(57)【要約】【課題】二次電池を備える電池パックにおいて、制御部による無駄な電力の消費を抑制するとともに、制御部が二次電池の温度環境を監視できない場合でも温度履歴を取得し、より電池状態に即した充放電を行う。【解決手段】  制御部による無駄な電力の消費を抑制するために、二次電池の電圧が低くなりすぎた場合には制御部の電源をＯＦＦする。制御部の電源がＯＦＦとなって二次電池の温度環境を監視できない際は、ゼーベック効果による温度−電圧変換を用いることにより、二次電池の温度環境に応じた電気エネルギーがコンデンサに蓄積される。そして、制御部の電源が復帰した際にコンデンサの電圧を測定し、コンデンサの電圧もしくは充電コンデンサの電圧から基準電圧を引いた差を基に制御部ＯＦＦ時の温度履歴を得る。制御部ＯＦＦ時の温度履歴は積算され、積算された温度履歴を基に充放電制御がなされる。【選択図】図７
2012016147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の二次電池と、
第１の制御信号により制御され、上記二次電池に対する放電電流をＯＮ／ＯＦＦする放電制御スイッチと、
第２の制御信号により制御され、上記二次電池に対する充電電流をＯＮ／ＯＦＦする充電制御スイッチと、
上記第１および第２の制御信号を出力することにより、上記充電制御スイッチおよび上記放電制御スイッチを制御する充放電制御部と、
異なる金属材料からなる第１および第２の端子を備え、上記二次電池と接続され、ゼーベック効果により該二次電池の温度に応じた電圧を生じる素子と、該素子の電圧に応じた電気エネルギーが蓄えられるコンデンサと、該コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放電するためのスイッチとを備える温度履歴測定回路と、
電源ＯＦＦ時に上記コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを電源ＯＮ時に電圧として測定し、該電圧から予め設定された基準電圧を引いた差を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得し、該所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算した積算時間Ｔｍを基に充放電制御を行う制御部と、
負荷と接続される第１および第２の接続端子と
を備える電池パック。
【請求項２】
上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃと、該コンデンサの電圧とが対応づけられたテーブルとを記憶する記憶部
を備え、
上記制御部が、電源ＯＮ時に測定した上記コンデンサの電圧と上記テーブルとを基に上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する
請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
上記記憶部に基準電圧が記憶され、
上記制御部の電源ＯＮ時に測定した上記コンデンサの電圧から予め設定された基準電圧を引いた差が０を超える場合に上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する
請求項２または請求項３に記載の電池パック。
【請求項４】
上記制御部が、
上記二次電池の電圧が所定値以上となった場合に電源がＯＮとなり、
上記温度履歴測定回路の上記コンデンサの電圧を測定し、
上記テーブルと該コンデンサの電圧とを基に上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得し、
上記メモリに記憶された積算時間Ｔｍに対して該所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算して積算時間Ｔｍを更新する
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項５】
上記制御部が、
上記二次電池の電圧が所定値以下となった場合に、上記温度履歴測定回路の上記充電コンデンサを放電させた状態で電源がＯＦＦとなる
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項６】
上記制御部が、
上記温度履歴測定回路の上記スイッチをＯＦＦさせることにより上記充電コンデンサの放電を行う
請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
上記制御部が、
上記積算時間Ｔｍが第１の設定時間を超えた場合に、上記二次電池の充放電を永久的に禁止させる
請求項１に記載の電池パック。
【請求項８】
表示部をさらに備え、
上記制御部が、
上記積算時間Ｔｍが上記第１の設定時間より短い第２の設定時間を超えた場合に、上記二次電池の充放電永久禁止状態が近いことを上記表示部に表示させる
請求項７に記載の電池パック。
【請求項９】
上記二次電池の温度を検出する検出部を備え、
上記積算時間Ｔｍが
上記検出部により検出した温度を基にした温度履歴Ｔｄと上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとを積算したものである
請求項１に記載の電池パック。
【請求項１０】
上記制御部が、
上記二次電池の電圧、電流および電池温度を監視し、監視結果に応じて該上記充電制御スイッチおよび上記放電制御スイッチに対して制御信号を出力することにより上記充電制御スイッチおよび上記放電制御スイッチをＯＦＦさせる
請求項１に記載の電池パック。
【請求項１１】
充放電を制御する制御部が、二次電池の電圧が所定値以下であることを検出するＯＦＦ電圧検出ステップと、
上記制御部により、上記二次電池と接続され、ゼーベック効果により該二次電池の温度に応じた電圧を生じる素子の電圧より電気エネルギーが蓄えられるコンデンサを放電させる放電ステップと、
充放電を制御する制御部の電源がＯＦＦされる電源ＯＦＦステップと、
上記素子に生じた電圧により電気エネルギーが上記コンデンサに蓄積される充電ステップと、
上記二次電池の電圧が所定値以上となった場合に、上記制御部の電源がＯＮされる電源ＯＮステップと、
上記制御部の電源ＯＮ時に、上記制御部により上記コンデンサの電圧が測定される電圧測定ステップと、
測定された上記コンデンサの電圧から予め設定された基準電圧を引いた差を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する超過時間取得ステップと、
取得した上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算して積算時間Ｔｍを算出する積算ステップと、
上記積算時間Ｔｍを更新する更新ステップと、
上記積算時間Ｔｍを基に充放電制御を行う制御ステップと
を備える二次電池の充放電制御方法。
【請求項１２】
上記超過時間取得ステップにおいて、
上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃと該コンデンサの電圧とが対応づけられたテーブルと、電源ＯＮ時に測定した上記コンデンサの電圧とを基に上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する
請求項１１に記載の二次電池の充放電制御方法。
【請求項１３】
上記超過時間取得ステップにおいて、
上記制御部の電源ＯＮ時に測定した上記コンデンサの電圧から予め設定された上記基準電圧を引いた差が０を超える場合に上記所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する
請求項１２に記載の二次電池の充電制御方法。
【請求項１４】
上記制御ステップにおいて、
上記積算時間Ｔｍが第１の設定時間を超えた場合には、上記二次電池の充放電を永久的に禁止させる
請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の二次電池の充放電制御方法。
【請求項１５】
上記積算時間Ｔｍが上記第１の設定時間より短い第２の設定時間を超えた場合に、上記二次電池の充放電永久禁止状態が近いことを表示部に表示させる表示ステップを備える
請求項１４に記載の二次電池の充放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池パックおよび電池パックで用いられる制御方法に関し、特に、電池パック内での電力消費を抑制し、かつ二次電池の電池容量等に関係する温度環境を正確に検出することができる電池パックおよび電池パックで用いられる制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯型電子機器では、その電源として、近年は例えばリチウムイオン二次電池を用いた電池パックが広く使用されている。リチウムイオン二次電池は、軽量、高容量、残容量検出の容易さ、サイクル寿命の長さといった利点を有する。
【０００３】
二次電池を備える電池パックは、携帯型電子機器やバックアップに用いられることから、様々な使用環境が想定されているが、使用環境によっては二次電池の寿命を縮めてしまう可能性がある。とくに、温度環境の影響は非常に大きい。
【０００４】
そこで、例えば引用文献１に示すように、二次電池を収容した電池パックの内部に、二次電池の温度を測定するための温度検出素子を設けた構成が提案されている。特許文献１では、充電時に、電池パック内部の温度検出素子を利用して、充電器で二次電池の温度を検出するようにしている。
【０００５】
そして、特許文献２のように、充電器および電池パックのそれぞれに温度検出素子を設けて、少なくともいずれかの温度検出素子の出力によって二次電池の充電を制御する技術も提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献３のように、二次電池を充電器にはめ込んだ際に、二次電池の表面に温度検出素子が接触するようにした充電器も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１４７７３０号公報
【特許文献２】特開平１０−９４１８９号公報
【特許文献３】特開平１０−９４１８９号公報
【０００８】
二次電池の温度を検出する電池パックでは、二次電池の温度に応じて充放電制御を変えることが行われている。
【０００９】
一方、電池パック内の二次電池の電力を無駄に消費しないために、二次電池の電圧が所定値以下となった場合には、制御ＩＣの電源をＯＦＦさせる構成も用いられている。二次電池の充放電制御を行う制御ＩＣは、二次電池の充放電時以外においても二次電池の電圧の監視等により電力を消費している。二次電池は、充放電サイクルが進むほど電池特性が低下し、電池寿命が短命となってしまう。また、電池パックを長期保存した場合に、制御ＩＣの動作により二次電池の電力が消費されて、二次電池の電圧が極端に低下し、その後の充放電が不可とされるおそれもある。このため、二次電池の電力を無駄に消費することを目的として、制御ＩＣの電源がＯＦＦされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、電池パックの制御ＩＣの電源をＯＦＦすると、二次電池の電圧・温度等の監視を行うことができなくなる。このため、制御ＩＣの電源がＯＦＦされている期間、電池パックが高温環境下に晒された際に生じる二次電池の劣化は、制御ＩＣが検出することができない。したがって、制御ＩＣの電源ＯＦＦ状態が生じた場合、二次電池の環境温度に応じた精密な制御が困難となる。
【００１１】
したがって、この発明は、制御ＩＣの電源ＯＦＦ時における二次電池の温度環境を測定することができる構成を有する電池パックおよび電池パックの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】
