JP5639390B2 - Battery pack and connected battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオン電池などの二次電池が収納された電池パックに関し、特に、異常が検出されたときに二次電池からの出力を停止する機能を備えた電池パック、及びそのような電池パックを複数個接続した連結電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which a secondary battery such as a lithium ion battery is stored, and in particular, a battery pack having a function of stopping output from a secondary battery when an abnormality is detected, and such a battery. The present invention relates to a linked battery pack in which a plurality of packs are connected.
電池パックは、例えばリチウムイオン電池などの二次電池が筺体内に収容された形態で提供され、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラなどの種々の携帯型電子機器の電源として広く適用されている。 The battery pack is provided in a form in which a secondary battery such as a lithium ion battery is housed in a casing, and is widely applied as a power source for various portable electronic devices such as a mobile phone, a notebook computer, and a digital camera.
一方、特許文献1には、携帯型電子機器の電源に比べて電圧の高い電池パックを提供する際の問題を解決する技術が開示されている。携帯型電子機器の場合は、それほど高い電源電圧を必要としないので、精々4個の二次電池の直列型までであった。このようなタイプの電池パックを、例えば電動補助自転車の電源に採用しようとすると、4直では電圧が低いので、例えば7直等の多直型が必要になる。 On the other hand, Patent Literature 1 discloses a technique for solving a problem in providing a battery pack having a higher voltage than a power source of a portable electronic device. In the case of a portable electronic device, since a high power supply voltage is not required, it is at most a series type of four secondary batteries. If such a type of battery pack is to be adopted as a power source for a battery-assisted bicycle, for example, the voltage is low in the 4-shaft, so a multi-shaft type such as a 7-shaft is required.
ところで、従来の電池パックは4直までを標準的なタイプとしていたために、電池パックに内蔵されている保護ICは、4直までに対応できる小中電圧用であった。そのため、より電圧の高い電池パックの需要に対応するには、複数個の電池を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に設けられた小中電圧用保護ICを4直単位で連結して使用しなければならなくなる。 By the way, since the conventional battery pack is a standard type up to 4 straight, the protection IC built in the battery pack is for small and medium voltage that can support up to 4 straight. Therefore, in order to meet the demand for higher voltage battery packs, a plurality of batteries are divided into a plurality of blocks, and a small / medium voltage protection IC provided for each block is connected in units of 4 series. Will have to do.
ところが、外部との通信を行い電池パックの管理、制御を行う制御用マイコンでは、複数の小中電圧用保護ICからの信号を処理する場合、それぞれの保護ICの電圧基準が違うため、演算や通信を行うのに支障が生じるという問題がある。特許文献1に開示された技術は、そのような複数の保護IC間の電圧基準の相違を解消するため、複数の保護ICの検出信号の電圧基準を一律化するレベル変換回路を設けるものである。 However, in the control microcomputer that manages and controls the battery pack by communicating with the outside, when processing signals from a plurality of small and medium voltage protection ICs, the voltage reference of each protection IC is different. There is a problem in that it hinders communication. The technique disclosed in Patent Document 1 is provided with a level conversion circuit that unifies the voltage reference of detection signals of a plurality of protection ICs in order to eliminate such a difference in voltage reference between the plurality of protection ICs. .
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、保護ICを内蔵した電池パックを複数個、多直列、多並列、あるいは多直並列にして使用する場合の、下記のような問題に対処できるものではない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 cannot cope with the following problems when a plurality of battery packs with built-in protection ICs are used in a multi-series, a multi-parallel, or a multi-series parallel. Absent.
