JP2006093088A - バッテリーパック - Google Patents

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Abstract

【課題】 バッテリーパックの温度または圧力が基準値以上になった場合、使用者にこれを警告する。
【解決手段】 充電装置、または、外部セットと連結される端子P+,P-と、端子に並列で連結されて充放電するバッテリーセル15と、バッテリーセルに設けられて、前記バッテリーセルの温度または圧力を検出するセンサー20aと、センサーから検出された値を基準レベルと比較して、検出された値が基準レベル以上の場合、使用者に警告するアラーム部21とを含んでなる。
【選択図】 図２ａ

Description

本発明は、バッテリーパックに関し、より詳しくは、過熱または過圧時、バッテリーパック自体、または、これと結合した外部セットでアラームが作動するバッテリーパックに関する。
一般に、充放電可能な二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は、移動電話、ノートブックコンピュータ（ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、キャムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等、携帯用電子機器の開発に活発な研究が進行されている。特に、このような二次電池は、ニッケル-カドミウム電池（ｎｉｃｋｅｌ−ｃａｄｍｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ）、 鉛蓄電池、ニッケル-水素電池（ＮｉＭＨ：ｎｉｃｋｅｌ ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ ｂａｔｔｅｒｙ）、リチウム-イオン電池（ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ）、リチウムポリマー電池（ｌｉｔｈｉｕｍ ｐｏｌｙｍｅｒ ｂａｔｔｅｒｙ）、金属リチウム電池、空気亜鉛蓄電池など、多様な種類が開発されている。このような二次電池は、その充放電回路と合わせてバッテリーパックを構成し、バッテリーパックの端子を通じて充電及び放電がなされる。
図１は、従来のバッテリーパックの構成を示すブロック図である。
前記図１に示すように、従来のバッテリーパックは、端子Ｐ+、Ｐ-、充放電電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＦＥＴ）素子１２、温度フューズ１３、フューズ１４、バッテリーセル１５、１次保護回路１６、２次保護回路１７、スマート機能部１８及びセンサー抵抗１９からなる。
上記のように構成された従来のバッテリーパックでは、前記端子Ｐ+、Ｐ-を通じて外部の充電装置、または、外部セットが連結されて、充電、または、放電動作がなされる。前記端子Ｐ+、Ｐ-とバッテリーセル１５との間の経路は、充放電経路で使われる大電流経路であり、この大電流経路を通じて比較的大きい電流が流れる。前記端子Ｐ+、Ｐ-に充電装置が連結されると、充電動作が起こり、その際の充電経路は、端子Ｐ+、充電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３及びフューズ１４を経てバッテリーセル１５及び再び端子Ｐ-に繋がる。前記端子Ｐ+、Ｐ-に外部セットが連結されると、放電動作が起こり、その際の放電経路はバッテリーセル１５、フューズ１４、温度フューズ１３、放電ＦＥＴ素子１２及び端子Ｐ+を経て外部セット及び端子Ｐ-に繋がる。
前記バッテリーセル１５は、その内部の各種情報、例えば、セルの充電電位及びセルに流れる電流量などのセル関連情報を１次及び２次保護回路１６、１７とスマート機能部１８に出力させる。前記１次保護回路１６は、前記バッテリーセル１５から提供されたセル関連情報によって、前記充放電ＦＥＴ素子１２のオン/オフを制御する。前記２次保護回路１７は、前記１次保護回路１６、または、充放電ＦＥＴ素子１２などの故障発生時、前記バッテリーセル１５から提供されたセル関連情報によって、前記フューズ１４の遮断の可否を制御し、例えば、前記バッテリーセル１５に過電流が流れる場合には、これを感知してフューズ１４の両端をターンオフさせることにより、バッテリーセル１５に過電流が流れることを防止する。前記スマート機能部１８は、バッテリーセルの充電状態表示、過充電、または、過放電の回避のための警告などの機能を遂行する。前記温度フューズ１３は、前記充放電ＦＥＴ素子１２の温度状態を検出して定格温度以上の場合に両端を遮断させることにより、前記充放電ＦＥＴ素子１２が異常現状により発火、燃焼、または、爆発することを防止する。
しかし、このような従来のバッテリーパックは、バッテリーセルの過充電、過放電、または、外部セットのショットなどは防止する機能があるが、自体的に発生したり、または、外部から提供されたりする熱気により、バッテリーセルが規定温度または規定圧力以上に上昇した場合、これを使用者に適切に警告する機能が全くないという問題がある。例えば、外部セットで電力を多く消耗したり、または、使用者が高温の環境（例えば、サウナ等）にバッテリーパックが結合した外部セットをもって入室したりした際、前記外部セットに取り付けられたバッテリーパックは温度や圧力が急上昇することになるが、これを適切に使用者に警告できないのである。
勿論、上記のように、バッテリーパックが高温に上昇することになると、バッテリーパックに内蔵された電解液、または、活物質などの分解により多量のガスが放出し、このようなガスにより内部圧力が急上昇することにより、バッテリーセルが膨張（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）する２次的な問題が発生する。上記のように、バッテリーセルが膨張すると、バッテリーパックの外形が変形してしまい、外部セットに再度取り付けることが困難になる。
