二次電池システム及び二次電池の充電システム
【課題】異常な状態となった二次電池が継続使用されてしまうのを防止できるようにする。
【解決手段】二次電池１と、二次電池１が異常となったか否かを検知する異常検知部ＯＣと、その異常検知部ＯＣの検出情報に基づいて外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路２とが備えられた二次電池システムにおいて、前記信号生成回路２に、少なくとも第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子が備えられ、信号生成回路２は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、信号生成回路２は、前記異常状態を異常検知部ＯＣが検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切換操作し、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている。
【解決手段】二次電池１と、二次電池１が異常となったか否かを検知する異常検知部ＯＣと、その異常検知部ＯＣの検出情報に基づいて外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路２とが備えられた二次電池システムにおいて、前記信号生成回路２に、少なくとも第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子が備えられ、信号生成回路２は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、信号生成回路２は、前記異常状態を異常検知部ＯＣが検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切換操作し、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システム、及び、二次電池の充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような二次電池システムは、例えば、いわゆる電池パックとして構成されることや、あるいは、二次電池の筐体に二次電池の監視回路を組み込んだ構成として提供される場合が多く、例えば上記外部接続機器を充電器として、充電器と二次電池システムを接続する場合では、充電器にて二次電池を充電する際に、二次電池に対して過大な電流あるいは電圧が印加されてしまった場合等の二次電池が異常な状態となったときの対策のための回路と二次電池とを組み合わせて構成することができる。
このような構成としては、例えば、電池パック内に充電器から二次電池への充電電流の供給経路に電流遮断装置を二次電池システム側に配置する構成や、充電器に対して充電禁止信号を出力して、充電器自体の充電動作を停止させる構成、更には、下記特許文献１に記載のように、その両方を備える構成等が考えられている。
下記特許文献１に記載のように、二次電池側から充電器に対して充電禁止信号を出力する構成では、充電器側の充電電流遮断機能を利用することで、製造コストの上昇を可及的に抑制しながら、二次電池への充電電流を停止させるための構成を備えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一旦異常な状態となった二次電池システムは、その異常な状態が改善されたときでも、継続使用されるのは好ましくない。
例えば、充電器側の充電電流遮断機能を利用する構成では、その機能が充電器側でリセットされてしまうと、二次電池に対して充電動作が再開されてしまうことになり、過大な電流等が印加されてしまう等の異常な状態となった二次電池を再使用してしまうことになり、好ましくない。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、異常な状態となった二次電池が継続使用されてしまうのを防止できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システムにおいて、前記信号生成回路に、少なくとも第１状態と第２状態とに保持される回路素子が備えられ、前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、前記信号生成回路は、前記異常検知部が前記二次電池の異常を検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切り換え、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている。
【０００６】
すなわち、少なくとも第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子を信号生成回路に備えて、信号生成回路における外部接続機器への信号の出力状態を、上記回路素子がどのような状態にあるかに依存させる。
上記回路素子に対する制御操作として、二次電池が異常状態となったときに、上記回路素子を第１状態から第２状態へ切換操作し、且つ、上記回路素子が第１状態へ復帰しないようにすることで、二次電池が異常状態となったときの出力状態を保持することができる。
【０００７】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記回路素子の前記第１状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態であり、前記回路素子の前記第２状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態である。
すなわち、上記回路素子は、信号生成回路の通電経路を開閉操作するだけで、上記第１状態と上記第２状態とに切換操作できるので、回路素子の構成を簡素化することができる。
更に、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態に設定することで、前記第２状態を前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態に設定する場合に比べて、より安全性の高い運用が可能となる。
すなわち、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態に設定したのでは、前記信号生成回路の通電経路に断線が生じた場合、回路素子が前記第２状態となっているにも拘わらず、前記第１状態にあるかのような信号を出力して、二次電池システムが継続使用されてしまう可能性もあるが、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態に設定することで、そのような事態を回避できる。
【０００８】
又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記回路素子がヒューズであり、前記ヒューズを溶断させることによって、前記第１状態から前記第２状態へ切り換える。
すなわち、通電経路の開閉切換をヒューズの溶断操作によって行うので、回路素子の構成を一層簡素化でき、上記閉状態（前記第１状態）から上記開状態（前記第２状態）への切り換えを確実に行える。
【０００９】
又、本出願の第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明の構成に加えて、前記異常検知部が、前記二次電池の電流又は電圧が予め設定されている設定値に達したときに異常として検知するように構成されている。
すなわち、二次電池の異常としては、二次電池に過度な電流が流れた状態や、二次電池に過度な電圧が印加された状態が典型的であり、二次電池の異常状態を的確に検出できる。
【００１０】
又、本出願の第５の発明は、上記第３の発明の構成に加えて、前記ヒューズは温度ヒューズにて構成され、前記異常検知部は、前記二次電池が異常となったことを検知するに伴って、前記温度ヒューズを加熱する加熱素子に、前記温度ヒューズを溶断させるための電流を流すように構成されている。
