JP4785708B2

JP4785708B2 - Pack battery control method

Info

Publication number: JP4785708B2
Application number: JP2006304599A
Authority: JP
Inventors: 透西川; 篤史川角; 信一松浦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: JP2008125199A

Description

本発明は、パック電池の制御方法に関し、とくに複数の電池ユニットを並列に接続しているパック電池であって、電池の充放電を制御するスイッチング素子が故障した電池ユニットの抵抗加熱型ヒューズを確実に溶断する制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a battery pack, and more particularly, to a battery pack in which a plurality of battery units are connected in parallel, and a resistance heating type fuse of a battery unit in which a switching element for controlling charge / discharge of the battery fails. The present invention relates to a control method for fusing.

電池の充放電を制御するＦＥＴなどのスイッチング素子を電池と直列に接続しているパック電池は開発されている。このパック電池は、スイッチング素子のオンオフを電池電圧で制御する制御回路も備える。制御回路は、充電している電池が過充電される状態になると充電電流を制御するスイッチング素子をオフに切り換えて充電電流を遮断する。また、放電している電池が過放電される状態になると、放電を制御するスイッチング素子をオフに切り換えて、電池の放電電流を遮断する。さらに、電池の充放電を制御するスイッチング素子と直列にヒューズを接続するパック電池も開発されている。（特許文献１参照）
特開２００１−１２６７７２号公報 A battery pack in which a switching element such as an FET for controlling charge / discharge of the battery is connected in series with the battery has been developed. The battery pack also includes a control circuit that controls on / off of the switching element by the battery voltage. When the battery being charged is overcharged, the control circuit switches off a switching element that controls the charging current to cut off the charging current. Further, when the discharged battery is overdischarged, the switching element for controlling the discharge is turned off to interrupt the discharge current of the battery. Further, a battery pack in which a fuse is connected in series with a switching element that controls charging / discharging of the battery has been developed. (See Patent Document 1)
JP 2001-126792 A

電池の充放電を制御するスイッチング素子と直列にヒューズを接続するパック電池は、スイッチング素子が故障してオン状態に保持される状態で、ヒューズを溶断して安全性を向上できる。ところで、パーソナルコンピュータ等の電源に使用されるパック電池として、複数の電池ユニットを並列に接続するものが使用される。このパック電池も、各々の電池ユニットに、充放電を制御するスイッチング素子とヒューズとを、電池と直列に接続して、スイッチング素子が故障するときにヒューズを溶断して安全性を向上できる。ただ、複数の電池ユニットを並列に接続しているパック電池は、充放電を制御するスイッチング素子が故障するとき、故障したスイッチング素子を設けている電池ユニットを特定できないことがある。スイッチング素子が故障した電池ユニットが特定されない場合、故障した電池ユニットのヒューズを確実に溶断できないことになって、安全性が低下する。 A battery pack in which a fuse is connected in series with a switching element that controls charging / discharging of the battery can improve safety by blowing the fuse in a state where the switching element fails and is kept on. By the way, as a battery pack used for a power source of a personal computer or the like, a battery that connects a plurality of battery units in parallel is used. In this battery pack, a switching element for controlling charging / discharging and a fuse are connected in series with each battery unit, and when the switching element fails, the fuse can be blown to improve safety. However, in a battery pack in which a plurality of battery units are connected in parallel, when a switching element that controls charge / discharge fails, the battery unit provided with the failed switching element may not be identified. When the battery unit in which the switching element has failed is not specified, the fuse of the failed battery unit cannot be reliably blown, and safety is reduced.

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数の電池ユニットを並列に接続しているパック電池において、スイッチング素子が故障した電池ユニットを正確に特定して安全性を向上できるパック電池の制御方法を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to provide a battery pack control method capable of accurately identifying a battery unit in which a switching element has failed and improving safety in a battery pack in which a plurality of battery units are connected in parallel. It is in.

本発明のパック電池の制御方法は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
この制御方法は、互いに並列に接続される複数組の電池ユニット１１を備えるパック電池１０であって、各々の電池ユニット１１が、充電できる電池１と、この電池１と直列に接続されて電池１の充放電を制御するスイッチング素子２と、このスイッチング素子２と直列に接続してなる加熱抵抗３Ｂを有する抵抗加熱型ヒューズ３と、この抵抗加熱型ヒューズ３の加熱抵抗３Ｂの通電を制御する加熱スイッチ４とを備えており、さらに、この加熱スイッチ４を制御すると共に、電池電圧を検出してスイッチング素子２を制御する制御回路５を備えるパック電池１０の制御方法である。パック電池の制御方法は、制御回路５がスイッチング素子２をオフに制御する状態でパック電池全体に流れる充電電流を検出するとき、スイッチング素子２の異常を検出する異常検出ステップと、スイッチング素子２の異常が検出される状態で、制御回路５がスイッチング素子２をオフに制御する状態として各々の電池ユニット１１に充電電力を供給して電池電圧の上昇から異常なスイッチング素子２の電池ユニット１１を判別する判別ステップとからなる。
The battery pack control method of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
This control method is a battery pack 10 including a plurality of sets of battery units 11 connected in parallel to each other. Each battery unit 11 is connected to a battery 1 that can be charged, and the battery 1 is connected in series with the battery 1. A switching element 2 that controls charging / discharging of the resistor, a resistance heating fuse 3 having a heating resistor 3B connected in series with the switching element 2, and heating for controlling the energization of the heating resistor 3B of the resistance heating fuse 3 In addition, the battery pack 10 includes a control circuit 5 that controls the switching element 2 by controlling the heating switch 4 and detecting the battery voltage. The control method of the battery pack includes an abnormality detection step for detecting an abnormality of the switching element 2 when detecting a charging current flowing through the entire battery pack in a state where the control circuit 5 controls the switching element 2 to be off, In a state in which an abnormality is detected, the control circuit 5 supplies the charging power to each battery unit 11 as a state in which the switching element 2 is turned off, and the battery unit 11 of the abnormal switching element 2 is discriminated from the rise in battery voltage. And a determination step.

本発明のパック電池の制御方法は、制御回路５が加熱スイッチ４を制御して、スイッチング素子２が異常と判定された電池ユニット１１の抵抗加熱型ヒューズ３を溶断することができる。 In the battery pack control method of the present invention, the control circuit 5 controls the heating switch 4 so that the resistance heating type fuse 3 of the battery unit 11 in which the switching element 2 is determined to be abnormal can be blown.

