JPWO2011004550A1 - サイクル数計数回路、電池パック、及び電池システム - Google Patents

Abstract

二次電池に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値の積算値を、積算電気量として算出する電流積算部と、前記二次電池のサイクル寿命の１サイクルに対応するサイクル電気量を、逐次設定するサイクル電気量設定部と、前記サイクル寿命のサイクル数を計数するサイクル計数部とを備え、前記サイクル計数部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、前記サイクル電気量設定部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から所定の減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定するサイクル数計数回路。

Description

本発明は、二次電池の充放電サイクル数を計数するサイクル数計数回路、及びこれを備えた、電池パックと電池システムとに関する。

二次電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、鉛蓄電池等、二次電池の種類にかかわらず、充放電を繰り返す充放電サイクルに伴い劣化する。そのため、二次電池を放電終止状態（ＳＯＣ（State Of Charge）が０％）と満充電状態（ＳＯＣが１００％）との間で充放電させる充放電サイクルを、電池容量が所定の寿命末期容量になるまで繰り返した場合のサイクル数をサイクル寿命といい、このサイクル寿命によって、二次電池の寿命が表される。

例えば電池パック内に二次電池の充放電サイクル数を計数する回路を内蔵し、計数された充放電サイクル数がサイクル寿命以上になると、二次電池が寿命に達したと判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、サイクル寿命を判定するためには、二次電池が、放電終止状態から満充電状態になるまでの充電と満充電状態から放電終止状態になるまでの放電とを併せた充放電サイクルを、二次電池のサイクル寿命における１サイクルとして計数する必要がある。しかしながら、二次電池が実際に使用される場合には、必ずしも満充電状態まで充電されるとは限らず、放電も放電終止状態まで行われるとは限らない。

例えば、ユーザが、二次電池が放電終止状態になる前に充電を行ったり、満充電状態になる前に充電を止めて二次電池を使用（放電）したりすることがある。そうすると、二次電池が満充電状態まで充電されなかったり、また放電終止状態まで放電されなかったりする。そのため、サイクル寿命を判定するために必要な充放電サイクル数の計数を正確に行うことができないという、不都合があった。

また、風力や水力といった自然エネルギーや内燃機関等の人工的な動力によって駆動される発電装置や太陽電池と、二次電池とを組み合わせることにより、余剰な電力を二次電池に蓄積し、負荷装置が必要な時に二次電池から電力を供給することによって、エネルギー効率の向上を図るようにした電源システムが知られている。

また、エンジンとモータとを用いたハイブリット自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に用いられる電源システムは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰のエンジン出力で発電機を駆動し、二次電池を充電する。また、ＨＥＶは、車両の制動や減速時には、モータを発電機として利用することによって二次電池を充電する。

このような電源システムにおいては、二次電池が満充電状態になってしまうと余剰電力を充電できなくなって、損失が生じる。そこで、余剰電力を効率よく二次電池に充電するため、二次電池のＳＯＣが１００％とならないように、充電制御が行われている。また、必要なときに負荷装置を駆動できるように、ＳＯＣが０（ゼロ）％とならないようにも充電制御が行われている。具体的には、このような電源システムにおいては、二次電池のＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で推移するように充電制御が行われている。

そうすると、上述のような電源システムでは、二次電池が満充電まで充電されることが無く、また放電終止状態まで放電されることもないので、サイクル寿命を判定するための、必要な充放電サイクルの計数を行うことができないという不都合があった。また、ユーザによる二次電池の使い方によって、サイクル寿命を判定するために必要な充放電サイクルの計数を行うことができないという不都合があった。

特開２００８−２７７１３６号公報

本発明の目的は、二次電池が、満充電状態まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合においても、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度を向上することができるサイクル数計数回路及びこれを備えた、電池パックと電池システムとを提供することである。

本発明の一局面に従うサイクル数計数回路は、二次電池に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値の積算値を、積算電気量として算出する電流積算部と、前記二次電池のサイクル寿命の１サイクルに対応するサイクル電気量を、逐次設定するサイクル電気量設定部と、前記サイクル寿命のサイクル数を計数するサイクル計数部とを備え、前記サイクル計数部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、前記サイクル電気量設定部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から所定の減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定する。

また、本発明の一局面に従うサイクル数計数回路は、二次電池のサイクル寿命におけるサイクル数を計数するサイクル計数部と、前記二次電池の端子電圧が、所定の設定電圧を超えないように、前記二次電池の充電を制御する充電制御部と、前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、前記二次電池の劣化の程度を表す劣化度を得る劣化度取得部と、前記劣化度取得部によって取得された劣化度が増大するに従って、前記設定電圧を低下させる充電電圧設定部とを備え、前記劣化度取得部は、前記サイクル計数部により前記サイクル数が更新される都度、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値を算出するサイクル劣化値算出部と、前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記サイクル加算値を減少させるように、当該サイクル加算値を設定するサイクル加算値設定部と、前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値に基づいて、前記劣化度を取得する取得部とを含む。

また、本発明の一局面に従う電池パックは、上述のサイクル数計数回路と、前記二次電池とを備える。

本発明の一実施形態に係るサイクル数計数回路を備えた電池パック、及び電池システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電池システムの動作の一例を説明するためのグラフである。 図２に示す動作の変形例を示すグラフである。 図１に示すサイクル数計数回路の変形例を示すブロック図である。 図４に示す電池システムの動作の一例を説明するためのグラフである。 図４に示すサイクル数計数回路の変形例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るサイクル数計数回路を備えた電池パック、及び電池システムの構成の一例を示すブロック図である。 図７に示す制御部の構成の一例を示すブロック図である。 図８に示す充電制御部の動作の一例を説明するための説明図である。 図７に示す電池システムの動作の一例を示す説明図である。 図７に示す電池システムの変形例の動作の一例を示す説明図である。

以下、本発明の一局面に従う実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るサイクル数計数回路４を備えた電池パック２、及び電池システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電池システム１は、電池パック２と、機器側回路３とが組み合わされて構成されている。

電池システム１は、例えば、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載機器システムである。そして、機器側回路３は、例えばこれら電池搭載機器システムの本体部分である。負荷回路３４は、これら電池搭載機器システムにおいて、電池パック２からの電力供給により動作する負荷回路である。

電池パック２は、サイクル数計数回路４、接続端子１１，１２，１３、通信部２０３（報知部）、及び二次電池１４を備えている。また、サイクル数計数回路４は、制御部２０１、電流検出抵抗２０２、温度センサ１５、放電用スイッチング素子ＳＷ１、及び充電用スイッチング素子ＳＷ２を備えている。

なお、電池システム１は、必ずしも電池パック２と機器側回路３とに分離可能に構成されるものに限られず、電池システム１全体で一つのサイクル数計数回路４が構成されていてもよい。また、サイクル数計数回路４を、電池パック２と機器側回路３とで分担して備えるようにしてもよい。また、二次電池１４は、電池パックにされている必要はない。また、例えばサイクル数計数回路４が、車載用のＥＣＵ（Electric Control Unit）として構成されていてもよい。

機器側回路３は、接続端子３１，３２，３３、負荷回路３４、充電部３５、通信部３６、制御部３７、及び表示部３８（報知部）を備えている。充電部３５は、給電用の接続端子３１，３２に接続され、通信部３６は、接続端子３３に接続されている。

また、電池パック２が、機器側回路３に取り付けられると、電池パック２の接続端子１１，１２，１３と、機器側回路３の接続端子３１，３２，３３とが、それぞれ接続されるようになっている。

通信部２０３，３６は、接続端子１３，３３を介して互いにデータ送受信可能に構成された通信インターフェイス回路である。

表示部３８は、例えば液晶表示器やＬＥＤ等を用いて構成された表示装置である。

充電部３５は、制御部３７からの制御信号に応じた電流、電圧を、接続端子３１，３２を介して電池パック２へ供給する電源回路である。充電部３５は、例えば商用電源電圧から電池パック２の充電電流を生成する電源回路であってもよい。また、充電部３５は、例えば太陽光、風力、あるいは水力といった自然エネルギーに基づき発電する発電装置や、内燃機関等の動力によって発電する発電装置等であってもよい。

制御部３７は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御回路である。そして、電池パック２における制御部２０１から通信部２０３を用いて送信された要求指示が、通信部３６によって受信されると、制御部３７は、通信部３６によって受信された要求指示に応じて充電部３５を制御することにより、電池パック２から送信された要求指示に応じた電流や電圧を、充電部３５から接続端子１１，１２へ出力させる。

また、制御部３７は、サイクル数に応じた二次電池１４の寿命に関する情報が、制御部２０１から通信部３６によって受信されると、その情報を表示部３８によって表示させる。

なお、制御部３７は、通信部３６によって受信された要求指示に応じて充電部３５を制御する例に限られず、例えば二次電池１４のＳＯＣを２０％〜８０％の範囲に維持するように、充電部３５から二次電池１４へ供給される充電電流を制御するものであってもよい。

電池パック２では、接続端子１１は、充電用スイッチング素子ＳＷ２と放電用スイッチング素子ＳＷ１とを介して二次電池１４の正極に接続されている。放電用スイッチング素子ＳＷ１及び充電用スイッチング素子ＳＷ２としては、例えばｐチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。

放電用スイッチング素子ＳＷ１及び充電用スイッチング素子ＳＷ２は、それぞれ寄生ダイオードを有している。そして、充電用スイッチング素子ＳＷ２の寄生ダイオードは、二次電池１４の放電電流の流れる方向（二次電池１４の正極から接続端子１１へ向かう方向）が、当該寄生ダイオードの順方向になる向きに、配置されている。これにより、充電用スイッチング素子ＳＷ２は、オフすると二次電池１４の充電方向（接続端子１１から二次電池１４の正極へ向かう方向）の電流のみを遮断するようになっている。

また、放電用スイッチング素子ＳＷ１の寄生ダイオードは、二次電池１４の充電電流の流れる方向が、当該寄生ダイオードの順方向になる向きに、配置されている。これにより、放電用スイッチング素子ＳＷ１は、オフすると二次電池１４の放電方向の電流のみを遮断するようになっている。

また、接続端子１２は、電流検出抵抗２０２を介して二次電池１４の負極に接続されている。そして、接続端子１１から充電用スイッチング素子ＳＷ２、放電用スイッチング素子ＳＷ１、二次電池１４、及び電流検出抵抗２０２を介して接続端子１２に至る電流経路が構成されている。

なお、接続端子１１，１２，１３，３１，３２，３３は、電池パック２と機器側回路３とを電気的に接続するものであればよく、例えば電極やコネクタ、端子台等であってもよく、ランドやパッド等の配線パターンであってもよい。

電流検出抵抗２０２は、二次電池１４の充電電流および放電電流を電圧値に変換する。

二次電池１４は、例えば単電池であってもよく、例えば複数の二次電池が直列接続された組電池であってもよく、例えば複数の二次電池が並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続された組電池であってもよい。二次電池１４としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等、種々の二次電池が用いられる。

