JPH0855619A - バッテリー・パック装置 - Google Patents
バッテリー・パック装置Info
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- JPH0855619A JPH0855619A JP6121445A JP12144594A JPH0855619A JP H0855619 A JPH0855619 A JP H0855619A JP 6121445 A JP6121445 A JP 6121445A JP 12144594 A JP12144594 A JP 12144594A JP H0855619 A JPH0855619 A JP H0855619A
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- battery pack
- control module
- cell
- current
- strap
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリー・パックの容積を増加させずに、
制御モジュールを組み込んだインテリジェント・バッテ
リー・パック１０を提供する。 【構成】 プリント基板の両面にマイクロコントローラ
１６等の部品を実装した制御モジュール３０５と導電性
金属ストラップ２２によって接続されたバッテリ・セル
・アレイ２１とを有するバッテリー・パック装置におい
て、１つの接続用ストラップの幅を狭くした部分３０９
は制御モジュール３０５と共に電流センス素子として働
き、セル電流を測定してメモリに記憶する。制御モジュ
ールの部品は、セル・アレイ２１のセルとセルの間のス
ペースに配置される。入力端子４５に接続される充電器
は制御モジュールの制御により３種類の充電方法が使用
できる。
制御モジュールを組み込んだインテリジェント・バッテ
リー・パック１０を提供する。 【構成】 プリント基板の両面にマイクロコントローラ
１６等の部品を実装した制御モジュール３０５と導電性
金属ストラップ２２によって接続されたバッテリ・セル
・アレイ２１とを有するバッテリー・パック装置におい
て、１つの接続用ストラップの幅を狭くした部分３０９
は制御モジュール３０５と共に電流センス素子として働
き、セル電流を測定してメモリに記憶する。制御モジュ
ールの部品は、セル・アレイ２１のセルとセルの間のス
ペースに配置される。入力端子４５に接続される充電器
は制御モジュールの制御により３種類の充電方法が使用
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバッテリー・パック装置
に関し、より一般的にはエネルギ蓄積装置用パックに関
する。
に関し、より一般的にはエネルギ蓄積装置用パックに関
する。
【０００２】
【従来の技術】多数のタイプのバッテリー・パックが普
通に使用されているが、最も普通に使用されているもの
は、たとえばビデオレコーダー（camcorders）、移動電
話およびノート型コンピュータの充電式電源（recharge
able power supply ）である。普通、この種バッテリー
・パックには、複数セルのバッテリー、セルを保護し格
納するケーシング、ケーシングの中でセルを相互に接続
する手段および相互接続されたセルから外部端子にいた
る導体が含まれている。ケーシングの形状と端子の配置
は、バッテリー・パックが、充電式パックの場合は充電
器を含め、上に挙げたような外側の機器（external equ
ipment）と電気的かつ機械的に上手く適合するようにす
ることができる。又、パックの内部には、セル温度が高
すぎる場合セルの回路を切断する役目をする感熱遮断器
（thermally sensitive circuit breaker ）が含まれて
いる。
通に使用されているが、最も普通に使用されているもの
は、たとえばビデオレコーダー（camcorders）、移動電
話およびノート型コンピュータの充電式電源（recharge
able power supply ）である。普通、この種バッテリー
・パックには、複数セルのバッテリー、セルを保護し格
納するケーシング、ケーシングの中でセルを相互に接続
する手段および相互接続されたセルから外部端子にいた
る導体が含まれている。ケーシングの形状と端子の配置
は、バッテリー・パックが、充電式パックの場合は充電
器を含め、上に挙げたような外側の機器（external equ
ipment）と電気的かつ機械的に上手く適合するようにす
ることができる。又、パックの内部には、セル温度が高
すぎる場合セルの回路を切断する役目をする感熱遮断器
（thermally sensitive circuit breaker ）が含まれて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、バッテリー・パ
ックの内部に、制御手段あるいは監視手段を含めること
が提案されている。そのような装置は充電中の充電電流
制御、放電中の充電状態監視（charge monitoring ）お
よび（充電式パック用には）充電中の充電状態監視、バ
ッテリー状態のディスプレイおよび外部の装置に対する
バッテリーの状態あるいはその他のパラメータを転送す
る各種機能を具備したものになるであろう。このような
装置は、ヨーロッパ特許出願９２４０２９５５．６に説
明されている。かかる装置の１つでは、この制御手段を
マイクロコントローラ型のマイクロコンピュータを使用
して実施している。このタイプの装置は「インテリジェ
ント・バッテリー・パック」と呼ばれることがある。
ックの内部に、制御手段あるいは監視手段を含めること
が提案されている。そのような装置は充電中の充電電流
制御、放電中の充電状態監視（charge monitoring ）お
