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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158343
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】電池パックおよびそのの制御方法
(51)【国際特許分類】
H02H 7/18 20060101AFI20241031BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241031BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20241031BHJP
H02H 9/04 20060101ALI20241031BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
H02H7/18
H02J7/00 S
H02J7/02 H
H02H9/04 B
H01M10/48 P
H01M10/48 301
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023073475
(22)【出願日】2023-04-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 圭之
【テーマコード（参考）】
5G013
5G053
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
5G013AA02
5G013AA04
5G013BA02
5G013DA05
5G053AA09
5G053BA04
5G053CA03
5G053DA01
5G053EC03
5G053EC05
5G053EC06
5G053FA02
5G503AA01
5G503BA03
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503CB11
5G503CC02
5G503FA16
5G503FA19
5H030AA03
5H030AA06
5H030AA10
5H030FF22
5H030FF42
5H030FF43
5H030FF44
5H030FF52
(57)【要約】
【課題】電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる電池パックを得る。
【解決手段】本開示の一実施の形態に係る電池パックは、第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、複数の電池セルを有する蓄電池と、複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、第１の経路を介して第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して第２の端子に導かれた第２の接続端子と、第１の経路に設けられた可溶体素子と、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、可溶体素子を溶断可能な発熱体と、第３の経路に設けられたスイッチ素子と、監視回路の検出結果に基づいて、スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池電圧に応じてスイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一実施の形態に係る電池パックは、第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、複数の電池セルを有する蓄電池と、複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、第１の経路を介して第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して第２の端子に導かれた第２の接続端子と、第１の経路に設けられた可溶体素子と、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、可溶体素子を溶断可能な発熱体と、第３の経路に設けられたスイッチ素子と、監視回路の検出結果に基づいて、スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池電圧に応じてスイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、
前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、
第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、
第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、
前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、
前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、
前記第３の経路に設けられたスイッチ素子と、
前記監視回路の検出結果に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じて前記スイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路と
を備えた電池パック。
前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、
第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、
第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、
前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、
前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、
前記第３の経路に設けられたスイッチ素子と、
前記監視回路の検出結果に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じて前記スイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路と
を備えた電池パック。
【請求項2】
前記制御回路は、
前記蓄電池電圧が第１の電圧である場合に、前記オフ時間を第１の時間に設定可能であり、
前記蓄電池電圧が第１の電圧よりも高い第２の電圧である場合に、前記オフ時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定可能である
請求項１に記載の電池パック。
前記蓄電池電圧が第１の電圧である場合に、前記オフ時間を第１の時間に設定可能であり、
前記蓄電池電圧が第１の電圧よりも高い第２の電圧である場合に、前記オフ時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定可能である
請求項１に記載の電池パック。
【請求項3】
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第１のしきい電圧より高い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
請求項１に記載の電池パック。
【請求項4】
前記制御回路は、さらに、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能であり、
前記第２のしきい電圧は、前記第１のしきい電圧より低い
請求項３に記載の電池パック。
前記第２のしきい電圧は、前記第１のしきい電圧より低い
請求項３に記載の電池パック。
【請求項5】
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
請求項１に記載の電池パック。
【請求項6】
前記監視回路は、さらに、前記蓄電池の温度を検出することが可能であり、
前記制御回路は、さらに、前記蓄電池の温度が所定の温度範囲の範囲外である場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
前記制御回路は、さらに、前記蓄電池の温度が所定の温度範囲の範囲外である場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
【請求項7】
前記制御回路は、さらに、前記監視回路の検出結果に基づいて、前記監視回路が正常に動作しているかどうかを判断可能であり、前記監視回路が正常に動作していない場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
請求項１に記載の電池パック。
【請求項8】
前記制御回路が前記ＰＦＭ制御を開始してから、前記可溶体素子が溶断するまでの溶断時間は、１秒以内である
請求項１に記載の電池パック。
請求項１に記載の電池パック。
【請求項9】
前記制御回路は、次の式（１）を用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
ここで、Ｃは所定の定数である
請求項１に記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
ここで、Ｃは所定の定数である
【請求項10】
