSFET or a bipolar junction transistor.
  • the switching element 504 is an NPN bipolar junction transistor and is electrically connected to the terminal 514. That is, the switching element 504 is electrically connected between each of the balance correction circuit 532, the balance correction circuit 534, and the control power on / off circuit 590 of the balance correction circuit 536, and the negative electrode side of the storage cell 528. .
  • the switching element 504 when the state transition signal ⁇ 16 is at “H” level, the switching element 504 is turned on. On the other hand, when state transition signal ⁇ 16 is at “L” level, switching element 504 is turned off.
  • the switching element 504 when the switching element 504 is in the on state, the balance correction circuit 534 and the switching element 294 in the balance correction circuit 536 are also in the on state, and the control power source on / off circuit 590 supplies power to the control signal generation unit 272.
  • the control power source on / off circuit 590 supplies power to the control signal generation unit 272.
  • the resistor 506 may be electrically connected between the signal input terminal 502 and the switching element 504.
  • the switching element 504 is a bipolar junction transistor
  • the resistor 506 may be electrically connected between the base of the switching element 504 and the signal input terminal 502.
  • the diode 507 may be electrically connected between the signal input terminal 502 and the resistor 506.
  • the control power on / off circuit 590 includes a switching element 294, a resistor 296, a diode 297, and a resistor 595.
  • the resistor 595 may be an example of a second resistance element.
  • the switching element 294 is a PNP-type bipolar junction transistor, and one end of the resistor 595 is electrically connected between the base of the switching element 294 and the resistor 296. The other end of resistor 595 is electrically connected between the positive electrode of power storage cell 522 and switching element 294.
  • the current value of the base current of the switching element 294 can be set in an appropriate range. Thereby, even if the electrical storage system 510 has a plurality of balance correction circuits, the plurality of balance correction circuits can be controlled by the single state transition signal ⁇ 16.
  • one end of the resistor 595 may be electrically connected between the base of the switching element 294 and the resistor 296.
  • the other end of the resistor 595 may be electrically connected between the positive electrode side of the storage cell 522 and the switching element 294.

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Abstract

　バランス補正回路が電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷を移動させることを抑制する。インダクタと、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に供給し、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部とを備え、制御信号発生部は、蓄電システムの動作中に蓄電システムの状態が一時的に充電状態に切り替わることを示す状態遷移信号を受信すると、制御信号の発生を停止する。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　バランス補正装置、蓄電システムおよび輸送装置
　本発明は、バランス補正装置および蓄電システムに関する。
[規則91に基づく訂正 18.04.2012]　
　直列接続された多数の蓄電セルを使用するときに、蓄電セル間の電圧にバラつきが生じると、蓄電セルの寿命が短くなる場合がある。そこで、インダクタ、スイッチング素子およびスイッチング素子の駆動回路を備え、蓄電セル間の電圧を均等化させるバランス補正回路が提案されている（特許文献１～３を参照。）。
　［先行技術文献］
　［特許文献］
　（特許文献１）特開２００６－０６７７４ 2 号公報
　（特許文献２）特開２００８－０１７６０５号公報
　（特許文献３）特開２００９－２３２６６０号公報
　バランス補正回路は、電圧の高い蓄電セルから電圧の低い蓄電セルに電荷を移動させることで、蓄電セル間の電圧を均等化させる。しかし、発明者らは、バランス補正回路が電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷を移動させる場合があることを見出した。電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷が移動した場合、蓄電セル間の電圧の均等化かかる時間が長くなる。そこで本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできるバランス補正装置および蓄電システムを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
