JP6703248B2 - 二次電池および制御回路 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池および制御回路に関する。

近年、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機等の電子機器が普及し、電源としてリチウムイオン二次電池が広く使用されている。

リチウムイオン二次電池は、電池電圧が深放電領域（例えば、約１．０Ｖ以下）に達すると、金属リチウムの析出によって内部短絡を起こしてしまうことがある。このような状態で二次電池を充電した場合には、二次電池が発火や破裂してしまうおそれがある。そのため、近年では、安全性向上の点から深放電状態での充電を禁止する機能を有する保護回路を電池パックに搭載することが多い。

しかしながら、この充電禁止機能が動作すると、その後、一切の充放電が不可能となってしまう。この充電禁止機能が動作した状態になると、ユーザからのクレームの対象となってしまうおそれがある。そこで、現状では、電池電圧が深放電領域に達するまでの期間を延長させるため、電池パック内部の回路をスリープ状態とするモードや、電池電圧が所定の電圧以下になった状態を過放電領域で、電池パック内部の回路における消費電流を低減させるモードを設けるなどの対策が施されている（特許文献１）。

このような従来の方法では、過放電領域に達してからの消費電流が低減されるため、過放電領域に達してから深放電領域に至るまでの期間を延長させることができ、電池パックの保管可能期間を延長させることができる。

特開２０１１−１１５０１２号公報 特開２０１０−１２４６２９号公報 特開２０００−３２６８２号公報 特開２０００−２７０４８５号公報

このような従来の方法で、電池電圧が所定の電圧以下になった際に消費電流を低減する場合、消費電流の低減を開始する電圧を大きく設定することで、深放電領域に達するまでの期間を延長させることが可能である。

しかしながら、ユーザの使用状況に関わらず、ユーザが電子機器の電源をＯＮにして使用できる時間が短くなるなど、使用上の制限が生じるというデメリットが生じてしまう。

そこで、本発明では、ユーザの使用状況に応じて電池電圧が深放電領域に達するまでの期間を延長することができる二次電池および制御回路を提供することを目的とする。

本発明は、バッテリーセルの出力電圧値が予め決められた第１の電圧値以下となった場合に充電を禁止する機能を有する二次電池であって、前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第１の電圧値より高い第２の電圧値以下になった場合に、前記二次電池のモードを、第１のモードから、前記二次電池から電子機器への電力の供給を制限する第２のモードへ移行し、少なくとも、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことに基づいて前記第２の電圧値を初期値より高い値に再設定する制御部を備えることを特徴とした二次電池である。

本発明の電子機器及び二次電池保護回路によれば、ユーザの使用状況に応じて電池電圧が深放電領域に達するまでの期間を延長することができる。

図１は、電池パック１００と電子機器２００のハードウェア構成の一例を示す。 図２は、電池パック１００および電子機器２００の機能構成の一例を示す。 図３は、二次電池００１の保護に関する複数のモードの例を示す。 図４は、二次電池００１の放電特性の一例を示す。 図５は、二次電池００１の保護に関するモードを変更する電圧値と、深放電モードまでの期間の計算の一例を示す。 図６は、二次電池００１の保護に関するモードを変更する電圧値の初期値と、シャットダウン時の電圧値による変更後のシャットダウンモード開始電圧との関係を示す。 図７は、電子機器２００のシャットダウン時の電圧値によりシャットダウンモード開始電圧値および過放電保護モード開始電圧値を変更した例を示す。 図８は、各モードの開始電圧値の変更の流れを示す。 図９は、各モードの開始電圧値の設定値を示すテーブルを示す。 図１０は、各モードの開始電圧値をリセットする流れを示す。

本発明の実施の一形態について説明する。

本発明に実施の一形態の二次電池を有する電池パックが接続される電子機器は、金属リチウムの析出による内部短絡などの危険を回避するために、二次電池の電圧値が深放電領域に達する電圧値Ｖｓｕｖに達すると充電が禁止され、電池パックが使用不可となる。従って、深放電領域に達する前に、二次電池からの放電を極力停止させて深放電領域に達することを未然に防止するようにしている。

