(57)【要約】【課題】高電圧・高温下における電池セルの膨れを対策しながら、電池内の自己消費電力量を増やすことなく、製品出荷時から長期間、電池容量を保持する。【解決手段】電池セルを有する電池パック（２０１）が装着可能な電子機器（１０１）は、前記電池セルの温度を示す温度情報を前記電池パックから受信する通信手段と、前記電池セルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記電子機器の動作を制御する制御手段とを有し、前記電池セルの電圧が第１の電圧スレッシュ以上であって、前記電池セルの温度が第１の温度スレッシュ以上である場合は、前記制御手段を第１の負荷モードで起動させ、前記電子機器の消費電力にて前記電池パックを放電させ、前記電池セルの電圧が前記第１の電圧スレッシュ未満であるか、前記電池セルの温度が前記第１の温度スレッシュ未満である場合は、前記制御手段が前記第１の負荷モードで動作することを終了させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルを有する電池パックが装着可能な電子機器であって、
前記電池セルの温度を示す温度情報を前記電池パックから受信する通信手段と、
前記電池セルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電子機器の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記電池セルの電圧が第１の電圧スレッシュ以上であって、前記電池セルの温度が第１の温度スレッシュ以上である場合は、前記制御手段を第１の負荷モードで起動させ、前記電子機器の消費電力によって前記電池セルを放電させ、
前記電池セルの電圧が前記第１の電圧スレッシュ未満であるか、前記電池セルの温度が前記第１の温度スレッシュ未満である場合は、前記制御手段が前記第１の負荷モードで動作することを終了させることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
第２の電圧スレッシュ、第２の温度スレッシュ及び第２の負荷モードをさらに有し、
前記電池セルの電圧が前記第１の電圧スレッシュ未満であるか、前記電池セルの温度が前記第１の温度スレッシュ未満である場合に、前記電池セルの電圧が前記第２の電圧スレッシュ以上であって、前記電池セルの温度が前記第２の温度スレッシュ以上である場合は、前記制御手段を前記第２の負荷モードで起動させ、
前記電池セルの電圧が前記第２の電圧スレッシュ未満であるか、前記電池セルの温度が前記第２の温度スレッシュ未満である場合は、前記制御手段が前記第２の負荷モードで動作することを終了させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電池パックが前記電子機器に装着された時間をカウントするタイマーをさらに有し、
前記電池パックが前記電子機器に装着されてから所定の時間が経過した場合に、前記電池セルの電圧が第３の電圧スレッシュ以上である場合は、前記制御手段を第３の負荷モードで起動させ、前記電子機器の消費電力によって前記電池セルを放電させ、
前記電池セルの電圧が前記第１の電圧スレッシュ未満になった場合に、前記制御手段が前記第３の負荷モードで動作することを終了させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電池セルを放電させるための放電回路をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記電池パックは、前記電池セルを放電させるための放電回路と、前記放電回路のオンまたはオフを制御する電池制御回路とを有し、
前記電池制御回路は、前記放電回路をオフし、前記放電回路の消費熱量によって前記電池セルの温度が上昇することを防ぐことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記放電回路は、サーミスタ、または、温度特性を持つ素子を有することを特徴とする請求項５の記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電可能な電池を有する電池パックの放電を制御することができる電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電池パックにおいては、サイクル特性の改善を行うため、高温下におけるセル内のガス発生量が増えており、電池パックが膨れやすくなっている。