(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電検出動作機能を有するモジュールの放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを計測する評価装置であって、
前記放電過電流検出電流値より小さく設定した放電電流値を初期値として放電電流を放電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電通電期間の間流す第１の処理と、
前記放電電流が遮断しなかった場合、放電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記放電電流に加算した放電電流を前記放電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記放電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記放電過電流検出電流値を計測する第１の計測手段と、
前記充電過電流検出電流値より小さく設定した充電電流値を初期値として充電電流を充電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電通電期間の間流す第１の処理と、
前記充電電流が遮断しなかった場合、充電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記充電電流に加算した充電電流を前記充電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記充電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記充電過電流検出電流値を計測する第２の計測手段と、の少なくとも１つの計測手段を有することを特徴とする評価装置。
【請求項２】
前記放電通電期間と前記放電休止期間とを合わせた時間が、前記放電過電流検出遅延時間と前記放電過電流復帰遅延時間とを合わせた時間に等しく、
前記充電通電期間と前記充電休止期間とを合わせた時間が、前記充電過電流検出遅延時間と前記充電過電流復帰遅延時間とを合わせた時間に等しいことを特徴とする請求項１記載の評価装置。
【請求項３】
前記第１の計測手段は、
前記放電電流が遮断した事を判断し、前記放電過電流検出電流値を計測した後、前記放電通電期間に、前記放電過電流検出電流値より小さい放電電流を流し、前記放電過電流復帰遅延時間を計測し、
前記第２の計測手段は、
前記充電電流が遮断した事を判断し、前記充電過電流検出電流値を計測した後、前記充電通電期間に、前記充電過電流検出電流値より小さい充電電流を流し、前記充電過電流復帰遅延時間を計測することを特徴とする請求項１または請求項２記載の評価装置。
【請求項４】
前記放電過電流検出電流値、前記放電過電流検出遅延時間、前記放電過電流復帰遅延時間、および、前記充電過電流検出電流値、前記充電過電流検出遅延時間、前記充電過電流復帰遅延時間の順番で順じ繰返し計測することを特徴とする請求項３記載の評価装置。
【請求項５】
充放電検出動作機能を有するモジュールの放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを計測する評価装置の評価方法であって、
前記放電過電流検出電流値より小さく設定した放電電流値を初期値として放電電流を放電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電通電期間の間流す第１の処理と、
前記放電電流が遮断しなかった場合、放電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記放電電流に加算した放電電流を前記放電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記放電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記放電過電流検出電流値を計測する第１の計測工程と、
前記充電過電流検出電流値より小さく設定した充電電流値を初期値として充電電流を充電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電通電期間の間流す第１の処理と、
前記充電電流が遮断しなかった場合、充電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記充電電流に加算した充電電流を前記充電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記充電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記充電過電流検出電流値を計測する第２の計測工程と、の少なくとも１つの計測工程を有することを特徴とする評価方法。
【請求項６】
充放電検出動作機能を有するモジュールの放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを計測するコンピュータに実行させる評価プログラムであって、
前記放電過電流検出電流値より小さく設定した放電電流値を初期値として放電電流を放電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電通電期間の間流す第１の処理と、
前記放電電流が遮断しなかった場合、放電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記放電電流に加算した放電電流を前記放電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記放電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記放電過電流検出電流値を計測する第１の計測工程と、
前記充電過電流検出電流値より小さく設定した充電電流値を初期値として充電電流を充電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電通電期間の間流す第１の処理と、
