JP2000152516A - 電池パック温度保護回路 - Google Patents
電池パック温度保護回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組み立て費用の上昇を招くことがなく、しか
も電池パックを小形軽量化することを可能とする電池パ
ック温度保護回路を提供すること。 【解決手段】 所定の抵抗値を有する抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとを直列接続してなる直列抵抗回路が
電池１（ＢＡＴＴ）に対して並列接続され、ＦＥＴ２１
Ｃからなるスイッチ回路が電池１に対して直列接続さ
れ、電池１の電圧Ｖを抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１
Ｂにより分圧して得られる電位Ｖ１がＦＥＴ２１Ｃのゲ
ートに与えられる。ここで、周囲の温度が変化すると、
サーミスタ２１Ｂの抵抗値が変化し、電池１の電圧Ｖを
抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂにより分圧して得ら
れる電位Ｖ１が変化する。この結果、ＦＥＴ２１Ｃがカ
ットオフ状態となって、電池１と外部との電流経路が遮
断される。
も電池パックを小形軽量化することを可能とする電池パ
ック温度保護回路を提供すること。 【解決手段】 所定の抵抗値を有する抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとを直列接続してなる直列抵抗回路が
電池１（ＢＡＴＴ）に対して並列接続され、ＦＥＴ２１
Ｃからなるスイッチ回路が電池１に対して直列接続さ
れ、電池１の電圧Ｖを抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１
Ｂにより分圧して得られる電位Ｖ１がＦＥＴ２１Ｃのゲ
ートに与えられる。ここで、周囲の温度が変化すると、
サーミスタ２１Ｂの抵抗値が変化し、電池１の電圧Ｖを
抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂにより分圧して得ら
れる電位Ｖ１が変化する。この結果、ＦＥＴ２１Ｃがカ
ットオフ状態となって、電池１と外部との電流経路が遮
断される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池パックを異常
温度から保護するための電池パック温度保護回路に関す
る。
温度から保護するための電池パック温度保護回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、リチウム電池などの電池パックで
は、過電圧や過電流、あるいは温度の上昇を検出して電
源回路を遮断する機能を備えており、この機能を実現す
るための電源パック温度保護回路として温度保護素子を
内蔵している。
は、過電圧や過電流、あるいは温度の上昇を検出して電
源回路を遮断する機能を備えており、この機能を実現す
るための電源パック温度保護回路として温度保護素子を
内蔵している。
【０００３】図１２に、この種の従来の電池パックの回
路構成を示す。同図において、符号１は充電式の二次電
池、符号２は異常温度から電池（ＢＡＴＴ）１を保護す
るための温度保護素子、符号３は充電時の過電圧や電池
パック使用時の過電流を監視する保護ＩＣ、符号４Ａお
よび４Ｂは保護ＩＣ３からの信号に基づきオン／オフす
るＦＥＴ、符号５は、この電池パックが接続された充電
器に異常温度を検出させる為のＮＴＣサーミスタ、符号
６，７は保護ＩＣ３に付属する抵抗素子、符号８は、充
電器に充電電圧を検出させる為の抵抗素子、符号９は充
放電端子、符号１０は抵抗素子９が接続されたＳ端子、
符号１１はＮＴＣサーミスタ５が接続されたＴＨ端子、
符号１２は、ＧＮＤ端子である。上述の充放電端子９、
Ｓ端子１０、ＴＨ端子１１、ＧＮＤ端子１２は外部の充
電器や装置側との接続用端子をなす。
路構成を示す。同図において、符号１は充電式の二次電
池、符号２は異常温度から電池（ＢＡＴＴ）１を保護す
るための温度保護素子、符号３は充電時の過電圧や電池
パック使用時の過電流を監視する保護ＩＣ、符号４Ａお
よび４Ｂは保護ＩＣ３からの信号に基づきオン／オフす
るＦＥＴ、符号５は、この電池パックが接続された充電
器に異常温度を検出させる為のＮＴＣサーミスタ、符号
６，７は保護ＩＣ３に付属する抵抗素子、符号８は、充
電器に充電電圧を検出させる為の抵抗素子、符号９は充
放電端子、符号１０は抵抗素子９が接続されたＳ端子、
符号１１はＮＴＣサーミスタ５が接続されたＴＨ端子、
符号１２は、ＧＮＤ端子である。上述の充放電端子９、
Ｓ端子１０、ＴＨ端子１１、ＧＮＤ端子１２は外部の充
電器や装置側との接続用端子をなす。
【０００４】この温度保護素子２を備える従来の電池パ
ックによれば、通常の温度では、温度保護素子２が導通
状態となっており、電池１の正極は充放電端子９に接続
