JP2018078672A - 電池モジュール及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】放電時に複数の電池が並列接続され、充電時に複数の電池が直列接続される構成を有し、負荷を電池モジュールから切り離すための追加の装置を有さずに充電中に負荷への供給電力を遮断できる電池モジュールを提供する。【解決手段】第１の電池Ｂ１、第２の電池Ｂ２、第１の正極端子Ｔｐ１、第１の負極端子Ｔｎ１、第２の正極端子Ｔｐ２、第２の負極端子Ｔｎ２、第１の正極端子Ｔｐ１に接続する第１の放電端子Ｔｄ１、第２の負極端子に接続する第２の放電端子Ｔｄ２、第２の正極端子に接続する第１の充電端子Ｔｃ１、第１の負極端子に接続可能に設けられ第２の放電端子から電気的に分離された第２の充電端子Ｔｃ２、第１の正極端子と第２の正極端子又は第２の負極端子とを接続する第１のスイッチＳ１、及び第１の負極端子と第２の負極端子又は第２の充電端子とを接続する第２のスイッチＳ２を備えて電池モジュール１１を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、電池モジュール及び電池パックに関する。

複数の二次電池を含む電池モジュールにおいて、負荷への放電時には複数の二次電池が並列接続され、充電器による充電時には複数の二次電池が直列接続される構成が知られている。例えば、特許文献１及び２を参照。なお、以下の説明において二次電池を単に電池と記載する場合がある。こうした構成を有する電池モジュールでは、複数の電池は、放電時に長時間に渡って稼動できると共に、充電時に充電電流を抑えつつ急速充電できる。

特開平６−１４００８１号公報 特開２０１４−１９３０３３号公報

しかしながら、上述のような構成の電池モジュールでは、充電中に負荷が動作しないように、複数の電池の直並列を切り替えるための装置（例えば、スイッチ）の他に、負荷を電池モジュールから切り離すための追加の装置（例えば、スイッチ）が必要になる。

本発明の一側面に係る目的は、放電時に複数の電池が並列接続され、充電時に複数の電池が直列接続される構成を有し、負荷を電池モジュールから切り離すための追加の装置を有さずに充電中に負荷への供給電力を遮断できる電池モジュールを提供することである。

本発明に係る一つの形態である電池モジュールは、第１の電池、第２の電池、第１の正極端子、第２の正極端子、第１の放電端子、第２の放電端子、第１の充電端子、第２の充電端子、第１のスイッチ、及び第２のスイッチを含む。第１の正極端子は第１の電池の正極側に設けられ、第１の負極端子は第１の電池の負極側に設けられる。第２の正極端子は第２の電池の正極側に設けられ、第２の負極端子は第２の電池の負極側に設けられる。第１の放電端子は第１の正極端子に接続し、第２の放電端子は第２の負極端子に接続する。第１の充電端子は第２の正極端子に接続する。第２の充電端子は、第１の負極端子に接続可能に設けられ、第２の放電端子から電気的に分離される。第１のスイッチは、第１の正極端子と第２の正極端子又は第２の負極端子とを接続する。第２のスイッチは、第１の負極端子と第２の負極端子又は第２の充電端子とを接続する。

一実施形態に従った電池モジュールによれば、放電時に複数の電池が並列接続され、充電時に複数の電池が直列接続される構成を有し、負荷を電池モジュールから切り離すための追加の装置を有さずに充電中に負荷への供給電力を遮断できる。

第１の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックの構成例を示す図である。 第１の実施形態に従った電池パックが実行する充電モードと放電モードとの間の切り替え処理の例示的フロー図である。 第１の実施形態に従った電池モジュールの配線と各端子の電圧との例示的な関係を示す図である。 第２の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックの構成例を示す図である。 実施形態に従った検知回路の構成例を示す図である。 実施形態に従った複数の電池モジュールの接続例を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックの構成例を示す図である。

