JP2020088915A - 電圧均等化装置及び電圧均等化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直列接続される複数の電池の電圧を均等化させるためのスイッチをオンさせることができない場合であっても、各電池の電圧の均等化を実施させる。【解決手段】スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３と、制御部２とを備え、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない時に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンさせるとともにスイッチＳＷ３をオフさせることにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させ、スイッチＳＷ１をオンさせることができない場合、電圧検出部Ｓｖ２の電圧検出頻度に比べて電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を高くすることにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電池の電圧を均等化する技術に関する。

電圧均等化装置として、直列接続される複数の電池にそれぞれ並列接続されるスイッチのうち、最も低い電圧の電池以外の電池に並列接続されるスイッチをオンさせることで、そのスイッチに直列接続される抵抗により、最も低い電圧の電池以外の電池を強制的に放電させて各電池の電圧を均等化させるものがある。

関連する技術として、例えば、特許文献１がある。

特開２０１４−２２３００３号公報

しかしながら、上述の電圧均等化装置では、強制的に放電させる必要がある電池に並列接続されるスイッチをオンさせることができない場合、各電池の電圧の均等化を実施させることができないという懸念がある。

そこで、本発明の一側面に係る目的は、直列接続される複数の電池の電圧を均等化させるためのスイッチをオンさせることができない場合であっても、各電池の電圧の均等化を実施させることである。

本発明に係る一つの形態である電圧均等化装置は、互いに直列接続され、第１の電池に並列接続される第１のスイッチ及び第１の抵抗と、互いに直列接続され、第１の電池に直列接続される第２の電池に並列接続される第２のスイッチ及び第２の抵抗と、第１の電池に並列接続され、第１の電池の電圧を検出するとき、第１の電池から供給される電力を消費する第１の電圧検出部と、第２の電池に並列接続され、第２の電池の電圧を検出するとき、第２の電池から供給される電力を消費する第２の電圧検出部と、第１及び第２の電池が使用されていない時に、第１のスイッチをオンさせるとともに第２のスイッチをオフさせて第１の抵抗により第１の電池を放電させることにより、第１及び第２の電池の電圧を均等化させる制御部とを備える。

上記制御部は、第１のスイッチをオンさせることができない場合、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、第１及び第２の電池の電圧を均等化させる。

これにより、強制的に放電させる必要がある第１の電池に並列接続される第１のスイッチをオンさせることができない場合であっても、第１の電池に並列接続される第１の電圧検出部により第１の電池を強制的に放電させることができるため、第１及び第２の電池の電圧の均等化を実施させることができる。

また、上記制御部は、第１のスイッチをオンさせることができない場合、第１及び第２の電池の電圧を均等化させるために必要な第１の電圧検出部の電圧検出回数を算出し、その算出した電圧検出回数分、第１の電圧検出部が電圧を検出する間、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、第１及び第２の電池の電圧を均等化させ、第１及び第２の電池の電圧を均等化させている間に第１及び第２の電池の使用が開始された時、第１のスイッチをオンさせることができる場合には、第１のスイッチをオフさせて均等化を停止し、第１のスイッチをオンさせることができない場合には、電圧検出回数分、第１の電圧検出部が電圧を検出する間、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くする状態を維持するように構成してもよい。

これにより、第１及び第２の電池が使用されていない状態から第１及び第２の電池が使用される状態に切り替わっても、第１及び第２の電池の電圧の均等化を継続して実施することができる。

本発明によれば、直列接続される複数の電池の電圧を均等化させるためのスイッチをオンさせることができない場合であっても、各電池の電圧の均等化を実施させることができる。

実施形態の電圧均等化装置を含む電池パックの一例を示す図である。 制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 制御部の動作の他の例を示すフローチャートである。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態の電圧均等化装置を含む電池パックの一例を示す図である。

