JP2002281660A - 電池パックの保護装置 - Google Patents
電池パックの保護装置Info
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種電子機器に用いられる電池パックの保護
装置に関し、製作が容易で安価なものを提供することを
目的とする。 【解決手段】 温度ヒューズに代えて、温度を検知する
温度検出手段１５をスイッチ手段４または電流検出手段
５、或いは二次電池１の近傍に設けると共に、この温度
検出手段１５の温度が所定の温度以上になった場合に、
駆動手段８にオン信号を出力させる温度判定手段１６を
設けて電池パックの保護装置を構成することによって、
全ての部品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で
安価な電池パックの保護装置を得ることができる。
装置に関し、製作が容易で安価なものを提供することを
目的とする。 【解決手段】 温度ヒューズに代えて、温度を検知する
温度検出手段１５をスイッチ手段４または電流検出手段
５、或いは二次電池１の近傍に設けると共に、この温度
検出手段１５の温度が所定の温度以上になった場合に、
駆動手段８にオン信号を出力させる温度判定手段１６を
設けて電池パックの保護装置を構成することによって、
全ての部品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で
安価な電池パックの保護装置を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンや携帯電
話等の各種電子機器に用いられる、電池パックの保護装
置に関するものである。
話等の各種電子機器に用いられる、電池パックの保護装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、充放電が可能な二次電池の市場は
急速に拡大しており、なかでも非水系二次電池、例えば
リチウムイオン二次電池は、ノート型パソコンや携帯電
話等の携帯型電子機器におけるバッテリーとして広く使
用されるようになっている。
急速に拡大しており、なかでも非水系二次電池、例えば
リチウムイオン二次電池は、ノート型パソコンや携帯電
話等の携帯型電子機器におけるバッテリーとして広く使
用されるようになっている。
【０００３】そして、こうした機器においては、リチウ
ムイオン二次電池の過充電や過放電及び発熱等による特
性低下を防止するため、電池パックの保護装置を搭載す
ることが一般的に行われている。
ムイオン二次電池の過充電や過放電及び発熱等による特
性低下を防止するため、電池パックの保護装置を搭載す
ることが一般的に行われている。
【０００４】このような従来の電池パックの保護装置に
ついて、図４を用いて説明する。
ついて、図４を用いて説明する。
【０００５】図４は従来の電池パックの保護装置のブロ
ック回路図であり、同図において、１は充放電可能な二
次電池、２は充電器、３は充放電経路に過電流が流れた
時にインピーダンスを高くし電流を減少させる過電流保
護素子である。
ック回路図であり、同図において、１は充放電可能な二
次電池、２は充電器、３は充放電経路に過電流が流れた
時にインピーダンスを高くし電流を減少させる過電流保
護素子である。
【０００６】そして、４は充放電経路に配置された二次
電池１への充電電流と放電電流とをオン状態またはオフ
状態にさせるスイッチ手段、５は充放電経路に流れる電
流を電流検出用抵抗１７によって検出する電流検出手段
で、スイッチ手段４は一般的に充電用の電界効果トラン
ジスタ（以下、ＦＥＴと記載する）２５と放電用のＦＥ
Ｔ２６とが直列に接続されている。
電池１への充電電流と放電電流とをオン状態またはオフ
状態にさせるスイッチ手段、５は充放電経路に流れる電
流を電流検出用抵抗１７によって検出する電流検出手段
で、スイッチ手段４は一般的に充電用の電界効果トラン
ジスタ（以下、ＦＥＴと記載する）２５と放電用のＦＥ
Ｔ２６とが直列に接続されている。
【０００７】また、６は一般的にマイクロコンピュータ
や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で構成された制御
手段で、この制御手段６は二次電池１の電圧と電流検出
手段５の電流を検出し、スイッチ手段４の制御を行う。
や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で構成された制御
手段で、この制御手段６は二次電池１の電圧と電流検出
手段５の電流を検出し、スイッチ手段４の制御を行う。
【０００８】そして、７は二次電池１の電圧を検出する
電圧検出手段、８は二次電池１の電圧の電圧値によりオ
ン信号またはオフ信号を出力するＦＥＴ１８からなる駆
動手段、１２は駆動手段８がオン信号を出力した時に充
放電経路を遮断する保護手段である。
電圧検出手段、８は二次電池１の電圧の電圧値によりオ
ン信号またはオフ信号を出力するＦＥＴ１８からなる駆
動手段、１２は駆動手段８がオン信号を出力した時に充
放電経路を遮断する保護手段である。
【０００９】この保護手段１２としては、ヒーター付き
ヒューズセルフコントロールプロテクタが一般的で、通
