(57)【要約】【課題】電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制可能な電池パックの提供。【解決手段】  ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の二次電池セルを有する電池組と、該電池組を充電可能な充電装置及び該電池組の放電によって駆動する電動装置に接続可能な外部接続部と、該電池組の温度を検出するためのｋ個（但し、ｋは２以上ｎ未満の自然数）の感温素子と、を備える電池パックであって、該ｎ個の二次電池セルは、第１二次電池セルと、放電中において該第１二次電池セルよりも温度が高く且つ充電中において該第１二次電池セルよりも温度が低い第２二次電池セルと、を含み、該ｋ個の感温素子は、該第１二次電池セルに接触若しくは近接配置された第１感温素子と、該第２二次電池セルに接触若しくは近接配置された第２感温素子と、を含むこと。【選択図】図１
2016192353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の二次電池セルを有する電池組と、
該電池組を充電可能な充電装置及び該電池組の放電によって駆動する電動装置に接続可能な外部接続部と、
該電池組の温度を検出するためのｋ個（但し、ｋは２以上ｎ未満の自然数）の感温素子と、を備える電池パックであって、
該ｎ個の二次電池セルは、第１二次電池セルと、放電中において該第１二次電池セルよりも温度が高く且つ充電中において該第１二次電池セルよりも温度が低い第２二次電池セルと、を含み、
該ｋ個の感温素子は、該第１二次電池セルに接触若しくは近接配置された第１感温素子と、該第２二次電池セルに接触若しくは近接配置された第２感温素子と、を含むことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
該第１二次電池セルは、充電中において該ｎ個の二次電池セルの中で最も温度が高いことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
該第２二次電池セルは、放電中において該ｎ個の二次電池セルの中で最も温度が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項４】
該電池組を収容し、該電池組を冷却する冷却風を流すための冷却風路が形成されたケースをさらに備え、
該第１二次電池セルは、該冷却風の流れる方向において該ｎ個の二次電池セルの中で最も下流側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項５】
充電中において、該第１感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第１感温素子が示す温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する充電電流制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項６】
放電中において、該第２感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第２感温素子が示す温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する放電電流制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項７】
該第１感温素子及び該第２感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第１感温素子が示す温度及び該第２感温素子が示す温度のうちの高い方の温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する電池電流制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項８】
ｋは２であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９】
ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の二次電池セルを有する電池組と、
該電池組を収容し、空気を取り込む第１通気口及び該空気を排出する第２通気口が設けられたケースと、
該電池組を充電可能な充電装置及び該電池組の放電によって駆動する電動装置に接続可能な外部接続部と、
該電池組の温度を検出するためのｋ個（但し、ｋは２以上ｎ未満の自然数）の感温素子と、を備える電池パックであって、
該ｋ個の感温素子の１つを該第２通気口近傍に配置したことを特徴とする電池パック。
【請求項１０】
該ｎ個の二次電池セルを該第１通気口から該第２通気口までの冷却風が流れる方向に沿って該ケース内に配置し、
該ｋ個の感温素子の該１つを、該冷却風が流れる方向において中央に位置する該二次電池セルよりも下流側の該二次電池セルの近傍に配置したことを特徴とする請求項９に記載の電池パック。
【請求項１１】
該ｋ個の感温素子の別の１つを、該冷却風が流れる方向において中央に位置する該二次電池セルの近傍に配置したことを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池等の二次電池セルを備える電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池等の二次電池セルを複数有する電池組を内蔵した電池パックが各種コードレス電動工具の電源として広く使用されている。また同時に、二次電池セルの温度上昇に起因する電池組の劣化、短寿命化等を抑制するための様々な解決策が提案されている。
【０００３】
例えば、複数の二次電池セルを有する電池組と、複数の二次電池セルのうちの一の二次電池セルを監視するために当該一の二次電池セルに近接して設けられたサーミスタと、サーミスタと接続された保護ＩＣと、を備える電池パックが知られている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載の電池パックは、充電時において、充電装置とサーミスタとが接続され、充電装置がサーミスタを用いて上記の一の二次電池セルの温度を監視する構成であり、サーミスタが示す温度が所定温度よりも高くなった場合に、充電装置側で充電電流を遮断又は制限して電池組の劣化、短寿命化を抑制している。また、当該電池パックを充電する充電装置は、冷却ファンを備えており、充電時に電池パック内に冷却風を発生させて、電池組を冷却することで、電池組の劣化、短寿命化のさらなる抑制を図っている。
【０００５】
一方、放電時においては、サーミスタを用いた二次電池セルの温度監視は行っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−００９３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
放電時においても、充電時に使用するサーミスタを用いて二次電池セルの温度を監視し、サーミスタが示す温度が所定温度よりも高くなった場合に電動工具の放電を制限／遮断する構成が考えられる。
【０００８】
しかしながら、電池パック内の電池組の温度分布は、二次電池セルの配置等に起因して一様ではない、言い換えれば、電池組のそれぞれの二次電池セルの温度は、その電池パック内における配置に起因して、互いに同一ではない。さらに、電池組の温度分布は、冷却風の流れ、冷却風の有無等に起因して変化する、すなわち、上述の電池パックにおいては、充電時に電池組が冷却風によって冷却されるが、放電時に冷却されない構成であるため、充電時と放電時とで電池組の温度分布が異なる。このため、上記の一の二次電池セルのみを監視するだけでは、それ以外の二次電池セルに対する監視が不十分であり、電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができないという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、充電時及び放電時における電池組の温度分布の相違を考慮し、電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができる電池パック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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の二次電池セルを有する電池組と、該電池組を充電可能な充電装置及び該電池組の放電によって駆動する電動装置に接続可能な外部接続部と、該電池組の温度を検出するためのｋ個（但し、ｋは２以上ｎ未満の自然数）の感温素子と、を備える電池パックであって、該ｎ個の二次電池セルは、第１二次電池セルと、放電中において該第１二次電池セルよりも温度が高く且つ充電中において該第１二次電池セルよりも温度が低い第２二次電池セルと、を含み、該ｋ個の感温素子は、該第１二次電池セルに接触若しくは近接配置された第１感温素子と、該第２二次電池セルに接触若しくは近接配置された第２感温素子と、を含むことを特徴とする電池パックを提供する。
