JP5457206B2 - 電池パック - Google Patents

電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP5457206B2
JP5457206B2 JP2010003356A JP2010003356A JP5457206B2 JP 5457206 B2 JP5457206 B2 JP 5457206B2 JP 2010003356 A JP2010003356 A JP 2010003356A JP 2010003356 A JP2010003356 A JP 2010003356A JP 5457206 B2 JP5457206 B2 JP 5457206B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
battery
terminal
battery pack
external connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010003356A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011142055A (ja
Inventor
正一 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2010003356A priority Critical patent/JP5457206B2/ja
Priority to TW100100336A priority patent/TW201208229A/zh
Priority to US12/985,725 priority patent/US8704491B2/en
Priority to CN201110007662.8A priority patent/CN102122831B/zh
Priority to KR1020110001815A priority patent/KR101733811B1/ko
Publication of JP2011142055A publication Critical patent/JP2011142055A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5457206B2 publication Critical patent/JP5457206B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/637—Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

本発明は、電池保護ＩＣの他に電池パックを制御する制御ＩＣを備える電池パックに関する。
従来の電池パックについて説明する。図５は、従来の電池パックを示すブロック図である。
電池保護ＩＣ９１は、電池９５の電圧に基づき、Ｎ型ＦＥＴ９３〜９４をそれぞれ制御する。電池９５が過放電状態であることを示す過放電電圧、電池９５が過充電状態であることを示す過充電電圧、及び、電池９５が放電時に過電流状態であることを示す放電過電流が予め設定されていて、電池９５の電圧が過放電電圧以下になると、放電制御端子ＤＯの電圧はローレベルに制御され、Ｎ型ＦＥＴ９３はオフし、電池９５からの放電が停止する。また、電池９５の電圧が過充電電圧以上になると、充電制御端子ＣＯの電圧はローレベルに制御され、Ｎ型ＦＥＴ９４はオフし、電池９５への充電が停止する。また、電池９５の放電電流が放電過電流以上になると、放電制御端子ＤＯの電圧はローレベルに制御され、Ｎ型ＦＥＴ９３はオフし、電池９５からの放電が停止する。制御ＩＣ９２は、所定の時に電池保護ＩＣ９１を制御する。
電池保護ＩＣ９１は、制御ＩＣ９２との通信用の端子Ｄｉｎ及び端子Ａｏｕｔを備える。また、制御ＩＣ９２は、電池保護ＩＣ９１との通信用の端子Ｄｏｕｔ及び端子Ａｉｎを備える。端子Ｄｉｎと端子Ｄｏｕｔとは接続され、端子Ａｏｕｔと端子Ａｉｎとは接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１１１２８４号公報
ここで、特許文献１に開示された技術では、電池９５の状態によって制御ＩＣ９２が制御される場合、電池保護ＩＣ９１が、電池９５の状態を検出し、検出結果に基づき、所定の信号を制御ＩＣ９２に送信する。つまり、このような場合、電池保護ＩＣ９１に端子Ａｏｕｔが必ず必要になる。よって、その分、電池保護ＩＣ９１の端子数が多くなる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、電池保護ＩＣの端子数を少なくできる電池パックを提供する。
