JPH11262196A - 電池パックとその充放電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、パーソナルコンピュータ用に複数個の
電池パックを一度に接続して充電しても、順番通りの充
電しかできず、放電時には一つ一つの電池パックからし
か放電できなかった。また、充電時の満充電判定も温度
などで行っており、電池の種類が異なると、安全性に問
題があった。 【解決手段】 本発明の電池パックは充電入力端子と充
電出力端子を備えており、同形の電池パックを複数個、
電気的に接続することが可能である。電池パックには充
放電制御装置が内蔵されており、接続されている電池パ
ックから逐次充電又は情報処理装置本体からの負荷に応
じて、接続されている電池パックを放電することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電池パックやバ
ッテリーパックに関し、特に、電池パックやその電池パ
ックの充放電制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ（パソコ
ン）の小型化は目覚しく、ノート型パソコンに代表され
る持ち運びの可能なパーソナルコンピュータが普及して
いる。このようなパーソナルコンピュータの駆動電源と
しては、充電可能な複数本の二次電池をパック状にまと
めた、電池パック、バッテリーパックを用いるのが一般
的である。

【０００３】パーソナルコンピュータを電池パックで駆
動させて使用する場合、あらかじめ充電器やパーソナル
コンピュータ本体で電池パックを充電する必要がある。
電池パックで駆動するパーソナルコンピュータでは、交
流電源から電池パックの充電を行うことが可能である場
合が多い。長時間パーソナルコンピュータを使用したい
場合など、複数の充電済み電池パックを用いることがあ
る。

【０００４】近年普及しているリチウムイオン電池を充
電するには、定電流充電と定電圧充電を切り替えて行
う。定電流充電は一定の電流を二次電池に対して流し、
充電する方法で、定電圧充電は一定の電圧を二次電池に
かけることで充電する方法である。放電している状態の
リチウムイオン電池を充電するにはまず、定電流充電を
行う。充電が進むにつれてリチウムイオン電池にかかる
電圧が上昇してくる。リチウムイオン電池に所定の電圧
がかかるようになったら、定電圧充電に切り替え、満充
電まで定電圧充電を行う。リチウムイオン電池は過充電
をしたり、過電圧がかかったりすると危険であるため、
適切な充電制御が必要となる。

【０００５】一度に多くの電池パックに充電を行いたい
場合の技術として、特開平６―２１７４６４号公報に開
示される、複数の電池パックを一度に接続して充電する
方法がある。この方法ではパーソナルコンピュータに補
助バッテリ装置を複数個つないで、パーソナルコンピュ
ータからの接続順序によって、充電時はパーソナルコン
ピュータに近い補助バッテリ装置から一つずつ充電し、
放電時はパーソナルコンピュータに遠い補助バッテリ装
置から一つずつ放電する。複数個の電池パックをつない
で使用するので、パーソナルコンピュータの駆動時間を
長くすることができる。

【０００６】しかし、この発明は電池としてＮｉＣｄ電
池を想定しており、充電終了も電池温度、または電池電
圧によって判定していた。電池温度だけの満充電の判定
は、外気温などの条件に左右されるおそれがあり、比較
的過充電に強いＮｉＣｄ電池には適用できても、過充電
に弱いリチウムイオン電池に適用するには安全性の面か
ら不安が残る。また、電池電圧による判定は、リチウム
イオン電池の充電方法が定電圧充電を用いているので、
誤差が大きくなり、適当でない。また、この発明は放電
時に、複数の電池パックを接続していても放電は一つ一
つの電池パックからしか行えず、電流も限られたものと
なる。パーソナルコンピュータに外部装置がつながれる
ことが増えると、大電流が必要となることもあるが、一
つずつの電池パックからの放電では対応できなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術に
は、充電制御の面で不安があり、また、放電を行うとき
は一つ一つの電池パックからしかできず、電流も限られ
たものになる、という問題があった。

【０００８】そこで、本発明は上記の問題を解決するた
めになされたものであり、複数の電池パックの適切な逐
次充電と、複数の電池パックから放電することができる
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、二次電池を
具備した電池パックであって、前記二次電池に対し充電
を行う充電入力端子と、当該電池パックを介して電気的
に接続した別の電池パックに対し、充電電源からの充電
入力を行うための充電出力端子と、複数の電池電圧出力
端子と、複数の充放電の制御信号を入出力する端子とを
具備し、さらに、前記充電入力端子と、前記複数の電池
電圧出力端子のうち第一の電池電圧出力端子と、前記複
数の充放電の制御信号を入出力する端子のうち第一の充
放電の制御信号を入出力する端子は電池パックの側面に
配置され、前記充電出力端子と、前記複数の電池電圧出
力端子のうち第二の電池電圧出力端子と、前記複数の充
放電の制御信号を入出力する端子のうち第二の充放電の
制御信号を入出力する端子が前記電池パックの側面に対
向する面に配置されていることを特徴とする。このよう
な構成によれば、複数の電池パックを電気的に接続する
ことができる。

