(57)【要約】【課題】電流計測のオフセットずれを補正し、二次電池に流れる電流の検出精度を向上することができる検出電流補正回路、及びこれを用いた電池パックを提供する。【解決手段】二次電池Ｂ１１からの動作用電源電流で動作する制御部１０５と、電流センサ１０４を経由する第１電流経路Ｌ１と、第１電流経路Ｌ１を開閉する第１スイッチング素子Ｑ１３と、電流センサ１０４を経由しない第２電流経路Ｌ２と、第２電流経路Ｌ２を開閉する第２スイッチング素子Ｑ１４とを備え、制御部１０５は、第１スイッチング素子Ｑ１３をオフ、第２スイッチング素子Ｑ１４をオンさせたときに電流センサ１０４で検出されるオフセット電流値を取得するオフセット電流取得部１１０と、二次電池Ｂ１１に流れる電流を検出するとき、第１スイッチング素子Ｑ１３をオン、第２スイッチング素子Ｑ１４をオフさせるようにした。【選択図】図１
2010019805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と直列に接続され、当該二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記二次電池を充電するための充電回路及び前記二次電池の放電電流の供給を受ける負荷回路のうち少なくとも一方に、前記二次電池と電流検出部との直列回路を接続するための接続端子と、
前記二次電池から供給される電流を、動作用電源電流として用いることで動作する制御部と、
前記二次電池から前記電流検出部を介して供給される電流を、前記動作用電源電流として前記制御部へ導く第１電流経路と、
前記第１電流経路を開閉する第１スイッチング素子と、
前記二次電池から供給される電流を前記動作用電源電流として、当該二次電池から前記電流検出部を介さずに前記制御部へ導く第２電流経路と、
前記第２電流経路を開閉する第２スイッチング素子とを備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子をオフさせると共に前記第２スイッチング素子をオンさせたときに前記電流検出部によって検出されるオフセット電流値を取得するオフセット電流取得部と、
前記電流検出部によって前記二次電池に流れる電流を検出させるとき、前記第１スイッチング素子をオンさせると共に前記第２スイッチング素子をオフさせた状態で、当該電流検出部によって検出される検出電流値を、前記オフセット電流取得部によって取得されたオフセット電流値に基づいて補正する電流補正部とを備えること
を特徴とする検出電流補正回路。
【請求項２】
前記二次電池から前記接続端子へ至る主電流経路を開閉する第１開閉部をさらに備え、
前記オフセット電流取得部は、
前記オフセット電流値を取得する際に、さらに前記第１開閉部をオフさせること
を特徴とする請求項１記載の検出電流補正回路。
【請求項３】
前記二次電池から供給される動作用電源電流を前記制御部へ導く第３電流経路と、
前記第３電流経路に介設されると共に、当該第３電流経路の電圧が予め設定された設定電圧を超えたとき、当該第３電流経路を、予め設定された設定時間だけ導通させた後に遮断するワンショットスイッチ部とをさらに備え、
前記制御部は、
前記動作用電源電流の供給を受けて起動されると、前記設定時間内に、前記第１及び第２スイッチング素子のうち少なくとも一つをオンさせる起動処理部をさらに備えること
を特徴とする請求項１又は２記載の検出電流補正回路。
【請求項４】
前記二次電池から前記接続端子へ至る主電流経路に流れる電流が、予め設定された電流閾値を超えた場合に当該主電流経路を遮断すると共に、導通状態に復帰可能な保護回路をさらに備え、
前記第３電流経路は、
前記二次電池から供給される動作用電源電流を、前記保護回路を介して前記制御部へ導くこと
を特徴とする請求項３記載の検出電流補正回路。
【請求項５】
前記接続端子から前記制御部へ動作用電源電流を導く第４電流経路をさらに備えること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の検出電流補正回路。
【請求項６】
前記電流補正部は、
前記第１スイッチング素子をオンさせると共に前記第２スイッチング素子をオフさせたときに前記電流検出部によって検出された電流値から、前記オフセット電流値を減算することにより、当該電流検出部の検出電流値の補正を行うこと
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検出電流補正回路。
【請求項７】
前記第１開閉部は、
放電用のＦＥＴと、充電用のＦＥＴとを備えること
を特徴とする請求項２記載の検出電流補正回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の検出電流補正回路と、
前記二次電池と
を備えることを特徴とする電池パック。
【請求項９】
前記接続端子に、前記充電回路及び負荷回路のうちいずれかが接続されているか否かを検出する接続検出部をさらに備え、
前記オフセット電流取得部は、
前記接続検出部によって、前記接続端子への、前記充電回路及び負荷回路のいずれの接続も検出されないときに、前記第１スイッチング素子をオフさせると共に前記第２スイッチング素子をオンさせることにより、前記電流検出部によって検出されるオフセット電流値を取得すること