すなわち、異常検知部の検知動作に基づいて溶断されるヒューズとしては、ヒューズの通電電流が設定値になるに伴って溶断する形式のヒューズ（電流ヒューズ）を利用することも可能であるが、上記ヒューズを温度ヒューズにて構成して、それを溶断させる加熱素子と組み合わせることで、ヒューズを溶断させるために必要な電力を小さくすることが可能となる。それ故、信号生成回路の回路構成を簡素化することができる。
【００１１】
又、本出願の第６の発明は、上記第５の発明の構成に加えて、前記温度ヒューズは、前記二次電池の負極よりも高電位側箇所と前記信号を出力する制御出力端子とを結ぶ配線の途中箇所に直列接続した状態で２個備えられ、その２個の温度ヒューズの接続位置と前記異常検知部の出力とを結ぶ配線の途中箇所に前記加熱素子が配置され、前記２個の温度ヒューズと前記加熱素子とが１つのパッケージに収納されている。
すなわち、信号生成回路において、異常検知部の検知情報に基づいて温度ヒューズを溶断させて、それに応じた信号を出力するという回路動作のためには、温度ヒューズを１個のみ備えれば用が足りることになる。
しかしながら、通常、温度ヒューズとその温度ヒューズを加熱する加熱する加熱素子とは、１つのパッケージ内に内蔵されて供給されており、回路実装上の観点からは、１つのパッケージに２個の温度ヒューズが直列接続で配置されていることが有利である。
つまり、これら２個の温度ヒューズを加熱する加熱素子は、直列接続されている２個の温度ヒューズの接続位置に接続されるので、加熱素子から見て温度ヒューズが対称に配置されていることになる。
従って、直列接続されている２個の温度ヒューズの何れが二次電池側に接続されるか、あるいは、外部接続機器側に接続されるかを自由に設定できることになり、温度ヒューズと加熱素子とを１つのパッケージに収納した回路部品の配置自由度が大となる。それ故、回路設計における利便性を向上させることができる。
【００１２】
又、本出願の第７の発明は、上記第１〜第６のいずれかの発明の構成に加えて、前記外部接続機器が前記二次電池を充電する充電器であり、前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態から前記第２状態へ切り換えられるに伴って、前記充電器に充電動作を停止させる信号を出力するように構成されている。
すなわち、二次電池が異常状態に陥る事態は、二次電池が充電器によって充電されているときに発生する場合が多く、そのような場合において、二次電池の継続使用を的確に防止することができる。
【００１３】
又、本出願の第８の発明は、上記第７の発明の二次電池システムと、その二次電池システムに着脱可能に取り付けられる前記充電器とが備えられて二次電池の充電システムが構成されている。
二次電池システムに充電器を着脱して、適宜に二次電池を充電できるシステムにおいて、二次電池が異常状態となった場合に、その情報を信号生成回路の回路素子に保持させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号生成回路に備える回路素子の状態によって、二次電池が異常状態となったという情報を保持させることで、異常な状態となった二次電池が継続使用されてしまうのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる二次電池システムの構成図
【図２】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【図３】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【図４】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の二次電池システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態の二次電池システムＢＳは、図１に示すように、二次電池システムＢＳに着脱可能に取り付けられる充電器ＣＨと共に、二次電池の充電システムを構成している。
二次電池システムＢＳには充電器ＣＨにて充電される二次電池１が備えられ、充電器ＣＨは、二次電池１と連係して動作する外部接続機器となっている。
本実施の形態の二次電池システムＢＳは、二次電池１に過大な電流が流れたときを、二次電池１の異常として設定しており、その異常として設定されている状態（すなわち、異常状態）となったか否かを検知する異常検知部ＯＣと、その異常検知部ＯＣの検出情報に基づいて、充電器ＣＨに対して信号を出力する信号生成回路２とが備えられて、これらを二次電池１と一体化して、例えば、いわゆる電池パックの形態や、あるいは、二次電池１の筐体に信号生成回路２等を固定した形態で提供されるものである。
信号生成回路２が充電器ＣＨに対して出力する信号は、本実施の形態では、二次電池１に対する充電動作を停止させるための充電禁止信号として出力される。
二次電池１としては、例えば、非水電解液二次電池であるリチウムイオン電池の他、ニッケル水素電池等の各種の二次電池を用いることができる。
本実施の形態では、二次電池１として、複数の単電池１ａを直列接続して組電池として構成した場合を例示している。
【００１７】
異常検知部ＯＣは、二次電池１に流れる電流を検出する電流センサ２１と、電流センサ２１の検出信号に基づいて、二次電池１に過電流が流れたか否かを検出する過電流検出回路２２と、過電流検出回路２２の出力信号によってオンオフするバイポーラ型のトランジスタ２３とが備えられて構成され、信号生成回路２は、トランジスタ２３のコレクタに接続される抵抗加熱式の加熱素子であるヒータ２４ａと、ヒューズの１種である温度ヒューズ２４ｂとを主要部として構成されている。温度ヒューズ２４ｂは、二次電池１の負極よりも高電位側箇所（具体的には、二次電池１の正極）と上記充電禁止信号を出力する制御出力端子１１と結ぶ配線の途中箇所に配置して、その温度ヒューズ２４ｂの制御出力端子１１側にヒータ２４ａを接続している。
【００１８】
過電流検出回路２２は、電流センサ２１の検出信号が、予め設定されている設定値（以下において、「充電停止用設定値」と称する）よりも低い値になっているときは、トランジスタ２３に対してＬレベルの信号を出力し、上記充電停止用設定値に達するとトランジスタ２３に対してＨレベルの信号を出力する。
上記充電停止用設定値は、二次電池１に対して充電動作を継続することが好ましくないものとして予め設定されている電流値に相当するものである。
従って、二次電池１の電流が、充電を停止すべきものとして予め設定されている設定値（上記充電停止用設定値）に達したときを、上記異常状態となったものと検知している。
【００１９】
異常検知部ＯＣの出力であるトランジスタ２３のコレクタは、ヒータ２４ａに接続されている。
ヒータ２４ａと温度ヒューズ２４ｂとは、単一のパッケージＰＫに収納された１つの回路部品として配置されており、ヒータ２４ａに所定の電流が通電されると、ヒータ２４ａで発生する熱で温度ヒューズ２４ｂを溶断させる構造となっている。
電気回路上でのヒータ２４ａと温度ヒューズ２４ｂとの接続箇所は、パッケージＰＫの出力端子２４ｃを経て、充電器ＣＨに対して「充電禁止信号」を出力するための制御出力端子１１へと引き出されている。
すなわち、温度ヒューズ２４ｂは、溶断していない状態で、信号生成回路２の通電経路の一部を閉状態とする第１状態と、溶断した状態で、信号生成回路２の通電経路の一部を開状態とする第２状態とに状態を保持可能な回路素子であり、温度ヒューズ２４ｂが上記第１状態あるいは第２状態であるかに基づいて、充電器ＣＨへの信号の出力状態を変化させている。
【００２０】
上記構成の二次電池システムＢＳの二次電池１を充電する充電器ＣＨは、二次電池１に対して充電電流を供給する正負の「充電出力」の他に、「制御入力」を備えている。
この「制御入力」は、上記「充電禁止信号」を受け入れる入力端子であり、この「制御入力」は、二次電池システムＢＳの制御出力端子１１に接続されている。
充電器ＣＨの「制御入力」は充電器ＣＨ内部側でプルダウン接続されており、「制御入力」にＨレベルの信号が入力されている状態にておいてのみ、充電出力端子から二次電池１に対して充電動作する。