この防止方法として、電池パックにおいては、シャットダウンモードと、過放電保護モードの次の二つモードを有している。

シャットダウンモードは、二次電池の電圧値がＶｓｕｖよりもはるかに高い予め決められた電圧値Ｖｓｄまで低下した時に、二次電池の充電を促すとともに、二次電池から電子機器などへの電力の供給を制限するモードである。そして、このモードに入ると電池パックの内部回路の一部をスリープ状態（内部回路が省電力モードに移行）とし、極力電力の消費を抑えるようにしている。

また、過放電保護モードは、前記シャットダウンモードに入る二次電池の電圧値Ｖｓｄより低く、深放電領域に達する電圧Ｖｓｕｖより高い、予め決められた電圧値Ｖｏｄｐにまで低下すると、電池パック内部での自己放電による消費電流を実質的にゼロとなる程度まで電池パックの内部回路を停止させ、二次電池の消費電力を実質的にゼロにするモードである。そしてこのモードに入ると電池パックの内部回路を実質的に停止しているために、急速充電などが制限される。

従来は、これらシャットダウンモードに移行する二次電池の電圧値Ｖｓｄと、過放電保護モードに移行する二次電池の電圧値Ｖｏｄｐは、予め固定的に設定されていた。

本発明では、これらの電圧値Ｖｓｄまたは、ＶｓｄとＶｏｄｐ両方の電圧値を二次電池（電池パック）からの電力供給が終了した時点（電池パックが搭載された電子機器の電源ｏｆｆされた時点）の二次電池の電圧値に基づいて動的に変更することで、二次電池が深放電領域に達する期間を極力延長するようにしたものである。

すなわち、本発明では、電池パックからの電力の供給が終了した時点の二次電池の電圧値が高ければ、シャットダウンモードに移行する二次電池の電圧値Ｖｓｄを通常の電圧値より高く設定することで、実質的に深放電モードに達するまでの期間を長く設定するようにしている。シャットダウンモードに移行するということは、充電されない限り、電池パックからの電力の供給は制限され、例えば、電池パックが搭載された電子機器を起動することが出来なくなることを意味する。しかし、電池パックからの電力の供給が終了した時点の二次電池の電圧が高いということは二次電池の容量が十分にあり、シャットダウンモードに移行する二次電池の電圧値Ｖｓｄを高く設定としたとしても、電子機器が起動することが出来なくなるまでの期間は十分に確保されるため、ユーザにとってそれほどは気にならないからである。

また、同様に、過放電保護モードに移行する二次電池の電圧値Ｖｏｄｐも通常の電圧値より高く設定することで、深放電モードに達するまでの期間をさらに長くすることか出来る。

なお、シャットダウンモード前に電気機器に電源が投入され、電池パックからの電力の供給が開始されると、上述した各モードに移行する電圧値は予め決められた通常の電圧値にリセットされる。一方、充電が開始され、充電が終了した場合には、電子機器に電力が供給されていない限り、充電終了時点の二次電池の電圧値に基づく本発明の方法が採用されても良い。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施の一形態について詳述する。なお、以下の説明における二次電池を有する電子機器は、例えば、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機など二次電池を有する電子機器も含まれる。

図１は、電池パック１００と電子機器２００のハードウェア構成の一例を示す。

電池パック１００は電子機器２００に接続され、電流を供給することにより、電子機器２００を動作させる。電池パック１００は、電子機器２００に内蔵されるものや、取り外し可能に搭載されるものがある。

電池パック１００は、二次電池００１、保護ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）００２、ゲージＩＣ００３、充電制御ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）００４、放電制御ＦＥＴ００５、ヒューズ００６を有する。また、電池パック００１は、正極端子００７、負極端子００８、データ通信端子００９、およびアダプタ電源入力端子（ＡＤＰ）０１０を有し、アダプタ電源入力端子０１０にアダプタからの給電が行われ充電される。

電池パック１００は、正極端子００７および負極端子００８がそれぞれ電子機器２００の正極端子０１１および負極端子０１２に接続され、放電が行われる。また、電池パック１００は、データ通信端子００９と電子機器２００のデータ通信端子０１３で接続され、データの通信を行う。