される。また、保護ＩＣ３は、過電圧や過電流を検出し
ない限り、ＦＥＴ４Ａ，４Ｂを導通状態とし、電池１の
負極はＦＥＴ４Ａ，４Ｂを介してＧＮＤ端子１２と接続
される。したがってこの場合、放電時には、充放電端子
９とＧＮＤ端子１２には、それぞれ電池１の正極および
負極の電位が現れ、外部の装置に電力が供給される。ま
た、充電時には、外部の充電器からの電位が充放電端子
９およびＧＮＤ端子１２を介して電池１に与えられる。
ックによれば、通常の温度では、温度保護素子２が導通
状態となっており、電池１の正極は充放電端子９に接続
される。また、保護ＩＣ３は、過電圧や過電流を検出し
ない限り、ＦＥＴ４Ａ，４Ｂを導通状態とし、電池１の
負極はＦＥＴ４Ａ，４Ｂを介してＧＮＤ端子１２と接続
される。したがってこの場合、放電時には、充放電端子
９とＧＮＤ端子１２には、それぞれ電池１の正極および
負極の電位が現れ、外部の装置に電力が供給される。ま
た、充電時には、外部の充電器からの電位が充放電端子
９およびＧＮＤ端子１２を介して電池１に与えられる。
【０００５】ここで、過充電や過放電により電池１が発
熱し、電池パックの内部が異常温度となった場合、温度
保護素子２が遮断状態となって、電池１の正極を充放電
端子９から切り離す。これにより、外部の充電器と電池
１の正極との間の電流経路が遮断される結果、電池１の
発熱が抑制され、電池１が異常温度から保護される。
熱し、電池パックの内部が異常温度となった場合、温度
保護素子２が遮断状態となって、電池１の正極を充放電
端子９から切り離す。これにより、外部の充電器と電池
１の正極との間の電流経路が遮断される結果、電池１の
発熱が抑制され、電池１が異常温度から保護される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、温度保護素
子２としては、一般には例えばポリスイッチや温度ヒュ
ーズが用いられる。しかしながら、ポリスイッチは重量
が重く、かつリードタイプである為、これを電池パック
に組み込む際に手作業による半田付けや溶接技術を必要
としていた。このため、電池パックの組立費用が高くな
り、しかも小型軽量化が困難であるという問題点があっ
た。
子２としては、一般には例えばポリスイッチや温度ヒュ
ーズが用いられる。しかしながら、ポリスイッチは重量
が重く、かつリードタイプである為、これを電池パック
に組み込む際に手作業による半田付けや溶接技術を必要
としていた。このため、電池パックの組立費用が高くな
り、しかも小型軽量化が困難であるという問題点があっ
た。
【０００７】また、温度ヒューズは、重量は軽いもの
の、リードタイプであるため、ポリスイッチと同様に組
み立て費用が高くなるという問題に加え、異常温度によ
り断線されるため、再使用が出来ないといった問題点が
あった。
の、リードタイプであるため、ポリスイッチと同様に組
み立て費用が高くなるという問題に加え、異常温度によ
り断線されるため、再使用が出来ないといった問題点が
あった。
【０００８】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
ので、組み立て費用の上昇を招くことなく、しかも電池
パックを小形軽量化することを可能とする電池パック温
度保護回路を提供することを課題とする。
ので、組み立て費用の上昇を招くことなく、しかも電池
パックを小形軽量化することを可能とする電池パック温
度保護回路を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決達成する
ため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、請求
項１にかかる発明は、電池に対して並列接続され、所定
の抵抗値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が
変化するサーミスタとを直列接続してなる直列抵抗回路
と、前記電池に対して直列接続され、前記抵抗素子とサ
ーミスタとの接続点に現れる電位に応じて開閉するスイ
ッチ回路と、を備えたことを特徴とする。
ため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、請求
項１にかかる発明は、電池に対して並列接続され、所定
の抵抗値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が
変化するサーミスタとを直列接続してなる直列抵抗回路
と、前記電池に対して直列接続され、前記抵抗素子とサ
ーミスタとの接続点に現れる電位に応じて開閉するスイ
ッチ回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、サーミスタの抵抗値が
周囲の温度に応じて変化する。電池の電圧は抵抗素子と
サーミスタとにより分圧され、これらの接続点に現れる
電位がスイッチ回路に与えられる。このとき、スイッチ
回路は、この接続点に現れる電位に応じて開閉する。し
たがって、抵抗素子の抵抗値、サーミスタの温度特性、
