(57)【要約】【課題】電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の電池４Ａ，４Ｂと、電池４Ａ，４Ｂ間の接続を切り替える切替スイッチ６と、電池４Ａ，４Ｂのうちいずれかが内部短絡を生じた場合、当該内部短絡の生じた電池を検出する短絡電池検出部１１１と、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つとが直列接続された閉回路を構成するように、切替スイッチ６によって、電池４Ａの正極と電池４Ｂの負極とを接続させる切替制御部１１２とを備えた。【選択図】図１
2008289296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、
前記複数の電池間の接続を切り替える切替部と、
前記複数の電池のうちいずれかが内部短絡を生じた場合、当該内部短絡の生じた電池を検出する短絡電池検出部と、
前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つとが直列接続された閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池間の接続を切り替えさせる切替制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記複数の電池のうち少なくとも一部は並列接続されており、
前記切替制御部は、
前記短絡電池検出部によって前記並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、さらに、前記切替部によって、当該並列接続された電池のうち前記内部短絡の生じた電池を除く残余の電池と前記内部短絡の生じた電池との接続を、切り離させること
を特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記複数の電池は、ｎ個（ｎは整数）の電池が並列接続された電池ブロックが、複数直列接続されており、
前記複数の電池における内部抵抗値をそれぞれＲｉとすると、実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しい抵抗値を生じる抵抗部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記短絡電池検出部によって前記並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、当該内部短絡の生じた電池を含む電池ブロックと他の電池ブロックのうち一つと前記抵抗部とが直列接続された閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池及び前記抵抗部の間の接続を切り替えさせること
を特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記抵抗部は、前記抵抗値が可変にされており、
前記抵抗部の抵抗値を設定する抵抗値設定処理部をさらに備え、
前記抵抗値設定処理部は、
前記抵抗部の抵抗値を、実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しくなるように設定すること
を特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記複数の電池の端子電圧をそれぞれ検出する電圧検出部と、
抵抗値が可変の抵抗部と、
前記抵抗部の抵抗値を設定する抵抗値設定処理部とをさらに備え、
前記切替制御部は、
前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、前記切替部によって、前記閉回路に前記可変抵抗が含まれるように前記複数の電池及び前記可変抵抗の間の接続を切り替えさせ、
前記抵抗値設定処理部は、
前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、前記電圧検出部によって前記内部短絡の生じた電池から検出される端子間電圧が低下するように、前記抵抗部の抵抗値を設定すること
を特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項６】
前記切替制御部は、
前記閉回路を構成する際に、当該内部短絡の生じた電池を除く複数の電池の並列回路と、前記内部短絡の生じた電池とが直列接続される閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池間の接続を切り替えさせること
を特徴とする請求項５記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話、デジタルビデオカメラ、ノート型パソコン等の携帯型電気機器の駆動用電力を供給する電源装置として、複数の電池からなるいわゆる電池パックが用いられている。また、工場や病院等のバックアップ電源装置、自動車用動力電源等として使用される大型電源装置においても、複数の電池が使用されている。このような電源装置用の電池として、リチウムイオン二次電池が広く用いられている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、軽量でありながら起電力が大きく、高エネルギー密度であるという特徴を有することから、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯電子機器や移動体通信機器の駆動用電源として需要が拡大している。また、大型電源システムとしての開発も進んでおり、バックアップ電源装置、自動車用動力電源としても需要が急増している。
【０００４】
リチウムイオン二次電池は、リチウム含有複合酸化物よりなる正極板と、金属リチウムやリチウム合金またはリチウムイオンを吸蔵、放出する負極活物質を含む負極と、電解質とから構成されている。現在、市販されているリチウムイオン二次電池の大半は、正極活物質としてリチウム含有コバルト複合酸化物ＬｉｘＣｏＯ２（ｘは活物質中のリチウム含量を表す数値で、電池の充放電によって変化する）が用いられ、負極活物質には、黒鉛材料が用いられている。
【０００５】
電池、特にこのような構成のリチウムイオン二次電池では、電池の製造過程などで、金属の混入が起こった場合、混入金属が導電性を示すとき、この混入物を介して、正極と負極間で内部短絡が発生する可能性がある。また、繰り返しの充放電や、振動、温度変化などによっても、内部短絡が発生する可能性がある。特に、リチウム二次電池などでは、有機電解質を用いることから、内部短絡が発生した際、急激な発熱により、急激なガス発生や温度上昇などで、封口板に設けられた安全弁が作動し、使用できなくなる場合がある。
【０００６】
