(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を格納するバッテリパックにおいて、
一の基板面に形成された第１の銅箔リボンおよび第２の銅箔リボンと前記一の基板面の背面の基板面に形成された第３の銅箔リボンおよび第４の銅箔リボンを有し、前記第３の銅箔リボンは前記第１の銅箔リボンに電気的に接続され、前記第４の銅箔リボンは前記第２の銅箔リボンに電気的に接続される基板と、
陰極端子が前記基板上の第２の銅箔リボンに接続された直流電源と、
前記直流電源の正極端子と前記基板上の第１の銅箔リボンとを接続する電気抵抗素子と、
前記第１の銅箔リボンと第２の銅箔リボンとの間の電圧を検知して所定の検知信号を発生する検知器とを備え、
前記検知器は、前記電池から漏洩した電解液、または、前記バッテリパックに侵入した所定の液体が原因で、前記第１の銅箔リボンと第２の銅箔リボンとの間の電圧が所定の電圧以下に降下し、前記電圧降下の継続する時間が所定時間以上の場合、または、前記電圧降下の回数が所定回数以上となった場合に、前記検知信号を発生する電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項２】
前記基板に形成された第１の銅箔リボンの一部および第２の銅箔リボンの一部は、少なくとも前記基板の外周近傍に形成されている請求項１記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項３】
前記基板は、前記で形成された銅箔リボンおよび基板面の所定の領域が、所定の樹脂で覆われる請求項１又は２に記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項４】
前記所定の領域は、第１および第２の領域で構成され、前記第１の領域は電解液を吸収する樹脂で覆われ、前記第２の領域は水分を吸収する樹脂である請求項３記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項５】
前記の電解液を吸収する樹脂は、アクリル樹脂である請求項４記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項６】
前記の水分を吸収する樹脂は、高分子吸水ポリマである請求項４記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項７】
前記基板に形成された銅箔リボンの一部が、前記格納された電池の電極の近傍に配置される請求項１記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項８】
前記バッテリパックは、さらに、内部に電気回路、外部の装置と電気的に接続されるための接続端子およびヒューズを有し、前記電気回路は前記ヒューズを介して前記接続端子に接続され、前記検知信号が発生された場合に前記ヒューズを電気的に切断する請求項１ないし７のいずれかに記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項９】
前記バッテリパックは、さらに、外部装置と電気的に接続されるための接続端子を有し、前記基板は、前記外部装置に配置され、前記基板に形成された銅箔リボンの一部は、少なくとも前記バッテリパックの接続端子の近傍に配置される請求項１ないし３のいずれかに記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１０】
電池と、複数の基板が隙間を空けて積み重ねられた多層基板とを格納するバッテリパックにおいて、
前記隙間に形成され、前記基板に挟まされた銅箔リボンと、前記銅箔リボンが形成されていない、前記多層基板の最外部の基板面に形成された銅箔リボンとを有する前記多層基板と、
前記多層基板に形成された銅箔リボンの内、１つの銅箔リボンから数えて１つおきの銅箔リボンを電気的に相互接続する第１の導体と、
前記銅箔リボン以外の銅箔リボンを電気的に相互接続する第２の導体と、
陰極端子が前記第１の導体に接続された直流電源と、
前記第２の導体と前記直流電源の正極端子とを接続する電気抵抗素子と、
前記第１の導体と第２の導体との間の電圧を検知して所定の検知信号を発生する検知器とを備え、
