(57)【要約】  本発明の電池パック（１０）は、電池セル（１００）と、電池セル（１００）の温度を測定する温度測定手段（温度算出部（２００）および温度センサ（２１０））と、電池セル（１００）の温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段（制御部（３００））と、満充電電圧データを用いて、電池セル（１００）を充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段（制御部（３００）および電圧制御部（９００））と、充電電圧を制御する制御手段（電圧制御部（９００））と、を備えている。
2013008397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、
前記電池セルの温度を測定する温度測定手段と、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段と、
前記満充電電圧データを用いて、前記電池セルを充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段と、
前記充電電圧を制御する制御手段と
を備える電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
終止電流設定手段と、
前記電池セルの現在の容量を測定する容量測定手段とを備え、
前記終止電流設定手段は、前記電池セルの初期容量値に対する前記容量測定手段の測定値の比に基づいて、充電終止電流値を補正する電池パック。
【請求項３】
請求項２に記載の電池パックにおいて、
前記初期容量値に対する前記測定値の比が小さくなるにつれて前記充電終止電流値を低く補正する電池パック。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の電池パックにおいて、
前記温度測定手段は、複数の前記電池セルの前記温度をそれぞれ測定し、
前記充電電圧設定手段は、前記温度の中の最大温度を用いて前記充電電圧を設定する電池パック。
【請求項５】
電池セルの温度を受信する温度受信手段と、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段と、
前記満充電電圧データを用いて、前記電池セルを充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段と、
前記充電電圧を制御する制御手段と
を備える充電制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載の充電制御システムにおいて、
終止電流設定手段と、
前記電池セルの現在の容量を測定する容量測定手段とを備え、
前記終止電流設定手段は、前記電池セルの初期容量値に対する前記容量測定手段の測定値の比に基づいて、充電終止電流値を補正する充電制御システム。
【請求項７】
請求項６に記載の充電制御システムにおいて、
前記初期容量値に対する前記測定値の比が小さくなるにつれて前記充電終止電流値を低く補正する充電制御システム。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記温度受信手段は、複数の前記電池セルの前記温度をそれぞれ受信し、
前記充電電圧設定手段は、前記温度の中の最大温度を用いて前記充電電圧を設定する充電制御システム。
【請求項９】
電池セルに充電を開始し、かつ、充電中の前記電池セルの温度を測定する充電開始ステップと、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データから、前記測定温度における前記満充電電圧を取り出すデータ取得ステップと、
前記電池セルを充電するときの充電電圧を前記満充電電圧に設定する充電電圧設定ステップと、
前記充電電圧を制御する制御ステップと
を備える充電方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の充電方法において、
前記電池セルを充電するときの充電終止電流値を設定する終止電流設定ステップと、
前記電池セルの現在の容量を測定する容量測定ステップとを備え、
前記終止電流設定ステップは、前記電池セルの初期容量値に対する前記容量測定ステップの測定値の比に基づいて、充電終止電流値を補正する充電方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の充電方法において、
前記初期容量値に対する前記測定値の比が小さくなるにつれて前記充電終止電流値を低く補正する充電方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１いずれか一項に記載の充電方法において、
前記充電開始ステップは、複数の前記電池セルの前記温度をそれぞれ測定し、