前記充電電流が遮断しなかった場合、充電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記充電電流に加算した充電電流を前記充電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記充電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記充電過電流検出電流値を計測する第２の計測工程と、の少なくとも１つの計測工程を前記コンピュータに実行させることを特徴とする評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｌｉイオン電池の保護機能を有する電池モジュールの過電流検出回路を評価する評価装置、評価方法および評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する技術を紹介する。特許文献１は、スイッチング電源を保護するスイッチング電源保護回路として、スイッチング電源を構成する各素子に過度の電流が流れた場合に過度電流検出信号を発する過電流検出器と、過電流検出器からの過度電流検出信号をサンプリングし所定期間ホールドして出力するホールド回路と、スイッチング電源の出力異常を検出して過負荷検出信号を発する過負荷検出器とを設け、この過負荷検出器からの過負荷検出信号とホールド回路からの過度電流検出信号との論理積をとることにより、スイッチング電源に対する保護処理を、両信号が所定時間持続して出力されるまで保留する構成とする。これにより、入力や負荷の変動によるスイッチング電源装置（スイッチングレギュレータ）の誤動作を効率的に防止する。
【０００３】
特許文献２は、従来の充電過電流検出回路、放電過電流検出回路、遅延手段、放電経路遮断手段（放電制御用ＦＥＴ）、充電経路遮断手段（充電制御用ＦＥＴ）と共に、遅延手段における遅延時間を短縮する短縮回路と、充電器マイナス端子の電位（Ｖ−）が、放電時に予め異常放電状態検出用に定められた閾値Ｖｔ（Ｖｔ＞＞Ｖｈ）よりも高くなること、あるいは、充電時に予め異常充電状態検出用に定められた閾値Ｖｅ（Ｖｅ＜＜Ｖｊ）よりも低くなることを検出する異常検出回路を設け、この異常検出回路で異常放電状態および異常充電状態を検出すると短縮回路を起動して放電電流経路および充電電流経路の遮断を早める。これにより、従来はテスト用に用いられていた、放電過電流状態および充電過電流状態のそれぞれの検出信号の遅延時間の短縮技術を、通常の放電時および充電時の保護機能に利用する。
【０００４】
また、上記文献と関連する技術について図８から図１２を用いて説明する。図８において１１０は、Ｌｉ電池の充放電制御を行うＬｉ電池保護ＩＣである。１００は、Ｌｉ電池保護ＩＣ１１０、充放電制御スイッチＱ２,Ｑ１、外付け抵抗Ｒ１,Ｒ２、コンデンサＣ１を搭載したＬｉ電池保護モジュールである。
【０００５】
まず、Ｌｉ電池保護モジュール１００の放電制御について説明する。Ｌｉ電池保護モジュール１００の外部には端子ＣＮ１（ＢＡＴＴ＋）とＣＮ２（ＢＡＴＴ−）にリチウムイオン電池等の二次電池１０２が接続され端子ＣＮ４（ＯＵＴ＋）とＣＮ３（ＯＵＴ−）には携帯電話、ゲーム機器等の機能を構成する電気回路等が接続され、それを負荷１０３として表わす。
【０００６】
Ｌｉ電池保護ＩＣ１１０の外付けの電流遮断用としての放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２が接続されており端子ＣＮ１からＲ１を経由してＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ１（Ｖｄｄ）からＬｉ電池保護ＩＣ １１０に電源が供給されている。
【０００７】
Ｌｉ電池保護ＩＣ １１０内の充電過電流検出回路１１４及び放電過電流検出回路１１５にはそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｃ、Ｖｒｅｆ＿ｄが設定されている。一方Ｌｉ電池保護ＩＣ １１０の端子ＴＮ５（Ｖ−）には抵抗Ｒ２がＬｉ電池保護モジュール １００の端子ＣＮ３（ＯＵＴ−）及び充電制御スイッチＱ２のソースの交点に接続されている。論理回路１２１、レベルシフト１１８はそれぞれＬｉ電池保護ＩＣ １１０の端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）及びＴＮ４（Ｃｏｕｔ）に接続されて両信号共“Ｈ”が出力されており放電制御スイッチＱ１の制御端子（ゲート）及び充電制御スイッチＱ２の制御端子（ゲート）が“Ｈ”となり放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２がオンしている。
【０００８】
Ｌｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ４、ＣＮ３に前記負荷１０３を接続すると二次電池１０２から端子ＣＮ１、ＣＮ４、負荷１０３、ＣＮ３、充電制御スイッチＱ２のソース、ドレイン、放電制御スイッチＱ１のドレイン、ソース、端子ＣＮ２の順で矢印１０４の方向に放電電流が流れる。
【０００９】
負荷１０３に流れた放電電流Ｉｄと放電制御スイッチＱ１のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄ及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｃによるＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ２（Ｖｓｓ）基準の正電圧が抵抗Ｒ２を経由してＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される。
【００１０】
