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JP6030431B2 - Protective element - Google Patents

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JP6030431B2 JP2012273686A JP2012273686A JP6030431B2 JP 6030431 B2 JP6030431 B2 JP 6030431B2 JP 2012273686 A JP2012273686 A JP 2012273686A JP 2012273686 A JP2012273686 A JP 2012273686A JP 6030431 B2 JP6030431 B2 JP 6030431B2
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Description

本発明は、電流経路を溶断することにより、電流経路上に接続されたバッテリへの充放電を停止し、バッテリの熱暴走を抑制する保護素子に関する。   The present invention relates to a protection element that stops charging / discharging of a battery connected on a current path by fusing the current path and suppresses thermal runaway of the battery.

充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギ密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。   Many secondary batteries that can be charged and used repeatedly are processed into battery packs and provided to users. In particular, in lithium ion secondary batteries with high weight energy density, in order to ensure the safety of users and electronic devices, in general, several protection circuits such as overcharge protection and overdischarge protection are built in the battery pack, It has a function of shutting off the output of the battery pack in a predetermined case.

この種の保護素子には、バッテリパックに内蔵されたFETスイッチを用いて出力のON/OFFを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行うものがある。しかしながら、何らかの原因でFETスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大な異常電圧を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられている。   This type of protection element includes an overcharge protection or overdischarge protection operation of the battery pack by turning on / off the output using an FET switch built in the battery pack. However, when the FET switch is short-circuited for some reason, a lightning surge or the like is applied and an instantaneous large current flows, or the output voltage drops abnormally due to the life of the battery cell. Even when the voltage is output, the battery pack and the electronic device must be protected from accidents such as ignition. Therefore, in order to safely shut off the output of the battery cell in any possible abnormal state, a protection element made of a fuse element having a function of cutting off the current path by an external signal is used. .

このようなリチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子としては、特許文献1に記載されているように、電流経路上の第1及び第2の電極間に亘って可溶導体を接続して電流経路の一部をなし、この電流経路上の可溶導体を、過電流による自己発熱、あるいは保護素子内部に設けた発熱体によって溶断するものがある。このような保護素子では、溶融した液体状の可溶導体を第1及び第2の電極上に集めることにより電流経路を遮断する。   As a protection element of a protection circuit for such a lithium ion secondary battery, a soluble conductor is connected across the first and second electrodes on the current path as described in Patent Document 1. Some of the current paths form a part of the current path, and the fusible conductor on the current path is melted by self-heating due to overcurrent or by a heating element provided inside the protective element. In such a protective element, the molten liquid soluble conductor is collected on the first and second electrodes, thereby interrupting the current path.

特開2010−003665号公報JP 2010-003665 A 特開2004−265617号公報JP 2004-265617 A

上述した可溶導体を用いた保護素子においては、電流経路の遮断時の絶縁性能を向上させるためには、第1及び第2の電極間の距離を離すことが好ましい。しかし、電子機器の小型化、薄型化に伴い、バッテリパックに内蔵される保護素子としても更なる小型化、薄型化が求められ、第1及び第2の電極間の距離を離すことが難しい。また、二次電池の高容量化、高出力化に伴い、保護素子の定格についてより大きなものが求められている。   In the protection element using the soluble conductor described above, it is preferable to increase the distance between the first and second electrodes in order to improve the insulation performance when the current path is interrupted. However, along with the downsizing and thinning of electronic devices, further reduction in size and thickness is required as a protective element built in the battery pack, and it is difficult to increase the distance between the first and second electrodes. In addition, with the increase in capacity and output of secondary batteries, there is a demand for higher protection element ratings.

ここで、保護素子の定格を上げるためには、可溶導体の導体抵抗の低減と、電流経路の遮断時における絶縁性能とのバランスを取る必要がある。すなわち、電流をより多く流すためには、導体抵抗を下げる必要があり、よって可溶導体の断面積を大きくする必要がある。しかし、可溶導体の断面積が大きくなるほど、溶融させる可溶導体の量が増大し、その溶断に要する時間が長くなり、安全性を損なうおそれがある。   Here, in order to raise the rating of the protection element, it is necessary to balance the reduction in the conductor resistance of the fusible conductor and the insulation performance when the current path is interrupted. That is, in order to flow a larger amount of current, it is necessary to reduce the conductor resistance, and thus it is necessary to increase the cross-sectional area of the soluble conductor. However, as the cross-sectional area of the fusible conductor increases, the amount of the fusible conductor to be melted increases, and the time required for fusing increases, which may impair safety.

また、可溶導体の断面積を大きくするほど、溶融導体を保持する第1及び第2の電極の許容量を超えてしまい、溢れた溶融導体によって、第1及び第2の電極間が短絡するおそれもある。かかる問題の改善案として、可溶導体を覆うカバー部材にも電極を設け、溶融導体を保持する許容量を増加させる構成も提案されている。しかし、可溶導体に掛けた熱がカバー部の電極に吸熱されてしまい、溶融導体の濡れ性が著しく低下し、却って許容量が減少する場合があった。   Further, as the cross-sectional area of the fusible conductor is increased, the allowable amount of the first and second electrodes holding the molten conductor is exceeded, and the overflowed molten conductor causes a short circuit between the first and second electrodes. There is also a fear. As an improvement plan for such a problem, a configuration has also been proposed in which an electrode is also provided on a cover member covering a soluble conductor to increase an allowable amount for holding a molten conductor. However, the heat applied to the fusible conductor is absorbed by the electrode of the cover part, and the wettability of the molten conductor is remarkably lowered, and the allowable amount may be reduced.

そこで、本発明は、可溶導体の定格容量を向上させるとともに、可溶導体の速やかな溶断を可能とし、かつ、溶融導体を保持する許容量を増加させることができる保護素子を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a protective element that improves the rated capacity of a soluble conductor, enables a prompt fusing of the soluble conductor, and increases the allowable amount for holding the molten conductor. Objective.

