(57)【要約】【課題】  ５つの電池ブロックから構成されるリチウムイオン電池パックにおいて、複雑な回路を要することなく、安定的に過電圧・過放電・過負荷から電池ブロックを保護することができる電池パック及び電動工具を提供する。【解決手段】  リチウムイオン電池セル３１Ａ乃至３１Ｅを５つ直列に接続した電池セル組３１と、該電池セル組３１を構成する全ての電池セル３１Ａ乃至３１Ｅの各電池電圧を検出する保護ＩＣ３２とを備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池セルを５つ直列に接続した電池セル組と、
該電池セル組を構成する全ての電池セルの各電池電圧を検出する保護ＩＣとを備えたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記保護ＩＣは、前記電池セル組を構成する電池セルの電圧が１つでも過充電しきい値に達したことを検出した際に過充電信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
該保護ＩＣは、前記電池セル組を構成する電池セルの電圧が１つでも過放電しきい値に達したことを検出した際に過放電信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池セル組に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、
前記保護ＩＣは、該電流検出手段からの電流値が過電流しきい値を超えたことを検出した際に過電流信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記電流検出手段は、前記電池セル組の最も電位が低い電池セルのマイナス側に接続されたシャント抵抗からなり、
前記保護ＩＣは、前記シャント抵抗に生じる電位差により電流を検出することを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項６】
前記保護ＩＣから出力された前記過放電信号及び前記過電流信号が伝達される共通端子を有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の電池パック。
【請求項７】
モータと、
該モータの駆動源となる電池パックと、
該電池パックからの前記モータへの電力供給をオンオフするトリガと、
前記モータと前記電池パックとの間に設けられたスイッチ素子とを備え、
前記電池パックは、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電池パックであり、
前記電池パックの保護ＩＣからの信号により前記スイッチ素子を遮断することを特徴とする電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池からなる電池パック及びこの電池パックを備えた電動工具関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動工具の駆動源となる二次電池として、更なる高容量化、軽量化が要望されている。この要望に対して、出力密度が高いリチウムイオン電池が普及してきている。
【０００３】
リチウムイオン電池においては、過充電・過放電・過負荷等を行なうと、電池の劣化・故障の可能性があり、一般的には電池パック内において、専用の保護ＩＣやマイコンを設け、過充電・過放電・過負荷を監視し、リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧値以下または以上になった場合、或いはリチウムイオン電池に所定値以上の電流が流れた場合に、専用の保護ＩＣやマイコンから信号を出力し、この出力信号に基づき充放電経路を遮断するといった安全性に対する対策が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４１４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン電池専用の保護ＩＣを用いて電池パックの保護を行う場合、監視することができる素電池数（セル数）に制限があり、制限数以上のセルで構成された電池パックの各セルの状態を監視するには様々な問題がある。
【０００６】
