JP2861879B2 - 電池パック - Google Patents

電池パック

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブル機器等
に使用する電池パックに関し、特に、リチウムイオン２
次電池を用いた電池パックの放電特性を、周囲温度と関
係なく常に一定に出来るようにした電池パックに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポータブル機器用電池パックとし
ては、Ｎｉ−Ｃｄ２次電池パックが多く用いられてい
た。このＮｉ−Ｃｄ２次電池パックは、例えば、図３に
示すように構成されている。図３は、携帯電話機用電池
パックのブロック回路図を示す。
【０００３】図３において、７１はＮｉ−Ｃｄ２次電
池、７２は過電流保護のためのＰＣＴ（Ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｅｒ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ）素子、７３は充電時の温度上昇を検出するためのサ
ーミスタ、７４はダイオードで、充電端子と放電端子を
別々にしているので、充電端子への放電阻止のためのも
のである。
【０００４】ところで、Ｎｉ−Ｃｄ電池の放電特性は、
電池容量・端子電圧ともに周囲温度にあまり影響を受け
ずに一定であり、好ましいものである。しかしながら、
ポータブル機器の小型軽量化を考えた場合、電池パック
の小型軽量高容量化を図る必要がある。特に、携帯電話
機の場合、電源電圧が５Ｖ系から３Ｖ系に推移してお
り、Ｎｉ−Ｃｄ電池又はＮｉ−Ｍｈ電池よりリチウムイ
オン２次電池の方が有利である。
【０００５】従来、リチウムイオン２次電池を用いた電
池パックとしては、図４に示すような構成のものがあっ
た。図４は電池パックのブロック回路図を示す。図４に
おいて、８１はリチウムイオン２次電池、８２は保護部
で、この保護部８２は、過放電保護回路、過充電保護回
路及び過電流保護回路からなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムイオン２次電池は、周囲温度の影響を受けやすく、低
温下においては著しく端子電圧が低下するという特性が
ある。例えば、図２のリチウムイオン２次電池の放電温
度特性図に示すように、−２０℃における電圧は、２１
℃，４０℃及び６０℃における電圧より著しく低くなっ
ている。
【０００７】したがって、リチウムイオン２次電池を上
述した従来の電池パックで使用すると、電池パックの出
力電圧が低温下で低下し、常に一定の出力電圧で使用す
ることができないという問題点があった。
【０００８】なお、ポータブル機器用電池に関する技術
は、特開平４−１２７６２０号公報、特開平２−１３３
０３８号公報、特開昭５８−２２５３６８号公報、特開
昭６２−２２３６８０号公報、特開平３−１８０７８４
号公報等で種々提案されているが、本発明のようなリチ
ウムイオン２次電池における低温下での電圧の低下を是
正する技術は何ら提案されていなかった。
【０００９】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
もので、低温下でリチウムイオン２次電池を用いた電池
パックを使用しても、出力電圧が低下することなく、常
に、一定の十分な電圧を得ることが出来る電池パックの
提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の電池パックは、リチウムイオ
ン２次電池を用い、過放電保護回路、過充電保護回路及
び電流保護回路からなる保護回路を備えた電池パックに
おいて、温度非線形素子、電流検出回路及び電圧検出回
路からなる温度検出回路と、この温度検出回路からの信
号により昇圧率を制御する制御回路と、この制御回路か
らの制御信号により昇圧する昇圧回路とを備え、前記制
御回路からの制御信号により前記過放電保護回路の過放
電保護電圧値を制御する構成としてある。好ましくは、
前記温度非線形素子がサーミスタである構成としてあ
る。
【００１１】上記構成からなる電池パックによれば、温
度非線形素子が電池パックの周囲温度に対応して抵抗値
が変化し、この温度非線形素子の抵抗値の変化により電
流値及び電圧値が変化し、電流検出回路及び電圧検出回
路が電流値及び電圧値を検出する。制御回路は、電流検
出回路及び電圧検出回路からの信号により昇圧率を演算
し、昇圧回路及び保護回路に制御信号を出力する。昇圧
回路は制御回路からの制御信号により出力電圧を昇圧さ