よび（充電式パック用には）充電中の充電状態監視、バ
ッテリー状態のディスプレイおよび外部の装置に対する
バッテリーの状態あるいはその他のパラメータを転送す
る各種機能を具備したものになるであろう。このような
装置は、ヨーロッパ特許出願９２４０２９５５．６に説
明されている。かかる装置の１つでは、この制御手段を
マイクロコントローラ型のマイクロコンピュータを使用
して実施している。このタイプの装置は「インテリジェ
ント・バッテリー・パック」と呼ばれることがある。
【０００４】
【課題を解決する手段】本発明の１側面によれば、添付
の請求の範囲に述べるとおりのバッテリー・パック装置
が提供されている。また本発明の別の特徴も以下の説明
から明かであろう。
の請求の範囲に述べるとおりのバッテリー・パック装置
が提供されている。また本発明の別の特徴も以下の説明
から明かであろう。
【０００５】
【実施例】本発明の特徴と利点を十分理解できるよう
に、以下に添付の図面を参照して例のみを示す方法によ
り実施例を説明する。
に、以下に添付の図面を参照して例のみを示す方法によ
り実施例を説明する。
【０００６】バッテリー・パック装置１０（図１に模式
的に示す）において、外部端子１１、１２はそれぞれセ
ルあるいはセル・アレイ１５の正の出力および負の出力
に接続されている。制御モジュール１６は、セル電圧１
９、セル１５に熱的に接触する温度センサ１０３から得
られる温度１００および外部の負の電圧１２と関連させ
てセンス抵抗器１０４の両端の電圧を測定することによ
り得られるセル電流１０１を表す信号を受信する。セル
１５に熱的に接触する感熱遮断器１０５は、セル温度が
高すぎる場合セルの回路を切断するようになっている。
制御モジュール１６は発光ダイオード及び／或いは液晶
ディスプレイ１７を駆動し、また調整デバイス１０２を
制御して、充電端子１４と負の外部接続１２とのあいだ
に供給される充電電流を制御する。
的に示す）において、外部端子１１、１２はそれぞれセ
ルあるいはセル・アレイ１５の正の出力および負の出力
に接続されている。制御モジュール１６は、セル電圧１
９、セル１５に熱的に接触する温度センサ１０３から得
られる温度１００および外部の負の電圧１２と関連させ
てセンス抵抗器１０４の両端の電圧を測定することによ
り得られるセル電流１０１を表す信号を受信する。セル
１５に熱的に接触する感熱遮断器１０５は、セル温度が
高すぎる場合セルの回路を切断するようになっている。
制御モジュール１６は発光ダイオード及び／或いは液晶
ディスプレイ１７を駆動し、また調整デバイス１０２を
制御して、充電端子１４と負の外部接続１２とのあいだ
に供給される充電電流を制御する。
【０００７】図２に示す従来技術によるバッテリー・パ
ックの機械的配置には、プラスチック材で成形され、た
とえば超音波ボンディングで一緒に合わせられた面板
（faceplate ）２０およびトップカバー２４が含まれて
いる。コンテナの内側には、複数の導電性金属ストラッ
プ２２により接続されたセル・アレイ２１がある。この
接続の一部分は感熱遮断器２３になっている。外部用接
続は、バッテリー・パックが組み立てられたときストラ
ップ延長部分（strap extension ）２５、２６によりつ
くられ、コンテナの面板２０の開口部２７、２８を介し
て電気的にアクセスされうる。
ックの機械的配置には、プラスチック材で成形され、た
とえば超音波ボンディングで一緒に合わせられた面板
（faceplate ）２０およびトップカバー２４が含まれて
いる。コンテナの内側には、複数の導電性金属ストラッ
プ２２により接続されたセル・アレイ２１がある。この
接続の一部分は感熱遮断器２３になっている。外部用接
続は、バッテリー・パックが組み立てられたときストラ
ップ延長部分（strap extension ）２５、２６によりつ
くられ、コンテナの面板２０の開口部２７、２８を介し
て電気的にアクセスされうる。
【０００８】本発明によるバッテリー・パックを図３に
示す。この中で部品が図２に示すバッテリー・パックの
部品と等価である場合は共通の参照番号を使用した。図
３において、制御モジュール３０５は、プリント基板上
にあるプログラム済みマイクロコンピュータと関連部品
という形で与えられている。制御モジュールは、面板２
０とともに成形されたコンテナのトップカバー３０４の
開口部３０にぴったり入る。このモジュールは絶縁及び
／或いは平滑フィルムあるいは薄膜（lamina）３０６で
カバーされ、たとえば開口部３０の周辺の肩に接着する
か、前記開口部にパチンと留めることにより、トップカ
バー３０４と協働するカバー板３０７によって適切な位
置に保持される。装置によっては薄膜３０６を使用しな
くてもよい。接続用ストラップ２２の１つに幅を狭くし
た部分３０９があることに気付くであろう。この幅を狭
くした部分はそこを流れる電流に対して電気対抗が増加
した部分を形成する。抵抗部分３０９の両サイドは接続
ストラップ２２に対する延長ポスト３００、３０４であ
り、この延長ポスト３００、３０４は同様な延長ポスト
３０８とともに、制御モジュール３０５が開口部３０に
組み立てられたとき、制御モジュール３０５の所定の領
域に対する電気接点をつくるように配列されている。こ
れから理解されることは、制御モジュールはセルの正の
電源（３０８）、セルの負の電源（３００）および抵抗
部分３０９の両端（３００、３０４）に接続されること
である。ビデオレコーダー用のバッテリー・パックにつ
いて説明してきたけれども、本発明は他の各種バッテリ
ー・パックの構造に適用できることが理解できるであろ
う。
示す。この中で部品が図２に示すバッテリー・パックの
部品と等価である場合は共通の参照番号を使用した。図
３において、制御モジュール３０５は、プリント基板上