本発明は、上述の従来の問題点の克服のためのものであって、バッテリーパック自体、または、外部から供給される熱気によりバッテリーパックの温度または圧力の少なくともいずれか一方が基準温度または基準圧力以上になった場合、バッテリーパック自体、または、これと結合した外部セットでアラームが作動して使用者にこれを警告できるバッテリーパックを提供することを目的とする。
前記の目的の達成のために、本発明によるバッテリーパックは、充電装置、または、外部セットと連結される端子と、前記端子に並列に連結されて充放電するバッテリーセルと、前記バッテリーセルに設けられて前記バッテリーセルの温度、または、圧力の内、少なくともいずれかの一つを検出するセンサーと、前記センサーから検出された値を基準レベルと比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、使用者に警告するアラーム部とを含む。
前記の目的の達成のために、本発明による別のバッテリーパックは、充電装置、または、外部セットと連結される端子と、前記端子に並列に連結されて充放電するバッテリーセルと、前記バッテリーセルに設けられて前記バッテリーセルの温度、または、圧力の内、少なくともいずれかの一つを検出するセンサーと、前記センサーから出力される電気的信号を外部セットに出力するセンサー端子とを含む。
前記の目的の達成のために、本発明による別のバッテリーパックは、センサーとセンサー端子との間には、前記センサーで検出された値を基準レベルと比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力するアラーム部が更に設けられる。
前記のようにして、本発明によるバッテリーパックはバッテリーパック自体に温度センサーまたは圧力センサーの少なくともいずれか一方と、アラーム素子などを更に設けて、自体的にバッテリーセルが発熱したり、外部の熱気によりバッテリーセルの温度または圧力の少なくともいずれか一方が基準温度または基準圧力以上に上昇したりした場合、アラーム素子の作動で使用者は聴覚的、または、視覚的にバッテリーパックの危険状態を速かに認識できることになる。
併せて、本発明によるバッテリーパックは、バッテリーセルに温度センサーまたは圧力センサーの少なくともいずれか一方を設けて、外部セットには前記温度センサーまたは圧力センサーで感知された危険状況を表示するディスプレイ部、または、サウンド出力部を更に設けることにより、上記のようにバッテリーパックの危険状態を迅速に把握できることになる。
上記のようにして、本発明に係るバッテリーパックは、バッテリーパック自体に温度センサーまたは圧力センサーの少なくともいずれか一方と、アラーム素子などを更に設けて、自体的にバッテリーセルが発熱したり、外部の熱気によりバッテリーセルの温度または圧力の少なくともいずれか一方が基準温度または基準圧力以上に上昇したりした場合、アラーム素子の作動により使用者は聴覚的、または、視覚的にバッテリーパックの危険状態を速かに認識できることになる。
併せて、本発明によるバッテリーパックは、バッテリーセルに温度センサーまたは圧力センサーの少なくともいずれか一方を設けて、外部セットには前記温度センサーまたは圧力センサーで感知された危険状況を表示するディスプレイ部、または、サウンド出力部を更に設けることにより、上記のように、バッテリーパックの危険状態を迅速に把握できることになる。
以上、説明したことは、本発明に係るバッテリーパックを実施するための一実施の形態に過ぎないものであって、本発明は前記の実施の形態に限るのではなく、以下の特許請求範囲で請求する本発明の要旨を外れない範囲で、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神がある。
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面を参照して詳細に説明すると、次の通りである。
図２ａは、本発明の一実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。
図示のように、本発明によるバッテリーパックは、端子Ｐ+、Ｐ-、充放電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３、フューズ１４、バッテリーセル１５、１次保護回路１６、２次保護回路１７、スマート機能部１８、センサー抵抗１９、温度センサー２０ａ及びアラーム部２１を含む。
まず、前記端子Ｐ+、Ｐ-には充電装置、または、外部セット（図示してはいない）が連結される。ここで、前記外部セットは、通常の移動電話、ノートブックコンピュータ（ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、キャムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等、全ての携帯用電子機器をいう。
まず、端子Ｐ+、Ｐ-に充電装置が連結された場合、充電電流は、端子Ｐ+、充放電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３、フューズ１４、バッテリーセル１５及びセンサー抵抗１９を経由して、更に外部に端子Ｐ-に繋がる。また、前記端子Ｐ+、Ｐ-に外部セットが連結された場合、放電電流は、バッテリーセル１５、フューズ１４、温度フューズ１３、充放電ＦＥＴ素子１２、端子Ｐ+、外部セット、端子Ｐ-及びセンサー抵抗１９を経由して流れる。