電池パック１は、複数の電池Ｂ（電池Ｂ１〜Ｂ３）と、複数の抵抗Ｒ（抵抗Ｒ１〜Ｒ３）と、複数のスイッチＳＷ（スイッチＳＷ１〜ＳＷ３）と、複数の電圧検出部Ｓｖ（電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３）と、電流検出部Ｓｉと、制御部２とを備える。すなわち、抵抗Ｒ１の一方の端子が電池Ｂ１のプラス端子及び電圧検出部Ｓｖ１の一方の入力端子に接続され、抵抗Ｒ１の他方の端子がスイッチＳＷ１の一方の端子に接続されている。スイッチＳＷ１の他方の端子が電池Ｂ１のマイナス端子、電池Ｂ２のプラス端子、抵抗Ｒ２の一方の端子、電圧検出部Ｓｖ１の他方の入力端子、及び電圧検出部Ｓｖ２の一方の入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子がスイッチＳＷ２の一方の端子に接続されている。スイッチＳＷ２の他方の端子が電池Ｂ２のマイナス端子、電池Ｂ３のプラス端子、抵抗Ｒ３の一方の端子、電圧検出部Ｓｖ２の他方の入力端子、及び電圧検出部Ｓｖ３の一方の入力端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他方の端子がスイッチＳＷ３の一方の端子に接続されている。スイッチＳＷ３の他方の端子が電池Ｂ３のマイナス端子及び電圧検出部Ｓｖ３の他方の入力端子に接続されている。

なお、実施形態の電圧均等化装置は、複数の抵抗Ｒと、複数のスイッチＳＷと、複数の電圧検出部Ｓｖと、制御部２とを備えて構成される。また、図１に示す電池パック１では、電池Ｂ、抵抗Ｒ、スイッチＳＷ、及び電圧検出部Ｓｖがそれぞれ３つ備えられているが、電池Ｂ、抵抗Ｒ、スイッチＳＷ、及び電圧検出部Ｓｖがそれぞれ２つ、または、４つ以上備えられていてもよい。

電池Ｂ１〜Ｂ３は、それぞれ、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などにより構成され、互いに直列接続されている。また、電池パック１の外部の充電器Ｃｈまたは負荷Ｌｏから電池Ｂ１〜Ｂ３へ充電電流が流れると、電池Ｂ１〜Ｂ３が充電して電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧が増加する。また、電池Ｂ１〜Ｂ３から負荷Ｌｏへ放電電流が流れると、電池Ｂ１〜Ｂ３が放電して電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧が低下する。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、それぞれ、電磁リレーまたは半導体リレーなどにより構成される。抵抗Ｒ１及びスイッチＳＷ１は、互いに直列接続され、電池Ｂ１に並列接続されている。抵抗Ｒ２及びスイッチＳＷ２は、互いに直列接続され、電池Ｂ２に並列接続されている。抵抗Ｒ３及びスイッチＳＷ３は、互いに直列接続され、電池Ｂ３に並列接続されている。

電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３は、それぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成される。電圧検出部Ｓｖ１は、電池Ｂ１に並列接続され、一定時間Ｔ経過毎に電池Ｂ１の電圧を検出する。また、電圧検出部Ｓｖ１は、電池Ｂ１の電圧を検出するとき、電池Ｂ１から供給される電力を消費する。そして、その消費電力に対応する電流が電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ流れると、電池Ｂ１の電圧が低下する。電圧検出部Ｓｖ２は、電池Ｂ２に並列接続され、一定時間Ｔ経過毎に電池Ｂ２の電圧を検出する。また、電圧検出部Ｓｖ２は、電池Ｂ２の電圧を検出するとき、電池Ｂ２から供給される電力を消費する。そして、その消費電力に対応する電流が電池Ｂ２から電圧検出部Ｓｖ２へ流れると、電池Ｂ２の電圧が低下する。電圧検出部Ｓｖ３は、電池Ｂ３に並列接続され、一定時間Ｔ経過毎に電池Ｂ３の電圧を検出する。また、電圧検出部Ｓｖ３は、電池Ｂ３の電圧を検出するとき、電池Ｂ３から供給される電力を消費する。そして、その消費電圧に対応する電流が電池Ｂ３から電圧検出部Ｓｖ３へ流れると、電池Ｂ３の電圧が低下する。

