JP6633591B2 - 均等化装置 - Google Patents

Description

本発明は、均等化装置に関する。

ＥＶやＰＨＥＶ、ＨＥＶなどは、電動モータ駆動用の高圧バッテリを有している。高圧バッテリは、二次電池（以下、セル）を数十から数百、直列接続して、数百Ｖの高電圧を得ている。上記セルは、製造時の電池容量、漏れ電流、劣化のばらつきに起因して、充電量（以下、ＳＯＣ）に差が発生してしまう。

例えば、充電時にどれか１セルのＳＯＣが１００％に達すればそれ以上の充電ができなくなる。また、放電時にどれか１セルのＳＯＣが０％に達すればそれ以上の放電ができなくなる。このため、ＳＯＣにばらつきがあると、充電、放電効率が悪くなってしまう。そこで、各セルのＳＯＣを均等化するセルバランス回路が提案されている（特許文献１）。

特許文献１のセルバランス回路（均等化装置）は、電圧検出部により各セル電圧を検出し、インダクタンスを介して高電圧セルから低電圧セルにエネルギを移送している。

特開２０１３−１３２９２号公報

しかしながら、上述した従来の均等化装置の電圧検出部の検出精度は、±数ｍＶ程度でそれ以上の精度で均等化することができない、という問題があった。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、精度向上を図った均等化装置を提供することを目的としている。

本発明の態様である均等化装置は、２つの入力端子を有し、前記２つの入力端子に組電池を構成する３つ以上の二次電池のうち２つの両端電圧がそれぞれ入力され、当該入力された２つの両端電圧の差分を出力する差動増幅回路と、前記差動増幅回路と前記組電池との間に設けられた複数のスイッチと、前記スイッチを制御して、前記差動増幅回路に入力される２つの前記二次電池の組み合わせを切り替える第１スイッチ制御部と、前記差動増幅回路に入力される２つの二次電池の組み合わせと、前記差動増幅回路の出力と、に基づいて前記組電池を構成する二次電池の両端電圧の大小関係を求め、求めた大小関係に基づいて均等化を行う均等化部と、を備えたことを特徴とする。

前記第１スイッチ制御部は、前記差動増幅回路に入力される２つの二次電池の一方を、前記組電池を構成する二次電池の１つである基準二次電池とし、前記２つの二次電池の他方を、前記組電池を構成する二次電池のうち前記基準二次電池を除いた全てに順次切り替えるようにしてもよい。

前記第１スイッチ制御部は、前記差動増幅回路の出力が０のとき、前記差動増幅回路の前記２つの入力端子に入力されている前記二次電池を入れ替えるように前記スイッチを制御するようにしてもよい。

前記第１スイッチ制御部は、前回の均等化を行ったときに最も両端電圧が大きいとされた二次電池を前記基準二次電池としてもよい。

第１の状態における二次電池の両端電圧を保持するコンデンサと、前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態の二次電池の両端電圧が入力を前記差動増幅回路に入力するように前記スイッチを制御する第２スイッチ制御部と、前記第２スイッチ制御部による制御時の前記差動増幅回路の出力に基づいて前記二次電池の電池状態を検出する状態検出部と、を備えてもよい。

以上説明したように態様によれば、２つの二次電池の両端電圧の差分に基づいて均等化を行うことにより、均等化の精度向上を図ることができる。

本発明の均等化装置を組み込んだセル監視装置の一実施形態を示す回路図である。 第１実施形態における図１のセル監視装置を構成するμＣＯＭの均等化処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における図１のセル監視装置を構成するμＣＯＭの均等化処理手順を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態におけるセル監視装置について図１を参照して説明する。本実施形態のセル監視装置１は、例えば、電気自動車に搭載され、当該電気自動車が備える図１に示す組電池２を構成する複数の二次電池としてのセルＣｅ１〜Ｃｅ３を監視するものである。セルＣｅ１〜Ｃｅ３は、互いに直列接続されている。

