JP2009110744A - 電池パックおよび衝撃検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】落下などによる衝撃を検出する。
【解決手段】電池パック１に衝撃が与えられていない場合には、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとが接続されており、確認信号出力端子２１と確認信号入力端子２２との間のパターンが接続されている。そのため、確認信号出力端子２１から出力された確認信号がそのまま確認信号入力端子２２に入力され、確認信号出力端子２１の信号と確認信号入力端子２２の信号とが一致する。電池パック１に衝撃が与えられた場合には、衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄのうち少なくとも１枚の基板が切断され、確認信号出力端子２１と確認信号入力端子２２との間のパターンが断線してしまう。そのため、確認信号出力端子２１から出力された確認信号が確認信号入力端子２２に入力されず、確認信号出力端子２１の信号と確認信号入力端子２２の信号とが一致しない。
【選択図】図３

Description

この発明は、二次電池の電池パックおよび電池パックに対して衝撃が与えられたことを検出する衝撃検出方法に関する。

近年、ノート型ＰＣ（Personal Computer）や携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯型電子機器では、その電源としてリチウムイオン二次電池などを用いた電池パックが広く使用されている。リチウムイオン二次電池は、過電圧などの異常な状態となった場合に、発熱や発火などのおそれがある。そのため、このような電池パックには、二次電池に対する過電圧などの異常を検出した際に、異常な状態での使用を防ぐための保護回路が搭載されており、例えば温度ヒューズを発熱抵抗によって溶断させたり、充放電ＦＥＴ（Field Effect Transistor）をＯＦＦにすることによって二次電池に対する充放電を禁止する。

例えば、下記の特許文献１には、二次電池の過電圧を検出した際に、温度ヒューズの周囲に配置された発熱抵抗に電流を流すことによって発熱させ、この熱によって温度ヒューズを溶断して二次電池に対する充放電を停止する技術が記載されている。

特開２０００−３５７５４０号公報

ところで、電池パックを落下させるなどして電池パックに対して強い衝撃が与えられた場合には、電池パックに搭載されている保護回路が故障し、正常に動作しないおそれがある。

しかしながら、従来の電池パックでは、衝撃が与えられたことを検出することができず、保護回路の故障によって二次電池に対する過電圧などの異常を検出することができないという問題点があった。そのため、ユーザは、保護回路が故障していることを知らずに、危険な状態で電池パックを使用し続けてしまうおそれがある。

したがって、この発明の目的は、落下などによる衝撃を検出することができる電池パックおよび電池パックの衝撃検出方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パックにおいて、
各種回路が搭載された第１の基板と配線パターンが設けられた第２の基板とが一体となって形成され、衝撃が与えられた場合に第１の基板および第２の基板の接続部分から切断される基板と、
所定の信号が出力される確認信号出力端子と、第２の基板の配線パターンを介して所定の信号が入力される確認信号入力端子とを有し、確認信号出力端子から出力された信号と確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御部と、
衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶する記憶部と
を備え、
制御部は、
確認信号出力端子から出力された所定の信号が確認信号入力端子に入力されない場合に衝撃が与えられたと判断し、衝撃検出情報を生成して記憶部に記憶し、
二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理を行う
ことを特徴とする電池パックである。

また、第２の発明は、外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パックの衝撃検出方法において、
所定の信号が出力される確認信号出力端子から出力された信号と、各種回路が搭載された第１の基板および配線パターンが設けられた第２の基板が一体となって形成され、電池パックに対して衝撃が与えられた場合に第１の基板および第２の基板の接続部分から切断される基板における第２の基板の配線パターンを介して所定の信号が入力される確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御ステップと、
衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶部に記憶するステップと
を備え、
制御ステップは、
確認信号出力端子から出力された所定の信号が確認信号入力端子に入力されない場合に、電池パックに対して衝撃が与えられたと判断し、衝撃検出情報を生成して記憶部に記憶し、
二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理を行う
ことを特徴とする衝撃検出方法である。

