(57)【要約】【課題】液体が付着した箇所を簡単な回路を用いて検出する液体の付着箇所検出方法、液体の付着箇所検出回路及び該付着箇所検出回路を備えるパック電池を提供する。【解決手段】抵抗値が異なる複数の抵抗器８１，８２，・・９１を直列に接続してなる電気回路８と、ＭＯＳＦＥＴ７１を介してＶｃｃに接続される抵抗器７２との直列回路にＶｃｃの電圧を印加して、電気回路８及び抵抗器７２の接続点の電圧を検出する。この検出電圧は、電気回路８を構成する抵抗器８１，８２，・・９１のうち、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を除く他の抵抗器の直列抵抗に応じて異なる電圧となるため、検出電圧に基づいて実質的に短絡した抵抗器が特定される。これにより、実質的に短絡したことが特定された抵抗器に係る箇所に、液体が付着したことが検出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列的に接続された複数の抵抗器を有する電気回路を用いて液体の付着箇所を検出する方法であって、
前記抵抗器は、夫々の抵抗値が異なり、
前記電気回路及び所定の抵抗回路からなる直列回路に所定の電圧を印加し、
前記電気回路及び所定の抵抗回路の接続点の電圧を検出し、
検出した電圧に基づいて、実質的に短絡した抵抗器を特定すること
を特徴とする液体の付着箇所検出方法。
【請求項２】
前記抵抗器は、夫々の抵抗値が等比数列をなし、
検出した電圧に基づいて、１又は複数の抵抗器を特定すること
を特徴とする請求項１に記載の液体の付着箇所検出方法。
【請求項３】
前記抵抗器は、抵抗値の大小順に接続してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体の付着箇所検出方法。
【請求項４】
直列的に接続された複数の抵抗器を有する電気回路を備える液体の付着箇所検出回路において、
前記抵抗器は、夫々の抵抗値が異なり、
前記電気回路及び所定の抵抗回路からなる直列回路に所定の電圧を印加する手段と、
該手段が印加した場合、前記電気回路及び所定の抵抗回路の接続点の電圧を検出する手段と、
該手段が検出した電圧に基づいて、実質的に短絡した抵抗器を特定する特定手段とを備えること
を特徴とする液体の付着箇所検出回路。
【請求項５】
前記抵抗器は、夫々の抵抗値が等比数列をなし、
前記特定手段は、検出した電圧に基づいて、１又は複数の抵抗器を特定するようにしてあること
を特徴とする請求項４に記載の液体の付着箇所検出回路。
【請求項６】
前記抵抗器は、抵抗値の大小順に接続してあることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体の付着箇所検出回路。
【請求項７】
請求項４から６の何れか１項に記載の液体の付着箇所検出回路と二次電池とを備えるパック電池において、
前記付着箇所検出回路が備える抵抗器と該抵抗器夫々に係る情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記二次電池の充放電路に介装された第１スイッチと、
前記二次電池及び第１スイッチの間に介装された非復帰型の第２スイッチと、
前記第１及び第２スイッチをオフさせる制御部と、
前記付着箇所検出回路が備える特定手段が特定した抵抗器に対応して前記記憶部に記憶されている情報を読み出す読出手段とを備え、
前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び自身のうちの少なくとも１つに係る情報である場合、前記第２スイッチをオフさせるようにしてあること
を特徴とするパック電池。
【請求項８】
前記二次電池を充放電するための端子部を備え、
前記第１スイッチは、充電電流及び放電電流の夫々を遮断するための第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の直列回路からなり、
前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記端子部に係る情報である場合、前記第１スイッチング素子をオフさせるようにしてあること
を特徴とする請求項７に記載のパック電池。
【請求項９】
前記二次電池を過充電及び／又は過放電から保護する保護回路を備え、
前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記保護回路に係る情報である場合、所定の報知を行うようにしてあること
を特徴とする請求項７又は８に記載のパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の付着箇所を検出する液体の付着箇所検出方法、液体の付着箇所検出回路、及び該付着箇所検出回路を備えるパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
水、ジュース、コーヒー等の液体、又は、電池を含む回路部品から漏液した液体が電気回路に付着した場合、電気回路に含まれる回路部品の端子間及び電気回路内の配線間で短絡が生じて回路部品が発熱したり、電気回路が異常動作したりする虞がある。また、時間の経過と共に回路部品及び配線が腐食する虞もある。電気回路がケースに収容されている場合であっても、外部との接続用のコネクタ部から液体が浸入するのを完全に防止することは困難である。
【０００３】
さて、液体の付着に起因する上述のような不具合を防止するために、回路部品及び配線部分にシリコン樹脂等のコーティング剤を塗布することが行われているが、これに伴う製造工数が増大する上に材料費を含めたコストアップの要因となる。また、コーティングを行うことによって、液体の付着による悪影響が広範囲に及ぶまで不具合が顕在化しないというデメリットもある。一方、液体の付着による電気回路への影響度は液体が付着した箇所によって異なるため、特にコーティングを行わない場合は、液体が付着した箇所を速やかに検出することが重要となる。
【０００４】
例えば特許文献１では、回路基板上に漏液検出電極を複数分散させて配置しておき、何れかの漏液検出電極に電流が通電したときに漏液を検出する漏液検出装置が開示されている。また、特許文献２では、複数直列に接続された電池の表面に、抵抗値が等しい複数の抵抗器を直列接続した抵抗回路を配設しておき、漏液した電池から抵抗回路及びアースを介して漏液検出回路に漏電電流が流入したときに、漏液検出回路の出力電圧に基づいて漏液箇所を特定する漏液検出方法及び検出回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２２８４号公報
