CN106463305A - 保护元件、保护电路及电池电路 - Google Patents

Abstract

在充放电路径截断后，安全地消耗电池堆栈的残留电力。具有：绝缘基板（21）；发热体（15）；层叠在绝缘基板（21）并与外部电路连接的第1、第2电极（11、12）；设在第1、第2电极（11、12）及第1、第2电极（11、12）间，层叠在与发热体（15）连接的发热体引出电极（18），通过加热来截断第1电极（11）与第2电极（12）之间的电流路径的可熔导体（22）；以及在第1电极（11）与发热体引出电极（18）之间负载电阻（16）与可熔导体（22）并联连接，并且负载电阻（16）向外部电路及发热体（15）串联连接。

Description

保护元件、保护电路及电池电路

技术领域

本发明涉及截断电流路径的保护元件及保护电路，尤其涉及在锂离子二次电池等出现紧急状态时需要迅速截断电流路径的电池电路、或适合用于电池电路的保护元件及保护电路。本申请以在日本于2014年4月7日申请的日本专利申请号特愿2014－078956为基础主张优先权，该申请通过被参照，引用至本申请。

背景技术

能够充电而反复利用的二次电池大多被加工成电池组而提供给用户。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户及电子设备的安全，一般在电池组内置过充电保护、过放电保护等的保护电路，具有在既定的情况下截断电池组的输出的功能。

在这种保护电路中，利用内置于电池组的FET开关来进行输出的导通/截止（ON/OFF），从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，在因一些原因而FET开关短路破坏的情况下；被施加雷涌等而瞬间流过大电流的情况下；或者因电池单元的寿命而输出电压异常下降或者相反地输出过大异常电压的情况下，电池组或电子设备也需要进行保护，以免发生起火等的事故。因此，在这样的能够设想到的任何异常状态下，为了安全地截断电池单元的输出，使用由具有根据来自外部的信号截断电流路径的功能的熔断器元件构成的保护元件。

作为面向这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，一般采用保护元件内部具有发热体、并通过该发热体来熔断电流路径上的熔断器的结构。

作为本发明的关联技术，在图12中示出电池电路60。电池电路60例如为用于锂离子二次电池的电池组的电池电路，具备：具备锂离子二次电池的电池单元62的电池堆栈64；在电池堆栈64异常时截断充电的保护元件50；检测电池堆栈64的电压的检测元件63；以及根据检测元件63的检测结果控制保护元件50的动作的开关元件61。

保护元件50具有：在电池堆栈64的充放电路径上串联连接，并构成该充放电路径的一部分的熔断器56；以及与开关元件61连接并通过从电池堆栈64供给的电力而发热，使熔断器56熔断的发热体53。保护元件50通过开关元件61控制对发热体53的供电。

检测元件63监视电池堆栈64的电压，输出当处于过充电电压或过放电电压时控制开关元件61的控制信号。

开关元件61例如由FET来构成，通过从检测元件63输出的检测信号，以在电池堆栈64的电压值成为超过既定过放电或过充电状态的电压时，使保护元件50进行动作，截断电池堆栈64的充放电路径的方式进行控制。

由这样的电路结构构成的电池电路60，在检测元件63检测到电池堆栈64的异常电压时，向开关元件61输出检测信号。接受检测信号的开关元件61，控制电流以从电池堆栈64向保护元件50的发热体53供电。由此，电池电路60通过发热体53发热而熔断器56熔断，能够截断充放电路径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－243652号公报

专利文献2：日本特开2006－221919号公报

专利文献3：日本特开2009－267293号公报。

发明内容

发明要解决的课题

此外，电池电路60通过探测电池堆栈64的过充电电压而使熔断器56熔断并从充放电路径截断电池堆栈64，则在对电池堆栈64以高密度填充了能量的状态下被放置，因此以一些方法使之放电，从安全对策来说是优选的。

在此，作为电池电路，如图13所示，仅在外部连接端子侧设置熔断器56，并且保护元件50工作而在熔断器56熔断之后也维持电池堆栈64和发热体53连接的状态，从而还可以设想通过发热体53消耗电池堆栈64内的电力的电路。