本発明は、上記課題を解決するため、電池保護ＩＣの他に電池パックを制御する制御ＩＣを備える電池パックにおいて、第一〜第二外部接続用端子と、電池と、前記電池と前記第二外部接続用端子との間に直列に設けられる放電制御ＦＥＴ及び充電制御ＦＥＴと、前記電池の電圧をモニタすることにより、前記電池の電圧が過放電電圧以下になることを検出し、前記放電制御ＦＥＴをオフさせ、シャットダウンし、また、前記電池の電圧をモニタすることにより、前記電池の電圧が過充電電圧以上になることを検出し、前記充電制御ＦＥＴをオフさせる前記電池保護ＩＣと、所定の時に電池パックを制御し、また、前記第二外部接続用端子に設けられる第二電圧モニタ端子を備え、前記第二電圧モニタ端子の電圧をモニタすることにより、前記電池が前記過放電状態になることを検出し、シャットダウンする前記制御ＩＣと、を備えることを特徴とする電池パックを提供する。
本発明では、電池が過放電状態になる場合、電池パックの制御ＩＣは、電池保護ＩＣの通信用の端子の電圧をモニタせず、第二外部接続用端子に設けられる第二電圧モニタ端子の電圧をモニタすることにより、シャットダウンする。よって、電池パックの電池保護ＩＣは、制御ＩＣとの通信用の新たな端子を必要としない。
電池パックを示すブロック図である。 電池保護ＩＣを示すブロック図である。 温度スイッチＩＣを示すブロック図である。 電池パックを示すブロック図である。 従来の電池パックを示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、ここでは、温度スイッチＩＣを制御ＩＣの代表例として説明する。温度が異常温度になる場合、この温度スイッチＩＣは電池保護ＩＣを介して電池パックを制御する。
まず、電池パックの構成について説明する。図１は、電池パックを示すブロック図である。図２は、電池保護ＩＣを示すブロック図である。図３は、温度スイッチＩＣを示すブロック図である。
電池パック１０は、図１に示すように、電池保護ＩＣ１１、温度スイッチＩＣ１２、Ｎ型ＦＥＴ１３〜１４、電池１５、及び、抵抗１６〜１７を備える。また、電池パック１０は、外部接続用端子ＥＢ＋、及び、外部接続用端子ＥＢ−を備える。
電池保護ＩＣ１１は、図２に示すように、基準電圧生成回路４１〜４３、過放電検出コンパレータ４４、過充電検出コンパレータ４５、放電過電流検出コンパレータ４６、及び、ＮＯＲ回路４７を備える。また、電池保護ＩＣ１１は、電源端子、接地端子、充電制御端子ＣＯ、放電制御端子ＤＯ、電圧モニタ端子ＶＭ１、及び、制御端子ＣＩを備える。
温度スイッチＩＣ１２は、図３に示すように、温度電圧生成回路５５、基準電圧生成回路５１〜５２、高温検出コンパレータ５３、低温検出コンパレータ５４、及び、ＯＲ回路５６を備える。温度電圧生成回路５５は、図示しないが、ＰＮＰバイポーラトランジスタ等によって構成される。また、温度スイッチＩＣ１２は、電源端子、接地端子、及び、出力端子ＤＥＴを備える。さらに、温度スイッチＩＣ１２は、ＰＭＯＳトランジスタ６１、スイッチ６２、抵抗素子６３、インバータ３１〜３２、及び、ＮＯＲ回路３３を備える。また、温度スイッチＩＣ１２は、イネーブル端子ＥＮ、及び、電圧モニタ端子ＶＭ２を備える。ＰＭＯＳトランジスタ６１とスイッチ６２と抵抗素子６３とは、コンパレータ６０を構成する。インバータ３１〜３２及びＮＯＲ回路３３は、論理回路３０を構成する。
電池保護ＩＣ１１の電源端子は、電池１５の正極端子に接続され、接地端子は、電池１５の負極端子に接続され、放電制御端子ＤＯは、Ｎ型ＦＥＴ１３のゲートに接続され、充電制御端子ＣＯは、Ｎ型ＦＥＴ１４のゲートに接続され、電圧モニタ端子ＶＭ１は、外部接続用端子ＥＢ−に抵抗１６を介して接続される。温度スイッチＩＣ１２の電源端子は、電池１５の正極端子に接続され、接地端子は、電池１５の負極端子に接続され、出力端子ＤＥＴは、電池保護ＩＣ１１の制御端子ＣＩに接続され、電圧モニタ端子ＶＭ２は、外部接続用端子ＥＢ−に抵抗１７を介して接続される。
Ｎ型ＦＥＴ１３のソース及びバックゲートは、電池１５の負極端子に接続され、ドレインは、Ｎ型ＦＥＴ１４のドレインに接続される。Ｎ型ＦＥＴ１４のソース及びバックゲートは、外部接続用端子ＥＢ−に接続される。外部接続用端子ＥＢ＋は、電池１５の正極端子に接続される。
基準電圧生成回路４１〜４３と過放電検出コンパレータ４４と過充電検出コンパレータ４５と放電過電流検出コンパレータ４６とは、電源端子と接地端子との間に設けられる。過放電検出コンパレータ４４の非反転入力端子は、電源端子に接続され、反転入力端子は、基準電圧生成回路４１の出力端子に接続され、出力端子は、ＮＯＲ回路４７の第一入力端子に接続される。過充電検出コンパレータ４５の非反転入力端子は、基準電圧生成回路４２の出力端子に接続され、反転入力端子は、電源端子に接続され、出力端子は、充電制御端子ＣＯに接続される。また、過充電検出コンパレータ４５は、制御端子ＣＩの電圧によって制御される。放電過電流検出コンパレータ４６の非反転入力端子は、基準電圧生成回路４３の出力端子に接続され、反転入力端子は、電圧モニタ端子ＶＭ１に接続され、出力端子は、ＮＯＲ回路４７の第二入力端子に接続される。ＮＯＲ回路４７の出力端子は、放電制御端子ＤＯに接続される。