を特徴とする請求項８記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に流れる電流を検出する検出電流補正回路、及びこれを用いた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
充電可能な二次電池を有する充電式の電池パックにおいて、電池パックを安全に制御するためには、二次電池の過充電や過放電を防止する必要がある。そのためには、電池パックの充放電状態（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を正確に知ることが必要となる。そこで、二次電池の充放電電流を計測し、電池パックの充放電電流量を積算することで、電池パックの充電状態を推定する方法が一般的に知られている。
【０００３】
しかしながら、充放電電流を計測する回路は温度特性や経時劣化によって出力特性にずれが生じ、検出された充放電電流値に誤差が生じるという問題がある。そして、充放電電流値の誤差が生じるとＳＯＣの推定精度も低下してしまう。
【０００４】
そこで、充放電電流を計測する回路の出力特性のずれを補正する方法として、予め消費電流の判っている負荷へ電流を供給しているときに、電流検出回路で検出された電流値と、事前に取得している当該負荷の消費電流量との差から補正値を算出し、電流検出回路のオフセットの補正を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３８１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、負荷の消費電流量が温度特性や経時劣化によって変化した場合、電流センサのオフセット補正を正しく行うことができないという不都合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、充電可能な二次電池を有する回路において、温度特性や回路の劣化による電流計測のオフセットずれを補正し、二次電池に流れる電流の検出精度を向上することができる検出電流補正回路、及びこれを用いた電池パック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】
本発明に係る検出電流補正回路は、二次電池と直列に接続され、当該二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、前記二次電池を充電するための充電回路及び前記二次電池の放電電流の供給を受ける負荷回路のうち少なくとも一方に、前記二次電池と電流検出部との直列回路を接続するための接続端子と、前記二次電池から供給される電流を、動作用電源電流として用いることで動作する制御部と、前記二次電池から前記電流検出部を介して供給される電流を、前記動作用電源電流として前記制御部へ導く第１電流経路と、前記第１電流経路を開閉する第１スイッチング素子と、前記二次電池から供給される電流を前記動作用電源電流として、当該二次電池から前記電流検出部を介さずに前記制御部へ導く第２電流経路と、前記第２電流経路を開閉する第２スイッチング素子とを備え、前記制御部は、前記第１スイッチング素子をオフさせると共に前記第２スイッチング素子をオンさせたときに前記電流検出部によって検出されるオフセット電流値を取得するオフセット電流取得部と、前記電流検出部によって前記二次電池に流れる電流を検出させるとき、前記第１スイッチング素子をオンさせると共に前記第２スイッチング素子をオフさせた状態で、当該電流検出部によって検出される検出電流値を、前記オフセット電流取得部によって取得されたオフセット電流値に基づいて補正する電流補正部とを備える。
【０００８】
この構成によれば、オフセット電流取得部は、第１スイッチング素子をオフさせ、かつ第２スイッチング素子をオンさせることによって、第１電流経路を遮断し、第２電流経路を介して制御部の動作用電源電流を供給させた状態で、電流検出部によって検出される電流値をオフセット電流値として取得する。そうすると、動作用電源電流が、電流検出部を経由することなく制御部へ供給されるので、制御部の動作を維持しつつ、電流検出部で検出される電流値から制御部の動作用電源電流が除外される結果、オフセット電流取得部によって取得されるオフセット電流値の精度が向上する。
【０００９】
そして、電流検出部によって二次電池に流れる電流を検出させるときは、電流補正部が、第１スイッチング素子をオンさせ、かつ第２スイッチング素子をオフさせることにより、第２電流経路を遮断し、第１電流経路を介して制御部の動作用電源電流を供給させる。そうすると、動作用電源電流は電流検出部を介して制御部へ供給されるので、電流検出部によって検出される検出電流値には、制御部の動作用電源電流が含まれることとなり、電流検出部による二次電池に流れる電流の検出精度が向上する。さらに、このようにして電流検出部で検出された検出電流値が、電流補正部によって、オフセット電流取得部で取得されたオフセット電流値に基づいて補正されるので、温度特性や回路の劣化による電流検出部のオフセットずれを補正し、二次電池に流れる電流の検出精度を向上することができる。
【００１０】
