(57)【要約】【課題】複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池を制御する。【解決手段】二次電池装置１０００Ａは、電池セルＢＣＡ（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ・・・１９Ａ）の充放電が停止状態にあることを確認すると、電池セルＢＣＡ間の電圧の均等化を図るために、所定の時間を経過させる。二次電池装置１０００Ａは、所定の時間を経過させた後に、各電池セルＢＣＡに接続されたセル電流検出部ＣＤＡにおいて電流値を各々、検出する。二次電池装置１０００Ａは、各々検出された電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、その検出された電流値が所定の閾値以上であることを確認すると、検知対象とされた電池セルＢＣＡにおいて内部短絡が発生しているものと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを接続して構成され、前記複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池と、
前記組電池を構成する、各々の電池セルに入力、又は各々の電池セルから出力される電流の電流値を検出するセル電流検出手段と、
充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記セル電流検出手段により検出された電流値が所定の閾値以上である電池セルがあることを条件に、当該電池セルに内部短絡が発生したと判定する内部短絡判定手段と、
を有する二次電池装置。
【請求項２】
複数の電池セルを接続して構成され、前記複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池と、
前記組電池を構成する電池セルの並列接続部分に流れる電流の電流値を検出するセル電流検出手段と、
充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、
前記セル電流検出手段により検出された電流値に基づき、内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値を算出する算出手段と、
前記状態判定手段により充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値が所定の閾値以上である電池セルがあることを条件に、当該電池セルに内部短絡が発生したと判定する内部短絡判定手段と、
を有する二次電池装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された二次電池装置において、
前記所定の閾値が、検知対象とする内部短絡の抵抗値及び前記組電池を構成する電池セルの並列接続数に基づいて設定される二次電池装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された二次電池装置において、
前記組電池を構成する、各々の電池セルの充放電を停止する充放電スイッチ手段を有し、
前記充放電スイッチ手段が、前記内部短絡判定手段により内部短絡が発生したと判定された電池セルの充放電を停止する二次電池装置。
【請求項５】
請求項４に記載された二次電池装置において、
前記内部短絡判定手段と通信可能に接続され、当該内部短絡判定手段の判定結果に基づいて、内部短絡が発生したと判定された電池セルの充放電を停止するように、前記充放電スイッチ手段を制御する通信手段を有する二次電池装置。
【請求項６】
請求項１に記載された二次電池装置における制御方法であって、
前記セル電流検出手段による、前記組電池を構成する、各々の電池セルに入力、又は各々の電池セルから出力される電流の電流値を検出する電流検出工程と、
前記状態判定手段による、充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定工程と、
前記内部短絡判定手段による、前記状態判定工程において充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記電流検出工程において検出された電流値が所定の閾値以上である電池セルがあるか否かを判定することで、内部短絡の発生有無を判定する内部短絡判定工程と、
を有する二次電池装置における制御方法。
【請求項７】
請求項２に記載された二次電池装置における制御方法であって、
前記セル電流検出手段による、前記組電池を構成する電池セルの並列接続部分に流れる電流の電流値を検出する電流検出工程と、
前記状態判定手段による、充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定工程と、
前記算出手段による、前記電流検出工程において検出された電流値に基づき、内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値を算出する算出工程と、
前記内部短絡判定手段による、前記状態判定工程において充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値が所定の閾値以上である電池セルがあるか否かを判定することで、内部短絡の発生有無を判定する内部短絡判定工程と、
を有する二次電池装置における制御方法。
【請求項８】
電池セルを単一もしくは直列並列に配列した組電池の前記電池セルの接続をオンオフする充放電スイッチ手段と、
前記組電池間で直列接続数を通信し、前記充放電スイッチ手段を制御する制御手段と、
最も低電位の電池セルから順に前記充放電スイッチ手段をオンにする接続手段と、
前記接続手段の制御の際に前記組電池間で直列接続数を通信し、直列接続数が前記接続手段の耐圧以下である所定の数であるか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判断手段による判断の結果から前記充放電スイッチ手段をオンオフすることを特徴とする二次電池装置。
【請求項９】
前記組電池間の直列接続数の通信を、電圧レベルシフトのシリアル通信、電気的絶縁のシリアル通信、もしくは電流値の変化で行う通信手段を有することを特徴とする請求項８記載の二次電池装置。
【請求項１０】
電池セルを単一もしくは直列並列に配列した組電池の前記電池セルの接続をオンオフする充放電スイッチ手段と、
前記組電池間で直列接続数を通信し、前記充放電スイッチ手段を制御する制御手段と、
最も低電位の電池セルから順に前記充放電スイッチ手段をオンにする接続手段と、
前記接続手段の制御の際に前記組電池間で直列接続数を通信し、直列接続数が前記接続手段の耐圧以下である所定の数であるか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判断手段による判断の結果から前記充放電スイッチ手段をオンオフする二次電池装置の制御方法であって、
遮断手段による、電池セルを単一もしくは直列並列に接続した組電池間の前記電池セル接続を遮断する工程と、
制御手段による、前記組電池間で直列接続数を通信し、前記充放電スイッチ手段を制御する工程と、
接続手段による、最も低電位のセルから順に半導体スイッチをオンにする工程と、