二次電池００１は、直列および／または並列接続された１または複数の二次電池からなる。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。この例では、２つの二次電池を用いた例を示す。

保護ＩＣ００２は、放電電流又は充電電流が一定値以上になると、ヒューズ００６を用いて過放電電流又は過充電電流を遮断する。これによって、二次電池００１の劣化防止、及び寿命の確保を行う。

ゲージＩＣ００３は、後述する各種機能をプログラムによって実現する半導体ＩＣである。ゲージＩＣ００３は、二次電池００１の残容量の計測または算出、アダプタ電源入力端子からの電圧の検知、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５の制御、二次電池００１の保護に関する複数のモードの切り替えを行う。

二次電池００１の保護に関する複数のモードの例として、アイドルモード、シャットダウンモード、過放電保護（Ｏｖｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）モード、深放電モードを設ける。アイドルモードとは、ユーザによる電子機器２００の起動が可能なモードであり、電子機器２００への放電、アダプタ接続時の充電、電池パック１００内部の回路での放電を通常通り行う。

シャットダウンモードとは、消費電流を押さえつつ、必要最低限な機能を有効にしておくモードである。シャットダウンモードでは、電池パック１００は、ゲージＩＣ００３をスリープ状態とし、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５をＯＮとし、アダプタ接続時の充電を通常状態とすることで、アイドルモードよりも消費電流が抑えられるモードである。

過放電保護モードとは、二次電池００１の放電を禁止するモードである。過放電保護モードでは、電池パック１００は、ゲージＩＣ００３をＯＦＦにし、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５をＯＦＦにする。過放電保護モードは、シャットダウンモードよりも消費電流が抑えられるモードである。

深放電モードとは、保護ＩＣ００２がヒューズ００６を切り替えることによって充放電を禁止することによって、電子機器２００の起動、充電ができなくなるモードである。

充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５は、ゲージＩＣ００３によって、それぞれのモードに応じてＯＮ／ＯＦＦを制御される。

ヒューズ００６は、一定値以上の電流が流れると溶断して電流を遮断する。これにより、保護ＩＣ００２による過大電流の遮断機能が正常に動作しなかった場合や、充電制御ＦＥＴ００４，放電制御ＦＥＴ００５が短絡等の故障のために過大電流の遮断機能が正常に動作しなかった場合等に、ヒューズ００６が溶断して二重の保護を行える構成となっている。

電子機器２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）０１４とＰＭＩＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）０１５を有する。電子機器２００は、ＣＰＵ０１４が所定のプログラムを実行することによって、電子機器２００の機能を実現する。電子機器２００は、ＰＭＩＣ０１５が所定のプログラムを実行することによって、電池パック１００との通信、制御を行う。

図２は、電池パック１００および電子機器２００の機能構成の一例を示す。

電池パック１００は、保護制御部０１６、電源制御部０１７の機能を有する。

電源制御部０１７は、積算部０１８、充電制御部０１９、記憶部０２０、入力検知部０２１、通信部０２２の機能を有する。各機能は、ゲージＩＣ００３の記憶部０２０に格納されたプログラムの実行や内部回路によって実現される。

積算部０１８は、二次電池００１の電池電圧を所定時間毎に測定し、測定結果に基づき、設定された閾値を用いて電池パック１００の保護に関するモードの切り替えを行う。

充電制御部０１９は、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５を制御することにより、充放電の制御を行う。入力検知部０２１は、アダプタ電源入力端子０１０にアダプタからの給電が行われたことを検知する。

通信部０２２は、データ通信端子００９に接続された電子機器２００との通信を行う。

電子機器２００は、制御部０２３および電源制御部０２４の機能を有する。電子機器２００は、制御部２３によって、電子機器２００の機能を実現する。電子機器２００の電源制御部２４は、ＰＭＩＣ０１５が所定のプログラムを実行することによって、電池パック１００との通信、制御を行う。