上述したように、第１および第２の発明では、所定の信号が出力される確認信号出力端子から出力された信号と、各種回路が搭載された第１の基板および配線パターンが設けられた第２の基板が一体となって形成され、電池パックに対して衝撃が与えられた場合に第１の基板および第２の基板の接続部分から切断される基板における第２の基板の配線パターンを介して所定の信号が入力される確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御ステップと、衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶部に記憶するステップとを備え、制御ステップは、確認信号出力端子から出力された所定の信号が確認信号入力端子に入力されない場合に、電池パックに対して衝撃が与えられたと判断するようにしているため、確認信号出力端子および確認信号入力端子の信号を比較するだけで、電池パックに対する衝撃を検出できる。

この発明は、衝撃が与えられた場合には、回路基板と衝撃検出基板とが切断され、衝撃検出基板が切断されることによって、確認信号出力端子から出力された信号が確認信号入力端子に入力されなくなるため、落下などによる衝撃を検出することができるという効果がある。

以下に、この発明の最良の形態を説明するが、開示される発明と実施の一形態との対応関係を例示すると、次のようになる。

請求項１に記載の電池パックは、外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パック（例えば、図１の電池パック１）において、各種回路が搭載された第１の基板（例えば、図２の回路基板３ａ）と配線パターンが設けられた第２の基板（例えば、図２の衝撃検出基板３ｂ）とが一体となって形成され、衝撃が与えられた場合に上記第１の基板および上記第２の基板の接続部分から切断される基板（例えば、図２の基板３）と、所定の信号（例えば、確認信号）が出力される確認信号出力端子（例えば、図３の確認信号出力端子２１）と、上記第２の基板の配線パターンを介して上記所定の信号が入力される確認信号入力端子（例えば、図３の確認信号入力端子２２）とを有し、上記確認信号出力端子から出力された信号と上記確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御部（例えば、図３のＭＰＵ１１）と、衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶する記憶部（例えば、図３の記憶部１２）とを備え、上記制御部は、上記確認信号出力端子から出力された上記所定の信号が上記確認信号入力端子に入力されない場合に衝撃が与えられたと判断し（例えば、図４のステップＳ３）、上記衝撃検出情報を生成して上記記憶部に記憶し（例えば、図４のステップＳ６）、上記二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理（例えば、図４のステップＳ７およびステップＳ８）を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の衝撃検出方法は、外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パック（例えば、図１の電池パック１）の衝撃検出方法において、所定の信号（例えば、確認信号）が出力される確認信号出力端子から出力された信号と、各種回路が搭載された第１の基板（例えば、図２の回路基板３ａ）および配線パターンが設けられた第２の基板（例えば、図２の衝撃検出基板３ｂ）が一体となって形成され、上記電池パックに対して衝撃が与えられた場合に上記第１の基板および上記第２の基板の接続部分から切断される基板における上記第２の基板の配線パターンを介して上記所定の信号が入力される確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御ステップ（例えば、図４のステップＳ３）と、衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶部に記憶するステップ（例えば、図４のステップＳ６）とを備え、上記制御ステップは、上記確認信号出力端子から出力された上記所定の信号が上記確認信号入力端子に入力されない場合に、上記電池パックに対して衝撃が与えられたと判断し、上記衝撃検出情報を生成して上記記憶部に記憶し、上記二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理を行う（例えば、図４のステップＳ７およびステップＳ８）ことを特徴とする。

以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の一形態による電池パック１の一例の構成を示す分解斜視図である。電池パック１は、組電池２と基板３とが接続され、上ケース４および下ケース５からなる外装ケースに収容される構成となっている。

組電池２は、例えば、３本のリチウムイオンポリマー二次電池である扁平型の二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃが基板３に接続されている。二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃは、例えば、アルミラミネートなどの外装フィルムで被覆され、一方の端面から正極端子および負極端子の電極タブが導出されている。これらの電極タブが溶接などによって基板３に設けられた接続部に接続されている。

基板３は、第１の基板としての回路基板３ａと、第２の基板としての衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとが一体となって形成されている。そして、電池パック１に対して衝撃が与えられた際に、図１の点線で示す、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分から切断される構造となっている。なお、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分の詳細な構造については後述する。

回路基板３ａは、温度ヒューズや充放電ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃの充放電を制御するための保護回路や、保護回路の動作を制御するためのＭＰＵ（Micro Processing Unit）などがマウントされている。