現在、保護ＩＣは４セルまでの電圧監視が主流であり、例えば５セルの電池すなわち１８Ｖ（３．６Ｖ／セル×５セル）の電池パックを監視する場合、４セル用保護ＩＣと１セル用保護ＩＣの２つの保護ＩＣを用いることで電池パックの保護を行う。このような方法では、４セル用保護ＩＣと１セル用保護ＩＣで、例えば５セルの内、上位電位にある４つのセルを４セル用保護ＩＣで監視し、残りの１つを１セル用保護ＩＣで監視することになる。この場合、４セル用保護ＩＣと１セル用保護ＩＣのグランドレベルが異なるため、すなわち、４セル用保護ＩＣのグランドは最も電位の低い、上から５番目の電池セルのプラス側であり、１セル用保護ＩＣのグランドは同じ５番目のマイナス側となるため、グランドレベルを合わせるための回路が必要となる。
【０００７】
また、例えば過電圧時（過充電時）に保護ＩＣから出力される信号の論理が保護ＩＣによって異なっている場合には論理を合わせる回路も必要となる。更に、２つの保護ＩＣの消費電流に違いがある場合であれば、これを補正する必要もある。このように、２つ或いは複数の保護ＩＣを用いた場合には複雑な回路が必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は、複雑な回路を要さず電池セルを過放電等から保護することができる電池パック、及び電池パックを備える電動工具、電池パックを充電する充電器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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、リチウムイオン電池セルを５つ直列に接続した電池セル組と、該電池セル組を構成する全ての電池セルの各電池電圧を検出する保護ＩＣとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成にすることにより、５つの電池セルを１つの保護ＩＣで監視することができるため、複雑な回路を要さず簡単な構成で確実にリチウムイオン電池セルを保護することができる。
【００１１】
ここで、前記保護ＩＣは、前記電池セル組を構成する電池セルの電圧が１つでも過充電しきい値に達したことを検出した際に過充電信号を出力することが好ましい。また、該保護ＩＣは、前記電池セル組を構成する電池セルの電圧が１つでも過放電しきい値に達したことを検出した際に過放電信号を出力することが好ましい。
【００１２】
このような構成にすることにより、電池セルが過放電或いは過充電状態になったことを確実に検出することができるため、電池セルの劣化を抑制することができる。
【００１３】
また、前記電池セル組に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、前記保護ＩＣは、該電流検出手段からの電流値が過電流しきい値を超えたことを検出した際に過電流信号を出力することが好ましい。このような構成にすることにより、電池パックに過電流が流れたことを確実に検出することができるため、電池セルの劣化を抑制することができる。
【００１４】
また、前記電流検出手段は、前記電池セル組の最も電位が低い電池セルのマイナス側に接続されたシャント抵抗からなり、前記保護ＩＣは、前記シャント抵抗に生じる電位差により電流を検出することが好ましい。このような構成にすることにより、負荷変動による電池セル組の電圧変動の影響を受けず、精度良く負荷電流を検出することができる。
【００１５】
また、前記保護ＩＣから出力された前記過放電信号及び前記過電流信号が伝達される共通端子を有することが好ましい。このような構成にすることにより、電池パックの端子数を減らすことができ、コストを抑えることができる。
【００１６】
また、モータと、該モータの駆動源となる電池パックと、該電池パックからの前記モータへの電力供給をオンオフするトリガと、前記モータと前記電池パックとの間に設けられたスイッチ素子とを備え、前記電池パックは、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電池パックであり、前記電池パックの保護ＩＣからの信号により前記スイッチ素子を遮断することが好ましい。このような構成にすることにより、保護ＩＣからの信号によりスイッチ素子を遮断するため、電池セルが過放電状態や過電流状態になった場合に放電経路を遮断することができ、電池セルを保護することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複雑な回路を要することなく、安定的に過電圧、過放電、過負荷の少なくとも１つから電池セルを保護することができる。特に５つの電池ブロックから構成されるリチウムイオン電池パックの保護において最も効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明となる電動工具を示す側面図である。
