JP2000348777A

JP2000348777A - 二次電池の保護装置

Info

Publication number: JP2000348777A
Application number: JP11157850A
Authority: JP
Inventors: Hideji Nakamura; 秀司中村; Daisuke Konishi; 大助小西; Yoshihiko Mizuta; 芳彦水田
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電池セル１の異常電圧を検出するための積算
を正常時にリセットすることにより、ノイズや充放電の
頻繁な切り替え等による影響を受けることなく正確な検
出を行うことができる二次電池の保護装置を提供する。【解決手段】充電電圧ＶCが所定時間連続してしきい
値電圧Ｖth以上となった場合にカウンタＣ２のカウント
を行うと共に、これ以外の場合にカウンタＣ３のカウン
トを行い、カウンタＣ２が所定値に達すると電池セル１
の異常高電圧を検出し、カウンタＣ３が所定値に達する
とカウンタＣ２のカウント値をリセットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充放電
時の異常を検出し、この充放電を制限することにより電
池の保護を図る二次電池の保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気
自動車（ＨＥＶ）等では、図２に示すように、動力電源
となる二次電池の多数の電池セル１を直列に接続して使
用している。このため、二次電池の過充電や過放電を防
止するための保護装置の制御回路２は、これら各電池セ
ル１の充放電電圧を検出することにより、いずれかの電
池セル１の充放電電圧に異常が発生するとスイッチ３を
遮断して充放電を停止させるようにしている。即ち、直
列接続された各電池セル１は、それぞれの電池特性にバ
ラツキがあるために充放電電圧にも差が生じるので、１
個でもこの充放電電圧に異常が発生すれば充放電を停止
させる必要がある。

【０００３】例えば非水電解質二次電池の場合、上記制
御回路２は、充電時にはいずれかの電池セル１の充電電
圧が４．１〜４．３Ｖのしきい値電圧以上になると充電
を停止させ、放電時にはいずれかの電池セル１の放電電
圧が２．８〜２．３Ｖのしきい値電圧以下になると放電
を停止させる。ただし、充電電圧がしきい値電圧以上に
なったり放電電圧がしきい値電圧以下になると直ちに充
放電を停止したのでは、ノイズによる誤動作が発生する
ので、実際の従来の制御回路２は、しきい値電圧以上や
しきい値電圧以下の状態が所定時間以上持続した場合
に、充放電を停止させるようにしている。

【０００４】上記従来の制御回路２の充電時の動作を図
３のフローチャートに基づいて説明する。図３に示すル
ーチンは、各電池セル１について、例えば１０ｍ秒間隔
で定期的に呼び出される。最初のステップ（以下「Ｓ」
という）では、当該電池セル１の充電電圧ＶCを検出
し、この充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上かどうか
を判定する（Ｓ２１）。ここで、充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth未満であれば、カウンタＣの値を初期値０に
リセットして処理を終了する（Ｓ２２）。しかし、充電
電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上であった場合には、カ
ウンタＣの値をインクリメント（１の加算）して（Ｓ２
３）、このカウンタＣの値が所定値１００に達したかど
うかを判定する（Ｓ２４）。そして、カウンタＣの値が
所定値１００に達していない場合には、そのまま処理を
終了するが、所定値１００に達した場合には、その電池
セル１の異常高電圧を検出し、スイッチ３を遮断して充
電を停止させる（Ｓ２５）。

【０００５】従って、制御回路２は、充電電圧ＶCがし
きい値電圧Ｖth以上になると、１０ｍ秒ごとにカウンタ
Ｃのカウントを行い、しきい値電圧Ｖth以上の状態が１
秒（＝１００×１０ｍ秒）以上持続してこのカウンタＣ
の値が所定値１００に達すると、充電を停止させること
になる。また、放電時も、同様の処理によって、放電電
圧がしきい値電圧以下となる状態が連続して所定時間以
上続いた場合に、放電を停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示し
た制御では、一度でもノイズによって充電電圧ＶCがし
きい値電圧Ｖth未満になると、カウンタＣが初期値０に
リセットされるので、カウントを最初からやり直す必要
がある。しかも、特にハイブリッド電気自動車では、走
行状態に応じて二次電池の充放電が頻繁に切り替わるの
で、電池セル１の充電電圧ＶCに異常があっても、充放
電の切り替えによって、この充電電圧ＶCが連続して長
時間（ここでは１秒間）しきい値電圧Ｖth以上を維持す
ることができない場合もある。このため、従来の二次電
池の保護装置では、電池セル１の異常電圧を正確に検出
することができないという問題があった。