また、回路基板３ａは、二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃと接続するための接点部が設けられており、二次電池２ａの負極端子と二次電池２ｂの正極端子とが接続され、二次電池２ｂの負極端子と二次電池２ｃの正極端子とが接続されることにより、二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃが直列接続される。

さらに、回路基板３ａには、図示しないコネクタが電池パック１の外部に露出するようにして設けられており、このコネクタが外部の電子機器に設けられたコネクタと嵌合することにより、電池パック１と電子機器とが電気的に接続される。

衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄは、二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃの厚み方向で重なり合うように配置され、二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃと下ケース５との間に挟み込まれるようにして配置されている。衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄは、パターン配線のみの基板であり、回路基板３ａ側から供給された信号が衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄのパターン配線を通って、そのまま回路基板３ａ側に戻るようにされている。

衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄの長さは、衝撃が与えられた際に、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分から容易に切断できるようにされている。衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄの長さは、製造時のコストや効率等を考慮して決定すると好ましく、例えば二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃの長さの１／２以上とする。

なお、この例では、３個の二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃと下ケース５との間に挟み込まれるようにして、３枚の衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄがそれぞれ配置されるようにしているが、これはこの例に限られない。例えば、３個の二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃのうち少なくとも１個の二次電池と下ケース５との間に挟み込まれるように、１枚の衝撃検出基板を配置するようにしてもよい。

上ケース４および下ケース５は、例えばプラスチックモールドケースからなる。上ケース４は、二次電池２ａ，２ｂ，２ｃおよび基板３が収容された際に、二次電池２ａ，２ｂ，２ｃが収容されている部分と、基板３の回路基板３ａが収容されている部分との厚さが異なるように形成された形状となっている。

次に、回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分の構造について、図２を参照して説明する。図２Ａは、回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分についての斜視図、図２Ｂは、回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分についての上面図、図２Ｃは、図２Ｂにおける線分Ｘ−Ｘ’の断面を矢印方向から見た回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分についての断面図である。なお、ここでは、回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分を例にとって説明するが、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｃおよび３ｄとの接続部分についても、同様の構造となっている。

この発明の実施の一形態による電池パック１では、落下などによって衝撃が与えられた場合に、ケースの異なる厚さの境界部分にストレスが加わり、ケースの形状が変化したり破損したりしてしまう。そして、この例の場合には、ケースの異なる厚さの境界部分にストレスが加わることによって、内部に収容されている基板３の回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分にストレスが加わることになる。この発明の実施の一形態では、ストレスが加えられた回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分から基板が容易に切断されるようにすることで、衝撃を検出するようにしている。

図２Ｂの点線ＹおよびＹ’で囲まれた部分に示すように、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂとの接続部分の側面側には、所定幅の切り欠きが設けられている。また、図２Ｃの点線ＺおよびＺ’で囲まれた部分に示すように、この接続部分の上面側および底面側には、それぞれＶカットが設けられている。Ｖカットの幅は、例えば、切り欠きの幅よりも狭くなるように設けられている。

回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂは、例えばパターン層が４層の多層基板であり、内層部分にパターン２０が配線されている。電池パック１に衝撃が加えられ、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂとの接続部分で切断されると、内層部分に配線されたパターン２０も断線し、配線パターン２０を流れる信号が遮断される。

このように、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとの接続部分に切り欠きおよびＶカットを設けることにより、電池パック１に対して衝撃が与えられた際に、接続部分にストレスが加わり、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとが容易に切断され、内層のパターン２０を断線することができる。

なお、この例では、４層基板を例にとって説明したが、これはこの例に限られず、例えば６層基板など、内層のパターン層が２層以上の多層基板であれば、いずれの基板にも適用可能である。

次に、この発明の実施の一形態による電池パック１の一例の回路構成について、図３を参照して説明する。電池パック１は、主に、組電池２、制御部としてのＭＰＵ１１、記憶部１２、充電制御ＦＥＴ１３ａ、放電制御ＦＥＴ１３ｂ、正極端子１５、負極端子１６、通信端子１７および１８を備え、正極端子１５および負極端子１６がそれぞれ外部の電子機器や充電器の正極端子および負極端子に接続され、組電池２に対する充放電が行われる。

