JP3531090B2 - 電池パック - Google Patents
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- electronic circuit
- mounting surface
- battery pack
- charging
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リチウムイオン
二次電池の様な複数回の充放電が可能な二次電池と、そ
の電池の充放電状態を制御するための手段とを一体に備
えた電池パックに関する。
二次電池の様な複数回の充放電が可能な二次電池と、そ
の電池の充放電状態を制御するための手段とを一体に備
えた電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、リチウムイオン二次電池の様な充
放電エネルギーの大きい二次電池にあっては、過充電あ
るいは過放電を行うと電池それ自体の劣化をもたらすた
め、電池の安全性および信頼性を増すためにも保護回路
が一体に組み込まれた状態で提供されることが多い。
放電エネルギーの大きい二次電池にあっては、過充電あ
るいは過放電を行うと電池それ自体の劣化をもたらすた
め、電池の安全性および信頼性を増すためにも保護回路
が一体に組み込まれた状態で提供されることが多い。
【０００３】ところでこの種の二次電池は、子供や老人
も取り扱うことが一般的であり、従来は保護回路自体を
電気的にばかりでなく物理的にも保護するため、電池と
保護回路とを一体に収納するケースを特別に設計し、そ
の中に必要部材を収納した状態で提供することが必要で
あると考えられてきた。
も取り扱うことが一般的であり、従来は保護回路自体を
電気的にばかりでなく物理的にも保護するため、電池と
保護回路とを一体に収納するケースを特別に設計し、そ
の中に必要部材を収納した状態で提供することが必要で
あると考えられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで携帯用電子機
器の小型化がすすむにつれ、それに使用する二次電池の
小型化に対する要請が大きいが、上記ケースの存在が電
池の小型化に対するネックとなっている。
器の小型化がすすむにつれ、それに使用する二次電池の
小型化に対する要請が大きいが、上記ケースの存在が電
池の小型化に対するネックとなっている。
【０００５】本発明者らはかかる問題に鑑みて研究をお
こなった結果、電子回路部品を電池本体上における１つ
の面上に密着して配設するとともに、その電子回路部分
のみを包囲して保護することにより、電池パックとして
の安全性および耐久性は十分に保証されることを知見し
た。
こなった結果、電子回路部品を電池本体上における１つ
の面上に密着して配設するとともに、その電子回路部分
のみを包囲して保護することにより、電池パックとして
の安全性および耐久性は十分に保証されることを知見し
た。
【０００６】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであって、電池パックとしての安全性および耐久性を
維持したまま、従来よりも小型化および軽量化が的確に
図られる電池パックを提供することを目的とする。
のであって、電池パックとしての安全性および耐久性を
維持したまま、従来よりも小型化および軽量化が的確に
図られる電池パックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる電池パッ
ク１０は、図１および図２にその全体的な構成を示す如
く、電池本体１２と、その電池本体１２の外周面上にあ
って、電池本体１２に対する充放電状態を制御する電子
回路３０と、その電子回路３０の外周を包囲する保護部
材１６とを備えている。本発明にあっては更に、上記電
池本体１２は少なくとも１つの平坦な部品取付面７２を
備え、その部品取付面７２上に上記電子回路３０を構成
する部品２８を密着させて配設する一方、上記保護部材
１６に、上記部品取付面７２と略平行な第１面７４と、
上記部品取付面７２と隣接する面８２と連続する第２面
７６とを備えたことを特徴とする。
ク１０は、図１および図２にその全体的な構成を示す如
く、電池本体１２と、その電池本体１２の外周面上にあ
って、電池本体１２に対する充放電状態を制御する電子
回路３０と、その電子回路３０の外周を包囲する保護部
材１６とを備えている。本発明にあっては更に、上記電
池本体１２は少なくとも１つの平坦な部品取付面７２を
備え、その部品取付面７２上に上記電子回路３０を構成
する部品２８を密着させて配設する一方、上記保護部材
１６に、上記部品取付面７２と略平行な第１面７４と、
上記部品取付面７２と隣接する面８２と連続する第２面
７６とを備えたことを特徴とする。
【０００８】なお、上記電池本体１２が、矩形筒状の４
つの側面と正負の電極を備えた上下の端面とから構成さ
れる角型である場合、電子回路部品２８を電池本体１２
の１つの側面上に配設する一方、保護部材１６を、電子
回路部品２８が配設された側面と、上下の端面とを連続
して覆うコ字形状に形成することができる。
つの側面と正負の電極を備えた上下の端面とから構成さ
