JP2008199717A - 電池パックおよび充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セルバランスが崩れた場合に、安全に充電を行う。
【解決手段】ＭＰＵ２１は、直列接続された各電池セルのそれぞれの電池電圧および充電電流を検出し、電池セルに対する充電の際に、各電池セルの電池電圧の検出結果に基づき電池セル間の電池電圧差を算出する。そして、電池間の電池電圧差が大きい場合には、放電制御ＦＥＴ２２ｂをＯＦＦにする。こうすることにより、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して並列に接続されたダイオード２４を介して充電電流が流れ、ダイオード２４の順方向電圧降下が発生し、組電池１１に対する充電電流を制御して電池セル間の電池電圧差を小さくすることができ、安全に充電を行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、二次電池の電池パックおよびその充電制御方法に関する。

近年、ノート型ＰＣ（Personal Computer）や携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の携帯型電子機器が普及し、その電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン二次電池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は、通常、１または複数の電池セルが直列および／または並列に接続された組電池を使用している。組電池に用いられている電池セルは、充放電の繰り返しや高温環境下での放置などにより劣化し、例えば、電池セルの内部インピーダンスが増加したり、満充電容量が減少してしまう。

また、それぞれの電池セルの劣化の度合は、使用状況によって差が生じる場合がある。例えば、電池パックは、ノート型ＰＣ内部でＣＰＵ（Central Processing Unit）などから発生する熱の影響を受けてしまう。このとき、全ての電池セルに対する熱の影響が同様の場合、全ての電池セルにおける劣化の度合については、差異が生じることはない。しかしながら、実際に電池パックを使用した場合、熱源との距離の違いなどにより各電池セルに対する熱の影響は異なる場合が多いと考えられる。そのため、各電池セルにおける劣化の度合に差異が生じてしまう。

電池セルは、内部インピーダンスによって電池電圧が決定されるので、電池セルが劣化して内部インピーダンスが増加すると、電池セルに印加される充電電圧も増加する。そのため、電池セルによって劣化の度合が異なると、それぞれの電池セルの内部インピーダンスの増加量が異なることになり、それぞれの電池セルの充電電圧も異なる。

すなわち、それぞれの電池セルの劣化の度合が異なると、内部インピーダンスの増加量が異なることによりセルバランスが崩れ、それぞれの電池セル間の電池電圧に差が生じてしまう。

ところで、電池パックは、通常、それぞれの電池セルの電圧うちで最も高い電圧が所定の充電禁止電圧、例えば４．３Ｖ（ボルト）を超えた場合には充電を禁止し、所定の充電許可電圧、例えば４．１８Ｖ〜４．２Ｖを下回った場合に充電を許可する過充電保護機能を搭載している。そのため、例えば電池セルが劣化し、内部インピーダンスが増加することによって電池電圧が高くなり、電池電圧が所定の充電禁止電圧を超えた場合には、過充電保護機能による保護が行われる。

それぞれの電池セル間で電池電圧差がない場合、それぞれの電池セルには、ほぼ均等に充電電圧が印加されるため、充電禁止電圧を超えることなく通常の充電が行われる。一方、セルバランスが崩れ、それぞれの電池セル間で内部インピーダンスに差が生じた場合には、それぞれの電池セルに印加される充電電圧が異なり、いずれかの電池セルの電圧が充電禁止電圧を超えた場合には、過充電保護機能によって充電が禁止される。また、全ての電池セルに対する充電電圧が充電許可電圧を下回った場合には、充電が開始される。このような充電のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、電池セルに対する充電がパルス状に行われる。

このように、電池セルのセルバランスが崩れ、それぞれの電池セル間で電池電圧差が生じている場合にパルス状の充電が行われると、電池セルに負担がかかり、発熱や発煙、発火といった危険な状態となるおそれがあるという問題点があった。

そこで、上述した問題を解決する方法として、セルバランスが崩れた場合に、安全に充電を行う技術が下記の特許文献１に記載されている。

また、上述した問題を解決する別の方法として、電池パックにＤＣ−ＤＣ（Direct Current-Direct Current）コンバータを搭載し、それぞれの電池セルに対応する電圧を発生させて充電を行う技術が下記の特許文献２に記載されている。この充電方法では、それぞれの電池セルの電圧を検出し、検出結果に基づき、それぞれの電池セルに対応する充電電圧をＤＣ−ＤＣコンバータで発生させ、適正な充電電圧で充電するようにしている。