電池パック１は実施形態に従った電池パックの一例である。図１に示すように、電池パック１は電池モジュール１１を含む。
電池モジュール１１は実施形態に従った電池モジュールの一例である。電池モジュール１１は、第１の電池Ｂ１、第２の電池Ｂ２、第１のスイッチＳ１、及び第２のスイッチＳ２を含む。また、電池モジュール１１は、第１の正極端子Ｔｐ１、第１の負極端子Ｔｎ１、第２の正極端子Ｔｐ２、及び第２の負極端子Ｔｎ２を含む。さらに、電池モジュール１１は、第１の放電端子Ｔｄ１、第２の放電端子Ｔｄ２、第１の充電端子Ｔｃ１、及び第２の充電端子Ｔｃ２を含む。

第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は、電池モジュール１１に含まれる複数の二次電池の一例である。第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層コンデンサ等である。なお、電池モジュール１１に含まれる電池の数は２個に限らず、２Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の電池が電池モジュール１１に含まれてもよい。

第１の正極端子Ｔｐ１は第１の電池Ｂ１の正極側に設けられ、第１の負極端子Ｔｎ１は第１の電池Ｂ１の負極側に設けられている。第２の正極端子Ｔｐ２は第２の電池Ｂ２の正極側に設けられ、第２の負極端子Ｔｎ２は第２の電池Ｂ２の負極側に設けられている。

第１の放電端子Ｔｄ１は第１の正極端子Ｔｐ１に常に接続し、第２の放電端子Ｔｄ２は第２の負極端子Ｔｎ２に常に接続する。第１の充電端子Ｔｃ１は第２の正極端子Ｔｐ２に常に接続し、第２の充電端子Ｔｃ２は第１の負極端子Ｔｎ１に接続及び遮断可能に設けられている。

電池モジュール１１と負荷２とは、第１の放電端子Ｔｄ１と負荷正極端子Ｔｌｐとが接続され、第２の放電端子Ｔｄ２と負荷負極端子Ｔｌｎとが接続されることで接続されている。負荷正極端子Ｔｌｐ及び負荷負極端子Ｔｌｎは負荷２に設けられている。負荷２は、例えば、電動フォークリフトや電気自動車等の車両であってよく、電池モジュール１１は負荷２に搭載されていてもよい。

また、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が充電器３により充電される場合、第１の充電端子Ｔｃ１と充電器正極端子Ｔｃｐとが高電位電力線Ｌｐｈを介して接続され、第２の充電端子Ｔｃ２と充電器負極端子Ｔｃｎとが低電位電力線Ｌｐｌを介して接続される。充電器正極端子Ｔｃｐ及び充電器負極端子Ｔｃｎは充電器３に設けられている。こうした接続によって、電池モジュール１１と充電器３とが接続される。

このように、電池モジュール１１では、電池モジュール１１に負荷２が接続される端子と、電池モジュール１１に充電器３が接続される端子とが別個に設けられている。すなわち、第１の充電端子Ｔｃ１は第１の放電端子Ｔｄ１から電気的に分離され、第２の充電端子Ｔｃ２は第２の放電端子Ｔｄ２から電気的に分離されている。

第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等の半導体スイッチや電磁式リレー等により構成される。第１のスイッチＳ１は、第１の正極端子Ｔｐ１と第２の正極端子Ｔｐ２又は第２の負極端子Ｔｎ２とを接続する。第２のスイッチＳ２は、第１の負極端子Ｔｎ１と第２の負極端子Ｔｎ２又は第２の充電端子Ｔｃ２とを接続する。

例えば、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が負荷２に放電する場合には、第１のスイッチＳ１は第１の正極端子Ｔｐ１と第２の正極端子Ｔｐ２とを接続し、第２のスイッチＳ２は第１の負極端子Ｔｎ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続する。この結果、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２とは、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２を介して並列に接続される。したがって、実施形態に従った電池モジュールによれば、負荷への放電時に複数の電池を長時間に渡って稼動させることができる。

また、例えば、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が充電器３により充電される場合には、第１のスイッチＳ１は第１の正極端子Ｔｐ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続し、第２のスイッチＳ２は第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２とを接続する。この結果、第１の電池Ｂ１と第２の電池Ｂ２とは、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２を介して直列に接続される。したがって、実施形態に従った電池モジュールによれば、充電経路に流れる充電電流を抑えつつ複数の電池を急速充電することができる。

