JP2008206258A - 電池回路、及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の端子電圧が低下した場合であっても、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗が増大することを低減することができる電池回路、及び電池パックを提供する。
【解決手段】組電池１４の充放電経路を開閉するＦＥＴ２１，２２と、ＦＥＴ２１，２２のオン、オフを制御するオンオフ制御部２１１と、組電池１４の端子電圧を検出する電圧検出回路１５と、組電池１４の端子電圧をオンオフ制御部２１１の指示に応じた倍率で昇圧し、ＦＥＴ２１，２２をオンさせるためのオン電圧として出力する昇圧部２５とを備え、オンオフ制御部２１１は、組電池１４の端子電圧が低下するほど前記倍率を増大させると共に、昇圧部２５から出力されたオン電圧をＦＥＴ２１，２２のゲート−ソース間電圧として印加することでオンさせるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を用いた電池回路、及び電池パックに関する。

図６は、背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図であり、図６（ａ）はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０７としてＮチャネルのＦＥＴを使用した場合を示し、図６（ｂ）はＦＥＴ１０７としてＰチャネルのＦＥＴを使用した場合を示している。図６に示す電池パック１００は、二次電池１０１、接続端子１０２，１０３、電流センサ１０４、過電流検出回路１０５、バッファ１０６、及びＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０７を備えている。二次電池１０１は、例えばリチウムイオン二次電池が３個直列に接続された組電池にされている。

以下、図６（ａ）に示す電池パック１００について説明する。ＦＥＴ１０７は、二次電池１０１と接続端子１０２との間に接続されている。また、通常、ＦＥＴ１０７のゲートにハイレベルの電圧が印加されてオン状態にされており、二次電池１０１が接続端子１０２，１０３を介して充放電可能な状態にされている。また、過電流検出回路１０５によって過電流が検出された場合に、ＦＥＴ１０７がオフされることで二次電池１０１及びＦＥＴが過電流により劣化することが防止されるようになっている。

具体的には、電流センサ１０４による電流検出値に基づき過電流検出回路１０５によって過電流が検出されるようになっている。そして、過電流検出回路１０５によって過電流が検出されていなければ、過電流検出回路１０５から出力された制御信号に応じてバッファ１０６からハイレベルの電圧がＦＥＴ１０７のゲートへ出力されて、ＦＥＴ１０７がオンする。一方、過電流検出回路１０５によって過電流が検出されると、過電流検出回路１０５からＦＥＴ１０７をオフさせるための制御信号がバッファ１０６へ出力され、バッファ１０６の出力電圧がローレベルにされてＦＥＴ１０７がオフするようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２１０４０９号公報

ところで、電池パック１００に電気機器が接続され、電池パック１００から電気機器の駆動用電力を供給する際には、通常二次電池１０１以外に電源が存在しないから、過電流検出回路１０５及びバッファ１０６の動作用電源電圧は、二次電池１０１から供給される。そうすると、ＦＥＴ１０７をオンさせるためにバッファ１０６から出力される電圧は、二次電池の出力電圧とほぼ等しくなるため、二次電池１０１の放電が進んで二次電池の出力電圧が低下すると、ＦＥＴ１０７のゲート電圧も低下する。

図７は、ＦＥＴのゲート−ソース間電圧ＶｇｓとＦＥＴのオン抵抗Ｒｏｎとの関係の一例を示すグラフである。図７（ａ）は周囲温度Ｔａが２５℃の場合におけるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、オン抵抗Ｒｏｎ、及びＦＥＴを流れるドレイン電流Ｉｄの関係を示し、図７（ｂ）はドレイン電流Ｉｄが１８Ａ〜４．５Ａの場合におけるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、オン抵抗Ｒｏｎ、及びＦＥＴの周囲温度Ｔａの関係を示している。

図７（ａ）に示すように、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、すなわちＦＥＴ１０７のゲート電圧が高いほど、オン抵抗Ｒｏｎは小さくなる。また、図７（ｂ）に示すように、周囲温度Ｔａが上昇するほどオン抵抗Ｒｏｎは大きくなる。

図８は、リチウムイオン二次電池の放電特性の一例を示すグラフである。リチウムイオン二次電池は、各セルメーカーや品種によって種々の放電特性を示すものがあり、例えばグラフＧ１０１に示すように４．２Ｖの充電電圧から徐々に端子電圧が低下する標準的なものの他、グラフＧ１０２に示すように平均電圧が高めのものや、グラフＧ１０３に示すように平均電圧が低く、低電圧まで放電可能にすることで、高容量化を図るもの等がある。

図８に示すように、リチウムイオン二次電池の場合、放電開始時の４．２Ｖ付近から、公称容量を放電し終わる放電末期時には、３Ｖ〜２．５Ｖ程度まで、端子電圧が低下する。そうすると、二次電池１０１の放電末期では、ＦＥＴ１０７のゲート電圧が低下してオン抵抗Ｒｏｎが増大する。また、電池パック１００から電力が供給される電気機器は、一定の電力を必要としているから、二次電池１０１の端子電圧が低下すると、一定の電力を確保するために二次電池１０１の出力電流、すなわちＦＥＴ１０７を流れる電流は増加する。このように、二次電池１０１の放電末期には、二次電池１０１の端子電圧の低下に伴いＦＥＴ１０７のオン抵抗Ｒｏｎと、ＦＥＴ１０７を流れる電流とが共に増大するため、加速度的にＦＥＴ１０７の発熱量が増大し、ＦＥＴ１０７の劣化を招くおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、二次電池の端子電圧が低下した場合であっても、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗が増大することを低減することができる電池回路、及び電池パックを提供することを目的とする。

