JP3338564B2 - 電池パックおよび電池パックを使用する装置 - Google Patents
電池パックおよび電池パックを使用する装置Info
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- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，電池パックおよび電池
パックを使用する装置に関する。
パックを使用する装置に関する。
【０００２】近年，携帯型の電子機器の需要が増えてお
り，このような機器では電池により駆動させる機器がほ
とんどである。乾電池を使用する場合には，電池は消耗
品であり，交換されることが前提であるため，電池保護
回路を備えていることはあまりない。しかし，ＮｉＣ
ｄ，Ｎｉ水素電池等の充電式の二次電池を使用する場合
には，電池の充放電を繰り返して使用するため，二重，
三重の保護回路を備えているのが普通である。充放電時
には電池温度は上昇するが，最悪の場合には液漏れ等を
起こす可能性がある。このため，組電池ではサーマルプ
ロテクタを組み込んでいることが多い。また，過放電は
電池性能の低下の原因となるため，放電終止電圧を設定
していて，過放電防止機構をつけることを推奨してい
る。カセット式の電池パックが外れる装置の場合には，
正極，負極端子同士の短絡を起こすことが多く電池の発
熱や液漏れの原因となることがある。
り，このような機器では電池により駆動させる機器がほ
とんどである。乾電池を使用する場合には，電池は消耗
品であり，交換されることが前提であるため，電池保護
回路を備えていることはあまりない。しかし，ＮｉＣ
ｄ，Ｎｉ水素電池等の充電式の二次電池を使用する場合
には，電池の充放電を繰り返して使用するため，二重，
三重の保護回路を備えているのが普通である。充放電時
には電池温度は上昇するが，最悪の場合には液漏れ等を
起こす可能性がある。このため，組電池ではサーマルプ
ロテクタを組み込んでいることが多い。また，過放電は
電池性能の低下の原因となるため，放電終止電圧を設定
していて，過放電防止機構をつけることを推奨してい
る。カセット式の電池パックが外れる装置の場合には，
正極，負極端子同士の短絡を起こすことが多く電池の発
熱や液漏れの原因となることがある。
【０００３】本発明は，このような機器での保護回路と
して広く利用することが可能である。また，本発明は，
充電可能な電池のみに限定されるわけではなく，乾電池
でも同様な保護回路として機能するので利用することが
できる。
して広く利用することが可能である。また，本発明は，
充電可能な電池のみに限定されるわけではなく，乾電池
でも同様な保護回路として機能するので利用することが
できる。
【０００４】
【従来の技術】図４（Ａ）は従来の過温度保護回路の例
を示す。電池４０への充電により温度上昇が発生した場
合には，充電制御用コントローラ４５が，サーミスタ４
１と抵抗Ｒによって電源回路４３の電源電圧Ｖddを分割
した電圧Ｖt により，過温度を検出して，充電回路４４
を停止する。充電制御用コントローラ４５の暴走等によ
り，充電が停止しない場合のために，電池４０の充電パ
スに直列に温度ヒューズ４２を入れ，電池４０の破裂等
を防止している。
を示す。電池４０への充電により温度上昇が発生した場
合には，充電制御用コントローラ４５が，サーミスタ４
１と抵抗Ｒによって電源回路４３の電源電圧Ｖddを分割
した電圧Ｖt により，過温度を検出して，充電回路４４
を停止する。充電制御用コントローラ４５の暴走等によ
り，充電が停止しない場合のために，電池４０の充電パ
スに直列に温度ヒューズ４２を入れ，電池４０の破裂等
を防止している。
【０００５】図４（Ｂ）は従来の電池パックの例を示
す。従来の電池パック５０は，例えば電池５１と，電池
５１の表面温度を感知するサーミスタ５２と，ヒューズ
５３とを有し，充放電でのための正極端子５４と負極端
子５６，および充電時の温度検出のためのサーミスタ端
子５５を備えている。
す。従来の電池パック５０は，例えば電池５１と，電池
５１の表面温度を感知するサーミスタ５２と，ヒューズ
５３とを有し，充放電でのための正極端子５４と負極端
子５６，および充電時の温度検出のためのサーミスタ端
子５５を備えている。
【０００６】以上のように，従来，電池の温度上昇に対
する保護機構としては，パック電池に関してはサーマル
プロテクタを入れることによって，７０℃以上になると
オープンになるような構造としたものが用いられてい
る。また，充電のみに関しては，充電制御用の専用コン
トローラによって充電時の電池表面温度を監視して，５
０℃以上になった場合には充電を停止させる制御を行っ
ている。
する保護機構としては，パック電池に関してはサーマル
プロテクタを入れることによって，７０℃以上になると
オープンになるような構造としたものが用いられてい
る。また，充電のみに関しては，充電制御用の専用コン
トローラによって充電時の電池表面温度を監視して，５
０℃以上になった場合には充電を停止させる制御を行っ
ている。
【０００７】従来の過放電の保護機構としては，電圧検
出器によって電池電圧が規定値を下回った場合にスイッ
チ回路によってシャットダウンさせる機構を持つものが
ある。
出器によって電池電圧が規定値を下回った場合にスイッ
チ回路によってシャットダウンさせる機構を持つものが
ある。
【０００８】カセット式の電池パックの短絡保護機構と
しては，従来，電流の放電パスに図４（Ｂ）に示すよう
に直列にヒューズ５３を入れることにより，短絡された
場合にこのヒューズ５３が切れて発熱や破裂を防止する
ようにしたり，端子を特殊な形状（例えば，端子金属部
分より周囲を高くした形状等）にすることによって専用
のコネクタ装着時以外には外部に接触しにくい構造にす
ることで対処している。
しては，従来，電流の放電パスに図４（Ｂ）に示すよう
に直列にヒューズ５３を入れることにより，短絡された
場合にこのヒューズ５３が切れて発熱や破裂を防止する
ようにしたり，端子を特殊な形状（例えば，端子金属部
分より周囲を高くした形状等）にすることによって専用