また、前記二次電池から前記接続端子へ至る主電流経路を開閉する第１開閉部をさらに備え、前記オフセット電流取得部は、前記オフセット電流値を取得する際に、さらに前記第１開閉部をオフさせることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、オフセット電流取得部は、オフセット電流値を取得する際に、第１開閉部をオフさせて主電流経路を遮断するので、接続端子を介して充放電される二次電池の電流が確実にゼロにされる。そうすると、二次電池に流れる電流がゼロになる確実性が向上するので、オフセット電流値の検出精度が向上する。
【００１２】
また、前記二次電池から供給される動作用電源電流を前記制御部へ導く第３電流経路と、前記第３電流経路に介設されると共に、当該第３電流経路の電圧が予め設定された設定電圧を超えたとき、当該第３電流経路を、予め設定された設定時間だけ導通させた後に遮断するワンショットスイッチ部とをさらに備え、前記制御部は、前記動作用電源電流の供給を受けて起動されると、前記設定時間内に、前記第１及び第２スイッチング素子のうち少なくとも一つをオンさせる起動処理部をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
もし仮に第３電流経路がなかったとしたら、制御部が電源供給されずに停止状態になると、第１及び第２スイッチング素子をオンさせることができないので、第１及び第２電流経路が遮断され、制御部には動作用電源電流が供給されないまま制御部を起動することができなくなってしまうおそれがある。
【００１４】
しかしながら、この構成によれば、第１及び第２電流経路が遮断されて制御部が停止状態になっていても、例えば検出電流補正回路に二次電池を取り付けたり、二次電池を充電したり、スイッチにより二次電池の出力電圧を第３電流経路へ供給したりする等して二次電池の出力電圧をワンショットスイッチ部に印加すると、ワンショットスイッチ部が第３電流経路を設定時間だけ導通させる。そうすると、二次電池から第３電流経路を介して動作用電源電流が供給されて、制御部が起動される。制御部が起動されると、設定時間内、すなわち第３電流経路を介して動作用電源電流が供給されている期間内に、起動処理部によって、第１及び第２スイッチング素子のうち少なくとも一つがオンされる。
【００１５】
そうすると、第１及び第２電流経路のうち少なくとも一つを介して二次電池から制御部へ動作用電源電流が供給されるので、設定時間が経過後にワンショットスイッチ部によって第３電流経路が遮断されても、制御部、すなわち制御部が備える各部が動作可能な状態に維持される。そして、ワンショットスイッチ部によって第３電流経路が遮断された後に、オフセット電流取得部によるオフセット電流値の取得が行われることで、オフセット電流値から、第３電流経路を経由して制御部へ供給される電流が排除される結果、オフセット電流値の精度が向上する。
【００１６】
また、前記二次電池から前記接続端子へ至る主電流経路に流れる電流が、予め設定された電流閾値を超えた場合に当該主電流経路を遮断すると共に、導通状態に復帰可能な保護回路をさらに備え、前記第３電流経路は、前記二次電池から供給される動作用電源電流を、前記保護回路を介して前記制御部へ導くことが好ましい。
【００１７】
例えば主電流経路に過電流が流れて保護回路が作動した場合には、例えばメンテナンス等の必要から制御部への電源供給を止めて停止させ、第１及び第２スイッチング素子をオフさせることがある。このような場合、この構成によれば、例えば過電流が解消して保護回路が復帰したり、メンテナンスが終了して保守作業者が保護回路の復帰操作をしたり、あるいは起動スイッチとして保護回路をオンさせるなどして保護回路が導通すると、ワンショットスイッチ部によって、制御部を起動させることが可能となる。
【００１８】
また、前記接続端子から前記制御部へ動作用電源電流を導く第４電流経路をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、二次電池が、制御部の動作用電源電流を供給できず、制御部を起動できないほど、深放電に至り、ワンショットスイッチ部による起動ができなくなった際に、外部から、前記接続端子と第４電流経路とを介して制御部へ動作用電源電流を供給することで、制御部を起動することが可能となる。
【００２０】
また、前記電流補正部は、前記第１スイッチング素子をオンさせると共に前記第２スイッチング素子をオフさせたときに前記電流検出部によって検出された電流値から、前記オフセット電流値を減算することにより、当該電流検出部の検出電流値の補正を行うことが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、電流補正部は、電流検出部によって検出された電流値から、オフセット電流値を減算することにより当該電流検出部の検出電流値を補正することができる。例えば、電流検出部に、可変抵抗機構やゲイン調整機構等のオフセット補正手段を備えて、電流補正部がオフセット電流値に基づいて電流検出部を調整するようにしてもよいのであるが、電流検出部によって検出された電流値から、オフセット電流値を減算して補正するようにすれば、電流検出部の構成を簡素化することが容易である。
【００２２】
また、前記第１開閉部は、放電用のＦＥＴと、充電用のＦＥＴとを備えることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、オン抵抗の小さいＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いて、二次電池の放電と、充電とを個別に制御することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電池パックは、上述の検出電流補正回路と、前記二次電池とを備える。
