特許 7544521 制御装置、電池パック及び電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】制御装置、電池パック及び電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240827BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240827BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 X

H01M10/48 P

H01M10/44 P

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020123934

(22)【出願日】2020-07-20

(65)【公開番号】P2022020442

(43)【公開日】2022-02-01

【審査請求日】2023-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉森 駿一郎

(72)【発明者】

【氏名】草茅 佑亮

(72)【発明者】

【氏名】椛澤 孝

【審査官】木村 励

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２３８３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２０２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８６８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６９８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６５３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－４５４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５８９１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平６－３２７１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２８１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５６２０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１０４１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ９／００

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の充電又は放電を実行する充放電回路の動作を制御する制御装置であって、
前記充放電回路を動作させるための電力供給を制御するように構成される制御部と、
前記制御部を駆動させるための電力を前記制御部へ供給する駆動用電源と、
前記二次電池の電池電圧を計測するように構成される電圧計測部と、
前記電圧計測部により計測された前記二次電池の電池電圧から前記二次電池の電池残量を推定するように構成される電池残量計と、
を具備し、
前記電池残量計は、前記制御部が前記駆動用電源に対して電力供給を開始するように指示するときの前記電池残量を、前記制御部が前記駆動用電源に対して電力供給を開始するように指示するタイミングにおいて検出した前記電池電圧に基づいて推定し、
前記制御部は、前記充放電回路による前記二次電池の放電を終了した後であって、前記電圧計測部により計測されている前記電池電圧が安定するタイミングで前記駆動用電源に対して電力供給を停止するように指示する、
制御装置。

【請求項2】

前記電池電圧が安定するタイミングは、前記電池電圧の時間当たりの変化率が所定の閾値未満になったタイミングである、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記電池電圧が安定するタイミングは、放電を終了後、予め設定した時間が経過したタイミングである、請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記時間は、３０分から２時間である、請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御装置と、前記充放電回路と、前記二次電池とを具備する電池パック。

【請求項6】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御装置と、前記充放電回路と、前記二次電池とを具備する電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、電池パック及び電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電池パック又は電源装置等の電子機器には、二次電池及び当該二次電池の電池残量を推定可能な電池残量計が備えられている。上記電池残量計は、二次電池の充電を実行する場合に二次電池へ流れる充電電流及び二次電池の放電を実行する場合に二次電池から出力される放電電流を検出し、当該充電電流及び放電電流に基づいて二次電池の電池残量を推定している。

【0003】

ところで、上記二次電池の電池電圧は、充電又は放電を行っていないときの電池電圧を示すＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と比較して、充電中の場合に高く、放電中の場合に低くなる。また、充放電を終了すると、当該二次電池の電池電圧は、徐々にＯＣＶに近づいていくという特性を有している。ここで、電子機器が保有するマイコンへの電源投入時の電池残量は、当該電池電圧を基に推定する。このときの電池電圧は、ＯＣＶであると仮定したうえで電池残量推定を行う。すなわち、二次電池の充電又は放電を行った後、時間を待たずにマイコンの電源遮断及び電源再投入を行った場合、当該電池残量の推定精度が悪化するという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、上記電子機器の停止（シャットダウン）から立ち上がった時点での二次電池の電池残量の推定精度を向上することができる制御装置、電池パック及び電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することができる。

【0006】

本態様に係る制御装置は、二次電池の充電又は放電を実行する充放電回路の動作を制御する制御装置であって、前記充放電回路を動作させるための電力供給を制御するように構成される制御部と、前記制御部を駆動させるための電力を前記制御部へ供給する駆動用電源と、前記二次電池の電池電圧を計測するように構成される電圧計測部と、前記電圧計測部により計測された前記二次電池の電池電圧から前記二次電池の電池残量を推定するように構成される電池残量計と、を具備し、前記電池残量計は、前記制御部が前記駆動用電源に対して電力供給を開始するように指示するときの前記電池残量を、前記制御部が前記駆動用電源に対して電力供給を開始するように指示するタイミングにおいて検出した前記電池電圧に基づいて推定し、前記制御部は、前記充放電回路による前記二次電池の放電を終了した後であって、前記電圧計測部により計測されている前記電池電圧が安定するタイミングで前記駆動用電源に対して電力供給を停止するように指示する。上記構成によれば、本態様に係る制御装置は、停止（シャットダウン）から立ち上がった時点での二次電池の電池残量の推定精度を向上することができる。