これらの課題を解決するために、内部短絡を生じた電池に抵抗やコンデンサからなるバイパス回路を設け、電池内部のエネルギーを電流として外部へ取り出し、抵抗損失等によってエネルギーを吸収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年の電池の高出力、高容量化に伴い、内部短絡した電池からのエネルギーの放出量、及び吸収量を増大させる必要が生じる。しかしながら、上述のような方法においては、電池からのエネルギーの放出量、吸収量を増大させるためには、エネルギー吸収装置の抵抗値を小さくして、短絡した電池の内部エネルギー放出量を増大する必要が生じるが、エネルギー吸収装置の抵抗の低減には限界がある。そのため、電池の高容量化、高出力化に伴って、内部エネルギーの放出が間に合わず、内部短絡部に流れる電流によるジュール発熱が増大し、電池の急激な温度上昇と電池の急激な内部圧力上昇が発生するため、安全性が低下するという不都合があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる電源装置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】
【０００９】
本発明に係る電源装置は、複数の電池と、前記複数の電池間の接続を切り替える切替部と、前記複数の電池のうちいずれかが内部短絡を生じた場合、当該内部短絡の生じた電池を検出する短絡電池検出部と、前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つとが直列接続された閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池間の接続を切り替えさせる切替制御部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、複数の電池のうちいずれかで内部短絡が生じると、短絡電池検出部によって、当該内部短絡の生じた電池が検出される。そして、切替制御部によって、切替部が切り替えられて、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つとが直列接続された閉回路を構成するように、複数の電池間が接続される。これにより、内部短絡の生じた電池の両端、すなわち内部短絡が生じている部分の両端に、互いに逆極性の電圧が印加されて相殺される結果、内部短絡部に印加される電圧が低減される。そうすると、内部短絡部を流れる電流が低減されて、内部短絡部における発熱が低減される結果、電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる。
【００１１】
また、前記複数の電池のうち少なくとも一部は並列接続されており、前記切替制御部は、前記短絡電池検出部によって前記並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、さらに、前記切替部によって、当該並列接続された電池のうち前記内部短絡の生じた電池を除く残余の電池と前記内部短絡の生じた電池との接続を、切り離させることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、短絡電池検出部によって並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、切替部によって、並列接続された電池のうち内部短絡の生じた電池を除く残余の電池と内部短絡の生じた電池との接続が切り離される。そうすると、並列接続された電池のうち内部短絡の生じていない電池から、内部短絡の生じている電池へ電流が供給されることがなくなり、内部短絡部を流れる電流が低減されて、内部短絡部における発熱が低減される結果、電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる。
【００１３】
また、前記複数の電池は、ｎ個（ｎは整数）の電池が並列接続された電池ブロックが、複数直列接続されており、前記複数の電池における内部抵抗値をそれぞれＲｉとすると、実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しい抵抗値を生じる抵抗部をさらに備え、前記切替制御部は、前記短絡電池検出部によって前記並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、当該内部短絡の生じた電池を含む電池ブロックと他の電池ブロックのうち一つと前記抵抗部とが直列接続された閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池及び前記抵抗部の間の接続を切り替えさせるようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、短絡電池検出部によって、ｎ個の電池が並列接続された電池で内部短絡が生じたことが検出された場合、当該内部短絡の生じた電池を含む電池ブロックと、他の電池ブロックのうち一つと、実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しい抵抗値を生じる抵抗部とが直列接続された閉回路が構成される。そうすると、各電池の内部抵抗と抵抗部の抵抗とによって、内部短絡部の周りの抵抗がバランスする結果、内部短絡部を流れる電流がさらに低減される。
【００１５】
また、前記抵抗部は、前記抵抗値が可変にされており、前記抵抗部の抵抗値を設定する抵抗値設定処理部をさらに備え、前記抵抗値設定処理部は、前記抵抗部の抵抗値を、実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しくなるように設定することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、抵抗値設定処理部によって、抵抗部の抵抗値が実質的にＲｉ×（ｎ−１）／ｎと等しくなるように設定されるので、各電池の内部抵抗と抵抗部の抵抗とによって、内部短絡部の周りの抵抗をバランスさせることができる結果、内部短絡部を流れる電流を、さらに低減することができる。
【００１７】
また、前記複数の電池の端子電圧をそれぞれ検出する電圧検出部と、抵抗値が可変の抵抗部と、前記抵抗部の抵抗値を設定する抵抗値設定処理部とをさらに備え、前記切替制御部は、前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、前記切替部によって、前記閉回路に前記可変抵抗が含まれるように前記複数の電池及び前記可変抵抗の間の接続を切り替えさせ、前記抵抗値設定処理部は、前記短絡電池検出部によって前記内部短絡の生じた電池が検出された場合、前記電圧検出部によって前記内部短絡の生じた電池から検出される端子間電圧が低下するように、前記抵抗部の抵抗値を設定するようにしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、短絡電池検出部によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、切替部によって、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つと可変抵抗とが直列接続された閉回路が構成される。そして、抵抗値設定処理部によって、内部短絡の生じた電池の端子間電圧、すなわち内部短絡部に印加される電圧が低下するように、抵抗部の抵抗値が設定されるので、電池の劣化や温度環境等による内部抵抗の変化に関わらず、内部短絡部を流れる電流が低減されて、内部短絡部における発熱が低減される結果、電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる。
