JP2013094006A - 放電制御方法、電池パック、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】常温環境下および高温環境下において、必要に応じて電池パックを放電させる。
【解決手段】電池セルの周辺温度と、電池セルの電圧とが測定され、第１の放電処理によって、周辺温度が所定温度より高く、且つ、電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで電池セルが放電され、第２の放電処理によって、周辺温度が所定温度より低く、且つ、電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで電池セルが放電される電池パックにおける放電制御方法として例示される。
【選択図】図３

Description

本開示は、例えば、電池パックの放電制御方法および電池パック、電池パックを使用した、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムに関する。

バッテリーに代表される蓄電装置は、様々な電子機器に使用されている。電子機器に対して多く使用されているバッテリーの一つとして、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、充電により繰り返して使用できる、高電圧を出力できる等の特長により幅広く使用されている。近年は、より高出力、高容量という機器の要求に対応するため、複数の電池セルを多直列や多並列接続して、組電池の形態で使用されることも増えてきている。１つの電池セルや組電池がケースに収納され、電池パックが形成される。

電池パックが高温環境下で長時間放置されると、電池パックの膨らみやガスの発生が生じ、電池パックの性能が劣化するおそれがある。特許文献１には、高温環境下に二次電池が放置された場合に、二次電池を放電させる技術が記載されている。

特許第２９６１８５３号公報

特許文献１の記載の技術は、高温になった際にバイメタル式スイッチをオンすることで、二次電池と放電回路を電気的に接続する。バイメタル式スイッチを使用しているため、電池パックが大型化してしまう問題があった。さらに、特許文献１には、常温環境下において電池パックを放電させることについては記載されていない。

したがって、本開示の目的の一つは、高温環境下および常温環境下において、必要に応じて放電処理を行うことができる電池パックを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、電池セルの周辺温度と、電池セルの電圧とが測定され、
第１の放電処理によって、
周辺温度が所定温度より高く、且つ、電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで電池セルが放電され、
第２の放電処理によって、
周辺温度が所定温度より低く、且つ、電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで電池セルが放電される
電池パックにおける放電制御方法である。

本開示は、例えば、電池セルと、
電池セルの周辺温度に関する情報および電池セルの電圧に関する情報が入力される制御部と
を有し、
制御部は、
周辺温度が所定温度より高く、且つ、電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
周辺温度が所定温度より低く、且つ、電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで電池セルを放電する第２の放電処理を行う
電池パックである。

電池セルと、
電池セルの正極側に接続される正極ラインと、
電池セルの負極側に接続される負極ラインと、
電池セルの周辺温度に関する情報および電池セルの電圧に関する情報が入力され、少なくとも、正極ラインに接続される第１の端子と、電池セルの電圧に応じてレベルの異なる制御信号が出力される第２の端子とを有する制御部と、
第２の端子と負極ラインとの間に接続される抵抗と
を有し、
制御部は、
周辺温度が所定温度より高く、且つ、電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
周辺温度が所定温度より低く、且つ、電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、電池セルの電圧が、第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで電池セルを放電する第２の放電処理を行い、
第１の放電処理および第２の放電処理が、正極ライン、第１の端子、第２の端子、抵抗および負極ラインを含む放電路に電流を流すことで実行される
電池パックである。

例示した電池パックが、再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システムでもよい。
例示した電池パックに接続される電子機器に電力が供給される蓄電システムでもよい。
例示した電池パックから電力の供給を受ける電子機器でもよい。
例示した電池パックから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電池パックに関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両でもよい。
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を有し、電力情報送受信部が受信した情報に基づき、例示した電池パックの充放電制御を行う電力システムでもよい。
例示した電池パックから電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から電池パックに電力を供給する電力システムでもよい。

少なくとも一つの実施形態によれば、高温環境下および常温環境下において、必要に応じて放電処理を行うことができる電池パックが提供される。

第１の実施形態における電池パックの構成例を示すブロック図である。 検出電圧、復帰電圧などの設定例を説明するための略線図である。 放電処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における電池パックの構成例を示すブロック図である。 変形例における放電路を説明するための略線図である。 他の変形例における放電路を説明するための略線図である。 他の変形例における放電路を説明するための略線図である。 変形例における電池パックの構成例を示す略線図である。 電池パックの応用例を説明するためのブロック図である。 電池パックの他の応用例を説明するためのブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．変形例＞
＜４．応用例＞
なお、本開示は、以下に説明する実施の形態等に限定されないものとする。

＜１．第１の実施形態＞
「電池パックの構成」
図１は、第１の実施形態における電池パックの主要な構成の一例を示す。電池パック１において、例えば、２個の電池セルＢＴ１、電池セルＢＴ２（電池セルを区別する必要がないときは、電池セルＢＴと適宜称する）が直列に接続されている。電池セルＢＴは、例えば、リチウムイオン二次電池である。一つ当たりの電池セルＢＴの満充電電圧が、例えば、４．２Ｖ（ボルト）のリチウムイオン二次電池を用いた場合には、電池パック１の満充電電圧は８．４Ｖとなる。

電池セルＢＴは、リチウムイオン二次電池に限られず、リチウムイオンポリマー電池などの他の二次電池でもよい。さらに、電池セルＢＴは２個に限られることはない。１または複数の電池セルＢＴを使用することができる。電池セルＢＴの接続形態は適宜変更できる。複数の電池セルＢＴが並列に接続されてもよい。複数の電池セルＢＴが直列に接続されたものが並列に接続されてもよい。電池セルＢＴの個数や接続形態は、電池パックの用途に応じて適宜、変更することができる。

電池セルＢＴ１の正極側と正極端子１１との間には、正極ラインＬ１が配されている。電池セルＢＴ２の負極側と負極端子１２との間には、負極ラインＬ２が配されている。正極端子１１および負極端子１２に、電池パック１の用途に応じた外部機器（負荷）が接続される。電池パック１を充電するときは、電池パック１に充電器が接続される。

