JPH09147922A - 充電式電池パック - Google Patents
充電式電池パックInfo
- Publication number
- JPH09147922A JPH09147922A JP7326550A JP32655095A JPH09147922A JP H09147922 A JPH09147922 A JP H09147922A JP 7326550 A JP7326550 A JP 7326550A JP 32655095 A JP32655095 A JP 32655095A JP H09147922 A JPH09147922 A JP H09147922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery pack
- switch element
- overcurrent
- circuit
- ion battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 従来は充電式電池パックに内蔵された過電流
防止用にヒュ−ズを入れていた。しかしこれでは、いっ
たん溶断すると使えなくなったり、発熱による溶断なの
で、応答速度が遅いという問題があった。 【解決手段】 過充電又は過放電防止回路を搭載した充
電式電池パックで、この防止回路は電池に直列にスイッ
チを入れた構成とする。このスイッチ（例えばＭＯＳＦ
ＥＥＴ）の導通時の電圧降下を測定して、ある値以上に
なった時このスイッチを開放して、過電流を防止した充
電式電池パック。
防止用にヒュ−ズを入れていた。しかしこれでは、いっ
たん溶断すると使えなくなったり、発熱による溶断なの
で、応答速度が遅いという問題があった。 【解決手段】 過充電又は過放電防止回路を搭載した充
電式電池パックで、この防止回路は電池に直列にスイッ
チを入れた構成とする。このスイッチ（例えばＭＯＳＦ
ＥＥＴ）の導通時の電圧降下を測定して、ある値以上に
なった時このスイッチを開放して、過電流を防止した充
電式電池パック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電式電池パッ
ク、特にリチウムイオン電池パックに流れる電流が過大
な時、充電回路の切り離しを行う機能を有する電池パッ
クに関するものである。
ク、特にリチウムイオン電池パックに流れる電流が過大
な時、充電回路の切り離しを行う機能を有する電池パッ
クに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】充電式電池パックは、電池に保護機能を
附加して１パックにしたもので、新たな保護装置を外部
に接続する必要もなく、携帯用電話や、ビデオカメラ等
の携帯用電子機器の電源として、近年広く用いられてい
る。従って、汎用機器用電源である為、顧客が新たに保
護回路を用意する事のない様に、電池パックに保護回路
が内蔵されている事が望ましい。
附加して１パックにしたもので、新たな保護装置を外部
に接続する必要もなく、携帯用電話や、ビデオカメラ等
の携帯用電子機器の電源として、近年広く用いられてい
る。従って、汎用機器用電源である為、顧客が新たに保
護回路を用意する事のない様に、電池パックに保護回路
が内蔵されている事が望ましい。
【０００３】充電式電池パックの中でも、特にリチウム
イオン電池パックは過充電及び過放電に弱いので、過充
電防止回路又は過放電防止回路(以下電圧保護回路と言
う。)を附加して用いる事が一般的である。 （２）
イオン電池パックは過充電及び過放電に弱いので、過充
電防止回路又は過放電防止回路(以下電圧保護回路と言
う。)を附加して用いる事が一般的である。 （２）
【０００４】また、リチウムイオン電池は内部抵抗が比
較的大きく過電流が流れる事による発熱を防ぐため、ヒ
ュ−ズを直列に入れていたりした。
較的大きく過電流が流れる事による発熱を防ぐため、ヒ
ュ−ズを直列に入れていたりした。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒュ−ズが一
度溶断すると、その電池パックは使えなくなるという問
題があった。
度溶断すると、その電池パックは使えなくなるという問
題があった。
【０００６】また、ヒュ−ズは熱で作動するため、溶断
までに時間遅れがある。短時間（例えば１０ｍｓ以下）
では定格の１０倍以上の電流が流れても溶断しない場合