【００１１】
このような構成によれば、第１二次電池セルに接触若しくは近接配置された第１感温素子と、放電中において該第１二次電池セルよりも温度が高く且つ充電中において該第１二次電池セルよりも温度が低い（放電時と充電時とで温度上昇の程度が第１二次電池セルとは逆転する）第２二次電池セルに接触若しくは近接配置された第２感温素子と、を用いて電池組の温度を監視することができる。これにより、充電時及び放電時における電池組の温度分布の相違を考慮した充放電時の電池組の温度監視が可能となり、電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができる。また、このような構成によると、電池組が有する複数の二次電池セルの数よりも少ない感温素子の数で電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制できるため、電池組が有する複数の二次電池セルの全てに感温素子を近接配置して電池組の温度監視をする構成と比較して、製造コストを低減することができる。
【００１２】
上記構成において、該第１二次電池セルは、充電中において該ｎ個の二次電池セルの中で最も温度が高いことが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、充電中に第１感温素子を用いて電池組の温度監視をすることで、電池組が有する複数の二次電池セルの中で充電中に最も温度が高い第１二次電池セルの温度を監視できる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、該第２二次電池セルは、放電中において該ｎ個の二次電池セルの中で最も温度が高いことが好ましい。
【００１５】
このような構成によると、放電中に第２感温素子を用いて電池組の温度監視をすることで、電池組が有する複数の二次電池セルの中で放電中に最も温度が高い第２二次電池セルの温度を監視できる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、該電池組を収容し、該電池組を冷却する冷却風を流すための冷却風路が形成されたケースをさらに備え、該第１二次電池セルは、該冷却風の流れる方向において該ｎ個の二次電池セルの中で最も下流側に配置されていることが好ましい。
【００１７】
このような構成によると、冷却風の流れる方向において電池組が有する複数の二次電池セルの中で最も下流側に配置されている第１二次電池セル、すなわち、充電中において温度が最も高い第１二次電池セルの温度を監視できる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００１８】
また、充電中において、該第１感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第１感温素子が示す温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する充電電流制限手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
このような構成によると、充電電流制限手段は、充電中に第１感温素子を用いて電池組の温度を検出し、第１感温素子が示す温度に基づいて電池組に流れる電流を制限するため、電池組が有する複数の二次電池セルの中で充電中に最も温度が高い第１二次電池セルの温度を監視し、第１二次電池セルの温度に基づいて充電電流を制限することができる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
また、放電中において、該第２感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第２感温素子が示す温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する放電電流制限手段をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
このような構成によると、充電電流制限手段は、放電中に第２感温素子を用いて電池組の温度を検出し、第２感温素子が示す温度に基づいて電池組に流れる電流を制限するため、電池組が有する複数の二次電池セルの中で放電中に最も温度が高い第２二次電池セルの温度を監視し、第２二次電池セルの温度に基づいて放電電流を制限することができる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００２２】
また、該第１感温素子及び該第２感温素子を用いて該電池組の温度を検出し、該第１感温素子が示す温度及び該第２感温素子が示す温度のうちの高い方の温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限する電池電流制限手段をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
このような構成によると、電池電流制限手段は、第１感温素子が示す温度及び第２感温素子が示す温度のうちの高い方の温度に基づいて該電池組に流れる電流を制限するため、電池組の劣化、短寿命化を確実に且つより効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、ｋは２であることが好ましい。
【００２５】
このような構成によると、２個の感温素子で電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制できるため、３個以上の感温素子を用いて電池組の温度監視をする構成と比較して、製造コストをより低減することができる。
【００２６】
上記課題を解決するために本発明はさらに、ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の二次電池セルを有する電池組と、該電池組を収容し、空気を取り込む第１通気口及び該空気を排出する第２通気口が設けられたケースと、該電池組を充電可能な充電装置及び該電池組の放電によって駆動する電動装置に接続可能な外部接続部と、該電池組の温度を検出するためのｋ個（但し、ｋは２以上ｎ未満の自然数）の感温素子と、を備える電池パックであって、該ｋ個の感温素子の１つを該第２通気口近傍に配置したことを特徴とする電池パックを提供する。
【００２７】
このような構成によると、第２通気口近傍に配置されている二次電池、すなわち、空気の流れる方向において下流側に配置されて温度上昇の程度が高くなる傾向にある二次電池セルを監視することができる。このため、電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、該ｎ個の二次電池セルを該第１通気口から該第２通気口までの冷却風が流れる方向に沿って該ケース内に配置し、該ｋ個の感温素子の該１つを、該冷却風が流れる方向において中央に位置する該二次電池セルよりも下流側の該二次電池セルの近傍に配置することが好ましい。
【００２９】
このような構成によると、冷却風が流れる方向において中央に位置する二次電池セルよりも下流側の二次電池セル、すなわち、冷却風が流れている状態において温度上昇の程度が高くなる傾向にある二次電池セルを監視することができる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【００３０】
