JP2014063567A - 電池パック及び電力消費機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の二次電池セルが、放電時、直列接続され、充電時、並列接続される構成を有し、異常が発生した二次電池セルが存在しても、充放電を支障なく行い得る構成、構造を有する電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１０は、複数の二次電池セル２１及び制御回路１１を備え、制御回路１１の制御下、複数の二次電池セル２１は、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされ、制御回路１１は、充電前、各二次電池セル２１の電圧を測定し、電圧の測定値が所定値を以下の二次電池セル２１を異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セル２１と切り離した状態で、該他の二次電池セル２１を並列接続として充電する。
【選択図】 図４

Description

本開示は、電池パック及び電力消費機器に関する。
複数の二次電池セルが直列に接続されて成る電池パック（電池モジュール）において、温度分布や自己放電の偏りに起因して、充電状態（ＳＯＣ，State Of Charge）が二次電池セル毎に異なる場合がある。このような状態は、「セルバランスの崩れ」と呼ばれる。セルバランスの崩れが発生すると、例えば、或る二次電池セルは満充電状態である一方、別の二次電池セルは十分に充電されていないという状態が生じる。このような状態で充電を続けると、満充電状態の二次電池セルは過充電となり、液漏れや発熱等が生じる虞がある。従って、満充電状態の二次電池セルをこれ以上充電しないような制御を行うことになるが、満充電に至っていない二次電池セルの容量を最大限に生かすことができない。逆に、放電時、満充電に至っていなかった二次電池セルが容量を使い切った時点で、満充電状態であった二次電池セルはまだ容量が残っている状態になる。従って、満充電になっていた二次電池セルの容量も使い切ることができない。
このような問題を解決するために、特開２００９−２６１１６８に開示された技術にあっては、放電時以外には各二次電池セルの接続を並列に切り替えて充電状態のズレが生じないようにしている。また、特開２００８−２７８６３５に開示された技術にあっては、放電時には二次電池セルを直列接続とし、充電時には二次電池セルを、先ず、直列接続し、次いで、並列接続に切り替える。また、特開２００８−２７８６３５に開示された技術にあっては、並列接続時に充電時間が長くならないように、ＣＣ充電時は直列接続のままとし、ＣＶ充電に移行する際に並列接続に切り替えるという工夫も施している。
特開２００９−２６１１６８ 特開２００８−２７８６３５
しかしながら、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、電池パック内の二次電池セルの内、例えば、１つの二次電池セルに異常が発生したとき、具体的には、二次電池セルに内部短絡が発生したとき、以下のような問題が生じる。即ち、放電時には二次電池セルは直列接続になっているため、正常時に比べて合計の電圧が二次電池セル１つ分低下する程度で大きな問題にはならない。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、危険な状態は回避できる。しかしながら、充電時、各二次電池セルが並列接続された際に、異常が発生した二次電池セルに対して他の正常な二次電池セルから一斉に大電流が流れ込んでしまう。その結果、異常が発生した二次電池セルには急激な発熱が生じる。通常、このような状態になった瞬間、二次電池セルに備えられたヒューズやＰＣＴ（Positive Temperature Coefficient）で回路を切断する構造になっている。このように回路が切断されると、急激な発熱は回避されるものの、以後、電池パックにおける充電や放電が行えなくなってしまう。これは、資源の有効活用を妨げるばかりでなく、例えば、電気自動車等に用いられている場合には走行性能の低下を招く虞がある。
従って、本開示の目的は、複数の二次電池セルが、放電時、直列接続され、充電時、並列接続される構成を有し、異常が発生した二次電池セルが存在しても、充放電を支障なく行い得る構成、構造を有する電池パック、及び、係る電池パックを備えた電力消費機器を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る電池パックは、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
制御回路は、充電前、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧の測定値が所定値を以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する。
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る電池パックは、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
制御回路は、放電が中断される毎に各二次電池セルの電圧を測定し、制御回路に備えられた記憶装置に記憶し、
制御回路は、記憶された電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する。
上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る電池パックは、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
制御回路は、
二次電池セルを直列接続として、所定の電力量まで充電した後、直列接続の二次電池セルの電圧を測定し、
直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値を越える場合、二次電池セルを並列接続に切り替えて二次電池セルの充電を行い、充電を完了させ、
直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値以下の場合、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧測定値が第２所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電を行い、充電を完了させる。
上記の目的を達成するための電力消費機器は、本開示の第１の態様乃至第３の態様に係る電池パックを備えている。
本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パックあるいは係る電池パックを備えた電力消費機器にあっては、放電時、二次電池セルは直列接続とされる一方、充電時、異常発生二次電池セルが電気的に他の二次電池セルと切り離された状態で、他の二次電池セルは並列接続とされる。それ故、セルバランスの崩れの発生を防止でき、二次電池セルの性能を十分に発揮させることができる一方、充電時、各二次電池セルが並列接続された際に、異常発生二次電池セルに対して他の正常な二次電池セルから一斉に大電流が流れ込んでしまうことを防止できる。また、他の正常な二次電池セルにおける充電状態（ＳＯＣ）を等しくすることができるし、二次電池セルの自己放電や電池パックにおける温度分布のバラツキに起因する充電状態の崩れが補正されるので、セルバランス回路と呼ばれる補正回路が不要である。更には、放電時、異常発生二次電池セルを含む二次電池セルは直列接続になっているため、正常時に比べて合計の電圧が異常発生二次電池セル分低下する程度である。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、実質的に大きな問題とはならない。
