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1、(10)申请公布号 CN 104303390 A (43)申请公布日 2015.01.21 C N 1 0 4 3 0 3 3 9 0 A (21)申请号 201380025807.4 (22)申请日 2013.03.12 2012-059929 2012.03.16 JP H02J 7/02(2006.01) B60L 11/18(2006.01) H01M 10/44(2006.01) H01M 10/48(2006.01) (71)申请人矢崎总业株式会社 地址日本东京 (72)发明人铃木慎吾 (74)专利代理机构北京泛诚知识产权代理有限 公司 11298 代理人吴立 文琦 (54) 发明。
2、名称 均衡装置 (57) 摘要 一种微型计算机(3)，通过基于来自电压检测 电路(21)的输出识别各单元电池(CL1到CLn)中 的变化量，并且当单元电池(CL1到CLn)的两端 电压中的变化量至少为规定值时，控制FET(Q11 到Q1n)以将具有高的两端电压的单元电池(CL1 到CLn)连接到放电电阻(Rd1到Rdn)并且放电， 该微型计算机(3)实施均衡。当该变化量小于规 定值时，通过控制FET对(51到5n)以将充电电 容(C1到Cn-1)依次连接到各单元电池(CL1到 CLn)，微型计算机(3)实施均衡。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.17 。
3、(86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/056740 2013.03.12 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/137229 JA 2013.09.19 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 (10)申请公布号 CN 104303390 A CN 104303390 A 1/2页 2 1.一种均衡装置，该均衡装置均衡彼此串联连接的多个单元电池的两端电压，该均衡 装置的特征在于，该均衡装置包括： 电压检测器，该电压检测器用于分别检测所述单元电池。
4、的所述两端电压； 放电电阻； 多个第一开关，该多个第一开关分别将所述单元电池连接到所述放电电阻； 第一均衡器，该第一均衡器用于通过控制所述第一开关，并将所述单元电池中具有高 的两端电压的每个单元电池连接到所述放电电阻，以执行放电，从而实施均衡； 充电电容； 多个第二开关，该多个第二开关将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池； 第二均衡器，该第二均衡器用于通过控制所述第二开关，并且将所述充电电容依次地 连接到各个所述单元电池，从而实施所述均衡；以及 均衡选择器，该均衡选择器用于：当所述单元电池的两端电压中的变化量等于或大于 规定值时，选择所述第一均衡器来实施所述均衡，或者当所述单元电池的两端。
5、电压中的所 述变化量小于所述规定值时，选择所述第二均衡器来实施所述均衡。 2.根据权利要求1所述的均衡装置，其特征在于， 还包括：均衡判定器，该均衡判定器用于基于由所述电压检测器检测的各个所述单元 电池的两端电压中的所述变化量，判定是否需要实施所述均衡， 其中，每当所述均衡判定器判定需要进行所述均衡时，所述均衡选择器选择用于均衡 器用于实施所述均衡，并且 在由所述均衡选择器选择的所述均衡器实施的所述均衡结束之后，所述均衡判定器利 用所述电压检测器再次检测所述单元电池的两端电压，并且基于所检测的所述两端电压中 的变化量再次执行判定。 3.根据权利要求1或2所述的均衡装置，其特征在于， 在安装有所。
6、述装置的车辆的点火器接通期间、或在所述单元电池的充电/放电期间， 所述均衡选择器选择所述第二均衡器来实施所述均衡，或者 在安装有所述装置的所述车辆的点火器断开期间、或在所述单元电池的非充电/非放 电期间，所述均衡选择器基于所述单元电池的两端电压中的所述变化量，选择所述第一均 衡器或者所述第二均衡器。 4.根据权利要求1到3中的任一项所述的均衡装置，其特征在于， 所述第一均衡器将通过所述电压检测器检测到的两端电压等于或大于阈值的所有的 单元电池连接到所述放电电阻，该阈值基于多个所述两端电压确定。 5.根据权利要求1到4中的任一项所述的均衡装置，其特征在于， 设置n(n3)个单元电池， 设置m(2。