【００２５】
この構成によれば、電池パックにおいて、温度特性や回路の劣化による電流検出部のオフセットずれを補正し、二次電池に流れる電流の検出精度を向上することができる。
【００２６】
また、前記接続端子に、前記充電回路及び負荷回路のうちいずれかが接続されているか否かを検出する接続検出部をさらに備え、前記オフセット電流取得部は、前記接続検出部によって、前記接続端子への、前記充電回路及び負荷回路のいずれの接続も検出されないときに、前記第１スイッチング素子をオフさせると共に前記第２スイッチング素子をオンさせることにより、前記電流検出部によって検出されるオフセット電流値を取得することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、オフセット電流取得部は、接続検出部によって、接続端子への充電回路及び負荷回路のいずれの接続も検出されないとき、すなわち接続端子を介して充放電される二次電池の電流が確実にゼロであるときに、オフセット電流値を取得する。そうすると、二次電池に流れる電流がゼロのときにオフセット電流値を取得する確実性が向上するので、オフセット電流値の検出精度が向上する。
【発明の効果】
【００２８】
このような構成の検出電流補正回路、及び電池パックは、制御部の動作用電源電流が電流検出部を流れない状態で電流検出部のオフセット電流値を取得し、このオフセット電流値に基づいて検出電流値が補正されるので、温度特性や回路の劣化による電流検出部のオフセットずれを補正し、二次電池に流れる電流の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る検出電流補正回路を備えた電池パックの構成の一例を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示す電池パック１００は、接続端子１０１，１０２、ブレーカ１０３（保護回路）、電流センサ１０４（電流検出部）、制御部１０５、電源部１０６、ワンショットスイッチ回路部１０７、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２（第１開閉部）、第１スイッチング素子Ｑ１３、第２スイッチング素子Ｑ１４、ダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４、及び二次電池Ｂ１１を備えて構成されている。
【００３１】
この場合、電池パック１００における二次電池Ｂ１１以外の回路部が、検出電流補正回路の一例に相当している。なお、検出電流補正回路は、電池パックに内蔵される例に限らない。例えば、検出電流補正回路は、携帯型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、携帯電話機、電気自動車、ハイブリットカー等、種々の電池駆動機器や、発電装置の負荷を二次電池によって平準化する電源システム等に用いられてもよい。
【００３２】
また、検出電流補正回路は、例えば二次電池を充電する発電装置等の充電装置に内蔵されていてもよい。また、充電装置は、太陽光発電装置、風力発電装置、電動車輌における電力回生装置等であってもよい。
【００３３】
接続端子１０１は電池パックのプラス端子、接続端子１０２は電池パックのマイナス端子である。接続端子１０１，１０２は、電池パック１００と図略の充電装置、あるいは電池パック１００と図略の負荷装置とを電気的に接続するものであればよく、例えば電極やコネクタ、端子台等で構成される。さらに、接続端子１０１，１０２は、検出電流補正回路が電池駆動機器や充電装置に内蔵されている場合等、接続端子１０１，１０２は、ランドやパッド等の配線パターンであってもよい。
【００３４】
接続端子１０１は、充電制御用のスイッチング素子Ｑ１１、放電用のスイッチング素子Ｑ１２、ブレーカ１０３、及び電流センサ１０４を介して二次電池Ｂ１１の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２としては、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。スイッチング素子Ｑ１１は、寄生ダイオードのカソードが接続端子１０１の方向にされている。スイッチング素子Ｑ１２は、寄生ダイオードのカソードがブレーカ１０３の方向にされている。
【００３５】
そして、接続端子１０２は、二次電池Ｂ１１の負極に接続されており、接続端子１０１からスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、ブレーカ１０３、電流センサ１０４、及び二次電池Ｂ１１を介して接続端子１０２に至る主電流経路Ｌｍが構成されている。
【００３６】
電流センサ１０４は、二次電池Ｂ１１に流れる電流の電流値Ｉｂを検出する電流検出回路である。電流センサ１０４は、例えば二次電池Ｂ１１を充電する方向の電流をプラスの電流値Ｉｂ、二次電池Ｂ１１が放電する方向の電流をマイナスの電流値Ｉｂで表して、制御部１０５へ送信するようになっている。
【００３７】
