CN1325148A - 用于蓄电池组中的温度敏感装置以及内含该装置的蓄电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于蓄电池组中的温度敏感装置,包括NTC元件和限流元件。将NTC元件设置在预定位置,感测蓄电池组中内含的蓄电池温度,其一端连接到温度感测端子。将限流元件连接在NTC元件另一端与参考电位端子之间。

Description

用于蓄电池组中的温度敏感装置以及内含该装置的蓄电池组
本发明一般涉及一种用于包含诸如锂离子电池等蓄电池的蓄电池组的温度敏感装置，并涉及内含这种温度敏感装置的蓄电池组。本发明尤其涉及用于使用NTC元件(即负温度系数热敏电阻器)的蓄电池组中的改进的温度敏感装置，以及内含装置温度敏感装置的蓄电池组。
习惯上已将蓄电池组普遍用作电源，用于例如移动通信设备中。
图6是传统蓄电池组的电路框图。参照图6，传统的蓄电池组包括蓄电池24、高电位侧端子21和参考电位端子22，用于给蓄电池24再次充电，以及温度感测端23，后者用于感测蓄电池24的温度。蓄电池24的正电极电气连接到高电位侧端子21，蓄电池24的负电极电气连接到参考电位端子22。蓄电池组还包含FET25和26，以及控制器IC27，以控制蓄电池24的操作。
蓄电池组还包含NTC元件28，用于感测蓄电池24的温度，它连接在温度感测端子23和参考电位端子22之间。将NTC元件28设置在蓄电池24附近，以便允许感测蓄电池24的温度。蓄电池24根据温度感测端子23的输出，即根据蓄电池24的温度，由蓄电池充电器再次充电。
随着内含有蓄电池组的电子设备(诸如蜂窝电话)的尺寸的不断减小，蓄电池组的尺寸也变得更小。因此，在上述蓄电池组中，高电位侧端子21、参考电位端子22，以及温度感测端子23相邻而置。结果，例如，如果在衣服口袋中有诸如发夹等金属片时，将蓄电池放置在衣服口袋中，由于与金属片接触，高电位侧端子21与温度感测端子23常常短路。当发生这种短路时，蓄电池24的端电压施加给NTC元件28。由此，短路电流流入NTC元件28，这有时引起NTC元件28的烧毁。
为了解决上述问题，本发明的较佳实施例提供了一种用于蓄电池组中的温度敏感装置，以及内含有这种温度敏感装置的蓄电池组，其中，内含在其中的NCT元件不会受到短路和烧毁的影响，并且由此大大改进了可靠性。
根据本发明的较佳实施例，用于感测蓄电池组还的蓄电池温度的温度敏感装置包括：NTC(负温度系数)元件，设置在预定位置，用于感测蓄电池温度，其一端电气连接到温度感测端子，还有连接在NTC元件另外一端与参考电位之间的限流元件。
在温度感测装置中，限流元件最好是PTC(正温度系数)元件。
根据本发明的另一个较佳实施例，蓄电池组包括蓄电池、高电位侧和参考电位端子(用于给蓄电池再次充电)，感测蓄电池温度的温度感测端子，感测蓄电池温度的NTC元件，其一端电气连接到温度感测端子，以及连接在NTC元件另一端与参考电位侧端子之间的限流元件。
在蓄电池组中，限流元件最好是PTC元件。
在根据本发明的较佳实施例的温度感测装置和蓄电池组中，因为将限流元件连接在NTC元件和参考电位之间，即使如果蓄电池组的温度感测端子与高电位侧端子短路，限流元件防止过电流连续流入NTC元件，从而防止了NTC元件的烧毁。
另外，当PTC元件用作限流元件时，每逢由PTC元件阻挡过电流之后停止施加电压时，NTC元件的电阻值返回其初始值，这允许在短路情况下重复保护性操作。
从下面参照附图对较佳实施例的详细描述，本发明的其他特点、要素、特征和优点将是显然的。
图1是根据本发明的第一较佳实施例的蓄电池组的电路框图；
图2是根据本发明的第二较佳实施例的蓄电池组的电路框图；
图3是本发明的第一和第二较佳实施例中内含的NTC元件的一个例子的截面图；
图4是本发明的第二较佳实施例中内含的PCT元件的一个例子的透视图；
图5是示出图4所示的PTC元件中的温度和电阻之间关系的曲线
图6是传统蓄电池组的电路框图。
现在将结合附图，描述根据本发明的较佳实施例的蓄电池组中的温度敏感装置，以及内含温度敏感装置的蓄电池组。
