JP2021069178A - セル数判定装置、充電器、電池パック、及び充電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】電圧測定部で測定された隣接するセルの電圧を比較する電圧比較部の比較結果に基づいてセル数を判定する場合に比べて、装置を小規模化することができる、セル数判定装置、充電器、電池パック、及び充電システムを提供する。【解決手段】複数の電池セルを搭載した電池パックのセル数を判定するセル数判定装置であって、電池パックにおける増減可能な複数の電池セルに対応して設けられた複数のスイッチ素子であって、電池パックと接続された状態で対応する電池セルが存在する場合に導通状態になり、かつ対応する電池セルが存在しない場合に非導通状態になる、複数のスイッチ素子と、複数のスイッチ素子の導通状態及び非導通状態の組み合わせに基づいて、接続された電池パックのセル数を判定する判定部と、を含むセル数判定装置とする。【選択図】図１

Description

本発明は、セル数判定装置、充電器、電池パック、及び充電システムに関する。
特許文献１には、１つのバッテリを構成する直列に接続されたＮ（Ｎは自然数）個のセルの中からｉ（ｉは１〜Ｎのいずれかの整数）番目の上記セルを選択してそのセルが一つ上位にある（ｉ−１）番目の上記セルと接続されている端子と接地電位との間の電圧値を測定する電圧測定部と、上記電圧測定部が測定したｉ番目の上記セルの一つ下位にある（ｉ＋１）番目の上記セルの電圧値と上記電圧測定部が測定したｉ番目の上記セルの電圧値とを比較してｉ番目の上記セルの有無または上記セルの正常性を判定する電圧比較部と、この電圧比較部の比較結果に基づき上記バッテリ全体における上記セルの装着数または正常な上記セルの数もしくは上記セルの装着位置を判定するセル数判定部と、を備えることを特徴とするセル数判定装置が開示されている。
特開２０１０−２３３３５９号公報
本発明の目的は、電圧測定部で測定された隣接するセルの電圧を比較する電圧比較部の比較結果に基づいてセル数を判定する場合に比べて、装置を小規模化することができる、セル数判定装置、充電器、電池パック、及び充電システムを提供することにある。
本発明に係るセル数判定装置は、複数の電池セルを搭載した電池パックのセル数を判定するセル数判定装置であって、電池セルのセル数を変更するときに増減される複数の電池セルに対応して設けられた複数のスイッチ素子であって、電池パックと接続された状態で対応する電池セルが存在する場合に導通状態になり、かつ対応する電池セルが存在しない場合に非導通状態になる、複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子の導通状態及び非導通状態の組み合わせに基づいて、接続された電池パックのセル数を判定する判定部と、を含む。
本発明によれば、電圧測定部で測定された隣接するセルの電圧を比較する電圧比較部の比較結果に基づいてセル数を判定する場合に比べて、装置を小規模化することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。 （Ａ）から（Ｄ）までの各々は、セル数が異なる電池パックの構成の一例を示す図である。 図１に示す電池監視ＩＣの拡大図である。 第１の実施の形態で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。 セル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。 図１及び図５に示す電池監視ＩＣの動作の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態の変形例に係る充電器の構成を示すブロック図である。 変形例で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。 本発明の第２の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。 セル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。 図９に示す電池監視ＩＣの拡大図である。 第２の実施の形態で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。 第２の実施の形態の変形例に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１４に示す電池監視ＩＣの拡大図である。 セル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。 第３の実施の形態の変形例に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
（充電システム）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。充電システム１は、電池パック２と充電器３とを備えている。電池パック２は、互いに直列に接続された複数の電池セルを備えている。図１ではセル数５個の電池パックが充電器３に接続された例を示す。充電器３は、電池パック２の複数の電池セルの各々を充電する。
本実施の形態の充電システム１では、セル数が５個、４個、３個と、セル数が異なる複数の電池パック２を使用することができる。最大セル数は５個である。充電器３は、接続された電池パック２のセル数を判定して、判定したセル数に応じた充電制御を行う。以下、電池パック２及び充電器３の構成について詳しく説明する。
（電池パック）
ここで、電池パックの構成について説明する。図１に示す例では、電池パック２は、５個の電池セル２１、２２、２３、２４、２５と、電池パック２と充電器３とを接続する６個の接続端子Ｂ−、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ＋を備えている。接続端子Ｂ−を「最下位端子Ｂ−」という。接続端子Ｂ＋を「最上位端子Ｂ＋」という。接続端子Ｃ１〜Ｃ４を「中間端子Ｃ１〜Ｃ４」という。なお、最上位端子、最下位端子、中間端子を区別する必要がない場合は、接続端子Ｂ−、Ｃ１〜Ｃ４、及びＢ＋等という。
最下位端子Ｂ−は、電池パック２の最下位の電位を有する最下位電位部に接続されている。最上位端子Ｂ＋は、電池パック２の最上位の電位を有する最上位電位部に接続されている。中間端子Ｃ１〜Ｃ４の各々は、直列に接続された各電池セルの中間接続点に対応している。
図２（Ａ）から（Ｄ）までの各々は、セル数が異なる電池パックの構成の一例を示す図である。セル数が５個の場合、中間端子Ｃ１〜Ｃ４の各々は各電池セルの中間接続点に接続されている。セル数が減少すると中間接続点の数が減り、中間接続点に接続されない余剰の中間端子が出てくる。各電池セルの中間接続点が電池パックの上位側の中間端子に接続され、下位側の中間端子が余るものとする。本実施の形態では、余剰の中間端子を最上位端子Ｂ＋に接続する。
