(57)【要約】【課題】充電の初期段階で内部短絡を検出する。【解決手段】電池セル１１のセル電圧および充電電流を測定し、このセル電圧および充電電流と、メモリ４に記憶された内部インピーダンス値に基づき、電池セル１１の開路電圧値を算出する。そして、算出した開路電圧値と、メモリ４に記憶された最大開路電圧値とを比較する。比較の結果、算出した開路電圧値が最大開路電圧値よりも大きい場合には、算出した開路電圧値を最大開路電圧値としてメモリ４に記憶させる。次に、算出した開路電圧値に測定誤差を吸収するためのマージンαを加算した値と、最大開路電圧値とを比較する。比較の結果、最大開路電圧値が、算出した開路電圧値にマージンαを加算した値よりも大きい場合には、電池セル１１において内部短絡が発生したと判断する。【選択図】図４
2009133676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パックにおいて、
上記電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶する記憶部と、
上記電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、該セル電圧、充電電流および上記記憶部に記憶された上記内部インピーダンスに基づき上記電池セルの開路電圧を算出する制御部と
を有し、
上記制御部は、
上記最大開路電圧と上記算出した上記開路電圧とを比較し、上記最大開路電圧が上記算出した開路電圧よりも大きい場合には、上記電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
上記制御部は、
上記算出した開路電圧と上記記憶部に記憶された最大開路電圧とを比較し、上記算出した開路電圧が上記最大開路電圧よりも大きい場合に、上記算出した開路電圧を最大開路電圧として上記記憶部に記憶された最大開路電圧を更新する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
上記電池セルの充電を制御する充電制御ＦＥＴと、
上記電池セルの放電を制御する放電制御ＦＥＴと
をさらに有し、
上記制御部は、
上記電池セルの内部短絡を検出した場合に、上記充電制御ＦＥＴおよび／または上記放電制御ＦＥＴを制御して上記電池セルに対する充電または充放電を制御する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
上記外部の機器と通信を行う通信端子をさらに有し、
上記制御部は、
上記電池セルの内部短絡を検出した場合に、上記通信端子を介して上記電池セルに対する充電または充放電を停止するための信号を上記外部の機器に対して送信する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
上記制御部は、
充電を開始する際に、上記記憶部に記憶された最大開路電圧を初期化する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
上記制御部は、
上記充電電流が変動した際に、上記充電電流の変動量および上記セル電圧の変動量に基づき内部インピーダンスを算出し、
上記記憶部に予め記憶された内部インピーダンスを上記算出した内部インピーダンスに更新する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項７】
外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パックの充放電方法において、
上記電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶部に記憶するステップと、
上記電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、該セル電圧、充電電流および上記記憶部に記憶された上記内部インピーダンスに基づき上記電池セルの開路電圧を算出する制御ステップと
を有し、
上記制御ステップは、
上記最大開路電圧と上記算出した上記開路電圧とを比較し、上記最大開路電圧が上記算出した開路電圧よりも大きい場合には、上記電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断する
ことを特徴とする電池パックの充放電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池セルの内部短絡を検出する電池パックおよび電池パックの充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型ＰＣ（Personal Computer）や携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯型電子機器では、その電源としてリチウムイオン二次電池などを用いた電池パックが広く使用されている。このような電池パックでは、通常、電池セルの電圧や充放電電流、積算容量などの監視を行い、過充電や過放電、電池セルの内部短絡といった電池パックに対する異常を検出するようにされている。