基準電圧生成回路５１〜５２と高温検出コンパレータ５３と低温検出コンパレータ５４と温度電圧生成回路５５とは、電源端子と接地端子との間に設けられる。高温検出コンパレータ５３の非反転入力端子は、基準電圧生成回路５１の出力端子に接続され、反転入力端子は、温度電圧生成回路５５の出力端子に接続される。低温検出コンパレータ５４の非反転入力端子は、温度電圧生成回路５５の出力端子に接続され、反転入力端子は、基準電圧生成回路５２の出力端子に接続される。ＯＲ回路５６の第一入力端子は、高温検出コンパレータ５３の出力端子に接続され、第二入力端子は、低温検出コンパレータ５４の出力端子に接続され、出力端子は、出力端子ＤＥＴに接続される。
インバータ３１の入力端子は、イネーブル端子ＥＮに接続され、出力端子は、ＮＯＲ回路３３の第一入力端子に接続される。インバータ３２の入力端子は、ＰＭＯＳトランジスタ６１のドレインとスイッチ６２との接続点に接続され、出力端子は、ＮＯＲ回路３３の第二入力端子に接続される。ＰＭＯＳトランジスタ６１のゲートは、電圧モニタ端子ＶＭ２に接続され、ソースは、電源端子に接続される。抵抗素子６３は、スイッチ６２と接地端子との間に設けられる。イネーブル端子ＥＮのイネーブル信号ｅｎ１は、スイッチ６２を制御する。ＮＯＲ回路３３の出力端子のイネーブル信号ｅｎ３は、基準電圧生成回路５１〜５２と高温検出コンパレータ５３と低温検出コンパレータ５４と温度電圧生成回路５５とＯＲ回路５６とを制御する。
電池保護ＩＣ１１は、電池１５の電圧をモニタすることにより、電池１５の電圧が過放電電圧以下になることを検出し、放電制御のためのＮ型ＦＥＴ１３をオフさせ、電池１５からの放電を停止する。この時、電池保護ＩＣ１１は、シャットダウンする。また、電池保護ＩＣ１１は、電池１５の電圧をモニタすることにより、電池１５の電圧が過充電電圧以上になることを検出し、充電制御のためのＮ型ＦＥＴ１４をオフさせ、電池１５への充電を停止する。また、電池保護ＩＣ１１は、電圧モニタ端子ＶＭ１の電圧をモニタすることにより、電池１５の放電電流が放電過電流以上になることを検出し、放電制御のためのＮ型ＦＥＴ１３をオフさせ、電池１５からの放電を停止する。
温度が高温の異常温度及び／または低温の異常温度になると、温度スイッチＩＣ１２は電池保護ＩＣ１１を介して電池パック１０を制御する。また、温度スイッチＩＣ１２は、電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧をモニタすることにより、電池１５が過放電状態になることを検出し、シャットダウンする。
次に、電池パック１０の動作について説明する。
［電池１５が過放電状態である時の動作］外部接続用端子ＥＢ＋と外部接続用端子ＥＢ−との間に負荷（図示せず）が接続される。基準電圧生成回路４１は、電池１５が過放電状態であることを示す過放電電圧に対応した基準電圧ＶＲＥＦ１を生成する。過放電検出コンパレータ４４は、電池１５の電圧の分圧電圧と基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、比較結果により、出力電圧を反転させる。具体的には、電池１５の電圧の分圧電圧が基準電圧ＶＲＥＦ１以下になると、過放電検出コンパレータ４４の出力電圧は反転してハイレベルになる。すると、放電制御端子ＤＯの電圧はローレベルになり、Ｎ型ＦＥＴ１３はオフし、電池１５からの放電が停止する。また、電池保護ＩＣ１１は、シャットダウンすることにより、電池１５の消耗を防止する。
ここで、Ｎ型ＦＥＴ１３はオフし、電池１５からの放電が停止する。すると、オフしたＮ型ＦＥＴ１３及び負荷により、外部接続用端子ＥＢ−の電圧は接地電圧ＶＳＳ付近から電源電圧ＶＤＤ付近になる。電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧も接地電圧ＶＳＳ付近から電源電圧ＶＤＤ付近になり、図３において、ＰＭＯＳトランジスタ６１のゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも低くなり、ＰＭＯＳトランジスタ６１がオフする。この時、イネーブル端子ＥＮのイネーブル信号ｅｎ１がハイレベルに制御されているとすると、スイッチ６２はオンしていて、イネーブル信号ｅｎ２のノードはスイッチ６２及び抵抗や電流源である抵抗素子６３によってプルダウンされ、イネーブル信号ｅｎ２はローレベルになる。よって、インバータ３１の出力電圧はローレベルであり、インバータ３２の出力電圧はハイレベルであるので、イネーブル信号ｅｎ３はローレベルになる。すると、基準電圧生成回路５１〜５２と高温検出コンパレータ５３と低温検出コンパレータ５４と温度電圧生成回路５５とＯＲ回路５６とは、つまり、温度スイッチＩＣ１２は、電池保護ＩＣ１１と同様に、シャットダウンすることにより、電池１５の消耗を防止する。
