JP2001332313A - 二次電池パックの温度検知装置及び二次電池パック - Google Patents

二次電池パックの温度検知装置及び二次電池パック

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池パックのホット側端子と温度検知端
子とが短絡した場合であっても、温度検知回路を構成し
ているＮＴＣ素子の焼損を確実に防止することができる
二次電池パックの温度検知装置を得る。 【解決手段】 二次電池４の温度を検知する部分に配置
されており、かつ一端が温度検知端子３に電気的に接続
されているＮＴＣ素子８と、ＮＴＣ素子８の他端と基準
電位端子２との間に接続された過電流遮断素子９とを備
える、二次電池パックの温度検知装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウムイ
オン電池のような二次電池を用いた二次電池パックにお
ける温度検知装置及び該二次電池パックに関し、より詳
細には、ＮＴＣ素子（負特性サーミスタ素子）を用いた
温度検知装置及び該温度検知装置を用いた二次電池パッ
クの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動体通信機器などの電源とし
て、二次電池パックが広く用いられている。図６は、従
来の二次電池パックの回路図を示す。
【０００３】図６に示すように、従来の二次電池パック
では、充電を行うために、ホット側端子２１と、基準電
位端子２２とが備えられており、かつ二次電池の温度を
検知するための温度検知端子２３が設けられている。二
次電池２４の陽極がホット側端子２１に電気的に接続さ
れており、二次電池２４の陰極が基準電位端子２２に電
気的に接続されている。なお、二次電池パックでは、二
次電池の動作を制御するために、ＦＥＴ２５，２６及び
コントローラＩＣ２７が接続されている。
【０００４】他方、温度検知端子２３と、基準電位端子
２２との間には二次電池の温度を検出するためのＮＴＣ
素子２８が接続されている。ＮＴＣ素子２８は、二次電
池２４の温度を検知するために、二次電池２４の近傍に
配置されている。充電に際しては、温度検知端子２３か
ら得られる出力に応じて、すなわち二次電池２４の温度
に応じて、充電器が充電動作を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば携帯電話などの
ように二次電池パックが取り付けられる電子機器では、
小型化が進んでいる。従って、電池パックも小型化され
てきており、二次電池パックのホット側端子２１、温度
検知端子２３及び基準電位端子２２の位置も近接してい
る。その結果、例えば衣服のポケットにヘアピンなどの
金属片が入っており、該ポケットに二次電池パックを入
れた場合、金属片によりホット側端子２１と温度検知端
子２３とが短絡することがあった。このような短絡が生
じると、ＮＴＣ素子２８に二次電池２３の端子電圧が印
加されることになる。従って、ＮＴＣ素子２８に短絡電
流が流れ、ＮＴＣ素子２８が焼損したりするおそれがあ
った。
【０００６】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、ＮＴＣ素子を用いているが、該ＮＴＣ素子の
焼損が生じ難い、信頼性に優れた二次電池パックの温度
検知装置並びに該温度検知装置を備えた二次電池パック
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の広い局面によれ
ば、二次電池パックにおいて二次電池の温度を検出する
ための温度検知装置であって、二次電池の温度を検知す
る部分に配置されており、かつ一端が温度検知端子に電
気的に接続されているＮＴＣ素子と、前記ＮＴＣ素子の
他端と基準電位との間に接続された過電流遮断素子とを
備える二次電池パックの温度検知装置が提供される。好
ましくは、上記過電流遮断素子として、ＰＴＣ素子（正
特性サーミスタ素子）が用いられる。
【０００８】本発明の他の広い局面によれば、二次電池
と、前記二次電池に充電を行うためのホット側端子及び
基準電位端子と、前記二次電池の温度を検出するための
温度検知端子と、前記二次電池の温度を検知し得るよう
に配置されており、一端が前記温度検知端子に電気的に
接続されているＮＴＣ素子と、前記ＮＴＣ素子の他端と
前記基準電位端子との間に接続されている過電流遮断素
子とを備える二次電池パックが提供される。本発明に係
る二次電池パックにおいても、好ましくは、上記過電流