【００１２】
課題を解決するために、この発明の電池パックは、１または複数の二次電池と、
第１の制御信号により制御され、二次電池に対する放電電流をＯＮ／ＯＦＦする放電制御スイッチと、
第２の制御信号により制御され、二次電池に対する充電電流をＯＮ／ＯＦＦする充電制御スイッチと、
第１および第２の制御信号を出力することにより、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチを制御する充放電制御部と、
異なる金属材料からなる第１および第２の端子を備え、二次電池と接続され、ゼーベック効果により二次電池の温度に応じた電圧を生じる素子と、素子の電圧に応じた電気エネルギーが蓄えられるコンデンサと、コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放電するためのスイッチとを備える温度履歴測定回路と、
電源ＯＦＦ時にコンデンサに蓄えられた電気エネルギーを電源ＯＮ時に電圧として測定し、この電圧から予め設定された基準電圧を引いた差を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得し、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算した積算時間Ｔｍを基に充放電制御を行う制御部と、
負荷と接続される第１および第２の接続端子と
を備える
ことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の二次電池の充放電制御方法は、充放電を制御する制御部が、二次電池の電圧が所定値以下であることを検出するＯＦＦ電圧検出ステップと、
制御部により、二次電池と接続され、ゼーベック効果により二次電池の温度に応じた電圧を生じる素子の電圧より電気エネルギーが蓄えられるコンデンサを放電させる放電ステップと、
充放電を制御する制御部の電源がＯＦＦされる電源ＯＦＦステップと、
素子に生じた電圧により電気エネルギーがコンデンサに蓄積される充電ステップと、
二次電池の電圧が所定値以上となった場合に、制御部の電源がＯＮされる電源ＯＮステップと、
制御部の電源ＯＮ時に、制御部によりコンデンサの電圧が測定される電圧測定ステップと、
測定されたコンデンサの電圧から予め設定された基準電圧を引いた差を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する超過時間取得ステップと、
取得した所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算して積算時間Ｔｍを算出する積算ステップと、
積算時間Ｔｍを更新する更新ステップと、
積算時間Ｔｍを基に充放電制御を行う制御ステップと
を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、制御部の電源がＯＦＦとなり、二次電池の温度環境を監視できない場合であっても、ゼーベック効果による温度−電圧変換を用いることにより、二次電池の温度環境に応じた電気エネルギーがコンデンサに蓄積される。このため、制御部の電源が復帰した際にコンデンサの電圧を測定し、コンデンサ電圧を基に制御部の電源ＯＦＦ時の温度履歴を得ることができる。したがって、通常充放電動作中に得られた温度履歴を、制御部ＯＦＦ時の温度履歴で補正することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、制御部による無駄な電力の消費を抑制するとともに、制御部が二次電池の温度環境を監視できない場合でも温度履歴を取得し、より電池状態に即した充放電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の電池パックの一構成例を示す回路図である。
【図２】この発明の電池パックの制御ＩＣと、温度履歴測定回路の一構成例を示す回路図である。
【図３】この発明のゼーベック効果によって温度を電圧に変換する素子の一構成例を示す略線図である。
【図４】この発明の電池パックの他の構成を示す回路図である。
【図５】この発明の温度履歴測定回路の充電コンデンサに所定の電圧をかけた場合の特性を示すグラフである。
【図６】この発明の温度履歴測定回路の充電コンデンサに所定の電圧をかけた場合の異なる温度環境下での特性を示すグラフである。
【図７】この発明の制御ＩＣの電源がＯＮ状態に復帰した場合際の処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の制御ＩＣの電源がＯＦＦされる際の処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の電池パックにおける充電処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】この発明の電池パックにおける放電処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】この発明における二次電池の一構成例を示す断面図である。
【図１２】この発明における二次電池の一構成例を示す断面図である。
【図１３】この発明の電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図１４】この発明の第３の実施の形態における電池パックの一構成例を示す回路図である。
【図１５】この発明の第３の実施の形態における制御ＩＣの電源がＯＮ状態に復帰した場合際の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（温度履歴検出回路を用いた温度履歴測定方法の例）
２．第２の実施の形態（温度履歴検出回路を備える電池パックの例）
３．第３の実施の形態（温度履歴検出回路を備える電池パックの第２の例）
【００１８】
１．第１の実施の形態
（１−１）電池パックの構成
図１に、この発明の電池パックの回路構成を示す。電池パック１は、二次電池２、保護回路１０、プラス端子３ａおよびマイナス端子３ｂならびに通信端子４から構成される。
【００１９】
二次電池２は、例えばリチウムイオン二次電池である。また、複数の二次電池２が直列および／または並列接続された組電池が用いられてもよい。
【００２０】
プラス端子３ａおよびマイナス端子３ｂは、それぞれ図示しない電子機器および充電器（以下、電子機器等と適宜称する）のプラス端子およびマイナス端子に接続され、二次電池２に対する充電および電子機器に対する放電が行われる。通信端子４は、電子機器等との通信を行い、例えば電子機器等に対して電池パックの状態を送信し、必要に応じて電子機器等においてステータス表示を行うためのものである。例えば、電子機器等のアラームランプを点灯させたり、電子機器等の表示部に電池状態を文字やアイコン等で表示させたりすることができる。また、通信端子４を介して電子機器等と通信を行うことにより、電池パック１が正規の製品であるかを認証したり、二次電池２の残容量を電子機器等に通知したりする。
【００２１】
保護回路１０は、制御ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）１１、温度履歴測定回路２０、電圧検出回路１２、温度検出回路１３、電流検出回路１４、放電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）１６、充電制御ＦＥＴ１７、充放電制御回路１８およびメモリ１９を備えている。
【００２２】
以下、図２および図３を用いてこの発明の温度履歴測定回路２０について説明する。
【００２３】
温度履歴測定回路２０は、二次電池２の電圧が所定値以下となったことを検出し、制御ＩＣの電源がＯＦＦされた場合に、二次電池２の環境温度の履歴を測定する。この発明では、二次電池２の環境温度の履歴は、温度履歴測定回路２０内の積算回路の電圧によって示される。そして、例えば充電等により二次電池２の電圧が所定値以上となり、制御ＩＣ１１の電源がＯＮされた場合に、制御ＩＣ１１によって温度履歴測定回路２０内の積算回路の電圧が測定され、制御ＩＣ１１において二次電池２の環境温度の履歴が判断される。
【００２４】
温度履歴測定回路２０は、図２に詳細に示すように、ゼーベック効果を有する素子（以下、素子と適宜称する）２１、逆流防止ダイオード２２、充電用電流制限抵抗２３、充電コンデンサ２４、放電スイッチ２５および放電用電流制限抵抗２６を備えている。
【００２５】
素子２１は、プラス端子とマイナス端子とがそれぞれ異なる金属材料からなり、プラス端子とマイナス端子に用いられる異なる金属材料によって生じるゼーベック効果により、二次電池２の電池温度もしくは二次電池２の環境温度を電圧に変換するものである。
【００２６】
素子２１はプラス端子とマイナス端子との組み合わせの一例として、下記の表１のような組み合わせを用いることができる。また、表１には、プラス端子とマイナス端子との組み合わせと共に、使用可能な温度範囲を示す。
【００２７】
【表１】
2012016147.tif 000003
【００２８】
上述の金属材料を組み合わせた素子２１は、単体で用いられてもよい。また、図３に示すように、複数の素子を直列および／または並列に接続して素子２１として用いてもよい。
【００２９】
逆流防止ダイオード２２は、温度履歴測定回路２０の充電および放電時において、電流方向を一定に保つものである。この発明では、素子２１に生じた電圧により充電コンデンサ２４が充電され、充電コンデンサ２４の電圧を基に温度履歴を判断する。したがって、逆流防止ダイオード２２により、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時において、充電コンデンサ２４が充電される際に電流が逆流することにより、実際の温度履歴と充電コンデンサ２４の電圧との間にずれが生じるのを防止する。
【００３０】
充電用電流制限抵抗２３は、充電コンデンサ２４の保護のために、充電時に大電流が流れないようにするものである。
【００３１】
充電コンデンサ２４は、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時において、素子２１に生じた電圧により充電される。そして、制御ＩＣ１１が電源ＯＮ状態に復帰した際に、制御ＩＣ１１の電圧検出回路１１ａによって電圧が測定される。電圧が測定後、充電コンデンサ２４は、制御ＩＣ１１によって放電され、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時に備えてリセットされる。
【００３２】
放電スイッチ２５は、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時に充電コンデンサ２４が充電される際にはＯＦＦとされ、制御ＩＣ１１が電源ＯＮ状態に復帰して、充電コンデンサ２４が放電される際にはＯＮとされる。放電スイッチ２５のＯＮ／ＯＦＦは、制御ＩＣ１１によって制御される。
【００３３】
上述のようなこの発明の温度履歴測定回路２０により、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時における温度履歴を、充電コンデンサ２４の電圧から判断することが可能となる。
【００３４】
放電用電流制限抵抗２６は、放電時に大電流が流れないようにするものであり、充電用電流制限抵抗２３よりも低い抵抗値を有している。
【００３５】
電圧検出回路１２は、二次電池２の電圧を検出する。二次電池２が複数設けられている場合には、複数の二次電池２それぞれの電圧を測定する。
【００３６】
温度検出回路１３は、サーミスタ等の温度検出素子を備え、例えば電圧によって温度を検出する。
【００３７】
電流検出回路１４は、測定した電流検出抵抗１５の電圧と、電流検出抵抗１５の抵抗値とから、電池パック１内の電流値を測定する。