電池パック１は、保護ＩＣ（Integrated Circuit）１３を備える。保護ＩＣ１３は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、メモリ等が集積されたものである。なお、保護ＩＣ１３は、マスクで焼き付けられた、外部からの書き込み機能がないタイプ（ＲＯＭタイプ）のＩＣによって実現することも可能である。保護ＩＣ１３は、電池セルＢＴの端子間電圧を測定する機能を有する。複数の電池セルＢＴが接続される場合は、保護ＩＣ１３は、個々の電池セルＢＴの端子間電圧を測定する。この例では、保護ＩＣ１３は、電池セルＢＴ１の端子間電圧と電池セルＢＴ２の端子間電圧とをそれぞれ測定する。保護ＩＣ１３は、さらに、過電流検出抵抗１４によって電池パック１内における過電流を検出する。

保護ＩＣ１３には、複数の端子（ピン）が形成されている。用途に応じて使用される端子が定義されている。例えば、電池セルＢＴの端子間電圧の検出用に使用される端子や、保護ＩＣ１３が動作するための電源として使用される端子が定義されている。保護ＩＣ１３は、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の電圧を使用して動作する。電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の電圧が図示しないレギュレータによって変換され、保護ＩＣ１３が動作するための電源電圧が生成される。生成された電源電圧が保護ＩＣ１３の所定の端子に入力される。電池セルＢＴの電圧を使用して動作するため、例えば、電池パック１が負荷と離脱され、電池パック１が放置されても保護ＩＣ１３は動作する。

保護ＩＣ１３には、正極ラインＬ１と接続される端子Ｐｓが形成されている。正極ラインＬ１と端子Ｐｓ間には、抵抗Ｒ０が接続されている。さらに、保護ＩＣ１３には、端子Ａが形成されている。端子Ｐｓは、端子Ａの電源用の端子として使用される。電池セルＢＴの電圧が抵抗Ｒ０によって降圧され、所定電圧が生成される。この所定電圧が端子Ａの電源とされる。なお、抵抗Ｒ０は無くてもよい。しかしながら、端子ＰｓおよびＡ端子との間のスイッチング素子がショートした場合に、抵抗Ｒ０によって電流を制限できる。このため、抵抗Ｒ０を設けることが好ましい。

保護ＩＣ１３の内部において、端子Ｐｓと端子Ａとの間に、図示しないスイッチング素子が接続されている。スイッチング素子は、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)である。端子Ｐｓと端子Ａとの間に接続されるスイッチング素子を、以下、スイッチング素子Ｓと称する。スイッチング素子Ｓがオンされることで、端子Ｐｓおよび端子Ａが接続される。スイッチング素子Ｓがオンされると、端子Ｐｓおよび端子Ａを介して、保護ＩＣ１３の内部に電流を流すことができる。例えば、端子Ｐｓおよび端子Ａを介して電流を流すことで電池セルＢＴを放電させることができる。スイッチング素子Ｓがオフされている状態では、端子Ｐｓと端子Ａとの間に電流は流れない。

端子Ａからは、論理レベルのハイまたはローの制御信号が出力される。端子Ａから出力される制御信号のレベルは、電池セルＢＴ１や電池セルＢＴ２の電圧に応じて切り換えられる。例えば、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の、少なくとも一方の電圧が所定の電圧を超えると、端子Ａから出力される信号のレベルがハイレベルに切り換えられる。ハイレベルの信号が端子Ａから出力される。すなわち、端子Ａは、制御信号が出力される端子として使用されるとともに、電池セルＢＴを放電させるときの放電路として使用される。

電池セルＢＴ２の負極側と負極端子１２との間の負極ラインＬ２に、充放電制御用ＦＥＴ１５が接続されている。充放電制御用ＦＥＴ１５が、ＦＥＴでなくＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)によって構成されてもよい。充放電制御用ＦＥＴ１５は、放電制御用ＦＥＴと充電制御用ＦＥＴとから構成される。例えば、電池セルＢＴ２の負極側から、放電制御用ＦＥＴおよび充電制御用ＦＥＴが順に接続される。放電制御用ＦＥＴのオン／オフが、保護ＩＣ１３から供給される制御信号によって制御される。充電制御用ＦＥＴのオン／オフが、保護ＩＣ１３から供給される制御信号によって制御される。

温度センサ１６は、電池パック１（電池セルＢＴ）の周辺温度（雰囲気温度）を測定する。電池パック１の周辺温度は、例えば、電池パック１の内部の温度である。周辺温度は、電池パック１の近傍の温度でもよい。温度センサ１６としては、サーミスタ、抵抗温度センサ、半導体温度センサなどの種々のセンサを用いることができる。温度センサ１６によって取得された周辺温度に関する温度情報が保護ＩＣ１３に供給される。なお。温度センサ１６の温度測定機能が保護ＩＣ１３に組み込まれていてもよい。

保護ＩＣ１３の端子Ａから導出されるラインに、デジタルトランジスタＤＴｒ２０が接続されている。デジタルトランジスタＤＴｒ２０は、スイッチング素子の一例であるＮＰＮ型のトランジスタＴｒ３０と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２とを内蔵する構成とされている。

トランジスタＴｒ３０のコレクタ側が通信端子１７に接続されている。トランジスタＴｒ３０のエミッタ側が負極ラインＬ２に接続されている。トランジスタＴｒ３０のベース端子に、入力抵抗としての抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＴｒ３０のベース−エミッタ間に対して並列になるようにして、抵抗Ｒ２が接続されている。抵抗Ｒ２の一端側が、抵抗Ｒ１とベース端子との間のラインに接続されている。抵抗Ｒ２の他端側が、トランジスタＴｒ３０のエミッタと負極ラインＬ２との間のラインに接続されている。後述するように、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２に電流を流して放電処理を行う。このため、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の抵抗値が、通常のデジタルトランジスタの抵抗値よりやや小さく設定される。

