(57)【要約】【課題】簡素な構成にて、バッテリを確実に所望の充電電圧レベルまで充電させるようにしつつ、各セルを過充電から確実に保護できるようにする。【解決手段】バッテリパック１は、直列接続された複数のバッテリセル６，７，８，９からなるバッテリ１１と、このバッテリ１１の正極と負極の間に接続されてバッテリ１１全体の放電を行うための放電抵抗１９および放電用スイッチ１７とを備える。第２保護ＩＣ１３は、各バッテリセル６〜９のセル電圧をそれぞれ監視して所定の過充電検出閾値に達したか否かを検出し、少なくとも１つのセル電圧が過充電検出閾値に達した場合に、放電用スイッチ１７をオンさせてバッテリ１１を放電させる。【選択図】図１
2014018034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数のバッテリセルからなるバッテリと、
前記バッテリの正極と負極の間に接続されて前記バッテリ全体の放電を行うための放電部と、
前記各バッテリセルの電圧をそれぞれ監視して所定の過充電検出閾値に達したか否かを検出する過充電検出部と、
前記過充電検出部によって、少なくとも１つの前記バッテリセルの電圧が前記過充電検出閾値に達したことが検出された場合に、前記放電部による前記バッテリの放電を開始させる放電制御部と、
を備えることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリパックであって、
前記放電制御部は、前記過充電検出閾値に達したことが検出された前記バッテリセルの電圧が、前記放電部による前記バッテリの放電を開始させた後、前記過充電検出閾値よりも低い所定の放電解除閾値以下になったときに、前記放電を停止させる
ことを特徴とするバッテリパック。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバッテリパックであって、
前記各バッテリセルの電圧をそれぞれ監視して前記過充電検出閾値よりも低い所定の充電停止閾値に達したか否かを検出する充電停止電圧検出部と、
前記充電停止電圧検出部によって、少なくとも１つの前記バッテリセルの電圧が前記充電停止閾値に達したことが検出された場合に、その旨を示す所定の充電停止信号を出力する充電停止信号出力部と、
を備えることを特徴とするバッテリパック。
【請求項４】
請求項２に記載のバッテリパックであって、
前記各バッテリセルの電圧をそれぞれ監視して前記過充電検出閾値よりも低い所定の充電停止閾値に達したか否かを検出する充電停止電圧検出部と、
前記充電停止電圧検出部によって、少なくとも１つの前記バッテリセルの電圧が前記充電停止閾値に達したことが検出された場合に、その旨を示す所定の充電停止信号を出力する充電停止信号出力部と、
を備え、
前記放電解除閾値は、前記充電停止閾値より低い値に設定されている
ことを特徴とするバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された複数のバッテリセルからなるバッテリを備えたバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリパックとして、直列接続された複数のバッテリセル（以下単に「セル」ともいう）の各々の電圧（セル電圧）を監視して各セルを過電圧から保護する過電圧保護機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
具体的な保護機能としては、特許文献１にも記載されているように、保護回路を設け、この保護回路により、充電中の各セルのセル電圧を個々に監視して、セル電圧が過電圧検出電圧になると充電を強制的に停止させるという機能が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４６２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電時に各セルを過電圧から保護するための閾値である保護電圧（上記の過電圧検出電圧に相当）は、正常に充電が行われているならば通常はその値に達することがないような電圧に設定されるが、この保護電圧は、バッテリの充電が完了した時（例えば満充電時）のセル電圧（以下「充電完了セル電圧」という）にあまり近い値にすることはできず、充電完了セル電圧よりもある程度高い値に設定する必要がある。なぜなら、保護電圧が充電完了セル電圧に近いと、保護回路を構成する電子部品の誤差や回路全体の各種誤差などの種々の要因で、実際にはまだ充電完了セル電圧に達していないにもかかわらず、保護電圧に達したと判断されて充電が強制的に停止されてしまうおそれがあるからである。
