JP2007335337A

JP2007335337A - 電池パック使用の電源供給装置

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Publication number: JP2007335337A
Application number: JP2006168269A
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Inventors: Atsutoshi Inoue; 敦俊井上
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Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-19
Also published as: JP4614922B2

Abstract

【課題】セルアンバランスの発生を早期に検知して安全面を確保することが可能で、しかも安定性に優れた電池パック使用の電源供給装置を提供する。
【解決手段】充電式の素電池１５〜１８を複数直列接続してなる電池パック１〜４を複数直列接続して使用し、機器６に電源を供給する装置で、各電池パックは、充放電制御用回路２１〜２４と、各素電池間のセル電圧を監視し充放電の状態を検出する保護回路３１〜３４と、保護回路からセル電圧と充放電の状態を示す情報と、各素電池の製造時のロット情報が予め入力され、充放電制御用回路を介して充放電を制御する制御部４１〜４４を有し、各電池パック毎に設けられた各制御部に接続され、装置全体を制御するシステム制御部５１とを備え、システム制御部５１は、各制御部から入力されたロット情報を比較し、同一でないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送り充放電させない。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池パック使用の電源供給システムに関する。より詳細には、リチウムイオン電池を複数直列接続した電池パックを複数使用した電源供給装置に関する

従来、リチウムイオン電池を複数多直で使用する場合は、それらを１個の電池パックに納めてパック化し、ユーザーが容易に分解・組み換えできないようにしていた。
これは、電池パック組み立て時に同一特性の素電池（セル）を使用することで、電池パック内の素電池の状態を均一にするためであり、これが容量劣化、ひいては電池燃焼の原因となる過充電・過放電を引き起こす、セルアンバランスを避けるために有効であった。
すなわち、電池は化学反応を利用して充放電を行っており、その成分などが微妙に変化すると、その電池特性である電池容量や自己放電電流などがばらつき、同一の性能が出せなくなり、素電池間に容量差が発生した状態のセルアンバランスとなる。同一特性の素電池というのは、同一時期に同一材料・同一設備で生産し同一基準でテストした素電池ということになり、それは製造ロットが同一な素電池であるといえる。

つまり、素電池の製造ロットが異なると、厳密な意味での成分は微妙に異なり電池特性が異なるのでセルアンバランスの原因になる。そのため、組電池に使用する際は同一製造ロットの素電池を使用しなければならない。
例えば、セルアンバランスについて極端な例を挙げれば、一つの電池パックの中に、満充電の素電池と空の素電池が混在した状態では、満充電の電池があるため充電すると過充電になるのでこの電池パックは充電できず、空の素電池についても過放電になるので放電できない状態となり、充放電が全くできない状態となる。これを無理に充放電すると過充電・過放電となり電池燃焼の原因となる。
このためリチウムイオン電池は乾電池のように単純に直列に繋げて使うことができず、安全を確保するためには製造ロットを揃えて電池パック化する必要がある。

また、複数の電池パックを直列に接続して使用する場合が考えられるが、ユーザーが誤って異なった容量特性の電池パックを混入させた場合、その特性差から電池パック間の素電池においてセルアンバランスとなってしまうので、通常、電池パックは一個で使用する方式が主流になっている。

これに対して、複数の電池パックを使用した電源装置も存在する（例えば、特許文献１，特許文献２等）。
特開２０００−２９４２９８号公報特開２００６−８１３９０号公報

特許文献１は、複数（４つ）の電池パックを直並列接続したもので、そのうちの一つをマスタ電池パックとし、残り（３つ）をスレーブ電池パックとし、マスタ電池パックがスレーブ電池パックに対して通信により充放電状態を示すデータを送信要求して監視し、充放電状態を判定してコマンドを送信し充放電の制御を行うようになっている。
また、特許文献２は、電池パック（バンク）を２つ直列接続したもので、それぞれに接続された制御部が、電池パック（バンク）から充放電状態を感知して、互いに違った電圧が出力された場合には、一方の制御部から出力される電圧を他方の制御部から出力される電圧と同一になるように出力を変更する制御を行うようになっている。