またはスイッチ回路の動作点を適切に選べば、周囲温度
が予め設定された温度を越えた場合に、スイッチ回路を
開放させて、電池を外部から遮断することが可能とな
る。
周囲の温度に応じて変化する。電池の電圧は抵抗素子と
サーミスタとにより分圧され、これらの接続点に現れる
電位がスイッチ回路に与えられる。このとき、スイッチ
回路は、この接続点に現れる電位に応じて開閉する。し
たがって、抵抗素子の抵抗値、サーミスタの温度特性、
またはスイッチ回路の動作点を適切に選べば、周囲温度
が予め設定された温度を越えた場合に、スイッチ回路を
開放させて、電池を外部から遮断することが可能とな
る。
【００１１】請求項２にかかる発明は、前記直列抵抗回
路が、前記電池の正極側に前記抵抗素子を接続すると共
に、前記電池の負極側に前記サーミスタを接続してな
り、前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と
直列に接続されたことを特徴とする。
路が、前記電池の正極側に前記抵抗素子を接続すると共
に、前記電池の負極側に前記サーミスタを接続してな
り、前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と
直列に接続されたことを特徴とする。
【００１２】請求項３にかかる発明は、前記直列抵抗回
路が、前記電池の正極側に前記サーミスタを接続すると
共に、前記電池の負極側に前記抵抗素子を接続してな
り、前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と
直列に接続されたことを特徴とする。
路が、前記電池の正極側に前記サーミスタを接続すると
共に、前記電池の負極側に前記抵抗素子を接続してな
り、前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と
直列に接続されたことを特徴とする。
【００１３】請求項４にかかる発明は、前記サーミスタ
が、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する負特性を有す
ることを特徴とする。請求項５にかかる発明は、前記サ
ーミスタが、温度の上昇に伴って抵抗値が増加する正特
性を有することを特徴とする。
が、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する負特性を有す
ることを特徴とする。請求項５にかかる発明は、前記サ
ーミスタが、温度の上昇に伴って抵抗値が増加する正特
性を有することを特徴とする。
【００１４】上述の本発明によれば、設定した温度以上
になるとスイッチをオフし、回路を遮断する。つまり、
抵抗素子とサーミスタによりこれらの接続点に現れる電
圧を調整し、温度変化によりサーミスタの抵抗値が変化
することを利用して、予め設定した温度を越えると、ス
イッチ回路がオフとなり回路を遮断する。
になるとスイッチをオフし、回路を遮断する。つまり、
抵抗素子とサーミスタによりこれらの接続点に現れる電
圧を調整し、温度変化によりサーミスタの抵抗値が変化
することを利用して、予め設定した温度を越えると、ス
イッチ回路がオフとなり回路を遮断する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる実施の形
態について図面を参照して説明する。なお、各図におい
て、前述の従来技術にかかる図１２に示す要素と共通す
る要素には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
態について図面を参照して説明する。なお、各図におい
て、前述の従来技術にかかる図１２に示す要素と共通す
る要素には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００１６】実施の形態１．図１に、この実施の形態１
にかかる電池パック温度保護回路２１が適用された電池
パックの回路構成を示す。同図に示す電池パックは、前
述の従来技術にかかる図１２に示す構成において、温度
保護素子２に代え、この発明にかかる電池パック温度保
護回路２１を備える。この電池パック温度保護回路２１
は、図２に示すように、所定の抵抗値を有する抵抗素子
２１Ａ（固定抵抗）と、周囲温度に応じて抵抗値が変化
するサーミスタ２１Ｂと、Ｎチャネル型のＦＥＴ（電界
効果型トランジスタ）２１Ｃとからなる。
にかかる電池パック温度保護回路２１が適用された電池
パックの回路構成を示す。同図に示す電池パックは、前
述の従来技術にかかる図１２に示す構成において、温度
保護素子２に代え、この発明にかかる電池パック温度保
護回路２１を備える。この電池パック温度保護回路２１
は、図２に示すように、所定の抵抗値を有する抵抗素子
２１Ａ（固定抵抗）と、周囲温度に応じて抵抗値が変化
するサーミスタ２１Ｂと、Ｎチャネル型のＦＥＴ（電界
効果型トランジスタ）２１Ｃとからなる。