上述した課題を解決するために、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板に積層された第1の発熱体と、少なくとも上記第1の発熱体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第1及び第2の電極と、上記第1の発熱体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第1及び第2の電極の間の電流経路上で該第1の発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体と、上記絶縁基板上を覆うカバー部材とを備え、上記可溶導体の上方には第2の発熱体が設けられているものである。   In order to solve the above-described problems, a protection element according to the present invention includes an insulating substrate, a first heating element laminated on the insulating substrate, and the insulating substrate so as to cover at least the first heating element. Laminated on the insulating member so as to overlap the first heating element and the first and second electrodes laminated on the insulating substrate on which the insulating member is laminated. A heating element extraction electrode electrically connected to the first heating element on a current path between the first and second electrodes, and from the heating element extraction electrode to the first and second electrodes A soluble conductor that is laminated and that melts the current path between the first electrode and the second electrode by heat, and a cover member that covers the insulating substrate, and is disposed above the soluble conductor. Is provided with a second heating element.

本発明によれば、第2の発熱体及び第1の発熱体が発熱される。これにより、本発明は、第1、第2の発熱抵抗体によって、可溶導体を加熱する。したがって、本発明によれば、電流経路上の可溶導体の定格を向上させるべく、断面積を厚くした場合にも、素早く、確実に溶断することができる。   According to the present invention, the second heating element and the first heating element generate heat. Accordingly, in the present invention, the soluble conductor is heated by the first and second heating resistors. Therefore, according to the present invention, even when the cross-sectional area is increased in order to improve the rating of the fusible conductor on the current path, the fusing can be performed quickly and reliably.

本発明が適用された保護素子を示す図であり、(A)は断面図、(B)はカバー部材及びフラックスを除いた状態の平面図を示す。It is a figure which shows the protection element to which this invention was applied, (A) is sectional drawing, (B) shows the top view of the state except the cover member and the flux. 本発明が適用された保護素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子が組み込まれたバッテリモジュールの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the battery module incorporating the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the protection element to which this invention was applied. 従来の保護素子における、可溶導体が溶断された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the soluble conductor in the conventional protection element was blown out. 本発明が適用された保護素子における、可溶導体が溶断された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the soluble conductor in the protection element to which this invention was applied was blown out. 本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the protection element to which this invention was applied. 変形例に係る保護素子の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the protection element which concerns on a modification. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied. 他の変形例に係る保護素子の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the protection element which concerns on another modification. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied. 本発明が適用された保護素子の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the protection element to which this invention was applied.

以下、本発明が適用された保護素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, a protection element to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[保護素子の構成]
図1、図2に示すように、本発明が適用された保護素子10は、絶縁基板11と、絶縁基板11に積層され、絶縁部材15に覆われた第1の発熱抵抗体14と、絶縁基板11の両端に形成された電極12(A1),12(A2)と、絶縁部材15上に第1の発熱抵抗体14と重畳するように積層された発熱体引出電極16と、両端が電極12(A1),12(A2)にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極16に接続された可溶導体13と、絶縁基板11上に載置され内部を保護するカバー部材19とを備える。
[Configuration of protection element]
As shown in FIGS. 1 and 2, a protection element 10 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 11, a first heating resistor 14 laminated on the insulating substrate 11 and covered with an insulating member 15, and an insulating substrate 10. Electrodes 12 (A 1) and 12 (A 2) formed on both ends of the substrate 11, a heating element extraction electrode 16 stacked on the insulating member 15 so as to overlap the first heating resistor 14, and both ends are electrodes 12 (A1) and 12 (A2), each having a soluble conductor 13 having a central portion connected to the heating element extraction electrode 16 and a cover member 19 placed on the insulating substrate 11 and protecting the inside. .

絶縁基板11は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板11は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよいが、ヒューズ溶断時の温度に留意する必要がある。   The insulating substrate 11 is formed in a substantially square shape using an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, the insulating substrate 11 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board, but it is necessary to pay attention to the temperature when the fuse is blown.

第1の発熱抵抗体14は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばW、Mo、Ru等からなる。これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板11上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。   The first heating resistor 14 has a relatively high resistance value and is a conductive member that generates heat when energized. For example, the first heating resistor 14 is made of W, Mo, Ru, or the like. These alloys, compositions, or compound powders are mixed with a resin binder or the like to form a paste on the insulating substrate 11 by patterning using a screen printing technique and firing.

第1の発熱抵抗体14を覆うように絶縁部材15が配置され、この絶縁部材15を介して第1の発熱抵抗体14に対向するように発熱体引出電極16が配置される。第1の発熱抵抗体14の熱を効率良く可溶導体に伝えるために、第1の発熱抵抗体14と絶縁基板11の間に絶縁部材15を積層しても良い。   An insulating member 15 is disposed so as to cover the first heating resistor 14, and a heating element extraction electrode 16 is disposed so as to face the first heating resistor 14 with the insulating member 15 interposed therebetween. In order to efficiently transfer the heat of the first heating resistor 14 to the fusible conductor, an insulating member 15 may be laminated between the first heating resistor 14 and the insulating substrate 11.

発熱体引出電極16の一端は、第1の発熱抵抗体14に接続され、この第1の発熱抵抗体14を介して発熱体電極18(P1)に接続される。また、発熱体電極18(P1)は、後述するカバー部材19に設けられた導通電極22及び第2の発熱抵抗体25を介して、他方の発熱体電極18(P2)に接続される。   One end of the heating element lead electrode 16 is connected to the first heating resistor 14 and is connected to the heating element electrode 18 (P1) via the first heating resistor 14. The heating element electrode 18 (P1) is connected to the other heating element electrode 18 (P2) via a conduction electrode 22 and a second heating resistor 25 provided on a cover member 19 described later.

可溶導体13は、第1の発熱抵抗体14の発熱により速やかに溶断される低融点金属からなり、例えばSnを主成分とするPbフリーハンダを好適に用いることができる。また、可溶導体13は、低融点金属と、Ag、Cu又はこれらを主成分とする合金等の高融点金属との積層体であってもよい。   The fusible conductor 13 is made of a low-melting-point metal that is quickly melted by the heat generated by the first heating resistor 14. For example, Pb-free solder containing Sn as a main component can be suitably used. The soluble conductor 13 may be a laminate of a low melting point metal and a high melting point metal such as Ag, Cu, or an alloy containing these as a main component.

