JP5621415B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を充電する充電技術に関し、特に、リチウムイオン電池などが用いられた電池パックにおける充電制御に有効な技術に関する。

近年、コードレスタイプの電動工具においては、該電動工具の駆動用電源として、リチウムイオン二次電池から構成された電池パックが広く用いられている。

リチウムイオン二次電池を用いた電池パックは、小型、軽量であり、エネルギ密度が高く、高出力であるが、その反面、過充電保護を十分に行うことが必要である。

そのため、使用する電池パックに対応する正規品の充電装置を用いて充電することが、電池の安全性を確保し、電池寿命の低下を防ぐために必要である。非対応品の充電装置による電池パックの充電を防止する技術としては、たとえば、電池パックと充電装置とが相互認証を行い、認証が成立した際に充電が開始され、認証が成立しない場合には、充電電流が遮断され、該電池パックへの充電を行わないものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−１６４５４７号公報

ところが、上記のような電池パックへの充電動作制御技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

すなわち、上記した特許文献１による充電制御技術では、認証が成立しない非対応品の電池パックを用いた場合に充電遮断が行われるが、電池パックを充電装置から取り外した際には、充電遮断状態が解除される構成となっている。

そのため、使用者が非対応品の充電装置と知らずに使用している場合には、利用者には充電されない理由が分からず、充電装置、および電池パックのいずれもが正常であるにも関わらず、充電装置、または電池パックの異常などと判断してしまう恐れがある。

本発明の目的は、非対応の充電装置に電池パックが接続された際に、非対応の充電装置であることを利用者が容易に認識することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、上記目的を達成するため、本発明は、電池パックを充電する充電装置が電池パックに対応する充電装置であるか否かを判定し、該充電装置が非対応品であると判定した際に、充電装置が非対応品であることを知らせる判定報知部を有する電池パックに適用される。

また、本発明の電池パックにおいて、判定報知部は、電池パックを充電する充電装置から出力される認証信号を受信し、充電装置が電池パックに対応する充電装置であるか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、充電装置が非対応品である旨の判定結果を判定部が出力した際に、充電装置が非対応品であることを知らせる報知部とを有し、充電装置が非対応品であると判断すると、報知部において、充電装置が非対応品であることを利用者に知らせることを特徴とする。

さらに、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。

本発明は、二次電池セルの充電経路を遮断する遮断部を有し、判定部が電池パックに対応しない充電装置と判定した際に、該遮断部により充電経路を遮断し、二次電池セルへの充電を停止させることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）正規品でない非対応の充電装置の場合に、電池パックへの充電を停止しながら、正規品でない充電装置であることを利用者に知らせることができるので、電池パックを充電できない理由を速やかに利用者に認識させることができる。

（２）また、正規品でない充電装置の場合に、充電を停止するので、電池の安全性を向上させ、電池寿命の低下を防止することができる。

本発明の実施の形態１による充電システムにおける構成の一例を示す説明図である。 図１の充電システムに設けられた電池パックにおける充電動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による電池パックにおける構成の一例を示した説明図である。 本発明の実施の形態３による電池パックにおける構成の一例を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

〈発明の概要〉
本発明の概要は、単数または複数の二次電池セルから構成された電池パックであって、前記電池パック(電池パック３)は、前記電池パックを充電する充電装置(充電装置２)が前記電池パックに対応する充電装置であるか否かを判定し、前記充電装置が非対応品であると判定した際に、前記充電装置が非対応品であることを知らせる判定報知部(マイコン１７、ランプ２３)を有した構成からなるものである。

以下、上記した概要に基づいて、実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による充電システムにおける構成の一例を示す説明図、図２は、図１の充電システムに設けられた電池パックにおける充電動作の一例を示すフローチャートである。

本実施の形態１において、充電システム１は、図１に示すように、充電装置２、および電池パック３から構成されている。充電装置２は、接続された電池パック３の充電動作を制御する。電池パック３は、コードレスなどの電動工具の駆動用電源として該電動工具に装着される。

〈充電装置２の回路構成について〉
充電装置２は、第一整流平滑回路４、高周波トランス５、スイッチング回路６、スイッチング制御回路７、第二整流平滑回路８、表示回路９、補助電源回路１０、電池電圧検出回路１１、充電電流検出回路１２、電圧・電流制御回路１３、電圧・電流設定回路１４、およびマイコン１５から構成されている。