一方、「制御入力」が、Ｌレベルになっているか、あるいは、開放されている場合は、二次電池１に対する充電動作を停止する。
【００２１】
次に、上記構成の二次電池システムＢＳの動作を概略的に説明する。
二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとが接続されて、通常通り正常に充電動作が行われている状態では、電流センサ２１の検出信号は上記充電停止用設定値よりも十分に小さく、トランジスタ２３のベースに対する過電流検出回路２２の出力はＬレベルであり、トランジスタ２３はオフ状態を維持する。このため、ヒータ２４ａには電流は流れない。
この状態では、二次電池１の正極電圧が温度ヒューズ２４ｂを経て、制御出力端子１１から出力される。
従って、充電器ＣＨの「制御入力」Ｈレベル入力であり、充電器ＣＨの「充電出力」から二次電池１への充電電流が供給され続ける。
一方、何らかの事情により、充電器ＣＨから二次電池１へ供給される電流が過大となる場合、あるいは、図１では図示を省略しているが、二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとの間に別の電流源が存在して、その別の電流源から過大な電流が二次電池１に流れ込んだ場合、電流センサ２１の検出信号が上記充電停止用設定値に達すると、過電流検出回路２２はトランジスタ２３のベースに対する出力がＨレベルとなり、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わる。
これによって、二次電池１の正極から温度ヒューズ２４ｂを経てヒータ２４ａへ通電され、ヒータ２４ａが温度ヒューズ２４ｂを加熱して溶断させる。すなわち、温度ヒューズ２４ｂを上記第１状態から上記第２状態へ切り換える。上記第２状態への切り換え後の温度ヒューズ２４ｂは、上記第１状態へ復帰することはない。
温度ヒューズ２４ｂが溶断すると、二次電池１の正極からの電気配線が遮断され、制御出力端子１１の出力信号はＨレベルからＬレベルに移行する。制御出力端子１１の出力レベルがＬレベルとなっている状態が、上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
制御出力端子１１から充電器ＣＨの「制御入力」へ入力される信号がＨレベルからＬレベルに移行すると、「充電出力」からの二次電池１への充電電流の供給を停止し、充電動作を停止する。
この後、充電器ＣＨ側でリセット操作を行い、接続している二次電池システムＢＳへの充電動作の再開が指示されたとしても、二次電池システムＢＳにおける信号生成回路２の温度ヒューズ２４ｂが溶断した状態（第２状態）であるので、「充電禁止信号」が出力されている状態を保持しており、充電器ＣＨが充電動作を再開することはない。又、「充電禁止信号」の状態をモニターすることにより、二次電池システムＢＳの異常を確認することができる。
【００２２】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、信号生成回路２を構成する温度ヒューズ２４ｂ及びヒータ２４ａの夫々１個を１つのパッケージに収納した場合を例示して説明しているが、図２に示すように、２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂと加熱素子である１個のヒータ２６ｃとを１つのパッケージに収納した回路部品を用いることもできる。ヒータ２６ｃに通電することで、温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを溶断させるように配置されているのは上記実施の形態と同様であり、ここでは、基本的にヒータ２６ｃが２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを同時に溶断させる。
【００２３】
２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂ及びヒータ２６ｃの配線形態としては、２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを直列に接続して、それを二次電池１の負極よりも高電位側箇所（具体的には、二次電池１の正極）と上記充電禁止信号を出力する制御出力端子１１とを結ぶ配線の途中箇所に配置し、その２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂの接続位置と上記異常検知部ＯＣの出力であるトランジスタ２３のコレクタとを結ぶ配線の途中箇所にヒータ２６ｃを配置している。
図２から明らかなように、温度ヒューズ２６ａ，２６ｂの配線は、ヒータ２６ｃとの接続位置に対して対称であり、入力と出力とを入れ替えても全く同様に動作する自由度を有している。
温度ヒューズ２６ａ，２６ｂ及びヒータ２６ｃ以外の構成は、充電器ＣＨの構成も含めて上記実施の形態と同様である。
【００２４】
図２で示す二次電池システムＢＳの動作は、上記実施の形態とほぼ同様であるが、簡単に説明する。
二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとが接続されて、通常通り正常に充電動作が行われている状態では、トランジスタ２３はオフ状態であり、二次電池１の正極電圧が温度ヒューズ２４ｂを経て、制御出力端子１１へと出力され、充電器ＣＨの「充電出力」から二次電池１への充電電流が供給され続ける。
【００２５】
一方、何らかの事情により、充電器ＣＨから二次電池１へ供給される電流が過大となる場合、あるいは、図２では図示を省略しているが、二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとの間に別の電流源が存在して、その別の電流源から過大な電流が二次電池１に流れ込んだ場合、電流センサ２１の検出信号が上記充電停止用設定値に達すると、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わり、温度ヒューズ２６ａを経てヒータ２６ｃへ通電され、ヒータ２６ｃが温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを加熱して溶断させる。
温度ヒューズ２６ａ，２６ｂが溶断すると、制御出力端子１１の出力信号は「開放」の状態に移行する。ここでは、制御出力端子１１の出力レベルが「開放」となっている状態が、上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
制御出力端子１１から充電器ＣＨの「制御入力」へ入力される信号が「開放」に移行すると、「充電出力」からの二次電池１への充電電流の供給を停止し、充電動作を停止する。
【００２６】
この後、充電器ＣＨ側でリセット操作を行い、接続している二次電池システムＢＳへの充電動作の再開が指示されたとしても、二次電池システムＢＳにおける信号生成回路２の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂが溶断した状態であるので、「充電禁止信号」が出力されている状態を保持しており、充電器ＣＨが充電動作を再開することはない。
尚、２個の温度ヒューズのうち、温度ヒューズ２６ａが温度ヒューズ２６ｂより先行して溶断し、温度ヒューズ２６ｂが溶断しなかった場合は、上記実施の形態の動作と全く同様の動作をすることになる。
【００２７】
（２）上記実施の形態では、異常検知部ＯＣとして、電流センサ２１にて二次電池１に流れる電流を検出する場合を例示しているが、異常検知部ＯＣが二次電池１の電圧を検出して、その検出電圧が、予め設定されている設定値に達したときに、信号生成回路が上記「充電禁止信号」を出力するように構成しても良い。
更には、異常検知部ＯＣは、温度センサ，液漏れセンサあるいは電池膨れ検出のための圧力センサ等を備えて、二次電池１の過度な温度上昇、二次電池１の液漏れあるいは二次電池１の過度な膨張等を、上記異常状態として検知するようにしても良く、上記異常状態の態様は適宜に設定できる。
【００２８】