高融点金属と低融点金属とを積層することによって、保護素子5をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、可溶導体13として溶断するに至らない。かかる可溶導体13は、高融点金属に低融点金属をメッキ技術を用いて成膜することによって形成してもよく、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによって形成してもよい。なお、可溶導体13は、外層を構成する低融点金属を用いて、発熱体引出電極16及び電極12(A1),12(A2)へ、ハンダ接続することができる。   Even if the reflow temperature exceeds the melting temperature of the low melting point metal layer and the low melting point metal melts when the protective element 5 is reflow mounted by laminating the high melting point metal and the low melting point metal, the soluble conductor 13 does not lead to fusing. Such a soluble conductor 13 may be formed by depositing a low melting point metal on a high melting point metal by using a plating technique, or may be formed by using another known lamination technique or film forming technique. . The fusible conductor 13 can be solder-connected to the heating element extraction electrode 16 and the electrodes 12 (A1) and 12 (A2) using a low melting point metal constituting the outer layer.

なお、可溶導体13の酸化防止、及び可溶導体13の溶融時における濡れ性を向上させるために、可溶導体13上のほぼ全面にフラックス17を塗布してもよい。   In order to prevent oxidation of the soluble conductor 13 and improve the wettability when the soluble conductor 13 is melted, the flux 17 may be applied to almost the entire surface of the soluble conductor 13.

[第2の発熱体]
保護素子10は、絶縁基板11上に、これら電極12(A1),12(A2)、第1の発熱抵抗体14、絶縁部材15、発熱体引出電極16、及び発熱体電極18(P1),18(P2)が形成されるとともに可溶導体13が搭載されると、カバー部材19に覆われることによりその内部が保護される。
[Second heating element]
The protective element 10 is formed on the insulating substrate 11 with the electrodes 12 (A1) and 12 (A2), the first heating resistor 14, the insulating member 15, the heating element extraction electrode 16, and the heating element electrode 18 (P1), When 18 (P2) is formed and the fusible conductor 13 is mounted, the inside thereof is protected by being covered with the cover member 19.

カバー部材19は、保護素子10の側面を構成する側壁20と、保護素子10の上面を構成する天面部21とを有し、側壁20が絶縁基板11上に接続されることにより、保護素子10の内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材19は、上記絶縁基板11と同様に、たとえば、セラミックスやガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。   The cover member 19 has a side wall 20 that constitutes a side surface of the protection element 10 and a top surface portion 21 that constitutes an upper surface of the protection element 10, and the side wall 20 is connected to the insulating substrate 11. It becomes a lid that closes the inside of the. The cover member 19 is formed using an insulating member such as a ceramic or a glass epoxy substrate, for example, in the same manner as the insulating substrate 11.

側壁20は、基端部20aから天面部21に掛けて導通電極22が形成されている。導通電極22は、例えば、Cu、W、Mo、Au等公知の導電材料を用いることができる。また、導通電極22は、基端部20aの端面から臨まされている。そして、側壁20は、基端部20aが、導電性接着剤やハンダペースト等の接着剤23によって、発熱体電極18(P1),18(P2)に接続される。これにより、側壁20は、導通電極22が発熱体電極18(P1),18(P2)に電気的に接続されている。   The side wall 20 has a conductive electrode 22 formed from the base end portion 20 a to the top surface portion 21. For the conductive electrode 22, for example, a known conductive material such as Cu, W, Mo, or Au can be used. Further, the conductive electrode 22 is exposed from the end face of the base end portion 20a. The side wall 20 has a base end 20a connected to the heating element electrodes 18 (P1) and 18 (P2) by an adhesive 23 such as a conductive adhesive or solder paste. Thereby, as for the side wall 20, the conduction electrode 22 is electrically connected to the heat generating body electrodes 18 (P1) and 18 (P2).

天面部21は、側壁20間に亘って第2の発熱抵抗体25が形成されている。第2の発熱抵抗体25は、上記第1の発熱抵抗体14と同様に、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばW、Mo、Ru等からなる。第2の発熱抵抗体25は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを天面部21上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。第2の発熱抵抗体25は、天面部21上に形成された後、さらにカバー部材19を構成する絶縁部材が積層されることにより、天面部21に内蔵される。また、第2の発熱抵抗体25は、カバー部材19が絶縁基板11上を覆うことにより、発熱体引出電極16と対向する位置に形成されている。   In the top surface portion 21, the second heating resistor 25 is formed between the side walls 20. Similar to the first heating resistor 14, the second heating resistor 25 is a conductive member that has a relatively high resistance value and generates heat when energized, and is made of, for example, W, Mo, Ru, or the like. The second heating resistor 25 is obtained by forming a paste on the top surface portion 21 using a screen printing technique by mixing a powdery body of these alloys, compositions or compounds with a resin binder or the like. And formed by firing. After the second heating resistor 25 is formed on the top surface portion 21, an insulating member constituting the cover member 19 is further laminated to be built in the top surface portion 21. The second heating resistor 25 is formed at a position facing the heating element extraction electrode 16 when the cover member 19 covers the insulating substrate 11.

また、第2の発熱抵抗体25は、両端が側壁20に形成された導通電極22と接続されている。そして、天面部21は、発熱体電極18(P1),18(P2)及び導通電極22を介して第2の発熱抵抗体25が通電されることにより発熱する。したがって、保護素子10は、カバー部材19の天面部21側からも、可溶導体13を加熱することができる。   The second heating resistor 25 is connected to the conduction electrode 22 formed on the side wall 20 at both ends. The top surface portion 21 generates heat when the second heating resistor 25 is energized through the heating element electrodes 18 (P 1) and 18 (P 2) and the conduction electrode 22. Therefore, the protection element 10 can heat the soluble conductor 13 also from the top surface portion 21 side of the cover member 19.

また、天面部21は、可溶導体13と対向する内面21aに、カバー部電極26を形成することが好ましい。カバー部電極26は、第2の発熱抵抗体25と重畳する位置に形成されている。このカバー部電極26は、第1、第2の発熱抵抗体14,25が発熱し、可溶導体13が溶融されると、溶融導体が接触して濡れ広がることにより、溶融導体を保持する許容量を増加させることができる。   Moreover, it is preferable that the top surface part 21 forms the cover part electrode 26 in the inner surface 21a facing the soluble conductor 13. The cover part electrode 26 is formed at a position overlapping the second heating resistor 25. When the first and second heating resistors 14 and 25 generate heat and the fusible conductor 13 is melted, the cover electrode 26 permits the molten conductor to come into contact with and spread out, thereby holding the molten conductor. The capacity can be increased.