にあるプログラム済みマイクロコンピュータと関連部品
という形で与えられている。制御モジュールは、面板２
０とともに成形されたコンテナのトップカバー３０４の
開口部３０にぴったり入る。このモジュールは絶縁及び
／或いは平滑フィルムあるいは薄膜（lamina）３０６で
カバーされ、たとえば開口部３０の周辺の肩に接着する
か、前記開口部にパチンと留めることにより、トップカ
バー３０４と協働するカバー板３０７によって適切な位
置に保持される。装置によっては薄膜３０６を使用しな
くてもよい。接続用ストラップ２２の１つに幅を狭くし
た部分３０９があることに気付くであろう。この幅を狭
くした部分はそこを流れる電流に対して電気対抗が増加
した部分を形成する。抵抗部分３０９の両サイドは接続
ストラップ２２に対する延長ポスト３００、３０４であ
り、この延長ポスト３００、３０４は同様な延長ポスト
３０８とともに、制御モジュール３０５が開口部３０に
組み立てられたとき、制御モジュール３０５の所定の領
域に対する電気接点をつくるように配列されている。こ
れから理解されることは、制御モジュールはセルの正の
電源（３０８）、セルの負の電源（３００）および抵抗
部分３０９の両端（３００、３０４）に接続されること
である。ビデオレコーダー用のバッテリー・パックにつ
いて説明してきたけれども、本発明は他の各種バッテリ
ー・パックの構造に適用できることが理解できるであろ
う。
【０００９】図４の（ａ）でより詳細に示すとおり、制
御モジュール３０５はマイクロコントローラ４００１、
パワースイッチング・デバイスあるいは電流調整デバイ
ス４００２、ディスプレイ用発光ダイオード４００３、
４００４、４００５、４００６および多数の電気部品を
含んでいることが判るであろう。このプリント基板の他
の面は図４の（ｄ）に示されている。この図で、基板に
形成された開口部を通して基板のこの面から見ることが
できる発光ダイオード４００３、４００４、４００５、
４００６とともに外部からアクセス可能なスイッチ４０
０７の接点の一部に気付くであろう。本制御モジュール
を使用すると最大限の機能が付いた（fully featured）
バッテリー・パックになるであろう。（たとえば充電状
態の監視だけの）より簡単なバッテリー・パックに対し
てはいくつかの（たとえば電流調整デバイス４００２）
機能を省略するか動作できないようにすればよい。
御モジュール３０５はマイクロコントローラ４００１、
パワースイッチング・デバイスあるいは電流調整デバイ
ス４００２、ディスプレイ用発光ダイオード４００３、
４００４、４００５、４００６および多数の電気部品を
含んでいることが判るであろう。このプリント基板の他
の面は図４の（ｄ）に示されている。この図で、基板に
形成された開口部を通して基板のこの面から見ることが
できる発光ダイオード４００３、４００４、４００５、
４００６とともに外部からアクセス可能なスイッチ４０
０７の接点の一部に気付くであろう。本制御モジュール
を使用すると最大限の機能が付いた（fully featured）
バッテリー・パックになるであろう。（たとえば充電状
態の監視だけの）より簡単なバッテリー・パックに対し
てはいくつかの（たとえば電流調整デバイス４００２）
機能を省略するか動作できないようにすればよい。
【００１０】セル２１、面板２０とトップカバー３０４
および遮断器２３に関する制御モジュールの配列は図４
の（ｃ）で更に詳細に知ることができる。たとえば、マ
イクロコントローラ４００１および電流調整部品４００
２は、突起物のないセルとセルの間の空きスペースに配
置されるようになっている。前に説明したとおり、延長
ポスト３０４は、領域４０００にあるモジュール３０５
に電気的に接続する。
および遮断器２３に関する制御モジュールの配列は図４
の（ｃ）で更に詳細に知ることができる。たとえば、マ
イクロコントローラ４００１および電流調整部品４００
２は、突起物のないセルとセルの間の空きスペースに配
置されるようになっている。前に説明したとおり、延長
ポスト３０４は、領域４０００にあるモジュール３０５
に電気的に接続する。
【００１１】以下バッテリー・パックの動作に付いてよ
り詳細に検討する。センス抵抗器Ｒ S はセルの負の電源
線１８４にある。本センサは信号調整回路４８（signal
conditioning circuit ）と、その先のマルチプレクサ
３２に差動入力（differential input）を供給する。ま
た、セルに接触している熱伝導要素３４（heat conduct
ing member）に熱的に接触する温度センサ１０３もマル
チプレクサ３２に信号を供給する。マルチプレクサ３２
に対する更に別の入力は、セル・アレイの正の総合電圧
ラインに接続されている。入力ライン３５である。アナ
ログ・ディジタル変換器３６に供給するため、マルチプ
レクサ３２は、その入力に現れる信号の１つを選択する
ことができる。アナログ・ディジタル変換器３６の出力
はデータとして、読み取り専用メモリ４６（ROM ）とラ
ンダムアクセスメモリ４７（RAM）を含むマイクロプロ
セッサ装置のＣＰＵ３８に供給される。プロセッサ３８
がプログラム済みロジックアレイ５１（ＰＬＡ）を制御
すると、次にＰＬＡがディスプレイ１７を起動する。ま
たこのプロセッサは、パワートランジスタＱ１、Ｑ２を
スイッチすることができる電力駆動装置を制御する。プ
ロセッサ３８に付随してタイマー５０がある。図面では
動作中の信号成分の接続経路（operationalsignal comp
onent interconnections ）が示されており、見やすく
するためデータバス、アドレスバス、制御およびタイミ
ング信号の接続経路など、信号の接続経路は省略されて
いる。
り詳細に検討する。センス抵抗器Ｒ S はセルの負の電源
線１８４にある。本センサは信号調整回路４８（signal