図２（Ａ）に示すように、セル数が４個の場合、電池セル２２が最下位セルとなり、下部電極は最下位端子Ｂ−に接続される。余剰の中間端子Ｃ１は最上位端子Ｂ＋に接続される。図２（Ｂ）に示すように、セル数が３個の場合、電池セル２３が最下位セルとなり、下部電極は最下位端子Ｂ−に接続される。余剰の中間端子Ｃ１、Ｃ２は最上位端子Ｂ＋に接続される。図５はセル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。なお、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）については後で説明する。
（充電器）
充電器３は、高周波雑音を除去するノイズフィルタ４、電池セルの過充電や温度などを監視する電池監視ＩＣ５、ノイズフィルタ４と電池監視ＩＣ５とを接続する７個の接続端子ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、ＶＤＤ、及び充電電源Ｄを備えている。接続端子ＧＮＤを「接地端子ＧＮＤ」という。接続端子ＶＤＤを「電源端子ＶＤＤ」という。接続端子Ｖ１〜Ｖ５を「中間端子Ｖ１〜Ｖ５」という。
なお、接地端子、電源端子、中間端子を区別する必要がない場合は、接続端子ＧＮＤ、Ｖ１〜Ｖ５及びＶＤＤ等という。また、接続端子ＧＮＤ、Ｖ１〜Ｖ５及びＶＤＤの各電位を、ＶＧＮＤ、Ｖ１〜Ｖ５、ＶＤＤとする。
接地端子ＧＮＤは、電池監視ＩＣ５の接地端子である。電源端子ＶＤＤは、電池監視ＩＣ５の電源端子である。電池パックが充電器に接続された場合には、図示した通り、接地端子ＧＮＤは、電池パック２の最下位端子Ｂ−に接続される。また、電源端子ＶＤＤ及び中間端子Ｖ５は、電池パック２の最上位端子Ｂ＋に接続される。また、中間端子Ｖ１〜Ｖ４は、電池パック２の中間端子Ｃ１〜Ｃ４の各々に接続される。
ノイズフィルタ４は、抵抗とコンデンサとで構成されている。電池監視ＩＣ５は、電池セルを検出するセル検出回路６、及び電池パックのセル数を判定する判定回路１１を備えている。セル検出回路６は、スイッチ素子としてのＰＭＯＳトランジスタ５１、５３を備えると共に、定電流源５２、５４を備えている。以下では、ＰＭＯＳトランジスタを「ＰＭＯＳ」と略称する。
図３は図１に示す電池監視ＩＣ５の拡大図である。図３に示すように、ＰＭＯＳ５１のソースは電源端子ＶＤＤに接続され、ゲートは１番下の中間端子Ｖ１に接続され、ドレインは定電流源５２の一端に接続されている。定電流源５２の他端はＧＮＤに接続されている。
ＰＭＯＳ５３のソースは電源端子ＶＤＤに接続され、ゲートは下から２番目の中間端子Ｖ２に接続され、ドレインは定電流源５４の一端に接続されている。定電流源５４の他端はＧＮＤに接続されている。
セル検出回路６の出力Ｓ１は、ＰＭＯＳ５１のドレインと定電流源５２との接続点の電圧である。セル検出回路６の出力Ｓ２は、ＰＭＯＳ５３のドレインと定電流源５４との接続点の電圧である。
判定回路１１は、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２を、ＨレベルまたはＬレベルに変換する。出力値が予め定めた閾値以上である場合は「Ｈレベル」とし、出力値が予め定めた閾値未満である場合は「Ｌレベル」とする。例えば、ＶＧＮＤとＶＤＤの中間の電位を閾値ＶＳ（０≒ＶＧＮＤ＜ＶＳ＜ＶＤＤ）とすると、出力値ＶＧＮＤは「Ｌレベル」、出力値ＶＤＤは「Ｈレベル」となる。
また、判定回路１１は、後述するセル数判定テーブル（図４参照）を用いて、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２の値に応じた電池パック２のセル数を判定する。
（セル数判定テーブル）
ここで、セル数判定テーブルについて説明する。
図４は第１の実施の形態で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。セル数判定テーブルは、電池パックのセル数と、セル検出回路の複数の出力値の組み合わせとの関係を規定したものである。セル数判定テーブルは、セル数を可変とする範囲に応じて用意される。本実施の形態では、最大セル数は５個であり、セル数は３個〜５個の範囲で可変とされる。
図４に示すセル数判定テーブルは、電池パックのセル数と、出力Ｓ１の値及び出力Ｓ２の値の組み合わせとの関係を規定したものである。図４に示すセル数判定テーブルを参照することで、（出力Ｓ１＝Ｈ、出力Ｓ２＝Ｈ）の場合は５セル、（出力Ｓ１＝Ｌ、出力Ｓ２＝Ｈ）の場合は４セル、（出力Ｓ１＝Ｌ、出力Ｓ２＝Ｌ）の場合は３セルと判定される。
（電池監視ＩＣの動作）
図１及び図５において、電池パック２の最上位電位部の電圧は、最上位端子Ｂ＋に伝達され、ノイズフィルタ４を介して中間端子Ｖ５及び電源端子ＶＤＤに伝達される。また、電池パック２の各電池セルの中間接続点の電圧は、中間端子Ｃ１〜Ｃ４に伝達され、ノイズフィルタ４を介して中間端子Ｖ１〜Ｖ４に伝達される。
接続端子Ｖ１〜Ｖ５及びＶＤＤに伝達される電圧は、ノイズフィルタ４で高周波雑音が除去されるが、ＤＣ電圧としては接続端子Ｃ１〜Ｃ４及びＢ＋に伝達された電圧と同じ電圧となる。
−セル数５個の電池パックの場合−
まず、セル数が５個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図１において、中間端子Ｃ１は、電池セル２１と電池セル２２の中間接続点に接続されている。中間端子Ｃ１の電圧が中間端子Ｖ１に伝達され、ＰＭＯＳ５１のゲートに伝達される。最上位端子Ｂ＋の電圧が電源端子ＶＤＤに伝達され、ＰＭＯＳ５１のソースに伝達される。
ＰＭＯＳ５１のゲート・ソース間電圧は、電池セル２２〜２５の合計電圧（ＶＤＤ−Ｖ１）とほぼ等しくなるので、ＰＭＯＳ５１はオンする。ＰＭＯＳ５１がオンになると、ＰＭＯＳ５１のソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、電池監視ＩＣの電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤにほぼ等しくなる。
同様に、中間端子Ｃ２は、電池セル２２と電池セル２３の中間接続点に接続されている。中間端子Ｃ２の電圧が中間端子Ｖ２に伝達され、ＰＭＯＳ５３のゲートに伝達される。最上位端子Ｂ＋の電圧が電源端子ＶＤＤに伝達され、ＰＭＯＳ５３のソースに伝達される。
ＰＭＯＳ５３のゲート・ソース間電圧は、電池セル２３〜２５の合計電圧（ＶＤＤ−Ｖ２）とほぼ等しくなるので、ＰＭＯＳ５３はオンする。ＰＭＯＳ５３がオンになると、ＰＭＯＳ５３のソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路の出力Ｓ２は、電池監視ＩＣの電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤにほぼ等しくなる。
−セル数３個の電池パックの場合−
次に、セル数が３個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図５において、中間端子Ｃ１は、最上位端子Ｂ＋に接続されている。このため、ＰＭＯＳ５１のゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなる（ＶＤＤ−Ｖ５≒０）ので、ＰＭＯＳ５１はオフする。ＰＭＯＳ５１がオフになると、ＰＭＯＳ５１のソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、定電流源５２によりＶＧＮＤまで引き下げられて、ほぼゼロとなる。
