JP6674318B2 - バッテリ装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリを備えたバッテリ装置に関する。

複数のセルが直列接続されてなるバッテリと、各セルのセル電圧を個別に監視するセル電圧監視回路とを備えたバッテリ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このような構成のバッテリ装置において、セル電圧監視回路が有する機能として、セルの過放電を検出するセル過放電検出機能が知られている。セル過放電検出機能は、過放電状態のセルがある場合に所定の処理を実行（例えば所定の信号を出力）する機能である。また、セル電圧監視回路は、バッテリから電力が供給されてそのバッテリ電力によって動作するように構成されている場合が一般的である。

何れかのセルが過放電状態になった後もセル電圧監視回路へのバッテリ電力の供給が継続されると、当該セルの過放電状態がさらに進行してそのセルが故障し、バッテリが使用できなくなるおそれがある。充電容量が比較的少ない安価なバッテリ装置ほど、セルが過放電状態となった場合にその進行が早く、故障する可能性も高い。

これに対し、セル電圧監視回路によって何れかのセルの過放電状態が検出された場合にはバッテリからセル電圧監視回路へのバッテリ電力の供給を遮断する技術が知られている。何れかのセルが過放電状態になった場合にセル電圧監視回路へのバッテリ電力の供給を遮断することで、セル電圧監視回路の動作を停止させ、セルの過放電状態の進行を抑制することが可能となる。

特許第５５９２１９４号公報

しかし、バッテリとセル電圧監視回路との間には、バッテリ電力を供給するための配線だけでなく、各セルのセル電圧を監視するための配線であるモニタラインも接続されている。そのため、セル電圧監視回路の内部構成によっては、何れかのセルが過放電状態となった場合に、バッテリ電力の供給が遮断されても、バッテリからモニタラインを介してセル電圧監視回路に流入する漏れ電流が生じ、バッテリからの放電が十分に抑制されない。

セル電圧監視回路が安価なものであるほど、モニタラインを介してバッテリから入力される漏れ電流が大きく、セルの過放電状態が早く進行する可能性が高い。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、バッテリに過放電状態が生じた場合にバッテリからセル電圧監視回路への放電を十分に抑制することによりその過放電状態の進行を十分に抑制することを目的とする。

本発明の１つの局面におけるバッテリ装置は、バッテリと、セル電圧監視回路と、電源ラインと、複数のモニタラインと、遮断部とを備える。
バッテリは、充放電可能なセルが複数直列接続されて構成されている。セル電圧監視回路は、バッテリの電力により動作する。セル電圧監視回路は、セル毎に、そのセルの電圧であるセル電圧とセル過放電閾値とを比較して、セル電圧がセル過放電閾値未満のセルがある場合に過放電検出信号を出力するように構成されている。電源ラインは、セル電圧監視回路に動作用のバッテリの電力を供給するための配線であり、バッテリの正極とセル電圧監視回路との間に接続される配線である。モニタラインは、セル電圧監視回路に各セルのセル電圧を入力するための、セル毎にそのセルの正極とセル電圧監視回路との間に接続される配線である。遮断部は、バッテリが過放電状態になった場合に、電源ライン及び全てのモニタラインを遮断するように構成されている。

なお、「バッテリが過放電状態」とは、バッテリ全体が過放電状態であることのみを意味するものではなく、バッテリを構成する各セルの何れか１つ又は複数が過放電状態であることも含む概念である。よって、遮断部は、例えば、バッテリ全体が過放電状態になった場合に遮断を実行するようにしてもよいし、例えば、何れか１つ又は複数のセルが過放電状態になった場合に遮断を実行するようにしてもよいし、バッテリ全体が過放電状態になること、及び何れか１つ又は複数のセルが過放電状態になること、の少なくとも一方が成立した場合に遮断を実行するようにしてもよい。

バッテリ全体の過放電状態が具体的にどのような状態であるかについては適宜決めてもよい。例えば、バッテリ全体の電圧（以下、バッテリ電圧）が所定の値未満である場合をバッテリ全体の過放電状態と定義してもよい。また例えば、バッテリ全体の充電残量（即ち実際に充電されている容量）が所定の値未満である場合をバッテリ全体の過放電状態と定義してもよい。

また、セルの過放電状態が具体的にどのような状態であるかについても、適宜決めてもよい。例えば、セル電圧が所定の値未満である場合をセルの過放電状態と定義してもよい。また例えば、セルの充電残量が所定の値未満である場合をセルの過放電状態と定義してもよい。

また、ここでいう「遮断」とは、遮断対象の各ラインが物理的に完全に切断されて電流が完全にゼロになることに限定されず、例えば半導体スイッチング素子がオフされること等によって電気的に非導通状態になることも含む概念である。

このような構成のバッテリ装置では、バッテリが過放電状態になった場合、遮断部が、電源ライン及び全てのモニタラインを遮断するため、バッテリとセル電圧監視回路との間の、電源ラインを介した電気的接続及び各モニタラインを介した電気的接続が全て遮断される。そのため、バッテリからセル電圧監視回路に対し、電源ライン及び各モニタラインを介した通電は行われなくなる。

よって、バッテリが過放電状態になった場合に、バッテリからセル電圧監視回路への放電を十分に抑制することが可能となり、これによりバッテリの過放電状態の進行を十分に抑制することが可能となる。

遮断部は、電源遮断スイッチと、モニタ遮断スイッチと、スイッチ駆動部とを備えていてもよい。電源遮断スイッチは、電源ラインに設けられ、電源ラインを導通・遮断可能に構成されている。モニタ遮断スイッチは、各モニタラインにそれぞれ設けられ、モニタラインを導通・遮断可能に構成されている。スイッチ駆動部は、バッテリが過放電状態になった場合に、電源遮断スイッチをオフさせることにより電源ラインを遮断させ且つ全てのモニタ遮断スイッチをオフさせることにより全てのモニタラインを遮断させるように構成されている。

このような構成のバッテリ装置によれば、電源ライン及び各モニタラインの導通・遮断を、簡素な構成にて効率良く行うことができる。
複数のセルのうち最も高い電位側のセルである最上位セルの正極には、電源ラインとして機能し且つ最上位セルに対応したモニタラインとしても機能する最上位共通ラインが接続されてもよい。具体的に、最上位共通ラインの第１端が最上位セルの正極に接続され、最上位共通ラインの第２端は、電源ライン及びモニタラインがそれぞれ個別に分岐してセル電圧監視回路に接続される。そして、最上位セルに対応したモニタ遮断スイッチは、最上位共通ラインに設けられ、当該モニタ遮断スイッチが電源遮断スイッチとしても機能するように構成してもよい。

つまり、最上位セルの正極に対し、モニタ遮断スイッチと電源遮断スイッチとをそれぞれ個別に設けるのではなく、同じ１つのスイッチを、電源遮断スイッチ及び最上位セルに対応したモニタ遮断スイッチの双方として機能させる。

このような構成のバッテリ装置によれば、各モニタ遮断スイッチとは別に電源遮断スイッチを設ける必要がなくなるため、その分、バッテリ装置の小型化、コストダウンが可能となる。

バッテリ装置は、バッテリを充電するための充電器に着脱可能であってもよい。そして、充電器に装着されて充電器によりバッテリの充電が可能な状態になっている場合には充電器から充電器接続信号が入力されるように構成されていてもよい。その場合、スイッチ駆動部は、充電器から充電器接続信号が入力されている場合は、バッテリが過放電状態か否かにかかわらず、電源遮断スイッチをオンさせることにより電源ラインを導通させ且つ全てのモニタ遮断スイッチをオンさせることにより全てのモニタラインを導通させるように構成されていてもよい。

このような構成のバッテリ装置によれば、バッテリが過放電状態になったことにより各遮断スイッチがオフされても、充電器によるバッテリの充電が行われる際には、たとえバッテリが過放電状態であっても各遮断スイッチがオンされる。そのため、セル電圧監視回路を動作させながらバッテリの充電を行うことができる。

