パック電池の異常判定方法及びパック電池
【課題】二次電池が複数並列に接続されパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能なパック電池の異常判定方法及びパック電池を提供する。
【解決手段】二次電池の充電中に、充放電路に介装されている充放電用のＦＥＴを２５０ｍｓ間（時刻Ｔ１からＴ２まで、及び時刻Ｔ３からＴ４まで）オフしてからオンに戻すことを１０分毎に繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電池電圧の差分（ΔＶ（１）及びΔＶ（２））と、オフする前に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を１０分毎に算出してＲＡＭに記憶する。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出してＲＡＭに記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出したＦＣＣ（満充電容量）と、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【解決手段】二次電池の充電中に、充放電路に介装されている充放電用のＦＥＴを２５０ｍｓ間（時刻Ｔ１からＴ２まで、及び時刻Ｔ３からＴ４まで）オフしてからオンに戻すことを１０分毎に繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電池電圧の差分（ΔＶ（１）及びΔＶ（２））と、オフする前に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を１０分毎に算出してＲＡＭに記憶する。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出してＲＡＭに記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出したＦＣＣ（満充電容量）と、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列接続された複数の二次電池を備えるパック電池で二次電池が異常であるか否かを判定するパック電池の異常判定方法、及びこの異常判定方法を実行するパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、標準的な容量の二次電池（セル）を複数組み合わせて組電池（パック電池）として用いられることが多い。例えば、複数のセルを直列，並列に接続して端子電圧，電池容量を高めたり、複数のセルを直並列に接続することにより、端子電圧及び電池容量の両方を高めたりすることが可能である。このようにセルを組み合わせて接続されたパック電池で、各セルに印加される充電電圧及び各セルに流れる充放電電流が不均等となってセルバランスが崩れた場合、パック電池が過熱して発火、破裂等の事故に至る可能性がある。
【０００３】
セルバランスが崩れる原因の１つとして、各セルを接続するタブが外れたり、ＣＩＤ（Current Interrupt Device ）と呼ばれる電流制限素子がセル内部の回路を遮断したりすることが考えられる。また、セル内部での電極間の短絡（内部短絡）も原因の１つとなり得る。このようにセルバランスが崩れた場合であっても、二次電池の異常を確実に検出してパック電池の安全性を確保することが求められる。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、複数のセルが並列に接続された並列セルブロックを複数直列に接続した二次電池ブロックを特定の電流で放電させ、通電（放電）前後に算出した各並列セルブロックの電圧変化量から各並列セルブロックの内部抵抗を算出し、算出した内部抵抗の最小値に対する最大値の比率が設定値を超える場合に、セルが異常であると判定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、複数の二次電池（セル）を並列に接続した並列ユニットを直列に接続してあるパック電池において、充放電電流が設定値よりも小さい場合、順次検出した各並列ユニットの電圧の電圧変化に基づいて（例えば、３分経過後の電圧変化が５０ｍＶ以上であり、且つ他の並列ユニットの電圧変化の２倍以上であるか否かにより）並列ユニットの異常を判定する技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３では、複数の並列セルからなるセルブロックが１又は複数直列に接続された電池パックにおいて、充放電期間及び非充放電期間の夫々について検出したセルブロックの電圧の差分と充放電電流とに基づいて内部抵抗値を算出し、算出した内部抵抗値又は内部抵抗値のばらつきが所定値以上のときに、並列セルの一部が脱落していると判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６０６８４６号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０２３４号公報
【特許文献３】特開２００８−２７６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に開示された技術は、並列セルブロックが複数個直列に接続されている場合にのみ適用が可能であり、複数の二次電池が単に複数個並列に接続されているパック電池には適用できないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３に開示された技術は、単一の並列セルブロックにも適用が可能であるものの、並列セルブロックの内部抵抗又は該内部抵抗のばらつきだけから判定するものであるため、セルの特性差、温度変化、経年劣化等の変動要因で誤判定する虞があった。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能なパック電池の異常判定方法及びパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池で前記二次電池が異常であるか否かを判定する方法において、前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンし、オフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出し、オフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧の差分及び充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶し、内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出し、算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定し、第１閾値より大きい場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出し、算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較することにより、前記二次電池が異常であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、算出した満充電容量の差分が第２閾値より大きい場合、前記二次電池の少なくとも１つが並列接続されていないと判定することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、前記二次電池を外部から充電するようにしてあり、前記二次電池の充放電電流を検出し、検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶し、電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出し、算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で充電し、充電中に所定時間を計時し、計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧の上昇分を算出し、算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することにより前記二次電池が異常であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、算出した電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、前記二次電池の少なくとも１つが内部で短絡していると判定することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るパック電池は、並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池において、前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンする切替手段と、該切替手段がオフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出する検出手段と、前記切替手段がオフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧の差分及び前記検出手段が検出した充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する手段と、該手段が内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出する手段と、該手段が算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定する手段と、該手段が第１閾値より大きいと判定した場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出する手段と、該手段が算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較する比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池の充放電電流を検出する手段と、該手段が検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する手段と、該手段が電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出する手段と、該手段が算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で外部から充電させる手段と、該手段が充電させている場合、所定時間を計時する手段と、該手段による計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧の上昇分を算出する手段と、該手段が算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較する第２の比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池の充放電路に介装されており、該充放電路を遮断する非復帰スイッチを備え、前記比較手段又は第２の比較手段の比較結果に基づいて前記非復帰スイッチが遮断するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、二次電池の充電中に、充放電路に介装されているスイッチを一時的にオフしてからオンに戻すことを時系列的に（即ち反復的に）繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電圧の差分（ΔＶ）と、オフする前又はオンした後に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する。充電電流は、スイッチをオフする前に検出することが好ましい。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出して記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出した満充電容量（Full Charge Capacity ；以下、ＦＣＣという）と、過去に算出して記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。ＦＣＣは、例えば、満充電を検出したときから放電終止を検出するときまでの放電容量として算出してもよいし、放電終止を検出したときから満充電を検出するときまでの充電容量として算出してもよい。過去に記憶したＦＣＣは、１つ前に算出して記憶したＦＣＣであってもよいし、初期値として記憶したＦＣＣであってもよい。
つまり、順次算出した二次電池の内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、二次電池の並列容量に係る異常が発生して内部抵抗が増大した蓋然性が高いといえる。但し、内部抵抗のばらつき及び変動を考慮して誤検出を防止するために、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した結果により、並列容量の低下を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【００１９】
本発明にあっては、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出して記憶したＦＣＣとの差分が第２閾値より大きい場合、並列に接続されているべき二次電池のうち、少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。
つまり、新たに算出したＦＣＣがそれより前に算出されたＦＣＣより第２閾値に相当する容量値以上低下していた場合は、例えば、二次電池同士を接続するタブが外れたこと、又は二次電池内の電流制限素子（ＣＩＤ）が内部の回路を遮断したことが検出される。
【００２０】