【特許文献２】特開２００２−７５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、漏液箇所を特定するには、漏液検出電極ごとに漏液検出装置が必要となるため、検出装置全体の回路規模が大きくなるという問題があった。また、特許文献２に開示された技術では、電池から漏電があった場合にのみ漏液箇所が特定されるため、漏液した液体が付着しても電池からの漏電を伴わない場合には、漏液箇所を特定することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体が付着した箇所を簡単な回路を用いて検出する液体の付着箇所検出方法、液体の付着箇所検出回路及び該付着箇所検出回路を備えるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液体の付着箇所検出方法は、直列的に接続された複数の抵抗器を有する電気回路を用いて液体の付着箇所を検出する方法であって、前記抵抗器は、夫々の抵抗値が異なり、前記電気回路及び所定の抵抗回路からなる直列回路に所定の電圧を印加し、前記電気回路及び所定の抵抗回路の接続点の電圧を検出し、検出した電圧に基づいて、実質的に短絡した抵抗器を特定することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る液体の付着箇所検出方法は、前記抵抗器は、夫々の抵抗値が等比数列をなし、検出した電圧に基づいて、１又は複数の抵抗器を特定することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る液体の付着箇所検出方法は、前記抵抗器は、抵抗値の大小順に接続してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る液体の付着箇所検出回路は、直列的に接続された複数の抵抗器を有する電気回路を備える液体の付着箇所検出回路において、前記抵抗器は、夫々の抵抗値が異なり、前記電気回路及び所定の抵抗回路からなる直列回路に所定の電圧を印加する手段と、該手段が印加した場合、前記電気回路及び所定の抵抗回路の接続点の電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧に基づいて、実質的に短絡した抵抗器を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る液体の付着箇所検出回路は、前記抵抗器は、夫々の抵抗値が等比数列をなし、前記特定手段は、検出した電圧に基づいて、１又は複数の抵抗器を特定するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る液体の付着箇所検出回路は、前記抵抗器は、抵抗値の大小順に接続してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るパック電池は、上述の付着箇所検出回路と二次電池とを備えるパック電池において、前記付着箇所検出回路が備える抵抗器と該抵抗器夫々に係る情報とを対応付けて記憶する記憶部と、前記二次電池の充放電路に介装された第１スイッチと、前記二次電池及び第１スイッチの間に介装された非復帰型の第２スイッチと、前記第１及び第２スイッチをオフさせる制御部と、前記付着箇所検出回路が備える特定手段が特定した抵抗器に対応して前記記憶部に記憶されている情報を読み出す読出手段とを備え、前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び自身のうちの少なくとも１つに係る情報である場合、前記第２スイッチをオフさせるようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池を充放電するための端子部を備え、前記第１スイッチは、充電電流及び放電電流の夫々を遮断するための第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の直列回路からなり、前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記端子部に係る情報である場合、前記第１スイッチング素子をオフさせるようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るパック電池は、前記二次電池を過充電及び／又は過放電から保護する保護回路を備え、前記制御部は、前記読出手段が読み出した情報が、前記保護回路に係る情報である場合、所定の報知を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、抵抗値が異なる複数の抵抗器を直列的に接続してあり、各抵抗器を含む電気回路と所定の抵抗回路との直列回路に所定の電圧を印加して、電気回路及び所定の抵抗回路の接続点の電圧を検出する。この検出電圧は、両端子間に液体が付着して抵抗値が略ゼロとなり実質的な短絡に至った抵抗器の短絡前の抵抗値に応じて異なる電圧となるため、検出電圧に基づいて実質的に短絡した抵抗器が特定される。
これにより、実質的に短絡したことが特定された抵抗器が位置する箇所に、液体が付着したことが検出される。
【００１８】
本発明にあっては、電気回路が有する抵抗器夫々の抵抗値が等比数列をなしており、前記接続点の検出電圧は、液体が付着して実質的な短絡に至った１又は複数の抵抗器の短絡前の抵抗値の総和に応じて異なる電圧となるため、検出電圧に基づいて、実質的に短絡した１又は複数の抵抗器が特定される。
つまりｎ個（ｎは３以上の自然数）の抵抗器のうち、任意のｍ個（ｍは１以上でｎ以下の自然数）の抵抗器の異なる組み合わせにおける抵抗値の総和が全て異なるため、液体が付着して実質的に短絡したｍ個の抵抗器の組み合わせが異なれば、前記接続点の検出電圧も異なるものとなる。このため、例えば前記接続点の電圧とｍ個の抵抗器の異なる組み合わせとを対応付けて記憶しておくことにより、前記接続点の検出電圧に応じて、実質的に短絡したｍ個の抵抗器が特定される。
【００１９】
本発明にあっては、抵抗値の高低順に複数の抵抗器を接続してあるため、前記接続点の検出電圧の高低により、前記接続点から、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に直列的に接続されている抵抗器の個数の多寡が推定される。