【００３８】
放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７としては、例えばＰチャンネル型ＦＥＴを用いることができる。放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７のそれぞれのドレイン・ソース間には、寄生ダイオード１６ａおよび１７ａが存在する。寄生ダイオード１６ａは、プラス端子３ａから二次電池２の方向に流れる充電電流に対して順方向で、マイナス端子３ｂから二次電池２の方向に流れる放電電流に対して逆方向の極性を有する。寄生ダイオード１７ａは、充電電流に対して逆方向で、放電電流に対して順方向の極性を有する。
【００３９】
放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７のそれぞれのゲートには、充放電制御回路１８からの制御信号ＤＯおよびＣＯがそれぞれ供給される。通常の充電動作および放電動作では、制御信号ＤＯが論理“Ｌ”レベル（以下、ローレベルと適宜称する）とされて放電制御ＦＥＴ１６がＯＮ状態とされる。また、制御信号ＣＯがローレベルとされて充電制御ＦＥＴ１７がＯＮ状態とされる。放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７はＰチャンネル型であるので、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＤＯおよびＣＯがローレベルとされ、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７がＯＮ状態とされる。一方、制御信号ＤＯおよびＣＯがハイレベルとされた時には、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７がＯＦＦ状態とされる。
【００４０】
放電制御ＦＥＴ１６は寄生ダイオード１６ａを備え、上述のように保護ＩＣ１１からの信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。放電制御ＦＥＴ１６がＯＦＦされた場合には、寄生ダイオード１６ａを介した充電のみが可能とされる。充電制御ＦＥＴ１７は寄生ダイオード１７ａを備え、保護ＩＣ１１からの信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。充電制御ＦＥＴ１７がＯＦＦされた場合には、寄生ダイオード１７ａを介した放電のみが可能とされる。
【００４１】
また、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７として、Ｎ型ＦＥＴを用いることもできる。なお、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７としてＮ型ＦＥＴを用いる場合には、図４に示すように、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７が電池パック内の低電位側に配置される。
【００４２】
放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７のそれぞれのドレイン・ソース間には、寄生ダイオード１６ａおよび１７ａが存在する。寄生ダイオード１６ａは、プラス端子３ａから二次電池２の方向に流れる充電電流に対して順方向で、マイナス端子３ｂから二次電池２の方向に流れる放電電流に対して逆方向の極性を有する。寄生ダイオード１７ａは、充電電流に対して逆方向で、放電電流に対して順方向の極性を有する。
【００４３】
放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７のそれぞれのゲートには、充放電制御回路１８からの制御信号ＤＯおよびＣＯがそれぞれ供給される。通常の充電動作および放電動作では、制御信号ＤＯが論理“Ｈ”レベル（以下、ハイレベルと適宜称する）とされて放電制御ＦＥＴ１６がＯＮ状態とされる。制御信号ＣＯがハイレベルとされて充電制御ＦＥＴ１７がＯＮ状態とされる。放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７はＮチャンネル型であるので、ソース電位より所定値以上高いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＤＯおよびＣＯがハイレベルとされ、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７がＯＮ状態とされる。
【００４４】
一方、制御信号ＤＯおよびＣＯがローレベルとされた時には、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７がＯＦＦ状態とされる。放電制御ＦＥＴ１６がＯＦＦされた場合には、寄生ダイオード１６ａを介した充電のみが可能とされ、充電制御ＦＥＴ１７がＯＦＦされた場合には、寄生ダイオード１７ａを介した放電のみが可能とされる。
【００４５】
充放電制御回路１８は、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７に対して制御信号を送信する。
【００４６】
メモリ１９は、電池パック１を制御する制御プログラムが記憶されるとともに、電池パックの温度履歴が記憶される。また、電圧−温度積算時間テーブルが記憶される。電圧−温度積算時間テーブルは、制御ＩＣ１１によって測定された温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧と、電池パック１もしくは二次電池２が設定温度以上の環境温度下にあった時間とを関連づけたものである。電圧−温度積算時間テーブルについては、後に詳細に説明する。また、電圧−温度積算時間テーブルの代わりに、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧と、電池パック１もしくは二次電池２が所定温度以上の環境下にあった時間とを関連づけた数式もしくはグラフ等の関係式が記憶されていても良い。
【００４７】
制御ＩＣ１１は、メモリ１９に記憶されたプログラムに応じて保護回路１０の各部を制御する。例えば、制御ＩＣ１１は、電圧検出回路１２で測定された二次電池２の電圧、電流検出回路１４で測定された二次電池２の電流に応じて充放電制御回路１８に対して制御信号を出力し、充放電の制御を行う。すなわち、二次電池２が過放電状態となった場合および放電電流が過電流状態になった場合には、放電制御ＦＥＴ１６をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。また、二次電池２が過充電状態となった場合および充電電流か過電流状態になった場合には、充電制御ＦＥＴ１７をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。また、温度検出回路１３を用いて検出された二次電池２の温度が高くなりすぎた場合には、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７の少なくとも一方をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御してもよい。
【００４８】
電池パック１内にヒューズを設けた場合には、温度検出回路１３で測定された二次電池２の温度に応じてヒューズを溶断させ、充放電を切断するように制御することもできる。
【００４９】
また、制御ＩＣ１１は、二次電池２の電圧が所定値以下となった場合には、制御ＩＣ自身の電源をＯＦＦする。そして、二次電池２の電圧が所定値以上となった場合には、制御ＩＣ自身の電源をＯＮする。
【００５０】
さらに、制御ＩＣ１１は、制御ＩＣ１１自身の電源をＯＦＦした後、再度制御ＩＣ１１の電源がＯＮ状態となった場合には、図２に示す電圧検出回路１１ａにより温度履歴測定回路２０内の積算回路の電圧を測定する。そして、測定した積算回路の電圧と、メモリ１９に記憶された電圧−温度積算時間テーブルとから、電池パック１もしくは二次電池２が所定温度以上の環境下にあった時間等の温度履歴を得る。そして、制御ＩＣ１１の電源が再度ＯＮ状態となった場合には、温度履歴測定回路２０をリセットするように制御する。
【００５１】
温度履歴は、それまでの温度履歴に対して積算され、メモリ１９に記憶される。これにより、制御ＩＣ１１が二次電池２の温度環境を測定できない状況が存在する場合においても、二次電池２の温度環境を把握することができる。
【００５２】
（１−２）電圧−温度積算時間テーブル
この発明では、温度履歴の算出に、メモリ１９に記憶された電圧−温度積算時間テーブルが用いられる。まず、電圧−温度積算時間テーブルについて説明する。
【００５３】
電圧−温度積算時間テーブルは、例えば、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧と、電池パック１もしくは二次電池２が設定温度以上の環境温度下にあった時間とを対応づけたものである。また、充電コンデンサ２４の電圧から基準となる時間まで電池パック１もしくは二次電池２を設定温度以上の環境温度下に放置したときの充電コンデンサ２４の電圧である基準電圧を引いた差と、基準となる時間を超えて設定温度以上の環境温度下にあった超過時間とを対応づけたものであってもよい。電圧−温度積算時間テーブルは、下記のようにして決定される。
【００５４】
なお、下記の説明では、プラス端子にクロメル、マイナス端子にアルメルを用い、１００本直列に接続された素子を用いた場合について説明する。また、制御ＩＣ１１は、二次電池２が９０℃の環境下に置かれた９０℃環境下放置時間Ｔｃ’T=90が基準時間である１０００時間以上になった場合に、１０００時間を超えた時間を所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとして順次積算して行くことにより、積算時間Ｔｍを得る。そして、積算時間Ｔｍに応じて、電池パック１の制御を行うものとして説明する。
【００５５】
図５Ａに充電時間と充電コンデンサ２４の電圧との関係を示し、図５Ｂに図５Ａに対応する充電時間と環境温度との関係を示す。充電コンデンサ２４の電圧は、充電開始時には０［Ｖ］となっている。これは、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦ状態となる前に、放電スイッチ２５をＯＮさせて充電コンデンサ２４を放電させておくためである。そして、充電コンデンサ２４は、充電時間が長くなるにしたがってコンデンサ容量が増加し、電圧が上昇する。
【００５６】
充電コンデンサ２４の電圧ＶCを推定するために、充電時間ｔに依存するＶC（ｔ）を下記の式（１）により近似する。
【００５７】
【数１】
2012016147.tif 000004
【００５８】
式（１）において、ＶEは、組電池の温度に応じて変換された素子２１の起電力である。ＲＣは、積算時間決定のための時定数である。下記の表２に、素子２１のプラス端子にクロメル、マイナス端子にアルメルを用いた場合の起電力テーブルを示す。
【００５９】
【表２】
2012016147.tif 000005
なお、表２において、横軸は百の位の温度を示し、縦軸は十の位の温度を示す。
【００６０】
まず、表２の起電力テーブルから、基準温度である９０℃における素子ひとつあたりの起電力は３．６８１［ｍＶ］と読み取ることができる。したがって、二次電池２が９０℃の環境下にある場合、１００本直列に接続された素子２１の起電力ＶEが３６８．１［ｍＶ］となることが分かる。
【００６１】