前記データ取得ステップは、前記温度の中の最大温度を用いて前記満充電電圧を取り出す充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック、充電制御システムおよび充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池の充電方法には、定電流定電圧充電法が用いられている。定電流定電圧充電法とは、電池電圧が特定の電圧に達するまでは一定の電流で充電をおこない（以下、定電流モードと呼ぶ。）、特定の電圧に達した後は印加する電圧を一定にする（以下、定電圧モードと呼ぶ。）充電方法である。定電流定電圧充電法では、定電圧モードの電流値が充分に小さい値になったら充電を終了する。【０００３】
一方、定電流定電圧充電法を用いて、リチウムイオン二次電池の充電をおこなった場合、電池の使用環境や充電条件によって、電池のサイクル性能が悪化する場合があった。【０００４】
特許文献１（特開２００４−１５８７６号公報）には、リチウムイオン電池の温度が上昇するに伴って、充電電圧を下げるように構成された充電電圧設定装置が記載されている。
この文献では、リチウムイオン電池の単電池当たりの充電電圧Ｖｃｈを、２５≦Ｔｘ（℃）≦３０の範囲において、Ｖｃｈ（Ｖ）≦４．２を満たすように設定し、３０＜Ｔｘ（℃）≦６０の範囲において、Ｖｃｈ（Ｖ）≦−０．００５Ｔｘ＋４．３５を満たすように設定している。こうすることにより、実用的にリチウムイオン電池の充電が行われる温度範囲である２０≦Ｔｘ（℃）≦６０において、充電時の温度上昇による電池寿命の劣化を抑制することができると記載されている。しかも、リチウムイオン電池の内部抵抗の温度特性等により、充電電圧を低下させてもリチウムイオン電池の充電容量の低下を可及的に抑制することができると記載されている。【０００５】
特許文献２（特開２０１０−１６９４４号公報）には、電池セルの温度Ｔｘに対応した電圧Ｖｘで電池セルを充電する充電電圧制御方法が記載されている。
この文献では、高温のために充電電圧の抑制を開始すべき温度をＴｃｔｌ、その温度Ｔｃｔｌにおいて電池セルが許容できる最大充電電圧をＶｃｔｌ、電池セルが安全上許容できる最高温度をＴｌｉｍ、電池セルの放電終了電圧をＶｅ、温度Ｔｃｔｌを超える現在の電池セルの温度をＴｘとするとき、Ｖｘ＝｛［（Ｔｌｉｍ−Ｔｘ）／（Ｔｌｉｍ−Ｔｃｔｌ）］・（Ｖｃｔｌ２−Ｖｅ２）＋Ｖｅ２｝１／２から、電圧Ｖｘを設定している。
こうして電圧Ｖｘを設定することにより、電池セルの温度のＴｘ上昇に伴って、定電圧充電の充電電圧Ｖｘを、段階的に、その段階毎に比較的大きく下げてゆくのではなく、微少電圧ずつ、電池セルの温度Ｔｘにきめ細かく対応して下げてゆくので、段階のレベルとの差分だけ、余分に充電することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような充電方法を用いても、十分な充電容量を得られない場合や過充電状態になってしまう場合があった。そのような場合には、このような充電方法を用いても電池のサイクル性能が悪化してしまう。【０００８】
本発明者は、電池のサイクル性能が悪化する理由を以下のように考えた。
電池セルは正極、負極、電解液、セパレーターなど様々な材料から構成されている。そして、これらの構成材料はそれぞれ様々な種類がある。とくに、正極、負極の種類や量が変わると、得られる電池セルの満充電容量、充電電圧、内部抵抗などの電池特性が変化する。特許文献１、２のように一般式を用いて充電する方法では、電池セルの構成によって一般式に上手くあてはまらない場合が生じてしまう。よって、そういった場合に電池のサイクル性能が悪化してしまうと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
電池セルと、
前記電池セルの温度を測定する温度測定手段と、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段と、
前記満充電電圧データを用いて、前記電池セルを充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段と、
前記充電電圧を制御する制御手段と
を備える電池パックが提供される。【００１０】
本発明によれば、
電池セルの温度を受信する温度受信手段と、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段と、
前記満充電電圧データを用いて、前記電池セルを充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段と、
前記充電電圧を制御する制御手段と
を備える充電制御システムが提供される。【００１１】
本発明によれば、
電池セルに充電を開始し、かつ、充電中の前記電池セルの温度を測定する充電開始ステップと、
前記電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データから、前記測定温度における前記満充電電圧を取り出すデータ取得ステップと、
前記電池セルを充電するときの充電電圧を前記満充電電圧に設定する充電電圧設定ステップと、
前記充電電圧を制御する制御ステップと
