JP6614332B2 - 電池パックおよび充放電制御方法 - Google Patents

Description

本技術は、電池パックおよび充放電制御方法に関する。より詳しくは、放電特性の異なる複数の二次電池を備える電池パックおよびその電池パックの充放電を制御する充放電制御方法に関する。

電池パックは、電気自動車、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯端末、ビデオカメラ、デジタルカメラなどの動力源として様々な分野で使用されている。この電池パックは、複数の二次電池を直列または並列に接続して構成され、優れた充放電の特性を有することが要求されている。

この要求に対して、高出力電池と高容量電池とを並列接続し、高負荷時は高出力電池から放電し、低負荷時は高容量電池から放電することが提案されている（例えば、特許文献１または２参照）。これにより、小型の電池パックが提供でき、高出力時における発熱が少なくなり、サイクル寿命が向上するとされている。

このような電池パックにおいて、放電初期では、高出力電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が高いため、意図したとおり高負荷時に高出力電池から優先的に放電される。

特開２００６−７９９８７号公報 特開２０１４−１１２４６３号公報

しかしながら、放電末期では、高出力電池の容量が少ないために高出力電池の電池電圧が低くなり、高容量電池から高出力電池に対して充電されるという現象が発生する。このため、高負荷時に高容量電池に大電流が流れてショートに近い状態となり、電池の寿命を縮めてしまうという問題があった。

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、放電の時期に関わらず、高負荷放電と長時間の電力供給を両立することができる電池パックおよび充放電制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本技術の一例である電池パックは、少なくとも放電特性の異なる複数の二次電池と、複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、スイッチの切替えを制御する制御部と、を備える。

また、本技術の一例である充放電制御方法は、放電特性の異なる複数の二次電池と、前記複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、を備える電池パックにおける、前記スイッチを切り替えることによって、電池パックの充放電を制御する。

本技術によれば、高負荷放電と長時間の電力供給を両立することができる電池パックおよび充放電制御方法の提供が可能となる。なお、本技術の効果は、必ずしも上記の効果に限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の一実施形態に係る電池パックの構成を示す模式図である。 本技術の一実施形態に係る電池パックの回路構成を示すブロック図である。 本技術の一実施形態に係る電池パックの充放電制御方法を説明するためのフロー図である。 本技術の他の実施形態に係る電池パックの充放電制御方法を説明するためのフロー図である。 従来の電池パックによる放電試験の結果を示すグラフである。 本技術の一実施形態に係る電池パックによる放電試験の結果を示すグラフである。 本技術の一実施形態に係る電池パックの寿命判定の通知方法を説明するためのフロー図である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．本技術に係る電池パックの構成
２．本技術の一実施形態に係る電池パックの回路構成
３．本技術の一実施形態に係る電池パックの充放電制御方法
４．本技術の一実施形態に係る電池パックの他の充放電制御方法
５．従来の電池パックによる放電試験の結果
６．本技術の一実施形態に係る電池パックによる放電試験の結果
７．本技術の一実施形態に係る電池パックの寿命判定の通知方法

１．本技術に係る電池パックの構成
図１は、本技術の一実施形態に係る電池パックの構成を示す模式図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電池パック１は、複数の高出力二次電池２と、複数の高容量二次電池３と、高出力二次電池２に接続されるスイッチ回路４と、高容量二次電池３に接続されるスイッチ回路５と、スイッチ回路４および５を制御する制御部６と、を備えている。

ここで、「高出力二次電池」とは、充放電特性が異なる他の二次電池よりも相対的に大きな電流で充放電可能な、内部抵抗の低い二次電池をいう。また、「高容量二次電池」とは、充放電特性が異なる他の二次電池よりも相対的に大きなエネルギー容量を有する、内部抵抗の高い二次電池をいう。なお、本実施形態では、「高出力」を第１の放電特性とし、「高容量」を第２の放電特性とする。

本実施形態では、各４個の高出力二次電池２を電気的に直列接続した２列の電池列７を、それぞれ電気的に並列接続して、第１の電池群である高出力電池群８を構成している。同様に、各４個の高容量二次電池３を電気的に直列接続した２列の電池列９を、それぞれ電気的に並列接続して、第２の電池群である高容量電池群１０を構成している。なお、本技術に係る電池パックの電池列内の二次電池の個数および電池列の数は、本実施形態に限られない。