前記制御回路は、次の式（１）を用いて算出された、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖと前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔとの関係を示すテーブルデータを用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて前記スイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
請求項１に記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
請求項１に記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
【請求項11】
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、前記第３の経路に設けられたスイッチ素子とを備えた電池パックにおける、前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出することと、
検出された複数の前記セル電圧に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子の動作を制御することと
を含む
電池パックの制御方法。
検出された複数の前記セル電圧に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子の動作を制御することと
を含む
電池パックの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、蓄電池を備えた電池パック、およびそのような電池パックにおいて用いられる電池パックの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
蓄電池を備えた電池パックでは、例えば、蓄電池が過充電状態になった場合に、充放電経路が遮断される。例えば、特許文献１には、過充電状態になったときに、充放電経路に設けられた可溶体素子を溶断させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－５３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電池パックでは、過充電状態だけでなく、電池パックを使用すべきではない他の様々な状態でも、充放電経路を遮断することが望ましい。
【0005】
電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる電池パックおよび電池パックの制御方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施の形態における電池パックは、蓄電池と、監視回路と、第１の接続端子と、第２の接続端子と、可溶体素子と、発熱体と、スイッチ素子と、制御回路とを備えている。蓄電池は、第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有するものである。監視回路は、複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能なものである。第１の接続端子は、第１の経路を介して第１の端子に導かれたものである。第２の接続端子は、第２の経路を介して第２の端子に導かれたものである。可溶体素子は、第１の経路に設けられ、熱により溶断可能なものである。発熱体は、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより可溶体素子を溶断可能なものである。スイッチ素子は、第３の経路に設けられたものである。制御回路は、監視回路の検出結果に基づいて、スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてスイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能なものである。
【0007】
本開示の一実施の形態における電池パックの制御方法は、第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、第１の経路を介して第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して第２の端子に導かれた第２の接続端子と、第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより可溶体素子を溶断可能な発熱体と、第３の経路に設けられたスイッチ素子とを備えた電池パックにおける、複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出することと、検出された複数のセル電圧に基づいて、スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、スイッチ素子の動作を制御することとを含む。
【0008】
本開示の一実施の形態における電池パックおよび電池パックの制御方法によれば、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
＜実施の形態＞
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る電池パック（電池パック１）の一構成例を表すものである。電池パック１は、正端子ＴＰと、負端子ＴＮと、蓄電池１１と、保護回路２０と、監視回路３０と、制御回路１２と、トランジスタ１３とを備えている。
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る電池パック（電池パック１）の一構成例を表すものである。電池パック１は、正端子ＴＰと、負端子ＴＮと、蓄電池１１と、保護回路２０と、監視回路３０と、制御回路１２と、トランジスタ１３とを備えている。
【0012】
正端子ＴＰおよび負端子ＴＮは、電池パック１と、電池パック１が装着された機器とを電気的に接続するように構成される。機器は、例えば、電池パック１に電力を供給する充電器であってもよいし、電池パック１の電力に基づいて動作する負荷機器であってもよい。正端子ＴＰは、電源線ＰＬ１を介して蓄電池１１の正極ＥＰに導かれる。ここで、「導かれる」ことは、図１に示したように、正端子ＴＰが蓄電池１１の正極ＥＰに、保護回路２０を介して接続される場合のみを含むのではなく、例えば、さらに、図示しないスイッチや抵抗素子などを介して接続される場合も含む。負端子ＴＮは、電源線ＰＬ２を介して蓄電池１１の負極ＥＮに導かれる。ここで、「導かれる」ことは、図１に示したように、負端子ＴＮが蓄電池１１の負極ＥＮに、直接接続される場合のみを含むのではなく、例えば、さらに、図示しないスイッチや抵抗素子などを介して接続される場合も含む。
【0013】
蓄電池１１は、電力を蓄えるように構成される。例えば、電池パック１が充電器に接続された場合には、正端子ＴＰ、保護回路２０、蓄電池１１、負端子ＴＮの順に充電電流が流れることにより、蓄電池１１は充電される。また、電池パック１が負荷機器に接続された場合には、負端子ＴＮ、蓄電池１１、保護回路２０、正端子ＴＰの順に放電電流が流れることにより、蓄電池１１は放電されるようになっている。
【0014】
蓄電池１１は、複数の電池セルＢＣ（この例では５つの電池セルＢＣ１～ＢＣ５）を有している。電池セルＢＣ１～ＢＣ５のそれぞれは、この例ではリチウムイオン二次電池を用いて構成される。電池セルＢＣ１～ＢＣ５は直列に接続される。具体的には、電池セルＢＣ１の正極は電池セルＢＣ２の負極に接続され、負極は蓄電池１１の負極ＥＮに接続される。電池セルＢＣ２の正極は電池セルＢＣ３の負極に接続され、負極は電池セルＢＣ１の正極に接続される。電池セルＢＣ３の正極は電池セルＢＣ４の負極に接続され、負極は電池セルＢＣ２の正極に接続される。電池セルＢＣ４の正極は電池セルＢＣ５の負極に接続され、負極は電池セルＢＣ３の正極に接続される。電池セルＢＣ５の正極は蓄電池１１の正極ＥＰに接続され、負極は電池セルＢＣ４の正極に接続される。
【0015】
電池セルＢＣのセル電圧ＶＢＣは、その電池セルＢＣの正極および負極の間の電圧である。具体的には、電池セルＢＣ１のセル電圧ＶＢＣ１は、電池セルＢＣ１の正極および負極の間の電圧である。電池セルＢＣ２のセル電圧ＶＢＣ２は、電池セルＢＣ２の正極および負極の間の電圧である。電池セルＢＣ３のセル電圧ＶＢＣ３は、電池セルＢＣ３の正極および負極の間の電圧である。電池セルＢＣ４のセル電圧ＶＢＣ４は、電池セルＢＣ４の正極および負極の間の電圧である。電池セルＢＣ５のセル電圧ＶＢＣ５は、電池セルＢＣ５の正極および負極の間の電圧である。セル電圧ＶＢＣは、その電池セルＢＣにおける蓄電量に応じて変化し得る。
【0016】
図２は、セル電圧ＶＢＣの一例を表すものである。セル電圧ＶＢＣが電圧Ｖ１１（この例では１．５［Ｖ］）以上であり、かつ電圧Ｖ１２（この例では４．３［Ｖ］）以下である場合には、その電池セルＢＣは通常状態Ｓ２であり、使用可能な状態である。例えば、セル電圧ＶＢＣがこの電圧Ｖ１２より高い場合には、その電池セルＢＣは過充電状態Ｓ３であり、使用されることができない。また、例えば、セル電圧ＶＢＣが電圧Ｖ１１より低い場合には、その電池セルＢＣは過放電状態Ｓ１であり、使用されることができない。電池パック１では、５つの電池セルＢＣ１～ＢＣ５の５つのセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のそれぞれは、監視回路３０により監視されるようになっている。
【0017】