電によって発熱するヒーター抵抗１３に、所定の電流以
上が流れると溶断するヒューズエレメント１４が接続さ
れている。
ヒューズセルフコントロールプロテクタが一般的で、通
電によって発熱するヒーター抵抗１３に、所定の電流以
上が流れると溶断するヒューズエレメント１４が接続さ
れている。
【００１０】そして、２７はスイッチ手段４の温度を検
出し充放電経路を遮断する温度ヒューズで、スイッチ手
段４の発熱を検出するためにこの近傍に温度ヒューズ２
７が設置されて、電池パックの保護装置が構成されてい
る。
出し充放電経路を遮断する温度ヒューズで、スイッチ手
段４の発熱を検出するためにこの近傍に温度ヒューズ２
７が設置されて、電池パックの保護装置が構成されてい
る。
【００１１】以上の構成において、二次電池１に充電
時、二次電池１が所定の第１の設定電圧以上になった場
合には、制御手段６が電流検出用抵抗１７によってこれ
を検出し、スイッチ手段４をオフにして充電を停止し、
電池パックを保護するように構成されている。
時、二次電池１が所定の第１の設定電圧以上になった場
合には、制御手段６が電流検出用抵抗１７によってこれ
を検出し、スイッチ手段４をオフにして充電を停止し、
電池パックを保護するように構成されている。
【００１２】また、二次電池１が所定の第２の設定電圧
以上になった場合には、電圧検出手段７の出力がハイレ
ベルとなって、駆動手段８であるＦＥＴ１８がオンとな
るため、保護手段１２のヒーター抵抗１３に電流が流
れ、このヒーター抵抗１３の発熱によってヒューズエレ
メント１４を溶断させて、充電を停止させる。
以上になった場合には、電圧検出手段７の出力がハイレ
ベルとなって、駆動手段８であるＦＥＴ１８がオンとな
るため、保護手段１２のヒーター抵抗１３に電流が流
れ、このヒーター抵抗１３の発熱によってヒューズエレ
メント１４を溶断させて、充電を停止させる。
【００１３】さらに、スイッチ手段４がオンのままで発
熱した場合には、近傍に設置された温度ヒューズ２７が
この発熱により溶断して、充電回路を遮断し電池パック
の保護が行われる。
熱した場合には、近傍に設置された温度ヒューズ２７が
この発熱により溶断して、充電回路を遮断し電池パック
の保護が行われる。
【００１４】このように、過充電や発熱による二次電池
１の特性低下を防止するため、充電時の保護を三重に設
定して、電池パックの保護装置が構成されているもので
あった。
１の特性低下を防止するため、充電時の保護を三重に設
定して、電池パックの保護装置が構成されているもので
あった。
【００１５】なお、一般的に温度ヒューズ２７の溶断温
度は、確実に溶断させるため、半導体の接合温度の上限
値であるチャネル温度最大値より少し低い１３０℃前後
とする必要があり、これに対し、上記保護装置に用いら
れる各電子部品を配線基板等に実装する際の、例えばリ
フロー半田付け温度の最高温度は２４０℃前後である場
合が多い。
度は、確実に溶断させるため、半導体の接合温度の上限
値であるチャネル温度最大値より少し低い１３０℃前後
とする必要があり、これに対し、上記保護装置に用いら
れる各電子部品を配線基板等に実装する際の、例えばリ
フロー半田付け温度の最高温度は２４０℃前後である場
合が多い。
【００１６】従って、温度ヒューズ２７をリフロー半田
付け等によって実装すると、溶断設定温度である１３０
℃前後を越え溶断してしまうため、温度ヒューズ２７の
みは、他の電子部品を実装した後、例えば半田付け時間
を３秒以下で行うなどの対策をしながら、半田ゴテ等を
用いて再度個別に半田付けを行っていた。
付け等によって実装すると、溶断設定温度である１３０
℃前後を越え溶断してしまうため、温度ヒューズ２７の
みは、他の電子部品を実装した後、例えば半田付け時間
を３秒以下で行うなどの対策をしながら、半田ゴテ等を
用いて再度個別に半田付けを行っていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
電池パックの保護装置においては、温度ヒューズ２７を
個別に半田付けしていたため、装置の製作に時間を要す
ると共に、半田付け時に球状の半田ボールが飛散し、こ
れを除去するために洗浄または外観目視で除去する等の
工程を追加する必要が生じ、さらに製作時間が多くコス
トアップの要因となるという課題があった。
電池パックの保護装置においては、温度ヒューズ２７を
個別に半田付けしていたため、装置の製作に時間を要す
ると共に、半田付け時に球状の半田ボールが飛散し、こ
れを除去するために洗浄または外観目視で除去する等の
工程を追加する必要が生じ、さらに製作時間が多くコス
トアップの要因となるという課題があった。
【００１８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、三重の保護機能は維持したままで、全て
の部品のリフロー半田付けが可能で安価な電池パックの
保護装置を提供することを目的とする。
るものであり、三重の保護機能は維持したままで、全て
の部品のリフロー半田付けが可能で安価な電池パックの
保護装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、温度ヒューズに代えて、温度を検知する温
