JPWO2013128809A1 - 電池制御システムおよび電池パック - Google Patents

Abstract

電池制御部（４００）は、温度測定部（３２０）が測定した温度、および電圧電流測定部（３４０）が測定した電圧に基づいて、電池セル（１００）の充電および放電を制御する。また、電池制御部（４００）は、電流が０より大きいときに、温度測定部（３２０）が測定した温度に基づいて、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する。また、電池制御部（４００）は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、電圧電流測定部（３４０）が測定した前記電圧に基づいて、全ての電池セル（１００）の電圧を均等にするためのバランス制御を行う。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき、電池制御部（４００）は、バランス制御を行わない。

Description

本発明は、電池制御システムおよび電池パックに関する。

電池パックから電力を安定的に得るために、様々な充放電方法や制御回路が提案されている。

特許文献１（特開２００９−２３２５５９号公報）には、以下のような電池パック充電バランス回路が記載されている。この電池パック充電バランス回路は、第１のバランス制御回路、第２のバランス制御回路および保護回路を備えている。第１のバランス制御回路および第２のバランス制御回路は、充放電回路の両充放電端子の間に直列接続されている。第１のバランス制御回路は、複数の電池ユニットに対応して、並列接続された制御ユニットを有している。第２のバランス制御回路は、並列接続された第１の分岐および第２の分岐を有している。これにより、予め設定されたアンバランス保護起動電圧に達した電池ユニットに対して、分流を行い、保護回路が早期に過充電保護機能を起動するのを防止することができるとされている。したがって、各々の電池ユニットへの充電をバランスさせることができるとされている。

また、特許文献２（特開平０９−３２２４１７号公報）には、以下のような放電方法が記載されている。複数の電池ユニットのそれぞれの温度を検出する。検出した温度のうち、最も低い温度を優先して放電終止電圧を演算する。最低温度が低下すると、放電終止電圧を低く補正するように演算する。各々の電池ユニットの電圧を放電終止電圧と比較し、いずれかの電池ユニットの電圧が放電終止電圧よりも低くなった場合、全ての電池ユニットの放電を停止させる。これにより、過放電を防止するとともに、早く残容量が無くなることを防止することができるとされている。

特開２００９−２３２５５９号公報 特開平０９−３２２４１７号公報

発明者は、直列に接続した複数の電池ユニットを有する電池パックにおいて、以下のような課題が生じることを見出した。電池パック内の電池ユニットは、電池ユニットの配置により、温度差が生じることがある。この場合、各々の電池ユニット間の残容量が等しい場合でも、通電時に各々の電池ユニット間に電圧差が生じる。このとき、各々の電池ユニット間の電圧を均等にするための制御を行うと、等しかった残容量が逆にバラついてしまう可能性がある。

本発明によれば、
直列に接続された複数の電池ユニットのうち、二つ以上の前記電池ユニットの温度を測定する温度測定手段と、
前記電池ユニットの電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電池ユニットの通電を検出する通電検出手段と、
前記電池ユニットの充電および放電を制御する電池制御手段と、
を備え、
前記電池制御手段は、
前記電池ユニットの前記通電中に、前記温度測定手段が測定した前記温度に基づいて、前記温度が最低である温度最低ユニットと、前記温度が最高である温度最高ユニットとを特定し、
さらに前記温度最高ユニットと前記温度最低ユニットとの温度差が基準値以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、少なくとも二つの前記電池ユニットの前記電圧の差を減じるためのバランス制御を行い、
前記温度差が前記第１温度条件を満たすとき、前記バランス制御を行わない電池制御システムが提供される。

本発明によれば、
直列に接続された複数の電池ユニットと、
二つ以上の前記電池ユニットの温度を測定する温度測定手段と、
前記電池ユニットの電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電池ユニットの通電を検出する通電検出手段と、
前記電池ユニットの充電および放電を制御する電池制御手段と、
を備え、
前記電池制御手段は、
前記電池ユニットの前記通電中に、前記温度測定手段が測定した前記温度に基づいて、前記温度が最低である温度最低ユニットと、前記温度が最高である温度最高ユニットとを特定し、
前記温度最高ユニットと前記温度最低ユニットとの温度差が基準値以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、少なくとも二つの前記電池ユニットの前記電圧の差を減じるためのバランス制御を行い、
前記温度差が前記第１温度条件を満たすとき、前記バランス制御を行わない電池パックが提供される。

本発明によれば、電池制御手段は、温度最高ユニットと温度最低ユニットとの温度差が基準値以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、電圧測定手段が測定した電圧に基づいて、少なくとも二つの電池ユニット間の電圧差を低減するためのバランス制御を行う。一方、温度差が第１温度条件を満たすとき、電池制御手段は、バランス制御を行わない。これにより、各々の電池ユニット間の電圧差が生じている原因が、各々の電池ユニット間の温度差である場合には、バランス制御を行わないようにすることができる。すなわち、各々の電池ユニットの残容量が等しいときに、不必要なバランス制御を行うことがない。したがって、各々の電池ユニット間の電圧差が生じている原因を適切に判別しながら、電池パックを安定的に充電または放電させることができる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

第１の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。 第１の実施形態に係る電池パックの電池セル近傍の等価回路図である。 第１の実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る制御方法を示すフローチャートの変形例である。 第１の実施形態に係る制御方法を説明するための図である。 第１の実施形態に係る制御方法を説明するための図である。 第１の実施形態の効果を説明するための比較例の図である。 第２の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。 第２の実施形態に係る電池パックの電池セル近傍の等価回路図である。 第３の実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。 第４の実施形態に係る電池パックの電池セル近傍の等価回路図である。 第４の実施形態に係る制御方法を説明するための図である。 第４の実施形態の効果を説明するための比較例の図である。 第５の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。 第６の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。 第６の実施形態に係る電池パックの構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

ここでいう「電池パック１０」とは、複数の電池ユニットを有している組電池のことをいう。また、「電池ユニット」とは、少なくとも一つ以上の電池セル１００を有しているものをいう。さらに、「電池ユニット」に含まれる電池セル１００は、正極および負極等を有する複数の単電池を有していてもよい。また、複数の「電池ユニット」は、それぞれ異なる数量の電池セル１００を有していてもよい。以下では、「電池パック１０」に含まれる「電池ユニット」は、並列に接続された二つの単電池を有する電池セル１００である場合を説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２を用い、第１の実施形態に係る電池パック１０について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電池パック１０および電子機器６０の構成を示す回路図である。この電池パック１０は、複数の電池セル１００と、温度測定手段（温度測定部３２０および温度センサー）と、電圧測定手段および通電検出手段（電圧電流測定部３４０）と、電池制御手段（電池制御部４００）とを備えている。なお、第１の実施形態では、電圧電流測定部３４０が電圧測定手段および通電検出手段を兼ねている。複数の電池セル１００は、直列に接続している。温度測定部３２０は、二つ以上の電池セル１００の温度を測定する。電池制御部４００は、電池セル１００の充電および放電を制御する。また、電池制御部４００は、電池セル１００の通電中に、温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する。また、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、電圧電流測定部３４０が測定した前記電圧に基づいて、少なくとも二つの電池セル１００の電圧の差を減じるためのバランス制御を行う。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき、電池制御部４００は、バランス制御を行わない。以下、詳細を説明する。

図１のように、電池パック１０は、複数の電池セル１００を備えている。ここでは、電池パック１０は、たとえば、Ｎ個の電池セル１００を備えている。また、上述のように電池セル１００は、二つの単電池を有している。具体的には、電池セル１００は、Ｌｉイオン二次電池である。第１の実施形態における電池パック１０では、複数の電池セル１００が、それぞれ外装体（不図示）に収納され、一列に積載された状態で電池パック１０にパッケージされている。なお、電池セル１００のパッケージ様態は、任意で良く、例えば複数の電池セル１００をその厚さ方向に１列に積層した状態や、積層した電池セル１００を複数列に隣合せに配置した状態であってもよい。このようなパッケージなどであっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

ここで、説明を簡略化するために、第１の実施形態における各々の電池セル１００は、満充電容量が等しいとする。このような電池パック１０であっても、各々の電池セル１００間において、温度差を起因として、各々の内部抵抗の差が生じる場合がある。この場合、電池パック１０を通電する際に、当該内部抵抗の電圧降下の差によって、各々の電池セル１００の間に電圧差が生じる可能性がある。第１の実施形態は、このような場合に特に有効である。なお、原理的には、各々の電池セル１００の満充電容量が異なる場合においても、同様の効果を得ることができる。

第１の実施形態における電池パック１０は、電池セル１００のほかに、制御回路２０を有している。制御回路２０は、電圧電流測定部３４０、温度測定部３２０、電池制御部４００およびスイッチ５００を備えている。

また、制御回路２０は、直列に接続された電池セル１００に接続されている。制御回路２０は、内部正極端子１６０、内部負極端子１８０、外部正極端子７１０および外部負極端子７２０を有している。内部正極端子１６０は、直列に接続された一方の電池セル１００の正極端子１２０に接続している。また、内部負極端子１８０は、直列に接続された他方の電池セル１００の負極端子１４０に接続している。

内部正極端子１６０は、制御回路２０内の配線（不図示）およびスイッチ５００を介して、当該電池パック１０を使用する外部機器に接続するための外部正極端子７１０に接続している。また、内部負極端子１８０も同様に、外部負極端子７２０に接続している。