また、該ｋ個の感温素子の別の１つを、該冷却風が流れる方向において中央に位置する該二次電池セルの近傍に配置することが好ましい。
【００３１】
このような構成によると、冷却風が流れる方向において中央に位置する二次電池セル、すなわち、冷却風が流れていない状態において熱がこもり易く温度上昇の程度が高くなる傾向にある二次電池セルを監視することができる。このため、電池組の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の電池パックによれば、二次電池セルの温度上昇に起因する電池組の劣化、短寿命化を効果的に抑制することが可能な電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電池パックを示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による電池パックの内部を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による電池パックの電気的構成を示すブロック図を含む回路図であり、充電装置と接続された状態を示している。
【図４】本発明の第１の実施の形態による電池パックの電気的構成を示すブロック図を含む回路図であり、電動工具と接続された状態を示している。
【図５】本発明の第１の実施の形態による電池パックと接続される充電装置における充電制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態による電池パックにおける放電制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による電池パックを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施の形態による電池パック１について図１乃至図６を参照しながら説明する。図１は、電池パック１を示す概略図であり、充電装置と接続された状態を示している。図２は、電池パック１の内部を示す図である。図３は、電池パック１の電気的構成を示すブロック図を含む回路図であり、充電装置と接続された状態を示している。図４は、電池パック１の電気的構成を示すブロック図を含む回路図であり、電動工具と接続された状態を示している。
【００３５】
以下の説明において、図１に示された前を前方向、後を後方向、上を上方向、下を下方向と定義し、さらに、後から見た左を左方向、右を右方向と定義する。なお、具体的な数値に言及した場合、例えば、電圧について「３．２Ｖ」等のように言及した場合、当該数値と完全に一致する値だけでなく、当該数値と略同一である値も含むものとする。
【００３６】
図１乃至図３に示されているように電池パック１は、充電装置２と接続可能に構成され、充電装置２と接続された状態で充電される。また、図４に示されているように電池パック１は、電動工具３と接続された状態で放電し、電動工具３の駆動源となる。なお、充電装置２による充電時には、電池パック１は冷却されるが、電動工具３への放電時には、冷却されない構成である。
【００３７】
ここで、充電装置２の構成について説明する。図１に示されているように電池パック１と接続される充電装置２は、ハウジング２Ａと、冷却ファン２Ｂと、を有している。
【００３８】
ハウジング２Ａは、充電装置２の外郭をなす部分であり、電池接続部２Ｃを有しており、送風口２ａが形成されている。電池接続部２Ｃは、ハウジング２Ａの上面に設けられており、電池パック１と接続可能な形状に形成されている。送風口２ａは、ハウジング２Ａの上面において、電池接続部２Ｃの前側に形成されており、電池パック１が接続された状態で、後述の電池パック１の第１通気口１０ａと対向する。
【００３９】
冷却ファン２Ｂは、ハウジング２Ａ内の前部において、送風口２ａの直下に収容されている。冷却ファン２Ｂは、充電時に冷却風を発生させ、送風口２ａから冷却風を電池パック１のケース１０内に送風する。
【００４０】
ここで、電池パック１の説明に戻る。図１及び図２に示されているように、電池パック１は、ケース１０と、電池組１１と、保護ＩＣ１８が実装された回路基板１２と、充電用サーミスタ１３と、放電用サーミスタ１４とを備えている。また、電池パック１は、図１において前から後に向かう方向に摺動（スライド）させることで、充電装置２に接続される。
【００４１】
ケース１０は、電池パック１の外郭をなす部分であって、下ケース１０Ａと上ケース１０Ｂとを有している。また、ケース１０の内部には電池組１１と、回路基板１２と、充電用サーミスタ１３と、放電用サーミスタ１４とが収容されている。
【００４２】
下ケース１０Ａは、ケース１０の下側の部分であり、機器接続部１０Ｃを備えている。また、下ケース１０Ａには、第１通気口１０ａが形成されている。
【００４３】
機器接続部１０Ｃは、充電装置２に接続可能且つ電動工具３に接続可能な形状に形成されている。機器接続部１０Ｃと充電装置２とが接続されることによって、電池パック１と充電装置２とは、電気的且つ機械的に接続される。また、機器接続部１０Ｃが電動工具３に接続されることによって、電池パック１と電動工具３とは、電気的且つ機械的に接続される。
【００４４】
第１通気口１０ａは、下ケース１０Ａの下面の機器接続部１０Ｃの前方に形成されている。第１通気口１０ａは、電池パック１が充電装置２と接続された状態において、充電装置２の送風口２ａと対向する。
【００４５】
上ケース１０Ｂは、ケース１０の上側部分を占めており、電池組１１、回路基板１２、充電用サーミスタ１３及び放電用サーミスタ１４を収容する空間を提供している。また、上ケース１０Ｂには、第２通気口１０ｂが形成されている。第２通気口１０ｂは、上ケース１０Ｂの後面に形成されており、第１通気口１０ａからケース１０内に取り込まれた冷却風（空気）を排出する。また、ケース１０内には、第１通気口１０ａから第２通気口１０ｂに至る冷却風路が形成されており、当該冷却風路を流れる冷却風は、電池組１１を冷却する。なお、図１の矢印Ａは、冷却風を示している。
【００４６】
電池組１１は、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの１０個を複数の接続板によって直列に５セル且つ並列に２組を接続した構成となっている。本実施の形態において二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊは、充電可能なリチウムイオン電池であって、定格電圧は３．６０Ｖであり、電池組全体としては、１８．０Ｖである。
【００４７】
二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊは、前後方向に５列且つ上下に２段となるように配置されている。詳細には、下段には、後方から二次電池セル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅの順に配置されており、上段には、後方から二次電池セル１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈ、１１Ｉ、１１Ｊの順に配置されている。すなわち、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊは、冷却風の流れる方向（以下、冷却風方向Ａという）に沿って配置されている。下段の最も前側に配置された二次電池セル１１Ｅは、第１通気口１０ａの直上に位置しており、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのうちで冷却風の流れる方向において最も上流側の位置、且つ、最も第１通気口１０ａに近接した位置に配置されている。下段の最も後側に配置された二次電池セル１１Ａは、第２通気口１０ｂの前方に位置しており、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのうちで冷却風方向Ａにおいて最下流位置、且つ、最も第２通気口１０ｂに近接した位置に配置されている。
【００４８】
回路基板１２は、ケース１０内部において電池組１１の下方に設けられており、接続端子部１２Ａを備えている。また、回路基板１２上には電池組１１と接続された電気回路が実装されている。電気回路の詳細については、後述する。
【００４９】
