JP2009264779A - 電池状態検出回路、電池パック、及び充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部の故障を検出することができる電池状態検出回路、これを備えた電池パック、及び充電システムを提供する。
【解決手段】組電池１４に流れる充放電電流Ｉｃを検出する電流検出抵抗１６と、組電池１４の温度を検出する電池用温度センサ１７と、電池用温度センサ１７によって検出された温度と電流検出抵抗１６によって検出された充放電電流Ｉｃとの関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第１条件を満たす場合、電流検出抵抗１６及び電池用温度センサ１７の少なくとも一方が故障していると判定する第１故障判定部を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の状態を検出する電池状態検出回路と、これを備えた電池パック、及び充電システムに関する。

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の二次電池は、高温状態で充放電されると劣化が促進され、さらに高温になると、安全性が低下するおそれがある。そこで、二次電池の温度を検出する温度センサを備え、二次電池の温度が一定の温度を超えた場合に、充放電経路に設けられたスイッチング素子をオフして二次電池の充放電を禁止したり、さらに高温になった場合にヒューズを断線させて恒久的に二次電池の使用を禁止したりすることで、二次電池の劣化や安全性の低下を低減する技術が知られている。

また、温度センサにより検出された二次電池の温度に基づいて二次電池の充放電を制御したり（例えば、特許文献１参照。）、電圧検出回路により検出された二次電池の端子電圧に基づいて二次電池の充放電を制御したりすることにより、二次電池の劣化や安全性の低下を低減する技術が知られている。

さらに、二次電池は、過度の大電流で充放電された場合には、劣化が促進されたり、安全性が低下したりするおそれがある。そこで、二次電池に流れる電流を検出する電流センサを備えて、二次電池の充放電電流が一定の電流値を超えると、充放電経路に設けられたスイッチング素子をオフして二次電池の充放電を禁止することで、過電流による二次電池の劣化や安全性の低下を低減する技術が知られている。

このように、例えば温度センサ等の温度検出部、例えば電流センサ等の電流検出部、及び電圧検出回路等の各種センサが、二次電池の劣化低減や安全性の向上を目的として、広く用いられている。しかしながら、これらのセンサが故障すると、正しい温度、電流値、及び電圧値等の情報が得られない。そのため、これらのセンサが故障すると、誤った情報に基づいて二次電池の充放電を制御することになる結果、二次電池の劣化低減や安全性の向上が図れないのみならず、かえって二次電池を劣化させたり安全性を低下させたりするおそれがある。

そのため、このようなセンサの故障を検出したいというニーズがある。そこで、例えば組電池の各二次電池の端子電圧を検出するセル電圧検出回路と、組電池全体の端子電圧を測定する組電圧検出回路とを設け、セル電圧検出回路で検出された各二次電池の端子電圧の合計と、組電圧検出回路で検出された組電池全体の端子電圧とを比較し、両電圧値が一致しない場合、電圧検出回路の異常が生じているものと判断する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平７−１５８８５号公報 特開平１１−２５２８０９号公報

しかしながら、電圧検出回路の故障検出の場合には、上述のように組電池全体の端子電圧検出値と、各セルの端子電圧の合計値との不整合に基づいて故障を検出することが出来たが、温度の場合は、各セルの温度が加算されて組電池の温度になるわけではないので、上述のような故障検出方法を温度に適用することができず、温度検出部の故障を検出することが困難であるという、不都合があった。

そして、このような温度検出部の故障検出方法としては、例えば、これらの検出値が、実際にはあり得ないような温度や電流値を示す場合に、温度検出部が故障していると判定する方法が考えられる。しかし、このような方法では、実際にはあり得ないような温度を示す故障モードで故障した場合しか、温度検出部の故障を検出することができないという、不都合がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部の故障を検出することができる電池状態検出回路、これを備えた電池パック、及び充電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る電池状態検出回路は、二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、前記充放電電流に応じて上昇する関係を有する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と前記電流検出部によって検出された充放電電流との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第１条件を満たす場合、前記温度検出部及び前記電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第１故障判定部とを備える。

従来、二次電池を流れる電流についても、各セルを流れる電流が加算されて組電池の充放電電流になるわけではなく、通常、電流検出部は一つしか設けられていないので、特許文献２に記載されているような故障検出方法を電流に適用することができず、電流検出部の故障を検出することが困難であるという、不都合があった。

しかしながらこの構成によれば、温度検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障した場合、温度検出部によって検出された温度と電流検出部によって検出された充放電電流とが、正常な関係を示さなくなって、予め設定された第１条件を満たすことになる。そうすると、第１故障判定部によって、温度検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定される。

これにより、温度検出部や電流検出部の検出値が、実際にはあり得ないような温度や電流値を示していなくても、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部及び電流検出部の故障を検出することができる。

また、前記第１条件には、前記電流検出部により検出された充放電電流が、充電方向に予め設定された電流閾値を超えた場合において、前記温度検出部によって検出された温度が上昇しないこと、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、温度検出部によって、正常であれば充放電電流に応じて上昇する関係を有する温度が検出されている。従って、電流検出部により検出された充放電電流が、充電方向に予め設定された電流閾値を超えているにもかかわらず、温度検出部によって検出された温度が上昇しない場合、電流検出部による充放電電流の検出結果と温度検出部による温度の検出結果とが矛盾することから、第１故障判定部は、温度検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、前記第１条件には、前記電流検出部により検出された充放電電流が、放電方向に予め設定された電流閾値を超えた場合において、前記温度検出部によって検出された温度が上昇しないこと、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、温度検出部によって、正常であれば充放電電流に応じて上昇する関係を有する温度が検出されている。従って、電流検出部により検出された充放電電流が、放電方向に予め設定された電流閾値を超えているにもかかわらず、温度検出部によって検出された温度が上昇しない場合、電流検出部による充放電電流の検出結果と温度検出部による温度の検出結果とが矛盾することから、第１故障判定部は、温度検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、前記第１条件における前記電流閾値を超えた場合とは、前記電流検出部により検出された充放電電流が、実質的にゼロの状態から前記電流閾値を超えるまで増大した場合であることが好ましい。