然而，图13所示的电池电路中，由于持续能使熔断器56熔断的程度的发热，所以安全性差。

另外，如图14所示，还假设将FET71与电池堆栈64并联连接的电路，其中FET71控制对消耗电池堆栈64的电力的消耗电阻70及消耗电阻70的通电。

然而，图14所示的电池电路中，需要设置控制对消耗电阻70的通电的FET71，并通过保护元件50来截断电池堆栈64之后，使FET71工作。因而，还存在FET71出现故障的情况下无法利用消耗电阻70进行电力消耗的风险。

另外，图14所示的电池电路中，不能避免FET71的泄漏电流，而电池堆栈64的电力因消耗电阻70而被缓缓消耗，会增加待机电力。进而，还存在FET71或其保护部件等，部件件数增加，安装空间也变宽这一问题。

因此，本发明的目的在于提供在充放电路径截断后，安全地消耗电池堆栈的残留电力的保护元件、保护电路及电池电路。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的保护元件，具有：绝缘基板；发热体；第1、第2电极，层叠在上述绝缘基板，与外部电路连接；以及可熔导体，设在上述第1、第2电极及上述第1、第2电极间，层叠在与上述发热体连接的发热体引出电极，通过加热截断上述第1电极与上述第2电极之间的电流路径，在上述第1电极与上述发热体引出电极之间，负载电阻与上述可熔导体并联连接，并且上述负载电阻与上述外部电路及上述发热体串联连接。

另外，本发明所涉及的保护电路，具有：第1、第2电极，与外部电路连接；第1、第2熔断器，在上述第1、第2电极间的电流路径上串联设置；以及发热体，设在发热体引出电极与发热体电极之间，熔断上述第1、第2熔断器，其中上述发热体引出电极设在上述第1、第2熔断器间，上述发热体电极与上述外部电路的开放端连接，在上述第1电极与上述发热体引出电极之间，负载电阻与上述第1熔断器并联连接，并且上述负载电阻在上述第1电极与上述发热体电极之间与上述发热体串联连接。

另外，本发明所涉及的电池电路，具有：电池堆栈；第1、第2熔断器，在上述电池堆栈的充放电路径串联连接；发热体，通过发热使上述第1、第2熔断器熔断，从而截断上述充放电路径；负载电阻，与上述电池堆栈及上述发热体串联连接，并且与上述第1熔断器并联连接；以及电流控制元件，与上述发热体串联连接，并且与上述电池堆栈并联连接，对上述发热体通电，从而截断上述电池堆栈。

发明效果

依据本发明，通过与电池电路连接，形成截断电池的充放电路径，并且消耗残留于电池堆栈的电力的电池消耗路径，能够避免在电池堆栈积存能量的状态下被放置的危险。此时，电池消耗路径中，电池堆栈的电流流过串联连接的发热体及负载电阻，因此与电池堆栈的电力仅经由发热体而消耗的情况相比，发热体及负载电阻各自消耗的电力下降，能够抑制各发热量。因而，依据本发明，能够在低温下安全地消耗电池堆栈的电力。

附图说明

图1是示出适用本发明的电池电路的电路图。

图2是示出通常的充放电动作时的电池电路的电路图。

图3是示出熔断器熔断时形成电池消耗路径的电池电路的电路图。

图4是示出将消耗电阻设在保护电路的外部的电池电路的电路图。

图5是示出保护元件的平面图。

图6是示出保护元件的截面图。

图7是示出可熔导体熔化后的保护元件的平面图。

图8是示出将负载电阻形成得比发热体更细的保护元件的平面图。

图9是示出将负载电阻直接连接在第1电极与发热体引出电极之间的保护元件的平面图。

图10是示出将负载电阻形成在绝缘基板的背面的保护元件的图，（A）为平面图，（B）为截面图。

图11是示出将负载电阻外部连接的保护元件的平面图。

图12是示出通常的充放电动作时的现有的电池电路的电路图。

图13是示出熔断器熔断时形成电池消耗路径的现有的电池电路的电路图。

图14是示出使电池消耗路径与电池单元并联的电池电路的电路图。

具体实施方式

以下，参照附图，对适用本发明的保护元件、保护电路及电池电路进行详细说明。此外，本发明不只局限于以下的实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内显然可以进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外，当然附图相互之间也包括互相的尺寸关系、比例不同的部分。