度検出手段をスイッチ手段または電流検出手段、或いは
二次電池の近傍に設けると共に、この温度検出手段の温
度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段にオン信
号を出力させる温度判定手段を設けて電池パックの保護
装置を構成したものである。
に本発明は、温度ヒューズに代えて、温度を検知する温
度検出手段をスイッチ手段または電流検出手段、或いは
二次電池の近傍に設けると共に、この温度検出手段の温
度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段にオン信
号を出力させる温度判定手段を設けて電池パックの保護
装置を構成したものである。
【００２０】これにより、温度ヒューズを用いずに三重
の保護機能を有し、全ての部品のリフロー半田付けが可
能な、製作が容易で安価な電池パックの保護装置を得る
ことができる。
の保護機能を有し、全ての部品のリフロー半田付けが可
能な、製作が容易で安価な電池パックの保護装置を得る
ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図３を用いて説明する。
て、図１〜図３を用いて説明する。
【００２２】なお、従来の技術の項で説明した構成と同
一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。
一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。
【００２３】（実施の形態）図１は本発明の一実施の形
態による電池パックの保護装置のブロック回路図であ
り、同図において、１は充放電可能な１個または複数の
二次電池、２は充電器で、二次電池１に、充放電経路に
過電流が流れた時にインピーダンスを高くし電流を減少
させる過電流保護素子３が接続されていることは、従来
の技術の場合と同様である。
態による電池パックの保護装置のブロック回路図であ
り、同図において、１は充放電可能な１個または複数の
二次電池、２は充電器で、二次電池１に、充放電経路に
過電流が流れた時にインピーダンスを高くし電流を減少
させる過電流保護素子３が接続されていることは、従来
の技術の場合と同様である。
【００２４】そして、４は充放電経路に配置された二次
電池１への充電電流と放電電流とをオン状態またはオフ
状態にさせるスイッチ手段、５は充放電経路に流れる電
流を電流検出用抵抗１７によって検出する電流検出手段
で、スイッチ手段４には充電用のＦＥＴ２５と放電用の
ＦＥＴ２６とが直列に接続されていることや、二次電池
１の電圧と電流検出手段５の電流を検出し、スイッチ手
段４の制御を行う制御手段６が、マイクロコンピュータ
や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で構成されている
ことも従来の技術の場合と同様である。
電池１への充電電流と放電電流とをオン状態またはオフ
状態にさせるスイッチ手段、５は充放電経路に流れる電
流を電流検出用抵抗１７によって検出する電流検出手段
で、スイッチ手段４には充電用のＦＥＴ２５と放電用の
ＦＥＴ２６とが直列に接続されていることや、二次電池
１の電圧と電流検出手段５の電流を検出し、スイッチ手
段４の制御を行う制御手段６が、マイクロコンピュータ
や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で構成されている
ことも従来の技術の場合と同様である。
【００２５】また、７は二次電池１の電圧を検出する電
圧検出手段、８は二次電池１の電圧の電圧値によりオン
信号またはオフ信号を出力するＦＥＴ１８からなる駆動
手段で、これに駆動手段８がオン信号を出力した時に充
放電経路を遮断する保護手段１２が接続されていること
も、従来の技術の場合と同様である。
圧検出手段、８は二次電池１の電圧の電圧値によりオン
信号またはオフ信号を出力するＦＥＴ１８からなる駆動
手段で、これに駆動手段８がオン信号を出力した時に充
放電経路を遮断する保護手段１２が接続されていること
も、従来の技術の場合と同様である。
【００２６】そして、この保護手段１２が、通電によっ
て発熱するヒーター抵抗１３に、所定の電流以上が流れ
ると溶断するヒューズエレメント１４が接続されたもの
であることも、従来の技術の場合と同様であるが、スイ
ッチ手段４の近傍には、温度を検出する温度検出手段１
５としてのサーミスタ１９が設けられている。
て発熱するヒーター抵抗１３に、所定の電流以上が流れ
ると溶断するヒューズエレメント１４が接続されたもの
であることも、従来の技術の場合と同様であるが、スイ
ッチ手段４の近傍には、温度を検出する温度検出手段１
５としてのサーミスタ１９が設けられている。
【００２７】また、抵抗２０、２１、２２とコンパレー
タ２３、並びにダイオード２４からなる、温度検出手段
１５の温度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段
８にオン信号を出力させる温度判定手段１６が設けられ
て、電池パックの保護装置が構成されている。
タ２３、並びにダイオード２４からなる、温度検出手段
