(57)【要約】【課題】スイッチング素子に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、スイッチング素子が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる保護回路、及びこれを備えた電池パックを提供する。【解決手段】接続端子１１、１２と、スイッチング部ＳＷと、電流検出部２１９と、スイッチング部ＳＷの両端間の電圧であるスイッチ電圧値Ｖｓｗを検出するスイッチング電圧検出部（２１７、２１８、２１１）と、電流検出部２１９で検出された電流値とスイッチング電圧検出部で検出されたスイッチ電圧値とを乗じることにより、スイッチング部ＳＷにおける電力損失を算出するスイッチ損失算出部２１２と、スイッチ損失算出部２１２で算出された電力損失が損失閾値Ｗｔｈを超えた場合、スイッチング部ＳＷに流れる電流を制限するスイッチ保護部２１３とを備えた。【選択図】図１
2010233369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部回路と接続されて、当該外部回路との間で二次電池の充放電電流を入出力するための接続端子と、
前記接続端子と前記二次電池との間の電流経路を開閉するスイッチング部と、
前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチング部の両端間の電圧であるスイッチ電圧値を検出するスイッチング電圧検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流の電流値と前記スイッチング電圧検出部によって検出されたスイッチ電圧値とを乗じることにより、前記スイッチング部における電力損失を算出するスイッチ損失算出部と、
前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が、予め設定された損失閾値を超えた場合、前記スイッチング部に流れる電流を制限するスイッチ保護部と
を備えることを特徴とする保護回路。
【請求項２】
前記スイッチング電圧検出部は、
前記接続端子の電圧を検出する端子電圧検出部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出部と、
前記端子電圧検出部により検出された接続端子の電圧と前記電池電圧検出部によって検出された二次電池の端子電圧との差を、前記スイッチ電圧値として算出するスイッチ電圧値算出部とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の保護回路。
【請求項３】
前記スイッチング部は、
前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、
前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、
前記スイッチ保護部は、
前記二次電池が充電されている期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記充電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより充電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該充電用スイッチング素子をオンし、
前記二次電池が放電している期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記放電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより放電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の充電方向となったとき、当該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又は２に記載の保護回路。
【請求項４】
前記スイッチ保護部は、
前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記接続端子に接続された外部回路へ、入出力電流を減少させる指示を送信することにより、当該外部回路によって、前記スイッチング部に流れる電流を制限させること
を特徴とする請求項１又は２に記載の保護回路。
【請求項５】
前記二次電池に充電電流が流れ始めたことを検出する充電検出部と、
前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記スイッチング部をオフさせた状態において前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得する出力電圧値取得部と、
前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、予め設定された判定電圧に満たない場合前記スイッチング部をオンさせ、当該判定電圧を超える場合前記スイッチング部をオフさせた状態を維持する電池保護部とをさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の保護回路。
【請求項６】
前記スイッチング部は、
前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、
前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、
前記出力電圧値取得部は、
前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記充電用スイッチング素子及び前記放電用スイッチング素子をオフさせることにより前記スイッチング部をオフさせた状態において、前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得し、
前記電池保護部は、
前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、前記判定電圧に満たない場合前記充電用スイッチング部及び前記放電用スイッチング素子をオンさせる一方、当該判定電圧を超える場合前記充電用スイッチング部をオフ、前記放電用スイッチング素子をオンさせる充電禁止状態にすること
を特徴とする請求項５記載の保護回路。
【請求項７】
前記電池保護部は、
前記充電禁止状態にされている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該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６記載の保護回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の保護回路と、
前記二次電池と
