(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】2024-01-25
(45)【発行日】2024-02-02
(54)【発明の名称】電池バランス回路及びその動作方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20240126BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022084551
(22)【出願日】2022-05-24
(65)【公開番号】P2023026313
(43)【公開日】2023-02-24
【審査請求日】2022-05-24
(31)【優先権主張番号】202111579357.6
(32)【優先日】2021-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】63/232,925
(32)【優先日】2021-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】521279527
【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】李聖華
(72)【発明者】
【氏名】王宏彰
(72)【発明者】
【氏名】艾祖華
【審査官】杉田 恵一
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－０３２９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０６３３５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６６３６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１０８０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６３５２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５１４０５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０５３７５５３９（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１９７６５３８（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１３０７８７１４（ＣＮ，Ａ）
【文献】台湾特許出願公開第２０１６１４９２６（ＴＷ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３０１２２２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１５２０２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３４１７８５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３８１９２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／０６８９７２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ ５８／２２
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＡＣ電源を受けて前記ＡＣ電源をＤＣ電源に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、電池リンクを形成するように直列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの各々にそれぞれ対応して接続された複数のスイッチと、
入力側が各前記スイッチの入力側に並列に結合され、出力側が前記電池リンクに直列に接続された絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータと、前記絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ及び前記複数のスイッチとの間に介在して結合されるラインスイッチと、
前記複数のスイッチ及び前記ラインスイッチを制御するための複数の制御信号を提供する制御ユニットと、を含む、
電池バランス回路。
【請求項2】
前記制御ユニットは、前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御して、前記電池セルの電気エネルギーが前記絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータを介して前記電池リンクに放出するように構成されている、請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項3】
前記制御ユニットは、前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、前記ラインスイッチを導通制御するとともに、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御して、前記電池セルが前記ＡＣ電源から電気エネルギーを受けるように構成されている、請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項4】
前記複数のスイッチは、電磁リレーであり、各前記スイッチは、正極第１端子が前記ＤＣ電源の正極に接続され、負極第１端子が前記ＤＣ電源の負極に接続され、正極第２端子が前記電池セルの正極に対応して接続され、負極第２端子が前記電池セルの負極に接続されている、
請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項5】
前記複数のスイッチは、複数のスイッチユニットを含み、前記複数の電池セルの正極は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、前記電池セルの前記正極に接続された前記スイッチユニットの他端が共通に接続されて前記ＤＣ電源の正極に接続され、
前記複数の電池セルの負極は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、前記電池セルの前記負極に接続された前記スイッチユニットの他端が共通に接続されて前記ＤＣ電源の負極に接続されている、
請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項6】