本発明は、複数の電池ユニットを並列に接続しているパック電池において、スイッチング素子が故障した電池ユニットを正確に特定して、安全性を向上できる特徴がある。それは、本発明の制御方法が、スイッチング素子の異常を検出すると、制御回路がスイッチング素子をオフに制御する状態で、各々の電池ユニットに充電電力を供給して電池電圧の上昇から異常なスイッチング素子の電池ユニットを判別するからである。スイッチング素子が故障してオン状態に保持されると、制御回路がスイッチング素子をオフに制御してもオフ状態に切り換えられない。オン状態にあるスイッチング素子は、充電電力が供給されると電池を充電して、電池の電圧を上昇させる。スイッチング素子が故障しない電池ユニットは、制御回路がスイッチング素子をオフに制御する状態で、スイッチング素子はオフに切り換えられる。したがって、この電池ユニットは、充電電力が供給されても電池は充電されないので、電池の電圧は上昇しない。したがって、電池の電圧が上昇する電池ユニットはスイッチング素子が故障し、電池の電圧が上昇しない電池ユニットはスイッチング素子が故障しないと判定できる。 The present invention is characterized in that, in a battery pack in which a plurality of battery units are connected in parallel, a battery unit in which a switching element has failed can be accurately identified and safety can be improved. That is, when the control method of the present invention detects an abnormality of the switching element, the control circuit supplies the charging power to each battery unit in a state in which the switching element is controlled to be off. This is because the battery unit is determined. If the switching element fails and is kept in the on state, the control circuit cannot switch the off state even if the switching circuit controls the switching element to be off. The switching element in the on state charges the battery when charging power is supplied, and increases the voltage of the battery. In the battery unit in which the switching element does not fail, the switching element is switched off while the control circuit controls the switching element to turn off. Therefore, even if charging power is supplied to the battery unit, the battery is not charged, so the voltage of the battery does not increase. Therefore, it can be determined that the battery unit in which the battery voltage increases has a failure of the switching element, and the battery unit in which the battery voltage does not increase has no failure of the switching element.

さらに、本発明は、スイッチング素子が故障した電池ユニットの電池を充電するので、充電される電力でヒューズを確実に溶断できる。それは、充電されて容量が大きくなっている電池から、ヒューズの加熱抵抗に電力を供給してヒューズを溶断するからである。 Furthermore, since the present invention charges the battery of the battery unit in which the switching element has failed, the fuse can be reliably blown with the charged power. This is because power is supplied to the heating resistor of the fuse from a battery that has been charged and has a large capacity, and the fuse is blown.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池の制御方法を例示するものであって、本発明はパック電池の制御方法を以下に特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify the battery pack control method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack control method below.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施例においては、パック電池１０と、これを充電する電源を備える電子機器である携帯機器ＰＣ２０とを備えている。携帯機器ＰＣ２０は、例えばノート型のような携帯型パーソナルコンピュータである。パック電池１０は、通常、携帯機器ＰＣ２０に着脱自在に装着される構造である。携帯機器ＰＣ２０には、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換するアダプター（図示せず）から出力される直流電力が供給され、この電力を制御して、供給するマイコンを内蔵する制御・電源手段２１を備えている。制御・電源手段２１からの電力出力は、パック電池１０を充電するのに利用されたり、携帯機器ＰＣ２０の負荷２２に電力供給される。また、商用電力より電力供給がない場合は、パック電池１０より電力が供給され、制御・電源手段２１及び負荷２２を駆動させる。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the present embodiment includes a battery pack 10 and a portable device PC 20 that is an electronic device including a power source for charging the battery pack 10. The portable device PC20 is a portable personal computer such as a notebook type. The battery pack 10 is normally configured to be detachably attached to the mobile device PC 20. The portable device PC 20 is supplied with DC power output from an adapter (not shown) that converts AC commercial power from the outlet into DC power. Means 21 are provided. The power output from the control / power supply means 21 is used to charge the battery pack 10 or is supplied to the load 22 of the portable device PC20. Further, when there is no power supply from commercial power, power is supplied from the battery pack 10 to drive the control / power supply means 21 and the load 22.

パック電池１０は、第１の電池ユニット１１Ａと第２の電池ユニット１１Ｂからなる２組の電池ユニット１１を並列に接続している。図１のパック電池１０は、２組の電池ユニット１１を並列に接続しているが、３組以上の電池ユニットを並列に接続することもできる。各々の電池ユニット１１は、充電できる電池１と、この電池１と直列に接続されて電池１の充放電を制御するスイッチング素子２と、このスイッチング素子２と直列に接続している加熱抵抗３Ｂを有する抵抗加熱型ヒューズ３と、この抵抗加熱型ヒューズ３の加熱抵抗３Ｂの通電を制御する加熱スイッチ４とを備える。さらに、パック電池１０は、加熱スイッチ４を制御すると共に、電池電圧を検出してスイッチング素子２を制御する制御回路５を備える。制御回路５は、各々の電池ユニット１１に設けられる入力回路８と、これらの入力回路８からの情報が入力される処理回路９とを備える。入力回路８は、各電池１の電圧をマルチプレクサ（図示せず）にて順番に読み込んで、そのデータをマイコンからなる処理回路９に転送する。また、入力回路８は、処理回路９からの処理信号に基づいて、スイッチング素子２、加熱スイッチ４のオンオフを制御する。また、入力回路８においては、電流検出部６にて過電流を検出したときに、スイッチング素子２をオフにする。処理回路９においては、電流検出部１３にて検出される電池ユニット１１の充放電電流を積算して電池１の残容量を演算処理し、また、電池１の満充電を検出している。また、処理回路９は、満充電や過放電を検出し、あるいは、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時等にスイッチング素子２を制御して充放電を制御し、あるいはまた、加熱スイッチ４を制御する。図の制御回路５は、各々の電池ユニット１１に別々の入力回路８を設けているが、各々の電池ユニットの入力回路を、ひとつの入力回路とすることもできる。
本実施例においては、処理回路９において、第１の電池ユニット１１Ａと第２の電池ユニット１１Ｂからなる２組の電池ユニット１１の一方が放電し、他方は放電することなく保持され、一方の電池ユニット１１の残容量が０になると、他方の放電を開始する。充電時においては、２組の電池ユニット１１の一方が充電され、他方は充電されることなく保持される。また、電池ユニット１１毎に残容量を演算して、各々の電池ユニット１１の残容量を合算してパック電池１０の残容量としている。 The battery pack 10 has two sets of battery units 11 including a first battery unit 11A and a second battery unit 11B connected in parallel. The battery pack 10 shown in FIG. 1 has two battery units 11 connected in parallel, but three or more battery units can be connected in parallel. Each battery unit 11 includes a rechargeable battery 1, a switching element 2 connected in series with the battery 1 to control charging / discharging of the battery 1, and a heating resistor 3 </ b> B connected in series with the switching element 2. And a heating switch 4 that controls energization of the heating resistor 3B of the resistance heating fuse 3. Further, the battery pack 10 includes a control circuit 5 that controls the heating switch 4 and detects the battery voltage to control the switching element 2. The control circuit 5 includes an input circuit 8 provided in each battery unit 11 and a processing circuit 9 to which information from these input circuits 8 is input. The input circuit 8 sequentially reads the voltage of each battery 1 with a multiplexer (not shown), and transfers the data to a processing circuit 9 composed of a microcomputer. The input circuit 8 controls on / off of the switching element 2 and the heating switch 4 based on a processing signal from the processing circuit 9. Further, in the input circuit 8, when the overcurrent is detected by the current detection unit 6, the switching element 2 is turned off. In the processing circuit 9, the charge / discharge current of the battery unit 11 detected by the current detector 13 is integrated to calculate the remaining capacity of the battery 1, and the battery 1 is fully charged. Further, the processing circuit 9 detects full charge or overdischarge, or controls charging / discharging by controlling the switching element 2 at the time of detecting an abnormal current, abnormal temperature, abnormal voltage, or the like. To control. In the illustrated control circuit 5, each battery unit 11 is provided with a separate input circuit 8, but the input circuit of each battery unit may be a single input circuit.
In the present embodiment, in the processing circuit 9, one of the two battery units 11 including the first battery unit 11A and the second battery unit 11B is discharged and the other is held without being discharged. When the remaining capacity of the unit 11 becomes 0, the other discharge is started. During charging, one of the two battery units 11 is charged, and the other is held without being charged. Further, the remaining capacity is calculated for each battery unit 11, and the remaining capacity of each battery unit 11 is added to obtain the remaining capacity of the battery pack 10.

