JP2018042462A

JP2018042462A - 蓄電装置

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Publication number: JP2018042462A
Application number: JP2017238465A
Authority: JP
Inventors: 武志中本; Takeshi Nakamoto; 芳彦水田; Yoshihiko Mizuta; 剛之白石; Takayuki Shiraishi
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: US20160285291A1; US20140320070A1; US9385545B2; JP6260106B2; EP2797201A2; CN104124728B; KR20140127751A; EP2797201A3; CN110011368A; KR102227320B1; EP2797201B1; US9985448B2; JP6540781B2; CN110011368B; JP2014217169A; CN104124728A

Abstract

【課題】整流素子による発熱を抑制しつつ、蓄電素子が異常状態になることを抑制すること
【解決手段】組電池１１が異常状態でない場合、少なくとも第１スイッチ１２Ａをクローズ状態とする。ここで、第１スイッチには、ダイオードＤが直列接続されていないので、当該第１スイッチ１２ＡにダイオードＤが直列接続されている構成に比べて、ダイオードＤによる発熱を抑制することができる。また、ＢＭＳ１３は、組電池１１が過充電状態に近い状態である場合、第１スイッチ１２Ａをオープン状態とし、第２スイッチ１２Ｂをクローズ状態とする。これにより、組電池１１に流れる電流はダイオードＤにより遮断されるため、組電池１１が、過充電状態になることを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

蓄電素子の状態を監視するための技術に関する。

従来から、蓄電池の過充電や過放電を抑制する電流制御回路がある（特許文献１参照）。この電流制御回路は、第１ダイオードと第１開閉器とが直列に接続された回路と、第２ダイオードと第２開閉器とが直列に接続された回路とが、互いに並列に接続されて構成されている。第１ダイオードは上記蓄電池の放電方向の電流を阻止する向きに接続されており、第２ダイオード３４は上記蓄電池の充電方向の電流を阻止する向きに接続されている。

上記電流制御回路は、第１開閉器の閉状態としつつ、第２開閉器を開状態にすることで、放電方向の電流は第１ダイオードによって阻止されるため、蓄電池が過放電状態になることを抑制することができる。一方、電流制御回路は、第１開閉器を開状態としつつ、第２開閉器を閉状態にすることで、充電方向の電流は第２ダイオードによって阻止されるため、蓄電池が過充電状態になることを抑制することができる。

特開２０１３−０１８４６４号公報

しかし、上記従来技術では、蓄電池が過放電状態や過充電状態などの異常状態であるかどうかにかかわらず、常に、第１ダイオードおよび第２ダイオードのいずれかに電流が流れるため、当該ダイオードでの発熱が大きくなってしまうという問題がある。

本明細書では、上記ダイオード等の整流素子による発熱を抑制しつつ、上記蓄電池等の蓄電素子が異常状態になることを抑制することが可能な技術を開示する。

本明細書によって開示される蓄電素子保護装置は、電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わり、互いに並列に接続された複数のスイッチと、前記複数のスイッチの一対の接続点同士の間で前記スイッチのいずれか１つに直列に接続された整流素子と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電素子が、正常状態であると判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをオープン状態とする正常時処理と、前記蓄電素子が、正常状態でないと判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをクローズ状態とし、その他の前記スイッチをオープン状態とする異常時処理と、を実行する構成を有する。

本明細書によって開示される発明によれば、整流素子による発熱を抑制しつつ、蓄電素子が異常状態になることを抑制することができる。

一実施形態に係るバッテリのブロック図セルのＯＣＶとＳＯＣとを示すグラフ各セルを定電圧充電した時のセル電流とセル電圧との時間経過を示すグラフ二次電池保護処理を示すフローチャート過充電保護処理を示すフローチャート過充電保護処理時のスイッチの切り替えを示す遷移図過放電保護処理を示すフローチャート３点切替リレーの接続形態を示す回路図

（実施形態の概要）
本明細書によって開示される蓄電素子保護装置は、電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わり、互いに並列に接続された複数のスイッチと、前記複数のスイッチの一対の接続点同士の間で前記スイッチのいずれか１つに直列に接続された整流素子と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電素子が、正常状態であると判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをオープン状態とし、前記蓄電素子が、正常状態であると判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをオープン状態とする正常時処理と、前記蓄電素子が、正常状態でないと判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをクローズ状態とし、その他の前記スイッチをオープン状態とする異常時処理と、を実行する構成を有する。

この蓄電素子保護装置は、蓄電素子が正常でないと判断されない限り、整流素子を介した電流経路が形成されないため、整流素子による発熱を抑制することができる。また、蓄電素子が正常でないと判断された場合は、整流素子を介した電流経路が形成されるため、蓄電素子を充電する向き、または放電する向きのみ電流が流れることになり、蓄電素子が異常状態になることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置は、前記複数のスイッチには、前記電気機器と前記蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、があり、前記整流素子は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続されており、前記制御部は、前記蓄電素子が、前記整流素子の逆方向に流れる電流によって、当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる逆方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理を実行し、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理を実行し、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする逆方向電圧時処理と、を実行する構成を有する。

