(57)【要約】【課題】セルブロックが複数の並列セルから成る電池パックにおいて、並列セルの一部の外れを検出可能とするとともに、高精度な検出を行うようにする。【解決手段】各セルブロックの端子電圧・充放電電流を測定して残量％を算出し（Ｓ１）、その残量％が線形な変化をする範囲Ｗ内となると判定処理を開始する（Ｓ２）。先ずその時の残量％をＡ１とし（Ｓ３）、規定の内部抵抗値に測定電流値を乗算した値を測定電圧値に加算または減算することでＯＣＶ電圧を推定し、ＯＣＶ１とする（Ｓ４）。再び残量％を求め（Ｓ５）、連続で充電または放電されており（Ｓ６）、範囲Ｗ内であると（Ｓ７）、Ａ２とし（Ｓ８）、Ａ１−Ａ２が規定の値となると（Ｓ９）、ＯＣＶ電圧を推定し、ＯＣＶ２とする（Ｓ１０）。ＯＣＶ１とＯＣＶ２との変化量Δを求め（Ｓ１１）、その値を閾値Ｖｔｈと比較し（Ｓ１２）、閾値以上でセルの一部の外れと判定する（Ｓ１３）。【選択図】図６
2008071568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、
前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段と、
前記残量検知手段によって求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧の変化量が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する断線検知手段とを含むことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、
前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段と、
前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、その時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧と、前記残量検知手段によって求められた残量に対して予め定められる基準値との差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する断線検知手段とを含むことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
前記内蔵電池は複数段のセルブロックが直列に接続されて成り、
前記断線検知手段は、各セルブロック間での前記推定した電圧の変化量のばらつきが予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定することを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
前記断線検知手段は、前記残量検知手段によって求められる残量が、充電時には１０〜７０％の範囲で、放電時には１０〜９０％の範囲で、セル外れの判定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項５】
前記内蔵電池の残量の値に応じて、前記予め定める値を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項６】
複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックの断線検知方法において、
前記セルブロックの端子電圧を検出するステップと、
充放電電流を検出するステップと、
検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求めるステップと、
求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記端子電圧および充放電電流の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定するステップと、
その推定した電圧の変化量を求めるステップと、
前記変化量が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定するステップとを含むことを特徴とする電池パックの断線検知方法。
【請求項７】
複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックの断線検知方法において、
前記セルブロックの端子電圧を検出するステップと、
充放電電流を検出するステップと、
検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求めるステップと、
前記端子電圧および充放電電流の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、その時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定するステップと、
その推定した電圧と、求められた残量に対して予め定められる基準値との差を求めるステップと、
前記差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定するステップとを含むことを特徴とする電池パックの断線検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックおよびその断線検知方法に関し、特に内蔵電池のセルが複数個少なくとも並列に接続されて成る場合に、その並列セルの一部の外れを検知するための手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池における前記並列セルの外れを検知する従来技術は、たとえば特許文献１や特許文献２で提案されている。特許文献１では、複数段直列に接続されたセルブロックの電圧ばらつきが所定値を超えると、そのセルブロックの一部のセルに外れが生じていると判定している。また、特許文献２では、所定容量の放電または充電前後の各セルブロック間の電圧変化量から、セルの外れを判定している。
【特許文献１】特開平９−１１７０７２号公報
【特許文献１】特開２００４−３１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の従来技術では、単にセルブロックの電圧ばらつきから判定しているので、特性差やばらつきで誤検出するおそれがある。この点、変化を見ている特許文献２では、改善が期待できるものの、更なる検出精度の向上が望まれる。
【０００４】