保護回路２０は、電源線ＰＬ１に設けられ、蓄電池１１の充放電経路を遮断可能に構成される。保護回路２０は、可溶体素子２１と、発熱体２２とを有する。保護回路２０は、この例では、１つのパッケージに納められたものである。なお、これに限定されるものではなく、個別部品の組合せであってもよい。可溶体素子２１は、電源線ＰＬ１に設けられ、発熱体２２の熱により溶断可能に構成される。可溶体素子２１の一端は蓄電池１１の正極ＥＰに接続され、可溶体素子２１の他端は電池パック１の正端子ＴＰに接続される。発熱体２２は、電源線ＰＬ１と電源線ＰＬ２とを結ぶ経路に設けられ、発熱体２２に流れる電流に応じて発熱するように構成される。発熱体２２の一端は、正端子ＴＰに接続され、発熱体２２の他端はトランジスタ１３のドレインに接続される。
【0018】
監視回路３０は、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５、および蓄電池１１の温度を監視するように構成される。監視回路３０は、温度センサ３１と、アナログフロントエンド回路３２とを有している。
【0019】
温度センサ３１は、例えばサーミスタを含んで構成され、蓄電池１１の温度を検出するように構成される。温度センサ３１は、例えば、蓄電池１１の近くに設けられ、蓄電池１１の温度を検出する。そして、温度センサ３１は、検出結果をアナログフロントエンド回路３２に供給するようになっている。
【0020】
アナログフロントエンド回路３２は、電源線ＰＬ２の電圧を基準として、蓄電池１１の電圧Ｖ１～Ｖ５を検出することにより、電池セルＢＣ１～ＢＣ５のセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５を検出し、この検出結果を、温度センサ３１の検出結果ととともに、制御回路１２に供給するように構成される。
【0021】
制御回路１２は、例えばマイクロコントローラを用いて構成され、監視回路３０の検出結果に基づいて、電池パック１の使用を停止すべきかどうかを判断するように構成される。具体的には、制御回路１２は、例えば、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合、監視回路３０が正常に動作していない場合に、電池パック１の使用を停止すべきと判断する。そして、制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池１１の正極ＥＰおよび負極ＥＮの間の電圧（蓄電池電圧ＶＢ）に基づいてＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成し、この制御信号ＣＴＬを用いてトランジスタ１３のスイッチング動作を制御するようになっている。このＰＦＭ制御では、制御回路１２は、トランジスタ１３のオン時間Ｔonを所定の時間に保つとともに、蓄電池１１の正極ＥＰおよび負極ＥＮの間の電圧（蓄電池電圧ＶＢ）に応じてトランジスタ１３のオフ時間Ｔoffを変化させるようになっている。
【0022】
トランジスタ１３は、制御信号ＣＴＬに基づいてスイッチング動作を行うように構成される。トランジスタ１３は、この例ではＮ型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）であり、ゲートには制御信号ＣＴＬが供給され、ドレインは発熱体２２の他端に接続され、ソースは電源線ＰＬ２に接続される。
【0023】
この構成により、電池パック１では、制御回路１２がＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成すると、発熱体２２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた電力を消費して、発熱する。そして、この発熱体２２の熱により、可溶体素子２１が溶断する。このようにして、電池パック１では、電池パック１の使用を停止すべき場合に、充放電経路が不可逆的に遮断されるようになっている。
【0024】
ここで、蓄電池１１は、本開示の一実施の形態における「蓄電池」の一具体例に対応する。電池セルＢＣ１～ＢＣ５は、本開示の一実施の形態における「複数の電池セル」の一具体例に対応する。正極ＥＰは、本開示の一実施の形態における「第１の端子」の一具体例に対応する。負極ＥＮは、本開示の一実施の形態における「第２の端子」の一具体例に対応する。監視回路３０は、本開示の一実施の形態における「監視回路」の一具体例に対応する。正端子ＴＰは、本開示の一実施の形態における「第１の接続端子」の一具体例に対応する。電源線ＰＬ１は、本開示の一実施の形態における「第１の経路」の一具体例に対応する。負端子ＴＮは、本開示の一実施の形態における「第２の接続端子」の一具体例に対応する。電源線ＰＬ２は、本開示の一実施の形態における「第２の経路」の一具体例に対応する。可溶体素子２１は、本開示の一実施の形態における「可溶体素子」の一具体例に対応する。発熱体２２は、本開示の一実施の形態における「発熱体」の一具体例に対応する。トランジスタ１３は、本開示の一実施の形態における「スイッチ素子」の一具体例に対応する。制御回路１２は、本開示の一実施の形態における「制御回路」の一具体例に対応する。電圧Ｖ１２は、本開示の一実施の形態における「第１のしきい電圧」の一具体例に対応する。電圧Ｖ１１は、本開示の一実施の形態における「第２のしきい電圧」の一具体例に対応する。
【0025】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の電池パック１の動作および作用について説明する。
続いて、本実施の形態の電池パック１の動作および作用について説明する。
【0026】
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、電池パック１の全体動作概要を説明する。蓄電池１１は電力を蓄える。監視回路３０は、電池セルＢＣ１～ＢＣ５のセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５、および蓄電池１１の温度を監視する。制御回路１２は、監視回路３０の検出結果に基づいて、電池パック１の使用を停止すべきかどうかを判断する。そして、制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成し、この制御信号ＣＴＬを用いてトランジスタ１３のスイッチング動作を制御する。トランジスタ１３は、制御信号ＣＴＬに基づいてスイッチング動作を行う。発熱体２２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた電力を消費することにより発熱し、可溶体素子２１は、発熱体２２からの熱により溶断する。
まず、図１を参照して、電池パック１の全体動作概要を説明する。蓄電池１１は電力を蓄える。監視回路３０は、電池セルＢＣ１～ＢＣ５のセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５、および蓄電池１１の温度を監視する。制御回路１２は、監視回路３０の検出結果に基づいて、電池パック１の使用を停止すべきかどうかを判断する。そして、制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成し、この制御信号ＣＴＬを用いてトランジスタ１３のスイッチング動作を制御する。トランジスタ１３は、制御信号ＣＴＬに基づいてスイッチング動作を行う。発熱体２２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた電力を消費することにより発熱し、可溶体素子２１は、発熱体２２からの熱により溶断する。
【0027】
（詳細動作）
制御回路１２は、例えば、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合、監視回路３０が正常に動作していない場合に、電池パック１の使用を停止すべきと判断する。そして、制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成する。トランジスタ１３は、この制御信号ＣＴＬに基づいてスイッチング動作を行う。
制御回路１２は、例えば、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合、監視回路３０が正常に動作していない場合に、電池パック１の使用を停止すべきと判断する。そして、制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成する。トランジスタ１３は、この制御信号ＣＴＬに基づいてスイッチング動作を行う。
【0028】
図３は、制御信号ＣＴＬの一例を表すものである。制御回路１２は、このＰＦＭ制御において、トランジスタ１３のオン時間Ｔonを所定の時間に保つとともに、蓄電池電圧ＶＢに応じてトランジスタ１３のオフ時間Ｔoffを変化させる。具体的には、制御回路１２は、例えば、蓄電池電圧ＶＢが高い場合には、オン時間Ｔonを維持しつつオフ時間Ｔoffを長くすることにより、スイッチング周期Ｔを長くし、デューティ比を低くする。ここで、デューティ比は、スイッチング周期Ｔにおけるオン時間Ｔonの割合である。また、制御回路１２は、例えば、蓄電池電圧ＶＢが低い場合には、オン時間Ｔonを維持しつつオフ時間Ｔoffを短くすることにより、スイッチング周期Ｔを短くし、デューティ比を高くする。制御回路１２は、このように、蓄電池電圧ＶＢに基づいてデューティ比を調節することにより、発熱体２２において消費される電力を調節し、発熱体２２における発熱量を調節する。そして、可溶体素子２１は、この発熱体２２からの熱により溶断し、充放電経路が不可逆的に遮断される。可溶体素子２１が溶断すると、制御回路１２は、ＰＦＭ制御を終了する。ＰＦＭ制御が開始されたタイミングｔ１から、ＰＦＭ制御が終了したタイミングｔ２までの時間が、可溶体素子２１の溶断にかかった溶断時間Ｔｆである。
【0029】
図４は、制御回路１２の一動作例を表すものである。
【0030】
