(57)【要約】【課題】調整が簡単で信頼性高く使用できるパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法を提供する。【解決手段】パック電池１は、二次電池１０と、二次電池１０の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路としての第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備える。過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下Ｖｄと外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値Ｖｔｈとを比較して、過電流を判定する。通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値Ｖｔｈは、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値における電圧降下に基づいて設定される。通信回路６１は外部と通信し、設定された過電流検出電圧値Ｖｔｈを受信し、記憶部６２に入力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池であって、
過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備え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ＯＮ／ＯＦＦ回路は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のパック電池。
【請求項４】
前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、直列に接続された二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路と二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のパック電池。
【請求項５】
前記ＯＮ／ＯＦＦ回路はパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパック電池。
【請求項６】
二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池用過電流保護回路であって、
過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とするパック電池用過電流保護回路。
【請求項７】
前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のパック電池用過電流保護回路。
【請求項８】
前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むことを特徴とする請求項６または７に記載のパック電池用過電流保護回路。
【請求項９】
前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、直列に接続された二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路と二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路であることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のパック電池用過電流保護回路。
【請求項１０】
前記ＯＮ／ＯＦＦ回路はパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のパック電池用過電流保護回路。
【請求項１１】
二次電池と、二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池の過電流保護方法であって、
通信により過電流保護回路に過電流検出電圧値または過電流検出電流値を設定し、
過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とするパック電池の過電流保護方法。
【請求項１２】
通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値または過電流検出電流値は、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値における電圧降下に基づいて設定されることを特徴とする請求項１１に記載のパック電池の過電流保護方法。
【請求項１３】
前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備えており、
通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値または過電流検出電流値は記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１１または１２に記載のパック電池用過電流保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法に関し、特に調整が簡単で信頼性高く使用できるパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池を内蔵するパック電池には、各種の保護回路が設けられている。例えば、過放電、過充電により二次電池が劣化しないように過放電保護回路、過充電保護回路が設けられる。これらの回路は回路構成上比較的容易に精度良く過放電、過充電を検出できる。
【０００３】
一方、二次電池から負荷に対して供給される電流の過電流を防止するために、過電流保護回路もパック電池に設けられている。例えば、特許文献１には、過電流保護回路は、過電流を検出するために、ＦＥＴ等の駆動素子のＯＮ抵抗を電流検出抵抗として利用したパック電池が開示されている。
【０００４】