【０００３】
例えば、電池セルに内部短絡が発生した場合には、短絡電流によって電池セルが発熱し、危険な状態となるおそれがある。そのため、内部短絡を検出した場合には、電池セルに対する充放電を停止する必要がある。
【０００４】
内部短絡を検出する方法としては、従来から様々な方法が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、電池セルの電圧が第１の電圧から第２の電圧に達するまで充電するのに要する電気量を測定する電気量積算回路によって得られた積算電気量と、電気量記憶回路に予め記憶された基準電気量とを比較し、積算電気量が基準電気量よりも大きい場合に電池セルに内部短絡が発生していることを検出する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電池パックは、例えば、電池パックの環境温度が変化すると、その充電容量（すなわち、積算電気量）が変化するという温度特性を有している。上述の特許文献１に記載の方法では、充電中の特定の電圧範囲における充電容量に基づいて電池セルが内部短絡しているか否かを判断するようにしているため、この方法を用いて内部短絡を正確に検出する場合には、温度補正係数などを用いて充電容量を補正する必要がある。
【０００７】
しかしながら、電池パックの充放電を繰り返すことによって電池セルが劣化した場合には、電池セルの温度特性が初期状態から変化してしまう。そのため、温度補正係数を用いて充電容量を補正しても、補正の精度が悪化してしまい充電容量を正確に算出することができずに誤検出が発生してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載の方法では、電池セルの電圧が第１の電圧から第２の電圧に達するまで充電した場合の充電容量を用いて内部短絡を検出するようにしているため、電池セルの電圧が所定の電圧に達するまで充電を行う必要があり、内部短絡の検出に時間を要するという問題点があった。
【０００９】
したがって、この発明の目的は、長時間充電を行うことなく、充電の初期段階で内部短絡を検出することができる電池パックおよび充放電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パックにおいて、
電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶する記憶部と、
電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、セル電圧、充電電流および記憶部に記憶された内部インピーダンスに基づき電池セルの開路電圧を算出する制御部と
を有し、
制御部は、
最大開路電圧と算出した開路電圧とを比較し、最大開路電圧が算出した開路電圧よりも大きい場合には、電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断する
ことを特徴とする電池パックである。
【００１１】
第１の発明において、制御部は、
算出した開路電圧と記憶部に記憶された最大開路電圧とを比較し、算出した開路電圧が最大開路電圧よりも大きい場合に、算出した開路電圧を最大開路電圧として記憶部に記憶された最大開路電圧を更新すると好ましい。
【００１２】
また、第１の発明において、電池セルの充電を制御する充電制御ＦＥＴと、
電池セルの放電を制御する放電制御ＦＥＴと
をさらに有し、
制御部は、
電池セルの内部短絡を検出した場合に、充電制御ＦＥＴおよび／または放電制御ＦＥＴを制御して電池セルに対する充電または充放電を制御すると好ましい。
【００１３】
また、第１の発明において、外部の機器と通信を行う通信端子をさらに有し、
制御部は、
電池セルの内部短絡を検出した場合に、通信端子を介して電池セルに対する充電または充放電を停止するための信号を外部の機器に対して送信すると好ましい。
【００１４】
また、第１の発明において、制御部は、
充電を開始する際に、記憶部に記憶された最大開路電圧を初期化すると好ましい。
【００１５】
また、第１の発明において、制御部は、
充電電流が変動した際に、充電電流の変動量およびセル電圧の変動量に基づき内部インピーダンスを算出し、記憶部に予め記憶された内部インピーダンスを算出した内部インピーダンスに更新すると好ましい。
【００１６】
第２の発明は、外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パックの充放電方法において、
電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶部に記憶するステップと、