温度センサ１５は、例えばサーミスタや熱電対等を用いて構成された温度センサである。温度センサ１５は、例えば二次電池１４に密着して、あるいは二次電池１４の近傍に配設されて、二次電池１４の温度を検出し、その温度値を示す電圧信号を制御部２０１へ出力する。

制御部２０１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、アナログデジタル変換回路と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。

そして、制御部２０１は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、充電電流積算部２１１、放電電流積算部２１２、サイクル電気量設定部２１３、サイクル計数部２１４、減算値設定部２１５（減少量設定部）、保護制御部２１６、電圧検出部２１８、電流検出部２１９、及び温度検出部２２０として機能する。

電圧検出部２１８、電流検出部２１９、及び温度検出部２２０は、例えばアナログデジタル変換回路を用いて構成されている。

電圧検出部２１８は、二次電池１４の端子電圧Ｖｔを検出する。温度検出部２２０は、温度センサ１５から出力された電圧信号に基づき、二次電池１４の温度を示すデータを取得する。

電流検出部２１９は、電流検出抵抗２０２の両端間の電圧Ｖｒを検出し、この電圧Ｖｒを電流検出抵抗２０２の抵抗値Ｒで除算することにより、二次電池１４に流れる充放電電流値Ｉｃを取得する。また、電流検出部２１９は、充放電電流値Ｉｃについて、例えば二次電池１４を充電する方向の電流値をプラスの値で、二次電池１４を放電する方向の電流値をマイナスの値で表すようになっている。

充電電流積算部２１１は、例えば、電流検出部２１９によって検出された電流値を、その値がプラスの電流値のみ単位時間毎に積算することによって、二次電池の充電電流のみを積算し、充電積算電気量Ｑｃを算出する。

放電電流積算部２１２は、例えば、電流検出部２１９によって検出された電流値を、その値がマイナスの電流値のみ、その絶対値を単位時間毎に積算することによって、二次電池の放電電流のみを積算し、放電積算電気量Ｑｄを算出する。

サイクル電気量設定部２１３は、二次電池１４のサイクル寿命における１サイクル分に相当する充電電気量を、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定する。具体的には、サイクル電気量設定部２１３は、まず、サイクル電気量Ｑｃｙｃの初期値として、二次電池１４が初期状態のときの満充電容量値Ｑｆを設定する。

そして、サイクル電気量設定部２１３は、放電電流積算部２１２によって算出される放電積算電気量Ｑｄの、電池パック２が初めて使用開始されてからの増加量、及び一度放電積算電気量Ｑｄがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達した後における放電積算電気量Ｑｄの、前回サイクル電気量Ｑｃｙｃに達してからの増加量が、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃから、減算値設定部２１５によって設定された減算値ｄＱ（減少量）を減算して新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定する。

サイクル計数部２１４は、充電電流積算部２１１によって算出される充電積算電気量Ｑｃの、電池パック２が初めて使用開始されてからの増加量、及び一度充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達した後における充電積算電気量Ｑｃの前回サイクル電気量Ｑｃｙｃに達してからの増加量が、サイクル電気量設定部２１３によって設定されたサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、サイクル数Ｎｃｙｃに１を加算する。

なお、充電電流積算部２１１は、充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、充電積算電気量Ｑｃをゼロにリセットして再び充電積算電気量Ｑｃの積算を行うようにしてもよい。この場合、充電積算電気量Ｑｃの増加量は、充電積算電気量Ｑｃそのものと等しくなる。

また、放電電流積算部２１２は、放電積算電気量Ｑｄがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、放電積算電気量Ｑｄをゼロにリセットして再び放電積算電気量Ｑｄの積算を行うようにしてもよい。この場合、放電積算電気量Ｑｄの増加量は、放電積算電気量Ｑｄそのものと等しくなる。

減算値設定部２１５は、温度検出部２２０によって検出された二次電池１４の温度ｔに応じて、当該温度ｔが二次電池１４を劣化させ易い温度であるほど減算値ｄＱを増大させるように、減算値ｄＱを設定する。減算値設定部２１５は、例えば二次電池１４の温度ｔに応じて常時減算値ｄＱを更新するようにしてもよく、放電積算電気量Ｑｄの前記増加量が、サイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、サイクル電気量設定部２１３によって新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃが設定される直前に、温度ｔに応じて減算値ｄＱを設定するようにしてもよい。

二次電池は、充放電サイクルを繰り返す都度、劣化によりその満充電容量が減少する。また、二次電池には、一般的に充放電に適した好適温度範囲が存在し、この好適温度範囲内においては、充放電を行うことによる劣化が少なく、電池容量の減少も少ない。一方、好適温度範囲外において充放電を行うと、好適温度範囲から離れるほど、充放電による劣化が増大して電池容量の減少が増大する。

そこで、例えば１回の充放電サイクル（ＳＯＣ：０％→１００％→０％）における満充電容量の減少量を、二次電池の温度に対応して、例えば実験的に求めてこれを減算値ｄＱとし、この減算値ｄＱと温度とを対応させてデータテーブルを作成する。そして、このデータテーブルを予め例えばＲＯＭに記憶しておく。

減算値設定部２１５は、このようにして得られたデータテーブルを参照し、二次電池１４の温度ｔに対応する減算値ｄＱを設定することで、温度ｔが好適温度範囲内の場合には減算値ｄＱを小さな値に設定し、温度ｔが好適温度範囲外、すなわち温度ｔが二次電池１４を劣化させ易い温度である場合、温度ｔが好適温度範囲から離れるほど減算値ｄＱを大きな値に設定する。

例えば、リチウムイオン二次電池の充放電に適した好適温度範囲は１０℃以上４５℃以下であるため、減算値設定部２１５は、二次電池１４の温度ｔが、好適温度範囲の下限値である１０℃より低くなるほど減算値ｄＱを大きな値に設定し、好適温度範囲の上限値である４５℃より高くなるほど減算値ｄＱを大きな値に設定する。

なお、好適温度範囲の上限値、及び下限値を基準にする代わりに、リチウムイオン二次電池の充放電に最も適した最適温度、例えば２５℃を基準として、最適温度と温度ｔとの差が大きくなるほど減算値ｄＱを大きな値に設定するようにしてもよい。

また、減算値設定部２１５は、１回の充放電サイクルにおける満充電容量の減少量を、比率で表した減少比（１≧減少比＞０）として設定するようにしてもよい。この場合、減算値設定部２１５は、好適温度範囲の上限値、及び下限値、あるいは最適温度と、温度ｔとの差が大きくなるほど減少比を小さくするようにしてもよい。この場合、サイクル電気量設定部２１３、及び後述するサイクル電気量設定部２１３ａ，２１３ｂは、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃから減算値ｄＱを減算する代わりに、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃに減少量設定部によって設定された減少比を乗算することで、新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定するようにすればよい。

保護制御部２１６は、サイクル計数部２１４によって計数されたサイクル数Ｎｃｙｃが、二次電池１４のサイクル寿命ＮＬ以上になった場合、二次電池１４が寿命に達したと判定し、放電用スイッチング素子ＳＷ１及び充電用スイッチング素子ＳＷ２をオフして二次電池１４の充放電を禁止する。

次に、上述のように構成された電池システム１の動作について説明する。図２は、図１に示す電池システム１の動作の一例を説明するためのグラフである。図２（ａ）は、実線矢印で放電電流積算部２１２により積算された放電積算電気量Ｑｄの変化を示し、破線でサイクル電気量Ｑｃｙｃを示している。図２（ｂ）は、実線矢印で充電電流積算部２１１により積算された充電積算電気量Ｑｃの変化を示し、破線でサイクル電気量Ｑｃｙｃを示している。また、横軸は時間の経過を示し、グラフ上部に所定のタイミングＴ１〜Ｔ１１を示し、グラフ下部にサイクル数Ｎｃｙｃの値が記載されている。

なお、図２では、充電電流積算部２１１は、充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、充電積算電気量Ｑｃをゼロにリセットして再び充電積算電気量Ｑｃの積算を行い、放電電流積算部２１２は、放電積算電気量Ｑｄがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、放電積算電気量Ｑｄをゼロにリセットして再び放電積算電気量Ｑｄの積算を行う例を示している。

まず、初期のタイミングＴ１においては、充電積算電気量Ｑｃ及び放電積算電気量Ｑｄは共にゼロであり、サイクル数Ｎｃｙｃもゼロに設定されている。また、サイクル電気量Ｑｃｙｃとしては、初期値として満充電容量値Ｑｆが設定されている。

まず、タイミングＴ１〜Ｔ３において、二次電池１４を満充電（ＳＯＣ：１００％）まで充電し、ＳＯＣが０％になるまで放電させた場合について説明する。充電部３５から充電電流が供給されて二次電池１４が満充電まで充電されると、充電電流積算部２１１によって充電電流が積算されて充電積算電気量Ｑｃが増大する。

そして、充電積算電気量Ｑｃが、満充電容量値Ｑｆすなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃ以上になると（タイミングＴ２）、サイクル計数部２１４が、サイクル数Ｎｃｙｃに１を加算すると共に、当該サイクル数Ｎｃｙｃを通信部２０３によって機器側回路３の通信部３６へ送信させる。

そうすると、通信部３６によって受信されたサイクル数Ｎｃｙｃが、制御部３７によって取得され、制御部３７が、表示部３８によってサイクル数Ｎｃｙｃ（＝１）を表示させる。この場合、サイクル数Ｎｃｙｃは、数が大きくなるほど二次電池１４の寿命が少ないことを示すので、二次電池１４の寿命に関する情報として用いられる。

以後、サイクル計数部２１４によるサイクル数Ｎｃｙｃの計数が行われる都度、サイクル数Ｎｃｙｃが通信部２０３によって機器側回路３の通信部３６へ送信され、表示部３８によってサイクル数Ｎｃｙｃが表示される。

なお、サイクル計数部２１４は、例えば二次電池１４のサイクル寿命からサイクル数Ｎｃｙｃを減算した値を、残り寿命として表示部３８で報知させるようにしてもよく、二次電池１４のサイクル寿命に対するサイクル数Ｎｃｙｃの比率（％）を、二次電池１４の寿命に関する情報として表示部３８で報知させるようにしてもよく、その他サイクル数Ｎｃｙｃに基づく種々の方法で二次電池１４の寿命に関する情報を報知させる構成であってもよい。

次に、タイミングＴ２〜Ｔ３において、二次電池１４が放電すると、放電電流積算部２１２によって放電電流が積算されて放電積算電気量Ｑｄが増大する。そして、放電積算電気量Ｑｄが満充電容量値Ｑｆすなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃになると（タイミングＴ３）、減算値設定部２１５によって、二次電池１４の温度ｔに応じて、減算値ｄＱが例えば減算値ｄＱ１に設定され、さらにサイクル電気量設定部２１３によって、現在のサイクル電気量Ｑｃｙｃ（＝満充電容量値Ｑｆ）から減算値ｄＱ１が減算され、その算出容量値Ｑ１が新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定される。