そこで、さらに電池の保安性を向上させるため、電池が高温下にあるなどの異常状態にある場合、電池パック内の放電回路をオンし、電池を急速に自己放電させる保護回路が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、圧力センサを用いて電池の内圧を検出した場合、また、温度センサを用いて電池の温度が異常であることを検出した場合に、電池パック内の放電回路をオンし、電池を放電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、以下のような問題がある。第１に、電池パック内の放電抵抗に頼る構成では、ガス発生量を対策するためには自己消費電力量を大きくする必要がある。この構成では、正常温度下においても放電を継続するため、すぐに容量がなくなってしまう可能性がある。第２に、放電回路を追加した特許文献１の方法では、高温度下では電池を放電し続けてしまうため、高温度下から脱した場合に電池容量が少なくなりすぎて、電子機器を使用することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電子機器は、
電池セルを有する電池パックが装着可能な電子機器であって、前記電池セルの温度を示す温度情報を前記電池パックから受信する通信手段と、前記電池セルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記電子機器の動作を制御する制御手段とを有し、前記電池セルの電圧が第１の電圧スレッシュ以上であって、前記電池セルの温度が第１の温度スレッシュ以上である場合は、前記制御手段を第１の負荷モードで起動させ、前記電子機器の消費電力によって前記電池セルを放電させ、前記電池セルの電圧が前記第１の電圧スレッシュ未満であるか、前記電池セルの温度が前記第１の温度スレッシュ未満である場合は、前記制御手段が前記第１の負荷モードで動作することを終了させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高電圧及び高温下における電池セルの膨れを対策しながら、電池内の自己消費電力量を増やすことなく、製品出荷時から長期間、電池容量を保持することができる。また、本発明によれば、高温度下から脱出した場合に、電子機器が使用できなくなる事態をできるだけ回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１における電子機器１０１及び電池パック２０１の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２】実施形態１における電子機器１０１の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施形態１における電子機器１０１の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】複数の放電モード間の遷移の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
［実施形態１］
図１は実施形態１における電子機器１０１及び電池パック２０１の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【００１１】
図１において、電池パック２０１内の電池セル２０２は、一つのリチウムイオン電池、または、２つ以上のリチウムイオン電池が直列に接続された組電池である。＋端子３０１、−端子３０２は、電池パック２０１を使用する電子機器１０１に対する電力供給や、充電器により、電池パック２０１への充電を行う端子である。
【００１２】
Ｔ端子３０３は、電池セル２０２の温度情報や電池パック２０１が電子機器１０１に装着されたことを判定するために用いる、電気的な接続端子である。電子機器１０１内の放電制御システム１０３は、制御マイコン１０４が動作を制御する各ブロックの総称である。電源回路１０２は、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いたスイッチング電源回路などがこれにあたる。電池パック２０１から供給された電力は、電源回路１０２によって後段負荷の仕様に応じた電圧へ変換される。
【００１３】
通信回路１０５は、電池パック２０１が装着された場合に、温度センサ２０５の温度情報をＴ端子３０３を通じて取得する。制御マイコン１０４は、電池セル２０２の温度情報を得ると同時に、電子機器１０１に電池パック２０１が装着されたことを判定する。電圧検出回路１０６は、一般的なＡＤ変換回路であり、電池パック２０１の電圧値を制御マイコン１０４へ通知する。タイマー１０７は、カウンタ回路であり、電池パック２０１が電子機器１０１に装着されてからカウントを始め、制御マイコン１０４へ通知する。