セル監視装置１は、下記に示す３つの制御を実行している。まず、セル監視装置１は、各セルＣｅ１〜Ｃｅ３の内部抵抗を検出してセルＣｅ１〜Ｃｅ３の状態を検出する制御を実行している。また、セル監視装置１は、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を均等化する制御を実行している。また、セル監視装置１は、ＣＶＳ１８を用いてセルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出し、充電時に１つでも閾値を超えるものがあれば充電を停止し、放電時に１つでも閾値を下回るもの があれば放電を停止する制御を実行している。

図１に示すように、セル監視装置１は、均等化回路１１と、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２と、切替スイッチＳＷ１及びスイッチユニット１２と、充放電部１３と、電圧検出部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、差動増幅回路１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、ＣＶＳ１８と、マイクロコンピュータ（以下、μＣＯＭ）１９と、を備えている。

均等化回路１１は、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の均等化を行うための回路である。均等化回路１１としては、例えば、放電抵抗を用いて両端電圧の高いセルＣｅ１〜Ｃｅ３を放電する放電式や、コンデンサなどを用いて両端電圧の高いセルＣｅ１〜Ｃｅ３から低いセルＣｅ１〜Ｃｅ３へ電荷を移動するチャージポンプ式などの周知の均等化回路を用いる。

第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２はそれぞれ、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の両極電圧を保持するためのコンデンサである。第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２は、複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３のうち後述するスイッチユニット１２により選択された一つに接続される。

また、第１のコンデンサＣ１は、一極板が後述する差動増幅回路１６の２つの入力端子のうち一方である＋入力に接続されている。第２のコンデンサＣ２は、一極板が後述する差動増幅回路１６の２つの入力端子のうち他方である−入力に接続されている。

切替スイッチＳＷ１は、ｃ端子の接続をａ端子、ｂ端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ端子は、第１のコンデンサＣ１の一極板及び差動増幅回路１６の＋入力に接続され、ｂ端子は、第２のコンデンサＣ２の一極板及び差動増幅回路１６の−入力に接続されている。ｃ端子は、後述する切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子に接続されている。切替スイッチＳＷ１は、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２のうち１つを選択して、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子に接続するスイッチである。

スイッチユニット１２は、２つの切替スイッチＳＷ＋、ＳＷ−から構成されている。切替スイッチＳＷ＋は、ｅ＋端子をａ＋、ｂ＋、ｃ＋端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ＋〜ｃ＋端子はそれぞれ、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の正極に接続されている。切替スイッチＳＷ＋は、複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３のうち選択した１つの正極を切替スイッチＳＷ１で選択されたコンデンサＣ１、Ｃ２の一極板に接続する。

切替スイッチＳＷ−は、ｅ−端子をａ−、ｂ−、ｃ−端子の間で切り替えるスイッチから構成されている。ａ−〜ｃ−端子はそれぞれ、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の負極に接続されている。切替スイッチＳＷ−は、複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３のうち選択した１つの負極をコンデンサＣ１、Ｃ２の他極板に接続する。

電圧検出部１４は、組電池２全体の両極電圧を検出する回路である。Ａ／Ｄ変換器１５は、電圧検出部１４が検出した組電池２の両極電圧をデジタル値に変換してμＣＯＭ１９に供給する。

充放電部１３は、組電池２の両極に接続され、組電池２を構成するセルＣｅ１〜Ｃｅ３の充電、放電に際して、予め定められた充電電流Ｉｃ、放電電流Ｉｄを流すことができるように設けられている。充放電部１３は、後述するμＣＯＭ１９に接続されており、μＣＯＭ１９からの制御信号に応じて、セルＣｅ１〜Ｃｅ３に充電電流Ｉｃを流して充電し、セルＣｅ１〜Ｃｅ３に放電電流Ｉｄを流して放電する。

