特許 5718702 バランス補正装置および蓄電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5718702

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】バランス補正装置および蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20060101AFI20150423BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20150423BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20150423BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20150423BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/02 H

   H01M10/42 P

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-76163(P2011-76163)

(22)【出願日】2011年3月30日

(65)【公開番号】特開2012-213246(P2012-213246A)

(43)【公開日】2012年11月1日

【審査請求日】2014年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】510078160

【氏名又は名称】ＥＶＴＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中尾 文昭

(72)【発明者】

【氏名】小池 哲夫

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４１４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１９５０７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０６７７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０６３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１７６０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
一端が前記第２の蓄電セルの他端に電気的に接続されるコンデンサと、
前記制御信号に基づいて、前記コンデンサの充電動作と放電動作とを交互に切り替えるスイッチング回路と、
前記第１の蓄電セルの電圧と前記第２の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、
前記コンデンサの電極間の電圧と前記中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部と、
を備え、
前記制御信号発生部は、前記補正信号を受信して、前記補正信号に基づいて前記制御信号のデューティ比を補正する、
バランス補正装置。

【請求項2】

前記スイッチング回路は、前記第１の蓄電セルの他端と電気的に接続する第１の端子、前記コンデンサの他端と電気的に接続する第２の端子、および、前記コンデンサの一端と電気的に接続する第３の端子を含む第３のスイッチング素子を有し、
前記第３のスイッチング素子は、
前記第１のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号または前記第２のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号に基づいて、前記第１の端子と前記第２の端子とを電気的に接続し、
前記第１のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号または前記第２のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号に基づいて、前記第２の端子と前記第３の端子とを電気的に接続する、
請求項１に記載のバランス補正装置。

【請求項3】

前記スイッチング回路は、一端が前記コンデンサの他端と電気的に接続し、他端が前記第１の蓄電セルの一端と前記第２の蓄電セルの一端との前記接続点と電気的に接続する第４のスイッチング素子を有し、
前記第４のスイッチング素子は、
前記第１のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号または前記第２のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号に基づいて、オン動作し、
前記第１のスイッチング素子をオフ動作させる前記制御信号または前記第２のスイッチング素子をオン動作させる前記制御信号に基づいて、オフ動作する、
請求項１または請求項２に記載のバランス補正装置。

【請求項4】

前記補正信号発生部は、前記コンデンサの電極間の電圧および前記中間値の電圧が入力され、前記コンデンサの電極間の電圧と前記中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有し、
前記コンパレータのカットオフ周波数は、前記制御信号の周波数よりも小さい、
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。

【請求項5】

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４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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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２００６−０６７７４８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

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

駆動回路から出力される信号の精度が低い場合には、蓄電セル間の電圧を精度よく均等化することができない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

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、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おける電圧の時間平均値の電圧を生成する平均値生成部と、第１の蓄電セルの電圧と第２の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、時間平均値の電圧と中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部とを備え、制御信号発生部は、補正信号を受信して、補正信号に基づいて制御信号のデューティ比を補正するバランス補正装置が提供される。

【0005】

上記のバランス補正装置において、平均値生成部は、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と電気的に接続する積分回路を有してよい。上記のバランス補正装置において、中間値生成部は、一端が第１の蓄電セルの他端と電気的に接続し、他端が第２の蓄電セルの他端と電気的に接続する分圧回路を有してよい。上記のバランス補正装置において、補正信号発生部は、時間平均値の電圧および中間値の電圧が入力され、時間平均値の電圧と中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有してよい。コンパレータのカットオフ周波数は、制御信号の周波数よりも小さくてよい。

【0006】

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、一端が第２の蓄電セルの他端に電気的に接続されるコンデンサと、制御信号に基づいて、コンデンサの充電動作と放電動作とを交互に切り替えるスイッチング回路と、第１の蓄電セルの電圧と第２の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成する中間値生成部と、コンデンサの電極間の電圧と中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する補正信号発生部とを備え、制御信号発生部は、補正信号を受信して、補正信号に基づいて制御信号のデューティ比を補正するバランス補正装置が提供される。