保護ＩＣ１３の正極ライン、端子Ｐｓ、端子Ａ、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を含む経路によって放電路が形成される。図１では、放電路の一例を点線で示している。放電時に、電流が正極ラインＬ１から端子Ｐｓ介して保護ＩＣ１３に供給される。保護ＩＣ１３に供給された電流が端子Ａから出力される。端子Ａから出力された電流が、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を介して負極ラインＬ２に供給される。負極ラインＬ２の放電制御用ＦＥＴを電流が流れ、放電処理がなされる。

端子Ａから出力される制御信号のレベルに応じて、デジタルトランジスタＤＴｒ２０がオン／オフする。例えば、端子Ａからハイレベルの制御信号がトランジスタＴｒ３０のベース端子に入力されると、トランジスタＴｒ３０がオンする。トランジスタＴｒ３０がオンすることで、通信端子１７の電位のレベルが例えば、ローレベルに変化し、通信端子１７からはローレベルの信号が出力される。端子Ａからローレベルの制御信号がトランジスタＴｒ３０のベース端子に入力されると、トランジスタＴｒ３０がオフする。トランジスタＴｒ３０がオフすることで、通信端子１７の電位のレベルが例えば、ハイレベルに変化し、通信端子１７からハイレベルの制御信号が出力される。

通信端子１７は、電池パック１に接続される外部機器と通信を行う端子である。外部機器は、例えば、電池パック１に対して充電を行う充電器である。電池パック１に対して充電器が接続され、充電処理が行われる。充電器は、通信端子１７を介して供給される信号のレベルを監視する。通信端子１７からローレベルの信号が供給された場合には、充電処理を停止する。なお、ＳＭＢｕｓ（System Management Bus）やＣＡＮ(Controller Area Network)などの規格に準じた通信を行うための通信端子が、電池パック１に設けられてもよい。

「保護ＩＣの機能」
保護ＩＣ１３は、過充電保護機能、過放電保護機能、過電流保護機能を有する。さらに、保護ＩＣ１３は、高温時における放電機能および常温時における放電機能を有する。始めに、過充電保護機能について説明する。保護ＩＣ１３は、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の端子間の電圧を監視し、少なくとも一方の端子間電圧が所定値（例えば、４．２７０Ｖ）以上になった場合に、充電制御用ＦＥＴをオフする。充電制御用ＦＥＴをオフすることで充電電流が遮断される。この機能が過充電保護機能である。

過放電保護機能について説明する。保護ＩＣ１３は、電池セルＢＴの端子間の電圧を監視し、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の端子間の電圧を監視し、少なくとも一方の電池電圧が例えば１．５Ｖ〜２Ｖ以下の過放電状態となった場合に放電制御用ＦＥＴをオフする。放電制御用ＦＥＴをオフすることで、放電電流が遮断される。この機能が過放電保護機能である。

過電流保護機能について説明する。電池の＋−端子間が短絡された場合には大電流が流れてしまい、異常発熱するおそれがある。そこで、保護ＩＣ１３は、過電流検出抵抗１４により電流を検出し、放電電流がある電流値以上流れた場合は放電制御用ＦＥＴをオフする。放電制御用ＦＥＴをオフすることで放電電流が遮断される。この機能が過電流保護機能である。

保護ＩＣ１３は、温度が高温状態において電池セルＢＴを放電させる第１の放電処理を行う機能を有する。さらに、保護ＩＣ１３は、温度が常温状態において電池セルＢＴを放電させる第２の放電処理を行う機能を有する。第１の放電処理および第２の放電処理の説明の前に、常温状態および高温状態を判定するための閾値の設定例と、検出電圧および復帰電圧の設定例とについて、図２を参照して説明する。図２の横軸が温度を示し、縦軸が電池セルＢＴ１個当たりの電圧を示す。上述したように、温度は温度センサ１６によって測定され、電圧は保護ＩＣ１３によって測定される。なお、温度および電圧の測定は、例えば、周期的になされる。

図２に示すように、所定温度の一例として高温検出温度Ｔ_AHが設定される。高温検出温度Ｔ_AHは、例えば、４５℃に設定される。保護ＩＣ１３は、４５℃より高ければ高温状態と判定し、４５℃より低ければ常温状態と判定する。さらに、他の所定温度の一例として常温復帰温度Ｔ_RAHが設定される。常温復帰温度Ｔ_RAHは、例えば、４０℃に設定される。検出温度と復帰温度にヒステリシスを持たせることで、保護ＩＣ１３の動作が不安定になることを防止できる。第１の電圧の一例として、高温放電検出電圧Ｖ_AHが設定される。高温放電検出電圧Ｖ_AHは、例えば、４．０９０Ｖに設定される。さらに、第２の電圧の一例として、高温放電復帰電圧Ｖ_RAHが設定される。高温放電復帰電圧Ｖ_RAHは、例えば、３．９００Ｖに設定される。

第３の電圧の一例として、常温放電検出電圧Ｖ_AUが設定される。常温放電検出電圧Ｖ_AUは、例えば、４．２４０Ｖに設定される。なお、上述した電池パック１の過充電保護機能が動作する電圧は、常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きい電圧（例えば、４．２７０Ｖ）に設定される。さらに、第４の電圧の一例として、常温放電復帰電圧Ｖ_RAUが設定される。常温放電復帰電圧Ｖ_RAUは、例えば、４．０５０Ｖに設定される。なお、図２に示される電圧の大小関係は一例である。例えば、上述した電圧値が設定される場合には、高温放電検出電圧Ｖ_AHが常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより大きくなる。