conditioning circuit ）と、その先のマルチプレクサ
３２に差動入力（differential input）を供給する。ま
た、セルに接触している熱伝導要素３４（heat conduct
ing member）に熱的に接触する温度センサ１０３もマル
チプレクサ３２に信号を供給する。マルチプレクサ３２
に対する更に別の入力は、セル・アレイの正の総合電圧
ラインに接続されている。入力ライン３５である。アナ
ログ・ディジタル変換器３６に供給するため、マルチプ
レクサ３２は、その入力に現れる信号の１つを選択する
ことができる。アナログ・ディジタル変換器３６の出力
はデータとして、読み取り専用メモリ４６（ROM ）とラ
ンダムアクセスメモリ４７（RAM）を含むマイクロプロ
セッサ装置のＣＰＵ３８に供給される。プロセッサ３８
がプログラム済みロジックアレイ５１（ＰＬＡ）を制御
すると、次にＰＬＡがディスプレイ１７を起動する。ま
たこのプロセッサは、パワートランジスタＱ１、Ｑ２を
スイッチすることができる電力駆動装置を制御する。プ
ロセッサ３８に付随してタイマー５０がある。図面では
動作中の信号成分の接続経路（operationalsignal comp
onent interconnections ）が示されており、見やすく
するためデータバス、アドレスバス、制御およびタイミ
ング信号の接続経路など、信号の接続経路は省略されて
いる。
【００１２】本実施例は入力４５を含んでおり、入力４
５には正／負のセル端子１４、１５に加えて充電器を接
続することができる。本装置の利点は、スイッチング・
トランジスタＱ１、Ｑ２を備えることにより３種類の充
電方法が使用できることである。両トランジスタがオフ
のとき、抵抗器Ｒ１を介して細流充電経路がつくられ
る。プロセッサによりライン４３に制御信号が与えら
れ、Ｑ２が導通状態にスイッチすると、Ｑ２およびＲ２
によって急速充電（quick charge）用の中程度の電流経
路がつくられる。ライン４４に同様な信号が与えられる
とトランジスタＱ１が導通状態にスイッチして最大電流
が流れる高速充電経路（full current fastcharge path
）がつくられる。
５には正／負のセル端子１４、１５に加えて充電器を接
続することができる。本装置の利点は、スイッチング・
トランジスタＱ１、Ｑ２を備えることにより３種類の充
電方法が使用できることである。両トランジスタがオフ
のとき、抵抗器Ｒ１を介して細流充電経路がつくられ
る。プロセッサによりライン４３に制御信号が与えら
れ、Ｑ２が導通状態にスイッチすると、Ｑ２およびＲ２
によって急速充電（quick charge）用の中程度の電流経
路がつくられる。ライン４４に同様な信号が与えられる
とトランジスタＱ１が導通状態にスイッチして最大電流
が流れる高速充電経路（full current fastcharge path
）がつくられる。
【００１３】境界５０の内部の部品は集積されたマイク
ロコントローラ・デバイスの形になっている。また、電
気的消去再書き込み可能な読出し専用メモリ４２も集積
されたコントローラの一部を形成し、パラメータの記憶
に使用できる。データは、入力／出力バス４１を介して
外部に転送され、この入力／出力バスはプリント基板３
０４上の接続に使用することができるがバッテリー・パ
ックが完全に組み立てられた後では必ずしも使用できる
とは限らない。たとえば、校正中には使用できなければ
ならないが、最終組立中には使用できなくても良い。ス
イッチング・トランジスタＱ１、Ｑ２は電流調整素子４
００２として一緒に所定の位置に取り付けられる。この
装置は正の電源１１に直接接続することによって充電で
きるのであるから、充電用入力４５はオプションであ
る。事実、図３のバッテリー・パックは外部からそのよ
うに接続することはできない。
ロコントローラ・デバイスの形になっている。また、電
気的消去再書き込み可能な読出し専用メモリ４２も集積
されたコントローラの一部を形成し、パラメータの記憶
に使用できる。データは、入力／出力バス４１を介して
外部に転送され、この入力／出力バスはプリント基板３
０４上の接続に使用することができるがバッテリー・パ
ックが完全に組み立てられた後では必ずしも使用できる
とは限らない。たとえば、校正中には使用できなければ
ならないが、最終組立中には使用できなくても良い。ス
イッチング・トランジスタＱ１、Ｑ２は電流調整素子４
００２として一緒に所定の位置に取り付けられる。この
装置は正の電源１１に直接接続することによって充電で
きるのであるから、充電用入力４５はオプションであ
る。事実、図３のバッテリー・パックは外部からそのよ
うに接続することはできない。
【００１４】センス抵抗器ＲS はストラップ２２（図
３）の電気抵抗が大きくなっている部分３０９の効果に
よって形成されていることに気付くであろう。つまりセ
ンス抵抗器ＲS はストラップと同じにつくられた単一構
造体（unitary construction）なのである。このこと
は、たとえば、プリント板に実装された個別のセンス抵
抗器を有する従来技術による装置と大きく違っている。
本発明による装置にはいくつかの利点がある。たとえ
ば、導電ストラップと個別センス抵抗器との接続線は除
去されているのでこれらの間の接触抵抗に変動がない。
センス抵抗器の（たとえば半田はがれのような）接続の
故障が起こることはないので信頼性が向上する。
３）の電気抵抗が大きくなっている部分３０９の効果に
よって形成されていることに気付くであろう。つまりセ
ンス抵抗器ＲS はストラップと同じにつくられた単一構
造体（unitary construction）なのである。このこと
は、たとえば、プリント板に実装された個別のセンス抵
抗器を有する従来技術による装置と大きく違っている。