図１は、実施例１の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図２は、図１に引き続き、実施例１の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図３は、図２に引き続き、実施例１の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図４は、図３に引き続き、実施例１の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図５は、実施例２の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図６は、図５に引き続き、実施例２の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図７は、図６に引き続き、実施例２の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図８は、図７に引き続き、実施例２の電池パックの動作を説明するための概念図である。 図９は、実施例２の電池パックにおいて、第１番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の状態を示す概念図である。 図１０は、実施例２の電池パックにおいて、第２番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の状態を示す概念図である。 図１１は、実施例２の電池パックにおいて、第３番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の状態を示す概念図である。 図１２は、実施例２の電池パックにおいて、第５番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の状態を示す概念図である。 図１３は、実施例２の電池パックにおいて、第６番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の状態を示す概念図である。 図１４は、実施例２の電池パックにおいて、第４番目の二次電池セルが異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ、第１並直列切換えスイッチ装置、第２並直列切換えスイッチ装置の、変形例の状態を示す概念図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パック及び電力消費機器、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る電池パック及び電力消費機器）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（本開示の第２の態様に係る電池パック及び電力消費機器）
５．実施例４（本開示の第３の態様に係る電池パック及び電力消費機器）、その他
［本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パック及び電力消費機器、全般に関する説明］
本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パック、あるいは、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器において、
制御回路は、二次電池セルの電圧を測定するための電圧測定装置を備えており、
限定するものではないが、二次電池セルの数が偶数の場合、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商で与えられ、二次電池セルの数が奇数の場合、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商に１を加えた値で与えられる形態とすることができる。
また、本開示の第２の態様に係る電池パック、あるいは、本開示の第２の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器において、限定するものではないが、所定値（本開示の第２の態様に係る電池パック等における所定の電圧値）を公称電圧、又は、公称電圧以下の電圧（例えば、公称電圧から例えば、０．０５ボルト乃至０．２ボルト、減じた値）とすることができる。
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パック、あるいは、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器において、制御回路は、異常発生二次電池セルを前記他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる形態とすることが好ましく、これによって、全ての二次電池セルが正常時である場合と比べても、合計の電圧が異常発生二次電池セルの個数分低下する程度である。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、実際の使用にあっては大きな問題とはならない。
尚、以下の説明において、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る電池パック、及び、本開示の第１の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器を、総称して、『本開示の第１の態様に係る電池パック等』と呼び、上記の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る電池パック、及び、本開示の第２の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器を、総称して、『本開示の第２の態様に係る電池パック等』と呼び、上記の好ましい形態を含む本開示の第３の態様に係る電池パック、及び、本開示の第３の態様に係る電池パックを備えた本開示の電力消費機器を、総称して、『本開示の第３の態様に係る電池パック等』と呼び、本開示の第１の態様に係る電池パック〜本開示の第３の態様に係る電池パックを総称して、単に、『本開示の電池パック』と呼ぶ場合がある。更には、本開示の第１の態様に係る電池パック等〜本開示の第３の態様に係る電池パック等を総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある。
