[go: up one dir, main page]

TWI887295B - 保護電路、電池組及保護電路之動作方法 - Google Patents

保護電路、電池組及保護電路之動作方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI887295B
TWI887295B TW109138913A TW109138913A TWI887295B TW I887295 B TWI887295 B TW I887295B TW 109138913 A TW109138913 A TW 109138913A TW 109138913 A TW109138913 A TW 109138913A TW I887295 B TWI887295 B TW I887295B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
protection
fusible
elements
circuit
resistance
Prior art date
Application number
TW109138913A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202133524A (zh
Inventor
古內裕治
小森千智
Original Assignee
日商迪睿合股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商迪睿合股份有限公司 filed Critical 日商迪睿合股份有限公司
Publication of TW202133524A publication Critical patent/TW202133524A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI887295B publication Critical patent/TWI887295B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • 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
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583—Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/085—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current making use of a thermal sensor, e.g. thermistor, heated by the excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/047—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a temperature responsive switch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H02J7/50—
    • H02J7/62—
    • H02J7/663—
    • H02J7/855—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for DC applications
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

本發明之課題在於提供一種保護電路，其可確實地防止過電流或遮斷後之潛行電流而提高安全性，且與先前相比能夠以更簡單之裝置構成實現成本降低，進而可降低裝置之故障率。  於保護電路1中，當設置於複數個保護元件10A、10B、10C各者之2個可熔體中之一者因通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之複數個保護元件10A、10B、10C而流動之潛行電流，使得設置於上述複數個保護元件中之至少1個之發熱器發熱，藉由該發熱器之破壞而遮斷上述其餘之通電路徑。

Description

保護電路、電池組及保護電路之動作方法
本發明係關於一種保護電路、電池組及保護電路之動作方法，例如係關於一種於二次電池之充放電電路中設置於二次電池與充電器之間之保護電路。
先前，保護電路安裝於行動電話或可攜式電腦等搭載有二次電池之各種行動機器。作為先前之保護電路，例如有二次電池裝置，其構成為具有蓄電裝置、複數個保護電路、及第1、第2輸出端子，且前述保護電路各自具有串聯連接之二個可熔體，在將外部電路連接於前述第1、第2輸出端子時，自前述蓄電裝置供給至前述外部電路之放電電流、與自前述外部電路供給至前述蓄電裝置之充電電流，經由前述複數個保護電路內之串聯連接之二個可熔體而流動(專利文獻1)。
該二次電池裝置構成為具有一端連接於諸個可熔體之連接點之發熱器，於各發熱器之另一端，分別連接有整流元件之一端，於前述各整流元件之另一端，連接有開關元件，當開關元件導通時，電流經由該開關元件與各整流元件，流動至各保護電路之發熱器。又，於該二次電池裝置中，於連接保護電路之發熱器之諸個端子之電流路徑之中途至少插入二個整流元件，在短路電流流動、而一個可熔體熔斷之狀態下，即便於二個保護電路之發熱器之端子間產生電壓差，但至少一個整流元件亦會被反向偏置。因此，電流不會自一個保護電路之發熱器之端子流入其他保護電路之發熱器之端子，而不會產生由此所致之殘存電流。  [先前技術文獻]  [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4095426號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，於上述專利文獻1之保護電路中，附發熱器之熔斷器(以下亦稱為SCP)具有左右對稱之構造，因此在進行了電流遮斷時，2個可熔體中之一者被遮斷之概率為50%。因此，在保護電路中並聯連接有複數個SCP之情形下，無法特定被電流遮斷之部位係各SCP中之2個可熔體中之哪一者。因此根據在各SCP產生之遮斷之部位，於保護電路中產生潛行電流，而有過電流自蓄電裝置流動至外部電路之情況。因此，為了以系統整體防止過電流，不得不與複數個SCP一一對應地安裝複數個整流元件(二極體)，而存在電路之複雜化、成本增加、進而伴隨著零件數目之增多而裝置之故障率增大之問題。