特開２００５−１９２３７１号公報 特開２００５−１３０６６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の充電方法の場合は、電池セルのセルバランスが崩れた場合に、充電電流の少ない予備充電に切り替えるようにしているため、充電に時間がかかってしまうという問題点があった。

特許文献２に記載の充電方法の場合、電池パック内にＤＣ−ＤＣコンバータを設けるようにしているため、スペースが必要となるという問題点があった。また、スイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータから発生するノイズが電池パックに影響を与えるおそれがあるため、このノイズの影響を防ぐための対策回路などを電池パックに搭載する必要があるという問題点があった。さらに、新たにＤＣ−ＤＣコンバータを搭載するため、コストが上昇してしまうという問題点があった。

したがって、この発明の目的は、セルバランスが崩れ、各電池セル間で電池電圧差が生じた場合に、電池電圧差を小さくし、安全に充電を行うことができる電池パックおよびその充電制御方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、定電流定電圧方式によって充電される電池パックであって、直列接続された複数の電池セルと、複数の電池セルに対する充電電流を制御するスイッチと、スイッチに対して並列に接続されたダイオードと、電池セルのそれぞれの電池電圧および充電電流を検出し、電池電圧および充電電流に基づきスイッチを制御する制御部とを有し、制御部は、電池セルに対する充電の際に、電池セルのそれぞれの電池電圧の検出結果に基づき電池電圧間の電池電圧差を算出し、電池電圧間の電池電圧差が大きい場合には、スイッチをＯＦＦとし、ダイオードを介して充電電流を流すことを特徴とする電池パックである。

また、第２の発明は、定電流定電圧方式によって電池パックを充電する充電制御方法であって、直列接続された複数の電池セルのそれぞれの電池電圧および複数の電池セルに対する充電電流を検出し、電池電圧および充電電流に基づき充電電流を制御するスイッチを制御する制御ステップを有し、制御ステップは、電池セルに対する充電の際に、電池セルの電池電圧の検出結果に基づき電池電圧間の電池電圧差を算出し、電池電圧間の電池電圧差が大きい場合には、スイッチをＯＦＦとし、スイッチに対して並列に接続されたダイオードを介して充電電流を流すことを特徴とする充電制御方法である。

上述したように、第１および第２の発明では、定電流定電圧方式によって電池パックを充電する充電制御方法であって、直列接続された複数の電池セルのそれぞれの電池電圧および複数の電池セルに対する充電電流を検出し、電池電圧および充電電流に基づき充電電流を制御するスイッチを制御する制御ステップを有し、制御ステップは、電池セルに対する充電の際に、電池セルの電池電圧の検出結果に基づき電池電圧間の電池電圧差を算出し、電池電圧間の電池電圧差が大きい場合には、スイッチをＯＦＦとし、スイッチに対して並列に接続されたダイオードを介して充電電流を流すようにしているため、ダイオードによる電圧降下が発生し、電池に対する充電電流が制御される。

この発明は、充電の際に電池セル間の電池電圧差が大きい場合には、スイッチをＯＦＦとし、スイッチに対して並列に接続したダイオードを介して充電電流を流すことにより発生するダイオードの電圧降下に基づき、電池に対する充電電流を減少させるようにしているため、電池セル間の電池電圧差を小さくし、安全に充電を行うことができるという効果がある。

また、この発明は、スイッチに対してダイオードを複数接続することにより、ダイオードを流れる充電電流を分散させ、ダイオードによる発熱を抑えるようにしているため、スイッチの周囲の温度上昇を低減させることができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態について説明する。この発明の実施の一形態による電池パックでは、放電制御ＦＥＴの寄生ダイオードに対してダイオードを並列に接続し、充電の際に電池セルに流れる電流量を制御し、各電池セル間の電池電圧差を小さくすることにより、安全に充電することができるようにしている。

先ず、この発明の実施の一形態による電池パック１の一例の構成について、図１を参照して説明する。電池パック１は、正極端子１３および負極端子１４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、回路基板上の回路部１２を介して組電池１１に対する充放電が行われる。

