(57)【要約】【課題】通信回路等を、別途、設けなくても、ある電池パックが他の電池パック等に自身の電池部の異常を通知する。【解決手段】温度検出部４１は、電池部２の所定の位置に配置された複数の温度センサＴにより検出された温度検出値を温度センサＴから所定周期で取り込むことで、電池部２の状態を検出する。異常判定部４２は、温度検出部４１により検出された温度検出値を予め定められた閾値と比較することで、電池部２の状態が異常であるか否かを判定する。充放電制御部４３は、異常判定部４２により電池部２が異常であると判定された場合、スイッチング素子５を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、オフさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電池パックを備える電源装置であって、
各電池パックは、
１又は複数の二次電池を含む電池部と、
前記電池部を流れる電流を受電する接続端子と、
前記電池部及び前記接続端子間の充放電経路を開閉するスイッチング素子と、
前記電池部の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部により検出された前記電池部の状態を基に、前記電池部の状態が異常であるか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記電池部の状態が異常であると判定された場合、前記スイッチング素子を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、前記スイッチング素子をオフする充放電制御部と、
前記電池部を流れる電流を検出する第１の電流検出部とを備え、
前記異常判定部は、前記第１の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、他の電池パックが異常であると判定し、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電池パックを充放電させる充放電回路と、
前記電池パック外に設けられ、前記充放電経路に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、
前記第２の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、複数の電池パックのうちいずれかの電池パックが異常であると判定するパック外判定部と、
前記パック外判定部により電池パックが異常であると判定された場合、前記充放電回路を停止さる全体制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記バック外判定部により前記電池パックが異常であると判定された場合、そのことを報知する報知部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記状態検出部は、前記電池部の温度、電圧、又は電流を前記電池部の状態として検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記オンオフシーケンスは、前記スイッチング素子を一定期間オフした後、一定期間オンする動作を繰り返すものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記オンオフシーケンスは、前記スイッチング素子の１回目のオフ期間と１回目のオン期間とが同一であり、２回目のオン期間が前記２回目のオフ期間よりも長いことを特徴とする請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
１又は複数の二次電池を含む電池部と、
前記電池部を流れる電流を受電する接続端子と、
前記電池部及び前記接続端子間の充放電経路を開閉するスイッチング素子と、
前記電池部の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部により検出された前記電池部の状態を基に、前記電池部の状態が異常であるか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって前記電池部の状態が異常であると判定された場合、前記スイッチング素子を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、前記スイッチング素子をオフする充放電制御部と、
前記電池部を流れる電流を検出する第１の電流検出部とを備え、
前記異常判定部は、前記第１の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、他の電池パックが異常であると判定し、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器やバックアップ用電源等、種々の装置、システムに用いられる電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
急激な情報化社会の進展に伴い、携帯機器用の電源や情報システムのバックアップ用電源として二次電池がますます重要になってきている。特に近年は長時間使用や省スペースの観点から小型、軽量の電源が求められており、二次電池も従来の鉛蓄電池からニッケル水素蓄電池やリチウムイオン二次電池などの高性能電池が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