例えば充電開始時から二次電池２が基準温度である９０℃環境下にある状態で１０００時間経過した場合、素子２１の起電力ＶE＝３６８．１［ｍＶ］、時間ｔ＝１０００であり、予め設定した基準時間である時定数ＲＣ＝１０００である。したがって、二次電池２が９０℃の環境下にある状態で１０００時間経過した場合の充電コンデンサ２４の電圧ＶC（１０００）は、３６８．１×｛１−Ｅｘｐ（−１）｝より２３２．７［ｍＶ］と算出される。この電圧が基準電圧とされる。
【００６２】
算出されたＶC（１０００）は、基準電圧とされ、制御ＩＣ１１の電源が復帰した際に電圧検出回路１１ａによって測定された充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）と基準電圧とが比較される。そして、充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）≧基準電圧となった場合には、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時に二次電池２が長く高温環境下に晒されたものと判断する。そして、制御ＩＣ１１は、上述するように、二次電池２が９０℃以上の環境下に置かれた時間Ｔｃ’のうち、基準時間である１０００時間を超えた時間を所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとして順次積算した積算時間Ｔｍに応じて、電池パック１の制御を行う。すなわち、この発明で順次積算していく所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとは、この例においては９０℃の環境下で放置された場合の１０００時間を超える部分の時間を示す。
【００６３】
また、制御ＩＣ１１の電源が復帰した際の充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）から基準電圧を引いた差が０以上、すなわち充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）−基準電圧≧０の場合には、二次電池２が長く高温環境下に晒されたものと判断するようにしてもよい。
【００６４】
電池パック１もしくは二次電池２の温度環境が一定温度であり、この温度が基準温度とされた場合、充電時間ｔ（すなわち制御ＩＣ１１のＯＦＦ時間）と、所定温度環境下放置時間Ｔｃ’とが一致する。したがって、基準時間が１０００時間の場合、
充電時間ｔ＝所定温度環境下放置時間Ｔｃ’＝所定温度環境下基準超過時間Ｔｃ＋１０００
が成立する。
【００６５】
まず、充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）≧基準電圧となった場合に、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時に二次電池２が長く高温環境下に晒されたものと判断した場合について説明する。
【００６６】
表３に、この発明の電圧−温度積算時間テーブルの一例を示す。表３の電圧−温度積算時間テーブルは、プラス端子をクロメル、マイナス端子をアルメルとした素子２１を用い、基準温度を９０℃とした場合の一例である。表３に記載の時間は、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃである。また、表３は、充電コンデンサ２４の電圧ＶCと、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとの関係を示す表である。
【００６７】
【表３】
2012016147.tif 000006
なお、表３において、横軸は十の位の温度を示し、縦軸は一の位の温度を示す。また、表中の数値は、式（１）から得られた数値を小数第２位で四捨五入した場合の値である。素子としては、クロメル−アルメルを用いたものである。
【００６８】
表３に示す電圧−温度積算時間テーブルは、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃに対する充電コンデンサ２４の電圧を示している。なお、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃは上述のように所定温度環境下放置時間Ｔｃ’と基準時間との差分であり、表３は基準時間を１０００時間としたものである。
【００６９】
上述したように、基準時間１０００時間における基準電圧は２３２．７［ｍＶ］である。したがって、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃ＝０の場合の電圧も２３２．７［ｍＶ］となる。この発明では、検出した充電コンデンサ２４の電圧と電圧−温度積算時間テーブルとを比較し、充電コンデンサ２４の電圧を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ることができる。例えば、充電コンデンサ２４が２３７．６［ｍＶ］の場合には、表３から所定温度環境下基準超過時間Ｔｃ＝３７［ｈｏｕｒ］を得ることができる。一方、充電コンデンサ２４の電圧が基準電圧２３２．７［ｍＶ］未満の場合には、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算時間Ｔｍに積算しないようにする。このため、表３には充電コンデンサ２４の電圧が２３２．７［ｍＶ］未満の場合に対応する所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを記載する必要がない。
【００７０】
なお、表３では、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが１時間毎の電圧値を表示しているが、例えば所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが１０時間毎の電圧値を表示するようにしても良い。この場合、表３を用いる場合に比べて積算時間Ｔｍの精度が落ちるものの、電圧−温度積算時間テーブルのデータ量が小さくなる等の点で好ましい。
【００７１】
また、上述の表３では、式（１）から得られた数値を小数第２位で四捨五入した電圧値を記載しているが、これに限られたものではない。
【００７２】
また、下記の表４のように、表に記載される時間を所定温度環境下放置時間Ｔｃ’とし、所定温度環境下放置時間Ｔｃ’と基準時間との差から所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ることもできる。このような演算は、例えば制御ＩＣ１１でなされる。
【００７３】
【表４】
2012016147.tif 000007
なお、表４において、横軸は十の位の温度を示し、縦軸は一の位の温度を示す。また、表中の数値は、式（１）から得られた数値を小数第２位で四捨五入した値である。素子としては、クロメル−アルメルを用いたものである。
【００７４】
表４に示す電圧−温度積算時間テーブルは、所定温度環境下放置時間Ｔｃ’に対する充電コンデンサ２４の電圧を示している。上述したように、基準時間１０００時間における基準電圧は２３２．７［ｍＶ］である。したがって、充電コンデンサ２４の電圧と電圧−温度積算時間テーブルとを比較し、充電コンデンサ２４の電圧を基に、所定温度環境下放置時間Ｔｃ’を求めることができる。所定温度環境下放置時間Ｔｃ’が基準時間を超えている場合には、所定温度環境下放置時間Ｔｃ’と基準時間との差を演算することにより所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ることができる。
【００７５】
表４を用いる場合、制御ＩＣ１１での演算を必要とするものの、ユーザにより基準時間の設定を変更できる点で好ましい。このような設定の変更は、例えば制御ＩＣ１１が電子機器からの制御信号を通信端子４を介して受信することにより、行うことができる。また、基準時間を数種類設定して基準時間毎の電圧−温度積算時間テーブルを設け、ユーザにより選択された基準時間に応じた電圧−温度積算時間テーブルを選択するようにしても良い。この場合、数種類の電圧−温度積算時間テーブルを記憶するためデータ量が多くなるものの、制御ＩＣ１１での演算が不要で複数の基準時間を選択できる点で好ましい。
【００７６】
なお、表４のように所定温度環境下放置時間Ｔｃ’ に対する充電コンデンサ２４の電圧を記載する場合には、広い時間範囲における電圧値、すなわち、少なくとも想定される基準時間の下限値以上の範囲に対応する電圧値を記載する必要がある。
【００７７】
また、充電コンデンサ２４の電圧ＶC（ｔ）から基準電圧を引いた差が０以上となった場合に、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時に二次電池２が長く高温環境下に晒されたものと判断する場合について説明する。
【００７８】
表５に、この発明の電圧−温度積算時間テーブルの一例を示す。表５の電圧−温度積算時間テーブルは、プラス端子をクロメル、マイナス端子をアルメルとした素子２１を用い、基準温度を９０℃とした場合の一例である。表５に記載の時間は、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃである。また、表５は、充電コンデンサ２４の電圧ＶCから基準電圧を引いた差と、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃとの関係を示す表である。基準電圧は、二次電池２が９０℃以上の環境下に基準時間である１０００時間置かれた場合の電圧である２３２．７［ｍＶ］を基準電圧としている。
【００７９】
【表５】
2012016147.tif 000008
なお、表５において、横軸は十の位の温度を示し、縦軸は一の位の温度を示す。また、表中の数値は、式（１）から得られた数値を小数第２位で四捨五入した場合の値である。素子としては、クロメル−アルメルを用いたものである。
【００８０】
表５に示す電圧−温度積算時間テーブルは、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃに対する充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差を示している。なお、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃは上述のように所定温度環境下放置時間Ｔｃ’と基準時間との差分であり、表５は基準時間を１０００時間としたものである。
【００８１】
上述したように、９０℃環境下、基準時間１０００時間における基準電圧は２３２．７［ｍＶ］である。したがって、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃ＝０の場合の電圧差は０［ｍＶ］となる。この発明では、検出した充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差と電圧−温度積算時間テーブルとを比較し、充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差を基に、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ることができる。例えば、充電コンデンサ２４が２３７．６［ｍＶ］の場合には、充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差が４．９［ｍＶ］である。表５から所定温度環境下基準超過時間Ｔｃ＝３７［ｈｏｕｒ］を得ることができる。
【００８２】