しかしながら、特許文献１，特許文献２に記載された電源装置は、いずれも充放電状態を感知し、充放電を制御するにすぎないため、上述したように電池パック毎のセルアンバラスを検出するものではない。
よって、一つの電池パック内における素電池のセルアンバランスや、あるいは、複数接続された電池パックにおいて電池パック間のセルアンバランスを検出することはできないので、電池燃焼の原因は依然として残った状態である。

また、素電池が１０直以上の電池パックとなると、その電池パックの電圧を監視している保護ＩＣに要求される耐電圧が５０Ｖ以上になり、非常に高価となる上、電圧検出の精度も乏しくなる。また、電池パックのエネルギー量の大きなリチウムイオン電池の電池パック（リチウム等価含有量８．０ｇ、これはリチウムイオン電池の素電池全体の合計容量２６．６７Ａｈに相当）は、国連勧告に基づくＩＡＴＡの危険物規定書より危険物の表示を義務付けられており、その場合は通常便での航空輸送は、事実上、不可能である。
例えば、１０直の場合は、素電池全体の合計容量の２６．６７Ａｈの１／１０の２．６６７Ａｈの電池パック容量から危険物の扱いになる。これは、２．６６７Ａｈの電池パック容量で１０Ａのような出力を行った場合、１６分で空になってしまう量の容量であり非常に使い勝手が悪い上、電池パック容量の４倍近くの出力電流なので素電池にかかる負荷が非常に大きく容量劣化が進みやすい。これが２０直、３０直になると、もっと電池パック容量が減り、利便性が損なわれていくといった問題がある。

一方、最近、１０直列以上のリチウムイオン電池を使用した高電圧出力が可能な電源装置について、ハイブリッド自動車や携帯電話の基地局の非常用電源として用途が出てきており、これらの問題を解決する必要性が出てきた。

そこで、本発明の目的は、セルアンバランスの発生を早期に検知して安全面を確保することが可能で、しかも安定性に優れた電池パック使用の電源供給装置を提供することにある。
また、もう一つの目的は、エネルギー量の小さい電池パックに分けることで輸送問題に対応した電池パック使用の電源供給装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の電池パック使用の電源供給装置は、充電式の素電池を複数直列接続してなる電池パックを複数直列接続して使用し、機器に対して電源を供給する電源供給装置であって、
前記各電池パックは、充放電の実行と停止を行う充放電制御用回路と、前記各素電池間のセル電圧を監視し充放電の状態を検出する保護回路と、前記保護回路から前記セル電圧と充放電の状態を示す情報が入力されるとともに、前記各素電池の製造時のロット情報が予め入力され、しかも前記充放電制御用回路を介して充放電を制御する制御部を有し、
前記各電池パック毎に設けられた各制御部に接続され、装置全体を制御するシステム制御部とを備え、
前記システム制御部は、各制御部から入力された前記ロット情報を比較し、同一でないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送り充放電させないことを特徴とする。

また前記制御部には、各素電池の接続状況を示す情報が入力され、前記システム制御部は、前記接続状況が同一でない電池パックがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送り充放電させないことを特徴とする。
さらに前記システム制御部は、各制御部から入力された充放電の状態を示す情報から過充放電を示す情報があると、各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする。
さらにまた前記システム制御部は、各制御部から入力されたセル電圧を比較し、各セル電圧の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする
また前記制御部は、前記素電池に流れる電流に基づいて電池パックの残容量を算出し、前記システム制御部は、各制御部から入力された前記残容量を比較し、各電池パック間の残容量の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする。
また前記制御部は、前記素電池に流れる電流に基づいて前回の放電時における電池パックの放電可能量を算出し、前記システム制御部は、各制御部から入力された前記放電可能量を比較し、各電池パック間の放電可能量の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする。

