JP3405526B2 - Multiple battery pack power supply - Google Patents

Multiple battery pack power supply

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JP3405526B2
JP3405526B2 JP09614799A JP9614799A JP3405526B2 JP 3405526 B2 JP3405526 B2 JP 3405526B2 JP 09614799 A JP09614799 A JP 09614799A JP 9614799 A JP9614799 A JP 9614799A JP 3405526 B2 JP3405526 B2 JP 3405526B2
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charging
charge
discharging
master
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智 園部
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エヌイーシートーキン栃木株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、充電式の複数のセ
ルと充放電状態の検出や充放電の制御を行うための回路
を内蔵した複数の電池パックによる複数電池パック電源
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plurality of battery pack power supply devices including a plurality of rechargeable cells and a plurality of battery packs each having a built-in circuit for detecting charge / discharge states and controlling charge / discharge.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に
携帯電話やノートパソコン、プレーヤー、デジタルカメ
ラなどの携帯型電子機器には、電源として充電式の複数
のセルを内蔵した電池パックが用いられている。特に携
帯型電子機器においては、通常の商用電源を使用する機
器とは異なり、確実な動作を保証するためには十分な容
量の電池電源が必要である。また、携帯型の電子機器で
あっても、規模が様々であり、電源容量も一律ではない
ため、規模に対応した電源容量を確保するには、複数の
電池パックを直並列接続して用いることが必要になる。
要求に応じて電池パックの個数を変え複数電池パック電
源装置を提供する場合には、各電池パックの接続や全体
の制御が煩雑になるという問題が生じる。
2. Description of the Related Art In general, portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, players, and digital cameras use a battery pack having a plurality of rechargeable cells as a power source. There is. Particularly in portable electronic devices, unlike devices that use ordinary commercial power supplies, a battery power supply with sufficient capacity is required to ensure reliable operation. In addition, even portable electronic devices have various scales and power supply capacities are not uniform. To secure the power supply capacity corresponding to the scale, use multiple battery packs connected in series and parallel. Will be required.
When the number of battery packs is changed to provide a plurality of battery pack power supply devices according to requirements, there arises a problem that the connection of each battery pack and the overall control become complicated.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、複数の電池パックの接続、制御に
柔軟に対応できるようにするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned problems and to flexibly cope with connection and control of a plurality of battery packs.

【0004】そのために本発明は、複数の電池パックを
直並列接続して構成される複数電池パック電源装置であ
って、前記複数の電池パックは、それぞれが充電式の複
数のセルと充放電状態の検出や充放電の制御を行うため
の回路を内蔵し、1つをマスタ電池パック、それ以外を
スレーブ電池パックとして接続し、前記マスタ電池パッ
クは、前記スレーブ電池パックに対し通信により前記充
放電状態を示すデータを送信要求して監視し、前記充放
電状態を判定してコマンドを送信し充放電の制御を行
い、前記スレーブ電池パックは、データ要求に応じて充
放電状態を示すデータを送信しコマンドを受信して充放
電を行うことを特徴とするものである。
To this end, the present invention provides a plurality of battery pack power supply devices configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the plurality of battery packs has a plurality of rechargeable cells and a charging / discharging state. A built-in circuit for detecting battery charge and controlling charging / discharging, and connecting one as a master battery pack and the other as a slave battery pack, and the master battery pack communicates with the slave battery pack by the charging / discharging. Requests and monitors data indicating the status, determines the charging / discharging status, sends a command to control charging / discharging, and the slave battery pack transmits data indicating the charging / discharging status in response to a data request. Then, a command is received to perform charging / discharging.

【0005】さらに、前記マスタ電池パックは、前記充
放電状態を示すデータとして各セルの電圧を収集し、該
セルの電圧が規定値以上又は規定値以下であることを条
件に該セルを含む電池パックのデータ要求の頻度を高く
し、前記充放電状態を示すデータとして各セルの電圧を
収集し、該セルの電圧が規定値以上又は規定値以下であ
ることを条件に充放電の停止制御を行い、前記充放電状
態を示すデータとして各電池パックの温度を収集し、該
電池パックの温度が規定値以上であることを条件に充放
電の停止制御を行うことを特徴とするものである。
Further, the master battery pack collects the voltage of each cell as data indicating the charge / discharge state, and the battery including the cell is provided on condition that the voltage of the cell is equal to or more than a specified value or less than a specified value. The frequency of pack data requests is increased, the voltage of each cell is collected as data indicating the charge / discharge state, and charge / discharge stop control is performed on condition that the voltage of the cell is equal to or higher than a specified value or equal to or less than a specified value The temperature of each battery pack is collected as data indicating the charge / discharge state, and charge / discharge stop control is performed on condition that the temperature of the battery pack is equal to or higher than a specified value.