又，考量有下述構成，即：藉由改變SCP之2個可熔體之左右平衡，而可將被電流遮斷之部位特定為2個可熔體中之哪一個。然而，於本構成中，無法藉由包含SCP周邊之電路零件或SCP之殼體等之熱容量平衡之狀態，完全地否定意想不到之側之可熔體熔斷之可能性，而有因對於發熱器之通電狀態繼續進行而產生意想不到之電路發熱，進而招致冒煙、著火等之虞。
進而，近年來，由於推進行動機器之進一步之高性能化、高功能化，因此伴隨著二次電池之充電容量之進一步之增大，而追求一種可確實地防止過電流之高安全性之保護電路。
本發明之目的在於提供一種可確實地防止過電流或遮斷後之潛行電流而提高安全性，且可以與先前相比更簡單之裝置構成而實現成本降低，進而可降低裝置之故障率之保護電路、電池組及保護電路之動作方法。  [解決課題之技術手段]
為了達成上述目的，本發明提供以下手段。  [1] 一種保護電路，其係於電池與外部電路之通電路徑上，具備並聯連接之複數個保護元件者，且  前述保護元件具有串聯連接於前述通電路徑上之2個可熔體、及藉由通電而將前述可熔體熔斷之發熱體，  當設置於前述複數個保護元件各者之前述2個可熔體中之一者因前述通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之前述複數個保護元件而流動之潛行電流，使得設置於前述複數個保護元件中之至少1個之發熱體發熱，藉由前述發熱體之破壞而將前述其餘之通電路徑遮斷。
[2] 如上述[1]之保護電路，其中前述發熱體之電阻溫度係數為未達500 ppm/℃。
[3] 如上述[1]或[2]之保護電路，其中前述保護元件之動作電力之下限值，設定為大於基於前述電池之電壓與包含前述其餘之通電路徑上之前述複數個發熱體之合成電阻的電阻而算出之電力。
[4] 如上述[3]之保護電路，其中前述電池之電壓為該電池之電壓範圍之下限值，  前述複數個發熱體之合成電阻係由前述發熱體之電阻公差之下限值及上限值而算出，  前述保護元件之動作電力之下限值係由前述電池之充放電之電壓範圍之下限值、以及前述發熱體之電阻公差之下限值及上限值而算出。
[5] 如上述[4]之保護電路，其使用串聯連接有並聯連接之2個電阻、及1個電阻而成之等效電路，  將前述電池之充放電之電壓範圍之前述下限值設為施加於前述等效電路之兩端之電壓，  將前述發熱體之電阻公差之下限值作為前述1個電阻之電阻值、及前述2個電阻之一者之電阻值。  將前述發熱體之電阻公差之上限值作為前述2個電阻之另一者之電阻值，  將基於施加於前述等效電路兩端之電壓、與前述3個電阻之合成電阻而算出之電力，設定為小於前述保護元件之動作電力之下限值。
[6] 如上述[1]之保護電路，其中前述保護元件具有：  串聯連接之第1可熔體及第2可熔體，  第1電極部，其連接於前述第1可熔體之與前述第2可熔體相反側；  第2電極部，其連接於前述第2可熔體之與第1可熔體相反側；  第3電極部，其連接於前述第1可熔體與前述第2可熔體之間，且與前述發熱體串聯連接；及  第4電極部，其連接於前述發熱體之與前述第3電極部相反側。
[7] 如上述[6]之保護電路，其中前述第1可熔體連接於前述電池側，  前述第2可熔體連接於前述外部電路側，  前述發熱體之一端經由前述第3電極部連接於前述第1可熔體及前述第2可熔體，多端經由前述第4電極部連接於前述電池。
[8] 如上述[7]之保護電路，其更具有連接於前述發熱體與前述電池之間之開關元件。
[9] 一種電池組，其搭載有上述[1]至[8]中任一項之保護電路。
[10] 一種保護電路之動作方法，其係於電池與外部電路之通電路徑上具備並聯連接之複數個保護元件的保護電路之動作方法，且  當設置於前述複數個保護元件各者之2個可熔體中之一者因前述通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之前述複數個保護元件而流動之潛行電流，使得設置於前述複數個保護元件中之至少1個之發熱體發熱，藉由前述發熱體之破壞而將前述其餘之通電路徑遮斷。  [發明之效果]
根據本發明，可確實地防止過電流或遮斷後之潛行電流而提高安全性，且可以與先前相比更簡單之電路構成而實現成本降低，進而可降低裝置之故障率。
以下，對於本發明之實施形態，參照圖式詳細地進行説明。以下之説明中所使用之圖式，為了易於理解特徵方便起見有時將成為特徵之部分放大而顯示，各構成要素之寸法比率等有時與實際不同。以下之説明中所例示之材料、尺寸等為一例，本發明並不限定於該等，在發揮本發明之效果之範圍內可適當變更地實施。
[保護電路之構成]  圖1係概略性地顯示本發明之實施形態之保護電路之構成之一例之圖。於本實施形態之保護電路中，表面安裝有複數個後述之保護元件。該保護電路例如搭載於鋰離子二次電池等之電池組。
如圖1所示般，保護電路1於二次電池2(電池)與外部電路之通電路徑上，具備並聯連接之複數個保護元件10A、10B、10C。具體而言，複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第1電極部15A、15B、15C經由通電路徑連接於並聯連接點A，且連接於二次電池2、2、・・・之正極。又，複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第2電極部16A、16B、16C經由通電路徑連接於並聯連接點B，且連接於充電器3之正極。複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第3電極部17A、17B、17C各自經由發熱器14A、14B、14C(發熱體)連接於第4電極部18A、18B、18C。第4電極部18A、18B、18C例如連接於二次電池2、2、・・・之負極及充電器3之負極之兩者。於第4電極部18A、18B、18C之下游側，設置有FET等之開關元件4。
二次電池2包含1個或複數個電池單元20、20、・・・，，於本實施形態中串聯連接有複數個電池單元20、20、・・・。於二次電池2之充電時，自充電器3經由通電路徑對二次電池2供給電力。又，於二次電池之放電時，自二次電池2對通電路徑供給電力。如此般，在二次電池2之充電時及放電時之任一者之情形下，均對第1可熔體12A(12B、12C)與第2可熔體13A(13B、13C)之兩者供給相同之電力。
保護電路1具有未圖示之檢測元件，其與複數個電池單元20、20・・・各者連接，且連接於開關元件4。該檢測元件常時監測是否為高電壓狀態、特別是是否為過電壓，在為高電壓狀態時對開關元件4輸出控制信號。該情形下，開關元件4藉由相應於檢測信號將電流自二次電池2流動至發熱器14A(14B、14C)，而使該發熱器14A(14B，14C)發熱。藉此，可將第1可熔體12A(12B、12C)及/或第2可熔體13A(13B、13C)熔斷。