つまり、前記接続点から抵抗値の昇順に（又は降順に）抵抗器が直列的に接続されている場合、前記接続点から液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ないほど（又は多いほど）、短絡していない抵抗器の直列抵抗が大きくなる。このため、例えば前記接続点から低電位側に向けて抵抗値の昇順に（又は降順に）抵抗器が直列的に接続されている場合、前記接続点の検出電圧が高いほど、前記接続点から液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ない（又は多い）と言える。
【００２０】
本発明にあっては、各抵抗器と夫々の抵抗器に係る情報とを対応付けて予め記憶部に記憶しておき、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を特定したときに、特定した抵抗器に対応して記憶部に記憶されている情報を読み出す。読み出した情報が、第１スイッチ、第２スイッチ及び制御部自身のうちの少なくとも１つに係る情報である場合、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器と、第１スイッチ、第２スイッチ及び制御部のうちの少なくとも１つとが間接的に対応付けられていることとなる。この場合、第１スイッチ、第２スイッチ及び制御部のうちの少なくとも１つに液体が付着している蓋然性が高いため、安全のために、二次電池と該二次電池の充放電路に介装された第１スイッチとの間に介装された非復帰型の第２スイッチをオフさせる。
これにより、第１スイッチ、第２スイッチ及び制御部自身のうちの一部又は全部に対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池について、以後の充放電が禁止される。
【００２１】
本発明にあっては、記憶部から読み出した情報が、二次電池を充放電するための端子部に係る情報である場合、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器と端子部とが間接的に対応付けられていることとなり、端子部にも液体が付着している蓋然性が高いため、安全のために、二次電池の充電電流を遮断する第１スイッチング素子をオフさせて、充電電流を遮断する。
これにより、端子部に対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池について、充電が直ちに禁止されるが、放電は継続される。
【００２２】
本発明にあっては、記憶部から読み出した情報が、二次電池を過充電及び／又は過放電から保護する保護回路に係る情報である場合、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器と保護回路とが間接的に対応付けられていることとなり、端子部にも液体が付着している蓋然性が高いため、安全のために、外部に所定の報知を行う。
これにより、保護回路に対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池にて、例えば内部で漏液が発生した旨、又は外部から液体が浸入した旨が報知される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器が特定され、特定された抵抗器が位置する箇所に液体が付着したことが検出される。
従って、液体が付着した箇所を簡単な回路を用いて検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパック電池の構成例を示す回路図である。
【図２】パック電池の模式的な分解斜視図である。
【図３】制御基板における複数の領域と抵抗器との関連性を示す模式的な平面図である。
【図４】液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を特定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係るパック電池の電気回路を示す回路図である。
【図６】各抵抗値が等比数列をなす５つの抵抗器の合成抵抗を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパック電池１０の構成例を示す回路図である。パック電池１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末等の電気機器に着脱可能に装着される。パック電池１０は、例えばリチウムイオン電池からなる電池セル１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１３２を２個ずつ順に並列接続してなる電池ブロック１１，１２，１３を、低電位側からこの順番に直列接続してなる二次電池１を備える。電池ブロック１１，１２，１３夫々の電圧は、二次電池１を過充電及び過放電から保護する制御を行う制御部３と、該制御部３による保護制御が無効となった場合の二重保護用に別系統で過充電を検出する保護ＩＣ２（保護回路）とに与えられる。
【００２６】
二次電池１の正極側の充放電路には、充電電流，放電電流夫々を遮断するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４１，４２（第１スイッチ）が介装されている。ＭＯＳＦＥＴ４１，４２は、Ｎチャネル型であってもよいし、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２に代えて、電磁力を利用したリレースイッチを用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴ４１，４２は、ドレイン電極同士を突き合わせて直列に接続してあり、夫々のゲート電極が制御部３に接続されている。放電用のＭＯＳＦＥＴ４２（第２スイッチング素子）のソース電極は、二次電池１の正極側に接続されている。充電用のＭＯＳＦＥＴ４１（第１スイッチング素子）のソース電極は、３端子型の非復帰スイッチ４３（第２スイッチ）の第１，第２端子を介して、パック電池１０の端子部５に含まれるプラス端子５１に接続されている。端子部５は、外部の電気機器と接続するためのものである。
【００２７】
