JP4839259B2 - 電池パック、及び電池駆動機器 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を備える電池パック、及びこれを備えた電池駆動機器に関する。

近年、ノートパソコンやデジタルカメラ、携帯電話等の電池駆動機器において広く使用されている電池パックは、二次電池の状態を監視し、二次電池を過充電や過放電等から保護する制御回路を備えている。ここで、電池パックは二次電池が寿命に到達すると使用することができなくなるが、制御回路は寿命に到達していないケースが多い。そこで、特許文献１では、使用済みの電池パックが備える回路保護基板の電池保護機能の良否を判定し、保護回路基板が電池保護機能を保持している場合は、この保護回路基板に対して新たな二次電池を取り付け、電池パックをリサイクルする電池の製造方法が開示されている。
特開２００３−９２１５２号公報

しかしながら、電池パックの製造元に許可無く二次電池を交換する不正なリサイクル業者も多く存在し、このような業者によって電池パックがリサイクルされると、粗悪な二次電池が取り付けられる可能性が高く、粗悪な電池パックが市場に流通するといった問題が発生する。このような改造品は、電池パックの正規の製造メーカが品質管理を行うことができず、安全上問題がある。また、正規のメーカが製造したものであると信じて電池パックを購入したユーザの信頼を損なう結果ともなる。また、このような業者による不正なリサイクルに限らず、例えばユーザが電池パックに内蔵されている二次電池を製造メーカに無断で交換した場合であっても、電池パックの正規の製造メーカが品質管理を行うことができず、安全上問題の問題が生じるという不都合があった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、交換された二次電池の使用を制限することができる電池パック、及びこれを用いた電池駆動機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電池パックは、負荷回路へ駆動電流を供給する二次電池と、前記二次電池の正極に接続される第１接続端子と、前記二次電池の負極に接続される第２接続端子と、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を初期値として記憶するための書き換え可能な不揮発性の記憶部と、前記記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合、前記二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方を禁止し、前記記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されている場合、前記二次電池の充放電を可能な状態にすると共に前記記憶部に記憶されている前記使用を許可する旨の情報を消去する使用可否判定処理を、起動される都度１回実行する使用可否制御部と、前記第１及び第２接続端子間の電圧を検出する電圧検出部と、前記第１及び第２接続端子のうち少なくとも一つの端子状態が、開放状態であるか否かを検出する端子状態検出部と、前記使用可否制御部による前記使用可否判定処理が実行された後に前記電圧検出部によって検出された電圧が前記二次電池における使用に適した電圧範囲の下限として予め設定された下限電圧を下回る場合であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させる許可情報記憶処理部とを備える。

この構成によれば、使用可否制御部が起動される都度、使用可否制御部によって、使用可否判定処理として、記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合、二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方が禁止され、記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されている場合、二次電池の充放電が可能な状態にされると共に記憶部に記憶されている前記使用を許可する旨の情報が消去される。また、電圧検出部によって、二次電池の正極に接続される第１接続端子と二次電池の負極に接続される第２接続端子との間の電圧が検出される。そして、端子状態検出部によって、第１及び第２接続端子のうち少なくとも一つの端子状態が、開放状態であるか否かが検出される。さらに、許可情報記憶処理部によって、使用可否制御部による使用可否判定処理が実行された後に電圧検出部によって検出された電圧が二次電池における使用に適した電圧範囲の下限として予め設定された下限電圧を下回る場合であって、かつ端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶される。この場合、二次電池が電池パックから取り外されると、電圧検出部によって検出される第１及び第２接続端子間の電圧が下限電圧を下回り、かつ第１及び第２接続端子が開放状態になるので、許可情報記憶処理部により二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶されることがなく、使用可否制御部によって記憶部から前記使用を許可する旨の情報が消去されたままの状態となる。そして、第１及び第２接続端子に新たに二次電池が取り付けられて使用可否制御部が起動されると、記憶部には、前記使用を許可する旨の情報が記憶されていないから、二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方が禁止されて電池パックの使用が禁止されるので、交換された二次電池の使用を制限することができる。

さらに、二次電池が取り外されることなく正常な放電によって二次電池の端子電圧が下限電圧を下回った場合には、端子状態検出部によって検出される端子状態は開放状態にならないから、許可情報記憶処理部によって、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶される。そうすると、再び使用可否制御部が起動されたとき、使用可否制御部によって、二次電池の充放電が可能な状態にされるので、二次電池が取り外されていないにもかかわらず、誤って二次電池の使用を制限してしまうおそれが低減される。

また、前記二次電池から前記負荷回路へ供給される電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出される電流が実質的にゼロである期間中において前記電圧検出部により検出される電圧が、所定の期間内に前記二次電池の自己放電により生じ得る最大の電圧低下を超える値として設定された強制放電判定値以上減少した場合、前記許可情報記憶処理部により前記二次電池の使用を許可する旨の情報が前記記憶部に記憶されることを禁止する許可情報記憶禁止部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、電流検出部によって検出される電流が実質的にゼロである期間中、すなわち二次電池が負荷回路への電流供給を行っていない期間中に、電圧検出部により検出される電圧が、所定の期間内に二次電池の自己放電により生じ得る最大の電圧低下を超える値として設定された強制放電判定値以上減少した場合、すなわち二次電池が正常な放電以外の要因で強制的に放電されたと考えられる場合に、許可情報記憶禁止部によって、許可情報記憶処理部により前記二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶されることが禁止される。そうすると、何者かが二次電池を取り外すことなく強制放電させて、すなわち端子状態検出部によって第１及び第２接続端子が開放状態にならない状態で二次電池の端子電圧を低下させ、下限電圧を下回らせることによって許可情報記憶処理部により二次電池の使用を許可する旨の情報を記憶部に記憶させようとしても、許可情報記憶禁止部によって、前記二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶されることが禁止されるので、記憶部から、使用可否制御部によって前記使用を許可する旨の情報が消去されたままの状態となる。そして、第１及び第２接続端子に新たに二次電池が取り付けられて使用可否制御部が起動されると、記憶部には、前記使用を許可する旨の情報が記憶されていないから、二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方が禁止されて電池パックの使用が禁止されるので、交換された二次電池の使用を制限することができる。

また、少なくとも前記使用可否制御部を含む制御回路への、動作用電源電圧の供給を制御する電源供給制御部をさらに備え、前記許可情報記憶処理部は、前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記下限電圧を下回る電圧に予め設定されたユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させた後、前記電源供給制御部による前記動作用電源電圧の供給を停止させ、前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記ユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態であるとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させることなく前記電源供給制御部による前記動作用電源電圧の供給を停止させることが好ましい。

この構成によれば、電圧検出部によって検出された電圧が、下限電圧を下回る電圧に予め設定されたユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、許可情報記憶処理部によって、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶された後、電源供給制御部による動作用電源電圧の供給が停止されるので、制御回路の消費電流が遮断される結果、制御回路の消費電流により二次電池が過放電になるおそれが低減される。また、電圧検出部によって検出された電圧が、ユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態であるとき、すなわち二次電池が取り外されたと考えられる場合、許可情報記憶処理部によって、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶されることなく電源供給制御部による動作用電源電圧の供給が停止されるので、二次電池が取り外されたと考えられる場合、速やかに制御回路が停止され、再び制御回路が起動されるときは、必ず使用可否制御部が起動されて使用可否判定処理が実行されるから、電池パックの使用禁止処理の確実性を向上させることができる。