图1是根据本发明的第一较佳实施例的蓄电池组的电路框图。根据第一较佳实施例的蓄电池组最好包括高电位侧端子1、参考电位端子2、温度感测端子3，以及蓄电池4，其中，蓄电池4连接高电位侧端子1和参考电位端子2。蓄电池组还包括FET5和6，以及用于控制蓄电池4的控制器IC7。
蓄电池组还包括为感测蓄电池4的温度而设置的NTC元件8，设置得实体上接近于蓄电池4的NTC元件8。NTC元件8电气连接到温度感测端子3。
通过例子，在图3中示出NTC元件8的结构，但是它不限于此。图3所示的NTC元件8包括薄板、具有负温度系数的半导体陶瓷部件8a，连接到半导体陶瓷部件8a两个表面的引线端子8b和8c，以及由例如聚合物或其他适当材料构成的绝缘薄膜8d该绝缘薄膜8d覆盖了除引线端子8b和8c的引出部分以外的半导体陶瓷部件8a和引线端子8b和8c。由于半导体陶瓷部件8a的薄板结构，NTC元件8具有非常薄的整体结构。
由此，NTC元件8能够容易地设置在蓄电池4附近，这允许蓄电池组具有非常小的尺寸。
蓄电池组还包括限流元件9，其一端连接到NTC元件8的另一端，其另一端连接到参考电位端子2。限流元件9包括例如电流保险丝或保险丝电阻器。
在本较佳实施例中的蓄电池组中，由串联的NTC元件8和限流元件9实现温度敏感装置。由此，在高电位侧端子1和温度感测端子3短路的情况下，限流元件9阻挡过电流流入NTC元件8，从而防止NTC元件8的烧毁。
更具体地说，如果诸如发夹等金属片接触蓄电池组，使高电位侧1和温度感测端子3短路，蓄电池4的端电压将施加给NTC元件8和限流元件9。在这种情况下，限流元件9防止过电流流入NTC元件8。
如果将电流保险丝或保险丝电阻用作限流元件9，则电流保险丝或保险丝电阻器根据蓄电池4的端电压而熔化。由此，防止了电流流入NTC元件8，从而防止了NTC元件8的烧毁。
图2是根据本发明的第二较佳实施例的蓄电池组的电路框图，它比第一较佳实施例更可取。
根据第二较佳实施例的蓄电池组替代第一较佳实施例中包含的限流元件9，包括不同类型的限流元件，更具体地说，PTC(正温度系数)元件10。根据第二较佳实施例的第二种蓄电池组其他部分与根据本发明的第一较佳实施例的第二种蓄电池相同。
PTC元件10的结构示于图4中，它是片型PTC元件，但是它不限于此。图4所示的PTC元件最好包含基本上矩形的板，具有正温度系数的半导体陶瓷部件10a，已经覆盖半导体陶瓷部件10a的侧面的外部电极10b和10c。因为PTC元件构成得形成一个片型元件，PTC元件10能够表面安装在其上设置有小型的蓄电池组的控制电路的基片上。
在第二较佳实施例中，类似于第一较佳实施例中的情况，如果由于例如将金属片放置在高电位侧端子1和温度感测端子3之间而引起它们短路，则蓄电池4的端电压施加给NTC元件8和PTC元件10。当这种情况发生时，PTC元件10的电阻值迅速增加，以便抑制过电流流入NTC元件8，从而防止了NTC元件8的燃烧。
第二较佳实施例比第一较佳实施例更好的地方在于，因为由PTC元件10实现限流元件，故而温度敏感装置具有可恢复性，即，它允许连续的保护操作。
较好地，PTC元件10在室温下的电阻值最好不大于NTC元件8的大约10％，以使对NTC元件8的温度特性的影响最小化。如果PTC元件10在室温下的电阻值太小，则直到电流变得非常大为止，才能执行保护操作。
可以由蓄电池组中所内含的NTC元件8感测的温度的上限通常在大约85℃左右。因此，参照图5,PTC元件最好如此选择，从而其居里点在大约85℃以上，更好地，在大约90℃到大约140℃的范围内。
下面描述与本发明的较佳实施例有关的实验的结果。
在内含了蓄电池4(端电压为12V的锂离子蓄电池)的蓄电池组中，使用NTC元件8和PTC元件10，实现温度敏感装置。NTC元件8是如此类型的，它在接近于25℃时的电阻值为大约10kΩ，而PTC元件为如此类型，其尺寸为1.6mm×0.8mm×0.8mm，在大约25℃时的电阻值为大约30Ω到大约500Ω，而居里点为大约100℃。
当将大约12V的DC电压直接施加给NTC元件8时，NTC元件8在几秒以内烧坏。