図７にこのようなパック電池の一例を示す。この図に示すパック電池の過電流保護回路は、充放電制御を行うために制御回路を備えている。放電制御回路６４１は放電用ＦＥＴ６２１を、充電制御回路６４２は充電用ＦＥＴ６２２を制御するためにそれぞれ接続されている。これらの放電用ＦＥＴ６２１、充電用ＦＥＴ６２２には例えばパワーＭＯＳＦＥＴが用いられており、パック電池６００の−端子６７２と二次電池６１０の負極側の間に直列に接続されている。パック電池６００の使用時には、これらのＦＥＴが駆動されるため、そのＯＮ抵抗を電流検出抵抗として利用できる。すなわち、放電用ＦＥＴ６２１のドレイン−ソース間の電圧降下を測定し、ＯＮ抵抗で除算すればＦＥＴを流れる電流を知ることができ、パック電池６００の＋端子６７１から負荷を介して−端子６７２に流れる電流が検出され。そして過電流か否かを判定するための所定の閾電流値と比較することで、過電流を検出できる。例えば、コンパレータ６３０を用いて、ドレイン−ソース間の電圧降下を基準電圧制御回路６８０から出力される基準電圧と比較して、その結果で放電制御回路６４１を制御し、過電流と判定されると放電制御回路６４１が放電用ＦＥＴ６２１をＯＦＦして放電を停止させる。このように、過電流検出回路でパワーＭＯＳＦＥＴ等の駆動素子の電圧降下を監視して、過電流から保護することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３０８１１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パワーＭＯＳＦＥＴ等の駆動素子は素子間のばらつきが大きいため、そのＯＮ抵抗が一定せず、過電流保護を精度良く行うことは困難であった。この問題を解決するために、コンパレータに接続する基準電圧を半固定抵抗等で調整する方法も考えられるが、この方法ではパック電池毎に手作業で調整する必要があり、極めて手間がかかる。また、半固定抵抗では機械的な可動部分があるため振動や経年変化によって信頼性が低下し、安定して利用することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、調整が簡単で信頼性高く使用できるパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るパック電池は、二次電池と、二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池であって、過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とする。この構成によって、過電流検出用の抵抗等を別途用意することなく過電流の検出が可能で、しかも通信により過電流検出電流値を設定できるので、調整が容易となり正確な過電流検出が実現される。
【０００９】
さらに、本発明の請求項２に係るパック電池は、請求項１の特徴に加えて、前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする。この構成によって、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下は記憶部に記憶された外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値または過電流検出電流値と比較されることから、振動や経年変化によって信頼性がほとんど低下することなく、より信頼性高く使用できるパック電池を提供することができる。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３に係るパック電池は、請求項１または２の特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むことを特徴とする。本発明は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むＯＮ／ＯＦＦ回路を備えるパック電池に好適である。
【００１１】
さらに、本発明の請求項４に係るパック電池は、請求項１から３のいずれかの特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、直列に接続された二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路と二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路であることを特徴とする。この構成によって、ＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流をより精度よく検出することができる。
【００１２】
さらに、本発明の請求項５に係るパック電池は、請求項１から４のいずれかの特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路はパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする。本発明のパック電池は、ＯＮ抵抗のばらつきが大きいパワーＭＯＳＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦ回路としたパック電池に対して好適である。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項６に係るパック電池用過電流保護回路は、二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池用過電流保護回路であって、過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とする。この構成によって、過電流検出用の抵抗等を別途用意することなく過電流の検出が可能で、しかも通信により過電流検出電流値を設定できるので、調整が容易となり正確な過電流検出が実現される。
【００１４】
さらに、本発明の請求項７に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項６の特徴に加えて、前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする。この構成によって、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下は記憶部に記憶された過電流検出電圧値または過電流検出電流値と比較されることから、振動や経年変化によって信頼性がほとんど低下することなく、より信頼性高く使用できるパック電池用過電流保護回路を提供することができる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項８に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項６または７の特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むことを特徴とする。本発明は、少なくとも二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路、または二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路を含むＯＮ／ＯＦＦ回路を備えるパック電池用過電流保護回路に好適である。