【００１０】また、この発明は、電気的に接続された複
数の電池パックにおいて、前記電池パックは充電の制御
信号を入出力する端子と、電気的に接続された電池パッ
クに充電入力を行う端子を有し、さらに前記制御信号を
入出力する端子から取得した充電制御情報に基づき、前
記充電入力から入力された電源を用いて、充電制御を実
行する手段を具備し、電気的に接続された複数個の電池
パックのうち、接続順に関わらず、任意の電池パックに
対して充電することを特徴とする。このような構成によ
れば、複数の電池パックを任意の順番で逐次充電するこ
とができる。

【００１１】また、この発明は、電気的に接続された複
数の電池パックにおいて、前記電池パックは放電の制御
信号を入出力する端子を有し、さらに前記制御信号を入
出力する端子から取得した放電制御情報に基づき、放電
制御を実行する手段を具備し、電気的に接続された複数
個の電池パックのうち、接続順に関わらず、任意の電池
パックから電源供給として放電することを特徴とする。
このような構成によれば、接続した複数の電池パックか
ら必要に応じて放電することが可能となる。また、この
ような構成にすると、複数の電池パックを接続して並列
に放電させることで、大容量電池としての利用も可能で
ある。

【００１２】また、この発明は、二次電池と前記二次電
池に対し充電を行う充電入力端子と、当該電池パックを
介して電気的に接続した別の電池パックに対し、充電電
源からの充電入力を行うための充電出力端子と、複数の
電池電圧出力端子と、複数の充放電の制御信号を入出力
する端子と、前記充電入力端子からの充電入力の有無を
検知する手段と、充電電源の供給先として前記電池パッ
ク内の二次電池か、前記充電出力端子かを選択する手段
と、電池パックの放電時に、他の電池パックの電池電圧
出力による当該電池パック内の二次電池の充電を防ぐ手
段とを具備することを特徴とする。このような構成によ
れば、複数の電池パックを任意の順番で逐次充電するこ
とや、接続した複数の電池パックから必要に応じて放電
することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態を説明する。本発明の第一の実施形態について
図１、図２、図３を参照して以下の通り説明する。図１
は本発明の第一の実施形態における電池パック内の回路
図である。１０１は二次電池である。１０２は電池電圧
出力／充電入力端子であり、充電時にはこの端子から充
電電源が供給される。また、この電池パックを電源とし
て用いる場合は、この端子から二次電池１０１の電源を
供給する。１０３は充電出力端子であり、他の電池パッ
クの電池電圧出力／充電入力端子と電気的に接続するこ
とが可能である。１０４と１０５はマイナス端子であ
る。１０６は充放電オン／オフスイッチであり、二次電
池１０１を充電する場合や、この電池パックを電源とし
て用いる場合に回路を閉じ、充電しない場合は回路を開
ける。この充放電オン／オフスイッチにはＦＥＴを用
い、ＦＥＴの寄生ダイオードによって、他の電池パック
がこの電池パックを充電するのを防ぐ。１０７は充電出
力オン／オフスイッチであり、充電出力端子１０３への
電源供給をオン／オフするスイッチである。スイッチ１
０７にはＦＥＴやトランジスタのような半導体スイッチ
を用いても構わない。１０８は電流検知器であり、電池
電流を測定し、後述する充放電制御装置１１１に入力す
る。１０９は電圧検知器であり、電池電圧出力／充電入
力端子１０２からの入力電圧を測定し、後述する充放電
制御装置１１１に入力する。１１０も電圧検知器であ
り、二次電池１０１の電池電圧を測定し、後述する充放
電制御装置１１１に入力する。１１１は充放電制御装置
であり、マイクロコントローラ等を内蔵し、電流検知器
１０８、電圧検知器１０９、１１０からの入力値や、情
報処理装置からの制御信号をうけて、充電オン／オフス
イッチ１０６、充電出力オン／オフスイッチ１０７を制
御する。また、レジスタを内蔵しており、この電池パッ
クが満充電となったら、満充電であるという情報をこの
レジスタに格納する。１１２と１１３は制御信号端子で
あり、充放電時にこの電池パックが接続された情報処理
装置から、制御信号を受け取る。本実施形態ではシリア
ルバスを想定しているが、他の通信方法でも構わない。
複数の電池パックを接続したときのために、制御信号端
子１１３を備えている。この制御信号端子１１３が次の
電池パックの制御信号端子１１２と電気的に接続され
る。１１４はＬＥＤランプであり、電池パックの状態を
示すために用いる。充放電制御装置１１１がこのＬＥＤ
ランプ１１４を制御し、この電池パックが充電中のとき
は赤、満充電のときは緑、放電中のときはオレンジ色、
というように色によりユーザが電池パックの状態を知る
ことができるようにする。