このとき、保護素子10は、第2の発熱抵抗体25によってカバー部電極26も加熱されているため、第1の発熱抵抗体14の熱がカバー部電極26によって吸熱されることが無い。したがって、保護素子10は、カバー部電極26に確実に溶融導体を濡れ広がらせることができ、溢れた溶融導体による短絡を防止することができる。   At this time, since the cover element electrode 26 is also heated by the second heating resistor 25 in the protection element 10, the heat of the first heating resistor 14 is not absorbed by the cover electrode 26. Accordingly, the protective element 10 can reliably wet and spread the molten conductor on the cover part electrode 26, and can prevent a short circuit due to the overflowing molten conductor.

[保護素子の使用方法]
図3に示すように、上述した保護素子10は、リチウムイオン二次電池のバッテリパック30内の回路に用いられる。
[How to use protection elements]
As shown in FIG. 3, the protection element 10 described above is used in a circuit in a battery pack 30 of a lithium ion secondary battery.

たとえば、保護素子10は、合計4個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル31〜34からなるバッテリスタック35を有するバッテリパック30に組み込まれて使用される。   For example, the protection element 10 is used by being incorporated in a battery pack 30 having a battery stack 35 including battery cells 31 to 34 of a total of four lithium ion secondary batteries.

バッテリパック30は、バッテリスタック35と、バッテリスタック35の充放電を制御する充放電制御回路40と、バッテリスタック35の異常時に充電を遮断する本発明が適用された保護素子10と、各バッテリセル31〜34の電圧を検出する検出回路36と、検出回路36の検出結果に応じて保護素子10の動作を制御する電流制御素子37とを備える。   The battery pack 30 includes a battery stack 35, a charge / discharge control circuit 40 that controls charging / discharging of the battery stack 35, a protection element 10 to which the present invention that cuts off charging when the battery stack 35 is abnormal, and each battery cell. A detection circuit 36 that detects voltages 31 to 34 and a current control element 37 that controls the operation of the protection element 10 according to the detection result of the detection circuit 36 are provided.

バッテリスタック35は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル31〜34が直列接続されたものであり、バッテリパック30の正極端子30a、負極端子30bを介して、着脱可能に充電装置45に接続され、充電装置45からの充電電圧が印加される。充電装置45により充電されたバッテリパック30の正極端子30a、負極端子30bをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。   The battery stack 35 is formed by connecting battery cells 31 to 34 that need to be controlled for protection from overcharge and overdischarge states, and is detachable via the positive electrode terminal 30a and the negative electrode terminal 30b of the battery pack 30. Are connected to the charging device 45, and a charging voltage from the charging device 45 is applied thereto. The electronic device can be operated by connecting the positive electrode terminal 30a and the negative electrode terminal 30b of the battery pack 30 charged by the charging device 45 to an electronic device operating with a battery.

充放電制御回路40は、バッテリスタック35から充電装置45に流れる電流経路に直列接続された2つの電流制御素子41,42と、これらの電流制御素子41,42の動作を制御する制御部43とを備える。電流制御素子41,42は、たとえば電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ。)により構成され、制御部43によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック35の電流経路の導通と遮断とを制御する。制御部43は、充電装置45から電力供給を受けて動作し、検出回路36による検出結果に応じて、バッテリスタック35が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子41,42の動作を制御する。   The charge / discharge control circuit 40 includes two current control elements 41 and 42 connected in series to a current path flowing from the battery stack 35 to the charging device 45, and a control unit 43 that controls operations of these current control elements 41 and 42. Is provided. The current control elements 41 and 42 are configured by, for example, field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), and control the gate voltage by the control unit 43 to control conduction and interruption of the current path of the battery stack 35. . The control unit 43 operates by receiving power supply from the charging device 45, and controls the current so as to cut off the current path when the battery stack 35 is overdischarged or overcharged according to the detection result by the detection circuit 36. The operation of the elements 41 and 42 is controlled.

保護素子10は、たとえば、バッテリスタック35と充放電制御回路40との間の充放電電流経路上に接続され、その動作が電流制御素子37によって制御される。   The protection element 10 is connected to, for example, a charge / discharge current path between the battery stack 35 and the charge / discharge control circuit 40, and its operation is controlled by the current control element 37.

検出回路36は、各バッテリセル31〜34と接続され、各バッテリセル31〜34の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路40の制御部43に供給する。また、検出回路36は、いずれか1つのバッテリセル31〜34が過充電電圧又は過放電電圧になったときに電流制御素子37を制御する制御信号を出力する。   The detection circuit 36 is connected to each of the battery cells 31 to 34, detects the voltage value of each of the battery cells 31 to 34, and supplies each voltage value to the control unit 43 of the charge / discharge control circuit 40. The detection circuit 36 outputs a control signal for controlling the current control element 37 when any one of the battery cells 31 to 34 becomes an overcharge voltage or an overdischarge voltage.

電流制御素子37は、たとえばFETにより構成され、検出回路36から出力される検出信号によって、バッテリセル31〜34の電圧値が所定の過放電又は過充電状態を超える電圧になったとき、保護素子10を動作させて、バッテリスタック35の充放電電流経路を電流制御素子41,42のスイッチ動作によらず遮断するように制御する。   The current control element 37 is configured by, for example, an FET, and when the voltage value of the battery cells 31 to 34 exceeds a predetermined overdischarge or overcharge state by a detection signal output from the detection circuit 36, the protection element 10 is operated to control the charge / discharge current path of the battery stack 35 to be cut off regardless of the switch operation of the current control elements 41 and 42.