まず、制御回路１２は、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５および蓄電池１１の温度に基づいて、監視回路３０が正常に動作しているかどうかを確認する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御回路１２は、例えば、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のそれぞれが、想定される電圧範囲の範囲外の電圧である場合や、蓄電池１１の温度が、想定された温度範囲の範囲外の電圧である場合には、監視回路３０が正常に動作していないと判断する。監視回路３０が正常に動作していない場合（ステップＳ１０２において“Ｎ”）には、処理はステップＳ１０６に進む。
【0031】
ステップＳ１０１において、監視回路３０が正常に動作している場合（ステップＳ１０２において“Ｙ”）には、制御回路１２は、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１２（例えば４．３Ｖ）より高いかどうかを確認する（ステップＳ１０３）。言い換えれば、制御回路１２は、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５に基づいて、電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３であるかどうかを確認する。セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１２より高い場合（ステップＳ１０３において“Ｙ”）には、処理はステップＳ１０６に進む。
【0032】
ステップＳ１０３において、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちの全てが電圧Ｖ１２以下である場合（ステップＳ１０３において“Ｎ”）には、制御回路１２は、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１１（例えば１．５Ｖ）より低いかどうかを確認する（ステップＳ１０４）。言い換えれば、制御回路１２は、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５に基づいて、電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１であるかどうかを確認する。セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１１より低い場合（ステップＳ１０４において“Ｙ”）には、処理はステップＳ１０６に進む。
【0033】
ステップＳ１０４において、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちの全てが電圧Ｖ１１以上である場合（ステップＳ１０３において“Ｎ”）には、制御回路１２は、蓄電池１１の温度が、所定の温度範囲の範囲外であるかどうかを確認する（ステップＳ１０５）。この所定の温度範囲は、電池パック１の通常の動作温度範囲である。例えば、電池パック１が、動作異常により発熱している場合には、蓄電池１１の温度は、所定の温度範囲よりも高い温度になり得る。蓄電池１１の温度が、所定の温度範囲の範囲外である場合（ステップＳ１０５において“Ｙ”）には、処理はステップＳ１０６に進む。
【0034】
ステップＳ１０５において、蓄電池１１の温度が、所定の温度範囲の範囲内である場合（ステップＳ１０５において“Ｎ”）には、この処理は終了する。
【0035】
監視回路３０が正常に動作していない場合（ステップＳ１０２において“Ｎ”）、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１２より高い場合（ステップＳ１０３において“Ｙ”）、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が電圧Ｖ１１より低い場合（ステップＳ１０４において“Ｙ”）、または蓄電池１１の温度が、所定の温度範囲の範囲外である場合（ステップＳ１０５において“Ｙ”）には、制御回路１２は、蓄電池電圧ＶＢに基づいて、スイッチング周期Ｔを算出する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御回路１２は、例えば、蓄電池電圧ＶＢが高い場合には、オン時間Ｔonを維持しつつオフ時間Ｔoffを長くすることにより、スイッチング周期Ｔを長くする。また、制御回路１２は、例えば、蓄電池電圧ＶＢが低い場合には、オン時間Ｔonを維持しつつオフ時間Ｔoffを短くすることにより、スイッチング周期Ｔを短くする。
【0036】
そして、制御回路１２は、ステップＳ１０６において算出したスイッチング周期Ｔを用いてＰＦＭ制御を開始する（ステップＳ１０７）。このようにして、制御回路１２は、図３に示したような制御信号ＣＴＬを生成する。
【0037】
以上で、この処理は終了する。
【0038】
（ＰＦＭ制御のパラメータ設定について）
次に、ＰＦＭ制御における以下のパラメータの設定について、詳細に説明する。
（１）蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ
（２）オン時間Ｔon
（３）スイッチング周期Ｔと溶断時間Ｔｆ
次に、ＰＦＭ制御における以下のパラメータの設定について、詳細に説明する。
（１）蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ
（２）オン時間Ｔon
（３）スイッチング周期Ｔと溶断時間Ｔｆ
【0039】
（１）蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ
制御回路１２は、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行う。まず、この蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗを設定する。
制御回路１２は、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行う。まず、この蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗを設定する。
【0040】
図５は、蓄電池電圧ＶＢの一例を表すものである。蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗは、例えば図２に示した電池セルＢＣの特性に基づいて、蓄電池電圧ＶＢがどのような電圧になり得るかを検討することにより設定される。この例では、蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗの下限電圧Ｖ２１を７．５［Ｖ］に設定し、上限電圧Ｖ２２を２１．５［Ｖ］に設定している。この下限電圧Ｖ２１（７．５［Ｖ］）は、５つの電池セルＢＣの全てのセル電圧ＶＢＣが電圧Ｖ１１（１．５［Ｖ］）であることを想定して見積もられ、上限電圧Ｖ２２（２１．５［Ｖ］）は、５つの電池セルＢＣの全てのセル電圧ＶＢＣが電圧Ｖ１２（４．３［Ｖ］）であることを想定して見積もられる。なお、これに限定されるものではなく、下限電圧Ｖ２１および上限電圧Ｖ２２は、適宜設定可能である。制御回路１２は、蓄電池電圧ＶＢが下限電圧Ｖ２１以上であり、上限電圧Ｖ２２以下である場合に、制御信号ＣＴＬを生成する。
【0041】
例えば、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合には、蓄電池電圧ＶＢは、電圧範囲Ｗの範囲内における高い電圧になり得る。また、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合には、蓄電池電圧ＶＢは、電圧範囲Ｗの範囲内における低い電圧になり得る。また、例えば、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合や、監視回路３０が正常に動作していない場合に、蓄電池電圧ＶＢは、電圧範囲Ｗの範囲内におけるどのような電圧にもなり得る。蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗは、このような様々な状況において、蓄電池電圧ＶＢが電圧範囲Ｗの範囲内になるような電圧範囲に設定される。
【0042】
（２）オン時間Ｔonについて
オン時間Ｔonでは、発熱体２２に電力が印加され、発熱体２２が発熱する。このオン時間Ｔonが長すぎると、ストレスにより、例えば発熱体２２の抵抗値が大きくなり、発熱体２２が故障する可能性がある。そこで、蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ（図５）を想定し、発熱体２２に１３．３［Ｖ］から２１．５［Ｖ］までの様々な直流電圧を印加して、発熱体２２が故障するまでの時間（故障時間）を確認する実験を行った。
オン時間Ｔonでは、発熱体２２に電力が印加され、発熱体２２が発熱する。このオン時間Ｔonが長すぎると、ストレスにより、例えば発熱体２２の抵抗値が大きくなり、発熱体２２が故障する可能性がある。そこで、蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ（図５）を想定し、発熱体２２に１３．３［Ｖ］から２１．５［Ｖ］までの様々な直流電圧を印加して、発熱体２２が故障するまでの時間（故障時間）を確認する実験を行った。
【0043】
図６，７は、故障時間の実験結果の一例を表すものである。ここで、印加電力は、発熱体への印加電力であり、発熱体２２に印加した電圧と、電圧印加前の発熱体２２の抵抗値に基づいて算出された電力である。例えば、発熱体２２に２１．５［Ｖ］の電圧を印加したときの印加電力は５３０［Ｗ］である。この例では、所定時間の間、発熱体２２に電圧を印加しても、発熱体２２の抵抗値が大きくなり可溶体素子２１が溶断しなかった場合に、発熱体２２が故障したと判断している。