以下、充電装置２について説明する。

充電装置２には、商用交流電源等の交流電源ＡＣより充電電力が供給される。たとえば、交流電源ＡＣとしてＡＣ１００Ｖの商用電源が供給される。第一整流平滑回路４は、図示されていないが、たとえば、ブリッジ接続された整流ダイオードを含む全波整流回路と平滑用コンデンサとからなり、交流電源ＡＣを全波整流する。

高周波トランス５、およびスイッチング回路６は、第一整流平滑回路４によって全波整流された直流電源（ＤＣ電源）を、図示されない半導体スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)）を用いて高周波パルス信号でオン、オフさせるためのスイッチング電源回路を構成する。

高周波トランス５は、第一整流平滑回路４のＤＣ出力電源に接続された１次巻線と、後述する第二整流平滑回路８が接続される２次巻線を有する。

スイッチング回路６は、高周波トランス５の１次巻線に直列接続されたＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチング素子）と、該ＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加する駆動パルス信号のパルス幅を変調させるためのＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御ＩＣ（スイッチング制御ＩＣ）とを備える。

高周波トランス５、およびスイッチング回路６によって構成されたスイッチング電源回路は、該スイッチング回路６の半導体スイッチング素子を駆動する駆動パルス信号のデューディ比（パルス幅）を制御することによって、後述する第二整流平滑回路８の出力直流電圧を調整する。

スイッチング制御回路７は、充電電流、および充電電圧の信号をスイッチング回路６のＰＷＭ制御ＩＣに帰還するホトカプラ等の充電信号伝達手段から構成された制御回路である。

第二整流平滑回路８は、高周波トランス５の２次巻線に接続された、図示されていない整流用ダイオード、平滑用コンデンサ、放電用抵抗等から構成された直流電圧出力回路であり、充電装置２に設けられた接続端子Ｔ１、および電池パック３に設けられた接続端子Ｔ１０を介して電池パック３の充電電流、および充電電圧を供給する電源回路を構成する。本実施の形態１の電池パック３では、接続端子Ｔ１に接続されている経路が、該電池パック３の充電経路、および放電経路（電動工具などに駆動電源を供給する経路）となる。

電池電圧検出回路１１は、電池パック３に印加される電池電圧を検出するための分圧抵抗等のポテンショメータからなる電圧検出回路である。この電池電圧検出回路１１は、電池パック３に供給される充電電圧の全電圧を検出するもので、電池電圧検出回路１１によって全電圧を分圧した分圧電圧が、後述するマイコン１５のＡ／Ｄポートに入力される。

充電電流検出回路１２は、第二整流平滑回路８の負側端子と充電装置２に設けられた接続端子Ｔ２との間に接続されている。この充電電流検出回路１２は、充電電流を検出するための回路で、充電線路に挿入された電流検出抵抗、および電流値を電圧値に変換するための、例えば、ＯＰアンプ回路等から構成される。充電電流検出回路１２で検出された充電電流の電圧換算値は、マイコン１５のＡ／Ｄポートに入力される。

電圧・電流制御回路１３は、電池電圧検出回路１１、および充電電流検出回路１２が検出した充電電圧、および充電電流の情報を、電圧・電流設定回路１４で設定された設定情報と比較するための比較回路によって構成される。

電圧・電流制御回路１３が比較した検出された充電電圧、および充電電流の情報と電圧・電流設定回路１４で設定された設定情報との結果は、制御信号としてスイッチング制御回路７に伝達されて、スイッチング回路６を構成する半導体スイッチング素子の駆動パルス信号のパルス幅を制御し、そのパルス幅の調整により第二整流平滑回路８から所定の充電電流、または充電電圧を供給するように制御する。

マイコン１５は、図示されていないが、充電制御プログラムを実行するためのＣＰＵ(Central Processing Unit)、該ＣＰＵの制御プログラム、および電池パック３の電池種に関するデータや対応する電池パックの認証信号となるＩＤ情報等を格納するＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＰＵの作業領域やデータの一時記憶領域等として利用されるＲＡＭ(Random Access Memory)、タイマ等を具備する。

