JP2010088179A - 電池均等化回路、及び電池電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の二次電池からなる組電池に用いられる各二次電池の蓄電電荷量を均等化するために放電させる回路の故障を検出することができる電池均等化回路、及びこれを用いた電池電源装置を提供する。
【解決手段】二次電池Ｂ１〜Ｂ１０にそれぞれ並列接続された放電部Ｘ１〜Ｘ１０と、放電部Ｘ１〜Ｘ１０の故障を検知する故障検知部４１と、各二次電池に不均衡が生じた場合に放電部Ｘ１〜Ｘ１０を用いて不均衡を低減する不均衡低減回路５とを備え、放電部Ｘ１〜Ｘ１０は、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０と、不均衡低減回路５によってオン、オフが制御されるスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０と、抵抗Ｒ１〜Ｒ１０とが直列接続されたものであり、故障検知部４１は、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０から出力される電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０に基づいて、放電部Ｘ１〜Ｘ１０の故障の有無を判定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の二次電池からなる組電池において各二次電池を均等化するために用いられる電池均等化回路、及びこれを用いた電池電源装置に関する。

近年、エンジンと電気モータとを併用したハイブリッドカーや電気自動車に電源として搭載される車載用二次電池に代表されるように、二次電池を多数直列に接続して高電圧を出力する組電池の利用が拡大しつつある。このような組電池は、例えば８０セルの二次電池を直列に接続しているため、組電池全体の信頼性を確保する事が難しい。

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

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

そして、劣化が加速された二次電池は、容量が減少して寿命が短縮されることとなる。組電池の場合、一部の二次電池が劣化すると、組電池全体が使用できなくなったり信頼性が低下したりするため、このような蓄電電荷量のバラツキに起因して生じる二次電池の劣化は影響が大きい。そのため、二次電池を多数直列に接続された組電池では、各二次電池の蓄電電荷量を均等化することが望まれている。

このように、二次電池を多数直列に接続した組電池を使用する際、蓄電電荷量の均等化を実施する事で組電池としての信頼性を確保する方式が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、特許文献１に記載の組電池を構成する複数の二次電池を均等化するための電池均等化回路を示す回路図である。この電池均等化回路は、マイクロコンピュータから出力されるシリアル信号を第１制御部にてパラレル信号に変換し、各二次電池の均等化を行うものである。マイクロコンピュータは、放電させる二次電池を指定するシリアル信号を、光絶縁素子を介して第１制御部へ出力する。

第１制御部は、このシリアル信号をパラレル信号に変換し、レベル変換回路を介して各電池ブロックを放電させるトランジスタへ出力する。これにより、端子電圧の高い二次電池に対応するトランジスタをオンさせて放電させることで、各二次電池の蓄電量を均等化させるようになっている。
特開２００５−３３３７１７号公報

しかしながら、図３に示す電池均等化回路では、組電池を構成する二次電池を均等化する事は可能であるが、各二次電池の端子電圧しか検出していないため、放電用のスイッチング素子、例えばトランジスタがショート故障した場合は、二次電池の蓄電電荷量が減少して二次電池の端子電圧が低下したのか、放電回路が故障して二次電池の端子電圧が低下したのかを区別することができず、放電回路の故障を検知することができない。そのため、放電回路の故障によって信頼性や安全性の低下を招いたり、故障に対する保守サービスを的確に行うことができなかったりするという不都合があった。

本発明の目的は、複数の二次電池からなる組電池に用いられる各二次電池の蓄電電荷量を均等化するために放電させる回路の故障を検出することができる電池均等化回路、及びこれを用いた電池電源装置を提供することである。

本発明に係る電池均等化回路は、直列接続された複数の二次電池にそれぞれ並列接続された複数の放電部と、前記各放電部の故障を検知する故障検知部と、前記各二次電池に不均衡が生じた場合に前記各放電部を用いて当該不均衡を低減する不均衡低減部とを備え、前記各放電部は、前記流れる電流を光に変換して絶縁すると共に当該電流を示す電流検知信号を出力する光絶縁素子と、前記不均衡低減部によってオン、オフが制御されるスイッチング素子と、抵抗とが直列接続されたものであり、前記故障検知部は、前記各光絶縁素子から出力される電流検知信号に基づいて、前記各放電部の故障の有無を判定する。