本発明の目的は、検出精度を向上することができる電池パックおよびその断線検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電池パックは、複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段と、充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段と、前記残量検知手段によって求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧の変化量が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する断線検知手段とを含むことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の電池パックの断線検知方法は、複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックの断線検知方法において、前記セルブロックの端子電圧を検出するステップと、充放電電流を検出するステップと、検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求めるステップと、求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記端子電圧および充放電電流の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定するステップと、その推定した電圧の変化量を求めるステップと、前記変化量が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定するステップとを含むことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、二次電池などの複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、セルの一部に外れが生じたら、残ったセルに対して、容量、すなわち端子電圧の、充電時には増加ペースがアップし、放電時には減少ペースがアップする。そこで、充放電の制御などに使用され、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段および充放電電流を検出する電流検出手段に、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段を用いるとともに、断線検知手段を設け、前記セル外れを検出する。
【０００８】
具体的には、前記電流検出手段の検出結果に、前記セルに予め定められる内部抵抗値を乗算することで前記内部抵抗による電圧変化量を求め、その電圧変化量を前記電圧検出手段の検出結果に対して、充電時には減算することで、また放電時には加算することで、充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧（ＯＣＶ電圧）を推定するようにする。そして、たとえば充放電の開始とともに、その時点での残量％、推定ＯＣＶ電圧を求めておき、以降連続して充電または放電が行われて予め定める残量％だけ変化する毎にその時点での推定ＯＣＶ電圧を求めるようにし、或いは連続して充電または放電が行われている際に、予め定める残量％となる毎にその時点での推定ＯＣＶ電圧を求めるようにし、予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における推定ＯＣＶ電圧の変化量が予め定める値、たとえば２５０ｍＶ以上であるときに、前記並列セルの一部が脱落していると判定する。
【０００９】
したがって、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から、単段のセルブロックでも並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。
【００１０】
また、充放電の制御に使用される既存の電圧検出手段、電流検出手段および残量検知手段を利用して、前記推定ＯＣＶ電圧を検出するタイミングを新たに設定するとともに、推定ＯＣＶ電圧の変化量を演算する処理およびその変化量を所定の閾値と比較してセル外れの判定を行う判定処理のアルゴリズムを、充放電を制御する手段に追加するだけで前記断線検知手段を構成することができ、低コストな構成で実現することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明の電池パックは、複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段と、充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段と、前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、その時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧と、前記残量検知手段によって求められた残量に対して予め定められる基準値との差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する断線検知手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電池パックの断線検知方法は、複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックの断線検知方法において、前記セルブロックの端子電圧を検出するステップと、充放電電流を検出するステップと、検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求めるステップと、前記端子電圧および充放電電流の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、その時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定するステップと、その推定した電圧と、求められた残量に対して予め定められる基準値との差を求めるステップと、前記差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、二次電池などの複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、充放電の制御などに使用され、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段および充放電電流を検出する電流検出手段に、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段を用いるとともに、断線検知手段を設け、前記セル外れを検出する。
【００１４】
具体的には、前記電流検出手段の検出結果に、前記セルに予め定められる内部抵抗値を乗算することで前記内部抵抗による電圧変化量を求め、その電圧変化量を前記電圧検出手段の検出結果に対して、充電時には減算することで、また放電時には加算することで、充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧（ＯＣＶ電圧）を推定するようにする。そして、その推定ＯＣＶ電圧を前記残量検知手段によって求められた残量に対して予め定められる基準値にそのまま対照して、それらの差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する。