【０００７】また、上記問題を解消するためには、制御
回路２の充電時の動作を図４のフローチャートのように
変更することも考えられる。この図４に示すルーチン
も、各電池セル１について、例えば１０ｍ秒間隔で定期
的に呼び出される。そして、まず最初に当該電池セル１
の充電電圧ＶCを検出して、この充電電圧ＶCがしきい値
電圧Ｖth以上かどうかを判定し（Ｓ３１）、ここで充電
電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth未満であれば、カウンタＣ
１の値を初期値０にリセットして処理を終了する（Ｓ３
２）。しかし、充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上で
あった場合には、カウンタＣ１の値をインクリメントし
て（Ｓ３３）、このカウンタＣ１の値が所定値１０に達
したかどうかを判定する（Ｓ３４）。そして、カウンタ
Ｃ１の値が所定値１０に達していない場合には、そのま
ま処理を終了するが、所定値１０に達した場合には、こ
のカウンタＣ１の値を初期値０にリセットしてから（Ｓ
３５）、エラーフラグがセットされているかどうかを判
定する（Ｓ３６）。

【０００８】上記エラーフラグは、最初はセットされて
いないので、始めてカウンタＣ１の値が所定値１０に達
すると、このエラーフラグをセットして（Ｓ３７）、カ
ウンタＣ２の値を初期値１にリセットし処理を終了する
（Ｓ３８）。しかし、再度カウンタＣ１の値が所定値１
０に達すると、カウンタＣ２の値をインクリメントして
（Ｓ３９）、このカウンタＣ２の値が所定値１０に達し
たかどうかを判定する（Ｓ４０）。そして、カウンタＣ
２の値が所定値１０に達していない場合には、そのまま
処理を終了するが、所定値１０に達した場合には、その
電池セル１の異常高電圧を検出し、スイッチ３を遮断し
て充電を停止させる（Ｓ４１）。

【０００９】上記制御によれば、カウンタＣ１とカウン
タＣ２を用いてカウントを２段階にし、カウンタＣ１
は、図３に示した場合よりも短い１００ｍ秒（＝１０×
１０ｍ秒）間にわたって連続して充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth以上を維持しないとカウントを完了しないよ
うにすることにより、電池セル１の電圧が正常な場合
に、ノイズ等により充電電圧ＶCが一次的にしきい値電
圧Ｖth以上になった場合の誤検出を防ぐと共に、電池セ
ル１の電圧が異常な場合に、ノイズにより充電電圧ＶC
が一時的にしきい値電圧Ｖth未満になる影響を低減す
る。また、カウンタＣ２は、カウンタＣ１がカウントを
完了した場合にのみカウントを行うが、この間に充電電
圧ＶCがしきい値電圧Ｖth未満になってカウンタＣ２の
カウントが中断しても、再度しきい値電圧Ｖth以上とな
ったときにこのカウントを継続できるので、充放電が頻
繁に切り替わるような場合でも、電池セル１の異常電圧
を正確に検出することができる。

【００１０】しかしながら、この図４に示したような制
御では、一度エラーフラグがセットされると、電池セル
１に異常がなくても、長い使用期間の間に何らかの原因
でカウンタＣ２のカウントが行われることがあり、これ
が徐々に累積すると、この電池セル１を異常であると誤
検出するおそれが生じる。

【００１１】なお、上記問題は、電気自動車やハイブリ
ッド電気自動車に用いられる二次電池に限らず、充放電
が頻繁に切り替わるような用途の一般の二次電池にも共
通し、電池セルを単体で用いる二次電池にも共通する。