電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、セル電圧、充電電流および記憶部に記憶された内部インピーダンスに基づき電池セルの開路電圧を算出する制御ステップと
を有し、
制御ステップは、
最大開路電圧と算出した開路電圧とを比較し、最大開路電圧が算出した開路電圧よりも大きい場合には、電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断する
ことを特徴とする電池パックの充放電方法である。
【００１７】
上述したように、第１および第２の発明では、電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶部に記憶するステップと、電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、セル電圧、充電電流および記憶部に記憶された内部インピーダンスに基づき電池セルの開路電圧を算出する制御ステップとを有し、制御ステップは、最大開路電圧と算出した開路電圧とを比較し、最大開路電圧が算出した開路電圧よりも大きい場合には、電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断するようにしているため、算出した開路電圧が最大開路電圧よりも小さくなった段階で、電池セルの内部短絡を検出できる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、電池セルの最大開路電圧とその時点で算出した開路電圧とに基づき電池セルの内部短絡を検出するようにしているため、電池セルが所定の電圧に達するまで充電することなく、充電の初期段階で内部短絡を検出することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明の最良の形態を説明するが、開示される発明と実施の一形態との対応関係を例示すると、次のようになる。
【００２０】
請求項１に記載の電池パックは、外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パック（例えば、図１の電池パック１）において、上記電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶する記憶部（例えば、図１のメモリ４）と、上記電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、該セル電圧、充電電流および上記記憶部に記憶された上記内部インピーダンスに基づき上記電池セルの開路電圧を算出する制御部（例えば、図１のＭＰＵ３）とを有し、上記制御部は、上記最大開路電圧と上記算出した上記開路電圧とを比較（例えば、図４のステップＳ５）し、上記最大開路電圧が上記算出した開路電圧よりも大きい場合には、上記電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断することを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の充放電方法は、外部の機器に接続され、電池セルの充放電を行う電池パックの充放電方法において、上記電池セルの内部インピーダンスおよび開路電圧の最大値を示す最大開路電圧を記憶部に記憶するステップと、上記電池セルのセル電圧および充電電流を測定し、該セル電圧、充電電流および上記記憶部に記憶された上記内部インピーダンスに基づき上記電池セルの開路電圧を算出する制御ステップ（例えば、図４のステップＳ２）とを有し、上記制御ステップは、上記最大開路電圧と上記算出した上記開路電圧とを比較（例えば、図４のステップＳ５）し、上記最大開路電圧が上記算出した開路電圧よりも大きい場合には、上記電池セルにおいて内部短絡が発生していると判断することを特徴とする。
【００２２】
以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の一形態による電池パック１の一例の構成を示すブロック図である。電池パック１は、組電池２、制御部としてのＭＰＵ（Micro Processing Unit）３、記憶部としてのメモリ４、スイッチ回路５、遮断回路６、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）７、電流検出抵抗８を備え、正極端子９および負極端子１０がそれぞれ外部の電子機器や充電器の正極端子および負極端子に接続され、組電池２に対する充放電が行われる。
【００２３】
組電池２は、リチウムイオン二次電池等の二次電池であり、複数の電池セルを直列および／または並列接続した組電池である。この例では、２個の電池セル１１ａおよび１１ｂ（以下、特に区別する必要がない場合には、単に電池セル１１と適宜称する）が直列に接続された場合について説明する。
【００２４】