前記充放電ＦＥＴ素子１２は、更に充電ＦＥＴ素子と放電ＦＥＴ素子（図面には一つの充放電ＦＥＴ素子のみで図示している）とからなっている。前記充電ＦＥＴ素子は、充電時、過充電電圧状態となったり、または、過充電電流が流れたりする際にオフされて、そのバッテリーセル１５を保護することになる。勿論、前記放電ＦＥＴ素子は、放電時、過放電電圧、過放電電流、または、外部セットでショートが起きた際にオフされて、バッテリーセル１５を保護することになる。
前記温度フューズ１３は、実際に前記充放電ＦＥＴ素子１２上に物理的に取り付けられて、前記充放電ＦＥＴ素子１２の温度を感知する役割をする。即ち、前記充放電ＦＥＴ素子１２がいかなる原因でも規定温度以上に上昇した場合には、前記充放電ＦＥＴ素子１２が正常に動作できなくなる。例えば、過充電、または、過放電状態でオフされなければならないが、素子自体の温度過上昇によりオフされない場合がある。このような状況において、前記温度フューズ１３は、前記充放電ＦＥＴ素子１２から発生する熱気により溶断されながら大電流経路を遮断することになる。勿論、このような温度フューズ１３は非可逆的で作動するため、一度作動すれば前記温度フューズ１３を交替しなければならない。
前記フューズ１４は、前記温度フューズ１３とバッテリーセル１５との間に設けられている。このようなフューズ１４は、前記充放電ＦＥＴ素子１２、または、バッテリーセル１５の温度により直接的に作動する素子ではない。即ち、このようなフューズ１４は、前記充放電ＦＥＴ素子１２、または、温度フューズ１３などが作動しなければならないことにもかかわらず、正常に作動しない場合、フューズ１４の一側に設けられた熱線（図示してはいない）に強制的に電流が流れるようにして、フューズ１４を溶断することになる。勿論、平常時には前記フューズ１４を溶断させる熱線には電流が流れない。
前記バッテリーセル１５は、所定の電圧で充放電されるエネルギー源である。即ち、２次電池である。このようなバッテリーセル１５は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、または、その等価物であることができ、ここでその種類を限るものではない。
前記センサー抵抗１９は、前記バッテリーセル１５を通じて流れる電流を感知して出力する。即ち、前記バッテリーセル１５の充電時には充電電流を、放電時には放電電流を感知して、下記するスマート機能部１８に出力することになる。
前記１次保護回路１６は、上述のように、過充電、過放電、または、外部セットのショット時に前記充放電ＦＥＴ素子１２に所定の信号を出力して、大電流経路が遮断されるようにする。即ち、前記１次保護回路１６は、過充電時には充電ＦＥＴ素子にローまたはハイ信号を印加して、充電ＦＥＴ素子がオフされるようにする。また、前記１次保護回路１６は過放電、または、外部セットのショット時に放電ＦＥＴ素子にロー、または、ハイ信号を印加して、放電ＦＥＴ素子がオフされるようにする。勿論、前記１次保護回路１６は、正常な充放電状態で前記充電ＦＥＴ素子及び放電ＦＥＴ素子が全てオンされるようにする。
前記２次保護回路１７は、上述のように、前記充放電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３などが作動しなければならないにもかかわらず、作動しない場合、前記フューズ１４に設けられた熱線（図示してはいない）にハイ信号を印加して前記フューズ１４が強制的に溶断されるようにする。
前記スマート機能部１８は、前記バッテリーセル１５の各種情報、例えば、充電電圧、または、放電電圧などを感知して、前記１次保護回路１６及び２次保護回路１７に出力する役割をする。勿論、前記スマート機能部１８には、前記センサー抵抗１９から充電電流、または、放電電流情報も入力されることにより、このような電流情報も前記１次保護回路１６及び２次保護回路１７に出力することになる。
前記温度センサー２０ａは、前記バッテリーセル１５の一側に設けられて前記バッテリーセル１５の温度を直接的に感知することになる。より具体的に、前記温度センサー２０ａはバッテリーセル１５の表面や、または、プラスチック樹脂などで覆いかぶせられたパックの表面に設けることができる。このような温度センサー２０ａは、バッテリーセル１５から自体的に発熱して生成する温度上昇状態、または、外部（例えば、サウナ）から供給される熱気により生成する温度上昇状態を感知し、これを電気的信号に変換して出力する役割をする。ここで、前記温度センサー２０ａは、通常の熱伝帯対（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）、サーミスター（ｔｈｅｒｍｉｓｔｅｒ）、バリスター（ｖａｒｉｓｔｏｒ）、半導体、または、その等価物で具現されることができるが、ここに、その種類、または、材質を限るものではない。
前記アラーム部２１は、前記温度センサー２０ａで検出された温度を基準レベルと比較して、前記検出された温度が基準レベル以上の場合、使用者に警告する役割をする。
より具体的には、前記アラーム部２１は基準レベル設定部２２、比較器２３、増幅部２４及びアラーム素子２５を含む。
前記基準レベル設定部２２には、前記バッテリーセル１５に対する定格温度、即ち、正常な使用温度範囲の値が基準レベルとして設定されている。勿論、このような基準レベルは、前記基準レベル設定部２２を用いて任意の値に設定できることは当然である。
前記比較器２３は、前記温度センサー２０ａで検出された温度と前記基準レベル設定部２２の基準レベルとを比較する。その後、前記検出された温度が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する。例えば、最初にロー信号が出力されていたとすればハイ信号を出力し、最初にハイ信号が出力されていたとすればロー信号を出力する。即ち、比較器２３から出力される出力信号の状態を反転させる。
前記増幅部２４は、前記比較器２３から所定の電気的信号が出力されれば、即ち、最初の電気的信号が反転されて出力されれば、一定の電圧及び電流以上の増幅電流を出力する役割をする。