遮断素子として、ＰＴＣ素子が用いられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
に係る二次電池パックの温度検知回路及び二次電池パッ
クの具体的な実施例を説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施例に係る二次電池
パックを示す回路図である。本実施例の二次電池パック
は、ホット側端子１、基準電位端子２及び温度検知端子
３を有する。ホット側端子１と基準電位端子２との間に
二次電池４が接続されている。また、二次電池パックに
おいては、二次電池４を制御するために、ＦＥＴ５，６
及びコントローラＩＣ７が用いられている。
【００１１】他方、二次電池４の温度を検知するため
に、ＮＴＣ素子８が物理的には二次電池４の近傍に配置
されている。ＮＴＣ素子８の一端は温度検知端子３に電
気的に接続されている。
【００１２】上記ＮＴＣ素子８としては、特に限定され
るわけではないが、例えば図３に示すＮＴＣ素子８を用
いることができる。図３に示すＮＴＣ素子８では、負の
抵抗温度特性を有する半導体セラミックス８ａの両面に
リード端子８ｂ，８ｃが接続されている。そして、リー
ド端子８ｂ，８ｃの引き出されている部分を除いて、残
りの部分がポリイミドフィルムなどの絶縁性フィルム８
ｄにより被覆されている。ここでは、半導体セラミック
ス８ａが薄板状であるため、ＮＴＣ素子８は、全体とし
て薄型化されている。
【００１３】従って、小型の二次電池パックにおいて、
二次電池４の近傍にＮＴＣ素子８を容易に配置すること
ができ、二次電池パックの小型化を図り得る。また、Ｎ
ＴＣ素子８の他端には、過電流遮断素子９の一端が接続
されている。過電流遮断素子９の他端は、基準電位に接
続されている。上記過電流遮断素子９としては、電流ヒ
ューズ、ヒューズ抵抗などの電流遮断素子が用いられ
る。
【００１４】本実施例の二次電池パックでは、上記のよ
うにＮＴＣ素子８に過電流遮断素子９を直列に接続する
ことにより温度検知装置が構成されている。従って、ホ
ット側端子１と温度検知端子３とが短絡した場合であっ
ても、過電流遮断素子９によりＮＴＣ素子に流れる電流
を遮断し、ＮＴＣ素子８の焼損を防止することができ
る。
【００１５】すなわち、二次電池パックがヘアピンなど
の金属片に接触し、ホット側端子１と温度検知端子３と
が短絡した場合、ＮＴＣ素子８及び過電流遮断素子９に
二次電池４の端子電圧が印加されることになる。このよ
うな場合であっても、過電流遮断素子９によりＮＴＣ素
子８に流れる過電流を遮断することができる。
【００１６】例えば、二次電池４の端子電圧により溶断
する電流ヒューズやヒューズ抵抗を過電流遮断素子９と
して用いると、過電流により電流ヒューズやヒューズ抵
抗が溶断する。従って、ＮＴＣ素子８への通電を停止
し、ＮＴＣ素子８の焼損を確実に防止することができ
る。
【００１７】図２は、本発明に係る二次電池パック及び
二次電池パックの温度検知装置のより好ましい第２の実
施例を示す回路図である。第２の実施例では、過電流遮
断素子としてＰＴＣ素子１０が用いられている。その他
の点については、図１に示した第１の実施例と同様であ
る。
【００１８】上記ＰＴＣ素子１０の構造は特に限定され
ないが、例えば図４に示すチップ型ＰＴＣ素子１０を用
いることができる。ＰＴＣ素子１０では、矩形板状の正
の抵抗温度特性を有する半導体セラミックス１０ａの端
面を覆うように外部電極１０ｂ，１０ｃが形成されてい
る。ここでは、ＰＴＣ素子１０は、上記のようにチップ
型部品として構成されているので、小型の二次電池パッ
クの制御回路を構成するための基板上に表面実装するこ
とができる。
【００１９】第２の実施例においても、ホット側端子１
と温度検知端子２との間が金属片との接触等により短絡
した場合、ＮＴＣ素子８及びＰＴＣ素子１０に二次電池
４の端子電圧が印加される。従って、ＰＴＣ素子１０と
して、二次電池４の端子電圧が印加された際に、その抵
抗値が急激に上昇し、過電流を遮断する抵抗温度特性を
有するものを用いることにより、ＮＴＣ素子８の焼損を
確実に防止することができる。
【００２０】第２の実施例では、過電流遮断素子として
ＰＴＣ素子１０が用いられているので、上記保護動作を
繰り返し果たすことができる。従って、第１の実施例に
比べて、第２の実施例の温度検知回路の方が復帰性を有
するため好ましい。
【００２１】上記ＰＴＣ素子１０の室温における抵抗値
は、ＮＴＣ素子８の抵抗温度特性に与える影響をできる
だけ小さくするために、ＮＴＣ素子８の室温における抵