がある。その為完全な過電流防止対策にはなっていなか
った。
までに時間遅れがある。短時間（例えば１０ｍｓ以下）
では定格の１０倍以上の電流が流れても溶断しない場合
がある。その為完全な過電流防止対策にはなっていなか
った。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明の手段は、電圧保護
回路を搭載した充電式電池パック、特にリチウムイオン
電池パックにおいて、保護回路を形成するためのスイッ
チ素子に流れる電流による電圧降下を検出して、電圧降
下が値より大きくなったら、このスイッチ素子を開放す
ることにより、電池に流れる過電流を停止するものであ
る。
回路を搭載した充電式電池パック、特にリチウムイオン
電池パックにおいて、保護回路を形成するためのスイッ
チ素子に流れる電流による電圧降下を検出して、電圧降
下が値より大きくなったら、このスイッチ素子を開放す
ることにより、電池に流れる過電流を停止するものであ
る。
【０００８】こうすればスイッチ素子の電圧降下はスイ
ッチ素子を流れる電流にほぼ比例するので、過電流にな
ったら瞬時（ほぼ１０μｓ以下）に、スイッチ素子を開
放することができる。
ッチ素子を流れる電流にほぼ比例するので、過電流にな
ったら瞬時（ほぼ１０μｓ以下）に、スイッチ素子を開
放することができる。
【０００９】また誤差は非常に小さく、例えば数倍程度
の電流値のばらつき範囲に押える事ができる。また過電
流が流れて、スイッチ素子がいったん開放しても、過電
流を流す原因が無くなれば、スイッチ素子は閉じる為、
機能の再現性があり、ヒュ−ズの様に使えなくなる事は
ない。
の電流値のばらつき範囲に押える事ができる。また過電
流が流れて、スイッチ素子がいったん開放しても、過電
流を流す原因が無くなれば、スイッチ素子は閉じる為、
機能の再現性があり、ヒュ−ズの様に使えなくなる事は
ない。
【００１０】
（３） 従来技術と対比して、本発明の技術を図面に従って説明
する。
する。
【００１１】図１は、従来のリチウムイオン電池パック
に充電器２及び負荷３を接続した回路図である。図で１
ｂが従来のリチウムイオン電池パックで、リチウムイオ
ン電池４に、電池電圧検出回路５とスイッチ回路（Ｓ
Ｗ）６が接続されている。又、充電式電池には、過電流
用ヒュ−ズ７が付いている。
に充電器２及び負荷３を接続した回路図である。図で１
ｂが従来のリチウムイオン電池パックで、リチウムイオ
ン電池４に、電池電圧検出回路５とスイッチ回路（Ｓ
Ｗ）６が接続されている。又、充電式電池には、過電流
用ヒュ−ズ７が付いている。
【００１２】電池電圧検出回路５とスイッチ回路６で電
圧保護回路を形成している。充電器２とリチウムイオン
電池パック１ｂとで充電回路を形成し、リチウムイオン
電池パック１ｂと負荷３とで放電回路を形成している。
圧保護回路を形成している。充電器２とリチウムイオン
電池パック１ｂとで充電回路を形成し、リチウムイオン
電池パック１ｂと負荷３とで放電回路を形成している。
【００１３】図２は本発明のリチウムイオン電池パック
に充電器及び負荷を接続した、一実施例の基本概念図で
ある。
に充電器及び負荷を接続した、一実施例の基本概念図で
ある。
【００１４】本発明のリチウムイオン電池パック１ａ
は、従来と同様に、リチウムイオン電池４、電池電圧検
出回路５、及びスイッチ回路６の他に、過電流検出回路
８が接続されている。過電流検出回路８は入力１、入力
２の端子でスイッチ回路６の導通時の電位降下を測定す
る。
は、従来と同様に、リチウムイオン電池４、電池電圧検
出回路５、及びスイッチ回路６の他に、過電流検出回路
８が接続されている。過電流検出回路８は入力１、入力
２の端子でスイッチ回路６の導通時の電位降下を測定す
る。
【００１５】この電位降下Ｖonが、スイッチ６に過電流
が流れる事により、Ｖonがある値以上となると、スイッ
チ６を開く様に信号を出力し、スイッチ６を開く。
が流れる事により、Ｖonがある値以上となると、スイッ
チ６を開く様に信号を出力し、スイッチ６を開く。
【００１６】何らかの手段で、スイッチ素子６が再び閉
じた時、過電流の流れる要因が無くなっていれば、リチ
ウムイオン電池パックは再び使用可能状態となる。
じた時、過電流の流れる要因が無くなっていれば、リチ
ウムイオン電池パックは再び使用可能状態となる。
【００１７】このスイッチ素子６を再び閉じる何かの手
