JP2003111284A - 省電力化電池パック - Google Patents
省電力化電池パックInfo
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- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間でのパック内の自己消費の低減を可能
にする。 【解決手段】 直列に接続した複数個の電池１と、該複
数個の電池１と出力端子との間に接続されて充放電の制
御を行う充放電制御スイッチ２と、少なくとも複数個の
電池１の各電池電圧を検出する保護回路３−１、３−２
と、外部機器との通信を行い検出信号を含むパック内の
信号を管理制御する制御回路５とを備え、該制御回路５
は、パック内の消費電流が最小となるモードと通常使用
の動作モードとの切り換え機能を有し、未使用状態での
最小消費電流への切り換えを可能とし、長期保管による
故障率の低減を図る。また、保護回路３−１、３−２
は、複数個の電池１を複数のブロックに分割して少なく
とも各電池電圧を検出する複数の保護回路からなり、制
御回路５との間に検出信号の電圧基準を一律化するレベ
ル変換回路４を有し、複数の保護回路を電池１と並列に
多段に連結した。
にする。 【解決手段】 直列に接続した複数個の電池１と、該複
数個の電池１と出力端子との間に接続されて充放電の制
御を行う充放電制御スイッチ２と、少なくとも複数個の
電池１の各電池電圧を検出する保護回路３−１、３−２
と、外部機器との通信を行い検出信号を含むパック内の
信号を管理制御する制御回路５とを備え、該制御回路５
は、パック内の消費電流が最小となるモードと通常使用
の動作モードとの切り換え機能を有し、未使用状態での
最小消費電流への切り換えを可能とし、長期保管による
故障率の低減を図る。また、保護回路３−１、３−２
は、複数個の電池１を複数のブロックに分割して少なく
とも各電池電圧を検出する複数の保護回路からなり、制
御回路５との間に検出信号の電圧基準を一律化するレベ
ル変換回路４を有し、複数の保護回路を電池１と並列に
多段に連結した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列に接続した複
数個の電池と、該複数個の電池と出力端子との間に接続
されて充放電の制御を行う充放電制御スイッチと、少な
くとも前記複数個の電池の各電池電圧を検出する保護回
路と、外部機器との通信を行い前記検出信号を含むパッ
ク内の信号を管理制御する制御回路とを備えた省電力化
電池パックに関する。
数個の電池と、該複数個の電池と出力端子との間に接続
されて充放電の制御を行う充放電制御スイッチと、少な
くとも前記複数個の電池の各電池電圧を検出する保護回
路と、外部機器との通信を行い前記検出信号を含むパッ
ク内の信号を管理制御する制御回路とを備えた省電力化
電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り携帯電話やノートパソコン、プレーヤー、デジタルカ
メラなどの携帯型電子機器には、電源として充電式の複
数の例えばリチウムイオン電池のセルを内蔵した電池パ
ックが用いられている。これらは、それほど高い電源電
圧を必要としないので、精々４個の直列型までであっ
た。このようなタイプの電池パックを最近人気の高い電
動補助自転車の電源に採用しようとすると、４直では電
圧が低く、例えば７直等の多直型が必要になる。
り携帯電話やノートパソコン、プレーヤー、デジタルカ
メラなどの携帯型電子機器には、電源として充電式の複
数の例えばリチウムイオン電池のセルを内蔵した電池パ
ックが用いられている。これらは、それほど高い電源電
圧を必要としないので、精々４個の直列型までであっ
た。このようなタイプの電池パックを最近人気の高い電
動補助自転車の電源に採用しようとすると、４直では電
圧が低く、例えば７直等の多直型が必要になる。
【０００３】ところで、電池パックは、セルと入出力端
子間に直列接続される充電制御用ＦＥＴと放電制御用Ｆ
ＥＴからなる充放電制御スイッチ、外部との通信を行い
電池パックの管理、制御を行う制御用マイコン、セルの
電圧、電流を検出し充電制御用ＦＥＴと放電制御用ＦＥ
Ｔを制御する保護素子を内蔵している。この保護素子と
して、従来の電池パックが上記のように４直までを標準
的なタイプとしていために、４直までに対応できる小中
電圧用保護ＩＣしか製品化されていないのが現状であ
る。
子間に直列接続される充電制御用ＦＥＴと放電制御用Ｆ
ＥＴからなる充放電制御スイッチ、外部との通信を行い
電池パックの管理、制御を行う制御用マイコン、セルの
