知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-04-18
(45)【発行日】2024-04-26
(54)【発明の名称】エネルギ移動回路、及び蓄電システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20240419BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20240419BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240419BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
H01M10/44 P
H01M10/48 P
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2021522722
(86)(22)【出願日】2020-04-27
(86)【国際出願番号】 JP2020017888
(87)【国際公開番号】W WO2020241144
(87)【国際公開日】2020-12-03
【審査請求日】2023-02-08
(31)【優先権主張番号】P 2019097418
(32)【優先日】2019-05-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】倉貫 正明
【審査官】佐藤 卓馬
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２９４３２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／１５２０８６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／８５６７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／０２
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｈ０１Ｍ １０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インダクタと、直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセルと前記インダクタ間に設けられ、前記ｎ個のセルのいずれか１個あるいは直列接続される複数個のセルからなる選択セルの両端と、前記インダクタの両端を導通させることが可能なセル選択回路と、
前記セル選択回路がいずれのセルも選択していない状態で、前記インダクタを含む閉ループを形成するためのクランプスイッチを有するクランプ回路と、
前記セル選択回路と前記クランプ回路を制御する制御部と、を備え、
前記セル選択回路は、
前記インダクタの一端に接続される第１配線と、
前記インダクタの他端に接続される第２配線と、
前記選択セルの両端の一方を前記第１配線に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチと、
前記選択セルの両端の他方を前記第２配線に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチと、を含み、
前記クランプスイッチは、並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部は、
前記ｎ個のセルの内の放電対象の前記選択セルである放電セルから前記インダクタに電流が流れるように、前記放電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記放電セルの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタに流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタの両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記インダクタの両端間が前記クランプスイッチを介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｎ個のセルの内の充電対象の前記選択セルである充電セルに前記インダクタから電流が流れるように、前記充電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記充電セルの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記複数のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチを形成する複数のスイッチング素子のうちの一部のスイッチング素子をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路。
【請求項2】
前記セル選択回路は、前記直列接続されたｎ個のセルの各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチと、
前記直列接続されたｎ個のセルの各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチと、を含み、
前記クランプ回路は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ及び第２クランプスイッチと、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ及び第４クランプスイッチとを備え、
前記インダクタは、前記第１クランプスイッチ及び前記第２クランプスイッチ間のノードと前記第３クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチ間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ及び前記第３クランプスイッチの前記インダクタに接続されていない一端は、前記第１配線に接続され、
前記第２クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチの前記インダクタに接続されていない一端は、前記第２配線に接続され、
前記クランプ回路は、前記インダクタと前記第１クランプスイッチ、前記第２クランプスイッチ、前記第３クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチとによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする請求項１に記載のエネルギ移動回路。
【請求項3】
前記セル選択回路は、前記直列接続されたｎ個のセルの各ノードと、前記第１配線間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第１配線側スイッチと、
前記直列接続されたｎ個のセルの各ノードと、前記第２配線間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第２配線側スイッチと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギ移動回路。
【請求項4】
前記制御部は、前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子のうち、前記第１配線側スイッチ又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子と、前記クランプスイッチを構成する１個のスイッチング素子の２個のスイッチング素子をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子に並列のダイオードを経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子をターンオンして前記８個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする請求項２に記載のエネルギ移動回路。
【請求項5】
前記制御部は、前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記４個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子と、当該スイッチング素子と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子の２個のスイッチング素子をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子の１個をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする請求項４に記載のエネルギ移動回路。
【請求項6】
前記ｎ個のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記ｎ個のセルの電圧をもとに、前記ｎ個のセル間の均等化処理を実行する請求項１から５のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路。
【請求項7】
前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記ｎ個のセルの電圧をもとに、前記ｎ個のセルの目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いセルを放電対象のセルに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いセルを充電対象のセルに決定することを特徴とする請求項６に記載のエネルギ移動回路。【請求項8】
直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセルと、請求項１から７のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。
【請求項9】
インダクタと、直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュールと前記インダクタ間に設けられ、前記ｍ個のモジュールのいずれか１個あるいは直列接続される複数個のモジュールからなる選択モジュールの両端と、前記インダクタの両端を導通させることが可能なモジュール選択回路と、
前記モジュール選択回路がいずれのモジュールも選択していない状態で、前記インダクタを含む閉ループを形成するためのクランプスイッチを有するクランプ回路と、
前記モジュール選択回路と前記クランプ回路を制御する制御部と、を備え、
前記モジュール選択回路は、
前記インダクタの一端に接続される第１配線と、
前記インダクタの他端に接続される第２配線と、
前記選択モジュールの両端の一方を前記第１配線に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチと、
前記選択モジュールの両端の他方を前記第２配線に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチと、を含み、
前記クランプスイッチは、並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部は、
前記ｍ個のモジュールの内の放電対象の前記選択モジュールである放電モジュールから前記インダクタに電流が流れるように、前記放電モジュールの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記放電モジュールの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタに流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタの両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電モジュールの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記インダクタの両端間が前記クランプスイッチを介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｍ個のモジュールの内の充電対象の前記選択モジュールである充電モジュールに前記インダクタから電流が流れるように、前記充電モジュールの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記充電モジュールの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記複数のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチを形成する複数のスイッチング素子のうちの一部のスイッチング素子をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路。
【請求項10】
前記モジュール選択回路は、前記直列接続されたｍ個のモジュールの各ノード（ｍ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチと、
前記直列接続されたｍ個のモジュールの各ノード（ｍ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチと、を含み、
前記クランプ回路は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ及び第２クランプスイッチと、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ及び第４クランプスイッチとを備え、
前記インダクタは、前記第１クランプスイッチ及び前記第２クランプスイッチ間のノードと前記第３クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチ間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ及び前記第３クランプスイッチの前記インダクタに接続されていない一端は、前記第１配線に接続され、
前記第２クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチの前記インダクタに接続されていない一端は、前記第２配線に接続され、
前記クランプ回路は、前記インダクタと前記第１クランプスイッチ、前記第２クランプスイッチ、前記第３クランプスイッチ及び前記第４クランプスイッチとによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする請求項９に記載のエネルギ移動回路。
【請求項11】
前記モジュール選択回路は、前記直列接続されたｍ個のモジュールの各ノードと、前記第１配線間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第１配線側スイッチと、
前記直列接続されたｍ個のモジュールの各ノードと、前記第２配線間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第２配線側スイッチと、を含むことを特徴とする請求項９に記載のエネルギ移動回路。
【請求項12】
前記制御部は、前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子のうち、前記第１配線側スイッチ又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子と、前記クランプスイッチを構成する１個のスイッチング素子の２個のスイッチング素子をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子に並列のダイオードを経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子をターンオンして前記８個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする請求項１０に記載のエネルギ移動回路。
【請求項13】
前記制御部は、前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記４個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子と、当該スイッチング素子と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子の２個のスイッチング素子をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子の１個をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする請求項１２に記載のエネルギ移動回路。
【請求項14】
前記ｍ個のモジュールのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記ｍ個のモジュールの電圧をもとに、前記ｍ個のモジュール間の均等化処理を実行する請求項９から１３のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路。
【請求項15】