【００１６】
さらに、本発明の請求項９に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項６から８のいずれかの特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路は、直列に接続された二次電池の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路と二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路であることを特徴とする。この構成によって、ＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流をより精度よく検出することができる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項１０に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項６から９のいずれかの特徴に加えて、前記ＯＮ／ＯＦＦ回路はパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする。本発明のパック電池は、ＯＮ抵抗のばらつきが大きいパワーＭＯＳＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦ回路としたパック電池用過電流保護回路に対して好適である。
【００１８】
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明の請求項１１に係るパック電池の過電流保護方法は、二次電池と、二次電池の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路を有するとともにＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路とを備えるパック電池の過電流保護方法であって、通信により過電流保護回路に過電流検出電圧値または過電流検出電流値を設定し、過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から前記通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較、またはＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と前記通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定することを特徴とする。この構成によって、過電流検出用の抵抗等を別途用意することなく過電流の検出が可能で、しかも通信により過電流検出電流値を設定できるので、調整が容易となり正確な過電流検出が実現される。
【００１９】
さらに、本発明の請求項１２に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項１１の特徴に加えて、通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値または過電流検出電流値は、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値における電圧降下に基づいて設定されることを特徴とする。この構成によって、パック電池毎に過電流検出電圧値または過電流検出電流値を適切に設定することができる。ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値は、過電流に相当する過電流値であってもよく、また過電流値と異なる電流値としてもよい。ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値が過電流値と異なる電流値の場合、例えば１次線形変換などの演算等に基づいて通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値または過電流検出電流値を算出することができる。
【００２０】
さらに、本発明の請求項１３に係るパック電池用過電流保護回路は、請求項１１または１２の特徴に加えて、前記過電流検出回路は、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備えており、通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値または過電流検出電流値は記憶部に記憶されることを特徴とする。この構成によって、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下は記憶部に記憶された過電流検出電圧値または過電流検出電流値と比較されることから、振動や経年変化によって信頼性がほとんど低下することなく、より信頼性高く使用できるパック電池の過電流保護方法を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法を例示するものであって、本発明のパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法を以下のものに特定するものではない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよい。
【００２２】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係るパック電池１のブロック図を示す。パック電池１は、二次電池１０と、二次電池１０の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路としての第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２を有すると共に、ＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下を検出して二次電池に流れる電流が過電流とならないように保護する過電流保護回路を備える。二次電池１０には、例えばリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等を用いることができる。第一ＦＥＴ２１は二次電池１０の放電のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電用回路として機能し、第二ＦＥＴ２２は二次電池１０の充電のＯＮ／ＯＦＦを行うための充電用回路として機能する。パック電池１は＋端子７１と−端子７２とを備える。第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２には、例えばパワーＭＯＳＦＥＴが用いられる。図に示すように、これらのパワーＭＯＳＦＥＴは寄生容量を有している。