【００１９】
また、前記切替制御部は、前記閉回路を構成する際に、当該内部短絡の生じた電池を除く複数の電池の並列回路と、前記内部短絡の生じた電池とが直列接続される閉回路を構成するように、前記切替部によって、前記複数の電池間の接続を切り替えさせることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、短絡電池検出部によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、切替部によって、当該内部短絡の生じた電池と、当該内部短絡の生じた電池を除く複数の電池の並列回路と、可変抵抗とが直列接続された閉回路が構成される。この場合、内部短絡の生じた電池の内部抵抗よりも、複数の電池の並列回路における内部抵抗の合成値の方が小さくなるので、可変抵抗の抵抗値を増大させることで閉回路における抵抗バランスをとって、内部短絡部を流れる電流を低減することができる。そうすると、当該閉回路における電池の内部抵抗及び可変抵抗以外の抵抗、例えば配線抵抗や切替部で生じる抵抗等に可変抵抗の抵抗値が加算されることで閉回路における抵抗バランスをとる余地が増大するので、閉回路における抵抗バランスをとって、内部短絡部を流れる電流を低減することが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
このような構成の電源装置は、複数の電池のうちいずれかで内部短絡が生じると、短絡電池検出部によって、当該内部短絡の生じた電池が検出される。そして、切替制御部によって、切替部が切り替えられて、当該内部短絡の生じた電池と他の電池のうち少なくとも一つとが直列接続された閉回路を構成するように、複数の電池間が接続される。これにより、内部短絡の生じた電池の両端、すなわち内部短絡が生じている部分の両端に、互いに逆極性の電圧が印加されて相殺される結果、内部短絡部に印加される電圧が低減される。そうすると、内部短絡部を流れる電流が低減されて、内部短絡部における発熱が低減される結果、電池の内部短絡が発生した場合における安全性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。また、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１に示す電源装置１０は、電池４Ａ，４Ｂと、端子５と、切替スイッチ６（切替部）と、センサ９Ａ，９Ｂと、制御部１１とを備えている。端子５は、直列接続された電池４Ａ，４Ｂの出力電力を外部へ出力するための接続端子である。端子５は、正極端子５１と、負極端子５２とを備えている。切替スイッチ６は、制御部１１からの制御信号に応じて後述するブリッジ回路（閉回路）を形成するための切替スイッチであり、例えばトランジスタ等のスイッチング素子を用いて構成されている。
【００２４】
そして、正極端子５１は、電池４Ａの正極に接続され、電池４Ａの負極は電池４Ｂの正極に接続され、電池４Ｂの負極は切替スイッチ６に接続されている。切替スイッチ６は、制御部１１からの制御信号に応じて、通常時は電池４Ｂの負極を負極端子５２に接続し、電池４Ａ，４Ｂで内部短絡が生じた場合は電池４Ｂの負極を電池４Ａの正極に接続することで、電池４Ａ，４Ｂが直列接続された閉回路を形成する。
【００２５】
電池４Ａは、等価的に発電素子１Ａと内部抵抗２Ａとが直列接続されて構成されている。同様に、電池４Ｂは、等価的に発電素子１Ｂと内部抵抗２Ｂとが直列接続されて構成されている。電池４Ａと電池４Ｂとは、容量、構成、及び電位が実質的に同一の電池である。そして、発電素子１Ａと発電素子１Ｂとの特性が実質的に同一にされており、内部抵抗２Ａと内部抵抗２Ｂとの抵抗値もまた、実質的に同一にされている。なお、実質的に同一、とは、同一の範囲に製造ばらつきや誤差、及び後述する配線抵抗やスイッチのオン抵抗等、意図しない要素によって生じる変動範囲を含む意である。
【００２６】
センサ９Ａ，９Ｂは、電池４Ａ，４Ｂにおける内部短絡を検出するための手懸かりとなる物理量を検出し、当該物理量を示す信号を制御部１１へ出力するセンサである。具体的には、例えば電池４Ａ，４Ｂの各端子電圧を検出する電圧計、電池４Ａ，４Ｂに流れる電流を検出する電流計、電池４Ａ，４Ｂの温度を検出する温度センサ等の各種センサを単独で、あるいは複数種類組み合わせてセンサ９Ａ，９Ｂを構成することができる。温度センサとしては、熱電対や赤外線センサ等を用いてもよい。また、電流（電流の変化）の検出は、例えばホール素子のように磁気的に電流を検出するセンサを用いてもよく、例えばシャント抵抗を用いる等して電流値を電圧値として測定するようにしてもよい。
【００２７】
制御部１１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、短絡電池検出部１１１、及び切替制御部１１２として機能する。
【００２８】
短絡電池検出部１１１は、センサ９Ａ，９Ｂによって電池４Ａ，４Ｂからそれぞれ検出された電圧、電流、温度等の情報に基づいて、電池４Ａ，４Ｂのうちいずれかが内部短絡を生じた場合、当該内部短絡の生じた電池を特定する。具体的には、電池４Ａ，４Ｂにおいて内部短絡が発生すると、電池４Ａ，４Ｂの端子電圧や出力電流の低下、温度の上昇等が生じる。
【００２９】
そこで、短絡電池検出部１１１は、センサ９Ａ，９Ｂによって検出された電池４Ａ，４Ｂの端子電圧が所定の時間内に予め設定された電圧を超えて低下したり、センサ９Ａ，９Ｂによって検出された電池４Ａ，４Ｂの温度が予め設定された温度を超えて上昇したりした場合等に、内部短絡を検出し、当該内部短絡を生じた電池を特定するようにしてもよい。
【００３０】
また、内部短絡が発生した電池では、電流出力が低下する。これにより、内部短絡が発生した電池と複数個の電池が並列接続されている場合には、内部短絡が発生した電池へ、並列接続された他の電池からの電流の流入があり、内部短絡が発生した電池に接続された回路に流れる電流の方向が逆転したりする。短絡電池検出部１１１は、このような電流変化を検知することにより、内部短絡が発生した電池を特定するようにしてもよい。
【００３１】
切替制御部１１２は、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、当該内部短絡の生じた電池と他の電池とが直列接続された閉回路を構成するように、切替スイッチ６を、電池４Ｂの負極を電池４Ａの正極に接続するように切り替える。
【００３２】
次に、上述のように構成された電源装置１０の動作について説明する。図２は、図１に示す電源装置１０の動作を説明するための説明図である。図２においては、センサ９Ａ，９Ｂ及び制御部１１の記載を省略している。そして、図２に示す電池４Ａで内部短絡が生じ、内部短絡部３が形成されている。