[电池电路的结构]

适用本发明的电池电路1，如图1所示，例如装入锂离子二次电池的电池组10内的电路而使用。电池电路1具有：电池堆栈2；电池堆栈2为异常电压时截断充放电路径的保护电路3；以及控制流过保护电路3的电流的电流控制元件4。

电池堆栈2具有一个或多个锂离子二次电池的电池单元2a。各电池单元2a与探测电压的检测元件5连接。

保护电路3具备：连接在电池堆栈2的充放电路径的第1、第2电极11、12；在第1、第2电极11、12间的电流路径上串联设置的第1、第2熔断器13、14；熔断第1、第2熔断器13、14的发热体15；以及在截断电池堆栈2的充放电路径后，消耗电池堆栈2的电力的负载电阻16。

第1电极11与电池堆栈2的一个开放端连接，第2电极12与连接有充电器或电子设备等的电池电路1的外部连接端子连接。第1电极11在与连接发热体15的发热体引出电极18之间连接有可熔导体，从而在与发热体引出电极18之间设有第1熔断器13。同样地，第2电极12在与发热体引出电极18之间连接有可熔导体，从而在与发热体引出电极18之间设有第2熔断器14。

第1、第2熔断器13、14在电池堆栈2的充放电路径上串联连接，由此构成充放电路径的一部分，因发热体15的发热而熔断，从而能够截断充放电路径。

使第1、第2熔断器13、14熔化的发热体15，用通过通电而发热的高熔点金属材料形成，一端与发热体引出电极18连接，另一端与发热体电极19连接。发热体引出电极18与第1、第2熔断器13、14连接，并且还与后述的负载电阻16连接。另外，通过向电池电路1装入保护电路3，发热体电极19与FET等的电流控制元件4及电池堆栈2的另一个开放端连接。

由此，电池电路1中，发热体15及电流控制元件4与电池堆栈2并联连接，形成从电池堆栈2向发热体15供给电力的供电路径。

负载电阻16用于在截断电池堆栈2的充放电路径后，与发热体15一起消耗电池堆栈2的电力，从而消除在电池堆栈2积存能量的状态下被放置的危险的状态。负载电阻16在第1电极11与发热体电极19之间，与发热体15串联连接，并且在第1电极11与发热体引出电极18之间与第1熔断器13并联连接。

检测元件5与电池堆栈2或者构成电池堆栈2的各电池单元2a连接，始终监视是否处于高电压状态，并且在处于高电压状态的情况下，向电流控制元件4输出控制信号。

电流控制元件4用于根据检测元件5的检测结果控制保护电路3的动作，例如由FET构成，规定向发热体15的供电路径的通电，接受来自检测元件5的控制信号并使对发热体15的供电路径通电。

这样的电池电路1在进行通常的充放电动作时，如图2所示，通过电流控制元件4规定对发热体15的通电，另外，在高电阻的负载电阻16侧也无电流流过。因而，电池电路1在进行通常的充放电动作时，形成不经由发热体15及负载电阻16而经过第1、第2熔断器13、14的充放电路径。

若对电池单元2a施加过量电压，并被检测元件5检测到过电压，则如图3所示，向电流控制元件4输出检测信号。电流控制元件4接受检测信号并向发热体15接通电池堆栈2的电流而使之发热。

电池电路1中因发热体15的发热而第1、第2熔断器13、14熔化，熔化导体凝聚到互相分离的第1、第2电极11、12及发热体引出电极18上，从而分开。由此，电池电路1能够截断电池堆栈2的充放电路径。在此，电池电路1通过使保护电路3的第1、第2熔断器13、14熔断来截断充放电路径，因此不可逆地截断充放电路径。