を備える充電方法が提供される。【００１２】
本発明によれば、電池セルの温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを取得し、その満充電電圧データを用いて電池セルの充電電圧を設定する。こうすることにより、電池セルの種類が異なっても、各温度において満充電を超えて過充電になることを防ぐことができ、かつ、満充電容量に近づけることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電池セルを過充電にすることなく、満充電に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
【図１】第１の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。
【図６】第２の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る充電方法を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態に係る電池パックおよび制御回路の構成を示す回路図である。
【図９】第４の実施形態に係る電池パックおよび制御回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
ここでいう「電池パック１０」とは、少なくとも一つ以上の電池ユニットを有している組電池のことをいう。また、「電池ユニット」とは、少なくとも一つ以上の電池セル１００を有しているものをいう。さらに、「電池ユニット」に含まれる電池セル１００は、正極および負極等を有する１つ以上の単電池を有していてもよい。また、複数の「電池ユニット」は、それぞれ異なる数量の電池セル１００を有していてもよい。以下では、並列に接続された二つの単電池を有する電池セル１００が複数直列に接続された場合を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１を用いて、第１の実施形態に係る電池パック１０について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電池パック１０の構成を示す回路図である。この電池パック１０は、電池セル１００と、電池セル１００の温度を測定する温度測定手段（温度算出部２００および温度センサ２１０）と、電池セル１００の温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段（制御部３００）と、満充電電圧データを用いて、電池セル１００を充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段（制御部３００および電圧制御部９００）と、充電電圧を制御する制御手段（電圧制御部９００）と、を備えている。
制御部３００は、温度測定手段の検出結果に基づいて、満充電電圧データからデータを取り出し、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する。制御部３００は、算出した充電電圧の値を電圧制御部９００に送信する。電圧制御部９００は、制御部３００から受信した値に電池パック１０の充電電圧を設定する。その後、電圧制御部９００は、電池パック１０の電圧をその電圧に制御する。
また、制御部３００は、電池セル１００の充電電流が充電終止電流値以下になったときに、スイッチ５００により充電電流を遮断するか、外部通信端子７６０から充電器に信号を送ることで電池セル１００の充電を終了させる。
【００１８】
また、この電池パック１０は、図２のように、電池セル１００と、電池セル１００の温度を測定する温度測定手段２２０と、電池セル１００の温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶手段３１０と、満充電電圧データを用いて、電池セル１００を充電するときの充電電圧を設定する充電電圧設定手段３２０と、充電電圧を制御する制御手段９１０と、を備えた構成としてもよい。
【００１９】
第１の実施形態においては、電池パック１０は複数の同一種類の電池セル１００を備えている。複数の電池セル１００は直列に接続されている。また、上述のように電池セル１００は、二つの単電池を有している。具体的には、電池セル１００は、リチウムイオン二次電池である。
【００２０】
第１の実施形態における電池パック１０は、電池セル１００のほかに、制御回路２０を有している。制御回路２０は、温度算出部２００、制御部３００、測定部４００、電流測定部８００、電圧制御部９００およびスイッチ（ＳＷ）５００を備えている。以下、詳細を説明する。
【００２１】
第１の実施形態における制御回路２０は、直列に接続された電池セル１００に接続されている。制御回路２０は、内部正極端子６２０、内部負極端子６４０、外部正極端子７２０および外部負極端子７４０を有している。内部正極端子６２０は、直列に接続された電池セル１００の中で最も正極側に位置する電池セル１００の正極に接続している。また、内部負極端子６４０は、直列に接続された電池セル１００の中で最も負極側に位置する電池セル１００の負極に接続している。