図3は、2個の電池パック、すなわち第1電池パック20a及び第2電池パック20bが直列で使用される状態を示す。第1及び第2電池パック20a、20bは同一構造であり、例えば第1電池パック20aは、複数の二次電池を含む電池セル21aを内蔵する。電池セル21aの両電極に対応する充放電端子22a、23aを介して外部の負荷24に対する電力の供給、あるいは外部からの電池セル21aに対する充電が行われる。
FIG. 3 shows a state in which two battery packs, that is, the
また、正極側の充放電経路にスイッチ回路25が挿入され、保護回路26によりスイッチ回路25が開閉されることにより、電池セル21aからの外部に対する出力が制御される。保護回路26は、過充電や過放電から二次電池を保護するために、電池パックには一般的に設けられている。
Further, the
保護回路26は、電池セル21aの充放電電圧を監視し、負極側の充放電経路に挿入された抵抗27を介して電流を監視し、サーミスタ28を介して電池パック内の温度を監視する等、異常の発生を検出して、その検出信号に応じてスイッチ回路25の開閉を制御する機能を有する。スイッチ回路25は、放電中に通常時はONに制御され、異常が検出されたときはOFFに制御される。
The
各々上述のような構成を有する電池パックを用い、第2電池パック20bの正極側の充放電端子22bに第1電池パック20aの負極側の充放電端子23aを接続することで、2個直列で使用される。第1電池パック20aの電池セル21aの電圧をV1とし、第2電池パック20bの電池セル21bの電圧をV2とする。説明を簡単にするために各スイッチ回路25や他の回路での電圧降下を無視すると、負荷24の正極に接続された第1電池パック20aの正極側の充放電端子22aと、負荷24の負極に接続された第2電池パック20bの負極側の充放電端子23bの間の電圧はV1+V2となり、負荷に供給可能な電圧を高くすることができる。
By using the battery pack having the configuration as described above, and connecting the charge /
このように電池パックが連結されているとき、例えば、電位が高い側の第1電池パック20a中で、過電流や過充電電圧や過放電電圧や温度などの異常が発生した場合、以下のような事態が発生する。先ず、第1電池パック20aのスイッチ回路25がOFFとなり、負荷24への電力の供給は停止される。これにより、電位が低い側の第2電池パック20bの負極の電位を0Vとすると、第1電池パック20aの正極側の充放電端子22aは同電位の0Vとなる。
When battery packs are connected in this manner, for example, when an abnormality such as overcurrent, overcharge voltage, overdischarge voltage, or temperature occurs in the
このとき、第2電池パック20bでは異常が検出されていない場合は、第2電池パック20bのスイッチ回路25はONのままである。従って、第2電池パック20bの正極側の充放電端子22bの電位はV2、また、第1電池パック20aの負極側の充放電端子23aの電位もV2となる。第1電池パック20aの電池セル21aの電圧はV1の為、OFFとなった第1電池パック20aのスイッチ回路25の両端にかかる電圧はV1+V2となる。このため、スイッチ回路25にかかる電圧が定格を超えないように、接続できる電池パックの個数が制限されてしまう。
At this time, if no abnormality is detected in the
また、このとき、電位が高い側の第1電池パック20aの保護回路26の電源もしくは信号線が第1電池パック20aの正極に接続されている場合、−V2の電圧がかかることになり、逆電圧が発生し、保護回路26が破壊される可能性がある。
At this time, if the power source or signal line of the
従って本発明は、複数の電池パックを連結して使用する場合に、異常が発生した電池パックが出力を停止したときでも、電池セルの出力を制御するスイッチ回路等に対して、複数連結に起因する過大な電圧等がかかることを防止可能な電池パックを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention relates to the switch circuit that controls the output of the battery cell, etc. even when the battery pack in which an abnormality has occurred stops the output when the battery pack is connected and used. An object of the present invention is to provide a battery pack that can prevent an excessive voltage or the like from being applied.
本発明の電池パックは、単数または複数の二次電池が接続された電池セルと、前記電池セルから外部端子に至る充放電経路に挿入されたスイッチ回路と、前記電池セルあるいはその周辺の状態の異常を検出する少なくとも一種の異常検出部を有し、前記異常検出部に入力される信号に応じて前記スイッチ回路を制御する保護回路とを備え、前記保護回路は、前記異常検出部に入力される信号が正常状態を示しているときは前記スイッチ回路を通電状態に制御し、異常状態を示しているときは前記スイッチ回路を非通電状態に制御する。 The battery pack of the present invention includes a battery cell to which a single or a plurality of secondary batteries are connected, a switch circuit inserted in a charge / discharge path extending from the battery cell to an external terminal, and the state of the battery cell or its surroundings. A protection circuit that controls at least one type of abnormality detection unit that detects an abnormality and controls the switch circuit in accordance with a signal input to the abnormality detection unit; and the protection circuit is input to the abnormality detection unit. The switch circuit is controlled to be energized when the signal indicates a normal state, and the switch circuit is controlled to be de-energized when the signal indicates an abnormal state.