（３）上記実施の形態では、信号生成回路２に備えるヒューズとして、温度ヒューズ２４ｂを例示しているが、通常の電流ヒューズを使用しても良い。この場合、ヒータ２４ａは不要となるが、トランジスタ２３のコレクタ−エミッタ間に流す電流をある程度大きな電流とする必要がある。
（４）上記実施の形態では、温度ヒューズ２４ｂを加熱させるためにヒータ２４ａに流す電流をオンオフする手段として、バイポーラ型のトランジスタを例示しているが、ＦＥＴ等の他のオンオフ手段を使用しても良い。
（５）上記実施の形態では、二次電池１の電流を検出する手段として電流センサ２１を例示しているが、シャント抵抗を使用しても良い。
【００２９】
（６）上記実施の形態では、第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子として温度ヒューズ２４ｂを例示しているが、このような状態を保持可能な回路素子としては、温度ヒューズ２４ｂ以外にも、ラッチングリレーや不揮発性ロジックカウンタ等の各種の回路素子が存在し、温度ヒューズ２４ｂに代えてそれらの回路素子を使用しても良い。
例えば、図３に、上記実施の形態におけるヒータ２４ａ及び温度ヒューズ２４ｂの代わりにラッチングリレー３１を使用した場合を示す。
ラッチングリレー３１は、接触片３１ｂと二次電池１の正極に接続される接点３１ｃとがノーマリクローズ（常閉）として接触しており、この状態が上記第１状態である。
【００３０】
上記実施の形態と同様の構成の異常検知部ＯＣが、二次電池１に過大な電流が流れたことを検知すると、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わり、ラッチングリレー３１のセットコイル３１ａに通電される。
これによって、接触片３１ｂが接点３１ｄと接触状態に切り替わる。この状態が上記第２状態である。
この第１状態から第２状態への切換によって、制御出力端子１１の出力レベルが「開放」となり、この状態が上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
ラッチングリレー３１は、セットコイル３１ａに逆向きの電流を流すか、あるいは、別途リセットコイルを備えて、接触片３１ｂを変位させない限り、上記第２状態を保持し、上記第１状態へは復帰しない。
【００３１】
次に、温度ヒューズ２４ｂに代えて、不揮発性ロジックカウンタを使用して信号生成回路２を構成した場合を図４に示す。
図４に示す信号生成回路は、不揮発性ロジックカウンタ４１と、カウント動作のためのクロック信号を供給するクロック回路４２と、上記実施の形態と同様の過電流検出回路２２の検出信号に基づいてカウント制御用の信号を生成するＡＮＤ回路４３と、不揮発性ロジックカウンタ４１の出力を反転させるＮＯＴ回路４４とを主要部として構成されている。
不揮発性ロジックカウンタ４１は、不揮発性レジスタを備えて、電源遮断時でもカウント値を保持する機能を有する回路素子である。図４では４ビットのカウンタとして示しているが、使用するのはこのうち１ビットのみであり、図４の回路例では最下位ビットを使用している。尚、不揮発性ロジックカウンタ４１には、図示されている端子以外にも、プリセット用のデータ入力等の入出力端子を備えているが、直接的に動作に関係しない端子の記載を省略している。
【００３２】
不揮発性ロジックカウンタ４１のカウント出力端子「ＱＡ」は、「Ｌレベル」と「Ｈレベル」との２つの出力値を持ち、初期値の「Ｌレベル」が上記第１状態に相当し、「Ｈレベル」が上記第２状態に相当して、電源が遮断された場合でも、この２つの何れかの状態を保持する。従って、信号生成回路２から充電器ＣＨの制御入力への信号は、制御出力端子１１が「Ｌレベル」のときが、充電動作を停止させる信号となる。
不揮発性ロジックカウンタ４１は、それのイネーブル入力である「ＥＮＰ」と「ＥＮＴ」とが何れも「Ｈレベル」入力となっているときに、クロック回路４２からのクロック信号が「ＣＬＫ」に入力されると、そのクロック信号をカウントする。
【００３３】
過電流検出回路２２は、上記実施の形態と同様に、電流センサ２１の検出信号が、上記充電停止用設定値よりも低い値になっているときは、「Ｌレベル」の信号を出力し、上記充電停止用設定値に達すると「Ｈレベル」の信号を出力する。
過電流検出回路２２が上記異常状態になったことを検知して、ＡＮＤ回路４３に「Ｈレベル」を出力すると、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｈレベル」であるので、不揮発性ロジックカウンタ４１の「ＥＮＰ」入力が「Ｈレベル」となる。他方のイネーブル入力「ＥＮＴ」は、回路の電源電圧である「Ｖｃｃ」に接続されて「Ｈレベル」となっているので、この時点で、不揮発性ロジックカウンタ４１がカウント動作可能な状態となる。
この状態で、クロック信号が「ＣＬＫ」に入力されると、そのクロックをカウントして「ＱＡ」が「Ｈレベル」、すなわち、上記第２状態に切り換えられる。
この結果、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｌレベル」となって、充電動作を停止させる信号として、制御出力端子１１から充電器ＣＨの制御入力へ送信される。
ＮＯＴ回路４４の出力は、ＡＮＤ回路４３へも入力されており、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｌレベル」となったために、ＡＮＤ回路４３の出力が「Ｌレベル」となって、不揮発性ロジックカウンタ４１のカウント動作を停止させる。すなわち、過電流検出回路２２からの入力信号がどのように変化しても、クロック回路４２から継続して入力されるクロック信号をカウントせず、出力「ＱＡ」は「Ｈレベル」（上記第２状態）を維持して、「Ｌレベル」（上記第１状態）へは復帰しない。
【００３４】
（７）上記実施の形態では、外部接続機器として充電器ＣＨを例示しているが、各種の負荷や警報機等を外部接続機器として接続する場合にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 二次電池
２ 信号生成回路
２４ａ，２６ｃ 加熱素子
２４ｂ，２６ａ ヒューズ
ＣＨ 充電器
ＯＣ 異常検知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システム、及び、二次電池の充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような二次電池システムは、例えば、いわゆる電池パックとして構成されることや、あるいは、二次電池の筐体に二次電池の監視回路を組み込んだ構成として提供される場合が多く、例えば上記外部接続機器を充電器として、充電器と二次電池システムを接続する場合では、充電器にて二次電池を充電する際に、二次電池に対して過大な電流あるいは電圧が印加されてしまった場合等の二次電池が異常な状態となったときの対策のための回路と二次電池とを組み合わせて構成することができる。
このような構成としては、例えば、電池パック内に充電器から二次電池への充電電流の供給経路に電流遮断装置を二次電池システム側に配置する構成や、充電器に対して充電禁止信号を出力して、充電器自体の充電動作を停止させる構成、更には、下記特許文献１に記載のように、その両方を備える構成等が考えられている。
下記特許文献１に記載のように、二次電池側から充電器に対して充電禁止信号を出力する構成では、充電器側の充電電流遮断機能を利用することで、製造コストの上昇を可及的に抑制しながら、二次電池への充電電流を停止させるための構成を備えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一旦異常な状態となった二次電池システムは、その異常な状態が改善されたときでも、継続使用されるのは好ましくない。