电池电路1因第1、第2熔断器13、14熔断而形成电池堆栈2、负载电阻16及发热体15串联连接的电池消耗路径。该电池消耗路径消耗残留于电池堆栈2的电力，能够避免电池电路1的截断后在电池堆栈2积存能量的状态下被放置的危险。

电池消耗路径中，电池堆栈2的电流流过串联连接的发热体15及负载电阻16。由此，电池堆栈2的电力与仅经由发热体15而消耗的情况相比，在发热体15及负载电阻16各自消耗的电力下降，能够抑制各发热量。因而，电池电路1能够在低温下安全地消耗电池堆栈2的电力。另一方面，发热体15接受电池堆栈2的电力而发出能使第1、第2熔断器熔化程度的高热，因此在仅以发热体15消耗电池堆栈2的电力的情况下，反而伴随着危险。

若电池堆栈2的电力被消耗、电压下降至既定阈值以下，则电流控制元件4截断电池消耗路径，停止电池堆栈2的放电。

[电池电路的效果]

在此，电池电路1中，负载电阻16在第1电极11与发热体引出电极18之间与第1熔断器13并联连接，与发热体15在第1电极11与发热体电极19之间串联连接。因此，在对发热体15的供电路径开放时，流过发热体15的电池堆栈2的电流不会因负载电阻16而受到影响，而能够迅速熔断第1、第2熔断器13、14。即，电池堆栈2的电流几乎全部经由第1熔断器13向发热体15供电而不会流过负载电阻16，因此不受负载电阻16的影响且也不会产生熔断时间的偏差。

此外，也可以如图4所示，电池电路1不将负载电阻16设在保护电路3，而通过向电池电路1装入保护电路3，与电池堆栈2及发热体15串联连接，并且与第1熔断器13并联连接。

通过断开保护电路3和负载电阻16，根据电池堆栈2的电容或使用电池堆栈2的电子设备的额定值等决定负载电阻16的电阻值，从而保护电路3与负载电阻16的电阻值无关地能够装入所有电池电路1。

另外，保护电路3优选从第2熔断器14开始熔断。在第1熔断器13先断开的情况下，来自电池堆栈2的电流也经由负载电阻16而对发热体15进行通电，从而继续发热，因此能够熔断第2熔断器14。然而，只有第1熔断器13熔断的状态，在第2熔断器14熔断之前假设电池组10与充电器连接的情况下，能够经由第2熔断器14、负载电阻16而对电池堆栈2进行充电，因此并不优选。

因而，优选若发热体15通电、并开始发热，则充电器或电子设备的与连接到外部连接电极的第2电极12相连接的第2熔断器14先于第1熔断器13熔断。由此，能够可靠地从电池组10的充放电路径截断电池堆栈2。在第2熔断器14熔断后，也经由第1熔断器13继续进行对发热体15的通电，因此第1熔断器13也被可靠地熔断。

这样，在发热体15发热时要从第2熔断器14开始熔断，则如后述那样，能够通过偏向第2熔断器14侧而设置保护元件20的发热体15等来实现。

[保护元件]

接着，对适用构成保护电路3的本发明的保护元件20进行说明。如图5、图6所示，保护元件20具备：绝缘基板21；发热体15；层叠在绝缘基板21，并与电池电路1等的外部电路连接的第1、第2电极11、12；层叠在第1、第2电极11、12及发热体引出电极18，经加热截断第1电极11与第2电极12之间的电流路径的可熔导体22；以及与外部电路及发热体15串联连接，并且在第1电极11与发热体引出电极18之间与可熔导体22并联连接的负载电阻16。

[绝缘基板]

绝缘基板21例如通过氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件来形成。此外，也可以采用玻璃环氧基板、酚醛树脂基板等的用于印刷布线基板的材料，但是需要留意可熔导体22熔断时的温度。

[第1及第2电极]

第1及第2电极11、12形成在绝缘基板21的表面21a上。另外，第1及第2电极11、12经由通孔与形成在绝缘基板21的背面21b的外部连接端子11a、12a连续。