本発明に係る電池回路は、二次電池と、前記二次電池の負極に接続される第１端子と、前記二次電池の正極に接続される第２端子と、前記第１端子から前記二次電池を介して前記第２端子に至る電流経路を開閉する電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタのオン、オフを制御するオンオフ制御部と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の端子電圧を、前記オンオフ制御部の指示に応じた倍率で昇圧し、前記電界効果トランジスタをオンさせるためのオン電圧として出力する昇圧部とを備え、前記オンオフ制御部は、前記電界効果トランジスタをオンする場合において、前記電圧検出部により検出された端子電圧が低下するほど前記倍率を増大させるように前記昇圧部に指示すると共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加することでオンさせる。

この構成によれば、オンオフ制御部によって、電界効果トランジスタがオン、オフされると、二次電池を充放電するための電流経路が開閉される。また、オンオフ制御部によって、電圧検出部により検出された端子電圧が低下するほど昇圧部による二次電池の端子電圧の昇圧倍率が増大させるように指示され、当該指示に応じた倍率で昇圧されたオン電圧が、電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。この場合、二次電池の端子電圧が低下し、当該端子電圧に基づき電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加される電圧が低下して電界効果トランジスタのオン抵抗が増大するおそれがある場合、二次電池の端子電圧の昇圧倍率が増大されて電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加される結果、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗の増大が低減される。

また、前記昇圧部は、前記オンオフ制御部の指示に応じて、前記倍率を予め設定された設定倍率と１倍とで切り替えるものであり、前記オンオフ制御部は、前記電界効果トランジスタをオンする場合において、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧が所定の閾値電圧を超えていれば、前記昇圧部の倍率を１倍に切り替える第１の指示を行い、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧が前記閾値電圧以下であれば、前記昇圧部の倍率を前記設定倍率に切り替える第２の指示を行うことが好ましい。

この構成によれば、二次電池の端子電圧が閾値電圧を超えていれば、オンオフ制御部によって昇圧部による昇圧の倍率が１倍に切り替えられる結果、二次電池の端子電圧が電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加されて、電界効果トランジスタがオンされる。また、二次電池の端子電圧が低下して閾値電圧以下になると、オンオフ制御部によって昇圧部による昇圧の倍率が予め設定された設定倍率に切り替えられて昇圧され、昇圧部により昇圧された電圧が電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加されて電界効果トランジスタがオンされるので、二次電池の端子電圧が閾値電圧以下に低下し、電界効果トランジスタのオン抵抗が増大するおそれがある場合、二次電池の端子電圧が昇圧されて電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加される結果、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗の増大が低減される。

また、前記電界効果トランジスタの温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度が高いほど前記閾値電圧が高くなるように、当該閾値電圧を設定する閾値電圧設定部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、電界効果トランジスタの温度が高いほど閾値電圧が高くなるように、閾値電圧設定部によって当該閾値電圧が設定される。電界効果トランジスタは温度が高いほどオン抵抗が増大するので、電界効果トランジスタの温度が高く、オン抵抗が増大するほど閾値電圧を増大することで、温度上昇によるオン抵抗の増大を電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧の増大によって相殺することができる結果、温度上昇によるオン抵抗の増大を低減することができる。

また、前記電界効果トランジスタは、前記二次電池の負極と前記第１端子との間に接続されたｎチャネルの電界効果トランジスタであり、前記昇圧部は、キャパシタと、前記二次電池の正極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する第１スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する第２スイッチ部と、前記二次電池の正極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する正側昇圧スイッチ部とを備えると共に前記キャパシタの一端に生じた電圧を前記オン電圧として出力し、前記オンオフ制御部は、前記第１の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオンさせると共に前記正側昇圧スイッチ部をオフさせる指示を行い、前記第２の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオフさせると共に前記正側昇圧スイッチ部をオンさせる指示を行うと共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加することが好ましい。

この構成によれば、二次電池の端子電圧が閾値電圧を超えていれば、オンオフ制御部によって、第１及び第２スイッチ部がオンされると共に正側昇圧スイッチ部がオフされることで二次電池の正極電位が電界効果トランジスタのゲートに印加され、二次電池の端子電圧が電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。また、二次電池の端子電圧が閾値電圧以下であれば、オンオフ制御部によって、第１及び第２スイッチ部がオフされると共に正側昇圧スイッチ部がオンされることで二次電池の端子電圧にキャパシタの充電電圧が加算されることにより昇圧された電圧が、電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。この構成によれば、昇圧部を簡素化することができる。

また、前記電界効果トランジスタは、前記二次電池の正極と前記第２端子との間に接続されたｐチャネルの電界効果トランジスタであり、前記昇圧部は、キャパシタと、前記二次電池の正極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する第１スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する第２スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する負側昇圧スイッチ部とを備えると共に前記キャパシタの他端に生じた電圧を前記オン電圧として出力し、前記オンオフ制御部は、前記第１の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオンさせると共に前記負側昇圧スイッチ部をオフさせる指示を行い、前記第２の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオフさせると共に前記負側昇圧スイッチ部をオンさせる指示を行うと共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加することが好ましい。

この構成によれば、二次電池の端子電圧が閾値電圧を超えていれば、オンオフ制御部によって、第１及び第２スイッチ部がオンされると共に負側昇圧スイッチ部がオフされて二次電池の負極電位が電界効果トランジスタのゲートに印加され、二次電池の端子電圧が電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。また、二次電池の端子電圧が閾値電圧以下であれば、オンオフ制御部によって、前記第１及び第２スイッチ部がオフされると共に前記負側昇圧スイッチ部がオンされることで二次電池の端子電圧にキャパシタの充電電圧が加算されることにより昇圧された電圧の負電位側が電界効果トランジスタのゲートに印加される結果、昇圧部により昇圧された電圧が電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。この構成によれば、昇圧部を簡素化することができる。

また、前記二次電池の異常を検出する異常検出部をさらに備え、前記オンオフ制御部は、前記異常検出部により異常が検出された場合、前記電界効果トランジスタをオフすることが好ましい。この構成によれば、二次電池に異常が生じた場合、異常検出部により当該異常が検出され、オンオフ制御部によって、前記電界効果トランジスタがオフされて、二次電池の充放電電流経路が開かれることで、二次電池が保護される。