高温状態において、少なくとも一つ電池セルＢＴの電圧が高温放電検出電圧Ｖ_AHより大きい場合、または、常温状態において、少なくとも一つ電池セルＢＴの電圧が常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きくなった場合には、保護ＩＣ１３は端子Ａからハイレベルの制御信号を出力する。端子Ａから出力されるハイレベルの制御信号によって、デジタルトランジスタＤＴｒ２０のトランジスタＴｒ３０がオンする。トランジスタＴｒ３０がオンすることで、通信端子１７の電位のレベルがハイからローに変化する。通信端子１７からローベルの信号が、アラーム信号として充電器に供給される。

アラーム信号を受信した充電器が、充電処理を停止する。しかしながら、充電器の仕様や不良によって充電器がアラーム信号を認識できず、充電処理が停止されない場合がある。一般に、高温状態では、電池セルＢＴの電圧がやや高めになると、電池セルＢＴの膨らみなどが生じやすい。したがって、保護ＩＣ１３は、温度が４５℃より高い場合で、且つ、電池セルＢＴの電圧が高温放電検出電圧Ｖ_AHより大きい場合に、電池セルＢＴが高温放電復帰電圧Ｖ_RAHになるまで電池セルＢＴを放電させる第１の放電処理を行う。

常温状態では、電池セルＢＴの電圧が高い状態でも電池セルＢＴの性能の劣化が生じにくい。しかしながら、例えば、電池セルＢＴの電圧が４．２４０Ｖ〜４．３００Ｖの間まで充電されると電池セルＢＴの性能が劣化し、電池セルＢＴの寿命が低下する。常温放電検出電圧Ｖ_AUを、例えば、４．２４０Ｖに設定することで、電池セルＢＴが４．２４０Ｖまで充電された際に、充電器に対してアラーム信号を供給することができる。しかしながら、上述したように、充電器の仕様や不良によって、電池セルＢＴの電圧が４．２４０Ｖ〜４．３００Ｖ付近の範囲まで充電される場合がある。４．２７０Ｖまで充電されたときは、上述した過充電保護機能が動作するが、例えば、４．２５０Ｖ付近まで充電されたときは過充電保護機能が動作しない。このように、電池セルＢＴが例えば、４．２５０Ｖ付近まで充電された電池パックが常温状態に放置された場合に、電池セルＢＴを放電させる必要がある。

そこで、保護ＩＣ１３は、温度が４５℃より小さい場合で、且つ、電池セルＢＴの電圧が常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きい場合に、電池セルＢＴが常温放電復帰電圧Ｖ_RAUになるまで電池セルＢＴを放電させる第２の放電処理を行う。この第２の放電処理により、常温状態においても電池セルＢＴを放電させることができ、電池セルＢＴの電圧を常温放電復帰電圧Ｖ_RAUまで下げることができる。

第１および第２の放電処理を行う際には、保護ＩＣ１３は、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓをオンする。このとき、例えば、放電制御用ＦＥＴがオンされ、充電制御用ＦＥＴがオンされる。電池セルＢＴからの電流が、正極ラインＬ１から端子Ｐｓを介して保護ＩＣ１３の内部を通り、保護ＩＣ１３の端子Ａから出力される。そして、電流が、デジタルトランジスタＤＴｒ２０の抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を介して負極ラインＬ２に流れ込む。そして、電流が、放電制御用ＦＥＴを介して電池セルＢＴの負極側に流れ、放電処理がなされる。

電池セルＢＴの電圧が、高温放電復帰電圧Ｖ_RAH 、または、常温放電復帰電圧Ｖ_RAUに低下した場合は、放電処理が停止される。例えば、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓをオフすることで放電処理を停止させる。放電制御用ＦＥＴをオフすることで放電処理を停止するようにしてもよい。

なお、例えば、高温放電検出電圧Ｖ_AHのみを基準として、保護ＩＣ１３が放電処理行うと、電池セルＢＴの電圧が高温放電検出電圧Ｖ_AH付近の電圧である場合に、保護ＩＣ１３が出力する制御信号のレベルが頻繁に切り換わる可能性がある。さらに、保護ＩＣ１３が放電を開始および停止する動作を頻繁に行うおそれがある。しかしながら、高温放電検出電圧Ｖ_AHに対してヒステリシスを有する高温放電復帰電圧Ｖ_RAHを設定することで、保護ＩＣ１３の動作が不安定になることを防止できる。同様の理由で、常温放電検出電圧Ｖ_AUに対してヒステリシスを有する常温放電復帰電圧Ｖ_RAUが設定される。

第１の放電処理および第２の放電処理は、電池パック１が充電器などの外部機器と接続された状態で行われてもよく、外部機器と離脱された状態で行われてもよい。外部機器と離脱された状態でも、電池パック１が自己放電することができる。電池パック１が自己放電するため、電池パック１の膨れやガスが発生して、電池パック１が劣化することを防止できる。例えば、電池セルＢＴの金属の析出などの劣化を防止できる。

高温放電検出電圧Ｖ_AHおよび常温放電検出電圧Ｖ_AUを適切に設定することで、電池セルＢＴが膨れる前から放電処理を行うことができる。このため、電池セルＢＴの膨れに伴う圧力の変化を検出する素子等を必要としない。電池パック１で放電処理が完結するため、電池パック１の放電処理が外部機器の処理に依存することがない。

電池セルＢＴの電圧を測定しているため、必要以上に電池セルＢＴを放電させてしまうことがない。例えば、常温放電復帰電圧Ｖ_RAUを適切に設定することで、電池セルＢＴを必要以上に放電してしまうことを防止できる。

電池パック１におけるデジタルトランジスタＤＴｒ２０は小型であるため、電池パック１が大型化してしまうことを防止できる。さらに、通信を行うための既存の経路を使用して放電処理を行うようにしている。このため、放電用の回路を新たに追加する必要がない。

