JP2016178771A - 保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパック - Google Patents

Abstract

【課題】正極、負極のそれぞれの過放電状態をモニタすることができ、少なくともいずれか一方の電極が過放電状態になった場合には、保護機能を作動させることができ、リチウムイオンバッテリーの放電時の保護が可能な保護装置を提供する。【解決手段】保護装置１０Ａは、バッテリー２０の正極２１と参照極２３とに接続され、正極と参照極との電位差を正極の電圧として検出する正極電圧検出部１２と、バッテリー２０の負極２２と参照極２３とに接続され、負極と参照極との電位差を負極の電圧として検出する負極電圧検出部１３と、正極電圧検出部１２が検出した正極２１の電圧と、負極電圧検出部１３が検出した負極２２の電圧とを入力し、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するコントローラ１１Ａとを備える。【選択図】図２

Description

本実施の形態は、保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパックに関する。

一般に、バッテリーは、ある程度まで放電または充電すると電圧が急激に低下するという特徴があり、安全に放電を行える放電電圧の最低値を放電終止電圧という。

リチウムイオンバッテリーをその終止電圧未満の状態で使用したり放置したりすると、バッテリーの特性が劣化する。そのため、バッテリーパックには、バッテリー電圧をモニタして、終止電圧未満（例えば、２．５Ｖを下回るレベル）になった場合にバッテリーを回路などから切り離す保護機能が搭載されている。

リチウムイオンバッテリーのバッテリー電極は、プラス（＋）とマイナス（−）の２端子構成となっているため、バッテリー電圧として、正極と負極の端子両端の合計電圧（実際には負極（もしくは正極）の合計電圧）をモニタしていた。しかしながら、正極、負極の放電状態は、正極と負極とで常に同程度とは限らず、正極もしくは負極のいずれか片方のみが過放電状態となることもある。仮に片方の電極のみが過放電状態になっていたとしても、もう片方の電極が放電状態になっていない場合、その合計電圧が終止電圧以上であれば、保護機能は動作せず、電極の劣化が進んでしまう。

一方、バッテリー電極として、正極と負極に加えて、参照極を備えるリチウムイオンバッテリーも開示されている。

特開平１１−６７２８０号公報 特開２００８−１０８４３５号公報

本実施の形態は、正極、負極のそれぞれの過放電状態をモニタすることができ、少なくともいずれか一方の電極が過放電状態になった場合には、保護機能を作動させることができ、リチウムイオンバッテリーの放電時の保護が可能な保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパックを提供する。

本実施の形態の一態様によれば、バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置が提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置が提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーと、前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置とを備えるバッテリーパックが提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーと、前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置とを備えるバッテリーパックが提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーパックと、負荷側システムとを備える保護システムであって、前記バッテリーパックは、バッテリーと、前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、外部との通信を行う通信インタフェースと、前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、過放電状態になった旨の情報を前記負荷側システムに通知するように前記通信インタフェースを制御するコントローラとを備える保護装置とを備える保護システムが提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーパックと、負荷側システムとを備える保護システムであって、前記バッテリーパックは、バッテリーと、前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、外部との通信を行う通信インタフェースと、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、前記比率の減少率に応じて、劣化度を診断し、診断した前記劣化度を前記負荷側システムに通知するように前記通信インタフェースを制御するコントローラとを備える保護装置とを備える保護システムが提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーの正極と参照極とに接続された正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続された負極電圧検出部と、コントローラとを備える保護装置により実行される前記バッテリーの保護方法であって、前記正極電圧検出部によって、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出するステップと、前記負極電圧検出部によって、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出するステップと、前記コントローラによって、前記正極側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するステップと、コントローラによって、前記負極側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、過放電状態になったと判断し、前記保護機能を作動させるように制御するステップとを有する保護方法が提供される。

本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーの正極と参照極とに接続された正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続された負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、コントローラとを備える保護装置により実行される前記バッテリーの保護方法であって、前記正極電圧検出部によって、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出するステップと、前記負極電圧検出部によって、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出するステップと、前記コントローラによって、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算するステップと、コントローラによって、前記バッテリー電圧と前記正極−前記参照極間電位差との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、前記正極の電極が劣化しているとみなして、保護機能を作動させるように制御するステップと、コントローラによって、前記バッテリー電圧と前記負極−前記参照極間電位差との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、前記負極の電極が劣化しているとみなして、前記保護機能を作動させるように制御するステップとを有する保護方法が提供される。

本実施の形態によれば、正極、負極のそれぞれの過放電状態をモニタすることができ、少なくともいずれか一方の電極が過放電状態になった場合には、保護機能を作動させることができ、リチウムイオンバッテリーの放電時の保護が可能な保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパックを提供することができる。

