JPH11178226A - 二次電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過放電検出後の電池放電を無くし、二次電池
の寿命向上を図る。 【解決手段】 電源監視回路４および負荷装置ＲＬへ制
御電源Ｖｓを供給する電源経路に第２のスイッチ回路５
を設け、過放電検出時に電池出力Ｖｃを遮断する際、こ
の第２のスイッチ回路５をオフする回路構成とする。係
る構成により過放電検出状態では負荷装置ＲＬへの電池
出力Ｖｃが遮断されると共に、制御電源Ｖｓの供給経路
より各負荷にリークされる電流も全て遮断することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコン、ＯＡ機
器、携帯電話等の電力源として使用される着脱可能な二
次電池パックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の二次電池パックの一例を示
す回路図である。

【０００３】この電池パックは、複数の素電池（セル）
を直列接続して組電池構成とした二次電池２１と、この
二次電池２１に直列に接続され、負荷装置（図示せず）
への電池出力をオン／オフする過放電防止スイッチ２２
と、前記二次電池２１への充電入力をオン／オフする過
放電防止スイッチ２３と、前記二次電池２１の過放電お
よび過充電を監視する電源監視回路２４とで構成されて
いる。

【０００４】上記構成の電池パックにあっては、放電動
作時に前記電源監視回路２４が二次電池２１の過放電を
検出すると、その際の検知出力Ｄｏｕｔにより前記過放
電防止スイッチ２２をオフ状態として負荷装置への電池
出力Ｖｃ（すなわち、放電電流）を遮断し、また、充電
動作時に前記二次電池２１の過充電を検出すると、その
際の検知出力Ｃｏｕｔにより前記過充電防止スイッチ２
３をオフ状態として二次電池２１への充電入力（すなわ
ち、充電電流）を遮断することにより、過放電あるいは
過充電による二次電池２１の性能劣化や破壊を防止する
ように構成されている。

【０００５】しかしながら、係る構成の二次電池パック
は、過放電検出もしくは過充電検出が成されない限り電
池出力Ｖｃは遮断されないため、負荷装置より取り外し
た状態であっても二次電池パックの出力端子Ｔ１には常
時電池電圧が印加されていることになる。このため、二
次電池パックの持ち運び中に誤って鍵等の金属体で出力
端子Ｔ１が短絡されると、その際の放電電流でパック内
装部品が異常発熱し、特に二次電池２１の性能劣化や破
損を招く危険性があった。

【０００６】図５に示すものは上記不都合に鑑みて改良
されたもので、負荷装置側に備えたリモートオン回路２
５からの電源制御信号（ＯＵＴｏｎ信号）に基づき、負
荷装置への電力供給をオン・オフ制御する、所謂リモー
トオン機能を備えた二次電池パックの回路図である。

【０００７】すなわち、本回路によれば、二次電池パッ
クが負荷装置に装着されると、前記リモートオン回路２
５は端子Ｔ３を介して二次電池２１より供給される制御
電源Ｖｓを検知し、端子Ｔ４にＯＵＴｏｎ信号の”Ｌ”
を供給することにより、過放電防止スイッチ回路２２を
オン状態として負荷装置への電力供給を開始する。一
方、二次電池パックが取り外された時は、前記端子Ｔ４
の入力を”Ｈ”状態に変化させることにより、過放電防
止スイッチ２２をオフ状態として負荷装置への電力供給
を停止する。

【０００８】このように、図４に示す二次電池パックと
異なり本例の場合は、二次電池パックが単体で放置され
ている状態では出力端子Ｔ１に電圧が発生しないから、
誤って出力端子Ｔ１が一時的に短絡されたとしても二次
電池パックには何ら電気的な不都合は生じない。

【０００９】勿論、二次電池パックが装着されている状
態であっても電源監視回路２４が過放電を検出すれば、
その際の検知出力Ｄｏｕｔにより前記過放電防止スイッ
チ２２はオフ状態とされ、負荷装置への電力供給は停止
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係るリ
モートオン機能付きの二次電池パックは、電源監視回路
２４の電源端子Ｖｃｃや負荷装置のリモートオン回路２
５に供給される制御電源Ｖｓは何れも二次電池２１から
直接取り出すような回路構成とされているため、過放電
検出で負荷装置への電力供給が遮断されている状態であ
っても、図中破線で示すように依然として二次電池２１
から電源監視回路２４およびリモートオン回路２５への
放電経路が存在し、各負荷への僅かなリーク電流Ｉ０で
電池放電が継続されており、この微電流放電が長期間継
続することにより二次電池２１の過放電はさらに進行す
る。

