(57)【要約】【課題】充電装置から出力された充電電圧に基づいて、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる電池パック、電池システム及び充電方法を提供する。【解決手段】電池パック２は、電池ブロック２１と、充電装置３から供給される充電用電圧Ｖ１を電池ブロック２１に印加する電圧印加期間と、電池ブロック２１に満充電判定電流値Ｉｔｈの電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行うパルス充電制御部２２２とを備えた。また、充電装置３は、一定の充電用電圧Ｖ１を印加することによって電池パック２を充電する電源回路３１と、充電電流Ｉｏｕｔが、満充電判定電流値Ｉｔｈより小さい電流値に設定された判定閾値Ｉ２以下になった場合、満充電と判定して電源回路３１による充電を停止させるＣＣＣＶ充電制御部３３とを備えた。【選択図】図１
2008108567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
前記二次電池を充電するための一定の充電用電圧を受電する接続端子と、
前記接続端子により受電される充電用電圧を前記二次電池に印加する電圧印加期間と、前記接続端子により受電される充電用電圧に基づき予め設定された制限電流を前記二次電池に供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行うパルス充電制御部と
を備えることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記二次電池は、複数のセルが直列接続されたものであり、
前記複数のセルの各端子電圧を検出する電池電圧検出部と、
前記パルス充電の実行中に、前記電流制限期間の開始から所定の第１の時間経過する前に前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が、予め設定された満充電判定電圧値を下回る場合に、満充電ではない判定して前記パルス充電制御部による前記パルス充電を継続させ、前記電流制限期間の開始から、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を下回ることなく、前記第１の時間が経過した場合に、満充電と判定して前記パルス充電制御部によるパルス充電を停止させるパルス充電停止制御部とをさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記パルス充電の前に、前記接続端子により受電される充電用電圧を前記二次電池に印加することにより定電圧充電を実行し、前記定電圧充電の実行中に前記電流検出部により検出される電流が二次電池の満充電を判定するための電流値として予め設定された満充電判定電流値に満たない場合、満充電と判定して前記二次電池の充電を終了し、前記定電圧充電の実行中に前記電流検出部により検出される電流が前記満充電判定電流値を下回る前に、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が、予め設定されたパルス充電判定電圧値を超えると、前記パルス充電制御部により前記パルス充電を開始させる定電圧充電制御部とをさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
前記定電圧充電制御部は、前記定電圧充電の実行中に、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を超え、かつ前記電流検出部により検出される電流が前記満充電判定電流値に満たない状態が、予め設定された第２の時間を超えて継続した場合に満充電と判定して前記定電圧充電を停止すること
を特徴とする請求項３記載の電池パック。
【請求項５】
前記二次電池は、非飽和領域で動作可能なスイッチング素子を介して前記接続端子と接続され、
前記パルス充電制御部は、前記スイッチング素子をオンさせることにより前記充電用電圧を前記二次電池に印加し、前記スイッチング素子を非飽和領域で動作させることにより前記二次電池に予め設定された制限電流を供給すること
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】
前記パルス充電制御部は、
前記スイッチング素子の動作を制御するための制御信号のデューティ比を調節することにより、前記スイッチング素子によって前記二次電池へ前記制限電流を供給させること
を特徴とする請求項５記載の電池パック。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パックと当該電池パックを充電する充電装置とを備える充電システムであって、
前記充電装置は、
前記接続端子に接続される出力端子と、
前記出力端子へ、予め設定された一定の充電用電圧を印加することによって前記電池パックを充電する定電圧充電部と、
前記出力端子から前記電池パックへ流れる電流が、前記制限電流より小さい電流値に設定された判定閾値以下になった場合、満充電と判定して前記定電圧充電部による充電を停止させる充電制御部とを備えること
を特徴とする充電システム。
【請求項８】
予め設定された一定の充電用電圧を印加することによって、二次電池を収納する電池パックを充電する定電圧充電工程と、
前記電池パックに流れる電流が、予め設定された判定閾値以下になった場合、満充電と判定して前記充電用電圧の印加を停止させる定電圧充電停止工程と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出工程と、
前記充電用電圧を前記二次電池に印加する電圧印加期間と前記二次電池に前記判定閾値より大きい電流値に設定された制限電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行うパルス充電工程と
を備えることを特徴とする充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を備えた電池パック、及び電池パックを充電する充電システムに関する。そして、このような充電システムに利用される充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、二次電池、例えばリチウムイオン二次電池を備えた電池パック充電する充電方法として、充電の初期には一定の電流を電池パックに供給することにより電池パックを充電する定電流（ＣＣ）充電を行い、電池パックの端子電圧が予め定める終止電圧に達すると、電池パックの満充電時の端子電圧に等しい一定の充電電圧を電池パックに印加することにより電池パックを充電する定電圧（ＣＶ）充電を行うようにした定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電が知られている。
【０００３】
ＣＣＣＶ充電では、電池パックの出力電圧が低い充電初期には、定電流（ＣＣ）充電を行うことによって、過大な充電電流が二次電池に流入して二次電池が劣化することを防止しつつ、充電が進んで二次電池の出力電圧がある程度上昇した後は、定電圧（ＣＶ）充電を行うことで、二次電池の充電に伴う出力電圧の増大に従って徐々に充電電流が低減するので、過充電を回避することが容易である。このようなＣＣＣＶ充電では、充電電流が所定の判定値以下に減少すると二次電池が満充電になったものと判定して充電を終了するようになっている。