なお、充電が行われる際に各遮断スイッチがオンされる構成は、例えば、セル電圧監視回路がセル毎に過充電を検出する機能を備えている場合に特に有効である。バッテリの過放電状態が検出されて各遮断スイッチがオフされた後、充電器による充電が開始されても各遮断スイッチがオフされたままだと、セル電圧監視回路がセルの過充電を検出することができない。これに対し、充電器による充電が開始された場合には各遮断スイッチがオンされるようにすることで、セル電圧監視回路によるセルの過充電検出機能を作動させながらバッテリの充電を行うことができる。

遮断部は、バッテリが過放電状態か否かを判断する過放電判断部を備えていてもよい。その場合、スイッチ駆動部は、過放電判断部によりバッテリが過放電状態であると判断された場合に、電源遮断スイッチ及び全てのモニタ遮断スイッチをオフさせるように構成されていてもよい。

このような構成のバッテリ装置によれば、セル電圧監視回路とは別に設けられた過放電判断部がバッテリの過放電状態を判断し、その判断結果に基づいて各遮断スイッチがオフされる。そのため、各遮断スイッチをオフさせる条件（即ちバッテリの過放電状態の判定基準）を自由に設定することができる。

上記のように遮断部が過放電判断部を備えている場合、過放電判断部は、バッテリの電圧がバッテリ過放電閾値未満である場合に過放電状態であると判断するように構成されていてもよい。

このような構成のバッテリ装置によれば、過放電状態か否かの判断、換言すれば各遮断スイッチをオフさせるべきか否かの判断を、バッテリの電圧に基づいて容易且つ迅速に行うことができる。

この場合、バッテリ過放電閾値は適宜決めてもよく、例えば、セル過放電閾値に複数のセルの数を乗じた値よりも低い値であってもよい。このように構成することで、バッテリの放電が進んだ場合に、過放電判断部によるバッテリの過放電状態が判断されるよりも先にセル電圧監視回路から過放電検出信号が出力されるようにすることができる。そのため、例えば、バッテリ装置に負荷装置が接続されてバッテリ電力が負荷装置に供給されている状態において、バッテリの放電が進んだ場合、まずセル電圧監視回路からの過放電検出信号の出力によって負荷装置による電力消費を停止させ、その後さらに放電が進んだ場合に遮断部を作動させて各遮断スイッチをオフさせるようにすることが可能となる。

一方、遮断部は、上記のような過放電判断部を備えた構成とは異なる構成であってもよい。即ち、スイッチ駆動部が、セル電圧監視回路からの過放電検出信号が入力されるように構成されていてもよい。また、過放電状態は、セル電圧監視回路から過放電検出信号が出力されている状態であってもよい。そして、スイッチ駆動部は、セル電圧監視回路から過放電検出信号が入力された場合に、電源遮断スイッチ及び全てのモニタ遮断スイッチをオフさせるように構成されていてもよい。

このような構成のバッテリ装置によれば、遮断部は、各遮断スイッチをオフさせるべきか否かを、セル電圧監視回路からの過放電検出信号に基づいて判断することができる。そのため、遮断部を簡素に構成することができる。

複数のセルのうち最も高い電位側のセルを除く他の各セルの正極に接続された各モニタ遮断スイッチは、互いに並列に接続されたＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴを有していてもよい。具体的に、１つのモニタ遮断スイッチにおいて、ＰチャネルＦＥＴは、ソースが、対応するセルの正極に接続されると共にＮチャネルＦＥＴのドレインに接続され、ドレインが、セル電圧監視回路に接続されると共にＮチャネルＦＥＴのソースに接続される。

そして、スイッチ駆動部は、上記各モニタ遮断スイッチをオンさせる際は、各モニタ遮断スイッチにおいて、ＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴをそれぞれ次のようにオンさせるようにしてもよい。即ち、ＰチャネルＦＥＴについては、対応するセルの正極の電圧を分圧した電圧をゲート−ソース間に印加させることによってオンさせる。ＮチャネルＦＥＴについては、バッテリの電圧と対応するセルの正極の電圧との差の電圧を分圧した電圧をソース−ゲート間に印加させることによってオンさせる。

このような構成によれば、例えば、複数のセルのうち最も低い電位側のセルのセル電圧が、当該セルに対応したモニタ遮断スイッチのＰチャネルＦＥＴをオンさせることができない程低い値になっていたとしても、バッテリ電圧がＮチャネルＦＥＴをオンし得る値であれば、ＮチャネルＦＥＴがオンするため、当該モニタ遮断スイッチをオンさせることができる。つまり、バッテリ電圧がＮチャネルＦＥＴをオンし得る値である限り、各セルのセル電圧の値にかかわらず、各モニタ遮断スイッチを構成するＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴのうち少なくとも一方をオンさせることができる。

第１実施形態のバッテリパックが充電器に装着されている状態を示す説明図である。 第１実施形態のバッテリパックが器具本体に装着されている状態を示す説明図である。 第１実施形態のバッテリパックのより詳細な回路構成を示す回路図である。 第２実施形態のバッテリパックが充電器に装着されている状態を示す説明図である。 第２実施形態のバッテリパックのより詳細な回路構成を示す回路図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
（１）バッテリパックの構成
本実施形態のバッテリパック２の構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１は、バッテリパック２が充電器４に装着された状態を示し、図２は、バッテリパック２が器具本体６に装着された状態を示している。

バッテリパック２は、バッテリ１０と、セル電圧監視回路１６と、過充電信号出力部１７と、放電禁止信号出力部１８と、遮断部３５と、正極端子３１と、負極端子３２と、第１信号端子３３と、第２信号端子３４とを備える。

バッテリ１０は、複数のセルが直列接続されて構成されている。本実施形態では、バッテリ１０は、第１セル１１、第２セル１２、第３セル１３、第４セル１４、及び第５セル１５の５つのセルが直列接続されて構成されている。

各セル１１〜１５は、繰り返し充電可能な二次電池であり、本実施形態では例えばリチウムイオン二次電池である。また、各セル１１〜１５の公称電圧は例えば３．７Ｖであり、充電時には、例えば４．１Ｖ又は４．２Ｖを目標電圧として、例えばＣＣＣＶ充電方式により充電される。なお、各セル１１〜１５がリチウムイオン二次電池であることや、上述した公称電圧及び充電方式は、あくまでも一例である。

バッテリ１０は、充電器４によって充電することができる。充電器４は、充電スイッチ５６と、充電用電源回路５７と、充電制御部５８とを備える。充電用電源回路５７は、外部から入力される電力に基づいて充電用の直流電力（以下、充電電力）を生成し、正極端子５１及び負極端子５２を介して出力する。本実施形態では、充電用電源回路５７には例えば交流１００Ｖの商用交流電力が入力され、充電用電源回路５７はその商用交流電力を充電電力に変換して出力する。

充電スイッチ５６は、充電用電源回路５７と正極端子５１との間の、充電電力を出力するための配線上に設けられ、この配線を導通又は遮断する。
充電制御部５８は、充電用電源回路５７及び充電スイッチ５６の動作を制御する。充電制御部５８は、充電器４にバッテリパック２が装着されてバッテリ１０の充電が可能な場合、充電用電源回路５７に充電電力を生成させると共に充電スイッチ５６をオンさせて、充電電力をバッテリパック２へ出力する。これにより、バッテリパック２内のバッテリ１０へ充電電力が供給され、バッテリ１０が充電される。

なお、充電用電源回路５７は、充電用直流電力の生成とは別に、充電器４内の各部を動作させるための直流の電源電圧Ｖｃｃを生成する機能も備えている。電源電圧Ｖｃｃの値は適宜決めてもよく、本実施形態では例えば５Ｖである。充電制御部５８を含む充電器４内の各部は、電源電圧Ｖｃｃを電源として動作する。

また、充電器４は、信号端子５３を備える。信号端子５３は、充電制御部５８に接続されると共に、抵抗５９を介して電源電圧Ｖｃｃにプルアップされている。信号端子５３は、充電器４にバッテリパック２が装着された場合にバッテリパック２の第１信号端子３３と接続される。充電器４の信号端子５３には、バッテリパック２から過充電信号が入力される場合がある。充電制御部５８は、バッテリ１０の充電中にバッテリパック２から過充電信号が入力された場合は、充電スイッチ５６をオフさせて充電を停止させる。