　本発明の第１の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルを備える蓄電システムにおいて、第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、インダクタの他端と第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、インダクタの他端と第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に供給し、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部とを備え、制御信号発生部は、蓄電システムの稼働中に蓄電システムの状態が一時的に充電状態に切り替わることを示す状態遷移信号を受信すると、制御信号の発生を停止するバランス補正装置が提供される。
　上記のバランス補正装置において、第１の蓄電セルの他端または第２の蓄電セルの他端と制御信号発生部との間に電気的に接続され、状態遷移信号に基づいて、制御信号発生部への電力の供給を制限する第３のスイッチング素子を有してよい。
　上記のバランス補正装置において、第３のスイッチング素子はバイポーラジャンクショントランジスタであってよい。上記のバランス補正装置は、状態遷移信号が入力される状態遷移信号入力端子と、バイポーラジャンクショントランジスタのベースと状態遷移信号入力端子との間に電気的に接続される第１の抵抗素子と、一端が、バイポーラジャンクショントランジスタのベースと第１の抵抗素子との間に電気的に接続され、他端が、第１の蓄電セルの他端または第２の蓄電セルの他端と第３のスイッチング素子との間に電気的に接続される第２の抵抗素子と、をさらに有してよい。
　本発明の第２の態様においては、直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルと、第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルの電圧を均等化させる上記のバランス補正装置とを備える蓄電システムが提供される。
　本発明の第３の態様においては、輸送装置であって、上記の蓄電システムと、蓄電システムと電気的に接続され、輸送装置の制動時に、輸送装置の運動エネルギーおよび輸送装置の位置エネルギーの少なくとも一方を電気エネルギーに変換するモータと、輸送装置を制動させることまたは輸送装置が制動していることを示す制動信号を発生させる制動信号発生部と、制動信号を受信した場合に、状態遷移信号をバランス補正装置に通知する状態遷移信号発生部とを備える輸送装置が提供される。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。 蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。 蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。 蓄電システム４１０の一例を概略的に示す。 蓄電システム５１０の一例を概略的に示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明の（一）側面を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。
　図１は、蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。装置１００は、モータ１０２と、制動信号発生部１０４と、状態遷移信号発生部１０６と、蓄電システム１１０とを備える。装置１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気二輪車、鉄道車両、昇降機などの輸送装置であってよい。装置１００は、ＰＣ、携帯電話などの電気機器であってよい。
　蓄電システム１１０は、端子１１２と、端子１１４と、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８を含む直列に接続された複数の蓄電セルと、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６を含む複数のバランス補正回路とを有する。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正装置の一例であってよい。
　「電気的に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直接接続される場合に限定されない。ある要素と他の要素との間に、第三の要素が介在してもよい。また、ある要素と他の要素とが物理的に接続されている場合に限定されない。例えば、変圧器の入力巻線と出力巻線とは物理的には接続されていないが、電気的には接続されている。さらに、ある要素と他の要素とが現実に電気的に接続されている場合だけでなく、蓄電セルとバランス補正回路とが電気的に接続されたときに、ある要素と他の要素とが電気的に接続される場合をも含む。また、「直列に接続される」とは、ある要素と他の要素とが直列に電気的に接続されていることを示す。
　モータ１０２は、蓄電システム１１０に電気的に接続され、蓄電システム１１０の供給する電力を利用する。モータ１０２は、電力負荷の一例であってよい。モータ１０２は、回生ブレーキとして使用されてもよい。モータ１０２は、装置１００の制動時に、装置１００の運動エネルギーおよび装置１００の位置エネルギーの少なくとも一方を電気エネルギーに変換してよい。
　制動信号発生部１０４は、装置１００を制動させることを示すブレーキ信号φ１２を発生させてよい。制動信号発生部１０４は、ユーザ等によるブレーキ操作を検出した場合に、ブレーキ信号φ１２を発生させてよい。制動信号発生部１０４は、モータ１０２に駆動力を発生させる操作が解除されたことを検出した場合に、ブレーキ信号φ１２を発生させてよい。装置１００が電気自動車などの車両である場合、モータ１０２に駆動力を発生させる操作は、アクセル操作であってよい。制動信号発生部１０４は、ユーザがアクセルを緩めたことを検出した場合、または、ユーザがアクセルを離したことを検出した場合に、ブレーキ信号φ１２を発生させてよい。
　制動信号発生部１０４は、装置１００が制動していることを示す回生信号φ１４を発生させてよい。制動信号発生部１０４は、モータ１０２と電気的に接続され、モータ１０２に流れる電流を検出してよい。制動信号発生部１０４は、モータ１０２が回生電流を発生させていることを検出した場合に、回生信号φ１４を発生させてよい。
　制動信号発生部１０４は、ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４の少なくとも１つをバランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つに通知してよい。ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４は制動信号の一例であってよい。
　状態遷移信号発生部１０６は、制動信号発生部１０４が発生させたブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４の少なくとも１つを受信する。状態遷移信号発生部１０６は、ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４の少なくとも１つを受信した場合に、状態遷移信号φ１６をバランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つに通知する。
