(57)【要約】【課題】本発明は、直列に接続された容量ばらつきのある各二次電池に対しても、満充電状態に近い状態での充電を行うことができる二次電池充電制御システムを提供する。【解決手段】本発明に係る二次電池充電制御システム１００は、少なくとも２以上の二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎが直列に接続された電池列１Ａと、電池列１Ａに流す電流を発生する電流発生器４と、電流発生器４の発生電流を制御する充電制御装置２とを、備えている。充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が、予め設定された制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流を下げる。【選択図】図１
2012222837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列と、
前記電池列に流す電流を発生する電流発生器と、
前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、
前記制御装置には、
制御電圧値が設定されており、
前記制御装置は、
前記電池列を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる、
ことを特徴とする二次電池充電制御システム。
【請求項２】
前記制御装置には、
前記制御電圧値よりも高い、保護電圧値が設定されており、
前記制御装置は、
前記電池列を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記保護電圧値に達したとき、前記電池列に流れる電流を止める、
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電制御システム。
【請求項３】
少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列が、並列に接続された電池群と、
前記電池群に流す電流を発生する電流発生器と、
前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、
前記制御装置には、
制御電圧値が設定されており、
前記制御装置は、
前記電池群を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる、
ことを特徴とする二次電池充電制御システム。
【請求項４】
前記制御装置には、
前記制御電圧値よりも高い、保護電圧値が設定されており、
前記制御装置は、
前記電池群を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記保護電圧値に達したとき、当該保護電圧値に達した前記二次電池が属する前記電池列に流れる電流を止める、
ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池充電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過充電の防止しつつ、二次電池の充電を行う二次電池充電制御システムに係る発明に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電・放電を繰り返すことができる。一方、リチウムイオンなどの二次電池では、電池の安全性の観点から過充電を防止する必要がある。二次電池の過充電を防止する先行技術として、たとえば特許文献１が存在する。
【０００３】
当該特許文献１に係る技術では、非水系二次電池を構成する各セルの端子電圧を検出し、いずれかのセルの端子電圧が予め設定した設定電圧を越えたときに、充電を停止させる。
【０００４】
なお、二次電池の過充電・過放電を防止する他の先行文献として、たとえば特許文献２や特許文献３も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１１１７５号公報
【特許文献２】特開平５−１１５１２９号公報
【特許文献３】特開平１１−１１３１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術（つまり、過充電になったとする電圧値を設定し、その電圧値を一度でも検出されたならば、充電電流を即座に遮断して充電を完了させる制御方式）では、次の問題が生じる。
【０００７】
つまり、この制御方式では、単電池の充電特性上、満充電状態とはならない。また、直列に接続された二次電池では、一般的に各二次電池における電池容量のばらつきが存在する。したがって、前記制御方式を採用した場合には、まだ充電できる二次電池があるにもかかわらず、充電が停止されてしまう。つまり、複数の二次電池のうち何れかの二次電池において単電圧値が設定電圧値に達したときに直ぐに充電を終了させたなら、各二次電池の特性にはバラツキがあるので、充電終了時の各二次電池において電池電圧も偏差を持っている。したがって、１つの二次電池が設定電圧になった時でも他の二次電池の中には充電不足のものがある。つまり、直列に接続された二次電池において、満充電に近い状態の二次電池もあれば、充電不足の二次電池も存在する。このことは、全二次電池の充電量が目標より少ない量で終了してしまうことを意味する。
【０００８】
そこで、本発明は、直列に接続された容量ばらつきのある各二次電池に対しても、満充電状態に近い状態での充電を行うことができ（つまり、直列に接続された全二次電池の総充電量を増加させることができ）、また過充電を防止することができる二次電池充電制御システム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】
上記の目的を達成するために、本発明に係る二次電池充電制御システムは、少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列と、前記電池列に流す電流を発生する電流発生器と、前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、前記制御装置には、制御電圧値が設定されており、前記制御装置は、前記電池列を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる。
【００１０】