次に、前記アラーム素子２５は、前記増幅部２４から出力される電気的信号により使用者に現在バッテリーパックの温度が基準温度を超過したことを聴覚的、または、視覚的に警告する。例えば、前記アラーム素子２５はサウンドアラーム素子であることができるが、その際には、使用者に所定のサウンドを出力して聴覚的に警告できる。または、前記アラーム素子２５は光アラーム素子であることができるが、その際には使用者に所定の光信号を出力して視覚的に警告できる。勿論、このようなアラーム素子２５はバッテリーパックの一側に直接形成される。
図２ｂは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。
図示のように、本発明による別のバッテリーパックは、端子Ｐ+、Ｐ-、充放電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３、フューズ１４、バッテリーセル１５、１次保護回路１６、２次保護回路１７、スマート機能部１８、センサー抵抗１９、圧力センサー２０ｂ及びアラーム部２１を含む。このようなバッテリーパックは図２ａに図示されたバッテリーパックの構成及び作用とほとんど同じである。即ち、前記端子Ｐ+、Ｐ-、充放電ＦＥＴ素子１２、温度フューズ１３、フューズ１４、バッテリーセル１５、１次保護回路１６、２次保護回路１７、スマート機能部１８及びセンサー抵抗１９の構成及び作用は、図２ａに図示されたバッテリーパックの構成及び作用とほとんど同じなので、その説明は省略することにし、相異点を中心に説明することにする。
前記圧力センサー２０ｂは、前記バッテリーセル１５に設けられて、前記バッテリーセル１５の圧力を直接、または、間接的に感知することになる。より具体的には、前記圧力センサー２０ｂは、バッテリーセル１５に直接結合した半導体型圧力センサーであって、バッテリーセル１５の内部圧力を直接的に感知できる。また、前記圧力センサー２０ｂは、バッテリーセル１５の表面や、または、プラスチック樹脂などで覆いかぶせられたパックの表面に設けられたストレーンゲージ（ｓｔｒａｉｎ ｇａｇｅ）であって、バッテリーセルの内部圧力を間接的に感知できる。即ち、前記バッテリーセル１５の内部圧力が増加する場合には、その表面が膨らむので、このように膨らんでいる状態をストレーンゲージで検出して、その圧力状態を間接的に感知するのである。その他にも、前記圧力センサー２０ｂは、いろいろな種類及び材質が可能であるが、ここに、その種類及び材質を限るのではない。
前記アラーム部２１は、前記圧力センサー２０ｂで検出された圧力を基準レベルと比較して、前記検出された圧力が基準レベル以上の場合、使用者に警告する役割をする。より具体的には、前記アラーム部２１は、基準レベル設定部２２、比較器２３、増幅部２４及びアラーム素子２５を含む。
前記基準レベル設定部２２には前記バッテリーセル１５に対する定格圧力、即ち、正常な使用圧力範囲の値が基準レベルとして設定されている。勿論、このような基準レベルは、前記基準レベル設定部２２を用いて任意の値で設定できることは当然である。前記比較器２３は、前記圧力センサー２０ｂで検出された圧力と前記基準レベル設定部２２の基準レベルとを比較する。その後、前記検出された圧力が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する。例えば、最初のロー信号が出力されていたとすればハイ信号を出力し、最初のハイ信号が出力されていたとすればロー信号を出力する。即ち、比較器２３から出力される出力信号の状態を反転させる。前記増幅部２４は、前記比較器２３から所定の電気的信号が出力されると、即ち、最初の電気的信号が反転して出力されると、一定の電圧及び電流以上の増幅電流を出力する役割をする。
次に、前記アラーム素子２５は、前記増幅部２４から出力される電気的信号により使用者に現在バッテリーパックの圧力が基準圧力を超過したことを聴覚的、または、視覚的に警告する。例えば、前記アラーム素子２５はサウンドアラーム素子であることができるが、その際には、使用者に所定のサウンドを出力して、聴覚的に警告できる。または、前記アラーム素子２５は光アラーム素子であることができるが、その際には使用者に所定の光信号を出力して視覚的に警告できる。勿論、このようなアラーム素子２５はバッテリーパックの一側に直接形成される。
図２ｃは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。
図示のように、本発明の別のバッテリーパックはバッテリーセル１５に温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂが共に設けられている。即ち、上記の説明のバッテリーパックではバッテリーセル１５の温度のみを感知するか、または、圧力のみを感知したが、ここでは、前記バッテリーセル１５の温度及び圧力を共に感知することになる。
勿論、前記温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂからの電気的信号は全てアラーム部２１に入力される。従って、前記アラーム部２１はバッテリーセル１５の温度が基準温度より高い、または、圧力が基準圧力より高い場合、使用者に警告する動作をすることになる。即ち、前記アラーム部２１は基準レベル設定部２２、比較器２３、増幅部２４及びアラーム素子２５からなる。
ここで、前記基準レベル設定部２２には、前記バッテリーセル１５に対する定格温度及び圧力、即ち、正常な使用温度及び圧力範囲の値が基準レベルとして設定されている。勿論、このような基準レベルは、前記基準レベル設定部２２を用いて任意の値で設定できることは当然である。