本開示における二次電池セルとしてリチウムイオン二次電池を挙げることができるが、これに限定するものではなく、要求される特性に応じて、適宜、使用する二次電池の種類を選択すればよい。二次電池セルそれ自体の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができるし、二次電池セルの形状は、周知の円筒型や、ラミネートタイプを含む角型とすることができる。本開示の電池パックを構成する二次電池セルの数（Ｎ）は、電池パックの仕様、電力消費機器の仕様に基づき、適宜、決定すればよい。本開示における異常発生二次電池セルとして、具体的には、内部短絡が発生した二次電池セルを例示することができ、充電時、正常な二次電池セルよりも流れる電流値が高い。制御回路は、ＭＰＵや記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭといった不揮発性メモリやＲＡＭ、レジスタ）を備えた周知の回路から構成することができる。また、本開示においては、二次電池セルの充電及び放電を制御するための充放電制御回路が備えられ、この充放電制御回路は、ＭＰＵや記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭといった不揮発性メモリやＲＡＭ、レジスタ）を備えた周知の回路から構成することができる。充放電制御回路には周知の電池保護回路が備えられていてもよく、必要に応じて電池パックの機能を停止させるために電池保護回路を作動させればよい。尚、充放電制御回路を制御回路に組み込んでもよい。直列接続と並列接続との切替を行うためには、制御回路と二次電池セルとの間に適切なスイッチ装置、例えば、ＭＯＳＦＥＴを配すればよい。また、異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離すためには、適切なスイッチ装置、例えば、ＭＯＳＦＥＴを配すればよいが、電池パックの構成、構造に依っては、このようなスイッチ装置は不要である。二次電池セルの電圧を測定するための電圧測定装置も周知の回路から構成することができる。制御回路、充放電制御回路や電圧測定装置の電源は、電池パックを構成する二次電池セルとすればよい。本開示において、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる複数の二次電池セルを二次電池セルユニットとした場合、本開示の電池パックは、二次電池セルユニットを１つ、備えていてもよいし、２以上、備えていてもよい。
本開示の第１の態様に係る電池パック等において、制御回路は、充電前、各二次電池セルの電圧を測定するが、この場合、例えば、開放電圧（ＯＣＶ，Open Circuit Voltage。二次電池セルに負荷を掛けていない無負荷状態で測定された電圧であり、開路電圧とも呼ばれる）の測定を行えばよい。また、本開示の第１の態様に係る電池パック等における所定値（本開示の第１の態様に係る電池パック等における所定の電圧値）として、限定するものではないが、放電終止電圧から所定の電圧値（例えば、０．１ボルト）を減じた値を例示することができる。
また、本開示の第２の態様に係る電池パック等において、制御回路は、放電が中断される毎に各二次電池セルの電圧を測定するが、この場合、例えば、開放電圧の測定を行えばよい。測定された電圧の値は制御回路に備えられた記憶装置に記憶されるが、最新測定電圧値を記憶装置に記憶すればよい。制御回路に備えられた記憶装置として、周知の不揮発性メモリを挙げることができる。また、本開示の第２の態様に係る電池パック等における所定値（本開示の第２の態様に係る電池パック等における所定の電圧値）として、限定するものではないが、公称電圧から０．０５ボルト乃至０．２ボルトを減じた値を例示することができる。
更には、本開示の第３の態様に係る電池パック等において、二次電池セルを直列接続として所定の電力量まで充電するが、ここで、所定の電力量として、限定するものではないが、二次電池セルの容量（一例として、３．６Ｖ，２５００ｍＡ・時＝９．０ワット・時）の８０％の値、又は、８０％以下（例えば２０％乃至５０％）を例示することができる。そして、所定の電力量まで充電した後、直列接続の二次電池セルの電圧を測定するが、この場合、例えば、二次電池セルユニットの開放電圧の測定を行えばよい。更には、第１所定値として、限定するものではないが、公称電圧に電圧測定誤差（例えば、０．０１ボルト）を足した値と直列数の積から０．０５ボルト乃至０．２ボルトを減じた値を例示することができる。また、直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値以下の場合、各二次電池セルの電圧を測定するが、この場合、例えば、二次電池セルの開放電圧の測定を行えばよい。更には、第２所定値として、限定するものではないが、公称電圧から０．０５ボルト乃至０．５ボルトを減じた値を例示することができる。
本開示の電池パックは、例えば、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）、ゴルフカート、電動カート、電動オートバイ、電動アシスト自転車、鉄道車両、電動ドリル等の電動工具、電力供給ユニットあるいはホームエネルギーサーバ（家庭用蓄電装置）、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、電子書籍、電子辞書、音楽プレーヤ、ラジオ、ヘッドホン、コードレス電話子機、電気シェーバー、冷蔵庫、 エアコンディショナー、テレビジョン受像機や画像表示装置、モニター、ステレオ装置、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、室内灯等の照明機器、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、医療機器、玩具、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等といった各種の電力消費機器に適用することができ、これらの電力消費機器の駆動用電源又は補助用電源とすることができる。即ち、本開示の電力消費機器は、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池パックを備えている。あるいは又、本開示の電池パックは、例えば、住宅をはじめとする建築物用又は発電設備用の電力貯蔵用電源等の機器に適用することができるし、これらの機器に電力を供給するために使用することもできるし、所謂スマートグリッドにおける蓄電装置としても用いることができる。尚、このような蓄電装置は、電力を供給するだけでなく、他の電力源から電力の供給を受けることにより蓄電することができる。更には、本開示の電池パックを、ホーム・エネルギー・マネジメント（管理）・システム（ＨＥＭＳ，Home Energy Management System）、ビル・エネルギー管理システム（ＢＥＭＳ，Building Energy Management Systems）に組み込むこともできる。電池パックを構成する二次電池セルを充電するための電源として、商用電源だけでなく、種々の太陽電池、燃料電池、火力発電設備、原子力発電設備、水力発電設備、風力発電装置、マイクロ水力発電装置、地熱発電装置等を例示することができるし、電力消費機器が生成する回生エネルギーを例示することもできるが、これらに限定するものではない。