【0007】

本態様に係る電池パックは、本態様に係る制御装置と、前記充放電回路と、前記二次電池とを具備する。上記構成によれば、本態様に係る電池パックは、停止（シャットダウン）から立ち上がった時点での二次電池の電池残量の推定精度を向上することができる。

【0008】

本態様に係る電源装置は、本態様に係る制御装置と、前記充放電回路と、前記二次電池とを具備する。上記構成によれば、本態様に係る電源装置は、停止（シャットダウン）から立ち上がった時点での二次電池の電池残量の推定精度を向上することができる。

【発明の効果】

【0009】

本態様に係る制御装置、電池パック及び電源装置は、停止（シャットダウン）から立ち上がった時点での二次電池の電池残量の推定精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る電源装置を示す回路図である。

【図2】図１に示す電源装置において、二次電池の放電を実行した後に二次電池の充電を実行する場合のタイミングチャートの一例である。

【図3】本実施形態に係る電源装置の効果を説明するための図である。

【図4】変形例に係る電源装置を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施形態に係る制御装置、電池パック及び電源装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

【0012】

（構成）
図１は、本実施形態に係る電源装置１を示す回路図である。図１に示す電源装置１は、外部電源ＰＳから供給される電力を負荷２に供給可能な電力に変換し、当該負荷２へ供給する。さらに、電源装置１は、当該負荷２へ電力を供給すると共に、当該電力により電源装置１自身に内蔵する二次電池ＢＡを充電する。また、電源装置１は、停電等の要因により外部電源ＰＳからの電力供給が停止した場合に、上記二次電池ＢＡに蓄積された電力を放電し、当該負荷２へ供給する。なお、本実施形態に係る電源装置１は、当該負荷２へ電力を供給しつつ、二次電池ＢＡを充電可能である。

【0013】

本実施形態に係る電源装置１は、図１に示すように、電圧変換器ＣＶ及び電池パックＢＰを備える。電池パックＢＰは、上記二次電池ＢＡと共に、充放電回路ＦＣ及び制御装置ＣＵを備える。電圧変換器ＣＶは、外部電源ＰＳから供給される電力を負荷２に供給可能な電力に変換し、当該負荷２へ供給する。また、電圧変換器ＣＶは、外部電源ＰＳから供給される電力を、充放電回路ＦＣを介して二次電池ＢＡに供給可能な電力に変換し、当該二次電池ＢＡへ供給する。

【0014】

充放電回路ＦＣは、制御装置ＣＵによる制御の下、二次電池ＢＡの充電又は放電を実行する。本実施形態における充放電回路ＦＣには、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２が設けられている。上記スイッチング素子Ｑ１は、電圧変換器ＣＶと二次電池ＢＡとの間の電気経路Ｌ１に設けられる。より具体的には、スイッチング素子Ｑ１のゲートは、後述する制御装置ＣＵの制御部１１に接続される。スイッチング素子Ｑ１のドレインは、電圧変換器ＣＶに接続される。スイッチング素子Ｑ１のソースは、二次電池ＢＡに接続される。