【0044】
図６，７に示したように、印加電力が大きくなるほど、発熱体２２によりストレスがかかるので、故障時間は短くなり、発熱体２２は早く故障する。例えば、発熱体２２に２１．５［Ｖ］の電圧を印加した場合の故障時間は６［msec.］である。この結果は、ＰＦＭ制御を行う場合におけるオン時間Ｔonは、少なくとも６［msec.］以下にすべきことを示している。この例では、マージンを考慮し、以下の式ＥＱ１を用いて、オン時間Ｔonを設定することとした。
オン時間Ｔon ＝ 故障時間 × 定格電力 ／ 印加電力 ・・・（ＥＱ１）
ここで、定格電力は、発熱体２２の定格電力であり、この例では１００［Ｗ］である。例えば、印加電力が５３０［Ｗ］、定格電力が１００［Ｗ］、故障時間が６［msec.］である場合には、オン時間Ｔonは、１[sec.]である。よって、この例では、オン時間Ｔonを１[sec.]にした。
オン時間Ｔon ＝ 故障時間 × 定格電力 ／ 印加電力 ・・・（ＥＱ１）
ここで、定格電力は、発熱体２２の定格電力であり、この例では１００［Ｗ］である。例えば、印加電力が５３０［Ｗ］、定格電力が１００［Ｗ］、故障時間が６［msec.］である場合には、オン時間Ｔonは、１[sec.]である。よって、この例では、オン時間Ｔonを１[sec.]にした。
【0045】
（３）スイッチング周期Ｔと溶断時間Ｔｆについて
ＰＦＭ制御では、図３に示したように、オン時間Ｔonにおいて発熱体２２に電力が印加され、オフ時間Ｔoffには電力は印加されない。よって、発熱体２２に印加される電力は、制御信号ＣＴＬのデューティ比により調節される。
ＰＦＭ制御では、図３に示したように、オン時間Ｔonにおいて発熱体２２に電力が印加され、オフ時間Ｔoffには電力は印加されない。よって、発熱体２２に印加される電力は、制御信号ＣＴＬのデューティ比により調節される。
【0046】
図８は、発熱体２２に２１．５［Ｖ］の電圧を印加する場合における制御信号ＣＴＬの一例を表すものである。図６に示したように、発熱体２２に２１．５［Ｖ］の電圧を印加する場合には、印加電力は５３０［Ｗ］である。図８（Ａ）は、スイッチング周期Ｔの期間における発熱体２２への印加電力（以下、周期内平均電力Ｐaveとも呼ぶ）を１００［Ｗ］にする場合の波形例を示し、図８（Ｂ）は、周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］にする場合の波形例を示す。
【0047】
周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］にする場合には、図８（Ａ）に示したように、デューティ比は１８．９％（＝１／５．３）に設定される。すなわち、印加電力は５３０［Ｗ］であるので、これにより、周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］（＝５３０［Ｗ］×１／５．３）にすることができる。オン時間Ｔonは１［msec.］に固定されるので、オフ時間Ｔoffは４．３［msec.］であり、スイッチング周期Ｔは５．３［msec.］である。このように、デューティ比が１８．９％である場合には、周期内平均電力Ｐaveを、発熱体２２の定格電力（１００［Ｗ］）に等しくすることができる。
【0048】
周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］にする場合には、図８（Ｂ）に示したように、デューティ比は７５．２％（＝１／１．３３）に設定される。すなわち、印加電力は５３０［Ｗ］であるので、これにより、周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］（＝５３０［Ｗ］×１／１．３３）にすることができる。オン時間Ｔonは１［msec.］に固定されるので、オフ時間Ｔoffは０．３３［msec.］であり、スイッチング周期Ｔは１．３３［msec.］である。
【0049】
図９は、周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］から４５０［Ｗ］まで変化させたときの、可溶体素子２１の溶断時間Ｔｆの実験結果の一例を表すものである。例えば、周期内平均電力Ｐaveが１００［Ｗ］である場合には、スイッチング周期Ｔは５．３［msec.］であり、溶断時間Ｔｆは４３０［msec.］である。例えば、周期内平均電力Ｐaveが４００［Ｗ］である場合には、スイッチング周期Ｔは１．３３［msec.］であり、溶断時間Ｔｆは１１０［msec.］である。このように、周期内平均電力Ｐaveが大きくなるほど、溶断時間Ｔｆは短くなる。すなわち、スイッチング周期Ｔが短くなるほど、溶断時間Ｔｆは短くなる。
【0050】
図１０は、周期内平均電力Ｐaveを３０［Ｗ］から４５０［Ｗ］まで変化させたときの、溶断時間Ｔｆの実験結果の一例を表すものである。例えば、周期内平均電力Ｐaveが低くなると、溶断時間Ｔｆは、より急激に増加する。発熱体２２の熱は、可溶体素子２１だけでなく、保護回路２０の周囲の基板パターン、セルタブ、バスバー等にも伝わる。例えば、溶断時間Ｔｆが１［sec.］以上になると、このような基板パターン、セルタブ、バスバーの熱容量の影響により、溶断時間Ｔｆが長くなる。よって、この例では、溶断時間Ｔｆは、１［sec.］以内になるように設定することとした。
【0051】
図１１は、蓄電池電圧ＶＢに応じたスイッチング周期Ｔの設定の一例を表すものである。この例では、蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗ（図５）におけるスイッチング周期Ｔを示している。なお、蓄電池電圧ＶＢが８．９［Ｖ］以下である場合には、連続的に電圧を印加しても、印加電力が発熱体２２の定格電力よりも小さいので、ＰＦＭ制御を行わないこととした。よって、蓄電池電圧ＶＢが８［Ｖ］の場合には、スイッチング周期Ｔおよびスイッチング周波数を「－」で示している。ＰＦＭ制御を行う場合、スイッチング周期Ｔは、以下の式ＥＱ２を用いて算出される。
スイッチング周期Ｔ ＝ （蓄電池電圧ＶＢ）２／ 発熱体２２の抵抗値
／ 周期内平均電力Ｐave × オン時間Ｔon ・・・（ＥＱ２）
スイッチング周期Ｔ ＝ （蓄電池電圧ＶＢ）２／ 発熱体２２の抵抗値
／ 周期内平均電力Ｐave × オン時間Ｔon ・・・（ＥＱ２）
【0052】
蓄電池電圧ＶＢが８［Ｖ］の場合の溶断時間Ｔｆは、４２０［msec.］である。また、ＰＦＭ制御を行う、蓄電池電圧ＶＢが１０［Ｖ］～２１．５［Ｖ］の電圧範囲では、蓄電池電圧ＶＢが高くなるほど、溶断時間Ｔｆは長くなる。溶断時間Ｔｆは、蓄電池電圧ＶＢの電圧範囲Ｗの全体において、１［sec.］以内に収まる。よって、この例では、制御回路１２は、図１１に示したスイッチング周期Ｔを用いて、ＰＦＭ制御を行うことができる。
【0053】
（ＰＦＭ制御のパラメータの設定手順）
図１２は、ＰＦＭ制御のパラメータの設定手順の一例を表すものである。例えば、電池パック１を開発するエンジニアは、この手順に沿って、ＰＦＭ制御のパラメータを設定することができる。
図１２は、ＰＦＭ制御のパラメータの設定手順の一例を表すものである。例えば、電池パック１を開発するエンジニアは、この手順に沿って、ＰＦＭ制御のパラメータを設定することができる。
【0054】
まず、エンジニアは、上記（１）に示したように、蓄電池電圧ＶＢの下限電圧Ｖ２１および上限電圧Ｖ２２を決定する（ステップＳ２０１）。
【0055】
次に、エンジニアは、蓄電池電圧ＶＢが下限電圧Ｖ２１である場合において可溶体素子２１が溶断可能な保護回路２０を選定する（ステップＳ２０２）。すなわち、蓄電池電圧ＶＢが低い場合には、発熱体２２に印加される電力が小さくなるので、発熱体２２が、可溶体素子２１が溶断できる程度の熱を可溶体素子２１に供給できない場合がありえる。そこで、エンジニアは、蓄電池電圧ＶＢが下限電圧Ｖ２１である場合において可溶体素子２１が溶断可能な保護回路２０を選定する。
【0056】
次に、エンジニアは、上記（２）に示したように、保護回路２０に上限電圧Ｖ２２を印加し、発熱体２２が故障するまでの故障時間を測定し（ステップＳ２０３）、式ＥＱ１および上限電圧Ｖ２２での測定結果を用いてオン時間Ｔonを決定する（ステップＳ２０４）。
【0057】
次に、エンジニアは、上記（３）に示したように、周期内平均電力Ｐaveを発熱体２２の定格電力と等しい値に設定し（ステップＳ２０５）、ＰＦＭ制御を行う様々な蓄電池電圧ＶＢについて、式ＥＱ２を用いてスイッチング周期Ｔを算出し、溶断時間Ｔｆを測定する（ステップＳ２０６）。
【0058】
次に、エンジニアは、ステップＳ２０６により測定された全ての溶断時間Ｔｆが１［sec.］以内であるかどうかを確認する（ステップＳ２０７）。溶断時間Ｔｆが１［sec.］より長いデータがある場合（ステップＳ２０７において“Ｎ”）には、エンジニアは、周期内平均電力Ｐaveをより高い値に設定し（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０６に戻る。エンジニアは、全ての溶断時間Ｔｆが１［sec.］以内になるまで、ステップＳ２０６～Ｓ２０８の処理を繰り返す。
【0059】
全ての溶断時間Ｔｆが１［sec.］以内である場合（ステップＳ２０７において“Ｙ”）には、この手順は終了する。
【0060】
エンジニアは、この手順により、ＰＦＭ制御において用いる各種パラメータを決定する。そして、エンジニアは、例えば、式ＥＱ２を、制御回路１２が、式ＥＱ２を用いて、蓄電池電圧ＶＢに基づいてスイッチング周期Ｔを算出するように、制御回路１２に実装する。この式ＥＱ２において、発熱体２２の抵抗値、周期内平均電力Ｐave、およびオン時間Ｔonは固定値である。よって、スイッチング周期Ｔは、定数Ｃを用いて、以下の式ＥＱ３で表すことができる。