すなわち、タイミングＴ１〜Ｔ３における充放電サイクルによる二次電池１４の電池容量の減少に応じて、サイクル電気量Ｑｃｙｃが減少されるので、次の充放電サイクルにおいて、サイクル電気量Ｑｃｙｃに基づくサイクル数Ｎｃｙｃの計数精度を向上させることができる。

以上、タイミングＴ１〜Ｔ２におけるサイクル電気量Ｑｃｙｃの充電サイクルと、タイミングＴ２〜Ｔ３におけるサイクル電気量Ｑｃｙｃの放電サイクルとで、サイクル寿命における１サイクルが構成されており、サイクル数Ｎｃｙｃが１加算される。

ここで、もし仮に、サイクル計数部２１４によるサイクル数Ｎｃｙｃの加算と、サイクル電気量設定部２１３によるサイクル電気量Ｑｃｙｃの更新とが同一のタイミング（タイミングＴ２）で実行された場合には、タイミングＴ２でサイクル電気量Ｑｃｙｃの設定値が満充電容量値Ｑｆより減算値ｄＱ１だけ少ない容量値Ｑ１に減少する。

ここで、二次電池のサイクル寿命における１サイクルは、充電サイクルと放電サイクルとを合わせて１サイクルとなるが、タイミングＴ２においてサイクル電気量Ｑｃｙｃの設定値が容量値Ｑ１になると、タイミングＴ１〜Ｔ２の間における充電積算電気量Ｑｃは、満充電容量値Ｑｆで１充電サイクルとされる一方、タイミングＴ２〜Ｔ３の間における放電積算電気量Ｑｄは、容量値Ｑ１で１放電サイクルとされるので、充電サイクルと放電サイクルとの間に差異が生じてサイクル寿命における１サイクルの計数に誤差が生じることとなる。

しかしながら、図１に示すサイクル数計数回路４では、サイクル計数部２１４が充電電流積算部２１１による充電積算電気量Ｑｃに基づきサイクル数Ｎｃｙｃを加算し、サイクル電気量設定部２１３が放電電流積算部２１２による放電積算電気量Ｑｄに基づきサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定、更新するので、充電サイクルと放電サイクルとで１サイクルの判定に用いられる容量値が同一となり、サイクル数Ｎｃｙｃの加算とサイクル電気量Ｑｃｙｃの更新とを同一のタイミングで実行した場合よりもサイクル数Ｎｃｙｃの計数精度が向上する。

次に、タイミングＴ３〜Ｔ７において、二次電池１４が満充電になる前に充電を止めて使用（放電）し、二次電池１４が放電終止状態になる前に充電を行った場合におけるサイクル数計数回路４の動作について説明する。

まず、タイミングＴ３〜Ｔ４において、充電部３５から充電電流が供給されて二次電池１４が充電され、充電電流積算部２１１によって充電電流が積算されて充電積算電気量Ｑｃが増大する。そして、タイミングＴ４において、例えば負荷回路３４が動作を開始して二次電池１４が充電から放電に切り替わると、放電電流積算部２１２によって放電電流が積算されて放電積算電気量Ｑｄが増大する。

さらに、タイミングＴ５において、例えば負荷回路３４が動作を停止して充電部３５から充電電流が供給され、二次電池１４が放電から充電に切り替わると、充電電流積算部２１１によって充電電流が積算されて充電積算電気量Ｑｃが増大する。そして、充電積算電気量Ｑｃが容量Ｑ１すなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃ以上になると（タイミングＴ６）、サイクル計数部２１４は、サイクル数Ｎｃｙｃに１を加算し、サイクル数Ｎｃｙｃが２となる。

次に、タイミングＴ６において、例えば負荷回路３４が動作を開始して二次電池１４が充電から放電に切り替わると、放電電流積算部２１２によって放電電流が積算されて放電積算電気量Ｑｄが増大する。そして、放電積算電気量Ｑｄが容量Ｑ１すなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃ以上になると（タイミングＴ７）、減算値設定部２１５によって、二次電池１４の温度ｔに応じて、減算値ｄＱが例えば減算値ｄＱ２に設定される。

さらに、タイミングＴ７において、サイクル電気量設定部２１３によって、現在のサイクル電気量Ｑｃｙｃ（＝容量値Ｑ１）から減算値ｄＱ２が減算され、その結果得られた容量値Ｑ２がサイクル電気量Ｑｃｙｃとして新たに設定される。

ここで、タイミングＴ３において温度検出部２２０によって検出された温度ｔが例えば好適温度範囲内の２５℃であり、タイミングＴ７において温度検出部２２０によって検出された温度ｔが例えば好適温度範囲の上限を超える５５℃であった場合、タイミングＴ３よりタイミングＴ７の方が、二次電池１４が劣化しやすい温度になっている。

そのため、減算値設定部２１５によって、タイミングＴ３において設定された減算値ｄＱ１よりも、タイミングＴ７において設定された減算値ｄＱ２の方が、大きな値にされている。これにより、温度ｔの影響による二次電池１４の劣化の程度がサイクル電気量Ｑｃｙｃに反映されるので、サイクル電気量Ｑｃｙｃに基づく１サイクルの判定精度が向上する結果、次のサイクルにおけるサイクル数Ｎｃｙｃの算出精度が向上する。

また、タイミングＴ３〜Ｔ７においては、二次電池１４は、満充電まで充電される前に放電され、放電終止状態まで放電される前に充電が行われている。このような充放電が行われると、上述の背景技術では、サイクル寿命を判定するために必要な充放電サイクルの計数を正確に行うことができない。

しかしながら図１に記載のサイクル数計数回路４によれば、タイミングＴ３〜Ｔ７に示すように、二次電池１４の劣化を反映させた満充電容量に相当するサイクル電気量Ｑｃｙｃを用いて、充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したときにサイクル数Ｎｃｙｃを計数することができるので、実際に満充電までの充電、放電終止状態まで放電が行われなくても、精度よくサイクル寿命を判定するために必要なサイクル数Ｎｃｙｃを計数することができる。

以下、タイミングＴ７〜Ｔ９、及びタイミングＴ９〜Ｔ１１においても、タイミングＴ１〜Ｔ３と同様の処理により、サイクル数Ｎｃｙｃの計数とサイクル電気量Ｑｃｙｃの更新とが繰り返され、サイクル数Ｎｃｙｃが増加していく。そして、サイクル数Ｎｃｙｃがサイクル寿命ＮＬに達すると、保護制御部２１６によって、二次電池１４の寿命が切れたと判定され、放電用スイッチング素子ＳＷ１及び充電用スイッチング素子ＳＷ２がオフされる。これにより、劣化が進んで寿命が切れた二次電池１４がさらに使い続けられることが回避されるので、安全性が向上する。

なお、サイクル計数部２１４が充電電流積算部２１１による充電積算電気量Ｑｃに基づきサイクル数Ｎｃｙｃを加算し、サイクル電気量設定部２１３が放電電流積算部２１２による放電積算電気量Ｑｄに基づきサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定、更新する例を示したが、サイクル数Ｎｃｙｃが加算されるタイミングとサイクル電気量Ｑｃｙｃが更新されるタイミングとが異なっていれば同様の効果が得られる。

例えば図３に示すように、サイクル計数部２１４が放電電流積算部２１２による放電積算電気量Ｑｄに基づきサイクル数Ｎｃｙｃを加算し、サイクル電気量設定部２１３が充電電流積算部２１１による充電積算電気量Ｑｃに基づきサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定、更新するようにしてもよい。

図３において、図２と同様に、タイミングＴ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ６、Ｔ７〜Ｔ８、Ｔ９〜Ｔ１０の期間で二次電池１４が充電され、タイミングＴ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ６〜Ｔ７、Ｔ８〜Ｔ９、Ｔ１０〜Ｔ１１の期間で二次電池１４が放電される例を示している。

図３に示す動作では、充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したタイミングＴ２，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０において、サイクル電気量設定部２１３によりサイクル電気量Ｑｃｙｃが設定、更新される。また、放電積算電気量Ｑｄがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したタイミングＴ３，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１において、サイクル計数部２１４によりサイクル数Ｎｃｙｃに１が加算される。

この場合であっても、タイミングＴ２〜Ｔ３の放電とタイミングＴ３〜Ｔ６の充電の組、タイミングＴ４〜Ｔ７の放電とタイミングＴ７〜Ｔ８の充電の組、タイミングＴ８〜Ｔ９の放電とタイミングＴ９〜Ｔ１０の充電の組からなる各充放電サイクルにおいて、図２に示す場合と同様、充電サイクルと放電サイクルとで１サイクルの判定に用いられる容量値が同一となり、サイクル数Ｎｃｙｃの加算とサイクル電気量Ｑｃｙｃの更新とを同一のタイミングで実行した場合よりもサイクル数Ｎｃｙｃの計数精度が向上する。

なお、必ずしもサイクル数Ｎｃｙｃの加算とサイクル電気量Ｑｃｙｃの更新とを異なるタイミングで行う必要はなく、両方とも充電のタイミングで行ってもよく、両方とも放電のタイミングで行ってもよい。

例えば、充電積算電気量Ｑｃがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したときに、サイクル計数部２１４がサイクル数Ｎｃｙｃを加算し、さらにサイクル電気量設定部２１３がサイクル電気量Ｑｃｙｃを更新するようにしてもよく、例えば放電積算電気量Ｑｄがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したときに、サイクル計数部２１４がサイクル数Ｎｃｙｃを加算し、さらにサイクル電気量設定部２１３がサイクル電気量Ｑｃｙｃを更新するようにしてもよい。

また、例えば図４に示すように、サイクル数計数回路４ａは、充電電流積算部２１１、放電電流積算部２１２を備える代わりに、電流検出部２１９によって検出された充電電流値及び放電電流値の絶対値を積算する電流積算部２１１ａを備える構成としてもよい。

この場合、サイクル電気量設定部２１３ａは、電流積算部２１１ａによって算出される積算電気量Ｑｔの、電池パック２ａが初めて使用開始されてからの増加量、及び一度積算電気量Ｑｔがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達した後における積算電気量Ｑｔが前回サイクル電気量Ｑｃｙｃに達してからの増加量が、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、現在設定されているサイクル電気量Ｑｃｙｃから、減算値設定部２１５によって設定された減算値ｄＱを減算して新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃを設定する。