この構成によれば、直列接続された複数の二次電池に、複数の放電部がそれぞれ並列接続されている。また、各放電部は、流れる電流を光に変換して絶縁すると共に当該電流を示す電流検知信号を出力する光絶縁素子と、スイッチング素子と、抵抗とが直列接続されている。そして、各二次電池に不均衡が生じると、不均衡低減部によって、当該不均衡を低減するように、各放電部のスイッチング素子がオン、オフされて各二次電池の放電が制御される。このとき、当該スイッチング素子のオン、オフに応じて、実際に放電部に電流が流れたか、遮断されたかが光絶縁素子の電流検知信号によって故障検知部に通知されるので、故障検知部が、各光絶縁素子から出力される電流検知信号に基づいて各放電部の故障の有無を判定ことで、各二次電池の蓄電電荷量を均等化するために放電させる回路の故障を検出することができる。

また、前記各二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部によって検出された各端子電圧のうちいずれかが、予め設定された放電開始電圧を超えている期間、当該放電開始電圧を超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子をオンさせる不均衡低減部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、各二次電池の端子電圧が放電開始電圧を超えると、不均衡低減部によって当該放電開始電圧を超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子がオンされて当該二次電池の端子電圧が放電開始電圧以下になるまで放電されるので、前記複数の二次電池を充電すると、最終的に各二次電池の端子電圧が放電開始電圧で揃えられる結果、各二次電池を均等化することができる。

また、前記放電開始電圧は、前記各二次電池の満充電電圧であることが好ましい。

この構成によれば、前記複数の二次電池を充電すると、最終的に各二次電池の端子電圧が満充電電圧で揃えられる結果、各二次電池を満充電にしつつ均等化することができる。

また、前記各二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部によって検出された各端子電圧に基づいて、前記各二次電池の端子電圧に不均衡が生じているか否かを判定する不均衡判定部と、前記不均衡判定部によって不均衡が生じていると判定された場合、少なくとも前記各二次電池のうち前記電圧検出部によって検出された端子電圧が最も高い二次電池と並列接続された放電部における前記スイッチング素子を、オンさせる不均衡低減部とをさらに備えるようにしてもよい。

この構成によれば、不均衡判定部によって不均衡が生じていると判定されると、不均衡低減部によって、少なくとも各二次電池のうち電圧検出部によって検出された端子電圧が最も高い二次電池と並列接続された放電部におけるスイッチング素子がオンされて当該二次電池が放電されることで、各二次電池の不均衡が低減される。この場合、各二次電池を放電開始電圧まで充電しなくても均等化を実行することができるので、均等化を実行するタイミングの自由度が増大する。

また、前記故障検知部は、前記不均衡低減部がオフさせたスイッチング素子と直列接続された光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていることを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に故障が生じていると判定することが好ましい。

不均衡低減部がオフさせたスイッチング素子が、実際にオフしていれば、当該スイッチング素子と直列接続された光絶縁素子には電流が流れない。しかるに光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていることを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に何らかの故障が生じていると考えられるので、故障検知部は、当該放電部に故障が生じていると判定することができる。

また、前記故障検知部は、前記不均衡低減部がオンさせたスイッチング素子と直列接続された光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていないことを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に故障が生じていると判定することが好ましい。

不均衡低減部がオンさせたスイッチング素子が、実際にオンしていれば、当該スイッチング素子と直列接続された光絶縁素子には電流が流れる。しかるに光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていないことを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に何らかの故障が生じていると考えられるので、故障検知部は、当該放電部に故障が生じていると判定することができる。

また、前記各光絶縁素子から出力される電流検知信号のうち一つを選択し、前記故障検知部へ供給する選択部をさらに備え、前記故障検知部は、前記選択部によって、前記各電流検知信号を順次選択させることが好ましい。

この構成によれば、二次電池の数が増加して放電部の数が増加しても、選択部の選択数を増加させるだけで故障検知部の信号入力ポートを増加させる必要がないので、多数の放電部を用いることが容易となる。

また、本発明に係る電池電源装置は、上述の電池均等化回路と、前記複数の二次電池とを備える。

この構成によれば、複数の二次電池を備えた電池電源装置において、各二次電池の蓄電電荷量を均等化するために放電させる回路の故障を検出することができる。

このような構成の電池均等化回路、及び電池電源装置は、各二次電池に不均衡が生じると、不均衡低減部によって、当該不均衡を低減するように、各放電部のスイッチング素子がオン、オフされて各二次電池の放電が制御される。このとき、当該スイッチング素子のオン、オフに応じて、実際に放電部に電流が流れたか、遮断されたかが光絶縁素子の電流検知信号によって故障検知部に通知されるので、故障検知部が、各光絶縁素子から出力される電流検知信号に基づいて各放電部の故障の有無を判定ことで、各二次電池の蓄電電荷量を均等化するために放電させる回路の故障を検出することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池均等化回路を用いた電池電源装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示す電池電源装置１は、電池均等化回路２と、組電池３とを備えている。組電池３は、例えば１０個の二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０が、直列接続されて構成されている。二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０としては、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等、種々の二次電池を用いることができる。

