CN102273044A - 保护电路、电池组件以及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保护电路、电池组件以及充电系统。保护电路包括：接收用于对二次电池进行充电的电压的连接端子；设置在所述连接端子与所述二次电池之间的开关元件；用于切断所述连接端子与所述开关元件之间的导电路径的温度保险丝；用于熔断所述温度保险丝的加热器；检测有关所述导电路径的电压的电压检测部；检测作为可恢复的异常而被预先设定的第一异常的发生的第一异常检测部；检测作为应熔断所述温度保险丝的异常而被预先设定的第二异常的发生的第二异常检测部；当通过所述第一异常检测部检测出所述第一异常时，断开所述开关元件的保护控制部；以及当通过所述第二异常检测部检测出所述第二异常，且通过所述电压检测部检测出的电压为指定的阈值电压以上时，执行向所述加热器施加所述导电路径的电压的温度保险丝熔断处理的加热器控制部。

Description

保护电路、电池组件以及充电系统

技术领域

本发明涉及二次电池的保护电路、具有该保护电路的电池组件以及充电系统。

背景技术

以往，在具备二次电池的电池组件中，已知有与二次电池串联连接温度保险丝的结构。这种电池组件在检测出二次电池的异常时，通过二次电池的输出电压使加热器发热，以使该温度保险丝熔断，从而避免继续使用电池组件。

但是，当二次电池的电池电压低时，存在即使对加热器施加电池电压，加热器的发热量也不足而温度保险丝不熔断的情况。在这种情况下，不仅无法熔断温度保险丝，而且还存在由于在电池组件内加热器持续发热而造成电池组件的温度上升的问题。

对此，已知当二次电池的电池电压低于可熔断温度保险丝的指定电压时，对二次电池进行充电并等待电池电压达到指定电压后使加热器发热，来使温度保险丝熔断(例如，参照专利文献1)。

当发生欲熔断保险丝这样的异常时，从安全性的观点来看，优选在尽可能不让二次电池放电的情况下能够熔断保险丝。这是因为，当使二次电池放电并用该电力熔断保险丝时，由于放电会使二次电池的温度进一步上升。

然而，在专利文献1记载的技术中，当发生欲熔断保险丝这样的异常时，通过使二次电池放电从而让温度保险丝熔断，因此从安全性的观点来看并不理想。

专利文献1：日本专利公开公报特开2007-215310号

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次电池的保护电路以及具备该保护电路的电池组件和充电系统，能够减少熔断温度保险丝时让二次电池放电的机会。

本发明一方面所涉及的保护电路包括：连接端子，接收用于对二次电池进行充电的电压；开关元件，设置在所述连接端子与所述二次电池之间；温度保险丝，用于切断所述连接端子与所述开关元件之间的导电路径；加热器，用于熔断所述温度保险丝；电压检测部，检测有关所述导电路径的电压；第一异常检测部，检测作为可恢复的异常而被预先设定的第一异常的发生；第二异常检测部，检测作为应熔断所述温度保险丝的异常而被预先设定的第二异常的发生；保护控制部，当所述第一异常检测部检测出所述第一异常时，断开所述开关元件；以及加热器控制部，当所述第二异常检测部检测出所述第二异常、且所述电压检测部检测出的电压为指定的阈值电压以上时，执行向所述加热器施加所述导电路径的电压的温度保险丝熔断处理。

此外，本发明另一方面所涉及的电池组件包括保护电路以及二次电池。

另外，本发明又一方面所涉及的充电系统包括保护电路、二次电池以及充电部。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式所涉及的保护电路的电池组件以及充电系统的结构的一例的框图。

图2是表示图1所示的保护电路的动作的一例的流程图。

图3是表示图1所示的保护电路的动作的一例的流程图。

图4是表示具备本发明的第二实施方式所涉及的保护电路的电池组件的结构的一例的框图。

图5是表示图4所示的保护电路的动作的一例的流程图。

图6是表示图4所示的保护电路的动作的一例的流程图。

具体实施方式

下面基于附图说明本发明所涉及的实施方式。此外，在各图中标注相同符号的结构表示相同的结构，并省略其说明。

(第一实施方式)

图1是表示具备本发明的第一实施方式所涉及的保护电路2的电池组件1以及充电系统100的结构的一例的框图。

充电系统100由电池组件1与充电装置3(充电部)连接而构成。此外，充电装置3例如可内置于便携式个人计算机、数码相机、移动电话等电子设备、电动汽车、混合动力汽车等车辆等的电池搭载设备中，也可以作为这些电池搭载设备构成充电系统100。

充电装置3可以是由例如商用电源电压生成电池组件1的充电电流的电源电路，也可以是基于例如太阳光、风力、或水力等自然能源进行发电的发电装置、或基于内燃机等的动力进行发电的发电装置等。

电池组件1包括保护电路2和二次电池14。而且，保护电路2包括连接端子11(第一连接端子)、连接端子12(第二连接端子)、连接端子13、温度传感器15、16、电流检测阻抗17、电池电压检测部18、电池温度检测部19、通信部20、温度检测部21、端子电压检测部22、控制部201、放电用开关元件SW1、充电用开关元件SW2、加热器用开关元件SW3、温度保险丝F1、F2以及加热器Rh。

此外，保护电路2并不需要内置于电池组件中，例如保护电路2也可以构成为车载用ECU(Electric Control Unit)，也可以内置于电池搭载设备中。

充电装置3包括连接端子31、32、33、电源电路35、通信部36以及控制部37。电源电路35与供电用连接端子31、32连接，通信部36与连接端子33连接。

另外，当电池组件1安装在充电装置3时，电池组件1的连接端子11、12、13与充电装置3的连接端子31、32、33分别连接。

通信部20、36是可经由连接端子18、33互相发送接收数据的通信接口电路(communication interface circuits)。电源电路35是经由连接端子31、32向电池组件1供给与来自控制部37的控制信号相对应的电流、电压的电源电路。

控制部37是例如使用微型计算机构成的控制电路。而且，当从电池组件1的控制部201通过通信部20发送的请求指示通过通信部36被接收时，控制部37根据通过通信部36接收的请求指示控制电源电路35，从而从电源电路35向连接端子11、12输出与从电池组件1发送的请求指示相对应的电流、电压。

连接端子11经由温度保险丝F1、F2、充电用开关元件SW2以及放电用开关元件SW1与二次电池14的正极连接。温度保险丝F1、F2通过熔断而切断连接端子11与充电用开关元件SW2之间的导电路径L1。

作为放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2，例如可使用p沟道的FET(FieldEffect Transistor，场效应晶体管)。作为加热器用开关元件SW3，例如可使用n沟道的FET。

充电用开关元件SW2和放电用开关元件SW1分别具有寄生二极管(parasiticdiode)。而且，充电用开关元件SW2的寄生二极管被配置成以二次电池14的放电电流的流动方向为其正向。据此，当充电用开关元件SW2断开时，仅切断二次电池14的充电方向的电流。

另外，放电用开关元件SW1的寄生二极管被配置成以二次电池14的充电电流的流动方向为其正向。据此，放电用开关元件SW1断开时，仅切断二次电池14的放电方向的电流。

而且，连接端子12经由电流检测阻抗17与二次电池14的负极连接，构成从连接端子11经由温度保险丝F1、F2、充电用开关元件SW2、放电用开关元件SW1、二次电池14以及电流检测阻抗17直到连接端子12的电流路径。连接端子12构成电路接地。

此外，连接端子11、12、13只要电连接电池组件1与充电装置3或外部电路的部件即可，例如可以是电极或连接器(connector)、端子台(terminal block)等，也可以是面(land)或垫(pad)等布线图案。

而且，加热器Rh的一端与导电路径L1的一点、例如温度保险丝F1与温度保险丝F2的连接点连接，另一端经由加热器用开关元件SW3与连接端子12即电路接地连接。

此外，也可以使用在温度保险丝F1、F2串联连接、且加热器Rh与温度保险丝F1、F2的连接点连接的状态下，被封装为一组的带加热器的温度保险丝F。另外，温度保险丝也可以为一个。

电流检测阻抗17将二次电池14的充电电流和放电电流转换为电压值。

二次电池14例如可以是单个电池，例如也可以是多个二次电池串联连接的组电池，例如还可以是多个二次电池并联连接的组电池，也还可以是串联与并联组合连接的组电池。作为二次电池14例如可以使用锂离子二次电池或镍氢二次电池等各种二次电池。

电池电压检测部18、电池温度检测部19、温度检测部21以及端子电压检测部22例如使用模拟数字转换电路构成。

电池电压检测部18检测二次电池14的电池电压Vb，并向控制部201输出表示该电压值的信号。端子电压检测部22检测连接端子11、12之间的端子电压Vt，并向控制部201输出表示该电压值的信号。此时，由于连接端子11与导电路径L1的一端连接，因此端子电压Vt相当于有关导电路径L1的电压的一例。而且，端子电压检测部22相当于电压检测部的一例。

