(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】
(24)【登録日】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】電池ユニット
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20231121BHJP
H02M 3/07 20060101ALI20231121BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20231121BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
H02M3/07
H01M10/48 P
H01M10/44 P
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021561368
(86)(22)【出願日】2020-11-20
(86)【国際出願番号】 JP2020043313
(87)【国際公開番号】W WO2021106762
(87)【国際公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-05-17
(31)【優先権主張番号】P 2019212120
(32)【優先日】2019-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100123973
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 拓真
(74)【代理人】
【識別番号】100082762
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 正知
(72)【発明者】
【氏名】志村 重輔
(72)【発明者】
【氏名】森 倫也
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２２３０５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１３４６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１４０７１０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２
Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６
Ｈ０２Ｍ ３／０７
Ｈ０１Ｍ １０／４２ －１０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直列数ｓ及び並列数ｐの電池セルからなる組電池（ｓは１以上かつｐは１以上の整数）と、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成のコンバータとを備え、前記コンバータは、前記組電池の電圧Ｖに対して、－Ｖの電圧を生成するようになされた電池モジュールが複数個直列接続され、
ある電池モジュールによって生成された－Ｖの電圧が該電池モジュールのマイナス端子側に接続された別の電池モジュールのマイナス端子に供給されるようになされた電池ユニット。
【請求項2】
前記電池モジュールがそれぞれ有するコンバータをＯＮ／ＯＦＦ制御するようにした請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項3】
マイナス端子とプラス端子との電圧を測定する第１の電圧測定手段と、コンバータ端子と前記マイナス端子との電圧を測定する第２の電圧測定手段と、
前記第１の電圧測定手段による電圧と前記第２の電圧測定手段による電圧を比較する電圧比較器を備え、
前記電圧比較器により検出された電圧の比がしきい値以上の場合に、前記コンバータの動作をＯＮにして電圧－Ｖを生成し、前記電圧比較器により検出された電圧の比がしきい値未満の場合に、前記コンバータの動作をＯＦＦにして電圧－Ｖの生成を止める制御を行なう請求項２に記載の電池ユニット。
【請求項4】
直列数ｓ及び並列数ｐの電池セルからなる組電池（ｓは１以上かつｐは１以上の整数）と、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成のコンバータとを備え、前記コンバータは、前記組電池の電圧Ｖに対して、２Ｖの電圧を生成するようになされた電池モジュールが複数個直列接続され、
ある電池モジュールによって生成された２Ｖの電圧が該電池モジュールのプラス端子側に接続された別の電池モジュールのプラス端子に供給されるようになされた電池ユニット。