ＭＰＵ３は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に予め格納されたプログラムに従い、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）をワークメモリとして各部を制御する。ＭＰＵ３は、電池セル１１ａおよび１１ｂの電圧を所定時間毎に測定するとともに、電流検出抵抗６を流れる電流の大きさおよび向きを所定時間毎に測定する。
【００２５】
ＭＰＵ３は、測定した電圧値および電流値に基づきスイッチ回路５を制御する。電池セル１１ａおよび１１ｂのうち、いずれかの電池セルの電圧が過充電検出電圧になったときや、いずれかの電池セルの電圧が過放電検出電圧以下になったときにスイッチ回路５をＯＦＦすることにより、過充電や過放電を防止する。ここで、リチウムイオン電池の場合、電池セル１個につき過充電検出電圧が例えば４．２Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．５Ｖ±０．１Ｖと定められる。なお、スイッチ回路５の詳細については後述する。
【００２６】
また、ＭＰＵ３は、測定した電圧値に基づき遮断回路６制御する。ＭＰＵ３は、いずれかの電池セルの電圧が過充電検出電圧以上となった場合に、ＦＥＴ７に対して制御信号を供給してＦＥＴ７をＯＮとし、遮断回路６に電流を流すことによって組電池２の充放電電流を遮断する。
【００２７】
さらに、ＭＰＵ３は、各電池セル１１の開路電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage）を算出し、算出した開路電圧に基づき電池セル１１の内部短絡の検出処理を行う。そして、算出した開路電圧をメモリ４に記憶させる。なお、内部短絡検出処理の詳細については後述する。
【００２８】
さらにまた、ＭＰＵ３は、通信端子としてのクロック端子１４およびデータ端子１５を備え、外部の電子機器に設けられた通信端子と接続することにより、外部電子機器との通信を行うことができるようにされている。電池パック１と外部の電子機器との通信の際に用いられる通信方式としては、例えばＳＭＢｕｓ（System Management Bus）を用いることができる。例えば、内部短絡検出処理の結果、電池セル１１に内部短絡が発生したと判断した場合、ＭＰＵ３は、クロック端子１４およびデータ端子１５を介して、充電器などの外部の機器に対して充電を停止するための充電停止信号を送信する。
【００２９】
メモリ４は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリであり、ＭＰＵ３による電池セル１１の内部短絡検出処理の際に算出された開路電圧を記憶する。また、メモリ４には、例えば、製造工程の段階で測定された各電池セル１１の内部インピーダンス値が予め記憶されている。なお、メモリ４は、この例に限らず、例えばＭＰＵ３の内部に設けられるようにしてもよい。
【００３０】
スイッチ回路５は、充電制御ＦＥＴ１２ａ、放電制御ＦＥＴ１２ｂ、寄生ダイオード１３ａおよび１３ｂを備え、ＭＰＵ３によって制御される。充電制御ＦＥＴ１２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦとなり、組電池２の電流経路に充電電流が流れないように、ＭＰＵ３によって制御される。なお、充電制御ＦＥＴ１２ａのＯＦＦ後は、寄生ダイオード１３ａを介することによって放電のみが可能となる。放電制御ＦＥＴ１２ｂは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦとなり、組電池２の電流経路に放電電流が流れないように、ＭＰＵ３によって制御される。なお、放電制御ＦＥＴ１２ｂのＯＦＦ後は、寄生ダイオード１３ｂを介することによって充電のみが可能となる。
【００３１】
遮断回路６は、例えばヒータ抵抗を内蔵したヒューズ素子であり、過電流が流れた場合に、自らを流れる過電流のジュール熱によって溶断し、組電池２の電流経路を遮断する。また、組電池２のいずれかの電池セル１１ａまたは１１ｂの電圧が過充電検出電圧以上となった場合にＦＥＴ７がＯＮとなりヒータ抵抗に電流が流れ、この電流によってヒータ抵抗が発熱してヒューズが溶断するようにされている。
【００３２】
次に、電池セル１１の内部短絡の検出方法について説明する。この発明の実施の一形態では、電池セル１１の内部インピーダンス値に基づき、充電中の開路電圧を算出し、算出された開路電圧が充電中に下降しているか否かを検出することにより、電池セル１１の内部短絡を検出するようにしている。
【００３３】
電池セル１１の充電方式としては、例えば、図２に示すように、定電流充電と定電圧充電とを組合せたＣＣＣＶ(Constant Current Constant Voltage；定電流定電圧)充電方式が用いられる。ＣＣＣＶ充電方式では、電池セル１１の電圧が所定の電圧に達するまでは定電流で充電し（定電流充電領域）、所定の電圧に達した後は定電圧で充電する（定電圧充電領域）。そして、充電電流が略０［Ａ］に収束した時点で充電が終了となる。