組電池２は、リチウムイオン二次電池等の二次電池を直列および／または並列接続した組電池である。この例では、３個の二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃが直列に接続された場合を示す。

ＭＰＵ１１は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に予め格納されたプログラムに従い、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）をワークメモリとして各部を制御する。ＭＰＵ１１は、組電池２および組電池２内の二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃのそれぞれの電圧を所定時間毎に測定するとともに、電流検出抵抗１９を流れる電流の大きさおよび向きを所定時間毎に測定する。

そして、ＭＰＵ１１は、測定した電圧値および電流値に基づき、組電池２のいずれかの二次電池２ａ，２ｂおよび２ｃの電圧が過充電検出電圧になったときに充電制御ＦＥＴ１３ａをＯＦＦし、組電池２の電圧が過放電検出電圧以下になったときに放電制御ＦＥＴ１３ｂをＯＦＦし、過充電や過放電を防止する。ここで、リチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２５Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．５Ｖ±０．１Ｖと定められる。

また、ＭＰＵ１１には、確認信号出力端子２１および確認信号入力端子２２が設けられ、確認信号出力端子２１から出力された信号が衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄに配線されたパターンを介して確認信号入力端子２２に入力される。そして、確認信号出力端子２１から出力された信号と確認信号入力端子２２に入力された信号とに基づき電池パック１に対する衝撃の検出処理を行い、検出結果に基づき、充電制御ＦＥＴ１３ａおよび放電制御ＦＥＴ１３ｂを制御するとともに、検出結果を記憶部１２に記憶する。

さらに、ＭＰＵ１１は、衝撃検出処理の検出結果に基づき、通信端子１７および１８を用いて外部の電子機器に対して異常アラームを出力する。電池パック１と外部の電子機器との通信の際に用いられる通信方式としては、例えばＳＭＢｕｓ（System Management Bus）を用いることができる。

記憶部１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）などの不揮発性メモリであり、衝撃検出処理によって得られた検出結果を示す衝撃検出情報を記憶する。なお、この例では、記憶部１２がＭＰＵ１１の外部に設けられているように説明したが、これに限られず、例えばＭＰＵ１１の内部に記憶部１２が設けられているような構成としてもよい。

充電制御ＦＥＴ１３ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦとなり、組電池２の電流経路に充電電流が流れないように、ＭＰＵ１１によって制御される。なお、充電制御ＦＥＴ１３ａのＯＦＦ後は、寄生ダイオード１４ａを介することによって放電のみが可能となる。放電制御ＦＥＴ１３ｂは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦとなり、組電池２の電流経路に放電電流が流れないように、ＭＰＵ１１によって制御される。なお、放電制御ＦＥＴ１３ｂのＯＦＦ後は、寄生ダイオード１４ｂを介することによって充電のみが可能となる。

次に、電池パック１に対する衝撃の検出方法について説明する。この発明の実施の一形態では、ＭＰＵ１１に設けられた確認信号出力端子２１から出力された信号（以下、確認信号と適宜称する）と、確認信号入力端子２２に入力された信号とを比較することにより、電池パック１に対して衝撃が与えられた否かを検出するようにしている。

電池パック１においては、ＭＰＵ１１に設けられた確認信号出力端子２１および確認信号入力端子２２が衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄに配線されたパターンを介して互いに接続されている。

電池パック１に対して衝撃が与えられていない場合には、回路基板３ａと衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄとが接続されており、確認信号出力端子２１と確認信号入力端子２２とを接続する配線パターンが接続されている。そのため、確認信号出力端子２１から出力された確認信号がそのまま確認信号入力端子２２に入力され、確認信号出力端子２１の信号と確認信号入力端子２２の信号とが一致する。したがって、電池パック１には衝撃が与えられていないと判断する。

一方、電池パック１に対して衝撃が与えられた場合には、衝撃によって衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄのうち少なくとも１枚の基板が切断され、確認信号出力端子２１と確認信号入力端子２２とを接続する配線パターンが断線してしまう。そのため、確認信号出力端子２１から出力された確認信号が確認信号入力端子２２に入力されず、確認信号出力端子２１の信号と確認信号入力端子２２の信号とが一致しない。したがって、この場合には、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断する。