同様に、中間端子Ｃ２は、最上位端子Ｂ＋に接続されている。このため、ＰＭＯＳ５３のゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなる（ＶＤＤ−Ｖ５≒０）ので、ＰＭＯＳ５３はオフする。ＰＭＯＳ５３がオフになると、ＰＭＯＳ５３のソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ２は、定電流源５４によりＶＧＮＤまで引き下げられて、ほぼゼロとなる。
−セル数の判定−
次に、電池パックのセル数が未知の場合に、セル数を判定する動作について説明する。
簡単に言えば、セル検出回路６には、電池セルの個数が変動したときに増減する電池セルに対応するＰＭＯＳが設けられており、各ＰＭＯＳは、対応する電池セルが存在する場合にオンになり、対応する電池セルが存在しない場合にオフになる。
ＰＭＯＳのソースが電源端子ＶＤＤに接続され、ドレインが定電流源を介して接地端子ＧＮＤに接続されている。このため、ＰＭＯＳがオンのとき、ソース・ドレインが導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＤＤ（Ｈレベル）になる。また、ＰＭＯＳがオフのとき、ソース・ドレインが非導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＧＮＤ（Ｌレベル）になる。
セル数が３個〜５個の範囲で可変とされる場合、増減する電池セルは電池セル２１及び電池セル２２の２個である。本実施の形態では、電池セル２１に対応するＰＭＯＳ５１が設けられており、電池セル２２に対応するＰＭＯＳ５３が設けられている。電池セル２１が存在するとＰＭＯＳ５１がオンになり、出力Ｓ１がＨレベルになる。電池セル２２が存在するとＰＭＯＳ５３がオンになり、出力Ｓ２がＨレベルになる。
換言すれば、セル検出回路６の出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＨレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２１及び電池セル２２が存在し、セル数は５個となる。また、出力Ｓ１がＬレベルで且つ出力Ｓ２がＨレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２２が存在し、セル数は４個となる。また、出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＬレベルであると、電池セル２３〜２５だけが存在し、セル数は３個となる。
図６は図１及び図５に示す電池監視ＩＣの動作の一例を示すフローチャートである。
ステップ１０で、中間端子Ｃ１の電圧が中間端子Ｖ１に伝達され、ＰＭＯＳ５１のゲートに伝達される。最上位端子Ｂ＋の電圧が電源端子ＶＤＤに伝達され、ＰＭＯＳ５１のソースに伝達される。
次のステップ１２で、ＰＭＯＳ５１がオンか否かを判定する。中間端子Ｃ１に対応する電池セル２１が存在し、中間端子Ｃ１が電池セル２１と電池セル２２の中間接続点に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５１はオンする。ＰＭＯＳ５１がオンの場合は、次のステップ１４で、セル検出回路６の出力Ｓ１がＨレベルとなる。
次のステップ１６で、中間端子Ｃ２の電圧が中間端子Ｖ２に伝達され、ＰＭＯＳ５３のゲートに伝達される。最上位端子Ｂ＋の電圧が電源端子ＶＤＤに伝達され、ＰＭＯＳ５３のソースに伝達される。
次のステップ１８で、ＰＭＯＳ５３がオンか否かを判定する。中間端子Ｃ２に対応する電池セル２２が存在し、中間端子Ｃ２が電池セル２２と電池セル２３の中間接続点に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５３はオンする。
ＰＭＯＳ５３がオンの場合は、次のステップ２０で、セル検出回路６の出力Ｓ２がＨレベルとなる。出力Ｓ１及び出力Ｓ２は共にＨレベルであるから、次のステップ２２で、図４のセル数判定テーブルを用いて、電池パックのセル数は５個と判定される。
一方、ステップ１８で、中間端子Ｃ２に対応する電池セル２２が存在せず、中間端子Ｃ２が最上位端子Ｂ＋に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５３はオフする。
ＰＭＯＳ５３がオフの場合は、次のステップ２４で、セル検出回路６の出力Ｓ２がＬレベルとなる。出力Ｓ１がＨレベル、出力Ｓ２がＬレベルの組み合わせは、図４に示すセル数判定テーブルには無いので、電池パックのセル数は判定できない。したがって、次のステップ２６では、「異常」と判定される。
ステップ１２において、中間端子Ｃ１に対応する電池セル２１が存在せず、中間端子Ｃ１が最上位端子Ｂ＋に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５１はオフする。
ＰＭＯＳ５１がオフの場合は、次のステップ２８で、セル検出回路６の出力Ｓ１がＬレベルとなる。次のステップ３０で、中間端子Ｃ２の電圧が中間端子Ｖ２に伝達され、ＰＭＯＳ５３のゲートに伝達される。最上位端子Ｂ＋の電圧が電源端子ＶＤＤに伝達され、ＰＭＯＳ５３のソースに伝達される。
次のステップ３２で、ＰＭＯＳ５３がオンか否かを判定する。中間端子Ｃ２に対応する電池セル２２が存在し、中間端子Ｃ２が電池セル２２と電池セル２３の中間接続点に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５３はオンする。
ＰＭＯＳ５３がオンの場合は、次のステップ３４で、セル検出回路６の出力Ｓ２はＨレベルとなる。出力Ｓ１はＬレベル、出力Ｓ２はＨレベルであるから、次のステップ３６で、図４のセル数判定テーブルを用いて、電池パックのセル数は４個と判定される。
一方、ステップ３２で、中間端子Ｃ２に対応する電池セル２２が存在せず、中間端子Ｃ２が最上位端子Ｂ＋に接続されている場合は、ＰＭＯＳ５３はオフする。ＰＭＯＳ５３がオフの場合は、次のステップ３８で、セル検出回路６の出力Ｓ２はＬレベルとなる。出力Ｓ１及び出力Ｓ２は共にＬレベルであるから、次のステップ４０で、図４のセル数判定テーブルを用いて、電池パックのセル数は３個と判定される。
（第１の実施の形態の効果）
従来のセル数判定装置は、各電池セルの中間接続点の電位を測定する電圧測定部、電圧測定部で測定された電位を比較してセルの有無や正常性を判定する電圧比較部、電圧比較部の比較結果に基づいてセル数を判定する判定部を備えていた。
これに対し、第１の実施の形態では、充電器に接続された電池パックが有する電池セルの個数に応じて、セル検出回路のＰＭＯＳ５１、５３がオンオフして、セル検出回路の出力Ｓ１及び出力Ｓ２がＨレベルまたはＬレベルになるので、出力Ｓ１及び出力Ｓ２の動作レベルの組み合わせから、電池パックが有する電池セルの個数を判定することができる。
