(57)【要約】【課題】ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる充電制御回路、電源装置、及び充電制御方法を提供する。【解決手段】組電池１４の端子電圧を検出する電圧検出回路１５と、組電池１４の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において電圧検出回路１５により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する傾き情報取得処理を行う傾き取得部２１３と、傾き取得部２１３により取得された電圧傾き情報に基づいて、組電池１４の充電を終了すべきか否かを判定する判定処理を実行する充電終了判定部２１４とを備えた。【選択図】図１
2009296699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の充電を制御する充電制御回路であって、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する傾き情報取得処理を行う傾き取得部と、
前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定する判定処理を実行する充電終了判定部と
を備えることを特徴とする充電制御回路。
【請求項２】
前記二次電池は、
充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなるものであること
を特徴とする請求項１記載の充電制御回路。
【請求項３】
前記二次電池は、
正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池であること
を特徴とする請求項２記載の充電制御回路。
【請求項４】
前記正極活物質は、
ＬｉＸＡＹＢＺＰＯ４
（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、
Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であること
を特徴とする請求項３記載の充電制御回路。
【請求項５】
前記充電終了判定部は、
前記判定処理において、前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報で示される低下量が、予め設定された終了判定値以上である場合、前記二次電池の充電を終了すべきであると判定すること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項６】
前記二次電池が満充電であるときに、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、前記終了判定値として設定されていること
を特徴とする請求項５記載の充電制御回路。
【請求項７】
前記傾き取得部は、
前記充電の停止直後に前記電圧傾き情報を取得すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項８】
前記傾き取得部は、
前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに前記電圧傾き情報を取得すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項９】
前記充電終了判定部は、
前記判定処理において、前記傾き取得部により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項１０】
前記充電終了判定部は、
前記判定処理において、前記充電の停止直後に前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報、前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報、及び前記傾き取得部により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間のうち、少なくとも二つに基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項１１】
前記傾き取得部は、
前記電圧検出部によって検出された端子電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合、前記傾き情報取得処理を行うこと
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項１２】
前記二次電池は、
複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池であり、
前記電圧検出部は、
前記各電池ブロックの端子電圧を検出する複数の電圧測定部を備え、
前記傾き取得部は、
前記各電圧測定部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項１３】
前記二次電池は、
複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池であり、
前記電圧検出部は、
前記各電池ブロックの端子電圧を検出する一つの電圧測定部と、
前記電圧測定部と前記各電池ブロックとの接続関係を切り換えて、前記電圧測定部により前記各電池ブロックの端子電圧をそれぞれ検出させる切換部とを備え、
前記傾き取得部は、
前記電圧測定部により検出される前記各電池ブロックの端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を、電池ブロック毎に取得すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の充電制御回路。
【請求項１４】
前記充電終了判定部によって、前記傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報のうち一つ以上について前記二次電池の充電を終了すべきと判定された場合、当該充電を終了させ、前記充電終了判定部によって、前記傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報の全てについて、前記二次電池の充電を終了すべきでないと判定された場合、前記二次電池の充電を再開させる充電制御部をさらに備えること
を特徴とする請求項１２又は１３記載の充電制御回路。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の充電制御回路と、
前記二次電池と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１６】
二次電池の充電を制御する充電制御方法であって、
電圧検出部が、前記二次電池の端子電圧を検出するステップと、
傾き取得部が、前記二次電池の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する傾き情報取得処理を行うステップと、
充電終了判定部が、前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定する判定処理を実行するステップと
を含むことを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電を制御する充電制御回路、電源装置、及び充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池は、太陽電池や発電装置と組み合わされ、電源システムとして広く利用されている。発電装置は、風力や水力といった自然エネルギーや内燃機関等の人工的な動力によって駆動される。このような二次電池を組み合わせた電源システムは、余剰な電力を二次電池に蓄積し、負荷装置が必要な時に二次電池から電力を供給することによって、エネルギー効率の向上を図っている。