電流検出部Ｓｉは、ホール素子などを用いて構成され、電池Ｂ１と充電器Ｃｈまたは負荷Ｌｏとの間の電流経路に設けられ、充電器Ｃｈまたは負荷Ｌｏから電池Ｂ１〜Ｂ３へ流れる充電電流、または、電池Ｂ１〜Ｂ３から負荷Ｌｏへ流れる放電電流を検出する。なお、電流検出部Ｓｉは、電池Ｂ３と充電器Ｃｈまたは負荷Ｌｏとの間の電流経路に設けられてもよい。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成され、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の動作を制御する。

図２は、制御部２の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、制御部２は、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない時に、電池Ｂ１〜Ｂ３のうちの各電池について、電圧を均等化させる必要があるか否かを判断する。

例えば、制御部２は、充電器Ｃｈまたは負荷Ｌｏが稼働していない場合に、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていないと判断する。また、制御部２は、電流検出部Ｓｉにより検出される電流がゼロまたは略ゼロである場合、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていないと判断してもよい。

また、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３により検出される各電圧のうちの最も低い電圧と、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３により検出される各電圧との差の絶対値を算出する。そして、その差の絶対値が閾値Ｖｄｔｈ以上である電圧について、該電圧を有する電池Ｂの電圧を均等化させる必要があると判断し、その差の絶対値が閾値Ｖｄｔｈより小さい電圧について、該電圧を有する電池Ｂの電圧を均等化させる必要がないと判断する。なお、閾値Ｖｄｔｈは、電池Ｂ１〜Ｂ３間の電圧にバラツキが有ると判断できる電圧差に基づいて、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３の測定誤差等を加味して決定される。

次に、制御部２は、電池Ｂ１〜Ｂ３の各電池Ｂについて、電圧を均等化させる必要がある電池Ｂ（強制的に放電させる必要がある電池Ｂ）が有ると判断すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、強制的に放電させる必要がある電池Ｂに並列接続されるスイッチＳＷをオンさせることができないか否かを判断する（ステップＳ２）。

例えば、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３により検出される各電圧のうち、電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧が最も低い場合、電池Ｂ１、Ｂ２を、強制的に放電させる必要がある電池Ｂとする。

また、制御部２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３にかかる電圧を検出する機能を備え、スイッチＳＷ１をオンさせ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３をオフさせているときにスイッチＳＷ１にかかる電圧が閾値Ｖｔｈ１以上である場合、スイッチＳＷ１をオンさせることができないと判断する。また、制御部２は、スイッチＳＷ２をオンさせ、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフさせているときにスイッチＳＷ２にかかる電圧が閾値Ｖｔｈ２以上である場合、スイッチＳＷ２をオンさせることができないと判断する。また、制御部２は、スイッチＳＷ３をオンさせ、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフさせているときにスイッチＳＷ３にかかる電圧が閾値Ｖｔｈ３以上である場合、スイッチＳＷ３をオンさせることができないと判断する。なお、閾値Ｖｔｈ１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフしているときに、スイッチＳＷ１にかかる電圧とし、閾値Ｖｔｈ２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフしているときに、スイッチＳＷ２にかかる電圧とし、閾値Ｖｔｈ３は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフしているときに、スイッチＳＷ３にかかる電圧とする。

また、電池Ｂ１〜Ｂ３のうち、強制的に放電させる必要がある電池Ｂを、第１の電池とし、強制的に放電させる必要がない電池Ｂを、第２の電池とする。また、第１の電池に並列接続されるスイッチＳＷ及び抵抗Ｒを、第１のスイッチ及び第１の抵抗とし、第２の電池に並列接続されるスイッチＳＷ及び抵抗Ｒを、第２のスイッチ及び第２の抵抗とする。また、第１の電池に並列接続される電圧検出部Ｓｖを、第１の電圧検出部とし、第２の電池に並列接続される電圧検出部Ｓｖを、第２の電圧検出部とする。