電池１は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池である。さらに、図１のパック電池１０は、各々の電池ユニット１１に、電池１の充放電時の電流を検出する抵抗等からなる電流検出部６も備える。また、各々の電池ユニット１１は、電池１に密接して配置されたサーミスタを含む温度検出部７も備える。 The battery 1 is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. Furthermore, the battery pack 10 of FIG. 1 also includes a current detection unit 6 including a resistor or the like that detects a current during charging / discharging of the battery 1 in each battery unit 11. Each battery unit 11 also includes a temperature detector 7 including a thermistor disposed in close contact with the battery 1.

図１のパック電池１０は、各々の電池ユニット１１に３個の電池セルを直列に接続している。ただ、電池ユニットは、複数の電池を並列に接続して電池ブロックとし、さらに複数の電池ブロックを直列に接続することもできる。このような電気接続においては、電池セルの正極、負極に平板状金属片であるタブをスポット溶接等により接続して、電気接続している。電池セルには、リチウムイオン電池の場合は、約２０００ｍＡｈ／セル程度の容量のものを使用する。 The battery pack 10 in FIG. 1 has three battery cells connected in series to each battery unit 11. However, the battery unit can connect a plurality of batteries in parallel to form a battery block, and further connect a plurality of battery blocks in series. In such electrical connection, tabs, which are flat metal pieces, are connected to the positive electrode and negative electrode of the battery cell by spot welding or the like, and are electrically connected. In the case of a lithium ion battery, a battery cell having a capacity of about 2000 mAh / cell is used.

処理回路９は、入力回路８を介して、各々の電池ユニット１１のトータル電池電圧（測定箇所）、各電池セルの電圧検出部、電流検出部６からの出力、温度検出部７からの出力のアナログ電圧が入力され、入力されるアナログ信号をデジタル信号にデジタル変換し、実電圧［ｍＶ］や実電流値［ｍＡ］等に換算するＡ／Ｄ変換部（図示せず）を備える。さらに、処理回路９は、Ａ／Ｄ変換部からの出力を、演算、比較、判定等をして、スイッチング素子２と加熱スイッチ４をオンオフに制御する制御・演算部（図示せず）も備える。 The processing circuit 9 receives the total battery voltage (measurement location) of each battery unit 11, the voltage detection unit of each battery cell, the output from the current detection unit 6, and the output from the temperature detection unit 7 via the input circuit 8. An analog voltage is input, and an A / D converter (not shown) that converts an input analog signal into a digital signal and converts it into an actual voltage [mV], an actual current value [mA], or the like is provided. Further, the processing circuit 9 includes a control / arithmetic unit (not shown) for calculating, comparing, and determining the output from the A / D conversion unit and controlling the switching element 2 and the heating switch 4 on and off. .

処理回路９は、制御・演算部でもって、各々の電池ユニット１１の充放電電流を別々に積算して残容量を演算処理したり、電池１の満充電を検出したり、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時等に、充放電を制御する。そして、ＦＥＴからなるスイッチング素子２は、入力回路８を介して、処理回路９の制御・演算部でオンオフに制御され、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時に、制御・演算部からの制御信号で電流を遮断する。周知技術を利用して、制御・演算部においては、Ａ／Ｄ変換部によって変換された充放電電流に、測定単位時間（例えば、２５０ｍｓｅｃ）を掛け算した値を積算し、放電時においては満充電から積算量を引き算し、あるいは、充電時においては、充電開始時の残容量より積算量を加算する。このような演算により、電池１の残容量（Ａｈ）を算出している。このような電流積算の残容量に代わって、測定時点での電圧と電流と測定単位時間とを掛け算した値を積算した電力の積算量（Ｗｈ）を残容量としても良い。 The processing circuit 9 is a control / arithmetic unit that separately accumulates the charge / discharge current of each battery unit 11 to calculate the remaining capacity, detects full charge of the battery 1, abnormal current, abnormal temperature, etc. Charge / discharge is controlled when an abnormal voltage is detected. The switching element 2 made of FET is controlled to be turned on / off by the control / arithmetic unit of the processing circuit 9 via the input circuit 8 and is controlled by the control / calculation unit when an abnormal current, abnormal temperature, or abnormal voltage is detected. Cut off current with signal. Using a well-known technique, the control / arithmetic unit integrates the charge / discharge current converted by the A / D converter by the value obtained by multiplying the measurement unit time (for example, 250 msec). From the remaining amount at the start of charging, the accumulated amount is added. The remaining capacity (Ah) of the battery 1 is calculated by such calculation. Instead of such remaining current accumulated capacity, an accumulated power amount (Wh) obtained by integrating a value obtained by multiplying the voltage, current and measurement unit time at the time of measurement may be used as the remaining capacity.

また、処理回路９は、制御・演算部において、各種データを記憶するメモリを備える。このメモリは、電池ユニット１１の動作を制御するプログラムを保存するプログラムメモリを備え、プログラムメモリは、不揮発性の記憶媒体である。ＲＯＭ（Read Only Memory）には、プログラムの実行時に必要なデータなどがあらかじめ記憶される。ＲＡＭ（Random Access Memory）は、プログラムの一部や、各種データを一時的に記憶する。この他に、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）又はFlashMemoryを備えており、ＥＥＰＲＯＭ又はFlashMemoryには、制御・演算部に実行させるソフトウェアや設定データや、制御・演算部のシャットダウンが発生しても保存が必要なデータ（例えば、学習容量、サイクル数、異常時のデータ等）などをシャットダウンより前に記憶するとともに、これらを随時書き換えることが可能となっている。 The processing circuit 9 includes a memory for storing various data in the control / arithmetic unit. The memory includes a program memory that stores a program for controlling the operation of the battery unit 11, and the program memory is a nonvolatile storage medium. A ROM (Read Only Memory) stores data necessary for executing the program in advance. A RAM (Random Access Memory) temporarily stores a part of a program and various data. In addition, EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) or FlashMemory is provided as non-volatile memory, and software or setting data executed by the control / arithmetic unit or shutdown of the control / arithmetic unit occurs in the EEPROM or FlashMemory. However, it is possible to store data that needs to be saved (for example, learning capacity, number of cycles, data at the time of abnormality, etc.) before the shutdown, and to rewrite them as needed.