なお、温度スイッチＩＣ１２の外部からイネーブル端子ＥＮのイネーブル信号ｅｎ１がローレベルに制御されると、スイッチ６２がオフする。また、Ｎ型ＦＥＴ１３〜１４がオンしていて、電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧が接地電圧ＶＳＳ付近であるとすると、ＰＭＯＳトランジスタ６１はオンするので、イネーブル信号ｅｎ２はハイレベルになる。よって、インバータ３１の出力電圧はハイレベルであり、インバータ３２の出力電圧はローレベルであるので、イネーブル信号ｅｎ３はローレベルになる。すると、基準電圧生成回路５１〜５２と高温検出コンパレータ５３と低温検出コンパレータ５４と温度電圧生成回路５５とＯＲ回路５６とは、つまり、温度スイッチＩＣ１２は、シャットダウンすることにより、電池１５の消耗を防止する。この時、スイッチ６２がオフするので、ＰＭＯＳトランジスタ６１とスイッチ６２と抵抗素子６３との電流経路に電流が流れず、その分、電池１５が消耗しない。
［電池１５が過充電状態である時の動作］外部接続用端子ＥＢ＋と外部接続用端子ＥＢ−との間に充電器（図示せず）が接続される。基準電圧生成回路４２は、電池１５が過充電状態であることを示す過充電電圧に対応した基準電圧ＶＲＥＦ２を生成する。過充電検出コンパレータ４５は、電池１５の電圧の分圧電圧と基準電圧ＶＲＥＦ２とを比較し、比較結果により、出力電圧を反転させる。具体的には、電池１５の電圧の分圧電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２以上になると、過充電検出コンパレータ４５の出力電圧は反転してローレベルになる。すると、充電制御端子ＣＯの電圧はローレベルになり、Ｎ型ＦＥＴ１４はオフし、電池１５への充電が停止する。
［電池１５が放電時に過電流状態である時の動作］外部接続用端子ＥＢ＋と外部接続用端子ＥＢ−との間に負荷（図示せず）が接続される。基準電圧生成回路４３は、電池１５が放電時に過電流状態であることを示す放電過電流に対応した基準電圧ＶＲＥＦ３を生成する。電圧モニタ端子ＶＭ１の電圧は、およそ、Ｎ型ＦＥＴ１３〜１４に流れる放電電流及びＮ型ＦＥＴ１３〜１４の合計のオン抵抗に基づいて決まる。放電過電流検出コンパレータ４６は、電圧モニタ端子ＶＭ１の電圧と基準電圧ＶＲＥＦ３とを比較し、比較結果により、出力電圧を反転させる。具体的には、電池１５の放電電流が多くなって過電流になり、電圧モニタ端子ＶＭ１の電圧が高くなり、電圧モニタ端子ＶＭ１の電圧が基準電圧ＶＲＥＦ３以上になると、放電過電流検出コンパレータ４６の出力電圧は反転してハイレベルになる。すると、放電制御端子ＤＯの電圧はローレベルになり、Ｎ型ＦＥＴ１３はオフし、電池１５からの放電が停止する。
［電池１５が通常状態である時の動作］放電制御端子ＤＯの電圧はハイレベルになり、Ｎ型ＦＥＴ１３はオンし、電池１５からの放電が行われる。また、充電制御端子ＣＯの電圧はハイレベルになり、Ｎ型ＦＥＴ１４はオンし、電池１５への充電が行われる。
［高温時の動作］温度電圧生成回路５５は、温度に基づいた温度電圧ＶＴＥＭＰを生成する。基準電圧生成回路５１は、検出されるべき高温の異常温度に対応した基準電圧ＶＲＥＦ４を生成する。高温検出コンパレータ５３は、温度電圧ＶＴＥＭＰと基準電圧ＶＲＥＦ４とを比較し、比較結果により、出力電圧を反転させる。具体的には、温度が高くなると温度電圧ＶＴＥＭＰが低くなる特性を温度電圧生成回路５５は有していて、温度が高くなることにより、温度電圧ＶＴＥＭＰが低くなり、温度電圧ＶＴＥＭＰが基準電圧ＶＲＥＦ４以下になると、高温検出コンパレータ５３の出力電圧はハイレベルになる。つまり、温度が高温の異常温度以上になると、高温検出コンパレータ５３の出力電圧はハイレベルになる。すると、出力端子ＤＥＴの電圧がハイレベルになることにより、充電制御端子ＣＯの電圧はローレベルになるよう制御され、Ｎ型ＦＥＴ１４はオフし、電池１５への充電が停止する。
［低温時の動作］基準電圧生成回路５２は、検出されるべき低温の異常温度に対応した基準電圧ＶＲＥＦ５を生成する。低温検出コンパレータ５４は、温度電圧ＶＴＥＭＰと基準電圧ＶＲＥＦ５とを比較し、比較結果により、出力電圧を反転させる。温度が低温の異常温度以下になると、低温検出コンパレータ５４の出力電圧はハイレベルになる。すると、出力端子ＤＥＴの電圧がハイレベルになることにより、充電制御端子ＣＯの電圧はローレベルになるよう制御され、Ｎ型ＦＥＴ１４はオフし、電池１５への充電が停止する。
［通常の温度の時の動作］出力端子ＤＥＴの電圧がローレベルであり、温度スイッチＩＣ１２は充電制御端子ＣＯの電圧を制御しない。
このようにすると、電池１５が過放電状態になる場合、電池パック１０の温度スイッチＩＣ１２は、電池保護ＩＣ１１の通信用の端子の電圧をモニタせず、外部接続用端子ＥＢ−に設けられる電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧をモニタすることにより、シャットダウンする。よって、電池パック１０の電池保護ＩＣ１１は、温度スイッチＩＣ１２との通信用の新たな端子を必要としない。