【０００３】
このようなシステムの一例としては、太陽光発電システムが挙げられる。太陽光発電システムは、太陽光による発電量が、負荷装置の電力消費量に比べて大きい場合には、余剰電力で二次電池に充電を行う。逆に、発電量が負荷装置の消費電力より小さい場合には、不足の電力を補うために二次電池から出力して、負荷装置を駆動する。
【０００４】
このように、太陽光発電システムにおいては、従来利用されていなかった余剰電力を二次電池に蓄積できるため、二次電池を用いない電源システムに比べて、エネルギー効率を高めることができる。
【０００５】
このような太陽光発電システムにおいては、二次電池が満充電になってしまうと余剰電力を充電できなくなって、損失が生じる。そこで、余剰電力を効率よく二次電池に充電するため、二次電池の充電状態（以下、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が１００％とならないように、充電制御が行われている。また、必要なときに負荷装置を駆動できるように、ＳＯＣが０（ゼロ）％とならないようにも充電制御が行われている。具体的には、通常、二次電池においては、ＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で推移するように充電制御が行われている。
【０００６】
また、エンジンとモータとを用いたハイブリット自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）もこのような原理を利用している。ＨＥＶは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰のエンジン出力で発電機を駆動し、二次電池を充電する。また、ＨＥＶは、車両の制動や減速時には、モータを発電機として利用することによって二次電池を充電する。
【０００７】
さらに、夜間電力の有効活用をした負荷平準化電源やプラグインハイブリット車も最近注目されている。負荷平準化電源は、電力消費が少なく、電力料金が安い夜間に二次電池に電力を貯蔵し、電力消費がピークとなる日中に、貯蔵した電力を活用するシステムである。電力の消費量を平滑化することにより、電力の発電量を一定にし、電力設備の効率的運用や設備投資の削減に貢献することを目的としている。
【０００８】
また、プラグインハイブリット車は夜間電力を活用し、燃費が悪い市街地走行時には二次電池から電力を供給するＥＶ走行が主体に、長距離走行時には、エンジンとモータを活用したＨＥＶ走行を行うことにより、トータルのＣＯ２の排出量の削減を目的としている。
【０００９】
ところで、二次電池は使用するにつれて劣化し、容量が減少する。その二次電池のＳＯＣを正確に把握することが重要である。例えば、二次電池のＳＯＣを正確に把握できずに、二次電池が過充電されると、二次電池の寿命などの長期信頼性が損なわれることがある。そのため、使用している二次電池のＳＯＣ、特に二次電池が満充電に近いか否かを精度よく判定し、充電制御を行うことが必要となる。
【００１０】
図７は、二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）のＳＯＣと端子電圧との関係を示すグラフである。図７の横軸はＳＯＣ、縦軸は二次電池の無負荷時の端子電圧、すなわちＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を示している。二次電池の端子電圧は、図７のグラフＧ１で示すように、一般的には充電が進んでＳＯＣが増大するにつれて二次電池の端子電圧が上昇する。
【００１１】
そこで、従来、グラフＧ１に示すような性質を利用して、二次電池の端子電圧をＳＯＣに換算することにより、ＳＯＣを検出していた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、二次電池の分極特性を考慮して補正した端子電圧を、ＳＯＣに換算することにより、ＳＯＣの検出精度を向上するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−７９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、二次電池の中には、例えば図７のグラフＧ２で示すように、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さく、平坦な電圧特性を有するものがある。このようにＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が平坦な二次電池の場合、ＳＯＣの変化に対して端子電圧が緩やかに変化するため、端子電圧に基づいてＳＯＣを検出すると、ＳＯＣの検出精度が低下する。そして、精度の低いＳＯＣに基づいて充電制御を行うと、二次電池を適切に充電できないという、問題があった。
【００１３】
例えば、実際のＳＯＣが２０％であるのに８０％と誤検知したりすることもありうる。このような場合、放電が進んでＳＯＣが小さくなっているにもかかわらず、ＳＯＣが誤認されて充電が行われないため、充電不足になってしまい、放電可能な時間が短くなって、電池の性能を十分に発揮できない。逆に実際のＳＯＣが８０％であるのに２０％と誤検知して、充電の必要がないのに充電してしまうおそれもある。この場合、満充電を超えて余分に充電が行われ、過充電する可能性もある。そうすると、電池の寿命や信頼性が損なわれるおそれがある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる充電制御回路、電源装置、及び充電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】
【００１５】
本発明に係る充電制御回路は、二次電池の充電を制御する充電制御回路であって、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する傾き情報取得処理を行う傾き取得部と、前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定する判定処理を実行する充電終了判定部とを備える。
【００１６】
この構成によれば、傾き取得部によって、二次電池の充電中に当該充電が停止され、さらに当該充電の停止中において電圧検出部により検出される二次電池の端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報が取得される。充電停止後における端子電圧の所定時間あたりの低下量と二次電池のＳＯＣとは相関関係がある。そこで、充電終了判定部によって、傾き取得部により取得された電圧傾き情報に基づいて、二次電池の充電を終了すべきか否かが判定される。この場合、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池を用いた場合であっても、電圧傾き情報に基づいて充電を終了するか否かを判定することにより、背景技術のような端子電圧から直接換算されたＳＯＣに基づく充電制御よりも、充電制御の精度を向上することができる。
【００１７】
また、前記二次電池は、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなるものであることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、充電終了判定部は、二次電池が満充電に近づくと、電圧傾き情報で示される低下量が増大するので、充電停止後における端子電圧の所定時間あたりの低下量と二次電池のＳＯＣとの相関関係が単純化される結果、電圧傾き情報に基づき二次電池の充電を終了すべきか否かを判定することが容易である。