を備えることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路を保護する保護回路、及びこれを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池に流れる電流を検出し、電流が設定電流より大きくなると、電池と直列接続された半導体スイッチング素子をオフさせて電流を遮断することにより、電池を過電流から保護する過電流保護回路を内蔵した電池パックが知られている。
【０００３】
また、半導体スイッチング素子には、許容損失、すなわち当該半導体スイッチング素子で消費される電力の上限が規定されている。そして、この許容損失を超えて半導体スイッチング素子を使用すると、半導体スイッチング素子の故障を招くおそれがある。
【０００４】
そこで、半導体スイッチング素子の発熱量が消費電力と比例することを利用して、半導体スイッチング素子の温度を測定し、温度が高くなるに従って、電池を過電流から保護するために設定されている上述の設定電流値を小さくし、半導体スイッチング素子の温度が高くなると電池の過電流に満たないわずかな電流値で半導体スイッチング素子をオフさせることで、半導体スイッチング素子が許容損失を超えて故障することを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００１−２８６０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体スイッチング素子の温度を測定しようとすると、半導体スイッチング素子のパッケージにサーミスタ等の温度センサを密着させて取り付ける必要がある。しかしながら、半導体スイッチング素子のパッケージは、温度センサを取り付ける構造にはなっておらず、特許文献１に記載の保護回路を組み立てる際には、接着剤などを用いて手作業で半導体スイッチング素子のパッケージに温度センサを取り付ける必要がある。そのため、組み立て工数の増加を招いたり、半導体スイッチング素子に接着剤等で温度センサが取り付けられることにより、温度センサが外れたりする、といった故障が生じやすくなることで信頼性が低下するおそれがあるという、不都合があった。
【０００６】
このような不都合を回避するためには、半導体スイッチング素子の温度を測定することなく、半導体スイッチング素子が許容損失を超えて使用されることを防止できることが望ましい。
【０００７】
本発明の目的は、半導体スイッチング素子に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、半導体スイッチング素子が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる保護回路、及びこれを備えた電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る保護回路は、外部回路と接続されて、当該外部回路との間で二次電池の充放電電流を入出力するための接続端子と、前記接続端子と前記二次電池との間の電流経路を開閉するスイッチング部と、前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、前記スイッチング部の両端間の電圧であるスイッチ電圧値を検出するスイッチング電圧検出部と、前記電流検出部によって検出された電流の電流値と前記スイッチング電圧検出部によって検出されたスイッチ電圧値とを乗じることにより、前記スイッチング部における電力損失を算出するスイッチ損失算出部と、前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が、予め設定された損失閾値を超えた場合、前記スイッチング部に流れる電流を制限するスイッチ保護部とを備える。
【０００９】
この構成によれば、スイッチング電圧検出部によって、スイッチング部の両端間の電圧であるスイッチ電圧値が検出され、電流検出部によって二次電池に流れる電流が検出され、スイッチ損失算出部によって電流検出部によって検出された電流の電流値とスイッチング電圧検出部によって検出されたスイッチ電圧値とが乗算されて、二次電池の温度を検出することなく直接スイッチング部の電力損失が検出される。そして、スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が、予め設定された損失閾値を超えた場合、スイッチ保護部によって、スイッチング部に流れる電流が制限されるので、スイッチング部に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。
【００１０】
また、前記スイッチング電圧検出部は、前記接続端子の電圧を検出する端子電圧検出部と、前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出部と、前記端子電圧検出部により検出された接続端子の電圧と前記電池電圧検出部によって検出された二次電池の端子電圧との差を、前記スイッチ電圧値として算出するスイッチ電圧値算出部とを含むことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、端子電圧検出部によって接続端子の電圧が検出され、電池電圧検出部によって二次電池の端子電圧が検出され、スイッチ電圧値算出部によって、端子電圧検出部により検出された接続端子の電圧と電池電圧検出部によって検出された二次電池の端子電圧との差が、スイッチ電圧値として算出される。電池電圧検出部は、二次電池の過充電や過放電を監視する用途に利用可能であり、二次電池の充放電を管理するために、通常備えられている。また、端子電圧検出部は、外部回路の出力電圧を検出するために利用可能である。ここで、もし仮に、電池電圧検出部の他に、スイッチング部の両端電圧を直接検出する電圧検出回路を設けた場合には、外部回路の出力電圧を検出することは出来ない。従って、スイッチング電圧検出部を、端子電圧検出部と、電池電圧検出部と、スイッチ電圧値算出部とを用いて構成する方が、得られる情報が増加する点で好適である。
【００１２】
また、前記スイッチング部は、前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、前記スイッチ保護部は、前記二次電池が充電されている期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記充電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより充電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該充電用スイッチング素子をオンし、前記二次電池が放電している期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記放電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより放電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の充電方向となったとき、当該放電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、二次電池が充電されている期間中にスイッチ損失算出部によって算出された電力損失が損失閾値を超えた場合、スイッチ保護部によって、充電用スイッチング素子がオフされて、スイッチング部に流れる電流が制限されるので、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。ここで、充電用スイッチング素子は、二次電池の充電方向の電流のみを遮断するので、オフされても放電電流は流れる。そして、スイッチ保護部は、電力損失が損失閾値を超えたことにより充電用スイッチング素子をオフしている期間中に、電流検出部によって検出される電流が二次電池の放電方向となったとき、すなわち電力損失が損失閾値を超えたときの充電状態が解消し、再び充電用スイッチング素子をオンしても電力損失が損失閾値を超えないと考えられるとき、充電用スイッチング素子をオンすることで、再び二次電池の充電を可能とする。
