JPH0722009A - バッテリーパック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保護回路における電力損失を低減すると共
に、形状の小型化が可能なバッテリーパックを提供する
こと。 【構成】 バッテリーパック１０内に、直列接続された
リチウムイオン２次電池からなるセル電池１１ａ〜１１
ｃ，１１ｄ〜１１ｆ、及びこれらと入出力端子１０ａと
の間に介在された遮断回路１３ａ，１３ｂを設けると共
に、各セル電池の端子間電圧が所定値以上となったこと
を過充電検出回路１２ａ〜１２ｆによって検出し、何れ
かの過充電検出回路１２ａ〜１２ｆによって過充電が検
出されたときに、遮断回路１３ａ，１３ｂのＦＥＴＱａ
をオフする。 【効果】 従来のように各電池毎に遮断回路を設ける必
要がないので、遮断回路における電力損失を大幅に低減
することができると共に、保護回路を構成する部品の搭
載容積を縮小でき、バッテリーパックの小型化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池保護回路を内蔵し
たバッテリーパックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２次電池を複数個直列接続して、
ケース内に収納したバッテリーパックが多種の電子機器
に使用されている。このようなバッテリーパックを使用
することより、電池単体を扱う場合よりも取扱いが簡単
になると共に、電子機器におけるバッテリー収納部の構
成が簡単になるという利点がある。

【０００３】２次電池としては、従来、鉛蓄電池、ニッ
ケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等がある
が、近年、移動体通信機、ラップトップ型パソコン、ノ
ートブック型パソコン、パームトップ型パソコン、一体
型ビデオカメラ、ポータブルＣＤプレーヤー、ＭＤプレ
ーヤー、ＤＣＣプレーヤー、ポータブルワープロ、ヘッ
ドフォンステレオ、コードレス電話、セルラー電話等の
電子機器の小型化、軽量化を図る上で、これらの電子機
器の電源としての２次電池の高容量化が要望され、リチ
ウムイオンをドープ・脱ドープできる炭素質材料を用い
たリチウムイオン２次電池（例えば、特公平４−２４８
３１号公報等）が、負極にリチウム金属又はその合金を
使用したリチウム２次電池に比して、安全性の点で格段
に優れており、高エネルギー密度を得られることから注
目されている。

【０００４】上記、リチウムイオン２次電池は、電圧
１．２Ｖの２次電池としてのニッケル−カドミウム電
池、ニッケル−水素吸蔵合金電池、電圧２．０Ｖの鉛蓄
電池に比して、軽量且つ高容量であり、平均電圧が３．
５Ｖ〜３．６Ｖと高く、さらに放電電圧が傾斜してお
り、残量表示が可能である利点がある。また、電池形状
としては、円筒形、薄型、ボタン型等がある。

【０００５】しかしながら、かかるリチウムイオン２次
電池は、電解質溶液の電気化学的安定性の点で、電池電
圧４．５Ｖ以上において、溶液に使用される溶媒が分解
し、ガス発生を伴い、電池内圧が上昇し、ガス開放のラ
プチャーが作動する。通常の使用下では、セル当たり
４．４Ｖ〜４．３Ｖの領域において過充電を防止するこ
とが望ましく、またカットオフ電圧をセル当たり２．７
Ｖ〜２．５Ｖにするが、２．０Ｖ以下では使用する集電
体と炭素質材料との組合せにより、集電体の溶解が起こ
ることもあるので、かかる過放電を回避する必要があ
る。

【０００６】このようなリチウムイオン２次電池を用い
たバッテリーパックにおいては、例えば図２に示すよう
な保護回路を内蔵したものが知られている。図２に示す
バッテリーパック１における保護回路は、各セル電池２
ａ〜２ｆのそれぞれに対して並列に接続された検出回路
３ａ〜３ｆ、及び各検出回路３ａ〜３ｆから出力される
検出信号に基づいて動作するスイッチ４ａ〜４ｆによっ
て構成されている。これらのスイッチ４ａ〜４ｆのそれ
ぞれは、対応するセル電池２ａ〜２ｆ毎に設けられ、セ
ル電池２ａ〜２ｆと直列に接続されている。

