(57)【要約】【課題】二次電池の並列回路から一旦切り離された二次電池を再び並列接続する際に生じる突入電流を低減することができる充放電制御回路、電源装置、及び電源装置の制御方法を提供する。【解決手段】組電池２，３，４の温度のうちいずれかが判定条件を満たす場合、当該判定条件を満たす組電池を電流制限対象電池として対応するスイッチング部をオフさせる電流制限部５２，５３，５４と、電流制限対象電池の温度が判定条件を満たさず、かつ電流制限対象電池の端子電圧と、当該電流制限対象電池以外の組電池の端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と対応するスイッチング部をオンする制限解除部５５，５６，５７とを備えた。【選択図】図１
2010220280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続される複数の二次電池とそれぞれが直列に接続される複数のスイッチング部と、
前記各二次電池の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部によって検出された前記各二次電池の状態のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせる電流制限部と、
前記各二次電池から、当該各二次電池の端子電圧に関する情報を電圧関連情報として取得する電圧関連情報取得部と、
前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記電圧関連情報取得部によって取得された、当該電流制限対象電池の端子電圧である第１端子電圧に関する第１電圧関連情報と、当該電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧である第２端子電圧に関する第２電圧関連情報とが、当該第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンする制限解除部と
を備えることを特徴とする充放電制御回路。
【請求項２】
前記状態検出部は、
前記各二次電池の温度を前記状態として検出し、
前記判定条件は、
前記温度が予め設定された温度閾値を超えることを条件とする第１判定条件を含み、
前記電流制限部は、
前記各二次電池の状態のうちいずれかが前記第１判定条件を満たす場合、当該第１判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせ、
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の温度が前記第１判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすること
を特徴とする請求項１記載の充放電制御回路。
【請求項３】
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の温度が、前記温度閾値を下回ることにより前記第１判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすること
を特徴とする請求項２記載の充放電制御回路。
【請求項４】
前記各スイッチング部は、
前記各二次電池の、充電を禁止する充電用スイッチング素子と、放電を禁止する放電用スイッチング素子とが直列接続されたものであり、
前記状態検出部は、
前記各二次電池の端子電圧を前記状態として検出し、
前記判定条件は、
前記端子電圧が予め設定された第１閾値電圧を超えることを条件とする第２判定条件を含み、
前記電流制限部は、
前記各二次電池の端子電圧のうちいずれかが前記第２判定条件を満たす場合、当該第２判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオフさせ、
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第２判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充放電制御回路。
【請求項５】
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の端子電圧が第１閾値電圧を下回ることにより前記第２判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項４記載の充放電制御回路。
【請求項６】
前記各スイッチング部は、
前記各二次電池の、充電を禁止する充電用スイッチング素子と、放電を禁止する放電用スイッチング素子とが直列接続されたものであり、
前記状態検出部は、
前記各二次電池の端子電圧を前記状態として検出し、
前記判定条件は、
前記端子電圧が予め設定された第２閾値電圧に満たないことを条件とする第３判定条件を含み、
前記電流制限部は、
前記各二次電池の端子電圧のうちいずれかが前記第３判定条件を満たす場合、当該第３判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオフさせ、
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第３判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の充放電制御回路。
【請求項７】
前記制限解除部は、
前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第２閾値電圧を超えることにより前記第３判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項６記載の充放電制御回路。
【請求項８】
前記電圧関連情報取得部は、
前記各二次電池の端子電圧を、前記電圧関連情報として取得する電圧検出部であり、
前記第１電圧関連情報は、前記第１端子電圧であり、
前記第２電圧関連情報は、前記第２端子電圧であること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の充放電制御回路。
【請求項９】
前記電圧関連情報取得部は、
前記各二次電池のＳＯＣを、前記電圧関連情報として取得するＳＯＣ取得部であり、
前記制限解除部は、
前記ＳＯＣ取得部により取得された、前記電流制限対象電池のＳＯＣを前記第１電圧関連情報として用い、前記電流制限対象電池以外の二次電池のＳＯＣを前記第２電圧関連情報として用い、前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報であるＳＯＣと前記第２電圧関連情報であるＳＯＣとの差が予め設定されたＳＯＣ判定値に満たない場合、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないものとして、前記電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の充放電制御回路。
【請求項１０】
前記複数の二次電池におけるそれぞれは、
複数の二次電池を用いて構成された組電池であること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の充放電制御回路。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の充放電制御回路と、
前記複数の二次電池とを備えること
を特徴とする電源装置。
【請求項１２】
並列接続される複数の二次電池とそれぞれが直列に接続される複数のスイッチング部を備える電源装置の制御方法であって、
状態検出部が、前記各二次電池の状態を検出するステップと、
電流制限部が、前記状態検出部によって検出された前記各二次電池の状態のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせるステップと、
電圧関連情報取得部が、前記各二次電池から、当該各二次電池の端子電圧に関する情報を電圧関連情報として取得するステップと、