これらの高性能電池は、いずれもエネルギー密度が大きいことから、安全に長期間使用するためには適切な充放電の管理が必要である。このため、二次電池単体ではなく二次電池を監視したり充放電を制御したりする電池監視装置を組み合わせた二次電池パックとして使用されるのが主流となってきている。また、このような二次電池パックの充電を制御するために、二次電池パックと充電器との間で充電制御信号の通信を行うことも一般的となってきている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、二次電池パックの出力電圧は、内蔵される二次電池の種類と個数とで決まるため、より高い出力電圧を必要とする場合には、新たに二次電池の数を増加させた二次電池パックを設計、開発する必要がある。そこで、要求される出力電圧に応じた二次電池パックを個別に設計、製作するよりも複数の二次電池パックを直列に接続することで、所望の出力電圧を得るようにした方が経済的である（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−９５３６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２８０７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、二次電池パックと充電器との間で充電制御信号の通信を行うための接続端子や通信回路が必要となり、コストが増大するという不都合があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明のように、直列接続された複数の二次電池パックと充電器との間で通信を行う場合には、二次電池パックと充電器間の通信に特別な工夫が必要となる。すなわち、直列接続された各二次電池パックは、通常、それぞれ各二次電池パックが備える二次電池の出力電圧を動作用電源電圧として用いることで通信信号を生成する。
【０００８】
そうすると、各二次電池パックは直列接続されているから、充電器側から見ると、各二次電池パックから出力される通信信号間に電位差が生じることとなって、充電器側で各二次電池パック間での通信信号の回り込みが生じてしまう。
【０００９】
そのため、直列接続された複数の二次電池パックを充電器と通信させるためには、通信線の絶縁処理を行ったり、二次電池パックの動作用電源電圧を外部から供給したりする必要があるという不都合があった。また、複数の二次電池パックと充電器との間の通信は優先順位の制御など通信制御が複雑となり、制御システム全体が非常に複雑化してしまうという不都合もあった。
【００１０】
本発明の目的は、通信回路等を、別途、設けなくても、ある電池パックが、他の電池パック等に自身の電池部の異常を通知することができる電池パック及びその電池パックを備える電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の一局面による電源装置は、直列接続された複数の電池パックを備える電源装置であって、各電池パックは、１又は複数の二次電池を含む電池部と、前記電池部を流れる電流を受電する接続端子と、前記電池部及び前記接続端子間の充放電経路を開閉するスイッチング素子と、前記電池部の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部により検出された前記電池部の状態を基に、前記電池部の状態が異常であるか否かを判定する異常判定部と、前記異常判定部によって前記電池部の状態が異常であると判定された場合、前記スイッチング素子を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、前記スイッチング素子をオフする充放電制御部と、前記電池部を流れる電流を検出する第１の電流検出部とを備え、前記異常判定部は、前記第１の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、他の電池パックが異常であると判定し、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ある電池パックが、自身の電池部の異常を検出すると、自身のスイッチング素子を予め定められたオンオフシーケンスで動作させた後、このスイッチング素子をオフさせる。これにより、異常な電池部に電流が流れることを防止することができる。
【００１３】
一方、他の電池パックは、第１の電流検出部により検出される電流が、このオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化するため、この電流変化パターンに基づいて、別の電池パックが異常であることを検出することができる。そして、この他の電池パックは、別の電池パックの異常を検出すると、自身のスイッチング素子をオフする。
【００１４】
そのため、電池パックに自身の電池部の状態が異常であることを通知するための通信回路を別途設けなくても、他の電池パックに電池部の状態が異常であることを通知することができる。
【００１５】