なお、組電池３を構成する二次電池の数は、複数であればよく、１０個に限定されるものではない。また、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０は、それぞれ複数のセルが直列、並列、あるいは直列と並列とが組み合わされて構成された電池ブロックであってもよい。

また、組電池３の、正極が接続端子Ｔ１に接続され、負極が接続端子Ｔ２に接続されている。そして、接続端子Ｔ１，Ｔ２に、例えば発電機や太陽電池等の充電装置や、モータ等の負荷装置が接続されるようになっている。そして、充電装置から接続端子Ｔ１，Ｔ２へ充電電流が供給されることにより、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０が充電され、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の放電電流が接続端子Ｔ１，Ｔ２を介して負荷装置へ供給されることにより、負荷装置が駆動されるようになっている。

電池均等化回路２は、放電部Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘ１０と、抵抗Ｒ１〜Ｒ１０，Ｒ１１〜Ｒ２１と、制御部４と、不均衡低減回路５と、マルチプレクサ６（選択部）とを備えている。放電部Ｘ１は、フォトカプラＰＣ１（光絶縁素子）と、スイッチング素子ＳＷ１と、抵抗Ｒ１とが直列接続されて構成されている。以下同様に、放電部Ｘ２〜Ｘ１０についても、それぞれ対応する放電部と符号の番号が同じフォトカプラＰＣとスイッチング素子ＳＷと抵抗Ｒとの直列回路によって、構成されている。

フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０は、それぞれＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、当該ＬＥＤの光を受光するフォトトランジスタとを備えて構成されている。そして、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０のＬＥＤが、対応する放電部Ｘ１〜Ｘ１０における各スイッチング素子ＳＷ、抵抗Ｒと直列接続されている。また、各フォトトランジスタのコレクタが、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒ１０をそれぞれ介して動作用電源ＶＤＤに接続され、各フォトトランジスタのエミッタが、グラウンドに接続されている。

そして、各フォトトランジスタのコレクタと抵抗Ｒ１〜Ｒ１０との接続点が、マルチプレクサ６の入力端子に接続されている。これにより、放電部Ｘ１〜Ｘ１０に電流が流れていないときは、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０のＬＥＤが消灯して各フォトトランジスタがオフし、抵抗Ｒ１〜Ｒ１０でプルアップされてハイレベルの電流検知信号Ｓｃｄが、マルチプレクサ６に入力されるようになっている。一方、放電部Ｘ１〜Ｘ１０に電流が流れたときは、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０のＬＥＤが発光して各フォトトランジスタがオンし、ローレベルの電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が、それぞれマルチプレクサ６に入力されるようになっている。

マルチプレクサ６は、制御部４からの制御信号に応じて、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ１０から出力された電流の有無を示す電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０のうち一つを選択し、制御部４へ出力する。これにより、放電部の数が増加しても、マルチプレクサ６の選択数を増加させるだけで制御部４の信号入力ポートを増加させる必要がないので、多数の放電部を用いることが容易となる。

なお、マルチプレクサ６を用いず、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が直接制御部４に入力される構成としてもよい。

二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の両端は、それぞれ抵抗Ｒ１１〜Ｒ２１を介して不均衡低減回路５と接続されている。

不均衡低減回路５は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２１を介して入力された二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の各端子電圧のうちいずれかが、予め設定された放電開始電圧Ｖｒを超えると、当該端子電圧が放電開始電圧Ｖｒを超えている期間、放電開始電圧Ｖｒを超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子をオンさせる。また、不均衡低減回路５は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０のオン、オフ状態を示すスイッチ状態信号Ｓｓｗを、制御部４へ出力する。この場合、不均衡低減回路５は、請求項における電圧検出部、及び不均衡低減部の一例に相当している。

不均衡低減回路５は、例えば二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧と放電開始電圧Ｖｒとを比較する複数のコンパレータを用いて構成してもよい。この場合、各コンパレータは、それぞれ対応する二次電池の端子電圧が放電開始電圧Ｖｒを超えると、その出力信号を対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子へ出力することにより、各端子電圧が放電開始電圧Ｖｒを超えている期間、放電開始電圧Ｖｒを超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子をオンさせることができる。