制限解除部が、前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記電圧関連情報取得部によって取得された、当該電流制限対象電池の端子電圧である第１端子電圧に関する第１電圧関連情報と、当該電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧である第２端子電圧に関する第２電圧関連情報とが、当該第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンするステップと
を含むことを特徴とする電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充放電を制御する充放電制御回路、これを用いた電源装置、及び電源装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池を用いた蓄電装置は、太陽電池や発電装置と組み合わされ、電源システムとして広く利用されている。発電装置は、風力や水力といった自然エネルギーや内燃機関等の人工的な動力によって駆動される。このような蓄電装置を組み合わせた電源システムは、余剰な電力を蓄電装置に蓄積し、負荷装置が必要な時に蓄電装置から電力を供給することによって、エネルギー効率の向上を図っている。
【０００３】
このようなシステムの一例としては、太陽光発電システムが挙げられる。太陽光発電システムは、太陽光による発電量が、負荷装置の電力消費量に比べて大きい場合には、余剰電力で蓄電装置に充電を行う。逆に、発電量が負荷装置の消費電力より小さい場合には、不足の電力を補うために蓄電装置から出力して、負荷装置を駆動する。
【０００４】
このように、太陽光発電システムにおいては、従来利用されていなかった余剰電力を蓄電装置に蓄積できるため、蓄電装置を用いない電源システムに比べて、エネルギー効率を高めることができる。
【０００５】
このような電源システムにおいては、蓄電装置が満充電になってしまうと余剰電力を充電できなくなって、損失が生じる。そこで、余剰電力を効率よく蓄電装置に充電するため、二次電池の充電状態（以下、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が１００％とならないように、充電制御が行われている。また、必要なときに負荷装置を駆動できるように、ＳＯＣが０（ゼロ）％とならないようにも充電制御が行われている。具体的には、通常、蓄電装置においては、ＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で推移するように充電制御が行われている。
【０００６】
また、エンジンとモータとを用いたハイブリット自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）もこのような原理を利用している。ＨＥＶは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰のエンジン出力で発電機を駆動し、蓄電装置を充電する。また、ＨＥＶは、車両の制動や減速時には、モータを発電機として利用することによって蓄電装置を充電する。
【０００７】
さらに、夜間電力を有効活用するために用いられる負荷平準化電源や、プラグインハイブリット車も最近注目されている。
【０００８】
負荷平準化電源は、電力消費が少なく、電力料金が安い夜間に蓄電装置に電力を貯蔵し、電力消費がピークとなる日中に、貯蔵した電力を活用するシステムである。電力の消費量を平滑化することにより、電力の発電量を一定にし、電力設備の効率的運用や設備投資の削減に貢献することを目的としている。
【０００９】
また、プラグインハイブリット車は夜間電力を活用し、燃費が悪い市街地走行時には蓄電装置から電力を供給するＥＶ走行を主体とし、長距離走行時には、エンジンとモータを活用したＨＥＶ走行を行うことにより、トータルのＣＯ２の排出量を削減することを目的としている。
【００１０】
ところで、電源装置に搭載される蓄電装置は、所定の出力電圧、容量を得るために、複数の二次電池（単電池等）を直列や並列に接続することによって構成されている。このように、二次電池を複数並列に接続した蓄電装置において、二次電池の異常や劣化を検知した場合、異常や劣化が生じた二次電池を蓄電装置から切り離す必要がある。
【００１１】
また、複数の二次電池を並列に接続した蓄電装置では、二次電池の異常や劣化の状態には各素子間でのバラツキがあるため、劣化の進行が進んでいるものや異常のあるものだけを切り離し、異常が解消した場合には、切り離した二次電池を再び接続するように、制御を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
しかしながら、一旦切り離した二次電池を、再び他の二次電池と並列接続する際に、他の二次電池との間における端子電圧の差が大きいと、当該二次電池を並列接続した瞬間に、二次電池に突入電流が流れて二次電池を劣化させたり、あるいはこれらの二次電池から負荷へ供給される電圧が変動したりする不都合がある。
【００１３】
そこで、特許文献１には、一旦切り離した二次電池を再び他の二次電池と並列接続する前に、電流制限用の抵抗を介して他の二次電池と接続することで、突入電流を制限しつつ、他の二次電池との間における端子電圧の差を解消させ、その後に当該切り離された二次電池を他の二次電池と並列接続することで、突入電流を低減している。
【特許文献１】特開２００７−２５９６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、一旦切り離された二次電池を、再び他の二次電池と並列接続する際に生じるおそれのある突入電流を低減するために、電流制限用の抵抗や、この抵抗の接続を開閉するためのスイッチング素子等が必要となり、コストの増大や装置の大型化を招くという、不都合があった。
【００１５】
本発明の目的は、複数の二次電池が並列接続された並列回路から、一旦切り離された二次電池を再び並列接続する際に生じるおそれのある突入電流を低減するために電流制限用の抵抗を用いることなく、このような突入電流を低減することができる充放電制御回路、電源装置、及び電源装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る充放電制御回路は、並列接続される複数の二次電池とそれぞれが直列に接続される複数のスイッチング部と、前記各二次電池の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって検出された前記各二次電池の状態のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせる電流制限部と、前記各二次電池から、当該各二次電池の端子電圧に関する情報を電圧関連情報として取得する電圧関連情報取得部と、前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記電圧関連情報取得部によって取得された、当該電流制限対象電池の端子電圧である第１端子電圧に関する第１電圧関連情報と、当該電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧である第２端子電圧に関する第２電圧関連情報とが、当該第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンする制限解除部とを備える。
【００１７】