【００１９】
また、前記二次電池は、正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池であることが好ましい。
【００２０】
正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止したときに生じる端子電圧の低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなるので、上述の二次電池として好適である。
【００２１】
また、前記正極活物質は、ＬｉＸＡＹＢＺＰＯ４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であることが好ましい。
【００２２】
正極活物質として、ＬｉＸＡＹＢＺＰＯ４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止したときに生じる端子電圧の低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなるので、上述の二次電池として好適である。
【００２３】
また、前記充電終了判定部は、前記判定処理において、前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報で示される低下量が、予め設定された終了判定値以上である場合、前記二次電池の充電を終了すべきであると判定することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、充電を停止したときに生じる端子電圧の低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなるので、ＳＯＣが大きくなるほど電圧傾き情報で示される低下量が大きくなる。そこで、電圧傾き情報で示される低下量が、終了判定値以上である場合に二次電池の充電を終了すべきであると判定することで、端子電圧を直接ＳＯＣに換算する場合よりも、充電制御の精度を向上することができる。
【００２５】
また、前記二次電池が満充電であるときに、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、前記終了判定値として設定されていることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、充電終了判定部によって、二次電池が満充電になったときに、二次電池の充電を終了すべきであると判定されるので、充電終了判定部による判定結果に基づき充電を制御することで、二次電池が満充電を超えて過充電されるおそれを低減することが容易となる。
【００２７】
また、前記傾き取得部は、前記充電の停止直後に前記電圧傾き情報を取得することが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、充電終了判定部は、充電の停止直後に傾き取得部により取得された電圧傾き情報に基づいて、判定処理を実行することができるので、判定時間を短縮することが容易である。
【００２９】
また、前記傾き取得部は、前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに前記電圧傾き情報を取得するようにしてもよい。
【００３０】
この構成によれば、傾き取得部は、充電の停止から予め設定された設定時間経過したときのみ、電圧傾き情報を取得すればよいので、電圧傾き情報の取得処理、例えば端子電圧の低下量を所定時間あたりに換算する演算処理等の実行頻度を減少させて、傾き取得部の処理量を減少させることが容易となる。
【００３１】
また、前記充電終了判定部は、前記判定処理において、前記傾き取得部により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定するようにしてもよい。
【００３２】
充電を停止したときに生じる所定時間あたりの端子電圧の低下量が変化すれば、当該低下量が基準値と等しくなるまでにかかる経過時間も変化する。従って、充電終了判定部は、傾き取得部により取得される電圧傾き情報が基準値と等しくなったときの、充電の停止からの経過時間に基づいて、二次電池の充電を終了すべきか否かを判定することができる。
【００３３】
また、前記充電終了判定部は、前記判定処理において、前記充電の停止直後に前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報、前記充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報、及び前記傾き取得部により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、前記充電の停止からの経過時間のうち、少なくとも二つに基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定することが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、充電の停止直後に傾き取得部により取得された電圧傾き情報、充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに傾き取得部により取得された電圧傾き情報、及び傾き取得部により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、充電の停止からの経過時間のうち、少なくとも二つの情報に基づいて、充電終了判定部による二次電池の充電を終了すべきか否かの判定が行われるので、一つの情報のみに基づいて判定を行う場合よりも、判定精度を向上させることが可能となる。
【００３５】
また、前記傾き取得部は、前記電圧検出部によって検出された端子電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合、前記傾き情報取得処理を行うことが好ましい。
【００３６】
電圧検出部によって検出された端子電圧は、精度は低いもののＳＯＣと相関関係がある。そこで、傾き取得部は、電圧検出部によって検出された端子電圧が基準電圧を超え、有る程度ＳＯＣが大きくなったと考えられるときに傾き情報取得処理を実行することで、傾き情報取得処理における充電停止の実行頻度を減少させることができる。
【００３７】
また、前記二次電池は、複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池であり、前記電圧検出部は、前記各電池ブロックの端子電圧を検出する複数の電圧測定部を備え、前記傾き取得部は、前記各電圧測定部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報をそれぞれ取得することが好ましい。
【００３８】
この構成によれば、複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池において、各電池ブロックの充電状態に応じて充電を終了すべきか否かを判定することが可能となる。また、各電池ブロックの端子電圧を複数の電圧測定部によって同時に検出することが可能となるので、各電池ブロックの端子電圧の検出時間を短縮することが容易である。
【００３９】