【図２】本発明となる電池パックの回路ブロック図である。
【図３】検討段階の電池パックの回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、本発明の電動工具について図１を用いて説明する。コードレス電動工具となるインパクトドライバ１は、図示しないモータや減速機構を収容する本体部１ａと、本体部から延び作業者が把持するハンドル部１ｂとから構成されている。本体部１ａの一端側には図示しない先端工具となるビットを装着するためのチャック２が設けられている。ハンドル部１ｂには図示しないモータの駆動源となる電池パック３０がラッチ機構３０ａによって着脱可能に取り付けられている。電池パック３０は、１セル当たり３．６Ｖの電圧を有するリチウムイオン電池からなり、５つのリチウムイオン電池（素電池またはセル）を直列に接続し、定格電圧１８Ｖが得られるように構成されている。更に、電池パック３０には、後述するように、各リチウムイオン電池セルの電池状態を監視し、電池セルが異常状態すなわち過放電、過充電、過負荷状態になった場合に異常信号を出力しモータを停止させるための保護ＩＣが設けられている。
【００２０】
インパクトドライバ１は、作業者がハンドル部１Ｂを把持しトリガ３を操作（オン）することにより、電池パック３０から図示しないモータに電力が供給されチャック２に取り付けられた図示しないビットを回転させることでねじ締め等を行うことができる。モータは正逆切替スイッチ４により、その回転方向が選択できるように構成されている。ハンドル部１ｂには、インパクトドライバ１を作業者のベルト等に引っ掛けられるようにフック５が取り付けられている。
【００２１】
次に、本発明となる電池パック及び検討段階の電池パックについて図２及び図３を用いて説明する。図２は本発明となる電池パックの回路ブロック図であり、３．６Ｖ／セルのリチウムイオン電池セルを直列に５つ接続してあり、定格電圧１８Ｖを得ることができる。図３は検討段階の電池パックの回路ブロック図であり、図２と同様に定格電圧１８Ｖを得ることができる。
【００２２】
まず、本発明となる電池パックを説明する前に、検討段階の電池パックについて図３を用いて説明する。図３の電池パックは、５セルのリチウムイオン電池セルを過電圧、過放電、過電流から保護するために４セル用保護ＩＣと１セル用保護ＩＣの２つの保護ＩＣを設置している。更に、過負荷保護のための電流検出手段となるシャント抵抗を、最も電位が高い電池セルのプラス端子と負荷（電池パックのプラス端子）の間に設けている。
【００２３】
電池パック１０は、１セル当たり３．６Ｖの定格電圧を有するリチウムイオン電池セル１１Ａ乃至１１Ｅの５つからなる電池セル組１１を有し定格電圧が１８Ｖとなる。電池セル組１１は、電位の高い方から接続順に１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅの５つのリチウムイオン電池セルが直列に接続されて構成されている。尚、２つ以上の電池セルを各電池セルに並列に接続した構成としても良く、２つを並列に接続すれば電池容量が倍になる。ここで、図３のように電池セルを並列接続していない場合及び２つ以上の電池セルを並列接続した場合を総称して、各電池セルを電池ブロックと呼ぶことにする。
【００２４】
４セル用保護ＩＣ１２は、電池セル組１１の各電池ブロック１１Ａ乃至１１Ｅの内、電位が高い順に電池ブロック１１Ａ乃至１１Ｄの４つの電池ブロックの電圧を監視すると共に、電池ブロック１１Ａのプラス端子と負荷（電池パック１０のプラス端子２０、２１）の間に設けられたシャント抵抗１４との間の電圧降下を検出することにより過負荷を監視している。保護ＩＣ１２は、監視対象である４つの電池ブロック中の少なくとも１つの電圧が、第１の所定電圧以上に達した場合に過電圧（過充電）であると判別し、第１の所定信号（過電圧信号）を出力する構成となっている。更に、監視対象である４つの電池ブロック中の少なくとも１つの電圧が、第２の所定電圧以下に達した場合に過放電であると判別し、第２の所定信号（過放電信号）を出力する構成となっている。また、シャント抵抗１４によって過負荷（過電流）を検出した場合には第３の所定信号（過負荷信号）を出力する構成となっている。