[保護元件之構成]  圖2係顯示設置於圖1之保護電路1之保護元件10A之構成之一例之示意圖。由於保護元件10B、10C之構成與保護元件10A之構成相同，因此省略其説明。  如圖2所示般，保護元件10A具有：基板11A；在基板11A上串聯連接之第1可熔體12A及第2可熔體13A(2個可熔體)；及發熱器14A(發熱體)，其連接於第1可熔體12A與第2可熔體13A之間，藉由通電而將第1可熔體12A及/或第2可熔體13A熔斷。又，保護元件10A具有：第1電極部15A，其連接於第1可熔體12A之與第2可熔體13A相反側；第2電極部16A，其連接於第2可熔體13A之與第1可熔體12A相反側；第3電極部17A，其連接於第1可熔體12A與第2可熔體13A之間，且與發熱器14A串聯連接；及第4電極部18A，其連接於發熱器14A之與第3電極部17A相反側。
於本實施形態中，第1可熔體12A連接於二次電池2側，第2可熔體13A連接於充電器3側(外部電路側)。發熱器14A之一端經由第3電極部17A連接於第1可熔體12A及第2可熔體13A，多端經由第4電極部18A連接於二次電池2。
基板11A只要為具有絕緣性之材質者即可，並無特別限制，例如，除了如陶瓷基板或玻璃環氧基板等之用於印刷配線基板之基板以外，還可使用玻璃基板、樹脂基板、絕緣處理金屬基板等。再者，於該等之中，以耐熱性優異、熱傳導性佳之絕緣基板之陶瓷基板為較佳。
第1可熔體12A例如設置於基板11A之一主面側，第2可熔體13A亦同樣地，設置於基板11A之一主面側。第1可熔體12A及第2可熔體13A可一體地形成，亦可由個別之構件構成。又，第1可熔體12A及第2可熔體13A之形狀例如為薄片狀，但不限定於此，亦可為棒狀。
第1可熔體12A及第2可熔體13A例如具有一樣之寬度及厚度之薄片形狀，第1可熔體12A之長度與第2可熔體13A之長度相同。該情形下，第1可熔體12A之熱電阻與第2可熔體13A之熱電阻相同。
作為構成第1可熔體12A及第2可熔體13A之材料，可使用先前以來用作熔斷器材料之各種低熔點金屬。作為低熔點金屬，可舉出SnSb合金、BiSnPb合金、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、SnAg合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。構成第1可熔體12A及第2可熔體13A之材料較佳為相同，但亦可不同。
發熱器14A例如設置於基板11A之另一主面側。該發熱器14A抵接於基板11A之另一主面而配置，且配置於第3電極部17A之正下方。發熱器14A設置於基板11A之與第1可熔體12A及第2可熔體13A相反側，但並不限定於此，亦可設置於基板11A之與第1可熔體12A及第2可熔體13A相同側。
發熱器14A例如藉由塗佈氧化釕或碳黑等導電材料、與包含水玻璃等無機系黏合劑或熱固性樹脂等有機系黏合劑之電阻膏糊，根據需要進行煅燒而形成。又，作為發熱器14A，可將氧化釕或碳黑等之薄膜經由印刷、鍍覆、蒸鍍、濺鍍之步驟而形成，亦可藉由將該等膜貼附或積層等而形成。
於發熱器14A，可以覆蓋其外表面之方式設置未圖示之絕緣構件。作為構成絕緣構件之材料，只要為可將發熱器14A與外部予以絕緣之材料即可，並無特別限制，例如可舉出玻璃(SiO2 )。
在發熱器14A具有電阻公差之情形下，在後述之保護元件之電力之算出上，較佳將其電阻公差納入考量。發熱器14A之電阻公差之範圍並無特別限制，例如為4.8 Ω～8.0 Ω。
於本實施形態中，發熱器14A具與藉由因後述之潛行電流所致之通電過熱而被破壞之構成。該情形下，較佳的是發熱器14A具有溫度依存性低之電阻。發熱器14A之電阻溫度係數(以下亦稱為TCR)較佳為未達500 ppm/℃，更佳為400 ppm/℃以下，尤佳為300 ppm/℃以下。當發熱器14A之TCR為500 ppm/℃以上時，在發熱器14A之發熱上花費時間，而無法迅速地破壞發熱器14A。又，由發熱器14A產生之熱傳遞至設置於保護元件10A之上部之樹脂製等之未圖示之外裝構件，有因該外裝構件熔融而變形，而招致對機器或人體之惡劣影響之虞。因此將發熱器14A之TCR設為上述範圍內之值。
作為發熱器14A之一例，準備以氧化釕87質量%、氧化鉛9質量%及氧化硼4質量%而構成之發熱器，對並聯連接有具有該發熱器之3個保護元件之保護電路施加特定電力，並將檢查了各保護元件之外觀之結果於表1示出。設置於3個保護元件之發熱器之TCR均為300 ppm/℃，在發熱器之通電時施加於該發熱器之電力為9.7W。又，作為又一例，而準備3個具有以氧化釕91質量%、氧化鉛5質量%及氧化硼4質量%而構成之發熱器之保護元件，除了設置於3個保護元件之發熱器之TCR均為100 ppm/℃以外，與上述同樣，並將檢查了各保護元件之外觀之結果於表1示出。  進而，作為又一例，而準備3個具有以氧化釕85質量%、氧化鉛12質量%及氧化硼3質量%而構成之發熱器之保護元件，除了設置於3個保護元件之發熱器之TCR均為500 ppm/℃以外，與上述同樣，並將檢查了各保護元件之外觀之結果於表1示出。
【表1】
TCR 9.7 W通電時之電阻(括弧 內為通電時間) 保護元件之外觀
[ppm/°C] [MΩ]   
500 2.0 (80 秒) 外裝構件之中央部熔融
300 2.0 (30 秒) 無變化
100 1.0 (10秒) 無變化
如表1所示般，於發熱器之TCR為300 ppm/℃時，自通電開始經過30秒鐘後發熱器之電阻為2.0 MΩ，藉由發熱器之破壞而將通電路徑遮斷。在自通電開始至路徑遮斷之期間，於保護元件之外觀上無變化。又，在發熱器之TCR為100 ppm/℃時，自通電開始經過10秒鐘後發熱器之電阻為1.0 MΩ，與發熱器之TCR為300 ppm/℃之情形相比，以更短時間將發熱器破壞。又，在自通電開始至路徑遮斷之期間，於保護元件之外觀上無變化。  另一方面，於發熱器之TCR為500 ppm/℃時，自通電開始經過80秒鐘後發熱器之電阻為1.0 MΩ，而需要較長時間，結果為設置於保護元件之上部之外裝構件之中央部熔融、並變形。
因此，藉由將發熱器之TCR設為未達500 ppm/℃、較佳為未達400 ppm/℃，而可迅速地破壞發熱器，又，可防止設置於保護元件之外裝構件之熱變形。