組電池１１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、３個の電池セルが直列に接続された場合を示す。回路部１２は、電池パック１の過充電や過放電を防止するための制御や充電の際に安全に充電できるように制御を行う。回路部１２は、主に、制御部としてのＭＰＵ（Micro Processing Unit）２１、充電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor）２２ａ、放電制御ＦＥＴ２２ｂ、ダイオード２４および電流検出抵抗２５を備える。

ＭＰＵ２１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。ＭＰＵ２１は、組電池１１および組電池１１内の電池セルそれぞれの電圧を所定時間毎に測定するとともに、電流検出抵抗２５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。

そして、ＭＰＵ２１は、測定した電圧値および電流値に基づき、組電池１１のいずれかのセルの電圧が過充電検出電圧になったときに充電制御ＦＥＴ２２ａをＯＦＦし、組電池１１の電圧が過放電検出電圧以下になったときに放電制御ＦＥＴ２２ｂをＯＦＦし、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、過充電検出電圧が例えば４．２Ｖ±０．５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。

また、ＭＰＵ２１は、正極端子１３および負極端子１４の電圧を測定し、測定結果に基づき充電電圧を算出する。さらに、ＭＰＵ２１は、測定したそれぞれの電池セルの電圧のうち、最大電圧値および最小電圧値を算出するとともに、最大電圧値および最小電圧値に基づき電池セル間の電池電圧差を算出する。そして、ＭＰＵ２１は、これらの算出結果に基づき、放電制御ＦＥＴ２２ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

充電制御ＦＥＴ２２ａ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１１の電流経路に充電電流が流れないように、ＭＰＵ２１によって制御される。なお、充電制御ＦＥＴ２２ａのＯＦＦ後は、寄生ダイオード２３ａを介することによって放電のみが可能となる。放電制御ＦＥＴ２２ｂ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１１の電流経路に放電電流が流れないように、ＭＰＵ２１によって制御される。なお、放電制御ＦＥＴ２２ｂのＯＦＦ後は、寄生ダイオード２３ｂおよび後述するダイオード２４を介することによって充電のみが可能となる。また、この発明の実施の一形態において、充電の際に２つの電池セル間の電池電圧差の最大値が所定の値以上となった場合、放電制御ＦＥＴ２２ｂは、ＭＰＵ２１の制御によりＯＦＦとなる。

ダイオード２４は、放電制御ＦＥＴ２２ｂの寄生ダイオード２３ｂと同一極性で並列に接続され、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦの場合に、充電電流がダイオード２４および寄生ダイオード２３ｂを流れる。このダイオード２４に電流が流れることによって、順方向電圧降下が発生する。

図１に示す例では、１つのダイオード２４を接続するように図示しているが、通常、充電電流がダイオード２４に流れると、充電電流量によってはダイオード２４が発熱し、熱の影響により放電制御ＦＥＴ２２ｂが故障してしまうおそれがある。そのため、例えば、図２に示すように、順方向電圧などの電気特性がほぼ同一のダイオード２４を、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して複数、並列に接続すると好ましい。こうすることにより、充電の際に流れる充電電流がそれぞれのダイオード２４を介して分散し、それぞれのダイオード２４における発熱量が減少し、温度の上昇を低減することができる。

具体的には、例えば、電池パック１に対して１９００［ｍＡ］の充電電流を流す場合であって、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して９個のダイオード２４を並列に接続した場合には、図３Ａに示すように、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対してダイオード２４を並列に接続しない場合と比べて、放電制御ＦＥＴ２２ｂの周囲の温度を３０℃程度低下させることができる。

また、同様に、例えば、電池パック１に対して３３００［ｍＡ］の充電電流を流す場合であって、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して９個のダイオード２４を並列に接続した場合には、図３Ｂに示すように、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対してダイオード２４を並列に接続しない場合と比べて、放電制御ＦＥＴ２２ｂの周囲の温度を５０℃程度低下させることができる。

なお、ダイオード２４としては、寄生ダイオード２３ｂの順方向電圧降下よりも低い順方向電圧降下のダイオードを選択すると好ましい。これは、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦとなっている場合に、ダイオード２４よりも寄生ダイオード２３ｂの方により多く充電電流が流れてしまうのを防ぐためである。具体的には、ダイオード２４として、例えば順方向電圧が比較的低いダイオードであるショットキーバリアダイオードを用いるとよい。