れる角型である場合、電子回路部品２８を電池本体１２
の１つの側面上に配設する一方、保護部材１６を、電子
回路部品２８が配設された側面と、上下の端面とを連続
して覆うコ字形状に形成することができる。
【０００９】また電子回路部品２８を、図３に示す如
く、電池本体１２上への配設時における厚さが小さい第
１部品群６８と、それより大きい第２部品群７０とから
構成するとともに、電池本体１２の側面上における配設
位置を互いに異ならせる一方、上記保護部材１６の第１
面７４を、上記第１および第２部品群６８・７０の厚み
に対応させて上記部品取付面７２からの離間距離を設定
することにより、電池パック１０の逆差しが防止でき
る。また、上記保護部材１６を電子回路部品２８の回路
基板２６で兼用することにより、電池パックとしての全
体のサイズは更に縮小することが可能である。
く、電池本体１２上への配設時における厚さが小さい第
１部品群６８と、それより大きい第２部品群７０とから
構成するとともに、電池本体１２の側面上における配設
位置を互いに異ならせる一方、上記保護部材１６の第１
面７４を、上記第１および第２部品群６８・７０の厚み
に対応させて上記部品取付面７２からの離間距離を設定
することにより、電池パック１０の逆差しが防止でき
る。また、上記保護部材１６を電子回路部品２８の回路
基板２６で兼用することにより、電池パックとしての全
体のサイズは更に縮小することが可能である。
【００１０】更にまた、上記電子回路３０を、図５およ
び図６に例示する如く、電池本体１２の充電時における
端子電圧が第１の上限電圧ＶＵ１を上回ると充電を停止
し、第１の下限電圧ＶＬ１を下回ると充電を再開するパ
ルス充電を可能とする第１の制御手段と、電池本体１２
の充電時における端子電圧が上記第１の上限電圧ＶＵ１
より大きい第２の上限電圧ＶＵ２を上回ると充電を強制
的に停止する第２の制御手段と、外部から供給される充
電電圧が上記した第２の上限電圧ＶＵ２よりも高い第３
の上限電圧ＶＵ３を上回ると上記した第１および第２の
制御手段に対する通電を停止する第３の制御手段と、電
池本体１２の表面温度が設定値を上回ると電池本体１２
に対する通電を強制的に停止する第４の制御手段とを備
えて電気的に４重の保護を図ることにより、保護部材１
６の簡素化に対する物理的な保護を的確に補完できる。
び図６に例示する如く、電池本体１２の充電時における
端子電圧が第１の上限電圧ＶＵ１を上回ると充電を停止
し、第１の下限電圧ＶＬ１を下回ると充電を再開するパ
ルス充電を可能とする第１の制御手段と、電池本体１２
の充電時における端子電圧が上記第１の上限電圧ＶＵ１
より大きい第２の上限電圧ＶＵ２を上回ると充電を強制
的に停止する第２の制御手段と、外部から供給される充
電電圧が上記した第２の上限電圧ＶＵ２よりも高い第３
の上限電圧ＶＵ３を上回ると上記した第１および第２の
制御手段に対する通電を停止する第３の制御手段と、電
池本体１２の表面温度が設定値を上回ると電池本体１２
に対する通電を強制的に停止する第４の制御手段とを備
えて電気的に４重の保護を図ることにより、保護部材１
６の簡素化に対する物理的な保護を的確に補完できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明にかかる電池パックを
角型のリチウムイオン二次電池に実施した一例に基づい
て説明するがこれに限らず、各種形状あるいはタイプの
二次電池に対しても略同様に実施できることは勿論であ
る。
角型のリチウムイオン二次電池に実施した一例に基づい
て説明するがこれに限らず、各種形状あるいはタイプの
二次電池に対しても略同様に実施できることは勿論であ
る。
【００１２】本発明にかかる電池パック１０は、図１お
よび図２にその全体的な構成を示す如く、電池本体１２
と、その電池本体１２に対する充放電状態を規制するた
めの制御を行うための電子回路３０と、電子回路３０の
周囲を覆う保護部材１６とから構成される。
よび図２にその全体的な構成を示す如く、電池本体１２
と、その電池本体１２に対する充放電状態を規制するた
めの制御を行うための電子回路３０と、電子回路３０の
周囲を覆う保護部材１６とから構成される。
【００１３】電池本体１２は、矩形筒状に形成されたリ
チウムイオン二次電池であり、その上端面１８における
やや偏心した位置から円筒状の正極２０を突設するとと
もに、上端面１８の全面を正極２０の部分を残して絶縁
板２２で覆うことにより、電池本体１２の外周ににおけ
るその他の面を正極２０から絶縁して負極２４を形成し
たものであって、以下においてその構成を詳述する電子
回路３０を介して複数回の充放電を可能としている。
チウムイオン二次電池であり、その上端面１８における
やや偏心した位置から円筒状の正極２０を突設するとと
もに、上端面１８の全面を正極２０の部分を残して絶縁
板２２で覆うことにより、電池本体１２の外周ににおけ
るその他の面を正極２０から絶縁して負極２４を形成し
たものであって、以下においてその構成を詳述する電子
回路３０を介して複数回の充放電を可能としている。
【００１４】電子回路３０は、回路基板２６上に必要な
電子回路部品２８を配設することによって図５の様に構