のコネクタ装着時以外には外部に接触しにくい構造にす
ることで対処している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】充電池等を長く安全に
使用するためには，過温度に対する保護，過放電に対す
る保護，短絡の保護などが必要である。
使用するためには，過温度に対する保護，過放電に対す
る保護，短絡の保護などが必要である。
【００１０】しかし，従来の過温度を保護するためのサ
ーマルプロテクタは電池の安全性のための保護機構であ
るため，装置の要求によって任意に上限温度を設定する
ことができない。この方法では制御用コントローラおよ
び周辺回路が正常に動作していて，充電を意識的に制御
している場合にのみ保護が限定され，コントローラ暴走
時や充電回路の異常時，コントローラの想定しない異常
時には有効に働かない。そのため，保護機構としては不
十分である。
ーマルプロテクタは電池の安全性のための保護機構であ
るため，装置の要求によって任意に上限温度を設定する
ことができない。この方法では制御用コントローラおよ
び周辺回路が正常に動作していて，充電を意識的に制御
している場合にのみ保護が限定され，コントローラ暴走
時や充電回路の異常時，コントローラの想定しない異常
時には有効に働かない。そのため，保護機構としては不
十分である。
【００１１】また，従来の過放電の保護機構では，電池
電圧にのみ依存して電池の放電を止めているが，電源の
動作可能な電圧と電池の放電終止電圧とは必ずしも一致
しない。このため，電源が動作しない領域でも放電終止
電圧までは放電が続くが，このような場合に電池から放
電させることは無駄である。
電圧にのみ依存して電池の放電を止めているが，電源の
動作可能な電圧と電池の放電終止電圧とは必ずしも一致
しない。このため，電源が動作しない領域でも放電終止
電圧までは放電が続くが，このような場合に電池から放
電させることは無駄である。
【００１２】また，従来の端子の形状による短絡保護方
法では単に接触しにくいだけであり，接触する可能性は
十分にある。仮に接触した場合には，火花が飛ぶ，発熱
する等の問題が発生する。また，ヒューズによって過剰
な発熱を防ぐことができたとしても，ヒューズ切れの復
旧のためのヒューズ交換には手間がかかるという問題が
ある。
法では単に接触しにくいだけであり，接触する可能性は
十分にある。仮に接触した場合には，火花が飛ぶ，発熱
する等の問題が発生する。また，ヒューズによって過剰
な発熱を防ぐことができたとしても，ヒューズ切れの復
旧のためのヒューズ交換には手間がかかるという問題が
ある。
【００１３】本発明は上記問題点の解決を図り，簡単な
回路構成で，サーマルプロテクタ，過放電保護回路，短
絡保護回路として機能する手段を提供することを目的と
する。
回路構成で，サーマルプロテクタ，過放電保護回路，短
絡保護回路として機能する手段を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。図中，１は電池パックであり，１１は電
池，１２は電池表面の温度を感知するサーミスタ，１３
はサーミスタ１２の端子に現れる電圧と規定電圧とを比
較する比較回路，１４は比較回路１３の出力によりオン
／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）するスイッチ回路，１５は正極
端子，１６はサーミスタ端子，１７は負極端子である。
また，２は電池パック１を使用する装置であり，２１は
正極端子，２２はサーミスタ端子，２３は負極端子，２
４は電源回路，２５は電源電圧Ｖddを分圧する抵抗，２
６はスイッチ，２７はサブバッテリである。
ック図である。図中，１は電池パックであり，１１は電
池，１２は電池表面の温度を感知するサーミスタ，１３
はサーミスタ１２の端子に現れる電圧と規定電圧とを比
較する比較回路，１４は比較回路１３の出力によりオン
／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）するスイッチ回路，１５は正極
端子，１６はサーミスタ端子，１７は負極端子である。
また，２は電池パック１を使用する装置であり，２１は
正極端子，２２はサーミスタ端子，２３は負極端子，２
４は電源回路，２５は電源電圧Ｖddを分圧する抵抗，２
６はスイッチ，２７はサブバッテリである。
【００１５】電池駆動可能な機器において，スイッチ回
路１４を設け，電池１１表面に付けたサーミスタ１２と
抵抗２５とによって電源電圧Ｖddを分圧し，この電圧と
規定電圧とを比較回路１３によって比較して，規定電圧
以上であればスイッチ回路１４をｏｎする回路構成とす
る。電池温度が上昇した場合，サーミスタ抵抗値は下が
るため現れる電圧は下がり，規定電圧以下になるとスイ
ッチ回路１４がｏｆｆになることによりサーマルプロテ
クタの働きをする。
路１４を設け，電池１１表面に付けたサーミスタ１２と
抵抗２５とによって電源電圧Ｖddを分圧し，この電圧と
規定電圧とを比較回路１３によって比較して，規定電圧
以上であればスイッチ回路１４をｏｎする回路構成とす
る。電池温度が上昇した場合，サーミスタ抵抗値は下が
るため現れる電圧は下がり，規定電圧以下になるとスイ
ッチ回路１４がｏｆｆになることによりサーマルプロテ
クタの働きをする。
【００１６】また，電池１１の出力電圧が低下した場
合，電源電圧Ｖddは低下する。これにより，サーミスタ
１２と抵抗２５間に現れる電圧は下がり，規定電圧以下
になればスイッチ回路１４がｏｆｆされるため，過放電
保護の働きをする。
合，電源電圧Ｖddは低下する。これにより，サーミスタ
１２と抵抗２５間に現れる電圧は下がり，規定電圧以下
になればスイッチ回路１４がｏｆｆされるため，過放電
保護の働きをする。
【００１７】電池１１が取り外し可能なパック構造の場
合，電池パック１内部にサーミスタ１２を持ち，装置２
の本体側に電源回路２４と抵抗２５を持たせることによ
り，サーミスタ端子１６は電池パック１単体では電圧が
無くなるためスイッチ回路１４がｏｆｆされる。装置２
の本体に接続されると，電源電圧Ｖddによってサーミス