前記比較器２３は、前記温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂで検出された温度及び圧力と前記基準レベル設定部２２の基準レベルを比較する。その後、前記検出された温度及び圧力が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する。勿論、検出された温度が基準レベル以上であるとか、または、検出された圧力が基準レベル以上の場合、例えば、最初のロー信号が出力されていたとすればハイ信号を出力し、最初のハイ信号が出力されていたとすればロー信号を出力する。
次に、前記アラーム素子２５は、前記増幅部２４から出力される電気的信号により使用者に現在バッテリーパックの温度、または、圧力が基準温度、または、圧力を超過したことを聴覚的、または、視覚的に警告する。例えば、前記アラーム素子２５はサウンドアラーム素子であることができるが、その際には、使用者に所定のサウンドを出力して聴覚的に警告できる。または、前記アラーム素子２５は光アラーム素子であることができるが、その際には使用者に所定の光信号を出力して視覚的に警告できる。勿論、このようなアラーム素子２５はバッテリーパックの一側に直接形成される。結論的に、このようなバッテリーパックはバッテリーセルから感知された温度が基準温度以上であるとか、または、バッテリーセルから感知された圧力が基準圧力以上の場合、使用者に過熱、または、過圧状態を警告することになる。
図３ａは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図であり、図３ｂは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図であり、図３ｃは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。また、図３ｄは、図３ａないし図３ｃのバッテリーパックに連結される外部セットの一例を示すブロック図である。ここで、前記図２ａないし図２ｃに図示されたバッテリーパックの構成及び作用と重複する内容は省略し、その相異点を中心に説明することにする。
まず、図３ａに示すように、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックはバッテリーセル１５に温度センサー２０ａのみ設けられており、残りのアラーム部３１の構成要素は全て外部セットに備えられている。即ち、バッテリーパックにおいて、バッテリーセル１５に設けられた温度センサー２０ａはまさにセンサー端子Ｓ１に連結されているだけである。
また、図３ｂに示すように、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックは、バッテリーセル１５に圧力センサー２０ｂのみ設けられており、残りのアラーム部３１の構成要素は全て外部セットに備えられている。即ち、バッテリーパックにおいて、バッテリーセル１５に設けられた圧力センサー２０ｂはまさにセンサー端子S２に連結されているだけである。
併せて、図３ｃに示すように、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックはバッテリーセル１５に温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂのみ設けられており、残りのアラーム部３１の構成要素は全て外部セットに備えられている。即ち、バッテリーパックにおいて、バッテリーセル１５に設けられた温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂはまさにセンサー端子Ｓ１、Ｓ２に連結されているだけである。
一方、図３ｄに示すように、外部セットは、電源供給部３０、アラーム部３１、セット制御部３５、ディスプレイ部３６及びサウンド出力部３７を含む。ここで、前記外部セットは、通常の移動電話、ノートブックコンピュータ（ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、キャムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等、全ての携帯用電子機器をいう。
前記電源供給部３０は、前記端子Ｐ+、Ｐ-に連結されて、前記バッテリーパックからの電源をレギュレーティング（ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ）して安定した電源が供給されるようにする。
前記アラーム部３１は、前記センサー端子Ｓ１に連結されて、前記温度センサー２０ａで検出された温度を基準レベルと比較し、その検出された温度が基準レベル以上の場合、使用者に警告する役割をすることができる。
また、前記アラーム部３１は、前記センサー端子Ｓ２に連結されて、前記圧力センサー２０ｂで検出された圧力を基準レベルと比較し、その検出された圧力が基準レベル以上の場合、使用者に警告する役割をすることができる。
併せて、前記アラーム部３１は、前記センサー端子Ｓ１、Ｓ２に連結されて、前記温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂで検出された温度及び圧力を基準レベルと比較し、その検出された温度、または、圧力が基準レベル以上の場合、使用者に警告する役割をすることができる。
ここで、前記バッテリーパックに温度センサー２０ａのみ設けられている場合には、前記アラーム部３１にセンサー端子Ｓ１のみ連結される。また、前記バッテリーパックに圧力センサー２０ｂのみ設けられている場合には、前記アラーム部３１にセンサー端子Ｓ２のみ連結される。併せて、前記バッテリーパックに温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂが設けられた場合には、前記アラーム部３１にセンサー端子Ｓ１、Ｓ２が連結される。
