WO2009154079A1 - 二次電池パック - Google Patents

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滋 野澤
和久 永瀬
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Ｎｅｃトーキン株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a control unit for controlling a charging or discharging switch of a secondary battery block to which a plurality of secondary batteries are connected, and a secondary battery pack having an external interface, and in particular, protection and control states of the secondary battery are connected.
  • the present invention relates to a secondary battery pack having a function set individually by a target device.
  • Patent Document 1 discloses a technique for controlling current consumption of a protection circuit according to a current level of a battery pack
  • Patent Document 2 includes detection of presence / absence of attachment to an electronic device
  • Patent Document 3 includes a voltage level of a communication terminal. Proposed. JP-A-11-283676 JP 2001-155781 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300731
  • FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a general conventional multi-stage secondary battery pack.
  • the secondary battery pack includes a secondary battery block 2 formed by connecting secondary batteries 1 in series, a current detection unit 3 that monitors charge / discharge current of the secondary battery block 2, and a secondary battery 1.
  • a cell voltage detector 4 for monitoring the voltage of the battery
  • a temperature detector 5 for monitoring the temperature of the battery block 2
  • a communication terminal 6 for communicating with the device
  • an ID terminal 7 for detecting connection with the device
  • the control unit 8 includes the voltage information of the secondary battery 1 from the cell voltage detection unit 4, the current information from the current detection unit 3, the potential and communication information from the communication terminal 6, and the ID terminal 7.
  • the battery pack further includes a charge switch (hereinafter referred to as SW) 9 and a discharge SW 10 that perform an ON / OFF operation under the control of the control unit 8.
  • SW charge switch
  • the operation state of the circuit is controlled based on the current information from the current detector 3, the voltage level and communication information from the communication terminal 6, and the device connection information from the ID terminal 7.
  • the settings for protection of the secondary battery pack and other controls have been made uniform for certain fixed connected devices. Therefore, when there are many types of devices to be connected, it is impossible to change the settings for the protection of the secondary battery pack and other controls that are optimal for each device.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery pack in which the protection and control state of the secondary battery can be individually optimally set depending on the target device to be connected.
  • a secondary battery pack of the present invention includes a secondary battery block in which a plurality of secondary batteries are connected, a current detection unit that monitors charge / discharge current of the secondary battery block, and the secondary battery pack.
  • An output voltage detector that monitors the output voltage of the battery block; a communication terminal for communicating with a connected device; an ID terminal that detects connection with the connected device; the current detector; the output voltage detector;
  • a secondary battery pack having a control unit for controlling a charge switch and a discharge switch based on information from a communication terminal and the ID terminal, wherein the control unit is preliminarily defined with information from the communication terminal or the ID terminal.
  • Comparison means for comparing with the above-mentioned conditions, determination means for determining the connected device, and switching means for switching to the protection and control mode set for each connected device.
  • information from the communication terminal or the ID terminal may be transmitted by being electrically connected to the connection device.
  • information from the communication terminal or the ID terminal may be transmitted in a non-contact manner with the connection device by magnetism or radio waves.
  • protection and control mode set for each connected device may be controlled or processed according to the type or state of the connected device by referring to a dedicated arithmetic processing or data table set individually.
  • the present invention determines the connected device based on the information input from the external interface such as the communication terminal and the ID terminal for the protection and control of the secondary battery pack, and sets the protection and control mode to the connection target and state.
  • the external interface such as the communication terminal and the ID terminal for the protection and control of the secondary battery pack
  • the protection and control mode to the connection target and state.
  • the circuit block diagram which shows the structure of one embodiment of the secondary battery pack by this invention.
  • the control flowchart which shows the flow of determination of one embodiment of the secondary battery pack by this invention.
  • the circuit block diagram which shows the structural example of the conventional secondary battery pack.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a configuration of an embodiment of a secondary battery pack according to the present invention.
  • a secondary battery block 12 formed by connecting a plurality of secondary batteries 11 in series, a current detection unit 13 that monitors charge / discharge current of the secondary battery block 12, and a voltage of the secondary battery 11 are monitored.