前記制御部は、前記電圧検出部により検出された前記ｍ個のモジュールの電圧をもとに、前記ｍ個のモジュールの目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いモジュールを放電対象のモジュールに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いモジュールを充電対象のモジュールに決定することを特徴とする請求項１４に記載のエネルギ移動回路。【請求項16】
前記ｍ個のモジュールは、それぞれ、直列接続された複数のセルと、
前記複数のセルのそれぞれのセル電圧を検出するセル電圧検出部と、
前記セル電圧検出部により検出されるセル電圧に基づいて同一モジュール内の複数のセル電圧を均等化するセル用均等化回路と、を含み、
前記セル用均等化回路は、前記制御部と通信により互いに連携して動作し、前記ｍ個のモジュール間の均等化処理が実行された後、前記複数のセル間の均等化処理を実行することを特徴とする請求項１４に記載のエネルギ移動回路。
【請求項17】
直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュールと、請求項９から１６のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直列接続された複数のセルやモジュール間のエネルギを移動するエネルギ移動回路、及び蓄電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が様々な用途で使用されている。例えば、ＥＶ(Electric Vehicle)、ＨＥＶ (Hybrid Electric Vehicle)、ＰＨＶ(Plug-in Hybrid Vehicle)の走行用モータに電力を供給することを目的とする車載（電動自転車を含む）用途、ピークシフト、バックアップを目的とした蓄電用途、系統の周波数安定化を目的としたＦＲ（Frequency Regulation）用途などに使用されている。
【0003】
一般的に、リチウムイオン電池などの二次電池では電力効率の維持および安全性担保の観点から、直列接続された複数のセル間において容量を均等化する均等化処理が実行される。均等化処理にはパッシブ方式とアクティブ方式がある。パッシブ方式は、直列接続された複数のセルにそれぞれ放電抵抗を接続し、最も電圧が低いセルの電圧に、他のセルの電圧を合わせるように他のセルを放電して、複数のセル間の容量を揃える方式である。アクティブ方式は、直列接続された複数のセル間でエネルギ移動を行うことにより、複数のセル間の容量を揃える方式である。アクティブ方式のほうが電力損失が少なく、発熱量を抑えることができるが、現在、回路構成がシンプルで低コストなパッシブ方式が主流となっている。
【0004】
近年、特に車載用途において、電池パックのエネルギ容量と出力が増加してきている。即ち、電池パック内の各セルの容量と、セルの直列数が増加してきている。それに伴い、複数のセル間において不均衡となっているエネルギ量が増大してきている。従って、均等化処理により、複数のセル間の不均衡を解消するために必要な時間も増大してきている。
【0005】
これに対して、特に車載用途において、均等化処理に必要な時間の短縮が求められている。大きなエネルギ不均衡を短時間で解消するには、大電流を流して均等化する必要がある。パッシブ方式では、電圧が高いセルの容量を抵抗で消費させることによりエネルギ不均衡を解消させるため、抵抗に流す電流が大きくなると発熱量も大きくなる。上述のように、セルの直列数が増加してくると、基板上に、抵抗発熱に対する放熱面積を確保することが難しくなってくる。
【0006】
そこで、エネルギを熱に変換して消費させるのではなく、エネルギを容量が少ないセルに移動させるアクティブ方式の必要性が高まっている。アクティブ方式の均等化回路の構成として、２つのセルの中点と、２つのセルに並列接続された２つのスイッチの中点との間にインダクタを接続する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【0007】
上記回路構成は、隣接する２つのセル間でエネルギ移動を行うための回路であるが、３つ以上のセルを直列接続させ、任意の２つのセル間でエネルギ移動可能な構成とする場合、回路構成が複雑化する。複数のセルの１つを任意に選択できるセル選択回路を設けるか、上記回路構成を直列に複数並べてバケツリレー的にエネルギを移動させる必要がある。前者の場合、セル選択回路を構成するための配線やスイッチの数が増加する。後者の場合、セルの直列数に応じてインダクタの数が増加する。
【0008】
また、２つのセル間でエネルギ移動を行う際、対応する複数のスイッチのオン／オフタイミングのばらつきにより、セルの外部短絡やスイッチの耐圧オーバーが発生することがあった。
【0009】
これに対して、インダクタの励磁状態からアクティブクランプ状態に遷移する間と、アクティブクランプ状態から減磁状態に遷移する間に、スイッチのボディーダイオードを経由して電流を流す期間を挿入する制御が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開平７－３２２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明者の検討により、上記制御を採用した回路において、スイッチの制御タイミングによっては、インダクタ電流とインダクタの両端電圧に異常なスパイクが発生することが判明した。このスパイク電圧によるノイズは、スイッチの駆動信号に影響を与え、スイッチを誤動作させる可能性がある。また、このスパイク電圧により、スイッチに耐圧オーバーが発生する可能性がある。
【0012】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、信頼性が高く安全な、インダクタを用いたエネルギ移動回路を実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するために、本開示のある態様のエネルギ移動回路は、インダクタと、直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセルと前記インダクタ間に設けられ、前記ｎ個のセルのいずれか１個あるいは直列接続される複数個のセルからなる選択セルの両端と、前記インダクタの両端を導通させることが可能なセル選択回路と、前記セル選択回路がいずれのセルも選択していない状態で、前記インダクタを含む閉ループを形成するためのクランプスイッチを有するクランプ回路と、前記セル選択回路と前記クランプ回路を制御する制御部と、を備える。前記セル選択回路は、前記インダクタの一端に接続される第１配線と、前記インダクタの他端に接続される第２配線と、前記選択セルの両端の一方を前記第１配線に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチと、前記選択セルの両端の他方を前記第２配線に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチと、を含む。前記クランプスイッチは、並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、前記第１配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、前記第２配線側スイッチは、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成される。前記制御部は、前記ｎ個のセルの内の放電対象の前記選択セルである放電セルから前記インダクタに電流が流れるように、前記放電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記放電セルの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタに流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、前記インダクタの両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記インダクタの両端間が前記クランプスイッチを介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、前記ｎ個のセルの内の充電対象の前記選択セルである充電セルに前記インダクタから電流が流れるように、前記充電セルの両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチと前記第２配線側スイッチ、並びに前記クランプスイッチの導通状態を制御して前記充電セルの両側のノードに前記インダクタの両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタに流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御する。前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記複数のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有する。前記制御部は、前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチを形成する複数のスイッチング素子のうちの一部のスイッチング素子をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成する。
【発明の効果】
【0014】
本開示によれば、信頼性が高く安全な、インダクタを用いたエネルギ移動回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
図１は、実施例に係る蓄電システム１の構成を示す図である。蓄電システム１は、均等化回路１０及び蓄電部２０を備える。蓄電部２０は、直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセルを含む。図１では、４つのセルＣ１－Ｃ４が直列接続された例を描いている。なお、直列接続されるセル数は、蓄電システム１に要求される電圧仕様に応じて変わる。
【0017】
各セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等の充放電可能な蓄電素子を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６－３．７Ｖ）を使用する例を想定する。
【0018】
均等化回路１０は、電圧検出部１４、セル選択回路１１、エネルギ保持回路１２及び制御部１３を含む。電圧検出部１４は、直列接続されたｎ（図１では４）個のセルの各電圧を検出する。具体的には電圧検出部１４は、直列接続されたｎ個のセルの各ノードと、（ｎ＋１）本の電圧線で接続され、隣接する２本の電圧線間の電圧をそれぞれ検出することにより、各セルの電圧を検出する。電圧検出部１４は例えば、汎用のアナログフロントエンドＩＣまたはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成することができる。電圧検出部１４は、検出した各セルの電圧をデジタル値に変換し、制御部１３に出力する。
【0019】
セル選択回路１１は、直列接続されたｎ個のセルと、エネルギ保持回路１２に含まれるインダクタＬ１との間に設けられ、ｎ個のセルの内から選択されたセルの両端と、インダクタＬ１の両端を導通させることができる回路である。セル選択回路１１は、インダクタＬ１の第１端に接続される第１配線Ｗ１、インダクタＬ１の第２端に接続される第２配線Ｗ２、複数の第１配線側スイッチ、及び少なくとも１個の第２配線側スイッチを有する。
【0020】
複数の第１配線側スイッチは、直列接続されたｎ個のセルの各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと第１配線Ｗ１との間にそれぞれ接続される。少なくとも１個の第２配線側スイッチは、直列接続されたｎ個のセルの各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと第２配線Ｗ２との間にそれぞれ接続される。
【0021】
図１に示す例ではｎ＝４、ノード数＝５であり、セル選択回路１１は、３個の第１配線側スイッチ、及び２個の第２配線側スイッチを有する。図１では、第１スイッチＳ１、第５スイッチＳ５及び第９スイッチＳ９が第１配線側スイッチであり、第４スイッチＳ４及び第８スイッチＳ８が第２配線側スイッチである。
【0022】
エネルギ保持回路１２（クランプ回路ともいう）は、インダクタＬ１、第１クランプスイッチＳｃ１、第２クランプスイッチＳｃ２、第３クランプスイッチＳｃ３及び第４クランプスイッチＳｃ４を含む。第１クランプスイッチＳｃ１、第２クランプスイッチＳｃ２、第３クランプスイッチＳｃ３及び第４クランプスイッチＳｃ４はフルブリッジ回路を構成している。具体的には、第１クランプスイッチＳｃ１及び第２クランプスイッチＳｃ２が直列に接続された第１アームと、第３クランプスイッチＳｃ３及び第４クランプスイッチＳｃ４が直列に接続された第２アームが、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２間に並列に接続される。インダクタＬ１は、第１クランプスイッチＳｃ１と第２クランプスイッチＳｃ２間のノードと、第３クランプスイッチＳｃ３と第４クランプスイッチＳｃ４間のノードとの間に接続される。
【0023】
第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４は、インダクタＬ１の両端をエネルギ保持回路１２内で導通させることができる。具体的には、セル選択回路１１がいずれのセルも選択していない状態で、第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態、または第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態に制御することにより、エネルギ保持回路１２内において、インダクタＬ１を含む閉ループを形成することができる。
【0024】
また、第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４は、インダクタＬ１に流れる電流の向きを切り替えることができる。具体的には、セル選択回路１１がいずれかのセルを選択している状態で、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御するか、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態に制御するかにより、インダクタＬ１に流れる電流の向きを切り替えることができる。
【0025】
制御部１３は、電圧検出部１４により検出されたｎ個のセルの電圧をもとに、直列接続されたｎ個のセル間の均等化処理を実行する。制御部１３は例えば、マイクロコンピュータで構成することができる。なお制御部１３と電圧検出部１４は、ワンチップに統合されて構成されてもよい。
【0026】
本実施例では制御部１３は、アクティブセルバランス方式により直列接続されたｎ個のセル間の均等化処理を実行する。本実施例に係るアクティブセルバランス方式では、直列接続されたｎ個のセル間において、あるセル（放電対象のセル）から、別のセル（充電対象のセル）にエネルギ移動を行うことにより、あるセルと別のセルの容量を均等化する。このエネルギ移動を繰り返すことにより、直列接続されたｎ個のセル間の容量を均等化する。
【0027】
まず制御部１３は、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御する、又は第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態に制御するとともに、セル選択回路１１を制御してｎ個のセルの内の放電対象とするセルの両端とインダクタＬ１の両端を所定時間、導通させて放電経路を生成する。この放電経路が生成された状態において、放電対象のセルとインダクタＬ１との間で電流が流れ、放電対象のセルからインダクタＬ１に電流が流れる状態（インダクタ増加状態ともいう）が発生し、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。
【0028】
次に制御部１３は、セル選択回路１１を制御してｎ個のセルとインダクタＬ１を電気的に遮断するとともに、第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態、または第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態に制御してクランプ経路を生成する。このクランプ状態では、上記閉ループに循環電流が流れ、エネルギ保持回路１２内で、インダクタ電流がアクティブクランプされる。
【0029】
次に制御部１３は、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御する、又は第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態かつ第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態に制御するとともに、セル選択回路１１を制御してｎ個のセルの内の充電対象とするセルの両端とインダクタＬ１の両端を所定時間、導通させて充電経路を生成する。この充電経路が生成された状態において、充電対象のセルとインダクタＬ１との間で電流が流れ、エネルギ保持回路１２内にアクティブクランプされているインダクタ電流が、充電対象のセルに流れる状態（インダクタ電流減少状態ともいう）が発生する。以上により、あるセルから別のセルへのエネルギ移動が完了する。