【００１４】実際に電池パックを用いる例として情報処
理装置に電池パックを接続した状態を図２を参照して以
下の通り説明する。２０１は、パソコンなどの情報処理
装置であり、電池パックにより駆動したり、他の電源か
らの電源供給を受けて電池パックを充電したりすること
が可能である。２０２は本発明の実施形態である電池パ
ックであり、情報処理装置２０１に電気的に接続する。
本実施形態では情報処理装置２０１の内部に装着され
る。２０３、２０４は２０２と同じ電池パックである。
２０５は電池パック２０４の電池電圧出力／充電入力端
子である。２０６は電池パック２０４の制御信号端子で
ある。２０７は電池パック２０４のマイナス端子であ
る。２０８は電池パック２０４の充電出力端子である。
図２では電池パックの数は３個であるが、さらに電池パ
ックを接続することも可能である。接続方法は図示しな
いが、ネジによる方法や、樹脂性の爪で接続する方法な
ど、実用化されている方法も多く、本発明においてもい
ずれかの方法に限定されるものではない。２０９、２１
０、２１１はＬＥＤランプである。なお、図示してはい
ないが、最後に接続された電池パック２０４の端子部に
はカバーをつけて安全性を高めることができる。また、
各電池パックの端子部にカバーを設け、接続時に機械的
にカバーが外れて電気的接続を確保するようにすること
も可能である。

【００１５】本発明の第一の実施形態における充放電動
作について図１の回路図と、図３（ａ）、（ｂ）のフロ
ーチャートを参照して以下の通り説明する。まず充電動
作について説明する。情報処理装置本体からの制御信号
に基づき、指定された電池パックから充電が開始され
る。情報処理装置本体は、電池パックが本体に接続され
たとき、電池パックの識別番号を読みだし、何個の電池
パックが接続されているか認識する。加えて、電池パッ
クの残容量のデータを読み出し、充電する電池パックの
順序を決定する。充電が開始される前の初期状態におい
て、電池パック内の充電オン／オフスイッチ１０６はオ
フの状態に、充電出力オン／オフスイッチ１０７はオン
の状態にある（ステップ３０１）。次に充放電制御装置
１１１は、二次電池１０１が満充電であるかどうかを判
断する（ステップ３０２）。このステップでの満充電の
判断は、充放電制御装置内のレジスタを読むことで実行
する。二次電池１０１が満充電であれば、充放電制御装
置１１１はこの状態を保持する（ステップ３０２のＹｅ
ｓからステップ３０７）。二次電池１０１が満充電でな
い場合、充放電制御装置１１１は電圧検知器１０９が一
定値以上の電圧を検出しているかどうか確認する（ステ
ップ３０２のＮｏからステップ３０３）。もし、この電
池パックが充電電源に接続されていれば、電圧検出器１
０９は一定値以上の値を示す（ステップ３０３のＹｅ
ｓ）。リチウムイオン電池の場合、入力があると判断す
る値として、１５Ｖ±１．５Ｖ程度が適当である。電圧
検出器１０９からの入力を受けて、充放電制御装置１１
１は、充電入力あり、との判断を下すことができる。そ
の場合、充放電制御装置１１１は充電オン／オフスイッ
チ１０６をオンの状態に、充電出力オン／オフスイッチ
１０７をオフの状態にし、充電を開始する（ステップ３
０４）。電圧検出器１０９が一定値以上の値を示さなか
った場合、充放電制御装置１１１は充電入力がない、と
判断し、充電オン／オフスイッチ１０６はオフの状態、
充電出力オン／オフスイッチ１０７はオンの状態を保持
して、充電入力を待つ（ステップ３０３のＮｏからステ
ップ３０８、ステップ３０２）。