【請求項5】
前記電池モジュールがそれぞれ有するコンバータをＯＮ／ＯＦＦ制御するようにした請求項４に記載の電池ユニット。
【請求項6】
マイナス端子とプラス端子との電圧を測定する第１の電圧測定手段と、コンバータ端子と前記プラス端子との電圧を測定する第３の電圧測定手段と、
前記第１の電圧測定手段による電圧と前記第３の電圧測定手段による電圧を比較する電圧比較器を備え、
前記電圧比較器により検出された電圧の比がしきい値以上の場合に、前記コンバータの動作をＯＮにして電圧２Ｖを生成し、前記電圧比較器により検出された電圧の比がしきい値未満の場合に、前記コンバータの動作をＯＦＦにして電圧２Ｖの生成を止める制御を行なう請求項５に記載の電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の電池セルを直列及び／又は並列接続した電池モジュールの複数個を接続した電池ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、リチウムイオン電池などの二次電池の用途が太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池等に急速に拡大している。大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば単位電池（以下の説明では、電池セルと適宜称する。）を使用する場合、複数の電池モジュールを直列に接続する構成が採用される。円筒型電池の場合であれば、円筒１個が電池セルであり、また、ラミネートで被覆した電池であれば、被覆したパック１個が電池セルである。電池モジュールは、複数個例えば４個の電池セルを並列に接続して、電池ブロックを構成し、多数の電池ブロックを直列に接続して全体としてプラス端子及びマイナス端子を有する組電池を備えるものが電池モジュールである。なお、並列接続数が１で、直列接続数が１の構成、すなわち、電池セル数が１の電池モジュールもありうる。
【0003】
さらに、複数の電池モジュールが直列接続されたものを電池ユニットと呼ぶ。電池ユニットにおいて、電池モジュール間で電圧のバラツキが生じると、電池モジュールの能力を充分に発揮させることができなかったり、電池モジュールの寿命が短くなったりする問題が生じる。
【0004】
従来から電池セル間のバランスを制御するアクティブバランス調整回路が提案されている。例えば特許文献１には、電池モジュールを構成する複数個の電池セルの接続点を介して複数の電圧を出力する電源システムにおいて、各電池セルの充放電状態のドラツキを補正するバランス回路を設けた電源システムが記載されている。このバランス回路として、複数のキャパシタと複数のスイッチから構成されるスイッチドキャパシタ方式の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００９－２４７１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載のものは、電池モジュール内の電池セルの充放電状態のバラツキを補正するものであって、電池モジュール間のバラツキをするものではない。また、特許文献１に記載の電池セルを電池モジュールに置き換えた構成の場合では、電池モジュール間にアクティブバランス調整回路を接続するために、電池モジュールの個数を変更する場合に、アクティブバランス調整回路の対応が難しく、柔軟な運用が困難な問題があった。
【0007】
したがって、本発明の目的は、接続される電池モジュールの個数の変更に対応が容易な柔軟性を有する電池ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、直列数ｓ及び並列数ｐの電池セルからなる組電池（ｓは１以上かつｐは１以上の整数）と、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成のコンバータとを備え、コンバータは、組電池の電圧Ｖに対して、－Ｖの電圧を生成するようになされた電池モジュールが複数個直列接続され、
ある電池モジュールによって生成された－Ｖの電圧が該電池モジュールのマイナス端子側に接続された別の電池モジュールのマイナス端子に供給されるようになされた電池ユニットである。
本発明は、直列数ｓ及び並列数ｐの電池セルからなる組電池（ｓは１以上かつｐは１以上の整数）と、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成のコンバータとを備え、コンバータは、組電池の電圧Ｖに対して、２Ｖの電圧を生成するようになされた電池モジュールが複数個直列接続され、