せ、また、保護回路は制御回路からの制御信号により過
放電保護電圧値を昇圧分低下させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電池パックの
一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本
発明による電池パックの一実施形態のブロック回路図を
示す。図１において、１はリチウムイオン２次電池、２
は電池パックの周囲温度を検出する温度検出回路、３は
温度検出回路からの信号にもとづいて昇圧率を制御する
制御回路、４は制御回路からの制御信号にもとづいて昇
圧を行なう昇圧回路、５は過放電保護回路、過充電保護
回路及び過電流保護回路からなる保護回路、６は出力端
子である。
【００１３】前記温度検出回路２は、温度非線形素子と
してのサーミスタ２１、サーミスタ２１に流れる電流値
を検出する電流検出回路２２及びサーミスタ２１にかか
る電圧を検出する電圧検出回路２３からなっている。
【００１４】制御回路３は、使用するリチウムイオン２
次電池の放電温度特性が記憶されており、電流検出回路
２２及び電圧検出回路２３からの信号により、温度を算
出するとともにその温度から電圧を演算し、所定の電圧
値になるように昇圧率を演算する。
【００１５】昇圧回路４は、ＰＷＭ制御回路４１、半導
体スイッチ素子４２、インダクタ４３、ダイオード４４
及びコンデンサ４５からなるＰＷＭ制御方式のスイッチ
ングレギュレータである。
【００１６】次に、この電池パックの動作について説明
する。まず、サーミスタ２１が周囲温度に対応してその
抵抗値が変化し、これに伴い電流値及び電圧値が変化す
る。そして、電流検出回路２２が電流値を検出するとと
もに電圧検出回路２３が電圧値を検出し、この電流値及
び電圧値を制御回路３に送る。制御回路３はこれらの信
号から周囲温度を算出し、リチウムイオン２次電池の放
電温度特性から昇圧率を決定する。
【００１７】例えば、図２に示す放電温度特性のリチウ
ムイオン２次電池を使用しており、温度が約−２０℃で
あったとすると、２１℃等における電圧より低下した
分、約０．４Ｖ昇圧するように昇圧回路４に制御信号を
出す。
【００１８】昇圧回路４は、制御回路３からの制御信号
により、ＰＷＭ制御回路４１において半導体スイッチ４
２のＯＮ／ＯＦＦ時間比を制御することにより昇圧させ
る。また、制御回路３は同時に保護回路５にも制御信号
を出し、保護回路５はこの制御信号により保護回路５の
過放電保護電圧値を昇圧分低下させる。
【００１９】したがって、出力端子６からは、周囲温度
に関係なく、すなわち周囲温度が低い場合であっても、
電圧が低下することなく常温時と同等である一定の電圧
が出力される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電池パック
によれば、周囲温度が低くリチウムイオン２次電池の本
来の特性では電圧が低下する場合であっても、常温にお
ける電圧にまで補正することが出来る。したがって、周
囲温度に関係なく常に端子電圧を低下させることなく一
定の出力電圧で使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池パックの一実施形態のブロック回
路図を示す。
【図２】リチウムイオン２次電池の放電温度特性図を示
す。
【図３】従来の電池パックのブロック回路図を示す。
【図４】従来のリチウムイオン２次電池を用いた電池パ
ックのブロック回路図を示す。
【符号の説明】
１ リチウムイオン２次電池 ２ 温度検出回路 ２１ サーミスタ ２２ 電流検出回路 ２３ 電圧検出回路 ３ 制御回路 ４ 昇圧回路 ５ 保護回路 ６ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リチウムイオン２次電池を用い、過放電
    保護回路、過充電保護回路及び電流保護回路からなる保
    護回路を備えた電池パックにおいて、 温度非線形素子、電流検出回路及び電圧検出回路からな
    る温度検出回路と、 この温度検出回路からの信号により昇圧率を制御する制
    御回路と、 この制御回路からの制御信号により昇圧する昇圧回路と
    を具備し、 前記制御回路からの制御信号により前記過放電保護回路
    の過放電保護電圧値を制御する ことを特徴とする電池パ
    ック。
  2. 【請求項２】 前記温度非線形素子が、サーミスタであ
    る請求項１記載の電池パック。
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