【0007】

上記のバランス補正装置において、スイッチング回路は、第１の蓄電セルの他端と電気的に接続する第１の端子、コンデンサの他端と電気的に接続する第２の端子、および、コンデンサの一端と電気的に接続する第３の端子を含む第３のスイッチング素子を有してよい。第３のスイッチング素子は、第１のスイッチング素子をオン動作させる制御信号または第２のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号に基づいて、第１の端子と第２の端子とを電気的に接続してよく、第１のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号または第２のスイッチング素子をオン動作させる制御信号に基づいて、第２の端子と第３の端子とを電気的に接続してよい。

【0008】

上記のバランス補正装置において、スイッチング回路は、一端がコンデンサの他端と電気的に接続し、他端が第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と電気的に接続する第４のスイッチング素子を有してよい。第４のスイッチング素子は、第１のスイッチング素子をオン動作させる制御信号または第２のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号に基づいて、オン動作してよく、第１のスイッチング素子をオフ動作させる制御信号または第２のスイッチング素子をオン動作させる制御信号に基づいて、オフ動作してよい。

【0009】

上記のバランス補正装置において、補正信号発生部は、コンデンサの電極間の電圧および中間値の電圧が入力され、コンデンサの電極間の電圧と中間値の電圧との差に応じた出力を出力するコンパレータを有してよい。コンパレータのカットオフ周波数は、制御信号の周波数よりも小さくてよい。

【0010】

本発明の第３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。

【0011】

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。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】蓄電システム１１０を備える装置１００の一例を概略的に示す。

【図2】蓄電システム２１０の一例を概略的に示す。

【図3】蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。

【図4】蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。

【図5】蓄電システム５１０の一例を概略的に示す。

【図6】蓄電システム５１０の動作の一例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許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。

【0014】

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、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。

【0015】

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。

【0016】

「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。

【0017】

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。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。

【0018】

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のそれぞれは、複数の蓄電セルを含んでもよい。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

バランス補正回路１３２は、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。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。

【0023】

図示していないが、バランス補正回路１３２は、接続点１４３と電気的に接続するインダクタを有してよい。バランス補正回路１３２と、蓄電セル１２２および蓄電セル１２４とを、上記のように電気的に接続することで、蓄電セル１２２および上記のインダクタを含む第１の回路と、蓄電セル１２４および上記のインダクタを含む第２の回路が形成される。バランス補正回路１３２は、第１の回路と、第２の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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。また、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。

【0027】

バランス補正回路２３２は、均等化部２３４と、補正部２３６とを有する。均等化部２３４は、蓄電セル２２２および蓄電セル２２４の電圧を均等化させる。補正部２３６は、均等化部２３４の補正に用いられる補正信号φ２６を発生させる。均等化部２３４は、補正信号φ２６を受信して、補正信号φ２６に基づいて出力を調整する。これにより、均等化部２３４による電圧均等化の精度を向上させることができる。

【0028】

均等化部２３４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。

【0029】

均等化部２３４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。均等化部２３４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。

【0030】

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Ｉ_Ｌが生じる。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

制御信号発生部２７２は、蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続する基準電圧入力端子２７４と、蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続する基準電圧入力端子２７６とを有してよい。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。

【0036】

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。

【0037】

制御信号発生部２７２は、補正信号φ２６を受信する。制御信号発生部２７２は、補正信号φ２６に基づいて、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補正してよい。制御信号発生部２７２は、補正信号φ２６に基づき、蓄電セル２２２または蓄電セル２２４の電圧の値が、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の算術平均値と等しくなるように、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補正してよい。

【0038】

補正信号φ２６が、蓄電セル２２２または蓄電セル２２４の電圧の値が、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の算術平均値より小さいことを示す場合、制御信号発生部２７２は、制御信号φ２４のデューティ比の設定値を大きくしてよい。補正信号φ２６が、蓄電セル２２２または蓄電セル２２４の電圧の値が、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の算術平均値より大きいことを示す場合、制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２のデューティ比の設定値を大きくしてよい。

