(57)【要約】【課題】最も劣化が進んでいる二次電池の劣化をさらに促進するおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる組電池制御方法、組電池制御回路、及びこれを備えた充電回路、電池パックを提供するを提供する。【解決手段】端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３を、それぞれ検出する電圧検出回路２０と、二次電池１４１，１４２，１４３をそれぞれ選択的に放電させるための放電部２３と、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のうち少なくとも一つが放電終止電圧以下の電圧になっている可能性が高いタイミングとして予め設定された設定タイミングで、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のうち最も低い最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、放電部２３によって当該二次電池の端子電圧が前記最低電圧に達するまで放電させるアンバランス低減処理を実行するアンバランス低減処理部２１２とを備えた。【選択図】図１
2008154317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池が直列接続された組電池における、各二次電池の端子電圧を、それぞれ検出する電圧検出部と、
前記複数の二次電池を放電させるための放電部と、
前記複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になるタイミングとして予め設定された設定タイミングで、前記電圧検出部により検出された前記複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧である最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、各二次電池の端子電圧の差が減少するように前記放電部によって放電させるアンバランス低減処理を実行するアンバランス低減処理部と
を備えることを特徴とする組電池制御回路。
【請求項２】
前記放電部は、前記複数の二次電池を、それぞれ選択的に放電させるものであり、
前記アンバランス低減処理部は、前記アンバランス低減処理において、前記放電部によって、前記最低電圧より端子電圧の高い二次電池を選択的に放電させること
を特徴とする請求項１記載の組電池制御回路。
【請求項３】
前記放電部は、前記複数の二次電池に、抵抗値が実質的に同一の抵抗をそれぞれ並列接続することにより、前記複数の二次電池を端子電圧が高いものほど放電電流が大きくなるように放電させるものであること
を特徴とする請求項１記載の組電池制御回路。
【請求項４】
前記アンバランス低減処理部は、前記アンバランス低減処理において、前記電圧検出部により検出された前記最低電圧が前記放電終止電圧を下回る場合、前記放電終止電圧より端子電圧の高い二次電池のみを、前記放電部によって、当該二次電池の端子電圧が前記放電終止電圧に達するまで放電させること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池制御回路。
【請求項５】
前記アンバランス低減処理部は、前記組電池が負荷へ電流を供給することにより、前記複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が前記放電終止電圧以下になったときを、前記設定タイミングとして前記アンバランス低減処理を実行すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池制御回路。
【請求項６】
前記アンバランス低減処理部は、前記組電池が負荷へ電流を供給することにより、前記組電池の端子電圧が、前記放電終止電圧に前記二次電池の直列数を乗じた値以下になったときを、前記設定タイミングとして前記アンバランス低減処理を実行すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池制御回路。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池制御回路と、
前記組電池を充電する充電部と、
前記充電部により前記組電池を充電させるためのユーザの操作が行われたタイミングを前記設定タイミングとして検出する検出部とを備え、
前記アンバランス低減処理部は、前記検出部によって、前記設定タイミングが検出されたとき、前記アンバランス低減処理を実行し、
前記充電部は、前記アンバランス低減処理部による前記アンバランス低減処理の実行後に、前記組電池を充電すること
を特徴とする充電回路。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池制御回路と、
前記組電池と
を備えた電池パック。
【請求項９】
外部からの指示に応じて二次電池の充電用の電流を出力する充電装置と接続される電池パックであって、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池制御回路と、
前記組電池と、
前記充電部により前記組電池を充電させるためのユーザの操作が行われたタイミングを前記設定タイミングとして検出する検出部とを備え、
前記アンバランス低減処理部は、前記検出部によって、前記設定タイミングが検出されたとき、前記アンバランス低減処理を実行した後、前記充電用の電流を出力させる旨の指示を前記充電装置へ出力すること
を特徴とする電池パック。
【請求項１０】
複数の二次電池が直列接続された組電池における、当該複数の二次電池の端子電圧を、それぞれ検出する電圧検出工程と、
前記複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になるタイミングとして予め設定された設定タイミングで、前記電圧検出工程において検出された前記複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧である最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、前記放電部によって、当該二次電池の端子電圧が前記最低電圧に達するまで放電させるアンバランス低減処理工程と
を有することを特徴とする組電池制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池が直列接続された組電池のアンバランスを低減する組電池制御方法、組電池制御回路、及びこれを備えた充電回路、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、背景技術に係る二次電池の充放電方法によって、複数の二次電池が直列接続された組電池を充放電させた場合の各二次電池、例えば三個の二次電池１１１，１１２，１１３における各端子電圧α１１，α１２，α１３の変化を示すグラフである。
【０００３】
まず、タイミングＴ１０１において、二次電池１１１，１１２，１１３の端子電圧α１１，α１２，α１３は、いずれも放電終止電圧Ｖｔ（例えば３．０Ｖ）で等しく、二次電池１１１，１１２，１１３はバランスがとれた状態になっている。ここで、組電池に充電電流を流して充電を行うと、端子電圧α１１，α１２，α１３が徐々に増大する。
【０００４】