即ち、上記の電圧測定部や電圧比較部は不要であり、従来のセル数判定装置に比べて簡易な回路構成とすることができ、装置を小規模化することができる、
（判定セル数の変形例）
本実施の形態では、セル数を３個〜５個の範囲で可変とする例について説明した。しかしながら、可変とするセル数の範囲はこの範囲に限定されない。図７は第１の実施の形態の変形例に係る充電器の構成を示すブロック図である。変形例では、セル数が１個〜５個の範囲で可変とされる。この場合、増減する電池セルは、電池セル２１〜２４の４個である。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、セル数が４個、３個の電池パック２について説明したが、セル数が２個、１個の電池パック２も同様に設計することができる。図２（Ｃ
）に示すように、セル数が２個の場合、電池セル２４が最下位セルとなり、下部電極は最下位端子Ｂ−に接続される。余剰の中間端子Ｃ１〜Ｃ３は最上位端子Ｂ＋に接続される。図２（Ｄ）に示すように、セル数が１個の場合、電池セル２５が最下位セルとなり、下部電極は最下位端子Ｂ−に接続される。余剰の中間端子Ｃ１〜Ｃ４は最上位端子Ｂ＋に接続される。
電池監視ＩＣ５のセル検出回路６には、電池セル２１に対応するＰＭＯＳ５１及び定電流源５２、電池セル２２に対応するＰＭＯＳ５３及び定電流源５４、電池セル２３に対応するＰＭＯＳ５５及び定電流源５６、電池セル２４に対応するＰＭＯＳ５７及び定電流源５８が設けられている。
セル検出回路６は、出力Ｓ１及び出力Ｓ２に加え、出力Ｓ３及び出力Ｓ４を有する。セル検出回路６の出力Ｓ３は、ＰＭＯＳ５５のドレインと定電流源５６との接続点の電圧である。セル検出回路６の出力Ｓ４は、ＰＭＯＳ５７のドレインと定電流源５８との接続点の電圧である。電池セル２３が存在するとＰＭＯＳ５５がオンになり、出力Ｓ３がＨレベルになる。電池セル２４が存在するとＰＭＯＳ５７がオンになり、出力Ｓ４がＨレベルになる。
図８は変形例で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。セル検出回路６は、増減する電池セルの個数に応じた出力Ｓ１〜ＳＮ（図示した例では、Ｎ＝４）を有している。判定回路１１は、電池パックのセル数と出力Ｓ１〜ＳＮの各値の組み合わせとの関係を、セル数判定テーブルとして記憶している。
判定回路１１は、セル数判定テーブルを参照して電池パックのセル数を判定する。例えば、セル検出回路６の出力Ｓ１〜出力Ｓ４がすべてＨレベルであると、電池セル２１〜２５が存在し、セル数は５個と判定される。また、出力Ｓ１〜出力Ｓ３がＬレベルであり且つ出力Ｓ４がＨレベルであると、電池セル２４及び電池セル２５だけが存在し、セル数は２個と判定される。
＜第２の実施の形態＞
（充電システム）
図９は本発明の第２の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。充電システムは、第１の実施の形態と同様、電池パック２と、接続された電池パック２のセル数を判定して、判定したセル数に応じた充電制御を行う充電器３とを備えている。図９ではセル数５個の電池パックが充電器３に接続された例を示す。第２の実施の形態では、電池パック２及び充電器３の構成が、第１の実施の形態とは異なる。以下、電池パック２及び充電器３の構成について説明する。
（電池パック）
電池パック２は、第１の実施の形態と同様に、５個の電池セル２１〜２５、及び６個の接続端子（最下位端子Ｂ−、最上位端子Ｂ＋、中間端子Ｃ１〜Ｃ４）を備えている。
第２の実施の形態では、余剰の中間端子を最下位端子Ｂ−に接続する点が、余剰の中間端子を最上位端子Ｂ＋に接続する第１の実施の形態とは相違する。それ以外の構成は、第１の実施の形態の電池パックと同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
図１０はセル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。図１０に示すように、セル数が３個の電池パック２では、電池セル２３が最下位セルとなり、下部電極は最下位端子Ｂ−に接続される。余剰の中間端子Ｃ１、Ｃ２は電池パック２の最下位端子Ｂ−に接続される。
（充電器）
充電器３は、第１の実施の形態と同様に、ノイズフィルタ４、電池監視ＩＣ５、ノイズフィルタ４と電池監視ＩＣ５とを接続する７個の接続端子（接地端子ＧＮＤ、電源端子ＶＤＤ、中間端子Ｖ１〜Ｖ５）、及び充電電源Ｄを備えている。電池監視ＩＣ５は、セル検出回路６及び判定回路１１を備えている。
第２の実施の形態では、電池パック２の構成の相違に対応して、充電器３のセル検出回路６の構成が第１の実施の形態とは相違する。第２の実施の形態に係るセル検出回路６は、スイッチ素子として高電圧用（ＨＶ）のＮＭＯＳトランジスタ６１、６３を備えると共に、定電流源６２、６４を備えている。以下では、ＮＭＯＳトランジスタを「ＮＭＯＳ」と略称する。
図１１は図９に示す電池監視ＩＣ５の拡大図である。図１１に示すように、ＮＭＯＳ６１のソースは接地端子ＧＮＤに接続され、ゲートは１番下の中間端子Ｖ１に接続され、ドレインは定電流源６２の一端に接続されている。定電流源６２の他端は電源端子ＶＤＤに接続されている。
ＮＭＯＳ６３のソースは接地端子ＧＮＤに接続され、ゲートは２番下の中間端子Ｖ２に接続され、ドレインは定電流源６４の一端に接続されている。定電流源６４の他端は電源端子ＶＤＤに接続されている。
セル検出回路６の出力Ｓ１は、ＮＭＯＳ６１のドレインと定電流源６２との接続点の電圧である。セル検出回路６の出力Ｓ２は、ＮＭＯＳ６３のドレインと定電流源６４との接続点の電圧である。
判定回路１１は、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２を、ＨレベルまたはＬレベルに変換する。判定回路１１は、後述するセル数判定テーブル（図１２参照）を用いて、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２の値に応じた電池パック２のセル数を判定する。
（セル数判定テーブル）
図１２は第２の実施の形態で使用するセル数判定テーブルの一例を示す図表である。図１２に示すセル数判定テーブルは、電池パックのセル数と、出力Ｓ１の値及び出力Ｓ２の値の組み合わせとの関係を規定したものである。図示した例では、（出力Ｓ１＝Ｌ、出力Ｓ２＝Ｌ）の場合は５セル、（出力Ｓ１＝Ｈ、出力Ｓ２＝Ｌ）の場合は４セル、（出力Ｓ１＝Ｈ、出力Ｓ２＝Ｈ）の場合は３セルと判定される。
（電池監視ＩＣの動作）
−セル数５個の電池パックの場合−
まず、セル数が５個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図９において、中間端子Ｃ１は、電池セル２１と電池セル２２の中間接続点に接続されている。中間端子Ｃ１の電圧が中間端子Ｖ１に伝達され、ＮＭＯＳ６１のゲートに伝達される。最下位端子Ｂ−の電圧が接地端子ＧＮＤに伝達され、ＮＭＯＳ６１のソースに伝達される。