また、本発明に係る二次電池充電制御システムは、少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列が、並列に接続された電池群と、前記電池群に流す電流を発生する電流発生器と、前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、前記制御装置には、制御電圧値が設定されており、前記制御装置は、前記電池群を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る二次電池充電制御システムは、少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列と、前記電池列に流す電流を発生する電流発生器と、前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、前記制御装置には、制御電圧値が設定されており、前記制御装置は、前記電池列を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる。
【００１２】
または、本発明に係る二次電池充電制御システムは、少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された電池列が、並列に接続された電池群と、前記電池群に流す電流を発生する電流発生器と、前記電流発生器の発生電流を制御する制御装置とを、備えており、前記制御装置には、制御電圧値が設定されており、前記制御装置は、前記電池群を構成する何れかの前記二次電池の単電圧値が、前記制御電圧値に達する度に、段階的に、前記電流発生器の前記発生電流を下げる。
【００１３】
したがって、何れかの二次電池の単電圧値が制御電圧値に達したとしても、二次電池に流す充電電流を直ぐに止めることはない。つまり、電流値は下げるものの充電電流を各二次電池に流し続けることができ、当該充電電流の継続をしたとしても、二次電池の単電圧値が制御電圧値を超え、安全性を担保できない電圧や劣化が進む電圧値に達することが無い。
【００１４】
このように、何れかの二次電池の単電圧値が制御電圧値に達したとしても、各二次電池に流す充電電流（電流値は段階的に下げるけれども）を継続できる。したがって、容量ばらつきのある各二次電池に対しても、全ての二次電池を満充電状態に近い状態での充電を行うことができる（つまり、全二次電池の総充電量を増加させることができる）。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る二次電池充電制御システム１００の構成を示す回路図である。
【図２】１つの二次電池の充電特性を示す図である。
【図３】実施の形態２に係る二次電池充電制御システム２００の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る二次電池充電制御システム１００の構成を示す回路図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態１に係る二次電池充電制御システム１００は、複数（少なくとも２つ以上）の二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎと、充電制御装置２と、電池監視装置３Ａと、電流発生器４とから構成されている。
【００１９】
二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎは、たとえばリチウムイオン二次電池などであり、直列に接続されている。複数の二次電池が直列に接続された構成を「電池列」１Ａと称する。
【００２０】
電池監視装置３Ａは、ＡＤコンバータが内蔵されており、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧を、夫々検出する。また、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａに流れる列電流も検出する。
【００２１】
電流発生器４は、電池列１Ａの一方端と他方端との間に配設されており、指定電流値の定電流を発生し、当該発生した定電流を電池列１Ａに対して流すことができる。ここで、当該指定電流値は可変である。
【００２２】
充電制御装置２には、充電回路が内蔵されており、電池監視装置３Ａで検出した各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値および電池列１Ａに流れる列電流値が入力される。また、充電制御装置２は、電池監視装置３Ａから送信される各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値に基づいて、電流発生器４の発生電流（つまり、指定電流値）の制御を行う。
【００２３】
図２は、リチウムイオンなどの一つの二次電池の充電特性を示す図である。
【００２４】
図２には、二次電池に流す充電電流と、二次電池の電池電圧と、二次電池の充電容量との関係が示されている。
【００２５】
図２の二次電池特性に示すように、二次電池の電池電圧が制御電圧値に達するまで、当該二次電池には定電流が流され、当該二次電池の充電容量は比例的に増加する。また、図２に示すように、二次電池に流す充電電流を下げると、当該二次電池の電池電圧は、低下する現象（特性）を有する。そこで、二次電池の電池電圧が所定電圧値（後述する制御電圧値）に達する度に、二次電池に流す充電電流を段階的に下げ、当該下げた状態での定電流を二次電池に流す。これにより、低定電流であったとしても二次電池に充電電流を継続的に流すことができ、二次電池の電池電圧が所定の電圧値を超えることなく、当該二次電池の充電容量を継続的に増加させることができる（図２参照）。
【００２６】
上記図２で示した二次電池の当該現象（特性）を活用して、本実施の形態では、充電制御装置２は、次の制御を、電流発生器４に対して実施する。
【００２７】
つまり、充電制御装置２には、制御電圧値が予め設定されている。そして、当該充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が、制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流（指定電流値）を下げる。つまり、充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、即、電流発生器４の発生電流（指定電流値）をゼロにするのではなく、当該発生電流の指定電流値を段階的に下げて、定電流制御を継続する。
【００２８】