また本発明は、前記システム制御部と前記各制御部との間に、前記システム制御部と前記各制御部のうち選択された制御部とを接続するセレクター部を設けるとともに、前記セレクター部は、前記システム制御部のグランド（ＧＮＤ）電位と前記選択された制御部のグランド（ＧＮＤ）電位とを調整して前記システム制御部と前記選択された制御部間の通信を可能するためのレベル調整回路を備えることを特徴とする。

さらに本発明は、前記機器はマイコンを備えるとともに、前記システム制御部は、前記マイコンに接続され、前記充放電の禁止を判定するとそれに対応した信号を前記マイコンに送ることを特徴とする。

また本発明は、前記素電池は、リチウムイオン電池であり、一つの電池パックはリチウムイオン電池が４直以下の接続であることを特徴とする。

本発明の電池パック使用の電源供給装置によれば、充放電を行う前段階で、素電池の製造ロット情報が同一か否かを確認するので、電池パック間でセルアンバランスが生じることを未然に防止することができる。
よって素電池が燃焼に到る危険性を防止することができる。

また本発明によれば、素電池の接続状況が同一か否かについても充放電を行う前段階で確認するので、ヒューマンエラーを解消し、さらに電池パック間でセルアンバランスが生じることを未然に防止することができる。

また本発明によれば、セルアンバランスが起きていない事を確認してから使用した後にも、電池パックの状態を、過充放電はないか、各セル電圧はほぼ同一か、電池パック間の残容量や放電可能量はほぼ同一かといった観点から常に監視しつつ電池パックの充放電を許可するので、一層、安性性が確保される。

また本発明によれば、システム制御部と各制御部との間に設けられたセレクター部にはシステム制御部のグランド（ＧＮＤ）電位と選択された制御部のグランド（ＧＮＤ）電位とを調整してシステム制御部と選択された制御部間の通信を可能するためのレベル調整回路が備わっているので、通信は円滑に行われ、セルアンバランスの検出をリアルタイムで行うことができる。

また本発明によれば、リチウムイオン電池を素電池として使用し４直以下に接続することによって、小さなエネルギーの電池パックに分解でき、その電池パック毎に安全保護を行うことができるので、電池パック単体の状態でも特殊な取り扱いは必要ない。よって、国連勧告に基づいたＩＡＴＡの危険物規定書での危険物の扱いを受けることを避けることができる。

図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係る電池パック使用の電源供給装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電池パック使用の電源供給装置の電気的構成概要を示し、図２は、図１に示すセレクター回路５３ａを示し、図３は、図１に示す電源システムマイコン５１の処理を示す。

本発明の実施形態に係る電池パック使用の電源供給装置は、図１に示すように、充電式の素電池（セル）を複数直列接続してなる電池パック１〜４を複数直列接続して使用し、電力供給（充電器を含む）を受ける本体機器６に対して電源システム５を介して電源を供給する装置である。ここでは、素電池としてリチウムイオン電池を使用し、その素電池を４直に接続した状態で内蔵してなる電池パックを４個直列に接続した場合を例にして説明する。

各電池パック１〜４には、４直の組電池１５〜１８と制御基板１１〜１４が設けられている。そして各制御基板１１〜１４には充放電の実行と停止を行う充放電用ＦＥＴ２１〜２４と、各素電池間のセル電圧を監視し充放電の状態を検出する保護ＩＣ３１〜３４と、残量計算・通信機能を持った電池パック用マイコン４１〜４４があり、各種安全に関する制御を行っている。