前記複数のスイッチは、複数のスイッチユニットとスイッチ群とを含み、前記複数の電池セルのうちの最初の電池セルの正極は、前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記複数の電池セルのうちの最後の電池セルの負極は、前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記最初の電池セルと前記最後の電池セルとの間に介在する複数の前記電池セルの正極と負極との共通接続端は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記スイッチ群は、複数の切換スイッチユニットを含み、
前記複数のスイッチユニットの他端が前記複数の切換スイッチユニットに対応して接続されることにより、前記複数の電池セルの正極は、前記ＤＣ電源の正極に対応して接続され、前記複数の電池セルの負極は、前記ＤＣ電源の負極に対応して接続されている、
請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項7】
前記ＡＣ－ＤＣコンバータは、ＡＣ－ＤＣ変換回路と、非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換回路とを含み、前記非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換回路は、降圧変換回路であり、２つのスイッチとインダクタンスとを含む、
請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項8】
前記制御ユニットは、電池充電制御ユニットとコントローラとを含み、前記複数の電池セルの充電及び放電動作を制御するように構成されている、請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項9】
前記複数のスイッチと前記複数の電池セルとの間に対応して介在して接続される複数の過電流保護素子をさらに含む、請求項１に記載の電池バランス回路。
【請求項10】
電池バランス回路の動作方法であって、前記電池バランス回路は、
電池リンクを形成するように直列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの各々にそれぞれ対応して接続された複数のスイッチと、
ＤＣ電源と前記スイッチとの間に介在して結合されるラインスイッチと、を含み、
前記動作方法は、
前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御することと、
前記電池セルの電気エネルギーが前記電池リンクに放出することと、
前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、前記ラインスイッチを導通制御するとともに、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御することと、
前記電池セルが前記ＤＣ電源から電気エネルギーを受けることと、を含む、
電池バランス回路の動作方法。
【請求項11】
前記電池バランス回路は、入力側が各前記スイッチの第１側に並列に結合され、出力側が前記電池リンクに直列に接続された絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータをさらに含み、前記電池セルの電気エネルギーが前記絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータを介して前記電池リンクに放出する、
請求項１０に記載の電池バランス回路の動作方法。
【請求項12】
前記電池バランス回路は、ＡＣ電源を受けて前記ＡＣ電源を前記ＤＣ電源に変換するＡＣ－ＤＣコンバータをさらに含み、前記ラインスイッチが前記ＡＣ－ＤＣコンバータを介して前記ＡＣ電源に結合されている、
請求項１０に記載の電池バランス回路の動作方法。
【請求項13】
前記複数のスイッチは、電磁リレーであり、各前記スイッチは、正極第１端子が前記ＤＣ電源の正極に接続され、負極第１端子が前記ＤＣ電源の負極に接続され、正極第２端子が前記電池セルの正極に対応して接続され、負極第２端子が前記電池セルの負極に接続されている、
請求項１０に記載の電池バランス回路の動作方法。
【請求項14】
前記複数のスイッチは、複数のスイッチユニットを含み、前記複数の電池セルの正極は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、前記電池セルの前記正極に接続された前記スイッチユニットの他端が共通に接続されて前記ＤＣ電源の正極に接続され、
前記複数の電池セルの負極は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、前記電池セルの前記負極に接続された前記スイッチユニットの他端が共通に接続されて前記ＤＣ電源の負極に接続されている、
請求項１０に記載の電池バランス回路の動作方法。
【請求項15】
前記複数のスイッチは、複数のスイッチユニットとスイッチ群とを含み、前記複数の電池セルのうちの最初の電池セルの正極は、前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記複数の電池セルのうちの最後の電池セルの負極は、前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記最初の電池セルと前記最後の電池セルとの間に介在する複数の前記電池セルの正極と負極との共通接続端は、それぞれ前記複数のスイッチユニットのうちの１つの一端に接続され、
前記スイッチ群は、複数の切換スイッチユニットを含み、
前記複数のスイッチユニットの他端が前記複数の切換スイッチユニットに対応して接続されることにより、前記複数の電池セルの正極は、前記ＤＣ電源の正極に対応して接続され、前記複数の電池セルの負極は、前記ＤＣ電源の負極に対応して接続されている、
請求項１０に記載の電池バランス回路の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池バランス回路及びその動作方法に関し、特に能動型電池バランス回路及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高エネルギー（高出力）、高電圧のエネルギー貯蔵システムの応用では、通常は単一の電池で動作するわけではないので、高エネルギー（高出力）、高電圧のエネルギー貯蔵に適用するために、複数の電池セル（ｂａｔｔｅｒｙ ｃｅｌｌ）パッケージをモジュール化する。図１は、従来技術の複数の電池セルを有する電池モジュールの概略斜視図である。同図に示すように、各電池モジュール１００は１８個の電池セル１０１－１０Ｎを有し、２列に配置され、直列に接続されている。したがって、エネルギー貯蔵システムの応用においては、高エネルギー（高出力）、高電圧の電力供給に適用するために、複数群の電池モジュール１００を並列に接続することができる。
【0003】