第1電極部15A、第2電極部16A及第3電極部17A分別係供溶融之第1可熔體12A或第2可熔體13A流入之電極。構成該等第1電極部15A、第2電極部16A及第3電極部17A之材料並無特別限制，可舉出與溶融狀態之第1可熔體12A或第2可熔體13A潤濕性良好之金屬。作為構成第1電極部15A、第2電極部16A及第3電極部17A之材料，可使用銅(Cu)等金屬單體、或至少表面由Ag(銀)、Ag(銀)-Pt(鉑)、Ag(銀)-Pd(鈀)、Au(金)等形成者。
於與第1電極部15A、第2電極部16A及第4電極部18A對應之位置，分別設置有未圖示之焊接部。第1電極部15A、第2電極部16A及第4電極部18A分別經由未圖示之焊接部連接於保護電路1。
於保護元件10A中，當於保護元件10A流動有超過額定之大電流(過電流)時，第1可熔體12A及/或第2可熔體13A藉由自身發熱(焦耳熱)而熔斷，或由未圖示之檢測元件常時監測電池是否為高電壓狀態、尤其是否為過電壓，且在成為高電壓狀態時對開關元件4輸出控制信號，從而第1可熔體12A及/或第2可熔體13A藉由發熱器14A之發熱而熔斷，藉此將通電路徑遮斷。
在如上述般構成之保護電路1中，當設置於複數個保護元件10A、10B、10C中各者之2個可熔體中之一者因通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之複數個保護元件10A、10B、10C而流動之潛行電流，使得設置於複數個保護元件10A、10B、10C中之至少1個之發熱器發熱，藉由該發熱器之破壞而遮斷其餘之通電路徑。
因此，若藉由經由上述其餘之通電路徑上之複數個保護元件10A、10B、10C而流動之潛行電流，該保護元件(例如，保護元件10A)之發熱器(例如，發熱器14A)發熱，而上述2個可熔體中之另一者熔斷，則遮斷其餘之通電路徑。然而，在基於二次電池2之電壓與上述其餘之通電路徑上之複數個發熱器14A、14B、14C之合成電阻而算出之電力不滿足該保護元件(例如，保護元件10A)之動作電力之情形下，有該保護元件不正常地動作，而無法藉由潛行電流將上述2個可熔體中之另一者熔斷之情形。因此，於本實施形態中，設為下述構成，即：藉由潛行電流使發熱器14A過熱，藉由熱而將發熱器14A其自身破壞，藉此將通電路徑遮斷。
為了在保護電路1中使上述動作進行，例如較佳的是各保護元件之動作電力之下限值，設定為大於基於二次電池2之電壓與包含上述其餘之通電路徑上之複數個發熱器14A、14B、14C之合成電阻之電阻而算出之電力。所謂「包含合成電阻之電阻」，當於上述通電路徑搭載有未圖示之別的零件之情形下，意指上述其餘之通電路徑上之複數個發熱器14A、14B、14C之合成電阻、與該別的零件之電阻的和，當於上述通電路徑未搭載上述別的零件之情形下，意指上述其餘之通電路徑上之複數個發熱器14A、14B、14C之合成電阻其本身。
又，在安裝有包含電池組或周圍別的零件之保護電路1之基板之熱容量或散熱性較大之情形下，即便為各保護元件(例如，保護元件10A)之動作電力之範圍內，亦即第1、第2可熔體(例如，第1可熔體12A及第2可熔體13A)之動作電力之範圍內之電壓，發熱器(例如，發熱器14A)之發熱亦會被電池組或基板奪走，因此存在無法正常地熔斷第1、第2可熔體之情形。根據本構成，即便在如此之情形下，藉由設為下述構成，即：藉由潛行電流使發熱器14A過熱，藉由熱將發熱器14A其自身破壞，而亦可遮斷通電路徑。該情形下，各保護元件之動作電力之下限值無需設定為大於上述之算出電力，可為上述之算出電力以下
所謂保護元件之動作電力，係指在各保護元件中為了將第1可熔體及/或第2可熔體正常地熔斷所需之電力值或電力範圍，係指作為各保護元件之特性(規格)而被賦予之值。保護元件之動作電力之範圍並無特別限制，例如為13 W～130 W。  所謂二次電池2之電壓，係指二次電池2在包含1個電池單元之情形下作為單元電壓之特性(規格)而被賦予之值。在二次電池2包含複數個電池單元之情形下，所謂二次電池2之電壓係指作為該等之合成電壓(電池組電壓)之特性(規格)而被賦予之值。單元電壓之範圍並無特別限制，例如為2.5 V～4.5 V。組電壓之範圍亦無特別限制，例如在為將5個上述單元電壓串聯連接之構成之情形下，為12.5 V～22.5 V。  又，所謂其餘之通電路徑，係指在設置於複數個保護元件10A、10B、10C各者之2個可熔體中之一者熔斷之狀態下，潛行電流經由複數個保護元件10A、10B、10C而流動之路徑。
[保護電路之動作方法及動作原理]  接著，對於本實施形態之保護電路之動作原理，舉出以下之第1～第6事例為例而具體地進行説明。於第1～第6事例中，為了便於説明，而對於在通電路徑中未搭載有別的零件之情形進行説明。  圖3係說明在圖1之保護電路1中進行電流遮斷之第1事例之圖。作為第1事例，而設想起因於外部短路等之發生而流動有過電流，而第1可熔體12A及第2可熔體13B、13C被熔斷之情形。
該情形下，由於第1可熔體12A係二次電池側之可熔體，第2可熔體13B、13C係充電器側之可熔體，因此為二次電池2側與充電器3側未被電流遮斷之狀態，而潛行電流經由第1可熔體12B、12C及第2可熔體13A而流動。若因該潛行電流而第2可熔體13A被熔斷，則二次電池2側與充電器3側被電流遮斷。
因此，於本實施形態中，較佳的是保護元件10A之動作電力之下限值，設定為大於基於二次電池2之電壓與其餘之通電路徑上之發熱器14A、14B、14C之合成電阻而算出之電力。藉此，藉由在其餘之通電路徑中流動之潛行電流，而該其餘之通電路徑上之保護元件10A中之發熱器14A過熱，藉由因熱所致之發熱器14A之破壞而遮斷其餘之通電路徑。
二次電池2通常具有除了過放電區域及過充電區域之外之作為正常區域之電壓範圍。因此，在算出電力W時所使用之二次電池2之電壓較佳為該二次電池之電壓範圍之下限值。又，在各保護元件之發熱器具有電阻公差之情形下，其餘之通電路徑上之發熱器14A、14B、14C之合成電阻較佳為根據該發熱器之電阻公差之下限值及上限值而算出。該情形下，保護元件10A之動作電力之下限值，根據二次電池2之充放電之電壓範圍之下限值、以及發熱器之電阻公差之下限值及上限值而算出。藉此，即便在藉由在其餘之通電路徑中流動之潛行電流施加於保護元件10A之電力上產生不一致之情形下，仍可藉由發熱器14A之破壞而將其餘之通電路徑確實地遮斷。
圖3之狀態之保護電路1可由如圖4所示般、串聯連接有並聯連接之2個電阻R2、R3、及1個電阻R1而成之等效電路EC1來表示。當於該等效電路EC1流動有電流IEC1 (潛行電流)而電阻R1被破壞時，並聯連接點A與並聯連接點B被電流遮斷。
因此，在圖4之等效電路EC1中，求得該等效電路EC1內之電阻R1、R2、R3之合成電阻R0，且使用歐姆定律根據該合成電阻而求得於等效電路EC1流動之電流IEC1 ，進而，根據並聯連接點A與並聯連接點B之間之電壓V，算出電阻R1之電力W1(W1=(IEC1 )2 ×R1)。然後，可將大於藉由上述而算出之電力W1之電力設定為保護元件10A之動作電力。