また、図２に示すようにバッテリパック２を器具本体６に装着することで、器具本体６にバッテリ電力を供給して器具本体６を作動させることができる。器具本体６とバッテリパック２とで、１つの電動機械器具が構成される。電動機械器具としては、例えばドライバドリル、インパクトドライバ、丸ノコ、刈払機などの各種の作業機や、クリーナー、ファンなどの各種器具などがある。器具本体６にバッテリパック２が装着されると、器具本体６は、バッテリパック２から供給されるバッテリ電力によって作動可能となる。

器具本体６は、モータ６６と、操作スイッチ６７と、駆動スイッチ６８と、モータ制御回路６９とを備える。モータ６６は、器具本体６としての機能を実現するための動力源である。器具本体６が例えばドライバドリルの器具本体である場合、モータ６６によってビットが回転され、これにより穴開け作業が可能となる。

モータ６６は、バッテリパック２のバッテリ電力が入力され、そのバッテリ電力によって回転する。即ち、バッテリパック２が器具本体６に装着されると、バッテリパック２からのバッテリ電力が、正極端子６１及び負極端子６２を介してモータ６６に入力される。

正極端子６１からモータ６６を経て負極端子６２に至る通電経路上には、操作スイッチ６７及び駆動スイッチ６８が設けられている。よって、これら各スイッチ６７，６８がオンすると、バッテリ電力がモータ６６に供給される。操作スイッチ６７は、器具本体６の使用者によりオン、オフ操作されるスイッチである。駆動スイッチ６８は、モータ制御回路６９によりオン、オフが制御される。

モータ制御回路６９は、操作スイッチ６７がオンされると、駆動スイッチ６８をオンさせることによりモータ６６を回転させる。モータ制御回路６９は、操作スイッチ６７がオンされている間、駆動スイッチ６８を常時オンさせるように構成されていてもよいし、操作スイッチ６７の操作量に応じて駆動スイッチ６８をデューティー駆動させるように構成されていてもよい。

なお、モータ制御回路６９には、バッテリパック２から信号端子６３を介して放電禁止信号ＡＳが入力される場合がある。モータ制御回路６９は、操作スイッチ６７がオンされていることにより駆動スイッチ６８をオンさせてモータ６６を回転させているときに、バッテリパック２から放電禁止信号ＡＳが入力された場合は、駆動スイッチ６８をオフさせてモータ６６の回転を停止させる。

バッテリパック２において、正極端子３１はバッテリ１０の正極（即ち第５セル１５の正極）に接続されており、負極端子３２はバッテリ１０の負極（即ち第１セル１１の負極）に接続されている。よって、バッテリパック２の正極端子３１及び負極端子３２を介して、バッテリ１０の電力であるバッテリ電力を外部に供給したり、バッテリ１０の充電用の電力を外部から取り込んでバッテリ１０を充電させることができる。

セル電圧監視回路１６は、第５遮断スイッチ４５がオンされてバッテリ電力が入力されている場合にそのバッテリ電力を電源として動作するよう構成されている。
セル電圧監視回路１６には、第１セル１１の正極の電圧（以下、第１電圧）が第１モニタライン２１を介して入力され、第２セル１２の正極の電圧（以下、第２電圧）が第２モニタライン２２を介して入力され、第３セル１３の正極の電圧（以下、第３電圧）が第３モニタライン２３を介して入力され、第４セル１４の正極の電圧（以下、第４電圧）が第４モニタライン２４を介して入力され、第５セル１５の正極の電圧（以下、第５電圧）が第５モニタライン２５を介して入力される。

セル電圧監視回路１６は、各モニタライン２１〜２５を介して入力される第１電圧〜第５電圧に基づいて、第１セル１１の電圧である第１セル電圧Ｖ１、第２セル１２の電圧である第２セル電圧Ｖ２、第３セル１３の電圧である第３セル電圧Ｖ３、第４セル１４の電圧である第４セル電圧Ｖ４、及び第５セル１５の電圧である第５セル電圧Ｖ５を個別に監視する。

具体的に、セル電圧監視回路１６は、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ５のうち何れか１つでもセル過放電閾値未満となっている場合（以下、セル過放電状態）、過放電検出信号ＤＯを出力する。具体的に、過放電検出信号ＤＯの出力端子をハイインピーダンスとする。

過放電検出信号ＤＯの出力方式は、例えばオープンコレクタ出力方式となっており、セル過放電状態が検出されていない場合は、オープンコレクタを構成するトランジスタがオンして、過放電検出信号ＤＯの出力端子はＬｏｗレベル（以下、Ｌレベル）、即ち接地電位とほぼ同電位となる。この状態は、過放電検出信号ＤＯが出力されていない状態である。

一方、セル過放電状態が検出されると、オープンコレクタを構成するトランジスタがオフし、過放電検出信号ＤＯの出力端子はハイインピーダンスとなる。即ち、過放電検出信号ＤＯの出力端子からみたセル電圧監視回路１６の内部抵抗が等価的に無限大となる。よって、本実施形態では、過放電検出信号ＤＯが出力されるとは、過放電検出信号ＤＯの出力端子がハイインピーダンスになることを意味する。

セル過放電閾値は、例えば、公称電圧よりも低い範囲内で適宜設定してもよい。本実施形態では、セル過放電閾値は例えば２．５Ｖである。そのため、何れか１つでもセル電圧が２．５Ｖ未満になった場合は、セル電圧監視回路１６においてセル過放電状態が検出され、過放電検出信号ＤＯが出力される。

セル電圧監視回路１６からの過放電検出信号ＤＯは、放電禁止信号出力部１８に入力される。放電禁止信号出力部１８は、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力されている場合に、放電禁止信号ＡＳを出力する。放電禁止信号ＡＳは、第２信号端子３４からバッテリパック２の外部へ出力される。そのため、バッテリパック２が例えば図２に示すように器具本体６に装着されているときに放電禁止信号出力部１８から放電禁止信号ＡＳが出力されると、その放電禁止信号ＡＳは第２信号端子３４を介して器具本体６に入力される。

また、セル電圧監視回路１６は、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ５の充電電圧を監視し、何れか１つでも過充電閾値以上となっている場合（以下、過充電状態）、過充電検出信号ＣＯを出力する。具体的に、過充電検出信号ＣＯの出力端子は、過充電状態が発生していない場合はＬレベルである。一方、過充電状態が発生すると、過充電検出信号ＣＯの出力端子はＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベル）、即ち接地電位よりも一定電圧（例えば５Ｖ）高い電圧となる。よって、本実施形態では、過充電検出信号ＣＯが出力されるとは、過充電検出信号ＣＯの出力端子からＨレベルの電圧が出力されることを意味する。

セル電圧監視回路１６からの過充電検出信号ＣＯは、過充電信号出力部１７に入力される。過充電信号出力部１７は、セル電圧監視回路１６から過充電検出信号ＣＯが出力されている場合に、出力端子からＬレベルの過充電信号を出力する。なお、過充電信号出力部１７は、セル電圧監視回路１６から過充電検出信号ＣＯが出力されていない場合は、過充電信号を出力せず、出力端子をハイインピーダンスにする。

過充電信号出力部１７の出力端子は第１信号端子３３に接続されている。バッテリパック２が充電器４に装着されている場合、バッテリパック２の第１信号端子３３は、充電器４の信号端子５３と接続される。充電器４の信号端子５３は、充電器４内部において、抵抗５９を介して電源電圧Ｖｃｃにプルアップされている。

バッテリパック２が充電器４に装着されていて充電器４において少なくとも電源電圧Ｖｃｃが生成されている場合に、バッテリパック２において過充電信号出力部１７から過充電信号が出力されていない場合、即ち出力端子がハイインピーダンスにされている場合は、第１信号端子３３には、充電器４の電源電圧Ｖｃｃが印加された状態となる。よってその場合、充電器４の電源電圧Ｖｃｃは、第１信号端子３３を介して、充電器接続信号Ｓｃとして、遮断部３５内のスイッチ駆動部３６に入力される。