単一の電池セル１０１－１０Ｎでは、この電池セル１０１－１０Ｎが経年劣化すると、満充電が早くなり、放電が早くなる異常現象が発生する。図１に示す単一の電池モジュール１００は１８個の電池セル１０１－１０Ｎを有し、そのうちの１つが早めに劣化すると、この劣化の進んだ電池セルが充放電時に他の１７個の電池セルに対して以下の影響を与える。充電時には、この劣化の進んだ電池セルの充電電圧の上昇が比較的に速いため、電池モジュール１００全体としては正常な充電を継続している間に、この劣化の進んだ電池セルは、過充電状態になったり（他の電池セルがまだ満充電していない可能性がある）、破損したりすることがある。一方、放電時には、この劣化の進んだ電池セルの放電電圧が急速に低下するため、電池モジュール１００全体としては正常な放電過程を継続している間に、この劣化の進んだ電池セルは、過放電状態になったり（他の電池セルが放電しきれていない可能性がある）、破損したりすることがある（電池バランス回路の従来技術は、例えば、以下の特許文献に開示されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】中国特許出願公開第１１３０７８７１４号
【文献】中国特許出願公開第１１０７５２６３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで、従来技術の問題やボトルネックを解決するための電池バランス回路及びその動作方法をどのように設計するかが、本願発明者によって検討された重要な課題である。
【0006】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電池バランス回路及び電池バランス回路の動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る電池バランス回路は、ＡＣ電源を受けて前記ＡＣ電源をＤＣ電源に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、電池リンクを形成するように直列に結合された複数の電池セルと、前記複数の電池セルの各々にそれぞれ対応して接続された複数のスイッチと、入力側が各前記スイッチの入力側に並列に接続され、出力側が前記電池リンクに直列に結合された絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＡＣ－ＤＣコンバータと、前記絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ及び前記複数のスイッチとの間に介在して結合されるラインスイッチと、前記複数のスイッチ及び前記ラインスイッチを制御するための複数の制御信号を提供する制御ユニットと、を含む。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係る電池バランス回路の動作方法において、前記電池バランス回路は、電池リンクを形成するように直列に接続された複数の電池セルと、前記複数の電池セルの各々にそれぞれ対応して接続された複数のスイッチと、ＤＣ電源と前記スイッチとの間に介在して結合されるラインスイッチと、を含み、前記動作方法は、前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御することと、前記電池セルの電気エネルギーが前記電池リンクに放出することと、前記複数の電池セルのいずれかの電池セルの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、前記ラインスイッチを導通制御するとともに、前記電池セルに対応する前記スイッチを導通制御することと、前記電池セルが前記ＤＣ電源から電気エネルギーを受けることと、を含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る電池バランス回路及び電池バランス回路の動作方法によれば、エネルギーの放出や補充により、経年劣化が進んだ電池セルの電池電圧を調整し、即ち、電池セルが蓄電能力の低下によって充電過程に電圧の上昇が比較的に速い場合に、比較的に高い電圧の電池セルのエネルギーを電池リンクに伝送し、電池セルが蓄電能力の降下によって放電過程に電圧の降下が比較的に速い場合に、ＡＣ電源により比較的に低い電圧の電池セルにエネルギーを補充する。このようにして、電池モジュール全体で劣化が進んだ電池セルの正常な動作を維持し、エネルギー貯蔵システムの応用では、電池セルを頻繁に交換することなく、電池モジュールの動作を持続に維持することができる。経年劣化の激しい電池セルを毎年のメンテナンス期間で交換することができ、エネルギー貯蔵システムの経済効果を高めることができる。
【0010】
本発明の目的を達成するためになされた本発明の技術、手段、及び効果をより良く理解するために、本発明の目的及び特徴は、本発明の詳細な説明及び添付図面を参照することによってより良く理解されると考えられるが、添付図面は、参照及び説明のみを提供するものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】従来技術の複数の電池セルを有する電池モジュールの概略斜視図である。
【図2】本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第１実施形態を示す回路ブロック図である。
【図3】本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第２実施形態を示す回路ブロック図である。
【図4】本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第３実施形態を示す回路ブロック図である。
【図5】本発明に係る電池バランス回路の好ましい実施形態を示す回路ブロック図である。
【図6】本発明に係る電池バランス回路の好ましい実施形態を示す詳細な回路ブロック図である。
【図7】本発明に係る電池バランス回路の動作方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の技術内容及び詳細な説明について、図面を参照しながら以下に説明する。
【0013】
本発明に係る電池バランス回路及びその動作方法の技術的特徴を詳細に説明する前に、受動型電池バランス技術と能動型電池バランス技術について少し説明する。受動型電池バランス技術とは、エネルギー消費素子により比較的に高い電圧の電池セルのエネルギーを消費する技術であり、一般的な方法は、各電池セルはそれぞれスイッチ回路を介して抵抗素子を並列接続し、スイッチの導通及び並列接続された抵抗素子を制御することにより、比較的に高い電圧の電池セルのエネルギーを消費し、電池セルの電圧を低下させ、各電池セル間の電圧バランスを達成することである。
【0014】
能動型電池バランス技術に比べて、能動型電池バランス技術とは、電池間のエネルギーを再配分する技術であり、例えば、エネルギー貯蔵素子（インダクタンスやコンデンサなど）を用いて、まず比較的に高い電圧の電池セルのエネルギーを一時的に貯蔵し、その後、一時的に貯蔵したエネルギーを比較的に低い電圧の電池セルに放出して、各電池セルの電圧バランスの効果を達成する。
【0015】
従来の能動型電池バランス技術と比較して、本発明は、能動型電池バランスの効果を実現するための異なる技術手段を提案している。
