JP2012151045A - 電池パック - Google Patents

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Abstract

【課題】電池セルの過大な発熱と、スイッチ手段の過大な発熱の両方を防止できる、安全性の高い電池パックを提供すること。
【解決手段】接続された外部機器に電力を供給する電池セル２と、配置された部分の温度を検出する温度検出センサ３と、外部機器と電池セル２との間の電流経路を開閉するスイッチ手段４と、温度検出センサ３で検出された温度に応じてスイッチ手段４の開閉を制御する制御手段５とを備え、双方の温度の影響を受けるように電池セル２とスイッチ手段４の間に温度検出センサ３を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具等の外部機器に電力を供給する電池パックに関するものである。
従来から、図３に示すような、電動工具等の外部機器（図示せず）に電力を供給する電池パック１１が提案されている（特許文献１参照）。
この電池パック１１には、電池セル１２と、接続した外部機器と電池セル１２との間の電流経路を開閉するスイッチ手段１３と、温度を検出する温度検出手段１４と、検出温度に応じてスイッチ手段１３の開閉を制御する制御手段１５とが、内蔵されている。温度検出手段１４は、電池セル１２と近接して設けられている。
この電池パック１１を接続した外部機器では、連続作業や、高負荷の作業を行う場合等に、電池パック１１の電池セル１２が内部抵抗によって高温化する。
このとき、上述の電池パック１１では、温度検出手段１４で電池セル１２の温度を検出して、電池セル１２が過大な発熱状態となる前に、スイッチ手段１３により電池セル１２と外部機器との電気的接続を解除する制御が行われる。このようにすることで、電池パック１１の故障、発煙、発火を防止できる。
特開２００８−２３６８７７号公報
しかし、上述の電池パック１１では、電池セル１２が過大な発熱状態となる前に、スイッチ手段１３が内部抵抗によって高温化し、スイッチ手段１３自体が発熱して、電池パック１１の故障、発煙、発火の原因となるおそれがあった。
そこで、上記事情を鑑みて、本発明は、電池セルの過大な発熱と、スイッチ手段の過大な発熱の両方を防止できる、安全性の高い電池パックを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための本発明の電池パックは、接続された外部機器に電力を供給する電池セルと、配置された部分の温度を検出する温度検出センサと、前記外部機器と前記電池セルとの間の電流経路を開閉するスイッチ手段と、前記温度検出センサで検出された温度に応じて前記スイッチ手段の開閉を制御する制御手段とを備え、双方の温度の影響を受けるように前記電池セルと前記スイッチ手段の間に前記温度検出センサを配置したことを特徴とする。
また、本発明の電池パックは、前記スイッチ手段を実装するための基板を前記電池セルと近接して備え、この基板よりも電池セル側の位置に前記温度検出センサを配置することが好ましい。
また、本発明の電池パックは、前記温度検出センサを、前記基板の電池セル側を向く面上に実装することが好ましい。
また、本発明の電池パックは、前記スイッチ手段を、前記基板の電池セル側の反対側を向く面上に実装することが好ましい。
本発明の電池パックは、電池セルの過大な発熱と、スイッチ手段の過大な発熱の両方を防止できて、安全性の高いものとなっている。
本発明の実施形態の電池パックを示す側面断面図である。 同上の電池パックを示す側面図である。 従来の電池パックを示す側面断面図である。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図２に示す、本実施形態の電池パック１は、電動工具等の高出力モータを備えた外部機器に特に好適に接続される。電池パック１は、外部機器に着脱自在に接続されて、接続した外部機器に電力を供給する。
図１には、本実施形態の電池パック１の構造を示す断面図が記載されている。
電池パック１には、複数（図では３つ）の電池セル２と、温度検出センサ３と、スイッチ手段４と、スイッチ手段４の開閉を制御する制御手段５を備えた基板６と、が内蔵されている。これらの構成は全て、電池パック１の下部の電池パック本体７に内蔵されている。電池パック１の上部には、外部機器に着脱自在に接続される電池パック接続部８を備えている。この電池パック接続部８が外部機器に接続された状態で、外部機器には、電池セル２の電力が供給される。
複数の電池セル２は、直列に接続しており、接続された外部機器に高電力を供給することができる。本実施形態では、３つの電池セル２は、電池パック本体７内の、上部に横並びで２つ、下部に１つ、全体として三角形状を成すように配置されている。なお、電池セル２は、接続される外部機器の必要な電力に応じて、１つであってもよいし、複数（２つあるいは４つ以上）であってもよい。また、複数の電池セル２は、並列に接続してもよいし、三角形状ではなく他の様態で配置してもよい。
上述の横並びの電池セル２，２の上方には、近接する位置に基板６が配置されている。基板６には、その上面（電池セル２側の反対側を向く面）にスイッチ手段４が実装され、その下面（電池セル２側を向く面）に温度検出センサ３が実装されている。
温度検出センサ３は、チップサーミスタのような表面実装品である。温度検出センサ３は、基板６の下面のうち、横並びの電池セル２，２のうち一方の電池セル２に近接する位置に配置されている。
スイッチ手段４は、接続された外部機器と電池セル２との間の電流経路を開閉するものである。スイッチ手段４は、電池セル２に直列に接続されている。スイッチ手段４は、基板６の上面のうち、温度検出センサ３に近接する位置に配置されている。
