(57)【要約】【課題】既存の電子部品を利用することにより、劣化を防止する回路のサイズを抑える充放電装置および過充電防止方法を提供する。【解決手段】計測した電流を積算した結果を用いて電池が劣化すると判定されると、正極側の電池に並列に接続されるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられる複数の電界効果トランジスタのうちの第１の電界効果トランジスタと、負極側の電池に並列に接続される電界効果トランジスタのうちの第２の電界効果トランジスタと、第１の電界効果トランジスタおよび第２の電界効果トランジスタ以外で且つ決められた電界効果トランジスタと、を用いて、第１の電界効果トランジスタから決められた電界効果トランジスタだけを介して第２の電界効果トランジスタに電流が流れるように、第１の電界効果トランジスタ、第２の電界効果トランジスタ、決められた電界効果トランジスタ、それぞれの制御端子を制御する、充放電装置である。【選択図】図１
2014117091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の電池各々に並列に接続されるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられる複数の電界効果トランジスタと、 
充放電時に前記電池に流れる電流を計測する電流計測部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
計測した電流を積算した結果を用いて前記電池が過充電になると判定すると、
正極側の前記電池に並列に接続される前記電界効果トランジスタのうちの第１の電界効果トランジスタと、負極側の前記電池に並列に接続される前記電界効果トランジスタのうちの第２の電界効果トランジスタと、前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第２の電界効果トランジスタ以外で且つ決められた前記電界効果トランジスタと、を用いて、前記第１の電界効果トランジスタから決められた前記電界効果トランジスタだけを介して前記第２の電界効果トランジスタに電流が流れるように、前記第１の電界効果トランジスタ、前記第２の電界効果トランジスタ、決められた前記電界効果トランジスタ、それぞれの制御端子を制御する、
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
前記決められた電界効果トランジスタは、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタとの間にある前記電界効果トランジスタの中から、コンバータ回路に設けられるコイルを介さずに前記第１の電界効果トランジスタから前記第２の電界効果トランジスタへ電流が流れる経路が形成されるように選択された前記電界効果トランジスタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
【請求項３】
前記第２の電界効果トランジスタが接続されている前記電池に、抵抗素子と第３の電界効果トランジスタとが直列に接続された回路を並列に接続し、
前記制御部は、
前記電池が過充電になると判定すると、前記第１の電界効果トランジスタから決められた前記電界効果トランジスタだけを介して前記第３の電界効果トランジスタと前記抵抗素子に電流が流れるように、前記第１の電界効果トランジスタ、前記第２の電界効果トランジスタ、決められた前記電界効果トランジスタ、前記第３の電界効果トランジスタ、それぞれの制御端子を制御する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の充放電装置。
【請求項４】
前記第１の電界効果トランジスタが接続されている前記電池に、第４の電界効果トランジスタを並列に接続し、
前記制御部は、
前記電池が過充電になると判定すると、前記第４の電界効果トランジスタから決められた前記電界効果トランジスタだけを介して前記第３の電界効果トランジスタと前記抵抗素子に電流が流れるように、前記第１の電界効果トランジスタ、前記第２の電界効果トランジスタ、決められた前記電界効果トランジスタ、前記第３の電界効果トランジスタ、前記第４の電界効果トランジスタ、それぞれの制御端子を制御する、ことを特徴とする請求項３に記載の充放電装置。
【請求項５】
直列に接続された複数の電池各々に並列に接続されるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられる複数の電界効果トランジスタと、充放電時に前記電池に流れる電流を計測する電流計測部と、を備える装置の過充電保護方法であって、
計測した電流を積算した結果を用いて前記電池が過充電になるか否かを判定し、
過充電になると判定されると、正極側の前記電池に並列に接続される前記電界効果トランジスタのうちの第１の電界効果トランジスタと、負極側の前記電池に並列に接続される前記電界効果トランジスタのうちの第２の電界効果トランジスタと、前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第２の電界効果トランジスタ以外で且つ決められた前記電界効果トランジスタと、を用いて、前記第１の電界効果トランジスタから決められた前記電界効果トランジスタだけを介して前記第２の電界効果トランジスタに電流が流れるように、前記第１の電界効果トランジスタ、前記第２の電界効果トランジスタ、決められた前記電界効果トランジスタ、それぞれの制御端子を制御する、
