JPH056691U - 二次電池パツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電池パックの温度が上昇し、内蔵する電流経路
遮断手段が作動する前に温度上昇警告信号が出力される
ようにする。 【構成】充電完了直後の電池パックが機器本体に収納さ
れ、機器の使用が開始されてＮｉ−Ｃｄ電池が放電を開
始すると、Ｎｉ−Ｃｄ電池及び電池パックの温度が上昇
する（図３（ａ）参照）。温度センサは、上記Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池の温度を定期的に検出し、温度ヒューズが切断す
る温度θ₂ より低い所定の温度θ₁ になると、温度上昇
警告信号を機器本体のＣＰＵに対し、割り込み信号とし
て出力する（端子Ｓの電位を「Ｈ」から「Ｌ」へ変化さ
せる。図３（ｃ）矢印部分参照）。ＣＰＵは、この割り
込みが加わると、当該割り込み処理を実行し、機器の作
動停止、或いはシステムクロックのデューティを下げる
等の処理を行い、温度ヒューズが作動する温度θ₂ まで
Ｎｉ−Ｃｄ電池の温度が上昇するのを阻止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、二次電池を収容する二次電池パックに係り、特に上記二次電池の短 絡事故対策として設けられ、予め設定された動作温度で作動する電流経路遮断手 段の動作温度よりも所定の低い温度で温度上昇警告信号が出力される二次電池パ ックに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、ノートパソコンやノートワープロ、さらにはハンディターミナル等のハ ンディタイプの情報処理端末機器や携帯型電話機等が広く使用されるようになっ てきており、この傾向は年々増加するものと予測されている。これら携帯用の電 子機器は、商用電源の使用できない場所で用いられることが多い。このため、主 電源としてＮｉ−Ｃｄ（ニッケルカドミウム）電池等の充電可能な二次電池が利 用されるようになってきている。

【０００３】 一般に、Ｎｉ−Ｃｄ電池は、４本乃至５本を直列接続し、電池パックとして上 記携帯型電子機器の主電源として使用されている。従来、その電池パック内には 、短絡事故で過電流が流れた場合の二次的障害（火傷，火災等）の発生を想定し て、放電時においてＮｉ−Ｃｄ電池の温度が上昇する特性を利用し（放電電流が 大きい程、温度の上昇も大きい）、ブレーカ（例えば、温度ヒューズ等）が内蔵 されるものが多く、短絡時に大電流が流れる際に発生する熱により電池とブレー カ自体が温度上昇することを利用し、予め設定された温度でブレーカが切断する ようにして過電流が流れるのを防ぎ、短絡事故に伴う上記二次的障害の発生を未 然に防止するような設計を行っている。

【０００４】 一般に、ブレーカの規格（動作温度）は、電池パックのフレーム材質の耐熱強 度、電池パックが接続される電子機器のケース材質等により決定されているもの で、約６５℃乃至７５℃で電源を切断するようにしている規格のものが多い。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、Ｎｉ−Ｃｄ電池の温度上昇は、放電時だけでなく充電時にも起こる 現象であり、特に充電末期の温度上昇はかなり大きく、充電完了直後の電池の温 度は充電開始前と比較すると大幅に上昇し、ブレーカの動作温度近くまで上昇す ることがある。このため、充電により温度が上昇したＮｉ−Ｃｄ電池を直ちに機 器に接続して、その充電完了直後のＮｉ−Ｃｄ電池から放電させて高負荷のデバ イス（プリンタ等）を作動させると、放電によりさらに温度が上昇してブレーカ が切断してしまう場合がある。この場合、機器の動作中にブレーカが切断してし まうと突発的に電源供給が遮断されるので、機器の故障や機器内のメモリ内容の 破壊（消失）を惹き起こしてしまうという欠点があった。

【０００６】 ところで、最近は不完全な短絡事故（ある程度の抵抗値をもった金属での短絡 事故）を想定して、ブレーカの動作温度をさらに低くしようとしているのが大勢 となっている。従って、充電直後の電池を主電源として使用する場合にブレーカ が切断するという最悪のケースが生じる可能性は益々大きくなるものと考えられ る。このため、予期せず、ブレーカ切断という事態が発生すると、Ｎｉ−Ｃｄ電 池を主電源として動作していた情報処理端末機器が完全に電源切断された状態と なり、機能動作はもとよりメモリ内容の破壊、さらには機器の故障まで惹き起こ される事態の発生頻度はより高まるものと考えられる。