電流センサ１０４は、例えば、主電流経路Ｌｍに介設されたシャント抵抗や電流変成器と、これらによってアナログ電圧に変換された電流値Ｉｂを、デジタル値に変換して制御部１０５へ出力するアナログデジタルコンバータ等とで構成されている。なお、アナログデジタルコンバータは制御部１０５に内蔵されていてもよい。
【００３８】
ここで、例えば温度の影響でシャント抵抗の抵抗値が変化したり、電流変成器やアナログデジタルコンバータの温度特性やこれらの精度バラツキ等の影響によって検出電流値が変動したりするため、電流センサ１０４で検出される電流値Ｉｂの精度が低下するおそれがある。
【００３９】
ブレーカ１０３と電流センサ１０４との接続点Ｐ１は、第１スイッチング素子Ｑ１３とダイオードＤ１３とを介して電源部１０６に接続されている。この場合、接続点Ｐ１から第１スイッチング素子Ｑ１３とダイオードＤ１３とを介して電源部１０６に至る電流経路が第１電流経路Ｌ１に相当している。
【００４０】
ブレーカ１０３は、例えばユーザが操作可能なハンドルを備えた遮断器である。そして、ブレーカ１０３は、主電流経路Ｌｍに過電流が流れて予め設定された電流閾値を超えると主電流経路Ｌｍを遮断し、ユーザがハンドルを操作することで、主電流経路Ｌｍを導通状態に復帰させるようになっている。また、ブレーカ１０３は、起動スイッチとして用いられてもよい。
【００４１】
なお、ブレーカ１０３は、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）やバイメタルスイッチ等の保護素子を用いて構成されていてもよい。そして、ブレーカ１０３は、主電流経路Ｌｍに過電流が流れて予め設定された電流閾値を超えると、自己発熱によりオフして主電流経路Ｌｍを遮断し、二次電池Ｂ１１を過電流から保護するものであってもよい。このようなブレーカ１０３は、電流が流れなくなって温度が低下すると再びオンして主電流経路Ｌｍを導通状態に復帰させるようになっている。
【００４２】
二次電池Ｂ１１と電流センサ１０４との接続点Ｐ２は、第２スイッチング素子Ｑ１４とダイオードＤ１４とを介して電源部１０６に接続されている。この場合、接続点Ｐ２から第２スイッチング素子Ｑ１４とダイオードＤ１４とを介して電源部１０６に至る電流経路が第２電流経路Ｌ２に相当している。また、第１スイッチング素子Ｑ１３及び第２スイッチング素子Ｑ１４は、例えばＦＥＴを用いて構成されている。
【００４３】
なお、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、第１スイッチング素子Ｑ１３及び第２スイッチング素子Ｑ１４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよく、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよく、その他のスイッチング素子を用いてもよいが、ＦＥＴは、オン抵抗が小さいので、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、第１スイッチング素子Ｑ１３及び第２スイッチング素子Ｑ１４として好適である。
【００４４】
ブレーカ１０３とスイッチング素子Ｑ１２との接続点Ｐ３は、ワンショットスイッチ回路部１０７とダイオードＤ１２とを介して電源部１０６に接続されている。この場合、接続点Ｐ３からワンショットスイッチ回路部１０７とダイオードＤ１２とを介して電源部１０６に至る電流経路が第３電流経路Ｌ３に相当している。
【００４５】
ワンショットスイッチ回路部１０７は、第３電流経路Ｌ３の電圧が予め設定された設定電圧を超えたとき、第３電流経路Ｌ３を、予め設定された設定時間だけ導通させた後に遮断する。ワンショットスイッチ回路部１０７は、一定時間だけ導通するものであればよく、例えばタイマ回路やスイッチング素子を用いて構成してもよく、その他の回路構成であってもよい。
【００４６】
また、ブレーカ１０３を備えなくてもよい。そして、ワンショットスイッチ回路部１０７として機械的なワンショットスイッチ（押しボタンスイッチ）を用いて、ユーザがこのスイッチを押下している間だけ、第３電流経路Ｌ３が導通する構成としてもよい。さらに、第３電流経路Ｌ３は、接続点Ｐ３ではなく、接続点Ｐ１や接続点Ｐ２に接続されていてもよい。
【００４７】
また、接続端子１０１は、ダイオードＤ１１を介して電源部１０６に接続されている。この場合、接続端子１０１からダイオードＤ１１を介して電源部１０６に至る電流経路が第４電流経路Ｌ４に相当している。
【００４８】
二次電池Ｂ１１は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池、鉛蓄電池等の素電池が複数、直列接続された組電池である。なお、二次電池Ｂ１１は、素電池が直列接続されたものに限られず、例えば複数の素電池が並列、あるいは直列と並列とを組み合わせて接続された組電池であってもよい。また、二次電池Ｂ１１は、素電池であってもよい。
【００４９】
電源部１０６は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやスイッチングレギュレータ等を用いて構成された電源回路である。そして、電源部１０６は、第１電流経路Ｌ１、第２電流経路Ｌ２、第３電流経路Ｌ３、及び第４電流経路Ｌ４のうち、少なくとも一つの電流経路を介して、接続端子１０１，１０２に接続された図略の充電回路や、二次電池Ｂ１１等から供給された動作用充電電流から、制御部１０５の動作に適した動作用電源電圧を生成し、制御部１０５へ供給する。この場合、電源部１０６と制御部１０５とによって、請求項に係る制御部の一例が構成されている。