本発明にあっては、二次電池の充放電電流が所定電流より小さいことから、実質的に充電も放電もなされていない状態にある場合、二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する。そこで新たに検出した二次電池の電圧と、過去に検出して記憶した電圧との差分が第３閾値より大きい場合、二次電池を所定の充電電流で充電する。更に、充電中に計時する所定時間の開始時点及び終了時点で二次電池の電圧を検出して、所定時間中における電圧の上昇分を算出し、算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、充放電がなされていない間に、新たに検出した二次電池の電圧が、それより前に検出した電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合は、電極間に異常が発生して二次電池の電圧が低下した蓋然性が高いといえる。但し、二次電池の直列数が１であって直列に接続されている他の二次電池がない場合は、異常の判定が困難であるため、二次電池への充電を所定時間試みて、充電中の二次電池の電圧の上昇分と第４閾値とを比較した結果により、電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【００２１】
本発明にあっては、充電中の二次電池の電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、並列に接続されている二次電池のうちの少なくとも１つが内部で短絡していると判定する。
つまり、実際に充電したときの二次電池の電圧が、第４閾値に相当する電圧値より小さい電圧値しか上昇しない場合又は時間の経過と共に低下する場合は、二次電池の内部短絡が検出される。
【００２２】
本発明にあっては、新たに算出したＦＣＣ及び過去に算出して記憶したＦＣＣの差分を第２閾値と比較した結果、又は充電中の所定時間中に算出した二次電池の電圧の上昇分を第４閾値と比較した結果に基づいて、二次電池の充放電路に介装された非復帰スイッチが回路を遮断する。
つまり、二次電池の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したことから、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した場合、又は、充放電されていない間の二次電池の電圧が第３閾値に相当する電圧値以上上昇したことから、二次電池への充電を所定時間試みて充電中の二次電池の電圧の上昇分と第４閾値とを比較した場合、これらの比較結果によって二次電池の充放電路が遮断されるため、二次電池が異常となった場合の安全が確保される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数並列に接続された二次電池について、順次算出した内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加していることから、二次電池の並列容量に係る異常が発生した蓋然性が高い場合は、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較することにより、二次電池の並列容量の低下を確認して、二次電池が異常であるか否かを判定する。
従って、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。
【図２】Ａは充放電用のＦＥＴをオフ及びオンするタイミングを示す説明図であり、Ｂは充電中に充電を一時停止した場合の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図３】二次電池の内部抵抗の増大を検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ＦＣＣを算出して二次電池が異常であるか否かを判定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】充放電の停止中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図６】Ａは所定電流による充電を開始するタイミングを示す説明図、Ｂは所定電流による充電中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図７】二次電池の内部短絡を検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。図中１０は電池ブロックであり、電池ブロック１０は、リチウムイオン電池からなる二次電池１１，１２，１３を図示しない導電性のタブで並列接続してなる。電池ブロック１０の近傍には、該電池ブロック１０の温度を検出する温度センサ２が配されている。二次電池１１，１２，１３は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の他の電池であってもよい。また、電池ブロック１０を構成する二次電池の数は３つに限定されず、２つ又は４つ以上であってもよい。
【００２６】
二次電池１１，１２，１３の正極端子は、該二次電池１１，１２，１３の充放電電流を遮断する遮断部３を介してプラス（＋）端子３９に接続されている。二次電池１１，１２，１３の負極端子は、該二次電池１１，１２，１３の充放電電流を検出するための電流検出抵抗４を介してマイナス（−）端子４９に接続されている。パック電池は、プラス（＋）端子３９と、マイナス（−）端子４９と、後述する制御部５に接続された通信端子５６１，５６２とを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末等の電気機器（図示せず）に着脱可能に装着される。プラス（＋）端子３９から、遮断部３、二次電池１１，１２，１３及び電流検出抵抗４を介してマイナス（−）端子４９に至る経路が、充放電路を構成する。
【００２７】
遮断部３は、二次電池１１，１２，１３の充放電電流を断続するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（充放電用のＦＥＴ）３５，３６と、２端子間にヒューズ３１，３１が直列に介装された非復帰スイッチ３０との直列回路を有し、該直列回路が二次電池１１，１２，１３の正極端子及びプラス（＋）端子３９間に接続されている。ヒューズ３１，３１の接続点と非復帰スイッチ３０の他の１端子間には、加熱抵抗３２，３２の並列回路が介装されている。
【００２８】
パック電池で充放電が可能な場合、ＦＥＴ３５，３６のゲートには、後述するＩ／Ｏポート５３からＬ（ロウ）レベルのオン信号が与えられる。パック電池で放電及び充電を禁止する場合は、ＦＥＴ３５，３６のゲートにＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられる。
尚、ＦＥＴ３５，３６に代えて、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子を用いてもよいし、Ｎチャネル型のＦＥＴを用いてもよい。
【００２９】
遮断部３は、また、非復帰スイッチ３０の他の１端子にドレインが接続されたＮチャネル型のＦＥＴ３３を有する。ＦＥＴ３３のソースは、二次電池１１，１２，１３の負極端子に接続されている。ＦＥＴ３３のゲートにＨレベルのオン信号が与えられた場合、ＦＥＴ３３のドレイン及びソース間が導通し、加熱抵抗３２，３２にヒューズ３１，３１を介して二次電池１１，１２，１３の電圧（以下、電池電圧ともいう）及び／又は外部からの電圧が印加されて、ヒューズ３１，３１が溶断する。これにより、充放電路が非可逆的に遮断される。非復帰スイッチ３０において充放電路を遮断するものは、ヒューズ３１，３１に限定されない。
【００３０】
制御部５は、ＣＰＵ５０を有し、ＣＰＵ５０は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５１、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５２、ＦＥＴ３３，３５，３６のゲートにオン／オフ信号を与えるＩ／Ｏポート５３、アナログの電圧をデジタルの電圧に変換するＡ／Ｄ変換器５４、各種時間を並列的に計時するタイマ５５、及び外部の電気機器と通信するための通信部５６と互いにバス接続されている。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器５４には、二次電池１１，１２，１３の電池電圧と、温度センサ２の電圧と、電流検出抵抗４の両端電圧とが与えられており、Ａ／Ｄ変換器５４は、これらのアナログの電圧をデジタルの電圧値に変換する。尚、電流検出抵抗４を流れる充電電流（又は放電電流）が、正の（又は負の）電圧値に変換されるものとする。
【００３２】
通信部５６は、シリアルデータ（ＳＤＡ）を授受するための通信端子５６１と、シリアルクロック（ＳＣＬ）を受信するための通信端子５６２とに接続されており、外部の電気機器との間でＳＭＢｕｓ（System Management Bus ）方式による通信を行う。通信部５６と外部の電気機器との間では、他の通信方式によって通信してもよい。
【００３３】
上記パック電池の構成において、ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１に予め格納されている制御プログラムに従って、演算及び入出力等の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を時系列的に取り込み、取り込んだ電圧から換算された充放電電流を積算して二次電池１１，１２，１３に充放電した容量と二次電池１１，１２，１３の残容量とを算出すると共に残容量のデータを生成する。生成された残容量のデータは、通信部５６を介して外部の電気機器に送信される。ＣＰＵ５０は、更に、Ａ／Ｄ変換器５４を介して温度センサ２の電圧を、例えば２５０ｍ秒周期で時系列的に取り込み、取り込んだ電圧に基づいて電池温度を検出する。
【００３４】
さて、上述したように、二次電池１１，１２，１３は、タブによって相互に接続されているが、これらを接続しているタブが外れたり、何れかの二次電池のＣＩＤが二次電池の内部回路を遮断した場合、残りの二次電池に充放電電流が集中して、二次電池の安全性が脅かされる。例えば、二次電池１１，１２，１３のうち二次電池１３のタブが外れた場合、二次電池１１，１２の夫々には、上記タブが外れる前との比較で概ね１．５倍の充放電電流が流れて、許容される最大充電電流及び最大放電電流を超える虞がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態１では、充電中に二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値を算出し、算出した内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、その後新たに算出したＦＣＣが第２閾値に相当する容量値以上低下していることを確認したときに、二次電池１１，１２，１３の少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。ここでは、判定の結果を受けて、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して充放電路を遮断するため、パック電池全体の安全性が確保される。
【００３６】
尚、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の算出を放電中に行うことも可能であるが、後述するように、内部抵抗の算出には、一時的な充放電電流の遮断を伴うため、放電電流を遮断することによって外部の電気機器が影響を受ける場合は、充電中に行うことが好ましい。
【００３７】
以下では、具体的な異常判定方法について説明する。
図２のＡは充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフ及びオンするタイミングを示す説明図であり、Ｂは充電中に充電を一時停止した場合の電池電圧の時間変化を示す説明図である。図２Ａ，２Ｂの横軸は時間を表し、縦軸は充放電用のＦＥＴ３５，３６のオン／オフ状態及び電池電圧を表す。
【００３８】
図２Ａに示すように、充電中はＦＥＴ３５，３６がオンされており、時刻Ｔ１，Ｔ３で一時的にＦＥＴ３５，３６がオフされて充電電流が遮断され、時刻Ｔ２，Ｔ４で再びＦＥＴ３５，３６がオンされて充電電流が導通する。時刻Ｔ１からＴ３までの時間は、本実施の形態１では１０分とするが、これに限定されるものではない。図２Ａでは、ＦＥＴ３５，３６のオフ／オンを２回だけ図示してあるが、実際にはこのようなオフ／オンが繰り返される。
【００３９】
図２Ｂでは、図２Ａと同じ時刻Ｔ１〜Ｔ４と、その前後とにおける電池電圧が示されている。時刻Ｔ１，Ｔ３の前では、ＦＥＴ３５，３６がオフされる前に二次電池１１，１２，１３の充電電流が検出される。時刻Ｔ１，Ｔ３でＦＥＴ３５，３６がオフされた場合、それまで二次電池１１，１２，１３に流入していた充電電流が遮断されるため、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値に生じていた電圧降下が消失して、二次電池１１，１２，１３の電池電圧がΔＶ（１），ΔＶ（２）だけ低下する。
【００４０】
その後、時刻Ｔ２，Ｔ４でＦＥＴ３５，３６がオンされて充電電流が導通した場合、二次電池１１，１２，１３の電池電圧には、内部抵抗に生じる電圧降下が再び加算されるようになる。二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の算出に用いられる充電電流は、この段階で検出してもよいが、一旦遮断された充電電流が完全に回復するまでの時間を見越して検出することが好ましい。
【００４１】
ここで、例えば時刻Ｔ２〜Ｔ３の間で二次電池１３のタブが外れた場合、上述したように、二次電池１１，１２の夫々には、上記タブが外れる前との比較で概ね１．５倍の充電電流が流れるため、ΔＶ（２）はΔＶ（１）の約１．５倍となる（図２Ｂ参照）。つまり、ΔＶ（１），ΔＶ（２）を、検出した充電電流で除算して算出される二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に至る間に約１．５倍に増大する。
【００４２】
一方、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗は、電池温度、残容量（ＳＯＣ；State Of Charge ）等によって変動するが、分単位の時間内の変動は無視できるため、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が分単位の時間内で第１閾値に相当する抵抗値（例えば、二次電池１１，１２，１３夫々の内部抵抗を１００ｍΩとした場合は１０ｍΩ）以上増大した場合は、二次電池１１，１２，１３の並列容量に係る異常が発生した蓋然性が高いと考えられる。
【００４３】