抗値の１０％以下であることが望ましい。もっとも、Ｐ
ＴＣ素子１０の室温における抵抗値が低すぎると、保護
動作を行う電流が大きくなる。
【００２２】また、二次電池パックに用いられている上
記ＮＴＣ素子８の温度検知範囲の上限は通常約８５℃程
度である。従って、ＰＴＣ素子１０のキュリー点（図５
参照）は、８５℃より高く、９０〜１４０℃の範囲に設
定することが望ましい。
【００２３】次に、具体的な実験例につき説明する。リ
チウムイオン電池からなる端子電圧が１２Ｖの二次電池
４を用いた二次電池パックにおいて、ＮＴＣ素子８及び
ＰＴＣ素子１０として以下のものを接続し、温度検知装
置を構成した。
【００２４】 ＮＴＣ素子８…２５℃における抵抗値＝１０ｋΩ ＰＴＣ素子１０…１．６×０．８×０．８ｍｍの寸法を
有し、２５℃における抵抗値が３０〜５００Ω、キュリ
ー点温度が１００℃ なお、上記ＮＴＣ素子８に、直接１２Ｖの直流電圧を印
加した場合、数秒で焼損に至った。
【００２５】これに対して、上記ＮＴＣ素子とＰＴＣ素
子とを直列に接続した回路の両端に１２Ｖの直流電圧を
印加した場合、ＮＴＣ素子が熱暴走する前に、ＰＴＣ素
子１０が過電流を検知し、電流値を低く抑制した。従っ
て、ＮＴＣ素子８の焼損は生じなかった。さらに、電圧
印加を停止すると、ＮＴＣ素子８の２５℃における抵抗
値は１０ｋΩに復帰し、もとの状態に戻ることが確かめ
られた。
【００２６】従って、上記温度検知装置の実験例から明
らかなように、過電流遮断素子として上記ＰＴＣ素子１
０を用いることにより、ＮＴＣ素子の焼損を防止するこ
とができるだけでなく、二次電池パックにおけるＮＴＣ
素子８の保護動作を繰り返し行い得ることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る二次電池パックの温度検知
装置及び二次電池パックでは、二次電池パックの温度検
知端子とホット側端子とが短絡した場合であっても、Ｎ
ＴＣ素子と基準電位との間に過電流遮断素子が接続され
ているので、過電流遮断素子により過電流が遮断され、
ＮＴＣ素子に過電流が通電され続けて起きる焼損等を確
実に防止することができる。
【００２８】また、上記過電流遮断素子として、ＰＴＣ
素子を用いた場合には、過電流がＰＴＣ素子で遮断され
た後に、電圧の印加が停止されると、ＮＴＣ素子の抵抗
値が初期状態に復帰するため、短絡時の保護動作を繰り
返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る二次電池パックの
回路構成を示す図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る二次電池パックの
回路構成を示す図。
【図３】本発明の実施例で用いられるＮＴＣ素子の一例
を示す断面図。
【図４】本発明の実施例で用いられるＰＴＣ素子の一例
を示す斜視図。
【図５】ＰＴＣ素子における温度と抵抗値との関係を示
す図。
【図６】従来の二次電池パックの回路構成を示す図。
【符号の説明】
１…ホット側端子 ２…基準電位端子 ３…温度検知端子 ４…二次電池 ８…ＮＴＣ素子 ９…過電流遮断素子 １０…ＰＴＣ素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二次電池パックにおいて二次電池の温度
    を検出するための温度検知装置であって、 二次電池の温度を検知する部分に配置されており、かつ
    一端が温度検知端子に電気的に接続されているＮＴＣ素
    子と、 前記ＮＴＣ素子の他端と基準電位との間に接続された過
    電流遮断素子とを備えることを特徴とする、二次電池パ
    ックの温度検知装置。
  2. 【請求項２】 前記過電流遮断素子がＰＴＣ素子であ
    る、請求項１に記載の二次電池パックの温度検知装置。
  3. 【請求項３】 二次電池と、 前記二次電池に充電を行うためのホット側端子及び基準
    電位端子と、前記二次電池の温度を検出するための温度
    検知端子と、 前記二次電池の温度を検知し得るように配置されてお
    り、一端が前記温度検知端子に電気的に接続されている
    ＮＴＣ素子と、 前記ＮＴＣ素子の他端と前記基準電位端子との間に接続
    されている過電流遮断素子とを備えることを特徴とす
    る、二次電池パック。
  4. 【請求項４】 前記過電流遮断素子がＰＴＣ素子であ
    る、請求項３に記載の二次電池パック。
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