【００１６】充電入力があり、二次電池１０１の充電が
進むと、二次電池１０１を流れる電池電流は減少する。
電流検知器１０８は、常にこの電池電流を測定し、その
値を充放電制御装置１１１に入力する。充放電制御装置
１１１はこの入力を受けて、電池電流が一定値以下であ
るかどうか判別する（ステップ３０５）。この値は電池
の容量によっても異なるが、通常は容量の２０分の１程
度である。例えば、容量が３０００ｍＡｈの電池の場
合、電池電流が１５０ｍＡ以下になったかどうか判断す
る。電池電流が一定値以下にならない場合、充放電制御
装置１１１は二次電池１０１がまだ満充電ではないと判
断し、充電を続ける（ステップ３０５のＮｏ）。二次電
池１０１が満充電になったかどうか判定するのに電池電
流が一定値以下かどうかという条件をここでは用いる。
しかし、充電電源からの充電入力が無くなったときも電
池電流が一定値以下となってしまうので、この条件だけ
では、満充電になったのか、充電入力が無くなったの
か、区別がつかない。そこで、充電入力があることを確
認するために、充放電制御装置１１１は電圧検知器１０
９での電圧の値と、電圧検知器１１０での電圧の値とを
比較し、電圧検知器１０９での電圧が電圧検知器１１０
での電圧より大きいかどうか判定する（ステップ３０
６）。充電入力があれば、電圧検知器１０９での電圧が
電圧検知器１１０での電圧より大きくなる。逆に、電圧
検知器１０９での電圧が電圧検知器１１０での電圧より
大きくなっていれば、充電入力がある、といえる。充電
入力があるときに、電池電流が一定値以下になっていれ
ば、二次電池１０１が満充電になったと判断できる。充
放電制御装置１１１が電圧検知器１０９での電圧が電圧
検知器１１０での電圧より大きくなっていることを確認
し、二次電池１０１は満充電である、と判断した場合、
充放電制御装置１１１はまず、充放電制御装置１１１内
のレジスタに満充電であるという情報を格納し、情報処
理装置本体にも制御信号線を通じて電池パックの充電状
態を知らせる。続けて次の電池パックを充電するための
操作として、充電オン／オフスイッチ１０６をオフの状
態に、充電出力オン／オフスイッチ１０７をオンの状態
にする（ステップ３０６のＹｅｓからステップ３０
７）。充放電制御装置は１１１は、満充電状態と判断し
た後、ユーザに電池パックが充電完了したことを知らせ
るために、ＬＥＤランプ１１４を赤から緑に変更する。
なお、充電中はＬＥＤランプ１１４は赤く点滅してお
り、放電時はオレンジ色になるように設定している。こ
の電池パック自身は次の充電まで、この状態を保持する
（ステップ３０７からステップ３０２）。電圧検知器１
０９での電圧が電圧検知器１１０での電圧より小さくな
った場合、たとえ電池電流が一定値以下でも二次電池１
０１は満充電になったとは言えない。この場合、充放電
制御装置１１１は充電入力が無いと判断し、充電入力を
待つ（ステップ３０６のＮｏからステップ３０８、ステ
ップ３０２）。次の電池パックが接続されている場合
は、次の電池パックでの充電も同様に行われる。

【００１７】放電動作について、図３（ｂ）を参照して
以下のように説明する。この電池パックが接続された情
報処理装置が電源を必要とした場合、情報処理装置は負
荷の変動と電池パックの充電状態に応じ、必要な電流を
考慮して、電池パックに対し、放電を指示する制御信号
を送信する（ステップ３０９）。制御信号を受信した各
電池パックは指示に従い、放電をするかどうか決定する
（ステップ３１０）。放電する場合は、充放電オン／オ
フスイッチ１０６をオンにする（ステップ３１０のＹｅ
ｓからステップ３１１）。放電しない場合は充放電オン
／オフスイッチ１０６をオフにする（ステップ３１０の
Ｎｏからステップ３１２）。

【００１８】このようにすれば、充電の場合は、ユーザ
の望む数の電池パックを接続して、接続された任意の電
池パックから充電を開始できる。また、放電の場合は、
必要な電池パックの数に応じて放電電流を流すことが可
能となる。さらに、充放電オン／オフスイッチ１０６に
ＦＥＴを用いることによって、電池パックどうしで充電
し合うことがないので、複数の電池パックを電気的に接
続して放電させることが可能となり、大電流が必要な装
置に対しても使用可能である。携帯型パーソナルコンピ
ュータなどの電源として用いれば、本体の駆動時間が延
びるという利点もある。ＬＥＤランプを利用して電池パ
ックの残容量や充電の進み具合などの情報を見て取れる
ので、使い勝手もよい。