次に、制御部２は、第１のスイッチをオンさせることができる場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、第１のスイッチをオンさせるとともに第２のスイッチをオフさせて第１の抵抗により第１の電池を放電させることにより、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧の均等化を開始する（ステップＳ３）。

例えば、電圧均等化時に電池Ｂ１、Ｂ２を強制的に放電させる必要がある場合で、かつ、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を正常にオンさせることができる場合で、かつ、電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧ＯＣＶ３が最も低く、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電圧ＯＣＶ１が電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧ＯＣＶ２より高い場合を想定する。すなわち、電圧ＯＣＶ１＞電圧ＯＣＶ２＞電圧ＯＣＶ３を、抵抗Ｒ１、Ｒ２を用いた電圧均等化を実施することで、電圧ＯＣＶ１＝電圧ＯＣＶ２＝電圧ＯＣＶ３にさせる場合を想定する。

このような場合、まず、制御部２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンさせるとともにスイッチＳＷ３をオフさせる。すると、電池Ｂ１から抵抗Ｒ１へ常時電流が流れるとともに電池Ｂ２から抵抗Ｒ２へ常時電流が流れる。また、電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ一定時間Ｔ経過毎に電流が流れ、電池Ｂ２から電圧検出部Ｓｖ２へ一定時間Ｔ経過毎に電流が流れ、電池Ｂ３から電圧検出部Ｓｖ３へ一定時間Ｔ経過毎に電流が流れる。これにより、電池Ｂ３の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ３から電圧検出部Ｓｖ３へ流れる電流の積算値［Ａｈ］）に比べて、電池Ｂ１の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ１から抵抗Ｒ１へ流れる電流の積算値［Ａｈ］と単位時間あたりに電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ流れる電流の積算値［Ａｈ］との合計値）及び電池Ｂ２の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ２から抵抗Ｒ２へ流れる電流の積算値［Ａｈ］と単位時間あたりに電池Ｂ２から電圧検出部Ｓｖ３へ流れる電流の積算値［Ａｈ］との合計値）が大きくなるため、電池Ｂ３の電圧の単位時間あたりの低下量に比べて、電池Ｂ１の電圧の単位時間あたりの低下量及び電池Ｂ２の電圧の単位時間あたりの低下量が大きくなる。そのため、電圧検出部Ｓｖ１、Ｓｖ２により検出される各電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧に近づいていく。

制御部２は、均等化を開始した後、ステップＳ４において、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始されたか否かを判断する。そして、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始されていない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ５において、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくまたは略等しくなったかを判断する。

次に、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくないまたは略等しくない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ４に戻る。第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくまたは略等しくなった場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、第１のスイッチをオフさせて均等化を終了する（ステップＳ６）。

なお、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、第１のスイッチをオフさせて均等化を終了する（ステップＳ６）。

例えば、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧と等しくまたは略等しくなる（ステップＳ５：Ｙｅｓ）と、スイッチＳＷ２をオフさせて抵抗Ｒ２による電池Ｂ２の電圧低下を停止させる（ステップＳ６）。

そして、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧と等しくまたは略等しくなる（ステップＳ５：Ｙｅｓ）と、スイッチＳＷ１をオフさせて抵抗Ｒ１による電池Ｂ１の電圧低下を停止させる（ステップＳ６）。

これにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の各電圧を均等化させることができる。
一方、制御部２は、第１のスイッチをオンさせることができない場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて、第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧の均等化を開始する（ステップＳ７）。

例えば、電圧均等化時に電池Ｂ１、Ｂ２を強制的に放電させる必要がある場合で、かつ、スイッチＳＷ１を正常にオンさせることができない場合で、スイッチＳＷ２を正常にオンさせることができる場合で、かつ、電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧ＯＣＶ３が最も低く、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電圧ＯＣＶ１が電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧ＯＣＶ２より高い場合を想定する。すなわち、電圧ＯＣＶ１＞電圧ＯＣＶ２＞電圧ＯＣＶ３を、抵抗Ｒ２や電圧検出部Ｓｖ１を用いた電圧均等化を実施することで、電圧ＯＣＶ１＝電圧ＯＣＶ２＝電圧ＯＣＶ３にさせる場合を想定する。

