JP2009195035A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡による事故を防止できる安全性に優れた電源装置を提供する。
【解決手段】直列に接続された複数の二次電池Ｃ１〜Ｃ３と、複数の二次電池の各々の電極に接続された制限抵抗器５_１〜５_４と、複数の二次電池から制限抵抗器を介して得られる電位に基づき複数の二次電池の各々の端子間電圧を検出する電圧検出回路９と、電圧検出回路で検出された複数の二次電池の各々の端子間電圧に基づいて放電させるべき二次電池を特定して放電の指令を送る制御回路１７と、制御回路からの指令に応じて特定された二次電池を、制限抵抗器を介して放電させる放電回路１０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を用いた電源装置に関し、特に、故障時の安全性を向上させる技術に関する。

二次電池では、測定した二次電池の電池電圧を用いて、二次電池の充電状態を推定する残量推定や過充電および過放電を避けるための充放電制御が行われる。また、複数の二次電池が直列に接続された電源装置では、各二次電池が蓄えている電荷量にアンバランスが生じると、充放電時に一部の二次電池が先に終止電圧に達するために、電源装置としての充放電容量が低下する。そこで、各二次電池の電池電圧が同じになるように高い電圧の二次電池を放電回路により放電させ、各二次電池の電荷量を揃えるバランス制御が行われる。

このような二次電池を用いた電源装置として、例えば、特許文献１は、正負電極同士が完全短絡状態に陥ってしまう前に、微短絡が繰り返し発生するような劣化状態であることを判別して、二次電池を極力長い期間にわたって使用できるようにした電源装置を開示している。図７は、この従来の電源装置で使用される電圧検出回路９および放電回路１０を示す回路図である。

電圧検出回路９は、各二次電池Ｃの正負端子間電圧を検出する。すなわち、直列接続された複数の二次電池Ｃのうち、最負側に位置する二次電池Ｃの負極端子の電圧をアース電位として、各二次電池Ｃの正極側端子の電圧を、検出抵抗器４０とバッファ回路４１とを通して検出する。そして、１つの二次電池Ｃの正極側端子の電圧と、それに正極側に隣り合う二次電池Ｃの正極側端子の電圧との差電圧を演算増幅器４２で演算し、図示しない制御装置に送る。

放電回路１０は、各二次電池Ｃの正負端子間に並列接続された放電路４５から構成されている。放電路４５は、スイッチングトランジスタ４３と放電抵抗器４４とが直列に接続されて構成されている。各スイッチングトランジスタ４３は、図示しない制御回路から送られてくる制御信号によって、フォトカプラ４７を介して、オンまたはオフが制御される。このような放電路４５が二次電池Ｃ毎に設けられ、制御回路は、いずれかの放電路４５に対して制御信号を与えることにより、放電路４５を選択的にオンまたはオフさせる。
特開２００３−９４０５号公報

上述した従来の電源装置では、二次電池の正極および負極から電圧検出回路９および放電回路１０に直接に導電路が引かれているために、この導電路で絶縁不良が発生すると二次電池Ｃの正極と負極が短絡する。

二次電池Ｃは、一般に、電解液を使用しているので、電解液が漏れることにより導電路間が短絡して短絡回路が形成される場合がある。このようにして形成された短絡回路には、電流を抑える要素としては、二次電池Ｃの内部抵抗や短絡回路の導電路の抵抗しか存在せず、大きな電流が流れて二次電池Ｃの焼損が引き起こされる可能性がある。

また、放電回路１０においても放電抵抗器４４の短絡故障といった単一故障が二次電池Ｃの短絡を引き起こし、これにより放電回路１０が焼損することもありうる。特に、大容量や高い急速充電性を有する電池では、二次電池Ｃの内部抵抗も低いために、安全性という観点から問題がある。