7、mn-1)个充电电容， 所述第一开关设置成使每个充电电容的两极依次地连接到彼此相邻的(n-m+1)个单 元电池， 所述第二均衡器导通/关断所述第一开关，使得每个充电电容的两极从低位到高位或 从该高位到该低位依次且反复地连接到彼此相邻的所述(n-m+1)个单元电池，并且 与每个充电电容连接的所述(n-m+1)个单元电池的最低位是彼此不同的单元电池。 权 利 要 求 书CN 104303390 A 2/2页 3 6.根据权利要求1到5中的任一项所述的均衡装置，其特征在于， 驱动所述第一开关和所述第二开关导通/关断的驱动电路基于从与所述单元电池不 同的电源接收电力而运行。 权 利 要 求 书CN 1。
8、04303390 A 1/10页 4 均衡装置 技术领域 0001 本发明涉及一种均衡装置，并且更具体地涉及一种使互相串联连接的多个单元电 池的两端电压均衡的均衡装置。 背景技术 0002 近年来，一种使用发动机和电动马达这两者来行驶的混合动力汽车(以下称为 HEV)已经普及。HEV设置有两种类型的电池，即，用于启动发动机的大约12V的低压电池和 作为用于驱动电动马达的电池组的高压电池。上述高压电池通过使用诸如镍氢电池或锂电 池的二次电池作为单元电池并串联连接多个单元电池来提供高压。 0003 在高压电池重复地充电放电的同时，各单元电池的两端电压，即充电状态(SOC) 变化。关于电池的充电和放。
9、电，出于每个单元电池的耐久性或确保安全的考虑，当具有最 高SOC(或两端电压)的单元电池已经达到设定的上限SOC(或上限两端电压值)时，必须 禁止充电，并且当具有最低SOC(或两端电压)的单元电池已经达到设定的下限SOC(或下 限两端电压值)时，必须禁止放电。因此，当各单元电池的SOC变化时，电池的可用容量实 际上减少。因此，在HEV中，在上坡行驶过程中，通过汽油补充电池能量，或在下坡行驶过程 中，通过电池产生能量，即，所谓的辅助再生变得不足，并且车辆动力性能或燃料消耗变得 更低。因此，提出了一种均衡装置，该均衡装置通过对各单元电池充电或放电使各单元电池 的两端电压均衡(如，专利文献1)。 0。
10、004 在专利文献1中公开的一种均衡装置获得每个单元电池的两端电压并且通过使 用电阻对具有最高两端电压的单元电池进行放电，以执行均衡至最低的两端电压。在该放 电式均衡装置中，由于对每个单元电池的容量放电，每个单元的容量被浪费。此外，均衡的 执行判定是基于检测到的单元电池的两端电压。因此，存在以下问题：均衡的能力是依赖每 个单元电池的两端电压的检测准确性，并且提高均衡准确性是困难的。此外，还存在以下问 题：仅能在每个单元电池的两端电压稳定时的车辆停止期间(点火器关闭时)实施均衡。 0005 因此，还提出了一种充电泵式均衡装置，该充电泵式均衡装置将一个电容依次地 且周期性地连接到每个单元电池的两端。
11、，由此通过电容器将电荷从具有高的两端电压的单 元电池移动到具有低的两端电压的单元电池(专利文献2)。然而，虽然充电泵式均衡装置 能够高精确度地均衡，但是具有以下问题：由于存在使用电容器限值启动充电泵的充电量 而使均衡速度低，并且当单元电池中的变化量相当大时，均衡需要大量时间。 0006 引用列表 0007 专利文献 0008 专利文献1：日本的未审专利公开号：2010-263733 0009 专利文献2：日本的未审专利公开号：平10-225005 发明内容 0010 本发明要解决的问题 说 明 书CN 104303390 A 2/10页 5 0011 因此，本发明的目的是提供一种能以高准确性快。
12、速执行均衡的均衡装置。 0012 解决问题的方案 0013 为了解决上述问题，根据权利要求1的本发明提供一种均衡装置，该均衡装置均 衡彼此串联连接的多个单元电池的两端电压，该均衡装置包括：电压检测器，该电压检测器 用于分别检测所述单元电池的所述两端电压；放电电阻；多个第一开关，该多个第一开关 分别将所述单元电池连接到所述放电电阻；第一均衡器，该第一均衡器用于通过控制所述 第一开关，并将所述单元电池中具有高的两端电压的每个单元电池连接到所述放电电阻， 以执行放电，从而实施均衡；充电电容；多个第二开关，该多个第二开关将所述充电电容依 次地连接到各个所述单元电池；第二均衡器，该第二均衡器用于通过控制。