二次電池１の負極側の充放電路には、二次電池１の充放電電流を検出するための電流検出器６が介装されている。電流検出器６は、両端が制御部３に接続されており、一端が、端子部５に含まれるマイナス（−）端子５２に接続されている。また、電流検出器６の一端は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４４，４５夫々のソース電極及びドレイン電極を介して非復帰スイッチ４３の第３端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４４のゲート電極は、保護ＩＣ２の出力端子に接続されており、ＭＯＳＦＥＴ４５のゲート電極は、制御部３に接続されている。
【００２８】
図示しない定電圧電源によって二次電池１の電圧から生成された所定の電圧（＋５Ｖ）を供給するＶｃｃには、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ７１のソース電極が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ７１のドレイン電極は、抵抗器７２（所定の抵抗回路）の一端に接続されており、ゲート電極は制御部３に接続されている。抵抗器７２の他端は、直列接続された抵抗器８１，８２，・・９１からなる電気回路８の一端、及び制御部３に接続されている。電気回路８の他端は、二次電池１の負極側に接続されている。これにより、所定の電圧を抵抗器７２及び電気回路８による分圧回路で分圧した分圧電圧が制御部３に与えられる。
【００２９】
なお、ＭＯＳＦＥＴ７１、抵抗器７２、電気回路８及び制御部３が、液体（外部からの水分の浸入、二次電池１の電解液の漏液等によるもの）の付着箇所検出回路を構成する。また、二次電池１を除く部分が制御基板９に搭載されている。本実施の形態１では、抵抗器７２及び電気回路８による分圧回路のうち、抵抗器７２を高電位側のＶｃｃに接続するが、抵抗器７２を低電位側の接地電位に接続するようにしてもよい。
【００３０】
保護ＩＣ２は、制御部３による保護制御が無効となった状態で二次電池１の過充電を検出した場合、即ち、電池ブロック１１，１２，１３の何れかの電圧が、例えば４．３５Ｖより高くなったことを所定時間以上継続して検出した場合、出力端子をＬ（ロウ）レベルからＨ（ハイ）レベルに変化させる。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４４のドレイン電極及びソース電極間が導通する。
【００３１】
非復帰スイッチ４３は、第１及び第２端子間に直列に接続された２つのヒューズと、該２つのヒューズの接続点及び第３端子間に接続された加熱抵抗とを有する。上述のようにＭＯＳＦＥＴ４４のドレイン電極及びソース電極間が導通した場合、上記加熱抵抗にヒューズを介して二次電池１の電圧及び／又はプラス端子５１の電圧が印加され、ヒューズが加熱抵抗で加熱されて溶断する。また、後述する制御部３による保護制御の結果、ＭＯＳＦＥＴ４５のドレイン電極及びソース電極間が導通した場合についても同様である。このようにして、二次電池１の充放電路が非可逆的に遮断される。なお、非復帰スイッチ４３において充放電路を遮断するものは、ヒューズに限定されず、例えば自己保持回路を有するリレースイッチであってもよい。
【００３２】
制御部３は、マイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ３１が、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ３２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ３３（記憶部）、Ｉ／Ｏポート３４、Ａ／Ｄ変換器３５、及び通信回路３６と互いにバス接続されている。Ｉ／Ｏポート３４は、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２，４５，７１夫々のゲート電極にＨレベル又はＬレベルの制御電圧を与える。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器３５は、電池ブロック１１，１２，１３夫々の電圧と、抵抗器７２及び電気回路８の接続点の電圧と、電流検出器６の両端の電圧とをデジタルの電圧値に変換する。通信回路３６は、端子部５に含まれる通信（Ｃ）端子５３を介して外部の電気機器と通信するのに用いられる。ＲＯＭ３２は、例えばフラッシュメモリからなる不揮発性メモリである。ＲＯＭ３２には、プログラムの他に、各種設定データが記憶される。
【００３４】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に予め格納されている制御プログラムに従って、演算及び入出力等の処理を実行する。例えばＣＰＵ３１は、２５０ｍｓ周期で電池ブロック１１，１２，１３の電圧値と、二次電池１の充放電電流の検出値とを取り込み、取り込んだ電圧値及び検出値に基づいて二次電池１の充電電流若しくは充電電力又は放電電流若しくは放電電力を積算し、積算によって算出した充電量又は放電量をＲＡＭ３３に記憶する。電圧値及び充放電電流の検出値の取り込み周期は２５０ｍｓに限定されない。
【００３５】
ＣＰＵ３１は、また、積算した充放電量に基づいて残容量を算出し、算出した残容量及び満充電容量に基づいて相対残容量を算出してこれらをＲＡＭ３３に記憶する。二次電池１が満充電状態にあるか否かの判定はＣＰＵ３１が行うが、好ましくは、電圧が最大の電池ブロックの電池電圧が満充電検出開始電圧以上、且つ充電電流が所定値以下の状態が一定時間以上継続したときに満充電と判定する。更に、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した残容量及び相対残容量に応じて残容量及び相対残容量のデータを生成し、生成した各データを、通信回路３６を介して外部の電気機器に送信する。
【００３６】
ＣＰＵ３１は、更に、Ａ／Ｄ変換器３５を用いて電池ブロック１１，１２，１３の電圧を検出し、何れかの電圧が、例えば４．３０Ｖより高い電圧となったことを所定時間以上継続して検出した場合、Ｉ／Ｏポート３４を介してＭＯＳＦＥＴ４５のゲート電極にＨレベルの制御電圧を与える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４５のドレイン電極及びソース電極間が導通して、上述したように非復帰スイッチ４３のヒューズが溶断する。
【００３７】