【０００７】検出回路３ａ〜３ｆのそれぞれは、充電時
においてはセル電池２ａ〜２ｆの過充電状態を検出した
ときに検出信号を出力し、負荷回路が接続された放電時
においては過放電状態を検出したときに検出信号を出力
する。

【０００８】前述の構成よりなるバッテリーパック１に
よれば、検出回路３ａ〜３ｆによって各セル電池２ａ〜
２ｆ毎の過充電或いは過放電状態を検出したときに対応
するスイッチ４ａ〜４ｆをオフ状態にしているので、各
セル電池２ａ〜２ｆの充電状態或いは放電状態にばらつ
きが生じた場合においても、過充電状態或いは過放電状
態の継続を回避することができ、セル電池２ａ〜２ｆの
劣化或いは破損を防止することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のバッテリーパック１においては、各セル電池２
ａ〜２ｆ毎に検出回路３ａ〜３ｆとスイッチ４ａ〜４ｆ
を設けているので、スイッチ４ａ〜４ｆにおける電力損
失が大きくなると共に、保護回路の構成部品を配置する
容積が増し、バッテリーパックの形状小型化に限界があ
った。

【００１０】電力損失を低減し、且つ形状を小型にする
ために、図３に示すようにセル電池６ａ〜６ｆを２個ず
つ並列に接続したものを直列に接続し、並列接続された
２個のセル電池毎に検出回路７ａ〜７ｃ及びスイッチ８
ａ〜８ｃを設けたものも使用されているが、この場合、
並列接続された２個のセル電池の何れか一方が過放電状
態或いは過充電状態になった際、これを検出することが
できず、セル電池の劣化或いは破損を招く恐れがあっ
た。

【００１１】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、保護
回路における電力損失を低減すると共に、形状の小型化
が可能なバッテリーパックを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、直列接続された少なくとも２個の２次電
池と、該２次電池の過充電状態或いは過放電状態等の異
常状態を検出したときに、前記２次電池と入出力端子と
の間の接続を遮断する保護回路をケース内に備えたバッ
テリーパックにおいて、前記複数の２次電池のそれぞれ
に対応して設けられ、且つ前記２次電池単体の異常状態
を検出したときに検出信号を出力する複数の異常状態検
出回路と、前記複数の異常状態検出回路の内の少なくと
も一の異常状態検出回路から検出信号が出力されたとき
に、前記２次電池と前記入出力端子との接続を遮断する
遮断回路とから前記保護回路を構成したバッテリーパッ
クを提案する。

【００１３】

【作用】本発明によれば、複数の異常状態検出回路のそ
れぞれによって各２次電池単体の過充電状態或いは過放
電状態等の異常状態が検出され、該異常状態を検出した
際に検出信号が出力される。また、該複数の異常状態検
出回路の内の少なくとも一の異常状態検出回路から検出
信号が出力されたときには、遮断回路により前記２次電
池と入出力端子との間の接続が遮断される。これによ
り、直列接続された複数の２次電池の内の何れかが異常
状態となったときに、前記２次電池と前記入出力端子と
の間の接続が遮断される。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の第１の実施例におけるバッテ
リーパックを示す回路図である。図において、１０はバ
ッテリーパックで、リチウムイオン２次電池からなる複
数のセル電池１１ａ〜１１ｆ、セル電池１１ａ〜１１ｆ
毎に設けられた過充電検出回路１２ａ〜１２ｆ、及び遮
断回路１３ａ，１３ｂをケース内に備え、過充電検出回
路１２ａ〜１２ｆ及び遮断回路１３ａ，１３ｂによって
電池保護回路が構成されている。

【００１５】セル電池１１ａ〜１１ｃ及び遮断回路１３
ａは入出力端子１０ａ，１０ｂ間に直列に接続され、遮
断回路１３ａは直列接続されたセル電池１１ａ〜１１ｃ
の正極と入出力端子１０ａとの間に接続されている。同
様に、セル電池１１ｄ〜１１ｆ及び遮断回路１３ｂは入
出力端子１０ａ，１０ｂ間に直列に接続され、遮断回路
１３ｂは直列接続されたセル電池１１ｄ〜１１ｆの正極
と入出力端子１０ａとの間に接続されている。