また、サイクル電気量設定部２１３ａは、サイクル電気量Ｑｃｙｃの初期値として、二次電池１４が初期状態のときの満充電容量値Ｑｆの、二倍の値を用いる。

なお、電流積算部２１１ａは、電流検出部２１９によって検出された充電電流値と、放電電流値の絶対値とのうち、いずれか一方のみを積算して積算電気量Ｑｔを算出する備える構成としてもよい。この場合、サイクル電気量設定部２１３ａは、サイクル電気量Ｑｃｙｃの初期値として、二次電池１４が初期状態のときの満充電容量値Ｑｆを用いるようにすればよい。

サイクル計数部２１４ａは、電流積算部２１１ａによって算出される積算電気量Ｑｔの、電池パック２ａが初めて使用開始されてからの増加量、及び一度積算電気量Ｑｔがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達した後における積算電気量Ｑｔが前回サイクル電気量Ｑｃｙｃに達してからの増加量が、サイクル電気量設定部２１３ａによって設定されたサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、サイクル数Ｎｃｙｃに１を加算する。

なお、電流積算部２１１ａは、積算電気量Ｑｔがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達する都度、積算電気量Ｑｔをゼロにリセットして再び積算電気量Ｑｔの積算を行うようにしてもよい。この場合、積算電気量Ｑｔの増加量は、積算電気量Ｑｔそのものと等しくなる。

図５は、図４に示すサイクル数計数回路４ａの動作の一例を示す説明図である。図５では、充電を実線矢印で示し、放電を破線矢印で示している。図５において、二次電池１４の充放電、及び各タイミングにおける温度ｔは、図２と同様にされており、タイミングＴ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ６、Ｔ７〜Ｔ８、Ｔ９〜Ｔ１０の期間で二次電池１４が充電され、タイミングＴ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ６〜Ｔ７、Ｔ８〜Ｔ９、Ｔ１０〜Ｔ１１の期間で二次電池１４が放電される例を示している。

図５に示す動作では、積算電気量Ｑｔがサイクル電気量Ｑｃｙｃに達したタイミングＴ３，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１において、サイクル計数部２１４ａによりサイクル数Ｎｃｙｃに１が加算された後、さらにサイクル電気量設定部２１３ａによりサイクル電気量Ｑｃｙｃが設定（更新）される。

この場合、減算値設定部２１５は、タイミングＴ３，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１において、図２における減算値ｄＱ１、ｄＱ２、ｄＱ３、ｄＱ４の約２倍の値である減算値ｄＱ１１、ｄＱ１２、ｄＱ１３、ｄＱ１４を、減算値ｄＱとして設定する。

なお、二次電池が、満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合において、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度を向上することができるサイクル数計数回路について説明したが、実使用においては、満充電まで充電される場合や、放電終止状態まで放電される場合もある。

そこで、例えば図６に示す電池システム１ｂにおける電池パック２ｂのように、制御部２０１ｂは、二次電池１４が放電終止状態になったことを検出する放電終止検出部２２１と、二次電池１４が満充電状態になったことを検出する満充電検出部２２２とをさらに備えてもよい。

放電終止検出部２２１は、例えば、電圧検出部２１８により検出された二次電池１４の端子電圧Ｖｔが、予め設定された放電終止電圧以下になったとき、二次電池１４が放電終止状態になったことを検出するようにしてもよく、その他公知の方法を用いて二次電池１４が放電終止状態になったことを検出するようにしてもよい。

満充電検出部２２２は、例えば、電圧検出部２１８により検出された二次電池１４の端子電圧Ｖｔが、予め設定された満充電電圧以上になったとき、二次電池１４が満充電状態になったことを検出するようにしてもよく、その他公知の方法を用いて二次電池１４が満充電状態になったことを検出するようにしてもよい。

そして、サイクル電気量設定部２１３ｂは、サイクル電気量設定部２１３ａの機能に加えてさらに、放電終止検出部２２１によって二次電池１４が放電終止状態になったことが検出されてから、満充電検出部２２２によって二次電池１４が満充電状態になったことが検出されるまでの間、二次電池１４の充電が継続した場合、当該放電終止状態が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間において電流積算部２１１ａによって積算された積算電気量を、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定してもよい。

さらに、サイクル電気量設定部２１３ｂは、満充電検出部２２２によって二次電池１４が満充電状態になったことが検出されてから、放電終止検出部２２１によって二次電池１４が放電終止状態になったことが検出されるまでの間、二次電池１４の放電が継続した場合、当該満充電状態が検出されてから放電終止状態が検出されるまでの間において、電流積算部２１１ａによって積算された積算電気量を、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定してもよい。

そこで、サイクル電気量設定部２１３ｂは、放電終止検出部２２１によって二次電池１４が放電終止状態になったことが検出されてから、満充電検出部２２２によって二次電池１４が満充電状態になったことが検出されるまでの間、二次電池１４の充電が継続した場合、当該放電終止状態が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間において、電流積算部２１１ａによって積算された積算電気量、すなわち二次電池１４の実際の電池容量の測定値を、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定する。

一方、サイクル電気量設定部２１３ｂは、満充電検出部２２２によって二次電池１４が満充電状態になったことが検出されてから、放電終止検出部２２１によって二次電池１４が放電終止状態になったことが検出されるまでの間、二次電池１４の放電が継続した場合、当該満充電状態が検出されてから放電終止状態が検出されるまでの間において、電流積算部２１１ａによって積算された積算電気量、すなわち二次電池１４の実際の電池容量の測定値を、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定する。これにより、サイクル電気量Ｑｃｙｃを実際の電池容量に補正することができる結果、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度が向上する。

なお、電流積算部２１１ａの代わりに充電電流積算部２１１、及び放電電流積算部２１２を用いて、サイクル電気量設定部２１３ｂは、サイクル電気量設定部２１３と同様充電電流積算部２１１、及び放電電流積算部２１２の積算値に基づいて、サイクル電気量Ｑｃｙｃを設定するようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電池システム１ｃについて説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るサイクル数計数回路４ｃを備えた電池パック２ｃ、及び電池システム１ｃの構成の一例を示すブロック図である。

図７に示す電池システム１ｃと図６に示す電池システム１ｂとでは、サイクル数計数回路４ｃが備える制御部２０１ｃの構成が、制御部２０１ｂとは異なる。図８は、図７に示す制御部２０１ｃの構成の一例を示すブロック図である。図８に示す制御部２０１ｃは、図６に示す制御部２０１ｂとは、充電制御部２３０、充電電圧設定部２３１、及び劣化度取得部２３２として機能する点、減算値設定部２１５の代わりに減算値設定部２１５ｃ（減少量設定部）として機能する点、及び保護制御部２１６の代わりに保護制御部２１６ｃ（寿命判定部）として機能する点で異なる。

劣化度取得部２３２は、サイクル劣化値算出部３２１、サイクル加算値設定部３２２、保存劣化値算出部３２３、保存劣化加算値設定部３２４、及び取得部３２５を含む。

なお、制御部２０１ｃは、電流積算部２１１ａの代わりに充電電流積算部２１１と放電電流積算部２１２とを備える構成としてもよい。

その他の構成は図６に示す電池システム１ｂと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。

充電制御部２３０は、二次電池１４の端子電圧Ｖｔが、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆを超えないように、充電部３５による二次電池１４の充電を制御する。

図９は、図８に示す充電制御部２３０の動作の一例を説明するための説明図である。充電制御部２３０は、例えば図９に示すように、充電部３５によって所定の設定電流値Ｉｓの電流Ｉを二次電池１４へ供給させることによって定電流充電を実行させる。そして、充電制御部２３０は、電圧検出部２１８によって検出された端子電圧Ｖｔが設定電圧Ｖｆになると、設定電流値Ｉｓを減少させることによって電流I及び端子電圧Ｖｔを低下させ、再び端子電圧Ｖｔが設定電圧Ｖｆになるまで充電部３５によって定電流充電を実行させる。

充電制御部２３０は、このように、端子電圧Ｖｔが設定電圧Ｖｆになる都度、設定電流値Ｉｓを減少させながら定電流充電を繰り返し、設定電流値Ｉｓが予め設定された終止電流値Ｉｆ以下になると、充電部３５による電流供給を停止させて二次電池１４の充電を終了する。

なお、充電制御部２３０は、二次電池１４の端子電圧Ｖｔが設定電圧Ｖｆを超えないように、二次電池１４の充電を制御すればよく、例えば充電制御部２３０は、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆを、充電部３５によって、二次電池１４の充電電圧として供給させることによって、定電圧充電やＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage）充電を行わせるようにしてもよく、その他の充電方法を用いてもよい。

上述のような充電方法によれば、二次電池１４の端子電圧Ｖｔが設定電圧Ｖｆを超えないように、二次電池１４を充電することができる。

充電電圧設定部２３１は、劣化度取得部２３２によって取得された劣化度Ｄで表される劣化の程度が増大するほど設定電圧Ｖｆを低下させる。

減算値設定部２１５ｃは、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆが低下するほど減算値ｄＱを減少させるように、減算値ｄＱを設定する。

二次電池は、充電されるときの充電電圧が高いほど、劣化による満充電容量の減少量が増大する。従って、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆが低下して、二次電池１４の充電電圧が低下すると、１回の充放電サイクル（ＳＯＣ：０％→１００％→０％）における満充電容量の減少量が少なくなる。

そこで、例えば１回の充放電サイクル（ＳＯＣ：０％→１００％→０％）における満充電容量の減少量を、二次電池の充電電圧に対応して、例えば実験的に求めてこれを減算値ｄＱとし、この減算値ｄＱと、充電電圧すなわち設定電圧Ｖｆとを対応させてデータテーブルを作成する。そして、このデータテーブルを予め例えばＲＯＭに記憶しておく。

減算値設定部２１５ｃは、このようにして得られたデータテーブルを参照し、二次電池１４の設定電圧Ｖｆに対応する減算値ｄＱを設定することで、設定電圧Ｖｆが低下するほど減算値ｄＱを減少させるように、減算値ｄＱを設定する。

なお、減算値設定部２１５ｃは、減算値設定部２１５の場合と同様、減算値ｄＱの代わりに減算比を設定するようにしてもよい。この場合、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆが低下するほど減少比を１に近づけるように設定することになる。

また、減算値設定部２１５ｃは、設定電圧Ｖｆが低下するほど減算値ｄＱを減少させると共に、温度ｔが二次電池１４を劣化させ易い温度であるほど減算値ｄＱを増大させるように、すなわち温度ｔが二次電池１４を劣化させ難い温度であるほど減算値ｄＱを減少させるように減算値ｄＱを設定するようにしてもよい。

この場合、例えば、設定電圧Ｖｆと温度ｔとの組み合わせに対応させて、１回の充放電サイクル（ＳＯＣ：０％→１００％→０％）における満充電容量の減少量を実験的に求めてデータテーブルを作成し、このデータテーブルを予め例えばＲＯＭに記憶しておくようにしてもよい。減算値設定部２１５ｃは、このようにして得られたデータテーブルを参照し、二次電池１４の設定電圧Ｖｆと温度ｔとの組み合わせに対応する減算値ｄＱを設定することで、減算値ｄＱを設定してもよい。