【０００４】
このようなＣＣＣＶ充電方式は、二次電池の充電方法として広く用いられ、ＣＣＣＶ充電方式を採用した充電装置が広く市場に流通している。
【０００５】
しかしながら、ＣＣＣＶ充電方式では、二次電池が満充電に近づくに従って充電電流が減少するため、充電時間が増大するという不都合があった。そこで、ごく短時間の充電と休止とを繰り返すことにより、二次電池の充電時間を短縮できるパルス充電方式が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−１２５０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パルス充電方式の充電装置は、充電装置の電圧制御が高くなる。ＣＣＣＶ充電方式を採用した充電装置を用いたまま、電池パック側でパルス充電を行うことで、二次電池の特性に応じた充電制御を行うことも可能と考えられる。また、ＣＣＣＶ充電にも関らず充電装置が高い電圧を供給した場合においても、電池パック側でパルス充電を行うことで、セルに対して１００％の容量で充電を停止することも可能であると考えられる。
【０００７】
しかしながら、ＣＣＣＶ充電方式の充電装置から供給される一定の充電電圧を、電池パック側でパルス状にオンオフしてパルス充電を行うと、充電電圧をオフした際に充電装置から電池パックへ流れる電流がゼロとなるため、充電装置側で充電電流が上記判定値以下になって二次電池が満充電になったものと判定される結果、充電装置が充電を終了して電池パックへの充電電圧の出力を停止してしまい、電池パック側でパルス充電を行うことが出来ない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、充電装置から出力された充電電圧に基づいて、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる電池パック、およびこのような電池パックを用いた充電システムを提供することを目的とする。そして、このような充電システムに利用される充電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】
【０００９】
本発明に係る電池パックは、二次電池と、前記二次電池を充電するための一定の充電用電圧を受電する接続端子と、前記接続端子により受電される充電用電圧を前記二次電池に印加する電圧印加期間と、前記接続端子により受電される充電用電圧に基づき予め設定された制限電流を前記二次電池に供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行うパルス充電制御部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、定電圧充電を行う充電装置を用いて充電を行った場合に、パルス充電制御部によって、接続端子により受電される充電用電圧を二次電池に印加する電圧印加期間と、二次電池に予め設定された制限電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電が行われるので、パルス充電の実行中に二次電池の充電電流がゼロにされることがなく、従って、充電装置側で誤って満充電が検出されて充電電圧の供給が停止されるおそれが低減される結果、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる。
【００１１】
また、前記二次電池は、複数のセルが直列接続されたものであり、前記複数のセルの各端子電圧を検出する電池電圧検出部と、前記パルス充電の実行中に、前記電流制限期間の開始から所定の第１の時間経過する前に前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が、予め設定された満充電判定電圧値を下回る場合に、満充電ではない判定して前記パルス充電制御部による前記パルス充電を継続させ、前記電流制限期間の開始から、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を下回ることなく、前記第１の時間が経過した場合に、満充電と判定して前記パルス充電制御部によるパルス充電を停止させるパルス充電停止制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、パルス充電停止制御部によって、前記電流制限期間の開始から、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を下回ることなく、前記第１の時間が経過した場合に、満充電と判定され、パルス充電制御部によるパルス充電が停止されるので、直列接続された複数のセルのうち最も劣化が進んで端子電圧が高くなったセルの端子電圧に基づき満充電を検出してパルス充電を停止させることができる結果、劣化が進んだセルに他のセルより高い電圧が印加されて劣化がさらに促進されることが低減される。
【００１３】
また、前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、前記パルス充電の前に、前記接続端子により受電される充電用電圧を前記二次電池に印加することにより定電圧充電を実行し、前記定電圧充電の実行中に前記電流検出部により検出される電流が二次電池の満充電を判定するための電流値として予め設定された満充電判定電流値に満たない場合、満充電と判定して前記二次電池の充電を終了し、前記定電圧充電の実行中に前記電流検出部により検出される電流が前記満充電判定電流値を下回る前に、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が、予め設定されたパルス充電判定電圧値を超えると、前記パルス充電制御部により前記パルス充電を開始させる定電圧充電制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、定電圧充電制御部によって、接続端子により受電される充電用電圧が前記二次電池に印加されることにより定電圧充電が行われる。また、定電圧充電制御部によって、電流検出部により検出される電流が満充電判定電流値に満たない場合、満充電と判定されて充電が終了する。そして、電流検出部により検出される電流が満充電判定電流値を下回る前に、電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧がパルス充電判定電圧値を超えると、パルス充電制御部によりパルス充電が開始される。この場合、複数のセルの端子電圧が略均一であって、各セルの端子電圧のばらつきが小さく抑えられていれば、各端子電圧のうち最大の電圧がパルス充電判定電圧値を超える前に、電流検出部により検出される電流すなわち充電電流が、満充電判定電流値を下回る結果、パルス充電を開始することなく定電圧充電により二次電池を充電することができる。一方、一部のセルが劣化して、劣化したセルの端子電圧が増大すると、電流検出部により検出される電流が満充電判定電流値を下回る前に電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧がパルス充電判定電圧値を超える結果、パルス充電制御部によりパルス充電が開始される。そして、上述したように、直列接続された複数のセルのうち最も劣化が進んで端子電圧が高くなったセルの端子電圧に基づき満充電を検出してパルス充電を停止させることができる結果、劣化が進んだセルに他のセルより高い電圧が印加されて劣化がさらに促進されることが低減される。