また、前記二次電池を充電するための充電電圧を、前記第１及び第２端子を介して前記二次電池に印加することにより、当該二次電池を充電する充電部をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、充電部によって充電電圧が二次電池に印加されると、二次電池が充電されると共に、充電部から供給された充電電圧が二次電池の端子電圧として得られるので、電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加するための端子電圧、及び昇圧部で昇圧するための端子電圧を、充電部から供給することができる。そうすると、二次電池の端子電圧が、昇圧部で昇圧しても、電界効果トランジスタを低抵抗でオンさせることができなくなるほど低下した場合であっても、充電部から供給された充電電圧に基づき電界効果トランジスタをオンさせることで、電界効果トランジスタのオン抵抗を低減することができる。

また、本発明に係る電池パックは、上述の電池回路を備える。この構成によれば、電池パック内において、二次電池の端子電圧が低下した場合であっても、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗が増大することを低減することができる。

このような構成の電池回路、及び電池パックは、オンオフ制御部によって、電界効果トランジスタがオン、オフされると、二次電池を充放電するための電流経路が開閉される。また、オンオフ制御部によって、電圧検出部により検出された端子電圧が低下するほど昇圧部による二次電池の端子電圧の昇圧倍率が増大させるように指示され、当該指示に応じた倍率で昇圧されたオン電圧が、電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加されることで電界効果トランジスタがオンされる。この場合、二次電池の端子電圧が低下し、当該端子電圧に基づき電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加される電圧が低下して電界効果トランジスタのオン抵抗が増大するおそれがある場合、二次電池の端子電圧の昇圧倍率が増大されて電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加される結果、二次電池の充放電経路に設けられた電界効果トランジスタのオン抵抗の増大が低減される。

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。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池回路を用いた電池システム、及び電池パックの構成の一例を示すブロック図である。この電池システム１は、電池パック２に、それを充電する充電器３を備えて構成されるが、電池パック２から給電が行われる図示しない負荷機器をさらに含めて電子機器システムが構成されてもよい。その場合、電池パック２は、図１では充電器３から充電が行われるけれども、該電池パック２が前記負荷機器に装着されて、負荷機器を通して充電が行われてもよい。

電池パック２は、端子１１、端子１２、ＧＮＤ端子１３、組電池１４（二次電池）、電圧検出回路１５（電圧検出部）、温度センサ１７、温度センサ１９（温度検出部）、制御ＩＣ１８、ＦＥＴ２１，２２（電界効果トランジスタ）、バッファ２３，２４、及び昇圧部２５を備えている。また、制御ＩＣ１８は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０１と、制御部２０２と、通信部２０３とを備えている。

充電器３は、端子３１，３２、ＧＮＤ端子３３、制御ＩＣ３４、及び充電電圧供給回路３５（充電部）を備えている。なお、制御部２０２を電池パック２に備える例に限られず、充電器３に制御部２０２を備えるようにしてもよい。また、制御部２０２を電池パック２と充電器３で分担して備えるようにしてもよい。

電池パック２および充電器３は、給電を行う直流ハイ側の端子１１，３１と、通信信号の端子１２，３２と、給電および通信信号のためのＧＮＤ端子１３，３３とによって相互に接続される。前記負荷機器が設けられる場合も、同様の端子が設けられる。この場合、ＧＮＤ端子１３は第１端子の一例に相当し、端子１１は第２端子の一例に相当している。

なお、電池システム１は、必ずしも電池パック２と充電器３とに分離可能に構成されるものに限られず、電池システム１全体で一つの電池回路として構成されていてもよい。この場合、端子１１及びＧＮＤ端子１３は、組電池１４を充放電するための電流経路を充電電圧供給回路３５と接続するものであればよく、例えばコネクタであってもよく、ランドやパッド等の配線パターンであってもよい。

電池パック２では、端子１１は、組電池１４の正極に接続されている。また、端子１３は、充電用のＦＥＴ２１と放電用のＦＥＴ２２とを介して組電池１４の負極に接続されており、端子１３からＦＥＴ２１，２２、及び組電池１４を介して端子１１に至る電流経路が構成されている。ＦＥＴ２１，２２は、寄生ダイオードの向きが互いに逆になるように接続されている。

そして、ＦＥＴ２１，２２間の電圧が、制御部２０２に入力されている。これにより、組電池１４の充放電電流が過大になると、ＦＥＴ２２のオン抵抗によってＦＥＴ２１，２２間の電圧が上昇し、制御部２０２で過電流を検知することができるようになっている。組電池１４は、複数、例えば三個の二次電池１４１，１４２，１４３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である。

温度センサ１７は、二次電池１４１，１４２，１４３の温度を検出する温度センサである。温度センサ１９は、電池パック２内の環境温度、すなわちＦＥＴ２１，２２の周囲温度Ｔａを検出することで、間接的にＦＥＴ２１，２２の温度を検出する。なお、温度センサ１９は、ＦＥＴ２１，２２の温度を直接検出するものであってもよい。

そして、二次電池１４１，１４２，１４３の温度は温度センサ１７によって検出され、ＦＥＴ２１，２２の温度は温度センサ１９によって検出され、制御ＩＣ１８内のアナログデジタル変換器２０１に入力される。また、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔ、及び二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は電圧検出回路１５（電圧検出部）によってそれぞれ読取られ、制御ＩＣ１８内のアナログデジタル変換器２０１に入力される。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。

