JPH10271691A - 二次電池の過充電及び過放電防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過放電検出後に放電制御用ＦＥＴがオフ状態
になっていてもデータ端子からデータ通信が可能な二次
電池用保護回路を提供する。 【解決手段】 データ通信端子２ｃと放電電流遮断用の
ＦＥＴ３２のソースとの間にＦＥＴ１０と抵抗Ｒ２との
直列回路を接続する。過放電状態検出後は放電電流遮断
用のＦＥＴ３２をオフさせるとともにＦＥＴ１０をオン
させて、データ通信端子２ｃの入力インピーダンスを低
下させる。これにより電池使用機器からのリクエスト信
号を受信可能とする。そしてリクエスト信号に応じて電
池データを送信するときには、放電電流遮断用ＦＥＴ３
２をオンさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二次電池、特に負極
材料に炭素材料を用いたリチウムイオン電池の過充電と
過放電を防止するための装置に関し、特に電池使用機器
との間で通信を行なうための１つのデータ通信端子を有
する過充電及び過放電防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二次電池は一般的に過放電及び過充電を
行うと電池特性に悪影響を与えるため、使用時に過放電
と過充電を防止する保護回路が従来から用いられてい
る。特に最近実用化されたリチウムイオン電池では、過
充電で電解液の分解が生じ、過放電では負極の集電体の
溶解が起こるため電池特性に与える影響が大きい。また
安全性も低下するため、過充電と過放電を防止する装置
が不可欠である。そのため、実用化されているリチウム
イオン電池では電池パック内に過充電防止回路と過放電
防止回路の機能を含めた保護回路を内蔵したものがほと
んどである。過充電防止回路及び過放電防止回路として
は、例えば特開平４−３３１４２５号公報に示されるも
のがある。この回路では、過充電防止回路が単電池の電
圧が通常の充電電圧より高いある設定電圧に達した場合
に充電を中止する動作を行い、過放電防止回路が単電池
の電圧が通常の放電電圧より低いある設定電圧以下とな
った場合に放電を中止する動作を行う。それぞれの設定
電圧は電池材料により異なるが、通常過充電では４．３
５Ｖ程度、過放電の設定電圧は２．５Ｖ程度とする場合
が多い。また組電池とした場合は、電池特性がすべて同
一であればセル電圧もすべて同一となるため、組電池の
総電圧で過充電と過放電を判断すればよいが、実際には
製造直後の電池特性をすべて同一とすることでさえ困難
であり、充放電サイクルを繰り返した場合の劣化状態を
同一とすることとなると不可能に近い。よって、組電池
ではすべての単電池それぞれの電圧を検出して過充電と
過放電を判定する方式の装置が用いられている。

【０００３】リチウムイオン電池用過充電及び過放電防
止装置の構成例を図５に示す。単セルのリチウムイオン
電池である電池１ａと電池１ｂとが２個直列に接続され
て二次電池１を構成しており、電池１ａの＋端子が充放
電端子の＋出力端子２ａに直接接続されている。電池１
ｂの−端子は充電電流遮断用であるＮチャンネル型の電
界効果型トランジスタ（以下ＦＥＴと略す）３３のドレ
インに接続され、ＦＥＴ３３のソースは制御部６ａに接
続されるとともに放電電流遮断用であるＦＥＴ３２のソ
ースに接続されている。ＦＥＴ３２のドレインは充放電
端子の−出力端子２ｂに接続されている。制御部６ａ
は、電池１ａと電池１ｂとの各セル電圧の検出をそれぞ
れ行って過充電と過放電電流の遮断動作の制御を行い、
電池１ａと電池１ｂとのいずれかのセル電圧が過放電の
設定電圧（例えば２．５Ｖ）以下ならばＦＥＴ３２のソ
ース−ゲート間の電圧を０として放電電流の遮断を行
い、電池１ａと電池１ｂとのいずれかの電圧が過充電の
設定電圧（例えば４．３５Ｖ）以上ならばＦＥＴ３３の
ソース−ゲート間の電圧を０として充電電流の遮断を行
う制御を行う。一般に制御部６ａは専用の集積回路を用
いて構成される。

【０００４】また、最近では電池の状態を示す電池デー
タを電池使用機器に伝送するデータ通信端子を予め備え
た電池パックも実用化されている。伝送するデータとし
ては電池の残存容量、電池電圧、充放電電流、電池温度
などがあり、これらのデータをデジタルの電池データと
して電池使用機器にシリアル伝送する機能を有してい
る。電池使用機器はこれらの電池データを受信し、残存
容量の表示のほか、充電開始あるいは終了の制御、また
は電池異常時の充放電停止などの動作を行うことができ
る。その構成例を図６に示す。図５のものとの違いは、
過充電と過放電の防止機能のほかに電池データ計測を行
う機能とデータ通信を行う機能が付加された点にある。
この例では制御部６ｂにより、各電池１ａ，１ｂそれぞ
れのセル電圧を測定するとともに、抵抗Ｒ１に発生する
電圧から充放電電流を測定し、充放電電流の積算値から
残存容量を求めて、各検出データが作成される。制御部
６ｂはデータ通信端子２ｃを通して、電池使用機器とシ
リアル通信を行うことにより電池データを伝送する。具
体的には、電池使用機器から伝送すべきデータの種類を
示すリクエスト信号を受信すると、そのリクエスト信号
に対応した電池データを電池パックから伝送する。シリ
アル通信の方法としては２本の線でデータとクロックを
送受信する２線方式、あるいは１本の線でデータを通信
する１線方式があるが、図６で示したものは１本の線で
データ通信を行う方式で、データ通信のグランドは電池
パックの−出力端子２ｂである。この電池データ測定機
能とデータ通信機能を有する制御部６ｂは、専用のＩＣ
もしくはマイクロプロセッサで実現している場合が多
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが図６に示した
ような二次電池用の過充電及び過放電防止装置は、以下
のような課題を有している。すなわち、過放電状態を検
出後に放電電流遮断用のＦＥＴ３２をオフ状態にする
と、データ通信が正常に行えない点である。ＦＥＴ３２
がオフの間データ通信を行えないとすると、電池使用機
器側では電池の状態を判断できず、過充電及び過放電防
止装置が故障して通信できないのか、過放電状態となっ
たのか区別できないので、電池使用機器側は電池の充電
のための電力供給等を開始することができないことにな
る。