成されるものであって、電池本体１２に対する通電路中
に直列に介装されて通電時期を規制するスイッチング回
路３２と、充放電時における過充電、過放電あるいは過
電流状態を検出して電池本体１２の保護を図る保護制御
回路３４と、充電時に於ける電池本体１２の端子電圧を
設定値に維持する制御を行う充電制御回路３６と、充電
電圧が異常に高い場合に入力を絶って前記した保護制御
回路３４と充電制御回路３６を保護する給電制御回路３
８と、電池本体１２の過熱状態を検知して溶断する温度
ヒューズ４０とから構成される。
電子回路部品２８を配設することによって図５の様に構
成されるものであって、電池本体１２に対する通電路中
に直列に介装されて通電時期を規制するスイッチング回
路３２と、充放電時における過充電、過放電あるいは過
電流状態を検出して電池本体１２の保護を図る保護制御
回路３４と、充電時に於ける電池本体１２の端子電圧を
設定値に維持する制御を行う充電制御回路３６と、充電
電圧が異常に高い場合に入力を絶って前記した保護制御
回路３４と充電制御回路３６を保護する給電制御回路３
８と、電池本体１２の過熱状態を検知して溶断する温度
ヒューズ４０とから構成される。
【００１５】スイッチング回路３２は、保護制御回路３
４によりオンオフ制御が行われる第１および第２スイッ
チング素子４２・４４と、充電制御回路３６および給電
制御回路３８によりオンオフ制御が行われる第３および
第４スイッチング素子４６・４８とから構成される。こ
こで第１〜第３スイッチング素子４２・４４・４６はＦ
ＥＴが使用されるとともに、そのソースとドレイン端子
を互いに直列に接続したあと、電池本体１２に対する負
極２４側の充放電回路中に直列に介装することにより、
電池本体１２に対する通電を直接的にオンオフ規制可能
とする。
４によりオンオフ制御が行われる第１および第２スイッ
チング素子４２・４４と、充電制御回路３６および給電
制御回路３８によりオンオフ制御が行われる第３および
第４スイッチング素子４６・４８とから構成される。こ
こで第１〜第３スイッチング素子４２・４４・４６はＦ
ＥＴが使用されるとともに、そのソースとドレイン端子
を互いに直列に接続したあと、電池本体１２に対する負
極２４側の充放電回路中に直列に介装することにより、
電池本体１２に対する通電を直接的にオンオフ規制可能
とする。
【００１６】すなわち、第１スイッチング素子４２は放
電時期の規制用であって、そのゲート端子を保護制御回
路３４の放電制御端５０に接続するとともに、ソース・
ドレイン間に充電方向にダイオード５４を接続すること
により、該スイッチング素子４２のオンオフに拘らず充
電は行えるが、保護制御回路３４から放電オン信号が出
力されてオン時にのみ放電が行える様にする。
電時期の規制用であって、そのゲート端子を保護制御回
路３４の放電制御端５０に接続するとともに、ソース・
ドレイン間に充電方向にダイオード５４を接続すること
により、該スイッチング素子４２のオンオフに拘らず充
電は行えるが、保護制御回路３４から放電オン信号が出
力されてオン時にのみ放電が行える様にする。
【００１７】これに対して第２スイッチング素子４４
は、そのゲート端子を保護制御回路３４における充電制
御端５２に接続するとともに、ソース・ドレイン間に放
電方向にダイオード５６を接続することにより、該スイ
ッチング素子４４のオンオフに拘らず放電は行えるが、
保護制御回路３４から充電オン信号が出力されてオン中
に限定して充電が行えるようにしている。
は、そのゲート端子を保護制御回路３４における充電制
御端５２に接続するとともに、ソース・ドレイン間に放
電方向にダイオード５６を接続することにより、該スイ
ッチング素子４４のオンオフに拘らず放電は行えるが、
保護制御回路３４から充電オン信号が出力されてオン中
に限定して充電が行えるようにしている。
【００１８】なお上記した保護制御回路３４における制
御内容は従来と略同様であって、放電時における電池本
体１２の端子電圧が設定値を下回って低下することによ
り過放電が検出され、あるいは放電電流が設定値を超え
ることにより過電流が検出されると、第１スイッチング
素子４２をオフして放電を強制的に停止する。逆に、電
池本体１２の充電電圧が上限値を超えて上昇することに
よって過充電が検出され、あるいは充電電流が設定値を
超えて過電流が検出されると、第２スイッチング素子４
４をオフして充電を強制的に停止することにより、電池
本体１２に対する電気的な保護を図っているが、その制
御内容は限定されるものではない。
御内容は従来と略同様であって、放電時における電池本
体１２の端子電圧が設定値を下回って低下することによ
り過放電が検出され、あるいは放電電流が設定値を超え
ることにより過電流が検出されると、第１スイッチング
素子４２をオフして放電を強制的に停止する。逆に、電
池本体１２の充電電圧が上限値を超えて上昇することに
よって過充電が検出され、あるいは充電電流が設定値を
超えて過電流が検出されると、第２スイッチング素子４
４をオフして充電を強制的に停止することにより、電池
本体１２に対する電気的な保護を図っているが、その制
御内容は限定されるものではない。
【００１９】次に第３スイッチング素子４６は、ソース