差動増幅回路１６は、＋入力、−入力の差電圧Ｖｍ（＝出力）を出力する周知の差動増幅回路である。Ａ／Ｄ変換器１７は、差動増幅回路１６が出力する差電圧Ｖｍ（＝出力）をデジタル値に変換してμＣＯＭ１９に供給する。

ＣＶＳ１８は、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧を検出する検出回路から構成され、その検出結果を順次、μＣＯＭ１９に出力している。

μＣＯＭ１９は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。μＣＯＭ１９は、第２スイッチ制御部、状態検出部として機能し、切替スイッチＳＷ１、スイッチユニット１２のオンオフ制御や、充放電部１３を制御して、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の内部抵抗を検出する内部抵抗の検出処理を実行する。

内部抵抗の検出処理において、μＣＯＭ１９は、第１の状態のとき、切替スイッチＳＷ＋のｅ＋端子をａ＋端子に、切替スイッチＳＷ−のｅ−端子をａ−端子に接続すると共に、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をａ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、第１の状態におけるセルＣｅ１の両端電圧を第１のコンデンサＣ１にホールドさせる。その後、μＣＯＭ１９は、第２の状態のとき、切替スイッチＳＷ１のｃ端子をｂ端子に接続する。これにより、μＣＯＭ１９は、第２の状態におけるセルＣｅ１の両端電圧を第２のコンデンサＣ２にホールドさせる。そして、差動増幅回路１６には、第１の状態及び第２の状態のセルＣｅ１の両端電圧が＋入力、−入力に入力される。

ここで、第１の状態、第２の状態とは、セルＣｅ１〜Ｃｅ３に流れる電流が異なる状態 を示す。本実施形態では、充電電流Ｉｃが流れている状態を第１の状態、放電電流Ｉｄが流れている状態を第２の状態とする。μＣＯＭ１９は、電圧検出部１４からの検出値に基づいて充放電部１３を制御 し、セルＣｅ１〜Ｃｅ３に充電電流Ｉｃ、放電電流Ｉｄを流す。

また、μＣＯＭ１９は、内部抵抗の検出処理において、差電圧Ｖｍを取り込んでセルＣｅ１の内部抵抗を検出して、セルＣｅ１の状態を検出する。詳しく説明すると、本実施形態では、充電状態の時のセルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１は、下記の式（１）で表される。
Ｖｃ１＝Ｖｅ１＋ｒ１×Ｉｃ …（１）
Ｖｅ１：セルＣｅ１の起電力、ｒ１：セルＣｅ１の内部抵抗

一方、放電状態のときのセルＣｅ１の両端電圧Ｖｄ１は、下記の式（２）で表される。
Ｖｄ１＝Ｖｅ１−ｒ１×Ｉｄ …（２）

よって、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、Ｖｃ１−Ｖｄ１＝ｒ１×（Ｉｃ＋Ｉｄ）に応じた値となり、充電電流Ｉｃ及び放電電流Ｉｄが予め分かっていれば、差電圧Ｖｍから内部抵抗ｒ１を求めることができる。セルＣｅ２、Ｃｅ３についても同様にして内部抵抗ｒ２、ｒ３を求めることができる。

また、μＣＯＭ１９は、第１スイッチ制御部、均等化部として機能し、切替スイッチＳＷ１、スイッチユニット１２のオンオフ制御や、均等化回路１１を制御して、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の均等化処理を実行する。

次に、上記概略で説明したセル監視装置１の均等化処理手順の詳細について、図２のフローチャートを参照して以下説明する。まず、μＣＯＭ１９は、充電の終了前に均等化処理を開始する。μＣＯＭ１９は、セルＣｅ１を基準セル（基準二次電池）とする。μＣＯＭ１９は、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ１を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ２を接続する（ステップＳ１）。

ステップＳ１について詳しく説明すると、μＣＯＭ１９は、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ１を接続し、第１のコンデンサＣ１の両端電圧がセルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１と等しくなるような所定時間待って、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ２を接続する。このステップＳ１により、差動増幅回路１６には、セルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１が＋入力に入力され、セルＣｅ２の両端電圧Ｖｃ２が−入力に入力される。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（４）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ２）×Ａｖ …（４）

