JP2008288046A - Battery pack - Google Patents

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Masahiro Seki
全宏 関
Masao Yamaguchi
昌男 山口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of surely stopping charge/discharge when the temperature of the battery pack is abnormally raised by battery temperature or the like. <P>SOLUTION: The battery pack is equipped with a heat sensitive body 5 changing from a non-conductive state to a conductive state when temperature of the battery pack including a secondary battery is abnormally raised; heating resistances R, R connected to the heat sensitive body 5 and the battery in series, and making flow current when the heat sensitive body is made conductive; and fuses H, H arranged in a position heated with the heating resistances R, R when current flows, connected to the battery in series, fused with the heating resistances R, R raising temperature by flow of current to shut off current. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、パック電池に関する。   The present invention relates to a battery pack.

下記特許文献1、文献2には、種々の電池異常の検出について開示され、二次電池が劣化したり、各電池の特性が大きくばらついたり、またはいずれかの電池が短絡している等、正常に使用できない状態となっていることを検出して、電池に直列に接続されたヒューズを、該ヒューズを加熱できる位置に配設された加熱抵抗に電流を通電させることにより、熱溶断して、パック電池を使用できなくすることが記載されている。また、特許文献2においては、加熱抵抗に流れる電流を定電流に制御して、加熱する電流を最適にすることが記載されている。   The following Patent Documents 1 and 2 disclose detection of various battery abnormalities, such that secondary batteries deteriorate, characteristics of each battery greatly vary, or one of the batteries is short-circuited. The fuse connected in series to the battery is detected by being in a state where it cannot be used, and the current is passed through a heating resistor disposed at a position where the fuse can be heated, so that the fuse is thermally melted. It describes that the battery pack cannot be used. Patent Document 2 describes that the current flowing through the heating resistor is controlled to a constant current to optimize the heating current.

また、このようなパック電池においては、電池温度を測定するサーミスタを設置して、電池温度が異常に高温となったとき、制御手段として、内蔵する保護回路或いはマイコンの機能により、電池に直列に設置されたスイッチング素子をオフにすることで、充電、放電を停止することが、通常、行われている。   Moreover, in such a battery pack, a thermistor for measuring the battery temperature is installed, and when the battery temperature becomes abnormally high, as a control means, it is connected in series with the battery by the function of a built-in protection circuit or microcomputer. Usually, charging and discharging are stopped by turning off an installed switching element.

更には、本出願人による出願である下記の特許文献3においては、温度異常状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体が開示され、電池と出入力端子との間の電流路中に挿入された遮断回路に対し、感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池が異常温度に達したときに、当該感熱結果にかかる導通状態となった電気信号を感熱体より受けた遮断回路が電流路を遮断する構成が開示されている。
特開平9−261883号 特開2000−340267号 特開2005−346943号
Furthermore, in the following Patent Document 3 filed by the present applicant, a thermal sensor that changes from a non-conduction state to a conduction state when a temperature abnormal state occurs is disclosed, and the current between the battery and the input / output terminal is disclosed. When the electric signal acquired from the heat sensing element is input as a control signal to the interruption circuit inserted in the road, and the unit cell reaches an abnormal temperature in any part of the heat sensing region of the heat sensing element, A configuration is disclosed in which a cutoff circuit that receives an electrical signal in a conductive state related to the thermal result from the thermal body interrupts the current path.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-261883 JP 2000-340267 A JP-A-2005-346943

上記の特許文献1、文献2においては、内蔵する保護回路により、二次電池を含むパック電池が温度異常状態になったときにオフからオンに切り換えられるスイッチング素子を用いることにより、加熱抵抗に電流を流し、加熱して、ヒューズを熱溶断している。しかしながら、このようなパック電池においては、保護回路、上記スイッチング素子が故障等の不具合が生じた場合、ヒューズを熱溶断することができず、充放電を停止できない。   In the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, by using a switching element that is switched from off to on when a battery pack including a secondary battery is in a temperature abnormal state by a built-in protection circuit, current is supplied to the heating resistor. The fuse is heated and heated to blow the fuse. However, in such a battery pack, when a failure such as a failure occurs in the protection circuit or the switching element, the fuse cannot be blown out and charging / discharging cannot be stopped.