判断手段による、前記充放電スイッチ手段の制御の際に組電池間で直列接続数を通信し、直列接続数が前記遮断手段の耐圧以下である所定の数であるか否かを判断する工程と、
前記判断手段による判断の結果から前記充放電スイッチ手段をオンにする工程と、
を有することを特徴とする二次電池装置における制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池で構成される二次電池装置及び二次電池装置における制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リチウムイオン電池等の二次電池は、複数の電池セルを直並列に接続し、組電池を構成して、各種電子機器や電気自動車の電源として用いられている。
但し、二次電池は使用中に内部短絡が発生することがあり、内部短絡が発生すると、短絡部分が電池セルの内部で発熱し、熱暴走に至り、バッテリ等が損傷する虞がある。
【０００３】
そこで、バッテリ等の損傷を未然に防止するため、二次電池の内部短絡を検知することが行われている。例えば、特許文献１に記載された異常検出装置では、充放電停止中の電圧の低下により、内部短絡を検知している。具体的には、内部短絡が発生した場合に、充放電を停止しているにも拘らず、内部短絡に電流が流れ、自己放電より大きく電池容量が低下し電源電圧が低下することから、その電源電圧の低下を検知するものである。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の異常検出装置では、内部短絡による電池電圧の低下が所定値より小さい場合、例えば、内部短絡による電圧低下が２４時間で２ｍＶ程度である場合（２．７Ａｈの電池セルを２０セル、並列に接続し、その１つの電池セルに１００Ωの内部短絡が発生した場合に相当する）には、内部短絡を検知することができない。
【０００５】
これに対し、特許文献２に記載された内部短絡検知システムでは、内部短絡による電池電圧の低下が小さい場合においても内部短絡を検知できるように、充放電停止中に、セル電圧と等しい出力の可変電圧源を電池セルに接続する構成としており、内部短絡が発生した場合に、電池セルの電圧が低下し、それに起因して、可変電圧源から流れる充電電流を検出することで、内部短絡を検知している。
【０００６】
但し、特許文献２に記載された内部短絡検知システムでは、組電池が電池セルを並列に接続した構成を含む場合、内部短絡が発生しても、並列に接続された電池セルのうち、どの電池セルが短絡しているのか特定することができず、そのまま放置すると破壊のおそれがある。
そのため、折角内部短絡を検知しても、組電池全体を停止する必要があり、二次電池を搭載した電子機器や電気自動車の動作を継続することができないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池を制御することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の電池セルを接続して構成され、前記複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池と、前記組電池を構成する、各々の電池セルに入力、又は各々の電池セルから出力される電流の電流値を検出するセル電流検出手段と、充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、前記状態判定手段により充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記セル電流検出手段により検出された電流値が所定の閾値以上である電池セルがあることを条件に、当該電池セルに内部短絡が発生したと判定する内部短絡判定手段と、を有する二次電池装置である。
また、本発明は、複数の電池セルを接続して構成され、前記複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池と、前記組電池を構成する電池セルの並列接続部分に流れる電流の電流値を検出するセル電流検出手段と、充放電の停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、前記セル電流検出手段により検出された電流値に基づき、内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値を算出する算出手段と、前記状態判定手段により充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、前記内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値が所定の閾値以上である電池セルがあることを条件に、当該電池セルに内部短絡が発生したと判定する内部短絡判定手段と、を有する二次電池装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の二次電池装置によれば、複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】二次電池装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る二次電池装置のハードウェアブロック構成図である。
【図３】図２に示した二次電池装置１０００Ａの機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る二次電池装置における、内部短絡の検知方法について説明する図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る二次電池装置のハードウェアブロック構成図である。
【図６】図５に示した二次電池装置１０００Ｂの機能ブロック構成図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る二次電池装置における、内部短絡の検知方法について説明する図である。
【図８】内部短絡が発生した場合の、セル電流検出部において検出された電流値を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る二次電池装置において、各電池セルに充放電の遮断器を追加したハードウェアブロック構成図である。
【図１０】図９に示した二次電池装置１０００Ｂの機能ブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る二次電池装置の内部短絡を検知する処理の手順を示すフロー図である。
【図１２】組電池の全体回路構成のハードウェアブロック構成についての説明図である。
【図１３】組電池を直列に接続した蓄電システムについての説明図である。
【図１４】半導体スイッチの破壊を防止する構成についての説明図である。
【図１５】図１４に示した二次電池装置の機能ブロック構成図の一例である。
【図１６】半導体スイッチの破壊を防止する制御についての説明をするためのフローチャートである。