本発明による装置にはいくつかの利点がある。たとえ
ば、導電ストラップと個別センス抵抗器との接続線は除
去されているのでこれらの間の接触抵抗に変動がない。
センス抵抗器の（たとえば半田はがれのような）接続の
故障が起こることはないので信頼性が向上する。
【００１５】センサの抵抗はストラップの領域に分布し
ているので、個別センス抵抗器の発熱に起因する局所的
「熱点」（hot spot）は存在しない。その上、セル自体
の熱容量（thermal mass）がヒートシンクの働きをす
る。
ているので、個別センス抵抗器の発熱に起因する局所的
「熱点」（hot spot）は存在しない。その上、セル自体
の熱容量（thermal mass）がヒートシンクの働きをす
る。
【００１６】ストラップは、その経路に半田付けした接
続を使わず、セル組立体にスポット溶接されるので非常
に安定した接触抵抗が得られる。また、このことによっ
て非常に信頼性の高い装置となる。さらに、ストラップ
抵抗の一部分（当該部分の発熱は避けられないエネルギ
損失である）がセンス抵抗になっている。したがって、
本質的に存在するストラップ抵抗にセンス抵抗が追加さ
れることはまったくない。
続を使わず、セル組立体にスポット溶接されるので非常
に安定した接触抵抗が得られる。また、このことによっ
て非常に信頼性の高い装置となる。さらに、ストラップ
抵抗の一部分（当該部分の発熱は避けられないエネルギ
損失である）がセンス抵抗になっている。したがって、
本質的に存在するストラップ抵抗にセンス抵抗が追加さ
れることはまったくない。
【００１７】センス抵抗器部分をつくる場合、当初はス
トリップ状のストラップの外側材料を除去することによ
ってセンス抵抗器部分が形成される。本実施例において
は、正確な値にする必要はない。なぜならば、既知の充
電電流、たとえば、ストラップに「１Ｃ」の電流（Ｃは
１時間でバッテリー・パックを放電するように指定され
た電流である）を流すことにより、マイクロコントロー
ラは特定のバッテリー・パックに対する正確な値を計算
してその値を、たとえばＥＥＰＲＯＭに記憶するからで
ある。さらに重要なことは、バッテリー・パックを組み
立てた後でこの校正を行うことができることである。
トリップ状のストラップの外側材料を除去することによ
ってセンス抵抗器部分が形成される。本実施例において
は、正確な値にする必要はない。なぜならば、既知の充
電電流、たとえば、ストラップに「１Ｃ」の電流（Ｃは
１時間でバッテリー・パックを放電するように指定され
た電流である）を流すことにより、マイクロコントロー
ラは特定のバッテリー・パックに対する正確な値を計算
してその値を、たとえばＥＥＰＲＯＭに記憶するからで
ある。さらに重要なことは、バッテリー・パックを組み
立てた後でこの校正を行うことができることである。
【００１８】センス抵抗器はセル組立体に完全に溶接さ
れるので、セルに対する良好な熱伝導経路があることに
なる。熱伝導を更に向上させ、かつ抵抗性ストラップを
セルのすぐ近くに実装できるようにするため、マイカ絶
縁物３０２を使用してもよい。このことは、抵抗器の発
熱がセルの発熱を直接的に助長し、これにより安全用遮
断器２３の偶発的な動作を助長するので、ヒートシンク
を具備することと同様、バッテリー・パックの安全性に
貢献する。したがって、非常に大きな電流や有害な電流
が流れた場合、より高速な動作を得ることができる。充
電制御部品（４００２）を備えた装置では、セル組立体
および熱動開閉器（thermal cut-out ）が最も近くにな
るような構造であり、したがって上述と同じ論議を適用
することができる。近接してるということ（the proxim
ate ）を考慮する場合、セルの熱センサをプリント基板
自体に実装しても良く、そうすれば非常に便利である。
制御モジュールの部品がセルとセルの間のスペースに適
合するような配置となっていることがわかるであろう。
プリント基板自体はプラスチックケースの出っ張り（le
dge ）に適合する。このことは本装置の重要な特徴であ
る。なぜならば、この構造をとることによって、インテ
リジェント機能のない従来技術によるバッテリー・パッ
クに関し、インテリジェント・バッテリー・パックの容
積は全然増加しないからである。したがって、従来の実
装および構成に関する要求条件を満足させることができ
ることになる。インテリジェント機能が附加されても、
回路容積当たりのバッテリー・パックのエネルギは維持
される。たとえば、電流を監視するだけの、より簡単な
バッテリー・パックは完全にこの方法で組み立てればよ
い。
れるので、セルに対する良好な熱伝導経路があることに
なる。熱伝導を更に向上させ、かつ抵抗性ストラップを
セルのすぐ近くに実装できるようにするため、マイカ絶
縁物３０２を使用してもよい。このことは、抵抗器の発
熱がセルの発熱を直接的に助長し、これにより安全用遮
断器２３の偶発的な動作を助長するので、ヒートシンク
を具備することと同様、バッテリー・パックの安全性に
貢献する。したがって、非常に大きな電流や有害な電流
が流れた場合、より高速な動作を得ることができる。充
電制御部品（４００２）を備えた装置では、セル組立体
および熱動開閉器（thermal cut-out ）が最も近くにな
るような構造であり、したがって上述と同じ論議を適用
することができる。近接してるということ（the proxim
ate ）を考慮する場合、セルの熱センサをプリント基板
自体に実装しても良く、そうすれば非常に便利である。
制御モジュールの部品がセルとセルの間のスペースに適
合するような配置となっていることがわかるであろう。
プリント基板自体はプラスチックケースの出っ張り（le
dge ）に適合する。このことは本装置の重要な特徴であ
る。なぜならば、この構造をとることによって、インテ