また、自身の電池部の状態が異常であることを検出した電池パックは、自身のスイッチング素子をオフすると共に、他の電池パックが異常であると判定した電池パックも自身のスイッチング素子をオフする。
【００１６】
これにより、直列接続された全ての電池パックのスイッチング素子がオフされるため、電池パックが感電に至るまで高電圧になることを防止することができ、電池パックの交換作業を安全に行うことができる。
【００１７】
（２）前記電池パックを充放電させる充放電回路と、前記電池パック外に設けられ、前記充放電経路に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、前記第２の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、複数の電池パックのうちいずれかの電池パックが異常であると判定するパック外判定部と、前記パック外判定部により電池パックが異常であると判定された場合、前記充放電回路を停止さる全体制御部とを更に備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、電池パック外の充放電経路上に第２の電流検出部が設けられている。そして、この第２の電流検出部により検出された電流が、予め設定されたオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化すると、パック外判定部はいずれかの電池パックが異常であると判定する。そして、全体制御部は充放電回路を停止させる。
【００１９】
したがって、電池パックに自身の電池部の状態が異常であることを通知するための通信回路を設けなくても、電池パックは、パック外判定部に電池部の状態が異常であることを通知することができる。
【００２０】
また、パック外判定部は、いずれかの電池パックが異常であると判定すると、充放電回路を停止させるため、異常な電池パックへの電流供給が停止されている。これにより、充放電回路の電力損失を低減させることが可能となる。
【００２１】
（３）前記バック外判定部により前記電池パックが異常であると判定された場合、そのことを報知する報知部を更に備えることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、電池パックの異常が発生すると、そのことが報知されるため、ユーザは電池パックが異常であることを速やかに認識することができる。
【００２３】
（４）前記状態検出部は、前記電池部の温度、電圧、又は電流を前記電池部の状態として検出することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、電池部の温度、電圧、又は電流が電池部の状態として検出されて、電池部の異常が判定されているため、電池パックの異常の有無を精度良く判定することができる。
【００２５】
（５）前記オンオフシーケンスは、前記スイッチング素子を一定期間オフした後、一定期間オンする動作を繰り返すものであることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、スイッチング素子が一定期間オフした後、一定期間オンされるため、電流変化パターンが矩形波となり、電池パックの異常を精度良く検出することができる。
【００２７】
（６）前記オンオフシーケンスは、前記スイッチング素子の１回目のオフ期間と１回目のオン期間とが同一であり、２回目のオン期間が前記２回目のオフ期間よりも長いことが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、スイッチング素子の１回目のオフ期間とオン期間とが同一であるため、電流変化パターンの１周期目はデューティー比が５０％となり、スイッチング素子の２回目のオン期間が２回目のオフ期間よりも長いため、電流変化パターンの２周期目はディーティー比が５０％より高くなる。
【００２９】
これにより、電流変化パターンをユニークな波形にすることができ、ノイズ等の信号と混同することが回避され、少ないパルス数で電池パックの異常を精度良く検出することができる。
【００３０】
（７）本発明の別の一局面による電池パックは、１又は複数の二次電池を含む電池部と、前記電池部を流れる電流を受電する接続端子と、前記電池部及び前記接続端子間の充放電経路を開閉するスイッチング素子と、前記電池部の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部により検出された前記電池部の状態を基に、前記電池部の状態が異常であるか否かを判定する異常判定部と、前記異常判定部によって前記電池部の状態が異常であると判定された場合、前記スイッチング素子を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、前記スイッチング素子をオフする充放電制御部と、前記電池部を流れる電流を検出する第１の電流検出部とを備え、前記異常判定部は、前記第１の電流検出部により検出された電流が、前記オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化した場合、他の電池パックが異常であると判定し、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、電池部の状態が異常になると、スイッチング素子が予め定められたオンオフシーケンスで動作される。これにより、接続端子により受電される電流がこのオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンで変化する。そのため、この電池パックに接続される電池パック等は、この電流変化パターンを検出することで、電池パックの異常を判定することができる。