（ａ）リチウムイオンバッテリーの過放電状態を例示する図であって、負極側が過放電状態になっている様子を例示する図、（ｂ）リチウムイオンバッテリーの過放電状態を例示する図であって、正極側が過放電状態になっている様子を例示する図。 第１の実施の形態に係るリチウムイオンバッテリーの放電時の保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを模式的に示す概略ブロック構成図。 第１の実施の形態に係る保護装置によるリチウムイオンバッテリーの放電時の保護方法の一例を示す概略フローチャート。 第２の実施の形態に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第２の実施の形態の変形例に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第２の実施の形態およびその変形例に係る保護装置によるリチウムイオンバッテリーの放電時の保護方法の一例を示す概略フローチャート。 第３の実施の形態に係る保護装置が検出するリチウムイオンバッテリー電極の劣化度を説明するための図。 第３の実施の形態に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第３の実施の形態の変形例に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第３の実施の形態およびその変形例に係る保護装置によるリチウムイオンバッテリーの放電時の保護方法の一例を示す概略フローチャート。 （ａ）第４の実施の形態に係る保護装置が検出するリチウムイオンバッテリー電極の劣化度を説明するための図、（ｂ）図１１（ａ）で検出された劣化度に応じて調整されたバッテリーの総容量を説明するための図。 第４の実施の形態に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第４の実施の形態の変形例に係る保護装置（制御ＩＣ）を備えたバッテリーパックを含む保護システムを模式的に示す概略ブロック構成図。 第４の実施の形態およびその変形例に係る保護装置によるリチウムイオンバッテリーの放電時の保護方法の一例を示す概略フローチャート。

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

[リチウムイオンバッテリーの過放電状態]
終止電圧未満の電圧（リチウムイオンバッテリーの場合、例えば２．５Ｖを下回るレベル）まで放電した状態を過放電といい、バッテリーの特性を大きく劣化させる原因となる。そのため、過放電を防ぐための保護機能をバッテリー側に設ける。

リチウムイオンバッテリーのバッテリー電極は、プラス（＋）とマイナス（−）の２端子構成となっているため、一般に、正極と負極の端子両端の合計電圧（実際には負極（もしくは正極）の合計電圧）から終止電圧が判断される。しかしながら、正極、負極の放電状態は、正極と負極とで常に同程度とは限らず、正極もしくは負極のいずれか片方のみが過放電状態となることもある。

リチウムイオンバッテリーの過放電状態を例示する、図１において、縦軸はバッテリーの電位Ｖであり、横軸は、時間軸であって、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を表す。図１（ａ）は、負極側が過放電状態になっている様子を例示しており、図１（ｂ）は、正極側が過放電状態になっている様子を例示している。

図１（ａ）に示すように、時刻Ｓ_１において、負極側に正極との放電状態のずれＲが発生したとしても、正極と負極の端子両端の合計電圧Ｖ_ｐ＋Ｖ_ｎ（実際には負極（もしくは正極）の合計電圧）が終止電圧以上であれば、保護機能が作動せず、負極の放電量が過放電となり電極劣化を引き起こす。

同様に、図１（ｂ）に示すように、時刻Ｓ_２において、正極側に負極との放電状態のずれＱが発生したとしても、正極と負極の端子両端の合計電圧Ｖ_ｐ＋Ｖ_ｎ（実際には負極（もしくは正極）の合計電圧）が終止電圧以上であれば、保護機能が作動せず、正極の放電量が過放電となり電極劣化を引き起こす。

そこで、本実施の形態では、リチウムイオンバッテリーのプラス端子とマイナス端子に加え、第３極として参照極を備えたバッテリーを用い、正極、負極のそれぞれの過放電状態をモニタする。そして、仮にバッテリー電圧が終止電圧以上であっても、少なくともいずれか一方の電極が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能（バッテリーを回路から切り離す、外部の制御システムに通知する、など）を作動させる。

[第１の実施の形態]
（保護装置および保護装置を備えたバッテリーパック）
図２は、第１の実施の形態に係るリチウムイオンバッテリーの放電時の保護装置（制御ＩＣ）１０Ａを備えたバッテリーパック１００の概略ブロック構成を模式的に示す。図２に示すように、バッテリーパック１００は、バッテリー２０と、スイッチ回路４０と、保護装置１０Ａとを備える。バッテリー２０の正極２１は、バッテリーパック１００の正極端子３１に接続され、負極２２は、バッテリーパック１００の負極端子３２に接続される。スイッチ回路４０は、バッテリー２０の正極２１と、バッテリーパック１００の正極端子３１との間に配置される。

保護装置１０Ａは、正極電圧検出部１２と、負極電圧検出部１３と、コントローラ（電圧判定部）１１Ａと、ゲートドライバ１４とを備える。正極電圧検出部１２は、バッテリー２０の正極２１と参照極２３とに接続され、正極２１と参照極２３との電位差（図１におけるＰ_１、Ｐ_２）を正極２１の電圧として検出する。負極電圧検出部１３は、バッテリー２０の負極２２と参照極２３とに接続され、負極２２と参照極２３との電位差（図１におけるＮ_１、Ｎ_２）を負極２２の電圧として検出する。ゲートドライバ１４は、バッテリー２０の正極２１側に配置されたスイッチ回路４０に接続され、スイッチ回路４０の駆動制御（オン／オフ制御）を行う。コントローラ１１Ａは、正極電圧検出部１２が検出した正極２１の電圧と、負極電圧検出部１３が検出した負極２２の電圧とを入力し、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、バッテリー２０を外部から切り離すようにゲートドライバ１４を制御する。