さらには、処理回路９は、制御・演算部に、各種のタイマー、カウンターを備えており、時間計測、回数の計測等に利用される。 Furthermore, the processing circuit 9 includes various timers and counters in the control / arithmetic unit, and is used for time measurement, frequency measurement, and the like.

また、処理回路９は、制御・演算部で各電池ユニット１１Ａ、１１Ｂにおいて満充電を検出する。制御・演算部は、電池がニッケル水素電池等の場合は、ピーク電圧を検出したり、電池電圧の−ΔＶ（＝電圧低下）を検出したり、演算された残容量を利用したり等の周知の方法にて満充電を検出する。電池がリチウムイオン電池の場合は、電流、電圧を規制した定電流（ｍａｘ電流０．５〜１Ｃ程度)・定電圧（ｍａｘ４．２Ｖ／セル程度）充電を利用し、電圧が所定値以上、電流が所定値以下の条件のとき、満充電と判定する。満充電を検出したとき、処理回路９の制御・演算部は、容量を１００％とする情報を、通信ライン１２を介して、電子機器側に送信することもできる。 The processing circuit 9 detects full charge in each of the battery units 11A and 11B by the control / arithmetic unit. When the battery is a nickel metal hydride battery or the like, the control / calculation unit detects the peak voltage, detects the battery voltage -ΔV (= voltage drop), uses the calculated remaining capacity, etc. The full charge is detected by the method. When the battery is a lithium ion battery, a constant current (max current of about 0.5 to 1 C) / constant voltage (max 4.2 V / cell) charging with regulated current and voltage is used. Is determined to be full when the value is equal to or less than a predetermined value. When full charge is detected, the control / arithmetic unit of the processing circuit 9 can also transmit information for setting the capacity to 100% to the electronic device side via the communication line 12.

ここで、処理回路９は、充電電流、放電電流を遮断するために、スイッチング素子２をオンオフ制御する信号を、制御・演算部から入力回路８に出力する。スイッチング素子２は、充電用スイッチング素子としてｐチャネル型ＦＥＴである充電用ＦＥＴ素子２Ａを、放電用スイッチング素子としてｐチャネル型ＦＥＴである放電用ＦＥＴ素子２Ｂを備えている。なお、ｐチャネル型ＦＥＴに代わって、チャージポンプを利用してｎチャネル型ＦＥＴの充電用ＦＥＴ素子、放電用ＦＥＴ素子を利用することも可能である。 Here, the processing circuit 9 outputs a signal for controlling on / off of the switching element 2 from the control / calculation unit to the input circuit 8 in order to cut off the charging current and the discharging current. The switching element 2 includes a charging FET element 2A that is a p-channel FET as a charging switching element, and a discharging FET element 2B that is a p-channel FET as a discharging switching element. Instead of the p-channel FET, it is also possible to use an n-channel FET charging FET element and a discharging FET element using a charge pump.

処理回路９は、リチウムイオン電池である電池１の電圧が、過充電電圧以上（例えば、４．２Ｖ／セル以上）になると、充電用ＦＥＴ素子２Ａをオフ制御するために、オフ信号（ｐチャネル型ＦＥＴのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、Ｈｉｇｈ電圧の信号に相当する）を、入力回路８を介して充電用ＦＥＴ素子２Ａのゲートに出力する。また、処理回路９は、電池１の電圧が、過放電電圧以下（例えば、２．７Ｖ／セル以下）になると、放電用ＦＥＴ素子２Ｂをオフ制御するために、オフ信号（ｐチャネル型ＦＥＴのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、Ｈｉｇｈ電圧の信号に相当する）を、入力回路８を介して、放電用ＦＥＴ素子２Ｂのゲートに出力する。なお、上述のように、ｐチャネル型ＦＥＴである素子のゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、Ｈｉｇｈ電圧の信号に相当し、オン信号の電圧は、Ｌｏｗ電圧の信号に相当する。また、過充電状態においては、入力回路８より充電用ＦＥＴ素子２Ａにオフ信号が出力されて、充電は停止される。このときは、携帯機器ＰＣ２０が放電すると、放電用ＦＥＴ素子２Ｂのゲートにはオン信号が入力されているので、放電用ＦＥＴ素子２Ｂはオン状態で、オフ状態の充電用ＦＥＴ素子２Ａの寄生ダイオードを介して放電できる。また、過放電状態においては、入力回路８から放電用ＦＥＴ素子２Ｂのゲートにオフ信号が入力されて、放電は停止される。このときは、携帯機器ＰＣ２０が充電すると、充電用ＦＥＴ素子２Ａのゲートはオン信号であるので、充電用ＦＥＴ素子２Ａがオン状態で、オフ状態の放電用ＦＥＴ素子２Ｂの寄生ダイオードを介して、充電できる。 When the voltage of the battery 1, which is a lithium ion battery, becomes equal to or higher than the overcharge voltage (for example, 4.2 V / cell or higher), the processing circuit 9 performs an off signal (p channel) in order to turn off the charging FET element 2 A. Since the voltage is applied to the gate of the type FET, the voltage of the off signal corresponds to the signal of the High voltage) is output to the gate of the charging FET element 2A via the input circuit 8. Further, when the voltage of the battery 1 becomes equal to or lower than the overdischarge voltage (e.g., 2.7 V / cell or lower), the processing circuit 9 is configured to turn off the discharge FET element 2B. Since it is applied to the gate, the voltage of the off signal corresponds to the signal of the High voltage) is output to the gate of the discharging FET element 2B via the input circuit 8. Note that, as described above, since the voltage is applied to the gate of an element that is a p-channel FET, the voltage of the off signal corresponds to a high voltage signal, and the voltage of the on signal corresponds to a low voltage signal. In the overcharged state, an off signal is output from the input circuit 8 to the charging FET element 2A, and charging is stopped. At this time, when the portable device PC20 is discharged, an ON signal is input to the gate of the discharging FET element 2B, so that the discharging FET element 2B is in the ON state and the parasitic diode of the charging FET element 2A in the OFF state. Can be discharged via In the overdischarge state, an off signal is input from the input circuit 8 to the gate of the discharge FET element 2B, and the discharge is stopped. At this time, when the portable device PC20 is charged, since the gate of the charging FET element 2A is an ON signal, the charging FET element 2A is in the ON state, and via the parasitic diode of the discharging FET element 2B in the OFF state, Can be charged.