劣化度取得部２３２は、サイクル劣化値算出部３２１、サイクル加算値設定部３２２、保存劣化値算出部３２３、保存劣化加算値設定部３２４、及び取得部３２５を用いて、二次電池１４の劣化の程度を表す指標である劣化度Ｄを取得する。

サイクル加算値設定部３２２は、充電電圧設定部２３１によって設定された設定電圧Ｖｆが低下するほど、サイクル加算値Ａｄｃを減少させるように、サイクル加算値Ａｄｃを設定する。

設定電圧Ｖｆが低下し、二次電池１４の充電電圧が低下するほど、１充放電サイクルで生じる二次電池１４の劣化の程度は低減される。そこで、サイクル加算値設定部３２２が、設定電圧Ｖｆが低下するほど、サイクル加算値Ａｄｃを減少させることで、サイクル加算値Ａｄｃが、１充放電サイクルにおいて生じる二次電池１４の劣化の程度を表す精度が向上する。

サイクル劣化値算出部３２１は、サイクル計数部２１４ａによってサイクル数Ｎｃｙｃに１が加算される都度、サイクル加算値設定部３２２によって設定されたサイクル加算値Ａｄｃを積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値Ｄｃｙｃを算出する。

保存劣化値算出部３２３は、単位時間毎に、保存劣化加算値設定部３２４によって設定された保存劣化加算値Ａｄｓを積算することによって保存劣化の程度を表す保存劣化値Ｄｓｔを算出する。

保存劣化加算値設定部３２４は、温度検出部２２０によって検出された温度ｔに応じて、温度ｔが二次電池１４を劣化させ易い温度であるほど、すなわち上述した好適温度範囲の上限値、及び下限値、あるいは最適温度と、温度ｔとの差が大きくなるほど、保存劣化加算値Ａｄｓを増大させるように、保存劣化加算値Ａｄｓを設定する。

二次電池は、一般に、充放電しなくても、保存状態にあるだけで、ある程度の劣化を生じる。そしてその劣化の程度は、温度ｔと関連している。そこで、保存劣化加算値設定部３２４は、温度検出部２２０によって検出された温度ｔに応じて、温度ｔが二次電池１４を劣化させ易い温度であるほど、保存劣化加算値Ａｄｓを増大させる。

そして、保存劣化値算出部３２３が、このようにして設定された保存劣化加算値Ａｄｓを単位時間毎に積算することによって保存劣化値Ｄｓｔを算出すると、保存劣化値Ｄｓｔは、二次電池１４において、保存状態で生じる経年劣化の程度を示す指標となる。

取得部３２５は、サイクル劣化値算出部３２１によって算出されたサイクル劣化値Ｄｃｙｃと保存劣化値算出部３２３によって算出された保存劣化値Ｄｓｔとに基づいて、例えば下記の式（１）を用いて劣化度Ｄを算出する。

劣化度Ｄ＝Ｄｃｙｃ＋Ｄｓｔ ・・・（１）

なお、取得部３２５は、式（１）を用いず、例えばサイクル劣化値Ｄｃｙｃをそのまま劣化度Ｄとして用いるようにしてもよい。

保護制御部２１６ｃは、取得部３２５によって算出された劣化度Ｄが、予め設定された寿命判定値Ｌ（寿命判定レベル）を超えた場合、二次電池１４が寿命に達したと判定し、例えば放電用スイッチング素子ＳＷ１及び充電用スイッチング素子ＳＷ２をオフして二次電池１４の充放電を禁止する。

次に、図７に示す電池システム１ｃの動作について、説明する。図１０は、図７に示す電池システム１ｃの動作の一例を示す説明図である。図１０において、積算電気量Ｑｔを示すグラフは、充電を実線矢印で示し、放電を破線矢印で示している。図１０においては、タイミングＴ２１〜Ｔ２２、Ｔ２３〜Ｔ２４、Ｔ２５〜Ｔ２６、Ｔ２７〜Ｔ２８、Ｔ２９〜Ｔ３０の期間で二次電池１４が充電され、タイミングＴ２２〜Ｔ２３、Ｔ２４〜Ｔ２５、Ｔ２６〜Ｔ２７、Ｔ２８〜Ｔ２９、Ｔ３０〜Ｔ３１の期間で二次電池１４が放電される例を示している。

まず、初期のタイミングＴ２１においては、積算電気量Ｑｔはゼロであり、サイクル数Ｎｃｙｃもゼロに設定されている。サイクル電気量Ｑｃｙｃとしては、初期値として満充電容量値Ｑｆ×２が設定されている。初期状態（タイミングＴ２１）では、二次電池１４は劣化しておらず、劣化度Ｄは０である。このとき、設定電圧Ｖｆは、例えば４．２Vに設定されている。

そして、サイクル加算値設定部３２２によって、劣化度Ｄ＝０に対応するサイクル加算値Ａｄｃとして、Ａｄｃ１が設定されている。

また、例えばタイミングＴ２１〜Ｔ２３の期間、温度ｔが０℃であるとする。そうすると、保存劣化加算値設定部３２４によって、温度ｔ＝０℃に対応する保存劣化加算値Ａｄｓとして、例えばＡｄｓ1が設定される。

図１０においては、以下、タイミングＴ２３〜Ｔ２７の期間、温度ｔが２５℃、タイミングＴ２７〜Ｔ２９の期間、温度ｔが４５℃、タイミングＴ２９〜Ｔ３１の期間、温度ｔが５５℃、タイミングＴ３１以降、温度ｔが２５℃となる例を示している。

なお、図１０においては、説明を容易にするため１サイクルごとに温度ｔが変化する例を示しているが、実際は、充放電サイクルとは非同期で、温度ｔの変化に応じて保存劣化加算値Ａｄｓが設定される。

そして、タイミングＴ２１〜Ｔ２２において二次電池１４を満充電（ＳＯＣ：１００％）まで充電し、タイミングＴ２２〜Ｔ２３においてＳＯＣが０％になるまで放電させると、電流積算部２１１ａによって充放電電流の絶対値が積算されて積算電気量Ｑｔが増大する。

そして、積算電気量Ｑｔが、満充電容量値Ｑｆ×２すなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃ以上になると（タイミングＴ２３）、サイクル計数部２１４ａが、サイクル数Ｎｃｙｃに１を加算する。そして、上述したようにサイクル数Ｎｃｙｃの送信、及び表示処理が実行される。

また、タイミングＴ２１〜Ｔ２３においては、保存劣化値算出部３２３によって、単位時間毎に保存劣化加算値Ａｄｓ（＝Ａｄｓ１）が積算されて、保存劣化の程度を表す保存劣化値Ｄｓｔが算出される。そうすると、保存劣化値Ｄｓｔが徐々に増大する。

次に、放電積算電気量Ｑｄが満充電容量値Ｑｆ×２すなわちサイクル電気量Ｑｃｙｃになると（タイミングＴ２３）、減算値設定部２１５ｃによって、タイミングＴ２１〜Ｔ２３の充放電サイクルに対応する設定電圧Ｖｆ（４．２Ｖ）に対応する減算値ｄＱが、例えばｄＱ２１として設定される。なお、減算値設定部２１５ｃは、設定電圧Ｖｆと温度ｔとに基づいて減算値ｄＱを設定するようにしてもよいが、説明を容易にするため、以下、減算値設定部２１５ｃは設定電圧Ｖｆのみに基づき減算値ｄＱを設定する例を説明する。

次に、サイクル電気量設定部２１３によって、現在のサイクル電気量Ｑｃｙｃ（＝満充電容量値Ｑｆ×２）から減算値ｄＱ２１が減算され、その算出値が新たなサイクル電気量Ｑｃｙｃとして設定される（Ｑｃｙｃ←Ｑｃｙｃ−ｄＱ）。

すなわち、タイミングＴ２１〜Ｔ２３の充放電サイクルにおいて生じる二次電池１４の電池容量の減少に応じて、サイクル電気量Ｑｃｙｃが減少されるので、次の充放電サイクルにおいて、サイクル電気量Ｑｃｙｃに基づくサイクル数Ｎｃｙｃの計数精度を向上させることができる。

さらに、サイクル数Ｎｃｙｃに１が加算されたタイミングＴ２３において、サイクル劣化値算出部３２１によって、サイクル加算値Ａｄｃ（＝Ａｄｃ１）が積算されて、サイクル劣化値Ｄｃｙｃが算出される（Ｄｃｙｃ←Ｄｃｙc＋Ａｄｃ１）。

そして、タイミングＴ２３においてサイクル劣化値算出部３２１によって算出されたサイクル劣化値Ｄｃｙｃと保存劣化値算出部３２３によって算出された保存劣化値Ｄｓｔとが、取得部３２５によって加算されて、劣化度Ｄが算出される。

そうすると、劣化度Ｄには、タイミングＴ２１〜Ｔ２３において二次電池１４に生じたサイクル劣化と保存劣化とが反映されるので、劣化度Ｄは、二次電池１４の劣化の程度を精度よく表すことができる。

次に、タイミングＴ２３において取得部３２５によって劣化度Ｄが算出されると、算出された劣化度Ｄに応じて充電電圧設定部２３１によって次の充電サイクルで用いられる設定電圧Ｖｆが設定される。具体的には、劣化度Ｄで表される劣化の程度が増大するほど、充電電圧設定部２３１によって、設定電圧Ｖｆが低下される。図１０においては、設定電圧Ｖｆが、４．２Ｖから４．１Ｖへ低下される例を示している。

このように、充電電圧設定部２３１によって、劣化度Ｄで表される劣化の程度が増大するほど設定電圧Ｖｆが低下され、充電電圧が低下されることで、二次電池１４の劣化の進行が緩やかになる。

なお、図１０においては、サイクル数Ｎｃｙｃに１加算される都度、すなわち１充放電サイクル毎に、設定電圧Ｖｆが０．１Ｖずつ低下される例を示したが、必ずしも１充放電サイクル毎に設定電圧Ｖｆを低下させる必要はなく、設定電圧Ｖｆの低下電圧量も劣化度Ｄに応じて設定されればよく、０．１Ｖずつ低下される例に限らない。

例えば、充電電圧設定部２３１は、予め設定された複数の充放電サイクル毎に、劣化度Ｄに応じて設定電圧Ｖｆを低下させるようにしてもよい。あるいは、充電電圧設定部２３１は、劣化度Ｄがゼロから寿命判定値Ｌにいたるまでの間に、少なくとも１つの閾値を設け、劣化度Ｄが当該閾値になる都度、劣化度Ｄに応じて設定電圧Ｖｆを低下させるようにしてもよい。