以下では、制御基板９上で、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２及び非復帰スイッチ４３が含まれる領域をスイッチ部４０という。スイッチ部４０では、通常の充放電時にＩ／Ｏポート３４からＭＯＳＦＥＴ４１，４２のゲート電極にＬレベルのオン信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２夫々のドレイン電極及びソース電極間が導通する。二次電池１が適当に充電された状態にある場合、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２は共にオンしており、二次電池１は放電及び充電が可能な状態となっている。
【００３８】
二次電池１の充電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート３４からＭＯＳＦＥＴ４１のゲート電極にＨレベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ４１のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。同様に二次電池１の放電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート３４からＭＯＳＦＥＴ４２のゲート電極にＨレベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ４２のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。ＭＯＳＦＥＴ４１，４２をＮチャネル型とした場合は、上記のＬ／Ｈレベルを反転させたＨ／Ｌレベルのオン信号／オフ信号をゲート電極に与えればよい。
【００３９】
外部の電気機器と通信回路３６との間では、例えば１−ＷＩＲＥ（登録商標）プロトコルによる１線式の非同期シリアル通信が行われる。この通信により、例えば、二次電池１の残容量及び相対残容量のデータが、通信回路３６を介して外部の電気機器に受け渡され、電気機器が有する図示しない表示器に相対残容量の値（％）として表示される。また、制御部３にて生成された充電電圧及び設定電流のデータは、残容量のデータと同様に通信回路３６を介して外部の電気機器に送信される。電気機器では、制御部３から送信された充電電圧及び設定電流のデータに基づいて、二次電池１を定電流・定電圧充電する。
【００４０】
次に、パック電池１０における二次電池１及び制御基板９の実装例について説明する。
図２は、パック電池１０の模式的な分解斜視図である。パック電池１０は、横長で略矩形皿状のケース部材１０１，１０２が、開口部同士を対向させた状態で嵌合されて外装ケース１００が形成されている。電池ブロック１１、１２及び１３の夫々は、有底円筒状の電池セル１１１，１１２、１２１，１２２及び１３１，１３２について、予め導電性のリード部材によって正極端子同士及び負極端子同士が最短距離で接続されている。外装ケース１００内には、電池ブロック１１，１２，１３が各電池セルの軸方向に突き合わされて収納されている。
【００４１】
また、外装ケース１００内には、矩形横長の制御基板９が、該制御基板９の長手方向と電池ブロック１１，１２，１３の突き合わせ方向とが一致し、且つ制御基板９の面方向とケース部材１０１，１０２の対向方向とが直行するようにして収納されている。この制御基板９は、収納箇所においてケース部材１０１，１０２により側方から挟まれており、電池ブロック１１，１２，１３の各リード部材が接続されている。制御基板９の長手方向の端部には、端子部５が配されている。外装ケース１００における端子部５対応する部位には切欠部が形成されており、該切欠部から端子部５が外部に露出するようになっている。
【００４２】
図３は、制御基板９における複数の領域と抵抗器８１，８２，・・９１との関連性を示す模式的な平面図である。図中、矩形に塗りつぶしてある部分は、いわゆるチップ抵抗からなる抵抗器を表している。本実施の形態１では、端子部５に隣接する矩形状の領域に、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２及び非復帰スイッチ４３が含まれるスイッチ部４０が配されており、端子部５から最も遠い領域に、矩形状のＩＣからなる制御部３が配されている。そして、スイッチ部４０及び制御部３の間の矩形状の領域に、保護ＩＣ２及び図示しない周辺部品が含まれる保護ＩＣ部２０が配されている。
【００４３】
端子部５の近傍には、抵抗器８６，８７，８８が配されている。スイッチ部４０が配された矩形状の領域の各頂点の近傍には、夫々抵抗器８２，８３，８４，８５が配されている。保護ＩＣ部２０が配された矩形状の領域の対向する２頂点の近傍には、抵抗器９０，９１が配されている。制御部３が配された矩形状の領域の対向する２頂点の近傍には、抵抗器８１，８９が配されている。
【００４４】
なお、本実施の形態１では、図１の回路図上における端子部５，スイッチ部４０，保護ＩＣ２の夫々と抵抗器８１，８２，・・９１との相対距離を考慮して、制御基板９上に抵抗器８１，８２，・・９１を配したが、これに限定されるものではない。好ましくは、制御基板９上の各領域の近傍に配した抵抗器８１，８２，・・９１が、回路図とは無関係にできるだけ一筆書きに近い配線パターンで接続されるようにし、それによって抵抗器８１，８２，・・９１の接続順序が決定されるようにする。また、図３に表されている全ての抵抗器によって抵抗器７２及び電気回路８が構成されるようにしてもよい。
【００４５】
以上のように制御基板９上に配した抵抗器８１，８２，・・９１夫々の抵抗値が異なる場合は、何れかの抵抗器の両端子間に何らかの液体が付着して抵抗値が略ゼロとなり実質的な短絡に至ったときに、前述の所定の電圧（Ｖｃｃの電圧＝＋５Ｖ）を抵抗器７２及び電気回路８の分圧回路で分圧した分圧電圧が、実質的に短絡した抵抗器の短絡前の抵抗値に応じて異なる電圧となる。
【００４６】
ここで例えば、上記分圧電圧と短絡した抵抗器との対応付けが記憶されている場合は、検出した分圧電圧に応じて実質的に短絡した抵抗器が特定される。また例えば、前記所定の電圧及び分圧電圧の差分電圧と抵抗器７２の抵抗値とから電気回路８に流れる電流を算出して電気回路８の直列抵抗を逆算する場合は、短絡前の直列抵抗から、一の抵抗器が実質的に短絡した後の直列抵抗を減算することにより、前記一の抵抗器の短絡前の抵抗値が算出されて一の抵抗器が特定される。そして、特定された抵抗器にが位置する箇所に液体が付着したことが検出される。
【００４７】