マイコン１５には、シリアル通信インタフェース１５ａが設けられており、電池パック３のマイコン１７には、通信部となるシリアル通信インタフェース１７ｂが設けられている。マイコン１５のシリアル通信インタフェース１５ａ、およびマイコン１７のシリアル通信インタフェース１７ｂは、充電装置２に設けられた接続端子Ｔ５、および電池パック３に設けられた接続端子Ｔ５０を介して通信を行う。

マイコン１５は、接続端子Ｔ５，Ｔ５０を介して通信された電池パック３のマイコン１７からの充電制御情報(充電パラメータ)に基づいて、電圧・電流設定回路１４の充電電圧、および充電電流を適切な判別基準値に設定する。この設定信号は、マイコン１５に設けられた出力ポートから出力されて電圧・電流設定回路１４に対して適切な電圧基準値および電流基準値を設定する。

また、マイコン１５は、電池パック３から出力される過充電制御信号（充電停止信号）を受信し、該マイコン１５に設けられた出力ポートよりスイッチング制御回路７に停止信号を出力する。

さらに、マイコン１５は、充電の開始時には開始指示信号を出力ポートよりスイッチング制御回路７に出力する。特に、本実施形態によれば、マイコン１５は、後述するように、電池パック３内に収納された感温素子、電池温度検出回路によって構成された電池状態検出手段から検出された電池状態の状態値に基づいて、適切な定電圧の充電電圧値、定電流の充電電流値を決定し、充電の際に各設定値として充電設定信号を出力ポートより出力するように構成する。さらに、マイコン１５は、次に述べる表示回路９を駆動させるための駆動信号を出力する。

表示回路９は、充電装置２の充電動作状態を表示するためのＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の表示手段を含み、マイコン１５によって出力される制御信号によって駆動される。表示手段は、例えば、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤから構成され、マイコン１５の出力ポートの制御信号によって赤色ＬＥＤのみを点灯させれば充電開始前の状態、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤを同時点灯させて実質的に橙色点灯とすれば、充電中の状態、緑色ＬＥＤのみを点灯させれば、充電終了状態をそれぞれ表示するように構成される。

補助電源回路１０は、商用交流電源ＡＣを数Ｖの低圧に変圧するための変圧トランス、変圧交流を整流するための整流ダイオード、ならびに整流された整流電圧を平滑するための平滑用コンデンサ等によって構成された直流電源回路によって構成され、スイッチング回路６のＰＷＭ制御ＩＣの駆動電源Ｖｃｃ、マイコン１５の駆動電源（Ｖｃｃ）等を供給する。

〈電池パック３の回路構成について〉
続いて、電池パック３の回路構成について説明する。

電池パック３は、二次電池１６、マイコン１７、セル電圧検出回路１８、レギュレータ１９、遮断部２０、過充電信号出力回路２１、過放電信号出力回路２２、および表示用のランプ２３から構成されている。

二次電池１６は、たとえば、４個のリチウムイオン二次電池セル（素電池）が直列接続された電池組（組電池）から構成された、公称電圧１４．４Ｖの４Ｓ１Ｐタイプが示されている。

二次電池１６としては、複数の電池セルによって構成する場合の他に、単一の電池セルで構成してもよい。また、直列接続した複数の電池セルによって構成した上記１並タイプの電池組、または少なくとも一対の電池セルを並列接続した電池組、または複数の電池セルを直列接続した電池セル列の少なくとも２組を互いに並列接続した２並タイプ（例えば、４Ｓ２Ｐタイプ）の電池組であってもよい。

セル電圧検出回路１８は、二次電池１６の各電池セルの電池電圧を検出する。このセル電圧検出回路１８は、二次電池１６を構成するそれぞれの電池セルの電圧を検出し、検出した電圧値を過充電側の基準電圧値と比較し、各電池セルの電圧値のうちいずれかの電池セルが基準値を超えたときに、マイコン１７へ過充電信号を出力する。なお、セル電圧検出回路１８は、過放電側の基準電圧値と比較し、各電池セルの電圧値のうちいずれかの電池セルが基準値を下回ったときに、図示しない電動工具へ過放電信号を出力するようになっている。

レギュレータ１９は、二次電池１６からマイコン１７に電源を供給する。遮断部２０は、二次電池１６の正側電極部と電池パック３に設けられた接続端子Ｔ１０との間に直列接続されており、二次電池１６の充電経路を遮断する。遮断部２０は、たとえばＦＥＴなどの半導体スイッチやヒューズにより構成されており、マイコン１７からの遮断信号を受けるとオフされる構成となっている。

