(57)【要約】  運転が不安定になるという問題を解決することが可能な電池パックを提供する。  スイッチ（２１、２２）は、２次電池セル（１１）と外部との接続と遮断を切り換える。検出部（２３〜２６）は、電池パック（２００）の状態を示す状態値を検出する。管理部（２７）は、状態値に基づいて、電池パックに異常が発生したか否かを判定し、異常が発生した場合、異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、２次電池セル（１１）を外部と遮断する旨の遮断指示を出力する。遮断部（２６）は、遮断指示が出力された場合、スイッチ（２１、２２）を用いて、２次電池セル（１１）を外部と遮断する。また、遅延時間は、５秒以上である。
2014141809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池セルを備えた電池パックであって、
前記２次電池セルと外部との接続と遮断を切り換えるスイッチと、
前記電池パックの状態を示す状態値を検出する検出部と、
前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力する管理部と、
前記遮断指示が出力された場合、前記スイッチを用いて、前記２次電池セルを外部と遮断する遮断部と、を有し、
前記遅延時間は、５秒以上である、電池パック。
【請求項２】
前記検出部は、前記状態値として、前記２次電池セルの両極間の電圧値であるセル電圧値、前記２次電池セルに流れる放電電流の値であるセル電流値、前記電池パックの温度であるパック温度の少なくとも一つを検出する、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記管理部は、前記検出された状態値のそれぞれについて、当該状態値が、当該状態値に対応する異常条件を満たすか否かを判定し、前記異常条件を満たす状態値が存在する場合、前記異常が発生したと判定する、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記セル電圧値に対応する異常条件は、当該セル電圧値が第１の電圧閾値以下になることを含み、
前記管理部は、前記セル電圧値が前記第１の電圧閾値よりも大きく、かつ、前記第１の電圧閾値よりも大きい第２の電圧閾値以下になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記第１の電圧閾値は、２．５Ｖから２．９Ｖまでの範囲に含まれ、
前記第２の電圧閾値は、２．９Ｖから３．２Ｖまでの範囲に含まれる、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記セル電流値に対応する異常条件は、当該セル電流値が第１の電流閾値以上になることを含み、
前記管理部は、前記セル電流値が前記第１の電流値より小さく、かつ、前記第１の電流値より小さい第２の電流閾値以上になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項７】
前記第１の電流閾値は、２５Ａから４０Ａまでの範囲に含まれ、
前記第２の電流閾値は、２０Ａから３５Ａまでの範囲に含まれる、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記検出部は、前記パック温度として、前記２次電池セルの温度であるセル温度と、前記スイッチの温度であるスイッチ温度との少なくとも一方を検出する、請求項３ないし７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電池パックと、
通知部と、
前記電池パックから異常信号が出力された場合、前記通知部を用いて、前記電池パックに異常が発生した旨を通知する制御部と、を備えた移動体。
【請求項１０】
２次電池セルを備えた電池パックの制御方法であって、
前記電池パックの状態を示す状態値を検出し、
前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力し、
前記遮断指示が出力された場合、前記２次電池セルを外部と遮断し、
前記遅延時間は、５秒以上である、電池パックの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池セルを備えた電池パックに関し、特には、リチウムイオン２次電池セルを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器の動力源として、リチウムイオン２次電池セルが注目されている。リチウムイオン２次電池セルは、エネルギー密度が高いため、小型化および軽量化が図れるという利点を有するが、その一方で、過充電や過放電などによって、リチウムイオン２次電池セル自身を破損させてしまう可能性がある。このため、リチウムイオン２次電池セルは、通常、そのリチウムイオン２次電池セルを保護するための保護回路（ＢＭＵ：Battery Management Unit）と合わせて電池パックとして使用されている。【０００３】