内部正極端子１６０と外部正極端子７１０との間には、充電または放電を停止するためのスイッチ５００が設けられている。スイッチ５００は、たとえば、電池セル１００側の内部正極端子１６０と外部正極端子７１０との間に設けられている。この場合、スイッチ５００は、たとえば、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチ５００内には、二つのＰチャネルのＭＯＳＦＥＴが設けられている。これにより、片方のＭＯＳＦＥＴが充電を制御するために用いられる。一方、他方のＭＯＳＦＥＴが放電を制御するために用いられる。また、スイッチ５００における各々のＭＯＳＦＥＴは、電圧電流測定部３４０に接続している。

なお、スイッチ５００がＮチャネルのＭＯＳＦＥＴである場合は、スイッチ５００は、内部負極端子１８０と外部負極端子７２０との間に配置される。その他、スイッチ５００は、たとえば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）、リレーまたはブレーカーであってもよい。

制御回路２０には、温度測定部３２０が設けられている。温度測定部３２０は、二つ以上の電池セル１００の温度を測定する。温度測定部３２０は、少なくとも二つ以上の温度センサー（３２１、３２２、３２３）を有している。温度センサーは、たとえば、熱電対である。

温度測定部３２０の温度センサーは、たとえば、最も外側に配置された少なくとも一つの電池セル１００と、少なくとも一つの電池セル１００よりも内側に位置する電池セル１００と、の温度を測定するように設けられている。電池パック１０内の電池セル１００のうち、最も外側に配置された電池セル１００は、温まりにくい。一方、電池パック１０内の内側に配置された電池セル１００は、温まりやすい。このため、電池パック１０からの発熱が支配的である場合において、たとえば、上記したように温度センサーが配置されていることにより、最も温度差の大きい二つの電池セル１００の温度を測定することができる。なお、電池パック１０外部から熱エネルギーが供給されるような場合は、適宜、温度センサーの配置を変えてもよい。具体的には、屋外配置の家庭用蓄電池において、太陽光が電池パック１０に照射される場合などが挙げられる。この場合、太陽光が当たる電池セル１００と太陽光の陰になる電池セル１００とに、温度センサーを設けてもよい。

ここでは、温度センサー３２１、温度センサー３２２および温度センサー３２３が、各々異なる電池セル１００に接するように設けられている。そのうち、温度センサー３２１は、最も外側に配置された電池セル１００（図中Ｃｅｌｌ１）に接して設けられている。また、温度センサー３２２は、電池パック１０の中心付近の電池セル１００（図中Ｃｅｌｌ３）に接して設けられている。また、温度センサー３２３は、温度センサー３２１と反対側の外側に配置された電池セル１００（図中ＣｅｌｌＮ）に接して設けられている。各々の温度センサーは、電池セル１００を収容する外装体（不図示）に貼り付けられている。なお、温度センサーは、たとえば、外装体の中において、電池セル１００に貼り付けられていてもよい。

また、温度センサーは、電池パック１０の外側付近に設けられていてもよい。これにより、温度測定部３２０は、外気温度を測定することができる。

また、温度測定部３２０は、上記した温度センサーで生じる熱起電力等の信号を受けて温度を算出する。温度測定部３２０は、電池制御部４００に接続している。これにより、電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度の信号を受信する。なお、電池制御部４００が、温度センサーの信号を受けて温度を算出してもよい。

また、制御回路２０には、電圧電流測定部３４０が設けられている。電圧電流測定部３４０は、電池制御部４００を介して、電池セル１００に接続されている。電圧電流測定部３４０は、複数の電池セル１００のそれぞれの電圧を測定する。また、電圧電流測定部３４０は、直列に接続された複数の電池セル１００の合計電圧を測定するために、内部正極端子１６０および内部負極端子１８０の両端の電圧を測定してもよい。

また、内部負極端子１８０と外部負極端子７２０との間には、抵抗値が既知の抵抗３６０が設けられている。電圧電流測定部３４０は、抵抗３６０の両端に接続している。抵抗３６０にかかる電圧値を測定することにより、電圧電流測定部３４０は、上記抵抗値で割った値を電池セル１００に流れる電流値として算出する。電池制御部４００は、この電圧値の絶対値が所定の基準値より大きいとき、電池セル１００が通電中である（充電または放電が行われている）と判断することができる。

制御回路２０には、電池制御部４００が設けられている。電池制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、各々の電池セル１００に接続している。

電池制御部４００は、温度測定部３２０および電圧電流測定部３４０に接続している。電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度、および電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、各々の電池セル１００の充電および放電を制御する。電池制御部４００は、上記した温度および電圧に基づいて、演算処理を行う演算部（不図示）を有している。たとえば、電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、温度センサーが設けられた電池セル１００のなかから、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する。

また、電池制御部４００は、電池制御部４００からの信号を電子機器６０に送信し、または電子機器６０からの信号を受信するための通信部（不図示）を有している。電池制御部４００は、電子機器６０に信号を送受信するための通信端子７３０に接続している。

また、電圧電流測定部３４０、電池制御部４００およびスイッチ５００は、安全性、充放電のサイクル寿命を向上させるため、保護回路として機能する。電圧電流測定部３４０、電池制御部４００およびスイッチ５００は、電池セル１００に対して、過放電検出電圧値以下まで放電された場合、当該放電を強制終了させる。一方、過充電検出電圧値以上まで充電された場合、当該充電を強制終了させる。

その他、電池制御部４００は、温度差ΔＴの基準値Ｔ_１等を記憶する記憶部（不図示）を有している。

このように、第１の実施形態では、複数の電池セル１００および制御回路２０を含み、電池パック１０としてパッケージされている。

第１の実施形態では、電池パック１０に充電を行う場合について説明する。このとき、電池パック１０は、たとえば、充電機器９０に接続されている。充電機器９０は、電力供給源９００を備えている。ここでいう電力供給源９００は、電池パック１０を充電するための電力源である。充電機器９０の正極端子８１０および負極端子８２０は、電力供給源９００に接続している。なお、電力供給源９００が交流である場合は、充電機器９０は、交流電流を直流電流に変換するコンバータ部（不図示）を備えていてもよい。

充電機器９０の電池パック１０側には、正極端子８１０および負極端子８２０が設けられている。充電機器９０の正極端子８１０および負極端子８２０は、それぞれ、電池パック１０の外部正極端子７１０および外部負極端子７２０に接続している。これにより、充電機器９０は、電池パック１０に充電することができる。

充電制御部９４０は、電力供給源９００に接続している。これにより、充電制御部９４０は、電力供給源９００の電圧および電流を制御している。

また、充電制御部９４０は、通信端子８３０に接続していてもよい。充電機器９０側の通信端子８３０は、たとえば、配線（不図示）を介して、電池パック１０側の通信端子７３０に接続している。これにより、充電制御部９４０は、電池制御部４００に接続して、各種信号を受信することができる。

ここで、図２を用い、電池セル１００近傍の等価回路について説明する。図２は、電池制御部４００のうち、電池セル１００の充電および放電を制御する部分の等価回路の一例を示している。図中の点線は、電池制御部４００の内部を示している。なお、制御信号などを伝達する配線などは、省略している。

図２のように、電池制御部４００は、たとえば、以下のような構成を備えている。電池制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、各々の電池セル１００に接続している。電池制御部４００には、内部抵抗２０２および第１セルスイッチ２０４が、各々の電池セル１００と並列に配置されている。

電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、各々の電池セル１００間に電圧差が生じているとき、電圧差が生じた電池セル１００の電圧を均等にするためのバランス制御を行う。

ここで、電池制御部４００は、「バランス制御」において、たとえば、以下のように制御することができる。電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、最も電圧の高い電圧最大セルと最も電圧の低い電圧最小セルとの電圧の差（ΔＶ）が第１基準電圧値（Ｖ_１）以上であるとき、当該電圧の差が小さくなるように制御する。ここでは、電池制御部４００は、たとえば、当該電圧最大セルの電圧上昇を抑制する制御を行う。第１の実施形態では、温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値未満であり（第１温度条件を満たさない）、且つ、当該電圧の差が第１基準値以上であるとき、上記したバランス制御を行う。これにより、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差が温度差に起因したものではないとして、全ての電池セル１００の電圧を均等にすることができる。

具体的には、電池制御部４００は、たとえば、図２の等価回路を有しており、以下のような手順でバランス制御を行う。まず、電池制御部４００は、電圧最大セルに該当する電池セル１００に並列に配置された第１セルスイッチ２０４をＯＮする。一方、他の電池セル１００と並列に配置された第１セルスイッチ２０４は開放したままにする。電圧最大セルに並列に配置された第１セルスイッチ２０４をＯＮすることで、当該電圧最大セルに流入していた充電電流は、第１セルスイッチ２０４に直列接続された内部抵抗２０２に分流される。これにより、電圧最大セルに流入する充電電流は、当該電圧最大セルのうち現在印加されている電圧、電圧最大セルの内部抵抗、および電池制御部４００の内部抵抗２０２の値に応じて、減少する。したがって、電池制御部４００は、電圧最大セルの電圧の増加を抑制することができる。

一方、電圧最大セル以外の他の電池セル１００は、継続して充電されている。これにより、電圧最大セルの電圧は、他の電池セル１００の電圧に近づいていく。所定の期間経過後、電池制御部４００は、第１セルスイッチ２０４をＯＦＦする。このように、温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値未満である（第１温度条件を満たさない）場合、当該バランス制御を行うことにより、電池制御部４００は、電池セル１００の電圧を均等にすることができる。