この構成によれば、二次電池の充放電電流が実質的にゼロであり、従って二次電池の温度が安定していると考えられるときからの温度上昇に基づいて、故障の判定が行われるので、故障の判定精度が向上する。

また、前記電流検出部により検出される充放電電流値と、前記温度検出部により検出される温度の所定期間内における変化量との対応を示す第１対応関係情報を予め記憶する第１記憶部をさらに備え、前記第１条件には、前記第１記憶部に記憶された第１対応関係情報において前記電流検出部により検出された充放電電流値と対応付けられている温度の変化量と、前記温度検出部により検出される温度の前記期間内における変化量との差が、予め設定された第１判定閾値を超えること、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、第１記憶部に記憶された第１対応関係情報において電流検出部により検出された充放電電流値と対応付けられている温度の変化量と、温度検出部により検出される温度の前記期間内における変化量との差が、第１判定閾値を超えた場合、温度検出部により検出された温度の変化量が、電流検出部により検出された充放電電流値から予測される温度の変化量の範囲外になったことを意味するから、予測範囲外の結果が得られた原因として、第１故障判定部は、温度検出部及び電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、前記第１対応関係情報における前記温度の変化量は、前記充放電電流が実質的にゼロから前記電流検出部により検出された充放電電流値まで変化したときの、温度の変化量であり、前記温度の前記期間内における変化量は、前記電流検出部により検出される充放電電流値が実質的にゼロであったときからの変化量であることが好ましい。

この構成によれば、二次電池の充放電電流が実質的にゼロであり、従って二次電池の温度が安定していると考えられるときからの温度変化に基づいて、故障の判定が行われるので、故障の判定精度が向上する。

また、前記温度検出部は、前記二次電池の温度を検出することが好ましい。

二次電池の温度は、充放電電流に応じて上昇する関係を有している。

また、前記二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子をさらに備え、前記温度検出部は、前記スイッチング素子の温度を検出することが好ましい。

二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子の温度は、充放電電流に応じて上昇する関係を有している。

また、前記二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子をさらに備え、前記温度検出部は、前記二次電池の温度を検出する電池温度検出部と、前記スイッチング素子の温度を検出するスイッチ温度検出部とを含むものであり、前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第２条件を満たす場合、前記電池温度検出部及び前記スイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第２故障判定部をさらに備えることが好ましい。

二次電池の温度及び二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子の温度は、共に充放電電流に応じて上昇する関係があり、互いに相関関係を有している。そして、この構成によれば、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障した場合、電池温度検出部によって検出された温度とスイッチ温度検出部によって検出された温度とが、正常な関係を示さなくなって、予め設定された第２条件を満たすことになる。そうすると、第２故障判定部によって、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定される。これにより、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の検出値が、実際にはあり得ないような温度を示していなくても、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の故障を検出することができる。

また、本発明に係る電池状態検出回路は、二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子と、前記二次電池の温度を検出する電池温度検出部と、前記スイッチング素子の温度を検出するスイッチ温度検出部と、前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第２条件を満たす場合、前記電池温度検出部及び前記スイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第２故障判定部とを備える。

この構成によれば、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障した場合、電池温度検出部によって検出された温度とスイッチ温度検出部によって検出された温度とが、正常な関係を示さなくなって、予め設定された第２条件を満たすことになる。そうすると、第２故障判定部によって、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定される。これにより、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の検出値が、実際にはあり得ないような温度を示していなくても、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の故障を検出することができる。

また、前記第２条件には、前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が変化し、他方が変化しないこと、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、二次電池の温度とスイッチング素子の温度とは、相関関係を有するから、電池温度検出部によって検出された温度とスイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が変化し、他方が変化しない場合、電池温度検出部の検出結果とスイッチ温度検出部の検出結果とが矛盾することから、第２故障判定部は、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、前記第２条件には、前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が上昇し、他方が低下すること、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、二次電池とスイッチング素子とには、同じ電流が流れて共にこの電流に応じて発熱するから、いずれか一方の温度が上昇した場合、他方の温度も上昇する関係にある。従って、電池温度検出部によって検出された温度とスイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が上昇し、他方が低下する場合、電池温度検出部の検出結果とスイッチ温度検出部の検出結果とが矛盾することから、第２故障判定部は、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、前記電池温度検出部により検出される二次電池の温度と、前記スイッチ温度検出部により検出されるスイッチング素子の温度との対応を示す第２対応関係情報を予め記憶する第２記憶部をさらに備え、前記第２条件には、前記第２記憶部に記憶された第２対応関係情報において前記電池温度検出部により検出された二次電池の温度と対応付けられているスイッチング素子の温度と、前記スイッチ温度検出部により検出されたスイッチング素子の温度との差が、予め設定された第２判定閾値を超えること、が含まれていることが好ましい。

この構成によれば、第２記憶部に記憶された第２対応関係情報において電池温度検出部により検出された二次電池の温度と対応付けられているスイッチング素子の温度と、スイッチ温度検出部により検出されたスイッチング素子の温度との差が、第２判定閾値を超えた場合、スイッチ温度検出部により検出されたスイッチング素子の温度が、電池温度検出部により検出された二次電池の温度から予測される範囲外になったことを意味するから、予測範囲外の結果が得られた原因として、第２故障判定部は、電池温度検出部及びスイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定することができる。

また、本発明に係る電池パックは、上述の電池状態検出回路と、前記二次電池とを含む。この構成によれば、電池パックにおいて、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部の故障を検出することができる。