図２に示されているように接続端子部１２Ａは、回路基板１２の下面後側に設けられており、複数の端子を有している。複数の端子は、充電装置２又は電動工具３と電池パック１が接続された場合、充電装置２の所定の端子又は電動工具３の所定の端子と接続される。複数の端子の詳細は、後述する。接続端子部１２Ａは、本発明における外部接続部の一例である。
【００５０】
図１及び図２に示されているように、充電用サーミスタ１３は、二次電池セル１１Ａの下部に二次電池セル１１Ａに接触して設けられている。すなわち、二次電池セル１１Ａに近接して設けられている。また、充電用サーミスタ１３は、ワイヤによって回路基板１２に接続されている。充電用サーミスタ１３は、温度により抵抗が変化する感温素子であり、二次電池セル１１Ａの温度を検出し、充電時に二次電池セル１１Ａの温度情報を充電装置２に出力する。充電用サーミスタ１３は、本発明における第１感温素子の一例である。
【００５１】
放電用サーミスタ１４は、二次電池セル１１Ｃの下部に二次電池セル１１Ｃに接触して設けられている。すなわち、二次電池セル１１Ｃに近接して設けられている。また、放電用サーミスタ１４は、ワイヤによって回路基板１２に接続されている。放電用サーミスタ１４は、温度により抵抗が変化する感温素子であり、二次電池セル１１Ｃの温度を検出し、放電時に二次電池セル１１Ａの温度情報を保護ＩＣ１８に出力する。二次電池セル１１Ｃ及び１１Ｈは冷却風が流れる方向において、複数の二次電池セルの中央に位置している。充電用サーミスタ１３は複数の二次電池セルの中央よりも下流側に位置する二次電池セル１１Ａの近傍に配置される。放電用サーミスタ１４は、本発明における第２感温素子の一例である。
【００５２】
ここで、充電用サーミスタ１３及び１４の配置に関して説明する。本実施の形態における充電用サーミスタ１３及び１４の配置は、電池組１１の劣化、短寿命化を効果的に抑制するために、電池組１１における充電時及び放電時の温度分布の相違が考慮されている。
【００５３】
二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの充放電時の温度上昇に起因する劣化、短寿命化を効果的に抑制するためには、充電時及び放電時の電池組１１の温度分布の相違を考慮して二次電池セルの温度を監視することが重要である。すなわち、充電時において二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で温度がより高くなる傾向にある二次電池セルを充電時に監視し、放電時において放電時に二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で温度がより高くなる傾向にある二次電池セルを放電時に監視することが重要である。
【００５４】
例えば、一の二次電池セルのみを監視する構成において、当該一の二次電池セルが充電時及び放電時ともに複数の二次電池セルの中で温度上昇の程度が中程度である場合、充電時及び放電時ともに当該一の二次電池セルよりも温度が高くなっている二次電池セルが存在することとなる。この場合、当該一の二次電池セルの温度を用いて、充放電電流の制限／遮断等の保護手段を講じれば、当該一の二次電池セルの劣化、短寿命化は効果的に抑制できるが、充放電時に当該一の二次電池セルよりも温度が高くなっている二次電池セルの劣化、短寿命化は効果的に抑制できず、ひいては、電池組全体としても劣化、短寿命化を効果的に抑制することができない。
【００５５】
本実施の形態において、二次電池セル１１Ａは、充電時に冷却風方向の最下流位置に配置されているため、最も温度の高くなった冷却風によって冷却される。このため、二次電池セル１１Ａは、充電時に二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で最も温度が高くなる傾向にある。また、二次電池セル１１Ｃは、電池組１１の前後方向における略中央且つ回路基板１２と上段の二次電池セルとの間に配置されているため、冷却風による冷却がなされない放電時に最も熱がこもり易い。このため、二次電池セル１１Ｃは、放電時に二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で最も温度が高くなる傾向にある。本実施の形態においては、上述の充電時及び放電時における電池組１１の温度分布の相違を考慮して、充電用サーミスタ１３を二次電池セル１１Ａに近接して設け、充電時に二次電池セル１１Ａの温度を用いて充電電流を遮断し、放電用サーミスタ１４を二次電池セル１１Ｃに近接して設け、放電時には二次電池セル１１Ｃの温度を用いて放電電流を遮断する構成としている。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、充電時及び放電時における電池組１１の温度分布の相違を考慮して、充電時に最も温度が高くなる傾向にある二次電池セル１１Ａに充電用サーミスタを近接して設け、放電時に最も温度が高くなる傾向にある二次電池セル１１Ｃに放電用サーミスタを近接して設け、電池組１１全体の劣化、短寿命化を効果的に抑制しているが、一の二次電池セルに充電用サーミスタを近接配置し、放電中において当該一の二次電池セルよりも温度が高くなる傾向にあり且つ充電中において当該一の二次電池セルよりも温度が低くなる傾向にある他の二次電池セルに放電用サーミスタを近接配置する構成であれば、電池組全体（複数の二次電池セル）の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができる。二次電池セル１１Ａは、本発明における第１二次電池セルの一例であり、二次電池セル１１Ｃは、本発明における第２二次電池セルの一例である。
【００５７】
また、電池組の充電時の温度分布と放電時の温度分布との相違は、冷却風の流れ、冷却風路の形状、複数の二次電池セルの配置構成（上下２段、上下３段等）に起因して変化するため、実験等によって解析すればよい。同じく、複数の二次電池セルの中で、充電時に温度が高くなる傾向にある二次電池セル及び放電時に温度が高くなる傾向にある二次電池セルがどの位置に配置された二次電池セルであるのか、も実験等によって求めればよい。
【００５８】
実験の方法としては、複数の二次電池セルが常温である状態から充電を開始し、充電開始から所定時間経過後に全ての二次電池セルの温度を測定し、どの二次電池セルが高温になっているかを調べ、また、複数の二次電池セルが常温である状態から放電を開始し、放電開始から所定時間経過後に全ての二次電池セルの温度を測定し、どの二次電池セルが高温になっているかを調べる等が考えられる。
【００５９】
また、別の観点から、複数の二次電池セルが常温である状態から二次電池セルの温度を測定しながら充電を開始し、どの二次電池セルが最も早く所定温度（充電電流を遮断するための温度閾値）に達するかを調べ、また、複数の二次電池セルが常温である状態から二次電池セルの温度を測定しながら放電を開始し、どの二次電池セルが最も早く所定温度（放電電流を遮断するための閾値）に達するか等が考えられる。
【００６０】
また、別の観点から、複数の二次電池セルが常温である状態から二次電池セルの温度上昇率（℃／ｓ）を調べる等してもよい。すなわち、電池組の充放電時の温度分布を解析できる方法であれば、どのような方法であってもよい。
【００６１】
また、充電時及び放電時における電池組１１の温度分布の相違を考慮して、効果的に電池組１１の劣化、短寿命化を抑制する構成として、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの全てにサーミスタを近接配置する構成も考えられるが、当該構成は、製造コストの増加を招く。これに対し、本実施の形態においては、二次電池セル１１Ａ及び１１Ｃの充放電時の温度上昇の程度（電池組の温度分布）を考慮して充電用サーミスタ１３と放電用サーミスタ１４とを配置しているため、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの全てにサーミスタを設けずとも、効果的に電池組１１の劣化、短寿命化を抑制することができる。
【００６２】
次に、図３及び図４を参照しながら、電池パック１の電気的構成について説明する。
【００６３】
図３及び図４に示されているように、上述した電池組１１、接続端子部１２Ａ、充電用サーミスタ１３及び放電用サーミスタ１４と、シャント抵抗１５と、信号送信回路１６と、判別抵抗１７と、保護ＩＣ１８と、を有している。