【００１４】
そして、二次電池が放電されている期間中にスイッチ損失算出部によって算出された電力損失が損失閾値を超えた場合、スイッチ保護部によって、放電用スイッチング素子がオフされて、スイッチング部に流れる電流が制限されるので、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。ここで、放電用スイッチング素子は、二次電池の放電方向の電流のみを遮断するので、オフされても充電電流は流れる。そして、スイッチ保護部は、電力損失が損失閾値を超えたことにより放電用スイッチング素子をオフしている期間中に、電流検出部によって検出される電流が二次電池の充電方向となったとき、すなわち電力損失が損失閾値を超えたときの放電状態が解消し、再び放電用スイッチング素子をオンしても電力損失が損失閾値を超えないと考えられるとき、放電用スイッチング素子をオンすることで、再び二次電池の放電を可能とする。
【００１５】
また、前記スイッチ保護部は、前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記接続端子に接続された外部回路へ、入出力電流を減少させる指示を送信することにより、当該外部回路によって、前記スイッチング部に流れる電流を制限させることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が損失閾値を超えた場合、接続端子に接続された外部回路へ、入出力電流を減少させる指示を送信することにより、当該外部回路によって、スイッチング部を介して二次電池へ供給される電流が制限される結果、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。
【００１７】
また、前記二次電池に充電電流が流れ始めたことを検出する充電検出部と、前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記スイッチング部をオフさせた状態において前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得する出力電圧値取得部と、前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、予め設定された判定電圧に満たない場合前記スイッチング部をオンさせ、当該判定電圧を超える場合前記スイッチング部をオフさせた状態を維持する電池保護部とをさらに備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、充電検出部によって、二次電池に充電電流が流れ始めたこと、すなわち二次電池の充電が開始されたことが検出される。このとき、接続端子に充電電圧を印加する外部回路が故障するなど何らかの異常が生じていると、過電圧が印加されて二次電池が劣化するおそれがある。そして、出力電圧値取得部によって、スイッチング部をオフさせて二次電池の影響を排除した状態で、端子電圧検出部によって検出された接続端子の電圧値が外部回路の出力電圧値として取得されるので、外部回路が出力しようとしている電圧値を精度よく出力電圧値として取得することができる。また、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、予め設定された判定電圧に満たない場合、すなわち二次電池を充電しても過度の電圧で充電されることがない場合、スイッチング部をオンさせて二次電池を充電する。また、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、当該判定電圧を超える場合、すなわち二次電池が過度の電圧で充電されるおそれがある場合、スイッチング部をオフさせた状態を維持することにより、二次電池に過度の電圧が印加されるおそれを低減することができる。
【００１９】
この場合、スイッチング電圧検出部に含まれる端子電圧検出部を、外部回路の出力電圧を検出するための電圧検出手段として用いることができるので、外部回路の出力電圧を検出するために別途電圧検出回路を追加する必要がない。これにより、二次電池を過度の電圧印加から保護するために必要なコストの増大を低減することができる。
【００２０】
また、前記スイッチング部は、前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、前記出力電圧値取得部は、前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記充電用スイッチング素子及び前記放電用スイッチング素子をオフさせることにより前記スイッチング部をオフさせた状態において、前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得し、前記電池保護部は、前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、前記判定電圧に満たない場合前記充電用スイッチング部及び前記放電用スイッチング素子をオンさせる一方、当該判定電圧を超える場合前記充電用スイッチング部をオフ、前記放電用スイッチング素子をオンさせる充電禁止状態にすることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、充電用スイッチング素子と直列接続され、二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを備え、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、判定電圧に満たない場合、充電用スイッチング部及び放電用スイッチング素子をオンさせて、二次電池の充放電を可能にする。一方、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、判定電圧を超える場合、充電用スイッチング部をオフさせて二次電池を過度の電圧から保護する一方、放電用スイッチング素子をオンさせることにより、二次電池を放電させることを可能にできる。
【００２２】