スイッチ回路４は、高出力電池群８の正極側と電池パック１の正極端子１１との間に電気的に直列接続されている。スイッチ回路４は、高出力二次電池２の充放電電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。同様に、スイッチ回路５は、高容量電池群１０の正極側と電池パック１の正極端子１１との間に電気的に直列接続されている。スイッチ回路５は、高容量二次電池３の充放電電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

制御部６の一端は、スイッチ回路４および５と電気的に接続されている。また、制御部６の他端は、高出力電池群８および高容量電池群１０の負極側と電池パック１の負極端子１２との間に電気的に接続されている。制御部６は、スイッチ回路４および５の切替えを制御する。

このように、本実施形態に係る電池パック１は、２種類の異なる充放電特性を持った複数の二次電池２および３を有する電池群８および１０に、それぞれスイッチ回路４および５を接続して、各電池群８および１０が独立して放電可能に組み合わされている。

２．本技術の一実施形態に係る電池パックの回路構成
図２は、本技術の一実施形態に係る電池パックの回路構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、本実施形態に係る電池パック２０は、第１の電池群である高出力電池群２１と、第２の電池群である高容量電池群２２と、高出力電池群２１に電気的に直列接続されるスイッチ回路２３と、高容量電池群２２に電気的に直列接続されるスイッチ回路２４と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro-processing unit）２５と、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ：Analog Front End）２６ａおよび２６ｂと、電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂと、正極端子２８と、負極端子２９と、を備えている。ＭＰＵ２５とＡＦＥ２６ａおよび２６ｂとで電池パック２０の制御部を構成している。

高出力電池群２１および高容量電池群２２は、リチウムイオン二次電池等の二次電池であり、複数の電池２を直列および／または並列接続した電池群である。本実施形態では、２個の二次電池２および３が直列に接続された場合について説明する。なお、本技術の二次電池は２個に限らず、１個であっても３個以上であってもよい。

スイッチ回路２３は、高出力電池群２１の正極側と電池パック２０の正極端子２８との間に電気的に直列接続されている。スイッチ回路２３は、高出力電池群２１の充放電電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。また、スイッチ回路２３は、充電制御ＦＥＴ２３ａ、放電制御ＦＥＴ２３ｂ、寄生ダイオード３３ａおよび３３ｂを備え、ＡＦＥ（ＡＦＥ１）２６ａを介してＭＰＵ２５によって制御される。充電制御ＦＥＴ２３ａおよび放電制御ＦＥＴ２３ｂは、負荷電流が所定の閾値以下となった場合にＯＦＦとなり、高出力電池群２１の電流経路に充電電流および放電電流が流れないように、ＭＰＵ２５によって制御される。なお、充電制御ＦＥＴ２３ａおよび放電制御ＦＥＴ２３ｂのＯＦＦ後は、寄生ダイオード３３ａまたは３３ｂを介することによって放電または充電が可能となる。

同様に、スイッチ回路２４は、高容量電池群２２の正極側と電池パック２０の正極端子２８との間に電気的に直列接続されている。スイッチ回路２４は、高容量電池群２２の充放電電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。また、スイッチ回路２４は、充電制御ＦＥＴ２４ａ、放電制御ＦＥＴ２４ｂ、寄生ダイオード３４ａおよび３４ｂを備え、ＡＦＥ（ＡＦＥ２）２６ｂを介してＭＰＵ２５によって制御される。充電制御ＦＥＴ２４ａおよび放電制御ＦＥＴ２４ｂは、負荷電流が所定の閾値より大きい場合にＯＦＦとなり、高容量電池群２２の電流経路に充電電流および放電電流が流れないように、ＭＰＵ２５によって制御される。なお、充電制御ＦＥＴ２４ａおよび放電制御ＦＥＴ２４ｂのＯＦＦ後は、寄生ダイオード３４ａまたは３４ｂを介することによって放電または充電が可能となる。