　状態遷移信号φ１６は、蓄電システム１１０の稼動中に蓄電システム１１０の状態が一時的に充電状態に切り替わることを示す信号であってよい。状態遷移信号φ１６は、モータ１０２が回生電流を発生させている、または、モータ１０２が回生電流を発生させる可能性があることを示す信号であってよい。「切り替わることを示す」とは、これから切り替わることを示す場合だけでなく、既に切り替わっていることを示す場合をも含む。「これから切り替わる」とは、結果として切り替わった場合だけでなく、切り替わる可能性がある場合をも含む。
　蓄電システム１１０は、モータ１０２に電力を供給する放電状態と、電気エネルギーを蓄える充電状態と、装置１００の稼動中に充電も放電もしていない待機状態と、装置１００の電源をオフにするまたはモータ１０２への電力の供給をオフにすることに伴う停止状態とを有してよい。蓄電システム１１０が「稼動中」であるとは、蓄電システム１１０の状態が停止状態でないことを意味する。蓄電システム１１０の状態が放電状態、充電状態および待機状態にあるとき、蓄電システム１１０は稼動中であってよい。
　蓄電システム１１０は、装置１００の電源をオフにするまたはモータ１０２への電力の供給をオフにする操作がなされた後、予め定められた条件を満たす場合に停止状態に移行してよい。装置１００の電源をオフにするまたはモータ１０２への電力の供給をオフにする操作は、イグニッションスイッチをオフにする操作であってよい。予め定められた条件は、上記操作がなされた後、予め定められた時間が経過することであってよい。予め定められた条件は、隣接する蓄電セル間の電圧差が予め定められた値より小さいことであってよい。
　例えば、モータ１０２が蓄電システム１１０の供給する電力を利用して電気自動車を駆動しているときに、ユーザがブレーキ操作をすると、モータ１０２は回生電流を発生させる。その後、ユーザがアクセル操作をすると、モータ１０２は蓄電システム１１０の供給する電力を利用して電気自動車を再び駆動する。
　このように、回生電流が発生している間は、蓄電システム１１０が稼動中であるにもかかわらず、蓄電システム１１０の状態が、一時的に放電状態から充電状態に切り替わる。このとき、状態遷移信号発生部１０６は、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つに、状態遷移信号φ１６を通知してよい。
　一方、蓄電システム１１０が外部の充電装置と電気的に接続して、蓄電システム１１０を充電する場合には、蓄電システム１１０の停止状態において、蓄電システム１１０の状態が充電状態に切り替わる。したがって、この場合には、状態遷移信号発生部１０６は、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つに、状態遷移信号φ１６を通知しなくてよい。
　状態遷移信号φ１６は、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つの稼動中に蓄電システム１１０の状態が一時的に充電状態に切り替わることを示す信号であってもよい。このとき、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、それぞれの補正対象となる蓄電セル間の電圧差が予め定められた値より小さい場合には、バランス補正機能を停止することが好ましい。
　状態遷移信号発生部１０６は、受信した信号に基づいて、状態遷移信号φ１６を発生させてよい。状態遷移信号発生部１０６は、受信した信号と、状態遷移信号φ１６の発生もしくは不発生または停止とを対応付けた信号発生条件を格納してよい。状態遷移信号発生部１０６は、受信した信号と、信号発生条件とに基づいて、状態遷移信号φ１６の発生もしくは不発生または停止を決定してよい。
　状態遷移信号発生部１０６は、ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４の少なくとも一方を受信した場合に、状態遷移信号φ１６を発生させてよい。これにより、モータ１０２が回生電流を発生させる前に状態遷移信号φ１６を発生させることができる。また、モータ１０２が回生電流を発生させている場合には、確実に状態遷移信号φ１６を発生させることができる。上記の条件は信号発生条件の一例であってよい。
　例えば、装置１００の一例である電気自動車が赤信号で停車している場合には、ユーザがブレーキを踏んでいたとしても、モータ１０２は回生電流を発生させない。そこで、状態遷移信号発生部１０６は、装置１００の速度および加速度が予め定められた値より小さい場合には、ブレーキ信号φ１２を受信しても状態遷移信号φ１６を発生させなくてもよい。状態遷移信号発生部１０６は、図示していない速度検出装置および加速度検出装置から、装置１００の速度および加速度を示す信号を取得してよい。状態遷移信号発生部１０６は、隣接する蓄電セル間の電圧差が予め定められた値より小さい場合には、状態遷移信号φ１６を発生させなくてもよい。上記の条件は信号発生条件の一例であってよい。
　状態遷移信号発生部１０６は、ブレーキ信号φ１２を受信してから予め定められた時間が経過しても回生信号φ１４を受信しない場合に、状態遷移信号φ１６の発生を停止してもよい。状態遷移信号発生部１０６は、回生電流の電流値が予め定められた値より小さい場合には、状態遷移信号φ１６の発生を停止してよい。移信号発生部１０６は、蓄電システム１１０の状態が放電状態に切り替わることを示す信号を受信した場合に、状態遷移信号φ１６の発生を停止してよい。状態遷移信号発生部１０６は、装置１００および蓄電システム１１０の少なくとも一方を停止させる信号を受信した場合に、状態遷移信号φ１６の発生を停止してよい。上記の条件は信号発生条件の一例であってよい。
　本実施形態において、装置１００が状態遷移信号発生部１０６を備え、状態遷移信号φ１６が、状態遷移信号発生部１０６から蓄電システム１１０に通知される場合について説明した。しかし、状態遷移信号はこれに限定されない。
　制動信号発生部１０４は、ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４の少なくとも一方を、バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６の少なくとも１つに通知してよい。この場合、制動信号発生部１０４は、状態遷移信号発生部１０６の一例であってよい。ブレーキ信号φ１２および回生信号φ１４は、状態遷移信号φ１６の一例であってよい。また、ユーザ等によるブレーキ操作を検出する信号、モータ１０２に動力を発生させる操作が解除されたことを検出する信号、モータ１０２が回生電流を発生させていることを検出する信号などは、制動信号の一例であってよい。
　蓄電システム１１０は、モータ１０２に電気的に接続され、モータ１０２に電力を供給する。蓄電システム１１０は、図示されない充電装置に電気的に接続され、電気エネルギーを蓄える。
　端子１１２および端子１１４は、モータ１０２、充電装置などのシステム外部の装置と、蓄電システム１１０とを電気的に接続する。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、直列に接続される。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、二次電池またはキャパシタであってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８は、リチウムイオン電池またはリチウムポリマー電池であってよい。蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８のそれぞれは、複数の蓄電セルを含んでもよい。
　例えば、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間で、製造品質、劣化の程度などが異なる場合、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電池特性に差が生じる場合がある。電池特性としては、電池容量、または、放電時間に対する電池電圧の関係を示す放電電圧特性を例示することができる。例えば、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになる。
　蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電池特性が異なる場合、蓄電システム１１０の充電完了時に蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の放電が進行するにつれて、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。また、蓄電システム１１０の充電開始時に蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧が略同一であったとしても、蓄電システム１１０の充電が進行するにつれて、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じる。
　蓄電セル１２２および蓄電セル１２４は、利用可能な充電レベル（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣという場合がある。）の範囲が予め定められているので、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧にばらつきが生じると、蓄電システム１１０の利用効率が悪化する。そこで、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることで、蓄電システム１１０の利用効率を向上させることができる。
　バランス補正回路１３２は、インダクタを有し、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２の端子１１２側の一端（正極側という場合がある。）と、蓄電セル１２２の端子１１４側の一端（負極側という場合がある。）と蓄電セル１２４の正極側との接続点１４３とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル１２２およびインダクタを含む回路が形成される。バランス補正回路１３２は、接続点１４３と、蓄電セル１２４の負極側と蓄電セル１２６の正極側との接続点１４５とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル１２４およびインダクタを含む回路が形成される。
　バランス補正回路１３２は、蓄電セル１２２およびインダクタを含む回路と、蓄電セル１２４およびインダクタを含む回路とに交互に電流を流す。これにより、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタを介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
　発明者らは、バランス補正装置が、電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷を移動させる場合のあることを見出した。蓄電セルの劣化が進行するにつれて、蓄電セルの内部抵抗も増大する。そのため、正常な蓄電セルと劣化した蓄電セルとの間の電圧にバラつきが生じている状態で、バランス補正装置を動作させながら充電を行うと、充電電流の大きさによっては、劣化した蓄電セルにおける電圧降下が、正常な蓄電セルにおける電圧降下よりも大きくなると考えられる。
　そこで、本実施形態において、バランス補正回路１３２は、状態遷移信号φ１６を受信すると機能を停止してよい。これにより、バランス補正回路１３２が、電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷を移動させることを防止することができる。
　バランス補正回路１３４は、蓄電セル１２４および蓄電セル１２６の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３４は、接続点１４３と、接続点１４５と、蓄電セル１２６の負極側と蓄電セル１２８の正極側との接続点１４７とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３６は、蓄電セル１２６および蓄電セル１２８の電圧を均等化させる。バランス補正回路１３６は、接続点１４５と、接続点１４７と、蓄電セル１２８の負極側とに、電気的に接続される。バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路１３２と同様の構成を有してよい。
　図２は、蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。蓄電システム２１０は、端子２１２と、端子２１４と、直列に接続された蓄電セル２２２および蓄電セル２２４と、バランス補正回路２３２とを備える。バランス補正回路２３２は、バランス補正装置の一例であってよい。蓄電セル２２２は、第１の蓄電セルの一例であってよい。蓄電セル２２４は、第２の蓄電セルの一例であってよい。
　端子２１２および端子２１４は、それぞれ、蓄電システム１１０の端子１１２および端子１１４と同様の構成を有してよい。蓄電セル２２２および蓄電セル２２４は、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６または蓄電セル１２８と同様の構成を有してよい。蓄電システム１１０は、蓄電システム２１０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。
　バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路２３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、制御信号発生部２７２と、ダイオード２８２と、ダイオード２８４と、制御用電源オン・オフ回路２９０とを備える。スイッチング素子２５２は、第１のスイッチング素子の一例であってよい。スイッチング素子２５４は、第２のスイッチング素子の一例であってよい。
　バランス補正回路２３２は、蓄電セル２２２の正極側と、蓄電セル２２２の負極側と蓄電セル２２４の正極側との接続点２４３とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２２と、スイッチング素子２５２と、インダクタ２５０とを含む第１の開閉回路が形成される。バランス補正回路２３２は、接続点２４３と、蓄電セル２２４の負極側とに電気的に接続される。これにより、蓄電セル２２４と、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５４とを含む第２の開閉回路が形成される。接続点２４３は、第１の蓄電セルの一端と第２の蓄電セルの一端との接続点の一例であってよい。
　インダクタ２５０は、一端が接続点２４３に電気的に接続される。インダクタ２５０の他端は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の接続点２６３に電気的に接続されてよい。スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が交互にオン動作およびオフ動作（オン・オフ動作という場合がある。）を繰り返すと、インダクタ２５０にはインダクタ電流ＩＬが生じる。
　スイッチング素子２５２は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２２の正極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５２は、制御信号発生部２７２から制御信号φ２２を受信して、制御信号φ２２に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第１の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５２は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。スイッチング素子２５２は、制御信号φ２２を受信しない場合にはオフ動作をする素子であってよい。
　スイッチング素子２５４は、インダクタ２５０の他端と蓄電セル２２４の負極側との間に電気的に接続される。スイッチング素子２５４は、制御信号発生部２７２から制御信号φ２４を受信して、制御信号φ２４に基づきオン動作またはオフ動作を行う。これにより、第２の開閉回路を開閉する。スイッチング素子２５４は、ＭＯＳＦＥＴであってよい。スイッチング素子２５４は、制御信号φ２４を受信しない場合にはオフ動作をする素子であってよい。