【００１５】
また、前記定電圧充電制御部は、前記定電圧充電の実行中に、前記電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を超え、かつ前記電流検出部により検出される電流が前記満充電判定電流値に満たない状態が、予め設定された第２の時間を超えて継続した場合に満充電と判定して前記定電圧充電を停止することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、電池電圧検出部により検出される各端子電圧のうち最大の電圧が前記満充電判定電圧値を超え、かつ電流検出部により検出される電流が満充電判定電流値に満たない状態が、第２の時間を超えて継続しなければ満充電と判定されないので、満充電を判定する際の確実性を向上させることができる。
【００１７】
また、前記二次電池は、非飽和領域で動作可能なスイッチング素子を介して前記接続端子と接続され、前記パルス充電制御部は、前記スイッチング素子をオンさせることにより前記充電用電圧を前記二次電池に印加し、前記スイッチング素子を非飽和領域で動作させることにより前記二次電池に予め設定された制限電流を供給することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、スイッチング素子をオンさせることにより充電用電圧が二次電池に印加される。そして、スイッチング素子を非飽和領域で動作させることにより二次電池に制限電流を供給することができるので、二次電池に制限電流を供給するために、別途定電流回路を設ける必要がなく、回路を簡素化することができる。
【００１９】
また、前記パルス充電制御部は、前記スイッチング素子の動作を制御するための制御信号のデューティ比を調節することにより、前記スイッチング素子によって前記二次電池へ前記制限電流を供給させることが好ましい。この構成によれば、スイッチング素子の動作を制御するための制御信号のデューティ比を調節することにより、スイッチング素子を非飽和領域で動作させて二次電池へ制限電流を供給することができるので、スイッチング素子の出力電流を調節する制御信号としてアナログ電圧を生成する必要がなく、回路を簡素化することができる。
【００２０】
また、本発明に係る充電システムは、上述の電池パックと当該電池パックを充電する充電装置とを備える充電システムであって、前記充電装置は、前記接続端子に接続される出力端子と、前記出力端子へ、予め設定された一定の充電用電圧を印加することによって前記電池パックを充電する定電圧充電部と、前記出力端子から前記電池パックへ流れる電流が、前記制限電流より小さい電流値に設定された判定閾値以下になった場合、満充電と判定して前記定電圧充電部による充電を停止させる充電制御部とを備える。
【００２１】
この構成によれば、定電圧充電部によって、電池パックの接続端子に、出力端子を介して一定の充電用電圧が印加される。また、電池パックにおけるパルス充電制御部によって、接続端子により受電される充電用電圧を二次電池に印加する電圧印加期間と、二次電池に予め設定された制限電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電が行われる。そして、充電装置における充電制御部によって、出力端子から電池パックへ流れる電流が、判定閾値以下になった場合、満充電と判定されて定電圧充電部による充電が停止される。この場合、判定閾値は、制限電流より小さい電流値に設定されているので、電池パックにおけるパルス充電制御部によってパルス充電が行われても、二次電池の充電電流が判定閾値以下になることがなく、充電装置側で誤って満充電が検出されて充電電圧の供給が停止されることがない結果、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係る充電方法は、予め設定された一定の充電用電圧を印加することによって、二次電池を収納する電池パックを充電する定電圧充電工程と、前記電池パックに流れる電流が、予め設定された判定閾値以下になった場合、満充電と判定して前記充電用電圧の印加を停止させる定電圧充電停止工程と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出工程と、前記充電用電圧を前記二次電池に印加する電圧印加期間と前記二次電池に前記判定閾値より大きい電流値に設定された制限電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行うパルス充電工程とを備える。
【００２３】
この構成によれば、充電装置によって、二次電池を収納する電池パックが一定の充電用電圧によって定電圧充電され、電池パックに流れる電流が判定閾値以下になった場合、満充電と判定されて充電用電圧の印加が停止される。また、充電用電圧を二次電池に印加する電圧印加期間と二次電池に判定閾値より大きい電流値に設定された制限電流を供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電が行われるので、電池パックにおいてパルス充電が行われても、二次電池の充電電流が判定閾値以下になることがなく、誤って満充電と判定されて充電電圧の供給が停止されることがない結果、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
このような構成の電池パック、充電システム、及び充電方法は、充電用電圧を二次電池に印加する電圧印加期間と、二次電池に予め設定された制限電流を供給する電流制限期間とが交互に繰り返されるによりパルス充電が行われるので、パルス充電の実行中に二次電池の充電電流がゼロにされることがなく、従って、充電装置側で誤って満充電が検出されて充電電圧の供給が停止されるおそれが低減される結果、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。図１は、本発明の一実施形態に係る充電方法を用いた充電システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す充電システム１は、電池パック２と、電池パック２を充電する充電装置３とを備えている。なお、充電装置３は、例えば携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ等種々の電子機器に内蔵されるものであってもよい。
【００２６】
電池パック２は、電池ブロック２１、制御部２２、Ａ／Ｄ変換器２３（電池電圧検出部）、電流検出部２４、スイッチング素子２５、抵抗２６、及び接続端子２７，２８を備えている。充電装置３は、電源回路３１（定電圧充電部）、電流検出部３２、電圧検出部３６、ＣＣＣＶ充電制御部３３（充電制御部）、及び出力端子３４，３５を備えている。そして、接続端子２７，２８と、出力端子３４，３５とが接続されることにより、充電システム１が構成される。
【００２７】