第1及第2电极11、12通过搭载可熔导体22而电连接。由此，保护元件20构成达到第1电极11～可熔导体22～第2电极12的充放电路径，该充放电路径装入形成在安装有保护元件20的电路基板上的外部电路的一部分。

装入保护元件20的电路是安装保护元件20的电子设备的电流线，例如除了锂离子二次电池的电池组10中的电池电路1以外，能够适用于各种电子设备的电源电路等、要求物理上电流路径的截断的所有电路。

[发热体]

发热体15层叠在绝缘基板21的表面21a，被绝缘部件25覆盖。发热体15是电阻值比较高且通电时发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等构成。将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合，做成膏状后利用丝网印刷技术图案形成在绝缘基板21上，并烧成等而形成。发热体15一端与发热体引出电极18连接，另一端与发热体电极19连接。

作为绝缘部件25，例如能够使用玻璃。此外，保护元件20为了有效率地向可熔导体22传递发热体15的热，也可以在发热体15、发热体引出电极18及发热体电极19与绝缘基板21之间也层叠绝缘部件，将发热体15设在形成在绝缘基板21的表面的绝缘部件25的内部。

发热体引出电极18具有：层叠在绝缘基板21的表面21a并与发热体15的一侧缘相接的引出部18a；以及与引出部18a连续并且层叠在绝缘部件25上的层叠部18b。发热体引出电极18在第1、第2电极11、12之间形成有层叠部18b，经由可熔导体22将第1、第2电极11、12连接。

另外，发热体引出电极18形成在层叠部18b经由绝缘部件25而与发热体15重叠的位置。因而，发热体引出电极18能够经由绝缘部件25有效率地传递发热体15的热，并迅速使可熔导体22加热、熔化。

进而，发热体引出电极18中，引出部18a与后述的负载电阻16连接，由此，发热体15和负载电阻16串联连接。发热体引出电极18能够通过例如将Ag、Cu或者以这些为主成分的合金等的高熔点金属与树脂粘合剂等混合，做成膏状后利用丝网印刷技术来图案形成在绝缘基板21上，并烧成等而形成。

发热体电极19层叠在绝缘基板21的表面21a并与发热体15的另一侧缘相接。另外，发热体电极19经由未图示的通孔而与形成在绝缘基板21的背面21b的外部连接端子连续，通过向电池电路1装入保护元件20来与电流控制元件4连接。发热体电极19能够通过例如将Ag、Cu或者以这些为主成分的合金等的高熔点金属与树脂粘合剂等混合，做成膏状后利用丝网印刷技术来图案形成在绝缘基板21上，并烧成等而形成。

[可熔导体]

构成第1、第2熔断器13、14的可熔导体22，能够使用通过发热体15的发热能迅速熔断的任一种金属，能够优选使用例如以Sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属。

另外，可熔导体22也可以层叠低熔点金属和高熔点金属而形成。作为低熔点金属与高熔点金属的层叠构造，能够举出例如通过高熔点金属镀层来覆盖低熔点金属箔的构造。作为低熔点金属，优选以Sn为主成分的无铅焊锡等的焊锡，作为高熔点金属，优选使用Ag、Cu或以这些为主成分的合金等。通过含有高熔点金属和低熔点金属，在回流安装保护元件20的情况下，即便回流温度超过低熔点金属的熔化温度而低熔点金属熔化，也能抑制低熔点金属向外部流出，并能维持可熔导体22的形状。另外，在熔断时，因为低熔点金属熔化，所以高熔点金属被熔化腐蚀（焊药蛀），从而能够在高熔点金属的熔点以下的温度迅速进行熔断。

可熔导体22通过焊接在互相分离形成并与电池堆栈2的充放电路径连接的第1、第2电极11、12间等，在电池堆栈2的充放电路径上串联连接，由此构成充放电路径的一部分，通过发热体15的发热来进行熔断，从而能够截断充放电路径。