電圧、電流を検出し充電制御用ＦＥＴと放電制御用ＦＥ
Ｔを制御する保護素子を内蔵している。この保護素子と
して、従来の電池パックが上記のように４直までを標準
的なタイプとしていために、４直までに対応できる小中
電圧用保護ＩＣしか製品化されていないのが現状であ
る。
【０００４】そのため、例えば上記電動補助自転車の電
源のような、従来より電圧の高い電池パックを必要とす
る新たな需要に対応するには、小中電圧用保護ＩＣを４
直単位で連結して使用しなければならなくなる。このよ
うに小中電圧用保護ＩＣを複数個使用する構成になる
と、内部消費電力が増大する。そのため、パック保存性
能を著しく低減したり、放置中に過放電に至るパックが
発生する可能性を増大させ、新たな問題が生じている。
源のような、従来より電圧の高い電池パックを必要とす
る新たな需要に対応するには、小中電圧用保護ＩＣを４
直単位で連結して使用しなければならなくなる。このよ
うに小中電圧用保護ＩＣを複数個使用する構成になる
と、内部消費電力が増大する。そのため、パック保存性
能を著しく低減したり、放置中に過放電に至るパックが
発生する可能性を増大させ、新たな問題が生じている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、長期間でのパック内の自己消費の
低減を可能にするものである。
決するものであって、長期間でのパック内の自己消費の
低減を可能にするものである。
【０００６】そのために本発明は、直列に接続した複数
個の電池と、該複数個の電池と出力端子との間に接続さ
れて充放電の制御を行う充放電制御スイッチと、少なく
とも前記複数個の電池の各電池電圧を検出する保護回路
と、外部機器との通信を行い前記検出信号を含むパック
内の信号を管理制御する制御回路とを備え、該制御回路
は、パック内の消費電流が最小となるモードと通常使用
の動作モードとの切り換え機能を有することを特徴とす
るものである。
個の電池と、該複数個の電池と出力端子との間に接続さ
れて充放電の制御を行う充放電制御スイッチと、少なく
とも前記複数個の電池の各電池電圧を検出する保護回路
と、外部機器との通信を行い前記検出信号を含むパック
内の信号を管理制御する制御回路とを備え、該制御回路
は、パック内の消費電流が最小となるモードと通常使用
の動作モードとの切り換え機能を有することを特徴とす
るものである。
【０００７】また、前記保護回路は、前記複数個の電池
を複数のブロックに分割して少なくとも各電池電圧を検
出する複数の保護回路からなり、前記制御回路との間に
検出信号の電圧基準を一律化するレベル変換回路を有
し、前記複数の保護回路を前記電池と並列に多段に連結
したことを特徴とするものである。
を複数のブロックに分割して少なくとも各電池電圧を検
出する複数の保護回路からなり、前記制御回路との間に
検出信号の電圧基準を一律化するレベル変換回路を有
し、前記複数の保護回路を前記電池と並列に多段に連結
したことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る省電力化電
池パックの実施の形態を示す図であり、１は電池、２は
充放電制御スイッチ、３−１、３−２は検出回路、４は
レベル変換回路、５は制御用マイコンを示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る省電力化電
池パックの実施の形態を示す図であり、１は電池、２は
充放電制御スイッチ、３−１、３−２は検出回路、４は
レベル変換回路、５は制御用マイコンを示す。
【０００９】図１において、電池１は、例えば７個のセ
ルが直列接続されて所望の電圧を出力するものであり、
充放電制御スイッチ２は、この電池１と出力端子との間
に直列に挿入されて充放電の制御を行うものである。検
出回路３−１は、電池１の１段目から４段目までの各セ
ルに並列に接続されてセル電圧を検出し、検出回路３−
２は、５段目から残り上段の３個の各セルに並列に接続
されてセル電圧を検出すると共に充放電制御スイッチ２
のオン／オフ制御を行う、例えば市販の保護ＩＣを用い
た検出・保護手段であり、制御用マイコン５の制御、管
理下にある。つまり、アナログの検出データ（Aout）
は、制御用マイコン５からの要求に応じて転送される。
なお、本明細書において、回路、手段、ＩＣは同じ概念
のものとして用いている。
ルが直列接続されて所望の電圧を出力するものであり、
充放電制御スイッチ２は、この電池１と出力端子との間
に直列に挿入されて充放電の制御を行うものである。検
出回路３−１は、電池１の１段目から４段目までの各セ
ルに並列に接続されてセル電圧を検出し、検出回路３−