【0015】

上記スイッチング素子Ｑ２の一端は、上記スイッチング素子Ｑ１と二次電池ＢＡとの間の電気経路Ｌ２に接続され、上記スイッチング素子Ｑ２の他端は、電圧変換器ＣＶと負荷２との間の電気経路Ｌ３に接続される。より具体的には、スイッチング素子Ｑ２のゲートは、後述する制御装置ＣＵの制御部１１に接続される。スイッチング素子Ｑ２のドレイン（上記一端）は、上記電気経路Ｌ２に接続される。スイッチング素子Ｑ１のソース（上記他端）は、上記電気経路Ｌ３に接続される。

【0016】

本実施形態における充放電回路ＦＣは、制御装置ＣＵによる制御の下、上記スイッチング素子Ｑ１又はスイッチング素子Ｑ２のオンオフ動作を実行することで、上記二次電池ＢＡの充電又は放電を実行する。例えば、充放電回路ＦＣは、二次電池ＢＡの充電を実行する場合、スイッチング素子Ｑ１をオンし、スイッチング素子Ｑ２をオフする。これにより、電圧変換器ＣＶ及びスイッチング素子Ｑ１を介して、外部電源ＰＳから二次電池ＢＡへ電力が供給され、二次電池ＢＡに電力が蓄積される。また、充放電回路ＦＣは、二次電池ＢＡの放電を実行する場合、スイッチング素子Ｑ２をオンし、スイッチング素子Ｑ１をオフする。これにより、スイッチング素子Ｑ２を介して、二次電池ＢＡから負荷２へ電力が供給される。

【0017】

制御装置ＣＵは、上記充放電回路ＦＣの動作を制御する。本実施形態における制御装置ＣＵは、制御部１１、スイッチング素子Ｑ３、スイッチング素子Ｑ４、レギュレータ１２、電圧計測部１３及び電池残量計１４を備える。

【0018】

制御部１１は、ハードウェア資源として、所定のプロセッサを含む。制御部１１は、制御部１１を駆動させるための電力を制御部１１へ供給する駆動用電源Ｖｃｃに接続されている。制御部１１は、上記充放電回路ＦＣを動作させるための電力供給を制御するように構成される。本実施形態における制御部１１は、図１に示すように、充放電回路ＦＣのスイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のゲート並びに制御装置ＣＵのスイッチング素子Ｑ４のゲートに接続される。制御部１１は、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２及びスイッチング素子Ｑ４各々のゲートに所定のゲート電圧を印加することで、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２及びスイッチング素子Ｑ４各々をオンする。

【0019】

また、制御部１１は、駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示するタイミング（すなわち、上記電源装置１を起動するタイミング）でスイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４をオンし、駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示するタイミング（すなわち、上記電源装置１を停止（シャットダウン）するタイミング）で、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４をオフするように構成される。なお、制御部１１は、レギュレータ１２から出力される電圧Ｖｒｅｇを検出することで、充電動作を実行していることを把握することができる。ここで、レギュレータ１２は、スイッチング素子Ｑ３を介してスイッチング素子Ｑ１に並列接続され、電圧変換器ＣＶから二次電池ＢＡに供給される電力を一定に保つように構成される。

【0020】

ここで、スイッチング素子Ｑ３のゲートは、スイッチング素子Ｑ４のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ３のドレインは、上記スイッチング素子Ｑ１のソースと、上記スイッチング素子Ｑ２のドレインが接続された上記電気経路Ｌ２の接続箇所との間の電気経路Ｌ４に接続される。スイッチング素子Ｑ３のソースは、上記レギュレータ１２に接続される。スイッチング素子Ｑ４のゲートは、上述の通り、制御部１１に接続される。スイッチング素子Ｑ４のドレインは、上述の通り、スイッチング素子Ｑ３のゲートに接続される。スイッチング素子Ｑ４のソースは、地絡される。すなわち、制御部１１により所定のゲート電圧をスイッチング素子Ｑ４のゲートに印加することで、スイッチング素子Ｑ４がオンする。さらに、スイッチング素子Ｑ４をオンすることで、スイッチング素子Ｑ３のゲートにゲート電圧が印加される。これにより、スイッチング素子Ｑ３がオンする。