保護回路は、リチウムイオン２次電池セルの状態を監視し、その状態に基づいて、リチウムイオン２次電池セルが破損する前に、リチウムイオン２次電池セルを外部と遮断させる。より具体的に言えば、保護回路は、リチウムイオン２次電池セルの両極間の電圧、リチウムイオン２次電池セルに流れる電流およびリチウムイオン２次電池セルの温度を、リチウムイオン２次電池セルの状態として監視し、それらの値が所定の閾値を超えた場合に、リチウムイオン２次電池セルを外部と強制的に遮断させることで、リチウムイオン２次電池セルの破損を防止している。【０００４】
しかしながら、上記の値が閾値を超えた瞬間に、リチウムイオン２次電池セルが外部と遮断されると、電気機器への電力供給が突然停止されることとなり、パソコンや携帯電話機のようなデータ処理を行う電気機器では、処理中のデータが破壊されるなどの問題が生じる。【０００５】
これに対して特許文献１には、電気機器が処理中のデータをハードディスクなどに退避させる時間を確保するために、電圧が閾値を超えた場合、電力供給を停止することを示す信号を電気機器に対して出力し、その後、数ミリ秒ないし数百ミリ秒程度経過すると、電池セルと外部との通電を遮断させる過放電防止装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２１５２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような電池パックが電動アシスト自転車などの移動体の動力源として使用される場合、保護回路の機能により電気機器への電力供給が突然停止されると、電動アシスト自転車のペダルや電気自動車のハンドルなどに係る負荷などが突然変化してしまい、運転が不安定になるという問題がある。【０００８】
特許文献１に記載の過放電防止装置では、電圧が閾値を超えてから電気機器への電力供給が停止されるまで数ミリ秒ないし数百ミリ秒程度の余裕があるが、このような短時間では、ユーザは、負荷が変化することを事前に把握することができず、運転が不安定になるという問題を解決することができない。【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、運転が不安定になるという問題を解決することが可能な電池パック、移動体および制御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】
【００１０】
本発明による電池パックは、２次電池セルを備えた電池パックであって、前記２次電池セルと外部との接続と遮断を切り換えるスイッチと、前記電池パックの状態を示す状態値を検出する検出部と、前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力する管理部と、前記遮断指示が出力された場合、前記スイッチを用いて、前記２次電池セルを外部と遮断する遮断部と、を有し、前記遅延時間は、５秒以上である。【００１１】
本発明による移動体は、上記の電池パックを備える。【００１２】
本発明による電池パックの制御方法は、２次電池セルを備えた電池パックの制御方法であって、前記電池パックの状態を示す状態値を検出し、前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力し、前記遮断指示が出力された場合、前記２次電池セルを外部と遮断し、前記遅延時間は、５秒以上である、電池パックの制御方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転が不安定になることを軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の電池パックの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の移動体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態の電池パックおよび移動体の動作の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の電池パックの構成を示すブロック図である。図１において、電池パック１００は、電池部１と、保護部（ＢＭＵ：Battery Management Unit）２とを有する。なお、電池パック１００は、電気機器（図１では不図示）と接続され、その電気機器の動力源として機能する。電気機器は、例えば、電動アシスト自転車、電動モータサイクルおよび電動自動車のような移動体である。
【００１７】
電池部１は、充放電が可能な２次電池セル（Ｃｅｌｌ）１１と、正極端子Ｐと、負極端子Ｎとを有する。