【００１６】過充電検出回路１２ａ〜１２ｆは同一の集
積回路（以下、ＩＣと称する）からなり、定電圧発生回
路121 、比較器ＯＰ、ＰチャンネルＭＯＳ型の電界効果
トランジスタ（以下、ＦＥＴと称する）Ｑ１、Ｎチャン
ネルＭＯＳ型のＦＥＴＱ２〜Ｑ４、及び抵抗器Ｒ１〜Ｒ
４によって構成されている。

【００１７】各過充電検出回路１２ａ〜１２ｆにおい
て、定電圧発生回路121 は入力端子ＩＮ１，ＩＮ２間に
印加される電圧から所定の基準電圧Ｖthを生成し、この
基準電圧Ｖthは比較器ＯＰの反転入力端子に印加されて
いる。ここで、基準電圧Ｖthは、セル電池１１ａ〜１１
ｆの満充電時の最大電圧よりもやや低い電圧値に対応し
た値に設定されている。

【００１８】比較器ＯＰの非反転入力端子は抵抗器Ｒ１
を介して入力端子ＩＮ１に接続されると共に、抵抗器Ｒ
２，Ｒ３を介して入力端子ＩＮ２に接続されている。さ
らに、比較器ＯＰの出力端子はＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲー
トに接続されている。

【００１９】ＦＥＴＱ１のソースは入力端子ＩＮ１に接
続され、ドレインは抵抗器Ｒ４を介してＦＥＴＱ２のド
レイン及びＦＥＴＱ３，Ｑ４のゲートに接続されてい
る。また、ＦＥＴＱ２〜Ｑ４のそれぞれのソースは入力
端子ＩＮ２に接続され、ＦＥＴＱ３のドレインは出力端
子ＯＵＴに、またＦＥＴＱ４のドレインは抵抗器Ｒ２，
Ｒ３の接続点にそれぞれ接続されている。

【００２０】一方、過充電検出回路１２ａの入力端子Ｉ
Ｎ１は遮断回路１３ａの側に位置するセル電池１１ａの
正極端子に接続され、入力端子ＩＮ２はセル電池１１ａ
の負極端子に、また出力端子ＯＵＴは過充電検出回路１
２ｂの入力端子ＩＮ１にそれぞれ接続されている。過充
電検出回路１２ｂの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｂの
負極端子に接続され、出力端子ＯＵＴは過充電検出回路
１２ｃの入力端子ＩＮ１に接続されている。過充電検出
回路１２ｃの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｃの負極端
子及び入出力端子１０ｂに接続され、出力端子ＯＵＴは
遮断回路１３ａに接続されている。

【００２１】また、過充電検出回路１２ｄの入力端子Ｉ
Ｎ１は遮断回路１３ｂの側に位置するセル電池１１ｄの
正極端子に接続され、入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｄ
の負極端子に、また出力端子ＯＵＴは過充電検出回路１
２ｅの入力端子ＩＮ１にそれぞれ接続されている。過充
電検出回路１２ｅの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｅの
負極端子に接続され、出力端子ＯＵＴは過充電検出回路
１２ｆの入力端子ＩＮ１に接続されている。過充電検出
回路１２ｆの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｆの負極端
子及び入出力端子１０ｂに接続され、出力端子ＯＵＴは
遮断回路１３ｂに接続されている。

【００２２】遮断回路１３ａ，１３ｂのそれぞれは、Ｐ
チャンネルＭＯＳ型のＦＥＴＱａ及び抵抗器Ｒａ，Ｒｂ
からなり、遮断回路１３ａのＦＥＴＱａのゲートは過充
電検出回路１２ｃの出力端子ＯＵＴに接続されると共
に、抵抗器Ｒａを介してそのソース及び入出力端子１０
ａに接続され、ＦＥＴＱａのドレインはセル電池１１ａ
の正極端子に接続されると共に、抵抗器Ｒｂを介して過
充電検出回路１２ａの出力端子ＯＵＴに接続されてい
る。また、遮断回路１３ｂのＦＥＴＱａのゲートは過充
電検出回路１２ｆの出力端子ＯＵＴに接続されると共
に、抵抗器Ｒａを介してそのソース及び入出力端子１０
ａに接続され、ＦＥＴＱａのドレインはセル電池１１ａ
の正極端子に接続されると共に、抵抗器Ｒｂを介して過
充電検出回路１２ｄの出力端子ＯＵＴに接続されてい
る。