【００２３】
また、過電流保護回路は二次電池１０の放電を制御するための放電制御回路４１を備える。放電制御回路４１は第一ＦＥＴ２１のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって放電を制御する。第一ＦＥＴ２１はソース側が二次電池１０の−側に接続され、ドレイン側がパック電池１の−端子７２側に接続される。したがって、第一ＦＥＴ２１は充電時においては常時通電状態であり、放電時にのみ放電方向電流の通電のＯＮ／ＯＦＦを行う。さらに、パック電池１は二次電池１０の充電を制御するための充電制御回路４２を備える。充電制御回路４２は第二ＦＥＴ２２のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって充電を制御する。第二ＦＥＴ２２はドレイン側が二次電池１０の−側に接続され、ソース側がパック電池１の−端子７２側に接続される。したがって、第二ＦＥＴ２２は放電時においては常時通電状態であり、充電時にのみ充電方向電流の通電のＯＮ／ＯＦＦを行う。図１の例では、第一ＦＥＴ２１と第二ＦＥＴ２２とが、二次電池１０の−側とパック電池１の−端子７２との間に直列に接続されている。またこの例では、第一ＦＥＴ２１が二次電池１０の−側に、第二ＦＥＴ２２がパック電池１の−端子７２側に接続されている。
【００２４】
過電流保護回路は、検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と、外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較して、過電流を判定する。図１の例においては、通信回路６１が外部と通信し、過電流検出電圧値を受信する。通信回路６１は受信した過電流検出電圧値を、記憶部６２に入力する。記憶部６２は過電流検出電圧値を記憶する部材であり、例えば不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ等で構成される。可変抵抗器５０は、一端が基準電圧制御回路８０に接続され、他端は接地される。基準電圧制御回路８０は二次電池１０によって駆動されると共に、基準電圧を生成し、可変抵抗器５０の両端に所定の基準電圧を印加する。可変抵抗器５０は、記憶部６２に記憶された過電流検出電圧値に基づいて抵抗値を設定する。可変抵抗器５０は、例えばマキシム社製、ダラス社製のディジタルポテンショメータ、ディジタル可変抵抗等の電子的な半固定抵抗から構成される。
【００２５】
過電流保護回路を構成するコンパレータ３０には、可変抵抗器５０によって調整された過電流検出電圧Ｖｔｈと、第二ＦＥＴ２２のソース側の検出電圧Ｖｄとが入力される。図１の例において、検出電圧Ｖｄは、第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２のＯＮ抵抗値の和Ｒ１２とこれらのＦＥＴを流れる電流値Ｉとの積Ｒ１２×Ｉで表される。したがって、予め過電流検出電流値Ｉｔｈの電流を第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２に印加し、そのときにコンパレータ３０による比較結果が変化する電圧となるよう可変抵抗器５０の抵抗値を調整しておけば、ＦＥＴを流れる放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈを超えたかどうかを、検出電圧Ｖｄに基づいて正確に判断することができる。コンパレータ３０は、可変抵抗器５０によって調整された過電流検出電圧Ｖｔｈと第二ＦＥＴ２２のソース側の検出電圧Ｖｄとの比較結果を、放電制御回路４１に出力する。
【００２６】
コンパレータ３０は、例えば差動アンプから構成される。差動アンプは、−側入力端子を第二ＦＥＴ２２のソース側に接続して、二次電池１０の放電電流Ｉに比例する検出電圧Ｖｄを入力する。差動アンプの＋側入力端子は、可変抵抗器５０に接続され、過電流検出電圧Ｖｔｈが入力される。コンパレータ３０は、検出電圧Ｖｄが過電流検出電圧Ｖｔｈよりも低いときに、二次電池１０の電池電圧に近い電圧値の”Ｈ”を放電制御回路４１に出力する。検出電圧Ｖｄが過電流検出電圧Ｖｔｈよりも低いときには、＋側入力端子の電圧が、−側入力端子の電圧よりも高くなるからである。一方、二次電池１０の放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈよりも大きくなって、検出電圧Ｖｄが過電流検出電圧Ｖｔｈよりも高くなると、コンパレータ３０は出力をほぼ０Ｖとする”Ｌ”信号を放電制御回路４１に出力する。このとき放電制御回路４１は、過電流が流れたと判定して、第一ＦＥＴ２１がＯＦＦとなるように制御する。このように放電制御回路４１は、コンパレータ３０から出力された比較結果に基づいて、過電流が流れたか否かを判定すると共に、第一ＦＥＴ２１を制御する。
【００２７】
次に、可変抵抗器５０の抵抗値の調整方法を概略的に説明する。可変抵抗器５０の抵抗値の調整においては、図１に示すように、パック電池１の＋端子７１と−端子７２との間に放電負荷２と電流計３とが直列に接続される。まず、二次電池を流れる放電電流Ｉ、すなわち電流計３の値が過電流検出電流値Ｉｔｈとなるように放電負荷２が調整される。次に、外部設定機器を通信回路６１と通信可能に接続し、可変抵抗器５０の抵抗値を設定する。具体的には、差動アンプの＋側入力端子に入力される電圧が、放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈのときの第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２のＯＮ抵抗値の和Ｒ１２と、これらのＦＥＴを流れる電流値Ｉとの積Ｒ１２×Ｉｔｈで表される過電流検出電圧Ｖｔｈとなるよう、外部設定機器が通信回路６１と通信することによって可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。