JP5220251B2 - 警告機能付き電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池に過電流、過熱による異常が発生したときに警告を行う警告機能付き電池パックに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題

図２は従来の温度保護付き電池パックの構成例を示す図であり、１１は二次電池、１２はＰＴＣ、１３は保護ＩＣ、１４は電圧検出部、１５はスイッチ制御回路、Ｑ１は放電制御スイッチ素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子を示す。

温度保護付き電池パックの従来の回路は、図２に示すようにリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池などの化学セルである二次電池１１と、温度保護機能を有する素子であるＰＴＣ１２と、放電制御スイッチ素子Ｑ１と、充電制御スイッチ素子Ｑ２と、過充電や過放電の保護を行うための電圧を検出する電圧検出部１４、電圧検出部１４により検出した電圧に基づき外部のスイッチ素子である放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御するスイッチ制御回路１５などを含む保護ＩＣ１３からなる。

上記のように従来の電池パックでは、保護回路に温度検出部はなく、温度に対する保護を行うためには、ＰＴＣのような温度保護機能を有する素子やヒューズを充放電回路に挿入していた。ＰＴＣは、充放電回路に挿入されることにより、高温になると高インピーダンスになり電流を流さないようにする正温度特性サーミスタである。

しかし、上記電池パックにおいて、過電流や発熱などの異常が生じている場合に、ユーザはその異常を直ちに認識することはできず、例えば電池パックの負荷である電子機器の作動異常等があって初めて気がつくことになる。そのため、異常状態が長時間放置されたままになり、電子機器に好ましくない影響を及ぼすなどの問題が生じる。

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、過電流や過熱などの電池パックの異常を速やかにユーザに報知できるようにするものである。

そのために本発明は、電池に直列に接続され該電池の近傍に配置して温度を検出し高温状態になると高インピーダンスになる過熱防止用の正温度特性サーミスタと大きな充電電流あるいは放電電流が流れると溶断する過電流防止用のヒューズからなる直列体とした過電流、過熱防止の保護回路、及び該過電流、過熱防止の保護回路にそれぞれ並列に接続される発光ダイオードと抵抗からなる２直列体を備え、前記それぞれの発光ダイオードは、逆方向に接続するとともに、前記それぞれの発光ダイオードに異なる色を用い又は前記それぞれの発光ダイオードの位置に異常別の文字表記を行い識別可能にして、前記保護回路が動作したときの端子間電圧の上昇により前記発光ダイオードのいずれかを点灯させ警告するように構成したことを特徴とするものである。

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は本発明に係る警告機能付き電池パックの実施の形態を示す図であり、１は二次電池、２は電圧検出部、３はスイッチ制御回路、４はＰＴＣ、５はヒューズ、６、７は発光ダイオード、Ｑ１は放電制御スイッチ素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、Ｒ１、Ｒ２は抵抗を示す。

図１において、二次電池１は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池などの化学セルであり、電圧検出部２は、過充電や過放電防止の保護を行うための電圧を検出するものである。放電制御スイッチ素子Ｑ１は、そのオンにより放電を行い、オフにより放電を停止させ、充電制御スイッチ素子Ｑ２は、そのオンにより充電を行い、オフにより放電を停止させる、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる外部のスイッチ素子である。スイッチ制御回路３は、電圧検出部により検出した電圧に基づき外部のスイッチ素子である放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御するものである。

ＰＴＣ４とヒューズ５からなる直列体は、過電流、過熱防止の保護回路を構成し、ＰＴＣ４は、例えば二次電池１の近傍に配置して温度を検出し、高温の過熱状態になると高インピーダンスになり電流を流さないようにする過熱防止の保護素子としての正温度特性サーミスタであり、ヒューズ５は、大きな充電電流あるいは放電電流が流れると溶断して充放電回路を遮断する過電流防止の保護素子である。