【００６４】
電池組１１は、充放電プラス端子１２ａ及び充放電マイナス端子１２ｂに接続されている。電池組１１の中で最も電位の高い二次電池セル１１Ａ及び１１Ｆのプラス端子は、接続端子部１２Ａ及び保護ＩＣ１８に接続されている。電池組１１の中で最も電位の低い二次電池セル１１Ｅ及び１１Ｊのマイナス端子は、保護ＩＣ１８に接続されるとともにシャント抵抗１５を介して接続端子部１２Ａ及びグランドに接続されている。また、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの互いの接続点は、保護ＩＣ１８に接続されており、保護ＩＣ１８によって１０セル全ての電圧が個別に監視されている。
【００６５】
接続端子部１２Ａは、充放電プラス端子１２ａ、充放電マイナス端子１２ｂ、第１信号端子１２ｃ、第２信号端子１２ｄ及び判別端子１２ｅを有している。
【００６６】
充放電プラス端子１２ａは、二次電池セル１１Ａ及び１１Ｆのプラス端子と接続されている。充放電プラス端子１２ａは、電池パック１が充電装置２と接続された場合、充電装置２の充電回路に接続され、電動工具３に接続された場合、電動工具３に設けられた駆動回路に接続される充放電両用のプラス端子である。
【００６７】
充放電マイナス端子１２ｂは、二次電池セル１１Ｅ及び１１Ｊのマイナス端子にシャント抵抗１５を介して接続されている。充放電マイナス端子１２ｂは、電池パック１が充電装置２と接続された場合、充電装置２の充電回路に接続され、電池パック１が電動工具３と接続された場合、電動工具３の駆動回路に接続される充放電両用のマイナス端子である。
【００６８】
シャント抵抗１５は、充電時及び放電時に電池組１１を流れる電流、すなわち、充電電流及び放電電流の検出に用いられる抵抗であり、その両端は保護ＩＣ１８に接続されている。保護ＩＣ１８は、シャント抵抗１５の電圧降下の値を取込み、当該電圧降下の値から電流の値を算出する。
【００６９】
第１信号端子１２ｃは、充電用サーミスタ１３を介してグランド及びマイコン９に接続されており、充電装置２に二次電池セル１１Ａの温度を示す充電用温度情報信号を出力する。
【００７０】
第２信号端子１２ｄは、保護ＩＣ１８に接続されており、電池パック１と電動工具３とが接続された状態で、保護ＩＣ１８からの放電停止信号を電動工具３に出力する。電動工具３は、放電停止信号を受信した場合、駆動回路に設けられた電流ラインを遮断する等して放電を停止する。放電停止信号は、保護ＩＣ１８が電池組１１に流れる電流が所定の電流値（以下、電流閾値という）を超えた場合、放電用サーミスタ１４が示す二次電池セル１１Ｃの温度が所定の温度（以下、温度閾値という）以上となった場合、電池組１１の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの電圧が１つでも過放電閾値以下となった場合、の３つの場合に放電電流を遮断するために出力する信号である。また、電流閾値及び温度閾値は、放電電流、電池温度がそれぞれの値を超えると二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの劣化又は故障を招く可能性があると判断される値である。また、過放電閾値は、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの電池電圧がその値以下となると二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの劣化又は故障を招く可能性があると判断される値である。
【００７１】
判別端子１２ｅは、判別抵抗１７と接続されている。判別抵抗１７の抵抗値は、電池組１１の種類に対応した固有値である。充電装置２は、判別端子１２ｅと接続される所定の端子から当該固有値を読取り、電池組１１の種類を判別する。充電装置２は、読取った電池組１１の種類から電池組１１が有するセル数（本実施の形態では、１０セル）、接続方法（並列数及び直列数）、１セル当りの定格電圧等の情報を取得し、当該情報を用いて充電制御を行う。
【００７２】
電池組の種類とは、充放電制御において考慮すべき電池組全体が有する特性（電池組全体で見た場合の定格電圧、定格容量、許容最大充電電流、許容最高温度等）の相違による分類である。すなわち、当該特性が異なれば電池組の種類が異なる。具体的には、電池組が備えている電池セルのセル数、接続構成、１セル当りの定格電圧、定格容量、許容最大充電電流等が異なるものを種類が異なるという。例えば、定格電圧が同一の電池セルであっても、当該電池セルを４セル直列に接続した構成の電池組と、当該電池セルを３セル直列に接続した構成の電池組と、当該電池セルを４セル有し４セル全てを並列に接続した構成の電池組とは、互いに電池組全体における定格電圧、定格容量等の特性が異なるため、種類が異なることになる。
【００７３】
信号送信回路１６は、保護ＩＣ１８及び第１信号端子１２ｃに接続されており、充電時に保護ＩＣ１８から出力される過充電信号を第１信号端子１２ｃから充電装置２に出力する回路である。過充電信号は、保護ＩＣ１８が電池組１１の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中の１セルでも過充電閾値以上に達したと判断した場合、信号送信回路１６に出力される信号である。過充電閾値は、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの電圧が当該閾値以上の状態が継続すると劣化又は故障する可能性があると判断される値である。
【００７４】
充電用サーミスタ１３は、グランドと第１信号端子１２ｃとの間に設けられており、充電装置に二次電池セル１１Ａの温度を示す充電用温度信号を出力する。
【００７５】
放電用サーミスタ１４は、その一端が保護ＩＣ１８から出力される基準電圧Ｖｃｃに接続され、その他端は、グランドに分圧抵抗１９を介して接続されている。放電用サーミスタ１４と分圧抵抗１９との接続点すなわち分圧点１４ａは、保護ＩＣ１８に接続されている。分圧点１４ａは、二次電池セル１１Ｃの温度を示す分圧値すなわち放電用温度信号を保護ＩＣ１８に出力する。
【００７６】
保護ＩＣ１８は、ＲＯＭと、演算部と、ＲＡＭと、計時機能と、複数のＡ／Ｄ入力ポートと、複数の出力ポートとを主に備えており、放電停止信号、過充電信号等を出力して電池パック１を制御する。なお、保護ＩＣ１８をマイコンで構成してもよい。保護ＩＣ１８は、本発明における放電電流制限手段の一例である。
【００７７】
ＲＯＭは、不揮発性の記憶領域であり、各種制御に用いられる各処理プログラム、閾値、テーブル等を記憶している。演算部は、Ａ／Ｄ入力ポートに入力される各種信号を処理プログラムに従って演算処理し、当該処理の結果を上述した各種信号として所定の出力ポートから出力する。ＲＡＭは、揮発性の記憶領域であり、演算部が演算処理を行う場合等にデータを一時的に記憶する。計時機能は、時間を計測する機能であり、各種制御に用いる時間を計測する機能である。
【００７８】
次に、電池パック１に接続される充電装置２の電気的構成について説明する。図３に示されているように充電装置２は、端子部２０、第１整流平滑回路２１と、スイッチング回路２２と、高周波トランス２３と、第２整流平滑回路２４と、定電圧定電流回路２５と、補助電源回路２６と、信号検出回路２７Ａと、電池種判別回路２７Ｂと、充電開始制御回路２７Ｃと、表示回路２７Ｄと、マイコン２８と、を備えており、電池パック１を装着した状態で電池パック１内部の電池組１１を定電流定電圧充電制御により充電する。なお、定電流定電圧充電制御とは、充電が開始されると充電電流を一定の電流値（目標電流値）に制御しながら充電し（定電流制御区間）、電池組１１全体の電圧が目標電圧値に達した後は充電電圧を当該目標電圧値に保ちながら充電し（定電圧制御区間）、定電圧制御区間において充電電流が所定の終止電流値以下になった場合に充電を終了させる充電制御である。
【００７９】