電池パック用マイコン４１〜４４は、保護ＩＣ３１〜３４からセル電圧と充放電の状態を示す情報が入力されるとともに、各素電池の製造時のロット情報と素電池の接続状況を示す情報が入力され、しかも充放電用ＦＥＴ２１〜２４を介して充放電を制御するものである。また、電池パック用マイコン４１〜４４は、素電池に流れる電流に基づいて電池パック１〜４の残容量を算出するともに、同様に素電池に流れる電流に基づいて前回の放電時における電池パック１〜４の放電可能量についても算出する。
これにより各電池パック単体で安全性は保障でき、電池パックの安全な着脱が可能となる。この場合、従来技術であれば１６直に対応した一つの保護ＩＣが素電池の電圧を監視していたが４個の電池パック１〜４に分割することで一般的な４直の保護ＩＣ３１〜３４を使用することが可能となる。

また電源システム５には、各電池パック１〜４毎に設けられた各電池パック用マイコン４１〜４４に接続され、通信で各電池パック１〜４のセルアンバランス状態の確認し、装置全体を制御する電源システムマイコン５１と、各電池パック１〜４と通信をするためのセレクター回路５２が設けられている。セレクター回路５２は、それぞれの電池パック１〜４に対応した通信ラインの切り替え部５３〜５６があり、２線式（クロックラインとデータライン）のａ，ｂ部に分けられ、それぞれ、図２のような構成回路により直列に接続されている電池パック１〜４のＧＮＤ（グランド）の電位差（電池パック用マイコン４１〜４４のＧＮＤ（グランド）の電位差）を調整して、電池パック用マイコン４１〜４４と電源システムマイコン５１との間で信号を伝えることができるようになっている。

より具体的な動作原理を、電池パック１に接続された切り替え部５３ａを例にして説明すると、図２に示すように、５ＶレギレータＵ１が電池パック１の＋端子から電池パック１のＧＮＤ基準で５Ｖを作成し、抵抗Ｒ１を介してオープンドレイン出力のＨｉｇｈレベルを作る（電池側）。電源システムマイコン５１側も本体電源のプルアップ抵抗Ｒ３でＨｉｇｈレベルが作られる。この時、電池側からＬｏｗ信号が出力されると、抵抗Ｒ１・Ｒ２に電流が流れ、トランジスタＱ１がその電位差によりＯＮし、トランジスタＱ２がＯＮする。トランジスタＱ２がＯＮすると、電源システムマイコン５１側の通信ラインは電源システムマイコン５１のＧＮＤレベルになるためＬｏｗレベルとなり、電池側から電源システムマイコン５１側にＬｏｗ信号を伝えることができる。同様に、電源システムマイコン５１側からＬｏｗ信号が出力された場合、抵抗Ｒ３・Ｒ４に電流が流れトランジスタＱ３・Ｑ４がＯＮし、電池パック１側の信号ラインが電池側のＧＮＤに繋がるのでＬｏｗレベルとなり、信号を伝えることができ通信が成立する。また、これにＦＥＴＱ５〜Ｑ８を用いることで、必要なときだけこの回路を動作させ（イネーブル信号はＬｏｗ）、不必要なときには停止させ電気的に切り離す（イネーブル信号はＯｐｅｎ）ことができるため、リーク電流の発生を極小に抑えることができ、これにより電池パック間の容量ばらつきを抑えることになる。

このように、切り替え部５３ａは、電源システムマイコン５１のＧＮＤ（グランド）電位とセレクター回路５２により選択された電池パック１に備わる電池パック用マイコン４１のＧＮＤ（グランド）電位とを調整して電源システムマイコン５１と選択された電池パック用マイコン４１間の通信を可能するためのレベル調整を行う機能を有する回路を備えるものである。
なお、切り替え部５３ｂ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂについても切り替え部５３ａと同様の構成であり、その動作については省略する。

次に、図３のフローチャートを参照して、図１に示す電源システムマイコン（ＣＰＵ）５１の処理について説明する。ここでは、電源システムマイコン５１が電池パック１〜４による充放電を許可するか否かを判定する処理を示すものである。
まず、電源システムマイコン５１は、各電池パック用マイコン４１からの情報に基づいて全電池パック１〜４の取付けが完了したか否かを判定する（ステップＳ０１）。