また、前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記ユニットシャットダウン電圧を上回りかつ前記下限電圧を下回る電圧に設定された負荷シャットダウン電圧以下になった場合、前記負荷回路へ所定の負荷シャットダウン指示を出力する負荷シャットダウン指示部をさらに備え、前記負荷回路は、前記負荷シャットダウン指示部からの負荷シャットダウン指示に応じて電源オフに先立つ準備動作を行った後に当該負荷回路の電源をオフすることが好ましい。

この構成によれば、電圧検出部によって検出された電圧が過放電保護電圧を上回りかつ下限電圧を下回る電圧に設定された負荷シャットダウン電圧以下になった場合、負荷シャットダウン指示が負荷回路へ出力される。そうすると、負荷回路が、負荷シャットダウン指示部からの負荷シャットダウン指示に応じて電源オフに先立つ準備動作を行った後に電源オフされるので、負荷回路が動作中に二次電池の端子電圧が過放電保護電圧を下回り、準備動作を行うことができないまま二次電池からの駆動電流の供給が途絶えてしまうおそれが低減される。

また、前記第１接続端子をプルダウンするプルダウン抵抗と、前記プルダウン抵抗と直列接続された第１スイッチング素子とをさらに備え、前記端子状態検出部は、前記第１スイッチング素子をオフさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧と前記第１スイッチング素子をオンさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、前記第１接続端子が開放状態であるか否か判定することにより前記端子状態の検出を実行すると共に、当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間に前記第１スイッチング素子をオフさせることが好ましい。

この構成によれば、端子状態検出部によって、第１スイッチング素子をオフさせた場合に電圧検出部により検出される電圧と第１スイッチング素子をオンさせて第１接続端子をプルダウンした場合に電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、第１接続端子が開放状態であるか否かが判定される。そして、端子状態検出部により当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間において、第１スイッチング素子がオフされるので、端子状態の検出を行わない期間にプルダウン抵抗によって電力が消費されることが低減される。

また、前記第２接続端子をプルアップするプルアップ抵抗と、前記プルアップ抵抗と直列接続された第２スイッチング素子とをさらに備え、前記端子状態検出部は、前記第２スイッチング素子をオフさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧と前記第２スイッチング素子をオンさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、前記第２接続端子が開放状態であるか否か判定することにより前記端子状態の検出を実行すると共に、当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間に前記第２スイッチング素子をオフさせるようにしてもよい。

この構成によれば、端子状態検出部によって、第２スイッチング素子をオフさせた場合に電圧検出部により検出される電圧と第２スイッチング素子をオンさせて第２接続端子をプルアップした場合に電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、第２接続端子が開放状態であるか否かが判定される。そして、端子状態検出部により当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間において、第２スイッチング素子がオフされるので、端子状態の検出を行わない期間にプルアップ抵抗によって電力が消費されることが低減される。

また、本発明に係る電池駆動機器は、上述の電池パックと、前記電池パックから供給される電流により駆動される負荷回路とを備える。この構成によれば、電池駆動機器の負荷回路を駆動する電流を供給する電池パックにおいて、交換された二次電池の使用を制限することができる。

このような構成の電池パック及び電池駆動機器は、この構成によれば、使用可否制御部が起動される都度、使用可否制御部によって、使用可否判定処理として、記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合、二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方が禁止され、記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されている場合、二次電池の充放電が可能な状態にされると共に記憶部に記憶されている前記使用を許可する旨の情報が消去される。また、電圧検出部によって、二次電池の正極に接続される第１接続端子と二次電池の負極に接続される第２接続端子との間の電圧が検出される。そして、端子状態検出部によって、第１及び第２接続端子のうち少なくとも一つの端子状態が、開放状態であるか否かが検出される。さらに、許可情報記憶処理部によって、使用可否制御部による使用可否判定処理が実行された後に電圧検出部によって検出された電圧が二次電池における使用に適した電圧範囲の下限として予め設定された下限電圧を下回る場合であって、かつ端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶される。この場合、二次電池が電池パックから取り外されると、電圧検出部によって検出される第１及び第２接続端子間の電圧が下限電圧を下回り、かつ第１及び第２接続端子が開放状態になるので、許可情報記憶処理部により二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶されることがなく、使用可否制御部によって記憶部から前記使用を許可する旨の情報が消去されたままの状態となる。そして、第１及び第２接続端子に新たに二次電池が取り付けられて使用可否制御部が起動されると、記憶部には、前記使用を許可する旨の情報が記憶されていないから、二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方が禁止されて電池パックの使用が禁止されるので、交換された二次電池の使用を制限することができる。

さらに、二次電池が取り外されることなく正常な放電によって二次電池の端子電圧が下限電圧を下回った場合には、端子状態検出部によって検出される端子状態は開放状態にならないから、許可情報記憶処理部によって、二次電池の使用を許可する旨の情報が記憶部に記憶される。そうすると、再び使用可否制御部が起動されたとき、使用可否制御部によって、二次電池の充放電が可能な状態にされるので、二次電池が取り外されていないにもかかわらず、誤って二次電池の使用を制限してしまうおそれが低減される。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池パック１を用いた電池駆動機器の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示す電池駆動機器は、電池パック１が負荷機器本体３に接続されて構成されている。電池パック１は、負荷機器本体３の電源を供給する。電池パック１は、制御ＩＣ２（制御回路）、接続端子１１，１２，１３、組電池１４、電圧検出回路１５（電圧検出部）、電流検出抵抗１６（電流検出部）、温度センサ１７、電源回路１８、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、及びダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。また、制御ＩＣ２は、制御部２１と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２と、通信部２３と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４（記憶部）とを備えている。

負荷機器本体３は、電池パック１から供給される電力によって駆動される電池駆動機器の本体部であり、例えば携帯型パーソナルコンピュータの本体である。負荷機器本体３は、接続端子３１，３２，３３、制御ＩＣ３４、充電電流供給部３５、及び負荷回路３８を備えている。充電電流供給部３５は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどから成り、入力電圧を、制御部３７で指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換し、接続端子３１，１１；３３，１３を介して電池パック１へ供給する。

制御ＩＣ３４は、通信部３６と制御部３７とを備えている。負荷回路３８は、パーソナルコンピュータの回路本体であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、ハードディスク装置、その他周辺回路等である。制御部３７は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されており、負荷回路３８の電源制御を行う制御回路である。

なお、制御部２１と、アナログデジタル変換器２２と、通信部２３とを電池パック１に備える例に限られず、負荷機器本体３に制御部２１、アナログデジタル変換器２２、及び通信部２３を備えてもよく、制御部２１に含まれる充放電制御部２１１、使用可否制御部２１２、端子状態検出部２１３、許可情報記憶処理部２１４、許可情報記憶禁止部２１５、シャットダウン処理部２１６を電池パック１と負荷機器本体３とで分担して備えるようにしてもよい。また、負荷機器本体３は、充電電流供給部３５を備えず、電池パック１は、別体の充電装置によって充電される構成としてもよい。

電池パック１では、接続端子１１は、充電用のスイッチング素子Ｑ１と放電用のスイッチング素子Ｑ２とを介して組電池１４の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。スイッチング素子Ｑ１は、寄生ダイオードのカソードが接続端子１１の方向にされており、スイッチング素子Ｑ２は、寄生ダイオードのカソードが組電池１４の方向にされている。また、接続端子１３は、電流検出抵抗１６を介して組電池１４の負極に接続されており、接続端子１１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、組電池１４、及び電流検出抵抗１６を介して接続端子１３に至る電流経路が構成されている。