温度传感器15、16例如是使用热敏电阻或热电偶等构成的温度传感器。

温度传感器15例如与二次电池14紧贴，或配设在二次电池14的附近，检测二次电池14的温度，并向电池温度检测部19输出表示该温度值的电压信号。电池温度检测部19基于从温度传感器15输出的电压信号，向控制部201输出表示二次电池14的温度的信号。

温度传感器16例如与温度保险丝F1、F2(或带加热器的温度保险丝F)紧贴，或配设在温度保险丝F1、F2(或带加热器的温度保险丝F)的附近，检测有关温度保险丝F1、F2的温度t，并向温度检测部21输出表示该温度值的电压信号。温度检测部21基于从温度传感器16输出的电压信号，向控制部201输出表示温度t的信号。

温度t并不限于温度保险丝F1、F2的温度本身，只要是温度保险丝F1、F2的附近的环境温度等与温度保险丝F1、F2的温度相关的温度即可。在以下的说明中，温度t作为温度保险丝F1、F2的温度进行说明。

控制部201例如包括执行指定的运算处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储有指定的控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、临时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、模拟数字转换电路、计时电路以及它们的周边电路等。

而且，控制部201通过执行存储在ROM中的控制程序，从而作为第一异常检测部211、第二异常检测部212、阈值电压设定部213、电压输出请求部214、加热器控制部215、保护控制部216以及电流检测部217而发挥功能。

电流检测部217通过检测电流检测阻抗17的两端间的电压Vr，并将该电压Vr除以电流检测阻抗17的电阻值R，从而获取流过二次电池14的充放电电流值Ic。

第一异常检测部211检测作为可恢复的异常而被预先设定的第一异常的发生，并通知保护控制部216。具体而言，例如作为第一异常，设定二次电池14成为不对二次电池14造成持续损伤的范围内的过充电、过放电或者温度。

例如，当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb超过预先设定为超过满充电电压的值的第一过充电电压值时，第一异常检测部211检测出发生了第一异常。例如，当二次电池14为锂离子二次电池时，可将构成二次电池14的一个单位电池的电压设为4.228V，作为第一过充电电压值使用二次电池14中的单位电池的串联连接数乘以4.228V的值。

另外，例如当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb成为低于为防止二次电池14的过放电而预先设定的过放电电压值的电压时，第一异常检测部211也检测出发生了第一异常。例如当二次电池14为锂离子二次电池时，可将构成二次电池14的一个单位电池的电压设为2.5V，作为过放电电压值使用二次电池14中的单位电池的串联连接数乘以2.5V的值。

另外，例如当电池温度检测部19检测出的二次电池14的温度超过作为有可能致使二次电池14劣化的温度而被预先设定的第一异常判断温度如60℃而成为异常高温时，第一异常检测部211也检测出发生了第一异常。

此外，第一异常判断温度在充电过程和放电过程可使用不同的温度，例如在充电过程为60℃，在放电过程为比充电过程更高的73℃。

而且，由于第一异常为可恢复的异常，因此当第一异常检测部211检测出上述被检测出的第一异常已解除时，通知保护控制部216第一异常已解除。

第二异常检测部212检测作为应持续禁止二次电池14的充放电的异常而被预先设定的第二异常的发生，并通知保护控制部216和加热器控制部215。具体而言，作为第二异常设定有可能对二次电池14造成持续损伤的程度的过充电或发热等。

例如，当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb进一步超过作为有可能对二次电池14造成持续损伤的电压而被预先设定为超过第一过充电电压值的电压值的第二过充电电压值时，第二异常检测部212检测出发生了第二异常。例如当二次电池14为锂离子二次电池时，可将构成二次电池14的一个单位电池的电压设为4.28V，作为第二过充电电压值使用二次电池14中的单位电池的串联连接数乘以2.5V的值。

而且，例如当电池温度检测部19检测出的二次电池14的温度超过例如作为二次电池14内部的隔膜有可能熔融(melt)的温度而被预先设定的第二异常判断温度如90℃时，也检测出发生了第二异常。

当第一异常检测部211检测出第一异常时，保护控制部216断开放电用开关元件SW1或充电用开关元件SW2，通过禁止二次电池14的放电或充电，从而保护二次电池14以免劣化。

例如，当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb超过第一过充电电压值而成为第一异常时，保护控制部216通过断开充电用开关元件SW2而禁止充电，从而防止二次电池14的过充电。

而且，例如当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb低于过放电电压值而成为第一异常时，保护控制部216通过断开放电用开关元件SW1而禁止放电，从而防止二次电池14的因过放电造成的劣化。

并且，当第二异常检测部212检测出第二异常时，保护控制部216一并断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2。当第二异常检测部212检测出第二异常时，通过加热器控制部215温度保险丝F1、F2被熔断，但是温度保险丝F1、F2的熔断需要花费时间，或根据来自充电装置3的电压供给状态和二次电池14的端子电压，有时无法熔断温度保险丝F1、F2。

因此，当第二异常检测部212检测出第二异常时，保护控制部216一并断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2。据此，即使温度保险丝F1、F2的熔断花费时间或无法熔断温度保险丝F1、F2时，也能够迅速禁止二次电池14的充放电，因此能够提高电池组件1的安全性。

此外，并不限于具备放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2的例子，也可以具备一个切断二次电池14的充放电路径的开关元件，当检测出第一异常或第二异常时，保护控制部216断开该开关元件。

阈值电压设定部213将用于判断二次电池14的电池电压Vb通过使加热器Rh发热能否使温度保险丝F1、F2熔断的阈值电压Vth设定为随着温度检测部21检测出的温度t越高而越降低。

温度保险丝温度高时容易熔断，温度低时难以熔断。因此，例如根据温度保险丝F1、F2的温度t，预先通过实验求出可获得能够通过加热器Rh熔断温度保险丝F1、F2的发热量的最低限度的电池电压Vb并作为数据表存储在ROM中。

阈值电压设定部213例如也可以参照该数据表，基于温度检测部21检测出的温度t，获取在该温度t下可熔断温度保险丝F1、F2的最低限度的电池电压Vb并设定为阈值电压Vth。据此，由于温度保险丝温度高时容易熔断，温度低时难以熔断，因此当温度t越高则阈值电压Vth被设定为越低的电压值。

当第二异常检测部212检测出第二异常、且端子电压检测部22检测出的连接端子11、12之间的电压超过阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth时，加热器控制部215接通加热器用开关元件SW3，从而对加热器Rh施加导电路径L1的电压、即导电路径L1与作为电路接地的连接端子12之间的电压，从而使加热器Rh发热。

在此，当第二异常检测部212检测出第二异常时，由于通过保护控制部216一并断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2，因此即使加热器用开关元件SW3接通，也不会从二次电池14向加热器Rh供给电流。由此，从充电装置3供给的电流通过导电路径L1和加热器用开关元件SW3被供给至加热器Rh。

此外，当第二异常检测部212检测出第二异常时，保护控制部216并不需要一并断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2。

此时，由于第二异常检测部212的第二异常的判断条件比第一异常检测部211的第一异常的判断条件严格，因此当第二异常检测部212检测出第二异常时，通常在这之前第一异常检测部211检测出第一异常，并且由保护控制部216断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2之中的至少一个。

而且，例如当二次电池14的过放电或温度原因检测出第一异常时，由于放电用开关元件SW1断开，因此即使接通加热器用开关元件SW3，也不会从二次电池14向加热器Rh供给电流。由此，从充电装置3供给的电流通过导电路径L1和加热器用开关元件SW3被供给至加热器Rh。

并且，在第二异常检测部212检测出第二异常的情况下，当端子电压检测部22检测出的端子电压Vt低于阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth时，加热器控制部215进一步确认电池电压检测部18检测出的电池电压Vb，当电池电压Vb超过阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth时，接通放电用开关元件SW1和加热器用开关元件SW3，从而对加热器Rh施加导电路径L1的电压，使加热器Rh发热。

而且，当端子电压检测部22检测出的端子电压Vt低于阈值电压Vth、且电池电压检测部18检测出的电池电压Vb低于阈值电压Vth时，加热器控制部215判断温度保险丝F1、F2难以熔断，并保持断开加热器用开关元件SW3的状态，不让加热器Rh发热。

进一步，加热器控制部215使省略图示的计时电路对判断温度保险丝F1、F2难以熔断后的经过时间Tp进行计时。并且，当计时电路计时的经过时间Tp成为可推测有可能电池组件1的环境温度变化，或来自充电装置3的电压供给开始的时间，例如成为预先设定为1小时左右的等待时间Tw以上，且端子电压检测部22检测出的连接端子11、12之间的电压超过阈值电压Vth时，再次接通加热器用开关元件SW3，试着熔断温度保险丝F1、F2。