另外，可熔导体22如上所述，连接在设于第1、第2电极11、12之间的发热体引出电极18的层叠部18b上。由此，可熔导体22中，发热体引出电极18与第1电极11之间成为第1熔断器13，发热体引出电极18与第2电极12之间成为第2熔断器14。

[负载电阻]

负载电阻16与发热体15同样，层叠在绝缘基板21的表面21a，被绝缘部件25覆盖。负载电阻16是电阻值比较高且通电时发热的具有导电性的部件，能够使用例如W、Mo、Ru等，与发热体15相同的材料。负载电阻16能够通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合，做成膏状后利用丝网印刷技术来图案形成在绝缘基板21上，并烧成等而形成，能够用与发热体15相同的印刷工序形成，这在制造效率上优选的。

负载电阻16一端与第1电极11连接，另一端与发热体引出电极18的引出部18a连接。由此，负载电阻16经由第1电极11而与电池堆栈2连接并且经由发热体引出电极18在发热体15串联连接。另外，负载电阻16在第1电极11与发热体引出电极18之间，与第1熔断器13（可熔导体22）并联连接。

[其他]

此外，保护元件20为了防止可熔导体22的氧化以及提高可熔导体22熔化时的润湿性，在可熔导体22上涂敷焊剂（未图示）。另外，保护元件20因为绝缘基板21的表面21a被盖部件（未图示）覆盖而保护其内部。盖部件与上述绝缘基板21同样，使用例如热塑性塑料、陶瓷、玻璃环氧基板等的具有绝缘性的部件来形成。

[保护元件的动作]

这样的保护元件20通过回流表面安装等来连接在构成电池电路1的电路基板。由此，保护元件20中，经由形成在绝缘基板21的背面21b的外部连接端子，第1电极11与电池堆栈2连接，第2电极12与电池电路1的外部端子连接，发热体电极19与电流控制元件4连接。

而且，保护元件20在进行通常的充放电动作时，通过电流控制元件4规定对发热体15的通电，另外，在高电阻的负载电阻16侧也不会有电流流动。因此，保护元件20在进行通常的充放电动作时，不经由发热体15及负载电阻16而经由可熔导体22在第1、第2电极11、12间通电（参照图5）。

若向电池单元2a施加过量电压、并通过检测元件5检测到过电压，则向电流控制元件4输出检测信号。电流控制元件4接受检测信号并向发热体15接通电池堆栈2的电流而使之发热。由此，保护元件20对第1电极11～可熔导体22～发热体引出电极18～发热体15～发热体电极19的供电路径接通电池堆栈2的电。

如图7所示，保护元件20中，因为发热体15的发热而可熔导体22熔化，熔化导体22a凝聚到互相分离的第1、第2电极11、12及发热体引出电极18上，从而分开。由此，保护元件20能够不可逆地截断电池堆栈2的充放电路径。

保护元件20成为通过熔断可熔导体22，能够向电池堆栈2～第1电极11～负载电阻16～发热体引出电极18～发热体15～发热体电极19的电池消耗路径接通电池堆栈2的电。由此，与仅经由发热体15消耗残留于电池堆栈2的电力的情况相比，保护元件20降低发热体15及负载电阻16各自消耗的电力，能够抑制各发热量。因而，保护元件20利用接受电池堆栈2的电力发出高热的发热体15，使可熔导体22迅速熔化，从而进行电池堆栈2的充放电路径的截断，并且能够在低温下安全地消耗电池堆栈2的电力。

在此，保护元件20也可以使负载电阻16的电阻值R2高于发热体15的电阻值R1。通过使负载电阻16的电阻值R2相对高于发热体15的电阻值R1，因电流控制元件4而供电路径开路时，来自电池堆栈2的电流优先流入发热体15，能够迅速熔化可熔导体22。

保护元件20例如如图5所示，通过层叠在绝缘基板21的表面21a上的发热体15及负载电阻16的宽度W，能够调整电阻值R1、R2，通过使负载电阻16的宽度W2窄于发热体15的宽度W1，能够使电阻值R2高于电阻值R1。另外，保护元件20如图8所示，通过使负载电阻16的宽度细于发热体15的宽度，能够使电阻值R2高于电阻值R1。进而，保护元件20中，用比发热体15高电阻的材料形成负载电阻16，也能使电阻值R2高于电阻值R1。