なお、充電制御装置２には、制御電圧値よりも高い保護電圧値も、予め設定されている。そして、充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎが、保護電圧値に達したとき、電池列１Ａに流れる電流を止める（つまり、電流発生器４の発生電流（指定電流値）をゼロとする）。当該電池列１Ａに流れる電流を止める制御は、上記段階的に発生電流を下げる制御前（つまり、後述する初期指定電流値での定電流を流している状態）であっても、段階的に発生電流を下げる制御中（つまり、初期指定電流値以外の各指定電流値での定電流を流している状態）であっても実施される。
【００２９】
ここで、保護電圧値は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの安全性や二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの劣化防止の観点から設定される。つまり、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの電池電圧が保護電圧値を超えると、当該二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの安全性が担保できず、また二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの劣化が防止できない。また、制御電圧値は、保護電圧値よりも若干低め（たとえば、０．数Ｖ程度低め）に設定される。
【００３０】
次に、本実施の形態１に係る二次電池充電制御システム１００の動作について説明する。
【００３１】
電池列１Ａに対する充電を開始する。つまり、充電制御装置２からの指令に基づき、電流発生器４は、初期指定電流値Ｉ１の定電流を発生する。そして、電流発生器４は、当該発生した定電流を、電池列１Ａに対して流す。
【００３２】
電池監視装置３Ａは、電池列１Ａに流れる電流値を常時検出しており、当該検出結果は、充電制御装置２へ通知される。これにより、充電制御装置２は、電池列１Ａに流れている定電流が、初期指定電流値Ｉ１であることを確認できる。
【００３３】
また、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値も各々、常時検出している。そして、電池監視装置３Ａは、当該検出結果も、充電制御装置２へと通知する。
【００３４】
充電制御装置２では、電池監視装置３Ａから通知された各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値と、当該充電制御装置２で予め設定されている制御電圧値との比較を行う。
【００３５】
当該比較の結果、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が、いずれも、制御電圧値に達していないなら、充電制御装置２は、電流発生器４には新たな指令を行わない。これにより、電流発生器４は、初期指定電流値Ｉ１の定電流を継続的に、電池列１Ａに流す。
【００３６】
これに対して、上記比較の結果、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれか一つでも、単電圧値が制御電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断したとする。この場合には、充電制御装置２は、電流発生器４に新たな指令を発する。これにより、電流発生器４は、発生電流を、初期指定電流値Ｉ１から指定電流値Ｉ２に下げ、当該指定電流値Ｉ２の定電流を継続的に、電池列１Ａに流す。ここで、初期指定電流値Ｉ１＞指定電流値Ｉ２＞０、である。
【００３７】
このように、電池列１Ａに流す充電電流を、初期指定電流値Ｉ１から指定電流値Ｉ２に下げることにより、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの電池電圧は、少し下がる。したがって、電池列１Ａに指定電流値Ｉ２の定電流を流し続けたとしても、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれかにおいて、単電圧値が直ぐに制御電圧値を超えることは無く、しばらくの間、電池列１Ａに指定電流値Ｉ２の定電流を流すことができる。よって、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎにおける充電容量も引き続き増加させることができる。
【００３８】
さて、上述したように、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａに流れる電流値を常時検出しており、当該検出結果は、充電制御装置２へ通知される。これにより、充電制御装置２は、電池列１Ａに流れている定電流が、指定電流値Ｉ２に変化したことを確認することができる。
【００３９】
また、上述したように、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値も各々、常時検出している。そして、電池監視装置３Ａは、当該検出結果も、充電制御装置２へと通知する。
【００４０】
充電制御装置２では、上述したように、電池監視装置３Ａから通知された各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値と、当該充電制御装置２で予め設定されている制御電圧値との比較を行う。
【００４１】
当該比較の結果、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が、いずれも、制御電圧値に達していないなら、充電制御装置２は、電流発生器４には新たな指令を行わない。これにより、電流発生器４は、指定電流値Ｉ２の定電流を継続的に、電池列１Ａに流す。
【００４２】
これに対して、上記比較の結果、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれか一つでも、単電圧値が制御電圧値に達したことを、充電制御装置２が再び判断したとする。この場合には、充電制御装置２は、電流発生器４に新たな指令を発する。これにより、電流発生器４は、発生電流を、指定電流値Ｉ２から指定電流値Ｉ３に下げ、当該指定電流値Ｉ３の定電流を継続的に、電池列１Ａに流す。ここで、指定電流値Ｉ２＞指定電流値Ｉ３＞０、である。
【００４３】