電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断した場合には、衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶部１２に記憶し、充電制御ＦＥＴ１３ａおよび放電制御ＦＥＴ１３ｂをＯＦＦにする。また、通信端子１７および１８を介して、外部の電子機器に対して異常アラームを出力する。

このように、衝撃を検出された電池パック１には、衝撃検出情報が記憶部１２に記憶される。こうすることにより、電池パック１を電子機器に再度装着した場合に、衝撃検出情報の有無を確認し、衝撃検出情報が記憶されていると場合には充放電を禁止するようにしているため、故障のおそれがある電池パック１の使用を防止することができる。

なお、衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄが切断されず、確認信号出力端子２１と確認信号入力端子２２とを接続する配線パターンが断線していないにもかかわらず、何らかの原因によって確認信号出力端子２１から出力された確認信号が確認信号入力端子２２に入力されない場合が考えられる。このような場合に、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断されると、実際には電池パック１が正常であっても充放電が禁止されてしまい、電池パック１を使用することができなくなってしまう。そこで、確認信号出力端子２１から出力される確認信号を所定間隔毎に定期的に出力して衝撃検出処理を行い、所定回数一致しない場合に、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断するようにすると好ましい。

例えば、確認信号出力端子２１から出力された確認信号と確認端子入力端子２２に入力された信号とが一致しない回数を記憶部１２に記憶する。そして、確認信号出力端子２１から確認信号を所定間隔毎に出力し、確認信号出力端子２１から出力された確認信号と確認信号入力端子２２に入力された信号とが一致しない回数が所定数に達した場合には、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断する。

確認信号出力端子２１から出力される確認信号としては、例えばパルス信号が用いられる。具体的には、確認信号は、例えば信号周期が２０ｍｓｅｃ、パルス幅が１０ｍｓｅｃのパルス信号であり、確認信号出力端子２１からこのパルス信号を１回の送信につき２周期分送信する。また、このパルス信号を１秒間隔で送信し、確認信号出力端子２１の信号および確認信号入力端子２２の信号が一致しない回数が１０回に達した場合に、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断する。

次に、この発明の実施の一形態による衝撃検出処理の流れについて、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、特別な記載がない限り、以下の処理がＭＰＵ１１で行われるものとする。また、この発明の実施の一形態では、以下の処理が所定間隔毎、例えば１秒毎に巡回的に行われる。

電池パック１が装着された電子機器の電源が投入されると、一連の処理が開始され、ステップＳ１において、衝撃検出情報が記憶部１２に記憶されているか否かが判断される。衝撃検出情報が記憶部１２に記憶されていない場合は、電池パック１に対する衝撃が以前に検出されていないと判断し、ステップＳ２において、確認信号出力端子２１から確認信号が出力される。

ステップＳ３では、確認信号出力端子２１から出力された確認信号と、確認信号入力端子２２に入力された信号とが一致するか否かが判断される。確認信号出力端子２１および確認信号入力端子２２の信号が一致しない場合には、処理がステップＳ４に移行し、確認回数のカウントが１回増加されて記憶部１２に記憶される。一方、確認信号出力端子２１および確認信号入力端子２２の信号が一致した場合には、処理がステップＳ２に戻り、所定間隔毎に確認信号が確認信号出力端子２１から出力される。

そして、ステップＳ５において、記憶部１２に記憶された確認回数を読み出し、確認回数のカウントが所定回数、例えば１０回に達したか否かが判断される。確認回数が所定回数に達した場合には、電池パック１に対して衝撃が与えられたと判断し、処理がステップＳ６に移行する。一方、確認回数が所定回数未満である場合には、処理がステップＳ２に戻り、所定間隔毎に確認信号が確認信号出力端子２１から出力される。ステップＳ６では、電池パック１に対して衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報が記憶部１２に記憶される。

一方、ステップＳ１において、衝撃検出情報が記憶部１２に記憶されている場合には、電池パック１に対する衝撃が以前に検出されていると判断し、処理がステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、ＭＰＵ１１による制御に基づき充電ＦＥＴ１３ａおよび放電ＦＥＴ１３ｂがＯＦＦとされ、二次電池２に対する充放電が禁止される。また、ステップＳ８において、電池パック１に接続された電子機器に対して、電池パック１に衝撃が与えられたことを示す異常アラームが通信端子１７および１８を介して出力される。そして、ステップＳ７およびステップＳ８の動作が巡回的に繰り返され、電池パック１に対する充放電を禁止する。