【００１２】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、二次電池の異常電圧を検出するため
の積算を正常時に減算したりリセットすることにより、
正確な検出を行うことができる二次電池の保護装置を提
供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の二次電池の保
護装置の発明は、二次電池の充電電圧がしきい値以上に
なるたびに積算を行う異常検出積算手段と、この異常検
出積算手段の積算結果が所定値を超えた場合に、二次電
池の異常高電圧を検出する異常高電圧検出手段と、二次
電池の充電電圧がしきい値未満になるたびに異常検出積
算手段の積算結果の減算を行う異常解除手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１４】請求項１の発明によれば、二次電池の充電
電圧がしきい値以上になるたびに積算を行い、この積算
結果が所定値を超えた場合に異常高電圧を検出するの
で、ノイズや充放電の頻繁な切り替え等によって二次電
池の異常が正確に検出できないようになるのを防ぐこと
ができる。しかも、この積算結果は、二次電池の充電電
圧がしきい値未満になるたびに減算されるので、積算結
果が長期間にわたって徐々に累積し二次電池の異常を誤
検出するのを防ぐことができる。なお、この充電電圧が
しきい値未満になるたびに積算結果を初期値に戻したの
では、充電電圧が連続してしきい値以上である場合にの
み積算を行う従来例と同様になる。

【００１５】請求項２の二次電池の保護装置の発明は、
二次電池の充電電圧がしきい値以上になるたびに積算を
行う異常検出積算手段と、この異常検出積算手段の積算
結果が所定値を超えた場合に、二次電池の異常高電圧を
検出する異常高電圧検出手段と、二次電池の充電電圧が
しきい値未満となるたびに積算を行う異常解除積算手段
と、この異常解除積算手段の積算結果が所定値を超えた
場合に、異常検出積算手段の積算結果の減算を行い又は
この積算結果を初期値に戻す異常解除手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明によれば、二次電池の充電
電圧がしきい値未満になるたびに異常解除積算手段が積
算を行い、この積算結果が所定値を超えた場合に異常検
出積算手段の積算結果を減算したりリセットするので、
異常検出積算手段の積算結果が長期間にわたって徐々に
累積し二次電池の異常を誤検出するのを防ぐことができ
る。しかも、二次電池の充電電圧がしきい値未満になる
たびに直ちに減算やリセットを行うのではないので、ノ
イズや充放電の頻繁な切り替え等の影響を受けることも
少なくなる。

【００１７】請求項３の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常検出積算手段が積算を行う際に、異常解除積算
手段の積算結果の減算を行い又はこの積算結果を初期値
に戻すことを特徴とする。

【００１８】請求項３の発明によれば、異常検出積算手
段の積算によって二次電池に異常の可能性が高いと判断
できる場合に、異常解除積算手段の積算結果を減算した
りリセットするので、この異常解除積算手段の積算結果
が長期間にわたって徐々に累積し、異常検出積算手段の
積算結果を減算したりリセットすることにより二次電池
の異常を検出し損なうのを防ぐことができる。

【００１９】請求項４の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常検出積算手段が、二次電池の充電電圧が所定時
間連続してしきい値以上になるたびに積算を行うもので
あることを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明によれば、二次電池の充電
電圧が所定時間連続してしきい値以上になった場合にの
み異常検出積算手段が積算を行うので、ノイズ等により
一時的に充電電圧が高くなった場合にも、誤って積算を
行い二次電池の異常を誤検出するようなおそれがなくな
る。

【００２１】請求項５の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常解除手段が、二次電池の充電電圧が所定時間連
続してしきい値未満になるたびに異常検出積算手段の積
算結果の減算を行い又はこの積算結果を初期値に戻すも
のであることを特徴とする。

【００２２】請求項５の発明によれば、二次電池の充電
電圧が所定時間連続してしきい値未満になった場合にの
み、異常検出積算手段の積算結果の減算やリセットを行
うので、ノイズ等により一時的に充電電圧が低下した場
合にも、誤って減算やリセットを行い二次電池の異常を
検出し損なうようなおそれがなくなる。

【００２３】請求項６の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常解除積算手段が、二次電池の充電電圧が所定時
間連続してしきい値未満になるたびに積算を行うもので
あることを特徴とする。