  • a cell voltage detection unit 14 that performs monitoring, an output voltage detection unit 15 that monitors the output voltage of the battery pack, a temperature detection unit 16 that monitors the temperature of the secondary battery block 12, and a communication terminal 17 that communicates with connected devices and the like.
  • the control unit 19 includes an ID terminal 18 that detects connection with a device, and a control unit 19.
  • the control unit 19 includes voltage information of the secondary battery 11 from the cell voltage detection unit 14, current information from the current detection unit 13, and communication. Based on the potential and communication information from the terminal 17 and the device connection information from the ID terminal 18, the battery pack charge / discharge control and capacity calculation are performed to control the operation of the entire battery pack. In addition, a charge SW 20 and a discharge SW 21 that perform ON / OFF operations under the control of the control unit 19 are provided.
  • control unit 19 is based on information from the communication terminal 17 and the ID terminal 18, and currents from the current detection unit 13, the cell voltage detection unit 14, the output voltage detection unit 15, and the temperature detection unit 16 at that time. , Including voltage and temperature information in combination, connection with dedicated equipment, single unit, connection status with non-dedicated equipment and type of connected equipment, and protection according to the data table prepared for each connection status and type of connected equipment And a function of performing control and calculation.
  • the control unit 19 has a built-in memory and has a function of holding a data table and recording a use environment, a calculation result, and an abnormality log.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the control of one embodiment of the secondary battery pack according to the present invention.
  • the control unit 19 performs the determination shown in A of the flowchart shown in FIG. 2 based on the information from the communication terminal 17 and the ID terminal 18. Do. That is, it is determined whether the secondary battery pack is in a single state or a device is connected based on the potential of the communication terminal, the communication content, the potential of the ID terminal, and the like. Here, if the information from the communication terminal 17 and the ID terminal 18 does not satisfy the prescribed conditions for the connected device, it is determined that the secondary battery pack is in a single state, and the control at the time of the single unit is used for protection and calculation control. Apply. As the specified value of the single state determined by the control unit 19, for example, it is set that the potential of the communication terminal 17 is 1V or less and communication is not established, or that the potential of the ID terminal is 1V or less. be able to.
  • the control unit 19 makes a determination shown in B of the flowchart shown in FIG. I do. That is, by comparing information such as the potential of the communication terminal, the communication content, and the potential of the ID terminal with a predetermined determination value, it is determined whether the connected device is a dedicated charger, a dedicated main body, or another device. If it is determined as a dedicated charger, the control unit 19 refers to a preset data table based on the charger type obtained from the communication information from the communication terminal 17 or the potential information from the ID terminal 18. The setting is switched to the protection, control and calculation contents for each type.
  • the control unit 19 When it is determined as a dedicated main body, the control unit 19 refers to a preset data table based on the main body type obtained from the communication information from the communication terminal 17 or the potential information from the ID terminal 18. Switch the setting to protection, control and calculation contents by type.
  • the control unit 19 disables the charging / discharging function by turning off the charging SW 20 and the discharging SW 21 and prevents the battery pack from being used other than the dedicated device. At the same time, the error log is recorded in the built-in memory.
  • the specified value of the connection state of the dedicated device (charger, main body) determined by the control unit 19 for example, communication is established when the potential of the communication terminal 17 is 4 V or higher, or the potential of the ID terminal is from 2 V. It can be set that the potential level is a predetermined potential level such as 3V or 5V in the region of 10V.
  • the specified value of the connection state with other devices determined by the control unit 19 for example, when the communication terminal 17 has a potential of 4 V or more and communication is not established, or the ID terminal has a potential of 2 V to 10 V. It can be set to a level other than a predetermined potential level such as 4V or 7V.
  • control unit 19 determines that the device is a dedicated device (charger / main body) and switches the setting of protection, control / calculation content according to the device type, for example, in charging, a charger type, a pulse Presence or absence of charge, presence or absence of regenerative charge, overcurrent detection current, overcurrent detection delay time, overcharge detection voltage, overcharge detection delay time, charge protection detection temperature, charge protection temperature detection delay time, low voltage charge protection detection voltage, A low voltage charge protection detection delay time can be set. Also, for example, in discharge, the main body type, presence or absence of pulse discharge, overcurrent detection current, overcurrent detection delay time, overdischarge detection voltage, overdischarge detection delay time, discharge protection detection temperature, discharge protection temperature detection delay time Can be set.