【０００６】過放電状態検出後にデータ通信が正常に行
えない状態を図６を用いて詳しく説明する。まず、電池
パックから電池使用機器にデータ伝送を行う場合を考え
る。その場合、放電電流遮断用のＦＥＴ３２がオフのた
め、制御部６ｂが信号を発生してもデータ通信端子２ｃ
と−出力端子２ｂ間には信号は発生しない。従って、電
池パックから電池使用機器へのデータ伝送は放電電流遮
断用のＦＥＴ３２をオン状態としない限り不可能であ
る。次に電池使用機器から電池パックへデータ伝送する
場合を考える。電池使用機器から送出した信号は−出力
端子２ｂとデータ通信端子２ｃとの間に印加される。放
電電流遮断用のＦＥＴ３２には寄生ダイオード３２ａが
図示の向きに存在するので、放電電流遮断用のＦＥＴ３
２がオフ状態であってもデータ通信端子２ｃから−出力
端子２ｂに電流は流れるため、電池使用機器が送出した
信号は制御部６ｂのグランドとデータ通信端子２ｃ間に
印加される。従って、制御部６ｂでデータを受信した後
に放電電流遮断用のＦＥＴ３２をオンとすれば、電池パ
ック側から電池使用機器へのデータ伝送が可能であると
も考えられる。

【０００７】しかしながら、実際には電池使用機器から
電池パックへの正常なデータ送信は実行できない。ノイ
ズや商用電源の電磁誘導電圧などの影響を受けるからで
ある。すなわち、電池パックの過充電及び過放電防止装
置は、電池の放電をできるだけ避けるために、装置自体
の消費電流もなるべく小さくなるように構成しなければ
ならない。このため、過充電及び過放電防止装置の制御
部は、消費電流が極めて少ないＣ−ＭＯＳ型の集積回路
で構成するのが好適である。しかしながら、Ｃ−ＭＯＳ
型は消費電流が少ない一方、入力インピーダンスが極め
て高いという特徴を有しているため、出力インピーダン
スの低い出力に接続しないとノイズ等の影響を受けやす
い。ところが図６の装置の場合、ＦＥＴ３２の−側に寄
生ダイオード３２ａが入っているので、電池パックの使
用機器のデータ出力部の出力インピーダンスを低くして
も寄生ダイオード３２ａのインピーダンス分だけ、出力
インピーダンスが高くなってしまう。このため、図６の
ような構成ではノイズや商用電源の電磁誘導電圧などの
影響を受け、電池使用機器からのリクエスト信号等は正
常に入力されず、正常なデータ伝送を行うことができな
い。

【０００８】これを解決するための方法の１つとして、
放電電流遮断用のＦＥＴをＰチャンネル型として電池の
＋側に配置する方法がある。この方法で構成した例を図
７に示す。図７に示されるように、＋側にＰチャンネル
型のＦＥＴ３２ｂを入れて制御すると、制御部６ｃの−
出力端子２ｂとデータ通信端子２ｃとの−は共通のた
め、過放電状態となっても、電池使用機器からの信号は
制御部６ｃのデータ通信端子２ｃと制御部６ｃの−出力
端子２ｂとの間に印加されるので、データ通信は可能で
ある。しかし、Ｐチャンネル型のＦＥＴはＮチャンネル
型のＦＥＴと比較するとオン抵抗が高く、充放電電流で
発生する電圧降下を少なくするためには大容量のＰチャ
ンネル型のＦＥＴを使用するか、Ｐチャンネル型のＦＥ
Ｔを並列に使用してオン抵抗を下げる必要があった。こ
れはコストと実装面積の点で不利である。

【０００９】本発明の目的は、放電電流を流すためにＮ
チャンネル型のＦＥＴを用いた場合に、ＦＥＴがオフ状
態であっても１つのデータ通信端子を利用してデータの
受信及び送信が可能である二次電池の過充電及び過放電
防止装置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、電池使用機器からの
データ入力インピーダンスを簡単な構成で低くすること
のできる二次電池の過充電及び過放電防止装置を提供す
ることにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、二次電池が複
数の単位電池から構成されている場合に放電電流を流す
ＦＥＴがオフ状態であっても電池使用機器との間で各単
位電池ごとのデータの伝送が可能である二次電池の過充
電及び過放電防止装置を提供することにある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、二次電池がリ
チウムイオン二次電池である場合に放電電流を流すＦＥ
Ｔがオフ状態であっても電池使用機器との間でデータの
伝送が可能である二次電池の過充電及び過放電防止装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池の過
充電及び過放電防止装置を改良の対象とする。二次電池
の充放電を制御指令に応じて制御するように前記二次電
池の出力回路に設けられた充放電制御スイッチ回路と、
出力回路の負極端子を基準電位とする１つのデータ通信
端子と、充放電制御スイッチ回路に制御指令を出力し、
また二次電池の状態を示す電池データを作製してデータ
通信端子を通して入力されるリクエスト信号に応じてデ
ータ通信端子から電池データをシリアル伝送する制御部
とを具備する。充放電制御スイッチ回路は、負極端子に
ドレインが接続され且つソース・ドレイン回路間に寄生
ダイオードが並列接続された放電電流を制御するＮチャ
ンネル型電界効果型トランジスタを含んでいる。制御部
は二次電池を構成する単位電池の電圧が設定電圧以下に
なるとＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオフ状
態にして放電電流を遮断する制御信号を出力する。

【００１４】本発明では、放電電流を制御するＮチャン
ネル型電界効果型トランジスタのソースとデータ通信端
子との間に選択的にインピーダンス素子を接続するイン
ピーダンス挿入回路を設ける。インピーダンス挿入回路
は、制御部がＮチャンネル型電界効果型トランジスタを
オフ状態にする制御指令を出力している期間、インピー
ダンス素子をＮチャンネル型電界効果型トランジスタの
ソースとデータ通信端子との間に接続する。そして制御
部は電池データを伝送している期間Ｎチャンネル型電界
効果型トランジスタをオン状態にする制御指令を出力す
るように構成する。もちろん制御部は、充放電電流を流
している期間、Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタ
をオン状態にする制御指令を出力する。

【００１５】本発明では、制御部が二次電池の出力回路
に設けられた充放電制御スイッチ回路に制御指令を出力
して二次電池の充放電を制御するとともに、二次電池の
状態を示す電池データを作成して電池使用機器に電池デ
ータをシリアル伝送する。電池データの伝送は、出力回
路の負極端子を基準電位とする一つのデータ通信端子を
通じて行なわれる。電池データは、データ通信端子を通
じて電池使用機器からリクエスト信号が入力された場合
に、これに応じて伝送される。充放電制御スイッチ回路
には、負極端子にドレインが接続され、且つソース・ド
レイン回路間に寄生ダイオードが並列接続されたＮチャ
ンネル型電界効果型トランジスタが含まれている。この
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタは放電電流を制
御するためのものであり、オン状態で充放電電流を流
し、オフ状態で放電電流を遮断する。制御部は、二次電
池を構成する単位電池の電圧が設定電圧以下になるまで
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態にす
るように制御信号を出力する。設定電圧以下になると制
御部はＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオフに
する制御信号を出力して、過放電を防止する。