実施例１は、本開示の第１の態様に係る電池パック、及び、係る電池パックを備えた電力消費機器に関する。実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の電池パックは、複数（Ｎ）の二次電池セル２１、及び、制御回路１１を備え、制御回路１１の制御下、複数の二次電池セル２１は、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる。尚、制御回路１１には充放電制御回路が組み込まれている。
図１に概念図を示すように、図示した例では、Ｎ＝６個の二次電池セル２１によって、二次電池セルユニット２０が構成されている。但し、Ｎの値は６に限定するものではない。二次電池セル２１は、限定するものではないが、リチウムイオン二次電池から成る。例えば、二次電池セル２１の充電終止電圧は４．２ボルト、放電終止電圧は２．５ボルト、公称電圧は３．７ボルトである。
各二次電池セル２１の一端（正極）の近傍には、異常発生二次電池セルを他の二次電池セルと切り離すためのＭＯＳＦＥＴから成るスイッチ装置（切離しスイッチ装置）３１1〜３１6が配されている。また、二次電池セルユニット２０においては、二次電池セル２１における直列接続、並列接続を切り替えるために、各二次電池セル２１の他端（負極）と、この二次電池セル２１に隣接する二次電池セルの一端（正極）の近傍に配された切離しスイッチ装置３１1〜３１6との間に、ＭＯＳＦＥＴから成るスイッチ装置（第２並直列切換えスイッチ装置）３３1〜３３5、及び、ＭＯＳＦＥＴから成るスイッチ装置（第１並直列切換えスイッチ装置）３２1〜３２5が配されている。二次電池セル２１を直列接続したときの一端に位置する二次電池セル２１1は、入出力端子の一方３４に接続されている。また、二次電池セル２１を直列接続したときの他端に位置する二次電池セル２１6は、入出力端子の他方３５に接続されている。入出力端子３４，３５は、図示しない切替えスイッチによって、電力を供給すべき電力消費機器（図示せず）に接続され、あるいは又、二次電池セルを充電するための図示しない装置（回路）に接続される。第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5は３つの端子部を有するスイッチ装置である。ここで、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３１3，３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1，３２3，３３5のそれぞれの第１の端子部は、電圧測定装置１２1，１２2，１２3に接続されている。また、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5のそれぞれの第２の端子部は、二次電池セル２１の一端（正極）と、この二次電池セル２１に隣接する二次電池セル２１の他端（負極）とを、切離しスイッチ装置３１1〜３１6を介して接続する「直列モード」への切替え端子部である。更には、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5のそれぞれの第３の端子部は、二次電池セル２１の一端（正極）と、この二次電池セル２１に隣接する二次電池セル２１の一端（正極）とを接続し、また、二次電池セル２１の他端（負極）と、この二次電池セル２１に隣接する二次電池セル２１の他端（負極）とを接続する「並列モード」への切替え端子部である。
図１に概念図を示す状態にあっては、二次電池セル２１は直列接続され、放電状態にある。具体的には、切離しスイッチ装置３１1〜３１6は「閉状態」にある。また、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３２5は「直列モード」にあり、複数の二次電池セル２１は直列接続されている。
以下、図１〜図４を参照して、実施例１の電池パック１０の動作について説明する。
［動作−１００］
制御回路１１は、外部の回路（図示せず）から充電開始の信号を受け取ったとき、充電を開始するための準備を開始する。また、二次電池セルユニット２０の両端の電圧を測定し、測定された電圧の値が放電終止電圧あるいはそれ以下の電圧となった場合にも、充電を開始するための準備を開始する。即ち、制御回路１１は、充電前、各二次電池セル２１の電圧を測定する。具体的には、図２に概念図を示すように、例えば、二次電池セルユニット２０における奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5を制御回路１１に接続する。即ち、切離しスイッチ装置３１1〜３１6を「閉状態」としたまま、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３２3，３２5を「並列モード」に切り替える。これによって、奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5の開放電圧を、制御回路１１に備えられた電圧測定装置１２1〜１２3によって測定することができる。測定された奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5の開放電圧は、制御回路１１に備えられた記憶装置に記憶される。ここで、電圧測定装置１２1は第１並直列切換えスイッチ装置３２1に接続され、電圧測定装置１２2は第１並直列切換えスイッチ装置３２3に接続され、電圧測定装置１２3は第１並直列切換えスイッチ装置３２5に接続されている。
次いで、図３に概念図を示すように、切離しスイッチ装置３１1〜３１6を「閉状態」としたまま、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３２3，３２5を「直列モード」に戻し、第２並直列切換えスイッチ装置３３1，３３3，３３5を「並列モード」に切り替える。これによって、偶数番目の二次電池セル２１2，２１4，２１6の開放電圧を、制御回路１１に備えられた電圧測定装置１２1〜１２3によって測定することができる。測定された奇数番目の二次電池セル２１2，２１4，２１6の開放電圧は、制御回路１１に備えられた記憶装置に記憶される。
このように、制御回路１１は、二次電池セル２１の電圧を測定するための電圧測定装置を備えており、以上に説明したとおり、二次電池セル２１の数（Ｎ）が偶数の場合（上述した例では６）、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商（上述した例では３）で与えられる。尚、二次電池セルの数（Ｎ）が奇数の場合、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商に１を加えた値で与えられる。
［動作−１１０］
そして、図４に概念図を示すように、電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、これらの他の二次電池セルを並列接続として、入出力端子３４，３５を介して充電する。具体的には、制御回路１１は、電圧測定値が所定値（本開示の第１の態様に係る電池パック等における所定の電圧値であり、例えば完全放電状態からの充電であるなら、放電終止電圧から０．１ボルトを減じた値、より具体的には、放電終止電圧２．５ボルトから０．１ボルトを減じた２．４ボルト）以下の二次電池セルを、異常発生二次電池セルと判定する。そして、この異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離し、これらの他の二次電池セルを並列接続として充電する。尚、完全放電状態ではない状態からの充電である場合、期待される電圧を算出する必要があるが、制御回路１１は予め放電カーブのテーブルを有しており、流れた電流を測定する回路を備えており、流れた電流値を積算してデーブルと照らし合わせることで期待される電圧を導くことができる。