【００２５】
１セル用保護ＩＣ１３は、電池ブロック１１Ｅの電圧を監視している。また、監視対象の電池ブロック１１Ｅの電圧が第３の所定電圧以上に達した場合に過電圧（過充電）であると判別し、第４の所定信号（過電圧信号）を出力する構成となっている。更に、監視対象の電池ブロック１１Ｅの電圧が第４の所定電圧以下に達した場合に過放電であると判別し、第５の所定信号（過放電信号）を出力する構成となっている。
【００２６】
電流検出手段１４は、上記したように、電池ブロック１１Ａと負荷との間に設けられ、負荷電流を検出するためのシャント抵抗である。感温素子１７は、電池セル組１１の近傍に設けられ、電池温度を監視するためのサーミスタ等で構成されている。識別抵抗１８は、電池セルの種類を識別するために設けられており、例えば４つの電池ブロックから構成された電池パック（１４．４Ｖ）と５つの電池ブロックから構成されたの電池パック（１８Ｖ）の両方を充電可能な充電器に接続した場合に、識別抵抗１８によって識別された電池種（電池ブロック数等）に応じた充電制御を行うために必要となる。サーマルプロテクタ１９は電池パック１１の充電時の過電流及び異常高温等から電池セルを保護するために電池セル組１１の近傍に設けられている。例えば、何らかの充電器の故障によって過電流が電池セルに流れた場合、電池が高温になるに従いその近傍の設けられたサーマルプロテクタも高温になる。そして、ある所定温度に達した場合にサーマルプロテクタがオープン状態になることにより、電流経路（充電経路）を遮断し電池セルを保護することができる。
【００２７】
端子２０は電池セル組１１のプラス端子（電池ブロック１１Ａのプラス端子）と、電池パック１０に接続される電動工具（例えばインパクトドライバ１）のモータ等の負荷とを接続する放電端子である。端子２１は電池セル組１１のプラス端子（電池ブロック１１Ａのプラス端子）と、図示しない充電器のプラス端子とを接続するための充電端子である。すなわち、電池パック１０は２つのプラス端子を備えた構成となっている。
【００２８】
端子２２は過放電時及び過負荷時に保護ＩＣ１２、１３からの放電停止のための信号を電動工具１側に伝達するための放電停止信号端子である。尚、電動工具１は、放電停止信号を受けて放電経路（電流経路）を遮断するように構成されている。例えば、ハンドル部１ｂ内であって、モータと電池パック１０間の放電経路にＦＥＴ等のスイッチ素子６が設けられており、放電停止信号を受信することによってＦＥＴ６をオフすることで放電経路を遮断するように構成されている。端子２３は過充電時に保護ＩＣ１２、１３からの充電停止のための信号を充電器側に伝達するための充電停止信号端子である。尚、充電器は、充電停止信号を受けて、充電経路を遮断するように構成されている。例えば、充電経路にリレー等のスイッチ素子が設けられており、充電停止信号を受信することによってリレー等をオフすることで充電経路を遮断するように構成されている。
【００２９】
端子２４は感温素子であるサーミスタ１７に基づく電池セルの温度情報を充電器に伝達するための温度検出端子である。充電器側は、温度検出端子２４を介して検出される電池温度が所定値以上に達した場合に電池パック（電池セル）が高温と判断して充電を停止するように構成されている。尚、温度検出端子２４は充電器と接続されるが電動工具とは接続されない。端子２５は識別抵抗１８に基づく電池種情報を充電器側に伝達するための電池種検出端子である。充電器側は、電池種判別端子２５を介して検出される電池種情報に応じて充電の方法を設定するように構成されている。端子２６はマイナス端子であり、電動工具１及び充電器のマイナス端子と接続される。
【００３０】