【図１７】セル数を電流値により通信する二次元電池装置の変形例の構成についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、それに先立って、先ず、図１を用いて、内部短絡検知手段を有していない、一般的な二次電池装置１０００の構成及び制御の比較例について説明する。次に、図２、図３及び図４を用いて本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａを、また図４から図９を用いて本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂについて説明する。
また、同様の部材には共通の符号を用いた。
【００１２】
（比較例）
図１は、二次電池装置１０００のブロック構成図であり、一例として、電子機器２０００に装着された状態を示す。
二次電池装置１０００は、複数の二次電池を直並列に接続した組電池１００と、当該組電池１００を制御する組電池制御システム２００で構成される。
また、図１に示す二次電池装置１０００は、放電時には電子機器２０００の負荷３００に電源（電力）を供給し、充電時には充電電源４００からの電力で充電される。
【００１３】
組電池１００は、任意の直列数、並列数に二次電池（電池セル）を接続することで、構成される。なお、図１では、３直列３並列に接続した例を示しているが、組電池１００の構成はこれに限定されない。
組電池制御システム２００は、電圧検出部２１０、電流検出部２２０、充放電制御スイッチ２３０、制御部２４０で構成される。
【００１４】
電圧検出部２１０は、各並列段の電池セルを選択するマルチプレクサ２１１と、アナログ電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１２で構成され、各並列段の電池セルの電圧を検出する。
なお、各並列段の電池セルの電位は異なるため、Ａ／Ｄ変換器２１２で電圧を検出する上で、マルチプレクサ２１１にレベルシフト回路を実装する構成としてもよい。
また、Ａ／Ｄ変換器２１２は、制御部２４０に内蔵することもできる。
【００１５】
電流検出部２２０は、シャント抵抗又はホール素子等の磁気センサで構成され、組電池１００の充放電電流を検出する。
充放電スイッチ手段としての充放電制御スイッチ２３０は、充放電を停止するため、導通方向の異なる２つのＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）又はリレーで構成される。
【００１６】
制御部２４０は、マイクロコンピュータと、その周辺回路により構成され、電圧検出部２１０の検出結果から過充電、過放電等を、また電流検出部２２０の検出結果から過電流等を判定する。
制御部２４０は、過充電、過放電等を判定すると、充放電制御スイッチ２３０を制御することにより、充電又は放電を停止する。
なお、制御部２４０は、過充電、過放電等の判定を、設計段階において設定され、内部のメモリに記憶した閾値と比較することにより実行する。
また、制御部２４０は、電流検出部２２０の検出結果、即ち、電流値及び電流の方向から、二次電池装置１０００の充電中、放電中、また充放電停止中等の状態を確認（判定）する。即ち、制御部２４０は、状態判定手段として機能する。
【００１７】
（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａのハードウェアブロック構成図である。
二次電池装置１０００Ａは、複数の二次電池（電池セルＢＣＡ）を直並列に接続した組電池１００Ａと、当該組電池１００Ａを制御する組電池制御システム２００Ａで構成される。
二次電池装置１０００Ａは、内部短絡を検知する構成（手段）を組電池１００Ａ、組電池制御システム２００Ａの各々に備え、充放電の停止時に、電池セルＢＣＡに直列に接続されたセル電流検出部ＣＤＡに流れる電流を検出することで、内部短絡を検知する。
なお、二次電池装置１００Ａにおける充放電の停止状態は、制御部２４０Ａにより確認（判定）される。
【００１８】
組電池１００Ａは、内部短絡を検知する手段として、組電池１００Ａを構成する各電池セルＢＣＡ（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、・・・、１９Ａ）に対して、セル電流検出部ＣＤＡ（２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、・・・、２９Ａ）、マルチプレクサＭＰＸＡ（３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、・・・、３９Ａ）、通信部ＣＵＡ（４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、・・・、４９Ａ）を備える。
セル電流検出部ＣＤＡは、本発明のセル電流検出手段に対応し、シャント抵抗又は磁気センサで構成され、各電池セルＢＣＡの充放電電流を検出し、マルチプレクサＭＰＸＡに電流検出値をアナログ値として出力する。
マルチプレクサＭＰＸＡは、制御部２４０Ａにより、通信部ＣＵＡを介して、電流検出値の出力対象とする電池セルＢＣＡが指定されると、セル電流検出部ＣＤＡから入力された電流検出値をアナログ値として、組電池制御システム２００Ａに出力する。
通信部ＣＵＡは、制御部２４０Ａから、電流検出値を組電池制御システム２００Ａに出力する対象である電池セルＢＣＡであるか否かに関する情報を受信する（即ち、制御部２４０Ａは、電流検出値を出力する電池セルＢＣＡのいずれか（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、・・・、１９Ａ）を指定する）。
【００１９】
入力された電流検出値は、組電池制御システム２００Ａにおいて、マルチプレクサ２１１Ａにより選択され、Ａ／Ｄ変換器２１２Ａによりデジタル値として変換された後に、制御部２４０Ａに入力される。
なお、電流検出値の基準電位は各並列段のセルの負極電圧と同じであることから、マルチプレクサ２１１Ａは、図１の組電池制御システム２００と同じマルチプレクサ２１１の入力端子数を直列数分増やす構成でよい。
【００２０】
通信部ＣＵＡと制御部２４０Ａの通信は、並列段毎に通信部ＣＵＡの基準電位が異なるため、通信レベルシフト部２５０Ａを介して通信する。この場合、通信レベルシフト部２５０Ａを用いず、通信を絶縁する構成でもよい。
なお、二次電池装置１０００Ａにおいて、各電池セルＢＣＡにマルチプレクサＭＰＸＡ、通信部ＣＵＡを備えさせることなく、各々の電池セルＢＣＡの電流検出値の全てを、組電池制御システム２００Ａに入力する構成とすることもできる。
また、二次電池装置１０００Ａに関して、セル電流検出部ＣＤＡにＡ／Ｄ変換器２１２Ａを実装し、制御部２４０Ａに対して、電流検出値をデジタル値として送信する構成とすることもできる。
【００２１】
制御部２４０Ａは、電池セルＢＣＡに接続されたセル電流検出部ＣＤＡにおいて検出された電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、その検出された電流値が所定の閾値以上であることを確認すると、検知対象とされた電池セルＢＣＡにおいて内部短絡が発生しているものと判定する。即ち、制御部２４０Ａは、内部短絡判定手段として機能する。