全電池パック１〜４の取付けが完了すると、電源システムマイコン５１は、各電池パック用マイコン４１〜４４から、電池パックの取付け時に入力された各電池パック１〜４に内臓された素電池の製造ロット情報及び素電池の接続状況を示す情報を通信にて読込む（ステップＳ０２）。
そして、電源システムマイコン５１は、全電池パック１〜４について内蔵された素電池の製造ロット情報が同一であるか否かの判定と、同じく全電池パック１〜４について内蔵された素電池の接続状況が同一であるか否かの判定を行う（ステップＳ０３，ステップＳ０４）。
ここで、素電池の製造ロット情報が同一であるとは、同一時期に同一材料及び同一設備で生産し、同一基準でテストした素電池であることを意味するものであり、製造ロット情報とは、例えば、（１）素電池メーカー名，（２）素電池の種類を示す型番，（３）素電池の生産日，（４）素電池の生産工場，（５）素電池の生産ラインを符号化した情報である。なお、素電池の生産ラインについては特定されない場合がある。
また、素電池の接続状況とは、電池パック１〜４の組電池１５〜１８が何直何並の素電池からなるものであるかを示すものである。

そして、ステップＳ０３で、全電池パック１〜４に内蔵された素電池の製造ロット情報が同一でないと、電池の特性が異なり、使用中にセルアンバランス状態に到るため、電源システムマイコン５１は、電池パック用マイコン４１〜４４を介して、各電池パック１〜４へ充放電の禁止の通信を行い（ステップＳ１１）、接続された本体機器６に備わる本体マイコン６１に対して、電池パックの取り付けが間違っていることを警告し、ユーザに対して正しい電池パックの接続を要望する（ステップＳ１２）。本体マイコン６１では、警告音、あるいはディスプレイに表示することによって電池パックの接続が誤りであることをユーザに告知する。
また、ステップＳ０４で、接続状況が同一でない電池パックがあった場合にも、電源システムマイコン５１は、各電池パック１〜４へ充放電の禁止の通信を行い（ステップＳ１１）、接続された本体機器６に備わる本体マイコン６１に対して、電池パックの取付けが間違っていることを警告し、ユーザに対して正しい電池パックの接続を要望する（ステップＳ１２）。

ステップＳ０３，ステップＳ０４で、各電池パック１〜４に内臓された素電池の製造ロット情報が同一であり、しかも組電池１５〜１８を構成する素電池の接続が各電池パック１〜４とも同一である（本実施形態の場合は、４直）と判定すると、電源システムマイコン５１は、各電池パック用マイコン４１〜４４から、入力された各電池パック１〜４に関するデータを通信にて読込む（ステップＳ０５）。
この各電池パック１〜４に関するデータとは、電池パック状態情報，電圧情報，残容量情報，学習容量情報である。
電池パック状態情報とは、電池パック１〜４が過充放電であるかを示す情報であり、また、電圧情報とは、各電池パック１〜４の各セル電圧である。また、残容量情報とは、素電池に流れる電流に基づいて算出された各電池パック１〜４の残容量である。また、学習容量情報とは、前回の放電時に素電池に流れる電流に基づいて算出された各電池パック１〜４の放電可能量である。

次に、電源システムマイコン５１は、全電池パック１〜４で充放電が可能にある状態か否か（ステップＳ０６）、各電池パック１〜４の各セル電圧がほぼ同一であるか、すなわち、各セル電圧の差が所定範囲内、本実施形態の場合、２００ｍＶ以下であるか否か（ステップＳ０７）、各電池パック１〜４の残容量がほぼ同一であるか、すなわち、各電池パック１〜４間の残容量の差が所定範囲内、本実施形態の場合、５％以下であるか否か（ステップＳ０８）、各電池パック１〜４の学習容量がほぼ同一であるか、すなわち、各電池パック１〜４間の学習容量の差が所定範囲内、本実施形態の場合、５％以下であるか否か（ステップＳ０９）、について判定する。