・ドレイン間に放電方向にダイオード５８を接続し、ゲ
ート端子を抵抗６０を介してプラス側の電源ラインに接
続するとともに、ゲートとソース端子間にＮＰＮ型トラ
ンジスタからなる第４スイッチング素子４８を備え、該
第４スイッチング素子４８のベース端に充電制御回路３
６から出力される充電制御信号を印加する様にしてい
る。かかる構成により、回路の外部から充電電圧が印加
されるのと連動して抵抗６０を介したオン信号の印加が
行われて第３スイッチング素子４６はオンされるが、充
電制御回路３６からオフ信号が出力されると第４スイッ
チング素子４８をオンし、第３スイッチング素子４６の
ゲート・ソース間を短絡してオフさせることにより、第
３スイッチング素子４６は第４スイッチング素子４８を
介して間接的にオンオフ制御される。
・ドレイン間に放電方向にダイオード５８を接続し、ゲ
ート端子を抵抗６０を介してプラス側の電源ラインに接
続するとともに、ゲートとソース端子間にＮＰＮ型トラ
ンジスタからなる第４スイッチング素子４８を備え、該
第４スイッチング素子４８のベース端に充電制御回路３
６から出力される充電制御信号を印加する様にしてい
る。かかる構成により、回路の外部から充電電圧が印加
されるのと連動して抵抗６０を介したオン信号の印加が
行われて第３スイッチング素子４６はオンされるが、充
電制御回路３６からオフ信号が出力されると第４スイッ
チング素子４８をオンし、第３スイッチング素子４６の
ゲート・ソース間を短絡してオフさせることにより、第
３スイッチング素子４６は第４スイッチング素子４８を
介して間接的にオンオフ制御される。
【００２０】ここで充電制御回路３６は、図６に例示す
るごとく、例えば４．０８［Ｖ］と４．１０［Ｖ］とい
う様な比較的狭い範囲に第１の上限電圧ＶＵ１と下限電
圧ＶＬ１とが設定され、その上限電圧ＶＵ１を超えると
充電のオフ信号を出力し、下限電圧ＶＬ１を下回るとオ
フ信号を停止する実線で例示する様なオンオフ制御動作
を行わせることにより、電池本体１２の端子電圧を略
４．０９［Ｖ］に維持した状態でのパルス充電が行われ
る様にしている。一方、上記した保護制御回路３４にあ
っても、例えば前記した第１の上限電圧ＶＵ１よりも十
分に高い４．２５［Ｖ］程度の第２の上限電圧ＶＵ２
と、第１の下限電圧ＶＬ１よりやや低い４．０５［Ｖ］
程度の第２の下限電圧ＶＬ２を設定することにより、充
電制御回路３６の制御動作が不調となった場合にあって
も、一点鎖線で例示する如く、保護制御回路３４により
充電制御動作が行えるようにしている。
るごとく、例えば４．０８［Ｖ］と４．１０［Ｖ］とい
う様な比較的狭い範囲に第１の上限電圧ＶＵ１と下限電
圧ＶＬ１とが設定され、その上限電圧ＶＵ１を超えると
充電のオフ信号を出力し、下限電圧ＶＬ１を下回るとオ
フ信号を停止する実線で例示する様なオンオフ制御動作
を行わせることにより、電池本体１２の端子電圧を略
４．０９［Ｖ］に維持した状態でのパルス充電が行われ
る様にしている。一方、上記した保護制御回路３４にあ
っても、例えば前記した第１の上限電圧ＶＵ１よりも十
分に高い４．２５［Ｖ］程度の第２の上限電圧ＶＵ２
と、第１の下限電圧ＶＬ１よりやや低い４．０５［Ｖ］
程度の第２の下限電圧ＶＬ２を設定することにより、充
電制御回路３６の制御動作が不調となった場合にあって
も、一点鎖線で例示する如く、保護制御回路３４により
充電制御動作が行えるようにしている。
【００２１】また、第４スイッチング素子４８のベース
端とプラス極間に、電池本体１２の充電電圧より十分に
高い例えば第３の上限電圧ＶＵ３である６．８［Ｖ］程
度の閾値を有するツエナーダイオード４９を給電制御回
路３８として接続することにより、充電装置を間違えて
極端に高い充電電圧を電池パック１０に外部から印加し
た場合にあっても、ツエナーダイオード４９を直ちにオ
ンして第４スイッチング素子４８をオンし、そのオン動
作で第３スイッチング素子４６をオフして電池パック１
０の入口側で通電を断ち、保護制御回路３４および充電
制御回路３６が過電圧の印加により破損するのを未然に
防止している。
端とプラス極間に、電池本体１２の充電電圧より十分に
高い例えば第３の上限電圧ＶＵ３である６．８［Ｖ］程
度の閾値を有するツエナーダイオード４９を給電制御回
路３８として接続することにより、充電装置を間違えて
極端に高い充電電圧を電池パック１０に外部から印加し
た場合にあっても、ツエナーダイオード４９を直ちにオ
ンして第４スイッチング素子４８をオンし、そのオン動
作で第３スイッチング素子４６をオフして電池パック１
０の入口側で通電を断ち、保護制御回路３４および充電
制御回路３６が過電圧の印加により破損するのを未然に
防止している。
【００２２】更にまた電池本体１２と直列に温度ヒュー
ズ４０が接続され、上記した全ての制御回路３４・３６
・３８の動作が不調で電池本体１２が過充電あるいは過
電流状態となった場合にあっても、電池本体１２が設定
温度を超えて上昇すると温度ヒューズ４０が溶断し、電
池本体１２に対する最終的な保護を図っている。
ズ４０が接続され、上記した全ての制御回路３４・３６
・３８の動作が不調で電池本体１２が過充電あるいは過
電流状態となった場合にあっても、電池本体１２が設定