なお、制御部２４０Ａは、内部短絡を検知（内部短絡の発生有無の判定）する上で、充放電の停止状態にあることを確認してから所定時間経過後に、セル電流検出部ＣＤＡにおいて検出された電流値を用いる。
これは、電池セルＢＣＡ間の電圧の均等化を図るためで、後述の図１１で説明する。
【００２２】
図３は、図２に示した二次電池装置１０００Ａの機能ブロック構成図である。
二次電池装置１０００は、通信手段２Ａ、２Ｂ、・・・と、セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・と、状態判定手段４と、内部短絡判定手段５と、充放電スイッチ手段６と、充電手段７と、を有する。セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・は、蓄電手段１Ａ、１Ｂ、・・・に接続されている。
【００２３】
通信手段２Ａ、２Ｂ、・・・は、内部短絡判定手段５の判定結果に基づいて、内部短絡が発生したと判定された蓄電手段としての電池セルの充放電を停止するように、充放電スイッチ手段６を制御する機能を有する手段である。通信手段２Ａ、２Ｂ、・・・は、図２の通信部ＣＵＡ（４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、・・・、４９Ａ）によって実現される。
【００２４】
セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・は、組電池を構成する電池セルの並列接続部分に流れる電流の電流値の変化を検出する機能を有する手段である。セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・は、図２のセル電流検出部ＣＤＡ（２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、・・・、２９Ａ）によって実現される。
【００２５】
状態判定手段４は、充放電の停止状態にあるか否かを判定する機能を有する手段である。状態判定手段４は、図２の制御部２４０Ａによって実現される。
内部短絡判定手段５は、状態判定手段４により充放電停止と判定されてから所定時間経過後に、内部短絡の検知対象とする電池セルに流入する電流値が所定の閾値以上である電池セルがあることを条件に、電池セルに内部短絡が発生したと判定する機能を有する手段である。内部短絡判定手段５は、図２の制御部２４０Ａによって実現される。
【００２６】
充放電スイッチ手段６は、組電池を構成する、各々の電池セルの充放電を停止する機能を有する手段であり、図２の充放電制御スイッチ２３０Ａによって実現される。
充電手段７は、組電池を充電する機能を有する手段であり、図１の充電電源４００によって実現される。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａにおける、内部短絡の検知方法について説明する図である。
なお、図４では、説明の便宜上、電池セルＢＣＡ（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、・・・、１９Ａ）とセル電流検出部ＣＤＡ（２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、・・・、２９Ａ）のみを図示している。
また、図４では、電池セル１１Ａに内部短絡が発生した場合を、例に採って説明する。
【００２８】
内部短絡の検知は前述のように充放電停止中に実施され、図４に示すように電池セル１１Ａに内部短絡が発生した場合、充放電停止中においても、電池セル１１Ａから内部短絡５１Ａに電流Ｉ１が放電される。
そして、この放電により、電池セル１１Ａの電圧が僅かに低下する。
【００２９】
ここで、電池セル１１Ａ、１２Ａ、及び１３Ａは同種の電池セルＢＣＡであり、かつ電池セル１２Ａ、電池セル１３Ａは電池セル１１Ａと並列に接続されている。そのため、電池セル１１Ａの電圧低下分を充電するために、電池セル１２Ａから電流Ｉ２、電池セル１３Ａから電流Ｉ３が放電され、電池セル１２Ａ、電池セル１３Ａの電圧の低下量も等しくなり、各電池セル１１Ａ、１２Ａ及び１３Ａの放電電流（即ち、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）も等しくなる。
なお、電流Ｉ１、電流Ｉ２、電流Ｉ３は電流の大きさを示すものである。
【００３０】
ここで、内部短絡の抵抗値をＲ１、電池セル１１Ａの電圧をＶ１とすると、内部短絡においてＩ１＋Ｉ２＋Ｉ３＝Ｖ１／Ｒ１が成立し、さらに、セル電流検出部２１Ａにおいて、Ｉ２＋Ｉ３（＝＋（Ｖ１／Ｒ１）×２／３）の電流が流れる。
この場合、セル電流検出部２１ＡにおいてＩ２＋Ｉ３の電流が検出され、制御部２４０Ａにおいて内部短絡が検知される。
なお、制御部２４０Ａは、Ｒ１以下の内部短絡を検知対象とするものとしている。
このように、制御部２４０Ａは、並列に接続される電池セルＢＣＡの数（即ち、並列接続数）をｍとして、抵抗値がＲ以下の内部短絡を検知する場合、セル電流検出部ＣＤＡのセルの充電方向（図４において、下方向を正とした場合）の電流値が（ｍ−１）／ｍ×Ｖ／Ｒ以上である場合に内部短絡を検知する。
【００３１】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂのハードウェアブロック構成図である。
本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａでは、セル電流検出部ＣＤＡが電池セルＢＣＡと直列に接続されていることから、セル電流検出部ＣＤＡにシャント抵抗を用いた場合、電池セルＢＣＡの充放電電流がシャント抵抗に流れ、シャント抵抗による損失が発生することとなる。
そこで、図５に示す本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂでは、セル電流検出部ＣＤＢ（２１Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ）を、電池セルＢＣＢ（１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、１６Ｂ）と並列に接続している。
このような構成にすることで、充放電時において、セル電流検出部ＣＤＢに流れる電流を、電池セルＢＣＢから流れる電流の約１％以下までに低減することができる。即ち、シャント抵抗による損失を大きく低減することができる。
なお、低電位セル（電池セル１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ）の−側の並列間、また高電位セル（電池セル１７Ｂ、１８Ｂ、１９Ｂ）の＋側の並列間には、電池セルＢＣＢの充放電電流が流れることから、セル電流検出部ＣＤＢを設けていない。
【００３２】
図６は、図５に示した二次電池装置１０００Ｂの機能ブロック構成図である。
二次電池装置１０００Ｂは、通信手段２Ａ、２Ｂ、・・・と、セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・と、状態判定手段４と、内部短絡判定手段５と、充放電スイッチ手段６と、充電手段７と、を有する。セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・は、蓄電手段１Ａ、１Ｂ、・・・に接続されている。