ＭＰＵ２５の一端は、ＡＦＥ２６ａを介してスイッチ回路２３と電気的に接続され、ＡＦＥ２６ｂを介してスイッチ回路２４と電気的に接続されている。また、ＭＰＵ２５の他端は、高出力電池群２１および高容量電池群２２の負極側と電池パック２０の負極端子２９との間に電気的に接続されている。ＭＰＵ２５は、放電負荷の大きさに基づいてスイッチ回路２３および２４を制御する。すなわち、電池パック２０の回路内を流れる充電電流または放電電流と所定の閾値との大きさを比較して、スイッチ回路２３および２４のＯＮ／ＯＦＦの切替指令信号を生成する。スイッチ回路２３は、ＡＦＥ２６ａを介してＭＰＵ２５からの指令信号に応じてＯＮ／ＯＦＦの切替えを行い、スイッチ回路２４は、ＡＦＥ２６ｂを介してＭＰＵ２５からの指令信号に応じてＯＮ／ＯＦＦの切替えを行う。ここで、所定の閾値は、例えば、２Ａの低負荷電流と１０Ａの高負荷電流が回路に流れる場合は、これらの平均値を取って６Ａに設定するとよい。また、例えば、１Ａの低負荷電流と３０Ａの高負荷電流が回路に流れる場合は、所定の閾値を１５Ａに設定するなど、電池パック２０に接続する機器の放電電流の特性に応じて閾値を設定することが望ましい。

ＭＰＵ２５は、通信端子３０および通信端子３１を備え、電池パック２０が外部の電子機器等の負荷と接続された際に、その負荷に設けられた通信端子と接続することにより、外部の電子機器等との通信を行うことができるようにしてもよい。また、ＭＰＵ２５は、電池パック２０内のうち、高出力二次電池２の内部抵抗値が高容量二次電池３の内部抵抗値よりも大きいことを通知する通知部の役割も果たす。なお、ＭＰＵ２５は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に予め格納されたプログラムに従い、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）をワークメモリとして各部を制御する。

ＡＦＥ２６ａおよび２６ｂは、スイッチ回路２３および２４とＭＰＵ２５とを結ぶアナログ回路であり、二次電池２および３の電圧および電流の向きおよび大きさを所定時間毎に測定する。

電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂは、例えば、シャント抵抗であり、電池パック２０内の回路の電流を測定するため、回路に直列に挿入し、内部にあるＡＤ変換器で電流／電圧変換を行う。本実施形態において、電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂは、それぞれ高出力電池群２１および高容量電池群２２の負極側に直列接続されている。電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂに電流が流れるとオームの法則により電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂの両端に電圧差が発生する。その電圧差を電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂ内のＡＤ変換器で測定することにより、電流値を測定する。電流測定抵抗２７ａおよび２７ｂは、電流値を積算することで、単位時間当たりの充放電容量が判り、ＳＯＣを算出することができる。

電池パック２０の正極端子２８および負極端子２９は、それぞれ外部の電子機器等の負荷や充電器の正極端子および負極端子に接続されて、高出力電池群２１および高容量電池群２２の充放電が行われる。正極端子２８および負極端子２９は、例えば、コネクタ等に接続された形態であってもよい。

図２に示すように、電池パック２０は、各電池群２１および２２に対して充放電を制御するスイッチ回路２３および２４を接続することにより、各電池群２１および２２から独立して放電可能な回路構成となっている。

さらに、高出力電池群２１は、高容量電池群２２よりも電池パック２０の正極端子２８および負極端子２９に近接して配置されている。これにより、配線によるインピーダンス上昇を抑えることができ、高負荷時の電圧低下を抑制することができる。この際、高容量電池群２２側の配線長は長くなるが、高容量電池群２２側の負荷は制御により低く抑えられるため、インピーダンス上昇による電圧低下は問題とならない。

スイッチ回路２３および２４により放電電流を制御する場合は、放電負荷の条件によりＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。例えば、所定の閾値を超えた高負荷電流が電池パック２０の回路内に流れた場合は、スイッチ回路２３をＯＮし、スイッチ回路２４をＯＦＦすることで、高出力電池群２１のみから放電を行う。一方、低負荷電流が電池パック２０の回路内に流れた場合は、スイッチ回路２３をＯＦＦし、スイッチ回路２４をＯＮすることで、高容量電池群２２のみから放電を行う。

また、スイッチ回路２３および２４により充電電流を制御する場合は、充電開始時の高出力二次電池２と高容量二次電池３の電池容量（ＳＯＣ）が異なることが想定されるため、電池電圧の高い電池群のスイッチ回路をＯＦＦして充電を停止し、充電により電池電圧の低い電池群の電圧が上昇し、各電池群の電圧が揃った時点で電池電圧が高かった電池群のスイッチ回路をＯＮすることで、容量バランスを取ることができる。