このように、この発明の実施の一形態では、電池パック１に対して衝撃が与えられた場合に、衝撃検出基板３ｂ，３ｃおよび３ｄのうち少なくとも１枚の基板が切断され、確認信号出力端子２１および確認信号入力端子２２を接続する配線パターンが断線する。したがって、確認信号出力端子２１の信号と確認信号入力端子２２の信号とが一致しなくなるため、電池パック１に対する衝撃を検出することができる。

以上、この発明の実施の一形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の一形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。この発明の実施の一形態では、電源として二次電池を用いた電池パックについて説明したが、これに限られず、例えば一次電池や太陽電池、燃料電池などの各種電池を用いてもよい。さらに、二次電池としては、リチウムイオンポリマー二次電池に限らず、ニッケルカドミウム蓄電池などの二次電池を用いてもよい。

また、電池パックのケースの形状は、この例に限られない。例えば、電池パックのケースの形状としては、回路基板を収容する部分の厚さと二次電池を収容する部分の厚さとが異なる形状など、ストレスが集中的に加わりやすい部分を有する形状であればどのような形状でもよい。

例えば、図５に示すような形状の電池パック１’では、扁平型の二次電池２ａ’および２ｂ’が二次電池２ｃ’および２ｄ’と互いに対向するように配置され、それぞれの電極タブが回路基板３ａ’に接続されている。そして、衝撃検出基板３ｂ’，３ｃ’，３ｄ’および３ｅ’が二次電池２ａ’，２ｂ’，２ｃ’および２ｄ’と下ケースとの間に挟み込まれるようにして配置されている。

この電池パック１’の場合、二次電池２ａ’，２ｂ’，２ｃ’および２ｄ’を収容する部分のケースの厚さと、回路基板３ａ’を収容する部分のケースの厚さとが異なる。したがって、電池パック１’に対して衝撃が与えられた場合には、図の矢印で示す部分にストレスが加わり、ケースの形状が変化したり破損したりするため、回路基板３ａ’と衝撃検出基板３ｂ’，３ｃ’，３ｄ’および３ｅ’とが切断される。

また、扁平型の二次電池に限らず、例えば円筒型の二次電池を用いた電池パックに対しても適用可能である。例えば、図６に示すような形状の電池パック１”では、円筒型の二次電池２ａ”，２ｂ”，２ｃ”，２ｄ”，２ｅ”および２ｆ”が２並列３直列に接続され、回路基板３ａ”に接続されている。そして、衝撃検出基板３ｂ”，３ｃ”および３ｄ”が二次電池と下ケースとの間に挟み込まれるようにして配置されている。

この電池パック１”の場合、２ａ”，２ｂ”，２ｃ”，２ｄ”，２ｅ”および２ｆ”を収容する部分のケースの厚さと、回路基板３ａ”を収容する部分のケースの厚さとが異なる。したがって、電池パック１”に対して衝撃が与えられた場合には、図の矢印で示す部分にストレスが加わり、ケースの形状が変化したり破損したりするため、回路基板３ａ”と衝撃検出基板３ｂ”，３ｃ”および３ｄ”とが切断される。

なお、この発明の実施の一形態の理解を容易とするため、衝撃に強い電池パック１００の一例の構成を図７に示す。電池パック１００では、回路基板１０３を二次電池１０２ａ〜１０２ｆに沿うようにして配置することにより、二次電池１０２ａ〜１０２ｆおよび回路基板１０３を一体的にケースに収容することができ、ケースの厚さが異なる部分が存在しない。そのため、衝撃が与えられた際にストレスが集中的に加わる部分がなく、上述した電池パック１、１’および１”と比較して衝撃に強い。

この発明の実施の一形態による電池パックの一例の構成を示す分解斜視図である。 回路基板３ａおよび衝撃検出基板３ｂの接続部分の一例の構造を示す略線図である。 この発明の実施の一形態による電池パックの一例の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の一形態による衝撃検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。 電池パックの他の一例の構成を示す略線図である。 電池パックの他の一例の構成を示す略線図である。 衝撃に強い電池パックの一例の構成を示す略線図である。