この蓄電素子保護装置は、蓄電素子が逆方向電圧状態でない場合、少なくとも第１スイッチをクローズ状態とする。ここで、第１スイッチには、整流素子が直列接続されていないので、当該第１スイッチに整流素子が直列接続されている構成に比べて、整流素子による発熱を抑制することができる。また、蓄電素子保護装置は、蓄電素子が逆方向電圧状態である場合、第１スイッチをオープン状態とし、第２スイッチをクローズ状態とする。これにより、逆方向に流れる電流は整流素子により遮断されるため、蓄電素子が、逆方向に流れる電流による電圧異常状態になることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記電気機器は充電装置および負荷を含み、前記充電装置と前記蓄電素子との間で、且つ、前記負荷と前記蓄電素子との間の共通電流経路に、前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記整流素子が接続される構成でもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、逆方向電圧時処理の実行により、第１スイッチがオープン状態になり、第２スイッチがクローズ状態になっても、整流素子の順方向に流れる電流の経路が遮断されることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記逆方向電圧時処理では、前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、先に前記第２スイッチを前記クローズ状態とし、その後、前記第１スイッチをオープン状態とする構成でもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、逆方向電圧時処理の実行過程で、第１スイッチおよび第２スイッチの両方が同時にオープン状態になることがないため、整流素子の順方向に流れる電流が瞬間的に遮断されることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記電圧判断処理では、更に、前記蓄電素子が、前記整流素子の順方向に流れる電流によって、当該蓄電素子の電圧が前記基準範囲外になる順方向電圧状態であるか、を判断し、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記順方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオープン状態とする順方向電圧時処理を実行する構成でもよい。

この蓄電素子保護装置は、蓄電素子が順方向電圧状態である場合、第１スイッチおよび第２スイッチをオープン状態とする。これにより、蓄電素子が、順方向に流れる電流による電圧異常状態になることを抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記整流素子は、前記蓄電素子を充電する方向に流れる電流を遮断する向きに接続され、更に、前記蓄電素子に並列に接続され、当該蓄電素子を放電させる放電状態と、放電を停止させる停止状態とに切り替わる放電部を備え、前記制御部は、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態でないと判断した場合、前記放電部を前記停止状態とする停止処理と、前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記放電部を前記放電状態とする放電処理と、を実行する構成でもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、蓄電素子が逆方向電圧状態である場合、放電部が放電状態になることによって、蓄電素子を放電させる。したがって、放電部を備えない構成に比べて、蓄電素子が、逆方向に流れる電流による電圧異常状態になることを、より効果的に抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記制御部は、前記通常時処理では、更に、前記第２スイッチをオープン状態としてもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、整流素子に流れる電流を遮断することにより、整流素子による発熱を確実に抑制することができる。

上記蓄電素子保護装置では、前記蓄電素子は、鉄成分を含むリチウム化合物と、単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が小さい平坦領域の示す前記開放電圧が、前記鉄成分を含むリチウム化合物を正極活物質とした場合よりも高い電圧となる、特定のリチウム化合物と、を有する正極活物質を正極材料としてもよい。

この蓄電素子保護装置によれば、正極に高電圧適合材料を加えない構成に比べて、単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が大きい領域での当該変化率を小さくすることができるため、充電状態が満充電に近い領域での急峻なＯＣＶの変化を抑制することができる。

また、蓄電素子と、蓄電素子保護装置と、を備える蓄電装置でもよい。

なお、本明細書によって開示される発明は、制御装置、制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

＜一実施形態＞
一実施形態について図１〜図７を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態のバッテリ１は、例えばエンジン自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、エンジン２を始動させるためにスタータ３に電力を供給するスタータバッテリである。また、バッテリ１は、ヘッドライト、オーディオシステムやセキュリティシステム等の車載機器４にも電力を供給する。一方、バッテリ１は、エンジン２が回転することによりオルタネータ５が発電した電力により充電される。なお、バッテリ１は蓄電装置の一例であり、スタータ３および車載機器４はバッテリ１から電力が供給される負荷の一例であり、オルタネータ５はバッテリ１を充電する充電装置または発電機の一例であり、負荷および充電装置等は、電気機器の一例である。

（バッテリの構成）
バッテリ１は、組電池１１、回路切替え部１２、及び、電池管理装置（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ以下、ＢＭＳという）１３を備える。組電池１１は、蓄電素子の一例であり、複数のセルＣＮが直列接続された構成であり、各セルＣＮは、繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には、負極活物質がグラファイト系材料で形成された負極と、正極活物質がリン酸鉄系材料で形成された正極とを有するリチウムイオン電池である。なお、図１および以下の説明では、組電池１１は、４つのセルＣ１〜Ｃ４を有するものとする。なお、回路切替え部１２とＢＭＳ１３とを合わせたものが、蓄電素子保護装置の一例である。

組電池１１は、回路切替え部１２を介して、スタータ３、車載機器４およびオルタネータ５に接続されている。換言すれば、回路切替え部１２は、オルタネータ５と組電池１１との間で、且つ、車載機器４等と組電池１１との間に接続されている。即ち、回路切替え部１２は、組電池１１からスタータ３等への放電電流、および、オルタネータ５から組電池１１への充電電流の両方が流れる共通電流経路上に設けられている。

回路切替え部１２は、第１リレー１２Ａ、第２リレー１２Ｂ、およびダイオードＤを有し、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとが互いに並列に接続されている。第１リレー１２Ａは、例えば接点および磁気コイルを有する有接点リレー（機械式スイッチ）であり、後述する制御部２２からオープン指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をオープン（開・オフ）状態にし、後述する制御部２２からクローズ指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をクローズ（閉・オン）状態にする。第２第２リレー１２Ｂは、第１リレー１２Ａと同じである。