前記検知器は、前記電池から漏洩した電解液、または、前記バッテリパックに侵入した所定の液体が原因で、前記第１の導体と第２の導体との間の電圧が所定の電圧以下に降下し、前記電圧降下の継続する時間が所定時間以上の場合、または、前記電圧降下の回数が所定回数以上となった場合に、前記検知信号を発生する電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１１】
前記多層基板に形成された各銅箔リボンの一部は、少なくとも前記各基板の外周近傍に形成される請求項１０記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１２】
前記多層基板は、前記で形成された銅箔リボンおよび前記多層基板の所定の領域が、所定の樹脂で覆われる請求項１０記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１３】
前記所定の領域は、第１および第２の領域で構成され、前記第１の領域は電解液を吸収する樹脂で覆われ、前記第２の領域は水分を吸収する樹脂である請求項１２記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１４】
前記の電解液を吸収する樹脂は、アクリル樹脂である請求項１３記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【請求項１５】
前記の水分を吸収する樹脂は、高分子吸水ポリマである請求項１３記載の電解液漏洩検出機能付きバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路等の活電部を保護するための保護ケースに関する。特に、電池の電解液の漏液や結露等から、電池ケース内の電気回路の活電部や電池ケースを装着する装置等を保護する機能を有する保護ケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラやノートパソコン等のポータブル・コードレス機器の普及により、それらの電源に用いる電池の需要が高まっている。特に、小型・軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池の需要が高まっている。また、電池ケース内の電池に近接してプリント配線板等を配置し、その上に制御回路等の電気回路を形成することもしばしば行われる。
【０００３】
一方、これらの二次電池から電解液が漏れ、漏れた電解液により電池を搭載している機器が故障することがあることも周知である。そして、電解液の漏液に対しては、電池室と、制御回路を含む電気回路とを隔壁等で分離する方法で、電解液による不具合を防止することが行われている。さらに、電子機器にとっては結露等の水滴も故障の原因となり、家庭用VTR等にはこのことを考慮して結露検出装置等の専用部品を持たせたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御回路を含む電気回路は、電解液の漏液検出機能を有しないため、電池から漏れた電解液によって電気回路の動作が異常となり不具合を発生してしまうことを検知できず、故障を防止できないという問題がある。
【０００５】
また、家庭用VTR等に使用されている水滴等の結露検出装置には、電解液の検出装置が機器に装着されていないため電解液の漏液による故障の発生を検知できないという問題がある。
【０００６】
また、電解液の漏液に対しては、電池室と、制御回路を含む電気回路とを隔壁等で分離する方法によって電解液の漏液による不具合を防止することが行われているが、漏れた電解液によって電気回路が異常となるまで電解液の漏液を検出することができないという問題がある。
【０００７】
また、結露等の水分による電気回路の異常を検出するためには、結露を検出するための専用部品がさらに必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電池から漏洩した電解液やその他の液体から活電部を保護する機能を有するバッテリパックを提供することである。
【０００９】