ここで、例えば、第４番目の二次電池セル２１4が異常発生二次電池セルであるとする。この場合、制御回路１１の制御下、切離しスイッチ装置３１1〜３１3，３１5〜３１6を「閉状態」としたまま、切離しスイッチ装置３１4を「開状態」とし、併せて、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「並列モード」に切り替えることで、異常発生二次電池セル２１4を電気的に他の二次電池セルと切り離す。そして、二次電池セル２１1〜２１3，２１5〜２１6を、周知の方法に基づき充電する。
［動作−１２０］
次いで、図１に概念図を示したと同様に、二次電池セル２１の充電完了後、制御回路１１は、切離しスイッチ装置３１4を「閉状態」に戻し、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「直列モード」に切り替える。こうして、異常発生二次電池セル２１4を他の二次電池セル２１1〜２１3，２１5〜２１6と直列接続した状態で、入出力端子３４，３５を介して放電させる。
このように、実施例１にあっては、６つ（Ｎ＝６）の二次電池セル２１に対して、６つの切離しスイッチ装置３１、５つ（＝Ｎ−１）の第１並直列切換えスイッチ装置３２、５つ（＝Ｎ−１）の第２並直列切換えスイッチ装置３３によって、電池パック１０における二次電池セルの並直列切換え装置（システム）が構築される。
尚、実施例１の電池パック１０を用いた電池パックの充放電方法は、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックの充放電方法であって、
制御回路の制御下、充電前、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する。
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例４においては、電池パックを、例えば、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）、ゴルフカート、電動カート、電動オートバイ、電動アシスト自転車、鉄道車両といった電力消費機器に適用することができる。即ち、電力消費機器は、二次電池セル２１を、複数、有する電池パックを具備している。そして、これらに備えられた、電力を供給することにより電力を駆動力に変換する変換装置（具体的には、例えば、モータ）の駆動のために電池パックを放電させ、また、係る装置からの回生エネルギーを用いて電池パックを充電することができる。尚、これらの電力消費機器には、例えば、電池残量表示を含む制御装置や、二次電池セル２１に関する情報に基いて電力消費機器の制御に関する情報処理を行なう制御装置が備えられている。
実施例１の電池パック１０あるいは係る電池パックを備えた電力消費機器にあっては、放電時、直列接続とされる一方、制御回路は、充電前、各二次電池セルの電圧を測定し、充電時、異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、他の二次電池セルを並列接続とする。それ故、充電時、各二次電池セルが並列接続された際に、異常発生二次電池セルに対して他の正常な二次電池セルから一斉に大電流が流れ込んでしまうことを防止できる。また、放電時、異常発生二次電池セルを含む二次電池セルは直列接続になっているため、正常時に比べて合計の電圧が異常発生二次電池セル分低下する程度である。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、実質的に大きな問題とはならない。
尚、実施例１にあっては、Ｎ／２の数の電圧測定装置によってＮ個の二次電池セル２１の電圧を測定したが、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の適切な切り換えによって、Ｎ／２を下回る数の電圧測定装置、例えば、最低１つの電圧測定装置によってＮ個の二次電池セル２１の電圧を測定することができる。
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、切離しスイッチ装置３１1〜３１6が省略されている。そして、第１番目の二次電池セル２１1の一端（正極）と、第（Ｎ−１）番目の二次電池セル２１(N-1)（実施例２にあっても、Ｎ＝６）の一端（正極）とは、充電用配線４０を介して接続されており、充電用配線４０には、第１充電用スイッチ４１1，４１2が配されており、更には、充電用配線４０は、入力端子部の一方４４を介して二次電池セルを充電するための図示しない装置（回路）に接続されている。また、第２番目の二次電池セル２１2の他端（負極）と、第Ｎ番目の二次電池セル２１Nの他端（負極）とは、充電用配線４２を介して接続されており、充電用配線４２には、第２充電用スイッチ４３1，４３2が配されおり、更には、充電用配線４２は、入力端子部の他方４５を介して二次電池セルを充電するための図示しない装置（回路）に接続されている。また、出力端子３４，３５は、電力を供給すべき電力消費機器（図示せず）に接続されている。
以下、図５〜図８を参照して、実施例２の電池パック１０’の動作について説明する。
図５に概念図を示す状態にあっては、二次電池セル２１は直列接続され、放電状態にある。具体的には、充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2は「開状態」にある。また、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３２5は「直列モード」にあり、複数の二次電池セル２１は直列接続されている。
［動作−２００］
実施例２にあっては、実施例１と同様に、制御回路１１は、外部の回路（図示せず）から充電開始の信号を受け取ったとき、充電を開始するための準備を開始する。また、二次電池セルユニット２０の両端の電圧を測定し、測定された電圧の値が放電終止電圧あるいはそれ以下の電圧となった場合にも、充電を開始するための準備を開始する。即ち、制御回路１１は、充電前、各二次電池セル２１の電圧を測定する。具体的には、図６に概念図を示すように、例えば、二次電池セルユニット２０における奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5を制御回路１１に接続する。即ち、充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2を「開状態」としたまま、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３２3，３２5を「並列モード」に切り替える。これによって、奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5の開放電圧を、制御回路１１に備えられた電圧測定装置１２1〜１２3によって測定することができる。測定された奇数番目の二次電池セル２１1，２１3，２１5は、制御回路１１に備えられた記憶装置に記憶される。ここで、電圧測定装置１２1は第１並直列切換えスイッチ装置３２1に接続され、電圧測定装置１２2は第１並直列切換えスイッチ装置３２3に接続され、電圧測定装置１２3は第１並直列切換えスイッチ装置３２5に接続されている。