【0039】

ダイオード２８２は、スイッチング素子２５２と並列に配される。ダイオード２８２は、一端がインダクタ２５０の他端と電気的に接続する。ダイオード２８２の他端は、蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続する。ダイオード２８２は、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。

【0040】

ダイオード２８４は、スイッチング素子２５４と並列に配される。ダイオード２８４は、一端が蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続する。ダイオード２８４の他端は、インダクタ２５０の他端と電気的に接続する。ダイオード２８４は、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。

【0041】

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Ｉ_Ｌが残留した場合であっても、当該インダクタ電流Ｉ_Ｌ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Ｉ_Ｌを無駄なく利用することができる。また、インダクタ電流Ｉ_Ｌ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。

【0042】

補正部２３６は、補正信号φ２６を発生させる。補正信号φ２６は、蓄電セル２２２または蓄電セル２２４の電圧の値と、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の算術平均値との大小関係を示す信号であってよい。補正部２３６は、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の中間値の電圧との差に基づいて、補正信号φ２６を発生させてよい。補正部２３６は、積分回路２９２と、分圧回路２９５と、コンパレータ２９８とを有してよい。積分回路２９２は、平均値生成部の一例であってよい。分圧回路２９５は、中間値生成部の一例であってよい。

【0043】

積分回路２９２は、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧を生成する。積分回路２９２は、接続点２４３と電気的に接続する。積分回路２９２は、接続点２４３における電圧を入力され、当該入力電圧の時間積分値を出力する。積分回路２９２は、コンデンサ２９３と、抵抗２９４とを含むＲＣ積分回路であってよい。コンデンサ２９３は、一端が蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続されてよい。コンデンサ２９３の他端は、コンパレータ２９８の反転入力と電気的に接続されてよい。抵抗２９４は、一端が接続点２６３と電気的に接続されてよい。抵抗２９４の他端は、コンパレータ２９８の反転入力と電気的に接続されてよい。

【0044】

これにより、ある時間間隔における接続点２４３の電圧の平均値（時間平均値という場合がある。）が、コンパレータ２９８の反転入力に入力される。本実施形態において、抵抗２９４の一端は、接続点２６３およびインダクタ２５０を介して、接続点２４３と電気的に接続する。しかし、抵抗２９４の接続方法はこれに限定されない。抵抗２９４の一端が、接続点２４３に直接接続されてもよい。

【0045】

分圧回路２９５は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧を生成する。分圧回路２９５は、蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続する。分圧回路２９５は、蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続する。分圧回路２９５は、蓄電セル２２２の正極側の電圧と蓄電セル２２４の負極側の電圧を入力され、当該入力電圧に比例した電圧を発生させる。

【0046】

分圧回路２９５は、抵抗２９６と、抵抗２９７とを含んでよい。抵抗２９６は、一端が抵抗２９７の一端と電気的に接続されてよい。抵抗２９６の他端は、蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続されてよい。抵抗２９７は、一端が抵抗２９６の一端と電気的に接続されてよい。抵抗２９７の他端は、蓄電セル２２４の負極側と電気的に接続されてよい。抵抗２９６の一端と抵抗２９７の一端との接続点は、コンパレータ２９８の非反転入力と電気的に接続されてよい。抵抗２９６の抵抗値と、抵抗２９７の抵抗値とは同一であってよい。これにより、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧が、コンパレータ２９８の非反転入力に入力される。

【0047】

コンパレータ２９８は、非反転入力と反転入力との差に応じた出力を出力する。コンパレータ２９８の反転入力には、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧が入力される。コンパレータ２９８の非反転入力には、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧が入力される。コンパレータ２９８は、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧との差に比例した電圧を、補正信号φ２６として出力してよい。

【0048】

コンパレータ２９８は、制御信号φ２２または制御信号φ２４の周波数よりも小さなカットオフ周波数を有してよい。蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧がほぼ均等化された状態（定常状態という場合がある。）において、積分回路２９２からの出力信号の波形は三角波になる。そこで、コンパレータ２９８の入力側のカットオフ周波数を制御信号φ２２または制御信号φ２４の周波数よりも小さくすることで、コンパレータ２９８の出力信号を安定化させることができる。