ここで、容量バランスが取れていない状態で、放電するために放電特性の異なる電池を並列接続すると、容量が多く電圧が高い電池から容量が少なく電圧が低い電池へ充電電流が流れる。この状態で放電を行うと、電圧の高い電池からは、電圧の低い電池への充電電流と機器への放電電流の両方の放電電流が流れることになり、過大な電流が流れることになる。

しかし、本実施形態の電池パック２０では、上述のように容量バランスを取ることができるため、各電池群２１および２２から同時に放電することが可能となる。

本実施形態の各電池群２１および２２は、独立して放電が可能な構成のため、高出力電池群２１のＳＯＣが減ってきた場合には、切り替える電流の閾値を上げることで、高出力電池群２１からの放電を抑制し、高容量電池群２２からの放電を優先することで、放電末期まで高出力電池群２１の容量を維持することが可能となる。

３．本技術の一実施形態に係る電池パックの充放電制御方法
図３は、本技術の一実施形態に係る電池パックの充放電制御方法を説明するためのフロー図である。以下、各手順について説明する。

放電中における電池パック２０の放電制御を行う処理の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理は、ＭＰＵ２５の制御の下で行われるものとする。電池パック２０が例えば外部の負荷と接続され、電池パック２０からの放電が開始されることにより一連の処理が開始される。

まず、ステップＳ３０１において、ＭＰＵ２５は、高容量電池２２の電池容量が高出力電池２１の電池容量よりも大きいか否かを判定する。

ＹＥＳと判定された場合、すなわち高容量電池の電池容量が高出力電池の電池容量よりも大きい場合は、ステップＳ３０２に進み、ＭＰＵ２５は、切替電流の閾値を上昇させる。

一方、ＮＯと判定された場合、すなわち高容量電池の電池容量が高出力電池の電池容量以下の場合は、ステップＳ３０３に進み、ＭＰＵ２５は、切替電流の閾値を低下させる。

次に、ステップＳ３０４において、ＭＰＵ２５は、ステップＳ３０２またはステップＳ３０３において切替電流の閾値を上昇または低下させた後に、放電電流が切替電流閾値よりも大きいか否かを判定する。

ＹＥＳと判定された場合、すなわち放電電流が切替電流閾値よりも大きい場合は、ステップＳ３０５に進み、ＭＰＵ２５は、高容量電池の充放電ＦＥＴをOffにする。さらに、ステップＳ３０６において、ＭＰＵ２５は、高出力電池の充放電ＦＥＴをOnにする。

一方、ＮＯと判定された場合、すなわち放電電流が切替電流閾値以下の場合は、ステップＳ３０７において、ＭＰＵ２５は、高容量電池の充放電ＦＥＴをOnにする。さらに、ステップＳ３０８において、ＭＰＵ２５は、高出力電池の充放電ＦＥＴをOffにする。

ステップＳ３０７またはステップＳ３０８において、高容量電池の充放電ＦＥＴがOnまたはOffにされると、図３に示した電池パックにおける充放電ＦＥＴの切替処理を終了する。

以上の方法により、本実施形態の電池パック２０は、独立して放電が可能な構成のため、高出力電池群２１のＳＯＣが減ってきた場合には、切り替える電流の閾値を上げることで、高出力電池群２１からの放電を抑制し、高容量電池群２２からの放電を優先することで、放電末期まで高出力電池群２１の容量を維持することが可能となる。

４．本技術の一実施形態に係る電池パックの他の充放電制御方法
図４は、本技術の一実施形態に係る電池パックの他の充放電制御方法を説明するためのフロー図である。具体的には、充放電スイッチを、充電側ＦＥＴと放電側ＦＥＴとに分離した場合の充放電制御を説明するためのフロー図である。以下、各手順について説明する。

まず、ステップＳ４０１において、ＭＰＵ２５は、負荷電流が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。

ＹＥＳと判定された場合、すなわち負荷電流が所定の閾値よりも大きい高負荷電流の場合は、ステップＳ４０２に進み、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ２の充電側ＦＥＴをOffにする。充放電スイッチ２の充電側ＦＥＴをOffにすると、ステップＳ４０３において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ１の放電側ＦＥＴをOnにする。

次に、ステップＳ４０４において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ２の放電側ＦＥＴをOffにする。充放電スイッチ２の放電側ＦＥＴをOffにすると、ステップＳ４０５において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ１の充電側ＦＥＴをOnにする。

一方、ＮＯと判定された場合、すなわち負荷電流が所定の閾値以下の低負荷電流の場合は、ステップＳ４０６において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ１の充電側ＦＥＴをOffにする。充放電スイッチ１の充電側ＦＥＴをOffにすると、ステップＳ４０７において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ２の放電側ＦＥＴをOnにする。