温度を超えて上昇すると温度ヒューズ４０が溶断し、電
池本体１２に対する最終的な保護を図っている。
【００２３】なお各所に接続されているコンデンサ６２
は、例えば０．１［μＦ］程度の比較的大きいものが使
用され、ノイズをバイパスして電子回路３０が誤動作す
るのを防止するものである。
は、例えば０．１［μＦ］程度の比較的大きいものが使
用され、ノイズをバイパスして電子回路３０が誤動作す
るのを防止するものである。
【００２４】また保護制御回路３４と充電制御回路３６
はともに１チップの集積回路化されたものであるが、Ｃ
ＭＯＳ、ＮチャンネルＭＯＳあるいはＴＴＬといった様
にその物理的あるいは電気的特性が異なるものを使用す
るれば、静電気や物理的ショックに起因して両制御回路
３４・３６が同時に破損するのを防止することができ
る。
はともに１チップの集積回路化されたものであるが、Ｃ
ＭＯＳ、ＮチャンネルＭＯＳあるいはＴＴＬといった様
にその物理的あるいは電気的特性が異なるものを使用す
るれば、静電気や物理的ショックに起因して両制御回路
３４・３６が同時に破損するのを防止することができ
る。
【００２５】上記の様に構成された電子回路３０は、部
品取付面７２に設定した電池本体１２における１つの側
面の幅よりその幅がやや小さい細帯状の回路基板２６上
に必要な電子回路部品２８を半田付けしたあと、絶縁性
を有する両面接着テープ６４を介して対応する側面７２
上に接着固定される。
品取付面７２に設定した電池本体１２における１つの側
面の幅よりその幅がやや小さい細帯状の回路基板２６上
に必要な電子回路部品２８を半田付けしたあと、絶縁性
を有する両面接着テープ６４を介して対応する側面７２
上に接着固定される。
【００２６】ところで電子回路部品２８のうち、温度ヒ
ューズ４０は電池本体１２の表面温度を直接検知する必
要があるため、回路基板２６上にコ字状の切欠き６６を
設け、その中に温度ヒューズ４０を嵌め込む。更に、回
路基板２６の底面からの高さが小さい温度ヒューズ４０
の様な第１の回路部品群６８と、高さが大きい集積回路
チップの様な第２の回路部品群７０とを、図３に例示す
る如く回路基板２６の上下方向に分離して配置してい
る。
ューズ４０は電池本体１２の表面温度を直接検知する必
要があるため、回路基板２６上にコ字状の切欠き６６を
設け、その中に温度ヒューズ４０を嵌め込む。更に、回
路基板２６の底面からの高さが小さい温度ヒューズ４０
の様な第１の回路部品群６８と、高さが大きい集積回路
チップの様な第２の回路部品群７０とを、図３に例示す
る如く回路基板２６の上下方向に分離して配置してい
る。
【００２７】一方、上記した電子回路３０を保護する保
護部材１６は、図３および図４に示す如く、電池本体１
２に設定された部品取付面７２の全体を覆う大きさの第
１面７４と、その第１面７４と直交して電子回路３０の
長手方向両側を覆う第２面７６ａ・７６ｂとを備えるこ
とにより、保護部材１６の第１面７４と第２面７６およ
び電池本体１２の部品取付面７２で包囲される空間７８
内に電子回路３０を収納する様に構成する。
護部材１６は、図３および図４に示す如く、電池本体１
２に設定された部品取付面７２の全体を覆う大きさの第
１面７４と、その第１面７４と直交して電子回路３０の
長手方向両側を覆う第２面７６ａ・７６ｂとを備えるこ
とにより、保護部材１６の第１面７４と第２面７６およ
び電池本体１２の部品取付面７２で包囲される空間７８
内に電子回路３０を収納する様に構成する。
【００２８】更に、上記した電子回路基板２６上におけ
る電子部品群の厚みに対応させて第１面７４ａ・７４ｂ
に段差８０を設けることにより、電池パックとして構成
した場合における長手方向への逆差しを防止している。
一方第２面７６は、図２および図４に示す如く、部品取
付面７２と左右方向に接する側面８２と連続する様に形
成することにより、電池本体１２上に保護部材１６を取
り付けた際に保護部材１６と電池本体１２間に段差が生
じることなく、電池本体１２と同一平面状態で接合され
る様にしている。
る電子部品群の厚みに対応させて第１面７４ａ・７４ｂ
に段差８０を設けることにより、電池パックとして構成
した場合における長手方向への逆差しを防止している。
一方第２面７６は、図２および図４に示す如く、部品取
付面７２と左右方向に接する側面８２と連続する様に形
成することにより、電池本体１２上に保護部材１６を取
り付けた際に保護部材１６と電池本体１２間に段差が生
じることなく、電池本体１２と同一平面状態で接合され
る様にしている。
【００２９】本発明は基本的には、上記した如く電子回
路部分のみを保護することで電池パックとしての最低限
の保護は可能である。しかしながら本実施例にあっては
更に、電池本体１２の上端面１８を覆う上板８４と、下
端面８６を覆う下板８８とをその端縁で前記した保護部
材１６と結合したコ字形状に合成樹脂材で一体成形する
ことにより、電子回路３０から伸びる電極９０のリード
線９２部分の保護をも図るとともに、保護部材１６の電
池本体１２に対する取り付けをより強固なものとしてい
る。
路部分のみを保護することで電池パックとしての最低限
の保護は可能である。しかしながら本実施例にあっては