また、二次電池は、端子電圧が所定の充電終止電圧Ｖｆを超えるまで充電すると、劣化する。そのため、上述のような組電池を充電する場合には、組電池の両端電圧が、充電終止電圧Ｖｆ×二次電池の直列数になるように設定されている。充電終止電圧Ｖｆは、二次電池が例えばリチウムイオン電池である場合、一般的には４．２Ｖであるため、三個の二次電池１１１，１１２，１１３が直列接続された組電池の場合、組電池の両端電圧が、４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖになるまで充電される。
【０００５】
ところで、二次電池は、劣化すると内部抵抗が増大するため、複数の二次電池１１１，１１２，１１３を直列接続してその直列回路の両端に充電電圧を印加すると、内部抵抗の大きい二次電池、すなわち劣化している二次電池の端子電圧が劣化していない他の電池より大きくなるため、充電電圧が各二次電池に均等に分圧されなくなる。例えば、二次電池１１１，１１２，１１３の順に劣化が進んでいるものとすると、最も劣化が進んでいる二次電池１１１の端子電圧α１１が最も高くなり、最も劣化が少ない二次電池１１３の端子電圧α１３が最も低くなる。
【０００６】
そうすると、図６において充電が終了したタイミングＴ１０２において、二次電池１１１，１１２，１１３の端子電圧α１１，α１２，α１３は、異なる電圧になって二次電池１１１，１１２，１１３のアンバランスが生じてしまう。次に、このようなアンバランスが生じた状態で充電された組電池に負荷を接続して放電させると、劣化が進んでいる二次電池ほど、端子電圧の低下が早くなる。
【０００７】
二次電池を放電させる場合、過放電すると二次電池が劣化してしまうため、二次電池を劣化させない程度の電圧が、放電を終了するべき電圧である放電終止電圧Ｖｔとして設定されている。放電終止電圧Ｖｔは、例えばリチウムイオン電池の場合には、一般に３．０Ｖ程度の電圧にされている。そして、端子電圧α１１，α１２，α１３のうち、最小の電圧が放電終止電圧Ｖｔ＝３．０Ｖまで低下すると、放電を終了するようになっている（タイミングＴ１０３）。
【０００８】
そうすると、タイミングＴ１０３では、最も劣化が進んでいる二次電池１１１の端子電圧α１１が最も低く、最も劣化の程度が少ない二次電池１１３の端子電圧α１３が最も高くなり、さらに端子電圧α１１，α１２，α１３のアンバランスが拡大してしまう。また、劣化の少ない二次電池１１２，１１３の端子電圧α１２，α１３が放電終止電圧Ｖｔまで低下する前に、最も劣化が進んでいる二次電池１１１の端子電圧α１１が放電終止電圧Ｖｔまで低下する結果、放電を終了して負荷への電流供給が停止されてしまうので、劣化の少ない二次電池１１２，１１３の電池容量を有効に活用できず、組電池全体の電池容量が低下してしまうという不都合があった。そして、このような充放電動作を繰り返すと、タイミングＴ１０４，Ｔ１０５に示すように、他の二次電池よりも劣化が進んでいる二次電池１１１の劣化がますます促進され、端子電圧α１１，α１２，α１３の差が増大してしまうという不都合があった。
【０００９】
そこで、充電が終了した際に、端子電圧が充電終止電圧Ｖｆを超えている二次電池を強制的に放電させて端子電圧を低下させることで、複数の二次電池間における端子電圧の差を低減し、組電池を構成する二次電池間のアンバランスを低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
図７は、充電が終了した際に、端子電圧が充電終止電圧Ｖｆを超えている二次電池を強制的に放電させて端子電圧を低下させることで、複数の二次電池間における端子電圧の差を低減するようにした場合の端子電圧α１１，α１２，α１３の変化を示すグラフである。
【００１１】
図７に示すように、充電が終了した際（タイミングＴ２０２）に、端子電圧が充電終止電圧Ｖｆを超えている二次電池１１１を、バランス調整のために強制的に放電させて端子電圧α１１を低下させることで、二次電池１１１，１１２，１１３における端子電圧α１１，α１２，α１３の差が低減される（タイミングＴ２０３）。
【特許文献１】特開２００５−１７６５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、劣化が最も進んでいる二次電池１１１をさらに強制的に放電させ、劣化が少ない二次電池は放電させない。そうすると、最も劣化の進んでいる二次電池１１１の放電機会が劣化の少ない二次電池よりも増加して、最も劣化の進んでいる二次電池の劣化をさらに促進してしまう結果、二次電池１１１，１１２，１１３の劣化のバラツキが大きくなり、アンバランスが拡大してしまうという不都合があった。
【００１３】
また、二次電池は、劣化が進むほど、電池容量が減少し、かつ放電時の端子電圧の低下が早い。そうすると、特許文献１に記載の技術では、劣化が進んでいるために電池容量が減少している二次電池１１１を、充電終了後にさらに強制的に放電させてしまうために、二次電池１１１に充電されている電気量がなおさら減少してしまう結果、使用による放電によって、最も劣化が進んでいる二次電池１１１の端子電圧α１１が放電終止電圧Ｖｔまで低下したとき（タイミングＴ２０４）において、他の二次電池１１２，１１３の端子電圧α１２，α１３は、バランス調整のための強制放電を行わない場合よりむしろ電圧が高くなり、二次電池１１１，１１２，１１３の端子電圧α１１，α１２，α１３の差が増大し、アンバランスが拡大してしまうおそれがあるという不都合があった。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、最も劣化が進んでいる二次電池の劣化をさらに促進するおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる組電池制御方法、組電池制御回路、及びこれを備えた充電回路、電池パック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】
【００１５】
本発明に係る組電池制御回路は、複数の二次電池が直列接続された組電池における、各二次電池の端子電圧を、それぞれ検出する電圧検出部と、前記複数の二次電池を放電させるための放電部と、前記複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になるタイミングとして予め設定された設定タイミングで、前記電圧検出部により検出された前記複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧である最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、各二次電池の端子電圧の差が減少するように前記放電部によって放電させるアンバランス低減処理を実行するアンバランス低減処理部とを備える。
【００１６】
この構成によれば、アンバランス低減処理部によって、複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になるタイミングとして予め設定された設定タイミングで、電圧検出部により検出された複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い最低電圧より端子電圧の高い二次電池が、各二次電池の端子電圧の差が減少するように放電部を用いて放電される。劣化の程度が異なる複数の二次電池が直列接続された組電池を放電させると、劣化が進んでいる二次電池ほど端子電圧の低下が早いため、複数の二次電池のうち端子電圧が放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になっている状態まで放電した組電池は、劣化が進んでいる二次電池ほど端子電圧が低くなる。そうすると、放電終止電圧以下の電圧になる設定タイミングでは、端子電圧が最低になっている二次電池が、最も劣化が進んでいると考えられる。そこで、最低電圧より端子電圧の高い二次電池、すなわち端子電圧が最低になっている二次電池より劣化の程度が軽いと考えられる二次電池を放電させて各二次電池の端子電圧の差を低減することにより、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００１７】