また、前記電池保護部は、前記充電禁止状態にされている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該充電用スイッチング素子をオンすることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、充電禁止状態にされている期間中に、電流検出部によって検出される電流が二次電池の放電方向となったとき、すなわち二次電池に過度の電圧が印加されるおそれが解消したとき、電池保護部によって、充電用スイッチング素子がオンされるので、再び二次電池を充電することが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る電池パックは、上述の保護回路と、前記二次電池とを備える。
【００２５】
この構成によれば、二次電池を備えた電池パックにおいて、二次電池の充放電経路を開閉するスイッチング部に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
このような構成の保護回路、及び電池パックは、スイッチング電圧検出部によって、スイッチング部の両端間の電圧であるスイッチ電圧値が検出され、電流検出部によって二次電池に流れる電流が検出され、スイッチ損失算出部によって電流検出部によって検出された電流の電流値とスイッチング電圧検出部によって検出されたスイッチ電圧値とが乗算されて、二次電池の温度を検出することなく直接スイッチング部の電力損失が検出される。そして、スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が、予め設定された損失閾値を超えた場合、スイッチ保護部によって、スイッチング部に流れる電流が制限されるので、スイッチング部に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、スイッチング部が許容損失を超えて故障するおそれ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】
【００２７】
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保護回路４を備えた電池パック２の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す充電システム１は、電池パック２と、外部回路３とが組み合わされて構成されている。
【００２８】
充電システム１は、例えば、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、等の電池搭載機器システムである。そして、外部回路３は、例えばこれら電池搭載機器システムの本体部分であり、負荷回路３４は、これら電池搭載機器システムにおいて、電池パック２からの電力供給により動作する負荷回路である。
【００２９】
充電部３５は、例えば商用電源電圧から電池パック２の充電電流を生成する電源回路であってもよく、例えば太陽光、風力、あるいは水力といった自然エネルギーに基づき発電する発電装置や、内燃機関等の動力によって発電する発電装置等であってもよい。
【００３０】
電池パック２は、保護回路４と、組電池１４（二次電池）とを備えている。また、保護回路４は、接続端子１１，１２，１３、制御部２０１、電流検出抵抗２０２、通信部２０３、放電用スイッチング素子Ｑ１、及び充電用スイッチング素子Ｑ２を備えている。
【００３１】
なお、充電システム１は、必ずしも電池パック２と外部回路３とに分離可能に構成されるものに限られず、充電システム１全体で一つの保護回路４が構成されていてもよい。また、保護回路４を、電池パック２と外部回路３とで分担して備えるようにしてもよい。また、組電池１４は、電池パックにされている必要はなく、例えば保護回路４が、車載用のＥＣＵ（Electric Control Unit）として構成されていてもよい。
【００３２】
外部回路３は、接続端子３１，３２，３３、負荷回路３４、充電部３５、通信部３６、及び制御部３７を備えている。充電部３５は、給電用の接続端子３１，３２に接続され、通信部３６は、接続端子３３に接続されている。
【００３３】
また、電池パック２が、外部回路３に取り付けられると、電池パック２の接続端子１１，１２，１３と、外部回路３の接続端子３１，３２，３３とが、それぞれ接続されるようになっている。
【００３４】
通信部２０３，３６は、接続端子１３，３３を介して互いにデータ送受信可能に構成された通信インターフェイス回路である。充電部３５は、制御部３７からの制御信号に応じた電流、電圧を、接続端子３１，３２を介して電池パック２へ供給する電源回路である。
【００３５】
制御部３７は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御回路である。そして、電池パック２における制御部２０１から通信部２０３によって送信された要求指示が、通信部３６によって受信されると、制御部３７は、通信部３６によって受信された要求指示に応じて充電部３５を制御することにより、電池パック２から送信された要求指示に応じた電流や電圧を、充電部３５から接続端子１１，１２へ出力させる。
【００３６】
また、制御部３７は、例えば制御部２０１からの要求指示が、定電圧充電のための一定の電圧Ｖｆを要求するものであった場合、充電部３５によって、接続端子１１，１２間に電圧Ｖｆを出力させる。
【００３７】
また、制御部３７は、制御部２０１から電圧Ｖｆを要求されている場合であっても、充電部３５から出力される電流の充放電電流値Ｉｃが、組電池１４を過電流から保護するために予め設定された制限電流値Ｉｐを超えないように、電流を制限する。この場合、充放電電流値Ｉｃが制限電流値Ｉｐになると、電流制御が優先されて、接続端子１１，１２間に印加される電圧が電圧Ｖｆを下回る場合がある。
【００３８】
電池パック２では、接続端子１１は、充電用スイッチング素子Ｑ２と放電用の放電用スイッチング素子Ｑ１とを介して組電池１４の正極に接続されている。放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２としては、例えばｐチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。そして、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の直列回路によって、スイッチング部ＳＷが構成されている。
【００３９】
放電用スイッチング素子Ｑ１は、寄生ダイオードのカソードが組電池１４の方向にされており、オフすると組電池１４の放電方向の電流のみを遮断するようになっている。また、充電用スイッチング素子Ｑ２は、寄生ダイオードのカソードが接続端子１１の方向にされており、オフすると組電池１４の充電方向の電流のみを遮断するようになっている。
【００４０】
また、接続端子１２は、電流検出抵抗２０２を介して組電池１４の負極に接続されており、接続端子１１から充電用スイッチング素子Ｑ２、放電用スイッチング素子Ｑ１、組電池１４、及び電流検出抵抗２０２を介して接続端子１２に至る電流経路が構成されている。