另外，如上所述，保护元件20优选使由可熔导体22构成的第1、第2熔断器13、14之中第2熔断器14先熔断。因此，保护元件20也可以例如使发热体15与第2熔断器14重叠，以能更加有效率地加热第2熔断器14。另外，保护元件20因为支撑可熔导体的长度越长就越容易熔断，所以例如将从发热体引出电极18到第2电极12为止的距离设为比从发热体引出电极18到第1电极11为止的距离长也可。进而，保护元件20也可以将焊剂偏向第2熔断器14侧而设置。

[负载电阻的配置例1]

另外，如图9所示，保护元件20也可以将发热体引出电极18的引出部18a形成在绝缘基板21的一个侧缘并且将发热体电极19形成在绝缘基板21的与一个侧缘对置的另一个侧缘，将发热体15形成在发热体引出电极18的引出部18a与发热体电极19之间，并 且，将负载电阻16形成在发热体引出电极18的引出部18a与第1电极11之间。

由此，保护元件20中，发热体15及负载电阻16不相邻接而热隔离，从而还能抑制发热体15的热传递到负载电阻16而造成的损耗。因此，能够将发热体15的热有效率地传递到可熔导体22，并能迅速进行熔断。

另外，负载电阻16优选形成为尺寸比发热体15小。由此，保护元件20使负载电阻16的电阻值R2高于发热体15的电阻值R1，在因电流控制元件4而供电路径开路时，来自电池堆栈2的电流优先流入发热体15，能够使可熔导体22迅速熔化。

[负载电阻的配置例2]

另外，如图10（A）（B）所示，保护元件20也可以在绝缘基板21的背面21b形成负载电阻16。在该情况下，负载电阻16与第1电极11隔着通孔（未图示）形成在绝缘基板21的背面21b的外部连接端子11a连接，并且还与形成在绝缘基板21的背面21b并与发热体引出电极18经由通孔（未图示）连接的外部连接端子18a连接。此外，负载电阻16优选被未图示的绝缘部件覆盖。

在图10所示的结构中，保护元件20中，发热体15及负载电阻16也不相邻接而热隔离，还能抑制发热体15的热传递到负载电阻16而造成的损耗。因此，能够有效率地向可熔导体22传递发热体15的热，并能迅速进行熔断。

另外，在图10所示的结构中，经过经由通孔连接的外部连接端子11a、18a进行供电的对负载电阻16的供电路径，成为与对发热体15的供电路径相比的高电阻的路径。因而，因电流控制元件4而供电路径开路时，来自电池堆栈2的电流优先向发热体15流入，从而能够使可熔导体22迅速熔化。

此外，在图10所示的结构中，负载电阻16优选形成为尺寸比发热体15小。由此，保护元件20使负载电阻16的电阻值R2高于发热体15的电阻值R1，若因电流控制元件4而供电路径开路，则来自电池堆栈2的电流优先向发热体15流入，能够使可熔导体22迅速熔化。

[负载电阻的配置例3]

另外，保护元件20也可以不具备负载电阻16，而通过安装在构成电池电路1的电路基板，使负载电阻16遍及发热体引出电极18与第1电极11之间而连接负载电阻16。例如如图11所示，作为负载电阻16使用芯片电阻16a。保护元件20通过安装在电路基板上，与第1电极11连接的外部连接端子11a与电路基板的连接电极30连接，与发热体引出电极18连接的外部连接端子18a与电路基板的连接电极31连接。而且，芯片电阻16a遍及连接电极30、31间而安装，从而连接在发热体引出电极18与第1电极11之间。

这样，保护元件20不设置负载电阻16，而通过安装在电路基板成为与负载电阻16连接的结构，从而根据电池堆栈2的电容或使用电池堆栈2的电子设备的额定值等决定负载电阻16的电阻值，保护元件20与负载电阻16的电阻值无关，能够装入所有的电池电路1。