13、所述第二开关，并 且将所述充电电容依次地连接到各个所述单元电池，从而实施所述均衡；以及均衡选择器， 该均衡选择器用于：当所述单元电池的两端电压中的变化量等于或大于规定值时，选择所 述第一均衡器来实施所述均衡，或者当所述单元电池的两端电压中的所述变化量小于所述 规定值时，选择所述第二均衡器来实施所述均衡。 0014 根据权利要求2的本发明提供根据权利要求1的均衡装置，还包括：均衡判定器， 该均衡判定器用于基于由所述电压检测器检测的各个所述单元电池的两端电压中的所述 变化量，判定是否需要实施所述均衡，其中，每当所述均衡判定器判定需要进行所述均衡 时，所述均衡选择器选择均衡器用于实施所述均衡，并且在。
14、由所述均衡选择器选择的所述 均衡器实施的所述均衡结束之后，所述均衡判定器利用所述电压检测器再次检测所述单元 电池的两端电压，并且基于所检测的所述两端电压中的变化量再次执行判定。 0015 根据权利要求3的本发明提供根据权利要求1或2的均衡装置，其中，在安装有所 述装置的车辆的点火器接通期间、或在所述单元电池的充电/放电期间，所述均衡选择器 选择所述第二均衡器来实施所述均衡，或者在安装有所述装置的所述车辆的点火器断开期 间、或在所述单元电池的非充电/非放电期间，所述均衡选择器基于所述单元电池的两端 电压中的所述变化量选择所述第一均衡器或者所述第二均衡器。 0016 根据权利要求4的本发明通过根据。
15、权利要求1或3的任一项的均衡装置，其中，所 述第一均衡器将通过所述电压检测器检测到的两端电压等于或大于阈值的所有的单元电 池连接到所述放电电阻，该阈值基于多个所述两端电压确定。 0017 根据权利要求5的本发明提供根据权利要求1或4的任一项的均衡装置，其中，设 置n(n3)个单元电池，置m(2mn-1)个充电电容，所述第二开关设置成使每个充电 电容的两极依次地连接到彼此相邻的(n-m+1)个单元电池，所述第二均衡器导通/关断所 述第二开关，使得每个充电电容的两极从低位到高位或从该高位到该低位依次且反复地连 接到彼此相邻的所述(n-m+1)个单元电池，并且与每个充电电容连接的所述(n-m+1)个。
16、单 元电池的最低位是彼此不同的单元电池。 0018 根据权利要求6的本发明提供根据权利要求1或5的任一项的均衡装置，其中，驱 动所述第一开关和所述第二开关导通/关断的驱动电路基于从与所述单元电池不同的电 源接收电力而运行。 0019 发明的效果 0020 如上所述，根据本发明的权利要求1或2，当各单元电池的两端电压中的变化量大 时，通过使用放电电阻使该变化量迅速减小，随后能够通过使用充电电容非常精确地执行 说 明 书CN 104303390 A 3/10页 6 均衡，并且因此能够以高准确性迅速地执行均衡。 0021 根据本发明的权利要求3，在每个单元电池的两端电压不稳定的点火器接通期间 或在每。
17、个单元电池的充电/放电期间，能过通过使用充电电容执行均衡，并且在每个单元 电池的两端电压稳定的点火器断开期间或在每个单元电池的非充电/非放电期间，能够基 于每个单元电池的两端电压选择使用放电电阻的均衡或使用充电电容的均衡。 0022 根据本发明的权利要求4，由于第一均衡器将通过电压检测器检测到的两端电压 等于或大于由多个两端电压确定的阈值的所有的单元电池连接到放电电阻，所以能够进一 步迅速减小变化量。 0023 所述本发明的权利要求5，由于第二均衡器导通/关断所述切换开关，以使充电电 容的两极从低位到高位或从高位到低位依次地连接到互相相邻的所述(n-m+1)个单元电 池，因此通过使用多个充电电。
18、容移动电荷，并且因此均衡能够快速地实施。此外，由于能够 实施均衡而不执行电压检测而实施均衡，因此均衡能够在车辆行驶或停止时(点火开关接 通时)实施。 0024 根据本发明的权利要求6，由于不是从单元电池输出电力以驱动所述驱动电路，因 此能够均衡单元电池的容量而不浪费单元电池的容量。此外，能够消除在单元电池的两端 电压中变化量的产生。 附图说明 0025 图1是示出根据本发明的均衡装置的实施例的框图。 0026 图2是示出构成图1中描绘的均衡装置的均衡实施部分的细节的电路图。 0027 图3是构成图1中描绘的均衡实施部分的任意充电电容器的外围电路图。 0028 图4是用于说明图2中描绘的均衡实施。
19、部分的运行的示意电路图。 0029 图5是用于说明图2中描绘的电平位移电路的细节的电路图。 0030 图6是示出构成图1描绘的均衡装置的微型计算机的均衡处理步骤的流程图。 0031 图7是对应于FET Q21和Q22的导通信号的时序图。 0032 图8是示出另一个实施例的均衡实施部分的细节的电路图。 0033 图9是用于说明另一个实施例中的均衡实施部分的运行的示意电路图。 0034 附图标记说明 0035 1 均衡装置 0036 3 微型计算机(第一均衡器、第二均衡器、均衡选择器、均衡判定器) 0037 21 电压检测电路(电压检测器) 0038 61 到6n电平位移电路(驱动电路) 0039。