ことを特徴とする過充電防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過充電を防止する充放電装置および過充電防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池をＳＯＣ（State of Charge）が高い状態（例えば、満充電に近い状態）で充電するとリチウム析出で電池容量が急激に劣化する。そのため、ＳＯＣが高い状態では充電しないように、抵抗素子を用いて電流を消費させてリチウムイオン二次電池の劣化を防止している。しかし、この方法では抵抗素子のサイズが大きくなるため、リチウムイオン二次電池の劣化を防止する回路のサイズが大きくなる。
【０００３】
関連する技術として高効率の無停電直流電源装置が開示されている。この無停電直流電源装置によれば、複数個のリチウムイオン二次電池のセルを直列接続して電池モジュールを複数個直列接続する電池電源を、スイッチング電源の昇圧コンバータ回路とスイッチング回路との間に接続して高電圧部でバックアップする。例えば、特許文献１を参照。
【０００４】
また、関連する技術として電池を効率よく均等化し、均等化の際に生じる電力を有効利用する装置が開示されている。その装置のトランスは、セルブロックを構成する電池を充電可能な充電用の二次巻き線と、セルブロックを放電可能な放電用の二次巻き線を備えている。充電用の二次巻き線は、二次側整流出力回路と出力制御スイッチを介して各々の電池に接続されている。放電用の二次巻き線は、ブロック放電スイッチを介してブロック放電回路に接続されると共に、ブロック放電スイッチはスイッチング制御回路に制御される。また、スイッチング制御回路が出力制御スイッチを制御して、セルブロックを構成する各々の電池が均等化され、さらにスイッチング制御回路がブロック放電スイッチを制御して、各々のセルブロック間を均等化する。例えば、特許文献２を参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０６４９４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、既存の電子部品を利用することにより、劣化を防止する回路のサイズを抑える充放電装置および過充電防止方法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】
実施の態様のひとつである充放電装置は、複数の電界効果トランジスタ、電流計測部、制御部を備えている。
複数の電界効果トランジスタは、直列に接続された複数の電池各々に並列に接続されるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられている。電流計測部は、充放電時に電池に流れる電流を計測する。
【０００８】
制御部は、計測した電流を積算した結果を用いて電池が過充電になるか否かを判定する。過充電になると判定されると、第１の電界効果トランジスタから、第１の電界効果トランジスタおよび第２の電界効果トランジスタ以外で且つ決められた電界効果トランジスタだけを介して、第２の電界効果トランジスタに電流が流れるように、それぞれの制御端子を制御する。第１の電界効果トランジスタは、正極側の電池に並列に接続される。第２の電界効果トランジスタは、負極側の電池に並列に接続される。
【発明の効果】
【０００９】
実施の態様によれば、劣化を防止する回路のサイズを抑えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１のアクティブセルバランス回路の一実施例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１の制御部の一実施例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１の制御部の劣化防止処理の動作の一実施例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２のアクティブセルバランス回路の一実施例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態２の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態３のアクティブセルバランス回路の一実施例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態３の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態１について説明する。
実施形態１では、充放電装置に設けられるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に既に設けられている電界効果トランジスタ（以降、トランジスタと呼ぶ）を用いて、電池の劣化の一因となる電池への過充電を防止する。アクティブセルバランス回路とは、電圧値が高い二次電池セルのエネルギー（電力）を電圧値が低い二次電池セルに移動させることで電圧値の均等化を行うための回路である。そのコンバータ回路に既に設けられているトランジスタとは、アクティブセルバランスを行うために設けられているトランジスタである。すなわち、過充電になると判定された場合に、電池へ充電するための電流を既に設けられているトランジスタに流れるようにし、該トランジスタを用いて電流を消費させ、電池の劣化を防止する。このように、既存のトランジスタを流用することにより、電池の劣化を防止する回路を新たに設けなくてよくなる。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００１２】