このように、電池列１Ａに流す充電電流を、指定電流値Ｉ２から指定電流値Ｉ３に下げることにより、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの電池電圧は、少し下がる。したがって、電池列１Ａに指定電流値Ｉ３の定電流を流し続けたとしても、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれかにおいて、単電圧値が直ぐに制御電圧値を超えることは無く、しばらくの間、電池列１Ａに指定電流値Ｉ３の定電流を流すことができる。したがって、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎにおける充電容量も引き続き増加させることができる。
【００４４】
このように、充電制御装置２は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれかにおいて、単電圧値が制御電圧値に達する度に、電流発生器４が発生する定電流を段階的に下げる制御を繰り返し行う。
【００４５】
とろこで、電池列１Ａに初期指定電流値Ｉ１を流している最中または、段階的に引下げられた指定電流値Ｉ２，Ｉ３等を電池列１Ａに流している最中において、電池監視装置３Ａからの通知により、充電制御装置２が、次の判断を行ったとする。つまり、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれか一つでも、単電圧値が、充電制御装置２に予め設定されている保護電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断したとする。
【００４６】
上記の通り、保護電圧値（＞制御電圧値）は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの安全性担保または二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの劣化防止の観点から、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの容量性能に従って選択される値である。したがって、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧が保護電圧値に達したなら、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの充電を停止する必要がある。
【００４７】
そこで、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれか一つでも、単電圧値が保護電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断した場合には、充電制御装置２は、電流発生器４に対して、充電電流の発生を停止する信号を送信する。これにより、電流発生器４は、直ぐに、電池列１Ａへの充電電流を停止することができる（つまり、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの充電を停止できる）。
【００４８】
ここで、図１の回路構成と異なり、電流発生器４と電池列１Ａとの間にスイッチを配設する回路構成も採用しても良い。この場合には、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのいずれか一つでも、単電圧値が保護電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断した場合には、充電制御装置４は、スイッチに対して「ＯＦＦ」を指示する信号を送信する。これにより、スイッチはＯＦＦ状態となり、電流発生器４から電池列１Ａに供給される電流は、直ぐに切断される（つまり、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの充電を停止できる）。
【００４９】
以上のように、本実施の形態１に係る二次電池充電制御システム１００では、充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流を下げる制御を行っている。
【００５０】
したがって、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、電池列１Ａに流す充電電流を直ぐに止めることはない。つまり、指定電流値は下げるものの充電電流を電池列１Ａに流し続けることができ、当該充電電流の継続をしたとしても、図２に示した特性により、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が制御電圧値を超え、安全性を担保できない電圧や劣化が進む電圧値に達することが無い。
【００５１】
このように、本実施の形態では、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、電池列１Ａに流す充電電流（指定電流値は段階的に下げるけれども）を継続できる。したがって、直列に接続された容量ばらつきのある各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎに対しても、全ての二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎを満充電状態に近い状態での充電を行うことができる（つまり、直列に接続された全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの総充電量を増加させることができる）。
【００５２】
また、本実施の形態に係る二次電池充電制御システム１００では、充電制御装置２は、電池列１Ａを構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎが、保護電圧値に達したとき、電池列１Ａに流れる電流を止める制御を行う。ここで、保護電圧値は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの安全性担保および当該二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの劣化防止の観点から選択される値である（保護電圧値＞制御電圧値）。
【００５３】
したがって、電池列１Ａに充電電流を流している最中において、何かしらの原因で、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧が保護電圧値に達したとしても、当該達した時点で直ぐに、全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎに対する充電を終了させることができる。よって、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの過充電を防止することができ、結果として、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの安全性を担保でき、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの劣化を防止できる。