さらに、前述のように、電池モジュール１１では、電池モジュール１１に負荷２が接続される端子と、電池モジュール１１に充電器３が接続される端子とが別個に設けられている。このため、負荷２と充電器３とは電池モジュール１１を介して間接的に接続される。そして、電池モジュール１１において、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が充電器３により充電される場合には、第１の放電端子Ｔｄ１と第２の放電端子Ｔｄ２とは、第１のスイッチＳ１を介して接続され、同電位になる。すなわち、負荷２は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２からも、充電器３からも電力の供給を受けない。したがって、実施形態に従った電池モジュールによれば、負荷を電池モジュールから切り離すための追加の装置を有さずに充電中に負荷への供給電力を遮断できる。そして、実施形態に従った電池モジュールによれば、複数の電池の充電中に、負荷が複数の電池及び／又は充電器からの供給電力により動作することを防止できる。

次に、電池パック１は制御部１２及び第３のスイッチＳ３を更に含む。
制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルディバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等）等により構成される。制御部１２は、電池パック１全体の制御を司る。また、制御部１２は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が所定容量まで充電されるように充電器３と通信する。

第３のスイッチＳ３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチや電磁式リレー等により構成される。図１に示す構成例では、第３のスイッチＳ３は、第２の充電端子Ｔｃ２と充電器３の充電器負極端子Ｔｃｎとの間の低電位電力線Ｌｐｌに設けられている。なお、図１に示す構成例とは異なり、第３のスイッチＳ３は、第２の電池Ｂ２の正極側と充電器３の充電器正極端子Ｔｃｐとの間の高電位電力線Ｌｐｈに設けられてもよい。すなわち、第３のスイッチＳ３は、第１の充電端子Ｔｃ１と充電器正極端子Ｔｃｐとの間の高電位電力線Ｌｐｈに設けられてもよい。或いは、第１の充電端子Ｔｃ１よりも第２の正極端子Ｔｐ２側の高電位電力線Ｌｐｈに設けられてもよい。このように、第３のスイッチＳ３は、電池モジュール１１と充電器３との間の充電電流が流れる経路上に設けられればよい。

例えば、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を充電器３により充電する場合、或いは第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が負荷２へ放電する場合、制御部１２は、以下で説明するようなスイッチ制御を実行する。図２は、第１の実施形態に従った電池パックが実行する充電モードと放電モードとの間の切り替え処理の例示的フロー図である。図３は、第１の実施形態に従った電池モジュールの配線と各端子の電圧との例示的な関係を示す図である。なお、図３に示した一例では、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２の各満充電電圧は４８［Ｖ］とされているが、４８［Ｖ］以外の任意の電圧であってもよい。

第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が負荷２へ放電する放電モード中、電池モジュール１１は状態Ａ（図３）のように配線されている。すなわち、第１のスイッチＳ１は第１の正極端子Ｔｐ１と第２の正極端子Ｔｐ２とを接続し、第２のスイッチＳ２は第１の負極端子Ｔｎ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続している。また、第３のスイッチＳ３は開いている。第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を放電モードから充電モードへ移行させる場合、制御部１２は、充電器３からの充電開始前に図２（Ａ）に示すような処理を実行する。

まず、制御部１２は、第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２とが接続されるように第２のスイッチＳ２を切り替える（ステップＳ１０１）。この結果、電池モジュール１１の配線は状態Ａから状態Ｂ（図３）へ変更される。次に、制御部１２は、第１の正極端子Ｔｐ１と第２の負極端子Ｔｎ２とが接続させるように第１のスイッチＳ１を切り替える（ステップＳ１０２）。この結果、電池モジュール１１の配線は状態Ｂから状態Ｃ（図３）へ更に変更される。

このように、電池モジュール１１の配線は、状態Ａ→状態Ｂ→状態Ｃという順序で変更される。こうした順序の変更によれば、例えば、第１の正極端子Ｔｐ１と第２の負極端子Ｔｎ２とが第１のスイッチＳ１により接続され、第２の負極端子Ｔｎ２と第１の負極端子Ｔｎ１とが第２のスイッチＳ２により接続されて、第１の電池Ｂ１が短絡することを防止できる。