【００１８】
本実施形態では、電池部１は、複数の２次電池セル１１が直列に接続された構成を有するものする。しかしながら、電池部１は、単一の２次電池セルで構成されてもよいし、複数の２次電池が並列またはマトリックス状に接続された構成でもよい。なお、２次電池セルの数や配置は、電気機器の種類や２次電池セルの種類などに応じて適宜決定される。
【００１９】
また、２次電池セル１１の種類は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン２次電池セルである。リチウムイオン２次電池セルとしては、正極がマンガンで形成されたマンガン系リチウムイオン２次電池セルや、正極がコバルト、ニッケルおよびマンガンで形成された三元系リチウムイオン電池セルなどが挙げられる。
【００２０】
保護部２は、電池部１（具体的には、正極端子Ｐおよび負極端子Ｎ）と接続され、電池部１や電池パック１００と接続された電気機器を保護する。
【００２１】
具体的には、保護部２は、放電ＦＥＴ（Field effect transistor）２１と、充電ＦＥＴ２２と、温度センサ２３および２４と、電流検出部２５と、監視ＩＣ（Integrated Circuit）２６と、ＭＣＵ（Micro Control Unit)２６とを有する。また、保護部２は、電気機器と電力の送受を行うための正極出力端子ＰＯＵＴおよび負極出力端子ＮＯＵＴと、電気機器と通信を行うための通信端子ＣＸとを有する。なお、通信端子ＣＸは、複数あってもよい。
【００２２】
放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２は、電池部１（具体的には、２次電池セル１１）と外部との接続と遮断を切り換えるスイッチを構成する。具体的には、放電ＦＥＴ２１は、電池部１から出力される放電電流を制御するためのスイッチであり、充電ＦＥＴ２２は、電池部１に供給される充電電流を制御するためのスイッチである。
【００２３】
なお、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２は、図１では、電池部１の正極端子Ｐと正極出力端子ＰＯＵＴとの間に設けられているが、電池部１の負極端子Ｎと負極出力端子ＮＯＵＴとの間に設けられてもよい。また、放電電流および充電電流を制御するためのスイッチとしては、ＦＥＴの代わりに、ブレーカやリレーが使用されてもよい。
【００２４】
温度センサ２３および２４、電流検出部２５および監視ＩＣ２６は、電池パック１００の状態を示す状態値を検出する検出部を構成する。検出部は、状態値として、２次電池セル１１の両極間の電圧値であるセル電圧値、２次電池セル１１に流れる放電電流の値であるセル電流値、電池パックの温度であるパック温度の少なくとも一つを検出すればよいが、本実施形態では、それらの状態値の全てを検出するものとする。また、検出部は、パック温度として、電池部１の温度であるセル温度と、スイッチ（放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２）の温度であるスイッチ温度の少なくとも一方を検出すればよいが、本実施形態では、それらのパック温度の両方を検出するものとする。
【００２５】
温度センサ２３は、電池部１の温度であるセル温度を検出する。なお、温度センサ２３は、複数あってもよい。この場合、温度センサ２３のそれぞれは、電池部１のそれぞれ異なる箇所の温度を測定する。
【００２６】
温度センサ２４は、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２の温度であるスイッチ温度を検出する。なお、温度センサ２４は、複数あってもよい。この場合、温度センサ２４のそれぞれは、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２のそれぞれの温度を測定する。
【００２７】
電流検出部２５は、電池部１の充電電流および放電電流を検出する。なお、本実施形態では、電流検出部２５は、電池部１の負極端子Ｎと負極出力端子ＮＯＵＴとの間に設けられているが、電池部１の正極端子Ｐと正極出力端子ＰＯＵＴとの間に設けられてもよい。また、以下では、電池部１の充電電流および放電電流を充放電流と総称することもある。
【００２８】
監視ＩＣ２６は、各２次電池セル１１の両極間の電圧であるセル電圧値を検出する検出部としての機能と、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２を用いて、電池部１を外部と遮断する遮断部としての機能とを有する。なお、監視ＩＣ２６は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ：Analog Front End）と呼ばれることもある。
【００２９】