【0049】

本実施形態において、補正部２３６がアナログ回路である場合について説明した。しかし、補正部２３６はこれに限定されない。補正部２３６の機能の一部または全部は、デジタル回路によって実現されてもよい。補正部２３６の機能の一部または全部は、ソフトウエアまたはプログラムにより実現されてもよい。

【0050】

以上のとおり、本願明細書には、第１の蓄電セルと第２の蓄電セルの電圧を均等化させる方法であって、上記第１の蓄電セルの一端と上記第２の蓄電セルの一端との接続点における電圧の時間平均値の電圧を生成または算出する段階と、上記第１の蓄電セルの電圧と上記第２の蓄電セルの電圧との中間値の電圧を生成または算出する段階と、上記時間平均値の電圧と上記中間値の電圧との差に基づいて、補正信号を発生する段階とを備えるバランス補正方法が記載されている。また、コンピュータに当該バランス補正方法を実行させるプログラムが記載されている。

【0051】

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Ｉ_Ｌの大きさを示す。図３において、インダクタ電流Ｉ_Ｌ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。

【0052】

グラフ３０２は、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４よりも大きい場合のインダクタ電流Ｉ_Ｌ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Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４よりも小さい場合のインダクタ電流Ｉ_Ｌ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Ｅ_２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４とが略同一である場合のインダクタ電流Ｉ_Ｌの経時変化の一例を概略的に示す。

【0053】

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。

【0054】

グラフ３０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４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Ｉ_Ｌが図２における実線矢印の方向に充電される。

【0055】

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Ｉ_Ｌ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Ｉ_Ｌ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。

【0056】

グラフ３０４に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４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Ｉ_Ｌが図２における点線矢印の方向に充電される。

【0057】

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Ｉ_Ｌ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。

【0058】

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。

【0059】

グラフ３０６に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２と蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４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Ｉ_Ｌ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。

【0060】

制御信号発生部２７２は、デューティ比が予め定められた設定値となるように、制御信号φ２２および制御信号φ２４を発生させる。しかし、制御信号発生部２７２の信号発生器の精度、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４の電気特性などにより、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４において観測される現実のデューティ比と、上記の設定値との間に誤差が生じる場合がある。

【0061】

例えば、スイッチング素子２５２において観測される現実のデューティ比が設定値よりも大きくなると、当該デューティ比が設定値どおりであった場合と比較して、スイッチング素子２５２がオン状態にある時間（オン時間という場合がある。）が長くなる。その結果、定常状態において、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４よりも大きくなる。一方、スイッチング素子２５２において観測される現実のデューティ比が設定値よりも小さくなると、当該デューティ比が設定値どおりであった場合と比較して、スイッチング素子２５２がオン状態にある時間が短くなる。その結果、定常状態において、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２が蓄電セル２２４の電圧Ｅ_４よりも小さくなる。

【0062】

本実施形態において、補正部２３６は、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の中間値の電圧との差に基づいて、補正信号φ２６を発生させる。均等化部２３４は、補正信号φ２６に基づいて、接続点２４３における電圧の時間平均値の電圧と、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧の中間値の電圧との差が小さくなるように、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補正する。

【0063】

これにより、制御信号発生部２７２による誤差だけでなく、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４による誤差をも考慮して、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調整することができる。その結果、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４において観測される現実のデューティ比と、上記の設定値との間に誤差を小さくすることができ、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧を精度よく均等化することができる。

【0064】

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のデューティ比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もよい。

【0065】

本実施形態において、制御信号発生部２７２が、補正信号φ２６に基づいて、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調整する場合について説明した。しかし、制御信号発生部２７２はこれに限定されない。補正信号φ２６が、上記の時間平均値の電圧と上記の中間値の電圧との差が予め定められた値よりも小さいことを示す場合、制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の発生を停止してよい。補正信号φ２６が、上記の時間平均値の電圧と上記の中間値の電圧との差が予め定められた値よりも大きいことを示す場合、制御信号発生部２７２は、制御信号φ２２および制御信号φ２４の発生を再開してよい。