また、前記二次電池は、複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池であり、前記電圧検出部は、前記各電池ブロックの端子電圧を検出する一つの電圧測定部と、前記電圧測定部と前記各電池ブロックとの接続関係を切り換えて、前記電圧測定部により前記各電池ブロックの端子電圧をそれぞれ検出させる切換部とを備え、前記傾き取得部は、前記電圧測定部により検出される前記各電池ブロックの端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を、電池ブロック毎に取得するようにしてもよい。
【００４０】
この構成によれば、複数のセルを含む電池ブロックが複数直列接続された組電池において、各電池ブロックの充電状態に応じて充電を終了すべきか否かを判定することが可能となる。また、電圧測定部を一つ設けるだけで、各電池ブロックの端子電圧を検出できるので、省スペース化や低コスト化が容易となる。
【００４１】
また、前記充電終了判定部によって、前記傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報のうち一つ以上について前記二次電池の充電を終了すべきと判定された場合、当該充電を終了させ、前記充電終了判定部によって、前記傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報の全てについて、前記二次電池の充電を終了すべきでないと判定された場合、前記二次電池の充電を再開させる充電制御部をさらに備えることが好ましい。
【００４２】
この構成によれば、充電終了判定部によって、傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報のうち一つ以上について充電を終了すべきと判定された場合、まだ充電できる余地のある電池ブロックがあったとしても、充電制御部によって当該充電が終了されるので、充電を終了すべき状態の電池ブロックが過充電されるおそれが低減される。また、充電終了判定部によって、傾き取得部により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報の全てについて、充電を終了すべきでないと判定された場合、充電制御部によって充電が再開されるので、各電池ブロックの過充電のおそれを低減しつつ、組電池の充電深度を高めることが可能となる。
【００４３】
また、本発明に係る電源装置は、上述の充電制御回路と、前記二次電池とを備える。
【００４４】
この構成によれば、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池を備えた電源装置において、充電制御の精度を向上することができる。
【００４５】
また、本発明に係る充電方法は、二次電池の充電を制御する充電制御方法であって、電圧検出部が、前記二次電池の端子電圧を検出するステップと、傾き取得部が、前記二次電池の充電中に当該充電を停止させると共に当該充電の停止中において前記電圧検出部により検出される端子電圧から当該端子電圧の所定時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する傾き情報取得処理を行うステップと、充電終了判定部が、前記傾き取得部により取得された前記電圧傾き情報に基づいて、前記二次電池の充電を終了すべきか否かを判定する判定処理を実行するステップとを含む。
【００４６】
この構成によれば、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００４７】
このような構成の充電制御回路、及び充電制御方法は、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池を用いた場合であっても、電圧傾き情報に基づいて充電を終了するか否かを判定することにより、背景技術のような端子電圧から直接換算されたＳＯＣに基づく充電制御よりも、充電制御の精度を向上することができる。
【００４８】
また、このような構成の電源装置によれば、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池を備えた電源装置において、充電制御の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
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制御方法を用いた充電制御回路、及びこの充電制御回路を備えた電池パック、充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００５０】
図１に示す充電システム１は、電池パック２と充電装置３（充電部）とが組み合わされて構成されている。この場合、電池パック２は、電源装置の一例に相当している。
【００５１】
なお、この充電システム１は、電池パック２から給電が行われる図示しない負荷装置をさらに含めて、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載機器システムとして構成されてもよい。その場合、電池パック２は、図１では充電装置３から充電が行われるけれども、該電池パック２が前記負荷装置に装着されて、負荷装置を通して充電が行われてもよい。
【００５２】
電池パック２は、接続端子１１，１２，１３、組電池１４（二次電池）、電流検出抵抗１６、充電制御回路４、通信部２０３、及びスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えている。また、充電制御回路４は、制御部２０２、電圧検出回路１５（電圧検出部）、及び温度センサ１７を備えている。
【００５３】
なお、充電システム１は、必ずしも電池パック２と充電装置３とに分離可能に構成されるものに限られず、充電システム１全体で一つの充電制御回路４が構成されていてもよい。また、充電制御回路４を、電池パック２と充電装置３とで分担して備えてもよく、充電装置３が充電制御回路４を備えていてもよい。また、組電池１４は、電池パックにされている必要はなく、例えば充電制御回路４が、車載用のＥＣＵ（Electric Control Unit）として構成されていてもよい。
【００５４】
充電装置３は、接続端子３１，３２，３３、制御ＩＣ３４、及び充電電流供給部３５を備えている。制御ＩＣ３４は、通信部３６と制御部３７とを備えている。充電電流供給部３５は、制御部３７からの制御信号に応じた電流を、接続端子３１，３２を介して電池パック２へ供給する電源回路である。制御部３７は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御回路である。
【００５５】
電池パック２及び充電装置３は、給電を行う直流ハイ側の接続端子１１，３１と、通信信号用の接続端子１３，３３と、給電および通信信号のための接続端子１２，３２とによって相互に接続される。通信部２０３，３６は、接続端子１３，３３を介して互いにデータ送受信可能に構成された通信インターフェイス回路である。
【００５６】
電池パック２では、接続端子１１は、充電用のスイッチング素子Ｑ２と放電用のスイッチング素子Ｑ１とを介して組電池１４の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、例えばｐチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。スイッチング素子Ｑ１は、寄生ダイオードのカソードが組電池１４の方向にされている。また、スイッチング素子Ｑ２は、寄生ダイオードのカソードが接続端子１１の方向にされている。
【００５７】
また、接続端子１２は、電流検出抵抗１６を介して組電池１４の負極に接続されており、接続端子１１からスイッチング素子Ｑ２，Ｑ１、組電池１４、及び電流検出抵抗１６を介して接続端子１２に至る電流経路が構成されている。電流検出抵抗１６は、組電池１４の充電電流および放電電流を電圧に変換する。