更に、電池本体１２の上端面１８を覆う上板８４と、下
端面８６を覆う下板８８とをその端縁で前記した保護部
材１６と結合したコ字形状に合成樹脂材で一体成形する
ことにより、電子回路３０から伸びる電極９０のリード
線９２部分の保護をも図るとともに、保護部材１６の電
池本体１２に対する取り付けをより強固なものとしてい
る。
【００３０】ここで下板８８は電池本体１２の下端面８
６の全体を覆う薄板状であって、回路基板２６側から伸
びるマイナス側電極９０ｂを電池本体１２の下端面８６
との間で挟持して位置固定をするとともに、その中央部
に設けた小径の開口９４を通じ、マイナス側電極９０ｂ
を電池パック１０の外部に露出可能としている。
６の全体を覆う薄板状であって、回路基板２６側から伸
びるマイナス側電極９０ｂを電池本体１２の下端面８６
との間で挟持して位置固定をするとともに、その中央部
に設けた小径の開口９４を通じ、マイナス側電極９０ｂ
を電池パック１０の外部に露出可能としている。
【００３１】更に上板８４は、回路基板２６の上縁側か
ら伸びるプラス側電極９０ａのリード線９２部分が電池
本体１２の負極２４と接触するのを防止しながら、リー
ド線９２を電池本体１２の正極２０と接続し、更に電極
９０ａを電池本体１２の略中央に位置固定可能とするこ
とによって、上板８４の中央に設けた開口９６を通じ、
プラス側電極９０ａを電池パック１０の外部に導出する
ようにしたものである。
ら伸びるプラス側電極９０ａのリード線９２部分が電池
本体１２の負極２４と接触するのを防止しながら、リー
ド線９２を電池本体１２の正極２０と接続し、更に電極
９０ａを電池本体１２の略中央に位置固定可能とするこ
とによって、上板８４の中央に設けた開口９６を通じ、
プラス側電極９０ａを電池パック１０の外部に導出する
ようにしたものである。
【００３２】かかる目的を達成するため、本実施例にあ
っては、電池本体１２の上端面１８側の絶縁板２２上に
接着固定したＬ字形状の取付板９８と上板８４とで図３
の様に上ケース１００を形成するとともに、その上ケー
ス１００内に更にコ字形状の中板１０２を配設すること
により、その中板１０２の上面に電極９０ａを載せて上
板８４の下面間で挟持して端子台１０４とする一方、中
板１０２の下面と取付板９８間に形成した中ケース１０
６で電極９０ａに至るリード線９２部分を電池パック１
０の外部から隔離して保護している。
っては、電池本体１２の上端面１８側の絶縁板２２上に
接着固定したＬ字形状の取付板９８と上板８４とで図３
の様に上ケース１００を形成するとともに、その上ケー
ス１００内に更にコ字形状の中板１０２を配設すること
により、その中板１０２の上面に電極９０ａを載せて上
板８４の下面間で挟持して端子台１０４とする一方、中
板１０２の下面と取付板９８間に形成した中ケース１０
６で電極９０ａに至るリード線９２部分を電池パック１
０の外部から隔離して保護している。
【００３３】上記の様に構成した電池パック１０は、電
子機器内に組み込む場合にはそのまま使用可能である。
しかしながら、取り外しを一般の需要者に行わせるもの
にあっては、更に少なくとも上下の開口９４・９６の部
分を残してその周面部分を図示しない従来と略同様な熱
収縮チューブで包囲することにより、保護部材１６が不
要に電池本体１２から取り外されることが可及的に防止
される。
子機器内に組み込む場合にはそのまま使用可能である。
しかしながら、取り外しを一般の需要者に行わせるもの
にあっては、更に少なくとも上下の開口９４・９６の部
分を残してその周面部分を図示しない従来と略同様な熱
収縮チューブで包囲することにより、保護部材１６が不
要に電池本体１２から取り外されることが可及的に防止
される。
【００３４】その他、電子回路部分が更に小型に設計で
きる場合にあっては、電池本体１２の側面に取りつける
のに代えて、上端面１８または下端面８６上に電子回路
３０およびそれを保護する保護部材１６を配設すること
ができる。その場合は、電池本体１２は円筒状のタイプ
でも実施できる。また、電子回路部品２８を回路基板２
６を介して電池本体１２に取りつけるのに代えて、電池
本体１２の周面上に直接取り付ける一方、回路基板２６
の構成を上記した保護部材１６と略同様なものとするこ
とにより、保護部材と回路基板とを兼用することもでき
る。
きる場合にあっては、電池本体１２の側面に取りつける
のに代えて、上端面１８または下端面８６上に電子回路
３０およびそれを保護する保護部材１６を配設すること
ができる。その場合は、電池本体１２は円筒状のタイプ
でも実施できる。また、電子回路部品２８を回路基板２
６を介して電池本体１２に取りつけるのに代えて、電池
本体１２の周面上に直接取り付ける一方、回路基板２６
の構成を上記した保護部材１６と略同様なものとするこ
とにより、保護部材と回路基板とを兼用することもでき
る。
【００３５】更に、上記のように１つの電池本体１２に
対して１つの保護部材１６を備えるのに代えて、複数の
電池本体１２における部品取付面７２を横方向に並列し
て備えた状態で、その全体を１つの保護部材１６で覆う
ことも可能である。
対して１つの保護部材１６を備えるのに代えて、複数の
電池本体１２における部品取付面７２を横方向に並列し