【００１５】
したがって、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から、単段のセルブロックでも並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。
【００１６】
また、充放電の制御に使用される既存の電圧検出手段、電流検出手段および残量検知手段を利用して、推定ＯＣＶ電圧を演算する処理およびその推定ＯＣＶ電圧を所定の閾値と比較してセル外れの判定を行う判定処理のアルゴリズムを、充放電を制御する手段に追加するだけで前記断線検知手段を構成することができ、低コストな構成で実現することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明の電池パックでは、前記内蔵電池は複数段のセルブロックが直列に接続されて成り、前記断線検知手段は、各セルブロック間での前記推定した電圧の変化量のばらつきが予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定することを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、前記内蔵電池が複数段のセルブロックが直列に接続されて成る場合に、前述のようにして推定された各セルブロックの電圧の変化量を直接閾値と比較するのではなく、その変化量のばらつきを求め、そのばらつきを閾値と比較する。
【００１９】
したがって、その時の残量％や内蔵電池の個体毎のばらつきが判定に影響し難く（誤判定の可能性が小さく）、判定閾値を厳しく（誤判定を防止するためのマージンを小さく）、たとえば１００ｍＶに設定することができ、判定精度を一層向上することができる。
【００２０】
また、本発明の電池パックでは、前記断線検知手段は、前記残量検知手段によって求められる残量が、充電時には１０〜７０％の範囲で、放電時には１０〜９０％の範囲で、セル外れの判定を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、充電時の０〜１０％未満の範囲では、電圧変化が大きく、誤検出する可能性あり、７０％を超える範囲では、ほとんど電圧変化がないために、検出が困難で、好ましくなく、また放電時の０〜１０％未満および９０％を超える範囲では、電圧変化大きく、誤検出する可能性あり、好ましくない。
【００２２】
したがって、そのような電圧変化が大きくなる範囲や電圧変化がほとんどない範囲区間での判定を行わなくすることで、判定閾値を厳しく設定して、判定精度を一層向上することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の電池パックは、前記内蔵電池の残量の値に応じて、前記予め定める値を設定することを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、セル外れの判定をする閾値を固定ではなく、残量％に応じて可変する。たとえば、残量％が、１０％以上〜３０％以下では１００ｍＶ、３０％超〜７０％以下では８０ｍＶ、７０％超〜９０％以下では１００ｍＶとする。
【００２５】
したがって、並列セルの一部の外れを、より正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電池パックおよびその断線検知方法は、以上のように、二次電池などの複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、充放電の制御などに使用され、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段および充放電電流を検出する電流検出手段に、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段を用いるとともに、断線検知手段を設け、その断線検知手段が、前記残量検知手段によって求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧の変化量が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する。
【００２７】
それゆえ、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から、単段のセルブロックでも並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。さらにまた、充放電の制御に使用される既存の電圧検出手段、電流検出手段および残量検知手段を利用して、前記推定ＯＣＶ電圧を検出するタイミングを新たに設定するとともに、推定ＯＣＶ電圧の変化量を演算する処理およびその変化量を所定の閾値と比較してセル外れの判定を行う判定処理のアルゴリズムを、充放電を制御する手段に追加するだけで前記断線検知手段を構成することができ、低コストな構成で実現することができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の電池パックおよびその断線検知方法は、以上のように、二次電池などの複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、充放電の制御などに使用され、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段および充放電電流を検出する電流検出手段に、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段を用いるとともに、断線検知手段を設け、その断線検知手段が、前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、その時点での充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧を推定し、その推定した電圧と、前記残量検知手段によって求められた残量に対して予め定められる基準値との差が予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する。
【００２９】
それゆえ、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から、単段のセルブロックでも並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。
【００３０】