そして、サイクル数Ｎｃｙｃに１が加算されたタイミングＴ２３において新たに設定された設定電圧Ｖｆとサイクル加算値Ａｄｃとを用いて、次の充放電サイクルにおける処理が実行される。このようにして、以降のタイミングＴ２３〜Ｔ２７、タイミングＴ２７〜Ｔ２９、タイミングＴ２９〜Ｔ３１の各サイクルにおいて、上述のタイミングＴ２１〜Ｔ２３と同様の処理が繰り返される。

ここで、タイミングＴ２１〜Ｔ２３、タイミングＴ２３〜Ｔ２７、タイミングＴ２７〜Ｔ２９、及びタイミングＴ２９〜Ｔ３１の各サイクルでは、順次設定電圧Ｖｆが低下され、充電電圧が低下する。そうすると、充電時に二次電池１４の劣化により生じる満充電容量のサイクルごとの減少量が減少する。

そこで、減算値設定部２１５ｃが、設定電圧Ｖｆが低下するほど減算値ｄＱを減少させるように、タイミングＴ２１〜Ｔ２３、タイミングＴ２３〜Ｔ２７、タイミングＴ２７〜Ｔ２９、及びタイミングＴ２９〜Ｔ３１の各サイクルに対応する減算値ｄＱとしてｄＱ２１，ｄＱ２２，ｄＱ２３，ｄＱ２４をそれぞれ設定することで、サイクル電気量設定部２１３ｂによって設定されるサイクル電気量Ｑｃｙｃが、二次電池１４の本来の１回の充放電サイクル（ＳＯＣ：０％→１００％→０％）における充放電電気量を表す精度が向上する。その結果、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度が向上する。ここで、ｄＱ２１＞ｄＱ２２＞ｄＱ２３＞ｄＱ２４の関係となる。

また、サイクル加算値設定部３２２が、設定電圧Ｖｆが低下するほどサイクル加算値Ａｄｃを減少させるように、タイミングＴ２１〜Ｔ２３、タイミングＴ２３〜Ｔ２７、タイミングＴ２７〜Ｔ２９、及びタイミングＴ２９〜Ｔ３１の各サイクルに対応するサイクル加算値ＡｄｃとしてＡｄｃ１、Ａｄｃ２、Ａｄｃ３、及びＡｄｃ４をそれぞれ設定することで、サイクル劣化値算出部３２１によって算出されるサイクル劣化値Ｄｃｙｃが、サイクル劣化の程度を表す精度が向上する。ここで、Ａｄｃ１＞Ａｄｃ２＞Ａｄｃ３＞Ａｄｃ４の関係となる。

また、タイミングＴ２１〜Ｔ２３における温度ｔ＝０℃、タイミングＴ２３〜Ｔ２７における温度ｔ＝２５℃、タイミングＴ２７〜Ｔ２９における温度ｔ＝４５℃、タイミングＴ２９〜Ｔ３１における温度ｔ＝５５℃、タイミングＴ３１以降における温度ｔ＝２５℃に、それぞれ対応して、保存劣化加算値設定部３２４によって、保存劣化加算値Ａｄｓとして、例えばＡｄｓ１、Ａｄｓ０、Ａｄｓ２、Ａｄｓ３、Ａｄｓ０が設定される。

ここで、例えば２５℃が最適温度であれば、保存劣化加算値設定部３２４によって、Ａｄｓ０は最も小さな値に設定される。０℃は、最適温度や好適温度範囲の下限値より低いから、保存劣化加算値設定部３２４によって、０℃に対応するＡｄｓ１はＡｄｓ０より大きな値に設定される。

４５℃は、最適温度より高いから、４５℃に対応するＡｄｓ2は、保存劣化加算値設定部３２４によって、Ａｄｓ０より大きな値に設定されるようにしてもよい。また、４５℃は、好適温度範囲内であるから、保存劣化加算値設定部３２４によってＡｄｓ０と同じ値に設定されるようにしてもよい。５５℃は、４５℃よりも最適温度や好適温度範囲の上限値との差が大きいから、５５℃に対応するＡｄｓ３は、保存劣化加算値設定部３２４によって、Ａｄｓ２より大きな値に設定される。

これにより、二次電池１４の保存状態で生じる保存劣化への温度の影響が反映されて、保存劣化値Ｄｓｔが算出されるから、保存劣化値Ｄｓｔが保存劣化の程度を示す精度が向上する。そして、取得部３２５によって取得される劣化度Ｄは、充放電サイクルに伴って生じるサイクル劣化と、温度環境に応じて保存状態で生じる保存劣化とを含んで二次電池１４の劣化の程度を表すことになるから、劣化度Ｄにより表される劣化の程度が向上する。

以上のように、タイミングＴ２１〜Ｔ２３と同様の処理が繰り返されることで、二次電池１４の劣化の程度を示す劣化度Ｄが精度よく算出され、かつ劣化度Ｄの増大に応じて二次電池１４の充電電圧が低下される結果、二次電池１４の劣化の進行が緩やかにされる。

そして、取得部３２５によって算出された劣化度Ｄが、寿命判定値Ｌを超えたとき、保護制御部２１６ｃによって、二次電池１４が寿命に達したと判定されて、二次電池１４の充放電が禁止される。これにより、寿命となった二次電池１４の使用が継続されて、安全性が低下する恐れが低減される。

なお、制御部２０１ｃは、サイクル電気量設定部２１３ｂ、及び減算値設定部２１５ｃを備えず、制御部２０１ｃが備えるサイクル計数部２１４ａは、予め設定されたサイクル電気量Ｑｃｙｃを用いるようにしてもよい。図１１は、サイクル電気量設定部２１３ｂ、及び減算値設定部２１５ｃを備えない構成とした場合のサイクル数計数回路４ｃの動作の一例を示す説明図である。

この場合、サイクル電気量Ｑｃｙｃとしては、例えば二次電池１４の満充電容量値Ｑｆの２倍の値を用いることができる。あるいは、電流積算部２１１ａの代わりに充電電流積算部２１１と放電電流積算部２１２とを用いた場合や、電流積算部２１１ａが、電流検出部２１９によって検出された充電電流値と、放電電流値の絶対値とのうち、いずれか一方のみを積算して積算電気量Ｑｔを算出する構成とした場合は、サイクル電気量Ｑｃｙｃとして、例えば二次電池１４の満充電容量値Ｑｆを用いることができる。

このような構成によっても、二次電池１４の劣化の程度が増大するほど充電電圧が低く抑えられることになる結果、二次電池１４の劣化の進行が緩やかにされる。また、サイクル劣化値Ｄｃｙｃが示す劣化の精度、及び保存劣化値Ｄｓｔが示す劣化の精度が向上する結果、取得部によって取得される劣化度Ｄの精度が向上する。

即ち、本発明の一局面に従うサイクル数計数回路は、二次電池に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値の積算値を、積算電気量として算出する電流積算部と、前記二次電池のサイクル寿命の１サイクルに対応するサイクル電気量を、逐次設定するサイクル電気量設定部と、前記サイクル寿命のサイクル数を計数するサイクル計数部とを備え、前記サイクル計数部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、前記サイクル電気量設定部は、前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から所定の減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定する。

この構成によれば、サイクル電気量設定部によって、二次電池のサイクル寿命における１サイクル分を判定するための基準となるサイクル電気量が設定される。そして、電流積算部によって算出された積算電気量の、サイクル計数部が前回サイクル数を計数した後の増加量が、サイクル電気量設定部によって設定されたサイクル電気量に達したとき、サイクル計数部によって、サイクル数に１が加算されてサイクル数が計数される。従って、二次電池が、満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても、サイクル寿命におけるサイクル数を計数することができる。

ここで、二次電池は充放電サイクルを経るたびに、劣化して満充電容量が減少していく。従って、本来のサイクル寿命における充放電サイクルにおいては、放電終止状態から満充電までの充電と満充電から放電終止状態までの放電とを繰り返すたびに、満充電容量は減少していく。そのため、本来のサイクル寿命においては、初期の１回の充放電サイクルで充放電される電気量（電荷量）よりも、以後の１回の充放電サイクルで充放電される電気量（電荷量）の方が少なくなる。

そのため、もし仮に上記サイクル電気量が固定値であったとすれば、サイクル計数部によって計数されるサイクル数は、本来のサイクル寿命におけるサイクル数との間に誤差が生じてサイクル数の計数精度が低下する。

しかしながら、この構成によれば、サイクル計数部によって前回サイクル数が計数された後において電流積算部によって算出された積算電気量の増加量が、現在設定されているサイクル電気量に達したとき、すなわちサイクル寿命における１サイクルに相当する電気量が二次電池に流れたとき、サイクル電気量設定部によって、現在のサイクル電気量から所定の減少量だけ減少されて新たなサイクル電気量が設定される。

これにより、実際には放電終止状態から満充電までの充電と満充電から放電終止状態までの放電とからなる充放電サイクルが実行されていなくても、このような充放電サイクルにより二次電池が劣化して満充電容量が減少するのと同じようにサイクル電気量が減少されて、この減少されたサイクル電気量に基づいてサイクル計数部による次のサイクル数の計数が行われる。従って、本来のサイクル寿命におけるサイクル数とサイクル計数部により計数されるサイクル数との差が減少する結果、サイクル数の計数精度を向上することができる。

また、前記電流積算部は、前記二次電池の充電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する充電電流積算部と、前記二次電池の放電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する放電電流積算部とを含み、前記サイクル計数部は、前記充電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、前記サイクル電気量設定部は、前記放電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から前記減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定するようにしてもよい。

この構成によれば、サイクル計数部は上述の電流積算部として充電電流積算部を用いるので、充電電流積算部によって二次電池の充電中に積算された充電電流の積算値の、前回サイクル数が計数された後の増加量が、サイクル電気量設定部によって設定されたサイクル電気量に達したとき、サイクル計数部によって、サイクル数に１が加算される。一方、サイクル電気量設定部は上述の電流積算部として放電電流積算部を用いるので、放電電流積算部によって二次電池の放電中に積算された放電電流の積算値の、前回サイクル数が計数された後の増加量が、前回設定されたサイクル電気量すなわちそのとき設定されているサイクル電気量に達したとき、このサイクル電気量から所定の減少量だけ減少されて新たなサイクル電気量が設定される。

そうすると、サイクル数の計数は二次電池の充電時に行われ、サイクル電気量の更新は二次電池の放電時に行われることとなる結果、サイクル数の計数とサイクル電気量の更新とを同じタイミングで行った場合に生じるサイクル数の計数誤差を低減することができる。

また、前記電流積算部は、前記二次電池の充電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する充電電流積算部と、前記二次電池の放電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する放電電流積算部とを含み、前記サイクル計数部は、前記放電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、前記サイクル電気量設定部は、前記充電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から前記減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定するようにしてもよい。