【０００７】 してみれば、二次電池パックの温度が予め定められた定格温度以上まで上昇し 、内蔵するブレーカのような電流経路遮断手段が作動する前に、温度上昇警告信 号を出力させるようにすれば、機器本体側で、その温度上昇警告信号の出力に応 答して、電池パックの放電を停止あるいは放電される電流を小さくする処理を行 うことにより、機器動作中にブレーカが切断して突発的に機器本体への電力供給 が断たれて、機器の故障や機器内のメモリ内容の破壊（消失）が惹き起こされて しまう事態の発生を未然に防止できるようになるものと考えられる。

【０００８】 本考案の課題は、二次電池パックの温度が予め定められた定格温度以上まで上 昇し、内蔵する電流経路遮断手段が作動する前に、温度上昇警告信号を出力でき るようにすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の手段は次の通りである。 電流経路遮断手段１（図１のブロック図参照、以下同じ）は、二次電池パック に収容される二次電池の短絡事故対策として設けられるもので、予め設定された 動作温度で作動し上記二次電池の電流経路を遮断する。 温度上昇警告信号出力手段２は、上記二次電池の温度を検出し、その検出温度 が電流経路遮断手段１の動作温度よりも低い所定の温度となったとき、例えば機 器本体の制御部に、温度上昇警告信号を出力する。

【００１０】

【作用】

充電完了直後の二次電池パックが機器本体に収納されて使用が開始されると、 放電により二次電池及び二次電池パックの温度が上昇する。温度上昇警告信号出 力手段２は、上記温度を常時検出し、その検出温度が電流経路遮断手段１が作動 する予め設定された動作温度よりも低い所定の温度となったとき、温度上昇警告 信号を出力する。 したがって、二次電池パックの温度が上昇し、内蔵する電流経路遮断手段が作 動する前に温度上昇警告信号を出力することができる。

【００１１】

【実施例】

以下、一実施例を図２及び図３を参照しながら説明する。 図２は、温度上昇警告機能付二次電池パックの等価回路を示す図である。

【００１２】 同図において、二次電池パック１１内には、５個のＮｉ−Ｃｄ電池１２，１３ ，１４，１５，１６（以下、電池Ｂと記述する）が直列接続されて収容されてい る。この二次電池パックは、小型電子機器の主電源として、機器本体に収納され て使用されるものであり、前述したように使用開始後の放電によって電池Ｂの温 度は上昇し、それに伴い二次電池パック１１の温度も上昇する。

【００１３】 また、電池Ｂの電流経路の正（＋）極側には電流経路遮断手段として例えば温 度ヒューズ１７が接続されている。この温度ヒューズ１７は、電池Ｂの短絡事故 対策に設けられているもので、短絡時に大電流が放電されることにより発生する 熱で電池Ｂの温度が上昇し、その電池Ｂの温度が、予め設定された動作温度θ₂ （例えば６５℃乃至７５℃）に達した際、溶けて電池Ｂの電流経路を遮断する。

【００１４】 さらに、上記電池Ｂの電流経路に並列に、温度上昇警告信号発生手段として例 えば温度センサ１８が接続されている。この温度センサ１８は、上記電池Ｂの温 度を検出するセンサを備えており、放電により電池Ｂの温度が上昇し、上記セン サが温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ よりも低い温度θ₁ （例えば５５℃乃至６ ０℃）を検出したとき、温度上昇警告信号を、端子Ｓから特に図示していない機 器本体のＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、その温度上昇警告信号を割り込み信号と して入力すると、その割り込み信号に対応する割込処理を実行し、例えば機器本 体に設けられる表示部に、二次電池パック１１の温度が、所定温度以上に上昇し た旨の警告表示を行う。

【００１５】 次に、図３に示すタイムチャートを参照しながら、上記構成の温度上昇警告機 能付二次電池パック１１の動作を説明する。 充電完了直後の電池Ｂを収容した上記二次電池パック１１を電子機器本体に収 納した後、電源スイッチを入れ、電子機器の作動を開始すると、電池Ｂは、機器 本体に電力を供給するために放電を開始する。それに伴い電池Ｂ及び二次電池パ ック１１の温度は上昇する（図３（ａ）参照）。

【００１６】 そして、電子機器の作動を継続すると電池Ｂの温度がしだいに上昇し、やがて 温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ より低い温度θ₁ に達する。電池Ｂの温度が、 上記温度θ₁ まで達すると、その温度θ₁ はセンサにより検出され、温度センサ １８は、端子Ｓの出力電圧を「Ｈ」から「Ｌ」に降下させ、機器本体内のＣＰＵ に対し温度上昇警告信号を割り込みにより通知する（図３（ｃ）参照）。