以上のような構成からなるバッテリパック30において、本発明が適用された保護素子10は、図4に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子10は、発熱体引出電極16を介して直列接続された可溶導体13と、可溶導体13の接続点を介して通電して発熱することによって可溶導体13を溶融する第1の発熱抵抗体14と、第1の発熱抵抗体14と発熱体電極18(A1)及び導通電極22を介して通電して発熱することによって可溶導体13を溶融する第2の発熱抵抗体25とからなる回路構成である。また、保護素子10では、たとえば、可溶導体13が充放電電流経路上に直列接続され、第1、第2の発熱抵抗体14,25が電流制御素子37と接続される。保護素子10の2個の電極12のうち、一方は、A1に接続され、他方は、A2に接続される。また、発熱体引出電極16とこれに接続された発熱体電極18は、P1に接続され、他方の発熱体電極18は、P2に接続される。   In the battery pack 30 having the above configuration, the protection element 10 to which the present invention is applied has a circuit configuration as shown in FIG. That is, the protective element 10 melts the soluble conductor 13 by generating heat by energizing the soluble conductor 13 connected in series via the heating element extraction electrode 16 and the connection point of the soluble conductor 13. The first heating resistor 14, the first heating resistor 14, the heating electrode 18 (A 1), and the conduction electrode 22. 25 is a circuit configuration. In the protection element 10, for example, the fusible conductor 13 is connected in series on the charge / discharge current path, and the first and second heating resistors 14, 25 are connected to the current control element 37. One of the two electrodes 12 of the protection element 10 is connected to A1, and the other is connected to A2. Further, the heating element extraction electrode 16 and the heating element electrode 18 connected thereto are connected to P1, and the other heating element electrode 18 is connected to P2.

このような回路構成からなる保護素子10は、バッテリセル31〜34のいずれか一又は複数に電圧異常等が検知されると、電流制御素子37によって第2の発熱抵抗体25及び第1の発熱抵抗体14が発熱される。これにより、保護素子10は、第1、第2の発熱抵抗体14,25によって、可溶導体13を加熱する。したがって、保護素子10によれば、電流経路上の可溶導体13の定格を向上させるべく、断面積を厚くした場合にも、素早く、確実に溶断することができる。   In the protection element 10 having such a circuit configuration, when a voltage abnormality or the like is detected in any one or a plurality of the battery cells 31 to 34, the current control element 37 causes the second heating resistor 25 and the first heat generation. The resistor 14 generates heat. Thereby, the protection element 10 heats the soluble conductor 13 by the first and second heating resistors 14 and 25. Therefore, according to the protective element 10, even when the cross-sectional area is increased in order to improve the rating of the fusible conductor 13 on the current path, it can be melted quickly and reliably.

また、保護素子10は、発熱体引出電極16と対向してカバー部電極26が形成されているため、図5に示す発熱体引出電極16のみで溶融導体を保持する場合に比して、図6に示すように、溶融導体を保持する許容量を飛躍的に向上させることができる。このカバー部電極26は、天面部21に設けられた第2の発熱抵抗体25によって加熱されているため、可溶導体13の濡れ性を阻害することなく、充分に濡れ広がらせ、許容量を増大させることができる。   Further, since the protection element 10 is formed with the cover electrode 26 so as to face the heating element extraction electrode 16, as compared with the case where the molten conductor is held only by the heating element extraction electrode 16 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the allowable amount for holding the molten conductor can be dramatically improved. Since this cover part electrode 26 is heated by the second heating resistor 25 provided on the top surface part 21, the cover part electrode 26 is sufficiently wetted and spread without impairing the wettability of the soluble conductor 13. Can be increased.

なお、本発明の保護素子は、リチウムイオン二次電池のバッテリパックに用いる場合に限らず、電気信号による電流経路の遮断を必要とする様々な用途にももちろん応用可能である。また、電流制御素子37による保護素子10の作動条件は、バッテリセル31〜34の電圧異常の場合に限らず、例えば周囲の温度の異常な上昇や、水没等、あらゆるアクシデントを検知することによって作動させることができる。   The protection element of the present invention is not limited to use in a battery pack of a lithium ion secondary battery, and can of course be applied to various uses that require interruption of a current path by an electric signal. In addition, the operating condition of the protection element 10 by the current control element 37 is not limited to the case where the voltage of the battery cells 31 to 34 is abnormal. Can be made.

[変形例1]
次いで、本発明が適用された保護素子の変形例について説明する。なお、以下に説明する保護素子において、上記保護素子10と同一の部材については、同一の符号を付してその詳細を省略する。
[Modification 1]
Next, modifications of the protection element to which the present invention is applied will be described. Note that, in the protective element described below, the same members as those of the protective element 10 are denoted by the same reference numerals, and the details thereof are omitted.

図7に示す保護素子50は、第1の発熱抵抗体14と第2の発熱抵抗体25とが並列に接続されたものである。図7、図8に示すように、保護素子50は、第1、第2の発熱抵抗体14,25が発熱体電極18(P1),18(P2)の両方と接続されている。また、保護素子50は、発熱体引出電極16と接続されている発熱体電極18がP1に接続され、他方の発熱体電極18がP2に接続されている。その他の構成は保護素子10と同じである。   7 includes a first heating resistor 14 and a second heating resistor 25 connected in parallel. As shown in FIGS. 7 and 8, in the protection element 50, the first and second heating resistors 14 and 25 are connected to both the heating element electrodes 18 (P 1) and 18 (P 2). In the protection element 50, the heating element electrode 18 connected to the heating element extraction electrode 16 is connected to P1, and the other heating element electrode 18 is connected to P2. Other configurations are the same as those of the protection element 10.

このような回路構成からなる保護素子50は、バッテリセル31〜34のいずれか一又は複数に電圧異常等が検知されると、電流制御素子37によって第1の発熱抵抗体14及び第2の発熱抵抗体25が発熱される。これにより、保護素子10は、第1、第2の発熱抵抗体14,25によって、可溶導体13を加熱する。したがって、保護素子10によれば、電流経路上の可溶導体13の定格を向上させるべく、断面積を厚くした場合にも、素早く、確実に溶断することができる。また、保護素子50においても、カバー部材19の天面部21に、発熱体引出電極16と対向するカバー部電極26を設けることにより、溶融導体を保持する許容量を増大させることができる。   In the protection element 50 having such a circuit configuration, when a voltage abnormality or the like is detected in any one or more of the battery cells 31 to 34, the current heating element 14 and the second heat generation are generated by the current control element 37. The resistor 25 generates heat. Thereby, the protection element 10 heats the soluble conductor 13 by the first and second heating resistors 14 and 25. Therefore, according to the protective element 10, even when the cross-sectional area is increased in order to improve the rating of the fusible conductor 13 on the current path, it can be melted quickly and reliably. Also in the protection element 50, by providing the cover portion electrode 26 facing the heating element extraction electrode 16 on the top surface portion 21 of the cover member 19, the allowable amount for holding the molten conductor can be increased.