【００３３】
そうすると、センサ９Ａによって電池４Ａから検出された電圧、電流、温度等に基づいて、短絡電池検出部１１１によって、電池４Ａで内部短絡が生じたことが検知される。そして、切替制御部１１２によって、切替スイッチ６が、電池４Ｂの負極を電池４Ａの正極に接続するように切り替えられて、電池４Ａ，４Ｂの直列接続された閉回路が形成される。
【００３４】
図３は、切替スイッチ６が、電池４Ｂの負極を電池４Ａの正極に接続するように切り替えられることにより形成される閉回路を示す回路図である。図３に示す閉回路は、発電素子１Ａ、内部抵抗２Ａ、発電素子１Ｂ及び内部抵抗２Ｂが直列接続されている。そして、発電素子１Ａと内部抵抗２Ｂとの接続点Ｐ１と、内部抵抗２Ａと発電素子１Ｂとの接続点Ｐ２とが、内部短絡部３によって接続されて、いわゆるブリッジ回路が形成される。
【００３５】
図３に示すブリッジ回路では、発電素子１Ａと内部抵抗２Ａとの直列回路によって接続点Ｐ１，Ｐ２に印加される電圧と、発電素子１Ｂと内部抵抗２Ｂとの直列回路によって接続点Ｐ１，Ｐ２に印加される電圧とは、電圧の極性が逆になるので、互いに相殺する結果、接続点Ｐ１，Ｐ２間、すなわち内部短絡部３に印加される電圧が低減されて、内部短絡部３に流れる電流が低減される。
【００３６】
ここで、発電素子１Ａの起電圧をＶａ、発電素子１Ｂの起電圧をＶｂ、内部抵抗２Ａの抵抗値をＲａ、内部抵抗２Ｂの抵抗値をＲｂとすると、Ｖａ、Ｖｂ、Ｒａ、及びＲｂは、以下の式（１）、式（２）で示す関係を満たすことが望ましい。
【００３７】
Ｖａ＝α×Ｖｂ
但し、０．９≦α≦１．１  ・・・（１）
Ｒａ＝β×Ｒｂ
但し、０．９≦β≦１．１  ・・・（２）
これにより、内部短絡部３に流れる電流を減少させて、内部短絡部３での発熱を抑制することができる結果、電源装置１０の安全性を向上することができる。電源装置１０は、電池４Ａ，４Ｂとして、高エネルギーを有する非水電解質リチウム二次電池などの高電圧、高出力電池を用いた場合に、より効果的である。また、電池の内部短絡部での発熱を抑制することができる結果、内部短絡を生じた電池において、過度の発熱やガス発生による急激な内部圧力の上昇が生じることが抑制されるので、電源装置を構成する電池で内部短絡が発生しても、電池の安全弁などの作動に至るおそれが低減される結果、安全性、信頼性に優れた電源装置を提供することができる。
【００３８】
上述のように、電源装置、例えば電源装置１０を構成する複数個の電池４Ａ，４Ｂは、容量、電圧、内部抵抗の値の差異が、これらの値の１０％以内に収まることが好ましい。特に、電源装置１０のように、内部短絡した電池４Ａと他の一つ電池４Ｂが直列に接続される場合は、内部短絡電池と他の電池の容量、電圧、内部短絡の差異が極力小さいことが好ましい。電源装置を構成する電池の容量、電圧、内部抵抗の値の差異が、その値の１０％を越える場合でも、例えば可変抵抗等を用いて、例えば電池４Ａ，４Ｂ、及び切替スイッチ６に、さらに可変抵抗を加えた閉回路を構成し、可変抵抗によって閉回路の抵抗を調節することで、内部短絡部に流れる電流を減少させることが可能である。
【００３９】
また、上述の背景技術のように、内部短絡を生じた電池からエネルギーを取り出して吸収する場合には、複数個の電池を備えた電源装置では、それぞれの電池にエネルギー吸収装置を具備しなければならず、電源装置の構成が大変複雑になる。一方、図１に示す電源装置１０では、切替スイッチ６によって、内部短絡の生じた電池と他の電池とが直列接続された閉回路を構成するように電池の接続を切り替えることで、内部短絡部３に流れる電流を減少させて、電源装置１０の安全性を向上することができるので、背景技術に係る電源装置よりも、回路を簡素化することが容易である。また、短絡を生じた電池のエネルギーを放出するためのエネルギー吸収装置を別途必要としないので、エネルギー吸収装置背景技術に係る電源装置のように、電池の高容量化に伴ってエネルギー吸収装置における損失抵抗の抵抗値を低減させなければならない、といった不都合も生じない。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電源装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電源装置１０ａの構成の一例を示す回路図である。図４に示す電源装置１０ａは、図１に示す電源装置１０とは、下記の点で異なる。すなわち、図４に示す電源装置１０ａは、３並列２直列に電池６個が接続されている。具体的には、電源装置１０ａは、スイッチ７Ａと電池４Ａとの直列回路と、スイッチ７Ｂと電池４Ｂとの直列回路と、スイッチ７Ｃと電池４Ｃとの直列回路とが並列に接続され、スイッチ７Ｄと電池４Ｄとの直列回路と、スイッチ７Ｅと電池４Ｅとの直列回路と、スイッチ７Ｆと電池４Ｆとの直列回路とが並列に接続されて構成されている。
【００４１】
スイッチ７Ａ〜７Ｆは、例えばトランジスタ等のスイッチング素子が用いられ、切替部の一例に相当している。そして、正極端子５１は、スイッチ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの接続点Ｐ３に接続されている。電池４Ａ，４Ｂ，４Ｃの接続点Ｐ４は、可変抵抗８（抵抗部）を介してスイッチ７Ｄ，７Ｅ，７Ｆの接続点Ｐ５に接続されている。これにより、３個の電池４Ａ，４Ｂ，４Ｃが並列接続された電池ブロックと、３個の電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆが並列接続された電池ブロックとが直列接続されるようになっている。さらに、電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆの接続点Ｐ６は、切替スイッチ６に接続されている。
【００４２】
また、電池４Ａ〜４Ｆには、センサ９Ａと同様の図略のセンサがそれぞれ取り付けられており、各センサによって、各電池の内部短絡を検出するための手懸かりとなる物理量が検出されて制御部１１ａへ出力されるようになっている。
【００４３】
制御部１１ａにおける切替制御部１１２ａは、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、当該内部短絡の生じた電池を含む電池ブロックと、他の電池ブロックと、可変抵抗８とが直列接続された閉回路を構成するように、切替スイッチ６によって、接続点Ｐ６を接続点Ｐ３に接続させる。また、切替制御部１１２ａは、内部短絡の生じた電池を含む電池ブロックの他の電池と直列接続されているスイッチ７をオフさせる。抵抗値設定処理部１１３は、内部短絡部に流れる電流を減少させるように、可変抵抗８の抵抗値を調節する。
【００４４】
その他の構成は図１に示す電源装置１０と同様であるのでその説明を省略し、以下、図４に示す電源装置１０ａの動作について説明する。図５は、図４に示す電源装置１０ａの動作を説明するための説明図である。図５においては、電池４Ｃで内部短絡が生じ、内部短絡部３が形成されている。