【００５４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態２に係る二次電池充電制御システムは、少なくとも２以上の電池列が並列に接続されている構成を有する。図３は、本実施の形態に係る二次電池充電制御システム２００の構成を示す回路図である。
【００５５】
図３に示すように、本実施の形態２に係る二次電池充電制御システム２００は、複数の二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎと、充電制御装置２と、電池監視装置３Ａ，３Ｂと、電流発生器４と、充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂと、放電用半導体スイッチ６Ａ，６Ｂとから構成されている。
【００５６】
二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎは、たとえばリチウムイオン二次電池などである。二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎは直列に接続されており、二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎは直列に接続されている。二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎが直列に接続された構成を「電池列」１Ａと称し、二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが直列に接続された構成を「電池列」２Ａと称する。また、電池列１Ａと電池列１Ｂとは、並列に接続されている。ここで、全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎから成る構成を、「電池群」と称する。
【００５７】
なお、図３に示す構成例では、二つの電池列１Ａ，２Ａのみが並列接続されているが、３以上の電池列の各々を並列に接続させた構成を、本実施の形態に適用することも可能である。ここで、各電池列は、少なくとも２以上の二次電池が直列に接続された構成を有する。
【００５８】
電池監視装置３Ａは、ＡＤコンバータが内蔵されており、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧を、夫々検出する。また、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａに流れる列電流も検出する。これに対して、電池監視装置３Ｂは、ＡＤコンバータが内蔵されており、電池列２Ａを構成する各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧を、夫々検出する。また、電池監視装置３Ｂは、電池列２Ａに流れる列電流も検出する。
【００５９】
充電用半導体スイッチ５Ａと放電用半導体スイッチ６Ａとは並列に接続されている。ここで、充電用半導体スイッチ５Ａの順方向（充電電流の方向）と放電用半導体スイッチ６Ａの順方向（放電電流の方向）とは、逆方向となる。当該半導体スイッチ５Ａ，６Ａの並列構成（以下、第一のスイッチ並列構成と称する）は、電池列１Ａの一方端側に直列に配設されている。
【００６０】
また、充電用半導体スイッチ５Ｂと放電用半導体スイッチ６Ｂとは並列に接続されている。ここで、充電用半導体スイッチ５Ｂの順方向（充電電流の方向）と放電用半導体スイッチ６Ｂの順方向（放電電流の方向）とは、逆方向となる。当該半導体スイッチ５Ｂ，６Ｂの並列構成（以下、第二のスイッチ並列構成と称する）は、電池列２Ａの一方端側に直列に配設されている。
【００６１】
充電用半導体スイッチ５Ａの切動作により、電池列１Ａに流れる充電電流が遮断され、充電用半導体スイッチ５Ｂの切動作により、電池列２Ａに流れる充電電流が遮断される。これに対して、放電用半導体スイッチ６Ａの切動作により、電池列１Ａからの放電電流が遮断され放電用半導体スイッチ６Ｂの切動作により、電池列２Ａからの放電電流が遮断される。
【００６２】
電流発生器４は、電池列１Ａと第一のスイッチ並列構成５Ａ，６Ａとの直列構成および電池列２Ａと第一のスイッチ並列構成５Ｂ，６Ｂとの直列構成に対して、並列的に接続されている。当該電流発生器４は、指定電流値の定電流を発生し、当該発生した定電流を電池列１Ａおよび電池列２Ａに対して共通に流すことができる。ここで、当該指定電流値は可変である。
【００６３】
充電制御装置２には、充電回路が内蔵されており、電池監視装置３Ａで検出した各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値および電池列１Ａに流れる列電流値が入力され、電池監視装置３Ｂで検出した各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値および電池列２Ａに流れる列電流値が入力される。
【００６４】
また、充電制御装置２は、電池監視装置３Ａから送信される各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値および電池監視装置３Ｂから送信される各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値に基づいて、電流発生器４の発生電流（つまり、指定電流値）の制御を行う。さらに、充電制御装置２は、電池監視装置３Ａから送信される各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値および電池監視装置３Ｂから送信される各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値に基づいて、充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂの入切の制御も行う。なお、充電制御装置２は、放電用半導体スイッチ６Ａ，６Ｂの入切の制御も行う。
【００６５】
本実施の形態においても、上記図２で示した二次電池の当該現象（特性）を活用して、充電制御装置２は、次の制御を、電流発生器４に対して実施する。
【００６６】