次に、ステップＳ４０８において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ１の放電側ＦＥＴをOffにする。充放電スイッチ１の放電側ＦＥＴをOffにすると、ステップＳ４０９において、ＭＰＵ２５は、充放電スイッチ２の充電側ＦＥＴをOnにする。

そして、充放電スイッチ１または２の充電側ＦＥＴがOnにされると、図４に示した電池パックにおける充放電ＦＥＴの切替処理を終了する。

この順序でＦＥＴをコントロールすると、切替時に充電ＦＥＴの寄生ダイオードを介して放電させることが出来るので、放電を停止させることなく、また不要な充電電流が流れることが無く切替する事ができる。

５．従来の電池パックによる放電試験の結果
図５は、従来の電池パックによるパルス放電試験の結果を示すグラフである。

図５において、太実線Ｐ１は高出力電池２の電圧を示し、一点破線Ｐ２は高出力電池２に流れる放電電流を示す。同様に、点線Ｃ１は高容量電池３の電圧を示し、細実線Ｃ２は高容量電池３に流れる放電電流を示す。なお、従来の電池パックは高出力電池２と高容量電池３とがスイッチ回路を介さずに並列接続されているため、図５において太実線Ｐ１と点線Ｃ１とは、同じ波形となっている。

高出力電池２および高容量電池３に高負荷と低負荷のパルス放電をかけた場合、電圧値および電流値は図５に示すようなパルス状の波形となる。なお、電圧値の波形である点線Ｃ１および太実線Ｐ１では、上限値が低負荷の場合で下限値が高負荷の場合を表している。一方、電流値の波形である細実線Ｃ２および一点破線Ｐ２では、上限値が高負荷の場合で下限値が低負荷の場合を表している。

このような電池パックにおいて、放電初期では、高出力電池２のＳＯＣが高いため、意図したとおり高負荷時に高出力電池２から優先的に放電される。しかしながら、放電末期では、高出力電池２の容量が少ないことから、高出力電池２の電池電圧が低くなり、高容量電池３から高出力電池２に対して充電電流が流れるという現象が発生する。このため、高負荷時に高容量電池３に大電流が流れてショートに近い状態となり、長時間の電力供給ができなくなってしまうことになる。

６．本技術の一実施形態に係る電池パックによる放電試験の結果
図６は、本技術の一実施形態に係る電池パックによるパルス放電試験の結果を示すグラフである。

図６において、太実線Ｐ１は高出力電池２の電圧を示し、一点破線Ｐ２は高出力電池２に流れる放電電流を示す。同様に、点線Ｃ１は高容量電池３の電圧を示し、細実線Ｃ２は高容量電池３に流れる放電電流を示す。

高出力電池２および高容量電池３に高負荷と低負荷のパルス放電をかけた場合、電圧値および電流値は図６に示すように、上限値と下限値との間の振幅が交互のパルス状の波形となる。なお、電圧値の波形である点線Ｃ１および太実線Ｐ１では、上限値が低負荷の場合で下限値が高負荷の場合を表している。一方、電流値の波形である細実線Ｃ２および一点破線Ｐ２では、上限値が高負荷の場合で下限値が低負荷の場合を表している。本技術に係る電池パック２０は、高出力電池２と高容量電池３とがスイッチ回路２３および２４を介して並列接続され、スイッチ回路２３および２４の開閉によって高出力電池２および高容量電池３の電圧が制御されている。これにより、図６において点線Ｃ１の振幅は、太実線Ｐ１の振幅よりも大きい波形となっている。

このような電池パック２０においては、スイッチ回路２３および２４のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、高負荷の場合は高出力電池２のみから放電し、低負荷の場合は高容量電池３のみから放電している。これにより、放電末期であっても、高負荷放電が可能となるとともに、高出力電池２および高容量電池３に安定した放電電流が流れて長時間の電力供給が可能となる。