て備えた状態で、その全体を１つの保護部材１６で覆う
ことも可能である。
【００３６】
【発明の効果】本発明は上記の如く、電子回路３０を電
池本体１２上の１つの面に配設するとともに、その電子
回路部分のみを保護部材１６で包囲する様に構成したの
で、電子回路３０に対する保護を有効に図りながら、電
池パック外形の小型化、薄型化および軽量化が的確に図
られる。
池本体１２上の１つの面に配設するとともに、その電子
回路部分のみを保護部材１６で包囲する様に構成したの
で、電子回路３０に対する保護を有効に図りながら、電
池パック外形の小型化、薄型化および軽量化が的確に図
られる。
【００３７】更に、電子回路３０を１つの側面７２に配
設する一方、保護部材１６を電池本体１２の上下の端面
をも覆うコ字形状とすることにより、リード線９２およ
び電極９０部分も保護するとともに、保護部材１６の電
池本体１２に対する取り付け状態をより安定したものと
することが可能となる。また、保護部材１６を電子回路
３０の回路基板２６で兼用するとともに、部品を電池本
体１２上に密着して配設することにより、電池パック１
０としての組み立てを容易とし、部品点数の減少を図る
とともに、更なる小型軽量化が可能となる。
設する一方、保護部材１６を電池本体１２の上下の端面
をも覆うコ字形状とすることにより、リード線９２およ
び電極９０部分も保護するとともに、保護部材１６の電
池本体１２に対する取り付け状態をより安定したものと
することが可能となる。また、保護部材１６を電子回路
３０の回路基板２６で兼用するとともに、部品を電池本
体１２上に密着して配設することにより、電池パック１
０としての組み立てを容易とし、部品点数の減少を図る
とともに、更なる小型軽量化が可能となる。
【００３８】更にまた、電子回路３０として従来からあ
る保護回路３４と温度ヒューズ４０に加え、パルス充電
を行うための回路３６と、外部から規定以上の電圧が印
加された場合にそれをバイパスして電池パック内部に印
加されないようにする回路３８とを備えることにより、
電池本体１２は電気的に４重に保護され、簡素化された
保護部材１６の構成にも拘らず、電気的な保護が的確に
図られる。
る保護回路３４と温度ヒューズ４０に加え、パルス充電
を行うための回路３６と、外部から規定以上の電圧が印
加された場合にそれをバイパスして電池パック内部に印
加されないようにする回路３８とを備えることにより、
電池本体１２は電気的に４重に保護され、簡素化された
保護部材１６の構成にも拘らず、電気的な保護が的確に
図られる。
【図１】本発明にかかる電池パックの分解斜視図であ
る。
る。
【図２】電池パックの組み立て状態を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線方向に沿って切断した一
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線方向に沿って切断した拡
大断面図である。
大断面図である。
【図５】電子回路の構成を示すブロック図である。
【図６】電子回路の充電時における動作を説明する波形
図である。
図である。
１０ 電池パック
１２ 電池本体
１６ 保護部材
１８ 電池本体の上端面
２０ 電池本体の正極
２４ 電池本体の負極
２６ 回路基板
２８ 電子回路部品
３０ 電子回路
３２ スイッチング回路
３４ 保護制御回路
３６ 充電制御回路
３８ 給電制御回路
４０ 温度ヒューズ
４２ 第１スイッチング素子
４４ 第２スイッチング素子
４６ 第３スイッチング素子
４８ 第４スイッチング素子
６４ 両面接着テープ
６８ 第１回路部品群
７０ 第２回路部品群
７２ 部品取付面
７４ 保護部材の第１面
７６ 保護部材の第２面
８０ 保護部材の段差
８２ 電池本体の側面
８４ 上板
８６ 電池本体の下端面
８８ 下板
９０ 電極
９２ リード線
９８ 取付板
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−130342（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−329913（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 2/10
H01M 10/46
H02J 7/00
Claims (5)
- 【請求項１】 平坦な部品取付面を外周面の一部に備え
た電池本体と、 該電池本体の部品取付面上に密着して配設され、電池本
体に対する通電状態を規制可能とする電子回路と、 該電子回路を備えた電池本体における外周の一部を限定
して包囲する保護部材とを備え、該保護部材で、少なくとも前記電子回路の外周を包囲す
る ことを特徴とする電池パック。 - 【請求項２】 前記電池本体は、矩形筒状の４つの側面
と、正負の電極を備えた上下の端面とから構成される角
型であって、前記部品取付面を、前記 電池本体における１つの側面上
に設ける一方、前記 保護部材は、部品取付面を覆う第１面と、該第１面
と連続し且つ前記端面を覆う第２面とを備えた帯状に構
成している請求項１記載の電池パック。 - 【請求項３】 前記電池本体は、矩形筒状の４つの側面