また、保護素子50は、第1、第2の発熱抵抗体14,25を並列で接続しているため、静電気の影響等で一方の発熱抵抗体が壊れた場合にも、他方の発熱抵抗体を発熱させ、可溶導体13を溶断することができる。   Further, since the protective element 50 has the first and second heating resistors 14 and 25 connected in parallel, even if one heating resistor breaks due to the influence of static electricity or the like, the other heating resistor The soluble conductor 13 can be blown out.

[変形例2]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図9に示す保護素子60は、第1の発熱抵抗体14と第2の発熱抵抗体25とを、別々の電流経路に接続させたものである。図9、図10に示すように、保護素子60において、第1の発熱抵抗体14は、発熱体引出電極16を介してP1と接続され、発熱体電極61を介してP2と接続されている。また、第2の発熱抵抗体25は、一対の発熱体電極62,62に接続され、これら一対の発熱体電極62,62は、第1の発熱抵抗体14とは別個の電流経路上に接続されている。その他の構成は保護素子10と同じである。
[Modification 2]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. The protection element 60 shown in FIG. 9 is formed by connecting the first heating resistor 14 and the second heating resistor 25 to different current paths. As shown in FIGS. 9 and 10, in the protection element 60, the first heating resistor 14 is connected to P <b> 1 through the heating element lead electrode 16 and is connected to P <b> 2 through the heating element electrode 61. . The second heating resistor 25 is connected to a pair of heating element electrodes 62 and 62, and the pair of heating element electrodes 62 and 62 are connected on a current path different from that of the first heating resistor 14. Has been. Other configurations are the same as those of the protection element 10.

このように保護素子60は、第1の発熱抵抗体14と第2の発熱抵抗体25とを別々の電流経路上に形成しているため、例えば、第1の発熱抵抗体14をバッテリセル31〜34が接続されたラインに設け、第2の発熱抵抗体25をICやマイコンが接続されたラインに設けることで、相互の絶縁性を向上させることができ、素子全体の安定性を向上させることができる。   Thus, since the protection element 60 forms the first heating resistor 14 and the second heating resistor 25 on separate current paths, for example, the first heating resistor 14 is connected to the battery cell 31. To 34 are provided, and the second heating resistor 25 is provided on the line to which the IC and the microcomputer are connected, so that the mutual insulation can be improved and the stability of the entire element is improved. be able to.

[変形例3]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図11に示す保護素子70は、第2の発熱抵抗体25を天面部21の内部に設けるのではなく、発熱体引出電極16と対向する内面21aに設け、カバー部電極26の機能を兼用させたものである。その他の構成は、保護素子50と同じである。
[Modification 3]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. The protective element 70 shown in FIG. 11 is not provided with the second heating resistor 25 inside the top surface portion 21 but is provided on the inner surface 21a facing the heating element extraction electrode 16 so as to share the function of the cover portion electrode 26. It is a thing. Other configurations are the same as those of the protection element 50.

天面部21の内面21aに設けられた第2の発熱抵抗体25は、カバー部材19側から可溶導体13を加熱すると共に、カバー部電極26と同様に、溶融導体を保持し、許容量を増大させることができる。   The second heating resistor 25 provided on the inner surface 21a of the top surface portion 21 heats the fusible conductor 13 from the cover member 19 side, and holds the molten conductor in the same manner as the cover portion electrode 26, and allows an allowable amount. Can be increased.

保護素子70は、第2の発熱抵抗体25を天面部21の内面21aに設けることで、第2の発熱抵抗体25の形成工程を簡略させるとともに、天面部21の薄型化を図り、素子の厚みを減らすことができる。なお、第2の発熱抵抗体25は、図11に示すように、第1の発熱抵抗体14と並列に接続されていてもよく、図2に示すように、第1の発熱抵抗体14と直列に接続されていてもよい。   The protective element 70 is provided with the second heat generating resistor 25 on the inner surface 21a of the top surface portion 21, thereby simplifying the process of forming the second heat generating resistor 25 and reducing the thickness of the top surface portion 21. The thickness can be reduced. The second heat generating resistor 25 may be connected in parallel with the first heat generating resistor 14 as shown in FIG. 11, and as shown in FIG. They may be connected in series.

[変形例4]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図12に示す保護素子80は、第2の発熱抵抗体25を天面部21の上面21bに設けたものである。その他の構成は、保護素子50と同じである。
[Modification 4]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. The protection element 80 shown in FIG. 12 has a second heating resistor 25 provided on the upper surface 21 b of the top surface portion 21. Other configurations are the same as those of the protection element 50.

保護素子80によっても、天面得21の積層構造が簡略化され、第2の発熱抵抗体25を簡易な構成で形成することができ、また天面部21の薄型化を図り、素子の厚みを減らすことができる。なお、保護素子80は、第2の発熱抵抗体25が第1の発熱抵抗体14と並列に接続されていてもよく(図13)、あるいは第1の発熱抵抗体14と直列に接続されていてもよい。なお、保護素子80は、天面部21の内面21aにカバー部電極26を設けることが好ましい。   The protective element 80 also simplifies the laminated structure of the top surface 21 and allows the second heating resistor 25 to be formed with a simple configuration. Further, the top surface portion 21 can be thinned to reduce the thickness of the element. Can be reduced. In the protection element 80, the second heating resistor 25 may be connected in parallel with the first heating resistor 14 (FIG. 13), or connected in series with the first heating resistor 14. May be. The protective element 80 is preferably provided with the cover electrode 26 on the inner surface 21 a of the top surface 21.

[変形例5]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図13に示す保護素子90は、第2の発熱抵抗体25と、第2の発熱抵抗体25が形成されたベース基板91と、第2の発熱抵抗体25に電気的に接続されるとともに第1の発熱抵抗体14と接続された一対の発熱体電極18(P1)、18(P2)上に接続された導通電極22とを有する発熱体モジュール92を有し、この発熱体モジュール92が、絶縁基板11上に搭載されているものである。
[Modification 5]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. The protection element 90 shown in FIG. 13 is electrically connected to the second heating resistor 25, the base substrate 91 on which the second heating resistor 25 is formed, and the second heating resistor 25, and A heating element module 92 having a pair of heating element electrodes 18 (P1) connected to one heating resistor 14 and a conductive electrode 22 connected on 18 (P2). It is mounted on the insulating substrate 11.