電流検出抵抗１６は、組電池１４の充電電流および放電電流を電圧値に変換する。組電池１４は、複数、例えば三個の二次電池１４１，１４２，１４３が直列に接続された組電池である。二次電池１４１，１４２，１４３は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池である。

温度センサ１７は、二次電池１４１，１４２，１４３の温度を検出する温度センサである。そして、温度センサ１７によって検出された二次電池１４１，１４２，１４３の温度は、制御ＩＣ２内のアナログデジタル変換器２２に入力される。また、組電池１４の端子電圧Ｖｔ、及び二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は電圧検出回路１５によってそれぞれ読取られ、制御ＩＣ２内のアナログデジタル変換器２２に入力される。さらにまた、電流検出抵抗１６によって検出された充電電流Ｉｃの電流値も、制御ＩＣ２内のアナログデジタル変換器２２に入力される。アナログデジタル変換器２２は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部２１へ出力する。

電源回路１８は、制御ＩＣ２へ、動作用の電源電圧Ｖｐｓを供給する電源回路であり、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやＩＣレギュレータが用いられる。そして、組電池１４の正極がダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードが電源回路１８に接続されている。また、接続端子１１がダイオードＤ２のアノードに接続され、ダイオードＤ２のカソードが電源回路１８に接続されている。また、電源回路１８は、組電池１４からダイオードＤ１を介して供給された電圧、及び接続端子１１，１２，１３に接続された図略の充電装置や充電電流供給部３５から供給される充電電流のうちいずれかに基づいて、制御ＩＣ２の動作用電源電圧Ｖｐｓを生成するようになっている。さらに、電源回路１８は、制御部２１からの制御信号に応じて制御ＩＣ２への動作用電源電圧Ｖｐｓの供給を停止するようになっている。この場合、電源回路１８は、電源供給制御部の一例に相当している。なお、電源供給制御部は、電源回路１８とは別に、例えば電源回路１８から制御ＩＣ２へ動作用電源電圧Ｖｐｓを供給する電源経路をオン、オフするスイッチング素子によって構成してもよい。

そして、ダイオードＤ１，Ｄ２によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を迂回する電流経路が阻止されている。

図２は、図１に示す電圧検出回路１５の構成の一例を示す回路図である。図２に示す電圧検出回路１５は、スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌと、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３（第１スイッチング素子）と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（プルダウン抵抗）と、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３とを備えて構成されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、例えば１ｋΩ〜数十ｋΩ（例えば４７ｋΩ程度）の抵抗値を好適に用いることができる。また、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、例えば回路の浮遊容量や、二次電池１４１，１４２，１４３に接続された回路の入力容量等であってもよい。

また、組電池１４には、二次電池１４１の正極に端子Ｔ１が接続され、二次電池１４１と二次電池１４２との接続点に中間タップＴ２が接続され、二次電池１４２と二次電池１４３との接続点に中間タップＴ３が接続され、二次電池１４３の負極に端子Ｔ４が接続されている。

この場合、二次電池１４１の正極に接続された端子Ｔ１、二次電池１４２の正極に接続された中間タップＴ２、及び二次電池１４３の正極に接続された中間タップＴ３が第１接続端子の一例に相当し、二次電池１４１の負極に接続された中間タップＴ２、二次電池１４２の負極に接続された中間タップＴ３、及び二次電池１４３の負極に接続された端子Ｔ４が第２接続端子の一例に相当している。また、複数の二次電池の直列回路、例えば組電池１４や、二次電池１４１，１４２の直列回路、二次電池１４２，１４３の直列回路を請求項における二次電池の一例としてもよい。

キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、二次電池１４１，１４２，１４３によってそれぞれ充電され、端子Ｔ１，中間タップＴ２，Ｔ３が開放状態にされた場合に各端子電圧を保持する。例えば、端子Ｔ１と中間タップＴ２との間にはキャパシタＣ１が接続され、中間タップＴ２と中間タップＴ３との間にはキャパシタＣ２が接続され、中間タップＴ３と端子Ｔ４との間にはキャパシタＣ３が接続されている。

スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌ及びスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３は、例えばＦＥＴを用いて構成されており、制御部２１からの制御信号に応じてオン、オフするようになっている。そして、アナログデジタル変換器２２の正極側入力端子２２１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈを介して端子Ｔ１と接続され、スイッチング素子Ｓ２Ｈを介して中間タップＴ２と接続され、スイッチング素子Ｓ３Ｈを介して中間タップＴ３と接続されている。アナログデジタル変換器２２の負極側入力端子２２２は、スイッチング素子Ｓ１Ｌを介して中間タップＴ２と接続され、スイッチング素子Ｓ２Ｌを介して中間タップＴ３と接続され、スイッチング素子Ｓ３Ｌを介して端子Ｔ４と接続されている。

また、端子Ｔ１は、抵抗Ｒ１とスイッチング素子Ｑ４１とを介して端子Ｔ４に接続されており、スイッチング素子Ｑ４１がオンすることによりプルダウンされるようになっている。中間タップＴ２は、抵抗Ｒ２とスイッチング素子Ｑ４２とを介して端子Ｔ４に接続されており、スイッチング素子Ｑ４２がオンすることによりプルダウンされるようになっている。中間タップＴ３は、抵抗Ｒ３とスイッチング素子Ｑ４３とを介して端子Ｔ４に接続されており、スイッチング素子Ｑ４３がオンすることによりプルダウンされるようになっている。

制御部２１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌをオン、スイッチング素子Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌをオフすることにより、端子Ｔ１と中間タップＴ２との間の電圧Ｖ１２をアナログデジタル変換器２２へ入力させることで、電圧Ｖ１２を検出する。同様に、制御部２１は、スイッチング素子Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌをオン、スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ３Ｌをオフすることにより、中間タップＴ２と中間タップＴ３との間の電圧Ｖ２３をアナログデジタル変換器２２へ入力させることで、電圧Ｖ２３を検出し、スイッチング素子Ｓ３Ｈ，Ｓ３Ｌをオン、スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌをオフすることにより、中間タップＴ３と端子Ｔ４との間の電圧Ｖ３４をアナログデジタル変換器２２へ入力させることで、電圧Ｖ３４を検出する。

ここで、組電池１４が取り外されたりせず、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３、及び端子Ｔ４が開放状態になっていなければ、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４は、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とそれぞれ等しい。

なお、スイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌによって、アナログデジタル変換器２２の入力電圧を切り替えることにより、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４を検出する例に限られず、例えば、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４を検出するアナログデジタル変換器をそれぞれ備えてもよい。

制御部２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、充放電制御部２１１、使用可否制御部２１２、端子状態検出部２１３、許可情報記憶処理部２１４、許可情報記憶禁止部２１５、及びシャットダウン処理部２１６（負荷シャットダウン指示部）として機能する。そして、制御部２１は、電源回路１８から動作用電源電圧の供給が開始されることにより、起動されて制御プログラムの実行を開始するようになっている。

充放電制御部２１１は、アナログデジタル変換器２２からの各入力値に応答して、負荷機器本体３に設けられた充電電流供給部３５に対して、出力を要求する充電電流の電圧値、電流値を演算し、通信部２３から接続端子１２，３２を介して負荷機器本体３へ送信することで、例えばＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電を行う。