ある電池モジュールによって生成された２Ｖの電圧が該電池モジュールのプラス端子側に接続された別の電池モジュールのプラス端子に供給されるようになされた電池ユニットである。
ある電池モジュールによって生成された－Ｖの電圧が該電池モジュールのマイナス端子側に接続された別の電池モジュールのマイナス端子に供給されるようになされた電池ユニットである。
本発明は、直列数ｓ及び並列数ｐの電池セルからなる組電池（ｓは１以上かつｐは１以上の整数）と、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成のコンバータとを備え、コンバータは、組電池の電圧Ｖに対して、２Ｖの電圧を生成するようになされた電池モジュールが複数個直列接続され、
ある電池モジュールによって生成された２Ｖの電圧が該電池モジュールのプラス端子側に接続された別の電池モジュールのプラス端子に供給されるようになされた電池ユニットである。
【発明の効果】
【0009】
少なくとも一つの実施形態によれば、電池モジュールの直列数の変更に対して柔軟に対応できる。なお、本発明は、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。また、以下の説明における例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。
【0012】
本発明の説明に先立って従来のアクティブバランス調整回路の一例について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは、スイッチドキャパシタ方式のアクティブバランス調整回路の構成を示す接続図であり、図１Ｂは、駆動波形の一例である。
【0013】
例えば４個の電池セルＢ１，Ｂ２，Ｂ２及びＢ４が直列接続されて電池モジュールが構成されている。電池セルＢ１のプラス側がスイッチＳＷ１の上側端子に接続され、電池セルＢ１のマイナス側がスイッチＳＷ１の下側端子及びスイッチＳＷ２の上側端子に接続されている。同様に、電池セルＢ２のプラス側及びマイナス側がスイッチＳＷ２の上側端子及び下側端子にそれぞれ接続され、電池セルＢ３のプラス側及びマイナス側がスイッチＳＷ３の上側端子及び下側端子にそれぞれ接続され、電池セルＢ４のプラス側及びマイナス側がスイッチＳＷ４の上側端子及び下側端子にそれぞれ接続されている。
【0014】
スイッチＳＷ１の上側端子及び下側端子と選択的に接続される端子（可動端子と適宜称する）がキャパシタＣ１の一方の電極と接続されている。キャパシタＣ１と直列にキャパシタＣ２及びＣ３が接続されている。スイッチＳＷ２の可動端子がキャパシタＣ１及びＣ２の接続中点と接続され、スイッチＳＷ３の可動端子がキャパシタＣ２及びＣ３の接続中点と接続され、スイッチＳＷ４の可動端子がキャパシタＣ３の他方の電極と接続されている。
【0015】
発振器ＯＳＣにより生成された駆動波形（図１Ｂ）によってスイッチＳＷ１～ＳＷ３が制御される。駆動波形のマイナス側の区間では、スイッチＳＷ１～ＳＷ４の可動端子が下側端子と接続され、駆動波形のプラス側の区間では、スイッチＳＷ１～ＳＷ４の可動端子が上側端子と接続される。スイッチＳＷ１～ＳＷ４の可動端子と下側端子が接続される区間では、電池セルＢ２，Ｂ３，Ｂ４の電圧がキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に供給される。次の駆動波形のマイナス側の区間では、スイッチＳＷ１～ＳＷ４の可動端子が上側端子と接続され区間では、電池セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の電圧がキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に供給される。
【0016】
したがって、駆動波形の１周期において、キャパシタＣ１によって電池セルＢ１及びＢ２の電圧が等しくなるように電流が流れ、キャパシタＣ２によって電池セルＢ２及びＢ３の電圧が等しくなるように電流が流れ、キャパシタＣ３によって電池セルＢ３及びＢ４の電圧が等しくなるように電流が流れる。所定期間が経過することによって、電圧Ｂ１～Ｂ４の電圧が等しいものとなる。
【0017】
かかる従来のスイッチドキャパシタ方式のアクティブバランス調整回路は、電池モジュール内の電池セルの電圧を均等化するもので、電池モジュール同士の電圧の均等化に使用されるものではなかった。また、電池セルの個数が変更された場合に、スイッチ及びキャパシタの接続を全面的に変更する必要があり、柔軟性が乏しい問題があった。本発明は、以下に述べるように、これらの問題を解決できるものである。
【0018】