【００１１】本発明は、このような過放電検出後の不都
合を解消するために成されたものであって、安全性と二
次電池の寿命向上を図った二次電池パックを提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明では、
負荷装置（ＲＬ）からの電源制御信号（ＯＵＴｏｎ）お
よび内部制御回路からの制御に基づき電力供給のオン／
オフ制御が可能な二次電池パックであって、二次電池
（１）と、該二次電池（１）と直列に接続され、前記負
荷装置（ＲＬ）への電池出力（Ｖｃ）をオン／オフする
第１のスイッチ回路（２）と、前記負荷装置（ＲＬ）か
らの電源制御信号（ＯＵＴｏｎ）信号を検知し、前記第
１のスイッチ回路（２）のオン／オフを制御するリモー
ト制御回路（３）と、前記二次電池（１）と直列に接続
され、前記内部制御回路ならびに前記負荷装置（ＲＬ）
へ供給する制御電源（Ｖｓ）をオン／オフする第２のス
イッチ回路（５）と、前記二次電池（１）の電圧を監視
し、所定の電圧を検出すると前記第１のスイッチ回路
（２）ならびに前記第２のスイッチ回路（５）をオフ状
態に制御する電源監視回路（４）と、充電装置などによ
り外部から印加された電圧で前記第２のスイッチ回路
（５）をオンさせる起動回路（６）とを備えて構成され
るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る二次電池パッ
クの基本構成を示すブロック図である。

【００１４】先ず、図１に基づいて本発明の構成を説明
すれば、１は電池パックに内蔵された二次電池であっ
て、複数の素電池Ｂ１…Ｂｎを直列に接続して組電池構
成としたものである。この二次電池１の正極は第１のス
イッチ回路２を介し電池出力Ｖｃとして端子Ｔ１に引き
出され、且つ第２のスイッチ回路５を介し制御電源Ｖｓ
として端子Ｔ３に引き出されている。一方、二次電池１
の負極はグランドＧとして端子Ｔ２に引き出されてい
る。電池パック装着時には、これらの端子Ｔ１、Ｔ２に
負荷装置ＲＬが接続されて前記二次電池１より負荷装置
ＲＬへの電力供給が行われる。また、端子Ｔ３に引き出
された制御電源Ｖｓは負荷装置ＲＬ側のリモートオン回
路（図示せず）の駆動用として使用される。

【００１５】図中、４は前記二次電池１の過放電を監視
するための電源監視回路であって、複数の入力に各素電
池Ｂ１…Ｂｎの正極がそれぞれ接続されて二次電池１の
各セル電圧が個々に監視できるように構成されている。
また、この電源監視回路４の出力Ｄｏｕｔが前記第１の
スイッチ回路２の入力に接続されると共に、後述する起
動回路６の出力とＯＲ結合され、その結合出力が前記第
２のスイッチ回路５の入力に接続されている。

【００１６】また、電源監視回路４の電源端子Ｖｃｃに
は前記第２のスイッチ回路５を介して二次電池１から引
き出された制御電源Ｖｓが接続されている。

【００１７】３は負荷装置ＲＬからの電源制御信号（Ｏ
ＵＴｏｎ信号）に基づいて、前記第１のスイッチ回路２
のオン／オフ動作を制御するリモート制御回路であっ
て、その入力側が抵抗Ｒ１により制御電源出力Ｖｓにプ
ルアップされている。

【００１８】６は前記第２のスイッチ回路５のオフ状態
をオン状態に復帰させるための起動回路であって、第１
のスイッチ回路２を介して供給される電池出力Ｖｃを入
力とし、出力は既述したように前記電源監視回路４の出
力ＤｏｕｔとＯＲ結合されている。