電源回路３１は、例えばスイッチング電源回路が用いられ、ＣＣＣＶ充電制御部３３からの制御信号に応じた電圧Ｖｏｕｔを、電流検出部３２を介して出力端子３４と出力端子３５との間に出力する。電流検出部３２は、充電装置３から電池パック２へ流れる電流Ｉｏｕｔを検出する。電流検出部３２としては、例えばシャント抵抗やホール素子等の電流センサが用いられる。電圧検出部３６は、出力端子３４と出力端子３５との間の電圧Ｖｏｕｔを検出する。電圧検出部３６としては、例えばＡ／Ｄ変換器が用いられる。
【００２８】
ＣＣＣＶ充電制御部３３は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されており、電流検出部３２により検出された電流値に応じて電源回路３１の出力電圧Ｖｏｕｔを制御することによって、出力端子３４，３５に接続された電池パック２をＣＣＣＶ充電により充電する。
【００２９】
電池パック２では、接続端子２７は、スイッチング素子２５、電池ブロック２１（二次電池）、及び電流検出部２４を介して接続端子２８と接続されている。電池ブロック２１は、複数の電池（セル）２１１，２１２，２１３が直列接続されて構成されている。電池２１１，２１２，２１３は、二次電池、例えばリチウムイオン二次電池である。
【００３０】
電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２３によってデジタル信号に変換されて制御部２２へ出力される。電流検出部２４は、電池ブロック２１に流れる電流Ｉｏｕｔを検出する。電流検出部２４としては、例えばシャント抵抗やホール素子等の電流センサが用いられる。
【００３１】
スイッチング素子２５は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。そして、スイッチング素子２５のゲート端子は、抵抗２６を介して制御部２２の信号出力端子に接続されている。図２は、ＦＥＴのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓと、ＦＥＴのオン抵抗Ｒｏｎとの関係の一例を示したグラフである。横軸がゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、縦軸がＦＥＴのオン抵抗Ｒｏｎを示している。図２に示すように、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが一定の電圧、例えば７Ｖを超えると、オン抵抗Ｒｏｎが非常に小さくなってＦＥＴがオン状態となると共に、これ以上ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが増大してもオン抵抗Ｒｏｎが小さくならない飽和領域となる。一方、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが一定の電圧、例えば２．５Ｖ以下になると、オン抵抗Ｒｏｎが非常に大きくなってＦＥＴがオフ状態となると共に、これ以上ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが低下してもオン抵抗Ｒｏｎが大きくならない飽和領域となる。
【００３２】
そして、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが２．５Ｖを超えて７Ｖに満たない範囲では、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが大きくなるほどオン抵抗Ｒｏｎが小さくなる非飽和領域となる。従って、スイッチング素子２５のゲート電圧を非飽和領域で制御することにより、スイッチング素子２５のオン抵抗Ｒｏｎを調節することができる。
【００３３】
なお、スイッチング素子２５は、ＦＥＴに限られず、例えばバイボーラトランジスタやアナログスイッチ等の半導体スイッチング素子を用いることができる。
【００３４】
制御部２２は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ回路や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、定電圧充電制御部２２１、パルス充電制御部２２２、パルス充電停止制御部２２３、ＰＷＭ制御部２２４、及び電圧最大値取得部２２５として機能する。
【００３５】
電圧最大値取得部２２５は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力された電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧のうち、最大の電圧を最大電圧Ｖｍａｘとして定電圧充電制御部２２１、パルス充電制御部２２２、及びパルス充電停止制御部２２３へ出力する。
【００３６】
定電圧充電制御部２２１は、スイッチング素子２５をオンして充電装置３により接続端子２７，２８に印加される充電用電圧を電池ブロック２１に印加することにより定電圧充電を行い、電流検出部２４により検出される電流が電池ブロック２１の満充電を判定するための電流値として予め設定された満充電判定電流値Ｉｔｈに満たなくなった場合、満充電と判定してスイッチング素子２５をオフすることにより定電圧充電を停止し、電流検出部２４により検出される電流が満充電判定電流値Ｉｔｈを下回る前に、電圧最大値取得部２２５から出力される検出電圧が予め設定されたパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えると、パルス充電制御部２２２によりパルス充電を開始させる。
【００３７】
ＰＷＭ制御部２２４は、パルス充電制御部２２２からの制御信号に応じたデューティ比を有する制御信号Ｓ１を、抵抗２６を介してスイッチング素子２５のゲートへ出力する。そうすると、ＰＷＭ制御部２２４から出力された制御信号Ｓ１は、抵抗２６とスイッチング素子２５のゲート容量とで平滑されるので、スイッチング素子２５のゲートには、制御信号Ｓ１のデューティ比に応じた電圧が印加される。これにより、パルス充電制御部２２２は、ＰＷＭ制御部２２４によって、制御信号Ｓ１のデューティ比を調節させることにより、図２に示すＦＥＴの非飽和領域においてスイッチング素子２５のオン抵抗Ｒｏｎを調節することで、電池ブロック２１に流れる充電電流を調節することが可能となる。
【００３８】
この場合、例えばＰＷＭ制御部２２４の代わりにＤ／Ａ変換器を用いてスイッチング素子２５のオン抵抗Ｒｏｎを調節するようにしてもよく、ＰＷＭ制御部２２４及びスイッチング素子２５の代わりに定電流回路を用いて充電電流を調節するようにしてもよいが、ＰＷＭ制御部２２４及びスイッチング素子２５を用いて充電電流を調節することにより、簡素な回路で電池ブロック２１の充電電流を調節することが可能となる。
【００３９】
パルス充電制御部２２２は、スイッチング素子２５をオンして接続端子２７，２８により受電される充電用電圧を電池ブロック２１へ印加する電圧印加期間と、ＰＷＭ制御部２２４及びスイッチング素子２５によって予め設定された制限電流を電池ブロック２１へ供給させる電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電を行う。
【００４０】
パルス充電停止制御部２２３は、パルス充電制御部２２２によりパルス充電が行われている際に、電流制限期間の開始から所定の時間Ｔ１（第１の時間）経過したときに電圧最大値取得部２２５から出力される検出電圧が、予め設定された満充電判定電圧値Ｖｔｈを超えている場合に、満充電と判定してパルス充電制御部２２２によるパルス充電を停止させ、スイッチング素子２５をオフさせる。