【００５０】
なお、制御部１０５が、二次電池Ｂ１１の出力電圧や接続端子１０１，１０２に接続された充電装置等の外部電源電圧によって直接動作可能であれば、電源部１０６を備えない構成としてもよい。
【００５１】
スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、第１スイッチング素子Ｑ１３、及び第２スイッチング素子Ｑ１４は、ゲートが制御部１０５に接続されており、制御部１０５からの制御信号に応じてオン、オフされるようになっている。
【００５２】
制御部１０５は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部１０５は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、オフセット電流取得部１１０、電流補正部１１１、電流積算部１１２、ＳＯＣ算出部１１３、充放電制御部１１４、及び起動処理部１１５として機能する。
【００５３】
オフセット電流取得部１１０は、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオフさせ、第２スイッチング素子Ｑ１４をオンさせ、第１スイッチング素子Ｑ１３をオフさせて、電流センサ１０４で検出される電流値をオフセット電流値Ｉｏｆとして取得し、例えばＲＡＭに記憶させる。
【００５４】
電流補正部１１１は、電流センサ１０４によって二次電池に流れる電流値Ｉｂを検出させるときは、第１スイッチング素子Ｑ１３をオンさせると共に第２スイッチング素子Ｑ１４をオフさせる。さらに、電流補正部１１１は、常時、または定期的に、電流センサ１０４で検出された電流値Ｉｂを取得すると共に、当該電流値ＩｂからＲＡＭに記憶させたオフセット電流値Ｉｏｆを減算することにより、補正電流値Ｉｘの算出を繰り返す。
【００５５】
電流積算部１１２は、電流補正部１１１によって算出された補正電流値Ｉｘを、継続的に、例えば単位時間毎に積算することによって、二次電池Ｂ１１に充電されている積算電荷量Ｑを算出する。
【００５６】
ＳＯＣ算出部１１３は、例えば二次電池Ｂ１１の満充電容量に対する積算電荷量Ｑの比率を算出することで、二次電池Ｂ１１のＳＯＣを算出し、ＲＡＭに記憶させる。
【００５７】
充放電制御部１１４は、ＳＯＣ算出部１１３によって算出されたＳＯＣが、例えば１００％以上になると、スイッチング素子Ｑ１１をオフさせて二次電池Ｂ１１の充電を禁止し、過充電を防止する。また、充放電制御部１１４は、ＳＯＣ算出部１１３によって算出されたＳＯＣが、例えば０％以下になると、スイッチング素子Ｑ１２をオフさせて二次電池Ｂ１１の放電を禁止し、過放電を防止する。これにより、二次電池Ｂ１１の過充電や過放電の発生が防止されて、安全性が向上するようになっている。
【００５８】
起動処理部１１５は、電源部１０６から動作用電源電圧の供給を受けて制御部１０５が起動されると、前記設定時間内に、第１スイッチング素子Ｑ１３及び第２スイッチング素子Ｑ１４のうち少なくとも一つをオンさせる。
【００５９】
次に、図１に示す電池パック１００の動作について説明する。図２は、図１に示す電池パック１００を起動させる際の起動方法の一例である起動方法１を説明するためのフローチャートである。例えば、電池パック１００に何も接続されていないか、あるいは電池パック１００の充電機能を有さない負荷装置が接続されている場合、制御部１０５は、二次電池Ｂ１１から供給される電力によって動作することになる。
【００６０】
ここで、例えば制御部１０５が停止状態になって、第１スイッチング素子Ｑ１３、及び第２スイッチング素子Ｑ１４がオフしている状態で、ブレーカ１０３が遮断していると、二次電池Ｂ１１から電源部１０６へ電力が供給されないので、制御部１０５の動作用電源電圧が供給されず、従って制御部１０５が停止状態のままとなる。
【００６１】
この状態から制御部１０５が起動される動作について、図２を参照しつつ、説明する。まず、例えばユーザがブレーカ１０３のハンドルを操作して、ブレーカ１０３をオンすると（ステップＳ１）、二次電池Ｂ１１の出力電圧が、電流センサ１０４及びブレーカ１０３を介してワンショットスイッチ回路部１０７に印加される。
【００６２】
そして、ワンショットスイッチ回路部１０７に印加される電圧が、予め設定された設定電圧を超えると、ワンショットスイッチ回路部１０７が予め設定された設定時間だけ導通し、二次電池Ｂ１１からワンショットスイッチ回路部１０７及びダイオードＤ１２を介して電源部１０６へ、電流が供給される（ステップＳ２）。
【００６３】
そうすると、電源部１０６によって、制御部１０５へ、当該設定時間の間、動作用電源電圧が供給されて、制御部１０５が起動する（ステップＳ３）。この場合、もし仮に、ワンショットスイッチ回路部１０７を含む第３電流経路Ｌ３を備えていなければ、第１スイッチング素子Ｑ１３及び第２スイッチング素子Ｑ１４をオンさせることができず、従って電源部１０６に電力を供給して制御部１０５を起動することができなくなってしまう。
【００６４】
しかしながら、図１に示す電池パック１００は、ワンショットスイッチ回路部１０７を含む第３電流経路Ｌ３を備えることで、起動方法１によって、制御部１０５を起動することが可能にされている。