【００２３】次に、前述の構成よりなる第１の実施例の
動作を説明する。通常、バッテリーパック１０の使用時
には、遮断回路１３ａ，１３ｂのＦＥＴＱａはオン状態
に維持されている。即ち、過充電検出回路１２ａにおい
ては、セル電池１１ａの端子間電圧Ｖc1が抵抗器Ｒ１，
Ｒ２によって分圧され、電圧Ｖ１として比較器ＯＰの非
反転入力端子に印加されている。このとき、電圧Ｖ１は
基準電圧Ｖthよりも低いので、比較器ＯＰはローレベル
の電圧Ｖ２を出力する。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ
３，Ｑ４はオン状態、ＦＥＴＱ２はオフ状態となる。従
って、過充電検出回路１２ａの出力端子ＯＵＴは、その
入力端子ＩＮ２に接続された状態になっている。

【００２４】これにより、過充電検出回路１２ｂの入力
端子ＩＮ１にセル電池１１ｂの正極端子が接続されたこ
とになり、過充電検出回路１２ｂの入力端子ＩＮ１，Ｉ
Ｎ２間にはセル電池１１ｂの端子間電圧Ｖc2が印加さ
れ、過充電検出回路１２ｂにおいても同様に、その入力
端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になって
いる。

【００２５】同様に、過充電検出回路１２ｃの入力端子
ＩＮ１にセル電池１１ｃの正極端子が接続されたことに
なり、過充電検出回路１２ｃの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２
間にはセル電池１１ｃの端子間電圧Ｖc3が印加され、過
充電検出回路１２ｃにおいても同様に、その入力端子Ｉ
Ｎ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になっている。

【００２６】従って、遮断回路１３ａのＦＥＴＱａのゲ
ートはセル電池１１ｃの負極端子に接続されており、Ｆ
ＥＴＱａのゲート・ソース間は順バイアス状態となりＦ
ＥＴＱａはオン状態に維持される。

【００２７】また、過充電検出回路１２ｄ〜１２ｆ及び
遮断回路１３ｂにおいても、前述と同様の状態が維持さ
れている。

【００２８】一方、バッテリーパックへの充電を行い、
何れかのセル電池１１ａ〜１１ｆが過充電状態となった
ときには、過充電状態となったセル電池１１ａ〜１１ｆ
に対応する遮断回路１３ａ，１３ｂのＦＥＴＱａがオフ
状態となり充電器（図示せず）からセル電池１１ａ〜１
１ｆへの通電が遮断される。

【００２９】例えば、セル電池１１ａのみが過充電状態
になったとき、即ちセル電池１１ａの端子間電圧Ｖc1が
満充電時の電圧に至ったときには、比較器ＯＰの非反転
入力端子に印加される電圧Ｖ１が基準電圧Ｖth以上にな
り、比較器ＯＰからハイレベルの電圧Ｖ２が出力され
る。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ４はオフ状態、
ＦＥＴＱ２がオン状態となり、過充電検出回路１２ａの
出力端子ＯＵＴは、その入力端子ＩＮ２から切り放され
る。従って、過充電検出回路１２ｂの入力端子ＩＮ１，
ＩＮ２間にはセル電池１１の端子間電圧Ｖc1とセル電池
１１ｂの端子間電圧Ｖc2を加算した電圧が印加される。

【００３０】これにより、過充電検出回路１２ｂにおい
ても、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖth以上の値となり、その入
力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴとが切り放され、ＦＥＴ
Ｑａのゲート・ドレイン間が抵抗器Ｒｂを介して接続さ
れた状態になる。さらに、過充電検出回路１２ｃにおい
ても、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖth以上の値となり、その入
力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴとが切り放され、ＦＥＴ
Ｑａのゲート・ドレイン間が抵抗器Ｒｂを介して接続さ
れた状態になる。

【００３１】従って、遮断回路１３ａにおいてＦＥＴＱ
ａのゲート・ソース間の順バイアス電圧がほぼ０Ｖにな
り、ＦＥＴＱａがオフ状態となって充電器からセル電池
１１ａ〜１１ｃへの通電が遮断される。