タ端子１６には一定電圧が現れ，スイッチ回路１４がｏ
ｎされるため，電池パック１単体時の正極，負極の短絡
保護として働く。
合，電池パック１内部にサーミスタ１２を持ち，装置２
の本体側に電源回路２４と抵抗２５を持たせることによ
り，サーミスタ端子１６は電池パック１単体では電圧が
無くなるためスイッチ回路１４がｏｆｆされる。装置２
の本体に接続されると，電源電圧Ｖddによってサーミス
タ端子１６には一定電圧が現れ，スイッチ回路１４がｏ
ｎされるため，電池パック１単体時の正極，負極の短絡
保護として働く。
【００１８】サブバッテリ２７とスイッチ２６とは，電
池パック１の接続時に，一時的に電池パック１のサーミ
スタ端子１６に対応する装置側サーミスタ端子２２に規
定電圧以上の電圧を供給する回路を構成する。すなわ
ち，電池パック１が取り外された状態で電源電圧Ｖddが
０であっても，電池パック１の接続時に，スイッチ２６
をｏｎとして，サブバッテリ２７から規定電圧をサーミ
スタ端子１６に供給することにより，スイッチ回路１４
をｏｎにする。
池パック１の接続時に，一時的に電池パック１のサーミ
スタ端子１６に対応する装置側サーミスタ端子２２に規
定電圧以上の電圧を供給する回路を構成する。すなわ
ち，電池パック１が取り外された状態で電源電圧Ｖddが
０であっても，電池パック１の接続時に，スイッチ２６
をｏｎとして，サブバッテリ２７から規定電圧をサーミ
スタ端子１６に供給することにより，スイッチ回路１４
をｏｎにする。
【００１９】
【作用】電池１１の温度上昇に対する保護機構は，電池
１１の表面にサーミスタ１２を密着させて電池表面温度
を測定できるようにする。図１のように抵抗２５とサー
ミスタ１２を電源電圧Ｖddにつなげば，電池表面温度が
変化するとサーミスタ１２の端子電圧が変化する。この
サーミスタ端子の電圧によって温度を測定する。サーミ
スタ端子電圧が規定電圧以下に達したときに電池１１を
切り離すようなスイッチ回路１４を組めば，電池１１が
任意の温度に達した時に電池１１を切り離すことができ
る。
１１の表面にサーミスタ１２を密着させて電池表面温度
を測定できるようにする。図１のように抵抗２５とサー
ミスタ１２を電源電圧Ｖddにつなげば，電池表面温度が
変化するとサーミスタ１２の端子電圧が変化する。この
サーミスタ端子の電圧によって温度を測定する。サーミ
スタ端子電圧が規定電圧以下に達したときに電池１１を
切り離すようなスイッチ回路１４を組めば，電池１１が
任意の温度に達した時に電池１１を切り離すことができ
る。
【００２０】電池１１の過放電の保護機構としては，電
池１１の電圧が放電終止電圧に達した時に電源電圧Ｖdd
が低下して，サーミスタ端子電圧が規定電圧以下となる
ように設計する。サーミスタ端子電圧が規定電圧以下に
達した時に電池１１を切り離すようなスイッチ回路１４
を組めば，電池１１が放電終止電圧に達した時に電池１
１を切り離すことができる。
池１１の電圧が放電終止電圧に達した時に電源電圧Ｖdd
が低下して，サーミスタ端子電圧が規定電圧以下となる
ように設計する。サーミスタ端子電圧が規定電圧以下に
達した時に電池１１を切り離すようなスイッチ回路１４
を組めば，電池１１が放電終止電圧に達した時に電池１
１を切り離すことができる。
【００２１】電池の短絡保護機構としては，温度測定用
の回路（サーミスタ端子１６，２２）を抵抗２５とサー
ミスタ１６の間で切り離すようにする。電池パック１単
体ではサーミスタ端子１６の電圧は規定電圧以下となる
のでスイッチ回路１４がｏｆｆされ，電池パック１の正
極端子１５と負極端子１７とが短絡しても問題が発生し
ない。本体の装置２に接続した時に初めてサーミスタ端
子１６に電圧が現れ，自動的にスイッチ回路１４がｏｎ
になる。
の回路（サーミスタ端子１６，２２）を抵抗２５とサー
ミスタ１６の間で切り離すようにする。電池パック１単
体ではサーミスタ端子１６の電圧は規定電圧以下となる
のでスイッチ回路１４がｏｆｆされ，電池パック１の正
極端子１５と負極端子１７とが短絡しても問題が発生し
ない。本体の装置２に接続した時に初めてサーミスタ端
子１６に電圧が現れ，自動的にスイッチ回路１４がｏｎ
になる。
【００２２】
【実施例】図２は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。図２に示すトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 および抵抗
Ｒ3 が，図１に示すスイッチ回路１４に相当する。ま
た，抵抗Ｒ1 ，ツェナーダイオードＤおよびコンパレー
タＯＰが図１に示す比較回路１３に相当する。
る。図２に示すトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 および抵抗
Ｒ3 が，図１に示すスイッチ回路１４に相当する。ま
た，抵抗Ｒ1 ，ツェナーダイオードＤおよびコンパレー
タＯＰが図１に示す比較回路１３に相当する。
【００２３】図２に示すように電池１１の正負極端子の
いずれかにトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 等によるスイッ
チ回路を設け，電池１１を負荷（電源回路２４等）から
切り離すことのできる構造とする。電池１１表面にサー
ミスタ１２を密着させて，サーミスタ１２の一方の端子
を電池１１の負極に接続し，もう一方の端子をサーミス
タ端子とする。
いずれかにトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 等によるスイッ
チ回路を設け，電池１１を負荷（電源回路２４等）から
切り離すことのできる構造とする。電池１１表面にサー
ミスタ１２を密着させて，サーミスタ１２の一方の端子
を電池１１の負極に接続し，もう一方の端子をサーミス
タ端子とする。
【００２４】サーミスタ１２は，温度が上昇すると抵抗
値が下がるという特性を持っている。そのため，電源電
圧Ｖddを抵抗（Ｒ2 ）２５とサーミスタ１２で分割した
電圧Ｖt は，温度によって変化する。例えば，電源電圧
Ｖddが３．２Ｖ，抵抗２５が１０ＫΩ，サーミスタ１２