【００５８】
組電池１４は、複数、例えばＮ個の電池ブロック（二次電池）Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが直列接続されて構成されている。また、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮは、それぞれ複数、例えばＭ個の二次電池１４１が直列接続されて構成されている。なお、組電池１４は、例えば単電池であってもよく、例えば複数の二次電池が並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続された組電池であってもよい。
【００５９】
二次電池１４１は、例えば正極活物質として、オリビン系リチウム複合リン酸塩の一例であるＬｉＦｅＰＯ４を用いたリチウムイオン二次電池である。なお、正極活物質は、例えば、ＬｉＸＡＹＢＺＰＯ４（Ａは、Ｍｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種、Ｂは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのうち少なくとも一種、０＜Ｘ≦１、０．９≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦０．１）であってもよく、より好ましくはＬｉｘＦｅＰＯ４（０＜ｘ≦１）であってもよい。
【００６０】
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４を用いたリチウムイオン二次電池は、例えば図７のグラフＧ２に示すように、広い領域でＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さく平坦である。例えば、二次電池１４１として、ＳＯＣが１０％から９５％まで変化した場合における端子電圧の変化量が、０．０１Ｖ以上、０．３Ｖ未満となる二次電池を用いることができる。
【００６１】
また、本願発明者らは、図２に示すように、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４を用いたリチウムイオン二次電池は、充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる性質を有することを、実験的に見出した。
【００６２】
図２は、二次電池１４１に充電電流を流した後、充電電流をゼロにしたときの、端子電圧の変化を説明するための説明図である。図２に示すように、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４を用いた二次電池１４１は、充電電流が流れると、徐々に端子電圧が上昇する。そして、充電電流がゼロになると端子電圧が徐々に低下し、時間ｔｗ１又はｔｗ２の経過後に、端子電圧が一定の電圧になって、安定する。
【００６３】
このとき、本願発明者らは、充電電流がゼロになった後の端子電圧の低下カーブの傾き、すなわち充電を停止した後における端子電圧の所定時間あたりの低下量は、図２に示すように、二次電池１４１のＳＯＣが小さいときよりも、二次電池１４１が満充電のときの方が、大きくなることを、実験的に見出した。
【００６４】
温度センサ１７は、組電池１４の温度を検出する温度センサである。組電池１４の温度は温度センサ１７によって検出され、制御部２０２に入力される。また、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮは、電圧検出回路１５によってそれぞれ検出され、制御部２０２に入力される。さらにまた、電流検出抵抗１６によって、電圧に変換されて検出された充放電電流Ｉｃの電流値も、制御部２０２に入力される。
【００６５】
図３は、図１に示す電圧検出回路１５の構成の一例を示すブロック図である。図３に示す電圧検出回路１５は、例えば、アナログデジタルコンバータ１５１（電圧測定部）と、切換回路１５２（切換部）とを備えている。なお、電圧測定部は、アナログデジタルコンバータに限られず、例えばコンパレータ等の電圧検出回路であってもよい。
【００６６】
切換回路１５２は、例えば複数のスイッチング素子を用いて構成されている。そして、切換回路１５２は、制御部２０２からの制御信号に応じて複数のスイッチング素子をオン、オフすることにより、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのうち、いずれか一つを選択し、アナログデジタルコンバータ１５１へ出力する。
【００６７】
アナログデジタルコンバータ１５１は、切換回路１５２から出力された電圧をデジタル値に変換して制御部２０２へ出力する。
【００６８】
これにより、制御部２０２は、切換回路１５２によって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを順次選択させることにより、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮをアナログデジタルコンバータ１５１によってデジタル値に変換させて、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを示すデータを取得するようにされている。
【００６９】
これにより、電池ブロックの数に関わりなくアナログデジタルコンバータ１５１等の電圧測定部を一つ設けるだけでよいので、省スペース化や低コスト化が容易となる。
【００７０】
なお、例えば図４に示すように、電圧検出回路１５ａを、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮをそれぞれ検出するＮ個の電圧測定部１５３によって、構成してもよい。この場合、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮを同時に検出することができるので、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの検出時間を短縮することができる。
【００７１】
制御部２０２は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、タイマ回路２１５と、電流検出抵抗１６や温度センサ１７で得られた電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換器と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。
【００７２】
そして、制御部２０２は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、保護制御部２１１、充電制御部２１２、傾き取得部２１３、及び充電終了判定部２１４として機能する。
【００７３】
保護制御部２１１は、電圧検出回路１５、電流検出抵抗１６、及び温度センサ１７の各検出値から、接続端子１１，１２間の短絡及び充電装置３からの異常電流などの電池パック２の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇等の異常を検出する。
【００７４】
具体的には、例えば、電流検出抵抗１６によって検出された電流値が、予め設定された異常電流判定閾値を超えると、接続端子１１，１２間の短絡や充電装置３からの異常電流に基づく異常が生じたと判定し、例えば温度センサ１７によって検出された組電池１４の温度が予め設定された異常温度判定閾値を超えると、組電池１４の異常が生じたと判定する。そして、保護制御部２１１は、このような異常を検出した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフさせて、過電流や過熱等の異常から、組電池１４を保護する保護動作を行う。