また、本発明に係る充電システムは、上述の電池状態検出回路と、前記二次電池と、前記二次電池を充電する充電部と、前記電池温度検出部により検出される温度と前記電流検出部により検出される充放電電流とに基づいて、前記充電部の動作を制御する制御部とを備える。この構成によれば、充電システムにおいて、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部の故障を検出することができる。

このような構成の電池状態検出回路、電池パック、及び充電システムは、温度検出部が故障した場合、温度検出部の検出値が、実際にはあり得ないような値を示していなくても、通常使用において、あり得る検出値の範囲内で、温度検出部の故障を検出することができる。

以下、本発明に係る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。図１は、本発明の一実施形態に係る電池状態検出回路を備えた電池パック、及び充電システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す充電システム１は、電池パック２と充電装置３（充電部）とが組み合わされて構成されている。

なお、この充電システム１は、電池パック２から給電が行われる図示しない負荷装置をさらに含めて、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、等の電子機器システムとして構成されてもよい。その場合、電池パック２は、図１では充電装置３から充電が行われるけれども、該電池パック２が前記負荷装置に装着されて、負荷装置を通して充電が行われてもよい。

電池パック２は、接続端子１１，１２，１３、組電池１４、電池状態検出回路４、及び通信部２０３を備えている。また、電池状態検出回路４は、電圧検出回路１５、電流検出抵抗１６（電流検出部）、電池用温度センサ１７（電池温度検出部）、スイッチ用温度センサ１８（スイッチ温度検出部）、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０１、制御部２０２、及びスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えている。

なお、充電システム１は、必ずしも電池パック２と充電装置３とに分離可能に構成されるものに限られず、充電システム１全体で一つの電池状態検出回路４が構成されていてもよい。また、電池状態検出回路４を、電池パック２と充電装置３とで分担して備えるようにしてもよい。

充電装置３は、接続端子３１，３２，３３、制御ＩＣ３４、及び充電電流供給部３５を備えている。制御ＩＣ３４は、通信部３６と制御部３７とを備えている。充電電流供給部３５は、制御部３７からの制御信号に応じた電流を、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。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。

電池パック２及び充電装置３は、給電を行う直流ハイ側の接続端子１１，３１と、通信信号用の接続端子１３，３３と、給電および通信信号のための接続端子１２，３２とによって相互に接続される。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。

電池パック２では、接続端子１１は、充電用のスイッチング素子Ｑ２と放電用のスイッチング素子Ｑ１とを介して組電池１４の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、例えばｐチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。スイッチング素子Ｑ１は、寄生ダイオードのカソードが組電池１４の方向にされている。また、スイッチング素子Ｑ２は、寄生ダイオードのカソードが接続端子１１の方向にされている。

また、接続端子１２は、電流検出抵抗１６を介して組電池１４の負極に接続されており、接続端子１１からスイッチング素子Ｑ２，Ｑ１、組電池１４、及び電流検出抵抗１６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、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、ｎチャネルのＦＥＴを用いてもむろんよい。

組電池１４は、複数、例えば三個の二次電池１４１，１４２，１４３（セル）が直列に接続された組電池である。二次電池１４１，１４２，１４３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の二次電池である。なお、組電池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。

電流検出抵抗１６は、組電池１４の充放電電流Ｉｃの電流値を、電圧値に変換し、電池状態検出回路４内のアナログデジタル変換器２０１へ出力する。充放電電流Ｉｃの電流値は、例えば充電方向がプラス（＋）、放電方向がマイナス（−）の電流値として得られるようになっている。以下、充放電電流Ｉｃの電流値を充放電電流値Ｉｃと称する。

電池用温度センサ１７は、組電池１４の温度Ｔｂを検出し、当該温度に応じた電圧信号を電池状態検出回路４内のアナログデジタル変換器２０１へ出力する。スイッチ用温度センサ１８は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓを検出し、当該温度に応じた電圧信号を電池状態検出回路４内のアナログデジタル変換器２０１へ出力する。電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８は、例えばサーミスタと、このサーミスタに一定の電流を流す定電流回路と用いて構成されている。

なお、電流検出抵抗１６も二次電池の充放電経路に設けられており、電流検出抵抗１６の温度は充放電電流に応じて上昇する関係を有している。そこで、電池用温度センサ１７やスイッチ用温度センサ１８と同様の電流検出抵抗用温度センサを用いて、電流検出抵抗１６の温度を検出するようにしてもよい。この場合、電流検出抵抗用温度センサは、請求項における温度検出部の一例に相当する。

また、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８のいずれか一方の代わりに電流検出抵抗用温度センサを用いてもよく、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８に加えて、さらに電流検出抵抗用温度センサを備えるようにしてもよい。

サーミスタとしては、例えばＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタが用いられる。ＮＴＣサーミスタは、温度が高くなるほど抵抗値が減少するので、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８の出力は、検出温度が低いほど電圧が高く、検出温度が高いほど電圧が低くなる。なお、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８は、サーミスタを用いた温度センサに限られず、例えば熱電対等、他の方式の温度センサであってもよい。

電圧検出回路１５は、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３や、組電池１４の端子電圧Ｖｔを、それぞれ検出してアナログデジタル変換器２０１へ出力する。アナログデジタル変換器２０１は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部２０２へ出力する。この場合、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８とアナログデジタル変換器２０１とが温度検出部の一例に相当し、電流検出抵抗１６とアナログデジタル変換器２０１とが電流検出部の一例に相当している。

制御部２０２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、タイマ回路と、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２０２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、保護制御部２１１、充電制御部２１２（制御部）、第１故障判定部２１３、及び第２故障判定部２１４として機能する。