作為算出之一例，例如，設想二次電池2之充放電之電壓範圍為12.5 V～22.5 V，且發熱器14A、14B、14C之電阻公差為4.8 Ω～8.0 Ω之情形。該情形下，二次電池2之電壓範圍之下限值為12.5 V，發熱器14A、14B、14C之電阻公差之下限值為4.8 Ω，上限值為8.0 Ω。  在使用發熱器之電阻公差之下限值及上限值之情形下，等效電路EC1中之電阻R1、R2、R3之電阻值之組合模式為4種。將利用各組合模式而算出電力W1、W2、W3之結果於表2示出。
[表2]
   組合模式
1 2 3 4
電阻R1 [Ω] 4.8 8.0 8.0 4.8
電阻R2 [Ω] 8.0 4.8 8.0 8.0
電阻R3 [Ω] 8.0 4.8 4.8 4.8
合成電阻R0 [Ω] 8.8 10.4 11.0 7.8
AB間之電壓V [V] 12.5 12.5 12.5 12.5
於R1流動之電流I1 [A] 1.4 1.2 1.1 1.6
施加於R1之電力W1 [W] 9.7 11.6 10.3 12.3
於R2流動之電流I2 [A] 0.7 0.6 0.4 0.6
施加於R2之電力W2 [W] 4.0 1.7 1.5 2.9
於R3流動之電流I3 [A] 0.7 0.6 0.7 1.0
施加於R3之電力W3 [W] 4.0 1.7 2.4 4.8
於表2中，在組合模式4下，將二次電池2之充放電之電壓範圍之下限值(12.5 V)設為施加於等效電路EC1之兩端之電壓V，又，將發熱器14A、14C之電阻公差之下限值(4.8 V)設為電阻R1、R3之電阻值，將發熱器14B之電阻公差之上限值(8.0 V)設為電阻R2之電阻值。而且，在該組合模式4時，施加於電阻R1之電力W1(12.3 W)為最大值。因此，於本第1事例中，較佳的是將基於施加於等效電路EC1之兩端之電壓V、與電阻R1、R2、R3之合成電阻R0而算出之電力W1，設定為小於保護元件10A之動作電力之下限值。
圖5係說明在圖1之保護電路1中進行電流遮斷之第2事例之圖。於第2事例中，設想起因於外部短路等之發生而流動有過電流，而第1可熔體12A、12B及第2可熔體13C被熔斷之情形。  該情形下，由於第1可熔體12A、12B係二次電池側之可熔體，第2可熔體13C係充電器側之可熔體，因此二次電池2側與充電器3側為未被電流遮斷之狀態，而潛行電流經由第1可熔體12C及第2可熔體13A、13B而流動。若因該潛行電流而發熱器14C被破壞，則二次電池2側與充電器3側被電流遮斷。
圖5之狀態之保護電路1可由如圖6所示般、串聯連接有1個電阻R3、及並聯連接之2個電阻R1、R2而成之等效電路EC2來表示。當於該等效電路EC2流動有電流IEC2 (潛行電流)而電阻R3被破壞時，並聯連接點A與並聯連接點B被電流遮斷。
於圖6之等效電路EC2中，亦與圖4之等效電路EC1同樣地，求得等效電路EC2內之電阻R1、R2、R3之合成電阻R0，且使用歐姆定律根據該合成電阻求得於等效電路EC2流動之電流IEC2 ，進而，根據並聯連接點A與並聯連接點B之間之電壓V，算出電阻R3之電力W3(W3=(IEC2 )2 ×R3)。然後，可將大於藉由上述而算出之電力W3之電力設定為保護元件10C之動作電力。
又，於本第2事例中，較佳的是，將施加於等效電路EC2之兩端之電壓V設為二次電池2之充放電之電壓範圍之下限值，且將電阻R1、R3之電阻值設為發熱器14A、14C之電阻公差之下限值，將電阻R2之電阻值設為發熱器14B之電阻公差之上限值。該情形下亦與上述第1事例同樣地，較佳的是將根據施加於等效電路EC2之兩端之電壓V、與電阻R1、R2、R3之合成電阻R0而算出之電力W3，設定為小於保護元件10C之動作電力之下限值。
進而，保護元件10B之動作電力之下限值亦可基於與上述相同之算出而設定。又，由於等效電路EC2與等效電路EC1實質上相同，因此電力W3與電力W1相同。
因此，於如圖1所示之並聯連接有3個保護元件之保護電路1中，只要保護元件10A、10B、10C之動作電力之下限值設定為大於電力W1(=W3)即可。
圖7係說明在圖1之保護電路1之變化例中進行電流遮斷之第3事例之圖。於本第3事例中，於保護電路1設置有2個保護元件10A、10B，設想起因於外部短路等之發生而流動有過電流，而第1可熔體12A及第2可熔體13B被熔斷之情形。  該情形下，由於第1可熔體12A係二次電池側之可熔體，第2可熔體13B係充電器側之可熔體，因此為二次電池2側與充電器3側未被電流遮斷之狀態，而潛行電流經由第1可熔體12B及第2可熔體13A而流動。若因該潛行電流而發熱器14A或發熱器14B被破壞，則二次電池2側與充電器3側被電流遮斷。
圖7之狀態之保護電路可由如圖8所示般、串聯連接有2個電阻R1、R2之等效電路EC3來表示。藉由在該等效電路EC3流動有電流IEC3 (潛行電流)而電阻R1或電阻R2被破壞，而並聯連接點A與並聯連接點B被電流遮斷。
因此，於圖8之等效電路EC3中，亦求得等效電路EC3內之電阻R1、R2之合成電阻R0，且使用歐姆定律根據該合成電阻求得於等效電路EC3流動之電流IEC3 ，進而，根據並聯連接點A與並聯連接點B之間之電壓V而算出電阻R1之電力W1(W1=(IEC3 )2 ×R1)。然後，可將大於藉由上述而算出之電力W1之電力設定為保護元件10A之動作電力。
又，於本第3事例中，較佳的是，將施加於等效電路EC3之兩端之電壓V設為二次電池2之充放電之電壓範圍之下限值，又，將電阻R1及R2之電阻值設為發熱器14A、14B之電阻公差之下限值。該情形下，可將基於施加於等效電路EC3之兩端之電壓V、與電阻R1、R2之合成電阻R0而算出之電力W1(或電力W2)，設定為小於保護元件10A、10B之動作電力之下限值。
圖9係說明在圖1之保護電路1之變化例中進行電流遮斷之第4事例之圖。作為第4事例，設想如下情形：在保護電路設置有4個保護元件10A、10B、10C、10D，因發生外部短路等而導致過電流流動，使得第1可熔體12A、12B及第2可熔體13C、13D熔斷。又，保護元件10A、10B、10C、10D設為基本上具有相同之構成者。  該情形下，由於第1可熔體12A，12B為二次電池側之可熔體，第2可熔體13C、13D為充電器側之可熔體，因此為二次電池2側與充電器3側電流未被遮斷之狀態，潛行電流經由第1可熔體12C、12D及第2可熔體13A、13B而流動。圖9之狀態之保護電路如圖10所示般，可由串聯連接有並聯連接之2個電阻R3、R4、及並聯連接之2個電阻R1、R2而成之等效電路EC4表示。