【0030】
図２（ａ）－（ｈ）は、実施例に係る蓄電システム１の均等化処理の基本動作シーケンス例を説明するための回路図である。本基本動作シーケンス例では説明を簡略化するために、セルの直列数を２としている。図２（ａ）に示す第１状態では、制御部１３は、第１スイッチＳ１、第１クランプスイッチＳｃ１、第４クランプスイッチＳｃ４及び第４スイッチＳ４を導通状態に制御し、第５スイッチＳ５、第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御して放電経路を生成する。この放電状態では、第１セルＣ１からインダクタＬ１に電流が流れ、第１セルＣ１から放電されたエネルギがインダクタＬ１に蓄積される。
【0031】
図２（ｂ）に示す第２状態では、制御部１３は、第２クランプスイッチＳｃ２及び第４クランプスイッチＳｃ４を導通状態に制御し、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５、第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御してクランプ経路を生成する。このクランプ状態では、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギが、インダクタ電流として閉ループ内を流れ、アクティブクランプされる。
【0032】
図２（ｃ）に示す第３状態では、制御部１３は、第４クランプスイッチＳｃ４、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５及び第１クランプスイッチＳｃ１を導通状態に制御し、第１スイッチＳ１、第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御して充電経路を生成する。この充電状態では、閉ループ内にアクティブクランプされているインダクタ電流が第２セルＣ２に流れ、第２セルＣ２が充電される。
【0033】
図２（ｄ）に示す第４状態では、制御部１３は、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５、及び第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態に制御する。この状態は、第１セルＣ１から第２セルＣ２へのエネルギ移動が完了した状態である。ここまでで完結すれば、インダクタＬ１の電流が反転しないモード（転流しないモード）の説明となる。なお、第２セルＣ２の充電完了と同時に第２セルＣ２からの放電が開始する場合（転流モード）では、図２（ｄ）に示す第４状態は省略され、図２（ｃ）から、転流の瞬間にインダクタＬ１の電流が０となり、インダクタＬ１の電流が反転する図２（ｅ）に至る。
【0034】
図２（ｅ）に示す第５状態では、制御部１３は、第４スイッチＳ４、第２クランプスイッチＳｃ２、第３クランプスイッチＳｃ３及び第５スイッチＳ５を導通状態に制御し、第１スイッチＳ１、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態に制御して放電経路を生成する。この放電状態では、第２セルＣ２からインダクタＬ１に電流が流れ、第２セルＣ２から放電されたエネルギがインダクタＬ１に蓄積される。
【0035】
図２（ｆ）に示す第６状態では、制御部１３は、第１クランプスイッチＳｃ１及び第３クランプスイッチＳｃ３を導通状態に制御し、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５、第２クランプスイッチＳｃ２及び第３クランプスイッチＳｃ３を非導通状態に制御してクランプ経路を生成する。このクランプ状態では、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギが、インダクタ電流として閉ループ内を流れ、アクティブクランプされる。
【0036】
図２（ｇ）に示す第７状態では、制御部１３は、第３クランプスイッチＳｃ３、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４及び第２クランプスイッチＳｃ２を導通状態に制御し、第５スイッチＳ５、第１クランプスイッチＳｃ１及び第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態に制御して充電経路を生成する。この充電状態では、閉ループ内にアクティブクランプされているインダクタ電流が第１セルＣ１に流れ、第１セルＣ１が充電される。
【0037】
図２（ｈ）に示す第８状態では、制御部１３は、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５、及び第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４を非導通状態に制御する。この状態は、第２セルＣ２から第１セルＣ１へのエネルギ移動が完了した状態である。
【0038】
第２状態または第６状態において、閉ループ内にインダクタ電流がアクティブクランプされることにより、インダクタ電流の連続性が確保されるため、セル選択回路１１の安全かつ確実なスイッチ切替が可能となる。
【0039】
図３（ａ）－（ｃ）は、実施例に係る蓄電システム１の均等化処理の具体例を説明するための図である。本具体例では、４つのセルＣ１－Ｃ４が直列接続されている例を想定する。図３（ａ）は、均等化処理の開始前の第１セルＣ１－第４セルＣ４の電圧の状態を模式的に示す図である。制御部１３は、電圧検出部１４により検出された第１セルＣ１－第４セルＣ４の電圧の平均値を算出し、算出した平均値を均等化目標電圧（以下、単に目標電圧という）に設定する。
【0040】
制御部１３は、目標電圧より電圧が高いセルから、目標電圧より電圧が低いセルへエネルギを移動させる。例えば、目標電圧より電圧が高いセルの内、最も電圧が高いセル（図３（ａ）では第１セルＣ１）から、目標電圧より電圧が低いセルの内、最も電圧が低いセル（図３（ａ）では第４セルＣ４）にエネルギを移動させる。
【0041】
制御部１３は、移動元のセル（放電対象のセル）の電圧が目標電圧以上となる範囲で、かつ移動先のセル（充電対象のセル）の電圧が目標電圧以下となる範囲で、エネルギ移動量を決定する。制御部１３は、決定したエネルギ移動量と、設計にもとづく放電電流及び充電電流に基づき、移動元のセルの放電時間と移動先のセルの充電時間を決定する。エネルギ保持回路１２にアクティブクランプされている間に消費されるエネルギ量は無視できると仮定すると、基本的に移動元のセルの放電時間と移動先のセルの充電時間は同じになる。
【0042】
図３（ｂ）は、移動元のセルである第１セルＣ１から、移動先のセルである第４セルＣ４へのエネルギ移動が完了した状態を示している。制御部１３は上述した処理を再び、実行する。具体的には、目標電圧より電圧が高いセルの内、最も電圧が高いセル（図３（ｂ）では第３セルＣ３）から、目標電圧より電圧が低いセルの内、最も電圧が低いセル（図３（ｂ）では第２セルＣ２）にエネルギを移動させる。
【0043】
図３（ｃ）は、移動元のセルである第３セルＣ３から、移動先のセルである第２セルＣ２へのエネルギ移動が完了した状態を示している。以上により、直列接続された第１セルＣ１－第４セルＣ４の均等化処理が完了する。
【0044】
図３（ａ）－（ｃ）に示した具体例では、はじめに、直列接続された複数のセルの電圧の平均値を算出し、目標値を設定した。この点、目標値を設定しないアルゴリズムも可能である。制御部１３は各時点において、直列接続された複数のセルの電圧の内、最も電圧が高いセルから最も電圧が低いセルへエネルギを移動させることにより、当該２つのセルの電圧を均等化する。制御部１３は、この処理を、直列接続された複数のセルの電圧が全て均等化されるまで繰り返し実行する。
【0045】
また上記具体例では、均等化目標値として電圧を使用する例を説明したが、電圧の代わりに、実容量、放電可能容量または充電可能容量を使用してもよい。
【0046】
セル選択回路１１に含まれる複数のスイッチ及びエネルギ保持回路１２に含まれる４つのクランプスイッチには、比較的スイッチング速度が速く、比較的低コストなＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を使用することが有力である。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴでは、ソースからドレイン方向に寄生ダイオード（ボディダイオード）が形成される。従って、ソース端子とドレイン端子の両方から電流が流入する可能性がある用途では、２つのＭＯＳＦＥＴを逆向きに直列接続して双方向スイッチとして使用することが一般的である。
【0047】
図４（ａ）－（ｂ）は、第１スイッチＳ１を２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成する場合の回路構成例を示す図である。図４（ａ）は、２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース端子同士を接続して双方向スイッチを構成する例を示している。この場合、直列の２つのボディダイオードのアノード同士が向き合うことになるため、双方向スイッチの両端間にボディダイオードを介して電流が流れることが阻止される。
【0048】
図４（ｂ）は、２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子同士を接続して双方向スイッチを構成する例を示している。この場合、直列の２つのボディダイオードのカソード同士が向き合うことになるため、双方向スイッチの両端間にボディダイオードを介して電流が流れることが阻止される。
【0049】
図４（ａ）の構成例と図４（ｂ）の構成例を比較すると、図４（ａ）の構成例の方が、２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲートドライバの電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を共通化できるメリットがある。図４（ａ）の構成例では２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース電位が共通であるため、２つのゲートドライバの電源電圧を共通化することができる。従って、２つのゲートドライバに電源電圧を供給する電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）も共通化できる。これにより、コスト及び回路面積を削減することができる。一方、図４（ｂ）の構成例では、２つのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース電位を共通化できないため、２つのゲートドライバに電源電圧を供給する電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を別々に設ける必要がある。
【0050】
図５は、実施例に係る蓄電システム１のスイッチに、図４（ａ）の構成例に示す双方向スイッチが使用された場合の回路構成例を示す図である。図５では、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５、第８スイッチＳ８、第９スイッチＳ９、第１クランプスイッチＳｃ１、第２クランプスイッチＳｃ２、第３クランプスイッチＳｃ３及び第４クランプスイッチＳｃ４にそれぞれ、図４（ａ）の構成例に示す双方向スイッチが使用されている。
【0051】
図６（ａ）－（ｂ）は、図５に示した蓄電システム１の回路構成例において、２つのセル間のエネルギ移動に使用される経路を抜き出した図である。図６（ａ）は、第１セルＣ１と第２セルＣ２間のエネルギ移動に使用される経路を抜き出した図である。第１セルＣ１と第２セルＣ２間のエネルギ移動では、第８スイッチＳ８を通る経路と第９スイッチＳ９を通る経路は使用されない。図６（ｂ）は、第１セルＣ１と第４セルＣ４間のエネルギ移動に使用される経路を抜き出した図である。第１セルＣ１と第４セルＣ４間のエネルギ移動では、第５スイッチＳ５を通る経路は使用されない。
【0052】
図７（ａ）－（ｂ）は、図６（ａ）－（ｂ）に示した蓄電システム１の回路構成例において、２つのセル間のエネルギ移動中に、オン／オフ状態が変化しないスイッチを省略して描いた図である。図７（ａ）は、第１セルＣ１と第２セルＣ２間のエネルギ移動中に、オン／オフ状態が変化しないスイッチを省略して描いた図である。第１セルＣ１と第２セルＣ２間のエネルギ移動では、第４スイッチＳ４及び第４クランプスイッチＳｃ４は常時オン状態となるため単なる結線として描いており、第３クランプスイッチＳｃ３は常時オフ状態となるため結線自体を省略して描いている。図７（ａ）において、第１セルＣ１からインダクタＬ１へエネルギ移動を行う際には、第１スイッチＳ１及び第１クランプスイッチＳｃ１をオン状態にすると共に、第５スイッチＳ５及び第２クランプスイッチＳｃ２をオフ状態にする。この状態では、第１セルＣ１からインダクタＬ１へ電流が流れるため、第１セルＣ１からインダクタＬ１へエネルギが移動する。このエネルギ移動によりインダクタＬ１にエネルギが蓄えられ、第１クランプスイッチＳｃ１をオフ状態にすると共に、第２クランプスイッチＳｃ２をオン状態にすることでインダクタＬ１のクランプ状態が形成される。次に、インダクタＬ１から第２セルＣ２へエネルギ移動を行う際には、第５スイッチＳ５及び第１クランプスイッチＳｃ１をオン状態にすると共に、第１スイッチＳ１及び第２クランプスイッチＳｃ２をオフ状態にする。この状態にすることでインダクタＬ１のエネルギを保持するクランプ状態で蓄えられたエネルギがインダクタＬ１から第２セルＣ２へ移動する。インダクタＬ１に流れる電流が０になる時に、第８スイッチＳ８、第９スイッチＳ９をオフすればエネルギ移動が完了する。
【0053】
図７（ｂ）は、第１セルＣ１と第４セルＣ４間のエネルギ移動中に、オン／オフ状態が変化しないスイッチを省略して描いた図である。図７（ｂ）において、第１セルＣ１からインダクタＬ１へエネルギ移動を行う際には第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４及び第２クランプスイッチＳｃ２をオン状態にすると共に、第８スイッチＳ８、第９スイッチＳ９及び第１クランプスイッチＳｃ１をオフ状態にする。この状態では、第１セルＣ１からインダクタＬ１へ電流が流れるため、第１セルＣ１からインダクタＬ１へエネルギが移動する。このエネルギ移動によりインダクタＬ１にエネルギが蓄えられ、第２クランプスイッチＳｃ２をオフ状態にすると共に、第１クランプスイッチＳｃ１をオン状態にすることでインダクタＬ１のクランプ状態が形成される。次に、インダクタＬ１から第１セルＣ４へエネルギ移動を行う際には、第８スイッチＳ８、第９スイッチＳ９及び第２クランプスイッチＳｃ２をオン状態にすると共に、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４及び第１クランプスイッチＳｃ１をオフ状態にする。この状態にすることでインダクタＬ１のエネルギを保持するクランプ状態で蓄えられたエネルギがインダクタＬ１から第４セルＣ４へ移動する。インダクタＬ１に流れる電流が０になる時に、第８スイッチＳ８、第９スイッチＳ９をオフすればエネルギ移動が完了する。図７（ａ）及び図７（ｂ）の説明はインダクタＬ１の電流が反転しないモード（転流しないモード）で記述したが、図２の説明で示した通り、転流モードで動作してもよい。以下、図９と図１０では転流モードを前提とした動作の説明を行う。
【0054】
図８（ａ）－（ｂ）は、放電対象セルから充電対象セルへエネルギ移動させる際の放電経路および充電経路が形成される蓄電システム１の回路構成例を、統一的に説明するために整理して描いた図である。図８（ａ）に示す蓄電システム１の回路構成例では、８個のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ８が使用される。上側セルＣａの正極端子に、第１ボディダイオードＤ１を有する第１スイッチング素子Ｑ１と、第２ボディダイオードＤ２を有する第２スイッチング素子Ｑ２が逆向きに直列に接続された１対の第１スイッチング素子群が接続される。下側セルＣｂの負極端子に、第３ボディダイオードＤ３を有する第３スイッチング素子Ｑ３と、第４ボディダイオードＤ４を有する第４スイッチング素子Ｑ４が逆向きに直列に接続された１対の第２スイッチング素子群が接続される。
【0055】
インダクタＬ１の第１端は、上側セルＣａの負極端子と、下側セルＣｂの正極端子が接続される。インダクタＬ１の両端間に、第５ボディダイオードＤ５を有する第５スイッチング素子Ｑ５と、第６ボディダイオードＤ６を有する第６スイッチング素子Ｑ６が逆向きに直列に接続された１対の第３スイッチング素子群が接続される。インダクタＬ１の第２端と、第１スイッチング素子群と第２スイッチング素子群との接続点との間に、第７ボディダイオードＤ７を有する第７スイッチング素子Ｑ７と、第８ボディダイオードＤ８を有る第８スイッチング素子Ｑ８が逆向きに直列に接続された１対の第４スイッチング素子群が接続される。
【0056】
