JP2007305451A - Secondary battery pack with overcharge protection function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1及至複数の二次電池からなる二次電池ブロックと保護回路からなる二次電池パックに関し、特に二次電池を過充電状態から保護する機能を設けた過充電保護機能付き二次電池パックに関する。 The present invention relates to a secondary battery pack including a secondary battery block including one to a plurality of secondary batteries and a protection circuit, and more particularly, a secondary battery with an overcharge protection function provided with a function of protecting a secondary battery from an overcharged state. It relates to a battery pack.
リチウムイオン電池等の二次電池にあっては、その充電中に電池電圧が高くなりすぎると、電池性能が劣化したり、その安全性が損なわれるおそれがある。従来、特許文献1に示されるように、その防止のため、二次電池や電池ブロックの端子電圧を監視する電圧監視機能を備えた保護機能制御部とその制御により動作する充放電スイッチなどからなる保護回路を設け、前記電圧監視機能により二次電池の端子電圧を監視し、二次電池1個当たりの端子電圧が所定の電圧値に達したとき、上記充放電スイッチにより充電動作を停止させることで、その電池電圧(端子電圧)を所定の電圧以下に保持するようにしている。
In a secondary battery such as a lithium ion battery, if the battery voltage becomes too high during charging, the battery performance may be deteriorated or the safety thereof may be impaired. Conventionally, as disclosed in
図3は、多数の二次電池を直列に接続した二次電池ブロックからなる従来の保護回路付きの二次電池パックの回路の構成例を示す図であり、1は二次電池、2は二次電池ブロック、34は保護機能制御部、33は電流ヒューズ、符号31のSW1は放電制御スイッチ、符号32のSW2は充電制御スイッチを示す。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a circuit of a conventional secondary battery pack with a protection circuit composed of a secondary battery block in which a large number of secondary batteries are connected in series, where 1 is a secondary battery and 2 is a secondary battery pack. The secondary battery block, 34 is a protection function control unit, 33 is a current fuse, SW1 at 31 is a discharge control switch, and SW2 at 32 is a charge control switch.
図3において、保護機能制御部34は二次電池1の各端子電圧を監視し、過充電を検知したとき充電制御スイッチ32をOFFにして充電回路を遮断する。電流ヒューズ33は、規定値以上の充電電流あるいは放電電流がある時間以上流れ続けると溶断して電流を遮断する機能を有する。
In FIG. 3, the protection
上記の従来の電池パックにおいては、二次電池ブロック2の推奨範囲外の電圧が印加されるおそれのある充電器が接続された場合、保護機能制御部34が二次電池1の各端子電圧を監視し、規定値以上の電圧に達すると充電制御スイッチ32をOFFすることにより、電池を過充電から保護していた。しかし、近年、高負荷に対応する電池パックへの要求が増えたため二次電池の直列数を多くしなければならない場合が増加し、その直列数が増すほど二次電池1の各端子電圧を監視する保護機能制御部34が複雑となる。また、負荷の増加により電流が増加するため二次電池ブロック2と外部回路に接続される外部出力端子10との間のパワーラインに挿入している放電制御スイッチ31および充電制御スイッチ32での発熱やパワーの損失が問題となり、それを抑制するためにこれらのスイッチ素子には電流容量が大きく且つ高耐圧の素子を選定する必要がある。そこで従来の保護回路を有する電池パックでは上記のような場合に回路規模が大きくなり、実装部品が増え、さらに特殊な素子を使用するため製造コストが増加するなどの問題があった。
In the above conventional battery pack, when a charger that may be applied with a voltage outside the recommended range of the
そこで、本発明の課題は、保護機能制御部が従来より簡単になり、通常の使用時に電流が流れるパワーラインに発熱や損失を生ずる充放電スイッチ素子を挿入する必要がなく、かつ、過充電から保護できる過充電保護機能付き二次電池パックを提供することにある。 Therefore, the problem of the present invention is that the protection function control unit becomes simpler than before, there is no need to insert a charge / discharge switch element that generates heat or loss in the power line through which current flows during normal use, and from overcharging. An object of the present invention is to provide a secondary battery pack with an overcharge protection function that can be protected.