二次電池００１の保護に関するモード変更に関する各機能については、後述する。

次に、電子機器２００に搭載される二次電池００１の保護に関する複数のモードについて説明する。

図３は、二次電池００１の保護に関する複数のモードの例を示す。

二次電池００１の保護に関する複数のモードの例として、アイドルモード、シャットダウンモード、過放電保護モード、深放電モードを説明する。アイドルモードとは、ユーザによる電子機器２００の起動が可能なモードであり、電子機器２００への放電、アダプタ接続時の充電、電池パック１００内部の回路での放電を通常通り行う。アイドルモードは、二次電池００１から検出される電圧値がＶｓｄ（Ｖ）より大きい状態で稼働するモードである。電池パック１００は、二次電池００１から検出される電圧値がシャットダウンモード開始電圧値であるＶｓｄ（Ｖ）以下になった場合、シャットダウンモードへ切り替えられる。

シャットダウンモードでは、電池パック１００は、ゲージＩＣ００３をスリープ状態とし、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５をＯＮとし、アダプタ接続時の充電を通常状態とする。シャットダウンモードが稼働する二次電池００１から検出される電圧値の範囲は、Ｖｓｄ（Ｖ）以下であり、過放電保護モード開始電圧値であるＶｏｄｐ（Ｖ）より大きい電圧値である場合である。

過放電保護モードとは、二次電池００１の放電を禁止するモードである。過放電保護モードでは、電池パック１００は、ゲージＩＣ００３をＯＦＦにし、充電制御ＦＥＴ００４および放電制御ＦＥＴ００５をＯＦＦにする。過放電保護モードは、シャットダウンモードよりも消費電流が抑えられるモードである。過放電保護モードとする電圧値の範囲は、Ｖｏｄｐ（Ｖ）以下であり、深放電モード開始電圧値であるＶｓｕｖ（Ｖ）より大きい場合である。

深放電モードとは、保護ＩＣ００２がヒューズ００６を切り替える充放電を禁止することによって、電子機器２００の起動、充電ができなくなるモードである。深放電モードとする電圧値は、深放電モード開始電圧値であるＶｓｕｖ（Ｖ）以下の電圧値の場合である。

本発明では、電子機器２００の電源をＯＦＦにする操作の際に検出される二次電池００１の電圧値と、二次電池００１の放電特性とに基づいて、Ｖｓｄ、Ｖｏｄｐを設定するものである。

ここで、図４〜図７を用いて、二次電池の制御に関するモードを変更する電圧値の設定方法について説明する。

図４は、二次電池００１の放電特性の一例を示す。

例として、電池の容量が６７６０ｍＡｈ、定格電圧が４．２Ｖの二次電池００１の放電特性を示す。表の縦軸が二次電池００１の電圧値、横軸が残容量とする。二次電池００１の電圧値３．９Ｖから３．５Ｖの範囲でアイドルモードとし、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄを３．５Ｖ、過放電保護モードの開始電圧値Ｖｏｄｐを２．８Ｖとした場合、残容量８９％で、アイドルモードで用いることができる容量はおよそ５４００ｍＡｈ、残容量１０％で、シャットダウンモードに用いることができる容量はおよそ６００ｍＡｈとなる。アイドルモードの消費電流は２ｍＡ、シャットダウンモードの消費電流は０．２ｍＡとする。この放電特性から、深放電モードまでの期間を算出することができる。

ここで、図５に、二次電池００１の保護に関するモードを変更する電圧値と、深放電モードまでの期間の計算の一例を示す。

図５に示すように、ユーザが電子機器２００を３．９Ｖでシャットダウンした場合、アイドルモードに用いることができる容量５４００ｍＡｈおよびアイドルモードでの消費電流２ｍＡから、アイドルモードとする期間が１１２日（ａ）となることが算出できる。

シャットダウンモードに用いることができる容量６００ｍＡｈおよびシャットダウンモードでの消費電流０．２ｍＡから、シャットダウンモードとする期間が１２５日（ｂ）となる。過放電保護モードに用いることができる容量４０ｍＡｈおよび過放電保護モードでの消費電流０．０１ｍＡから、過放電保護モードとする期間が１６６日（ｃ）となる。これによって、ユーザが電子機器２００をシャットダウンしたときの電圧値Ｖｏｆｆから、深放電モードに至るまでの期間を（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝４０３日として算出することができる。本発明では、ユーザが電子機器２００をシャットダウンしたときの電圧値Ｖｏｆｆを用いて、ユーザが電子機器２００を使用できる期間、つまり、アイドルモードとする期間を考慮した、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄ、過放電保護モードの開始電圧値Ｖｏｄｐを設定し、これらを用いてそれぞれのモードを切り替える。