次に、前記アラーム部３１は、前記バッテリーセル１５に対する定格温度値を基準レベルとして設定している基準レベル設定部３２と、前記温度センサー２０ａで検出された温度と前記基準レベル設定部３２の基準レベルとを比較して、前記検出された温度が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器３３と、前記比較器３３の出力信号を増幅してセット制御部３５に出力する増幅部３４からなる。
また、前記アラーム部３１は、前記バッテリーセル１５に対する定格圧力値を基準レベルとして設定している基準レベル設定部３２と、前記圧力センサー２０ｂで検出された圧力と前記基準レベル設定部３２の基準レベルとを比較して、前記検出された圧力が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器３３と、前記比較器３３の出力信号を増幅してセット制御部３５に出力する増幅部３４とからなる。
併せて、前記アラーム部３１は、前記バッテリーセル１５に対する定格温度及び圧力値を基準レベルとして設定している基準レベル設定部３２と、前記温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂで検出された温度及び圧力と前記基準レベル設定部３２の基準レベルとを比較して、前記検出された温度、または、圧力が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器３３と、前記比較器３３の出力信号を増幅してセット制御部３５に出力する増幅部３４とからなっている。
一方、前記セット制御部３５は、前記電源供給部３０により安定した電源供給を受けて、また、前記アラーム部３１の出力信号によって、所定の制御信号を出力する。
併せて、前記ディスプレイ部３６は、前記セット制御部３５の出力信号により使用者に現在のバッテリーパックの温度または圧力が基準温度または圧力以上に上昇されたことを視覚的に警告することになる。即ち、前記ディスプレイ部３６に所定の文字、絵、または、動画像などを表示して現在のバッテリーパックの温度または圧力状態を警告することになる。
また、前記サウンド出力部３７は、前記セット制御部３５の出力信号によって使用者に現在のバッテリーパックの温度または圧力の少なくともいずれか一方が基準温度または圧力以上に上昇されたことを聴覚的に警告することになる。例えば、サウンド出力部３７を通じて一定の音声メッセージ、ベル、または音楽などを用いて使用者に現在のバッテリーパックの温度または圧力状態を警告することになる。
図４ａは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図であり、図４ｂは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図であり、図４ｃは、本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。また、図４ｄは、図４ａないし図４ｃのバッテリーパックに連結される外部セットの一例を示すブロック図である。ここでも、前記の説明部分と重複する内容は省略し、その相異点を中心に説明することにする。
まず、図４ａに示すように、バッテリーパックには、温度センサー２０ａ、基準レベル設定部２２、比較器２３及び増幅部２４を含むアラーム部２１が設けられている。即ち、実際に、使用者に警告の役割をするアラーム部材がバッテリーパックでない外部セットに設けられている。
次に、図４ｂに示すように、バッテリーパックには、圧力センサー２０ｂ、基準レベル設定部２２、比較器２３及び増幅部２４を含むアラーム部２１が設けられている。
次に、図４ｃに示すように、バッテリーパックには、温度センサー２０ａ、圧力センサー２０ｂ、基準レベル設定部２２、比較器２３及び増幅部２４を含むアラーム部２１が設けられている。
このようにして、図４ａに図示されたバッテリーパックではバッテリーセル１５の温度を温度センサー２０ａが検出することになり、その検出された温度が基準レベル以上であるかを判断して、基準レベル以上の場合、その増幅された信号を、センサー端子Ｓを用いて図４ｄでのような外部セットのセット制御部３５に直接入力することになる。すると、前記セット制御部３５は、ディスプレイ部３６またはサウンド出力部３７を通じて使用者にバッテリーパックの現在の温度状態を視覚的または聴覚的に警告することになる。
また、図４ｂに図示されたバッテリーパックでは、バッテリーセル１５の圧力を圧力センサー２０ｂが検出することになり、この検出された圧力が基準レベル以上であるかを判断して、基準レベル以上の場合、その増幅された信号を、センサー端子Ｓを用いて図４ｄでのような外部セットのセット制御部３５に直接入力することになる。すると、前記セット制御部３５は、ディスプレイ部３６またはサウンド出力部３７を通じて使用者にバッテリーパックの現在の圧力状態を視覚的または聴覚的に警告することになる。
最後に、図４ｃに図示されたバッテリーパックではバッテリーセル１５の温度及び圧力を温度センサー２０ａ及び圧力センサー２０ｂが検出することになり、この検出された温度、または、圧力が基準レベル以上であるかを判断して、基準レベル以上の場合、その増幅された信号を、センサー端子Ｓを用いて図４ｄでのような外部セットのセット制御部３５に直接入力することになる。すると、前記セット制御部３５は、ディスプレイ部３６またはサウンド出力部３７を通じて使用者にバッテリーパックの現在の温度、または、圧力状態を視覚的または聴覚的に警告することになる。
一方、ここでも前記外部セットは、通常の移動電話、ノートブックコンピュータ（ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、キャムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等、全ての携帯用電子機器をいう。