さらにまた、本発明の電池パックおよびその断線検知方法は、以上のように、二次電池などの複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックにおいて、充放電の制御などに使用され、前記セルブロックの端子電圧を検出する電圧検出手段および充放電電流を検出する電流検出手段に、前記電流検出手段で検出された充放電電流を積算し、前記内蔵電池の残量を求める残量検知手段を用いるとともに、断線検知手段を設け、その断線検知手段が、前記残量検知手段によって求められる残量が予め定める残量分連続して増加または減少する前後の時点における前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果ならびに前記セルに予め定められる内部抵抗値に基づいて、それぞれの時点での充放電電流が略０の状態での前記各セルブロックの端子電圧をそれぞれ推定し、その推定した電圧の差の各セルブロック間でのばらつきが予め定める値以上であるときに前記並列セルの一部が脱落していると判定する。
【００３１】
それゆえ、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る断線検知方法を用いる充電システムの電気的構成を示すブロック図である。この充電システムは、電池パック１に、それを充電する充電器２を備えて構成されるが、電池パック１から給電が行われる図示しない負荷機器をさらに含めて電子機器システムが構成されてもよい。その場合、電池パック１は、図１では充電器２から充電が行われるけれども、該電池パック１が前記負荷機器に装着されて、負荷機器を通して充電が行われてもよい。電池パック１および充電器２は、給電を行う直流ハイ側の端子Ｔ１１，Ｔ２１と、通信信号の端子Ｔ１２，Ｔ２２と、給電および通信信号のためのＧＮＤ端子Ｔ１３，Ｔ２３とによって相互に接続される。前記負荷機器が設けられる場合も、同様の端子が設けられる。
【００３３】
前記電池パック１内で、前記の端子Ｔ１１から延びる直流ハイ側の電源ラインである充放電経路１１には、ヒューズ２４，２５が介在されるとともに、充電用と放電用とで相互に導電形式が異なるＦＥＴ１２，１３が介在されており、その充放電経路１１が内蔵電池１４のハイ側端子に接続される。前記内蔵電池１４のロー側端子は、直流ロー側の電源ラインである充放電経路１５を介して前記ＧＮＤ端子Ｔ１３に接続され、この充放電経路１５には、充電電流および放電電流を電圧値に変換する電流検出抵抗１６が介在されている。
【００３４】
前記内蔵電池１４は、複数の二次電池のセルが少なくとも並列に接続されて成り、必要に応じて適宜その並列のセルブロックが直列にも複数段接続されていてもよい。前記内蔵電池１４の温度は温度センサ１７によって検出され、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。
【００３５】
また、前記各セルブロックの端子電圧は、後述するようにして、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）４０によって選択的に取出され、前記制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。そのセルブロックの選択は、制御部２１が、通信部２０を介して行う。さらにまた、前記電流検出抵抗１６によって検出された充放電の電流値は、前記ＡＳＩＣ４０を介して前記制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力され、或いは前記ＡＳＩＣ４０を介さず、直接前記制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される（図１ではＡＳＩＣ４０経由で入力している）。
【００３６】
制御部２１は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路などを備えて成り、前記アナログ／デジタル変換器１９を介する各入力値に応答して、充電器２に対して、出力を要求する充電電流の電圧値および電流値を演算し、通信部２２から端子Ｔ１２，Ｔ２２；Ｔ１３，Ｔ２３を介して充電器２へ送信する。また、前記制御部２１は、前記アナログ／デジタル変換器１９を介する各入力値から、端子Ｔ１１，Ｔ１３間の短絡や充電器２からの異常電流などの電池パック１の外部における異常が検出されると、また前記温度センサ１７によって内蔵電池１４の異常な温度上昇が検出されると、前記ＦＥＴ１２，１３を遮断するなどの保護動作を行う。なお、前記ＡＳＩＣ４０と前記制御ＩＣ１８とが結合され、１チップ化されているものを用いてもよい。
【００３７】
一方、前記内蔵電池１４の各セルブロックの端子電圧はまた、二重保護ＩＣ２３に取込まれ、検出結果が、前記制御部２１における異常判定の閾値以上に設定されるこの二重保護ＩＣ２３での閾値以上となると、ＦＥＴ２７をＯＮする。前記ＦＥＴ２７は、充放電経路１１に直列に介在された前記ヒューズ２４，２５に関して設けられており、前記ヒューズ２４，２５の接続点は、発熱抵抗２６およびこのＦＥＴ２７を介して接地されている。したがって、前記制御部２１またはそれによる制御が失効して二重保護ＩＣ２３がＦＥＴ２７をＯＮすることで、発熱抵抗２６が発生した熱で前記ヒューズ２４，２５が溶断する。これによって、前記制御部２１の異常などでセルの過電圧などに対応できない深刻な異常時には、前記ヒューズ２４，２５が溶断されることで、二重の保護動作が実現されるようになっている。
【００３８】
たとえば、前記制御部２１がＦＥＴ１２，１３をＯＦＦする通常の充放電時における過電圧の閾値電圧は、セル当り４．３５Ｖであり、二重保護ＩＣ２３がヒューズ２４，２５を溶断する閾値電圧は、たとえばセル当り４．４５Ｖである。したがって、通常使用時の過電圧程度では復旧可能であり、異常時の過電圧では、電池パック１は再使用不能となって安全性の向上が図られるようになっている。
【００３９】
一方、充電器２では、前記の要求を制御ＩＣ３０の通信部３２で受信し、充電制御部３１が充電電流供給回路３３を制御して、前記の電圧値および電流値で、充電電流を供給させる。充電電流供給回路３３は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどから成り、入力電圧を、前記充電制御部３１で指示された電圧値および電流値に変換して、端子Ｔ２１，Ｔ１１；Ｔ２３，Ｔ１３を介して、充放電経路１１，１６へ供給する。
【００４０】
図２は、前記電池パック１内の構成をさらに詳しく説明するブロック図である。この図２の例では、前記内蔵電池１４は、２パラ４直、すなわち８つのセルＥ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２；Ｅ３１，Ｅ３２；Ｅ４１，Ｅ４２（総称するときは、以下参照符号Ｅで示す）から構成されており、相互に並列に接続される同じ段のセルＥ１１とＥ１２、Ｅ２１とＥ２２、Ｅ３１とＥ３２、Ｅ４１とＥ４２が、それぞれセルブロックを構成する。
【００４１】