また、電池１５が過放電状態になると、電池保護ＩＣ１１がシャットダウンする。さらに、温度スイッチＩＣ１２も、電圧モニタ端子ＶＭ２を用いて電池１５が過放電状態になることを検出し、シャットダウンする。よって、電池パック１０の消費電流が少なくなる。
また、電池１５が過放電状態になると、外部接続用端子ＥＢ−の電圧が接地電圧ＶＳＳ付近から電源電圧ＶＤＤ付近なることにより、ＰＭＯＳトランジスタ６１がオフし、イネーブル信号ｅｎ２のノードはスイッチ６２及び抵抗素子６３によってプルダウンされ、イネーブル信号ｅｎ２はローレベルになる。よって、イネーブル信号ｅｎ２が外部接続用端子ＥＢ−の電圧のノイズ成分によって誤ってローレベルになることが、少なくなる。
なお、図１では、Ｎ型ＦＥＴ１３〜１４が外部接続用端子ＥＢ−と電池１５の負極端子との間に設けられているが、図４に示すように、Ｐ型ＦＥＴ２３〜２４が外部接続用端子ＥＢ＋と電池１５の正極端子との間に設けられても良い。
また、温度スイッチＩＣ１２の電圧モニタ端子ＶＭ２は、図１では、外部接続用端子ＥＢ−に抵抗１７を介して接続されているが、図示しないが、電池保護ＩＣ１１の電圧モニタ端子ＶＭ１に接続されても良い。すると、抵抗１７が不要になり、電池パック１０の部品点数が少なくなる。
また、電圧モニタ端子ＶＭ１に流れ込む電流が問題とならない場合、図示しないが、抵抗１６は削除されても良い。
また、電圧モニタ端子ＶＭ２に流れ込む電流が問題とならない場合、図示しないが、抵抗１７は削除されても良い。
また、図示しないが、電池パック１０の仕様上、電池パック１０の保護機能として放電過電流検出機能が不要になる場合、放電過電流コンパレータ４６は削除されても良い。
また、制御端子ＣＩの電圧は、図２では、過充電検出コンパレータ４５を制御しているが、図示しないが、過充電検出コンパレータ４５の出力端子とＮ型ＦＥＴ１４のゲートとの間に設けられる論理回路を制御しても良い。
また、コンパレータ６０は、図３では、ＰＭＯＳトランジスタ６１とスイッチ６２と抵抗素子６３とによって構成されているが、図示しないが、基準電圧を生成する基準電圧生成回路、電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧を分圧して分圧電圧を出力する分圧回路、及び、基準電圧と分圧電圧とを比較する差動増幅回路によって構成されても良い。
また、論理回路３０は、これに限定されず、図示しないが、適宜回路設計される。
また、図示しないが、電池パック１０の仕様上、イネーブル端子ＥＮ及び論理回路３０が不要になる場合、イネーブル端子ＥＮ及び論理回路３０は削除されても良い。
また、図示しないが、電池パック１０の仕様上、電池パック１０の保護機能として低温検出機能が不要になる場合、低温検出コンパレータ５４は削除されても良い。
また、上記のように、高温検出コンパレータ５３が削除されても良い。
また、温度スイッチＩＣ１２において、ＰＮＰバイポーラトランジスタやＮＰＮバイポーラトランジスタに基づく温度電圧ＶＴＥＭＰの温度係数、高温検出コンパレータ５３の非反転入力端子及び反転入力端子のそれぞれの接続先、低温検出コンパレータ５４の非反転入力端子及び反転入力端子のそれぞれの接続先、及び、これらのコンパレータの後段の反転論理回路の有無、が適宜回路設計されることにより、温度スイッチＩＣ１２が異常温度を検出すると、出力端子ＤＥＴの電圧はハイレベルになったりローレベルになったりする。
また、温度スイッチＩＣ１２は、これに限定されず、図示しないが、コンパレータ６０及び論理回路３０を有する他の制御ＩＣでも良い。この制御ＩＣは、所定の時に電池パック１０を制御し、電池１５が過放電状態になる場合、外部接続用端子ＥＢ−に設けられる電圧モニタ端子ＶＭ２の電圧をモニタすることにより、シャットダウンする。
また、図２では、基準電圧生成回路４１〜４３が設けられ、各回路が基準電圧ＶＲＥＦ１〜３をそれぞれ出力しているが、図示しないが、１個の基準電圧生成回路が設けられ、その回路が基準電圧ＶＲＥＦ１〜３を出力しても良い。図３の基準電圧回路５１〜５２も同様である。
また、図１では、温度が異常温度になる場合、温度スイッチＩＣ１２は電池保護ＩＣ１１を介して電池パック１０を制御している。具体的には、温度スイッチＩＣ１２は電池保護ＩＣ１１を介してＮ型ＦＥＴ１４をオフに制御している。しかし、図示しないが、温度が異常温度になる場合、温度スイッチＩＣ１２は新たなＦＥＴを制御することによってＮ型ＦＥＴ１４をオフに制御しても良い。例えば、このＦＥＴのゲートは出力端子ＤＥＴに設けられ、ソースは外部端子ＥＢ−に設けられ、ドレインはＮ型ＦＥＴ１４のゲートに設けられる。この時、温度が異常温度になると、出力端子ＤＥＴの電圧がハイレベルになり、このＦＥＴがオンすることにより、Ｎ型ＦＥＴ１４はオフする。