リジェント機能のない従来技術によるバッテリー・パッ
クに関し、インテリジェント・バッテリー・パックの容
積は全然増加しないからである。したがって、従来の実
装および構成に関する要求条件を満足させることができ
ることになる。インテリジェント機能が附加されても、
回路容積当たりのバッテリー・パックのエネルギは維持
される。たとえば、電流を監視するだけの、より簡単な
バッテリー・パックは完全にこの方法で組み立てればよ
い。
【００１９】製造に際しては、上部カバー３０４および
下部カバー２０の部分は制御モジュールを入れる前に合
わせられる。ケース組立体のストレスがプリント基板に
まったく加えられないから、このことは本装置の別の重
要な特徴である。合わせ処理（mating process）が超音
波ボンディングなどの高エネルギ処理であるとき、この
ことは特に有利である。バッテリー・パック組立体を低
コストにするため、プリント基板とストラップ延長部分
との間だけは圧力による接触を使用しており、その上非
常に小さい測定電流が流れるだけであるから高度に正確
なケルビン装置（Kelvin arrangement）が確保（preser
ved ）されている。
下部カバー２０の部分は制御モジュールを入れる前に合
わせられる。ケース組立体のストレスがプリント基板に
まったく加えられないから、このことは本装置の別の重
要な特徴である。合わせ処理（mating process）が超音
波ボンディングなどの高エネルギ処理であるとき、この
ことは特に有利である。バッテリー・パック組立体を低
コストにするため、プリント基板とストラップ延長部分
との間だけは圧力による接触を使用しており、その上非
常に小さい測定電流が流れるだけであるから高度に正確
なケルビン装置（Kelvin arrangement）が確保（preser
ved ）されている。
【００２０】校正などは組立後に行われる。重要なこと
は、ケースを組み立てた後にバッテリー・パックの特性
をプログラムできることであり、積み上げ（building）
式タイプになり、単一タイプにはならない。この特性
は、後日プリント基板に直接接触し、制御モジュールを
プログラムによって動作させる（control module progr
ammation）ことによって、後で決められる。その後に残
ることはカバー（３０６、３０７）を装着するだけであ
る。したがって、１種類のセルと制御モジュールを、あ
らゆる種類の異なった容量のバッテリー・パックに使用
できることになる。
は、ケースを組み立てた後にバッテリー・パックの特性
をプログラムできることであり、積み上げ（building）
式タイプになり、単一タイプにはならない。この特性
は、後日プリント基板に直接接触し、制御モジュールを
プログラムによって動作させる（control module progr
ammation）ことによって、後で決められる。その後に残
ることはカバー（３０６、３０７）を装着するだけであ
る。したがって、１種類のセルと制御モジュールを、あ
らゆる種類の異なった容量のバッテリー・パックに使用
できることになる。
【００２１】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） セルの相互接続の一部として形成された電流セ
ンス素子を有するバッテリー・パック装置。
る。 （１） セルの相互接続の一部として形成された電流セ
ンス素子を有するバッテリー・パック装置。
【００２２】（２） 第１項記載のバッテリー・パック
であって、前記素子は相互接続用ストラップの幅を狭く
した部分として形成されることを特徴とするバッテリー
・パック。
であって、前記素子は相互接続用ストラップの幅を狭く
した部分として形成されることを特徴とするバッテリー
・パック。
【００２３】（３） 第１項あるいは第２項記載のバッ
テリー・パックであって、プリント基板に実装された測
定回路およびディスプレイ回路を含むことを特徴とする
バッテリー・パック。
テリー・パックであって、プリント基板に実装された測
定回路およびディスプレイ回路を含むことを特徴とする
バッテリー・パック。
【００２４】（４） 第３項記載のバッテリー・パック
であって、前記基板の一方の面に実装されたディスプレ
イおよびスイッチと前記基板のもうひとつの面に実装さ
れた他の回路を含むことを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
であって、前記基板の一方の面に実装されたディスプレ
イおよびスイッチと前記基板のもうひとつの面に実装さ
れた他の回路を含むことを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
【００２５】（５） 第３項あるいは第４項記載のバッ
テリー・パックであって、回路部品がセルとセルの間の
スペースを占有することを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
テリー・パックであって、回路部品がセルとセルの間の
スペースを占有することを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
【００２６】（６） 第３項〜第５項のいずれかに記載
のバッテリー・パックであって、前記基板への接触はス
トラップ連結を相互に接続することによりつくられるこ
とを特徴とするバッテリー・パック。
のバッテリー・パックであって、前記基板への接触はス
トラップ連結を相互に接続することによりつくられるこ
とを特徴とするバッテリー・パック。
【００２７】（７） 第６項記載のバッテリー・パック
であって、前記接触は圧力接触であることを特徴とする
バッテリー・パック。
であって、前記接触は圧力接触であることを特徴とする
バッテリー・パック。