図２及び図３を参照して電池モジュールの第１の例について説明する。複数の電池セル（例えばリチウムイオン二次電池）が直列及び／又は並列接続され、プラス端子ｔａ（電圧がＶ）及びマイナス端子ｔｂを有する組電池ＢＴと、組電池ＢＴのプラス端子ｔａと接続されてコンバータ端子ｔｃに対してｎＶ（ｎは－１又は２）の電圧を出力するコンバータＣＮＶによって、電池モジュールＭが構成されている。組電池ＢＴは、電池セルの直列数がｓ（ｓは１以上の整数）であり、また、並列数がｐ（ｐは１以上の整数）である。コンバータＣＮＶは、電流をどちらの方向にも流すことが可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとされている。
【0019】
一例として、組電池ＢＴとコンバータＣＮＶが共通の外装ケースに収納されている。このように、組電池ＢＴ及びコンバータＣＮＶを一体的に有する構成の電池モジュールが直列に接続されることによって電池ユニットが構成される。本発明は、電池ユニットにおいて、複数の電池モジュールのアクティブバランス調整を行なう場合に、電池モジュールの個数の変更に対して柔軟に対応することができる。
【0020】
図３を参照してコンバータＣＮＶの一例（Ｖを出力する例）について説明する。端子Ｖ＋及びグランドの間にスイッチＳＷ１１及びＳＷ２１が直列に接続され、端子ＧＮＤ及びコンバータ端子ｔｃ（ＶＯＵＴ）の間にスイッチＳＷ１２及びＳＷ２２が直列に接続される。スイッチＳＷ１１及びＳＷ２１の接続点ｔ１と、スイッチＳＷ１２及びＳＷ２２の接続点ｔ２の間にキャパシタＣｐが接続されている。
【0021】
スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２を制御する制御信号が発振器ＯＳＣによって生成され、制御信号をインバーターＩＮＶによって反転した制御信号によってスイッチＳＷ２１及びＳＷ２２が制御される。発振器ＯＳＣの出力がハイレベルの期間では、連動するスイッチＳＷ１１及びＳＷ１２がオンとなり、連動するスイッチＳＷ２１及びＳＷ２２がオフとなる。したがって、端子ｔ１が端子Ｖ＋に接続され、端子ｔ２が端子ＧＮＤに接続される。その結果、端子Ｖ＋からの電圧ＶがキャパシタＣｐに蓄積される。
【0022】
次に、発振器ＯＳＣの出力がローレベルになると、連動するスイッチＳＷ１１及びＳＷ１２がオフとなり、連動するスイッチＳＷ２１及びＳＷ２２がオンとなる。したがって、端子ｔ１がグランドに接続され、端子ｔ２が端子ｔｃに接続される。その結果、キャパシタＣｐに蓄積された電圧を反転した電圧（－Ｖ）が端子ｔｃから出力される。したがって、コンバータＣＮＶによってＶ及び－Ｖの両方の電圧出力を生成できる。
【0023】
かかるコンバータＣＮＶを使用することによってアクティブバランス調整が可能であることをＬＴｓｐｉｃｅ（登録商標）を使用したシミュレーションによって確認した。図４は、シミュレーションに使用した回路構成であり、直列接続された４個の電池セル（又は電池モジュール）Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と３個のコンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２，ＣＮＶ３が使用される。
【0024】
電池セルＢ１のプラス側からプラス端子ｔａが導出され、電池セルＢ４のマイナス側からマイナス端子ｔｂが導出される。電池セルＢ１のプラス側がコンバータＣＮＶ１の端子Ｖ＋に接続され、電池セルＢ１のマイナス側とコンバータＣＮＶ１の端子ＧＮＤが接続され、電池セルＢ２のマイナス側とコンバータＣＮＶ１の端子ｔｃ（ＶＯＵＴ）が接続される。同様の関係で、電池セルＢ２及びＢ３とコンバータＣＮＶ２が接続され、電池セルＢ３及びＢ４とコンバータＣＮＶ３が接続される。
【0025】
端子Ｖ＋に電圧Ｖが印加される場合、各コンバータの端子ＧＮＤと端子ｔｃ（ＶＯＵＴ）の電圧差がＶとなる。この電池セルに対して直下の電池セルの電圧が当該電池セルの電圧との間で差が存在する場合、コンバータが双方向であるので、同電圧となるように電流が流れる。なお、コンバータが２Ｖを発生する構成の場合では、端子ｔｃ（ＶＯＵＴ）と端子Ｖ＋の電圧差がＶとなる。この電圧と直上の電池セルの電圧の間に差が存在する場合、コンバータが双方向であるので、同電圧となるように電流が流れる。
【0026】
一例として、電池セルＢ１の初期電圧が４．０Ｖ、電池セルＢ２，Ｂ３，Ｂ４の電圧がそれぞれ４．０Ｖ、３．８Ｖ、４．０Ｖである場合、シミュレーションの結果、これらの電圧が図５に示すように時間的に変化する。電池セルＢ１～Ｂ４は、０．５Ｆのコンデンサとして記述（約０．５ｍＡｈに相当），電池セルを模したコンデンサの内部抵抗は、５０ｍΩ、並列容量は１ｍＦとした。－Ｖを生成することができるコンバータとしては、リニアテクノロジ社製の反転チャージポンプＩＣ（ＬＴＣ６６０）を使用した。このコンバータにおいてキャパシタＣｐの容量を１５０μＦとした。この条件で時間発展シミュレーションを行い、各電池セルの電圧がどのように変化するかを１２分後まで計算した。