次に、電池セル間の電池電圧差を小さくする方法について説明する。組電池１１に対する充電方式としては、一般に、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、図４に示すように、組電池１１の電圧が所定の電圧に達するまでは定電流で充電（ＣＣ充電）し、組電池１１の電圧が所定の電圧に達した後は定電圧で充電（ＣＶ充電）する。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。

ＣＣＣＶ充電方式の場合、充電開始直後から組電池１１の電圧が所定の電圧に達する定ＣＣ充電領域においては、一定の充電電流Ｉで組電池１１を充電し、電圧が急激に上昇する。ＣＣ充電領域における充電電流Ｉは、電池セルの充電電圧や電流経路に設けられた回路による電圧降下による電圧などに基づき決定される。

図５は、電池パック１の等価回路を示す。この例は、組電池１１として電池セル＃１〜電池セル＃ｎまでのｎ個の電池セルが直列に接続された場合について示す。なお、以下では、説明が煩雑となるのを避けるため、充電制御ＦＥＴ２２ａがＯＮである場合のＯＮ抵抗や電流検出抵抗２５による抵抗値などを考慮せずに説明する。また、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦとなっている場合、通常、充電電流Ｉは、寄生ダイオード２３ｂおよびダイオード２４を介して電池セル＃１〜＃ｎに流れるが、ここでは、ダイオード２４にのみ流れるものとして説明する。さらに、ダイオード２４は、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して複数、並列に接続するが、ここでは、説明を容易とするため、１つのダイオード２４を用いた場合について説明する。

電池セル＃ｎは、内部起電力Ｖ_onおよび内部インピーダンスＲ_nで等価的に表すことができる。充電の際に電流経路を流れる充電電流をＩとした場合、任意の電池セル＃ｘおよび電池セル＃ｙの電池電圧Ｖ_xおよびＶ_yは、内部起電力Ｖ_oxおよびＶ_oy、内部インピーダンスＲ_xおよびＲ_yを用いて、数式（１）および数式（２）に基づき算出される。
Ｖ_x＝Ｖ_ox＋Ｒ_xＩ ・・・（１）
Ｖ_y＝Ｖ_oy＋Ｒ_yＩ ・・・（２）

数式（１）および数式（２）から、この２つの電池セルの電池電圧差Ｖ_x−Ｖ_yは、数式（３）に基づき算出される。
Ｖ_x−Ｖ_y＝（Ｖ_ox＋Ｒ_xＩ）−（Ｖ_oy＋Ｒ_yＩ）
＝（Ｒ_x−Ｒ_y）Ｉ＋（Ｖ_ox−Ｖ_oy） ・・・（３）

ここで、各電池セルの特性がほぼ等しく、電池セルの内部起電圧Ｖ_oxおよびＶ_oyがほぼ等しいものとすると、電池電圧差Ｖ_x−Ｖ_yは、数式（４）に基づき算出される。
Ｖ_x−Ｖ_y＝（Ｒ_x−Ｒ_y）Ｉ ・・・（４）

したがって、各電池セル間の電池電圧差は、充電電流Ｉに比例するため、各電池セル間の電池電圧差を小さくするためには、充電電流Ｉを減少させればよい。

一方、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して並列に接続されたダイオード２４の順方向電圧をＶ_fとすると、充電電圧Ｖ_chgは、数式（５）に基づき算出される。
Ｖ_chg＝Ｖ_f＋（Ｖ₁＋Ｖ₂＋・・・＋Ｖ_n）
＝Ｖ_f＋（Ｖ_o1＋Ｒ₁Ｉ）＋（Ｖ_o2＋Ｒ₂Ｉ）＋・・・＋（Ｖ_on＋Ｒ_nＩ） ・・・（５）

よって、充電電流Ｉは、数式（６）に基づき算出される。
Ｉ＝（Ｖ_chg−Ｖ_f−（Ｖ_o1＋Ｖ_o2＋・・・＋Ｖ_on））／（Ｒ₁＋Ｒ₂＋・・・＋Ｒ_n） ・・・（６）

すなわち、充電電流Ｉは、ダイオード２４によって発生する順方向電圧降下Ｖ_f分の電圧降下に応じて決定することができる。このように、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して並列に接続されたダイオード２４で発生する電圧降下により充電電流Ｉが減少し、電池セル間の電池電圧差を小さくすることができる。