【0006】また、複数の電池パックを直並列接続して
構成される複数電池パック電源装置であって、前記複数
の電池パックは、それぞれが充電式の複数のセルと充放
電状態の検出や充放電の制御を行うための回路を内蔵す
ると共に、外周の少なくとも2面に接続コネクタを設け
該コネクタにより各電池パック間を接続して1つをマス
タ電池パック、それ以外をスレーブ電池パックとし、あ
るいは充電式の複数のセルと充放電状態の検出や充放電
の制御を行うための回路を内蔵し、各電池パック間とホ
ストを通信可能に接続すると共に1つをマスタ電池パッ
ク、それ以外をスレーブ電池パックとし、前記マスタ電
池パックは、前記スレーブ電池パックに対し通信により
前記充放電状態を示すデータを送信要求して全体のデー
タを管理し、前記充放電状態を判定してコマンドを送信
し充放電の制御を行い、前記スレーブ電池パックは、デ
ータ要求に応じて充放電状態を示すデータを送信しコマ
ンドを受信して充放電を行うことを特徴とするものであ
る。
A plurality of battery pack power supplies configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the plurality of battery packs has a plurality of rechargeable cells and detects and charges a charging / discharging state. In addition to incorporating a circuit for controlling discharge, connecting connectors are provided on at least two surfaces of the outer periphery to connect between the battery packs, one is a master battery pack, and the other is a slave battery pack, or Built-in multiple rechargeable cells and a circuit to detect charge / discharge status and control charge / discharge, connect the battery packs to the host so that they can communicate with each other, and use one as a master battery pack and the others as slaves. A battery pack, wherein the master battery pack requests the slave battery pack to transmit data indicating the charging / discharging state by communication and manages the entire data. A feature is that the discharge state is determined and a command is transmitted to control charging / discharging, and the slave battery pack transmits data indicating a charging / discharging state in response to a data request and receives a command to perform charging / discharging. To do.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る複数電池パ
ック電源装置の実施の形態を示す図、図2は本発明に係
る複数電池パック電源装置を構成する各電池パックの実
施の形態を示す図、図3はコネクタを有する電池パック
の外観及び接続状態を示す図である。図中、1〜4、2
1−1〜21−3は電池パック、5〜7、18はバス、
11はセル、12はモニタ回路、13は制御回路、14
は充放電用FET、15はプリチャージ用スイッチ素
子、16、17はコネクタを示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a multiple battery pack power supply device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of each battery pack that constitutes the multiple battery pack power supply device according to the present invention, and FIG. 3 is a connector. FIG. 3 is a diagram showing the appearance and connection state of a battery pack having 1-4, 2 in the figure
1-1 to 21-3 are battery packs, 5 to 7 and 18 are buses,
11 is a cell, 12 is a monitor circuit, 13 is a control circuit, 14
Is a charge / discharge FET, 15 is a precharge switch element, and 16 and 17 are connectors.

【0008】図1において、電池パック1〜4は、充電
式の複数のセルと共に、充放電状態の検出及び充放電の
制御が可能な制御回路(CPU)や検出回路等を内蔵し
たインテリジェントタイプの電池パックであり、バス5
〜7を介して通信可能に接続することにより複数電池パ
ック電源装置を構成している。このように複数の電池パ
ックを直並列に接続するに当たって、1つの電池パック
1のみマスタ、その他の電池パック2〜4はスレーブと
して、マスタの電池パック1がホスト、他の電池パック
その他の外部装置との通信を行い、また全ての電池パッ
ク1〜4の充放電を統括管理する。そのため、図1
(A)に示す形態では、バス5によりホストなどの外部
装置とマスタの電池パック1とを接続し、これとは別
に、内部のバス6によりマスタの電池パック1と各スレ
ーブの電池パック2〜4とを接続する。また、図1
(B)に示すようにホストなどの外部装置とマスタの電
池パック1さらには各スレーブの電池パック2〜4とを
共通のバス7で接続してもよい。
In FIG. 1, the battery packs 1 to 4 are of an intelligent type having a plurality of rechargeable cells and a control circuit (CPU) and a detection circuit capable of detecting a charge / discharge state and controlling charge / discharge. Battery pack, bus 5
A plurality of battery pack power supply devices are configured by communicatively connecting via ~ 7. In connecting a plurality of battery packs in series and parallel as described above, only one battery pack 1 is a master, the other battery packs 2 to 4 are slaves, the master battery pack 1 is a host, other battery packs and other external devices. It also communicates with and manages charging / discharging of all battery packs 1-4. Therefore,
In the form shown in (A), an external device such as a host is connected to a master battery pack 1 via a bus 5, and apart from this, an internal bus 6 is used to connect the master battery pack 1 and the slave battery packs 2 to 2. 4 and are connected. Also, FIG.
As shown in (B), an external device such as a host and the master battery pack 1 and further the slave battery packs 2 to 4 may be connected by a common bus 7.

【0009】各電池パック1〜4は、図2に示すように
充電式の複数のセル11、それらをモニタするモニタ回
路12、外部との通信や電池パック内の制御を行う制御
回路(CPU)13、充放電を直接制御する充放電用F
ET14、この充放電用FET14に並列接続されたプ
リチャージ用スイッチ素子15、外部との接続を行うコ
ネクタ16、17等からなる。モニタ回路12は、各セ
ル11の充放電状態を監視するものであり、例えば電圧
を検出する回路、さらには温度センサを有する温度検出
回路などからなり、これらにより異常電圧や異常温度を
検出した場合には充放電用FET14を制御して充放電
を停止させることもできる。また、モニタ回路12は、
充放電電流をバイパスする回路を有するものであっても
よい。制御回路13は、モニタ回路12で検出した充放
電状態を示すデータを取り込み、外部との通信によりデ
ータやコマンドを授受し充放電用FET14を制御する
例えばCPUである。プリチャージ用スイッチ素子15
は、電圧の高い方の電池パックから低い方の電池パック
へ一定以上の電流が流れないようにし、電池パック間の
電圧差が所定値以下になったとき各電池パックの充放電
用FET14をオンにするものである。
As shown in FIG. 2, each of the battery packs 1 to 4 has a plurality of rechargeable cells 11, a monitor circuit 12 for monitoring them, a control circuit (CPU) for communicating with the outside and controlling the inside of the battery pack. 13, F for charge / discharge that directly controls charge / discharge
An ET 14, a precharge switch element 15 connected in parallel with the charge / discharge FET 14, connectors 16 and 17 for connecting to the outside, and the like. The monitor circuit 12 monitors the charge / discharge state of each cell 11, and is composed of, for example, a circuit that detects a voltage, a temperature detection circuit that has a temperature sensor, and the like. When an abnormal voltage or an abnormal temperature is detected by these, Alternatively, the charge / discharge FET 14 may be controlled to stop the charge / discharge. Also, the monitor circuit 12
It may have a circuit for bypassing the charging / discharging current. The control circuit 13 is, for example, a CPU that takes in data indicating the charge / discharge state detected by the monitor circuit 12, exchanges data and commands by external communication, and controls the charge / discharge FET 14. Precharge switch element 15
Prevents a current higher than a certain amount from flowing from the battery pack with the higher voltage to the battery pack with the lower voltage, and turns on the charge / discharge FET 14 of each battery pack when the voltage difference between the battery packs becomes a predetermined value or less. It is something to do.