【００４１】
次に、上述のように構成された充電システム１の動作について説明する。まず、電池ブロック２１内の電池２１１，２１２，２１３のバランスがとれており、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっている場合について説明する。図３は、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっている場合における充電装置３の動作を説明するための説明図である。図４、図５は、電池パック２の動作を説明するためのフローチャートである。図６は、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっている場合における電池パック２の動作を説明するための説明図である。
【００４２】
まず、図３に示すように、充電装置３におけるＣＣＣＶ充電制御部３３によって、定電流（ＣＣ）充電が開始される。具体的には、例えば、ＣＣＣＶ充電制御部３３は、電流検出部３２によって検出される電流Ｉｏｕｔの電流値を監視しながら電流Ｉｏｕｔが、予め設定された定電流充電のための電流値Ｉ１になるように、電源回路３１の出力電圧Ｖｏｕｔを調節することで、電源回路３１から出力端子３４，３５を介して電池パック２の接続端子２７，２８間に電流値Ｉ１の電流Ｉｏｕｔを供給させる。
【００４３】
一方、電池パック２では、充電装置３から電流値Ｉ１の電流が供給されると、図略の電源回路によって制御部２２へ動作用電源電圧が供給され、制御部２２が図４に示す動作を開始する。そうすると、制御部２２からの制御信号に応じてスイッチング素子２５がオンされ（ステップＳＴ１）、電源回路３１の正極端子から、電流検出部３２、出力端子３４、接続端子２７、スイッチング素子２５、電池ブロック２１、電流検出部２４、接続端子２８、出力端子３５を介して電源回路３１の負極端子に至る閉回路が形成されて、電池ブロック２１が電流値Ｉ１の電流Ｉｏｕｔにより充電され、図３に示すように、電源回路３１の出力電圧Ｖｏｕｔ、すなわち電池ブロック２１の端子電圧が徐々に増大する。
【００４４】
そして、電圧検出部３６により検出される電圧Ｖｏｕｔが、定電圧（ＣＶ）充電への移行を判定するための電圧Ｖ１に達すると、ＣＣＣＶ充電制御部３３は、定電圧充電動作に移行して、電源回路３１によって出力端子３４，３５間に一定の電圧Ｖ１の出力電圧Ｖｏｕｔを出力させる（図３のタイミングｔ１）。そうすると、電流Ｉｏｕｔは、電池ブロック２１の充電が進むにつれて徐々に低下する。この場合、電圧Ｖ１は、電池２１１，２１２，２１３がリチウムイオン二次電池であった場合、電池一つあたり例えば４．２Ｖになるように設定されている。すなわち、定電圧充電時には、出力電圧Ｖｏｕｔは、４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖにされている。
【００４５】
そうすると、電池２１１，２１２，２１３のバランスがとれており、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっている場合には、電池２１１，２１２，２１３それぞれに４．２Ｖづつ電圧が印加され、電池２１１，２１２，２１３は、それぞれ４．２Ｖの定電圧で充電される。このとき、電池２１１，２１２，２１３のうち一部、例えば電池２１１だけ劣化が進んで内部抵抗が増大していた場合、劣化の進んでいる電池２１１の端子電圧が他の電池より高くなり、例えば４．４Ｖとなって４．３Ｖを超えることとなる。そうすると、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧の合計が１２．６Ｖにされるから、残りの電池２１２，２１３の端子電圧は、例えばそれぞれ４．１Ｖとなって４．２Ｖに満たない電圧で充電されることとなる。
【００４６】
一方、電池パック２では、電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧がＡ／Ｄ変換器２３によって検出され、電圧最大値取得部２２５へ出力される。そして、電圧最大値取得部２２５によって、電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧のうち最大のものが最大電圧Ｖｍａｘとして定電圧充電制御部２２１、パルス充電制御部２２２、及びパルス充電停止制御部２２３へ出力される。
【００４７】
さらに、定電圧充電制御部２２１によって、パルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐと、電圧最大値取得部２２５から出力された最大電圧Ｖｍａｘとが比較される（ステップＳＴ２）。パルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐは、定電圧充電における電池一つあたりの電圧である４．２Ｖより高い電圧、例えば４．３Ｖに設定されている。そうすると、電池２１１，２１２，２１３のバランスがとれており、各電池の端子電圧が４．２Ｖずつになっている場合には、図６に示すように、電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧の最大値である最大電圧Ｖｍａｘもまた、４．２Ｖとなってパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐ以下となる（ステップＳＴ２でＮＯ）ので、パルス充電を開始することなくステップＳＴ３へ移行する。
【００４８】
次に、ステップＳＴ３において、定電圧充電制御部２２１によって、満充電判定電流値Ｉｔｈと、電流検出部２４によって検出された電流Ｉｏｕｔとが比較される（ステップＳＴ３）。そして、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈ以上であれば（ステップＳＴ３でＮＯ）、後述するステップＳＴ７から計時を開始する例えば図略のタイマ回路を用いて構成されたタイマＡの計時値を初期化（ステップＳＴ４）して、再びステップＳＴ２へ移行する。
【００４９】
一方、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈに満たなければ（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、さらに、定電圧充電制御部２２１によって、満充電判定電圧値Ｖｔｈと、電圧最大値取得部２２５から出力された最大電圧Ｖｍａｘとが比較され（ステップＳＴ５）、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈ以下であれば（ステップＳＴ５でＮＯ）、後述するタイマＡの計時値を初期化して（ステップＳＴ６）再びステップＳＴ２へ移行する一方、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈを超えていれば（ステップＳＴ５でＹＥＳ）、タイマＡによる計時が開始される（ステップＳＴ７、図６のタイミングｔ２）。
【００５０】