【００２８】（８） 前述の項のいづれかひとつの項に
記載のバッテリー・パックであって、充電制御回路を含
むことを特徴とするバッテリー・パック。
記載のバッテリー・パックであって、充電制御回路を含
むことを特徴とするバッテリー・パック。
【００２９】（９） 第８項記載のバッテリー・パック
であって、前記回路に制御されることによって３種類の
充電方法を有することを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
であって、前記回路に制御されることによって３種類の
充電方法を有することを特徴とするバッテリー・パッ
ク。
【００３０】（１０） 第８項あるいは第９項記載のバ
ッテリー・パックであって、データ入力あるいはデータ
出力を含むことを特徴とするバッテリー・パック。
ッテリー・パックであって、データ入力あるいはデータ
出力を含むことを特徴とするバッテリー・パック。
【００３１】（１１） 第２項〜第１１項のいずれかに
記載のバッテリー・パックであって、前記ストラップは
セルにスポット溶接されることを特徴とするバッテリー
・パック。
記載のバッテリー・パックであって、前記ストラップは
セルにスポット溶接されることを特徴とするバッテリー
・パック。
【００３２】（１２） 第２項〜第１１項のいずれかに
記載のバッテリー・パックであって、センス素子の正確
な値が測定されＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭに記憶
されることを特徴とするバッテリー・パック。
記載のバッテリー・パックであって、センス素子の正確
な値が測定されＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭに記憶
されることを特徴とするバッテリー・パック。
【００３３】（１３） 前述の各項のいずれかに記載の
バッテリー・パックであって、電流によって発熱した素
子はセルあるいはサーモスタットに熱的に結合されるこ
とを特徴とするバッテリー・パック。
バッテリー・パックであって、電流によって発熱した素
子はセルあるいはサーモスタットに熱的に結合されるこ
とを特徴とするバッテリー・パック。
【００３４】（１４） プリント基板上のプログラム済
みマイクロコントローラと関連部品の形態をとる制御モ
ジュールと、それぞれのセルが導電性金属ストラップ２
２によって接続されている１つまたはそれ以上のバッテ
リ・セル２１とを有するバッテリー・パック装置におい
て、接続用ストラップの１つは、制御モジュール３０５
と一緒になって電流センス素子として働くように幅を狭
くした部分３０９を有している。この、接続用導電性ス
トラップ２２の幅を狭くした部分は、そこを流れる電流
に対して電気抵抗が増加するので、電流センス素子３０
９の値を測定することができ、かつメモリに記憶するこ
とができる。制御モジュールのマイクロコントローラお
よび電流調整部品は、セル・アレイ２１の連続するセル
とセルの間のスペースに配置されるようになっている。
このバッテリー・パックは、マイクロコントローラ１６
のプロセッサ３８と関連して動作する電子回路を含み、
充電器を接続する入力端子４５を含んでいる。この充電
器は３つの異なる充電方法が使用できる。３種類の充電
方法はスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２と抵抗器Ｒ
１、Ｒ２の状態によってそれぞれ決められ、スイッチン
グトランジスタＱ１、Ｑ２が「オフ」か導通かによって
細流充電経路、中程度の電流が流れる急速充電経路およ
び最大電流が流れる高速充電経路がつくられる。
みマイクロコントローラと関連部品の形態をとる制御モ
ジュールと、それぞれのセルが導電性金属ストラップ２
２によって接続されている１つまたはそれ以上のバッテ
リ・セル２１とを有するバッテリー・パック装置におい
て、接続用ストラップの１つは、制御モジュール３０５
と一緒になって電流センス素子として働くように幅を狭
くした部分３０９を有している。この、接続用導電性ス
トラップ２２の幅を狭くした部分は、そこを流れる電流
に対して電気抵抗が増加するので、電流センス素子３０
９の値を測定することができ、かつメモリに記憶するこ
とができる。制御モジュールのマイクロコントローラお
よび電流調整部品は、セル・アレイ２１の連続するセル
とセルの間のスペースに配置されるようになっている。
このバッテリー・パックは、マイクロコントローラ１６
のプロセッサ３８と関連して動作する電子回路を含み、
充電器を接続する入力端子４５を含んでいる。この充電
器は３つの異なる充電方法が使用できる。３種類の充電
方法はスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２と抵抗器Ｒ
１、Ｒ２の状態によってそれぞれ決められ、スイッチン
グトランジスタＱ１、Ｑ２が「オフ」か導通かによって
細流充電経路、中程度の電流が流れる急速充電経路およ
び最大電流が流れる高速充電経路がつくられる。
【図１】インテリジェント・バッテリー・パックを示す
図。
図。
【図２】従来の技術によるバッテリー・パック装置を示
す図。
す図。
【図３】本発明によるバッテリー・パック装置を示す
図。
図。
【図４】図３の装置の詳細を示す図であって（ａ）は図
３の装置の詳細を示す図、（ｂ）は図３の装置の詳細を
示す図、（ｃ）は図３の装置の詳細を示す図。
３の装置の詳細を示す図、（ｂ）は図３の装置の詳細を
示す図、（ｃ）は図３の装置の詳細を示す図。
【図５】インテリジェント・バッテリー・パックの別の
例を示す図。
例を示す図。