２は、５段目から残り上段の３個の各セルに並列に接続
されてセル電圧を検出すると共に充放電制御スイッチ２
のオン／オフ制御を行う、例えば市販の保護ＩＣを用い
た検出・保護手段であり、制御用マイコン５の制御、管
理下にある。つまり、アナログの検出データ（Aout）
は、制御用マイコン５からの要求に応じて転送される。
なお、本明細書において、回路、手段、ＩＣは同じ概念
のものとして用いている。
【００１０】レベル変換回路４は、検出回路３−２が検
出回路３−１の上段に連結され、同じ制御用マイコン５
に転送される検出回路３−１の検出データ（Aout）との
電圧基準の一律化を行うためにレベル変換を行うもので
ある。電池の検出・保護回路において、高電圧用保護方
式として、図示のように小中電圧用保護素子からなる検
出回路３−１、３−２を連結して使用する方法で構成し
た場合、このようにレベル変換回路４によりレベル変換
処理を行うことで、制御に関わらず演算、通信を執り行
う方法として電圧基準の一律化を行うことが可能とな
る。
出回路３−１の上段に連結され、同じ制御用マイコン５
に転送される検出回路３−１の検出データ（Aout）との
電圧基準の一律化を行うためにレベル変換を行うもので
ある。電池の検出・保護回路において、高電圧用保護方
式として、図示のように小中電圧用保護素子からなる検
出回路３−１、３−２を連結して使用する方法で構成し
た場合、このようにレベル変換回路４によりレベル変換
処理を行うことで、制御に関わらず演算、通信を執り行
う方法として電圧基準の一律化を行うことが可能とな
る。
【００１１】制御用マイコン５は、外部機器と制御信号
やデータの通信を行い、デジタル制御ラインを通して検
出回路３−１、３−２、レベル変換回路４を制御し、検
出回路３−１、３−２から逐次アナログの検出信号を収
集して、これら検出信号を含むパック検出信号の演算処
理を行う演算処理手段である。さらに、制御用マイコン
５は、検出回路３−１、３−２、レベル変換回路４など
パック内の複数の回路（素子ＩＣ）を一括管理し、これ
らを未使用時、非使用状態では最小消費電流となる動作
モードに切り換える。このことにより、特に、未使用
時、メーカ在庫、ユーザ予備等の電池パックが放置され
る保管期間中、必要最低限の消費電流に抑え深放電化を
防ぐ。また、制御用マイコン５は、外部機器からの制御
指令やパック検出信号の演算処理に基づき検出回路３−
２に対して充放電制御スイッチ２のオン／オフ制御信号
を送る。このことにより、検出回路３−２は、充放電制
御スイッチ２のオン／オフを制御する。
やデータの通信を行い、デジタル制御ラインを通して検
出回路３−１、３−２、レベル変換回路４を制御し、検
出回路３−１、３−２から逐次アナログの検出信号を収
集して、これら検出信号を含むパック検出信号の演算処
理を行う演算処理手段である。さらに、制御用マイコン
５は、検出回路３−１、３−２、レベル変換回路４など
パック内の複数の回路（素子ＩＣ）を一括管理し、これ
らを未使用時、非使用状態では最小消費電流となる動作
モードに切り換える。このことにより、特に、未使用
時、メーカ在庫、ユーザ予備等の電池パックが放置され
る保管期間中、必要最低限の消費電流に抑え深放電化を
防ぐ。また、制御用マイコン５は、外部機器からの制御
指令やパック検出信号の演算処理に基づき検出回路３−
２に対して充放電制御スイッチ２のオン／オフ制御信号
を送る。このことにより、検出回路３−２は、充放電制
御スイッチ２のオン／オフを制御する。
【００１２】従来の方法により連結された各電池セルの
情報を検出回路、素子により検出する場合、上記のよう
に本発明は、検出可能数量（直列電池）に相当する検出
回路、素子を連結して挿入し、直列に接続されたセル電
圧の検出信号を含む各素子情報をパックの電圧基準へ変
換して、処理素子により一括処理を行う。このことによ
り、各ユーザ固有の条件により構成できるマイコンなど
を処理素子として用いることができ、電池、製品固有の
設定、制御を行うことができる。したがって、電圧に応
じてパックに内蔵する回路、素子の数が増大しパック内
での自己消費が増大しても、使用状況に応じて必要な回
路、素子のみを選定して動作させ、また、各回路、素子
の動作設定を行い、動作及びその動作による消費電流を
必要最小限に抑えることができる。例えば保管期間を長
期に設定することが可能となり、保管期間中の深放電破
壊（劣化）を最小限の範囲に抑えることが可能となる。
情報を検出回路、素子により検出する場合、上記のよう
に本発明は、検出可能数量（直列電池）に相当する検出
回路、素子を連結して挿入し、直列に接続されたセル電