１５の温度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段
８にオン信号を出力させる温度判定手段１６が設けられ
て、電池パックの保護装置が構成されている。
【００２８】以上の構成において、二次電池１に充電
時、二次電池１が所定の第１の設定電圧以上になった場
合に、制御手段６が電流検出用抵抗１７によってこれを
検出し、スイッチ手段４をオフにして充電を停止し、電
池パックを保護するように構成されていることは、従来
の技術の場合と同様である。
時、二次電池１が所定の第１の設定電圧以上になった場
合に、制御手段６が電流検出用抵抗１７によってこれを
検出し、スイッチ手段４をオフにして充電を停止し、電
池パックを保護するように構成されていることは、従来
の技術の場合と同様である。
【００２９】また、二次電池１が所定の第２の設定電圧
以上になった場合には、電圧検出手段７の出力がハイレ
ベルとなって、駆動手段８であるＦＥＴ１８がオンとな
るため、保護手段１２のヒーター抵抗１３に電流が流
れ、このヒーター抵抗１３の発熱によってヒューズエレ
メント１４を溶断させて、充電を停止することも、従来
の技術の場合と同様である。
以上になった場合には、電圧検出手段７の出力がハイレ
ベルとなって、駆動手段８であるＦＥＴ１８がオンとな
るため、保護手段１２のヒーター抵抗１３に電流が流
れ、このヒーター抵抗１３の発熱によってヒューズエレ
メント１４を溶断させて、充電を停止することも、従来
の技術の場合と同様である。
【００３０】但し、本実施の形態においては、さらにス
イッチ手段４に電流が流れ、スイッチ手段４が発熱した
場合、これを温度検出手段１５としてのサーミスタ１９
が検知して、サーミスタ１９の抵抗値が低下する。
イッチ手段４に電流が流れ、スイッチ手段４が発熱した
場合、これを温度検出手段１５としてのサーミスタ１９
が検知して、サーミスタ１９の抵抗値が低下する。
【００３１】この時、温度判定手段１６のコンパレータ
２３のマイナス入力であるＡ点の電位は抵抗２０とサー
ミスタ１９の抵抗値の比で構成され、コンパレータ２３
のプラス入力であるＢ点の電位は抵抗２１と抵抗２２の
抵抗値の比で所定の基準電圧を構成しているため、スイ
ッチ手段４の発熱に伴ってサーミスタ１９の抵抗値が低
下すると、Ａ点の電位が低下する。
２３のマイナス入力であるＡ点の電位は抵抗２０とサー
ミスタ１９の抵抗値の比で構成され、コンパレータ２３
のプラス入力であるＢ点の電位は抵抗２１と抵抗２２の
抵抗値の比で所定の基準電圧を構成しているため、スイ
ッチ手段４の発熱に伴ってサーミスタ１９の抵抗値が低
下すると、Ａ点の電位が低下する。
【００３２】そして、これがＢ点の電位よりも低下する
と、コンパレータ２３の出力はハイレベルとなり、ダイ
オード２４を経由して駆動手段８であるＦＥＴ１８がオ
ンとなることによって、保護手段１２のヒーター抵抗１
３が発熱して、ヒューズエレメント１４が溶断され、二
次電池１への充電が停止されるように構成されている。
と、コンパレータ２３の出力はハイレベルとなり、ダイ
オード２４を経由して駆動手段８であるＦＥＴ１８がオ
ンとなることによって、保護手段１２のヒーター抵抗１
３が発熱して、ヒューズエレメント１４が溶断され、二
次電池１への充電が停止されるように構成されている。
【００３３】このように本実施の形態によれば、温度ヒ
ューズに代えて、温度を検知する温度検出手段１５をス
イッチ手段４の近傍に設けると共に、この温度検出手段
１５の温度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段
８にオン信号を出力させる温度判定手段１６が設けられ
ているため、三重の保護機構は維持したままで、全ての
部品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で安価な
電池パックの保護装置を得ることができるものである。
ューズに代えて、温度を検知する温度検出手段１５をス
イッチ手段４の近傍に設けると共に、この温度検出手段
１５の温度が所定の温度以上になった場合に、駆動手段
８にオン信号を出力させる温度判定手段１６が設けられ
ているため、三重の保護機構は維持したままで、全ての
部品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で安価な
電池パックの保護装置を得ることができるものである。
【００３４】なお、以上の説明では、温度検出手段１５
をスイッチ手段４の近傍に設けた構成として説明した
が、図２に示すように、温度検出手段１５を電流検出手
段５の近傍に設け、電流検出手段５の発熱を検出するよ
うに構成しても、或いは、図３に示すように、二次電池
１の近傍に設け、二次電池１の発熱を直接検出するよう
に構成しても本発明の実施は可能である。
をスイッチ手段４の近傍に設けた構成として説明した
が、図２に示すように、温度検出手段１５を電流検出手
段５の近傍に設け、電流検出手段５の発熱を検出するよ
うに構成しても、或いは、図３に示すように、二次電池
１の近傍に設け、二次電池１の発熱を直接検出するよう
に構成しても本発明の実施は可能である。
【００３５】また、温度判定手段１６を保護手段１２と