１０ バッテリー・パック装置 １１、１２ 外部端子 １４ 充電端子、正のセル端子 １５ セル、セル・アレイ、負のセル端子 １６ 制御モジュール １７ ディスプレイ １８ １９ セル電圧 ２０ 面板 ２１ セル・アレイ ２２ ストラップ ２３ 感熱遮断器 ２４ トップカバー ２５、２６ ストラップ延長部分 ２７、２８、３０ 開口部 ３２ マルチプレクサ ３４ 熱伝導要素 ３５ 入力ライン ３６ アナログ・ディジタル変換器 ３８ ＣＰＵ ４０ ４１ 入力／出力バス ４３ スイッチング・トランジスタＱ２駆動ライン ４４ スイッチング・トランジスタＱ１駆動ライン ４５ 充電端子 ４６ 読出し専用メモリ ４７ ランダムアクセスメモリ ４８ 信号調整回路 ４９ ５０ タイマー ５１ プログラム済みロジックアレイ １００ 温度 １０１ セル電流 １０２ 調整デバイス １０３ 温度センサ １０４ 感知抵抗器 １０５ 感熱遮断器 １８４ セルの負の電源線 ３００ 延長ポスト、 ３０２ マイカ絶縁物 ３０４ トップカバー、プリント基板、延長ポスト、負
の電源 ３０５ 制御モジュール ３０６ 薄膜 ３０７ カバー板 ３０８ 延長ポスト、正の電源 ３０９ ストラップの幅を狭くした抵抗部分 ４００１ マイクロコントローラ ４００２ 電流調整デバイス、電流調整素子 ４００３、４００４、４００５、４００６ ディスプレ
イ用発光ダイオード
の電源 ３０５ 制御モジュール ３０６ 薄膜 ３０７ カバー板 ３０８ 延長ポスト、正の電源 ３０９ ストラップの幅を狭くした抵抗部分 ４００１ マイクロコントローラ ４００２ 電流調整デバイス、電流調整素子 ４００３、４００４、４００５、４００６ ディスプレ
イ用発光ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】セルの相互接続の一部として形成された電
流センス素子を有するバッテリー・パック装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9306592A FR2706083A1 (fr) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | Perfectionnements concernant des ensembles formant unités de batteries. |
| DE69421565T DE69421565T2 (de) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | Verbesserungen an Batteriepaketen |
| US08/251,868 US5545491A (en) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | Relating to battery pack arrangements |
| EP94401208A EP0629017B1 (en) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | Improvements in or relating to battery pack arrangements |
| JP6121445A JPH0855619A (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-02 | バッテリー・パック装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9306592A FR2706083A1 (fr) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | Perfectionnements concernant des ensembles formant unités de batteries. |
| JP6121445A JPH0855619A (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-02 | バッテリー・パック装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855619A true JPH0855619A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=49261819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6121445A Pending JPH0855619A (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-02 | バッテリー・パック装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5545491A (ja) |
| EP (1) | EP0629017B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0855619A (ja) |
| DE (1) | DE69421565T2 (ja) |
| FR (1) | FR2706083A1 (ja) |
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-
1994
- 1994-06-01 US US08/251,868 patent/US5545491A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-01 DE DE69421565T patent/DE69421565T2/de not_active Expired - Fee Related
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