図２は、昇圧部２５の構成の一例を示す回路図である。図２に示す昇圧部２５は、キャパシタＣ１と、組電池１４の正極とキャパシタＣ１の一端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ１（第１スイッチ部）と、組電池１４の負極とキャパシタＣ１の他端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ２（第２スイッチ部）と、組電池１４の正極とキャパシタＣ１の他端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ３（正側昇圧スイッチ部）と備えている。また、平滑用のキャパシタＣ２が、キャパシタＣ１の一端と組電池１４の負極、すなわちグラウンドとの間に接続されている。そして、キャパシタＣ１とキャパシタＣ２との間に設けたダイオードＤにて、キャパシタＣ２から電池側への逆流防止を行い、キャパシタＣ２の電位を安定させている。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、例えばトランジスタ等のスイッチング素子であり、制御部２０２からの制御信号に応じてオン、オフするようになっている。なお、平滑用のキャパシタＣ２を備えない構成としてもよい。

そして、キャパシタＣ１の一端に生じた電圧が、バッファ２３，２４の動作用電源電圧Ｖｐとして出力されるようになっている。

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、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、オンオフ制御部２１１、閾値電圧設定部２１２、異常検出部２１３、及び充電処理部２１４として機能する。

異常検出部２１３は、アナログデジタル変換器２０１からの各入力値や、ＦＥＴ２１，２２間の電圧から、端子１１，１３間の短絡や充電器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、組電池１４の異常な温度上昇等の異常を検出する検出部で、このような異常を検出した場合、当該異常を検出した旨の信号をオンオフ制御部２１１へ出力する。具体的には、異常検出部２１３は、例えば、ＦＥＴ２１，２２間の電圧が上昇して例えばハイレベルになると、充電器３からの異常電流に基づく過電流異常が生じたと判定し、例えば電圧検出回路１５で検出された電圧が急激に低下すると端子１１，１３間の短絡異常が生じたと判定し、例えば温度センサ１７によって検出された二次電池１４１，１４２，１４３の温度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の異常が生じたと判定し、異常が生じた旨の信号をオンオフ制御部２１１へ出力する。

オンオフ制御部２１１は、バッファ２３を介してＦＥＴ２１のゲートに接続され、バッファ２４を介してＦＥＴ２２のゲートに接続されている。バッファ２３，２４の電源端子には、昇圧部２５の出力電圧が供給され、バッファ２３，２４のグラウンド（ＧＮＤ）端子は、グラウンドに接続されている。

バッファ２３，２４は、オンオフ制御部２１１から、ＦＥＴ２１，２２をオンさせる旨の信号を受信すると、昇圧部２５から出力された動作用電源電圧Ｖｐ（オン電圧）をＦＥＴ２１，２２のゲートへ出力することで、ＦＥＴ２１，２２をオンさせる。また、バッファ２３，２４は、オンオフ制御部２１１から、ＦＥＴ２１，２２をオフさせる旨の信号を受信すると、０ＶをＦＥＴ２１，２２のゲートへ出力することで、ＦＥＴ２１，２２をオフさせる。なお、バッファ２３，２４は、例えば制御ＩＣ１８に内蔵されたＩ／Ｏバッファであってもよい。

なお、バッファ２３，２４を備えず、例えば昇圧部２５から出力された動作用電源電圧ＶｐをＦＥＴ２１，２２のゲートに常時印加しておき、ＦＥＴ２１のゲート−ソース間、及びＦＥＴ２２のゲート−ソース間に、それぞれ抵抗とスイッチング素子との直列回路を接続し、オンオフ制御部２１１からの制御信号に応じてＦＥＴ２１のゲート−ソース間、及びＦＥＴ２２のゲート−ソース間のスイッチング素子をオン、オフさせることで、ＦＥＴ２１，２２のオン、オフを制御するようにしてもよい。

そして、オンオフ制御部２１１は、通常時はバッファ２３，２４をオンさせて、昇圧部２５から出力された動作用電源電圧Ｖｐをバッファ２３，２４によってＦＥＴ２１，２２のゲートへ印加させることにより、ＦＥＴ２１，２２をオン状態にしている。

また、オンオフ制御部２１１は、ＦＥＴ２１，２２をオンする場合において、電圧検出回路１５により検出された端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧設定部２１２により設定された閾値電圧Ｖｔｈを超えていれば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンさせると共にスイッチＳＷ３をオフさせる指示（第１の指示）を行い、キャパシタＣ１とスイッチＳＷ１との接続点に生じた電圧、すなわち組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔをバッファ２３，２４へ動作用電源電圧Ｖｐとして供給させる。一方、オンオフ制御部２１１は、電圧検出回路１５により検出された端子電圧Ｖｏｕｔが、閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフさせると共にスイッチＳＷ３をオンさせる指示（第２の指示）を行い、キャパシタＣ１とスイッチＳＷ１との接続点に生じた電圧、すなわち組電池１４の端子電圧ＶｏｕｔとキャパシタＣ１の充電電圧とが加算された電圧を、バッファ２３，２４へ動作用電源電圧Ｖｐとして供給させる。この場合、キャパシタＣ１の充電電圧は、端子電圧Ｖｏｕｔに等しいから、Ｖｐ＝Ｖｏｕｔ＋Ｖｏｕｔとなる。すなわち昇圧部２５は、昇圧の倍率が２倍に設定されている。

また、オンオフ制御部２１１は、異常検出部２１３により異常が検出されると、ＦＥＴ１２，１３をオフさせて、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。

閾値電圧設定部２１２は、温度センサ１９により検出された周囲温度Ｔａが高いほど閾値電圧Ｖｔｈが高くなるように、閾値電圧Ｖｔｈを設定する。

充電処理部２１４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、充電器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から端子１２，３２を介して充電器３へ送信する。

具体的には、充電処理部２１４は、例えば、充電器３から、予め設定された一定の電流を供給させることにより定電流充電を実行し、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが予め設定された一定の終止電圧Ｖｆに達すると、終止電圧Ｖｆを印加して組電池１４を充電する定電圧充電に切り替えるいわゆるＣＣＣＶ充電を行う。なお、充電処理部２１４の充電方法はＣＣＣＶ充電に限られず、一定の電流で充電を行う定電流（ＣＣ）充電、一定の電圧で充電を行う定電圧（ＣＶ）充電、パルス状に充電電流を供給するパルス充電、微少電流により充電を行うトリクル充電等、種々の充電方式を用いることができる。また、図略の負荷回路へ負荷電流を供給しながら組電池１４を充電する構成であってもよい。