【００３２】また、セル電池１１ｃのみが過充電状態に
なった場合には、過充電検出回路１２ｃの出力端子ＯＵ
Ｔがその入力端子ＩＮ２から切り放されるので、遮断回
路１３ａのＦＥＴＱａのゲート・ソース間の電位差が０
となり、ＦＥＴＱａはオフ状態となる。これにより、充
電器からセル電池１１ａ〜１１ｃへの通電が遮断され
る。

【００３３】セル電池１１ｄ〜１１ｆの何れかが過充電
状態となったときにも前述と同様に、遮断回路１３ｂの
ＦＥＴＱａのゲート・ソース間の電位差が０となり、Ｆ
ＥＴＱａはオフ状態となる。これにより、充電器からセ
ル電池１１ｄ〜１１ｆへの通電が遮断される。

【００３４】前述したように第１の実施例によれば、バ
ッテリーパック１０内の直列接続したセル電池１１ａ〜
１１ｃ，１１ｄ〜１１ｆの何れか一つでも過充電状態と
なったときに、これに対応する遮断回路１３ａ，１３ｂ
のＦＥＴＱａがオフ状態となり、充電器からセル電池１
１ａ〜１１ｃ，１１ｄ〜１１ｆへの通電が遮断されるの
で、個々のセル電池１１ａ〜１１ｂの充電状態のバラン
スが崩れた場合にも、過充電状態で通電されるセル電池
が生じることがなく、セル電池の劣化或いは破損を防止
することができる。さらに、従来のように多くのスイッ
チを設けること無く、直列接続されたセル電池１１ａ〜
１１ｃ，１１ｄ〜１１ｆへは遮断回路１３ａ，１３ｂの
ＦＥＴＱａのみを介して通電されるので、従来に比べて
スイッチにおける電力損失を大幅に低減することができ
ると共に、保護回路の構成部品を配置する容積を縮小す
ることができ、バッテリーパックの形状小型化を図るこ
とができる。

【００３５】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図４は、本発明の第２の実施例におけるバッテリーパッ
クの回路図である。図において、前述した第１の実施例
と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略
する。１０はバッテリーパックで、リチウムイオン２次
電池からなる複数のセル電池１１ａ〜１１ｆ、セル電池
１１ａ〜１１ｆ毎に設けられた過放電検出回路２２ａ〜
２２ｆ、遮断回路２３ａ，２３ｂ及び抵抗器２４ａ〜２
４ｆをケース内に備え、過放電検出回路２２ａ〜２２
ｆ、遮断回路２３ａ，２３ｂ及び抵抗器２４ａ〜２４ｆ
によって電池保護回路が構成されている。

【００３６】セル電池１１ａ〜１１ｃ及び遮断回路２３
ａは入出力端子１０ａ，１０ｂ間に直列に接続され、遮
断回路２３ａは直列接続されたセル電池１１ａ〜１１ｃ
の負極と入出力端子１０ｂとの間に接続されている。同
様に、セル電池１１ｄ〜１１ｆ及び遮断回路２３ｂは入
出力端子１０ａ，１０ｂ間に直列に接続され、遮断回路
２３ｂは直列接続されたセル電池１１ｄ〜１１ｆの負極
と入出力端子１０ｂとの間に接続されている。

【００３７】過放電検出回路２２ａ〜２２ｆは同一のＩ
Ｃからなり、定電圧発生回路221 、比較器ＯＰ、Ｐチャ
ンネルＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ
と称する）Ｑ１、ＮチャンネルＭＯＳ型のＦＥＴＱ２〜
Ｑ４、及び抵抗器Ｒ１〜Ｒ４によって構成されている。

【００３８】各過放電検出回路２２ａ〜２２ｆにおい
て、定電圧発生回路221 は入力端子ＩＮ１，ＩＮ２間に
印加される電圧から所定の基準電圧Ｖthを生成し、この
基準電圧Ｖthは比較器ＯＰの反転入力端子に印加されて
いる。ここで、基準電圧Ｖthは、セル電池１１ａ〜１１
ｆの放電時の放電可能最低電圧よりもやや高い電圧値に
対応した値に設定されている。

【００３９】比較器ＯＰの非反転入力端子は抵抗器Ｒ１
を介して入力端子ＩＮ１に接続されると共に、抵抗器Ｒ
２，Ｒ３を介して入力端子ＩＮ２に接続されている。さ
らに、比較器ＯＰの出力端子はＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲー
トに接続されている。