停止部として機能する場合、監視ＩＣ２６は、具体的には、ＭＣＵ２７から電池部１を外部と遮断する旨の遮断指示が出力された場合、放電ＦＥＴ２１、充電ＦＥＴ２２、または、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２の両方をオフにして、電池部１を外部と遮断する。
【００３０】
ＭＣＵ２７は、管理部と呼ばれることもある。ＭＣＵ２７は、検出された状態値（すなわち、温度センサ２３および２４で検出されたセル温度およびスイッチ温度、電流検出部２５で検出された充放電流、および、監視ＩＣ２６にて検出されたセル電圧値）に基づいて、電池パック１００に異常が発生したか否かを判定する。
【００３１】
具体的には、ＭＣＵ２７は、検出された状態値のそれぞれについて、その状態値が、その状態値に対応する異常条件を満たすか否かを判定し、異常条件を満たす状態値が存在する場合、異常が発生したと判定し、異常条件を満たす状態値が存在しない場合、異常が発生していないと判定する。
【００３２】
異常が発生した場合、ＭＣＵ２７は、異常が発生した旨の異常信号を通信端子ＣＸを介して外部に送信する。その後、ＭＣＵ２７は、予め定められた遅延時間が経過してから、電池部１（具体的には、２次電池セル１１）を外部と遮断する旨の遮断指示を監視ＩＣ２６に出力する。
【００３３】
なお、遅延時間は、電池パック１００が備わった移動体を利用するユーザが、電池パック１００からの電力供給が停止されることを確認できる程度の時間が望ましく、具体的には、５秒以上であることが望ましい。ただし遅延時間が長くなり過ぎると、２次電池セル１１が破損するなどの問題が生じる可能性があるため、長ければよいということでもない。このため、遅延時間は、５秒から１分までの範囲に含まれることが望ましい。
【００３４】
また、ＭＣＵ２７は、状態値に基づいて、電池パック１００に異常が発生することが予測されるか否かを判定してもよい。具体的には、ＭＣＵ２７は、状態値のそれぞれについて、その状態値が、その状態値に対応する警告条件を満たすか否かを判定し、警告条件を満たす状態値が存在する場合、異常の発生が予測されると判定し、警告条件を満たす状態値が存在しない場合、異常の発生は予測されないと判定する。そして、異常の発生が予測される場合、ＭＣＵ２７は、異常の発生が予測される旨の警告信号を通信端子ＣＸを介して外部に送信する。
【００３５】
次に、ＭＣＵ２７が行う処理についてより詳細に説明する。
【００３６】
電池パックに発生する異常としては、例えば、過放電、放電過電流、異常高温、オープン破損、および、断線が挙げられる。以下、異常の種類ごとにＭＣＵ２７が行う処理について説明する。
【００３７】
（１）過放電
２次電池セル１１としてリチウムイオン２次電池セルなどが使用される場合、放電により２次電池セル１１の電圧値が低下しすぎると、２次電池セルは劣化してしまい、充電の際に発熱などの問題が生じる可能性がある。
【００３８】
このため、セル電圧値に対応する異常条件としては、例えば、セル電圧値が第１の電圧閾値以下になることが望ましい。この場合、ＭＣＵ２７は、セル電圧値が第１の電圧閾値以下になると、異常が発生したと判定し、遅延時間が経過するまで異常信号を送信し続け、その後、遮断指示を監視ＩＣ２６に出力することで、監視ＩＣ２６に電池部１を外部と遮断させる。
【００３９】
なお、充電の際に問題が生じる可能性のある電圧値である深放電電圧値、および、２次電池セルが充電されずに所定の期間（例えば、数か月ないし数年）放置されたときに深放電電圧値となる電圧値である放電終止電圧値は、２次電池セルの種類などに応じて異なるが、一般的には、それぞれ１Ｖおよび３Ｖ程度である。この場合、仮に遅延時間が必要ないとすると、第１の電圧閾値が２．３Ｖ程度であれば、セル電圧値が第１の電圧閾値以下になってから電池部１が実際に外部と遮断されるまでに、セル電圧値が低下していっても、２次電池セルの劣化を抑制することができる。
【００４０】
しかしながら、本実施形態では、遅延時間が必要であるため、第１の電圧閾値は２．３Ｖより高くすることが望ましい。このような第１の電圧閾値は、２次電池セル１１の特性などに応じて決定されるが、例えば、２．５Ｖから２．９Ｖまでの範囲に含まれることが望ましい。
【００４１】
また、セル電圧値に対応する警告条件としては、例えば、セル電圧値が第１の電圧閾値より大きく、かつ、第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値以下であることが挙げられる。この場合、ＭＣＵ２７は、セル電圧値が第１の電圧閾値より大きく、かつ、第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値以下になると、警告信号を通信端子ＣＸを介して外部に送信する。第２の電圧閾値は、例えば、２．９Ｖから３．３Ｖまでの範囲に含まれる。