【0016】
図２は、本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第１実施形態を示す回路ブロック図である。図２に示すように、電池バランス回路は、複数（ｍ個）の電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍを有し、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍが直列に接続されて電池リンクＬＣＥＬＬを形成している。本実施形態の配置構造において、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの正、負極（端子）は、それぞれスイッチユニットに接続されている、即ち、電池セルＣｅｌｌ１の正、負極は、スイッチユニットＳ１Ａ、Ｓ１Ｂにそれぞれ接続され、電池セルＣｅｌｌ２の正、負極は、スイッチユニットＳ２Ａ、Ｓ２Ｂにそれぞれ接続されることなどが続く。そのため、スイッチユニットの数量は電池セルの数量の２倍である。したがって、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの数量を１８とすると、スイッチユニットの数は３６となる。図２に示すように、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍは、スイッチユニットＳ１ａ～ＳｍＢを介して充放電回路２００に接続されている。ここで、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの正極は、それぞれスイッチユニットＳ１ａ～ＳｍＡを介して充放電回路２００の正極給電端子又は正極受電端子に接続されている。同様に、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの負極は、それぞれスイッチユニットＳ１Ｂ～ＳｍＢを介して充放電回路２００の負極給電端子又は負極受電端子に接続されている。
【0017】
ちなみに、図２に示す充放電回路２００は、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍ（の少なくとも一方）の電圧が低すぎる場合に充電を行うか、電圧が高すぎる場合に放電を行う必要がある場合に、協働する充電回路と放電回路を模式的に示したものに過ぎない。即ち、充放電回路２００は、充電と放電の両方の機能を有する回路であってもよく、又は、充放電回路２００は、充電と放電の両方の機能を有する２群の回路であってもよく、本発明はこれらに限定されない。
【0018】
図３は、本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第２実施形態を示す回路ブロック図である。図３に示すように、電池バランス回路は、複数（ｍ個）の電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍを有し、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍは直列に接続されて電池リンクＬＣＥＬＬを形成している。本実施形態の配置構造において、最初の電池セルＣｅｌｌ１の正極はスイッチユニットＳ１に接続され、最後の電池セルＣｅｌｌｍの負極はスイッチユニットＳｍ＋１に接続され、最初の電池セルと最後の電池セルとの間に介在する電池セルＣｅｌｌ２－Ｃｅｌｌｍ－１の正極と負極との共通接続端はスイッチユニットＳ２～Ｓｍに接続され、４つのスイッチユニット（詳細は後述）から構成されたスイッチ群Ｓａにより、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの充放電動作を実現する。そのため、スイッチユニットの総数量は電池セル数に５を加えた数量である。したがって、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍの数を１８とすると、スイッチユニットの数は２３となる。
【0019】
図４は、本発明に係る電池バランス回路のスイッチユニットの第３実施形態を示す回路ブロック図である。図２及び図３の実施形態に比べて、図４に示すスイッチユニットは、リレーＲＬ１～ＲＬ６（６個の電池セルを有する電池リンクＬＣＥＬＬを例に挙げている）によって実現されている。言い換えると、リレーＲＬ１～ＲＬ６を励磁制御することにより、スイッチを導通又は非導通にして電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充放電動作の経路を提供する。
【0020】
具体的には、図４に示す実施形態を例にとると、本発明に係る電池バランス回路は、主としてＡＣ－ＤＣコンバータ３００と、複数の電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６と、複数のスイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６と、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００と、ラインスイッチＳＣと、制御ユニット５００とを含む。ＡＣ－ＤＣコンバータ３００は、ＡＣ電源ＶＡＣを受けてＡＣ電源ＶＡＣをＤＣ電源に変換する。複数の電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６は、直列に接続されて電池リンクＬＣＥＬＬを形成する。各スイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６は、各電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６に対応して接続されている。図４に示す実施形態では、各スイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６は電磁リレー（ｒｅｌａｙ）であり、電磁効果の原理を利用してコイルを励磁させ、接点の状態を変化させてスイッチを導通又は非導通にする。また、スイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６の数量は電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６と同じで、即ち第１電池セルＣｅｌｌ１は第１スイッチユニットＲＬ１に接続され、第２電池セルＣｅｌｌ２は第２スイッチユニットＲＬ２に接続されることなどが続く。
【0021】
絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側は、各スイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６の第１側に並列に接続されている。図４に示すように、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側は正極と負極とを有し、正極がＡＣ－ＤＣコンバータ３００によって変換されたＤＣ電源の正極に接続され、負極がＡＣ－ＤＣコンバータ３００によって変換されたＤＣ電源の負極に接続されている。各電磁リレーは第１側と第２側とを有し、第１側及び第２側はそれぞれ正極と負極とを有している。第１側の正極は、ＤＣ電源の正極と、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側の正極とに接続され、第１側の負極は、ＤＣ電源の負極と、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側の負極に接続され、第２側は、それぞれ対応する電池セルの正極と負極とに接続されている。言い換えると、全ての電磁リレーの第１側の正極は一緒に結合されて、ＤＣ電源の正極と絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側の正極と共通に結合され、電磁リレーの第１側の負極は一緒に結合されて、ＤＣ電源の負極と絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の入力側の負極とに共通に結合されている。
【0022】
また、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の出力側は、電池リンクＬＣＥＬＬに直列に結合されている。図４に示すように、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の出力側は正極と負極とを有している。正極が電池リンクＬＣＥＬＬの正極端子（即ち第１電池セルＣｅｌｌ１の正極）に結合され、負極が電池リンクＬＣＥＬＬの負極端子（即ち第６電池セルＣｅｌｌ６の負極）に結合されることにより、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００の出力側は、電池リンクＬＣＥＬＬに直列に結合されている。
【0023】
ラインスイッチＳＣは、ＡＣ－ＤＣコンバータ３００と絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００との間に介在して結合されるとともに、ＡＣ－ＤＣコンバータ３００とスイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６との間に介在している。ここで、ラインスイッチＳＣは、電磁リレースイッチ又はトランジスタスイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ）であってもよいが、本発明はこれらに限定されない。
【0024】
本発明に係る電池バランス回路は、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程において、全ての電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６が正常な状態であれば、満充電時に全ての電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電池電圧が高くなりすぎることはない。一方、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、全ての電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６が正常な状態であれば、放電完了時に全ての電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電池電圧が低くなりすぎることはない。
【0025】
本発明に係る電池バランス回路は、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程において、いずれかの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電池電圧が高すぎると、この（電圧が高すぎる）電池セルの電気エネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬに放出させて、電池セルの電池電圧を下げて過充電状態にならないようにする。一方、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、いずれかの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電池電圧が低すぎると、ＡＣ電源ＶＡＣによりこの（電圧が低すぎる）電池セルに電気エネルギーを供給して、電池セルの電池電圧を上げて過放電状態にならないようにする。
【0026】
具体的には、図４に示すように、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程において、制御ユニット５００は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のいずれかの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、制御ユニット５００によって提供されたスイッチ制御信号ＳＲＬ１～ＳＲＬ６により、電圧が高すぎる電池セルに対応するスイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６を導通制御して、電圧が高すぎる電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電気エネルギーを、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００を介して電池リンクＬＣＥＬＬに放出させる。例えば、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程中において、制御ユニット５００は、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧が高すぎる（即ち、高しきい電圧より高い）ことを検出した場合、第１スイッチ制御信号ＳＲＬ１により第１スイッチユニットＲＬ１を導通制御して、第１電池セルＣｅｌｌ１の電気エネルギーを第１スイッチユニットＲＬ１及び絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００を介して電池リンクＬＣＥＬＬに放出させる。第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧を下げて過充電状態にならないようにする以外に、第１電池セルＣｅｌｌ１の電気エネルギーを無駄にしないように電池リンクＬＣＥＬＬの充電用電気エネルギーとしてもよい。同様に、他の電池セルの動作原理については前述と同様であり、ここでは省略する。
【0027】