  • the protection and control / calculation settings are returned to the initial values, and again from the first operation mode. According to each determination condition, the connection state and the type of the connected device are reviewed and reset.
  • the state of the connected device and the determination of the protection / control / calculation contents are not based only on the connection information from the communication terminal 17 and the ID terminal 18, but the current detection unit 13, the cell voltage detection unit 14, the output voltage at that time
  • the connection between the detection unit 15 and the temperature detection unit 16 including the current, voltage, and temperature information is determined in combination with the dedicated device, as a single unit, the connection state with the device other than the dedicated device, and the type of the connected device. According to the data table prepared for each type, protection, control / calculation contents may be set.
  • connection with dedicated equipment, single unit, other than dedicated equipment can be controlled by switching the protection or control mode to the contents set for each connection target or state.
  • information from the communication terminal and the ID terminal may be transmitted in a contactless manner with the connected device by magnetism or radio waves.
  • the position of the magnetic material is aligned between the battery pack and the dedicated device, the contact switch on the receiving side is turned ON by the proximity of the magnetic material, a change in the electrical potential level is generated, and is specified in advance.
  • By transmitting a fixed level or pulse it is determined whether it is a dedicated device or a control mode is switched.
  • transmission by radio waves whether communication information or ID information is transmitted using a dedicated transmission / reception conversion device using a predefined radio communication protocol, and whether communication is established or not, and the transmission information is transmitted in the prescribed order and contents.
  • the present invention relates to a secondary battery pack such as a lithium ion battery whose use has been expanded in the fields of electric equipment and power storage in recent years.
  • a secondary battery pack such as a lithium ion battery whose use has been expanded in the fields of electric equipment and power storage in recent years.