また、本発明に係る電源装置の制御方法は、並列接続される複数の二次電池とそれぞれが直列に接続される複数のスイッチング部を備える電源装置の制御方法であって、状態検出部が、前記各二次電池の状態を検出するステップと、電流制限部が、前記状態検出部によって検出された前記各二次電池の状態のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせるステップと、電圧関連情報取得部が、前記各二次電池から、当該各二次電池の端子電圧に関する情報を電圧関連情報として取得するステップと、制限解除部が、前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記電圧関連情報取得部によって取得された、当該電流制限対象電池の端子電圧である第１端子電圧に関する第１電圧関連情報と、当該電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧である第２端子電圧に関する第２電圧関連情報とが、当該第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンするステップとを含む。
【００１８】
この構成によれば、スイッチング素子と二次電池との直列回路が複数並列接続されており、各二次電池を各スイッチング素子によって個別に他の二次電池から切り離したり接続したりすることが可能となっている。また、各二次電池の状態のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、電流制限部によって、当該判定条件を満たす二次電池が電流制限対象電池とされ、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオフされて、当該電流制限対象電池が他の二次電池から切り離される。そして、電流制限対象電池の状態が前記判定条件を満たさなくなり、かつ当該電流制限対象電池の端子電圧である第１端子電圧に関する第１電圧関連情報と、当該電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧である第２端子電圧に関する第２電圧関連情報とが、当該第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、制限解除部によって、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされて、他の二次電池から切り離されていた二次電池が他の二次電池と接続される。
【００１９】
この場合、切り離されていた電流制限対象電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【００２０】
また、前記状態検出部は、前記各二次電池の温度を前記状態として検出し、前記判定条件は、前記温度が予め設定された温度閾値を超えることを条件とする第１判定条件を含み、前記電流制限部は、前記各二次電池の状態のうちいずれかが前記第１判定条件を満たす場合、当該第１判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオフさせ、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の温度が前記第１判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、各二次電池のうちいずれかの温度が予め設定された温度閾値を超えた場合、電流制限部によって、当該二次電池が電流制限対象電池とされ、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオフされることで、温度閾値を超える温度になった二次電池に流れる電流が制限されて、当該二次電池が保護される。そして、当該電流制限対象電池の温度が温度閾値以下になり、かつ電流制限対象電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に、制限解除部によって、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【００２２】
また、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の温度が、前記温度閾値を下回ることにより前記第１判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、電流制限対象電池の温度が、温度閾値まで低下するだけでは足りず、温度閾値を下回らなければ当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされることはないので、当該スイッチング部がオフされる温度とオンされる温度との間にヒステリシスが設けられ、当該スイッチング部のオン、オフ動作が安定化される。
【００２４】
また、前記各スイッチング部は、前記各二次電池の、充電を禁止する充電用スイッチング素子と、放電を禁止する放電用スイッチング素子とが直列接続されたものであり、前記状態検出部は、前記各二次電池の端子電圧を前記状態として検出し、前記判定条件は、前記端子電圧が予め設定された第１閾値電圧を超えることを条件とする第２判定条件を含み、前記電流制限部は、前記各二次電池の端子電圧のうちいずれかが前記第２判定条件を満たす場合、当該第２判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオフさせ、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第２判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、各スイッチング部は、各二次電池の、充電を禁止する充電用スイッチング素子と、放電を禁止する放電用スイッチング素子とが直列接続されたものであるので、各二次電池の充電のみ、あるいは放電のみを禁止することが可能となる。また、各二次電池のうちいずれかの端子電圧が予め設定された第１閾値電圧を超えた場合、電流制限部によって、当該二次電池が電流制限対象電池とされ、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子がオフされることで、端子電圧が第１閾値電圧を超えた二次電池がそれ以上充電されることが禁止されて、当該二次電池が保護される。そして、当該電流制限対象電池の端子電圧が第１閾値電圧以下に低下し、かつ電流制限対象電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に、制限解除部によって、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【００２６】
また、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の端子電圧が第１閾値電圧を下回ることにより前記第２判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、電流制限対象電池の端子電圧が、第１閾値電圧まで低下するだけでは足りず、第１閾値電圧を下回らなければ当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされることはないので、当該スイッチング部がオフされる温度とオンされる温度との間にヒステリシスが設けられ、当該スイッチング部のオン、オフ動作が安定化される。
【００２８】
また、前記各スイッチング部は、前記各二次電池の、充電を禁止する充電用スイッチング素子と、放電を禁止する放電用スイッチング素子とが直列接続されたものであり、前記状態検出部は、前記各二次電池の端子電圧を前記状態として検出し、前記判定条件は、前記端子電圧が予め設定された第２閾値電圧に満たないことを条件とする第３判定条件を含み、前記電流制限部は、前記各二次電池の端子電圧のうちいずれかが前記第３判定条件を満たす場合、当該第３判定条件を満たす二次電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオフさせ、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第３判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、各二次電池のうちいずれかの端子電圧が予め設定された第２閾値電圧に満たない場合、電流制限部によって、当該二次電池が電流制限対象電池とされ、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子がオフされることで、端子電圧が第２閾値電圧を下回った二次電池がそれ以上放電されることが禁止されて、当該二次電池が保護される。そして、当該電流制限対象電池の端子電圧が第２閾値電圧以上に上昇し、かつ電流制限対象電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に、制限解除部によって、当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【００３０】