具体的には、充放電制御部２１１は、例えば、負荷機器本体３から、電流値Ｉｃｃの充電電流Ｉｃを供給させることにより定電流充電を実行し、組電池１４の端子電圧Ｖｔが予め設定された終止電圧Ｖｆに達すると、終止電圧Ｖｆを印加して組電池１４を充電する定電圧充電に切り替える。そして、充放電制御部２１１は、組電池１４に流れる充電電流Ｉｃが充電終止電流値Ｉａ以下になると、組電池１４が満充電になったものと判定して充電を終了する。

電流値Ｉｃｃは、たとえば公称容量値ＮＣを定電流放電して、１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その７０％に、並列セル数ＰＮを乗算した電流値（例えば、ＮＣ＝２０００ｍＡｈで、２個並列であるとき、７０％で２８００ｍＡ）に設定されている。

終止電圧Ｖｆは、二次電池１４１，１４２，１４３がリチウムイオン二次電池の場合、例えば、二次電池１４１，１４２，１４３の負極電位が実質的に０Ｖになったときの、正極電位と負極電位との電位差、すなわち二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を、基準電圧Ｖｅとしたとき、基準電圧Ｖｅに直列セル数ＳＮを乗じた電圧が用いられる。基準電圧Ｖｅは、リチウムイオン二次電池の場合約４．２Ｖであるから、終止電圧Ｖｆとして、例えば４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖが予め設定されている。

なお、「負極電位が実質的に０Ｖ」とは、二次電池１４１，１４２，１４３の温度等の環境条件や、製造上の特性バラツキ、測定誤差等によるバラツキの範囲を０Ｖに含む意であり、例えば負極電位が０Ｖ±０．１Ｖの範囲となることを示すものとする。充電終止電流値Ｉａは、例えば、０．１Ｉｔａ（ＩｔＡ＝電池容量（Ａｈ）／１（ｈ））に設定されている。また、充放電制御部２１１の充電方法はＣＣＣＶ充電に限られず、定電流充電の後にパルス状に充電電流を供給するパルス充電を行うものや、定電流充電の後に微少電流により充電を行うトリクル充電等を行うもの等、種々の充電方式を用いることができる。また、図略の負荷回路へ負荷電流を供給しながら組電池１４を充電する構成であってもよい。

また、充放電制御部２１１は、アナログデジタル変換器２２からの各入力値から、接続端子１１，１３間の短絡や負荷機器本体３からの異常電流などの電池パック１の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇等の異常、及び組電池１４の過充電等を検出する。具体的には、例えば、電流検出抵抗１６によって検出された電流値が、予め設定された異常電流判定閾値を超えると、接続端子１１，１３間の短絡や負荷機器本体３からの異常電流に基づく異常が生じたと判定し、例えば温度センサ１７によって検出された二次電池１４１，１４２，１４３の温度が予め設定された異常温度判定閾値を超えると、組電池１４の異常が生じたと判定する。そして、充放電制御部２１１は、このような異常を検出した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフさせて、過電流や過熱等の異常から、組電池１４を保護する保護動作を行う。

また、充放電制御部２１１は、電圧検出回路１５によって検出された端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、予め設定された過充電検出電圧を超えると、過充電が生じたと判定し、スイッチング素子Ｑ１をオフさせて、過充電から組電池１４を保護する保護動作を行う。

また、充放電制御部２１１は、例えば電圧検出回路１５により検出された二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれかが、二次電池の過放電を防止するために予め設定された過放電保護電圧Ｖｏｆｆ以下になった場合、スイッチング素子Ｑ２をオフさせて、過放電による二次電池１４１，１４２，１４３の劣化を防止するようになっている。過放電保護電圧Ｖｏｆｆは、例えば２．５Ｖに設定されている。なお、充放電制御部２１１は、端子電圧ＶｔがＶｏｆｆ×ＳＮ以下になった場合、スイッチング素子Ｑ２をオフさせる構成としてもよい。

ＥＥＰＲＯＭ２４には、例えば電池パック１の工場出荷時等に、予め二次電池１４１，１４２，１４３の使用を許可する旨の情報が初期値として記憶されている。

使用可否制御部２１２は、ＥＥＰＲＯＭ２４により使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフして組電池１４の充放電を禁止する。また、使用可否制御部２１２は、ＥＥＰＲＯＭ２４により使用を許可する旨の情報が記憶されている場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンして組電池１４の充放電を可能にすると共にＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されている使用を許可する旨の情報を消去する使用可否判定処理を、制御部２１が起動される都度１回実行する。

なお、二次電池１４１，１４２，１４３の充放電経路を遮断するヒューズをさらに備え、使用可否制御部２１２は、このヒューズを溶断させることにより、組電池１４の充放電を禁止する構成としてもよい。

制御部２１は、電源回路１８から制御ＩＣ２へ電源電圧Ｖｐｓが供給されずに動作を停止している状態で、電源回路１８から制御ＩＣ２への動作用電源電圧Ｖｐｓの供給が開始されると、例えば図略のリセットＩＣによってリセットが解除される等して起動されるようになっている。そして、制御部２１は、電源回路１８から供給される電源電圧Ｖｐｓが低下して動作可能な電源範囲を下回ると、例えば図略のリセットＩＣによってリセットされる等して動作を停止するようになっている。

従って、制御部２１は、一回起動されると、後述する許可情報記憶処理部２１４によって、電源回路１８による電源電圧Ｖｐｓの供給が停止されるか、組電池１４が放電して端子電圧Ｖｔが低下し、電源回路１８が電源電圧Ｖｐｓを維持できなくなって電源電圧Ｖｐｓが低下するか、あるいは組電池１４が取り外されて電源電圧Ｖｐｓが低下するまで動作を継続する。そうすると、制御部２１は、一回起動されると、許可情報記憶処理部２１４による電源電圧Ｖｐｓの供給停止、組電池１４の放電による端子電圧Ｖｔの低下、あるいは組電池１４が取り外されることによって停止した後、再び電源電圧Ｖｐｓが増大して動作可能な電圧になるまで再び起動されることはない。

そうすると、使用可否制御部２１２は、制御部２１が起動される都度１回だけ使用可否判定処理を実行するので、例えば許可情報記憶処理部２１４による電源電圧Ｖｐｓの供給停止、組電池１４の放電による端子電圧Ｖｔの低下、あるいは組電池１４が取り外されることによって停止した後、再び電源電圧Ｖｐｓが増大して動作可能な電圧になって再び起動されたときに、再び使用可否判定処理を実行する。

端子状態検出部２１３は、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオフさせた状態で電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって検出される電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４と、その後にスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオンさせた場合に電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって検出される電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４とのそれぞれの差が、予め設定された開放判定閾値Ｖｔｈｏｐを超える場合に端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３が開放状態であり、すなわち二次電池１４１，１４２，１４３が電池パック１から取り外されたと判定する。そして、端子状態検出部２１３は、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３の端子状態の検出を実行する期間を除く期間には、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオフさせることにより、不要な消費電流を低減するようになっている。

なお、組電池１４が取り外された場合には、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３がすべて開放状態になるから、端子状態検出部２１３は、必ずしも端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３の開放状態を検出する必要はなく、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３のうちいずれかの端子状態を検出するようにしてもよい。