段は例えばタイマ−を使い定期的に強制的に閉じても良
い。又例えばスイッチ６の両端の電圧がＶonより小さく
なった時でも良く、これは用途に応じて変更して問題な
い。 （４）
段は例えばタイマ−を使い定期的に強制的に閉じても良
い。又例えばスイッチ６の両端の電圧がＶonより小さく
なった時でも良く、これは用途に応じて変更して問題な
い。 （４）
【００１８】図３は本発明によるリチウムイオン電池パ
ックの具体的な一実施例回路図である。リチウムイオン
電池４、電池電圧検出回路５、スイッチ回路６、過電流
検出回路８から成るリチウムイオン電池パック１ａが構
成されている。
ックの具体的な一実施例回路図である。リチウムイオン
電池４、電池電圧検出回路５、スイッチ回路６、過電流
検出回路８から成るリチウムイオン電池パック１ａが構
成されている。
【００１９】ただし、スイッチ回路６はリチウムイオン
電池４側をソ−ス、リチウムイオン電池パック１ａの出
力側にドレインを配置した、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴで
ある。
電池４側をソ−ス、リチウムイオン電池パック１ａの出
力側にドレインを配置した、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴで
ある。
【００２０】過電流検出回路８は、スイッチ回路６のＭ
ＯＳＦＥＴのドレイン側に＋ＶREF以上の電圧が発生し
た時、ロウレベルを出力する回路である。これにより負
荷３が短絡して、リチウムイオン電池パック１ａに過放
電電流が流れ様とした時、スイッチ回路６が開放され、
過電流防止する。よって、図３のリチウムイオン電池パ
ックは、過放電電流から保護されることになる。
ＯＳＦＥＴのドレイン側に＋ＶREF以上の電圧が発生し
た時、ロウレベルを出力する回路である。これにより負
荷３が短絡して、リチウムイオン電池パック１ａに過放
電電流が流れ様とした時、スイッチ回路６が開放され、
過電流防止する。よって、図３のリチウムイオン電池パ
ックは、過放電電流から保護されることになる。
【００２１】過充電電流から保護するには、リチウムイ
オン電池パック１ａで、スイッチ回路６のソ−スとドレ
インを入れ変えて、過電流検出回路８の入力１を電池パ
ック１ａの端子側に、入力２を電池４側につなぎ直せば
良い事になる。
オン電池パック１ａで、スイッチ回路６のソ−スとドレ
インを入れ変えて、過電流検出回路８の入力１を電池パ
ック１ａの端子側に、入力２を電池４側につなぎ直せば
良い事になる。
【００２２】充電、放電両方向の過電流を防止するに
は、１aの充電式電池パックでスイッチ回路６を、図４
の様なスイッチに変えればよい。過電流検出回路８のＡ
ｍｐ回路と、入力１、入力２を入れ替えたＡｍｐ回路を
並列に接続する。そして過電流が流れた時、図４の２つ
のＭＯＳＦＥＴを同時にＯＦＦさせれば良い。
は、１aの充電式電池パックでスイッチ回路６を、図４
の様なスイッチに変えればよい。過電流検出回路８のＡ
ｍｐ回路と、入力１、入力２を入れ替えたＡｍｐ回路を
並列に接続する。そして過電流が流れた時、図４の２つ
のＭＯＳＦＥＴを同時にＯＦＦさせれば良い。
【００２３】図４の様なスイッチ回路を使うのは、電力
用ＭＯＳＦＥＴに寄生ダイオ−ドを内蔵しているのが一
般的な為である。寄生ダイオ−ドはｎチャネルＭＯＳＦ
ＥＴの場合、ドレインにカソ−ド、ソ−スにアノ−ドが
接続された形に入っている。
用ＭＯＳＦＥＴに寄生ダイオ−ドを内蔵しているのが一
般的な為である。寄生ダイオ−ドはｎチャネルＭＯＳＦ
ＥＴの場合、ドレインにカソ−ド、ソ−スにアノ−ドが
接続された形に入っている。
【００２４】 （５） 横型ＭＯＳＦＥＴの様に、寄生ダイオ−ドがない形状の
もので、ソ−ス・ゲ−ト間、ソ−ス・ドレイン間の耐圧
が問題なければ、リチウムイオン電池パック１ｂのスイ
ッチ回路６の接続で充電、放電両方向の過電流を阻止で
きる事になる。
もので、ソ−ス・ゲ−ト間、ソ−ス・ドレイン間の耐圧
が問題なければ、リチウムイオン電池パック１ｂのスイ
ッチ回路６の接続で充電、放電両方向の過電流を阻止で
きる事になる。
【００２５】本発明はリチウムイオン電池パックを中心
に想定してなされたものであるが、過充電、過放電に弱
い電池であればこれ以外の電池にも適用し得る。例えば
鉛電池とか金属リチウム電池等にも適用できる。
に想定してなされたものであるが、過充電、過放電に弱