この場合、充電装置から接続端子Ｔ１，Ｔ２へ充電電流が供給されることにより、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０が充電され、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧が上昇すると、端子電圧が放電開始電圧Ｖｒに達した二次電池から順に、不均衡低減回路５によって当該二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子がオンされて、当該二次電池の充電電流がバイパスされるので、最終的には全ての二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧が放電開始電圧Ｖｒまで等しく充電される結果、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧が均等化される。

そして、二次電池の端子電圧と蓄電電荷量とには相関関係があるので、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧が均等化されると、二次電池の蓄電電荷量が均等化される。このようにして、不均衡低減回路５は、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の蓄電電荷量を均等化することができる。

また、放電開始電圧Ｖｒを、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の満充電電圧に設定すれば、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０を満充電にしつつ、蓄電電荷量の不均衡を低減することが可能となる。

なお、不均衡低減回路５を単一の回路ブロックとして示したが、複数の回路ブロックに分割されて構成されていてもよい。

制御部４は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶された不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、その周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部４は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、故障検知部４１として機能する。

故障検知部４１は、マルチプレクサ６によって、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０を順次選択させることによって、放電部Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘ１０に流れる電流の有無を検出する。そして、故障検知部４１は、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が、スイッチ状態信号Ｓｓｗがオフを示すスイッチング素子を含む放電部に、電流が流れていることを示す場合、当該放電部に故障が生じていると判定する。

また、故障検知部４１は、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が、スイッチ状態信号Ｓｓｗがオンを示すスイッチング素子を含む放電部に、電流が流れていないことを示す場合、当該放電部に故障が生じていると判定する。

これにより、電池均等化回路２は、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の蓄電電荷量を均等化するために放電させる放電部Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘ１０の故障を検出することができる。

故障検知部４１は、放電部の故障を検出した場合、例えば図略の表示装置によって故障が発生した旨の表示を行ってもよく、故障が発生した旨を示す信号を接続端子Ｔ１，Ｔ２に接続された充電装置や負荷装置、その他の上位装置に出力して故障を報知してもよく、例えば組電池３の充放電経路に設けられた図略のスイッチング素子をオフして組電池３の充放電を禁止することで、安全性を向上するようにしてもよい。

なお、電池均等化回路２において、不均衡低減回路５が、電圧検出部及び不均衡低減部として機能する例を示したが、例えば制御部を不均衡低減部として用いるようにしてもよい。

図２は、制御部を不均衡低減部として用いた電池均等化回路２ａを含む電池電源装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。図２に示す電池均等化回路２ａは、図１に示す電池均等化回路２の不均衡低減回路５の代わりに電圧検出部７を備えている。また、電池均等化回路２ａにおける制御部４ａは、故障検知部４１ａ、不均衡判定部４２、及び不均衡低減部４３として機能する。また、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０は、不均衡低減部４３からの制御信号に応じてオン、オフするようになっている。その他の構成は図１に示す電池均等化回路２と同様であるのでその説明を省略する。

電圧検出部７は、例えばアナログデジタルコンバータを用いて構成されており、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の各端子電圧を検出し、その検出値を制御部４ａへ出力する。

不均衡判定部４２は、電圧検出部７によって検出された各端子電圧に基づいて、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧に不均衡が生じているか否かを判定する。具体的には、不均衡判定部４２は、例えば各端子電圧のうちの最大値と最小値との差を算出し、当該算出された差が予め設定された基準電圧を超えた場合、当該不均衡が生じていると判定する。なお、不均衡判定部４２は、不均衡が生じているか否かを判定するために、その他種々の判定方法を用いることができる。

不均衡低減部４３は、不均衡判定部４２によって不均衡が生じていると判定された場合、少なくとも二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０のうち端子電圧が最も高い二次電池と並列接続された放電部におけるスイッチング素子を、オンさせて放電させることで、他の二次電池との差を低減する。より具体的には、不均衡低減部４３は、例えば、二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０の端子電圧のうち最も低い端子電圧と、他の端子電圧とが等しくなるまで、当該最も端子電圧が低い二次電池以外の二次電池と並列接続された放電部におけるスイッチング素子を、オンさせて放電させることで、全ての端子電圧を前記最も低い端子電圧に揃えることで、端子電圧の不均衡を低減する。

この構成によれば、二次電池の放電のみによって各端子電圧を均等化することができるので、電池均等化回路２のように、各二次電池を放電開始電圧Ｖｒまで充電しなくても均等化を実行することが可能となる。

なお、制御部４ａは、不均衡判定部４２を備えず、不均衡低減部４３が、電圧検出部７によって検出された各端子電圧のうちいずれかが、例えば満充電電圧に設定された放電開始電圧Ｖｒを超えている期間、放電開始電圧Ｖｒを超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子をオンさせることで、均等化を実行するようにしてもよく、その他均等化の手段としてはその他種々の方法を用いることができる。