前記端子Ｔ１１からハイ側の充放電経路１１には端子Ｔ４が接続され、前記端子Ｔ１３からロー側の充放電経路１５にはＧＮＤ端子Ｔ０が接続される。前記端子Ｔ０−Ｔ４間には、前記４つのセルブロックの接続点が中間タップとなる端子Ｔ１〜Ｔ３に接続されている。各セルＥ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２；Ｅ３１，Ｅ３２；Ｅ４１，Ｅ４２は、正負の各端子が、端子Ｔ１１１，Ｔ１１２；Ｔ１２１，Ｔ１２２；Ｔ２１１，Ｔ２１２；Ｔ２２１，Ｔ２２２；Ｔ３１１，Ｔ３１２；Ｔ３２１，Ｔ３２２；Ｔ４１１，Ｔ４１２；Ｔ４２１，Ｔ４２２に、スポット溶接などでそれぞれ接続されることで、前記２パラ４直の前記内蔵電池１４に組上げられる。
【００４２】
一方、前記ＡＳＩＣ４０と二重保護ＩＣ２３とにおいては、図２および図３で示すように、前記ＧＮＤ端子Ｔ０を除き、端子Ｔ１〜Ｔ４における電圧Ｖｉｎ１〜Ｖｉｎ４が、互いの電圧検出に影響を与えないように、入力抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４；Ｒ２１〜Ｒ２４をそれぞれ介して、端子Ｔ０１〜Ｔ４１；Ｔ０２〜Ｔ４２から取込まれる。そして、各端子Ｔ０１〜Ｔ４１；Ｔ０２〜Ｔ４２間には、必要に応じて、ノイズ除去用のコンデンサＣ１１〜Ｃ１４；Ｃ２１〜Ｃ２４が設けられることもある。これらのコンデンサＣ１１〜Ｃ１４；Ｃ２１〜Ｃ２４は、各端子Ｔ０１〜Ｔ４１；Ｔ０２〜Ｔ４２間ではなく、各端子Ｔ０１〜Ｔ４１；Ｔ０２〜Ｔ４２とＧＮＤとの間に設けられてもよい。二重保護ＩＣ２３の各入力端子Ｔ０２〜Ｔ４２間には、前記電圧Ｖｉｎ４を等分圧する抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４が設けられている。
【００４３】
前記温度センサ１７は、サーミスタなどから成り、一端が予め定める電圧Ｖ０でバイアスされ、他端が制御ＩＣ１８によってＯＮ／ＯＦＦ駆動されるスイッチ２８から前記電流検出抵抗１６を介して前記ロー側の充放電経路１５に接続され、そのスイッチ２８との接続点の電圧が、前記制御ＩＣ１８のアナログ／デジタル変換器１９に取込まれる。
【００４４】
図３は、前記ＡＳＩＣ４０の一構成例および制御ＩＣ１８の電圧測定に係わる部分の構成を示すブロック図である。前記各端子Ｔ０１〜Ｔ４１は、入力切換え部４１を介して、電圧測定を行うための前記制御ＩＣ１８のアナログ／デジタル変換器１９に選択的に接続される。前記入力切換え部４１は、スイッチＳ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４Ｈ；ＳＴＬ，ＳＴＨを備えて構成される。
【００４５】
前記スイッチＳ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４Ｈは、一端側が前記各端子Ｔ０１〜Ｔ４１に接続され、他端側が前記アナログ／デジタル変換器１９のハイ側入力端１９Ｈまたはロー側入力端１９Ｌに接続される。前記スイッチＳＴＬ，ＳＴＨは、一端側が前記電流検出抵抗１６の各端子に接続され、他端側が前記アナログ／デジタル変換器１９のハイ側入力端１９Ｈとロー側入力端１９Ｌとにそれぞれ接続される。前記スイッチＳ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４Ｈ；ＳＴＬ，ＳＴＨは、セル選択部４２によって選択的にＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００４６】
したがって、たとえばスイッチＳＴＬ，ＳＴＨをＯＮし、スイッチＳ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４ＨをＯＦＦすることで、アナログ／デジタル変換器１９は、電流検出抵抗１６の端子間電圧、したがって内蔵電池１４の充放電の電流を検出することができる。また、たとえばスイッチＳ０Ｌ，Ｓ４ＨをＯＮし、スイッチＳ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；ＳＴＬ，ＳＴＨをＯＦＦすることで、アナログ／デジタル変換器１９は、内蔵電池１４の全体に掛かる充電または放電電圧を検出することができる。
【００４７】
前記スイッチＳ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４Ｈ；ＳＴＬ，ＳＴＨの切換え信号は、制御ＩＣ１８側の制御部２１内の切換え制御部２１１によって発生され、前記通信部２０からＡＳＩＣ４０側の通信部４３を介して、前記セル選択部４２に与えられる。そして、アナログ／デジタル変換器１９で得られた検出結果から、前記制御部２１の充放電制御部２１０は、過充電や過電圧などの判定を行いつつ、充放電を制御する。
【００４８】
注目すべきは、本実施の形態では、断線検知手段である前記制御部２１内の断線検知部２１２は、充放電中も、電圧検出手段である前記切換え制御部２１１およびＡＳＩＣ４０に対して、前記端子Ｔ０〜Ｔ４から各セルブロックの端子電圧を測定させるとともに、電流検出手段である電流検出抵抗１６によって充放電の電流を測定させ、その電流から求められる所定の残量％の時点をデータポイントとして、以下のようにして充放電電流が略０の状態での前記セルブロックの端子電圧（ＯＣＶ電圧）を推定し、そのＯＣＶ電圧から並列セルＥ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２；Ｅ３１，Ｅ３２；Ｅ４１，Ｅ４２の端子Ｔ１１１，Ｔ１１２；Ｔ１２１，Ｔ１２２；Ｔ２１１，Ｔ２１２；Ｔ２２１，Ｔ２２２；Ｔ３１１，Ｔ３１２；Ｔ３２１，Ｔ３２２；Ｔ４１１，Ｔ４１２；Ｔ４２１，Ｔ４２２の外れを検出することである。
【００４９】
すなわち、セルの一部に外れが生じたら、残ったセルに対して、容量、すなわち端子電圧の、充電時には増加ペースがアップし、放電時には減少ペースがアップする。そこで、充放電の制御などに使用される前記電圧検出手段である前記切換え制御部２１１およびＡＳＩＣ４０ならびに電流検出手段である電流検出抵抗１６に、断線検知手段である前記断線検知部２１２を用いて、以下のようにしてセル外れの検知を行う。
【００５０】
図４は、前記制御ＩＣ１８の制御部２１内の充放電に係わる部分の構成を示すブロック図である。制御部２１は、前記充放電制御部２１０と、演算部２１３と、残量補正部２１４と、データテーブル２１５とを備えて構成される。
【００５１】
前記充放電制御部２１０は、上述のような充放電の制御および異常に対する保護動作を行うものであり、充電器２に対して要求する充電電流の電圧値、電流値および異常の有無を、通信部２２から端子Ｔ１２，Ｔ１３を介して送信する。前記演算部２１３は、後述するようにして、内蔵電池１４の実容量に対する現在の使用状態での残量の割合である残量％を演算する。前記残量補正部２１４は、放電時に、セル電圧が予め定められる複数の補正ポイントの値となる毎に、後述するように前記演算部２１３で求められた残量％を、その補正ポイントにおける残量％の値に逐次補正する。
【００５２】
