(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の状態を検出する状態検出部と、電池の放電経路の遮断用のスイッチ手段と、このスイッチ手段の開閉を制御する制御部とを備え、上記状態検出部は、電池の総和電圧もしくは個々の電圧を検出する電圧検出部と、電池の温度を検出する温度検出部とを有し、上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧が第１の所定電圧以下となる状態が第１の所定時間だけ続いた時に報知部を通じた報知を行わずに電池の放電経路を上記スイッチ手段で遮断し、更に検出された電圧が第２の所定時間内に第２の所定電圧まで回復した時に放電再開可能であることを報知部を通じて報知するとともに操作部からの操作入力を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであり、上記温度検出部で検出された温度が第１の温度以上の時に電池の放電経路を上記スイッチ手段で遮断するとともに報知部を通じて報知し、更に検出された温度が第２の所定温度以下に低下した時に放電再開可能であることを報知部を通じて報知するとともに操作部からの操作入力を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
制御部は、充電器との接続を監視する入力部を備えて、放電再開可能である場合は該入力部を通じた充電器との接続検知を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであることを特徴とする請求項１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、二次電池を備える電池パック、ことに安全保護回路が組み込まれた電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を収納している電池パック、ことにリチウム系の二次電池を収納しているものでは、異常が生じた時に二次電池を放電回路や充電回路などから切り離してしまう遮断部を備えた安全保護回路を電池パック内に設けることがなされている。
【０００３】
また、過放電や温度上昇を検出して遮断する上記安全保護回路では、遮断部として異常状態が解除されたならば自動的に復帰するものを用いるのが通常である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４４２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記電池パックを電源として使用する機器が電動工具である場合、使用者の意図に拘わらず復帰が自動でなされると問題がある。つまり、使用者が電動工具のスイッチをオンとしている状態で復帰がなされると、その時点で電動工具が作動してしまうものであり、これは時として非常に危険な状態を招く。
【０００５】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、放電再開時に危険を招くことがない電池パックを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る電池パックは、電池の状態を検出する状態検出部と、電池の放電経路の遮断用のスイッチ手段と、このスイッチ手段の開閉を制御する制御部とを備え、上記状態検出部は、電池の総和電圧もしくは個々の電圧を検出する電圧検出部と、電池の温度を検出する温度検出部とを有し、上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧が第１の所定電圧以下となる状態が第１の所定時間だけ続いた時に報知部を通じた報知を行わずに電池の放電経路を上記スイッチ手段で遮断し、更に検出された電圧が第２の所定時間内に第２の所定電圧まで回復した時に放電再開可能であることを報知部を通じて報知するとともに操作部からの操作入力を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであり、上記温度検出部で検出された温度が第１の温度以上の時に電池の放電経路を上記スイッチ手段で遮断するとともに報知部を通じて報知し、更に検出された温度が第２の所定温度以下に低下した時に放電再開可能であることを報知部を通じて報知するとともに操作部からの操作入力を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであることに特徴を有している。放電再開可能な状態になっても、操作部からの操作がないことには放電を再開しないものである。
【０００８】
更に上記制御部は、充電器との接続を監視する入力部を備えて、放電再開可能である場合は該入力部を通じた充電器との接続検知を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池が放電再開可能な状態に復帰しても、放電経路を遮断するスイッチ手段は自動復帰させずに操作部への操作入力を待って放電を再開するものであり、使用者の意志がなくては放電が再開されないために、電動工具の電源として用いられる場合も安全である。
【００１０】
そして電池のセルの電圧監視はセルの内部抵抗による電圧抵抗分の影響を受けるために、セルとしての容量が残っているにも拘わらず、大電流時に検出電圧が低くなってしまう場合があるが、上記状態検出部が電池の総和電圧もしくは個々の電圧を検出する電圧検出部を有するため、上記制御部は検出された上記電圧が第１の所定電圧以下となる状態が第１の所定時間だけ続いた時に報知部を通じた報知を行わずに放電経路を遮断し、更に検出された電圧が第２の所定時間内に第２の所定電圧まで回復した時に放電再開可能と判断するものであれば、残っている容量を有効に使用することができるものとなる。
【００１１】
また、上記状態検出部が電池の温度を検出する温度検出部も有するため、上記制御部は検出された温度が第１の温度以上の時に放電経路を遮断するとともに報知部を通じて報知し、更に検出された温度が第２の所定温度以下に低下した時に放電再開可能と判断するものであれば、電池パックの温度上昇による放電遮断と温度低下による安全な放電再開とを行うことができる。
【００１２】