【００１６】このような過充電及び過放電防止装置にお
いて、本発明では、放電電流制御用のＮチャンネル型電
界効果型トランジスタのソースとデータ通信端子との間
に、インピーダンス挿入回路を設ける。このインピーダ
ンス挿入回路は、制御部からの制御指令によりＮチャン
ネル型電界効果型トランジスタをオフ状態にして放電電
流が遮断されている期間、Ｎチャンネル型電界効果型ト
ランジスタのソースとデータ通信端子との間にインピー
ダンス素子を選択的に接続し、Ｎチャンネル型電界効果
型トランジスタのソースとデータ通信端子との間のイン
ピーダンスを低下させる。これにより、ソース・ドレイ
ン回路間に寄生ダイオードが並列接続されたＮチャンネ
ル型電界効果型トランジスタを放電電制御（流遮断）用
に含み、特に制御部がＣ−ＭＯＳ型のＩＣで構成されて
いる場合であっても、データ通信端子の入力インピーダ
ンスが高いために生ずるノイズや商用電源の誘導電圧な
どの影響を受けることなく、電池使用機器側からのリク
エスト信号を正常に受信することができる。インピーダ
ンス素子のインピーダンスの大きさは、入力インピーダ
ンスがノイズや商用電源の誘導電圧の影響を受けなくな
るような高さになるように定められる。リクエスト信号
を受信した制御部は、データ通信端子と負極端子間で電
池データを伝送するために、伝送している期間だけ、Ｎ
チャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態にする
ように制御指令を出力する。これにより電池使用機器側
に過放電が検出されたことを認識させることも可能にな
る。

【００１７】インピーダンス挿入回路はインピーダンス
素子とスイッチ回路とを直列接続して構成することがで
きる。このようにするとインピーダンス挿入回路を簡単
に構成できる。典型的には、インピーダンス素子として
抵抗を用いることができ、スイッチ回路を構成する半導
体素子としては電界効果型トランジスタを用いる。

【００１８】本発明をより具体的なレベルで特定する
と、本発明は、二次電池の充放電を制御指令に応じて制
御するように二次電池の出力回路に設けられた充放電制
御スイッチ回路と、二次電池を構成する複数の単位電池
の電池電圧をそれぞれ測定する単位電池電圧検出部と、
出力回路の負極端子を基準電位とする１つのデータ通信
端子と、単位電池電圧検出部からの検出データ及びその
他の検出データに基づいて、放電開始時期、放電停止時
期、充電開始時期及び充電停止時期を判定して充放電制
御スイッチ回路に制御指令を出力し、また検出データに
基づいて二次電池の状態を示す電池データを作製してデ
ータ通信端子を通して入力されるリクエスト信号に応じ
てデータ通信端子から電池データをシリアル伝送する制
御部とを具備し、充放電制御スイッチ回路が、ソース・
ドレイン回路間に寄生ダイオードが並列接続された第１
のＮチャンネル型電界効果型トランジスタとソース・ド
レイン回路間に寄生ダイオードが並列接続された第２の
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタとが逆極性で直
列に接続されて構成されている二次電池の過充電及び過
放電防止装置を改良の対象とする。そして本発明では、
第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタのソース
とデータ通信端子との間に、挿入指令が入力されている
間インピーダンス素子を接続するインピーダンス挿入回
路を設ける。また制御部は第２のＮチャンネル型電界効
果型トランジスタをオフ状態にする制御指令を出力して
いる期間挿入指令をインピーダンス挿入回路に出力し、
電池データを伝送している期間第２のＮチャンネル型電
界効果型トランジスタをオン状態にする制御指令を出力
する。もちろん制御部は充放電電流を流している期間、
第１及び第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタ
をオン状態にする制御指令を出力する。

【００１９】このようにすると、二次電池は複数の単位
電池から構成されている場合に、単位電池電圧検出部が
各単位電池の電池電圧それぞれを測定する。そして制御
部は電池電圧検出部からの検出データ及びその他の検出
データに基づいて放電開始時期、放電停止時期、充電開
始時期及び充電停止時期を判定して充放電制御スイッチ
回路を制御するとともに、これら検出データに基づいて
電池データを作成し、リクエスト信号に応じて電池デー
タをシリアル伝送する。また制御部の制御指令に応じて
制御される充放電制御スイッチ回路は、それぞれソース
・ドレイン回路間に寄生ダイオードが並列接続されてい
る２つのＮチャンネル型電界効果型トランジスタが逆極
性で直列に接続されて構成されている。第１及び第２の
のＮチャンネル型電界効果型トランジスタは充放電流を
流す際にオン状態となり、第２のＮチャンネル型電界効
果型トランジスタは放電電流を遮断する際にオフ状態と
なる。

【００２０】このような過充電及び過放電防止装置にお
いて、第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタの
ソースとデータ通信端子との間に、インピーダンス素子
を接続するインピーダンス挿入回路を設ける。制御部
は、第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオ
フ状態にする制御指令を出力している期間、すなわち放
電電流を遮断している間、インピーダンス挿入指令をイ
ンピーダンス挿入回路に出力し、第２のＮチャンネル型
電界効果型トランジスタのソースとデータ通信端子との
間のインピーダンスを低下させる。これにより、ノイズ
等の影響を受けることなく電池使用機器側からのリクエ
スト信号を受信することができる。電池データを伝送す
るときには、制御部はその期間だけ第２のＮチャンネル
型電界効果型トランジスタをオン状態して、電池データ
の伝送を可能にする。