【００１９】本発明の第二の実施形態について図４を参
照して以下の通り説明する。図４は本発明の第二の実施
形態における電池パック内の回路図である。４０１は二
次電池である。４０２は充電入力端子であり、充電時に
はこの端子から充電電源が供給される。また、この電池
パックを電源として用いる場合は、この端子から二次電
池４０１の電源を供給する。４０３は充電出力端子であ
り、他の電池パックの充電入力端子と電気的に接続する
ことが可能である。４０４と４０５はマイナス端子であ
る。４０６は電池電圧出力端子である。二次電池４０１
の電源をこの端子から、この電池パックが接続された情
報処理機器に供給する。また、他の電池パックの、後述
する電池電圧出力端子４０７と電気的に接続することが
可能である。４０７も電池電圧出力端子である。複数の
電池パックが接続されて用いられる際に、他の電池パッ
クの電池電圧出力端子４０６と電気的に接続することが
可能である。４０８は充電先切り替えスイッチであり、
二次電池４０１への接続と、充電出力端子４０３への電
源供給をオン／オフするスイッチである。スイッチ４０
８にはＦＥＴやトランジスタといった半導体スイッチを
用いても構わない。また、二つのスイッチで同様の機能
を実現することも可能である。４０９は電流検知器であ
り、電池電流を測定し、後述する充放電制御装置４１２
に入力する。４１０は電圧検知器であり、電池電圧出力
／充電入力端子４０２からの入力電圧を測定し、後述す
る充放電制御装置４１２に入力する。４１１も電圧検知
器であり、二次電池４０１の電池電圧を測定し、後述す
る充放電制御装置４１２に入力する。４１２は充放電制
御装置であり、電流検知器４０９、電圧検知器４１０、
４１１からの入力値や、情報処理装置からの制御信号に
より、充電先切り替えスイッチ４０８や、後述する放電
オン／オフスイッチ４１３を制御する。４１３は放電オ
ン／オフスイッチであり、二次電池４０１から電池パッ
クを接続した機器に電源を供給する際に、このスイッチ
を通じて電流が流れる。また、この放電オン／オフスイ
ッチ４１３はＦＥＴを用い、ＦＥＴの寄生ダイオード
が、複数の電池パックを同時に放電する際に、他の電池
パックがこの電池パックを充電することがないようにし
ている。４１４と４１５は制御信号端子であり、充放電
時にこの電池パックが接続された情報処理装置から、制
御信号を受け取る。本実施形態も第一の実施形態と同様
に、シリアルバスを想定しているが、他の通信方法でも
構わない。４１６はＬＥＤランプであり、電池パックの
状態を示すために用いる。充放電制御装置４１２がこの
ＬＥＤランプ４１６を制御し、この電池パックが充電中
のときは赤、満充電のときは緑、放電中のときはオレン
ジ色、というように色によりユーザが電池パックの状態
を知ることができるようにする。第一の実施形態と同様
に本実施形態においても図２に示したように電池パック
を電気的に接続することが可能である。

【００２０】第二の実施形態の特徴は、電池電圧出力端
子を充電入力端子と別に設けた点と、第一の実施形態に
おける充電オン／オフスイッチ１０６と充放電出力オン
／オフスイッチ１０７の二つのスイッチを一つの充電／
出力切り替えスイッチ４０８にまとめた点にある。

【００２１】本発明の第二の実施形態における充電動作
について図４の回路図と、図５（ａ）、図５（ｂ）のフ
ローチャートを参照して以下の通り説明する。第一の実
施形態と同様に、情報処理装置本体からの制御信号に基
づき、指定された電池パックから充電が開始される。情
報処理装置本体は、電池パックが本体に接続されたと
き、電池パックの識別番号を読みだし、何個の電池パッ
クが接続されているか認識する。加えて、電池パックの
残容量のデータを読み出し、充電する電池パックの順序
を決定する。充電が開始される前の初期状態において、
電池パック内の充電／出力切り替えスイッチ４０８は出
力側、すなわち充電出力端子４０３に接続した側にオン
の状態にある（ステップ５０１）。次に充放電制御装置
４１２は、二次電池４０１が満充電であるかどうかを判
断する（ステップ５０２）。このステップでの満充電の
判断は、充放電制御装置内のレジスタを読むことで実行
する。二次電池４０１が満充電であれば、充放電制御装
置４１２はこの状態を保持する（ステップ５０２のＹｅ
ｓからステップ５０７）。二次電池４０１が満充電でな
い場合、充放電制御装置４１２は電圧検知器４１０が一
定値以上の電圧を検出しているかどうか確認する（ステ
ップ５０２のＮｏからステップ５０３）。もし、この電
池パックが充電電源に接続されていれば、電圧検出器４
１０は一定値以上の値を示す（ステップ５０３のＹｅ
ｓ）。リチウムイオン電池の場合、入力があると判断す
る値として、１５Ｖ±１．５Ｖ程度が適当である。電圧
検出器４１０からの入力を受けて、充放電制御装置４１
２は、充電入力あり、との判断を下すことができる。そ
の場合、充放電制御装置４１２は充電／出力切り替えス
イッチ４０８を充電側、すなわち二次電池４０１に接続
した側にオンの状態にし、充電を開始する（ステップ５
０４）。電圧検出器１０９が一定値以上の値を示さなか
った場合、充放電制御装置４１２は充電入力がない、と
判断し、充電／出力切り替えスイッチ４０８を出力側に
保持して、充電入力を待つ（ステップ５０３のＮｏから
ステップ５０８、ステップ５０２）。