本発明の課題は、短絡による事故を防止できる安全性に優れた電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明は、直列に接続された複数の二次電池と、複数の二次電池の各々の電極に接続された制限抵抗器と、複数の二次電池から制限抵抗器を介して得られる電位に基づき複数の二次電池の各々の端子間電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路で検出された複数の二次電池の各々の端子間電圧に基づいて放電させるべき二次電池を特定して放電の指令を送る制御回路と、制御回路からの指令に応じて特定された二次電池を、制限抵抗器を介して放電させる放電回路を備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、放電回路は、複数の二次電池の各々に接続された制限抵抗器の間に直列に接続された放電抵抗器と放電スイッチとから成り、放電スイッチは、放電回路からの指令に応じてＯＮまたはＯＦＦすることを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、制御回路からの指令を受けて、放電回路の放電スイッチがＯＦＦの状態で電圧検出回路において検出された検出電圧を所定倍し、断線判定電圧として保持する断線判定電圧保持手段と、断線判定電圧保持手段に保持されている断線判定電圧または予め設定された断線判定電圧と、電圧検出回路で検出された端子間電圧とを比較し、端子間電圧が断線判定電圧より小さい場合に、該端子間電圧に対応する二次電池に接続された導電路で断線が発生したと判定する比較手段を備えたことを特徴とする。

また、第４の発明は、第２の発明において、制御回路からの指令を受けて、電圧検出回路で検出された検出電圧、制限抵抗器の抵抗値および放電抵抗器の抵抗値から逆算することにより複数の二次電池の各々の電池電圧を求め、補正済み検出電圧とする検出電圧補正手段を備え、制御回路は、検出電圧補正手段によって求められた補正済み検出電圧に基づいて残量推定、充放電制御およびバランス制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする。

また、第５の発明は、第２の発明において、制御回路からの指令を受けて、電圧検出回路で検出された検出電圧であって、放電回路のＯＮされた放電スイッチに対応した二次電池および該二次電池に隣接した他の二次電池の電池電圧、制限抵抗器の抵抗値および放電抵抗器の抵抗値から逆算して二次電池の電池電圧および他の二次電池の電池電圧を求め、補正済み検出電圧とする検出電圧補正手段を備え、制御回路は、検出電圧補正手段によって求められた補正済み検出電圧と、電圧検出回路で検出された検出電圧であって、二次電池および他の二次電池以外の二次電池の電池電圧に基づいて残量推定、充放電制御およびバランス制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする。

また、第６の発明は、第２の発明において、制御回路は、電圧検出回路が二次電池の各々の端子電圧を検出するのに必要な期間を除いた期間の中で放電回路を動作させることを特徴とする。

本発明によれば、短絡による事故を防止できる安全性に優れた電源装置を提供できる。具体的には、第１の発明によれば、絶縁不良や放電回路の部品の故障などにより導電路や放電回路で短絡が生じても、制限抵抗器により短絡電流が制限されるために、電源装置および二次電池の発火や発煙などといった事故を回避することができる。また、第２の発明によれば、第１の発明と同様の効果が得られる。

また、第３の発明によれば、二次電池から電圧検出回路までの導電路の断線や部品のオープン故障が発生した場合には、二次電池の検出電圧が断線判定電圧よりも下がるために、導電路の断線や部品のオープン故障などを確実に検出できる。

また、第４の発明によれば、放電回路の放電スイッチがＯＮのときでも、正確に電池電圧を検出できるので、誤った残量推定や充放電制御などを行うことがなくなる。仮に、誤った充放電制御を行うと、過充電などを引き起こす可能性があるが、第４の発明によれば、二次電池の劣化や異常発熱などを回避することができる。また、第５の発明によれば、第４の発明と同様の効果が得られる。

さらに、第６の発明によれば、放電スイッチを動作させてバランス制御を行っているときであっても、正確に電池電圧を検出でき、誤った残量推定や充放電制御を行うことがなくなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した従来の電源装置と同一または相当する構成要素には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を付して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る電源装置の要部の構成を示すブロック図である。この電源装置は、複数の二次電池Ｃ１〜Ｃ３、制限抵抗器５_１〜５_４、電圧検出回路９、放電回路１０、制御回路１７、電流検出抵抗器３９ａおよび電流検出回路３９を備えている。なお、図１では、３個の二次電池Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を備えている電源装置の例を示しているが、二次電池の数は任意に定めることができる。

