(57)【要約】 【課題】  電池温度等によりパック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止できるパック電池を提供することを目的とする。【解決手段】    本発明は、二次電池を含むパック電池が異常温度状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体５と、この感熱体５と電池に直列に接続されて、感熱体が導通状態になったとき電流が流れる加熱抵抗Ｒ、Ｒと、電流が流れる加熱抵抗Ｒ，Ｒに加熱される位置に配設されると共に、電池と直列に接続されて、電流が流れて高温になる加熱抵抗Ｒ、Ｒに熱溶断されて前記電池に流れる電流を遮断するヒューズＨ、Ｈとを備えることを特徴とする。【選択図】  図４
2008288046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を含むパック電池が異常温度状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体と、
この感熱体と電池に直列に接続されて、前記感熱体が導通状態になったとき電流が流れる加熱抵抗と、
電流が流れる前記加熱抵抗に加熱される位置に配設されると共に、前記電池と直列に接続されて、電流が流れて高温になる前記加熱抵抗に熱溶断されて前記電池に流れる電流を遮断するヒューズとを備えることを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記感熱体は、
相互に接近する方向に付勢された複数本の並行導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、
前記異常温度状態に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士が短絡する構成であることを特徴とする請求項１に記載のパック電池。
【請求項３】
前記導電線は、第一の金属線と第二の金属線とからなり、
前記感熱体は、前記第一の金属線を被覆するように熱可溶性部材が配設され、且つ、前記第二の金属線が当該熱可溶性部材の表面に螺旋状に巻回されてなることを特徴とする請求項２に記載のパック電池。
【請求項４】
前記熱可溶性部材は、９０±１０℃の範囲で溶解するポリエチレン或いはＰＥＴであることを特徴とする請求項２または３に記載のパック電池。
【請求項５】
電気的に接続された複数の素電池を内蔵するパック電池であって、
長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での感熱結果を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池の２個以上に跨ってその周面に這設されていることを特徴とする請求項１のパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１、文献２には、種々の電池異常の検出について開示され、二次電池が劣化したり、各電池の特性が大きくばらついたり、またはいずれかの電池が短絡している等、正常に使用できない状態となっていることを検出して、電池に直列に接続されたヒューズを、該ヒューズを加熱できる位置に配設された加熱抵抗に電流を通電させることにより、熱溶断して、パック電池を使用できなくすることが記載されている。また、特許文献２においては、加熱抵抗に流れる電流を定電流に制御して、加熱する電流を最適にすることが記載されている。
【０００３】
また、このようなパック電池においては、電池温度を測定するサーミスタを設置して、電池温度が異常に高温となったとき、制御手段として、内蔵する保護回路或いはマイコンの機能により、電池に直列に設置されたスイッチング素子をオフにすることで、充電、放電を停止することが、通常、行われている。
【０００４】
更には、本出願人による出願である下記の特許文献３においては、温度異常状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体が開示され、電池と出入力端子との間の電流路中に挿入された遮断回路に対し、感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池が異常温度に達したときに、当該感熱結果にかかる導通状態となった電気信号を感熱体より受けた遮断回路が電流路を遮断する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２６１８８３号