この電圧が放電過電流検出回路１１５に印加され設定された前記基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｄより低い値となっている。負荷が小さくなった場合放電電流Ｉｄが大きくなり放電過電流値（Ｉｄ＿ｄｅｔ）を超えた時放電過電流検出回路１１５の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｄを前記正電圧が超えた時、動作開始信号が放電過電流検出回路１１５から発振回路１１３へ入力され所定の発振周波数で発振を開始する。発振回路の次段に接続されたカウンタ１１６からはあらかじめ設定しておいた時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）後に論理回路１２１に“Ｈ” が出力され論理回路１２１への他入力との論理和、論理積等の論理結果によりＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）に“Ｌ”を出力し外付けの放電制御スイッチＱ１の制御端子に“Ｌ”が出力され放電制御スイッチＱ１がオフし放電電流Ｉｄが遮断される。
【００１１】
負荷１０３がＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ４（ＯＵＴ＋）、ＣＮ３（ＯＵＴ−）から開放されると放電過電流（Ｉｄ＿ｄｅｔ）検出状態より開放されあらかじめＬｉ電池保護ＩＣ１１０の内部で設定された時定数後に抵抗Ｒ２経由で端子ＴＮ５（Ｖ−）の電位が放電過電流検出回路１１５の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｄ以下となる。その結果放電過電流検出回路１１５から論理回路１２１及び発振回路１１３へ“Ｌ” 信号が出力されあらかじめ設定されていた所定時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後にＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）に“Ｈ” が出力され放電過電流状態から復帰する事となる。
【００１２】
次にＬｉ電池保護モジュール１００ の充電制御について図９に基づき説明する。放電制御時に説明したブロックで同一動作のものには同一番号を付与している。Ｌｉ電池保護モジュール１００の外部には端子ＣＮ１（ＢＡＴＴ＋）とＣＮ２（ＢＡＴＴ−）にリチウムイオン電池等の二次電池１０２が接続され端子ＣＮ４（ＯＵＴ＋）とＣＮ３（ＯＵＴ−）には二次電池を充電する為の充電器１０４が接続されている。Ｌｉ電池保護ＩＣ１１０には外付けの電流遮断用としての放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２が接続されており端子ＣＮ１（ＢＡＴＴ＋）よりＲ１を経由して端子ＴＮ１（Ｖｄｄ）にはＬｉ電池保護ＩＣ １１０に電源が供給されている。
【００１３】
Ｌｉ電池保護ＩＣ １１０内の充電過電流検出回路１１４及び放電過電流検出回路１１５にはそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｃ、Ｖｒｅｆ＿ｄが設定されている。Ｌｉ電池保護モジュール １００の端子ＣＮ４（ＯＵＴ＋）、ＣＮ３（ＯＵＴ−）に前記充電器１０４を接続すると充電器１０４から端子ＣＮ４、ＣＮ１、二次電池１０２、端子ＣＮ２、放電制御スイッチＱ１のソース、ドレイン、充電制御スイッチＱ２のドレイン、ソース、端子ＣＮ３の順で矢印１０６の方向に充電電流が流れる。充電器１０４より二次電池１０２に流れた充電電流Ｉｃと放電制御スイッチＱ１のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｃ及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｃによるＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ２（Ｖｓｓ）基準の負電圧が抵抗Ｒ２を経由してＬｉ電池保護ＩＣの端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される。この電圧が充電過電流検出回路１１４に設定された前記基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｃより絶対値で低い値となっている。二次電池１０２への充電電流Ｉｃが大きくなり充電過電流値（Ｉｃ＿ｄｅｔ）を超え充電過電流検出回路１１４の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｃより前記負電圧が小さくなった時、動作開始信号が充電過電流検出回路１１４から発振回路１１３へ入力され所定の発振周波数で発振を開始する。発振回路の次段に接続されたカウンタ１１６からはあらかじめ設定しておいた時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）後に論理回路１１７に“Ｈ”が出力され論理回路の他入力との論理和、論理積等の論理結果がレベルシフト１１８へ“Ｌ”を出力しＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ４（Ｃｏｕｔ）に“Ｌ”を出力し、外付けの充電制御スイッチＱ２の制御端子に“Ｌ”が出力され充電制御スイッチＱ２がオフし充電電流Ｉｃが遮断される。
【００１４】
充電器１０４が開放され端子ＴＮ４（ＯＵＴ＋）とＴＮ３（ＯＵＴ−）の間に負荷１０３が接続されると図８に示す状態となりＬｉ電池１０２の正電圧が端子ＣＮ１（ＢＡＴＴ＋）、ＣＮ４（ＯＵＴ＋）、負荷１０３、ＣＮ３（ＯＵＴ−）、抵抗Ｒ２経由で端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される事となり充電過電流検出回路１１４の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｃ以上となり充電過電流（Ｉｃ＿ｄｅｔ）状態より復帰する。
【００１５】
その結果、充電過電流検出回路１１４から論理回路１１７及び発振回路１１３へ“Ｌ”信号が出力されあらかじめ設定済の所定時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後にＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ４（Ｃｏｕｔ）に“Ｈ”が出力され充電過電流状態から復帰する事となる。