　制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２２と、スイッチング素子２５４のオン・オフ動作を制御する制御信号φ２４とを発生させる。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２をスイッチング素子２５２に供給する。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２４をスイッチング素子２５４に供給する。
　制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が交互にオン・オフ動作を繰り返すように、制御信号φ２２および制御信号φ２４を発生させてよい。これにより、スイッチング素子２５２とスイッチング素子２５４とを交互にオン・オフ動作させることができる。制御信号φ２２および制御信号φ２４は、それぞれ、デューティ比が５０％の方形波であってよい。デューティ比は、方形波の周期に対するＯＮ期間の割合として算出することができる。
　制御信号発生部２７２は、予め定められた周期のパルス列を発生するパルス発生器であってよい。制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の少なくとも一方のデューティ比を可変制御する可変パルス発生器であってもよい。制御信号発生部２７２は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４と同一の基板に形成されてよい。
　制御信号発生部２７２は、バランス補正回路２３２が状態遷移信号φ１６を受信すると、制御信号φ２２およびφ２４の発生を停止してよい。これにより、状態遷移信号発生部１０６が状態遷移信号φ１６を蓄電システム１１０に通知することで、バランス補正回路２３２の機能を停止させることができる。その結果、バランス補正回路１３２が、電圧の低い蓄電セルから電圧の高い蓄電セルに電荷を移動させることを防止することができる。
　制御信号発生部２７２は、蓄電セル２２２の正極側および蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続されてよい。制御信号発生部２７２は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４を基準電圧の電源として利用してよい。
　ダイオード２８２は、スイッチング素子２５２と並列に配され、インダクタ２５０の他端から蓄電セル２２２の正極側への方向に電流を流す。ダイオード２８４は、スイッチング素子２５４と並列に配され、蓄電セル２２４の負極側からインダクタ２５０の他端への方向に電流を流す。ダイオード２８２およびダイオード２８４は、ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間に等価的に形成される寄生ダイオードであってよい。
　ダイオード２８２およびダイオード２８４を設けることで、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が共にオフ状態となった期間にインダクタ電流ＩＬが残留した場合であっても、当該インダクタ電流ＩＬがダイオード２８２またはダイオード２８４を通して流れ続けることができる。これにより、インダクタ２５０に一旦生じたインダクタ電流ＩＬを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流ＩＬを遮断した場合に生じるサージ電圧の発生を抑制することができる。
　制御用電源オン・オフ回路２９０は、蓄電セル２２２の正極側と制御信号発生部２７２との間に配される。制御用電源オン・オフ回路２９０は、状態遷移信号φ１６を受信すると、制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。これにより、バランス補正回路２３２の機能を停止させることができる。
　本実施形態においては、状態遷移信号φ１６が"Ｌ"レベルの場合に、制御用電源オン・オフ回路２９０が制御信号発生部２７２に電力を供給する。一方、状態遷移信号φ１６が"Ｈ"レベルの場合には、制御用電源オン・オフ回路２９０が制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。
　制御用電源オン・オフ回路２９０は、信号入力端子２９２と、スイッチング素子２９４と、抵抗２９６と、ダイオード２９７とを有する。信号入力端子２９２には、状態遷移信号φ１６が入力される。信号入力端子２９２は、状態遷移信号入力端子の一例であってよい。
　スイッチング素子２９４は、蓄電セル２２２の正極側と制御信号発生部２７２との間に電気的に接続される。スイッチング素子２９４は、状態遷移信号φ１６に基づいて、制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。スイッチング素子２９４は、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラジャンクショントランジスタなどのトランジスタであってよい。スイッチング素子２９４は、ＰＮＰ型のバイポーラジャンクショントランジスタであってよい。スイッチング素子２９４は、第３のスイッチング素子の一例であってよい。
　抵抗２９６は、スイッチング素子２９４と信号入力端子２９２との間に電気的に接続されてよい。スイッチング素子２９４がバイポーラジャンクショントランジスタである場合イ、抵抗２９６は、スイッチング素子２９４のベースと信号入力端子２９２との間に電気的に接続されてよい。ダイオード２９７は、信号入力端子２９２と抵抗２９６との間に電気的に接続されてよい。
　図３は、蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。図３は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の波形の一例に対応づけて、グラフ３０２、グラフ３０４およびグラフ３０６を示す。グラフ３０２、グラフ３０４およびグラフ３０６において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸はインダクタ電流ＩＬの大きさを示す。図３において、インダクタ電流ＩＬの大きさは、接続点２６３から接続点２４３に向かって流れる電流（図２において実線の矢印で示す。）を正として表す。
　グラフ３０２は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０４は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。グラフ３０６は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合のインダクタ電流ＩＬの経時変化の一例を概略的に示す。
　図３において、制御信号φ２２および制御信号φ２４は、デューティ比が５０％の方形波である。図３に示すように、制御信号φ２２および制御信号φ２４は、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４の一方がオン状態の間は他方がオフ状態になるように、互いに相補な論理または位相極性を有する。
　グラフ３０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも大きい場合には、スイッチング素子２５２がオン状態のときに、蓄電セル２２２の正極側－スイッチング素子２５２－接続点２６３－インダクタ２５０－接続点２４３－蓄電セル２２２の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における実線矢印の方向に充電される。