圧の検出信号を含む各素子情報をパックの電圧基準へ変
換して、処理素子により一括処理を行う。このことによ
り、各ユーザ固有の条件により構成できるマイコンなど
を処理素子として用いることができ、電池、製品固有の
設定、制御を行うことができる。したがって、電圧に応
じてパックに内蔵する回路、素子の数が増大しパック内
での自己消費が増大しても、使用状況に応じて必要な回
路、素子のみを選定して動作させ、また、各回路、素子
の動作設定を行い、動作及びその動作による消費電流を
必要最小限に抑えることができる。例えば保管期間を長
期に設定することが可能となり、保管期間中の深放電破
壊（劣化）を最小限の範囲に抑えることが可能となる。
【００１３】さらに、本発明に係る省電力化電池パック
の具体的な省電力化制御の例を説明する。図２は本発明
に係る省電力化電池パックの具体的な回路構成例を示す
図であり、１１−１、１１−２は保護ＩＣ、１２はレベ
ル変換回路、１３は演算増幅器、１４は制御用ＩＣ、Ｑ
１、Ｑ２、Ｑ１１、Ｑ１２は制御トランジスタ、Ｒ１〜
Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗、ＣＮはデジタル信号ライ
ンを示す。
の具体的な省電力化制御の例を説明する。図２は本発明
に係る省電力化電池パックの具体的な回路構成例を示す
図であり、１１−１、１１−２は保護ＩＣ、１２はレベ
ル変換回路、１３は演算増幅器、１４は制御用ＩＣ、Ｑ
１、Ｑ２、Ｑ１１、Ｑ１２は制御トランジスタ、Ｒ１〜
Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗、ＣＮはデジタル信号ライ
ンを示す。
【００１４】図２において、保護ＩＣ１１−１、１１−
２は、図１に示す検出回路３−１、３−２に対応するも
の（例えば三菱電機株式会社製ＩＣ：Ｍ６１０４０Ｆ
Ｐ）であり、Ｖｒｅｇは調整電源端子、Ｄ１、ＣＫ、Ｃ
Ｓはデジタル制御信号ＣＮ、ＣＮ′の入力端子、Ａｏｕ
ｔはアナログ検出信号の出力端子である。制御用ＩＣ１
４は、図１に示す制御用マイコン５に対応するもの（例
えば三菱電機株式会社製ＩＣ：Ｍ３８５０３ＭＸＨ）で
あり、Ｖｃｃはバイアス電源端子、Ｐ０ ２／Ｓｃｌ
ｋ、Ｐ０ １／Ｓｏｕｔ、Ｐ０ ０／Ｓｉｎはデジタル
制御信号ＣＮの出力端子、Ｐ３ １／ＡＮ、Ｐ３ ２／
ＡＮはアナログ検出信号の入力端子、ＰＯ６はレベル変
換回路の制御端子である。
２は、図１に示す検出回路３−１、３−２に対応するも
の（例えば三菱電機株式会社製ＩＣ：Ｍ６１０４０Ｆ
Ｐ）であり、Ｖｒｅｇは調整電源端子、Ｄ１、ＣＫ、Ｃ
Ｓはデジタル制御信号ＣＮ、ＣＮ′の入力端子、Ａｏｕ
ｔはアナログ検出信号の出力端子である。制御用ＩＣ１
４は、図１に示す制御用マイコン５に対応するもの（例
えば三菱電機株式会社製ＩＣ：Ｍ３８５０３ＭＸＨ）で
あり、Ｖｃｃはバイアス電源端子、Ｐ０ ２／Ｓｃｌ
ｋ、Ｐ０ １／Ｓｏｕｔ、Ｐ０ ０／Ｓｉｎはデジタル
制御信号ＣＮの出力端子、Ｐ３ １／ＡＮ、Ｐ３ ２／
ＡＮはアナログ検出信号の入力端子、ＰＯ６はレベル変
換回路の制御端子である。
【００１５】レベル変換回路１２は、演算増幅器（例え
ば日本電気株式会社製ＩＣ：ｕＰＣ１２５１Ｇ２）１
３、制御トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ８から
構成され、制御用ＩＣ１４に対し、保護ＩＣ１１−１の
出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナログ検出信号と保
護ＩＣ１１−２の出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナ
ログ検出信号の電圧基準（ＧＮＤ）の一律化を行ってい
る。
ば日本電気株式会社製ＩＣ：ｕＰＣ１２５１Ｇ２）１
３、制御トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ８から
構成され、制御用ＩＣ１４に対し、保護ＩＣ１１−１の
出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナログ検出信号と保
護ＩＣ１１−２の出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナ
ログ検出信号の電圧基準（ＧＮＤ）の一律化を行ってい
る。
【００１６】ここで演算増幅器１３は、保護ＩＣ１１−
２の出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナログ検出信号
と基準端子（ＧＮＤ）の電圧で演算を行い、制御用ＩＣ