其後，因在保護電路之其餘之通電路徑中持續流動潛行電流，從而第1可熔體12C、12D及第2可熔體13A、13B之任一者熔斷。例如，當第2可熔體13B因潛行電流而熔斷之情形下，如圖11(a)所示般，失去與第2可熔體13B對應之熔斷器H2之路徑，等效電路EC4成為與圖4之等效電路EC1同樣之等效電路EC5。因此，於圖9所示之第4事例中，作為保護元件10A，只要選定動作電力之下限值大於電力W1之保護元件即可。
又，自圖10之狀態因潛行電流而使得第2可熔體13A熔斷之情形下，等效電路EC4亦成為與圖11(a)之等效電路EC5同樣之等效電路。因此，於圖9所示之第4事例中，作為保護元件10B，只要選定動作電力之下限值大於電力W1之保護元件即可。
又，在自圖10之狀態因潛行電流而使得第1可熔體12D熔斷之情形下，如圖11(b)所示般，等效電路EC4成為與圖6之等效電路EC2同樣之等效電路EC6。又，在自圖10之狀態因潛行電流而使得第1可熔體12C熔斷之情形下，等效電路EC4亦成為與圖11(b)之等效電路EC6同樣之等效電路。因此，於圖9所示之第4事例中，作為保護元件10C、10D，只要選定動作電力之下限值大於電力W1(=W3)之保護元件即可。
圖12係說明在圖1之保護電路1之變化例中進行電流遮斷之第5事例之圖。作為第6事例，設想如下情形：在保護電路1設置有4個保護元件10A、10B、10C、10D，因發生外部短路等而導致過電流流動，使得第1可熔體12A及第2可熔體13B、13C、13D熔斷。  該情形下，由於第1可熔體12A為二次電池側之可熔體，第2可熔體13B、13C、13D為充電器側之可熔體，因此為二次電池2側與充電器3側電流未被遮斷之狀態，潛行電流經由第1可熔體12B、12C，12D及第2可熔體13A而流動。若因該潛行電流而使得發熱器14A被破壞，則二次電池2側與充電器3側電流被遮斷。
圖12之狀態之保護電路如圖13所示般，可由串聯連接有並聯連接之3個電阻R2、R3、R4、及1個電阻R1而成之等效電路EC7表示。
其後，藉由在保護電路之其餘之通電路徑持續流動有潛行電流，而第1可熔體12B、12C、12D之任一者被熔斷。該情形下，等效電路EC7為與圖4之等效電路EC1同樣之等效電路。因此，於圖12所示之第5事例中亦然，作為保護元件10A，只要選定動作電力之下限值大於電力W1之保護元件即可。
又，於圖13中，對第1可熔體12A及第2可熔體13B、13C、13D被熔斷之情形進行了說明，但在複數個第1可熔體12A、12B、12C、12D中之任一者熔斷、且具有已熔斷之第1可熔體之保護元件以外之全部保護元件之第2可熔體熔斷之情形下，亦可適用與上述同樣之考察。
因此，即便在如圖9所示之並聯連接有4個保護元件之保護電路中，亦推察為只要保護元件10A、10B、10C、10D之動作電力之下限值設定為大於電力W1即可。
如上述般，根據本實施形態，在藉由在二次電池2與外部電路之通電路徑流動有過電流，而設置於複數個保護元件10A、10B、・・・各者之2個可熔體中之一者熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之複數個保護元件10A、10B、・・・而流動之潛行電流，設置於複數個保護元件中之至少1個之發熱器發熱，藉由上述發熱器之破壞而其餘之通電路徑被遮斷，因此可將第1可熔體(或第2可熔體)之一側之電路與另一側之電路遮斷。因此，無需於保護電路1設置二極體等整流元件，而可以簡單之電路構成確實地防止過電流或遮斷後之潛行電流。又，於保護電路1之電路設計中，即便不考量包含SCP周邊之電路零件及SCP之殼體等之熱容量平衡，亦可確實地遮斷電路，而可實現容易之電路設計，且可提高安全性。進而，由於無需設置二極體等之整流元件，因此可實現成本降低，且減少零件數目而降低電路之故障率。
又，由於發熱器14A、14B、14C之電阻溫度係數未達500 ppm/℃，因此可藉由過電流將發熱器14A、14B、14C迅速地破壞，又，可防止構成保護元件10A、10B、10C之構件之熱變形等，且可防止對機器或人體之惡劣影響。
又，由於各保護元件之動作電力之下限值設定為大於基於二次電池2之電壓與包含上述其餘之通電路徑上之複數個發熱器14A、14B、・・・之合成電阻之電阻而算出之電力，因此藉由在其餘之通電路徑中流動之過電流，而可容易地破壞構成該其餘之通電路徑上之保護元件之發熱器。
進而，由於各保護元件之動作電力之下限值根據二次電池2之充放電之電壓範圍之下限值、以及發熱器之電阻公差之下限值及上限值而算出，因此可構建動作精度更高之保護電路1，且可提高保護電路1之信頼性。  又，藉由選別各保護元件之發熱器之電阻等而減小電阻公差，藉此可擴大各保護元件之電壓動作範圍，因此可藉由適當進行如此之調整而提高動作精度及信頼性。
又，於保護電路1之設計中，使用串聯連接有並聯連接之2個電阻R2、R3、及1個電阻R1而成之等效電路EC1，將二次電池2之電壓範圍之下限值設為施加於等效電路EC1之兩端之電壓V，將發熱器之電阻公差之下限值設為電阻R1、R3之電阻值，將該發熱器之電阻公差之上限值設為電阻R2之電阻值。而且，由於將基於電壓V與電阻R1、R2、R3之合成電阻R0而算出之電力W，設定為小於保護元件10A、10B、10C之動作電力之下限值，因此可更容易地設計搭載有3個以上之保護元件之保護電路。
以上，對於本發明之實施形態進行了詳細敘述，但本發明並不限定於上述實施形態，在申請專利範圍內記載之本發明之要旨之範圍內可進行各種變化、變更。
1:保護電路2:二次電池(電池)3:充電器4:開關元件10A:保護元件10B:保護元件10C:保護元件10D:保護元件11A:基板12A:第1可熔體12B:第1可熔體12C:第1可熔體12D:第1可熔體13A:第2可熔體13B:第2可熔體13C:第2可熔體13D:第2可熔體14A:發熱器(發熱體)14B:發熱器(發熱體)14C:發熱器(發熱體)15A:第1電極部15B:第1電極部15C:第1電極部16A:第2電極部16B:第2電極部16C:第2電極部17A:第3電極部17B:第3電極部17C:第3電極部18A:第4電極部18B:第4電極部18C:第4電極部20:電池單元A:並聯連接點B:並聯連接點EC1:等效電路EC2:等效電路EC3:等效電路EC4:等效電路EC5:等效電路EC6:等效電路EC7:等效電路H1:熔斷器H2:熔斷器H3:熔斷器IEC1 :電流I(潛行電流)IEC2 :電流I(潛行電流)IEC3 :電流I(潛行電流)IEC7 :電流I(潛行電流)R1:電阻R2:電阻R3:電阻R4:電阻