【００４５】
そうすると、図略のセンサによって電池４Ｃから検出された電圧、電流、温度等に基づいて、短絡電池検出部１１１によって、電池４Ｃで内部短絡が生じたことが検知される。そして、切替制御部１１２ａからの制御信号に応じて、電池４Ｃを含む電池ブロックの他の電池４Ａ，４Ｂと直列接続されているスイッチ７Ａ，７Ｂがオフされる。これにより、電池４Ａ，４Ｂと電池４Ｃとが切り離されて、電池４Ａ，４Ｂの出力電流が内部短絡部３を流れることがなくなり、内部短絡部３の発熱が低減されて、安全性が向上される。
【００４６】
さらに、切替制御部１１２ａからの制御信号に応じて、切替スイッチ６が切り替えられ、接続点Ｐ６と接続点Ｐ３とが接続される。そうすると、電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆの並列回路と電池４Ｃと可変抵抗８とが直列接続された閉回路が形成される。
【００４７】
なお、内部短絡を生じた電池４Ｃと、並列接続された複数の電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆとが直列接続される例を示したが、内部短絡を生じた電池４Ｃと直列接続される電池は、一つであってもよい。
【００４８】
図６は、切替スイッチ６が、接続点Ｐ６と接続点Ｐ３とを接続するように切り替えられることにより形成される閉回路を示す回路図である。図６に示すブリッジ回路では、発電素子１Ｃと内部抵抗２Ｃとの直列回路によって接続点Ｐ１，Ｐ２に印加される電圧と、電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆの並列回路によって接続点Ｐ１，Ｐ２に印加される電圧とは、電圧の極性が逆になるので、互いに相殺する結果、接続点Ｐ１，Ｐ２間、すなわち内部短絡部３に印加される電圧が低減されて、内部短絡部３に流れる電流が低減される。
【００４９】
図６に示すブリッジ回路において、電池４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆの内部抵抗２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆの抵抗値がすべてＲｉで等しい場合、可変抵抗８の抵抗値をＲｖ、各電池ブロックの並列数をｎとすると、下記の式（３）で示す関係が満たされる場合に、電池４Ｃの内部短絡部３の両端に印加される電位差が実質的に０Ｖとなり、内部短絡部３に流れる電流を減少させて内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ａにおける安全性を向上することができる。
【００５０】
Ｒｖ＋Ｒｉ／ｎ＝Ｒｉ
Ｒｖ＝Ｒｉ−Ｒｉ／ｎ
＝Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ  ・・・（３）
ここで、電池４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ、可変抵抗８、及び切替スイッチ６を接続する配線抵抗や、切替スイッチ６のオン抵抗等、意図しない閉回路の回路抵抗をＲｃとすると、式（３）は、より精度の高い下記の式（４）となる。
【００５１】
Ｒｖ＋Ｒｉ／ｎ＋Ｒｃ＝Ｒｉ
Ｒｖ          ＝Ｒｉ−Ｒｉ／ｎ−Ｒｃ
＝（Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ）−Ｒｃ  ・・・（４）
図４に示す電源装置１０ａは、ｎ＝３となる。
【００５２】
Ｒｖ＝２×Ｒｉ／３−Ｒｃ  ・・・（５）
従って、式（４）を満たすように、可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを設定することにより、回路抵抗Ｒｃの影響を低減することができるので、内部短絡部３の両端に印加される電位差を実質的に０Ｖとし、内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ａにおける安全性を向上することができる。
【００５３】
そこで、抵抗値設定処理部１１３によって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば式（４）（式（５））を満たすように可変抵抗８の抵抗値Ｒｖが設定される。これにより、内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ａにおける安全性を向上することができる。
【００５４】
この場合、仮に、内部短絡が生じた電池４Ｃと直列接続される電池が一つ、すなわちｎ＝１の場合には、式（４）において、Ｒｖ＝−Ｒｃとなって、式（４）を満たすように可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを設定することが困難となる。しかしながら、電源装置１０ａにおいては、内部短絡が生じた電池４Ｃと、複数個の電池４Ｄ，４Ｅ，４Ｆが並列接続された電池群とが、直列に接続されることによって、式（４）において抵抗値Ｒｖが正の値となる結果、式（４）を満たすように、すなわち内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけるように、可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを設定することが可能にされている。
【００５５】
また、短絡電池検出部１１１により電池４Ａ〜４Ｆのいずれにおいても内部短絡が検知されないときは、抵抗値設定処理部１１３によって、可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを極力０Ωに近づけて、実質的に０Ωに設定することで、正常時における可変抵抗８での電力損失を低減することができる。
【００５６】
なお、可変抵抗８の代わりに、式（３）、より望ましくは式（４）を満たす抵抗値Ｒｖの固定抵抗を備えてもよい。また、抵抗値設定処理部１１３を備えず、例えば電源装置１０ａの製造時や保守時等に、可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを式（３）、より望ましくは式（４）を満たすように設定するようにしてもよい。また、可変抵抗８は、連続的に抵抗値を変化させるものに限られず、例えば式（３）、より望ましくは式（４）を満たす抵抗値Ｒｖの固定抵抗と、当該固定抵抗値を短絡するスイッチとによって可変抵抗８を構成し、抵抗値設定処理部１１３は、当該スイッチをオン、オフさせることによって、可変抵抗８の抵抗値Ｒｖを設定するようにしてもよい。