図６に、二次電池００１の保護に関するモードを変更する電圧値の初期値と、シャットダウン時の電圧値による変更後のシャットダウンモード開始電圧値との関係を示す。

本発明では、アイドルモードでの滞在期間に着目している。予めアイドルモード滞在期間をＸ日、ここではおよそ１００日とし、これを満たすようにユーザが電子機器２００をシャットダウンしたときの二次電池００１の電圧値Ｖｏｆｆから、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを算出する。例えば、ユーザが電子機器２００をシャットダウンした時の二次電池００１の電圧値Ｖｏｆｆが３．９０Ｖである場合、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄの初期値が３．５Ｖであるところを、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを３．７Ｖとする。この場合、アイドルモード滞在期間は、１１２日から１０２日と短くなるが、深放電モードまでの期間は、図５に示した４０３日よりも増加する。アイドルモード滞在期間が短くなってしまうが、予めユーザの使用行動を精査することにより、最適な滞在期間Ｘを設定しておけば、ユーザの不便は抑えられ、深放電モードに到達してしまい電子機器２００の起動、充電ができなくなること防ぐことができ、ユーザからのクレームなどを抑止することができると考えられる。

図７に、電子機器２００のシャットダウン時の電圧値Ｖｏｆｆによりシャットダウンモード開始電圧値および過放電保護モード開始電圧値を変更した例を示す。ユーザが電子機器２００をシャットダウンしたときの二次電池００１の電圧値Ｖｏｆｆが３．９Ｖであった場合、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを３．７Ｖ、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを３．０Ｖとすると、（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝７２６日となり、当初の４０３日よりも大幅に増加させることができる。

以下、モード変更の流れについて、図８〜図１０を用いて説明する。

本実施例は、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄと過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐの両方の電圧値を二次電池（電池パック）からの電力供給が終了した時点（電池パックが搭載された電子機器の電源ｏｆｆされた時点）の二次電池の電圧値に基づいて動的に変更する例を用いる。本発明の実施に当たっては、二次電池からの電力供給が終了した時点の二次電池の電圧値に基づいて、少なくともシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを動的に変更し、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐは固定値としてもよい。

図８に、各モードの開始電圧値の変更の流れを示す。

電池パック１００の通信部０２２は、電子機器２００の電源制御部０１７から電子機器２００のシャットダウン、電源ＯＦＦの通知を受信し、電子機器２００のシャットダウンを検知する（Ｓ００１）。電池パック１００は、電子機器２００のシャットダウンを検知したときに、電池パック１００は、積算部０１８によって、二次電池００１の電池電圧Ｖｏｆｆを測定する（Ｓ００２）。ここで、電池パック１００の積算部０１８は、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを決定する（Ｓ００３）。シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐは、図９に示す各モードの開始電圧値の設定値を示すテーブルを用いて決定される。

ここで、図９を用いて、電子機器２００のシャットダウンを検知したときのシャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐの決定について説明する。図９は、各モードの開始電圧値の設定値を示すテーブルである。図９のテーブルには、シャットダウン電圧Ｖｏｆｆの値に対応したシャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐが記されている。

シャットダウン電圧ＶｏｆｆがＶｎ以下かつＶｎ−１のとき、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄは、Ｖｓｄｎ−１、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐは、Ｖｏｄｐｎ−１となる。深放電モード開始電圧値Ｖｓｕｖは、それぞれのシャットダウン電圧Ｖｏｆｆにおいて一定である。例えば、シャットダウン電圧Ｖｏｆｆが３．９Ｖのとき、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄは、３．７Ｖ、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐは、３．０Ｖとする。

シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを予め設定する一つの考え方は、アイドルモードでの滞在期間に着目し、予めアイドルモード滞在期間をＸ日、これを満たすようにユーザが電子機器２００をシャットダウンしたときの二次電池００１の電圧値Ｖｏｆｆから、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを算出する。例えば、ユーザが電子機器２００をシャットダウンした時の二次電池００１の電圧値Ｖｏｆｆが３．９Ｖである場合、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄの初期値が３．５Ｖであるところを、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄを３．７Ｖとする。この場合、アイドルモード滞在期間は、１１２日から１０２日と短くなるが、深放電モードまでの期間は、図５に示した４０３日よりも増加する。アイドルモード滞在期間が短くなってしまうが、予めユーザの使用行動を精査することにより、最適な滞在期間Ｘを設定しておけば、ユーザの不便は抑えられ、深放電モードに到達してしまい電子機器２００の起動、充電ができなくなること防ぐことができ、ユーザからのクレームなどを抑止することができると考えられる。

ステップＳ００３において、シャットダウンモードの開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐが決定されたのち、電池パック１００の積算部０１８は、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄに達していないか否か判定するため、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ００４）。電池パック１００の積算部０１８は、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄより小さいか否かを判定する（Ｓ００５）。

測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄより大きいと判定した場合（Ｓ００５：ＮＯ）、再度、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ００４）。一方、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄより小さいと判定した場合（Ｓ００５：ＹＥＳ）、シャットダウンモードへ切り替える（Ｓ００６）。

シャットダウンモードに切り替わったのち、再度、電池パック１００の積算部０１８は、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐに達していないか否か判定するため、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ００７）。電池パック１００の積算部０１８は、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより小さいか否かを判定する（Ｓ００８）。

測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより大きいと判定した場合（Ｓ００８：ＮＯ）、再度、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ００７）。一方、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護ダウンモード開始電圧値Ｖｏｄｐより小さいと判定した場合（Ｓ００８：ＹＥＳ）、過放電保護モードへ切り替える（Ｓ００９）。

過放電保護モードに切り替わったのち、再度、電池パック１００の積算部０１８は、深放電モード開始電圧値Ｖｓｕｖに達していないか否か判定するため、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ０１０）。電池パック１００の積算部０１８は、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが深放電モード開始電圧値Ｖｓｕｖより小さいか否かを判定する（Ｓ０１１）。

測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが深放電モード開始電圧値Ｖｓｕｖより大きいと判定した場合（Ｓ０１１：ＮＯ）、再度、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ０１０）。一方、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが深放電モード開始電圧値Ｖｓｕｖより小さいと判定した場合（Ｓ０１１：ＹＥＳ）、過放電保護モードへ切り替える（Ｓ０１１）。これらの処理によって、電池パック１００は、設定された各モード開始電圧値に応じて各モードの切り替えを行うことができる。

なお、ユーザによって電子機器２００のシャットダウンが行われない場合、例えば、ユーザが電子機器２００を使用中にシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄに達した場合や、電子機器２００が起動されずに自然放電してシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄに達した場合には、シャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄおよび過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐは初期値を用いて各モードの切り替えを行う。

図１０に、各モードの開始電圧値をリセットする流れを示す。

電池パック１００の入力検知部０２１は、電源が供給されるアダプタが接続されると、アダプタが接続されたことを検知する（Ｓ１０１）。

ここで、電池パック１００の積算部０１８は、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより大きい電圧値に達しているか否かを判定するため、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ１０２）。電池パック１００の積算部０１８は、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより大きいか否かを判定する（Ｓ１０３）。測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより小さいと判定された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、再度、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ１０２）。ここで、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより大きいと判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、シャットダウン電圧値Ｖｏｆｆによって設定された過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを初期値に設定し直す（Ｓ１０４）。測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖが過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐより小さいと判定された場合には、既にシャットダウンモードの範囲に入っていると、過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを初期値に戻した場合に、電池パック１００がシャットダウンモードとして動作することになり、すぐに過放電保護モードに至ってしまうことがある。