【0066】

図４は、蓄電システム２１０の動作の一例を概略的に示す。図４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４０２（図中、太字の点線で示す。）およびグラフ４０４（図中、太字の実線で示す。）を示す。グラフ４０２は、定常状態における、接続点２４３の電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ４０４は、定常状態における、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ４０２およびグラフ４０４において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸は電圧を示す。なお、説明を簡単にする目的で、図４には、定常状態におけるグラフ４０２およびグラフ４０４の一部を表示する。

【0067】

図４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４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。

【0068】

スイッチング素子２５２がオン状態の場合、接続点２４３における電圧は、グラフ４０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２と蓄電セル２２２の電圧Ｅ_４との合計値Ｅ_２＋Ｅ_４になる。このとき、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、グラフ４０４に示すように、時間とともに増加する。一方、スイッチング素子２５２がオフ状態の場合、接続点２４３における電圧は、グラフ４０２に示すように、蓄電セル２２４の負極側の電圧となる。本実施形態において、スイッチング素子２５２がオフ状態の場合、接続点２４３における電圧は０となる。このとき、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、グラフ４０４に示すように、時間とともに減少する。

【0069】

これにより、コンパレータ２９８の反転入力には、接続点２４３における電圧の時間平均値に相当する電圧が入力される。制御信号発生部２７２、スイッチング素子２５２およびスイッチング素子２５４が理想的に動作している場合、スイッチング素子２５２のオン時間とオフ時間とは等しく、スイッチング素子２５４のオン時間とオフ時間とは等しい。このとき、定常状態においてコンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２を中心として周期的に増減する。

【0070】

一方、制御信号発生部２７２、スイッチング素子２５２またはスイッチング素子２５４が理想的な動作をしていない場合、スイッチング素子２５２のオン時間とオフ時間とが等しくなるとは限らない。また、スイッチング素子２５４のオン時間とオフ時間とが等しくなるとは限らない。このとき、定常状態においてコンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２から少しずれた値を中心として周期的に増減する。

【0071】

コンパレータ２９８の非反転入力には、分圧回路２９５により、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２が入力される。したがって、スイッチング素子２５２のオン時間とオフ時間とが等しくない場合、または、スイッチング素子２５４のオン時間とオフ時間とが等しくない場合には、コンパレータ２９８の非反転入力と反転入力との差に応じて、補正信号φ２６が出力される。制御信号発生部２７２が補正信号φ２６に基づいて、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調整することで、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧を精度よく均等化することができる。

【0072】

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、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５３２とを備える。バランス補正回路５３２は、バランス補正装置の一例であってよい。

【0073】

均等化部５３４は、制御信号発生部２７２が、制御信号φ２２および制御信号φ２４の少なくとも一方を補正部５３６にも提供する点で均等化部２３４と相違する。その他の点については、均等化部２３４と同様の構成を有してよい。

【0074】

補正部５３６は、コンデンサ５４２と、スイッチング回路５４４と、分圧回路２９５と、コンパレータ２９８とを有する。補正部５３６は、積分回路２９２の代わりに、コンデンサ５４２およびスイッチング回路５４４を備える点で補正部２３６と相違する。補正部５３６は、接続点２４３の電圧の時間平均値の電圧の代わりに、コンデンサ５４２の電極間の電圧がコンパレータ２９８の反転入力に入力される点で補正部２３６と相違する。その他の点については、補正部２３６と同様の構成を有してよい。

【0075】

図５において、蓄電システム２１０またはバランス補正回路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。また、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５３２と同様の構成を有してよい。

【0076】

コンデンサ５４２は、一端が蓄電セル２２４の他端に電気的に接続する。コンデンサ５４２の他端は、コンパレータ２９８の反転入力または蓄電セル２２２の正極側のいずれかと電気的に接続する。コンデンサ５４２の他端の接続先は、スイッチング回路５４４により切り替えられる。コンデンサ５４２の他端がコンパレータ２９８の反転入力と電気的に接続されると、コンデンサ５４２は電荷を放電する（コンデンサ５４２の放電動作という場合がある。）。コンデンサ５４２の他端が蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続されると、コンデンサ５４２は電荷を充電する（コンデンサ５４２の充電動作という場合がある。）。図５は、コンデンサ５４２の放電動作の一例を概略的に示す。