つまり、充電制御装置２には、制御電圧値が予め設定されている。そして、当該充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が、制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流（指定電流値）を下げる。つまり、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、即、電流発生器４の発生電流（指定電流値）をゼロにするのではなく、当該発生電流の指定電流値を段階的に下げて、定電流制御を継続する。
【００６７】
なお、充電制御装置２には、制御電圧値よりも高い保護電圧値も、予め設定されている。そして、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が、保護電圧値に達したときに、当該保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが属する電池列１Ａ，２Ａに流れる電流のみを止める（つまり、該当する電池列１Ａ，２Ａに流れる充電電流を遮断するため、充電制御装置２は、充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂの何れかを切にする制御を実施する）。当該電池列１Ａ，２Ａに流れる電流を止める制御は、上記段階的に発生電流を下げる制御前（つまり、後述する初期指定電流値での定電流を流している状態）であっても、段階的に発生電流を下げる制御中（つまり、初期指定電流値以外の各指定電流値での定電流を流している状態）であっても実施される。
【００６８】
ここで、保護電圧値は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの安全性や当該二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの劣化防止の観点から設定される。つまり、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの電池電圧が保護電圧値を超えると、当該二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの安全性が担保できず、また二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの劣化が防止できない。また、制御電圧値は、保護電圧値よりも若干低め（たとえば、０．数Ｖ程度低め）に設定される。
【００６９】
次に、本実施の形態２に係る二次電池充電制御システム２００の動作について説明する。
【００７０】
電池群（電池列１Ａ，２Ａ）に対する充電を開始する。つまり、充電制御装置２からの指令に基づき、電流発生器４は、初期指定電流値Ｉ１の定電流を発生する。そして、充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂは共に入状態であり、発生器４は、当該発生した定電流を、電池列１Ａ，２Ａに対して流す。
【００７１】
電池監視装置３Ａは、電池列１Ａに流れる電流値を常時検出しており、当該検出結果は、充電制御装置２へ通知される。これにより、充電制御装置２は、電池列１Ａに流れている定電流が、初期指定電流値Ｉ１であることを確認できる。同様に、電池監視装置３Ｂは、電池列２Ａに流れる電流値を常時検出しており、当該検出結果は、充電制御装置２へ通知される。これにより、充電制御装置２は、電池列２Ａに流れている定電流が、初期指定電流値Ｉ１であることを確認できる。
【００７２】
また、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値も各々、常時検出している。そして、電池監視装置３Ａは、当該検出結果も、充電制御装置２へと通知する。同様に、電池監視装置３Ｂは、電池列２Ａを構成する各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値も各々、常時検出している。そして、電池監視装置３Ｂは、当該検出結果も、充電制御装置２へと通知する。
【００７３】
充電制御装置２では、電池監視装置３Ａ，３Ｂから通知された各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値と、当該充電制御装置２で予め設定されている制御電圧値との比較を行う。
【００７４】
当該比較の結果、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が、いずれも、制御電圧値に達していないなら、充電制御装置２は、電流発生器４には新たな指令を行わない。これにより、電流発生器４は、初期指定電流値Ｉ１の定電流を継続的に、電池列１Ａ，２Ａに流す。
【００７５】
これに対して、上記比較の結果、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎのいずれか一つでも、単電圧値が制御電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断したとする。この場合には、充電制御装置２は、電流発生器４に新たな指令を発する。これにより、電流発生器４は、発生電流を、初期指定電流値Ｉ１から指定電流値Ｉ２に下げ、当該指定電流値Ｉ２の定電流を継続的に、電池列１Ａ，２Ａに流す。ここで、初期指定電流値Ｉ１＞指定電流値Ｉ２＞０、である。
【００７６】
このように、電池列１Ａ，２Ａに流す充電電流を、初期指定電流値Ｉ１から指定電流値Ｉ２に下げることにより、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの電池電圧は、少し下がる。したがって、電池列１Ａ、２Ａに指定電流値Ｉ２の定電流を流し続けたとしても、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎのいずれかにおいて、単電圧値が直ぐに制御電圧値を超えることは無く、しばらくの間、電池列１Ａ，２Ａに指定電流値Ｉ２の定電流を流すことができる。よって、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎにおける充電容量も引き続き増加させることができる。
【００７７】
さて、上述したように、電池監視装置３Ａは電池列１Ａに流れる電流値を常時検出しており、電池監視装置３Ｂは電池列２Ａに流れる電流値を常時検出しており、当該各検出結果は、充電制御装置２へ通知される。これにより、充電制御装置２は、電池列１Ａおよび電池列２Ａに流れている各定電流が、指定電流値Ｉ２に変化したことを確認することができる。