１０ 電池パック
１１ 電池保護ＩＣ
１２ 温度スイッチＩＣ
１３〜１４ Ｎ型ＦＥＴ
１５ 電池
１６〜１７ 抵抗
ＥＢ＋、ＥＢ− 外部接続用端子

Claims (9)

  1. 電池保護ＩＣの他に電池パックを制御する制御ＩＣを備える電池パックにおいて、
    第一及び第二外部接続用端子と、
    電池と、
    前記電池と前記第二外部接続用端子との間に直列に設けられる放電制御ＦＥＴ及び充電制御ＦＥＴと、
    前記電池の電圧をモニタすることにより、前記電池の電圧が過放電電圧以下になることを検出し、前記放電制御ＦＥＴをオフさせ、シャットダウンし、また、前記電池の電圧をモニタすることにより、前記電池の電圧が過充電電圧以上になることを検出し、前記充電制御ＦＥＴをオフさせる前記電池保護ＩＣと、
    所定の時に電池パックを制御し、また、前記第二外部接続用端子に設けられる第二電圧モニタ端子を備え、前記第二電圧モニタ端子の電圧をモニタすることにより、前記電池が前記過放電状態になることを検出し、シャットダウンする前記制御ＩＣと、
    を備えることを特徴とする電池パック。
  2. 前記電池保護ＩＣは、前記第二外部接続用端子に設けられる第一電圧モニタ端子を備え、前記第一電圧モニタ端子の電圧をモニタすることにより、前記電池の放電電流が放電過電流以上になることを検出し、前記放電制御ＦＥＴをオフさせる、
    ことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
  3. 前記制御ＩＣは、
    前記電池の電圧が過放電電圧以下になる場合、前記第二電圧モニタ端子の電圧が所定電圧になることを検出するコンパレータ、
    を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電池パック。
  4. 前記コンパレータは、
    前記第二電圧モニタ端子の電圧が所定電圧になる場合、オフするＭＯＳトランジスタと、
    前記ＭＯＳトランジスタに直列接続される抵抗素子と、
    を備えることを特徴とする請求項３記載の電池パック。
  5. 前記コンパレータは、
    基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
    前記第二電圧モニタ端子の電圧を分圧し、分圧電圧を出力する分圧回路と、
    前記基準電圧と前記分圧電圧とを比較する差動増幅回路と、
    を備えることを特徴とする請求項３記載の電池パック。
  6. 前記第二電圧モニタ端子は、第二抵抗を介して前記第二外部接続用端子に接続される、
    ことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
  7. 前記第一電圧モニタ端子は、第一抵抗を介して前記第二外部接続用端子に接続され、
    前記第二電圧モニタ端子は、第二抵抗を介して前記第二外部接続用端子に接続される、
    ことを特徴とする請求項２記載の電池パック。
  8. 前記第一電圧モニタ端子は、第一抵抗を介して前記第二外部接続用端子に接続され、且つ、前記第二電圧モニタ端子に接続される、
    ことを特徴とする請求項２記載の電池パック。
  9. 前記制御ＩＣは、温度が高温の異常温度及び／または低温の異常温度になる場合、電池保護パックを制御する温度スイッチＩＣである、
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電池パック。
JP2010003356A 2010-01-08 2010-01-08 電池パック Expired - Fee Related JP5457206B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010003356A JP5457206B2 (ja) 2010-01-08 2010-01-08 電池パック
TW100100336A TW201208229A (en) 2010-01-08 2011-01-05 Battery pack
US12/985,725 US8704491B2 (en) 2010-01-08 2011-01-06 Battery pack
CN201110007662.8A CN102122831B (zh) 2010-01-08 2011-01-07 电池组
KR1020110001815A KR101733811B1 (ko) 2010-01-08 2011-01-07 전지 팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010003356A JP5457206B2 (ja) 2010-01-08 2010-01-08 電池パック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011142055A JP2011142055A (ja) 2011-07-21