【００３４】
通常、電池セル１１の内部短絡が発生していない場合、充電中における電池セル１１の電圧（以下、セル電圧と適宜称する）は、充電が進むにつれて上昇する。一方、電池セル１１の内部短絡が発生した場合には、短絡によって電池セル１１に充電された電気が放電されてしまうため、セル電圧が下降してしまう。
【００３５】
ところで、充電中に測定されたセル電圧は、電池セル１１に対して電流が流れている場合の電池電圧、すなわち閉路電圧（ＣＣＶ；Closed Circuit Voltage）である。閉路電圧であるセル電圧は、電池セル１１そのものの電池電圧に加えて、内部インピーダンスによる電圧上昇分を含んでいる。そのため、例えば、充電中に充電電流が変動すると、内部インピーダンスによる電圧上昇分が変動し、セル電圧も変動してしまう。したがって、セル電圧の変動が、充電電流の変動によるものなのか、または、電池セルの内部短絡が発生したことによるものなのかを判断することができない。
【００３６】
そこで、この発明の実施の一形態では、電池セル１１の内部短絡を検出する際に、電池セル１１の開路電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage）を用いるようにした。開路電圧は、電池セル１１に電流が流れていない場合のセル電圧であり、内部インピーダンスによる電圧上昇分を含まない、電池セル１１そのものの電池電圧である。そのため、充電中の開路電圧は、通常、充電電流が変動した場合であっても、充電電流の変動によって開路電圧が変動することなく、常に上昇する。
【００３７】
しかしながら、電池セル１１の内部短絡が発生した場合には、充電された電気が放電してしまうため、図２の点線で示すグラフように、開路電圧が下降してしまう。したがって、この場合には、開路電圧の下降を検出することによって電池セル１１の内部短絡を検出することができる。
【００３８】
先ず、開路電圧の算出方法について説明する。上述したように、開路電圧は、電池セルそのものの電池電圧であり、内部インピーダンスによる電圧上昇分を含んでいない。したがって、開路電圧は、充電中のセル電圧（閉路電圧；ＣＣＶ）から内部インピーダンスによる電圧上昇分を減じることによって算出することができる。
【００３９】
この場合、開路電圧は、ＭＰＵ３によって測定されたセル電圧および充電電流、ならびに、メモリ４に予め記憶された内部インピーダンスを用いて算出することができる。開路電圧値をＯＣＶ、セル電圧値をＣＣＶ、充電電流値をＩ、内部インピーダンス値をＲとすると、電池セル１１の開路電圧値ＯＣＶは、数式（１）に基づいて算出される。
ＯＣＶ＝ＣＣＶ−Ｒ×Ｉ  ・・・（１）
【００４０】
なお、この発明の実施の一形態において、電池セル１１の内部インピーダンス値Ｒは、例えば、製造工程の段階で予め測定し、メモリ４に記憶させるようにしているが、その測定方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、内部インピーダンスは、電流が変動した場合の電流変動量およびセル電圧の変動量に基づき算出することができる。セル電圧の変動量をΔＶ、電流の変動量をΔＩとすると、内部インピーダンス値Ｒは、数式（２）に基づいて算出される。
Ｒ＝ΔＶ／ΔＩ  ・・・（２）
【００４１】
例えば、充電開始直後や放電開始直後、放電中に負荷が変動した場合など、電流が変動したときに内部インピーダンス値を算出することができる。また、例えば、充電中に充電制御ＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦさせて充電電流を意図的に変動させた場合においても、内部インピーダンス値を算出することができる。
【００４２】
具体的には、例えば充電開始直後に内部インピーダンス値を算出する場合、電池セル１１の内部インピーダンス値Ｒは、図３に示すように、電池パック１に定電流の充電電流を印加した直後の充電電流の変動量ΔＩと、そのときのセル電圧の変動量ΔＶに基づいて算出される。
【００４３】
このようにして算出された開路電圧値は、上述したように、電池セル１１の内部短絡が発生していない場合には常に上昇し、内部短絡が発生している場合には下降する。すなわち、電池セル１１の内部短絡が発生していない場合には、開路電圧値を算出した時点における開路電圧値が開路電圧の最大値（以下、最大開路電圧値と適宜称する）となるが、内部短絡が発生している場合には、開路電圧値を算出した時点における開路電圧値が最大開路電圧値とはならない。
【００４４】
したがって、開路電圧値を算出した時点における最大開路電圧値と、算出した開路電圧値とを比較することにより、電池セル１１の内部短絡を検出することができる。
【００４５】