電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、制御ユニット５００は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のいずれかの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、制御ユニット５００によって提供されたスイッチ制御信号ＳＣＣにより、ラインスイッチＳＣを導通制御するとともに、提供されたスイッチ制御信号ＳＲＬ１～ＳＲＬ６により、電圧が低すぎる電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６に対応するスイッチユニットＲＬ１～ＲＬ６を導通制御して、電圧が低すぎる電池セルがＡＣ電源ＶＡＣから電気エネルギーを受けるようにする。ここで、低しきい電圧は、上記高しきい電圧よりも小さい。例えば、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、制御ユニット５００は、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧が低すぎる（即ち、低しきい電圧より低い）ことを検出した場合、スイッチ制御信号ＳＣＣにより、ラインスイッチＳＣを導通制御するとともに、第１スイッチ制御信号ＳＲＬ１により、第１スイッチユニットＲＬ１を導通制御して、ＡＣ電源ＶＡＣをラインスイッチＳＣ及び第１スイッチユニットＲＬ１を介して第１電池セルＣｅｌｌ１に電気エネルギーを供給させて、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧を上げて過放電状態にならないようにする。同様に、他の電池セルの動作原理については前述と同様であり、ここでは省略する。
【0028】
このようにして、電池バランス回路によれば、エネルギーの放出や補充により、経年劣化が進んだ電池セルの電池電圧を調整し、即ち、電池セルが蓄電能力の低下によって充電過程に電圧の上昇が比較的に速い場合に、比較的に高い電圧の電池セルのエネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬに伝送し、電池セルが蓄電能力の降下によって放電過程に電圧の降下が比較的に速い場合に、ＡＣ電源により比較的に低い電圧の電池セルにエネルギーを補充する。このようにして、劣化が進んだ電池セルの電圧を他の電池セルの電圧とほぼ同じに維持することができ、電池モジュール全体の正常な動作を確保することができる。その結果、エネルギー貯蔵システムの応用では、電池セルを頻繁に交換することなく、電池モジュールの動作を持続に維持することができる。経年劣化の激しい電池セルを毎年のメンテナンス期間で交換することができ、エネルギー貯蔵システムの経済効果を高めることができる。
【0029】
また、図４を併せて参照すると、本発明の実施形態では、電池バランス回路は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６に対応する過電流保護素子、例えばヒューズＦ１～Ｆ７をさらに含んでもよいが、これに限定されない。これにより、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６が充放電過程に過電流異常が発生した場合には、対応するヒューズＦ１～Ｆ７により過電流保護を行うことができ、これらの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６を保護することができる。
【0030】
図５は、本発明に係る電池バランス回路の好ましい実施形態を示す回路ブロック図である。図５は、図３（即ち、スイッチユニットの第２実施形態）に合わせる実施形態である。６個の電池セルを有する電池リンクＬＣＥＬＬを例に挙げて説明すると、電池バランス回路は、主としてＡＣ－ＤＣコンバータ３００と、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００と、制御ユニット５００と、電池リンクＬＣＥＬＬを形成するように直列に接続された複数（６個）の電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６と、複数（７個）のスイッチユニットＳ１～Ｓ７と、切換スイッチユニットＳａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２を備えるスイッチ群Ｓａとを含む。ここで、制御ユニット５００は、スイッチユニットＳ１～Ｓ７をそれぞれ制御するためのスイッチ制御信号Ｓ１ｃ～Ｓ７ｃと、切換スイッチユニットＳａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２をそれぞれ制御するための切換スイッチ制御信号Ｓａ１ｃ～Ｓｂ２ｃと、ラインスイッチＳＣを制御するためのスイッチ制御信号ＳＣＣとを提供する。本実施形態では、スイッチユニットＳ１～Ｓ７の配置（接続関係）により、電池セルが多い電池モジュールに対して、スイッチユニットの数量を大幅に低減することができる（上記図３についての説明のように）。それで、切換スイッチユニットＳａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２の導通又は非導通を組み合わせることで、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充放電動作の経路を提供することができる。
【0031】
具体的には、図５に示すように、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程において、制御ユニット５００は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のいずれかの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、制御ユニット５００によって提供されたスイッチ制御信号Ｓ１ｃ～Ｓ７ｃにより、電圧が高すぎる電池セルに対応するスイッチユニットＳ１～Ｓ７を導通制御して、電圧が高すぎる電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の電気エネルギーを、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００を介して電池リンクＬＣＥＬＬに放出させる。例えば、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程中において、制御ユニット５００は、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧が高すぎる（即ち、高しきい電圧より高い）ことを検出した場合、第１切換スイッチ制御信号Ｓａ１ｃにより第１切換スイッチユニットＳａ１を導通制御し、第２切換スイッチ制御信号Ｓａ２ｃにより第２切換スイッチユニットＳａ２を導通制御し、第１スイッチ制御信号Ｓ１ｃにより第１スイッチユニットＳ１を導通制御し、及び第２スイッチ制御信号Ｓ２ｃにより第２スイッチユニットＳ２を導通制御して、第１電池セルＣｅｌｌ１の電気エネルギーを第１スイッチユニットＳ１、第２スイッチユニットＳ２、第１切換スイッチユニットＳａ１、第２切換スイッチユニットＳａ２、及び絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００を介して電池リンクＬＣＥＬＬに放出させる。第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧を下げて過充電状態にならないようにする以外に、第１電池セルＣｅｌｌ１の電気エネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬの充電用電気エネルギーとしてもよい。