【特許文献２】特開２０００−３４０２６７号
【特許文献３】特開２００５−３４６９４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１、文献２においては、内蔵する保護回路により、二次電池を含むパック電池が温度異常状態になったときにオフからオンに切り換えられるスイッチング素子を用いることにより、加熱抵抗に電流を流し、加熱して、ヒューズを熱溶断している。しかしながら、このようなパック電池においては、保護回路、上記スイッチング素子が故障等の不具合が生じた場合、ヒューズを熱溶断することができず、充放電を停止できない。  
【０００６】
また、上述のように制御手段を用いて、電池温度が異常に高温となったとき、電池に直列に設置されたスイッチング素子をオフにすることがで、充電、放電を停止するパック電池においても、制御手段、該スイッチング素子が故障等の不具合が生じた場合、充放電を停止できない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、パック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、電池温度等によりパック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止できるパック電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、二次電池を含むパック電池が異常温度状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体と、この感熱体と電池に直列に接続されて、前記感熱体が導通状態になったとき電流が流れる加熱抵抗と、電流が流れる前記加熱抵抗に加熱される位置に配設されると共に、前記電池と直列に接続されて、電流が流れて高温になる前記加熱抵抗に熱溶断されて前記電池に流れる電流を遮断するヒューズとを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記感熱体は、相互に接近する方向に付勢された複数本の並行導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、前記温度異常状態に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士が短絡する構成であることを特徴とする。
【００１０】
そして、前記導電線は、第一の金属線と第二の金属線とからなり、前記感熱体は、前記第一の金属線を被覆するように熱可溶性部材が配設され、且つ、前記第二の金属線が当該熱可溶性部材の表面に螺旋状に巻回されてなることを特徴とする請求項２に記載のパック電池。
【００１１】
更には、前記熱可溶性部材は、９０±１０℃の範囲で溶解するポリエチレン或いはＰＥＴであることを特徴とする。
【００１２】
また、電気的に接続された複数の素電池を内蔵するパック電池であって、長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での感熱結果を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池の２個以上に跨ってその周面に這設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、二次電池を含むパック電池が温度異常状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体を備え、これにより、温度異常状態時において、加熱抵抗に電流を流し、ヒューズを溶断するので、確実に、充放電を停止することができる。このように、本発明においては、上述の従来のパック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、パック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施の形態１のパック電池１の構成を示す図である。図中、Ａはテープ６と素電池２との間の感熱体５を直接示すためのテープ切り欠き領域である。
【００１５】
当該パック電池１は、合計６個の素電池２（２ａ〜２ｆ）、回路基板３、接続部材４、入出力線７ａ、７ｂ、コネクタ８等から構成される。
【００１６】