「処理の流れ」
図３のフローチャートを参照して処理の流れについて説明する。図３に示す処理は、特に断らない限り、保護ＩＣ１３によって行われる。なお、大小関係を示す大きい、小さいとの表記は、基準に対して以上、未満に設定される場合と、基準に対して大きい、以下に設定される場合とを含むものである。温度に関する高低関係を示す表記も同様である。

始めに、温度センサ１６によって測定された温度情報Ｔが保護ＩＣ１３に供給される。ステップＳ１の処理において、温度情報Ｔが高温検出温度Ｔ_AHより低いか否かが判定される。温度情報Ｔが高温検出温度Ｔ_AHより高い場合は、高温状態と判定される。高温状態である場合は、処理がステップＳ２に進む。高温検出温度Ｔ_AHより低い場合は、常温状態と判定される。常温状態である場合は、処理がステップＳ６に進む。

ステップＳ２では、電池セルＢＴ１の電圧Ｖ₁が、高温放電検出電圧Ｖ_AHより大きいか否かが判定される。また、電池セルＢＴ２の電圧Ｖ₂が、高温放電検出電圧Ｖ_AHより大きいか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂の少なくとも一方の電圧が高温放電検出電圧Ｖ_AHより大きい場合、例えば、高温放電検出電圧Ｖ_AH以上の場合は、処理がステップＳ３に進む。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂の電圧が高温放電検出電圧Ｖ_AHより小さい場合は、処理がステップＳ１に戻る。

ステップＳ３では、端子Ａからハイレベルの制御信号が出力され、デジタルトランジスタＤＴｒ２０がオンされる。なお、ステップＳ２の判定が肯定的の場合は、電池パック１が充電器に接続されているか否かに関わらず、端子Ａからハイレベルの制御信号が出力するようになされている。ステップＳ３では、さらに、第１の放電処理がなされる。第１の放電処理は、例えば、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓがオンされる。充電制御用ＦＥＴおよび放電制御用ＦＥＴは、例えば、オンされる。これにより、以下に示す放電路が形成され、この放電路を電流が流れることで第１の放電処理がなされる。なお、端子Ｐｓから端子Ａまでは、保護ＩＣ１３の内部を電流が流れる。

（放電路）
電池セルＢＴ（正極側）→端子Ｐｓ→端子Ａ→抵抗Ｒ１→抵抗Ｒ２→放電制御ＦＥＴ→電池セルＢＴ（負極側）

ステップＳ３において、第１の放電処理がなされる間に、ステップＳ４において温度情報Ｔの判定が並列的になされる。ステップＳ４では、温度情報Ｔが常温復帰温度Ｔ_RAHより大きいか否かが判定される。温度情報Ｔが常温復帰温度Ｔ_RAHより大きい場合は、ステップＳ５に進み、第１の放電動作が継続する。

なお、ステップＳ４において、温度情報Ｔを高温検出温度Ｔ_AHと比較するようにしてもよい。しかしながら、温度センサ１６によって測定される温度が高温検出温度Ｔ_AH付近を変動する場合は、保護ＩＣ１３の動作が不安定になるおそれがある。そこで、高温検出温度Ｔ_AHに対してヒステリシスをもたせた常温復帰温度Ｔ_RAHを設定している。

ステップＳ５では、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより小さくなったか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより小さくなっていない場合は、処理がステップＳ５に戻り、第１の放電処理が継続する。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより小さくなった場合は、第１の放電処理が終了される。例えば、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓがオフされる。放電制御用ＦＥＴがオフされてもよい。これにより、上述した放電路が遮断され、電池セルＢＴからの放電が停止する。そして、処理がステップＳ１に戻る。

なお、ステップＳ５において、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電検出電圧Ｖ_AHより小さくなったか否かを判定するようにしてもよい。しかしながら、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電検出電圧Ｖ_AH付近の電圧である場合に、保護ＩＣ１３の動作が不安定になる。例えば、保護ＩＣ１３がローまたはハイのレベルの制御信号を頻繁に切り換えて出力するおそれがある。これにより、通信端子１７を介して接続される外部機器の動作が不安定になるおそれがある。このような状態を防止するため、高温放電検出電圧Ｖ_AHに対してヒステリシスを有する高温放電復帰電圧Ｖ_RAHを設定している。

ステップＳ１で常温状態と判定された際の処理について説明する。ステップＳ６では、電池セルＢＴ１の電圧Ｖ₁が、常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きいか否かが判定される。また、電池セルＢＴ２の電圧Ｖ₂が、常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きいか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂の少なくとも一方の電圧が常温放電検出電圧Ｖ_AUより大きい場合は、処理がステップＳ７に進む。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂の電圧が常温放電検出電圧Ｖ_AUより小さい場合は、処理がステップＳ１に戻る。

ステップＳ７では、端子Ａからハイレベルの制御信号が出力され、デジタルトランジスタＤＴｒ２０がオンされる。なお、電池パック１が充電器に接続されているか否かに関わらず、ステップＳ６の判定が肯定的の場合は、端子Ａからハイレベルの制御信号が出力するようになされている。ステップＳ７では、さらに、第２の放電処理がなされる。第２の放電処理は、例えば、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓがオンされる。充電制御用ＦＥＴおよび放電制御用ＦＥＴは、例えば、オンされる。これにより、上述した放電路が形成され、この放電路を電流が流れる。

ステップＳ７において、第２の放電処理がなされる間に、ステップＳ８において温度情報Ｔの判定が並列的になされる。ステップＳ８の判定は、ステップＳ１の判定の内容と同じである。高温状態に変化していない場合、すなわち、ステップＳ８において肯定と判定されると処理がステップＳ９に進む。なお、温度情報Ｔが高温検出温度Ｔ_AHより高い場合には、電池セルＢＴを迅速に放電する必要がある。このため、ステップＳ８では、高温検出温度Ｔ_AHを基準にしている。