圖1係概略性地顯示本發明之實施形態之保護電路之構成之一例之圖。  圖2係顯示設置於圖1之保護電路之保護元件之構成之一例之示意圖。  圖3係說明在圖1之保護電路中進行電流遮斷之第1事例之圖。  圖4係顯示與圖3之第1事例對應之等效電路之圖。  圖5係說明在圖1之保護電路中進行電流遮斷之第2事例之圖。  圖6係顯示與圖5之第2事例對應之等效電路之圖。  圖7係說明在圖1之保護電路之變化例中進行電流遮斷之第3事例之圖。  圖8係顯示與圖7之第3事例對應之等效電路之圖。  圖9係說明在圖1之保護電路之變化例中進行電流遮斷之第4事例之圖。  圖10係顯示與圖9之第4事例對應之等效電路之圖。  圖11(a)及圖11(b)係顯示圖10之後續之圖。  圖12係說明在圖1之保護電路之變化例中進行電流遮斷之第5事例之圖。  圖13係顯示與圖12之第5事例對應之等效電路之圖。
1:保護電路
2:二次電池(電池)
3:充電器
4:開關元件
10A:保護元件
10B:保護元件
10C:保護元件
12A:第1可熔體
12B:第1可熔體
12C:第1可熔體
13A:第2可熔體
13B:第2可熔體
13C:第2可熔體
14A:發熱器(發熱體)
14B:發熱器(發熱體)
14C:發熱器(發熱體)
15A:第1電極部
15B:第1電極部
15C:第1電極部
16A:第2電極部
16B:第2電極部
16C:第2電極部
17A:第3電極部
17B:第3電極部
17C:第3電極部
18A:第4電極部
18B:第4電極部
18C:第4電極部
20:電池單元
A:並聯連接點
B:並聯連接點

Claims (9)

  1. 一種保護電路，其係於電池與外部電路之通電路徑上，具備並聯連接之複數個保護元件者，且前述保護元件具有串聯連接於前述通電路徑上之2個可熔體、及藉由通電將前述可熔體熔斷之發熱體，當設置於前述複數個保護元件各者之前述2個可熔體中之一者因前述通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之前述複數個保護元件而流動之潛行電流，使得設置於前述複數個保護元件中之至少1個之發熱體發熱，藉由前述發熱體之破壞而將前述其餘之通電路徑遮斷；前述保護電路更具有連接於前述發熱體與前述電池之間之開關元件。
  2. 如請求項1之保護電路，其中前述發熱體之電阻溫度係數為未達500ppm/℃。
  3. 如請求項1或2之保護電路，其中前述保護元件之動作電力之下限值，設定為大於基於前述電池之電壓與包含前述其餘之通電路徑上之前述複數個發熱體之合成電阻的電阻而算出之電力。
  4. 如請求項3之保護電路，其中前述電池之電壓為該電池之電壓範圍之下限值， 前述複數個發熱體之合成電阻係由前述發熱體之電阻公差之下限值及上限值而算出，前述保護元件之動作電力之下限值係由前述電池之充放電之電壓範圍之下限值、以及前述發熱體之電阻公差之下限值及上限值而算出。
  5. 如請求項4之保護電路，其使用串聯連接有並聯連接之2個電阻、及1個電阻而成之等效電路，將前述電池之充放電之電壓範圍之前述下限值設為施加於前述等效電路兩端之電壓，將前述發熱體之電阻公差之下限值作為前述1個電阻之電阻值、及前述2個電阻之一者之電阻值，將前述發熱體之電阻公差之上限值作為前述2個電阻之另一者之電阻值，將基於施加於前述等效電路兩端之電壓、與前述3個電阻之合成電阻而算出之電力，設定為小於前述保護元件之動作電力之下限值。
  6. 如請求項1之保護電路，其中前述保護元件具有：串聯連接之第1可熔體及第2可熔體，第1電極部，其連接於前述第1可熔體之與前述第2可熔體相反側；第2電極部，其連接於前述第2可熔體之與第1可熔體相反側；第3電極部，其連接於前述第1可熔體與前述第2可熔體之間，且與前述發熱體串聯連接；及第4電極部，其連接於前述發熱體之與前述第3電極部相反側。
  7. 如請求項6之保護電路，其中前述第1可熔體連接於前述電池側，前述第2可熔體連接於前述外部電路側，前述發熱體之一端經由前述第3電極部連接於前述第1可熔體及前述第2可熔體，另一端經由前述第4電極部連接於前述電池。
  8. 一種電池組，其搭載有請求項1至7中任一項之保護電路。
  9. 一種保護電路之動作方法，其係於電池與外部電路之通電路徑上具備並聯連接之複數個保護元件的保護電路之動作方法，且當設置於前述複數個保護元件各者之2個可熔體中之一者因前述通電路徑中流動過電流而熔斷之後，藉由經由其餘之通電路徑上之前述複數個保護元件而流動之潛行電流，使得設置於前述複數個保護元件中之至少1個之發熱體發熱，藉由前述發熱體之破壞而將前述其餘之通電路徑遮斷；前述保護電路更具有連接於前述發熱體與前述電池之間之開關元件。
TW109138913A 2019-11-08 2020-11-06 保護電路、電池組及保護電路之動作方法 TWI887295B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019203246A JP7377070B2 (ja) 2019-11-08 2019-11-08 保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法
JP2019-203246 2019-11-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202133524A TW202133524A (zh) 2021-09-01
TWI887295B true TWI887295B (zh) 2025-06-21

Family

ID=75848129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109138913A TWI887295B (zh) 2019-11-08 2020-11-06 保護電路、電池組及保護電路之動作方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12095259B2 (zh)
JP (1) JP7377070B2 (zh)
KR (1) KR102676890B1 (zh)
CN (1) CN114600328B (zh)
TW (1) TWI887295B (zh)
WO (1) WO2021090948A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7377069B2 (ja) * 2019-11-08 2023-11-09 デクセリアルズ株式会社 保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法