の抵抗値が２５℃で１０ＫΩ，６０℃で３ＫΩのものを
使用した場合，２５℃で電圧Ｖt は１．６Ｖ，６０℃で
電圧Ｖt は０．７４Ｖとなる。抵抗Ｒ1 とツェナーダイ
オードＤとによって作られる規定電圧の基準電位Ｖref
を０．７４Ｖに設定しておけば，通常はコンパレータＯ
Ｐの出力はＨレベルであり，トランジスタＴｒ2 がｏｎ
となり，トランジスタＴｒ1 がｏｎになるため，電池１
１への充電が可能である。電池１１の温度が上昇し，サ
ーミスタ１２の抵抗値が低下して，電圧Ｖt が０．７４
Ｖ以下となった時に充電が停止する。
値が下がるという特性を持っている。そのため，電源電
圧Ｖddを抵抗（Ｒ2 ）２５とサーミスタ１２で分割した
電圧Ｖt は，温度によって変化する。例えば，電源電圧
Ｖddが３．２Ｖ，抵抗２５が１０ＫΩ，サーミスタ１２
の抵抗値が２５℃で１０ＫΩ，６０℃で３ＫΩのものを
使用した場合，２５℃で電圧Ｖt は１．６Ｖ，６０℃で
電圧Ｖt は０．７４Ｖとなる。抵抗Ｒ1 とツェナーダイ
オードＤとによって作られる規定電圧の基準電位Ｖref
を０．７４Ｖに設定しておけば，通常はコンパレータＯ
Ｐの出力はＨレベルであり，トランジスタＴｒ2 がｏｎ
となり，トランジスタＴｒ1 がｏｎになるため，電池１
１への充電が可能である。電池１１の温度が上昇し，サ
ーミスタ１２の抵抗値が低下して，電圧Ｖt が０．７４
Ｖ以下となった時に充電が停止する。
【００２５】また，図２に示す回路は，過放電保護機構
としては次のように動作する。電源電圧Ｖddを作る電源
回路２４をリニアレギュレータで構成した場合，入力の
電圧が電源電圧Ｖddの電圧以下に低下すると，電源電圧
Ｖddも同様に低下してくる。２５℃の場合，サーミスタ
１２の抵抗値と抵抗（Ｒ2 ）２５の抵抗値との比は，
１：１である。規定電圧（基準電位）Ｖref を０．７４
Ｖに設定した場合には，電源電圧Ｖddが２倍の１．４８
Ｖ以下になると，トランジスタＴｒ2 がｏｆｆ，トラン
ジスタＴｒ1 がｏｆｆになって，電池１１からの放電が
停止する。
としては次のように動作する。電源電圧Ｖddを作る電源
回路２４をリニアレギュレータで構成した場合，入力の
電圧が電源電圧Ｖddの電圧以下に低下すると，電源電圧
Ｖddも同様に低下してくる。２５℃の場合，サーミスタ
１２の抵抗値と抵抗（Ｒ2 ）２５の抵抗値との比は，
１：１である。規定電圧（基準電位）Ｖref を０．７４
Ｖに設定した場合には，電源電圧Ｖddが２倍の１．４８
Ｖ以下になると，トランジスタＴｒ2 がｏｆｆ，トラン
ジスタＴｒ1 がｏｆｆになって，電池１１からの放電が
停止する。
【００２６】図３は本発明の第２の実施例を示す図であ
り，図３（Ａ）は本発明の実施例の電池パック，図３
（Ｂ）は電池パックを接続する装置の構成を示す。図３
において，トランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 ，抵抗Ｒ1 ，Ｒ
2 ，Ｒ3 ，ツェナーダイオードＤ，コンパレータＯＰの
機能は図２の例と同様である。電池パック１は，正極端
子１５，負極端子１７，サーミスタ端子１６を介して，
装置２の正極端子２１，負極端子２３，サーミスタ端子
２２と接続されるようになっている。電源回路２４は，
ＤＣ−ＩＮコネクタ２８にも接続されており，ＤＣ−Ｉ
Ｎコネクタ２８から電源が供給されている場合には電池
パック１からではなく，ＤＣ−ＩＮコネクタ２８からの
電力の供給を受ける。
り，図３（Ａ）は本発明の実施例の電池パック，図３
（Ｂ）は電池パックを接続する装置の構成を示す。図３
において，トランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 ，抵抗Ｒ1 ，Ｒ
2 ，Ｒ3 ，ツェナーダイオードＤ，コンパレータＯＰの
機能は図２の例と同様である。電池パック１は，正極端
子１５，負極端子１７，サーミスタ端子１６を介して，
装置２の正極端子２１，負極端子２３，サーミスタ端子
２２と接続されるようになっている。電源回路２４は，
ＤＣ−ＩＮコネクタ２８にも接続されており，ＤＣ−Ｉ
Ｎコネクタ２８から電源が供給されている場合には電池
パック１からではなく，ＤＣ−ＩＮコネクタ２８からの
電力の供給を受ける。
【００２７】電池パック１の単体時には，サーミスタ端
子１６はグランドに接続されているだけなので電位はな
い。サーミスタ端子１６の電位は，ツェナーダイオード
Ｄによって作られる基準電位Ｖref 以下となっているた
め，コンパレータＯＰの出力はＬレベルとなりトランジ
スタＴｒ2 はｏｆｆし，トランジスタＴｒ1 のゲート電
圧はソース電圧と同一になるため，トランジスタＴｒ1
はｏｆｆとなる。これにより電池パック１の単体時には
正極端子１５に電圧が現れず，負極端子１７と短絡して
も火花が飛ぶなどの問題が発生しなくなる。したがっ
て，短絡保護回路として機能する。
子１６はグランドに接続されているだけなので電位はな
い。サーミスタ端子１６の電位は，ツェナーダイオード
Ｄによって作られる基準電位Ｖref 以下となっているた
め，コンパレータＯＰの出力はＬレベルとなりトランジ
スタＴｒ2 はｏｆｆし，トランジスタＴｒ1 のゲート電
圧はソース電圧と同一になるため，トランジスタＴｒ1
はｏｆｆとなる。これにより電池パック１の単体時には
正極端子１５に電圧が現れず，負極端子１７と短絡して
も火花が飛ぶなどの問題が発生しなくなる。したがっ
て，短絡保護回路として機能する。
【００２８】この電池パック１を接続する本体の装置２
の構成は，図３（Ｂ）に示すようになっている。電池パ
ック１を装置２に接続した場合，ＤＣ−ＩＮコネクタ２
８等から電源供給がされている時には電源電圧Ｖddがあ
るので，サーミスタ端子２２には抵抗（Ｒ2 ）２５とサ
ーミスタ１２との分圧による電位が現れる。これが基準
電位Ｖref を超えるように設定しておけば，電池パック
１を装置２の本体に装着するとスイッチ回路（トランジ
スタＴｒ1 ）がｏｎになり，正極端子１５，２１に電池
電圧が現れる。また，ＤＣ−ＩＮコネクタ２８等の外部
電源からの電源供給がない場合でも，パソコン等の情報