【０００６】
そのため、上述した各種誤差等を考慮した上で各セルを確実に充電完了セル電圧まで充電させるようにするためには、保護電圧はあまり低い値にはできず、充電完了セル電圧よりもある程度高い電圧に設定せざるを得ない。
【０００７】
しかし、保護電圧を高くすると、その値によっては、セルを十分に保護できない領域に近づいてしまう（あるいはその領域に入ってしまう）おそれがある。仮に、保護電圧が高すぎてセルを十分に保護できない領域に入ってしまうと、その保護電圧にて充電を強制停止させたとしても、セル電圧がその高い保護電圧の状態で維持されるため、あまり好ましくはない。
【０００８】
つまり、各セルを充電完了セル電圧に充電させること（ひいてはバッテリを確実に所望の充電電圧レベルまで充電させること）と、各セルを過充電から確実に保護することとは、互いにトレードオフの関係にあり、両者を共に満足するような適切な保護電圧を設定することが難しかった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡素な構成にて、バッテリを確実に所望の充電電圧レベルまで充電させるようにしつつ、各セルを過充電から確実に保護できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明は、直列接続された複数のバッテリセルからなるバッテリと、このバッテリの正極と負極の間に接続されてバッテリ全体の放電を行うための放電部と、各バッテリセルの電圧をそれぞれ監視して所定の過充電検出閾値に達したか否かを検出する過充電検出部と、この過充電検出部によって、少なくとも１つのバッテリセルの電圧が過充電検出閾値に達したことが検出された場合に、放電部によるバッテリの放電を開始させる放電制御部と、を備えることを特徴とするバッテリパックである。
【００１１】
このように構成された本発明のバッテリパックでは、少なくとも１つのバッテリセルの電圧が過充電検出閾値に達すると、バッテリパック全体が放電されるため、そのバッテリセルの電圧を迅速かつ確実に低下させることができる。そのため、過充電検出閾値を、各バッテリセルの通常充電時の充電電圧に近い値とする必要は必ずしもなく、通常充電電圧よりもある程度度高い値に設定することができる。仮に、過充電検出閾値を、その値のまま継続されるのは好ましくないような高い値に設定したとしても、本発明では、その高い値に維持されるわけではなく、その高い値に到達したら迅速に放電されて電圧が低下するからである。
【００１２】
しかも、本発明のバッテリパックは、バッテリセル単位で放電させるのではなく、放電部によってバッテリ全体を放電させる構成である。そのため、バッテリセル単位で放電させるように構成する場合に比べて、簡素な構成で放電を実現することができる。
【００１３】
従って、本発明のバッテリパックによれば、簡素な構成にて、バッテリを確実に所望の充電電圧レベル（通常充電電圧）まで充電させるようにしつつ、各バッテリセルを過充電から確実に保護することができる。
【００１４】
放電制御部は、過充電検出閾値に達したことが検出されたバッテリセルの電圧が、放電部によるバッテリの放電を開始させた後、過充電検出閾値よりも低い所定の放電解除閾値以下になったときに、放電を停止させるようにするとよい。
【００１５】
放電解除閾値を適宜設定することで、仮に過充電状態（バッテリセルの電圧が過充電検出閾値に達する状態）が発生してバッテリの放電が行われても、放電量を必要十分に抑えることができ、バッテリ電圧を適切なレベル（例えば満充電に近いレベル）に保つことができる。
【００１６】
本発明のバッテリパックは、更に、各バッテリセルの電圧をそれぞれ監視して過充電検出閾値よりも低い所定の充電停止閾値に達したか否かを検出する充電停止電圧検出部と、この充電停止電圧検出部によって、少なくとも１つのバッテリセルの電圧が充電停止閾値に達したことが検出された場合に、その旨を示す所定の充電停止信号を出力する充電停止信号出力部と、を備えたものであるとよい。
【００１７】
このように構成されたバッテリパックによれば、バッテリセルの電圧が充電停止閾値に達した場合は充電停止信号を出力するため、例えば、バッテリの充電を行う充電装置側においてバッテリパックから充電停止信号を受信したらバッテリの充電を停止するなどといった制御を行うことが可能となる。
【００１８】