１４の入力端子Ｐ３ ２／ＡＮに入力するアナログ検出
信号が、保護ＩＣ１１−１の出力端子Ａｏｕｔから送出
され、制御用ＩＣ１４の入力端子Ｐ３ １／ＡＮに入力
するアナログ検出信号と同じ電圧基準（ＧＮＤ）となる
ようにレベル変換を行っている。
２の出力端子Ａｏｕｔから送出されるアナログ検出信号
と基準端子（ＧＮＤ）の電圧で演算を行い、制御用ＩＣ
１４の入力端子Ｐ３ ２／ＡＮに入力するアナログ検出
信号が、保護ＩＣ１１−１の出力端子Ａｏｕｔから送出
され、制御用ＩＣ１４の入力端子Ｐ３ １／ＡＮに入力
するアナログ検出信号と同じ電圧基準（ＧＮＤ）となる
ようにレベル変換を行っている。
【００１７】制御トランジスタＱ１、Ｑ２は、レベル変
換回路１２の動作を制御するものであり、制御トランジ
スタＱ２を制御用ＩＣ１４からオン／オフ制御すること
により、制御トランジスタＱ１をオン／オフさせる。電
池パック内において無駄なエネルギーの消費を極力低減
するため、レベル変換回路１２を必要なときだけ動作状
態とし、それ以外の期間は、制御トランジスタＱ１をオ
フにしてエネルギーの無駄な消費を抑えるための回路で
ある。
換回路１２の動作を制御するものであり、制御トランジ
スタＱ２を制御用ＩＣ１４からオン／オフ制御すること
により、制御トランジスタＱ１をオン／オフさせる。電
池パック内において無駄なエネルギーの消費を極力低減
するため、レベル変換回路１２を必要なときだけ動作状
態とし、それ以外の期間は、制御トランジスタＱ１をオ
フにしてエネルギーの無駄な消費を抑えるための回路で
ある。
【００１８】制御用ＩＣ１４により行われる省電力化制
御、保護ＩＣ１１−１、１１−２の制御の概要を説明す
ると、制御用ＩＣ１４は、その出力端子Ｐ０ ２／Ｓｃ
ｌｋ、Ｐ０ １／Ｓｏｕｔ、Ｐ０ ０／Ｓｉｎからデジ
タル制御信号ＣＮを送出して、固有の情報、動作条件を
設定し、保護ＩＣ１１−１、１１−２を制御して、選択
的に各種検出信号を送出させ、さらに、先に説明したよ
うな充放電制御スイッチのオン／オフを実行させる。ま
た、出力端子Ｐ０ ６によりレベル変換回路１２の制御
トランジスタＱ２のオン／オフを制御することにより、
制御トランジスタＱ１のオン／オフを制御してレベル変
換回路１２の動作を制御する。これらの制御により、消
費電流最小状態（スリープモードなど）として、例えば
保護ＩＣ１１−１、１１−２の中の電源部をオフに、レ
ベル変換回路１２の制御トランジスタＱ１をオフに切り
換え、必要最小限の動作で、必要最小限の消費電流によ
る動作を可能とする。
御、保護ＩＣ１１−１、１１−２の制御の概要を説明す
ると、制御用ＩＣ１４は、その出力端子Ｐ０ ２／Ｓｃ
ｌｋ、Ｐ０ １／Ｓｏｕｔ、Ｐ０ ０／Ｓｉｎからデジ
タル制御信号ＣＮを送出して、固有の情報、動作条件を
設定し、保護ＩＣ１１−１、１１−２を制御して、選択
的に各種検出信号を送出させ、さらに、先に説明したよ
うな充放電制御スイッチのオン／オフを実行させる。ま
た、出力端子Ｐ０ ６によりレベル変換回路１２の制御
トランジスタＱ２のオン／オフを制御することにより、
制御トランジスタＱ１のオン／オフを制御してレベル変
換回路１２の動作を制御する。これらの制御により、消
費電流最小状態（スリープモードなど）として、例えば
保護ＩＣ１１−１、１１−２の中の電源部をオフに、レ
ベル変換回路１２の制御トランジスタＱ１をオフに切り
換え、必要最小限の動作で、必要最小限の消費電流によ
る動作を可能とする。
【００１９】保護ＩＣ１１−１は、最下段であるので、
入力端子Ｄ１、ＣＫ、ＣＳにデジタル制御信号ＣＮをダ
イレクトに入力し、要求に応じて出力端子Ａｏｕｔから
検出した各セル電圧をアナログ検出信号で送出する。こ
れに対して、保護ＩＣ１１−２は、保護ＩＣ１１−１の
上段に連結されているので、制御トランジスタＱ１１、
Ｑ１２、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４から構成される信号変換回
路を介して入力端子Ｄ１、ＣＫ、ＣＳにデジタル制御信
号ＣＮ′を入力し、同様に要求に応じて出力端子Ａｏｕ
ｔから検出した各セル電圧をアナログ検出信号で送出す
る。
入力端子Ｄ１、ＣＫ、ＣＳにデジタル制御信号ＣＮをダ
イレクトに入力し、要求に応じて出力端子Ａｏｕｔから
検出した各セル電圧をアナログ検出信号で送出する。こ
れに対して、保護ＩＣ１１−２は、保護ＩＣ１１−１の
上段に連結されているので、制御トランジスタＱ１１、
Ｑ１２、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４から構成される信号変換回
路を介して入力端子Ｄ１、ＣＫ、ＣＳにデジタル制御信