第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２で構成される第１スイッチング素子群は、図７（ａ）の第１スイッチＳ１に対応する。第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４で構成される第２スイッチング素子群は、図７（ａ）の第５スイッチＳ５に対応する。第５スイッチング素子Ｑ５と第６スイッチング素子Ｑ６で構成される第３スイッチング素子群は、図７（ａ）の第２クランプスイッチＳｃ２に対応する。第７スイッチング素子Ｑ７と第８スイッチング素子Ｑ８で構成される第４スイッチング素子群は、図７（ａ）の第１クランプスイッチＳｃ１に対応する。以上のように構成される図８（ａ）に示した蓄電システム１は、１０個のステップを１サイクルとして制御される。
【0057】
図８（ｂ）に示す蓄電システム１の回路構成例も、８個のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ８が使用される。図８（ｂ）に示す回路構成例は、図８（ａ）に示す回路構成例と比較し、インダクタＬ１と第３スイッチング素子群（第５スイッチング素子Ｑ５と第６スイッチング素子Ｑ６）の並列回路と、第４スイッチング素子群（第７スイッチング素子Ｑ７と第８スイッチング素子Ｑ８）の位置が入れ替わった構成である。
【0058】
以下に説明する制御において、図８（ａ）に示す回路構成例を使用して説明する。
【0059】
図９（ａ）－（ｅ）と図１０（ａ）－（ｅ）は、図８（ａ）に示した蓄電システム１の比較例に係る全１０ステップの制御における回路状態をインダクタＬ１の電流ＩＬに対応させて示す２枚の図である（合計１０ステップの状態遷移）。図１１は、図８（ａ）に示した蓄電システム１の比較例に係る制御において、８個のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ８のスイッチングパターンと、インダクタＬ１の両端電圧ＶＬの推移と、インダクタＬ１の電流ＩＬを示す図である。なお、インダクタＬ１の電流ＩＬは図９（ａ）に示す矢印方向を正、矢印の逆方向を負で表す。
【0060】
図９（ｂ）に示すように状態（１）では、制御部１３は、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第５スイッチング素子Ｑ５、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８をオン状態に制御し、第３スイッチング素子Ｑ３、第４スイッチング素子Ｑ４及び第６スイッチング素子Ｑ６をオフ状態に制御する。第５スイッチング素子Ｑ５をオン状態に制御しているのは、次のクランプ期間の準備である。
【0061】
図９（ｃ）に示すように状態（２）では、制御部１３は、状態（１）のスイッチングパターンを維持する。状態（２）では、上側セルＣａからインダクタＬ１に放電電流が流れる。
【0062】
図９（ｄ）に示すように状態（３）では、制御部１３は、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８をターンオフする。状態（３）では、インダクタＬ１→第５スイッチング素子Ｑ５→第６ボディダイオードＤ６→インダクタＬ１で形成されるクランプ経路に電流が流れる。
【0063】
図９（ｅ）に示すように状態（４）では、制御部１３は、第５スイッチング素子Ｑ５をターンオフするとともに、次の充電期間の準備として、第３スイッチング素子Ｑ３及び第８スイッチング素子Ｑ８をターンオンする。状態（４）では、インダクタＬ１→第５スイッチング素子Ｑ５→第６スイッチング素子Ｑ６→インダクタＬ１で形成されるクランプ経路に電流が流れる。
【0064】
状態（３）に示したクランプ経路と、状態（４）に示したクランプ経路を比較すると、前者では電流が第６ボディダイオードＤ６を通るため、第６ボディダイオードＤ６の順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失が発生する。従って、エネルギロスを減らすために状態（３）から状態（４）に切り替える。
【0065】
状態（３）を設けるのは、放電状態からクランプ状態に円滑かつ安全に遷移するためである。例えば、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６のターンオンと、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８のターンオフを同時に実行する場合、スイッチングタイミングのずれにより、上側セルＣａに外部短絡が発生する可能性や、第１スイッチング素子Ｑ１又は第８スイッチング素子Ｑ８に耐圧破壊が発生する可能性がある。
【0066】
具体的には、第５スイッチング素子Ｑ５、第６スイッチング素子Ｑ６、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８が全てオン状態となる状態が出現した場合、上側セルＣａが外部短絡することになる。また、第５スイッチＳ５及び第６スイッチＳ６がオフ状態で、第１スイッチング素子Ｑ１のターンオフが、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８のターンオフより早かった場合、第１スイッチング素子Ｑ１に耐圧破壊が発生することになる。また、第８スイッチング素子Ｑ８のターンオフが、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２及び第７スイッチング素子Ｑ７のターンオフより早かった場合、第８スイッチング素子Ｑ８に耐圧破壊が発生することになる。これに対して状態（３）では、第６ボディダイオードＤ６が導通するため、セルの外部短絡やスイッチング素子の耐圧破壊を防止することができる。
【0067】
図１０（ａ）に示すように状態（５）では、制御部１３は、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６をターンオフする。状態（５）では、インダクタＬ１→下側セルＣｂ→第３スイッチング素子Ｑ３→第４ボディダイオードＤ４→第８スイッチング素子Ｑ８→第７ボディダイオードＤ７→インダクタＬ１で形成される経路に充電電流が流れる。
【0068】
図１０（ｂ）に示すように状態（６）では、制御部１３は、第４スイッチング素子Ｑ４及び第７スイッチング素子Ｑ７をターンオンする。状態（６）では、インダクタＬ１→下側セルＣｂ→第３スイッチング素子Ｑ３→第４スイッチング素子Ｑ４→第８スイッチング素子Ｑ８→第７スイッチング素子Ｑ７→インダクタＬ１で形成される経路に充電電流が流れる。図１０（ａ）に示した経路と図１０（ｂ）に示した経路を比較すると、前者では電流が第４ボディダイオードＤ４及び第７ボディダイオードＤ７を通るため、第４ボディダイオードＤ４の順方向降下電圧Ｖｆに対応する合計２Ｖｆの損失と第７ボディダイオードＤ７の順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失が発生する。従って、エネルギロスを減らすために状態（５）から状態（６）に切り替える。
【0069】
状態（５）を設けるのは、クランプ状態から充電状態に円滑かつ安全に遷移するためである。例えば、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６のターンオフと、第３スイッチング素子Ｑ３、第４スイッチング素子Ｑ４、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８のターンオンを同時に実行する場合、スイッチングタイミングのずれにより、下側セルＣｂに外部短絡が発生する可能性や、第３スイッチング素子Ｑ３又は第８スイッチング素子Ｑ８に耐圧破壊が発生する可能性がある。これに対して状態（５）では、第４ボディダイオードＤ４及び第７ボディダイオードＤ７が導通するため、セルの外部短絡やスイッチング素子の耐圧破壊を防止することができる。
【0070】
状態（６）において、インダクタＬ１から下側セルＣｂに放出するエネルギがなくなると、電流の向きが反転し、下側セルＣｂからインダクタＬ１に放電電流が流れ始める。
【0071】
図１０（ｃ）に示すように状態（７）では、制御部１３は、次のクランプ期間の準備として、第６スイッチング素子Ｑ６をターンオンする。
【0072】
図１０（ｄ）に示すように状態（８）では、制御部１３は、第３スイッチング素子Ｑ３、第４スイッチング素子Ｑ４、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８をターンオフする。状態（８）では、インダクタＬ１→第６スイッチング素子Ｑ６→第５ボディダイオードＤ５→インダクタＬ１で形成されるクランプ経路に電流が流れる。
【0073】
図１０（ｅ）に示すように状態（９）では、制御部１３は、第５スイッチング素子Ｑ５をターンオンするとともに、次の充電期間の準備として、第２スイッチング素子Ｑ２及び第７スイッチング素子Ｑ７をターンオンする。状態（９）では、インダクタＬ１→第５スイッチング素子Ｑ５→第６スイッチング素子Ｑ６→インダクタＬ１で形成されるクランプ経路に電流が流れる。
【0074】
状態（８）に示したクランプ経路と、状態（９）に示したクランプ経路を比較すると、前者では電流が第５ボディダイオードＤ５を通るため、第５ボディダイオードＤ５の順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失が発生する。従って、エネルギロスを減らすために状態（８）から状態（９）に切り替える。
【0075】
状態（８）を設けるのは、放電状態からクランプ状態に円滑かつ安全に遷移するためである。例えば、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６のターンオンと、第３スイッチング素子Ｑ３、第４スイッチング素子Ｑ４、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８のターンオフを同時に実行する場合、スイッチングタイミングのずれにより、下側セルＣｂに外部短絡が発生する可能性や、第４スイッチング素子Ｑ４又は第７スイッチング素子Ｑ７に耐圧破壊が発生する可能性がある。これに対して状態（８）では、第６ボディダイオードＤ６が導通するため、セルの外部短絡やスイッチング素子の耐圧破壊を防止することができる。
【0076】
図９（ａ）に示すように状態（１０）では、制御部１３は、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６をターンオフする。状態（１０）では、インダクタＬ１→第７スイッチング素子Ｑ７→第８ボディダイオードＤ８→第２スイッチング素子Ｑ２→第１ボディダイオードＤ１→上側セルＣａ→インダクタＬ１で形成される経路に充電電流が流れる。
【0077】
図９（ｂ）に示すように状態（１）では、制御部１３は、第２スイッチング素子Ｑ２及び第７スイッチング素子Ｑ７をターンオンするとともに、次のクランプ期間の準備として、第５スイッチング素子Ｑ５をターンオンする。状態（１）では、インダクタＬ１→第７スイッチング素子Ｑ７→第８スイッチング素子Ｑ８→第２スイッチング素子Ｑ２→第１スイッチング素子Ｑ１→上側セルＣａ→インダクタＬ１で形成される経路に充電電流が流れる。図９（ａ）に示した経路と図９（ｂ）に示した経路を比較すると、前者では電流が第１ボディダイオードＤ１及び第８ボディダイオードＤ８を通るため、第１ボディダイオードＤ１の順方向降下電圧Ｖｆに対応する合計２Ｖｆの損失と第８ボディダイオードＤ８の順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失が発生する。従って、エネルギロスを減らすために状態（１０）から状態（１）に切り替える。
【0078】
状態（１０）を設けるのは、クランプ状態から充電状態に円滑かつ安全に遷移するためである。例えば、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６のターンオフと、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８のターンオンを同時に実行する場合、スイッチングタイミングのずれにより、上側セルＣａに外部短絡が発生する可能性や、第１スイッチング素子Ｑ１又は第８スイッチング素子Ｑ８に耐圧破壊が発生する可能性がある。これに対して状態（１０）では、第１ボディダイオードＤ１及び第８ボディダイオードＤ８が導通するため、セルの外部短絡やスイッチング素子の耐圧破壊を防止することができる。
【0079】
状態（１）において、インダクタＬ１から上側セルＣａに放出するエネルギがなくなると、電流の向きが反転し、上側セルＣａからインダクタＬ１に放電電流が流れ始める。
【0080】
以上に説明したサイクルにおいて、状態（１０）→状態（１）→状態（２）の期間には、インダクタＬ１の電流は正の傾きで変化する。状態（３）→状態（４）の期間には、インダクタＬ１に循環電流が流れる。状態（３）ではボディダイオードの順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失分、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギが減少する。状態（３）ではインダクタＬ１に蓄積されたエネルギが維持される。
【0081】
状態（５）→状態（６）→状態（７）の期間には、インダクタＬ１の電流は負の傾きで変化する。状態（８）→状態（９）の期間には、インダクタＬ１に循環電流が流れる。状態（８）ではボディダイオードの順方向降下電圧Ｖｆに対応する損失分、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギが減少する。状態（９）ではインダクタＬ１に蓄積されたエネルギが維持される。
【0082】
図１１に示すように、各状態のインダクタＬ１の両端電圧ＶＬは以下のようになる。Ｖｂはセル電圧であり、図１１に示す例では４Ｖとしている。Ｖｆはボディダイオードの順方向降下電圧であり、図１１に示す例では０．７５Ｖとしている。
状態（１０）：ＶＬ＝Ｖｂ＋２Ｖｆ
状態（１）、（２）：ＶＬ＝Ｖｂ
状態（３）：ＶＬ＝－Ｖｆ
状態（４）：ＶＬ＝０
状態（５）：ＶＬ＝－Ｖｂ－２Ｖｆ
状態（６）、（７）：ＶＬ＝－Ｖｂ
状態（８）：ＶＬ＝＋Ｖｆ
状態（９）：ＶＬ＝０
状態（１０）：ＶＬ＝Ｖｂ＋２Ｖｆ
状態（１）、（２）：ＶＬ＝Ｖｂ
状態（３）：ＶＬ＝－Ｖｆ
状態（４）：ＶＬ＝０
状態（５）：ＶＬ＝－Ｖｂ－２Ｖｆ
状態（６）、（７）：ＶＬ＝－Ｖｂ
状態（８）：ＶＬ＝＋Ｖｆ
状態（９）：ＶＬ＝０
【0083】
図１１に示すように、各状態におけるインダクタＬ１の電流変化ΔＩＬは以下のようになる。Ｌはインダクタンスであり、（ｔｎ－ｔ（ｎ－１））は第ｎ状態に滞在する時間である。
状態（１０）：ΔＩＬ＝（２Ｖｂ＋２Ｖｆ）＊（ｔ１０－ｔ９）／Ｌ
状態（１）：ΔＩＬ＝２Ｖｂ＊（ｔ１－ｔ１０）／Ｌ
状態（２）：ΔＩＬ＝２Ｖｂ＊（ｔ２－ｔ１）／Ｌ
状態（３）：ΔＩＬ＝－Ｖｆ＊（ｔ３－ｔ２）／Ｌ
状態（４）：ΔＩＬ＝０＊（ｔ４－ｔ３）／Ｌ
状態（５）：ΔＩＬ＝（－２Ｖｂ－２Ｖｆ）＊（ｔ５－ｔ４）／Ｌ
状態（６）：ΔＩＬ＝－２Ｖｂ＊（ｔ６－ｔ５）／Ｌ
状態（７）：ΔＩＬ＝－２Ｖｂ＊（ｔ７－ｔ６）／Ｌ
状態（８）：ΔＩＬ＝Ｖｆ＊（ｔ８－ｔ７）／Ｌ
状態（９）：ΔＩＬ＝０＊（ｔ９－ｔ８）／Ｌ
状態（１０）：ΔＩＬ＝（２Ｖｂ＋２Ｖｆ）＊（ｔ１０－ｔ９）／Ｌ
状態（１）：ΔＩＬ＝２Ｖｂ＊（ｔ１－ｔ１０）／Ｌ
状態（２）：ΔＩＬ＝２Ｖｂ＊（ｔ２－ｔ１）／Ｌ
状態（３）：ΔＩＬ＝－Ｖｆ＊（ｔ３－ｔ２）／Ｌ
状態（４）：ΔＩＬ＝０＊（ｔ４－ｔ３）／Ｌ
状態（５）：ΔＩＬ＝（－２Ｖｂ－２Ｖｆ）＊（ｔ５－ｔ４）／Ｌ
状態（６）：ΔＩＬ＝－２Ｖｂ＊（ｔ６－ｔ５）／Ｌ
状態（７）：ΔＩＬ＝－２Ｖｂ＊（ｔ７－ｔ６）／Ｌ
状態（８）：ΔＩＬ＝Ｖｆ＊（ｔ８－ｔ７）／Ｌ
状態（９）：ΔＩＬ＝０＊（ｔ９－ｔ８）／Ｌ
【0084】
なお図１１では便宜的に各状態を等間隔で描いているが、各状態の時間は任意に設定可能である。例えばクランプ期間（状態（３）、（４）、（８）、（９））は、他の期間（状態（１）、（２）、（５）、（６）、（７）、（１０））より短く設定されてもよい。また、ボディダイオードに電流が流れている期間は、ボディダイオードに電流が流れていない期間より短く設定されてもよい。例えば、状態（３）の期間は状態（４）の期間より短く設定されてもよい。この場合、ボディダイオードを電流が通ることによる損失を、より減らすことができる。インダクタＬ１の電流ＩＬの０Ａを境に正側の領域において、放電対象セルの正のエネルギ移動量および充電対象セルの負のエネルギ移動量が示され、インダクタＬ１の電流ＩＬの０Ａを境に負側の領域において、放電対象セルの負のエネルギ移動量および充電対象セルの正のエネルギ移動量が示されるので、各状態の時間を適切に設定することにより放電対象セルと充電対象セルとの均等化処理が実行される。
【0085】
図１１に示すように状態（１０）から状態（１）に切り替わる際に、即ち、インダクタＬ１の両端電圧ＶＬがＶｂ＋２ＶｆからＶｂに変化する際に、意図しないスパイク電圧が発生する。図１１に示すインダクタＬ１の両端電圧ＶＬは、実験により得られた実際の波形を模式的な波形に書き換えたものであるが、状態（１０）から状態（１）に切り替わる際にスパイクが発生することは実験により確認されている。
【0086】
このスパイク電圧により、スイッチング素子が破壊に至る可能性がある。スイッチング素子に使用されるＭＯＳＦＥＴは、ゲート電圧によりオン／オフが制御される素子であるが、ドレイン－ソース間電圧Ｖｄｓが急峻に変化すると（ｄＶ／ｄｔが高くなると）、ドレイン－ゲート間の接合容量に電流が流れる。この電流により、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間に寄生するＮＰＮトランジスタがオンして、ＭＯＳＦＥＴの素子破壊に至る可能性がある。