ダイオードＤは、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で、第２リレー１２Ｂに直列に接続されている。具体的には、ダイオードＤは、アノード側に共通接続点Ｋ１があり、カソード側に共通接続点Ｋ２があるように第２リレー１２Ｂに直列に接続されている。換言すれば、組電池１１の充電方向の電流を遮断する向きに接続されている。なお、ダイオードＤは整流素子の一例である。なお、ダイオードＤは、一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で、第１リレー１２Ａには整流素子は直列に接続されていない。

第１リレー１２Ａまたは第２リレー１２Ｂがクローズ状態になると、組電池１１と、スタータ３、車載機器４およびオルタネータ５との間に電流経路が形成される。具体的には、少なくとも第１リレー１２Ａがクローズ状態になると、この第１リレー１２Ａを介して、組電池１１とスタータ３、および車載機器４との間に電流経路（以下、放電経路という）が形成され、組電池１１からスタータ３、および車載機器４へ電力供給が可能になる。また、この第１リレー１２Ａを介して、組電池１１とオルタネータ５との間に電流経路（以下、充電経路という）が形成され、オルタネータ５から組電池１１へ電力供給が可能になる。

第１リレー１２Ａがオープン状態で、第２リレー１２Ｂがクローズ状態になると、この第２リレー１２Ｂを介して、組電池１１とスタータ３、および車載機器４との間に放電経路が形成され、組電池１１からスタータ３、および車載機器４へ電力供給が可能になる。一方、この第２リレー１２Ｂを介して、組電池１１とオルタネータ５との間に充電経路が形成されるが、ダイオードＤが、組電池１１の充電方向の電流を遮断する向きに接続されているため、オルタネータ５から組電池１１へ電力供給されない。

なお、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとは、バッテリ１の外部に設けられていてもよい。また、第１リレー１２Ａは、第１スイッチの一例であり、第２リレー１２Ｂは、第２スイッチの一例である。

ＢＭＳ３３は、電圧検出回路２１、制御部２２、電流検出回路２３、および、均等化回路２５を有する。電圧検出回路２１は、電圧検出部の一例であり、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する。なお、電圧検出回路２１は、組電池１１全体の電圧を検出する構成でもよい。電流検出回路２３は、組電池１１に流れる充電電流および放電電流（以下、充放電電流という）を検出し、その検出結果を制御部２２に送信する。

なお、ＢＭＳ１３は、電圧検出回路２１や電流検出回路２３以外に、組電池１１の温度を検出する温度センサ等の各種の検出部（図示せず）を備え、それらの検出結果に基づき、組電池１１の内部抵抗や充電状態（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ以下、単にＳＯＣという）等、組電池１１の各種の状態を監視する構成でもよい。

制御部２２は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）２２Ａ、メモリ２２Ｂを有する。メモリ２２Ｂには、制御部２２の動作を制御するための各種のプログラム（後述する二次電池保護処理を実行するためのプログラムを含む）が記憶されており、ＣＰＵ２２Ａは、メモリ２２Ｂから読み出したプログラムに従って、バッテリ１の各部を制御する。メモリ２２Ｂは、ＲＡＭやＲＯＭを有する。なお、上記各種のプログラムが記憶される媒体は、ＲＡＭ等以外に、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。制御部２２は、組電池１１から電源供給されて駆動する。

第１リレー１２Ａは、制御部２２からオープン指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をオープン（開・オフ）状態にし、制御部２２からクローズ指令信号を受けると、電磁作用により機械的に接点をクローズ（閉・オン）状態にする。第２第２リレー１２Ｂは、第１リレー１２Ａと同じである。

均等化回路２５は、４つのセルＣＮの電圧を略均一にするための回路である。具体的には、均等化回路２５は、各セルＣ１〜Ｃ４にそれぞれ並列接続された４つの放電回路ＨＤ１〜ＨＤ４を備え、各放電回路ＨＤは、例えばスイッチ素子２５Ａおよび放電抵抗２５Ｂが直列に接続された構成を有する。なお、各放電回路ＨＤは、放電部の一例である。

制御部２２は、各放電回路ＨＤのスイッチ素子２５Ａに、クローズ指令信号を与えてクローズ状態とすることにより、当該均等化回路２５に並列接続されているセルＣ１〜Ｃ４の電力を放電抵抗２５Ｂにより放電させ、セルＣ１〜Ｃ４の電圧値を下げることができる。制御部２２は、セルＣ１〜Ｃ４の電圧値を下げる必要がないと判断した場合は、各放電回路ＨＤのスイッチ素子２５Ａに、オープン指令信号を与えてオープン状態とする。

（リン酸鉄系リチウムイオン電池）
図２、図３を用いて、リン酸鉄系リチウムイオン電池の充電時の問題点について説明する。図２には、セルＣの開放電圧（以下、ＯＣＶという）とＳＯＣとの変化特性（相関関係）を示す、ＯＣＶ−ＳＯＣカーブＰが実線で示されている。このＯＣＶとは、安定状態のときのセルＣの端子電圧であり、例えば、セルＣの単位時間当たりの電圧変化量が規定量以下であるときのセルＣの端子電圧である。なお、当該規定量は、セルＣの仕様や所定の実験等により予め定めることができる。このＯＣＶ−ＳＯＣカーブＰに関するデータは、メモリ２２Ｂに記憶されている。