【００１７】ここで、抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１
Ｂは互いに直列接続されて直列抵抗回路を構成する。こ
の直列抵抗回路は、図１に示す充放電端子９およびＧＮ
Ｄ端子１２から見て、電池１（例えばリチウム電池）に
対して並列に接続される。また、電池１の正極側には抵
抗素子２１Ａが接続され、電池１の負極側にはサーミス
タ２１Ｂが接続される。
Ｂは互いに直列接続されて直列抵抗回路を構成する。こ
の直列抵抗回路は、図１に示す充放電端子９およびＧＮ
Ｄ端子１２から見て、電池１（例えばリチウム電池）に
対して並列に接続される。また、電池１の正極側には抵
抗素子２１Ａが接続され、電池１の負極側にはサーミス
タ２１Ｂが接続される。
【００１８】すなわち、抵抗素子２１Ａの一端は電池１
の正極に接続されると共にその他端はサーミスタ２１Ｂ
の一端に接続され、このサーミスタ２１Ｂの他端は電池
１の負極に接続される。これにより、抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとの接続点には、電池１の電圧Ｖ（電
池１の負極と正極との間の電位差）を抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとにより分圧して得られる電圧Ｖ１が
現れる。
の正極に接続されると共にその他端はサーミスタ２１Ｂ
の一端に接続され、このサーミスタ２１Ｂの他端は電池
１の負極に接続される。これにより、抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとの接続点には、電池１の電圧Ｖ（電
池１の負極と正極との間の電位差）を抵抗素子２１Ａと
サーミスタ２１Ｂとにより分圧して得られる電圧Ｖ１が
現れる。
【００１９】また、ＦＥＴ２１Ｃは、電圧Ｖ１に応じて
開閉するスイッチ回路を構成し、ＧＮＤ端子１２と電池
１との間に直列に接続されている。すなわち、ＦＥＴ２
１Ｃの電流経路の一端（ソース）は電池１の負極に接続
され、他端（ドレイン）はＦＥＴ４Ａ，４Ｂを介してＧ
ＮＤ端子１２に接続され、そのゲートは抵抗素子２１Ａ
とサーミスタ２１Ｂとの接続点に接続されている。ここ
で、サーミスタ２１Ｂは、ＮＴＣ型のサーミスタであ
り、図３に例示するように、周囲温度の上昇に対して抵
抗値が減少する負の特性を有する。
開閉するスイッチ回路を構成し、ＧＮＤ端子１２と電池
１との間に直列に接続されている。すなわち、ＦＥＴ２
１Ｃの電流経路の一端（ソース）は電池１の負極に接続
され、他端（ドレイン）はＦＥＴ４Ａ，４Ｂを介してＧ
ＮＤ端子１２に接続され、そのゲートは抵抗素子２１Ａ
とサーミスタ２１Ｂとの接続点に接続されている。ここ
で、サーミスタ２１Ｂは、ＮＴＣ型のサーミスタであ
り、図３に例示するように、周囲温度の上昇に対して抵
抗値が減少する負の特性を有する。
【００２０】以下、この実施の形態１にかかる電池パッ
ク温度保護回路２１の動作を説明する。例えば過充電や
過放電により電池１が発熱すると、サーミスタ２１Ｂの
周囲温度が上昇する。サーミスタ２１Ｂの周囲温度が変
化（上昇）すると、図３に示す特性曲線に沿って、サー
ミスタ２１Ｂの抵抗値が熱（周囲温度）により変化（減
少）し、周囲温度に応じた抵抗値を示す。このとき、抵
抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂとの接続点に現れる電
圧Ｖ１は、下式（１）により算出され、後述する図４に
示すように、周囲温度の上昇に伴って低下する傾向を示
す。
ク温度保護回路２１の動作を説明する。例えば過充電や
過放電により電池１が発熱すると、サーミスタ２１Ｂの
周囲温度が上昇する。サーミスタ２１Ｂの周囲温度が変
化（上昇）すると、図３に示す特性曲線に沿って、サー
ミスタ２１Ｂの抵抗値が熱（周囲温度）により変化（減
少）し、周囲温度に応じた抵抗値を示す。このとき、抵
抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂとの接続点に現れる電
圧Ｖ１は、下式（１）により算出され、後述する図４に
示すように、周囲温度の上昇に伴って低下する傾向を示
す。
【００２１】 Ｖ１＝Ｖ×ＲＴＨ１／（Ｒ１＋ＲＴＨ１） ・・・（１） ただし、Ｖは電池１の両極間の電圧であり、ＲＴＨ１は
サーミスタ２１Ｂの抵抗値であり、Ｒ１は抵抗素子２１
Ａの抵抗値である。
サーミスタ２１Ｂの抵抗値であり、Ｒ１は抵抗素子２１
Ａの抵抗値である。
【００２２】この式（１）で与えられる電圧Ｖ１がＦＥ
Ｔ２１Ｃのゲートに与えられる結果、ＦＥＴ２１Ｃのゲ
ート電圧が調整され、ＦＥＴ２１Ｃの導通／非導通状態
が制御される。したがって、抵抗素子２１Ａの抵抗値、
サーミスタ２１Ｂの温度特性、ＦＥＴ２１Ｃのゲートし
きい値電圧を選択することにより、電池１の負極とＧＮ
Ｄ端子１２との間を遮断状態とするための温度を設定す
ることができる。以下、電池１の負極とＧＮＤ端子１２
との間の遮断を希望する温度を「設定温度」と記す。