過充電時において、４セル用保護ＩＣ１２または１セル用保護ＩＣ１３から所定の信号（過充電信号）が出力されることになるが、４セル用保護ＩＣ１２のグランドは、電位の高い方から４番目の電池ブロック１１Ｄのプラス端子の電位であり、１セル用保護ＩＣ１３のグランドは電位が最も低い電池ブロック１１Ｅのマイナス端子の電位である。一方、過充電時においては保護ＩＣ１２及び／または保護ＩＣ１３からの信号を充電器側で受信するような構成になっていることは上記した通りであるが、充電器のグランドラインはマイナス端子２６のラインであり、このラインは電池ブロック１１Ｅのマイナス端子の電位である。このように、過充電信号を出力する４セル用保護ＩＣ１２と受信側の充電器のグランドが異なるため、グランドレベルを合わせるための第１の付加回路１５が必要となる。
【００３１】
また、過充電時、過放電時、過負荷時において出力される信号は、例えばハイ信号であったり、ロー信号であったりするわけであるが、この信号の論理が保護ＩＣによって異なる場合がある。一方、信号を受信する工具及び充電器における論理は、例えば、過充電時はハイ信号といったように当然１つである。すなわち、４セル用保護ＩＣ１２と１セル用保護ＩＣ１３の論理が異なる場合には、この論理を合わせるために第２の付加回路１６が必要となる。また、異なる保護ＩＣでは消費される電流も異なる。消費電流の違いは電池セル間の電圧のアンバランスの原因となるため、これを補正するためにも別途回路が必要となる。このように、異なる種類の保護ＩＣを用いる場合には、回路構成が複雑となり、構成部品の増加に伴う設置場所やコストの点で不利である。
【００３２】
また、保護ＩＣは、電池セルへの過負荷を保護するような機能を有するのが一般的であり、上記したように、負荷電流を検出するためのシャント抵抗１４を設置し、このシャント抵抗１４に電流が流れることによってシャント抵抗１４の電圧降下の値を保護ＩＣ１２で検出し、所定値を超えた場合に過負荷（過電流）であると判別している。この際問題となるのがシャント抵抗１４の設置場所である。例えば、図３のように、シャント抵抗１４を電池セル組１１における最も電位が高い電池ブロック１１Ａのプラス端子と負荷の間に設けた場合を考える。電動工具のような特に負荷変動が激しく、また流れる電流も大きい機器の場合、電池セル組１１の電圧変動が激しく、電位が最も高い電池ブロック１１Ａのプラス端子の電位は激しく変動する。このため、シャント抵抗１４の両端間の電位も激しく変動する。このような検出においては、シャント抵抗１４の一端側を変動しないような位置として、他端側の変動を検出することが望ましいが、図３のようにシャント抵抗１４の両端が変動するような場合においては、負荷電流検出の安定性の面で不利である。
【００３３】
これに対し、本発明は、回路構成の複雑化やコスト高、負荷電流検出の安定性欠如を改善し、回路構成を複雑にすることなく、過電流検出を安定して行うことができる電池パック及び電動工具を提供することができる。勿論、過充電検出、過放電検出も正確に行うことができる。以下、本発明となる実施の形態について図２を用いて説明する。
【００３４】
電池パック３０は、１セル当たり３．６Ｖの定格電圧を有するリチウムイオン電池セル３１Ａ乃至３１Ｅの５つ（５セル）からなる電池セル組３１を有し定格電圧が１８Ｖとなる。電池セル組３１は、電位の高い方から接続順に３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅの５つのリチウムイオン電池ブロックから構成されている。ここで、電池ブロックは１つ及び２つ以上の電池セルを並列接続した構成となっているものとする。
【００３５】
本発明の電池パック３０は、５つの電池ブロックを１つの保護ＩＣで監視する点でで図３に示した電池パック１０と異なっている。リチウムイオン電池用の保護ＩＣ３２は、電池セル組３１の５つの電池ブロック３１Ａ乃至３１Ｅの電池状態、例えば電池電圧を監視している。すなわち、保護ＩＣ３２は５セル用の保護ＩＣである。更に、保護ＩＣ３２は、電池ブロック３１Ｅのマイナス端子と負荷（電池パックのマイナス端子）の間に設けられたシャント抵抗３３の電圧降下を検出することにより負荷電流、すなわち過負荷を検出している。また、保護ＩＣ３２は、監視対象である５つの電池ブロック中の少なくとも１つの電圧が所定電圧以上に達した場合に過電圧（過充電）であると判別し、所定信号すなわち過電圧信号を出力する構成となっている。更に、監視対象である５つの電池ブロック中の少なくとも１つが所定電圧以下に達した場合に過放電であると判別し、所定信号すなわち過放電信号を出力する構成となっている。また、シャント抵抗３３によって過負荷（過電流）を検出した場合には所定信号すなわち過負荷信号を出力する構成となっている。