充電器３では、充電処理部２１４からの要求を、制御ＩＣ３４において、通信手段である通信部３６で受信し、充電制御手段である充電制御部３７が充電電流供給手段である充電電圧供給回路３５（充電部）を制御して、要求に応じた電圧値、電流値、およびパルス幅で、充電電流を供給させる。充電電圧供給回路３５は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどから成り、入力電圧を、充電制御部３７で指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換し、端子３１，１１；３３，１３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電池システム１の動作について説明する。まず、充電処理部２１４からの要求信号に応じて、充電器３によって組電池１４が充電され、二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、例えば４．２Ｖにされ、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが、例えば１２．６Ｖにされている。

図３は、図１に示す電池パック２の動作の一例を示すフローチャートである。まず、オンオフ制御部２１１によって、昇圧部２５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされ、スイッチＳＷ３がオフされる（ステップＳ１）。そうすると、キャパシタＣ１，Ｃ２が組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔ、例えば１２．６Ｖに充電されると共に、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが動作用電源電圧Ｖｐとしてバッファ２３，２４へ供給される。

次に、温度センサ１９によって、ＦＥＴ２１，２２の周囲温度Ｔａが検出される（ステップＳ２）。そして、閾値電圧設定部２１２によって、温度センサ１９により検出された周囲温度Ｔａが高いほど閾値電圧Ｖｔｈが高くなるように、閾値電圧Ｖｔｈが設定される（ステップＳ３）。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、ＦＥＴ２１，２２のオン抵抗Ｒｏｎは、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが小さいほど、大きくなる特性がある。昇圧部２５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされ、スイッチＳＷ３がオフされている状態では、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが動作用電源電圧Ｖｐとしてバッファ２３，２４へ供給され、すなわち昇圧部２５の昇圧の倍率が１倍にされており、従ってバッファ２３，２４から出力されるゲート電圧も端子電圧Ｖｏｕｔとなる。組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔは、組電池１４の放電が進むと低下し、また、組電池１４の充電初期には端子電圧Ｖｏｕｔが低いから、ＦＥＴ２１，２２のオン抵抗Ｒｏｎが増大してしまう。

そこで、オンオフ制御部２１１は、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以下となって、ＦＥＴ２１，２２のオン抵抗Ｒｏｎが一定以上の抵抗値になると、昇圧部２５によって動作用電源電圧Ｖｐを昇圧させることでゲート電圧を増大させ、オン抵抗Ｒｏｎを減少させるようになっている。

ここで、図７（ｂ）に示すように、ＦＥＴ２１，２２のオン抵抗Ｒｏｎは、周囲温度Ｔａが高いほど大きくなる特性がある。そのため、もし仮に、閾値電圧Ｖｔｈが周囲温度Ｔａに関わらず一定の値に設定されていたとすると、周囲温度Ｔａが高いほど、昇圧部２５の昇圧の倍率が１倍から２倍に切り替える際のオン抵抗Ｒｏｎが増大するので、周囲温度Ｔａが高い場合には、周囲温度Ｔａが低い場合よりも、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ付近まで低下した場合におけるＦＥＴ２１，２２のオン抵抗Ｒｏｎが増大する。

そこで、閾値電圧設定部２１２は、周囲温度Ｔａが高いほど閾値電圧Ｖｔｈが高くなるように閾値電圧Ｖｔｈを設定することで、周囲温度Ｔａが上昇した際に、昇圧部２５により昇圧を開始される際のオン抵抗Ｒｏｎが増大することを低減させるようになっている。具体的には、例えば、オン抵抗Ｒｏｎを予め設定された目標抵抗値Ｒｔｇ、例えば４ｍΩ、以下の低抵抗に維持したい場合、図７（ｂ）を参照して、閾値電圧設定部２１２によって、周囲温度Ｔａが２０℃のときオン抵抗Ｒｏｎが４ｍΩとなるＶｇｓ＝６Ｖが、閾値電圧Ｖｔｈとして設定され、周囲温度Ｔａが４０℃のときオン抵抗Ｒｏｎが４ｍΩとなるＶｇｓ＝８Ｖが、閾値電圧Ｖｔｈとして設定される。閾値電圧設定部２１２は、例えば、図７（ｂ）に示される周囲温度Ｔａとオン抵抗Ｒｏｎと閾値電圧Ｖｔｈとの関係を示す図略のデータテーブルを参照することで、上記閾値電圧Ｖｔｈを設定する。

次に、電圧検出回路１５によって、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが検出される（ステップＳ４）。そして、オンオフ制御部２１１によって、電圧検出回路１５により検出された端子電圧Ｖｏｕｔと閾値電圧設定部２１２により設定された閾値電圧Ｖｔｈとが比較され（ステップＳ５）、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈを超えていれば（ステップＳ５でＮＯ）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされると共にスイッチＳＷ３がオフされ（ステップＳ６）、端子電圧Ｖｏｕｔをバッファ２３，２４へ動作用電源電圧Ｖｐとして供給させる。

一方、例えば組電池１４の放電が進んで端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以下となった場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、オンオフ制御部２１１によって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフされると共にスイッチＳＷ３がオンされる（ステップＳ７）。そうすると、昇圧部２５において、組電池１４の端子電圧ＶｏｕｔとキャパシタＣ１に充電されている端子電圧Ｖｏｕｔとが加算され、すなわち端子電圧Ｖｏｕｔ×２に昇圧された電圧がバッファ２３，２４へ動作用電源電圧Ｖｐとして供給される。