【0021】

電圧計測部１３は、上記二次電池ＢＡに並列接続され、上記二次電池ＢＡの電池電圧を計測するように構成される。電池残量計１４は、上記電圧計測部１３により計測された上記二次電池ＢＡの電池電圧から上記二次電池ＢＡの電池残量を推定するように構成される。例えば、本実施形態における電池残量計１４は、制御部１１が駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示するときの電池残量を、制御部１１が駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示するタイミングにおいて検出した電池電圧に基づいて推定する。さらに、電池残量計１４は、上記電池残量を表示するように構成される。例えば、電池残量計１４は、上記電池残量を、電池残量計１４自身に内蔵するディスプレイ又は外付けディスプレイ等の表示機器（図示せず）に表示する。

【0022】

ここで、本実施形態に係る電源装置１において、スイッチング素子Ｑ１のソースと、上記スイッチング素子Ｑ３のドレインが接続された上記電気経路Ｌ４の接続箇所との間の電気経路Ｌ５、スイッチング素子Ｑ２のソースと、上記スイッチング素子Ｑ２のソースが接続された上記電気経路Ｌ３の接続箇所との間の電気経路Ｌ６、電圧変換器ＣＶと、上記スイッチング素子Ｑ２のソースが接続された上記電気経路Ｌ３の接続箇所との間の電気経路Ｌ７、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ３との間の電気経路Ｌ８にはダイオードＤが設けられており、各経路における電流の逆流を防いでいる。

【0023】

（二次電池の電池電圧と、各スイッチング素子のオンオフとの関係）
次に、二次電池ＢＡの電池電圧と、各スイッチング素子のオンオフとの関係について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、図１に示す電源装置１において、二次電池ＢＡの放電を実行した後に二次電池ＢＡの充電を実行する場合のタイミングチャートの一例である。なお、図１に示す電源装置１は、図２に示すタイミングチャートに従って、満充電状態の二次電池ＢＡからの放電を実行し、二次電池ＢＡの放電を実行した後に動作を停止し、再び起動した後に二次電池ＢＡの充電を実行する。また、図２に示すタイミングチャートにおいて、縦軸は二次電池ＢＡの電池電圧値又は電池残量計１４において推定される電池残量値と、各スイッチング素子のステータスとを表し、横軸は時間を表す。また、図２に示すタイミングチャートの開始時（すなわち、時間Ｔ_０）においては、本実施形態に係る電源装置１が起動していると仮定する。すなわち、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４は、時間Ｔ_０において、制御部１１によりオンされていることとする。

【0024】

まず、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、上記時間Ｔ_０から二次電池ＢＡの放電を開始する時間Ｔ_ｓｄ直前までの期間において、二次電池ＢＡの充電又は放電のいずれも実行していない。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値及び電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である。

【0025】

また、制御装置ＣＵの制御部１１は、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２をオフする。また、制御部１１は、上述の通り、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。

【0026】

次に、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、上記時間Ｔ_ｓｄから二次電池ＢＡの放電を終了する時間Ｔ_ｅｄまでの期間において、二次電池ＢＡの放電を開始し、当該期間だけ二次電池ＢＡの放電を実行した後に、二次電池ＢＡの放電を終了する。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値は、二次電池ＢＡの放電特性により、二次電池ＢＡの放電を実行したときに急激に降下し、当該期間の中盤に緩やかに降下し、二次電池ＢＡの放電を終了したときに再び急激に降下する。また、電池残量計１４において推定される電池残量値は、線形的に減少する。

【0027】

また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｓｄにおいて、スイッチング素子Ｑ２をオンし、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｓｄ直後から時間Ｔ_ｅｄ直前までの期間において、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ２、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｅｄにおいて、スイッチング素子Ｑ２をオフし、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。