  • Such secondary battery packs have been used to detect the connection to the equipment and the current status so that the maximum area within the allowable range of the built-in secondary battery (also called a cell) can be used for charging and discharging.
  • the protection and control functions were set uniformly.
  • protection and control of the secondary battery pack is determined based on information input from an external interface such as a communication terminal and ID terminal, and the connected device is determined, and the protection and control mode are set for each connection target and state. Made it possible to switch to content.
  • control suitable for the use area of various types of connected devices can be handled by a single secondary battery pack, and the electrical characteristics such as capacity and discharge current of the secondary battery pack can be used effectively.
  • the industrial applicability is

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Abstract

　保護や制御を外部インターフェイスから入力される情報を元に接続状態を判定し、保護や制御モードを接続対象や状態ごとに設定された内容に切り替える二次電池パックを提供する。このために、本発明に係る二次電池パックは、二次電池１１を接続してなる二次電池ブロック１２と、二次電池ブロック１２の充放電電流を監視する電流検出部１３と、出力電圧を監視する出力電圧検出部１５と、通信端子１７と、機器との接続を検出するＩＤ端子１８と、制御部１９とにより構成され、制御部１９は、通信端子１７からの電位や通信情報、ＩＤ端子１８からの機器接続情報を元に電池パックの充放電制御や容量の演算等を行い電池パック全体の動作を制御する。

Description

二次電池パック
　本発明は、複数の二次電池を接続した二次電池ブロックの充電又は放電スイッチを制御する制御部、及び外部インターフェイスを有する二次電池パックに関し、特に二次電池の保護や制御状態が接続される対象機器により、個別に設定される機能を有する二次電池パックに関する。
　リチウムイオン電池等の二次電池では、近年、電動機器や蓄電等の分野に用途が拡大してきており、これら個々の機器本体の用途に特化した保護や制御を行う機能の要求が増えている。また、同時に長期信頼性、安全性の確保や長寿命化などへの高い要求がある。電池パックは、一般的に使用機器や充電器で規定される動作範囲を包括的に許容する保護や制御機能を内蔵の二次電池(セルともいう)の許容範囲で最大限の領域を充電や放電で使用できるような固定の設定としていた。即ち、機器との接続の検出や電流の状態等から保護や制御機能を一律に設定していた。この方法の一つとして、一般的には機器との接続の検出や電流の状態により、保護回路の消費電流を制御する方法がとられている。例えば、特許文献1には電池パックの電流レベルにより、特許文献２には電子機器への装着有無検出により、特許文献３には通信端子の電圧レベルにより保護回路の消費電流を制御する技術がそれぞれ提案されている。
特開平１１－２８３６７７号公報 特開２００１－１５５７８１号公報 特開２００２－３００７３１号公報
　図３は一般的な従来の多直の二次電池パックの構成例を示す回路構成図である。図３において、二次電池パックは、二次電池１を直列に接続してなる二次電池ブロック２と、二次電池ブロック２の充放電電流を監視する電流検出部３と、二次電池１の電圧を監視するセル電圧検出部４と、電池ブロック２の温度をモニタする温度検出部５と機器等と通信するための通信端子６と、機器との接続を検出するＩＤ端子７と、制御部８とを有し、制御部８はセル電圧検出部４からの二次電池１の電圧情報、電流検出部３からの電流情報、通信端子６からの電位や通信情報および、ＩＤ端子７からの機器接続情報を元に二次電池パックの充放電制御や容量の演算等を行い電池パック全体の動作を制御する。電池パックは、さらに、制御部８の制御によりＯＮ／ＯＦＦ動作を行う充電スイッチ(以下ＳＷと記載)９および放電ＳＷ１０を備えている。
　このような従来の二次電池パックにおいては、電流検出部３からの電流情報、通信端子６からの電圧レベルや通信情報、ＩＤ端子７からの機器接続情報を元に回路の動作状態を制御し、回路消費電流を低減させることには有効なものとなっているが、二次電池パックの保護やその他の制御についての設定は決められた一定の接続機器向けに内容を一律にしていた。そのため、接続される機器が多種類となる場合にはそれぞれの機器に最適な二次電池パックの保護やその他の制御についての設定を変更することができなかった。
