JP2001023588A

JP2001023588A - 電池パック

Info

Publication number: JP2001023588A
Application number: JP11188526A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hosono; 正弘細野; Yoshiaki Inamura; 嘉昭稲村
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】素電池２６と、その素電池２６に対する保護
回路２８とを一体に備えた電池パック１２において、満
充電にした状態でそれ以後使用することなく長期間保存
しても、素電池２６の容量劣化が未然に防止される様に
する。【解決手段】電池パック１２が保存状態に入ったこと
が判断されるのと連動して素電池２６を強制的に放電
し、素電池２６の充電量を満充電時の５０％程度にまで
自動的に減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電池パックであっ
て、特にリチウムイオン電池の様に、保護回路を一体に
備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の電池パックは、使用時期が
特定されない携帯用電気機器に使用されることが一般的
であるため、電池を満充電状態にしたまま、不意の使用
に備えて保存されることが多い。更に電気機器を長時間
に亘って使用できるよう、適用される電池もリチウムイ
オン電池の様な大容量なものになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大容量
化された電池を満充電状態にし、端子電圧を高電圧に維
持したまま１年あるいはそれ以上の長期に亘って保存す
ると、電池は激しい容量劣化を起こすことが知られてい
る。

【０００４】かかる不都合に対して本発明者は考察を行
った結果、電池パックの保存時には、電池を強制的に放
電して端子電圧を設定値まで下げることにより、上記し
た容量劣化が未然に防止できるとともに、不意の使用時
にあっても支障がないことを知見した。

【０００５】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであって、電池パックの保存に先立って電池を強制的
に放電し、端子電圧が設定値を下回った状態で電池パッ
クが保管される様に構成することにより、長期の保存に
際しても容量劣化を未然に防止することができる電池パ
ックを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電池パッ
ク１２は、図２（ａ）に例示する如く、素電池２６と、
その素電池２６に対する保護回路２８とを一体に備えて
いる。更に上記保護回路２８中に、図２（ｂ）の様に素
電池２６の充電量を強制的に設定値にまで降下させる放
電手段４２を備えたことを特徴とする。

【０００７】上記した放電手段４２には、素電池２６の
電圧検知部４６と放電制御部４４とを備え、放電制御部
４４は、図３の様に素電池２６の両端に抵抗部材４８を
接続することにより、予め設定した電流割合で素電池２
６から放電を可能とするものである。また、電圧検知部
４６は、素電池２６の端子電圧が設定値を下回ると、放
電制御部４４における放電を停止させる。

【０００８】上記した放電手段４２は、図３（ｂ）の様
に、電池パック１２の入出力端子３８が開放されるのと
連動してその動作を開始することも可能であるし、図３
（ｃ）の様に、電池パック１２の入出力端子３８を介し
た充放電が停止されてから、例えばタイマー５６を使用
して設定時間後にその動作を開始する様に構成すること
もできる。

【０００９】

【発明の効果】本発明は上記の如く、素電池２６の充電
量を強制的に減少させ、端子電圧が設定値を下回った状
態で電池パック１２が保存される様に構成したので、長
期保存に際しても容量劣化が未然に防止される。

【００１０】更に、電池パック１２が電気機器側に接続
されている期間中は、機器側から送られる信号あるいは
充放電動作が終了してから設定時間まで上記した放電動
作を制限することにより、電池パック１２の保管操作が
的確に行なわれる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を、携帯用電話機の電
池パックに実施した一例に基づいて説明するがこれに限
らず、各種電気機器に備える電池パックに対しても略同
様に実施できることは勿論である。

【００１２】携帯用電話機１０は、図１（ａ）にその全
体的な形状を概略的に例示するごとく、本体ケース１４
の周囲を手の平で把持可能な太さに設定することによ
り、断面が矩形状で中空の長箱形状に形成するととも
に、図２（ａ）の様に電子回路１６を本体ケース１４の
内部に備え、電話機として必要な操作部１８および表示
部２０を本体ケース１４の前面側に設けている。

【００１３】更に、本体ケース１４の裏面２２の下方位
置をＬ字形状に切り欠いて電池パック１２の装着面２４
を設けることにより、電池パック１２を本体ケース１４
に対して着脱自在に取り付け可能とする。