機器であれば，メモリバックアップ用のサブバッテリ２
７を持っているのでスイッチ（ＳＷ１）２６をｏｎにし
てやることによって，サーミスタ端子２２，１６に強制
的に電圧を加え，トランジスタＴｒ1 をｏｎにすること
が考えられる。
の構成は，図３（Ｂ）に示すようになっている。電池パ
ック１を装置２に接続した場合，ＤＣ−ＩＮコネクタ２
８等から電源供給がされている時には電源電圧Ｖddがあ
るので，サーミスタ端子２２には抵抗（Ｒ2 ）２５とサ
ーミスタ１２との分圧による電位が現れる。これが基準
電位Ｖref を超えるように設定しておけば，電池パック
１を装置２の本体に装着するとスイッチ回路（トランジ
スタＴｒ1 ）がｏｎになり，正極端子１５，２１に電池
電圧が現れる。また，ＤＣ−ＩＮコネクタ２８等の外部
電源からの電源供給がない場合でも，パソコン等の情報
機器であれば，メモリバックアップ用のサブバッテリ２
７を持っているのでスイッチ（ＳＷ１）２６をｏｎにし
てやることによって，サーミスタ端子２２，１６に強制
的に電圧を加え，トランジスタＴｒ1 をｏｎにすること
が考えられる。
【００２９】以上のように，電池１１の正負極端子いず
れかにスイッチ回路１４を設け，電池１１にサーミスタ
１２を密着させて一方の端子を負極端子に接続し，もう
一方の端子をサーミスタ端子として，このサーミスタ端
子に現れる電圧によりスイッチ回路１４のｏｎ／ｏｆｆ
を制御する。これにより，温度上昇時の保護，過放電保
護機能として働かせる。また，取り外し可能なパック構
造の場合，電池の短絡保護回路として働かせる。電池１
１に対するこれら３つの保護機能を一つの制御回路によ
り実現することができる。
れかにスイッチ回路１４を設け，電池１１にサーミスタ
１２を密着させて一方の端子を負極端子に接続し，もう
一方の端子をサーミスタ端子として，このサーミスタ端
子に現れる電圧によりスイッチ回路１４のｏｎ／ｏｆｆ
を制御する。これにより，温度上昇時の保護，過放電保
護機能として働かせる。また，取り外し可能なパック構
造の場合，電池の短絡保護回路として働かせる。電池１
１に対するこれら３つの保護機能を一つの制御回路によ
り実現することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
電池温度測定用のサーミスタを利用して電池の充電パス
／放電パスをｏｎ／ｏｆｆすることにより，電池の端子
短絡時の危険を防止することができる。同時に，温度上
昇時に充電を強制的に停止することにより，液漏れなど
の電池破壊を防止することができる。さらに，電池電圧
低下時に強制的に放電を停止させることにより，過放電
による電池性能劣化を防止することができる。
電池温度測定用のサーミスタを利用して電池の充電パス
／放電パスをｏｎ／ｏｆｆすることにより，電池の端子
短絡時の危険を防止することができる。同時に，温度上
昇時に充電を強制的に停止することにより，液漏れなど
の電池破壊を防止することができる。さらに，電池電圧
低下時に強制的に放電を停止させることにより，過放電
による電池性能劣化を防止することができる。
【００３１】また，一つの制御回路により三種類の保護
機能が働くので省スペースで，容易に電池パック内部に
収めることができる。
機能が働くので省スペースで，容易に電池パック内部に
収めることができる。
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図４】従来技術の説明図である。
１ 電池パック １１ 電池 １２ サーミスタ １３ 比較回路 １４ スイッチ回路 １５ 正極端子（電池パック側） １６ サーミスタ端子（電池パック側） １７ 負極端子（電池パック側） ２ 装置 ２１ 正極端子（装置側） ２２ サーミスタ端子（装置側） ２３ 負極端子（装置側） ２４ 電源回路 ２５ 抵抗 ２６ スイッチ ２７ サブバッテリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−121102（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196206（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−268732（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−164469（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127787（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−197466（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−75951（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−97347（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−11745（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/10 H01M 2/00 H01M 10/44
Claims (3)
- 【請求項１】 装置に対して電力を供給する電池と， 電池表面の温度を感知するサーミスタと， 電池駆動可能な装置との接続のための正極端子および負
極端子と， 前記サーミスタの一端と接続されている サーミスタ端子
と，を有する電池パックであって， 前記サーミスタ端子の電圧と規定電圧とを比較する比較
回路と， 前記比較回路の出力に応じて，オンまたはオフのいずれ
かの状態となる，前記電池の正極端子側または負極端子
側のいずれかに設けられたスイッチ回路と，を備え， 前記スイッチ回路は，前記サーミスタ端子の電圧が規定
電圧以下となっている場合に，前記電池と前記正極端子
とを電気的に切断すること， を特徴とする電池パック。 - 【請求項２】 請求項１記載の電池パックを使用する装
置であって， 前記電池パックのサーミスタ端子に対応する装置側サー