また、二次電池１６の負側電極には、電池パック３に設けられた接続端子Ｔ２０が接続されており、この接続端子Ｔ２０は、前述した充電装置２の接続電極Ｔ２に接続される。

過充電信号出力回路２１は、マイコン１７あるいはセル電圧検出回路１８から出力される過充電信号を受信すると、電池パック３に設けられた接続端子Ｔ３０、および充電装置２に設けられた接続端子Ｔ３を介して充電装置２側へ充電停止信号を出力する。

過放電信号出力回路２２は、マイコン１７あるいはセル電圧検出回路１８から出力される過放電信号を受信すると、電池パック３に設けられた接続端子Ｔ４０を介して図示しない電動工具側へ放電停止信号を出力する。たとえば、電動工具側には、放電停止信号を受けて放電経路を遮断するＦＥＴなどのスイッチが設けられている。

判定報知部、および報知部であるランプ２３は、たとえば、ＬＥＤなどからなり、マイコン１７によって出力される制御信号によって駆動される。判定報知部、および判定部となるマイコン１７は、所定のプログラムに基づいて動作する。

このマイコン１７は、制御プログラムを実行するためのＣＰＵ、該ＣＰＵの制御プログラム、および二次電池１６の電池種に関するデータや電池種に適した充電電圧、充電電流、終止電流等の充電パラメータや電池パック３の認証信号となるＩＤ情報等を格納するＲＯＭ、ＣＰＵの作業領域やデータの一時記憶領域等として利用されるＲＡＭ、およびフラッシュメモリに例示される不揮発性メモリからなるメモリ１７ａなどを備えている。このメモリ１７ａは、マイコン１７が照合した後述するＩＤ情報の認証結果を格納するメモリであり、メモリ部として機能する。

マイコン１７は、セル電圧検出回路１８から過充電信号を受信した場合、過充電信号出力回路２１に過充電信号を出力し、あるいはセル電圧検出回路１８から過放電信号を受信した場合、過放電信号出力回路２２に過放電信号を出力する。

さらに、マイコン１７は、図示はしないが、二次電池１６の温度を検出する感温素子を備え、該二次電池１６の温度状態に応じて充電パラメータを選択したり、高温状態での充電を防止するために過充電信号出力回路２１に信号を出力する。

〈充電システム１の動作について〉
次に、本実施の形態１による充電システム１の動作について、図１、および図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、充電装置２を商用交流電源ＡＣに接続すると、補助電源回路１０が起動する。補助電源回路１０は、直流電圧Ｖｃｃを出力し、充電装置２のマイコン１５、スイッチング回路（ＰＷＭ制御ＩＣを含む）６、スイッチング制御回路７、電圧・電流制御回路１３、および電圧・電流設定回路１４の各回路等へ駆動電圧を供給する。

そして、マイコン１５のリセットポートに直流電圧Ｖｃｃが供給されると、マイコン１５内の各種フラグはリセットされ、該マイコン１５の各出力ポートはイニシャルセットされる。

次に、マイコン１５は表示回路９を制御し、該表示回路９の表示手段として用いられる赤色ＬＥＤ（図示なし）を赤色に点灯し、充電開始前であることを表示する。本実施形態では、マイコン１５の出力ポートからの表示信号によって赤色ＬＥＤを赤色点灯させる。

続いて、図２において、電池パック３は、充電装置２のマイコン１５から電池パック３が接続されたことを知らせる情報を接続端子Ｔ５，Ｔ５０を介して受信すると、マイコン１５からの信号に対して応答信号を送信し、認証動作を開始する（ステップＳ１０１）。

続いて、マイコン１７は、メモリ１７ａにアクセスし、正規品でない非対応の充電装置に接続されたことを示す履歴が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

このステップＳ１０２の処理において、メモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されていると、マイコン１７は、後述するステップＳ１０７の処理を行う。一方、メモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されていない場合、電池パック３のマイコン１７は、マイコン１５に対して固有のＩＤ情報の送信要求を行う。送信要求されたマイコン１５は、該マイコン１５のＲＯＭに格納された固有のＩＤ情報を読み出し、マイコン１７に該ＩＤ情報を送信する（ステップＳ１０３）。