端子部２０は、電池パック１と接続される部分であり、充電プラス端子２０ａ、充電マイナス端子２０ｂ、電池種判別端子２０ｃ及び充電側信号端子２０ｄを有している。充電プラス端子２０ａは、電池パック１の充放電プラス端子１２ａと接続される端子であり、充電マイナス端子２０ｂは、充放電マイナス端子１２ｂに接続される端子である。充電装置２は、充電プラス端子２０ａ及び充電マイナス端子２０ｂから充電電圧及び充電電流を出力する。また、電池種判別端子２０ｃは、電池パック１の判別端子１２ｅに接続される端子であり、充電側信号端子２０ｄは、電池パック１の第１信号端子１２ｃに接続される端子である。
【００８０】
第１整流平滑回路２１は、全波整流回路と平滑用コンデンサとを有しており、交流電源Ｐから供給される交流電圧を全波整流回路で全波整流し、平滑用コンデンサで平滑して直流電圧を出力する。交流電源Ｐは、商用電源等の外部電源である。
【００８１】
スイッチング回路２２は、第１整流平滑回路２１に接続されており、ＭＯＳＦＥＴ、ＰＷＭ制御ＩＣ等を有している。スイッチング回路２２は、デューティ比を制御することで充電電流、充電電圧を制御する。
【００８２】
高周波トランス２３は、スイッチング回路２２と第２整流平滑回路２４との間に接続されており、スイッチング回路２２から出力された電圧を降圧又は昇圧して第２整流平滑回路２４に出力する。
【００８３】
第２整流平滑回路２４は、ダイオード、平滑用コンデンサ、放電用抵抗等を有しており、高周波トランス２３から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を充電装置２の定電圧定電流回路２５を介して充電プラス端子２０ａと充電マイナス端子２０ｂから出力するように構成されている。
【００８４】
定電圧定電流回路２５は、第２整流平滑回路２４、充電プラス端子２０ａ及び充電マイナス端子２０ｂに接続されている。定電圧定電流回路２５は、定電流制御区間において電池パック１に定電流を出力し、定電圧制御区間において充電電圧を定電圧とする。
【００８５】
補助電源回路２６は、第１整流平滑回路２１に接続されており、マイコン２８や各種回路へ安定化した基準電圧Ｖｃｃを供給するための定電圧電源回路である。補助電源回路２６は、スイッチング部２６Ａと、トランス２６Ｂと、第３整流回路２６Ｃと、定電圧回路２６Ｄと、を有している。スイッチング部２６Ａは、トランス２６Ｂに第１整流平滑回路２１から出力された電圧をスイッチングして出力する。トランス２６Ｂは、スイッチング部２６Ａと第３整流回路２６Ｃとの間に接続されており、スイッチング部２６Ａによってスイッチングされた電圧を降圧又は昇圧して第３整流回路２６Ｃに出力する。第３整流回路２６Ｃは、定電圧回路２６Ｄに接続されており、トランス２６Ｂから出力された電圧を整流平滑して定電圧回路２６Ｄに出力する。定電圧回路２６Ｄは、第３整流回路２６Ｃから出力された電圧を安定化した基準電圧Ｖｃｃとしてマイコン２８に出力する。
【００８６】
信号検出回路２７Ａは、充電側信号端子２０ｄ及びマイコン２８に接続されており、電池パック１が出力する過充電信号及び充電用温度信号を充電側信号端子２０ｄを介して検出し、マイコン２８に出力する回路である。信号検出回路２７Ａは、既知の抵抗値を有する分圧抵抗を備えており、当該分圧抵抗を用いて充電用温度信号を検出する、詳細には、当該分圧抵抗と充電用サーミスタ１３とで充電装置２側のＶｃｃを分圧し、当該分圧値をマイコン２８に出力する。マイコン２８は、当該分圧値を用いて充電用サーミスタ１３が示す二次電池セル１１Ａの温度を取得する。
【００８７】
電池種判別回路２７Ｂは、電池種判別端子２０ｃ及びマイコン２８に接続されており、既知の抵抗値を有する分圧抵抗を備えている。電池種判別回路２７Ｂは、当該分圧抵抗と判別抵抗とで充電装置２側のＶｃｃを分圧し、当該分圧値をマイコン２８に出力する。マイコン２８は、当該分圧値を用いて電池組１１の電池種を判別する。
【００８８】
マイコン２８は、ＲＯＭと、ＣＰＵ等の充電制御に必要なＩＣ又は素子を備えており、電池パック１の定電流定電圧充電制御を行う。ＲＯＭは、不揮発性の記憶領域であり、各種制御に用いられる各処理プログラム、閾値、テーブル等を記憶している。ＣＰＵは、マイコン２８に入力される各種信号を処理プログラムに従って演算処理する。
【００８９】
充電開始制御回路２７Ｃは、マイコン２８及び定電圧定電流回路２５に接続されており、マイコン２８からの信号に基づいて定電圧定電流回路２５に充電開始信号及び充電終了信号を出力する。
【００９０】
表示回路２７Ｄは、充電の状態を表示するための回路であり、マイコン２８に接続されている。表示回路２７Ｄは、ＬＥＤ、抵抗等を備えており、マイコン２８からの信号に基づいて、赤、橙、緑に発光可能に構成されている。
【００９１】
次に、電池パック１に接続される電動工具３の電気的構成について説明する。図４に示されているように電動工具３は、端子部３０と、モータ３１と、トリガスイッチ３２と、ＦＥＴ３３と、制御回路３４とを備えており、電池パック１を装着した状態で電池パック１内部の電池組１１を駆動源として用いる。電動工具３は、本発明における電動装置に一例である。
【００９２】
端子部３０は、電池パック１と接続される部分であり、放電プラス端子３ａ、放電マイナス端子３ｂ、放電側信号端子３ｃを有している。放電プラス端子３ａは、電池パック１の充放電プラス端子１２ａと接続される端子であり、放電マイナス端子３ｂは、充放電マイナス端子１２ｂに接続される端子である。電動工具３は、放電プラス端子３ａ及び放電マイナス端子３ｂを介して電池組１１の電力が供給されることで駆動可能となる。また、放電側信号端子３ｃは、電池パック１の第２信号端子１２ｄに接続される端子である。
【００９３】
モータ３１は、電動工具３の動力源である。トリガスイッチ３２は、作業者によって操作可能なスイッチであり、モータ３１と放電プラス端子３ａとの間に設けられている。ＦＥＴ３３は、モータ３１と放電マイナス端子３ｂとの間に設けられている。ＦＥＴ３３及びトリガスイッチ３２がともにオン状態である場合にのみモータ３１に電流が流れる構成となっている。
【００９４】
制御回路３４は、ＦＥＴ３３を制御する回路であり、ＦＥＴ３３及び放電側信号端子３ｃに接続されている。制御回路３４は、電池パック１から放電停止信号が入力された場合、放電を停止すべくＦＥＴ３３をオフとする。
【００９５】
次に、図５を参照しながら、充電装置２による電池パック１の充電制御について説明する。図５は、充電装置２による充電制御の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
充電装置２は、電池組１１を定電流定電圧充電制御するとともに充電用サーミスタ１３が示す二次電池セル１１Ａの温度を監視し、当該温度が所定温度以上となった場合に充電電流を遮断する制御を行う。
【００９７】
まず、交流電源Ｐと充電装置２とを接続すると、マイコン２８が動作を開始し、充電前の充電待機状態であることを示すため表示回路２７Ｄを赤色に点灯させる（ステップ４０１）。
【００９８】
次に、電池パック１が充電装置２に実装されたか否かを判別する（ステップ４０２）。電池パック１が実装されたか否かの判別は、電池種判別回路２７Ｂからマイコン２８に信号が出力されているか否かで判別する。ステップ４０２において、電池パック１が充電装置２に実装されていないと判別した場合は、電池パック１が充電装置２に実装されるまでステップ４０１及びステップ４０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【００９９】
他方、ステップ４０２において電池パック１が充電装置２に実装されていると判別した場合は、電池の種類を判別する（ステップ４０３）。ステップ４０３で、マイコン２８は、電池種判別回路２８Ｂの分圧値を読み取ることで電池パック１の電池種を判別する。
【０１００】
次に、ステップ４０４において、マイコン２８は、判別した電池種に基づいて電池パック１に適切な定電圧制御区間の充電電圧を設定し、ステップ４０５において、判別した電池種に基づいて電池パック１に適切な定電流制御区間の充電電流を設定する。
【０１０１】
ステップ４０５において目標電流値が設定された後に充電が開始される（ステップ４０６）。充電の開始は、マイコン２８から充電開始制御回路２７Ｃに充電開始信号を出力することで行われる。このとき、充電中であることを示すため表示回路２７Ｄを橙に点灯させる。
【０１０２】