【0010】外部装置と接続するコネクタ16、17
は、一方を雄、他方を雌として例えば図3(A)に示す
ように電池パック21−1の前面と背面や後面、側面
に、つまり外周の少なくとも2面に、設けられる。この
ようなコネクタ16、17により図3(B)に示すよう
に複数の電池パック21−1〜21−3を接続すること
により多段に電池パックを並列接続又は直列接続する。
各電池パックは、マスタモード、スレーブモード、通常
モードを有し、通常モードでは単一の電池パックとして
機能し、他の電池パックの装着が検出された時点で電池
パックは、一方がマスタ、他方がスレーブとなり、マス
タの電池パックが外部のホストとの通信と多段接続され
た電池パック群の充放電を統括制御する。スレーブの電
池パックのコネクタにさらに他の電池パックが装着され
た場合には、スレーブの電池パックは他の電池パックが
装着されたことを検出すると共に、マスタの電池パック
に対してその装着されたことを通知する。また、複数電
池パックの接続方法において、電池パックを直列接続す
る場合、通信ラインにはフォトカプラ等のレベル変換素
子を使用してもよい。
Connectors 16, 17 for connecting to an external device
Is provided on one side as a male and the other side as a female, for example, as shown in FIG. 3A, on the front surface, the back surface, the rear surface, and the side surfaces of the battery pack 21-1, that is, on at least two surfaces of the outer periphery. By connecting a plurality of battery packs 21-1 to 21-3 with such connectors 16 and 17 as shown in FIG. 3B, the battery packs are connected in parallel or in series in multiple stages.
Each battery pack has a master mode, a slave mode, and a normal mode.In the normal mode, the battery pack functions as a single battery pack. When attachment of another battery pack is detected, one of the battery packs is the master and the other is the other. Becomes a slave, and the master battery pack controls communication with an external host and charging / discharging of battery pack groups connected in multiple stages. When another battery pack is attached to the connector of the slave battery pack, the slave battery pack detects that another battery pack is attached, and the other battery pack is attached to the master battery pack. Notify that. In the method of connecting a plurality of battery packs, when connecting the battery packs in series, a level conversion element such as a photo coupler may be used in the communication line.

【0011】他の電池パックの装着を検出する手段とし
て、図2においては、コネクタ17のB1端子をグラン
ドに接続し、そのB1端子に対応するコネクタ16のB
1S端子を抵抗にてプルアップ接続している。したがっ
て、例えば電池パックのコネクタに別の電池パックのコ
ネクタを接続したときに、コネクタ16に他の電池パッ
クのコネクタが装着されると、B1S端子がグランドレ
ベルになるので、このことにより他の電池パックの装着
が検出される。電池パックが外部装置と接続されていな
いときは、電池パック内の電池(セル)と直列に接続さ
れている充放電用FET14をオフとする。電池パック
同士が接続されたときバスを介して通信しマスタの電池
パックがスレーブの電池パックのセル電圧を取得し、パ
ック間の電圧差に応じてプリチャージ用スイッチ素子1
5に流れる電流、充放電用FET14のオン/オフを制
御する。
As means for detecting attachment of another battery pack, in FIG. 2, the B1 terminal of the connector 17 is connected to the ground, and the B of the connector 16 corresponding to the B1 terminal is connected.
The 1S terminal is pull-up connected with a resistor. Therefore, for example, when the connector of another battery pack is connected to the connector of the battery pack and the connector of the other battery pack is attached to the connector 16, the B1S terminal becomes the ground level. Pack loading is detected. When the battery pack is not connected to the external device, the charge / discharge FET 14 connected in series with the battery (cell) in the battery pack is turned off. When the battery packs are connected to each other, the master battery pack obtains the cell voltage of the slave battery pack by communicating via the bus, and the precharging switch element 1 according to the voltage difference between the packs.
5 controls the current flowing in 5 and ON / OFF of the charge / discharge FET 14.

【0012】マスタの電池パック1は、常時時分割で順
次スレーブの電池パック2〜4と通信しコマンドやデー
タの送受信を行う。例えばマスタの電池パック1は、そ
れぞれのスレーブの電池パック2〜4に対しデータ要求
のコマンドを出して充放電状態を示すデータを送信要求
して監視し、充放電状態を判定して制御のコマンドを送
信し充放電の制御を行う。これに対しスレーブの電池パ
ック2〜4は、データ要求のコマンドを受信すると充放
電状態を示すデータをマスタの電池パック1へ送信し、
マスタの電池パック1から制御のコマンドを受信して充
放電の起動、停止制御を行う。マスタの電池パック1で
は、充放電状態を示すデータとして例えば次のように各
電池パックの温度や各セルの電圧を収集し、充放電状態
に応じて通信や充放電を制御する。
The master battery pack 1 always communicates with the slave battery packs 2 to 4 in a time division manner to transmit and receive commands and data. For example, the master battery pack 1 issues a data request command to each of the slave battery packs 2 to 4 to request and monitor data indicating the charging / discharging state, and judges the charging / discharging state to control the command. To control charging and discharging. On the other hand, when the slave battery packs 2 to 4 receive the data request command, the slave battery packs 2 to 4 transmit data indicating the charge / discharge state to the master battery pack 1,
The control command is received from the master battery pack 1 to perform charge / discharge start / stop control. The master battery pack 1 collects the temperature of each battery pack and the voltage of each cell as data indicating the charging / discharging state, for example, and controls communication and charging / discharging according to the charging / discharging state.