そして、マイコン１７は、受信したＩＤ情報とマイコン１７のＲＯＭに記憶されているＩＤ情報を照合する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理において、受信したＩＤ情報とマイコン１７のＲＯＭに記憶されているＩＤ情報が一致すれば認証成功と判断し、マイコン１７からマイコン１５に対して充電許可の旨の情報を送信する（ステップＳ１０５）。マイコン１５は、開始指示信号をスイッチング制御回路７に出力する。これにより、マイコン１５は、充電装置２を作動させて電池パック３の二次電池１６の充電を開始する。

また、ステップＳ１０４の処理において、受信したＩＤ情報とマイコン１７のメモリに記憶されているＩＤ情報が一致しない場合には、認証不成立と判断し、マイコン１７内のメモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを履歴として記憶させる（ステップＳ１０６）。

続いて、マイコン１７は、ランプ２３を点灯させ、正規品でない充電装置に接続されていることを使用者に報知する（ステップＳ１０７）。そして、マイコン１７は、遮断部２０に信号を出力して充電経路を遮断する（ステップＳ１０８）。

また、ステップＳ１０７、およびステップS１０８の処理は、ステップＳ１０２の処理において、メモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されている場合においても実行され、マイコン１７がランプ２３を点灯させることにより、過去に正規品でない充電装置に接続されたことを使用者に報知する。

このように、電池パック３が充電装置２に接続された際に、正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が記憶されているか否かを判定するので、過去に一回でも正規品でない充電装置に電池パック３が接続された場合には、それ以降、電池パックへの充電が停止されることになる。

ここで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理において、マイコン１５とマイコン１７との通信は、すべてシリアル信号による相互通信によって接続端子ＴＴ，Ｔ５０を介して行われる。

それにより、本実施の形態１によれば、電池パック３を正規品でない充電装置に装着した際に、該電池パック３のランプ２３が点灯し、使用者に正規品でない充電装置であることを知らせることができるので、電池パック３への充電を防止しながら、電池パック３が充電されない理由を使用者に知らせることができる。

また、一回でも対応品でない充電装置に電池パック３を接続すると、それ以降は、すべての充電ができないように、不可逆的に充電を停止するので、電池の安全性を向上させることができる。

また、本実施の形態１では、充電装置２のＩＤ情報と電池パック３のＩＤ情報とが一致しない場合に認証不成立として、マイコン１７が、遮断部２０に信号を出力して充電経路を遮断する構成としたが、たとえば、認証不成立の際に、マイコン１７が過充電信号出力回路２１に対して過充電信号を出力することにより、充電装置２の充電動作を停止させる構成としてもよい。

さらに、図２のステップＳ１０２の処理において、メモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されている場合に、マイコン１７が過充電信号出力回路２１に対して過充電信号を出力することにより、充電装置２の充電動作を停止させる構成とすることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による電池パックにおける構成の一例を示した説明図である。

前記実施の形態１では、電池パック３の充電経路と放電経路とが同じであったが、電池パック内で充電端子と放電端子が異なる構成となっている場合には、放電端子を介して充電するタイプの充電装置が存在することが考えられる。本実施の形態２では、このような充電装置に対して充電が行われることを防止する技術について説明する。

本実施の形態２における電池パック３では、図３に示すように、電池パック３の充電経路と放電経路とが異なる構成となっている。

電池パック３は、二次電池１６、マイコン１７、セル電圧検出回路１８、レギュレータ１９、過充電信号出力回路２１、過放電信号出力回路２２、ランプ２３、スイッチ２４，２５、およびダイオード２６から構成されている。

ここで、二次電池１６、マイコン１７、セル電圧検出回路１８、レギュレータ１９、過充電信号出力回路２１、過放電信号出力回路２２、ならびにランプ２３については、前記実施の形態１の電池パック３（図１）と同様であるので説明は省略する。

ダイオード２６は、二次電池１６に直列接続されており、該二次電池１６の放電電流はダイオード２６、およびダイオード２６のカソードに接続された接続端子Ｔ６０を介して放電される。

このように、ダイオード２６を放電経路となる接続端子Ｔ６０に設けることにより、該ダイオード２６が充電電流の流入を防止する逆流防止ダイオードとして機能し、上述したように放電端子を介して充電するタイプの充電装置であっても、充電されることを防止することができる。