また、前記放電部は、前記複数の二次電池を、それぞれ選択的に放電させるものであり、前記アンバランス低減処理部は、前記アンバランス低減処理において、前記放電部によって、前記最低電圧より端子電圧の高い二次電池を選択的に放電させることが好ましい。この構成によれば、アンバランス低減処理部は、放電部によって、最低電圧より端子電圧の高い二次電池のみを選択的に放電させることにより、各二次電池の端子電圧の差を減少させることができる。
【００１８】
また、前記放電部は、前記複数の二次電池に、抵抗値が実質的に同一の抵抗をそれぞれ並列接続することにより、前記複数の二次電池を端子電圧が高いものほど放電電流が大きくなるように放電させるものであってもよい。
【００１９】
この構成によれば、アンバランス低減処理部が放電部による放電動作を行わせると、放電部によって、複数の二次電池に抵抗値が実質的に同一の抵抗がそれぞれ並列接続される。そうすると、各二次電池に並列接続された抵抗には、各二次電池の端子電圧が等しくなるように電流が流れるため、端子電圧の高い二次電池の放電電流は大きく、端子電圧の低い二次電池の放電電流は小さくなる。その結果、劣化が進んで端子電圧が低下している二次電池の放電電流が減少されるので、劣化が進んでいる二次電池の劣化がさらに促進されるおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００２０】
また、前記アンバランス低減処理部は、前記アンバランス低減処理において、前記電圧検出部により検出された前記最低電圧が前記放電終止電圧を下回る場合、前記放電終止電圧より端子電圧の高い二次電池のみを、前記放電部によって、当該二次電池の端子電圧が前記放電終止電圧に達するまで放電させることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、電圧検出部により検出された最低電圧が放電終止電圧を下回る場合、放電終止電圧より端子電圧の高い二次電池のみ、アンバランス低減処理部によって、放電部を用いて当該二次電池の端子電圧が放電終止電圧に達するまで放電されるので、端子電圧が放電終止電圧を下回っている二次電池が、さらに放電されて過放電状態になるおそれが低減される。
【００２２】
また、前記アンバランス低減処理部は、前記組電池が負荷へ電流を供給することにより、前記複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が前記放電終止電圧以下になったときを、前記設定タイミングとして前記アンバランス低減処理を実行することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、組電池から負荷へ電流が供給されることにより、複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧以下になったとき、すなわち最も劣化が進んでいる二次電池の端子電圧が最も低い最低電圧になっていると考えられるタイミングにおいて、最低電圧より端子電圧の高い二次電池、すなわち端子電圧が最低になっている二次電池より劣化の程度が軽いと考えられる二次電池を放電させて各二次電池の端子電圧の差を低減することにより、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００２４】
また、前記アンバランス低減処理部は、前記組電池が負荷へ電流を供給することにより、前記組電池の端子電圧が、前記放電終止電圧に前記二次電池の直列数を乗じた値以下になったときを、前記設定タイミングとして前記アンバランス低減処理を実行するようにしてもよい。
【００２５】
この構成によれば、組電池の端子電圧を検出し、放電終止電圧に二次電池の直列数を乗じた値と比較することにより、設定タイミングを検出することができるので、設定タイミングを検出するために複数の二次電池の端子電圧をそれぞれ検出して放電終止電圧と比較する必要がなく、アンバランス低減処理を簡素化することができる。
【００２６】
また、本発明に係る充電回路は、上述の組電池制御回路と、前記組電池を充電する充電部と、前記充電部により前記組電池を充電させるためのユーザの操作が行われたタイミングを前記設定タイミングとして検出する検出部とをさらに備え、前記アンバランス低減処理部は、前記検出部によって、前記設定タイミングが検出されたとき、前記アンバランス低減処理を実行し、前記充電部は、前記アンバランス低減処理部による前記アンバランス低減処理の実行後に、前記組電池を充電する。
【００２７】
この構成によれば、ユーザが充電部により組電池を充電させるための操作を行うと、アンバランス低減処理部によってアンバランス低減処理が実行された後、充電部によって、組電池が充電される。ユーザが組電池を充電させるための操作を行うときは、組電池の端子電圧が低下して負荷を駆動できなくなっている可能性、すなわち複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧以下になっている可能性が高いから、上述したように最も劣化が進んでいる二次電池の端子電圧が最も低い電圧になっている可能性が高いと考えられる。従って、ユーザが充電部により組電池を充電させるための操作を行ったときに、アンバランス低減処理を実行してから組電池を充電するようにすれば、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。そして、各二次電池の端子電圧の差を低減した状態で組電池を充電することにより、二次電池のアンバランスが累積的に増大することを低減することができる。
【００２８】
また、本発明に係る電池パックは、上述のいずれかに記載の組電池制御回路と、前記組電池とを備えた。この構成によれば、電池パックにおいて、アンバランス低減処理を行うことができるので、電池パックにおいて、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００２９】
また、本発明に係る電池パックは、外部からの指示に応じて二次電池の充電用の電流を出力する充電装置と接続される電池パックであって、上述の組電池制御回路と、前記組電池と、前記充電部により前記組電池を充電させるためのユーザの操作が行われたタイミングを前記設定タイミングとして検出する検出部とを備え、前記アンバランス低減処理部は、前記検出部によって、前記設定タイミングが検出されたとき、前記アンバランス低減処理を実行した後、前記充電用の電流を出力させる旨の指示を前記充電装置へ出力する。
【００３０】
この構成によれば、上述したように、ユーザが充電部により組電池を充電させるための操作を行ったとき、すなわち最も劣化が進んでいる二次電池の端子電圧が最も低い電圧になっていると考えられるときに、アンバランス低減処理を実行して各二次電池の端子電圧の差を低減してから充電装置によって組電池を充電させることができるので、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減した状態で充電装置に組電池を充電させることにより、二次電池のアンバランスが累積的に増大することを低減することができる。