【００５７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電源装置について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る電源装置１０ｂの構成の一例を示す回路図である。図７に示す電源装置１０ｂは、図４に示す電源装置１０ａとは、下記の点で異なる。すなわち、図７に示す電源装置１０ｂは、並列に接続されたｎ個の電池が、２直列に接続されている。図７に示す電源装置１０ｂは、図４に示す電源装置１０ａにおける電池４Ａ〜４Ｃ及びスイッチ７Ａ〜７Ｃの代わりに、ｎ個の電池４１−１〜４１−ｎと、ｎ個のスイッチ７１−１〜７１−ｎとがそれぞれ直列接続され、この各直列回路が並列接続された電池ブロック４１０を備えている。また、図４に示す電源装置１０ａにおける電池４Ｄ〜４Ｆ及びスイッチ７Ｄ〜７Ｆの代わりに、ｎ個の電池４２−１〜４２−ｎと、ｎ個のスイッチ７２−１〜７２−ｎとがそれぞれ直列接続され、この各直列回路が並列接続された電池ブロック４２０を備えている。以下、電池とスイッチについては、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００５８】
この場合、電池の並列数ｎは、１≦ｎ≦１００の範囲が好ましい。また、ｎは、電源装置１０ｂの電流出力にあわせ、電池４１−１〜４１−ｎ及び電池４２−１〜４２−ｎの出力特性から決められることが好ましい。図７においては、制御部１１ａの図示を省略しているが、図４に示す電源装置１０ａと同様、制御部１１ａによって、切替スイッチ６及びスイッチ７１−１〜７１−ｎ，７２−１〜７２−ｎの動作が制御される。
【００５９】
図８は、図７に示す電源装置１０ｂの動作を説明するための説明図である。図８においては、電池４１−ｎで内部短絡が生じ、内部短絡部３が形成されている。そうすると、図４に示す電源装置１０ａと同様に、図略のセンサによって電池４１−ｎから検出された電圧、電流、温度等に基づいて、短絡電池検出部１１１によって、電池４１−ｎで内部短絡が生じたことが検知される。そして、切替制御部１１２ａからの制御信号に応じて、電池４１−ｎを含む電池ブロック４１０の他の電池４１−１〜４１−（ｎ−１）と直列接続されているスイッチ７１−１〜７１−（ｎ−１）がオフされる。これにより、電池４１−１〜４１−（ｎ−１）と電池４１−ｎとが切り離されて、電池４１−１〜４１−（ｎ−１）の出力電流が内部短絡部３を流れることがなくなり、内部短絡部３の発熱が低減されて、安全性が向上される。
【００６０】
さらに、切替制御部１１２ａからの制御信号に応じて、切替スイッチ６が切り替えられ、電池４２−１〜４２−ｎの接続点Ｐ６とスイッチ７１−１〜７１−ｎの接続点Ｐ３とが接続される。そうすると、電池４２−１〜４２−ｎの並列回路と電池４１−ｎと可変抵抗８とが直列接続された閉回路が形成される。
【００６１】
そして、抵抗値設定処理部１１３によって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば式（４）を満たすように可変抵抗８の抵抗値Ｒｖが設定される。これにより、内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ｂにおける安全性を向上することができる。
【００６２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る電源装置について説明する。図９、図１０は、本発明の第４の実施形態に係る電源装置１０ｃの構成の一例を示す回路図である。図９は、電源装置１０ｃにおける制御部１１ｃを除く部分の構成の一例を示し、図１０は、電源装置１０ｃにおける制御部１１ｃの構成の一例を示している。図９、図１０に示す電源装置１０ｃは、図７に示す電源装置１０ｂとは、下記の点で異なる。すなわち、図９に示す電源装置１０ｃは、並列に接続されたｎ個の電池が、４直列に接続されている。また、図１０に示す制御部１１ｃは、短絡電池検出部１１１と、切替制御部１１２ｃと、抵抗値設定処理部１１３ｃとを備えている。
【００６３】
そして、図９に示す電源装置１０ｃは、電池ブロック４１０，４２０，４３０，４４０と、切替スイッチ６１，６２（切替部）と、可変抵抗８１，８２（抵抗部）とを備えている。電池ブロック４３０は、ｎ個の電池４３−１〜４３−ｎと、ｎ個のスイッチ７３−１〜７３−ｎとがそれぞれ直列接続され、この各直列回路が並列接続されて構成されている。また、電池ブロック４４０は、ｎ個の電池４４−１〜４４−ｎと、ｎ個のスイッチ７４−１〜７４−ｎとがそれぞれ直列接続され、この各直列回路が並列接続されて構成されている。
【００６４】
そして、正極端子５１は、切替スイッチ６１を介して電池ブロック４１０におけるスイッチ７１−１〜７１−ｎの接続点Ｐ３に接続されている。電池ブロック４１０における電池４１−１〜４１−ｎの接続点Ｐ４は、電池ブロック４２０におけるスイッチ７２−１〜７２−ｎの接続点Ｐ５に接続されている。電池ブロック４２０における電池４２−１〜４２−ｎの接続点Ｐ６は、可変抵抗８１を介して電池ブロック４３０におけるスイッチ７３−１〜７３−ｎの接続点Ｐ７に接続されている。電池ブロック４３０における電池４３−１〜４３−ｎの接続点Ｐ８は、切替スイッチ６２を介して電池ブロック４４０におけるスイッチ７４−１〜７４−ｎの接続点Ｐ９に接続されている。さらに、電池ブロック４４０における電池４４−１〜４４−ｎの接続点Ｐ１０は、切替スイッチ６１を介して負極端子５２に接続されている。そして、接続点Ｐ７は、可変抵抗８２を介して切替スイッチ６１と接続されている。
【００６５】
可変抵抗８１，８２は、それぞれ可変抵抗８と同様に構成されている。また、切替スイッチ６２は、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、接続点Ｐ８を、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５との接続点と、接続点Ｐ９とのうちいずれか一方に接続する。切替スイッチ６１は、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、接続点Ｐ３を、正極端子５１と、可変抵抗８２とのうちいずれか一方に接続すると共に、接続点Ｐ１０を、負極端子５２と、可変抵抗８２とのうちいずれか一方に接続する。
【００６６】
また、図１０に示す切替制御部１１２ｃは、切替スイッチ６１，６２の切替え、及びスイッチ７１，７２，７３，７４のオン、オフを制御する。そして、図１０に示す抵抗値設定処理部１１３ｃは、可変抵抗８１，８２の抵抗値を設定する。
【００６７】
次に、図９，図１０に示す電源装置１０ｃの動作について説明する。図１１、図１２は、図１０に示す電源装置１０ｃの動作を説明するための説明図である。図１１においては、電池４１−ｎで内部短絡が生じ、内部短絡部３が形成されている。そうすると、図４に示す電源装置１０ａと同様に、図略のセンサによって電池４１−ｎから検出された電圧、電流、温度等に基づいて、短絡電池検出部１１１によって、電池４１−ｎで内部短絡が生じたことが検知される。そうすると、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、電池４１−ｎを含む電池ブロック４１０の他の電池４１−１〜４１−（ｎ−１）と直列接続されているスイッチ７１−１〜７１−（ｎ−１）がオフされる。これにより、電池４１−１〜４１−（ｎ−１）と電池４１−ｎとが切り離されて、電池４１−１〜４１−（ｎ−１）の出力電流が内部短絡部３を流れることがなくなり、内部短絡部３の発熱が低減されて、安全性が向上される。