また、本発明の目的は、プリント配線板の漏液個所に最も近い部分に電解液検知器を配置し、プリント配線板の水分浸入経路に最も近い部分に水分検知器を配置することによって、バッテリパック内部で電池から電解液が漏液し、およびバッテリパック外部からの水分が浸入することの両方を検出することによって、バッテリパックの安全性をさらに向上させることができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載される電解液漏洩検出機能付きバッテリパックに係る発明は、電池を格納するバッテリパックにおいて、一の基板面に形成された第１の銅箔リボンおよび第２の銅箔リボンと前記一の基板面の背面の基板面に形成された第３の銅箔リボンおよび第４の銅箔リボンを有し、前記第３の銅箔リボンは前記第１の銅箔リボンに電気的に接続され、前記第４の銅箔リボンは前記第２の銅箔リボンに電気的に接続される基板と、陰極端子が前記基板上の第２の銅箔リボンに接続された直流電源と、前記直流電源の正極端子と前記基板上の第１の銅箔リボンとを接続する電気抵抗素子と、前記第１の銅箔リボンと第２の銅箔リボンとの間の電圧を検知して所定の検知信号を発生する検知器とを備え、前記検知器は、前記電池から漏洩した電解液、または、前記バッテリパックに侵入した所定の液体が原因で、前記第１の銅箔リボンと第２の銅箔リボンとの間の電圧が所定の電圧以下に降下し、前記電圧降下の継続する時間が所定時間以上の場合、または、前記電圧降下の回数が所定回数以上となった場合に、前記検知信号を発生するように構成される。
【００２０】
また、請求項１０に記載される電解液漏洩検出機能付きバッテリパックに係る発明は、電池と、複数の基板が隙間を空けて積み重ねられた多層基板とを格納するバッテリパックにおいて、前記隙間に形成され、前記基板に挟まされた銅箔リボンと、前記銅箔リボンが形成されていない、前記多層基板の最外部の基板面に形成された銅箔リボンとを有する前記多層基板と、前記多層基板に形成された銅箔リボンの内、１つの銅箔リボンから数えて１つおきの銅箔リボンを電気的に相互接続する第１の導体と、前記銅箔リボン以外の銅箔リボンを電気的に相互接続する第２の導体と、陰極端子が前記第１の導体に接続された直流電源と、前記第２の導体と前記直流電源の正極端子とを接続する電気抵抗素子と、前記第１の導体と第２の導体との間の電圧を検知して所定の検知信号を発生する検知器とを備え、前記検知器は、前記電池から漏洩した電解液、または、前記バッテリパックに侵入した所定の液体が原因で、前記第１の導体と第２の導体との間の電圧が所定の電圧以下に降下し、前記電圧降下の継続する時間が所定時間以上の場合、または、前記電圧降下の回数が所定回数以上となった場合に、前記検知信号を発生するように構成される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、電解液漏液検出方法の基本概念を説明するための模式的な構成図である。図１（ａ）は、電解液漏液検出方法を説明するための概要図である。図１（ａ）において、電解液漏液検出を行うためのシステムは、検出動作を行うマイクロコンピュータ１（以下、マイコンという）、直流電源２３、直流電源２３に接続された固定抵抗器２（以下、プルアップ抵抗といい、その抵抗値をＲ１とする）、漏液検出のための回路３（以下、検出素子という）および検出素子の接地４（以下、ＧＮＤという）とを含むように構成される。
【００２９】
図１（ａ）において、検出素子３の１の端子３aは、電解液の漏液を検出するマイコン１および電源に接続された固定抵抗器２と接続され、検出素子３の他の端子３bは、接地される。電解液の漏液を検出するマイコン１は、検出素子３に印加された電圧をモニタし、後述する所定の処理を行う。
【００３０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す検出素子３を等価回路で表した場合の電気的な接続の関係を示す模式図である。検出素子３は、電気的には、検出素子の端子３a、３b間に電気抵抗３１（抵抗値Ｒとする）が接続された等価回路と表わすことができる。つまり、検出素子３は、マイコン１から電気的に見て、プルアップ抵抗２とＧＮＤ４との間に接続された抵抗値Ｒとなっている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る電解液検出素子の配置を示す図である。図２（ａ）は、プリント配線板７の表面に形成される検出素子の配置を示す平面図であり、図２（ｂ）は、その側面図である。検出素子３の端子３a、３bは、銅箔または銅箔リボン等であり、プリント配線板上に、例えば、エッチング処理によって形成される。以下、検出素子３の端子３a、３bを、それぞれ、検出素子３の銅箔リボン３a、３bという。
【００３２】