一方、充電コンデンサ２４の電圧が基準電圧２３２．７［ｍＶ］未満の場合には、充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差が負の値となり、表５に示す電圧−温度積算時間テーブルから、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃは得られない。この場合は、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算時間Ｔｍに積算しないようにする。このため、表５には充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差が負の値の場合に対応する所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを記載する必要がない。
【００８３】
なお、表５では、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが１時間毎の電圧値を表示しているが、表３と同様に例えば所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが１０時間毎の電圧値を表示するようにしても良い。この場合、表５を用いる場合に比べて積算時間Ｔｍの精度が落ちるものの、電圧−温度積算時間テーブルのデータ量が小さくなる等の点で好ましい。
【００８４】
また、上述の表３では、式（１）から得られた数値を小数第４位で四捨五入した電圧値を記載しているが、これに限られたものではない。
【００８５】
ここで、上述の式（１）によれば、二次電池２の温度が１２０℃で６４０時間程度経過した場合にも、充電コンデンサ２４の電圧が２３２．５［ｍＶ］となり、９０℃で１０００時間経過した場合と略同等の電圧となる。また、二次電池２の温度が８０℃で３００時間経過した後、１００℃で４５０時間程度経過した場合にも、充電コンデンサ２４の電圧が２３３．０［ｍＶ］となり、９０℃で１０００時間経過した場合と略同等の電圧となる。
【００８６】
すなわち、基準温度より高い温度環境下に晒された場合には、充電コンデンサ２４の電圧がより早い時間で基準電圧に達する。また、電池パック１の温度環境が一定でない場合には、温度とその温度にあった時間との関係により基準電圧に達する時間が変化する。したがって、この発明では、充電コンデンサ２４の電圧を基に、二次電池２の環境温度が一定の温度であったと見なす。そして、基準温度での経過時間に換算した値である所定温度環境下放置時間Ｔｃ’を用いて電池パック１の状態を判断することができる。
【００８７】
例えば、図６に、充電コンデンサ２４の充電電圧を示す。図６において、二次電池２の環境温度が９０℃（一定）の場合を実線、１２０℃（一定）の場合を点線で示す。この場合、９０℃で１０００時間充電した場合の充電コンデンサ２４の電圧Ｖｃt=90と、１２０℃で６４０時間充電した場合の充電コンデンサ２４の電圧Ｖｃt=120とが略同等となる。
【００８８】
したがって、この発明において１２０℃における充電時間ｔ＝６４０と、９０℃における充電時間ｔ＝１０００とは、実質的な充電時間は異なるものの、温度履歴の観点から同等であるとみなされる。すなわち、１２０℃における充電時間ｔ＝６４０は、９０℃環境下放置時間Ｔｃ’T=90に換算すると、Ｔｃ’＝１０００［ｈｏｕｒ］と考えることができる。
【００８９】
また、同様に、（８０℃における充電時間ｔ＝３００）＋（１００℃における充電時間ｔ＝４５０）と、９０℃における充電時間ｔ＝１０００とは、実質的な充電時間は異なるものの、温度履歴の観点から同等であるとみなされる。
【００９０】
同様にして、二次電池２の環境温度が常に一定でない場合についても、充電コンデンサ２４の電圧Ｖｃから例えば９０℃等の基準温度に換算した場合の所定温度環境下放置時間Ｔｃ’および所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ることができる。
【００９１】
これにより、一般的に一定しない温度環境下で充電される電池パック１の状態を例えば９０℃等の一定温度基準に置き換えた時間で表し、比較することができる。すなわち、電池パック１の温度環境は常に一定ではなく、電池パック１の置かれた環境や季節によって変化する。したがって、このように変化する温度環境にある電池パック１を、ある一定の温度環境に放置されていたものとして、基準温度での放置時間に換算することができる
。これにより、単に時間や温度だけでなく、時間と温度が相関した本願発明の所定温度環境下放置時間Ｔｃ’および所定温度環境下基準超過時間Ｔｃによって、電池状態を一定基準で判断することができる。
【００９２】
なお、基準温度は任意に設定可能である。例えば基準温度を１００℃、基準時間を１０００時間とした場合、基準電圧ＶC（１０００）は２５８．９［ｍＶ］と算出される。また、基準温度を１２０℃、基準時間を１０００時間とした場合、基準電圧ＶC（１０００）は３１０．９［ｍＶ］と算出される。
【００９３】
このようにして、素子２１の金属材料の組み合わせ、温度および充電時間に対応する充電コンデンサ２４の電圧Ｖｃをまとめたテーブルを電圧−温度積算時間テーブルとする。制御ＩＣ１１は、測定した充電コンデンサ２４の電圧ＶCを電圧−温度積算時間テーブルと比較する。そして、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦ状態となっている間に、基準温度環境下に晒されたとみなされる所定温度環境下放置時間Ｔｃ’もしくは基準時間を超えた分の時間である所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する。制御ＩＣ１１は、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態に復帰する毎に所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する。そして、積算した積算時間Ｔｍを記憶する。そして、積算時間Ｔｍが基準時間を超えた場合には、例えば充放電を永久的に中止したり、電池パック１の充放電永久中止領域が近いことをユーザに警告するように制御を行う。
【００９４】
なお、積算時間Ｔｍは、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時における所定温度環境下基準超過時間Ｔｃのみでなく、制御ＩＣ１１の電源がＯＮ状態における温度積算時間Ｔｄも積算されたものである。制御ＩＣ１１の電源がＯＮとされている場合には、温度検出回路１３により検出された電圧を基に二次電池の温度を検出する。温度積算時間Ｔｄは、従来用いられた方法により算出することができるが、例えば所定の電圧値もしくは電圧値から換算した温度以上となった時間をカウンタでカウントすることによって得ることができる。
【００９５】
上記説明で用いた数値は、上述の通り、プラス端子をクロメル、マイナス端子をアルメルとした素子２１を用いた場合の一例である。この他の金属材料が組み合わされた場合の起電力テーブルを、表６〜表８に示す。表６は、プラス端子を鉄、マイナス端子をコンスタンタンとした場合の起電力テーブルである。表７は、プラス端子を銅、マイナス端子をコンスタンタンとした場合の起電力テーブルである。表８は、プラス端子を白金・ロジウム、マイナス端子を白金とした場合の起電力テーブルである。電池パック１のプラス端子とマイナス端子に用いる金属材料の組み合わせにより、対応する起電力テーブルと式（１）とから得た電圧−温度積算時間テーブルをメモリ１９に記憶させ、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃおよび積算時間Ｔｍを算出する。
【００９６】
【表６】
2012016147.tif 000009
【００９７】
【表７】
2012016147.tif 000010
【００９８】
【表８】
2012016147.tif 000011
【００９９】
この発明では、上述の電圧−温度積算時間テーブルを用いて、二次電池２の温度履歴が下記のようにして算出される。
【０１００】
（１−３）温度履歴算出方法
この発明の温度履歴算出方法では、制御ＩＣ１１が電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に復帰する際になされる第１の処理と、制御ＩＣ１１が電源ＯＮ状態から電源ＯＦＦ状態となる際になされる第２の処理を有している。そして、以下、それぞれの処理について説明する。
【０１０１】
［第１の処理］
第１の処理は、制御ＩＣのパワー復帰時の処理である。二次電池２の温度履歴は、制御ＩＣ１１が電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に復帰する際に、制御ＩＣ１１が温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧を読み出すことにより測定される。以下、制御ＩＣ１１が電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に復帰する際の制御ＩＣ１１における処理を説明する。なお、第１の処理における電池パック１の初期状態は、二次電池２の電圧が所定値以下となり、制御ＩＣがＯＦＦ状態となった状態である。なお、以下の説明では、表５に示すような電圧−温度積算時間テーブルを用い、充電コンデンサ２４の電圧から基準電圧を引いた差から直接所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを求める例について説明する。
【０１０２】
図７のステップＳ１に示すように、二次電池２の電圧が充電等により所定電圧以上となると、制御ＩＣ１１の電源がＯＮとなる。次に、処理がステップＳ２に移り、制御ＩＣ１１の電圧測定回路１１ａにより、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧ＶCを測定する。
【０１０３】
続いて、ステップＳ３において、充電コンデンサ２４の電圧ＶCから基準電圧を引いた差が０以上であるか否かを判断する。ステップＳ３において充電コンデンサ２４の電圧ＶC−基準電圧≧０であると判断された場合には、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ期間中に電池パック１もしくは二次電池２が高温環境下に基準時間以上放置されたものと判断され、処理がステップＳ４に移る。なお、基準電圧は、例えば、９０℃環境下に１０００時間放置したとみなされる２３２．７［ｍＶ］等の数値である。
【０１０４】
一方、ステップＳ３において充電コンデンサ２４の電圧ＶC−基準電圧≧０でないと判断された場合には、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ期間中に電池パック１もしくは二次電池２が高温環境下に基準時間以上放置されていないものと判断される。この場合には、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ずに、処理がステップＳ７に移る。
【０１０５】
続いて、ステップＳ４において、充電コンデンサ２４の電圧ＶCから基準電圧を引いた差（電圧ＶC−基準電圧）と電圧−温度積算時間テーブルとを比較し、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時における所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する。そして、ステップＳ５において、メモリ１９に記憶されている積算時間Ｔｍを取得し、ステップＳ６において所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算時間Ｔｍに積算し、新たな積算時間Ｔｍとしてメモリ１９に記憶する。
【０１０６】