ベース基板91は、上記絶縁基板11と同様に、たとえば、セラミックスやガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。ベース基板91は、第2の発熱抵抗体25が内蔵されているが、内面91aや上面91bに設けてもよい。導通電極22は、ベース基板91の両側に立設され、発熱体モジュール92の側壁をなす。また、導通電極22は、第2の発熱抵抗体25と電気的に接続され、絶縁基板11上に設けられた発熱体電極18(P1)、18(P2)上に接続されることにより、第2の発熱抵抗体25を通電、発熱させる。   The base substrate 91 is formed using an insulating member such as a ceramic or a glass epoxy substrate, for example, as with the insulating substrate 11. The base substrate 91 incorporates the second heating resistor 25, but may be provided on the inner surface 91a or the upper surface 91b. The conductive electrode 22 is erected on both sides of the base substrate 91 and forms the side wall of the heating element module 92. The conduction electrode 22 is electrically connected to the second heating resistor 25 and connected to the heating element electrodes 18 (P 1) and 18 (P 2) provided on the insulating substrate 11. Two heating resistors 25 are energized and heated.

この発熱体モジュール92は、予めベース基板91に第2の発熱抵抗体25が設けられると共に一対の導通電極22が接続される。そして、発熱体モジュール92は、導通電極22の基端部を、絶縁基板11上に形成された発熱体電極18(P1)、18(P2)上に接続される。その後、保護素子90は、さらに発熱体モジュール92を覆うように、カバー部材19を設ける。   In the heating element module 92, the second heating resistor 25 is provided on the base substrate 91 in advance and the pair of conductive electrodes 22 are connected. In the heating element module 92, the base end portion of the conduction electrode 22 is connected to the heating element electrodes 18 (P1) and 18 (P2) formed on the insulating substrate 11. Thereafter, the protection element 90 further provides the cover member 19 so as to cover the heating element module 92.

このように、保護素子90は、カバー部材19と、第2の発熱抵抗体25を有する発熱体モジュール92を設けている。したがって、保護素子90は、カバー部材19によって発熱体モジュール92を保護しているため、ベース基板91や導通電極22が強度不足であっても問題ない。また、保護素子90は、カバー部材19によって発熱体モジュール92を覆うため、発熱体モジュール92に対する外部からの影響を防止することができる。   As described above, the protective element 90 includes the cover member 19 and the heating element module 92 including the second heating resistor 25. Therefore, since the protection element 90 protects the heating element module 92 by the cover member 19, there is no problem even if the base substrate 91 and the conductive electrode 22 are insufficient in strength. Further, since the protection element 90 covers the heating element module 92 with the cover member 19, it is possible to prevent the heating element module 92 from being influenced from the outside.

更に、保護素子90は、予めモジュール化された発熱体モジュール92を絶縁基板11上に導電性の接着剤等によって接続するのみで搭載することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。   Furthermore, the protection element 90 can be mounted simply by connecting the heating element module 92 that has been modularized in advance to the insulating substrate 11 with a conductive adhesive or the like, and the manufacturing process can be simplified.

[変形例6]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図14に示す保護素子100は、発熱体モジュール92がカバー部材19の内面に接続されることにより、該カバー部材19と一体に設けられたものである。発熱体モジュール92をカバー部材19と一体に形成することにより、保護素子100は、発熱体モジュール92の実装とカバー部材19の取付けが同時に完了し、製造工程の省力化を図ることができる。また、保護素子100は、発熱体モジュール92とカバー部材19との取り扱いを容易にすることができる。
[Modification 6]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. The protection element 100 shown in FIG. 14 is provided integrally with the cover member 19 by connecting the heating element module 92 to the inner surface of the cover member 19. By forming the heating element module 92 integrally with the cover member 19, the protection element 100 can complete the mounting of the heating element module 92 and the attachment of the cover member 19 at the same time, thereby saving labor in the manufacturing process. Further, the protective element 100 can facilitate handling of the heating element module 92 and the cover member 19.

[変形例7]
また、本発明が適用された保護素子は、以下のように構成してもよい。図15に示す保護素子110は、第2の発熱抵抗体111と、第2の発熱抵抗体111が形成されたベース基板112と、接続配線113を介してカバー部材120と接続される配線電極114とを有する発熱体モジュール115を有する。また、カバー部材120は、側壁121から天面部122に亘って、一対の発熱体電極18(P1)、18(P2)に接続される導電層123を有する。
[Modification 7]
Moreover, you may comprise the protection element to which this invention was applied as follows. 15 includes a second heating resistor 111, a base substrate 112 on which the second heating resistor 111 is formed, and a wiring electrode 114 connected to the cover member 120 via a connection wiring 113. The heating element module 115 having Further, the cover member 120 has a conductive layer 123 connected to the pair of heating element electrodes 18 (P1) and 18 (P2) from the side wall 121 to the top surface portion 122.

そして、カバー部材120は、天面部122に形成された導電層123が接続配線113を介して、発熱体モジュール115の配線電極114と接続されるとともに、側壁121の端面に臨まされた導電層123が、絶縁基板11上の第1の発熱抵抗体14と接続された一対の発熱体電極18(P1)、18(P2)と接続される。接続配線113と配線電極114や天面部122に形成された導電層123との接続は、ハンダペーストや導電性接着ペースト等の導電性を有する接着剤117によって行う。   In the cover member 120, the conductive layer 123 formed on the top surface portion 122 is connected to the wiring electrode 114 of the heating element module 115 via the connection wiring 113, and the conductive layer 123 is exposed to the end surface of the side wall 121. Are connected to a pair of heating element electrodes 18 (P1) and 18 (P2) connected to the first heating resistor 14 on the insulating substrate 11. Connection between the connection wiring 113 and the wiring electrode 114 and the conductive layer 123 formed on the top surface portion 122 is performed by a conductive adhesive 117 such as solder paste or conductive adhesive paste.