下面，对如上所述地构成的保护电路2的动作进行说明。图2、图3是表示图1所示的保护电路2的动作的一例的流程图。

首先，第一异常检测部211检测有无发生第一异常(步骤S1)。并且，当第一异常检测部211未检测出第一异常的发生时(在步骤S1为“否”)，由保护控制部216接通放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2使二次电池14可进行充放电(步骤S3)，并转移至步骤S4。

另一方面，当第一异常检测部211检测出第一异常的发生时(在步骤S1为“是”)，保护控制部216根据该异常内容，断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2之中的至少一个(步骤S2)，并转移至步骤S4。例如，当第一异常为过充电时，仅断开充电用开关元件SW2；当第一异常为过放电时，仅断开放电用开关元件SW1；当第一异常为异常高温时，断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2。

接着，在步骤S4，第二异常检测部212检出有无发生第二异常(步骤S4)。并且，当第二异常检测部212未检测出第二异常的发生时(在步骤S4为“否”)，再次返回到步骤S1，由第一异常检测部211确认有无发生第一异常。

在此，由于第一异常为可恢复的异常，因此此时第一异常解除、第一异常检测部211未检测出第一异常的发生时(在步骤S1为“否”)，在步骤S3保护控制部216接通放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2并再次使二次电池14可进行充放电。

另一方面，在步骤S4，当第二异常检测部212检测出第二异常的发生时(在步骤S4为“是”)，保护控制部216断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2(步骤S5)，并迅速禁止二次电池14的充放电。

据此，在步骤S2仅放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2之中的任一个被断开时，或者即使在二次电池14达到寿命时等发生第二异常的情况下与发生不是第一异常的异常时那样放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2均导通时，也能够迅速地禁止二次电池14的充放电，因此安全性提高。

接着，阈值电压设定部213将阈值电压Vth设定为随着温度检测部21检测出的温度t越高而越低的电压值(步骤S6)。

然后，电压输出请求部214利用通信部20向充电装置3发送请求输出被设定为阈值电压Vth以上的加热器用电压Vh的请求信号(步骤S7)。由此，如果充电装置3已连接于电池组件1，则该请求信号被通信部36接收并输出至控制部37。接着，控制部37根据该请求信号控制电源电路35，对连接端子11、12之间施加加热器用电压Vh。

加热器用电压Vh可以被预先设定为例如与温度t无关地可熔断温度保险丝F1、F2的电压值，也可以直接使用阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth作为加热器用电压Vh。

充电装置3即使与电池组件1连接，也并不一定输出可熔断温度保险丝F1、F2的阈值电压Vth以上的电压。因此，电压输出请求部214请求充电装置3输出加热器用电压Vh，充电装置3对连接端子11、12之间输出加热器用电压Vh，从而能够增大可通过充电装置3的输出电压熔断温度保险丝F1、F2的机会。

在专利文献1记载的背景技术中，由于欲熔断温度保险丝时，电池组件发生了某种异常，因此二次电池无法输出可熔断温度保险丝的程度的电压的可能性高。这样，在专利文献1记载的背景技术中，存在发生异常时无法熔断温度保险丝的可能性高的问题。

然而，根据保护电路2，由于基于充电装置3的输出电压使温度保险丝F1、F2熔断，因此与专利文献1记载的背景技术相比能够增大可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

接着，加热器控制部215比较端子电压检测部22检测出的端子电压Vt和阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth(步骤S8)，当端子电压Vt为阈值电压Vth以上时(在步骤S8为“是”)，由于可基于端子电压Vt使温度保险丝F1、F2熔断，因此加热器控制部215接通加热器用开关元件SW3(步骤S9)。

由此，从电源电路35供给的加热器用电压Vh经由连接端子31、11和温度保险丝F1施加于加热器Rh，加热器Rh发热，温度保险丝F1、F2熔断。

据此，在发生第二异常的情况下，由于无需使二次电池14放电即可使温度保险丝F1、F2熔断，因此能够减少使二次电池14放电的机会，其结果安全性提高。

另一方面，当端子电压Vt低于阈值电压Vth时(在步骤S8为“否”)，由于基于端子电压Vt无法使温度保险丝F1、F2熔断，因此加热器控制部215为了判断基于二次电池14的放电能否熔断温度保险丝F1、F2而转移至步骤S10。

此时，由于在步骤S6阈值电压设定部213将阈值电压Vth设定为随着当前的温度保险丝F1、F2的温度t越高而越低的电压值，例如在温度t的条件下能够获得通过加热器Rh可熔断温度保险丝F1、F2的发热量的最低限度的电池电压Vb被设定为阈值电压Vth，因此与阈值电压Vth为固定值时不同，能够降低以下担忧，即例如尽管在由于温度t高，即便电池电压Vb较低也处于可熔断温度保险丝F1、F2的状态下，由于电池电压Vb低于配合温度t低的情况设定的阈值电压Vth，因而加热器控制部215不进行温度保险丝F1、F2的熔断，从而丧失可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

然后，加热器控制部215比较电池电压检测部18检测出的电池电压Vb和阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth(步骤S10)，当电池电压Vb为阈值电压Vth以上使(在步骤S10为“是”)，由于基于电池电压Vb可使温度保险丝F1、F2熔断，因此加热器控制部215接通放电用开关元件SW1(步骤S11)，并接通加热器用开关元件SW3(步骤S9)。

由此，从二次电池14供给的电池电压Vb施加于加热器Rh，加热器Rh发热，温度保险丝F1、F2熔断。

在此，由于温度保险丝F1、F2串联连接，且温度保险丝F1、F2的连接点与加热器Rh连接，因此当温度保险丝F1、F2熔断时，从电源电路35经由连接端子11对加热器Rh供给电压的路径(温度保险丝F1)和从二次电池14对加热器Rh供给电压的路径(温度保险丝F2)双方被切断，加热器Rh的发热停止，因此温度保险丝F1、F2熔断后加热器Rh不会继续发热。

根据步骤S8、S10、S11、S9的处理，为了使温度保险丝F1、F2熔断而使二次电池14放电。但是，温度保险丝F1、F2保持未熔断的状态，而仅断开放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2，则二次电池14的电池电压Vb下降，控制部201、放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2的动作用电源电压终究无法供给，难以将放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2维持在断开状态。

这样，在发生第二异常的状态下终究无法保护二次电池14，因此并不优选。另一方面，根据步骤S8、S10、S11、S9的处理，虽然暂时使二次电池14放电，但是如果能够使温度保险丝F1、F2熔断，则与一直处于无法熔断温度保险丝F1、F2的状态相比，安全性提高，因此优选。

而且，基于二次电池14的放电熔断温度保险丝F1、F2的情况仅限于例如充电装置3未与电池组件1连接时等尽管电压输出请求部214向充电装置3进行加热器用电压Vh的输出请求，但未对连接端子11、12之间供给阈值电压Vth以上的电压时，因此与背景技术所示的始终使二次电池放电而熔断温度保险丝的技术相比，能够减少使二次电池放电的机会。

另一方面，在步骤S10，当电池电压Vb低于阈值电压Vth时(在步骤S10为“否”)，由于无论基于端子电压Vt还是电池电压Vb都无法使温度保险丝F1、F2熔断，因此加热器控制部215判断温度保险丝F1、F2难以熔断，维持断开加热器用开关元件SW3的状态，并转移至步骤S12。

据此，由于端子电压Vt和电池电压Vb低，即使接通加热器用开关元件SW3，加热器Rh的发热量也不足而无法使温度保险丝F1、F2熔断时，由于不让加热器Rh发热，因此能够降低温度保险丝F1、F2未熔断的状态下使电池组件1的温度上升的可能性。

接着，加热器控制部215在步骤S12使用省略图示的计时电路对在步骤S11判断为温度保险丝F1、F2难以熔断之后的经过时间Tp进行计时(步骤S13)。并且，当经过时间Tp成为等待时间Tw以上时(在步骤S13为“是”)，加热器控制部215再次反复进行步骤S5以后的处理，试着熔断温度保险丝F1、F2。

即，即使在步骤S10被判断为即使使加热器Rh发热温度保险丝F1、F2也不熔断的情况下，如果之后经过了等待时间Tw以上的时间，在这期间环境温度上升而温度t上升，或充电装置3与电池组件1连接时，通过再次反复进行步骤S5以后的处理，有时也能够熔断温度保险丝F1、F2。据此，能够增大可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

此外，也可以采用不具备阈值电压设定部213的结构，而采用将与温度t无关地可通过加热器Rh的发热量熔断温度保险丝F1、F2的程度的电压值预先设定为阈值电压Vth的结构。而且，加热器控制部215也可在步骤S8，当端子电压Vt低于阈值电压Vth时(在步骤S8为“否”)，不执行步骤S10、S11而判断温度保险丝F1、F2难以熔断，并转移至步骤S12。