この発明の実施の一形態では、最大開路電圧値をメモリ４に記憶させておき、開路電圧値を算出する毎に、メモリ４に記憶されている最大開路電圧値と算出した開路電圧値とを比較し、算出した開路電圧値がメモリ４に記憶されている最大開路電圧値よりも大きい場合に、算出した開路電圧値を最大開路電圧値として更新する。そして、算出された開路電圧値と、記憶された最大開路電圧値とを比較することにより、電池セル１１の内部短絡が発生したか否かを判断するようにしている。
【００４６】
開路電圧値を算出した時点における最大開路電圧値と、算出した開路電圧値との比較は、数式（３）に基づいて行われる。比較の結果、最大開路電圧値が算出した開路電圧値よりも大きい場合には、電池セル１１の内部短絡が発生していると判断し、最大開路電圧値が算出した開路電圧値以下である場合には、内部短絡が発生していないと判断することができる。
最大開路電圧値＞算出した開路電圧＋α  ・・・（３）
【００４７】
ここで、αは、電池セル１１における内部短絡の誤検出を防止するためのマージンである。例えば、ＭＰＵ３において電池セル１１のセル電圧を測定した際には、ＭＰＵ３に設けられたＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器によってアナログの測定値からディジタルの測定値に変換されるが、変換の際に測定誤差が生じる。このような測定誤差を吸収するパラメータとして、マージンαを設定する。具体的には、例えば、ＭＰＵ３のＡ／Ｄ変換器の測定誤差として、１０［ｍＶ］〜３０［ｍＶ］程度の固定値をマージンαとして設定すると好ましい。
【００４８】
この例で示すように、複数の電池セル１１ａおよび１１ｂが直列接続されて組電池２を構成している場合には、それぞれの電池セル１１ａおよび１１ｂについて上述した内部短絡検出処理を行う。
【００４９】
なお、電池セル１１は、電池パック１に対する充放電を繰り返すことによって劣化してしまうが、電池セル１１が劣化すると、内部インピーダンスが増加してしまう。メモリ４に予め記憶された内部インピーダンス値は、初期状態における値であるため、充放電を繰り返すことによって電池セル１１が劣化した場合には、メモリ４に記憶された内部インピーダンス値と実際の内部インピーダンス値とが異なってしまう。したがって、充電開始時や放電開始時などに内部インピーダンス値を算出し、メモリ４に記憶されている内部インピーダンス値を更新すると好ましい。
【００５０】
また、電池セル１１の周囲の温度が変動すると、内部インピーダンス値も変動するため、例えば電池セル１１の温度に基づいて内部インピーダンス値を補正するようにしてもよい。この場合、例えば、温度に応じて内部インピーダンス値を補正するための温度補正係数をメモリ４に予め記憶させておく。そして、電池セル１１の内部インピーダンスを算出する際に、電池セル１１の周囲の温度を測定するための図示しない温度センサ等を用いて電池セルの周囲の温度を測定し、測定した温度に基づき温度補正係数を用いて内部インピーダンス値を補正する。
【００５１】
この発明の実施の一形態による内部短絡検出処理の流れについて、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理は、ＭＰＵ３の制御の下で行われるものとする。また、以下の処理は、所定時間毎、例えば１秒毎に巡回的に行われる。電池パック１が例えば外部の充電器と接続され、電池パック１に対する充電が開始されることにより一連の処理が開始される。充電開始の際には、メモリ４に記憶されている最大開路電圧値が初期化されるとともに、所定の方法によって電池セル１１の内部インピーダンス値が算出され、メモリ４に記憶されている内部インピーダンス値が更新される。
【００５２】
ステップＳ１では、電池セル１１のセル電圧および充電電流が測定され、ステップＳ２において、測定された電池セル１１のセル電圧および充電電流と、メモリ４に記憶された内部インピーダンス値を用い、上述の数式（１）に基づいて開路電圧値ＯＣＶが算出される。
【００５３】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出された開路電圧値ＯＣＶと、メモリ４に記憶されている最大開路電圧値とが比較される。比較の結果、算出された開路電圧値ＯＣＶがメモリ４に記憶されている最大開路電圧値よりも大きいと判断された場合には、処理がステップＳ４に移行し、メモリ４に記憶された最大開路電圧値が、ステップＳ２で算出された開路電圧値ＯＣＶに更新される。
【００５４】
一方、ステップＳ３において、算出された開路電圧値ＯＣＶがメモリ４に記憶されている最大開路電圧値以下であると判断された場合には、処理がステップＳ５に移行する。
【００５５】