但し、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗に関する上記のような変動と個々の二次電池におけるばらつきとを考慮して誤判定を防止するために、二次電池１１，１２，１３の並列容量が実際に低下することを確認した上で、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。本実施の形態１では、並列容量として、適時算出されているＦＣＣを用いる。
【００４４】
ＦＣＣは、満充電から放電終止までの放電容量として算出してもよいし、放電終止から満充電をまでの充電容量として算出してもよい。ＦＣＣと１対１に対応するＳＯＣは、二次電池１１，１２，１３の開路電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage ）から導出することも可能である。しかしながら、二次電池１３のタブが外れた場合であっても、二次電池１１，１２のＯＣＶから導出されるＳＯＣは、見かけ上変化しないため、ＯＣＶから導出されるＳＯＣを、ＦＣＣに代わるものとしては用いないこととする。
【００４５】
ところで、二次電池１１，１２，１３の並列容量の低下を確認するためのＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が第１閾値に相当する抵抗値以上増加した後に算出することに意味がある。従って、本実施の形態１では、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したと判定した後に、新たにＦＣＣを算出し、算出したＦＣＣと、それ以前に算出されて記憶されているＦＣＣとの差分を、第２閾値と比較した結果により、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。
【００４６】
例えば、二次電池１３のタブが外れた場合、二次電池１１，１２のＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３のＦＣＣよりも比率にして３３％小さい容量だけ減少すると考えられるため、第２閾値を、ＦＣＣの初期値の２０〜２５％程度に設定すればよい。
以上の判定により、二次電池１１，１２，１３が異常であると判定した場合は、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して、パック電池の安全性を確保する。
【００４７】
以下では、上述したパック電池の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５１に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５０により実行される。
図３は、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の増大を検出するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートであり、図４は、ＦＣＣを算出して二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、１０分毎に起動されるが、起動周期は１０分に限定されない。図４の処理は、図３の処理から起動される。図３，４の処理中で検出された充電電流、電池電圧等のデータは、適宜ＲＡＭ５２に記憶される。
【００４８】
図３の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ１１）。実際には、複数回取り込んだ電圧に基づいて充放電電流を検出するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ５０は、検出した充放電電流が、例えば１５０ｍＡより多いか否かを判定し（Ｓ１２）、多くない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、必要十分な充電電流が流れていないか、又は放電中であるとみなして、図３の処理を終了する。
【００４９】
検出した充放電電流が１５０ｍＡより多い場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ１３）と共に、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオフ信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフする（Ｓ１４）。この時点が、図２Ａ，図２Ｂでは時刻Ｔ１，Ｔ３に対応する。これにより、二次電池１１，１２，１３の充電電流が遮断される。
【００５０】
その後、ＣＰＵ５０は、例えば２５０ｍｓ間待機する（Ｓ１５）。この期間が、図２Ａ，図２Ｂでは時刻Ｔ１〜Ｔ２，時刻Ｔ３〜Ｔ４に対応する。待機する期間は２５０ｍｓに限定されず、この期間内に二次電池１１，１２，１３の電池電圧が十分に低下すればよい。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ１６）と共に、Ｉ／Ｏポート５３からＬレベルのオン信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオンする（Ｓ１７）。これにより、二次電池１１，１２，１３の充電電流が再び導通する。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１３，Ｓ１６で検出した電池電圧の差分を算出し（Ｓ１８）、算出した差分を、ステップＳ１１で検出した充放電電流（ここでは充電電流）で除して二次電池１１，１２，１３の内部抵抗を算出する（Ｓ１９）。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した内部抵抗と、ＲＡＭ５２に記憶した内部抵抗との差分を算出する（Ｓ２０）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶した内部抵抗”とは、図３の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ２１で記憶された内部抵抗であるが、それより前の回に起動されたときに算出して記憶した内部抵抗であってもよい。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１９で算出した内部抵抗を、次回の起動に備えてＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ２１）。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した内部抵抗の差分が第１閾値（例えば１０ｍΩ）より大きいか否かを判定し（Ｓ２２）、大きくない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、そのまま図３の処理を終了する。これに対し、算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きい場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、図４に示すＦＣＣを算出する処理を起動して（Ｓ２３）、図３の処理を終了する。
【００５４】
次に図４の処理について説明する。ここでのＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３の放電終止状態から、満充電となるまでの充電電流を積算する。
図４の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、ＦＣＣの算出の開始が可能か否か、即ち、ＦＣＣの算出が開始できる条件が整ったか否かを判定し（Ｓ３１）、開始が可能となるまで待機する（Ｓ３１：ＮＯ）。開始が可能な場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、通信部５６を介して外部の電気機器に充電させる充電電流を設定する（Ｓ３２）。このときの充電電流は、例えば、リチウムイオン電池を定電流・定電圧で充電するときの定電流に対応する電流値である。外部の電気機器が充電電圧を設定できるものであるときは、充電電圧を設定してもよい。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＬレベルのオン信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオンした（Ｓ３３）後に、充電電流の積算処理を開始する（Ｓ３４）。積算処理は、それ自体公知であるため、その説明を省略する。その後、ＣＰＵ５０は、二次電池１１，１２，１３が満充電となったか否かを判定し（Ｓ３５）、満充電となるまで待機する（Ｓ３５：ＮＯ）。
【００５６】
満充電となった場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオフ信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフした（Ｓ３６）後に、充電電流の積算処理を停止する（Ｓ３７）。その後、ＣＰＵ５０は、積算した容量、即ち、新たに算出したＦＣＣと、ＲＡＭ５２に記憶したＦＣＣとの差分を算出する（Ｓ３８）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶したＦＣＣ”とは、図４の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ４１で記憶されたＦＣＣ、又は、図３からの起動とは別に起動された処理で算出されてＲＡＭ５２に記憶されたＦＣＣであるが、ＦＣＣの初期値であってもよい。
【００５７】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した差分が第２閾値（例えばＦＣＣの初期値）より大きいか否かを判定し（Ｓ３９）、大きい場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、二次電池１１，１２，１３の何れかが並列に接続されていないと判定する。具体的には、タブが外れたか、二次電池１１，１２，１３の何れか１つでＣＩＤが内部回路を遮断したと想定される。この場合、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオン信号を与えてＦＥＴ３３をオンすることによってヒューズ３１，３１を溶断し（Ｓ４０）、図４の処理を終了する。一方、算出した差分が第２閾値より大きくない場合（Ｓ３９：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、新たに算出したＦＣＣをＲＡＭ５２に記憶して（Ｓ４１）、図４の処理を終了する。
【００５８】
以上のように本実施の形態１によれば、二次電池の充電中に、充放電路に介装されている充放電用のＦＥＴを２５０ｍｓ間オフしてからオンに戻すことを１０分毎に繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電池電圧の差分（ΔＶ）と、オフする前に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を１０分毎に算出してＲＡＭに記憶する。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出してＲＡＭに記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、１０分毎に順次算出した二次電池の内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した結果により、並列容量の低下を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
従って、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能となる。
【００５９】
また、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分が第２閾値より大きい場合、並列に接続されているべき二次電池のうち、少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。
従って、新たに算出したＦＣＣがそれより前に算出されたＦＣＣより第２閾値に相当する容量値以上低下していた場合は、例えば、二次電池同士を接続するタブが外れたこと、又は二次電池内の電流制限素子（ＣＩＤ）が内部の回路を遮断したことを検出することが可能となる。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態１が、二次電池１１，１２，１３の並列容量に係る異常を判定する形態であるのに対し、実施の形態２は、二次電池１１，１２，１３の電池電圧に係る異常を判定する形態である。
例えば、二次電池１１，１２，１３のうち二次電池１３の内部で電極（正極及び負極）間に部分的な短絡の兆候が見出されているにも関わらず、これを放置した場合、電極間の短絡が進行してパック電池の発火、破裂等の事故に至る可能性がある。
【００６１】
そこで、本実施の形態２では、充電も放電もされていない間に時系列的に検出した二次電池１１，１２，１３の電池電圧について、新たに検出した電池電圧がそれより前に検出した電池電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合、所定電流で二次電池１１，１２，１３を所定時間だけ充電し、その間の電池電圧の上昇分が第３閾値より小さいときに、二次電池１１，１２，１３の少なくとも１つが内部短絡していると判定する。ここでは、判定の結果を受けて、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して充放電路を遮断するため、パック電池全体の安全性が確保される。
【００６２】
以下では、具体的な異常判定方法について説明する。
図５は、充放電の停止中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。また、図６のＡは所定電流による充電を開始するタイミングを示す説明図、Ｂは所定電流による充電中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。図５，図６Ａ，図６Ｂの横軸は時間を表し、縦軸は電池電圧，充電電流，電池電圧を表す。
【００６３】
図５に示すように、時刻Ｔ５及び該時刻Ｔ５から所定時間（例えば３０分）経過後の時刻Ｔ６における電池電圧の差分をΔＶ（３）とし、時刻Ｔ６及び該時刻Ｔ６から所定時間経過後の時刻Ｔ７における電池電圧の差分をΔＶ（４）とする。二次電池１１，１２，１３が正常状態にある限り、充放電の停止中に検出したΔＶ（３）及びΔＶ（４）の差分は微々たるものである。