Ｔ２１Ｃのゲートに与えられる結果、ＦＥＴ２１Ｃのゲ
ート電圧が調整され、ＦＥＴ２１Ｃの導通／非導通状態
が制御される。したがって、抵抗素子２１Ａの抵抗値、
サーミスタ２１Ｂの温度特性、ＦＥＴ２１Ｃのゲートし
きい値電圧を選択することにより、電池１の負極とＧＮ
Ｄ端子１２との間を遮断状態とするための温度を設定す
ることができる。以下、電池１の負極とＧＮＤ端子１２
との間の遮断を希望する温度を「設定温度」と記す。
【００２３】この実施形態１では、例えば抵抗素子２１
Ａを２０ｋΩの固定抵抗とした場合、電圧Ｖ１は、図４
に例示する温度特性を有するものとなる。図４から分か
るように、この例では、ＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオ
フ電圧（ゲートしきい値電圧）を１Ｖ程度に設定すれ
ば、周囲温度が約９０℃以上になった場合にＦＥＴ２１
Ｃがオフ状態となる。この結果、電池１の負極とＧＮＤ
端子１２の間が遮断され、それまでＦＥＴ２１Ｃを流れ
ていた電流Ｉ１が流れなくなり、電池１が異常温度から
保護される。
Ａを２０ｋΩの固定抵抗とした場合、電圧Ｖ１は、図４
に例示する温度特性を有するものとなる。図４から分か
るように、この例では、ＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオ
フ電圧（ゲートしきい値電圧）を１Ｖ程度に設定すれ
ば、周囲温度が約９０℃以上になった場合にＦＥＴ２１
Ｃがオフ状態となる。この結果、電池１の負極とＧＮＤ
端子１２の間が遮断され、それまでＦＥＴ２１Ｃを流れ
ていた電流Ｉ１が流れなくなり、電池１が異常温度から
保護される。
【００２４】また、図１に示す電池パックによれば、保
護ＩＣ３が過電流や過電圧から電池１を保護するための
監視を行い、過電流や過電圧が発生した場合は保護ＩＣ
３がトランジスタ４Ａ，４Ｂをオフさせ、電池１を過電
流や過電圧から保護するための制御動作を行う。この動
作に加えて、異常温度に対しては電池パック温度保護回
路２１が上記の動作を行い、設定値以上の温度となった
場合にＦＥＴ２１Ｃをオフさせて回路を遮断する。
護ＩＣ３が過電流や過電圧から電池１を保護するための
監視を行い、過電流や過電圧が発生した場合は保護ＩＣ
３がトランジスタ４Ａ，４Ｂをオフさせ、電池１を過電
流や過電圧から保護するための制御動作を行う。この動
作に加えて、異常温度に対しては電池パック温度保護回
路２１が上記の動作を行い、設定値以上の温度となった
場合にＦＥＴ２１Ｃをオフさせて回路を遮断する。
【００２５】以上説明したように、この実施の形態１で
は、周囲温度の上昇に応じて電圧Ｖ１が低下する傾向を
示す特性（図４に示す特性）を利用し、設定温度におけ
る電圧Ｖ１に合わせてＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ
電圧を選択することにより、設定温度以下の場合にＦＥ
Ｔ２１Ｃをオンさせ、設定温度以上の場合にオフさせ
て、ＧＮＤ端子１２から電池１の負極に流れ込む電流Ｉ
１を遮断し、電池１を異常温度から保護する。したがっ
て、この実施の形態１によれば、高温側に異常温度を設
定することが可能となる。
は、周囲温度の上昇に応じて電圧Ｖ１が低下する傾向を
示す特性（図４に示す特性）を利用し、設定温度におけ
る電圧Ｖ１に合わせてＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ
電圧を選択することにより、設定温度以下の場合にＦＥ
Ｔ２１Ｃをオンさせ、設定温度以上の場合にオフさせ
て、ＧＮＤ端子１２から電池１の負極に流れ込む電流Ｉ
１を遮断し、電池１を異常温度から保護する。したがっ
て、この実施の形態１によれば、高温側に異常温度を設
定することが可能となる。
【００２６】実施の形態２．図５に、この発明の実施の
形態２にかかる電池パック温度保護回路２２が適用され
た電池パックの回路構成を示す。同図に示す電池パック
温度保護回路２２は、前述の図１及び図２に示す電池パ
ック温度保護回路２１の構成において、抵抗素子２１Ａ
とサーミスタ２１Ｂとを入れ替えて構成される。この場
合、抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂとの接続点に現
れる電圧Ｖ２は、下式（２）により算出される。
形態２にかかる電池パック温度保護回路２２が適用され
た電池パックの回路構成を示す。同図に示す電池パック
温度保護回路２２は、前述の図１及び図２に示す電池パ
ック温度保護回路２１の構成において、抵抗素子２１Ａ
とサーミスタ２１Ｂとを入れ替えて構成される。この場
合、抵抗素子２１Ａとサーミスタ２１Ｂとの接続点に現
れる電圧Ｖ２は、下式（２）により算出される。
【００２７】 Ｖ２＝Ｖ×Ｒ１／（Ｒ１＋ＲＴＨ１） ・・・（２） ただし、Ｖは電池１の両極間の電圧であり、ＲＴＨ１は
サーミスタ２１Ｂの抵抗値であり、Ｒ１は抵抗素子２１
Ａの抵抗値である。
サーミスタ２１Ｂの抵抗値であり、Ｒ１は抵抗素子２１