ＮＭＯＳ６１のゲート・ソース間電圧は、電池セル２１の電圧（Ｖ１）とほぼ等しくなるので、ＮＭＯＳ６１はオンする。ＮＭＯＳ６１がオンになると、ＮＭＯＳ６１のソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、電池監視ＩＣの接地端子ＧＮＤの電圧ＶＧＮＤ≒０にほぼ等しくなる。
同様に、中間端子Ｃ２は、電池セル２２と電池セル２３の中間接続点に接続されている。中間端子Ｃ２の電圧が中間端子Ｖ２に伝達され、ＮＭＯＳ６３のゲートに伝達される。最下位端子Ｂ−の電圧が接地端子ＧＮＤに伝達され、ＮＭＯＳ６３のソースに伝達される。
ＮＭＯＳ６３のゲート・ソース間電圧は、電池セル２１、２２の合計電圧（Ｖ１＋Ｖ２）とほぼ等しくなるので、ＮＭＯＳ６３はオンする。ＮＭＯＳ６３がオンになると、ＮＭＯＳ６３のソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路の出力Ｓ２は、電池監視ＩＣの接地端子ＧＮＤの電圧ＶＧＮＤ≒０にほぼ等しくなる。
−セル数３個の電池パックの場合−
次に、セル数が３個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図１０において、中間端子Ｃ１は、最下位端子Ｂ−に接続されている。このため、ＮＭＯＳ６１のゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなる（Ｖ１≒ＶＧＮＤ≒０）ので、ＮＭＯＳ６１はオフする。ＮＭＯＳ６１がオフになると、ＮＭＯＳ６１のソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、定電流源６２により引き上げられて、ほぼ電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤとなる。
同様に、中間端子Ｃ２は、最下位端子Ｂ−に接続されている。このため、ＮＭＯＳ６３のゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなる（Ｖ２≒ＶＧＮＤ≒０）ので、ＮＭＯＳ６３はオフする。ＮＭＯＳ６３がオフになると、ＮＭＯＳ６３のソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ２は、定電流源６４により引き上げられて、ほぼ電源端子ＶＤＤの電圧ＶＤＤとなる。
−セル数の判定−
次に、電池パックのセル数が未知の場合に、セル数を判定する動作について説明する。
簡単に言えば、電池パックのセル数を判定する電池監視ＩＣのセル検出回路に、電池セルの個数が変動したときに増減する電池セルに対応するＮＭＯＳが設けられており、各ＮＭＯＳは、対応する電池セルが存在する場合にオンになり、対応する電池セルが存在しない場合にオフになる。
ＮＭＯＳのソースが接地端子ＧＮＤに接続され、ドレインが定電流源６２を介して電源端子ＶＤＤに接続されている。このため、ＮＭＯＳがオンのとき、ソース・ドレインが導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＧＮＤ（Ｌレベル）になる。また、ＮＭＯＳがオフのとき、ソース・ドレインが非導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＤＤ（Ｈレベル）になる。
セル数が３個〜５個の範囲で可変とされる場合、増減する電池セルは電池セル２１及び電池セル２２の２個である。本実施の形態では、電池セル２１に対応するＮＭＯＳ６１が設けられており、電池セル２２に対応するＮＭＯＳ６３が設けられている。電池セル２１が存在するとＮＭＯＳ６１がオンになり、出力Ｓ１がＬレベルになる。電池セル２２が存在するとＮＭＯＳ６３がオンになり、出力Ｓ２がＬレベルになる。
換言すれば、セル検出回路６の出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＬレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２１及び電池セル２２が存在し、セル数は５個と判定される。また、出力Ｓ１がＨレベルで且つ出力Ｓ２がＬレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２２が存在し、セル数は４個と判定される。また、出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＨレベルであると、電池セル２３〜２５だけが存在し、セル数は３個と判定される。
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、出力Ｓ１及び出力Ｓ２の動作レベルの組み合わせから、電池パックが有する電池セルの個数を判定することができる。即ち、電圧測定部や電圧比較部は不要であり、従来のセル数判定装置に比べて簡易な回路構成とすることができ、装置を小規模化することができる。
また、第２の実施の形態では、余剰の中間端子を最下位端子Ｂ−に接続するので、余剰の中間端子を最上位端子Ｂ＋に接続する第１の実施の形態に比べると、より単純で自然な回路構成にすることができる。
（電池監視ＩＣの変形例）
図１３は本発明の第２の実施の形態の変形例に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。変形例に係る充電システムは、充電器３の電池監視ＩＣ５内にセルバランス回路８と断線検出回路９とが追加されている点で、図９に示す構成とは相違する。セル検出回路６の構成は、第２の実施の形態と同様である。
なお、第１の実施の形態に係る電池監視ＩＣ５には、セルバランス回路を接続することができない。電池パックが３セルの場合に中間端子Ｖ２が最上位端子Ｂ＋に接続されるので、セルバランススイッチ８３のバックゲートとドレインとの間の寄生ダイオードで電流が流れてしまい、セルバランス機能を実施できないからである。
セルバランス回路８は、各電池セルの電池容量のばらつきを無くす機能を備えた回路である。セルバランス回路８は、セルバランススイッチ８１〜８５で構成されている。
セルバランススイッチ８１〜８４は、ＮＭＯＳで構成されている。ＮＭＯＳ８１のソース及びバックゲートは接地端子ＧＮＤに接続され、ドレインは接続端子Ｖ１に接続されている。ＮＭＯＳ８２〜８４のソース及びバックゲートは接続端子Ｖｎに接続され、ドレインは接続端子Ｖｎ＋１に接続されている。
セルバランススイッチ８５は、ＰＭＯＳで構成されている。ＰＭＯＳ８５のソース及びバックゲートは接続端子Ｖ５に接続され、ドレインは接続端子Ｖ４に接続されている。
電池監視ＩＣ５により各電池セル２１〜２５のセル電圧をモニターし、各セルの電圧が一定値を超えた場合に、対応するセルバランススイッチがオンし、セルの電荷を放電させることで、セルバランス動作が行われる。
例えば、電池セル２３のセル電圧が一定値以上になった場合は、セルバランススイッチ８３がオンすることで電池セル２３の電荷を放電させ、全ての電池セルのセル電圧が均一になるようにする。