　そこで、本発明の課題は、接続される対象機器により、二次電池の保護や制御状態が個別に最適に設定することのできる二次電池パックを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の二次電池パックは、複数の二次電池を接続した二次電池ブロックと、前記二次電池ブロックの充放電電流を監視する電流検出部と、前記二次電池ブロックの出力電圧を監視する出力電圧検出部と、接続機器と通信するための通信端子と、前記接続機器との接続を検出するＩＤ端子と、前記電流検出部、前記出力電圧検出部、前記通信端子、前記ＩＤ端子からの情報を元に充電スイッチと放電スイッチを制御する制御部を有する二次電池パックであって、前記制御部は前記通信端子又は前記ＩＤ端子からの情報が予め規定された条件と比較する比較手段と、前記接続機器を判別する判別手段と、前記接続機器毎に設定された保護および制御モードに切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする。
　また、前記通信端子または前記ＩＤ端子からの情報は、前記接続機器と電気的に接続され伝達されてもよい。
　また、前記通信端子または前記ＩＤ端子からの情報は、前記接続機器と磁気または電波により非接触で伝達されてもよい。
　また、前記接続機器毎に設定された保護および制御モードは、個別に設定された専用の演算処理やデータテーブルを参照して、接続機器のタイプや状態別の制御・処理を行ってもよい。
　以上のように、本発明は、二次電池パックの保護や制御を通信端子、ＩＤ端子等の外部インターフェイスから入力される情報を元に接続機器を判定し、保護や制御モードを接続対象や状態ごとに設定された内容に切り替えることを可能にしたことにより、多種類の接続機器の使用領域に適した制御を一つの二次電池パックで対応でき、二次電池パックの容量、放電電流等の電気的特性を有効に利用することができる。
本発明による二次電池パックの一つの実施の形態の構成を示す回路構成図。 本発明による二次電池パックの一つの実施の形態の判定の流れを示す制御フローチャート。 従来の二次電池パックの構成例を示す回路構成図。
１、１１　　二次電池
２、１２　　二次電池ブロック
３、１３　　電流検出部
４、１４　　セル電圧検出部
１５　　出力電圧検出部
５、１６　　温度検出部
６、１７　　通信端子
７、１８　　ＩＤ端子
８、１９　　制御部
９、２０　　充電ＳＷ
１０、２１　　放電ＳＷ
　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、本発明による二次電池パックの一つの実施の形態の構成を示す回路構成図である。図１において、複数の二次電池１１を直列に接続してなる二次電池ブロック１２と、二次電池ブロック１２の充放電電流を監視する電流検出部１３と、二次電池１１の電圧を監視するセル電圧検出部１４と、電池パックの出力電圧を監視する出力電圧検出部１５と、二次電池ブロック１２の温度をモニタする温度検出部１６と接続機器等と通信するための通信端子１７と、機器との接続を検出するＩＤ端子１８と、制御部１９とにより構成され、制御部１９はセル電圧検出部１４からの二次電池１１の電圧情報、電流検出部１３からの電流情報、通信端子１７からの電位や通信情報、ＩＤ端子１８からの機器接続情報を元に電池パックの充放電制御や容量の演算等を行い電池パック全体の動作を制御する。また、制御部１９の制御によりＯＮ／ＯＦＦ動作を行う充電ＳＷ２０および放電ＳＷ２１を備える。
　本実施の形態において、制御部１９は通信端子１７及びＩＤ端子１８からの情報を元に、その時の電流検出部１３、セル電圧検出部１４、出力電圧検出部１５、温度検出部１６からの電流、電圧、温度情報を含め複合的に専用機器との接続、単体、専用機器以外との接続状態や接続機器のタイプを判断し、接続状態や接続機器のタイプ別に用意されたデータテーブルに従い、保護や制御及び演算を行う機能を有する。また、制御部１９は、内蔵メモリを有し、データテーブルの保持や、使用環境、演算結果、異常ログを記録する機能を有する。
　次に、本実施の形態の二次電池パックにおける動作モードについて説明する。図２は、本発明による二次電池パックの一つの実施の形態の制御を示すフローチャートである。
　図１に示される二次電池パックにおいて、まず、第一の動作モードにおいては、制御部１９が通信端子１７及びＩＤ端子１８からの情報を元に図２に示されるフローチャートのＡに示す判定を行う。即ち、通信端子の電位、通信内容、ＩＤ端子の電位等により、二次電池パック単体の状態か、機器が接続された状態か判定を行う。ここで、通信端子１７及びＩＤ端子１８からの情報が、規定された接続機器有の条件を満たさない場合、二次電池パック単体の状態と判断し、保護や演算の制御に単体時の制御を適用する。制御部１９により判断される単体の状態の規定値としては、例えば、通信端子１７の電位が１Ｖ以下で通信が成立していないこと、又は、ＩＤ端子の電位が１Ｖ以下であることを設定することができる。
　次に第二の動作モードにおいては、制御部１９が通信端子１７及びＩＤ端子１８からの情報が、規定された接続機器有の条件を満たした場合、図２に示されるフローチャートのＢに示す判定を行う。即ち、通信端子の電位、通信内容、ＩＤ端子の電位等の情報を規定の判定値と比較することにより、接続機器が専用充電器か、専用本体か、その他の機器かを判別する。専用充電器と判定された場合は、通信端子１７からの通信情報、又は、ＩＤ端子１８からの電位情報から得られる充電器タイプを元に、制御部１９が予め設定されたデータテーブルを参照し、各タイプ別の保護、制御及び演算内容に設定を切り替える。専用本体と判定された場合は、通信端子１７からの通信情報、又は、ＩＤ端子１８からの電位情報から得られる本体タイプを元に、制御部１９が予め設定されたデータテーブルを参照し、各タイプ別の保護、制御及び演算内容に設定を切り替える。ここで、その他の機器に判定された場合、制御部１９は、充電ＳＷ２０及び放電ＳＷ２１をＯＦＦにすることにより充放電機能を不能にし、電池パックが専用機器以外で使用されることを未然に防止すると共に、異常ログを内蔵メモリに記録する。