許可情報記憶処理部２１４は、使用可否制御部２１２による使用可否判定処理が実行された後に電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって検出された電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が、予め設定されたユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下になった場合、端子状態検出部２１３によって端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３の端子状態を検出させる。そして、当該検出された端子状態が、すべて開放状態でないとき、許可情報記憶処理部２１４は、二次電池１４１，１４２，１４３の使用を許可する旨の情報をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させる許可情報記憶処理を行った後、電源回路１８による動作用電源電圧Ｖｐｓの供給を停止させる一方、当該検出された端子状態の少なくとも一つが開放状態であるとき、許可情報記憶処理部２１４は、二次電池１４１，１４２，１４３の使用を許可する旨の情報をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させることなく電源回路１８による動作用電源電圧Ｖｐｓの供給を停止させる。

許可情報記憶禁止部２１５は、電流検出抵抗１６及びアナログデジタル変換器２２によって検出される電流が実質的にゼロである期間中において、電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２により検出される電圧が、所定の期間内、例えば３分間で二次電池１４１，１４２，１４３の自己放電により生じ得る最大の電圧低下を超える値として設定された強制放電判定値Ｖｔｈｄｃ以上減少した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフして組電池１４の充放電を禁止すると共に、許可情報記憶処理部２１４により二次電池の使用を許可する旨の情報がＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されることを禁止する。

なお、「実質的にゼロ」とは、完全なゼロのみならず、リーク電流やアナログデジタル変換器２２等の検出誤差によって検出される電流値の範囲を許容する意味である。

シャットダウン処理部２１６は、電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって検出される電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４のうち少なくとも一つが、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下になった場合、例えば制御部２１のＲＡＭに記憶されているデータや、その他電池パック１の状態を示す情報等をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させる退避処理を実行する。ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄは、制御部２１が組電池１４の出力電圧の低下に伴う動作用電源電圧Ｖｐｓの低下により動作不能となる前に、上述の退避処理や許可情報記憶処理を実行可能であって、かつ過放電保護を行った後に速やかに制御ＩＣ２を停止させて消費電流を低下させるために、過放電保護電圧Ｖｏｆｆ（２．５Ｖ）より低く、かつ極力近い電圧、例えば２．３Ｖ程度の電圧が設定されている。

また、シャットダウン処理部２１６は、電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって検出される電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４のうち少なくとも一つが、負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄ以下になった場合、通信部２３によって負荷機器本体３へ負荷シャットダウン指示を送信させる。負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄは、例えばユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄや過放電保護電圧Ｖｏｆｆを超えかつ二次電池１４１，１４２，１４３における使用電圧範囲の下限として予め設定された下限電圧Ｖｕ（放電終止電圧）を下回る電圧に設定されている。下限電圧Ｖｕは、例えば３．０Ｖに設定されている。

負荷機器本体３では、充放電制御部２１１からの要求を、制御ＩＣ３４において、通信部３６で受信し、制御部３７が充電電流供給部３５を制御して、充放電制御部２１１からの要求に応じた電圧値、及び電流値で、充電電流を供給させる。

また、制御部３７は、通信部３６によって、シャットダウン処理部２１６からの負荷シャットダウン指示が受信されると、負荷回路３８によって、電源オフに先立つ準備動作を行わせた後に負荷回路３８を電源オフさせる。このような準備動作としては、例えば、負荷機器本体３が携帯型パーソナルコンピュータ本体である場合、ＯＳ（Operaing System）の終了処理や揮発性の主記憶メモリ上のデータをハードディスクに記憶させるハイバネーション処理、ハードディスクの磁気ヘッドを退避させる処理等がある。

負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄは、例えば、上述のような準備動作が終了したときに、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧が過放電保護電圧Ｖｏｆｆとなるように設定されている。例えば、負荷回路３８が上述のような準備動作を実行するために、３５Ｗの電力消費を２分間継続する場合、例えば組電池１４としてリチウム二次電池が並列２セル、直列３セル接続されていれば、過放電保護電圧Ｖｏｆｆから逆算して、残量が残り１２００ｍＷｈ或いは３５Ｗの放電を２分間持続可能なレベル、すなわち１３０〜１４０ｍＡｈとなる電圧値が予め設定されており、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧が過放電保護電圧Ｖｏｆｆに達して負荷回路３８の消費電力を供給できなくなる前に、準備動作が終了するように負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄが設定されている。

なお、負荷機器本体３が制御部２１を備え、制御部２１からの要求により充電電流供給部３５の動作を制御してもよく、通信部２３は、アナログデジタル変換器２２により取得された端子電圧Ｖｔや充電電流Ｉｃを通信部３６を介して負荷機器本体３に設けられた制御部２１へ送信するようにしてもよい。この場合、通信部３６が電圧検出部、及び電流検出部の一例に相当する。

次に、上述のように構成された電池パック１及び負荷機器本体３の動作について説明する。まず、例えば正規のメーカが電池パック１を製造する際に、予めＥＥＰＲＯＭ２４に組電池１４の使用を許可する旨の情報を書き込んでおく。組電池１４の使用を許可する旨の情報は、例えばＥＥＰＲＯＭ２４の特定のアドレスに「１」を記憶させることにより示してもよく、例えばＥＥＰＲＯＭ２４の特定のアドレスに「０」を記憶させることにより示してもよく、種々のデータを用いることができる。この場合、例えばＥＥＰＲＯＭ２４を初期化して全エリアを「０」にすることにより、ＥＥＰＲＯＭ２４の特定のアドレスが「０」にされて、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されるようにしてもよい。また、組電池１４の使用を許可する旨の情報として、暗号化されたデータを用いることで、第三者による偽造の困難性を高めるようにしてもよい。

図３、図４、図５、図６は、図１に示す電池パック１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、初期状態では、組電池１４が充電されておらず、電源回路１８に電力が供給されないために、電源回路１８から電源電圧Ｖｐｓ出力されず、制御部２１がリセット状態で停止している。

ここで、電池パック１に、例えば負荷機器本体３を接続して接続端子１１，１３間に充電電圧を供給すると、当該充電電圧がダイオードＤ２を介して電源回路１８へ供給され、電源回路１８から電源電圧Ｖｐｓが制御ＩＣ２へ出力され、制御部２１のリセットが解除されて起動される。

制御部２１が起動される際、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３、及びスイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌは、初期状態としてオフされるようになっている（ステップＳ１）。

次に、使用可否制御部２１２によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されているか否かが確認される（ステップＳ２）。そして、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されていれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、使用可否制御部２１２によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンされて、組電池１４が充放電可能な状態にされる（ステップＳ４）。

そして、使用可否制御部２１２によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されている組電池１４の使用を許可する旨の情報が、当該組電池１４の使用を許可する旨の情報以外の情報に書き換えられることにより、組電池１４の使用を許可する旨の情報が消去される（ステップＳ５）。

以上、ＥＥＰＲＯＭ２４に、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されている場合には、ステップＳ１〜Ｓ５の処理により、組電池１４が充放電可能にされ、電池パック１が使用可能となる。組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合については後述する。

次に、充放電制御部２１１からの要求に応じた充電電流、及び充電電圧が制御ＩＣ３４及び充電電流供給部３５によって組電池１４へ供給されることで、組電池１４が充電される（ステップＳ６）。組電池１４が充電されると、組電池１４の端子電圧ＶｔがダイオードＤ１を介して電源回路１８へ供給され、組電池１４から供給された電力に基づき電源回路１８から電源電圧Ｖｐｓが制御ＩＣ２へ供給されるので、以後、電池パック１が負荷機器本体３から切り離された場合でも、制御部２１が動作を継続するようになっている。