次いで、図７に概念図を示すように、充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2を「開状態」としたまま、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３２3，３２5を「直列モード」に戻し、第２並直列切換えスイッチ装置３３1，３３3，３３5を「並列モード」に切り替える。これによって、偶数番目の二次電池セル２１2，２１4，２１6の開放電圧を、制御回路１１に備えられた電圧測定装置１２1〜１２3によって測定することができる。測定された偶数番目の二次電池セル２１2，２１4，２１6は、制御回路１１に備えられた記憶装置に記憶される。
［動作−２１０］
そして、図８に概念図を示すように、電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、これらの他の二次電池セルを並列接続として、入力端子４４，４５を介して充電する。具体的には、制御回路１１は、電圧測定値が所定値（本開示の第１の態様に係る電池パック等における所定の電圧値であり、放電終止電圧から０．１ボルトを減じた値、より具体的には、放電終止電圧２．５ボルトから０．１ボルトを減じた２．４ボルト）以下の二次電池セルを、異常発生二次電池セルと判定する。そして、この異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離し、これらの他の二次電池セルを並列接続として充電する。
ここで、例えば、第４番目の二次電池セル２１4が異常発生二次電池セルであるとする。この場合、制御回路１１の制御下、充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2を「閉状態」に切り替える。併せて、第１並直列切換えスイッチ装置３２3，３２4を「直列モード」のままとし、第１並直列切換えスイッチ装置３２1，３２2，３２5を「並列モード」に切り替え、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「並列モード」に切り替える。こうして、異常発生二次電池セル２１4を電気的に他の二次電池セルと切り離すことができる。そして、二次電池セル２１1〜２１3，２１5〜２１6を、周知の方法に基づき充電する。
［動作−２２０］
次いで、図５に概念図を示したと同様に、二次電池セル２１の充電完了後、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「直列モード」に切り替え、充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2を「開状態」に切り替える。こうして、異常発生二次電池セル２１4を他の二次電池セル２１1〜２１3，２１5〜２１6と直列接続した状態で、出力端子３４，３５を介して放電させる。
このように、実施例２にあっては、６つ（Ｎ＝６）の二次電池セル２１に対して、５つ（＝Ｎ−１）の第１並直列切換えスイッチ装置３２、５つ（＝Ｎ−１）の第２並直列切換えスイッチ装置３３、４つの充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2によって、電池パック１０’における二次電池セルの並直列切換え装置（システム）が構築される。即ち、実施例１と比較して、スイッチ装置を２つ、減少させることができる。
尚、第１番目の二次電池セル２１1が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図９に示す。また、第２番目の二次電池セル２１2が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図１０に示す。更には、第３番目の二次電池セル２１3が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図１１に示す。また、第５番目の二次電池セル２１5が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図１２に示す。更には、第６番目の二次電池セル２１2が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図１３に示す。
ここで、図８〜図１３に図示した第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を纏めると、
［１］第１番目の二次電池セル２１1が異常発生二次電池セルである場合
第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２(N-1) ：「並列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３1 ：「直列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３2〜３３(N-1) ：「並列モード」
［２］第ｎ番目（但し、２≦ｎ≦（Ｎ−２））の二次電池セル２１nが異常発生二次電池セルである場合
第１並直列切換えスイッチ装置３２(n-1)〜３２n ：「直列モード」
その他の第１並直列切換えスイッチ装置３２ ：「並列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３(N-1) ：「並列モード」
［３］第（Ｎ−１）番目の二次電池セル２１(N-1)が異常発生二次電池セルである場合
第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２(N-1) ：「並列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３(N-3) ：「並列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３(N-2)〜３３(N-1)：「直列モード」
［４］第Ｎ番目の二次電池セル２１Nが異常発生二次電池セルである場合
第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２(N-2) ：「並列モード」
第１並直列切換えスイッチ装置３２(N-1) ：「直列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３(N-1) ：「並列モード」
但し、このような動作に限定するものではなく、
［５］第ｎ’番目（但し、３≦ｎ’≦（Ｎ−２））の二次電池セル２１n'が異常発生二次電池セルである場合
第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２(N-1) ：「並列モード」
第２並直列切換えスイッチ装置３３(n'-1)〜３３n' ：「直列モード」
その他の第２並直列切換えスイッチ装置３３ ：「並列モード」
とすることもできる。第４番目の二次電池セル２１1が異常発生二次電池セルである場合の充電用スイッチ４１1，４１2，４３1，４３2、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の状態を、図１４に示す。