【0087】
また、上記スパイク電圧により発生するノイズが、制御部１３からスイッチング素子Ｑ１－Ｑ８のゲートに供給される駆動信号のハイ／ローを反転させ、均等化回路１０を誤動作させる可能性がある。以下、このスパイク電圧を抑制する方法について説明する。
【0088】
図１２（ａ）－（ｃ）は、図８（ａ）に示した蓄電システム１の実施例に係る制御における回路状態をインダクタＬ１の電流ＩＬに対応させて示す図である。図１３は、図８（ａ）に示した蓄電システム１の実施例に係る制御において、図９、図１０に示す１０ステップの切替順序のうち、図９（ａ）－（ｃ）を図１２（ａ）－（ｃ）に置き換えた８個のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ８のスイッチングパターンと、インダクタＬ１の両端電圧ＶＬの推移と、インダクタＬ１の電流ＩＬを示す図である。なお、図９（ａ）－（ｃ）と図１２（ａ）－（ｃ）の違いは図９（ｂ）と図１２（ｂ）における第５スイッチング素子Ｑ５の状態の違いのみとなる。
【0089】
図１２（ｂ）に示すように実施例に係る状態（１）では、制御部１３は、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８をオン状態に制御し、第３スイッチング素子Ｑ３、第４スイッチング素子Ｑ４、第５スイッチング素子Ｑ５及び第６スイッチング素子Ｑ６をオフ状態に制御する。
【0090】
図１２（ｃ）に示すよう実施例に係る状態（２）では、制御部１３は、次のクランプ期間の準備として、第５スイッチング素子Ｑ５をターンオンする。実施例に係るその他の状態（３）－（１０）は、図９（ｄ）－（ｅ）、図１０（ａ）－（ｅ）、図９（ａ）に示した比較例に係る状態（３）－（１０）と同様である。
【0091】
このように本実施例では、次のクランプ期間の準備として、第５スイッチング素子Ｑ５をターンオンするタイミングを遅延させる。図１３に示すように本実施例では、状態（１０）から状態（１）に切り替わる際に、スパイク電圧が発生しない。図１３に示すインダクタＬ１の両端電圧ＶＬは、実験により得られた実際の波形を模式的な波形に書き換えたものであるが、状態（１０）から状態（１）に切り替わる際に、図１１に示したようなスパイクが発生しないことが実験により確認されている。
【0092】
以上説明したように本実施例によれば、次のクランプ期間の準備として、クランプスイッチとして使用される双方向スイッチの片側を構成する第５スイッチング素子Ｑ５をターンオンするタイミングを遅延させることにより、意図しないスパイクが発生することを抑制することができる。これにより、信頼性が高く安全な均等化回路１０を実現することができる。
【0093】
以上、本開示を実施例をもとに説明した。実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に容易に理解されるところである。
【0094】
図６（ａ）－（ｂ）では、第１セルＣ１と第２セルＣ２間のエネルギ移動、及び第１セルＣ１と第４セルＣ４間のエネルギ移動について説明した。この点、上記実施例は、任意の２つのセル間のエネルギ移動全般に適用可能である。図６（ａ）－（ｂ）は、図１に示す蓄電システム１のセル選択回路１１の第１配線側スイッチ、第２配線側スイッチ、及びエネルギ保持回路１２の第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４の構成に対応しており、第１配線側スイッチ、第２配線側スイッチ、及び第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４の各スイッチはそれぞれ２個のスイッチング素子で構成されている。そして、選択セルとインダクタＬ１との間でエネルギ移動を行う経路（放電経路及び充電経路）は、所定の１個の第１配線側スイッチ、所定の１個の第２配線側スイッチ、及び第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４のうちの所定の２個のクランプスイッチの合計４個のスイッチ、すなわち、８個のスイッチング素子により放電経路、充電経路ともに形成される。また、インダクタＬ１に蓄えられたエネルギを保持するためのクランプ経路は第１クランプスイッチＳｃ１－第４クランプスイッチＳｃ４の所定の２個のクランプスイッチ、すなわち、４個のスイッチング素子により形成される。
【0095】
放電経路を形成する期間は、８個のスイッチング素子のうち、４個のクランプスイッチのたすき掛けの位置にある２対４個のスイッチング素子と、第１配線側スイッチ及び第２配線側スイッチを構成する１対２個のスイッチング素子の合計８個のスイッチング素子がオン状態に制御される。充電経路を形成する期間は、充電経路を形成する期間と同様に８個のスイッチング素子のうち、クランプスイッチを構成する２対４個のスイッチング素子と、第１配線側スイッチ及び第２配線側スイッチを構成する１対２個のスイッチング素子の合計８個のスイッチング素子がオン状態に制御される。クランプ経路を形成する期間は、４個のクランプスイッチにある、８個のスイッチング素子のうち、２対４個のスイッチング素子がオン状態に制御される。
【0096】
制御部１３は、放電状態の終了後、クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子のボディダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態（上記実施例では、状態（３）、（８））、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして当該４個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態（上記実施例では、状態（４）、（９））の順に切り替える。
【0097】
なお、第１クランプ状態において、クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、同じ方向のボディダイオードを有する２個のスイッチング素子をターンオフしてもよい。この場合、損失は大きくなるが、安全性はさらに向上する。
【0098】
制御部１３は、第２クランプ状態の終了後、充電経路を形成する８個のスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子のボディダイオードを経由して充電電流を流す第１充電状態（上記実施例では、状態（５）、（１０））、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして当該８個のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２充電状態（上記実施例では、状態（６）、（１））の順に切り替える。
【0099】
上記実施例では、第１充電状態において、第１配線側スイッチ又は第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子と、クランプスイッチを構成する１個のスイッチング素子の２個のスイッチング素子をオフ状態にしたが、いずれか一方のスイッチング素子のみをオフ状態にしてもよい。この場合、スイッチング素子の耐圧破壊に対する安全性は低下するが、損失は小さくなる。
【0100】
制御部１３は、第２クランプ状態の終了後、クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子のうち、２個または４個のスイッチング素子をターンオフする。上記実施例では、一対の２個のスイッチング素子（第５スイッチング素子Ｑ５、第６スイッチング素子Ｑ６）をターンオフしたが、クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子の全てをターンオフしてもよい。
【0101】
その後、制御部１３は、第１充電状態から第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の第１クランプ状態に切り替える前に、当該ターンオフした２個または４個のスイッチング素子の半分をターンオンして第１クランプ状態のクランプ経路を生成する。
【0102】
上記実施例では、第１充電状態から第２充電状態に切り替えるタイミング（状態（１０））より遅延したタイミングで且つ次の第１クランプ状態（状態（３））に切り替える前のタイミングとして、状態（１）から状態（２）に切り替えるタイミングを採用した。この点、状態（１）の途中のタイミングを採用してもよいし、状態（２）の途中のタイミングを採用してもよい。
【0103】
上述した実施例では、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを使用する例を説明した。この点、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の寄生ダイオードが形成されない半導体スイッチング素子を用いてもよい。その場合、寄生ダイオードの代わりに外付けダイオードを半導体スイッチング素子に対して並列接続する。順方向降下電圧Ｖｆが低いダイオードを使用するほど、損失を小さくすることができ、効率が向上する。
【0104】
また上述した実施例では、直列接続された複数のセル間をアクティブ方式により均等化する例を説明した。この点、実施例に係る均等化回路を用いて、直列接続された複数のモジュール間を均等化することもできる。本明細書内の「セル」を「モジュール」に適宜、読み替えればよい。
【0105】
図１４は、別の実施例に係る蓄電システムの構成を示す図である。図１４は、直列接続された複数のモジュール間を均等化処理する均等化回路を備える蓄電システムの一実施例を示している。図１４において、複数のモジュールは図１に示した蓄電システム１と同様にそれぞれセル用均等化回路及び複数のセルが直列接続される蓄電部を備えている。第１モジュールＭ１はセル用均等化回路１０Ａ及び蓄電部２０Ａを備え、第２モジュールＭ２はセル用均等化回路１０Ｂ及び蓄電部２０Ｂを備え、第３モジュールＭ３はセル用均等化回路１０Ｃ及び蓄電部２０Ｃを備え、第４モジュールＭ４はセル用均等化回路１０Ｄ及び蓄電部２０Ｄを備えている。
【0106】
モジュール用均等化回路１０Ｍは、電圧検出部１４Ｍ、モジュール選択回路１１Ｍ、エネルギ保持回路１２Ｍ及び制御部１３Ｍを含む。
【0107】
本実施例では制御部１３Ｍは、アクティブモジュールバランス方式により直列接続されたｍ個のモジュール間の均等化処理を実行する。本実施例に係るアクティブモジュールバランス方式では、直列接続されたｍ個のモジュール間において、あるモジュール（放電対象のモジュール）から、別のモジュール（充電対象のモジュール）にエネルギ移動を行うことにより、あるモジュールと別のモジュールの容量を均等化する。このエネルギ移動を繰り返すことにより、直列接続されたｍ個のモジュール間の容量を均等化する。
【0108】
以上の複数のモジュール間の均等化処理とは別に各モジュール内の直列接続された複数のセル間の均等化処理が行われる。各モジュール内の直列接続された複数のセル間の均等化処理は、複数のモジュール間の均等化処理と多重的に実行する構成であってもよい。この場合、モジュール用均等化回路１０Ｍとセル用均等化回路１０Ａ～１０Ｄとは通信により互いに連携して動作される。モジュール間の均等化処理は、セル間の均等化処理よりも優先して実行されることが好ましく、モジュール間の均等化処理が完了した後に、セル間の均等化処理を完了させることによりモジュール間の均等化処理を実行したことにより発生する各セルの電圧差を解消できる。
【0109】
図１５は、さらに別の実施例に係る蓄電システムの構成を示す図である。図１５に示す実施例では、セル選択回路１１は、インダクタＬ１の第１端に接続される第１配線Ｗ１、インダクタＬ１の第２端に接続される第２配線Ｗ２、（ｎ＋１）個の第１配線側スイッチ、及び（ｎ＋１）個の第２配線側スイッチを有する。（ｎ＋１）個の第１配線側スイッチは、直列接続されたｎ個のセルの各ノードと、第１配線Ｗ１との間にそれぞれ接続される。（ｎ＋１）個の第２配線側スイッチは、直列接続されたｎ個のセルの各ノードと、第２配線Ｗ２との間にそれぞれ接続される。
【0110】
エネルギ保持回路１２（クランプ回路ともいう）は、インダクタＬ１及びクランプスイッチＳｃを含む。クランプスイッチＳｃは、インダクタＬ１の両端をエネルギ保持回路１２内で導通させるためのスイッチである。エネルギ保持回路１２は、セル選択回路１１がいずれのセルも選択していない状態で、インダクタＬ１を含む閉ループを形成することができる。即ち、クランプスイッチＳｃがオン状態に制御されると、インダクタＬ１とクランプスイッチＳｃを含む閉ループ、すなわちクランプ経路が形成される。図１５に示す実施例では、選択セルとインダクタＬ１との間でエネルギ移動を行う経路（放電経路及び充電経路）は、所定の１個の第１配線側スイッチ及び所定の１個の第２配線側スイッチにより形成される。ただし、エネルギ保持回路１２はインダクタＬ１に流す電流の向きを切り替える機能を有していないので、放電経路及び充電経路はインダクタＬ１に流す電流の向きに応じて導通状態に切り替える第１配線側スイッチ及び第２配線側スイッチを選択して形成される。
【0111】
制御部１３は、第２クランプ状態の終了後、放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の第１クランプ状態に切り替える前に、クランプスイッチＳｃを形成する２個のスイッチング素子のうちの１個のスイッチング素子をターンオンして第１クランプ状態のクランプ経路を生成する。
【0112】
また上述した実施例では、アクティブセルバランス方式の均等化回路を説明したが、複数のセルまたはモジュール間の均等化を目的としないエネルギ移動にも適用可能である。例えば、２つのモジュール間の温度が大きく異なる場合、保存劣化を抑制するために、温度が高いモジュールのエネルギの少なくとも一部を、温度が低いモジュールに移動させてもよい。
【0113】
また上述した実施例では、１つのセルから別の１つのセルへのエネルギ移動を説明したが、直列接続された複数のセルから、別の直列接続された複数のセルへのエネルギ移動も可能である。また、１つのセルから、別の直列接続された複数のセルへのエネルギ移動、及び直列接続された複数のセルから、別の１つのセルへのエネルギも可能である。モジュールについても同様である。
【0114】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【0115】
［項目１］
インダクタ（Ｌ１）と、
直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセル（Ｃ１－Ｃ４）と前記インダクタ（Ｌ１）間に設けられ、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）のいずれか１個あるいは直列接続される複数個のセルからなる選択セルの両端と、前記インダクタ（Ｌ１）の両端を導通させることが可能なセル選択回路（１１）と、
前記セル選択回路（１１）がいずれのセル（Ｃ１－Ｃ４）も選択していない状態で、前記インダクタ（Ｌ１）を含む閉ループを形成するためのクランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）を有するクランプ回路（１２）と、
前記セル選択回路（１１）と前記クランプ回路（１２）を制御する制御部（１３）と、を備え、
前記セル選択回路（１１）は、
前記インダクタ（Ｌ１）の一端に接続される第１配線（Ｗ１）と、
前記インダクタ（Ｌ１）の他端に接続される第２配線（Ｗ２）と、
前記選択セルの両端の一方を前記第１配線（Ｗ１）に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ９、またはＳ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９）と、
前記選択セルの両端の他方を前記第２配線（Ｗ２）に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４、Ｓ８、またはＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０）と、を含み、
前記クランプスイッチ（Ｓｃ２、またはＳｃ）は、並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部（１３）は、
前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の内の放電対象の前記選択セルである放電セル（Ｃ１）から前記インダクタ（Ｌ１）に電流が流れるように、前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１）の両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタ（Ｌ１）の両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記インダクタ（Ｌ１）の両端間が前記クランプスイッチ（Ｓｃ１、Ｓｃ４）を介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｎ個のセルの内（Ｃ１－Ｃ４）の充電対象の前記選択セルである充電セル（Ｃ２）に前記インダクタ（Ｌ１）から電流が流れるように、前記充電セル（Ｃ２）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ５）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記充電セル（Ｃ２）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１）の両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記複数のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部（１３）は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチを形成する複数のスイッチング素子のうちの一部のスイッチング素子をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０）を実現することができる。