二次電池Ｃ１〜Ｃ３は、直列に接続されている。制限抵抗器５_１の一方の端子は、二次電池Ｃ１の負極に接続され、他方の端子は導電路１１によって電圧検出回路９および放電回路１０に接続されており、制限抵抗器５_１は、電圧検出回路９または放電回路１０と二次電池Ｃ１の負極との間に流れる電流を制御する。

制限抵抗器５_２の一方の端子は、二次電池Ｃ１の正極および二次電池Ｃ２の負極に共通に接続され、他方の端子は導電路１１によって電圧検出回路９および放電回路１０に接続されており、制限抵抗器５_２は、二次電池Ｃ１の正極と二次電池Ｃ２の負極との接続点と、電圧検出回路９または放電回路１０との間に流れる電流を制御する。

制限抵抗器５_３の一方の端子は、二次電池Ｃ２の正極および二次電池Ｃ３の負極に共通に接続され、他方の端子は導電路１１によって電圧検出回路９および放電回路１０に接続されており、制限抵抗器５_３は、二次電池Ｃ２の正極と二次電池Ｃ３の負極との接続点と、電圧検出回路９または放電回路１０との間に流れる電流を制御する。

制限抵抗器５_４の一方の端子は、二次電池Ｃ３の正極に共通に接続され、他方の端子は導電路１１によって電圧検出回路９および放電回路１０に接続されており、制限抵抗器５_４は、二次電池Ｃ３の正極と電圧検出回路９または放電回路１０との間に流れる電流を制御する。

電圧検出回路９は、制限抵抗器５_１および５_２を介して得られる電位に基づき、二次電池Ｃ１の端子間電圧の大きさを検出し、検出電圧Ｖ_Ｄ１として制御回路１７に送る。また、電圧検出回路９は、制限抵抗器５_２および５_３を介して得られる電位に基づき、二次電池Ｃ２の端子間電圧の大きさを検出し、検出電圧Ｖ_Ｄ２として制御回路１７に送る。さらに、電圧検出回路９は、制限抵抗器５_３および５_４を介して得られる電位に基づき、二次電池Ｃ３の端子間電圧の大きさを検出し、検出電圧Ｖ_Ｄ３として制御回路１７に送る。

電流検出抵抗器３９ａは、二次電池Ｃ１〜Ｃ３に直列に接続され、二次電池Ｃ１〜Ｃ３に電流が流れることによって、その両端間に電流に比例した電圧を発生する。この電流検出抵抗器３９ａの両端は、電流検出回路３９に接続されており、電流検出抵抗器３９ａで発生された電圧は電流検出回路３９に送られる。なお、二次電池Ｃ１の負極と電流検出抵抗器３９ａとの接続点は、グランド電位に接続されている。

電流検出回路３９は、電流検出抵抗器３９ａから送られてくる、その両端の電圧から、二次電池Ｃ１〜Ｃ３に流れる電流の大きさを検出し、検出電流として制御回路１７に送る。

制御回路１７は、電圧検出回路９から送られてくる二次電池Ｃ１〜Ｃ３の検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３、電流検出回路３９から送られてくる検出電流、および、図示しない温度センサによって検出された二次電池Ｃ１〜Ｃ３の温度などを用いて、残量推定、充放電制御およびバランス制御の少なくとも１つを実行する。例えば、制御回路１７は、放電回路１０に放電スイッチＯＮ指令を送ることにより二次電池Ｃ１〜Ｃ３の放電を制御する。また、制御回路１７は、検出された情報や推定した情報を、電源装置の外部に送る。

放電回路１０は、制御回路１７からの放電スイッチＯＮ指令に応じて、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の放電を制御する。この放電回路１０は、図２に示すように、放電抵抗器４４_１〜４４_２と、放電スイッチＳ１〜Ｓ３を備えている。放電スイッチＳ１〜Ｓ３は、例えばＦＥＴやトランジスタなどといった半導体スイッチから構成され、制御回路１７からの放電スイッチＯＮ指令に応じてＯＮまたはＯＦＦする。