実施形態１のアクティブセルバランス回路について説明する。
図１は、実施形態１のアクティブセルバランス回路の一実施例を示す図である。図１に示すアクティブセルバランス回路は、複数のトランジスタＴ１〜Ｔ６、コイルＬ１〜Ｌ３、スイッチＳＷ１、電流計測部３、制御部１、記憶部２などを備えている。なお、本例では電池４個の電圧を均等にする例を示したが、４つに限定されるものではない。また、電圧を均等にする電池の数量により、トランジスタとコイルの数量も変わり、アクティブセルバランス回路の配線も変わる。
【００１３】
複数のトランジスタＴ１〜Ｔ６は、直列に接続された複数の電池４ａ〜４ｄ各々に並列に接続されるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられる。トランジスタＴ１〜Ｔ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることが考えられる。
【００１４】
コイルＬ１〜Ｌ３は、トランジスタＴ１〜Ｔ６を用いて構成されるインダクタ結合方式のアクティブセルバランス回路に用いられ、隣接する電池間でインダクタ電流の充電と放電を行わせることにより、隣接する電池間で電圧を均等にする。
【００１５】
スイッチＳＷ１は、電池４ａ〜４ｄを充電または放電をするときに接続状態に切り替え、制御部１により制御される。スイッチＳＷ１は、例えば、スイッチやリレーなどが考えられる。
【００１６】
電流計測部３は、充放電時に電池４ａ〜４ｄに流れる電流を計測する。例えば、電流計などが考えられる。また、電流計測部３が計測したデータは制御部１に出力される。
制御部１は、電池への充電と電池からの放電、アクティブセルバランス、電池の劣化の防止などの制御を行う。制御部１（コンピュータなど）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いることが考えられる。
【００１７】
劣化の防止の制御は、制御部１が電流計測部３により計測された電流を積算した結果を用いて電池４ａ〜４ｄが過充電になるか否かを判定する。過充電になるか否かの判定は、例えば、積算した電流量が、予め決められた電池の満充電を示すＳＯＣの値以上になるか否かを判定することが考えられる。また、電圧計測部により計測した電池の電圧が、予め決められた電池の満充電を示す電圧値以上になるか否かを判定することが考えられる。電圧計測部は、例えば、電圧計などが考えられ、電圧計測部が計測したデータは制御部１に出力される。
【００１８】
過充電になると判定されると、トランジスタＴ１からトランジスタＴ２、Ｔ３だけを介してトランジスタＴ４に電流が流れるように、トランジスタＴ１〜Ｔ４それぞれの制御端子（ゲート端子）を制御する。すなわち、トランジスタＴ１〜Ｔ４の制御端子に、制御端子以外の２つの端子間（ドレイン−ソース間）に電流が流れるようにする信号を制御部１から出力する。その結果、電池４ａ〜４ｄを充電するための電流がトランジスタＴ１〜Ｔ４に流れ、トランジスタＴ１〜Ｔ４で電流が消費されるようになる。
【００１９】
トランジスタＴ１（第１の電界効果トランジスタ）は、図１における正極（＋）側の電池４ａに並列に接続される。トランジスタＴ４（第２の電界効果トランジスタ）は、負極（−）側の電池４ｄに並列に接続される。トランジスタＴ２、Ｔ３（決められた電界効果トランジスタ）は、トランジスタＴ１、Ｔ４以外で且つ電池４ｂ、４ｃにそれぞれ並列に接続される。すなわち、トランジスタＴ１は、直列に接続された複数の電池で構成される電池ブロックの正極に接続される電池４ａに並列に接続され、トランジスタＴ４は、電池ブロックの負極に接続される電池４ｄに並列に接続される。また、トランジスタＴ１からトランジスタＴ２、Ｔ３だけを介してトランジスタＴ４に電流が流れるようにするのは、トランジスタＴ１とトランジスタＴ４との間にコンバータ回路のコイルを介さない経路を形成するためである。すなわち、決められた電界効果トランジスタとは、トランジスタＴ１とトランジスタＴ４との間にあるトランジスタの中から、コイルを介さずにトランジスタＴ１からトランジスタＴ４へ電流が流れる経路が形成されるように選択されたトランジスタである。
【００２０】
なお、本例では電池４個の電圧を均等にする例を示したが、４つに限定されるものではない。ただし、４つでない場合においても、第１の電界効果トランジスタから第１の電界効果トランジスタと第２の電界効果トランジスタの間にある決められた複数の電界効果トランジスタを介して第２の電界効果トランジスタへ電流を流すように制御すればよい。
【００２１】
記憶部２は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、制御部１が記憶部を有している場合には記憶部２を用いなくてもよい。
【００２２】
制御部について説明する。
図２は、実施形態１の制御部の一実施例を示す図である。図２の制御部１は充電状態算出部２０１、判定部２０２、切替部２０３などを有している。
【００２３】
充電状態算出部２０１は、電流計測部３により計測された電流を積算して電流量を求める。また、充電状態算出部２０１は該電流値を用いてＳＯＣを求めてもよいし、電池の開回路電圧からＳＯＣを推定してもよい。
【００２４】