パック電池１０は、携帯時等の商用電力を利用できないときに利用されるので、通常、携帯機器ＰＣ２０に商用電力が供給できる場合等は、電池ユニット１１の電池１は満充電に近い状態で保管される。また、停電の発生は、通常、非常に少ないので、電池１の残容量の低下は、電池１の自己放電及びパック電池１０内の電力消費より発生する。処理回路９で、電池１の残容量が、自己放電、回路の電力消費等により、再充電容量に到達したら再充電を開始する。そして、再充電容量は、満充電容量から所定時間あたりの電流値の積算を減算して求めても良く、また、再充電容量に対応した電池電圧より求めても良い。また、再充電容量は、たとえば、満充電容量の約９０％とすることができる。 Since the battery pack 10 is used when the commercial power cannot be used such as when it is carried, the battery 1 of the battery unit 11 is normally stored in a state near full charge when the commercial power can be supplied to the portable device PC20. Is done. Moreover, since the occurrence of a power failure is usually very small, the decrease in the remaining capacity of the battery 1 occurs due to the self-discharge of the battery 1 and the power consumption in the battery pack 10. When the remaining capacity of the battery 1 reaches the recharge capacity in the processing circuit 9 due to self-discharge, power consumption of the circuit, etc., recharging is started. The recharge capacity may be obtained by subtracting the integration of the current value per predetermined time from the full charge capacity, or may be obtained from the battery voltage corresponding to the recharge capacity. Further, the recharge capacity can be, for example, about 90% of the full charge capacity.

本実施例においては、処理回路９は、以下のように処理して、残容量を得る。処理回路９の制御・演算部は、電池１を放電して、後述する電池１の総容量である総放電量（＝学習容量）から放電容量を減算して、電池１の残量を電流の積算量又は積算量（Ａｈ）として演算する。また、処理回路９は、制御・演算部において、放電中、（総容量−積算量）／（総容量）＝残存容量率の関係式より、電池１の残存容量率（％）を演算する。充電容量は、電池１の充電電流の積算量で、あるいはこれに充電効率をかけて演算される。放電容量は、放電電流の積算量、あるいは放電効率を考慮して演算される。処理回路９は、制御・演算部でもって、電流の積算に代わって、電力の積算量（Ｗｈ）で残量を演算することもできる。電力の積算値は、充電電力から放電電力を減算して演算される。 In the present embodiment, the processing circuit 9 performs the following processing to obtain the remaining capacity. The control / arithmetic unit of the processing circuit 9 discharges the battery 1 and subtracts the discharge capacity from the total discharge amount (= learning capacity) which is the total capacity of the battery 1 to be described later. Calculated as an integrated amount or an integrated amount (Ah). Further, the processing circuit 9 calculates the remaining capacity ratio (%) of the battery 1 from the relational expression of (total capacity−integrated amount) / (total capacity) = remaining capacity ratio during discharge in the control / calculation unit. The charge capacity is calculated by the integrated amount of the charge current of the battery 1 or by multiplying this by the charge efficiency. The discharge capacity is calculated in consideration of the integrated amount of discharge current or discharge efficiency. The processing circuit 9 can calculate the remaining amount by the integrated amount of electric power (Wh) instead of integrating the current by the control / calculating unit. The integrated value of power is calculated by subtracting discharge power from charge power.

ここでは、その時点での電池１の総容量（＝学習容量）としては、満充電した状態から完全に放電されるまでの放電の積算容量（Ａｈ又はＷｈ）でも、電池１を完全に放電した状態から満充電されるまでの充電の積算容量（Ａｈ又はＷｈ）でもよい。また、これ以外の方法でも、総容量が得られるのであれば、その時点での電池１の総容量としても良い。 Here, as the total capacity (= learning capacity) of the battery 1 at that time, the battery 1 is completely discharged even with the accumulated capacity (Ah or Wh) of the discharge from the fully charged state until it is completely discharged. The accumulated capacity (Ah or Wh) of charging until the battery is fully charged from the state may be used. If the total capacity can be obtained by other methods, the total capacity of the battery 1 at that time may be used.

各電池ユニット１１Ａ、１１Ｂにおいて放電が進むとき、処理回路９は、制御・演算部でもって、Ａ／Ｄ変換部から入力される電圧信号で、残量を補正する。Ａ／Ｄ変換部から、電池１の電圧が第１電圧に到達、低下したことを示す信号が入力されると、処理回路９の制御・演算部は、第１電圧（例えば、リチウムイオン電池３．６Ｖ／セル）に対応して予め設定されている第１残存容量（率）Ｙａ１（例えば、８％）により、算出した残存容量率を補正する。 When discharging proceeds in each of the battery units 11A and 11B, the processing circuit 9 corrects the remaining amount with the voltage signal input from the A / D conversion unit by the control / calculation unit. When a signal indicating that the voltage of the battery 1 has reached and decreased to the first voltage is input from the A / D converter, the control / arithmetic unit of the processing circuit 9 causes the first voltage (for example, the lithium ion battery 3). .6V / cell), the calculated remaining capacity rate is corrected by a preset first remaining capacity (rate) Ya1 (for example, 8%).

すなわち、第１残存容量Ｙａ１を残存容量８％とすると、処理回路９の制御・演算部は、算出した残存容量が９％になると、二次電池の電池電圧が第１電圧Ｖ１に低下するまで、残存容量として９％を保持する。一方、算出した残存容量が９％以上の場合に、二次電池の電池電圧が第１電圧Ｖ１に低下すると、その時点で、処理回路９の制御・演算部は、算出した残存容量の値を８％に補正する。 That is, assuming that the first remaining capacity Ya1 is 8%, the control / calculation unit of the processing circuit 9 causes the battery voltage of the secondary battery to decrease to the first voltage V1 when the calculated remaining capacity reaches 9%. The remaining capacity is 9%. On the other hand, when the calculated remaining capacity is 9% or more and the battery voltage of the secondary battery drops to the first voltage V1, the control / calculation unit of the processing circuit 9 at this time sets the calculated remaining capacity value. Correct to 8%.

さらに、各電池ユニット１１Ａ、１１Ｂにおいて電池の放電が進んで、電池の電圧が所定の放電終止電圧に低下したことを示す信号が入力されると、処理回路９の制御・演算部は演算した残量を０に補正する。電池電圧が放電終止電圧まで低下すると、電池の実際の容量は、下限容量として、０になるからである。そして、制御・演算部は、放電開始から放電終止電圧までの放電電流積算量を、総放電量（＝総容量）として演算、保存する。 Further, when a battery discharge is advanced in each battery unit 11A, 11B and a signal indicating that the battery voltage has decreased to a predetermined discharge end voltage is input, the control / calculation unit of the processing circuit 9 performs the remaining calculation. Correct the amount to zero. This is because when the battery voltage drops to the discharge end voltage, the actual capacity of the battery becomes 0 as the lower limit capacity. Then, the control / calculation unit calculates and stores the total discharge current amount from the start of discharge to the end-of-discharge voltage as a total discharge amount (= total capacity).