つまり、過充電検出閾値を基準にバッテリセルを保護するよりも前の段階で、充電停止閾値を基準にバッテリセルを保護するという、２重の保護を実現することができる。そして、そのように２重の保護を実現することで、放電部によるバッテリの保護動作が無駄に行われることを防ぐことができる。
【００１９】
即ち、通常はバッテリセルの電圧が充電停止閾値を超えることがないようにしつつ、何らかの異常によって充電停止信号が出力されることなく（または充電停止信号が出力されたにもかかわらず）バッテリセルの電圧が充電停止閾値を超えてさらに上昇した場合には、放電部を動作させて過充電から保護する、という機能を実現することができる。
【００２０】
また、上記のように充電停止電圧検出部と充電停止信号出力部とを備えた構成であって、且つ、過充電検出閾値に達したことが検出されたバッテリセルの電圧が放電部によるバッテリの放電開始後に所定の放電解除閾値以下になったならば放電を停止させるように構成されている場合は、放電解除閾値は、充電停止閾値より低い値に設定するとよい。
【００２１】
このように放電解除閾値を充電停止閾値より低い値に設定することで、過充電状態となったバッテリセルを十分に放電させることができ、そのバッテリセルの電圧が、充電停止閾値以上の値で保持されるのを防ぐことができる。そのため、より確実に、各バッテリセルを過充電から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態のバッテリパックおよび充電器の概略構成を表す構成図である。
【図２】各保護ＩＣによるセル電圧の保護動作例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、バッテリパック１は、内部にバッテリ（二次電池）１１を搭載したものであり、充電器３に接続することによって充電器３からバッテリ１１を充電できるよう構成されている。なお、図１は、バッテリパック１が充電器３に装着されて両者が電気的にも接続された状態を示している。
【００２４】
バッテリパック１は、図示しない電動工具などの各種電気機器に着脱可能であって、これら電動工具等の動作用電源として用いられるものである。
バッテリパック１は、図１に示すように、バッテリ１１と、第１保護ＩＣ１２と、第２保護ＩＣ１３と、完了信号出力スイッチ１６と、放電用スイッチ１７と、過充電信号出力スイッチ１８と、放電抵抗１９と、正極側端子２１と、負極側端子２２と、完了信号出力端子２３と、過充電信号出力端子２４とを備えている。
【００２５】
バッテリ１１は、複数（本実施形態では４個）のセル（バッテリセル）６，７，８，９が直列接続されて構成されている。本実施形態の各セル６，７，８，９は、単体で通常約３．６Ｖの直流電圧を発生するリチウムイオン二次電池である。そのため、バッテリ１１全体の電圧の定格は直流１４．４Ｖである。なお、図１に示したバッテリ１１の構成はあくまでも一例であり、バッテリ１１を構成する各セルの数や接続状態、電圧等は、図１の構成に限定されるものではない。
【００２６】
バッテリ１１の正極（最も高電位側のセル６の正極）は、正極側端子２１に接続されており、バッテリ１１の負極（最も低電位側のセル９の負極）は、負極側端子２２に接続されている。
【００２７】
第１保護ＩＣ１２は、バッテリ１１を構成する各セル６〜９の各電圧（セル電圧）をそれぞれ監視して、第１の保護電圧Ｖｐ１（例えば４．２５Ｖ）に達したか否かを検出する。そして、何れか１つでもセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達した場合に、完了信号出力スイッチ１６をオンさせることによって、完了信号出力端子２３から完了信号を出力させる。
【００２８】
完了信号出力スイッチ１６は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ゲートが第１保護ＩＣ１２に接続され、ソースがグランドに接続され、ドレインが完了信号出力端子２３に接続されている。
【００２９】
完了信号出力スイッチ１６は、通常は、ゲートにＬｏｗレベルの電圧が印加されてオフ状態である。一方、何れか１つでもセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達すると、第１保護ＩＣ１２からＨｉｇｈレベルの電圧が完了信号出力スイッチ１６のゲートに印加され、これにより完了信号出力スイッチ１６がオンする。これにより、完了信号出力端子２３からバッテリパック１内部をみたインピーダンスは、完了信号出力スイッチ１６がオフのときはグランドから絶縁された高インピーダンスとなるのに対し、完了信号出力スイッチ１６がオンのときはグランドに接続された低インピーダンスとなる。この低インピーダンス状態が完了信号として充電器３へ出力されることとなる。