【００７８】
また、上述したように、電池監視装置３Ａは、電池列１Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの単電圧値も各々、常時検出している。電池監視装置３Ｂは、電池列２Ａを構成する各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値も各々、常時検出している。そして、電池監視装置３Ａおよび電池監視装置３Ｂは共に、単電圧値の検出結果も、充電制御装置２へと通知する。
【００７９】
充電制御装置２では、上述したように、電池監視装置３Ａ，３Ｂから通知された各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値と、当該充電制御装置２で予め設定されている制御電圧値との比較を行う。
【００８０】
当該比較の結果、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が、いずれも、制御電圧値に達していないなら、充電制御装置２は、電流発生器４には新たな指令を行わない。これにより、電流発生器４は、指定電流値Ｉ２の定電流を継続的に、電池列１Ａ，２Ａに流す。
【００８１】
これに対して、上記比較の結果、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎのいずれか一つでも、単電圧値が制御電圧値に達したことを、充電制御装置２が再び判断したとする。この場合には、充電制御装置２は、電流発生器４に新たな指令を発する。これにより、電流発生器４は、発生電流を、指定電流値Ｉ２から指定電流値Ｉ３に下げ、当該指定電流値Ｉ３の定電流を継続的に、電池列１Ａ，２Ａに流す。ここで、指定電流値Ｉ２＞指定電流値Ｉ３＞０、である。
【００８２】
このように、電池列１Ａ，２Ａに流す充電電流を、指定電流値Ｉ２から指定電流値Ｉ３に下げることにより、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの電池電圧は、少し下がる。したがって、電池列１Ａ，２Ａに指定電流値Ｉ３の定電流を流し続けたとしても、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎのいずれかにおいて、単電圧値が直ぐに制御電圧値を超えることは無く、しばらくの間、電池列１Ａ，２Ａに指定電流値Ｉ３の定電流を流すことができる。したがって、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎにおける充電容量も引き続き増加させることができる。
【００８３】
このように、充電制御装置２は、電池群を構成する二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎのいずれかにおいて、単電圧値が制御電圧値に達する度に、電流発生器４が発生する定電流を段階的に下げる制御を繰り返し行う。
【００８４】
とろこで、電池列１Ａ，２Ａに初期指定電流値Ｉ１を流している最中または、段階的に引下げられた指定電流値Ｉ２，Ｉ３等を電池列１Ａ，２Ａに流している最中において、電池監視装置３Ａ，３Ｂからの通知により、充電制御装置２が、次の判断を行ったとする。つまり、電池群を構成する二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎにおいて、単電圧値が、充電制御装置２に予め設定されている保護電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断したとする。
【００８５】
上記の通り、保護電圧値（＞制御電圧値）は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの安全性担保または二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの劣化防止の観点から、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの容量性能に従って選択される値である。したがって、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧が保護電圧値に達したなら、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの充電を停止する必要がある。
【００８６】
そこで、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎにおいて、単電圧値が保護電圧値に達したことを、充電制御装置２が判断した場合には、充電制御装置２は、当該保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが属する電池列１Ａ，２Ａに直列に接続されている充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂに対して、スイッチ状態を切状態にする信号を送信する。
【００８７】
たとえば、二次電池１ｂの単電圧値が保護電圧値に達したとする。この場合には、充電制御装置２は、充電用半導体スイッチ５Ａを切状態にする指令を、当該充電用半導体スイッチ５Ａに対して送信する。当該指令を受けた充電用半導体スイッチ５Ａは切状態となり、保護電圧値に達した二次電池１ｂが属する電池列１Ａに流れる充電電流は、直ぐに停止する（つまり、電池列１Ａに属する全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの充電を停止できる）。なお、電池列２Ａに属する各二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎにおいて、単電圧値は保護電圧値に達していないので、当該電池列２Ａに対する充電電流は継続的に流される。
【００８８】
他方、二次電池２ｎの単電圧値が保護電圧値に達したとする。この場合には、充電制御装置２は、充電用半導体スイッチ５Ｂを切状態にする指令を、当該充電用半導体スイッチ５Ｂに対して送信する。当該指令を受けた充電用半導体スイッチ５Ｂは切状態となり、保護電圧値に達した二次電池２ｎが属する電池列２Ａに流れる充電電流は、直ぐに停止する（つまり、電池列２Ａに属する全二次電池２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの充電を停止できる）。なお、電池列１Ａに属する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎにおいて、単電圧値は保護電圧値に達していないので、当該電池列１Ａに対する充電電流は継続的に流される。