【0013】充電時においては、まず、全電池パックの
各セルの電圧値のうち、最も高い電圧値を規定の電圧値
V1と比較し、そのセルの電圧値が規定の電圧値V1以
上の場合には、そのセルを含む電池パックとの通信を他
の電池パックよりも頻繁に行う。このことにより、最も
高い電圧値のセルを集中的に監視する。さらに高い規定
の電圧値V2と比較し、そのセルの電圧値が規定の電圧
値V2以上の場合には、そのセルを含む電池パックの充
電を選択的に停止させたり、電池パック群の充電を停止
させる。また、最も高い電圧値のセルを含む電池パック
の充電のみを選択的に停止させて、それ以外の電池パッ
ク群で充電を続け、同様に最も高い電圧値のセルを含む
電池パックから全ての電池パックの充電を停止させるま
で順次充電停止の制御を行うようにしてもよい。
At the time of charging, first, the highest voltage value among the voltage values of the cells of all the battery packs is compared with a prescribed voltage value V1, and when the voltage value of the cell is equal to or greater than the prescribed voltage value V1. Communication with the battery pack including the cell is performed more frequently than other battery packs. This centrally monitors the cells with the highest voltage values. If the voltage value of the cell is equal to or higher than the specified voltage value V2 as compared with a higher specified voltage value V2, the charging of the battery pack including the cell is selectively stopped or the battery pack group is charged. Stop. In addition, only the charging of the battery pack containing the cell with the highest voltage value is selectively stopped, and charging is continued with the other battery pack groups, and all batteries from the battery pack containing the cell with the highest voltage value are also stopped. You may make it control a charge stop sequentially until it stops charge of a pack.

【0014】放電時においては、まず、全電池パックの
各セルの電圧値のうち、最も低い電圧値を規定の電圧値
V3と比較し、そのセルの電圧値が規定の電圧値V3以
下の場合には、そのセルを含む電池パックとの通信を他
の電池パックよりも頻繁に行う。このことにより、最も
低い電圧値のセルを集中的に監視する。さらに低い規定
の電圧値V4と比較し、そのセルの電圧値が規定の電圧
値V4以下の場合には、そのセルを含む電池パックの放
電を選択的に停止させたり、電池パック群の放電を停止
させる。この場合にも、最も低い電圧値のセルを含む電
池パックの放電のみを選択的に停止させて、それ以外の
電池パック群で放電を続け、同様に最も低い電圧値のセ
ルを含む電池パックから全ての電池パックの放電を停止
させるまで順次放電停止の制御を行うようにしてもよ
い。
At the time of discharging, first, the lowest voltage value among the voltage values of the cells of all the battery packs is compared with a specified voltage value V3, and when the voltage value of the cell is equal to or less than the specified voltage value V3. Communication with the battery pack including the cell is performed more frequently than other battery packs. This centrally monitors the cell with the lowest voltage value. When the voltage value of the cell is equal to or lower than the specified voltage value V4 as compared with the lower specified voltage value V4, the discharge of the battery pack including the cell is selectively stopped or the discharge of the battery pack group is stopped. Stop. Also in this case, only the discharge of the battery pack including the cell with the lowest voltage value is selectively stopped, the discharge is continued in the other battery pack groups, and the battery pack including the cell with the lowest voltage value is also discharged. The discharge stop control may be sequentially performed until the discharge of all the battery packs is stopped.

【0015】電池パック群全体のデータとして、電流に
対しては各列電池パック群に流れる電流をそれぞれ加算
しその結果を電池パック群の電流とし、電圧に対して
は、各行電池パックの電圧を加算しその結果を電池パッ
ク群の電圧とする。さらに、電池パック群の残容量に対
してはn個の電池パックを並列接続した場合であれば初
期値として電池パック群のうち最も少ない容量値をn倍
して残容量として電池パック群の放電終止までの放電に
より残容量を0にリセットし、その後の充電により電池
パック群全体の電流を加算、放電により電流を減算す
る。また、満充電容量に対して、n個の電池パックを並
列した場合には、初期値としてn×設計容量とし、放電
終止から満充電まだの充電を経験後、その積算容量を満
充電容量とする。
As the data of the entire battery pack group, the current flowing in each column battery pack group is added to the current, and the result is taken as the current of the battery pack group, and the voltage is the voltage of each row battery pack. The result of addition is used as the voltage of the battery pack group. Further, with respect to the remaining capacity of the battery pack group, if n battery packs are connected in parallel, the smallest capacity value of the battery pack group is multiplied by n as an initial value to discharge the remaining capacity of the battery pack group. The remaining capacity is reset to 0 by discharging until the end, the current of the entire battery pack group is added by subsequent charging, and the current is subtracted by discharging. In addition, when n battery packs are arranged in parallel with respect to the full charge capacity, the initial value is set to n × design capacity, and the accumulated capacity is regarded as the full charge capacity after experiencing full charge after the end of discharge. To do.

【0016】また、マスタの電池パック1では、充放電
状態を示すデータとして、全ての電池パックの温度デー
タを収集し、全ての電池パックがある所定の温度範囲内
にない場合、つまり所定の温度を超えて温度上昇した電
池パックがある場合には、電池パック群の充放電を停止
させる。この場合にも、異常に温度上昇したその電池パ
ックに対し充放電を停止するコマンドを発行し、その電
池パックのみを選択的に充放電停止させるようにしても
よい。また、マスタの電池パック1は、電池パック群全
体のガスゲージデータを単体の電池パックのガスゲージ
データとは別に保有し、ホストの要求に応じて送信す
る。
Further, in the master battery pack 1, temperature data of all battery packs are collected as data indicating a charge / discharge state, and when all battery packs are not within a predetermined temperature range, that is, a predetermined temperature. If there is a battery pack whose temperature has risen above, the charging / discharging of the battery pack group is stopped. In this case as well, a command to stop charging / discharging may be issued to the battery pack whose temperature has risen abnormally to selectively stop charging / discharging only that battery pack. Further, the master battery pack 1 holds the gas gauge data of the entire battery pack group separately from the gas gauge data of the single battery pack, and transmits the gas gauge data according to the request of the host.