【００２１】また本発明の装置が、二次電池としてリチ
ウムイオン二次電池を対象とする場合には、本発明を次
のように表現することができる。すなわち、リチウムイ
オン二次電池の充放電を制御指令に応じて制御するよう
にリチウムイオン二次電池の出力回路に設けられた充放
電制御スイッチ回路と、出力回路の正極端子及び負極端
子間の電圧を検出する復帰電圧検出部と、リチウムイオ
ン二次電池を構成する複数の単位電池の電池電圧をそれ
ぞれ測定する単位電池電圧検出部と、１本のデータ通信
線が接続されるデータ通信端子と、リチウムイオン二次
電池からの充放電電流を測定する充放電電流検出部と、
復帰電圧検出部及び単位電池電圧検出部からの出力に基
づいて、放電開始時期，放電停止時期，充電開始時期及
び充電停止時期を判定して充放電制御スイッチ回路に制
御指令を出力し、単位電池電圧検出部からの出力及び充
放電電流検出部からの出力等に基づいてリチウムイオン
二次電池の状態を示す電池データを作製し、データ通信
端子を通して入力されるリクエスト信号に応じてデータ
通信端子と負極端子とを通してデータをシリアル伝送す
る制御部とを具備する。そして充放電制御スイッチ回路
は、ソース・ドレイン回路間に寄生ダイオードが並列接
続された第１のＮチャンネル型電界効果型トランジスタ
とソース・ドレイン回路間に寄生ダイオードが並列接続
されて放電電流を制御する（放電電流を遮断する際にオ
フ状態となる）第２のＮチャンネル型電界効果型トラン
ジスタとが逆極性で直列に接続されて構成される。また
制御部を構成する回路のアースが前記第２のＮチャンネ
ル型電界効果型トランジスタのソースに接続される。そ
して第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタのソ
ースとデータ通信端子との間に、挿入指令が入力されて
いる間インピーダンス素子を接続するインピーダンス挿
入回路を設ける。制御部は、充放電電流を流す期間第１
及び第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオ
ン状態とする制御指令を出力する。また制御部は第２の
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタをオフ状態にす
る制御指令を出力している期間挿入指令をインピーダン
ス挿入回路に出力し、データを伝送している期間第２の
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態にす
る制御指令を出力する。

【００２２】このように発明に係る二次電池の過充電及
び過放電防止装置を構成すると、復帰電圧検出部が出力
回路の正極端子及び負極端子間の電圧を検出する。そし
て制御部が、過放電検出後で放電電流遮断用の第２のＮ
チャンネル型電界効果型トランジスタがオフ状態にある
場合の充電開始時期を判定するとともに、電池データを
作成する。制御部を構成する回路のアースは第２のＮチ
ャンネル型電界効果トランジスタのソースに接続されて
いる。制御部は、第２のＮチャンネル型電界効果型トラ
ンジスタをオフ状態にする制御指令を出力している期
間、すなわち放電電流を遮断している間、インピーダン
ス挿入指令をインピーダンス挿入回路に出力し、第２の
Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタのソースとデー
タ通信端子との間のインピーダンスを低下させる。これ
により、ノイズ等の影響を受けることなく電池使用機器
側からのリクエスト信号を受信することができる。電池
データを伝送するときには、制御部はその期間だけ第２
のＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態し
て、電池データの伝送を可能にする。

【００２３】この場合に、インピーダンス素子を抵抗と
し、スイッチ回路をソース・ドレイン回路が抵抗に直列
接続された電界効果型トランジスタにより構成すると、
より単純な構成でインピーダンス挿入回路を実現するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しつつ本発明に係
る二次電池の過充電及び過放電防止装置の実施の形態に
ついて説明する。図１は本発明に係る二次電池の過充電
及び過放電防止装置を２個のリチウムイオン電池を直列
接続して構成した二次電池を対象として実現した実施の
形態を示す回路ブロック図である。図６の従来例と異な
る点は、放電電流を流すＮチャンネル型電界効果型トラ
ンジスタ（以下ＦＥＴという）３２のソースとデータ通
信端子２ｃとの間に、抵抗Ｒ２とＦＥＴ１０とが直列接
続されて構成されたインピーダンス挿入回路が構成され
ている点である。ＦＥＴ１０のゲートは制御部６から制
御信号を受信するようになっており、制御部６からの挿
入指令によりＦＥＴ１０のオンオフが制御される。な
お、ＦＥＴ１０はエンハンスメント型のＮチャンネル型
電界効果型トランジスタであり、制御部６はＣ−ＭＯＳ
型のＩＣにより構成されている。その他の構成は、前述
の図６の説明の通りであり、ＦＥＴ３２と充電電流を流
すＮチャンネル型ＦＥＴ３３とが充放電制御スイッチ回
路を構成し、制御部６が制御指令をＦＥＴ３２及び３３
にそれぞれ出力して充放電を制御する。

【００２５】この実施の形態において、制御部６は以下
のように動作をする。充放電電流を流す場合、制御部６
はＦＥＴ３２及び３３をオン状態にする制御指令を出力
している。まず過放電状態が検出されると、制御部６は
ＦＥＴ３２をオフ状態にする制御指令を出力し、放電電
流制御用または放電電流遮断用のＦＥＴ３２をオフ状態
として過放電を防止するとともに、挿入指令を出力して
ＦＥＴ１０をオン状態とする。ＦＥＴ１０がオン状態と
なると制御部６のアースであるＦＥＴ３２のソースとデ
ータ通信端子２ｃとの間に抵抗Ｒ２が並列に接続される
ため、−出力端子２ｂを基準電位とするデータ通信端子
２ｃへの入力インピーダンスは低くなる。よって、電池
使用機器側からデータ通信端子２ｃと−出力端子２ｂ間
に印加されたデータ信号は、ＦＥＴ３２の寄生ダイオー
ド３２ａを通じてもノイズ、商用電源の誘導電圧などの
影響を受けずにデータ通信端子２ｃとアースとの間に印
加され、制御部６は電池使用機器からのリクエスト信号
等を正常に受信できる。

【００２６】リクエスト信号を正常に受信した後は、電
池パック側から電池使用機器側に電池データをシリアル
伝送する時間のみ、放電電流遮断用のＦＥＴ３２をオン
状態とする。すなわち制御部６は電池データを伝送する
期間、ＦＥＴ３２をオン状態にするように制御指令を出
力する。これにより、正常に電池データの送信を行うこ
とができる。よってこの実施の形態においては、二次電
池が過放電状態となった後でも、過充電及び過放電防止
装置を動作できる電池電圧が残っていれば、電池データ
の伝送を行って、過放電状態であることを電池使用機器
に認識させて二次電池に充電するための電力を出力させ
る等の処理を行なわせることが可能である。なお、抵抗
Ｒ２の値の大きさは、入力インピーダンスがノイズ、商
用電源の誘導電圧の影響を受けない程度の高さになるよ
うな大きさに設定される。