検出素子３の銅箔リボン３a、３bは、プリント配線板７の表面上に外周に添って引き回すような配置で形成される。検出素子３の銅箔リボン３a、３bの幅８は、例えば、１００μｍ以上、５ｍｍ以下とするのでも良い。例えば、基板の最外周付近に銅箔リボン３bを配置し、その内周に銅箔リボン３aを配置した場合に、検出素子３の銅箔リボン３a、３bが対向する距離９は、１００μｍ以上、５ｍｍ以下とするのでも良い。
【００３３】
図２（ｃ）は、検出素子３を多層プリント配線板に配置した例を模式的に示す側面図であり、図２（ｄ）は、その平面図である。図２（ｄ）に示すように、この構造では、検出素子３の銅箔リボン３aと３bは、互いに各プリント配線板の反対面に形成される。したがって、１の面には検出素子３の銅箔リボン３aまたは銅箔リボン３bが形成され、反対の面には、検出素子３の他の銅箔リボンが形成される。また、図２（ｃ）に示すように、プリント配線板は重ねられた構造をとり、この検出素子３は、検出素子３の銅箔リボン３aと銅箔リボン３bとが交互に配置する構造となる。
【００３４】
検出素子３の銅箔リボンの幅８は、例えば、１００μｍ以上、５ｍｍ以下とするのでも良い。また、プリント配線板の端から検出素子３の外側の銅箔リボンまでの距離１０は、例えば、５ｍｍ以下とするのでも良い。ここで、図２（ａ）と（ｂ）に示す配置は、プリント配線板表面に配置するものであるのに対し、図２（ｃ）と（ｄ）に示す配置は、多層プリント配線板の内層部への配置を示すものであるが、多層プリント配線板を用いる場合は、銅箔リボンをプリント配線板表面に配置し、かつ、多層プリント配線板の内層部にも配置することができる。
【００３５】
図２（ｂ）および（ｃ）に示される、プリント配線板７の部分７１は、絶縁材であるエポキシ樹脂等を塗布して形成された部分である。図２に示す例では、樹脂は、検出素子３の銅箔リボン３a、３b上には塗布されない。これは、電解液が漏液した場合に、検出素子３の銅箔リボン３a、３bの表面に電解液が付着し易くする為である。なお、図示しないが、樹脂を検出素子３の銅箔リボン３a、３b上に塗布するのでも良い。その場合、塗布する樹脂の厚さを調整することによって、漏洩した電解液が樹脂を浸食し、検出素子３の銅箔リボン３a、３bに達するまでの時間を調整できる。
【００３６】
図３は、電解液漏液時の検出方法について説明するための概念図である。図３（ａ）は、電解液が漏液してマイグレーションが発生した状態を示す図である。検出素子３の銅箔リボン３aと３bは、プリント配線板７の表面、及び、内層に、例えば、エッチング処理により作られたものであり、この検出素子３の銅箔リボン部分は電解液５が付着すると、その一部または全部が溶解する。
【００３７】
検出素子３の片側３aはプルアップ抵抗２によって直流電源等に接続され、銅箔リボン３aと銅箔リボン３bが絶縁されている場合は、検出素子３の片側の銅箔リボン３aは高い電位となっている。もう片方の銅箔リボン３bは、ＧＮＤ４に接続されている。電解液５が銅箔リボン３aに付着し、溶解すると、溶解した銅イオンは（＋イオン）、印加されている電圧によって、低い電位側の銅箔リボン３bに向かって移動する。低い電位側に到達した銅イオンは、再結晶化して金属銅になる。この状態が継続すると、銅箔リボン３b側から銅箔リボン３a側に向かって金属銅の再結晶化が進行し、やがて銅箔リボン３aと銅箔リボン３b間が再結晶化した銅で短絡した状態６となる。この短絡が生じた状態をマイグレーション発生状態という。
【００３８】
図３（ｂ）は、マイグレーション発生時に検出素子からマイコン１に伝わる電気信号の変化と漏液判定に要する検出時間について説明するのに用いる概念的な図である。検出素子３の片側の銅箔リボン３aは、電気的に高い電位（＋Ｖｃｃ）に接続されている。マイグレーションが発生した場合、検出素子３は、電気的に短絡した状態になり、銅箔リボン３aと銅箔リボン３b間の抵抗値は小さい値となる。その抵抗値をＲ２とする。
【００３９】
マイコン１に伝わる信号は、検出素子３の抵抗値とプルアップ抵抗２の抵抗値および印加電圧の関係から定まる。具体的には、マイグレーションが発生していないときは、電圧が＋Ｖｃｃの信号がマイコン１に伝わる。一方、マイグレーションが発生したときには、プルアップ抵抗２の抵抗値Ｒ１と短絡状態の検出素子３の抵抗値Ｒ２との関係から、マイコンに伝わる信号は（Ｒ２÷（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖｃｃの式で表わされる電圧の信号が伝わる。
【００４０】