【００４２】
（２）放電過電流
２次電池セルの放電時に、予め想定された最大電流値以上の電流が２次電池セルから放電されると、２次電池が劣化したり破損したりする可能性がある。
【００４３】
このため、セル電流値に対応する異常条件としては、例えば、セル電流値が第１の電流閾値以上になることが望ましい。この場合、ＭＣＵ２７は、セル電流値が第１の電流閾値以上になると、異常が発生したと判定し、遅延時間が経過するまで異常信号を送信し続け、その後、遮断指示を監視ＩＣ２６に出力することで、監視ＩＣ２６に電池部１を外部と遮断させる。
【００４４】
第１の電流閾値は、２次電池セル１１の特性に応じて異なるが、２次電池セル１１の動作が保証されたセル電流値の最大値が２０Ａの場合、例えば、２５Ａから４０Ａまでの範囲に含まれる。
【００４５】
また、セル電流値に対応する警告条件としては、セル電流値が第１の電流閾値より小さく、かつ、第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値以上になることが挙げられる。この場合、ＭＣＵ２７は、セル電流値が第１の電流閾値より小さく、かつ、第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値以上になると、警告信号を通信端子ＣＸを介して外部に送信する。第２の電流閾値は、２次電池セル１１の動作が保証されたセル電流値の最大値が２０Ａの場合、例えば、２０Ａから３５Ａまでの範囲に含まれる。
【００４６】
（３）異常高温
電池パック１００、具体的には、２次電池セル１１およびスイッチ（放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２）の温度が高くなりすぎると、２次電池セル１１やスイッチが劣化したり破損したりする可能性がある。
【００４７】
このため、セル温度に対応する異常条件としては、セル温度が第１のセル温度閾値以上になることが望ましく、スイッチ温度に対応する異常条件としては、スイッチ温度が第１のスイッチ温度閾値以上になることが望ましい。この場合、ＭＣＵ２７は、セル温度値が第１のセル温度閾値以上になった場合、または、スイッチ温度が第１のスイッチ温度閾値以上になった場合、異常が発生したと判定し、遅延時間が経過するまで異常信号を送信し続け、その後、遮断指示を監視ＩＣ２６に出力することで、監視ＩＣ２６に電池部１を外部と遮断させる。
【００４８】
第１のセル温度閾値は、２次電池セル１１の特性に応じて異なるが、例えば、２次電池セル１１の動作保証温度の最大値が６０℃の場合、６０℃から７０℃までの範囲に含まれる。また、第１のスイッチ温度閾値は、スイッチの特性に応じて異なるが、例えば、スイッチであるＦＥＴのジャンクション温度が１５０℃の場合、９０℃から１１０℃までの範囲に含まれる。
【００４９】
また、セル温度に対応する警告条件としては、セル温度が第１のセル温度閾値より小さく、かつ、第１のセル温度閾値より小さい第２のセル温度閾値以上になったことが挙げられる。また、スイッチ温度に対応する警告条件としては、スイッチ温度が第１のスイッチ温度閾値より小さく、かつ、第１のスイッチ温度閾値より小さい第２のスイッチ温度閾値以上になったことが挙げられる。この場合、ＭＣＵ２７は、セル温度が第１のセル温度閾値より小さく、かつ、第１のセル温度閾値より小さい第２のセル温度閾値以上になったか、または、スイッチ温度に対応する警告条件としては、スイッチ温度が第１のスイッチ温度閾値より小さく、かつ、第１のスイッチ温度閾値より小さい第２のスイッチ温度閾値以上になると、警告信号を通信端子ＣＸを介して外部に送信する。
【００５０】
第２のセル温度閾値は、２次電池セル１１の動作保証温度の最大値が６０℃の場合、例えば、４５℃から６０℃までの範囲に含まれる。また、第２のスイッチ温度閾値は、スイッチであるＦＥＴのジャンクション温度が１５０℃の場合、例えば、７０℃から９０℃までの範囲に含まれる。
【００５１】
なお、温度センサ２３および２４としてＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）が使用された場合、温度センサ２３または２４にショート破損が発生すると、非常に高いセル温度またはスイッチ温度が検出されることとなる。この場合、セル温度またはスイッチ温度が第１のセル温度閾値またはスイッチ温度閾値以上になるため、異常として検出される。
【００５２】
（４）オープン破損
温度センサ２３および２４としてＮＴＣサーミスタが使用された場合、温度センサ２３または２４にオープン破損が発生すると、非常に低いパック温度（セル温度またはスイッチ温度）が検出されることとなる。
【００５３】