例えば、充電器側の充電電流遮断機能を利用する構成では、その機能が充電器側でリセットされてしまうと、二次電池に対して充電動作が再開されてしまうことになり、過大な電流等が印加されてしまう等の異常な状態となった二次電池を再使用してしまうことになり、好ましくない。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、異常な状態となった二次電池が継続使用されてしまうのを防止できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システムにおいて、前記信号生成回路に、少なくとも第１状態と第２状態とに保持される回路素子が備えられ、前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、前記信号生成回路は、前記異常検知部が前記二次電池の異常を検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切り換え、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている。
【０００６】
すなわち、少なくとも第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子を信号生成回路に備えて、信号生成回路における外部接続機器への信号の出力状態を、上記回路素子がどのような状態にあるかに依存させる。
上記回路素子に対する制御操作として、二次電池が異常状態となったときに、上記回路素子を第１状態から第２状態へ切換操作し、且つ、上記回路素子が第１状態へ復帰しないようにすることで、二次電池が異常状態となったときの出力状態を保持することができる。
【０００７】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記回路素子の前記第１状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態であり、前記回路素子の前記第２状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態である。
すなわち、上記回路素子は、信号生成回路の通電経路を開閉操作するだけで、上記第１状態と上記第２状態とに切換操作できるので、回路素子の構成を簡素化することができる。
更に、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態に設定することで、前記第２状態を前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態に設定する場合に比べて、より安全性の高い運用が可能となる。
すなわち、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態に設定したのでは、前記信号生成回路の通電経路に断線が生じた場合、回路素子が前記第２状態となっているにも拘わらず、前記第１状態にあるかのような信号を出力して、二次電池システムが継続使用されてしまう可能性もあるが、前記第２状態を、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態に設定することで、そのような事態を回避できる。
【０００８】
又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記回路素子がヒューズであり、前記ヒューズを溶断させることによって、前記第１状態から前記第２状態へ切り換える。
すなわち、通電経路の開閉切換をヒューズの溶断操作によって行うので、回路素子の構成を一層簡素化でき、上記閉状態（前記第１状態）から上記開状態（前記第２状態）への切り換えを確実に行える。
【０００９】
又、本出願の第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明の構成に加えて、前記異常検知部が、前記二次電池の電流又は電圧が予め設定されている設定値に達したときに異常として検知するように構成されている。
すなわち、二次電池の異常としては、二次電池に過度な電流が流れた状態や、二次電池に過度な電圧が印加された状態が典型的であり、二次電池の異常状態を的確に検出できる。
【００１０】
又、本出願の第５の発明は、上記第３の発明の構成に加えて、前記ヒューズは温度ヒューズにて構成され、前記異常検知部は、前記二次電池が異常となったことを検知するに伴って、前記温度ヒューズを加熱する加熱素子に、前記温度ヒューズを溶断させるための電流を流すように構成されている。
すなわち、異常検知部の検知動作に基づいて溶断されるヒューズとしては、ヒューズの通電電流が設定値になるに伴って溶断する形式のヒューズ（電流ヒューズ）を利用することも可能であるが、上記ヒューズを温度ヒューズにて構成して、それを溶断させる加熱素子と組み合わせることで、ヒューズを溶断させるために必要な電力を小さくすることが可能となる。それ故、信号生成回路の回路構成を簡素化することができる。
【００１１】
又、本出願の第６の発明は、上記第５の発明の構成に加えて、前記温度ヒューズは、前記二次電池の負極よりも高電位側箇所と前記信号を出力する制御出力端子とを結ぶ配線の途中箇所に直列接続した状態で２個備えられ、その２個の温度ヒューズの接続位置と前記異常検知部の出力とを結ぶ配線の途中箇所に前記加熱素子が配置され、前記２個の温度ヒューズと前記加熱素子とが１つのパッケージに収納されている。
すなわち、信号生成回路において、異常検知部の検知情報に基づいて温度ヒューズを溶断させて、それに応じた信号を出力するという回路動作のためには、温度ヒューズを１個のみ備えれば用が足りることになる。
しかしながら、通常、温度ヒューズとその温度ヒューズを加熱する加熱する加熱素子とは、１つのパッケージ内に内蔵されて供給されており、回路実装上の観点からは、１つのパッケージに２個の温度ヒューズが直列接続で配置されていることが有利である。
つまり、これら２個の温度ヒューズを加熱する加熱素子は、直列接続されている２個の温度ヒューズの接続位置に接続されるので、加熱素子から見て温度ヒューズが対称に配置されていることになる。
従って、直列接続されている２個の温度ヒューズの何れが二次電池側に接続されるか、あるいは、外部接続機器側に接続されるかを自由に設定できることになり、温度ヒューズと加熱素子とを１つのパッケージに収納した回路部品の配置自由度が大となる。それ故、回路設計における利便性を向上させることができる。
【００１２】
又、本出願の第７の発明は、上記第１〜第６のいずれかの発明の構成に加えて、前記外部接続機器が前記二次電池を充電する充電器であり、前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態から前記第２状態へ切り換えられるに伴って、前記充電器に充電動作を停止させる信号を出力するように構成されている。
すなわち、二次電池が異常状態に陥る事態は、二次電池が充電器によって充電されているときに発生する場合が多く、そのような場合において、二次電池の継続使用を的確に防止することができる。
【００１３】
又、本出願の第８の発明は、上記第７の発明の二次電池システムと、その二次電池システムに着脱可能に取り付けられる前記充電器とが備えられて二次電池の充電システムが構成されている。
二次電池システムに充電器を着脱して、適宜に二次電池を充電できるシステムにおいて、二次電池が異常状態となった場合に、その情報を信号生成回路の回路素子に保持させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号生成回路に備える回路素子の状態によって、二次電池が異常状態となったという情報を保持させることで、異常な状態となった二次電池が継続使用されてしまうのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる二次電池システムの構成図
【図２】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【図３】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【図４】本発明の別実施形態にかかる二次電池システムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の二次電池システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態の二次電池システムＢＳは、図１に示すように、二次電池システムＢＳに着脱可能に取り付けられる充電器ＣＨと共に、二次電池の充電システムを構成している。