本発明は、バッテリーパックの製造に利用することができる。
従来のバッテリーパックを示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 本発明の又別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係るバッテリー パックの構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 本発明の又別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 図３ａないし図３ｃに図示されたバッテリーパックに連結される外部セットの一例を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 又別の実施の形態に係るバッテリーパックの構成を示すブロック図である。 図４ａないし図４ｃに図示されたバッテリーパックに連結される外部セットの一例を示すブロック図である。
符号の説明
Ｐ+、Ｐ- 端子
Ｓ１、Ｓ２ センサー端子
１２ 充放電ＦＥＴ素子
１３ 温度フューズ
１４ フューズ
１５ バッテリーセル
１６ １次保護回路
１７ ２次保護回路
１８ スマート機能部
１９ センサー抵抗
２０ａ 温度センサー
２０ｂ 圧力センサー
２１ アラーム部
２２ 基準レベル設定部
２３ 比較器
２４ 増幅部
２５ アラーム素子

Claims (32)

  1. 充電装置、または、外部セットと連結される端子と、
    前記端子に並列に連結されて充放電するバッテリーセルと、
    前記バッテリーセルに設けられて、前記バッテリーセルの温度、または、圧力の内、少なくともいずれかの一つを検出するセンサーと、
    前記センサーから検出された値を基準レベルと比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、使用者に警告するアラーム部と、
    を含んでなることを特徴とするバッテリーパック。
  2. 前記センサーは、
    バッテリーセルの温度を検出し、これを所定の電気的信号に変換してアラーム部に出力する温度センサーと、
    前記バッテリーセルの圧力を検出し、これを所定の電気的信号に変換してアラーム部に出力する圧力センサーと、
    であることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  3. 前記アラーム部は、
    前記バッテリーセルに対する定格温度、または、圧力値の内、少なくともいずれかの一つを基準レベルとして設定している基準レベル設定部と、
    前記センサーで検出された値と前記基準レベル設定部の基準レベルとを比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器と、
    前記比較器の出力により使用者に警告をするアラーム素子と、
    を含んでなることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  4. 前記基準レベル設定部は、前記バッテリーセルに対する定格温度及び圧力を基準レベルとして設定していることを特徴とする請求項３記載のバッテリーパック。
  5. 前記アラーム素子は、所定のサウンドを出力するサウンドアラーム素子、または、所定の光を出力する光アラーム素子中から選択された、いずれかの一つであることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  6. 前記バッテリーセルから充放電電圧情報を入力して、充放電モードによって端子とバッテリーセルとの間の大電流経路に設けられた充放電ＦＥＴ素子のオン/オフを制御する１次保護回路が更に含まれることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  7. 前記バッテリーセルから充放電電圧情報を入力して、端子とバッテリーセルとの間の大電流経路に設けられたフューズの遮断の可否を制御する２次保護回路が更に含まれることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  8. 前記端子とバッテリーセルとの間には、バッテリーセルの充放電電流を感知して、前記１次保護回路に出力するセンサー抵抗が更に設けられることを特徴とする請求項６記載のバッテリーパック
  9. 前記端子とバッテリーセルとの間には、バッテリーセルの充放電電流を感知して、前記２次保護回路に出力するセンサー抵抗が更に設けられることを特徴とする請求項８記載のバッテリーパック。
  10. 前記充放電ＦＥＴ素子は、充電ＦＥＴ素子と放電ＦＥＴ素子とからなり、過充電時には充電ＦＥＴ素子がオフされ、過放電時には放電ＦＥＴ素子がオフされることを特徴とする請求項６記載のバッテリーパック。
  11. 前記充放電ＦＥＴ素子とバッテリーセルとの間には、前記充放電ＦＥＴ素子の温度が基準レベル以上に上昇した時、ターンオフされる温度フューズが更に設けられることを特徴とする請求項６記載のバッテリーパック。
  12. 前記外部セットは、携帯電話、または、ノートブック中から選択された、いずれかの一つであることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
  13. 充電装置、または、外部セットと連結される端子と、
    前記端子に並列に連結されて充放電するバッテリーセルと、
    前記バッテリーセルに設けられて、前記バッテリーセルの温度、または、圧力の内、少なくともいずれかの一つを検出するセンサーと、
    前記センサーから出力される電気的信号を外部セットに出力するセンサー端子と、
    を含んでなることを特徴とするバッテリーパック。