【００１４】電池パック１２は、素電池２６と、素電池
２６の保護回路２８とを電池ケース３０内に収納すると
ともに、電池ケース３０上における携帯用電話機１０と
の嵌合位置に対応して、正極３２、負極３４及び制御極
３６の３つの電極からなる入出力端子３８を露出するこ
とにより、図１（ｂ）および図２（ａ）の様に携帯用電
話機１０に電池パック１２を装着した際に両者が一体と
なって、電池パック１２から携帯用電話機１０に向けて
電力を供給できる様にしている。

【００１５】素電池２６は薄板形状のリチウムイオン電
池であって、本実施例にあっては、満充電時における端
子電圧が約４．２Ｖ、電池容量が５０％まで減少した際
に端子電圧が約３．８Ｖに低下する特性のものが使用さ
れているがこれに限定されるものではなく、適宜変更し
て実施できることは勿論である。

【００１６】保護回路２８は、図２（ｂ）にその構成を
概略的に示すごとく、電池保護部４０と、放電手段４２
とから構成される。ここで電池保護部４０は、素電池２
６に対する充放電時に働いて、過剰な電流が素電池２６
に流れようとすると、図示しない制御回路ないしは温度
ヒューズで強制的に電流の入出力を停止し、素電池２６
の破損を未然に防止可能とする従来と略同様な構成のも
のである。

【００１７】本発明は上記した放電手段４２の構成に特
徴を有するものであって、放電制御部４４と電圧検知部
４６とから構成されるとともに、電池パック１２の保存
前に働いて、長期保存中における素電池２６の容量劣化
を防止する。

【００１８】ここで電圧検知部４６は、電池パック１２
が保存状態に入ったと判断されるとその検知動作を開始
し、素電池２６の端子電圧が例えば５０％容量に対応す
る設定電圧を超えている期間中は放電制御部４４に向け
てオン信号を送る一方、設定電圧を下回るとオフ信号を
送る。

【００１９】放電制御部４４は、電圧検知部４６からオ
ン信号が入力されると、素電池２６の両端に固定抵抗の
様な所定の抵抗部材４８を接続し、予め設定した電流割
合で素電池２６を放電する一方、電圧検知部４６からオ
フ信号が送られると素電池２６に対する強制的な放電を
停止し、素電池２６の容量を満充電時の５０％程度に減
少させた状態で電池パック１２が保存される様にしたも
のである。

【００２０】図３は上記した放電手段４２を更に具体的
に例示したものである。ここで図３（ａ）は、電池パッ
ク１２が保存中か否かを積極的に判断することなく、電
圧検知部４６を常時に作動させるものである。すなわ
ち、閾値が３．８Ｖ程度のツエナーダイオード５０を電
圧検知部４６として使用する一方、放電制御部４４を高
値の固定抵抗で構成するとともに、両者を直列に接続し
ている。

【００２１】かかる構成により、素電池２６の端子電圧
が閾値を上回る間はツエナーダイオード５０がオンし、
抵抗部材４８を介して素電池２６は放電される。ここで
抵抗部材４８の抵抗値を、例えば素電池２６が満充電状
態から５０％程度に容量が減少するのに１０〜２０日程
度かかる様に予め設定することにより、常時に放電され
るがその電流量は自然放電時よりも若干多い程度で通常
の使用には問題がならない。一方、設定日数以上放置し
た場合にあっては、充電量を半分程度にまで徐々に減少
させたあと、充電量が半分に減少した状態がそのまま維
持されるのである。

【００２２】図３（ｂ）は、携帯用電話機１０側から制
御極３６を介して電池パック１２内へ入力される制御信
号を利用し、電池パック１２が機器側から取り外された
期間中にのみ放電手段４２を作動させて所定の制御動作
を行わせる様にしたものである。

【００２３】かかる実施例にあっては、電圧検知部４６
と直列にトランジスタからなる第１スイッチング素子５
２を介装するとともに、機器側から制御極３６を介して
送られる制御信号で第１スイッチング素子５２をオフし
ておくことにより、電池パック１２が電話機や充電器な
どの機器側から取り外された時点から電池パック１２の
保存モードに入ったことを判断し、放電手段４２を作動
させる。