　制御部１９により判断される専用機器(充電器、本体)の接続状態の規定値としては、例えば、通信端子１７の電位が４Ｖ以上で通信が成立すること、又は、ＩＤ端子の電位が２Ｖから１０Ｖの領域で３Ｖや５Ｖ等、予め規定された電位レベルであること、を設定することができる。制御部１９により判断されるその他の機器との接続状態の規定値としては、例えば、通信端子１７の電位が４Ｖ以上で通信が成立しないこと、又は、ＩＤ端子の電位が２Ｖから１０Ｖの領域で４Ｖや７Ｖ等、予め規定された電位レベル以外であること、を設定することができる。制御部１９が専用機器(充電器・本体)と判断し、機器のタイプ別に保護や制御・演算内容の設定を切り替える際に参照するデータテーブルとしては、例えば、充電においては、充電器タイプ、パルス充電の有無、回生充電の有無、過電流検出電流、過電流検出遅延時間、過充電検出電圧、過充電検出遅延時間、充電保護検出温度、充電保護温度検出遅延時間、低電圧充電保護検出電圧、低電圧充電保護検出遅延時間を設定することができる。また、例えば、放電においては、本体タイプ、パルス放電の有無、過電流検出電流、過電流検出遅延時間、過放電検出電圧、過放電検出遅延時間、放電保護検出温度、放電保護温度検出遅延時間を設定することができる。
　電池パックの機器との着脱等により、通信端子１７及びＩＤ端子１８の状態が変化した場合は、保護や制御・演算の設定内容は初期値に戻され、再度、前記、第一の動作モードから各判定条件に従い、接続状態、接続された機器のタイプが見直され、再設定される。
　ここで、接続機器の状態や保護・制御・演算内容の判定には、通信端子１７及びＩＤ端子１８からの接続情報のみによらず、その時の電流検出部１３、セル電圧検出部１４、出力電圧検出部１５、温度検出部１６からの電流、電圧、温度情報を含め複合的に専用機器との接続、単体、専用機器以外との接続状態や接続機器のタイプを判断し、接続状態や接続機器のタイプ別に用意されたデータテーブルに従い、保護や制御・演算内容を設定しても良い。
　外部インターフェイスから入力される情報が、予め規定された判定条件を成立するか否か及びその時の充放電電流や出力端子電圧の変位を確認することにより、専用機器との接続、単体、専用機器以外との接続状態を判定し、保護や制御モードを接続対象や状態ごとに設定された内容に切り替え二次電池パックを制御することができる。
　また、通信端子やＩＤ端子からの情報は、接続機器と磁気又は電波により非接触で伝達されても良い。例えば、磁気による伝達としては、磁性体の位置を電池パックと専用機器間で合わせ、磁性体の接近により受け側の接点スイッチをＯＮにし、電気的な電位レベルの変化を発生させ、予め規定された固定レベルやパルスを伝達することにより、専用機器か否かの判定や制御モードの切り替えを行う。電波による伝達としては、予め規定された電波通信プロトコルにより、通信情報やＩＤ情報を専用の送受信変換デバイスを用い伝達し、通信の成立・不成立及び伝達情報が規定の順序及び内容で伝達されるかにより、専用機器か否かの判定や制御モードの切り替えを行う。
産業上の利用性
　本発明は、近年、電動機器や蓄電等の分野に用途が拡大しているリチウムイオン電池等の二次電池パックに係るものである。これまで、このような二次電池パックは、内蔵の二次電池(セルともいう)の許容範囲で最大限の領域を充電や放電で使用できるように、機器との接続の検出や電流の状態等から保護や制御機能を一律に設定していた。本発明では、二次電池パックの保護や制御を通信端子、ＩＤ端子等の外部インターフェイスから入力される情報を元に接続機器を判定し、保護や制御モードを接続対象や状態ごとに設定された内容に切り替えることを可能にした。このことにより、多種類の接続機器の使用領域に適した制御を一つの二次電池パックで対応でき、二次電池パックの容量、放電電流等の電気的特性を有効に利用することができるようになり、産業上の利用性が非常に大きい。

Claims (4)

  1. 　複数の二次電池を接続した二次電池ブロックと、前記二次電池ブロックの充放電電流を監視する電流検出部と、前記二次電池ブロックの出力電圧を監視する出力電圧検出部と、接続機器と通信するための通信端子と、前記接続機器との接続を検出するＩＤ端子と、前記電流検出部、前記出力電圧検出部、前記通信端子、前記ＩＤ端子からの情報を元に充電スイッチと放電スイッチを制御する制御部を有する二次電池パックであって、前記制御部は前記通信端子又は前記ＩＤ端子からの情報が予め規定された条件と比較する比較手段と、前記接続機器を判別する判別手段と、前記接続機器毎に設定された保護および制御モードに切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする二次電池パック。
  2. 　前記通信端子または前記ＩＤ端子からの情報は、前記接続機器と電気的に接続され伝達されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池パック。
  3. 　前記通信端子または前記ＩＤ端子からの情報は、前記接続機器と磁気または電波により非接触で伝達されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池パック。
  4. 　前記接続機器毎に設定された保護および制御モードは、個別に設定された専用の演算処理やデータテーブルを参照して、接続機器のタイプや状態別の制御・処理を行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の二次電池パック。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018732A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 三美电机株式会社 二次电池保护装置、保护电路及其控制方法、电池组