例えば、図１（ａ）に示すように、時刻Ｓ_１において、負極２２側に正極２１との放電状態のずれＲが発生した場合でも、正極２１の電圧を参照極２３との電位差Ｐ_１により_、負極の電圧を参照極２３との電位差Ｎ_１により、個別に検出することができるため、負極２２の電圧が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断して保護機能を作動させることができる。あるいは、図１（ｂ）に示すように、時刻Ｓ_２において、正極２１側に負極２２との放電状態のずれＱが発生した場合でも、正極２１の電圧を参照極２３との電位差Ｐ_２により、負極の電圧を参照極２３との電位差Ｎ_２により、個別に検出することができるため、電位差Ｐ_２が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断して保護機能を作動させることができる。そのため、仮に正極と負極の合計電圧が終止電圧以上であっても、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、保護機能として、バッテリーパック１００（バッテリー２０）を外部から切り離して、放電を抑えることにより、安全な制御を行うことが可能となる。

（バッテリー放電時の保護方法）
図３は、第１の実施の形態に係る保護装置１０Ａによるバッテリー２０放電時の保護方法の一例を示す。

ステップＳ１０１において、コントローラ１１Ａは、バッテリー２０のバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定する。バッテリー電圧Ｖ_Ａは、例えば、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧との合計電圧から求めてもよい。

次に、ステップＳ１０２において、コントローラ１１Ａは、ステップＳ１０１で測定したバッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であるか否かを判定する。バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であれば、ステップＳ１０６に進み、バッテリー２０を外部から切り離すようにゲートドライバ１４を制御する。

ステップＳ１０２の判定処理において、バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満でなければ、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、正極電圧検出部１２により正極２１側の電圧を検出し、負極電圧検出部１３により負極２２側の電圧を検出する。

次に、ステップＳ１０４において、コントローラ１１Ａは、正極２１側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、ステップＳ１０６に進み、バッテリー２０を外部から切り離すようにゲートドライバ１４を制御する。

ステップＳ１０４の判定処理において、正極２１側の電圧が所定の閾値未満でなければ、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、コントローラ１１Ａは、負極２２側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、ステップＳ１０６に進み、バッテリー２０を外部から切り離すようにゲートドライバ１４を制御する。

ステップＳ１０５の判定処理において、負極２２側の電圧が所定の閾値未満でなければ、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

なお、図３では、正極２１側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを先に判定し（Ｓ１０４）、その後、負極２２側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定している（Ｓ１０５）が、逆の順番（先に負極２２側で、その後、正極２１側）で判定処理を行っても良いし、双方を同時に行ってもよい。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、正極の電圧を参照極との電位差により_、負極の電圧を参照極との電位差により、個別に検出することができる。そのため、仮に正極と負極の合計電圧が終止電圧以上であっても、正極の電圧と負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、保護機能を作動させることができ、電極の劣化を防止して、リチウムイオンバッテリーのバッテリー寿命を延ばすことができる。

[第２の実施の形態]
（保護装置を備えたバッテリーパックおよび保護システム）
図４は、第２の実施の形態に係るリチウムイオンバッテリーの放電時の保護装置（制御ＩＣ）１０Ｂを備えたバッテリーパック１００を含む保護システムを模式的に示す。

図４に示すように、第２の実施の形態に係る保護システムは、バッテリーパック１００と負荷側システム２００とを備える。負荷側システム２００は、例えば、スマートフォンや携帯電話などである。バッテリーパック１００の正極端子３１は、負荷側システム２００の正極側電源端子２０１（Ｖ_ＤＤ)に接続され、バッテリーパック１００の負極端子３２は、負荷側システム２００の負極側電源端子２０２（Ｖ_SS）に接続される。また、バッテリーパック１００の通信端子３３は、負荷側システム２００の通信端子２０３に接続される。

バッテリーパック１００は、バッテリー２０と、保護装置１０Ｂとを備える。バッテリー２０の正極２１は、バッテリーパック１００の正極端子３１に接続され、負極２２は、バッテリーパック１００の負極端子３２に接続される。

保護装置１０Ｂは、正極電圧検出部１２と、負極電圧検出部１３と、コントローラ（電圧判定部）１１Ｂと、バッテリー電圧検出部１５Ａと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６とを備える。正極電圧検出部１２は、バッテリー２０の正極２１と参照極２３とに接続され、正極２１と参照極２３との電位差（図１におけるＰ_１、Ｐ_２）を正極２１の電圧として検出する。負極電圧検出部１３は、バッテリー２０の負極２２と参照極２３とに接続され、負極２２と参照極２３との電位差（図１におけるＮ_１、Ｎ_２）を負極２２の電圧として検出する。バッテリー電圧検出部１５Ａは、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧とから、バッテリー電圧Ｖ_Ａを測定し、測定結果をコントローラ１１Ｂに送る。コントローラ１１Ｂは、正極電圧検出部１２が検出した正極２１の電圧と、負極電圧検出部１３が検出した負極２２の電圧とを入力し、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、過放電状態になった旨の情報の情報を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御し、さらに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。通信インタフェース１６は、コントローラ１１Ｂの制御にしたがって、過放電状態になった旨の情報を、例えばＩ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）などのバスラインを介して、負荷側システム２００に通知する。