このため、パック温度に対応する異常条件として、そのパック温度がパック温度閾値以下になることを含むことが望ましい。この場合、ＭＣＵ２７は、パック温度値がパック温度閾値以下になると、異常が発生したと判定し、遅延時間が経過するまで異常信号を送信し続け、その後、遮断指示を監視ＩＣ２６に出力することで、監視ＩＣ２６に電池部１を外部と遮断させる。パック温度閾値は、例えば、電池パック１００の動作保証温度の最小値が−１０の場合、−１５℃から−２５℃の範囲に含まれる。
【００５４】
なお、温度センサが破損したことが原因で、実際の温度が急激に上昇することはないので、遅延時間を５秒以上確保することが可能である。
【００５５】
また、以上説明した異常（１）〜（４）の判定では、状態値は、何らかの理由により、一時的に異常な値になることがある。このような場合に、２次電池セル１１が外部と遮断されると、２次電池セル１１に破損などが生じないのに関わらず、外部への電力供給が停止されてしまい、利便性が悪い。
【００５６】
このため、ＭＣＵ２７は、状態値のそれぞれについて、その状態値が予め定められた不感応時間継続して異常条件を満たすか否かを判定し、不感応時間継続して異常条件を満たす状態値が存在する場合、異常が発生したと判定することが望ましい。
【００５７】
不感応時間は、異常の誤判定を防止するための時間であり、例えば、５秒以内の値である。
【００５８】
（５）断線
監視ＩＣ２６は、２次電池セル１１のセル電圧値を検出するために、２次電池セル１１の両極と配線を介して接続される必要がある。この配線が断線されると、監視ＩＣ２６はセル電圧値を検出することができなくなり、セル電圧値の検出が停止されてしまう。
【００５９】
このため、ＭＣＵ２７には、セル電圧値に対する異常条件として、セル電圧値の検出が停止されたことが設定され、ＭＣＵ２７は、セル電圧値の検出が停止されると、異常が発生したと判定する。
【００６０】
なお、監視ＩＣ２６と２次電池セル１１の両極とを接続する配線が断線されても、それが原因で２次電池セルのセル電圧値が急激に低下することはない。このため、遅延時間を５秒以上確保することが可能になる。また、断線は通常突発的に発生するため、断線に関しては、警告条件や不感応時間を設定する必要はない。
【００６１】
次に電池パック１００を備えた移動体について説明する。
【００６２】
図２は、電池パック１００を備えた電気機器の構成の一例を示すブロック図である。図２に示す移動体２００は、電池パック１００と、負荷２０１と、制御部２０２と、通知部２０３とを有する。
【００６３】
負荷２０１は、電池パック１００の正極出力端子ＰＯＵＴおよび負極出力端子ＮＯＵＴと接続され、電池パック１００から正極出力端子ＰＯＵＴおよび負極出力端子ＮＯＵＴを介して供給される電力で駆動する。負荷２０１としては、例えば、電動自動車や電動アシスト自転車のモーターなどが挙げられる。
【００６４】
制御部２０２は、電池パック１００の通信端子ＣＸと接続され、電池パック１００から通信端子ＣＸを介して異常信号および警告信号を受信する。
【００６５】
警告信号を受信した場合、制御部２０２は、通知部２０３を用いて、異常の発生が予測される旨をユーザに通知する。
【００６６】
異常信号を受信した場合、制御部２０２は、通知部２０３を用いて、電池パック１００からの電力供給が停止される旨を通知する。このとき、制御部２０２は、電池パック１００からの電力供給が停止されるまでの残り時間などを通知してもよい。
【００６７】
なお、通知部は、例えば、モニタ、スピーカおよびバイブレーションなどである。また、電池パック１００は移動体２００と脱着可能でもよい。また、移動体２００は、電池パック１００とは別の予備動力源などを備えていてもよい。
【００６８】
次に電池パック１００および移動体２００の動作について説明する。なお、以下の動作が定期的に行われる。
【００６９】
図３は、電池パック１００の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【００７０】
先ず、温度センサ２３は、電池部１の温度であるセル温度を検出し、そのセル温度を示すセル温度信号を監視ＩＣ２６に通知する。また、温度センサ２４は、スイッチの温度であるスイッチ温度を検出し、そのスイッチ温度を示すスイッチ温度信号を監視ＩＣ２６に通知する。電流検出部２５は、電池部１の充放電流を検出し、その充放電流を示す電流信号を監視ＩＣ２６に通知する。監視ＩＣ２６は、各２次電池セル１１のセル電圧を検出するとともに、セル温度信号、スイッチ温度信号および電流信号を受信する。そして、監視ＩＣ２６は、検出した各セル電圧を示す電圧信号と、受信したセル温度信号、スイッチ温度信号および電流信号とをＭＣＵ２７に通知する（ステップＳ３０１）。
【００７１】
ＭＣＵ２７は、電圧信号と、セル温度信号、スイッチ温度信号および電流信号を受信すると、その、電圧信号と、セル温度信号、スイッチ温度信号および電流信号に基づいて、電池パック１００に異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