なお、素電池２および回路基板３は、実際にはＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴフィルムや熱収縮フィルムでパックされているが、ここでは内部構成を示すため当該フィルムを不図示としている。
【００１７】
本実施の形態１のパック電池１は、感熱体５が配されている点に主な特徴を有するものである。
【００１８】
素電池２（２ａ〜２ｆ）は、公知のＪＩＳ規格におけるＣセル（単二型電池）のサイズで構成された円筒型アルカリ二次電池（ニッケル−水素電池、公称容量３０００ｍＡｈ、１.２Ｖ、パック出力７.２Ｖ）、又はリチウムイオン電池等が利用できる。
【００１９】
各素電池の内部には所定の発電要素が収納されているとともに、発電要素の正極板が正極端子（２ａでは手前側端部）、負極板が外装缶底部（２ａでは奥側端部）にそれぞれ接続されている。なお、電池の種類によっては、正極と負極の位置が、逆になるものもある。
【００２０】
図１に示す素電池２（２ａ〜２ｆ）は、隣接セル毎に前後逆向きに併設されており、且つ、隣接セルと接続部材４ａ〜４ｅで接続されている。
【００２１】
このうち、素電池２ａの負極および２ｆの正極には、それぞれリード線７ｃ、７ｄが接続されている。そして、当該リード線７ｃ、７ｄは回路基板３を介して、パック電池１の外部入力経路および外部出力経路を兼ねる外部出入力線７ａ、７ｂと接続されている。当該外部出入力線７ａ、７ｂの先端には、外部機器側と接続するための入出力端子であるコネクタ８が取着されている。
【００２２】
回路基板３は、詳細には後述するが、公知の無機フィラーおよび樹脂組成物を含むコンポジット材料で構成された基板を有する。当該基板上には、素電池２（２ａ〜２ｆ）の通電状態、電圧・電流の各値を監視する所定の回路素子等を備えている。ここで、パック電池１の特徴は、素電池２（２ａ〜２ｆ）の異常温度上昇時における安全機構として、感熱体５および抵抗加熱型ヒューズ１０等が設けられていることにある。
【００２３】
図２は、感熱体５と素電池（当図では２ａの外周部分を示す）の部分拡大図である。
【００２４】
当図に示すように感熱体５は、素電池２（２ａ〜２ｆ）の異常温度検知線として作動するものであって、全体として並行に配された金属線（Ａ線）５０、金属線（Ｂ線）５１の間に可溶体５２を介在させ、前記金属線５０、５１を離間させて構成される。
【００２５】
金属線５０、５１としては、例えば直径０.５ｍｍ程度の単線を用いる。ここでは金属線５０を直線、金属線５１を螺旋状にしている。これらの金属線５０、５１は、両者とも直線状のまま用いてもよいが、両方を螺旋状にしてそれぞれ縒り線の形態としてもよく、その形態に限定されない。材料としては、ともに導電性に優れる銅線などを用いるのが望ましい。
【００２６】
可溶体５２は、通常は固体を維持しているが、所定の高温時に可溶性を呈する材料で構成されている。ここでは、電池の一般的な異常温度を９０±１０℃とし、この温度域で可溶性を有する材料として、ポリエチレン或いはＰＥＴ等の樹脂を使用している。また、可溶体５２としては昇華性の温度ペレットを用いることもできる。この構成によって、感熱体５の感熱域は、その長さ方向のほぼ全域にわたる。
【００２７】
なお、素電池２（２ａ〜２ｆ）として二次電池を使用する場合には、通常の駆動でも大電流放電時には６０℃付近にまで温度上昇することがあるので、駆動時の正常な温度上昇を考慮して、これより高い温度範囲を異常温度として感熱体５が検知できるように設定しておく必要がある。
【００２８】
感熱体５における可溶体５２は、金属線５０を芯体とし、例えばインサート成形により形成することができる。或いは先に線状の可溶体５２を形成しておき、長手方向に沿って径方向に切れ込みを入れ、後から当該切れ込み部分に金属線５０を挿入して構成することもできる。可溶体５２のサイズ例としては、直径１.２ｍｍ（金属線５０の直径を含む）である。また、可溶体５２はこれ以外のサイズに設定してもよいが、素電池２（２ａ〜２ｆ）との密着性を得るために細く、且つ、金属線５０、５１との絶縁距離が小さいサイズであることが、当該感熱体５の良好な作動を得るために望ましい。
【００２９】
図２に示す具体例においては、金属線５１は可溶体５２の表面に対して適度な巻き付け強度で螺旋状に巻回されている。このとき金属線５１の端部を延伸方向に付勢しておくことが望ましい。金属線５０、５１は、可溶体５２が介設されていることで、通常は絶縁状態に保たれる。
【００３０】
なお、当図では構造の説明上、感熱体５の内部構造が見えるように模式的に描いているが、実際は感熱体５の全体にわたり可溶体５２および金属線５１が配設されている。