次に、μＣＯＭ１９は、式（４）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ２）。ここで、Ｖｃ１＞Ｖｃ２であれば、式（４）に示す差電圧Ｖｍが０より大きくなる。一方、Ｖｃ１≦Ｖｃ２であれば、式（４）に示す差電圧Ｖｍが０となり、Ｖｃ１＝Ｖｃ２なのか、Ｖｃ１＜Ｖｃ２なのか区別がつかない。しかも、Ｖｃ１＜Ｖｃ２であった場合、どの程度の差があるのか判別できない。

そこで、その後、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６に入力されているセルＣｅ１、Ｃｅ２を入れ替える（ステップＳ３）。ステップＳ３において、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１と同様の手順により、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ２を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ２を接続する。これにより、差動増幅回路１６には、セルＣｅ２の両端電圧Ｖｃ２が＋入力に入力され、セルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１が−入力に入力される。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（５）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×Ａｖ …（５）

次に、μＣＯＭ１９は、式（５）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ４）。その後、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１と同様の手順により、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ１を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ３を接続する（ステップＳ５）。これにより、差動増幅回路１６には、セルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１が＋入力に入力され、セルＣｅ３の両端電圧Ｖｃ３が−入力に入力される。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（６）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ３）×Ａｖ …（６）

次に、μＣＯＭ１９は、式（６）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ６）。その後、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６に入力されているセルＣｅ１、Ｃｅ３を入れ替える（ステップＳ７）。ステップＳ７において、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１と同様の手順により、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ３を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ１を接続する。これにより、差動増幅回路１６には、セルＣｅ３の両端電圧Ｖｃ３が＋入力に入力され、セルＣｅ１の両端電圧Ｖｃ１が−入力に入力される。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（７）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ３−Ｖｃ１）×Ａｖ …（７）

次に、μＣＯＭ１９は、式（７）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ８）。その後、μＣＯＭ１９は、取り込んだ式（４）〜（７）に示す差電圧Ｖｍに基づいてセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係を求める（ステップＳ９）。即ち、μＣＯＭ１９は、ステップＳ２、Ｓ４で取り込んだ式（４）、（５）の差電圧Ｖｍに基づいてＶｃ１とＶｃ２の大小関係を判別できる。μＣＯＭは、式（４）の差電圧Ｖｍが０より大きければ、Ｖｃ１＞Ｖｃ２と判別し、式（５）の差電圧Ｖｍが０より大きければ、Ｖｃ１＜Ｖｃ２と判別し、式（４）、（５）の差電圧Ｖｍ＝０であれば、Ｖｃ１＝Ｖｃ２と判別する。

また、μＣＯＭ１９は、ステップＳ６、Ｓ８で取り込んだ式（６）、（７）の差電圧Ｖｍに基づいてＶｃ１とＶｃ３の大小関係を判別できる。μＣＯＭは、式（６）の差電圧Ｖｍが０より大きければ、Ｖｃ１＞Ｖｃ３と判別し、式（７）の差電圧Ｖｍが０より大きければ、Ｖｃ１＜Ｖｃ３と判別し、式（６）、（７）の差電圧Ｖｍ＝０であれば、Ｖｃ１＝Ｖｃ３と判別する。

また、μＣＯＭ１９は、Ｖｃ１＞Ｖｃ２かつＶｃ１＞Ｖｃ３と判別したとき、ステップＳ２、Ｓ６で取り込んだ式（４）、（６）の差電圧Ｖｍの大小に基づいてＶｃ２、Ｖｃ３の大小を判別する。μＣＯＭ１９は、Ｖｃ１＜Ｖｃ２かつＶｃ１＜Ｖｃ３と判別したとき、ステップＳ４、Ｓ８で取り込んだ式（５）、（７）の差電圧Ｖｍの大小に基づいてＶｃ２、Ｖｃ３の大小を判別する。