【００２４】請求項６の発明によれば、二次電池の充電
電圧が所定時間連続してしきい値未満になった場合にの
み、異常解除積算手段の積算を行うので、ノイズ等によ
り一時的に充電電圧が低下した場合にも、誤って積算を
行い、これによって異常検出積算手段の積算結果の減算
やリセットを行うことにより二次電池の異常を検出し損
なうおそれをなくすことができる。

【００２５】請求項７の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常検出積算手段が行う積算が、そのときの充電電
流に応じて得られる値の時間積分であることを特徴とす
る。

【００２６】請求項７の発明によれば、充電電流の大き
さに応じて異常検出積算手段の積算結果の増加の割合が
変化するので、この充電電流が大きい場合には短期間に
二次電池の異常を検出し、速やかに危険を防止すること
ができる。また、充電電流が小さい場合には、ある程度
時間をかけて二次電池の異常を検出するので、誤検出を
防止することができる。

【００２７】請求項８の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常検出積算手段が行う積算が、そのときの二次電
池の充電電圧に応じて得られる値の時間積分であること
を特徴とする。

【００２８】請求項８の発明によれば、充電電流が大き
い場合には、充電電圧も急速に上昇するので、この充電
電圧の大きさに応じて異常検出積算手段の積算結果の増
加の割合を変化させることにより、請求項７の場合とほ
ぼ同様の効果を得ることができるようになる。

【００２９】請求項９の二次電池の保護装置の発明は、
前記異常高電圧検出手段が異常検出積算手段の積算結果
と比較する所定値が、そのときの二次電池の充電電流に
応じて得られる値であることを特徴とする。

【００３０】請求項９の発明によれば、異常検出積算手
段の積算結果を充電電流に応じた値と比較するので、こ
の充電電流の大きさに応じて二次電池の異常を検出し、
請求項７の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。

【００３１】請求項１０の二次電池の保護装置の発明
は、前記異常高電圧検出手段が異常検出積算手段の積算
結果と比較する所定値が、そのときの二次電池の充電電
圧に応じて得られる値であることを特徴とする。

【００３２】請求項１０の発明によれば、異常検出積算
手段の積算結果を充電電圧に応じた値と比較するので、
この充電電圧の大きさに応じて二次電池の異常を検出
し、請求項８の場合とほぼ同様の効果を得ることができ
る。

【００３３】請求項１１の二次電池の保護装置の発明
は、前記「充電」が「放電」であり、「しきい値以上」
が「しきい値以下」であり、「異常高電圧」が「異常低
電圧」であり、「しきい値未満になる」が「しきい値を
超える」であることを特徴とする。

【００３４】請求項１１の発明によれば、放電時にも同
様の制御を行うことにより、二次電池の異常低電圧を確
実に検出することができるようになる。

【００３５】請求項１２の二次電池の保護装置の発明
は、前記二次電池が非水電解質二次電池であることを特
徴とする。

【００３６】請求項１２の発明によれば、過充電や過放
電による電池のダメージや危険が特に大きい非水電解質
二次電池に本発明を実施することにより、電池の安全性
をより高めることができるようになる。

【００３７】

【発明の実施の形態】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。

【００３８】図１は本発明の一実施形態を示すものであ
って、非水電解質二次電池の保護装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【００３９】本実施形態は、ハイブリッド電気自動車等
で用いる非水電解質二次電池の保護装置について説明す
る。この非水電解質二次電池は、図２に示したように、
多数の電池セル１が直列に接続されている。そして、こ
の非水電解質二次電池の過充電や過放電を防止するため
の制御回路２は、これらの電池セル１に直列に接続され
たスイッチ３の開閉を制御して、充放電を停止させるこ
とができるようになっている。また、この制御回路２
は、各電池セル１の充放電電圧を個別に検出することが
できるようになっている。