【００３０】
なお、詳細は後述するが、充電器３によるバッテリ１１の充電開始後、何れかのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達してバッテリパック１から完了信号が出力されると、充電器３は、バッテリ１１の充電を停止する。そのため、通常は、各セルのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１を超えてさらに上昇することはない。
【００３１】
第２保護ＩＣ１３は、バッテリ１１を構成する各セル６〜９の各電圧（セル電圧）をそれぞれ監視して、上記の第１の保護電圧Ｖｐ１よりも高い第２の保護電圧Ｖｐ２（例えば４．３Ｖ）に達したか否かを検出する。そして、何れか１つでもセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達した場合に、過充電信号出力スイッチ１８をオンさせることによって、過充電信号出力端子２４から過充電信号を出力させる。
【００３２】
過充電信号出力スイッチ１８は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ゲートが第２保護ＩＣ１３に接続され、ソースがグランドに接続され、ドレインが過充電信号出力端子２４に接続されている。
【００３３】
また、第２保護ＩＣ１３は、何れか１つでもセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達した場合、放電用スイッチ１７をオンさせることによって、バッテリ１１を放電させる。
放電用スイッチ１７もＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ゲートが第２保護ＩＣ１３に接続され、ソースがグランドに接続され、ドレインが放電抵抗１９を介してバッテリ１１の正極に接続されている。放電抵抗１９は、一端が放電用スイッチ１７のドレインに接続されて他端がバッテリ１１の正極に接続された抵抗素子である。そのため、放電用スイッチ１７がオンされると、バッテリ１１から放電抵抗１９および放電用スイッチ１７を介して電流が流れ、これによりバッテリ１１の放電が行われる。
【００３４】
放電用スイッチ１７および過充電信号出力スイッチ１８は、通常は、ゲートにＬｏｗレベルの電圧が印加されてオフ状態である。一方、何れか１つでもセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達すると、第２保護ＩＣ１３からＨｉｇｈレベルの電圧が放電用スイッチ１７および過充電信号出力スイッチ１８の各ゲートに印加され、放電用スイッチ１７および過充電信号出力スイッチ１８が共にオンする。
【００３５】
これにより、上述したようにバッテリ１１から放電抵抗１９を介して放電が行われる。また、過充電信号出力端子２４からバッテリパック１内部をみたインピーダンスは、過充電信号出力スイッチ１８がオフのときはグランドから絶縁された高インピーダンスとなるのに対し、過充電信号出力スイッチ１８がオンのときはグランドに接続された低インピーダンスとなる。この低インピーダンス状態が過充電信号として充電器３へ出力されることとなる。
【００３６】
また、第２保護ＩＣ１３は、何れかのセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達したことによってバッテリ１１の放電を開始した後、そのセル電圧が第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になったときに、放電用スイッチ１７をオフしてバッテリ１１の放電を停止させる。この第２の保護解除電圧Ｖｒは、第２の保護電圧Ｖｐ２より低い値であることはいうまでもないが、本実施形態では、第１の保護電圧Ｖｐ１よりも低い値（例えば４．１Ｖ）に設定されている。
【００３７】
なお、充電時に複数のセルのセル電圧が同時に第２の保護電圧Ｖｐ２に到達することも起こり得る。その場合、第２保護ＩＣ１３は、その同時に第２の保護電圧Ｖｐ２に達した複数のセルの全てが第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になったときに、バッテリ１１の放電を停止させる。
【００３８】
各スイッチ１６，１７，１８は、本実施形態ではいずれもＭＯＳＦＥＴとしたが、各スイッチ１６，１７，１８をＭＯＳＦＥＴで構成することはあくまでも一例である。