次に、ステップＳ８において、オンオフ制御部２１１によって、ＦＥＴ２１，２２のオン、オフ制御が実行される。具体的には、例えば、異常検出部２１３により異常が検出された場合には、オンオフ制御部２１１によって、ＦＥＴ２１，２２をオフする旨の信号がバッファ２３，２４へ出力され、バッファ２３，２４によってＦＥＴ２１，２２のゲート電圧が０ＶにされてＦＥＴ２１，２２がオフされる。一方、充電器３によって組電池１４の充電が行われる際や、電池パック２が図略の負荷装置に接続されて組電池１４を放電させる際には、オンオフ制御部２１１によって、ＦＥＴ２１，２２をオンする旨の信号がバッファ２３，２４へ出力される。

そうすると、バッファ２３，２４の動作用電源電圧Ｖｐは、昇圧部２５によって、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈを超えていれば端子電圧Ｖｏｕｔにされているので、バッファ２３，２４から端子電圧Ｖｏｕｔがゲート電圧としてＦＥＴ２１，２２へ出力され、ＦＥＴ２１，２２のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが端子電圧Ｖｏｕｔにされる結果、ＦＥＴ２１，２２が目標抵抗値Ｒｔｇ以下のオン抵抗Ｒｏｎでオンされる。一方、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、昇圧部２５によって、動作用電源電圧Ｖｐが昇圧されて端子電圧Ｖｏｕｔ×２にされているから、バッファ２３，２４から端子電圧Ｖｏｕｔ×２がゲート電圧としてＦＥＴ２１，２２へ出力され、ＦＥＴ２１，２２のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが端子電圧Ｖｏｕｔ×２にされる結果、ＦＥＴ２１，２２がオンされると共にオン抵抗Ｒｏｎが目標抵抗値Ｒｔｇを超えることが低減される。

以上、ステップＳ１〜Ｓ８の処理により、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが低下した場合であっても、組電池１４の充放電経路に設けられたＦＥＴ２１，２２のオン抵抗が増大することを低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電池回路を用いた電池システム、及び電池パックについて説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電池回路を用いた電池システム１ａ、及び電池パック２ａの構成の一例を示すブロック図である。図４に示す電池システム１ａは、図１に示す電池システム１とは、電池パック２の代わりに電池パック２ａが用いられる点で異なる。図４に示す電池パック２ａと、図１に示す電池パック２とでは、下記の点で異なる。

すなわち、図４に示す電池パック２ａでは、端子１１は、放電用のＦＥＴ２１ａと充電用のＦＥＴ２２ａとを介して組電池１４の正極に接続されている。ＦＥＴ２１ａ，２２ａとしては、ｐチャネルのＦＥＴが用いられる。ＦＥＴ２１ａ，２２ａは、寄生ダイオードの向きが互いに逆になるように接続されている。また、端子１３は、電流検出抵抗１６（電流検出部）を介して組電池１４の負極に接続されており、端子１１からＦＥＴ２１ａ，２２ａ、組電池１４、及び電流検出抵抗１６を介して端子１３に至る電流経路が構成されている。そして、電流検出抵抗１６によって、組電池１４の充電電流および放電電流が電圧値に変換されて、アナログデジタル変換器２０１に入力されることで、組電池１４の充電電流および放電電流がアナログデジタル変換器２０１によって検出可能にされている。また、異常検出部２１３は、電流検出抵抗１６によって検出された電流値に基づき、過電流異常を検出するようになっている。

バッファ２３ａ，２４ａの電源端子には、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが供給され、バッファ２３ａ，２４ａのグラウンド（ＧＮＤ）端子には、昇圧部２５ａから供給された基準電圧Ｖｇが供給されている。そして、バッファ２３ａ，２４ａは、オンオフ制御部２１１からＦＥＴ２１ａ，２２ａをオフさせる旨の信号を受信すると、電源端子に供給されている端子電圧ＶｏｕｔをＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲートへ印加して、ＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを０ＶにさせることによりＦＥＴ２１ａ，２２ａをオフさせ、オンオフ制御部２１１からバッファ２３ａ，２４ａをオンさせる旨の信号を受信すると、グラウンド端子に供給されている基準電圧ＶｇをＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲートへ印加して、ＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを増大させることにより、ＦＥＴ２１ａ，２２ａをオンさせる。

なお、バッファ２３ａ，２４ａを備えず、例えば昇圧部２５ａから出力された動作用電源電圧ＶｐをＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲートに常時印加しておき、ＦＥＴ２１ａのゲート−ソース間、及びＦＥＴ２２ａのゲート−ソース間に、それぞれ抵抗とスイッチング素子との直列回路を接続し、オンオフ制御部２１１からの制御信号に応じてＦＥＴ２１ａのゲート−ソース間、及びＦＥＴ２２ａのゲート−ソース間のスイッチング素子をオン、オフさせることで、ＦＥＴ２１ａ，２２ａのオン、オフを制御するようにしてもよい。

図５は、図４に示す昇圧部２５ａの構成の一例を示す回路図である。図５に示す昇圧部２５ａは、キャパシタＣ１と、組電池１４の正極とキャパシタＣ１の一端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ１（第１スイッチ部）と、組電池１４の負極とキャパシタＣ１の他端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ２（第２スイッチ部）と、組電池１４の負極とキャパシタＣ１の一端との間の接続を開閉するスイッチＳＷ３（負側昇圧スイッチ部）とを備えている。また、平滑用のキャパシタＣ２が、キャパシタＣ１の他端と組電池１４の正極端子との間に接続されている。そして、キャパシタＣ１とキャパシタＣ２との間に設けたダイオードＤにて、電池側からキャパシタＣ２への逆流防止を行い、キャパシタＣ２の電位を安定させている。

そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、制御部２０２からの制御信号に応じてオン、オフするようになっている。なお、平滑用のキャパシタＣ２を備えない構成としてもよい。