保護素子110においても、予め接続配線113を介して発熱体モジュール114をカバー部材120へ接続させておくことで、発熱体モジュール114の実装とカバー部材120の取付けが同時に完了し、製造工程の省力化を図ることができる。また、保護素子110は、発熱体モジュール114とカバー部材120との取り扱いを容易にすることができる。   Also in the protective element 110, the heating element module 114 is connected to the cover member 120 via the connection wiring 113 in advance, so that the mounting of the heating element module 114 and the attachment of the cover member 120 are completed at the same time. Can be achieved. Further, the protection element 110 can facilitate handling of the heating element module 114 and the cover member 120.

なお、発熱体モジュール115は、発熱体引出電極16と対向する位置にモジュール電極116を形成することが好ましい。モジュール電極116は、上述したカバー部電極26と同様に、第2の発熱抵抗体111によって加熱され、可溶導体13を加熱するとともに、溶融導体を保持する許容量を増大させることができる。   Note that the heating element module 115 preferably forms the module electrode 116 at a position facing the heating element extraction electrode 16. Similar to the cover electrode 26 described above, the module electrode 116 is heated by the second heating resistor 111 to heat the soluble conductor 13 and increase the allowable amount for holding the molten conductor.

1,50,60,70,80,90,100,110 保護素子、11 絶縁基板、12 電極、13 可溶導体、14 第1の発熱抵抗体、15 絶縁部材、16 発熱体引出電極、17 フラックス、18 発熱体電極、19,120 カバー部材、20,121 側壁、21,122 天面部、22 導通電極、23 接着剤、25 第2の発熱抵抗体、26 カバー部電極、30 バッテリパック、31,32,33,34 バッテリセル、35 バッテリスタック、36 検出回路、37 電流制御素子、40 充放電制御回路、41,42 電流制御素子、43 制御部、45 充電装置、91 ベース基板、113 接続配線、123 導電層 1, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 Protection element, 11 Insulating substrate, 12 electrodes, 13 Soluble conductor, 14 First heating resistor, 15 Insulating member, 16 Heating element extraction electrode, 17 Flux , 18 Heating element electrode, 19, 120 Cover member, 20, 121 Side wall, 21, 122 Top surface part, 22 Conductive electrode, 23 Adhesive, 25 Second heating resistor, 26 Cover part electrode, 30 Battery pack, 31, 32, 33, 34 Battery cell, 35 Battery stack, 36 Detection circuit, 37 Current control element, 40 Charge / discharge control circuit, 41, 42 Current control element, 43 Control unit, 45 Charging device, 91 Base substrate, 113 Connection wiring, 123 Conductive layer

Claims (10)

絶縁基板と、
上記絶縁基板に積層された第1の発熱体と、
少なくとも上記第1の発熱体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、
上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第1及び第2の電極と、
上記第1の発熱体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第1及び第2の電極の間の電流経路上で該第1の発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体と、
上記絶縁基板上を覆うカバー部材とを備え、
上記可溶導体の上方には第2の発熱体が設けられている保護素子。
An insulating substrate;
A first heating element laminated on the insulating substrate;
An insulating member laminated on the insulating substrate so as to cover at least the first heating element;
First and second electrodes stacked on the insulating substrate on which the insulating member is stacked;
A heating element laminated on the insulating member so as to overlap the first heating element and electrically connected to the first heating element on a current path between the first and second electrodes An extraction electrode;
A soluble conductor laminated from the heating element extraction electrode to the first and second electrodes, and by heat, fusing a current path between the first electrode and the second electrode;
A cover member covering the insulating substrate,
A protective element provided with a second heating element above the fusible conductor.
上記第2の発熱体は、上記カバー部材の天面部に設けられている請求項1記載の保護素子。   The protection element according to claim 1, wherein the second heating element is provided on a top surface portion of the cover member. 上記カバー部材の上記可溶導体と対向する上記天面部の内面に、電極が設けられている請求項2記載の保護素子。   The protective element according to claim 2, wherein an electrode is provided on an inner surface of the top surface portion facing the soluble conductor of the cover member. 上記第2の発熱体は、上記第1の発熱体と並列に接続されている請求項1記載の保護素子。   The protection element according to claim 1, wherein the second heating element is connected in parallel to the first heating element. 上記第2の発熱体は、上記第1の発熱体の電流経路と電気的に独立した電流経路上に設けられている請求項1記載の保護素子。   The protection element according to claim 1, wherein the second heating element is provided on a current path electrically independent of the current path of the first heating element. 上記第2の発熱体は、上記カバー部材の上記可溶導体と対向する上記天面部の内面に設けられている請求項2記載の保護素子。   The protection element according to claim 2, wherein the second heating element is provided on an inner surface of the top surface portion facing the soluble conductor of the cover member. 上記第2の発熱体は、上記カバー部材の上記内面と反対側の外面に設けられている請求項3記載の保護素子。   The protection element according to claim 3, wherein the second heating element is provided on an outer surface opposite to the inner surface of the cover member. 上記第2の発熱体と、
上記第2の発熱体が形成されたベース基板と、
上記第2の発熱体に電気的に接続されるとともに、上記第1の発熱体と接続された一対の発熱体電極上に接続された導通電極とを有する発熱体モジュールを有し、
上記発熱体モジュールが、上記絶縁基板上に搭載されている請求項1記載の保護素子。
The second heating element;
A base substrate on which the second heating element is formed;
A heating element module electrically connected to the second heating element and having a conductive electrode connected on a pair of heating element electrodes connected to the first heating element;
The protection element according to claim 1, wherein the heating element module is mounted on the insulating substrate.
上記発熱体モジュールが、上記カバー部材の天面部の内面に接続され、該カバー部材と一体化されている請求項8記載の保護素子。   The protection element according to claim 8, wherein the heating element module is connected to an inner surface of the top surface portion of the cover member and integrated with the cover member. 上記発熱体モジュールは、接続配線を介して上記カバー部材の天面部の内面に接続され、該カバー部材と一体化され、
上記第2の発熱体は、上記カバー部材に設けられた導電層を介して、上記第1及び第2の電極と接続されている請求項9記載の保護素子。
The heating element module is connected to the inner surface of the top surface portion of the cover member via connection wiring, and is integrated with the cover member.
The protection element according to claim 9, wherein the second heating element is connected to the first and second electrodes through a conductive layer provided on the cover member.
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