各手段については前述したため説明を省略する。
【００３３】
図７は、本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂにおける、内部短絡の検知方法について説明する図である。
なお、図７では、説明の便宜上、電池セルＢＣＢ（１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ・・・１９Ｂ）とセル電流検出部ＣＤＢ（２１Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ）のみを図示している。
また、図７では、電池セル１２Ｂに内部短絡が発生した場合を、例に採って説明する。
【００３４】
内部短絡の検知は、前述のように充放電停止中に実施され、図７に示すように電池セル１２Ｂに内部短絡が発生した場合、充放電停止中においても、電池セル１２Ｂから内部短絡５２Ｂに電流Ｉ５が放電される。
そして、この放電により、電池セル１２Ｂの電圧が僅かに低下する。
【００３５】
ここで、電池セル１１Ｂ、１２Ｂ、及び１３Ｂは同種の電池セルＢＣＢであり、かつ電池セル１１Ｂ、電池セル１３Ｂは電池セル１２Ｂと並列に接続されている。そのため、電池セル１２Ｂの電圧低下分を充電するために、電池セル１１Ｂから電流Ｉ４、電池セル１３Ｂから電流Ｉ６が放電され、電池セル１１Ｂ、電池セル１３Ｂの電圧の低下量も等しくなり、各電池セル１１Ｂ、１２Ｂ及び１３Ｂの放電電流（即ち、電流Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６）も等しくなる。
なお、電流Ｉ４、電流Ｉ５、電流Ｉ６は電流の大きさを示すものである。
【００３６】
また、内部短絡の抵抗値をＲ５、電池セル１２Ｂの電圧をＶ５とすると、内部短絡においてＩ４＋Ｉ５＋Ｉ６＝Ｖ５／Ｒ５が成立し、さらに、電池セル１２Ｂ以外の他の電池セル（ここでは、電池セル１１Ｂ、電池セル１３Ｂ）から内部短絡に対して流れる電流はＩ４＋Ｉ６（＝（Ｖ５／Ｒ５）×２／３）となる。
なお、二次電池装置１０００Ｂにおいて、セル電流検出部ＣＤＢは図７の左方向（本発明において、順方向という）を正として検出することから、セル電流検出部２１Ｂにおいて検出される電流Ｉ４は正の値として検出され、セル電流検出部２２Ｂにおいて検出される電流Ｉ６は負の値として検出される。
即ち、セル電流検出部２１Ｂにおいて＋Ｉ４（＝（Ｖ５／Ｒ５）×１／３）、セル電流検出部２２Ｂにおいて−Ｉ６（＝−（Ｖ５／Ｒ５）×１／３）として検出される。
【００３７】
そのため、制御部２４０Ｂは、電池セル１２Ｂの内部短絡を検知するにあたり、内部短絡の検知対象とする電池セル１２Ｂの＋側と電池セル１２Ｂの右方向（本発明において、逆方向という）側の電池セル１１Ｂの＋側の並列間に設置されたセル電流検出部２１Ｂの電流値から、内部短絡の検知対象とする電池セル１２Ｂの＋側と電池セル１２Ｂの順方向側の電池セル１３Ｂの＋側の並列間に設置されたセル電流検出部２２Ｂの電流値を差し引く処理（即ち、減算処理＋Ｉ４−（−Ｉ６））を実行する。
即ち、制御部２４０Ｂは、内部短絡の検知対象とする電池セル１２Ｂに流入する電流値を算出する算出手段として機能する。
【００３８】
制御部２４０Ｂは、減算処理を実行すると、その結果が閾値（＝（Ｖ５／Ｒ５）×２／３）以上になるか否かを判定し、閾値以上であれば、内部短絡として検知する。
このように、制御部２４０Ｂは、並列に接続される電池セルＢＣＢの数（即ち、並列接続数）をｍとして、抵抗値がＲ以下の内部短絡を検知する場合、セル電流検出部ＣＤＢから算出されるセルの充電方向の電流値が（ｍ−１）／ｍ×Ｖ／Ｒ以上である場合に内部短絡を検知する。
【００３９】
なお、制御部２４０Ｂは、充電方向の電流値を計算する上で、図７の電池セル１１Ｂ、１４Ｂ、及び１７Ｂ等、逆方向（図７の右方向）側に電池セルＢＣＢがない電池セルＢＣＢ（即ち、電池セル１１Ｂ、１４Ｂ、及び１７Ｂ）においては、逆方向側に電池セルＢＣＢを仮想的に接続し、その電池セルＢＣＢの＋側の並列間に設置されるセル電流検出部ＣＤＢの電流値を０として取り扱う。
他方、電池セル１３Ｂ、１６Ｂ、及び１９Ｂ等、順方向（図７の左方向）側に電池セルＢＣＢがない電池セルＢＣＢ（即ち、電池セル１３Ｂ、１６Ｂ、及び１９Ｂ）においては、順方向側に電池セルＢＣＢを仮想的に接続し、その電池セルＢＣＢの＋側の並列間に設置されるセル電流検出部ＣＤＢの電流値を０として取り扱う。
【００４０】
また、充電方向の電流値は、内部短絡の検知対象とする電池セルＢＣＢの＋側、−側のいずれか一方に設置されたセル電流検出部ＣＤＢの電流値から計算することができる。
但し、低電位セル（即ち、電池セル１１Ｂ、１２Ｂ、及び１３Ｂ）の内部短絡の検知においては、低電位セルの−側の並列間にセル電流検出部ＣＤＢが設置されていないことから、制御部２４０Ｂは、＋側の並列間に設置されたセル電流検出部ＣＤＢにおいて検出される電流値から充電方向の電流値を計算する。
他方、高電位セル（即ち、電池セル１７Ｂ、１８Ｂ、及び１９Ｂ）の内部短絡の検知においては、高電位セルの＋側の並列間にセル電流検出部ＣＤＢが設置されていないことから、制御部２４０Ｂは、−側の並列間に設置されたセル電流検出部ＣＤＢにおいて検出される電流値から充電方向の電流値を計算する。
【００４１】
図８は、内部短絡が発生した場合の、セル電流検出部ＣＤＢにおいて検出された電流値を示す図である。
図８では、図７に示す構成で、電池セル１２Ｂの＋、−端子間で１００Ωの内部短絡が発生した場合であって、かつ電池セル１２Ｂの電圧が３．７Ｖの場合の、各々のセル電流検出部２１Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、及び２５Ｂにおいて検出された電流値の結果を示している。
【００４２】
図７に示す構成において、電池セル１２Ｂの電圧が３．７Ｖであるため、電池セル１２Ｂ以外の他の電池セル（電池セル１１Ｂ、電池セル１３Ｂ）から、内部短絡に対して流れる電流は、約２４．６ｍＡとなる。
即ち、セル電流検出部２１Ｂにおいて約＋１２．３ｍＡの電流（電流Ｉ４）、またセル電流検出部２２Ｂにおいて約−１２．３ｍＡの電流（電流Ｉ６）が検出される。
【００４３】
実際、図８に示す検出結果（検出値）において、順方向（図７の左方向）を正として、セル電流検出部２１Ｂには約＋１２．３ｍＡの電流、またセル電流検出部２２Ｂには約−１２．３ｍＡの電流が流れていることを確認することができる。
この場合、制御部２４０Ｂは、前述のように、セル電流検出部２１Ｂの電流検出値からセル電流検出部２２Ｂの電流検出値を差し引く処理を実行し、その結果が約＋２４．６（＝２／３×３．７／１００）ｍＡ以上となるため、内部短絡が発生していると検知する。
【００４４】
以上、図２から図８において説明したように、本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａ及び実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂでは、電池セルＢＣ（ＢＣＡ、ＢＣＢ）が並列に接続された構成を含む組電池１００（１００Ａ、１００Ｂ）において、内部短絡が発生した場合に、その内部短絡が発生した電池セルＢＣを特定することができる。