【００６４】
ここで、例えば時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの間に二次電池１３で内部短絡が進行し始めた場合、ΔＶ（４）は、ΔＶ（３）に対して、第３閾値に相当する電圧値（例えば２０ｍＶ）以上低下する。しかしながら、二次電池１１，１２，１３の所定時間内での電圧低下分が高々２０ｍＶより大きくなったところで、直ちに二次電池１１，１２，１３の何れかに内部短絡が生じたと判定することは早計である。そこで、二次電池１１，１２，１３への充電を所定時間試みて、電池電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。以下、図６を用いて説明する。
【００６５】
図６Ａに示すように、時刻Ｔ８までの充電電流は実質的にゼロであり、時刻Ｔ８から後では、充電電流を例えば１５０ｍＡとするが、これに限定されるものではない。ここでの１５０ｍＡは、外部の電気機器に設定し得る充電電流の下限に近い電流であり、所定時間（例えば１５分）の経過後に、正常状態にある二次電池１１，１２，１３の電池電圧に有意な電圧上昇を及ぼし得る値である。
【００６６】
図６Ｂでは、図６Ａと同じ時刻Ｔ８と、その前後とにおける電池電圧が示されている。時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの所定時間（例えば１５分）における電池電圧の上昇分をΔＶ（５）とする。二次電池１１，１２，１３が正常状態にある場合、ΔＶ（５）は数十ｍＶのプラスの電圧値となる。一方、二次電池１１，１２，１３の何れかで内部短絡が進行しつつある場合、ΔＶ（５）は、第４閾値（例えば１０ｍＶ）より小さくなるか、むしろマイナスの電圧値になる。これにより、二次電池１１，１２，１３が異常であると判定した場合は、非復帰スイッチ３０のヒューズを溶断して、パック電池の安全性を確保する。
【００６７】
以下では、上述したパック電池の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。
図７は、二次電池１１，１２，１３の内部短絡を検出するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートである。図７の処理は、３０分毎に起動されるが、起動周期は３０分に限定されない。図７の処理中で検出された充電電流、電池電圧等のデータは、適宜ＲＡＭ５２に記憶される。
【００６８】
図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ５１）。実際には、複数回取り込んだ電圧に基づいて充放電電流を検出するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ５０は、検出した充放電電流が、−５ｍＡ（放電電流の領域）より大きく、且つ２０ｍＡ（充電電流の領域）より小さいか否かを判定する（Ｓ５２）。
【００６９】
尚、Ａ／Ｄ変換器５４に変換誤差がある点と、パック電池内部に見かけ上の充電電流となる電流が存在する点とを考慮して、−５ｍＡ（放電方向）から２０ｍＡ（充電方向）の範囲の電流を充放電電流として検出しないようにする。但し、ステップＳ５２で充放電電流と比較すべき電流の大きさは、−５ｍＡ及び２０ｍＡに限定されるものではない。
【００７０】
検出した充放電電流が−５ｍＡ以下であるか又は２０ｍＡ以上である場合（Ｓ５２：ＮＯ）は、放電中又は充電中である可能性があるため、ＣＰＵ５０は、そのまま何も実行せずに図７の処理を終了する。一方、検出した充放電電流が−５ｍＡより大きく、且つ２０ｍＡより小さい場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）は、充放電が行われていないと判定して差し支えないため、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ５３）。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ５０は、検出した電池電圧と、ＲＡＭ５２に記憶した電池電圧との差分を算出する（Ｓ５４）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶した電池電圧”とは、図７の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ５５で記憶された電池電圧である。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ５３で検出した電池電圧を、次回の起動に備えてＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ５５）。
【００７２】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した電池電圧の差分が第３閾値（例えば２０ｍＶ）より大きいか否かを判定し（Ｓ５６）、大きくない場合（Ｓ５６：ＮＯ）、そのまま図７の処理を終了する。これに対し、検出した電池電圧が第３閾値より大きい場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、通信部５６を介して外部の電気機器に充電させる充電電流（例えば１５０ｍＡ）を設定する（Ｓ５７）。
【００７３】
その後、タイマ５５を用いて計時を開始する（Ｓ５８）と共に、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ５９）。更に、ＣＰＵ５０は、タイマ５５が所定時間（例えば１５分）を計時したか否かを判定して（Ｓ６０）、所定時間を計時するまで待機し（Ｓ６０：ＮＯ）、所定時間を計時した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて、再び電池電圧を検出する（Ｓ６１）。
【００７４】
次いで、ＣＰＵ５０は、ステップＳ５９，Ｓ６１で検出した電池電圧の上昇分を符号付きで算出し（Ｓ６２）、算出した上昇分が第４閾値（例えば１０ｍＶ）より小さいか否かを判定する（Ｓ６３）。第４閾値より小さくない場合（Ｓ６３：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、そのまま図７の処理を終了する。算出した上昇分が第４閾値より小さい場合（上昇分が負の値である場合を含む）（Ｓ６３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、二次電池１１，１２，１３の何れかで内部短絡が発生したと判定する。この場合、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオン信号を与えてＦＥＴ３３をオンすることによってヒューズ３１，３１を溶断し（Ｓ６４）、図７の処理を終了する。
【００７５】
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
以上のように本実施の形態２によれば、二次電池の充放電電流が−５ｍＡより大きく、且つ２０ｍＡより小さいことから、実質的に充電も放電もなされていない状態にある場合、二次電池の電池電圧を３０分毎に検出して記憶する。そこで新たに検出した二次電池の電圧と、過去に検出して記憶した電圧との差分が第３閾値より大きい場合、二次電池を１５０ｍＡの充電電流で充電する。更に、充電中に計時する１５分の開始時点及び終了時点で二次電池の電池電圧を検出して、１５分の間における電池電圧の上昇分を算出し、算出した電池電圧の上昇分を第４閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、充放電がなされていない間に、新たに検出した二次電池の電池電圧が、それより前に検出した電池電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合は、二次電池への充電を１５分間試みて、充電中の二次電池の電池電圧の上昇分と第４閾値とを比較した結果により、電池電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定することが可能となる。
【００７７】
また、充電中の二次電池の電池電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、並列に接続されている二次電池のうちの少なくとも１つが内部で短絡していると判定する。
つまり、実際に充電したときの二次電池の電池電圧が、第４閾値に相当する電圧値より小さい電圧値しか上昇しない場合又は時間の経過と共に低下する場合は、二次電池の内部短絡を検出することが可能となる。
【００７８】
更に、実施の形態１，２によれば、新たに算出したＦＣＣ及び過去に算出して記憶したＦＣＣの差分を第２閾値と比較した結果、又は１５０ｍＡの充電電流で充電中の１５分間に算出した二次電池の電池電圧の上昇分を第４閾値と比較した結果に基づいて、二次電池の充放電路に介装された非復帰スイッチに含まれるヒューズを溶断する。
つまり、二次電池の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したことから、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した場合、又は、充放電されていない間の二次電池の電圧が第３閾値に相当する電圧値以上上昇したことから、１５０ｍＡの充電電流による二次電池への充電を１５分間試みて充電中の二次電池の電池電圧の上昇分と第４閾値とを比較した場合、これらの比較結果によって二次電池の充放電路が遮断されるため、二次電池が異常となった場合の安全を確保することが可能となる。
【００７９】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１１，１２，１３ 二次電池
３０ 非復帰スイッチ
３１ ヒューズ
３５，３６ ＦＥＴ（スイッチ）
４ 電流検出抵抗（充放電電流を検出する手段の一部）
５ 制御部
５０ ＣＰＵ
５１ ＲＯＭ
５２ ＲＡＭ（記憶する手段）
５３ Ｉ／Ｏポート
５４ Ａ／Ｄ変換器（電圧を検出する手段の一部）
５５ タイマ（計時する手段）
５６ 通信部（充電させる手段の一部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列接続された複数の二次電池を備えるパック電池で二次電池が異常であるか否かを判定するパック電池の異常判定方法、及びこの異常判定方法を実行するパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、標準的な容量の二次電池（セル）を複数組み合わせて組電池（パック電池）として用いられることが多い。例えば、複数のセルを直列，並列に接続して端子電圧，電池容量を高めたり、複数のセルを直並列に接続することにより、端子電圧及び電池容量の両方を高めたりすることが可能である。このようにセルを組み合わせて接続されたパック電池で、各セルに印加される充電電圧及び各セルに流れる充放電電流が不均等となってセルバランスが崩れた場合、パック電池が過熱して発火、破裂等の事故に至る可能性がある。
【０００３】
セルバランスが崩れる原因の１つとして、各セルを接続するタブが外れたり、ＣＩＤ（Current Interrupt Device ）と呼ばれる電流制限素子がセル内部の回路を遮断したりすることが考えられる。また、セル内部での電極間の短絡（内部短絡）も原因の１つとなり得る。このようにセルバランスが崩れた場合であっても、二次電池の異常を確実に検出してパック電池の安全性を確保することが求められる。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、複数のセルが並列に接続された並列セルブロックを複数直列に接続した二次電池ブロックを特定の電流で放電させ、通電（放電）前後に算出した各並列セルブロックの電圧変化量から各並列セルブロックの内部抵抗を算出し、算出した内部抵抗の最小値に対する最大値の比率が設定値を超える場合に、セルが異常であると判定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、複数の二次電池（セル）を並列に接続した並列ユニットを直列に接続してあるパック電池において、充放電電流が設定値よりも小さい場合、順次検出した各並列ユニットの電圧の電圧変化に基づいて（例えば、３分経過後の電圧変化が５０ｍＶ以上であり、且つ他の並列ユニットの電圧変化の２倍以上であるか否かにより）並列ユニットの異常を判定する技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３では、複数の並列セルからなるセルブロックが１又は複数直列に接続された電池パックにおいて、充放電期間及び非充放電期間の夫々について検出したセルブロックの電圧の差分と充放電電流とに基づいて内部抵抗値を算出し、算出した内部抵抗値又は内部抵抗値のばらつきが所定値以上のときに、並列セルの一部が脱落していると判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６０６８４６号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０２３４号公報