このような場合、まず、制御部２は、スイッチＳＷ２をオンさせ、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフさせ、電圧検出部Ｓｖ３の電圧検出頻度に比べて、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を高くする。言い換えると、制御部２は、スイッチＳＷ２をオンさせ、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフさせ、電圧検出部Ｓｖ３の単位時間あたりの電圧検出回数に比べて、電圧検出部Ｓｖ１の単位時間あたりの電圧検出回数を多くする。すると、電池Ｂ２から抵抗Ｒ２へ常時電流が流れる。また、電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ一定時間Ｔより短い一定時間Ｔ´経過毎に電流が流れ、電池Ｂ２から電圧検出部Ｓｖ２へ一定時間Ｔ経過毎に電流が流れ、電池Ｂ３から電圧検出部Ｓｖ３へ一定時間Ｔ経過毎に電流が流れる。これにより、電池Ｂ３の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ３から電圧検出部Ｓｖ３へ流れる電流の積算値［Ａｈ］）に比べて、電池Ｂ１の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ流れる電流の積算値［Ａｈ］）及び電池Ｂ２の単位時間あたりの放電量（単位時間あたりに電池Ｂ２から抵抗Ｒ２へ流れる電流の積算値［Ａｈ］と単位時間あたりに電池Ｂ２から電圧検出部Ｓｖ３へ流れる電流の積算値［Ａｈ］との合計値）が大きくなるため、電池Ｂ３の電圧の単位時間あたりの低下量に比べて、電池Ｂ１の電圧の単位時間あたりの低下量及び電池Ｂ２の電圧の単位時間あたりの低下量が大きくなる。そのため、電圧検出部Ｓｖ１、Ｓｖ２により検出される各電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧に近づいていく。

制御部２は、均等化を開始した後、ステップＳ８において、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始されたか否かを判断する。そして、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始されていない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ９において、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくまたは略等しくなったかを判断する。

次に、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくないまたは略等しくない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ８に戻る。第１の電池の電圧と第２の電池の電圧が等しくまたは略等しくなった場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、第１の電圧検出部の電圧検出頻度を元に戻して第２の電圧検出部の電圧検出頻度と同じにし、均等化を終了する（ステップＳ１０）。

なお、電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始された場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、第１の電圧検出部の電圧検出頻度を元に戻して第２の電圧検出部の電圧検出頻度と同じにし、均等化を終了する（ステップＳ１０）。

例えば、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧と等しくまたは略等しくなると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、スイッチＳＷ２をオフさせて抵抗Ｒ２による電池Ｂ２の電圧低下を停止させる（ステップＳ６）。

そして、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧と等しくまたは略等しくなると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を元に戻して電圧検出部Ｓｖ１、Ｓｖ３の電圧検出頻度を互いに同じにする（ステップＳ１０）。
これにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させることができる。

このように、本実施形態の電圧均等化装置では、電圧均等化時に強制的に放電させる必要がある第１の電池に並列接続される第１のスイッチをオンさせることができないと判断すると、電圧均等化時に強制的に放電させる必要がない第２の電池に並列接続される第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて、第１の電池に並列接続される第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、電圧検出部Ｓｖ１〜Ｓｖ３により検出される各電圧を均等化させる構成であるため、第１のスイッチをオンさせることができない場合においても、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧の均等化を実施させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

図３は、制御部２の動作の他の例を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ６は、図２に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ６と同等であるため、その説明を省略する。

制御部２は、第１のスイッチをオンさせることができない場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させるために必要な第１の電圧検出部の電圧検出回数を算出し（ステップＳ１１）、その算出した電圧検出回数分、第１の電圧検出部が電圧を検出する間、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、制御部２は電池の使用の開始の有無に関わらず、算出した電圧検出回数分だけ第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くする。