スイッチング周期Ｔ ＝ Ｃ × （蓄電池電圧ＶＢ）２ ・・・（ＥＱ３）
ここで、定数Ｃは、以下の式ＥＱ４により表される。
Ｃ ＝ オン時間Ｔon ／ 発熱体２２の抵抗値 ／ 周期内平均電力Ｐave
・・・（ＥＱ４）
スイッチング周期Ｔ ＝ Ｃ × （蓄電池電圧ＶＢ）２ ・・・（ＥＱ３）
ここで、定数Ｃは、以下の式ＥＱ４により表される。
Ｃ ＝ オン時間Ｔon ／ 発熱体２２の抵抗値 ／ 周期内平均電力Ｐave
・・・（ＥＱ４）
【0061】
なお、この例では、制御回路１２が、式ＥＱ２を用いて蓄電池電圧ＶＢに基づいてスイッチング周期Ｔを算出するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、制御回路１２は、式ＥＱ２に基づいて算出された、蓄電池電圧ＶＢとスイッチング周期Ｔとの関係を示すルックアップテーブルを記憶し、このルックアップテーブルを用いて、蓄電池電圧ＶＢに基づいてスイッチング周期Ｔを算出してもよい。
【0062】
（ＰＦＭ制御とＰＷＭ制御の比較）
制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成し、この制御信号ＣＴＬを用いてトランジスタ１３のスイッチング動作を制御する。これにより、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う場合に比べて、発熱体２２が故障する可能性を低減することができ、可溶体素子２１をより確実に溶断させることができる。以下に、ＰＦＭ制御とＰＷＭ制御の比較について説明する。
制御回路１２は、電池パック１の使用を停止すべき場合に、蓄電池電圧ＶＢに基づいてＰＦＭ制御を行うことにより制御信号ＣＴＬを生成し、この制御信号ＣＴＬを用いてトランジスタ１３のスイッチング動作を制御する。これにより、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う場合に比べて、発熱体２２が故障する可能性を低減することができ、可溶体素子２１をより確実に溶断させることができる。以下に、ＰＦＭ制御とＰＷＭ制御の比較について説明する。
【0063】
図１３は、ＰＷＭ制御を行う場合における制御信号ＣＴＬの一例を表すものである。この例では、ＰＦＭ制御の場合（図８）と同様に、発熱体２２に２１．５［Ｖ］の電圧を印加する場合の例である。図１３（Ａ）は、周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］にする場合の波形例を示し、図１３（Ｂ）は、周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］にする場合の波形例を示す。
【0064】
周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］にする場合には、図１３（Ａ）に示したように、デューティ比は１８．９％（＝１／５．３）に設定される。すなわち、印加電力は５３０［Ｗ］であるので、これにより、周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］（＝５３０［Ｗ］×１／５．３）にすることができる。ＰＦＭ制御の場合（図８）と同様に、スイッチング周期を５．３［msec.］とすると、オン時間Ｔonは１［msec.］であり、オフ時間Ｔoffは４．３［msec.］である。この図１３（Ａ）の波形は、図８（Ａ）の波形と同じである。
【0065】
周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］にする場合には、図１３（Ｂ）に示したように、デューティ比は７５．２％（＝１／１．３３）に設定される。すなわち、印加電力は５３０［Ｗ］であるので、これにより、周期内平均電力Ｐaveを４００［Ｗ］（＝５３０［Ｗ］×１／１．３３）にすることができる。スイッチング周期は５．３［msec.］に固定されるので、オン時間Ｔonは４［msec.］であり、オフ時間Ｔoffは１．３［msec.］である。図１３（Ｂ）の波形は、図８（Ｂ）の波形における４つのパルスを１つにまとめたような波形である。すなわち、ＰＦＭ制御の場合（図８（Ｂ））では、４つのパルスを用いて発熱体２２に電力を印加しているが、ＰＷＭ制御の（図１３（Ｂ））では、１つのパルスを用いて発熱体２２に電力をまとめて印加している。
【0066】
図１４は、周期内平均電力Ｐaveを１００［Ｗ］から４５０［Ｗ］まで変化させたときの、可溶体素子２１の溶断時間Ｔｆの実験結果の一例を表すものである。この図１４は、ＰＦＭ制御の場合を示す図９に対応している。例えば、周期内平均電力Ｐaveが１００［Ｗ］である場合には、オン時間Ｔonは１［msec.］であり、溶断時間Ｔｆは４４８［msec.］である。ＰＦＭ制御の場合と同様に、周期内平均電力Ｐaveが大きくなるほど、溶断時間Ｔｆは短くなる。
【0067】
しかしながら、このＰＷＭ制御では、周期内平均電力Ｐaveが３５０［Ｗ］以上になると、例えば、発熱体２２の抵抗値が上昇することにより発熱体２２が故障し、可溶体素子２１は溶断しない。例えば、図６に示したように、４００［Ｗ］の電力を連続して発熱体２２に印加した場合には、故障時間は４３［msec.］であるが、図１３（Ｂ）の例では、オン時間Ｔonが４［msec.］であるにもかかわらず、発熱体２２が故障している。これは、ＰＷＭ制御では、パルスが繰り返されることにより、発熱体２２のダメージが蓄積されたためと考えられる。
【0068】
このように、ＰＷＭ制御では、図１４に示したように、周期内平均電力Ｐaveが３５０［Ｗ］以上になると、発熱体２２が故障している。一方、ＰＦＭ制御では、図９に示したように、周期内平均電力Ｐaveが３５０［Ｗ］以上でも、発熱体２２は故障せず、可溶体素子２１は溶断可能である。例えば、周期内平均電力Ｐaveが４００［Ｗ］の場合における、ＰＦＭ制御での制御信号ＣＴＬの波形（図８（Ｂ））と、ＰＷＭ制御での制御信号ＣＴＬの波形（図１３（Ｂ））とを比較すると、周期内平均電力Ｐaveは互いに同じであるが、オン時間Ｔonが異なる。すなわち、ＰＦＭ制御の場合（図８（Ｂ））では、ＰＷＭ制御の場合（図１３（Ｂ））に比べて、こまめにオンオフを繰り返すので、ダメージの蓄積が小さいと考えられる。
【0069】
以上のように、ＰＦＭ制御を行う場合には、ＰＷＭ制御を行う場合に比べて、発熱体２２が故障する可能性を低減することができ、可溶体素子２１をより確実に溶断させることができる。
【0070】
このように、電池パック１では、正極ＥＰおよび負極ＥＮを結ぶ経路に設けられ、直列に接続された５つの電池セルＢＣ１～ＢＣ５を有する蓄電池１１と、５つの電池セルＢＣ１～ＢＣ５のそれぞれのセル電圧ＶＢＣを検出可能な監視回路３０と、第１の経路（電源線ＰＬ１）を介して正極ＥＰに導かれた正端子ＴＰと、第２の経路（電源線ＰＬ２）を介して負極ＥＮに導かれた負端子ＴＮと、第１の経路（電源線ＰＬ１）に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子２１と、第１の経路（電源線ＰＬ１）と第２の経路（電源線ＰＬ２）とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより可溶体素子２１を溶断可能な発熱体２２と、第３の経路に設けられたトランジスタ１３と、監視回路３０の検出結果に基づいて、トランジスタ１３のオン時間Ｔonを所定の時間に保つとともに、蓄電池１１の両端間の電圧である蓄電池電圧ＶＢに応じてトランジスタ１３のオフ時間Ｔoffを変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、トランジスタ１３のスイッチング動作を制御可能な制御回路１２とを備えるようにした。これにより、例えば、蓄電池電圧ＶＢに応じて、発熱体２２への印加電力を調節することができるので、様々な蓄電池電圧ＶＢに応じて、可溶体素子２１を溶断させることができる。その結果、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
【0071】
すなわち、例えば、特許文献１に記載の技術では、蓄電池電圧ＶＢが高い場合には、可溶体素子を溶断させることができるが、蓄電池電圧ＶＢが低い場合には、可溶体素子を溶断させることが難しい。一方、電池パック１では、蓄電池電圧ＶＢに応じてトランジスタ１３のオフ時間Ｔoffを変化させるようにした。例えば、制御回路１２は、蓄電池電圧ＶＢが第１の電圧である場合に、オフ時間Ｔoffを第１の時間に設定し、蓄電池電圧ＶＢが第１の電圧よりも高い第２の電圧である場合に、オフ時間Ｔoffを第１の時間よりも長い第２の時間に設定するようにすることができる。これにより、電池パック１では、例えば、蓄電池電圧ＶＢが低い場合でも、可溶体素子２１を溶断させることができる。その結果、電池パック１では、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
【0072】
また、電池パック１では、ＰＦＭ制御を行うようにしたので、例えばＰＷＭ制御を行う場合に比べて、発熱体２２が故障する可能性を低減することができ、可溶体素子２１をより確実に溶断させることができる。
【0073】
また、電池パック１では、制御回路１２は、５つのセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が第１のしきい電圧（電圧Ｖ１２）より高い場合に、ＰＦＭ制御を行うことが可能にした。また、制御回路１２は、５つのセル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧（電圧Ｖ１１）より低い場合に、ＰＦＭ制御を行うことが可能にした。また、監視回路３０は、蓄電池１１の温度を検出し、制御回路１２は、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外である場合に、ＰＦＭ制御を行うことが可能にした。また、制御回路１２は、監視回路３０の検出結果に基づいて、監視回路３０が正常に動作しているかどうかを判断可能であり、監視回路３０が正常に動作していない場合に、ＰＦＭ制御を行うことが可能にした。このように、電池パック１では、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