次に、電池パック１００の積算部０１８は、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットモード開始電圧値Ｖｓｄより大きいか否かを判定する（Ｓ１０５）。測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄより小さいと判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、再度、二次電池００１の電池電圧値Ｖを測定する（Ｓ１０２）。ここで、測定した二次電池００１の電池電圧値Ｖがシャットダウンモード開始電圧値Ｖｓｄより大きいと判定された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、シャットダウン電圧値Ｖｏｆｆによって設定された過放電保護モード開始電圧値Ｖｏｄｐを初期値に設定し直す（Ｓ１０６）。

以上説明したように、本発明ではユーザの使用状況に応じて電池電圧が深放電領域に達するまでの期間を延長することが可能となる。

１００ 電池パック
２００ 電子機器
００１ 二次電池
００２ 保護ＩＣ
００３ ゲージＩＣ
００４ 充電制御ＦＥＴ
００５ 放電制御ＦＥＴ
００６ ヒューズ
００７ 正極端子（＋端子）
００８ 負極端子（−端子）
００９ データ通信端子
０１０ アダプタ電源入力端子
０１１ 正極端子（＋端子）
０１２ 負極端子（−端子）
０１３ データ通信端子
０１４ ＣＰＵ
０１５ ＰＭＩＣ
０１６ 保護制御部
０１７ 電源制御部
０１８ 積算部
０１９ 充電制御部
０２０ 記憶部
０２１ 入力検知部
０２２ 通信部
０２３ 制御部
０２４ 電源制御部

Claims (8)

1. バッテリーセルの出力電圧値が予め決められた第１の電圧値以下となった場合に充電を禁止する機能を有する二次電池であって、
   前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第１の電圧値より高い第２の電圧値以下になった場合に、前記二次電池のモードを、ユーザによる電子機器の起動が可能な第１のモードから、前記二次電池から電子機器への電力の供給を制限する第２のモードへ移行し、
   少なくとも、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことに基づいて前記第２の電圧値を初期値より高い値に再設定する制御部
   を備えることを特徴とした二次電池。
2. 前記制御部は、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことと、前記二次電池の放電特性とに基づいて、前記第１のモードで用いるバッテリー容量が前記第２の電圧値の初期値に対応したバッテリー容量より少なくなるように前記第２の電圧値を再設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記制御部は、前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第１の電圧値と前記第２の電圧値の間の値である予め決められた第３の電圧値以下となった場合に、前記二次電池のモードを、前記第２のモードから、前記制御部が前記二次電池の放電を禁止する第３のモードへ移行する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池。
4. 前記制御部は、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことと、前記二次電池の放電特性とに基づいて、前記第３のモードで用いるバッテリー容量が前記第３の電圧値の初期値に対応したバッテリー容量より多くなるように前記第３の電圧値を再設定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
5. 二次電池の充放電を制御するための制御回路であって、
   バッテリーセルの出力電圧値が予め決められた第１の電圧値以下となった場合に充電を禁止する機能と、
   前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第１の電圧値より高い第２の電圧値以下になった場合に、前記二次電池のモードを、ユーザによる電子機器の起動が可能な第１のモードから、前記二次電池から電子機器への電力の供給が制限される第２のモードへ移行する機能と、
   少なくとも、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことに基づいて前記第２の電圧値を初期値より高い値に再設定する機能と
   を備えることを特徴とする制御回路。
6. 前記再設定する機能は、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことと、前記二次電池の放電特性とに基づいて、前記第１のモードで用いるバッテリー容量が前記第２の電圧値の初期値に対応したバッテリー容量より少なくなるように前記第２の電圧値を再設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
7. 前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第１の電圧値と前記第２の電圧値の間の値である予め決められた第３の電圧値以下となった場合に、前記二次電池のモードを、前記第２のモードから、前記制御回路が前記二次電池の放電を禁止する第３のモードへ移行する機能をさらに備える
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の制御回路。
8. 前記第３のモードへ移行する機能は、前記電子機器がシャットダウンされた時点の前記バッテリーセルの出力電圧値が前記第２の電圧値より高いことと、前記二次電池の放電特性とに基づいて、前記第３のモードで用いるバッテリー容量が前記第３の電圧値の初期値に対応したバッテリー容量より多くなるように前記第３の電圧値を再設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の制御回路。