【００２７】以上のような実施の形態に係る二次電池の
過充電及び過放電防止装置によれば従来の装置では不可
能だった過放電状態となった後のデータ通信を可能とし
たので、過放電状態となったことを電池使用機器が認識
し、充電等の処理で対応することができる。

【００２８】さらに、本発明に係る二次電池の過充電及
び過放電防止装置の実施の形態の他の例を説明する。図
２は、本発明の二次電池の過充電及び過放電防止装置の
実施の形態の他の例の構成を示すブロック図である。同
図において、二次電池１はリチウムイオン組電池（複数
のリチウムイオン単位電池からなる電池）で、２個の単
位電池１ａ及び１ｂが直列に接続されている。単位電池
１ａの正電極側は正極端子である＋出力端子２ａに接続
され、単位電池１ｂの負極側は充放電制御スイッチ回路
３を介して負極端子である−出力端子２ｂに接続されて
いる。

【００２９】充放電制御スイッチ回路３は、二次電池１
の出力回路に挿入されて後述する制御部６１の制御指令
に応じて二次電池１の充放電を制御するものであり、２
つのエンハンスメント型のＮチャンネル型ＦＥＴ３２，
３３を有する。２つのＦＥＴ３２，３３は逆極性で直列
に接続されており、それぞれソース・ドレイン回路間に
寄生ダイオード３２ａ，３３ａを備えている。これらの
ＦＥＴ３２及び３３は、制御部６１からゲートにゲート
電圧が印加されている間は、順方向及び逆方向に電流を
流すことができ、充放電電流を流している間共にオン状
態となっている。そしてＦＥＴ３２は放電電流を遮断す
る際に制御部６１からのゲート電圧の供給がなくなって
オフ状態となる。

【００３０】＋出力端子２ａと−出力端子２ｂの端子間
には単位電池電圧検出部４と復帰電圧検出部５とが並列
に接続されている。単位電池電圧検出部４は単位電池１
ａ，１ｂのそれぞれの電池電圧をそれぞれ測定し、復帰
電圧検出部５は充放電端子間電圧を測定するものであ
る。

【００３１】制御部６１は単位電池電圧検出部４と復帰
電圧検出部５の出力を入力として充放電制御スイッチ回
路３に制御指令を出力するように構成されている。この
制御部６１は、単位電池電圧検出部４及び復帰電圧検出
部５からの出力に基づいて、二次電池１の放電開始時
期、放電停止時期、充電開始時期及び充電停止時期を判
定して充放電制御スイッチ回路３に制御指令を出力す
る。

【００３２】制御部６１は、単位電池電圧検出部４の出
力から単位電池１ａ，１ｂの両方が過放電の設定電圧以
上で過充電の設定電圧以下である場合は、充放電制御ス
イッチ回路３のＦＥＴ３２とＦＥＴ３３にゲート電圧を
供給してこれらをオン状態とする。ＦＥＴ３２とＦＥＴ
３３には、オン状態においてそれぞれ充電電流と放電電
流とが流れ、通常の充放電が可能となる。

【００３３】放電時には、単位電池電圧検出部４の出力
から単位電池１ａ，１ｂのいずれか、あるいは両方が過
放電の設定電圧以下となったことを制御部６１が検出す
ると、制御部６１は充放電制御スイッチ回路３のＦＥＴ
３２とＦＥＴ３３へのゲート電圧の供給を停止して、Ｆ
ＥＴ３２とＦＥＴ３３をオフ状態とする。これにより放
電電流が流れなくなって、過放電が防止される。この回
路では、ＦＥＴ３３をオフ状態とするだけも、充電電流
を遮断することができる。したがってＦＥＴ３３が充電
電流遮断用のＦＥＴである。

【００３４】過放電検出後の状態では、制御部６１は復
帰電圧検出部５の出力の監視状態に入る。充放電端子
（２ａ，２ｂ）に充電電圧が印加され、充電が開始され
ると復帰電圧検出部５の出力から充電開始信号が制御部
６１に出力され、制御部６１は充放電スイッチ回路３の
ＦＥＴ３２とＦＥＴ３３にゲート電圧を供給してこれら
のＦＥＴをオン状態とする。その結果充電電流がＦＥＴ
３２とＦＥＴ３３を流れて通常の充電が行われる。

【００３５】充電時に過充電となって、単位電池１ａ，
１ｂのいずれかあるいは両方が過充電の設定電圧以上に
なった場合には、単位電池電圧検出部４の出力から過充
電検出信号が制御部６１に出力され、制御部６１は充放
電スイッチ回路３のＦＥＴ３３へのゲート電圧の供給を
停止してＦＥＴ３３をオフ状態として充電電流を遮断す
る。したがってこの点から見ると、ＦＥＴ３３が充電電
流制御用または充電電流遮断用のＦＥＴとなる。このと
きＦＥＴ３２については、ゲート電圧を供給していて
も、ＦＥＴ３３がオフ状態となって充電電流が遮断され
るため、結果としてオフ状態となっている。

【００３６】過充電が検出された後は、制御部６１が復
帰電圧検出部５の出力監視下に入り、復帰電圧検出部５
の出力から充電電圧の印加が終了したことを検出するま
で、充放電スイッチ回路３のＦＥＴ３３はオフ状態を保
ち、過充電は確実に防止される。充電器による充電電圧
の印加が終了したことを復帰電圧検出部５が検出する
と、制御部６１は充放電スイッチ回路３のＦＥＴ３３を
オン状態として、通常の充放電を可能にする。

【００３７】なおリチウムイオン電池は、内部抵抗が比
較的高いため、充電電流通電時に内部抵抗による電圧降
下が発生して、見掛上、電圧が上昇する。このため大電
流通電時には、実際には電池が過充電状態になっていな
いのに、電池電圧が過充電の設定電圧に達してしまい、
過充電保護回路が動作する場合がある。そこでこのよう
なことを防止するために、充電時に周期的に充電電流を
短時間遮断して、遮断時の電池電圧で過充電を防止して
もよい。具体的には、制御部６１は充電時に周期的に充
放電スイッチ回路３のＦＥＴ３３を短期間オフ状態と
し、オフ状態における単位電池電圧検出部４の出力で過
充電状態の判断を行えばよい。