（変形例）
図４に例示した第２の実施の形態に係る保護装置１０Ｂのバッテリー電圧検出部１５Ａは、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧とから、バッテリー電圧Ｖ_Ａを測定した。

それに対して、図５に例示する第２の実施の形態の変形例に係る保護装置１０Ｃのバッテリー電圧検出部１５Ｂは、バッテリー２０の正極２１および負極２２に直接接続され、正極２１と負極２２の端子両端の合計電圧からバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定して、コントローラ１１Ｃに送る。コントローラ１１Ｃは、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、過放電状態になった旨の情報を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御する。

それ以外の各部の構成は、図４に例示した第２の実施の形態の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。

（バッテリー放電時の保護方法）
図６は、第２の実施の形態に係る保護装置１０Ｂ（もしくはその変形例に係る保護装置１０Ｃ）によるバッテリー２０放電時の保護方法の一例を示す。

ステップＳ１０１において、バッテリー電圧検出部１５Ａは、バッテリー２０のバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定して、測定結果をコントローラ１１Ｂに送る。

次に、ステップＳ１０２において、コントローラ１１Ｂは、ステップＳ１０１で測定したバッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であるか否かを判定する。バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であれば、過放電状態になったと判断し、ステップＳ１０７に進み、過放電状態になった旨の情報を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ１０２の判定処理において、バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満でなければ、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、正極電圧検出部１２により正極２１側の電圧を検出し、負極電圧検出部１３により負極２２側の電圧を検出する。

次に、ステップＳ１０４において、コントローラ１１Ｂは、正極２１側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、ステップＳ１０６に進み、過放電状態になった旨の情報を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ１０４の判定処理において、正極２１側の電圧が所定の閾値未満でなければ、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、コントローラ１１Ｂは、負極２２側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、ステップＳ１０６に進み、過放電状態になった旨の情報を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ１０５の判定処理において、負極２２側の電圧が所定の閾値未満でなければ、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

なお、図６では、正極２１側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを先に判定し（Ｓ１０４）、その後、負極２２側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定している（Ｓ１０５）が、逆の順番（先に負極２２側で、その後、正極２１側）で判定処理を行っても良いし、双方を同時に行ってもよい。

以上説明したように、第２の実施の形態およびその変形例によれば、正極の電圧を参照極との電位差により_、負極の電圧を参照極との電位差により、個別に検出することができる。そのため、仮に正極と負極の合計電圧が終止電圧以上であっても、正極の電圧と負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、負荷側システムに放電状態を詳細に通知することで、リチウムイオンバッテリーの最大負荷電流を減少させるように負荷を調整し、システムの駆動時間の延長を図るなどの保護機能を作動させることができる。

[第３の実施の形態]
（保護装置を備えたバッテリーパックおよび保護システム）
図７は、第３の実施の形態に係る保護装置が検出するリチウムイオンバッテリー電極の劣化度を説明するための図である。また、図８は、第３の実施の形態に係る保護装置（制御ＩＣ）１０Ｄを備えたバッテリーパック１００を含む保護システムの概略ブロック構成を模式的に示す。

図７において、縦軸はバッテリーの電位Ｖであり、横軸は、時間軸であって、時間の経過に伴って、バッテリーの残量が減少させる。図７は、負極２２の放電量が過放電となった例を示しており、正常な負極２２の電圧Ｖ_ｎに比べて、劣化した負極２２の電圧のずれＲが例示されている。ただし、図示しないが、正極２１が劣化するケースや、正極２１と負極２２の双方が劣化するケースもある。

第３の実施の形態に係る保護システムは、図８に例示するように、バッテリーパック１００と負荷側システム２００とを備える。負荷側システム２００は、例えば、スマートフォンや携帯電話などである。バッテリーパック１００の正極端子３１は、負荷側システム２００の正極側電源端子２０１（Ｖ_ＤＤ)に接続され、バッテリーパック１００の負極端子３２は、負荷側システム２００の負極側電源端子２０２（Ｖ_SS）に接続される。また、バッテリーパック１００の通信端子３３は、負荷側システム２００の通信端子２０３に接続される。

バッテリーパック１００は、バッテリー２０と、保護装置１０Ｄとを備える。バッテリー２０の正極２１は、バッテリーパック１００の正極端子３１に接続され、負極２２は、バッテリーパック１００の負極端子３２に接続される。

保護装置１０Ｄは、正極電圧検出部１２と、負極電圧検出部１３と、コントローラ（劣化度演算部）１１Ｄと、バッテリー電圧検出部１５Ａと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６とを備える。正極電圧検出部１２は、バッテリー２０の正極２１と参照極２３とに接続され、正極２１と参照極２３との電位差（図１におけるＰ_１、Ｐ_２）を正極２１の電圧として検出する。負極電圧検出部１３は、バッテリー２０の負極２２と参照極２３とに接続され、負極２２と参照極２３との電位差（図１におけるＮ_１、Ｎ_２）を負極２２の電圧として検出する。バッテリー電圧検出部１５Ａは、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧とから、バッテリー電圧Ｖ_Ａを測定し、測定結果をコントローラ１１Ｄに送る。