【００３１】
また、本発明に係る組電池制御方法は、複数の二次電池が直列接続された組電池における、当該複数の二次電池の端子電圧を、それぞれ検出する電圧検出工程と、前記複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になるタイミングとして予め設定された設定タイミングで、前記電圧検出工程において検出された前記複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い端子電圧である最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、前記放電部によって、当該二次電池の端子電圧が前記最低電圧に達するまで放電させるアンバランス低減処理工程とを有する。
【００３２】
この構成によれば、複数の二次電池の端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になっているタイミングとして予め設定された設定タイミングで、複数の二次電池の端子電圧のうち最も低い最低電圧より端子電圧の高い二次電池が、当該二次電池の端子電圧が前記最低電圧に達するまで放電される。そうすると、上述したように、最低電圧より端子電圧の高い二次電池、すなわち端子電圧が最低になっている二次電池より劣化の程度が軽いと考えられる二次電池を放電させて各二次電池の端子電圧の差を低減することにより、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【発明の効果】
【００３３】
このような構成の組電池制御回路、及び組電池制御方法によれば、複数の二次電池が直列接続された組電池における、複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧以下の電圧になっている状態まで放電した組電池は、劣化が進んでいる二次電池ほど端子電圧が低くなる。そうすると、端子電圧が放電終止電圧以下の電圧になっている設定タイミングでは、端子電圧が最低になっている二次電池が、最も劣化が進んでいると考えられる。そこで、最低電圧より端子電圧の高い二次電池、すなわち端子電圧が最低になっている二次電池より劣化の程度が軽いと考えられる二次電池を放電させて各二次電池の端子電圧の差を低減することにより、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００３４】
また、このような構成の充電回路は、ユーザが充電部により組電池を充電させるための操作を行ったとき、すなわち複数の二次電池のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧以下になっている可能性が高いときにアンバランス低減処理を実行してから組電池を充電するので、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。そして、各二次電池の端子電圧の差を低減した状態で組電池を充電することにより、二次電池のアンバランスが累積的に増大することを低減することができる。
【００３５】
また、このような構成の電池パックは、電池パックにおいて、上述のアンバランス低減処理を行うことができるので、電池パックにおいて、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００３６】
また、このような構成の電池パックは、ユーザが充電部により組電池を充電させるための操作を行ったとき、すなわち最も劣化が進んでいる二次電池の端子電圧が最も低い電圧になっていると考えられるときに、アンバランス低減処理を実行して各二次電池の端子電圧の差を低減してから充電装置によって組電池を充電させることができるので、最も劣化が進んでいる二次電池をさらに放電させて劣化を促進させてしまうおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減した状態で充電装置に組電池を充電させることにより、二次電池のアンバランスが累積的に増大することを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る組電池制御回路を備えた電池パック２を用いる充電システム１の構成の一例を示すブロック図である。この充電システム１は、電池パック２に、それを充電する充電装置３を備えて構成されるが、電池パック２と充電装置３とに分離されている必要はなく、図１に示す電池パック２と充電装置３とが一体の回路として構成されていてもよい。また、電池パック２から給電が行われる負荷回路４をさらに含めて電気機器システムとして構成されてもよい。また、電池パック２は、図１では充電装置３から充電が行われるけれども、電池パック２が負荷回路４に装着されて、負荷回路４を通して充電が行われてもよい。電池パック２および充電装置３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。電池パック２が負荷回路４に装着される場合も、同様の端子が設けられる。
【００３９】
充電装置３の端子Ｔ２１，Ｔ２３は、負荷回路４に接続されており、組電池１４から供給された電流が、スイッチング素子１２、充電経路１１、端子Ｔ１１，Ｔ２１を介して負荷回路４へ供給されるようになっている。負荷回路４は、電池パック２からの供給電力により駆動される電気機器の負荷回路であり、例えば図略の電気機器の電源スイッチがオンすることにより、電池パック２から負荷回路４へ、負荷回路４の駆動電流が供給されるようになっている。
【００４０】
電池パック２は、スイッチング素子１２と、組電池１４と、電流検出抵抗１６と、温度センサ１７と、制御ＩＣ（Integrated Circuit）１８と、電圧検出回路２０（電圧検出部）と、放電部２３と、端子Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３とを備えている。スイッチング素子１２としては、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチング素子や、リレースイッチ等のスイッチング素子が用いられる。また、制御ＩＣ１８は、アナログ／デジタル変換器１９、制御部２１、及び通信部２２を備えている。
【００４１】
そして、電池パック２内で、端子Ｔ１１から延びる直流ハイ側の充電経路１１には、スイッチング素子１２が介在されており、その充電経路１１が組電池１４のハイ側端子に接続される。組電池１４のロー側端子は、直流ロー側の充電経路１５を介してＧＮＤ端子Ｔ１３に接続され、この充電経路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。
【００４２】
組電池１４は、直列に接続された複数の二次電池１４１，１４２，１４３を備え、各二次電池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。二次電池１４１，１４２，１４３としては、例えばリチウムイオン二次電池が用いられる。なお、二次電池１４１，１４２，１４３は、必ずしも単体の二次電池に限られず、例えば複数の二次電池が並列接続されたものであってもよい。
【００４３】
