JP5373446B2 - 保護回路、及び電池パック - Google Patents
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Description
さらに、端子電圧検出部によって接続端子の電圧が検出され、電池電圧検出部によって二次電池の端子電圧が検出され、スイッチ電圧値算出部によって、端子電圧検出部により検出された接続端子の電圧と電池電圧検出部によって検出された二次電池の端子電圧との差が、スイッチ電圧値として算出される。電池電圧検出部は、二次電池の過充電や過放電を監視する用途に利用可能であり、二次電池の充放電を管理するために、通常備えられている。また、端子電圧検出部は、外部回路の出力電圧を検出するために利用可能である。ここで、もし仮に、電池電圧検出部の他に、スイッチング部の両端電圧を直接検出する電圧検出回路を設けた場合には、外部回路の出力電圧を検出することは出来ない。従って、スイッチング電圧検出部を、端子電圧検出部と、電池電圧検出部と、スイッチ電圧値算出部とを用いて構成する方が、得られる情報が増加する点で好適である。
さらに、充電検出部によって、二次電池に充電電流が流れ始めたこと、すなわち二次電池の充電が開始されたことが検出される。このとき、接続端子に充電電圧を印加する外部回路が故障するなど何らかの異常が生じていると、過電圧が印加されて二次電池が劣化するおそれがある。そして、出力電圧値取得部によって、スイッチング部をオフさせて二次電池の影響を排除した状態で、端子電圧検出部によって検出された接続端子の電圧値が外部回路の出力電圧値として取得されるので、外部回路が出力しようとしている電圧値を精度よく出力電圧値として取得することができる。また、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、予め設定された判定電圧に満たない場合、すなわち二次電池を充電しても過度の電圧で充電されることがない場合、スイッチング部をオンさせて二次電池を充電する。また、電池保護部は、出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、当該判定電圧を超える場合、すなわち二次電池が過度の電圧で充電されるおそれがある場合、スイッチング部をオフさせた状態を維持することにより、二次電池に過度の電圧が印加されるおそれを低減することができる。
2 電池パック
3 外部回路
4 保護回路
11,12,13,31、32、33 接続端子
14 組電池
34 負荷回路
35 充電部
36,203 通信部
37,201 制御部
141,142,143 二次電池
202 電流検出抵抗
211 スイッチ電圧値算出部
212 スイッチ損失算出部
213 スイッチ保護部
214 充電検出部
215 出力電圧値取得部
216 電池保護部
217 端子電圧検出部
218 電池電圧検出部
219 電流検出部
Ic 充放電電流値
Psw 電力損失
Q1 放電用スイッチング素子
Q2 充電用スイッチング素子
SW スイッチング部
Vb 電池電圧
Vout 出力電圧値
Vsw スイッチ電圧値
Vt 端子電圧
Vth 判定電圧
Wth 損失閾値
Claims (6)
- 外部回路と接続されて、当該外部回路との間で二次電池の充放電電流を入出力するための接続端子と、
前記接続端子と前記二次電池との間の電流経路を開閉するスイッチング部と、
前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチング部の両端間の電圧であるスイッチ電圧値を検出するスイッチング電圧検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流の電流値と前記スイッチング電圧検出部によって検出されたスイッチ電圧値とを乗じることにより、前記スイッチング部における電力損失を算出するスイッチ損失算出部と、
前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が、予め設定された損失閾値を超えた場合、前記スイッチング部に流れる電流を制限するスイッチ保護部と
を備え、
前記スイッチング電圧検出部は、
前記接続端子の電圧を検出する端子電圧検出部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出部と、
前記端子電圧検出部により検出された接続端子の電圧と前記電池電圧検出部によって検出された二次電池の端子電圧との差を、前記スイッチ電圧値として算出するスイッチ電圧値算出部とを含み、
前記二次電池に充電電流が流れ始めたことを検出する充電検出部と、
前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記スイッチング部をオフさせた状態において前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得する出力電圧値取得部と、
前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、予め設定された判定電圧に満たない場合前記スイッチング部をオンさせ、当該判定電圧を超える場合前記スイッチング部をオフさせた状態を維持する電池保護部とをさらに備えること
を特徴とする保護回路。 - 前記スイッチング部は、
前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、
前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、
前記スイッチ保護部は、
前記二次電池が充電されている期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記充電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより充電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該充電用スイッチング素子をオンし、
前記二次電池が放電している期間中に前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記放電用スイッチング素子をオフすることにより、前記スイッチング部に流れる電流を制限し、当該電力損失が前記損失閾値を超えたことにより放電用スイッチング素子をオフしている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の充電方向となったとき、当該放電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項1記載の保護回路。 - 前記スイッチ保護部は、
前記スイッチ損失算出部によって算出された電力損失が前記損失閾値を超えた場合、前記接続端子に接続された外部回路へ、入出力電流を減少させる指示を送信することにより、当該外部回路によって、前記スイッチング部に流れる電流を制限させること
を特徴とする請求項1記載の保護回路。 - 前記スイッチング部は、
前記二次電池の充電方向の電流のみを遮断する充電用スイッチング素子と、
前記充電用スイッチング素子と直列接続され、前記二次電池の放電方向の電流のみを遮断する放電用スイッチング素子とを含み、
前記出力電圧値取得部は、
前記充電検出部によって前記二次電池に充電電流が流れ始めたことが検出された場合、前記充電用スイッチング素子及び前記放電用スイッチング素子をオフさせることにより前記スイッチング部をオフさせた状態において、前記端子電圧検出部によって検出された前記接続端子の電圧値を、前記外部回路の出力電圧値として取得し、
前記電池保護部は、
前記出力電圧値取得部によって取得された出力電圧値が、前記判定電圧に満たない場合前記充電用スイッチング部及び前記放電用スイッチング素子をオンさせる一方、当該判定電圧を超える場合前記充電用スイッチング部をオフ、前記放電用スイッチング素子をオンさせる充電禁止状態にすること
を特徴とする請求項1記載の保護回路。 - 前記電池保護部は、
前記充電禁止状態にされている期間中に、前記電流検出部によって検出される電流が前記二次電池の放電方向となったとき、当該充電用スイッチング素子をオンすること
を特徴とする請求項4記載の保護回路。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の保護回路と、
前記二次電池と
を備えることを特徴とする電池パック。
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