【００２２】
内部正極端子６２０は、制御回路２０内の配線を介して、電池パック１０を使用する外部機器に接続するための外部正極端子７２０に接続している。また、内部負極端子６４０は、制御回路２０内の配線を介して、電池パック１０を使用する外部機器に接続するための外部負極端子７４０に接続している。
【００２３】
内部正極端子６２０と外部正極端子７２０との間には、充電または放電を停止するためのスイッチ５００が設けられている。スイッチ５００は、例えば、電池セル１００側の内部正極端子６２０と外部正極端子７２０との間に設けられている。この場合、スイッチ５００は、例えば、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチ５００内には、二つのＰチャネルのＭＯＳＦＥＴが設けられている。これにより、片方のＭＯＳＦＥＴが充電を制御するために用いられる。一方、他方のＭＯＳＦＥＴが放電を制御するために用いられる。また、スイッチ５００における各々のＭＯＳＦＥＴは、測定部４００に接続している。
【００２４】
なお、スイッチ５００がＮチャネルのＭＯＳＦＥＴである場合は、スイッチ５００は、内部負極端子６４０と外部負極端子７４０との間に配置される。その他、スイッチ５００は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）、リレーまたはブレーカーであってもよい。
【００２５】
第１の実施形態における温度測定手段は、温度算出部２００と温度センサ２１０とを備えている。温度センサ２１０は、温度算出部２００に接続されている。温度センサ２１０は、例えば、複数の電池セル１００内の中央部分（図１のＣｅｌｌ３）に配置されている。温度センサ２１０は、複数の電池セル１００内の他の場所に配置されていてもよい。
温度センサ２１０は電池セル１００の温度を検出する。温度算出部２００は、温度センサ２１０から出力されている信号を用いて電池セル１００の温度を算出する。
【００２６】
第１の実施形態における充電電圧設定手段は、制御部３００、電圧制御部９００を備えている。制御部３００には、温度算出部２００、測定部４００が接続している。
制御部３００は、電池セル１００の温度と、満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データを記憶する記憶部（不図示）を有している。
制御部３００は、温度算出部２００が算出した電池セル１００の温度に基づいて演算処理を行う。具体的には、制御部３００は、温度算出部２００により算出された電池セル１００の温度に基づいて、満充電電圧データから電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する。
制御部３００は、算出した充電電圧の値を電圧制御部９００に送信する。電圧制御部９００は、制御部３００から受信した値に電池パック１０の充電電圧を設定する。その後、電圧制御部９００は、電池パック１０の電圧をその電圧に制御する。
【００２７】
制御部３００には、外部機器に信号を送受信するための外部通信端子７６０が接続している。制御部３００は、外部通信端子７６０を介して信号を外部機器（不図示）に送信する。また、制御部３００は、外部通信端子７６０を介して外部機器からの信号を受信する。
【００２８】
電池パック１０は、安全性、充放電のサイクル寿命を向上させるため、保護回路を有している。保護回路は、制御部３００と、測定部４００と、スイッチ５００とを備えている。保護回路は、電池セル１００に対して、過充電保護電圧を超える電圧が充電された場合、充電を強制終了させる機能を有している。
【００２９】
測定部４００は、電池セル１００の電圧および電流を測定する。測定部４００には、制御部３００が接続している。制御部３００は、測定部４００が測定した充電電流値が、設定した充電終止電流値以下になったときに、スイッチ５００により充電電流を遮断するか、外部通信端子７６０から充電器に信号を送ることで電池セル１００の充電を終了させる。
【００３０】
このように、第１の実施形態では、複数の電池セル１００および制御回路２０を含み、電池パック１０としてパッケージされている。
【００３１】
次に、図３および図４を用いて、第１の実施形態における電池パック１０の充電方法について説明する。図３および図４は、第１の実施形態に係る充電方法について説明するためのフローチャートである。なお、図４は、図３の変形例である。
第１の実施形態に係る充電方法は、以下のステップを備えている。電池セル１００の充電を開始する（Ｓ１１０）。電池セル１００の温度を測定する（Ｓ１２０）。測定した温度に基づいて、満充電電圧データから、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する（Ｓ１３０）。充電電圧を算出した充電電圧に設定する（Ｓ１４０）。定電圧モードとなり電流が絞られ始めてから、充電電流が充電終止電流値以下になったとする条件を判定する（Ｓ１５０）。条件を満たさないとき（Ｓ１５０Ｎｏ）、充電を継続させる。条件を満たすとき（Ｓ１５０Ｙｅｓ）、電池セル１００の充電を終了させる（Ｓ１６０）。以下、各ステップを詳細に説明する。