【0032】
同様に、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電過程中において、制御ユニット５００は、第２電池セルＣｅｌｌ２の電池電圧が高すぎることを検出した場合、第３切換スイッチ制御信号Ｓｂ１ｃにより第３切換スイッチユニットＳｂ１を導通制御し、第４切換スイッチ制御信号Ｓｂ２ｃにより第４切換スイッチユニットＳｂ２を導通制御し、第２スイッチ制御信号Ｓ２ｃにより第２スイッチユニットＳ２を導通制御し、及び第３スイッチ制御信号Ｓ３ｃにより第３スイッチユニットＳ３を導通制御して、第２電池セルＣｅｌｌ２の電気エネルギーを第２スイッチユニットＳ２、第３スイッチユニットＳ３、第３切換スイッチユニットＳｂ１、第４切換スイッチユニットＳｂ２、及び絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ４００を介して電池リンクＬＣＥＬＬに放出させる。第２電池セルＣｅｌｌ２の電池電圧を下げて過充電状態にならないようにする以外に、第２電池セルＣｅｌｌ２の電気エネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬの充電用電気エネルギーとしてもよい。
【0033】
電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、制御ユニット５００は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６のいずれかの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、制御ユニット５００によって提供されたスイッチ制御信号ＳＣＣにより、ラインスイッチＳＣを導通制御するとともに、提供されたスイッチ制御信号Ｓ１ｃ～Ｓ７ｃにより、電圧が低すぎる電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６に対応するスイッチユニットＳ１～Ｓ７を導通制御し、電圧が低すぎる電池セルがＡＣ電源ＶＡＣから電気エネルギーを受けるようにする。例えば、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、制御ユニット５００は、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧が低すぎる（即ち、低しきい電圧より低い）ことを検出した場合、スイッチ制御信号ＳＣＣによりラインスイッチＳＣを導通制御し、第１切換スイッチ制御信号Ｓａ１ｃにより第１切換スイッチユニットＳａ１を導通制御し、第２切換スイッチ制御信号Ｓａ２ｃにより第２切換スイッチユニットＳａ２を導通制御し、第１スイッチ制御信号Ｓ１ｃにより第１スイッチユニットＳ１を導通制御し、及び第２スイッチ制御信号Ｓ２ｃにより第２スイッチユニットＳ２を導通制御して、ＡＣ電源ＶＡＣをラインスイッチＳＣ、第１切換スイッチユニットＳａ１、第２切換スイッチユニットＳａ２、第１スイッチユニットＳ１、第２スイッチユニットＳ２を介して第１電池セルＣｅｌｌ１に電気エネルギーを供給させて、第１電池セルＣｅｌｌ１の電池電圧を上げて過放電状態にならないようにする。
【0034】
同様に、電池リンクＬＣＥＬＬの電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の放電過程において、制御ユニット５００は、第２電池セルＣｅｌｌ２の電池電圧が低すぎることを検出した場合、スイッチ制御信号ＳＣＣによりラインスイッチＳＣを導通制御し、第３切換スイッチ制御信号Ｓｂ１ｃにより第３切換スイッチユニットＳｂ１を導通制御し、第４切換スイッチ制御信号Ｓｂ２ｃにより第４切換スイッチユニットＳｂ２を導通制御し、第２スイッチ制御信号Ｓ２ｃにより第２スイッチユニットＳ２を導通制御し、及び第３スイッチ制御信号Ｓ３ｃにより第３スイッチユニットＳ３を導通制御して、ＡＣ電源ＶＡＣをラインスイッチＳＣ、第３切換スイッチユニットＳｂ１、第４切換スイッチユニットＳｂ２、第２スイッチユニットＳ２、第３スイッチユニットＳ３を介して第２電池セルＣｅｌｌ２に電気エネルギーを供給させて、第２電池セルＣｅｌｌ２の電池電圧を上げて過放電状態にならないようにする。
【0035】
説明をまとめると、図５に示す電池バランス回路のスイッチ群Ｓａ（切換スイッチユニットＳａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２を含む）及びスイッチユニットＳ１～Ｓ７の制御原則は、ＡＣ－ＤＣコンバータ３００が変換して出力するＤＣ電源の正、負極性が、電池電圧が高すぎる（又は低すぎる）電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の正、負極性と一致することにより、エネルギーの放出や補充により、経年劣化が進んだ電池セルの電池電圧を調整することができる。
【0036】
【0037】
図６は、本発明に係る電池バランス回路の好ましい実施形態を示す詳細な回路ブロック図である。図６は、ＡＣ－ＤＣコンバータ３００が、ＡＣ－ＤＣ変換回路３０１と、非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換回路（例えば、スイッチＳ１、スイッチＳ２、インダクタンスＬ１、キャパシタンスＣ１、及び抵抗Ｒ１を含む降圧変換回路）とをさらに含むことを示している。制御ユニット５００は、電池セルＣｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６の充電及び放電動作を制御するための、電池充電制御ユニット５０１と、コントローラ５０２とを含む。また、電池バランス回路は、コントローラエリアネットワークＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク集積回路ＣＡＮ ＩＣとコントローラエリアネットワークバスとを備える）をさらに含む。これにより、制御ユニット５００によって全体回路を検出し制御して結果を、コントローラエリアネットワークＣＡＮを介して外部に伝送し、遠隔操作者は、監視や状況把握することができ、システムに異常が発生した場合にリアルタイムにメンテナンスを行うことができ、システムの正常動作を維持する。
【0038】