20、 71 到7n电平位移电路(驱动电路) 0040 81 到8n电平位移电路(驱动电路) 0041 C1 到Cn-1充电电容 0042 CL1 到CLn单元电池 0043 Q11 到Q1n FET(第一开关) 0044 Q21 FET(第二开关) 0045 Q22 FET(第二开关) 说 明 书CN 104303390 A 4/10页 7 0046 Rd1 到Rdn放电电阻 0047 Vcc0 电源(不同的电源) 0048 Vp 不同的电源 具体实施方式 0049 将参考图1和图2描述根据本发明的均衡装置。图1是示出根据本发明的均衡装 置的实施例的框图。图2是示出图1中描绘的均衡装置的细节的电路。
21、图。如图所示，均衡 装置1是使n(n3)个单元电池CL1到CLn的两端电压均衡的装置，该n个单元电池CL1 到CLn构成高压电池BH并且串联连接。在本实施例中，单元电池CL1到CLn中的每一个由 一个二次电池构成，但是其可以由多个二次电池构成。高压电池BH用作于，例如，在采用发 动机和电动马达两者(两者均未示出)作为行驶驱动源的混合动力汽车中的电动马达的电 源，按照需要，将电动马达作为负载连接到高压电池BH的两端，并且如果需要，交流发电机 等(未示出)也作为充电器连接。 0050 如图1所示，均衡装置1包括：均衡实施部分2，该均衡实施部分2执行n(n3) 个单元电池CL1到CLn的均衡；以及微。
22、型计算机3，该微型计算机3作为用于控制该均衡实 施部分2的第一均衡器、第二均衡器、均衡选择器以及均衡判定器。如图2所示，均衡实施 部分2包括：电压检测电路21，该电压检测电路21作为用于检测各个单元电池CL1到CLn 的两端电压的电压检测器；n个放电电阻Rd1到Rdn；场效应晶体管(FET)Q11到Q1n，该场 效应晶体管Q11到Q1n作为将单元电池CL1到Cln连接到放电电阻Rd1到Rdn的n个第一 开关；n-1(m)个充电电容C1到Cn-1；n(m+1)个FET对51到5n，该n个FET对51到 5n设置成每个充电电容Cp(p为满足1pn-1的任意整数)的两极都依次连接到彼此 相邻的两(n。
23、-m+1)个单元电池CLp和CLp+1；以及作为驱动电路的电平位移电路61到 6n、71到7n和81到8n。连接有各充电电容C1到Cn-1的两个单元电池CL1到CLn的最低 位是互相不同的单元电池CL1到CLn。 0051 电压检测电路21包括：电阻R11到R1n、电容Cd1到Cdn、分压电阻R31到R3n等。 每个电容Cd1到Cdn都具有通过电阻R11到R1n连接到每个单元电池CL1到CLn的正极侧 的一端以及连接到地GND0的另一端。电阻R11到R1n和电容Cd1到Cdn用作滤波器。电 压检测电路21利用分压电阻R31到R3n经由滤波器将单元电池CL1到CLn的两端电压分 压，并将获得的电。
24、压输入到微型计算机3。 0052 即，参考任意的电容Cdp，该任意的电容Cdp的两端电压等于最低位单元电池CL1 的两端电压加上通过电阻R1p在其正极侧上与任意的电容Cdp连接的单元电池CLp的两端 电压而获得的值。在图2中，虽然电容Cd1到Cdn的两端电压直接地提供到微型计算机3， 但是实际上通过使用未图示的分压电路而分压的电容Cd1到Cdn的两端电压被提供到微型 计算机3，该未图示的分压电路由电阻等形成。此外，通过算术运算，微型计算机3从所提供 的电容Cd1到Cdn的两端电压获得各单元电池CL1到CLn的两端电压。 0053 n个放电电阻Rd1到Rdn的每一个连接到每个单元电池CL1到CL。
25、n的两端。FET Q11到Q1n串联地连接到各单元电池CL1到CLn的相对端之间的各个放电电阻Rd1到Rdn。 因此，放电电阻Rd1到Rdn连接到单元电池CL1到CLn，并且当FET Q11到Q1n导通时，单元 电池CL1到CLn放电，并且当FET Q11到Q1n关断时，单元电池CL1到CLn从放电电阻Rd1 说 明 书CN 104303390 A 5/10页 8 到Rdn关断并且单元电池CL1到CLn的放电停止。 0054 n个FET对51到5n中的每个都连接到每个单元电池CL1到CLn的两端。每个FET 对51到5n由串联连接的两个FET Q21和Q22构成(相当于权利要求中的第二开关)。。