発光ダイオード６と抵抗Ｒ１からなる直列体は、充電時の過電流、過熱による異常を警告する回路、発光ダイオード７と抵抗Ｒ２からなる直列体は、放電時の過電流、過熱による異常を警告する回路である。この回路は、電池パックにおいて、過電流、過熱による異常状態が発生し、ＰＴＣ４とヒューズ５からなる直列体が高インピーダンスになり、あるいは回路遮断され、過電流、過熱防止の保護回路が動作したとき、発光ダイオード６又は７に電流が流れて点灯することにより、ユーザに異常の発生を報知し警告するものである。

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、発光ダイオードと抵抗からなる直列体が充電方向と放電方向の２直列体からなり、それらをＰＴＣとヒューズからなる直列体と並列に接続したが、例えば２個の発光ダイオードを逆方向に接続し、その逆並列接続に１個の抵抗を直列接続する構成としてもよいし、放電方向のみの１直列体で、放電時の過電流、過熱防止の保護動作時のみ警告するように構成してもよい。

また、２個の発光ダイオードは、その方向により異なる色を用い識別可能にしてもよいし、それぞれの発光ダイオードの位置に異常別の文字標記を行い識別可能にしてもよい。さらに、ＰＴＣとヒューズからなる直列体においてヒューズを過電流防止の保護素子として用いたが、ＰＴＣと異なる位置の発熱部に熱結合して配置し、当該発熱部の異常発熱時に溶断させるように、つまり、過電流と共に過熱防止の保護素子として兼用させるように構成してもよい。

上記のように本発明に係る警告機能付き電池パックでは、ＰＴＣ４とヒューズ５からなる直列体を用いることにより、簡単な回路構成で過電流、過熱防止を実現でき、しかも、その直列体に並列に発光ダイオードと抵抗からなる直列体を接続して、過電流、過熱防止の保護回路が動作したときの高インピーダンス化又は遮断に伴う端子間電圧の上昇により発光ダイオードを点灯させるので、簡単な回路構成で異常の報知、警告を行うことができる。

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、電池パックに過電流、過熱による異常が発生したときに警告を行う警告機能付き電池パックであって、電池に直列に接続される過電流、過熱防止の保護回路、及び該過電流、過熱防止の保護回路に並列に接続される発光ダイオードと抵抗からなる直列体を備えたので、過電流、過熱防止の保護回路が動作したとき直ちに発光ダイオードを点灯してユーザに報知し警告することができる。また、過電流、過熱防止の保護回路は、正温度特性サーミスタとヒューズからなる直列体であり、また、発光ダイオードと抵抗からなる直列体は、並列に接続されそれぞれが充電方向と放電方向で作動する２直列体からなり、該２直列体を過電流、過熱防止の保護回路と並列に接続したので、過電流、過熱による異常状態が充電時か放電時かを識別することができる。

本発明に係る警告機能付き電池パックの実施の形態を示す図である。 従来の温度保護付き電池パックの構成例を示す図である。

１…二次電池、２…電圧検出部、３…スイッチ制御回路、４…ＰＴＣ、５…ヒューズ、６、７…発光ダイオード、Ｑ１…放電制御スイッチ素子、Ｑ２…充電制御スイッチ素子、Ｒ１、Ｒ２…抵抗

Claims (1)

1. 電池パックに過電流、過熱による異常が発生したときに警告を行う警告機能付き電池パックであって、電池に直列に接続され該電池の近傍に配置して温度を検出し高温状態になると高インピーダンスになる過熱防止用の正温度特性サーミスタと大きな充電電流あるいは放電電流が流れると溶断する過電流防止用のヒューズからなる直列体とした過電流、過熱防止の保護回路、及び該過電流、過熱防止の保護回路にそれぞれ並列に接続される発光ダイオードと抵抗からなる２直列体を備え、前記それぞれの発光ダイオードは、逆方向に接続するとともに、前記それぞれの発光ダイオードに異なる色を用い又は前記それぞれの発光ダイオードの位置に異常別の文字表記を行い識別可能にして、前記保護回路が動作したときの端子間電圧の上昇により前記発光ダイオードのいずれかを点灯させ警告するように構成したことを特徴とする警告機能付き電池パック。

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