【００１６】
上記記載の充放電検出動作機能を有するＬｉ電池保護モジュール１００の上記充放電検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔ及びＩｄ＿ｄｅｔを計測するべく評価装置（図示せず）がＬｉ電池保護モジュール１００のＣＮ３（ＯＵＴ−）、ＣＮ２（ＢＡＴＴ−）に接続されている。
【００１７】
図１０、１１にて放電過電流検出電流値計測時の検査フローを説明する。
【００１８】
まず、放電過電流値（Ｉｄ＿ｄｅｔ）以下の放電電流初期値ＩｄをＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ３、ＣＮ２間に流す（ステップＳ−１）。
【００１９】
次に、放電過電流検出遅延時間ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ+αとし放電過電流検出が確実に動作する時間の間待つ（ステップＳ−２）。その後、電流遮断しているかどうかを判断する（ステップＳ−３）。
【００２０】
電流遮断していれば（ステップＳ−３／ＹＥＳ）、処理を終了する。電流遮断していなければ（ステップＳ−３／ＮＯ）、放電電流をΔIdだけ増加させたＩｄ＋ΔＩｄを流す（ステップＳ−４）。その後、ステップＳ−２の処理での待ち時間後、ステップＳ−３の処理で、電流遮断判断の繰返しループを実行し電流遮断するまで実行する。
ここでｔ＿S-2、ｔ＿S-3、ｔ＿S-4は、ステップＳ−２、Ｓ−３、Ｓ−４を実現する為のプログラムステップに要する時間を表わす。
【００２１】
この結果計測開始後の時間ｔ１に放電過電流値を検出した場合放電制御スイッチＱ１でのオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄでの熱損失は、［Ｒｏｎ１＿ｄ×Ｉｄ＋Ｒｏｎ２＿ｄ×（Ｉｄ＋ΔＩｄ）＋Ｒｏｎ３＿ｄ×（Ｉｄ＋ΔＩｄ）＋‥‥‥］×（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）  （１）
となる。
【００２２】
一方、充電制御スイッチＱ２でのオン抵抗Ｒｏｎ＿ｃによる熱損失は［Ｒｏｎ１＿ｃ ×Ｉｄ ＋ Ｒｏｎ２＿ｃ ×（Ｉｄ＋ΔＩｄ） ＋ Ｒｏｎ３＿ｃ ×（Ｉｄ＋ΔＩｄ）+‥‥‥］×(ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ)         （２）となる。
ここでＲｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃは、周囲温度が高くなると大きくなる傾向の為上記熱損失による自己発熱によりＲｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃは大きくなる。Ｒｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃが大きくなる事で放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃと放電電流Ｉｄによる電圧降下が大きくなり上記抵抗Ｒ２を経由してＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される正電圧が大きくなる為に見かけ上放電過電流検出電流値の計測結果が小さくなる。同様に充電時の検出も図１２にて充電過電流検出電流値計測時の検査フローで示しているように放電過電流検出電流値計測時と同等で有り放電制御スイッチＱ１でのオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄによる熱損失及び充電制御スイッチＱ２でのオン抵抗Ｒｏｎ＿ｃによる熱損失は、それぞれ、以下のようになる。
［Ｒｏｎ４＿ｄ×Ｉｃ＋Ｒｏｎ５＿ｄ×（Ｉｃ＋ΔＩｃ）＋Ｒｏｎ６＿ｄ×（Ｉｃ＋ΔＩｃ）＋‥‥］×（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（３）
［Ｒｏｎ４＿ｃ×Ｉｃ＋Ｒｏｎ５＿ｃ×（Ｉｃ＋ΔＩｃ）＋Ｒｏｎ６＿ｃ×（Ｉｃ＋ΔＩｃ）＋‥‥］×（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ＋α）                      （４）
【００２３】
上記熱損失による自己発熱によりＲｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃは大きくなる。Ｒｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃが大きくなる事で放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄ及びＲｏｎ＿ｃと充電電流Ｉｃによる電圧降下が大きくなり上記抵抗Ｒ２を経由してＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される負電圧が大きくなる為に見かけ上充電過電流検出電流値の計測結果が小さくなる。
【００２４】
上記熱損失を少なくさせる為には上記図１１で記載した各フローステップＳ−２、Ｓ−３、Ｓ−４の実行プログラム数を少なくするか上記ステップを高速に処理させる事しか対応方法が無い。図１０の時間αは、このプログラムステップ動作に消費される時間である。
【特許文献１】特開２００４−４８８８４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかし、上記のような充放電過電流検出電流値の計測方法では自己発熱によるオン抵抗増加による検出電流値が小さめに計測される。また、充放電過電流検出遅延時間の計測にはそれぞれ単独で計測する必要があり時間が約２倍かかってしまう。
【００２６】