図２に示す通り、リン酸鉄系リチウムイオン電池では、ＳＯＣの単位変化量当たりのＯＣＶの変化量であるＯＣＶの変化率が比較的小さい平坦領域（プラトー領域ともいう）と、ＯＣＶの変化率が比較的大きい変化領域とが存在する。具体的には、ＳＯＣが２５％〜９７％付近の領域は、ＯＣＶの変化率が比較的小さい平坦領域であり、ＳＯＣが２５％以下、または９７％以上の領域は、ＯＣＶの変化率が比較的大きい変化領域である。

リン酸鉄系リチウムイオン電池では、上述したような特性があり、例えば、ＳＯＣが１００％付近では、ＯＣＶの変化率が極めて大きいため、ＳＯＣがわずかに増加するだけ、各セルＣＮの電圧が急激に増加して最大充電電圧値を大きく超えてしまう。後述する二次電池保護処理は、このようなセルが複数直列接続された組電池１１に対して特に有効である。

例えば、図１のセルＣ１のＳＯＣが１００％、セルＣ２のＳＯＣが９５％、セルＣ３のＳＯＣが９０％、セルＣ４のＳＯＣが８０％と、各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣにばらつきがある場合に組電池１１を定電圧充電すると、図３に示すような問題が生じる。

図３では、バッテリ１を１４．８Ｖで定電圧充電している。図３の上段には、組電池１１の充電電圧（Ｖ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されており、図３の中段には、組電池１１の充電電流（Ａ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されており、図３の下段には、セルＣのセル電圧（Ｖ）を縦軸として、時間（ｈｒ）を横軸としたグラフが記載されている。

各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣには、ばらつきがあるが、オルタネータ５等の充電装置は、組電池１１を定電圧充電するのみで、各セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧を監視しながら定電圧充電を実行しないため、各セルＣ１〜Ｃ４のＳＯＣのばらつきは解消されない。そして、そのばらつきを解消するために、均等化回路２５が存在する。具体的には、均等化回路２５の各放電回路ＨＤによって、４つのセルＣＮの電力を放電し、４つのセルＣＮの電圧値を下げることで、４つのセルＣＮの電圧を略均一にする。

しかし、均等化回路２５の各放電回路ＨＤによる放電には、ある程度時間が掛かるため、例えば図３では、セルＣ１のセル電圧が、仕様等で定められている最大充電電圧値（例えば４．０Ｖ）を超えた状態で定電圧充電が実行されてしまう。これは、定電圧充電が開始される前のセルＣ１のＳＯＣが変化領域にあるために生じる。

定電圧充電が開始される前のセルＣ２〜セルＣ４のＳＯＣは、プラトー領域にあるため、定電圧充電が開始されてＳＯＣが増えても、ＯＣＶはほとんど変化しない。しかし、定電圧充電が開始される前のセルＣ１のＳＯＣは、変化領域にあるため、定電圧充電が開始されてわずかでもＳＯＣが増加すると、ＯＣＶは急上昇する。その結果、セルＣ１のセル電圧が最大充電電圧値を超えた状態で定電圧充電が実行されてしまうことになり、セルＣ１の劣化につながり得る。

（二次電池保護処理）
そこで、制御部２２は、組電池１１から電源供給されている間は、常に図４に示す二次電池保護処理を実行する。

この二次電池保護処理は、各セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧が最大充電電圧値を超えた状態で組電池１１に対して定電圧充電が実行されてしまうことを抑制するための処理である。具体的には、制御部２２は、まず、初期処理として、第１リレー１２Ａをクローズ状態にし、第２リレー１２Ｂをオープン状態にする（Ｓ１）。そして、これによって、通常状態では、ダイオードＤを介さずに充放電電流が流れるため、ダイオードＤによる発熱を抑制することができる。なお、Ｓ１の処理は、正常時処理、通常時処理の一例である。

制御部２２は、次に、各放電回路ＨＤ１〜ＨＤ４のスイッチ素子２５Ａをオープン状態にする（Ｓ２）。なお、Ｓ２の処理は、停止処理の一例である。

次に、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎを１に初期化し（Ｓ３）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値を検出する（Ｓ４）。制御部２２は、Ｓ２で検出したＮ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値（例えば３．６Ｖ）以上であるか否かを判断し（Ｓ５）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態（整流素子の逆方向に流れる電流による電圧異常状態の一例）に近づいているか否かを判断する。

そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態に近づいていると判断し、図５に示す過充電保護処理を実行する（Ｓ６）。なお、バランサー駆動電圧閾値より小さい値の範囲は、基準範囲の一例である。また、Ｓ５の処理は、電圧判断処理の一例であり、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値以上であることは、逆方向電圧状態の一例である。

（過充電保護処理）
過充電保護処理は、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態となることを抑制するための処理である。この過充電保護処理では、制御部２２は、まず均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力の放電を実行する。具体的には、制御部２２は、まずＮ番目のセルＣＮに並列接続されているスイッチ素子２５Ａをクローズ状態にする（Ｓ２１）。なお、Ｓ２１の処理は、放電処理の一例である。

そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値（例えば、３．５Ｖ）以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理によって、制御部２２は、均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったか否かを判断する。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、スイッチ素子２５Ａをオープン状態にし（Ｓ２９）、過充電保護処理を終了させ、図４のＳ９へ進む。制御部２２は、均等化回路２５の放電回路ＨＤによるＮ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったと判断できるためである。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値（例えば、３．７Ｖ）以上であるか否かを判断し（Ｓ２３）、Ｎ番目のセルＣＮが過充電状態にさらに近づいているか否かを判断する。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値より小さいと判断した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、引き続き、均等化回路２５の放電回路ＨＤのみによるＮ番目のセルＣＮの電力の放電を継続するために、Ｓ２２に戻る。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が過充電電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、均等化回路２５の放電回路ＨＤによってＮ番目のセルＣＮ放電を継続するようにしつつ、かつ、Ｎ番目のセルＣＮの充電が抑制されるように、以下の処理を実行する。均等化回路２５の放電回路ＨＤだけでは、Ｎ番目のセルＣＮの電力の放電に時間が掛かり、早急にＮ番目のセルＣＮの電圧値を下げることは困難なためである。

即ち、制御部２２は、第２リレー１２Ｂをクローズ状態とし（Ｓ２４）、第１リレー１２Ａをオープン状態とする（Ｓ２５）。なお、Ｓ２４、Ｓ２５の処理は、異常時処理、逆方向電圧時処理の一例である。

ここで、上述の通り、第２リレー１２Ｂには、組電池１１へ流れる電流（整流素子の逆方向に流れる電流の一例）を遮断する向きにダイオードＤが直列に接続されている。このため、制御部２２がＳ２５の処理を実行すると、第１リレー１２Ａによって形成されていた、オルタネータ５と組電池１１との間の充電経路が遮断され、オルタネータ５から組電池１１への充電電流は遮断される。したがって、Ｎ番目のセルＣＮは充電が実行されない状態となる。

一方、ダイオードＤは、組電池１１から車載機器４等へ電流を流す向きに接続されている。このため、Ｓ２４およびＳ２５の処理によって車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が第２リレー１２Ｂによって形成され、当該放電経路によって組電池１１から車載機器４等へ放電電流が流れる。したがって、Ｎ番目のセルＣＮは放電のみが実行される状態となる。

ここで、Ｓ２４の処理は、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるのを防ぐための処理である。以下では、図６を用いて、具体的に説明する。図６の上段には、第１リレー１２Ａがクローズ状態で、第２リレー１２Ｂがオープン状態となっている場合（ケース１）が記載されており、図６の中段には、第１リレー１２Ａがクローズ状態で、第２リレー１２Ｂがクローズ状態となっている場合（ケース２）が記載されており、図６の下段には、第１リレー１２Ａがオープン状態で、第２リレー１２Ｂがクローズ状態となっている場合（ケース３）が記載されている。なお、図６では、エンジン２やスタータ３、電圧検出回路２１や電流検出回路２３は省略している。

ケース１では、第１リレー１２Ａがクローズ状態となっているため、組電池１１と車載機器４やオルタネータ５との間に電流経路が形成され、組電池１１には第１リレー１２Ａを介して充放電電流が流れる。

ケース２では、第２リレー１２Ｂに直列に接続されたダイオードＤは、組電池１１へ流れる電流を遮断する向きに接続されているため、組電池１１には第２リレー１２Ｂを介して充電電流は流れない。

また、第２リレー１２Ｂは、第１リレー１２Ａと並列に接続されており、ダイオードＤは、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で第２リレー１２Ｂに直列に接続されている。よって、第２リレー１２Ｂによって形成される電流経路は、第１リレー１２Ｂによって形成される電流経路に比べて、回路抵抗の合成成分が大きくなるため、第２リレー１２Ｂを介して組電池１１から放電電流は流れない。したがって、ケース２でも、組電池１１には第１リレー１２Ａを介して充放電電流が流れる。

そして、ケース３では、第２リレー１２Ｂによって放電経路しか形成されていないので、組電池１１から放電電流しか流れない。

仮に、制御部２２は、ケース２を経由させずに、ケース１からケース３へ状態を遷移させた場合、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるおそれがある。例えば、制御部２２は、第１リレー１２Ａにオープン指令信号を与え、同時に第２リレー１２Ｂにクローズ信号を与えると、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの両方がオープン状態となる瞬間が存在する。このため、組電池１１から車載機器４への電力の供給が瞬断され、例えば、オーディオの音飛びやヘッドライトのちらつきなどの問題が生じるおそれや、エンジンやブレーキなどの車両制御系が不安定になるおそれがある。

このため、制御部２２は、ケース１からケース３へ状態を遷移させる場合は、ケース２を経由して状態遷移させることで、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるのを防いでいる。

Ｓ２５の処理後、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２６）。制御部２２は、Ｓ２６の処理によって、Ｎ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったか否かを判断する。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、待機し、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が安定電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮの電力が放電されて、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が下がったと判断して、組電池１１を充放電可能な状態戻す。具体的には、制御部２２は、第１リレー１２Ａをクローズ状態とし（Ｓ２７）、第２リレー１２Ｂをオープン状態とする（Ｓ２８）。

なお、制御部２２が、まずＳ２７の処理後にＳ２８の処理を実行することも、上述した通り、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路が瞬断されるのを防ぐためである。また、Ｓ２７の処理とＳ２８の処理とは、通常時処理の一例である。

そして、制御部２２は、均等化回路２５によるセルＣＮの放電を終了する。具体的には、Ｎ番目のセルＣＮに並列接続されているＮ番目のスイッチ素子２５Ａをオープン状態にする（Ｓ２９）。こうして制御部２２は、過充電保護処理を終了させ、図４のＳ９へ進む。なお、Ｓ２９の処理は、停止処理の一例である。