次に、ステップＳ７において、シャットダウン処理部２１６によって、上述のようにスイッチング素子Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌのオン、オフが切り替えられることにより、アナログデジタル変換器２２で二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が検出され、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄと比較される（ステップＳ７）。

そして、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれもが負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄを超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ６における組電池１４の充放電を継続する一方、例えばステップＳ６において負荷機器本体３が電池パック１によって駆動され、組電池１４が放電することにより端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のうち少なくとも一つが、負荷シャットダウン電圧Ｖｌｓｄ以下になった場合、シャットダウン処理部２１６によって、通信部２３から負荷機器本体３へ負荷シャットダウン指示が送信される（ステップＳ８）。

そうすると、負荷機器本体３では、制御部３７によって、通信部３６により受信された負荷シャットダウン指示に応じて、負荷回路３８によって、電源オフに先立つ準備動作が行われた後に負荷回路３８が電源オフされる。これにより、組電池１４の端子電圧Ｖｔが過放電保護電圧Ｖｏｆｆまで低下して、負荷機器本体３の駆動電力を供給できなくなる前に、負荷回路３８によって、準備動作を実行させ、その後に電源オフさせることができるので、突然負荷機器本体３の駆動電力がオフにされて準備動作を実行することなく組電池１４からの電力供給が途絶えてしまうおそれが低減される。

このとき、組電池１４はまだ充放電可能な状態になっている（ステップＳ９）。そして、充放電制御部２１１によって、過放電保護電圧Ｖｏｆｆと、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４とが比較され（ステップＳ１０）、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が過放電保護電圧Ｖｏｆｆ以下に低下すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、放電用のスイッチング素子Ｑ２がオフされて二次電池１４１，１４２，１４３の放電が禁止され（ステップＳ１１）、二次電池１４１，１４２，１４３の充電のみ可能な状態にされる（ステップＳ１２）。

これにより、二次電池１４１，１４２，１４３の過放電を抑制することができると共に、再び二次電池１４１，１４２，１４３が充電されて電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が過放電保護電圧Ｖｏｆｆを超えれば（ステップＳ１３でＮＯ、ステップＳ１０でＮＯ）、スイッチング素子Ｑ２がオンされて（ステップＳ１５）、二次電池１４１，１４２，１４３が充放電可能になるようにされている（ステップＳ９）。

次に、ステップＳ１３において、シャットダウン処理部２１６によって、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄと、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４とが比較され（ステップＳ１３）、電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４がユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下に低下すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、例えば制御部２１のＲＡＭに記憶されているデータやその他電池パック１の状態を示す情報等をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させる退避処理が実行される（ステップＳ１４）。

次に、ステップＳ１９〜Ｓ２３において、端子状態検出部２１３によって、端子Ｔ１，中間タップＴ２，Ｔ３が開放状態であるか否かが確認される。具体的には、端子状態検出部２１３からの制御信号に応じて、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオフさせた状態で電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が検出され、当該検出された電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が、端子状態検出部２１３によって電圧値Ｖ１２ｏｆｆ，Ｖ２３ｏｆｆ，Ｖ３４ｏｆｆとしてＲＡＭに一時記憶される（ステップＳ１９）。

この場合、組電池１４が第三者によって取り外されることなく二次電池１４１，１４２，１４３が端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３，及び端子Ｔ４と正常に接続されていれば、電圧値Ｖ１２ｏｆｆ，Ｖ２３ｏｆｆ，Ｖ３４ｏｆｆは、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３となる。また、組電池１４が第三者によって不正に取り外されて、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３，及び端子Ｔ４が開放状態になった場合であっても、組電池１４が取り外される直前の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３によって保持されているため、電圧値Ｖ１２ｏｆｆ，Ｖ２３ｏｆｆ，Ｖ３４ｏｆｆは、組電池１４が取り外されていない場合と同様に、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３となる。

次に、端子状態検出部２１３からの制御信号に応じて、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオンさせた状態で電圧検出回路１５及びアナログデジタル変換器２２によって電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が検出され、当該検出された電圧Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が、端子状態検出部２１３によって電圧値Ｖ１２ｏｎ，Ｖ２３ｏｎ，Ｖ３４ｏｎとしてＲＡＭに一時記憶される（ステップＳ２０）。

この場合、組電池１４が第三者によって取り外されることなく二次電池１４１，１４２，１４３が、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３，及び端子Ｔ４と正常に接続されていれば、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオンさせても電圧値Ｖ１２ｏｆｆ，Ｖ２３ｏｆｆ，Ｖ３４ｏｆｆは、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とほぼ等しい。一方、組電池１４が第三者によって不正に取り外されて、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３，及び端子Ｔ４が開放状態になると、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３がオンされることにより、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に充電されている電荷が放電されるので、電圧値Ｖ１２ｏｆｆ，Ｖ２３ｏｆｆ，Ｖ３４ｏｆｆは、ほぼゼロに等しい。そこで、例えばユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄに満たず、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオンさせて放電させたときのキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３の残留電圧を超える程度の電圧を開放判定閾値Ｖｔｈｏｐとして予め設定しておく。

そして、端子状態検出部２１３によって、開放判定閾値Ｖｔｈｏｐと、電圧値Ｖ１２ｏｆｆと電圧値Ｖ１２ｏｎとの差とが比較され（ステップＳ２１）、電圧値Ｖ１２ｏｆｆと電圧値Ｖ１２ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐを超えていれば端子Ｔ１が開放状態であると判断されて、二次電池１４１，１４２，１４３が交換された後の電池パック１の使用を禁止させるべくステップＳ２５を実行せずにステップＳ２７へ移行する（ステップＳ２１でＹＥＳ）。一方、電圧値Ｖ１２ｏｆｆと電圧値Ｖ１２ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐ以下であれば、端子状態検出部２１３によって、端子Ｔ１は開放状態ではないと判断されてステップＳ２２へ移行する（ステップＳ２１でＮＯ）。

次に、ステップＳ２２において、端子状態検出部２１３によって、開放判定閾値Ｖｔｈｏｐと、電圧値Ｖ２３ｏｆｆと電圧値Ｖ２３ｏｎとの差とが比較され、電圧値Ｖ２３ｏｆｆと電圧値Ｖ２３ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐを超えていれば中間タップＴ２が開放状態であると判断されて、二次電池１４１，１４２，１４３が交換された後の電池パック１の使用を禁止させるべくステップＳ２５を実行せずにステップＳ２７へ移行する（ステップＳ２２でＹＥＳ）。一方、電圧値Ｖ２３ｏｆｆと電圧値Ｖ２３ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐ以下であれば、端子状態検出部２１３によって、中間タップＴ２は開放状態ではないと判断されてステップＳ２３へ移行する（ステップＳ２２でＮＯ）。