さらに、ステップＳ１０２で第１のスイッチＳ１を切り替えた後、制御部１２は第３のスイッチを閉じる（ステップＳ１０３）。仮に、電池モジュール１１が状態Ｂのように配線されている時に第３のスイッチが閉じられると、低圧（例えば、４８［Ｖ］）で動作する負荷２に高圧の充電電圧（例えば、９６［Ｖ］）が充電器３から印加され、負荷２に不具合が発生する虞がある。しかしながら、上述のように、電池モジュール１１の配線が状態Ｂから状態Ｃへ変更された後に第３のスイッチが閉じられるため、そうした不具合の発生を防止できる。

ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の一連の処理が実行した後、制御部１２は、充電器３との通信を通じて第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２の充電を開始する。
一方、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が充電器３により充電される充電モード中、電池モジュール１１は状態Ｃのように配線されている。すなわち、第１のスイッチＳ１は第１の正極端子Ｔｐ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続し、第２のスイッチＳ２は第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２とを接続している。また、第３のスイッチＳ３は閉じている。第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を充電モードから放電モードへ移行させる場合、制御部１２は、負荷２への放電開始前に図２（Ｂ）に示すような処理を実行する。

まず、ステップＳ２０２で第１のスイッチＳ１を切り替える前に、制御部１２は第３のスイッチを開く（ステップＳ２０１）。次に、制御部１２は、第１の正極端子Ｔｐ１と第２の正極端子Ｔｐ２とが接続させるように第１のスイッチＳ１を切り替える（ステップＳ２０２）。この結果、電池モジュール１１の配線は状態Ｃから状態Ｂへ変更される。さらに、制御部１２は、第１の負極端子Ｔｎ１と第２の負極端子Ｔｎ２とが接続させるように第２のスイッチＳ２を切り替える（ステップＳ２０３）。この結果、電池モジュール１１の配線は状態Ｂから状態Ａへ変更される。

このように、電池モジュール１１の配線は、状態Ｃ→状態Ｂ→状態Ａという順序で変更される。こうした順序の変更によれば、例えば、第１の電池Ｂ１が前述のように短絡することを防止できる。

また、仮に、第３のスイッチが閉じられたまま電池モジュール１１の配線が状態Ｃから状態Ｂへ変更されると、電池モジュール１１に接続されたままの充電器３から高圧の充電電圧が低圧で動作する負荷２に印加され、負荷２に不具合が発生する虞がある。しかしながら、上述のように、電池モジュール１１の配線が状態Ｃから状態Ｂへ変更される前に第３のスイッチが開かれるため、そうした不具合の発生を防止できる。
＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックの構成例を示す図である。図４において、図１に示した構成要素と同様の構成要素には、図１に示した構成要素と同じ参照符号が付されている。図４に示すように、電池パック４は電池モジュール１１を含む。また、電池パック４は、制御部１２に代えて制御部４２を含む。さらに、電池パック４は電圧センサＶ及び検知回路Ｄを含む。

電圧センサＶは、例えば、電圧検出ＩＣ（Integrated Circuit）等により構成される。電圧センサＶは第１の充電端子Ｔｃ１の電圧値を測定する。例えば、図３に示すように、状態Ａ又は状態Ｂのように、第１のスイッチＳ１が第１の正極端子Ｔｐ１と第２の正極端子Ｔｐ２とを接続している場合、第１の充電端子Ｔｃ１の電圧は相対的に低圧の４８［Ｖ］であると測定される。一方、状態Ｃのように、第１のスイッチＳ１が第１の正極端子Ｔｐ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続し、第２のスイッチＳ２が第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２とを接続している場合、第１の充電端子Ｔｃ１の電圧は相対的に高圧の９６［Ｖ］であると測定される。測定された電圧値は制御部４２に入力する。

検知回路Ｄは、第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２との導通状態を検知する。検知回路Ｄは、例えば、図５に示すように構成される。図５は、実施形態に従った検知回路の構成例を示す図である。図５に示す構成例では、検知回路Ｄは、第１のプルアップ抵抗Ｒ１、第２のプルアップ抵抗Ｒ２、発光素子ＬＥＤ、及び受光素子ＰＤを含む。発光素子ＬＥＤ及び受光素子ＰＤはフォトカプラを構成する。