【００４１】
なお、接続端子１１，１２，１３，３１，３２，３３は、電池パック２と外部回路３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、端子台等であってもよく、ランドやパッド等の配線パターンであってもよい。
【００４２】
電流検出抵抗２０２は、組電池１４の充電電流および放電電流を電圧値に変換する。
【００４３】
組電池１４は、例えば複数の二次電池１４１，１４２，１４３が直列接続されて構成されている。なお、組電池１４は、例えば単電池であってもよく、例えば複数の二次電池が並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続された組電池であってもよい。二次電池１４１，１４２，１４３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、種々の二次電池が用いられる。
【００４４】
二次電池１４１，１４２，１４３が、例えばリチウムイオン二次電池の単セルであった場合、上述の定電圧充電用の電圧Ｖｆとしては、セルあたり４．２Ｖ程度になるように、例えば４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖが用いられる。
【００４５】
この場合、二次電池１４１，１４２，１４３、及び組電池１４が、それぞれ請求項における二次電池の一例に相当している。
【００４６】
制御部２０１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、アナログデジタル変換回路と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。
【００４７】
そして、制御部２０１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、スイッチ電圧値算出部２１１、スイッチ損失算出部２１２、スイッチ保護部２１３、充電検出部２１４、出力電圧値取得部２１５、電池保護部２１６、端子電圧検出部２１７、電池電圧検出部２１８、及び電流検出部２１９として機能する。
【００４８】
端子電圧検出部２１７は、例えばアナログデジタル変換回路を用いて構成され、接続端子１１，１２間の端子電圧Ｖｔを検出する。
【００４９】
電池電圧検出部２１８は、例えばアナログデジタル変換回路を用いて構成され、二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をそれぞれ検出する。そして、電池電圧検出部２１８は、各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の合計電圧を組電池１４の端子電圧である電池電圧Ｖｂとして取得する。なお、電池電圧検出部２１８は、組電池１４の端子電圧を電池電圧Ｖｂとして直接検出するようにしてもよい。
【００５０】
電流検出部２１９は、例えばアナログデジタル変換回路を用いて構成され、電流検出抵抗２０２の両端間の電圧Ｖｒを検出し、この電圧Ｖｒを電流検出抵抗２０２の抵抗値Ｒで除算することにより、組電池１４に流れる充放電電流値Ｉｃを取得する。また、電流検出部２１９は、充放電電流値Ｉｃについて、例えば組電池１４を充電する方向の電流値をプラスの値で、組電池１４を充電する方向の電流値をマイナスの値で表すようになっている。
【００５１】
スイッチ電圧値算出部２１１は、端子電圧検出部２１７により検出された端子電圧Ｖｔと電池電圧検出部２１８によって検出された電池電圧Ｖｂとの差を、スイッチング部ＳＷの両端子間の電圧、すなわちスイッチング部ＳＷで生じる電圧降下であるスイッチ電圧値Ｖｓｗとして算出する。
【００５２】
なお、端子電圧検出部２１７、電池電圧検出部２１８、スイッチ電圧値算出部２１１の代わりに、スイッチング部ＳＷの両端子間の電圧を直接検出する電圧検出回路を備えてもよい。
【００５３】
スイッチ損失算出部２１２は、電流検出部２１９によって検出された充放電電流値Ｉｃとスイッチ電圧値算出部２１１によって算出されたスイッチ電圧値Ｖｓｗとを乗じることにより、スイッチング部ＳＷにおける電力損失Ｐｓｗを算出する。
【００５４】
スイッチ保護部２１３は、スイッチ損失算出部２１２によって算出された電力損失Ｐｓｗが、スイッチング部ＳＷの許容損失として予め設定された損失閾値Ｗｔｈを超えた場合、スイッチング部ＳＷに流れる電流を制限する。損失閾値Ｗｔｈとしては、例えば放電用スイッチング素子Ｑ１の許容損失と充電用スイッチング素子Ｑ２の許容損失との合計値より、ある程度のマージンを持たせてわずかに小さい値が予め設定されている。
【００５５】
また、スイッチ保護部２１３は、電力損失Ｐｓｗが損失閾値Ｗｔｈを超えた場合、例えば、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２を両方ともオフさせることで、スイッチング部ＳＷに流れる電流を遮断してもよく、あるいは充放電電流値Ｉｃが正の値すなわち充電方向の場合は充電用スイッチング素子Ｑ２のみ、充放電電流値Ｉｃが負の値すなわち放電方向の場合は放電用スイッチング素子Ｑ１のみオフさせることで、スイッチング部ＳＷに流れる電流を遮断してもよい。
【００５６】
充放電電流値Ｉｃが充電方向の場合は充電用スイッチング素子Ｑ２のみ、オフさせるようにすると、放電電流は遮断されないので、充電中に生じたスイッチング部ＳＷでの過度の電力損失の増大からスイッチング部ＳＷを保護しつつ、電池パック２に接続された図略の負荷回路へ電流を供給する必要が生じたときは、組電池１４から速やかに負荷へ電流を供給することができる。
【００５７】
また、充放電電流値Ｉｃが放電方向の場合は放電用スイッチング素子Ｑ１のみオフさせるようにすると、充電電流は遮断されないので、放電中に生じたスイッチング部ＳＷでの過度の電力損失の増大からスイッチング部ＳＷを保護しつつ、例えば発電装置の発電量に余剰が生じた場合等には、余剰電力を速やかに組電池１４へ充電させることができる。
【００５８】
充電検出部２１４は、組電池１４に充電方向の電流が流れ始めたことを検出する。具体的には、充電検出部２１４は、例えば電流検出部２１９によって検出された充放電電流値Ｉｃが、ゼロからプラス方向（充電方向）に増加した場合やマイナス（放電方向）からプラス（充電方向）に変化した場合、組電池１４に充電方向の電流が流れ始めたと判定する。
【００５９】
出力電圧値取得部２１５は、充電検出部２１４によって組電池１４に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオフさせて、端子電圧検出部２１７によって接続端子１１，１２間の端子電圧Ｖｔを検出させ、このようにして得られた端子電圧Ｖｔを、充電部３５の出力電圧値Ｖｏｕｔとして取得する。
【００６０】
電池保護部２１６は、充電検出部２１４によって組電池１４に充電電流が流れ始めたことが検出された場合において、出力電圧値取得部２１５によって取得された出力電圧値Ｖｏｕｔが、予め設定された判定電圧Ｖｔｈに満たないとき、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオンさせ、判定電圧Ｖｔｈを超える場合充電用スイッチング素子Ｑ２をオフ、放電用スイッチング素子Ｑ１をオンさせて充電禁止状態にする。