また、例えば、上述のＲＯＭには、電流検出抵抗１６により検出される充放電電流値Ｉｃと、電池用温度センサ１７やスイッチ用温度センサ１８により検出される温度Ｔｂ、Ｔｓの所定時間内、例えば単位時間内における変化量との対応関係を示す第１対応関係情報が、例えばデータテーブルとして、記憶されている。

さらに、上述のＲＯＭには、例えば、電池用温度センサ１７により検出される温度Ｔｂとスイッチ用温度センサ１８により検出される温度Ｔｓとの対応関係を示す第２対応関係情報が、例えばデータテーブルとして、記憶されている。これにより、ＲＯＭの一部が対応関係情報記憶部２１５（第１及び第２記憶部）として用いられる。

組電池１４は、充放電電流値Ｉｃが大きいほど、単位時間内での温度の上昇が大きくなる。従って、電流検出抵抗１６により検出される充放電電流値Ｉｃと、電池用温度センサ１７により検出される単位時間内における温度Ｔｂの変化量との間には、相関関係がある。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンした場合、オン抵抗が生じるから、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を流れる充放電電流Ｉｃの電流値と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓの変化量との間には、相関関係がある。対応関係情報記憶部２１５には、このような相関関係が、例えば実験的に求められて予め第１対応関係情報として記憶されている。

また、組電池１４とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とは、いずれも電池パック２内に配設されているので、同一の環境温度下におかれている。また、組電池１４とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とには、同一の充放電電流Ｉｃが流れる。そして、組電池１４の温度Ｔｂとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓとは、いずれも充放電電流値Ｉｃと相関関係があるから、組電池１４の温度Ｔｂとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓとの間にも、相関関係がある。対応関係情報記憶部２１５には、このような相関関係が、例えば実験的に求められて予め第２対応関係情報として記憶されている。

保護制御部２１１は、アナログデジタル変換器２０１からの各入力値から、接続端子１１，１２間の短絡及び充電装置３からの異常電流などの電池パック２の外部における異常や、組電池１４及びスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の異常な温度上昇等の異常を検出する。具体的には、例えば、電流検出抵抗１６によって検出された電流値が、予め設定された異常電流判定閾値を超えると、接続端子１１，１２間の短絡や充電装置３からの異常電流に基づく異常が生じたと判定する。

また、保護制御部２１１は、例えば電池用温度センサ１７によって検出された組電池１４の温度Ｔｂやスイッチ用温度センサ１８によって検出されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓが予め設定された異常温度判定閾値を超えると、組電池１４やスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の異常が生じたと判定する。そして、保護制御部２１１は、このような異常を検出した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフさせたり、充電装置３に充電を停止させる指示を送信したりすることで、過電流や過熱等の異常から、組電池１４を保護する保護動作を行う。

また、保護制御部２１１は、例えば電圧検出回路１５により検出された二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれかが、二次電池の過放電を防止するために予め設定された放電禁止電圧Ｖｏｆｆ以下になった場合、スイッチング素子Ｑ１をオフさせて、過放電による二次電池１４１，１４２，１４３の劣化を防止するようになっている。放電禁止電圧Ｖｏｆｆは、例えば２．５０Ｖに設定されている。

さらに、保護制御部２１１は、電圧検出回路１５により検出された二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のうちの最大値が、予め設定された過充電電圧Ｖｏｖｐ以上になった場合、スイッチング素子Ｑ２をオフさせて組電池１４の充電を禁止する。

充電制御部２１２は、アナログデジタル変換器２０１からの各入力値に応答して、充電装置３に対して、出力を要求する充電電流の電圧値、電流値を演算し、通信部２０３から接続端子１３，３２を介して充電装置３へ送信することで、例えばＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電により組電池１４を充電する。

具体的には、充電制御部２１２は、まず、予め設定された電流値Ｉｃｃの充放電電流Ｉｃを、充電装置３から供給させることにより定電流充電を実行する。そして、充電制御部２１２は、電圧検出回路１５により検出された組電池１４の端子電圧Ｖｔが、予め設定された充電終止電圧Ｖｆに達すると、充電終止電圧Ｖｆを充電電圧として印加することで組電池１４を充電する定電圧充電に切り替える。そして、充電制御部２１２は、電流検出抵抗１６によって検出された、組電池１４に流れる充放電電流Ｉｃが、充電終止電流値Ｉａ以下になると、組電池１４が満充電になったものと判定して充電を終了する。

電流値Ｉｃｃは、例えば、０．７Ｉｔ程度に設定されている。充電終止電流値Ｉａは、例えば、０．０２Ｉｔ程度に設定されている。１Ｉｔ（電池容量（Ａｈ）／１（ｈ））は、二次電池１４１，１４２，１４３の公称容量値ＮＣを定電流で放電して、１時間で二次電池１４１，１４２，１４３の残容量がゼロとなる電流値である。

なお、複数のセルが並列接続されて組電池１４が構成されている場合、例えば、０．７Ｉｔに並列セル数ＰＮを乗算した電流値が、電流値Ｉｃｃとして用いられる。具体的には、電流値Ｉｃｃは、例えば公称容量値ＮＣ＝２６００ｍＡｈで、２個並列であるとき、７０％で３６４０ｍＡに設定されている。

充電終止電圧Ｖｆは、二次電池１４１，１４２，１４３がリチウムイオン二次電池の場合、例えば、二次電池１４１，１４２，１４３の負極電位が実質的に０Ｖになったときの正極電位と負極電位との電位差（二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を、基準電圧Ｖｅとしたとき、基準電圧Ｖｅに直列セル数ＳＮを乗じた電圧が用いられる。

なお、「実質的に０Ｖ」、「実質的にゼロ」とは、測定誤差範囲や設計マージン等の範囲を、「０Ｖ」、「ゼロ」の範囲内として許容する意である。

基準電圧Ｖｅは、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いたときに約４．２Ｖ、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いたときに約４．３Ｖとなる。例えば基準電圧Ｖｅが約４．２Ｖであれば、充電終止電圧Ｖｆとして、例えば４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖが予め設定されている。