【００４０】ＦＥＴＱ１のソースは入力端子ＩＮ１に接
続され、ドレインは抵抗器Ｒ４を介してＦＥＴＱ２のド
レイン及びＦＥＴＱ３，Ｑ４のゲートに接続されてい
る。また、ＦＥＴＱ２〜Ｑ４のそれぞれのソースは入力
端子ＩＮ２に接続され、ＦＥＴＱ３のドレインは出力端
子ＯＵＴに、またＦＥＴＱ４のドレインは抵抗器Ｒ２，
Ｒ３の接続点にそれぞれ接続されている。

【００４１】一方、過放電検出回路２２ａの入力端子Ｉ
Ｎ１は、抵抗器２４ａを介してセル電池１１ａの正極端
子及び入出力端子１０ａに接続されると共に、抵抗器２
４ｂを介して過放電検出回路２２ｂの出力端子ＯＵＴに
接続されている。さらに、過放電検出回路２２ａの入力
端子ＩＮ２はセル電池１１ａの負極端子及び過放電検出
回路２２ｂの入力端子ＩＮ１に接続され、出力端子ＯＵ
Ｔは遮断回路２３ａに接続されている。また、過放電検
出回路２２ｂの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｂの負極
端子及び過放電検出回路２２ｃの入力端子ＩＮ１に接続
されている。さらに、過放電検出回路２２ｃの出力端子
ＯＵＴは抵抗器２４ｃを介して過放電検出回路２２ｂの
入力端子ＩＮ１に接続され、入力端子ＩＮ２は入出力端
子１０ｂに接続されている。

【００４２】また、過放電検出回路２２ｄの入力端子Ｉ
Ｎ１は、抵抗器２４ｄを介してセル電池１１ｄの正極端
子及び入出力端子１０ａに接続されると共に、抵抗器２
４ｅを介して過放電検出回路２２ｅの出力端子ＯＵＴに
接続されている。さらに、過放電検出回路２２ｄの入力
端子ＩＮ２はセル電池１１ｄの負極端子及び過放電検出
回路２２ｅの入力端子ＩＮ１に接続され、出力端子ＯＵ
Ｔは遮断回路２３ｂに接続されている。また、過放電検
出回路２２ｅの入力端子ＩＮ２はセル電池１１ｅの負極
端子及び過放電検出回路２２ｆの入力端子ＩＮ１に接続
されている。さらに、過放電検出回路２２ｆの出力端子
ＯＵＴは抵抗器２４ｆを介して過放電検出回路２２ｅの
入力端子ＩＮ１に接続され、入力端子ＩＮ２は入出力端
子１０ｂに接続されている。

【００４３】遮断回路２３ａ，２３ｂのそれぞれは、Ｎ
チャンネルＭＯＳ型のＦＥＴＱａ、ＰＮＰ型のトランジ
スタＴｒ及び抵抗器Ｒａ〜Ｒｃからなり、遮断回路２３
ａのＦＥＴＱａのドレインは入出力端子１０ｂ及び過放
電検出回路２２ｃの入力端子ＩＮ２に接続され、ソース
はセル電池１１ｃの負極端子に接続されると共に抵抗器
Ｒａを介してそのゲートに接続されている。また、トラ
ンジスタＴｒのコレクタはＦＥＴＱａのゲートに接続さ
れ、エミッタは過放電検出回路２２ａの出力端子に接続
されると共に抵抗器Ｒｂを介してセル電池１１ａの正極
端子に接続されている。さらに、トランジスタＴｒのベ
ースは抵抗器Ｒｃを介して過放電検出回路２２ａの入力
端子ＩＮ２及び過放電検出回路２２ｂの入力端子ＩＮ１
に接続されている。

【００４４】遮断回路２３ｂのＦＥＴＱａのドレインは
入出力端子１０ｂ及び過放電検出回路２２ｆの入力端子
ＩＮ２に接続され、ソースはセル電池１１ｆの負極端子
に接続されると共に抵抗器Ｒａを介してそのゲートに接
続されている。また、トランジスタＴｒのコレクタはＦ
ＥＴＱａのゲートに接続され、エミッタは過放電検出回
路２２ｄの出力端子に接続されると共に抵抗器Ｒｂを介
してセル電池１１ｄの正極端子に接続されている。さら
に、トランジスタＴｒのベースは抵抗器Ｒｃを介して過
放電検出回路２２ｄの入力端子ＩＮ２及び過放電検出回
路２２ｅの入力端子ＩＮ１に接続されている。