つまり、制御部２２は、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行し、蓄電素子の電圧が、第１範囲よりも広い第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行する。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バランサー駆動電圧閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ５：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値（例えば、３．２５Ｖ）以下であるか否かを判断し（Ｓ７）、Ｎ番目のセルＣＮが過放電状態に近づいているか否かを判断する。そして、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、図７に示す過放電保護処理を実行する（Ｓ８）。

なお、過放電電圧閾値より大きい値の範囲は、基準範囲の一例である。また、Ｓ７の処理は、電圧判断処理の一例であり、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であることは、順方向電圧状態の一例である。

（過放電保護処理）
過放電保護処理は、Ｎ番目のセルＣＮが過放電状態（整流素子の順方向に流れる電流による電圧異常状態の一例）となることを抑制するための処理である。具体的には、この過放電保護処理では、制御部２２は、まず、過放電保護処理の実行時からの経過時間を計測し、当該経過時間が基準時間（例えば、３０秒）に到達したか否かを判断する（Ｓ３１）。制御部２２は、当該経過時間が基準時間に到達していないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ３２）。

一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値より大きいと判断した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、今回、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下となったのは、一時的な電圧降下のためであると判断して、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ９へ進む。

一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、過放電電圧閾値以下であると判断した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３１に戻る。

制御部２２は、当該経過時間が基準時間に到達したと判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）組電池１１からの放電電流（整流素子の順方向に流れる電流の一例）を止めるために、第１リレー１２Ａをオープン状態とし（Ｓ３３）、車載機器４等と組電池１１との間の放電経路を遮断する。

その後、制御部２２は、復帰指示を受信したか否かを判断する（Ｓ３４）。復帰指示とは、例えば、運転手が、イグニッションスイッチをイグニション位置にしたり、アイドリングストップ状態の車両で、運転手がアクセルを踏んだりすることで、車両側の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）からバッテリ１に対して送信される信号である。

制御部２２は、復帰指示を受信していないと判断した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、待機し、復帰指示を受信したと判断した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値（例えば、２．８Ｖ）以上であるか否かを判断する（Ｓ３５）。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値より小さいと判断した場合（Ｓ３５：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていると判断して、メモリ２２Ｂにバッテリ１の交換が必要であることを示すフラグを記憶させ（Ｓ３６）、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ９に進む。

なお、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていると判断して、バッテリ１の交換が必要であると判断した場合、例えば、上記ＥＣＵ等の外部機器にバッテリ１の交換が必要である旨の通知信号を出力するなど、エラー処理を実行するのが好ましい。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの電圧値が、バッテリ交換電圧閾値以上であると判断した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｎ番目のセルＣＮは、過放電状態に至っていないと判断して、組電池１１を充放電可能な状態に戻す。具体的には、制御部２２は、第１リレー１２Ａをクローズ状態とし（Ｓ３７）、過放電保護処理を終了させ、図４のＳ９へ進む。なお、上述した過放電保護処理は、順方向電圧時処理の一例であり、Ｓ３７の処理は、通常時処理の一例である。

制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数（＝４）に達したか否かを判断する（Ｓ９）。制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数に達したと判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、Ｓ４に戻り、再び１番目のセルＣ１からＳ４以降の処理を実行する。一方、制御部２２は、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎが総数に達していないと判断した場合（Ｓ９：ＮＯ）、Ｎ番目のセルＣＮの番号Ｎに１を加算し（Ｓ１０）、Ｓ３に戻り、Ｓ３以降の処理を実行する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１リレー１２Ａと第１リレー１２Ａに並列接続された第２リレー１２Ｂと、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとの一対の共通接続点Ｋ１、Ｋ２の間で第２リレー１２Ｂに直列に接続されたダイオードＤとを備え、制御部２２は、過充電保護処理と過放電保護処理とを実行する。具体的には、制御部２２は、過放電保護処理を実行するとき、第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとをオープン状態とする。これにより、過放電状態から組電池１１を保護することができる。また、制御部２２は、過充電保護処理を実行するとき、第２リレー１２Ｂをクローズ状態とし、その後、第１リレー１２Ａをオープン状態とする。これにより、過充電状態から組電池１１を保護しつつ、組電池１１からの放電経路を維持することができる。さらに、組電池１１が通常状態のとき、第２リレー１２Ｂがオープン状態となり、かつ、第１リレー１２Ａがクローズ状態となって組電池１１と車載機器４等との間の電流経路を形成し、当該電流経路に充放電電流が流れるため、当該電流経路にダイオードＤ等の整流素子が存在する構成に比べて、発熱を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。

上記実施形態では、制御部３４は、１つのＣＰＵとメモリを有する構成であった。しかし、制御部は、これに限らず、複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方を備える構成でもよい。例えば上記二次電池保護処理の一部または全部を、別々のＣＰＵやハード回路で実行する構成でもよい。また、これらの処理の順序は、適宜変更してもよい。

上記実施形態では、スイッチの例として、有接点の第１リレー１２Ａ、第２リレー１２Ｂを挙げた。しかし、これに限らず、スイッチは、例えばバイポーラトランジスタや、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子であってもよく、また、通常はクローズ状態であり、オープン指令信号を与えた場合に限りオープン状態になるノーマルクローズタイプでもよい。また、放電回路ＨＤ（放電部の一例）が有するスイッチ素子２５Ａについても、同じである。