【0017】図4は通信フォーマットの例を示す図、図
5はマスタの電池パックとスレーブの電池パックとの通
信例を示す図である。各電池パックには、アドレスが割
り付けられており、例えば図4に示すようにアドレスと
コマンドとデータや、アドレスとコマンド、アドレスと
データを送受信し、各電池パックは、自己のアドレスを
受信することによってそれに続くデータやコマンドを受
信することができる。したがって、マスタとスレーブで
は、例えば図5に示すようにマスタから各スレーブに、
まずアドレスを送付した後、データやコマンドの送受信
を行う。また、図1(B)に示すようにホストとマスタ
及びスレーブが同一のバスを介して通信する場合には、
ホストとマスタ及び全てのスレーブにアドレスが割り振
られる。そして、マスタが何等かの異常でホストと通信
できなくなった場合には、ホストが、正常に通信できる
スレーブに対し、コマンドを送付しマスタとすることが
できる。マスタとスレーブの通信中にホストから通信要
求(割り込み要求)があった場合、マスタは直ちにスレ
ーブとの通信を中断し、ホストとの通信を行う。ホスト
との通信終了後、マスタはスレーブに対し中断された送
信データについては再送し、中断された受信データにつ
いては再送要求を行う。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a communication format, and FIG. 5 is a diagram showing an example of communication between a master battery pack and a slave battery pack. An address is assigned to each battery pack. For example, as shown in FIG. 4, addresses and commands and data, addresses and commands, addresses and data are transmitted and received, and each battery pack receives its own address. Allows you to receive subsequent data and commands. Therefore, in the master and slave, for example, as shown in FIG. 5, from the master to each slave,
First, after sending the address, data and commands are sent and received. In addition, as shown in FIG. 1B, when the host and the master and slave communicate via the same bus,
Addresses are assigned to the host and master and all slaves. Then, when the master cannot communicate with the host due to some abnormality, the host can send a command to the slave which can normally communicate with the host to be the master. When there is a communication request (interrupt request) from the host during communication between the master and slave, the master immediately interrupts communication with the slave and communicates with the host. After the communication with the host is completed, the master retransmits the interrupted transmission data to the slave and requests the retransmission of the interrupted reception data.

【0018】また、ある電池パックが何等かの原因で充
放電不可能となった場合、マスタは、ホストに対しその
電池パックの交換要求の情報を送信する。これによりホ
ストは、表示装置や印刷装置その他の出力装置を介して
交換要求を受けた電池パックを報知出力する。何らかの
故障により充放電できなくなった電池パックは、その電
池パックを含む直列に接続された電池パック群のみを充
放電停止させ、故障からの復帰又は交換された時点でそ
の列の電池パック群を充放電可能とする。その際、他の
列の電池パック群とトータル電圧差がある電圧範囲内に
なったときのみ充放電を開始する。充放電を開始した列
は、他の列の電池パックとの電圧差により電流が流れる
が、この電流が大きいときは充放電できる期間を短く
し、流れる電流が小さくなるにしたがって充放電できる
期間を長くし、流れる電流が0になれば通常の充放電制
御に移行する。
When a certain battery pack cannot be charged / discharged for some reason, the master sends information of a request for replacing the battery pack to the host. As a result, the host informs and outputs the battery pack that has received the replacement request via the output device such as the display device or the printing device. For a battery pack that cannot be charged or discharged due to some failure, stop charging and discharging only the battery pack group connected in series including the battery pack, and charge the battery pack group in that row at the time of recovery from the failure or replacement. Discharge is possible. At that time, charging / discharging is started only when the total voltage difference between the battery pack groups in the other columns is within a certain voltage range. In the column that started charging / discharging, a current flows due to the voltage difference from the battery packs in the other columns.When this current is large, the charging / discharging period is shortened, and as the flowing current decreases, the charging / discharging period becomes longer. If the current is made longer and the flowing current becomes 0, the normal charge / discharge control is started.

【0019】次に、充放電時におけるマスタの電池パッ
クによる処理の例を説明する。図6は充電モードにおけ
るマスタの電池パックによる処理の流れ1例を説明する
ための図、図7は放電モードにおけるマスタの電池パッ
クによる処理の流れの1例を説明するための図である。
Next, an example of processing by the master battery pack during charging and discharging will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a process flow by the master battery pack in the charging mode, and FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a process flow by the master battery pack in the discharge mode.

【0020】充電モードにおいては、図6に示すように
各電池パックのデータを時分割で順次収集する(ステッ
プS11)。次に、各電池パックに含まれる各セルの電
圧を設定値V1と比較し(ステップS12)、設定値V
1以上の電圧のセルがあるか否かを判定する(ステップ
S13)。設定値V1以上の電圧のセルがある場合に
は、そのセルを含む電池パックとの通信インターバルを
短縮する(ステップS14)。これは、設定値V1以上
の電圧のセルを含む電池パックとの通信を他の電池パッ
クよりも頻繁に行うようにするためである。
In the charging mode, as shown in FIG. 6, the data of each battery pack is sequentially collected in a time division manner (step S11). Next, the voltage of each cell included in each battery pack is compared with the set value V1 (step S12), and the set value V is set.
It is determined whether there is a cell having a voltage of 1 or more (step S13). If there is a cell having a voltage equal to or higher than the set value V1, the communication interval with the battery pack including the cell is shortened (step S14). This is because communication with a battery pack including cells having a voltage equal to or higher than the set value V1 is performed more frequently than other battery packs.