ステップＳ９では、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さくなったか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さくなっていない場合は、処理がステップＳ７に戻り、第２の放電処理が継続する。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さくなった場合は、第２の放電処理が終了される。例えば、端子Ｐｓと端子Ａとの間のスイッチング素子Ｓがオフされる。放電制御用ＦＥＴがオフされてもよい。これにより、上述した放電路が遮断され、電池セルＢＴからの放電が停止する。そして、処理がステップＳ１に戻る。

ステップＳ４の判定において、温度情報Ｔが常温復帰温度Ｔ_RAHより高くない場合は、処理がステップＳ９に進む。ステップＳ９では、上述した処理がなされ、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さいか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さくなっていない場合は、処理がステップＳ７に戻り、第２の放電処理が実行される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が常温放電復帰電圧Ｖ_RAUより小さい場合は、処理がステップＳ１に戻る。

ステップＳ８の判定において、温度情報Ｔが高温検出温度Ｔ_AHより低くない場合は、処理がステップＳ５に進む。ステップＳ５では、上述した処理がなされ、電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより小さいか否かが判定される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより大きい場合は、処理がステップＳ３に戻り、第１の放電処理が実行される。電圧Ｖ₁および電圧Ｖ₂が高温放電復帰電圧Ｖ_RAHより小さい場合は、処理がステップＳ１に戻る。

＜２．第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態における電池パック２の構成例を示す。電池パック２の構成において、電池パック１と同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略している。

電池パック２は、直列に接続された４個の電池セルＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４を備える。電池パック２は、例えば、２個の保護ＩＣ１８、１９を備える。保護ＩＣ１８が電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２の電圧を監視する。保護ＩＣ１９が電池セルＢＴ３および電池セルＢＴ４の電圧を監視する。保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９は、それぞれ端子Ｐｓおよび端子Ａを備える。

保護ＩＣ１８の端子ＡがデジタルトランジスタＤＴｒ２１と接続されている。デジタルトランジスタＤＴｒ２１には、トランジスタＴｒ３１、抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４が内蔵されている。トランジスタＴｒ３１のベース端子に抵抗Ｒ３が接続されている。ベース−エミッタ間に対して並列するように抵抗Ｒ４が接続されている。トランジスタＴｒ３１のコレクタ側がＯＲ回路４０に接続されている。

保護ＩＣ１９の端子ＡがデジタルトランジスタＤＴｒ２２と接続されている。デジタルトランジスタＤＴｒ２２には、トランジスタＴｒ３２、抵抗Ｒ５および抵抗Ｒ６が内蔵されている。トランジスタＴｒ３２のベース端子に抵抗Ｒ５が接続されている。ベース−エミッタ間に対して並列するように抵抗Ｒ６が接続されている。トランジスタＴｒ３２のコレクタ側がＯＲ回路４０に接続されている。

デジタルトランジスタＤＴｒ２１は、保護ＩＣ１８の端子Ａから出力されるハイレベルの信号によってオンされる。デジタルトランジスタＤＴｒ２２は、保護ＩＣ１９の端子Ａから出力されるハイレベルの信号によってオンされる。少なくとも一方のデジタルトランジスタＤＴｒがオンされたときに、ＯＲ回路４０の動作に応じてローレベルの制御信号が通信端子１７から出力される。

保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９がＯＲ回路４１と接続されている。保護ＩＣ１９には、過電流検出抵抗１４が検出されている。保護ＩＣ１９によって過電流が検出されると、保護ＩＣ１９は、放電制御用ＦＥＴをオフする、例えば、ローレベルの制御信号を出力する。ローレベルの制御信号がＯＲ回路４１を介して充放電制御用ＦＥＴ１５に供給される。ローレベルの制御信号によって放電制御用ＦＥＴがオフされる。

いずれかの電池セルＢＴが過充電状態になると、保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９の少なくとも一方が、充電制御用ＦＥＴをオフする制御信号を出力する。保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９の少なくとも一方から、例えば、ローレベルの制御信号が出力される。ＯＲ回路４１によって、保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９からの出力のＯＲが判定される。判定結果に応じた制御信号がＯＲ回路４１から出力される。すなわち、保護ＩＣ１８および保護ＩＣ１９の少なくとも一方から、ローレベルの制御信号が供給された場合には、ＯＲ回路４１からローレベルの制御信号が出力される。出力されたローレベルの制御信号が充電制御用ＦＥＴに供給される。ローレベルの制御信号により充電制御用ＦＥＴがオフされ、過充電防止機能が動作する。

第２の実施形態における電池パック２は、ブロック毎に放電処理を行うことができる。例えば、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２によりブロック１が形成される。電池ブロックＢＴ３および電池セルＢＴ４によりブロック２が形成される。保護ＩＣ１８は、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２からなるブロック１に対して、上述した第１および第２の放電処理を行う。保護ＩＣ１９は、電池セルＢＴ３および電池セルＢＴ４からなるブロック２に対して、上述した第１および第２の放電処理を行う。図４では、それぞれのブロックにおける放電路の一例を点線で示している。なお、第１および第２の放電処理の内容は、図３で説明した処理の内容と同じであるので、重複した説明は省略する。

第２の実施形態における電池パック２は、ブロック毎に放電ができ、必要なブロックのみ放電処理を行うことができる。例えば、電池セルＢＴの電圧がばらついた状態で、電池パック２が高温下に放置された場合でも、必要なブロックのみを放電することが可能になる。

＜３．変形例＞
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に限られることはなく、種々の変形が可能である。以下、複数の変形例について説明する。

図５は、放電回路の第１の変形例の構成例を示す。なお、図５では図示を一部、簡略化している。図５におけるＧＮＤは、負極ラインＬ２に相当する。第１の変形例では、正極ラインＬ１と負極ラインＬ２との間に、ラインＬ３が設けられている。ラインＬ３には、正極ラインＬ１側から、放電用の抵抗Ｒ７およびＦＥＴ５０が順に接続されている。抵抗Ｒ７とＦＥＴ５０との間に、通信端子１７が接続されている。