【００３８】さらに、制御部６１はデータ通信端子２ｃ
を介して電池使用機器との間でデータ通信を行なう。デ
ータ通信端子２ｃには、受信用のリクエスト信号受信回
路８と送信用のシリアル信号送信回路９とが接続されて
いる。制御部６１は、単位電池電圧検出部４，復帰電圧
検出部５及び後述する電流検出部７の検出データに基づ
き、二次電池１の状態を表わす電池データを作製してシ
リアル信号送信回路９に転送し、シリアル信号送信回路
９が電池データをシリアルデータに変換して電池使用機
器にシリアル伝送し、電池使用機器側に二次電池１の残
存容量を知らせたり充電電力の供給等を行なわせるよう
にしている。電池使用機器側からはリクエスト信号が出
力され、リクエスト信号受信回路８が受信し、受信した
ことを制御部６１に知らせる。制御部６１はこれに応じ
て電池データを伝送させる。データ通信は、１つのデー
タ通信端子２ｃを通じて行なわれる。

【００３９】以上の制御部６１，充放電スイッチ回路
３，単位電池電圧検出部４，復帰電圧検出部５の主要部
はＣ−ＭＯＳ型のＩＣで構成することでき、上記各判定
はソフトウエアを利用して実現できる。

【００４０】以上のような構成は従来の過充電及び過放
電防止装置に採用されていたものであって、以下に説明
する構成が本発明の特徴をなす部分である。

【００４１】図２に示す実施の形態においては、インピ
ーダンス手段Ｒ２とインピーダンス挿入用スイッチ回路
１０とを直列に接続してなるインピーダンス挿入回路が
ＦＥＴ３２のソースとデータ通信端子２ｃとの間に接続
されている。インピーダンス手段Ｒ２のインピーダンス
の大きさは、−出力端子２ｂとデータ通信端子２ｃとの
間の入力インピーダンスがノイズや商用電源の誘導電圧
の影響を受けずにデータ信号を正常に受信できる程度の
高さになるように調整される。制御部６１はＦＥＴ３２
をオフ状態にする制御指令を出力している期間、インピ
ーダンス挿入用スイッチ回路１０を制御するための挿入
指令を出力するとともに、電池データを伝送している期
間ＦＥＴ３２をオン状態にするように制御指令を出力す
る。

【００４２】次にＦＥＴ３２がオフ状態である期間のデ
ータ通信について説明する。制御部６１はＣ−ＭＯＳ型
のマイクロプロセッサで構成されているので、データ通
信端子２ｃの入力インピーダンスが高く、ノイズ等の影
響を受けやすい。インピーダンス挿入回路は放電電流を
流すＦＥＴ３２のソースとデータ通信端子２ｃとの間に
接続されているので、制御部６１はＦＥＴ３２がオフ状
態の期間インピーダンス挿入用スイッチ回路１０をオン
するように挿入指令を出力すると、ＦＥＴ３２のソース
とデータ通信端子２ｃ間のインピーダンスが低下し、デ
ータ通信端子２ｃの入力インピーダンスが低くなる。こ
れにより、電池使用機器から送信されてくるリクエスト
信号はＦＥＴ３２の寄生ダイオード３２ａを通じて入力
されたとしてもノイズ、商用電源の誘導電圧等の影響を
受けずに正常に受信できる。制御部６１がリクエスト信
号に応じて電池データを伝送するときには、伝送してい
る期間ＦＥＴ３２をオン状態にし、伝送を可能にしてい
る。

【００４３】

【実施例】以下、さらに図面を用いて本発明の実施例を
詳細に説明する。図３は、本発明の二次電池の過充電及
び過放電防止装置の一実施例を示す回路構成図である。
図３において、図２と同じ部材には図２に付した符号と
同じ符号を付してある。本実施例では二次電池としてリ
チウムイオン電池を対象にしている。すなわち、図３に
おいて、二次電池（リチウムイオン電池）１は２個のリ
チウムイオン単位電池１ａ，１ｂを直列に接続した構造
の組電池となっている。充放電制御スイッチ回路３，単
位電池電圧検出部４，復帰電圧検出部５及び制御部６１
からなる基本構成は図２の実施の形態の一例で示したも
のの具体例である。従って基本的な動作も同じである。
具体的な回路の詳細を説明すると、リチウムイオン単位
電池１ａはアナログマルチプレクサ４１の１＋と１−の
入力に接続され、リチウムイオン単位電池１ｂは２＋と
２−の入力に接続される。アナログマルチプレクサ４１
はマイクロプロセッサ部６１１の出力によって制御され
て、リチウムイオン単位電池１ａの電池電圧あるいはリ
チウムイオン単位電池１ｂの電池電圧のいずれかがアナ
ログマルチプレクサ４１の出力端子に出力される。アナ
ログマルチプレクサ４１の出力は電圧比較器４２と電圧
比較器４３の入力となるように接続されている。

【００４４】電圧比較器４２は過充電の電圧比較用であ
り、過充電の上限設定電圧である基準電圧源４４の電圧
と比較され、出力はマイクロプロセッサ部６１１の入力
ポートに接続されている。電圧比較器４３は過放電の電
圧比較用であり、過放電の放電停止基準電圧である基準
電圧源４５の電圧と比較され、出力はマイクロプロセッ
サ部６１１の入力ポートに接続されている。マイクロプ
ロセッサ部６１１の入力ポートには、また、電圧比較器
５１の出力も接続されている。電圧比較器５１は基準電
圧源５２と＋出力端子２ａと−出力端子２ｂとの間の電
圧を比較するもので、過充電状態からの復帰と過放電状
態からの復帰検出用であり、充電のための設定電圧より
やや低い電圧に基準電圧源５２の電圧が設定される。

【００４５】マイクロプロセッサ部６１１は、制御信号
をＦＥＴドライブ部６１２へ送信する。ＦＥＴドライブ
部６１２の２つの出力は電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）を用いた充電電流制御用のＦＥＴ３３と放電電流制
御用のＦＥＴ３２のゲートに接続されている。また電流
検出部７は＋出力端子２ａに接続された抵抗Ｒ１の両端
の電圧の変化から充放電電流を求め、マイクロプロセッ
サ部６１１はこの測定値を積算して二次電池１の残存容
量を求める。電池使用機器とのデータ通信を行なうため
のデータ通信端子２ｃとマイクロプロセッサ部６１１と
の間には、リクエスト信号受信回路８とシリアル信号送
信回路９とが配置されている。リクエスト信号受信回路
８は電池使用機器からリクエスト信号を受信し、受信し
たことをマイクロプロセッサ部６１１に知らせる。シリ
アル信号送信回路９はマイクロプロセッサ部６１１が単
位電池電圧検出部４，復帰電圧検出部５，電流検出部７
からの検出データに基づいて作製した電池データをシリ
アルデータに変換してデータ通信端子２ｃから伝送す
る。電池データの伝送は、リクエスト信号に応じて行な
われる。抵抗Ｒ２とＦＥＴ１０とは直列に接続されてデ
ータ通信端子２ｃとＦＥＴ３２のソースとの間に選択的
にインピーダンスを挿入できるインピーダンス挿入回路
を構成する。すなわち制御部６１からの挿入指令により
ＦＥＴ１０がオン状態になると、データ通信端子２ｃと
ＦＥＴ３２のソースとの間のインピーダンスが低下す
る。抵抗Ｒ２の大きさは、データ通信端子２ｃから入力
されるデータ信号がノイズや商用電源の誘導電圧の影響
を受けずに正常に受信できる程度の大きさである。