上記課題を解決するために、本発明の電池パックは、温度センサと、前記異常検出部に設けられ、前記温度センサの検出信号に基づいて温度異常を検出する温度検出部と、前記保護回路に接続され、前記電池パックの外部に信号を出力する信号出力回路と、前記温度センサに接続され、前記電池パックの外部からの信号が入力される信号入力回路とを備え、前記信号入力回路に前記電池パックの外部から、異常を示す信号が入力された場合には、前記温度検出部が温度異常を検出した状態になるように、前記温度センサの検出信号が設定され、前記温度検出部が温度異常であることを検出したとき、前記異常検出部に異常状態を示す信号が入力され、前記保護回路は、前記スイッチ回路を非通電状態に制御するとともに、前記信号出力回路から異常を示す信号を前記電池パックの外部へ出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a battery pack according to the present invention includes a temperature sensor , a temperature detection unit that is provided in the abnormality detection unit, detects a temperature abnormality based on a detection signal of the temperature sensor, and the protection circuit. A signal output circuit that is connected and outputs a signal to the outside of the battery pack; and a signal input circuit that is connected to the temperature sensor and receives a signal from the outside of the battery pack; and the signal input circuit includes the signal input circuit. When a signal indicating abnormality is input from the outside of the battery pack, a detection signal of the temperature sensor is set so that the temperature detection unit detects a temperature abnormality, and the temperature detection unit when detecting an abnormal, the abnormality detection unit signal indicating the abnormal state is entered, the protection circuit controls the switching circuit in a non-energized state, whether the signal output circuit A signal indicating the abnormality and outputs to the outside of the battery pack.
上記構成によれば、複数の電池パックを連結するときに、全ての電池パックの異常信号出力端子の出力と異常信号出力端子への入力をループ状に接続することができる。それにより、いずれかの電池パックで異常の発生によりスイッチ回路がOFFに制御されたときに、他の全ての電池パックのスイッチ回路がOFFに制御される。これにより、スイッチ回路にかかる電圧が、電池パックを単独で使用した場合よりも大きくなることは回避され、接続できる電池パックの個数の制限は不要となる。この結果、電池パックを多直列や、多並列、多直並列に使用する場合に、安全に、使用することができる。 According to the said structure, when connecting a some battery pack, the output of the abnormality signal output terminal of all the battery packs and the input to the abnormality signal output terminal can be connected in a loop shape. Thereby, when the switch circuit is controlled to be OFF due to the occurrence of an abnormality in any of the battery packs, the switch circuits of all other battery packs are controlled to be OFF. Thereby, it is avoided that the voltage applied to the switch circuit becomes larger than that when the battery pack is used alone, and there is no need to limit the number of battery packs that can be connected. As a result, when the battery pack is used in multiple series, multiple parallel, or multiple series parallel, it can be used safely.
本発明の電池パックは、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。 The battery pack of the present invention can take the following aspects based on the above configuration.
すなわち、前記保護回路は、前記信号入力回路を介して供給される信号が所定の基準電圧を下回るかもしくは上回る場合に、前記スイッチ回路を非通電状態に制御するとともに、前記信号出力回路から異常を示す信号を前記電池パックの外部へ出力する構成とすることができる。 That is, the protection circuit controls the switch circuit to a non-energized state when the signal supplied through the signal input circuit is below or exceeds a predetermined reference voltage, and detects an abnormality from the signal output circuit. The signal shown can be configured to be output to the outside of the battery pack.
また、前記温度センサは、前記保護回路の外に配置され、検出信号の電圧が負の温度特性を有し、前記温度検出部は、前記温度センサの検出信号が基準電圧を下回った場合に温度異常を検出した状態になるように設定することができる。 Further, the temperature sensor is located outside of the protection circuit, the voltage of the detection signal have a negative temperature characteristic, the temperature detection section, the temperature when the detection signal of the temperature sensor falls below the reference voltage It can be set so that an abnormality is detected.
また、前記温度センサとして負特性サーミスタが用いられ、前記負特性サーミスタは一端が接地電位に接続され、他端には電圧分割用抵抗を介して所定の電圧が印加され、前記負特性サーミスタと前記電圧分割用抵抗の接続点に前記信号入力回路が接続された構成とすることができる。 Further, a negative characteristic thermistor is used as the temperature sensor, one end of the negative characteristic thermistor is connected to a ground potential, and a predetermined voltage is applied to the other end via a voltage dividing resistor. The signal input circuit may be connected to the connection point of the voltage dividing resistor.