【００３６】
電流検出手段３３は、上記したように、電池ブロック３１Ｅと負荷との間に設けられ、過負荷電流を検出するためのシャント抵抗である。感温素子３４は、電池セル組３１の近傍に設けられ、電池温度を監視するためのサーミスタ等で構成されている。識別抵抗３５は、電池セルの種類を識別するために設けられており、例えば４つの電池ブロックから構成された電池パックと５つの電池ブロックから構成された電池パックの両方を充電可能な充電器に接続した場合に、識別抵抗３５によって識別された電池種（電池ブロック数等）に応じた充電制御を行うために必要となる。サーマルプロテクタ３６は電池パック３０の充電時の過電流及び異常高温等から電池セルを保護するために電池セル組３１の近傍に設けられている。例えば、何らかの充電器の故障によって過電流が電池セルに流れた場合、電池が高温になるに従いその近傍の設けられたサーマルプロテクタも高温になる。そして、電池セル（電池セル組３１）がある所定温度に達した場合にサーマルプロテクタ３６がオープン状態になることにより、電流経路（充電経路）を遮断し電池セルを保護することができる。
【００３７】
端子３７は電池セル組３１のプラス端子（電池ブロック３１Ａのプラス端子）と、電動工具１のモータ等の負荷とを接続するための放電端子である。端子３８は電池セル組３１のプラス端子（電池ブロック３１Ａのプラス端子）と、図示しない充電器のプラス端子とを接続するための充電端子である。本実施の形態における電池パック３０は充電用と放電用の２つのプラス端子を備えた構成となっているが、１つにしても良い。
【００３８】
端子３９は過放電時及び過負荷時に保護ＩＣ３２からの放電停止のための信号を電動工具１側に伝達するための放電停止信号端子である。尚、電動工具１は、放電停止信号を受けて放電経路（電流経路）を遮断するように構成されている。例えば、ハンドル部１ｂ内であって、モータと電池パック３０間の放電経路にＦＥＴ等のスイッチ素子６が設けられており、放電停止信号を受信することによってＦＥＴ６をオフすることで放電経路を遮断するように構成されている。端子４０は、過充電時に保護ＩＣ３２からの充電停止のための信号を充電器側に伝達するための充電停止信号端子である。尚、充電器は、充電停止信号を受けて、充電経路を遮断するように構成されている。例えば、充電経路にリレー等のスイッチ素子が設けられており、充電停止信号を受信することによってリレー等をオフすることで充電経路を遮断するように構成されている。
【００３９】
端子４１は感温素子であるサーミスタ３４に基づく電池セルの温度情報を充電器に伝達するための温度検出端子である。充電器側は、温度検出端子４１を介して検出される電池温度が所定値以上に達した場合に電池パック（電池セル）が高温と判断して充電を停止するように構成されている。尚、温度検出端子４１は充電器と接続されるが電動工具１とは接続されない。端子４２は識別抵抗３５に基づく電池種情報を充電器側に伝達するための電池種検出端子である。充電器側は、電池種判別端子４２を介して検出される電池種情報に応じて充電の方法を設定するように構成されている。端子４３はマイナス端子であり、電動工具１及び充電器のマイナス端子と接続される。
【００４０】
このような電池パック３０を充電する場合、電池パック３０の充電端子（プラス端子）３８、マイナス端子４３、充電信号伝達端子４０、温度検出端子４１、及び電池種検出端子４２を充電器の対応する端子に接続する。保護ＩＣ３２は電池セル組３１の各電池ブロックの電圧を監視し、電池ブロックの内１つでも所定電圧（過電圧しきい値）以上となったことを検出した場合には、充電停止信号端子から充電停止信号すなわち過電圧信号を出力し充電経路を遮断することで過充電を防止している。また、電池温度が高温になれば温度検出端子から高温信号を出力し充電経路を遮断する。尚、充電器は、電池セル組３１の全体電圧を監視しており、全体電圧が過充電しきい値を超えた場合にも充電を停止するように構成されている。
【００４１】