次に、充電器３について説明する。充電器３は、図１に示すように、充電用電源回路３１と、電流検出回路３２と、充電制御部３３と、表示部３４と、正極側端子４１と、負極側端子４２と、完了信号入力端子４３と、過充電信号入力端子４４と、を備えている。
【００３９】
充電用電源回路３１は、図示しない整流回路からの整流出力に基づいてバッテリ１１への直流の充電電力を生成するスイッチング電源回路であり、充電制御部３３により駆動制御される。なお、図示しない整流回路は、商用電源等の交流（ＡＣ）電源から供給される交流電圧を整流するものである。
【００４０】
電流検出回路３２は、負極側端子４２から充電用電源回路３１の正・負各出力端子（図示略）のうち負極端子に至る通電経路上に設けられ、この通電経路を流れる電流、即ちバッテリ１１に充電される充電電流を検出する。本実施形態の電流検出回路３２は、主に、負極側端子４２から充電用電源回路３１の負極端子に至る通電経路上に設けられたシャント抵抗からなるものであり、このシャント抵抗の電圧を、電流を示す検出値として充電制御部３３へ出力する。
【００４１】
充電制御部３３は、バッテリパック１のバッテリ１１の電圧（バッテリ電圧）や電流検出回路３２により検出された電流（充電電流）などに基づいて充電用電源回路３１を駆動制御することで、バッテリ１１への充電パターン（充電電流、充電電圧等）を制御する。
【００４２】
より具体的には、本実施形態では、充電制御部３３はいわゆるＣＶＣＣ（定電流定電圧）充電によりバッテリ１１の充電を制御する。つまり、バッテリ電圧が所定の充電電圧（例えば１６．６Ｖ）に達するまでは一定の充電電流にて充電を行うＣＣ充電を行う。そして、バッテリ電圧が所定の充電電圧に到達したら、その充電電圧を保ちつつ充電電流を制御して充電を行うＣＶ充電に切り替える。そして、所定の充電完了条件が成立したときに、充電を停止する。
【００４３】
また、充電制御部３３は、バッテリ１１の充電中、バッテリパック１から完了信号が入力された場合は（即ち完了信号入力端子４３からＬｏｗレベルの完了信号が入力された場合は）、充電がまだ完了していなくても、バッテリ１１の充電を強制的に停止させる。つまり、何れかのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達したことによりバッテリパック１から完了信号が入力された場合は、そのセルを保護すべく、充電を停止させるのである。そのため、第１保護ＩＣ１２は、各セルのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１を超えないように各セルを保護するための保護手段であるといえる。
【００４４】
この第１保護ＩＣ１２により、通常は、セル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２にまで達することはなく、第２保護ＩＣ１３によるバッテリ１１の放電および過充電信号出力が行われることはない。
【００４５】
しかし、例えば第１保護ＩＣ１２の異常や完了信号出力スイッチ１６の異常などの何らかの要因によって、セル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達したにもかかわらず、バッテリパック１から充電器３へ完了信号が出力されない状態になってしまうおそれがある。
【００４６】
そこで、そのような異常状態に備えた２重の保護用として、第２保護ＩＣ１３が設けられているのであり、この第２保護ＩＣ１３によって、セル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２を超えることがないように保護される。
【００４７】
即ち、セル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達した場合は、既述の通り、バッテリパック１においてはバッテリ１１の放電および過充電信号の出力が行われる。そして、充電器３においては、バッテリパック１から過充電信号を受信すると（即ち過充電信号入力端子４４からＬｏｗレベルの過充電信号が入力された場合は）、充電がまだ完了していなくても、バッテリ１１の充電を強制的に停止させる。つまり、何れかのセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達したことによりバッテリパック１から過充電信号が入力された場合は、そのセルを保護すべく、充電を停止させるのである。そのため、第２保護ＩＣ１３は、仮に何れかのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１を超えてしまったとしても第２の保護電圧Ｖｐ２は超えないように各セルを保護するための、２重保護用の保護手段（セカンドプロテクター）であるといえる。