ミスタ端子と電源電圧との間に設けられ，装置の電源電
圧を分圧する抵抗と， 前記電池パックの接続時に，一時的に前記サーミスタ端
子に対応する装置側サーミスタ端子に前記規定電圧以上
の電圧を供給する回路とを備えたこと， を特徴とする電池パックを使用する装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の電池パックを使用する装
置において， 前記規定電圧以上の電圧を供給する回路は，内蔵するサ
ブバッテリとスイッチとからなること， を特徴とする電池パックを使用する装置。
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|---|---|---|---|
| JP23256194A JP3338564B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電池パックおよび電池パックを使用する装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP23256194A JP3338564B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電池パックおよび電池パックを使用する装置 |
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| JPH0898422A JPH0898422A (ja) | 1996-04-12 |
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Family
ID=16941268
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| JP23256194A Expired - Fee Related JP3338564B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電池パックおよび電池パックを使用する装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6104165A (en) * | 1995-06-16 | 2000-08-15 | Zip Charge Corporation | Multi-stage battery charging system |
| US5717314A (en) * | 1996-09-12 | 1998-02-10 | Ericsson Inc. | Apparatus and method of monitoring battery temperature during charging |
| KR100193736B1 (ko) * | 1996-09-17 | 1999-06-15 | 윤종용 | 배터리 보호 기능을 갖는 배터리 팩 |
| JP3248851B2 (ja) * | 1996-10-29 | 2002-01-21 | エヌイーシーモバイルエナジー株式会社 | 二次電池の保護装置 |
| US5895440A (en) * | 1996-12-23 | 1999-04-20 | Cruising Equipment Company, Inc. | Battery monitor and cycle status indicator |
| US5773958A (en) * | 1997-01-03 | 1998-06-30 | Ovonic Battery Company, Inc. | Apparatus for detecting cell reversal in rechargeable batteries |
| US6043627A (en) * | 1997-04-04 | 2000-03-28 | Sony Corporation | Battery charger with redundant protection circuits |
| JP3600418B2 (ja) * | 1997-11-14 | 2004-12-15 | 三菱電機株式会社 | アクチュエータ制御装置 |
| US6160381A (en) * | 1998-05-21 | 2000-12-12 | Qualcomm Inc. | Battery pack protection circuit and battery pack including a protection circuit |
| US6326767B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-12-04 | Shoot The Moon Products Ii, Llc | Rechargeable battery pack charging system with redundant safety systems |
| JP3705079B2 (ja) | 2000-05-23 | 2005-10-12 | 株式会社村田製作所 | 二次電池パックの温度検知装置及び二次電池パック |
| US6721893B1 (en) * | 2000-06-12 | 2004-04-13 | Advanced Micro Devices, Inc. | System for suspending operation of a switching regulator circuit in a power supply if the temperature of the switching regulator is too high |
| KR100504925B1 (ko) * | 2002-07-08 | 2005-07-29 | 주식회사 이랜텍 | 배터리 보호 회로 모듈 자동 검사 장치 및 그 검사 방법 |
| JP3855870B2 (ja) * | 2002-07-16 | 2006-12-13 | 松下電器産業株式会社 | ポータブル電源システム |