コントローラ１１Ｄは、メモリ１７を備え、バッテリー２０の残量と、正極２１−負極２２間電位差、正極２１−参照極２３間電位差、負極２２−参照極２３間電位差の関係性を、劣化していないバッテリーで事前に測定しておき、メモリ１７に格納しておく。そして、コントローラ１１Ｄは、例えば、図７に例示するＡ点におけるバッテリー電圧Ｖ_Ａと正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_３および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３との比率をそれぞれ計算し、計算した比率がメモリ１７に格納された所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなす。例えば、コントローラ１１Ｄは、Ａ点における、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_３および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３のうち、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３の比率が所定の閾値よりも減少していると判定した場合、負極２２側の電極が劣化しているとみなす。

さらに、コントローラ１１Ｄは、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_３あるいは負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３の比率の減少率に応じて、電極の劣化度を診断し、診断した劣化度を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御し、さらに、劣化度に応じてバッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。通信インタフェース１６は、コントローラ１１Ｄの制御にしたがって、電極の劣化度を、例えばＩ^２Ｃなどのバスラインを介して、負荷側システム２００に通知する。

（変形例）
図８に例示した第３の実施の形態に係る保護装置１０Ｄのバッテリー電圧検出部１５Ａは、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧とから、バッテリー電圧Ｖ_Ａを測定した。

それに対して、図９に例示する第３の実施の形態の変形例に係る保護装置１０Ｅのバッテリー電圧検出部１５Ｂは、バッテリー２０の正極２１および負極２２に直接接続され、正極２１と負極２２の端子両端の合計電圧からバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定して、コントローラ１１Ｅに送る。コントローラ１１Ｅは、正極２１の電圧と負極２２の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、過放電状態になった旨の情報を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御する。

それ以外の各部の構成は、図８に例示した第３の実施の形態の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。

（バッテリー放電時の保護方法）
図１０は、第３の実施の形態に係る保護装置１０Ｄ（もしくはその変形例に係る保護装置１０Ｅ）によるバッテリー２０放電時の保護方法の一例を示す。

ステップＳ１０１において、バッテリー電圧検出部１５Ａは、バッテリー２０のバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定して、測定結果をコントローラ１１Ｄに送る。

次に、ステップＳ１０２において、コントローラ１１Ｄは、ステップＳ１０１で測定したバッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であるか否かを判定する。バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であれば、過放電状態になったと判断し、ステップＳ１０７に進み、過放電状態になった旨の情報を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ１０２の判定処理において、バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満でなければ、ステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_３および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３との比率をそれぞれ計算する。

次に、ステップＳ２０２において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_３の比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、正極２１の電極が劣化しているとみなして、ステップＳ２０４に進み、正極２１の劣化度を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、劣化度に応じてバッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ２０２の判定処理において、正極２１−参照極２３間の比率が所定の閾値よりも減少していなければ、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、負極２２の電極が劣化しているとみなして、ステップＳ２０４に進み、負極２２の劣化度を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御するとともに、劣化度に応じてバッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ２０３の判定処理において、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_３の比率が所定の閾値よりも減少していなければ、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

なお、図１０では、正極２１側を先に判定し（Ｓ２０２）、その後、負極２２側を判定している（Ｓ２０３）が、逆の順番（先に負極２２側で、その後、正極２１側）で判定処理を行っても良いし、双方を同時に行ってもよい。

以上説明したように、第３の実施の形態およびその変形例によれば、バッテリー放電時に、バッテリー電圧と正極−参照極間電位差および負極−参照極間電位差のそれぞれの比率を比較し、比率に応じてバッテリーの劣化を診断し、外部に劣化度を通知する。劣化度が大きくなるにしたがい、外部からの最大負荷を抑制し、システムの稼働時間の延長を図ることができる。

[第４の実施の形態]
（保護装置を備えたバッテリーパックおよび保護システム）
図１１（ａ）は、第４の実施の形態に係る保護装置が検出するリチウムイオンバッテリー電極の劣化度を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）で検出された劣化度に応じて調整されたバッテリーの総容量を説明するための図である。また、図１２は、第４の実施の形態に係る保護装置（制御ＩＣ）１０Ｄを備えたバッテリーパック１００を含む保護システムの概略ブロック構成を模式的に示す。

図１１（ａ）において、縦軸はバッテリーの電位Ｖであり、横軸は、時間軸であって、時間の経過に伴って、バッテリーの残量が減少する。図１１（ｂ）において、縦軸は終止電圧Ｖ_ｅから満充電電圧Ｖ_ｆまでの電位差Ｖであり、横軸は、バッテリーの容量である。図７は、負極２２の放電量が過放電となった例を示しており、正常な負極２２の電圧Ｖ_ｎに比べて、劣化した負極２２の電圧のずれＲが例示されている。ただし、図示しないが、正極２１が劣化するケースや、正極２１と負極２２の双方が劣化するケースもある。

第４の実施の形態に係る保護システムは、図１２に例示するように、バッテリーパック１００と負荷側システム２００とを備える。負荷側システム２００は、例えば、スマートフォンや携帯電話などである。バッテリーパック１００の正極端子３１は、負荷側システム２００の正極側電源端子２０１（Ｖ_ＤＤ)に接続され、バッテリーパック１００の負極端子３２は、負荷側システム２００の負極側電源端子２０２（Ｖ_SS）に接続される。また、バッテリーパック１００の通信端子３３は、負荷側システム２００の通信端子２０３に接続される。