【特許文献３】特開２００８−２７６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に開示された技術は、並列セルブロックが複数個直列に接続されている場合にのみ適用が可能であり、複数の二次電池が単に複数個並列に接続されているパック電池には適用できないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３に開示された技術は、単一の並列セルブロックにも適用が可能であるものの、並列セルブロックの内部抵抗又は該内部抵抗のばらつきだけから判定するものであるため、セルの特性差、温度変化、経年劣化等の変動要因で誤判定する虞があった。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能なパック電池の異常判定方法及びパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池で前記二次電池が異常であるか否かを判定する方法において、前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンし、オフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出し、オフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧の差分及び充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶し、内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出し、算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定し、第１閾値より大きい場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出し、算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較することにより、前記二次電池が異常であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、算出した満充電容量の差分が第２閾値より大きい場合、前記二次電池の少なくとも１つが並列接続されていないと判定することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、前記二次電池を外部から充電するようにしてあり、前記二次電池の充放電電流を検出し、検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶し、電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出し、算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で充電し、充電中に所定時間を計時し、計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧の上昇分を算出し、算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することにより前記二次電池が異常であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るパック電池の異常判定方法は、算出した電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、前記二次電池の少なくとも１つが内部で短絡していると判定することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るパック電池は、並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池において、前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンする切替手段と、該切替手段がオフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出する検出手段と、前記切替手段がオフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧の差分及び前記検出手段が検出した充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する手段と、該手段が内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出する手段と、該手段が算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定する手段と、該手段が第１閾値より大きいと判定した場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出する手段と、該手段が算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較する比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池の充放電電流を検出する手段と、該手段が検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する手段と、該手段が電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出する手段と、該手段が算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で外部から充電させる手段と、該手段が充電させている場合、所定時間を計時する手段と、該手段による計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧の上昇分を算出する手段と、該手段が算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較する第２の比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池の充放電路に介装されており、該充放電路を遮断する非復帰スイッチを備え、前記比較手段又は第２の比較手段の比較結果に基づいて前記非復帰スイッチが遮断するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、二次電池の充電中に、充放電路に介装されているスイッチを一時的にオフしてからオンに戻すことを時系列的に（即ち反復的に）繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電圧の差分（ΔＶ）と、オフする前又はオンした後に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する。充電電流は、スイッチをオフする前に検出することが好ましい。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出して記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出した満充電容量（Full Charge Capacity ；以下、ＦＣＣという）と、過去に算出して記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。ＦＣＣは、例えば、満充電を検出したときから放電終止を検出するときまでの放電容量として算出してもよいし、放電終止を検出したときから満充電を検出するときまでの充電容量として算出してもよい。過去に記憶したＦＣＣは、１つ前に算出して記憶したＦＣＣであってもよいし、初期値として記憶したＦＣＣであってもよい。
つまり、順次算出した二次電池の内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、二次電池の並列容量に係る異常が発生して内部抵抗が増大した蓋然性が高いといえる。但し、内部抵抗のばらつき及び変動を考慮して誤検出を防止するために、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した結果により、並列容量の低下を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【００１９】
本発明にあっては、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出して記憶したＦＣＣとの差分が第２閾値より大きい場合、並列に接続されているべき二次電池のうち、少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。
つまり、新たに算出したＦＣＣがそれより前に算出されたＦＣＣより第２閾値に相当する容量値以上低下していた場合は、例えば、二次電池同士を接続するタブが外れたこと、又は二次電池内の電流制限素子（ＣＩＤ）が内部の回路を遮断したことが検出される。
【００２０】
本発明にあっては、二次電池の充放電電流が所定電流より小さいことから、実質的に充電も放電もなされていない状態にある場合、二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する。そこで新たに検出した二次電池の電圧と、過去に検出して記憶した電圧との差分が第３閾値より大きい場合、二次電池を所定の充電電流で充電する。更に、充電中に計時する所定時間の開始時点及び終了時点で二次電池の電圧を検出して、所定時間中における電圧の上昇分を算出し、算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、充放電がなされていない間に、新たに検出した二次電池の電圧が、それより前に検出した電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合は、電極間に異常が発生して二次電池の電圧が低下した蓋然性が高いといえる。但し、二次電池の直列数が１であって直列に接続されている他の二次電池がない場合は、異常の判定が困難であるため、二次電池への充電を所定時間試みて、充電中の二次電池の電圧の上昇分と第４閾値とを比較した結果により、電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
【００２１】
本発明にあっては、充電中の二次電池の電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、並列に接続されている二次電池のうちの少なくとも１つが内部で短絡していると判定する。
つまり、実際に充電したときの二次電池の電圧が、第４閾値に相当する電圧値より小さい電圧値しか上昇しない場合又は時間の経過と共に低下する場合は、二次電池の内部短絡が検出される。
【００２２】
本発明にあっては、新たに算出したＦＣＣ及び過去に算出して記憶したＦＣＣの差分を第２閾値と比較した結果、又は充電中の所定時間中に算出した二次電池の電圧の上昇分を第４閾値と比較した結果に基づいて、二次電池の充放電路に介装された非復帰スイッチが回路を遮断する。
つまり、二次電池の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したことから、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した場合、又は、充放電されていない間の二次電池の電圧が第３閾値に相当する電圧値以上上昇したことから、二次電池への充電を所定時間試みて充電中の二次電池の電圧の上昇分と第４閾値とを比較した場合、これらの比較結果によって二次電池の充放電路が遮断されるため、二次電池が異常となった場合の安全が確保される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数並列に接続された二次電池について、順次算出した内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加していることから、二次電池の並列容量に係る異常が発生した蓋然性が高い場合は、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較することにより、二次電池の並列容量の低下を確認して、二次電池が異常であるか否かを判定する。
従って、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。
【図２】Ａは充放電用のＦＥＴをオフ及びオンするタイミングを示す説明図であり、Ｂは充電中に充電を一時停止した場合の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図３】二次電池の内部抵抗の増大を検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ＦＣＣを算出して二次電池が異常であるか否かを判定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】充放電の停止中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図６】Ａは所定電流による充電を開始するタイミングを示す説明図、Ｂは所定電流による充電中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。
【図７】二次電池の内部短絡を検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。図中１０は電池ブロックであり、電池ブロック１０は、リチウムイオン電池からなる二次電池１１，１２，１３を図示しない導電性のタブで並列接続してなる。電池ブロック１０の近傍には、該電池ブロック１０の温度を検出する温度センサ２が配されている。二次電池１１，１２，１３は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の他の電池であってもよい。また、電池ブロック１０を構成する二次電池の数は３つに限定されず、２つ又は４つ以上であってもよい。
【００２６】
二次電池１１，１２，１３の正極端子は、該二次電池１１，１２，１３の充放電電流を遮断する遮断部３を介してプラス（＋）端子３９に接続されている。二次電池１１，１２，１３の負極端子は、該二次電池１１，１２，１３の充放電電流を検出するための電流検出抵抗４を介してマイナス（−）端子４９に接続されている。パック電池は、プラス（＋）端子３９と、マイナス（−）端子４９と、後述する制御部５に接続された通信端子５６１，５６２とを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末等の電気機器（図示せず）に着脱可能に装着される。プラス（＋）端子３９から、遮断部３、二次電池１１，１２，１３及び電流検出抵抗４を介してマイナス（−）端子４９に至る経路が、充放電路を構成する。
【００２７】
遮断部３は、二次電池１１，１２，１３の充放電電流を断続するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（充放電用のＦＥＴ）３５，３６と、２端子間にヒューズ３１，３１が直列に介装された非復帰スイッチ３０との直列回路を有し、該直列回路が二次電池１１，１２，１３の正極端子及びプラス（＋）端子３９間に接続されている。ヒューズ３１，３１の接続点と非復帰スイッチ３０の他の１端子間には、加熱抵抗３２，３２の並列回路が介装されている。
【００２８】
パック電池で充放電が可能な場合、ＦＥＴ３５，３６のゲートには、後述するＩ／Ｏポート５３からＬ（ロウ）レベルのオン信号が与えられる。パック電池で放電及び充電を禁止する場合は、ＦＥＴ３５，３６のゲートにＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられる。