マイコン１が検出素子３において検出する電圧は、例えば、図３（ｂ）に模式的に示すような変化を示す場合がある。この場合、マイコン１は、ある一定時間以上の間、継続して、検出素子３に予め決められた電圧値より低い電圧が検知された場合は、検出素子３が電解液によって短絡したと判断する。この短絡状態を検出するための時間としては、例えば、５００ｍｓｅｃ以上、１時間以下とすることができるが、その他の時間でも良い。また、プルアップ抵抗２の抵抗値としては、例えば、１００ｋΩ以上、２５０ＭΩ以下とすることができるが、その他の抵抗値でも良い。
【００４１】
図４は、電解液漏液の検出後の処理について説明するための図である。バッテリパック１００内部には、充放電可能な二次電池１７、電池の充電・放電等の制御のためのマイコン１、放電停止用のスイッチ１４、充電停止用のスイッチ１５、電池と接続されている電気回路を電池から切断するためのヒューズ１６、およびバッテリパック１００内の電気回路を外部の回路から切断する為のヒューズ２２が内蔵されている。
【００４２】
また、バッテリパック１００は、外部の回路と接続する為の接続端子１２、１３、４１を有する。接続端子１２（Ｂａｔｔ＋端子）は、二次電池１７の充放電に用いる端子である。接続端子１３（ＳＭＢ Ｄａｔａ端子）は、バッテリパック１００内部のマイコン１から外部の装置（例えば、バッテリパック１００を有する装置）等に、デジタル信号等の所定の信号を出力するための接続端子である。また、接続端子４１は、電気的接地のための接続端子である。
【００４３】
以下、図３と図４を参照してバッテリパック１００の動作を説明する。検出素子３に電解液５が付着してマイグレーション６が発生したとき、検出素子３からマイコン１に短絡したことを示す信号が伝わる。この信号を受けたマイコン１は、電解液５が漏液したと判断した時点でバッテリパック１００内部の放電停止スイッチ１４、充電停止スイッチ１５をＯＦＦにする。これによって、バッテリパック１００に充電することも、バッテリパック１００から放電することもできなくする。
【００４４】
さらに、マイコン１は、ヒューズ１６を切断して二次電池１７に接続されているバッテリパック１００内の電気回路を二次電池１７から電気的に切り離し、ヒューズ２２を切断してバッテリパック１００内の電気回路を外部の回路から切り離す。これらの動作によって二次電池１７からの放電、二次電池１７への充電等の動作を完全に禁止することができる。その後、マイコン１は、バッテリパック１００内部で電解液漏液が発生したことを外部に知らせるために、ＳＭＢ Ｄａｔａ端子１３を介してバッテリパック１００外部の装置に漏液が有ったことを示す信号を発信する。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態１に係るバッテリパック１００内のプリント配線板または検出素子の配置方法を示す図である。図５（ａ）は、平面的に並べられた充放電可能な二次電池１７aとプリント配線板との配置の一例を示す平面図である。図５（ａ）の場合、プリント配線板７aは、充放電可能な二次電池１７aの電極の横に、平面的に並べられた二次電池１７a面と同じ向きとなるように配置される。例えば、二次電池１７aからの電解液漏液は、主に二次電池１７aのプラス側より発生するため、プリント配線板７aの銅箔リボン３aと３bを有する面を二次電池１７aのプラス側に配置して、電解液の漏液検出を行う。
【００４６】
図５（ｂ）は、充放電可能な二次電池の横にプリント配線板を配置した場合の平面図である。二次電池１７bは、バッテリパック１００の構造上の制限等から、数本の電池が直列に配置されることがある。図５（ｂ）では、プリント配線板７bは、直列に配置された二次電池１７bと平行に配置される。そして、検出素子の銅箔リボン３a、３bは、各電池のプラス側付近に配置される。電解液の漏れは、主に二次電池１７bのプラス側から発生するため、電解液の検知が容易となるようにこのような配置をとる。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態１に係るバッテリパック１００を内蔵または接続する機器に検出素子を配置する場合の構成を示す図である。例えば、バッテリパック１００がＰＣ本体内部に接続される場合における、検出素子の配置の一例を示す図である。図６（ａ）は、バッテリパック１００とＰＣ本体との接続部分に、銅箔リボン３a、３bからなる検出素子を配置する例を示す図である。ＰＣ本体とバッテリパック１００との接続は、ＰＣ本体の接続端子２０を介して行われる。この接続端子２０に取りつけられたＰＣ本体部のコネクタ１９の近傍に、銅箔リボン３a、３bからなる検出素子を設置する。このように配置された検出素子を用いて、バッテリパック１００から漏れ出した電解液の検出を行う。