図５には、放電時の残量％の推移と残量の補正の一例とを、ＯＣＶ（無負荷）と共に示す。本実施の形態では、前記残量％が、５．５％、３．５％、０％を前記補正ポイントとし、前記補正ポイントまでは、演算部２１３での積算値を、充電器２や前記断線検知部２１２へ出力する残量％の値とする。一方、残量補正部２１４は、前記ＡＳＩＣ４０によって検出される端子電圧、電流検出抵抗１６によって検出される放電電流および温度センサ１７によって検出されるセル温度をモニタしており、前記放電電流およびセル温度に対応して定められる補正ポイントの電圧値に端子電圧が達すると、前記演算部２１３の積算値を、その補正ポイントの残量％の値に補正する。
【００５３】
詳しくは、前記データテーブル２１５には、温度および放電電流に対応した電圧値が記憶されており、残量補正部２１４は、このデータテーブル２１５から、現在の放電電流およびセル温度に対応した電圧値を読出し、セル電圧がその電圧値に達すると、残量％をその補正ポイントの値とする。このような補正を、図５において、２０℃、１Ａ放電の場合、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３で示すように、セル電圧が補正ポイントの電圧値まで低下する毎に行う。図５の例では、セル電圧が、データテーブル２１５に記憶されている５．５％および３．５％の補正ポイントの電圧値に達した時点で、残量％の積算値が大きかったために、各５．５％、３．５％に補正されている。こうして、放電末期の残量％が小さい状態において、複数の各補正ポイントで積算値を補正することで、残量％の表示精度を向上するようになっている。
【００５４】
一方、充電時には、演算部２１３は電流値を積算してゆくが、定電流充電から定電圧充電に切換わり、端子電圧が所定レベルだけ垂下すると、前記残量補正部２１４は満充電になったと判定し、前記演算部２１３の積算値を１００％にセットする。こうして、充放電に伴い、前記充電器２や前記断線検知部２１２へ正確な残量％の値を出力可能となっている。
【００５５】
その残量％の値を受信しつつ、前記断線検知部２１２は、以下のようにしてセル外れの判定を行う。ここで、本実施の形態では、セル外れの判定にあたって、前記ＯＣＶ電圧を推定する。これには、セルに予め定められる内部抵抗値に、電流検出抵抗１６によって検出された充放電電流を乗算することで前記内部抵抗による電圧変化量を求め、その電圧変化量を、ＡＳＩＣ４０によって検出された電圧に対して、充電時には減算することで、また放電時には加算することで、求めることができる。
【００５６】
図６および図７は、セル外れの判定動作の一例を示すフローチャートである。このような動作は、端子短絡や過充電・過電圧等の異常検出および前記残量％の算出などのために所定の周期で電流、電圧、温度測定が行われているので、その測定データを利用して行われる。
【００５７】
図６の例では、所定の判定周期タイミングでステップＳ１に移り、各セルブロックの端子電圧および充放電電流が測定されるとともに、それらの測定結果から前記演算部２３１で残量％が算出され、その測定結果と共に算出された残量％の値が断線検知部２１２に取得される。続いてステップＳ２では、その取得された残量％の値が予め定める範囲Ｗ内であるか否かが判断され、そうでないときにはセル外れの判定を行わずに処理を終了して次回の判定周期タイミングで再びステップＳ１から開始する。一方、前記ステップＳ２で前記範囲Ｗ内であると、ステップＳ３以降の動作に移る。
【００５８】
前記範囲Ｗは、たとえば充電時には１０〜７０％の範囲であり、放電時には１０〜９０％の範囲である。したがって、たとえば充電時において、完全放電してしまっていると前記ステップＳ１からＳ２の処理を繰返し、１０％のレベルまで充電が進むとステップＳ３に移り、同様に放電時において、満充電状態であるとステップＳ１からＳ２の処理を繰返し、９０％のレベルまで放電が進むとステップＳ３に移る。
【００５９】
ここで、図８〜図１０には充電時におけるパラメータ変化の一例を示し、図１１〜図１４には放電時におけるパラメータ変化の一例を示す。これらの図は、内蔵電池１４として、２パラ３直のリチウム二次電池を用いており、したがって端子Ｔ０−Ｔ４間は、満充電の状態で１２．６Ｖとなる。これらの図において、参照符号Ｖは端子Ｔ０−Ｔ４間の電圧（したがって、セル電圧の平均は、この１／３の電圧となる）を示し、参照符号Ｉは充放電の電流を示し、参照符号ＲＳＯＣ（Relative State Of Charge）は残量％を示し、参照符号ＴＨはセル温度を示す。
【００６０】
図８は、雰囲気温度２５℃、定電流充電時の電流値が０．８Ｃ（＝３２００ｍＡ、∵１Ｃ＝４０００ｍＡ）の場合でのパラメータ変化を示す。参照符号Ｖ１とＶ２とはセルのばらつきによる端子電圧の差（幅）を示している。これを基準として、図９は雰囲気温度が５℃の場合を示し、図１０は４０℃の場合を示す。いずれも、放電終止レベルから充電を開始しており、残量％は０から積算が開始されている。これらの図８〜図１０を比較して、残量％が前記１０〜７０％の範囲では端子電圧の急峻な変化がなく、残量％に比例して端子電圧が変化しており、したがって本実施の形態では、前記のように充電時には１０〜７０％の範囲で前記ＯＣＶ電圧を推定し、セル外れの判定を行うものとする。
【００６１】
一方、図１１は、雰囲気温度２５℃、放電時の電流値が１Ｃ（＝４０００ｍＡ）の場合でのパラメータ変化を示す。参照符号Ｖ１とＶ２とはセルのばらつきによる端子電圧の差（幅）を示している。これを基準として、図１２は雰囲気温度が０℃の場合を示し、図１３は４５℃の場合を示し、図１４は雰囲気温度２５℃、放電時の電流値が０．５Ｃ（＝２０００ｍＡ）の場合でのパラメータ変化を示す。いずれも、満充電レベルから放電を開始しており、残量％は１００％から減算が開始されている。これらの図１１〜図１４を比較して、残量％が前記１０〜９０％の範囲では端子電圧の急峻な変化がなく、残量％に比例して端子電圧が変化しており、したがって本実施の形態では、前記のように放電時には１０〜９０％の範囲で前記ＯＣＶ電圧を推定し、セル外れの判定を行うものとする。
【００６２】
再び図６に戻り、ステップＳ３では、前記ステップＳ１で取得された残量％がＡ１としてセットされ、ステップＳ４では、前記の測定値から、前述のようにして各セルブロックのＯＣＶ電圧が推定され、ＯＣＶ１としてセットされる。したがって、残量が略０の場合からの充電開始時には、前記Ａ１としては、前述のように１０％がセットされることになり、継足し充電の場合は前回使用時の残量などがセットされる。また、略満充電状態からの放電開始時には、前記Ａ１としては、たとえば前述のように９０％がセットされることになる。
【００６３】
ステップＳ５では、再び前記ステップＳ１と同様に、各セルブロックの端子電圧および充放電電流の測定結果ならびに算出された残量％の値が取得される。ステップＳ６では、前回の残量％の算出タイミングから連続して充電または放電が行われているか否かが判断され、そうでないときには処理を終了し、そうであるときにはステップＳ７に移る。ステップＳ７では、前記ステップＳ２と同様に、取得された残量％の値が引続き予め定める範囲Ｗ内に入っているか否かが判断され、外れてしまったときには処理を終了し、前記範囲Ｗ内であると、ステップＳ８に移る。