また、上記いずれかの構成の電池パックを複数個含み、前記電池セルの各々が連結された放電電圧を出力するように前記電池パックの各々の充放電端子が接続されるとともに、前記電池パックの各々の前記信号出力回路は、端子を介して他の電池パックの信号入力回路と接続さ連結電池パックを構成することができる。 In addition, the battery pack includes a plurality of battery packs having any of the above-described configurations, and each of the battery packs is connected to charge / discharge terminals so as to output a connected discharge voltage. Each of the signal output circuits can be connected to a signal input circuit of another battery pack through a terminal to constitute a connected battery pack.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における電池パック1の基本構成を示すブロック図である。電池パック1は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池を単数もしくは複数個直列に接続して構成された電池セル2を内蔵する。電池セル2の両電極に接続された充放電端子3、4を介して外部の負荷に対する電力の供給、あるいは外部からの電池セル2に対する充電が行われる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of battery pack 1 according to the embodiment of the present invention. The battery pack 1 includes, for example, a battery cell 2 configured by connecting one or more secondary batteries such as lithium ion batteries in series. Power is supplied to an external load via the charge / discharge terminals 3 and 4 connected to both electrodes of the battery cell 2, or the battery cell 2 is charged from the outside.
また、正極側の充放電経路にスイッチ回路5が挿入され、保護回路6によりスイッチ回路5が開閉されて、電池セル2から外部に対する出力が制御される。保護回路6は、スイッチ回路制御部7、過充電・過放電電圧検出部8、過電流検出部9、及び温度検出部10からなる。保護回路6としては、標準化された保護ICを用いることができる。
Further, the switch circuit 5 is inserted into the charge / discharge path on the positive electrode side, and the switch circuit 5 is opened / closed by the
過充電・過放電電圧検出部8は、電池セル2の充放電電圧を監視し、過放電あるいは過充電電圧を検出したときに、所定の制御信号を生成する。過電流検出部9は、負極側の充放電経路に挿入された電流検出用抵抗11を介して、電池セル2に流れる電流を監視し、過電流を検出したときに、所定の制御信号を生成する。温度検出部10は、電池パック1内の温度を監視し、温度異常を検出したときに、所定の制御信号を生成する。過充電・過放電電圧検出部8、過電流検出部9、及び温度検出部10は、電池セル2あるいはその周辺の状態の異常を検出するための異常検出部の例であり、異常検出部はこれらに限られるものではない。
The overcharge / overdischarge voltage detector 8 monitors the charge / discharge voltage of the battery cell 2 and generates a predetermined control signal when the overdischarge or overcharge voltage is detected. The
過充電・過放電電圧検出部8、過電流検出部9、及び温度検出部10が生成する制御信号はスイッチ回路制御部7に供給され、スイッチ回路制御部7はその制御信号に基づいてスイッチ回路5の通電または非通電(遮断)を制御する。これにより、過充電あるいは過放電等の異常発生時に充放電経路を遮断して、電池セル2の保護、あるいは事故発生が防止される。
Control signals generated by the overcharge / overdischarge voltage detection unit 8, the
温度検出部10には、温度センサとして、保護回路6の外に配置されたサーミスタ12が接続される。サーミスタ12により電池パック1内部の温度を監視し、温度検出信号として電圧値が温度検出部10に供給される。温度検出部10は、サーミスタ12から得られる電圧値を設定された基準電圧と比較し、その結果、温度異常と判断したとき、スイッチ回路制御部7に制御信号が供給され、スイッチ回路5を非通電状態にして電池パック1の充放電が禁止される。
The
サーミスタ12の温度に応じた抵抗値変化を検出するために、サーミスタ12に直列に電圧分割用抵抗13が接続され、サーミスタ12と電圧分割用抵抗13の間の電圧が温度検出部10に入力される。温度検出部10から印加される電圧は、電圧分割用抵抗13とサーミスタ12により抵抗分割され、サーミスタ12と接地間の電圧が温度検出信号となる。この回路では、温度検出部10は、温度検出信号の電圧が基準電圧を下回った場合に温度異常と検出するように設定されている。そのため、サーミスタ12としては、抵抗値が負の温度特性を有するものが用いられる。