放電抵抗器４４_１および放電スイッチＳ１から成る放電部は、二次電池Ｃ１の放電を制御する。すなわち、二次電池Ｃ１は、放電スイッチＳ１が制御回路１７から放電スイッチＯＮ指令を受けてオンすることにより、二次電池Ｃ１の正極→制限抵抗器５_２→放電抵抗器４４_１→放電スイッチＳ１→制限抵抗器５_１→二次電池Ｃ１の負極といった経路で電流が流れて放電する。

同様に、放電抵抗器４４_２および放電スイッチＳ２から成る放電部は、二次電池Ｃ２の放電を制御する。すなわち、二次電池Ｃ２は、放電スイッチＳ２が制御回路１７から放電スイッチＯＮ指令を受けてオンすることにより、二次電池Ｃ２の正極→制限抵抗器５_３→放電抵抗器４４_２→放電スイッチＳ２→制限抵抗器５_２→二次電池Ｃ２の負極といった経路で電流が流れて放電する。

同様に、放電抵抗器４４_３および放電スイッチＳ３から成る放電部は、二次電池Ｃ３の放電を制御する。すなわち、二次電池Ｃ３は、放電スイッチＳ３が制御回路１７から放電スイッチＯＮ指令を受けてオンすることにより、二次電池Ｃ３の正極→制限抵抗器５_４→放電抵抗器４４_３→放電スイッチＳ３→制限抵抗器５_３→二次電池Ｃ３の負極といった経路で電流が流れて放電する。

制御回路１７は、他の二次電池より高い電圧を出力している二次電池に対応する放電スイッチに放電スイッチＯＮ指令を送る。これにより、放電スイッチＯＮ指令を受けた二次電池が放電し、複数の二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電圧バランスが整えられる。

上記のように構成される電源装置において、絶縁不良などにより導電路１１や放電回路１０で短絡が生じた場合、制限抵抗器５_１〜５_４を経由して電流が流れるために、二次電池Ｃ１〜Ｃ３を流れる電流が制限される。

以上説明したように、本発明の実施例１に係る電源装置によれば、絶縁不良や放電抵抗器４４_１〜４４_３の故障などにより導電路１１や放電回路１０で短絡が生じても、制限抵抗器５_１〜５_４により短絡電流が制限されるために、電源装置および二次電池の発火や発煙などといった事故を回避することができる。

図３は、本発明の実施例２に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。この電源装置は、実施例１に係る電源装置に、断線判定電圧保持手段１２と比較手段１３が追加されて構成されている。

断線判定電圧保持手段１２は、制御回路１７からの放電スイッチＯＮ指令を受けて、放電スイッチＳ１〜Ｓ３がＯＦＦの状態で電圧検出回路９において検出された検出電圧をＫ倍（Ｋ＜１）した電圧を断線判定電圧として保持する。この断線判定電圧保持手段１２に保持されている断線判定電圧は、比較手段１３に送られる。

比較手段１３は、断線判定電圧保持手段１２に保持されている断線判定電圧と、電圧検出回路９で検出された検出電圧Ｖ_Ｄ１、Ｖ_Ｄ２およびＶ_Ｄ３の各々とを比較し、検出電圧Ｖ_Ｄ１、Ｖ_Ｄ２またはＶ_Ｄ３が断線判定電圧より小さい場合に、その小さい検出電圧Ｖ_Ｄ１、Ｖ_Ｄ２またはＶ_Ｄ３に対応する二次電池Ｃ１、Ｃ２またはＣ３に接続された導電路１１で断線が発生したと判定する。比較手段１３による判定結果は、外部に送られる。