而且，也可以采用不具备电压输出请求部214，不执行步骤S7的结构。并且，保护控制部216也可以不执行步骤S5。

根据此结构，与背景技术所示的使二次电池放电而熔断温度保险丝的技术相比，也能够减少使二次电池放电的机会。

这种结构的保护电路、电池组件、以及充电系统在使温度保险丝熔断时，能够减少使二次电池放电的机会。

(第二实施方式)

背景技术的专利文献1记载的技术通过加热器使温度保险丝熔断。温度保险丝温度高时容易熔断，温度低时难以熔断。因此，温度高时即使加热器的发热量少，即电池电压低也能够使温度保险丝熔断，另一方面，温度低时如果加热器的发热量少，即电池电压低时，则无法使温度保险丝熔断。

因此，专利文献1记载的背景技术中，由于需要与温度无关地使温度保险丝熔断，因此需将上述指定电压设定为即使在温度保险丝难以熔断的低温时也能够使温度保险丝熔断的高电压。

但是，如果将上述指定电压设定为高电压以在低温时可熔断温度保险丝，则在高温时尽管具有可熔断温度保险丝的电池电压，但由于低于上述指定电压，因此存在二次电池被充电并直到电池电压达到指定电压为止温度保险丝的熔断推迟的问题。

而且，欲使温度保险丝熔断时，由于二次电池发生了某些异常，因此用户有时也不进行电池组件的充电，在这种情况下，如等待电池电压达到指定电压，则存在丧失可熔断温度保险丝的机会的问题。

如此，在专利文献1记载的背景技术中，尽管具有根据温度保险丝的温度，无论电池电压低于指定电压也能熔断温度保险丝的机会，但错过了这样的机会，存在温度保险丝的熔断推迟，或温度保险丝无法熔断的可能性增大的问题。

根据第二实施方式记载的保护电路和电池组件，与专利文献1记载的技术相比，能够降低温度保险丝的熔断推迟、或温度保险丝无法熔断的可能性。

下面基于附图说明本发明所涉及的实施方式。此外，在各图中标注相同符号的结构表示相同的结构，并省略其说明。图4是表示具备本发明的第二实施方式所涉及的保护电路2a的电池组件1a的结构的一例的框图。

电池组件1a包括保护电路2a和二次电池14。而且，保护电路2a包括连接端子11(第一连接端子)、连接端子12(第二连接端子)、连接端子13、温度传感器15、16、电流检测阻抗17、电池电压检测部18、电池温度检测部19、通信部20、温度检测部21、端子电压检测部22、控制部201a、放电用开关元件SW1、充电用开关元件SW2、加热器用开关元件SW3、温度保险丝F1、F2、加热器Rh以及电阻R。

此外，保护电路2a并不需要内置于电池组件中，例如保护电路2a也可以构成为车载用ECU(Electric Control Unit)，还可以内置于电池搭载设备中。

连接端子11、12、13为与电池搭载设备或充电装置等省略图示的外部设备、例如图1所示的充电装置3连接的连接端子。当连接端子11、12、13与外部设备连接时，二次电池14的放电电流经由连接端子11、12供给至外部设备，或从外部设备输出的充电电压经由连接端子11、12施加于二次电池14。

通信部20是可经由连接端子13在与外部设备之间互相发送接收数据的通信接口电路。

连接端子11通过经由温度保险丝F1、F2、充电用开关元件SW2以及放电用开关元件SW1的导电路径L，与二次电池14的正极连接。在导电路径L之中，从连接端子11经由温度保险丝F1、F2直到充电用开关元件SW2的区间为导电路径L1。

作为放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2，例如可使用p沟道的FET(FieldEffect Transistor)。作为加热器用开关元件SW3，例如可使用n沟道的FET。

充电用开关元件SW2和放电用开关元件SW1分别具有寄生二极管。而且，充电用开关元件SW2的寄生二极管被配置成以二次电池14的放电电流的流动方向为其正向。据此，当充电用开关元件SW2断开时，仅切断二次电池14的充电方向的电流。

而且，放电用开关元件SW1的寄生二极管被配置成以二次电池14的充电电流的流动方向为其正向。据此，当放电用开关元件SW1断开时，仅切断二次电池14的放电方向的电流。

另外，连接端子12经由电流检测阻抗17与二次电池14的负极连接，构成从连接端子11经由温度保险丝F1、F2、充电用开关元件SW2、放电用开关元件SW1、二次电池14以及电流检测阻抗17直到连接端子12的电流路径。

此外，连接端子11、12、13只要电连接电池组件1a与外部设备或外部电路即可，例如可以是电极或连接器、端子台等，也可以是面或垫等布线图案。

而且，加热器Rh的一端与导电路径L1的一点如温度保险丝F1与温度保险丝F2的连接点连接，另一端经由电阻R和加热器用开关元件SW3与连接端子12连接。

此外，也可以采用在温度保险丝F1、F2串联连接、且加热器Rh与温度保险丝F1、F2的连接点连接的状态下，被封装为一组的带加热器的温度保险丝F。另外，温度保险丝也可以为一个。

电流检测阻抗17将二次电池14的充电电流和放电电流转换为电压值。

二次电池14例如可以是单个电池，例如可以是多个二次电池串联连接的组电池，例如也可以是多个二次电池并联连接的组电池，也还可以是串联与并联组合连接的组电池。作为二次电池14例如可以使用锂离子二次电池或镍氢二次电池等各种二次电池。

电池电压检测部18、电池温度检测部19、温度检测部21以及端子电压检测部22例如使用模拟数字转换电路构成。

电池电压检测部18检测二次电池14的电池电压Vb，并向控制部201a输出表示该电压值的信号。此时，由于二次电池14的正极经由放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2与导电路径L1连接，因此如果放电用开关元件SW1和充电用开关元件SW2接通，则端子电压Vt等于导电路径L1的电压即导电路径L1与电路接地之间的电压。因此，电池电压Vb相当于有关导电路径L1的电压的一例。而且，电池电压检测部18相当于电压检测部的一例。

端子电压检测部22检测连接端子11、12之间的端子电压Vt，并向控制部201a输出表示该电压值的信号。端子电压检测部22检测电阻R与加热器用开关元件SW3的串联电路的两端电压，但如果加热器用开关元件SW3截止，则由于不发生电阻Rh、R的压降，因此能够检测连接端子11、12之间的端子电压Vt。

另外，当加热器用开关元件SW3导通时，端子电压检测部22检测电池电压Vb、或端子电压Vt被分压成电阻Rh和电阻R的电压。此时，将电阻Rh、R的电阻值分别设为Rh、R时，以使后述的判断电压Vj、阈值电压Vth之间成立Vj＜Vth×R/(Rh+R)关系的方式设定电阻Rh、R的电阻值。

由于加热器用开关元件SW3导通而温度保险丝F1、F2处于断开状态(open state)时，处于断开状态的连接端子11、12之间的电压不稳定，因此电阻R是为了端子电压检测部22能够稳定地检测0V而设置的。

此外，例如将内部阻抗设为较小值如1MΩ以下的值，则当连接端子11、12处于开放状态时端子电压检测部22能够检测0V，因此也可以采用不具备电阻R的结构，端子电压检测部22直接检测连接端子11、12之间的端子电压Vt。

温度传感器15、16例如是使用热敏电阻或热电偶等构成的温度传感器。

温度传感器15例如与二次电池14紧贴，或配设在二次电池14的附近，检测二次电池14的温度，并向电池温度检测部19输出表示该温度值的电压信号。电池温度检测部19基于从温度传感器15输出的电压信号，向控制部201a输出表示二次电池14的温度的信号。

温度传感器16例如与温度保险丝F1、F2(或带加热器的温度保险丝F)紧贴，或配设在温度保险丝F1、F2(或带加热器的温度保险丝F)的附近，检测有关温度保险丝F1、F2的温度t，并向温度检测部21输出表示该温度值的电压信号。温度检测部21基于从温度传感器16输出的电压信号，向控制部201a输出表示温度t的信号。

温度t并不限于温度保险丝F1、F2的温度本身，只要是温度保险丝F1、F2的附近的环境温度等与温度保险丝F1、F2的温度相关的温度即可。在以下的说明中，温度t作为温度保险丝F1、F2的温度进行说明。

控制部201a例如包括执行指定的运算处理的CPU(Central Processing Unit)、存储有指定的控制程序的ROM(Read Only Memory)、临时存储数据的RAM(RandomAccess Memory)、模拟数字转换电路、计时电路以及它们的周边电路等。

而且，控制部201a通过执行存储在ROM中的控制程序，从而作为异常检测部210、阈值电压设定部213、阈值时间设定部218、加热器控制部215a、保护控制部216以及电流检测部217而发挥功能。

电流检测部217通过检测电流检测阻抗17的两端间的电压Vr，并将该电压Vr除以电流检测阻抗17的电阻值R，从而获取流过二次电池14的充放电电流值Ic。

当发生可恢复的范围内的第一异常时，保护控制部216断开放电用开关元件SW1或充电用开关元件SW2，禁止二次电池14的放电或充电，从而保护二次电池14以免劣化。

例如，当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb超过二次电池14的满充电电压(或第一过充电电压值)而成为第一异常时，保护控制部216通过断开充电用开关元件SW2而禁止充电，来防止二次电池14的过充电。