【００４０】上記制御回路２の充電時の動作を図１のフ
ローチャートに基づいて説明する。この図１に示すルー
チンは、各電池セル１について、例えば１０ｍ秒間隔で
定期的に呼び出される。そして、まず最初に当該電池セ
ル１の充電電圧ＶCを検出して、この充電電圧ＶCがしき
い値電圧Ｖth以上かどうかを判定する（Ｓ１）。ここ
で、充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth未満であれば、カ
ウンタＣ１の値を初期値０にリセットしてから（Ｓ
２）、エラーフラグがセットされているかどうかを判定
する（Ｓ３）。ただし、エラーフラグは、最初はセット
されていないので、ここではそのまま処理を終了する。
つまり、電池セル１が正常であり充電電圧ＶCにも異常
がない場合には、１０ｍ秒ごとにＳ１→Ｓ２→Ｓ３の処
理が繰り返されるだけとなる。

【００４１】上記Ｓ１の処理で、充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth以上であると判断された場合には、カウンタ
Ｃ１の値をインクリメントして（Ｓ４）、このカウンタ
Ｃ１の値が所定値１０に達したかどうかを判定する（Ｓ
５）。そして、カウンタＣ１の値が所定値１０に達して
いない場合には、上記Ｓ３の処理に移行して処理を終了
する。つまり、充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上に
なると、１０ｍ秒ごとにＳ１→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ３の処理
が繰り返され、これによってカウンタＣ１が０から１０
までカウントされる。ただし、この間に一度でも充電電
圧ＶCがしきい値電圧Ｖth未満に戻ると、Ｓ２でカウン
タＣ１の値がリセットされるので、１００ｍ秒（＝１０
×１０ｍ秒）間連続して充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖt
h以上である状態が維持されないと、Ｓ５でカウンタＣ
１の値が所定値１０に達することにはならない。

【００４２】上記Ｓ５の処理でカウンタＣ１の値が所定
値１０に達したと判断された場合には、カウンタＣ１の
値を初期値０にリセットし（Ｓ６）、カウンタＣ３の値
も初期値０にリセットしてから（Ｓ７）、エラーフラグ
がセットされているかどうかを判定する（Ｓ８）。ただ
し、上述のように、エラーフラグは、最初はセットされ
ていないので、ここでは、このエラーフラグをセットし
て（Ｓ９）、カウンタＣ２の値を初期値１にリセットし
処理を終了する（Ｓ１０）。エラーフラグは、少なくと
も充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上である状態が１
００ｍ秒以上続いたことを記憶するためのフラグであ
る。また、カウンタＣ２は、この後に説明する電池セル
１の異常高電圧を検出するために、エラーフラグがセッ
トされている間にカウントを行うカウンタである。な
お、カウンタＣ２の初期値を１にするのは、このカウン
タＣ２の値がカウンタＣ１の１０カウントの完了回数を
表すためである。カウンタＣ３は、後に説明するエラー
フラグをリセットするためのカウンタである。

【００４３】上記のようにして最初に充電電圧ＶCがし
きい値電圧Ｖth以上である状態が１００ｍ秒間続くと、
エラーフラグがセットされてカウンタＣ２がリセットさ
れる。ただし、カウンタＣ１もリセットされるので、そ
れ以降充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上である状態
が続いたとしても、再びＳ１→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ３の処理
が繰り返されて再度カウンタＣ１が始めからカウントさ
れることになる。もっとも、Ｓ３の処理では、今度はエ
ラーフラグがセットされていると判断されるので、カウ
ンタＣ３の値がインクリメントされて（Ｓ１１）、この
カウンタＣ３の値が所定値１００に達したかどうが判定
される（Ｓ１２）。そして、カウンタＣ３の値が所定値
１００に達していない場合には、そのまま処理を終了す
る。

【００４４】このようにして再びカウンタＣ１の値が所
定値１０に達すると、上記Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７の処理に移
行し、Ｓ８の処理では、今度はエラーフラグがセットさ
れていると判断されるので、カウンタＣ２の値がインク
リメントされて（Ｓ１３）、このカウンタＣ２の値が所
定値１０に達したかどうが判定される（Ｓ１４）。そし
て、カウンタＣ２の値が所定値１０に達していない場合
には、そのまま処理を終了する。つまり、カウンタＣ２
は、カウンタＣ１が０から１０までのカウントを完了す
るたびに１回ずつカウントされることになる。また、こ
の間に充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth未満に戻ったと
しても、カウンタＣ１はカウントをやり直すことになる
が、エラーフラグやカウンタＣ２の値は、直ちにリセッ
トされることはない。