そして、ステップＳ０６で充放電可能で、しかもステップＳ０７〜０９で各セル電圧，残容量，学習容量がほぼ同一であれば、各電池パック１〜４がセルアンバランス状態でなく各素電池の状態がほぼ同一に揃っていることが確認されたことになるので、電源システムマイコン５１は、各電池パック用マイコン４１〜４４を介して全電池パック１〜４の充放電を許可する（ステップＳ１０）。
これによって、電池パック１〜４から本体機器６への電源供給または電池パック１〜４への充電が開始される。
そしてステップＳ０５〜ステップＳ１０の処理を繰り返し、電源システムマイコン５１は、各電池パック１〜４の状態を検出しつつ充放電を許可するか否かの判定を行う。

ステップＳ０５〜ステップＳ９の処理において、過充放電の電池パックがある等、電池パックに異常状態がある場合や、各セル電圧，残容量，学習容量において、ほぼ同一ではないセルアンバランス状態を有する電池パックが発生すると、電源システムマイコン５１は、電池パック用マイコン４１〜４４を介して、各電池パック１〜４へ充放電の禁止の通信を行い（ステップＳ１３）、接続された本体機器６に備わる本体マイコン６１に対して充放電の禁止をその原因とともに報告し、ユーザに対して電池パックの取替えを知らせる（ステップＳ１４）。なお、充放電の禁止の原因は、ステップＳ０６〜ステップＳ０９の判定に対応したもの表示することによって行われる。

このように、本発明の実施形態に係る電池パック使用の電源供給装置によれば、充放電を行う前段階で、素電池の製造ロット情報が同一か否かを確認するとともに、素電池の接続状況が同一か否かを確認するので、電池パック１〜４間でセルアンバランスが生じることを未然に防止することができる。
よって素電池が燃焼に到る危険性を防止することができる。
また、セルアンバランスが起きていない事を確認してから使用した後にも、電池パックの状態を常に監視しつつ電池パック１〜４の充放電を許可するので、一層、安性性が確保される。

また従来どおりの保護ＩＣ３１〜３４を電池パック１〜４内部に使用することができるので安全で安価な電池パックとなる。
また、４直以下の小さなエネルギーの電池パックに分解でき、その電池パック毎に安全保護を行うので、電池パック単体の状態でも特殊な取り扱いは必要ない。国連勧告に基づいたＩＡＴＡの危険物規定書での危険物の扱いを受けるような全体のエネルギー量が大きいもの（リチウム等価含有量が８．０ｇ以上の電池パック）でも、エネルギー量の小さい電池パック（リチウム等価含有量が８．０ｇ以下の電池パック）に安全に分割し梱包して特定基準を満たす（安全性のテストを実施し安全を保証する）ことができれば、航空輸送が可能となる。一例を挙げると、リチウム等価含有量１．０ｇは素電池単体の容量３．３３Ａｈに相当するので、１０直の場合は素電池全体の合計容量の２６．６７Ａｈの１／１０の２．６６７Ａｈの電池パック容量から危険物の扱いになり、２．６６７Ａｈの電池パック容量の場合に１０Ａのような出力を行った場合、１６分で空になってしまう量の容量であり非常に使い勝手が悪い上、電池パック容量の４倍近くの出力電流なので素電池に掛かる負荷が非常に大きいため容量劣化が進みやすい。しかしながら、本発明の実施形態のように、４直であれば素電池全体の合計容量の２６．６７Ａｈの１／４の６．６６６Ａｈの電池パック容量まで可能であり、２．４Ａｈの素電池であれば３並で６．６Ａｈとなり、１０Ａの放電に対しても４０分間の供給が可能で、電池パック容量の１．５倍の出力電流となるので素電池に掛かる負荷は通常の使用範囲内といえ、容量劣化が著しく進むことはない。（なお、通常のリチウムイオン電池は電池パック容量の２倍の出力電流までを目安としている。）いいかえると、出力電流に合わせて電池パック内の素電池の並列数を決定し、出力電圧に合わせて電池パック内の素電池の直列数及び電池パックの直列接続数を決めることができるようになる。