上述したように、第１または第２の放電処理が行われる際に、端子Ａからハイレベルの制御信号が出力される。このハイレベルの制御信号によって、ＦＥＴ５０がオンする。ＦＥＴ５０がオンすることで、正極ラインＬ１を流れた電流が抵抗Ｒ７およびＦＥＴ５０を介して負極ラインＬ２に流れ、放電処理が行われる。このように、保護ＩＣ１３の内部を通らない放電路を形成し、その放電路に電流を流すことで放電処理が行われるようにしてもよい。保護ＩＣ１３の内部を電流が流れないため、放電路に大電流を流すことができ、電池セルＢＴを迅速に放電できる。

図６は、放電回路の第２の変形例の構成例を示す。なお、図６では図示を一部、簡略化している。図６におけるＧＮＤは、負極ラインＬ２に相当する。正極ラインＬ１と負極ラインＬ２との間にラインＬ４を設けてもよい。ラインＬ４には、正極ラインＬ１側からＰＮＰ型トランジスタＴｒ３３と放電用の抵抗Ｒ８とが順に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＴｒ３３と抵抗Ｒ８との間に、通信端子１７が接続されている。第１または第２の放電処理が行われる際は、端子Ａからは、ローレベルの制御信号が出力される。ローレベルの制御信号により、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ３３がオンする。

ＰＮＰ型トランジスタＴｒ３３がオンすることで、正極ラインＬ１を流れた電流がＰＮＰ型トランジスタＴｒ３３および抵抗Ｒ８を介して負極ラインＬ２に流れ、放電処理が行われる。このように、保護ＩＣ１３の内部を通らない放電路を形成し、その放電路に電流を流すことで放電処理が行われるようにしてもよい。保護ＩＣ１３の内部を電流が流れないため、放電路に大電流を流すことができ、電池セルＢＴを迅速に放電できる。

図７は、放電回路の第３の変形例の構成例を示す。なお、図７では図示を一部、簡略化している。図７におけるＧＮＤは、負極ラインＬ２に相当する。第３の変形例は、第１の実施形態におけるデジタルトランジスタＤＴｒ２０がＦＥＴ５１で構成され、端子ＡとＦＥＴ５１との間にプルダウン抵抗Ｒ９が接続された例である。ＦＥＴ５１およびプルダウン抵抗Ｒ９は、それぞれ負極ラインＬ２に接続されている。

第１または第２の放電処理がなされると、端子Ａと端子Ｐｓとの間のスイッチング素子Ｓがオンされる。プルダウン抵抗Ｒ９の抵抗値を適切に設定することで、プルダウン抵抗Ｒ９に電流が流れるようにすることができる。図７において点線で示すように、正極ラインＬ１から流れてくる電流が端子Ｐｓ、端子Ａを介して抵抗Ｒ９に流れる。このように、デジタルトランジスタＤＴｒに内蔵される抵抗以外の抵抗に電流を流して、放電処理が行われるようにしてもよい。

図８は、電池パックの他の変形例を示す。電池パックは直列に接続された４個の電池セルＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４を備える。電池パックにおける保護ＩＣ６０は、各電池セルＢＴの電圧を監視する。保護ＩＣ６０が行う処理は、保護ＩＣ１３が行う処理と同様である。このように、電池パックが有する電池セルＢＴの個数は、２個に限られない。複数の電池セルＢＴの電圧を１個の保護ＩＣで監視することができ、部品点数を削減することができる。

上述した実施形態では、端子Ｐｓおよび端子Ａとの間にスイッチング素子Ｓが設けられる構成としたが、正極ラインＬ１と端子Ｐｓとの間にスイッチング素子Ｓが設けられる構成としてもよい。上述した実施形態における放電処理では、複数の電池セルを同時に放電するようにしたが、電池セル毎に放電路を設け、放電すべき電池セルのみを個別に放電するようにしてもよい。

本開示で例示した構成、数値などは一例であり、技術的矛盾が生じない範囲で、適宜、変更できる。上述した実施形態および変形例は、技術的矛盾が生じない範囲で適宜、組み合わせることができる。

なお、本開示は、以下の構成をとることもできる。
（１）
電池セルの周辺温度と、前記電池セルの電圧とが測定され、
第１の放電処理によって、
前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルが放電され、
第２の放電処理によって、
前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルが放電される
電池パックにおける放電制御方法。
（２）
前記第１の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が他の所定温度より低いか否かが判定され、
前記第２の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が前記所定温度より低いか否かが判定され、
前記他の所定温度は、前記所定温度より低い温度である（１）に記載の放電制御方法。
（３）
前記電池セルの正極側に接続される正極ラインと、
前記電池セルの負極側に接続される負極ラインと、
前記正極ラインに接続され、制御部に設けられる第１の端子と、
前記電池セルの電圧に応じてレベルの異なる制御信号が出力され、前記制御部に設けられる第２の端子と、
前記第２の端子と前記負極ラインとの間に接続される抵抗と
を含む放電路に電流を流すことで、前記第１の放電処理および前記第２の放電処理が実行される（１）または（２）に記載の放電制御方法。
（４）
電池セルと、
前記電池セルの周辺温度に関する情報および前記電池セルの電圧に関する情報が入力される制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルを放電する第２の放電処理を行う
電池パック。
（５）
前記制御部は、
前記第１の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が他の所定温度より低いか否かを判定し、
前記第２の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が前記所定温度より低いか否かを判定し、
前記他の所定温度は、前記所定温度より低い温度である（４）に記載の電池パック。
（６）
電池セルと、
前記電池セルの正極側に接続される正極ラインと、
前記電池セルの負極側に接続される負極ラインと、
前記電池セルの周辺温度に関する情報および前記電池セルの電圧に関する情報が入力され、少なくとも、前記正極ラインに接続される第１の端子と、前記電池セルの電圧に応じてレベルの異なる制御信号が出力される第２の端子とを有する制御部と、
前記第２の端子と前記負極ラインとの間に接続される抵抗と
を有し、
前記制御部は、
前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルを放電する第２の放電処理を行い、
前記第１の放電処理および前記第２の放電処理が、前記正極ライン、前記第１の端子、前記第２の端子、前記抵抗および前記負極ラインを含む放電路に電流を流すことで実行される
電池パック。
（７）
前記抵抗がスイッチング素子に内蔵される抵抗である（６）に記載の電池パック。
（８）
前記スイッチング素子が、第１の抵抗と、第２の抵抗と、トランジスタとを含むデジタルトランジスタであり、
前記第１の抵抗が、前記第２の端子と前記トランジスタのベース端子との間に接続され、
前記第２の抵抗が、前記トランジスタのベース−エミッタ間に対して並列に接続される（７）に記載の電池パック。
（９）
（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックが、再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
（１０）
（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックを有し、前記電池パックに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
（１１）
（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックから電力の供給を受ける電子機器。
（１２）
（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電池パックに関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。
（１３）
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を有し、
前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックの充放電制御を行う電力システム。
（１４）
（４）乃至（８）のいずれか１に記載の電池パックから電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記電池パックに電力を供給する電力システム。