また、放電制御ＦＥＴ２２ｂに並列に接続されるダイオード２４を複数設けることにより、充電電流がそれぞれのダイオード２４を介して分散するようにしているため、ダイオードの発熱による温度の上昇を低減することができる。

次に、この発明の実施の一形態による充電制御方法について、図６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、以下の処理がＭＰＵ２１で行われるものとする。ステップＳ１において、ＭＰＵ２１は、組電池１１の各電池セルの電圧、電流検出抵抗２５に流れる電流の大きさおよび向き、正極端子１３、負極端子１４の電圧を測定する。ステップＳ２では、ステップＳ１で測定された各電池セルの電圧に基づき、最大セル電圧および最小セル電圧を算出する。ステップＳ３では、ステップＳ１で測定された各種の測定結果に基づき、過充電保護処理などの各種処理が行われる。

ステップＳ４において、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦであるかどうかが判断される。放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＮ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。ステップＳ５では、ステップＳ１で測定された電流の大きさおよび向きに基づき、充電電流が流れているかどうかが判断される。充電電流が流れていると判断された場合には、処理がステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ２で算出された最大セル電圧が、所定の電圧である定格充電電圧を超えているかどうかが判断される。最大セル電圧が定格充電電圧を超えているかどうかの判断は、例えば、電池セルの電圧に対して予め閾値を設け、最大セル電圧がこの閾値を超えるかどうかによって行われる。最大セル電圧が定格充電電圧以下であると判断された場合には、処理がステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、ステップＳ２で算出された最大セル電圧および最小セル電圧に基づき電池電圧差の最大値が算出され、セルバランスが崩れているかどうかが判断される。セルバランスが崩れているかどうかの判断は、例えば、電池電圧差に対して予め閾値を設け、算出された電池電圧差の最大値がこの閾値を超えるかどうかによって行われる。セルバランスが崩れていると判断された場合には、処理がステップＳ８に移行し、ステップＳ８において、ＭＰＵ２１は、放電制御ＦＥＴ２２ｂをＯＦＦにする。

一方、ステップＳ４において、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦであると判断された場合には、処理がステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、ステップＳ１で測定された正極端子１３、負極端子１４の電圧、および電池セルの合計電圧に基づき、充電処理が終了または中止したかどうかが判断される。充電処理が終了または中止したかどうかの判断は、例えば、正極端子１３および負極端子１４の間の電圧と、電池セルの合計電圧を比較し、どちらの電圧が大きいかによって行われる。正極端子１３および負極端子１４の間の電圧が電池セルの合計電圧よりも大きい場合には、充電処理が継続していると判断し、処理がステップＳ１０に移行し、ステップＳ１０において、ステップＳ１で測定した電流値に基づき、充電電流が所定の電流値以下となったかどうかが判断される。充電電流が所定の電流値以下であると判断された場合には、ＣＶ充電が行われていると判断し、処理がステップＳ１１に移行する。

また、ステップＳ９において、電池セルの合計電圧が正極端子１３および負極端子１４の間の電圧よりも大きいと判断された場合には、充電処理が終了または中止したと判断し、処理がステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１において、ＭＰＵ２１は、放電制御ＦＥＴ２２ｂをＯＮにする。

一方、ステップＳ５において電流が流れていない、または放電電流が流れていると判断された場合と、ステップＳ６において最大セル電圧が定格充電電圧を超えていると判断された場合と、ステップＳ７においてセルバランスが崩れていないと判断された場合と、ステップＳ１０において充電電流が所定の電流値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１で測定した結果に基づき、総容量の算出や満充電容量の算出などの処理が行われる。そして、処理がステップＳ１に戻り、所定時間毎に上述のステップＳ１からステップＳ１２までの処理が巡回的に繰り返される。なお、処理が巡回的に繰り返される時間は、電池パックの仕様に基づき決定され、例えば１［ｓｅｃ］毎や２５０［ｍｓｅｃ］毎に処理が行われる。

このように、この発明の実施の一形態では、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して並列に接続したダイオード２４の順方向電圧降下に基づき充電電流を制御するようにしているため、各電池セル間の電池電圧差を小さくし、安全に充電を行うことができる。