この構成によれば、サイクル計数部は上述の電流積算部として放電電流積算部を用いるので、放電電流積算部によって二次電池の放電中に積算された放電電流の積算値の、前回サイクル数が計数された後の増加量が、サイクル電気量設定部によって設定されたサイクル電気量に達したとき、サイクル計数部によって、サイクル数に１が加算される。一方、サイクル電気量設定部は上述の電流積算部として充電電流積算部を用いるので、充電電流積算部によって二次電池の充電中に積算された充電電流の積算値の、サイクル計数部によって前回サイクル数が計数された後の増加量が、そのとき設定されているサイクル電気量に達したとき、このサイクル電気量から所定の減少量だけ減少されて新たなサイクル電気量が設定される。

そうすると、サイクル数の計数は二次電池の放電時に行われ、サイクル電気量の更新は二次電池の充電時に行われることとなる結果、サイクル数の計数とサイクル電気量の更新とを同じタイミングで行った場合に生じるサイクル数の計数誤差を低減することができる。

また、前記電流積算部は、前記電流検出部によって検出された電流値を、前記二次電池の充電及び放電のいずれか一方においてのみ積算することが好ましい。

この構成によれば、充電及び放電の両方で電流値を積算する場合と比べて電流積算部で積算する積算値が小さくなるので、取り扱うデータ量を減少させることができる。

また、前記サイクル電気量設定部は、前記サイクル電気量の初期値である初期サイクル電気量として、前記二次電池が初期状態のときの満充電容量値を設定し、前記サイクル計数部は、前記サイクル数の１回目の計数を行う際は、前記電流積算部によって算出された積算電気量が、前記初期サイクル電気量に達したとき、前記サイクル数に１を加算することが好ましい。

この構成によれば、二次電池が初期状態のときの満充電容量値が、サイクル電気量設定部によってサイクル電気量の初期値として用いられるので、初期状態の二次電池を、放電終止状態から満充電までの充電と満充電から放電終止状態までの放電とを繰り返すことで本来のサイクル寿命におけるサイクル数を計数した場合と同様のサイクル数を、満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても計数することができる。

また、前記電流積算部は、前記電流検出部によって検出された充電及び放電の電流値を積算することにより前記積算電気量を算出し、前記サイクル電気量設定部は、前記サイクル電気量の初期値として、前記二次電池が初期状態のときの満充電容量値の二倍の値を用いるようにしてもよい。

この構成によれば、電流積算部により積算される積算値は、充電電流と放電電流との合計値となるから、サイクル寿命の１サイクルに相当する充放電サイクルにおける積算電気量は、二次電池の満充電容量値の２倍となる。そこで、サイクル電気量設定部は、サイクル電気量の初期値として、二次電池が初期状態のときの満充電容量値の二倍の値を用いることで、初期状態の二次電池を、放電終止状態から満充電までの充電と満充電から放電終止状態までの放電とを繰り返すことで本来のサイクル寿命におけるサイクル数を計数した場合と同様のサイクル数を、満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても計数することができる。

また、前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に応じた前記二次電池の寿命に関する情報を報知する報知部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、報知部によって、サイクル計数部によって計数されたサイクル数に応じた二次電池の寿命に関する情報が報知されるので、ユーザが二次電池の寿命を知ることができる。

また、前記二次電池が充放電する充放電経路を開閉するスイッチング素子と、前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数が、前記二次電池が前記サイクル寿命になったことを示すサイクル数以上になった場合、前記スイッチング素子をオフさせる保護制御部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、二次電池の劣化が進んで寿命が切れると、二次電池の充放電経路が遮断されて充放電が禁止されるので、安全性が向上する。

また、前記二次電池が放電終止状態になったことを検出する放電終止検出部と、前記二次電池が満充電状態になったことを検出する満充電検出部とを備え、前記サイクル電気量設定部は、前記放電終止検出部によって前記二次電池が放電終止状態になったことが検出されてから、前記満充電検出部によって前記二次電池が満充電状態になったことが検出されるまでの間、前記二次電池の充電が継続した場合、当該放電終止状態が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間において、前記電流積算部によって積算された積算電気量を、前記サイクル電気量として設定し、前記満充電検出部によって前記二次電池が満充電状態になったことが検出されてから、前記放電終止検出部によって前記二次電池が放電終止状態になったことが検出されるまでの間、前記二次電池の放電が継続した場合、当該満充電状態が検出されてから放電終止状態が検出されるまでの間において、前記電流積算部によって積算された積算電気量を、前記サイクル電気量として設定することが好ましい。

二次電池が放電終止状態から満充電状態まで充電された場合、その間の積算電気量は、二次電池の実際の電池容量の測定値を示すことになる。また、二次電池が満充電状態から放電終止状態になるまで放電された場合、その間の積算電気量は、二次電池の実際の電池容量の測定値を示すことになる。

そこで、サイクル電気量設定部は、放電終止検出部によって二次電池が放電終止状態になったことが検出されてから、満充電検出部によって二次電池が満充電状態になったことが検出されるまでの間、二次電池の充電が継続した場合、当該放電終止状態が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間において、電流積算部によって積算された積算電気量、すなわち二次電池の実際の電池容量の測定値を、サイクル電気量として設定する。

一方、サイクル電気量設定部は、満充電検出部によって二次電池が満充電状態になったことが検出されてから、放電終止検出部によって二次電池が放電終止状態になったことが検出されるまでの間、二次電池の放電が継続した場合、当該満充電状態が検出されてから放電終止状態が検出されるまでの間において、電流積算部によって積算された積算電気量、すなわち二次電池の実際の電池容量の測定値を、サイクル電気量として設定する。これにより、サイクル電気量を実際の電池容量に補正することができる結果、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度が向上する。

また、前記二次電池の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出された温度に応じて、当該温度が前記二次電池を劣化させ易い方向に変化するに従って、前記減少量を増大させるように、前記減少量を設定する減少量設定部とをさらに備えることが好ましい。

二次電池は、充放電サイクルを繰り返す都度、劣化によりその満充電容量が減少する。また、二次電池には、一般的に充放電に適した好適温度範囲が存在し、この好適温度範囲外において充放電を行うと、好適温度範囲から離れるほど、充放電による劣化が増大して容量の減少量が増大する性質がある。

そこで、この構成によれば、減少量設定部によって、二次電池の温度が二次電池を劣化させ易い温度であるほど、すなわち充放電サイクルを経たことによる満充電容量の減少量が増大するほど、サイクル電気量設定部で用いられる減少量を増大させるように、当該減少量が設定される。これにより、サイクル寿命における１サイクル分を判定するための基準となるサイクル電気量を、実際の温度環境における二次電池の満充電容量に近づけることができる結果、サイクル数の計数精度を向上することができる。

また、前記二次電池の端子電圧が、所定の設定電圧を超えないように、前記二次電池の充電を制御する充電制御部と、前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、前記二次電池の劣化の程度を表す劣化度を得る劣化度取得部と、前記劣化度取得部によって得られた劣化度が増大するに従って、前記設定電圧を低下させる充電電圧設定部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、劣化度取得部によって、サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、二次電池の劣化の程度を表す劣化度が取得される。そして、充電電圧設定部によって、劣化度が増大するほど設定電圧が低下され、充電制御部によって、二次電池の端子電圧がその設定電圧を超えないように二次電池の充電が制御される。これにより、二次電池の劣化の程度が増大するほど二次電池の充電電圧が低く抑えられることになる結果、劣化の進行が緩やかにされる。なお、”劣化度が増大する”とは、”劣化度で表される劣化の程度が増大する”ことを意味しており、指標化された劣化度の数値が増大することを意味するのではない。

また、前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記減少量を減少させるように、当該減少量を設定する減少量設定部をさらに備えることが好ましい。

二次電池の劣化に伴う満充電電気量の減少量は、充電電圧が低下するほど減少する。そこで、この構成によれば、充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下して二次電池の充電電圧が低く抑えられるほど、サイクル電気量設定部が新たなサイクル電気量を設定するときの減少量が減少する。これにより、充電電圧の低下による劣化の低減効果がサイクル電気量に反映される結果、サイクル計数部によるサイクル数の計数精度が向上する。

また、前記二次電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記減少量設定部は、前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って前記減少量を減少させると共に、前記温度検出部によって検出された温度が、前記二次電池を劣化させ難い方向に変化するに従って、前記減少量を減少させるように当該減少量を設定することが好ましい。

この構成によれば、設定電圧が低下し、すなわち充電電圧が低下して二次電池の劣化が低減されるほど前記減少量が減少され、二次電池の温度が当該二次電池を劣化させ難い温度であるほど前記減少量が減少されるので、充電電圧による劣化の影響と温度による劣化の影響とが前記減少量に反映される。その結果、サイクル電気量設定部によるサイクル電気量の設定精度が向上し、ひいてはサイクル計数部によるサイクル数計数精度が向上する。

また、前記劣化度取得部は、前記サイクル計数部によって前記サイクル数が更新される都度、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値を算出するサイクル劣化値算出部と、前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記サイクル加算値を減少させるように、当該サイクル加算値を設定するサイクル加算値設定部と、前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値に基づいて、前記劣化度を取得する取得部とを含むことが好ましい。

この構成によれば、サイクル計数部によってサイクル数に１が加算される都度、サイクル劣化値算出部によって、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値が算出される。すなわち、サイクル加算値は、１サイクルあたりの劣化の程度を表すことになる。そして、設定電圧が低下し、すなわち充電電圧が低下して二次電池の劣化が低減されるほど、サイクル加算値設定部によってサイクル加算値が減少されるので、サイクル加算値には、設定電圧が１サイクルで生じる劣化に与える影響が反映される。その結果、サイクル加算値が１サイクルあたりの劣化の程度を表す精度が向上し、サイクル劣化値算出部によって算出されるサイクル劣化値が示す劣化の精度が向上する。そして、サイクル劣化値が示す劣化の精度が向上する結果、取得部によって取得される劣化度の精度が向上する。

また、本発明の一局面に従うサイクル数計数回路は、二次電池のサイクル寿命におけるサイクル数を計数するサイクル計数部と、前記二次電池の端子電圧が、所定の設定電圧を超えないように、前記二次電池の充電を制御する充電制御部と、前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、前記二次電池の劣化の程度を表す劣化度を得る劣化度取得部と、前記劣化度取得部によって取得された劣化度が増大するに従って、前記設定電圧を低下させる充電電圧設定部とを備え、前記劣化度取得部は、前記サイクル計数部により前記サイクル数が更新される都度、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値を算出するサイクル劣化値算出部と、前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記サイクル加算値を減少させるように、当該サイクル加算値を設定するサイクル加算値設定部と、前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値に基づいて、前記劣化度を取得する取得部とを含む。