第１のプルアップ抵抗Ｒ１の一端は所定の電圧源Ｖｓ（例えば、５［Ｖ］）に接続され、第１のプルアップ抵抗Ｒ１の他端は発光素子ＬＥＤの一端（アノード）に接続する。発光素子ＬＥＤの他端（カソード）は、第１の負極端子Ｔｎ１に接続される。所定の電圧源Ｖｓは第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２からの出力電圧により生成されてもよい。

また、第２のプルアップ抵抗Ｒ２の一端は電圧源Ｖｓに接続され、第２のプルアップ抵抗Ｒ２の他端は制御部４２の入力端子Ｔｉｎと受光素子ＰＤの一端（コレクタ）とに接続される。受光素子ＰＤの他端（エミッタ）はグランドに接続される。

例えば、状態Ａのように、第２のスイッチＳ２が第１の負極端子Ｔｎ１と第２の負極端子Ｔｎ２とを接続する場合、発光素子ＬＥＤに電流は流れず、発光素子ＬＥＤは発光しない。この結果、受光素子ＰＤは導通せず、制御部４２の入力端子Ｔｉｎには信号レベルが相対的に高いオフ信号が入力する。一方、状態Ｂ又は状態Ｃのように、第２のスイッチＳ２が第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２とを接続する場合、発光素子ＬＥＤに電流が流れ、発光素子ＬＥＤは発光する。この結果、受光素子ＰＤは導通し、制御部４２の入力端子Ｔｉｎには信号レベルが相対的に低いオン信号が入力する。このように、検知回路Ｄは、第１の負極端子Ｔｎ１と第２の充電端子Ｔｃ２との導通状態を検知する。

制御部４２は、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、またはプログラマブルディバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ等）等により構成され、電池パック４全体の制御を司る。制御部４２は、制御部１２と同様の処理を実行する共に、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２の溶着の有無を判定する。

例えば、第１のスイッチＳ１の切り替え動作を実行した時に、電圧センサＶに測定された電圧値が高圧から低圧へ又は低圧から高圧へ変化した場合には、制御部４２は、第１のスイッチＳ１に溶着が発生していないと判定する。一方、第１のスイッチＳ１の切り替え動作を実行した時に、電圧センサＶに測定された電圧値が高圧から低圧へ又は低圧から高圧へ変化しない場合には、制御部４２は、第１のスイッチＳ１に溶着が発生していると判定する。

また、第２のスイッチＳ２の切り替え動作を実行した時に、入力端子Ｔｉｎに入力された制御信号がオン信号からオフ信号へ又はオフ信号からオン信号へ変化した場合には、制御部４２は、第２のスイッチＳ２に溶着が発生していないと判定する。一方、第２のスイッチＳ２の切り替え動作を実行した時に、入力端子Ｔｉｎに入力された制御信号がオン信号からオフ信号へ又はオフ信号からオン信号へ変化しない場合には、制御部４２は、第２のスイッチＳ２に溶着が発生していると判定する。

第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２の内の少なくとも１つに溶着が発生した場合、制御部４２は、放電モードから充電モードへの切り替え（図２（Ａ））や充電モードから放電モードへの切り替え（図２（Ｂ））を実行しない。また、制御部４２は、溶着の発生を負荷２や充電器３へ通知してもよい。

なお、第１のスイッチＳ１の溶着の有無は、第１のスイッチＳ１の切り替え処理が実行される時に判定されてよい。すなわち、例えば、ステップＳ１０２（図３（Ａ））或いはステップＳ２０２（図３（Ｂ））の処理が行われる時に第１のスイッチＳ１の溶着の有無が判定されてもよい。同様に、第２のスイッチＳ２の溶着の有無は、第２のスイッチＳ２の切り替え処理が実行された時に判定されてよい。すなわち、例えば、ステップＳ１０１（図３（Ａ））或いはステップＳ２０３（図３（Ｂ））の処理が行われる時に第２のスイッチＳ２の溶着の有無が判定されてもよい。こうした処理手順によれば、第１のスイッチＳ１或いは第２のスイッチＳ２を溶着の有無の判定のためだけに切り替えなくて済むため、溶着の有無を判定するための処理を効率化できる。