【0021】さらに、各セルの電圧を設定値V2と比較
し(ステップS15)、設定値V2以上の電圧のセルが
あるか否かを判定する(ステップS16)。設定値V2
以上の電圧のセルがない場合、及びステップS13で設
定値V1以上の電圧のセルがない場合には、設定温度以
上の電池パックがあるか否かを判定し(ステップS1
7)、各電池パックの温度が設定温度の範囲内にある場
合には、ステップS11に戻って同様の処理を繰り返し
実行する。
Further, the voltage of each cell is compared with the set value V2 (step S15), and it is determined whether or not there is a cell with a voltage equal to or higher than the set value V2 (step S16). Set value V2
If there is no cell having the above voltage, or if there is no cell having the voltage equal to or more than the set value V1 in step S13, it is determined whether or not there is a battery pack having the set temperature or more (step S1).
7) If the temperature of each battery pack is within the set temperature range, the process returns to step S11 to repeat the same processing.

【0022】しかし、設定値V2以上の電圧のセルがあ
る場合、あるいは設定温度を越える電池パックがある場
合には、電池パック毎に停止するように設定されている
か否かを判定して(ステップS18)、YESの場合に
は、該当する電池パックの充電を停止させ(ステップS
19)、その結果、全電池パックの充電が停止していれ
ば充電を終了とし、そうでなければ、ステップS11に
戻って(ステップS20)同様の処理を繰り返し実行す
る。また、ステップS18で、NOの場合、つまり全電
池パック充電停止の設定の場合には、充電を終了とす
る。
However, if there is a cell with a voltage equal to or higher than the set value V2, or if there is a battery pack that exceeds the set temperature, it is determined whether or not it is set to stop for each battery pack (step If the answer is YES, the charging of the corresponding battery pack is stopped (step S18).
19) As a result, if the charging of all the battery packs is stopped, the charging is terminated. If not, the process returns to step S11 (step S20) and the same processing is repeatedly executed. If NO in step S18, that is, if the setting for stopping the charging of all battery packs is set, the charging is ended.

【0023】なお、充電モードにおいて、電池パックが
パルス充電を行う場合には、マスタからの信号を受けて
全てのスレーブが同じタイミングでパルス充電し、同じ
タイミングでパルス充電を停止する。つまり、全ての電
池パックのパルス充電のタイミングを同期させる。
When the battery pack performs pulse charging in the charge mode, all slaves receive pulse signals at the same timing in response to a signal from the master and stop pulse charging at the same timing. That is, the timing of pulse charging of all battery packs is synchronized.

【0024】放電モードにおいては、図7に示すように
各電池パックのデータを時分割で順次収集する(ステッ
プS31)。次に、各電池パックに含まれる各セルの電
圧を設定値V3と比較し(ステップS32)、設定値V
3以下の電圧のセルがあるか否かを判定する(ステップ
S33)。設定値V3以下の電圧のセルがある場合に
は、そのセルを含む電池パックとの通信インターバルを
短縮する(ステップS34)。これは、設定値V3以下
の電圧のセルを含む電池パックとの通信を他の電池パッ
クよりも頻繁に行うようにするためである。
In the discharge mode, as shown in FIG. 7, the data of each battery pack is sequentially collected in a time division manner (step S31). Next, the voltage of each cell included in each battery pack is compared with the set value V3 (step S32), and the set value V is set.
It is determined whether there is a cell having a voltage of 3 or less (step S33). If there is a cell having a voltage equal to or lower than the set value V3, the communication interval with the battery pack including the cell is shortened (step S34). This is because communication with a battery pack including cells having a voltage equal to or lower than the set value V3 is performed more frequently than other battery packs.

【0025】さらに、各セルの電圧を設定値V4と比較
し(ステップS35)、設定値V4以下の電圧のセルが
あるか否かを判定する(ステップS36)。設定値V4
以下の電圧のセルがない場合、及びステップS33で設
定値V3以下の電圧のセルがない場合には、設定温度以
上の電池パックがあるか否かを判定し(ステップS3
7)、各電池パックの温度が設定温度の範囲内にある場
合には、ステップS31に戻って同様の処理を繰り返し
実行する。
Further, the voltage of each cell is compared with the set value V4 (step S35), and it is determined whether or not there is a cell having a voltage equal to or lower than the set value V4 (step S36). Set value V4
If there is no cell having the following voltage or if there is no cell having the voltage equal to or lower than the set value V3 in step S33, it is determined whether or not there is a battery pack having the set temperature or higher (step S3).
7) If the temperature of each battery pack is within the set temperature range, the process returns to step S31 to repeat the same process.

【0026】しかし、設定値V4以下の電圧のセルがあ
る場合、あるいは設定温度を越える電池パックがある場
合には、電池パック毎に停止するように設定されている
か否かを判定して(ステップS38)、YESの場合に
は、該当する電池パックの放電を停止させ(ステップS
39)、その結果、全電池パックの放電が停止していれ
ば放電を終了とし、そうでなければ、ステップS31に
戻って(ステップS40)同様の処理を繰り返し実行す
る。また、ステップS38で、NOの場合、つまり全電
池パック放電停止の設定の場合には、放電を終了とす
る。
However, if there is a cell with a voltage equal to or lower than the set value V4, or if there is a battery pack that exceeds the set temperature, it is determined whether or not it is set to stop for each battery pack (step S38), in the case of YES, the discharge of the corresponding battery pack is stopped (step S
39) As a result, if the discharging of all the battery packs is stopped, the discharging is terminated. If not, the process returns to step S31 (step S40) and the same processing is repeatedly executed. If NO in step S38, that is, if the setting for stopping the discharging of all battery packs is set, the discharging is ended.