【００７２】
異常が発生していない場合、ＭＣＵ２７は、電圧信号と、セル温度信号、スイッチ温度信号および電流信号に基づいて、電池パック１００に異常が発生することが予測されるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００７３】
異常の発生が予想されない場合、ＭＣＵ２７は処理を終了する。
【００７４】
一方、異常の発生が予想される場合、ＭＣＵ２７は、警告信号を通信端子ＣＸを介して移動体２００の制御部２０２に送信し（ステップＳ３０４）、処理を終了する。なお、この場合、制御部２０２は、警告信号を受信すると、通知部２０３を用いて、異常の発生が予測される旨をユーザに通知する。
【００７５】
また、ステップＳ３０２において異常が発生した場合、ＭＣＵ２７は、異常信号を通信端子ＣＸを介して移動体２００の制御部２０２に送信する（ステップＳ３０５）。この場合、制御部２０２は、異常信号を受信すると、通知部２０３を用いて、電池パック１００からの電力供給が停止される旨をユーザに通知する。
【００７６】
ステップＳ３０５で異常信号が送信されると、ＭＣＵ２７は、遅延時間が経過するまで時間を計測する（ステップＳ３０６）。
【００７７】
遅延時間が経過すると、ＭＣＵ２７は、遮断指示を監視ＩＣ２６に送信する。監視ＩＣ２６は、遮断指示を受信すると、放電ＦＥＴ２１、充電ＦＥＴ２２、または、放電ＦＥＴ２１および充電ＦＥＴ２２の両方をオフにして、電池部１を外部と遮断して（ステップＳ３０７）、処理を終了する。これにより、移動体２００の負荷２０１への電力供給が停止される。
【００７８】
以上説明したように本実施形態によれば、異常が発生した場合、異常が発生した旨の異常信号が外部に送信され、その後、５秒以上経過してから２次電池セル１１が外部と遮断されるため、ユーザに電力供給が停止されるまでに、電力供給ことを伝えるだけの十分な時間を確保することが可能になる。したがって、電動アシスト自転車のペダルや電気自動車のハンドルなどに係る負荷などが変化することを事前に知ることが可能になるので、運転が不安定になることを軽減することが可能になる。
【００７９】
また、本実施形態では、異常の発生が予測される場合には、警告信号が出力されるので、運転が不安定になることをより確実に軽減することが可能になる。
【００８０】
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【００８１】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載することが可能であるが、以下には限定されない。
【００８２】
［付記１］
２次電池セルを備えた電池パックであって、
前記２次電池セルと外部との接続と遮断を切り換えるスイッチと、
前記電池パックの状態を示す状態値を検出する検出部と、
前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力する管理部と、
前記遮断指示が出力された場合、前記スイッチを用いて、前記２次電池セルを外部と遮断する遮断部と、を有し、
前記遅延時間は、５秒以上である、電池パック。
【００８３】
［付記２］
前記検出部は、前記状態値として、前記２次電池セルの両極間の電圧値であるセル電圧値、前記２次電池セルに流れる放電電流の値であるセル電流値、前記電池パックの温度であるパック温度の少なくとも一つを検出する、付記１に記載の電池パック。
【００８４】
［付記３］
前記管理部は、前記検出された状態値のそれぞれについて、当該状態値が、当該状態値に対応する異常条件を満たすか否かを判定し、前記異常条件を満たす状態値が存在する場合、前記異常が発生したと判定する、付記２に記載の電池パック。
【００８５】
［付記４］
前記セル電圧値に対応する異常条件は、当該セル電圧値が第１の電圧閾値以下になることを含み、
前記管理部は、前記セル電圧値が前記第１の電圧閾値よりも大きく、かつ、前記第１の電圧閾値よりも大きい第２の電圧閾値以下になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、付記３に記載の電池パック。
【００８６】
［付記５］
前記第１の電圧閾値は、２．５Ｖから２．９Ｖまでの範囲に含まれ、
前記第２の電圧閾値は、２．９Ｖから３．２Ｖまでの範囲に含まれる、付記４に記載の電池パック。
【００８７】
［付記６］
前記セル電流値に対応する異常条件は、当該セル電流値が第１の電流閾値以上になることを含み、
前記管理部は、前記セル電流値が前記第１の電流値より小さく、かつ、前記第１の電流値より小さい第２の電流閾値以上になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、付記３ないし５のいずれか１項に記載の電池パック。