断線検出回路９は、電池パック２と充電器３との間の断線を検出する回路である。断線検出回路９は、定電流源９１〜９５で構成されている。定電流源９１〜９５の電流吸い込みノードは、それぞれ接続端子Ｖ１〜Ｖ５に接続されている。
電池パック２と充電器３との間で断線があった場合、対応する接続端子Ｖ１〜Ｖ５の電圧が定電流源９１〜９５により引き下げられる。判定回路１１は、各電池セルの中間接続点の電圧から断線の有無を判定する。
例えば、接続端子Ｃ３が断線した場合は、定電流源９３により接続端子Ｖ３の電圧が引き下げられる。判定回路１１は、接続端子Ｖ２と接続端子Ｖ３との間の電位差から、接続端子Ｃ３における断線の有無を判定する。
＜第３の実施の形態＞
（充電システム）
図１４は本発明の第３の実施の形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。充電システムは、第１及び第２の実施の形態と同様、電池パック２と、接続された電池パック２のセル数を判定して、判定したセル数に応じた充電制御を行う充電器３とを備えている。図１４ではセル数５個の電池パックが充電器３に接続された例を示す。
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様、余剰の中間端子が最下位端子Ｂ−に接続される電池パックを用いる。第３の実施の形態では、充電器３の構成が第１及び第２の実施の形態とは異なる。以下、充電器３の構成について説明する。
（充電器）
充電器３は、第１の実施の形態と同様に、ノイズフィルタ４、電池監視ＩＣ５、ノイズフィルタ４と電池監視ＩＣ５とを接続する７個の接続端子（接地端子ＧＮＤ、電源端子ＶＤＤ、中間端子Ｖ１〜Ｖ５）、及び充電電源Ｄを備えている。電池監視ＩＣ５は、セル検出回路６及び判定回路１１を備えている。
第３の実施の形態では、充電器３のセル検出回路６の構成が、第１及び第２の実施の形態とは相違する。第３の実施の形態に係るセル検出回路６は、スイッチ素子として低電圧用（ＬＶ）のＮＭＯＳ６１Ａ、６３Ａを備えると共に、定電流源６２、６４、耐圧保護用の高電圧用（ＨＶ）のＮＭＯＳ７１、７２、定電流源９１、９２、及びレギュレータ電源ＶＲＥＧを備えている。以下、詳細に説明する。
図１５は図１４に示す電池監視ＩＣ５の拡大図である。図１５に示すように、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１のドレインは接続端子Ｖ１に接続され、ソースは定電流源９１の一端に接続され、ゲートはレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続される。定電流源９１の他端は接地端子ＧＮＤに接続される。
また、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのゲートは、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１のソースと定電流源９１の接続点に接続される。ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのソースは接地端子ＧＮＤに接続され、ドレインは定電流源６２に接続される。定電流源６２の他端はレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続される。
また、ＨＶ−ＮＭＯＳ７２のドレインは接続端子Ｖ２に接続され、ソースは定電流源９２の一端に接続され、ゲートはレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続される。定電流源９２の他端は接地端子ＧＮＤに接続される。
また、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのゲートは、ＨＶ−ＮＭＯＳ７２のソースと定電流源９２の接続点に接続される。ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのソースは接地端子ＧＮＤに接続され、ドレインは定電流源６４に接続される。定電流源６４の他端はレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続される。
レギュレータ電源ＶＲＥＧの電圧ＶＲＥＧは、例えば３Ｖとしてもよい。
セル検出回路６の出力Ｓ１は、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのドレインと定電流源６２との接続点の電圧である。セル検出回路６の出力Ｓ２は、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのドレインと定電流源６４との接続点の電圧である。
判定回路１１は、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２を、ＨレベルまたはＬレベルに変換する。例えば、ＶＧＮＤとＶＲＥＧの中間の電位を閾値ＶＳ（０≒ＶＧＮＤ＜ＶＳ＜ＶＲＥＧ）とすると、出力値ＶＧＮＤは「Ｌレベル」、出力値ＶＲＥＧは「Ｈレベル」となる。
判定回路１１は、前述のセル数判定テーブル（図１２参照）を用いて、セル検出回路６の出力Ｓ１、出力Ｓ２の値に応じた電池パック２のセル数を判定する。
（電池監視ＩＣの動作）
−セル数５個の電池パックの場合−
まず、セル数が５個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図１４において、ゲートにレギュレータ電源ＶＲＥＧが接続されているので、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１はオンしている。ＨＶ−ＮＭＯＳ７１がオンすることで、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのゲート電圧が大きくなり、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａもオンする。ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａがオンになると、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、電池監視ＩＣの接地端子ＧＮＤの電圧ＶＧＮＤ≒０にほぼ等しくなる。
ここで、耐圧保護用のＨＶ−ＮＭＯＳ７１の機能について説明する。ドレインに接続された接続端子Ｖ１の電圧がＶＲＥＧ以上に大きくなる場合でも、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのゲート電圧はＶＲＥＧを超えることは無い。これは、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１のソース電圧がＶＲＥＧを超えると、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１がオフし、定電流源９１で電圧が引き下げられるからである。これにより、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａを、例えば、３Ｖ以下の電圧でオンオフする低電圧のＮＭＯＳとすることができる。