【0027】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、コネクタを前面と背面に設けたが、
上下左右の側面に設けるようにしてもよいし、並列接続
用のコネクタと直列接続用のコネクタとを設けるように
してもよい。また、ホストとメインの電池パックとの通
信を行ってスレーブの電池パックを監視制御したが、電
池パックを全てスレーブとし、ホストが電池パック群の
充放電制御を統括するように構成してもよいことはいう
までもない。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the connectors are provided on the front surface and the back surface,
It may be provided on the upper, lower, left, and right side surfaces, or a connector for parallel connection and a connector for series connection may be provided. Further, although the host and the main battery pack communicate with each other to monitor and control the slave battery pack, all the battery packs may be slaves, and the host may supervise charge / discharge control of the battery pack group. Needless to say.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の電池パックを直並列接続して構成され
る複数電池パック電源装置であって、複数の電池パック
は、それぞれが充電式の複数のセルと充放電状態の検出
や充放電の制御を行うための回路を内蔵し、1つをマス
タ電池パック、それ以外をスレーブ電池パックとして接
続し、マスタ電池パックは、スレーブ電池パックに対し
通信により充放電状態を示すデータを送信要求して監視
し、充放電状態を判定してコマンドを送信し充放電の制
御を行い、スレーブ電池パックは、データ要求に応じて
充放電状態を示すデータを送信しコマンドを受信して充
放電を行うので、電池パックの増減しても基本的な充放
電の制御を変えることなくスレーブ電池パックの数の増
減として対応することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a plurality of battery pack power supply devices configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the plurality of battery packs is A plurality of rechargeable cells and a circuit for detecting charge / discharge status and controlling charge / discharge are built-in. One is connected as a master battery pack and the other is connected as a slave battery pack. The battery is requested to send data indicating the charging / discharging status by communication and monitored, the charging / discharging status is judged and a command is sent to control charging / discharging, and the slave battery pack is charged / discharged in response to the data request. The data is sent and the command is received to charge and discharge, so even if the number of battery packs is increased or decreased, the number of slave battery packs can be increased or decreased without changing the basic charge and discharge control. Door can be.

【0029】また、マスタ電池パックで、充放電状態を
示すデータとして各セルの電圧を収集し、該セルの電圧
が規定値以上又は規定値以下であることを条件に該セル
を含む電池パックのデータ要求の頻度を高くしたり、充
放電の停止制御を行ったり、充放電状態を示すデータと
して各電池パックの温度を収集し、該電池パックの温度
が規定値以上であることを条件に充放電の停止制御を行
うので、全ての電池パックの充放電の統括管理を容易に
行うことができる。さらに、ホストと接続してホストか
らマスタとスレーブを設定したり、全電池パックをスレ
ーブとして制御することによりホストからの充放電の統
括管理を容易に行うこともできる。しかも、コネクタに
より電池パック間を接続することにより、電池パックの
追加、交換等を容易に行うことができる。
In the master battery pack, the voltage of each cell is collected as data indicating the charge / discharge state, and the battery pack including the cell is provided on condition that the voltage of the cell is equal to or higher than a specified value or equal to or lower than the specified value. The frequency of data requests is increased, charge / discharge stop control is performed, the temperature of each battery pack is collected as data indicating the charge / discharge state, and the condition that the temperature of the battery pack is equal to or higher than a specified value is satisfied. Since the discharge stop control is performed, it is possible to easily perform the integrated management of charge / discharge of all battery packs. Further, by connecting to the host to set a master and a slave from the host, or controlling all battery packs as slaves, it is possible to easily perform integrated management of charge / discharge from the host. Moreover, by connecting the battery packs with the connector, it is possible to easily add or replace the battery packs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る複数電池パック電源装置の実施
の形態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a multiple battery pack power supply device according to the present invention.

【図2】 本発明に係る複数電池パック電源装置を構成
する各電池パックの実施の形態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of each battery pack that constitutes the multiple battery pack power supply device according to the present invention.

【図3】 コネクタを有する電池パックの外観及び接続
状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an external appearance and a connection state of a battery pack having a connector.

【図4】 通信フォーマットの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a communication format.

【図5】 マスタの電池パックとスレーブの電池パック
との通信例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of communication between a master battery pack and a slave battery pack.

【図6】 充電モードにおけるマスタの電池パックによ
る処理の流れ1例を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the flow of processing by the master battery pack in the charging mode.

【図7】 放電モードにおけるマスタの電池パックによ
る処理の流れの1例を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the flow of processing by the master battery pack in the discharge mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…1〜4、21−1〜21−3…電池パック、5〜
7、18…バス、11…セル、12…モニタ回路、13
…制御回路、14…充放電用FET、15…プリチャー
ジ用スイッチ素子、16、17…コネクタ
1 ... 1-4, 21-1-21-3 ... Battery pack, 5-
7, 18 ... Bus, 11 ... Cell, 12 ... Monitor circuit, 13
... Control circuit, 14 ... Charge / discharge FET, 15 ... Precharge switch element, 16, 17 ... Connector