また、保護制御部２１１及び充電制御部２１２は、第１故障判定部２１３や第２故障判定部２１４によって故障が検出された場合も、充放電を停止、及び禁止することで、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、及び電流検出抵抗１６による誤った温度、電流の検出値に基づき組電池１４の充放電が制御されることで、組電池１４が劣化したり安全性が低下したりするおそれを低減するようになっている。

第１故障判定部２１３及び第２故障判定部２１４は、例えば予め設定された一定の周期ｔｃｙｃ毎に、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｂ，Ｔｓと、一つ前の検出タイミングで電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｂ，Ｔｓとの差をそれぞれ算出する。

そして、温度Ｔｂの上昇量が温度閾値Ｔｔｈを超えた場合、第１故障判定部２１３は、当該周期ｔｃｙｃ内に、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂが上昇したと判定し、温度Ｔｂの低下量が温度閾値Ｔｔｈを超えた場合、第１故障判定部２１３は、当該周期ｔｃｙｃ内に、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂが低下したと判定し、差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下の場合、当該周期ｔｃｙｃ内に、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂは変化しなかったと判定する。

また、温度Ｔｓの上昇量が温度閾値Ｔｔｈを超えた場合、第１故障判定部２１３は、当該周期ｔｃｙｃ内に、スイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓが上昇したと判定し、温度Ｔｓの低下量が温度閾値Ｔｔｈを超えた場合、第１故障判定部２１３は、当該周期ｔｃｙｃ内に、スイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓが低下したと判定し、差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下の場合、当該周期ｔｃｙｃ内に、スイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓは変化しなかったと判定する。

なお、温度閾値Ｔｔｈは、例えば、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８によって検出できる温度の精度誤差に、多少の余裕を加えた程度の温度が設定される。また、周期ｔｃｙｃは、例えば二次電池が充放電することによる組電池１４やスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度の変化が観測可能な程度の時間が設定され、例えば１分程度の時間が設定されている。

第１故障判定部２１３は、電池用温度センサ１７やスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度と電流検出抵抗１６によって検出された充放電電流Ｉｃとの関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第１条件を満たす場合、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、電流検出抵抗１６、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかが故障していると判定する。

具体的には、第１故障判定部２１３は、下記の第１条件（１）、（２）のいずれかが満たされた場合、故障が生じたと判定する。

条件（１）：電流検出抵抗１６によって検出される充放電電流値Ｉｃの絶対値が、周期ｔｃｙｃの期間中継続して予め設定された電流閾値Ｉｔｈを超えた場合において、当該周期ｔｃｙｃの期間中に電池用温度センサ１７により検出された温度Ｔｂ及びスイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓのうち少なくとも一つが上昇しないこと。

条件（２）：対応関係情報記憶部２１５に記憶された第１対応関係情報において電流検出抵抗１６により検出された充放電電流値Ｉｃと対応付けられた周期ｔｃｙｃの期間における温度Ｔｂ，Ｔｓの変化量と、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８により検出される温度Ｔｂ，Ｔｓの当該周期ｔｃｙｃ内における変化量との差が、予め設定された第１判定閾値Ｔｓｔｈ１を超えること。

なお、下記の条件（２）’を満たせば、結果的に条件（２）を満たすことになるので、条件（２）’は下記の条件（２）と実質的に同一であり、いずれを用いてもよい。

条件（２）’：対応関係情報記憶部２１５に記憶された第１対応関係情報において、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８により検出される温度Ｔｂ，Ｔｓの当該周期ｔｃｙｃ内における変化量と対応付けられた充放電電流Ｉｃと、電流検出抵抗１６により検出された当該周期ｔｃｙｃの期間における充放電電流Ｉｃとの差が、予め設定された第１判定閾値Ｉｓｔｈ１を超えること。

また、電流閾値Ｉｔｈは、例えば、組電池１４やスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を発熱させて温度変化を生じさせる程度の電流値に、電流検出抵抗１６によって検出できる電流の精度誤差や多少の余裕を加えた程度の電流値が設定される。第１判定閾値Ｔｓｔｈ１や第１判定閾値Ｉｓｔｈ１としては、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、電流検出抵抗１６等の検出精度誤差や、第１対応関係情報の精度誤差等の誤差要因を加算し、さらに多少の余裕を加えた値が用いられる。

第２故障判定部２１４は、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂとスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓとの関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第２条件を満たす場合、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかが故障していると判定する。

具体的には、第２故障判定部２１４は、下記の第２条件（３）〜（５）のいずれかが満たされた場合、故障が生じたと判定する。

条件（３）：電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂとスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓとのうち、いずれか一方が変化（上昇又は低下）し、他方が変化しないこと。

条件（４）：電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂとスイッチ用温度センサ１８によって検出された温度Ｔｓとのうち、いずれか一方が上昇し、他方が低下すること。

条件（５）：対応関係情報記憶部２１５に記憶された第２対応関係情報において、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂと対応付けられた温度Ｔｓと、スイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓとの差が、第２判定閾値Ｔｓｔｈ２を超えること。

なお、下記の条件（５）’を満たせば、結果的に条件（５）を満たすことになるので、条件（５）’は下記の条件（５）と実質的に同一であり、いずれを用いてもよい。

条件（５）’：対応関係情報記憶部２１５に記憶された第２対応関係情報において、スイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓと対応付けられた温度Ｔｂと、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂとの差が、第２判定閾値Ｔｓｔｈ２を超えること。

また、第２判定閾値Ｔｓｔｈ２としては、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８等の検出精度誤差に、第２対応関係情報の精度誤差等の誤差要因を加算し、さらに多少の余裕を加えた値が用いられる。