［項目２］
前記セル選択回路（１１）は、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線（Ｗ１）との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ９）と、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線（Ｗ２）との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４、Ｓ８）と、を含み、
前記クランプ回路（１２）は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）と、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）とを備え、
前記インダクタ（Ｌ１）は、前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）間のノードと前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）の前記インダクタ（Ｌ１）に接続されていない一端は、前記第１配線（Ｗ１）に接続され、
前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）の前記インダクタ（Ｌ１）に接続されていない一端は、前記第２配線（Ｗ２）に接続され、
前記クランプ回路（１２）は、前記インダクタ（Ｌ１）と前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）、前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）、前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）とによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする項目１に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、信頼性が高く安全な、フルブリッジ回路で構成されたクランプ回路（１２）を有するエネルギ移動回路（１０）を実現することができる。
［項目３］
前記セル選択回路（１１）は、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノードと、前記第１配線（Ｗ１）間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９）と、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノードと、前記第２配線（Ｗ２）間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第２配線側スイッチ（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする項目１に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、クランプ回路（１２）に使用されるクランプスイッチ（Ｓｃ）を１個で構成することができる。即ち、２個のスイッチング素子で構成することができる。
［項目４］
前記制御部（１３）は、
前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４、Ｓｃ４）のうち、前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記クランプスイッチ（Ｓｃ１）を構成する１個のスイッチング素子（Ｑ８）の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）に並列のボディダイオード（Ｄ１、Ｄ８）を経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をターンオンして前記８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４、Ｓｃ４）の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする項目２に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、クランプ状態から充電状態に安全に切り替えることができる。
［項目５］
前記制御部（１３）は、
前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）のうち、１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子（Ｑ６）と、当該スイッチング素子（Ｑ６）と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子（Ｑ５）の２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の１個（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする項目４に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、第１クランプ状態のクランプ経路を準備する際に、スパイクが発生することを抑制することができる。
［項目６］
前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部（１４）をさらに備え、
前記制御部（１３）は、前記電圧検出部（１４）により検出された前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の電圧をもとに、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）間の均等化処理を実行する項目１から５のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、エネルギ移動を利用した均等化回路を実現することができる。
［項目７］
前記制御部（１３）は、前記電圧検出部（１４）により検出された前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の電圧をもとに、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いセルを放電対象のセルに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いセルを充電対象のセルに決定することを特徴とする項目６に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、セル（Ｃ１－Ｃ４）間のエネルギ移動によるアクティブセルバランスを実現することができる。
［項目８］
直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセル（Ｃ１－Ｃ４）と、
項目１から７のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０）と、
を備えることを特徴とする蓄電システム（１）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０）を実現した蓄電システム（１）を構築することができる。
［項目９］
インダクタ（Ｌ１Ｍ）と、
直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）と前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）間に設けられ、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）のいずれか１個あるいは直列接続される複数個のモジュールからなる選択モジュールの両端と、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端を導通させることが可能なモジュール選択回路（１１Ｍ）と、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）がいずれのモジュール（Ｍ１－Ｍ４）も選択していない状態で、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）を含む閉ループを形成するためのクランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）を有するクランプ回路（１２Ｍ）と、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）と前記クランプ回路（１２Ｍ）を制御する制御部（１３Ｍ）と、を備え、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の一端に接続される第１配線（Ｗ１Ｍ）と、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の他端に接続される第２配線（Ｗ２Ｍ）と、
前記選択モジュールの両端の一方を前記第１配線（Ｗ１Ｍ）に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記選択モジュールの両端の他方を前記第２配線（Ｗ２Ｍ）に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ、Ｓ８Ｍ）と、を含み、
前記クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）は、並列に接続／形成されるダイオード（Ｄ５、Ｄ６）を有するスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）が前記ダイオード（Ｄ５、Ｄ６）を逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を有するスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）が前記ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の内の放電対象の前記選択モジュールである放電モジュール（Ｍ１）から前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に電流が流れるように、前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４）の導通状態を制御して前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）の導通状態を制御して前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端間が前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）を介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｍ個のモジュールの内（Ｍ１－Ｍ４）の充電対象の前記選択モジュールである充電モジュール（Ｍ２）に前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）から電流が流れるように、前記充電モジュール（Ｍ２）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ５Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）の導通状態を制御して前記充電モジュール（Ｍ２）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）のうち、少なくとも１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８）の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）のうちの一部のスイッチング素子（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現することができる。
［項目１０］
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線（Ｗ１Ｍ）との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線（Ｗ２Ｍ）との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ、Ｓ８Ｍ）と、を含み、
前記クランプ回路（１２Ｍ）は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）と、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）とを備え、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）は、前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）間のノードと前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）の前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に接続されていない一端は、前記第１配線（Ｗ１Ｍ）に接続され、
前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）の前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に接続されていない一端は、前記第２配線（Ｗ２Ｍ）に接続され、
前記クランプ回路（１２Ｍ）は、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）と前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）、前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）、前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）とによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする項目９に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全な、フルブリッジ回路で構成されたクランプ回路（１２）を有するエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現することができる。
［項目１１］
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノードと、前記第１配線（Ｗ１Ｍ）間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ３Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ７Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノードと、前記第２配線（Ｗ２Ｍ）間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第２配線側スイッチ（Ｓ２Ｍ、Ｓ４Ｍ、Ｓ６Ｍ、Ｓ８Ｍ、Ｓ１０Ｍ）と、を含むことを特徴とする項目９に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、クランプ回路（１２Ｍ）に使用されるクランプスイッチ（ＳｃＭ）を１個で構成することができる。即ち、２個のスイッチング素子で構成することができる。
［項目１２］
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）のうち、前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）を構成する１個のスイッチング素子（Ｑ８）の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）に並列のダイオード（Ｄ１、Ｄ８）を経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をターンオンして前記８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする項目１０に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、クランプ状態から充電状態に安全に切り替えることができる。