スイッチ２４は、二次電池１６に並列接続されており、スイッチ２５は、第二整流平滑回路８（図１）からの充電電流、および充電電圧が供給される接続端子Ｔ１０と二次電池１６との間に直列接続されている。これらスイッチ２４，２５は、たとえば、ＦＥＴなどの半導体スイッチからなり、マイコン１７の出力ポートから出力される制御信号に基づいて、オン／オフがそれぞれ制御される。

また、動作において、前記実施の形態１の電池パック３と本実施の形態２の電池パック３で異なる点は、前記実施の形態１の図２におけるステップＳ１０２の処理においてメモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されている場合、およびステップＳ１０４の処理において認証不成立となった場合である。

その場合、マイコン１７は、スイッチ２４をオンし、スイッチ２５をオフするように制御することにより、充電電流をスイッチ２４によってバイパスさせて、二次電池１６への充電電流の流入を防止する。正規品の充電装置の場合は、スイッチ２４をオフし、スイッチ２５をオンすれば充電経路が構成される。

それにより、本実施の形態２においても、使用者に正規品でない充電装置であることを知らせることができる。

また、対応品でない充電装置に電池パック３を接続すると、それ以降は、不可逆的に充電を停止するので、電池の安全性を向上させることができる。

また、ダイオード２６を設けたことにより、正規品でない放電端子を介して充電するタイプの充電装置による電池パック３への充電を防止することができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３による電池パックにおける構成の一例を示した説明図である。

本実施の形態３において、電池パック３は、前記実施の形態２と同様に、電池パック３の充電経路と放電経路とが異なる構成となっている。電池パック３は、図４に示すように、二次電池１６、マイコン１７、セル電圧検出回路１８、レギュレータ１９、遮断部２０、過充電信号出力回路２１、過放電信号出力回路２２、ランプ２３、ダイオード２６、および温度検出部２７から構成されている。

二次電池１６、マイコン１７、セル電圧検出回路１８、レギュレータ１９、過充電信号出力回路２１、過放電信号出力回路２２、ランプ２３、およびダイオード２６の接続構成については、前記実施の形態２の電池パック３（図３）と同様であり、遮断部２０の接続構成については、前記実施の形態１の電池パック３（図１）と同様であるので説明は省略する。

温度検出部２７は、たとえば、二次電池１６の温度検出する温度検出抵抗とポテンショメータとが並列に接続された構成からなる。ポテンショメータの抵抗値は、マイコン１７からの信号に基づいて変更可能とされている。

温度検出用抵抗の抵抗値は、電池の温度に応じて変化するものであり、例えば、電池の温度上昇に伴って抵抗値が低下するものとする。温度検出部２７から出力された抵抗値は、接続端子Ｔ７０を介して充電装置２のマイコン１５（図１）に直接読み込まれるように構成されている。

マイコン１５は、温度検出部２７から出力された抵抗値に基づいて二次電池の温度を検出し、該二次電池１６が高温状態にあるときに充電を停止する停止信号をスイッチング制御回路７に出力する。

この場合、前記実施の形態１の図２におけるステップＳ１０２の処理でメモリ１７ａに正規品でない充電装置に接続されたことを示す履歴が格納されている場合、またはＳ１０４の処理で認証不成立となると、ステップＳ１０７の処理において、マイコン１７から温度検出部２７のポテンショメータに信号を出力し、該ポテンショメータの抵抗値を低い値に変更することで、充電装置からの充電電流の出力を禁止する。

それにより、本実施の形態３においても、使用者に正規品でない充電装置であることを認識させながら、電池パック３への充電を防止することができる。

また、対応品でない充電装置に電池パック３を接続すると、それ以降は、不可逆的に充電を停止するので、電池の安全性を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

上記実施の形態では、過去に非対応充電装置に接続された履歴が残っている場合には、以降に対応充電装置に接続されても、ランプ表示を行うとともに充電経路を遮断する構成としたが、たとえば、過去に非充電対応機器に接続された履歴があっても対応充電装置に接続されていればランプ表示を行わず充電を行うように構成してもよい。また、ランプ表示でなく、ブザーなど、作業者に報知できるものであれば何でもよい。