これによって、差動アンプの−側端子に入力される検出電圧Ｖｄが過電流検出電圧Ｖｔｈを超えたとき、差動アンプは”Ｌ”信号を放電制御回路４１に出力するよう設定できる。これによって、パック電池１毎の過電流検出を容易にかつ正確に調整することが可能となる。なお、この構成においては外部から可変抵抗器５０を設定可能とすることが目的であって、設定のための通信方式や外部設定機器については既知の方法や将来開発される方法が適宜利用できる。例えば外部設定機器は汎用のコンピュータや専用の設定機器が利用でき、通信方式はＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘやＲＳ−４２２、ＵＳＢなどのシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔなどのネットワークを介して電気的に接続して通信を行うことができる。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ、ＯＦＤＭ方式などの無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの電波、赤外線、光通信などを利用した無線接続などでもよい。
【００２８】
ここで、より具体的な可変抵抗器５０の設定方法について説明する。まず、可変抵抗器５０の抵抗値を初期値に設定し、初期電圧Ｖ０を差動アンプの＋側入力端子に入力する。次に、放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈとなるように放電負荷２が調整されて、電流が通電される。このとき、第一ＦＥＴ２１がＯＦＦ状態である場合、すなわち積Ｒ１２×Ｉｔｈで表される電圧が初期電圧Ｖ０より高い場合、差動アンプの＋側入力端子に入力する電圧が過電流検出電圧Ｖｔｈとなるよう第一ＦＥＴ２１がＯＮとなる値まで可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。一方、このとき、第一ＦＥＴ２１がＯＮ状態である場合、すなわち積Ｒ１２×Ｉｔｈで表される電圧が初期電圧Ｖ０より低い場合、差動アンプの＋側入力端子に入力する電圧が過電流検出電圧Ｖｔｈとなるよう第一ＦＥＴ２１がＯＦＦとなる値まで可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。これによって、差動アンプの＋側入力端子に入力される電圧が、放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈのときの第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２のＯＮ抵抗値の和Ｒ１２とこれらのＦＥＴを流れる電流値Ｉとの積Ｒ１２×Ｉｔｈで表される過電流検出電圧Ｖｔｈとなるよう可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。このようにして、通信により過電流保護回路に設定される過電流検出電圧値Ｖｔｈは、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する過電流検出電流値Ｉｔｈにおける電圧降下に基づいて設定される。
【００２９】
ここでは、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値としての放電電流Ｉを、過電流に相当する過電流値の閾値としての過電流検出電流値Ｉｔｈとして説明したが、放電電流Ｉを過電流検出電流値Ｉｔｈと異なる電流値としてもよい。この場合、例えば１次線形変換などの演算等に基づいて過電流検出電圧値Ｖｔｈを算出することができる。
【００３０】
また、基準電圧制御回路８０は、常に一定の基準電圧を生成するよう構成してもよく、また、二次電池１０の電池電圧等の条件に応じて生成する基準電圧を変化させるよう構成してもよい。例えば、基準電圧制御回路８０は、二次電池１０の電池電圧が低くなるにしたがってコンパレータ３０に入力する基準電圧を高くするよう構成することができる。このような構成は、放電電流が同じ電流値であっても、電池電圧によってＦＥＴ２１、２２のドレイン−ソース間の電圧が変動し、コンパレータ３０の−側入力端子に入力される検出電圧が変化する場合に好適である。
【００３１】
（実施の形態２）
図２に、本発明の実施の形態２に係るパック電池２００のブロック図を示す。実施の形態２のパック電池においては、過電流保護回路を構成するコンパレータ３０には、可変抵抗器５０によって調整された過電流検出電圧Ｖｔｈと、第一ＦＥＴ２２のドレイン側の検出電圧Ｖｄとが入力される点のみが実施の形態１のパック電池と異なっており、同じ符号が付された部材は実施の形態１と同様の構成であり説明を省略する。
【００３２】
図２の例において、検出電圧Ｖｄは、第一ＦＥＴ２１のＯＮ抵抗値Ｒ１と第一ＦＥＴ２１を流れる電流値Ｉとの積Ｒ１×Ｉで表される。上述の過電流検出電圧ＶｔｈがＲ１×Ｉｔｈとなるように、可変抵抗器５０の抵抗値は調整される。
【００３３】
（実施の形態３）
図３に、本発明の実施の形態３に係るパック電池３００のブロック図を示す。実施の形態３のパック電池においては、充電制御回路４２と第二ＦＥＴ２２が省略されている点のみが実施の形態１のパック電池と異なっており、同じ符号が付された部材は実施の形態１と同様の構成であり説明を省略する。
【００３４】
図３の例において、検出電圧Ｖｄは、第一ＦＥＴ２１のＯＮ抵抗値Ｒ１と第一ＦＥＴ２１を流れる電流値Ｉとの積Ｒ１×Ｉで表される。上述の過電流検出電圧ＶｔｈがＲ１×Ｉｔｈとなるように、可変抵抗器５０の抵抗値は調整される。実施の形態３のパック電池３００は、端子７１、７２を外部の充電装置に接続して充電可能である。この外部の充電装置は、二次電池の充電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うための充電制御回路と充電用回路を備える構成とすることができる。
【００３５】
（実施の形態４）
図４に、本発明の実施の形態４に係るパック電池４００のブロック図を示す。実施の形態４のパック電池においては、第二ＦＥＴ２２が二次電池１０の−側に、第一ＦＥＴ２１がパック電池１の−端子７２側に接続されている点のみが実施の形態１のパック電池と異なっており、同じ符号が付された部材は実施の形態１と同様の構成であり説明を省略する。
【００３６】
図４の例において、検出電圧Ｖｄは、第一ＦＥＴ２１および第二ＦＥＴ２２のＯＮ抵抗値の和Ｒ１２とこれらのＦＥＴを流れる電流値Ｉとの積Ｒ１２×Ｉで表される。上述の過電流検出電圧ＶｔｈがＲ１２×Ｉｔｈとなるよう可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。