図７は、本発明に係る電池バランス回路の動作方法のフローチャートである。電池バランス回路は、電池リンクを形成するように直列に接続された複数の電池セルと、各電池セルにそれぞれ対応して接続された複数のスイッチと、ＤＣ電源とこれらのスイッチとの間に介在して結合されるラインスイッチと、を含む。電池バランス回路の具体的な構成は、上記説明を参照することができるので、ここでは省略する。本発明に係る電池バランス回路の動作方法は次の通りである。
【0039】
複数の電池セルは、充電動作（Ｓ１１）と放電動作（Ｓ２１）とが可能である。これらの電池セルの充電過程において（Ｓ１１）、複数の電池セルのいずれかの電池電圧が高しきい電圧より高いことを検出した場合、この電池セルに対応するスイッチを導通制御する（Ｓ１２）。さらに、この電池セルの電気エネルギーが電池リンクに放出する（Ｓ１３）。この電池セルの放電過程において（Ｓ２１）、複数の電池セルのいずれかの電池電圧が低しきい電圧より低いことを検出した場合、ラインスイッチを導通制御するとともに、この電池セルに対応するスイッチを導通制御する（Ｓ２２）。さらに、この電池セルがＡＣ電源から電気エネルギーを受ける（Ｓ２３）。
【0040】
以上をまとめると、本発明の特徴と利点は次の通りである。
（１）本発明に係る電池バランス回路によれば、エネルギーの放出や補充により、経年劣化が進んだ電池セルの電池電圧を調整し、即ち、電池セルの電圧が高すぎると、エネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬに伝送し、電池セルの電圧が低すぎると、ＡＣ電源により補充する。このようにして、劣化が進んだ電池セルの電圧を他の電池セルの電圧とほぼ同じに維持することができ、電池モジュール全体の正常な動作を確保することができる。その結果、エネルギー貯蔵システムの応用では、電池セルを頻繁に交換することなく、電池モジュールの動作を持続に維持することができる。経年劣化の激しい電池セルを毎年のメンテナンス期間で交換することができ、エネルギー貯蔵システムの経済効果を高めることができる。
（２）特定の電池モジュールが固体スイッチを介して電池バランス回路に結合されるように選択された場合、この構造で接続する方式では、スイッチは２極単投スイッチ（従来の電磁弁スイッチ）の代わりに固体スイッチを用いることができるので、電池バランス回路におけるスイッチの寿命を増加させ、電池モジュール間の電圧差をより最適化することができる。
（３）電池リンクの充電では、最高電圧の電池セルを選択して、その電気エネルギーを回収して電池リンクにフィードバックし、電池リンクの充電時間を延長する。
（４）電池リンクの放電では、最低電圧の電池セルを選択してＡＣ電源で充電し、電池リンクの放電時間を延長する。
（１）本発明に係る電池バランス回路によれば、エネルギーの放出や補充により、経年劣化が進んだ電池セルの電池電圧を調整し、即ち、電池セルの電圧が高すぎると、エネルギーを電池リンクＬＣＥＬＬに伝送し、電池セルの電圧が低すぎると、ＡＣ電源により補充する。このようにして、劣化が進んだ電池セルの電圧を他の電池セルの電圧とほぼ同じに維持することができ、電池モジュール全体の正常な動作を確保することができる。その結果、エネルギー貯蔵システムの応用では、電池セルを頻繁に交換することなく、電池モジュールの動作を持続に維持することができる。経年劣化の激しい電池セルを毎年のメンテナンス期間で交換することができ、エネルギー貯蔵システムの経済効果を高めることができる。
（２）特定の電池モジュールが固体スイッチを介して電池バランス回路に結合されるように選択された場合、この構造で接続する方式では、スイッチは２極単投スイッチ（従来の電磁弁スイッチ）の代わりに固体スイッチを用いることができるので、電池バランス回路におけるスイッチの寿命を増加させ、電池モジュール間の電圧差をより最適化することができる。
（３）電池リンクの充電では、最高電圧の電池セルを選択して、その電気エネルギーを回収して電池リンクにフィードバックし、電池リンクの充電時間を延長する。
（４）電池リンクの放電では、最低電圧の電池セルを選択してＡＣ電源で充電し、電池リンクの放電時間を延長する。
【0041】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の全ての範囲は以下の特許請求の範囲に基づくものであり、本発明の特許請求の範囲に合致する精神とその類似の変形例は、本発明の範囲に含まれるべきであり、当業者であれば、本発明の技術的範囲内において、容易に思いつくことができ、また、その変形例や修正例も、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0042】
１００ 電池モジュール
１０１－１０Ｎ 電池セル
２００ 充放電回路
３００ ＡＣ－ＤＣコンバータ
３０１ ＡＣ－ＤＣ変換回路
４００ 絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ
５００ 制御ユニット
５０１ 電池充電制御ユニット
５０２ コントローラ
Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍ 電池セル
Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６ 電池セル
Ｆ１～Ｆ７ ヒューズ
ＬＣＥＬＬ 電池リンク
ＲＬ１～ＲＬ６ スイッチユニット
Ｓ１Ａ～ＳｍＢ スイッチユニット
Ｓ１～Ｓｍ＋１ スイッチユニット
Ｓａ スイッチ群
ＳＣ ラインスイッチ
ＳＲＬ１～ＳＲＬ６ スイッチ制御信号
ＳＣＣ スイッチ制御信号
Ｓ１～Ｓ７ スイッチユニット
Ｓ１ｃ～Ｓ７ｃ スイッチ制御信号
Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２ 切換スイッチユニット
Ｓａ１ｃ～Ｓｂ２ｃ 切換スイッチ制御信号
ＶＡＣ ＡＣ電源
１０１－１０Ｎ 電池セル
２００ 充放電回路
３００ ＡＣ－ＤＣコンバータ
３０１ ＡＣ－ＤＣ変換回路
４００ 絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ
５００ 制御ユニット
５０１ 電池充電制御ユニット
５０２ コントローラ
Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌｍ 電池セル
Ｃｅｌｌ１～Ｃｅｌｌ６ 電池セル
Ｆ１～Ｆ７ ヒューズ
ＬＣＥＬＬ 電池リンク
ＲＬ１～ＲＬ６ スイッチユニット
Ｓ１Ａ～ＳｍＢ スイッチユニット
Ｓ１～Ｓｍ＋１ スイッチユニット
Ｓａ スイッチ群
ＳＣ ラインスイッチ
ＳＲＬ１～ＳＲＬ６ スイッチ制御信号
ＳＣＣ スイッチ制御信号
Ｓ１～Ｓ７ スイッチユニット
Ｓ１ｃ～Ｓ７ｃ スイッチ制御信号
Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓｂ１、Ｓｂ２ 切換スイッチユニット
Ｓａ１ｃ～Ｓｂ２ｃ 切換スイッチ制御信号
ＶＡＣ ＡＣ電源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