【００７５】
傾き取得部２１３は、組電池１４の充電中に当該充電を停止させ、当該充電の停止中において、電圧検出回路１５により検出される電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧から当該端子電圧の所定時間、例えば単位時間あたりの低下量を示す電圧傾き情報を取得する。
【００７６】
充電終了判定部２１４は、充電の停止直後において傾き取得部２１３により取得された電圧傾き情報、充電の停止から予め設定された設定時間経過したときに傾き取得部２１３により取得された電圧傾き情報、及び傾き取得部２１３により取得される電圧傾き情報が予め設定された基準値と等しくなったときの、充電の停止からの経過時間に基づいて、組電池１４の充電を終了すべきか否かを判定する。
【００７７】
充電制御部２１２は、例えば、組電池１４を充電するための電圧、及び電流を要求する要求信号を充電装置３へ出力し、充電装置３によって、組電池１４を充電させる。また、充電制御部２１２は、充電終了判定部２１４によって、傾き取得部２１３により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報のうち一つでも組電池１４の充電を終了すべきと判定された場合、充電停止要求を充電装置３へ出力して充電を終了させる。
【００７８】
また、充電制御部２１２は、充電終了判定部２１４によって、傾き取得部２１３により取得された電池ブロック毎の電圧傾き情報の全てについて、組電池１４の充電を終了すべきでないと判定された場合、組電池１４の充電を再開させる。
【００７９】
なお、充電制御部２１２は、例えばスイッチング素子Ｑ２をオフすることにより、充電を終了させるようにしてもよい。
【００８０】
充電装置３では、制御部２０２からの要求を、制御ＩＣ３４において、通信部３６で受信し、制御部３７が充電電流供給部３５を制御して、制御部２０２からの要求に応じた電圧値、及び電流値で、充電電流供給部３５から充電電流を出力させる。充電電流供給部３５は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電源回路を用いて構成され、例えば商用交流電源電圧から、制御部３７で指示された充電電圧及び充電電流を生成し、接続端子３１，１１；３２，１２を介して電池パック２へ供給する。
【００８１】
なお、充電装置３は、制御部２０２からの要求に応じて充電電流を出力する例に限らない。充電装置３は、例えば太陽光発電システムやＨＥＶ等の余剰電力を電池パック２へ供給したり、電力が不足したときに電池パック２から電力供給を受けたりする充放電制御回路であってもよい。
【００８２】
次に、図１に示す充電システム１の動作について説明する。図５、図６は、図１に示す充電システム１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、充電装置３から組電池１４へ充電電流が供給されて、組電池１４の充電が開始される（ステップＳ１）。
【００８３】
次に、充電制御部２１２からの制御信号に応じて、切換回路１５２によって、検出対象の端子電圧が順次切り替えられることで、電圧検出回路１５によって、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが検出される（ステップＳ２）。なお、電圧検出回路１５ａによって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが同時に検出されるようにしてもよい。
【００８４】
次に、傾き取得部２１３によって、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが予め設定された基準電圧αと比較される（ステップＳ３）。そして、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮがすべて基準電圧αに満たなければステップＳ２へ戻って端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの検出を繰り返す（ステップＳ３でＮＯ）。一方、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのうち、いずれか一つでも基準電圧α以上であれば、ステップＳ４へ移行して、傾き情報取得処理を実行する（ステップＳ３でＹＥＳ）。
【００８５】
基準電圧αは、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧を、例えば図７のグラフＧ２を用いてＳＯＣに換算した場合の誤差を考慮してもなおＳＯＣが１００％（満充電）になるおそれのない範囲で、可能な限り高い電圧値が設定されている。基準電圧αとしては、例えば３．５Ｖに各電池ブロック内の直列セル数Ｍを乗じた電圧値を用いることができる。
【００８６】
ステップＳ３の処理により、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが満充電になっているおそれが有る場合にのみ、精度の高い満充電の判定を行うべく傾き情報取得処理が実行されることになるので、傾き情報取得処理の実行頻度を減少させることが可能となる。そして、傾き情報取得処理では、ステップＳ４において充電が停止されるので、傾き情報取得処理の実行頻度が減少すれば、充電が停止される機会が減少する結果、本来組電池１４に充電されるべき電力が、ステップＳ４の充電停止によって充電されず、損失となってしまうおそれが低減される。
【００８７】
ここで、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮのうちどれか一つでも基準電圧α以上のときに、ステップＳ４へ移行して、精度の高い満充電の判定を行うことで、二次電池１４１が満充電を超えて過充電されて劣化するおそれが低減される。
【００８８】
次に、ステップＳ４において、傾き取得部２１３は、組電池１４の充電を停止する（ステップＳ４）。傾き取得部２１３は、例えばスイッチング素子Ｑ２をオフすることにより充電を停止してもよく、充電装置３へ充電電流をゼロにする要求信号を送信することにより充電を停止してもよい。
【００８９】
次に、傾き取得部２１３は、タイマ回路２１５による計時を開始させて、充電の停止からの経過時間を計時させる（ステップＳ５）。
【００９０】
次に、傾き取得部２１３は、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮそれぞれについて、充電停止直後における単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔを、電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値として算出する（ステップＳ６）。この場合、例えば、充電停止時の端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮと、充電停止から６０秒経過後の端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮとの差を、６０秒で除算することにより、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮそれぞれについての電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値を算出することができる。
【００９１】