【００４８】
図６（ｂ）は、銅箔リボン３a、３bからなる検出素子を電池挿入部下部に配置する例を示す図である。この配置では、バッテリパック１００内部で電解液が漏れ、さらにバッテリパック１００下部よりＰＣ本体側に電解液が漏れ出した場合に、バッテリパック１００下部にあるＰＣ本体のケース２１とバッテリパック１００間に、銅箔リボン３a、３bからなる検出素子を配置することによって電解液漏液の検出を行うことができる。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すＰＣ本体は、検出素子からの信号を用いて電解液漏液の検出を行うことおよびバッテリパック１００への充放電の動作を停止ことができるものとする。それらの方法は、上記図３および４を参照した説明において示したものと同様の方法によって行うことができる。
【００４９】
以上、図６に示したように、ＰＣ本体に（バッテリパック１００の外部に）銅箔リボン３a、３bからなる検出素子を設けることで、ＰＣ本体も電解液の漏液を検出できる。そのため、電解液漏液を検出した場合、ＰＣ本体がバッテリパック１００に対する充電、バッテリパック１００からの放電動作を停止することでＰＣ本体の安全性を確保することができる。このようなことから、バッテリパック１００に内蔵されたマイコンが動作異常を起こし、バッテリパック１００内部での電解液漏液検出機能が停止した場合等でもマイコン本体を有効に保護できる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態１においては、電解液が漏れた場合の電解液検出方法について説明したが、実施の形態２では、電解液のみならず、水も検出できる検出法について説明する。具体的には、電解液、水分が有する分子間力の大きさと、基板表面に塗布する絶縁材料の分子間力の差異を利用して、電解液、水を検出達成するものである。さらに、電解液検出素子、水分検出素子をバッテリパック内で最適に配置することによって、より検出機能を向上させるものである。
【００５１】
図７は、本発明の実施の形態２に係るバッテリパック１００内のプリント配線板および検出素子の配置方法を示す図である。図７（ａ）は、図示されない充放電可能な二次電池と平面的に並べられたプリント配線板の配置の一例を示す平面図である。図７（ｂ）は、図１の平面的に並べられたプリント配線板の側面図である。
【００５２】
実施の形態２においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、図５（ａ）に示したプリント配線板７の上に、検出素子の銅箔リボン３a、３bおよび絶縁材料２０４で構成される検知器を設け、その上に３つの領域２０１，２０２，２０３を設け、これらの領域に異なる物質を塗布する。たとえば、領域２０１には、アクリル樹脂を主成分とする樹脂（以下、アクリル樹脂という）２０６を塗布する。アクリル樹脂２０６は電解液５に溶解し、電解液５をゲル状に変化させる。この結果、電解液５が、検出素子３の表面に留まることにより、領域２０１内の検出素子３では電解液を検出する。同時にアクリル樹脂２０６は水分には反応することなく、水分を撥水するため、領域２０１では検出素子３が水分を検出するという誤動作を防止することができる。なお、ここでは、領域が３つの場合を示したが、この領域は３つに限定する必要はなく、２つでもよく、また４つ以上にしてもよい。
【００５３】
一方、領域２０２には、例えば、フッ素樹脂２０５を塗布する。フッ素樹脂２０５は、電解液５および水分の両方を撥水する。すなわち、検出素子３の表面に電解液５および水分が存在しないので、検出素子３は領域２０２においては、電解液５、水分のいずれも検出しない領域となる。
【００５４】
また、領域２０３には、たとえば、高分子吸水ポリマ２０７を塗布する。高分子吸水ポリマ２０７は水分を吸水し、保水する。さらに、高分子吸水ポリマ２０７は電解液５に反応しないので、高分子吸水ポリマ２０７内には電解液５が存在することはない。その結果、領域２０３では高分子吸水ポリマ２０７に保水された水分により、検出素子３が水分検出を行う。
【００５５】