【００４８】
なお、充電制御部３３は、バッテリパック１から過充電信号が入力されたときは、表示部３４によるエラー表示も行う。表示部３４は、例えばＬＥＤや液晶表示パネルなどの各種の発光・表示デバイスにより構成されている。
【００４９】
次に、バッテリパック１の充電中における、セル電圧の変化例について、図２を用いて説明する。図２において、破線で示している波形は、バッテリ１全体の充電が完了する前にあるセルのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達する場合であって且つ完了信号の出力が正常に行われる正常な状態のセル電圧の変化例である。一方、実線で示している波形は、何らかの要因で完了信号が出力されない異常状態となっていて、バッテリ１全体の充電が完了する前に、あるセルのセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達する場合のセル電圧の変化例である。
【００５０】
図２に破線で示すように、完了信号が正常に出力される状態の場合は、充電中にいずれかのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達すると、第１保護ＩＣ１２の動作によってバッテリパック１から充電器３へ完了信号が出力される。これにより、充電器３によるバッテリ１１の充電は停止されるため、そのセル電圧は第１の保護電圧Ｖｐ１をさらに超えることはなく、第１の保護電圧Ｖｐ１に維持される。
【００５１】
一方、図２に実線で示すように、完了信号が正常に出力されない異常時においては、充電中、仮にいずれかのセル電圧が第１の保護電圧Ｖｐ１に達しても、充電は継続して行われる。そのため、そのセル電圧は第１の保護電圧Ｖｐ１を超えてさらに上昇していってしまう。
【００５２】
しかし、そのセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に到達すると、前述のように充電が強制的に停止された上、第２保護ＩＣ１３によってバッテリ１１の放電が行われるため、そのセル電圧は徐々に低下していく。そして、第２保護ＩＣ１３は、その第２の保護電圧Ｖｐ２に達していたセルのセル電圧が第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になると、バッテリ１１の放電を停止させる。そのため、第２の保護電圧Ｖｐ２まで上昇したセルのセル電圧は、バッテリ１１の放電により徐々に低下していくものの、第２の保護解除電圧Ｖｒに到達したところで放電が停止される。そのため、その第２の保護解除電圧Ｖｒに維持されることになる。
【００５３】
仮に充電時に複数のセルのセル電圧が同時に第２の保護電圧Ｖｐ２に到達した場合は、既述の通り、その複数のセル全てが第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になったときにバッテリ１１の放電が停止される。なお、充電時に何れかのセルが第２の保護電圧Ｖｐ２に到達したことによりバッテリ１１の放電が開始された場合、そのセルが第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になるまで放電させることで、一般的には、全てのセルが第２の保護解除電圧Ｖｒ以下となる。
【００５４】
このように、本実施形態のバッテリパック１は、第１保護ＩＣ１２および第２保護ＩＣ１３からなる２重の過充電保護が構築されている。このような２重保護の構成の場合、従来は、第２の保護電圧Ｖｐ２を高く設定できないという問題があった。しかし本実施形態では、何れかのセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達したら、そこで単に充電を停止させるだけではなく、バッテリ１１全体を放電させることで、そのセル電圧を低下させるようにしている。つまり、セル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２のまま維持されることはない。そのため、第２の保護電圧Ｖｐ２をより高い値に設定することができる。言い換えれば、第１の保護電圧Ｖｐ１を高めに設定しても、その第１の保護電圧Ｖｐ１に対してより高く適切な値の第２の保護電圧Ｖｐ２を設定することができる。
【００５５】