７．本技術の一実施形態に係る電池パックの寿命判定の通知方法
図７は、本技術の一実施形態に係る電池パックの寿命判定の通知方法を説明するためのフロー図である。

高出力二次電池２の内部抵抗値が充放電サイクルにより劣化し、高容量二次電池３の内部抵抗値よりも大きくなった場合、放電電流値によって放電する電池群を切り替えるメリットがなくなるため、ＭＰＵ２５は、電池の寿命として機器に通知することができる。なお、二次電池の内部抵抗値は、放置中の開回路電圧（ＯＣＶ：ＯｐｅｎＣｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）および放電中の閉回路電圧（ＣＣＶ：ＣｌｏｓｅｄＣｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の差と、放電電流値とから下記の（式１）で求められる。ここで、「開回路電圧」とは、電池に電流を流さない状態での電池両端子間の電圧をいう。また、「閉回路電圧」とは、電池を負荷に接続して電流を流している状態での電池両端子間の電圧をいう。

内部抵抗値＝（ＯＣＶ−ＣＣＶ）／放電電流値 ・・・（式１）

本実施形態に係る電池パック２０内の電池の寿命判定の通知方法を以下に説明する。

まず、ステップＳ７０１において、ＭＰＵ２５は、各電池群２１および２２の開回路電圧（ＯＣＶ）を測定する。

次に、ステップＳ７０２において、ＭＰＵ２５は、各電池群２１および２２の閉回路電圧（ＣＣＶ）を測定する。

次に、ステップＳ７０３において、ＭＰＵ２５は、ステップＳ７０１およびステップＳ７０２で測定したＯＣＶ、ＣＣＶおよび放電電流値から、各電池群２１および２２の内部抵抗値を算出し、測定する。

次に、ステップＳ７０４において、ＭＰＵ２５は、高出力電池群２１の内部抵抗が高容量電池群２２の内部抵抗よりも大きいか否かを判定する。

ＹＥＳと判定された場合、すなわち高出力電池群２１の内部抵抗が高容量電池群２２の内部抵抗よりも大きい場合は、ステップＳ７０５において、通知部となるＭＰＵ２５は、電子機器等へ寿命を通知し、図７に示した電池パックにおける寿命判定の通知処理を終了する。

一方、ＮＯと判定された場合、すなわち高出力電池群２１の内部抵抗が高容量電池群２２の内部抵抗以下の場合は、そのまま図７に示した電池パックにおける寿命判定の通知処理を終了する。

以上の処理により、寿命となった電池があるか否かを接続した機器に通知することができるため、電池の交換時期を知ることができる。

なお、本技術の実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上述した複数の実施形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。

また、本技術に係る電池パックおよび充放電制御方法は、以下のような構成を取ることができる。
（１）少なくとも放電特性の異なる複数の二次電池と、前記複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、前記スイッチの切替えを制御する制御部と、を備える電池パック。
（２）第１の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第１の電池群と、第２の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第２の電池群と、が並列接続され、前記スイッチが各電池群に直列接続された、上記（１）に記載の電池パック。
（３）前記制御部は、負荷の大きさに基づいて充電電流および／または放電電流を制御する、上記（１）に記載の電池パック。
（４）前記制御部は、放電電流と閾値とを比較した結果により前記スイッチを切り替える、上記（１）に記載の電池パック。
（５）前記制御部は、前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量二次電池の充電率（ＳＯＣ）が少なくとも内部抵抗の最も低い高出力二次電池のＳＯＣよりも高い場合に前記閾値を上昇させ、前記高容量二次電池のＳＯＣが前記高出力二次電池のＳＯＣ以下の場合に前記閾値を下降させる、上記（４）に記載の電池パック。
（６）前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池は、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池よりも前記負荷に接続される端子に近接する、上記（１）に記載の電池パック。
（７）前記複数の二次電池には、それぞれ電流測定抵抗が接続されている、上記（１）に記載の電池パック。
（８）前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池の内部抵抗値が少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池の内部抵抗値よりも大きいことを通知する通知部をさらに備える、上記（１）に記載の電池パック。
（９）前記スイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、充電の切替え用と放電の切替え用とに分離している、上記（１）に記載の電池パック。
（１０）放電特性の異なる複数の二次電池と、前記複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、を備える電池パックにおける、前記スイッチを切り替えることによって、電池パックの充放電を制御する充放電制御方法。
（１１）第１の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第１の電池群と、第２の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第２の電池群と、が並列接続され、前記スイッチが各電池群に直列接続された、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１２）前記制御部は、負荷の大きさに基づいて充電電流および／または放電電流を制御する、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１３）前記制御部は、放電電流と閾値とを比較した結果により前記スイッチを切り替える、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１４）前記制御部は、前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量二次電池の充電率（ＳＯＣ）が少なくとも内部抵抗の最も低い高出力二次電池のＳＯＣよりも高い場合に前記閾値を上昇させ、前記高容量二次電池のＳＯＣが前記高出力二次電池のＳＯＣ以下の場合に前記閾値を下降させる、上記（１３）に記載の充放電制御方法。
（１５）前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池は、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池よりも前記負荷に接続される端子に近接する、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１６）前記複数の二次電池には、それぞれ電流測定抵抗が接続されている、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１７）前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池の内部抵抗値が少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池の内部抵抗値よりも大きいことを通知する通知部をさらに備える、上記（１０）に記載の充放電制御方法。
（１８）前記スイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、充電の切替え用と放電の切替え用とに分離している、上記（１０）に記載の充放電制御方法。