そして上記制御部が、充電器との接続を監視する入力部を備えて、放電再開可能である場合は該入力部を通じた充電器との接続検知を受けて上記スイッチ手段を閉じて放電可能とするものであれば、操作部の操作を必要とすることなく充電を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明すると、図１は本発明にかかる電池パックのブロック回路図を示しており、Ｂは二次電池であって複数個が直列に接続されている電池セル、Ｃは共通端子、Ｖｃは放電端子を示しており、電池セルＢ群と共通端子Ｃとの間にスイッチ手段１を設けてある。開閉自在な遮断部であるこのスイッチ手段１は、制御部２からの信号によってオンオフするスイッチング素子で形成されている。
【００１４】
上記制御部２には電池セルＢの状態を検出する状態検出部３と、異常が生じた時にこれを報知するための報知部４と、使用者によって操作される操作部５と、充電器との接続の際に充電器側からの信号を受ける入力部６とが接続されている。
【００１５】
状態検出部３からの信号を受けてこの信号を基に保護が必要かどうかを判断する制御部２は、保護が必要であると判断した時、スイッチ手段１を開いて放電を停止させるとともに、異常が検知されたために遮断したことを必要に応じて報知部４によって使用者に報知する。
【００１６】
そして状態検出部３からの信号を基に電池Ｂが異常状態から回復して放電を再開しても問題が無いと制御部２が判断した時、制御部２は報知部４を通じて放電再開可能の旨を報知する。この報知を受けて使用者が操作部５を操作したならば、制御部５はこの時点でスイッチ手段１をオンとして放電可能な状態とする。また、放電再開可能な状態にある時に、該電池パックを充電器に接続した時も、上記入力部６を通じて制御部２に入る充電器からの信号により、制御部２はスイッチ手段１をオンとして放電可能な状態とする。
【００１７】
具体回路例を図２に示す。スイッチ手段１にはＰチャネル型スイッチング素子ＦＥＴとトランジスタＴｒ３とを用いており、状態検出部３は、分圧抵抗で構成した電圧検出部３１と、サーミスタで構成した温度検出部３２とを備えたものとしてある。また、報知部４は２種の発光色が異なる発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を備えたものとし、入力部６は共通端子Ｃの電圧を監視するものとして構成してある。
【００１８】
電池電圧を分圧した電圧がマイクロコンピュータからなる制御部２に送られるのであるが、この電圧検出により、二次電池の総和電圧が所定値Ｖ１以下となった状態が所定時間時間ｔ１（たとえば１秒）続いた時、制御部２はトランジスタＴｒ３への出力をＬｏｗに切り換えてトランジスタＴｒ３をオフとしてスイッチング素子ＦＥＴをオフさせ、放電経路を遮断する（図３(a)参照）。
【００１９】
上記の放電経路の遮断後、たとえば１分以内に電池電圧が他の所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）まで再起したならば、制御部２は放電再開可能であると判断して、復帰可能状態であることを使用者に知らせるために報知部４の復帰可能の表示用の発光ダイオードＬＥＤ２を点灯させる。この時点で使用者が操作部５であるスイッチＳＷを押せば、制御部２はこれを受けてトランジスタＴｒ３への出力をＨｉに切り替えることでスイッチ手段１をオンとして放電経路を接続する。また、発光ダイオードＬＥＤ２を消灯させる。
【００２０】
状態検出部３の温度検出は、温度検出部３２におけるサーミスタと抵抗との分圧によって構成され、温度に対応した電圧が制御部２に入力されるものであり、この電圧が所定温度Ｔ１相当の電圧となった時、制御部２は上記の場合と同様にトランジスタＴｒ３をオフとしてスイッチ手段１を開き、放電経路を遮断する。また、停止理由が電池セルＢが高温になったためであることを伝えるために発光ダイオードＬＥＤ１をたとえば１Ｈｚ間隔で点滅させる（図３(b)参照）。
【００２１】
スイッチ手段１のオフによって放電が停止され、電池セルＢの温度がたとえばＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）以下になれば、制御部２は発光ダイオードＬＥＤ１をオフとするともに、発光ダイオードＬＥＤ２を点灯させて放電再開可能になったことを使用者に報知する。
【００２２】
この時も、操作部５への操作、もしくは充電器との接続による入力部６への入力により、制御部２はスイッチ手段１をオンとして放電経路を接続するとともに、発光ダイオードＬＥＤ２を消灯させる。
【００２３】
なお、上記操作部５への操作による復帰は、制御部２が放電再開可能と判断してから後の場合のみ有効であり、放電再開可能と判断されていない時点で操作部５に操作を加えても復帰することはない。
【００２４】
図４に上記動作のフローチャートを示す。放電再開可能な状態になってもその旨を報知部４で報知するだけで放電を再開することはせず、操作部５が操作された時点で放電を再開するのである。
【００２５】
また、上記復帰は、操作部５への操作だけでなく、充電器との接続によってもなされるようにしているが、ここでは前述のように、入力部６は共通端子Ｃの電圧を監視するものとしてあり、制御部２はスイッチ手段１をオフとしている時の共通端子Ｃの電圧を入力部６を通じて取り込んで上記電圧が充電器との接続でゼロでなくなった時、充電器が接続されたと判断し、放電再開可能と判断している状態であれば、スイッチ手段１をオンとして放電経路（この場合は充電回路でもある）を接続し、発光ダイオードＬＥＤ２を消灯させる。
【００２６】
図５に電池パックの外観の一例を示す。電動工具用である図示例の電池パックは、その外面に報知部４と操作部５とを備えている。図中１１は着脱用フック、１２は上記共通端子Ｃや放電端子Ｖｃ等が配されたコネクター部であり、赤色の発光ダイオードＬＥＤ１と緑色の発光ダイオードＬＥＤ２とが同一箇所に配されている。
【００２７】
状態検出部３として、過放電と温度上昇とを検出することができるものを示したが、過電流等の異常を検出することができるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック回路図である。
【図２】同上の具体回路図である。
【図３】(a)(b)は同上の動作を示すタイムチャートである。
【図４】同上の動作を示すフローチャートである。
【図５】同上の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  スイッチ手段
２  制御部
３  状態検出部
４  報知部
５  操作部
６  入力部
Ｂ  電池セル
【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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