【0027】
電池セルＢ１の電圧は、曲線Ｐ１で示すように、一旦減少した後、約２分後に増加に転じた。その後、元の４．０Ｖに収束する挙動を示した。電池セルＢ２の電圧は、曲線Ｐ２で示すように、単調増加し、４．０Ｖに収束する挙動を示した。電池セルＢ３の電圧は、曲線Ｐ３で示すように、単調減少し、４．０Ｖに収束する挙動を示した。電池セルＢ４の電圧は、曲線Ｐ４で示すように、一旦増加した後、約２分後に減少に転じた。その後、元の４．０Ｖに収束する挙動を示した。電池セルＢ１及びＢ４は、初期電圧が４．０Ｖであるにもかかわらず、一旦減少及び増加してから４．０Ｖに収束している。これは、図４の構成が直近の電池セルとしか均等化できないことに起因している。
【0028】
結果的に全ての電池セルの電圧が４．０Ｖに収束する挙動を示した。このシミュレーションにおいて、全ての電池セルの容量が等しいこと、キャパシタに蓄えちれる電荷が電圧に比例すること、各電池セルの初期電圧の平均値が４．０Ｖであることを考えれば、全ての電池セルの電圧が４．０Ｖに収束する挙動を示したことは、電荷の均等化が行なわれていることを意味している。
【0029】
第１の例によれば、－Ｖ又は２Ｖを出力するコンバータ端子を備えているので，電池モジュールを１台増設する、又は１台減少させるような柔軟な運用が可能となる。また、全ての電池モジュールと接続するバランス回路を電池モジュールと別に用意する必要がない利点がある。
【0030】
図６は、電池モジュールの第２の例の構成を示す。第２の例は、コンバータＣＮＶがＯＮ／ＯＦＦ制御端子を有する点で第１の例と相違している。コンバータＣＮＶのＯＮ／ＯＦＦは、コンバータＣＮＶ内の発振器ＯＳＣのＯＮ／ＯＦＦを制御することによってなされる。コンバータＣＮＶがＯＮの状態でバランス動作がなされ、コンバータＣＮＶがＯＦＦの状態でバランス動作がなされない。第２の例によれば、コンバータＣＮＶをＯＦＦすることによって電力消費を抑えることができる。
【0031】
図７は、電池モジュールの第３の例の構成を示す。第３の例は、コンバータＣＮＶが－Ｖを出力する構成とされている。また、電池モジュールのプラス端子とマイナス端子の電圧との電圧を測定する電圧測定器ＤＴ１と、コンバータＣＮＶのコンバータ端子と電池モジュールのマイナス端子との電圧を測定する電圧測定器ＤＴ２が設けられる。これらの電圧測定器ＤＴ１及びＤＴ２により測定された電圧を比較する電圧比較器ＣＭＰが設けられている。コンバータＣＮＶのＯＮ／ＯＦＦ制御端子に対して電圧比較器ＣＭＰの出力が供給される。
【0032】
電圧比較器ＣＭＰは、電圧測定器ＤＴ１及びＤＴ２によりそれぞれ測定された電圧の比ΔＶがしきい値以上であった場合に、コンバータＣＮＶをＯＮとし、電圧の比ΔＶがしきい値より小の場合にコンバータＣＮＶをＯＦＦとするように、コンバータＣＮＶを制御する。しきい値としては、たとえば２％程度の値が使用される。この第３の例は、バランス動作が必要な場合にのみ、コンバータＣＮＶをＯＮとするので、常にコンバータＣＮＶをＯＮしている構成と比較して電力消費を抑えることができる。
【0033】
図８は、電池モジュールの第４の例の構成を示す。第４の例は、コンバータＣＮＶが２Ｖを出力する構成とされている。また、電池モジュールのプラス端子とマイナス端子の電圧との電圧を測定する電圧測定器ＤＴ１と、コンバータＣＮＶのコンバータ端子と電池モジュールのプラス端子との電圧を測定する電圧測定器ＤＴ３が設けられる。これらの電圧測定器ＤＴ１及びＤＴ３により測定された電圧を比較する電圧比較器ＣＭＰが設けられている。コンバータＣＮＶのＯＮ／ＯＦＦ制御端子に対して電圧比較器ＣＭＰの出力が供給される。
【0034】
電圧比較器ＣＭＰは、電圧測定器ＤＴ１及びＤＴ３によりそれぞれ測定された電圧の比ΔＶがしきい値以上であった場合に、コンバータＣＮＶをＯＮとし、電圧の比ΔＶがしきい値より小の場合にコンバータＣＮＶをＯＦＦとするように、コンバータＣＮＶを制御する。この第４の例は、第３の例と同様に、バランス動作が必要な場合にのみ、コンバータＣＮＶをＯＮとするので、常にコンバータＣＮＶをＯＮしている構成と比較して電力消費を抑えることができる。
【0035】