続いて、ステップＳ７において放電スイッチ２５をＯＮさせる制御信号を出力する。放電スイッチ２５がＯＮされることにより、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４に蓄えられた電力が放電され、温度履歴測定回路２０がリセットされる。制御ＩＣ１１は、充電コンデンサ２４の容量が０となるまで放電スイッチ２５がＯＮされるように放電スイッチ２５を制御する。制御ＩＣ１１は、放電スイッチ２５を所定時間ＯＮするように制御した後、放電スイッチ２５への制御信号の送信を停止する。また、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦされるまで放電スイッチ２５を常にＯＮし続けるようにしてもよい。
【０１０７】
そして、ステップＳ８において、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが積算された積算時間Ｔｍが例えば２０００時間等に設定された設定時間を超えたか否かが判断される。積算時間Ｔｍが設定時間を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ９に移り、通常の充放電動作が行われる。なお、ステップＳ９の通常モードは、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦされない範囲での充放電動作を示す。一方、積算時間Ｔｍが設定時間を超えたと判断された場合には、処理がステップＳ１０に移り、二次電池２が長時間高温に晒されたものとしてその後の充放電が禁止される。
【０１０８】
［第２の処理］
第２の処理は、制御ＩＣのパワーダウン時の処理である。二次電池２の温度履歴は、制御ＩＣ１１が電源ＯＦＦ状態となると、温度検出回路１３の測定結果をモニターできない。このため、温度履歴測定回路２０により、ゼーベック効果により電池温度を電圧に変換し、充電コンデンサ２４を充電して温度履歴を検出する。以下、制御ＩＣ１１の電圧が所定値以下となり、電源ＯＮ状態から電源ＯＦＦ状態に移る際の制御ＩＣ１１における処理を説明する。なお、第２の処理における電池パック１の初期状態は、制御ＩＣの電源がＯＮされた状態である。
【０１０９】
図８のステップＳ１１に示すように、電圧検出回路１２を監視することにより、二次電池２の電圧Ｖを測定する。ステップＳ１２で、二次電池２の電圧Ｖが電源オフ電圧未満となったか否かが判断される。ステップＳ１２において、二次電池２の電圧Ｖが電源オフ電圧未満となっていないと判断された場合には、処理がステップＳ１１に戻る。そして、ステップＳ１２において、二次電池２の電圧Ｖが電源オフ電圧未満であると判断された場合には、処理がステップＳ１３に移る。ステップＳ１３では、制御ＩＣ１１が、温度履歴測定回路２０の放電スイッチ２５をＯＮするように制御する。これにより、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４が放電される。
【０１１０】
ステップＳ１４において温度履歴測定回路２０の放電回路がリセットされたかを判断する。ステップＳ１４において放電回路がリセットされたと判断されなかった場合には、処理がステップＳ１３に戻り、充電コンデンサ２４の放電動作を継続する。ステップＳ１４において放電回路がリセットされたと判断された場合には、処理がステップＳ１５に移り、放電スイッチ２５をＯＦＦするように制御する。最後に、制御ＩＣ１１の電源をＯＦＦとして、制御ＩＣ１１での処理を終了する。この後、温度履歴測定回路２０では、素子２１で発生した電圧により充電コンデンサ２４が充電され、制御ＩＣ１１の電源がＯＮされるまで、充電コンデンサ２４の充電が継続される。
【０１１１】
（１−４）充放電時の動作
この発明の電池パック１では、下記のような充電時動作がなされる。
【０１１２】
［充電時の動作］
図９は、制御ＩＣ１１が電源ＯＦＦ状態の電池パック１の充電動作を示すフローチャートである。なお、図９において、図７のフローチャートと同じ動作を示す部分には同じ参照符号を付す。
【０１１３】
ステップＳ２０に示すように、電池パック１に充電器が接続されて充電が開始される。そして、ステップＳ２１において、二次電池２の電圧が電源復帰電圧以上となったか否かが判断される。ステップＳ２１において、二次電池２の電圧が電源復帰電圧以上となったと判断されなかった場合には、二次電池２の電圧が電源復帰電圧以上となるまで処理が継続される。また、ステップＳ２１において、二次電池２の電圧が電源復帰電圧以上となったと判断された場合には、処理がステップＳ１に移る。
【０１１４】
ステップＳ１では、電池パック１の制御ＩＣの電源がＯＮされる。続いて、ステップＳ２２において、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧を基に、温度履歴の取得・更新がなされる。なお、図９におけるステップＳ２２は、図７のフローチャートにおけるステップＳ２〜ステップＳ７の動作を示す。
【０１１５】
そして、ステップＳ８において、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃが積算された積算時間Ｔｍが設定時間を超えたか否かが判断される。ステップＳ８において積算時間Ｔｍが設定時間を超えたと判断された場合には、処理がステップＳ２７に移る。ステップＳ２７では、制御ＩＣ１１が放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。一方、ステップＳ８において積算時間Ｔｍが設定時間を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ２３に移る。
【０１１６】
ここで、ステップＳ２７は、図７のフローチャートにおけるステップＳ１０であり、二次電池２が長時間高温に晒されたものとしてその後の充放電が禁止され、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７が永久にＯＦＦとされる。
【０１１７】
ステップＳ２３では、二次電池２の充電が開始（継続）される。なお、ステップＳ２３〜ステップＳ２６の動作は、図７のフローチャートにおけるステップＳ９の通常モードに含まれる。ステップＳ９の通常モードは、制御ＩＣ１１の電源がＯＦＦされない範囲での充放電動作を示す。
【０１１８】
続いて、ステップＳ２４で二次電池２の電圧Ｖおよび電流Ｉが測定される。ステップＳ２４で得た電圧Ｖおよび電流Ｉを基に、ステップＳ２５において、二次電池２が満充電状態となったか否かが判断される。満充電状態は、二次電池２の材料や電池パック１の構成により選択された充電方式に応じて任意に設定できるものである。例えば、定電流・定電圧充電を行う場合には、二次電池２の電圧が一定となった後、電流が所定値以下に減少した時点で満充電と判断する。また、定電流充電と定電圧充電との総充電時間により、満充電を検出するようにしてもよい。
【０１１９】
ステップＳ２５において、二次電池２が満充電状態でないと判断された場合には、処理がステップＳ２４に戻り、充電が継続される。ステップＳ２５において二次電池２が満充電状態であると判断された場合には、制御ＩＣ１１が充電制御ＦＥＴ１７をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。これにより、充電動作が終了する。
【０１２０】
なお、ステップＳ２５では、満充電状態のみならず、過充電状態または充電過電流状態を検出することによっても制御ＩＣ１１が充電制御ＦＥＴ１７をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。ＯＦＦされた充電制御ＦＥＴ１７では、寄生ダイオード１７ａにより、放電のみ可能とされる。したがって、過充電状態となった場合でも放電が可能であり、二次電池２の電圧が正常範囲となった場合には、充電制御ＦＥＴ１７が再度ＯＮされて、充放電が可能となる。
【０１２１】
［放電時の動作］
図１０は、電池パック１の放電動作を示すフローチャートである。なお、図１０において、図８のフローチャートと同じ動作を示す部分には同じ参照符号を付す。
【０１２２】
ステップＳ３１で放電が開始されると、ステップＳ３２において二次電池２の電圧Ｖおよび電流Ｉが測定される。ステップＳ３２で得た電圧Ｖおよび電流Ｉを基に、ステップＳ３３において、二次電池２が過放電状態となったか否かが判断される。過放電状態は、例えば、二次電池２の電圧Ｖが、二次電池２の材料や電池パック１の構成により任意に設定された放電終止電圧以下となるか否かで判断される。
【０１２３】
ステップＳ３３において、二次電池２が過放電状態でないと判断された場合には、処理がステップＳ３２に戻り、放電が継続される。ステップＳ３３において二次電池２が過放電状態であると判断された場合には、処理がステップＳ３４に移る。ステップＳ３４では、制御ＩＣ１１が放電制御ＦＥＴ１６をＯＦＦさせるように充放電制御回路１８を制御する。これにより、放電動作が終了する。
【０１２４】
放電動作終了後、電池パック１は、充電等により二次電池２の電圧が放電終止電圧を超えた場合に、再度充放電が可能となる。
【０１２５】
また、電池パック１の自己放電等により二次電池２の電圧が低下し続け、電源オフ電圧未満となった場合には、図８に示すような動作がなされる。すなわち、放電停止後も制御ＩＣ１１は電源がＯＮとされ、二次電池２の電圧を監視する。そして、二次電池２の電圧が放電終止電圧よりも低い電源オフ電圧未満となった場合には、制御ＩＣ１１の電源をＯＦＦするための準備に入る。
【０１２６】
このとき、図８のステップＳ１３ないしステップＳ１５に示すように、温度履歴測定回路２０の放電スイッチをＯＮさせて充電コンデンサ２４を放電させ、温度履歴測定回路２０をリセットする。電池パック１が充電器に接続されて、二次電池２の電圧が上昇した場合には、充放電が可能とされる。また、取得した温度履歴に応じて、永久的に充放電が禁止される。
【０１２７】
以上の動作により、二次電池の電力の無駄な消費を防止し、電池寿命の長期化を実現するために、二次電池の電圧低下時に制御ＩＣの電源をＯＦＦさせる電池パックにおいて、正確な二次電池の温度履歴を得ることができる。すなわち、制御ＩＣの電源がＯＦＦ状態となり、二次電池の温度環境を監視できない電池パックにおいて、制御ＩＣの電源復帰時に二次電池の温度履歴の補正を正確に行うことができる。このため、二次電池の状態に応じた制御が可能となり、より二次電池の長寿命化、充放電制御の最適化を図ることができる。
【０１２８】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、この発明の第１の実施の形態における二次電池２の温度履歴検出回路を備える電池パック１の構成について説明する。
【０１２９】
（２−１）電池パックの第１の構成
図１１は、この発明の二次電池２の断面構造を示す。この電池は、例えばリチウムイオン二次電池である。
【０１３０】
図１１に示すように、この二次電池２は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶４１の内部に、帯状の正極５１と帯状の負極５２とがセパレータ５３を介して巻回された巻回電極体５０を有している。電池缶４１は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶４１の内部には、巻回電極体５０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板４６，４７がそれぞれ配置されている。
【０１３１】
電池缶４１の開放端部には、電池蓋４２と、この電池蓋４２の内側に設けられた安全弁機構４３および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）４４とが、絶縁封口ガスケット４５を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶４１の内部は密閉されている。電池蓋４２は、例えば、電池缶４１と同様の材料により構成されている。