【００２２】充電入力があり、二次電池４０１の充電が
進むと、二次電池４０１を流れる電池電流は減少する。
電流検知器４０９は、常にこの電池電流を測定し、その
値を充放電制御装置４１２に入力する。充放電制御装置
４１２はこの入力を受けて、電池電流が一定値以下であ
るかどうか判別する（ステップ５０５）。この判別は第
一の実施形態と同様に行う。電池電流が一定値以下にな
らない場合、充放電制御装置４１２は二次電池４０１が
まだ満充電ではないと判断し、充電を続ける（ステップ
５０５のＮｏ）。第一の実施形態と同様に、二次電池４
０１が満充電になったかどうか判定するのに電池電流が
一定値以下かどうかという条件を用いる。しかし、充電
電源からの充電入力が無くなったときも電池電流が一定
値以下となってしまうので、第一の実施形態と同様に、
充放電制御装置４１２は電圧検知器４１０での電圧の値
と、電圧検知器４１１での電圧の値とを比較し、電圧検
知器４１０での電圧が電圧検知器４１１での電圧より大
きいかどうか判定する（ステップ５０６）。充電入力が
あれば、電圧検知器４１０での電圧が電圧検知器４１１
での電圧より大きくなる。逆に、電圧検知器４１０での
電圧が電圧検知器４１１での電圧より大きくなっていれ
ば、充電入力がある、といえる。充電入力があるとき
に、電池電流が一定値以下になっていれば、二次電池４
０１が満充電になったと判断できる。充放電制御装置４
１２が電圧検知器４１０での電圧が電圧検知器４１１で
の電圧より大きくなっていることを確認し、二次電池４
０１は満充電である、と判断した場合、充放電制御装置
４１２はまず、充放電制御装置４１２内のレジスタに満
充電であるという情報を格納し、情報処理装置本体にも
制御信号線を通じて電池パックの充電状態を知らせる。
続けて次の電池パックを充電するための操作として、充
電／出力切り替えスイッチ４０８を出力側にオンの状態
にする（ステップ５０６のＹｅｓからステップ５０
７）。充放電制御装置４１２満充電状態と判断した後、
ユーザに電池パックが充電完了したことを知らせるため
に、ＬＥＤランプ４１６を赤から緑に変更する。なお、
充電中はＬＥＤランプ４１６は赤く点滅しており、放電
時はオレンジ色になるように設定している。この電池パ
ック自身はこの電池パック自身は次の充電まで、この状
態を保持する（ステップ５０７からステップ５０２）。
電圧検知器４１０での電圧が電圧検知器４１１での電圧
より小さくなった場合、たとえ電池電流が一定値以下で
も二次電池４０１は満充電になったとは言えない。この
場合、充放電制御装置４１２は充電入力が無いと判断
し、充電入力を待つ（ステップ５０６のＮｏからステッ
プ５０８、ステップ５０２）。

【００２３】放電動作について、図５（ｂ）を参照して
以下のように説明する。この電池パックが接続された情
報処理装置が電源を必要とした場合、情報処理装置は負
荷の変動と電池パックの充電状態に応じ、必要な電流を
考慮して、電池パックに対し、放電を指示する制御信号
を送信する（ステップ５０９）。制御信号を受信した各
電池パックは指示に従い、放電をするかどうか決定する
（ステップ５１０）。放電する場合は、充放電オン／オ
フスイッチ４１３をオンにする（ステップ５１０のＹｅ
ｓからステップ５１１）。放電しない場合は充放電オン
／オフスイッチ４１３をオフにする（ステップ５１０の
Ｎｏからステップ５１２）。

【００２４】放電時は充電／出力切り替えスイッチ４０
８が出力側にオンの状態であっても、放電オン／オフス
イッチ４１３を通じて電池電圧出力端子４０６から放電
を行うことができる。このようにすると、第一の実施形
態と同様に、充電の場合は接続された任意の電池パック
から充電を開始できる。また、放電の場合は、必要な電
池パックの数に応じて放電電流を流すことができる。な
お、本実施形態では、初期状態として充電／出力切り替
えスイッチ４０８を出力側にオンの状態にしているが、
充電側にオンの状態にしておくことも可能である。

【００２５】第一、第二の実施形態とも、はじめの満充
電のチェックを充放電制御装置内のレジスタを読み取る
方法で行っているが、スイッチの設定を変更すること
で、充電開始後に実行する電池電流と入力電圧を用いた
方法を適用することも可能である。