尚、ＦＥＴ３５，３６に代えて、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子を用いてもよいし、Ｎチャネル型のＦＥＴを用いてもよい。
【００２９】
遮断部３は、また、非復帰スイッチ３０の他の１端子にドレインが接続されたＮチャネル型のＦＥＴ３３を有する。ＦＥＴ３３のソースは、二次電池１１，１２，１３の負極端子に接続されている。ＦＥＴ３３のゲートにＨレベルのオン信号が与えられた場合、ＦＥＴ３３のドレイン及びソース間が導通し、加熱抵抗３２，３２にヒューズ３１，３１を介して二次電池１１，１２，１３の電圧（以下、電池電圧ともいう）及び／又は外部からの電圧が印加されて、ヒューズ３１，３１が溶断する。これにより、充放電路が非可逆的に遮断される。非復帰スイッチ３０において充放電路を遮断するものは、ヒューズ３１，３１に限定されない。
【００３０】
制御部５は、ＣＰＵ５０を有し、ＣＰＵ５０は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５１、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５２、ＦＥＴ３３，３５，３６のゲートにオン／オフ信号を与えるＩ／Ｏポート５３、アナログの電圧をデジタルの電圧に変換するＡ／Ｄ変換器５４、各種時間を並列的に計時するタイマ５５、及び外部の電気機器と通信するための通信部５６と互いにバス接続されている。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器５４には、二次電池１１，１２，１３の電池電圧と、温度センサ２の電圧と、電流検出抵抗４の両端電圧とが与えられており、Ａ／Ｄ変換器５４は、これらのアナログの電圧をデジタルの電圧値に変換する。尚、電流検出抵抗４を流れる充電電流（又は放電電流）が、正の（又は負の）電圧値に変換されるものとする。
【００３２】
通信部５６は、シリアルデータ（ＳＤＡ）を授受するための通信端子５６１と、シリアルクロック（ＳＣＬ）を受信するための通信端子５６２とに接続されており、外部の電気機器との間でＳＭＢｕｓ（System Management Bus ）方式による通信を行う。通信部５６と外部の電気機器との間では、他の通信方式によって通信してもよい。
【００３３】
上記パック電池の構成において、ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１に予め格納されている制御プログラムに従って、演算及び入出力等の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を時系列的に取り込み、取り込んだ電圧から換算された充放電電流を積算して二次電池１１，１２，１３に充放電した容量と二次電池１１，１２，１３の残容量とを算出すると共に残容量のデータを生成する。生成された残容量のデータは、通信部５６を介して外部の電気機器に送信される。ＣＰＵ５０は、更に、Ａ／Ｄ変換器５４を介して温度センサ２の電圧を、例えば２５０ｍ秒周期で時系列的に取り込み、取り込んだ電圧に基づいて電池温度を検出する。
【００３４】
さて、上述したように、二次電池１１，１２，１３は、タブによって相互に接続されているが、これらを接続しているタブが外れたり、何れかの二次電池のＣＩＤが二次電池の内部回路を遮断した場合、残りの二次電池に充放電電流が集中して、二次電池の安全性が脅かされる。例えば、二次電池１１，１２，１３のうち二次電池１３のタブが外れた場合、二次電池１１，１２の夫々には、上記タブが外れる前との比較で概ね１．５倍の充放電電流が流れて、許容される最大充電電流及び最大放電電流を超える虞がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態１では、充電中に二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値を算出し、算出した内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、その後新たに算出したＦＣＣが第２閾値に相当する容量値以上低下していることを確認したときに、二次電池１１，１２，１３の少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。ここでは、判定の結果を受けて、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して充放電路を遮断するため、パック電池全体の安全性が確保される。
【００３６】
尚、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の算出を放電中に行うことも可能であるが、後述するように、内部抵抗の算出には、一時的な充放電電流の遮断を伴うため、放電電流を遮断することによって外部の電気機器が影響を受ける場合は、充電中に行うことが好ましい。
【００３７】
以下では、具体的な異常判定方法について説明する。
図２のＡは充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフ及びオンするタイミングを示す説明図であり、Ｂは充電中に充電を一時停止した場合の電池電圧の時間変化を示す説明図である。図２Ａ，２Ｂの横軸は時間を表し、縦軸は充放電用のＦＥＴ３５，３６のオン／オフ状態及び電池電圧を表す。
【００３８】
図２Ａに示すように、充電中はＦＥＴ３５，３６がオンされており、時刻Ｔ１，Ｔ３で一時的にＦＥＴ３５，３６がオフされて充電電流が遮断され、時刻Ｔ２，Ｔ４で再びＦＥＴ３５，３６がオンされて充電電流が導通する。時刻Ｔ１からＴ３までの時間は、本実施の形態１では１０分とするが、これに限定されるものではない。図２Ａでは、ＦＥＴ３５，３６のオフ／オンを２回だけ図示してあるが、実際にはこのようなオフ／オンが繰り返される。
【００３９】
図２Ｂでは、図２Ａと同じ時刻Ｔ１〜Ｔ４と、その前後とにおける電池電圧が示されている。時刻Ｔ１，Ｔ３の前では、ＦＥＴ３５，３６がオフされる前に二次電池１１，１２，１３の充電電流が検出される。時刻Ｔ１，Ｔ３でＦＥＴ３５，３６がオフされた場合、それまで二次電池１１，１２，１３に流入していた充電電流が遮断されるため、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値に生じていた電圧降下が消失して、二次電池１１，１２，１３の電池電圧がΔＶ（１），ΔＶ（２）だけ低下する。
【００４０】
その後、時刻Ｔ２，Ｔ４でＦＥＴ３５，３６がオンされて充電電流が導通した場合、二次電池１１，１２，１３の電池電圧には、内部抵抗に生じる電圧降下が再び加算されるようになる。二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の算出に用いられる充電電流は、この段階で検出してもよいが、一旦遮断された充電電流が完全に回復するまでの時間を見越して検出することが好ましい。
【００４１】
ここで、例えば時刻Ｔ２〜Ｔ３の間で二次電池１３のタブが外れた場合、上述したように、二次電池１１，１２の夫々には、上記タブが外れる前との比較で概ね１．５倍の充電電流が流れるため、ΔＶ（２）はΔＶ（１）の約１．５倍となる（図２Ｂ参照）。つまり、ΔＶ（１），ΔＶ（２）を、検出した充電電流で除算して算出される二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に至る間に約１．５倍に増大する。
【００４２】
一方、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗は、電池温度、残容量（ＳＯＣ；State Of Charge ）等によって変動するが、分単位の時間内の変動は無視できるため、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が分単位の時間内で第１閾値に相当する抵抗値（例えば、二次電池１１，１２，１３夫々の内部抵抗を１００ｍΩとした場合は１０ｍΩ）以上増大した場合は、二次電池１１，１２，１３の並列容量に係る異常が発生した蓋然性が高いと考えられる。
【００４３】
但し、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗に関する上記のような変動と個々の二次電池におけるばらつきとを考慮して誤判定を防止するために、二次電池１１，１２，１３の並列容量が実際に低下することを確認した上で、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。本実施の形態１では、並列容量として、適時算出されているＦＣＣを用いる。
【００４４】
ＦＣＣは、満充電から放電終止までの放電容量として算出してもよいし、放電終止から満充電をまでの充電容量として算出してもよい。ＦＣＣと１対１に対応するＳＯＣは、二次電池１１，１２，１３の開路電圧（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage ）から導出することも可能である。しかしながら、二次電池１３のタブが外れた場合であっても、二次電池１１，１２のＯＣＶから導出されるＳＯＣは、見かけ上変化しないため、ＯＣＶから導出されるＳＯＣを、ＦＣＣに代わるものとしては用いないこととする。
【００４５】
ところで、二次電池１１，１２，１３の並列容量の低下を確認するためのＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の並列値が第１閾値に相当する抵抗値以上増加した後に算出することに意味がある。従って、本実施の形態１では、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したと判定した後に、新たにＦＣＣを算出し、算出したＦＣＣと、それ以前に算出されて記憶されているＦＣＣとの差分を、第２閾値と比較した結果により、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。
【００４６】
例えば、二次電池１３のタブが外れた場合、二次電池１１，１２のＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３のＦＣＣよりも比率にして３３％小さい容量だけ減少すると考えられるため、第２閾値を、ＦＣＣの初期値の２０〜２５％程度に設定すればよい。
以上の判定により、二次電池１１，１２，１３が異常であると判定した場合は、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して、パック電池の安全性を確保する。
【００４７】
以下では、上述したパック電池の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５１に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５０により実行される。
図３は、二次電池１１，１２，１３の内部抵抗の増大を検出するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートであり、図４は、ＦＣＣを算出して二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、１０分毎に起動されるが、起動周期は１０分に限定されない。図４の処理は、図３の処理から起動される。図３，４の処理中で検出された充電電流、電池電圧等のデータは、適宜ＲＡＭ５２に記憶される。
【００４８】
図３の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ１１）。実際には、複数回取り込んだ電圧に基づいて充放電電流を検出するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ５０は、検出した充放電電流が、例えば１５０ｍＡより多いか否かを判定し（Ｓ１２）、多くない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、必要十分な充電電流が流れていないか、又は放電中であるとみなして、図３の処理を終了する。
【００４９】
検出した充放電電流が１５０ｍＡより多い場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ１３）と共に、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオフ信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフする（Ｓ１４）。この時点が、図２Ａ，図２Ｂでは時刻Ｔ１，Ｔ３に対応する。これにより、二次電池１１，１２，１３の充電電流が遮断される。
【００５０】
その後、ＣＰＵ５０は、例えば２５０ｍｓ間待機する（Ｓ１５）。この期間が、図２Ａ，図２Ｂでは時刻Ｔ１〜Ｔ２，時刻Ｔ３〜Ｔ４に対応する。待機する期間は２５０ｍｓに限定されず、この期間内に二次電池１１，１２，１３の電池電圧が十分に低下すればよい。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ１６）と共に、Ｉ／Ｏポート５３からＬレベルのオン信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオンする（Ｓ１７）。これにより、二次電池１１，１２，１３の充電電流が再び導通する。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１３，Ｓ１６で検出した電池電圧の差分を算出し（Ｓ１８）、算出した差分を、ステップＳ１１で検出した充放電電流（ここでは充電電流）で除して二次電池１１，１２，１３の内部抵抗を算出する（Ｓ１９）。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した内部抵抗と、ＲＡＭ５２に記憶した内部抵抗との差分を算出する（Ｓ２０）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶した内部抵抗”とは、図３の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ２１で記憶された内部抵抗であるが、それより前の回に起動されたときに算出して記憶した内部抵抗であってもよい。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１９で算出した内部抵抗を、次回の起動に備えてＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ２１）。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した内部抵抗の差分が第１閾値（例えば１０ｍΩ）より大きいか否かを判定し（Ｓ２２）、大きくない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、そのまま図３の処理を終了する。これに対し、算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きい場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、図４に示すＦＣＣを算出する処理を起動して（Ｓ２３）、図３の処理を終了する。