【０１３２】
安全弁機構４３は、熱感抵抗素子４４を介して電池蓋４２と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板４３Ａが反転して電池蓋４２と巻回電極体５０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子４４は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。絶縁封口ガスケット４５は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【０１３３】
巻回電極体５０は、例えば、センターピン５４を中心に巻回されている。巻回電極体５０の正極５１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード５５が接続されており、負極５２にはニッケル（Ｎｉ）などよりなる負極リード５６が接続されている。正極リード５５は安全弁機構４３に溶接されることにより電池蓋４２と電気的に接続されており、負極リード５６は電池缶４１に溶接され電気的に接続されている。
【０１３４】
図１２は図１１に示した巻回電極体５０の一部を拡大して表すものである。
【０１３５】
［正極］
正極５１は、例えば、正極集電体５１Ａと、正極集電体５１Ａの両面に設けられた正極活物質層５１Ｂとを有している。なお、正極集電体５１Ａの片面のみに正極活物質層５１Ｂが存在する領域を有するようにしてもよい。正極集電体５１Ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔などの金属箔により構成されている。
【０１３６】
正極活物質層５１Ｂは、例えば、正極活物質と、繊維状炭素やカーボンブラック等の導電剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の結着剤とを含む。正極活物質としては、例えば、ＬｉXＭＯ2（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびマンガン（Ｍｎ）等が用いられる。
【０１３７】
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。例えば、ニッケルコバルト複合リチウム酸化物（ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2等）がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを有しない金属硫化物または金属酸化物を使用してもよい。正極活物質としては、これら材料を複数混合して用いてもよい。
【０１３８】
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。また、溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。
【０１３９】
［負極］
負極５２は、例えば、負極集電体５２Ａと、負極集電体５２Ａの両面に設けられた負極活物質層５２Ｂとを有している。なお、負極集電体５２Ａの片面のみに負極活物質層５２Ｂが存在する領域を有するようにしてもよい。負極集電体５２Ａは、例えば銅（Ｃｕ）箔などの金属箔により構成されている。
【０１４０】
負極活物質層５２Ｂは、例えば負極活物質を含んでおり、必要に応じて導電剤、結着剤あるいは粘度調整剤などの充電に寄与しない他の材料を含んでいてもよい。導電剤としては、黒鉛繊維、金属繊維あるいは金属粉末などが挙げられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などのフッ素系高分子化合物、またはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）あるいはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＲ）などの合成ゴムなどが挙げられる。
【０１４１】
負極活物質としては、対リチウム金属２．０Ｖ以下の電位で電気化学的にリチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されている。
【０１４２】
リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料、金属化合物、酸化物、硫化物、ＬｉＮ3などのリチウム窒化物、リチウム金属、リチウムと合金を形成する金属、あるいは高分子材料などが挙げられる。
【０１４３】
炭素材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【０１４４】
このようなリチウム（Ｌｉ）を吸蔵および離脱可能な負極材料のなかでも、充放電電位が比較的リチウム金属に近いものが好ましい。負極５２の充放電電位が低いほど電池の高エネルギー密度化が容易となるからである。なかでも炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるので好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性を得ることができるので好ましい。
【０１４５】
リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および離脱可能な負極材料としては、また、リチウム金属単体、リチウム（Ｌｉ）と合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が挙げられる。これらは高いエネルギー密度を得ることができるので好ましく、特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本明細書において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうち２種以上が共存するものがある。
【０１４６】
このような金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、銀（Ａｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）またはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式ＭａfＭｂgＬｉh、あるいは化学式ＭａsＭｃtＭｄuで表されるものが挙げられる。これら化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはリチウムおよびＭａ以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍｃは非金属元素の少なくとも１種を表し、ＭｄはＭａ以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ｆ、ｇ、ｈ、ｓ、ｔおよびｕの値はそれぞれｆ＞０、ｇ≧０、ｈ≧０、ｓ＞０、ｔ＞０、ｕ≧０である。
【０１４７】
なかでも、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）あるいはスズ（Ｓｎ）、またはこれらの合金あるいは化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【０１４８】
リチウムを吸蔵・放出可能な負極材料としては、さらに、酸化物、硫化物、あるいはＬｉＮ3などのリチウム窒化物などの他の金属化合物が挙げられる。酸化物としては、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどが挙げられる。その他、比較的電位が卑でリチウムを吸蔵および放出することが可能な酸化物として、例えば酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズなどが挙げられる。硫化物としてはＮｉＳ、ＭｏＳなどが挙げられる。
【０１４９】
［セパレータ］
セパレータ５３としては、例えば、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルム、合成樹脂製不織布などを用いることができる。セパレータ５３には、液状の電解質である非水電解液が含浸されている。
【０１５０】
［非水電解液］
非水電解液は、液状の溶媒、例えば有機溶媒などの非水溶媒と、この非水溶媒に溶解された電解質塩とを含むものである。
【０１５１】
非水溶媒は、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）およびプロピレンカーボネート（ＰＣ）などの環状炭酸エステルのうちの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。特に、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とを混合して含むようにすれば、よりサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【０１５２】
非水溶媒は、また、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）あるいはメチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）などの鎖状炭酸エステルのうちの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。サイクル特性をより向上させることができるからである。
【０１５３】
非水溶媒は、さらに、２，４−ジフルオロアニソールおよびビニレンカーボネート（ＶＣ）のうちの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を改善することができ、ビニレンカーボネート（ＶＣ）はサイクル特性をより向上させることができるからである。特に、これらを混合して含んでいれば、放電容量およびサイクル特性を共に向上させることができるのでより好ましい。
【０１５４】
非水溶媒は、さらに、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、これら化合物の水素基の一部または全部をフッ素基で置換したもの、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどのいずれか１種または２種以上を含んでいてもよい。
【０１５５】
組み合わせる電極によっては、上記非水溶媒群に含まれる物質の水素原子の一部または全部をフッ素原子で置換したものを用いることにより、電極反応の可逆性が向上する場合がある。したがって、これらの物質を適宜用いることも可能である。
【０１５６】
電解質塩としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、リチウム塩としては、例えば六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、六フッ化アンチモン酸リチウム（ＬｉＳｂＦ6）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、四塩化アルミニウム酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4）などの無機リチウム塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2）、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド（ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2）、およびリチウムトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3）などのパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体などが挙げられ、これらを１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することも可能である。中でも、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）は、高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【０１５７】