而且，例如当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb成为为了防止二次电池14的过放电而被预先设定的放电禁止电压Voff以下或低于过放电电压值而成为第一异常时，保护控制部216断开放电用开关元件SW1而禁止放电，来防止二次电池14的因过放电造成的劣化。

异常检测部210包括上述的第一异常检测部211和第二异常检测部212。而且，当发生难以恢复的异常或二次电池14达到寿命等时，异常检测部210通过第二异常检测部212检测第二异常的发生。

例如，当电池温度检测部19检测出的二次电池14的温度成为作为二次电池14内部的隔膜有可能熔融的温度而被预先设定的温度判断值ts(第二异常判断温度)以上时，异常检测部210检测出第二异常，并通知加热器控制部215a。

而且，例如当电池电压检测部18检测出的电池电压Vb超过二次电池14的满充电电压，进而成为作为二次电池14有可能发生难以恢复的损坏的电压而被预先设定的电压判断值Vs(第二过充电电压值)以上时，异常检测部210检测出第二异常，并通知加热器控制部215a。

阈值电压设定部213将用于判断二次电池14的电池电压Vb通过使加热器Rh发热能否使温度保险丝F1、F2熔断的阈值电压Vth设定为随着温度检测部21检测出的温度t越高而越降低。

温度保险丝温度高时容易熔断，温度低时难以熔断。因此，例如根据温度保险丝F1、F2的温度t，预先通过实验求出可获得通过加热器Rh可熔断温度保险丝F1、F2的发热量的最低限度的电池电压Vb，并作为数据表存储在ROM中。

阈值电压设定部213例如也可以参照该数据表，基于温度检测部21检测出的温度t，获取在该温度t下可熔断温度保险丝F1、F2的最低限度的电池电压Vb并设定为阈值电压Vth。据此，由于温度保险丝温度高时容易熔断，温度低时难以熔断，因此阈值电压Vth被设定为随着温度t越高而越低的电压值。

阈值时间设定部218根据实际开始加热器Rh的发热后的经过时间，设定用于判断即使继续发热温度保险丝F1、F2也不会熔断的阈值时间Tth。

由于温度保险丝F1、F2温度(环境温度)高时容易熔断，温度低时难以熔断，因此温度保险丝F1、F2当温度越高则越在短时间内熔断，温度越低则熔断花费的时间越长。同样地，温度保险丝F1、F2当电池电压Vb高加热器Rh的发热量越多则越在短时间内熔断，当电池电压Vb低加热器Rh的发热量越少则熔断花费的时间越长。

因此，阈值时间设定部218将阈值时间Tth设定为随着电池电压检测部18检测出的电池电压Vb越高而越短的时间，随着温度检测部21检测出的温度t越高而越短的时间，从而能够根据当前的电池电压Vb和温度t，设定用于判断即使继续发热温度保险丝F1、F2也不会熔断的阈值时间Tth。

具体而言，也可以根据电池电压Vb和温度t的组合，预先通过实验求出能够熔断温度保险丝F1、F2的时间，将如此获得的与电池电压Vb和温度t的组合相对应的熔断时间作为数据表存储在ROM中。阈值时间设定部218也可以将参照这种数据表获得的熔断时间设定为阈值时间Tth。

此外，阈值时间设定部218也可以仅使用电池电压Vb和温度t之中的任一个来设定阈值时间Tth。

当异常检测部210检测出异常且电池电压检测部18检测出的电压超过阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth时，加热器控制部215a强制性地接通放电用开关元件SW1，并接通加热器用开关元件SW3，从而使二次电池14的电池电压Vb经由导电路径L1供给至加热器Rh，使加热器Rh发热。

另一方面，即使在异常检测部210检测出第二异常的情况下，当电池电压检测部18检测出的电压低于阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth时，加热器控制部215a保持切断加热器用开关元件SW3的状态而不让接通。

此时，由于强制性地接通放电用开关元件SW1，因此在温度保险丝F1、F2接通的期间，二次电池14的电池电压Vb经由放电用开关元件SW1、充电用开关元件SW2以及温度保险丝F1、F2被供给至连接端子11。

而且，当基于加热器Rh的发热温度保险丝F1、F2被熔断时，二次电池14的电池电压Vb不会被供给至连接端子11和端子电压检测部22。因此，连接端子11、12之间的电压、即端子电压检测部22的检测电压约为零。

因此，加热器控制部215a使用省略图示的计时电路对接通加热器用开关元件SW3后的经过时间T1进行计时，并且监视端子电压检测部22检测出的连接端子11、12之间的端子电压Vt(电池电压Vb或端子电压Vt被电阻Rh和电阻R分压后的电压)。

此外，端子电压检测部22在加热器用开关元件SW3导通时，并不直接检测端子电压Vt。但是，由于端子电压检测部22通过检测被电阻Rh和电阻R分压后的电压，间接地检测端子电压Vt，因此在以下的记载中为了简化说明，即使在加热器用开关元件SW3导通时，也视为端子电压检测部22检测端子电压Vt而进行说明。

而且，当计时电路计时的经过时间T1超过阈值时间设定部218设定的阈值时间Tth的情况下，端子电压检测部22检测出的端子电压Vt还超过预先设定的判断电压Vj时，加热器控制部215a判断即使继续加热器Rh的发热，温度保险丝F1、F2也不会熔断，并断开加热器用开关元件SW3。

作为判断电压Vj，例如预先设定为比因端子电压检测部22的计测误差或噪音的影响等而可能产生的电压稍大的电压值。因此，如果端子电压Vt超过判断电压Vj，则二次电池14的电池电压Vb经由温度保险丝F1、F2被供给至连接端子11，即可以认为温度保险丝F1、F2未熔断。

进而，加热器控制部215a使用图示省略的计时电路对判断为即使继续加热器Rh的发热温度保险丝F1、F2也不会熔断而断开加热器用开关元件SW3之后的经过时间T2进行计时。

而且，当计时电路计时的经过时间T2为可认为有可能电池组件1a的环境温度变化，或二次电池14被充电而电池电压Vb增大的时间以上，例如为预先设定为1小时左右的等待时间Tw以上、且电池电压检测部18检测出的电池电压Vb超过阈值电压Vth时，再次接通加热器用开关元件SW3试着熔断温度保险丝F1、F2。

接着，对如上所述地构成的保护电路2a的动作进行说明。图5、图6是表示图4所示的保护电路2a的动作的一例的流程图。

首先，由异常检测部210确认有无发生应持续地禁止使用二次电池14的第二异常(步骤S101)。而且，当异常检测部210检测出发生这种异常时(在步骤S101为“是”)，阈值电压设定部213将阈值电压Vth设定为随着温度检测部21检测出的温度t越高而越低的电压值(步骤S102)。

接着，阈值时间设定部218将阈值时间Tth设定为随着电池电压检测部18检测出的电池电压Vb越高而越短，且温度检测部21检测出的温度t越高而越短的时间(步骤S103)。

然后，加热器控制部215a比较电池电压检测部18检测出的电池电压Vb和阈值电压设定部213设定的阈值电压Vth(步骤S104)，当电池电压Vb为阈值电压Vth以上时(在步骤S104为“是”)，由于可通过电池电压Vb使温度保险丝F1、F2熔断，因此加热器控制部215a接通放电用开关元件SW1(步骤S105)，进而接通加热器用开关元件SW3(步骤S106)。

另一方面，当电池电压Vb低于阈值电压Vth时(在步骤S104为“否”)，则加热器控制部215a再次反复进行步骤S102至S104。据此，直到电池电压Vb为阈值电压Vth以上从而能以基于电池电压Vb的加热器Rh的发热量使温度保险丝F1、F2熔断为止，加热器控制部215a不会接通加热器用开关元件SW3。

据此，可认为即使在由于电池电压Vb低而接通加热器用开关元件SW3，加热器Rh的发热量也不足而无法使温度保险丝F1、F2熔断的情况下，加热器控制部215a不让加热器Rh发热，因此能够降低温度保险丝F1、F2不熔断而使电池组件1a的温度上升的可能性。

而且，在步骤S102，阈值电压设定部213将阈值电压Vth设定为随着当前的温度保险丝F1、F2的温度t越高而越低的电压值，例如将在温度t的条件下能够获得可通过加热器Rh熔断温度保险丝F1、F2的发热量的最低限度的电池电压Vb设定为阈值电压Vth。因此，与背景技术所示的阈值电压Vth为固定值时不同，能够降低以下担忧，即尽管在由于温度t高，即便电池电压Vb较低也处于可熔断温度保险丝F1、F2的状态下，由于电池电压Vb低于配合温度t低的情况设定的阈值电压Vth，因而加热器控制部215a不进行温度保险丝F1、F2的熔断，从而丧失可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