In order to detect a change in resistance value according to the temperature of the
スイッチ回路制御部7からスイッチ回路5に出力される制御信号は、同時に異常信号出力回路14にも供給される。異常信号出力回路14は、この制御信号から異常信号を生成して異常信号出力端子15から外部に出力する。一方、異常信号入力端子16が設けられ、外部から異常信号を入力することができる。入力される異常信号は、スイッチ回路5を制御する信号を保護回路6が生成可能な機能を持った信号である。
The control signal output from the switch
異常信号入力端子16は、サーミスタ12と電圧分割用抵抗13の間に接続されている。この構成では、異常信号出力回路14は異常信号として接地電位の信号を生成するので、異常信号入力端子16を介して入力される異常信号により、温度検出信号は接地電位になる。従って、温度検出信号が基準電圧より低いことになり、温度検出部10により、温度異常であることが検出される。その結果、スイッチ回路制御部7によりスイッチ回路5が非導通状態に制御される。
The abnormal signal input terminal 16 is connected between the
以上のように、電池パック1の充放電中に、電池セル2の電圧や電池パック1の電流、温度などで異常が発生した場合に、保護回路6からスイッチ回路5をOFFに制御するために出力される信号に基づき、他の電池パック1の保護回路6が異常を検出した状態に設定される異常信号が、異常信号出力端子15から外部に出力されることになる。また、他の電池パック1から出力される異常信号が異常信号入力端子16を介して、保護回路6に入力され、この異常信号に応じてスイッチ回路5がOFFに制御される。
As described above, in order to control the switch circuit 5 from the
本実施の形態では、異常信号入力端子16から入力される異常信号が、温度検出部10に対して温度検出信号と同等な信号として入力される構成を有する。従って、保護回路6に新たに異常信号処理の入力端子を設けることなく、外部の異常信号を温度異常として保護回路6に認識させることで、保護機能を働かせるものである。これにより、電池パック1としては最小限の簡素な構成要素を追加し、保護回路6に標準仕様の保護ICを使用することで、有用な新機能を得ることができる。
In the present embodiment, the abnormal signal input from the abnormal signal input terminal 16 is input to the
なお、スイッチ回路5としては、例えばIGBTやMOSFETなどの半導体スイッチや、リレーなどの物理的スイッチなど、保護回路6から制御することができるどのようなものでも使用することができる。
In addition, as the switch circuit 5, what can be controlled from the
また、異常信号出力回路14に入力する信号は、スイッチ回路5を制御する信号を保護回路6が生成可能な機能を持った信号であれば、どのような特性あるいは形態であってもよい。但し、入力される異常信号は、異常信号出力回路14が出力する異常信号と同一特性を持ったものであることが望ましい。
Further, the signal input to the abnormal
以上のような本実施形態の電池パックを複数個連結して使用する一例として、電池パックを2個直列に使用する場合について、図2を参照して説明する。図2は、図1に示した構成を有する2個の電池パック、すなわち、第1電池パック1a及び第2電池パック1bが直列に接続されて、負荷17に対する放電が行なわれる状態を示す。
As an example of connecting and using a plurality of battery packs of the present embodiment as described above, a case where two battery packs are used in series will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a state where two battery packs having the configuration shown in FIG. 1, that is, the first battery pack 1 a and the
第1及び第2電池パック1a、1bの内部構成については、図1と同一の要素については同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。但し、説明の便宜上、充放電端子3a、4a、3b、4b、スイッチ回路5a、5b、異常信号出力端子15a、15b、及び異常信号入力端子16a、16bについては、第1及び第2電池パック1a、1bに対応させて区別した参照符号を付して説明する。
About the internal structure of the 1st and
第2電池パック1bの正極側の充放電端子3bと第1電池パック1aの負極側の充放電端子4aが接続されて、負荷17の正極に第1電池パック1aの正極側の充放電端子3aが、負荷17の負極に第2電池パック1bの負極側の充放電端子4bが接続される。第1電池パック1aの電池セル2の電圧をV1、第2電池パック1bの電池セル2の電圧をV2とすると、負荷17の正極に接続された第1電池パック1aの正極側の充放電端子3aと、負荷17の負極に接続された第2電池パック1bの負極側の充放電端子4bの間の電圧は、V1+V2となる。
The charge /
第1電池パック1aの異常信号出力端子15aは、第2電池パック1bの異常信号出力端子16bに接続される。一方、第2電池パック1bの異常信号出力端子15bは、第1電池パック1aの異常信号出力端子16aに接続される。
The abnormal
図2に示したように電池パックが連結されているときに、例えば、第1電池パック1aにおいて、過電流や過充電電圧や過放電電圧や温度などの、異常が発生した場合、第1電池パック1aのスイッチ回路5aがOFFとなり、負荷17への電力の供給は停止される。このとき、スイッチ回路5aをOFFに制御する保護回路6からの出力信号に基づき、異常信号出力回路14から異常信号が出力される。