【００６１】
判定電圧Ｖｔｈとしては、充電部３５が正常な場合において充電部３５から出力される電圧の上限値を上回る電圧値が設定されている。
【００６２】
例えば、二次電池１４１，１４２，１４３がリチウムイオン二次電池であって、電圧Ｖｆとして１２．６Ｖが設定されている場合において、充電部３５が正常であれば、充電部３５から出力される電圧の上限は、１２．６Ｖとなるから、判定電圧Ｖｔｈとして、例えば１２．６Ｖを超える１５Ｖが設定される。
【００６３】
また、電池保護部２１６は、上記充電禁止状態にされている期間中に、組電池１４に放電電流が流れた場合、充電用スイッチング部をオンする。
【００６４】
なお、電池保護部２１６は、充電検出部２１４によって組電池１４に充電電流が流れ始めたことが検出された場合において、出力電圧値取得部２１５によって取得された出力電圧値Ｖｏｕｔが、判定電圧Ｖｔｈに満たない場合、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオンさせ、判定電圧Ｖｔｈを超える場合放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態を維持するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、電池保護部２１６は、例えば、電池電圧検出部２１８によって検出された二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、二次電池１４１，１４２，１４３の過充電を防止するために予め設定された過充電電圧を超えたとき、充電用スイッチング素子Ｑ２をオフすることで過充電を防止し、二次電池１４１，１４２，１４３の過放電を防止するために予め設定された過放電電圧を下回った場合、放電用スイッチング素子Ｑ１をオフして過放電を防止したりするようになっている。
【００６６】
次に、上述のように構成された充電システム１の動作について説明する。図２、図３は、図１に示す電池パック２の動作の一例を示すフローチャートである。図２は、主にスイッチ電圧値算出部２１１、スイッチ損失算出部２１２、及びスイッチ保護部２１３の動作の一例を示している。また、図３は、主に充電検出部２１４、出力電圧値取得部２１５、及び電池保護部２１６の動作の一例を示している。図２に示すフローチャートと、図３に示すフローチャートとは、並行して実行されるようになっている。
【００６７】
まず、図２に示すフローチャートから説明する。まず、端子電圧検出部２１７によって、接続端子１１，１２間の端子電圧Ｖｔが検出され（ステップＳ１）、電池電圧検出部２１８によって、組電池１４の電池電圧Ｖｂが検出される（ステップＳ２）。そして、スイッチ電圧値算出部２１１によって、端子電圧Ｖｔと電池電圧Ｖｂとの差の絶対値が、スイッチ電圧値Ｖｓｗとして算出される（ステップＳ３）。
【００６８】
次に、電流検出部２１９によって、組電池１４に流れる充放電電流値Ｉｃが検出される（ステップＳ４）。そして、スイッチ損失算出部２１２によって、スイッチ電圧値Ｖｓｗと充放電電流値Ｉｃとが乗算されて、電力損失Ｐｓｗが算出される（ステップＳ５）。
【００６９】
次に、スイッチ保護部２１３によって、電力損失Ｐｓｗと損失閾値Ｗｔｈとが比較され（ステップＳ６）、電力損失Ｐｓｗが損失閾値Ｗｔｈ以下であれば（ステップＳ６でＮＯ）、電力損失Ｐｓｗは、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の許容損失以内であるため、再びステップＳ１〜Ｓ６を繰り返す。
【００７０】
一方、電力損失Ｐｓｗが損失閾値Ｗｔｈを超えていれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、電力損失Ｐｓｗが、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の許容損失を超えるおそれがあるため、ステップＳ７へ移行する。
【００７１】
ステップＳ７において、スイッチ保護部２１３によって、充放電電流値Ｉｃがゼロより大きいか否か、すなわち組電池１４に流れる電流が充電方向であるか否かが確認される（ステップＳ７）。そして、充放電電流値Ｉｃがゼロより大きく、従って組電池１４に流れる電流が充電方向である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、スイッチ保護部２１３によって、放電用スイッチング素子Ｑ１がオン、充電用スイッチング素子Ｑ２がオフされて、スイッチング部ＳＷに流れる電流が遮断される（ステップＳ８）。
【００７２】
これによって、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２で生じる損失が許容損失を超えることが防止され、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２が故障するおそれが低減される。
【００７３】
ここで、もし仮に放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２を両方ともオフさせたとすると、組電池１４には充電、及び放電方向のいずれの電流も流れないため、充電部３５が電圧出力を停止するなどして再び充電用スイッチング素子Ｑ２をオンさせても支障のない状態になったとしても、スイッチ保護部２１３は、そのような状態になったことを知ることができない。そのため、充電用スイッチング素子Ｑ２をオフさせたままオンさせることができない。
【００７４】
しかしながら、スイッチ保護部２１３は、組電池１４に流れる電流が充電方向であった場合には、放電用スイッチング素子Ｑ１をオンしたまま、充電用スイッチング素子Ｑ２のみがオフするので、充電電流を遮断した状態（ステップＳ８）であっても放電電流は流れるようになっている。
【００７５】
そこで、スイッチ保護部２１３によって、充放電電流値Ｉｃがゼロより小さいか否か、すなわち組電池１４に流れる電流が放電方向に変化したか否かが確認される（ステップＳ９）。そして、充放電電流値Ｉｃがゼロより小さくなり、すなわち電流が放電方向に変化すれば（ステップＳ９でＹＥＳ）、充電電流により電力損失Ｐｓｗが、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の許容損失を超えるおそれがある状況が解消されたと考えられるので、スイッチ保護部２１３は、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオンして組電池１４を充放電可能な状態とし（ステップＳ１２）、再びステップＳ１へ移行する。
【００７６】
一方、ステップＳ７において、充放電電流値Ｉｃがゼロ以下であって、従って組電池１４に流れる電流が放電方向であると考えられる場合（ステップＳ７でＮＯ）、スイッチ保護部２１３によって、放電用スイッチング素子Ｑ１がオフ、充電用スイッチング素子Ｑ２がオンされて、スイッチング部ＳＷに流れる電流が遮断される（ステップＳ１０）。