Ａの抵抗値である。
【００２８】ここで、サーミスタ２１Ｂの特性と抵抗素
子２１Ａの抵抗値として、前述の実施の形態１で用いた
ものを採用すれば、電圧Ｖ２は、図６に示すように、周
囲温度の上昇に伴って上昇する特性を有するものとな
る。この特性を利用し、設定温度に合わせてＦＥＴ２１
Ｃのゲートカットオフ電圧を選択すれば、設定温度以上
の場合にＦＥＴ２１Ｃをオンさせ、設定温度以下の場合
にオフさせて、ＧＮＤ端子１２から電池１の負極に流れ
込む電流Ｉ１を遮断することが可能となる。したがっ
て、この実施形態２によれば、低温側に異常温度を設定
することが可能となる。
子２１Ａの抵抗値として、前述の実施の形態１で用いた
ものを採用すれば、電圧Ｖ２は、図６に示すように、周
囲温度の上昇に伴って上昇する特性を有するものとな
る。この特性を利用し、設定温度に合わせてＦＥＴ２１
Ｃのゲートカットオフ電圧を選択すれば、設定温度以上
の場合にＦＥＴ２１Ｃをオンさせ、設定温度以下の場合
にオフさせて、ＧＮＤ端子１２から電池１の負極に流れ
込む電流Ｉ１を遮断することが可能となる。したがっ
て、この実施形態２によれば、低温側に異常温度を設定
することが可能となる。
【００２９】実施の形態３．図７に、この発明の実施の
形態３にかかる電池パック温度保護回路２３が適用され
た電池パックの回路構成を示す。この電池パック温度保
護回路２３は、前述の図１及び図２に示す電池パック温
度保護回路２１の構成において、ＮＴＣ型のサーミスタ
２１ＢをＰＴＣ型のサーミスタ２３Ｂに入れ替えて構成
される。
形態３にかかる電池パック温度保護回路２３が適用され
た電池パックの回路構成を示す。この電池パック温度保
護回路２３は、前述の図１及び図２に示す電池パック温
度保護回路２１の構成において、ＮＴＣ型のサーミスタ
２１ＢをＰＴＣ型のサーミスタ２３Ｂに入れ替えて構成
される。
【００３０】ここで、サーミスタ２３Ｂは、図８に例示
するように、周囲温度の上昇に伴って１１０℃付近で抵
抗値が増加する正の特性を有する。この場合、抵抗素子
２１Ａ（２０ｋΩ）とサーミスタ２３Ｂとの接続点に現
れる電圧Ｖ３は、図９に示すように、周囲温度の上昇に
伴って１１０℃付近で増加する傾向を示す特性を有する
ものとなる。
するように、周囲温度の上昇に伴って１１０℃付近で抵
抗値が増加する正の特性を有する。この場合、抵抗素子
２１Ａ（２０ｋΩ）とサーミスタ２３Ｂとの接続点に現
れる電圧Ｖ３は、図９に示すように、周囲温度の上昇に
伴って１１０℃付近で増加する傾向を示す特性を有する
ものとなる。
【００３１】この特性を利用し、希望温度に合わせてＦ
ＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ電圧を選択すれば、設定
温度以上の場合にＦＥＴ２１Ｃをオンさせ、設定温度以
下の場合にオフさせて、ＧＮＤ端子１２から流れ込む電
流Ｉ１を遮断することが可能となる。
ＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ電圧を選択すれば、設定
温度以上の場合にＦＥＴ２１Ｃをオンさせ、設定温度以
下の場合にオフさせて、ＧＮＤ端子１２から流れ込む電
流Ｉ１を遮断することが可能となる。
【００３２】実施の形態４．図１０に、この発明の実施
の形態４にかかる電池パック温度保護回路２４が適用さ
れた電池パックの回路構成を示す。この電池パック温度
保護回路２４は、前述の図７に示す電池パック温度保護
回路２３の構成において、抵抗素子２１ＡとＰＴＣ型の
サーミスタ２３Ｂとを入れ替えて構成される。
の形態４にかかる電池パック温度保護回路２４が適用さ
れた電池パックの回路構成を示す。この電池パック温度
保護回路２４は、前述の図７に示す電池パック温度保護
回路２３の構成において、抵抗素子２１ＡとＰＴＣ型の
サーミスタ２３Ｂとを入れ替えて構成される。
【００３３】この場合、抵抗素子２１Ａとサーミスタ２
３Ｂとの接続点に現れる電圧Ｖ４は、図１１に示すよう
に、周囲温度の上昇に伴って１１０℃付近で減少する傾
向を示す特性を有するものとなる。この特性を利用し、
設定温度に合わせてＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ電
圧を選択すれば、設定温度以下の場合にＦＥＴ２１Ｃを
オンさせ、設定温度以上の場合にオフさせて、ＧＮＤ端
子１２から流れ込む電流Ｉ１を遮断することが可能とな
る。
３Ｂとの接続点に現れる電圧Ｖ４は、図１１に示すよう
に、周囲温度の上昇に伴って１１０℃付近で減少する傾
向を示す特性を有するものとなる。この特性を利用し、
設定温度に合わせてＦＥＴ２１Ｃのゲートカットオフ電
圧を選択すれば、設定温度以下の場合にＦＥＴ２１Ｃを
オンさせ、設定温度以上の場合にオフさせて、ＧＮＤ端
子１２から流れ込む電流Ｉ１を遮断することが可能とな
る。
【００３４】上述の各実施の形態によれば、電池パック
温度保護回路を構成する各部品は小型軽量であり、しか
も表面実装部品であるため、電池パックの小形軽量化及