【００３１】
この金属線５０、５１の端部は、回路基板３に設けられた抵抗加熱型ヒューズ１０の加熱抵抗R  と、素電池2のマイナス側に接続されている。
【００３２】
以上の構成を持つ感熱体５は、全体としてワイヤー状に形成され、図１に示すように、各素電池２（２ａ〜２ｆ）の外周面にわたり、共通して巻回するように配される。感熱体５の巻回数は１回巻き以上であればよい。このとき、感熱体５の全体が各素電池２（２ａ〜２ｆ）に対して接触し、且つ適度なテンションを保つように巻回する必要がある。このように、感熱体５は、素電池の少なくとも１個以上、望ましくは、素電池の２個以上に跨ってその周面に這設される。
しかしながら、このような感熱体５は、ひとつの素電池に接触されて配置しても良いし、また、接触することなく、素電池と熱結合される状態で配置されても良い。また、図１のパック電池において、樹脂製外側ケースを設けて、この中に図1のパック電池を収納して、外側ケース付きのパック電池としても良い。このとき、感熱体５は、ケース内に配置されて、素電池または電子素子を含めた回路基板３の温度を検出できる場所に、配置しても良い。
【００３３】
このように各素電池２（２ａ〜２ｆ）に対して配設された感熱体５は、これを被覆し、且つ素電池２（２ａ〜２ｆ）に対して押圧するように、テープ６（ここでは強度及び耐性に優れるグラステープを用いている）で素電池２（２ａ〜２ｆ）表面に貼着され、熱結合される。
【００３４】
＊図４のブロック回路図について
本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図４に示すように、本実施例においては、パック電池１と、これを充電する電源を備える電子機器である携帯機器ＰＣとを備えている。携帯機器ＰＣは、ノート型のような携帯型パーソナルコンピュータである。パック電池１は、通常、携帯機器ＰＣに着脱自在に装着される構造である。携帯機器ＰＣには、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換するアダプター（図示せず）から出力される直流電力が供給され、この電力を制御し、供給するマイコンを内蔵する制御・電源手段Ｓを備えている。制御・電源手段Ｓからの電力出力は、パック電池１を充電するのに利用されたり、携帯機器ＰＣの負荷Ｌに電力供給される。また、商用電力より電力供給がない場合は、パック電池１より電力が供給され、電源回路Ｓ及び負荷Ｌを駆動させる。
【００３５】
パック電池１においては、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の素電池２で構成される二次電池Ａと、電池Ａの充放電時の電流を検出する抵抗等からなる電流検出部１２と、電池Ａの充放電を監視、制御するマイクロプロセッサーユニット(以下、ＭＰＵと記す）とを備えている。また、パック電池１内には、電池Ａに密接して配置されたサーミスタを含む温度検出部１３が設けられている。
【００３６】
図４に示す本実施例においては、電池Ａは図示されるように、素電池である電池セル11,12,13、電池セル21,22,23、電池セル31,32,33を、３並列に電気接続して、ブロックＰ１、Ｐ２、Ｐ３とし、これらブロックＰ１、Ｐ２、Ｐ３を直列接続している。このような電気接続においては、電池セルの正極、負極に平板状金属片であるタブをスポット溶接等により接続して、電気接続している。電池セルには、リチウムイオン２次電池の場合は、約2000mAh/セル程度の容量のものを使用する。
【００３７】
ＭＰＵにおいては、トータル電池電圧(測定箇所ｄ)、各ブロックＰ１〜Ｐ３の電圧、電流検出部１２からの出力、温度検出部１３からの出力のアナログ電圧が入力され、デジタル変換し、実電圧［mV］や実電流値［mA］等に換算するＡ／Ｄ変換部１４が設けられている。そして、Ａ／Ｄ変換部１４からの出力が、制御手段としての充放電制御・演算部１５に入力されて、演算、比較、判定等が行われて、この制御・演算部１５からの信号で、スイッチングトランジスタ等からなる制御素子１７をオンオフ制御する。そして、このようなＭＰＵ、制御素子１７等の電子部品が、図１の回路基板３上に配置される。
【００３８】