上記のように構成される実施例２に係る電源装置において、制御回路１７は、放電回路１０の放電スイッチＳ１〜Ｓ３を適当な間隔でＯＮ／ＯＦＦさせる。この場合、電荷のアンバランスが存在しない状態で放電スイッチＳ１〜Ｓ３をＯＮすると、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電荷が不必要に放電されてしまうので、放電スイッチＳ１〜Ｓ３のＯＮ時間は、二次電池Ｃ１〜Ｃ３に蓄えられている電荷に大きな影響を与えない程度に短くされる。

この状態で、比較手段１３により断線が発生したと判定されると、二次電池Ｃ１〜Ｃ３を安全に使用できないことから、使用者に異常を知らせたり、上位のシステムに異常を報告したりして電源装置の安全が図られる。

今、二次電池Ｃ２に対応した放電回路１０の放電スイッチＳ２がＯＮにされた場合を考える。この場合、電圧検出回路９によって検出される検出電圧Ｖ_Ｄ２は、次式で表される。

ここで、Ｒ１は制限抵抗器５_２および５_３の抵抗値を表し、Ｒ２は放電抵抗器４４_２の抵抗値を表し、Ｖ_Ｃ２は二次電池Ｃ２の電池電圧を表す。また、Ｒ２に、放電スイッチＳ１〜Ｓ３の導通抵抗も含めるとより正確な検出電圧Ｖ_Ｄ２を求めることができる。

上述した（１）式は、放電スイッチＳ２がＯＮした時の検出電圧Ｖ_Ｄ２を求める式であるが、他の放電スイッチＳ１またはＳ３がＯＮした時の検出電圧Ｖ_Ｄ１またはＶ_Ｄ３も同様の式で求めることができる。また、（１）式より、Ｋは、Ｒ２／（２・Ｒ１＋Ｒ２）よりも低い値に決定される。

また、放電スイッチＳ２がＯＮした場合、その両側の放電スイッチＳ１およびＳ３の検出電圧Ｖ_Ｄ１およびＶ_Ｄ３は、次式で表される。

ここで、Ｖ_Ｃ１は二次電池Ｃ１の電池電圧を表し、Ｖ_Ｃ３は二次電池Ｃ３の電池電圧を表す。

（１）式〜（３）式に示されるように、放電スイッチがＯＮすると電圧検出回路９で検出される検出電圧は、二次電池の電池電圧と異なる値になるため、断線判定電圧保持手段１２は、放電スイッチＳ１〜Ｓ３がＯＦＦの期間に検出された検出電圧を用いて断線判定電圧を生成する。

以上説明したように、本発明の実施例２に係る電源装置によれば、次の効果がある。すなわち、図１に示した実施例１に係る電源装置では、二次電池Ｃ１〜Ｃ３から電圧検出回路までの導電路１１の断線や部品のオープン故障が発生した場合、電圧検出回路９の入力インピーダンスによって二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電圧が分圧される。

この場合に検出される検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３は、二次電池の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３と異なる場合がある。二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３を正常に検出できないと、それらが異常な電圧となった場合にも、異常に気づかない可能性がある。本来ならば、異常な電圧を検出して二次電池Ｃ１〜Ｃ３に対する充放電電流を制限する必要があるが、これができないと二次電池Ｃ１〜Ｃ３の劣化や異常発熱、最悪の場合には発火や発煙を引き起こす可能性もある。

これに対し、本発明の実施例２に係る電源装置によれば、二次電池Ｃ１〜Ｃ３から電圧検出回路９までの導電路１１の断線や部品のオープン故障が発生した場合には、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３が断線判定電圧よりも下がるために、導電路の断線や部品のオープン故障などを確実に検出できる。

図４は、本発明の実施例３に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。この電源装置は、実施例２に係る電源装置の断線判定電圧保持手段１２で保持される断線判定電圧の代わりに、通常の使用範囲で変化する二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電圧の最低値に「Ｒ２／（２Ｒ１＋Ｒ２）」を乗じた値よりも小さい固定値を断線判定電圧としたものである。

実施例３に係る電源装置の動作は、断線判定電圧が固定値であることを除けば、上述した実施例２に係る電源装置の動作と同じである。実施例３に係る電源装置によれば、実施例２に係る電源装置と同様の効果が得られる。