　次に、スイッチング素子２５２がオフ状態になり、スイッチング素子２５４がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の一端－接続点２４３－蓄電セル２２４－スイッチング素子２５４－接続点２６３－インダクタ２５０の他端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２４を充電しながら行われる。図３に示すように、インダクタ電流ＩＬは放電により時間と共に減少し、放電電流が０になると、インダクタ２５０には、放電電流とは逆方向の充電電流が流れるようになる。
　グラフ３０４に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ４よりも小さい場合には、スイッチング素子２５４がオン状態のときに、蓄電セル２２４の正極側－接続点２４３－インダクタ２５０－接続点２６３－スイッチング素子２５４－蓄電セル２２４の負極側の電流経路で電流が流れる。このとき、インダクタ２５０には、インダクタ電流ＩＬが図２における点線矢印の方向に充電される。
　次に、スイッチング素子２５４がオフ状態になり、スイッチング素子２５２がオン状態になると、インダクタ２５０に充電されたインダクタ電流ＩＬがインダクタ２５０の他端－接続点２６３－スイッチング素子２５２－蓄電セル２２２－接続点２４３－インダクタ２５０の一端の電流経路で放電される。この放電は、蓄電セル２２２を充電しながら行われる。
　上記のように、バランス補正回路２３２が第１の開閉回路と、第２の開閉回路とに交互に電流を流すことで、蓄電セル１２２と蓄電セル１２４との間でインダクタ２５０を介して電気エネルギーを授受することができる。その結果、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４の電圧を均等化させることができる。
　グラフ３０６に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ４とが略同一である場合には、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４がオン状態の期間において、インダクタ電流ＩＬの放電と充電とがほぼ等量ずつ実施される。その結果、電圧がほぼバランスした状態を維持することができる。
　ここで、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、より短い放電時間で電池電圧が低下するようになるので、蓄電システム２１０の放電状態においては、劣化した蓄電セルほど電池電圧が低下しやすい。一方、蓄電セルの劣化が進行するにつれて、蓄電セルの内部抵抗も増大する。そのため、正常な蓄電セルと劣化した蓄電セルとの間の電圧にバラつきが生じている状態で、蓄電システム２１０の状態が充電状態に切り替わると、充電電流の大きさによっては、劣化した蓄電セルにおける電圧降下が、正常な蓄電セルにおける電圧降下よりも大きくなる。
　その結果、実際に蓄積されている電気エネルギーは劣化した蓄電セルの方が少ないにもかかわらず、電池電圧は、見かけ上、劣化した蓄電セルの方が大きくなる。この状態でバランス補正回路２３２を稼動させると、劣化した蓄電セルから正常なセルに電荷を移動させることになる。
　そこで、本実施形態において、バランス補正回路１３２は、信号入力端子２９２に状態遷移信号φ１６が入力され、スイッチング素子２９４のベース電圧が予め定められた値より大きくなると、スイッチング素子２９４が制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。これにより、バランス補正回路２３２の機能を停止させることができる。
　本実施形態においては、説明を簡単にする目的で、制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比が５０％である場合について説明した。しかし、制御信号φ２２および制御信号φ２４はこれに限定されない。制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧差に応じて変更されてよい。
　図４は、蓄電システム４１０の一例を概略的に示す。蓄電システム４１０は、端子２１２と、端子２１４と、直列に接続された蓄電セル２２２および蓄電セル２２４と、バランス補正回路４３２とを備える。バランス補正回路４３２は、バランス補正装置の一例であってよい。
　バランス補正回路４３２は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧を均等化させる。バランス補正回路４３２は、インダクタ２５０と、スイッチング素子２５２と、スイッチング素子２５４と、制御信号発生部２７２と、ダイオード２８２と、ダイオード２８４と、制御用電源オン・オフ回路４９０とを備える。
　バランス補正回路４３２は、制御用電源オン・オフ回路４９０が蓄電セル２２４の負極側と制御信号発生部２７２との間に配される点でバランス補正回路２３２と相違する。本実施形態においては、状態遷移信号φ１６が"Ｈ"レベルの場合に、制御用電源オン・オフ回路４９０が制御信号発生部２７２に電力を供給する。一方、状態遷移信号φ１６が"Ｌ"レベルの場合には、制御用電源オン・オフ回路２９０が制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。その他の点については、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。
　バランス補正回路２３２の各部と同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を除く。蓄電システム１１０は、蓄電システム４１０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４およびバランス補正回路１３６は、バランス補正回路４３２と同様の構成を有してよい。
　制御用電源オン・オフ回路４９０は、信号入力端子２９２と、スイッチング素子４９４と、抵抗２９６と、ダイオード２９７とを有する。スイッチング素子４９４は、蓄電セル２２４の負極側と制御信号発生部２７２との間に電気的に接続される。スイッチング素子４９４は、状態遷移信号φ１６に基づいて、制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。
　スイッチング素子４９４は、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラジャンクショントランジスタなどのトランジスタであってよい。スイッチング素子４９４は、ＮＰＮ型のバイポーラジャンクショントランジスタであってよい。スイッチング素子４９４は、第３のスイッチング素子の一例であってよい。
　図５は、蓄電システム５１０の一例を概略的に示す。蓄電システム５１０は、信号入力端子５０２と、スイッチング素子５０４と、抵抗５０６と、ダイオード５０７と、端子５１２と、端子５１４と、蓄電セル５２２と、蓄電セル５２４と、蓄電セル５２６と、蓄電セル５２８と、バランス補正回路５３２と、バランス補正回路５３４と、バランス補正回路５３６とを有する。バランス補正回路５３２、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６は、バランス補正装置の一例であってよい。
　端子５１２は、端子１１２または端子２１２と同様の構成を有してよい。端子５１４は、端子１１４または端子２１４と同様の構成を有してよい。蓄電セル５２２、蓄電セル５２４、蓄電セル５２６および蓄電セル５２８のそれぞれは、蓄電セル１２２、蓄電セル１２４、蓄電セル１２６、蓄電セル１２８、蓄電セル２２２または蓄電セル２２４と同様の構成を有してよい。
　蓄電システム５１０は、信号入力端子５０２、スイッチング素子５０４、抵抗５０６およびダイオード５０７を有する点で蓄電システム２１０および蓄電システム４１０と相違する。バランス補正回路５３２、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６は、制御用電源オン・オフ回路５９０を有する点でバランス補正回路２３２およびバランス補正回路４３２と相違する。その他の点については、バランス補正回路２３２と同様の構成を有してよい。バランス補正回路２３２の各部と同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を除く。