遮断部３５は、第１遮断スイッチ４１、第２遮断スイッチ４２、第３遮断スイッチ４３、第４遮断スイッチ４４、及び第５遮断スイッチ４５を備える。これら各遮断スイッチ４１〜４５は、スイッチ駆動部３６によってオン・オフされる。

第１遮断スイッチ４１は、第１電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための配線である第１モニタライン２１上に設けられている。第１遮断スイッチ４１がオフされると、第１モニタライン２１は遮断され、第１セル１１からの第１電圧はセル電圧監視回路１６に入力されない。一方、第１遮断スイッチ４１がオンされると、第１モニタライン２１が導通し、第１セル１１からの第１電圧が第１モニタライン２１を介してセル電圧監視回路１６に入力される。

第２遮断スイッチ４２は、第２電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための配線である第２モニタライン２２上に設けられている。第２遮断スイッチ４２がオフされると、第２モニタライン２２は遮断され、第２セル１２からの第２電圧はセル電圧監視回路１６に入力されない。一方、第２遮断スイッチ４２がオンされると、第２モニタライン２２が導通し、第２セル１２からの第２電圧が第２モニタライン２２を介してセル電圧監視回路１６に入力される。

第３遮断スイッチ４３は、第３電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための配線である第３モニタライン２３上に設けられている。第３遮断スイッチ４３がオフされると、第３モニタライン２３は遮断され、第３セル１３からの第３電圧はセル電圧監視回路１６に入力されない。一方、第３遮断スイッチ４３がオンされると、第３モニタライン２３が導通し、第３セル１３からの第３電圧が第３モニタライン２３を介してセル電圧監視回路１６に入力される。

第４遮断スイッチ４４は、第４電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための配線である第４モニタライン２４上に設けられている。第４遮断スイッチ４４がオフされると、第４モニタライン２４は遮断され、第４セル１４からの第４電圧はセル電圧監視回路１６に入力されない。一方、第４遮断スイッチ４４がオンされると、第４モニタライン２４が導通し、第４セル１４からの第４電圧が第４モニタライン２４を介してセル電圧監視回路１６に入力される。

第５遮断スイッチ４５は、最上位共通ライン２０上に設けられている。最上位共通ライン２０の両端のうち第１端はバッテリ１０の正極に接続されている。最上位共通ライン２０の両端のうち第２端からは、第５モニタライン２５及び電源ライン２６がそれぞれ個別に分岐して、セル電圧監視回路１６に接続されている。

なお、第５モニタライン２５は、第５電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための配線であり、電源ライン２６は、バッテリ電圧ＶＢのバッテリ電力を動作用の電源電力としてセル電圧監視回路１６に供給するための配線である。最上位共通ライン２０は、第５モニタライン２５及び電源ライン２６の双方として機能する配線である。

よって、第５遮断スイッチ４５がオフされると、最上位共通ライン２０が遮断されることによって結果として第５モニタライン２５及び電源ライン２６の双方が遮断されることとなり、第５セル１５からの第５電圧は第５モニタライン２５を介してセル電圧監視回路１６に入力されず、且つ動作用のバッテリ電力も電源ライン２６を介してセル電圧監視回路１６に入力されない。

一方、第５遮断スイッチ４５がオンされると、最上位共通ライン２０が導通することによって結果として第５モニタライン２５及び電源ライン２６の双方が導通することとなり、第５セル１５からの第５電圧が第５モニタライン２５を介してセル電圧監視回路１６に入力され、且つ動作用のバッテリ電力も電源ライン２６を介してセル電圧監視回路１６に入力される。

従って、最上位共通ライン２０に設けられている第５遮断スイッチ４５は、第５モニタライン２５を導通・遮断する機能と、電源ライン２６を導通・遮断する機能とを兼ね備えているといえる。

なお、電源ライン２６は、セル電圧監視回路１６に接続されていることに加え、遮断部３５内の過放電判断部３７にも接続されており、これにより過放電判断部３７にはバッテリ電圧ＶＢが入力される。

遮断部３５は、スイッチ駆動部３６と、過放電判断部３７とを備える。スイッチ駆動部３６は、各遮断スイッチ４１〜４５をオン・オフさせる。
過放電判断部３７は、バッテリ１０のバッテリ電圧ＶＢが入力され、バッテリ電圧ＶＢを電源として動作する。過放電判断部３７は、バッテリ１０が過放電状態であるか否かを判断する。具体的に、バッテリ１０全体の電圧であるバッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値未満である場合に、バッテリ１０が過放電状態であること（以下、バッテリ過放電状態）を判断する。

そして、過放電判断部３７は、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電状態になった場合に、スイッチ駆動部３６に対し、各遮断スイッチ４１〜４５を全てオフさせる。一方、バッテリ１０が過放電状態ではない場合は、スイッチ駆動部３６に対し、各遮断スイッチ４１〜４５を全てオンさせる。

バッテリ過放電閾値は適宜設定してもよい。本実施形態では、バッテリ過放電閾値は、セル電圧監視回路１６で設定されているセル過放電閾値にセルの数を乗じた値よりも低い範囲内で設定される。セル電圧監視回路１６では、前述の通り、セル過放電閾値が例えば２．５Ｖに設定されている。このセル過放電閾値２．５Ｖにセルの数である「５」を乗じると、１２．５Ｖとなる。よって、バッテリ過放電閾値は、この１２．５Ｖよりも低い範囲内で設定される。本実施形態では、バッテリ過放電閾値として例えば１１Ｖが設定されている。

よって、バッテリ１０の放電が進んだ場合、過放電判断部３７によってバッテリ過放電状態が判断されるよりも先に、セル電圧監視回路１６によってセル過放電状態が検出される。換言すれば、過放電判断部３７によってバッテリ過放電が判断されたときは、すでにセル電圧監視回路１６によってセル過放電状態が検出されている。

スイッチ駆動部３６は、バッテリパック２が充電器４に装着されている場合に充電器４から充電器接続信号Ｓｃが入力されるように構成されている。スイッチ駆動部３６は、過放電判断部３７によってバッテリ過放電状態と判断された場合は各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせるが、その後、バッテリパック２が充電器４に装着されて充電器４から充電器接続信号Ｓｃが入力された場合は、各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせる。

（２）遮断部の詳細構成
遮断部３５が備える各遮断スイッチ４１〜４５、スイッチ駆動部３６、及び過放電判断部３７のより詳細な回路構成について、図３を用いて説明する。

以下の説明では、各遮断スイッチ４１〜４５とスイッチ駆動部３６とを接続する配線のことを「スイッチ制御ライン」とも称する。スイッチ駆動部３６は、各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせる際は、スイッチ駆動部３６におけるスイッチ制御ラインの接続端子（以下、スイッチ制御端子）をハイインピーダンス状態にすることによりオフさせる。一方、スイッチ駆動部３６は、各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせる際は、スイッチ制御端子をＬレベルにする（即ちスイッチ制御ラインを接地電位とする）ことによりオンさせる。

第５遮断スイッチ４５は、ＰチャネルＦＥＴＱ５を備える。ＰチャネルＦＥＴＱ５は、最上位共通ライン２０上に設けられており、最上位共通ライン２０は、ＰチャネルＦＥＴＱ５によって導通・遮断される。ＰチャネルＦＥＴＱ５は、ソースが第５セル１５の正極（即ちバッテリ１０の正極）に接続され、ドレインが、第５モニタライン２５及び電源ライン２６の双方を介してセル電圧監視回路１６に接続されている。また、ＰチャネルＦＥＴＱ５のドレインは、過放電判断部３７に接続されると共に第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４の各々にも接続されている。