  14. 前記センサーは、
    バッテリーセルの温度を検出し、これを所定の電気的信号に変換してアラーム部に出力する温度センサーと、
    前記バッテリーセルの圧力を検出し、これを所定の電気的信号に変換してアラーム部に出力する圧力センサーと、
    であることを特徴とする請求項１３記載のバッテリーパック。
  15. 前記外部セットは、
    前記端子に連結されて安定した電源を供給する電源供給部と、
    前記センサー端子に連結されて、前記センサーで検出された値を基準レベルと比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、使用者に警告するアラーム部と、
    前記電源供給部により電源供給を受けて、前記アラーム部の出力信号によって、所定の制御信号を出力するセット制御部と、
    前記セット制御部の出力信号によって使用者に所定の警告サウンドを出力するサウンド出力部と、
    を含んでなることを特徴とするバッテリーパック。
  16. 前記セット制御部には、使用者に所定の警告画面を出力するディスプレイ部が更に連結されることを特徴とする請求項１５記載のバッテリーパック。
  17. 前記アラーム部は、
    前記バッテリーセルに対する定格温度、または、圧力値の内、少なくともいずれかの一つを基準レベルとして設定している基準レベル設定部と、
    前記センサーで検出された値と前記基準レベル設定部の基準レベルとを比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器と、
    前記比較器の出力信号を増幅してセット制御部に出力する増幅部と、
    を含んでなることを特徴とする請求項１５記載のバッテリーパック。
  18. 前記基準レベル設定部は、前記バッテリーセルに対する定格温度及び圧力を基準レベルとして設定していることを特徴とする請求項１７記載のバッテリーパック。
  19. 前記バッテリーセルから充放電電圧情報を入力して、充放電モードによって端子とバッテリーセルとの間の大電流経路に設けられた充放電ＦＥＴ素子のオン/オフを制御する１次保護回路が更に備えられることを特徴とする請求項１５記載のバッテリーパック。
  20. 前記バッテリーセルから充放電電圧情報を入力して、端子とバッテリーセルとの間の大電流経路に設けられたフューズの遮断の可否を制御する２次保護回路が更に備えられることを特徴とする請求項１５記載のバッテリーパック。
  21. 前記端子とバッテリーセルとの間にはバッテリーセルの充放電電流を感知して、前記１次保護回路に出力するセンサー抵抗が更に設けられることを特徴とする請求項１９記載のバッテリーパック。
  22. 前記端子とバッテリーセルとの間には、バッテリーセルの充放電電流を感知して前記２次保護回路に出力するセンサー抵抗が更に設けられることを特徴とする請求項２０記載のバッテリーパック。
  23. 前記充放電ＦＥＴ素子は、充電ＦＥＴ素子と放電ＦＥＴ素子とからなり、過充電時には充電ＦＥＴ素子がオフされ、過放電時には放電ＦＥＴ素子がオフされることを特徴とする請求項１９記載のバッテリーパック。
  24. 前記充放電ＦＥＴ素子とバッテリーセルとの間には、前記充放電ＦＥＴ素子の温度が基準レベル以上に上昇する際、ターンオフされる温度フューズが更に設けられることを特徴とする請求項１９記載のバッテリーパック。
  25. 前記外部セットは、携帯電話、または、ノートブック中から選択された、いずれかの一つであることを特徴とする請求項１５記載のバッテリーパック。
  26. 前記センサーとセンサー端子との間には、前記センサーで検出された値を基準レベルと比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力するアラーム部が更に設けられることを特徴とする請求項１３記載のバッテリーパック。
  27. 前記センサーは、
    バッテリーセルの温度を検出し、これを所定の電気的信号に変換して、アラーム部に出力する温度センサーと、
    前記バッテリーセルの圧力を検出し、これを所定の電気的信号に変換してアラーム部に出力する圧力センサーと、
    であることを特徴とする請求項２６記載のバッテリーパック。
  28. 前記アラーム部は、
    前記バッテリーセルに対する定格温度、または、圧力値の内、少なくともいずれかの一つを基準レベルとして設定している基準レベル設定部と、
    前記センサーで検出された値と前記基準レベル設定部の基準レベルとを比較して、前記検出された値が基準レベル以上の場合、一定の電気的信号を出力する比較器と、
    前記比較器の出力信号を増幅して外部セットに出力する増幅部と、
    を含んでなることを特徴とする請求項２６記載のバッテリーパック。
  29. 前記基準レベル設定部は、前記バッテリーセルに対する定格温度及び圧力値を基準レベルとして設定していることを特徴とする請求項２８記載のバッテリーパック。
  30. 前記外部セットは、
    前記端子に連結されて安定した電源を供給する電源供給部と、
    前記電源供給部により電源を供給受けて、前記センサー端子に連結されて所定の制御信号を出力するセット制御部と、
    前記セット制御部の出力信号により使用者に所定の警告サウンドを出力するサウンド出力部と、
    を含んでなることを特徴とする請求項２６記載のバッテリーパック。
  31. 前記セット制御部には、使用者に所定の警告画面を出力するディスプレイ部が更に連結されることを特徴とする請求項３０記載のバッテリーパック。
  32. 前記外部セットは、携帯電話、または、ノートブック中から選択された、いずれかの一つであることを特徴とする請求項３０記載のバッテリーパック。
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