例えば、電圧均等化時に電池Ｂ１、Ｂ２を放電させる必要がある場合で、かつ、スイッチＳＷ１を正常にオンさせることができない場合で、スイッチＳＷ２を正常にオンさせることができる場合で、かつ、電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧ＯＣＶ３が最も低く、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電圧ＯＣＶ１が電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧ＯＣＶ２より高い場合を想定する。すなわち、電圧ＯＣＶ１＞電圧ＯＣＶ２＞電圧ＯＣＶ３を、抵抗Ｒ２や電圧検出部Ｓｖ１を用いた電圧均等化を実施することで、電圧ＯＣＶ１＝電圧ＯＣＶ２＝電圧ＯＣＶ３にさせる場合を想定する。

このような場合、まず、制御部２は、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない時に、電圧検出部Ｓｖ１により検出される電池Ｂ１の電圧ＯＣＶ１、電圧検出部Ｓｖ２により検出される電池Ｂ２の電圧ＯＣＶ２、及び電圧検出部Ｓｖ３により検出される電池Ｂ３の電圧ＯＣＶ３を取得する。

次に、制御部２は、電池Ｂ１の開回路電圧と電池Ｂ１の充電率（電池Ｂの満充電容量に対する電池Ｂの現在の容量の割合［％］）との対応関係を示す情報を参照し、電圧ＯＣＶ１に対応する充電率を、電池Ｂ１の充電率ＳＯＣ１［％］とする。また、制御部２は、電池Ｂ３の開回路電圧と電池Ｂ３の充電率との対応関係を示す情報を参照し、電圧ＯＣＶ３に対応する充電率を、電池Ｂ３の充電率ＳＯＣ３［％］とする。

次に、制御部２は、「（（充電率ＳＯＣ１［％］−充電率ＳＯＣ３［％］）×電池Ｂ１の満充電容量［Ａｈ］）÷１００」の計算結果を、電圧均等化時に必要な電池Ｂ１の放電量ΔＳＯＣ１［Ａｈ］とする。

次に、制御部２は、「電池Ｂ１の放電量ΔＳＯＣ１［Ａｈ］÷電圧検出部Ｓｖ１の１回の電圧検出により放電される電池Ｂ１の放電量（電圧検出部Ｓｖ１の１回の電圧検出により電池Ｂ１から電圧検出部Ｓｖ１へ流れる電流の積算値［Ａｈ］）」の計算結果を、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させるために必要な電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出回数とする（ステップＳ１１）。

次に、制御部２は、スイッチＳＷ２をオンさせ（ステップＳ３）、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフさせ、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出回数分、電圧検出部Ｓｖ１が電圧を検出する間、電圧検出部Ｓｖ３の電圧検出頻度に比べて電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を高くする（ステップＳ１２）。これにより、図２のステップＳ７の動作例と同様に、電池Ｂ３の電圧の単位時間あたりの低下量に比べて、電池Ｂ１の電圧の単位時間あたりの低下量及び電池Ｂ２の電圧の単位時間あたりの低下量が大きくなるため、電圧検出部Ｓｖ１、Ｓｖ２により検出される各電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧に近づいていく。

次に、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ２により検出される電圧が電圧検出部Ｓｖ３により検出される電圧と等しくまたは略等しくなると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、スイッチＳＷ２をオフさせて抵抗Ｒ２による電池Ｂ２の電圧低下を停止させる（ステップＳ６）。

そして、制御部２は、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出回数分、電圧検出部Ｓｖ１が電圧を検出すると、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を元に戻して電圧検出部Ｓｖ１、Ｓｖ３の電圧検出頻度を互いに同じにする。

これにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させることができる。
また、制御部２による均等化中に電池Ｂ１〜Ｂ３の使用が開始された場合、電池Ｂ２についてはスイッチＳＷ２がオフされて均等化が終了する一方、電池Ｂ１については電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出回数分、電圧検出部Ｓｖ１が電圧を検出するまで、電圧検出部Ｓｖ１の電圧検出頻度を高くした状態を維持する。