次に、μＣＯＭ１９は、ステップＳ９で求めたセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係に基づいて均等化回路１１を制御して均等化を行った後（ステップＳ１０）、処理を終了する。ステップＳ１０において、μＣＯＭ１９は、両端電圧が最も高いセルを放電したり、両端電圧が最も高いセルから最も低いセルに電荷を移動させる周知の均等化を行う。

上述した第１実施形態によれば、差動増幅回路１６は、複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３のうち２つの両端電圧がそれぞれ入力され、当該入力された２つの両端電圧の差分を出力する。切替スイッチＳＷ１及びスイッチユニット１２は、差動増幅回路１６と複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３との間に設けられる。μＣＯＭ１９は、切替スイッチＳＷ１及びスイッチユニット１２を制御して、差動増幅回路１６に入力される２つのセルＣｅ１〜Ｃｅ３の組み合わせを切り替える。また、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６に入力される２つのセルＣｅ１〜Ｃｅ３の組み合わせと、差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍと、に基づいて複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係を求め、求めた大小関係に基づいて均等化を行う。このように、２つのセルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ３の差分に基づいて均等化を行うことにより、均等化の精度向上を図ることができる。即ち、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧に比べて、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の差電圧の方が小さいため、Ａ／Ｄ変換の分解能が高くなり、精度よく大小関係を求めることができ、均等化の精度向上を図ることができる。

また、上述した第１実施形態によれば、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６に入力される２つのセルの一方を、基準セルＣｅ１とし、２つのセルの他方を、複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３のうち基準セルＣｅ１を除いたセルＣｅ２、Ｃｅ３に順次切り替えている。これにより、簡単に複数のセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係を求めることができる。

また、上述した第１実施形態によれば、μＣＯＭ１９は、状態検出処理において、第１のコンデンサＣ１に保持された第１の状態におけるセルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧及び第２のコンデンサＣ２に保持された第２の状態のセルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧が入力を差動増幅回路１６に入力するように切替スイッチＳＷ＋、スイッチユニット１２を制御する。μＣＯＭ１９は、このときの差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍに基づいてセルＣｅ１〜Ｃｅ３の電池状態を検出する。これにより、差動増幅回路１６を均等化用と状態検出用とで兼用することができ、コストダウンを図ることができる。

なお、上述した第1実施形態では、μＣＯＭ１９による充放電部１３の制御によって、二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３を第１の状態（充電電流Ｉｃが流れている状態）、第２の状態（放電電流Ｉｄが流れている状態）にしていたが、これに限ったものではない。車両の負荷駆動に伴う充放電電流の変化を利用してもよい。即ち、車両の充放電電流の変化前を第１の状態、変化後を第２の状態としてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態におけるセル監視装置について説明する。第１実施形態のセル監視装置と第２実施形態のセル監視装置との構成は同じであるので、構成についての詳細な説明は省略する。第１実施形態と第２実施形態との間で大きく異なる点は、μＣＯＭ１９が実行する均等化処理手順である。

第１実施形態では、ステップＳ２、Ｓ６で取り込んだ差電圧Ｖｍが０でなくても、差動増幅回路１６に入力される２つのセルを入れ替えていた。しかしながら、ステップＳ２、Ｓ６で取り込んだ差電圧Ｖｍが０でなければ、差動増幅回路１６に入力された２つのセルの大小関係は判別できるため、入れ替えを行う必要がない（即ち、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８を行う必要がない）。そこで、第２実施形態では、μＣＯＭ１９は、取り込んだ差電圧Ｖｍが０のとき、差動増幅回路１６に入力された２つのセルを入れ替えるようにした。