【００４５】上記のようにして、充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth以上となる状態がある程度継続することによ
りＳ１４の処理でカウンタＣ２の値が所定値１０に達し
たと判断された場合には、電池セル１の異常高電圧が検
出されることになり（Ｓ１５）、これによって制御回路
２がスイッチ３を開いて充電を停止させることになる。
従って、途中で一時的に充電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖt
h未満に戻ることがあっても、１００ｍ秒間連続して充
電電圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上となる状態が１０回
存在すると、即ち１秒（＝１０×１００ｍ秒）よりも少
し長い期間のほとんどにわたって充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth以上であれば、電池セル１が異常高電圧であ
ると判断されるので、ノイズや充放電の頻繁な切り替え
等による影響を受けることなく確実に電池セル１の異常
を検出することができる。

【００４６】ここで、上記Ｓ１２の処理において、カウ
ンタＣ３の値が所定値１００に達したと判断された場合
には、エラーフラグがリセットされる（Ｓ１６）。この
ようにエラーフラグが一旦リセットされると、充電電圧
ＶCがしきい値電圧Ｖth以上となりカウンタＣ１が１０
カウントを完了しても、カウンタＣ２は、Ｓ１０で初期
値１にリセットされるので、カウントを始めからやり直
すことになる。もっとも、１００ｍ秒間連続して充電電
圧ＶCがしきい値電圧Ｖth以上となり、カウンタＣ１が
１０カウントを完了することが多いと、そのたびにＳ７
でカウンタＣ３の値が初期値０にリセットされるので、
このような場合にカウンタＣ３の値が所定値１００に達
することはない。しかしながら、充電電圧ＶCがしきい
値電圧Ｖth未満に戻ったままになったり、充電電圧ＶC
がしきい値電圧Ｖth以上となる期間が１００ｍ秒間連続
するようなことがない場合には、カウンタＣ１がカウン
トされなかったりカウントのやり直しを繰り返すことに
なり、この間にＳ１１でカウンタＣ３だけがカウントを
行うので、このような状態が１秒（＝１００×１０ｍ
秒）以上続くと、Ｓ１６でエラーフラグがリセットされ
ることになる。従って、充電電圧ＶCが十分な期間しき
い値電圧Ｖth未満の正常な値であったり、その間にしき
い値電圧Ｖth以上となるのがノイズ等による一時的なも
のにすぎない場合には、電池セル１の異常高電圧の検出
を初期状態に戻すことができるので、長い使用期間の間
に何らかの原因でカウンタＣ２の値がリセットされるこ
となく徐々にカウントされることにより、この電池セル
１を異常であると誤検出されるのを防止することができ
る。

【００４７】本実施形態の二次電池の保護装置は、放電
時にも、上記充電時と同様の処理を行うことにより電池
セル１の異常低電圧を検出することができる。ただし、
この場合は、充電時のＳ１の処理で充電電圧ＶCが高電
圧側のしきい値電圧Ｖth以上かどうかを判定したのに対
して、放電電圧が低電圧側のしきい値電圧以下かどうか
を判定する。そして、１００ｍ秒間連続してこの低電圧
側のしきい値電圧以下となる状態が１０回存在すると、
電池セル１の異常低電圧を検出し制御回路２がスイッチ
３を開いて放電を停止させる。また、放電電圧が十分な
期間しきい値電圧を超えた正常な値であったり、その間
にしきい値電圧以下となるのがノイズ等による一時的な
ものにすぎない場合には、エラーフラグをリセットして
電池セル１の異常低電圧の検出を初期状態に戻すので、
長い使用期間の間に何らかの原因で徐々にカウントされ
ることにより、この電池セル１を異常であると誤検出す
るのを防止することができる。

【００４８】以上説明したように、本実施形態の二次電
池の保護装置によれば、ノイズや充放電の頻繁な切り替
え等があっても、二次電池の異常を確実に検出すること
ができ、また、二次電池が十分に正常であると判断され
れば、この異常検出を最初からやり直すようにして、誤
検出を確実に防止することができるようになる。