そして、処理回路９の制御・演算部は、総放電量（＝学習容量）を得た後、次の総放電量が得られるまで、この総放電量を利用する。また、第１残存容量（率）に対応した第１電圧に加えて、これより少ない容量（例えば、３％）での第２残存容量（率）に対応した第２電圧でも、算出した残存容量率を補正しても良い。また、上述の残存容量(率)に対応した第１電圧、放電終止電圧等については、電流、温度に依存するので、使用時において電流、温度を基に補正した電圧を利用することも可能である。 Then, after obtaining the total discharge amount (= learning capacity), the control / calculation unit of the processing circuit 9 uses this total discharge amount until the next total discharge amount is obtained. Further, in addition to the first voltage corresponding to the first remaining capacity (rate), the calculated remaining capacity is also calculated with the second voltage corresponding to the second remaining capacity (rate) with a smaller capacity (for example, 3%). The rate may be corrected. In addition, the first voltage corresponding to the above-mentioned remaining capacity (rate), the discharge end voltage, etc. depend on the current and temperature, so it is possible to use a voltage corrected based on the current and temperature in use. is there.

さらに、処理回路９は、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報、各種指令の情報を携帯機器ＰＣ２０の制御・電源手段２１に伝送する通信部（図示せず）を備えている。パック電池１０と携帯機器ＰＣ２０との通信処理は、以下のように、通信部にて行われる。通信部は、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報を携帯機器ＰＣ２０が受信できる信号データに作成する通信データ作成部と、実際に通信を行うためのドライバー部と備える。このとき、残容量を算出するための各種パラメータの記憶や諸々のデータを記憶するために、処理回路９内のメモリを利用することもできる。また、処理回路９は、携帯機器ＰＣ２０からパック電池１０の各種情報の送信要求をドライバー部にて受け、通信データ作成部にて作成されたデータをドライバー部から携帯機器ＰＣ２０に送信する。通信方式としては、周知技術であるＳＭＢｕｓ方式等が利用でき、２つの通信ライン１２であるデータラインＳＤＡ、クロックラインＳＣＬを介して、データ信号等を送信、受信する機能を備えている。 Further, the processing circuit 9 includes a communication unit (not shown) that transmits various battery information such as battery voltage, remaining capacity, charge / discharge current value, and various command information to the control / power supply means 21 of the portable device PC20. ing. Communication processing between the battery pack 10 and the portable device PC 20 is performed by the communication unit as follows. The communication unit includes a communication data generation unit that generates various battery information such as a battery voltage, a remaining capacity, and a charge / discharge current value as signal data that can be received by the mobile device PC 20, and a driver unit that performs actual communication. At this time, the memory in the processing circuit 9 can be used to store various parameters for calculating the remaining capacity and various data. In addition, the processing circuit 9 receives a request for transmission of various types of information about the battery pack 10 from the portable device PC 20 at the driver unit, and transmits the data created at the communication data creation unit to the portable device PC 20 from the driver unit. As a communication system, a well-known technique such as an SMBus system can be used, and it has a function of transmitting and receiving a data signal and the like via two data lines SDA and a clock line SCL.

さらに、パック電池１０の制御回路５は、異常検出ステップとして、以下の方法で充電用のスイッチング素子２の異常を検出し、充電用スイッチング素子２の異常状態が検出されたとき、通信処理部を介して、携帯機器ＰＣ２０側にスイッチング素子２の異常を通信する。たとえば、制御回路５は、温度異常や過電流が検出された場合等において、入力回路８が充電用のスイッチング素子２である充電用ＦＥＴ素子２Ａをオフとする制御をしているにもかかわらず、携帯機器ＰＣ２０より充電電圧、充電電力が印加された状態で、以下のように充電電流が検出されるとスイッチング素子２の異常と判定する。図１のパック電池１０は、このような充電電流を検出するために、電流検出部１３を備える。この電流検出部１３は、パック電池全体に流れる電流、すなわち、各々の電池ユニット１１に流れる電流の総和を検出する。電流検出部１３で検出される電流は、処理回路９に入力される。 Furthermore, the control circuit 5 of the battery pack 10 detects the abnormality of the charging switching element 2 by the following method as an abnormality detection step, and when the abnormal state of the charging switching element 2 is detected, the communication processing unit is Via this, the abnormality of the switching element 2 is communicated to the mobile device PC 20 side. For example, when the temperature abnormality or overcurrent is detected, the control circuit 5 controls the input FET 8 to turn off the charging FET element 2A that is the charging switching element 2. When the charging voltage and the charging power are applied from the portable device PC20 and the charging current is detected as follows, it is determined that the switching element 2 is abnormal. The battery pack 10 of FIG. 1 includes a current detector 13 in order to detect such a charging current. The current detector 13 detects the current flowing through the entire battery pack, that is, the sum of the currents flowing through the battery units 11. The current detected by the current detector 13 is input to the processing circuit 9.

制御回路５は、入力回路８が充電用ＦＥＴ素子２Ａをオフに制御する状態で、充電電流を検出するとき、次の場合に、スイッチング素子２の異常と判定する。第１電流値（例えば、１００ｍＡ）以上の電流を、第２検出時間（例えば、９０秒）より短い第１検出時間（例えば、２０秒）の間、検出するとき、異常と判定する。また、所定の電流範囲、即ち、第１電流値未満、第２電流値（例えば、２０ｍＡ）以上の電流を、第１検出時間（例えば、２０秒）より長い第２検出時間（例えば、９０秒）の間、検出するとき、異常と判定する。そして、このような充電用ＦＥＴ素子２Ａの異常を検出するために、常に、自動的にチェック（＝自己チェック）している。 When the control circuit 5 detects the charging current in a state where the input circuit 8 controls the charging FET element 2A to be off, the control circuit 5 determines that the switching element 2 is abnormal in the following case. When a current of a first current value (for example, 100 mA) or more is detected for a first detection time (for example, 20 seconds) shorter than the second detection time (for example, 90 seconds), it is determined as abnormal. Further, a current within a predetermined current range, that is, less than the first current value and greater than or equal to the second current value (for example, 20 mA) is applied to the second detection time (for example, 90 seconds) longer than the first detection time (for example, 20 seconds). ), It is determined as abnormal when detected. Then, in order to detect such an abnormality of the charging FET element 2A, it is always automatically checked (= self-check).