図５は、本発明の実施例４に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。この電源装置は、実施例１に係る電源装置に、検出電圧補正手段１４が追加されて構成されている。

検出電圧補正手段１４は、制御回路１７から送られてくる放電スイッチＯＮ指令を受けて、電圧検出回路９によって検出された検出電圧をもとに、以下に説明する方法を用いて、二次電池の電池電圧を求め、補正済み検出電圧として制御回路１７に送る。制御回路１７では、電圧検出回路９から送られてくる検出電圧の代わりに、検出電圧補正手段１４から送られてくる補正済み検出電圧を使用して、残量推定、充放電制御またはバランス制御などを実行する。

次に、補正済み検出電圧を求める方法を説明する。放電回路１０の放電スイッチＳ２がＯＮされると、電圧検出回路９では、上述した（１）式〜（３）式で示した検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３が検出される。この検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３は、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３と異なるため、制御回路１７は、検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３をそのまま用いて電池容量を推定したり、過充電または過放電にならないように充放電制御を行ったりすると、誤った電池容量推定や充放電制御を行うことになる。

放電スイッチＳ２がＯＮされた場合、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３は、電圧検出回路９で検出された検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３をもとに、（１）〜（３）式から逆算して次式により求めることができる。

放電スイッチＳ１がＯＮされた場合には、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３は、同様にして、電圧検出回路９で検出された検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３をもとに、（１）〜（３）式から逆算して次式により求めることができる。

放電スイッチＳ３がＯＮされた場合も、同様にして、二次電池Ｃ１〜Ｃ３の電池電圧Ｖ_Ｃ１〜Ｖ_Ｃ３は、電圧検出回路９で検出された検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３から求めることができる。

すなわち、（５）式および（７）式に示されるように、１つの放電スイッチがＯＮされた場合、ＯＮされた放電スイッチに対応する二次電池の電池電圧は、その二次電池の検出電圧を（２・Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２倍することにより算出できる。

また、（４）式、（６）式および（８）式に示されるように、１つの放電スイッチがＯＮされた場合、そのＯＮされた放電スイッチに対応する二次電池の隣の二次電池の電池電圧は、その隣の二次電池の検出電圧から、ＯＮされた放電スイッチに対応する二次電池の検出電圧をＲ１／Ｒ２倍して減算することにより算出できる。

さらに、（９）式に示されるように、ＯＦＦされている放電スイッチに対応する二次電池であって、かつ、ＯＮされた二次電池に隣接しない二次電池の電池電圧は、その二次電池の検出電圧と同じとすることができる。

以上説明したように本発明の実施例４に係る電源装置によれば、実施例１に係る電源装置による効果に加え、放電スイッチがＯＮのときでも、正確に電池電圧を検出できるので、誤った残量推定や充放電制御などを行うことがなくなる。仮に、誤った充放電制御を行うと、過充電などを引き起こす可能性があるが、この実施例４に係る電源装置によれば、二次電池の劣化や異常発熱などを回避することができる。

本発明の実施例５に係る電源装置の構成は、実施例１に係る電源装置の構成と同じであり、動作のみが異なる。以下では、実施例１と相違する部分を中心に、図６に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。

電圧検出回路９が電圧測定周期Ｔｗの間隔で二次電池の電池電圧を検出するとき、検出電圧Ｖ_Ｄ１〜Ｖ_Ｄ３が安定するまでの安定期間Ｔｓと電圧を取得するための変換期間Ｔｃとを合わせた電圧測定期間Ｔｍが必要である。

実施例５に係る電源装置では、電圧バランスが崩れた場合には、電圧測定周期Ｔｗから電圧測定期間Ｔｍを引いた測定休止期間Ｔｒ内で放電スイッチＳ１〜Ｓ３をＯＮさせる。つまり、放電スイッチＳ１〜Ｓ３のＯＮ期間Ｔｄは、測定休止期間Ｔｒ内であって、測定休止期間Ｔｒと同じか短い期間とする。これにより、二次電池の電圧バランスを整える動作を行いながら、正確な二次電池の電池電圧を検出できる。