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の電池パックを直並列接続して構成
される複数電池パック電源装置であって、 前記複数の電池パックは、それぞれが充電式の複数のセ
ルと充放電状態の検出や充放電の制御を行うための回路
を内蔵し、1つをマスタ電池パック、それ以外をスレー
ブ電池パックとして接続し、 前記マスタ電池パックは、前記スレーブ電池パックに対
し通信により前記充放電状態を示すデータを送信要求し
て全体のデータを管理し、前記充放電状態を判定してコ
マンドを送信し充放電の制御を行い、 前記スレーブ電池パックは、データ要求に応じて充放電
状態を示すデータを送信しコマンドを受信して充放電を
行うことを特徴とする複数電池パック電源装置。
1. A plurality of battery pack power supply devices configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the plurality of battery packs includes a plurality of rechargeable cells and detection and charging of a charging / discharging state. A circuit for controlling discharge is built in, one is connected as a master battery pack and the other is connected as a slave battery pack, and the master battery pack communicates with the slave battery pack by data indicating the charge / discharge state. To control the entire data, determine the charge / discharge state and send a command to control charge / discharge, and the slave battery pack transmits data indicating the charge / discharge state in response to a data request. Then, the multi-battery pack power supply device is characterized by receiving a command and performing charging / discharging.
【請求項2】 前記マスタ電池パックは、前記充放電状
態を示すデータとして各セルの電圧を収集し、該セルの
電圧が規定値以上又は規定値以下であることを条件に該
セルを含む電池パックのデータ要求の頻度を高くするこ
とを特徴とする請求項1記載の複数電池パック電源装
置。
2. The master battery pack collects a voltage of each cell as data indicating the charge / discharge state, and a battery including the cell provided that the voltage of the cell is equal to or higher than a specified value or equal to or lower than a specified value. 2. The multi-battery pack power supply device according to claim 1, wherein a frequency of requesting data of the pack is increased.
【請求項3】 前記マスタ電池パックは、前記充放電状
態を示すデータとして各セルの電圧を収集し、該セルの
電圧が規定値以上又は規定値以下であることを条件に充
放電の停止制御を行うことを特徴とする請求項1記載の
複数電池パック電源装置。
3. The master battery pack collects the voltage of each cell as data indicating the charge / discharge state, and charge / discharge stop control on condition that the voltage of the cell is equal to or higher than a specified value or equal to or lower than a specified value. The multi-battery pack power supply device according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記マスタ電池パックは、前記充放電状
態を示すデータとして各電池パックの温度を収集し、該
電池パックの温度が規定値以上であることを条件に充放
電の停止制御を行うことを特徴とする請求項1記載の複
数電池パック電源装置。
4. The master battery pack collects the temperature of each battery pack as data indicating the charge / discharge state, and performs charge / discharge stop control on condition that the temperature of the battery pack is equal to or higher than a specified value. The multi-battery pack power supply device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 複数の電池パックを直並列接続して構成
される複数電池パック電源装置であって、 前記複数の電池パックは、それぞれが充電式の複数のセ
ルと充放電状態の検出や充放電の制御を行うための回路
を内蔵すると共に、外周の少なくとも2面に接続コネク
タを設け該コネクタにより各電池パック間を接続して1
つをマスタ電池パック、それ以外をスレーブ電池パック
とし、 前記マスタ電池パックは、前記スレーブ電池パックに対
し通信により前記充放電状態を示すデータを送信要求し
て全体のデータを管理し、前記充放電状態を判定してコ
マンドを送信し充放電の制御を行い、 前記スレーブ電池パックは、データ要求に応じて充放電
状態を示すデータを送信しコマンドを受信して充放電を
行うことを特徴とする複数電池パック電源装置。
5. A plurality of battery pack power supplies configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the plurality of battery packs has a plurality of rechargeable cells and detects and charges a charge / discharge state. In addition to having a built-in circuit for controlling discharge, connecting connectors are provided on at least two surfaces of the outer periphery to connect the battery packs to each other.
One is a master battery pack and the other is a slave battery pack, and the master battery pack requests the slave battery pack to transmit data indicating the charging / discharging state by communication and manages the entire data, The state is determined and a command is transmitted to control charging / discharging, and the slave battery pack transmits data indicating a charging / discharging state in response to a data request and receives a command to perform charging / discharging. Multiple battery pack power supply.
【請求項6】 複数の電池パックを直並列接続して構成
される複数電池パック電源装置であって、 前記各電池パックは、充電式の複数のセルと充放電状態
の検出や充放電の制御を行うための回路を内蔵し、各電
池パック間とホストを通信可能に接続すると共に1つを
マスタ電池パック、それ以外をスレーブ電池パックと
し、 前記マスタ電池パックは、前記スレーブ電池パックに対
し通信により前記充放電状態を示すデータを送信要求し
て全体のデータを管理し、前記充放電状態を判定してコ
マンドを送信し充放電の制御を行い、 前記スレーブ電池パックは、データ要求に応じて充放電
状態を示すデータを送信しコマンドを受信して充放電を
行うことを特徴とする複数電池パック電源装置。
6. A plurality of battery pack power supplies configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel, wherein each of the battery packs has a plurality of rechargeable cells and detection of charge / discharge state and control of charge / discharge. A built-in circuit for performing communication between the battery packs and the host so as to communicate with each other, one as a master battery pack and the other as a slave battery pack, and the master battery pack communicates with the slave battery pack. Manages the entire data by requesting transmission of data indicating the charging / discharging state, controls the charging / discharging by transmitting a command by judging the charging / discharging state, and the slave battery pack responds to the data request. A multi-battery pack power supply device characterized by transmitting data indicating a charging / discharging state and receiving a command to perform charging / discharging.
【請求項7】 前記マスタ電池パックは、充放電不能と
なった電池パックを検出した場合、当該電池パックを前
記ホストに通知し、前記ホストは、前記充放電不能とな
った電池パックを報知することを特徴とする請求項6記
載の複数電池パック電源装置。
7. When the master battery pack detects a battery pack that cannot be charged and discharged, the master battery pack notifies the host of the battery pack, and the host notifies the battery pack that cannot be charged and discharged. The multi-battery pack power supply device according to claim 6, wherein.
【請求項8】 前記マスタ電池パックは、電池パック群
全体の電流を充電により加算し、放電により減算して残
容量を管理することを特徴とする請求項6記載の複数電
池パック電源装置。
8. The master battery pack is a battery pack group.
The total current is added by charging and subtracted by discharging and left.
The multi-battery pack power supply device according to claim 6, wherein the capacity is managed .
【請求項9】 前記スレーブ電池パックは、前記マスタ
電池パックが前記ホストと通信不能となったとき前記ホ
ストからの設定に基づきマスタ電池パックとなることを
特徴とする請求項6記載の複数電池パック電源装置。
9. The multiple battery pack according to claim 6, wherein the slave battery pack becomes a master battery pack based on a setting from the host when the master battery pack cannot communicate with the host. Power supply.
【請求項10】 前記マスタ電池パックは、充放電不能
となった電池パックを検出した場合、当該電池パックに
直列された電池パック群があるときは当該電池パック群
の充放電を停止させることを特徴とする請求項1又は6
記載の複数電池パック電源装置。
10. The master battery pack, when detecting a battery pack incapable of charging and discharging, stops charging and discharging of the battery pack group if there is a battery pack group in series with the battery pack. Claim 1 or 6 characterized
A plurality of battery pack power supplies described.
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