また、本発明の実施形態によれば、消耗品である電池パック１〜４と耐久品である電源システム５に分け、電源システム５に対して電池パック１〜４を取付け・取外しを容易に行えるようにしたので、ユーザが電池パックを間違えて混入する等のヒューマンエラーの影響は、電源システム５側には及ばない。よって、電源システム５のメンテナンス性が向上し、電源システム５ごと、交換する必要なく保守費用の低減に繋がる。

なお、本発明の実施形態では、素電池としてリチウムイオン電池を使用した例を示したが、他の充電式電池についてもセルアンバランスを生じさせないように適用することが可能である。

本発明の実施形態に係る電池パック使用の電源供給装置の電気的構成概要を示すブロック図である。図１に示すセレクター回路５３ａを示す回路図である。図１に示す電源システムマイコン５１の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１〜４電池パック
５電源システム
６本体機器
１１〜１４制御基板
１５〜１８組電池（直列接続された素電池）
２１〜２４充放電用ＦＥＴ（充放電制御用回路）
３１〜３４保護ＩＣ（保護回路）
４１〜４４電池パック用マイコン（制御部）
５１電源システムマイコン（システム制御部）
５２セレクター回路（セレクター部）
５３〜５６各電池パックに対応するセレクター回路
６１本体マイコン

Claims

充電式の素電池を複数直列接続してなる電池パックを複数直列接続して使用し、機器に対して電源を供給する電源供給装置であって、
前記各電池パックは、
充放電の実行と停止を行う充放電制御用回路と、
前記各素電池間のセル電圧を監視し充放電の状態を検出する保護回路と、
前記保護回路から前記セル電圧と充放電の状態を示す情報が入力されるとともに、前記各素電池の製造時のロット情報が予め入力され、しかも前記充放電制御用回路を介して充放電を制御する制御部を有し、
前記各電池パック毎に設けられた各制御部に接続され、装置全体を制御するシステム制御部とを備え、
前記システム制御部は、各制御部から入力された前記ロット情報を比較し、同一でないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送り充放電させないことを特徴とする電池パック使用の電源供給装置。
前記制御部には、各素電池の接続状況を示す情報が入力され、前記システム制御部は、前記接続状況が同一でない電池パックがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送り充放電させないことを特徴とする請求項１に記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記システム制御部は、各制御部から入力された充放電の状態を示す情報から過充放電を示す情報があると、各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記システム制御部は、各制御部から入力されたセル電圧を比較し、各セル電圧の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記制御部は、前記素電池に流れる電流に基づいて電池パックの残容量を算出し、前記システム制御部は、各制御部から入力された前記残容量を比較し、各電池パック間の残容量の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記制御部は、前記素電池に流れる電流に基づいて前回の放電時における電池パックの放電可能量を算出し、前記システム制御部は、各制御部から入力された前記放電可能量を比較し、各電池パック間の放電可能量の差が所定範囲内にないものがあると各制御部に充放電を禁止する信号を送ることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記システム制御部と前記各制御部との間に、前記システム制御部と前記各制御部のうち選択された制御部とを接続するセレクター部を設けるとともに、前記セレクター部は、前記システム制御部のグランド（ＧＮＤ）電位と前記選択された制御部のグランド（ＧＮＤ）電位とを調整して前記システム制御部と前記選択された制御部間の通信を可能するためのレベル調整回路を備えることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記機器はマイコンを備えるとともに、前記システム制御部は、前記マイコンに接続され、前記充放電の禁止を判定するとそれに対応した信号を前記マイコンに送ることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。
前記素電池は、リチウムイオン電池であり、一つの電池パックはリチウムイオン電池が４直以下の接続であることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一つに記載の電池パック使用の電源供給装置。