26、在 上述FET Q21和Q22中，负极侧上的FET Q21是N通道，并且正极侧上的FET Q22是P通道。 此外，上述FET Q21和Q22具有互相连接的漏极，FET Q21的源极通过电阻R001到R00n连 接到单元电池CL1到CLn的负极侧，并且FET Q22的源极通过电阻R002到R00n+1连接到 单元电池CL1到CLn的正极侧。 0055 充电电容C1连接在构成FET对51的FET Q21和Q22的连接点和构成FET对52的 FET Q21和Q22的连接点之间，FET对51连接到作为彼此相邻的单元电池CL1和CL2中的 一个的单元电池CL1的两端，FET对52连接到作为彼此相邻的单元。
27、电池CL1和CL2中的另 一个的单元电池CL2的两端。如图3所示，其他任意的充电电容Cp也同样连接在构成FET 对5p的FET Q21和Q22的连接点和构成FET对5p+1的FET Q21和Q22的连接点之间，FET 对5p连接到作为彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的一个的单元电池CLp的两端，FET 对5p+1连接到作为彼此相邻的单元电池CL1和CLp+1中的另一个的单元电池CLp+1的两 端。上述充电电容C1到Cn-1通过电阻R011到电阻R01n连接到连接点。 0056 根据上述配置，如图4(A)所示，当所有FET对51到5n的FET Q21导通并且所有 FET对51到5n的FET。
28、 Q22关断时，任意的充电电容Cp连接到彼此相邻的单元电池CLp和 CLp+1中的负极侧电池单元电池CLp。另一方面，如图4(B)所示，当所有FET对51到5n的 FET Q21关断并且所有FET对51到5n的FET Q22导通时，充电电容Cp连接到彼此相邻的 单元电池CLp和CLp+1中的正极侧单元电池CLp+1。即，当FET Q21和FETQ22交替地导通 时，充电电容Cp交替地连接到彼此相邻的单元电池CLp和CLp+1中的一个。 0057 n个FET对51到5n的FET Q21的门极(控制端子)通过稍后描述的电平位移电路 61到6n连接到一起并进一步连接到微型计算机3。另外，n个FET对。
29、51到5n的FET Q22 的门极通过稍后描述的电平位移电路71到7n连接到一起并进一步连接到微型计算机3。n 个FET Q11到Q1n的门极通过稍后描述的电平位移电路81到8n连接到微型计算机3。 0058 n个电平位移电路61到6n根据各个FET对51到5n而设置。如图2和图5所示， 各个电平位移电路61到6n由作为N通道的FET Q3、电阻R2、NPN型晶体管Tr1、电阻R101 到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未包括在电平位移电路61中)构 成。 0059 对代表性的任意的电平位移电路6p(p是满足2pn的任意整数)进行说明， FET Q3具有：通过电阻R。
30、2连接到不同于单元电池CL1到CLn的电源Vp(见图5)的正极侧 的漏极，连接到作为对应的单元电池CLp的负电势的地GNDp-1的源极，以及通过电阻Rp01 连接到最低位单元电池CL1的地GND0并连接到稍后描述的晶体管Tr1的发射极的门极。不 同的电源Vp是与单元电池CL1到CLn或电源8不同的电源，n个电源Vp根据各个电平位移 电路61到6n而设置。此外，电阻R2和FET Q3的连接点连接到构成FET对5p的FET Q21 的门极。 0060 晶体管Tr1具有连接到最低位单元电池CL1的地GND0的发射极和通过齐纳二极 管Dp和电阻Rp02连接到电源Vcc0的集电极。应注意，在电平位移电路。
31、61中，晶体管Tr1 的集电极仅通过电阻Rp02而不使用齐纳二极管Dp连接到电源Vcc0。此外，晶体管Tr1的 说 明 书CN 104303390 A 6/10页 9 基极连接到微型计算机3。电源Vcc0是不同于单元电池CL1到CLn或电源8的电源，并且 电源Vcc0共同连接到各个电平位移电路61到6n。此外，FET Q3和电阻Rp01的连接点连 接到齐纳二极管Dp和电阻Rp02的连接点。在电平位移电路61中，FET Q3和电阻R101的 连接点连接到晶体管Tr1和电阻R102的连接点。 0061 现在将描述电平位移电路61到6n的运行。将首先考虑电平位移电路61。当L电 平(e.g.，0V)。