二次電池システムＢＳには充電器ＣＨにて充電される二次電池１が備えられ、充電器ＣＨは、二次電池１と連係して動作する外部接続機器となっている。
本実施の形態の二次電池システムＢＳは、二次電池１に過大な電流が流れたときを、二次電池１の異常として設定しており、その異常として設定されている状態（すなわち、異常状態）となったか否かを検知する異常検知部ＯＣと、その異常検知部ＯＣの検出情報に基づいて、充電器ＣＨに対して信号を出力する信号生成回路２とが備えられて、これらを二次電池１と一体化して、例えば、いわゆる電池パックの形態や、あるいは、二次電池１の筐体に信号生成回路２等を固定した形態で提供されるものである。
信号生成回路２が充電器ＣＨに対して出力する信号は、本実施の形態では、二次電池１に対する充電動作を停止させるための充電禁止信号として出力される。
二次電池１としては、例えば、非水電解液二次電池であるリチウムイオン電池の他、ニッケル水素電池等の各種の二次電池を用いることができる。
本実施の形態では、二次電池１として、複数の単電池１ａを直列接続して組電池として構成した場合を例示している。
【００１７】
異常検知部ＯＣは、二次電池１に流れる電流を検出する電流センサ２１と、電流センサ２１の検出信号に基づいて、二次電池１に過電流が流れたか否かを検出する過電流検出回路２２と、過電流検出回路２２の出力信号によってオンオフするバイポーラ型のトランジスタ２３とが備えられて構成され、信号生成回路２は、トランジスタ２３のコレクタに接続される抵抗加熱式の加熱素子であるヒータ２４ａと、ヒューズの１種である温度ヒューズ２４ｂとを主要部として構成されている。温度ヒューズ２４ｂは、二次電池１の負極よりも高電位側箇所（具体的には、二次電池１の正極）と上記充電禁止信号を出力する制御出力端子１１と結ぶ配線の途中箇所に配置して、その温度ヒューズ２４ｂの制御出力端子１１側にヒータ２４ａを接続している。
【００１８】
過電流検出回路２２は、電流センサ２１の検出信号が、予め設定されている設定値（以下において、「充電停止用設定値」と称する）よりも低い値になっているときは、トランジスタ２３に対してＬレベルの信号を出力し、上記充電停止用設定値に達するとトランジスタ２３に対してＨレベルの信号を出力する。
上記充電停止用設定値は、二次電池１に対して充電動作を継続することが好ましくないものとして予め設定されている電流値に相当するものである。
従って、二次電池１の電流が、充電を停止すべきものとして予め設定されている設定値（上記充電停止用設定値）に達したときを、上記異常状態となったものと検知している。
【００１９】
異常検知部ＯＣの出力であるトランジスタ２３のコレクタは、ヒータ２４ａに接続されている。
ヒータ２４ａと温度ヒューズ２４ｂとは、単一のパッケージＰＫに収納された１つの回路部品として配置されており、ヒータ２４ａに所定の電流が通電されると、ヒータ２４ａで発生する熱で温度ヒューズ２４ｂを溶断させる構造となっている。
電気回路上でのヒータ２４ａと温度ヒューズ２４ｂとの接続箇所は、パッケージＰＫの出力端子２４ｃを経て、充電器ＣＨに対して「充電禁止信号」を出力するための制御出力端子１１へと引き出されている。
すなわち、温度ヒューズ２４ｂは、溶断していない状態で、信号生成回路２の通電経路の一部を閉状態とする第１状態と、溶断した状態で、信号生成回路２の通電経路の一部を開状態とする第２状態とに状態を保持可能な回路素子であり、温度ヒューズ２４ｂが上記第１状態あるいは第２状態であるかに基づいて、充電器ＣＨへの信号の出力状態を変化させている。
【００２０】
上記構成の二次電池システムＢＳの二次電池１を充電する充電器ＣＨは、二次電池１に対して充電電流を供給する正負の「充電出力」の他に、「制御入力」を備えている。
この「制御入力」は、上記「充電禁止信号」を受け入れる入力端子であり、この「制御入力」は、二次電池システムＢＳの制御出力端子１１に接続されている。
充電器ＣＨの「制御入力」は充電器ＣＨ内部側でプルダウン接続されており、「制御入力」にＨレベルの信号が入力されている状態にておいてのみ、充電出力端子から二次電池１に対して充電動作する。
一方、「制御入力」が、Ｌレベルになっているか、あるいは、開放されている場合は、二次電池１に対する充電動作を停止する。
【００２１】
次に、上記構成の二次電池システムＢＳの動作を概略的に説明する。
二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとが接続されて、通常通り正常に充電動作が行われている状態では、電流センサ２１の検出信号は上記充電停止用設定値よりも十分に小さく、トランジスタ２３のベースに対する過電流検出回路２２の出力はＬレベルであり、トランジスタ２３はオフ状態を維持する。このため、ヒータ２４ａには電流は流れない。
この状態では、二次電池１の正極電圧が温度ヒューズ２４ｂを経て、制御出力端子１１から出力される。
従って、充電器ＣＨの「制御入力」Ｈレベル入力であり、充電器ＣＨの「充電出力」から二次電池１への充電電流が供給され続ける。
一方、何らかの事情により、充電器ＣＨから二次電池１へ供給される電流が過大となる場合、あるいは、図１では図示を省略しているが、二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとの間に別の電流源が存在して、その別の電流源から過大な電流が二次電池１に流れ込んだ場合、電流センサ２１の検出信号が上記充電停止用設定値に達すると、過電流検出回路２２はトランジスタ２３のベースに対する出力がＨレベルとなり、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わる。
これによって、二次電池１の正極から温度ヒューズ２４ｂを経てヒータ２４ａへ通電され、ヒータ２４ａが温度ヒューズ２４ｂを加熱して溶断させる。すなわち、温度ヒューズ２４ｂを上記第１状態から上記第２状態へ切り換える。上記第２状態への切り換え後の温度ヒューズ２４ｂは、上記第１状態へ復帰することはない。
温度ヒューズ２４ｂが溶断すると、二次電池１の正極からの電気配線が遮断され、制御出力端子１１の出力信号はＨレベルからＬレベルに移行する。制御出力端子１１の出力レベルがＬレベルとなっている状態が、上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
制御出力端子１１から充電器ＣＨの「制御入力」へ入力される信号がＨレベルからＬレベルに移行すると、「充電出力」からの二次電池１への充電電流の供給を停止し、充電動作を停止する。
この後、充電器ＣＨ側でリセット操作を行い、接続している二次電池システムＢＳへの充電動作の再開が指示されたとしても、二次電池システムＢＳにおける信号生成回路２の温度ヒューズ２４ｂが溶断した状態（第２状態）であるので、「充電禁止信号」が出力されている状態を保持しており、充電器ＣＨが充電動作を再開することはない。又、「充電禁止信号」の状態をモニターすることにより、二次電池システムＢＳの異常を確認することができる。
【００２２】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、信号生成回路２を構成する温度ヒューズ２４ｂ及びヒータ２４ａの夫々１個を１つのパッケージに収納した場合を例示して説明しているが、図２に示すように、２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂと加熱素子である１個のヒータ２６ｃとを１つのパッケージに収納した回路部品を用いることもできる。ヒータ２６ｃに通電することで、温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを溶断させるように配置されているのは上記実施の形態と同様であり、ここでは、基本的にヒータ２６ｃが２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを同時に溶断させる。