本発明は、リチウムイオン２次電池等の２次電池を備えた電池パックにおける充電制御技術に適している。

１ 充電システム
２ 充電装置
３ 電池パック
４ 第一整流平滑回路
５ 高周波トランス
６ スイッチング回路
７ スイッチング制御回路
８ 第二整流平滑回路
９ 表示回路
１０ 補助電源回路
１１ 電池電圧検出回路
１２ 充電電流検出回路
１３ 電圧・電流制御回路
１４ 電圧・電流設定回路
１５ マイコン
１５ａ シリアル通信インタフェース
１６ 二次電池
１７ マイコン
１７ａ メモリ
１７ｂ シリアル通信インタフェース
１８ セル電圧検出回路
１９ レギュレータ
２０ 遮断部
２１ 過充電信号出力回路
２２ 過放電信号出力回路
２３ ランプ
２４ スイッチ
２５ スイッチ
２６ ダイオード
２７ 温度検出部
Ｔ１〜Ｔ５ 接続端子
Ｔ１０〜Ｔ７０ 接続端子
ＡＣ 交流電源

Claims (5)

1. 単数または複数の二次電池セルから構成された電池パックであって、
   前記電池パックは、
   前記電池パックを充電する充電装置が前記電池パックに対応する充電装置であるか否かを判定し、前記充電装置が非対応品であると判定した際に、前記充電装置が非対応品であることを知らせる第１の信号を出力する判定報知部と、
   前記二次電池セルの電池電圧を検出し、前記二次電池セルの過充電を検出するセル電圧検出回路と、
   前記充電装置の充電動作を停止させる充電停止部と、を有し、
   前記充電停止部は、
   前記セル電圧検出回路が前記二次電池セルの過充電を検出した際に、前記充電装置の充電電流の生成を停止させる第２の信号を生成して出力する過充電信号出力回路よりなり、
   前記過充電信号出力回路は、
   前記判定報知部から、前記充電装置が非対応品であることを知らせる前記第１の信号が出力された際に、前記第２の信号を前記充電装置に出力し、前記充電装置による前記二次電池セルの充電を停止させることを特徴とする電池パック。
2. 単数または複数の二次電池セルから構成された電池パックであって、
   前記電池パックは、
   前記電池パックを充電する充電装置が前記電池パックに対応する充電装置であるか否かを判定し、前記充電装置が非対応品であると判定した際に、前記充電装置が非対応品であることを知らせる第１の信号を出力する判定報知部と、
   前記第１の信号に基づいて、前記充電装置の充電動作を停止させる充電停止部と、を有し、
   前記充電停止部は、
   前記二次電池セルが高温状態にある場合に、充電を停止させるか否かを判定する温度判定抵抗値を生成する温度検出部よりなり、
   前記温度検出部は、
   前記二次電池セルの温度に応じて抵抗値が変化する温度抵抗と、
   前記判定報知部からの抵抗制御信号に基づいて、前記抵抗値を可変する可変抵抗とよりなり、
   前記判定報知部は、
   前記充電装置が非対応品であると判定した際に、前記抵抗制御信号を前記可変抵抗に出力し、前記温度検出部の抵抗値を、前記充電装置が充電動作を停止させる抵抗値まで可変させることを特徴とする電池パック。
3. 請求項１または２記載の電池パックにおいて、
   前記判定報知部は、
   前記判定報知部が出力した前記充電装置が非対応品である旨の判定結果を格納するメモリ部を有し、前記充電装置が非対応品であると判定した際に、前記メモリ部に非対応品の前記充電装置が接続された判定結果の履歴を記憶させることを特徴とする電池パック。
4. 請求項３記載の電池パックにおいて、
   前記判定報知部は、
   前記充電装置に前記電池パックが接続されると、前記メモリ部の情報を読み出し、前記メモリ部に非対応品の充電装置が接続された履歴が記憶されていると、前記第１の信号を前記充電停止部に出力し、前記二次電池セルを不可逆的に充電不能とすることを特徴とする電池パック。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パックにおいて、
   前記電池パックは、
   前記充電装置から前記二次電池セルに充電される充電経路と、前記二次電池セルから前記電池パックの外部へと放電される放電経路とを個別に有した構成からなり、
   前記放電経路には、前記二次電池セルから前記電池パックの外部へと放電される電流の方向と反対方向に流れる電流を防止するダイオードが接続されていることを特徴とする電池パック。

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