また、複数の二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３は電圧検出回路２０によってそれぞれ読取られ、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。さらにまた、電流検出抵抗１６によって検出された電流値も、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。前記アナログ／デジタル変換器１９は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部２１へ出力する。
【００４４】
また、組電池１４には、二次電池１４１，１４２，１４３をそれぞれ選択的に放電させるための放電部２３が接続されている。
【００４５】
図２は、組電池１４と放電部２３との詳細な構成の一例を示す回路図である。図２に示す放電部２３は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを備えて構成されている。そして、スイッチング素子ＳＷ１と抵抗Ｒ１との直列回路と二次電池１４１とが並列に接続され、スイッチング素子ＳＷ２と抵抗Ｒ２との直列回路と二次電池１４２とが並列に接続され、スイッチング素子ＳＷ３と抵抗Ｒ３との直列回路と二次電池１４３とが並列に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３としては、例えばＦＥＴ等の半導体スイッチング素子や、リレースイッチ等を用いることができる。
【００４６】
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、制御部２１からの制御信号に応じてオン、オフするようにされており、スイッチング素子ＳＷ１がオンすると、二次電池１４１が抵抗Ｒ１を介して放電し、スイッチング素子ＳＷ２がオンすると、二次電池１４２が抵抗Ｒ２を介して放電し、スイッチング素子ＳＷ３がオンすると、二次電池１４３が抵抗Ｒ３を介して放電するようになっている。
【００４７】
制御部２１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、充放電制御部２１１、及びアンバランス低減処理部２１２として機能する。
【００４８】
この場合、電圧検出回路２０、放電部２３、及びアンバランス低減処理部２１２が、請求項における組電池制御回路の一例に相当している。
【００４９】
アンバランス低減処理部２１２は、組電池１４から負荷回路４へ電流が供給されることにより、二次電池１４１，１４２，１４３のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧Ｖｔ以下になったとき、電圧検出回路２０により検出された二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のうち最も低い最低電圧より端子電圧の高い二次電池を、放電部２３によって、当該二次電池の端子電圧が前記最低電圧に達するまで放電させるアンバランス低減処理を実行する。
【００５０】
充放電制御部２１１は、アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値に応答して、充電装置３に対して、出力を指示する充電電流の電圧値、電流値を演算し、その演算結果を通信部２２から端子Ｔ１２，Ｔ２２；Ｔ１３，Ｔ２３を介して充電装置３へ送信することで、充電装置３によって、組電池１４を充電させる。
【００５１】
また、充放電制御部２１１は、アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値から、端子Ｔ１１，Ｔ１３間の短絡や充電装置３からの異常電流などの電池パック２の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇などに対して、スイッチング素子１２をオフするなどの保護動作を行う。
【００５２】
充電装置３では、前記の指示を、制御ＩＣ３０において、通信手段である通信部３２で受信し、充電制御部３１が充電電流供給回路３３（充電部）を制御して、前記の電圧値、電流値、およびパルス幅で、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、充電制御部３１から指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換して、端子Ｔ２１，Ｔ１１；Ｔ２３，Ｔ１３を介して、充電経路１１，１５へ供給する。
【００５３】
なお、制御部２１を電池パック２に備える例に限られず、充電装置３に制御部２１を備えるようにしてもよい。また、制御部２１を電池パック２と充電装置３で分担して備えるようにしてもよい。
【００５４】
次に、上述のように構成された電池パック２を用いる充電システム１の動作について説明する。図３は、図１に示す充電システム１の動作の一例を示す説明図である。まず、例えば充電装置３に電池パック２が接続された場合等、充放電制御部２１１によってスイッチング素子１２がオンされると共に、充放電制御部２１１から所定の電流、電圧で充電を開始させる旨の指示が、通信部２２、端子Ｔ１２，Ｔ２２、及び通信部３２を介して充電制御部３１へ送信され、充電が開始される（タイミングＴ１）。
【００５５】
そうすると、充電制御部３１からの制御信号に応じて、充放電制御部２１１からの指示に応じた電流、電圧で、充電電流供給回路３３から端子Ｔ２１，Ｔ１１、充電経路１１、及びスイッチング素子１２を介して組電池１４へ充電電流が供給される。そして、二次電池１４１，１４２，１４３が充電されるにつれて、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３が上昇する。
【００５６】
タイミングＴ１においては、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３は、例えばいずれも放電終止電圧Ｖｔ（例えば３．０Ｖ）で等しい電圧になっており、二次電池１４１，１４２，１４３のバランスがとれた状態になっている。
【００５７】
そして、二次電池１４１，１４２，１４３が充電されると、二次電池１４１，１４２，１４３の劣化の程度に応じて端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３に差が生じる。具体的には、劣化が進んでいる二次電池ほど、内部抵抗が大きく、端子電圧の上昇が大きい。例えば二次電池１４１，１４２，１４３の順に劣化が進んでいるとすると、最も劣化の進んでいる二次電池１４１の端子電圧Ｖｂ１が最も電圧が高くなり、最も劣化の少ない二次電池１４３の端子電圧Ｖｂ３が最も電圧が低くなる。
【００５８】
なお、図３では、一定の電流を組電池１４に供給する定電流（ＣＣ）充電の場合の端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の変化を例に記載しているが、充電方法には限定されず、一定の電圧で充電を行う定電圧（ＣＶ）充電、定電流（ＣＣ）充電から定電圧（ＣＶ）充電に切り替える定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電、パルス状に充電電流を供給するパルス充電、微少電流により充電を行うトリクル充電等、種々の充電方式を用いることができる。また、負荷回路４へ負荷電流を供給しながら組電池１４を充電する構成であってもよい。
【００５９】