そして、キャパシタＣ１の他端に生じた電圧が、基準電圧Ｖｇとしてバッファ２３ａ，２４ａのグラウンド端子へ供給されるようになっている。

その他の構成は図１に示す電池システム１と同様であるのでその説明を省略し、以下、以下本実施形態の動作について説明する。図４に示す電池システム１ａの動作は、電池システム１と同様、図３のフローチャートで示される。図４に示す電池システム１ａの動作は、図１に示す電池システム１とは、図３のフローチャートにおけるステップＳ１，Ｓ６，Ｓ７での昇圧部２５ａの動作と、ステップＳ８でのバッファ２３ａ，２４ａの動作のみ、異なる。その他の動作は、図１に示す電池システム１と同様であるのでその説明を省略し、本実施形態の特徴的な動作について説明する。

まず、ステップＳ１において、オンオフ制御部２１１によって、昇圧部２５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされ、スイッチＳＷ３がオフされる（ステップＳ１）。そうすると、キャパシタＣ１，Ｃ２が組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔ、例えば１２．６Ｖに充電されると共に、組電池１４の負極電位、すなわちグラウンド電位が基準電圧Ｖｇとしてバッファ２３ａ，２４ａへ供給される。

そして、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈを超えていれば（ステップＳ５でＮＯ）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされると共にスイッチＳＷ３がオフされ（ステップＳ６）、基準電圧Ｖｇがバッファ２３ａ，２４ａのグラウンド端子へ供給される。

一方、例えば組電池１４の放電が進んで端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以下となった場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、オンオフ制御部２１１によって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフされると共にスイッチＳＷ３がオンされる（ステップＳ７）。そうすると、昇圧部２５ａにおいて、組電池１４の負極側にキャパシタＣ１に充電されている端子電圧Ｖｏｕｔが加算され、すなわち端子電圧Ｖｏｕｔが２倍に昇圧されてキャパシタＣ２に充電される。そして、キャパシタＣ１とスイッチＳＷ２との接続点の電圧、すなわちキャパシタＣ２に充電された端子電圧Ｖｏｕｔ×２の負側の電圧が、基準電圧Ｖｇとしてバッファ２３ａ，２４ａへ供給される。この場合、基準電圧Ｖｇはグラウンドレベルを基準にして−Ｖｏｕｔとなり、組電池１４の正極電位、すなわちＦＥＴ２１ａ，２２ａのソース電位を基準にして−Ｖｏｕｔ×２となる。従って、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンされると共にスイッチＳＷ３がオフされた状態で、基準電圧Ｖｇと組電池１４の正極電位との間の電圧は端子電圧Ｖｏｕｔにされており、ステップＳ７において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフされると共にスイッチＳＷ３がオンされると、基準電圧Ｖｇと組電池１４の正極電位との間の電圧は端子電圧Ｖｏｕｔ×２に昇圧されるようになっている。

次に、ステップＳ８において、オンオフ制御部２１１によって、ＦＥＴ２１ａ，２２ａをオンする旨の信号がバッファ２３ａ，２４ａへ出力されると、バッファ２３ａ，２４ａのグラウンド端子には、昇圧部２５ａから基準電圧Ｖｇが供給されており、基準電圧Ｖｇは、昇圧部２５ａによって、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈを超えていれば０Ｖにされているので、バッファ２３ａ，２４ａによってＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲート電圧が０Ｖにされ、すなわちＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔにされる結果、ＦＥＴ２１ａ，２２ａが目標抵抗値Ｒｔｇ以下のオン抵抗Ｒｏｎでオンされる。

一方、端子電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、昇圧部２５ａによって、組電池１４の正極電位、すなわちＦＥＴ２１ａ，２２ａのソース電位を基準にして端子電圧Ｖｏｕｔ×２の電位差を有する基準電圧Ｖｇがバッファ２３ａ，２４ａのグラウンド端子に供給されるので、オンオフ制御部２１１によって、ＦＥＴ２１ａ，２２ａをオンする旨の信号がバッファ２３ａ，２４ａへ出力されると、バッファ２３ａ，２４ａによって、ＦＥＴ２１ａ，２２ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔ×２にされる結果、ＦＥＴ２１，２２がオンされると共にオン抵抗Ｒｏｎが目標抵抗値Ｒｔｇを超えることが低減される。

以上のように、図４に示す電池パック２ａにおいても、ステップＳ１〜Ｓ８の処理により、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが低下した場合でも、組電池１４の充放電経路に設けられたＦＥＴ２１ａ，２２ａのオン抵抗が増大することを低減することができる。

また、充電器３によって、組電池１４の充電電圧を、端子１３，１１を介して組電池１４に印加して組電池１４を充電する際には、組電池１４が充電されると共に、充電器３から供給された充電電圧が組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔとして得られるので、ＦＥＴ２１，２２，２１ａ，２２ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓとして印加するための端子電圧Ｖｏｕｔ、及び昇圧部２５，２５ａで昇圧するための端子電圧Ｖｏｕｔを、充電器３から供給することができる。そうすると、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが、昇圧部２５，２５ａで昇圧してもＦＥＴ２１，２２，２１ａ，２２ａを低抵抗でオンさせることができなくなるほど低下した場合であっても、組電池１４の出力電圧の代わりに充電器３から供給された充電電圧を端子電圧Ｖｏｕｔとして用いることで昇圧部２５，２５ａで得られた電圧に基づきＦＥＴ２１，２２，２１ａ，２２ａをオンさせることで、ＦＥＴ２１，２２，２１ａ，２２ａのオン抵抗を低減することができる。

また、図１に示す電池システム１，電池パック２や図４に示す電池システム１ａ，電池パック２ａによれば、組電池１４の端子電圧Ｖｏｕｔが低下した場合でも、組電池１４の充放電経路に設けられたＦＥＴ２１ａ，２２ａのオン抵抗が増大することを低減することができるから、高価な低オン抵抗のＦＥＴを使用したり、ＦＥＴを並列構成にしたりしてオン抵抗を低減する必要性が低下する結果、コストの上昇を抑制することが容易となる。