次に、上記概略で説明した第２実施形態におけるセル監視装置１の均等化処理手順の詳細について、図３のフローチャートを参照して以下説明する。まず、μＣＯＭ１９は、充電の終了前に均等化処理を開始する。μＣＯＭ１９は、第１実施形態のステップＳ１と同様に、セルＣｅ１を基準セルとして、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ１を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ２を接続する（ステップＳ１１）。

このステップＳ１１により、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（４）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ２）×Ａｖ …（４）

次に、μＣＯＭ１９は、式（４）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ１２）。その後、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１２で取り込んだ差電圧Ｖｍが０か否か判定する（ステップＳ１３）。差電圧Ｖｍが０であった場合（ステップＳ１３でＹ）、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の入力を入れ替える（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、μＣＯＭ１９は、第１実施形態のステップＳ３と同様に、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ２を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ１を接続する。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（５）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×Ａｖ …（５）

次に、μＣＯＭ１９は、式（５）に示す差電圧Ｖｍを取り込んだ後（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に進む。一方、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍが０より大きい場合（ステップＳ１３でＮ）、ステップＳ１４、Ｓ１５に進まずに、直ちにステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、μＣＯＭ１９は、第１実施形態のステップＳ５と同様に、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ１を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ３を接続する。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（６）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ３）×Ａｖ …（６）

次に、μＣＯＭ１９は、式（６）に示す差電圧Ｖｍを取り込む（ステップＳ１７）。その後、μＣＯＭ１９は、ステップＳ１７で取り込んだ差電圧Ｖｍが０か否かは判定する（ステップＳ１８）。差電圧Ｖｍが０であった場合（ステップＳ１８でＹ）、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の入力を入れ替える（ステップＳ１９）。ステップＳ１９において、μＣＯＭ１９は、第１のコンデンサＣ１にセルＣｅ３を接続し、第２のコンデンサＣ２にセルＣｅ１を接続する。このとき、差動増幅回路１６から出力される差電圧Ｖｍは、下記の式（７）で表される。
Ｖｍ＝（Ｖｃ３−Ｖｃ１）×Ａｖ …（７）

次に、μＣＯＭ１９は、式（７）に示す差電圧Ｖｍを取り込んだ後（ステップＳ２０）、ステップＳ２１に進む。一方、μＣＯＭ１９は、差電圧Ｖｍが０より大きい場合（ステップＳ１８でＮ）、ステップＳ１９、Ｓ２０に進まずに、直ちにステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、μＣＯＭ１９は、第１実施形態のステップＳ９と同様に、取り込んだ式（４）〜（７）に示す差電圧Ｖｍに基づいてセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係を求める。

次に、μＣＯＭ１９は、ステップＳ２１で求めたセルＣｅ１〜Ｃｅ３の大小関係に基づいて均等化回路１１を制御して均等化を行った後（ステップＳ２２）、処理を終了する。

上述した第２実施形態によれば、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍが０のとき、差動増幅回路１６の＋入力、−入力に入力されているセルＣｅ１〜Ｃｅ３を入れ替えるようにスイッチＳＷ＋、スイッチユニット１２を制御する。これにより、μＣＯＭ１９は、差動増幅回路１６の差電圧Ｖｍが０より大きいときは、差動増幅回路１６の入力を入れ替えないので、処理速度の向上を図ることができる。

なお、上述した第１及び第２実施形態では、セルＣｅ１を基準セルとしていたが、これに限ったものではない。基準セルは、セルＣｅ１〜Ｃｅ３の１つであればよく、セルＣｅ２やセルＣｅ３であってもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態におけるセル監視装置について説明する。第２実施形態のセル監視装置と第３実施形態のセル監視装置との構成は同じであるので、構成についての詳細な説明は省略する。

また、上述した第２実施形態では、セルＣｅ１を基準セルとしていたが、これに限ったものではない。前回の均等化により最も両端電圧が大きいと判定されたセルＣｅ１〜Ｃｅ３を基準セルとして、差動増幅回路１６の＋入力に入力してもよい。これにより、差動増幅回路１６の差電圧が０となる確率（即ち、ステップＳ１３、Ｓ１８でＹとなる確率）が低くなり、差動増幅回路１６の入力を入れ替える確立が低くなり、処理速度を速めることができる。