ステップＳ５では、メモリ４に記憶された最大開路電圧値と、ステップＳ２で算出された開路電圧値ＯＣＶにマージンαを加算した値とが、上述の数式（３）に基づいて比較される。比較の結果、最大開路電圧値がステップＳ２で算出された開路電圧値ＯＣＶにマージンαを加算した値よりも大きい場合には、電池セル１１において内部短絡が発生したと判断され、処理がステップＳ６に移行し、充電ＦＥＴ１２ａがＯＦＦとされて電池パック１に対する充電を停止する。
【００５６】
一方、ステップＳ５において、最大開路電圧値がステップＳ２で算出された開路電圧値ＯＣＶにマージンαを加算した値以下である場合には、電池セル１１において内部短絡が発生していないと判断され、一連の処理が終了する。
【００５７】
なお、この例では、ステップＳ６において充電ＦＥＴ１２ａをＯＦＦとして、電池パック１に対する充電を停止するように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、遮断回路６を制御して、ヒューズを溶断するようにしてもよいし、受電ＦＥＴ１２ａをＯＦＦとすることに加えて、放電ＦＥＴ１２ｂをさらにＯＦＦとし、電池パック１に対する充放電を停止するようにしてもよい。
【００５８】
また、例えば、クロック端子１４およびデータ端子１５を介して、外部の機器に対して充電を停止するための充電停止信号を送信し、外部の機器によって電池パック１の充電または充放電を停止させるようにしてもよい。
【００５９】
このように、この発明の実施の一形態では、電池セル１１のセル電圧、充電電流および内部インピーダンス値に基づき開路電圧値を算出し、算出した開路電圧が下降している場合に、電池セル１１の内部短絡が発生していると判断するようにしているため、電池セル１１が所定の電圧に達するまで充電を行うことなく、充電の初期段階においても内部短絡を検出することができる。
【００６０】
以上、この発明の実施の一形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の一形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。この例では、複数の電池セル１１ａおよび１１ｂが直列に接続された場合について説明しているが、これに限られず、例えば、複数の電池セルが並列に接続されたブロック（以下、セルブロックと適宜称する）が、さらに直列接続されている場合についても適用可能である。
【００６１】
ただし、この場合には、セルブロックを構成する電池セルが並列接続されており、それぞれの電池セルの内部インピーダンス値を測定することができないため、各セルブロック単位で内部インピーダンス値を測定し、メモリ４に記憶させる。そして、メモリ４に記憶されたセルブロックの内部インピーダンス値と、セルブロックの電圧および充電電流とを用いて各セルブロックの開路電圧値を算出し、内部短絡検出処理を行う。
【００６２】
また、この発明の実施の一形態では、最大開路電圧値と算出した開路電圧値とを比較することによって電池セル１１の内部短絡を検出するようにしているが、これはこの例に限られない。例えば、最大開路電圧値と電池セル１１のセル電圧値とを比較するようにしてもよい。
【００６３】
この場合、セル電圧は閉路電圧であり、電池セル１１の内部インピーダンスによる電圧上昇分を含んでいるため、電池セル１１に対する充電電流が変動すると、セル電圧も変動する。しかしながら、充電電流値が０とならない限り、内部インピーダンスによる電圧上昇分の値が０になることはない。
【００６４】
したがって、内部インピーダンスによる電圧上昇分を、上述の数式（３）におけるマージンαとして設定することにより、充電電流の変動によるセル電圧の変動量を吸収することができる。このように、マージンαを充電電流によって変動する変動値として、最大開路電圧値と電池セル１１のセル電圧値にマージンαが加算された値とを比較することにより、電池セル１１の内部短絡を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施の一形態による電池パックの一例の構成を示すブロック図である。
【図２】充電時における電池セルの開路電圧および閉路電圧の状態を説明するための略線図である。
【図３】電池セルの内部インピーダンスの測定方法の一例を説明するための略線図である。
【図４】この発明の実施の一形態による内部短絡検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  電池パック
２  組電池
３  ＭＰＵ
４  メモリ
５  スイッチ回路
６  遮断回路
７  ＦＥＴ
８  電流検出抵抗
９  正極端子
１０  負極端子
１１ａ、１１ｂ  電池セル
１２ａ  充電制御ＦＥＴ
１２ｂ  放電制御ＦＥＴ
１３ａ、１３ｂ  寄生ダイオード
１４  クロック端子
１５  データ端子
【図１】
2009133676.tif 000003
【図２】
2009133676.tif 000004
【図３】
2009133676.tif 000005
【図４】
2009133676.tif 000006