なお、上述した「バランス制御」では、電圧最大セルに流れる充電電流を内部抵抗２０２に分流するとしたが、電圧最大セルを放電に転じさせて、当該電圧最大セルの容量を減少させることにより、電池セル１００間の電圧差を低減させてもよい。この場合、電池セル１００の電圧もしくは内部抵抗または充電電流の範囲に応じて、内部抵抗２０２の抵抗値を予め定めておく。これにより、バランス制御の際に電池セル１００を放電に転じさせることができる。

なお、図２で示されている等価回路は、内部抵抗２０２と第１セルスイッチ２０４のみの簡易な構造である。これにより、電池制御部４００を電池パック１０内の小さい領域に収容することができる。また、電池制御部４００の当該回路を、低コストで形成することができる。

第１の実施形態では、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、上述のバランス制御を行う。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき、電池制御部４００は、バランス制御を行わない。なお、この制御方法については、詳細を後述する。

次に、図３から図７を用いて、上記した電池パック１０の制御方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係る制御方法について説明するためのフローチャートである。図４は、第１の実施形態に係る制御方法について説明するためのフローチャートの変形例である。図５〜図７は、第１の実施形態に係る制御方法を説明するための図である。第１の実施形態に係る制御方法は、以下のステップを備えている。まず、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電流に基づいて、通電中かを判定する（Ｓ１１２）。通電中のとき（Ｓ１１２Ｙｅｓ）、電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する（Ｓ１２０）。次いで、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を判定する（Ｓ１３０）。次いで、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき（Ｓ１３０Ｎｏ）、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、少なくとも二つの電池セル１００の電圧の差を減じるためのバランス制御を行う。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき（Ｓ１３０Ｙｅｓ）、電池制御部４００は、バランス制御を行わない。以下、詳細を説明する。

ここで、電池パック１０に充電する場合について説明する。それぞれの電池セル１００の満充電容量は等しいと仮定する。また、電池パック１０の全ての電池セル１００の残容量は無くなっている状態であるとする。初期段階における全ての電池セル１００の電圧は、放電終止電圧Ｖ_０に近い値となっている。

ここで、この充電は、定電流定電圧充電法により行われる。ここでいう「定電流定電圧充電法」とは、電池パック１０全体の電圧が特定の充電電圧に達するまでは一定の充電電流で充電を行い、特定の充電電圧に達した後は印加する電圧を当該充電電圧に固定する充電方法である。ここでは、たとえば、電池セル１００の電圧が充電基準電圧値Ｖ_Ｃとなるように、上記した「充電電圧」をＮＶ_Ｃとする。また、「充電電流」をＩ_Ｃ１とする。

まず、図３において、充電を開始する（Ｓ１１０）。具体的には、電池パック１０の外部正極端子７１０および外部負極端子７２０を、充電機器９０の正極端子８１０および負極端子８２０にそれぞれ接続する。これにより、複数の電池セル１００に充電を開始する。これと同時に、温度測定部３２０は、温度センサーが設けられた電池セル１００の温度を測定し始める。また、電圧電流測定部３４０は、それぞれの電池セル１００の電圧を測定し始める（Ｓ１１０）。

次いで、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電流に基づいて、通電中かを判定する（Ｓ１１２）。具体的には、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電流に基づいて、電流が０より大きいかを判定する。ここでは、電池パック１０に充電を行っているので、電流は０より大きい（Ｓ１１２Ｙｅｓ）。

次いで、通電中であるとき（Ｓ１１２Ｙｅｓ）、電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する（Ｓ１２０）。ここでは、たとえば、最も外側に配置された電池セル１００（図１におけるＣｅｌｌ１）が、熱が逃げやすいため、温度最低セルとなる。一方、電池パック１０の中心付近の電池セル１００（図１におけるＣｅｌｌ３）が、熱が逃げにくいため、温度最高セルとなる。

ここで、電池セル１００が通電しているとき、電池セル１００の内部抵抗などにより、ジュール熱が放出される。当該ジュール熱により、原則として、各々の電池セル１００の温度は上昇していく。ただし、電池セル１００の位置、外気温などの電子機器６０の使用環境、電池セル１００自身の比熱、電池パック１０のパッケージ態様、外部への放熱、または充電機器９０の電流などの要因により、各々の電池セル１００の温度は均等に上昇していくとは限らない。

図５（ａ）は、第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴとの関係を示している。電池セル１００のなかでも、温度最高セルは、上記のように電池パック１０の内部に設けられている。このため、充電の初期段階では、温度最高セルの温度上昇は、速い。一方、温度最低セルは、上述のように、最も外側に配置されている。このため、温度最低セルの温度上昇は遅い。

したがって、図５（ａ）のように、時刻ｔ_１未満の充電の初期段階のとき、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは単調に増加していく。なお、初期段階において、温度の差が小さく、温度最高セルと温度最低セルを特定し難い場合は、随時、温度最高セルと温度最低セルを更新していけばよい。

また、図５（ｂ）は、第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と、電池セル１００のうち、電圧が最大である電池セル１００の電圧Ｖ_ａおよび電圧が最低である電池セル１００の電圧Ｖ_ｂとの関係を示している。なお、電圧が最大である電池セル１００（電圧最大セル）の電圧Ｖ_ａを太実線で、電圧が最低である電池セル１００（電圧最低セル）の電圧Ｖ_ｂを細実線で示している。また、第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と、電圧最大セルと温度最低セルとの電圧差ΔＶとの関係を示している。

また、図５（ｃ）は、第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と電池セル１００の残容量との関係、および第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と電池セル１００の電流との関係を示している。

図５（ｃ）において、時刻ｔ_１までの充電は、定電流充電である。また、全ての電池セル１００は、直列に接続されている。したがって、全ての電池セル１００の電流は、定電流値Ｉ_Ｃ１で一定である。

ここで、電池セル１００は、内部抵抗を有している。このため、電池セル１００が通電中のとき、電池セル１００には、電池セル１００の残容量に相当する電圧の他に、当該内部抵抗と電流値との積が重畳された合計の電圧が印加される。

図６（ａ）は、電池セル１００における温度と、電池セル１００の内部抵抗との関係を示している。電池セル１００における温度が低いほど、電池セル１００の内部抵抗は大きくなる。特に、低温ほど顕著に内部抵抗が上昇する傾向にある。このため、温度最低セルの内部抵抗の方が、温度最高セルの内部抵抗よりも大きい。

図５（ｂ）のように、充電開始から、内部抵抗の差によって、電圧の差が生じていく。ここで、上述のように、全ての電池セル１００の満充電容量などの特性は等しいとすると、内部抵抗が最も大きくなっている温度最低セルが、電圧が最大である電池セル１００となっている。一方で、内部抵抗が最も小さい温度最高セルが、電圧が最低である電池セル１００となっている。

また、時刻ｔ_１未満の充電の初期段階のとき、温度最低セルの電圧は、内部抵抗の差によって、電池セル１００の平均の電圧Ｖ_ｂよりも速く上昇する。その差分（Ｖ_ａ−Ｖ_ｂ）は、内部抵抗の差に、Ｉ_Ｃ１をかけたものに等しい。また、上記した温度差ΔＴが大きくなっていく間では、温度最低セルの電圧Ｖ_ａと平均の電圧Ｖ_ｂとの差は大きくなっていく。

次いで、電池制御部４００は、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を設定する（Ｓ１２２）。ここでいう「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」とは、後述するように、バランス制御を行うかを判定するための温度差ΔＴの閾値である。言い換えれば、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」は、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が、各々の電池セル１００間の温度差であると判断するための閾値である。なお、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」は、予め定められたものであってもよい。その場合、当該ステップは省略することができる。

ここで、図６（ａ）のように、電池セル１００の内部抵抗は、低温ほど急峻に高くなる傾向にある。このため、温度最低セルの電圧上昇は、内部抵抗に比例する電圧成分だけ、他の電池セル１００の電圧上昇よりも速くなる。したがって、電池セル１００の温度が低いほど、電池セル１００間の僅かな温度差で、各々の電池セル１００間の電圧の差が急峻に大きくなる傾向にある。

そこで、電池制御部４００は、第１温度条件における「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を、電池セル１００の温度に基づいて変化させる。「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」は、たとえば、温度最低セルまたは温度最高セルの温度が低いほど急峻に小さい値とする。

つまり、たとえば、電池制御部４００は、電池セル１００の温度Ｔに対する「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を図６（ｂ）のように変化させればよい。なお、図６（ｂ）は、電池セル１００における温度と、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」との関係を示している。電池セル１００の温度が低い場合、このように「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を低くしておくことにより、電池セル１００間の僅かな温度差でも、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が、各々の電池セル１００間の温度差であると判断することができる。ここでは、たとえば、温度最低セルの温度に基づいて、図６（ｂ）から「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を設定する。なお、温度差ΔＴの基準値Ｔ_１を予め定めておき、記憶部に保存しておいてもよい。

なお、電池セル１００の温度に対する「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」は、テーブル形式、または関数として、電池制御部４００の記憶部に記憶されている。

また、電池制御部４００は、当該テーブルや関数を、電池パック１０が充電される環境などに応じて変化させてもよい。

次いで、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を判定する（Ｓ１３０）。

電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき（Ｓ１３０Ｎｏ）、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、最も電圧の高い電圧最大セルと最も電圧の低い電圧最小セルとの電圧の差が第１基準電圧値以上であるかを判定する（Ｓ１４２）。