このように、図３に示す制御部２の動作では、第１のスイッチをオンさせることができない場合、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させるために必要な第１の電圧検出部の電圧検出回数を算出し、その算出した電圧検出回数分、第１の電圧検出部が電圧を検出する間、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させている。すなわち、図３に示す制御部２の動作では、電圧検出部Ｓｖにより検出される電圧同士が等しくなるか否かで電圧均等化を停止させているのではなく、電圧均等化に必要な電圧検出部Ｓｖの電圧検出回数分、電圧検出部Ｓｖが動作したか否かで電圧均等化を停止させている。これにより、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない期間が比較的短い場合など、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない状態から電池Ｂ１〜Ｂ３が使用される状態にすぐに切り替わり、電圧検出部Ｓｖの検出電圧が過渡的に変動する状態になったとしても、電圧検出部Ｓｖの検出電圧を用いずに電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧の均等化を実施させることができる。すなわち、電池Ｂ１〜Ｂ３が使用されていない状態から電池Ｂ１〜Ｂ３が使用される状態に切り替わっても、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧の均等化を継続して実施することができる。

また、図３に示す制御部２の動作では、電池パック１に備えられる各構成のうち、少なくとも電圧検出部Ｓｖが動作するスリープ状態においても、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させるために必要な第１の電圧検出部の電圧検出回数分、第１の電圧検出部が電圧を検出する間、第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化させることができる。

１ 電池パック
２ 制御部
Ｂ 電池
ＳＷ スイッチ
Ｒ 抵抗
Ｓｖ 電圧検出部
Ｓｉ 電流検出部
Ｃｈ 充電器
Ｌｏ 負荷

Claims (3)

1. 互いに直列接続され、第１の電池に並列接続される第１のスイッチ及び第１の抵抗と、
   互いに直列接続され、前記第１の電池に直列接続される第２の電池に並列接続される第２のスイッチ及び第２の抵抗と、
   前記第１の電池に並列接続され、前記第１の電池の電圧を検出するとき、前記第１の電池から供給される電力を消費する第１の電圧検出部と、
   前記第２の電池に並列接続され、前記第２の電池の電圧を検出するとき、前記第２の電池から供給される電力を消費する第２の電圧検出部と、
   前記第１及び第２の電池が使用されていない時に、前記第１のスイッチをオンさせるとともに前記第２のスイッチをオフさせることにより、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１のスイッチをオンさせることができない場合、前記第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて前記第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させる
   ことを特徴とする電圧均等化装置。
2. 請求項１に記載の電圧均等化装置であって、
   前記制御部は、前記第１のスイッチをオンさせることができない場合、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させるために必要な前記第１の電圧検出部の電圧検出回数を算出し、その算出した電圧検出回数分、前記第１の電圧検出部が電圧を検出する間、前記第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて前記第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させ、
   前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させている間に前記第１及び第２の電池の使用が開始された時、前記第１のスイッチをオンさせることができる場合には、前記第１のスイッチをオフさせて前記均等化を停止し、前記第１のスイッチをオンさせることができない場合には、前記電圧検出回数分、前記第１の電圧検出部が電圧を検出する間、前記第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて前記第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くする状態を維持する
   ことを特徴とする電圧均等化装置。
3. 互いに直列接続され、第１の電池に並列接続される第１のスイッチ及び第１の抵抗と、互いに直列接続され、前記第１の電池に直列接続される第２の電池に並列接続される第２のスイッチ及び第２の抵抗と、前記第１の電池に並列接続され、前記第１の電池の電圧を検出するとき、前記第１の電池から供給される電力を消費する第１の電圧検出部と、前記第２の電池に並列接続され、前記第２の電池の電圧を検出するとき、前記第２の電池から供給される電力を消費する第２の電圧検出部と、前記第１及び第２の電池が使用されていない時に、前記第１のスイッチをオンさせるとともに前記第２のスイッチをオフさせることにより、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させる制御部とを備える電圧均等化装置における電圧均等化方法であって、
   前記制御部は、前記第１のスイッチをオンさせることができない場合、前記第２の電圧検出部の電圧検出頻度に比べて前記第１の電圧検出部の電圧検出頻度を高くすることにより、前記第１及び第２の電池の電圧を均等化させる
   ことを特徴とする電圧均等化方法。
   

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