図９は、本発明の第１実施形態の構成を示す。図９に示すように、上述した第３の例の電池モジュール（－Ｖを発生するコンバータＣＮＶを備える）をｍ個（ｍは２以上の整数）例えば３個直列に接続することによって電池ユニットＵが構成される。電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、それぞれ図７に示す電池モジュールと同様の構成とされているので、対応する構成要素に対しては、同一の参照符号を付すことにする。また、各電池モジュールのプラス端子をｔａ１，ｔａ２，ｔａ３で示し、マイナス端子をｔｂ１，ｔｂ２，ｔｂ３で示し、コンバータ端子をｔｃ１，ｔｃ２，ｔｃ３で示す。
【0036】
電池モジュールＭ１のプラス端子ｔａ１が電池ユニットＵのプラス端子として導出され、電池モジュールＭ３のマイナス端子ｔｂ３が電池ユニットＵのマイナス端子として導出される。マイナス端子ｔｂ１とプラス端子ｔａ２が接続され、マイナス端子ｔｂ２とプラス端子ｔａ３が接続され、電池モジュールＭ１～Ｍ３が直列接続される。
【0037】
さらに、電池モジュールＭ１のコンバータ端子ｔｃ１（－Ｖの電圧）が電池モジュールＭ１のマイナス端子ｔｂ１側に接続された別の電池モジュールＭ２のマイナス端子ｔｂ２と接続される。この接続によって、コンバータＣＮＶがＯＮ時に、電池モジュールＭ１及びＭ２間の電圧差に応じた電流がコンバータＣＮＶから電池モジュールＭ１の組電池ＢＴに対して流れる。
【0038】
さらに、電池モジュールＭ２のコンバータ端子ｔｃ２（－Ｖの電圧）が電池モジュールＭ２のマイナス端子ｔｂ２側に接続された別の電池モジュールＭ３のマイナス端子ｔｂ３と接続される。この接続によって、コンバータＣＮＶがＯＮ時に、電池モジュールＭ２及びＭ３間の電圧差に応じた電流がコンバータＣＮＶから電池モジュールＭ２の組電池ＢＴに対して流れる。かかる第１実施形態は、時間経過と共に、３個の電池モジュールＭ１～Ｍ３の電圧をほぼ等しくすることができる。
【0039】
図１０は、本発明の第２実施形態の構成を示す。図１０に示すように、上述した第４の例の電池モジュール（２Ｖを発生するコンバータＣＮＶを備える）をｍ個（ｍは２以上の整数）例えば３個直列に接続することによって電池ユニットＵが構成される。電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、それぞれ図８に示す電池モジュールと同様の構成とされているので、対応する構成要素に対しては、同一の参照符号を付すことにする。また、各電池モジュールのプラス端子をｔａ１，ｔａ２，ｔａ３で示し、マイナス端子をｔｂ１，ｔｂ２，ｔｂ３で示し、コンバータ端子（２Ｖが出力される）をｔｃ１，ｔｃ２，ｔｃ３で示す。
【0040】
電池モジュールＭ１のプラス端子ｔａが電池ユニットＵのプラス端子として導出され、電池モジュールＭ３のマイナス端子ｔｂ３が電池ユニットＵのマイナス端子として導出される。マイナス端子ｔｂ１とプラス端子ｔａ２が接続され、マイナス端子ｔｂ２とプラス端子ｔａ３が接続され、電池モジュールＭ１～Ｍ３が直列接続される。
【0041】
さらに、電池モジュールＭ２のコンバータ端子ｔｃ２（２Ｖの電圧）が電池モジュールＭ２のプラス端子ｔａ２側に接続された別の電池モジュールＭ１のプラス端子ｔａ１と接続される。この接続によって、コンバータＣＮＶがＯＮ時に、電池モジュールＭ１及びＭ２間の電圧差に応じた電流がコンバータＣＮＶから電池モジュールＭ２の組電池ＢＴに対して流れる。
【0042】
さらに、電池モジュールＭ３のコンバータ端子ｔｃ３（２Ｖの電圧）が電池モジュールＭ３のプラス端子ｔａ３側に接続された別の電池モジュールＭ２のプラス端子ｔａ２と接続される。この接続によって、コンバータＣＮＶがＯＮ時に、電池モジュールＭ２及びＭ３間の電圧差に応じた電流がコンバータＣＮＶから電池モジュールＭ３の組電池ＢＴに対して流れる。かかる第２実施形態は、時間経過と共に、３個の電池モジュールＭ１～Ｍ３の電圧をほぼ等しくすることができる。
【0043】
図１１は、本発明の変形例の構成を示す。上述した実施形態では、電池モジュールがそれぞれコンバータＣＮＶ、電圧比較器ＣＭＰ、電圧測定器ＤＴ１，ＤＴ２を備えていたが、図１１に示すように、電池モジュールと独立してコンバータ装置の構成としてもよい。このような構成によって、既存のモジュールに対してコンバータ装置を後から接続することができる。
【0044】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【0045】
Ｍ・・・電池モジュール、ＢＴ・・・組電池、ＣＮＶ・・・コンバータ、
ｔａ・・・プラス端子、ｔｂ・・・マイナス端子、ｔｃ・・・コンバータ端子
ｔａ・・・プラス端子、ｔｂ・・・マイナス端子、ｔｃ・・・コンバータ端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】