温度差ΔＴが第１温度条件を満たさず、且つ、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１未満であるとき（Ｓ１４２Ｎｏ）、電池制御部４００はそのまま充電を継続するかを判定する（Ｓ１６０）。このように、電圧差が小さい場合は、バランス制御を行わないようにすることができる。

一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たさず、且つ、最も電圧の高い電圧最大セルと最も電圧の低い電圧最小セルとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１以上であるとき（Ｓ１４２Ｙｅｓ）、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、少なくとも二つの電池セル１００の電圧の差を減じるためのバランス制御を行う（Ｓ１５０）。このとき、電圧最大セルと電圧最小セルとの温度差に起因した電圧差は小さいので、バランス制御を行うことで、電池セル１００の容量を均等化することができる。

ここで、図５（ａ）において、時刻ｔ_１未満のとき、温度差ΔＴは第１温度条件を満たさない（Ｓ１３０Ｎｏ）。

また、図５（ｂ）のように、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａと電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの差は小さく、第１基準電圧値Ｖ_１以下である（Ｓ１４２Ｎｏ）。加えて、電池セル１００が未だ満充電となっていないので、電池制御部４００は、このまま充電を継続する（Ｓ１６０Ｙｅｓ）。

時刻ｔ_１未満では、このように、Ｓ１２０からＳ１６０を繰り返しながら、充電が行われる。なお、温度最低セルおよび温度最高セルが異なる電池セル１００に変化する場合は、随時、新しい電池セル１００に更新していけばよい。

次に、図５（ａ）において、時刻ｔ_１のとき、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、基準値Ｔ_１となっている。したがって、温度差ΔＴは、第１温度条件を満たしている（Ｓ１３０Ｙｅｓ）。

電池セル１００が未だ満充電となっていないので、電池制御部４００は、時刻ｔ_１において、そのまま充電を継続する（Ｓ１６０Ｙｅｓ）。

なお、図５（ｂ）では、時刻ｔ_１のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａと電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの電圧差ΔＶは、第１基準電圧値Ｖ_１以上となっている。しかし、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、基準値Ｔ_１以上であり、第１温度条件を満たしている（Ｓ１３０Ｙｅｓ）。したがって、電池制御部４００は、時刻ｔ_１以降も、Ｓ１２０からＳ１６０を繰り返しながら、充電を継続する。

つまり、図５（ｃ）のように、時刻ｔ_１以降も、電流を電流値Ｉ_Ｃ１で一定に保っている。

時刻ｔ_１以降、そのまま充電を継続した場合、図５（ａ）のように、温度差ΔＴの上昇が緩やかになっていき、次いで温度差ΔＴは最大値Ｔ_Ｍとなり、次いで温度差ΔＴは減少していく。これは以下のような理由によるものである。

第１の実施形態の電池パック１０では、電池パック１０内の内側に配置されている電池セル１００ほど、通電により発生するジュール熱を電池パック１０外に逃し難い。つまり、電池パック１０内の内側に配置されている電池セル１００ほど、温度最高セルになり易く、電池パック１０内の外側に配置されている電池セル１００ほど温度最低セルになり易い。

一方、通電により発生するジュール熱は、内部抵抗がより高くなる温度最低セルほど大きくなる。従って、電池パック１０の内側に配置される電池セル１００と外側に配置される電池セル１００の温度差は、定電流充電の初期において一旦は拡大するもの、充電の経過とともに、平衡化してゆく。つまり、温度最大セルと温度最低セルの温度差ΔＴも、一旦は拡大するもの、最大値Ｔ_Ｍを示した後（時刻ｔ_２以降）は減少していく。

なお、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａと電圧最小セルの電圧Ｖ_ｎの電圧差ΔＶも、定電流で充電している場合、主に電池セル１００の内部抵抗差に応じて変化するので、温度差ΔＴの変化に伴って増減する。

さらに、図５（ａ）において、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３において、温度差ΔＴは減少している。これに伴って、図５（ｂ）のように、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａおよび電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの電圧差ΔＶも減少している。この間、温度差ΔＴは基準値Ｔ_１以上であり第１温度条件を満たしている（Ｓ１３０Ｙｅｓ）。このため、そのまま充電を継続する。一方で、温度差ΔＴが第１温度条件を満たさなくなった場合（Ｓ１３０Ｎｏ）、電圧電流測定部３４０の測定する電圧に基づいて、Ｓ１４２を判定すればよい。そして、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａおよび電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１以上となっているときは、上記したバランス制御を行う（Ｓ１５０）。

図５（ｂ）において、時刻ｔ_３のとき、電池パック１０の合計電圧がＮＶ_ｃに至ったとする。このとき、充電方法が、定電流充電から、定電圧充電に切り替わる。時刻ｔ_３以降、電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂは、一定の電圧Ｖ_ｃに収束していく。また、電圧が最大である電池セル１００（温度最低セル）の電圧Ｖ_ａは、時刻ｔ_３のとき、最大値Ｖ_Ｍとなってから、時刻ｔ_３以降、一定の電圧Ｖ_ｃに収束していく。なお、最大値Ｖ_Ｍは、過充電検出電圧値未満であるとする。

また、図５（ｃ）において、時刻ｔ_３以降、充電方法が定電流充電から定電圧充電に切り替わり、電流はＩ_Ｃ１から徐々に減少していく。時刻ｔ_ｆのとき、電流は、所定の充電終止電流値Ｉ_０になる。

また、図５（ｃ）において、時刻ｔ_ｆまで、全ての電池セル１００の残容量は、均等に増加していく。時刻ｔ_ｆのとき、同時に、全ての電池セル１００の残容量は、満充電容量Ｃ_Ｒとなっている。

このとき、電池制御部４００は、電池セル１００が満充電となったとして、充電を終了させる（Ｓ１７０）。具体的には、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０を介して、スイッチ５００に対して、充電を停止させるための信号を送信する。

このように、温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとき、バランス制御を行わずに、満充電まで充電を行う。

以上のようにして、第１の実施形態に係る電池パック１０を制御する。

（効果）
次に、図７を比較例として用い、第１の実施形態の効果について説明する。図７は、第１の実施形態の効果について説明するための比較例の図である。

図７は、第１の実施形態とは異なり、電池制御部４００は、電池セル１００の温度に基づいて制御を行わない比較例の場合を示している。比較例のフローチャートとしては、図３において、Ｓ１２０からＳ１３０が無い場合である。すなわち、比較例では、電池制御部４００は、電圧に基づく制御のみを行う。なお、比較例においても、充電開始の状態は、第１の実施形態と同様とする。

図７（ａ）は、比較例における充電開始時刻からの時間と、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴとの関係を示している。図７（ｂ）は、比較例における充電開始時刻からの時間と、電池セル１００のうち、電圧が最大である電池セル１００の電圧Ｖ_ａおよび平均の電圧Ｖ_ｂとの関係を示している。また、比較例における充電開始時刻からの時間と、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａと電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの電圧差ΔＶとの関係を示している。また、図７（ｃ）は、比較例における充電開始時刻からの時間と、電圧が最大である電池セル１００の残容量Ｃ_ａおよび電圧最小セルの残容量Ｃ_ｂとの関係を示している。さらに、図７（ｃ）は、第１の実施形態における充電開始時刻からの時間と電池セル１００の電流との関係を示している。なお、図７の横軸の間隔は、図５の横軸の間隔と同一であるとする。

図７（ｃ）のように、時刻ｔ_１までの充電は、定電流充電である。全ての電池セル１００の電流は、定電流値Ｉ_Ｃ１で一定である。

図７（ａ）のように、比較例においても、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、時刻ｔ_１未満の充電の初期段階のとき、単調に増加していく。時刻ｔ_１のとき、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、基準値Ｔ_１となっている。ここで、第１の実施形態と同様にして、電池セル１００の内部抵抗の差が生じる主因は温度差であるとする。このとき、電圧最大セルは温度最低セルであり、一方、電圧最小セルは温度最高セルである。

図７（ｂ）のように、充電開始から上記した温度差ΔＴが大きくなっていく間では、経時的な内部抵抗の変化によって、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａと電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂとの電圧差ΔＶは大きくなっていく。時刻ｔ_１のとき、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶは、第１基準電圧値Ｖ_１となっている。

ここで、比較例では、たとえば、電池制御部４００は、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶを小さくするために、たとえば、以下のようにしてバランス制御を行う。

まず、電池制御部４００は、電圧最大セルと並列に配置された第１セルスイッチ２０４をＯＮする。これにより、充電電流が電圧最大セルと並列に配置された内部抵抗２０２に分流される。すなわち、電池制御部４００は、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａの増加を抑制する。一方、電池制御部４００は、他の電池セル１００と並列に配置された第１セルスイッチ２０４を開放したままにする。このため、他の電池セル１００の電圧は、継続して単調に増加する。

図７（ｂ）において、時刻ｔ_１以降、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａの増加は抑制される。一方、電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂは、継続して単調に増加する。

図７（ｃ）において、時刻ｔ_１以降、充電電流が電圧最大セルと並列に配置された内部抵抗２０２に分流されている。このため、電圧が最大である電池セル１００の残容量Ｃ_ａの増加は抑制される。一方、電圧最小セルの残容量Ｃ_ｂは、継続して単調に増加する。

電池制御部４００は、所定の期間経過した時刻ｔ_４のとき、バランス制御を停止する。

図７（ｂ）において、時刻ｔ_４のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ａは、電圧最小セルの電圧Ｖ_ｂに近づいている。時刻ｔ_４以降、バランス制御の停止と同時に、電圧は上昇していく。