【００７７】
これによって、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２で生じる損失が許容損失を超えることが防止され、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２が故障するおそれが低減される。
【００７８】
ここで、もし仮に放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２を両方ともオフさせたとすると、組電池１４には充電、及び放電方向のいずれの電流も流れないため、負荷回路３４が電源オフされる等、再び放電用スイッチング素子Ｑ１をオンさせても支障のない状態になったとしても、スイッチ保護部２１３は、そのような状態になったことを知ることができない。そのため、放電用スイッチング素子Ｑ１をオフさせたままオンさせることができない。
【００７９】
しかしながら、スイッチ保護部２１３は、組電池１４に流れる電流が放電方向であった場合には、充電用スイッチング素子Ｑ２をオンしたまま、放電用スイッチング素子Ｑ１のみがオフするので、放電電流を遮断した状態（ステップＳ１０）であっても充電電流は流れるようになっている。
【００８０】
そこで、スイッチ保護部２１３によって、充放電電流値Ｉｃがゼロより大きいか否か、すなわち組電池１４に流れる電流が充電方向に変化したか否かが確認される（ステップＳ１１）。そして、充放電電流値Ｉｃがゼロより大きくなり、すなわち電流が充電方向に変化すれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、充電電流により電力損失Ｐｓｗが、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の許容損失を超えるおそれがある状況が解消されたと考えられるので、スイッチ保護部２１３は、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオンして組電池１４を充放電可能な状態とし（ステップＳ１２）、再びステップＳ１へ移行する。
【００８１】
以上、ステップＳ１〜Ｓ１２の処理によれば、保護回路４を備えた電池パック２は、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２の温度を測定することなく、従って、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２に温度センサを取り付けることによる組み立て工数の増加や信頼性の低下が生じることを回避しつつ、半導体スイッチング素子が許容損失を超えて故障するおそれを低減することができる。
【００８２】
特に、充電用スイッチング素子Ｑ２を完全にオンオフさせる飽和領域で用いるのではなく、オン抵抗を生じさせる非飽和領域で用いることで、充電用スイッチング素子Ｑ２で電圧降下を生じさせて充電部３５から供給された充電電圧を微調整する場合には、組電池１４に流れる充電電流が同じ条件であっても、充電用スイッチング素子Ｑ２のオン抵抗を増大させると充電用スイッチング素子Ｑ２での電力損失Ｐｓｗが増大する。
【００８３】
背景技術においては、このような電力損失Ｐｓｗの増大を間接的に温度で検出してスイッチング素子を保護することになるが、図１に示す電池パック２のように、スイッチング部ＳＷでの電力損失Ｐｓｗを直接算出する方が、許容損失に対する保護の精度を向上することが容易である。
【００８４】
なお、ステップＳ６において、電力損失Ｐｓｗが損失閾値Ｗｔｈを超えた場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、電流の方向にかかわらず、放電用スイッチング素子Ｑ１と充電用スイッチング素子Ｑ２とを両方ともオフして放電用スイッチング素子Ｑ１と充電用スイッチング素子Ｑ２とを保護するようにしてもよい。
【００８５】
また、ステップＳ６において、電力損失Ｐｓｗが損失閾値Ｗｔｈを超えた場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、スイッチ保護部２１３は、通信部２０３から通信部３６へ、充電部３５の出力電流を低下させる要求指示を送信することによって充電部３５から出力される電流の充放電電流値Ｉｃを減少させることで、スイッチング部ＳＷに流れる電流を制限するようにしてもよい。
【００８６】
次に、図３を参照して、充電検出部２１４、出力電圧値取得部２１５、及び電池保護部２１６の動作について説明する。図３に示すステップＳ１０１〜Ｓ１１０の動作は、図２に示すステップＳ１〜Ｓ１２と並行して実行されている。
【００８７】
まず、電流検出部２１９によって、組電池１４に流れる充放電電流値Ｉｃが検出される（ステップＳ１０１）。
【００８８】
次に、電流検出部２１９によって検出された充放電電流値Ｉｃに基づいて、充電検出部２１４によって、組電池１４に充電電流が流れ始めたか否か、すなわち組電池１４の充電が開始されたか否かが確認される（ステップＳ１０２）。そして、充電検出部２１４によって、組電池１４に充電電流が流れ始めたことが検出されると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、出力電圧値取得部２１５によって、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２がオフされる（ステップＳ１０３）。
【００８９】
次に、端子電圧検出部２１７によって、端子電圧Ｖｔが検出される（ステップＳ１０４）。そして、出力電圧値取得部２１５によって、端子電圧検出部２１７で検出された端子電圧Ｖｔが、出力電圧値Ｖｏｕｔとして取得される（ステップＳ１０５）。
【００９０】
さらに、電池保護部２１６によって、出力電圧値Ｖｏｕｔと判定電圧Ｖｔｈとが比較され（ステップＳ１０６）、出力電圧値Ｖｏｕｔが判定電圧Ｖｔｈに満たなければ（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、充電部３５から正常に充電電圧が出力されていると考えられるから、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２がオンされて（ステップＳ１１０）、充放電可能な状態にされる。
【００９１】
一方、出力電圧値Ｖｏｕｔが判定電圧Ｖｔｈ以上であれば（ステップＳ１０６でＮＯ）、充電部３５が正常な場合において出力される電圧の上限値を上回る電圧が、充電部３５から出力されていることとなるから、充電部３５に異常が生じていると考えられるので、放電用スイッチング素子Ｑ１がオン、充電用スイッチング素子Ｑ２がオフされて（ステップＳ１０７）、充電禁止状態にされる。
【００９２】
これにより、組電池１４に過電圧が印加されて劣化するおそれが低減される。また、放電用スイッチング素子Ｑ１はオンされているので、充電部３５の出力電圧が低下して組電池１４の電池電圧Ｖｂより低くなれば、組電池１４を放電させて負荷回路３４へ負荷電流を供給することが可能とされている。