つまり、制御・演算部１５においては、充放電電流を積算して残容量を演算処理したり、電池Ａの満充電を検出したり、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時等に、充放電を制御する。そして、スイッチングトランジスタ等からなる制御素子７は、オンオフ制御され、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時に、制御・演算部１５からの制御信号で電流を遮断する。周知技術を利用して、制御・演算部１５においては、A/D変換部１４によって変換された充放電電流に測定単位時間（例えば、２５０ｍsec）を掛け算した値を積算し、放電時においては満充電から積算量を引き算し、或いは、充電時においては充電開始時の残容量より積算量を加算する。このような演算により、電池Ａの残容量(Ah)を算出している。このような電流積算の残容量に代わって、測定時点での電圧と、電流と、測定単位時間とを掛け算した値を積算した電力の積算量（Ｗｈ）  を、残容量としても良い。
【００３９】
また、制御・演算部１５においては、各種データをメモリーに記録している。ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御・演算部１５は、種々のメモリーを備えている。パック電池１の動作を制御するプログラムを保存するプログラムメモリを備え、プログラムメモリは、不揮発性の記憶媒体である。ＲＯＭ（Read Only Memory）には、プログラムの実行時に必要なデータなどがあらかじめ記憶される。ＲＡＭ（Random Access Memory）は、プログラムの一部や、各種データを一時的に記憶する。この他に、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）又はFlashMemoryを備えており、ＥＥＰＲＯＭ又はFlashMemoryには、ＣＰＵに実行させるソフトウェアや設定データや、ＭＰＵのシャットダウンが発生しても保存が必要なデータ（例えば、学習容量、サイクル数、異常時のデータ等）などをシャットダウンより前に記憶するとともに、これらを随時書き換えることが可能となっている。
【００４０】
更には、制御・演算部１５においては、各種のタイマー、カウンターを備えており、時間計測、回数の計測等に利用される。
【００４１】
また、制御・演算部１５において、満充電の検出については、電池Ａがニッケル水素電池等の場合は、ピーク電圧を検出したり、電池電圧の−ΔＶ（＝電圧低下）を検出したり、演算された残容量を利用したり等の周知の方法にて検出している。電池Ａがリチウムイオン電池の場合は、電流、電圧を規制した定電流(MAX電流0.5〜1C程度)・定電圧(MAX4.2V/セル程度)充電を利用し、電圧が所定値以上、電流が所定値以下の条件のとき、満充電とする。満充電を検出したとき、制御・演算部１５は残容量を100%とする情報を出力する。満充電の情報は、通信ラインを介して、電子機器に送信されることもできる。  
【００４２】
ここで、制御・演算部５は、充電電流、放電電流を遮断するために、制御素子１７であって、充電用制御素子としてｐチャネル型FETである充電用FET素子７１、放電用制御素子としてｐチャネル型FETである放電用FET素子７２に対して、オンオフ制御する信号を発する。なお、ｐチャネル型FETに代わって、チャージポンプを利用してｎチャネル型FETの充電用FET素子、放電用FET素子を利用することも可能であり、このときは、後述する予備充電用FET素子７４はｐチャネル型FETを利用する。
【００４３】
制御・演算部１５においては、リチウムイオンであるとき電池Ａの電圧が、過充電電圧以上（例えば、４．２Ｖ以上）になると、充電用FET素子７１をオフ制御するために、オフ信号（素子７１がｐチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当する）を、ポートＣＨより発する。また、電池Ａの電圧が、過放電電圧以下（例えば、２．７Ｖ／Cell以下）になると、放電用FET素子７２をオフ制御するために、オフ信号（素子７２がｐチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当する）を、ポートＤＳＣより発する。なお、上述のように、素子７１、７２のｐチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当し、オン信号の電圧は、Low電圧の信号に相当する。また、過充電状態においては、制御・演算部１５よりポートＣＨにオフ信号が発せられることより、充電は停止される。このときは、携帯機器ＰＣが放電すると、ＤＳＣはオン信号であるので、放電用FET素子７２がオン状態で、オフ状態の充電用FET素子７１の寄生ダイオード７１Ｂを介して、放電できる。また、過放電状態においては、制御部１５よりポートＤＳＣにオフ信号が発せられることより、放電は停止される。このときは、携帯機器ＰＣが充電すると、ＣＨはオン信号であるので、充電用FET素子７１がオン状態で、オフ状態の放電用FET素子７２の寄生ダイオード７２Ｂを介して、充電できる。