充電装置３では、制御部２０２からの要求を、制御ＩＣ３４において、通信部３６で受信し、制御部３７が充電電流供給部３５を制御して、制御部２０２からの要求に応じた電圧値、及び電流値で、充電電流供給部３５から充電電流を出力させる。充電電流供給部３５は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電源回路を用いて構成され、例えば商用交流電源電圧から、制御部３７で指示された充電電圧及び充電電流を生成し、接続端子３１，１１；３２，１２を介して電池パック２へ供給する。

次に、上述のように構成された充電システム１の動作について説明する。図２、図３、図４は、図１に示す充電システム１の動作の一例を示すフローチャートである。ここで、保護制御部２１１による保護動作や、充電制御部２１２による充放電制御は、図２、図３、図４に示すステップＳ１〜Ｓ３３と並行して実行されている。

まず、電池用温度センサ１７によって、組電池１４の温度Ｔｂが検出され、スイッチ用温度センサ１８によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓが検出され、電流検出抵抗１６によって、充放電電流値Ｉｃが検出される（ステップＳ１）。

次に、温度Ｔｂが変数ＰＴｂに代入され、温度Ｔｓが変数ＰＴｓに代入され、充放電電流値Ｉｃが変数ＰＩｃに代入されて、それぞれ記憶される（ステップＳ２）。そして、ステップＳ１から周期ｔｃｙｃが経過すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、新たに電池用温度センサ１７によって、組電池１４の温度Ｔｂが検出され、スイッチ用温度センサ１８によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度Ｔｓが検出され、電流検出抵抗１６によって、充放電電流値Ｉｃが検出される（ステップＳ４）。

そして、第１故障判定部２１３によって、充放電電流Ｉｃの絶対値、及び変数ＰＩｃの絶対値が、それぞれ電流閾値Ｉｔｈと比較され（ステップＳ５）、共に電流閾値Ｉｔｈより大きい場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、すなわち充電方向、又は放電方向の充放電電流値Ｉｃが当該周期ｔｃｙｃの間において電流閾値Ｉｔｈより大きい状態が継続した場合、ステップＳ６へ移行し、充放電電流Ｉｃ及び変数ＰＩｃのうち少なくとも一つの絶対値が電流閾値Ｉｔｈ以下の場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ６において、第１故障判定部２１３によって、温度Ｔｂから温度ＰＴｂが減算され、その減算結果が温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ６）。そして、その減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下の場合（ステップＳ６でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に充放電電流Ｉｃが流れているにもかかわらず組電池１４の温度が上昇していないことを示す場合、条件（１）に該当し、故障判定部２１４によって、電池用温度センサ１７、電流検出抵抗１６、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかにおいて故障が生じていると判定される（ステップＳ１１）。

一方、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超える場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、第１故障判定部２１３によって、温度Ｔｓから温度ＰＴｓが減算され、その減算結果が温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ７）。そして、その減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下の場合（ステップＳ７でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に充放電電流Ｉｃが流れているにもかかわらずスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度が上昇していないことを示す場合、条件（１）に該当し、故障判定部２１４によって、スイッチ用温度センサ１８、電流検出抵抗１６、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかにおいて故障が生じていると判定される（ステップＳ１２）。

他方、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超える場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、矛盾は生じないからステップＳ８へ移行する。

次に、ステップＳ８において、第１故障判定部２１３によって、対応関係情報記憶部２１５に記憶された第１対応関係情報において充放電電流値Ｉｃと対応付けられた温度Ｔｂ，Ｔｓの変化量ＤＴｂ，ＤＴｓが取得される（ステップＳ８）。

次に、第１故障判定部２１３によって、電池用温度センサ１７の検出値に基づく当該周期ｔｃｙｃの期間中での温度Ｔｂの上昇値（Ｔｂ−ＰＴｂ）から、変化量ＤＴｂが減算され、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１と比較される（ステップＳ９）。

そして、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１より大きい場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、条件（２）に該当し、電流検出抵抗１６で検出された充放電電流値Ｉｃから予測される温度Ｔｂの変化量ＤＴｂと、電池用温度センサ１７で検出された温度Ｔｂの変化量とが予測精度の範囲を超えて異なっているので、電池用温度センサ１７、電流検出抵抗１６、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかにおいて故障が生じていると判定される（ステップＳ１１）。

一方、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１以下の場合（ステップＳ９でＮＯ）、電流検出抵抗１６で検出された充放電電流値Ｉｃから予測される温度Ｔｂの変化量ＤＴｂと、電池用温度センサ１７で検出された温度Ｔｂの変化量とが予測精度の範囲内に収まっているので、ステップＳ１０へ移行する。

次に、ステップＳ１０において、第１故障判定部２１３によって、スイッチ用温度センサ１８の検出値に基づく当該周期ｔｃｙｃの期間中での温度Ｔｓの上昇値（Ｔｓ−ＰＴｓ）から、変化量ＤＴｓが減算され、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１と比較される（ステップＳ１０）。

そして、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１より大きい場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、条件（２）に該当し、電流検出抵抗１６で検出された充放電電流値Ｉｃから予測される温度Ｔｓの変化量ＤＴｓと、スイッチ用温度センサ１８で検出された温度Ｔｓの変化量とが予測精度の範囲を超えて異なっているので、スイッチ用温度センサ１８、電流検出抵抗１６、及びアナログデジタル変換器２０１のいずれかにおいて故障が生じていると判定される（ステップＳ１２）。

一方、その減算結果の絶対値が第１判定閾値Ｔｓｔｈ１以下の場合（ステップＳ１０でＮＯ）、電流検出抵抗１６で検出された充放電電流値Ｉｃから予測される温度Ｔｓの変化量ＤＴｓと、スイッチ用温度センサ１８で検出された温度Ｔｓの変化量とが予測精度の範囲内に収まっているので、ステップＳ２１へ移行する。