一方、電池パック３０を電動工具に接続する場合には、電池パック３０の放電端子（プラス端子）３７、マイナス端子４３、及び放電停止信号伝達端子３９を電動工具１の対応する端子に接続する。電動工具１のトリガ３を操作することで、電池パック３０（電池セル組３１）から電動工具１のモータに電力が供給されてモータが回転する。この際、電池セル組３１の各電池ブロック３１Ａ乃至３１Ｅの５つの電池ブロックは、１つの保護ＩＣ３２によって電池状態すなわち電池電圧が監視されることになる。保護ＩＣ３２によって電池ブロックの内１つでも過放電状態と判断されると、保護ＩＣ３２から放電停止信号端子３９に放電停止信号が出力され、放電停止信号端子３９と接続される電動工具１側の端子に放電停止信号が入力されモータと直列に接続されたスイッチ素子例えばＦＥＴを遮断する。その結果、放電経路が遮断されることになり、電池セルの過放電を防止することができる。
【００４２】
また、保護ＩＣ３２は、電池セル組３１に流れる電流を、電池セル組３１の最も低い電池ブロック３１Ｅのマイナス端子と電池パック３０のマイナス端子間に設けたシャント抵抗３３により検出している。上記したように、電動工具１のような特に負荷変動が激しく、また流れる電流も大きい機器の場合、電池セル組３１の電圧変動が激しい。このため、シャント抵抗３３を電池パック３０のマイナス端子側に設けたことにより、負荷変動が激しい場合であっても、電池セル組３１の電圧変動に影響されることなく安定して負荷電流を検出することができる。
【００４３】
このように、本発明によれば、電池電圧が１８Ｖすなわち電池ブロックが５つある電池パックにおいて、全ての電池ブロックを１つの保護ＩＣ３２で監視しているため、図３に示すように２つ以上の保護ＩＣを用いる際に必要なグランドレベル合わせ用の付加回路が不要となる。更に、２つ以上の保護ＩＣから出力される出力信号の論理を合わせるための付加回路も不要となる。また、２つ以上の異なる種類の保護ＩＣで生じた消費電流による電池セル間の電圧のアンバランスを補正するための回路も不用となる。従って、本発明は、図３の電池パックと比較して、電池パックの部品点数を減らすことができるため部品コストを抑えることができ、また、電流検出用のシャント抵抗が電池パック３０のグランドラインに設けられているため、電圧変動の影響を受けることなく安定した電流検出を実現することが可能となる。
【００４４】
なお、上記したように、リチウムイオン電池セルからなる電池パックにおいては過充電、過放電、過負荷等を防ぐための保護回路が設けられているが、リチウムイオン電池セル専用の保護ＩＣに代えてマイクロコンピュータ（マイコン）を用いることも考えられる。
【００４５】
過充電防止方法として、１セル当たり定格３．６Ｖのリチウムイオン電池セルの電圧が１セル当たり４．２５Ｖ（過充電しきい値）を越えないように監視するのが一般的である。一方で、リチウムイオン電池セルを充電するための一般的な方法である定電流・定電圧制御で充電を行う場合、１セル当たり４．２０Ｖ付近で高精度に充電電圧を制御する必要があり、過充電しきい値４．２５Ｖとの差が極めて僅少である。このため、過充電と判断する過充電しきい値４．２５Ｖに対する電池セルの電圧監視を行う場合、極めて高精度にセル電圧を検出する必要がある。マイコンで高精度な電圧監視を行う場合には、マイコンのＡ／Ｄポートにおける検出精度及び周辺回路のばらつきを補正するような工夫が必要であり回路が複雑になりがちである。
【００４６】
これに対して本発明では、保護ＩＣにより電圧監視を行っているため、付加回路を設けなくても高精度な電圧監視を行うことが可能となる。尚、実施の形態では、５つのリチウムイオン電池ブロックを有する電池パックについて説明したがこれに限定されるものではない。また、スイッチ素子６は電動工具１内ではなく電池パック３０内に設けても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１は電動工具、３０は電池パック、３１は電池セル組、３２は５セル用保護ＩＣ、３３はシャント抵抗、３４はサーミスタ、３５は識別抵抗、３６はサーマルプロテクタ、３７は放電端子（プラス端子）、３８は充電端子（プラス端子）、３９は放電停止信号伝達端子、４０は充電停止信号伝達端子、４１は温度検出端子、４２は電池種検出端子、４３はマイナス端子である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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