そのため、内部短絡が発生した電池セルＢＣのみを遮断器を用いて遮断することで、二次電池装置１０００Ａ又は１０００Ｂに接続される電子機器の動作を継続させることができる。
【００４５】
（変形例）
図９は、本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂにおいて、各電池セルＢＣＢに充放電の遮断器ＢＵＢを追加したハードウェアブロック構成図である。
遮断器ＢＵＢは、本組電池の充放電スイッチ手段に対応し、ＦＥＴ、リレー、電流ヒューズ、温度ヒューズのいずれかにより実装することができる。
なお、図９に示す電池セル１３Ｂ、１６Ｂ、１７Ｂ、１８Ｂ、及び１９Ｂに関して、セル電流検出部ＣＤＢ（２３Ｂ、２６Ｂ、２７Ｂ、２８Ｂ、２９Ｂ）、マルチプレクサＭＰＸＢ（３３Ｂ、３６Ｂ、３７Ｂ、３８Ｂ、３９Ｂ）を使用することはないが、他のセルと同様の構成として示している。
また、本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａでは、各電池セルＢＣＡのセル電流検出部ＣＤＡに充放電の遮断器ＢＵＡを実装することができる。
【００４６】
図９に示すように、通信部ＣＵＢ（４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ・・・４９Ｂ）と遮断器ＢＵＢ（６１Ｂ、６２Ｂ、６３Ｂ・・・６９Ｂ）は、通信（制御）が可能な状態で接続される。
また、通信部ＣＵＢは、制御部２４０Ｂとも通信可能に接続され、制御部２４０Ｂにおける内部短絡の検知処理の判定結果に関する情報を受信し、当該判定結果に基づいて、内部短絡が発生したと判定された電池セルの充放電を遮断するように、その電池セルＢＣＢに接続される遮断器ＢＵＢを制御する。
【００４７】
図１０は、図９に示した二次電池装置１０００Ｂの機能ブロック図である。
二次電池装置１０００Ｂは、通信手段２Ａ、２Ｂ、・・・と、セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・と、状態判定手段４と、内部短絡判定手段５と、充放電スイッチ手段６と、充電手段７と、充放電スイッチ手段８Ａ、８Ｂ、・・・と、を有する。セル電流検出手段３Ａ、３Ｂ、・・・は、蓄電手段１Ａ、１Ｂ、・・・に接続されている。
充放電スイッチ手段８Ａ、８Ｂ、・・・は、組電池を構成する、各々の電池セルの充放電を遮断する機能を有する手段であり、図９の遮蔽器ＢＵＢ（６１Ｂ、６２Ｂ、６３Ｂ、・・・、６９Ｂ）によって実現される。
【００４８】
図１１は、本発明の実施形態１に係る二次電池装置１０００Ａの内部短絡を検知する処理の手順を示すフロー図である。
なお、本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂの内部短絡を検知する処理の手順も、図１１に示す処理の手順と同様の手順となる。
【００４９】
内部短絡の検知に関する処理が開始されると、二次電池装置１０００Ａは、充放電が停止状態にあるか否かを判定する（Ｓ１０１）。
二次電池装置１０００Ａは、充放電が停止状態にあることを確認すると（Ｓ１０１ Ｙｅｓ）、その確認が取れた時点から、所定の時間が経過しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。
そして、所定の時間が経過していることを確認すると（Ｓ１０２ Ｙｅｓ）、二次電池装置１０００Ａは、セル電流検出部ＣＤＡにおいて、電流検出値の読み取りを開始する（Ｓ１０３）。
【００５０】
ここで、ステップＳ１０３の処理を開始する前に、所定の時間を経過させているのは、電池セルＢＣＡの並列接続部分に流れる電流を十分に小さくし、電池セルＢＣＡ間の電圧の均等化を図るためである。
各電池セルＢＣＡの電圧は、充放電を停止すると程無く開放電圧に戻るが、充放電を停止した直後では均等化されていない。
【００５１】
そこで、二次電池装置１０００Ａでは、並列に接続された各電池セルＢＣＡの容量及び内部インピーダンスのばらつきに応じて、電池セルＢＣＡの並列接続部分に流れる電流により、電池セルＢＣＡ間の電圧が均等化されるまで、所定の時間を経過させている。
なお、所定の時間は、電池セルＢＣＡの構成によっても異なるが、おおよそ１分から１５分程度で設定される。
また、ステップＳ１０３における処理は、各々のセル電流検出部ＣＤＡに対して実行され、制御部２４０Ａにより選択されたセル電流検出部ＣＤＡの電流検出値をＡ／Ｄ変換器２１２Ａで読み取ることにより実行される。
【００５２】
二次電池装置１０００Ａは、セル電流検出部ＣＤＡの電流検出値を読み取ると（Ｓ１０３）、制御部２４０Ａにより、セルの充電方向を正とした場合の電流値が所定の閾値以上にあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。
なお、ステップＳ１０４の処理に関して、本発明の実施形態２に係る二次電池装置１０００Ｂでは、制御部２４０Ｂにより、ステップＳ１０３において読み取られた電流検出値から電池セルＢＣＢの充電方向の電流値を算出し、その電流値が所定の閾値以上にあるか否かを判定する。
【００５３】
ステップＳ１０４の判定の結果、電流値が所定の閾値以上であると判定すると（Ｓ１０４ Ｙｅｓ）、二次電池装置１０００Ａは、内部短絡が発生しているものと判定する（Ｓ１０５）。
また、ステップＳ１０４の判定の結果、電流値が所定の閾値未満であると判定すると（Ｓ１０４ Ｎｏ）、二次電池装置１０００Ａは、内部短絡が発生しておらず、正常な状態にあると判定する（Ｓ１０６）。
【００５４】
なお、ステップＳ１０４からステップＳ１０６までの処理も、ステップＳ１０３と同様に、各々のセル電流検出部ＣＤＡの電流検出値に対して実行される。
また、図７において前述したように、ステップＳ１０５において内部短絡が確認された電池セルＢＣＡに関して、遮断器ＢＵＡを用いて遮断することもできる。
【００５５】
以上、説明したように、本発明の二次電池装置によれば、複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池において、その組電池を構成する二次電池に内部短絡が発生した場合に、内部短絡が発生した電池セルを特定することができる。
また、その特定された電池セルのみを遮断器を用いて遮断することで、二次電池装置に接続される電子機器の動作を継続させることができる。
【００５６】
ところで、二次電池や大容量キャパシタ等の電池セルによる蓄電システムでは、電池セルを過電圧や低電圧から保護するため、以下の方法が用いられている。それは、電池セルの直列端に充放電制御用のＦＥＴを設け、個別の電池セルの電圧が過電圧規定値以上もしくは低電圧規定値以下の場合にＦＥＴをオフする構成であり、既に知られている。
【００５７】
しかし、今までの組電池では、電池セルを直列接続して蓄電システムを構築する場合、半導体スイッチの耐圧を超える電圧が印加されて半導体スイッチが破壊されるという問題があった。
【００５８】
そこで、この問題を解決すべく種々の提案がなされた（例えば、特許文献３参照）。