【００３２】
その結果、電池部の異常を通知するための通信回路を別途設けなくても、他の電池パック等に電池パックの異常を通知することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、電池部の異常を通知するための通信回路を別途設けなくても、他の電池パック等に電池パックの異常を通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】電流変化パターンの一例を示した波形図である。
【図３】図１に示す電源装置を構成する電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】電源装置の制御部が電池パックの異常を検出する際の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る実施の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。また、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電源装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電源装置１００は、直列接続された二つの電池パック１０Ａ，１０Ｂと、電流センサ２１（第２の電流検出部の一例）と、制御部２２と、充放電回路２３と、報知部２４とを主に備えている。なお、図１に示す太線は充放電経路Ｌ１を示している。
【００３７】
電池パック１０Ａと電池パック１０Ｂとは、同一に構成されている。以下、電池パック１０Ａと電池パック１０Ｂとを特に区別しない場合は、電池パック１０と称する。
【００３８】
電池パック１０は、電池部２、電流センサ３（第１の電流検出部の一例）、制御部４、及びスイッチング素子５を備えている。
【００３９】
電池部２は、直列接続された複数（例えば４個）の二次電池２ｘを備える組電池により構成されている。二次電池２ｘ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の種々の二次電池を採用することができる。
【００４０】
なお、電池部２としては、直列接続された複数の二次電池２ｘに限定されず、並列接続された複数の二次電池２ｘにより構成してもよいし、並列接続された複数の二次電池２ｘと直列接続された複数の二次電池２ｘとが混在して接続された構成を採用してもよい。また、電池部２として、二次電池２ｘの個数を１個としたものを採用してもよい。
【００４１】
電池パック１０Ａは、接続端子６ａ，７ａを備えている。電池パック１０Ｂは、接続端子６ｂ，７ｂを備えている。以下、接続端子６ａ，６ｂを総称して接続端子６と称し、接続端子７ａ，７ｂを総称して接続端子７と称する。
【００４２】
電流センサ３は、電池部２の正極及び接続端子６間の充放電経路Ｌ１上に設けられ、電池部２に流れる電流を検出するセンサである。電流センサ３は、例えば充電方向の電流をプラスの電流値として、放電方向の電流をマイナスの電流値として検出する。
【００４３】
具体的には、電流センサ３は、例えば、シャント抵抗及び電流変成器と、シャント抵抗及び電流変成器によってアナログ電圧に変換された電流値をデジタル値に変換して制御部４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４に内蔵してもよい。
【００４４】
ここで、充電方向とは充放電経路Ｌ１の反時計回りの方向を指し、充放電経路Ｌ１の時計回りの方向を指す。
【００４５】
スイッチング素子５は、電池部２の負極及び接続端子７間の充放電経路Ｌ１上に設けられ、オンすることで電池部２及び接続端子７間を導通させ、オフすることで電池部２及び接続端子７間を遮断させ、充放電経路Ｌ１を開閉する。
【００４６】
ここで、スイッチング素子５としては、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）又はバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチング素子を採用することができる。
【００４７】
接続端子６，７は、例えば電極、コネクタ、又は端子台等により構成されてもよいし、ランドやパッド等の配線パターンにより構成されてもよい。
【００４８】
そして、接続端子６は、電流センサ３、電池部２、及びスイッチング素子５を介して接続端子７に接続されている。また、接続端子６は、電池部２の正極側に接続されているためプラス端子となっており、接続端子７は電池部２の負極側に接続されているためマイナス端子となっている。
【００４９】
制御部４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。
【００５０】
そして、制御部４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、温度検出部４１（状態検出部の一例）、異常判定部４２、及び充放電制御部４３として機能する。