さて、本実施の形態１では、抵抗器８１，８２，・・９１と、該抵抗器８１，８２，・・９１夫々に係る情報とが予め対応付けられてＲＯＭ３２に記憶されている。具体的には抵抗器８１，８２，・・９１と、該抵抗器８１，８２，・・９１夫々が近傍に配され、且つ端子部５、スイッチ部４０、保護ＩＣ部２０及び制御部３のうちの１つが配されている領域に係る情報（例えば、その領域を特定する情報）とが対応付けられてＲＯＭ３２に記憶されている。抵抗器８１，８２，・・９１の夫々と、端子部５、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２、非復帰スイッチ４３、保護ＩＣ２及び制御部３のうちの少なくとも１つに係る情報とを対応付けてＲＯＭ３２に記憶するようにしてもよい。
【００４８】
上述の対応付けがなされていることにより、実質的に短絡した抵抗器が特定されたときに、特定された抵抗器に対応してＲＯＭ３２から読み出された情報が、端子部５、スイッチ部４０、保護ＩＣ部２０及び制御部３のうちの１つが配されている領域に係る情報となる。この場合、実質的に短絡した抵抗器と、ＲＯＭ３２から読み出された情報に係る領域とが間接的に対応付けられていることが示されており、ＲＯＭ３２から読み出された情報に係る領域（例えば、その情報によって特定される領域）の一部又は全部に液体が付着した蓋然性が高いといえる。
【００４９】
制御基板９上の各領域の何れかに液体が付着した蓋然性が高い場合、液体が付着した蓋然性が高い領域に配されている回路部品の重要度に応じて、危険を未然に防ぐための処理が行われる。具体的には、制御部３及びスイッチ部４０が配された領域と間接的に対応付けられた抵抗器に液体が付着した蓋然性が高い場合、二次電池１を保護する機能が著しく損なわれる可能性があるため、制御部３のＣＰＵ３１が、Ｉ／Ｏポート３４を介してＭＯＳＦＥＴ４５のゲート電極にＨレベルのオン信号を与える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４５のドレイン電極及びソース電極間が導通して非復帰スイッチ４３のヒューズが溶断し、パック電池１０が使用不能状態となる。
【００５０】
また、端子部５と間接的に対応付けられた抵抗器に液体が付着した蓋然性が高い場合、二次電池１の充電を直ちに禁止するために、ＣＰＵ３１が、Ｉ／Ｏポート３４を介してＭＯＳＦＥＴ４１のゲート電極にＨレベルのオフ信号を与える。この場合は、二次電池１からの放電が継続されるため、外部の電気機器が突然電源断となる不都合が回避される。更に、保護ＩＣ部２０が配された領域と間接的に対応付けられた抵抗器に液体が付着した蓋然性が高い場合、ＣＰＵ３１が、通信回路３６によって警報を示す信号を送信する。これにより、二次電池１に対する充放電が継続する状態で、外部の電気機器に警報が報知される。図示しない表示部を用いてパック電池１０にて異常発生の旨を表示するようにしてもよい。
【００５１】
以下では、上述したパック電池１０の制御部３の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ３２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ３１により実行される。
図４は、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を特定するＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートである。図４の処理は、二次電池１の充放電が可能な状態にて適時起動される。なお、抵抗器７２及び電気回路８による分圧回路の分圧電圧と、短絡した抵抗器との対応付けがＲＯＭ３２に記憶されている。また、抵抗器８１，８２，・・９１と、該抵抗器８１，８２，・・９１夫々に係る情報との対応付けがＲＯＭ３２（記憶部）に記憶されている。
【００５２】
図４の処理が起動された場合、ＣＰＵ３１は、Ｉ／Ｏポート３４を介してＭＯＳＦＥＴ７１にＬレベルのオン信号を与える。これにより、抵抗器７２及び電気回路８による分圧回路にＶｃｃの電圧を印加する（Ｓ１０：所定の電圧を印加する手段）。その後、ＣＰＵ３１は、Ａ／Ｄ変換器３５を介して前記分圧回路の分圧電圧を検出し（Ｓ１１：接続点の電圧を検出する手段）、検出した分圧電圧に対応してＲＯＭ３２に記憶されている抵抗器を読み出すことにより、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を特定する（Ｓ１２：実質的に短絡した抵抗器を特定する手段）。但し、実質的に短絡した抵抗器がない場合は、ヌル情報が読み出される。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ３１は、特定した抵抗器に対応してＲＯＭ３２に記憶されている抵抗器に係る情報を読み出し（Ｓ１３：読出手段）、読み出した情報が制御部３又はスイッチ部４０に係る情報であるか否か、具体的には、読み出した情報が制御部３又はスイッチ部４０を特定するものであるか否かを判定する（Ｓ１４）。読み出した情報が制御部３又はスイッチ部４０を特定するものである場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＭＯＳＦＥＴ４５のゲート電極にＨレベルのオン信号を与えてドレイン電極及びソース電極間を導通させることにより、非復帰スイッチ４３のヒューズを溶断（Ｓ１５）させた後に図４の処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ１４で、読み出した情報が制御部３又はスイッチ部４０を特定するものではない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、読み出した情報が端子部５を特定するものであるか否かを判定する（Ｓ１６）。端子部５を特定するものである場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＭＯＳＦＥＴ４１のゲート電極にＨレベルのオフ信号を与えてＭＯＳＦＥＴ４５のドレイン電極及びソース電極間の導通を遮断することにより、二次電池１の充電を禁止（Ｓ１７）した後に図４の処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１６で、読み出した情報が端子部５を特定するものではない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、読み出した情報が保護ＩＣ部２０を特定するものであるか否かを判定する（Ｓ１８）。保護ＩＣ部２０を特定するものである場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、通信回路３６を介して外部の電気機器に対し、警報を示す信号を送信して報知（Ｓ１９：所定の報知）した後に図４の処理を終了する。