また、ＰチャネルＦＥＴＱ５のゲート−ソース間には抵抗Ｒ５ａが接続されている。また、ＰチャネルＦＥＴＱ５のゲートは、抵抗Ｒ５ｂを介してスイッチ制御ラインに接続されている。よって、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がハイインピーダンス状態の場合はＰチャネルＦＥＴＱ５はオフし、第５遮断スイッチ４５がオフされた状態となる。一方、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がＬレベルになると、ＰチャネルＦＥＴＱ５のゲート−ソース間には、バッテリ電圧ＶＢが抵抗Ｒ５ａ、Ｒ５ｂで分圧された電圧のうち抵抗Ｒ５ａによる分圧電圧が印加され、これによりＰチャネルＦＥＴＱ５がオンする。

第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４は、いずれも物理的構成は同じであって同じ機能を有する。そのため、これら４つの遮断スイッチの構成については、代表として第１遮断スイッチ４１の構成を説明し、他の第２遮断スイッチ４２〜第４遮断スイッチ４４の構成の説明は省略する。

第１遮断スイッチ４１は、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂとＮチャネルＦＥＴＱ１ａとが並列接続された構成となっている。具体的に、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂは、ソースが、第１セル１１の正極に接続されると共にＮチャネルＦＥＴＱ１ａのドレインに接続され、ドレインが、セル電圧監視回路１６に接続されると共にＮチャネルＦＥＴＱ１ａのソースに接続されている。

また、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂのゲート−ソース間には抵抗Ｒ１ａが接続されている。また、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂのゲートは、抵抗Ｒ１ｂ及びダイオードを介してスイッチ制御ラインに接続されている。また、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａのソース−ゲート間には抵抗Ｒ１ｄが接続されている。また、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａのゲートは、抵抗Ｒ１ｃを介して最上位共通ライン２０に接続（より詳しくは第５遮断スイッチ４５の下流側に接続）されている。

よって、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がハイインピーダンス状態の場合はＰチャネルＦＥＴＱ１ｂ及びＮチャネルＦＥＴＱ１ａは共にオフし、第１遮断スイッチ４１がオフされた状態となる。一方、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がＬレベルになると、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂのゲート−ソース間には、第１セル１１の正極の電圧である第１電圧が抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂで分圧された電圧のうち抵抗Ｒ１ａによる分圧電圧が印加され、これによりＰチャネルＦＥＴＱ１ｂがオンして第１遮断スイッチ４１がオンされた状態となる。

スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がＬレベルになると、第５遮断スイッチ４５もオンされるため、第１遮断スイッチ４１には、第５遮断スイッチ４５を介してバッテリ電圧ＶＢが入力される。よって、バッテリ電圧ＶＢと第１セル１１の正極の電圧との差が、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａをオンさせるために最低限必要な値以上となっている限り、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａもオンする。

なお、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４について、「オン」とは、ＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴのうち少なくとも一方がオンされている状態を意味し、「オフ」とは、ＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴの双方がオフされている状態を意味する。

過放電判断部３７は、リセットＩＣ９０を有する。リセットＩＣ９０には、第５遮断スイッチ４５を介してバッテリ電圧ＶＢが入力され、このバッテリ電圧ＶＢを電源として動作する。また、リセットＩＣ９０の入力端子９０ａには、バッテリ電圧ＶＢが抵抗９１，９２によって分圧された電圧が、バッテリ電圧ＶＢを示す情報として入力される。

リセットＩＣ９０は、入力端子９０ａに入力される電圧に基づき、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値以上となっていることを検出した場合は、出力端子９０ｂからＨレベル信号（例えば５Ｖの電圧）を出力する。一方、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値未満となっている場合、即ちバッテリ過放電状態が発生している場合は、出力端子９０ｂからＬレベル信号を出力する。

スイッチ駆動部３６は、第１駆動部９６と第２駆動部９５とを備える。第１駆動部９６は、２つのＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂが直列接続された構成となっており、各ＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂのゲートに、リセットＩＣ９０からの出力信号が入力される。２つのＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂのうち、ハイサイド側のＮチャネルＦＥＴ９６ａのドレインはスイッチ制御ラインに接続され、ローサイド側のＮチャネルＦＥＴ９６ｂのソースは負極端子３２に接続（即ち接地）されている。

したがって、リセットＩＣ９０においてバッテリ過放電状態が検出されておらずリセットＩＣ９０の出力信号がＨレベルの場合は、スイッチ駆動部３６において第１駆動部９６の各ＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂがオンし、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がＬレベルとなる。そのため、各遮断スイッチ４１〜４５がオンする。

一方、リセットＩＣ９０においてバッテリ過放電状態が検出され、リセットＩＣ９０の出力信号がＬレベルになった場合は、スイッチ駆動部３６において第１駆動部９６の各ＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂがオフし、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がハイインピーダンス状態となる。そのため、各遮断スイッチ４１〜４５がオフする。各遮断スイッチ４１〜４５がオフすると、セル電圧監視回路１６に対するバッテリ電力の供給が遮断されてセル電圧監視回路１６の動作が停止し、且つ、セル電圧監視回路１６に対する各モニタライン２１〜２５を介した各電圧の入力も遮断される。

なお、セル電圧監視回路１６が動作を停止すると、セル電圧監視回路１６における、過放電検出信号ＤＯの出力端子は、ハイインピーダンス状態に維持される。また、第５遮断スイッチ４５がオフされると、リセットＩＣ９０へのバッテリ電圧ＶＢの入力も遮断されてリセットＩＣ９０が動作を停止するが、動作停止中はリセットＩＣ９０の出力端子９０ｂはＬレベル状態となる。そのため、スイッチ駆動部３６の第１駆動部９６のオフ状態は維持され、これにより各遮断スイッチ４１〜４５のオフ状態は維持される。

バッテリ過放電状態が発生した場合、バッテリパック２を充電器４に装着することでバッテリ１０を充電することができる。バッテリパック２を充電器４に装着すると、前述の通り、充電器４内の電源電圧Ｖｃｃが、第１信号端子３３を介して、充電器接続信号Ｓｃとしてスイッチ駆動部３６に入力される。より詳しくは、充電器接続信号Ｓｃは、第２駆動部９５に入力される。

第２駆動部９５は、本実施形態ではＮＰＮ形バイポーラトランジスタを少なくとも有する構成となっている。具体的に、第２駆動部９５を構成するＮＰＮ形バイポーラトランジスタは、コレクタがスイッチ制御ラインに接続され、エミッタが負極端子３２に接続（即ち接地）され、ベースに充電器接続信号Ｓｃが入力されるように構成されている。

そのため、スイッチ駆動部３６に充電器接続信号Ｓｃが入力されていない間は第２駆動部９５はオフされているが、スイッチ駆動部３６に充電器接続信号Ｓｃが入力されている間は、第２駆動部９５がオンし、スイッチ駆動部３６のスイッチ制御端子がＬレベルとなる。そのため、各遮断スイッチ４１〜４５がオンする。

よって、バッテリ過放電状態が発生して各遮断スイッチ４１〜４５がオフされても、バッテリパック２を充電器４に接続することで、各遮断スイッチ４１〜４５を再びオンさせてバッテリ１０の充電を行うことができる。つまり、セル電圧監視回路１６を正常に動作させつつバッテリ１０の充電を行うことができる。

バッテリ１０を充電することによりバッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値以上になれば、リセットＩＣ９０の出力信号はＨレベル信号に切り替わり、これによりスイッチ駆動部３６において第１駆動部９６がオンされるため、バッテリパック２を充電器４から取り外しても各遮断スイッチ４１〜４５のオン状態は維持される。

ここで、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４の４つの遮断スイッチが、ＰチャネルＦＥＴだけでなくＮチャネルＦＥＴを有している理由について、補足説明する。
バッテリ１０の状態によっては、例えば、第２セル１２が過充電状態（例えば４．５Ｖ）で、他の４つのセル１１，１３〜１５はいずれも０Ｖという状態（以下、特定異常状態）になることも起こり得る。この特定異常状態では、全セル１１〜１５のセル電圧Ｖ１〜Ｖ５の合計値（即ちバッテリ電圧ＶＢ）は４．５Ｖであり、バッテリ１０全体としてもバッテリ過放電状態であるため、スイッチ駆動部３６により各遮断スイッチ４１〜４５は全て遮断される。