【００５１】
温度検出部４１は、電池部２の所定の位置に配置された複数の温度センサＴにより検出された温度検出値を温度センサＴから所定周期で取り込むことで、電池部２の状態を検出する。そして、温度検出部４１は、所定周期で取り込んだ複数の温度検出値を異常判定部４２に所定周期で出力する。
【００５２】
異常判定部４２は、温度検出部４１により検出された温度検出値を予め定められた閾値と比較することで、電池部２の状態が異常であるか否かを判定する。ここで、電池部２の状態が異常であるとは、電池部２の劣化がある程度進行した状態、及び電池部２が故障した状態が含まれる。
【００５３】
具体的には、異常判定部４２は、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値の平均値を求め、この平均値が閾値ＴＨ１より大きい場合に電池部２が異常であると判定する。
【００５４】
また、異常判定部４２は、温度センサＥの設置部位に応じて予め定められた重み係数で、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値の重み付け平均値を算出し、この重み付け平均値が閾値ＴＨ１より大きい場合に電池部２が異常であると判定してもよい。
【００５５】
また、異常判定部４２は、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値のそれぞれが予め定められた閾値ＴＨ１より大きいか否かを判定し、閾値ＴＨ１より大きいと判定した温度検出値が所定個数（例えば１個、２個、全個数）あった場合、電池部２が異常であると判定してもよい。
【００５６】
また、異常判定部４２は、上記判定処理に加えて又は代えて、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値のバラツキを求め、このバラツキが予め定められた閾値ＴＨ２より大きい場合、電池部２が異常であると判定してもよい。ここで、複数の温度検出値のばらつとしては、例えば、複数の温度検出値の標準偏差又は分散等を採用することができる。
【００５７】
なお、閾値ＴＨ１，ＴＨ２としては、実際に実験する等して得られた値を採用すればよい。
【００５８】
そして、異常判定部４２は、電池部２が異常であるか否かの判定する毎にその判定結果を随時、充放電制御部４３に通知する。
【００５９】
充放電制御部４３は、異常判定部４２により電池部２が異常であると判定された場合、スイッチング素子５を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させた後、オフさせる。これにより、充放電制御部４３は、他の電池パック１０に電池部２の異常を通知することができる。また、これにより、充放電制御部４３は電池部２の充放電を禁止させて電池部２が異常な状態で継続使用され、危険な状態になることを防止することができる。
【００６０】
なお、予め設定されたオンオフシーケンスとしては、スイッチング素子５を一定期間オフした後、一定期間オンする動作を繰り返すものを採用することが好ましく、より好ましくは、スイッチング素子５の１回目のオフ期間と１回目のオン期間とが同一であり、２回目のオン期間が前記２回目のオフ期間よりも長いものを採用することが好ましい。
【００６１】
こうすることで、電流変化パターンの１周期目はデューティー比が５０％となり、電流変化パターンの２周期目はディーティー比が５０％より高くなる。
【００６２】
これにより電流変化パターンの波形をユニークなものにすることができ、この電流変化パターンが、ノイズ等や他の信号と混同することが回避され、少ないパルス数で電池パックの異常を精度良く検出することができる。
【００６３】
図２は、スイッチング素子５を予め設定されたオンオフシーケンスで動作させたときに、充放電経路Ｌ１に流れる電流の波形図、つまり、オンオフシーケンスに対応する電流変化パターンＡの一例を示した波形図である。
【００６４】
なお、図２の縦軸は電流を示し、横軸は時間を示している。図２に示す電流変化パターンＡは、充放電経路Ｌ１を流れる電流が１０Ａの場合を示している。充放電制御部４３は異常判定部４２により電池部２の異常が検出されると、まず、スイッチング素子５をＴ１期間オフし、電流を遮断する。これにより電流変化パターンＡの電流値は、Ｔ１期間、０Ａとなる。ここで、Ｔ１期間としては、例えば３秒を採用することができる。
【００６５】
次に、充放電制御部４３は、スイッチング素子５をＴ２期間オンし、電流を通電させる。これにより、電流変化パターンＡの電流値は、Ｔ２期間、１０Ａとなる。ここで、Ｔ２期間としては、Ｔ１期間と同一である例えば３秒を採用することができる。
【００６６】
次に、充放電制御部４３は、スイッチング素子５をＴ３期間オフし、電流を遮断する。これにより、電流変化パターンＡの電流値は、Ｔ３期間、０Ａとなる。ここで、Ｔ３期間としては、Ｔ１期間よりも長い例えば４秒を採用することができる。
【００６７】
次に、充放電制御部４３は、スイッチング素子５をＴ４期間オンし、電流を通電させる。これにより、電流変化パターンＡの電流値は、Ｔ４期間、１０Ａとなる。ここで、Ｔ４期間としては、例えば，Ｔ３期間よりも長い５秒を採用することができる。
【００６８】