【００４４】
また、本実施例のパック電池１においては、リチウムイオン電池Ａが過放電電圧以下の状態に保持された場合に、上述の通常の充電に代わって、低下させた電流値で予備的に充電を行う予備充電回路７３を備えている。この予備充電回路７３は、充電電流を低下させるための抵抗７５と、制御・演算部１５の指示で、ポートＰＣＨからのオンオフ信号で制御される予備充電用FET素子７４を備えている。このような予備充電回路７３により、充電開示時の電池電圧が過放電電圧以下等の場合は、制御・演算部１５は、ポートＣＨよりオフ信号を発して充電用FET素子７１をオフ状態として、ポートＰＣＨよりオン信号を発して予備充電用FET素子７４をオン状態とする。このような動作により、携帯機器ＰＣより充電電流が供給されると、充電電流は、抵抗７５にて低減され、オン状態の予備充電用FET素子７４を介して、電池Ａは充電される。そして、充電開始から所定時間(例えば、90分)以内に、電池電圧が所定値(例えば、3.0V/セル)以上になれば、制御・演算部１５は、予備充電用FET素子７４をオフ状態とし、充電用FET素子７１をオン状態として、上述のような通常の充電を行う。また、充電開始から所定時間(例えば、90分)以内に、電池電圧が所定値(例えば、3.0V/セル)未満であれば、電池が劣化して、正常に充電できないとして、異常と判定し、充電を停止する。このような異常の判定結果は、適宜、通信処理により、携帯機器ＰＣ側に伝達される。
【００４５】
また、MPUにおいては、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報、各種指令の情報を、携帯機器ＰＣの制御・電源手段Ｓに伝送する通信部９を備えている。パック電池１と携帯機器ＰＣとの通信処理は、以下のように、通信部９にて行われる。通信部９は、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報を携帯機器ＰＣが受信できる信号データに作成する通信データ作成部と、実際に通信を行うためのドライバ部と備え、残容量を算出するための各種パラメータの記憶や諸々のデータを記憶する為の制御・演算部１５内メモリを利用する。また、電子機器からバッテリパックの各種情報の送信要求をドライバ部にて受け、通信データ作成部にて作成されたデータをドライバ部から電子機器に送信する。通信方式としては、周知技術であるＳＭＢｕｓ方式等が利用でき、２つの通信ラインであるデータラインＳＤＡ、クロックラインＳＣＬを介して、データ信号等を送信、受信する機能を備えている。
【００４６】
パック電池１は、携帯時等の商用電力を利用できないときに利用されるので、通常、携帯機器ＰＣに商用電力が供給できる場合等は、電池Ａは満充電に近い状態で保管される。また、停電の発生は、通常、非常に少ないので、電池Ａの残容量の低下は、電池の自己放電及びパック電池１内の電力消費より発生する。充放電制御・演算部１５で、電池Ａの残容量が、自己放電、回路の電力消費等により、再充電容量に到達したら再充電を開始する。そして、再充電容量は、満充電容量から所定時間あたりの電流値の積算を減算して求めても良く、また、再充電容量に対応した電池電圧より求めても良い。また、再充電容量は、再充電容量を９０％としている。
【００４７】
本実施例においては、制御・演算部１５では、以下のように処理して、残容量を得る。制御・演算部１５は、電池Ａを放電して、後述する電池Ａの総容量である総放電量（＝学習容量）から放電容量を減算して、電池Ａの残量を電流の積算量又は積算量（Ａｈ）として演算する。また、制御・演算部１５においては、放電中、（総容量−積算量）／（総容量）＝残存容量率の関係式より、電池Ａの残存容量率（％）を演算する。充電容量は、電池Ａの充電電流の積算量で、あるいはこれに充電効率をかけて演算される。放電容量は、放電電流の積算量、あるいは放電効率を考慮して演算される。制御・演算部１５は、電流の積算に代わって、電力の積算量（Ｗｈ）で残量を演算することもできる。電力の積算値は、充電電力から放電電力を減算して演算される。
【００４８】
