JP5569861B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、ケースの分解を検出する電池パックに関する。

一般に、電池パックは、再充電可能な電池セルと、その保護回路とをケースに内蔵して構成される。ところが、ユーザが勝手にケースを分解して電池セルを任意の電池セルに交換したり、あるいは電池パックを不正に改造して使用するという、電池パックに対して、いわゆる「リパック」が行われることがある。

リパックされた電池パックを充電すると公称容量にまで充電できないことがあったり、または、係る電池パックから電動工具に給電する場合、放電電流量が公称値よりも少ないことがあったりと、電池パックの信頼性を低下させることがある。従って、電池パックの信頼性を維持するために、電池パックの分解や改造の抑制が求められていた。

そこで、ケースの内部に、ケースの分解を検出する分解検出スイッチを設け、ケースの分解を検出すると、電池セルの充放電を禁止する機能を備えた電池パックが開発されている。

上記構成では、ケースの分解が検出されると電池パックが使用できなくなるので、安全性は確保される。しかしながら、不測の事態によって分解検出スイッチが動作してしまうと電池セルは使えなくなるので、このような事態の発生は、ユーザにとって不便であった。

本発明の目的は、斯かる実情に鑑み、信頼性を確保しながらもユーザにとって使い勝手の良い電池パックを提供することである。

請求項１記載の電池パックは、二次電池を収納するケースと、前記ケースの分解を検出する分解検出手段と、前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出したことを分解情報として記憶する記憶手段と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段が設けられた基板とを有し、前記基板は、前記二次電池と共に前記ケースに収納され、前記分解検出手段は、前記ケースに固定された第１のスイッチ部材と、前記基板及び前記二次電池の一方に設けられて前記第１のスイッチ部材と接触する第２のスイッチ部材とを有し、前記第１のスイッチ部材と前記第２のスイッチ部材とが離間することで前記ケースの分解を検出することを特徴とする。

上記構成によれば、電池パックが分解されると、第１のスイッチ部材が、ケースとともに第２のスイッチ部材から離間するので、分解検出手段は、ケースの分解を検出することができる。

請求項２記載の電池パックは、請求項１に記載の電池パックにおいて、前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出した後においても、前記制御手段は、前記二次電池の充放電を許容することを特徴とする。

上記構成によれば、分解検出手段がケースの分解を検出した後においても、電池パックを使用することができる。

請求項３記載の電池パックは、請求項１に記載の電池パックにおいて、前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出したとき、前記制御手段は、前記二次電池の充放電を禁止することを特徴とする。

上記構成によれば、分解検出手段がケースの分解を検出したとき、電池パックの充放電が禁止されるので、電池パックの信頼性を維持することができる。

本発明によれば、記憶手段の内容を調査することによって、過去におけるケースの分解の有無を把握することができる。

本発明の実施の形態に係る電池パックを示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１を参照すると、電池パック１０は、ケース１１内に、電池組１２と、セル電圧検出回路１３と、過充電信号出力部１４と、過放電信号出力部１５と、分解検出スイッチ１６と、マイコン１７と、遮断手段１８とを有する。

電池組１２は、二次電池として、例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、又はリチウムイオン電池等からなる電池セル１２ａの複数個が直列に接続されて構成される。セル電圧検出回路１３は、各電池セル１２ａのセル電圧を連続的或いは間欠的に監視し、セル電圧に対応したセル電圧信号を出力する。

過充電信号出力部１４は、電池パック１０が充電器（図示せず）によって充電されているとき、セル電圧検出回路１３からのセル電圧信号に基づいて電池セル１２ａが過充電と判断すると、過充電信号を生成する。過充電信号は、充電器に向けて出力され、過充電信号によって、充電器と電池パックとの間の充電路Ａは強制的に遮断される。

過放電信号出力部１５は、セル電圧検出回路１３からのセル電圧信号に基づいて電池セル１２ａが過放電と判断すると、過放電信号を生成する。過放電信号は、電池パック１０が電動工具（図示せず）に装着されている場合、電動工具に向けて出力され、過放電信号によって、電池パック１０と電動工具との間に形成された放電路Ｂは遮断される。

分解検出スイッチ１６は、接触バー１６ａと、２つの端子を有するスイッチパターン１６ｂとからなる。接触バー１６ａは、第１のスイッチ部材としてケース１１の内側に固定されている。スイッチパターン１６ｂは、第２のスイッチ部材として基板１９に形成され、一方の端子がマイコン１７に接続されている。なお、基板１９は、セル電圧検出回路１３、過充電信号出力部１４及び過放電信号出力部１５が設けられ、電池組１２と共にケース１１に収納される。

分解検出スイッチ１６は、接触バー１６ａが、スイッチパターン１６ｂの２つの端子と接離可能であることを利用してケース１１の分解を検出する。分解検出スイッチ１６は、ケース１１が分解される前は、接触バー１６ａとスイッチパターン１６ｂとが互いに接触してオン状態にあり、マイコン１７に向けて、例えばレベル０のＬＯＷ信号を出力する。一方、ケース１１が分解されると、接触バー１６ａが、スイッチパターン１６ｂより分離するので、分解検出スイッチ１６は、オン状態からオフ状態に切り替わり、レベル１のＨＩＧＨ信号をマイコン１７に向けて出力する。このように、分解検出スイッチ１６の出力信号が切り替わることにより、マイコン１７は、ケース１１の分解を検知する。