【0028】

次に、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、上記時間Ｔ_ｅｄ直後から制御部１１から駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示する時間Ｔ_оｆｆ（すなわち、電源装置１を停止する時間）までの期間において、二次電池ＢＡの放電を実行せず、充放電回路ＦＣへの電力供給を維持し、充放電回路ＦＣへの電力供給を維持した後に充放電回路ＦＣへの電力供給を停止し、制御部１１から駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示する。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値は、徐々に上昇し、当該期間の終盤に一定となる。また、電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である。

【0029】

ここで、電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である理由としては、電池残量計１４による電池電圧の推定方法が挙げられる。電池残量計１４は、二次電池ＢＡの電池電圧から当該二次電池ＢＡの電池残量を推定するように構成されている。すなわち、二次電池ＢＡの充電又は放電を実行しなければ、当該電池残量は増加又は減少しない。このため、電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である。

【0030】

また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｅｄ直後から時間Ｔ_оｆｆ直前までの期間において、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。また、制御部１１は、上記時間Ｔ_оｆｆにおいて、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４をオフする。すなわち、本実施形態における制御部１１は、充放電回路ＦＣによる二次電池ＢＡの放電を終了した後であって、電圧計測部１３により計測されている電池電圧が安定するタイミング（すなわち、一定となるタイミング）で、駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示する。本実施形態に係る電源装置１において、二次電池ＢＡの電池電圧が安定するタイミングは、当該電池電圧の時間当たりの変化率が所定の閾値未満になったタイミングである。

【0031】

次に、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、例えば、上記時間Ｔ_оｆｆ直後から制御部１１が駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示する時間Ｔ_оｎ（すなわち、電源装置１を起動する時間）までの期間において、制御部１１から駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示することで動作を停止し、動作を停止した後に制御部１１から駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示することで動作を開始し、制御装置ＣＵから充放電回路ＦＣへの電力供給を開始する。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値及び電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である。

【0032】

また、制御部１１は、上記時間Ｔ_оｆｆ直後から時間Ｔ_оｎ直前までの期間において、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオフ状態を維持する。また、制御部１１は、上記時間Ｔ_оｎにおいて、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４をオンする。

【0033】

次に、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、例えば、上記時間Ｔ_оｎ直後から二次電池ＢＡの充電を実行する時間Ｔ_ｓｃまでの期間において、制御装置ＣＵから充放電回路ＦＣへの電力供給を実行し、制御装置ＣＵから充放電回路ＦＣへの電力供給を実行した後に二次電池ＢＡの充電を実行する。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値及び電池残量計１４において推定される電池残量値は一定である。

【0034】

また、制御部１１は、上記記時間Ｔ_оｎ直後から時間Ｔ_ｓｃ直前までの期間において、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｓｃにおいて、スイッチング素子Ｑ１をオンし、スイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持する。

【0035】

最後に、図２に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、上記時間Ｔ_ｓｃ以降において、二次電池ＢＡの充電を継続する。このとき、二次電池ＢＡの電池電圧値は、二次電池ＢＡの充電を実行した直後に急激に上昇し、以降、緩やかに上昇する。また、電池残量計１４において推定される電池残量値は、線形的に上昇する。

【0036】

また、制御部１１は、上記時間Ｔ_ｓｃ以降において、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持し、スイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持する。

【0037】

上述の通り、本実施形態に係る電源装置１において、制御装置ＣＵの制御部１１は、充放電回路ＦＣによる二次電池ＢＡの放電を終了した後であって、電圧計測部１３により計測されている電池電圧が安定するタイミングで、充放電回路ＦＣへの電力供給を停止する。また、制御装置ＣＵの電池残量計１４は、制御部１１が駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示するときの電池残量を、制御部１１が駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を開始するように指示するタイミングにおいて検出した電池電圧に基づいて推定する。