なお、昇圧部２５，２５ａは、組電池１４の両端端子間の電圧を昇圧する例を示したが、組電池１４を構成する二次電池の一部の出力電圧を昇圧電圧分として利用するようにしてもよい。また、昇圧部２５，２５ａは、昇圧の倍率が２倍に設定されている例を示したが、倍率は２倍でなくてもよい。また、昇圧部２５，２５ａを、昇圧の倍率が可変の、例えばスイッチング電源回路、チャージポンプ回路やコイルを用いる回路によって構成し、オンオフ制御部２１１は、電圧検出回路１５により検出された端子電圧が低下するほど昇圧の倍率を連続的に徐々に増大させるように、昇圧部２５，２５ａの昇圧の倍率を設定するようにしてもよいが、チャージポンプ回路が安価なために好ましい。

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を充電する電池システム等に用いられる電池回路として好適に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電池回路を用いた電池システム、及び電池パックの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す昇圧部の構成の一例を示す回路図である。 図１に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る電池回路を用いた電池システム、及び電池パックの構成の一例を示すブロック図である。 図４に示す昇圧部の構成の一例を示す回路図である。 背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。 ＦＥＴのゲート−ソース間電圧ＶｇｓとＦＥＴのオン抵抗Ｒｏｎとの関係の一例を示すグラフである。（ａ）は周囲温度Ｔａが２５℃の場合におけるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、オン抵抗Ｒｏｎ、及びＦＥＴを流れるドレイン電流Ｉｄの関係を示し、（ｂ）はドレイン電流Ｉｄが１８Ａ〜４．５Ａの場合におけるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、オン抵抗Ｒｏｎ、及びＦＥＴの周囲温度Ｔａの関係を示している。 リチウムイオン二次電池の放電特性の一例を示すグラフである。

符号の説明

１，１ａ 電池システム
２，２ａ 電池パック
３ 充電器
１１，１２，１３ 端子
１４ 組電池
１５ 電圧検出回路
１６ 電流検出抵抗
１７，１９ 温度センサ
２３，２３ａ バッファ
２４，２４ａ バッファ
２５，２５ａ 昇圧部
３５ 充電電圧供給回路
１４１，１４２，１４３ 二次電池
２０１ アナログデジタル変換器
２０２ 制御部
２１１ オンオフ制御部
２１２ 閾値電圧設定部
２１３ 異常検出部
２１４ 充電処理部
Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ
２１，２２ ＦＥＴ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ

Claims (8)

1. 二次電池と、
   前記二次電池の負極に接続される第１端子と、
   前記二次電池の正極に接続される第２端子と、
   前記第１端子から前記二次電池を介して前記第２端子に至る電流経路を開閉する電界効果トランジスタと、
   前記電界効果トランジスタのオン、オフを制御するオンオフ制御部と、
   前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
   前記二次電池の端子電圧を、前記オンオフ制御部の指示に応じた倍率で昇圧し、前記電界効果トランジスタをオンさせるためのオン電圧として出力する昇圧部とを備え、
   前記オンオフ制御部は、前記電界効果トランジスタをオンする場合において、前記電圧検出部により検出された端子電圧が低下するほど前記倍率を増大させるように前記昇圧部に指示すると共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間電圧として印加することでオンさせること
   を特徴とする電池回路。
2. 前記昇圧部は、前記オンオフ制御部の指示に応じて、前記倍率を予め設定された設定倍率と１倍とで切り替えるものであり、
   前記オンオフ制御部は、前記電界効果トランジスタをオンする場合において、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧が所定の閾値電圧を超えていれば、前記昇圧部の倍率を１倍に切り替える第１の指示を行い、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧が前記閾値電圧以下であれば、前記昇圧部の倍率を前記設定倍率に切り替える第２の指示を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の電池回路。
3. 前記電界効果トランジスタの温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出された温度が高いほど前記閾値電圧が高くなるように、当該閾値電圧を設定する閾値電圧設定部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項２記載の電池回路。
4. 前記電界効果トランジスタは、前記二次電池の負極と前記第１端子との間に接続されたｎチャネルの電界効果トランジスタであり、
   前記昇圧部は、キャパシタと、前記二次電池の正極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する第１スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する第２スイッチ部と、前記二次電池の正極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する正側昇圧スイッチ部とを備えると共に前記キャパシタの一端に生じた電圧を前記オン電圧として出力し、
   前記オンオフ制御部は、前記第１の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオンさせると共に前記正側昇圧スイッチ部をオフさせる指示を行い、前記第２の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオフさせると共に前記正側昇圧スイッチ部をオンさせる指示を行うと共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加すること
   を特徴とする請求項２又は３記載の電池回路。
5. 前記電界効果トランジスタは、前記二次電池の正極と前記第２端子との間に接続されたｐチャネルの電界効果トランジスタであり、
   前記昇圧部は、キャパシタと、前記二次電池の正極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する第１スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの他端との間の接続を開閉する第２スイッチ部と、前記二次電池の負極と前記キャパシタの一端との間の接続を開閉する負側昇圧スイッチ部とを備えると共に前記キャパシタの他端に生じた電圧を前記オン電圧として出力し、
   前記オンオフ制御部は、前記第１の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオンさせると共に前記負側昇圧スイッチ部をオフさせる指示を行い、前記第２の指示として、前記第１及び第２スイッチ部をオフさせると共に前記負側昇圧スイッチ部をオンさせる指示を行うと共に、前記昇圧部から出力されたオン電圧を前記電界効果トランジスタのゲート−ソース間に印加すること
   を特徴とする請求項２又は３記載の電池回路。
6. 前記二次電池の異常を検出する異常検出部をさらに備え、
   前記オンオフ制御部は、前記異常検出部により異常が検出された場合、前記電界効果トランジスタをオフすること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池回路。
7. 前記二次電池を充電するための充電電圧を、前記第１及び第２端子を介して前記二次電池に印加することにより、当該二次電池を充電する充電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項に記載の電池回路。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池回路を備える電池パック。

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