【００５６】
一方、読み出した情報が保護ＩＣ部２０を特定するものではない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、つまり、ステップＳ１２でヌル情報が読み出された場合、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器がないものとみなされるため、ＣＰＵ３１は、それ以上何も実行せずに図４の処理を終了する。
【００５７】
以上のように本実施の形態１によれば、抵抗値が異なる複数の抵抗器を直列に接続してなる電気回路と、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを介してＶｃｃに接続される抵抗器との直列回路にＶｃｃの電圧を印加して、電気回路及び抵抗器の接続点の電圧を検出する。この検出電圧は、電気回路を構成する抵抗器のうち、液体が付着して抵抗値が略ゼロとなり実質的な短絡に至った抵抗器の短絡前の抵抗値に応じて異なる電圧となるため、検出電圧に基づいて実質的に短絡した抵抗器が特定される。
これにより、実質的に短絡したことが特定された抵抗器が位置する箇所に、液体が付着したことが検出される。
従って、液体が付着した箇所を簡単な回路を用いて検出することが可能となる。
【００５８】
また、分圧回路の各抵抗器と夫々の抵抗器に係る情報とを対応付けて予めＲＯＭに記憶しておき、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器を特定したときに、特定した抵抗器に対応してＲＯＭに記憶されている抵抗器に係る情報を読み出す。読み出した情報が、スイッチ部又は制御部に係る情報である場合、実質的に短絡した抵抗器に対応付けられたスイッチ部又は制御部に液体が付着した蓋然性が高いため、安全のために、非復帰スイッチのヒューズを遮断する。
従って、スイッチ部又は制御部に対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池について、以後の充放電を禁止することが可能となる。
【００５９】
更に、ＲＯＭから読み出した抵抗器に係る情報が、端子部を特定する情報である場合、実質的に短絡した抵抗器に対応付けられた端子部に液体が付着した蓋然性が高いため、安全のために、充電用のＭＯＳＦＥＴをオフさせて、充電電流を遮断する。
従って、端子部に対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池について、充電を直ちに禁止する一方で、放電を継続させることが可能となる。
【００６０】
更にまた、ＲＯＭから読み出した抵抗器に係る情報が、保護ＩＣ部を特定する情報である場合、実質的に短絡した抵抗器に対応付けられた保護ＩＣ部に液体が付着した蓋然性が高いため、安全のために、外部に警報を報知する。
従って、保護ＩＣに対応付けられた抵抗器に液体が付着したパック電池にて、例えば内部で漏液が発生した旨、又は外部から液体が浸入した旨を報知することが可能となる。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態１が、電気回路８を構成する抵抗器８１，８２，・・９１夫々の抵抗値が単に異なる形態であるのに対し、実施の形態２は、抵抗器８１，８２，・・９１夫々の抵抗値が等比数列をなす形態である。
図５は、本発明の実施の形態２に係るパック電池１０の電気回路８を示す回路図である。ＶｃｃからＭＯＳＦＥＴ７１、抵抗器７２及び電気回路８を介して接地電位に至る回路の構成は、実施の形態１の図１に示す回路の構成と同一であるため、その説明を省略する。
【００６２】
図５において、抵抗器７２の抵抗をＲｕとし、抵抗器８１の抵抗をＲｄとするとき、抵抗器８２，８３，・・９１夫々の抵抗は、Ｒｄ・ｒ，Ｒｄ・ｒ2 ，Ｒｄ・ｒ3 ，・・Ｒｄ・ｒ(n-1) で表される。但し、ｒの値は一定であり、ｎは１１である。電気回路８の合成抵抗（各抵抗器の直列抵抗）をＲｃとし、Ｖｃｃの電圧をＶ０とするとき、抵抗器７２と電気回路８との接続点の電圧Ｖ１は、以下の式（１）で表され、合成抵抗Ｒｃは、式（２）で表される。
【００６３】
Ｖ１＝Ｖ０・｛Ｒｕ／（Ｒｕ＋Ｒｃ）｝・・・・・・・・・・・・（１）
Ｒｃ＝Ｒｄ・（１−ｒn ）／（１−ｒ）・・・・・・・・・・・・（２）
【００６４】
式（１）でＶ０及びＲｕは一定であるから、Ｒｃの値が異なる限り、Ｖ１の値も異なるものとなる。そこで、抵抗器８１，８２，８３，・・９１のうちの１つ又は２つが短絡した場合のＲｃの算出式をいくつか列挙する。具体例として、抵抗器８１，８２の夫々が短絡した場合のＲｃ（Ｒｃ１，Ｒｃ２）を式（３），（４）に示す。また、抵抗器８１，８２の両方が短絡した場合のＲｃ（Ｒｃ１２）を式（５）に示し、抵抗器８２，８３の両方が短絡した場合のＲｃ（ＲＣ２３）を式（６）に示す。
【００６５】
Ｒｃ１＝Ｒｄ・（ｒ−ｒn ）／（１−ｒ）・・・・・・・・・・・（３）
Ｒｃ２＝Ｒｄ・（１−ｒ＋ｒ2 −ｒn ）／（１−ｒ）・・・・・・（４）
Ｒｃ１２＝Ｒｄ・（ｒ2 −ｒn ）／（１−ｒ）・・・・・・・・・（５）
Ｒｃ２３＝Ｒｄ・（１−ｒ＋ｒ3 −ｒn ）／（１−ｒ）・・・・・（６）
【００６６】
一般的に、抵抗器８１，８２，８３，・・９１のうちの任意のｍ個（１≦ｍ≦ｎ−１）が短絡した場合のＲｃについても、式（３）から（６）の右辺の分子における（）内に示されるようなｒの多項式を含む式で表される。そして、短絡した抵抗器の組み合わせが異なる限り、ｒの異なる多項式を含む式によってＲｃが表され、Ｒｃの値も異なる値となる。
【００６７】
次に、ｎが５の場合について、１つから４つまでの異なる抵抗器が短絡した場合に、Ｒｃの合成抵抗が全て異なるものとなることを示す。
図６は、各抵抗値が等比数列をなす５つの抵抗器の合成抵抗を示す図表である。図６の上段及び下段の図表は、上段の右端と下段の右端とが連結されている１つの図表である。図中、５つの抵抗器の各抵抗は、Ｒｄ，Ｒｄ・ｒ，Ｒｄ・ｒ2 ，Ｒｄ・ｒ3 ，Ｒｄ・ｒ4 で表され、合成抵抗はＲｃである。ここでは簡単のために、Ｒｄ＝１（単位はΩ  以下同様）とし、上記の等比数列の公差を２とする。従って、５つの抵抗器の各抵抗は、１，２，４，８，１６である。