判定部２０２は、充電状態算出部２０１で算出した値と過充電になるか否かを判定するための決められた閾値と比較し、電池４ａ〜４ｄが過充電になるか否かを判定する。閾値は、電池の満充電を示すＳＯＣの値、または電池の満充電を示す電圧値などが考えられる。
【００２５】
切替部２０３は、判定部２０２の判定結果が過充電になる場合、トランジスタＴ１〜Ｔ４の制御端子以外の２つの端子間（ドレイン−ソース間）に電流が流れるようにする信号を、トランジスタＴ１〜Ｔ４の制御端子に出力する。
【００２６】
実施形態１の制御部の動作について説明する。
図３は、実施形態１の制御部の劣化防止処理の動作の一実施例を示す図である。ステップＳ３０１では制御部１が電流計測部３から電流値を取得する。ステップＳ３０２では制御部１が取得した電流値を積算して電池４ａ〜４ｄの充電状態を算出する。ステップＳ３０３では、制御部１がステップＳ３０２で算出した充電状態を示す値と過充電を判定するための閾値とを比較し、過充電になるか否かを判定する。過充電となる場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０４に移行し、過充電にならない場合（Ｎｏ）にはステップＳ３０１に移行する。ステップＳ３０４では、制御部１が記憶部２に記憶されている制御情報４０１を参照してトランジスタＴ１〜Ｔ４を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ４に電流を流して消費させる。
【００２７】
図４は、実施形態１の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図４の制御情報４０１は、「切替素子」「セルバランス」「放電」「過充電でない場合」「過充電になる場合」に記憶される情報を有している。「切替素子」にはスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ６を識別する情報が記憶されている。本例では、スイッチＳＷ１を識別する情報「ＳＷ１」、トランジスタＴ１〜Ｔ６を識別する情報「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」「Ｔ４」「Ｔ５」「Ｔ６」が記憶されている。
【００２８】
「セルバランス」には、アクティブセルバランスを実行する場合にスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ６を制御するための情報が記憶されている。本例では、図１の回路に対してセルバランスを実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を遮断状態にする情報「０」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ６をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する情報「ＰＷＭ制御」が記憶されている。なお、本例ではセルバランスを、充放電をしない場合に実行させているが、充放電中に実行してもよく、その場合には「ＳＷ１」に接続状態にする情報「１」を記憶しておく。
【００２９】
「放電」には、電池４ａ〜４ｄから負荷へ放電をする場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ６を制御するための情報が記憶されている。本例では、図１の回路に対して放電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ６に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００３０】
「過充電でない場合」には、充電装置などにより電池４ａ〜４ｄを充電する場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ６を制御するための情報が記憶されている。本例では、図１の回路に対して充電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ６に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００３１】
「過充電になる場合」には、過充電になると判定された場合に電池４ａ〜４ｄに充電をしないようにする場合における、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ６を制御するための情報が記憶されている。本例では、図１の回路に対して過充電をしないようにする場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ４」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ４に電流を流す状態にする情報「１」が記憶されている。また、「Ｔ５」「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ５、Ｔ６に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００３２】
また、制御部１は回生電流により電池が過充電になるか否かを判定し、回生電流により電池が過充電になる場合には、制御部１がトランジスタＴ１〜Ｔ４を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ４に電流を流して消費させてもよい。
【００３３】