【００１７】 機器本体側のＣＰＵは、上記温度上昇警告信号が割り込み信号として加わると （図３（ｃ）の矢印で示す時点）、その割り込みに対応する割り込み処理を直ち に実行し、機器の動作を全て停止させて電力の消費を止めるか、または、システ ムクロックのデューティを下げて電力消費を低減させる処理を行う。このことに より、電池Ｂの放電は停止されるか、または単位時間あたりの放電電流の値が低 減されるので、電池Ｂの温度の上昇は緩やかになり、やがて低下していくので、 電池Ｂの温度が温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ にまで達してしまい、温度ヒュ ーズ１７が溶けて切断し、機器動作中に突発的に機器本体への電力供給が遮断さ れてしまう事態が自動的に防止される。

【００１８】 即ち、温度センサ１８が設けられない従来例の場合には、二次電池パックから 機器本体のＣＰＵに対し上記温度上昇警告信号のような割り込みが通知されない ので、機器を所定時間以上連続して作動させると、放電に伴い電池Ｂの温度が上 昇し、やがて、温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ にまで達して、温度ヒューズ１ ７が溶断し、突然、機器本体側への電力供給が遮断されてしまう（正（＋）極端 子の電位の降下、図３（ｂ）参照）。これに対し、本実施例の場合には、電池Ｂ の温度が温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ より低い温度θ₁ で温度上昇警告信号 が、機器本体のＣＰＵに割り込み信号として出力され、自動的に現在動作中の機 能を停止させる等して、温度ヒューズ１７の溶断を防止する。

【００１９】 このように、本実施例では、温度ヒューズ１７の予め設定された動作温度θ₂ より低い温度θ₁ で温度上昇警告信号を機器本体のＣＰＵに、割り込み信号とし て出力するようにして、ＣＰＵがその割り込みを受けて現在動作中の処理の実行 を停止させたり或いはシステムクロックのデューティを下げる等の処理を自動的 に行うようにして、機器の動作中に突発的に電力供給が遮断されて、機器の故障 や機器内のメモリ内容の破壊（消失）が惹き起こされることを未然に防止するよ うにしている。

【００２０】 すなわち、電池Ｂの温度は、温度ヒューズ１７が溶けて切断する場合には温度 θ₃ まで上昇してその後降下する（図３（ａ）実線参照）が、温度センサ１８の 温度上昇警告信号の出力により、機器本体側のＣＰＵで上記のような割り込み処 理を実行することにより、電池Ｂの温度は温度ヒューズ１７の動作温度θ₂ まで 上昇することなく温度θ₄ から温度θ₅ のように推移し（図３（ａ）一点鎖線参 照）、温度θ₁ まで下がった時点で端子Ｓの電圧は「Ｌ」から「Ｈ」に復帰して 温度上昇警告信号の出力も停止する（図３（ｃ）参照）。

【００２１】 尚、上記において、電流経路遮断手段として温度ヒューズを例示し、温度上昇 警告信号発生手段として温度センサを例示したが、これに限らないことは勿論で ある。

【００２２】 また、適用される二次電池がＮｉ−Ｃｄ電池に限定されるものではなく、リチ ウム二次電池等のような他のあらゆる二次電池に適用可能なものである。さらに 、本実施例では、ＣＰＵの割り込み処理により、自動的に機器本体の作動を停止 させたり、システムクロックのデューティを下げる等の処理を行うようにしてい るが、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＣＲＴディスプレイに対する画面表示や、プリ ンタ出力、さらには警告ブザーの鳴動等により、利用者に警告を報知するように してもよい。

【００２３】

【考案の効果】

この考案によれば、二次電池パックの温度が予め定められた定格温度以上まで 上昇し、内蔵する電流経路遮断手段が作動する前に、温度上昇警告信号を出力さ せるようにしたので、機器本体側で、その温度上昇警告信号の出力に応答して、 電池パックの放電を停止あるいは放電される電流を小さくする処理を行うことに より、機器動作中に電流経路遮断手段が作動して、突発的に機器本体への電源供 給が断たれて、機器の故障や機器内のメモリ内容の破壊（消失）が惹き起こされ てしまう事態の発生を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のブロック図である。

【図２】一実施例の温度上昇警告機能付二次電池パック
の等価回路を示す図である。

【図３】上記温度上昇警告機能付二次電池パックの動作
を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 電流経路遮断手段 ２ 温度上昇警告信号出力手段

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】二次電池を収容する二次電池パックにおい
   て、 上記二次電池の短絡事故対策として設けられ予め設定さ
   れた動作温度で作動する電流経路遮断手段と、 上記二次電池の温度を検出し、その検出温度が上記電流
   経路遮断手段の動作温度よりも低い所定の温度となった
   とき、温度上昇警告信号を出力する温度上昇警告信号出
   力手段と、 を備えることを特徴とする二次電池パック。