【００２４】すなわち、電池パック１２に対する制御信
号の入力がなくなると第１スイッチング素子５２がオン
し、電圧検知部４６に素電池２６の端子電圧が入力され
る。更に電圧検知部４６に入力された電圧が設定値であ
る３．８Ｖを超えている場合は、放電制御部４４に直列
に介装された第２スイッチング素子５４をオンし、抵抗
部材４８を通じて、例えば数時間程度の短時間の内に、
５０％程度の充電量まで素電池２６を強制的に放電させ
る。

【００２５】ここで、電圧検知部４６において素電池２
６の端子電圧が設定値を下回ったことを検知すると、第
２スイッチング素子５４をオフして素電池２６からの放
電を停止することにより、放電停止時の端子電圧を維持
したまま電池パック１２は保存されるのである。

【００２６】図３（ｃ）は更に他の実施例であって、制
御信号が停止されると直ちに放電手段４２を始動するの
ではなく、タイマー５６を備え、例えば２〜３日の時間
経過があった後に保存モードに入ったものと判定し、第
１スイッチング素子５２をオンして電圧検知部４６を始
動させる。

【００２７】なお、タイマー５６をリセットさせる信号
としては、上記した様な機器側から送られる機器装着時
に入力される制御信号を利用することも可能であるが、
それ以外に、電池保護部４０において素電池２６に対す
る充放電状態が検知されると所定の制御信号を出力さ
せ、その信号の停止を待ってタイマー５６を始動させる
ことも可能である。

【００２８】更に、電圧検知部４６の構成はツエナーダ
イオード５０に限らず、オペアンプを使用した比較器を
利用し、定電圧素子で形成した設定電圧と電池電圧とを
比較するものなど、その構成は限定されるものではな
い。

【００２９】また放電制御部４４に使用する抵抗部材４
８も、固定抵抗に限らず、端子電圧の低下に従ってその
抵抗値を変化させて、放電量を増減させるなどの変更は
可能である。

【００３０】更にまた、図３（ａ）の様に電圧検知部４
６と放電制御部４４とを直列に接続した場合、両者と直
列に１つのスイッチング素子を備え、第１および第２の
スイッチング素子５２・５４を兼用することもできる。
更に、上記の様に自動的に素電池２６から放電させるの
に代えてあるいは加えて、放電時期を手動で決定するた
めのスイッチを、電池パック上あるいは電気機器上に設
けることも可能である。また、電池の現在容量を端子電
圧の値で推定するのに代え、あるいは加えて、素電池２
６に入出力される電流量を積算するなど、その検知方法
は限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を携帯用電話機の電池パックに実施した
一例を示す斜視図である。

【図２】電池パックの概略的な構成を示すブロック図で
ある。

【図３】放電手段の具体的な構成を示す電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１０携帯用電話機１２電池パック１４本体ケース１６電子回路１８操作部２０表示部２２裏面２４装着面２６素電池２８保護回路３０電池ケース３２正極３４負極３６制御極３８入出力端子４０電池保護部４２放電手段４４放電制御部４６電圧検知部４８抵抗部材５０ツエナーダイオード５２第１スイッチング素子５４第２スイッチング素子５６タイマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素電池（２６）と、該素電池（２６）に
対する保護回路（２８）とを一体に備えた電池パックで
あって、上記保護回路（２８）中に、素電池（２６）の充電量を強制的に設定値にまで降下さ
せる放電手段（４２）を備えたことを特徴とする電池パ
ック。
【請求項２】上記放電手段（４２）は、素電池（２６）の電圧検知部（４６）と、放電制御部
（４４）とを備え、放電制御部（４４）は、素電池（２６）の両端に抵抗部
材（４８）を接続することにより、予め設定した電流割
合で素電池（２６）から放電を可能とするものであり、電圧検知部（４６）は、素電池（２６）の端子電圧が設
定値を下回ると、放電制御部（４４）における放電を停
止させる請求項１記載の電池パック。
【請求項３】上記した放電手段（４２）は、電池パックの入出力端子が開放されるのと連動してその
動作を開始する請求項２記載の電池パック。
【請求項４】上記した放電手段（４２）は、電池パックの入出力端子を介した充放電が停止されてか
ら、設定時間後にその動作を開始する請求項２記載の電
池パック。