また、低温において電池への充電をする場合、例えば、低温であるか否かを既存の温度計測部などを用いて計測し、決められた温度より低いと判定された場合には、制御部１がトランジスタＴ１〜Ｔ４を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ４に電流を流して消費させてもよい。
【００３４】
なお、劣化防止処理中において、電池への過充電がないことを検出すると、通常の充放電の処理に戻る。
実施形態１によれば、アクティブセルバランス回路のコンバータ回路に設けられている既存のトランジスタを用いて電流を消費させて電池の劣化を防止させるため、劣化を防止する回路を新たに設けなくてよい。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００３５】
実施形態２について説明する。
実施形態２では、充放電装置に設けられるアクティブセルバランス回路のコンバータ回路に既に設けられているトランジスタを用いて、実施形態１と同様に電池の劣化の一因となる電池への過充電を防止する。すなわち、過充電になると判定された場合に、既に設けられているトランジスタと過充電防止用に設けた抵抗素子に、電池へ充電するための電流が流れるようにし、電池の劣化を防止する。このように、既存のトランジスタと過充電防止用に設けた抵抗素子を用いて電池の劣化を防止するので、該抵抗素子のサイズを従来の抵抗素子より小さくできる。その結果、劣化を防止する回路のサイズが抑えられる。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００３６】
実施形態２のアクティブセルバランス回路と劣化を防止する回路について説明する。
実施形態２では、図５に示すようにトランジスタＴ４が接続されている電池４ｄに、抵抗素子Ｒ１とトランジスタＴ７（第３の電界効果トランジスタ）とが直列に接続された回路を並列に接続する。図５は、実施形態２のアクティブセルバランス回路と劣化を防止する回路の一実施例を示す図である。
【００３７】
実施形態２の制御部１は、電池４ａ〜４ｄが過充電になると判定されるとトランジスタＴ１から決められたトランジスタＴ２、Ｔ３を介してトランジスタＴ７と抵抗素子Ｒ１に電流が流れるように、それぞれのトランジスタの制御端子を制御する。抵抗素子Ｒ１は、決められた抵抗値である。
【００３８】
実施形態２の制御部の劣化防止処理の動作について図３と図６を用いて説明する。
実施形態２では、制御部１が電流計測部３から電流値を取得し、電池４ａ〜４ｄの充電状態を算出する。続いて、制御部１が算出した充電状態を表す値と過充電になるか否かを判定する閾値とを比較して、判定をする。図３で説明したステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同じ処理である。過充電となる場合、制御部１が記憶部２に記憶されている実施形態２の制御情報６０１を参照してトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７と抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させる。
【００３９】
図６は、実施形態２の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図６の制御情報６０１は、「切替素子」「セルバランス」「放電」「過充電でない場合」「過充電になる場合」に記憶される情報を有している。「切替素子」にはスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ７を識別する情報が記憶されている。本例では、スイッチＳＷ１を識別する情報「ＳＷ１」、トランジスタＴ１〜Ｔ７識別する情報「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」「Ｔ４」「Ｔ５」「Ｔ６」「Ｔ７」が記憶されている。
【００４０】
「セルバランス」には、アクティブセルバランスを実行する場合にスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御するための情報が記憶されている。本例では、図５の回路に対してセルバランスを実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を遮断状態にする情報「０」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ６をＰＷＭ制御する情報「ＰＷＭ制御」が記憶されている。「Ｔ７」に関連付けてトランジスタＴ７に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。なお、本例ではセルバランスを、充放電をしない場合に実行させているが、充放電中に実行してもよく、その場合には「ＳＷ１」に接続状態にする情報「１」を記憶しておく。
【００４１】
「放電」には、電池４ａ〜４ｄから負荷へ放電をする場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御するための情報が記憶されている。本例では、図５の回路に対して放電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ７」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ７に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００４２】