同様に、ゲートにレギュレータ電源ＶＲＥＧが接続されているので、ＨＶ−ＮＭＯＳ７２はオンしている。ＨＶ−ＮＭＯＳ７２がオンすることで、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのゲート電圧が大きくなり、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａもオンする。ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａがオンになると、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのソース・ドレイン間が導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ２は、電池監視ＩＣの接地端子ＧＮＤの電圧ＶＧＮＤ≒０にほぼ等しくなる。
−セル数３個の電池パックの場合−
次に、セル数が３個の電池パックが接続されている場合の動作について説明する。
図１６はセル数３個の電池パックが充電器に接続された例を示すブロック図である。図１６において、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１はオンしており、ＨＶ−ＮＭＯＳ７１のソース・ドレイン間が導通状態となる。中間端子Ｃ１は最下位端子Ｂ−に接続されているので、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなり、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａはオフする。
ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａがオフになると、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａのソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ１は、定電流源６２により引き上げられて、レギュレータ電源ＶＲＥＧの電圧ＶＲＥＧとほぼ等しくなる。
同様に、ＨＶ−ＮＭＯＳ７２はオンしており、ＨＶ−ＮＭＯＳ７２のソース・ドレイン間が導通状態となる。中間端子Ｃ２は最下位端子Ｂ−に接続されているので、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのゲート・ソース間電圧は、ほぼゼロとなり、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａはオフする。
ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａがオフになると、ＬＶ−ＮＭＯＳ６３Ａのソース・ドレイン間が非導通状態となる。これにより、セル検出回路６の出力Ｓ２は、定電流源６４により引き上げられて、レギュレータ電源ＶＲＥＧの電圧ＶＲＥＧとほぼ等しくなる。
−セル数の判定−
次に、電池パックのセル数が未知の場合に、セル数を判定する動作について説明する。
簡単に言えば、電池パックのセル数を判定する電池監視ＩＣのセル検出回路に、電池セルの個数が変動したときに増減する電池セルに対応するＮＭＯＳが設けられており、各ＮＭＯＳは、対応する電池セルが存在する場合にオンになり、対応する電池セルが存在しない場合にオフになる。
ＮＭＯＳのソースが接地端子ＧＮＤに接続され、ドレインが定電流源６２を介してレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続されている。このため、ＮＭＯＳがオンのとき、ソース・ドレインが導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＧＮＤ（Ｌレベル）になる。また、ＮＭＯＳがオフのとき、ソース・ドレインが非導通状態となり、セル検出回路６の出力はＶＲＥＧ（Ｈレベル）になる。
セル数が３個〜５個の範囲で可変とされる場合、増減する電池セルは電池セル２１及び電池セル２２の２個である。本実施の形態では、電池セル２１に対応するＮＭＯＳ６１Ａが設けられており、電池セル２２に対応するＮＭＯＳ６３Ａが設けられている。電池セル２１が存在するとＮＭＯＳ６１Ａがオンになり、出力Ｓ１がＬレベルになる。電池セル２２が存在するとＮＭＯＳ６３Ａがオンになり、出力Ｓ２がＬレベルになる。
換言すれば、セル検出回路６の出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＬレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２１及び電池セル２２が存在し、セル数は５個と判定される。また、出力Ｓ１がＨレベルで且つ出力Ｓ２がＬレベルであると、電池セル２３〜２５の外に電池セル２２が存在し、セル数は４個と判定される。また、出力Ｓ１及び出力Ｓ２が共にＨレベルであると、電池セル２３〜２５だけが存在し、セル数は３個と判定される。
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、第３の実施の形態では、耐圧保護用のＨＶ−ＮＭＯＳ７１、７２を追加し、そのゲート電圧を一定（レギュレータ電源ＶＲＥＧの電圧ＶＲＥＧ）としたので、ＬＶ−ＮＭＯＳ６１Ａ、６３Ａを低電圧用のＮＭＯＳとすることができる。一般に、低電圧用のＮＭＯＳの閾値は高電圧用ＮＭＯＳの閾値より低く、電池セル２１及び電池セル２２の電圧が低くなった場合でも、正しくセル数を検出することができる。また、定電流源６２、６４に低電圧用の素子を用いることができるので、電池監視ＩＣにおける素子占有面積を小さくすることができる。
（電池監視ＩＣの変形例）
図１７は本発明の第３の実施の形態の変形例に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。変形例に係る充電システムは、充電器３の電池監視ＩＣ５内にセルバランス回路８と断線検出回路９とが追加されている点で、図１４に示す構成とは相違する。変形例に係る充電システムでは、セル検出機能、セルバランス機能、及び断線検出機能を全て搭載した電池監視ＩＣを実現できる。
変形例に係る充電システムでは、第３の実施の形態のセル検出回路６の構成が、断線検出回路９とセル検出回路６とに分けられている。断線検出回路９とセル検出回路６とは、一部回路を共用できるので、電池監視ＩＣのチップ面積を小さくすることができる。
断線検出回路９は、耐圧保護用のＨＶ−ＮＭＯＳ７１〜７５、定電流源９１〜９５で構成されている。ＨＶ−ＮＭＯＳ７１〜７５のドレインはそれぞれ中間端子Ｖ１〜Ｖ５に接続され、ソースはそれぞれ定電流源９１〜９５に接続され、ゲートはレギュレータ電源ＶＲＥＧに接続されている。定電流源９１〜９５の電流吸い込みノードは、それぞれＨＶ−ＮＭＯＳ７１〜７５のソースに接続されている。