第２の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックによっても、第１の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックと同様の効果が得られる。また、第２の実施形態に従った電池モジュール及び電池パックによれば、スイッチに溶着が発生した場合にはモード切り替えが実行されないため、充電モードと放電モードとを確実に切り替えることができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、図１及び図４に示した構成例では、１個の電池モジュール１１が電池パック１に含まれているが、実施形態に従った２個以上の電池モジュール１１が実施形態に従った電池パックに含まれてもよい。その場合、実施形態に従った複数の電池モジュール１１は、例えば、図６に示すように相互に接続されてもよい。図６は、実施形態に従った複数の電池モジュールの接続例を示す図である。

図６に示す第１の電池モジュール１１−１及び第２の電池モジュール１１−２は、図１〜図５を参照しながら前述した電池モジュール１１である。図６に示すように、第１の電池モジュール１１−１の第２の充電端子Ｔｃ２と第２の電池モジュール１１−２の第１の充電端子Ｔｃ１とが接続される。また、第１の電池モジュール１１−１の第２の放電端子Ｔｄ２と第２の電池モジュール１１−２の第１の放電端子Ｔｄ１とは第４のスイッチＳ４により接続又は切断される。

第４のスイッチＳ４は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチや電磁式リレー等により構成され、第１の電池モジュール１１−１及び第２の電池モジュール１１−２と共に、電池パック１又は４のような実施形態に従った電池パックに含まれる。

第１の電池モジュール１１−１及び第２の電池モジュール１１−２夫々の第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が放電する場合、第４のスイッチＳ４は次のように動作する。すなわち、第４のスイッチＳ４は、第１の電池モジュール１１−１の第２の放電端子Ｔｄ２と第２の電池モジュール１１−２の第１の放電端子Ｔｄ１とを接続する。一方、第１の電池モジュール１１−１及び第２の電池モジュール１１−２夫々の第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が充電される場合、第４のスイッチＳ４は次のように動作する。すなわち、第４のスイッチＳ４は、第１の電池モジュール１１−１の第２の放電端子Ｔｄ２と第２の電池モジュール１１−２の第１の放電端子Ｔｄ１とを切断する。第４のスイッチＳ４は、制御部１２又は４１といった実施形態に従った電池パックに含まれる制御部によって切り替えられてもよい。

実施形態に従った複数の電池モジュールが実施形態に従った電池パックに含まれるように構成すれば、実施形態に従った電池パックをより高圧で動作する負荷に対応させることができる。

１、４ 電池パック
２ 負荷
３ 充電器
１１ 電池モジュール
１２、４２ 制御部
Ｂ１ 第１の電池
Ｂ２ 第２の電池
Ｄ 検知回路
Ｌｐｈ 高電位電力線
Ｌｐｌ 低電位電力線
ＬＥＤ 発光素子
ＰＤ 受光素子
Ｒ１ 第１のプルアップ抵抗
Ｒ２ 第２のプルアップ抵抗
Ｓ１ 第１のスイッチ
Ｓ２ 第２のスイッチ
Ｓ３ 第３のスイッチ
Ｓ４ 第４のスイッチ
Ｔｃ１ 第１の充電端子
Ｔｃ２ 第２の充電端子
Ｔｃｎ 充電器負極端子
Ｔｃｐ 充電器正極端子
Ｔｄ１ 第１の放電端子
Ｔｄ２ 第２の放電端子
Ｔｉｎ 入力端子
Ｔｌｎ 負荷負極端子
Ｔｌｐ 負荷正極端子
Ｔｎ１ 第１の負極端子
Ｔｎ２ 第２の負極端子
Ｔｐ１ 第１の正極端子
Ｔｐ２ 第２の正極端子
Ｖ 電圧センサ
Ｖｓ 電圧源

Claims (9)