32、的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，晶体管Tr1关断。当晶 体管Tr1关断时，利用电阻R102和电阻R101将电源Vcc0分压获得的所分电压提供到FET Q3的门极。由于电阻R102和电阻R101中的每个设定成其所分电压变得高于FET Q3的源 极(GND0)，所以使FET Q3导通。当FET Q3导通时，由于地GND0提供到FET Q21的门 极，所以在FET Q21的门极和源极之间不再产生电势差，并且使FET Q21关断。 0062 另一方面，当H电平(e.g.，5V)的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极 时，使晶体管Tr1导通。当晶体管Tr1导通时，在电平位移电路61。
33、中，地GND0提供到FET Q3的门极，FET Q3的门极和源极之间不再产生电势差，并且使FET Q3关断。当FET Q3关 断时，不同的电源V1的正电势Vcc1提供到FET Q21的门极，FET Q21的门极变得高于FET Q21的源极，并且使FET Q21导通。 0063 现在将考虑一个任意的电平位移电路6p(2pn)。当L电平的信号从微型计 算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使晶体管Tr1关断。当晶体管Tr1关断时，利用电阻 Rp02和电阻Rp01将电源Vcc0分压获得的所分电压提供到FET Q3的门极。由于电阻Rp02 和电阻Rp01中的每个设定成其所分电压变得高于FET Q3的源极(。
34、GNDp-1)，所以使FET Q3导通。当FET Q3导通时，由于GNDp-1提供到FET Q21的门极，所以在FET Q21的门极和 源极之间的电势差消除，并且使FET Q21关断。 0064 另一方面，当H电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，使晶体管 Tr1导通。当晶体管Tr1导通时，FET Q3的门极低于齐纳二极管Dp的齐纳电压。由于齐纳 二极管Dp设定成其齐纳电压变为稍低于FET Q3的源极的电压，因此FET Q3的门极和源极 之间的电势差消除，并且使FET Q3关断。当FET Q3关断时，不同的电源V1的正电势Vcc1 提供到FET Q21的门极，FET Q21的门极。
35、变得高于FET Q21的源极，并且使FET Q21导通。 0065 应注意，在图2所示的实例中，齐纳二极管Dp设置在电阻Rp02和晶体管之间，但 本发明不限于此，并且例如，电阻可以代替齐纳二极管Dp使用。 0066 n个电平位移电路71到7n根据各个FET对51到5n设置。如图2和图5所示，与 电平位移电路61到6n类似，各个电平位移电路71到7n由作为N通道的FET Q3、电阻R2、 NPN晶体管Tr1、电阻R101到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未包括 在电平位移电路71中)构成。由于电平位移电路71到7n具有与电平位移电路61到6n 相同的构造，此处将省略其。
36、详细说明。 0067 现在将说明电平位移电路71到7n的运行。将首先考虑一个任意的电平位移电路 7p。与电平位移电路61到6n类似，当L电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的 基极时，使FET Q3导通。当FET Q3导通时，单元电池CLp的负极GNDp-1提供到FET Q22 的门极，并且因此使FET Q22导通。另一方面，与电平位移电路61到6n类似，当H电平的 信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，FET Q3关断。当FET Q3关断时，不同的 电源Vp的正电势Vcc1提供到FET Q22的门极，并且因此使FET Q22关断。 说 明 书CN 104303390 A 7/1。
37、0页 10 0068 n个电平位移电路81到8n根据各个FET Q11到Q15n设置。如图2和图5所示， 与电平位移电路61到6n类似，各个电平位移电路81到8n由作为N通道的FET Q3、电阻 R2、NPN晶体管Tr1、电阻R101到Rn01和电阻R102到Rn02、以及齐纳二极管D2到Dn(未 包括在电平位移电路71中)构成。由于电平位移电路71到7n具有与电平位移电路61到 6n相同的构造，此处将省略其详细说明。电平位移电路81到8n的运行与电平位移电路61 到6n的运行相同，当L电平的信号从微型计算机3提供到晶体管Tr1的基极时，FET Q1p导 通，并且当H电平的信号提供时，FET 。