【００３７】
（実施の形態５）
図５に、本発明の実施の形態５に係るパック電池５００のブロック図を示す。実施の形態５のパック電池においては、コンパレータ３０には、可変抵抗器５０によって調整された過電流検出電圧Ｖｔｈと、第二ＦＥＴ２２のソース側の検出電圧Ｖｄとが入力される点のみが実施の形態４のパック電池と異なっており、同じ符号が付された部材は実施の形態４と同様の構成であり説明を省略する。
【００３８】
図５の例において、検出電圧Ｖｄは、第二ＦＥＴ２２のＯＮ抵抗値Ｒ２と第二ＦＥＴ２２を流れる電流値Ｉとの積Ｒ２×Ｉで表される。上述の過電流検出電圧ＶｔｈがＲ２×Ｉｔｈとなるよう可変抵抗器５０の抵抗値が調整される。
【００３９】
以上の説明では、過電流保護回路は検出されたＯＮ／ＯＦＦ回路による電圧降下と外部から通信により設定可能な過電流検出電圧値とを比較する例を示したが、本発明の過電流保護回路はＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流と通信により設定可能な過電流検出電流値とを比較して、過電流を判定する構成とすることができる。この場合、例えばＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流をデジタル値に変換し、過電流検出電流値に相当するデジタル値とを比較して、過電流を判定する構成とすることができる。もちろん、例えばＯＮ／ＯＦＦ回路に流れる電流を電圧に変換してさらにデジタル値に変換し、過電流検出電圧値に相当するデジタル値とを比較して、過電流を判定する構成とすることもできる。
【００４０】
（実施の形態６）
上記の実施の形態においては、二次電池１０を一接続した例を説明したが、複数の二次電池を直列に接続した例にも適用可能であることはいうまでもない。また、上記の例ではＯＮ／ＯＦＦ回路としてＮチャンネル型のパワーＭＯＳＦＥＴを接続した例を説明したが、これに限らずＰチャンネル型のパワーＭＯＳＦＥＴを使用して回路を構成することもできる。加えて、ＯＮ／ＯＦＦ回路は二次電池１０の−側に接続する例に限られず、＋側に接続して構成することもできる。
【００４１】
図６に、本発明の実施の形態６に係るパック電池７００のブロック図を示す。実施の形態６のパック電池においては、４つの二次電池１０を直列に接続している。またこれら二次電池１０の通電のＯＮ／ＯＦＦを行うためのＯＮ／ＯＦＦ回路として、Ｐチャンネル型のパワーＭＯＳＦＥＴである第一ＦＥＴ７２１および第二ＦＥＴ７２２を使用し、二次電池１０の＋側に接続している。第一ＦＥＴ２１は二次電池１０の放電用回路として、第二ＦＥＴ２２は充電用回路としてそれぞれ機能する。またこれらのＦＥＴは、ゲート側を充放電制御回路７４１に接続している。充放電制御回路７４１は過電流保護回路を構成し、二次電池１０の電池電圧を監視しながら充電および放電を制御して、二次電池１０を過電圧、過電流、過放電から保護する。さらに図６のパック電池７００は、過電流保護のため二次電池１０の＋側と第一ＦＥＴ７２１との間にヒューズ７５０を設けている。
【００４２】
図６の回路も、上述した他の実施の実施の形態と同様に過電流保護回路を構成するコンパレータ３０で、可変抵抗器５０によって調整された過電流検出電圧Ｖｔｈと、第二ＦＥＴ２２のソース側の検出電圧Ｖｄとが入力される。したがって、図１の例と同様に可変抵抗器５０の抵抗値を調整することで、ＦＥＴを流れる放電電流Ｉが過電流検出電流値Ｉｔｈを超えたかどうかを、検出電圧Ｖｄに基づいて正確に判断することができる。同じ符号が付された部材は実施の形態１と同様の構成であるから、詳細な説明は省略する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、パワーＭＯＳＦＥＴ等の素子間のばらつきが大きい駆動素子をＯＮ／ＯＦＦ回路として用いた場合であっても、パック電池毎に半固定抵抗等を手作業で調整することなく、過電流を精度よく判定できるパック電池、パック電池用過電流保護回路、およびパック電池の過電流保護方法を提供することができる。
【００４４】
特に、過電流検出回路が過電流検出電圧値または過電流検出電流値を記憶する記憶部をさらに備える構成とした場合、振動や経年変化によって信頼性がほとんど低下することなく、より信頼性高く使用できるパック電池等を提供することができる。
【００４５】
また、過電流検出電圧値または過電流検出電流値を、ＯＮ／ＯＦＦ回路に予め印加する電流値における電圧降下に基づいて設定することによって、パック電池毎に過電流検出電圧値または過電流検出電流値を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパック電池を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るパック電池を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るパック電池を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係るパック電池を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係るパック電池を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係るパック電池を示すブロック図である。
【図７】従来のパック電池を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２００，３００，４００，５００，６００，７００・・・パック電池
２・・・放電負荷
３・・・電流計
１０・・・二次電池
２１，７２１・・・第一ＦＥＴ
２２，７２２・・・第二ＦＥＴ
３０・・・コンパレータ
４１・・・放電制御回路
４２・・・充電制御回路
５０・・・可変抵抗器
６１・・・通信回路
６２・・・記憶部
７１・・・＋端子
７２・・・−端子
８０・・・基準電圧制御回路
７４１・・・充放電制御回路
７５０・・・ヒューズ
【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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【図６】
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【図７】
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