【００３２】
まず、外部正極端子７２０および外部負極端子７４０を電力供給元の正極および負極に接続する。これにより、電池セル１００の充電を開始する。これと同時に、測定部４００は電池セル１００の電圧を測定し、電流測定部８００は電池セル１００の充電電流を測定する（Ｓ１１０）。
【００３３】
次いで、温度算出部２００は、温度センサ２１０から出力されている信号を用いて、電池セル１００の温度を算出する（Ｓ１２０）。
【００３４】
次いで、制御部３００は、温度算出部２００から算出した温度結果を受信し、その温度結果に基づいて、満充電電圧データから、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する（Ｓ１３０）。
ここで、充電電圧の算出方法について、以下に説明する。
【００３５】
第１の実施形態における充電電圧の算出は、電池セル１００の温度と、各温度における満充電容量となる充電電圧と、の関係を示す満充電電圧データに基づいておこなう。満充電電圧データは、電池セルの種類により異なるため、電池セルの種類が変わった場合は、その電池セルのデータをあらかじめ測定する。
ここで、満充電容量とは、基準温度において標準的な充電条件で電池パック１０を充電したときの充電容量をいう。例えば、２０℃で、充電電圧４．２Ｖ、充電終止電流値は充電終止レートが０．０５ＩｔＡとなる値、の条件で充電したときの容量である。基準温度は室温が好ましい。
各温度における満充電容量となったときの充電電圧とは、電池セル１００をある一定の温度に設定し、充電終止電流値を上記満充電容量を測定したときと同じ値に設定したとき、その温度において上記の満充電容量になったときの充電電圧をいう。
各温度における満充電容量となる充電電圧をそれぞれ測定することにより、電池セル１００の温度と、各温度における満充電容量となる充電電圧との関係を示す満充電電圧データを作成する。
【００３６】
満充電電圧データは、実用的にリチウムイオン電池の充電が行われる温度範囲のデータを測定し、記憶しておくことが好ましい。
【００３７】
満充電電圧データは、制御部３００の記憶部（不図示）に記憶しておいても良いし、外部機器に保存しておき、外部通信端子７６０から受信してもよい。
【００３８】
このように、電池セル１００の温度と、各温度における満充電容量となる充電電圧と、の関係を示す満充電電圧データに基づいて充電電圧を算出することにより、各温度において電池セル１００を過充電にすることなく、満充電に近づけることができる。
【００３９】
また、電池セル１００は終止電流設定手段（制御部３００）をさらに備えていることが好ましい。終止電流設定手段は、電池セル１００の初期の満充電容量である初期容量値に対する現在の満充電容量の比に基づいて、充電終止電流値を補正することが好ましい。具体的には、初期容量値に対する現在の満充電容量の比が小さくなるにつれて充電終止電流値を低く補正するのが好ましい。
電池セル１００は繰り返し使用していると、劣化により徐々に抵抗が上昇していく。そのため、初期の満充電容量を用いて算出した充電終止電流値を固定して用いていると、劣化が進むにつれて満充電容量が得られなくなる。
したがって、第１の実施形態においては、電池セル１００の初期容量値に対する現在の満充電容量の比が小さくなるにつれて充電終止電流値を低く補正することにより、充電終止レートを変化させることなく、満充電に近づけることができる。例えば、劣化により、満充電容量が５Ａｈから４Ａｈになった電池セル１００を充電する場合は、充電終止電流値を２５０ｍＡから２００ｍＡに補正する。こうすることにより、充電終止レートを２５０ｍＡ／５Ａｈ＝０．０５ＩｔＡから２００ｍＡ／４Ａｈ＝０．０５ＩｔＡと変化させることなく、満充電に近づけることができる。
電池セルの現在の満充電容量は、容量測定手段により測定する。具体的には、電流測定部８００により電流を測定し、制御部３００でその電流値を積算することにより算出することができる。
【００４０】
次いで、制御部３００は、算出した充電電圧の値を電圧制御部９００に送信する。電圧制御部９００は、制御部３００から受信した値に電池パック１０の充電電圧を設定する。その後、電圧制御部９００は、電池パック１０の電圧をその電圧に制御する（Ｓ１４０）。
【００４１】
次いで、制御部３００は、測定部４００より電池セル１００の充電電流を受信し、充電電流が、設定した充電終止電流値以下になったとする条件を判定する（Ｓ１５０）。条件を満たさないときは、充電を継続させる（Ｓ１５０Ｎｏ）。このとき、図３のように、充電を継続させた後、電池セル１００の温度を再測定し、電池セル１００を充電するときの充電電圧を改めて算出してもよい。また、図４のように、充電を継続させた後、電池セル１００の温度の再測定をおこなわずに、充電電流が充電終止電流値以下になったとする条件を判定してもよい。なお、充電終止電流値は、満充電容量を測定するときに使用した充電終止電流値を用いることができ、例えば充電終止レートが０．０５ＩｔＡとなる値を用いることができる。