【００４５】次に、前述の構成よりなる第２の実施例の
動作を説明する。通常、バッテリーパック１０使用時に
は、遮断回路２３ａ，２３ｂのＦＥＴＱａはオン状態に
維持されている。即ち、過放電検出回路２２ｃにおいて
は、セル電池１１ｃの端子間電圧Ｖc3が抵抗器Ｒ１，Ｒ
２によって分圧され、電圧Ｖ１として比較器ＯＰの非反
転入力端子に印加されている。このとき、電圧Ｖ１は基
準電圧Ｖthよりも高いので、比較器ＯＰはハイレベルの
電圧Ｖ２を出力する。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ３，
Ｑ４はオフ状態、ＦＥＴＱ２はオン状態となる。従っ
て、過放電検出回路２２ｃの出力端子ＯＵＴは、オープ
ン状態になっている。

【００４６】これにより、過放電検出回路２２ｂの入力
端子ＩＮ１，ＩＮ２間にはセル電池１１ｂ端子間電圧Ｖ
c2が印加され、過放電検出回路２２ｂにおいても同様
に、その出力端子ＯＵＴはオープン状態になっている。

【００４７】同様に、過放電検出回路２２ａの入力端子
ＩＮ１，ＩＮ２間にはセル電池１１ａ端子間電圧Ｖc1が
印加され、過放電検出回路２２ａにおいても同様に、そ
の出力端子ＯＵＴはオープン状態になっている。

【００４８】従って、遮断回路２３ａにおいては、トラ
ンジスタＴｒのベース・エミッタ間には所定の順バイア
ス電圧が印加され、トランジスタＴｒはオン状態となっ
ている。これにより、ＦＥＴＱａのゲート・ソース間は
順バイアスされ、ＦＥＴＱａはオン状態に維持される。

【００４９】また、過放電検出回路２２ｄ〜２２ｆ及び
遮断回路２３ｂにおいても、前述と同様の状態が維持さ
れている。

【００５０】一方、バッテリーパックが負荷に接続さ
れ、セル電池１１ａ〜１１ｆから負荷への放電を行い、
何れかのセル電池１１ａ〜１１ｆが過放電状態となった
ときには、過放電状態になったセル電池１１ａ〜１１ｆ
に対応する遮断回路２３ａ，２３ｂのＦＥＴＱａがオフ
状態となり、セル電池１１ａ〜１１ｆから負荷への通電
を遮断する。

【００５１】例えば、セル電池１１ａのみが過放電状態
になったときには、過放電検出回路２２ａにおいて、比
較器ＯＰの非反転入力端子に印加される電圧Ｖ１が基準
電圧Ｖth以下になり、比較器ＯＰからローレベルの電圧
Ｖ２が出力される。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ
４はオン状態、ＦＥＴＱ２がオフ状態となり、過放電検
出回路１２ａの出力端子ＯＵＴは、その入力端子ＩＮ２
に接続される。従って、トランジスタＴｒのベース・エ
ミッタ間電圧はほぼ０Ｖとなり、トランジスタＴｒはオ
フ状態となる。これにより、ＦＥＴＱａのゲート・ソー
ス間電圧もほぼ０Ｖとなり、ＦＥＴＱａはオフ状態とな
り、セル電池１１ａ〜１１ｃから負荷への通電を遮断す
る。

【００５２】また、セル電池１１ｃのみが過放電状態に
なった場合には、過放電検出回路２２ｃの出力端子ＯＵ
Ｔがその入力端子ＩＮ２に接続されるので、過放電検出
回路２２ｂの入力端子ＩＮ１への印加電圧が低下し、前
述と同様に比較器ＯＰの非反転入力端子に印加される電
圧Ｖ１が基準電圧Ｖth以下となってＦＥＴＱａはオフ状
態となる。これにより、過放電検出回路２２ｂの出力端
子ＯＵＴがその入力端子ＩＮ２に接続されるので、過放
電検出回路２２ａの入力端子ＩＮ１への印加電圧が低下
し、前述と同様に比較器ＯＰの非反転入力端子に印加さ
れる電圧Ｖ１が基準電圧Ｖth以下となってＦＥＴＱａは
オフ状態となり、セル電池１１ａ〜１１ｃから負荷への
通電が遮断される。