び自動搭載が可能となり、製造コストも低減される。
温度保護回路を構成する各部品は小型軽量であり、しか
も表面実装部品であるため、電池パックの小形軽量化及
び自動搭載が可能となり、製造コストも低減される。
【００３５】以上、この発明の実施の形態を説明した
が、この発明は、この実施形態に限られるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、上述の各実施の形態
では、電池１の負極とＧＮＤ端子１２との間にＦＥＴ２
１Ｃを設けて、電池１の負極とＧＮＤ端子１２との間を
遮断するものとしたが、電池１の正極と充放電端子９と
の間に例えばＰチャネル型のＦＥＴを設けて、電池１の
正極と充放電端子９との間を遮断するようにする事も可
能である。
が、この発明は、この実施形態に限られるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、上述の各実施の形態
では、電池１の負極とＧＮＤ端子１２との間にＦＥＴ２
１Ｃを設けて、電池１の負極とＧＮＤ端子１２との間を
遮断するものとしたが、電池１の正極と充放電端子９と
の間に例えばＰチャネル型のＦＥＴを設けて、電池１の
正極と充放電端子９との間を遮断するようにする事も可
能である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。すなわち、所定の抵抗
値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が変化す
るサーミスタとを直列接続して、これらを電池に対して
並列接続し、前記電池に対してスイッチ回路を直列接続
し、前記抵抗素子とサーミスタとの接続点に現れる電位
に応じて前記スイッチ回路を開閉するようにしたので、
組み立て費用の増加を招くことなく電池パックを小形軽
量化することが可能となる。
以下の効果を得ることができる。すなわち、所定の抵抗
値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が変化す
るサーミスタとを直列接続して、これらを電池に対して
並列接続し、前記電池に対してスイッチ回路を直列接続
し、前記抵抗素子とサーミスタとの接続点に現れる電位
に応じて前記スイッチ回路を開閉するようにしたので、
組み立て費用の増加を招くことなく電池パックを小形軽
量化することが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１にかかる電池パック
の回路図である。
の回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態１にかかる電池パック
温度保護回路の回路図である。
温度保護回路の回路図である。
【図３】 この発明の実施の形態１にかかるサーミスタ
（ＮＴＣ型）の抵抗値の温度依存性を示す特性図であ
る。
（ＮＴＣ型）の抵抗値の温度依存性を示す特性図であ
る。
【図４】 この発明の実施の形態１にかかる直列抵抗回
路における電圧Ｖ１の温度依存性を示す特性図である。
路における電圧Ｖ１の温度依存性を示す特性図である。
【図５】 この発明の実施の形態２にかかる電池パック
の回路図である。
の回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２にかかる直列抵抗回
路における電圧Ｖ２の温度依存性を示す特性図である。
路における電圧Ｖ２の温度依存性を示す特性図である。
【図７】 この発明の実施の形態３にかかる電池パック
の回路図である。
の回路図である。
【図８】 この発明の実施の形態３にかかるサーミスタ
（ＰＴＣ型）の抵抗値の温度依存性を示す特性図であ
る。
（ＰＴＣ型）の抵抗値の温度依存性を示す特性図であ
る。
【図９】 この発明の実施の形態３にかかる直列抵抗回
路における電圧Ｖ３の温度依存性を示す特性図である。
路における電圧Ｖ３の温度依存性を示す特性図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４にかかる電池パッ
クの回路図である。
クの回路図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４にかかる直列抵抗
回路における電圧Ｖ４の温度依存性を示す特性図であ
る。
回路における電圧Ｖ４の温度依存性を示す特性図であ
る。
【図１２】 従来技術にかかる電池パックの回路図であ
る。
る。
１…電池（ＢＡＴＴ）、２１〜２４…電池パック温度保
護回路、２１Ａ，６〜８…抵抗素子、２１Ｂ…サーミス
タ（ＮＴＣ型）、２１Ｃ，４Ａ，４Ｂ…ＦＥＴ（Ｎチャ
ネル型）、２３Ｂ…サーミスタ（ＰＴＣ型）、３…保護
ＩＣ、５…サーミスタ、９…充放電端子、１０…Ｓ端
子、１１…ＴＨ端子、１２…ＧＮＤ端子。
護回路、２１Ａ，６〜８…抵抗素子、２１Ｂ…サーミス
タ（ＮＴＣ型）、２１Ｃ，４Ａ，４Ｂ…ＦＥＴ（Ｎチャ
ネル型）、２３Ｂ…サーミスタ（ＰＴＣ型）、３…保護