【００６４】
ステップＳ８では、前記ステップＳ３と同様に、前記ステップＳ５で取得された残量％がＡ２としてセットされ、ステップＳ９では、前記ステップＳ３での残量％Ａ１からステップＳ８での残量％Ａ２が予め定める値、たとえば前記２０％だけ、充電または放電が行われたか否かが判断され、残量％の変化が前記２０％未満なら前記ステップＳ５に戻って継続して残量％をモニタし、２０％の変化が確認されるとステップＳ１０に移る。
【００６５】
ステップＳ１０では、前記ステップＳ４と同様に、各セルブロックの端子電圧および充放電電流の測定結果から、前述のようにして各セルブロックのＯＣＶ電圧が推定され、ＯＣＶ２としてセットされる。ステップＳ１１では、ＯＣＶ１からＯＣＶ２への変化量Δが求められ、ステップＳ１２ではその変化量Δが予め定める閾値Ｖｔｈ、たとえば２５０ｍＶ以上であるか否かが判断される。ステップＳ１２で２５０ｍＶ以上であるとステップＳ１３でそのセルブロックのセルの一部が外れていると判定して前記ＦＥＴ１２，１３をＯＦＦしたり、ヒューズ２４，２５を溶断するなどの保護動作を行った後動作を終了する。
【００６６】
これに対して、前記ステップＳ１２で２５０ｍＶ未満であるとセル外れは発生していないものと判断して、ステップＳ１４でＯＣＶ２をＯＣＶ１へ、Ａ２をＡ１に更新した後、前記ステップＳ５に戻り、次の２０％の残量％の変化が可能な場合は、そのステップＳ５以降の処理が再び行われることになる。
【００６７】
ここで、表１に、残量％に対応した標準的なＯＣＶ電圧の一例を示す。
【００６８】
【表１】
2008071568.tif 000003
【００６９】
表１から明らかなように、前記のような２０％の残量％の変化で、ＯＣＶ電圧は１５０〜２００ｍＶ程度変化しており、残量％が高くなる程、ＯＣＶ電圧の変化は大きくなる。そこで、放電時の前記９０％に対応して、閾値Ｖｔｈを前記のように２５０ｍＶに設定している。しかしながら、その閾値Ｖｔｈを、固定ではなく、残量％に応じて可変にすることで、より精細な判定を行うことができる。たとえば、表１から明らかなように、残量％が、１０％以上〜３０％以下では１８０ｍＶ、３０％超〜７０％以下では１５０ｍＶ、７０％超〜９０％以下では２５０ｍＶとすることができる。
【００７０】
一方、図７の処理は、図６の処理に類似し、対応するステップ番号には同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。図６の処理は、充放電の開始時点で、前記範囲Ｗ内であれば、任意の点がデータポイントとなってＡ１にセットされ、そのデータポイントＡ１から残量％が２０％の変化した点がもう１つのデータポイントとなったのに対して、この図７の処理は、前記残量％のデータポイントの取り方が異なり、残量％のデータポイントは予め定められており、たとえば１０％、３０％、５０％、７０％、９０％である。
【００７１】
すなわち、前記ステップＳ２で残量％の値が予め定める範囲Ｗ内であるとステップＳ２１に移り、その残量％が前記予め定められるデータポイント、たとえば充電時の１０％であるか否かが判断され、そうでないときには処理を終了し、そうであると前記ステップＳ４のＯＣＶ電圧の推定が行われる。その後、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７で、連続充電または放電で、かつ前記範囲Ｗ内のまま、ステップＳ２２で次のデータポイント、すなわち３０％に達したか否かが判断され、そうでないときには前記ステップＳ５に戻り、そうであると前記ステップＳ１０のＯＣＶ電圧の推定が行われる。以降の処理は図６と同様である。
【００７２】
なお、充電から放電または放電から充電にモードが切換わると、ステップＳ６から再びステップＳ１に復帰する。こうして、本実施の形態では、前記２０％の残量％以上、連続して充電または放電が行われた場合にだけ、セル外れの判定を行う。
【００７３】
このように構成することで、前記セル外れによる充放電に伴う推定ＯＣＶ電圧の大きな変化から、単段のセルブロックでも並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、二重保護ＩＣ２３が設けられ、その分圧抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４などが存在しても、推定ＯＣＶ電圧から高精度な検出を行うことができる。また、通電しながらセル外れを検出することができる。
【００７４】
また、充放電の制御に使用される既存の電圧検出手段であるＡＳＩＣ４０、電流検出手段である電流検出抵抗１６および残量検知手段である演算部２１３を利用して、前記推定ＯＣＶ電圧を検出するタイミングを新たに設定するとともに、推定ＯＣＶ電圧の変化量Δを演算する処理およびその変化量Δを所定の閾値Ｖｔｈと比較してセル外れの判定を行う判定処理のアルゴリズムを、充放電制御部２１に追加するだけで断線検知手段としての前記断線検知部２１２を実現することができ、低コストな構成で実現することができる。
【００７５】
また、所定の残量％だけ変化した間の推定ＯＣＶ電圧の変化量Δを比較する場合、たとえば同じ２０％の変化でも、３０〜５０％の間で求めた推定ＯＣＶ電圧の差と、８０〜１００％の間で求めた推定ＯＣＶ電圧の差とでは、８０〜１００％側では電圧変化が大きく、同じ閾値と比較していたのでは閾値から外れる可能性があり、しかしながら閾値をこの８０〜１００％側に合わせると、３０〜５０％側では異常（セル外れ）を生じていても閾値内に入ってしまう可能性もある。したがって、そのような電圧変化が大きくなる区間（Ｗ１外）での判定を行わなくすることで、判定閾値Ｖｔｈを厳しく設定して、判定精度を一層向上することができる。さらに前述のようにその判定閾値Ｖｔｈを切換えることで、判定精度をより一層向上することができる。
【００７６】
［実施の形態２］
図１５は、本発明の実施の他の形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態には、前述の電池パック１と同様の構成を用いることができ、前記断線検知部２１２の処理アルゴリズムが一部異なるだけである。したがって、この図１５において前述の図６で示す動作と同一の動作については、同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ステップＳ１１でＯＣＶ１とＯＣＶ２との変化量Δが求められた後、ステップＳ３１でさらにその変化量Δが各セルブロック間で比較され、ばらつきσが求められ、ステップＳ３２ではそのばらつきσが予め定める閾値Ｖｔｈｂ、たとえば１００ｍＶ以上であるか否かが判断されることである。前記ばらつきσは、変化量Δの最大値と最小値との差などから求めることができる。
【００７７】