1. 第１の電池と、
   第２の電池と、
   前記第１の電池の正極側に設けられた第１の正極端子と、
   前記第１の電池の負極側に設けられた第１の負極端子と、
   前記第２の電池の正極側に設けられた第２の正極端子と、
   前記第２の電池の負極側に設けられた第２の負極端子と、
   前記第１の正極端子に接続する第１の放電端子と、
   前記第２の負極端子に接続する第２の放電端子と、
   前記第２の正極端子に接続する第１の充電端子と、
   前記第１の負極端子に接続可能に設けられ、前記第２の放電端子から電気的に分離された第２の充電端子と、
   前記第１の正極端子と前記第２の正極端子又は前記第２の負極端子とを接続する第１のスイッチと、
   前記第１の負極端子と前記第２の負極端子又は前記第２の充電端子とを接続する第２のスイッチと
   を含む、電池モジュール。
2. 請求項１に記載の電池モジュールであって、
   前記第１の電池及び前記第２の電池が放電する場合には、前記第１のスイッチは前記第１の正極端子と前記第２の正極端子とを接続し、前記第２のスイッチは前記第１の負極端子と前記第２の負極端子とを接続し、
   前記第１の電池及び前記第２の電池が充電される場合には、前記第１のスイッチは前記第１の正極端子と前記第２の負極端子とを接続し、前記第２のスイッチは前記第１の負極端子と前記第２の充電端子とを接続する
   電池モジュール。
3. 請求項２に記載の電池モジュールと、
   前記第１の電池及び前記第２の電池を放電モードから充電モードへ移行させる場合に、前記第１の負極端子と前記第２の充電端子とが接続されるように前記第２のスイッチをまず切り替え、前記第１の正極端子と前記第２の負極端子とが接続されるように前記第１のスイッチを次に切り替える制御部と
   を含む、電池パック。
4. 請求項２に記載の電池モジュールと、
   前記第１の電池及び前記第２の電池を充電モードから放電モードへ移行させる場合に、前記第１の正極端子と前記第２の正極端子とが接続されるように前記第１のスイッチをまず切り替え、前記第１の負極端子と前記第２の負極端子とが接続されるように前記第２のスイッチを次に切り替える制御部と
   を含む、電池パック。
5. 請求項３に記載の電池パックであって、
   前記第２の電池の前記正極側と充電器の正極端子との間の電力線又は前記第２の充電端子と前記充電器の負極端子との間の電力線に設けられた第３のスイッチを含み、
   前記制御部は、前記第１のスイッチを切り替えた後に前記第３のスイッチを閉じる
   電池パック。
6. 請求項４に記載の電池パックであって、
   前記第２の電池の前記正極側と充電器の正極端子との間の電力線又は前記第２の充電端子と前記充電器の負極端子との間の電力線に設けられた第３のスイッチを含み、
   前記制御部は、前記第１のスイッチを切り替える前に前記第３のスイッチを開く
   電池パック。
7. 請求項３〜６の何れか一項に記載の電池パックであって、
   前記制御部は、前記第１の充電端子の電圧値に従って前記第１のスイッチの溶着の有無を判定し、前記第１の負極端子と前記第２の充電端子との導通状態に従って前記第２のスイッチの溶着の有無を判定する
   電池パック。
8. 請求項１又は２に記載の電池モジュールである第１の電池モジュール及び第２の電池モジュールと、
   前記第１の電池モジュールの前記第２の放電端子と前記第２の電池モジュールの前記第１の放電端子とを接続又は切断する第４のスイッチと
   を含み、
   前記第１の電池モジュールの前記第２の充電端子と前記第２の電池モジュールの前記第１の充電端子とが接続される
   電池パック。
9. 請求項８に記載の電池パックであって、
   前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュール夫々の前記第１の電池及び前記第２の電池が放電する場合には、前記第４のスイッチは、前記第１の電池モジュールの前記第２の放電端子と前記第２の電池モジュールの前記第１の放電端子とを接続し、
   前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュール夫々の前記第１の電池及び前記第２の電池が充電される場合には、前記第４のスイッチは、前記第１の電池モジュールの前記第２の放電端子と前記第２の電池モジュールの前記第１の放電端子とを切断する
   電池パック。
   

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