次に、充電終了判定部２１４は、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮそれぞれについて得られた電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値を、予め設定された初期値判定用の終了判定値β１と比較する（ステップＳ７）。
【００９２】
ここで、二次電池１４１は、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔが、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる性質を有している。従って、例えば電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮを満充電にした状態で、充電を停止した直後における端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮの単位時間あたりの低下量を予め測定し、終了判定値β１として設定しておくことにより、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが満充電であるか否かを判定することが可能となる。終了判定値β１としては、例えば０.０３を用いることができる。
【００９３】
そして、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値のうち、いずれか一つでも終了判定値β１以上であった場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、充電終了判定部２１４によって当該電池ブロックは満充電に達していると判定されて、充電制御部２１２よって、充電処理が終了される（ステップＳ８）。一つでも満充電になっていると判定された電池ブロックがある場合、充電が継続されると過充電になって当該電池ブロックが劣化する。そこで、一つでも満充電になっていると判定された電池ブロックがある場合、充電を終了することで、過充電が生じるおそれが低減される。
【００９４】
ここで、ステップＳ４〜Ｓ７の処理によれば、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づいて、満充電の判定が行われ、組電池１４の充電終了の判定が行われるので、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる。
【００９５】
一方、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値の全てが終了判定値β１に満たない場合（ステップＳ７でＮＯ）、満充電になっている電池ブロックはないと判定されて、さらに満充電の判定精度を向上するべくステップＳ１１及びステップＳ２１へ移行する。
【００９６】
また、ステップＳ６における電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値の算出時間は、充電停止から６０秒間に限らない。電圧変化量ｄＶ／ｄｔは、任意の時間において求めることができる。また、充電停止から複数回、例えば５回、電圧変化量ｄＶ／ｄｔを算出し、その平均値を電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値として用いてもよい。また、この平均する回数も任意に決めることができる。
【００９７】
図６において、ステップＳ１１〜Ｓ１４と、ステップＳ２１〜Ｓ２５とは、並列して実行されている。まず、ステップＳ１１において、タイマ回路２１５のタイマ値Ｔ、すなわち充電を停止してからの経過時間が、予め設定された設定時間γ１以上になったとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）、電圧検出回路１５で新たに検出された端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮに基づいて、傾き取得部２１３によって、各端子電圧について電圧変化量ｄＶ／ｄｔが算出される（ステップＳ１２）。
【００９８】
設定時間γ１は、充電停止から端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮが安定に達するまでの時間より短い時間が、予め設定されている。設定時間γ１としては、例えば１００秒を用いることができる。
【００９９】
次に、ステップＳ１２で得られた、充電停止から設定時間γ１経過した時点での各電圧変化量ｄＶ／ｄｔのうち、いずれか一つでも終了判定値β２以上であった場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、充電終了判定部２１４によって当該電池ブロックは満充電に達していると判定されて、充電制御部２１２よって、充電が終了される（ステップＳ１４）。
【０１００】
ここで、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理によれば、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づいて、満充電の判定が行われ、組電池１４の充電終了の判定が行われるので、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる。
【０１０１】
一方、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔの全てが終了判定値β２に満たない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、まだ満充電になっている電池ブロックはないと判定されて、ステップＳ２５へ移行する。
【０１０２】
ここで、二次電池１４１は、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの低下量が、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる性質を有している。そのため、充電停止から設定時間γ１経過した時点での各電圧変化量ｄＶ／ｄｔも、満充電に近づくほど大きくなる。従って、例えば電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮを満充電にした状態で、充電停止から設定時間γ１経過した時点での各電圧変化量ｄＶ／ｄｔを予め測定し、終了判定値β２として設定しておくことにより、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが満充電であるか否かを判定することが可能となる。終了判定値β２としては、例えば０.００５を用いることができる。
【０１０３】
一方、ステップＳ２１において、電圧検出回路１５により新たに検出された端子電圧Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮに基づき、傾き取得部２１３によって、各端子電圧について１秒毎に電圧変化量ｄＶ／ｄｔが算出される（ステップＳ２１）。
【０１０４】
そして、充電終了判定部２１４によって、傾き取得部２１３で算出された各電圧変化量ｄＶ／ｄｔが予め設定された終了判定値β３（基準値）と比較される（ステップＳ２２）。そして、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔのうちいずれかが予め設定された終了判定値β３以下になると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、充電終了判定部２１４によって、タイマ回路２１５のタイマ値Ｔ、すなわち充電を停止してからの経過時間が、予め設定された終了判定時間γ２と比較される（ステップＳ２３）。