この特定異常状態で、バッテリパック２を充電器４に装着すると、充電器４によるバッテリ１０の充電が行われることになるが、バッテリ１０全体としては過放電状態であるものの第２セル１２は過充電状態であるため、充電を阻止させる必要がある。具体的に、過充電信号を充電器４へ出力して充電器４からの充電電力供給を停止させる必要がある。

セル電圧監視回路１６がセルの過充電状態を検出するためには、各モニタライン２１〜２５が全て導通されている必要がある。各モニタライン２１〜２５のうち１つでも遮断されていると、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ５の過充電状態を適切に検出することが困難となる。そのため、バッテリパック２を充電器４に装着して充電を行わせる際には、各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせて各モニタライン２１〜２５を全て導通させる必要がある。

ここで、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４が、スイッチング素子として例えばＮチャネルＦＥＴがなくＰチャネルＦＥＴのみを有する構成であると仮定する。この場合、バッテリパック２を充電器４に装着すると、充電器４からの充電器接続信号Ｓｃによってスイッチ駆動部３６の第２駆動部９５がオンされ、これにより第２遮断スイッチ４２〜第４遮断スイッチ４４の３つの遮断スイッチのＰチャネルＦＥＴはいずれもオンする。

なおこのとき、第５遮断スイッチ４５のＰチャネルＦＥＴＱ５もオンするため、セル電圧監視回路１６にバッテリ電力が供給され、セル電圧監視回路１６が動作を開始する。
上記のように、特定異常状態の場合、バッテリパック２を充電器４に装着することで、第２遮断スイッチ４２〜第５遮断スイッチ４５のＰチャネルＦＥＴについては、再びオンさせることができる。しかし、第１遮断スイッチ４１のＰチャネルＦＥＴについては、第１セル１１の第１セル電圧Ｖ１が０Ｖであるため、オンしない。よって、第１モニタライン２１は導通せず遮断されたままとなり、セル電圧監視回路１６は第１セル電圧Ｖ１を監視することができない。

そこで、本実施形態では、上記の特定異常状態であっても、バッテリパック２を充電器４に装着した場合は各遮断スイッチ４１〜４５が全てオンされるよう、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４については、ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを並列接続した構成を採用している。

ＰチャネルＦＥＴに加えてＮチャネルＦＥＴが並列接続されていることで、第１遮断スイッチ４１においては、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂはオンしないもののＮチャネルＦＥＴＱ１ａはオンする。即ち、第１遮断スイッチ４１においては、バッテリ電圧ＶＢが抵抗Ｒ１ｃに印加され、これにより、この抵抗Ｒ１ｃから、抵抗Ｒ１ｄ、ＰチャネルＦＥＴＱ１ｂの寄生ダイオードを経て低電位側へ電流が流れる電流経路が生じる。これにより、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａのゲート−ソース間に接続された抵抗Ｒ１ｄに電位差が生じ、ＮチャネルＦＥＴＱ１ａがオンする。

よって、上記の特定異常状態であっても、バッテリ電圧ＶＢが少なくとも第５遮断スイッチ４５をオンし得る程度の値である限り、バッテリパック２を充電器４に装着することで各遮断スイッチ４１〜４５を全てオンさせることができる。

（３）第１実施形態の効果
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本第１実施形態のバッテリパック２では、バッテリ１０がバッテリ過放電状態になった場合、遮断部３５が、電源ライン２６及び全てのモニタライン２１〜２５を遮断する。そのため、バッテリ１０とセル電圧監視回路１６との間の、電源ライン２６を介した電気的接続及び各モニタライン２１〜２５を介した電気的接続が全て遮断される。そのため、バッテリ１０からセル電圧監視回路１６に対し、電源ライン２６及び各モニタライン２１〜２５を介した通電は行われなくなる。

よって、バッテリ過放電状態が発生した場合に、バッテリ１０からセル電圧監視回路１６への放電を十分に抑制することが可能となり、これによりバッテリ過放電状態の進行を十分に抑制することができる。

また、遮断部３５は、５つの遮断スイッチ４１〜４５及びスイッチ駆動部３６を有し、各遮断スイッチ４１〜４５がスイッチ駆動部３６によりオン、オフされる。そのため、電源ライン２６及び各モニタライン２１〜２５の導通・遮断を、簡素な構成にて効率良く行うことができる。

また、５つの遮断スイッチ４１〜４５のうち特に第５遮断スイッチ４５については、最上位共通ライン２０に設けられ、２つの機能を兼ね備えている。即ち、第５セルの正極の電圧をセル電圧監視回路１６に入力するための第５モニタライン２５を導通・遮断する機能、及び、バッテリ電力をセル電圧監視回路１６に供給するための電源ライン２６を導通・遮断する機能を兼ね備えている。

そのため、第５モニタライン２５の導通・遮断用と電源ライン２６の導通・遮断用とでそれぞれ別々に遮断スイッチを設ける構成に比べ、バッテリパック２の構成の簡素化、コストダウンが可能となる。

また、バッテリ過放電状態が発生して遮断部３５により各遮断スイッチ４１〜４５がオフされても、バッテリパック２を充電器４に装着することで、各遮断スイッチ４１〜４５を再びオンさせることができる。そのため、バッテリ１０の充電を、セル電圧監視回路１６を正常に動作させながら行うことができる。

また、本実施形態の遮断部３５は、バッテリ過放電状態を判断する過放電判断部３７を備えており、スイッチ駆動部３６は、過放電判断部３７によりバッテリ過放電状態が生じたことが判断された場合に各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせる。そのため、遮断部３５による各遮断スイッチ４１〜４５のオン・オフの条件を、過放電判断部３７によって比較的自由に設定することができる。

具体的に、本実施形態では、過放電判断部３７は、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値未満である場合にバッテリ過放電状態と判断するよう構成されている。そして、バッテリ過放電閾値は、セル電圧監視回路１６におけるセル過放電閾値にセル数「５」を乗じた値よりも低い値に設定されている。そのため、バッテリ１０の放電が進んだ場合、過放電判断部３７によりバッテリ過放電状態が判断されるよりも先にセル電圧監視回路１６から過放電検出信号が出力される。つまり、放電が進んだ場合に、すぐに各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせるのではなく、その前に過放電検出信号を出力することで、例えばバッテリパック２から器具本体６への放電を停止させることができる。

また、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４は、対応するモニタラインを導通・遮断させるための半導体スイッチとして、互いに並列接続されたＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴを有している。そのため、前述の特定異常状態が発生していくつかの遮断スイッチにおいてＰチャネルＦＥＴがオンされない状態となっても、ＮチャネルＦＥＴがオンされ、結果として全ての遮断スイッチ４１〜４５をオンさせることができる。

（４）特許請求の範囲との対応関係
ここで、本実施形態の文言と特許請求の範囲の文言との対応関係について説明する。
バッテリパック２はバッテリ装置の一例に相当する。第１遮断スイッチ４１〜第５遮断スイッチ４５の５つの遮断スイッチは、いずれも、モニタ遮断スイッチの一例に相当する。第５遮断スイッチ４５は、電源遮断スイッチの一例にも相当する。第５セル１５は最上位セルの一例に相当する。また、第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４の４つの遮断スイッチにおいて、ＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴの少なくとも一方がオンすることが、遮断スイッチがオンすることに相当する。

［第２実施形態］
図４に、第２実施形態のバッテリパック１００を示す。なお、図４は、バッテリパック１００が充電器４に装着された状態を示している。

第２実施形態のバッテリパック１００は、第１実施形態のバッテリパック２と比較して、主に遮断部の構成が異なる。即ち、第１実施形態では、遮断部３５が過放電判断部３７を備え、その過放電判断部３７がバッテリ過放電状態を検出していない場合は各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせ、バッテリ過放電状態を検出した場合は各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせる構成であった。