また、上述のように制御手段を用いて、電池温度が異常に高温となったとき、電池に直列に設置されたスイッチング素子をオフにすることがで、充電、放電を停止するパック電池においても、制御手段、該スイッチング素子が故障等の不具合が生じた場合、充放電を停止できない。   In addition, in the battery pack which stops charging and discharging by turning off the switching element installed in series when the battery temperature becomes abnormally high using the control means as described above. In the case where a failure such as a failure occurs in the control means and the switching element, charging / discharging cannot be stopped.

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、パック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、電池温度等によりパック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止できるパック電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and in the case where a failure such as a failure occurs in a protection circuit, a microcomputer, various switching elements, etc. as a control means in the battery pack, An object of the present invention is to provide a battery pack that can reliably stop charging and discharging when the battery pack becomes abnormally hot due to battery temperature or the like.

本発明は、二次電池を含むパック電池が異常温度状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体と、この感熱体と電池に直列に接続されて、前記感熱体が導通状態になったとき電流が流れる加熱抵抗と、電流が流れる前記加熱抵抗に加熱される位置に配設されると共に、前記電池と直列に接続されて、電流が流れて高温になる前記加熱抵抗に熱溶断されて前記電池に流れる電流を遮断するヒューズとを備えることを特徴とする。   The present invention provides a heat sensitive body that changes from a non-conductive state to a conductive state when a battery pack including a secondary battery is in an abnormal temperature state, and is connected in series to the heat sensitive body and the battery, and the heat sensitive body is in a conductive state. The heating resistor through which a current flows and the heating resistor through which the current flows is arranged at a position heated by the heating resistor, and is connected in series with the battery so that the current flows and the heating resistor is heated to a high temperature. And a fuse that cuts off a current that flows through the battery.

また、前記感熱体は、相互に接近する方向に付勢された複数本の並行導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、前記温度異常状態に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士が短絡する構成であることを特徴とする。   Further, the heat sensitive body has a structure in which a heat-soluble member is interposed between a plurality of parallel conductive wires biased in a direction approaching each other, and the conductive wires are separated from each other, and the temperature abnormal state is obtained. When it reaches, the conductive wires come into close contact with each other as the heat-soluble member melts, and the heat sensitive body is configured to short-circuit the close contact between the conductive wires.

そして、前記導電線は、第一の金属線と第二の金属線とからなり、前記感熱体は、前記第一の金属線を被覆するように熱可溶性部材が配設され、且つ、前記第二の金属線が当該熱可溶性部材の表面に螺旋状に巻回されてなることを特徴とする請求項2に記載のパック電池。   The conductive wire includes a first metal wire and a second metal wire, and the heat sensitive body is provided with a heat-soluble member so as to cover the first metal wire, and the first The battery pack according to claim 2, wherein two metal wires are spirally wound around the surface of the heat-soluble member.

更には、前記熱可溶性部材は、90±10℃の範囲で溶解するポリエチレン或いはPETであることを特徴とする。   Furthermore, the heat-soluble member is polyethylene or PET that dissolves in a range of 90 ± 10 ° C.

また、電気的に接続された複数の素電池を内蔵するパック電池であって、長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での感熱結果を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池の2個以上に跨ってその周面に這設されていることを特徴とする。   Further, the battery pack includes a plurality of electrically connected unit cells, and a substantially entire region in a longitudinal direction is a heat sensitive region, and a heat sensitive result at an arbitrary portion of the heat sensitive region is obtained as an electric signal. The long heat-sensitive body which can be formed is provided in the surrounding surface across two or more of the said unit cells, It is characterized by the above-mentioned.

本発明においては、二次電池を含むパック電池が温度異常状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体を備え、これにより、温度異常状態時において、加熱抵抗に電流を流し、ヒューズを溶断するので、確実に、充放電を停止することができる。このように、本発明においては、上述の従来のパック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、パック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止することができる。   In the present invention, the battery pack including the secondary battery is provided with a heat sensitive body that changes from a non-conductive state to a conductive state when the battery is in an abnormal temperature state. Since the fuse is blown, charging / discharging can be reliably stopped. As described above, in the present invention, even when a failure such as a failure occurs in the protection circuit, the microcomputer, various switching elements, etc. as the control means in the above-described conventional battery pack, the battery pack becomes abnormally hot. In this case, charging / discharging can be stopped reliably.

図1は、本実施の形態1のパック電池1の構成を示す図である。図中、Aはテープ6と素電池2との間の感熱体5を直接示すためのテープ切り欠き領域である。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the battery pack 1 according to the first embodiment. In the figure, A is a tape cutout region for directly showing the heat sensitive body 5 between the tape 6 and the unit cell 2.