如此，根据步骤S101至S106的处理，与阈值电压Vth为固定值的背景技术相比，能够增大可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

接着，加热器控制部215a使用省略图示的计时电路对在步骤S106接通加热器用开关元件SW3之后的经过时间T1进行计时(步骤S107)。

而且，加热器控制部215a将端子电压检测部22检测出的端子电压Vt与判断电压Vj进行比较(步骤S108)。并且，当端子电压Vt为判断电压Vj以下时(在步骤S108为“是”)，可认为温度保险丝F1、F2已熔断，因此结束处理。

在此，由于温度保险丝F1、F2串联连接，且温度保险丝F1、F2的连接点与加热器Rh连接，因此当温度保险丝F1、F2熔断时，从二次电池14对加热器Rh供给电压的路径(温度保险丝F2)和从连接端子11对加热器Rh供给电压的路径(温度保险丝F1)双方均被切断，加热器Rh的发热停止，因此温度保险丝F1、F2熔断后加热器Rh不会继续发热。

另一方面，当端子电压Vt超过判断电压Vj时(在步骤S108为“否”)，则可认为温度保险丝F1、F2还未熔断，因此加热器控制部215a转移至步骤S109，比较计时电路计时的经过时间T1和阈值时间设定部218设定的阈值时间Tth(步骤S109)。

而且，当经过时间T1低于阈值时间Tth时(在步骤S109为“否”)，还有可通过使加热器Rh继续发热来熔断温度保险丝F1、F2的可能性，因此加热器控制部215a保持接通加热器用开关元件SW3的状态下反复进行步骤S108至S109。

另一方面，当经过时间T1为阈值时间Tth以上时(在步骤S109为“是”)，可认为即使继续使加热器Rh发热温度保险丝F1、F2也不会熔断，因此加热器控制部215a断开加热器用开关元件SW3并停止加热器Rh的发热(步骤S110)，恢复到在步骤S105强制性地接通放电用开关元件SW1之前的状态(步骤S111)。

即使在步骤S104电池电压Vb为阈值电压Vth以上的情况下，例如由于温度保险丝F1、F2或加热器Rh的特性偏差、环境温度的变化或者电池电压Vb的变化，即使施加电池电压Vb使加热器Rh发热，有时温度保险丝F1、F2也不会熔断。

在这种情况下，假如继续使加热器Rh发热，则在无法熔断温度保险丝F1、F2的状态下，电池组件1a的温度有可能继续上升。但是，如果经过时间T1为阈值时间Tth以上，加热器控制部215a则断开加热器用开关元件SW3并停止加热器Rh的发热，因此能够降低在无法熔断温度保险丝F1、F2的状态下电池组件1a的温度继续上升的可能性。

而且，阈值时间设定部218将阈值时间Tth设定为随着电池电压Vb越高而越短、随着温度t越高而越短的时间，因此例如电池电压Vb高或温度t高，本应在短时间内温度保险丝F1、F2熔断时，阈值时间Tth被设定为较短的时间。据此，与阈值时间Tth为固定值时相比，能够在短时间内进行温度保险丝F1、F2不会熔断的判断，其结果能够降低不必要地继续使加热器Rh发热的可能性。

接着，加热器控制部215a使用省略图示的计时电路对在步骤S110断开加热器用开关元件SW3之后的经过时间T2进行计时(步骤S112)。并且，当经过时间T2为等待时间Tw以上时(在步骤S113为“是”)，加热器控制部215a通过再次反复进行步骤S102以后的处理，从而试着熔断温度保险丝F1、F2。

即，在步骤S109，即使在判断为使加热器Rh发热温度保险丝F1、F2也不熔断的情况下，当之后经过等待时间Tw以上的时间，在这期间环境温度上升而温度t上升，二次电池14被充电而电池电压Vb上升时，通过再次反复进行步骤S102以后的处理，从而有时能够熔断温度保险丝F1、F2。据此，能够增大可熔断温度保险丝F1、F2的机会。

此外，示出了温度保险丝F1、F2设置在充电用开关元件SW2与连接端子11之间的例子，但温度保险丝F1、F2也可以设置在二次电池14与放电用开关元件SW1之间。此时，不需要步骤S105、S111。另外，温度保险丝F1、F2、放电用开关元件SW1以及充电用开关元件SW2也可以设置在连接端子12与二次电池14之间。

这种结构的保护电路在异常检测部检测出二次电池的异常的情况下，当电池电压检测部检测出的二次电池的电池电压超过阈值电压设定部设定的阈值电压，可认为以基于电池电压的加热器的发热量可熔断温度保险丝时，二次电池的电池电压经由导电路径给供给至加热器，通过加热器的发热温度保险丝被熔断。据此，由于切断二次电池与第一连接端子之间的导电路径，因此能够在二次电池发生异常时禁止二次电池的使用。

此时，阈值电压设定部将阈值电压设定为随着温度检测部检测出的有关温度保险丝的温度如温度保险丝的温度或环境温度越高而越降低，因此当处于有关温度保险丝的温度高易于熔断的状态时，加热器控制部即使在电池电压低时也执行温度保险丝的熔断。因此，与背景技术所示的作为是否执行保险丝的熔断的基准的指定电压为固定值的情况相比，能够降低温度保险丝的熔断推迟，或温度保险丝无法熔断的可能性。

而且，这种结构的电池组件在包括二次电池的电池组件中，与背景技术所示的作为是否执行保险丝的熔断的基准的指定电压为固定值的情况相比，能够降低温度保险丝的熔断推迟，或温度保险丝无法熔断的可能性。

即，本发明所涉及的保护电路包括：连接端子，接收用于对二次电池进行充电的电压；开关元件，设置在所述连接端子与所述二次电池之间；温度保险丝，用于切断所述连接端子与所述开关元件之间的导电路径；加热器，用于熔断所述温度保险丝；电压检测部，检测有关所述导电路径的电压；第一异常检测部，检测作为可恢复的异常而被预先设定的第一异常的发生；第二异常检测部，检测作为应熔断所述温度保险丝的异常而被预先设定的第二异常的发生；保护控制部，当所述第一异常检测部检测出所述第一异常时，断开所述开关元件；以及加热器控制部，当所述第二异常检测部检测出所述第二异常、且所述电压检测部检测出的电压为指定的阈值电压以上时，执行向所述加热器施加所述导电路径的电压的温度保险丝熔断处理。

根据该结构，当第一异常检测部检测出第一异常时，断开开关元件而切断连接端子与二次电池之间的连接，保护二次电池。而且，当第二异常检测部检测出第二异常，且电压检测部检测出的电压为作为可使加热器发热而熔断温度保险丝的电压而被设定的阈值电压以上时，通过加热器控制部，经由导电路径向加热器供给通过连接端子接收的电压，并通过该加热器的发热熔断温度保险丝。

此时，由于从连接端子与开关元件之间的导电路径向加热器供给电压，因此即使开关元件被断开，处于禁止二次电池的放电的状态下，使用通过连接端子接收的电压也能够熔断温度保险丝，其结果，在熔断温度保险丝时，与专利文献1记载的背景技术相比能够减少使二次电池放电的机会。

另一方面，即使在第二异常检测部检测出应熔断温度保险丝的第二异常的情况下，电压检测部检测出的电压低于阈值电压，从而可认为以基于导电路径的电压的加热器的发热量无法熔断温度保险丝时，不向加热器进行电压供给，从而降低以无法熔断温度保险丝的发热量加热器的发热持续的可能性。

另外，较为理想的是，所述电压检测部为检测所述连接端子的电压的端子电压检测部。

根据该结构，不管开关元件的导通、截止状态，端子电压检测部也能够检测出连接端子的电压，因此例如使用检测二次电池的电池电压的电池电压检测部作为电压检测部时那样，在开关元件截止时，无需为了检测连接端子的电压而临时接通开关元件。

另外，较为理想的是，还包括：电池电压检测部，检测所述二次电池的电池电压，其中，所述加热器控制部，进一步在所述第二异常检测部检测出所述第二异常时，当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压为所述阈值电压以上时，强制性地接通所述开关元件，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

根据该结构，即使在通过连接端子接收的电压低于阈值电压，从而可认为以基于由连接端子接收的电压的加热器的发热量无法熔断温度保险丝的情况下，当电池电压检测部检测出的电池电压为阈值电压以上，从而可认为以基于电池电压的加热器的发热量可熔断温度保险丝时，加热器控制部强制性地接通开关元件，使二次电池与所述导电路径连接，让二次电池的电池电压经由导电路径被供给至加热器。接着，通过该加热器的发热温度保险丝被熔断。此外，“强制性地接通”意味着即使通过保护控制部断开开关元件的情况下，也通过加热器控制部接通开关元件。