特許文献３には、電池セルの過電圧もしくは過充電を防止する目的で、電池セルの直列端に充放電制御用のＦＥＴを設け、個別の電池セルの電圧が過電圧規定値以上もしくは低電圧規定値以下となった場合にＦＥＴをオフする構成が開示されている。
【００５９】
しかしながら、電池セルを直列接続して蓄電システムを構築する場合に、半導体スイッチの耐圧を超える電圧が印加されて半導体スイッチが破壊されるという問題は解消できていない。
【００６０】
そこで、複数の電池セルの少なくとも一部が並列に接続された組電池における破壊を防止することを目的とする二次電池装置について述べる。
【００６１】
（実施形態３）
[ハードウェアブロック構成]
図１２は、組電池の全体回路構成のハードウェアブロック構成についての説明図である。
組電池１は、電池やキャパシタ等の電池セル２、制御部３、及び充放電スイッチ４を有する。電池セル２は、単一または直列並列に配列して接続して構成される。充放電スイッチ４は組電池の外部接続端に直列に接続され、ＦＥＴからなる２個の半導体スイッチで構成される。制御部３は、電池セルの電圧監視端子５と半導体スイッチ制御端子６とを有し、所定以上の電圧の場合に過充電異常を、所定以下の電圧の場合に過放電異常を判断し、異常判断時に半導体スイッチをオフして組電池の充電または放電を遮断する。
【００６２】
ここで、充放電スイッチ４は２個のＦＥＴからなるのは、ＦＥＴのボディダイオードを考慮したものである。つまり、充電及び放電の押す方向の電流を遮断する必要があるが、１個のＦＥＴだけではボディダイオードに流れる方向が遮断できないため、２個のＦＥＴをドレイン−ソースが互いに逆方向になるように接続される。
尚、ドレイン−ソース双方向に電流を流すため、ＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタは用いない。
【００６３】
図１３は、組電池を直列に接続した蓄電システムについての説明図である。
組電池を直列に接続することで所望の電圧の蓄電システム１０を構築することができる。蓄電システム１０は、モバイルコンピュータ、電動工具、電動自動車等様々な用途に利用され、用途により所望の電圧値、すなわち電池セルの直列数が異なる。しかし蓄電システム１０は共通の組電池を使用することにより蓄電システムの低コスト化が実現できる。
【００６４】
蓄電システム１０は、充電器１１と負荷１２とに接続される。
充放電スイッチ４を有する組電池を直列に接続する場合に、充放電スイッチ４の耐圧以上の数を直列に接続すると、充放電スイッチ４の過電圧破壊が発生してしまう。
例えば図のように、電圧が８Ｖ、充放電スイッチ４の耐圧が３０Ｖの組電池を４個接続した場合、組電池１ｃがセル電圧異常を検知すると組電池１ｃの充放電スイッチ４はオフに制御される。この場合、組電池１ｃの充放電スイッチには３２Ｖが印加され耐圧超過により破壊されてしまう。
【００６５】
図１４は、半導体スイッチの破壊を防止する構成についての説明図である。
組電池２１は、制御部２２、電池セル２、及び充放電スイッチ４を有する。制御部２１は、電圧監視端子５、半導体スイッチ制御端子６、通信端子２３、２４、通信スイッチ制御端子２５を有する。通信端子は、通信スイッチ２６を介して上下の制御部と直列接続数のデータを通信する。通信スイッチ２６は、ＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成され、充放電スイッチ４がオフのときに通信スイッチ２６もオフになるように制御することで、通信経路を介した組電池の接続を遮断し、組電池の充放電を確実に遮断する。
【００６６】
直列接続数の通信は直列接続された組電池間の通信のため、電圧レベルシフト回路を用いたシリアル通信または、光結合、磁気結合による電気的絶縁シリアル通信で行う。尚、電気的絶縁シリアル通信で構成する場合に通信スイッチ２６は不要となる。
【００６７】
[機能ブロック構成]
図１５は、図１４に示した二次電池装置の機能ブロック構成図の一例である。
二次電池装置は、接続手段７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、…、充放電スイッチ手段７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、…、制御手段７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、…、及び判断手段７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、…を有する。
【００６８】
組電池は、電池セルとしての蓄電手段１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、…を単一もしくは直列並列に接続した電池である。
【００６９】
接続手段７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、…は、最も低電位の電池セルから順に充放電スイッチ手段７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、…をオンオフする手段であり、図１４の充放電スイッチ手段４によって実現される。
充放電スイッチ手段７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、…は、電池セル接続を遮断する機能を有する手段であり、図１４の通信スイッチ２６によって実現される。
制御手段７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、…は、組電池間で直列接続数を通信し、充放電スイッチＳＳＤ手段７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、…を制御する機能を有する手段であり、図１４の制御部２２によって実現される。
判断手段７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、…は、接続手段の制御の際に組電池間で直列接続数を通信し、直列接続数が接続手段の耐圧以下である所定の数であるか否かを判断する機能を有する手段であり、図１４の制御部２２によって実現される。
【００７０】
＜動作＞
図１６は、半導体スイッチの破壊を防止する制御についての説明をするためのフローチャートである。
【００７１】
ステップＳ１
蓄電システムの構築時、充放電スイッチ４と通信スイッチ２６とはオフ状態であり各組電池は接続される。
【００７２】
ステップＳ２
最も低電位の組電池２１ａは、充放電スイッチ４と通信スイッチ２６とをオンに制御する。尚、組電池２１ａの制御部は通信端子２３が電池セルの負極と接続されることで、最も低電位と認識する。
【００７３】
ステップＳ３
通信スイッチ２６をオンにすることで、正極側に接続された組電池Ｙと通信を実施する。
最も低電位の組電池から該当組電池までの直列接続数を正極側に接続された組電池Ｙに通信する。
【００７４】
ステップＳ５
組電池は、予め直列接続可能な組電池数がメモリに記憶されている。接続可能な組電池数は、充放電スイッチ４の耐圧以下である必要があり、電圧が８Ｖ、充放電スイッチ４の耐圧が３０Ｖの組電池の場合は３個以下となる。
組電池Ｙは、組電池Ｙまでの直列接続数が規定の直列数未満の場合は充放電スイッチ４と通信スイッチ２６とをオンに制御する。