另外，在图11所示的结构中，经过经由通孔连接的外部连接端子11a、18a进行供电的对芯片电阻16a的供电路径，成为比对发热体15的供电路径高电阻的路径。因而，若因电流控制元件4而供电路径被开路，则来自电池堆栈2的电流优先向发热体15流入，能够使可熔导体22迅速熔化。

另外，在图11所示的结构中，保护元件20优选使芯片电阻16a的电阻值R2高于发热体15的电阻值R1。由此，若因电流控制元件4而供电路径开路，则来自电池堆栈2的电流优先流入发热体15，从而能够使可熔导体22迅速熔化。

适用本发明的保护电路3及保护元件20，除了用于电池电路1之外，还能用于需要通过检测高电压状态而截断电流路径的各种外部电路。

标号说明

1 电池电路；2 电池堆栈；2a 电池单元；3 保护电路；4 电流控制元件；5 检测元件；10电池组；11 第1电极；11a 外部连接端子；12 第2电极；12a 外部连接端子；13 第1熔断器；14 第2熔断器；15 发热体；16 负载电阻；16a 芯片电阻；18 发热体引出电极；18a 外部连接端子；19 发热体电极；20 保护元件；21 绝缘基板；21a 表面；21b 背面；22 可熔导体；25绝缘部件。

Claims (12)

1.一种保护元件，具有：

绝缘基板；

发热体；

第1、第2电极，层叠在所述绝缘基板，与外部电路连接；以及

可熔导体，设在所述第1、第2电极及所述第1、第2电极间，层叠在与所述发热体连接的发热体引出电极，通过加热截断所述第1电极与所述第2电极之间的电流路径，

在所述第1电极与所述发热体引出电极之间，负载电阻与所述可熔导体并联连接，并且所述负载电阻与所述外部电路及所述发热体串联连接。

2.如权利要求1所述的保护元件，所述负载电阻设在所述绝缘基板的与所述发热体同一表面或相反面。

3.如权利要求1所述的保护元件，所述负载电阻为外部连接部件。

4.如权利要求1～3的任一项所述的保护元件，

所述外部电路为电池电路，

所述第1电极与电池堆栈连接，

所述第2电极与所述电池电路的外部连接端子连接。

5.如权利要求4所述的保护元件，

所述可熔导体形成有连接所述第1电极与所述发热体引出电极的第1熔断器以及连接所述第2电极与所述发热体引出电极的第2熔断器，

所述第2熔断器先于所述第1熔断器熔断。

6.如权利要求5所述的保护元件，所述发热体偏向所述第2熔断器侧而形成。

7.一种保护电路，具有：

第1、第2电极，与外部电路连接；

第1、第2熔断器，在遍及所述第1、第2电极间的电流路径上串联设置；

发热体，设在发热体引出电极与发热体电极之间，熔断所述第1、第2熔断器，其中所述发热体引出电极设在所述第1、第2熔断器间，所述发热体电极与所述外部电路的开放端连接，

在所述第1电极与所述发热体引出电极之间，负载电阻与所述第1熔断器并联连接，并且所述负载电阻在所述第1电极与所述发热体电极之间与所述发热体串联连接。

8.如权利要求7所述的保护电路，具备所述负载电阻。

9.如权利要求7所述的保护电路，所述负载电阻为外部连接部件。

10.一种电池电路，具有：

电池堆栈；

第1、第2熔断器，在所述电池堆栈的充放电路径串联连接；

发热体，通过发热使所述第1、第2熔断器熔断，从而截断所述充放电路径；

负载电阻，与所述电池堆栈及所述发热体串联连接，并且与所述第1熔断器并联连接；以及

电流控制元件，与所述发热体串联连接，并且与所述电池堆栈并联连接，对所述发热体通电，从而截断所述电池堆栈。

11.如权利要求10所述的电池电路，由所述第1熔断器、所述第2熔断器和所述发热体构成保护电路。

12.如权利要求11所述的电池电路，还与所述负载电阻构成所述保护电路。