　蓄電システム１１０、蓄電システム２１０および蓄電システム４１０は、蓄電システム５１０と同様の構成を有してよい。バランス補正回路１３２、バランス補正回路１３４、バランス補正回路１３６は、バランス補正回路５３２と同様の構成を有してよい。制御用電源オン・オフ回路２９０および制御用電源オン・オフ回路４９０は、制御用電源オン・オフ回路５９０と同様の構成を有してよい。
　なお、本実施形態において、バランス補正回路５３２、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６は、説明を簡単にする目的で、ダイオード２８２およびダイオード２８４を有していない。しかし、バランス補正回路５３２、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６は、バランス補正回路２３２と同様にダイオード２８２およびダイオード２８４を有してよい。
　信号入力端子５０２には、状態遷移信号φ１６が入力される。信号入力端子５０２は、状態遷移信号入力端子の一例であってよい。
　スイッチング素子５０４は、状態遷移信号φ１６に基づいて、制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。スイッチング素子５０４は、制御用電源オン・オフ回路５９０と、端子５１２または端子５１４と電気的に接続されてよい。スイッチング素子５０４は、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラジャンクショントランジスタなどのトランジスタであってよい。
　本実施形態において、スイッチング素子５０４は、ＮＰＮ型のバイポーラジャンクショントランジスタであり、端子５１４と電気的に接続される。つまり、スイッチング素子５０４は、バランス補正回路５３２、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６の制御用電源オン・オフ回路５９０のそれぞれと、蓄電セル５２８の負極側との間に電気的に接続される。
　これにより、状態遷移信号φ１６が"Ｈ"レベルの場合に、スイッチング素子５０４がオン状態になる。一方、状態遷移信号φ１６が"Ｌ"レベルの場合に、スイッチング素子５０４がオフ状態になる。スイッチング素子５０４がオン状態の場合には、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６のスイッチング素子２９４のそれぞれもオン状態となり、制御用電源オン・オフ回路５９０が制御信号発生部２７２に電力を供給する。一方、スイッチング素子５０４がオフ状態の場合には、バランス補正回路５３４およびバランス補正回路５３６のスイッチング素子２９４のそれぞれもオフ状態となり、制御用電源オン・オフ回路５９０が制御信号発生部２７２への電力の供給を制限する。
　抵抗５０６は、信号入力端子５０２とスイッチング素子５０４との間に電気的に接続されてよい。スイッチング素子５０４がバイポーラジャンクショントランジスタである場合イ、抵抗５０６は、スイッチング素子５０４のベースと信号入力端子５０２との間に電気的に接続されてよい。ダイオード５０７は、信号入力端子５０２と抵抗５０６との間に電気的に接続されてよい。
　制御用電源オン・オフ回路５９０は、スイッチング素子２９４と、抵抗２９６と、ダイオード２９７と、抵抗５９５とを有する。抵抗５９５は、第２の抵抗素子の一例であってよい。
　本実施形態において、スイッチング素子２９４はＰＮＰ型のバイポーラジャンクショントランジスタであり、抵抗５９５は、一端が、スイッチング素子２９４のベースと抵抗２９６との間に電気的に接続される。抵抗５９５の他端は、蓄電セル５２２の正極とスイッチング素子２９４との間に電気的に接続される。
　抵抗２９６の抵抗値と抵抗５９５の抵抗値とを調整することで、スイッチング素子２９４のベース電流の電流値を適切な範囲に設定することができる。これにより、蓄電システム５１０が複数のバランス補正回路を有する場合であっても、単一の状態遷移信号φ１６により、複数のバランス補正回路を制御することができる。
　なお、スイッチング素子２９４がＮＰＮ型のバイポーラジャンクショントランジスタである場合には、抵抗５９５は、一端が、スイッチング素子２９４のベースと抵抗２９６との間に電気的に接続されてよい。抵抗５９５の他端は、蓄電セル５２２の正極側とスイッチング素子２９４との間に電気的に接続されてよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
　１００　装置、１０２　モータ、１０４　制動信号発生部、１０６　状態遷移信号発生部、１１０　蓄電システム、１１２　端子、１１４　端子、１２２　蓄電セル、１２４　蓄電セル、１２６　蓄電セル、１２８　蓄電セル、１３２　バランス補正回路、１３４　バランス補正回路、１３６　バランス補正回路、１４３　接続点、１４５　接続点、１４７　接続点、２１０　蓄電システム、２１２　端子、２１４　端子、２２２　蓄電セル、２２４　蓄電セル、２３２　バランス補正回路、２４３　接続点、２５０　インダクタ、２５２　スイッチング素子、２５４　スイッチング素子、２６３　接続点、２７２　制御信号発生部、２８２　ダイオード、２８４　ダイオード、２９０　制御用電源オン・オフ回路、２９２　信号入力端子、２９４　スイッチング素子、２９６　抵抗、２９７　ダイオード、３０２　グラフ、３０４　グラフ、３０６　グラフ、４１０　蓄電システム、４３２　バランス補正回路、４９０　制御用電源オン・オフ回路、４９４　スイッチング素子、５０２　信号入力端子、５０４　スイッチング素子、５０６　抵抗、５０７　ダイオード、５１０　蓄電システム、５１２　端子、５１４　端子、５２２　蓄電セル、５２４　蓄電セル、５２６　蓄電セル、５２８　蓄電セル、５３２　バランス補正回路、５３４　バランス補正回路、５３６　バランス補正回路、５９０　制御用電源オン・オフ回路、５９５　抵抗

Claims (5)

  1. 　直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルを備える蓄電システムにおいて、前記第１の蓄電セルおよび前記第２の蓄電セルの電圧を均等化させるバランス補正装置であって、
    　前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との接続点に、一端が電気的に接続されるインダクタと、
    　前記インダクタの他端と前記第１の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、
    　前記インダクタの他端と前記第２の蓄電セルの他端との間に電気的に接続される第２のスイッチング素子と、
    　前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御信号を、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子に供給し、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを交互にオン・オフ動作させる制御信号発生部と、
    　を備え、
    　前記制御信号発生部は、前記蓄電システムの稼働中に前記蓄電システムの状態が一時的に充電状態に切り替わることを示す状態遷移信号を受信すると、前記制御信号の発生を停止する、
    　バランス補正装置。
  2. 　前記第１の蓄電セルの他端または前記第２の蓄電セルの他端と前記制御信号発生部との間に電気的に接続され、前記状態遷移信号に基づいて、前記制御信号発生部への電力の供給を制限する第３のスイッチング素子を有する、
    　請求項１に記載のバランス補正装置。
  3. 　前記第３のスイッチング素子はバイポーラジャンクショントランジスタであり、
    　前記状態遷移信号が入力される状態遷移信号入力端子と、
    　前記バイポーラジャンクショントランジスタのベースと前記状態遷移信号入力端子との間に電気的に接続される第１の抵抗素子と、