スイッチ手段４の間に設けた構成として説明したが、充
電器２と保護手段１２の間、或いはスイッチ手段４と過
電流保護手段３の間に設けてもよい。
スイッチ手段４の間に設けた構成として説明したが、充
電器２と保護手段１２の間、或いはスイッチ手段４と過
電流保護手段３の間に設けてもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、全ての部
品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で安価な電
池パックの保護装置を得ることができるという有利な効
果が得られる。
品のリフロー半田付けが可能な、製作が容易で安価な電
池パックの保護装置を得ることができるという有利な効
果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態による電池パックの保護
装置のブロック回路図
装置のブロック回路図
【図２】同他の実施の形態によるブロック回路図
【図３】同他の実施の形態によるブロック回路図
【図４】従来の電池パックの保護装置のブロック回路図
１ 二次電池 ２ 充電器 ３ 過電流保護素子 ４ スイッチ手段 ５ 電流検出手段 ６ 制御手段 ７ 電圧検出手段 ８ 駆動手段 １２ 保護手段 １３、１７、２０、２１、２２ 抵抗 １４ ヒューズエレメント １５ 温度検出手段 １６ 温度判定手段 １８、２５、２６ ＦＥＴ １９ サーミスタ ２３ コンパレータ ２４ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤石 仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川上 靖洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福山 裕雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CB01 CC02 FA04 GC01 5G053 AA01 AA09 AA14 BA01 BA04 CA01 EC02 EC05 5H030 AA09 AS06 FF22
Claims (1)
- 【請求項１】 充放電可能な二次電池と、この二次電池
への充放電電流をオンまたはオフ状態に切換えるスイッ
チ手段と、充放電経路に流れる電流を検出する電流検出
手段と、前記二次電池の電圧と前記電流検出手段の電流
を検出し前記スイッチ手段を制御する制御手段と、前記
二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、この二次電
池の電圧値によりオンまたはオフ信号を出力する駆動手
段と、この駆動手段がオン信号を出力した時に充放電経
路を遮断する保護手段とからなり、温度を検知する温度
検出手段を前記スイッチ手段または前記電流検出手段、
或いは前記二次電池の近傍に設けると共に、この温度検
出手段の温度が所定の温度以上になった場合に、前記駆
動手段にオン信号を出力させる温度判定手段を設けた電
池パックの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079929A JP2002281660A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 電池パックの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079929A JP2002281660A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 電池パックの保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002281660A true JP2002281660A (ja) | 2002-09-27 |
Family
ID=18936298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079929A Pending JP2002281660A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 電池パックの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002281660A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034542A1 (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Sony Chemicals Corp. | 保護回路付き二次電池 |
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| JP2008148419A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
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