【００４６】以上の回路構成において、ＦＥＴドライブ
部６１２，ＦＥＴ３２及びＦＥＴ３３により充放電制御
スイッチ回路３を構成している。そして、アナログマル
チプレクサ４１、電圧比較器４２，４３及び基準電圧源
４４，４５により単位電池電圧検出部４を構成し、電圧
比較器５１及び基準電圧源５２により復帰電圧検出部５
を構成している。制御部６１はマイクロプロセッサ部６
１１，ＦＥＴドライブ部６１２，リクエスト信号受信回
路８及びシリアル信号送信回路９で構成される。以上の
構成におけるアナログマルチプレクサ４１、電圧比較器
４２，４３，５１、基準電圧源４４，４５，５２、マイ
クロプロセッサ部６１１及びＦＥＴドライブ部６１２は
一つのＣ−ＭＯＳ型の専用集積回路として実現される。

【００４７】次に本実施例の動作について説明する。図
４は過放電状態が検出された後のマイクロプロセッサ部
６１１の動作に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示
すフローチャートを示したものである。ステップＳＴ０
００では、過充電時の処理や、充放電電流積算、データ
転送用データの処理等を行っている。ステップＳＴ１０
０で過放電状態が検出されると、ステップ１０１でＦＥ
Ｔ３２及び３３をオフにして放電電流を遮断し、過放電
を防止する。ステップ１０２ではＦＥＴ１０をオンにす
るために、ＦＥＴドライブ部６１２を駆動して挿入指令
が出力される。これにより、ＦＥＴ３２がオフで寄生ダ
イオード３２ａを通じて受信されるにも拘らず、−出力
端子２ｂとデータ通信端子２ｃとの間の入力インピーダ
ンスがノイズや商用電源の誘導電圧の影響を受けること
なくデータ信号を受信できる程度に低下する。この状態
で電池使用機器からのリクエスト信号待ちを行なう（ス
テップＳＴ１０３）。リクエスト信号受信回路８がリク
エスト信号を受信すると、マイクロプロセッサ部６１１
は電池データを伝送するために、ＦＥＴ３２をオンにし
（ステップＳＴ１０４）、シリアル信号送信回路９から
電池データをシリアル伝送する（ステップＳＴ１０
５）。電池データの伝送が完了すると（ステップＳＴ１
０６）、放電電流を遮断するために再度ＦＥＴ３２がオ
フにされる（ステップＳＴ１０７）。伝送された電池デ
ータによれば二次電池が過放電状態にあることが認識さ
れるので、電池使用機器は充電を開始すべく充電開始指
令を出力する。具体的には、例えば電池使用機器の表示
部に電池の残存容量が少なくなったことを表示させ、そ
れを見た電池使用機器の使用者は電池使用機器ごと、あ
るいは電池パックを取り外して充電器にセットすること
になる。

【００４８】充電器から充電電圧が印加されたことを、
復帰電圧検出部５からの出力で検出すると（ステップＳ
Ｔ１０８）、ＦＥＴ３２とＦＥＴ３３をオン状態とし
て、充電電流が流れるようにし、かつＦＥＴ１０をオフ
状態とする（ステップＳＴ１０９）。これで通常の充電
が行われるようになり、ステップＳＴ０００に戻って他
の通常の処理を行う。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る二次電池の
過充電及び過放電防止装置によれば、オン抵抗の低いＮ
チャンネル型電界効果型トランジスタを用いて放電電流
を制御し、かつ過放電状態となった後でもインピーダン
ス挿入回路によって１つのデータ通信端子と放電電流を
流すＮチャンネル型電界効果型トランジスタのソースと
の間の入力インピーダンスを低下させて電池使用機器か
らリクエスト信号を受信し、さらに電池データを伝送し
ている期間は放電電流が流れるようにしたので、電池使
用機器との間でデータ通信が可能なため、二次電池が過
放電状態となっていることを電池使用機器に出力可能で
ある。よって電池使用機器では、電池が過放電状態であ
ることを認識してすぐに充電を開始することができる。

【００５０】またインピーダンス挿入回路をインピーダ
ンス素子とスイッチ回路とを直接接続して構成すると、
インピーダンス挿入回路を簡単に構成できる。

【００５１】更に、１本のデータ通信端子とアースとの
間の入力インピーダンスをインピーダンス挿入回路によ
り低下させれば、過放電状態検出後も電池使用機器との
間でデータ通信を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る二次電池の過充電及び過
放電防止装置の一つの実施の形態の構成を示す回路ブロ
ック図である。

【図２】図２は、本発明に係る二次電池の過充電及び過
放電防止装置の他の実施の形態の構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【図３】図３は、本発明に係る二次電池の過充電及び過
放電防止装置の一つの実施例の構成を示す結線構成図で
ある。

【図４】図４は、図３の実施例を動作させるために用い
るソフトウェアのアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。