【００２３】
２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂ及びヒータ２６ｃの配線形態としては、２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを直列に接続して、それを二次電池１の負極よりも高電位側箇所（具体的には、二次電池１の正極）と上記充電禁止信号を出力する制御出力端子１１とを結ぶ配線の途中箇所に配置し、その２個の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂの接続位置と上記異常検知部ＯＣの出力であるトランジスタ２３のコレクタとを結ぶ配線の途中箇所にヒータ２６ｃを配置している。
図２から明らかなように、温度ヒューズ２６ａ，２６ｂの配線は、ヒータ２６ｃとの接続位置に対して対称であり、入力と出力とを入れ替えても全く同様に動作する自由度を有している。
温度ヒューズ２６ａ，２６ｂ及びヒータ２６ｃ以外の構成は、充電器ＣＨの構成も含めて上記実施の形態と同様である。
【００２４】
図２で示す二次電池システムＢＳの動作は、上記実施の形態とほぼ同様であるが、簡単に説明する。
二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとが接続されて、通常通り正常に充電動作が行われている状態では、トランジスタ２３はオフ状態であり、二次電池１の正極電圧が温度ヒューズ２４ｂを経て、制御出力端子１１へと出力され、充電器ＣＨの「充電出力」から二次電池１への充電電流が供給され続ける。
【００２５】
一方、何らかの事情により、充電器ＣＨから二次電池１へ供給される電流が過大となる場合、あるいは、図２では図示を省略しているが、二次電池システムＢＳと充電器ＣＨとの間に別の電流源が存在して、その別の電流源から過大な電流が二次電池１に流れ込んだ場合、電流センサ２１の検出信号が上記充電停止用設定値に達すると、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わり、温度ヒューズ２６ａを経てヒータ２６ｃへ通電され、ヒータ２６ｃが温度ヒューズ２６ａ，２６ｂを加熱して溶断させる。
温度ヒューズ２６ａ，２６ｂが溶断すると、制御出力端子１１の出力信号は「開放」の状態に移行する。ここでは、制御出力端子１１の出力レベルが「開放」となっている状態が、上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
制御出力端子１１から充電器ＣＨの「制御入力」へ入力される信号が「開放」に移行すると、「充電出力」からの二次電池１への充電電流の供給を停止し、充電動作を停止する。
【００２６】
この後、充電器ＣＨ側でリセット操作を行い、接続している二次電池システムＢＳへの充電動作の再開が指示されたとしても、二次電池システムＢＳにおける信号生成回路２の温度ヒューズ２６ａ，２６ｂが溶断した状態であるので、「充電禁止信号」が出力されている状態を保持しており、充電器ＣＨが充電動作を再開することはない。
尚、２個の温度ヒューズのうち、温度ヒューズ２６ａが温度ヒューズ２６ｂより先行して溶断し、温度ヒューズ２６ｂが溶断しなかった場合は、上記実施の形態の動作と全く同様の動作をすることになる。
【００２７】
（２）上記実施の形態では、異常検知部ＯＣとして、電流センサ２１にて二次電池１に流れる電流を検出する場合を例示しているが、異常検知部ＯＣが二次電池１の電圧を検出して、その検出電圧が、予め設定されている設定値に達したときに、信号生成回路が上記「充電禁止信号」を出力するように構成しても良い。
更には、異常検知部ＯＣは、温度センサ，液漏れセンサあるいは電池膨れ検出のための圧力センサ等を備えて、二次電池１の過度な温度上昇、二次電池１の液漏れあるいは二次電池１の過度な膨張等を、上記異常状態として検知するようにしても良く、上記異常状態の態様は適宜に設定できる。
【００２８】
（３）上記実施の形態では、信号生成回路２に備えるヒューズとして、温度ヒューズ２４ｂを例示しているが、通常の電流ヒューズを使用しても良い。この場合、ヒータ２４ａは不要となるが、トランジスタ２３のコレクタ−エミッタ間に流す電流をある程度大きな電流とする必要がある。
（４）上記実施の形態では、温度ヒューズ２４ｂを加熱させるためにヒータ２４ａに流す電流をオンオフする手段として、バイポーラ型のトランジスタを例示しているが、ＦＥＴ等の他のオンオフ手段を使用しても良い。
（５）上記実施の形態では、二次電池１の電流を検出する手段として電流センサ２１を例示しているが、シャント抵抗を使用しても良い。
【００２９】
（６）上記実施の形態では、第１状態と第２状態とに状態を保持可能な回路素子として温度ヒューズ２４ｂを例示しているが、このような状態を保持可能な回路素子としては、温度ヒューズ２４ｂ以外にも、ラッチングリレーや不揮発性ロジックカウンタ等の各種の回路素子が存在し、温度ヒューズ２４ｂに代えてそれらの回路素子を使用しても良い。
例えば、図３に、上記実施の形態におけるヒータ２４ａ及び温度ヒューズ２４ｂの代わりにラッチングリレー３１を使用した場合を示す。
ラッチングリレー３１は、接触片３１ｂと二次電池１の正極に接続される接点３１ｃとがノーマリクローズ（常閉）として接触しており、この状態が上記第１状態である。
【００３０】
上記実施の形態と同様の構成の異常検知部ＯＣが、二次電池１に過大な電流が流れたことを検知すると、トランジスタ２３がオフ状態からオン状態へと切り替わり、ラッチングリレー３１のセットコイル３１ａに通電される。
これによって、接触片３１ｂが接点３１ｄと接触状態に切り替わる。この状態が上記第２状態である。
この第１状態から第２状態への切換によって、制御出力端子１１の出力レベルが「開放」となり、この状態が上記「充電禁止信号」を出力する出力状態である。
ラッチングリレー３１は、セットコイル３１ａに逆向きの電流を流すか、あるいは、別途リセットコイルを備えて、接触片３１ｂを変位させない限り、上記第２状態を保持し、上記第１状態へは復帰しない。
【００３１】
次に、温度ヒューズ２４ｂに代えて、不揮発性ロジックカウンタを使用して信号生成回路２を構成した場合を図４に示す。
図４に示す信号生成回路は、不揮発性ロジックカウンタ４１と、カウント動作のためのクロック信号を供給するクロック回路４２と、上記実施の形態と同様の過電流検出回路２２の検出信号に基づいてカウント制御用の信号を生成するＡＮＤ回路４３と、不揮発性ロジックカウンタ４１の出力を反転させるＮＯＴ回路４４とを主要部として構成されている。
不揮発性ロジックカウンタ４１は、不揮発性レジスタを備えて、電源遮断時でもカウント値を保持する機能を有する回路素子である。図４では４ビットのカウンタとして示しているが、使用するのはこのうち１ビットのみであり、図４の回路例では最下位ビットを使用している。尚、不揮発性ロジックカウンタ４１には、図示されている端子以外にも、プリセット用のデータ入力等の入出力端子を備えているが、直接的に動作に関係しない端子の記載を省略している。
【００３２】
不揮発性ロジックカウンタ４１のカウント出力端子「ＱＡ」は、「Ｌレベル」と「Ｈレベル」との２つの出力値を持ち、初期値の「Ｌレベル」が上記第１状態に相当し、「Ｈレベル」が上記第２状態に相当して、電源が遮断された場合でも、この２つの何れかの状態を保持する。従って、信号生成回路２から充電器ＣＨの制御入力への信号は、制御出力端子１１が「Ｌレベル」のときが、充電動作を停止させる信号となる。
不揮発性ロジックカウンタ４１は、それのイネーブル入力である「ＥＮＰ」と「ＥＮＴ」とが何れも「Ｈレベル」入力となっているときに、クロック回路４２からのクロック信号が「ＣＬＫ」に入力されると、そのクロック信号をカウントする。
【００３３】
過電流検出回路２２は、上記実施の形態と同様に、電流センサ２１の検出信号が、上記充電停止用設定値よりも低い値になっているときは、「Ｌレベル」の信号を出力し、上記充電停止用設定値に達すると「Ｈレベル」の信号を出力する。