本発明は、放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを高精度に計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明にかかる評価装置は、
充放電検出動作機能を有するモジュールの放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを計測する評価装置であって、
前記放電過電流検出電流値より小さく設定した放電電流値を初期値として放電電流を放電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電通電期間の間流す第１の処理と、
前記放電電流が遮断しなかった場合、放電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した放電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記放電電流に加算した放電電流を前記放電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記放電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記放電過電流検出電流値を計測する第１の計測手段と、
前記充電過電流検出電流値より小さく設定した充電電流値を初期値として充電電流を充電過電流検出遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電通電期間の間流す第１の処理と、
前記充電電流が遮断しなかった場合、充電過電流復帰遅延時間より長くまたは同じ時間に設定した充電休止期間経過後、あらかじめ設定した増加幅電流を前記充電電流に加算した充電電流を前記充電通電期間の間流す第２の処理と、を行い、前記充電電流が遮断するまで前記第２の処理を繰り返し行い、前記充電過電流検出電流値を計測する第２の計測手段と、の少なくとも１つの計測手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、放電過電流検出電流値と、充電過電流検出電流値と、の少なくとも１つを高精度に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、従来の充放電過電流検出電流値の計測方法では自己発熱によるオン抵抗増加による検出電流値が小さめに計測されるという問題点、充放電過電流検出遅延時間の計測にはそれぞれ単独で計測する必要があり時間が約２倍かかってしまうという問題点を解決し、充放電過電流検出電流値を高精度に測定することができる。
【００５０】
上述した本発明を実施する実施の形態について以下に説明していく。
【００５１】
まず、図１を参照して本発明を説明する。
【００５２】
充放電検出動作機能を有するＬｉ電池保護モジュール１００の充電過電流検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔ及び放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔを計測可能な評価装置２００内の機能を説明する。
【００５３】
評価装置２００の端子ＣＮ２０１とＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ３が接続されグランド端子ＣＮ２０２とＣＮ２が接続されている。抵抗Ｒｓは電流検出用として挿入されておりＱ２０１、Ｑ２０２のＰＮＰ、ＮＰＮトランジスタ、電力増幅器２０５からなる回路よりプシュプル出力されている。２０１は電流、電圧フォースを切替える切替回路、２０３は放電通電期間Ｔｏｎ＿ｄ、放電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｄ及び充電通電期間Ｔｏｎ＿ｃ、充電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｃの時間を制御するＰＷＭ制御回路、２０２は放電電流Ｉｄ、放電電流値の増加量ΔＩｄ及び充電電流Ｉｃ、充電電流値の増加量ΔＩｃを設定する電圧制御回路、２０４は電圧制御回路２０２で設定した電圧値により、所望の電流値が流れているかを検出しまた電流遮断している事を検出する電流検出回路、２０６は電流印加開始から電流遮断までの時間を計測する時間計測回路である。
【００５４】
Ｔｏｎ＿ｄの設定時間は放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）より長く設定されておりＴｏｆｆ＿ｄの設定時間は、放電過電流復帰遅延時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）よりも長く設定されている。また、放電電流初期値Ｉｄは、放電過電流検出電流値（Ｉｄ＿ｄｅｔ）より小さい電流値に設定されている。また、Ｔｏｎ＿ｃの設定時間は、充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）より長く設定されておりＴｏｆｆ＿ｃの設定時間は充電過電流復帰遅延時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）よりも長く設定されている。また、充電電流初期値Ｉｃは充電過電流検出電流値（Ｉｃ＿ｄｅｔ）より小さい電流値に設定されている。
【００５５】
まず図２で時間ｔ０で電圧制御回路２０２で設定された放電電流初期値Ｉｄが時間設定されたＴｏｎ＿ｄの期間、端子ＣＮ２０１より印加される。この時、時間計測回路２０６にて時間計測が開始される。
【００５６】
放電電流がＩｄ＜Ｉｄ＿ｄｅｔで有る為Ｔｏｎ＿ｄ時間後のｔ１で放電電流Ｉｄは設定したゼロとなる。この時、ＰＷＭ制御回路２０３で設定したＴｏｎ＿ｄ以内に電流遮断しない事を時間計測回路２０６が検出して時間計測を停止し計測値は破棄されリセットされる。
【００５７】