ＩＣ、５…サーミスタ、９…充放電端子、１０…Ｓ端
子、１１…ＴＨ端子、１２…ＧＮＤ端子。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１８日（１９９９．１１．
１８）
１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決達成する
ため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、請求
項１にかかる発明は、電池に対して並列接続され、所定
の抵抗値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が
変化するサーミスタとを直列接続してなる直列抵抗回路
と、前記電池に対して直列接続されると共にゲートが前
記抵抗素子とサーミスタとの接続点に接続され、前記周
囲温度が予め設定された温度を越えた場合に前記抵抗素
子とサーミスタとの接続点に現れる電位に応じて開放す
る電界効果型トランジスタからなるスイッチ回路と、を
備えたことを特徴とする。
ため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、請求
項１にかかる発明は、電池に対して並列接続され、所定
の抵抗値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が
変化するサーミスタとを直列接続してなる直列抵抗回路
と、前記電池に対して直列接続されると共にゲートが前
記抵抗素子とサーミスタとの接続点に接続され、前記周
囲温度が予め設定された温度を越えた場合に前記抵抗素
子とサーミスタとの接続点に現れる電位に応じて開放す
る電界効果型トランジスタからなるスイッチ回路と、を
備えたことを特徴とする。
Claims (5)
- 【請求項１】 電池に対して並列接続され、所定の抵抗
値を有する抵抗素子と周囲温度に応じて抵抗値が変化す
るサーミスタとを直列接続してなる直列抵抗回路と、 前記電池に対して直列接続され、前記抵抗素子とサーミ
スタとの接続点に現れる電位に応じて開閉するスイッチ
回路と、 を備えたことを特徴とする電池パック温度保護回路。 - 【請求項２】 前記直列抵抗回路は、 前記電池の正極側に前記抵抗素子を接続すると共に、前
記電池の負極側に前記サーミスタを接続してなり、 前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と直列
に接続されたことを特徴とする請求項１に記載された電
池パック温度保護回路。 - 【請求項３】 前記直列抵抗回路は、 前記電池の正極側に前記サーミスタを接続すると共に、
前記電池の負極側に前記抵抗素子を接続してなり、 前記スイッチ回路は、前記電池の負極側に該電池と直列
に接続されたことを特徴とする請求項１に記載された電
池パック温度保護回路。 - 【請求項４】 前記サーミスタは、温度の上昇に伴って
抵抗値が減少する負特性を有することを特徴とする請求
項２または３のいずれかに記載された電池パック温度保
護回路。 - 【請求項５】 前記サーミスタは、温度の上昇に伴って
抵抗値が増加する正特性を有することを特徴とする請求
項２または３のいずれかに記載された電池パック温度保
護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10324258A JP2000152516A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 電池パック温度保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10324258A JP2000152516A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 電池パック温度保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152516A true JP2000152516A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18163807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10324258A Pending JP2000152516A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 電池パック温度保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000152516A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-11-13 JP JP10324258A patent/JP2000152516A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000613 |