【００７５】
ステップＳ６
組電池Ｙが最も高電位の組電池となるまでステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。
組電池Ｙが最も高電位の組電池の場合は全てのスイッチがオンとなり電池システムの起動が完了する。蓄電システムの直列電圧は充放電スイッチ４の耐圧以下であり、充放電スイッチ４の過電圧破壊は発生しない。
尚、組電池２１ｄの制御部は通信端子２４が電池セルの正極と接続されることで、最も高電位と認識する。
【００７６】
ステップＳ７
組電池Ｙは、組電池Ｙまでの直列接続数が規定の直列数であり、組電池Ｙが最も高電位の組電池の場合は充放電スイッチ４と通信スイッチ２６とをオンに制御し、電池システムの起動が完了する。蓄電システムの直列電圧は充放電スイッチ４の耐圧以下であり、充放電スイッチ４の過電圧破壊は発生しない。
【００７７】
組電池Ｙは、組電池Ｙまでの直列接続数が規定の直列数であり、組電池Ｙが最も高電位の組電池ではない場合、組電池Ｙの充放電スイッチ４と通信スイッチ２６とをオフのまま起動を終了する。このとき充放電スイッチ４がオフのため電池システムは動作しない。また組電池Ｙの充放電スイッチ４には直列規定数の電圧が印加されており、充放電スイッチ４の耐圧以下であるため過電圧破壊は発生しない。
【００７８】
以上は、最も低電位の組電池から順に充放電スイッチ４をオンする構成について記載したが、同様に最も高電位の組電池から順に充放電スイッチ４をオンする構成でも良い。
【００７９】
[変形例]
図１７は、セル数を電流値により通信する二次元電池装置の変形例の構成についての説明図である。
【００８０】
組電池３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの制御部３２は、端子３３から流れ出る電流を電圧に変換する抵抗２５と、抵抗２５の電圧を取り出す差動アンプ３６と、差動アンプ３６の出力から抵抗２５に流れる電流と等しい電流を取り出す電流電圧変換回路３７と、電流値Ｉの定電流源３８と、ＶＩ変換器３７と定電流源３８との電流の和を通信端子３４からシンクするカレントミラー回路３９と、直列接続可能数に応じた基準電圧源４０と、差動アンプ３６の出力と基準電圧源４０を比較する比較器４１と、比較器４１の出力からスイッチを制御するスイッチ制御部４２で構成される。
【００８１】
通信端子３３、３４に直列接続数に応じた電流値を流すことで、直列接続数のデータを通信する。
【００８２】
ここで、定電流源３８、ＶＩ変換器３７、及びカレントミラー回路３９で直列数に比例した電流を流す回路を構成する。定電流源３８は一定の電流Ｉを出力する。ＶＩ変換器３７は、入力された電圧（３１ｃでは２ＲＩ）と同じ電流を出力する。
即ち、電流値で直列数が直列接続可能数以下であることを判断できる。
尚、これら定電流源３８、ＶＩ変換器３７、及びカレントミラー回路３９が無い場合には、レベルシフト又は絶縁によるシリアル通信部とメモリ部とが必要になる。
【００８３】
また、スイッチ制御部４２は、比較器４１からの出力が、直列数＞直列接続可能数（Ｖｒｅｆ）の論理の時に、両ＦＥＴのゲート及び充放電スイッチに所定の電圧を印加して導通させる。スイッチ制御部４２は、増幅機能は有せず、入力される比較器４１の論理を判断して両ＦＥＴのゲート及び充放電スイッチに所定の電圧を印加する。
【００８４】
組電池３１ｃについて具体的に説明する。
組電池３１ｂの通信端子３４は直列数２に応じた電流値２Ｉを引き込む。
従って、組電池３１ｃの端子３３から電流値２Ｉが流れ、抵抗３５には両端電圧２ＲＩが発生する。
差動アンプ３６は、抵抗３５の両端電圧を出力するため、出力電圧は２ＲＩとなる。
電流電圧変換回路３７は差動アンプ３６の出力電圧２ＲＩから、電流２Ｉを出力する。これと定電流源３８の電流の和３Ｉがカレントミラー回路に入力される。
【００８５】
従って、端子３４からはカレントミラー回路により電流３Ｉが引き込まれる。このようにして、直列接続数に応じた電流値を通信することができる。
また、基準電圧源４０は直列接続可能数が３の場合３ＲＩ未満に設定する。基準電圧源４０と差動アンプ出力３６を比較器４１で比較し、直列数が直列接続可能数に満たない場合にスイッチ制御部により充放電スイッチ４をオンする。
【００８６】
尚、最高電位の組電池は、一つ低電位の組電池の充放電スイッチがオンになると、比較器の出力に関わらず充放電スイッチをオンする（回路がオン状態になる。）。一つ低電位の組電池の充放電スイッチは直列接続可能数より小さいときにオンするため、最高電位の組電池は直列接続可能数と等しいか、小さい直列数となる。
【００８７】
以上のセル数を電流値により通信する構成により、シリアル通信部及びメモリ部が不要となり、より低コストの蓄電システムを構成することができる。
【００８８】
以上説明したように、組電池の直列接続数を検知し、規定数以下であれば半導体スイッチをオンするので、組電池を直列に接続する蓄電システムにおいて、半導体スイッチの過電圧破壊を防止することができる。
【００８９】
要するに、組電池は蓄電システムの起動時に低電位側から順に半導体スイッチをオンにして導通する。半導体スイッチをオンする制御において、低電位側に接続された直列接続数を検知し、規定数以下であれば半導体スイッチをオンする。
【００９０】
また、組電池間の直列接続数の通信を電気的絶縁のシリアル通信で実施する場合、通信のスイッチが不要になり低コストの蓄電システムを構成することができる。
【００９１】
さらに、組電池間の直列接続数の通信を電流値で通信する場合、シリアル通信、メモリが不要になり低コストの蓄電システムを構成することができる。
【符号の説明】
【００９２】
ＢＣＡ（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ・・・１９Ａ）    電池セル
ＣＤＡ（２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ・・・２９Ａ）    セル電流検出部
ＭＰＸＡ（３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ・・・３９Ａ）    マルチプレクサ
ＣＵＡ（４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ・・・４９Ａ）    通信部
１００Ａ    組電池
２００Ａ    組電池制御システム
２１１Ａ    マルチプレクサ
２１２Ａ    Ａ／Ｄ変換器
２２０Ａ    電流検出部
２３０Ａ    充放電制御スイッチ
２４０Ａ    制御部
２５０Ａ    通信レベルシフト部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２０１０−１８１２６２号公報
【特許文献２】ＵＳ２０１４／０２６６２２９Ａ１
【特許文献３】特開２００３−１８９４８０号公報
【図１】
2016207646.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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