また、放電制御ＦＥＴ２２ｂがＯＦＦである場合に充電電流が流れるダイオード２４を複数接続することにより、ダイオード２４を１個接続した場合に比べて、ダイオード２４を流れる電流量が分散するようにしている。そのため、それぞれのダイオード２４による発熱を抑えることができ、放電制御ＦＥＴ２２ｂの周囲の温度上昇を低減させることができる。

さらに、この発明の実施の一形態では、それぞれの電池セルに応じた充電電圧を発生させるためのＤＣ−ＤＣコンバータを搭載する必要がないため、ＤＣ−ＤＣコンバータからの輻射ノイズを考慮する必要がなくなるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータを搭載するためのスペースを省略することができる。

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。例えば、放電制御ＦＥＴ２２ｂに対して並列に接続するダイオード２４の数は、充電電圧や充電電流の大きさに応じて、適宜変更可能である。

また、上述の例では、充電制御ＦＥＴ２２ａおよび放電制御ＦＥＴ２２ｂは、正極端子１３側に設けるようにしているが、これに限られず、例えば、負極端子１４側に設けるようにしてもよい。さらに、充電制御ＦＥＴ２２ａおよび放電制御ＦＥＴ２２ｂは、Ｐチャンネル型に限らず、Ｎチャンネル型を用いてもよい。さらにまた、スイッチとしては、ＦＥＴに限られず、例えばリレーを用いてもよい。

また、例えば、ダイオード２４の替わりに、放電制御ＦＥＴ２２ｂを複数並列に接続するようにしてもよい。こうすることにより、並列に接続された放電制御ＦＥＴ２２ｂの寄生ダイオード２３ｂが、ダイオード２４の替わりに動作し、寄生ダイオード２３ｂの順方向電圧によって発生する電圧降下により、充電電流を制御することができる。また、複数の放電制御ＦＥＴ２２ｂが並列に接続されているため、放電制御ＦＥＴ２２ｂをＯＮした場合のＯＮ抵抗を低減することができる。

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略線図である。 ダイオードの接続状態を説明するための略線図である。 放電制御ＦＥＴの周囲温度について説明するための略線図である。 ＣＣＣＶ充電方式による充電特性の一例を示す略線図である。 電池パックの等価回路を示す略線図である。 電池パックの充電制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電池パック
１１ 組電池
１２ 回路部
１３ 正極端子
１４ 負極端子
２１ ＭＰＵ
２２ａ 充電制御ＦＥＴ
２２ｂ 放電制御ＦＥＴ
２３ａ、２３ｂ 寄生ダイオード
２４ ダイオード
２５ 電流検出抵抗

Claims (4)

1. 定電流定電圧方式によって充電される電池パックであって、
   直列接続された複数の電池セルと、
   上記複数の電池セルに対する充電電流を制御するスイッチと、
   上記スイッチに対して並列に接続されたダイオードと、
   上記電池セルのそれぞれの電池電圧および上記充電電流を検出し、該電池電圧および該充電電流に基づき上記スイッチを制御する制御部と
   を有し、
   上記制御部は、
   上記電池セルに対する充電の際に、上記電池セルのそれぞれの電池電圧の検出結果に基づき上記電池電圧間の電池電圧差を算出し、
   上記電池電圧間の電池電圧差が大きい場合には、上記スイッチをＯＦＦとし、上記ダイオードを介して上記充電電流を流す
   ことを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記スイッチは、ＦＥＴであり、
   上記ダイオードは、上記ＦＥＴの寄生ダイオードの順方向電圧降下以下の順方向電圧降下を有する
   ことを特徴とする電池パック。
3. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   ３個以上の電池セルを直列に接続する場合には、最大の電池電圧と最小の電池電圧との差として上記電池電圧差を求める
   ことを特徴とする電池パック。
4. 定電流定電圧方式によって電池パックを充電する充電制御方法であって、
   直列接続された複数の電池セルのそれぞれの電池電圧および上記複数の電池セルに対する充電電流を検出し、該電池電圧および該充電電流に基づき上記充電電流を制御するスイッチを制御する制御ステップを有し、
   上記制御ステップは、
   上記電池セルに対する充電の際に、上記電池セルの電池電圧の検出結果に基づき上記電池電圧間の電池電圧差を算出し、
   上記電池電圧間の電池電圧差が大きい場合には、上記スイッチをＯＦＦとし、上記スイッチに対して並列に接続されたダイオードを介して上記充電電流を流す
   ことを特徴とする充電制御方法。

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