図７（ｃ）において、時刻ｔ_１から時刻ｔ_４までの、電圧最大セルの残容量Ｃ_ａの増加量は、電圧最小セルの残容量Ｃ_ｂの増加量よりも小さい。時刻ｔ_１までは、全ての電池セル１００の残容量は等しいが、バランス制御によって、制御対象となった電池セル１００の残容量は他の電池セル１００の残容量に比べてずれてしまっている。

なお、時刻ｔ_１以降のバランス制御によって、電圧最高セルへ流入する充電電流は減少することに伴って、電圧最高セルでの発熱が低減される。このため、図７（ａ）で示されているように、時刻ｔ_１から時刻ｔ_４までの間、温度差ΔＴの上昇は一度抑制される。時刻ｔ_４以降、バランス制御の停止に伴って、再度温度差ΔＴは緩やかに上昇し、次いで、時刻ｔ_５のとき、最大値Ｔ_Ｍ２となる。次いで、時刻ｔ_５以降、温度差ΔＴは減少していく。

電池制御部４００は、さらに充電を継続する。時刻ｔ_６のとき、電池パック１０の合計電圧がＮＶ_ｃに至ったとする。このとき、充電が、定電流充電から、定電圧充電に切り替わる。

図７（ｂ）において、時刻ｔ_６以降、電圧が最大である電池セル１００の電圧Ｖ_ａは、徐々にＶ_Ｃに近づいていく。また、図７（ｃ）において、時刻ｔ_６以降、電流は、Ｉ_Ｃ１から徐々に減少していく。

ここで、時刻ｔ_ｆにおいて、第１の実施形態では、全ての電池セル１００が満充電となっている。一方、比較例においては、まだ全ての電池セル１００が満充電となっていない。比較例では、全ての電池セル１００を満充電とするには、さらに時間を必要とする。

このように、比較例では、各々の電池セル１００の残容量が等しい場合であっても、バランス制御を行う。バランス制御の対象となった電圧最高セルの残容量は、他の電池セル１００の容量よりもずれてしまう。すなわち、電池セル１００の残容量がバラついてしまう可能性がある。

また、比較例では、少なくとも制御対象となった電池セル１００を満充電とするために、バランス制御を行わなかった場合よりも時間が必要となる可能性がある。

以上のように、比較例では、バランス制御が不必要な場合においても、電池制御部４００がバランス制御を行ってしまう可能性がある。特に、電池パック１０が低温環境下にある場合、小さい温度差で大きな内部抵抗の差が生じてしまう。このような場合、電池制御部４００は、不必要なバランス制御を行ってしまう可能性が高い。

一方、第１の実施形態によれば、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、全ての電池セル１００の電圧を均等にするためのバランス制御を行う。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき、電池制御部４００は、バランス制御を行わない。

これにより、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が、各々の電池セル１００間の温度差である場合には、バランス制御を行わないようにすることができる。すなわち、各々の電池セル１００の残容量が等しいときに、不必要なバランス制御を行うことがない。

したがって、第１の実施形態によれば、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因を適切に判別しながら、電池パック１０を安定的に充電することができる。

また、上述のように、特に電池パック１０が低温環境下にある場合に、内部抵抗の差によって、電圧差が生じやすい。このような場合に、第１の実施形態は、特に有効である。

（変形例）
第１の実施形態は、以下のように変形することも可能である。以下のような変形例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

第１の実施形態では、電圧が最大となる電池セル１００が温度最低セルである場合を説明した。しかし、電圧が最大となる電池セル１００は、温度最低セルでなくてもよい。この場合においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合において、この電圧が最大となる電池セル１００は、Ｓ１４２における判定の対象となる。

また、第１の実施形態では、Ｓ１４２において、第１基準電圧値以上であるかを判定する場合を説明した。しかし、図４のように、Ｓ１４２の代わりに、電池制御部４００は、「バランス制御」において、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、電池セル１００の平均の電圧との差が第２基準電圧値以上離れている電池セル１００があるかを判定してもよい（Ｓ１４４）。電池セル１００の平均の電圧との差が第２基準電圧値以上離れている電池セル１００があるとき（Ｓ１４４Ｙｅｓ）、電池制御部４００は、当該電池セル１００に対して、電圧の差（平均の電圧との差）が小さくなるように制御してもよい（Ｓ１５０）。

つまり、図４の場合、バランス制御の判断条件を、温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値未満であり（第１温度条件を満たさない）、且つ、当該電圧の差が第２基準値以上離れているとき、上記したバランス制御を行うと変更できる。第１の実施形態と同様に、これによっても、当該電池セル１００の電圧差が温度差に起因したものではないとして、全ての電池セル１００の電圧を均等にすることができる。なお、ここでいう「平均の電圧との差が第２基準電圧値以上離れている」とは、特定の電池セル１００の電圧が平均の電圧よりも第２基準電圧値以上高い場合、および平均の電圧よりも第２基準電圧値以上低い場合を含んでいる。

また、第１の実施形態に係る電池パック１０では、図３のＳ１３０とＳ１４２で説明したように、バランス制御で電圧を均等にするための条件を、「（温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値未満であり、且つ、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差が第１基準電圧値以上）」であるとした。この条件は、「（温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値未満であり、且つ、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶ_１が第１基準電圧値以上）であるか、または、（温度最高セルと温度最低セルとの温度差が基準値以上であり、且つ、当該温度最高セルと当該温度最低セルとの電圧差ΔＶ_２が第３基準電圧値以上）」であると変形してもよい。なお、「電圧差ΔＶ_２」とは、温度最高セルの電圧から温度最低セルの電圧を引いた値のことである。

つまり、内部抵抗がより小さい温度最高セルの電圧の方が高い場合（「電圧差ΔＶ_２」が正である場合）、当該電圧差は電池セル１００の温度差に起因したものでない可能性が高いので、当該電圧差を均等化するとともに容量差を均等化することができる。

このとき更に、電池制御部４００は、温度センサーが設けられた電池セル１００が何れの電池セル１００であるかを特定する情報を記憶し、当該情報に基づいて電池セル１００の電圧を対比し、上記条件を判定するともできる。従って、バランス制御で電圧を均等にする条件を上述したように変形しても、電池セル１００の電圧差が温度差に起因したものではないとして、全ての電池セル１００の電圧を均等にすることができる。

また、上述した第１の実施形態に係る電池パック１０では、電圧電流測定部３４０が、抵抗３６０にかかる電圧値に基づいて電池セル１００の通電を検出した。しかし、通電の検出方法は、これに限られず、例えば、電池制御部４００が電圧電流測定部３４０を介してスイッチ５００に送信する充電や放電を停止させるための信号を用いて通電を検出するとしても良い。この場合、電池制御部４００が通電検出手段を兼ね、電池制御部４００が充電または放電用のＭＯＳＦＥＴをオンする信号を送信している場合が通電中であると判断することができる。

また、電池制御部４００が通電検出手段を兼ねる場合、電池制御部４００は、通信端子７３０を介して充電機器９０から受信する信号を併用してもよい。この場合、電池制御部４００は、「充電機器９０から充電動作中を示す状態信号を通信端子７３０を介して受信している場合」であって、且つ「電池制御部４００が充電または放電用のＭＯＳＦＥＴをオンする信号を送信している場合」であるとき、通電中であると判断することができる。

（第２の実施形態）
図８および図９を用い、第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態に係る電池パック１０の構成を示す回路図である。図９は、第２の実施形態に係る電池パック１０の電池セル１００近傍の等価回路図である。第２の実施形態は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態の電池パック１０は、電池セル１００の電圧を調整するバランス回路２００をさらに備えている。また、電池制御部４００は、バランス回路２００を制御することにより、バランス制御を行う。以下、詳細を説明する。

第２の実施形態では、第１の実施形態における電池制御部４００のうち、各々の電池セル１００の電圧を調整する手段であるバランス回路２００が独立して設けられている。

図８のように、バランス回路２００は、配線（符号不図示）を介して、各々の電池セル１００間に接続している。これにより、バランス回路２００は、電池セル１００の電圧を調整することができる。

また、電圧電流測定部３４０は、バランス回路２００に接続している。電圧電流測定部３４０は、バランス回路２００を介して、各々の電池セル１００の電圧を測定する。

電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０を介して、バランス回路２００に接続している。電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０を介して、バランス回路２００を制御する。

第１の実施形態と同様に、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０および温度測定部３２０に接続している。電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧、電流および温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、バランス回路を制御する。

ここで、図９を用い、第２の実施形態の電池セル１００近傍の等価回路について説明する。図９は、バランス回路２００の等価回路を示している。図中の点線は、バランス回路２００の内部を示している。

図９のように、バランス回路２００は、配線（符号不図示）を介して、各々の電池セル１００に接続している。バランス回路２００には、内部抵抗２０２および第１セルスイッチ２０４が、各々の電池セル１００と並列に配置されている。

電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、各々の電池セル１００間に電圧差が生じているとき、当該バランス回路２００を作動させることにより、バランス制御を行う。バランス回路２００によるバランス制御の具体的な動作は、第１の実施形態の電池制御部４００の動作と同様である。