【００４２】
条件を満たすとき（Ｓ１５０Ｙｅｓ）は、制御部３００の外部通信端子７６０から信号を電力供給元（不図示）に送信し、電池セル１００の充電を終了させる（Ｓ１６０）。あるいは、制御部３００から信号をスイッチ５００に送信し、スイッチ５００により充電電流を遮断することで電池セル１００の充電を終了させる（Ｓ１６０）。
【００４３】
以上のようにして、第１の実施形態に係る電池パック１０の充電を制御する。
【００４４】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。
電池セル１００は正極、負極、電解液、セパレーターなど様々な材料から構成されている。そして、これらの構成材料はそれぞれ様々な種類がある。とくに、正極、負極の種類や量が変わると、得られる電池セルの満充電容量、充電電圧、内部抵抗などの電池特性が変化する。
第１の実施形態における電池パック１０は、電池セル１００の温度と満充電時の電圧である満充電電圧との関係を示す満充電電圧データをあらかじめ取得し、その満充電電圧データを用いて電池セル１００の充電電圧を設定する。
こうすることにより、たとえ電池セル１００の種類、つまり、構成材料や搭載量を変化しても、各温度において電池セル１００が満充電を超えて過充電になることを防ぐことができ、かつ、満充電容量に近づけることができる。
【００４５】
以上のように、第１の実施形態によれば、電池セル１００を有する電池パック１０を、過充電にすることを防止し、満充電に近づけることができる。
【００４６】
第１の実施形態では、電圧制御部９００は電池パック１０の中にある場合を示したが、電圧制御部９００は電池パック１０の外側に設けられていてもよい。その場合は、外部通信端子７６０を介して、制御部３００から電圧制御部９００へ充電電圧データを送信する。
【００４７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る電池パック１０について説明する。第２の実施形態は、それぞれの電池セル１００ごとに温度センサ２１０を備えている以外は、第１の実施形態と同様である。そのため、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４８】
図５は、第２の実施形態に係る電池パック１０の構成を示す回路図である。
第２の実施形態における温度測定手段は、温度算出部２００と、それぞれの電池セル１００ごとに設けられた複数の温度センサ２１０と、を備えている。それぞれの温度センサ２１０は、温度算出部２００に接続されている。
それぞれの温度センサ２１０は、それぞれの電池セル１００の温度を検出する。温度算出部２００は、それぞれの温度センサ２１０の検出結果に基づいて、複数の電池セル１００の温度をそれぞれ算出し、複数の電池セル１００の中で最大温度を特定する。
【００４９】
第２の実施形態における充電電圧設定手段は、温度算出部２００により特定された複数の電池セル１００の中の最大温度に基づいて、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する。
【００５０】
次に、図６および図７を用いて、第２の実施形態における電池パック１０の充電方法について説明する。図６および図７は、第２の実施形態に係る充電方法について説明するためのフローチャートである。なお、図７は、図６の変形例である。
第２の実施形態に係る充電方法は、以下のステップを備えている。電池セル１００の充電を開始する（Ｓ１１０）。複数の電池セル１００の温度をそれぞれ測定する（Ｓ１２２）。複数の電池セル１００の中で最大温度を特定する（Ｓ１２４）。特定された電池セル１００の最大温度に基づいて、満充電電圧データから、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する（Ｓ１３２）。充電電圧を算出した充電電圧に設定する（Ｓ１４０）。定電圧モードとなり電流が絞られ始めてから、充電電流が充電終止電流値以下になったとする条件を判定する（Ｓ１５０）。条件を満たさないとき（Ｓ１５０Ｎｏ）、充電を継続させる。条件を満たすとき（Ｓ１５０Ｙｅｓ）、電池セル１００の充電を終了させる（Ｓ１６０）。以下、各ステップを詳細に説明する。
【００５１】
まず、外部正極端子７２０および外部負極端子７４０を電力供給元の正極および負極に接続する。これにより、電池セル１００の充電を開始する。これと同時に、測定部４００は電池セル１００の電圧を測定し、電流測定部８００は電池セル１００の充電電流を測定する（Ｓ１１０）。
【００５２】
次いで、温度センサ２１０により複数の電池セル１００の温度をそれぞれ検出する（Ｓ１２２）。温度算出部２００は、温度センサ２１０から各電池セル１００の温度の検出結果をそれぞれ受信し、それらの検出結果に基づいて電池セル１００の温度をそれぞれ算出し、複数の電池セル１００の中で最大温度を特定する（Ｓ１２４）。