【００９３】
なお、ステップＳ１０７において、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２をオフのまま維持するようにしてもよい。
【００９４】
ここで、もし仮に、ステップＳ１０３において充電用スイッチング素子Ｑ２をオフせず、充電用スイッチング素子Ｑ２をオンしたまま、ステップＳ１０４において端子電圧Ｖｔを検出すると、充電部３５が例えば定電圧充電のための電圧Ｖｆを出力しようとしている場合であっても、充電部３５から出力された電流が組電池１４に流れるため、充放電電流値Ｉｃが制限電流値Ｉｐを超えて、電流制御が優先されて端子電圧Ｖｔが低下し、充電部３５が電圧Ｖｆとして出力しようとしている電圧よりも、端子電圧Ｖｔが低くなる場合がある。
【００９５】
一方、例えば充電部３５が電圧Ｖｆとして１２．６Ｖを出力すべきところ、充電部３５の故障等により、充電部３５が電圧Ｖｆとして例えば１５Ｖを出力してしまう場合がある。このような場合、ステップＳ１０６において、充電部３５の出力電圧が判定電圧Ｖｔｈ以上になったことで、充電部３５の異常を検出しようとしているのであるが、上述のように充電部３５から出力された電流が組電池１４に流れて充電部３５が電圧Ｖｆとして出力しようとしている電圧よりも端子電圧Ｖｔが低くなると、充電部３５の異常を検出することができなくなってしまう。
【００９６】
そこで、ステップＳ１０３において、充電用スイッチング素子Ｑ２をオフして組電池１４に流れる電流を遮断し、ステップＳ１０４において端子電圧Ｖｔを出力電圧値Ｖｏｕｔとして検出することで、実際に充電部３５が電圧Ｖｆとして出力しようとしている電圧を出力電圧値Ｖｏｕｔとして検出することができる結果、ステップＳ１０６において充電部３５の異常の有無を正しく判定することが可能となる。
【００９７】
また、もし仮に、ステップＳ１０３において放電用スイッチング素子Ｑ１をオフせず、放電用スイッチング素子Ｑ１をオンしたまま、ステップＳ１０４において端子電圧Ｖｔを検出すると、組電池１４の出力電圧が接続端子１１，１２に回り込んで出力電圧値Ｖｏｕｔの検出精度が低下するおそれがある。
【００９８】
そこで、ステップＳ１０３において、放電用スイッチング素子Ｑ１をオフして組電池１４から接続端子１１，１２に回り込む電圧を遮断することで、出力電圧値Ｖｏｕｔの検出精度を向上させるようになっている。
【００９９】
次に、電流検出部２１９によって、組電池１４に流れる充放電電流値Ｉｃが検出される（ステップＳ１０８）。
【０１００】
そして、電池保護部２１６は、電流検出部２１９によって検出された充放電電流値Ｉｃがゼロ以上であれば（ステップＳ１０９でＮＯ）、ステップＳ１０８〜Ｓ１０９を繰り返して充電用スイッチング素子Ｑ２をオフのまま維持する一方、電流検出部２１９によって検出された充放電電流値Ｉｃがマイナスの値となり、すなわち放電方向の電流値となった場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、充電部３５によって過電圧が印加されるおそれは解消したと考えられるので、ステップＳ１１０へ移行して、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２がオンされて（ステップＳ１１０）、充放電可能な状態にされる。
【０１０１】
以後、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０の動作が繰り返される。以上、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０がステップＳ１〜Ｓ１２と並行して実行されることにより、充電部３５による組電池１４の充電開始時に、故障等により組電池１４に過電圧が印加されるおそれを低減することができる。
【０１０２】
なお、ステップＳ１〜Ｓ１２とステップＳ１０１〜Ｓ１１０との並列動作において、放電用スイッチング素子Ｑ１、及び充電用スイッチング素子Ｑ２のオン、オフ制御が競合した場合、オフ動作が優先される。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１２の処理とステップＳ１０１〜Ｓ１１０の処理のうち、いずれか一方の処理によりオフにされたスイッチング素子は、他方の処理によりオンされることはない。
【０１０３】
また、ステップＳ１０４において端子電圧Ｖｔを検出する端子電圧検出部２１７は、ステップＳ１においてもスイッチ電圧値Ｖｓｗの算出用の端子電圧Ｖｔを検出するために用いられており、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０による電池の保護を実行するためにのみ、アナログデジタル変換器等の高価な電圧検出回路を必要とする端子電圧検出部２１７を新たに追加する必要がない。
【０１０４】
そのため、ステップＳ１〜Ｓ１２の処理により、放電用スイッチング素子Ｑ１及び充電用スイッチング素子Ｑ２を保護する構成において、例えばＲＯＭに記憶される制御プログラムを追加するだけで、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０による電池の保護を実行可能となるので、このような電池の保護を行うためのコストの増大を低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る保護回路、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、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態に係る保護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に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
１  充電システム
２  電池パック
３  外部回路
４  保護回路
１１，１２，１３，３１、３２、３３  接続端子
１４  組電池
３４  負荷回路
３５  充電部
３６，２０３  通信部
３７，２０１  制御部
１４１，１４２，１４３  二次電池
２０２  電流検出抵抗
２１１  スイッチ電圧値算出部
２１２  スイッチ損失算出部
２１３  スイッチ保護部
２１４  充電検出部
２１５  出力電圧値取得部
２１６  電池保護部
２１７  端子電圧検出部
２１８  電池電圧検出部
２１９  電流検出部
Ｉｃ  充放電電流値
Ｐｓｗ  電力損失
Ｑ１  放電用スイッチング素子
Ｑ２  充電用スイッチング素子
ＳＷ  スイッチング部
Ｖｂ  電池電圧
Ｖｏｕｔ  出力電圧値
Ｖｓｗ  スイッチ電圧値
Ｖｔ  端子電圧
Ｖｔｈ  判定電圧
Ｗｔｈ  損失閾値
【図１】
2010233369.tif 000003
【図２】
2010233369.tif 000004
【図３】
2010233369.tif 000005