次に、ステップＳ２３において、端子状態検出部２１３によって、開放判定閾値Ｖｔｈｏｐと、電圧値Ｖ３４ｏｆｆと電圧値Ｖ３４ｏｎとの差とが比較され、電圧値Ｖ３４ｏｆｆと電圧値Ｖ３４ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐを超えていれば中間タップＴ３が開放状態であると判断されて、二次電池１４１，１４２，１４３が交換された後の電池パック１の使用を禁止させるべくステップＳ２５を実行せずにステップＳ２７へ移行する（ステップＳ２３でＹＥＳ）。一方、電圧値Ｖ３４ｏｆｆと電圧値Ｖ３４ｏｎとの差が開放判定閾値Ｖｔｈｏｐ以下であれば、端子状態検出部２１３によって、中間タップＴ３は開放状態ではないと判断されてステップＳ２４へ移行する（ステップＳ２３でＮＯ）。

なお、組電池１４が第三者によって不正に取り外された場合、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３，及び端子Ｔ４がすべて開放状態になると考えられるから、ステップＳ２１〜Ｓ２３のうち、いずれか一つを実行することで、組電池１４が取り外されたことを検出するようにしてもよい。

ところで、ステップＳ１３〜Ｓ２３では、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下になったとき、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３が開放状態であれば、組電池１４が取り外されたものと判定するようになっている。そのため、第三者が二次電池１４１，１４２，１４３を取り外さずに、例えば二次電池１４１，１４２，１４３の両端を短絡するなどして強制的に放電させ、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下に低下させると、端子状態検出部２１３によって、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３は開放状態ではないと判定されるから、正常な電圧低下であると判定される。そうすると、もし仮に許可情報記憶禁止部２１５を備えていないと、許可情報記憶禁止部２１５によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されてしまい、その後に第三者が二次電池を交換した場合、二次電池の使用を制限できなくなるおそれがある。

そこで、電池パック１では、ステップＳ１〜Ｓ２３と並行して、許可情報記憶禁止部２１５によって、二次電池１４１，１４２，１４３の強制放電の有無が検出され、強制放電が検出された場合、許可情報記憶処理部２１４によって組電池１４の使用を許可する旨の情報がＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されることが禁止される。

図５は、許可情報記憶禁止部２１５の動作の一例を示すフローチャートである。上述のようにして制御部２１が起動されると、許可情報記憶禁止部２１５によって、電流検出抵抗１６で検出される組電池１４の放電電流Ｉｃが実質的にゼロである期間中において、例えば３分毎に端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が検出される（ステップＳ１０１）。そうすると、組電池１４の放電電流Ｉｃが実質的にゼロ、すなわち組電池１４は負荷機器本体３に対して放電していないのであるから、二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、自己放電に伴う微小な電圧低下しかないはずである。

次に、許可情報記憶禁止部２１５によって、３分間における端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の電圧変化と強制放電判定値Ｖｔｈｄｃとが比較され（ステップＳ１０２）、３分間における端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の電圧変化が強制放電判定値Ｖｔｈｄｃに満たなければ（ステップＳ１０２でＮＯ）再びステップＳ１０１へ戻って３分毎に端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の検出を繰り返す一方、３分間における端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の電圧変化が強制放電判定値Ｖｔｈｄｃ以上であれば（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、二次電池１４１，１４２，１４３が第三者によって強制放電されたものと判断し（ステップＳ１０３）、強制放電を検出した旨を示す情報が、例えばＥＥＰＲＯＭ２４に記憶される。

図４に戻ってステップＳ２４において、許可情報記憶禁止部２１５によって、強制放電を検出した旨を示す情報がＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されているか否か、すなわち強制放電の検出の有無が確認され（ステップＳ２４）、ＥＥＰＲＯＭ２４に強制放電を検出した旨を示す情報が記憶されていない場合（ステップＳ２４でＮＯ）、二次電池１４１，１４２，１４３は電池パック１から取り外されておらず、また強制的に放電されてもいないと考えられ、従って端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は負荷機器本体３への放電や自己放電等により正常にユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下に低下したものと判断されて、許可情報記憶処理部２１４によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶され（ステップＳ２５）、ステップＳ２７へ移行する。

一方、ステップＳ２４において、ＥＥＰＲＯＭ２４に強制放電を検出した旨を示す情報が記憶されている場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、二次電池１４１，１４２，１４３が交換された後の電池パック１の使用を禁止させるべく、ステップＳ２５を実行せずにステップＳ２７へ移行する。

そして、ステップＳ２７において、許可情報記憶処理部２１４によって、電源回路１８による制御ＩＣ２への動作用電源電圧Ｖｐｓの供給が停止される。そうすると、例えば図略のリセットＩＣによって制御部２１がリセットされて動作を停止する。

この場合、ステップＳ２１〜Ｓ２３において、二次電池１４１，１４２，１４３の取外しが検出された場合や、ステップＳ２４において二次電池１４１，１４２，１４３の強制放電が検出された場合には、速やかにステップＳ２７において電源回路１８による制御ＩＣ２の動作用電源電圧Ｖｐｓの供給が停止されるから、再び制御ＩＣ２が動作を開始するときは、必ず起動後のステップＳ１から動作が開始され、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１８の使用可否判定処理が実行される結果、電池パック１の使用禁止処理の確実性を向上させることができる。

そして、例えば第三者が新しい二次電池を二次電池１４１，１４２，１４３の代わりに取り付ける等して再び制御部２１が起動されると、上述したようにステップＳ１，Ｓ２の処理が実行された後、使用可否制御部２１２によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に、組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されているか否かが確認される（ステップＳ２）。そうすると、組電池１４が不正に取り外されることなく二次電池１４１，１４２，１４３の端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が負荷機器本体３への放電や自己放電等により正常にユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下に低下した場合には、ステップＳ１３〜Ｓ２５の処理により、ＥＥＰＲＯＭ２４に組電池１４の使用を許可する旨の情報が記憶されているから、ステップＳ３において、使用可否制御部２１２は、電池パック１の使用を許可するべくステップＳ４へ移行し、以下、ステップＳ４〜Ｓ２７が繰り返される。

一方、ステップＳ１９〜Ｓ２４において、端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３が開放状態になったこと、すなわち組電池１４が取り外されたことが検出された場合や、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ２４において、二次電池１４１，１４２，１４３の強制放電が検出された場合には、組電池１４の使用を許可する旨の情報がＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されておらず、ステップＳ５において組電池１４の使用を許可する旨の情報が消去されたままになっているから、例えば第三者が新しい二次電池を二次電池１４１，１４２，１４３の代わりに取り付ける等して再び制御部２１が起動されると、ステップＳ３において、使用可否制御部２１２により、ステップＳ１８へ移行してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフされ、電池パック１の使用が禁止される。

この場合、組電池１４が取り外されることにより、電源回路１８から制御ＩＣ２へ供給される電源電圧Ｖｐｓが瞬時に低下し、制御部２１によってステップＳ１３〜Ｓ２７の処理が実行されないまま制御部２１が停止した場合であっても、ステップＳ５において、組電池１４の使用を許可する旨の情報が消去されているので、例えば第三者が新しい二次電池を二次電池１４１，１４２，１４３の代わりに取り付ける等して再び制御部２１が起動された場合、ステップＳ３において、使用可否制御部２１２により、ステップＳ１８へ移行してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフされ、電池パック１の使用が禁止される。

これにより、電池パック１は、第三者が不正に交換した二次電池の使用を制限することができる。

ところで、第三者が不正に交換した二次電池の使用を制限する方法としては、例えば、ステップＳ１９〜Ｓ２４の処理を行わず、ステップＳ１３において端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のうち少なくとも一つが、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下になった場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）や下限電圧Ｖｕを下回った場合に、二次電池が取り外されたものと判断して履歴情報をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させ、再び制御部が起動された後にＥＥＰＲＯＭ２４に履歴情報が記憶されていれば使用禁止、ＥＥＰＲＯＭ２４に履歴情報が記憶されていなければ使用可能とする構成も考えられる。