【0074】
また、電池パック１では、制御回路１２がＰＦＭ制御を開始してから、可溶体素子２１が溶断するまでの溶断時間Ｔｆが１秒以内になるようにした。これにより、保護回路２０の周囲の基板パターン、セルタブ、バスバーの溶断時間Ｔｆへの影響を抑えることができ、溶断時間Ｔｆを短くすることができる。
【0075】
［効果］
以上のように本実施の形態では、正極および負極を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された５つの電池セルを有する蓄電池と、５つの電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、第１の経路を介して正極に導かれた正端子と、第２の経路を介して負極に導かれた負端子と、第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより可溶体素子を溶断可能な発熱体と、第３の経路に設けられたトランジスタと、監視回路の検出結果に基づいて、トランジスタのオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてトランジスタのオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、トランジスタのスイッチング動作を制御可能な制御回路とを備えるようにしたので、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
以上のように本実施の形態では、正極および負極を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された５つの電池セルを有する蓄電池と、５つの電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、第１の経路を介して正極に導かれた正端子と、第２の経路を介して負極に導かれた負端子と、第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、第１の経路と第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより可溶体素子を溶断可能な発熱体と、第３の経路に設けられたトランジスタと、監視回路の検出結果に基づいて、トランジスタのオン時間を所定の時間に保つとともに、蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてトランジスタのオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、トランジスタのスイッチング動作を制御可能な制御回路とを備えるようにしたので、電池パックを使用すべきではない様々な状態において、充放電経路を遮断することができる。
【0076】
本実施の形態では、ＰＦＭ制御を行うようにしたので、例えばＰＷＭ制御を行う場合に比べて、可溶体素子をより確実に溶断させることができる。
【0077】
［変形例１］
上記実施の形態では、図１５Ａに示したように、可溶体素子２１および発熱体２２を有する保護回路２０を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１５Ｂに示すように、可溶体素子２３および発熱体２２を有する保護回路２０Ａを設けてもよい。この可溶体素子２３の一端は、蓄電池１１の正極ＥＰおよび発熱体２２の一端に接続され、可溶体素子２３の他端は、電池パック１の正端子ＴＰに接続される。また、例えば、図１５Ｃに示すように、可溶体素子２１，２３および発熱体２２を有する保護回路２０Ｂを設けてもよい。可溶体素子２１の一端は蓄電池１１の正極ＥＰに接続され、可溶体素子２１の他端は発熱体２２の一端および可溶体素子２３の一端に接続される。可溶体素子２３の一端は、可溶体素子２１の他端および発熱体２２の一端に接続され、他端は電池パック１の正端子ＴＰに接続される。
上記実施の形態では、図１５Ａに示したように、可溶体素子２１および発熱体２２を有する保護回路２０を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１５Ｂに示すように、可溶体素子２３および発熱体２２を有する保護回路２０Ａを設けてもよい。この可溶体素子２３の一端は、蓄電池１１の正極ＥＰおよび発熱体２２の一端に接続され、可溶体素子２３の他端は、電池パック１の正端子ＴＰに接続される。また、例えば、図１５Ｃに示すように、可溶体素子２１，２３および発熱体２２を有する保護回路２０Ｂを設けてもよい。可溶体素子２１の一端は蓄電池１１の正極ＥＰに接続され、可溶体素子２１の他端は発熱体２２の一端および可溶体素子２３の一端に接続される。可溶体素子２３の一端は、可溶体素子２１の他端および発熱体２２の一端に接続され、他端は電池パック１の正端子ＴＰに接続される。
【0078】
［変形例２］
上記実施の形態では、１つの温度センサ３１を設けるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１６に示す電池パック１Ｃのように、複数の温度センサを設けてもよい。この電池パック１Ｃは、監視回路３０Ｃと、制御回路１２Ｃとを備えている。監視回路３０Ｃは、温度センサ３１，３３と、アナログフロントエンド回路３２Ｃとを有している。温度センサ３３は、この例では、図示しない基板に設けられ、基板の温度を検出するように構成される。そして、温度センサ３３は、検出結果をアナログフロントエンド回路３２Ｃに供給するようになっている。アナログフロントエンド回路３２Ｃは、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５の検出結果と、温度センサ３１，３３の検出結果とを、制御回路１２Ｃに供給するように構成される。制御回路１２Ｃは、例えば、基板の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合に、電池パック１Ｃの使用を停止すべきと判断する。
上記実施の形態では、１つの温度センサ３１を設けるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１６に示す電池パック１Ｃのように、複数の温度センサを設けてもよい。この電池パック１Ｃは、監視回路３０Ｃと、制御回路１２Ｃとを備えている。監視回路３０Ｃは、温度センサ３１，３３と、アナログフロントエンド回路３２Ｃとを有している。温度センサ３３は、この例では、図示しない基板に設けられ、基板の温度を検出するように構成される。そして、温度センサ３３は、検出結果をアナログフロントエンド回路３２Ｃに供給するようになっている。アナログフロントエンド回路３２Ｃは、セル電圧ＶＢＣ１～ＶＢＣ５の検出結果と、温度センサ３１，３３の検出結果とを、制御回路１２Ｃに供給するように構成される。制御回路１２Ｃは、例えば、基板の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合に、電池パック１Ｃの使用を停止すべきと判断する。
【0079】
［変形例３］
上記実施の形態では、制御回路１２は、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合、監視回路３０が正常に動作していない場合に、電池パック１の使用を停止すべきと判断したが、これに限定されるものではない。電池パック１の使用を停止すべきケースは、この４つに限定されず、この４つのうちの一部が無くてもよいし、他のケースがあってもよい。
上記実施の形態では、制御回路１２は、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過充電状態Ｓ３である場合、蓄電池１１における電池セルＢＣ１～ＢＣ５のうちのいずれか１つ以上が過放電状態Ｓ１である場合、蓄電池１１の温度が所定の温度範囲の範囲外の温度である場合、監視回路３０が正常に動作していない場合に、電池パック１の使用を停止すべきと判断したが、これに限定されるものではない。電池パック１の使用を停止すべきケースは、この４つに限定されず、この４つのうちの一部が無くてもよいし、他のケースがあってもよい。
【0080】
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
【0081】
以上、実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【0082】
例えば、上記の実施の形態等では、図１に示したように、５つの電池セルＢＣを設けたが、これに限定されるものではなく、４つ以下の電池セルＢＣまたは６つ以上の電池セルＢＣを設けてもよい。
【0083】
本明細書中に記載された効果はあくまで例示であり、本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本開示に関して、他の効果が得られてもよい。
【0084】
さらに、本開示は、以下の態様を取り得る。
＜１＞
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、
前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、
第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、