符号の説明

１ 電池パック
２ 組電池
２ａ、２ｂ、２ｃ 二次電池
３ 基板
３ａ 回路基板
３ｂ、３ｃ、３ｄ 衝撃検出基板
４ 上ケース
５ 下ケース
１１ ＭＰＵ
１２ 記憶部
１３ａ 充電制御ＦＥＴ
１３ｂ 放電制御ＦＥＴ
１５ 正極端子
１６ 負極端子
１７、１８ 通信端子
１９ 電流検出抵抗
２０ パターン配線
２１ 確認信号出力端子
２２ 確認信号入力端子

Claims (9)

1. 外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パックにおいて、
   各種回路が搭載された第１の基板と配線パターンが設けられた第２の基板とが一体となって形成され、衝撃が与えられた場合に上記第１の基板および上記第２の基板の接続部分から切断される基板と、
   所定の信号が出力される確認信号出力端子と、上記第２の基板の配線パターンを介して上記所定の信号が入力される確認信号入力端子とを有し、上記確認信号出力端子から出力された信号と上記確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御部と、
   衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶する記憶部と
   を備え、
   上記制御部は、
   上記確認信号出力端子から出力された上記所定の信号が上記確認信号入力端子に入力されない場合に衝撃が与えられたと判断し、上記衝撃検出情報を生成して上記記憶部に記憶し、
   上記二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理を行う
   ことを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記二次電池に対する充放電電流を制御する充電制御ＦＥＴおよび放電制御ＦＥＴをさらに備え、
   上記制御部は、
   衝撃が与えられたと判断した場合に、上記異常検出処理として上記充電制御ＦＥＴおよび上記放電制御ＦＥＴを制御して上記二次電池に対する充放電を禁止する
   ことを特徴とする電池パック。
3. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記制御部は、
   外部の電子機器と通信を行う通信端子を有し、
   衝撃が与えられたと判断した場合に、上記異常検出処理として上記通信端子を介して上記外部の電子機器に対して異常アラームを送信する
   ことを特徴とする電池パック。
4. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記制御部は、
   上記確認信号出力端子から所定時間毎に上記所定の信号を出力し、上記確認信号出力端子から出力された上記所定の信号が上記確認信号入力端子に入力されない回数が所定回数に達した場合に衝撃が与えられたと判断する
   ことを特徴とする電池パック。
5. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記制御部は、
   上記記憶部に上記衝撃検出情報が記憶されている場合には、衝撃が与えられたと判断し、上記異常検出処理を行う
   ことを特徴とする電池パック。
6. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記衝撃検出基板は、
   上記二次電池の厚み方向で重なり合う位置に配置されている
   ことを特徴とする電池パック。
7. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記第１の基板および上記第２の基板の上記接続部分に、切り欠きが設けられている
   ことを特徴とする電池パック。
8. 請求項１に記載の電池パックにおいて、
   上記所定の信号は、パルス信号であることを特徴とする電池パック。
9. 外部の電子機器と接続され、二次電池の充放電を行う電池パックの衝撃検出方法において、
   所定の信号が出力される確認信号出力端子から出力された信号と、各種回路が搭載された第１の基板および配線パターンが設けられた第２の基板が一体となって形成され、上記電池パックに対して衝撃が与えられた場合に上記第１の基板および上記第２の基板の接続部分から切断される基板における上記第２の基板の配線パターンを介して上記所定の信号が入力される確認信号入力端子に入力された信号とに基づき衝撃を検出する制御ステップと、
   衝撃が与えられたことを示す衝撃検出情報を記憶部に記憶するステップと
   を備え、
   上記制御ステップは、
   上記確認信号出力端子から出力された上記所定の信号が上記確認信号入力端子に入力されない場合に、上記電池パックに対して衝撃が与えられたと判断し、上記衝撃検出情報を生成して上記記憶部に記憶し、
   上記二次電池に対する充放電を禁止するための異常検出処理を行う
   ことを特徴とする衝撃検出方法。

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