【００１９】次ぎに、図３のシーケンス図に基づき、上
述した実施形態の制御動作を説明する。

【００２０】本電池パックが負荷装置ＲＬに装着されて
いる状態では、端子Ｔ３より供給される制御電源Ｖｓが
検知されて負荷装置ＲＬより信号ＯＵＴｏｎの”Ｌ”
（電源投入指令）が出力される。リモート制御回路３は
端子Ｔ４を介し、この”Ｌ”状態を検知して第１のスイ
ッチ回路２をオン状態とし、端子Ｔ１、Ｔ２を介して負
荷装置ＲＬへの電力供給を開始する（区間）。

【００２１】電池パックを取り外すと、端子Ｔ４が抵抗
Ｒ１により制御電源出力Ｖｓにプルアップされ、前記リ
モート制御路３に“Ｈ”（すなち、電源接断指令）が供
給されるため、第１のスイッチ回路２がオフ状態とされ
て電池出力Ｖｃを遮断し、負荷装置ＲＬへの電力供給を
停止する。これにより、起動回路６はオフ状態となるが
過放電検出状態ではないので第２のスイッチ回路５はオ
ン状態を維持し、電源監視回路４と端子Ｔ３への電力供
給（制御電源Ｖｓの供給）はそのまま継続される。ま
た、負荷装置ＲＬから端子Ｔ４を介して“Ｈ”信号がリ
モート制御回路３に入力された場合も同様の動作が行わ
れる（区間）。

【００２２】再度、電池パックを装着すると、端子Ｔ４
に信号ＯＵＴｏｎの“Ｌ”が供給され、第１のスイッチ
回路２がオン状態に復帰して負荷装置ＲＬへの電力供給
が再開される。また、負荷装置ＲＬから端子Ｔ４を介し
て“Ｌ”信号がリモート制御回路３に入力された場合も
同様の動作が行われる（区間）。

【００２３】二次電池１の放電が進み、セル電圧の何れ
かが放電終止電圧ＶＬ以下に降下すると電源監視回路４
が作動し、その過放電検知出力Ｄｏｕｔによって第１の
スイッチ回路２がオフ状態とされ、負荷装置ＲＬへの電
力供給が停止する。この時、起動回路６がオフ状態とな
り、この起動回路６のオフ出力と前記電源監視回路４の
過放電検知出力ＤｏｕｔとのＯＲ出力によって第２のス
イッチ回路５はオフ状態とされ、電源監視回路４と端子
Ｔ３への電源供給路が遮断されるため、二次電池１から
のリーク電流が無くなり、過放電検出後の更なる放電は
防止される。

【００２４】なお、端子Ｔ１，Ｔ２間に充電器（図示せ
ず）を接続し、その充電入力で起動回路６をオン状態に
復帰させ、第２のスイッチ回路５をオンさせることによ
り電源監視回路４に駆動電圧Ｖｃｃを供給することによ
り過放電状態からの復帰が可能となる。

【００２５】図２は本電池パックの具体的な電子回路の
一実施形態で、過放電の他に過充電に対する保護機能を
備えた例である。

【００２６】本電池パックは、複数の素電池Ｂ１…Ｂｎ
で構成された二次電池１と、ＦＥＴＱ４とトランジスタ
Ｑ６等で構成された第１のスイッチ回路２と、トランジ
スタＱ７等で構成されたリモート制御回路３と、前記二
次電池１の過放電および過充電を監視する電源監視回路
４（なお、本実施形態では過放電および過充電検出用の
集積回路Ｍ１を使用）と、各素電池Ｂ１…Ｂｎにそれぞ
れ直列に接続されたＦＥＴＱ１…Ｑｎ等で構成された第
２のスイッチ回路５と、トランジスタＱ８等で構成され
た起動回路６と、ＦＥＴＱ５とトランジスタＱ１０等で
構成された過充電防止スイッチ回路７とで構成されてい
る。また、前記電源監視回路４の放電検知信号Ｄｏｕｔ
と前記起動回路６の出力とはそれぞれダイオードＤ３と
ダイオードＤ４によりＯＲ接続されていて、前記第２の
スイッチ回路５の入力（ＦＥＴＱ１…Ｑｎのゲート）に
接続されている。