【００１４】
電池パック２０１が放電回路２０３及び電池制御回路２０４を具備している場合、放電回路２０３は、オンオフ可能なスイッチと放電素子とで構成される。例えば、実施形態１では、放電素子にサーミスタなど温度特性を持った素子を用いる。温度の低い場合には抵抗値が高く、温度の高い場合には抵抗値が低くなる素子を選定する。これにより、温度の低い場合には、消費電流が小さいため、電池セル２０２の容量の低下を防ぎ、温度が高い場合には、消費電流が大きいため、電池セル２０２の容量が早く放電され、電池セル２０２の膨れの対策となる。
【００１５】
電池パック２０１が電子機器１０１に装着された場合には、通信回路１０５及び電池制御回路２０４は、Ｔ端子３０３を通じて通信を行い、制御マイコン１０４は、電池パック２０１の装着確認を行い、温度センサ２０５の温度情報を得る。
【００１６】
制御マイコン１０４は、電池パック２０１が装着されたことを確認すると、通信回路１０５が電池制御回路２０４へ放電回路２０３のスイッチをオフするよう通知し、放電回路２０３をオフする。これにより、電子機器１０１に装着された場合には、放電回路２０３による消費電流をなくし、電池パック２０１内の温度が放電回路２０３の消費熱量により上昇することを防ぐ。
【００１７】
次に、図２及び図３に示すフローチャートを用いて、実施形態１における電子機器１０１の動作を説明する。
【００１８】
Ｓ１０１で、電池パック２０１が電子機器１０１に装着されると、Ｓ１０２で電池パック２０１の装着確認が行われ、Ｓ１０３で電池パック２０１の放電回路２０３がオフされる。Ｓ１０４において、電子機器１０１の放電判定が行われる。Ｓ１０５において、電池セル２０２の電圧が第１のスレッシュ（第１の閾値）以上か以下か判定し、以上の場合はＳ１０６へ進み、以下の場合はＳ１０８へ進む。
【００１９】
Ｓ１０６において、電池セル２０２の温度が第１のスレッシュ以上か以下か判定し、以上の場合はＳ１０７へ進み、以下の場合はＳ１０８へ進む。Ｓ１０７において、電子機器１０１は、第１の放電モードにて電池セル２０２を放電する。そして、Ｓ１１１に進み、第１の負荷モードを継続しながら再度、放電判定へ戻る。Ｓ１０５またはＳ１０６からＳ１０８へ進んだ場合、Ｓ１０８において、電池セル２０２の電圧が第２のスレッシュ（第２の閾値）以上か以下か判定し、以上の場合はＳ１０９へ進み、以下の場合はＳ２０１スタンバイへ進む。
【００２０】
Ｓ１０９において、電池セル２０２の温度が第２のスレッシュ以上か以下か判定し、以上の場合はＳ１１０へ進み、以下の場合はＳ２０１スタンバイへ進む。Ｓ１１０において、電子機器１０１は、第２の放電モードにて電池セル２０２を放電する。そして、Ｓ１１１に進み、第２の負荷モードを継続しながら再度、放電判定へ戻る。Ｓ２０１スタンバイに入った後の動作を図３によって説明する。
【００２１】
Ｓ２０１で、電子機器１０１をスタンバイに設定した後、Ｓ２０２にて電池セル２０２が電子機器１０１に装着されてからの時間を参照し、所定時間以上ならＳ２０３に進み、以下の場合はＳ２０６へ進む。Ｓ２０３にて、電池セル２０２の電圧が第３のスレッシュ（第３の閾値）以上か以下か判定し、以上の場合はＳ２０４へ進み、以下の場合はＳ２０６へ進む。Ｓ２０４において、電池セル２０２の温度が第３のスレッシュ以上か以下か判定し、以上の場合はＳ２０５へ進み、以下の場合はＳ２０６へ進む。
【００２２】
Ｓ２０６において、電子機器１０１は、第３の放電モードにて電池セル２０２を放電する。そして、Ｓ２０６に進み、第２の負荷モードを継続しながら再度、放電判定へ戻る。第３の負荷モードに入らずスタンバイのままＳ２０６へ進んだ場合は、スタンバイのまま再度、放電判定へ戻る。
【００２３】
図４は複数の放電モード間の遷移の一例を説明するための図である。ここでは、仮に各スレッシュを、第１の電圧＝８．３Ｖ、第１の温度＝７０℃、第２の電圧＝７．８Ｖ、第２の温度＝６０℃、第３の電圧＝８．２Ｖ、第３の温度＝４０℃としている。
【符号の説明】
【００２４】
１０１  電子機器、１０２  電源回路、１０３  放電制御システム、
１０４  制御マイコン、１０５  通信回路、１０６  電圧検出回路、１０７  タイマー、
２０１  電池パック、２０２  電池セル、２０５  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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