【００５３】
次いで、制御部３００は、温度算出部２００から最大温度結果を受信し、その最大温度に基づいて、満充電電圧データから、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する（Ｓ１３２）。
以下のステップは、電池セル１００の最大温度を用いる以外は第１の実施形態と同様である。
【００５４】
次に、第２の実施形態の効果について説明する。
電池パック１０内の複数の電池セル１００は、電池セル１００の配置により内部で温度バラツキが生じることがある。とくに中央付近に向かうほど電池セル１００内部の熱が拡散しにくくなるため、中央付近の電池セル１００（図５のＣｅｌｌ３付近）は温度が高くなりやすい。電池セル１００は、高温になるほど活性化して、直流抵抗が小さくなる。そのため電圧や電流、時間などの充電条件が同じであっても、電池の温度が高いほど電池セル１００は容量が入りやすくなる。したがって、同じ充電条件では、電池の温度が高い電池セル１００ほど過充電気味となってしまう。とくに、電池セル１００は過充電保護電圧を超える電圧に到達すると、保護回路により充電が強制終了されてしまう。
第２の実施形態における電池パック１０は、各電池セル１００の中で最大温度に基づいて、満充電電圧データから、充電電圧を設定する。こうすることにより、過充電保護電圧を超える電圧に到達する電池セル１００が抑制されるため、保護回路により充電が強制終了されにくくなる。
【００５５】
以上のように、第２の実施形態によれば、電池パック１０に含まれる複数の電池セル１００がそれぞれ過充電になることを抑制しながら、それぞれ満充電に近づけることができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る電池パック１０および制御回路２０の構成を示す回路図である。第３の実施形態は、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられている点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【００５７】
図８のように、制御回路２０は、電池パック１０の外側に設けられている。制御回路２０は、例えば、電池パック１０から独立した充電機器（不図示）等に設けられている。または、制御回路２０は、電池パック１０を放電して使用する際に用いる使用機器内に設けられていてもよい。
【００５８】
電池パック１０には、電池パック１０の充放電を行うための正極端子８２０および負極端子８４０が設けられている。
【００５９】
制御回路２０は、温度算出部２００、制御部３００、測定部４００およびスイッチ（ＳＷ）５００を備えている。制御回路２０の電池パック１０側のうち、電池パック１０の正極端子８２０と対応する位置に、制御回路２０の正極端子９２０が設けられている。また、電池パック１０の負極端子８４０と対応する位置に、制御回路２０の負極端子９４０が設けられている。これらの端子は、相互に配線（符号不図示）により接続されている。これにより、制御回路２０から電池パック１０に、充電の電力が供給される。
【００６０】
第３の実施形態によれば、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられている。制御回路２０は、配線を介して、電池セル１００に接続されている。これにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る電池パック１０および制御回路２０の構成を示す回路図である。第４の実施形態は、複数の温度センサ２１０がそれぞれの電池セル１００ごとに設けられている以外は、第３の実施形態と同様である。
【００６２】
第４の実施形態における充電電圧設定手段は、第２の実施形態と同様に、温度算出部２００により特定された電池セル１００の中の最大温度に基づいて、満充電電圧データから、電池セル１００を充電するときの充電電圧を算出する。
【００６３】
よって、第４の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
以上の第３の実施形態および第４の実施形態において、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられている場合を説明したが、その他、様々な構成とすることが可能である。例えば、制御部３００だけが、電池パック１０の外側に設けられていてもよい。
【００６５】
以上の実施形態において、上記した制御回路２０を備える充電機器も開示されている。
【００６６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００６７】
この出願は、２０１１年７月８日に出願された日本出願特願２０１１−１５２１７０号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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