上記課題を解決するため、本発明の過充電保護機能付き二次電池パックは、1及至複数の二次電池からなる二次電池ブロックと外部回路に接続される外部出力端子対を備える二次電池パックにおいて、前記二次電池の各々に並列に接続された定電圧制御素子と、前記外部出力端子間に並列に接続されたスイッチ素子と抵抗とからなるバイパス回路と、前記二次電池ブロックの電圧を監視し前記スイッチ素子を制御する制御手段とからなり、前記定電圧制御素子により前記二次電池の個々の電圧が前記二次電池に対する規定の電圧を超えないように制御され、前記制御手段により前記二次電池ブロックの電圧が前記二次電池ブロックに対する規定の電圧を超えたときに前記スイッチ素子が導通状態となり充電電流をバイパスするように制御され、前記二次電池ブロックの端子と前記外部出力端子の間には前記二次電池ブロックの充放電を制御するためのスイッチ素子が挿入されていない。 In order to solve the above problems, a secondary battery pack with an overcharge protection function according to the present invention includes a secondary battery block including one to a plurality of secondary batteries and a pair of external output terminals connected to an external circuit. In the pack, a constant voltage control element connected in parallel to each of the secondary batteries, a bypass circuit composed of a switch element and a resistor connected in parallel between the external output terminals, and a voltage of the secondary battery block And control means for controlling the switch element, and the constant voltage control element is controlled so that individual voltages of the secondary battery do not exceed a prescribed voltage for the secondary battery, and the control means When the voltage of the secondary battery block exceeds a specified voltage for the secondary battery block, the switch element is in a conductive state and is controlled to bypass the charging current. Switching elements for controlling charge and discharge of the secondary battery block is not inserted between the terminal and the external output terminal of the secondary battery block.
また本発明では、前記二次電池ブロックの温度を検出する温度検出素子と、該温度検出素子からの出力により温度異常を判定する温度判定手段と、前記外部出力端子間に並列に接続されたスイッチ素子またはスイッチ素子と抵抗からなる非常バイパス回路とが設置され、前記二次電池ブロックの端子と前記外部出力端子の間に電流ヒューズが挿入され、前記温度判定手段により前記二次電池ブロックの温度が異常になったと判定されたときに、前記非常バイパス回路のスイッチ素子が導通状態となって前記電流ヒューズに過電流を流すことにより該電流ヒューズを溶断してもよい。 Further, in the present invention, a temperature detection element for detecting the temperature of the secondary battery block, temperature determination means for determining a temperature abnormality based on an output from the temperature detection element, and a switch connected in parallel between the external output terminals An emergency bypass circuit comprising an element or a switch element and a resistor is installed, a current fuse is inserted between the terminal of the secondary battery block and the external output terminal, and the temperature of the secondary battery block is controlled by the temperature determination means. When it is determined that an abnormality has occurred, the switch element of the emergency bypass circuit may be in a conductive state, and the current fuse may be blown by passing an overcurrent through the current fuse.
すなわち、本発明では、従来、二次電池のパワーラインに直列に挿入されていた充放電スイッチを除くことにより、通常時の動作においてそれらのスイッチ素子による発熱や損失を回避できるようにするものである。 That is, according to the present invention, it is possible to avoid heat generation and loss due to these switch elements during normal operation by removing the charge / discharge switch that has been conventionally inserted in series with the power line of the secondary battery. is there.
また、過充電保護のため、従来の充放電スイッチの代わりに、前記二次電池ブロックの外部出力端子間に並列にスイッチ素子と抵抗とからなるバイパス回路を設置し、そのスイッチ素子の制御により過充電より保護する。また、二次電池ブロックの温度を検出する温度検出素子と電流ヒューズの設置により、過充電による二次電池ブロックの異常加熱にも対応可能としている。 In addition, for overcharge protection, instead of the conventional charge / discharge switch, a bypass circuit comprising a switch element and a resistor is installed in parallel between the external output terminals of the secondary battery block, and the switch element controls the overcharge circuit. Protect from charging. In addition, by installing a temperature detection element for detecting the temperature of the secondary battery block and a current fuse, it is possible to cope with abnormal heating of the secondary battery block due to overcharging.