い電池であればこれ以外の電池にも適用し得る。例えば
鉛電池とか金属リチウム電池等にも適用できる。
【図１】従来のリチウムイオン電池パック回路図
【図２】本発明のリチウムイオン電池パック基本概念図
【図３】本発明のリチウムイオン電池パックの具体的な
一実施例回路図
一実施例回路図
【図４】本発明のスイッチ回路の他の実施例
１ａ 本発明のリチウムイオン電池パック １ｂ 従来のリチウムイオン電池パック ２ 充電器 ３ 負荷 ４ リチウムイオン電池 ５ 電池電圧検出回路 ６ スイッチ回路（ＭＯＳＦＥＴ） ７ 過電流用ヒュ−ズ ８ 過電流検出回路
Claims (3)
- 【請求項１】 過充電防止回路又は過放電防止回路を機
能させる為の、スイッチ素子を直列に挿入した充電式電
池パックに於いて、前記スイッチ素子の導通電圧を測定
して、前記充電式電池パックの過電流を判断し、前記ス
イッチ素子を開放する事により、過電流防止を行う事を
特徴とする充電式電池パック。 - 【請求項２】 充電式電池がリチウムイオン電池である
事を特徴とする請求項１記載の充電式電池パック。 - 【請求項３】 スイッチ素子がＭＯＳＦＥＴである事を
特徴とする請求項１又は２記載の充電式電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326550A JPH09147922A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 充電式電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326550A JPH09147922A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 充電式電池パック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147922A true JPH09147922A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18189084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7326550A Pending JPH09147922A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 充電式電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09147922A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195560A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
| JP2009207322A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Hitachi Maxell Ltd | 二次電池用保護回路およびこの二次電池用保護回路を備えた電池パック |
| JP2010220377A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Panasonic Corp | 蓄電装置 |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP7326550A patent/JPH09147922A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195560A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
| JP2009207322A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Hitachi Maxell Ltd | 二次電池用保護回路およびこの二次電池用保護回路を備えた電池パック |
| JP2010220377A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Panasonic Corp | 蓄電装置 |
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