【0077】

スイッチング回路５４４は、補正信号φ２６を受信する。スイッチング回路５４４は、補正信号φ２６に基づいて、コンデンサ５４２の充電動作と放電動作とを交互に切り替える。スイッチング回路５４４は、スイッチング素子５６０と、スイッチング素子５７２と、定電流回路５８２とを有してよい。スイッチング素子５６０は、第３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５７２は、第４のスイッチング素子の一例であってよい。

【0078】

スイッチング素子５６０は、端子５６２と、端子５６４と、端子５６６と、端子５６８とを含んでよい。端子５６２は、蓄電セル２２２の正極側と電気的に接続する端子５６４は、コンデンサ５４２の他端と電気的に接続する。端子５６６は、コンデンサ５４２の他端と電気的に接続する。端子５６８は、コンデンサ５４２の一端と電気的に接続する。端子５６２は、第１の端子の一例であってよい。端子５６４および端子５６６は、第２の端子の一例であってよい。端子５６８は、第３の端子の一例であってよい。

【0079】

スイッチング素子５６０は、スイッチング素子２５２をオン動作させる制御信号φ２２またはスイッチング素子２５４をオフ動作させる制御信号φ２４に基づいて、端子５６２と、端子５６６とを電気的に接続する。これにより、スイッチング素子２５２がオン動作するタイミングまたはスイッチング素子２５４がオフ動作するタイミングに合わせて、蓄電セル２２４と、蓄電セル２２２と、端子５６２と、定電流回路５８２と、端子５６６と、コンデンサ５４２とを含む電流回路を形成することができる。端子５６２と端子５６６とが電気的に接続している間、コンデンサ５４２は電荷を充電する。

【0080】

スイッチング素子５６０は、スイッチング素子２５２をオフ動作させる制御信号φ２２またはスイッチング素子２５４をオン動作させる制御信号φ２４に基づいて、端子５６４と端子５６８とを電気的に接続する。これにより、スイッチング素子２５２がオフ動作するタイミングまたはスイッチング素子２５４がオン動作するタイミングに合わせて、コンデンサ５４２と、端子５６４と、定電流回路５８２と、端子５６８とを含む電流回路を形成することができる。端子５６４と端子５６８とが電気的に接続している間、コンデンサ５４２は電荷を放電する。

【0081】

スイッチング素子５７２は、一端がコンデンサ５４２の他端と電気的に接続する。スイッチング素子５７２の他端は、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と電気的に接続する。スイッチング素子５７２は、スイッチング素子２５２をオン動作させる制御信号φ２２またはスイッチング素子２５４をオフ動作させる制御信号φ２４に基づいて、オン動作する。スイッチング素子５７２は、スイッチング素子２５２をオフ動作させる制御信号φ２２またはスイッチング素子２５４をオン動作させる制御信号φ２４に基づいて、オフ動作する。

【0082】

これにより、コンデンサ５４２の電極間の電圧が、接続点２４３の電圧と略同一になるまでの時間を短縮することができる。その結果、バランス補正回路５３２が定常状態になるまでの時間を短縮することができる。

【0083】

定電流回路５８２は、端子５６２および端子５６６とが電気的に接続している場合と、端子５６４および端子５６８とが電気的に接続している場合とで、それぞれの電流回路に流れる電流を略同一に維持する。定電流回路５８２は、定電流源および定電流ダイオードの少なくとも一方を含んでよい。

【0084】

コンパレータ２９８は、非反転入力と反転入力との差に応じた出力を出力する。コンパレータ２９８の反転入力には、コンデンサ５４２の他端の電圧が入力される。コンパレータ２９８の非反転入力には、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧が入力される。コンパレータ２９８は、コンデンサ５４２の他端の電圧と、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧との差に比例した電圧を、補正信号φ２６として出力してよい。

【0085】

これにより、何らかの原因により、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が設定値とは異なる値を示している場合であっても、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調整することができる。その結果、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧を精度よく均等化することができる。