制御手段５は、基板６に設けられている。制御手段５は、温度検出センサ３で検出された温度に応じて、スイッチ手段４の開閉を制御する。詳しくは、制御手段５は、通常（温度検出センサ３で検出した温度が所定温度未満である場合）、スイッチ手段４を閉操作して、外部機器と電池セル２を電気的に接続させている。そして、制御手段５は、温度検出センサ３で検出された温度が所定温度以上となった場合に、スイッチ手段４を開操作して、外部機器と電池セル２の電気的接続を遮断する制御を行う。
以上のように構成される本実施形態の電池パック１を接続した外部機器では、連続作業や高負荷の作業を行う場合等の、電池パック１の電池セル２やスイッチ手段４がそれぞれの内部抵抗によって高温化する際に、以下のように動作する。
すなわち、温度検出センサ３で検出した温度が、所定温度以上となった場合に、制御手段５で、スイッチ手段４を開操作して、外部機器と電池セル２の電気的接続を遮断する制御を行う。すると、電池セル２やスイッチ手段４には、それ以上負荷がかからず、電池セル２やスイッチ手段４がそれ以上高温化することを防止できる。なお、外部機器と電池セル２の電気的接続を遮断する制御が行われた場合、一定時間、この電気的接続を回復する制御を行うことができないように設定することが好適である。
そして、外部機器と電池セル２の電気的接続が遮断された状態で、一定時間経過すると、電池セル２やスイッチ手段４及びこれらの間の温度が下がる。すると、温度検出センサ３で検出する温度が所定温度未満となり、制御手段５によって、スイッチ手段４が閉操作されて、外部機器と電池セル２が再び電気的に接続された状態となる。
上述のようにして、本実施形態の電池パック１は、電池セル２の過大な発熱と、スイッチ手段４の過大な発熱の両方を防止できる。
以上まとめると、本実施形態の電池パック１は、接続された外部機器に電力を供給する電池セル２と、配置された部分の温度を検出する温度検出センサ３とを内蔵する。さらに、外部機器と電池セル２との間の電流経路を開閉するスイッチ手段４と、温度検出センサ３で検出された温度に応じてスイッチ手段４の開閉を制御する制御手段５とを内蔵する。そして、双方の温度の影響を受けるように電池セル２とスイッチ手段４の間に温度検出センサ３を配置したことを特徴とする。
このような構成とすることで、本実施形態の電池パック１は、電池セル２とスイッチ手段４双方の温度の影響を受ける部分を温度検出して、電池セル２やスイッチ手段４が過大な発熱状態となる前に、電池セル２と外部機器の電気的接続を遮断することができる。
よって、本実施形態の電池パック１は、電池セル２の過大な発熱と、スイッチ手段４の過大な発熱の両方を防止できて、より安全性の高い電池パックとなっている。
加えて、本実施形態の電池パック１は、電池セル２とスイッチ手段４それぞれを温度検出する温度検出センサ３を別々に設けなくてもよいので、部品点数が減らすことができて、部品コストを抑えることができ、且つコンパクトに形成できる。
また、本実施形態の電池パック１は、スイッチ手段４を実装するための基板６を電池セル２と近接して備え、この基板６よりも電池セル２側の位置に温度検出センサ３を配置したことを特徴とする。
このような構成としたことで、本実施形態の電池パック１は、電池セル２と基板６とスイッチ手段４と温度検出センサ３がまとまって配置されることになり、コンパクトに形成できる。
また、本実施形態の電池パック１は、温度検出センサ３を、基板６の電池セル２側を向く面上に実装したことを特徴とする。
このような構成としたことで、基板６上にスイッチ手段４と温度検出センサ３を共に実装したことになり、全体の構成がさらにコンパクト化できる。また、基板６を介してスイッチ手段４の発熱を温度検出センサ３に伝達できるので、より安定してスイッチ手段４の温度上昇を検出することができる。
また、本実施形態の電池パック１は、スイッチ手段４を、基板６の電池セル２側の反対側を向く面上に実装したことを特徴とする。
このような構成としたことで、スイッチ手段４と電池セル２の間に基板６が位置することになり、スイッチ手段４と電池セル２それぞれの温度上昇が互いに影響を与えることを抑制できる。
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。
１ 電池パック
２ 電池セル
３ 温度検出センサ
４ スイッチ手段
５ 制御手段
６ 基板

Claims (4)

  1. 接続された外部機器に電力を供給する電池セルと、配置された部分の温度を検出する温度検出センサと、前記外部機器と前記電池セルとの間の電流経路を開閉するスイッチ手段と、前記温度検出センサで検出された温度に応じて前記スイッチ手段の開閉を制御する制御手段とを備え、双方の温度の影響を受けるように前記電池セルと前記スイッチ手段の間に前記温度検出センサを配置したことを特徴とする電池パック。
  2. 前記スイッチ手段を実装するための基板を前記電池セルと近接して備え、この基板よりも電池セル側の位置に前記温度検出センサを配置したことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
  3. 前記温度検出センサを、前記基板の電池セル側を向く面上に実装したことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
  4. 前記スイッチ手段を、前記基板の電池セル側の反対側を向く面上に実装したことを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
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