ｔ１よりｔ２までの放電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｄ後放電電流値をΔＩｄだけ増加させて時間ｔ２よりＩｄ＋ΔＩｄの放電電流を端子ＣＮ２０１よりＣＮ３へ印加する。電流が印加された直後時間計測回路２０６にて時間計測が開始されるが、この時印加される放電電流値がＩｄ＋ΔＩｄ＜Ｉｄ＿ｄｅｔで有る為ＰＷＭ制御回路２０３で設定したＴｏｎ＿ｄ以内に電流遮断せずｔ３で放電電流値は、Ｉｄ＝０となり時間計測回路２０６で計測中の時間計測が停止し計測値が破棄、リセットされる。
【００５８】
その後、放電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｄ後のｔ４より放電電流がＩｄ＋ΔＩｄ＋ΔＩｄに設定されＣＮ３に印加されると共に時間計測回路２０６にて時間計測が開始される。この時、印加される放電電流値は、Ｉｄ＋２×ΔＩｄ＞Ｉｄ＿ｄｅｔとなり、この放電電流値と放電電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗で発生する正電圧が抵抗Ｒ２を経由してＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ５（Ｖ−）に印加される。この印加された正電圧が前記放電電流検出回路１１５内の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｄより大きい為放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）後に論理回路１２１より端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）に“Ｌ”が出力され放電制御スイッチＱ１の制御端子に印加され放電制御スイッチＱ１がオフとなる。
【００５９】
このタイミングが図２のｔ５である。電流遮断した時間ｔ５にて電流検出回路２０４で電流遮断を検出し放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔが計測される事になる。
【００６０】
ここで放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔをよぎった時の図２のＢ部の拡大図６について説明すると、放電電流を放電電流初期値Ｉｄから開始し、放電電流値の増加量ΔＩｄの増加ステップで放電電流を増加させていく場合、ΔＩｄの増加ステップの間隔内に放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔが存在した場合を示しており、放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔをよぎった瞬間から放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）後に放電電流が遮断する。
【００６１】
電流遮断したｔ５で時間計測回路２０６では、時間計測を終了し、放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）が同時に算出される。
【００６２】
ここで放電過電流が検出されるまでの熱損失は放電制御スイッチＱ１及び充電制御スイッチＱ２のオン抵抗Ｒｏｎ＿ｄ、Ｒｏｎ＿ｃと放電電流値、放電通電期間Ｔｏｎ＿ｄ、放電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｄで決定され以下の値となる。
【００６３】
ＰＬｏｓｓ１＋ＰＬｏｓｓ２＋ＰＬｏｓｓ３＝［Ｉｄ×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）＋（Ｉｄ＋ΔＩｄ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）］×Ｔｏｎ＿ｄ＋（Ｉｄ＋２ΔＩｄ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ
【００６４】
次に放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔ及び充電過電流検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔの同時計測について図３，４，５に基づいて説明する。
【００６５】
放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔ及び充電過電流検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔの計測方法は上記放電過電流の検出方法と基本的に同一である。
【００６６】
放電電流初期値Ｉｄ、充電電流初期値Ｉｃの設定値を初期値としてＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ３に印加を開始する。
【００６７】
ｔ０〜ｔ４までは放電電流及び充電電流は放電過電流検出電流値（Ｉｄ＿ｄｅｔ）及び充電過電流検出電流値（Ｉｃ＿ｄｅｔ）より小さく設定されている為、放電通電期間Ｔｏｎ＿ｄ及び充電通電期間Ｔｏｎ＿ｃの期間にて電流遮断は起こらない。時間ｔ４にて放電電流をΔＩｄ増加させて印加するがＩｄ＋ΔＩｄ＜Ｉｄ＿ｄｅｔの条件の為やはり電流遮断はしない。時間ｔ６より充電電流をΔＩｃ増加させてＩｃ＋ΔＩｃをＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ３へ印加する。この電流値はＩｃ＋ΔＩｃ ＞ Ｉｃ＿ｄｅｔ を満足する為充電電流値がＩｃ＿ｄｅｔの値をよぎった瞬間から充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）後の時間ｔ７でＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ４（Ｃｏｕｔ）から“Ｌ”が出力され充電制御スイッチＱ２の制御端子に印加され充電制御スイッチＱ２がオフし電流遮断する。この時時間計測回路２０６にて充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）が計測完了されている。
【００６８】