次に、充放電制御部４３は、スイッチング素子５をオフし、電流を遮断する。これにより、電流変化パターンＡが終了し、以後、スイッチング素子５のオフが継続され、状態が異常である電池部２への通電が阻止され、危険を回避することができる。
【００６９】
なお、図２に示す電流変化パターンＡは一例にすぎず、Ｔ１〜Ｔ４の各値も図２に示した値に限定されず他の値を採用してもよい。また、図２に示す電流変化パターンＡは２つの矩形波を含んでいるが、これに限定されず、矩形波の個数を３つ以上にしてもよい。
【００７０】
図１に戻り、異常判定部４２は、自身の電池部２が異常でないと判定した場合であって、電流センサ３により検出された電流が、予め設定されたオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンＡで変化した場合、他の電池パック１０が異常であると判定する。
【００７１】
例えば、電池パック１０Ｂにおいて、異常判定部４２が、自身の電池部２を異常でないと判定し、かつ、電流センサ３により検出された電流が電流変化パターンＡを示すと判定した場合、電池パック１０Ｂの異常判定部４２は、電池パック１０Ａが異常であると判定する。
【００７２】
ここで、電流変化パターンＡは、図２に示すように設定されている。したがって、異常判定部４２は、電流センサ３により検出された電流値が、まず、約Ｔ１期間、約０Ａとなり、その後、約Ｔ２期間、予め設定された電流閾値ＩＴＨ（例えば０．１Ａ）を超え、その後、約Ｔ３期間、約０Ａとなり、その後、約Ｔ４期間、電流閾値ＩＴＨを超え、その後、約０Ａを示した場合、他の電池パック１０が異常であると判定すればよい。
【００７３】
このように構成された二つの電池パック１０は、一方の電池パック１０Ａの接続端子７ａと他方の電池パック１０Ｂの接続端子６ｂとが充放電経路Ｌ１である配線８で接続されることで、直列接続されて電池パックの直列回路が構成されている。そして、一方の電池パック１０Ａの接続端子６ａは、電流センサ２１、及び充放電回路２３を介して他方の電池パック１０Ｂの接続端子７ｂに接続されている。
【００７４】
そのため、電池パック１０Ａ又は電池パック１０Ｂのスイッチング素子５が予め設定されたオンオフシーケンスで動作すると、電流変化パターンＡが充放電経路Ｌ１を流れ、全ての電流センサ３及び電流センサ２１を流れる。これにより、電池パック１０は、他の電池パック１０の異常を認識することができ、パック外判定部２２１はいずれかの電池パック１０の異常を認識することができる。
【００７５】
なお、図１では、電池パック１０が２つの場合を例示したが、これに限定されず、直列接続された３つ以上の電池パック１０により電源装置１００を構成してもよいし、１つの電池パック１０により電源装置１００を構成してもよい。
【００７６】
電流センサ２１は、例えば電流センサ３と同様に構成されたセンサであり、検出した電流値を制御部２２へ出力する。ここで、電流センサ２１は、接続端子６ａ及び充放電回路２３間の充放電経路Ｌ１上に設けられている。
【００７７】
制御部２２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。
【００７８】
そして、制御部２２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、パック外判定部２２１、全体制御部２２２として機能する。
【００７９】
パック外判定部２２１は、電流センサ２１により検出された電流が、予め設定されたオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンＡで変化した場合、電池パック１０Ａ，１０Ｂのうちいずれかの電池パック１０が異常であると判定する。ここで、パック外判定部２２１が電池パック１０の異常の有無を判定する処理は、電池パック１０の充放電制御部４３における処理と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
全体制御部２２２は、電源装置１００の全体制御を司るものであり、本実施の形態では、特に、パック外判定部２２１により電池パック１０の異常が検出された場合、充放電回路２３を停止させる。また、全体制御部２２２は、パック外判定部２２１により電池パック１０の異常が検出された場合、そのことを報知部２４を用いてユーザに報知する。
【００８１】
充放電回路２３は、電池パック１０へ充放電電流を供給して電池パック１０を充放電する充放電回路である。ここで、充放電回路２３としては、例えば定電流電源回路を採用してもよいし、定電圧電源回路を採用してもよい。また、充放電回路２３としては、例えば定電流充電中に電池パック１０で電流が遮断されると定電圧充電に切り替わる定電流電圧回路を採用してもよいし、インバータ等による制御回路を採用してもよい。
【００８２】
ここで、複数の電池パック１０のうちいずれか一つが異常になると、各電池パック１０が自身のスイッチング素子５をオフするため、必ずしも全体制御部２２２が充放電回路２３による充放電動作を停止させる必要はない。しかしながら、充放電が中断された場合に充放電回路２３による充放電動作を停止させることで、充放電回路２３における電力損失を低減させることが可能となる。
【００８３】
なお、電池パック１０の充放電制御部４３は、必ずしもオンオフシーケンスの実行後にスイッチング素子５をオフさせる必要はなく、全体制御部２２２により充放電回路２３による充放電動作が停止されることで、電池部２への充放電を終了する構成を採用してもよい。