38、Q1p关断。 0069 微型计算机3由已知的微型计算机构成，并且其依靠从不同于高压电池BH的电源 8接收的电力而运行。微型计算机3的地GND0连接到高压电池BH的地GND0。 0070 现在将参考图6描述如此配置的均衡装置1的运行。当微型计算机3自身判定 需要均衡或当由未示出的主机根据诸如点火开关的接通/断开的触发器输出均衡指令时， 微型计算机3启动均衡操作。首先，微型计算机3获得从电压检测电路21提供的电容Cd1 到Cdn的两端电压并检测各单元电池CL1到CLn中的变化量(步骤S1)。如上所述，将通 过(由电阻R11到R1n和电容Cd1到Cdn形成的)滤波器分压的单元电池CL1到CLn的两 。
39、端电压从电压检测电路21输入到微型计算机3。在步骤S1，微型计算机3基于算术运算根 据从电压检测电路21输入的电压计算单元电池CL1到CLn的两端电压并获得所述变化量。 此处，可以设想例如单元电池CL1到CLn的两端电压的最大值和最小值之间的差值、单元电 池CL1到CLn的两端电压的标准差等作为所述变化量。 0071 然后，微型计算机3充当均衡判定器并基于获得的变化量判定是否需要实施均衡 (步骤S2)。当微型计算机3判定所述变化量小于均衡判定阈值并且不需要实施均衡(步 骤S2中的否)时，其立即终止均衡处理。另一方面，当微型计算机3判定所述变化量等于 或大于均衡判定阈值并且需要执行均衡(步骤S2。
40、中的是)时，其充当均衡选择器并判定所 获得的变化量是否小于均衡方法判定阈值(规定值)(步骤S3)。 0072 当所述变化量小于均衡方法判定值(步骤S3中的是)时，微型计算机3进行到步 骤S4并执行充电泵式均衡(步骤S4)。在步骤S4中，微型计算机3充当第二均衡器并将例 如H电平的5V或L电平的0V脉冲信号输出到电平位移电路61到6n和71到7n的晶体管 Tr1。当脉冲信号在各个电平位移电路61到6n和71到7n中经历电平位移，并且作为导通 信号交替地提供到FET Q21和Q22的门极时，使FET Q21和Q22交替地导通。当FET Q21 和Q22交替地导通时，如图4(A)和(B)所示，每个电。
41、容CLp交替地连接到彼此相邻的单元 电池CLp和CLp+1中的一个和另一个，并且使单元电池CL1到CLn均衡。 0073 此时，如图7所示，死区时间dt能够设置到在用于导通FET Q21的导通信号和用 于导通FET Q22的导通信号，使得FET Q21和Q22不同时导通。 0074 另一方面，当所述变化量等于或大于均衡方法判定阈值(步骤S3中的否)时，微 型计算机3进行到步骤S5并执行放电电阻式均衡(步骤S5)。在步骤S5中，微型计算机3 充当第一均衡器，设定由多个两端电压确定的阈值(例如，将单元电池CL1到CLn的平均值 设定为该阈值)，并且将L电平的信号输出到电平位移电路81到8n的晶体管。
42、Tr1，该电平 位移电路81到8n对应于提供大于或等于该阈值的两端电压的单元电池CL1到CLn。所述 信号在电平位移电路81到8n中经历电平位移并提供到FET Q11到Q1n的门极，并且使FET Q11到Q1n导通。结果，所有的两端电压大于或等于阈值的单元电池CL1到CLn利用放电电 说 明 书CN 104303390 A 10 8/10页 11 阻Rd1到Rdn而受到放电。两端电压小于阈值的单元电池CL1到CLn不受到放电。 0075 随后，当在步骤S4或S5中实施均衡后经过预定的均衡规定时间时，微型计算机3 将H电平的信号输出到电平位移电路61到6n和81到8n中晶体管Tr1，并将L电平的。
43、信号 输出到电平位移电路71到7n中的晶体管Tr1，关断FET Q11到Q1n和FET对51到5n中的 FET Q21和Q22以停止均衡(步骤S5)，然后进行到步骤S1，再次利用电压检测电路21检测 单元电池CL1到CLn的两端电压，并且基于两端电压中检测的变化量判定是否需要再次执 行均衡。 0076 根据前述实施例，由于当单元电池CL1到CLn的两端电压中的变化量等于或大于 均衡方法判定阈值时，微型计算机3选择放电电阻式并实施均衡，或者当单元电池CL1到 CLn的两端电压中的变化量小于均衡方法判定阈值时，微型计算机3选择充电泵式并实施 均衡，所以能够在当变化量大时，在通过放电电阻Rd1到Rd。