次に、定電圧充電制御部２２１によって、タイマＡの計時値が確認され（ステップＳＴ８）、タイマＡの計時値が予め設定された時間Ｔ２（第２の時間）、例えば６０秒以下であれば再びステップＳＴ２へ移行する（ステップＳＴ８でＮＯ）。一方、タイマＡの計時値が時間Ｔ２を超えて、すなわち電圧最大値取得部２２５から出力された最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈを超え、かつ電流検出部２４により検出される電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈに満たない状態が時間Ｔ２を超えて継続した場合（ステップＳＴ８でＹＥＳ、図６のタイミングｔ３）、定電圧充電制御部２２１によって、満充電と判定されてスイッチング素子２５がオフされ（ステップＳＴ９、図３のタイミングｔ４）、電池ブロック２１の充電が終了する。
【００５１】
そして、スイッチング素子２５がオフされると、充電装置３において電流検出部３２によって検出される電流Ｉｏｕｔが満充電を判定するために予め設定された判定閾値Ｉ２以下になり、ＣＣＣＶ充電制御部３３によって電源回路３１の出力電圧がゼロにされて電池パック２の充電が終了する。満充電判定電流値Ｉｔｈは、定電圧充電制御部２２１によって、満充電と判定されてスイッチング素子２５がオフ（ステップＳＴ９）される前に充電装置３によって充電が終了されてしまうことを避けるために、判定閾値Ｉ２より大きな電流値に設定されている。
【００５２】
次に、電池ブロック２１の一部の電池が劣化する等して電池２１１，２１２，２１３のバランスが崩れており、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっていない場合について説明する。図７は、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっていない場合における充電装置３の動作を説明するための説明図である。図８は、電池ブロック２１の一部の電池が劣化する等して各電池の端子電圧が均一になっていない場合における電池パック２の動作を説明するための説明図である。
【００５３】
まず、図７に示すように、上述の場合と同様、ＣＣＣＶ充電制御部３３によって、定電流充電が実行され、制御部２２からの制御信号に応じてスイッチング素子２５がオンされ（ステップＳＴ１）、電池ブロック２１が電流値Ｉ１の電流Ｉｏｕｔにより充電され、図７に示すように、電源回路３１の出力電圧Ｖｏｕｔ、すなわち電池ブロック２１の端子電圧が徐々に増大する。電圧Ｖｏｕｔが電圧Ｖ１に達すると、ＣＣＣＶ充電制御部３３は、定電圧充電動作に移行して電源回路３１によって出力端子３４，３５間に一定の電圧Ｖ１、例えば１２．６Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔを出力させる（図７のタイミングｔ１１）。そうすると、電流Ｉｏｕｔは、電池ブロック２１の充電が進むにつれて徐々に低下する。
【００５４】
一方、電池パック２では、電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧がＡ／Ｄ変換器２３によって検出され、電圧最大値取得部２２５へ出力される。そして、電池２１１，２１２，２１３のうち一部、例えば電池２１１だけ劣化が進んで内部抵抗が増大していた場合、劣化の進んでいる電池２１１の端子電圧が他の電池より高くなるので、電圧最大値取得部２２５によって、電池２１１の端子電圧が最大電圧Ｖｍａｘとして取得され、定電圧充電制御部２２１、パルス充電制御部２２２、及びパルス充電停止制御部２２３へ出力される。
【００５５】
そうすると、定電圧充電制御部２２１によってパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐと最大電圧Ｖｍａｘとが比較され（ステップＳＴ２）、最大電圧Ｖｍａｘ、すなわち電池２１１の端子電圧が、電流検出部２４により検出される電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈを下回る前（ステップＳＴ３でＹＥＳになる前）に、パルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えると（ステップＳＴ２でＹＥＳ、図８のタイミングｔ１２）、パルス充電制御部２２２によりパルス充電が開始される（ステップＳＴ１０）。
【００５６】
図５は、パルス充電制御部２２２によるパルス充電処理の一例を示すフローチャートである。まず、パルス充電制御部２２２からの制御信号に応じて、ＰＷＭ制御部２２４から、所定のデューティ比に設定された制御信号Ｓ１が抵抗２６を介してスイッチング素子２５へ出力され、スイッチング素子２５のオン抵抗Ｒｏｎが所定の抵抗値に設定されることで電池ブロック２１に流れる電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈと一致するように調節される。具体的には、例えば、パルス充電制御部２２２は、電流検出部２４により検出された電流Ｉｏｕｔを監視しつつ、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈと一致するように、ＰＷＭ制御部２２４により制御信号Ｓ１のデューティ比を変化させてスイッチング素子２５のオン抵抗を調節することで、電池ブロック２１に流れる電流Ｉｏｕｔを満充電判定電流値Ｉｔｈと一致させる（ステップＳＴ１０１）。
【００５７】
この場合、満充電判定電流値Ｉｔｈの電流が、請求項における制限電流の一例に相当している。なお、ステップＳＴ３において満充電の検出に用いられる満充電判定電流値Ｉｔｈと、制限電流とを同一の電流値に設定する例を示したが、異なる電流値としてもよい。
【００５８】
ステップＳＴ１０１において、もし電流Ｉｏｕｔを満充電判定電流値Ｉｔｈと一致させることができず、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈに満たなければ（ステップＳＴ１０２でＮＯ）、すでに満充電状態に達していると考えられるので、後述するステップＳＴ１０６で計時を開始する例えば図略のタイマ回路を用いて構成されたタイマＢの計時値を初期化（ステップＳＴ１０３）した後、ステップＳＴ３へ移行する。そうすると、ステップＳＴ３〜ＳＴ９の処理により、充電処理が終了する。
【００５９】
一方、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈ以上であれば（ステップＳＴ１０２でＹＥＳ）、さらに、パルス充電制御部２２２によって、満充電判定電圧値Ｖｔｈと、電圧最大値取得部２２５から出力された最大電圧Ｖｍａｘとが比較され（ステップＳＴ１０４）、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈを超えていれば（ステップＳＴ１０４でＹＥＳ、図８のタイミングｔ１３）、タイマＢによる計時が開始され（ステップＳＴ１０６）、タイマＢの計時値が予め設定された時間Ｔ１（第１の時間）、例えば時間Ｔ１より短い３０秒経過するまで（ステップＳＴ１０７でＮＯ）、ステップＳＴ１０１，ＳＴ１０２，ＳＴ１０４，ＳＴ１０６，ＳＴ１０７のループを繰り返す。そして、時間Ｔ１が経過する前に、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈ以下になれば（ステップＳＴ１０４でＮＯ、図８のタイミングｔ１４）、パルス充電制御部２２２によってスイッチング素子２５がオンされ（ステップＳＴ１０５）、タイマＢの計時値を初期化（ステップＳＴ１０３）した後、ステップＳＴ３へ移行する。