また、前記制限解除部は、前記電流制限対象電池の端子電圧が前記第２閾値電圧を超えることにより前記第３判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報と前記第２電圧関連情報とが、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、電流制限対象電池の端子電圧が、第２閾値電圧まで上昇するだけでは足りず、第２閾値電圧を超えなければ当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされることはないので、当該スイッチング部がオフされる温度とオンされる温度との間にヒステリシスが設けられ、当該スイッチング部のオン、オフ動作が安定化される。
【００３２】
また、前記電圧関連情報取得部は、前記各二次電池の端子電圧を、前記電圧関連情報として取得する電圧検出部であり、前記第１電圧関連情報は、前記第１端子電圧であり、前記第２電圧関連情報は、前記第２端子電圧であることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、電圧検出部によって検出された電流制限対象電池の端子電圧が、第１端子電圧とされ、電圧検出部によって検出された電流制限対象電池以外の二次電池の端子電圧が、第２端子電圧とされる。
【００３４】
また、前記電圧関連情報取得部は、前記各二次電池のＳＯＣを、前記電圧関連情報として取得するＳＯＣ取得部であり、前記制限解除部は、前記ＳＯＣ取得部により取得された、前記電流制限対象電池のＳＯＣを前記第１電圧関連情報として用い、前記電流制限対象電池以外の二次電池のＳＯＣを前記第２電圧関連情報として用い、前記電流制限対象電池について前記状態検出部によって検出された状態が前記判定条件を満たさず、かつ前記第１電圧関連情報であるＳＯＣと前記第２電圧関連情報であるＳＯＣとの差が予め設定されたＳＯＣ判定値に満たない場合、前記第１端子電圧と第２端子電圧との差が予め設定された判定電圧に満たないものとして、前記電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンするようにしてもよい。
【００３５】
この構成によれば、ＳＯＣ取得部によって各二次電池のＳＯＣが取得され、電流制限対象電池のＳＯＣが第１電圧関連情報として用いられ、電流制限対象電池以外の二次電池のＳＯＣが第２電圧関連情報として用いられる。そして、二次電池のＳＯＣと端子電圧とは相関関係があるから、制限解除部は、電流制限対象電池が判定条件を満たさず、かつ第１電圧関連情報であるＳＯＣと第２電圧関連情報であるＳＯＣとの差が予め設定されたＳＯＣ判定値に満たない場合、電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部をオンすることで、電流制限対象電池と他の二次電池とにおける端子電圧の差が小さい状態で当該電流制限対象電池と直列接続されたスイッチング部がオンされる結果、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【００３６】
また、前記複数の二次電池におけるそれぞれは、複数の二次電池を用いて構成された組電池であることが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、複数の二次電池を用いて構成された組電池が複数並列接続され、当該並列接続された各組電池と各スイッチング部とがそれぞれ直列接続される。この場合、複数の二次電池を組み合わせることにより、各組電池の出力電圧を所望の電圧に設定することが容易である。
【００３８】
また、本発明に係る電源装置は、上述の充放電制御回路と、前記複数の二次電池とを備える。
【００３９】
この構成によれば、複数の二次電池を用いた電源装置において、各二次電池のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該二次電池を他の二次電池から切り離される。そして、切り離されていた二次電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に切り離されていた二次電池と直列接続されたスイッチング部がオンされて他の二次電池と接続されるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【発明の効果】
【００４０】
このような構成の充放電制御回路、電源装置、及び電源装置の制御方法によれば、スイッチング素子と二次電池との直列回路が複数並列接続され、各二次電池を各スイッチング素子によって個別に他の二次電池から切り離したり接続したりすることが可能である。そして、各二次電池のうちいずれかが、予め設定された判定条件を満たす場合、当該二次電池を他の二次電池から切り離される。さらに、切り離されていた二次電池の端子電圧と、他の二次電池の端子電圧との電圧差が判定電圧に満たない小さな値になった場合に切り離されていた二次電池と直列接続されたスイッチング部がオンされて他の二次電池と接続されるので、電流制限用の抵抗を用いることなく、当該電圧差による突入電流を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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電源装置の制御方法を用いた充放電制御回路、及びこの回路を備えた電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４２】
図１に示す電源装置１は、組電池２，３，４、電圧検出部２１，３１，４１（状態検出部、電圧関連情報取得部）、電流検出部２２，３２，４２、温度検出部２３，３３，４３、放電用スイッチング素子２４，３４，４４、充電用スイッチング素子２５，３５，４５、制御部５、及び接続端子６，７を備えて構成されている。そして、電源装置１から組電池２，３，４を除いた部分が充放電制御回路の一例に相当している。
【００４３】
接続端子６，７には、発電装置１００や負荷装置２００が接続される。そして、発電装置１００で発電された余剰電力が接続端子６，７を介して組電池２，３，４に充電されたり、組電池２，３，４から接続端子６，７を介して負荷装置２００の負荷電流が供給されたりする。
【００４４】
また、放電用スイッチング素子２４、充電用スイッチング素子２５、組電池２、及び電流検出部２２が直列に接続された直列回路２０と、放電用スイッチング素子３４、充電用スイッチング素子３５、組電池３、及び電流検出部３２が直列に接続された直列回路３０と、放電用スイッチング素子４４、充電用スイッチング素子４５、組電池４、及び電流検出部４２が直列に接続された直列回路４０とが、接続端子６，７間に、並列に接続されている。
【００４５】
組電池２，３，４は、それぞれ複数の二次電池Ｂが例えば直列接続されて構成されている。また、各二次電池Ｂは、例えば複数の単電池が並列、直列、あるいは並列と直列とが組み合わされて構成されていてもよく、単電池であってもよい。また、組電池２，３，４の代わりに二次電池Ｂが用いられていてもよい。
【００４６】