44、n快速减小单元电池CL1到CLn 的两端电压中的变化量后，利用充电电容C1到Cp来非常准确地实施均衡，并且因此能够高 准确性地快速执行均衡。 0077 此外，根据前述实施例，在放电电阻式均衡中，由于微型计算机3将所有的、由电 压检测电路21检测出两端电压等于或大于阈值的单元电池连接到放电电阻Rd1到Rdn，该 阈值基于多个单元电池CL1到CLn中的两端电压确定，所以能够进一步快速地减小变化量。 0078 此外，根据前述实施例，在充电泵式均衡中，由于微型计算机3导通或关断FET对 51到5n，以使每个充电电容C1到Cn-1的两极从低位到高位或从高位到低位依次连接到单 元电池CL1到CLn中的两个。
45、相邻的单元电池，通过使用多个充电电容C1到Cn-1而移动电 荷，并且因此能够快速实施均衡。另外，由于能够执行均衡不需要检测电压，因此甚至能够 在车辆行驶或停止期间(点火开关接通时)实施均衡。 0079 此外，根据前述实施例，由于电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n基于从作 为不同于单元电池CL1到CLn的电源的不同电源V1到Vn、和电源Vcc0接收电力来运行，该 电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n驱动FET对51到5n和FET Q11到Q1n导通/ 关断，所以电力不从单元电池CL1到CLn输出以驱动电平位移电路61到6n、71到7n、和81 到8n，并且因此能够实施均。
46、衡而不浪费单元电池CL1到CLn的容量。此外，能够消除在单元 电池CL1到CLn的两端电压中变化量的产生。 0080 应注意，根据前述实施例，来自电压检测电路21的输出直接地提供到微型计算机 3，并且微型计算机3直接地将信号提供到电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n，但 本发明不限于此。例如，如图8所示，在使微型计算机3与单元电池CL1到CLn绝缘的情况 中，可以设置能通过绝缘元件5与微型计算机3连通的监控IC4，并且将来自电压检测电路 21的输出输入或将单元电池CL1到CLn的两端电压输出的电路、或电平位移电路61到6n、 71到7n、和81到8n可以包括在监控IC4中。在此情况。
47、下，电容Cd1到Cdn的两端电压能 够直接提供到监控IC4。此外，当如上所述电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n包 括在监控IC4中时，能够容易地实施放电电阻式均衡或充电泵式均衡。 0081 此外，根据前述实施例，虽然FET Q21、FET Q22和FET Q11到Q1n用作为第一开 关和第二开关，但本发明不限于此。作为每个第一开关和第二开关，能够使用例如光电开关 等，并且当使用光电开关时，不需要电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n。 0082 另外，根据前述实施例，微型计算机3通过两个信号线连接到FET对51到5n的每 说 明 书CN 104303390 A 11 9。
48、/10页 12 个中的FET Q21和Q22，但本发明不限于此。此外，可以在FET Q21的门极和FET Q22的门 极之间进行共同连接，并且这些部件可以通过一个信号线连接。 0083 此外，根据前述实施例，FET Q21和FET Q22同时进行导通/关断切换，但本发明 不限于此。当FET Q21和Q22同时进行导通/关断切换时，在一些情况下，单元电池CL1到 CLn短路并且不能适当地操作，并且因此可以在将FET Q21从导通切换到关断稍后将FET Q22从关断状态切换为导通，并且可以在FET Q22从导通切换到关断稍后将FET Q21从关断 状态切换为导通。为了形成延迟，存在在控制软件中形成。
49、延迟的方法和在硬件设计中形成 延迟的方法。根据在控制软件中形成延迟的方法，使从微型计算机3输出的信号延迟。根据 在硬件设计中形成延迟的方法，在从微型计算机3引出的信号线上安装电容是适用的。例 如，能够采用将电容连接到在需要延迟的FET Q21和Q22之一的门极前的点。 0084 此外，根据前述实施例，虽然各个电平位移电路61到6n、71到7n、和81到8n基于 从不同于单元电池CL1到CLn的n个不同的电源V1到Vn和电源Vcc0接收电力而运行，但 本发明不限于此。其可以基于从单元电池CL1到CLn接收电力来运行。 0085 此外，根据前述实施例，虽然通过使用n-1个充电电容C1到Cn-1来执行均衡，但 本发明不限于此。可以仅设置单个充电电容，并且该单个充电电容可以依次连接到所有的 单元电池CL1到CLn。另外，充电电容的数量m可以是2mn-1。例如，现在将参考图 9描述通过使用n-2个充电电容C1到Cn-。