この構成によれば、劣化度取得部によって、サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、二次電池の劣化の程度を表す劣化度が取得される。そして、充電電圧設定部によって、劣化度が増大するほど設定電圧が低下され、充電制御部によって、二次電池の端子電圧がその設定電圧を超えないように二次電池の充電が制御される。これにより、二次電池の劣化の程度が増大するほど二次電池の充電電圧が低く抑えられることになる結果、劣化の進行が緩やかにされる。

そして、サイクル計数部により前記サイクル数が増加される都度、サイクル劣化値算出部によって、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値が算出される。すなわち、サイクル加算値は、１サイクルあたりの劣化の程度を表すことになる。そして、設定電圧が低下し、すなわち充電電圧が低下して二次電池の劣化が低減されるほど、サイクル加算値設定部によってサイクル加算値が減少されるので、サイクル加算値には、設定電圧が１サイクルで生じる劣化に与える影響が反映される。その結果、サイクル加算値が１サイクルあたりの劣化の程度を表す精度が向上し、サイクル劣化値算出部によって算出されるサイクル劣化値が示す劣化の精度が向上する。そして、サイクル劣化値が示す劣化の精度が向上する結果、取得部によって取得される劣化度の精度が向上する。これにより、二次電池の劣化の進行を緩やかにしつつ、当該二次電池の劣化の程度を高精度で指標化して劣化度として表すことができる。

また、前記二次電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記劣化度取得部は、単位時間毎に、所定の保存劣化加算値を積算することによって保存劣化の程度を表す保存劣化値を算出する保存劣化値算出部と、前記温度検出部によって検出された温度に応じて、当該温度が前記二次電池を劣化させ易い方向に変化するに従って、前記保存劣化加算値を増大させるように、当該保存劣化加算値を設定する保存劣化加算値設定部とをさらに含み、前記取得部は、前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値と前記保存劣化値算出部によって算出された保存劣化値とに基づいて、前記劣化度を算出することが好ましい。

この構成によれば、二次電池の保存状態で生じる保存劣化への温度の影響が反映されて、保存劣化値が算出されるから、保存劣化値が保存劣化の程度を示す精度が向上する。そして、取得部によって取得される劣化度は、充放電サイクルに伴って生じるサイクル劣化と、温度環境に応じて保存状態で生じる保存劣化とを含んで二次電池の劣化の程度を表すことになるから、劣化度により表される劣化の程度が向上する。

また、前記劣化度取得部によって取得された劣化度が、予め設定された寿命判定レベルを超えたとき、前記二次電池の充電を禁止する寿命判定部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、劣化度取得部によって取得された劣化度の表す劣化の程度が、予め設定された寿命判定レベルを超え、すなわち二次電池の寿命が尽きたと考えられるとき、二次電池の充電が禁止されるので、寿命の尽きた二次電池が充電されて安全性が低下するおそれが低減される。

また、本発明の一局面に従う電池パックは、上述のサイクル数計数回路と、前記二次電池とを備える。

この構成によれば、電池パックにおいて、二次電池が満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度を向上することができる。

また、本発明に係る電池システムは、上述のサイクル数計数回路と、前記二次電池と、前記二次電池に充電電流を供給する充電部と、前記二次電池からの放電電流により駆動される負荷回路とを備える。

この構成によれば、二次電池を充放電する電池システムにおいて、二次電池が満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度を向上することができる。

このような構成のサイクル数計数回路及びこれを備えた、電池パック及び電池システムは、二次電池が満充電まで充電されなかったり放電終止状態まで放電されなかったりした場合であっても、サイクル寿命におけるサイクル数の計数精度を向上することができる。

この出願は、２００９年７月１０日に出願された日本国特許出願特願２００９−１６３６２４を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

なお、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

本発明に係るサイクル数計数回路及びこれを備えた、電池パック及び電池システムは、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、太陽電池や発電装置と二次電池とを組み合わされた電源システム等、種々の電池搭載装置、システムにおいて、好適に利用することができる。

Claims (19)

1. 二次電池に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部によって検出された電流値の積算値を、積算電気量として算出する電流積算部と、
   前記二次電池のサイクル寿命の１サイクルに対応するサイクル電気量を、逐次設定するサイクル電気量設定部と、
   前記サイクル寿命のサイクル数を計数するサイクル計数部とを備え、
   前記サイクル計数部は、
   前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、
   前記サイクル電気量設定部は、
   前記電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から所定の減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定するサイクル数計数回路。
2. 前記電流積算部は、
   前記二次電池の充電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する充電電流積算部と、
   前記二次電池の放電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する放電電流積算部とを含み、
   前記サイクル計数部は、
   前記充電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、
   前記サイクル電気量設定部は、
   前記放電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から前記減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定する請求項１記載のサイクル数計数回路。
3. 前記電流積算部は、
   前記二次電池の充電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する充電電流積算部と、
   前記二次電池の放電時に、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する放電電流積算部とを含み、
   前記サイクル計数部は、
   前記放電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回計数されたサイクル数に１を加算し、
   前記サイクル電気量設定部は、
   前記充電電流積算部によって算出された積算電気量の、前記サイクル数の前回計数後からの増加量が、前回設定されたサイクル電気量に達したとき、前回設定されたサイクル電気量から前記減少量を減少させて新たなサイクル電気量を設定する請求項１記載のサイクル数計数回路。
4. 前記電流積算部は、
   前記二次電池の充電時及び放電時のいずれか一方において、前記電流検出部によって検出された電流値を積算する請求項１記載のサイクル数計数回路。
5. 前記サイクル電気量設定部は、
   前記サイクル電気量の初期値である初期サイクル電気量として、前記二次電池が初期状態のときの満充電容量値を設定し、
   前記サイクル計数部は、
   前記サイクル数の１回目の計数を行う際は、前記電流積算部によって算出された積算電気量が、前記初期サイクル電気量に達したとき、前記サイクル数に１を加算する請求項１〜４のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
6. 前記電流積算部は、
   前記電流検出部によって検出された充電時の電流値及び放電時の電流値を積算することにより前記積算電気量を算出し、
   前記サイクル電気量設定部は、
   前記サイクル電気量の初期値として、前記二次電池が初期状態のときの満充電容量値の二倍の値を設定すること
   を特徴とする請求項１記載のサイクル数計数回路。
7. 前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に応じた前記二次電池の寿命に関する情報を報知する報知部をさらに備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
8. 前記二次電池が充放電する充放電経路を開閉するスイッチング素子と、
   前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数が、前記二次電池が前記サイクル寿命になったことを示すサイクル数以上になった場合、前記スイッチング素子をオフさせる保護制御部とをさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
9. 前記二次電池が放電終止状態になったことを検出する放電終止検出部と、
   前記二次電池が満充電状態になったことを検出する満充電検出部とをさらに備え、
   前記サイクル電気量設定部は、さらに、
   前記放電終止検出部によって前記二次電池が放電終止状態になったことが検出されてから、前記満充電検出部によって前記二次電池が満充電状態になったことが検出されるまでの間、前記二次電池の充電が継続した場合、当該放電終止状態が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間において、前記電流積算部によって積算された積算電気量を、前記サイクル電気量として設定し、
   前記満充電検出部によって前記二次電池が満充電状態になったことが検出されてから、前記放電終止検出部によって前記二次電池が放電終止状態になったことが検出されるまでの間、前記二次電池の放電が継続した場合、当該満充電状態が検出されてから放電終止状態が検出されるまでの間において、前記電流積算部によって積算された積算電気量を、前記サイクル電気量として設定する請求項１〜８のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
10. 前記二次電池の温度を検出する温度検出部と、
    前記温度検出部によって検出された温度に応じて、当該温度が前記二次電池を劣化させ易い方向に変化するに従って、前記減少量を増大させるように、前記減少量を設定する減少量設定部とをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
11. 前記二次電池の端子電圧が、所定の設定電圧を超えないように、前記二次電池の充電を制御する充電制御部と、
    前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、前記二次電池の劣化の程度を表す劣化度を得る劣化度取得部と、
    前記劣化度取得部によって得られた劣化度が増大するに従って、前記設定電圧を低下させる充電電圧設定部とをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
12. 前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記減少量を減少させるように、当該減少量を設定する減少量設定部をさらに備える請求項１１記載のサイクル数計数回路。
13. 前記二次電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
    前記減少量設定部は、
    前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って前記減少量を減少させると共に、前記温度検出部によって検出された温度が、前記二次電池を劣化させ難い方向に変化するに従って、前記減少量を減少させるように当該減少量を設定する請求項１２記載のサイクル数計数回路。
14. 前記劣化度取得部は、
    前記サイクル計数部によって前記サイクル数が更新される都度、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値を算出するサイクル劣化値算出部と、
    前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記サイクル加算値を減少させるように、当該サイクル加算値を設定するサイクル加算値設定部と、
    前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値に基づいて、前記劣化度を取得する取得部とを含む請求項１１又は１２記載のサイクル数計数回路。
15. 二次電池のサイクル寿命におけるサイクル数を計数するサイクル計数部と、
    前記二次電池の端子電圧が、所定の設定電圧を超えないように、前記二次電池の充電を制御する充電制御部と、
    前記サイクル計数部によって計数されたサイクル数に基づいて、前記二次電池の劣化の程度を表す劣化度を得る劣化度取得部と、
    前記劣化度取得部によって取得された劣化度が増大するに従って、前記設定電圧を低下させる充電電圧設定部とを備え、
    前記劣化度取得部は、
    前記サイクル計数部により前記サイクル数が更新される都度、所定のサイクル加算値を積算することによってサイクル劣化の程度を表すサイクル劣化値を算出するサイクル劣化値算出部と、
    前記充電電圧設定部によって設定された設定電圧が低下するに従って、前記サイクル加算値を減少させるように、当該サイクル加算値を設定するサイクル加算値設定部と、
    前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値に基づいて、前記劣化度を取得する取得部とを含むサイクル数計数回路。
16. 前記二次電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
    前記劣化度取得部は、
    単位時間毎に、所定の保存劣化加算値を積算することによって保存劣化の程度を表す保存劣化値を算出する保存劣化値算出部と、
    前記温度検出部によって検出された温度に応じて、当該温度が前記二次電池を劣化させ易い方向に変化するに従って、前記保存劣化加算値を増大させるように、当該保存劣化加算値を設定する保存劣化加算値設定部とをさらに含み、
    前記取得部は、
    前記サイクル劣化値算出部によって算出されたサイクル劣化値と前記保存劣化値算出部によって算出された保存劣化値とに基づいて、前記劣化度を算出する請求項１４又は１５記載のサイクル数計数回路。
17. 前記劣化度取得部によって得られた劣化度が、予め設定された寿命判定レベルを超えたとき、前記二次電池の充電を禁止する寿命判定部をさらに備える請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路と、
    前記二次電池とを備える電池パック。
19. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載のサイクル数計数回路と、
    前記二次電池と、
    前記二次電池に充電電流を供給する充電部と、
    前記二次電池からの放電電流により駆動される負荷回路とを備える電池システム。

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