JP5457206B2 true JP5457206B2 (ja) 2014-04-02

Family

ID=44251316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010003356A Expired - Fee Related JP5457206B2 (ja) 2010-01-08 2010-01-08 電池パック

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8704491B2 (ja)
JP (1) JP5457206B2 (ja)
KR (1) KR101733811B1 (ja)
CN (1) CN102122831B (ja)
TW (1) TW201208229A (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5884067B2 (ja) * 2010-09-15 2016-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 直流接続装置
TW201225461A (en) * 2010-12-06 2012-06-16 Leadtrend Tech Corp Protection circuits and methods
JP5801605B2 (ja) * 2011-05-16 2015-10-28 ラピスセミコンダクタ株式会社 比較回路、半導体装置、電池監視システム、充電禁止方法、及び充電禁止プログラム
CN102957172B (zh) * 2011-08-23 2015-04-22 福建睿能科技股份有限公司 一种多节串联锂电池组均衡及保护***
CN102957175B (zh) * 2011-08-23 2015-07-08 福建睿能科技股份有限公司 一种多节串联锂电池组均衡及保护***
WO2013121074A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 Nokia Corporation Method and circuitry for battery protection
US9831691B2 (en) * 2012-09-18 2017-11-28 Nec Energy Devices, Ltd. Power storage system and cell protection method which protects the cell by both cutting from the cell pack and the cell pack from the system
CN104753034B (zh) * 2013-12-27 2018-10-12 富泰华工业（深圳）有限公司 电子装置及其充电保护电路
KR101519510B1 (ko) * 2014-06-03 2015-05-12 주식회사 아이티엠반도체 배터리 보호회로 모듈을 포함하는 식별 모듈 카드 및 이를 포함하는 휴대용 무선단말기
KR102442187B1 (ko) * 2015-04-10 2022-09-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로
KR102045999B1 (ko) * 2015-11-27 2019-11-18 주식회사 엘지화학 배터리 보호 장치
KR102145651B1 (ko) * 2016-08-26 2020-08-18 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템
JP6217838B1 (ja) * 2016-12-27 2017-10-25 ミツミ電機株式会社 二次電池保護集積回路及び二次電池保護回路
US11374244B2 (en) * 2019-10-31 2022-06-28 Hyundai Mobis Co., Ltd. Apparatus and method for measuring voltage and average power of fuel cell
CN112615072A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 西安稳先半导体科技有限责任公司 一种电池组件、电池保护芯片和电子产品
KR20220140132A (ko) * 2021-04-09 2022-10-18 삼성전자주식회사 배터리 보호 회로를 포함하는 전자 장치 및 배터리 보호 회로의 동작 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3894377B2 (ja) * 1996-06-24 2007-03-22 ソニー株式会社 バツテリパツク及びバツテリパツクの制御方法