さらに、制御回路５は、判別ステップで、いずれの電池ユニット１１の充電用のスイッチング素子２が異常になったかを判定する。判別ステップでは、入力回路８が充電用のスイッチング素子である充電用ＦＥＴ素子２Ａのゲートにオフ信号を入力する状態で、携帯機器ＰＣ２０より各々の電池ユニット１１に充電電力を供給し、いずれの電池ユニット１１の電池電圧が上昇するかを検出する。異常な状態となって故障している充電用ＦＥＴ素子２Ａは、ゲートにオフ信号を入力してもオフにはならずにオン状態に保持される。したがって、充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障している電池ユニット１１は、オン状態の充電用ＦＥＴ素子２Ａで電池１が充電されて、電圧が上昇する。このことから、電池電圧が上昇する電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａを故障と判定する。この制御方法は、異常検出ステップにおいて、いずれかの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａの故障を検出しても、このステップにおいては、いずれの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａの故障かを判定する必要はない。次の判別ステップにおいて、充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障する電池ユニット１１を特定するからである。この制御方法は、充電用ＦＥＴ素子２Ａの故障を判定する状態で、いずれの充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障かを識別するので、故障した電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａを確実に特定できる。さらに、いずれの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障しているかを判定するための判別ステップで、電池１を充電して、抵抗加熱型ヒューズ３を確実に溶断できる。すなわち、判別ステップにおいて携帯機器ＰＣ２０からパック電池１０に供給する電力は、どの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障したかの判定と、故障した電池ユニット１１の抵抗加熱型ヒューズ３の確実な溶断の両方に有効に利用される。 Further, the control circuit 5 determines which battery unit 11 charging switching element 2 is abnormal in the determination step. In the determination step, charging power is supplied from the portable device PC 20 to each battery unit 11 in a state where the input circuit 8 inputs an off signal to the gate of the charging FET element 2A that is a switching element for charging. It detects whether the battery voltage of the unit 11 rises. The charging FET element 2A that is in an abnormal state and has failed is not turned off even if an off signal is input to the gate, and is kept on. Therefore, in the battery unit 11 in which the charging FET element 2A has failed, the battery 1 is charged by the charging FET element 2A in the on state, and the voltage increases. From this, the charging FET element 2A of the battery unit 11 in which the battery voltage increases is determined to be a failure. In this control method, even if a failure of the charging FET element 2A of any battery unit 11 is detected in the abnormality detection step, in this step, it is determined which of the charging FET elements 2A of the battery unit 11 is defective. There is no need to judge. This is because in the next determination step, the battery unit 11 in which the charging FET element 2A fails is specified. This control method identifies which charging FET element 2A has failed in a state where the charging FET element 2A has failed, so that the charging FET element 2A of the failed battery unit 11 can be reliably identified. Further, the battery 1 can be charged and the resistance heating type fuse 3 can be blown reliably in the determination step for determining which of the battery unit 11 has the charging FET element 2A in failure. That is, the electric power supplied from the portable device PC 20 to the battery pack 10 in the determination step is to determine which battery unit 11 charging FET element 2A has failed, and to ensure that the resistance heating fuse 3 of the failed battery unit 11 has failed. Effectively used for both fusing.

充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障した電池ユニット１１が特定されると、故障した電池ユニット１１の充放電を停止するために、故障した充電用ＦＥＴ素子２Ａを備える電池ユニット１１の抵抗加熱型ヒューズ３を溶断する。抵抗加熱型ヒューズ３は、一般に販売されているもので、図１に示すように、ヒューズ３Ａの中間点に、並列接続された加熱抵抗３Ｂを接続した構造である。そして、抵抗加熱型ヒューズ３を遮断するために、加熱抵抗３Ｂは、ヒューズ３Ａに熱的に結合されている。抵抗加熱型ヒューズ３と、これに直列接続されたＦＥＴ等の加熱スイッチ４からなる遮断回路を、電池１の正極側と負極側との間に接続し、入力回路８が加熱スイッチ４のゲート信号を制御する。充電用ＦＥＴ素子２Ａの異常が検出された電池ユニット１１の加熱スイッチ４は、入力回路８でオンに切り換えられる。オン状態の加熱スイッチ４は、電池１から加熱抵抗３Ｂに通電して、加熱抵抗３Ｂをジュール熱で加熱する。したがって、充電用ＦＥＴ素子２Ａの故障した電池ユニット１１の加熱抵抗３Ｂが発熱し、これがヒューズ３Ａを熱溶断する。これにより、これ以後、故障した電池ユニット１１を使用できない状態とする。 When the battery unit 11 in which the charging FET element 2A has failed is specified, the resistance heating type fuse 3 of the battery unit 11 including the failed charging FET element 2A is connected to stop the charging / discharging of the failed battery unit 11. Fusing. The resistance heating type fuse 3 is generally sold, and has a structure in which a heating resistance 3B connected in parallel is connected to an intermediate point of the fuse 3A as shown in FIG. In order to shut off the resistance heating type fuse 3, the heating resistance 3B is thermally coupled to the fuse 3A. A breaker circuit comprising a resistance heating fuse 3 and a heating switch 4 such as an FET connected in series to the resistance heating fuse 3 is connected between the positive electrode side and the negative electrode side of the battery 1, and an input circuit 8 is a gate signal of the heating switch 4. To control. The heating switch 4 of the battery unit 11 in which the abnormality of the charging FET element 2 </ b> A is detected is turned on by the input circuit 8. The heating switch 4 in the on state energizes the heating resistor 3B from the battery 1 to heat the heating resistor 3B with Joule heat. Therefore, the heating resistor 3B of the battery unit 11 in which the charging FET element 2A has failed generates heat, which thermally blows the fuse 3A. As a result, the battery unit 11 that has failed is made unusable thereafter.