マイコン１７は、基板１９に設けられ、セル電圧検出回路１３からはセル電圧信号が入力され、分解検出スイッチ１６の出力信号が入力され、過充電信号出力部１４及び過放電信号出力部１５に信号を出力する。また、マイコン１７は、不揮発性メモリ１７ａを有し、ケース１１の分解により分解検出スイッチ１６が動作したことを検知するとき、ケース１１の分解を分解情報として記憶する。

遮断手段１８は、電池組１２と直列に接続されて充電路Ａに挿入され、マイコン１７からの信号によって電池組１２への充電路Ａを遮断する。

上記構成の電池パック１０は、充電器によって充電されたり、又は電動工具に接続されたときは、電池セル１２ａからの放電により電動工具に対して給電を行う。ところが、ケース１１が、開封、改造、或いは破損により分解されると、接触バー１６ａが、ケース１１に固定されているためにスイッチパターン１６ｂより離間するので、分解検出スイッチ１６の出力信号が切り替わる。この分解検出スイッチ１６の出力信号の切り替わりによって、マイコン１７は、ケース１１が分解されたことを検知するので、ケース１１の分解を分解情報としてメモリ１７ａに記憶する。

また、ケース１１は、第１のケース１１Ａと、第２のケース１１Ｂの２つに分解可能である。第１のケース１１Ａには、接触バー１６ａが固定されており、第２のケース１１Ｂには、基板１９が固定されている。分解された際には、第１のケース１１Ａが、第２のケース１１Ｂに対して離間する。

ケース１１の分解を検知すると、マイコン１７は、過充電信号出力部１４及び過放電信号出力部１５の両方に信号を送り、過充電信号出力部１４からは過充電信号を、過放電信号出力部１５からは過放電信号を出力させる。過充電信号及び過放電信号の出力によって電池パック１０は、充放電共に禁止状態となり使用できなくなる。

以上のようにして、例えば電池セル１２ａを任意のセルに交換する等の改造のためにケース１１が分解されたとき、電池パック１０が使用不可能となるので、電池パック１０の安全性又は信頼性を維持することができる。

或いは、ケース１１の分解が検知され、ケース１１の分解をマイコン１７が知った後においても、マイコン１７は、電池セル１２ａの充放電を禁止する代わりに許容することもできる。この場合、電池パック１０は、ケース１１が分解された後であっても充放電可能である。この場合、例えば電池パック１０を修理する際など、メモリ１７ａの内容を確認することによってケース１１の分解の有無を知ることができる。従って、メモリ１７ａにケース１１の分解が記憶されていた場合は、ユーザにケースを分解する行為を行わないよう注意勧告することが可能となる。

なお、分解検出スイッチ１６として、接触バー１６ａ及びスイッチパターン１６ｂからなる構成に代えて、光の入射により信号を出力する光センサを用いることができる。この場合、ケース１１が分解されると、光センサがケース１１の内部に侵入した外光を検知することによって、マイコン１７はケース１１の分解を検知することができる。なお、この構成では、ケース１１は、遮光性部材で形成して、電池パック１０の内部を外部から遮光する必要がある。

また、分解検出スイッチ１６として、ケース１１の内面に固定した導電部材を利用することもできる。この場合、ケース１１が分解されると導電部材が断線するように構成されているので、導電部材の断線を検出することにより、ケース１１の分解を検知することができる。

以上のように、ケース１１の分解を検知した後においても電池パック１０の使用を継続する場合、メモリ１７ａを調査することによって過去のケース１１の分解の有無を知ることができ、電池パック１０の安全性をより確実に検証することができる。

また、ケース１１の分解を検知したことにより電池パック１０の使用を禁止する場合は、電池パック１０の改造を予防でき、電池パック１０の安全性を保証することができる。さらに、例えば規格外の電池セルへの交換も防止でき、電池パック１０の信頼性及び安全性をも保証する。

尚、電池パック１０は、電池セル１２ａの温度を検出する電池セル温度検出回路を備えることもできる。

本発明の一実施の形態においては、第１のケース１１Ａに接触バー１６ａが固定され、第２のケース１１Ｂに基板１９が固定されるように構成した。しかし、例えば、第１のケース１１Ａと第２のケース１１Ｂとを連結固定するための固定部材を利用して、ケース１１の分解を検出するようにしてもよい。例えば、固定部材としては、ネジやクリップなどがある。ネジやクリップによって、第１のケース１１Ａに対する第２のケース１１Ｂの固定が解除された場合に、例えば、係る解除をマイコンに通知させるようにすれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

本発明の電池パックは、二次電池を含む適宜の電池パックに利用することができる。

１０ 電池パック
１１ ケース
１２ａ 二次電池としての電池セル
１６ 分解検出手段としての分解検出スイッチ
１７ 制御手段としてのマイコン
１７ａ 記憶手段としてのメモリ
１９ 基板

Claims (3)

1. 二次電池を収納するケースと、
   前記ケースの分解を検出する分解検出手段と、
   前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出したことを分解情報として記憶する記憶手段と、
   前記二次電池の充放電を制御する制御手段が設けられた基板と
   を有し、
   前記基板は、前記二次電池と共に前記ケースに収納され、
   前記分解検出手段は、
   前記ケースに固定された第１のスイッチ部材と、
   前記基板及び前記二次電池の一方に設けられて前記第１のスイッチ部材と接触する第２のスイッチ部材とを有し、
   前記第１のスイッチ部材と前記第２のスイッチ部材とが離間することで前記ケースの分解を検出することを特徴とする電池パック。
2. 前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出した後においても、前記制御手段は、前記二次電池の充放電を許容することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記分解検出手段が前記ケースの分解を検出したとき、前記制御手段は、前記二次電池の充放電を禁止することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

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