そして、例えば電圧検出回路２０によって検出され、アナログ／デジタル変換器１９で得られた組電池１４の端子電圧Ｖｂが、充電終止電圧Ｖｆに二次電池の直列数を乗じた電圧、例えば４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖになると、充放電制御部２１１によって、充電電流の供給を停止すべき旨の指示が通信部２２、端子Ｔ１２，Ｔ２２、及び通信部３２を介して充電制御部３１へ送信され、充電制御部３１によって充電電流供給回路３３の出力電流がゼロにされて、充電が終了する（タイミングＴ２）。
【００６０】
なお、組電池１４の端子電圧Ｖｂが、充電終止電圧Ｖｆに二次電池の直列数を乗じた電圧（例えば４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖ）に達した場合に充電を終了させる例に限られず、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のうちの最大電圧が充電終止電圧Ｖｆ（例えば４．２Ｖ）に達したときに充電を終了させることで、二次電池１４１，１４２，１４３の劣化を低減するようにしてもよい。
【００６１】
タイミングＴ２においては、二次電池１４１，１４２，１４３の劣化が進んでいる順に端子電圧が高くなり、例えば端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の順に電圧が高くなる。
【００６２】
次に、例えば負荷回路４の図略の電源スイッチがオンされると、組電池１４から供給された電流が、スイッチング素子１２、充電経路１１、端子Ｔ１１，Ｔ２１を介して負荷回路４へ供給され、組電池１４、すなわち二次電池１４１，１４２，１４３が放電する。そうすると、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３は、二次電池１４１，１４２，１４３の放電に応じて徐々に低下する。
【００６３】
二次電池１４１，１４２，１４３が放電する過程においては、劣化が進んでいる二次電池ほど、電圧の低下が早い。そのため、放電開始時、すなわち組電池１４が満充電にされている状態では、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の順に電圧が高くなっていたが、組電池１４の放電がある程度進むと、電圧の順序が入れ替わって劣化が進んでいる二次電池ほど端子電圧が低くなり、端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１の順に電圧が高くなる。
【００６４】
そして、アナログ／デジタル変換器１９によって得られた端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち、最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達すると、充放電制御部２１１によって、組電池１４の過放電を防止するべくスイッチング素子１２がオフされて放電が停止される（タイミングＴ３）。さらに、アンバランス低減処理部２１２によって、端子電圧Ｖｂ３より端子電圧の高い二次電池１４２，１４３を放電させるべく放電部２３のスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３がオンされる。これにより、アンバランス低減処理が開始される。
【００６５】
なお、端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち、最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達したときにアンバランス低減処理を開始する例に限られず、例えば、組電池１４の端子電圧Ｖｂが、放電終止電圧Ｖｔに二次電池の直列数を乗じた値以下になったときに、アンバランス低減処理を実行するようにしてもよい。この場合、図４に示すように、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の平均値が放電終止電圧Ｖｔに達したときに、アンバランス低減処理が実行される。そうすると、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のいずれかが放電終止電圧Ｖｔを下回るおそれがあるが、放電部２３によって、放電終止電圧Ｖｔより端子電圧の高い二次電池のみを放電終止電圧Ｖｔに達するまで放電させることで、過放電による劣化を低減することができる。
【００６６】
そして、二次電池１４２，１４３の端子電圧Ｖｂ２，Ｖｂ３が、それぞれ端子電圧Ｖｂ１と略一致すると、アンバランス低減処理部２１２によって、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３がそれぞれオフされて、放電部２３による放電が停止され、アンバランス低減処理が終了する（タイミングＴ４）。
【００６７】
以上、アンバランス低減処理部２１２によるアンバランス低減処理によって、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３が略同一にされ、二次電池１４１，１４２，１４３のアンバランスが低減される。また、タイミングＴ３においては、劣化が少ない二次電池ほど、端子電圧が高くなっている。そのため、アンバランス低減処理部２１２は、タイミングＴ３において端子電圧が高い二次電池を放電させることにより、劣化の少ない二次電池を放電させて、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００６８】
そうすると、図１に示す電池パック２では、図７に示す背景技術、すなわち充電が終了した際に端子電圧が充電終止電圧Ｖｆを超えている二次電池を強制的に放電させて端子電圧を低下させることで、複数の二次電池間における端子電圧の差を低減するようにした場合のように、最も劣化の進んでいる二次電池を放電させて最も劣化の進んでいる二次電池の劣化をさらに促進してしまうことがない結果、劣化が進んでいる二次電池の劣化をさらに促進するおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００６９】
そして、図１に示す電池パック２では、組電池１４の放電後にアンバランス低減処理が行われるので、その後、再び組電池１４の充電を開始する際（タイミングＴ５）には、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差が低減された状態になっており、図６に示す背景技術のように、組電池の充放電を繰り返すことで各二次電池の端子電圧の差が累積的に増大することが低減される。
【００７０】
また、上述のように、電圧検出回路２０、放電部２３、及びアンバランス低減処理部２１２を用いて構成された組電池制御回路は、組電池１４の充電回路を必要とせず、電池パック２側のみで構成できるので、充電器を変更することなく電池パックに組電池制御回路を備えることによって、組電池における各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００７１】
なお、アンバランス低減処理部２１２は、端子電圧Ｖｂ２，Ｖｂ３を、最低電圧である端子電圧Ｖｂ１と略一致するまで低下させる例を示したが、最低電圧が放電終止電圧Ｖｔを下回る場合、放電部２３によって、放電終止電圧Ｖｔより端子電圧の高い二次電池のみを、端子電圧が放電終止電圧Ｖｔに達するまで放電させるようにしてもよい。この場合、端子電圧が放電終止電圧Ｖｔを下回っている二次電池をさらに放電部２３によって放電させて、過放電状態にさせるおそれを低減することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る充電回路を用いる充電システム１ａについて説明する。充電システム１ａは、充電システム１と同様、図１で示される。充電システム１ａは、充電システム１とは、電池パック２ａにおけるアンバランス低減処理部２１２ａによる、アンバランス低減処理の実行タイミングが異なる。そして、充電装置３が充電部の一例に相当し、電圧検出回路２０、放電部２３、及びアンバランス低減処理部２１２ａが組電池制御回路の一例に相当し、充放電制御部２１１、電圧検出回路２０、放電部２３、及びアンバランス低減処理部２１２ａが充電回路の一例に相当している。