【００６５】
制御部１０５が起動されると、ワンショットスイッチ回路部１０７がオンしている設定時間の間に、起動処理部１１５によって、第１スイッチング素子Ｑ１３がオンされる（ステップＳ４）。そうすると、二次電池Ｂ１１の出力電流が、電流センサ１０４、第１スイッチング素子Ｑ１３、及びダイオードＤ１３を介して電源部１０６へ供給されるので、その後、上記設定時間が経過してワンショットスイッチ回路部１０７がオフしても、二次電池Ｂ１１の出力電流が第１スイッチング素子Ｑ１３及びダイオードＤ１３を介して電源部１０６へ供給される結果、制御部１０５が動作状態のまま維持される。
【００６６】
なお、起動処理部１１５は、ステップＳ４において、第１スイッチング素子Ｑ１３の代わりに第２スイッチング素子Ｑ１４をオンしてもよく、第１スイッチング素子Ｑ１３と第２スイッチング素子Ｑ１４とをオンするようにしてもよい。
【００６７】
そして、制御部１０５が起動されると、充放電制御部１１４は、ＳＯＣ算出部１１３によって算出されたＳＯＣが例えば１００％に満たない場合や、二次電池Ｂ１１の端子電圧等から二次電池Ｂ１１および電池パック１００がまだ充電可能と判断すると、スイッチング素子Ｑ１１をオンさせて、接続端子１０１，１０２に接続された図略の充電装置によって、二次電池Ｂ１１を充電することが可能にされる。
【００６８】
また、充放電制御部１１４は、ＳＯＣ算出部１１３によって算出されたＳＯＣが例えば０％を超えている場合や、二次電池Ｂ１１の端子電圧等から二次電池Ｂ１１および電池パック１００がまだ放電可能と判断すると、スイッチング素子Ｑ１２をオンさせて、接続端子１０１，１０２に接続された図略の負荷装置へ、二次電池Ｂ１１からの放電電流を供給することが可能にされる。
【００６９】
図３は、図１に示す電池パック１００の起動方法の他の一例である起動方法２について、説明するためのフローチャートである。二次電池Ｂ１１が、制御部１０５の動作用電力を供給できないほどの深放電に至った場合、図２に示す起動方法１では、二次電池Ｂ１１が、ワンショットスイッチ回路部１０７をオンさせるための設定電圧を出力できないか、あるいはワンショットスイッチ回路部１０７がオンしたとしても、制御部１０５を動作させるのに必要な電力を二次電池Ｂ１１が電源部１０６へ供給できないために、制御部１０５を起動することができない。
【００７０】
そこで、図３に示す起動方法２では、例えばユーザがブレーカ１０３のハンドルを操作してブレーカ１０３をオンし（ステップＳ１１）、接続端子１０１，１０２に発電機や充電装置等の外部電源を接続する（ステップＳ１２）。そうすると、外部電源から、ダイオードＤ１１を介して電源部１０６へ電力が供給される（ステップＳ１３）。さらに、電源部１０６によって、制御部１０５の動作用電源電圧が供給されて、制御部１０５が起動する（ステップＳ１４）。
【００７１】
制御部１０５が起動されると、充放電制御部１１４は、例えば二次電池Ｂ１１の端子電圧や温度、ＳＯＣ等から、二次電池Ｂ１１および電池パック１００に異常がないことを確認した場合、二次電池Ｂ１１が充放電可能と判断してスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオンさせて、接続端子１０１，１０２に接続された図略の外部電源からの電力が二次電池Ｂ１１へ充電される（ステップＳ１５）。
【００７２】
図４は、図１に示すオフセット電流取得部１１０及び電流補正部１１１による電流センサ１０４のオフセット補正動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えば、図２又は図３に示す起動方法等により、制御部１０５が起動されている状態で、オフセット電流取得部１１０は、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオフすると共に、第２スイッチング素子Ｑ１４をオンさせる（ステップＳ２１）。
【００７３】
これにより、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２がオフされて二次電池Ｂ１１の接続端子１０１，１０２を介した充放電が禁止される。そうすると、電流センサ１０４を流れる電流は、二次電池Ｂ１１から電流センサ１０４、第１スイッチング素子Ｑ１３、及びダイオードＤ１３を介して電源部１０６に流れる制御部１０５の動作用電源電流のみとなる。
【００７４】
次に、オフセット電流取得部１１０は、第１スイッチング素子Ｑ１３をオフして第１電流経路Ｌ１を介して電源部１０６へ供給される電流を遮断する（ステップＳ２２）。このとき、既に第２スイッチング素子Ｑ１４がオンされているので、二次電池Ｂ１１から第２電流経路Ｌ２を介して電源部１０６へ、制御部１０５の動作用電源電流が供給される結果、第１スイッチング素子Ｑ１３をオフしても、制御部１０５の動作が維持される。
【００７５】
そして、第２電流経路Ｌ２を介して電源部１０６へ流れる電流は、電流センサ１０４を経由しないので、電流センサ１０４に流れる電流はゼロとなる。このとき、もし仮に、電流センサ１０４の検出電流値に誤差が生じていなければ、電流センサ１０４の検出電流値もまたゼロとなるはずである。一方、電流センサ１０４の検出電流値がゼロでなければ、その検出電流値が、電流センサ１０４の誤差、すなわちオフセット電流値を示していることになる。