実施例３は、本開示の第２の態様に係る電池パック、及び、係る電池パックを備えた電力消費機器に関する。実施例３の電池パックにおいて、制御回路１１は、放電が中断される毎に各二次電池セル２１の電圧を測定し、制御回路１１に備えられた記憶装置に記憶する。尚、最新測定電圧値を記憶装置に記憶する。各二次電池セル２１の電圧の測定は、実質的に、実施例１において説明した［動作−１００］と同様の動作に基づき行えばよい。
そして、制御回路１１は、記憶された電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、これらの他の二次電池セルを並列接続として充電する。即ち、制御回路１１は、記憶装置に記憶された電圧測定値を読み出し、電圧測定値が所定値（本開示の第２の態様に係る電池パック等における所定の電圧値であり、具体的には、公称電圧である３．７ボルトから０．２ボルトを減じた値３．５ボルト）以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルと判定する。そして、実施例１あるいは実施例２と同様にして、即ち、例えば、実施例１において説明した［動作−１１０］と同様の動作に基づき、異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離す。そして、これらの他の二次電池セルを並列接続として充電する。場合によっては、本開示の第２の態様に係る電池パック等における所定の電圧値として、放電終止電圧から所定の電圧値（具体的には、放電終止電圧２．５ボルトから例えば０．１ボルトを減じた２．４ボルト）を採用してもよい。
二次電池セル２１の充電完了後、例えば、実施例１の［動作−１２０］と同様にして、制御回路１１は、異常発生二次電池セルを他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる。
尚、実施例３の電池パックを用いた電池パックの充放電方法は、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックの充放電方法であって、
制御回路の制御下、放電が中断される毎に各二次電池セルの電圧を測定し、制御回路に備えられた記憶装置に記憶し、記憶された電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する。
実施例３の電池パックあるいは係る電池パックを備えた電力消費機器にあっては、放電時、直列接続とされる一方、制御回路は、放電が中断される毎に各二次電池セルの電圧を測定し、制御回路に備えられた記憶装置に記憶し、充電時、記憶された電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、他の二次電池セルを並列接続とする。それ故、充電時、各二次電池セルが並列接続された際に、異常発生二次電池セルに対して他の正常な二次電池セルから一斉に大電流が流れ込んでしまうことを防止できる。また、放電時、異常発生二次電池セルを含む二次電池セルは直列接続になっているため、正常時に比べて合計の電圧が異常発生二次電池セル分低下する程度である。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、実質的に大きな問題とはならない。
実施例４は、本開示の第３の態様に係る電池パック、及び、係る電池パックを備えた電力消費機器に関する。
異常発生二次電池セルが或る程度の開放電圧を維持している場合、実施例１〜実施例３では二次電池セルの異常を検出することが困難な場合がある。即ち、各二次電池セルの残容量が低下している場合には開放電圧が低下しているため、異常発生二次電池セルと正常な二次電池セルと区別がつかなくなる場合がある。あるいは又、電池パックを長期間、使用しておらず、全ての二次電池セルが放電しきっている場合、異常発生二次電池セルと正常な二次電池セルとの区別がつかなくなる。このような場合、実施例４の構成、構造の電池パックを採用すればよい。
実施例４の電池パックにおいて、制御回路１１は、二次電池セル２１を直列接続として、所定の電力量まで充電する。即ち、或る電圧（第１所定値を越える電圧）に至ることが期待される容量まで充電する。あるいは又、二次電池セルが完全に放電した状態から第１所定値を越える電圧に達するまでに必要な電力量を二次電池セルの品種毎に予め見積ることが可能であるが故に、第１所定値を越えることが期待できる電力量を充電する。そして、直列接続の二次電池セル２１の電圧（具体的には、例えば、開放電圧）を測定し、制御回路１１は、直列接続の二次電池セル２１の電圧測定値が第１所定値を越える場合、二次電池セル２１を並列接続に切り替えて二次電池セル２１の充電を行い、充電を完了させる。ここで、所定の電力量を、１．８ワット・時とし、第１所定値を、３．５ボルトとした。
具体的には、制御回路１１は、切離しスイッチ装置３１1〜３１6を「閉状態」とし、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「直列モード」としたまま、直列接続の二次電池セル２１の電圧を測定値である二次電池セルユニット２０の両端の電圧である二次電池セルユニット２０の両端の電圧（開放電圧）を測定する。そして、この電圧測定値が第１所定値を越える場合、制御回路１１は、二次電池セル２１に異常が発生していないと判定し、切離しスイッチ装置３１1〜３１6を「閉状態」としたまま、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5を「直列モード」から「並列モード」に切り替える。そして、二次電池セル２１1〜２１6を、周知の方法に基づき充電する。
一方、直列接続の二次電池セル２１の電圧測定値が第１所定値以下の場合、制御回路１１は、いずれかの二次電池セルに異常が発生したと判定し、各二次電池セル２１の電圧（開放電圧）を測定し、電圧測定値が第２所定値以下の二次電池セル２１を異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セル２１と切り離した状態で、これらの他の二次電池セル２１を並列接続として充電を行い、充電を完了させる。具体的には、実施例１あるいは実施例２と同様にして、即ち、例えば、実施例１において説明した［動作−１１０］と同様の動作に基づき、異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離す。そして、これらの他の二次電池セルを並列接続として充電する。ここで、第２所定値を、３．３ボルトとした。
二次電池セル２１の充電完了後、例えば、実施例１の［動作−１２０］と同様にして、制御回路１１は、異常発生二次電池セルを他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる。
尚、実施例４の電池パックを用いた電池パックの充放電方法は、
複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックの充放電方法であって、
制御回路の制御下、二次電池セルを直列接続として、所定の電力量まで充電した後、直列接続の二次電池セルの電圧を測定し、
直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値を越える場合、二次電池セルを並列接続に切り替えて二次電池セルの充電を行い、充電を完了させ、