第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、
前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、
前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、
前記第３の経路に設けられたスイッチ素子と、
前記監視回路の検出結果に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じて前記スイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路
を備えた電池パック。
＜２＞
前記制御回路は、
前記蓄電池電圧が第１の電圧である場合に、前記オフ時間を第１の時間に設定可能であり、
前記蓄電池電圧が第１の電圧よりも高い第２の電圧である場合に、前記オフ時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定可能である
＜１＞記載の電池パック。
＜３＞
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第１のしきい電圧より高い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞または＜２＞記載の電池パック。
＜４＞
前記制御回路は、さらに、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能であり、
前記第２のしきい電圧は、前記第１のしきい電圧より低い
＜３＞記載の電池パック。
＜５＞
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞または＜２＞記載の電池パック。
＜６＞
前記監視回路は、さらに、前記蓄電池の温度を検出することが可能であり、
前記制御回路は、さらに、前記蓄電池の温度が所定の温度範囲の範囲外である場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜７＞
前記制御回路は、さらに、前記監視回路の検出結果に基づいて、前記監視回路が正常に動作しているかどうかを判断可能であり、前記監視回路が正常に動作していない場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜８＞
前記制御回路が前記ＰＦＭ制御を開始してから、前記可溶体素子が溶断するまでの溶断時間は、１秒以内である
＜１＞から＜７＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜９＞
前記制御回路は、式（１）を用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
ここで、Ｃは所定の定数である
＜１０＞
前記制御回路は、次の式（１）を用いて算出された、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖと前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔとの関係を示すテーブルデータを用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて前記スイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
＜１１＞
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、前記第３の経路に設けられたスイッチ素子とを備えた電池パックにおける、前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出することと、
検出された複数の前記セル電圧に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子の動作を制御することと
を含む
電池パックの制御方法。
＜１＞
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、
前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出可能な監視回路と、
第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、
第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、
前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、
前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、
前記第３の経路に設けられたスイッチ素子と、
前記監視回路の検出結果に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じて前記スイッチ素子のオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路
を備えた電池パック。
＜２＞
前記制御回路は、
前記蓄電池電圧が第１の電圧である場合に、前記オフ時間を第１の時間に設定可能であり、
前記蓄電池電圧が第１の電圧よりも高い第２の電圧である場合に、前記オフ時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定可能である
＜１＞記載の電池パック。
＜３＞
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第１のしきい電圧より高い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞または＜２＞記載の電池パック。
＜４＞
前記制御回路は、さらに、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能であり、
前記第２のしきい電圧は、前記第１のしきい電圧より低い
＜３＞記載の電池パック。
＜５＞
前記制御回路は、複数の前記セル電圧のうちのいずれか１つ以上が第２のしきい電圧より低い場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞または＜２＞記載の電池パック。
＜６＞
前記監視回路は、さらに、前記蓄電池の温度を検出することが可能であり、
前記制御回路は、さらに、前記蓄電池の温度が所定の温度範囲の範囲外である場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜７＞
前記制御回路は、さらに、前記監視回路の検出結果に基づいて、前記監視回路が正常に動作しているかどうかを判断可能であり、前記監視回路が正常に動作していない場合に、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜８＞
前記制御回路が前記ＰＦＭ制御を開始してから、前記可溶体素子が溶断するまでの溶断時間は、１秒以内である
＜１＞から＜７＞のいずれか１つに記載の電池パック。
＜９＞
前記制御回路は、式（１）を用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
ここで、Ｃは所定の定数である
＜１０＞
前記制御回路は、次の式（１）を用いて算出された、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖと前記スイッチ素子のスイッチング周期Ｔとの関係を示すテーブルデータを用いて、前記蓄電池電圧の電圧値Ｖに基づいて前記スイッチング周期Ｔを算出することにより、前記ＰＦＭ制御を行うことが可能である
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の電池パック。
Ｔ ＝ Ｃ × Ｖ２ ・・・（１）
＜１１＞
第１の端子および第２の端子を結ぶ経路に設けられ、直列に接続された複数の電池セルを有する蓄電池と、第１の経路を介して前記第１の端子に導かれた第１の接続端子と、第２の経路を介して前記第２の端子に導かれた第２の接続端子と、前記第１の経路に設けられ、熱により溶断可能な可溶体素子と、前記第１の経路と前記第２の経路とを結ぶ第３の経路に設けられ、発熱することにより前記可溶体素子を溶断可能な発熱体と、前記第３の経路に設けられたスイッチ素子とを備えた電池パックにおける、前記複数の電池セルのそれぞれのセル電圧を検出することと、
検出された複数の前記セル電圧に基づいて、前記スイッチ素子のオン時間を所定の時間に保つとともに、前記蓄電池の両端間の電圧である蓄電池電圧に応じてオフ時間を変化させるようにＰＦＭ制御を行うことにより、前記スイッチ素子の動作を制御することと
を含む
電池パックの制御方法。
【符号の説明】
【0085】
１，１Ｃ…電池パック、１１…蓄電池、１２，１２Ｃ…制御回路、１３…トランジスタ、２０，２０Ａ，２０Ｂ…保護回路、２１，２３…可溶体素子、２２…発熱体、３０，３０Ｃ…監視回路、３１，３３…温度センサ、３２，３２Ｃ…アナログフロントエンド回路、ＢＣ，ＢＣ１，ＢＣ２，ＢＣ３，ＢＣ４，ＢＣ５…電池セル、ＣＴＬ…制御信号、ＥＮ…負極、ＥＰ…正極、Ｐave…周期内平均電力、ＰＬ１，ＰＬ２…電源線、Ｓ１…過放電状態、Ｓ２…通常状態、Ｓ３…過充電状態、Ｔ…スイッチング周期、Ｔｆ…溶断時間、ＴＮ…負端子、Ｔon…オン時間、Ｔoff…オフ時間、ＴＰ…正端子、ＶＢ…蓄電池電圧、Ｖ１～Ｖ５，Ｖ１１，Ｖ１２…電圧、Ｖ２１…下限電圧、Ｖ２２…上限電圧、Ｗ…電圧範囲。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】