故障検知部４１ａは、マルチプレクサ６によって、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０を順次選択させることによって、放電部Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘ１０に流れる電流の有無を検出する。そして、故障検知部４１ａは、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が、不均衡低減部４３がオフさせたスイッチング素子を含む放電部に、電流が流れていることを示す場合、当該放電部に故障が生じていると判定する。

また、故障検知部４１ａは、電流検知信号Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０が、不均衡低減部４３がオンさせたスイッチング素子を含む放電部に、電流が流れていないことを示す場合、当該放電部に故障が生じていると判定する。

これによれば、制御部４ａを、不均衡判定部４２、及び不均衡低減部４３として機能させることで、例えば不均衡低減回路５を二次電池Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０と同じ数のコンパレータで構成した場合と比べて回路規模を低減することが容易となる。

本発明に係る電池均等化回路、及びこれを用いた電池電源装置は、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、ハイブリッドエレベータ、太陽電池や発電装置と二次電池とを組み合わされた電源システム等の電池搭載装置、システムにおいて、好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る電池均等化回路を用いた電池電源装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電池電源装置の変形例を示すブロック図である。 背景技術に係る電池均等化回路を示す回路図である。

符号の説明

１，１ａ 電池電源装置
２，２ａ 電池均等化回路
３ 組電池
４，４ａ 制御部
５ 不均衡低減回路
６ マルチプレクサ
７ 電圧検出部
１０ 組電池
４１，４１ａ 故障検知部
４２ 不均衡判定部
４３ 不均衡低減部
Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１０ 二次電池
ＰＣ１，ＰＣ２，・・・，ＰＣ１０ フォトカプラ
Ｒ１〜Ｒ１０，Ｒ１１〜Ｒ２１ 抵抗
ＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷ１０ スイッチング素子
Ｓｃｄ１〜Ｓｃｄ１０ 電流検知信号
Ｓｓｗ スイッチ状態信号
Ｔ１，Ｔ２ 接続端子
Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘ１０ 放電部

Claims (8)

1. 直列接続された複数の二次電池にそれぞれ並列接続された複数の放電部と、
   前記各放電部の故障を検知する故障検知部と、
   前記各二次電池に不均衡が生じた場合に前記各放電部を用いて当該不均衡を低減する不均衡低減部とを備え、
   前記各放電部は、
   前記流れる電流を光に変換して絶縁すると共に当該電流を示す電流検知信号を出力する光絶縁素子と、前記不均衡低減部によってオン、オフが制御されるスイッチング素子と、抵抗とが直列接続されたものであり、
   前記故障検知部は、
   前記各光絶縁素子から出力される電流検知信号に基づいて、前記各放電部の故障の有無を判定すること
   を特徴とする電池均等化回路。
2. 前記各二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部によって検出された各端子電圧のうちいずれかが、予め設定された放電開始電圧を超えている期間、当該放電開始電圧を超えた端子電圧に対応する二次電池と並列接続された放電部のスイッチング素子をオンさせる不均衡低減部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載の電池均等化回路。
3. 前記放電開始電圧は、
   前記各二次電池の満充電電圧であること
   を特徴とする請求項２記載の電池均等化回路。
4. 前記各二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部によって検出された各端子電圧に基づいて、前記各二次電池の端子電圧に不均衡が生じているか否かを判定する不均衡判定部と、
   前記不均衡判定部によって不均衡が生じていると判定された場合、少なくとも前記各二次電池のうち前記電圧検出部によって検出された端子電圧が最も高い二次電池と並列接続された放電部における前記スイッチング素子を、オンさせる不均衡低減部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載の電池均等化回路。
5. 前記故障検知部は、
   前記不均衡低減部がオフさせたスイッチング素子と直列接続された光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていることを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に故障が生じていると判定すること
   を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電池均等化回路。
6. 前記故障検知部は、
   前記不均衡低減部がオンさせたスイッチング素子と直列接続された光絶縁素子から出力された電流検知信号が、電流が流れていないことを示す場合、当該光絶縁素子を含む放電部に故障が生じていると判定すること
   を特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電池均等化回路。
7. 前記各光絶縁素子から出力される電流検知信号のうち一つを選択し、前記故障検知部へ供給する選択部をさらに備え、
   前記故障検知部は、
   前記選択部によって、前記各電流検知信号を順次選択させること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池均等化回路。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池均等化回路と、
   前記複数の二次電池と
   を備えることを特徴とする電池電源装置。

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