（２−２）電池パックの構成
電池パック１は、上述の二次電池２に保護回路１０を接続したものである。
【０１５８】
図１３は、この発明の一実施形態による電池パック１の一構成例を示す斜視分解図である。電池パック１には、例えば、４本の二次電池２ａないし１０ｄ（以下、二次電池２と適宜称する）が用いられ、二次電池２ａないし１０ｄが順に直列に接続されたものである。
【０１５９】
二次電池２のプラス端子側には、例えば接続板６ａが配置され、二次電池２と接続板６ａとが電気的に接続される。図１１に示すように、接続板６ａは、保護回路１０を備えた回路基板６１と電気的に接続される。
【０１６０】
また、二次電池２のマイナス端子側には、接続板６ｂが配置され、二次電池２と接続板６ｂとが電気的に接続される。接続板６ｂは、回路基板６１と電気的に接続される。
【０１６１】
回路基板６１は、電子機器と電池パック１とを接続するためのコネクタ５を有している。コネクタ５は、電池パック１の外部に露出するように構成されており、プラス端子３ａ、マイナス端子３ｂおよび通信端子４等の端子が備えられている。コネクタ５は、充電器または電子機器のコネクタと嵌合することにより、充電器または電子機器と電池パック１が電気的に接続される。
【０１６２】
これらの二次電池２、接続板６ａおよび６ｂおよび保護回路１０およびコネクタ５を備える回路基板６１は、上ケース６０ａと下ケース６０ｂとからなる外装ケースに収容される。上ケース６０ａおよび下ケース６０ｂは、例えばプラスチックモールドケースからなる。そして、上ケース６０ａおよび下ケース６０ｂの少なくとも一方には、上ケース６０ａおよび下ケース６０ｂを嵌合した際にコネクタ５を電池パック１の外部に露出させるための凹部が設けられている。
【０１６３】
なお、上述の電池パック１は、円筒型非水電解質二次電池を用いた電池パックの一例である。二次電池２は、ラミネートフィルムで外装された薄型電池、コイン型もしくはボタン型電池、角形電池など、種々の形状の電池を用いることができる。
【０１６４】
また、上述の電池パック１は、コネクタ５を備えた構成とされているが、保護回路１０を備える矩形状の回路基板の一面に導電性の接点部が設けられており、この接点部を外部に露出させるようにして作製した電池パック構成としてもよい。
【０１６５】
この発明の特徴は、二次電池２の制御部にあるため、二次電池２の構成によらず適用することが可能である。
【０１６６】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、この発明の第１の実施の形態における二次電池２の温度履歴検出回路を備える電池パック１の他の構成について説明する。
【０１６７】
（３−１）回路構成
図１４は、第３の実施の形態における二次電池２の温度履歴検出回路を備える電池パック１の回路構成を示す回路図である。第３の実施の形態における回路構成は、表示部７０を設ける点で第１の実施の形態と異なる。以下、表示部７０以外の説明は省略する。
【０１６８】
表示部７０は、電池パック１の表面に設けられ、電池パック１の状態をユーザに知らせる機能を備える。表示部７０としては、具体的にＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶表示装置）等の表示装置およびＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）等の、文字情報等の表示もしくは点灯により情報を通知する機能を備える装置が用いられる。
【０１６９】
第３の実施の形態では、積算時間Ｔｍに基づく電池の制御情報を表示部７０に表示させることにより、ユーザに電池パック１もしくは二次電池２の状態を通知する。
【０１７０】
なお、電池パック１に設ける表示部７０は、電子機器の電池パック１挿入部に窓部を設け、電池パック１が電子機器に挿入された状態でユーザが確認できるように構成する必要がある。
【０１７１】
（３−２）制御方法
図１５は、表示部７０を備える第３の実施の形態の電池パック１の制御方法を示すフローチャートの一例である。第３の実施の形態では電池パック１の充放電が永久に禁止される前の一定の期間、表示部７０に電池パック１の充放電永久禁止が近いことを知らせる表示を行うことを特徴とする。
【０１７２】
図１５のステップＳ４１に示すように、二次電池２の電圧が充電等により所定電圧以上となると、制御ＩＣ１１の電源がＯＮとなる。次に、処理がステップＳ４２に移り、制御ＩＣ１１の電圧測定回路１１ａにより、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４の電圧ＶCを測定する。
【０１７３】
続いて、ステップＳ４３において、電圧ＶCと基準電圧とを比較する。ステップＳ４３において電圧ＶC≧基準電圧であると判断された場合には、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ期間中に電池パック１もしくは二次電池２が高温環境下に基準時間以上放置されたものと判断され、処理がステップＳ４４に移る。なお、基準電圧は、例えば、９０℃環境下に１０００時間放置したとみなされる２３２．７［ｍＶ］等の数値である。
【０１７４】
一方、ステップＳ４３において電圧ＶC≧基準電圧でないと判断された場合には、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ期間中に電池パック１もしくは二次電池２が高温環境下に基準時間以上放置されていないものと判断される。この場合には、所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを得ずに、処理がステップＳ４７に移る。
【０１７５】
続いて、ステップＳ４４において、充電コンデンサ２４の電圧ＶCと電圧−温度積算時間テーブルとを比較し、制御ＩＣ１１の電源ＯＦＦ時における所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを取得する。そして、ステップＳ４５において、メモリ１９に記憶されている積算時間Ｔｍを取得し、ステップＳ４６において所定温度環境下基準超過時間Ｔｃを積算時間Ｔｍに積算し、新たな積算時間Ｔｍとしてメモリ１９に記憶する。
【０１７６】
続いて、ステップＳ４７において放電スイッチ２５をＯＮさせる制御信号を出力する。放電スイッチ２５がＯＮされることにより、温度履歴測定回路２０の充電コンデンサ２４に蓄えられた電力が放電され、温度履歴測定回路２０がリセットされる。制御ＩＣ１１は、充電コンデンサ２４の容量が０となるまで放電スイッチ２５がＯＮされるように放電スイッチ２５を制御する。制御ＩＣ１１は、放電スイッチ２５を所定時間ＯＮするように制御した後、放電スイッチ２５への制御信号の送信を停止する。
【０１７７】
そして、ステップＳ４８において、積算時間Ｔｍと第１の設定時間を比較し、積算時間Ｔｍ＞第１の設定時間であると判断された場合には、処理がステップＳ５１に移る。ステップＳ５１では、放電制御ＦＥＴ１６および充電制御ＦＥＴ１７がＯＦＦされることにより、充放電が禁止される。これにより処理が終了する。ここで、ステップＳ４８における第１の設定時間は、図７のステップＳ８で用いた設定時間と同じく、充放電を永久に禁止させるための設定時間である。
【０１７８】
ステップＳ４８において積算時間Ｔｍ＞第１の設定時間でないと判断された場合には、処理がステップＳ４９に移る。ステップＳ４９において、積算時間Ｔｍと第１の設定時間よりも短く設定された第２の設定時間とが比較される。ステップＳ４９において積算時間Ｔｍ＞第２の設定時間でないと判断された場合には、処理がステップＳ５０に移り、通常の充放電動作が行われる。
【０１７９】
一方、ステップＳ４９において積算時間Ｔｍ＞第２の設定時間であると判断された場合には、処理がステップＳ５２に移る。ステップＳ５２では、制御ＩＣ１１が表示部７０に対して電池パック１の充放電永久禁止が近いことを知らせる文字表示もしくはランプの点灯、点滅等をさせるための制御信号を送信し、表示を行わせる。すなわち、第１の設定時間＞積算時間Ｔｍ＞第２の設定時間の状態にある場合には、充放電永久禁止が近いことを知らせる文字表示もしくはランプの点灯、点滅等を行う。なお、充放電については継続して行うことができる。このため、ステップＳ５２での処理の後、処理がステップＳ５０に移り、通常の充放電動作が行われる。
【０１８０】
このような制御を行うことにより、電池パック１の充放電が突然永久禁止状態となることを防止する。すなわち、ユーザに対して予め永久禁止状態が近いことを知らせることにより、ユーザに予備の電池パック１の準備期間を与えることができる。
【０１８１】
また、表示部７０を設けず、充放電永久禁止が近いことを知らせる文字表示もしくはランプの点灯、点滅等をさせるための制御信号を通信端子４を介して電子機器側に送信する構成としても良い。電子機器側の表示部に電池パック１の状態を表示させることで、ユーザへの通知がより容易となるため好ましい。
【０１８２】
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１８３】
例えば、オリビン結晶構造を有する複合酸化物粒子以外の化合物で、上述のような充電末期に急激な電圧変動を有する化合物を用いた場合も、本願発明と同様の方法により充電終了を検出することができる。また、上述の各実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。二次電池の種類に応じて電池状態の判定基準が異なるため、用いる二次電池に応じて適切な基準値を設定する。
【０１８４】
また、電池パックの構造についても、任意の構造を用いることができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１・・・電池パック
２・・・二次電池
３ａ・・・プラス端子
３ｂ・・・マイナス端子
４・・・通信端子
１０・・・保護回路
１１・・・制御ＩＣ
１２，１１ａ・・・電圧検出回路
１３・・・温度検出回路
１４・・・電流検出回路
１５・・・電流検出抵抗
１６・・・放電制御ＦＥＴ
１７・・・充電制御ＦＥＴ
１６ａ，１７ａ・・・寄生ダイオード
１８・・・充放電制御回路
１９・・・メモリ
２０・・・温度履歴測定回路
２１・・・素子
２２・・・逆流防止ダイオード
２３・・・充電用電流制限抵抗
２４・・・充電コンデンサ
２５・・・放電スイッチ
２６・・・放電用電流制限抵抗
７０・・・表示部
【図１】
2012016147.tif 000012
【図２】
2012016147.tif 000013
【図３】
2012016147.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012016147.tif 000018
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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