次に、本実施例の制御方法について、図２のフローチャートを用いて、工程毎に説明する。
［ｎ＝１のステップ］
このステップで、制御回路５は、いずれかの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが異常であるかどうかを判定する。この判定は、温度異常や過電流が検出された場合等において、各々の電池ユニット１１の充電用のスイッチング素子２である充電用ＦＥＴ素子２Ａのゲートにオフ信号を入力してオフに制御し、この状態で携帯機器ＰＣ２０より充電電圧、充電電力を印加して、所定の条件で充電電流が検出されるかどうかで判定される。このステップにおいて、所定の条件で充電電流が検出されると、いずれかの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが異常であると判定して、次のステップに進む。電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａの異常が検出されない場合、このような判定を周期的（例えば、２５０ｍｓｅｃ毎）に繰り返す。
［ｎ＝２、３のステップ］
いずれかの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａの異常が検出されると、制御回路５は、各々の電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａのゲートにオフ信号を入力してオフに制御し、さらに、この状態で、各々の電池ユニット１１に携帯機器ＰＣ２０より充電電力を供給する。この状態を所定の電力量または所定の時間保持する。
［ｎ＝４〜６のステップ］
制御回路５は、ｎ＝４のステップで、第１の電池ユニット１１Ａの電池電圧が上昇したかどうかを判定する。第１の電池ユニット１１Ａの電池電圧が上昇すると、制御回路５は、第１の電池ユニット１１Ａの充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障と判定し、この情報を携帯機器ＰＣ２０に通信して伝送した後、ｎ＝６のステップで、第１の電池ユニット１１Ａの加熱スイッチ４をオンに切り換えて、第１の電池ユニット１１Ａの抵抗加熱型ヒューズ３を溶断する。
［ｎ＝７、８のステップ］
ｎ＝４のステップで、第１の電池ユニット１１Ａの電池電圧が上昇しない場合、制御回路５は、第２の電池ユニット１１Ｂの充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障と判定し、この情報を携帯機器ＰＣ２０に通信して伝送した後、ｎ＝８のステップで、第２の電池ユニット１１Ｂの加熱スイッチ４をオンに切り換えて、第２の電池ユニット１１Ｂの抵抗加熱型ヒューズ３を溶断する。
ただ、ｎ＝７のステップにおいて、第２の電池ユニット１１Ｂの電池電圧が上昇したかどうかを判定し、第２の電池ユニット１１Ｂの電池電圧が上昇すると、第２の電池ユニット１１Ｂの充電用ＦＥＴ２Ａが故障と判定することもできる。 Next, the control method of a present Example is demonstrated for every process using the flowchart of FIG.
[Step of n = 1]
In this step, the control circuit 5 determines whether or not the charging FET element 2A of any battery unit 11 is abnormal. This determination is performed by inputting an off signal to the gate of the charging FET element 2A which is the charging switching element 2 of each battery unit 11 when temperature abnormality or overcurrent is detected, etc. In this state, the charging voltage and the charging power are applied from the portable device PC 20, and the determination is made based on whether or not the charging current is detected under a predetermined condition. In this step, when a charging current is detected under a predetermined condition, it is determined that the charging FET element 2A of any battery unit 11 is abnormal, and the process proceeds to the next step. When abnormality of the charging FET element 2A of the battery unit 11 is not detected, such determination is repeated periodically (for example, every 250 msec).
[Steps n = 2, 3]
When an abnormality of the charging FET element 2A of any battery unit 11 is detected, the control circuit 5 inputs an off signal to the gate of the charging FET element 2A of each battery unit 11 to control it off. Further, in this state, charging power is supplied from the portable device PC 20 to each battery unit 11. This state is maintained for a predetermined amount of power or for a predetermined time.
[Steps n = 4-6]
In step n = 4, the control circuit 5 determines whether the battery voltage of the first battery unit 11A has increased. When the battery voltage of the first battery unit 11A increases, the control circuit 5 determines that the charging FET element 2A of the first battery unit 11A is out of order and communicates and transmits this information to the portable device PC20. In step n = 6, the heating switch 4 of the first battery unit 11A is turned on, and the resistance heating type fuse 3 of the first battery unit 11A is blown.
[Steps of n = 7, 8]
When the battery voltage of the first battery unit 11A does not increase in the step of n = 4, the control circuit 5 determines that the charging FET element 2A of the second battery unit 11B is out of order and uses this information as the portable device PC20. In step n = 8, the heating switch 4 of the second battery unit 11B is turned on, and the resistance heating type fuse 3 of the second battery unit 11B is blown.
However, in the step of n = 7, it is determined whether or not the battery voltage of the second battery unit 11B has increased. When the battery voltage of the second battery unit 11B has increased, the charging FET 2A for the second battery unit 11B has increased. Can also be determined as a failure.

さらに、本発明の制御方法は、いずれの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障したかを携帯機器ＰＣ２０に通信して、故障と判定した電池ユニット１１の抵抗加熱型ヒューズ３を確実に溶断した後、故障と判定されない電池ユニット１１の加熱スイッチ４もオンにして抵抗加熱型ヒューズ３も溶断することができる。この制御方法は、いずれの電池ユニット１１の充電用ＦＥＴ素子２Ａが故障したかを判定した後、両方の電池ユニット１１の抵抗加熱型ヒューズ３を確実に溶断するので、パック電池１０全体を使用できなくして、より安全性を向上できる。 Furthermore, the control method of the present invention communicates to the portable device PC 20 which charging FET element 2A of the battery unit 11 has failed, and reliably blows off the resistance heating type fuse 3 of the battery unit 11 determined to have failed. After that, the heating switch 4 of the battery unit 11 that is not determined to be faulty can also be turned on to blow the resistance heating type fuse 3. This control method reliably blows the resistance heating type fuses 3 of both battery units 11 after determining which battery unit 11 charging FET element 2A has failed, so that the entire battery pack 10 can be used. Without it, safety can be improved.

本発明の一実施例にかかる制御方法に使用するパック電池のブロック図である。It is a block diagram of the battery pack used for the control method concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかるパック電池の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the battery pack concerning one Example of this invention.

Explanation of symbols

１…電池
２…スイッチング素子２Ａ…充電用ＦＥＴ素子
２Ｂ…放電用ＦＥＴ素子
３…抵抗加熱型ヒューズ３Ａ…ヒューズ
３Ｂ…加熱抵抗
４…加熱スイッチ
５…制御回路
６…電流検出部
７…温度検出部
８…入力回路
９…処理回路
１０…パック電池
１１…電池ユニット１１Ａ…第１の電池ユニット
１１Ｂ…第２の電池ユニット
１２…通信ライン
１３…電流検出部
２０…携帯機器ＰＣ
２１…制御・電源手段
２２…負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Switching element 2A ... FET element for charge
2B: FET element for discharge 3 ... Resistance heating type fuse 3A: Fuse
3B ... Heating resistance 4 ... Heating switch 5 ... Control circuit 6 ... Current detection unit 7 ... Temperature detection unit 8 ... Input circuit 9 ... Processing circuit 10 ... Pack battery 11 ... Battery unit 11A ... First battery unit
11B ... 2nd battery unit 12 ... Communication line 13 ... Current detection part 20 ... Portable apparatus PC
21 ... Control / power supply means 22 ... Load

Claims

Provided with a plurality of battery units (11) connected in parallel to each other, each battery unit (11) is a rechargeable battery (1), and the battery (1) is connected in series with the battery (1) A switching element (2) for controlling charging / discharging of the battery, a resistance heating fuse (3) having a heating resistor (3B) connected in series with the switching element (2), and the resistance heating fuse (3) And a heating switch (4) for controlling energization of the heating resistor (3B), and further controlling the heating switch (4) and controlling the switching element (2) by detecting the battery voltage A battery pack control method comprising a circuit (5),
An abnormality detection step for detecting an abnormality of the switching element (2) when detecting the charging current flowing through the entire battery pack in a state where the control circuit (5) controls the switching element (2) to be turned off ,
In a state where the abnormality of the switching element (2) is detected, the control circuit (5) supplies the charging power to each battery unit (11) as a state in which the switching element (2) is controlled to be off, thereby increasing the battery voltage. A battery pack control method comprising: a determination step for determining a battery unit (11) of an abnormal switching element (2) from

The control circuit (5) controls the heating switch (4), and the resistance heating type fuse (3) of the battery unit (11) in which the switching element (2) is determined to be abnormal is blown. Pack battery control method.