| JP3725105B2 (ja) | 2002-08-30 | 2005-12-07 | 株式会社東芝 | 二次電池の過放電防止回路及び二次電池の過放電防止法 |
| US20050110462A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-26 | Walter Ullrich | Power charger and rechargeable battery system |
| JP4079871B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2008-04-23 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
| JP4121511B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2008-07-23 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
| WO2006045366A1 (de) * | 2004-10-21 | 2006-05-04 | Kromberg & Schubert Gmbh & Co. Kg | Intelligente sicherheits-anschlussvorrichtung |
| TWI286212B (en) * | 2004-11-03 | 2007-09-01 | Mediatek Inc | Battery detecting system |
| US7494540B2 (en) | 2004-12-15 | 2009-02-24 | Dow Global Technologies, Inc. | System for bonding glass into a structure |
| US7492123B2 (en) * | 2006-06-21 | 2009-02-17 | Symbol Technologies, Inc. | Device and method for battery removal from a mobile device |
| US7808212B2 (en) * | 2006-07-24 | 2010-10-05 | Research In Motion Limited | Temperature-based charge and discharge control for a battery |
| US7819964B2 (en) * | 2007-02-16 | 2010-10-26 | Dow Global Technologies Inc. | System for bonding glass into a structure |
| JP5151502B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2013-02-27 | 日本電気株式会社 | 電源制御システム、電池パック、本体装置及び電源制御方法 |
| JP4659886B2 (ja) * | 2009-01-27 | 2011-03-30 | シャープ株式会社 | 二次電池保護回路 |
| KR101249840B1 (ko) * | 2008-07-31 | 2013-04-05 | 삼성전자주식회사 | 배터리팩이 장착 가능한 컴퓨터시스템 및 그 시스템본체 |
| US20100033025A1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-11 | Sang Hun Lee | Power adator having power-saving circuit |
| US8269458B2 (en) | 2008-10-07 | 2012-09-18 | Black & Decker Inc. | Shared control of thermistor and dual purpose thermistor line |
| US8154248B2 (en) * | 2008-10-07 | 2012-04-10 | Black & Decker Inc. | Signal for pre-charge selection in lithium charging and discharge control/pre-charge function |
| KR101027104B1 (ko) * | 2008-10-09 | 2011-04-05 | 미쓰미덴기가부시기가이샤 | 전지 팩 |
| US20100291426A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Flexible fusible link, systems, and methods |
| US20100291427A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Modular powertrain, systems, and methods |
| US20100291419A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Battery pack heat exchanger, systems, and methods |
| US20100291418A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Battery packs, systems, and methods |
| ES2392917T3 (es) * | 2009-12-22 | 2012-12-17 | Ctek Sweden Ab | Un sistema para cargar batería, un sistema operado con batería y un método para la carga controlada por estado |