充電が開始されると、ステップ４０７で充電用サーミスタ１３を用いて二次電池セル１１Ａの温度を検出し、当該温度が温度閾値以上となっているか否かを判別する。二次電池セル１１Ａの温度が温度閾値以上となっている場合（ステップ４０７のＹＥＳ）、ステップ４１０で充電を終了させる。すなわち、電池組１１の温度上昇に起因する劣化、短寿命化を抑制するために充電電流を遮断して、電池組１１を保護する。なお、充電の終了は、充電開始制御回路２７Ｃに充電終了信号を出力することで行われる。
【０１０３】
一方、ステップ４０７で二次電池セル１１Ａの温度が温度閾値以上となっていない場合（ステップ４０７のＮＯ）、ステップ４０８で電池パック１から過充電信号が出力されていないか否かを判別する。過充電信号が出力されているか否かの判断は、信号検出回路２７Ａに電池パック１から過充電信号が出力されているか否かで判断する。
【０１０４】
過充電信号が出力されている場合（ステップ４０８のＹＥＳ）、ステップ４１０で充電を終了させる。一方、過充電信号が出力されていない場合（ステップ４０８のＮＯ）、ステップ４０９で満充電であるか否かを判別する。電池組１１が満充電か否かの判断は、充電電流が電池種から判明する電池組１１に適切な終止電流値以下となっているか否かで判断する。なお、充電電流が終止電流値以下となった場合に満充電であると判断する。
【０１０５】
電池組１１が満充電となっていない場合（ステップ４０９のＮＯ）、ステップ４０７に戻る。すなわち、二次電池セル１１Ａの温度が温度閾値以上とならず、且つ、過充電信号が出力されない場合は、ステップ４０７〜４０９を繰り返しながら満充電となるまで充電が継続される。
【０１０６】
一方、ステップ４０９で電池組１１が満充電となっている場合（ステップ４０９のＹＥＳ）、ステップ４１０で充電を終了する。充電が終了すると、充電が終了したことを示すため表示回路２７Ｄを緑に点灯させる（ステップ４１１）。
【０１０７】
充電が終了し、表示回路２７Ｄが緑に点灯した後は、充電装置２から電池パック１が離脱したか否かを判別する（ステップ４１２）。充電装置２から電池パック１が離脱していないと判別した場合は、ステップ４１２を繰り返し、表示回路２７Ｄが緑に点灯した状態が維持される。他方、充電装置２から電池パック１が離脱していると判別した場合は、ステップ４０１に戻り、表示回路２７Ｄを充電前の待機状態を示す赤に点灯させる。そして、再び電池パック１が実装されるまでステップ４０１及び４０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１０８】
次に、図６を参照しながら、電池パック１による放電制御について説明する。図６は、電池パック１による放電制御の一例を示すフローチャートである。
【０１０９】
電池パック１は、放電中に放電用サーミスタ１４が示す二次電池セル１１Ｃの温度を監視し、当該温度が所定温度以上となった場合に充電電流を遮断するための措置を行う。
【０１１０】
まず、電池パック１と電動工具３とが接続され、トリガスイッチ３２が操作されると、保護ＩＣ１８が動作を開始すると、ステップ５０１において、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのそれぞれの電圧を監視する。
【０１１１】
次に、ステップ５０２で放電電流を監視する。放電電流の監視は、シャント抵抗１５を用いて行われる。続いて、ステップ５０３で放電用サーミスタ１４から出力される放電用温度信号を監視する。
【０１１２】
ステップ５０１〜５０３の監視が終了すると、ステップ５０４において、過放電状態となっている二次電池セルがあるか否かを判別する。当該判別は、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのそれぞれの電圧と過放電閾値とを比較することで行われる。二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのそれぞれの電圧のうちの一つでも過放電閾値以下となっているものがある場合（ステップ５０４のＹＥＳ）、第２信号端子１２ｄから電動工具３に放電停止信号を出力する。放電停止信号が出力されると、ステップ５０７で電動工具３の制御回路３４は、ＦＥＴ３３をオフ状態として放電電流を遮断する。放電電流が遮断された後は、電動工具３と電池パック１とを離脱させるまで、当該遮断状態が継続される。
【０１１３】
一方、ステップ５０４において、過放電状態となっている二次電池セルがないと判断された場合（ステップ５０４のＮＯ）、ステップ５０５で放電電流が電流閾値以上となっているか否かを判別する。当該判別は、放電電流と電流閾値とを比較することで行われる。放電電流が電流閾値以上となっている場合（ステップ５０５のＹＥＳ）、第２信号端子１２ｄから電動工具３に放電停止信号を出力する。放電停止信号が出力されると、ステップ５０７で電動工具３の制御回路３４は、ＦＥＴ３３をオフ状態として放電電流を遮断する。
【０１１４】
一方、ステップ５０５において、放電電流が電流閾値以上となっていないと判断された場合（ステップ５０５のＮＯ）、ステップ５０６で放電用サーミスタ１４が示す二次電池セル１１Ｃの温度が温度閾値以上となっているか否かを判別する。当該判別は、放電用サーミスタ１４が示す温度と温度閾値とを比較することで行われる。放電用サーミスタ１４が示す温度が温度閾値以上となっている場合（ステップ５０６のＹＥＳ）、第２信号端子１２ｄから電動工具３に放電停止信号を出力する。放電停止信号が出力されると、ステップ５０７で電動工具３の制御回路３４は、ＦＥＴ３３をオフ状態として放電電流を遮断する。
【０１１５】
一方、ステップ５０６において、放電電流が電流閾値以上となっていないと判断された場合（ステップ５０６のＮＯ）、ステップ５０１に戻る。すなわち、二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊのそれぞれの電圧が過放電閾値以下とならず、且つ、放電電流が電流閾値以上とならず、且つ、放電用サーミスタ１４が示す温度が温度閾値以上とならない場合は、ステップ５０１〜５０６を繰り返しながら放電が継続される。
【０１１６】
このように、本発明の第１の実施の形態による電池パック１は、１０個の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊを有する電池組１１と、電池組１１を充電可能な充電装置２及び電池組１１の放電によって駆動する電動工具３に接続可能な接続端子部１２Ａと、電池組１１の温度を検出するための２個の感温素子と、を備えており、１０個の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊは、二次電池セル１１Ａと、放電中において二次電池セル１１Ａよりも温度が高く且つ充電中において二次電池セル１１Ａよりも温度が低い二次電池セル１１Ｃと、を含み、２個の感温素子は、二次電池セル１１Ａに接触若しくは近接配置された充電用サーミスタ１３と、二次電池セル１１Ｃに接触若しくは近接配置された放電用サーミスタ１４と、を含んでいる。
【０１１７】
このため、二次電池セル１１Ａに接触若しくは近接配置された充電用サーミスタ１３と、放電中において二次電池セル１１Ａよりも温度が高く且つ充電中において二次電池セル１１Ａよりも温度が低い（放電時と充電時とで温度上昇の程度が二次電池セル１１Ａとは逆転する）二次電池セル１１Ｃに接触若しくは近接配置された放電用サーミスタ１４と、を用いて電池組１１の温度を監視することができる。これにより、充電時及び放電時における電池組１１の温度分布の相違を考慮した充放電時の電池組１１の温度監視が可能となり、電池組１１の劣化、短寿命化を効果的に抑制することができる。また、このような構成によると、電池組１１が有する複数の二次電池セルの数（１０個）よりも少ない感温素子の数（２個）で電池組１１の劣化、短寿命化を効果的に抑制できるため、電池組１１が有する複数の二次電池セルの全てに感温素子を近接配置して電池組の温度監視をする構成と比較して、製造コストを低減することができる。
【０１１８】
また、電池パック１の二次電池セル１１Ａは、充電中において１０個の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で最も温度が高い。このため、充電中に充電用サーミスタ１３を用いて電池組１１の温度監視をすることで、電池組１１が有する二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で充電中に最も温度が高い二次電池セル（本実施の形態では二次電池セル１１Ａ）の温度を監視できる。これにより、電池組１１の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【０１１９】