また、上述した第１〜第３実施形態によれば、差動増幅回路１６は、状態検知処理と均等化処理とで兼用して用いていたが、これに限ったものではない。状態検知処理と均等化処理とで別々の差動増幅回路１６を用いてもよい。この場合、均等化処理で用いる差動増幅回路１６についてはコンデンサＣ１、Ｃ２は必須ではない。

また、上述した第１〜第３実施形態では、コンデンサＣ１、Ｃ２を二つ設けていたが、これに限ったものではない。コンデンサとしては、第１の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３をホールドするため１つあればよく、第２の状態の二次電池Ｃｅ１〜Ｃｅ３については差動増幅回路１６に直接入力してもよい。

また、μＣＯＭ１９は、上述した均等化処理で取り込んだ差電圧Ｖｍと、ＣＶＳ１８により検出されたセルＣｅ１〜Ｃｅ３の両端電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ３と、を比較して、ＣＶＳ１８の故障検出を行うようにしてもよい。例えば、μＣＯＭ１９は、セルＣｅ１、Ｃｅ２の差電圧Ｖｍと、ＣＶＳ１８によって検出されたセルＣｅ１、Ｃｅ２の両端電圧Ｖｃ１、Ｖｃ２から求めた差と、が大きく異なったとき、ＣＶＳ１８の故障を検出するようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ セル監視装置（均等化装置）
１２ スイッチユニット（スイッチ）
１６ 差動増幅回路
１９ μＣＯＭ（第１スイッチ制御部、均等化部）
Ｃ１ 第１のコンデンサ（コンデンサ）
Ｃｅ１〜Ｃｅ３ セル（二次電池）
ＳＷ＋ 切替スイッチ（スイッチ）

Claims (5)

1. ２つの入力端子を有し、前記２つの入力端子に組電池を構成する３つ以上の二次電池のうち２つの両端電圧がそれぞれ入力され、当該入力された２つの両端電圧の差分を出力する差動増幅回路と、
   前記差動増幅回路と前記組電池との間に設けられた複数のスイッチと、
   前記スイッチを制御して、前記差動増幅回路に入力される２つの前記二次電池の組み合わせを切り替える第１スイッチ制御部と、
   前記差動増幅回路に入力される２つの二次電池の組み合わせと、前記差動増幅回路の出力と、に基づいて前記組電池を構成する二次電池の両端電圧の大小関係を求め、求めた大小関係に基づいて均等化を行う均等化部と、を備えたことを特徴とする均等化装置。
2. 前記第１スイッチ制御部は、前記差動増幅回路に入力される２つの二次電池の一方を、前記組電池を構成する二次電池の１つである基準二次電池とし、前記２つの二次電池の他方を、前記組電池を構成する二次電池のうち前記基準二次電池を除いた全てに順次切り替えることを特徴とする請求項１に記載の均等化装置。
3. 前記第１スイッチ制御部は、前記差動増幅回路の出力が０のとき、前記差動増幅回路の前記２つの入力端子に入力されている前記二次電池を入れ替えるように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の均等化装置。
4. 前記第１スイッチ制御部は、前回の均等化を行ったときに最も両端電圧が大きいとされた二次電池を前記基準二次電池とすることを特徴とする請求項２に記載の均等化装置。
5. 第１の状態における二次電池の両端電圧を保持するコンデンサと、
   前記コンデンサにより保持された前記二次電池の両端電圧及び第２の状態の二次電池の両端電圧が入力を前記差動増幅回路に入力するように前記スイッチを制御する第２スイッチ制御部と、
   前記第２スイッチ制御部による制御時の前記差動増幅回路の出力に基づいて前記二次電池の電池状態を検出する状態検出部と、を備えたことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の均等化装置。

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