時間ｔ８の時点で評価装置２００の端子ＣＮ２０１から電圧ゼロが出力され、充電過電流復帰遅延時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後にＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ４（Ｃｏｕｔ）から“Ｈ”が出力され充電制御スイッチＱ２がオンする。時間ｔ７で電流遮断を時間計測回路２０６で検出後に時間計測結果を記憶装置（図示せず）に記録し時間計測回路２０６をリセット後に図４に示すように電圧制御回路２０２により充電電流値をＩｃ＿ｄｅｔ以下のＩｃ＿ｒｅｌの電流が充電制御スイッチＱ２がオンした時流れるような値に設定しＬｉ電池保護モジュール１００のＣＮ３（ＯＵＴ−）へ印加すると、充電過電流復帰遅延時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後のｔ７−１で充電制御スイッチＱ２がオンするような設定も可能である。
【００６９】
もちろん時間計測回路２０６にて時間計測をｔ７で開始しており充電過電流復帰遅延時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）も計測完了している。
【００７０】
ｔ８〜ｔ９の期間は、充電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｃを示しｔｏｆｆ＿ｃ＞ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙに設定されている為時間ｔ９では、Ｌｉ電池保護ジュール１００は、通常動作状態に戻っている。
【００７１】
充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）の計測終了までの熱損失合計は、ＰｄＬｏｓｓ１＋ＰｃＬｏｓｓ１＋ＰｄＬｏｓｓ２＋ＰｃＬｏｓｓ２＝｛Ｉｄ×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｄ｝＋｛Ｉｃ×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｃ｝＋｛（Ｉｄ＋ΔＩｄ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｄ｝＋｛（Ｉｃ＋ΔＩｃ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ｝
【００７２】
時間ｔ９より放電電流値は、Ｉｄ＋２×ΔＩｄに設定されＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＣＮ３より印加される。この放電電流値は、Ｉｄ＋２×ΔＩｄ＞Ｉｄ＿ｄｅｔの値となっている為放電電流がＩｄ＿ｄｅｔをよぎった瞬間から放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）後の時間ｔ１０でＬｉ電池保護ＩＣ１１０の端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）から“Ｌ”が出力され放電制御スイッチＱ１の制御端子に印加され放電制御スイッチＱ１がオフし電流遮断する。この瞬間時間計測回路２０６にて放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）が計測される。
【００７３】
放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）の計測終了までの熱損失合計は、以下のようになる。
ＰｄＬｏｓｓ１＋ＰｃＬｏｓｓ１＋ＰｄＬｏｓｓ２＋ＰｃＬｏｓｓ２＋ＰｄＬｏｓｓ３＝｛Ｉｄ×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｄ｝＋｛Ｉｃ×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｃ｝＋｛（Ｉｄ＋ΔＩｄ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×Ｔｏｎ＿ｄ｝＋｛（Ｉｃ＋ΔＩｃ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ｝＋｛（Ｉｄ＋２ΔＩｄ）×（Ｒｏｎ＿ｄ＋Ｒｏｎ＿ｃ）×ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ｝
時間ｔ１１の時点で評価装置２００の端子ＣＮ２０１から電圧ゼロが出力され、放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後にＬｉ電池保護モジュール１００の端子ＴＮ３（Ｄｏｕｔ）から“Ｈ”が出力され放電制御スイッチＱ１がオンする。
【００７４】
時間ｔ１０で放電電流遮断を時間計測回路２０６で検出後に時間計測結果を記憶装置（図示せず）に記録し時間計測回路２０６をリセット後に図５に示すように電圧制御回路２０２により放電電流値をＩｄ＿ｄｅｔ以下のＩｄ＿ｒｅｌの電流が放電制御スイッチＱ１がオンした時流れるような値に設定しＬｉ電池保護モジュール１００のＣＮ３（ＯＵＴ−）へ印加すると放電過電流復帰遅延時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）後のｔ１０−１で充電制御スイッチＱ１がオンするような設定も可能である。もちろん時間計測回路２０６にて時間計測をｔ１０で開始しており放電過電流復帰遅延時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）も計測完了している。
【００７５】
本実施形態において、放電電流初期値Ｉｄ＜Ｉｄ＿ｄｅｔ（放電過電流検出電流値）の初期条件を満足し、放電通電期間をＴｏｎ＿ｄ＞ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ（放電過電流検出遅延時間）に設定し放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔの計測を開始し初期条件にて放電過電流を検出しなかった場合、放電電流値をＩｄ＝０の値に設定してＴｏｆｆ＿ｄ＞ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ（放電過電流復帰遅延時間）の条件を満足する放電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｄの期間流し、その後放電電流をＩｄ＋ΔＩｄに増加させＴｏｎ＿ｄの期間流す事を繰返す事により放電過電流検出電流値を計測するのでＦＥＴ＿ｃ、ＦＥＴ＿ｄの発熱を抑えて精度良く放電過電流検出電流値を計測する事が出来る。