各二次電池Ｂを構成する単電池としては、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等、種々の二次電池を用いることができる。
【００４７】
そして、組電池２における各二次電池Ｂの端子電圧を検出する複数の電圧検出部２１、組電池３における各二次電池Ｂの端子電圧を検出する複数の電圧検出部３１、及び組電池４における各二次電池Ｂの端子電圧を検出する複数の電圧検出部４１が設けられている。なお、電圧検出部２１，３１，４１は、各二次電池Ｂの端子電圧を検出する例に限られず、組電池２，３，４の各端子電圧Ｖｔを検出する構成であってもよい。
【００４８】
温度検出部２３，３３，４３は、例えばサーミスタや熱電対等の温度センサ、及びアナログデジタルコンバータ等を用いて構成されている。温度検出部２３，３３，４３は、組電池２，３，４の近傍に設けられて組電池２，３，４の各温度Ｔを検出する。
【００４９】
温度検出部２３，３３，４３は、それぞれが複数の温度センサを備え、組電池２，３，４に含まれる複数の二次電池Ｂの温度をそれぞれ検出するようにしてもよく、あるいは各組電池内で隣り合う二次電池Ｂ二つに一つの温度センサを設けて、二次電池Ｂ二つ毎に温度を検出するようにしてもよい。隣接する二次電池Ｂの間に温度センサを配設することで、二次電池Ｂ二つ毎に温度を検出するようにすれば、温度検出の精度を確保しつつ、温度センサの数を減少させて低コスト化することが可能となる。
【００５０】
温度検出部２３，３３，４３が、それぞれ複数のセンサを備える場合、例えば、組電池２，３，４において検出された各二次電池Ｂの温度のうち、最高の温度を組電池２，３，４の各温度Ｔとして用いることができる。
【００５１】
電流検出部２２，３２，４２は、例えばシャント抵抗や電流変成器、アナログデジタルコンバータ等を用いて構成されている。そして、電流検出部２２，３２，４２は、例えば組電池２，３，４の充電電流をプラスの電流値で、放電電流をマイナスの電流値で表す信号を、制御部５へ出力する。
【００５２】
放電用スイッチング素子２４，３４，４４、及び充電用スイッチング素子２５，３５，４５としては、例えばpチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）やnチャネルのＦＥＴが用いられる。また、放電用スイッチング素子２４，３４，４４は組電池２，３，４の充電電流が寄生ダイオ−ドの順方向になる向きに接続され、充電用スイッチング素子２５，３５，４５は組電池２，３，４の放電電流が寄生ダイオ−ドの順方向になる向きに接続されている。
【００５３】
これにより、放電用スイッチング素子２４，３４，４４は、充電方向の電流は常時流しつつ、放電方向の電流のみオン、オフするようになっている。また、充電用スイッチング素子２５，３５，４５は、放電方向の電流は常時流しつつ、充電方向の電流のみオン、オフするようになっている。
【００５４】
なお、三つの直列回路２０，３０，４０が並列接続される例を示したが、当該直列回路は複数並列接続されていればよく、三つに限らない。
【００５５】
制御部５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不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、その周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部５は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、ブロック電圧算出部５１、第１電流制限部５２、第２電流制限部５３、第３電流制限部５４、第１制限解除部５５、第２制限解除部５６、及び第３制限解除部５７として機能する。
【００５６】
ブロック電圧算出部５１は、各電圧検出部２１の検出電圧の合計値を組電池２の端子電圧Ｖｔとして算出し、各電圧検出部３１の検出電圧の合計値を組電池３の端子電圧Ｖｔとして算出し、各電圧検出部４１の検出電圧の合計値を組電池４の端子電圧Ｖｔとして算出する。
【００５７】
第１電流制限部５２は、温度検出部２３，３３，４３によって検出された温度Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のうちいずれかが予め設定された温度閾値Ｔｏｆｆを超え、すなわち第１判定条件を満たす場合、当該第１判定条件を満たす組電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子と充電用スイッチング素子とをオフさせる。
【００５８】
温度閾値Ｔｏｆｆとしては、組電池２，３，４の過熱を判定するのに適当な温度、例えば安全性が低下したり、劣化が著しくなるような温度が適宜設定され、例えば６０°が用いられる。
【００５９】
第２電流制限部５３は、ブロック電圧算出部５１によって検出された組電池２，３，４の各端子電圧Ｖｔのうちいずれかが予め設定された第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超え、すなわち第２判定条件を満たす場合、当該第２判定条件を満たす組電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオフさせる。
【００６０】
第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１としては、例えば組電池２，３，４の満充電電圧を用いることができる。
【００６１】
第３電流制限部５４は、ブロック電圧算出部５１によって検出された組電池２，３，４の各端子電圧Ｖｔのうちいずれかが予め設定された第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２に満たず、すなわち第３判定条件を満たす場合、当該第３判定条件を満たす組電池を電流制限対象電池とし、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオフさせる。
【００６２】
第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２としては、例えば組電池２，３，４の過放電を判定するために適した電圧を、適宜設定することができる。
【００６３】
なお、判定条件は、第１、第２、第３判定条件に限られず、組電池２，３，４（二次電池）の異常を判定するための条件を適宜設定することができる。
【００６４】
第１制限解除部５５は、第１電流制限部５２によって電流制限対象電池とされた組電池の温度Ｔが、温度閾値Ｔｏｆｆ以下に設定された温度閾値Ｔｏｎ以下に低下し、第１判定条件を満たさなくなった場合、さらに電流制限対象電池の端子電圧Ｖｔを第１端子電圧Ｖ１（第１電圧関連情報）とし、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔを第２端子電圧Ｖ２（第２電圧関連情報）とする。そして、第１制限解除部５５は、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差が予め設定された判定電圧Ｖ０に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子と充電用スイッチング素子とをオンさせる。
【００６５】
温度閾値Ｔｏｎとしては、例えば５０℃を用いることができる。また、判定電圧Ｖ０は、端子電圧Ｖｔに電位差が生じている組電池同士を接続しても、過度の突入電流が生じないような、当該電位差に相当する電圧として、例えば０．２Ｖが予め設定されている。
【００６６】
なお、温度閾値Ｔｏｎを温度閾値Ｔｏｆｆより低い温度に設定すると、第１電流制限部５２の動作温度と第１制限解除部５５の動作温度との間にヒステリシスを設けることができる点で望ましいが、温度閾値Ｔｏｎと温度閾値Ｔｏｆｆとは同一の温度であってもよい。
【００６７】