【００４９】なお、上記実施形態では、カウンタＣ３が
カウントにより所定値に達すると、エラーフラグをリセ
ットしてカウンタＣ２も初期値にリセットする場合につ
いて説明したが、これに代えてカウンタＣ２の値を減算
することもできる（請求項５）。

【００５０】また、上記実施形態では、充電電圧ＶCが
所定時間（１００ｍ秒間）連続してしきい値電圧Ｖth以
上になったときにのみ、カウンタＣ２のカウントを行う
場合について説明したが（請求項４）、充電電圧ＶCが
しきい値電圧Ｖth以上になるたびに、このカウンタＣ２
のカウントを行うようにすることもできる。この場合
は、カウンタＣ１やエラーフラグを用いずに、カウンタ
Ｃ３がカウントにより所定値に達すると、カウンタＣ２
の値を減算したり初期値にリセットすればよい（請求項
２）。また、カウンタＣ３の使用も止めて、充電電圧Ｖ
Cがしきい値電圧Ｖth未満になるたびに、カウンタＣ２
の値を減算するようにしてもよい（請求項１）。

【００５１】さらに、上記実施形態では、カウンタＣ１
がカウントにより所定値に達すると、カウンタＣ３の値
を初期値にリセットする場合について説明したが、初期
値にリセットする代わりにカウンタＣ３の値を減算する
こともできる（請求項３）。また、充電電圧ＶCがしき
い値電圧Ｖth以上になるたびに、このカウンタＣ３の値
を減算したり初期値にリセットすることもでき、これ以
外の条件で減算やリセットを行うことも可能である。

【００５２】さらに、上記実施形態では、充電電圧ＶC
がしきい値電圧Ｖth未満になるたびに、また、充電電圧
ＶCが連続してしきい値電圧Ｖth以上となっている期間
が所定時間に達しないときに、カウンタＣ３がカウント
を行う場合について説明したが、充電電圧ＶCが所定時
間連続してしきい値電圧Ｖth未満になった場合にのみカ
ウントを行うようにすることもできる（請求項６）。

【００５３】さらに、上記実施形態では、カウンタＣ２
がインクリメントによって１ずつカウントされる場合に
ついて説明したが、電池セル１の充電電流も検出するよ
うにして、この充電電流の値を加算するようにしてもよ
い（請求項７）。一般に過充電による電池の変質の程度
は、過剰に充電された電気量と強い相関関係があるの
で、充電電流を加算することによりこの電気量を積算
し、これによって電池セル１の異常を判断すれば、より
正確な検出を行うことができるようになる。

【００５４】さらに、上記カウンタＣ２は、そのときの
充電電圧の値を加算するようにしてもよい（請求項
８）。充電電流が大きい場合には、充電電圧も急速に上
昇するので、この充電電圧の値を加算するようにすれ
ば、上記充電電流を加算する場合と同様に、電池セル１
の異常をより正確に検出することができるようになる。
しかも、別途充電電流を検出して処理する必要がなくな
るので、制御回路を簡略化することもできる。

【００５５】上記一定時間ごとの充電電流や充電電圧の
加算は、ディジタル処理における充電電流や充電電圧の
時間積分となるので、アナログ処理によって直接これら
充電電流や充電電圧の時間積分を行うこともできる。ま
た、充電電流や充電電圧そのものではなく、これらに応
じて得られる値、即ち充電電流や充電電圧をパラメータ
とする所定の関数の値を積算してもよい。例えば、充電
電流や充電電圧の大きさに応じて重み付けされたポイン
ト値をカウンタＣ２に随時加算することができる。

【００５６】さらに、上記では、充電電流や充電電圧に
応じた値を積算する場合について説明したが、この積算
結果と比較する所定値を、そのときの充電電流や充電電
圧に応じた値とすることもでき（請求項９，請求項１
０）、この場合にも同様の効果を得ることができる。

【００５７】さらに、上記では、充電時に電池セル１の
異常高電圧を検出する場合の他の実施形態について説明
したが、放電時にも、同様にして電池セル１の異常低電
圧を検出することができる（請求項１１）。

【００５８】さらに、上記実施形態では、電池セル１の
異常電圧が検出されると、制御回路２がスイッチ３を開
いて充放電を停止させる場合について説明したが、直ち
に充放電を停止させるのではなく、この充放電を制限す
るように制御してもよい。