ここでは、その時点での電池の総容量（＝学習容量）としては、満充電した状態から完全に放電されるまでの放電の積算容量（Ａｈ又はＷｈ）でも、電池Ａを完全に放電した状態から満充電されるまでの充電の積算容量（Ａｈ又はＷｈ）でもよい。 また、これ以外の方法でも、総容量が得られるのであれば、その時点での電池の総容量としても良い。
【００４９】
放電が進んで、制御・演算部１５は、Ａ／Ｄ変換部１４から入力される電圧信号で、残量を補正する。Ａ／Ｄ変換部１４から、電池Ａの電圧が第１電圧に到達、低下したことを示す信号が入力されると、制御・演算部５は第1電圧（例えば、リチウムイオン電池３．６Ｖ／セル）に対応して予め設定されている第１残存容量（率）Ｙａ１（例えば、８％）により、算出した残存容量率を補正する。
【００５０】
即ち、第１残存容量Ｙａ１を残存容量８％とすると、制御・演算部５は、算出した残存容量が９％になると、二次電池Ａ  の電池電圧が第１電圧Ｖ１に低下するまで、残存容量として９％を保持する。一方、算出した残存容量が９％以上の場合に、二次電池Ａの電池電圧が第１電圧Ｖ１に低下すると、その時点で、制御・演算部５は、算出した残存容量の値を８％に補正する。
【００５１】
さらに、放電が進んで、電池Ａの電圧が所定の放電終止電圧に低下したことを示す信号が入力されると、制御・演算部５は演算した残量を０に補正する。電池電圧が放電終止電圧まで低下すると、電池１の実際の容量は、下限容量として、０になるからである。そして、制御・演算部５は、放電開始から放電終止電圧までの放電電流積算量を、総放電量（＝総容量）として演算、保存する。
【００５２】
そして、制御・演算部５は、総放電量（＝学習容量）の得た後、次の総放電量が得られるまで、この総放電量を利用する。また、第１残存容量（率）に対応した第１電圧に加えて、これより少ない容量（例えば、３％）での第２残存容量（率）に対応した第２電圧でも、算出した残存容量率を補正しても良い。また、上述の残存容量(率)に対応した第1電圧、放電終止電圧等については、電流、温度に依存するので、使用時において電流、温度を基に補正した電圧を利用することも可能である。
【００５３】
＊本実施例の特徴について
本実施例においては、図４に示すように、抵抗加熱型ヒューズ１０が、電池Ａの充放電経路において、電池Ａのプラス側にて、直列に配置されている。
【００５４】
抵抗加熱型ヒューズ１０は、一般に販売されているもので、図４に示すように、ヒューズＨ、Ｈの中間点に、並列接続された加熱抵抗Ｒ、Ｒを接続した構造である。そして、斯るヒューズＨ、Ｈを遮断するために、加熱抵抗Ｒ、Ｒ、ヒューズＨ、Ｈに熱的に結合されている。
【００５５】
感熱体５の金属線５０、５１の端部は、抵抗加熱型ヒューズ１０の加熱抵抗R  と、電池Ａのマイナス側に接続されている。
【００５６】
以上の構成を持つパック電池１によれば、通常は感熱体５の金属線５０、５１が絶縁状態にあるため、感熱体５の両出力端部（金属線５０、５１の端部）間は非導通状態であり、抵抗加熱型ヒューズ１０の加熱抵抗Ｒに電流は流れず、  ヒューズＨが熱溶断されない。このとき、パック電池１は、通常に充放電される。
【００５７】
そして、図1に示すようなパック電池１において、素電池２（２ａ〜２ｆ）の少なくともいずれかに故障が発生し、その温度に異常上昇が生じたとき、
或いは上述のようにパック電池の外側ケース内に配置された感熱体５において、素電池または電子素子を含めた回路基板３の温度の異常上昇が生じたとき、
図３に示すように、感熱体５は当該異常温度の発生した素電池２（２ａ〜２ｆ）に対し、熱結合するように巻回された任意の部分、或いはパック電池１内で溶融する。このように可溶体５が溶解して状態変化を起こせば、金属線５０、５１はテープ６からの押圧力により近接接触し、短絡して導通状態が反転する。即ち、感熱体５の両出力端部（金属線５０、５１の端部）間は導通状態となる。金属線５０、５１はここで、金属線５０、５１自体が互いに短絡する方向に十分に付勢されているときは、テープ６が必須でなくても短絡させることが可能である。
【００５８】
感熱体５の両出力端部（金属線５０、５１の端部）間は導通状態となると、電池Ａ又は携帯機器ＰＣから加熱抵抗Ｒ、Ｒに加熱のため電流が流れる。よって、加熱抵抗Ｒ、Ｒが発熱し、ヒューズＨ、Ｈが熱溶断する。これにより、これ以後、パック電池１の使用をできなくすることができる。よって、本実施例においては、上述の従来のパック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、電池温度の上昇または電子素子の発熱等により、パック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止することができる。