以上説明したように、本発明の実施例５に係る電源装置によれば、実施例１に係る電源装置による効果に加えて、放電スイッチを動作させてバランス制御を行っているときであっても、正確に電池電圧を検出でき、誤った残量推定や充放電制御を行うことがなくなる。仮に、誤った充放電制御を行うと、過充電などを引き起こす可能性があるが、この実施例５に係る電源装置によれば、二次電池の劣化や異常発熱などを回避することができる。

本発明は、高い安全性が要求される装置の電源装置として利用可能である。

本発明の実施例１に係る電源装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る電源装置に用いられる放電回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施例２に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る電源装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の電源装置で使用される電圧検出回路および放電回路を示す回路図である。

符号の説明

５_１〜５_４ 制限抵抗器
９ 電圧検出回路
１０ 放電回路
１１ 導電路
１２ 断線判定電圧保持手段
１３ 比較手段
１４ 検出電圧補正手段
１７ 制御回路
３９ 電流検出回路
３９ａ 電流検出抵抗器
４４_１〜４４_３ 放電抵抗器
Ｃ１〜Ｃ３ 二次電池
Ｓ１〜Ｓ３ 放電スイッチ

Claims (6)

1. 直列に接続された複数の二次電池と、
   前記複数の二次電池の各々の電極に接続された制限抵抗器と、
   前記複数の二次電池から前記制限抵抗器を介して得られる電位に基づき前記複数の二次電池の各々の端子間電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記電圧検出回路で検出された前記複数の二次電池の各々の端子間電圧に基づいて放電させるべき二次電池を特定して放電の指令を送る制御回路と、
   前記制御回路からの指令に応じて前記特定された二次電池を、前記制限抵抗器を介して放電させる放電回路と、
   を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 前記放電回路は、前記複数の二次電池の各々に接続された制限抵抗器の間に直列に接続された放電抵抗器と放電スイッチとから成り、前記放電スイッチは、前記放電回路からの指令に応じてＯＮまたはＯＦＦすることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記制御回路からの指令を受けて、前記放電回路の放電スイッチがＯＦＦの状態で前記電圧検出回路において検出された検出電圧を所定倍し、断線判定電圧として保持する断線判定電圧保持手段と、
   前記断線判定電圧保持手段に保持されている断線判定電圧または予め設定された断線判定電圧と、電圧検出回路で検出された端子間電圧とを比較し、端子間電圧が断線判定電圧より小さい場合に、該端子間電圧に対応する二次電池に接続された導電路で断線が発生したと判定する比較手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 前記制御回路からの指令を受けて、前記電圧検出回路で検出された検出電圧、前記制限抵抗器の抵抗値および前記放電抵抗器の抵抗値から逆算することにより前記複数の二次電池の各々の電池電圧を求め、補正済み検出電圧とする検出電圧補正手段を備え、
   前記制御回路は、前記検出電圧補正手段によって求められた補正済み検出電圧に基づいて残量推定、充放電制御およびバランス制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする請求項２記載の電源装置。
5. 前記制御回路からの指令を受けて、前記電圧検出回路で検出された検出電圧であって、前記放電回路のＯＮされた放電スイッチに対応した二次電池および該二次電池に隣接した他の二次電池の電池電圧、前記制限抵抗器の抵抗値および前記放電抵抗器の抵抗値から逆算して前記二次電池の電池電圧および前記他の二次電池の電池電圧を求め、補正済み検出電圧とする検出電圧補正手段を備え、
   前記制御回路は、前記検出電圧補正手段によって求められた補正済み検出電圧と、電圧検出回路で検出された検出電圧であって、前記二次電池および他の二次電池以外の二次電池の電池電圧に基づいて残量推定、充放電制御およびバランス制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする請求項２記載の電源装置。
6. 前記制御回路は、前記電圧検出回路が前記二次電池の各々の端子電圧を検出するのに必要な期間を除いた期間の中で前記放電回路を動作させることを特徴とする請求項２記載の電源装置。

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