【００５９】さらに、上記実施形態では、組電池中の各
電池セル１の異常を検出する場合について説明したが、
単独の電池の場合も同様であり、非水電解質二次電池に
限らず（請求項１２）、その他の各種二次電池にも同様
に本発明を実施することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の二次電池の保護装置によれば、充電時や放電時に積算
を行うことにより、二次電池の異常を確実に検出するこ
とができるようになると共に、この積算結果が長期間に
わたって徐々に累積し二次電池の異常を誤検出するのを
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の保護装置の動作を示すフローチャート
である。

【図２】非水電解質二次電池の保護装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】従来例を示すものであって、非水電解質二次電
池の保護装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】他の従来例を示すものであって、非水電解質二
次電池の保護装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１電池セル２制御回路３スイッチ以上

フロントページの続き (72)発明者水田芳彦京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内Ｆターム(参考） 5H030 AA06 AS08 FF43 FF44 FF52

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次電池の充電電圧がしきい値以上にな
るたびに積算を行う異常検出積算手段と、この異常検出積算手段の積算結果が所定値を超えた場合
に、二次電池の異常高電圧を検出する異常高電圧検出手
段と、二次電池の充電電圧がしきい値未満になるたびに異常検
出積算手段の積算結果の減算を行う異常解除手段とを備
えたことを特徴とする二次電池の保護装置。
【請求項２】二次電池の充電電圧がしきい値以上にな
るたびに積算を行う異常検出積算手段と、この異常検出積算手段の積算結果が所定値を超えた場合
に、二次電池の異常高電圧を検出する異常高電圧検出手
段と、二次電池の充電電圧がしきい値未満となるたびに積算を
行う異常解除積算手段と、この異常解除積算手段の積算結果が所定値を超えた場合
に、異常検出積算手段の積算結果の減算を行い又はこの
積算結果を初期値に戻す異常解除手段とを備えたことを
特徴とする二次電池の保護装置。
【請求項３】前記異常検出積算手段が積算を行う際
に、異常解除積算手段の積算結果の減算を行い又はこの
積算結果を初期値に戻すことを特徴とする請求項２に記
載の二次電池の保護装置。
【請求項４】前記異常検出積算手段が、二次電池の充
電電圧が所定時間連続してしきい値以上になるたびに積
算を行うものであることを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の二次電池の保護装置。
【請求項５】前記異常解除手段が、二次電池の充電電
圧が所定時間連続してしきい値未満になるたびに異常検
出積算手段の積算結果の減算を行い又はこの積算結果を
初期値に戻すものであることを特徴とする請求項１又は
請求項４に記載の二次電池の保護装置。
【請求項６】前記異常解除積算手段が、二次電池の充
電電圧が所定時間連続してしきい値未満になるたびに積
算を行うものであることを特徴とする請求項２乃至請求
項４のいずれかに記載の二次電池の保護装置。
【請求項７】前記異常検出積算手段が行う積算が、そ
のときの充電電流に応じて得られる値の時間積分である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の二次電池の保護装置。
【請求項８】前記異常検出積算手段が行う積算が、そ
のときの二次電池の充電電圧に応じて得られる値の時間
積分であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のい
ずれかに記載の二次電池の保護装置。
【請求項９】前記異常高電圧検出手段が異常検出積算
手段の積算結果と比較する所定値が、そのときの二次電
池の充電電流に応じて得られる値であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の二次電池の
保護装置。
【請求項１０】前記異常高電圧検出手段が異常検出積
算手段の積算結果と比較する所定値が、そのときの二次
電池の充電電圧に応じて得られる値であることを特徴と
する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の二次電池
の保護装置。
【請求項１１】前記「充電」が「放電」であり、「し
きい値以上」が「しきい値以下」であり、「異常高電
圧」が「異常低電圧」であり、「しきい値未満になる」
が「しきい値を超える」であることを特徴とする請求項
１乃至請求項１０のいずれかに記載の二次電池の保護装
置。
【請求項１２】前記二次電池が非水電解質二次電池で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれ
かに記載の二次電池の保護装置。