このように複数段直列に接続されるセルブロックのブロック間での前記推定ＯＣＶ電圧の変化量Δの比較を行うことで、その時の残量％や内蔵電池１４の個体毎のばらつきが判定に影響し難く（誤判定の可能性が小さく）、閾値Ｖｔｈｂを前記閾値Ｖｔｈよりも厳しく（誤判定を防止するためのマージンを小さく）設定して、判定精度を一層向上することができる。
【００７８】
［実施の形態３］
図１６は、本発明の実施のさらに他の形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にも、前述の電池パック１と同様の構成を用いることができ、前記断線検知部２１２の処理アルゴリズムが一部異なるだけである。したがって、この図１６においても前述の図６で示す動作と同一の動作については同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ステップＳ１で測定結果から残量％が求められ、ステップＳ４で各セルブロックのＯＣＶ電圧が推定されると、その求められた残量％の値から、ステップＳ４１で、前記表１で示すような標準的なＯＣＶ電圧が読出されて基準値Ｖｒｅｆに設定されることである。さらに、ステップＳ４２では、その基準値Ｖｒｅｆと前記ステップＳ４で推定されたＯＣＶ電圧との差Δｃが求められ、ステップＳ４３ではその差Δｃが予め定める閾値Ｖｔｈｃ、たとえば１００ｍＶ以上であるか否かが判断され、１００ｍＶ以上であるとステップＳ１３でそのセルブロックのセルの一部が外れていると判定する。
【００７９】
こうして、推定したＯＣＶ電圧を、その時点での残量％に対応した標準的なＯＣＶ電圧Ｖｒｅｆにそのまま対照しても、セル外れを判定することができる。
【００８０】
ところで、セル外れを判定する前記閾値Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃも、固定ではなく、残量％に応じて可変にすることで、よりきめ細かな判定を行うことができる。たとえば、残量％が、１０％以上〜３０％以下では１００ｍＶ、３０％超〜７０％以下では８０ｍＶ、７０％超〜９０％以下では１００ｍＶとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、セルブロックでの並列セルの一部の外れを検出することができるとともに、高精度な検出を行うことができるので、電池パックに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る断線検知方法を用いる充電システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】電池パック内の構成をさらに詳しく説明するブロック図である。
【図３】セル電圧検出および前記本発明の実施の一形態に係る断線検知を行うＡＳＩＣの一構成例および制御ＩＣにおいてそれに係わる部分の構成を示すブロック図である。
【図４】前記制御ＩＣの制御部内の充放電に係わる部分の構成を示すブロック図である。
【図５】リチウム二次電池の放電時における残量％の推移と残量の補正の一例とを、ＯＣＶ（無負荷）と共に示すグラフである。
【図６】本発明の実施の一形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の他の形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】充電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図９】充電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１０】充電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１１】放電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１２】放電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１３】放電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１４】放電時におけるセル電圧、電流、温度、残量％の各パラメータ変化の一例を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施の他の形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施のさらに他の形態に係る断線検知方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１    電池パック
２    充電器
１１，１５    充放電経路
１２，１３，２７    ＦＥＴ
１４    内蔵電池
１６    電流検出抵抗
１７    温度センサ
１８，３０    制御ＩＣ
１９    アナログ／デジタル変換器
２０，２２，３２，４３    通信部
２１    制御部
２１０  充放電制御部
２１１  切換え制御部
２１２  断線検知部
２１３  演算部
２１４  残量補正部
２１５  データテーブル
２３    二重保護ＩＣ
２４，２５    ヒューズ
２６    発熱抵抗
３１    充電制御部
３３    充電電流供給回路
４０    ＡＳＩＣ
４１    入力切換え部
４２    セル選択部
Ｃ１１〜Ｃ１４；Ｃ２１〜Ｃ２４    入力容量
Ｅ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２；Ｅ３１，Ｅ３２；Ｅ４１，Ｅ４２    セル
Ｌ０〜Ｌ４    接続ライン
Ｒ１１〜Ｒ１４；Ｒ２１〜Ｒ２４    入力抵抗
Ｒ３１〜Ｒ３４    分圧抵抗
Ｓ０Ｌ；Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈ；Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｈ；Ｓ３Ｌ，Ｓ３Ｈ；Ｓ４Ｈ    スイッチ
ＳＴＬ，ＳＴＨ    スイッチ
Ｔ０〜Ｔ４    端子
Ｔ０１〜Ｔ４１；Ｔ０２〜Ｔ４２    端子
【図１】
2008071568.tif 000004
【図２】
2008071568.tif 000005
【図３】
2008071568.tif 000006
【図４】
2008071568.tif 000007
【図５】
2008071568.tif 000008
【図６】
2008071568.tif 000009
【図７】
2008071568.tif 000010
【図８】
2008071568.tif 000011
【図９】
2008071568.tif 000012
【図１０】
2008071568.tif 000013
【図１１】
2008071568.tif 000014
【図１２】
2008071568.tif 000015
【図１３】
2008071568.tif 000016
【図１４】
2008071568.tif 000017
【図１５】
2008071568.tif 000018
【図１６】
2008071568.tif 000019