【００５３】セル電池１１ｄ〜１１ｆの何れかが過放電
状態となったときにも前述と同様に、遮断回路２３ｂの
ＦＥＴＱａのゲート・ソース間の電位差が０となり、Ｆ
ＥＴＱａはオフ状態となる。これにより、充電器からセ
ル電池１１ｄ〜１１ｆへの通電が遮断される。

【００５４】前述したように第２の実施例によれば、バ
ッテリーパック１０内の直列接続したセル電池１１ａ〜
１１ｃ，１１ｄ〜１１ｆの何れか一つでも過放電状態と
なったときに、これに対応する遮断回路２３ａ，２３ｂ
のＦＥＴＱａがオフ状態となり、セル電池１１ａ〜１１
ｃ，１１ｄ〜１１ｆから負荷への通電が遮断されるの
で、個々のセル電池１１ａ〜１１ｆの放電状態のバラン
スが崩れた場合にも、過放電状態で放電されるセル電池
が生じることがなく、セル電池の劣化或いは破損を防止
することができる。さらに、従来のように多くのスイッ
チを設けること無く、直列接続されたセル電池１１ａ〜
１１ｃ，１１ｄ〜１１ｆへは遮断回路２３ａ，２３ｂの
ＦＥＴＱａのみを介して通電されるので、従来に比べて
スイッチにおける電力損失を大幅に低減することができ
ると共に、保護回路の構成部品を配置する容積を縮小す
ることができ、バッテリーパックの形状小型化を図るこ
とができる。

【００５５】尚、第１の実施例では過充電検出回路を備
えたバッテリーパックを、また第２の実施例では過放電
検出回路を備えたバッテリーパックを構成したが、これ
に限定されることはなく、過充電検出回路及び過放電検
出回路の双方を備えたバッテリーパックを構成しても良
い。

【００５６】また、各セル電池１１ａ〜１１ｆの接続点
に接続された中間端子をバッテリーパック１０のケース
に設け、各セル電池１１ａ〜１１ｆ毎の電圧をケース外
部から検出できるようにしても良い。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
列接続された複数の２次電池の内の何れかが過充電状態
或いは過放電状態等の異常状態となったときに、前記２
次電池と入出力端子との間の接続が遮断されるので、各
２次電池の劣化及び破損を防止することができる。さら
に、従来のように各２次電池毎に遮断回路を設ける必要
がないので、遮断回路における電力損失を大幅に低減す
ることができると共に、保護回路を構成する部品の搭載
容積を縮小でき、バッテリーパックの小型化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のバッテリーパックを示
す回路図

【図２】従来例のバッテリーパックを示す回路図

【図３】従来例のバッテリーパックを示す回路図

【図４】本発明の第２の実施例のバッテリーパックを示
す回路図

【符号の説明】 １０…バッテリーパック、１０ａ，１０ｂ…入出力端
子、１１ａ〜１１ｆ…セル電池、１２ａ〜１２ｆ…過充
電検出回路、１３ａ，１３ｂ…遮断回路、２２ａ〜２２
ｆ…過放電検出回路、２３ａ，２３ｂ…遮断回路、２４
ａ〜２４ｅ…抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続された少なくとも２個の２次電
   池と、該２次電池の過充電状態或いは過放電状態等の異
   常状態を検出したときに、前記２次電池と入出力端子と
   の間の接続を遮断する保護回路をケース内に備えたバッ
   テリーパックにおいて、 前記複数の２次電池のそれぞれに対応して設けられ、且
   つ前記２次電池単体の異常状態を検出したときに検出信
   号を出力する複数の異常状態検出回路と、 前記複数の異常状態検出回路の内の少なくとも一の異常
   状態検出回路から検出信号が出力されたときに、前記電
   池と前記入出力端子との接続を遮断する遮断回路とから
   前記保護回路を構成した、 ことを特徴とするバッテリーパック。