同时，当将12V的DC电压施加到电路(其中NTC元件8和PTC元件10串联)两端时，PTC元件10感测出过电流，由此减小电流量，防止了NTC元件8热耗散，并从而防止了NTC元件的燃烧。当停止应用电压时，发现NTC元件在大约25℃的电阻值返回到10kΩ。
如从实验结果显然地，通过引入PTC元件10作为限流元件，可以连续地保护蓄电池组中的NTC元件8不发生烧毁的情况。
虽然上面已经描述了较佳实施例，应当知道，对于熟悉本领域的技术人员来说，在不背离本发明的主旨的条件下，可以有修改和变化。本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1．一种温度敏感装置，用于感测蓄电池组中的蓄电池的温度，所述温度敏感装置的特征在于包含：
负温度系数元件，设置在预定位置，用于感测蓄电池温度，所述负温度系数元件的第一端电气连接到温度感测端子；和
限流元件，连接在所述负温度系数元件的第二端与参考电位之间。
2．如权利要求1所述的温度敏感装置，其特征在于，所述限流元件是正温度系数元件。
3．如权利要求2所述的温度敏感装置，其特征在于所述正温度系数元件是片型元件。
4．如权利要求2所述的温度敏感装置，其特征在于所述正温度系数元件包含基本上矩形的板，具有正温度系数的半导体陶瓷部件，以及覆盖半导体陶瓷部件的侧面的外部电极。
6．如权利要求2所述的温度敏感装置，其特征在于正温度系数元件在室温的电阻值最好不大于负温度系数元件的电阻值的大约10％。
7．如权利要求2所述的温度敏感装置，其特征在于正温度系数的居里点在大约85℃以上。
8．如权利要求2所述的温度敏感装置，其特征在于正的温度系数的居里点在大约90℃到大约140℃范围内。
9．如权利要求1所述的温度敏感装置，其特征在于负温度系数元件包括薄板，具有负温度系数的半导体陶瓷元件，连接到半导体陶瓷部件两个表面的引线端子，以及覆盖半导体陶瓷部件和除了引线端子的引出部分以外的部分的绝缘薄膜。
10．如权利要求1所述的温度敏感装置，其特征在于限流元件包括电流保险丝和保险丝电阻中的至少一个。
11．如权利要求1所述的温度敏感装置，其特征在于负温度系数元件和限流元件串联。
12．一种蓄电池组，其特征在于包含：
蓄电池；
为所述蓄电池再次充电而设置的高电位侧端子和参考电位端子；
为感测所述蓄电池温度而感测的温度感测端子；
为感测所述蓄电池的温度而设置的负温度系数元件，所述负温度系数元件的第一端子电气连接到所述温度感测端子；和
限流元件，连接在所述负温度系数元件第二端子与所述参考电位端子之间。
13．如权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于所述限流元件是正温度系数元件。
14．如权利要求13所述的蓄电池组，其特征在于所述正温度系数元件是片型元件。
15．如权利要求13所述的蓄电池组，其特征在于所述正温度系数元件包括基本上矩形的板，具有正温度系数的半导体陶瓷元件，以及覆盖半导体陶瓷元件侧面的外部电极。
16．如权利要求13所述的蓄电池组，其特征在于正温度系数在室温下的电阻值最好不大于负温度系数元件的电阻值的大约10％。
17．如权利要求13所述的蓄电池组，其特征在于正温度系数的居里点在大约85℃以上。
18．如权利要求13所述的蓄电池组，其特征在于正温度系数的居里点在大约90℃到大约140℃范围内。
19．如权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于负温度系数元件包含薄板，具有负温度系数的半导体陶瓷部件，连接到半导体陶瓷部件的两个表面的引线端子，以及覆盖半导体陶瓷部件和除了引线端子引出部分以外部分的绝缘薄膜。
20．如权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于限流元件包含电流保险丝和保险丝电阻中的至少一个。
21．如权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于负温度系数元件和限流元件串联。
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