本発明により、異常時の保護を行うための制御部が従来より簡単で、通常の使用時に電流が流れるパワーラインに発熱や損失を生ずる充放電スイッチ素子を挿入する必要がなく、かつ、過充電から保護できる過充電保護機能付き二次電池パックが得られる。 According to the present invention, the controller for protecting against an abnormality is simpler than before, and it is not necessary to insert a charge / discharge switch element that generates heat or loss in a power line through which current flows during normal use, and overcharge. A secondary battery pack with an overcharge protection function can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して実施例に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
図1は、本発明による過充電保護機能付き二次電池パックの第一の実施例を示す回路図である。図1において、本実施例の過充電保護機能付き二次電池パックは複数の二次電池1からなる二次電池ブロック2と外部回路に接続される外部出力端子10および11を備える二次電池パックにおいて、二次電池1の各々に並列に接続された定電圧制御素子6と、外部出力端子10と11の間に並列に接続されたスイッチ素子13と抵抗12とからなるバイパス回路と、二次電池ブロック2の電圧を監視しスイッチ素子13を制御する制御手段5とから構成されている。定電圧制御素子6により二次電池1の個々の電圧が二次電池1に対する規定の電圧を超えないように制御され、制御手段5により二次電池ブロック2の電圧が二次電池ブロック2に対する規定の電圧を超えたときにスイッチ素子13が導通状態となり充電電流をバイパスするように制御される。また、二次電池ブロック2の端子3および4と外部出力端子10および11の間には二次電池ブロックの充放電を制御するためのスイッチ素子は挿入されていない。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a secondary battery pack with an overcharge protection function according to the present invention. In FIG. 1, the secondary battery pack with an overcharge protection function of this embodiment includes a
次に、本実施例の過充電保護機能付き二次電池パックの過充電保護動作を説明する。図1において、まず、外部出力端子10および11に充電器が接続され充電を開始した場合、二次電池1の各端子電圧が徐々に上昇していくが、この間、各二次電池1間の電圧バランス崩れにより二次電池1の端子電圧が規定電圧を超えると、定電圧制御素子6が充電電流をバイパスし二次電池1が過充電となることを回避するとともに、二次電池1間の電圧バランスを調整する。前記、定電圧制御素子6による二次電池1の過充電回避及び二次電池1間の電圧バランス調整機能は、充電が終了するまで継続し動作する。なお、定電圧制御素子6はツェナーダイオードなどのリミッタ機能がある素子によって構成することができる。
Next, the overcharge protection operation of the secondary battery pack with an overcharge protection function of this embodiment will be described. In FIG. 1, first, when a charger is connected to the
更に充電器による充電作業が進み、二次電池パックの推奨範囲以上の充電電圧が二次電池ブロック2に印加された場合、制御手段5が二次電池ブロック2の過充電状態を検知しスイッチ素子13をONにすることにより、充電器が出力する充電電流の全てと二次電池ブロック2からの放電電流をバイパス回路によりバイパスし、二次電池ブロック2の過充電状態を回避する。
Further, when the charging operation by the charger proceeds and a charging voltage exceeding the recommended range of the secondary battery pack is applied to the
図2は、本発明による過充電保護機能付き二次電池パックの第二の実施例を示す回路図である。図2において、本実施例の過充電保護機能付き電池パックは複数の二次電池1からなる二次電池ブロック2と外部回路に接続される外部出力端子10および11を備える二次電池パックにおいて、二次電池1の各々に並列に接続された定電圧制御素子6と、外部出力端子10と11の間に並列に接続されたスイッチ素子13と抵抗12とからなるバイパス回路と、二次電池ブロック2の電圧を監視しスイッチ素子13を制御する制御手段5とから構成される部分は図1の実施例と同じであり、それらの動作も同じである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the secondary battery pack with an overcharge protection function according to the present invention. In FIG. 2, the battery pack with an overcharge protection function of the present embodiment is a secondary battery pack including a
しかし、本実施例においては、さらに、二次電池ブロック2の温度を検出する温度検出素子8と、温度検出素子8からの出力により温度異常を判定する温度判定手段7と、外部出力端子10、11間に並列に接続されたスイッチ素子14からなる非常バイパス回路とが設置され、二次電池ブロック2の端子3と外部出力端子10の間に電流ヒューズ33が挿入されている。
However, in this embodiment, the
本実施例の動作は、通常の温度範囲内の動作に関しては実施例1の電池パックと同じであるが、異常な充電または放電などにより二次電池ブロック2の温度が上昇し異常発熱を起こした場合、温度検出素子8から得られる温度情報により、温度判定手段7が温度異常を判定し、スイッチ素子14をONし、二次電池ブロック2からの過大な放電電流を非常バイパス回路に流す。これにより電流ヒューズ33にも過大な電流が流れることにより、電流ヒューズ33が溶断され、充放電経路を遮断する。
The operation of the present embodiment is the same as that of the battery pack of the first embodiment with respect to the operation within the normal temperature range, but the temperature of the