JP2000152516A (ja) * 1998-11-13 2000-05-30 Nec Saitama Ltd 電池パック温度保護回路
JP3383607B2 (ja) * 1999-04-08 2003-03-04 セイコーインスツルメンツ株式会社 バッテリー状態監視回路、バッテリー装置、及び電子機器
JP3522162B2 (ja) * 1999-08-05 2004-04-26 セイコーインスツルメンツ株式会社 バッテリー装置
JP4380927B2 (ja) * 2001-02-05 2009-12-09 ミツミ電機株式会社 過充電保護回路
JP4428551B2 (ja) * 2001-09-27 2010-03-10 Ｎｅｃトーキン株式会社 多直連結保護型電池パック
JP3862012B2 (ja) * 2002-09-25 2006-12-27 ミツミ電機株式会社 外部保護回路を備えた二次電池ユニット
JP4186052B2 (ja) * 2003-03-26 2008-11-26 ミツミ電機株式会社 充電制御機能付き電池パック
JP4801957B2 (ja) * 2005-09-27 2011-10-26 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 保護回路
JP5061935B2 (ja) * 2008-02-12 2012-10-31 ミツミ電機株式会社 電池パック
KR101016899B1 (ko) * 2008-06-03 2011-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 그 충전 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110081786A (ko) 2011-07-14
KR101733811B1 (ko) 2017-05-08
CN102122831B (zh) 2015-04-22
JP2011142055A (ja) 2011-07-21
TW201208229A (en) 2012-02-16
CN102122831A (zh) 2011-07-13
US20110169458A1 (en) 2011-07-14
US8704491B2 (en) 2014-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5457206B2 (ja) 電池パック
JP5032378B2 (ja) 充放電制御回路及びバッテリ装置
US8193774B2 (en) Battery pack
JP2011142789A (ja) 電池パック
US7550947B2 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
US8581556B2 (en) Protection circuit and battery pack having current varying circuit to vary current flowing through power terminal
JP2010183825A (ja) マルチセル電池パック保護回路
US8896270B2 (en) Semiconductor integrated circuit, protection circuit, and battery pack
JP5770979B2 (ja) バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JP5588370B2 (ja) 出力回路、温度スイッチｉｃ、及び、電池パック
US8378635B2 (en) Semiconductor device and rechargeable power supply unit
JP2021069157A (ja) 二次電池保護回路、二次電池保護装置、電池パック及び温度検出回路
US8922218B2 (en) Detection circuits for batteries
KR20140109307A (ko) 배터리 장치
JP2011239652A (ja) 電池保護装置及び電池保護用集積回路
JP2009183050A (ja) 電池パック
US11245279B2 (en) Charge-discharge control circuit, charge-discharge control device, and battery device
JP2013046553A (ja) バッテリーパックを使用する電源制御装置
JP2012008786A (ja) 安定化電源回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5457206

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees