JPH0785896A - 2次電池パック及びその充電装置 - Google Patents
2次電池パック及びその充電装置Info
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- JPH0785896A JPH0785896A JP25108593A JP25108593A JPH0785896A JP H0785896 A JPH0785896 A JP H0785896A JP 25108593 A JP25108593 A JP 25108593A JP 25108593 A JP25108593 A JP 25108593A JP H0785896 A JPH0785896 A JP H0785896A
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- battery pack
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- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 使いやすさと、高温時の充電に対する保護と
を考慮した2次電池パック及びその充電装置を提供す
る。 【構成】 2次電池11、12を、電極の配置方向が交
互に逆向きとなるように配列する。2次電池11、12
の間に介在した中間スペーサ13に、2次電池11、1
2に熱的に結合するサーミスタRTHと、電極15、16
とを設ける。電極15、16は、2次電池11、12の
機械的中心に対して対称に配置し、サーミスタRTHを電
極15、16に接続して2次電池パック10を構成す
る。充電装置には、2次電池11、12の電極にそれぞ
れ接触して2次電池11、12を直列接続する複数の端
子と、電極15、16にそれぞれ接触する1対の端子と
を設ける。充電時、1対の端子の電圧から2次電池1
1、12の温度を検出する。この検出した温度が2次電
池11、12の充電にとって不適切な温度のときには、
スイッチング素子をオフとして充電を行わない。
を考慮した2次電池パック及びその充電装置を提供す
る。 【構成】 2次電池11、12を、電極の配置方向が交
互に逆向きとなるように配列する。2次電池11、12
の間に介在した中間スペーサ13に、2次電池11、1
2に熱的に結合するサーミスタRTHと、電極15、16
とを設ける。電極15、16は、2次電池11、12の
機械的中心に対して対称に配置し、サーミスタRTHを電
極15、16に接続して2次電池パック10を構成す
る。充電装置には、2次電池11、12の電極にそれぞ
れ接触して2次電池11、12を直列接続する複数の端
子と、電極15、16にそれぞれ接触する1対の端子と
を設ける。充電時、1対の端子の電圧から2次電池1
1、12の温度を検出する。この検出した温度が2次電
池11、12の充電にとって不適切な温度のときには、
スイッチング素子をオフとして充電を行わない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2次電池パック及び
その充電装置に関する。
その充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】2次電池として、Ni-Cd電池(ニッ
ケル・カドミウム電池)やNi-MH電池(ニッケル・
水素電池)が、知られている。特に、Ni-MH電池
は、公称電圧は、Ni-Cd電池と同様、1.2Vである
が、Ni-Cd電池の2倍弱の容量がある。また、急速
充電及び大電流放電を行うこともできる。
ケル・カドミウム電池)やNi-MH電池(ニッケル・
水素電池)が、知られている。特に、Ni-MH電池
は、公称電圧は、Ni-Cd電池と同様、1.2Vである
が、Ni-Cd電池の2倍弱の容量がある。また、急速
充電及び大電流放電を行うこともできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ni-MH
電池は、充電中に高温なると、例えば、外壁面で66℃以
上の高温になると、その性能が劣化する。
電池は、充電中に高温なると、例えば、外壁面で66℃以
上の高温になると、その性能が劣化する。
【0004】したがって、Ni-MH電池の充電中、充
電装置の異常などにより、Ni-MH電池が発熱して高
温になったときには、その充電を中止する必要がある。
また、夏の直射日光下の車の中に放置された場合には、
充電を始める前から高温になっているので、充電開始直
後に充電を中止するか、あるいは充電状態に入らないよ
うにする必要がある。
電装置の異常などにより、Ni-MH電池が発熱して高
温になったときには、その充電を中止する必要がある。
また、夏の直射日光下の車の中に放置された場合には、
充電を始める前から高温になっているので、充電開始直
後に充電を中止するか、あるいは充電状態に入らないよ
うにする必要がある。
【0005】一方、ヘッドホンステレオなどの機器は消
費電力がかなり小さいので、1本のNi-MH電池で十
分に動作させることができるが、携帯電話やカメラ一体
型VTRなどの機器は、消費電力が比較的大きいので、
2本以上のNi-MH電池を直列接続して使用する必要
がる。
費電力がかなり小さいので、1本のNi-MH電池で十
分に動作させることができるが、携帯電話やカメラ一体
型VTRなどの機器は、消費電力が比較的大きいので、
2本以上のNi-MH電池を直列接続して使用する必要
がる。
【0006】この発明は、以上のような点を考慮したう
えで、さらに、使いやすさなどを考慮した2次電池パッ
ク及びその充電装置を提供しようとするものである。
えで、さらに、使いやすさなどを考慮した2次電池パッ
ク及びその充電装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させる
と、電極の配置方向が交互に逆向きとなるように設けら
れた偶数本の2次電池11、12と、2次電池11、1
2の間に介在された中間スペーサ13と、この中間スペ
ーサ13に設けられて2次電池11、12に熱的に結合
されたサーミスタRTHと、中間スペーサ13に設けられ
た1対の電極15、16と、2次電池11、12を一体
に結合する結合手段14とを設け、1対の電極15、1
6は、2次電池11、12の機械的中心に対して対称に
配置され、サーミスタRTHが1対の電極15、16に接
続されるようにして2次電池パック10を構成する。ま
た、この2次電池パック10を充電する充電装置20に
おいては、2次電池パック10がセットされたとき、2
次電池11、12の電極にそれぞれ接触する複数の端子
23〜26と、2次電池パック10がセットされたと
き、1対の電極15、16にそれぞれ接触する1対の端
子27、28と、充電用の電源回路31と、充電電流I
CHGを制御するスイッチング素子Q1と、充電の制御回路
33とを有し、複数の端子23〜26は、そのうちの2
つの端子23、26を除いて、2次電池パック10がセ
ットされたとき、2次電池11、12を直列接続するよ
うに接続され、2次電池10パックがセットされたと
き、制御回路33によりスイッチング素子Q1をオンに
して電源回路31からの充電電流ICHGを、複数の端子
23〜26のうちの2つの端子23、26を通じて2次
電池11、12に直列に供給して充電を行い、この充電
時、1対の端子27、28の電圧V27から2次電池1
1、12の温度を検出し、この検出した温度が2次電池
11、12の充電にとって不適切な温度のときには、ス
イッチング素子Q1をオフとして充電を行わないように
したものである。
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させる
と、電極の配置方向が交互に逆向きとなるように設けら
れた偶数本の2次電池11、12と、2次電池11、1
2の間に介在された中間スペーサ13と、この中間スペ
ーサ13に設けられて2次電池11、12に熱的に結合
されたサーミスタRTHと、中間スペーサ13に設けられ
た1対の電極15、16と、2次電池11、12を一体
に結合する結合手段14とを設け、1対の電極15、1
6は、2次電池11、12の機械的中心に対して対称に
配置され、サーミスタRTHが1対の電極15、16に接
続されるようにして2次電池パック10を構成する。ま
た、この2次電池パック10を充電する充電装置20に
おいては、2次電池パック10がセットされたとき、2
次電池11、12の電極にそれぞれ接触する複数の端子
23〜26と、2次電池パック10がセットされたと
き、1対の電極15、16にそれぞれ接触する1対の端
子27、28と、充電用の電源回路31と、充電電流I
CHGを制御するスイッチング素子Q1と、充電の制御回路
33とを有し、複数の端子23〜26は、そのうちの2
つの端子23、26を除いて、2次電池パック10がセ
ットされたとき、2次電池11、12を直列接続するよ
うに接続され、2次電池10パックがセットされたと
き、制御回路33によりスイッチング素子Q1をオンに
して電源回路31からの充電電流ICHGを、複数の端子
23〜26のうちの2つの端子23、26を通じて2次
電池11、12に直列に供給して充電を行い、この充電
時、1対の端子27、28の電圧V27から2次電池1
1、12の温度を検出し、この検出した温度が2次電池
11、12の充電にとって不適切な温度のときには、ス
イッチング素子Q1をオフとして充電を行わないように
したものである。
【0008】
【作用】2次電池パック10を、充電装置20や使用機
器に逆向きにセットしても、正常に充電あるいは使用が
できるとともに、電池11、12が充電に適さないよう
な高温のときには、その充電が中止される。
器に逆向きにセットしても、正常に充電あるいは使用が
できるとともに、電池11、12が充電に適さないよう
な高温のときには、その充電が中止される。
【0009】
【実施例】図1〜図3において、10は、この発明によ
る2次電池パックの一例を示し、図1はその上面図、図
2は底面図、図3は側面図である。
る2次電池パックの一例を示し、図1はその上面図、図
2は底面図、図3は側面図である。
【0010】そして、この電池パック10は、例えば単
3電池と等しい形状の2本のNi-MH電池11、12
を有する。そして、これら電池11、12は、互いに逆
向きで並列に配列されるとともに、電池11の+極と、
電池12の−極とが面一となり、電池11の−極と、電
池12の+極とが面一となるように、配列されている。
3電池と等しい形状の2本のNi-MH電池11、12
を有する。そして、これら電池11、12は、互いに逆
向きで並列に配列されるとともに、電池11の+極と、
電池12の−極とが面一となり、電池11の−極と、電
池12の+極とが面一となるように、配列されている。
【0011】また、電池11と、電池12との間には、
後述する中間スペーサ13が設けられ、電池11、12
の周囲には、結合板14が設けられている。この結合板
14は、耐熱性及び弾性を有する合成樹脂により、全体
が帯状で、断面がC字状に形成されている。そして、電
池11、12は、その外周面が結合板14により囲まれ
て結合され、電池11、12の上記した配列状態が保持
されている。なお、結合板14の開放端部は、電池パッ
ク10の底面に位置するようにされている。
後述する中間スペーサ13が設けられ、電池11、12
の周囲には、結合板14が設けられている。この結合板
14は、耐熱性及び弾性を有する合成樹脂により、全体
が帯状で、断面がC字状に形成されている。そして、電
池11、12は、その外周面が結合板14により囲まれ
て結合され、電池11、12の上記した配列状態が保持
されている。なお、結合板14の開放端部は、電池パッ
ク10の底面に位置するようにされている。
【0012】さらに、中間スペーサ13は、例えば図4
〜図6に示すように構成されている。すなわち、図4は
底面方向から見た斜視図、図5は電池11、12の配列
方向から見た側面図、図6A〜Dは、図5のA−A線、
B−B線、C−C線、D−D線における断面図である。
〜図6に示すように構成されている。すなわち、図4は
底面方向から見た斜視図、図5は電池11、12の配列
方向から見た側面図、図6A〜Dは、図5のA−A線、
B−B線、C−C線、D−D線における断面図である。
【0013】そして、スペーサ13は、全体が耐熱性を
有する合成樹脂により形成され、電池11、12の長さ
方向から見たとき(図6及び図3)、その中央がくびれ
て電池11、12の外壁面と接触するようにされてい
る。また、スペーサ13は、中央に凹部19を有し、電
池11、12の配列方向から見たとき(図5)、コ字状
とされるとともに、その高さは、電池11、12の直径
よりやや短い程度とされる。したがって、スペーサ13
により、電池11、12の配列状態のねじれなどが防止
される。
有する合成樹脂により形成され、電池11、12の長さ
方向から見たとき(図6及び図3)、その中央がくびれ
て電池11、12の外壁面と接触するようにされてい
る。また、スペーサ13は、中央に凹部19を有し、電
池11、12の配列方向から見たとき(図5)、コ字状
とされるとともに、その高さは、電池11、12の直径
よりやや短い程度とされる。したがって、スペーサ13
により、電池11、12の配列状態のねじれなどが防止
される。
【0014】さらに、スペーサ13には、電池11、1
2の配列方向に貫通した透孔131が形成され、ここに
サーミスタRTHが設けられるとともに、スペーサ13の
底面には、1対の電極(接点)15、16が設けられ、
これら電極15、16にサーミスタRTHが接続される。
2の配列方向に貫通した透孔131が形成され、ここに
サーミスタRTHが設けられるとともに、スペーサ13の
底面には、1対の電極(接点)15、16が設けられ、
これら電極15、16にサーミスタRTHが接続される。
【0015】この場合、サーミスタRTHは、電池11、
12の温度を検出するためのものであり、このため、図
6にも示すように、サーミスタRTHは、電池11、12
に熱的に結合されて、すなわち、電池11、12の外壁
面にそれぞれ接触するように、配置されている。また、
電極15、16は、図2にも示すように、電池11、1
2の長さ方向における中心から等しい距離Sに位置する
ように設けられている。すなわち、電極15、16は、
電池11、12を含む面内において、電池11、12の
配列中心から見て対称の位置に設けられている。
12の温度を検出するためのものであり、このため、図
6にも示すように、サーミスタRTHは、電池11、12
に熱的に結合されて、すなわち、電池11、12の外壁
面にそれぞれ接触するように、配置されている。また、
電極15、16は、図2にも示すように、電池11、1
2の長さ方向における中心から等しい距離Sに位置する
ように設けられている。すなわち、電極15、16は、
電池11、12を含む面内において、電池11、12の
配列中心から見て対称の位置に設けられている。
【0016】以上が、電池パック10の構成であり、こ
の電池パック10の充電装置20が以下のように構成さ
れている。
の電池パック10の充電装置20が以下のように構成さ
れている。
【0017】すなわち、図7は、その充電装置20の一
例の断面図であり、そのケース21の内部には、プリン
ト配線基板22が設けられるとともに、この基板22に
後述する充電回路が設けられる。
例の断面図であり、そのケース21の内部には、プリン
ト配線基板22が設けられるとともに、この基板22に
後述する充電回路が設けられる。
【0018】さらに、この基板22には、電池パック1
0を充電装置20にセットしたとき、その電池11(ま
たは12)の+極、−極、及び電池12(または11)
の+極、−極にそれぞれ弾性的に接触する端子23〜2
6が植立されるとともに、電極15、16(または1
6、15)にそれぞれ弾性的に接触する端子27、28
が植立される。図7の例においては、これら端子23〜
28は、導電メッキしたピアノ線の先端がρ字状に折り
曲げられて構成されるとともに、その他端が基板22に
ハンダ付けにより固定されている。
0を充電装置20にセットしたとき、その電池11(ま
たは12)の+極、−極、及び電池12(または11)
の+極、−極にそれぞれ弾性的に接触する端子23〜2
6が植立されるとともに、電極15、16(または1
6、15)にそれぞれ弾性的に接触する端子27、28
が植立される。図7の例においては、これら端子23〜
28は、導電メッキしたピアノ線の先端がρ字状に折り
曲げられて構成されるとともに、その他端が基板22に
ハンダ付けにより固定されている。
【0019】また、ケース21の、電池パック10のス
ペーサ13の底面中央の凹部19との対向位置に、凸部
29が形成されている。
ペーサ13の底面中央の凹部19との対向位置に、凸部
29が形成されている。
【0020】さらに、図8は基板22に設けられている
充電回路の一例を示す。すなわち、商用交流電圧が電源
回路31に供給されて充電用の直流電流ICHGと、充電
の制御に使用する直流電圧VCTLとが形成される。
充電回路の一例を示す。すなわち、商用交流電圧が電源
回路31に供給されて充電用の直流電流ICHGと、充電
の制御に使用する直流電圧VCTLとが形成される。
【0021】この場合、この例においては、急速充電に
より電池パック10を充電するものである。そして、こ
のため、充電用の電流ICHGは定電流とされるととも
に、その値は、電池11、12のそれぞれの容量1C
〔mAh〕に対して1C〔mA〕の大きさ、例えば1100m
Aとされる。なお、このような充電電流ICHGを与える
ときの充電電圧は、2〜4.6V程度である。
より電池パック10を充電するものである。そして、こ
のため、充電用の電流ICHGは定電流とされるととも
に、その値は、電池11、12のそれぞれの容量1C
〔mAh〕に対して1C〔mA〕の大きさ、例えば1100m
Aとされる。なお、このような充電電流ICHGを与える
ときの充電電圧は、2〜4.6V程度である。
【0022】また、制御用の電圧VCTLは、6.5〜15V程
度であればよく、この電圧VCTLが3端子レギュレータ
(1チップIC化された定電圧回路)32に供給されて
例えば5Vの定電圧V32が取り出される。
度であればよく、この電圧VCTLが3端子レギュレータ
(1チップIC化された定電圧回路)32に供給されて
例えば5Vの定電圧V32が取り出される。
【0023】そして、電源回路31の充電電流ICHGの
出力端が、充電電流ICHGをオン・オフ制御するスイッ
チング用のトランジスタQ1のエミッタ・コレクタ間を
通じ、さらに、逆流防止用ダイオードD1を通じて端子
23に接続され、電源回路31の接地側の出力端が、接
地ライン34を通じて端子26に接続される。また、端
子24と端子25とが接続される。
出力端が、充電電流ICHGをオン・オフ制御するスイッ
チング用のトランジスタQ1のエミッタ・コレクタ間を
通じ、さらに、逆流防止用ダイオードD1を通じて端子
23に接続され、電源回路31の接地側の出力端が、接
地ライン34を通じて端子26に接続される。また、端
子24と端子25とが接続される。
【0024】さらに、充電制御回路としてマイクロコン
ピュータ33が設けられ、電圧V32がマイコン33にそ
の動作電圧として供給される。そして、マイコン33の
第1の出力ポートOUT1が、抵抗器R2を通じてトランジ
スタQ1のベースに接続されるとともに、そのベースと
エミッタとの間に抵抗器R3が接続される。なお、この
抵抗器R3は、トランジスタQ1をオフにするとき、十分
にオフにするためのものである。
ピュータ33が設けられ、電圧V32がマイコン33にそ
の動作電圧として供給される。そして、マイコン33の
第1の出力ポートOUT1が、抵抗器R2を通じてトランジ
スタQ1のベースに接続されるとともに、そのベースと
エミッタとの間に抵抗器R3が接続される。なお、この
抵抗器R3は、トランジスタQ1をオフにするとき、十分
にオフにするためのものである。
【0025】また、レギュレータ32の出力端が、抵抗
器R1を通じて端子27に接続され、端子28が接地ラ
イン34に接続される。そして、端子27に得られる電
圧V27が、マイコン33の第1のアナログ入力端子(内
蔵A/Dコンバータの入力端子)A/D1に供給される。ま
た、トランジスタQ1のコレクタと、接地ライン34と
の間に、分圧用の抵抗器R4、R5が直列接続されるとと
もに、その接続中点が、マイコン33の第2のアナログ
入力端子A/D2に接続される。なお、抵抗器R5にはリッ
プル除去用のコンデンサC1が並列接続され。
器R1を通じて端子27に接続され、端子28が接地ラ
イン34に接続される。そして、端子27に得られる電
圧V27が、マイコン33の第1のアナログ入力端子(内
蔵A/Dコンバータの入力端子)A/D1に供給される。ま
た、トランジスタQ1のコレクタと、接地ライン34と
の間に、分圧用の抵抗器R4、R5が直列接続されるとと
もに、その接続中点が、マイコン33の第2のアナログ
入力端子A/D2に接続される。なお、抵抗器R5にはリッ
プル除去用のコンデンサC1が並列接続され。
【0026】さらに、マイコン33の第2の出力ポート
OUT2には、充電表示用のLED(D2)が接続される。
なお、サーミスタRTHは、例えば図9に示すような特性
を有するもので、25℃のとき、RTH=R1(=10kΩ)
である。
OUT2には、充電表示用のLED(D2)が接続される。
なお、サーミスタRTHは、例えば図9に示すような特性
を有するもので、25℃のとき、RTH=R1(=10kΩ)
である。
【0027】このような構成において、電池パック10
の充電を行う場合には、電池パック10を充電装置20
にセットする。この場合、電池パック10の向きに注意
を払う必要はない。
の充電を行う場合には、電池パック10を充電装置20
にセットする。この場合、電池パック10の向きに注意
を払う必要はない。
【0028】すなわち、図7及び図8に示すように、電
池11の+極及び−極が端子23及び端子24に接触
し、電池12の+極及び−極が端子25及び端子26に
接触するように、電池パック10をセットしてもよく、
あるいは電池パック10が図7及び図8とは逆向きであ
って、電池11の+極及び−極が端子25及び端子26
に接触し、電池12の+極及び−極が端子23及び端子
24に接触するように、電池パック10をセットしても
よい。
池11の+極及び−極が端子23及び端子24に接触
し、電池12の+極及び−極が端子25及び端子26に
接触するように、電池パック10をセットしてもよく、
あるいは電池パック10が図7及び図8とは逆向きであ
って、電池11の+極及び−極が端子25及び端子26
に接触し、電池12の+極及び−極が端子23及び端子
24に接触するように、電池パック10をセットしても
よい。
【0029】そして、どちら向きにセットした場合で
も、電池11、12は互いに逆向きに配列されているの
で、電池11、12は、端子24、25を通じて直列接
続されることになるとともに、その直列電池の+極に端
子23が圧接し、−極に端子26が圧接することにな
る。
も、電池11、12は互いに逆向きに配列されているの
で、電池11、12は、端子24、25を通じて直列接
続されることになるとともに、その直列電池の+極に端
子23が圧接し、−極に端子26が圧接することにな
る。
【0030】また、電極15、16は、電池11、12
の配列中心から見て対称の位置に設けられているので、
電池パック10をどちら向きにセットした場合でも、サ
ーミスタRTHは、端子27と端子28との間に接続され
ることになる。
の配列中心から見て対称の位置に設けられているので、
電池パック10をどちら向きにセットした場合でも、サ
ーミスタRTHは、端子27と端子28との間に接続され
ることになる。
【0031】したがって、電池パック10を充電装置2
0にセットするとき、電池パック10の向きに注意を払
う必要はない。また、同様の理由により、電池パック1
0を、これを使用する機器にセットするときも、電池パ
ック10の向きに注意を払う必要がない。
0にセットするとき、電池パック10の向きに注意を払
う必要はない。また、同様の理由により、電池パック1
0を、これを使用する機器にセットするときも、電池パ
ック10の向きに注意を払う必要がない。
【0032】さらに、電池パック10がセットされてい
ないときには、端子27は開放されているので、電圧V
32がほぼそのまま端子27に出力され、その端子電圧V
27は、 V27≧4.5V となる。
ないときには、端子27は開放されているので、電圧V
32がほぼそのまま端子27に出力され、その端子電圧V
27は、 V27≧4.5V となる。
【0033】しかし、電池パック10がセットされてい
るときには、電圧V32が抵抗器R1とサーミスタRTHと
により分圧され、その分圧電圧が電圧V27となるととも
に、常温では、RTH=R1なので、 V27=V32・RTH/(R1+RTH) =2.5V となる。
るときには、電圧V32が抵抗器R1とサーミスタRTHと
により分圧され、その分圧電圧が電圧V27となるととも
に、常温では、RTH=R1なので、 V27=V32・RTH/(R1+RTH) =2.5V となる。
【0034】そして、そのように変化する端子電圧V27
が、マイコン33のアナログ入力端子A/D1に供給されて
いるので、マイコン33は、この電圧V27の大きさか
ら、電池パック10が充電装置20にセットされている
かいないかを、知ることができる。
が、マイコン33のアナログ入力端子A/D1に供給されて
いるので、マイコン33は、この電圧V27の大きさか
ら、電池パック10が充電装置20にセットされている
かいないかを、知ることができる。
【0035】そこで、電池パック10が充電装置20に
セットされると、電圧V27の変化からマイコン33は、
電池パック10が充電装置20にセットされたことを知
り、出力ポートOUT1を“1”レベルから“0”レベルに
してトランジスタQ1をオフからオンにする。
セットされると、電圧V27の変化からマイコン33は、
電池パック10が充電装置20にセットされたことを知
り、出力ポートOUT1を“1”レベルから“0”レベルに
してトランジスタQ1をオフからオンにする。
【0036】すると、充電電流ICHGが、電源回路31
→トランジスタQ1→ダイオードD1端子23→電池11
(または12)→端子24→端子25→電池12(また
は11)→端子26→接地ライン34→電源回路31の
ラインを通じて電池11、12に供給され、電池11、
12は、1CmAの大きさの定電流により急速充電され
ていく。
→トランジスタQ1→ダイオードD1端子23→電池11
(または12)→端子24→端子25→電池12(また
は11)→端子26→接地ライン34→電源回路31の
ラインを通じて電池11、12に供給され、電池11、
12は、1CmAの大きさの定電流により急速充電され
ていく。
【0037】また、この急速充電中、ポートOUT2は
“0”レベルとされてLED(D2)が点灯され、充電
中であることが表示される。
“0”レベルとされてLED(D2)が点灯され、充電
中であることが表示される。
【0038】そして、図10に実線で示すように、電池
11、12の各端子電圧は、充電が終了に近づくにつれ
て次第に上昇し、充電が90%付近のとき、極大となり、
充電が100%になったときには、極大値よりも5〜10mV
程度低下する。そして、このように変化する電池11、
12の端子電圧が、ダイオードD1を通じて抵抗器R4、
R5により電圧V45に分圧され、その分圧電圧V45がア
ナログ入力端子A/D2に供給されている。
11、12の各端子電圧は、充電が終了に近づくにつれ
て次第に上昇し、充電が90%付近のとき、極大となり、
充電が100%になったときには、極大値よりも5〜10mV
程度低下する。そして、このように変化する電池11、
12の端子電圧が、ダイオードD1を通じて抵抗器R4、
R5により電圧V45に分圧され、その分圧電圧V45がア
ナログ入力端子A/D2に供給されている。
【0039】そこで、充電中は、この電圧V45がマイコ
ン33により1分ごとに読み取られて電圧45の変化が監
視され、電圧V45が極大値よりも上記の電圧低下に対応
する値だけ低下したら、充電が100%行われたと見なさ
れ、ポートOUT1が“0”レベルとされてトランジスタQ
1がオフとされ、急速充電は終了とされる。また、ポー
トOUT2が、“1”レベルとされてLED(D2)が消灯
される。
ン33により1分ごとに読み取られて電圧45の変化が監
視され、電圧V45が極大値よりも上記の電圧低下に対応
する値だけ低下したら、充電が100%行われたと見なさ
れ、ポートOUT1が“0”レベルとされてトランジスタQ
1がオフとされ、急速充電は終了とされる。また、ポー
トOUT2が、“1”レベルとされてLED(D2)が消灯
される。
【0040】以上のようにして、電池パック10の急速
充電が実行される。また、その急速充電中は、これがL
ED(D2)により表示される。なお、この急速充電
は、充電電流ICHGの大きさを1CmAとしているので、
ほぼ1時間で終了する。
充電が実行される。また、その急速充電中は、これがL
ED(D2)により表示される。なお、この急速充電
は、充電電流ICHGの大きさを1CmAとしているので、
ほぼ1時間で終了する。
【0041】一方、上述のように、電池11、12は、
充電中に高温なると、その性能が劣化するので、この高
温時の充電を避ける必要があるが、これは、次のように
実行される。
充電中に高温なると、その性能が劣化するので、この高
温時の充電を避ける必要があるが、これは、次のように
実行される。
【0042】すなわち、サーミスタRTHは電池11、1
2の外壁面に密接して設けられているので、電池11な
いし12の温度が上昇すると、図9に示すように、その
抵抗値が低下し、この結果、端子電圧V27が低下する。
2の外壁面に密接して設けられているので、電池11な
いし12の温度が上昇すると、図9に示すように、その
抵抗値が低下し、この結果、端子電圧V27が低下する。
【0043】そこで、電池パック10の充電中(及び充
電開始時)は、この端子電圧V27がマイコン33により
監視され、電圧V27が、電池11、12の外壁面が66℃
以上のときに対応する値(=約1.0V)、すなわち、電
池11、12の充電に適さない温度に対応する値まで低
下したときには、トランジスタQ1をオフとして充電を
中止する。
電開始時)は、この端子電圧V27がマイコン33により
監視され、電圧V27が、電池11、12の外壁面が66℃
以上のときに対応する値(=約1.0V)、すなわち、電
池11、12の充電に適さない温度に対応する値まで低
下したときには、トランジスタQ1をオフとして充電を
中止する。
【0044】また、このとき、ポートOUT2が、所定の周
期で、“0”レベルと“1”レベルとに変化することに
より、LED(D2)が点滅させられ、異常により充電
を中止したことが通知される。
期で、“0”レベルと“1”レベルとに変化することに
より、LED(D2)が点滅させられ、異常により充電
を中止したことが通知される。
【0045】したがって、電池11、12の少なくとも
一方の温度が上昇したときには、電池パック10の充電
は中止され、あるいは最初から行われず、電池11ない
し12を劣化から防止することができる。
一方の温度が上昇したときには、電池パック10の充電
は中止され、あるいは最初から行われず、電池11ない
し12を劣化から防止することができる。
【0046】こうして、上述の電池パック10によれ
ば、電池11、12が1つにパック化されているので、
消費電力の比較的大きい機器に使用することができる。
ば、電池11、12が1つにパック化されているので、
消費電力の比較的大きい機器に使用することができる。
【0047】また、電池パック10は、電池11、12
を互いに逆向きに配列するとともに、電極15、16を
電池パック10の中心に対して対称の位置に設けている
ので、電池パック10を充電装置20にセットすると
き、あるいは電池パック10を使用機器にセットすると
き、電池パック10の向きに注意を払う必要がなく、取
り扱いが簡単である。
を互いに逆向きに配列するとともに、電極15、16を
電池パック10の中心に対して対称の位置に設けている
ので、電池パック10を充電装置20にセットすると
き、あるいは電池パック10を使用機器にセットすると
き、電池パック10の向きに注意を払う必要がなく、取
り扱いが簡単である。
【0048】さらに、電池パック10を上下裏返しに、
充電装置20にセットしようとしても、凸部29によ
り、そのようにセットすることはできず、したがって、
電池11、12を逆極性に接続したときのトラブルから
保護することができる。
充電装置20にセットしようとしても、凸部29によ
り、そのようにセットすることはできず、したがって、
電池11、12を逆極性に接続したときのトラブルから
保護することができる。
【0049】また、サーミスタRTHにより電池11、1
2の温度を検出し、電池パック10の充電中に、電池1
1、12の温度が異常に高くなったときには、あるいは
充電を始める前から、電池11、12の温度が異常に高
いときには、充電を中止するようにしているので、電池
11、12の性能の劣化を防止することができる。
2の温度を検出し、電池パック10の充電中に、電池1
1、12の温度が異常に高くなったときには、あるいは
充電を始める前から、電池11、12の温度が異常に高
いときには、充電を中止するようにしているので、電池
11、12の性能の劣化を防止することができる。
【0050】さらに、サーミスタRTHは1つであって
も、両方の電池11、12に接触して両方の電池11、
12の温度を検出するようにしているので、電池11、
12の一方だけ温度が異常に上昇しても、これを検出す
ることができる。
も、両方の電池11、12に接触して両方の電池11、
12の温度を検出するようにしているので、電池11、
12の一方だけ温度が異常に上昇しても、これを検出す
ることができる。
【0051】また、電池パック10と充電装置20との
間を接続する電極15、16及び端子23〜28も構成
が簡単であるとともに、端子23〜28はプリント基板
22にじかにハンダ付けできるので、ローコストであ
る。
間を接続する電極15、16及び端子23〜28も構成
が簡単であるとともに、端子23〜28はプリント基板
22にじかにハンダ付けできるので、ローコストであ
る。
【0052】図11は電池パック10の他の例を示す。
すなわち、この例においては、電極15、16が、例え
ば図12Aに示すように、燐青銅のような弾性を有する
導電片により、全体がコ字状となり、その両端がJ字状
となるように、内側に折り曲げられて構成されている。
すなわち、この例においては、電極15、16が、例え
ば図12Aに示すように、燐青銅のような弾性を有する
導電片により、全体がコ字状となり、その両端がJ字状
となるように、内側に折り曲げられて構成されている。
【0053】そして、充電装置20においては、電極1
5、16に接触する端子27、28が、例えば図12B
に示すように、導電メッキをしたピアノ線を折り曲げて
構成され、あるいは図12Cに示すように、帯状の導電
片により構成され、プリント基板22にハンダ付けによ
り固定されている。
5、16に接触する端子27、28が、例えば図12B
に示すように、導電メッキをしたピアノ線を折り曲げて
構成され、あるいは図12Cに示すように、帯状の導電
片により構成され、プリント基板22にハンダ付けによ
り固定されている。
【0054】したがって、この例によれば、電池パック
10を充電装置20にセットした場合には、図13に示
すように、端子27、28が電極15、16に差し込ま
れて接触する。
10を充電装置20にセットした場合には、図13に示
すように、端子27、28が電極15、16に差し込ま
れて接触する。
【0055】なお、上述において、電池11、12の充
電が100%に近づくと、充電のためのエネルギは充電に
使用されずに熱となってしまうので、図10に破線で示
すように、充電が100%に近づくと、電池11、12の
温度は、1分当たり1〜2℃の割り合いで急激に上昇し
ていくようになる。
電が100%に近づくと、充電のためのエネルギは充電に
使用されずに熱となってしまうので、図10に破線で示
すように、充電が100%に近づくと、電池11、12の
温度は、1分当たり1〜2℃の割り合いで急激に上昇し
ていくようになる。
【0056】したがって、この温度変化に対応してサー
ミスタRTHの抵抗値も急激に変化して端子電圧V27が低
下していくので、この電圧V27の変化から電池11、1
2の充電終了を検出することもできる。
ミスタRTHの抵抗値も急激に変化して端子電圧V27が低
下していくので、この電圧V27の変化から電池11、1
2の充電終了を検出することもできる。
【0057】この場合、サーミスタRTHとして、特に温
度検出感度の高いものを使用すれば、充電の終了の検出
をより容易に行うことができる。すなわち、上記のよう
に、100%充電時における電池11、12の電圧低下は
5〜10mVであり、これは、充電時の端子電圧の1%に
も達しない。したがって、マイコン33において、分圧
電圧V45の変化から100%の充電を検出するとき、電圧
V45を10ビットでA/D変換しているとしても、電圧V
45の変化分は、下位3ビット分にしかならず、充電の終
了の検出があまり容易ではない。
度検出感度の高いものを使用すれば、充電の終了の検出
をより容易に行うことができる。すなわち、上記のよう
に、100%充電時における電池11、12の電圧低下は
5〜10mVであり、これは、充電時の端子電圧の1%に
も達しない。したがって、マイコン33において、分圧
電圧V45の変化から100%の充電を検出するとき、電圧
V45を10ビットでA/D変換しているとしても、電圧V
45の変化分は、下位3ビット分にしかならず、充電の終
了の検出があまり容易ではない。
【0058】しかし、サーミスタRTHの温度変化から検
出する場合には、サーミスタRTHとして、温度検出感度
の高いものを使用することにより、充電終了時における
端子電圧V27の変化の割り合いを大きくすることがで
き、したがって、充電の終了の検出をより容易に行うこ
とができる。
出する場合には、サーミスタRTHとして、温度検出感度
の高いものを使用することにより、充電終了時における
端子電圧V27の変化の割り合いを大きくすることがで
き、したがって、充電の終了の検出をより容易に行うこ
とができる。
【0059】また、上述においては、サーミスタRTHの
ために1対の電極15、16を配置したが、例えば図1
4に示すように、電極15、16の中心に第3の電極1
7も配置し、電極15、16と、電極17との間のサー
ミスタRTHを接続してもよい。あるいは例えば図15に
示すように、電極15、16を電池11、12の配列中
心線上において、その配列方向に対称に配置することも
できる。
ために1対の電極15、16を配置したが、例えば図1
4に示すように、電極15、16の中心に第3の電極1
7も配置し、電極15、16と、電極17との間のサー
ミスタRTHを接続してもよい。あるいは例えば図15に
示すように、電極15、16を電池11、12の配列中
心線上において、その配列方向に対称に配置することも
できる。
【0060】さらに、上述においては、電池パック10
が2本の電池11、12を有する場合であるが、一般的
には、偶数本の2次電池を交互に逆向きに並列に配置す
ればよい。
が2本の電池11、12を有する場合であるが、一般的
には、偶数本の2次電池を交互に逆向きに並列に配置す
ればよい。
【0061】
【発明の効果】この発明によれば、電池パック10は、
電池11、12が1つにパック化されているので、消費
電力の比較的大きい機器に使用することができる。
電池11、12が1つにパック化されているので、消費
電力の比較的大きい機器に使用することができる。
【0062】さらに、電池パック10は、電池11、1
2を互いに逆向きに配列するとともに、電極15、16
を電池パック10の中心に対して対称の位置に設けてい
るので、電池パック10を充電装置20にセットすると
き、あるいは電池パック10を使用機器にセットすると
き、電池パック10の向きに注意を払う必要がなく、取
り扱いが簡単である。
2を互いに逆向きに配列するとともに、電極15、16
を電池パック10の中心に対して対称の位置に設けてい
るので、電池パック10を充電装置20にセットすると
き、あるいは電池パック10を使用機器にセットすると
き、電池パック10の向きに注意を払う必要がなく、取
り扱いが簡単である。
【0063】また、サーミスタRTHにより電池11、1
2の温度を検出し、電池パック10の充電中に、電池1
1、12の温度が異常に高くなったときには、あるいは
充電を始める前から、電池11、12の温度が異常に高
いときには、充電を中止するようにしているので、電池
11、12の性能の劣化を防止することができる。
2の温度を検出し、電池パック10の充電中に、電池1
1、12の温度が異常に高くなったときには、あるいは
充電を始める前から、電池11、12の温度が異常に高
いときには、充電を中止するようにしているので、電池
11、12の性能の劣化を防止することができる。
【0064】さらに、サーミスタRTHは1つであって
も、両方の電池11、12に接触して両方の電池11、
12の温度を検出するようにしているので、電池11、
12の一方だけ温度が異常に上昇しても、これを検出す
ることができる。
も、両方の電池11、12に接触して両方の電池11、
12の温度を検出するようにしているので、電池11、
12の一方だけ温度が異常に上昇しても、これを検出す
ることができる。
【0065】また、電池パック10と充電装置20との
間を接続する電極15、16及び端子23〜28も構成
が簡単であるとともに、端子23〜28はプリント基板
22にじかにハンダ付けできるので、ローコストであ
る。
間を接続する電極15、16及び端子23〜28も構成
が簡単であるとともに、端子23〜28はプリント基板
22にじかにハンダ付けできるので、ローコストであ
る。
【図1】この発明による2次電池パックの一例を示す上
面図である。
面図である。
【図2】図1に対応する底面図である。
【図3】図1に対応する側面図である。
【図4】中間スペーサの一例を示す斜視図である。
【図5】図4に対応する側面図である。
【図6】図5の各部における断面図である。
【図7】この発明による充電装置の一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図8】図7の充電装置の回路の一例を示す接続図であ
る。
る。
【図9】サーミスタの温度特性の一例を示す図である。
【図10】充電特性の一例を示す図である。
【図11】この発明による2次電池パックの他の例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図12】電極及び端子の一例を示す斜視図である。
【図13】この発明による充電装置の他の例を示す断面
図である。
図である。
【図14】電極の配置例を説明するための図である。
【図15】電極の他の配置例を説明するための図であ
る。
る。
10 2次電池パック 11、12 Ni-MH電池 13 中間スペーサ 14 結合板 15、16 電極 21 ケース 22 プリント配線基板 23〜28 端子 31 電源回路 32 レギュレータ 33 マイクロコンピュータ RTH サーミスタ
Claims (7)
- 【請求項1】 電極の配置方向が交互に逆向きとなるよ
うに設けられた偶数本の2次電池と、 上記2次電池の間に介在された中間スペーサと、 この中間スペーサに設けられて上記2次電池に熱的に結
合されたサーミスタと、 上記中間スペーサに設けられた1対の電極と、 上記2次電池を一体に結合する結合手段とを有し、 上記1対の電極は、上記2次電池の機械的中心に対して
対称に配置され、 上記サーミスタが上記1対の電極に接続されるようにし
た2次電池パック。 - 【請求項2】 請求項1に記載の2次電池パックを充電
する充電装置であって、 上記2次電池パックがセットされたとき、上記2次電池
の電極にそれぞれ接触する複数の端子と、 上記2次電池パックがセットされたとき、上記1対の電
極にそれぞれ接触する1対の端子と、 充電用の電源回路と、 充電電流を制御するスイッチング素子と、 充電の制御回路とを有し、 上記複数の端子は、そのうちの2つの端子を除いて、上
記2次電池パックがセットされたとき、上記2次電池を
直列接続するように接続され、 上記2次電池パックがセットされたとき、上記制御回路
により上記スイッチング素子をオンにして上記電源回路
からの充電電流を、上記複数の端子のうちの上記2つの
端子を通じて上記2次電池に直列に供給して充電を行
い、 この充電時、上記1対の端子の電圧から上記2次電池の
温度を検出し、 この検出した温度が上記2次電池の充電にとって不適切
な温度のときには、上記スイッチング素子をオフとして
上記充電を行わないようにした2次電池パックの充電装
置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の充電装置において、 上記充電を行っているとき、上記2つの端子を通じて、
上記2次電池パックの端子電圧の変化を監視し、 上記2次電池パックの端子電圧が極大値を越えたのち、
所定の割り合いで低下するようになったとき、上記スイ
ッチング素子をオフにして上記充電を終了するようにし
た2次電池パックの充電装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の充電装置において、 上記充電を行っているとき、上記検出した温度が、上記
2次電池パックの充電終了に対応する温度まで上昇した
とき、上記スイッチング素子をオフにして上記充電を終
了するようにした2次電池パックの充電装置。 - 【請求項5】 請求項2、請求項3あるいは請求項4に
記載の充電装置において、 上記1対の端子は弾性を有する導電部材により構成さ
れ、 上記2次電池を上記充電装置にセットしたとき、上記1
対の端子が上記1対の電極に圧接されるようにした2次
電池パックの充電装置。 - 【請求項6】 請求項2、請求項3あるいは請求項4に
記載の充電装置において、 上記1対の電極は弾性を有する導電部材により構成さ
れ、 上記2次電池を上記充電装置にセットしたとき、上記1
対の端子が上記1対の電極に差し込まれるようにした2
次電池パックの充電装置。 - 【請求項7】 請求項2、請求項3、請求項4、請求項
5あるいは請求項6に記載の充電装置において、 上記1対の端子は、上記充電のための回路の設けられた
プリント配線基板に、直接植立された2次電池パックの
充電装置。
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