次に、ステップＳ２１において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｂと温度ＰＴｂとの差の絶対値が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２１）。そして、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２１でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが変化していればステップＳ２２へ移行し、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２１でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中で温度Ｔｂが変化していなければステップＳ２３へ移行する。

次に、ステップＳ２２において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｓと温度ＰＴｓとの差の絶対値が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２２）。そして、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２２でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが変化していなければ、条件（３）に該当し、電池用温度センサ１７により検出された温度Ｔｂが変化しているのにスイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓは変化していないことになって矛盾が生じるので、第２故障判定部２１４によって、電池用温度センサ１７及び電池用温度センサ１７のうち少なくとも一つが故障していると判定される（ステップＳ２９）。

一方、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈを超え（ステップＳ２２でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが変化していれば、矛盾は生じないので、ステップＳ２３へ移行する。

次に、ステップＳ２３において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｓと温度ＰＴｓとの差の絶対値が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２３）。そして、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２３でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが変化していればステップＳ２４へ移行し、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２３でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中で温度Ｔｓが変化していなければステップＳ２５へ移行する。

次に、ステップＳ２４において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｂと温度ＰＴｂとの差の絶対値が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２４）。そして、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２４でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが変化していなければ、条件（３）に該当し、スイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓが変化しているのに電池用温度センサ１７により検出された温度Ｔｂは変化していないことになって矛盾が生じるので、第２故障判定部２１４によって、電池用温度センサ１７及び電池用温度センサ１７のうち少なくとも一つが故障していると判定される（ステップＳ２９）。

一方、当該差の絶対値が温度閾値Ｔｔｈを超え（ステップＳ２４でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが変化していれば、矛盾は生じないので、ステップＳ２５へ移行する。

次に、ステップＳ２５において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｂから温度ＰＴｂが減算された減算結果が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２５）。そして、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２５でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが上昇していればステップＳ２６へ移行し、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２５でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中で温度Ｔｂが上昇していなければステップＳ２７へ移行する。

次に、ステップＳ２６において、第２故障判定部２１４によって、温度ＰＴｓから温度Ｔｓが減算された減算結果が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２６）。そして、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２６でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが低下していれば、条件（４）に該当し、電池用温度センサ１７により検出された温度Ｔｂが上昇しているのにスイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓは低下していることになって矛盾が生じるので、第２故障判定部２１４によって、電池用温度センサ１７及び電池用温度センサ１７のうち少なくとも一つが故障していると判定される（ステップＳ２９）。

一方、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２６でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが低下していなければ、矛盾は生じないので、ステップＳ２７へ移行する。

次に、ステップＳ２７において、第２故障判定部２１４によって、温度Ｔｓから温度ＰＴｓが減算された減算結果が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２７）。そして、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２７でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｓが上昇していればステップＳ２８へ移行し、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２７でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中で温度Ｔｓが上昇していなければステップＳ３１へ移行する。

次に、ステップＳ２８において、第２故障判定部２１４によって、温度ＰＴｂから温度Ｔｂが減算された減算結果が、温度閾値Ｔｔｈと比較される（ステップＳ２８）。そして、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈを超えており（ステップＳ２８でＹＥＳ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが低下していれば、条件（４）に該当し、スイッチ用温度センサ１８により検出された温度Ｔｓが上昇しているのに電池用温度センサ１７により検出された温度Ｔｂは低下していることになって矛盾が生じるので、第２故障判定部２１４によって、電池用温度センサ１７及び電池用温度センサ１７のうち少なくとも一つが故障していると判定される（ステップＳ２９）。

一方、当該減算結果が温度閾値Ｔｔｈ以下であり（ステップＳ２８でＮＯ）、すなわち当該周期ｔｃｙｃの期間中に温度Ｔｂが低下していなければ、矛盾は生じないので、ステップＳ３１へ移行する。

次に、ステップＳ３１において、第２故障判定部２１４によって、対応関係情報記憶部２１５に記憶された第２対応関係情報において、電池用温度センサ１７によって検出された温度Ｔｂと対応付けられている温度Ｔｓが、温度ＴＴｓとして取得される（ステップＳ３１）。

次に、第２故障判定部２１４によって、温度ＴＴｓと温度Ｔｓとの差の絶対値が、第２判定閾値Ｔｓｔｈ２と比較される（ステップＳ３２）。そして、その差の絶対値が第２判定閾値Ｔｓｔｈ２より大きい場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、条件（５）に該当し、電池用温度センサ１７で検出された温度Ｔｂから予測される温度ＴＴｓと、スイッチ用温度センサ１８で検出された温度Ｔｓとが予測精度の範囲を超えて異なっているので、電池用温度センサ１７及び電池用温度センサ１７のうち少なくとも一つが故障していると判定される（ステップＳ３３）。

一方、その差の絶対値が第２判定閾値Ｔｓｔｈ２以下の場合（ステップＳ３２でＮＯ）、電池用温度センサ１７で検出された温度Ｔｂから予測される温度ＴＴｓと、スイッチ用温度センサ１８で検出された温度Ｔｓとが予測精度の範囲内に収まっているので、故障が検出されることなく再びステップＳ２へ移行し、以下、周期ｔｃｙｃ毎にステップＳ２〜Ｓ３３の処理が繰り返される。

以上、ステップＳ１〜Ｓ３３の処理により、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、及び電流検出抵抗１６の検出値が、実際にはあり得ないような温度や電流値を示していなくても、通常使用においてあり得る検出値の範囲内で、電池用温度センサ１７、スイッチ用温度センサ１８、及び電流検出抵抗１６の故障を検出することができる。