When the battery packs are connected as shown in FIG. 2, for example, when an abnormality such as an overcurrent, an overcharge voltage, an overdischarge voltage, or a temperature occurs in the first battery pack 1a, the first battery The
異常信号出力回路14からの異常信号は、異常信号出力端子15a、及び第2電池パック1bの異常信号出力端子16bを経由して、第2電池パック1bの保護回路6に入力される。これにより、第2電池パック1bでは異常が検出されていない場合であっても、第2電池パック1bのスイッチ回路5bはOFFに制御される。
The abnormal signal from the abnormal
以上の結果、第2電池パック1bの負極の電位を0Vとすると、第1電池パック1aの正極側の充放電端子3aは同電位の0Vとなる。また、第2電池パック1bのスイッチ回路5bがOFFとなるため、正極側の充放電端子3bは電池セル2と遮断され、第1電池パック1aの負極側の充放電端子4aの電位は0Vとなる。従って、OFFとなった第1電池パック1aのスイッチ回路5aの両端にかかる電圧はV1となる。従って、従来例について説明したような、スイッチ回路5aにかかる電圧が、電池パックを単独で使用した場合よりも大きくなることは回避され、接続できる電池パックの個数が制限されることはない。
As a result, when the potential of the negative electrode of the
また、このとき、第1電池パック1aの保護回路6の電源もしくは信号線が第1電池パック1aの正極に接続されている場合であっても、第2電池パック1bのスイッチ回路5bがOFFとなるため、逆電圧の発生により保護回路6が破壊される可能性は解消される。
At this time, even if the power supply or signal line of the
本実施の形態の電池パックは、上述のような2個直列に限らず、より多数の電池パックを連結する場合にも、同様の効果を得ることができる。すなわち、すべての電池パックの異常信号出力端子の出力と、異常信号出力端子への入力をループでつなぐことで、いずれかの電池パックに異常が発生し、その異常が発生した電池パックが出力を停止したときに、その異常信号の出力を他の電池パックが温度の異常と受けることで、他の電池パックも出力を停止する。 The battery pack according to the present embodiment is not limited to the two battery packs as described above, and the same effect can be obtained when a larger number of battery packs are connected. That is, by connecting the output of the abnormal signal output terminal of all battery packs and the input to the abnormal signal output terminal with a loop, an abnormality occurs in one of the battery packs, and the battery pack in which the abnormality has occurred outputs the output. When the other battery pack receives the abnormality signal output as a temperature abnormality when the operation stops, the other battery pack also stops the output.
すべての電池パックが出力を停止することで、電池を多直列に組み合わせて使用した場合に発生する、スイッチ回路や、保護回路への過電圧や、逆電圧が防止されて、安全に使用することができる。また、並列や、直並列で使用する場合も同様である。 By stopping the output of all battery packs, the overvoltage and reverse voltage to the switch circuit and protection circuit, which are generated when batteries are combined in series, can be used safely. it can. The same applies to parallel or serial-parallel use.
本発明の電池パックによれば、複数の電池パックを連結して使用する場合に、異常発生時に、充放電制御用スイッチ回路等の要素に対して、複数連結に起因する過大な電圧等がかかることが防止され、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラなどの種々の携帯型電子機器や、電動補助自転車等の電源として有用である。 According to the battery pack of the present invention, when a plurality of battery packs are connected and used, an excessive voltage or the like due to the plurality of connections is applied to elements such as a charge / discharge control switch circuit when an abnormality occurs. Therefore, it is useful as a power source for various portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, and battery-assisted bicycles.