「過充電でない場合」には、充電装置などにより電池４ａ〜４ｄを充電する場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御するための情報が記憶されている。本例では、図５の回路に対して充電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ７」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ７に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００４３】
「過充電になる場合」には、過充電になると判定された場合に電池４ａ〜４ｄに充電をしないようにする場合のスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御するための情報が記憶されている。本例では、図５の回路に対して過充電をしないようにする場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ３」「Ｔ７」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７に電流を流す状態にする情報「１」が記憶されている。また、「Ｔ４」「Ｔ５」「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ４、Ｔ５、Ｔ６に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００４４】
また、制御部１は回生電流により電池が過充電になるか否かを判定し、回生電流により電池が過充電になる場合には、制御部１がトランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７、抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させてもよい。
【００４５】
また、低温において電池への充電をする場合、例えば、低温であるか否かを既存の温度計測部などを用いて計測し、決められた温度より低いと判定された場合には、制御部１がトランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７を制御し、トランジスタＴ１〜Ｔ３、Ｔ７、抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させてもよい。
【００４６】
なお、劣化防止処理中において、電池への過充電がないことを検出すると、通常の充放電の処理に戻る。
実施形態２によれば、劣化を防止する回路のサイズが抑えられる。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００４７】
実施形態３について説明する。
実施形態３は実施形態２と同じように、既存のトランジスタと抵抗素子を用いて電池の劣化を防止するので、該抵抗素子のサイズを従来の抵抗素子より小さくできるため、劣化を防止する回路のサイズが抑えられる。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００４８】
実施形態３のアクティブセルバランス回路と劣化を防止する回路について説明する。
実施形態３では、図７に示すようにトランジスタＴ１が接続されている電池４ａに、トランジスタＴ８（第４の電界効果トランジスタ）を並列に接続する。図７は、実施形態３のアクティブセルバランス回路の一実施例を示す図である。
【００４９】
実施形態３の制御部１は、電池４ａ〜４ｄが過充電になると判定されると、トランジスタＴ８から決められたトランジスタＴ２、Ｔ３だけを介してトランジスタＴ７と抵抗素子Ｒ１に電流が流れるように、トランジスタＴ１、Ｔ４、決められたトランジスタＴ２、Ｔ３、トランジスタＴ７、Ｔ８それぞれの制御端子を制御する。
【００５０】
実施形態３の制御部の劣化防止処理の動作について図８を用いて説明する。
実施形態３では、制御部１が電流計測部３から電流値を取得し、電池４ａ〜４ｄの充電状態を算出する。続いて、制御部１が算出した充電状態を表す値と過充電になるか否かを判定する閾値とを比較して、判定をする。図３で説明したステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同じ処理である。過充電となる場合、制御部１が記憶部２に記憶されている実施形態３の制御情報８０１を参照してトランジスタＴ１〜Ｔ７を制御し、トランジスタＴ８、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７と抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させる。抵抗素子Ｒ１は、決められた抵抗値である。
【００５１】
図８は、実施形態３の制御情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図８の制御情報８０１は、「切替素子」「セルバランス」「放電」「過充電でない場合」「過充電になる場合」に記憶される情報を有している。「切替素子」にはスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ８を識別する情報が記憶されている。本例では、スイッチＳＷ１を識別する情報「ＳＷ１」、トランジスタＴ１〜Ｔ８識別する情報「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」「Ｔ４」「Ｔ５」「Ｔ６」「Ｔ７」「Ｔ８」が記憶されている。