従って、本実施形態のバッテリパック１によれば、簡素な構成にて、バッテリを確実に所望の充電電圧レベル（通常充電電圧）まで充電させるようにしつつ、各セルを過充電から確実に保護することができる。
【００５６】
なお、バッテリ１１を放電させるにあたっては、例えば、セル毎に放電回路を設けて個別に放電させる方法も考えられる。しかしそのような方法では、放電回路の構成が全体として複雑になって部品点数も多くなり、放電のための制御も複雑となる。
【００５７】
これに対し、本実施形態では、バッテリ１１全体を放電させるという簡易的な構成を採用している。そのため、各セルのセル電圧を監視する機能を安価で実現でき、ひいてはバッテリパック１全体のコストアップを抑制できる。
【００５８】
また、第２保護ＩＣ１３によるバッテリ１１の放電開始後、第２の保護電圧Ｖｐ２に達していたセルの電圧が第２の保護解除電圧Ｖｒ以下になった場合には放電が停止される。そのため、第２の保護解除電圧Ｖｒを適切な値に設定することで、過充電によりバッテリ１１の放電が行われても放電量を必要十分に抑えることができ、各セルの電圧を適切なレベル（例えば満充電に近いレベル）に保つことができる。
【００５９】
また、本実施形態では、通常はセル電圧が第２の保護電圧Ｖｐ２に達する前に第１の保護電圧Ｖｐ１に達した時点で完了信号が出力され、これにより充電が停止される。このような２重保護が構築されていることで、第２保護ＩＣ１３によるバッテリ１１の放電が無駄に行われてしまうのを防ぐことができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、放電抵抗１９および放電用スイッチ１７は本発明の放電部の一例に相当し、第２保護ＩＣ１３は本発明の過充電検出部および放電制御部の一例に相当し、第１保護ＩＣ１２は本発明の充電停止電圧検出部の一例に相当し、第１の保護電圧Ｖｐ１は本発明の充電停止閾値の一例に相当し、第２の保護電圧Ｖｐ２は本発明の過充電検出閾値の一例に相当し、第２の保護解除電圧Ｖｒは本発明の放電解除閾値の一例に相当する。また、第１保護ＩＣ１２および完了信号出力スイッチ１６により本発明の充電停止信号出力部の一例が構成される。
【００６１】
［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００６２】
例えば、上記実施形態では、第１の保護電圧Ｖｐ１を４．２５Ｖとし、第２の保護電圧Ｖｐ２を４．３Ｖとし、第２の保護解除電圧Ｖｒを４．１Ｖとしたが、これら電圧値はあくまでも一例であることはいうまでもない。
【００６３】
また、上記実施形態では、第２の保護解除電圧Ｖｒを第１の保護電圧Ｖｐ１より低い値に設定したが、これは必須ではなく、第２の保護解除電圧Ｖｒを第１の保護電圧Ｖｐ１以上の値に設定してもよい。つまり、第２の保護解除電圧Ｖｒは、第２の保護電圧Ｖｐ２よりも低い範囲内において適宜設定することができる。
【００６４】
ただし、本来、セル電圧が第１の保護電圧Ｖｐを超えた状態で維持されるのは好ましくはい。そのため、第２の保護解除電圧Ｖｒは、第１の保護電圧Ｖｐ１以下の範囲内で設定するのが好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態では、放電用スイッチ１７および放電抵抗１９によりバッテリ１１の放電を行う構成としたが、このような構成はあくまでも一例であり、バッテリ１１全体を放電できる限りその具体的構成は種々考えられる。
【００６６】
また、第１保護ＩＣ１２および第２保護ＩＣ１３の各機能のうち少なくとも一部又は全てを、マイコンによるソフトウェア処理により実現してもよい。
また、本発明の適用は、必ずしも２重保護機能を備えたバッテリパック１への適用に限定されるものではない。例えば、第１保護ＩＣ１２を備えず第２保護ＩＣ１３の機能を備えたバッテリパックに対しても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１…バッテリパック、３…充電器、６〜９…セル、１１…バッテリ、１２…第１保護ＩＣ、１３…第２保護ＩＣ、１６…完了信号出力スイッチ、１７…放電用スイッチ、１８…過充電信号出力スイッチ、１９…放電抵抗、２１，４１…正極側端子、２２，４２…負極側端子、２３…完了信号出力端子、２４…過充電信号出力端子、３１…充電用電源回路、３２…電流検出回路、３３…充電制御部、３４…表示部、４３…完了信号入力端子、４４…過充電信号入力端子
【図１】
2014018034.tif 000003
【図２】
2014018034.tif 000004