号ＣＮ′を入力し、同様に要求に応じて出力端子Ａｏｕ
ｔから検出した各セル電圧をアナログ検出信号で送出す
る。
【００２０】なお、制御トランジスタＱ１１、Ｑ１２、
抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４から構成される信号変換回路は、制
御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ ２／Ｓｃｌｋと保護ＩＣ
１１−２の入力端子Ｄ１との間に関してのみ示してい
る。同様の回路は、制御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ １
／Ｓｏｕｔと保護ＩＣ１１−２の入力端子ＣＫとの間、
制御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ １／Ｓｉｎと保護ＩＣ
１１−２の入力端子ＣＳとの間にもあるが省略してい
る。
抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４から構成される信号変換回路は、制
御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ ２／Ｓｃｌｋと保護ＩＣ
１１−２の入力端子Ｄ１との間に関してのみ示してい
る。同様の回路は、制御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ １
／Ｓｏｕｔと保護ＩＣ１１−２の入力端子ＣＫとの間、
制御用ＩＣ１４の出力端子Ｐ０ １／Ｓｉｎと保護ＩＣ
１１−２の入力端子ＣＳとの間にもあるが省略してい
る。
【００２１】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、２つの検出回路（素子）を連結した
構成により説明したが、３つ以上の検出回路（素子）を
連結した構成においても同様に適用可能であることはい
うまでもない。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、２つの検出回路（素子）を連結した
構成により説明したが、３つ以上の検出回路（素子）を
連結した構成においても同様に適用可能であることはい
うまでもない。
【００２２】また、検出・保護回路は、４直用としてセ
ル電圧を検出するもので説明したが、４直用でなく２直
用など直列接続数は幾つ用であってもよく、最下段の検
出回路では、電池に直列接続した電流検出抵抗の端子間
電圧より充放電電流を検出してもよいし、制御用マイコ
ンは、各検出回路から検出されたセル電圧、充放電電流
を演算処理するだけでなく、パック内に配置されるサー
ミスタより検出される温度を含めて演算処理を行うもの
であってもよい。
ル電圧を検出するもので説明したが、４直用でなく２直
用など直列接続数は幾つ用であってもよく、最下段の検
出回路では、電池に直列接続した電流検出抵抗の端子間
電圧より充放電電流を検出してもよいし、制御用マイコ
ンは、各検出回路から検出されたセル電圧、充放電電流
を演算処理するだけでなく、パック内に配置されるサー
ミスタより検出される温度を含めて演算処理を行うもの
であってもよい。
【００２３】さらに、制御用マイコンからの制御信号に
基づいて上段の検出回路より充放電制御スイッチのオン
／オフを行うようにしたが、制御用マイコンから直接充
放電制御スイッチをオン／オフするように構成してもよ
い。
基づいて上段の検出回路より充放電制御スイッチのオン
／オフを行うようにしたが、制御用マイコンから直接充
放電制御スイッチをオン／オフするように構成してもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、直列に接続した複数個の電池と、該複数個の
電池と出力端子との間に接続されて充放電の制御を行う
充放電制御スイッチと、少なくとも複数個の電池の各電
池電圧を検出する保護回路と、外部機器との通信を行い
検出信号を含むパック内の信号を管理制御する制御回路
とを備え、該制御回路は、パック内の消費電流が最小と
なるモードと通常使用の動作モードとの切り換え機能を
有するので、未使用状態での最小消費電流への切り換え
を可能とし、長期保管による故障率の低減を図ることが
できる。
によれば、直列に接続した複数個の電池と、該複数個の
電池と出力端子との間に接続されて充放電の制御を行う
充放電制御スイッチと、少なくとも複数個の電池の各電
池電圧を検出する保護回路と、外部機器との通信を行い
検出信号を含むパック内の信号を管理制御する制御回路
とを備え、該制御回路は、パック内の消費電流が最小と