【００５４】
次に図４の処理について説明する。ここでのＦＣＣは、二次電池１１，１２，１３の放電終止状態から、満充電となるまでの充電電流を積算する。
図４の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、ＦＣＣの算出の開始が可能か否か、即ち、ＦＣＣの算出が開始できる条件が整ったか否かを判定し（Ｓ３１）、開始が可能となるまで待機する（Ｓ３１：ＮＯ）。開始が可能な場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、通信部５６を介して外部の電気機器に充電させる充電電流を設定する（Ｓ３２）。このときの充電電流は、例えば、リチウムイオン電池を定電流・定電圧で充電するときの定電流に対応する電流値である。外部の電気機器が充電電圧を設定できるものであるときは、充電電圧を設定してもよい。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＬレベルのオン信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオンした（Ｓ３３）後に、充電電流の積算処理を開始する（Ｓ３４）。積算処理は、それ自体公知であるため、その説明を省略する。その後、ＣＰＵ５０は、二次電池１１，１２，１３が満充電となったか否かを判定し（Ｓ３５）、満充電となるまで待機する（Ｓ３５：ＮＯ）。
【００５６】
満充電となった場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオフ信号を与えて充放電用のＦＥＴ３５，３６をオフした（Ｓ３６）後に、充電電流の積算処理を停止する（Ｓ３７）。その後、ＣＰＵ５０は、積算した容量、即ち、新たに算出したＦＣＣと、ＲＡＭ５２に記憶したＦＣＣとの差分を算出する（Ｓ３８）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶したＦＣＣ”とは、図４の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ４１で記憶されたＦＣＣ、又は、図３からの起動とは別に起動された処理で算出されてＲＡＭ５２に記憶されたＦＣＣであるが、ＦＣＣの初期値であってもよい。
【００５７】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した差分が第２閾値（例えばＦＣＣの初期値）より大きいか否かを判定し（Ｓ３９）、大きい場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、二次電池１１，１２，１３の何れかが並列に接続されていないと判定する。具体的には、タブが外れたか、二次電池１１，１２，１３の何れか１つでＣＩＤが内部回路を遮断したと想定される。この場合、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオン信号を与えてＦＥＴ３３をオンすることによってヒューズ３１，３１を溶断し（Ｓ４０）、図４の処理を終了する。一方、算出した差分が第２閾値より大きくない場合（Ｓ３９：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、新たに算出したＦＣＣをＲＡＭ５２に記憶して（Ｓ４１）、図４の処理を終了する。
【００５８】
以上のように本実施の形態１によれば、二次電池の充電中に、充放電路に介装されている充放電用のＦＥＴを２５０ｍｓ間オフしてからオンに戻すことを１０分毎に繰り返し、オフする前及びオンする前に検出した二次電池の電池電圧の差分（ΔＶ）と、オフする前に検出した充電電流とに基づいて、二次電池の内部抵抗を１０分毎に算出してＲＡＭに記憶する。ここで新たに算出した内部抵抗と、過去に算出してＲＡＭに記憶した内部抵抗との差分が第１閾値より大きい場合、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分を第２閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、１０分毎に順次算出した二次電池の内部抵抗が、それより前に算出した内部抵抗より第１閾値に相当する抵抗値以上増加している場合は、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した結果により、並列容量の低下を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定する。
従って、二次電池が複数並列に接続されたパック電池で二次電池が異常であるか否かを確実に判定することが可能となる。
【００５９】
また、新たに算出したＦＣＣと、過去に算出してＲＡＭに記憶したＦＣＣとの差分が第２閾値より大きい場合、並列に接続されているべき二次電池のうち、少なくとも１つが並列接続されていないと判定する。
従って、新たに算出したＦＣＣがそれより前に算出されたＦＣＣより第２閾値に相当する容量値以上低下していた場合は、例えば、二次電池同士を接続するタブが外れたこと、又は二次電池内の電流制限素子（ＣＩＤ）が内部の回路を遮断したことを検出することが可能となる。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態１が、二次電池１１，１２，１３の並列容量に係る異常を判定する形態であるのに対し、実施の形態２は、二次電池１１，１２，１３の電池電圧に係る異常を判定する形態である。
例えば、二次電池１１，１２，１３のうち二次電池１３の内部で電極（正極及び負極）間に部分的な短絡の兆候が見出されているにも関わらず、これを放置した場合、電極間の短絡が進行してパック電池の発火、破裂等の事故に至る可能性がある。
【００６１】
そこで、本実施の形態２では、充電も放電もされていない間に時系列的に検出した二次電池１１，１２，１３の電池電圧について、新たに検出した電池電圧がそれより前に検出した電池電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合、所定電流で二次電池１１，１２，１３を所定時間だけ充電し、その間の電池電圧の上昇分が第３閾値より小さいときに、二次電池１１，１２，１３の少なくとも１つが内部短絡していると判定する。ここでは、判定の結果を受けて、非復帰スイッチ３０のヒューズ３１，３１を溶断して充放電路を遮断するため、パック電池全体の安全性が確保される。
【００６２】
以下では、具体的な異常判定方法について説明する。
図５は、充放電の停止中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。また、図６のＡは所定電流による充電を開始するタイミングを示す説明図、Ｂは所定電流による充電中の電池電圧の時間変化を示す説明図である。図５，図６Ａ，図６Ｂの横軸は時間を表し、縦軸は電池電圧，充電電流，電池電圧を表す。
【００６３】
図５に示すように、時刻Ｔ５及び該時刻Ｔ５から所定時間（例えば３０分）経過後の時刻Ｔ６における電池電圧の差分をΔＶ（３）とし、時刻Ｔ６及び該時刻Ｔ６から所定時間経過後の時刻Ｔ７における電池電圧の差分をΔＶ（４）とする。二次電池１１，１２，１３が正常状態にある限り、充放電の停止中に検出したΔＶ（３）及びΔＶ（４）の差分は微々たるものである。
【００６４】
ここで、例えば時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの間に二次電池１３で内部短絡が進行し始めた場合、ΔＶ（４）は、ΔＶ（３）に対して、第３閾値に相当する電圧値（例えば２０ｍＶ）以上低下する。しかしながら、二次電池１１，１２，１３の所定時間内での電圧低下分が高々２０ｍＶより大きくなったところで、直ちに二次電池１１，１２，１３の何れかに内部短絡が生じたと判定することは早計である。そこで、二次電池１１，１２，１３への充電を所定時間試みて、電池電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池１１，１２，１３が異常であるか否かを判定する。以下、図６を用いて説明する。
【００６５】
図６Ａに示すように、時刻Ｔ８までの充電電流は実質的にゼロであり、時刻Ｔ８から後では、充電電流を例えば１５０ｍＡとするが、これに限定されるものではない。ここでの１５０ｍＡは、外部の電気機器に設定し得る充電電流の下限に近い電流であり、所定時間（例えば１５分）の経過後に、正常状態にある二次電池１１，１２，１３の電池電圧に有意な電圧上昇を及ぼし得る値である。
【００６６】
図６Ｂでは、図６Ａと同じ時刻Ｔ８と、その前後とにおける電池電圧が示されている。時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの所定時間（例えば１５分）における電池電圧の上昇分をΔＶ（５）とする。二次電池１１，１２，１３が正常状態にある場合、ΔＶ（５）は数十ｍＶのプラスの電圧値となる。一方、二次電池１１，１２，１３の何れかで内部短絡が進行しつつある場合、ΔＶ（５）は、第４閾値（例えば１０ｍＶ）より小さくなるか、むしろマイナスの電圧値になる。これにより、二次電池１１，１２，１３が異常であると判定した場合は、非復帰スイッチ３０のヒューズを溶断して、パック電池の安全性を確保する。
【００６７】
以下では、上述したパック電池の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。
図７は、二次電池１１，１２，１３の内部短絡を検出するＣＰＵ５０の処理手順を示すフローチャートである。図７の処理は、３０分毎に起動されるが、起動周期は３０分に限定されない。図７の処理中で検出された充電電流、電池電圧等のデータは、適宜ＲＡＭ５２に記憶される。
【００６８】
図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して電流検出抵抗４の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ５１）。実際には、複数回取り込んだ電圧に基づいて充放電電流を検出するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ５０は、検出した充放電電流が、−５ｍＡ（放電電流の領域）より大きく、且つ２０ｍＡ（充電電流の領域）より小さいか否かを判定する（Ｓ５２）。
【００６９】
尚、Ａ／Ｄ変換器５４に変換誤差がある点と、パック電池内部に見かけ上の充電電流となる電流が存在する点とを考慮して、−５ｍＡ（放電方向）から２０ｍＡ（充電方向）の範囲の電流を充放電電流として検出しないようにする。但し、ステップＳ５２で充放電電流と比較すべき電流の大きさは、−５ｍＡ及び２０ｍＡに限定されるものではない。
【００７０】
検出した充放電電流が−５ｍＡ以下であるか又は２０ｍＡ以上である場合（Ｓ５２：ＮＯ）は、放電中又は充電中である可能性があるため、ＣＰＵ５０は、そのまま何も実行せずに図７の処理を終了する。一方、検出した充放電電流が−５ｍＡより大きく、且つ２０ｍＡより小さい場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）は、充放電が行われていないと判定して差し支えないため、ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ５３）。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ５０は、検出した電池電圧と、ＲＡＭ５２に記憶した電池電圧との差分を算出する（Ｓ５４）。ここで、“ＲＡＭ５２に記憶した電池電圧”とは、図７の処理が前回起動されたときに、後述するステップＳ５５で記憶された電池電圧である。その後、ＣＰＵ５０は、ステップＳ５３で検出した電池電圧を、次回の起動に備えてＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ５５）。
【００７２】
次いで、ＣＰＵ５０は、算出した電池電圧の差分が第３閾値（例えば２０ｍＶ）より大きいか否かを判定し（Ｓ５６）、大きくない場合（Ｓ５６：ＮＯ）、そのまま図７の処理を終了する。これに対し、検出した電池電圧が第３閾値より大きい場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、通信部５６を介して外部の電気機器に充電させる充電電流（例えば１５０ｍＡ）を設定する（Ｓ５７）。
【００７３】
その後、タイマ５５を用いて計時を開始する（Ｓ５８）と共に、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて電池電圧を検出する（Ｓ５９）。更に、ＣＰＵ５０は、タイマ５５が所定時間（例えば１５分）を計時したか否かを判定して（Ｓ６０）、所定時間を計時するまで待機し（Ｓ６０：ＮＯ）、所定時間を計時した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ａ／Ｄ変換器５４を介して取り込んだ二次電池１１，１２，１３の電圧値に基づいて、再び電池電圧を検出する（Ｓ６１）。
【００７４】
次いで、ＣＰＵ５０は、ステップＳ５９，Ｓ６１で検出した電池電圧の上昇分を符号付きで算出し（Ｓ６２）、算出した上昇分が第４閾値（例えば１０ｍＶ）より小さいか否かを判定する（Ｓ６３）。第４閾値より小さくない場合（Ｓ６３：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、そのまま図７の処理を終了する。算出した上昇分が第４閾値より小さい場合（上昇分が負の値である場合を含む）（Ｓ６３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、二次電池１１，１２，１３の何れかで内部短絡が発生したと判定する。この場合、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５３からＨレベルのオン信号を与えてＦＥＴ３３をオンすることによってヒューズ３１，３１を溶断し（Ｓ６４）、図７の処理を終了する。