【００２６】本願発明の各実施形態は定電流充電と定電
圧充電を行うことを想定しているが、各実施形態におい
て、充電オン／オフスイッチに定電圧機能を持たせるこ
とにより、充電電源が定電流源であっても充電を行うこ
とが可能となる。定電圧機能を実現する定電圧回路の例
を図６（ａ）、（ｂ）に示す。なお、定電圧回路はここ
に示した２種類に限定されるものではない。６１、６６
は端子１であり、ここから充電電源が入力される。６
２、６７は端子２であり、ここから二次電池に電源が供
給される。６３はトランジスタであり、出力電圧を制御
する。６４はＯＰアンプであり、基準電圧と端子１の入
力電圧の差を制御信号とし、この制御信号を増幅してト
ランジスタ６３に送る。６５は、Ｄ／Ａコンバータを内
蔵したマイクロコントローラである。図６（ｂ）は、図
６（ａ）のＯＰアンプ６４のかわりにマイクロコントロ
ーラ６５を用いた回路の回路図である。このような回路
を電池パック内の回路に加えると、充電電源となる情報
処理装置や充電器の側の充電回路が、定電圧回路が必要
なくなるぶん、簡単になる。その結果、電池パックを接
続するアダプタの開発もしやすく、価格も低くできる。
また、電池パックのコストは定電圧回路の有無では大差
ないので、情報処理装置と電池パック、充電器と電池パ
ック、といったシステム全体としてのコストを下げるこ
とができる。

【００２７】尚、本願発明の各実施形態では、図２に示
すように複数の電池パックを電気的に接続することが可
能なように、電池パックの側面に設けられた端末どうし
を直接接触させているが、電気的接続の形態としてケー
ブルを用いるなどの他の形態も可能である。また、直接
接触させる場合も、電池パックの側面どうしの接触の他
に、電池パックの上下面に端末を設け、電池パックを重
ねるように配置して、端末どうしを接触させることで、
電気的接続を確保することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の電池パックを電気的に接続可能とし、その複
数の電池パックを任意の順番で逐次充電することができ
る。また、接続した複数の電池パックから必要に応じて
放電することが可能となり、複数の電池パックを接続し
て並列に放電させることで、大容量電池としての利用も
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態における電池パック内
の回路図。

【図２】本発明における複数の電池パック接続の例を示
す図。

【図３】本発明の第一の実施形態における電池パックの
充放電時の動作を示すフローチャート図。

【図４】本発明の第二の実施形態における電池パック内
の回路図。

【図５】本発明の第二の実施形態における電池パックの
充放電時の動作を示すフローチャート図。

【図６】本発明に用いる定電圧回路の回路図。

【符号の説明】 １０１…二次電池、１０２…電池電圧出力／充電入力端
子、１０３…充電出力端子、１０４…マイナス端子、１
０５…マイナス端子、１０６…充電オン／オフスイッ
チ、１０７…充電出力オン／オフスイッチ、１０８…電
流検知器、１０９…電圧検知器、１１０…電圧検知器、
１１１…充放電制御装置、１１２…制御信号端子、１１
３…制御信号端子、１１４…ＬＥＤランプ、２０１…情
報処理装置、２０２…電池パック、２０３…電池パッ
ク、２０４…電池パック、２０５…電池電圧出力／充電
入力端子、２０６…制御信号端子、２０７…マイナス端
子、２０８…充電出力端子、２０９…ＬＥＤランプ、２
１０…ＬＥＤランプ、２１１…ＬＥＤランプ、４０１…
二次電池、４０２…充電入力端子、４０３…充電出力端
子、４０４…マイナス端子、４０５…マイナス端子、４
０６…電池電圧出力端子、４０７…電池電圧出力端子、
４０８…充電／出力切り替えスイッチ、４０９…電流検
知器、４１０…電圧検知器、４１１…電圧検知器、４１
２…充放電制御装置、４１３…放電オン／オフスイッ
チ、４１４…制御信号端子、４１５…制御信号端子、４
１６…ＬＥＤランプ、６１…端子１、６２…端子２、６
３…トランジスタ、６４…ＯＰアンプ、６５…マイクロ
コントローラ、６６…端子１、６７…端子２