第２制限解除部５６は、第２電流制限部５３によって電流制限対象電池とされた組電池の端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１以下に設定された第１閾値電圧Ｖｏｎ１以下に低下し、すなわち第２判定条件を満たさなくなった場合、さらに電流制限対象電池の端子電圧Ｖｔを第１端子電圧Ｖ１とし、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔを第２端子電圧Ｖ２とする。そして、第２制限解除部５６は、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差が判定電圧Ｖ０に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンさせる。
【００６８】
なお、第１閾値電圧Ｖｏｎ１を第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１より低い電圧に設定すると、第２電流制限部５３の動作電圧と第２制限解除部５６の動作電圧との間にヒステリシスを設けることができる点で望ましいが、第１閾値電圧Ｖｏｎ１と第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１とは同一の電圧であってもよい。
【００６９】
第３制限解除部５７は、第３電流制限部５４によって電流制限対象電池とされた組電池の端子電圧Ｖｔが第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２以上に設定された第２閾値電圧Ｖｏｎ２以上に上昇し、すなわち第３判定条件を満たさなくなった場合、さらに電流制限対象電池の端子電圧Ｖｔを第１端子電圧Ｖ１とし、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔを第２端子電圧Ｖ２とする。そして、第３制限解除部５７は、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差が判定電圧Ｖ０に満たないことを示す場合、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンさせる。
【００７０】
なお、第２閾値電圧Ｖｏｎ２を第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２より高い電圧に設定すると、第３電流制限部５４の動作電圧と第３制限解除部５７の動作電圧との間にヒステリシスを設けることができる点で望ましいが、第２閾値電圧Ｖｏｎ２と第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２とは同一の電圧であってもよい。
【００７１】
次に、上述のように構成された電源装置１の動作について説明する。図２、図３は、図１に示す電源装置１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、温度検出部２３，３３，４３によって、組電池２，３，４の各温度Ｔが検出される（ステップＳ１）。
【００７２】
次に、各電圧検出部２１、各電圧検出部３１、及び各電圧検出部４１によって、組電池２，３，４における各二次電池Ｂの端子電圧が検出され、ブロック電圧算出部５１によって、この端子電圧が組電池毎に合計されて、組電池２，３，４それぞれの端子電圧Ｖｔが算出される（ステップＳ２）。
【００７３】
次に、第１電流制限部５２によって、組電池２，３，４の各温度Ｔのうちいずれかが温度閾値Ｔｏｆｆを超えているか否か、すなわち異常か否かが確認される（ステップＳ３）。そして、いずれも温度閾値Ｔｏｆｆを超えていなければ（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５へ移行する一方、いずれかが温度閾値Ｔｏｆｆを超えている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、第１電流制限部５２によって、温度Ｔが温度閾値Ｔｏｆｆを超えた組電池が電流制限対象電池とされて、当該電流制限対象電池と直列接続された、放電用スイッチング素子と充電用スイッチング素子とがオフされ（ステップＳ４）、ステップＳ５へ移行する。
【００７４】
例えばステップＳ３において組電池２の温度Ｔが温度閾値Ｔｏｆｆを超えていた場合、ステップＳ４において、第１電流制限部５２によって、組電池２が電流制限対象電池とされ、放電用スイッチング素子２４と充電用スイッチング素子２５とがオフされる。
【００７５】
これにより、例えば組電池２が過度の充放電によって高温となり、温度閾値Ｔｏｆｆを超えた場合、放電用スイッチング素子２４と充電用スイッチング素子２５とがオフされて、組電池２に流れる電流が遮断されるので、組電池２が過熱して劣化したり、安全性が低下したりするおそれが低減される。
【００７６】
次に、ステップＳ５において、第２電流制限部５３によって、ブロック電圧算出部５１により算出された各端子電圧Ｖｔのうちいずれかが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えているか否か、すなわち異常か否かが確認される（ステップＳ５）。そして、いずれも第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えていなければ（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ７へ移行する一方、いずれかが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えている場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、第２電流制限部５３によって、端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えた組電池が電流制限対象電池とされて、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子がオフされ（ステップＳ６）、ステップＳ７へ移行する。
【００７７】
例えば、ステップＳ５において組電池３の端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えていた場合、ステップＳ６において、第２電流制限部５３によって、組電池３が電流制限対象電池とされ、充電用スイッチング素子３５がオフされる。
【００７８】
これにより、例えば組電池３が満充電を超えて充電されて端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｆｆ１を超えた場合、充電用スイッチング素子３５のみがオフされて、充電電流が遮断されるので、組電池３が過充電となって劣化したり、安全性が低下したりするおそれが低減される。一方、放電用スイッチング素子３４はオンしたままなので、組電池３は、充電用スイッチング素子３５の寄生ダイオードと放電用スイッチング素子３４とを介して放電可能にされている。
【００７９】
次に、ステップＳ７において、第３電流制限部５４によって、ブロック電圧算出部５１により算出された各端子電圧Ｖｔのうちいずれかが第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２を下回っているか否か、すなわち異常か否かが確認される（ステップＳ７）。そして、いずれも第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２を下回っていなければ（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ１１へ移行する一方、いずれかが第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２に満たない場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、第３電流制限部５４によって、端子電圧Ｖｔが第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２に満たない組電池が電流制限対象電池とされて、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子がオフされ（ステップＳ８）、ステップＳ１１へ移行する。