第２の実施形態の制御方法は、電池制御部４００が行っていたバランス制御を、電池制御部４００がバランス回路２００を制御することにより行う点を除いて、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、電池制御部４００とは別の系統として、バランス回路２００を備えている。このような構成においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。第３の実施形態は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、電池セル１００に充電を行っている場合に電圧が最大である第１セルをさらに特定する。また、電池制御部４００は、温度差ΔＴが第１温度条件を満たし、且つ、温度最低セルが、第１セルと同一であるとき、バランス制御を行わない。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たし、且つ、温度最低セルが、第１セルと異なるとき、バランス制御を行う。以下、詳細を説明する。なお、「第１セル」とは、「電池セル」を「電池ユニット」と置き換えることができると同様に、「第１ユニット」と置き換えることができる。

第３の実施形態は、第１の実施形態の電池パック１０と同様の構成とすることができる。以下では、第１の場合として、全ての電池セル１００の満充電容量が等しい電池パック１０である場合とする。一方、第２の場合として、満充電容量が異なる電池セル１００を組み合わせた電池パック１０である場合とする。このような二つの場合について、第２の実施形態の制御方法について説明する。

第１の実施形態と同様に、定電流定電圧充電法により、充電を開始する（Ｓ１１０）。次いで、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電流に基づいて、電流が０より大きいかを判定する（Ｓ１１２）。上述のように、ここでいう電圧電流測定部３４０が測定した「電流が０より大きいとき」とは、電池パック１０が通電しているときのことをいう。ここでは、電池パック１０に充電を行っているので、電流は０より大きい（Ｓ１１２Ｙｅｓ）。

次いで、電池制御部４００は、温度最低セルと温度最高セルを特定する（Ｓ１２０）。次いで、電池制御部４００は、たとえば、温度最低セルの温度に基づいて、温度差ΔＴの基準値Ｔ_１を設定する（Ｓ１２２）。

次いで、電池制御部４００は、電池セル１００に充電を行っているときに、電圧が最大である電池セル１００である「第１セル」を特定する（Ｓ１２４）。

ここで、第１の場合、図６を用いて説明したように、各々の電池セル１００間の温度差によって、内部抵抗の差が生じる。このため、温度最低セルの内部抵抗が最も大きくなっている。したがって、温度最低セルが、電圧が最大である電池セル１００となっている可能性がある。よって、第１の場合では、温度最低セルが「第１セル」であるとする。

一方、第２の場合、満充電容量の異なる電池セル１００を組み合わせているため、このステップにおける第１セルは、温度最低セルであるとは限らない。この場合、温度に関わらず、満充電容量が最も小さい電池セル１００が、電圧が最大である電池セル１００となっている可能性がある。よって、第２の場合では、満充電容量が最も小さい電池セル１００が「第１セル」であるとする。

次いで、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を判定する（Ｓ１３０）。

ここで、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上である状態であるとする。すなわち、温度差ΔＴが第１温度条件を満たしている状態である。

このように、温度差ΔＴが第１温度条件を満たすとき（Ｓ１３０Ｙｅｓ）、温度最低セルは、第１セルと等しいかと判定する（Ｓ１３２）。

ここで、第１の場合では、上述のように、温度最低セルが第１セルであるため（Ｓ１３２Ｙｅｓ）、電池制御部４００は、バランス制御を行わず、そのまま充電を継続する（１６０Ｙｅｓ）。このように、第１の場合、各々の電池セル１００間の電圧差が生じていたとしても、その原因が各々の電池セル１００間の温度差であると判断し、バランス制御を行わないようにすることができる。

一方、第２の場合では、上述のように、満充電容量が最も小さい電池セル１００が第１セルであるため、温度最低セルは第１セルと異なる（Ｓ１３２Ｎｏ）。したがって、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、電池セル１００の平均の電圧との差が第２基準電圧値以上離れている電池セル１００があるかを判定する（Ｓ１４４）。

このとき、満充電容量が最も小さい電池セル１００の電圧と平均の電圧との差が第２基準電圧値以上離れている場合（Ｓ１４４Ｙｅｓ）、電池制御部４００はバランス制御を行う（Ｓ１５０）。このように、第２の場合、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が温度差ではないと判断することができる。この場合、満充電容量が最も小さい電池セル１００を制御対象として、バランス制御を行うことができる。

以下、Ｓ１２０からＳ１６０までを繰り返し、充電を行っていく。

第３の実施形態によれば、電池制御部４００は、温度差ΔＴが第１温度条件を満たし、且つ、温度最低セルが、電圧が最大である第１セルと同一であるとき、バランス制御を行わない。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たし、且つ、温度最低セルが、第１セルと異なるとき、バランス制御を行う。このように、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が温度差であるのか否かに応じて、バランス制御を適用するか否かを選択することができる。

（第４の実施形態）
図１１〜図１４を用い、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。第４の実施形態では、放電に対して第１の実施形態を適用する。また、電池制御部４００は、バランス制御の対象となる電池セル１００をバイパスする回路を有している。以下、詳細を説明する。

第４の実施形態では、電池パック１０の放電を行う場合について説明する。図１１は、第４の実施形態に係る電池パック１０の構成を示す回路図である。図１１のように、電池パック１０は、たとえば、電子機器６０に接続されている。図中では、電子機器６０は模式的に表されている。そのうち、負荷６００は、負荷制御部６４０の制御によって、電池パック１０からの放電による電力を消費する。負荷６００は、配線（不図示）を介して、正極端子８１０および負極端子８２０に接続している。電子機器６０の正極端子８１０および負極端子８２０は、たとえば、配線（符号不図示）を介して、電池パック１０の外部正極端子７１０および外部負極端子７２０に接続している。これにより、電子機器６０は、電池パック１０の放電による電力を受けることができる。

次に、図１２を用い、第４の実施形態の電池制御部４００について説明する。図１２は、第４の実施形態に係る電池パック１０の電池セル１００近傍の等価回路図である。図１２のように、第４の実施形態において、電池制御部４００は、たとえば、以下のような構成を備えている。

図１２のように、第４の実施形態において、「バランス制御」は、たとえば、「バイパス型」である。電池制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、各々の電池セル１００に接続している。各々の電池セル１００は、第２セルスイッチ２０６を介して、互いに接続している。電池制御部４００には、第３セルスイッチ２０８が、各々の電池セル１００および第２セルスイッチ２０６と並列に配置されている。これらの第２セルスイッチ２０６および第３セルスイッチ２０８は、各々が個別にＯＮすることはあるが、同時にＯＮをすることが無いように制御されている。これにより、電池制御部４００は、電池セル１００が正負極間で短絡することを防止している。

また、電池制御部４００は、通常の電池パック１０を放電させるときなどは、第２セルスイッチ２０６をＯＮして、第３セルスイッチ２０８をＯＦＦする。

一方、電池制御部４００は、対象となる電池セル１００をバイパスさせることにより、バランス制御を行う。このバランス制御において、電池セル１００をバイパスさせるときは、当該電池セル１００に接続している第２セルスイッチ２０６をＯＦＦして、当該電池セル１００と並列に配置されている第３セルスイッチ２０８をＯＮする。これにより、制御対象となっている電池セル１００をバイパスさせることができる。なお、ここでいう「電池セル１００に接続している第２セルスイッチ２０６」とは、当該電池セル１００の負極側に接続した第２セルスイッチ２０６のことである。

たとえば、電池制御部４００は、バランス制御において、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１以上であるとき、当該電圧差が小さくなるように制御する。ここでは、電池制御部４００は、たとえば、電圧最小セルをバイパスさせる。これにより、電池セル１００の電圧を均等にすることができる。

次に、図３および図１３を用い、第４の実施形態の電池パック１０の制御方法について説明する。

図１３は、第４の実施形態に係る制御方法を説明するための図である。図１３（ａ）は、第４の実施形態における放電開始時刻からの時間と、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴとの関係を示している。図１３（ｂ）は、第４の実施形態における放電開始時刻からの時間と、電池セル１００のうち、電圧が最小である電池セル１００の電圧Ｖ_ａおよび電圧が最大である電池セル１００の電圧Ｖ_ｂとの関係を示している。また、第４の実施形態における充電開始時刻からの時間と、電圧最大セルと温度最低セルとの電圧差ΔＶ（絶対値）との関係を示している。第１の実施形態と比較して、ａ、ｂの符号の付け方が異なることに注意が必要である。また、図１３（ｃ）は、第４の実施形態における放電開始時刻からの時間と、電池セル１００のうち、電圧が最小である電池セル１００の残容量Ｃ_ａおよび電圧が最大である電池セル１００の残容量Ｃ_ｂとの関係を示している。さらに図１３（ｃ）は、第４の実施形態における充電開始時刻からの時間と電池セル１００の電流との関係を示している。

ここで、それぞれの電池セル１００の満充電容量は、Ｃ_Ｒで等しいと仮定する。また、それぞれの電池セル１００は、当該満充電容量まで充電されている状態であるとする。また、初期段階における各々の電池セル１００の放電における電圧は、たとえば、Ｖ_ｃである。

図３のように、まず、放電を開始する。具体的には、電子機器６０の正極端子８１０および負極端子８２０を、電池パック１０の外部正極端子７１０および外部負極端子７２０にそれぞれ接続する。これにより、電池パック１０からの放電を開始する。これと同時に、温度測定部３２０は、温度センサーが設けられた電池セル１００の温度を測定し始める。また、電圧電流測定部３４０は、直列に接続された複数の電池セル１００の電圧を測定し始める（以上、Ｓ１１０）。これにより、この電池パック１０の放電による電力は、電子機器６０の負荷６００によって消費される。

次いで、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電流に基づいて、電流が０より大きいかを判定する（Ｓ１１２）。上述のように、ここでいう電圧電流測定部３４０が測定した「電流が０より大きいとき」とは、電池パック１０が通電しているときのことをいう。ここでは、電池パック１０に放電を行っているので、電流は０より大きい（Ｓ１１２Ｙｅｓ）。