１、２０ 電池パック
２ 高出力二次電池
３ 高容量二次電池
４、５、２３、２４ スイッチ回路
６ 制御部
７、９ 電池列
８、２１ 高出力電池群
１０、２２ 高容量電池群
１１、２８ 正極端子
１２、２９ 負極端子
２３ａ、２４ａ 充電制御ＦＥＴ
２３ｂ、２４ｂ 放電制御ＦＥＴ
２５ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
２６ａ、２６ｂ アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）
２７ａ、２７ｂ 電流測定抵抗
３０、３１ 通信端子
３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ 寄生ダイオード

Claims (14)

1. 少なくとも放電特性の異なる複数の二次電池と、
   前記複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、
   前記スイッチの切替えを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、放電電流と閾値とを比較した結果により前記スイッチを切り替え、
   前記制御部は、前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量二次電池の充電率（ＳＯＣ）が少なくとも内部抵抗の最も低い高出力二次電池のＳＯＣよりも高い場合に前記閾値を上昇させ、前記高容量二次電池のＳＯＣが前記高出力二次電池のＳＯＣ以下の場合に前記閾値を下降させる、電池パック。
2. 第１の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第１の電池群と、第２の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第２の電池群と、が並列接続され、前記スイッチが各電池群に直列接続された、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記制御部は、負荷の大きさに基づいて充電電流および／または放電電流を制御する、請求項１に記載の電池パック。
4. 前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池は、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池よりも前記負荷に接続される端子に近接する、請求項１に記載の電池パック。
5. 前記複数の二次電池には、それぞれ電流測定抵抗が接続されている、請求項１に記載の電池パック。
6. 前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池の内部抵抗値が少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池の内部抵抗値よりも大きいことを通知する通知部をさらに備える、請求項１に記載の電池パック。
7. 前記スイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、充電の切替え用と放電の切替え用とに分離している、請求項１に記載の電池パック。
8. 放電特性の異なる複数の二次電池と、前記複数の二次電池のうち、負荷と接続する任意の二次電池を切り替える少なくとも一つのスイッチと、前記スイッチの切替えを制御する制御部と、を備える電池パックにおける、前記スイッチを切り替えることによって、電池パックの充放電を制御し、
   前記制御部は、放電電流と閾値とを比較した結果により前記スイッチを切り替え、
   前記制御部は、前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量二次電池の充電率（ＳＯＣ）が少なくとも内部抵抗の最も低い高出力二次電池のＳＯＣよりも高い場合に前記閾値を上昇させ、前記高容量二次電池のＳＯＣが前記高出力二次電池のＳＯＣ以下の場合に前記閾値を下降させる、充放電制御方法。
9. 第１の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第１の電池群と、第２の放電特性を有する１または複数の電池が直列または並列接続された第２の電池群と、が並列接続され、前記スイッチが各電池群に直列接続された、請求項８に記載の充放電制御方法。
10. 前記制御部は、負荷の大きさに基づいて充電電流および／または放電電流を制御する、請求項８に記載の充放電制御方法。
11. 前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池は、少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池よりも前記負荷に接続される端子に近接する、請求項８に記載の充放電制御方法。
12. 前記複数の二次電池には、それぞれ電流測定抵抗が接続されている、請求項８に記載の充放電制御方法。
13. 前記複数の二次電池のうち、少なくとも内部抵抗の最も低い高出力の二次電池の内部抵抗値が少なくとも内部抵抗の最も高い高容量の二次電池の内部抵抗値よりも大きいことを通知する通知部をさらに備える、請求項８に記載の充放電制御方法。
14. 前記スイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、充電の切替え用と放電の切替え用とに分離している、請求項８に記載の充放電制御方法。