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池を具備した電池パックであっ
   て、 前記二次電池に対し充電を行う充電入力端子と、 当該電池パックを介して電気的に接続した別の電池パッ
   クに対し、充電電源からの充電入力を行うための充電出
   力端子と、 複数の電池電圧出力端子と、 複数の充放電の制御信号を入出力する端子とを具備し、 さらに、前記充電入力端子と、前記複数の電池電圧出力
   端子のうち第一の電池電圧出力端子と、前記複数の充放
   電の制御信号を入出力する端子のうち第一の充放電の制
   御信号を入出力する端子は電池パックの側面に配置さ
   れ、前記充電出力端子と、前記複数の電池電圧出力端子
   のうち第二の電池電圧出力端子と、前記複数の充放電の
   制御信号を入出力する端子のうち第二の充放電の制御信
   号を入出力する端子が前記電池パックの側面に対向する
   面に配置されていることを特徴とした電池パック。
2. 【請求項２】 前記充電入力端子は、前記電池電圧出力
   端子の機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１
   記載の電池パック。
3. 【請求項３】 前記電池パックはＬＥＤランプを具備
   し、このＬＥＤランプは前記電池パック残存容量に応じ
   て発光状態を変化させることを特徴とする請求項１記載
   の電池パック。
4. 【請求項４】 前記電池パックは端子に保護カバーを具
   備することを特徴とする請求項１又は３記載の電池パッ
   ク。
5. 【請求項５】 前記電池パックを情報処理装置に接続す
   るための端子を具備することを特徴とする請求項１又は
   ２記載の電池パック。
6. 【請求項６】 電気的に接続された複数の電池パックに
   おいて、 前記電池パックは充電の制御信号を入出力する端子と、 電気的に接続された電池パックに充電入力を行う端子を
   有し、さらに前記制御信号を入出力する端子から取得し
   た充電制御情報に基づき、前記充電入力から入力された
   電源を用いて、充電制御を実行する手段を具備し、電気
   的に接続された複数個の電池パックのうち、接続順に関
   わらず、任意の電池パックに対して充電することを特徴
   とする充放電制御装置。
7. 【請求項７】 前記充放電制御装置による電池パックの
   充電制御を実行する手段は、前記制御信号を入出力する
   端子を通じて、前記電池パック内の二次電池の充電開始
   を通知されることを特徴とする請求項６記載の充放電制
   御装置。
8. 【請求項８】 前記充電制御を実行する手段は、前記電
   池パック内の二次電池の電池電流の値と、前記充電入力
   端子からの入力電圧の値から前記電池パックの満充電を
   判定する手段を具備することを特徴とする請求項７記載
   の充放電制御装置。
9. 【請求項９】 前記充電制御を実行する手段は、充放電
   を示すデータを記憶する手段を具備し、前記満充電の判
   定により、満充電であるという情報を前記記憶手段に格
   納することを特徴とする請求項８記載の充放電制御装
   置。
10. 【請求項１０】 電気的に接続された複数の電池パック
    において、 前記電池パックは放電の制御信号を入出力する端子を有
    し、 さらに前記制御信号を入出力する端子から取得した放電
    制御情報に基づき、放電制御を実行する手段を具備し、
    電気的に接続された複数個の電池パックのうち、接続順
    に関わらず、任意の電池パックから電源供給として放電
    することを特徴とする充放電制御装置。
11. 【請求項１１】 前記放電制御を実行する手段は、前記
    制御信号を入出力する端子を通じて前記電池パックの充
    電状態に関する情報を情報処理装置へ通知することを特
    徴とする請求項１０記載の充放電制御装置。
12. 【請求項１２】 前記充放電制御装置による電池パック
    の放電制御を実行する手段は、前記制御信号を入出力す
    る端子を通じて、前記電池パック内の二次電池の放電開
    始を通知されることを特徴とする請求項１１記載の充放
    電制御装置。
13. 【請求項１３】 前記放電制御を実行する手段は、前記
    情報処理装置が、負荷に応じた必要電流量を計算し、こ
    の必要電流量と電池パックの充電状態に応じて、放電す
    る電池パックを示す情報を前記制御信号を入出力する端
    子を通じて、通知されることを特徴とする請求項１２記
    載の充放電制御装置。
14. 【請求項１４】 二次電池と前記二次電池に対し充電を
    行う充電入力端子と、 当該電池パックを介して電気的に接続した別の電池パッ
    クに対し、充電電源からの充電入力を行うための充電出
    力端子と、 複数の電池電圧出力端子と、 複数の充放電の制御信号を入出力する端子と、 前記充電入力端子からの充電入力の有無を検知する手段
    と、 充電電源の供給先として前記電池パック内の二次電池
    か、前記充電出力端子かを選択する手段と、 電池パックの放電時に、他の電池パックの電池電圧出力
    による当該電池パック内の二次電池の充電を防ぐ手段と
    を具備することを特徴とする電池パック。
15. 【請求項１５】 前記充電入力端子からの入力に従って
    定電圧充電を行うための定電圧回路を具備することを特
    徴とする請求項１４記載の電池パック。