上記実施形態では、蓄電素子として、複数のセルが直列接続された組電池１１を例に挙げた。しかしこれに限らず、蓄電素子は、１つのセルからなる単電池でもよく、複数のセルが並列接続されたものでもよい。また、蓄電素子が複数のセルを有する場合、セル数は、２つ、３つ、５つ以上でもよく、セル数は適宜変更可能である。また、蓄電素子は、正極活物質がリン酸鉄系物質であることに限定されず、鉄成分が含まれていればよい。また、蓄電素子は、必ずしもグラファイト系材料で形成された負極を有するものに限られない。また、蓄電素子は、鉛電池、マンガン系リチウムイオン電池など他の二次電池でもよい。更に、蓄電素子は、二次電池に限らず、キャパシタでも電気二重層コンデンサでもよい。

上記実施形態では、蓄電素子は、正極活物質がリン酸鉄系物質である例を挙げた。しかしこれに限らず、正極活物質としてリン酸鉄系物質に、プラトー領域でのＯＣＶがリン酸鉄系物質を用いた場合のＯＣＶよりも高い、特定のリチウム化合物を少量混合してもよい。特定のリチウム化合物は、ＬｉＣｏＯ２、ニッケル系のＬｉＮｉＯ２、マンガン系のＬｉＭｎ２Ｏ４、あるいは，Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ系酸化物であることが好ましく、リン酸鉄系物質に対する、特定のリチウム化合物の割合は、５質量パーセント以下であることが好ましい。これにより、蓄電素子のＳＯＣが１００％に近い領域でのＯＣＶ変化率を小さくすることができ、蓄電素子のＯＣＶ−ＳＯＣカーブＰの変化が大きくなる領域が増えるので、ＳＯＣの推定がしやすくなる。これによって、充放電制御がしやすくなる。また、蓄電素子の過充電や過放電が生じにくくなる。

上記実施形態では、２個の第１リレー１２Ａと第２リレー１２Ｂとが互いに並列に接続されている構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、図８に示す、３点切替リレーＫＲを使用する構成であってもよい。３点切替リレーＫＲを用いる場合、制御部２２は、３点切替リレーＫＲに切替指令信号を与え、ダイオードＤが接続された回路と接続された３点切替リレーＫＲの接点ＳＴ１、ダイオードＤが接続されていない回路と接続された３点切替リレーＫＲの接点ＳＴ２、どの回路も接続されていない接点ＳＴ３の３つの内、いずれか一つの接点ＳＴ１〜ＳＴ３と、組電池１１に接続された３点切替リレーＫＲの接点ＴＰとを接続させる。なお、３点切替リレーＫＲは、複数の接点ＳＴ１〜ＳＴ３を備えるため、複数のスイッチの一例である。

上記実施形態では、整流素子の例として、ダイオードＤを挙げた。しかし、これに限らず、整流素子は、例えばダイオード接続されたＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子であってもよい。

上記実施形態では、電圧検出回路２１が各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、上位ＥＣＵが各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、ＢＭＳ１３がＥＣＵからの信号を受け取る構成でもよい。

上記実施形態では、オルタネータ５には、充電制御用の制御回路が設けられていない例を挙げた。しかしこれに限らず、オルタネータ５には、充電制御用の制御回路が設けられていてもよい。また、オルタネータ５のような内部に設けられた充電機器に限らず、充電スタンドやバッテリーチャージャーなどの外部の充電機器でもよい。

上記実施形態では、回路切替え部１２は、組電池１１と車両機器４等との間で、かつ、組電池１１とオルタネータ５との間に設けられる構成であった。しかしこれに限らず、回路切替え部１２は、バッテリープラス端子ＢＰとオルタネータ５との間に設けられる構成であってもよく、バッテリープラス端子ＢＰと車載機器４等との間に設けられる構成であってもよい。

上記実施形態では、電圧検出回路２１は、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧を個別に検出し、その検出結果を制御部２２に送信する例を挙げた。しかしこれに限らず、電圧検出回路２１は、組電池１１全体の電圧を検出する構成でもよい。組電池１１全体の電圧を検出する構成である場合、図４のＳ３、Ｓ９、Ｓ１０の処理は不要となり、図４のバランサー駆動電圧閾値、過放電電圧閾値、図５の安定電圧閾値、過充電電圧閾値、図７のバッテリ交換電圧閾値は、それぞれ、各セルＣ１〜Ｃ４の閾値から組電池１１全体の閾値へと変更（例えば、各々の閾値を４倍する、あるいは、プラトー電圧を３倍したものに各セルＣ１〜Ｃ４のいずれかの過充電閾値を加える、など）すればよい。なお、プラトー電圧を３倍したものに各セルＣ１〜Ｃ４のいずれかの過充電閾値を加える計算の一例としては、プラトー電圧（３．３Ｖ）×３＋過充電閾値（４．０Ｖ）×１＝約１４．０Ｖ（組電池１１全体の閾値）などである。また、最も電圧が高くなるセルＣだけを放電回路ＨＤと接続する構成でもよい。

上記実施形態では、基準範囲の一例として、バランサー駆動電圧閾値や過放電電圧閾値を挙げた。そして、バランサー駆動電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になる下限値よりも小さい値であるため、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になることを抑制する構成であった。また、過放電電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になる上限値よりも大きい値であるため、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になることを抑制する構成であった。しかしこれに限らず、バランサー駆動電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態になる下限値と略等しくてもよく、過放電電圧閾値は、各セルＣ１〜Ｃ４が過放電状態になる上限値と略等しくてもよい。各セルＣ１〜Ｃ４が過充電状態や過放電状態となっても、当該状態が継続することを抑制することができる。