バッテリーパック１００は、バッテリー２０と、保護装置１０Ｄと、バッテリー充電量の残量計４０とを備える。バッテリー２０の正極２１は、バッテリーパック１００の正極端子３１に接続され、負極２２は、バッテリーパック１００の負極端子３２に接続される。

保護装置１０Ｄは、正極電圧検出部１２と、負極電圧検出部１３と、コントローラ（劣化度演算部）１１Ｄと、バッテリー電圧検出部１５Ａと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６とを備える。正極電圧検出部１２は、バッテリー２０の正極２１と参照極２３とに接続され、正極２１と参照極２３との電位差（図１におけるＰ_１、Ｐ_２）を正極２１の電圧として検出する。負極電圧検出部１３は、バッテリー２０の負極２２と参照極２３とに接続され、負極２２と参照極２３との電位差（図１におけるＮ_１、Ｎ_２）を負極２２の電圧として検出する。バッテリー電圧検出部１５Ａは、正極電圧検出部１２が検出する正極２１側の電圧と、負極電圧検出部１３が検出する負極２２側の電圧とから、バッテリー電圧Ｖ_Ａを測定し、測定結果をコントローラ１１Ｄに送る。

コントローラ１１Ｄは、メモリ１７を備え、バッテリー２０の残量と、正極２１−負極２２間電位差、正極２１−参照極２３間電位差、負極２２−参照極２３間電位差の関係性を、劣化していないバッテリーで事前に測定しておき、メモリ１７に格納しておく。そして、コントローラ１１Ｄは、例えば、図１１（ａ）に例示するＡ点におけるバッテリー電圧Ｖ_Ａと正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４との比率をそれぞれ計算し、計算した比率がメモリ１７に格納された所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなす。例えば、コントローラ１１Ｄは、Ａ点における、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４のうち、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４の比率が所定の閾値よりも減少していると判定した場合、負極２２側の電極が劣化しているとみなす。

さらに、コントローラ１１Ｄは、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４あるいは負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４の比率の減少率に応じて、電極の劣化度を診断し、診断した劣化度情報を残量計４０に表示する。それとともに、コントローラ１１Ｄは、図１１（ａ）に例示するような劣化度Ｌ_１に応じて、例えば図１１（ｂ）における調整量Ｌ_２、Ｌ_３などのようにバッテリーの総容量を調整して、劣化したバッテリーであっても残量計４０の残量表示精度を向上させる。

なお、コントローラ１１Ｄは、残量計４０に劣化度情報を表示させるとともに、診断した劣化度を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御してもよい。その場合、通信インタフェース１６は、コントローラ１１Ｄの制御にしたがって、電極の劣化度を、負荷側システム２００に通知する。

なお、第４の実施の形態に係るバッテリーパック１００においても、第３の実施の形態の変形例で用いた保護装置１０Ｅを用いることもできる。

（変形例）
図１２に例示した第４の実施の形態では、保護装置１０Ｄ内に残量計４０を配置する例を示した。

それに対して、図１３に例示する第４の実施の形態の変形例では、外部の負荷側システム２００内に残量計４１を配置する例を示す。第４の実施の形態の変形例ではコントローラ１１Ｄは、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４あるいは負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４の比率の減少率に応じて、電極の劣化度を診断し、診断した劣化度情報と、その劣化度情報に応じて調整したバッテリーの総容量情報を負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御する。通信インタフェース１６は、コントローラ１１Ｄの制御にしたがって、電極の劣化度とバッテリーの総容量情報とを、負荷側システム２００に通知する。

負荷側システム２００は、バッテリーパック１００側から送られた電極の劣化度とバッテリーの総容量情報とを受信し、劣化度情報を残量計４１に表示するとともに、劣化度に応じて、残量計の残量表示に係るバッテリーの総容量を調整して、劣化したバッテリーであっても残量計４１の残量表示精度を向上させる。

それ以外の各部の構成は、図１２に例示した第４の実施の形態の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。

（バッテリー放電時の保護方法）
図１４は、第４の実施の形態に係る保護装置１０Ｄによるバッテリー２０の放電時の保護方法の一例を示す。

ステップＳ１０１において、バッテリー電圧検出部１５Ａは、バッテリー２０のバッテリー電圧Ｖ_Ａを測定して、測定結果をコントローラ１１Ｄに送る。

次に、ステップＳ１０２において、コントローラ１１Ｄは、ステップＳ１０１で測定したバッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であるか否かを判定する。バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満であれば、過放電状態になったと判断し、ステップＳ３０１に進み、過放電状態になった旨の情報を残量計４０に表示するとともに、負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御する。さらに、コントローラ１１Ｄは、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する。

ステップＳ１０２の判定処理において、バッテリー電圧Ｖ_Ａが終止電圧未満でなければ、ステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４および負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４との比率をそれぞれ計算する。