次に、電解液と水を検出する原理について説明する。図７（ｃ）は、検出素子３の表面に塗布する樹脂の分子間力と、液体の分子間力の相違を相対的に示したものである。プリント配線板７の表面に塗布された樹脂の分子間力と、電解液５、水分の分子間力の比較は、フッ素樹脂２０５＜電解液５＜アクリル樹脂２０６＜水分＜高分子吸水ポリマ２０７の順となっている。すなわち、電解液５の分子間力は、フッ素樹脂２０５の分子間力より大きく、アクリル樹脂２０６、高分子吸水ポリマ２０７の分子間力より小さいので、電解液５はアクリル樹脂２０６、または、高分子吸水ポリマ２０７に吸い寄せられる。しかし、高分子吸水ポリマ２０７は、電解液５に反応しないため、高分子吸水ポリマ２０７が塗布された領域２０３に配置された検出素子３では電解液５を検出しない。一方、アクリル樹脂２０６は電解液５に反応し、電解液５に溶解し、検出素子３の表面に電解液５を補液した状態を作る。この結果、領域２０１に配置された検出素子３は電解液５を検出する。
【００５６】
水分の分子間力（２０９ａ）はフッ素樹脂２０５、アクリル樹脂２０６の分子間力より大きく、高分子吸水ポリマ２０７の分子間力より小さい。したがって、水分は、高分子吸水ポリマ２０７に引き寄せられ、高分子吸水ポリマ２０７に吸収される。この結果、高分子吸水ポリマ２０７に吸収された水分によって、領域２０３に配置された検出素子３は水を検出する。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の配置を示す図である。図８（ａ）は平面的に並べられた充放電可能な二次電池１７ａと検出素子３の配置の一例を示す平面図である。図８（ａ）において、二次電池１７ａからの電解液漏液は、主に二次電池１７ａのプラス側より発生するため、電解液を検出する領域２０１を二次電池１７ａのプラス側に配置する。また、水分の浸入は、主にコネクタ１９より浸入するため、水分を検出する領域２０３はコネクタ１９側に配置する。なお、電解液は、もちろん二次電池１７ａのマイナス側でも漏洩することがあるので、電解液を検出する領域２０１は、二次電池１７ａのマイナス側に配置してもよい。
【００５８】
図８（ｂ）は、直列に配置された充放電可能な二次電池１７ａの横にプリント配線板を配置した場合の平面図である。図８（ｂ）では、プリント配線板７bは、直列に配置された二次電池１７bと平行に配置される。そして、検出素子の銅箔リボン３a、３bは、各電池のプラス側付近に配置される。電解液の漏れは、主に二次電池１７bのプラス側から発生するため、電解液の検知が容易となるようにこのような配置をとる。一方、二次電池１７ｂからの電解液漏液を検出するため、アクリル樹脂２０６を塗布して電解液を検出する領域２０１を、プリント配線板７bの二次電池１７ｂ側に配置し、高分子吸水ポリマ２０７を塗布して水分を検出する領域２０３をプリント配線板７bのコネクタ１９側に、およびフッ素樹脂２０を塗布した領域２０２は基板周囲に配置する。このような配置によって、図８（ａ）で説明したのと同様に、電解液および水の検出ができるので、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図９は、ＰＣ本体に内蔵または接続される機器に検出素子３を配置する例を示す図である。図９（ａ）は、ＰＣ本体の接続端子２０に検出素子３を配置した例を示す。ＰＣ本体の接続端子２０のコネクタ１９の近傍に電解液を検出する領域２０１を配置し、バッテリパックから漏れ出した電解液５を検出する。
【００６０】
図９（ｂ）は、ＰＣ本体のバッテリパック挿入部下部に配置する例を示す。ＰＣ本体のバッテリ挿入部下部に電解液を検出する領域２０１を配置し、バッテリパックから漏れ出した電解液５を検出する。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充放電可能な二次電池を内蔵するバッテリパックにおいて、電解液の漏液による被害を防止することができる。
【００６２】
また、充放電可能な二次電池を内蔵するバッテリパック内部に所定の液体が浸漬しても、不具合を検出することができ、早期に、不具合に対処することが可能となる。
また、プリント配線板上に検出素子を作成するため、専用検出素子等の他の部品を使用する必要がない。
【００６３】
また、バッテリパック内部に制御回路を含む電気回路と同一面に検出装置を配置することが可能となるため、電池から漏液した電解液または水等の液体によって、内蔵する電気回路が破壊される前に異常を検出できる。