次いで、電池制御部４００は、温度測定部３２０が測定した温度に基づいて、温度が最低である温度最低セルと、温度が最高である温度最高セルを特定する（Ｓ１２０）。

図１３（ａ）のように、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、時刻ｔ_１未満の放電の初期段階のとき、単調に増加していく。なお、初期段階において、温度の差が小さく、温度最高セルと温度最低セルを特定し難い場合は、随時、温度最高セルと温度最低セルを更新していけばよい。

図１３（ｃ）において、電子機器によって、電池パック１０は、定電流で放電しているとする。このため、時刻ｔ_１までの放電は、定電流放電である。また、全ての電池セル１００は、直列に接続されている。したがって、全ての電池セル１００の電流は、定電流値Ｉ_Ｄで一定である。なお、ここでは説明の簡略化のために定電流を仮定しただけであり、電流が変化している場合であっても、第４の実施形態の効果を得ることができる。

図１３（ｂ）のように、充電開始から、内部抵抗の差によって、電圧の差が生じていく。ここで、上述のように、全ての電池セル１００の満充電容量などの特性は等しい。このため、各々の電池セル１００は、内部抵抗だけが異なっている状態である。したがって、内部抵抗が最も大きくなっている温度最低セルが、たとえば、電圧が最小である電池セル１００（電圧最小セル）となっている。一方、温度最高セルが、たとえば、電圧が最大である電池セル１００（電圧最大セル）となっている。

次いで、電池制御部４００は、第１の実施形態と同様にして、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を設定する（Ｓ１２２）。ここでは、たとえば、温度最低セルの温度に基づいて、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」を設定する。なお、「温度差ΔＴの基準値Ｔ_１」は、予め定められたものであってもよい。その場合、当該ステップは省略することができる。

次いで、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を判定する（Ｓ１３０）。

次いで、電池制御部４００は、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であるとする第１温度条件を満たさないとき（Ｓ１３０Ｎｏ）、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、最も電圧の高い電圧最大セルと最も電圧の低い電圧最小セルとの電圧の差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１以上であるかを判定する（Ｓ１４２）。

温度差ΔＴが第１温度条件を満たさず、且つ、電圧最大セルと電圧最小セルとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ１未満であるとき（Ｓ１４２Ｎｏ）、電池制御部４００は、そのまま放電を継続するかを判定する（Ｓ１６０）。このように、電圧差が小さい場合は、バランス制御を行わないようにすることができる。

一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たさず、且つ、最も電圧の高い電圧最大セルと最も電圧の低い電圧最小セルとの電圧差ΔＶが第１基準電圧値Ｖ_１以上であるとき（Ｓ１４２Ｙｅｓ）、電圧電流測定部３４０が測定した電圧に基づいて、全ての電池セル１００の電圧を均等にするためのバランス制御を行う（Ｓ１５０）。これにより、電圧最大ユニットと電圧最小ユニットとの電圧差が温度差に起因したものではないとして、全ての電池セル１００の電圧を均等にすることができる。

ここで、図１３（ａ）において、時刻ｔ_１未満のとき、温度差ΔＴは第１温度条件を満たさない状態である（Ｓ１３０Ｎｏ）。また、図１３（ｂ）のように、電圧最小セルの電圧Ｖ_ａと電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂとの差は小さい。すなわち、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂと電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの差は、第１基準電圧値Ｖ_１以下である（Ｓ１４２Ｎｏ）。電池制御部４００は、このまま充電を継続する（Ｓ１６０Ｙｅｓ）。

このように、Ｓ１２０からＳ１６０を繰り返しながら、放電を行っていく。上述のように、温度最低セルおよび温度最高セルが異なる電池セル１００に変化する場合は、随時、新しい電池セル１００に更新していけばよい。

次に、図１３（ａ）において、時刻ｔ_１のとき、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、基準値Ｔ_１となっている。したがって、温度差ΔＴは、第１温度条件を満たしている（Ｓ１３０Ｙｅｓ）。

次いで、電池制御部４００は、時刻ｔ_１において、そのまま放電を継続する（Ｓ１６０Ｙｅｓ）。

このとき、図１３（ｂ）のように、時刻ｔ_１のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂと電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの差は、第１基準電圧値Ｖ_１となっている。しかし、電池制御部４００は、当該電圧差が上記した温度差ΔＴが原因であるとして、そのまま放電を継続する。

そのまま充電を継続した場合、図１３（ａ）のように、時刻ｔ_１以降、温度差ΔＴの上昇が緩やかになっていき、次いで温度差ΔＴは最大値Ｔ_Ｍ３となり、次いで温度差ΔＴは減少していく。これは以下のような理由によるものである。電池セル１００の配置によって、温度最低セルのジュール熱が温度最高セルのジュール熱よりも大きい。第４の実施形態でも、たとえば、温度最高セルは電池パック１０の内側に配置されている電池セル１００であり、一方で温度最低セルは電池パック１０の外側に配置されている電池セル１００である。このため、電池パック１０が通電されているとき、温度最低セルの内部抵抗は、温度最高セルの内部抵抗よりも高い。すなわち、温度最低セルの内部抵抗による発熱量は、温度最高セルよりも大きくなっていく。したがって、温度最低セルの温度上昇は、温度最高セルよりも速くなっていく。このようにして、時刻ｔ_１以降、温度差ΔＴの上昇は緩やかになっていき、次いで温度差ΔＴは減少していく。

また、図１３（ｂ）のように、たとえば、時刻ｔ_１のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂおよび電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの電圧差ΔＶは、第１基準電圧値Ｖ_１以上となっている。時刻ｔ_１以降も、内部抵抗の差が大きくなることにより、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２の間のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂおよび電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの電圧差ΔＶは大きくなっていき、次いで電圧差ΔＶの上昇は緩やかに減少していく。

このように、時刻ｔ_１以降も、Ｓ１２０からＳ１６０を繰り返しながら、放電を行っていく。温度差ΔＴが基準値Ｔ_１以上であり第１温度条件を満たす場合、バランス制御を行わずに継続して放電を行っていく。一方、温度差ΔＴが第１温度条件を満たさなくなった場合（Ｓ１３０Ｎｏ）、電圧電流測定部３４０の測定する電圧に基づいて、Ｓ１４２を判定すればよい。電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂおよび電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの電圧差ΔＶは、第１基準電圧値Ｖ_１以上となっているときは、上記したバランス制御を行う（Ｓ１５０）。

図１３（ｃ）において、時刻ｔ_ｆまで、全ての電池セル１００の残容量は、均等に減少していく。時刻ｔ_ｆのとき、同時に、全ての電池セル１００の残容量は、Ｃ_Ｄ１となっている。このように、第４の実施形態では、電池セル１００の電力を均等に消費することができる。

以上のようにして、第４の実施形態に係る電池パック１０を制御する。

次に、図１４を比較例として用い、第４の実施形態の効果について説明する。図１４は、第４の実施形態の効果について説明するための比較例の図である。

図１４は、第４の実施形態とは異なり、電池制御部４００は、電池セル１００の温度に基づいて制御を行わない比較例の場合を示している。比較例のフローチャートとしては、図３において、Ｓ１２０からＳ１３０が無い場合である。すなわち、比較例では、電池制御部４００は、電圧に基づく制御のみを行う。なお、比較例においても、放電開始の状態は、第４の実施形態と同様とする。

図１４（ａ）は、比較例における放電開始時刻からの時間と、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴとの関係を示している。図１４（ｂ）は、比較例における放電開始時刻からの時間と、電池セル１００のうち、電圧が最小である電池セル１００の電圧Ｖ_ａおよび電圧が最大である電池セル１００の電圧Ｖ_ｂとの関係を示している。また、第４の実施形態における充電開始時刻からの時間と、電圧最大セルと温度最低セルとの電圧差ΔＶ（絶対値）との関係を示している。第１の実施形態と比較して、ａ、ｂの符号の付け方が異なることに注意が必要である。また、図１４（ｃ）は、比較例における放電開始時刻からの時間と、電圧が最小である電池セル１００の残容量Ｃ_ａおよび電圧が最大である電池セル１００の残容量Ｃ_ｂとの関係を示している。さらに、図１４（ｃ）は、第４の実施形態における放電開始時刻からの時間と電池セル１００の電流との関係を示している。なお、図１４の横軸の間隔は、図１３の横軸の間隔と同一であるとする。

図１４（ｃ）のように、放電は、定電流で行われている。全ての電池セル１００の電流は、定電流値Ｉ_Ｄ１で一定である。

図１４（ａ）のように、比較例においても、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、放電開始と同時に、単調に増加していく。時刻ｔ_１のとき、温度最高セルと温度最低セルとの温度差ΔＴは、基準値Ｔ_１となっている。

図１４（ｂ）のように、放電開始から、経時的な内部抵抗の変化によって、電圧最小セルの電圧Ｖ_ａと電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂとの差は大きくなっていく。時刻ｔ_１のとき、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂと電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの差は、第１基準電圧値Ｖ_１となっている。

ここで、比較例では、たとえば、電池制御部４００は、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂと電圧最小セルの電圧Ｖ_ａとの差を小さくするために、たとえば、以下のようにしてバランス制御を行う。