次に、ステップＳ２０２において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、正極２１−参照極２３間電位差Ｐ_４の比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、正極２１の電極が劣化しているとみなして、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ２０２の判定処理において、正極２１−参照極２３間の比率が所定の閾値よりも減少していなければ、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、コントローラ１１Ｄは、バッテリー電圧Ｖ_Ａと、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、負極２２の電極が劣化しているとみなして、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、コントローラ１１Ｄは、診断した劣化度情報を残量計４０に表示するとともに、必要に応じて、診断した劣化度を外部の負荷側システム２００に通知するように通信インタフェース１６を制御する。さらに、コントローラ１１Ｄは、劣化度に応じて、残量計の残量表示に係るバッテリーの総容量を調整して、劣化したバッテリーであっても残量計４０の残量表示精度を向上させるとともに、バッテリー２０の最大負荷電流を減少させるなどの保護機能を実行する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ２０３の判定処理において、負極２２−参照極２３間電位差Ｎ_４の比率が所定の閾値よりも減少していなければ、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

なお、図１４では、正極２１側を先に判定し（Ｓ２０２）、その後、負極２２側を判定している（Ｓ２０３）が、逆の順番（先に負極２２側で、その後、正極２１側）で判定処理を行っても良いし、双方を同時に行ってもよい。

以上説明したように、第３の実施の形態およびその変形例によれば、バッテリー放電時に、バッテリー電圧と正極−参照極間電位差および負極−参照極間電位差のそれぞれの比率を比較し、比率に応じてバッテリーの劣化を診断する。そして、劣化情報を残量計に通知し、劣化度に応じてバッテリーの総容量を調整することで、劣化したバッテリーでの残量計精度を向上させることができる。

以上説明したように、第１〜第４の実施の形態によれば、正極、負極のそれぞれの過放電状態をモニタすることができ、少なくともいずれか一方の電極が過放電状態になった場合には、保護機能を作動させることができ、リチウムイオンバッテリーの放電時の保護が可能な保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパックを提供することができる。

[その他の実施の形態]
上記のように、第１〜第４の実施の形態について記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、第１〜第４の実施の形態では、過放電時の場合について説明したが、過充電時においても、同様に実施することができる。

また、第１〜第４の実施の形態では、リチウムイオンバッテリーの場合について説明したが、リチウムイオン型以外のバッテリー、例えば、ニッケル水素バッテリーなどにも同様に適用することができる。

このように、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。

本実施の形態に係る保護装置、保護方法、保護システム、およびバッテリーパックは、リチウムイオンバッテリーを電源とするポータブルデバイス（例えば、携帯電話、スマートフォン、ゲーム機器）、自動車、自転車、各種蓄電システムなど様々な応用分野に適用可能である。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…保護装置（制御ＩＣ）
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…コントローラ（電圧判定部）
１１Ｄ、１１Ｅ…コントローラ（劣化度演算部）
１２…正極電圧検出部
１３…負極電圧検出部
１４…ゲートドライバ
１５Ａ、１５Ｂ…バッテリー電圧検出部
１６…通信インタフェース
１７…メモリ
２０…バッテリー
２１…正極
２２…負極
２３…参照極
３１…正極端子
３２…負極端子
４０…スイッチ回路
４０、４１…残量計
１００…バッテリーパック
２００…負荷側システム
２０１…正極側電源端子
２０２…負極側電源端子
２０３…通信端子
Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３、Ｎ_４、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４…電位差
Ｒ、Ｑ…放電状態のずれ
Ｓ_１、Ｓ_２…時刻
Ｖ_Ａ…バッテリー電圧
Ｖ_ｎ…負極電圧
Ｖ_ｐ…正極電圧

Claims (26)

1. バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、
   前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、
   前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するコントローラと
   を備えることを特徴とする保護装置。
2. 前記コントローラは、前記保護機能として、前記バッテリーを外部から切り離すように制御することを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
3. 前記バッテリーの前記外部からの切り離しを行うスイッチ回路の駆動制御を行うゲートドライバをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の保護装置。
4. 外部との通信を行う通信インタフェースをさらに備え、
   前記コントローラは、前記保護機能として、過放電状態になった旨の情報を外部に通知するように前記通信インタフェースを制御することを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
5. 前記コントローラは、さらに前記保護機能として、前記バッテリーの最大負荷電流を減少させることを特徴とする請求項４に記載の保護装置。
6. バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、
   前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、
   前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、
   前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、保護機能を作動させるように制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする保護装置。
7. 外部との通信を行う通信インタフェースをさらに備え、
   前記コントローラは、前記保護機能として、前記比率の減少率に応じて、劣化度を診断し、診断した前記劣化度を外部に通知するように前記通信インタフェースを制御することを特徴とする請求項６に記載の保護装置。
8. 前記コントローラは、さらに前記保護機能として、前記劣化度に応じて、前記バッテリーの最大負荷電流を減少させることを特徴とする請求項７に記載の保護装置。
9. 前記コントローラは、外部の残量計に前記劣化度の情報を表示させることを特徴とする請求項７または８に記載の保護装置。
10. 前記コントローラは、前記劣化度に応じて、前記残量計の残量表示に係る前記バッテリーの総容量を調整することを特徴とする請求項９に記載の保護装置。
11. バッテリーと、
    前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置と
    を備えることを特徴とするバッテリーパック。
12. 前記コントローラは、前記保護機能として、前記バッテリーを外部から切り離すように制御することを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
13. 前記バッテリーパックは、前記バッテリーの前記外部からの切り離しを行うスイッチ回路をさらに備え、
    前記保護装置は、前記スイッチ回路の駆動制御を行うゲートドライバをさらに備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載のバッテリーパック。
14. 前記保護装置は、外部との通信を行う通信インタフェースをさらに備え、
    前記コントローラは、前記保護機能として、過放電状態になった旨の情報を外部に通知するように前記通信インタフェースを制御することを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
15. 前記コントローラは、さらに前記保護機能として、前記バッテリーの最大負荷電流を減少させることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
16. バッテリーと、
    前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、保護機能を作動させるように制御するコントローラとを備える保護装置と
    を備えることを特徴とするバッテリーパック。
17. 前記保護装置は、外部との通信を行う通信インタフェースをさらに備え、
    前記コントローラは、前記保護機能として、前記比率の減少率に応じて、劣化度を診断し、診断した前記劣化度を外部に通知するように前記通信インタフェースを制御することを特徴とする請求項１６に記載のバッテリーパック。
18. 前記コントローラは、さらに前記保護機能として、前記劣化度に応じて、前記バッテリーの最大負荷電流を減少させることを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
19. 前記コントローラは、外部の残量計に前記劣化度の情報を表示させることを特徴とする請求項１７または１８に記載のバッテリーパック。
20. 前記コントローラは、前記劣化度に応じて、前記残量計の残量表示に係る前記バッテリーの総容量を調整することを特徴とする請求項１９に記載のバッテリーパック。
21. バッテリーパックと、負荷側システムとを備える保護システムであって、
    前記バッテリーパックは、
    バッテリーと、
    前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、外部との通信を行う通信インタフェースと、前記正極電圧検出部が検出した前記正極の電圧と、前記負極電圧検出部が検出した前記負極の電圧とを入力し、前記正極の電圧と前記負極の電圧の少なくとも一方が所定の閾値未満になった場合に、過放電状態になったと判断し、過放電状態になった旨の情報を前記負荷側システムに通知するように前記通信インタフェースを制御するコントローラとを備える保護装置とを備えること
    を特徴とする保護システム。
22. バッテリーパックと、負荷側システムとを備える保護システムであって、
    前記バッテリーパックは、
    バッテリーと、
    前記バッテリーの正極と参照極とに接続され、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出する正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続され、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出する負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、外部との通信を行う通信インタフェースと、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算し、計算した比率が所定の閾値よりも減少している側の電極が劣化しているとみなし、前記比率の減少率に応じて、劣化度を診断し、診断した前記劣化度を前記負荷側システムに通知するように前記通信インタフェースを制御するコントローラとを備える保護装置とを備えること
    を特徴とする保護システム。
23. バッテリーの正極と参照極とに接続された正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続された負極電圧検出部と、コントローラとを備える保護装置により実行される前記バッテリーの保護方法であって、
    前記正極電圧検出部によって、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出するステップと、
    前記負極電圧検出部によって、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出するステップと、
    前記コントローラによって、前記正極側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、過放電状態になったと判断し、保護機能を作動させるように制御するステップと、
    コントローラによって、前記負極側の電圧が所定の閾値未満であるか否かを判定し、所定の閾値未満であれば、過放電状態になったと判断し、前記保護機能を作動させるように制御するステップと
    を有することを特徴とする保護方法。
24. 前記保護装置は、外部との通信を行う通信インタフェースをさらに備え、
    前記コントローラによって、過放電状態になった旨の情報を外部に通知するように前記通信インタフェースを制御するステップをさらに有することを特徴とする請求項２３に記載の保護方法。
25. バッテリーの正極と参照極とに接続された正極電圧検出部と、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続された負極電圧検出部と、前記バッテリーのバッテリー電圧を測定するバッテリー電圧検出部と、コントローラとを備える保護装置により実行される前記バッテリーの保護方法であって、
    前記正極電圧検出部によって、前記正極と前記参照極との電位差を前記正極の電圧として検出するステップと、
    前記負極電圧検出部によって、前記負極と前記参照極との電位差を前記負極の電圧として検出するステップと、
    前記コントローラによって、前記バッテリー電圧と、前記正極−前記参照極間電位差および前記負極−前記参照極間電位差との比率をそれぞれ計算するステップと、
    コントローラによって、前記バッテリー電圧と前記正極−前記参照極間電位差との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、前記正極の電極が劣化しているとみなして、保護機能を作動させるように制御するステップと、
    コントローラによって、前記バッテリー電圧と前記負極−前記参照極間電位差との比率が所定の閾値よりも減少しているか否かを判定し、所定の閾値よりも減少していれば、前記負極の電極が劣化しているとみなして、前記保護機能を作動させるように制御するステップと
    を有することを特徴とする保護方法。
26. 前記コントローラにより、前記劣化度に応じて、前記残量計の残量表示に係る前記バッテリーの総容量を調整するステップをさらに有することを特徴とする請求項２５に記載の保護方法。

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