なるモードと通常使用の動作モードとの切り換え機能を
有するので、未使用状態での最小消費電流への切り換え
を可能とし、長期保管による故障率の低減を図ることが
できる。
【００２５】また、保護回路は、複数個の電池を複数の
ブロックに分割して少なくとも各電池電圧を検出する複
数の保護回路からなり、制御回路との間に検出信号の電
圧基準を一律化するレベル変換回路を有し、複数の保護
回路を電池と並列に多段に連結したので、ユーザ固有の
処理、管理が可能なマイコンを用い、複数の回路、素子
を一括管理することができ、従来は、電圧低下により切
り換えていた消費電流最小状態（スリープモードなど）
への切り換えを自由に行えるようにすることが可能とな
る。これにより、メーカ在庫、ユーザ予備の電池パック
が放置により深放電化への時間を長期に設定することが
可能となり、長期保管による故障率の低減を図ることが
できる。
ブロックに分割して少なくとも各電池電圧を検出する複
数の保護回路からなり、制御回路との間に検出信号の電
圧基準を一律化するレベル変換回路を有し、複数の保護
回路を電池と並列に多段に連結したので、ユーザ固有の
処理、管理が可能なマイコンを用い、複数の回路、素子
を一括管理することができ、従来は、電圧低下により切
り換えていた消費電流最小状態（スリープモードなど）
への切り換えを自由に行えるようにすることが可能とな
る。これにより、メーカ在庫、ユーザ予備の電池パック
が放置により深放電化への時間を長期に設定することが
可能となり、長期保管による故障率の低減を図ることが
できる。
【図１】 本発明に係る省電力化電池パックの実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】 本発明に係る省電力化電池パックの具体的な
回路構成例を示す図である。
回路構成例を示す図である。
１…電池、２…充放電制御スイッチ、３−１、３−２…
検出回路、４…レベル変換回路、５…制御用マイコン
検出回路、４…レベル変換回路、５…制御用マイコン
Claims (3)
- 【請求項１】 直列に接続した複数個の電池と、該複数
個の電池と出力端子との間に接続されて充放電の制御を
行う充放電制御スイッチと、少なくとも前記複数個の電
池の各電池電圧を検出する保護回路と、外部機器との通
信を行い前記検出信号を含むパック内の信号を管理制御
する制御回路とを備え、該制御回路は、パック内の消費
電流が最小となるモードと通常使用の動作モードとの切
り換え機能を有することを特徴とする省電力化電池パッ
ク。 - 【請求項２】 前記保護回路は、前記複数個の電池を複
数のブロックに分割して少なくとも各電池電圧を検出す
る複数の保護回路からなることを特徴とする請求項１記
載の省電力化電池パック。 - 【請求項３】 前記保護回路は、前記制御回路との間に
検出信号の電圧基準を一律化するレベル変換回路を有
し、前記複数の保護回路を前記電池と並列に多段に連結
したことを特徴とする請求項１記載の省電力化電池パッ
ク。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP2001295922A JP2003111295A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 電池パック機能を利用した充電器 |
| JP2001295920A JP4428551B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 多直連結保護型電池パック |
| JP2001295921A JP2003111284A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 省電力化電池パック |
| US10/300,588 US6930467B2 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-21 | Multi-series connection type battery cell pack for reducing self-consumption over a long period of time |
| EP06003110.1A EP1681741B1 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-26 | Multi-series connection type battery cell pack |