と、正負の電極を備えた上下の端面とから構成される角
型であって、 前記部品取付面を、前記４つの側面の内の１つに設ける
一方、 前記保護部材の外周面には、該部品取付面と略平行な第
１面と、該第１面と連続し且つ前記２つの端面と略平行
な２つの第２面とを備え、略コ字形状に構成されて いる
請求項１記載の電池パック。 - 【請求項４】 前記電子回路部品は、 前記部品取付面上への配置時における厚さが小さい第１
部品群と、それより大きい第２部品群とから構成される
とともに、該部品取付面上における長手方向の配設位置
を異ならせる一方、 前記保護部材の第１面は、前記第１および第２部品群の
厚みに対応させて、前記部品取付面からの離間距離を設
定している 請求項３記載の電池パック。 - 【請求項５】 前記電子回路は、前記 電池本体の充電時における端子電圧が、第１の上限
電圧を上回ると充電を停止し、第１の下限電圧を下回る
と充電を再開するパルス充電を可能とする第１の制御手
段と、前記 電池本体の充電時における端子電圧が、前記第１の
上限電圧より大きい第２の上限電圧を上回ると充電を強
制的に停止する第２の制御手段と、 外部から供給される充電電圧が、前記第２の上限電圧よ
りも高い第３の上限電圧を上回ると、前記第１および第
２の制御手段に対する通電を停止する第３の制御手段
と、前記 電池本体の表面温度が設定値を上回ると、該電池本
体に対する通電を強制的に停止する第４の制御手段とを
備えた請求項１記載の電池パック。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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ID=51453524
Family Applications (4)
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| JP2008031129A Expired - Lifetime JP4172721B2 (ja) | 1996-11-07 | 2008-02-12 | 電池パック |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002350964A Expired - Lifetime JP4024660B2 (ja) | 1996-11-07 | 2002-12-03 | 電池パック |
| JP2007225681A Expired - Lifetime JP4172719B2 (ja) | 1996-11-07 | 2007-08-31 | 電池パック |
| JP2008031129A Expired - Lifetime JP4172721B2 (ja) | 1996-11-07 | 2008-02-12 | 電池パック |
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| JP (4) | JP3531090B2 (ja) |
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| KR100571272B1 (ko) * | 2004-11-18 | 2006-04-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캔형 이차 전지 및 그 형성 방법 |
| KR100891079B1 (ko) * | 2005-02-07 | 2009-03-30 | 주식회사 엘지화학 | 전지 모듈용 전지 카트리지 연결 시스템 |
| KR100801852B1 (ko) * | 2005-04-21 | 2008-02-11 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 팩 보호 장치 및 방법 |
| KR100839785B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2008-06-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 및 그 형성 방법 |
| JP5064776B2 (ja) * | 2006-12-07 | 2012-10-31 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
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| KR101016852B1 (ko) * | 2008-12-11 | 2011-02-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
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| CN106717139B (zh) | 2014-09-12 | 2019-07-12 | 詹思姆公司 | 石墨热电和/或电阻热管理系统和方法 |
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