    　一端が、前記バイポーラジャンクショントランジスタのベースと前記第１の抵抗素子との間に電気的に接続され、他端が、前記第１の蓄電セルの他端または前記第２の蓄電セルの他端と前記第３のスイッチング素子との間に電気的に接続される第２の抵抗素子と、
    　をさらに有する、
    　請求項２に記載のバランス補正装置。
  4. 　直列に接続された第１の蓄電セルおよび第２の蓄電セルと、
    　前記第１の蓄電セルおよび前記第２の蓄電セルの電圧を均等化させる、請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のバランス補正装置と、
    　を備える、蓄電システム。
  5. 　輸送装置であって、
    　請求項４に記載の蓄電システムと、
    　前記蓄電システムと電気的に接続され、前記輸送装置の制動時に、前記輸送装置の運動エネルギーおよび前記輸送装置の位置エネルギーの少なくとも一方を電気エネルギーに変換するモータと、
    　前記輸送装置を制動させることまたは前記輸送装置が制動していることを示す制動信号を発生させる制動信号発生部と、
    　前記制動信号を受信した場合に、前記状態遷移信号を前記バランス補正装置に通知する状態遷移信号発生部と、
    　を備える、輸送装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019068596A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、バランス補正システム、蓄電システム、及び、装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5864320B2 (ja) * 2012-03-19 2016-02-17 Ｅｖｔｄ株式会社 バランス補正装置および蓄電システム
CN104767000A (zh) * 2014-01-06 2015-07-08 紘康科技股份有限公司 用于堆叠充电电池芯间电量转移的控制方法及电路
US20150222137A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Hycon Technology Corp. Control method for achieving power transfer between stacked rechargeable battery cells and power transfer circuit thereof
CN106160539B (zh) * 2015-04-24 2018-10-23 郑州大学 一种采用交叠双电源供电的两级逆变器
JP6814437B2 (ja) * 2017-02-13 2021-01-20 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、バランス補正装置、蓄電システム、及び、装置
JP6928347B2 (ja) * 2017-08-02 2021-09-01 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 管理装置、蓄電装置、蓄電システム、及び、電気機器
CN111971871B (zh) * 2018-03-28 2024-04-30 松下知识产权经营株式会社 蓄电设备用的放电电路、蓄电系统以及具备其的车辆
CN111055710B (zh) * 2019-12-29 2024-05-03 泛在能源(山东)有限公司 一种应用于停车场的汽车充电系统
CN111564886B (zh) * 2020-06-01 2022-04-19 李砚泉 基于电容网络的均衡装置、可级联均衡电池组及控制方法
WO2021257592A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23 Magnetic Energy Charging, Inc. Battery charger and method for charging a battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067742A (ja) 2004-08-27 2006-03-09 Fdk Corp 直列接続した２次電池のバランス補正装置およびその補正方法
WO2007148745A1 (ja) * 2006-06-22 2007-12-27 Fdk Corporation 多直列蓄電セル、直列蓄電セル装置、直列セルの電圧バランス補正回路
JP2008017605A (ja) 2006-07-05 2008-01-24 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路
JP2009131060A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Honda Motor Co Ltd 充放電回路の制御システム
JP2009232660A (ja) 2008-03-25 2009-10-08 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199602A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Nagano Japan Radio Co 電力供給システム
US7078877B2 (en) * 2003-08-18 2006-07-18 General Electric Company Vehicle energy storage system control methods and method for determining battery cycle life projection for heavy duty hybrid vehicle applications
CN2843915Y (zh) * 2005-09-10 2006-12-06 高道崑 电动车能量再生回收装置
US8493028B2 (en) * 2009-04-03 2013-07-23 Marvell World Trade Ltd. Power management circuit for rechargeable battery stack

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067742A (ja) 2004-08-27 2006-03-09 Fdk Corp 直列接続した２次電池のバランス補正装置およびその補正方法
WO2007148745A1 (ja) * 2006-06-22 2007-12-27 Fdk Corporation 多直列蓄電セル、直列蓄電セル装置、直列セルの電圧バランス補正回路
JP2008017605A (ja) 2006-07-05 2008-01-24 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路
JP2009131060A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Honda Motor Co Ltd 充放電回路の制御システム
JP2009232660A (ja) 2008-03-25 2009-10-08 Fdk Corp 直列セルの電圧バランス補正回路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2685593A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019068596A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、バランス補正システム、蓄電システム、及び、装置
JP7007681B2 (ja) 2017-09-29 2022-01-25 ＮＥｘＴ－ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、バランス補正システム、蓄電システム、及び、装置

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