図１２において、たとえば、まず、電池制御部４００は、電圧が最小である電池セル１００に接続している第２セルスイッチ２０６をＯＦＦして、当該電池セル１００と並列に配置されている第３セルスイッチ２０８をＯＮする。これにより、電圧が最小である電池セル１００をバイパスさせることができる。なお、この間、他の電池セル１００の放電は継続される。

図１４（ｂ）において、時刻ｔ_１以降、電圧が最小である電池セル１００の電圧Ｖ_ａは、バイパスされることにより、内部抵抗によって降下していた電圧成分だけ上昇する。一方、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂは、放電によって降下し続ける。

図１４（ｃ）において、時刻ｔ_１以降、電圧最小セルの残容量Ｃ_ａは、バイパスされていたことにより、一定を保っている。一方、電圧最大セルの残容量Ｃ_ｂは、放電により線形に減少していく。

電池制御部４００は、所定の期間経過した時刻ｔ_３のとき、バランス制御を停止する。すなわち、電池制御部４００は、電圧が最小である電池セル１００の放電を再開させる。

図１４（ｂ）において、時刻ｔ_３のとき、電圧最小セルの電圧Ｖ_ａは、電圧最大セルの電圧Ｖ_ｂに近づいている。時刻ｔ_３以降、放電再開と同時に、電圧は降下していく。

図１４（ｃ）において、時刻ｔ_３のとき、電圧最小セルの残容量Ｃ_ａは、電圧最大セルの残容量Ｃ_ｂよりも大きい。バランス制御によって、制御対象となった電池セル１００の残容量が、他の電池セル１００の残容量と異なっている。

電池制御部４００は、さらに放電を継続し、時刻ｔ_ｆにおいて、放電を終了させたとする。時刻ｔ_ｆのとき、電圧が最小である電池セル１００の残容量Ｃ_ａは、電圧最大セルの残容量Ｃ_ｂよりも大きい状態を維持している。

このように、比較例では、各々の電池セル１００の残容量が等しい場合であっても、バランス制御を行う。このため、電池セル１００の残容量がバラついてしまう可能性がある。

以上のように、比較例では、不必要な場合においても、電池制御部４００がバランス制御を行ってしまう可能性がある。特に、電池パック１０が低温環境下にある場合、小さい温度差で大きな内部抵抗の差が生じてしまう。このような場合、電池制御部４００は、不必要なバランス制御を行ってしまう可能性が高い。

一方、第４の実施形態によれば、放電においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因が、各々の電池セル１００間の温度差である場合には、バランス制御を行わないようにすることができる。

したがって、第４の実施形態によれば、各々の電池セル１００間の電圧差が生じている原因を適切に判別しながら、電池パック１０を安定的に放電させることができる。

（第５の実施形態）
図１５を用い、第５の実施形態について説明する。図１５は、第５の実施形態に係る電池パック１０の構成を示す回路図である。第５の実施形態は、以下の点を除いて、第２または第４の実施形態と同様である。第５の実施形態の電池パック１０は、電池セル１００の電圧を調整するバランス回路２００をさらに備えている。また、電池制御部４００は、バランス回路２００を制御することにより、バランス制御を行う。以下、詳細を説明する。

図１５のように、第５の実施形態では、第２の実施形態と同様にして、電池制御部４００のうち、各々の電池セル１００の電圧を調整する手段であるバランス回路２００が独立して設けられている。

第５の実施形態によれば、電池制御部４００とは別の系統として、バランス回路２００を備えている。このような構成においても、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
図１６および図１７は、第６の実施形態に係る電池パック１０および制御回路２０の構成を示す回路図である。第６の実施形態は、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられている点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。

図１６のように、制御回路２０は、電池パック１０の外側に設けられている。制御回路２０は、たとえば、電池パック１０から独立した充電機器６０等に設けられている。

または、図１７のように、制御回路２０は、電池パック１０を放電して使用する際に用いる電子機器６０内に設けられていてもよい。

電池パック１０には、第１の実施形態と同様に、複数の電池セル１００が直列に接続されている。電池パック１０には、電池パック１０の充放電を行うための正極端子１６０および負極端子１８０が設けられている。その他、それぞれの電池セル１００の間において、電池セル端子１３０が設けられている。

制御回路２０は、バランス回路２００、温度測定部３２０、電圧電流測定部３４０および電池制御部４００を備えている。制御回路２０の電池パック１０側には、バランス回路２００が設けられている。また、制御回路２０の電池パック１０側には、制御回路２０の正極端子７４０および負極端子７５０が設けられている。制御回路２０の正極端子７４０および負極端子７５０は、配線（符号不図示）を介して、それぞれ、電池パック１０の正極端子１６０および負極端子１８０に接続している。これにより、充電機器９０側から電池パック１０に、充電の電力が供給される。または、電池パック１０からの放電による電力が電子機器６０に供給される。

温度測定部３００の温度センサー３２１、温度センサー３２２および温度センサー３２３は、電池パック１０の外装体（不図示）に設けられた開口（不図示）から挿入され、各々の電池セル１００に取り付けられている。

また、制御回路２０の電池パック１０側には、バランス回路２００の測定端子７６０が設けられている。バランス回路２００の測定端子７６０は、配線（符号不図示）を介して、電池パック１０の電池セル端子１３０に接続している。これにより、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられていても、バランス回路２００を作動させるときに、それぞれの電池セル１００を制御することができる。

第６の実施形態によれば、制御回路２０が電池パック１０の外側に設けられている。バランス回路２００は、配線を介して、それぞれの電池セル１００に接続されている。これにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上の実施形態において、電池制御部４００は、電圧電流測定部３４０を介して、スイッチ５００に対して信号を送信する場合を説明したが、電池制御部４００は、直接、スイッチ５００に信号を送信する形態であってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。以上の実施形態において、たとえば、上記実施形態では電池セル１００がラミネート型電池である場合を説明したが、電池セル１００が円筒型や角型などの他の形態の電池である場合も、同様に本発明の効果を得ることができる。

この出願は、２０１２年２月２９日に出願された日本出願特願２０１２−４４６３１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

1. 直列に接続された複数の電池ユニットのうち、二つ以上の前記電池ユニットの温度を測定する温度測定手段と、
   前記電池ユニットの電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電池ユニットの通電を検出する通電検出手段と、
   前記電池ユニットの充電および放電を制御する電池制御手段と、
   を備え、
   前記電池制御手段は、
   前記電池ユニットの前記通電中に、前記温度測定手段が測定した前記温度に基づいて、前記温度が最低である温度最低ユニットと、前記温度が最高である温度最高ユニットとを特定し、
   さらに前記温度最高ユニットと前記温度最低ユニットとの温度差が基準値以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、少なくとも二つの前記電池ユニットの前記電圧の差を減じるためのバランス制御を行い、
   前記温度差が前記第１温度条件を満たすとき、前記バランス制御を行わない電池制御システム。
2. 請求項１に記載の電池制御システムにおいて、
   前記電池ユニットの前記電圧を調整するバランス回路をさらに備え、
   前記電池制御手段は、
   前記バランス回路を制御することにより、前記バランス制御を行う電池制御システム。
3. 請求項１または２に記載の電池制御システムにおいて、
   前記電池制御手段は、
   前記第１温度条件における前記温度差の前記基準値を、前記電池ユニットの前記温度に基づいて変化させる電池制御システム。
4. 請求項３に記載の電池制御システムにおいて、
   前記温度差の前記基準値は、前記温度最低ユニットまたは前記温度最高ユニットの前記温度が低いほど小さい値である電池制御システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
   前記電池制御手段は、
   前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、前記電池ユニットに前記充電を行っている場合に前記電圧が最大である第１ユニットをさらに特定し、
   前記温度差が前記第１温度条件を満たし、且つ、前記温度最低ユニットが、前記第１ユニットと同一であるとき、前記バランス制御を行わず、
   前記温度差が前記第１温度条件を満たし、且つ、前記温度最低ユニットが、前記第１ユニットと異なるとき、前記バランス制御を行う電池制御システム。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
   前記バランス制御において、
   前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、最も前記電圧の高い電圧最大ユニットと最も前記電圧の低い電圧最小ユニットとの前記電圧の差が第１基準電圧値以上であるとき、当該電圧の差が小さくなるように制御する電池制御システム。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
   前記バランス制御において、
   前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、前記電池ユニットの平均の前記電圧との差が第２基準電圧値以上離れている前記電池ユニットがあるとき、当該電圧の差が小さくなるように制御する電池制御システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
   前記温度測定手段は、
   最も外側に配置された少なくとも一つの前記電池ユニットと、
   少なくとも一つの前記電池ユニットよりも内側に位置する前記電池ユニットと、
   の前記温度を測定する電池制御システム。
9. 直列に接続された複数の電池ユニットと、
   二つ以上の前記電池ユニットの温度を測定する温度測定手段と、
   前記電池ユニットの電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電池ユニットの通電を検出する通電検出手段と、
   前記電池ユニットの充電および放電を制御する電池制御手段と、
   を備え、
   前記電池制御手段は、
   前記電池ユニットの前記通電中に、前記温度測定手段が測定した前記温度に基づいて、前記温度が最低である温度最低ユニットと、前記温度が最高である温度最高ユニットとを特定し、
   前記温度最高ユニットと前記温度最低ユニットとの温度差が基準値以上であるとする第１温度条件を満たさないとき、前記電圧測定手段が測定した前記電圧に基づいて、少なくとも二つの前記電池ユニットの前記電圧の差を減じるためのバランス制御を行い、
   前記温度差が前記第１温度条件を満たすとき、前記バランス制御を行わない電池パック。

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