【００７６】
本実施形態においては、放電通電期間（Ｔｏｎ＿ｄ）と放電休止期間（Ｔｏｆｆ＿ｄ）とを合わせた時間が、放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）と放電過電流復帰遅延時間（ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）とを合わせた時間に等しくしたので放電過電流検出遅延時間及び放電過電流復帰遅延時間の計測時間の短縮及び最適化が可能となる。
【００７７】
本実施形態においては、充電電流初期値Ｉｃ＜ Ｉｃ＿ｄｅｔ（充電過電流検出電流値）の初期条件を満足し、充電通電期間をＴｏｎ＿ｄ ＞ ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ（充電過電流検出遅延時間）に設定し充電過電流検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔの計測を開始し初期条件にて充電過電流を検出しなかった場合、充電電流値をＩｃ＝０の値に設定してＴｏｆｆ＿ｃ＞ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ（充電過電流復帰遅延時間）の条件を満足する充電休止期間Ｔｏｆｆ＿ｃの期間流しその後充電電流をＩｃ＋ΔＩｃに増加させＴｏｎ＿ｄの期間流す事を繰返す事により充電過電流検出電流値を計測するのでＦＥＴ＿ｃ、ＦＥＴ＿ｄの発熱を抑えて精度良く充電過電流検出電流値を計測することができる。
【００７８】
本実施形態においては、充電通電期間（Ｔｏｎ＿ｃ）と充電休止期間（Ｔｏｆｆ＿ｃ）とを合わせた時間が、充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）と充電過電流復帰遅延時間（ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙ）とを合わせた時間に等しくしたので充電過電流検出遅延時間及び充電過電流復帰遅延時間の計測時間の短縮及び最適化が可能となる。
【００７９】
本実施形態においては、放電電流が遮断した事を判断し放電過電流検出電流値を計測した時と同時に上記放電過電流検出遅延時間（ｔＩｄ＿ｄｅｌａｙ）の計測が放電電流遮断時に同時測定出来るようにしたので計測時間の短縮化が可能となる。
【００８０】
本実施形態においては、充電電流が遮断した事を判断し充電過電流検出電流値を計測した時と同時に上記充電過電流検出遅延時間（ｔＩｃ＿ｄｅｌａｙ）の計測が充電電流遮断時に同時測定出来るようにしたので計測時間の短縮化が可能となる。
【００８１】
本実施形態においては、放電過電流検出電流値Ｉｄ＿ｄｅｔを計測した時に放電電流を放電過電流検出電流値（Ｉｄ＿ｄｅｔ）以下に下げる事で放電過電流検出からの復帰遅延時間：放電過電流復帰遅延時間ｔＩｄｒｅｌ＿ｄｅｌａｙを計測可能としたので計測時間の短縮化が可能となる。
【００８２】
本実施形態においては、充電過電流検出電流値Ｉｃ＿ｄｅｔを計測した時に充電電流を充電過電流検出電流値（Ｉｃ＿ｄｅｔ）以下に下げる事で充電過電流検出からの復帰遅延時間：充電過電流復帰遅延時間ｔＩｃｒｅｌ＿ｄｅｌａｙを計測可能としたので計測時間の短縮化が可能となる。
【００８３】
本実施形態においては、放電過電流検出電流値、放電過電流検出遅延時間、放電過電流復帰遅延時間及び充電過電流検出電流値、充電過電流検出遅延時間、充電過電流復帰遅延時間の順番で順じ繰返し測定する事としたので計測時間の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態における評価装置を示す構成図である。
【図２】本実施形態において、放電過電流検出電流値の測定と時間との関係を示す図である。
【図３】本実施形態において、放電過電流検出電流値および充電過電流検出電流値同時計測した場合の時間との関係を示す図である。
【図４】図３におけるＣ部を拡大した図である。
【図５】図３におけるＤ部を拡大した図である。
【図６】図２のＢ部と、図１０のＡ部とを拡大した図である。
【図７】本実施形態において、放電過電流検出遅延時間および放電過電流復帰遅延時間も計測したものを示す図である。
【図８】従来技術を説明するための図である。
【図９】従来技術を説明するための図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【図１１】従来技術を説明するための図である。
【図１２】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８５】
１００    Ｌｉ電池保護モジュール
２００    評価装置
２０１    切替回路
２０２    電圧制御回路
２０３    ＰＷＭ制御回路
２０４    電流制御回路
２０５    電力増幅器
２０６    時間計測回路
【図１】
0005412771.tif 000002
【図２】
0005412771.tif 000003
【図３】
0005412771.tif 000004
【図４】
0005412771.tif 000005
【図５】
0005412771.tif 000006
【図６】
0005412771.tif 000007
【図７】
0005412771.tif 000008
【図８】
0005412771.tif 000009
【図９】
0005412771.tif 000010
【図１０】
0005412771.tif 000011
【図１１】
0005412771.tif 000012
【図１２】
0005412771.tif 000013