＜４．応用例＞
以下、電池パックの応用例について説明する。但し、電池パックの応用例は、以下に説明する応用例に限られることはない。

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示の電池パックを住宅用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池、風車等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。電動車両１０６は、電動アシスト自転車等でもよい。

蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン二次電池によって構成されている。リチウムイオン二次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでもよい。この蓄電装置１０３に対して、上述した電池パックが適用可能とされる。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を検出し、検出された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インタフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。

以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１０を参照して説明する。図２２に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本開示の蓄電システムが適用される。蓄電システムが１または複数適用される。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。

バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用できる。

１・・・電池パック
ＢＴ・・・電池セル
１３・・・保護ＩＣ
１６・・・温度センサ
ＤＴｒ２０・・・デジタルトランジスタ
Ｔｒ３０・・・トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２・・・抵抗
Ｌ１・・・正極ライン
Ｌ２・・・負極ライン

Claims (14)

1. 電池セルの周辺温度と、前記電池セルの電圧とが測定され、
   第１の放電処理によって、
   前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルが放電され、
   第２の放電処理によって、
   前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルが放電される
   電池パックにおける放電制御方法。
2. 前記第１の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が他の所定温度より低いか否かが判定され、
   前記第２の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が前記所定温度より低いか否かが判定され、
   前記他の所定温度は、前記所定温度より低い温度である請求項１に記載の放電制御方法。
3. 前記電池セルの正極側に接続される正極ラインと、
   前記電池セルの負極側に接続される負極ラインと、
   前記正極ラインに接続され、制御部に設けられる第１の端子と、
   前記電池セルの電圧に応じてレベルの異なる制御信号が出力され、前記制御部に設けられる第２の端子と、
   前記第２の端子と前記負極ラインとの間に接続される抵抗と
   を含む放電路に電流を流すことで、前記第１の放電処理および前記第２の放電処理が実行される請求項１に記載の放電制御方法。
4. 電池セルと、
   前記電池セルの周辺温度に関する情報および前記電池セルの電圧に関する情報が入力される制御部と
   を有し、
   前記制御部は、
   前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
   前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルを放電する第２の放電処理を行う
   電池パック。
5. 前記制御部は、
   前記第１の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が他の所定温度より低いか否かを判定し、
   前記第２の放電処理がなされる間に、前記周辺温度が前記所定温度より低いか否かを判定し、
   前記他の所定温度は、前記所定温度より低い温度である請求項４に記載の電池パック。
6. 電池セルと、
   前記電池セルの正極側に接続される正極ラインと、
   前記電池セルの負極側に接続される負極ラインと、
   前記電池セルの周辺温度に関する情報および前記電池セルの電圧に関する情報が入力され、少なくとも、前記正極ラインに接続される第１の端子と、前記電池セルの電圧に応じてレベルの異なる制御信号が出力される第２の端子とを有する制御部と、
   前記第２の端子と前記負極ラインとの間に接続される抵抗と
   を有し、
   前記制御部は、
   前記周辺温度が所定温度より高く、且つ、前記電池セルの電圧が第１の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第１の電圧より小さい第２の電圧になるまで前記電池セルを放電する第１の放電処理を行い、
   前記周辺温度が前記所定温度より低く、且つ、前記電池セルの電圧が第３の電圧より大きい場合には、前記電池セルの電圧が、前記第３の電圧より小さい第４の電圧になるまで前記電池セルを放電する第２の放電処理を行い、
   前記第１の放電処理および前記第２の放電処理が、前記正極ライン、前記第１の端子、前記第２の端子、前記抵抗および前記負極ラインを含む放電路に電流を流すことで実行される
   電池パック。
7. 前記抵抗がスイッチング素子に内蔵される抵抗である請求項６に記載の電池パック。
8. 前記スイッチング素子が、第１の抵抗と、第２の抵抗と、トランジスタとを含むデジタルトランジスタであり、
   前記第１の抵抗が、前記第２の端子と前記トランジスタのベース端子との間に接続され、
   前記第２の抵抗が、前記トランジスタのベース−エミッタ間に対して並列に接続される請求項７に記載の電池パック。
9. 請求項４に記載の電池パックが、再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
10. 請求項４に記載の電池パックを有し、前記電池パックに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
11. 請求項４に記載の電池パックから電力の供給を受ける電子機器。
12. 請求項４に記載の電池パックから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電池パックに関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。
13. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を有し、
    前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、請求項４に記載の電池パックの充放電制御を行う電力システム。
14. 請求項４に記載の電池パックから電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記電池パックに電力を供給する電力システム。

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