【０１０５】
ここで、二次電池１４１は、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔが、ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる性質を有している。また、電圧変化量ｄＶ／ｄｔは、充電停止後徐々に小さくなる。そうすると、充電停止後に電圧変化量ｄＶ／ｄｔが終了判定値β３になるまでの時間は、ＳＯＣが大きいほど長くなる。
【０１０６】
従って、例えば電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮを満充電にした状態で、充電停止から電圧変化量ｄＶ／ｄｔが終了判定値β３になるまでの時間を予め測定し、終了判定時間γ２として設定しておくことにより、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが満充電であるか否かを判定することが可能となる。
【０１０７】
そして、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔが終了判定値β３以下になったときのタイマ値Ｔの、いずれか一つでも終了判定時間γ２以上であった場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、充電終了判定部２１４によって当該電池ブロックは満充電に達していると判定されて、充電制御部２１２よって、充電処理が終了される（ステップＳ２４）。
【０１０８】
ここで、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ２１〜Ｓ２３の処理によれば、充電を停止した後における端子電圧の単位時間あたりの電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づいて、満充電の判定が行われ、組電池１４の充電終了の判定が行われるので、ＳＯＣの変化に対して端子電圧の変化が小さい二次電池に対する充電制御の精度を向上することができる。
【０１０９】
一方、各電圧変化量ｄＶ／ｄｔが終了判定値β３以下になったときのタイマ値Ｔの全てが終了判定時間γ２に満たない場合（ステップＳ２３でＮＯ）、充電終了判定部２１４によって、まだ満充電になっている電池ブロックはないと判定されて、ステップＳ２５へ移行する。
【０１１０】
ステップＳ２５においては、ステップＳ１３でＮＯと判定され、かつステップＳ２３でＮＯと判定された場合、すなわち、ステップＳ１１〜Ｓ１３、及びステップＳ２１〜Ｓ２３のいずれにおいてもまだ満充電になっている電池ブロックはないと判定された場合、充電を継続しても電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮか過充電になるおそれはないから、ステップＳ１へ移行して、充電制御部２１２によって組電池１４の充電が再開される。以降、再びステップＳ１〜Ｓ２５の処理が繰り返される。
【０１１１】
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理は、ステップＳ６〜Ｓ８の処理と並行して実行してもよい。ステップＳ２１〜Ｓ２４では、１秒毎の電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づき、満充電の判定を行うため、他の満充電判定処理と並行して実行することが容易である。
【０１１２】
以上、ステップＳ１〜Ｓ２５の処理によれば、電圧変化量ｄＶ／ｄｔに基づく３通りの異なる判定方法によって、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮの満充電の判定を行うことができるので、満充電を検出する確実性を向上させることができる。
【０１１３】
なお、ステップＳ１〜Ｓ７のみを用いて、ステップＳ７でＮＯの場合にステップＳ１へ移行するようにしてもよい。この場合、充電停止直後の電圧変化量ｄＶ／ｄｔの初期値に基づき、各電池ブロックが満充電か否かを判定するため、判定時間を短縮することが可能となる。
【０１１４】
また、ステップＳ１〜Ｓ５、Ｓ１１〜Ｓ１４のみを用いて、ステップＳ１３でＮＯの場合にステップＳ１へ移行するようにしてもよい。この場合、充電停止から設定時間γ１経過後での電圧変化量ｄＶ／ｄｔにより満充電か否かを判定しているため、設定時間γ１経過後でのみ電圧変化量ｄＶ／ｄｔを計算すればよく、電圧変化量ｄＶ／ｄｔの算出頻度を減少させて、傾き取得部２１３の処理量を減少させることができる。
【０１１５】
また、ステップＳ１〜Ｓ５、Ｓ２１〜Ｓ２４のみを用いて、ステップＳ２３でＮＯの場合にステップＳ１へ移行するようにしてもよい。
【０１１６】
また、充電終了判定部２１４は、電池ブロックＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮが満充電になったか否かの判定を、充電終了の判定として用いる例を示したが、必ずしも満充電を充電終了の基準として用いる例に限らない。例えば、ＳＯＣ８０％に相当する終了判定値β１，β２，β３、設定時間γ１、及び終了判定時間γ２を用いることで、ＳＯＣが８０％の条件で、充電を終了させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
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、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、太陽電池や発電装置と二次電池とを組み合わされた電源システム等の電池搭載装置において、二次電池の充電を制御する充電制御回路、充電制御回路、電源装置、及び充電制御方法として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る充電制御方法を用いた充電制御回路、及びこの充電制御回路を備えた電池パック、及び充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】二次電池に充電電流を流した後、充電電流をゼロにしたときの、端子電圧の変化を説明するための説明図である。
【図３】図１に示す電圧検出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す電圧検出回路の構成の他の一例を示すブロック図である。
【図５】図１に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】二次電池のＳＯＣと端子電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１  充電システム
２  電池パック
３  充電装置
４  充電制御回路
１４  組電池
１５，１５ａ  電圧検出回路
１６  電流検出抵抗
１７  温度センサ
１４１  二次電池
１５１  アナログデジタルコンバータ
１５２  切換回路
１５３  電圧測定部
２０２  制御部
２１１  保護制御部
２１２  充電制御部
２１３  傾き取得部
２１４  充電終了判定部
２１５  タイマ回路
Ｂ１、Ｂ２、・・・、ＢＮ  電池ブロック
Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子
α  基準電圧
β１  終了判定値
β２  終了判定値
β３  終了判定値
γ１  設定時間
γ２  終了判定時間
【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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