【００８０】
これにより、例えば組電池４が放電終止電圧を下回るまで放電されて端子電圧Ｖｔが第２閾値電圧Ｖｏｆｆ２を下回った場合、放電用スイッチング素子４４のみがオフされて、放電電流が遮断されるので、組電池４が過放電となって劣化したり、安全性が低下したりするおそれが低減される。一方、充電用スイッチング素子４５はオンしたままなので、組電池４は、充電用スイッチング素子４５と放電用スイッチング素子４４の寄生ダイオードとを介して充電可能にされている。
【００８１】
次に、ステップＳ１１において、第１制限解除部５５によって、第１電流制限部５２が電流制限対象電池として設定した組電池の温度Ｔが、温度閾値Ｔｏｎ以下になっているか否かが確認される（ステップＳ１１）。そして、当該温度Ｔが温度閾値Ｔｏｎ以下でなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１３へ移行する一方、当該温度Ｔが温度閾値Ｔｏｎ以下になっていれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第１制限解除部５５によって、第１電流制限部５２が電流制限対象電池として設定した組電池の端子電圧Ｖｔが、第１端子電圧Ｖ１として設定され、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔが、第２端子電圧Ｖ２として設定される（ステップＳ１２）。
【００８２】
ここで、電流制限対象電池ではない組電池が複数ある場合、当該複数の組電池は並列接続されているから端子電圧Ｖｔは等しい。従って、第１制限解除部５５は、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔのうちいずれか一つを第２端子電圧Ｖ２として設定すればよい。後述するステップＳ１６，Ｓ２０においても同様である。
【００８３】
次に、第１制限解除部５５によって、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差の絶対値が判定電圧Ｖ０と比較され（ステップＳ１３）、差の絶対値が判定電圧Ｖ０以上の場合（ステップＳ１３でＮＯ）、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子及び充電用スイッチング素子をオフさせたままステップＳ１５へ移行する一方、差の絶対値が判定電圧Ｖ０に満たない場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子及び充電用スイッチング素子をオンさせて（ステップＳ１４）、ステップＳ１５へ移行する。
【００８４】
例えば、第１電流制限部５２が電流制限対象電池として設定した組電池が、組電池２であった場合、組電池２の温度Ｔが低下して温度閾値Ｔｏｎ以下になっていれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、温度条件の上では組電池２の充放電を開始することができる。しかしながら、電流制限対象電池ではない他の組電池の端子電圧Ｖｔと組電池２の端子電圧Ｖｔとの電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合、直ちに放電用スイッチング素子２４及び充電用スイッチング素子２５をオンすると、その電位差によって過度の突入電流が流れるおそれがある。
【００８５】
しかしながら、図１に示す電源装置１は、この電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合（ステップＳ１３でＮＯ）、放電用スイッチング素子２４及び充電用スイッチング素子２５をオンすることなくステップＳ１５へ移行するので、突入電流が流れるおそれが低減される。
【００８６】
そして、ステップＳ１４において、この電位差が判定電圧Ｖ０に満たず、従って突入電流が流れるおそれがない場合にのみ、放電用スイッチング素子２４及び充電用スイッチング素子２５がオンされて、再び組電池２が充放電可能になる。
【００８７】
次に、ステップＳ１５において、第２制限解除部５６によって、第２電流制限部５３が電流制限対象電池として設定した組電池の端子電圧Ｖｔが、第１閾値電圧Ｖｏｎ１以下になっているか否かが確認される（ステップＳ１５）。そして、当該端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｎ１以下でなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１９へ移行する一方、当該端子電圧Ｖｔが第１閾値電圧Ｖｏｎ１以下になっていれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、第２制限解除部５６によって、第２電流制限部５３が電流制限対象電池に設定した組電池の端子電圧Ｖｔが、第１端子電圧Ｖ１として設定され、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔが、第２端子電圧Ｖ２として設定される（ステップＳ１６）。
【００８８】
次に、第２制限解除部５６によって、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差の絶対値が判定電圧Ｖ０と比較され（ステップＳ１７）、差の絶対値が判定電圧Ｖ０以上の場合（ステップＳ１７でＮＯ）、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオフさせたままステップＳ１９へ移行する一方、差の絶対値が判定電圧Ｖ０に満たない場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、当該電流制限対象電池と直列接続された充電用スイッチング素子をオンさせて（ステップＳ１８）、ステップＳ１９へ移行する。
【００８９】
例えば、第２電流制限部５３が電流制限対象電池として設定した組電池が組電池３であった場合、組電池３の端子電圧Ｖｔが低下して第１閾値電圧Ｖｏｎ１以下になっていれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、組電池３は過電圧状態を脱しているので組電池３の充電を開始することができる。しかしながら、電流制限対象電池ではない他の組電池の端子電圧Ｖｔと組電池３の端子電圧Ｖｔとの電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合、直ちに充電用スイッチング素子３５をオンすると、その電位差によって過度の突入電流が流れるおそれがある。
【００９０】
しかしながら、図１に示す電源装置１は、この電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合（ステップＳ１７でＮＯ）、充電用スイッチング素子３５をオンすることなくステップＳ１９へ移行するので、突入電流が流れるおそれが低減される。
【００９１】
そして、ステップＳ１８において、この電位差が判定電圧Ｖ０に満たず、従って突入電流が流れるおそれがない場合にのみ、充電用スイッチング素子３５がオンされて、再び組電池３が充電可能になる。
【００９２】
次に、ステップＳ１９において、第３制限解除部５７によって、第３電流制限部５４が電流制限対象電池として設定した組電池の端子電圧Ｖｔが、第２閾値電圧Ｖｏｎ２以上になっているか否かが確認される（ステップＳ１９）。そして、当該端子電圧Ｖｔが第２閾値電圧Ｖｏｎ２以上でなければ（ステップＳ１９でＮＯ）、再びステップＳ１へ移行する一方、当該端子電圧Ｖｔが第２閾値電圧Ｖｏｎ２以上になっていれば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、第３制限解除部５７によって、第３電流制限部５４が電流制限対象電池に設定した組電池の端子電圧Ｖｔが、第１端子電圧Ｖ１として設定され、電流制限対象電池ではない組電池の端子電圧Ｖｔが第２端子電圧Ｖ２として設定される（ステップＳ２０）。