【００７６】
そこで、オフセット電流取得部１１０は、このときの電流センサ１０４の検出電流値を、オフセット電流値Ｉｏｆとして取得する（ステップＳ２３）。これにより、オフセット電流取得部１１０は、電流センサ１０４の温度特性や、経年劣化などの影響による検出電流値の誤差、いわゆるオフセットずれをオフセット電流値として精度よく検出することができる。
【００７７】
次に、電流補正部１１１は、第１スイッチング素子Ｑ１３をオンして、再度第１電流経路Ｌ１を介して電源部１０６へ電力供給できる状態とする（ステップＳ２４）。その後、電流補正部１１１は、第２スイッチング素子Ｑ１４をオフし（ステップＳ２５）、第２電流経路Ｌ２介しての電源部１０６への電力供給を停止する。
【００７８】
ステップＳ２４，Ｓ２５の処理により、電源部１０６に供給される制御部１０５の動作用電源電流は、すべて電流センサ１０４で検出されることとなる。従って、電流センサ１０４は、二次電池Ｂ１１の充放電電流を、制御部１０５の動作用電源電流も含んで検出することになるので、電流センサ１０４による、二次電池Ｂ１１の充放電電流値Ｉｂの検出精度が向上する。
【００７９】
以後、電流補正部１１１は、常時、または定期的に、電流センサ１０４で検出された電流値Ｉｂを取得し、この電流値Ｉｂからオフセット電流値Ｉｏｆを減算して、補正電流値Ｉｘの算出を繰り返す（ステップＳ２６）。そして、電流積算部１１２は、このようにして得られた補正電流値Ｉｘを、継続的に積算することによって二次電池Ｂ１１に充電されている積算電荷量Ｑを算出し、ＳＯＣ算出部１１３が、この積算電荷量Ｑから二次電池Ｂ１１のＳＯＣを算出するので、ＳＯＣの算出精度が向上する。
【００８０】
さらに、ＳＯＣの算出精度が向上すると、充放電制御部１１４によるＳＯＣに基づく二次電池Ｂ１１の充放電制御の精度が向上する結果、電池パック１００の安全性が向上する。
【００８１】
なお、電池パック１００は、例えば接続端子１０１，１０２に、充電回路や負荷回路を含む装置が接続されているか否かを検出する接続検出部をさらに備えてもよい。そして、オフセット電流取得部１１０は、ステップＳ２１においてスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオフする代わりに、接続検出部によって、接続端子１０１，１０２への前記装置の接続が検出されないときに、第２スイッチング素子をオンさせて、以下、ステップＳ２２〜Ｓ２５を実行するようにしてもよい。
【００８２】
接続検出部は、例えば充電回路や負荷回路を含む装置が接続端子１０１，１０２に取り付けられたときに、機械的に押下されるスイッチであってもよく、例えばこのような装置が接続端子１０１，１０２に取り付けられたときに、当該装置と通信を行うことによって、当該装置が接続されたことを検出する通信回路であってもよく、その他の方法で当該装置が接続端子１０１，１０２に接続されたことを検出するものであってもよい。
【００８３】
また、オフセット電流取得部１１０は、例えば二次電池Ｂ１１が満充電になったことを検出した後、充電装置によって充電電流がゼロにされるタイミングで、第２スイッチング素子をオンさせて、以下、ステップＳ２２〜Ｓ２５を実行するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係る検出電流補正回路、及び電池パックは、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、太陽電池や発電装置と二次電池とを組み合わされた電源システム等の電池搭載装置、システムにおいて、好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係る検出電流補正回路を備えた電池パックの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電池パックを起動させる際の起動方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す電池パックの起動方法の他の一例について説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す電流補正部による電流センサのオフセット補正動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１００  電池パック
１０１，１０２  接続端子
１０３  ブレーカ
１０４  電流センサ
１０５  制御部
１０６  電源部
１０７  ワンショットスイッチ回路部
１１１  電流補正部
１１２  電流積算部
１１３  ＳＯＣ算出部
１１４  充放電制御部
Ｂ１１  二次電池
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４  ダイオード
Ｉｂ  電流値
Ｉｏｆ  オフセット電流値
Ｉｘ  補正電流値
Ｌ１  第１電流経路
Ｌ２  第２電流経路
Ｌ３  第３電流経路
Ｌ４  第４電流経路
Ｌｍ  主電流経路
Ｑ１１，Ｑ１２  スイッチング素子
Ｑ１３  第１スイッチング素子
Ｑ１４  第２スイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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