過電流検出回路２２が上記異常状態になったことを検知して、ＡＮＤ回路４３に「Ｈレベル」を出力すると、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｈレベル」であるので、不揮発性ロジックカウンタ４１の「ＥＮＰ」入力が「Ｈレベル」となる。他方のイネーブル入力「ＥＮＴ」は、回路の電源電圧である「Ｖｃｃ」に接続されて「Ｈレベル」となっているので、この時点で、不揮発性ロジックカウンタ４１がカウント動作可能な状態となる。
この状態で、クロック信号が「ＣＬＫ」に入力されると、そのクロックをカウントして「ＱＡ」が「Ｈレベル」、すなわち、上記第２状態に切り換えられる。
この結果、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｌレベル」となって、充電動作を停止させる信号として、制御出力端子１１から充電器ＣＨの制御入力へ送信される。
ＮＯＴ回路４４の出力は、ＡＮＤ回路４３へも入力されており、ＮＯＴ回路４４の出力が「Ｌレベル」となったために、ＡＮＤ回路４３の出力が「Ｌレベル」となって、不揮発性ロジックカウンタ４１のカウント動作を停止させる。すなわち、過電流検出回路２２からの入力信号がどのように変化しても、クロック回路４２から継続して入力されるクロック信号をカウントせず、出力「ＱＡ」は「Ｈレベル」（上記第２状態）を維持して、「Ｌレベル」（上記第１状態）へは復帰しない。
【００３４】
（７）上記実施の形態では、外部接続機器として充電器ＣＨを例示しているが、各種の負荷や警報機等を外部接続機器として接続する場合にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 二次電池
２ 信号生成回路
２４ａ，２６ｃ 加熱素子
２４ｂ，２６ａ ヒューズ
ＣＨ 充電器
ＯＣ 異常検知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システムであって、
前記信号生成回路に、少なくとも第１状態と第２状態とに保持される回路素子が備えられ、
前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、
前記信号生成回路は、前記異常検知部が前記二次電池の異常を検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切り換え、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている二次電池システム。
【請求項２】
前記回路素子の前記第１状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態であり、前記回路素子の前記第２状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態である請求項１記載の二次電池システム。
【請求項３】
前記回路素子がヒューズであり、前記ヒューズを溶断させることによって、前記第１状態から前記第２状態へ切り換える請求項２記載の二次電池システム。
【請求項４】
前記異常検知部が、前記二次電池の電流又は電圧が予め設定されている設定値に達したときに異常として検知するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池システム。
【請求項５】
前記ヒューズは温度ヒューズにて構成され、
前記異常検知部は、前記二次電池が異常となったことを検知するに伴って、前記温度ヒューズを加熱する加熱素子に、前記温度ヒューズを溶断させるための電流を流すように構成されている請求項３記載の二次電池システム。
【請求項６】
前記温度ヒューズは、前記二次電池の負極よりも高電位側箇所と前記信号を出力する制御出力端子とを結ぶ配線の途中箇所に直列接続した状態で２個備えられ、その２個の温度ヒューズの接続位置と前記異常検知部の出力とを結ぶ配線の途中箇所に前記加熱素子が配置され、
前記２個の温度ヒューズと前記加熱素子とが１つのパッケージに収納されている請求項５記載の二次電池システム。
【請求項７】
前記外部接続機器が前記二次電池を充電する充電器であり、
前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態から前記第２状態へ切り換えられるに伴って、前記充電器に充電動作を停止させる信号を出力するように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池システム。
【請求項８】
請求項７記載の二次電池システムと、その二次電池システムに着脱可能に取り付けられる前記充電器とが備えられた二次電池の充電システム。
【請求項１】
二次電池と、前記二次電池の異常を検知する異常検知部と、その異常検知部の検出情報に基づいて、前記二次電池と連係して動作する外部接続機器に対して信号を出力する信号生成回路とが備えられた二次電池システムであって、
前記信号生成回路に、少なくとも第１状態と第２状態とに保持される回路素子が備えられ、
前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態あるいは前記第２状態であるかに基づいて、前記外部接続機器への信号の出力状態を変化させるように構成され、
前記信号生成回路は、前記異常検知部が前記二次電池の異常を検知したときに、前記回路素子を前記第１状態から前記第２状態へ切り換え、且つ、前記回路素子が前記第１状態へ復帰しないように構成されている二次電池システム。
【請求項２】
前記回路素子の前記第１状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を閉状態とする状態であり、前記回路素子の前記第２状態が、前記信号生成回路の通電経路の一部を開状態とする状態である請求項１記載の二次電池システム。
【請求項３】
前記回路素子がヒューズであり、前記ヒューズを溶断させることによって、前記第１状態から前記第２状態へ切り換える請求項２記載の二次電池システム。
【請求項４】
前記異常検知部が、前記二次電池の電流又は電圧が予め設定されている設定値に達したときに異常として検知するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池システム。
【請求項５】
前記ヒューズは温度ヒューズにて構成され、
前記異常検知部は、前記二次電池が異常となったことを検知するに伴って、前記温度ヒューズを加熱する加熱素子に、前記温度ヒューズを溶断させるための電流を流すように構成されている請求項３記載の二次電池システム。
【請求項６】
前記温度ヒューズは、前記二次電池の負極よりも高電位側箇所と前記信号を出力する制御出力端子とを結ぶ配線の途中箇所に直列接続した状態で２個備えられ、その２個の温度ヒューズの接続位置と前記異常検知部の出力とを結ぶ配線の途中箇所に前記加熱素子が配置され、
前記２個の温度ヒューズと前記加熱素子とが１つのパッケージに収納されている請求項５記載の二次電池システム。
【請求項７】
前記外部接続機器が前記二次電池を充電する充電器であり、
前記信号生成回路は、前記回路素子が前記第１状態から前記第２状態へ切り換えられるに伴って、前記充電器に充電動作を停止させる信号を出力するように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池システム。
【請求項８】
請求項７記載の二次電池システムと、その二次電池システムに着脱可能に取り付けられる前記充電器とが備えられた二次電池の充電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６１２３６（Ｐ２０１２−１６１２３６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３２９１（Ｐ２０１１−２６３２９１）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
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