【００９３】
次に、第３制限解除部５７によって、第１端子電圧Ｖ１と第２端子電圧Ｖ２との差の絶対値が判定電圧Ｖ０と比較され（ステップＳ２１）、差の絶対値が判定電圧Ｖ０以上の場合（ステップＳ２１でＮＯ）、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオフさせたまま再びステップＳ１へ移行する一方、差の絶対値が判定電圧Ｖ０に満たない場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、当該電流制限対象電池と直列接続された放電用スイッチング素子をオンさせた後（ステップＳ２２）、再びステップＳ１へ移行する。
【００９４】
例えば、第３電流制限部５４が電流制限対象電池として設定した組電池が組電池４であった場合、組電池４の端子電圧Ｖｔが上昇して第２閾値電圧Ｖｏｎ２以上になっていれば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、組電池３は過放電状態を脱しているので組電池３の放電を開始することができる。しかしながら、電流制限対象電池ではない他の組電池の端子電圧Ｖｔと組電池４の端子電圧Ｖｔとの電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合、直ちに放電用スイッチング素子４４をオンすると、その電位差によって過度の突入電流が流れるおそれがある。
【００９５】
しかしながら、図１に示す電源装置１は、この電位差が判定電圧Ｖ０以上ある場合（ステップＳ２１でＮＯ）、放電用スイッチング素子４４をオンすることなくステップＳ１へ移行するので、突入電流が流れるおそれが低減される。
【００９６】
そして、ステップＳ２２において、この電位差が判定電圧Ｖ０に満たず、従って突入電流が流れるおそれがない場合にのみ、放電用スイッチング素子４４がオンされて、再び組電池３が放電可能になる。
【００９７】
以上、ステップＳ１〜Ｓ２２の処理によれば、複数の二次電池が並列接続された並列回路から、一旦切り離された二次電池を再び並列接続する際に生じるおそれのある突入電流を低減するための電流制限用の抵抗を用いることなく、このような突入電流が生じるおそれを低減することができる。
【００９８】
また、ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７において、異常が検出された組電池のみ、放電、充電、あるいは充放電が禁止され、異常が検出されない組電池は充放電可能な状態が維持されるので、一部の組電池に異常が生じた場合であっても残りの組電池によって、電源装置１の稼働を継続することが可能となる。
【００９９】
なお、例えば図４に示す電源装置１ａのように、制御部５ａが、さらに組電池２，３，４のＳＯＣ（State Of Charge）を算出するＳＯＣ取得部５８（電圧関連情報取得部）を備え、第１制限解除部５５ａ、第２制限解除部５６ａ、及び第３制限解除部５７ａが、第１端子電圧Ｖ１及び第２端子電圧Ｖ２の代わりにＳＯＣ取得部５８で得られたＳＯＣに基づく第１ＳＯＣ１、及び第２ＳＯＣ２を用いる構成としてもよい。
【０１００】
ＳＯＣ取得部５８は、電流検出部２２，３２，４２で検出された各電流値を、それぞれ継続的に積算することにより、組電池２，３，４のＳＯＣを算出する。この場合、ＳＯＣは、組電池２，３，４の端子電圧Ｖｔと相関関係があるから、電圧関連情報の一例に相当する。
【０１０１】
第１制限解除部５５ａ、第２制限解除部５６ａ、及び第３制限解除部５７ａは、具体的には、図５に示すように、ステップＳ１２ａ，Ｓ１３ａ，Ｓ１６ａ，Ｓ１７ａ，Ｓ２０ａ，Ｓ２１ａの動作が異なる。なお、ステップＳ１〜Ｓ８の動作は図１に示す電源装置１と同様であるのでその説明を省略する。また、図３に示すフローチャートと同一の動作には同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
まず、ＳＯＣ取得部５８によるＳＯＣの算出動作は、ステップＳ１〜Ｓ２２の処理と並行して継続的に実行されている。
【０１０３】
そして、ステップＳ１２ａにおいて、第１制限解除部５５ａによって、第１電流制限部５２が電流制限対象電池に設定した組電池のＳＯＣが、第１ＳＯＣ１（第１電圧関連情報）として設定され、電流制限対象電池ではない組電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ２（第２電圧関連情報）として設定される（ステップＳ１２ａ）。
【０１０４】
次に、第１制限解除部５５ａによって、第１ＳＯＣ１と第２ＳＯＣ２との差の絶対値がＳＯＣ判定値ＳＯＣ０と比較され（ステップＳ１３ａ）、差の絶対値がＳＯＣ判定値ＳＯＣ０以上の場合（ステップＳ１３ａでＮＯ）、ステップＳ１５へ移行する一方、差の絶対値がＳＯＣ判定値ＳＯＣ０に満たない場合（ステップＳ１３ａでＹＥＳ）、ステップＳ１４へ移行する。ＳＯＣ判定値ＳＯＣ０としては、例えば３０％を用いることができる。
【０１０５】
この場合、組電池のＳＯＣと端子電圧とは相関関係があるので、ＳＯＣ判定値ＳＯＣ０を、判定電圧Ｖ０に対応する値に設定することで、判定電圧Ｖ０の代わりにＳＯＣ判定値ＳＯＣ０を用いて、過度の突入電流が生じないようなＳＯＣの差を判定することが可能となる。
【０１０６】
ステップＳ１６ａ，Ｓ１７ａの動作は、ステップＳ１２ａ，１３ａにおける第１電流制限部５２及び第１制限解除部５５ａが、第２電流制限部５３及び第２制限解除部５６ａに入れ替わり、ステップＳ２０ａ，Ｓ２１ａの動作は、ステップＳ１２ａ，１３ａにおける第１電流制限部５２及び第１制限解除部５５ａが、第３電流制限部５４及び第３制限解除部５７ａに入れ替わる他同様であるのでその説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明に係る充放電制御回路、電源装置、及び電源装置の制御方法は、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を組み合わせた電源システム等の電池搭載装置、システム等において、好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置の制御方法を用いた充放電制御回路、及びこの回路を備えた電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す充放電制御回路、及びこの回路を備えた電源装置の他の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１，１ａ  電源装置
２，３，４  組電池
５，５ａ  制御部
６，７  接続端子
２０，３０，４０  直列回路
２１，３１，４１  電圧検出部
２２，３２，４２  電流検出部
２３，３３，４３  温度検出部
２４，３４，４４  放電用スイッチング素子
２５，３５，４５  充電用スイッチング素子
５１  ブロック電圧算出部
５２  第１電流制限部
５３  第２電流制限部
５４  第３電流制限部
５５，５５ａ  第１制限解除部
５６，５６ａ  第２制限解除部
５７，５７ａ  第３制限解除部
５８  ＳＯＣ取得部
１００  発電装置
２００  負荷装置
Ｂ  二次電池
ＳＯＣ０  判定値
Ｔｏｆｆ  温度閾値
Ｔｏｎ  温度閾値
Ｖ０  判定電圧
Ｖ１  第１端子電圧
Ｖ２  第２端子電圧
Ｖｏｆｆ１，Ｖｏｎ１  第１閾値電圧
Ｖｏｆｆ２，Ｖｏｎ２  第２閾値電圧
Ｖｔ  端子電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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