【0086】

本実施形態において、スイッチング回路５４４が定電流回路５８２を有する場合についいて説明した。しかし、スイッチング回路５４４はこれに限定されない。スイッチング回路５４４は、定電流回路５８２に代えて、抵抗を有してもよい。

【0087】

図６は、蓄電システム５１０の動作の一例を概略的に示す。図６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６０２（図中、太字の点線で示す。）およびグラフ６０４（図中、太字の実線で示す。）を示す。グラフ６０２は、定常状態における、接続点２４３の電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ６０４は、定常状態における、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧の経時変化の一例を概略的に示す。グラフ６０２およびグラフ６０４において、横軸は時間の経過を示す。また、縦軸は電圧を示す。なお、説明を簡単にする目的で、図６には、定常状態におけるグラフ６０２およびグラフ６０４の一部を表示する。

【0088】

図６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６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。

【0089】

スイッチング素子２５２がオン状態の場合、接続点２４３における電圧は、グラフ６０２に示すように、蓄電セル２２２の電圧Ｅ_２と蓄電セル２２２の電圧Ｅ_４との合計値Ｅ_２＋Ｅ_４になる。このとき、スイッチング素子５７２もオン状態になる。また、スイッチング素子５６０は、定電流回路５８２を介して、端子５６２と、端子５６６とを電気的に接続する。これにより、コンデンサ５４２の充電動作により、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、グラフ６０４に示すように時間とともに増加する。

【0090】

一方、スイッチング素子２５２がオフ状態の場合、接続点２４３における電圧は、グラフ４０２に示すように、蓄電セル２２４の負極側の電圧となる。本実施形態において、スイッチング素子２５２がオフ状態の場合、接続点２４３における電圧は、０となる。このとき、スイッチング素子５７２もオフ状態になる。また、スイッチング素子５６０は、定電流回路５８２を介して、端子５６４と、端子５６８とを電気的に接続する。これにより、コンデンサ５４２の放電動作により、コンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、グラフ６０４に示すように、時間とともに減少する。

【0091】

これにより、コンパレータ２９８の反転入力には、コンデンサ５４２の電極間の電圧に相当する電圧が入力される。制御信号発生部２７２が理想的に動作している場合、制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比は５０％となる。このとき、定常状態においコンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２を中心として周期的に増減する。

【0092】

一方、制御信号発生部２７２が理想的な動作をしていない場合、制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比が５０％となるとは限らない。このとき、定常状態においてコンパレータ２９８の反転入力に入力される電圧は、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２から少しずれた値を中心として周期的に増減する。

【0093】

コンパレータ２９８の非反転入力には、分圧回路２９５により、蓄電セル２２２の電圧と蓄電セル２２４の電圧との中間値の電圧（Ｅ_２＋Ｅ_４）／２が入力される。したがって、制御信号φ２２および制御信号φ２４のデューティ比が５０％でない場合には、コンパレータ２９８の非反転入力と反転入力との差に応じて、補正信号φ２６が出力される。制御信号発生部２７２が補正信号φ２６に基づいて、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調整することで、蓄電セル２２２の電圧および蓄電セル２２４の電圧を精度よく均等化することができる。

【0094】

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、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0095】

特許請求の範囲、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。特許請求の範囲、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。

【符号の説明】

【0096】

１００ 装置、１０２ モータ、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、２３４ 均等化部、２３６ 補正部、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、２７４ 基準電圧入力端子、２７６ 基準電圧入力端子、２８２ ダイオード、２８４ ダイオード、２９２ 積分回路、２９３ コンデンサ、２９４ 抵抗、２９５ 分圧回路、２９６ 抵抗、２９７ 抵抗、２９８ コンパレータ、３０２ グラフ、３０４ グラフ、３０６ グラフ、４０２ グラフ、４０４ グラフ、５１０ 蓄電システム、５３２ バランス補正回路、５３４ 均等化部、５３６ 補正部、５４２ コンデンサ、５４４ スイッチング回路、５６０ スイッチング素子、５６２ 端子、５６４ 端子、５６６ 端子、５６８ 端子、５７２ スイッチング素子、５８２ 定電流回路、６０２ グラフ、６０４ グラフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】