【００８４】
報知部２４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成され、全体制御部２２２の制御の下、電池パック１０の異常の有無をユーザに報知する。ここで、報知部２４は、例えば、点灯することで電池パック１０の異常を報知してもよいし、消灯することで電池パック１０が正常であることを報知するようにしてもよい。
【００８５】
また、報知部２４は、例えば正常の場合は緑、異常の場合は赤というように色を変えて点灯することで、電池パック１０の異常又は正常を報知するようにしてもよい。更に、報知部２４は、ＬＥＤに限定されず、例えば液晶表示器又はブザー等であってもよい。
【００８６】
報知部２４として、液晶表示器を採用した場合、電池パック１０の異常が検知されたときには、電池パック１０が異常であることを示す文言及びロゴマークの少なくともいずれか一方を表示すればよい。
【００８７】
更に、報知部２４としてブザーを採用した場合、電池パック１０の異常が検知された場合は、所定のビープ音を出力するようにしてもよいし、異常であることを示す音声を出力するようにしてもよい。
【００８８】
次に、上述のように構成された電源装置１００の動作について説明する。図３は、図１に示す電源装置１００を構成する電池パック１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８９】
図３を参照して、電池パック１０の異常検出時の処理について説明する。まず、温度検出部４１は、複数の温度センサＴのそれぞれにより検出された温度検出値を取り込み、電池部２の温度を検出する（ステップＳ１１）。
【００９０】
次に、異常判定部４２は、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値の平均値を算出する（ステップＳ１２）。
【００９１】
次に、異常判定部４２は、温度検出部４１から同一タイミングで出力された複数の温度検出値のバラツキを算出する（ステップＳ１３）。
【００９２】
次に、異常判定部４２は、ステップＳ１２で算出した温度検出値の平均値が閾値ＴＨ１より大きいか否かを判定すると共に、ステップＳ１３で算出した温度検出値のバラツキが閾値ＴＨ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００９３】
そして、異常判定部４２は、温度検出値の平均値が閾値ＴＨ１より大きい場合又は温度検出値のバラツキが閾値ＴＨ２より大きい場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、自身の電池部２が異常であると判定する（ステップＳ１５）。
【００９４】
次に、充放電制御部４３は、予め設定されたオンオフシーケンスでスイッチング素子５を動作させ（ステップＳ１６）、処理をステップＳ２０に進める。
【００９５】
一方、ステップＳ１４において、温度検出値の平均値が閾値ＴＨ１以下、かつ、温度検出値のバラツキが閾値ＴＨ２以下の場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、自身の電池部２は正常であると判定する（ステップＳ１７）。
【００９６】
次に、異常判定部４２は、電流センサ３により検出された電流が、電流変化パターンＡを示すことを検出した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、他の電池パック１０の電池部２が異常であると判定する（ステップＳ１９）。
【００９７】
次に、充放電制御部４３は、自身のスイッチング素子５をオフし（ステップＳ２０）、処理をステップＳ１１に戻す。ここで、例えば電池パック１０Ａにおいて、オンオフシーケンスが実行されたとすると、電池パック１０Ａ，１０Ｂは直列接続されているため、電池パック１０Ｂにおける電流センサ３、及び電流センサ２１で検出される電流も、オンオフシーケンスに応じて変化し、電流変化パターンＡを示すこととなる。
【００９８】
これにより、電池パック１０Ａは、電池パック１０Ｂと通信するための通信回路及び制御部２２と通信するための通信回路を設けなくても、自身の電池部２が異常になったことを、電池パック１０Ｂ及び制御部２２に通知することが可能となる。
【００９９】
また、ステップＳ２０の処理により、自身の電池部２の異常を検出した電池パック１０、及び他の電池パック１０の電池部２の異常を検出した電池パック１０は、共に充放電回路２３からの電流供給が遮断される。
【０１００】
一方、ステップＳ１８において、充放電制御部４３は、電流変化パターンＡを検出しなかった場合（ステップＳ１８でＮＯ）、他の電池パック１０の電池部２は正常であると判定し（ステップＳ２１）、処理をステップＳ１１に戻し、ステップＳ１１〜Ｓ２１の処理が繰り返される。
【０１０１】
図４は、制御部２２が電池パック１０の異常を判定する際の動作の一例を示すフローチャートである。まず、パック外判定部２２１は、電流センサ２１により検出された電流が電流変化パターンＡを示すか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０１０２】