［項目１３］
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）のうち、１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子（Ｑ６）と、当該スイッチング素子（Ｑ６）と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子（Ｑ５）の２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の１個（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする項目１２に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、第１クランプ状態のクランプ経路を準備する際に、スパイクが発生することを抑制することができる。
［項目１４］
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部（１４Ｍ）をさらに備え、
前記制御部（１３Ｍ）は、前記電圧検出部（１４Ｍ）により検出された前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の電圧をもとに、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）間の均等化処理を実行する項目９から１３のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、エネルギ移動を利用した均等化回路を実現することができる。
［項目１５］
前記制御部（１３Ｍ）は、前記電圧検出部（１４Ｍ）により検出された前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の電圧をもとに、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いモジュールを放電対象のモジュールに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いモジュールを充電対象のモジュールに決定することを特徴とする項目１４に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、モジュール（Ｍ１－Ｍ４）間のエネルギ移動によるアクティブモジュールバランスを実現することができる。
［項目１６］
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）は、それぞれ、
直列接続された複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）と、
前記複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）のそれぞれのセル電圧を検出するセル電圧検出部（１４）と、
前記セル電圧検出部（１４）により検出されるセル電圧に基づいて同一モジュール（Ｍ１－Ｍ４）内の複数のセル電圧を均等化するセル用均等化回路（１０Ａ－１０Ｄ）と、を含み、
前記セル用均等化回路（１０Ａ－１０Ｄ）は、前記制御部（１３Ｍ）と通信により互いに連携して動作し、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）間の均等化処理が実行された後、前記複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）間の均等化処理を実行することを特徴とする項目１４に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、モジュール（Ｍ１－Ｍ４）間のエネルギ移動によるアクティブモジュールバランスと、セル（Ｃ１－Ｃ４）間のエネルギ移動によるアクティブセルバランスを併用して、効率的に全てのセルの均等化を実現することができる。
［項目１７］
直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）と、
項目９から１６のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）と、
を備えることを特徴とする蓄電システム（１Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現した蓄電システム（１Ｍ）を構築することができる。
インダクタ（Ｌ１）と、
直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセル（Ｃ１－Ｃ４）と前記インダクタ（Ｌ１）間に設けられ、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）のいずれか１個あるいは直列接続される複数個のセルからなる選択セルの両端と、前記インダクタ（Ｌ１）の両端を導通させることが可能なセル選択回路（１１）と、
前記セル選択回路（１１）がいずれのセル（Ｃ１－Ｃ４）も選択していない状態で、前記インダクタ（Ｌ１）を含む閉ループを形成するためのクランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）を有するクランプ回路（１２）と、
前記セル選択回路（１１）と前記クランプ回路（１２）を制御する制御部（１３）と、を備え、
前記セル選択回路（１１）は、
前記インダクタ（Ｌ１）の一端に接続される第１配線（Ｗ１）と、
前記インダクタ（Ｌ１）の他端に接続される第２配線（Ｗ２）と、
前記選択セルの両端の一方を前記第１配線（Ｗ１）に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ９、またはＳ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９）と、
前記選択セルの両端の他方を前記第２配線（Ｗ２）に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４、Ｓ８、またはＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０）と、を含み、
前記クランプスイッチ（Ｓｃ２、またはＳｃ）は、並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部（１３）は、
前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の内の放電対象の前記選択セルである放電セル（Ｃ１）から前記インダクタ（Ｌ１）に電流が流れるように、前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１）の両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタ（Ｌ１）の両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電セル（Ｃ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記インダクタ（Ｌ１）の両端間が前記クランプスイッチ（Ｓｃ１、Ｓｃ４）を介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｎ個のセルの内（Ｃ１－Ｃ４）の充電対象の前記選択セルである充電セル（Ｃ２）に前記インダクタ（Ｌ１）から電流が流れるように、前記充電セル（Ｃ２）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ５）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４、またはＳｃ）の導通状態を制御して前記充電セル（Ｃ２）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１）の両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１）に流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１個のスイッチング素子をオフ状態にして当該スイッチング素子に並列のダイオードを経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子をターンオンして前記複数のスイッチング素子の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部（１３）は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチを形成する複数のスイッチング素子のうちの一部のスイッチング素子をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０）を実現することができる。
［項目２］
前記セル選択回路（１１）は、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線（Ｗ１）との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ５、Ｓ９）と、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線（Ｗ２）との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４、Ｓ８）と、を含み、
前記クランプ回路（１２）は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）と、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）とを備え、
前記インダクタ（Ｌ１）は、前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）間のノードと前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）及び前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）の前記インダクタ（Ｌ１）に接続されていない一端は、前記第１配線（Ｗ１）に接続され、
前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）の前記インダクタ（Ｌ１）に接続されていない一端は、前記第２配線（Ｗ２）に接続され、
前記クランプ回路（１２）は、前記インダクタ（Ｌ１）と前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１）、前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２）、前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４）とによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする項目１に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、信頼性が高く安全な、フルブリッジ回路で構成されたクランプ回路（１２）を有するエネルギ移動回路（１０）を実現することができる。
［項目３］
前記セル選択回路（１１）は、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノードと、前記第１配線（Ｗ１）間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第１配線側スイッチ（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９）と、
前記直列接続されたｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の各ノードと、前記第２配線（Ｗ２）間にそれぞれ接続される（ｎ＋１）個の第２配線側スイッチ（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする項目１に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、クランプ回路（１２）に使用されるクランプスイッチ（Ｓｃ）を１個で構成することができる。即ち、２個のスイッチング素子で構成することができる。
［項目４］
前記制御部（１３）は、
前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４、Ｓｃ４）のうち、前記第１配線側スイッチ（Ｓ１）又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記クランプスイッチ（Ｓｃ１）を構成する１個のスイッチング素子（Ｑ８）の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）に並列のボディダイオード（Ｄ１、Ｄ８）を経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をターンオンして前記８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４、Ｓｃ４）の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする項目２に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、クランプ状態から充電状態に安全に切り替えることができる。
［項目５］
前記制御部（１３）は、
前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）のうち、１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４）のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子（Ｑ６）と、当該スイッチング素子（Ｑ６）と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子（Ｑ５）の２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の１個（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする項目４に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、第１クランプ状態のクランプ経路を準備する際に、スパイクが発生することを抑制することができる。
［項目６］
前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部（１４）をさらに備え、
前記制御部（１３）は、前記電圧検出部（１４）により検出された前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の電圧をもとに、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）間の均等化処理を実行する項目１から５のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、エネルギ移動を利用した均等化回路を実現することができる。
［項目７］
前記制御部（１３）は、前記電圧検出部（１４）により検出された前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の電圧をもとに、前記ｎ個のセル（Ｃ１－Ｃ４）の目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いセルを放電対象のセルに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いセルを充電対象のセルに決定することを特徴とする項目６に記載のエネルギ移動回路（１０）。
これによれば、セル（Ｃ１－Ｃ４）間のエネルギ移動によるアクティブセルバランスを実現することができる。
［項目８］
直列接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個のセル（Ｃ１－Ｃ４）と、
項目１から７のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０）と、
を備えることを特徴とする蓄電システム（１）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０）を実現した蓄電システム（１）を構築することができる。
［項目９］
インダクタ（Ｌ１Ｍ）と、