| EP02026408A EP1424745B1 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-26 | Multi-series connection type battery cell |
| DE60218491T DE60218491T2 (de) | 2001-09-27 | 2002-11-26 | Batterie mit seriengeschalteten Zellen |
| EP06003109.3A EP1681740B1 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-26 | Multi-series connection type battery cell pack |
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|---|---|---|---|
| JP2001295922A JP2003111295A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 電池パック機能を利用した充電器 |
| JP2001295920A JP4428551B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 多直連結保護型電池パック |
| JP2001295921A JP2003111284A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 省電力化電池パック |
| US10/300,588 US6930467B2 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-21 | Multi-series connection type battery cell pack for reducing self-consumption over a long period of time |
| EP02026408A EP1424745B1 (en) | 2001-09-27 | 2002-11-26 | Multi-series connection type battery cell |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2003111284A true JP2003111284A (ja) | 2003-04-11 |
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ID=40428018
Family Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001295920A Expired - Lifetime JP4428551B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 多直連結保護型電池パック |
| JP2001295921A Pending JP2003111284A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 省電力化電池パック |
| JP2001295922A Pending JP2003111295A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 電池パック機能を利用した充電器 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295920A Expired - Lifetime JP4428551B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 多直連結保護型電池パック |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295922A Pending JP2003111295A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 電池パック機能を利用した充電器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6930467B2 (ja) |
| EP (3) | EP1681741B1 (ja) |
| JP (3) | JP4428551B2 (ja) |
| DE (1) | DE60218491T2 (ja) |
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