【００６８】
さらに、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、切替スイッチ６１が切り替えられ、接続点Ｐ３と接続点Ｐ７とが接続される。そうすると、電池ブロック４１０と電池ブロック４２０と可変抵抗８１，８２とが直列接続された閉回路が形成される。
【００６９】
このようにして形成された閉回路において、電池４１−１〜４１−ｎ、及び電池４２−１〜４２−ｎにおける内部抵抗の抵抗値がすべてＲｉで等しい場合、可変抵抗８１の抵抗値をＲｖａ、可変抵抗８２の抵抗値をＲｖｂとすると、下記の式（６）で示す関係が満たされる場合に、内部短絡部３の両端に印加される電位差が実質的に０Ｖとなり、内部短絡部３に流れる電流を減少させることができる。
【００７０】
Ｒｖａ＋Ｒｖｂ＋Ｒｉ／ｎ＝Ｒｉ
Ｒｖａ＋Ｒｖｂ＝Ｒｉ−Ｒｉ／ｎ
＝Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ  ・・・（６）
ここで、各電池、可変抵抗８１，８２、及び切替スイッチ６１，６２を接続する配線抵抗や、切替スイッチ６１，６２のオン抵抗等、閉回路における意図しない回路抵抗をＲｃとすると、式（６）は、より精度の高い下記の式（７）となる。
【００７１】
Ｒｖａ＋Ｒｖｂ＋Ｒｉ／ｎ＋Ｒｃ＝Ｒｉ
Ｒｖａ＋Ｒｖｂ＝Ｒｉ−Ｒｉ／ｎ−Ｒｃ
＝（Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ）−Ｒｃ  ・・・（７）
そして、抵抗値設定処理部１１３ｃによって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば式（７）を満たすように可変抵抗８１，８２の抵抗値Ｒｖａ，Ｒｖｂが設定される。これにより、回路抵抗Ｒｃの影響を低減して内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ｃにおける安全性を向上することができる。
【００７２】
図１２においては、電池４２−ｎで内部短絡が生じ、内部短絡部３が形成されている。そうすると、図４に示す電源装置１０ａと同様に、図略のセンサによって電池４２−ｎから検出された電圧、電流、温度等に基づいて、短絡電池検出部１１１によって、電池４２−ｎで内部短絡が生じたことが検知される。そうすると、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、電池４２−ｎを含む電池ブロック４２０の他の電池４２−１〜４２−（ｎ−１）と直列接続されているスイッチ７２−１〜７２−（ｎ−１）がオフされる。これにより、電池４２−１〜４２−（ｎ−１）と電池４２−ｎとが切り離されて、電池４２−１〜４２−（ｎ−１）の出力電流が内部短絡部３を流れることがなくなり、内部短絡部３の発熱が低減されて、安全性が向上される。
【００７３】
さらに、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、切替スイッチ６２が切り替えられ、接続点Ｐ８と、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５との接続点とが接続される。そうすると、電池ブロック４２０と電池ブロック４３０と可変抵抗８１とが直列接続された閉回路が形成される。
【００７４】
このようにして形成された閉回路において、電池４２−１〜４２−ｎ、及び電池４３−１〜４３−ｎにおける内部抵抗の抵抗値がすべてＲｉで等しい場合、可変抵抗８１の抵抗値をＲｖａとすると、下記の式（８）で示す関係が満たされる場合に、内部短絡部３の両端に印加される電位差が実質的に０Ｖとなり、内部短絡部３に流れる電流を減少させることができる。
【００７５】
Ｒｖａ＝Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ  ・・・（８）
ここで、各電池、可変抵抗８１、及び切替スイッチ６２を接続する配線抵抗や、切替スイッチ６２のオン抵抗等、閉回路における意図しない回路抵抗をＲｃとすると、式（８）は、より精度の高い下記の式（９）となる。
【００７６】
Ｒｖａ＝（Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ）−Ｒｃ  ・・・（９）
そして、抵抗値設定処理部１１３ｃによって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば式（９）を満たすように可変抵抗８１の抵抗値Ｒｖａが設定される。これにより、回路抵抗Ｒｃの影響を低減して内部短絡部３に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部３で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ｃにおける安全性を向上することができる。
【００７７】
同様に、電池ブロック４３０に含まれる電池４３−１〜４３−ｎのいずれかにおいて内部短絡が生じた場合、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が特定され、切替制御部１１２ｃによって、電池ブロック４３０に含まれる電池のうち当該内部短絡が生じた電池を除く他の電池と直列接続されているスイッチ７３がオフされる。
【００７８】
そして、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、切替スイッチ６２が切り替えられ、接続点Ｐ８と、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５との接続点とが接続される。そうすると、電池ブロック４２０と電池ブロック４３０と可変抵抗８１とが直列接続された閉回路が形成される。
【００７９】
さらに、このようにして形成された閉回路において、電池ブロック４２０で内部短絡が生じた場合と同様に、抵抗値設定処理部１１３ｃによって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば式（９）を満たすように可変抵抗８１の抵抗値Ｒｖａが設定される。これにより、内部短絡部に流れる電流を限りなく０に近づけて、内部短絡部で発生するジュール発熱を抑制し、電源装置１０ｃにおける安全性を向上することができる。
【００８０】
また、電池ブロック４４０に含まれる電池４４−１〜４４−ｎのいずれかにおいて内部短絡が生じた場合、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が特定され、切替制御部１１２ｃによって、電池ブロック４４０に含まれる電池のうち当該内部短絡が生じた電池を除く他の電池と直列接続されているスイッチ７４がオフされる。
【００８１】
そして、切替制御部１１２ｃからの制御信号に応じて、切替スイッチ６２によって接続点Ｐ８と接続点Ｐ９とが接続され、切替スイッチ６１によって接続点Ｐ１０と可変抵抗８２とが接続される。そうすると、電池ブロック４４０と電池ブロック４３０と可変抵抗８２とが直列接続された閉回路が形成される。
【００８２】
さらに、このようにして形成された閉回路において、抵抗値設定処理部１１３ｃによって、例えば予めＲＯＭに記憶されている抵抗値Ｒｉ、回路抵抗Ｒｃ、及び電池ブロックにおける電池の並列数ｎに基づいて、例えば下記の式（１０）を満たすように可変抵抗８２の抵抗値Ｒｖｂが設定される。
【００８３】
Ｒｖｂ＝（Ｒｉ×（ｎ−１）／ｎ）−Ｒｃ  ・・・（１０）
これにより、電源装置１０ｃを構成する複数の電池のうちいずれの電池が内部短絡を生じても、その電池を特定することによって、内部短絡が発生した電池の内部短絡部に流れる電流を減少させ、内部短絡部でのジュール発熱を抑制することができ、電池の急激な温度上昇、内圧上昇を抑制できる結果、電源装置１０ｃの安全性を向上させることができる。
【００８４】
なお、電池４Ａ〜４Ｆ、電池４１〜４４は、リチウム二次電池に限定されるものではなく、鉛蓄電池、ニッケル水素電池など、種々の電池を用いた電源装置へ適用することができる。
【００８５】
また、抵抗値設定処理部１１３，１１３ｃは、式（４）〜式（１０）に基づいて可変抵抗８，８１，８２の抵抗値を設定する例に限らない。例えば、電池４Ａ〜４Ｆ、電池４１〜４４にそれぞれ取り付けられたセンサを、例えばＡ／Ｄ変換器等の電圧検出部として構成することで各電池の端子電圧を検出する。そして、抵抗値設定処理部１１３，１１３ｃは、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、センサによって内部短絡の生じた電池から検出される端子間電圧が低下するように、望ましくは実質的に０Ｖにするように、可変抵抗８，８１，８２の抵抗値を設定するようにしてもよい。
【００８６】
この場合、内部短絡の生じた電池の端子間電圧、すなわち内部短絡部の両端電圧が低下するので、内部短絡部を流れる電流が低減され、内部短絡部で発生するジュール発熱を低減することができる結果、電源装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける安全性を向上することができる。また、電池の内部抵抗値Ｒｉが、電池のサイクル劣化や経年劣化等に伴い変化した場合であっても、内部短絡部を流れる電流を低減し、ゼロに近づけることができるので、電池の特性の変化に関わらず、電源装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける安全性を向上することができる。
【００８７】
また、上述したように、電源装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいては、短絡電池検出部１１１によって内部短絡の生じた電池が検出された場合、内部短絡の生じた電池を除く複数の電池の並列回路と、内部短絡の生じた電池とが直列接続された閉回路が構成されるようになっている。これにより、式（４），（７），（９），（１０）において、Ｒｖ、Ｒｖａ＋Ｒｖｂ、Ｒｖａ、Ｒｖｂを正の値にすることができる結果、抵抗値設定処理部１１３，１１３ｃによって、内部短絡の生じた電池の端子間電圧が低下するように、望ましくは実質的に０Ｖにするように、可変抵抗８，８１，８２の抵抗値を設定することが可能となる。その結果、配線抵抗や切替スイッチのオン抵抗等、意図しない回路抵抗Ｒｃの影響を低減し、内部短絡部を流れる電流を限りなくゼロに近づけることができるので、電池の特性の変化に関わらず、電源装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける安全性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、携帯電話、デジタルビデオカメラ、ノート型パソコン等の携帯型電気機器の駆動用電力を供給する小型の電源装置、このような電源装置の一例である電池パック、工場や病院等のバックアップ用大型電源装置、ハイブリットカー、電気自動車、電動フォークリフト等の車両に搭載され、駆動用電源等として使用される電源装置として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図２】図１に示す電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す電源装置において、切替スイッチが切り替えられることにより形成される閉回路を示す回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図５】図４に示す電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図６】図２に示す電源装置において、切替スイッチが切り替えられることにより形成される閉回路を示す回路図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図８】図７に示す電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図１１】図１０に示す電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図１２】図１０に示す電源装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  発電素子
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  内部抵抗
３  内部短絡部
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ  電池
５  端子
６，６１，６２  切替スイッチ
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ  スイッチ
７１−１〜７１−ｎ、７２−１〜７２−ｎ、７３−１〜７３−ｎ、７４−１〜７４−ｎ  スイッチ
８，８１，８２  可変抵抗
９Ａ，９Ｂ  センサ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  電源装置
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  制御部
４１，４２，４３，４４  電池
４１−１〜４１−ｎ、４２−１〜４２−ｎ、４３−１〜４３−ｎ、４４−１〜４４−ｎ  電池
５１  正極端子
５２  負極端子
１１１  短絡電池検出部
１１２，１１２ａ，１１２ｃ  切替制御部
１１３，１１３ｃ  抵抗値設定処理部
４１０，４２０，４３０，４４０  電池ブロック
【図１】
2008289296.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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