これに対し、本実施形態のバッテリパック１００においては、遮断部１０１は、過放電判断部３７を有していない。また、遮断部１０１が有するスイッチ駆動部１０２の構成が、第１実施形態のスイッチ駆動部３６とは異なる。

本第２実施形態のスイッチ駆動部１０２は、充電器接続信号Ｓｃが入力されることについては第１実施形態のスイッチ駆動部３６と同じであるが、セル電圧監視回路１６からの過放電検出信号ＤＯが入力される点で第１実施形態とは異なる。

スイッチ駆動部１０２は、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力されていない場合、即ち過放電検出信号ＤＯの出力端子がＬレベルになっている場合は、各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせる。一方、スイッチ駆動部１０２は、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力された場合、即ち過放電検出信号ＤＯの出力端子がハイインピーダンスにされた場合は、各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせる。

なお、セル電圧監視回路１６からの過放電検出信号ＤＯによって各遮断スイッチ４１〜４５がオフされても、バッテリパック１００を充電器４に装着して充電器４からスイッチ駆動部１０２へ充電器接続信号Ｓｃが入力されれば、スイッチ駆動部１０２は各遮断スイッチ４１〜４５をオンさせる。

スイッチ駆動部１０２のより詳細な回路構成を、図５に示す。図５に示すように、本第２実施形態のスイッチ駆動部１０２は、ＮチャネルＦＥＴ１０３を備える。ＮチャネルＦＥＴ１０３は、ドレインがスイッチ制御ラインに接続されると共にセル電圧監視回路１６における過放電検出信号ＤＯの出力端子に接続されている。また、ＮチャネルＦＥＴ１０３は、ソースが負極端子３２（即ち接地電位）に接続されている。また、ＮチャネルＦＥＴ１０３のゲートには、充電器４からの充電器接続信号Ｓｃが入力されるように構成されている。

このような構成により、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力されていない場合は、過放電検出信号ＤＯの出力端子がＬレベルになることにより、各遮断スイッチ４１〜４５がオンする。そして、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力された場合、即ち過放電検出信号ＤＯの出力端子がハイインピーダンス状態になった場合は、各遮断スイッチ４１〜４５がオフする。

セル電圧監視回路１６からの過放電検出信号ＤＯの出力により各遮断スイッチ４１〜４５がオフされた後、バッテリパック１００を充電器４に装着して、充電器４から充電器接続信号Ｓｃが入力されると、スイッチ駆動部１０２においてＮチャネルＦＥＴ１０３がオンする。ＮチャネルＦＥＴ１０３がオンすると、スイッチ制御ラインの電位は接地電位となり、これにより各遮断スイッチ４１〜４５がオンする。よって、第１実施形態と同様、充電時には各モニタライン２１〜２５及び電源ライン２６が全て導通された状態で、セル電圧監視回路１６を正常に動作させながら充電を行うことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）第１遮断スイッチ４１〜第４遮断スイッチ４４として、互いに並列接続されたＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴを備えた構成は、あくまでも一例であり、他の構成であってもよい。例えば、ＮチャネルＦＥＴを省いて、第５遮断スイッチ４５と同等の構成としてもよい。

また、各遮断スイッチ４１〜４５としてＦＥＴを用いることはあくまでも一例であり、ＦＥＴ以外の他の半導体スイッチング素子を用いてもよい。さらに、半導体スイッチング素子を用いること自体、必須ではなく、半導体スイッチング素子以外の他の素子を用いてもよい。

（２）上記各実施形態では、第５モニタライン２５を導通・遮断するためのスイッチ、及び電源ライン２６を導通・遮断するためのスイッチとして、共通の１つの第５遮断スイッチ４５を用いたが、第５モニタライン２５及び電源ライン２６にそれぞれ個別に遮断スイッチを設けてもよい。

（３）第１実施形態のスイッチ駆動部３６において、第１駆動部９６が２つのＮチャネルＦＥＴ９６ａ、９６ｂを直列接続した構成であることはあくまでも一例である。第１駆動部９６は、例えば、１つの半導体スイッチング素子を備えた構成であってもよい。また、半導体スイッチング素子としてＦＥＴ以外の素子を用いてもよいし、半導体スイッチング素子以外の他のスイッチ手段を用いてもよい。つまり、第１駆動部９６は、リセットＩＣ９０からの出力信号に応じて各遮断スイッチ４１〜４５をオン・オフさせることが可能な種々の構成を採用してもよい。

第２駆動部９５についても同様であり、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタで構成することはあくまでも一例であり、他の半導体スイッチング素子を少なくとも１つ用いて構成してもよいし、半導体スイッチング素子以外の他のスイッチ手段を用いて構成してもよい。

（４）第１実施形態の過放電判断部３７の構成について、リセットＩＣ９０を有することは必須ではない。バッテリ過放電状態が発生しているか否かを適切に判断してその判断結果を出力できるような他の構成を採用してもよい。

（５）また、第１実施形態では、各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせるべき状態をバッテリ過放電状態、即ちバッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値未満であること、と規定したが、各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせる条件として他の条件を採用してもよい。例えば、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ５を個別に検出し、何れか１つ又は複数が所定の閾値未満となっている場合をバッテリ過放電状態と規定してもよい。その場合の閾値は、例えば、セル電圧監視回路１６で用いられるセル過放電閾値と同じ値であってもよいし、セル過放電閾値よりも低い値であってもよい。また例えば、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ過放電閾値未満であること、及び何れか１つ又は複数のセル電圧が所定の閾値未満であること、の少なくとも一方が成立している場合をバッテリ過放電状態と規定してもよい。

（６）第２実施形態のスイッチ駆動部１０２として、図５に示した構成はあくまでも一例である。スイッチ駆動部１０２として、セル電圧監視回路１６から過放電検出信号ＤＯが出力された場合に各遮断スイッチ４１〜４５をオフさせることができ、且つ充電器接続信号Ｓｃが入力された場合には各遮断スイッチ４１〜４５を再びオンさせることが可能な他の構成を採用してもよい。

（７）セル電圧監視回路１６について、過充電状態を検出する機能を備えていることは必須ではない。また、セル電圧監視回路１６がセル過放電状態を検出した場合に過放電検出信号ＤＯとして具体的にどのような内容の信号を出力するかについて、上記実施形態のように出力端子をハイインピーダンス状態にすることはあくまでも一例であり、他の信号出力形態を採用してもよい。

（８）バッテリ１０を構成する各セル１１〜１５は、それぞれ、単一のセルを有する構成に限らず、例えば、複数のセルが並列接続された構成であってもよい。また、バッテリ１０を構成するセルの直列接続数が５つであることはあくまでも一例であり、４つ以下或いは６つ以上のセルが直列接続された構成であってもよい。

（９）バッテリ装置として、上記各実施形態のバッテリパック２，１００は一例であり、本発明は、これら各バッテリパック２，１００以外の他の構成のバッテリ装置に対しても適用可能である。例えば、上記実施形態のようなバッテリパックとしての形態ではなく、電動機械器具に内蔵された形態のバッテリ装置に対しても本発明を適用できる。

（１０）その他、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（１１）上述したバッテリパックの他、当該バッテリパックを有するシステム、当該バッテリパックを有する電動機械器具、当該バッテリパックとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、当該バッテリパックにおいて用いられている方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

２，１００…バッテリパック、４…充電器、６…器具本体、１０…バッテリ、１１…第１セル、１２…第２セル、１３…第３セル、１４…第４セル、１５…第５セル、１６…セル電圧監視回路、１７…過充電信号出力部、１８…放電禁止信号出力部、２０…最上位共通ライン、２１…第１モニタライン、２２…第２モニタライン、２３…第３モニタライン、２４…第４モニタライン、２５…第５モニタライン、２６…電源ライン、３５，１０１…遮断部、３６，１０２…スイッチ駆動部、３７…過放電判断部、４１…第１遮断スイッチ、４２…第２遮断スイッチ、４３…第３遮断スイッチ、４４…第４遮断スイッチ、４５…第５遮断スイッチ、５８…充電制御部、６９…モータ制御回路、９０…リセットＩＣ、９５…第２駆動部、９６…第１駆動部、Ｑ１ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，９６ａ，９６ｂ，１０３…ＮチャネルＦＥＴ、Ｑ１ｂ，Ｑ２ｂ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５…ＰチャネルＦＥＴ。