【００５２】
「セルバランス」には、アクティブセルバランスを実行する場合にスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ８を制御するための情報が記憶されている。本例では、図７の回路に対してセルバランスを実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を遮断状態にする情報「０」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ６をＰＷＭ制御する情報「ＰＷＭ制御」が記憶されている。「Ｔ７」「Ｔ８」に関連付けてトランジスタＴ７、Ｔ８に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。なお、本例ではセルバランスを、充放電をしない場合に実行させているが、充放電中に実行してもよく、その場合には「ＳＷ１」に接続状態にする情報「１」を記憶しておく。
【００５３】
「放電」には、電池４ａ〜４ｄから負荷へ放電をする場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ８を制御するための情報が記憶されている。本例では、図７の回路に対して放電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ８」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ８に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００５４】
「過充電でない場合」には、充電装置などにより電池４ａ〜４ｄを充電する場合に、スイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ８を制御するための情報が記憶されている。本例では、図７の回路に対して充電を実行する場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ１」〜「Ｔ８」に関連付けてトランジスタＴ１〜Ｔ８に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００５５】
「過充電になる場合」には、過充電になると判定された場合に電池４ａ〜４ｄに充電をしないようにする場合のスイッチＳＷ１とトランジスタＴ１〜Ｔ８を制御するための情報が記憶されている。本例では、図７の回路に対して過充電をしないようにする場合の情報が記憶され、「ＳＷ１」に関連付けてスイッチＳＷ１を接続状態にする情報「１」が記憶されている。「Ｔ２」「Ｔ３」「Ｔ７」「Ｔ８」に関連付けてトランジスタＴ８、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７に電流を流す状態にする情報「１」が記憶されている。また、「Ｔ１」「Ｔ４」「Ｔ５」「Ｔ６」に関連付けてトランジスタＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に電流を流さない状態にする情報「０」が記憶されている。
【００５６】
また、制御部１は回生電流により電池が過充電になるか否かを判定し、回生電流により電池が過充電になる場合には、制御部１がトランジスタＴ２、Ｔ３、Ｔ７、Ｔ８を制御し、トランジスタＴ８、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７、抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させてもよい。
【００５７】
また、低温において電池への充電をする場合、例えば、低温であるか否かを既存の温度計測部などを用いて計測し、決められた温度より低いと判定された場合には、制御部１がトランジスタＴ２、Ｔ３、Ｔ７、Ｔ８を制御し、トランジスタＴ２、Ｔ３、Ｔ７、Ｔ８、抵抗素子Ｒ１に電流を流して消費させてもよい。
【００５８】
なお、劣化防止処理中において、電池への過充電がないことを検出すると、通常の充放電の処理に戻る。
実施形態３によれば、劣化を防止する回路のサイズが抑えられる。また、既存のトランジスタを用いているためコストを抑えることができる。
【００５９】
また、本発明は、実施形態１、２、３に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  制御部、
２  記憶部、
３  電流計測部、
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  電池、
ＳＷ１  スイッチ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  コイル、
Ｒ１  抵抗素子、
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８  トランジスタ、
２０１  充電状態算出部、
２０２  判定部、
２０３  切替部、
４０１、６０１、８０１  制御情報、
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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