しかしながら、このように、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄや下限電圧Ｖｕを下回ることのみによって、二次電池が取り外されたことを検出する構成では、負荷への電力供給や自己放電等による正常な電圧低下で端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄや下限電圧Ｖｕを下回った場合であっても二次電池が取り外されたものと判断されて履歴情報がＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されてしまう結果、再び制御部が起動された後に、二次電池の交換はされていないにもかかわらず使用禁止されてしまう。

一方、図１に示す電池パック１によれば、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のうち少なくとも一つが、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄ以下になり、さらに端子Ｔ１、中間タップＴ２，Ｔ３のいずれかが開放状態にされたことを検出して、二次電池が取り外されたと判断するため、正常な電圧低下で電池パック１が使用禁止にされてしまうことがない。

また、ステップＳ１９〜Ｓ２７の処理は、端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のうち少なくとも一つが、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄとは別の下限電圧Ｖｕを下回ったことを検出した場合に実行するようにしてもよいが、電池パック１では、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄの検出結果に基づきステップＳ１９〜Ｓ２７の処理を行うことで、ユニットシャットダウン電圧Ｖｓｄとは別の、例えば下限電圧Ｖｕと端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とを比較する処理が増大することを抑制している。特に、比較処理をコンパレータ等の回路素子で行う場合には、下限電圧Ｖｕと端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とを比較する回路素子が不要となり、回路規模の増大が抑制される。

なお、電圧検出回路１５は、端子Ｔ１，中間タップＴ２，Ｔ３を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３でプルダウンし、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の接続をスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３でオン、オフする構成を示したが、図６に示す電圧検出回路１５ａのように、中間タップＴ２，Ｔ３、端子Ｔ４を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（プルアップ抵抗）でプルアップし、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の接続をスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３（第２スイッチング素子）でオン、オフすることで、スイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３をオフさせた場合とオンさせた場合の各端子における電圧差に基づき、各端子が開放状態か否かを判定するようにしてもよい。

本発明は、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池駆動機器、及びこのような電池駆動機器の電源として用いられる電池パックとして好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る電池パックを用いた電池駆動機器の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す電圧検出回路の構成の一例を示す回路図である。 図１に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す電池パックの動作の一例を示すフローチャートである。 図２に示す電圧検出回路の変形例を示す回路図である。

符号の説明

１ 電池パック
３ 負荷機器本体
１４ 組電池
１５ 電圧検出回路
１６ 電流検出抵抗
１８ 電源回路
２１ 制御部
２２ アナログデジタル変換器
２４ ＥＥＰＲＯＭ
３５ 充電電流供給部
３７ 制御部
３８ 負荷回路
１４１，１４２，１４３ 二次電池
２１１ 充放電制御部
２１２ 使用可否制御部
２１３ 端子状態検出部
２１４ 許可情報記憶処理部
２１５ 許可情報記憶禁止部
２１６ シャットダウン処理部
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ キャパシタ
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３ スイッチング素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｔ１，Ｔ４ 端子
Ｔ２，Ｔ３ 中間タップ
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖｔ 端子電圧
Ｖｏｆｆ 放電終止電圧
Ｖｓｄ ユニットシャットダウン電圧
Ｖｌｓｄ 負荷シャットダウン電圧
Ｖｕ 下限電圧

Claims (7)

1. 負荷回路へ駆動電流を供給するための二次電池と、
   前記二次電池の正極に接続される第１接続端子と、
   前記二次電池の負極に接続される第２接続端子と、
   前記二次電池の使用を許可する旨の情報を初期値として記憶するための書き換え可能な不揮発性の記憶部と、
   前記記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されていない場合、前記二次電池の放電及び充電のうち少なくとも一方を禁止し、前記記憶部により前記使用を許可する旨の情報が記憶されている場合、前記二次電池の充放電を可能な状態にすると共に前記記憶部に記憶されている前記使用を許可する旨の情報を消去する使用可否判定処理を、起動される都度１回実行する使用可否制御部と、
   前記第１及び第２接続端子間の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第１及び第２接続端子のうち少なくとも一つの端子状態が、開放状態であるか否かを検出する端子状態検出部と、
   前記使用可否制御部による前記使用可否判定処理が実行された後に前記電圧検出部によって検出された電圧が前記二次電池における使用に適した電圧範囲の下限として予め設定された下限電圧を下回る場合であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させる許可情報記憶処理部と
   を備えることを特徴とする電池パック。
2. 前記二次電池から前記負荷回路へ供給される電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部によって検出される電流が実質的にゼロである期間中において前記電圧検出部により検出される電圧が、所定の期間内に前記二次電池の自己放電により生じ得る最大の電圧低下を超える値として設定された強制放電判定値以上減少した場合、前記許可情報記憶処理部により前記二次電池の使用を許可する旨の情報が前記記憶部に記憶されることを禁止する許可情報記憶禁止部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載の電池パック。
3. 少なくとも前記使用可否制御部を含む制御回路への、動作用電源電圧の供給を制御する電源供給制御部をさらに備え、
   前記許可情報記憶処理部は、
   前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記下限電圧を下回る電圧に予め設定されたユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態でないとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させた後、前記電源供給制御部による前記動作用電源電圧の供給を停止させ、前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記ユニットシャットダウン電圧以下であって、かつ前記端子状態検出部によって検出された端子状態が開放状態であるとき、前記二次電池の使用を許可する旨の情報を前記記憶部に記憶させることなく前記電源供給制御部による前記動作用電源電圧の供給を停止させること
   を特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。
4. 前記電圧検出部によって検出された電圧が、前記ユニットシャットダウン電圧を上回りかつ前記下限電圧を下回る電圧に設定された負荷シャットダウン電圧以下になった場合、前記負荷回路へ所定の負荷シャットダウン指示を出力する負荷シャットダウン指示部をさらに備え、
   前記負荷回路は、
   前記負荷シャットダウン指示部からの負荷シャットダウン指示に応じて電源オフに先立つ準備動作を行った後に当該負荷回路の電源をオフすること
   を特徴とする請求項３記載の電池パック。
5. 前記第１接続端子をプルダウンするプルダウン抵抗と、
   前記プルダウン抵抗と直列接続された第１スイッチング素子とをさらに備え、
   前記端子状態検出部は、
   前記第１スイッチング素子をオフさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧と前記第１スイッチング素子をオンさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、前記第１接続端子が開放状態であるか否か判定することにより前記端子状態の検出を実行すると共に、当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間に前記第１スイッチング素子をオフさせること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
6. 前記第２接続端子をプルアップするプルアップ抵抗と、
   前記プルアップ抵抗と直列接続された第２スイッチング素子とをさらに備え、
   前記端子状態検出部は、
   前記第２スイッチング素子をオフさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧と前記第２スイッチング素子をオンさせた場合に前記電圧検出部により検出される電圧との差に基づいて、前記第２接続端子が開放状態であるか否か判定することにより前記端子状態の検出を実行すると共に、当該端子状態の検出を実行する期間を除く期間に前記第２スイッチング素子をオフさせること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パックと、
   前記電池パックから供給される電流により駆動される負荷回路とを備えること
   を特徴とする電池駆動機器。

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