Claims (7)

1. 充放電可能なセルが複数直列接続されて構成されたバッテリと、
   前記バッテリの電力により動作し、前記セル毎に前記セルの電圧であるセル電圧とセル過放電閾値とを比較して、前記セル電圧が前記セル過放電閾値未満の前記セルがある場合に過放電検出信号を出力するように構成されたセル電圧監視回路と、
   前記セル電圧監視回路に動作用の前記バッテリの電力を供給するための、前記バッテリの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線である電源ラインと、
   前記セル電圧監視回路に各前記セル電圧を入力するための、各前記セル毎にそのセルの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線であるモニタラインと、
   前記バッテリが過放電状態になった場合に、前記電源ライン及び全ての前記モニタラインを遮断するように構成された遮断部と、
   を備え、
   前記遮断部は、
   前記電源ラインに設けられ、前記電源ラインを導通・遮断可能に構成された電源遮断スイッチと、
   各前記モニタラインにそれぞれ設けられ、前記モニタラインを導通・遮断可能に構成されたモニタ遮断スイッチと、
   前記セル電圧監視回路とは別に設けられ、前記バッテリが前記過放電状態か否かを前記バッテリの電圧に基づいて判断する過放電判断部と、
   前記過放電判断部により前記バッテリが前記過放電状態であると判断された場合に、前記電源遮断スイッチをオフさせることにより前記電源ラインを遮断させ且つ全ての前記モニタ遮断スイッチをオフさせることにより全ての前記モニタラインを遮断させるように構成されたスイッチ駆動部と、
   を備え、
   前記電源ライン及び全ての前記モニタラインは、前記セル電圧監視回路により前記セル電圧が前記セル過放電閾値未満の前記セルがあると判断されることによっては遮断されないように構成されている、バッテリ装置。
2. 請求項１に記載のバッテリ装置であって、
   前記複数のセルのうち最も高い電位側のセルである最上位セルの正極には、前記電源ライン及び前記最上位セルに対応した前記モニタラインの双方として機能する最上位共通ラインの第１端が接続され、前記最上位共通ラインの第２端から、前記電源ライン及び前記モニタラインがそれぞれ個別に分岐して前記セル電圧監視回路に接続されており、
   前記最上位セルに対応した前記モニタ遮断スイッチは、前記最上位共通ラインに設けられ、当該モニタ遮断スイッチが前記電源遮断スイッチとしても機能する、
   バッテリ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバッテリ装置であって、
   当該バッテリ装置は、前記バッテリを充電するための充電器に着脱可能であって、前記充電器に装着されて前記充電器により前記バッテリの充電が可能な状態になっている場合には前記充電器から充電器接続信号が入力されるように構成されており、
   前記スイッチ駆動部は、前記充電器から前記充電器接続信号が入力されている場合は、前記バッテリが前記過放電状態か否かにかかわらず、前記電源遮断スイッチをオンさせることにより前記電源ラインを導通させ且つ全ての前記モニタ遮断スイッチをオンさせることにより全ての前記モニタラインを導通させるように構成されている、
   バッテリ装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のバッテリ装置であって、
   前記過放電判断部は、前記バッテリの電圧がバッテリ過放電閾値未満である場合に前記過放電状態であると判断するように構成されている、バッテリ装置。
5. 請求項４に記載のバッテリ装置であって、
   前記バッテリ過放電閾値は、前記セル過放電閾値に前記複数のセルの数を乗じた値よりも低い値である、バッテリ装置。
6. 充放電可能なセルが複数直列接続されて構成されたバッテリと、
   前記バッテリの電力により動作し、前記セル毎に前記セルの電圧であるセル電圧とセル過放電閾値とを比較して、前記セル電圧が前記セル過放電閾値未満の前記セルがある場合に過放電検出信号を出力するように構成されたセル電圧監視回路と、
   前記セル電圧監視回路に動作用の前記バッテリの電力を供給するための、前記バッテリの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線である電源ラインと、
   前記セル電圧監視回路に各前記セル電圧を入力するための、各前記セル毎にそのセルの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線であるモニタラインと、
   前記バッテリが過放電状態になった場合に、前記電源ライン及び全ての前記モニタラインを遮断するように構成された遮断部と、
   を備え、
   前記遮断部は、
   前記電源ラインに設けられ、前記電源ラインを導通・遮断可能に構成された電源遮断スイッチと、
   各前記モニタラインにそれぞれ設けられ、前記モニタラインを導通・遮断可能に構成されたモニタ遮断スイッチと、
   前記バッテリが前記過放電状態か否かを判断する過放電判断部と、
   前記過放電判断部により前記バッテリが前記過放電状態であると判断された場合に、前記電源遮断スイッチをオフさせることにより前記電源ラインを遮断させ且つ全ての前記モニタ遮断スイッチをオフさせることにより全ての前記モニタラインを遮断させるように構成されたスイッチ駆動部と、
   を備え、
   前記過放電判断部は、前記バッテリの電圧がバッテリ過放電閾値未満である場合に前記過放電状態であると判断するように構成されており、
   前記バッテリ過放電閾値は、前記セル過放電閾値に前記複数のセルの数を乗じた値よりも低い値であり、
   前記電源ライン及び全ての前記モニタラインは、前記セル電圧監視回路により前記セル電圧が前記セル過放電閾値未満の前記セルがあると判断されることによっては遮断されないように構成されている、
   バッテリ装置。
7. 充放電可能なセルが複数直列接続されて構成されたバッテリと、
   前記バッテリの電力により動作し、前記セル毎に前記セルの電圧であるセル電圧とセル過放電閾値とを比較して、前記セル電圧が前記セル過放電閾値未満の前記セルがある場合に過放電検出信号を出力するように構成されたセル電圧監視回路と、
   前記セル電圧監視回路に動作用の前記バッテリの電力を供給するための、前記バッテリの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線である電源ラインと、
   前記セル電圧監視回路に各前記セル電圧を入力するための、各前記セル毎にそのセルの正極と前記セル電圧監視回路との間に接続される配線であるモニタラインと、
   前記バッテリが過放電状態になった場合に、前記電源ライン及び全ての前記モニタラインを遮断するように構成された遮断部と、
   を備え、
   前記遮断部は、
   前記電源ラインに設けられ、前記電源ラインを導通・遮断可能に構成された電源遮断スイッチと、
   各前記モニタラインにそれぞれ設けられ、前記モニタラインを導通・遮断可能に構成されたモニタ遮断スイッチと、
   前記バッテリが前記過放電状態になった場合に、前記電源遮断スイッチをオフさせることにより前記電源ラインを遮断させ且つ全ての前記モニタ遮断スイッチをオフさせることにより全ての前記モニタラインを遮断させるように構成されたスイッチ駆動部と、
   を備え、
   前記複数のセルのうち最も高い電位側のセルを除く他の各セルの正極に接続された各前記モニタ遮断スイッチは、互いに並列に接続されたＰチャネルＦＥＴ及びＮチャネルＦＥＴを有し、前記ＰチャネルＦＥＴは、ソースが、対応する前記セルの正極に接続されると共に前記ＮチャネルＦＥＴのドレインに接続され、ドレインが、前記セル電圧監視回路に接続されると共に前記ＮチャネルＦＥＴのソースに接続されており、
   前記スイッチ駆動部は、各前記モニタ遮断スイッチをオンさせる際、前記ＰチャネルＦＥＴについては、対応する前記セルの正極の電圧を分圧した電圧をゲート−ソース間に印加させることによってオンさせ、前記ＮチャネルＦＥＴについては、前記バッテリの電圧と対応する前記セルの正極の電圧との差の電圧を分圧した電圧をソース−ゲート間に印加させることによってオンさせるように構成されている、
   バッテリ装置。

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