上記実施形態では、制御部２２は、４つのセルＣＮの各々のセル電圧を１つずつ検出しながら、それぞれの閾値と比較し、過充電保護処理や過放電保護処理を行う構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、制御部２２は、４つのセルＣＮの各々のセル電圧を最初に全て検出し、当該セル電圧の内で最大のものから順に、それぞれの閾値と比較し、過充電保護処理を行う構成でもよい。

上記実施形態では、制御部２２は、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行し、蓄電素子の電圧が、第１範囲よりも広い第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行する例を挙げた。しかしこれに限らず、御部２２は、蓄電素子の電圧が、第２範囲にあると判断した場合、逆方向電圧時処理を実行し、その後、蓄電素子の電圧が第１範囲にあると判断した場合、放電部による放電処理を実行してもよい。

上記実施形態では、組電池１１の異常状態として、過充電状態や過放電状態などの電圧異常状態を例に挙げた。しかしこれに限らず、温度センサによって検出された組電池１１の温度の検出結果が、基準の閾値を超えてしまう温度異常や、電流検出回路２３によって検出された、組電池１１に流れる充放電電流が、基準の閾値を超えてしまう電流異常なども、組電池１１の異常状態であるとしてよい。

１：バッテリ２：エンジン３：スタータ４：車載機器５：オルタネータ１１：組電池１２：回路切替え部１３：ＢＭＳ２１：電圧検出回路２２：制御部Ｄ：ダイオード

Claims

電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わり、互いに並列に接続された複数のスイッチと、
前記複数のスイッチの一対の接続点同士の間で前記スイッチのいずれか１つに直列に接続された整流素子と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記蓄電素子が、正常状態であると判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをオープン状態とする正常時処理と、前記蓄電素子が、正常状態でないと判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをクローズ状態とし、その他の前記スイッチをオープン状態とする異常時処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
請求項１に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記複数のスイッチには、前記電気機器と前記蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第１スイッチと、前記電気機器と前記蓄電素子との間で前記第１スイッチに並列接続され、オープン状態とクローズ状態とに切り替わる第２スイッチと、があり、
前記整流素子は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの一対の接続点同士の間で前記第２スイッチに直列に接続されており、
前記制御部は、
前記蓄電素子が、前記整流素子の逆方向に流れる電流によって、当該蓄電素子の電圧が基準範囲外になる逆方向電圧状態であるか、を判断する電圧判断処理を実行し、
前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態でないと判断した場合、少なくとも前記第１スイッチをクローズ状態とする通常時処理を実行し、
前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチをオープン状態とし、前記第２スイッチをクローズ状態とする逆方向電圧時処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
請求項２に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記電気機器は充電装置および負荷を含み、
前記充電装置と前記蓄電素子との間で、且つ、前記負荷と前記蓄電素子との間の共通電流経路に、前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記整流素子が接続される構成である、蓄電素子保護装置。
請求項３に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記制御部は、前記逆方向電圧時処理では、前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、先に前記第２スイッチを前記クローズ状態とし、その後、前記第１スイッチをオープン状態とする構成を有する、蓄電素子保護装置。
請求項３または４に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記制御部は、
前記電圧判断処理では、更に、前記蓄電素子が、前記整流素子の順方向に流れる電流によって、当該蓄電素子の電圧が前記基準範囲外になる順方向電圧状態であるか、を判断し、
前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記順方向電圧状態であると判断した場合、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオープン状態とする順方向電圧時処理を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
請求項２から５のいずれかに一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記整流素子は、前記蓄電素子を充電する方向に流れる電流を遮断する向きに接続され、
更に、前記蓄電素子に並列に接続され、当該蓄電素子を放電させる放電状態と、放電を停止させる停止状態とに切り替わる放電部を備え、
前記制御部は、
前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態でないと判断した場合、前記放電部を前記停止状態とする停止処理と、
前記電圧判断処理で前記蓄電素子が前記逆方向電圧状態であると判断した場合、前記放電部を前記放電状態とする放電処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子保護装置。
請求項２から６のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記制御部は、前記通常時処理では、更に、前記第２スイッチをオープン状態とする、蓄電素子保護装置。
請求項１から７のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置であって、
前記蓄電素子は、
鉄成分を含むリチウム化合物と、
単位充電状態当たりの開放電圧の変化率が小さい平坦領域の示す前記開放電圧が、前記鉄成分を含むリチウム化合物を正極活物質とした場合よりも高い電圧となる、特定のリチウム化合物と、
を有する正極活物質を正極材料とする、蓄電素子保護装置。
蓄電素子と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の蓄電素子保護装置とを備える、蓄電装置。
電気機器と蓄電素子との間に設けられ、オープン状態とクローズ状態とに切り替わり、互いに並列に接続された複数のスイッチと、
前記複数のスイッチの一対の接続点同士の間で前記スイッチのいずれか１つに直列に接続された整流素子と、
を備える電池保護装置における蓄電素子保護方法であって、
前記蓄電素子が、正常状態であると判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをオープン状態とする正常時処理と、前記蓄電素子が、正常状態でないと判断した場合、前記整流素子に接続された前記スイッチをクローズ状態とし、その他の前記スイッチをオープン状態とする異常時処理と、を含む、蓄電素子保護方法。