【００７３】
また、充電システム１ａは、充電システム１と同様、電池パック２ａと充電装置３とが一体の回路として構成されていてもよい。そして、電池パック２ａから給電が行われる負荷回路４をさらに含めて電子機器システムとして構成されてもよい。また、電池パック２ａが負荷回路４に装着されて、負荷回路４を通して充電が行われてもよい。さらに、充電装置３に制御部２１ａを備えるようにしてもよい。また、制御部２１ａを電池パック２と充電装置３で分担して備えるようにしてもよい。
【００７４】
その他の構成、及び動作は充電システム１と同様であるのでその説明を省略し、以下充電システム１ａの特徴的な点について説明する。
【００７５】
アンバランス低減処理部２１２ａは、充電装置３により電池パック２ａを充電させるためのユーザの操作が行われたとき、当該操作を検出してアンバランス低減処理を開始し、アンバランス低減処理の実行後、充電用の電流を出力させる旨の指示を充電装置３へ出力することにより、組電池１４を充電する。
【００７６】
この場合、充電装置３により電池パック２ａを充電させるためのユーザの操作は、例えばユーザが充電装置３に電池パック２ａを取り付けたり、ユーザが充電装置３の図略の電源プラグをコンセントに差し込んで、ユーザが電池パック２ａを充電しようとする操作である。そして、このような操作が行われたことにより、例えば充電装置３の制御ＩＣ３０から端子Ｔ２２，Ｔ１２、通信部２２を介して充電開始の要求が制御部２１ａへ送信されたり、図略の検出回路によって充電装置３と電池パック２ａとが接続されたことや充電装置３から出力された充電電圧が検出されたりすることにより、アンバランス低減処理部２１２ａは、充電装置３により電池パック２ａを充電させるためのユーザの操作が行われたことを検出し、アンバランス低減処理を開始する。この場合、アンバランス低減処理部２１２ａは、検出部の一例に相当している。
【００７７】
また、例えばユーザが充電装置３の図略の電源プラグをコンセントに差し込んだ場合に、図略の電源回路から制御部２１ａの動作用電源電圧が供給されることで、制御部２１ａのＣＰＵが動作を開始してアンバランス低減処理部２１２ａとして機能することで、充電装置３により電池パック２ａを充電させるためのユーザの操作が検出されるようにしてもよい。この場合、制御部２１ａが検出部の一例に相当している。
【００７８】
ユーザが充電装置３に電池パック２ａを取り付けたり、ユーザが充電装置３の図略の電源プラグをコンセントに差し込んだりしたときは、二次電池１４１，１４２，１４３のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧Ｖｔ以下になって組電池１４から負荷回路４に対して電力供給することができなくなったために、ユーザが組電池１４を充電しようとしている可能性が高く、すなわち複数の二次電池１４１，１４２，１４３のうち少なくとも一つの端子電圧が、放電を終了するべき電圧として予め設定されている放電終止電圧Ｖｔ以下の電圧になるタイミングである。
【００７９】
なお、アンバランス低減処理部２１２ａは、アナログ／デジタル変換器１９で得られた端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３に基づき、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３のうち少なくとも一つの端子電圧が放電終止電圧Ｖｔ以下になった場合にアンバランス低減処理を開始するようにしてもよい。
【００８０】
次に、上述のように構成された電池パック２ａを用いる充電システム１ａの動作について説明する。図５は、図１に示す充電システム１ａの動作の一例を示す説明図である。まず、図３におけるタイミングＴ１〜Ｔ３と同様の充放電動作が行われる。そして、タイミングＴ３では、劣化が進んでいる二次電池ほど端子電圧が低くなり、端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１の順に電圧が高くなっており、タイミングＴ３で組電池１４から負荷回路４への電流供給が停止されているので、この状態がそのまま維持される。
【００８１】
次に、例えばユーザが充電装置３に電池パック２ａを取り付けたり、ユーザが充電装置３の図略の電源プラグをコンセントに差し込むなどしたことにより、例えば充電装置３の制御ＩＣ３０から端子Ｔ２２，Ｔ１２、通信部２２を介して充電開始の要求が制御部２１ａへ送信されると、アンバランス低減処理部２１２ａによって、端子電圧Ｖｂ１より端子電圧の高い二次電池１４２，１４３を放電させるべく放電部２３のスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３がオンされる（タイミングＴ１０）。これにより、アンバランス低減処理が開始される。
【００８２】
そして、二次電池１４２，１４３の端子電圧Ｖｂ２，Ｖｂ３が、それぞれ端子電圧Ｖｂ１と略一致すると、アンバランス低減処理部２１２ａによって、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３がそれぞれオフされて、放電部２３による放電が停止され、アンバランス低減処理が終了する。さらに、アンバランス低減処理部２１２ａから所定の電流、電圧で充電を開始させる旨の指示が、通信部２２、端子Ｔ１２，Ｔ２２、及び通信部３２を介して充電制御部３１へ送信され、充電が開始される（タイミングＴ１１）。
【００８３】
そうすると、充電制御部３１からの制御信号に応じて、アンバランス低減処理部２１２ａからの指示に応じた電流、電圧で、充電電流供給回路３３から端子Ｔ２１，Ｔ１１、充電経路１１、及びスイッチング素子１２を介して組電池１４へ充電電流が供給され、組電池１４が充電される。
【００８４】
以上、アンバランス低減処理部２１２ａによるアンバランス低減処理によって、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３が略一致され、二次電池１４１，１４２，１４３のアンバランスが低減される。また、タイミングＴ１０においては、劣化が少ない二次電池ほど、端子電圧が高くなっている。そのため、アンバランス低減処理部２１２は、タイミングＴ１０において端子電圧が高い二次電池を放電させることにより、劣化の少ない二次電池を放電させて、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。そうすると、図１に示す電池パック２ａは、図７に示す背景技術のように、すなわち充電が終了した際に端子電圧が充電終止電圧Ｖｆを超えている二次電池を強制的に放電させて端子電圧を低下させることで、複数の二次電池間における端子電圧の差を低減するようにした場合のように、最も劣化の進んでいる二次電池を放電させて最も劣化の進んでいる二次電池の劣化をさらに促進してしまうことがない結果、劣化が進んでいる二次電池の劣化をさらに促進するおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができる。