【００５９】
＊１-４.感熱体のバリエーションについて
本発明で用いられる感熱体は、上記図２に示したワイヤー状の構成に限定するものではなく、以下に示すように、これ以外の形態で２個以上の素電池に共通して這設できる程度に長尺状に形成されていればよい。
【００６０】
図５は、感熱体のその他の構成例について、具体的なバリエーションを示す部分拡大図である。
【００６１】
図５（ａ）は、縒り線状に形成されたＡ線とＢ線が互いに近接且つ可溶体で絶縁した状態で、当該可溶体中に両線を保持されてなる感熱体の構成を示す。
【００６２】
このような感熱体をグラステープで素電池に押圧接触させておいても、電池の異常温度発生時に可溶体が溶け、Ａ線とＢ線を短絡させることが可能である。特に、Ａ線とＢ線を縒る際に締まり勝手にテンションを掛けた状態で可溶体を成形しておくと、可溶体の溶解時にはより確実に短絡させることができると思われる。また、Ａ線とＢ線に掛けるテンションの強度が十分であれば、押圧手段としての上記テープを設けなくても短絡を検知することが可能であると思われる。この場合、Ａ線とＢ線の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R  と、電池Ａのマイナス側に接続されている。
【００６３】
図５（ｂ）は、直線上のＡ線と、これに対して配した螺旋状のＢ線を可溶体で絶縁された状態で、ともに当該可溶体で被覆してなる感熱体の構成を示す。このような構成によっても、作動時には実施の形態１とほぼ同様の効果が奏される。また、この例ではＢ線が外部に露出しないので、通常は可溶体により保護されるという効果もある。この場合、Ａ線とＢ線の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R  と、電池Ａのマイナス側に接続されている。
【００６４】
図５（ｃ）は、帯状のＡ部材およびＢ部材を、同様に帯状の可溶体を挟むように配した構成を示す。このような構成を持つ感熱体は、Ａ部材またはＢ部材のいずれかの表面を素電池に接触させた状態で、実施の形態１と同様に、テープにより押圧して保持させることができる。当該構成によれば、接触面積が確保されるので、より素電池に対する熱結合性を高めることが可能である。さらに、テープの厚みを薄くすることによって、ワイヤー状の可溶体に比べ、パック電池に対してよりスリムに配設することが可能である。このため、この形態の感熱体を利用すれば、パック電池の薄型化に貢献できる。この場合、Ａ部材とＢ部材の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R  と、電池Ａのマイナス側に接続されている。  
【００６５】
また、可溶体の帯の幅を広げることで検知可能な面積を増大できるため、より高い検知精度を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】パック電池の構成図である。
【図２】感熱体の構成（通常時）の構成を示す図である。
【図３】感熱体の構成（作動時）の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例のパック電池の回路ブロック図である。
【図５】感熱体のバリエーションを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    パック電池
２    素電池（＝電池Ａ）
３    保護回路基板
４    接続部材
５    感熱体
６    グラステープ
７ａ、７ｂ    外部出入力線
７ｃ、７ｄ    リード線  ８    コネクタ
５０    金属線（Ａ線）
５１    金属線（Ｂ線）
５２    可溶体
ＰＣ  携帯機器（＝電子機器）
Ｓ  制御・電源手段
Ｌ  負荷
ＭＰＵ  マイクロプロセッサユニット
Ａ  電池
１２  抵抗（電流検出部）
１３  温度検出部
１４  Ａ／Ｄ変換部
１５  制御・演算部
１７  制御素子      ７１  充電用FET素子    ７２  放電用FET素子
１９  通信部
１０  抵抗加熱型ヒューズ
Ｈ  ヒューズ
Ｒ  加熱抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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