本実施例において、過充電時には制御手段5によりバイパス回路のスイッチ素子13が導通状態となるが、さらに温度異常が生じたときはスイッチ素子14も導通状態となる。
In this embodiment, the
上記のように本発明に係る過充電保護機能を有する二次電池パックでは、二次電池1及び二次電池ブロック2の推奨範囲以上の電圧制御を行う充電器が接続された場合でも、定電圧制御素子6、制御手段5及び温度判定手段7により、二次電池電圧のバランス調整、過剰な充電電流のバイパス、温度異常時の電流経路の遮断を行うため、二次電池からのパワーラインに直列に挿入されていた充放電素子をなくし、通常時の動作においてそれらの素子による発熱や損失を回避することができる。
As described above, in the secondary battery pack having the overcharge protection function according to the present invention, even when a charger that performs voltage control exceeding the recommended range of the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では制御手段5と温度判定手段7の機能が単独で動作する説明をしたが、それらの機能に関連をもたせ、充電状態と温度状態の両方に基づいてスイッチ素子13やスイッチ素子14を動作させることでより適切な制御や誤動作の防止を行うことが可能であることはいうまでもない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above-described embodiment, the functions of the
1 二次電池
2 二次電池ブロック
3,4 端子
5 制御手段
6 定電圧制御素子
7 温度判定手段
8 温度検出素子
10,11 外部出力端子
12 抵抗
13,14 スイッチ素子
31 放電制御スイッチ
32 充電制御スイッチ
33 電流ヒューズ
34 保護機能制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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JP2006133491A JP2007305451A (en) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Secondary battery pack with overcharge protection function |
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JP2006133491A Pending JP2007305451A (en) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Secondary battery pack with overcharge protection function |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9028987B2 (en) | 2009-11-26 | 2015-05-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Semiconductor device for protecting battery cell, protection circuit module and battery pack having the same |
US11165262B2 (en) | 2017-04-17 | 2021-11-02 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus and method for preventing overcharge |
WO2023058315A1 (en) * | 2021-10-04 | 2023-04-13 | ボーンズ株式会社 | Secondary battery pack |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61277329A (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-08 | 株式会社東芝 | Solar power generator |
JPH09308121A (en) * | 1996-03-14 | 1997-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Power unit for vehicle having accumulation means |
JP2000208170A (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-28 | Alcatel | Module for battery using memory by diode |
-
2006
- 2006-05-12 JP JP2006133491A patent/JP2007305451A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61277329A (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-08 | 株式会社東芝 | Solar power generator |
JPH09308121A (en) * | 1996-03-14 | 1997-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Power unit for vehicle having accumulation means |
JP2000208170A (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-28 | Alcatel | Module for battery using memory by diode |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9028987B2 (en) | 2009-11-26 | 2015-05-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Semiconductor device for protecting battery cell, protection circuit module and battery pack having the same |
US11165262B2 (en) | 2017-04-17 | 2021-11-02 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus and method for preventing overcharge |
WO2023058315A1 (en) * | 2021-10-04 | 2023-04-13 | ボーンズ株式会社 | Secondary battery pack |
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