【００８８】
［付記７］
前記第１の電流閾値は、２５Ａから４０Ａまでの範囲に含まれ、
前記第２の電流閾値は、２０Ａから３５Ａまでの範囲に含まれる、付記６に記載の電池パック。
【００８９】
［付記８］
前記検出部は、前記パック温度として、前記２次電池セルの温度であるセル温度と、前記スイッチの温度であるスイッチ温度との少なくとも一方を検出する、付記３ないし７のいずれか１項に記載の電池パック。
【００９０】
［付記９］
前記セル温度に対応する異常条件は、当該セル温度が第１のセル温度閾値以上になることを含み、
前記管理部は、前記セル温度が前記第１のセル温度閾値より小さく、かつ、前記第１のセル温度閾値より小さい第２のセル温度閾値以上になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、付記８項に記載の電池パック。
【００９１】
［付記１０］
前記第１のセル温度閾値は、６０℃から７０℃までの範囲に含まれ、
前記第２のセル温度閾値は、４５℃から６５℃までの範囲に含まれる、付記９に記載の電池パック。
【００９２】
［付記１１］
前記スイッチ温度に対応する異常条件は、当該スイッチ温度が第１のスイッチ温度閾値以上になることを含み、
前記管理部は、前記スイッチ温度が前記第１のスイッチ温度閾値より小さく、かつ、前記第１のスイッチ温度閾値より小さい第２のスイッチ温度閾値以上になると、前記異常の発生が予測される旨の警告信号を外部に送信する、付記８に記載の電池パック。
【００９３】
［付記１２］
前記第１のスイッチ温度閾値は、９０℃から１１０℃までの範囲に含まれ、
前記第２のスイッチ温度閾値は、７０℃から９０℃までの範囲に含まれる、付記１１に記載の電池パック。
【００９４】
［付記１３］
前記パック温度に対応する異常条件は、当該パック温度がパック温度閾値以下になることを含む、付記３ないし１２のいずれか１項に記載の電池パック。
【００９５】
［付記１４］
前記パック温度閾値は、−１５℃から−２５℃までの範囲に含まれる、付記１３に記載の電池パック。
【００９６】
［付記１５］
前記管理部は、前記検出された状態値のそれぞれについて、当該状態値が予め定められた不感応時間継続して前記異常条件を満たすか否かを判定し、前記不感応時間継続して前記異常条件を満たす状態値が存在する場合、前記異常が発生したと判定する、付記３ないし１４のいずれか１項に記載の電池パック。
【００９７】
［付記１６］
前記不感応時間は、５秒以内の値である、付記１５に記載の電池パック。
【００９８】
［付記１７］
前記セル電圧値に対応する異常条件は、当該セル電圧値の検出が停止されたことを含む、付記３ないし１６のいずれか１項に記載の電池パック。
【００９９】
［付記１８］
前記２次電池セルは、正極にマンガンを用いたマンガンスピネル系リチウムイオン２次電池セルである、付記１ないし１７のいずれか１項に記載の電池パック。
【０１００】
［付記１９］
付記１ないし１８のいずれか１項に記載の電池パックと、
通知部と、
前記電池パックから異常信号が出力された場合、前記通知部を用いて、前記電池パックに異常が発生した旨を通知する制御部と、を備えた移動体。
【０１０１】
［付記２０］
２次電池セルを備えた電池パックの制御方法であって、
前記電池パックの状態を示す状態値を検出し、
前記状態値に基づいて、前記電池パックに異常が発生したか否かを判定し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生した旨の異常信号を外部に送信し、その後、予め定められた遅延時間経過してから、前記２次電池セルを外部と遮断する旨の遮断指示を出力し、
前記遮断指示が出力された場合、前記２次電池セルを外部と遮断し、
前記遅延時間は、５秒以上である、電池パックの制御方法。
【０１０２】
なお、この出願は、２０１３年３月１３日に出願された日本出願特願２０１３−０５００８４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。
【符号の説明】
【０１０３】
１      電池部
２      保護回路
１１    ２次電池セル
２１    放電ＦＥＴ
２２    充電ＦＥＴ
２３    温度センサ
２４    温度センサ
２５    電流検出部
２６    監視ＩＣ
２７    ＭＣＵ
１００  電池パック
２００  移動体
２０１  負荷
２０２  管理部
２０３  通知部
【図１】
2014141809.tif 000003
【図２】
2014141809.tif 000004
【図３】
2014141809.tif 000005
【国際調査報告】
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2014141809.tif 000007
2014141809.tif 000008