【0038】

例えば、図３に示すように、二次電池ＢＡの放電を停止した直後において、二次電池ＢＡの電池電圧が安定していないタイミング（すなわち、上記電池電圧の時間当たりの変化率が大きいタイミング）で、駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示する。この場合、当該電池電圧の変動の影響により、二次電池の放電を終了した後も上記電池電圧が変動し続けているため、本来は図３の太線のように電池残量値が推定されなければならないにも関わらず、推定される電池残量は図３の細線のように低くなってしまい、電池残量値に誤差が生じてしまう。

【0039】

一方、本実施形態に係る電源装置１において、制御装置ＣＵの制御部１１は、上記電池電圧の変動を考慮して、電圧計測部１３により計測されている電池電圧が安定するタイミングで、駆動用電源Ｖｃｃに対して電力供給を停止するように指示する。これにより、本実施形態に係る電源装置１は、上記誤差を考慮して電池残量を推定するため、二次電池ＢＡの電池残量を正確に推定することができる。すなわち、本実施形態に係る電源装置１は、電池残量の推定精度を向上することができる。

【0040】

また、本実施形態における制御装置ＣＵは、図１に示すように、電池パックＢＰに内蔵されている。しかしながら、本実施形態における制御装置ＣＵは、これに限定されない。例えば、本実施形態における制御装置ＣＵは、図４に示すように、電源装置１の一構成として組み込まれていてもよい。

【0041】

また、本実施形態における電源装置１において、二次電池ＢＡの電池電圧が安定するタイミングは、当該電池電圧の時間当たりの変化率が所定の閾値未満になったタイミングである。しかしながら、本実施形態に係る電源装置１は、これに限定されない。例えば、本実施形態における電源装置１において、電池電圧が安定するタイミングは、放電を終了後、予め設定した時間が経過したタイミングとしてもよい。この場合、設定した時間を３０分から２時間とする。また、電池電圧が安定するタイミングは、電池電圧が、放電の終了時の電池電圧に対し所定の値だけ変化したタイミングとしてもよい。

【0042】

また、本実施形態において、上記負荷２に供給可能な電力と、上記二次電池ＢＡに供給可能な電力とは、経路を共有していることからもわかるように、同じものである。しかしながら、本実施形態に係る電源装置１は、これに限定されない。本実施形態において、さらに電源装置１内にインバータを設け、所望の電圧に変換した後に二次電池ＢＡに蓄積された電力を出力可能としてもよい。

【0043】

また、本実施形態における外部電源ＰＳは、家庭用電源であっても、商用電源であってもよい。また、外部電源ＰＳは、直流電力を供給可能な電源であっても、交流電力を供給可能な電源であってもよい。すなわち、本実施形態に係る電源装置１は、外部電源ＰＳの種類及び負荷２において使用可能な電力に応じて、内部構成を適宜変更可能である。このとき、本実施形態における電圧変換器ＣＶは、外部電源ＰＳの種類及び負荷２において使用可能な電力に応じて、適宜変更可能である。例えば、本実施形態における電圧変換器ＣＶは、整流器（ＡＣ－ＤＣコンバータ）であっても、ＤＣ－ＤＣコンバータであってもよい。

【0044】

なお、本実施形態における二次電池ＢＡは、例えば、リチウムイオン電池又は鉛蓄電池等の一般に知られているものである。また、本実施形態における負荷２は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、ストレージ装置及び外部電源ＰＳからの電力供給が停止した場合に、一定期間稼働することが求められるその他の装置を想定している。

【0045】

また、上記説明において用いた「所定のプロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の専用又は汎用のプロセッサ、若しくは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。

【0046】

以上、実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0047】

１ 電源装置
２ 負荷
１１ 制御部
１２ レギュレータ
１３ 電圧計測部
１４ 電池残量計
ＢＡ 二次電池
ＢＰ 電池パック
ＣＵ 制御装置
ＣＶ 電圧変換器
ＦＣ 充放電回路
Ｑ１～Ｑ４ スイッチング素子
ＰＳ 外部電源
Ｖｃｃ 駆動用電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】