【００６０】
そして、再び定電圧充電制御部２２１によってパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐと最大電圧Ｖｍａｘとが比較され（ステップＳＴ２）、最大電圧Ｖｍａｘがパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えると（ステップＳＴ２でＹＥＳ、図８のタイミングｔ１５）、ステップＳＴ１０１へ移行してパルス充電制御部２２２により、再びステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０７の動作が行われてパルス充電が実行され、時間Ｔ１が経過する前に、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈ以下になる間（ステップＳＴ１０４でＮＯ、図８のタイミングｔ１６，ｔ１７）、スイッチング素子２５をオンして接続端子２７，２８により受電される充電用電圧Ｖｏｕｔを電池ブロック２１に印加する電圧印加期間と電池ブロック２１に満充電判定電流値Ｉｔｈを供給する電流制限期間とを交互に繰り返すことによりパルス充電が行われる。
【００６１】
この場合、図７に示すように、パルス充電の実行中に、電流Ｉｏｕｔが判定閾値Ｉ２以下となることがないので、充電装置３から供給される電圧Ｖｏｕｔに基づき、充電装置３のＣＶ充電動作を停止させることなく電池パック２側でパルス充電を行うことができる。
【００６２】
そして、時間Ｔ１が経過した際に、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈを超えていると（ステップＳＴ１０４でＮＯ、ステップＳＴ１０７でＹＥＳ、図８のタイミングｔ１８）、パルス充電停止制御部２２３によって、電池２１１，２１２，２１３のうち、最も端子電圧の高い電池が満充電になったものと判定されて、スイッチング素子２５がオフされ（ステップＳＴ１０８）、パルス充電動作を終了する。
【００６３】
さらに、スイッチング素子２５がオフされると、充電装置３において電流検出部３２によって検出される電流Ｉｏｕｔが満充電を判定するために予め設定された判定閾値Ｉ２以下になり、ＣＣＣＶ充電制御部３３によって電源回路３１の出力電圧がゼロにされて電池パック２の充電が終了する。
【００６４】
以上、電池２１１，２１２，２１３のバランスがとれており、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっている場合には、充電装置３から出力された電圧Ｖｏｕｔが電池２１１，２１２，２１３に均一に印加され、電池２１１，２１２，２１３に例えば４．２Ｖずつ印加される。この場合、ステップＳＴ３において、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈに満たないレベルまで低下することで、定電圧充電の終了が判定されるので、電池２１１，２１２，２１３に均一な充電電圧、例えば４．２Ｖずつ印加される状態のまま、満充電を検出して電池２１１，２１２，２１３の充電を終了することができる。
【００６５】
一方、電池ブロック２１の一部の電池が劣化する等して電池２１１，２１２，２１３のバランスが崩れており、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一になっていない場合、背景技術に係るＣＣＣＶ充電方式のように、定電圧充電によって、複数の電池２１１，２１２，２１３が直列接続された電池ブロック２１の両端に各電池の定格電圧、例えば４．２Ｖに電池の個数を乗じた電圧を印加して、流れる充電電流が所定の判定値以下に減少すると二次電池が満充電になったものと判定して充電を終了するようにした場合には、劣化が進んだ電池ほど内部抵抗が増大しているために、劣化が進んだ電池に印加される電圧が他の電池より増大し、各電池に例えば４．４Ｖ、４．１Ｖ、４．１Ｖや、４．６Ｖ、４．０Ｖ、４．０Ｖのように電圧が印加される。
【００６６】
そうすると、劣化が進んだ電池は、定格電圧を超える電圧が印加されて過電圧、過充電状態になることによりさらに劣化が促進される結果、ますます劣化した電池に対する印加電圧が増大して過電圧、過充電状態が促進される。そのため、背景技術に係るＣＣＣＶ充電や定電圧充電によって、一部の電池が劣化した電池ブロック２１を満充電になるまで定電圧充電すると、図９（ａ）に示すように、一部の電池が劣化した後、劣化した電池はますます劣化が促進されて、電池容量が急激に低下してしまうという問題があった。
【００６７】
他方、図１に示す電池パック２は、定電圧充電を行っている際に、電池２１１，２１２，２１３の各端子電圧の最大値、すなわち最も劣化の進んでいる電池の端子電圧である最大電圧Ｖｍａｘが、定格電圧より高い、例えば４．３Ｖに設定されているパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えると（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、パルス充電制御部２２２によりパルス充電が開始されるようになっている。もし、電池２１１，２１２，２１３の端子電圧が均一であれば、最大電圧Ｖｍａｘは、定格電圧より高いパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えることはないから、ステップＳＴ２において、最大電圧Ｖｍａｘがパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えることは、一部の電池の劣化が進んで当該電池の端子電圧が他の電池より増大していることを示している。従って、ステップＳＴ２において最大電圧Ｖｍａｘがパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えることを検出することにより、一部の電池で劣化が進んでいることを検出することが出来る。
【００６８】
図１に示す電池パック２では、このようにして一部の電池で劣化が進んでいることを検出すると（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、定電圧充電からパルス充電に切り替えて、スイッチング素子２５をオンして接続端子２７，２８により受電される充電用電圧Ｖｏｕｔを電池ブロック２１に印加する電圧印加期間と電池ブロック２１に満充電判定電流値Ｉｔｈを供給する電流制限期間とを交互に繰り返す。そして、電流制限期間の開始から時間Ｔ１経過した際に、最大電圧Ｖｍａｘが満充電判定電圧値Ｖｔｈを超えていると（ステップＳＴ１０４でＮＯ、ステップＳＴ１０７でＹＥＳ、図８のタイミングｔ１８）、パルス充電停止制御部２２３によって、電池２１１，２１２，２１３のうち、最も端子電圧の高い電池、すなわち最も劣化が進んだ電池が満充電になったものと判定されて、スイッチング素子２５がオフされ（ステップＳＴ１０８）、充電動作を終了するので、最も劣化の進んだ電池の満充電にあわせて充電を終了することができ、過充電により最も劣化の進んだ電池の劣化をさらに促進してしまうことが低減できる。
【００６９】