1 電池パック
1a 第1電池パック
1b 第2電池パック
2 電池セル
3、3a、3b、4、4a、4b 充放電端子
5、5a、5b スイッチ回路
6 保護回路
7 スイッチ回路制御部
8 過充電・過放電電圧検出部
9 過電流検出部
10 温度検出部
11 電流検出用抵抗
12 サーミスタ
13 電圧分割用抵抗
14 異常信号出力回路
15、15a、15b 異常信号出力端子
16、16a、16b 異常信号入力端子
17 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 1a
Claims (5)
前記電池セルから外部端子に至る充放電経路に挿入されたスイッチ回路と、
前記電池セルあるいはその周辺の状態の異常を検出する少なくとも一種の異常検出部を有し、前記異常検出部に入力される信号に応じて前記スイッチ回路を制御する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記異常検出部に入力される信号が正常状態を示しているときは前記スイッチ回路を通電状態に制御し、異常状態を示しているときは前記スイッチ回路を非通電状態に制御する電池パックにおいて、
温度センサと、
前記異常検出部に設けられ、前記温度センサの検出信号に基づいて温度異常を検出する温度検出部と、
前記保護回路に接続され、前記電池パックの外部に信号を出力する信号出力回路と、
前記温度センサに接続され、前記電池パックの外部からの信号が入力される信号入力回路とを備え、
前記信号入力回路に前記電池パックの外部から、異常を示す信号が入力された場合には、前記温度検出部が温度異常を検出した状態になるように、前記温度センサの検出信号が設定され、
前記温度検出部が温度異常であることを検出したとき、前記異常検出部に異常状態を示す信号が入力され、前記保護回路は、前記スイッチ回路を非通電状態に制御するとともに、前記信号出力回路から異常を示す信号を前記電池パックの外部へ出力することを特徴とする電池パック。 A battery cell to which one or more secondary batteries are connected;
A switch circuit inserted in a charge / discharge path from the battery cell to the external terminal;
It has at least one type of abnormality detection unit that detects an abnormality in the state of the battery cell or its surroundings, and includes a protection circuit that controls the switch circuit according to a signal input to the abnormality detection unit,
The protection circuit controls the switch circuit to an energized state when a signal input to the abnormality detection unit indicates a normal state, and controls the switch circuit to a non-energized state when the signal indicates an abnormal state. Battery pack
A temperature sensor;
A temperature detection unit that is provided in the abnormality detection unit and detects a temperature abnormality based on a detection signal of the temperature sensor;
A signal output circuit connected to the protection circuit and outputting a signal to the outside of the battery pack;
A signal input circuit connected to the temperature sensor , to which a signal from the outside of the battery pack is input,
When a signal indicating an abnormality is input from the outside of the battery pack to the signal input circuit, a detection signal of the temperature sensor is set so that the temperature detection unit detects a temperature abnormality,
When the temperature detection unit detects that the temperature is abnormal, a signal indicating an abnormal state is input to the abnormality detection unit, the protection circuit controls the switch circuit to a non-energized state, and the signal output circuit A battery pack that outputs a signal indicating abnormality from the battery pack to the outside of the battery pack.
前記温度検出部は、前記温度センサの検出信号が基準電圧を下回った場合に温度異常を検出した状態になるように設定された請求項1または2に記載の電池パック。 The temperature sensor is located outside of the protection circuit, the voltage of the detection signal have a negative temperature characteristic,
The battery pack according to claim 1 or 2 , wherein the temperature detection unit is set to detect a temperature abnormality when a detection signal of the temperature sensor falls below a reference voltage.
前記負特性サーミスタは一端が接地電位に接続され、他端には電圧分割用抵抗を介して所定の電圧が印加され、
前記負特性サーミスタと前記電圧分割用抵抗の接続点に前記信号入力回路が接続された請求項3に記載の電池パック。 A negative characteristic thermistor is used as the temperature sensor,
One end of the negative characteristic thermistor is connected to the ground potential, and a predetermined voltage is applied to the other end via a voltage dividing resistor,
The battery pack according to claim 3 , wherein the signal input circuit is connected to a connection point between the negative characteristic thermistor and the voltage dividing resistor.
前記電池セルの各々が連結された放電電圧を出力するように前記電池パックの各々の充放電端子が接続されるとともに、
前記電池パックの各々の前記信号出力回路は、端子を介して他の電池パックの信号入力回路と接続されることにより、全ての前記電池パックの間で、ループを形成するように接続されている連結電池パック。 A plurality of the battery packs according to any one of claims 1 to 4 ,
Each charge / discharge terminal of the battery pack is connected so as to output a connected discharge voltage of each of the battery cells, and
The signal output circuit of each of the battery packs is connected so as to form a loop among all the battery packs by being connected to a signal input circuit of another battery pack via a terminal. Linked battery pack.
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