直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値以下の場合、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧測定値が第２所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電を行い、充電を完了させる。
実施例４の電池パックあるいは係る電池パックを備えた電力消費機器にあっては、放電時、直列接続とされる一方、制御回路は、充電時、異常発生二次電池セルを電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、他の二次電池セルを並列接続とする。それ故、充電時、各二次電池セルが並列接続された際に、異常発生二次電池セルに対して他の正常な二次電池セルから一斉に大電流が流れ込んでしまうことを防止できる。また、放電時、異常発生二次電池セルを含む二次電池セルは直列接続になっているため、正常時に比べて合計の電圧が異常発生二次電池セル分低下する程度である。異常二次電池セルに通電した際に発熱を伴うようであれば、充電前に検出されて電池パックが使用できない状態になっており、実質的に大きな問題とはならない。しかも、異常発生二次電池セルが或る程度の開放電圧を維持している場合や、電池パックを長期間、使用しておらず、全ての二次電池セルが放電しきっている場合であっても、確実に二次電池セルの異常を検出することができる。
尚、実施例４において説明した電池パックの構成、構造、電池パックの充放電方法を、実施例１〜実施例３において説明した電池パックの構成、構造、電池パックの充放電方法と組み合わせることができる。
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例にて説明した電池パックの構成、構造、接続関係等は例示であり、適宜、変更することができる。
切離しスイッチ装置３１1〜３１6、第１並直列切換えスイッチ装置３２1〜３２5、第２並直列切換えスイッチ装置３３1〜３３5の制御回路１１による制御を、有線に基づき行ってもよいし、無線に基づき行ってもよい。また、実施例においては、二次電池セルと電圧測定装置とを配線で結んだが、代替的に、二次電池セルに無線装置及び電圧測定装置を備えたＩＣチップを配し、無線によって二次電池セルにおける電圧測定結果を制御回路１１に送出してもよい。
あるいは又、二次電池セルの異常を検出する異常検出回路（例えば、抵抗器とアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）から構成された異常検出回路）を制御回路１１に設けてもよい。異常検出回路を二次電池セル２１に接続する。そして、異常検出回路に流れる電流に異常が生じた場合には、二次電池セルに異常が発生したことを知ることができる。
一般に、内部短絡が発生している異常な二次電池セルにあっては、発熱が多い。従って、二次電池セルの温度の測定結果に基づき、二次電池セルの異常の有無の検出することが可能である。具体的には、例えば、温度検出手段（例えば、ｐｎ接合を有し、ｐｎ接合の電気抵抗値の温度依存性に基づき、温度を測定する温度検出手段）を備えたＩＣチップを二次電池セルの外面に貼り付け、あるいは又、二次電池セルの内部に配置し、ＩＣチップによって測定された温度情報を、有線あるいは無線で、例えば、制御回路１１に送出する方法を採用してもよい。
１０，１０’・・・電池パック、１１・・・制御回路、１２1〜１２3・・・電圧測定装置、２０・・・二次電池セルユニット、２１，２１1〜２１6・・・二次電池セル、３１1〜３１6・・・切離しスイッチ装置、３２1〜３２5・・・第１並直列切換えスイッチ装置、３３1〜３３5・・・第２並直列切換えスイッチ装置、３４，３５・・・入出力端子あるいは出力端子、４０，４２・・・充電用配線、４１1，４１2，４３1，４３2・・・充電用スイッチ、４４，４５・・・入力端子

Claims (9)

  1. 複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
    制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
    制御回路は、充電前、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する電池パック。
  2. 制御回路は、二次電池セルの電圧を測定するための電圧測定装置を備えており、
    二次電池セルの数が偶数の場合、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商で与えられ、
    二次電池セルの数が奇数の場合、電圧測定装置の数は、二次電池セルの数を２で除して得られた商に１を加えた値で与えられる請求項１に記載の電池パック。
  3. 制御回路は、異常発生二次電池セルを前記他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
  4. 複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
    制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
    制御回路は、放電が中断される毎に各二次電池セルの電圧を測定し、制御回路に備えられた記憶装置に記憶し、
    制御回路は、記憶された電圧の測定値が所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電する電池パック。
  5. 所定値は、公称電圧、又は、公称電圧以下の電圧である請求項４に記載の電池パック。
  6. 制御回路は、異常発生二次電池セルを前記他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる請求項４又は請求項５に記載の電池パック。
  7. 複数の二次電池セル、及び、制御回路を備え、
    制御回路の制御下、複数の二次電池セルは、放電時、直列接続とされ、充電時、並列接続とされる電池パックであって、
    制御回路は、
    二次電池セルを直列接続として、所定の電力量まで充電した後、直列接続の二次電池セルの電圧を測定し、
    直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値を越える場合、二次電池セルを並列接続に切り替えて二次電池セルの充電を行い、充電を完了させ、
    直列接続の二次電池セルの電圧測定値が第１所定値以下の場合、各二次電池セルの電圧を測定し、電圧測定値が第２所定値以下の二次電池セルを異常発生二次電池セルとして電気的に他の二次電池セルと切り離した状態で、該他の二次電池セルを並列接続として充電を行い、充電を完了させる電池パック。
  8. 制御回路は、異常発生二次電池セルを前記他の二次電池セルと直列接続した状態で放電させる請求項７に記載の電池パック。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電池パックを備えている電力消費機器。
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