JP7593302B2 (ja) * 2021-11-17 2024-12-03 三菱電機株式会社 回路遮断器
KR102624547B1 (ko) * 2023-09-22 2024-01-12 한화시스템(주) 배터리 보호 장치 및 그 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004193000A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Chem Corp 二次電池装置
TW200625362A (en) * 2004-10-04 2006-07-16 Sony Chemicals Corp Protection circuit
CN105470925A (zh) * 2014-09-26 2016-04-06 精工半导体有限公司 二次电池保护电路及电池装置
US20160189897A1 (en) * 2013-07-26 2016-06-30 Tyco Electronics Japan G.K. Protection Device
TW201642540A (zh) * 2015-05-26 2016-12-01 Pao-Hsuan Chen 二次電池包及其保護元件
TW201816824A (zh) * 2014-01-15 2018-05-01 日商迪睿合股份有限公司 保護元件

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4637001B2 (ja) * 2005-10-28 2011-02-23 三洋電機株式会社 保護素子とこの保護素子を備えるパック電池
JP4511449B2 (ja) * 2005-11-11 2010-07-28 三洋電機株式会社 保護素子とこの保護素子を備えるパック電池
JP2008311161A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Sony Chemical & Information Device Corp 保護素子
JP4771096B2 (ja) * 2008-06-02 2011-09-14 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 保護回路
JP5053337B2 (ja) * 2009-07-21 2012-10-17 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 蓄電池用保護素子および保護システム
JP6478603B2 (ja) 2014-12-08 2019-03-06 キヤノン株式会社 面形状測定方法及び面形状測定装置
TW201630292A (zh) * 2015-02-09 2016-08-16 Sha-Li Chen 保護電路、可充放電電池包、複合式保護元件
KR102442187B1 (ko) * 2015-04-10 2022-09-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로
CN109980171A (zh) * 2018-12-24 2019-07-05 上海长园维安电子线路保护有限公司 一种保护元件
TWI699026B (zh) * 2019-06-10 2020-07-11 聚鼎科技股份有限公司 二次電池及其保護元件
JP7377069B2 (ja) * 2019-11-08 2023-11-09 デクセリアルズ株式会社 保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004193000A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Sony Chem Corp 二次電池装置
TW200625362A (en) * 2004-10-04 2006-07-16 Sony Chemicals Corp Protection circuit
US20160189897A1 (en) * 2013-07-26 2016-06-30 Tyco Electronics Japan G.K. Protection Device
TW201816824A (zh) * 2014-01-15 2018-05-01 日商迪睿合股份有限公司 保護元件
CN105470925A (zh) * 2014-09-26 2016-04-06 精工半导体有限公司 二次电池保护电路及电池装置
TW201642540A (zh) * 2015-05-26 2016-12-01 Pao-Hsuan Chen 二次電池包及其保護元件

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021090948A1 (ja) 2021-05-14
KR102676890B1 (ko) 2024-06-20
TW202133524A (zh) 2021-09-01
US12095259B2 (en) 2024-09-17
JP2021077520A (ja) 2021-05-20
JP7377070B2 (ja) 2023-11-09
KR20220065859A (ko) 2022-05-20
CN114600328B (zh) 2023-08-25
US20220368124A1 (en) 2022-11-17
CN114600328A (zh) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI887295B (zh) 保護電路、電池組及保護電路之動作方法
WO2014081234A1 (ko) 비정상상태의 전류 및 전압을 차단하는 복합보호소자
KR20080041636A (ko) 전기 복합 소자
WO2024070418A1 (ja) 保護素子及び保護素子の製造方法
JP7321731B2 (ja) バッテリパック、保護回路
TWI887294B (zh) 保護電路、電池組及保護電路之動作方法
TWI824067B (zh) 保護元件及保護電路
CN114631240B (zh) 保护电路
JP7579717B2 (ja) 保護素子及びバッテリパック
TWI874426B (zh) 保護元件及保護電路
CN108346770B (zh) 保护元件与二次电池包
WO2022196594A1 (ja) 保護素子及びバッテリパック