【００７５】
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
以上のように本実施の形態２によれば、二次電池の充放電電流が−５ｍＡより大きく、且つ２０ｍＡより小さいことから、実質的に充電も放電もなされていない状態にある場合、二次電池の電池電圧を３０分毎に検出して記憶する。そこで新たに検出した二次電池の電圧と、過去に検出して記憶した電圧との差分が第３閾値より大きい場合、二次電池を１５０ｍＡの充電電流で充電する。更に、充電中に計時する１５分の開始時点及び終了時点で二次電池の電池電圧を検出して、１５分の間における電池電圧の上昇分を算出し、算出した電池電圧の上昇分を第４閾値と比較することによって、二次電池が異常であるか否かを判定する。
つまり、充放電がなされていない間に、新たに検出した二次電池の電池電圧が、それより前に検出した電池電圧より第３閾値に相当する電圧値以上低下している場合は、二次電池への充電を１５分間試みて、充電中の二次電池の電池電圧の上昇分と第４閾値とを比較した結果により、電池電圧が上昇する程度を確認した上で、二次電池が異常であるか否かを判定することが可能となる。
【００７７】
また、充電中の二次電池の電池電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、並列に接続されている二次電池のうちの少なくとも１つが内部で短絡していると判定する。
つまり、実際に充電したときの二次電池の電池電圧が、第４閾値に相当する電圧値より小さい電圧値しか上昇しない場合又は時間の経過と共に低下する場合は、二次電池の内部短絡を検出することが可能となる。
【００７８】
更に、実施の形態１，２によれば、新たに算出したＦＣＣ及び過去に算出して記憶したＦＣＣの差分を第２閾値と比較した結果、又は１５０ｍＡの充電電流で充電中の１５分間に算出した二次電池の電池電圧の上昇分を第４閾値と比較した結果に基づいて、二次電池の充放電路に介装された非復帰スイッチに含まれるヒューズを溶断する。
つまり、二次電池の内部抵抗が第１閾値に相当する抵抗値以上増加したことから、新たに算出したＦＣＣ及びそれより前に算出したＦＣＣの差分と第２閾値とを比較した場合、又は、充放電されていない間の二次電池の電圧が第３閾値に相当する電圧値以上上昇したことから、１５０ｍＡの充電電流による二次電池への充電を１５分間試みて充電中の二次電池の電池電圧の上昇分と第４閾値とを比較した場合、これらの比較結果によって二次電池の充放電路が遮断されるため、二次電池が異常となった場合の安全を確保することが可能となる。
【００７９】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１１，１２，１３ 二次電池
３０ 非復帰スイッチ
３１ ヒューズ
３５，３６ ＦＥＴ（スイッチ）
４ 電流検出抵抗（充放電電流を検出する手段の一部）
５ 制御部
５０ ＣＰＵ
５１ ＲＯＭ
５２ ＲＡＭ（記憶する手段）
５３ Ｉ／Ｏポート
５４ Ａ／Ｄ変換器（電圧を検出する手段の一部）
５５ タイマ（計時する手段）
５６ 通信部（充電させる手段の一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池で前記二次電池が異常であるか否かを判定する方法において、
前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンし、
オフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出し、
オフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出し、
検出した電圧の差分及び充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶し、
内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出し、
算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定し、
第１閾値より大きい場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出し、
算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較することにより、前記二次電池が異常であるか否かを判定すること
を特徴とするパック電池の異常判定方法。
【請求項２】
算出した満充電容量の差分が第２閾値より大きい場合、前記二次電池の少なくとも１つが並列接続されていないと判定することを特徴とする請求項１に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項３】
前記二次電池を外部から充電するようにしてあり、
前記二次電池の充放電電流を検出し、
検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶し、
電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出し、
算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で充電し、
充電中に所定時間を計時し、
計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出し、
検出した電圧の上昇分を算出し、
算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することにより前記二次電池が異常であるか否かを判定すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項４】
算出した電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、前記二次電池の少なくとも１つが内部で短絡していると判定することを特徴とする請求項３に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項５】
並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池において、
前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンする切替手段と、
該切替手段がオフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出する検出手段と、
前記切替手段がオフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出する手段と、
該手段が検出した電圧の差分及び前記検出手段が検出した充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する手段と、
該手段が内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出する手段と、
該手段が算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定する手段と、
該手段が第１閾値より大きいと判定した場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出する手段と、
該手段が算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較する比較手段と
を備えることを特徴とするパック電池。
【請求項６】
前記二次電池の充放電電流を検出する手段と、
該手段が検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する手段と、
該手段が電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出する手段と、
該手段が算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で外部から充電させる手段と、
該手段が充電させている場合、所定時間を計時する手段と、
該手段による計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出する手段と、
該手段が検出した電圧の上昇分を算出する手段と、
該手段が算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較する第２の比較手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載のパック電池。
【請求項７】
前記二次電池の充放電路に介装されており、該充放電路を遮断する非復帰スイッチを備え、
前記比較手段又は第２の比較手段の比較結果に基づいて前記非復帰スイッチが遮断するようにしてあること
を特徴とする請求項５又は６に記載のパック電池。
【請求項１】
並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池で前記二次電池が異常であるか否かを判定する方法において、
前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンし、
オフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出し、
オフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出し、
検出した電圧の差分及び充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶し、
内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出し、
算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定し、
第１閾値より大きい場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出し、
算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較することにより、前記二次電池が異常であるか否かを判定すること
を特徴とするパック電池の異常判定方法。
【請求項２】
算出した満充電容量の差分が第２閾値より大きい場合、前記二次電池の少なくとも１つが並列接続されていないと判定することを特徴とする請求項１に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項３】
前記二次電池を外部から充電するようにしてあり、
前記二次電池の充放電電流を検出し、
検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶し、
電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出し、
算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で充電し、
充電中に所定時間を計時し、
計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出し、
検出した電圧の上昇分を算出し、
算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較することにより前記二次電池が異常であるか否かを判定すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項４】
算出した電圧の上昇分が第４閾値より小さい場合、前記二次電池の少なくとも１つが内部で短絡していると判定することを特徴とする請求項３に記載のパック電池の異常判定方法。
【請求項５】
並列接続された複数の二次電池と、該二次電池の充放電路に介装されたスイッチとを備え、前記二次電池の満充電容量を算出して記憶するパック電池において、
前記二次電池の充電中に前記スイッチを時系列的にオフ及びオンする切替手段と、
該切替手段がオフする前又はオンした後に前記二次電池の充電電流を検出する検出手段と、
前記切替手段がオフする前及びオンする前に前記二次電池の電圧を検出する手段と、
該手段が検出した電圧の差分及び前記検出手段が検出した充電電流に基づいて前記二次電池の内部抵抗を時系列的に算出して記憶する手段と、
該手段が内部抵抗を算出する都度、記憶済みの内部抵抗との差分を算出する手段と、
該手段が算出した内部抵抗の差分が第１閾値より大きいか否かを判定する手段と、
該手段が第１閾値より大きいと判定した場合、満充電容量を算出して、記憶済みの満充電容量との差分を算出する手段と、
該手段が算出した満充電容量の差分を第２閾値と比較する比較手段と
を備えることを特徴とするパック電池。
【請求項６】
前記二次電池の充放電電流を検出する手段と、
該手段が検出した充放電電流が所定電流より小さい場合、前記二次電池の電圧を時系列的に検出して記憶する手段と、
該手段が電圧を検出する都度、記憶済みの電圧との差分を算出する手段と、
該手段が算出した電圧の差分が第３閾値より大きい場合、所定の充電電流で外部から充電させる手段と、
該手段が充電させている場合、所定時間を計時する手段と、
該手段による計時の開始時点及び終了時点における前記二次電池の電圧を検出する手段と、
該手段が検出した電圧の上昇分を算出する手段と、
該手段が算出した電圧の上昇分を第４閾値と比較する第２の比較手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載のパック電池。
【請求項７】
前記二次電池の充放電路に介装されており、該充放電路を遮断する非復帰スイッチを備え、
前記比較手段又は第２の比較手段の比較結果に基づいて前記非復帰スイッチが遮断するようにしてあること
を特徴とする請求項５又は６に記載のパック電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９６７５２（Ｐ２０１３−９６７５２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７７３４（Ｐ２０１１−２３７７３４）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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