また、マイグレーションが発生した際に検出素子から発生する信号を用いて検出判定をする場合に、マイコンによってマイグレーションが検出される時間やマイグレーションと判断する信号の電位を制御する構成としたため、誤検出の防止ができる。
【００６４】
また、プリント配線板に検出素子を配置する際に、検出素子の表面にエポキシ材等の絶縁材料を塗布したり、弱い絶縁材料を塗布したり、全く絶縁材料を塗布しない等の処理を選択することによって、検出感度を調整することができる。
また、電気機器に内蔵されるプリント配線板に検出素子を設けることによって、ジュース・水等の液体が電気機器内部に浸漬したことを検出することができ、その履歴を残すことも可能となる。
【００６５】
また、バッテリパックを内蔵する電気機器の、バッテリパック付近に検出素子を設置することで、バッテリパックの異常を感知し、異常なバッテリパックの使用停止することができる。
また、複数のプリント配線板を内蔵する電気機器においても、検出端子は２極構造をとるため、複数のプリント配線板に検出素子を配置しても１つのマイコンで制御することが可能となる。
【００６６】
また、検出素子をプリント配線板の周囲に配置する構成としたため、他の電気回路を形成するためのスペースを犠牲にすることなく検出機能を実現することができる。
また、バッテリパック内部にヒューズを２個使用することでバッテリパックへの充電、バッテリパックからの放電を完全に停止することができる。
【００６７】
また、バッテリパックの内部で漏洩した電解液とバッテリパックの外部から侵入した水に対する検出感度を変えることができるので、バッテリパックの適切な保護が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る電解液漏液検出方法の基本概念を説明するための模式的な構成図である。
【図２】  実施の形態１に係る電解液検出素子の配置を示す図である。
【図３】  実施の形態１に係る電解液漏液時の検出方法について説明するための概念図である。
【図４】  実施の形態１に係る電解液漏液の検出後の処理について説明するための図である。
【図５】  実施の形態１に係るバッテリパック内のプリント配線板または検出素子の配置方法を示す図である。
【図６】  実施の形態１に係るバッテリパックを内蔵または接続する機器に検出素子を配置する場合の構成を示す図である。
【図７】  実施の形態２に係るバッテリパック１００内のプリント配線板および検出素子の配置方法を示す図である。
【図８】  実施の形態２に係るバッテリパック内のプリント配線板または検出素子の配置方法を示す図である。
【図９】  実施の形態２に係るバッテリパックを内蔵または接続する機器に検出素子を配置する場合の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…マイクロコンピュータ、２…プルアップ抵抗、３…検出素子、３a…銅箔リボン、３b…銅箔リボン、３１…電気抵抗、４…検出素子の接地、４１…接地、５…電解液、５ａ…電解液の分子間力、６…再結晶化した銅、７…プリント配線板、７a…プリント配線板、７b…プリント配線板、７１…樹脂、８…検出素子の銅箔リボンの幅、９…検出素子が対向する距離、１０…プリント配線板の端から検出素子までの距離、１１…電圧信号、１２…Ｂａｔｔ＋端子、１３…ＳＭＢＤａｔａ端子、１４…放電停止スイッチ、１５…充電停止スイッチ、１６…ヒューズ、１７…二次電池、１７a…二次電池、１７b…二次電池、１８a…ケース、１８b…ケース、１９…コネクタ、２０…ＰＣ本体の接続端子、２１…ＰＣ本体のケース、２２…ヒューズ、２３…直流電源、１００…バッテリパック、２０１…第１の領域、２０２…、第３の領域…、２０３…第２の領域、２０４…絶縁材料、２０５…フッ素樹脂、２０５ａ…フッ素樹脂の分子間力、２０６…アクリル樹脂、２０６ａ…アクリル樹脂の分子間力、２０７…高分子吸水ポリマ、２０７ａ…高分子吸水ポリマの分子間力、２０９ａ…水の分子間力
【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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【図８】
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【図９】
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