また、電池パック１の二次電池セル１１Ｃは、放電中において１０個の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で最も温度が高い。このため、放電中に放電用サーミスタ１４を用いて電池組１１の温度監視をすることで、電池組１１が有する二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で放電中に最も温度が高い二次電池セル（本実施の形態では二次電池セル１１Ｃ）の温度を監視できる。これにより、電池組１１の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【０１２０】
また、電池パック１は、電池組１１を収容し電池組１１を冷却する冷却風を流すための冷却風路が形成されたケース１０を備えており、二次電池セル１１Ａは、冷却風の流れる方向（図１の矢印Ａ）において１０個の二次電池セルの中で最も下流側に配置されている。このため、冷却風の流れる方向（図１の矢印Ａ）において電池組１１が有する二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で最も下流側に配置されている二次電池セル１１Ａ、すなわち、充電中において温度が最も高い二次電池セル（本実施の形態では二次電池セル１１Ａ）の温度を監視できる。このため、電池組１１の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【０１２１】
また、電池パック１の保護ＩＣ１８は、放電中に放電用サーミスタ１４を用いて電池組１１の温度を検出し、放電用サーミスタ１４が示す温度に基づいて電池組１１に流れる放電電流を制限するため、電池組１１が有する二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で放電中に最も温度が高い二次電池セル１１Ｃの温度を監視し、二次電池セル１１Ｃの温度に基づいて放電電流を制限することができる。このため、電池組１１の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。
【０１２２】
また、電池パック１は、１０個の二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊを有するにもかかわらず、２個の感温素子、すなわち、充電用サーミスタ１３及び放電用サーミスタ１４で電池組１１の温度を監視し、電池組１１の劣化、短寿命化を効果的に抑制している。このため、３個以上の感温素子を用いて電池組１１の温度監視をする構成と比較して、製造コストをより低減することができる。
【０１２３】
次に、図７を参照しながら、本発明の第２の実施の形態による電池パック１００について説明する。なお、電池パック１と同一の部材、構成には同一の符号を付し、説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図７は、電池パック１００を示す概略図である。
【０１２４】
図７に示されているように、電池パック１００は、充電用サーミスタ１１３と、放電用サーミスタ１１４と、を有しており、充電装置６００と接続可能に構成されている。充電用サーミスタ１１３は、二次電池セル１１Ｃに近接配置され、放電用サーミスタ１１４は、二次電池セル１１Ａに近接配置されている。
【０１２５】
充電装置６００は、の冷却風を発生させる冷却ファン６００Ｂを有しており、充電装置２の送風口２ａが形成されている位置に相当する位置には、引込口６００ａが形成されている。冷却ファン６００Ｂが発生させる冷却風の流れる方向（以下、冷却風方向Ｂという）は、充電装置２の冷却ファン２Ｂが発生させる冷却風方向Ａとは逆方向であり、図７において矢印Ｂで示されている。
【０１２６】
ここで、電池パック１００における充放電時の電池組１１の温度分布について説明する。電池パック１００においては、冷却風方向Ｂが電池パック１における冷却風方向Ａとは逆であり、ケース１０内に形成された冷却風路の形状が電池パック１の冷却風路とは異なる。このため、冷却風が発生しない放電時において、二次電池セル１１Ａが最も温度が高くなる傾向にある。また、二次電池セル１１Ｃは、冷却風方向Ｂにおいて二次電池セル１１Ａよりも下流側に位置するため、冷却風が発生する充電時に二次電池セル１１Ａよりも温度が高くなる傾向にある。電池パック１００における二次電池セル１１Ｃは、本発明における第１二次電池セルの一例であり、電池パック１００における二次電池セル１１Ａは、本発明における第２二次電池セルの一例である。
【０１２７】
電池パック１００においては、上述の電池組１１の温度分布を考慮して、放電時に二次電池セル１１Ｃよりも温度が高くなる傾向にある二次電池セル１１Ａに放電用サーミスタ１１４を近接配置し、充電時に二次電池セル１１Ａよりも温度が高くなる傾向にある二次電池セル１１Ｃに充電用サーミスタ１１３を近接配置している。これにより、効果的に電池組１１の劣化、短寿命化を抑制することができる。充電用サーミスタ１１３は、本発明における第１感温素子の一例であり、放電用サーミスタ１１４は、本発明における第２感温素子の一例である。
【０１２８】
本発明による電池パックは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、電池パック１においては、充電時に充電用サーミスタ１３が示す温度に基づいて充電装置２が充電電流を遮断し、放電時には放電用サーミスタ１４が示す温度に基づいて電池パック１が放電電流を遮断したが、これに限られず、充電時及び放電時ともに充電用サーミスタ１３が示す温度及び放電用サーミスタ１４が示す温度の２つの温度を監視し、２つの温度のうちより高い温度に基づいて充電電流及び放電電流を電池パック１が遮断する構成としてもよい。このような構成とすれば、電池組１１の温度分布からは推測のできない不測の温度上昇にも対応できるため、電池組１１（二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊ）の劣化、短寿命化を確実に且つより効果的に抑制することができる。この場合の保護ＩＣ１８は、本発明における充電電流制限手段の一例である。
【０１２９】
また、電池パック１においては、充電中に充電装置によって充電用サーミスタ１３が用いられ、充電用サーミスタ１３が示す温度に基づいて電池組１１に流れる充電電流を制限する構成であったが、電池パック１の保護ＩＣ１８が、充電中に充電用サーミスタ１３を用いて電池組１１の温度を検出し、充電用サーミスタ１３が示す温度に基づいて電池組１１に流れる充電電流を制限する構成であってもよい。このような構成とすれば、電池組が有する二次電池セル１１Ａ〜１１Ｊの中で充電中に最も温度が高い二次電池セル１１Ａの温度を監視し、二次電池セル１１Ａの温度に基づいて充電電流を制限することができ、電池組１１の劣化、短寿命化をより効果的に抑制することができる。この場合の保護ＩＣ１８は、本発明の電池電流制限手段の一例である。
【０１３０】
また、電池パック１においては、充電中に冷却風によって冷却され、放電時には冷却風によって冷却されない構成であったが、本発明は、放電時に冷却風によって冷却され、充電時には冷却風によって冷却されない構成にも適用可能である。すなわち、充放電時における電池組の温度分布の相違を考慮して、電池組が有する複数の二次電池セルに充電用サーミスタ及び放電用サーミスタを設けている構成であればよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１００…電池パック  １１Ａ〜１１Ｊ…二次電池セル  ２、６００…充電装置  ３…電動工具  １０…ケース  １１…電池組  １３、１１３…充電用サーミスタ  １４、１１４…放電用サーミスタ  １８…保護ＩＣ
【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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