そして、パック外判定部２２１が電流センサ２１により検出された電流が電流変化パターンＡを示すと判定した場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、電池パック１０Ａ，１０Ｂのうち少なくともいずれか一方の電池部２が異常であると判定する（ステップＳ３２）。
【０１０３】
次に、全体制御部２２２は、充放電回路２３を停止させる（ステップＳ３３）。次に、全体制御部２２２は、報知部２４を用いて、電池パック１０が異常であることをユーザに報知し（ステップＳ３４）、処理をステップＳ３１に戻す。
【０１０４】
一方、ステップＳ３１において、パック外判定部２２１が、電流センサ２１で検出された電流が電流変化パターンＡを示さなかった場合（ステップＳ３１でＮＯ）、電池パック１０Ａ，１０Ｂ共、正常であると判定し（ステップＳ３５）、処理をステップＳ３１に戻す。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態による電源装置１００によれば、ある電池パック１０が、自身の電池部２の異常を検出すると、自身のスイッチング素子５を予め定められたオンオフシーケンスで動作させた後、このスイッチング素子５をオフさせる。これにより、異常な電池部２に電流が流れることを防止することができる。
【０１０６】
一方、他の電池パック１０は、電流センサ３により検出される電流が、このオンオフシーケンスに対応する電流変化パターンＡで変化するため、この電流変化パターンＡに基づいて、別の電池パック１０が異常であることを検出することができる。そして、この他の電池パック１０は、別の電池パック１０の異常を検出すると、自身のスイッチング素子５をオフする。
【０１０７】
そのため、電池パック１０に自身の電池部２の状態が異常であることを通知するための通信回路を別途設けなくても、他の電池パック１０に電池部２の状態が異常であることを通知することができる。
【０１０８】
また、自身の電池部２の状態が異常であることを検出した電池パック１０は、自身のスイッチング素子５をオフすると共に、他の電池パック１０が異常であると判定した電池パック１０も自身のスイッチング素子５をオフする。
【０１０９】
これにより、直列接続された全ての電池パック１０のスイッチング素子５がオフされるため、電池パック１０が感電に至るまで高電圧になることを防止することができ、電池パック１０の交換作業を安全に行うことができる。
【０１１０】
なお、上記説明では、接続端子６，７を充電と放電とで兼用する例を示したが、充電用の接続端子のとは別に、放電専用の接続端子を有していてもよく、その場合、電池パック１０は、充電用の接続端子と電池部２との間にスイッチング素子５を配置し、かつ放電用の接続端子と電池部２との間にスイッチング素子５を配置すればよい。
【０１１１】
また、上記説明では、電池部２の温度を検出することで電池部２の状態が異常であるか否かを判定したが、これに限定されず、電池部２を構成する各二次電池２ｘの正極及び負極間の電圧又は電池部２を構成する全二次電池２ｘの正極及び負極間の電圧を検出することで、電池部２の状態が異常であるか否かを判定してもよい。
【０１１２】
この場合、制御部４において、温度検出部４１に代えて、電圧検出部を設ければよい。また、各二次電池２ｘの正極及び負極と制御部４とを電圧検出線を介して接続すればよい。そして、各電圧検出線間にＡ／Ｄコンバータを設け、電圧検出部は各二次電池２ｘの電圧を各Ａ／Ｄコンバータから周期的に取り込むようにすればよい。
【０１１３】
また、電池部２に流れる電流を検出することで、電池部２の状態が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、制御部４において温度検出部４１に代えて、電流検出部を設け、電流検出部が電流センサ３により検出された電流値を周期的に取り込むようにすればよい。
【０１１４】
また、上記説明では、温度センサＴは複数としたが、これに限定されず、１つとしても良い。この場合、異常判定部４２は、１つの温度検出値が閾値ＴＨ１より大きくなった場合、電池部２の状態が異常であると判定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係る電源装置は、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、種々の電池搭載装置、システムにおいて、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
２  電池部
３  電流センサ
４  制御部
５  スイッチング素子
６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂ  接続端子
８  配線
１０，１０Ａ，１０Ｂ  電池パック
２ｘ  二次電池
２１  電流センサ
２２  制御部
２３  充放電回路
２４  報知部
４１  温度検出部
４２  異常判定部
４３  充放電制御部
１００  電源装置
２２１  パック外判定部
２２２  全体制御部
Ａ  電流変化パターン
Ｅ  温度センサ
Ｌ１  充放電経路
【図１】
2010263705.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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