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013015205A1 (ja) * 2011-07-28 2015-02-23 三洋電機株式会社 電池駆動機器及び電池パック
JP2014200118A (ja) * 2011-07-28 2014-10-23 三洋電機株式会社 電池駆動機器及び電池パック
KR20130016034A (ko) 2011-08-04 2013-02-14 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지 팩
KR20130018478A (ko) * 2011-08-09 2013-02-25 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
KR20130018097A (ko) 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
JP5910066B2 (ja) * 2011-12-21 2016-04-27 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN104169732B (zh) * 2012-01-31 2017-05-31 公立大学法人大阪市立大学 电池***及充电放电测定装置
KR101905075B1 (ko) * 2012-02-28 2018-11-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 내부 전원 생성 회로
JP6202632B2 (ja) * 2012-09-18 2017-09-27 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 蓄電システムおよび電池保護方法
US9430323B2 (en) * 2013-02-01 2016-08-30 Broadcom Corporation Power mode register reduction and power rail bring up enhancement
CN105676142A (zh) * 2016-01-28 2016-06-15 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 一体化电池、电池***及电池剩余电量显示方法
KR102222119B1 (ko) * 2016-08-11 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002010511A (ja) * 2000-06-28 2002-01-11 Nissan Motor Co Ltd 組電池の容量調整方法
JP2003240830A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Sony Corp 電子機器、表示制御方法、記録媒体、並びにプログラム
JP2006164820A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Sony Corp 電池パックおよび充電器
JP2007536098A (ja) * 2004-05-04 2007-12-13 オーツー マイクロ， インコーポレーテッド 工具識別回路を備えるコードレス電動工具

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4013003B2 (ja) * 1998-03-27 2007-11-28 宇部興産株式会社 バッテリーパック
US6417648B2 (en) * 2000-06-28 2002-07-09 Nissan Motor Co., Ltd. Method of and apparatus for implementing capacity adjustment in battery pack

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002010511A (ja) * 2000-06-28 2002-01-11 Nissan Motor Co Ltd 組電池の容量調整方法
JP2003240830A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Sony Corp 電子機器、表示制御方法、記録媒体、並びにプログラム
JP2007536098A (ja) * 2004-05-04 2007-12-13 オーツー マイクロ， インコーポレーテッド 工具識別回路を備えるコードレス電動工具
JP2006164820A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Sony Corp 電池パックおよび充電器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018732A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 三美电机株式会社 二次电池保护装置、保护电路及其控制方法、电池组
CN112018732B (zh) * 2019-05-31 2022-08-12 三美电机株式会社 二次电池保护装置、保护电路及其控制方法、电池组

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Publication number Publication date
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CN102067372A (zh) 2011-05-18

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