此时，即使在通过连接端子接收的电压无法熔断温度保险丝的情况下，通过电池电压也能够使温度保险丝熔断，因此能够降低温度保险丝无法熔断的可能性。而且，即使电池电压为阈值电压以上，只要连接端子的电压为阈值以上，则无需使二次电池放电即可使温度保险丝熔断，因此在熔断温度保险丝时，与专利文献1记载的技术相比能够减少使二次电池放电的机会。

另外，较为理想的是，还包括：电压输出请求部，当所述第二异常检测部检测出所述第二异常时，向将与请求相对应的电压输出于所述连接端子的充电部，请求所述阈值电压以上的电压输出，其中，所述加热器控制部，在所述电压输出请求部请求所述电压输出之后，当所述端子电压检测部检测出的电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压来作为所述温度保险丝熔断处理。

根据该结构，当第二异常检测部检测出第二异常时，电压输出请求部对充电部请求阈值电压以上的电压输出。这样，例如只要不存在连接端子未与充电部连接等充电部无法输出与要求相对应的电压的情况，阈值电压以上的电压都被输出到连接端子。而且，电压输出请求部进行电压输出的请求后，确认端子电压检测部检测出的电压是否为所述阈值电压以上，当该电压为阈值电压以上时，施加于导电路径的电压、即从充电部供给的电压被供给至加热器，能够熔断温度保险丝，因此能够增大不让二次电池放电的情况下即可熔断温度保险丝的机会。

另外，较为理想的是，当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压时，所述加热器控制部不向所述加热器施加所述导电路径的电压。

根据该结构，当端子电压检测部检测出的电压低于阈值电压，从而认为以基于连接端子接收的电压的加热器的发热量无法熔断温度保险丝时，由于从连接端子经由导电路径向加热器的电压供给被切断，因此降低了以无法熔断温度保险丝的发热量加热器继续发热的可能性。

另外，较为理想的是，当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压低于所述阈值电压时，所述加热器控制部判断为所述温度保险丝难以熔断，不向所述加热器施加所述导电路径的电压。

根据该结构，当端子电压检测部检测出的电压低于阈值电压，且电池电压检测部检测出的电池电压低于阈值电压时，即认为即使使用通过连接端子收的电压以及二次电池的电池电压中的任一个使加热器发热，也无法熔断温度保险丝时，从连接端子和二次电池经由导电路径向加热器的电压供给被切断，因此降低以无法熔断温度保险丝的发热量加热器继续发热的可能性。

另外，较为理想的是，所述加热器控制部，在判断为所述温度保险丝难以熔断之后经过了预先设定的等待时间的情况下，当所述端子电压检测部检测出的电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压；即使在所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压的情况下，当该端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

即使在加热器控制部判断为即使使加热器发热温度保险丝也不会熔断而切断电压供给的情况下，如果之后通过连接端子接收阈值电压以上的电压等条件变化，则温度保险丝有可能熔断。因此，在经过了可期待这种条件的变化的等待时间后，如果端子电压检测部检测出的电压为阈值电压以上，则加热器控制部使通过连接端子接收的电压经由导电路径供给至加热器，当端子电压检测部检测出的电压低于阈值电压，且电池电压检测部检测出的电池电压为阈值电压以上时，使该电池电压经由导电路径供给至加热器，从而能够增大熔断温度保险丝的机会。

另外，较为理想的是，还包括：温度检测部，检测有关所述温度保险丝的温度；以及阈值电压设定部，使所述阈值电压随着所述温度检测部检测出的温度越高而越降低。

根据该结构，阈值电压设定部将阈值电压设定为随着温度检测部检测出的有关温度保险丝的温度例如温度保险丝的温度或环境温度越高而越降低，因此处于有关温度保险丝的温度高易于熔断的状态时，加热器控制部即使在连接端子的电压较低时也执行温度保险丝的熔断。据此，能够增大熔断温度保险丝的机会。

另外，较为理想的是，所述保护控制部，进一步当所述第二异常检测部检测出所述第二异常时断开所述开关元件。

根据该结构，当第二异常检测部检测出第二异常时，无论温度保险丝是否被熔断，都能够迅速地切断二次电池与连接端子的连接，因此安全性提高。

另外，也可以所述电压检测部为检测所述二次电池的电池电压的电池电压检测部，所述保护电路还包括，温度检测部，检测有关所述温度保险丝的温度；以及阈值电压设定部，使所述阈值电压随着所述温度检测部检测出的温度越高而越降低。

根据该结构，在第二异常检测部检测出二次电池的异常的情况下，当电池电压检测部检测出的二次电池的电池电压超过阈值电压设定部设定的阈值电压，从而可认为以基于电池电压的加热器的发热量可熔断温度保险丝时，二次电池的电池电压经由导电路径给供给至加热器，基于加热器的发热温度保险丝被熔断。据此，由于切断二次电池与连接端子之间的导电路径，因此能够在二次电池发生异常时禁止二次电池的使用。

此时，阈值电压设定部将阈值电压设定为随着温度检测部检测出的有关温度保险丝的温度例如温度保险丝的温度或环境温度越高而越降低，因此处于有关温度保险丝的温度高易于熔断的状态时，加热器控制部即使在电池电压较低时也执行温度保险丝的熔断。因此，与背景技术所示的作为是否执行保险丝的熔断的基准的指定电压为固定值的情况相比，能够降低温度保险丝的熔断推迟或温度保险丝无法熔断的可能性。

另一方面，即使在第二异常检测部检测出二次电池的第二异常的情况下，当电池电压检测部检测出的电压低于阈值电压，即可认为以基于电池电压的加热器的发热量无法熔断温度保险丝时，切断向加热器的电压供给而不让加热器发热，因此降低以无法熔断温度保险丝的发热量加热器继续发热的可能性。

在此，由于有关温度保险丝的温度低时温度保险丝难以熔断，因此假设阈值电压为与高温时相同的电压值时，尽管是在低温时无法熔断温度保险丝的电池电压，也会使加热器发热。但是，根据该结构，阈值电压设定部将阈值电压设定为随着温度检测部检测出的有关温度保险丝的温度越低而越上升，因此处于低温下难以熔断的状态时，如果电池电压不高于高温时，则加热器控制部不进行向加热器的电压供给。据此，不论有关温度保险丝的温度如何，都能够降低以无法熔断温度保险丝的发热量加热器继续发热的可能性。

另外，较为理想的是，还包括：端子电压检测部，检测所述连接端子的电压，其中，

所述加热器控制部，当向所述加热器开始施加电压之后的经过时间超过作为可熔断所述温度保险丝的时间而设定的阈值时间、且所述端子电压检测部检测出的电压超过为了判断该电压不为零而预先设定的判断电压时，判断为所述温度保险丝不会熔断，停止向所述加热器施加电压。

根据该结构，由于连接端子经由导电路径与二次电池连接，因此如果用于切断导电路径的温度保险丝不熔断，则对连接端子供给电池电压。而且，向加热器开始供给电压之后的经过时间超过作为可熔断温度保险丝的时间而被设定的阈值时间时，如果端子电压检测部检测出的连接端子之间的电压超过判断电压而不为零，则在温度保险丝本应熔断的时间，在继续加热器的发热的情况下温度保险丝也没有熔断。在这种情况下，由于即使继续加热器的发热温度保险丝也不会熔断的可能性较高，因此加热器控制部切断从导电路径向加热器的电压供给。据此，能够降低无法熔断温度保险丝的状态下仍继续加热器的发热的可能性。

另外，较为理想的是，还包括：阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述电池电压检测部检测出的电压越高而越短。

被供给的电压越高则加热器的发热量越增大，可熔断温度保险丝的时间越短。因此，阈值时间设定部将阈值时间设定为随着电池电压检测部检测出的电压越高而越短的时间，从而能够提高阈值时间的精度。其结果，能够降低无法熔断温度保险丝的状态下仍继续加热器的发热或过早停止加热器的发热，从而错过可熔断温度保险丝的机会的可能性。

另外，较为理想的是，还包括：阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述温度检测部检测出的温度越高而越短。

温度检测部检测出的温度越高，则温度保险丝熔断所需的时间越短。因此，阈值时间设定部将阈值时间设定为随着温度检测部检测出的温度越高而越短的时间，从而能够提高阈值时间的精度。其结果，能够降低无法熔断温度保险丝的状态下仍继续加热器的发热或过早停止加热器的发热，从而错过可熔断温度保险丝的机会的可能性。

另外，较为理想的是，还包括：阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述电池电压检测部检测出的电压越高而越短、且随着所述温度检测部检测出的温度越高而越短。

根据该结构，由于阈值时间设定部根据电池电压检测部检测出的电压和温度检测部检测出的温度双方设定阈值电压，因此与使用其中某一个时相比能够进一步提高阈值时间的精度。

另外，较为理想的是，所述加热器控制部，在判断为所述温度保险丝不会熔断而停止向所述加热器施加电压之后经过了预先设定的等待时间、且所述电池电压检测部检测出的电压超过所述阈值电压时，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