【００８９】
また、二次電池１ａおよび二次電池２ｂの単電圧値が各々、保護電圧値に達したとする。この場合には、充電制御装置２は、充電用半導体スイッチ５Ａおよび充電用半導体スイッチ５Ｂの各々を切状態にする指令を、各充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂに対して送信する。当該指令を受けた充電用半導体スイッチ５Ａ，５Ｂは切状態となり、保護電圧値に達した二次電池１ａが属する電池列１Ａおよび二次電池２ｂが属する電池列２Ａに流れる充電電流は、直ぐに停止する（つまり、電池列１Ａ，２Ａに属する全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの充電を停止できる）。
【００９０】
以上のように、本実施の形態２に係る二次電池充電制御システム２００では、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流を下げる制御を行っている。
【００９１】
したがって、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、電池群に流す充電電流を直ぐに止めることはない。つまり、指定電流値は下げるものの充電電流を各電池列１Ａ，２Ａに流し続けることができ、当該充電電流の継続をしたとしても、図２に示した特性により、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が制御電圧値を超え、安全性を担保できない電圧や劣化が進む電圧値に達することが無い。
【００９２】
このように、本実施の形態では、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧値が制御電圧値に達したとしても、電池群に流す充電電流（指定電流値は段階的に下げるけれども）を継続できる。したがって、電池群を構成する容量ばらつきのある各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎに対しても、全ての二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎを満充電状態に近い状態での充電を行うことができる（つまり、電池群を構成する全二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの総充電量を増加させることができる）。
【００９３】
また、本実施の形態に係る二次電池充電制御システム２００では、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが、保護電圧値に達したとき、当該保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが属する電池列１Ａ，２Ａに対してのみ充電電流を停止する制御を行う。ここで、保護電圧値は、二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの安全性担保および当該二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの劣化防止の観点から選択される値である（保護電圧値＞制御電圧値）。
【００９４】
したがって、電池群に充電電流を流している最中において、何かしらの原因で、何れかの二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの単電圧が保護電圧値に達したとしても、当該達した時点で直ぐに、保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが属する電池列１Ａ，２Ａに対する充電を終了させることができる。よって、保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが属する電池列１Ａ，２Ａを構成する各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの過充電を防止することができ、結果として、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの安全性を担保でき、各二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎの劣化を防止できる。なお、保護電圧値に達した二次電池１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎが存在しない電池列１Ａ，２Ａにおいては、継続的に、充電電流を流し続けることができる。
【００９５】
なお、上述したように、並列に接続される電池列の数は、３つ以上の複数であっても良い（電池群は、全電池列を構成する全二次電池から成る）。複数の電池列が並列に接続される構成では、各電池列ごとに、列電流および単電圧値を検出する電池監視装置が配設され、各電池列に対して直列にスイッチ並列構成（充電用半導体スイッチと放電用半導体スイッチとの並列構成）が接続される。そして、充電制御装置２は、各電池監視装置からの検出結果を受信し、各スイッチ並列構成および電流発生器４に対して制御信号を送信する。
【００９６】
そして、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池の単電圧値が、予め設定されている制御電圧値に達する度に、段階的に、電流発生器４の発生電流を下げる制御を行う。さらに、充電制御装置２は、電池群を構成する何れかの二次電池の単電圧値が、保護電圧値に達したとき、当該保護電圧値に達した二次電池が属する電池列に流れる充電電流を止め、当該保護電圧値に達した二次電池が存在しない電池列に対しては充電電流を継続的に流す。
【符号の説明】
【００９７】
１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ，２ａ，２ｂ，・・・，２ｎ  二次電池
１Ａ，２Ａ  電池列
２  充電制御装置
３Ａ，３Ｂ  電池監視装置
４  電流発生器
５Ａ，５Ｂ  充電用半導体スイッチ
６Ａ，６Ｂ  放電用半導体スイッチ
１００，２００  二次電池充電制御システム
【図１】
2012222837.tif 000003
【図２】
2012222837.tif 000004
【図３】
2012222837.tif 000005