直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）と前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）間に設けられ、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）のいずれか１個あるいは直列接続される複数個のモジュールからなる選択モジュールの両端と、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端を導通させることが可能なモジュール選択回路（１１Ｍ）と、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）がいずれのモジュール（Ｍ１－Ｍ４）も選択していない状態で、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）を含む閉ループを形成するためのクランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）を有するクランプ回路（１２Ｍ）と、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）と前記クランプ回路（１２Ｍ）を制御する制御部（１３Ｍ）と、を備え、
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の一端に接続される第１配線（Ｗ１Ｍ）と、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の他端に接続される第２配線（Ｗ２Ｍ）と、
前記選択モジュールの両端の一方を前記第１配線（Ｗ１Ｍ）に選択的に接続する複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記選択モジュールの両端の他方を前記第２配線（Ｗ２Ｍ）に選択的に接続する少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ、Ｓ８Ｍ）と、を含み、
前記クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）は、並列に接続／形成されるダイオード（Ｄ５、Ｄ６）を有するスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）が前記ダイオード（Ｄ５、Ｄ６）を逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を有するスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）が前記ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記第２配線側スイッチ（Ｓ４）は、それぞれ並列に接続／形成されるダイオードを有するスイッチング素子が前記ダイオードを逆向きにして２個直列に接続されて形成され、
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の内の放電対象の前記選択モジュールである放電モジュール（Ｍ１）から前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に電流が流れるように、前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１－Ｓｃ４）の導通状態を制御して前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端が接続される放電経路を形成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を増加させるインダクタ電流増加状態、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端間にクランプ電流が流れるように、前記放電モジュール（Ｍ１）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）の導通状態を制御して前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端間が前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）を介して接続されるクランプ経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を前記クランプ経路で循環させるクランプ状態、
前記ｍ個のモジュールの内（Ｍ１－Ｍ４）の充電対象の前記選択モジュールである充電モジュール（Ｍ２）に前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）から電流が流れるように、前記充電モジュール（Ｍ２）の両側のノードに接続された前記第１配線側スイッチ（Ｓ５Ｍ）と前記第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ）、並びに前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ－Ｓｃ４Ｍ）の導通状態を制御して前記充電モジュール（Ｍ２）の両側のノードに前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）の両端が接続される充電経路を生成し、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に流れる電流を減少させるインダクタ電流減少状態の順に制御し、
前記クランプ状態は、前記クランプ経路を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）のうち、少なくとも１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の全てをオン状態にする第２クランプ状態を有し、
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記インダクタ電流増加状態において、前記放電経路を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８）の全てをオン状態にした後に、次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）を形成する複数のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）のうちの一部のスイッチング素子（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とするエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現することができる。
［項目１０］
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、奇数ノードと前記第１配線（Ｗ１Ｍ）との間にそれぞれ接続される複数の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノード（ｎ＋１）の内、偶数ノードと前記第２配線（Ｗ２Ｍ）との間にそれぞれ接続される少なくとも１個の第２配線側スイッチ（Ｓ４Ｍ、Ｓ８Ｍ）と、を含み、
前記クランプ回路（１２Ｍ）は、互いに直列に接続された第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）と、互いに直列に接続された第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）とを備え、
前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）は、前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）間のノードと前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）間のノードとの間に接続され、
前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）及び前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）の前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に接続されていない一端は、前記第１配線（Ｗ１Ｍ）に接続され、
前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）の前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）に接続されていない一端は、前記第２配線（Ｗ２Ｍ）に接続され、
前記クランプ回路（１２Ｍ）は、前記インダクタ（Ｌ１Ｍ）と前記第１クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）、前記第２クランプスイッチ（Ｓｃ２Ｍ）、前記第３クランプスイッチ（Ｓｃ３Ｍ）及び前記第４クランプスイッチ（Ｓｃ４Ｍ）とによりフルブリッジ接続されたことを特徴とする項目９に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全な、フルブリッジ回路で構成されたクランプ回路（１２）を有するエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現することができる。
［項目１１］
前記モジュール選択回路（１１Ｍ）は、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノードと、前記第１配線（Ｗ１Ｍ）間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ、Ｓ３Ｍ、Ｓ５Ｍ、Ｓ７Ｍ、Ｓ９Ｍ）と、
前記直列接続されたｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の各ノードと、前記第２配線（Ｗ２Ｍ）間にそれぞれ接続される（ｍ＋１）個の第２配線側スイッチ（Ｓ２Ｍ、Ｓ４Ｍ、Ｓ６Ｍ、Ｓ８Ｍ、Ｓ１０Ｍ）と、を含むことを特徴とする項目９に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、クランプ回路（１２Ｍ）に使用されるクランプスイッチ（ＳｃＭ）を１個で構成することができる。即ち、２個のスイッチング素子で構成することができる。
［項目１２］
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記第２クランプ状態の終了後、前記充電経路を形成する８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）のうち、前記第１配線側スイッチ（Ｓ１Ｍ）又は前記第２配線側スイッチを構成する１個のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記クランプスイッチ（Ｓｃ１Ｍ）を構成する１個のスイッチング素子（Ｑ８）の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をオフ状態にして当該２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）に並列のダイオード（Ｄ１、Ｄ８）を経由して充電電流を流す第１充電状態、当該オフ状態の２個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ８）をターンオンして前記８個のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ７、Ｑ８、Ｓ４Ｍ、Ｓｃ４Ｍ）の全てをオン状態にする第２充電状態の順に切り替えることを特徴とする項目１０に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、クランプ状態から充電状態に安全に切り替えることができる。
［項目１３］
前記制御部（１３Ｍ）は、
前記インダクタ電流増加状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）のうち、１個のスイッチング素子（Ｑ６）をオフ状態にして当該スイッチング素子（Ｑ６）に並列のダイオード（Ｄ６）を経由してクランプ電流を流す第１クランプ状態、当該オフ状態のスイッチング素子（Ｑ６）をターンオンして前記４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）の全てをオン状態にする第２クランプ状態の順に切り替え、
前記第２クランプ状態の終了後、前記クランプ経路を形成する４個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６、Ｓｃ４Ｍ）のうち、前記オフ状態にする１個のスイッチング素子（Ｑ６）と、当該スイッチング素子（Ｑ６）と逆向きに直列に接続された１個のスイッチング素子（Ｑ５）の２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）をターンオフし、前記第１充電状態から前記第２充電状態に切り替えるタイミングより遅延したタイミングで且つ次の前記第１クランプ状態に切り替える前に、前記ターンオフした２個のスイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の１個（Ｑ５）をターンオンして前記第１クランプ状態の前記クランプ経路を生成することを特徴とする項目１２に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、第１クランプ状態のクランプ経路を準備する際に、スパイクが発生することを抑制することができる。
［項目１４］
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部（１４Ｍ）をさらに備え、
前記制御部（１３Ｍ）は、前記電圧検出部（１４Ｍ）により検出された前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の電圧をもとに、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）間の均等化処理を実行する項目９から１３のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、エネルギ移動を利用した均等化回路を実現することができる。
［項目１５］
前記制御部（１３Ｍ）は、前記電圧検出部（１４Ｍ）により検出された前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の電圧をもとに、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）の目標電圧または目標容量を決定し、前記目標電圧または目標容量より高いモジュールを放電対象のモジュールに決定し、前記目標電圧または目標容量より低いモジュールを充電対象のモジュールに決定することを特徴とする項目１４に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、モジュール（Ｍ１－Ｍ４）間のエネルギ移動によるアクティブモジュールバランスを実現することができる。
［項目１６］
前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）は、それぞれ、
直列接続された複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）と、
前記複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）のそれぞれのセル電圧を検出するセル電圧検出部（１４）と、
前記セル電圧検出部（１４）により検出されるセル電圧に基づいて同一モジュール（Ｍ１－Ｍ４）内の複数のセル電圧を均等化するセル用均等化回路（１０Ａ－１０Ｄ）と、を含み、
前記セル用均等化回路（１０Ａ－１０Ｄ）は、前記制御部（１３Ｍ）と通信により互いに連携して動作し、前記ｍ個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）間の均等化処理が実行された後、前記複数のセル（Ｃ１－Ｃ４）間の均等化処理を実行することを特徴とする項目１４に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）。
これによれば、モジュール（Ｍ１－Ｍ４）間のエネルギ移動によるアクティブモジュールバランスと、セル（Ｃ１－Ｃ４）間のエネルギ移動によるアクティブセルバランスを併用して、効率的に全てのセルの均等化を実現することができる。
［項目１７］
直列接続されたｍ（ｍは２以上の整数）個のモジュール（Ｍ１－Ｍ４）と、
項目９から１６のいずれか１項に記載のエネルギ移動回路（１０Ｍ）と、
を備えることを特徴とする蓄電システム（１Ｍ）。
これによれば、信頼性が高く安全なエネルギ移動回路（１０Ｍ）を実現した蓄電システム（１Ｍ）を構築することができる。
【符号の説明】
【0116】
１ 蓄電システム、 １０ 均等化回路、 １１ セル選択回路、 １２ エネルギ保持回路、 １３ 制御部、 １４ 電圧検出部、 ２０ 蓄電部、 Ｃ１－Ｃ４，Ｃａ，Ｃｂ セル、 Ｌ１ インダクタ、 Ｗ１ 第１配線、 Ｗ２ 第２配線、 Ｓ１－Ｓ１０ スイッチ、 Ｓｃ１－Ｓｃ４ クランプスイッチ、 Ｑ１－Ｑ８ スイッチング素子、 Ｄ１－Ｄ８ ボディダイオード。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】