なお、ステップＳ１の処理を、電流検出抵抗１６により検出される充放電電流値Ｉｃが実質的にゼロになる都度実行するようにすれば、組電池１４の充放電電流が実質的にゼロであり、従って組電池１４の温度が安定していると考えられるときからの温度上昇に基づいて、ステップＳ４〜Ｓ３３故障の判定が行われるので、さらに故障の判定精度を向上することができる。

また、電池用温度センサ１７及びスイッチ用温度センサ１８のいずれか一方の代わりに上述の電流検出抵抗用温度センサを用いた場合であっても、同様の効果が得られる。

本発明は、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、等の電池搭載装置として使用される充電システム、これら電池搭載装置の電源として用いられる電池パック、及びこのような電池パックや充電システムにおいて用いられる電池状態検出回路として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る電池状態検出回路を備えた電池パック、及び充電システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 充電システム
２ 電池パック
３ 充電装置
４ 電池状態検出回路
１４ 組電池
１５ 電圧検出回路
１６ 電流検出抵抗
１７ 電池用温度センサ
１８ スイッチ用温度センサ
１４１，１４２，１４３ 二次電池
２０１ アナログデジタル変換器
２０２ 制御部
２１１ 保護制御部
２１２ 充電制御部
２１３ 第１故障判定部
２１４ 第２故障判定部
２１５ 対応関係情報記憶部
Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子
Ｔｓｔｈ１ 第１判定閾値
Ｔｓｔｈ２ 第２判定閾値
ｔｃｙｃ 周期
ＰＴｂ，ＰＴｓ 変数

Claims (15)

1. 二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、
   前記充放電電流に応じて上昇する関係を有する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と前記電流検出部によって検出された充放電電流との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第１条件を満たす場合、前記温度検出部及び前記電流検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第１故障判定部と
   を備えることを特徴とする電池状態検出回路。
2. 前記第１条件には、
   前記電流検出部により検出された充放電電流が、充電方向に予め設定された電流閾値を超えた場合において、前記温度検出部によって検出された温度が上昇しないこと、が含まれていること
   を特徴とする請求項１記載の電池状態検出回路。
3. 前記第１条件には、
   前記電流検出部により検出された充放電電流が、放電方向に予め設定された電流閾値を超えた場合において、前記温度検出部によって検出された温度が上昇しないこと、が含まれていること
   を特徴とする請求項１又は２記載の電池状態検出回路。
4. 前記第１条件における前記電流閾値を超えた場合とは、前記電流検出部により検出された充放電電流が、実質的にゼロの状態から前記電流閾値を超えるまで増大した場合であること
   を特徴とする請求項２又は３記載の電池状態検出回路。
5. 前記電流検出部により検出される充放電電流値と、前記温度検出部により検出される温度の所定期間内における変化量との対応を示す第１対応関係情報を予め記憶する第１記憶部をさらに備え、
   前記第１条件には、
   前記第１記憶部に記憶された第１対応関係情報において前記電流検出部により検出された充放電電流値と対応付けられている温度の変化量と、前記温度検出部により検出される温度の前記期間内における変化量との差が、予め設定された第１判定閾値を超えること、が含まれていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
6. 前記第１対応関係情報における前記温度の変化量は、前記充放電電流が実質的にゼロから前記電流検出部により検出された充放電電流値まで変化したときの、温度の変化量であり、
   前記温度の前記期間内における変化量は、前記電流検出部により検出される充放電電流値が実質的にゼロであったときからの変化量であること
   を特徴とする請求項５に記載の電池状態検出回路。
7. 前記温度検出部は、
   前記二次電池の温度を検出すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
8. 前記二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子をさらに備え、
   前記温度検出部は、
   前記スイッチング素子の温度を検出すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
9. 前記二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子をさらに備え、
   前記温度検出部は、
   前記二次電池の温度を検出する電池温度検出部と、
   前記スイッチング素子の温度を検出するスイッチ温度検出部とを含むものであり、
   前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第２条件を満たす場合、前記電池温度検出部及び前記スイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第２故障判定部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
10. 二次電池に流れる電流の経路を開閉するスイッチング素子と、
    前記二次電池の温度を検出する電池温度検出部と、
    前記スイッチング素子の温度を検出するスイッチ温度検出部と、
    前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度との関係が、正常な関係ではないことを示すべく予め設定された第２条件を満たす場合、前記電池温度検出部及び前記スイッチ温度検出部の少なくとも一方が故障していると判定する第２故障判定部とを備えること
    を特徴とする電池状態検出回路。
11. 前記第２条件には、
    前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が変化し、他方が変化しないこと、が含まれていること
    を特徴とする請求項９又は１０記載の電池状態検出回路。
12. 前記第２条件には、
    前記電池温度検出部によって検出された温度と前記スイッチ温度検出部によって検出された温度とのうち、いずれか一方が上昇し、他方が低下すること、が含まれていること
    を特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
13. 前記電池温度検出部により検出される二次電池の温度と、前記スイッチ温度検出部により検出されるスイッチング素子の温度との対応を示す第２対応関係情報を予め記憶する第２記憶部をさらに備え、
    前記第２条件には、
    前記第２記憶部に記憶された第２対応関係情報において前記電池温度検出部により検出された二次電池の温度と対応付けられているスイッチング素子の温度と、前記スイッチ温度検出部により検出されたスイッチング素子の温度との差が、予め設定された第２判定閾値を超えること、が含まれていること
    を特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の電池状態検出回路。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電池状態検出回路と、
    前記二次電池とを含むこと
    を特徴とする電池パック。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電池状態検出回路と、
    前記二次電池と、
    前記二次電池を充電する充電部と、
    前記電池温度検出部により検出される温度と前記電流検出部により検出される充放電電流とに基づいて、前記充電部の動作を制御する制御部と
    を備えることを特徴とする充電システム。

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