在加热器控制部超过阈值时间使加热器发热也无法熔断保险丝而判断为温度保险丝不会熔断并切断电压供给的情况下，如果之后的环境温度或二次电池的电池电压的变化等条件变化时，温度保险丝有可能熔断。因此，在经过了可期待这种条件的变化的等待时间之后，如果电池电压检测部检测出的电压超过阈值电压，则加热器控制部再次向加热器供给电压，从而能够增大熔断温度保险丝的机会。

另外，较为理想的是，还包括：加热器用开关元件，用于控制所述加热器的发热，其中，所述连接端子包含经由所述导电路径和所述开关元件与所述二次电池的其中一极连接的第一连接端子以及与所述二次电池的另一极连接的第二连接端子，所述温度保险丝是基于所述加热器而熔断的两个温度保险丝被串联连接的结构，所述两个温度保险丝的连接点经由所述加热器和加热器用开关元件与所述第二连接端子连接，所述加热器控制部，通过接通所述加热器用开关元件来向所述加热器施加所述导电路径的电压，通过断开所述加热器用开关元件来停止从所述导电路径向所述加热器施加电压。

根据该结构，能够通过加热器用开关元件的接通、断开，控制向加热器的电压供给。而且，由于两个温度保险丝串联连接，其连接点经由加热器和加热器用开关元件与第二连接端子的连接端子连接，因此通过加热器的发热熔断两个温度保险丝时，由于从二次电池向加热器的电压供给路径和从第一连接端子向加热器的电压供给路径双方被切断，加热器的发热停止，因此温度保险丝熔断后加热器不会继续发热。

另外，较为理想的是，还包括：用于控制所述加热器的发热的加热器用开关元件，其中，所述温度保险丝是通过所述加热器被熔断的两个温度保险丝串联连接的结构，所述加热器用开关元件用于开闭向所述加热器供给所述两个温度保险丝的连接点的电压的路径，所述加热器控制部通过接通所述加热器用开关元件，使施加于所述导电路径的电压供给至所述加热器，通过断开所述加热器用开关元件，来切断向所述加热器的电压供给。

根据该结构，两个温度保险丝串联连接，通过加热器用开关元件的接通、断开来开闭向加热器供给其连接点的电压的路径，控制向加热器的电压供给。据此，当通过加热器的发热两个温度保险丝熔断时，由于从连接端子经由导电路径到加热器的电压供给路径和从二次电池经由导电路径到加热器的电压供给路径双方被切断，加热器的发热停止，因此温度保险丝熔断后加热器不会继续发热。

另外，本发明所涉及的电池组件包括上述的保护电路以及所述二次电池。

根据该结构，在具备二次电池的电池组件中，与背景技术所示的作为是否执行保险丝的熔断的基准的指定电压为固定值的情况相比，能够降低温度保险丝的熔断推迟或温度保险丝无法熔断的可能性。

或者，根据该结构，在具备二次电池的电池组件中，由于能够使用端子电压接收的电压使温度保险丝熔断，因此在熔断温度保险丝时，与专利文献1记载的技术相比，能够减少使二次电池放电的机会。

另外，本发明所涉及的充电系统包括上述的保护电路、所述二次电池以及所述充电部。

根据该结构，能够增大不让二次电池放电的情况下可熔断温度保险丝的机会。

本申请以2009年7月31日提出的日本专利申请特愿2009-178898号申请以及2009年8月20日提出的日本专利申请特愿2009-190873号申请为基础，其内容包含在本申请中。

此外，在发明的详细说明的项目中描述的具体实施方式或实施例只是为了明确本发明的技术内容，不应仅限定于此种具体例而狭义解释，在本发明的精神和所记载的权利要求范围内，能够进行各种变更并实施。

产业上的可利用性

本发明所涉及的二次电池的保护电路以及具备该保护电路的电池组件，能够适合用于作为便携式个人计算机或数码相机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力汽车等车辆、组合太阳能电池或发电装置与二次电池的电源系统等各种电池搭载装置所使用的二次电池的保护电路以及电池组件。

Claims (18)

1.一种保护电路，其特征在于包括：

连接端子，接收用于对二次电池进行充电的电压；

开关元件，设置在所述连接端子与所述二次电池之间；

温度保险丝，用于切断所述连接端子与所述开关元件之间的导电路径；

加热器，用于熔断所述温度保险丝；

电压检测部，检测有关所述导电路径的电压；

第一异常检测部，检测作为可恢复的异常而被预先设定的第一异常的发生；

第二异常检测部，检测作为应熔断所述温度保险丝的异常而被预先设定的第二异常的发生；

保护控制部，当所述第一异常检测部检测出所述第一异常时，断开所述开关元件；以及

加热器控制部，当所述第二异常检测部检测出所述第二异常、且所述电压检测部检测出的电压为指定的阈值电压以上时，执行向所述加热器施加所述导电路径的电压的温度保险丝熔断处理。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于：

所述电压检测部为检测所述连接端子的电压的端子电压检测部。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于还包括：

电池电压检测部，检测所述二次电池的电池电压，其中，

所述加热器控制部，进一步在所述第二异常检测部检测出所述第二异常时，当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压为所述阈值电压以上时，强制性地接通所述开关元件，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

4.根据权利要求2或3所述的保护电路，其特征在于还包括：

电压输出请求部，当所述第二异常检测部检测出所述第二异常时，向将与请求相对应的电压输出于所述连接端子的充电部，请求所述阈值电压以上的电压输出，其中，

所述加热器控制部，在所述电压输出请求部请求所述电压输出之后，当所述端子电压检测部检测出的电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压来作为所述温度保险丝熔断处理。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于：

当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压时，所述加热器控制部不向所述加热器施加所述导电路径的电压。

6.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于：

当所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压低于所述阈值电压时，所述加热器控制部判断为所述温度保险丝难以熔断，不向所述加热器施加所述导电路径的电压。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于：

所述加热器控制部，在判断为所述温度保险丝难以熔断之后经过了预先设定的等待时间的情况下，当所述端子电压检测部检测出的电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压；即使在所述端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压的情况下，当该端子电压检测部检测出的电压低于所述阈值电压、且所述电池电压检测部检测出的电池电压为所述阈值电压以上时，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的保护电路，其特征在于还包括：

温度检测部，检测有关所述温度保险丝的温度；以及

阈值电压设定部，使所述阈值电压随着所述温度检测部检测出的温度越高而越降低。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的保护电路，其特征在于：

所述保护控制部，进一步当所述第二异常检测部检测出所述第二异常时断开所述开关元件。

10.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于：

所述电压检测部为检测所述二次电池的电池电压的电池电压检测部，

所述保护电路还包括，

温度检测部，检测有关所述温度保险丝的温度；以及

阈值电压设定部，使所述阈值电压随着所述温度检测部检测出的温度越高而越降低。

11.根据权利要求10所述的保护电路，其特征在于还包括：

端子电压检测部，检测所述连接端子的电压，其中，

所述加热器控制部，当向所述加热器开始施加电压之后的经过时间超过作为可熔断所述温度保险丝的时间而设定的阈值时间、且所述端子电压检测部检测出的电压超过为了判断该电压不为零而预先设定的判断电压时，判断为所述温度保险丝不会熔断，停止向所述加热器施加电压。

12.根据权利要求11所述的保护电路，其特征在于还包括：

阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述电池电压检测部检测出的电压越高而越短。

13.根据权利要求11所述的保护电路，其特征在于还包括：

阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述温度检测部检测出的温度越高而越短。

14.根据权利要求11所述的保护电路，其特征在于还包括：

阈值时间设定部，将所述阈值时间设定为随着所述电池电压检测部检测出的电压越高而越短、且随着所述温度检测部检测出的温度越高而越短。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的保护电路，其特征在于：

所述加热器控制部，在判断为所述温度保险丝不会熔断而停止向所述加热器施加电压之后经过了预先设定的等待时间、且所述电池电压检测部检测出的电压超过所述阈值电压时，向所述加热器施加所述导电路径的电压。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的保护电路，其特征在于还包括：

加热器用开关元件，用于控制所述加热器的发热，其中，

所述连接端子包含经由所述导电路径和所述开关元件与所述二次电池的其中一极连接的第一连接端子以及与所述二次电池的另一极连接的第二连接端子，

所述温度保险丝是基于所述加热器而熔断的两个温度保险丝被串联连接的结构，

所述两个温度保险丝的连接点经由所述加热器和加热器用开关元件与所述第二连接端子连接，

所述加热器控制部，通过接通所述加热器用开关元件来向所述加热器施加所述导电路径的电压，通过断开所述加热器用开关元件来停止从所述导电路径向所述加热器施加电压。

17.一种电池组件，其特征在于包括：

如权利要求1至16中任一项所述的保护电路；以及

所述二次电池。

18.一种充电系统，其特征在于包括：

如权利要求4所述的保护电路；

所述二次电池；以及

所述充电部。

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