| US8779728B2 (en) | 2010-04-08 | 2014-07-15 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Apparatus for preheating a battery pack before charging |
| JP5503430B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-05-28 | 日立マクセル株式会社 | 出力停止スイッチ付き電池パック |
| US8659261B2 (en) | 2010-07-14 | 2014-02-25 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Battery pack enumeration method |
| US9172120B2 (en) | 2010-07-14 | 2015-10-27 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Battery pack fault communication and handling |
| JP5573584B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2014-08-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 過電流検出用素子 |
| US8641273B2 (en) * | 2010-11-02 | 2014-02-04 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Thermal interlock for battery pack, device, system and method |
| US8486283B2 (en) | 2010-11-02 | 2013-07-16 | Sinoelectric Powertrain Corporation | Method of making fusible links |
| WO2014045745A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 蓄電システムおよび電池保護方法 |
| US9806515B2 (en) * | 2013-12-24 | 2017-10-31 | Nokia Technologies Oy | Protection of cables and connectors |
| US10199921B2 (en) * | 2014-04-03 | 2019-02-05 | Semiconductor Components Industries, Llc | Load detecting device |
| JP6690383B2 (ja) * | 2016-04-26 | 2020-04-28 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電力管理システム、電池管理装置、バッテリ装置および車両の電力管理方法 |
| CN106816926A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-09 | 广州市极越电子有限公司 | 一种基于计量芯片的电池充放电管理系统及方法 |
| TWI627808B (zh) * | 2017-04-28 | 2018-06-21 | 廣達電腦股份有限公司 | 電池裝置及電池保護方法 |
| KR102614725B1 (ko) * | 2018-06-08 | 2023-12-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 보호 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩 |
| US12062933B2 (en) | 2018-06-08 | 2024-08-13 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery protection circuit and battery pack including same |
| US12136840B2 (en) * | 2021-12-24 | 2024-11-05 | Motorola Solutions, Inc. | Device, battery and system to control battery power |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4727306A (en) * | 1986-06-26 | 1988-02-23 | Motorola, Inc. | Portable battery charger |
| DE3937158A1 (de) * | 1989-11-08 | 1991-05-16 | Bosch Gmbh Robert | Kontrolleinrichtung fuer batteriegeraet |
| FI109567B (fi) * | 1991-02-25 | 2002-08-30 | Nokia Corp | Pikalatausjärjestely |
| CA2132419C (en) * | 1992-03-18 | 1996-12-17 | Gerald L. Brainard | A power supply and battery charging system |
| JP3222999B2 (ja) * | 1993-08-20 | 2001-10-29 | 三洋電機株式会社 | 二次電池の過放電防止回路 |
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- 1995-08-04 US US08/511,228 patent/US5608304A/en not_active Expired - Lifetime
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