【００６８】
図６に示すように、５つの抵抗器がどれも短絡していない場合の合成抵抗は３１である。また、５つの抵抗器のうちの１つが短絡した場合の合成抵抗は、３０，２９，２７，２３，１５であり、５つの抵抗器のうちの２つが短絡した場合の合成抵抗は、２８，２６，２２，１４，２５，２１，１３，１９，１１，７である。更に、５つの抵抗器のうちの３つが短絡した場合の合成抵抗は、２４，２０，１２，１８，１０，６，１７，９，５，３であり、５つの抵抗器のうちの４つが短絡した場合の合成抵抗は、１６，８，４，２，１である。
【００６９】
このように、５つの抵抗器のうちの任意の１つ、２つ、３つ及び４つが短絡した場合の合成抵抗が全て異なっているため、式（１）から把握されるように、これら全ての場合についてＶ１の値が異なるものとなる。そこで例えば、Ｖ１の値と、短絡した抵抗器の組み合わせとを対応付けてＲＯＭ３２に予め記憶しておき、Ｖ１を検出したときに、検出したＶ１の値に対応してＲＯＭ３２に記憶されている抵抗器の組み合わせを読み出すことにより、実質的に短絡した抵抗器が全て特定される。Ｖ１の値が０Ｖの場合は、５つの抵抗器が全て実質的に短絡したことが特定される。実質的に短絡した抵抗器が特定された後は、特定された夫々の抵抗器について、実施の形態１の図４におけるステップ１３以降の処理を実行すればよいため、ここでのフローチャートを用いた説明を省略する。
【００７０】
さて、本実施の形態２では、抵抗器８１，８２，８３，・・９１が、抵抗器７２及び電気回路８の接続点から、抵抗値の昇順（１＜ｒの場合）又は降順（＜０＜ｒ＜１の場合）に接続されている。前記接続点からの抵抗器の接続順序が昇順の場合、図６から帰納的に評価されるように、前記接続点から液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ないほど、電気回路８の合成抵抗が大きくなるため、前記検出電圧が高くなる。逆に前記接続点からの抵抗器の接続順序が降順の場合、図６の数値の並びを上下逆にして評価されるように、前記接続点から、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が多いほど、電気回路８の合成抵抗が大きくなるため、前記検出電圧が高くなる。
【００７１】
換言すれば、前記接続点からの抵抗器の接続順序が昇順の場合、前記接続点の検出電圧が高いほど、前記接続点から、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ないと言える。逆に前記接続点からの抵抗器の接続順序が降順の場合、前記接続点の検出電圧が高いほど、前記接続点から、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が多いと言える。このような傾向は、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の個数が複数の場合であってもある程度保たれる。
【００７２】
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
以上のように本実施の形態２によれば、電気回路を構成する抵抗器夫々の抵抗値が等比数列をなしており、前記接続点の検出電圧は、液体が付着して実質的な短絡に至った１又は複数の抵抗器の短絡前の抵抗値の総和に応じて異なる電圧となるため、前記接続点の電圧と、短絡した抵抗器の異なる組み合わせとを対応付けて記憶しておくことにより、検出電圧に基づいて、実質的に短絡した１又は複数の抵抗器を特定することが可能となる。
【００７４】
また、前記接続点から抵抗値の昇順に（又は降順に）複数の抵抗器を接続して電気回路を構成してあるため、前記接続点から、実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ないほど（又は多いほど）、電気回路の合成抵抗が大きくなって、前記接続点の検出電圧が高くなる。
従って、前記接続点の検出電圧の高低により、前記接続点から、液体が付着して実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に直列的に接続されている抵抗器の個数の多寡を推定することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施の形態２にあっては、抵抗器７２及び電気回路８の直列回路のうち、抵抗器７２をＶｃｃ側に、電気回路８を二次電池１の低電位側に接続してあるが、この接続関係を逆転させてもよい。この場合は、抵抗器７２及び電気回路８の接続点からＶｃｃに向けて抵抗値の昇順に（又は降順に）抵抗器８１，８２，８３，・・９１を接続したときに、前記接続点から、実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に接続されている抵抗器の個数が少ないほど（又は多いほど）、電気回路の合成抵抗が大きくなって、前記接続点の検出電圧が低くなる。この場合についても、前記接続点の電圧と、短絡した抵抗器の異なる組み合わせとを対応付けて記憶しておくことにより、検出電圧に基づいて、実質的に短絡した１又は複数の抵抗器を特定することが可能となるほか、実質的に短絡した抵抗器の位置までの間に直列的に接続されている抵抗器の個数の多寡を推定することが可能となる。
【００７６】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１  二次電池
１１，１２，１３  電池ブロック
２  保護ＩＣ
２０  保護ＩＣ部
３  制御部
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３６  通信回路
４０  スイッチ部
４１，４２  （充電用，放電用）ＭＯＳＦＥＴ
４３  非復帰スイッチ
５  端子部
８  電気回路
７２，８１，８２，・・９１  抵抗器
９  制御基板
１０  パック電池
１００  外装ケース
【図１】
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【図２】
2014066581.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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