【図５】図５は、従来の二次電池の過充電及び過放電防
止装置の一例を示す回路ブロック図である。

【図６】図６は、従来の二次電池の過充電及び過放電防
止装置であってデータ通信端子を有する場合の構成を示
す回路ブロック図である。

【図７】図７は、従来の二次電池の過充電及び過放電防
止装置であってデータ通信用端子を有し、過放電制御素
子にＰチャンネル型のＦＥＴを使用した場合の構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 二次電池 ２ａ ＋出力端子 ２ｂ −出力端子 ３２，３３ ＦＥＴ ３２ａ，３３ａ 寄生ダイオード ６ 制御部 Ｒ２ 抵抗 １０ ＦＥＴ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池の充放電を制御指令に応じて制
   御するように前記二次電池の出力回路に設けられた充放
   電制御スイッチ回路と、 前記出力回路の負極端子を基準電位とする１つのデータ
   通信端子と、 前記充放電制御スイッチ回路に前記制御指令を出力し、
   また前記二次電池の状態を示す電池データを作製して前
   記データ通信端子を通して入力されるリクエスト信号に
   応じて前記データ通信端子から前記電池データをシリア
   ル伝送する制御部とを具備し、 前記充放電制御スイッチ回路は、前記負極端子にドレイ
   ンが接続され且つソース・ドレイン回路間に寄生ダイオ
   ードが並列接続されて放電電流を制御するＮチャンネル
   型電界効果型トランジスタを含んでおり、 前記制御部は前記二次電池を構成する単位電池の電圧が
   設定電圧以下になると前記Ｎチャンネル型電界効果型ト
   ランジスタをオフ状態にして放電電流を遮断する前記制
   御信号を出力する二次電池の過充電及び過放電防止装置
   であって、 前記Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタのソースと
   前記データ通信端子との間に選択的にインピーダンス素
   子を接続するインピーダンス挿入回路が設けられ、 前記インピーダンス挿入回路は、前記制御部が前記Ｎチ
   ャンネル型電界効果型トランジスタをオフ状態にする前
   記制御指令を出力している期間、前記インピーダンス素
   子を前記Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタのソー
   スと前記データ通信端子との間に接続し、 前記制御部は前記電池データを伝送している期間前記Ｎ
   チャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態にする
   前記制御指令を出力することを特徴とする二次電池の過
   充電及び過放電防止装置。
2. 【請求項２】 前記インピーダンス挿入回路は前記イン
   ピーダンス素子とスイッチ回路とが直列接続されて構成
   されている請求項１に記載の二次電池の過充電及び過放
   電防止装置。
3. 【請求項３】 二次電池の充放電を制御指令に応じて制
   御するように前記二次電池の出力回路に設けられた充放
   電制御スイッチ回路と、 前記二次電池を構成する複数の単位電池の電池電圧をそ
   れぞれ測定する単位電池電圧検出部と、 前記出力回路の負極端子を基準電位とする１つのデータ
   通信端子と、 前記単位電池電圧検出部からの検出データ及びその他の
   検出データに基づいて、放電開始時期、放電停止時期、
   充電開始時期及び充電停止時期を判定して前記充放電制
   御スイッチ回路に前記制御指令を出力し、また前記検出
   データに基づいて前記二次電池の状態を示す電池データ
   を作製して前記データ通信端子を通して入力されるリク
   エスト信号に応じて前記データ通信端子から前記電池デ
   ータをシリアル伝送する制御部とを具備し、 前記充放電制御スイッチ回路が、ソース・ドレイン回路
   間に寄生ダイオードが並列接続されて充電電流を流す際
   にオン状態となる第１のＮチャンネル型電界効果型トラ
   ンジスタとソース・ドレイン回路間に寄生ダイオードが
   並列接続されてた第２のＮチャンネル型電界効果型トラ
   ンジスタとが逆極性で直列に接続されて構成されている
   二次電池の過充電及び過放電防止装置であって、 前記第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタのソ
   ースと前記データ通信端子との間に、挿入指令が入力さ
   れている間インピーダンス素子を接続するインピーダン
   ス挿入回路を設け、 前記制御部は前記第２のＮチャンネル型電界効果型トラ
   ンジスタをオフ状態にする前記制御指令を出力している
   期間前記挿入指令を前記インピーダンス挿入回路に出力
   し、前記電池データを伝送している期間前記第２のＮチ
   ャンネル型電界効果型トランジスタをオン状態にする前
   記制御指令を出力することを特徴とする二次電池の過充
   電及び過放電防止装置。
4. 【請求項４】 リチウムイオン二次電池の充放電を制御
   指令に応じて制御するように前記リチウムイオン二次電
   池の出力回路に設けられた充放電制御スイッチ回路と、 前記出力回路の正極端子及び負極端子間の電圧を検出す
   る復帰電圧検出部と、 前記リチウムイオン二次電池を構成する複数の単位電池
   の電池電圧をそれぞれ測定する単位電池電圧検出部と、 １本のデータ通信線が接続されるデータ通信端子と、 前記リチウムイオン二次電池の充放電電流を測定する充
   放電流検出部と、 前記復帰電圧検出部及び前記単位電池電圧検出部からの
   出力に基づいて、放電開始時期、放電停止時期、充電開
   始時期及び充電停止時期を判定して前記充放電制御スイ
   ッチ回路に前記制御指令を出力し、前記単位電池電圧検
   出部からの出力及び前記充放電電流検出部からの出力等
   に基づいて前記リチウムイオン二次電池の状態を示す電
   池データを作製し、前記データ通信端子を通して入力さ
   れるリクエスト信号に応じて前記データ通信端子と前記
   負極端子とを通して前記データをシリアル伝送する制御
   部とを具備し、 前記充放電制御スイッチ回路が、ソース・ドレイン回路
   間に寄生ダイオードが並列接続された第１のＮチャンネ
   ル型電界効果型トランジスタとソース・ドレイン回路間
   に寄生ダイオードが並列接続されて放電電流を遮断する
   際にオフ状態となる第２のＮチャンネル型電界効果型ト
   ランジスタとが逆極性で直列に接続されて構成され、 前記制御部を構成する回路のアースが前記第２のＮチャ
   ンネル型電界効果型トランジスタのソースに接続されて
   いる二次電池の過充電及び過放電防止装置であって、 前記第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタのソ
   ースと前記データ通信端子との間に、挿入指令が入力さ
   れている間インピーダンス素子を接続するインピーダン
   ス挿入回路を設け、 前記制御部は、前記充放電電流を流す期間前記第１及び
   第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオン状
   態とする前記制御指令を出力し、前記第２のＮチャンネ
   ル型電界効果型トランジスタをオフ状態にする前記制御
   指令を出力している期間前記挿入指令を前記インピーダ
   ンス挿入回路に出力し、前記データを伝送している期間
   前記第２のＮチャンネル型電界効果型トランジスタをオ
   ン状態にする前記制御指令を出力することを特徴とする
   二次電池の過充電及び過放電防止装置。
5. 【請求項５】 前記インピーダンス挿入回路は前記イン
   ピーダンス素子と前記挿入指令によりオン状態となるス
   イッチ回路とが直列接続されて構成されている請求項３
   または４に記載の二次電池の過充電及び過放電防止装
   置。
6. 【請求項６】 前記インピーダンス素子は抵抗であり、
   前記スイッチ回路はソース・ドレイン回路が前記抵抗に
   直列接続された電界効果型トランジスタからなる請求項
   ５に記載の二次電池の過充電及び過放電防止装置。