そのため、図１に示す電池パック２では、図９（ｂ）に示すように、背景技術に係るＣＣＣＶ充電や定電圧充電によって一部の電池が劣化した電池ブロック２１を満充電になるまで定電圧充電した場合（図９（ａ））と比較して、一部の電池が劣化した後、電池容量の低下が緩やかになる。
【００７０】
また、パルス充電動作中においても、最も劣化の進んだ電池の端子電圧を示す最大電圧Ｖｍａｘが、パルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えると（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、電流Ｉｏｕｔが満充電判定電流値Ｉｔｈに制限されて（ステップＳＴ１０１）最も劣化の進んだ電池の端子電圧が低減されるので、最も劣化の進んだ電池の端子電圧がパルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐを超えることが抑制され、過電圧により最も劣化の進んだ電池の劣化をさらに促進してしまうことが低減できる。
【００７１】
さらに、パルス充電動作において、ステップＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ１０１〜ＳＴ１０７を繰り返すことにより、スイッチング素子２５をオンして接続端子２７，２８により受電される充電用電圧Ｖｏｕｔを電池ブロック２１に印加する電圧印加期間と電池ブロック２１に満充電判定電流値Ｉｔｈを供給する電流制限期間とを交互に繰り返すので、スイッチング素子２５をオフさせることなく、従って電流Ｉｏｕｔが判定閾値Ｉ２以下になることがない結果、電池パック２によるパルス充電動作中にＣＣＣＶ充電制御部３３によって電源回路３１の出力電圧がゼロにされて、パルス充電を実行できなくなることが抑制される。これにより、充電装置３の充電動作を停止させることなく電池パック２側でパルス充電を行うことができる。
【００７２】
ここで、パルス充電の満充電の判定は、充電パルスをオフしてから一定時間経過後、すなわち充電パルスのピーク電圧より低下した状態の電池の端子電圧が、満充電判定電圧値、例えば４．２Ｖを超えていることを検出することによって行われる。そのため、背景技術のように複数の電池におけるバランスと無関係にパルス充電を実行し、各電池を定格電圧、例えば４．２Ｖまで充電しようとすると、各電池のバランスがとれている場合には、満充電の判定が充電パルスのピーク値より端子電圧が低下した状態で行われるため、充電パルスのピーク値を定格電圧、例えば４．２Ｖより高い４．３Ｖ程度に高めておかないと、端子電圧が４．２Ｖに達したことを検出して充電を終了することができない。そのため、背景技術に係るパルス充電のみを用いてバランスがとれた複数の電池を充電する場合には、各電池に印加されるパルス充電のピーク値を定格電圧より高い電圧にしなければならないために、電池を劣化させてしまうという問題があった。
【００７３】
一方、図２に示す電池パック２では、一部の電池で劣化が進んでいることが検出されなければ（ステップＳＴ２でＮＯ）、パルス充電に移行することなく定電圧充電のまま充電を終了することができる（ステップＳＴ３でＹＥＳ、ステップＳＴ５でＹＥＳ、ステップＳＴ８でＹＥＳ）ので、定格電圧より高い電圧を各電池に印加することを低減して電池の劣化を低減することが出来る。
【００７４】
なお、充電装置３は、ＣＣＣＶ充電を行う例を示したが、充電装置３は、定電圧（ＣＶ）充電のみ行う充電装置であってもよい。また、電池パック２は、充電装置３から供給される定電圧充電用の電圧Ｖｏｕｔに基づき、電池パック２側で定電圧充電とパルス充電とを組み合わせた充電制御を行うことにより、背景技術に係る定電圧充電のみ、あるいはパルス充電のみを用いて充電を行う場合と比較して、電池２１１，２１２，２１３の劣化が促進されることを低減する例を示したが、電池の劣化を低減するものに限られず、充電装置から出力された充電電圧に基づいて、充電装置の充電動作を停止させることなく電池パック側でパルス充電を行うことができるものであればよい。
【００７５】
例えばステップＳＴ２で、パルス充電判定電圧値Ｖｔｈｐの代わりに充電装置３が定電圧充電へ移行する電圧Ｖ１を用いることで、充電時間の長い定電圧充電の代わりに電池パック２側でパルス充電を行うことで、充電時間を短縮するものであってもよい。定電圧（ＣＶ）充電のみ行う充電装置を用いて、ステップＳＴ２で無条件でパルス充電を開始（ステップＳＴ１０）することで、充電時間を短縮するものであってもよい。また、電池パック２は、複数の電池が直列接続された電池ブロックを備えるものに限られず、電池を一つだけ備えたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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、等の電池搭載装置の電源として用いられる電池パック、及びこのような電池パックを充電する電池システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る充電方法を用いた電池システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】ＦＥＴのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓと、ＦＥＴのオン抵抗Ｒｏｎとの関係の一例を示したグラフである。
【図３】図１に示す各電池の端子電圧が均一になっている場合における充電装置の動作を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す電池パックの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示す電池パックの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示す各電池の端子電圧が均一になっている場合における電池パックの動作を説明するための説明図である。
【図７】図１に示す各電池の端子電圧が均一になっていない場合における充電装置の動作を説明するための説明図である。
【図８】図に示す電池ブロックの一部の電池が劣化する等して各電池の端子電圧が均一になっていない場合における電池パックの動作を説明するための説明図である。
【図９】一部の電池が劣化した場合の電池容量の変化を示すグラフである。（ａ）は、背景技術に係る定電圧充電の場合、（ｂ）は図１に示す電池システムの場合を示している。
【符号の説明】
【００７８】
１  電池システム
２  電池パック
３  充電装置
２１  電池ブロック
２２  制御部
２３  Ａ／Ｄ変換器
２４  電流検出部
２５  スイッチング素子
２６  抵抗
２７，２８  接続端子
３１  電源回路
３２  電流検出部
３３  ＣＣＣＶ充電制御部
３４，３５  出力端子
３６  電圧検出部
２１１，２１２，２１３  電池
２２１  定電圧充電制御部
２２２  パルス充電制御部
２２３  パルス充電停止制御部
２２４  ＰＷＭ制御部
２２５  電圧最大値取得部
Ｖｔｈ  満充電判定電圧値
Ｉｔｈ  満充電判定電流値
Ｖｔｈｐ  パルス充電判定電圧値
Ｉ２  判定閾値
【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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