【００２７】上記構成の電池パックにおいて、電池パッ
クが装着されて負荷装置（図示せず）より端子Ｔ４に信
号ＯＵＴｏｎの“Ｌ”が供給されるとトランジスタＱ
７，Ｑ６はオフとなりＦＥＴＱ４がオンとされるため、
負荷装置への電力供給が可能となる。

【００２８】また、電池パックを取り外すか、あるいは
負荷装置がサスペンドモードに入った場合、端子Ｔ４は
プルアップ抵抗Ｒ１７によって“Ｈ”状態とされるた
め、トランジスタＱ７，Ｑ８がオンし、ＦＥＴＱ４がオ
フして負荷装置への電力供給は停止する。この電力供給
の停止により、起動回路６の入力もグランドレベルに移
行するためトランジスタＱ８はオフするが、過放電検出
状態でないため第２のスイッチ回路５のＦＥＴＱ１…Ｑ
ｎはオン状態を維持し、電源監視回路４と端子Ｔ４への
電源供給は継続される。

【００２９】また、過放電検出時は電源監視回路４から
の放電検知出力ＤｏｕｔによってＦＥＴＱ４がオフされ
負荷装置への電力供給が遮断されると共に、トランジス
タＱ８のオフによりＦＥＴＱ１…Ｑｎがオフするため、
同時に電源監視回路４および端子Ｔ４への電力供給も遮
断される。

【００３０】係る過放電検出状態の電池パックに充電器
（図示せず）が接続されると、その充電電圧によって起
動回路６のトランジスタＱ８がオンに復帰し、ＦＥＴＱ
１…Ｑｎがオンに復帰するため電源監視回路４が再起動
する。

【００３１】また、過充電時には電源監視回路４からの
過充電検知出力Ｃｏｕｔによって前記過充電防止スイッ
チ回路７がオフ状態とされ、二次電池１への充電経路が
遮断されることにより充電動作は停止する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御電源の供給経路に第２のスイッチ回路を設け、過放
電検出時にこれをオフして内部制御回路および外部負荷
装置への制御電源出力を遮断するようにしたので、過放
電検出後のリーク電流を無くすことができ二次電池の更
なる放電が防止されるため二次電池の寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による二次電池パックの基本構成を示す
ブロック図である。

【図２】同、二次電池パックの具体的な電子回路図であ
る。

【図３】同、二次電池パックの制御動作を示すシーケン
ス図である。

【図４】従来の二次電池パックの回路図である。

【図５】リモートオン機能を備えた従来の二次電池パッ
クの回路図である。

【符号の説明】

１ 二次電池 ２ 第１のスイッチ回路 ３ リモート制御回路 ４ 電源監視回路 ５ 第２のスイッチ回路 ＯＵＴｏｎ 電源制御信号 ＲＬ 負荷装置 Ｖｓ 制御電源 Ｖｃ 電池出力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 正実 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 鈴木 一成 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷装置（ＲＬ）からの電源制御信号
   （ＯＵＴｏｎ）および内部制御回路からの制御に基づき
   電力供給のオン／オフ制御が可能な二次電池パックであ
   って、 二次電池（１）と、 該二次電池（１）と直列に接続され、前記負荷装置（Ｒ
   Ｌ）への電池出力（Ｖｃ）をオン／オフする第１のスイ
   ッチ回路（２）と、 前記負荷装置（ＲＬ）からの電源制御信号（ＯＵＴｏ
   ｎ）を検知し、前記第１のスイッチ回路（２）のオン／
   オフを制御するリモート制御回路（３）と、 前記二次電池（１）と直列に接続され、前記内部制御回
   路ならびに前記負荷装置（ＲＬ）へ供給する制御電源
   （Ｖｓ）をオン／オフする第２のスイッチ回路（５）
   と、 前記二次電池（１）の電圧を監視し、所定の電圧を検出
   すると前記第１のスイッチ回路（２）ならびに前記第２
   のスイッチ回路（５）をオフ状態に制御する電源監視回
   路（４）と、 充電装置などにより外部から印加された電圧で前記第２
   のスイッチ回路（５）をオンさせる起動回路（６）とを
   備えて成る二次電池パック。