【００８５】
そして、図１に示す電池パック２ａでは、組電池１４の充電前にアンバランス低減処理が行われるので、充電開始時（タイミングＴ１１）には、端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差が低減された状態になっており、図６に示す背景技術のように、組電池の充放電を繰り返すことで各二次電池の端子電圧の差が累積的に増大することが低減される。
【００８６】
また、充電システム１（図３）のように、端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達したタイミングＴ３でアンバランス低減処理を行う場合には、アンバランス低減処理が終了（タイミングＴ４）した後、充電が開始（タイミングＴ５）するまでの時間が長い場合、充電を行うまでの間に二次電池１４１，１４２，１４３が自己放電して端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３に差が生じ、以後の充放電動作において端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差が累積的に増大してしまうおそれがある。
【００８７】
しかし、充電システム１ａ（図５）のように、充電を開始する（タイミングＴ１１）の直前にアンバランス低減処理を行うことにより、例え自己放電によるアンバランスが生じている場合であっても、充電開始前に端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差を低減し、二次電池１４１，１４２，１４３のアンバランスを低減してから充電を行うことができるので、組電池の充放電を繰り返すことで各二次電池の端子電圧の差が累積的に増大することが低減される。
【００８８】
また、電池パック２（図３）のように、端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達したタイミングＴ３でアンバランス低減処理を行う場合には、例えば端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達する前に、ユーザが負荷機器から電池パック２を取り外して充電装置３に取り付け、充電を開始させた場合等には、アンバランス低減処理が行われないまま充電されてしまう結果、以後の充放電動作において端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差が累積的に増大してしまうおそれがある。
【００８９】
しかし、充電システム１ａ（図５）のように、充電を開始する（タイミングＴ１１）の直前にアンバランス低減処理を行うことにより、例えユーザが端子電圧Ｖｂ３，Ｖｂ２，Ｖｂ１のうち最も電圧が低い端子電圧Ｖｂ３が放電終止電圧Ｖｔに達する前に電池パック２ａの充電を行おうとした場合であっても、充電開始前に端子電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の差を低減し、二次電池１４１，１４２，１４３のアンバランスを低減してから充電を行うことができるので、組電池の充放電を繰り返すことで各二次電池の端子電圧の差が累積的に増大することが低減される。
【００９０】
なお、タイミングＴ３〜Ｔ４や、タイミングＴ１０〜Ｔ１１に示すアンバランス低減処理では、他の二次電池よりも端子電圧が高い二次電池に並列接続されたスイッチング素子のみをオンすることにより、他の二次電池よりも端子電圧が高い二次電池のみ放電させる例を示したが、放電部２３における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を、精度誤差や特性バラツキによる変動範囲を含んで実質同一の抵抗値に設定しておき、アンバランス低減処理においてすべてのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオンさせるようにしてもよい。
【００９１】
すべてのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオンさせると、二次電池１４１，１４２，１４３に抵抗値が実質的に同一の抵抗がそれぞれ並列接続される。そうすると、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３には、各二次電池の端子電圧が等しくなるように電流が流れるため、端子電圧の高い二次電池の放電電流は大きく、端子電圧の低い二次電池の放電電流は小さくなる。その結果、劣化が進んで端子電圧が低下している二次電池の放電電流が減少されるので、劣化が進んでいる二次電池の劣化がさらに促進されるおそれを低減しつつ、各二次電池の端子電圧の差を低減することができ、二次電池１４１，１４２，１４３のアンバランスが低減される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載装置に用いられる組電池制御回路、組電池制御方法、充電回路、及びこのような電池搭載装置の電源として用いられる電池パック、このような電池パックを充電する充電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】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態に係る組電池制御回路を備えた電池パックを用いる充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す組電池と放電部との詳細な構成の一例を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る充電システムの動作の一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る充電システムの動作の一例を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る充電システムの動作の一例を示す説明図である。
【図６】背景技術に係る充電方法を説明するための説明図である。
【図７】背景技術に係る充電方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１，１ａ  充電システム
２，２ａ  電池パック
３  充電装置
４  負荷回路
１４  組電池
１６  電流検出抵抗
１９  アナログ／デジタル変換器
２０  電圧検出回路
２１，２１ａ  制御部
２２，３２  通信部
２３  放電部
３１  充電制御部
３３  充電電流供給回路
１４１，１４２，１４３  二次電池
２１１  充放電制御部
２１２，２１２ａ  アンバランス低減処理部
１８，３０  制御ＩＣ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３  スイッチング素子
Ｖｂ，Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３  端子電圧
Ｖｆ  充電終止電圧
Ｖｔ  放電終止電圧
【図１】
2008154317.tif 000003
【図２】
2008154317.tif 000004
【図３】
2008154317.tif 000005
【図４】
2008154317.tif 000006
【図５】
2008154317.tif 000007
【図６】
2008154317.tif 000008
【図７】
2008154317.tif 000009