電池パック２と充電器３との間で断線があった場合、対応する中間端子Ｖ１〜Ｖ５の電圧が定電流源９１〜９５により引き下げられる。判定回路１１は、各電池セルの中間接続点の電圧から断線の有無を判定する。
＜その他の変形例＞
なお、上記実施の形態で説明したセル数判定装置、充電器、電池パック及び充電システムの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。
例えば、本実施の形態では、セル数判定装置を備えた充電器について説明したが、セル数判定装置は、電池パックを接続して使用する他の機器にも適用できる。
また、上述した通り、本実施の形態では、最大セル数が５個の電池パックについて、セル数を３個〜５個の範囲で可変とする例について説明したが、最大セル数及びセル数を可変とする範囲は、この例に限定されない。
例えば、電気自動車の車両に搭載されるリチウムイオン電池は、複数のセルを使用したモジュールを多数含むものであるが、本発明と同様の構成を適用することによりセル数の判定を行うことが可能である。
また、第３の実施の形態のセル検出回路のＬＶ−ＮＭＯＳは、ＮＰＮトランジスタに置き換えてもよい。
また、第１〜第３の実施の形態のセル検出回路の定電流源は、抵抗に置き換えてもよい。
１ 充電システム
２ 電池パック
３ 充電器
４ ノイズフィルタ
５ 電池監視ＩＣ
６ セル検出回路
８ セルバランス回路
９ 断線検出回路
１１ 判定回路
２１〜２５ 電池セル
５１、５３ ＰＭＯＳトランジスタ
５２ 定電流源
５４ 定電流源
５６ 定電流源
５８ 定電流源
６１、６３ ＮＭＯＳトランジスタ
６２ 定電流源
６４ 定電流源
８１〜８５ セルバランススイッチ
９１〜９５ 定電流源
Ｂ＋ 最上位端子
Ｂ− 最下位端子
Ｃ１〜Ｃ４ 中間端子
Ｄ 充電電源
ＧＮＤ 接地端子
Ｖ１〜Ｖ５ 中間端子
ＶＤＤ 電源端子
Ｓ１〜Ｓ７ 出力
ＶＲＥＧ レギュレータ電源

Claims (10)

  1. 複数の電池セルを搭載した電池パックのセル数を判定するセル数判定装置であって、
    前記電池パックにおける増減可能な複数の電池セルに対応して設けられた複数のスイッチ素子であって、電池パックと接続された状態で対応する電池セルが存在する場合に導通状態になり、かつ対応する電池セルが存在しない場合に非導通状態になる、複数のスイッチ素子と、
    前記複数のスイッチ素子の導通状態及び非導通状態の組み合わせに基づいて、接続された電池パックのセル数を判定する判定部と、
    を含むセル数判定装置。
  2. 複数の電池セルを搭載した電池パックのセル数を判定するセル数判定装置であって、
    各々が第１端子部、第２端子部、及び第３端子部を備えた複数のスイッチ素子と、
    前記複数のスイッチ素子各々の第２端子部の電位の組み合わせに基づいて、接続された電池パックのセル数を判定する判定部と、
    を含み、
    前記複数のスイッチ素子の各々は、
    前記第１端子部が前記電池パックの最上位電位を示す最上位電位部に接続され、
    前記第２端子部が前記電池パックの最下位電位を示す最下位電位部に接続され、
    前記第３端子部が前記電池パックに搭載された各電池セル間の接続点の電位を示す複数の中間電位部のいずれかまたは前記最上位電位部に接続され、
    かつ、前記第１端子部と前記第３端子部との間の電圧差に基づいて、前記第１端子部と前記第２端子部との間の導通状態が決定される、
    セル数判定装置。
  3. 前記複数のスイッチ素子の各々は、前記第１端子部としてのソース、前記第２端子部としてのドレイン、及び前記第３端子部としてのゲートを備えたＰＭＯＳトランジスタであり、
    前記第３端子部が前記複数の中間電位部のいずれかに接続されている場合に、スイッチ素子が導通状態となり、前記第２端子部の電位が最上位電位となり、
    前記第３端子部が前記最上位電位部に接続されている場合に、スイッチ素子が非導通状態となり、前記第２端子部の電位が最下位電位となる、
    請求項２に記載のセル数判定装置。
  4. 複数の電池セルを搭載した電池パックのセル数を判定するセル数判定装置であって、
    各々が第１端子部、第２端子部、及び第３端子部を備えた複数のスイッチ素子と、
    前記複数のスイッチ素子各々の第２端子部の電位の組み合わせに基づいて、接続された電池パックのセル数を判定する判定部と、
    を含み、
    前記複数のスイッチ素子の各々は、
    前記第１端子部が前記電池パックの最下位電位を示す最下位電位部に接続され、
    前記第２端子部が前記電池パックの最上位電位を示す最上位電位部または予め定めた電位を示す定電位部に接続され、
    前記第３端子部が前記電池パックに搭載された各電池セル間の接続点の電位を示す複数の中間電位部のいずれかまたは前記最下位電位部に接続され、
    かつ、前記第１端子部と前記第３端子部との間の電圧差に基づいて、前記第１端子部と前記第２端子部との間の導通状態が決定される、
    セル数判定装置。
  5. 前記複数のスイッチ素子の各々は、前記第１端子部としてのソース、前記第２端子部としてのドレイン、及び前記第３端子部としてのゲートを備えたＮＭＯＳトランジスタであり、
    前記第３端子部が前記複数の中間電位部のいずれかに接続されている場合に、スイッチ素子が導通状態となり、前記第２端子部の電位が最下位電位となり、
    前記第３端子部が前記最下位電位部に接続されている場合に、スイッチ素子が非導通状態となり、前記第２端子部の電位が最上位電位または前記所定の電位となる、
    請求項４に記載のセル数判定装置。
  6. 前記複数のスイッチ素子の各々は、
    低電圧用のＮＭＯＳトランジスタであり、
    前記第３端子部が高電圧用のＮＭＯＳトランジスタを介して前記複数の中間電位部のいずれかまたは前記最下位電位部に接続された、
    請求項４または請求項５に記載のセル数判定装置。
  7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のセル数判定装置と、
    前記セル数判定装置により判定されたセル数に応じて、電池パックの各電池セルを充電する充電装置と、
    を備えた充電器。
  8. 複数の電池セルを搭載した電池パックであって、
    前記電池パックの最上位電位部に接続される最上位端子、
    前記電池パックの最下位電位部に接続される最下位端子、
    及び、各々が前記電池パックに搭載された各電池セル間の接続点の電位を示す複数の中間電位部のいずれかまたは前記最上位電位部に接続される複数の中間端子を含む、
    電池パック。
  9. 最大セル数の電池パックの複数の中間電位部の各々に対応する複数の中間端子を備え、
    搭載される電池セルのセル数が最大でない場合に、余剰の中間端子が前記最上位電位部に接続される、
    請求項８に記載の電池パック。
  10. 請求項８または請求項９に記載の電池パックと、
    請求項２または請求項３に記載のセル数判定装置と、
    を備えた充電システム。
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