当該パック電池1は、合計6個の素電池2(2a〜2f)、回路基板3、接続部材4、入出力線7a、7b、コネクタ8等から構成される。   The battery pack 1 includes a total of six unit cells 2 (2a to 2f), a circuit board 3, a connection member 4, input / output lines 7a and 7b, a connector 8, and the like.

なお、素電池2および回路基板3は、実際にはPP、PE、PETフィルムや熱収縮フィルムでパックされているが、ここでは内部構成を示すため当該フィルムを不図示としている。   The unit cell 2 and the circuit board 3 are actually packed with PP, PE, PET film or heat-shrink film, but the film is not shown here to show the internal configuration.

本実施の形態1のパック電池1は、感熱体5が配されている点に主な特徴を有するものである。   The battery pack 1 of the first embodiment has a main feature in that the heat sensitive body 5 is arranged.

素電池2(2a〜2f)は、公知のJIS規格におけるCセル(単二型電池)のサイズで構成された円筒型アルカリ二次電池(ニッケル−水素電池、公称容量3000mAh、1.2V、パック出力7.2V)、又はリチウムイオン電池等が利用できる。   The unit cell 2 (2a to 2f) is a cylindrical alkaline secondary battery (nickel-hydrogen battery, nominal capacity 3000 mAh, 1.2 V, pack) configured in the size of a C cell (single-type battery) in a known JIS standard. An output of 7.2 V) or a lithium ion battery can be used.

各素電池の内部には所定の発電要素が収納されているとともに、発電要素の正極板が正極端子(2aでは手前側端部)、負極板が外装缶底部(2aでは奥側端部)にそれぞれ接続されている。なお、電池の種類によっては、正極と負極の位置が、逆になるものもある。   Each unit cell contains a predetermined power generation element, the positive electrode plate of the power generation element is at the positive terminal (front end in 2a), and the negative electrode plate is at the bottom of the outer can (at the rear end in 2a) Each is connected. Depending on the type of battery, the positions of the positive electrode and the negative electrode may be reversed.

図1に示す素電池2(2a〜2f)は、隣接セル毎に前後逆向きに併設されており、且つ、隣接セルと接続部材4a〜4eで接続されている。     The unit cells 2 (2a to 2f) shown in FIG. 1 are provided side by side in the reverse direction for each adjacent cell, and are connected to the adjacent cells by connection members 4a to 4e.

このうち、素電池2aの負極および2fの正極には、それぞれリード線7c、7dが接続されている。そして、当該リード線7c、7dは回路基板3を介して、パック電池1の外部入力経路および外部出力経路を兼ねる外部出入力線7a、7bと接続されている。当該外部出入力線7a、7bの先端には、外部機器側と接続するための入出力端子であるコネクタ8が取着されている。   Among these, lead wires 7c and 7d are connected to the negative electrode of the unit cell 2a and the positive electrode of 2f, respectively. The lead wires 7 c and 7 d are connected to the external input / output lines 7 a and 7 b that also serve as the external input path and the external output path of the battery pack 1 via the circuit board 3. A connector 8 which is an input / output terminal for connecting to the external device side is attached to the distal ends of the external input / output lines 7a and 7b.

回路基板3は、詳細には後述するが、公知の無機フィラーおよび樹脂組成物を含むコンポジット材料で構成された基板を有する。当該基板上には、素電池2(2a〜2f)の通電状態、電圧・電流の各値を監視する所定の回路素子等を備えている。ここで、パック電池1の特徴は、素電池2(2a〜2f)の異常温度上昇時における安全機構として、感熱体5および抵抗加熱型ヒューズ10等が設けられていることにある。   As will be described in detail later, the circuit board 3 has a substrate made of a composite material containing a known inorganic filler and a resin composition. On the board | substrate, the predetermined | prescribed circuit element etc. which monitor the energization state of the unit cell 2 (2a-2f), and each value of a voltage and an electric current are provided. Here, the battery pack 1 is characterized in that a thermal element 5 and a resistance heating type fuse 10 are provided as a safety mechanism when the abnormal temperature of the unit cell 2 (2a to 2f) rises.

図2は、感熱体5と素電池(当図では2aの外周部分を示す)の部分拡大図である。   FIG. 2 is a partially enlarged view of the heat sensitive body 5 and the unit cell (in this figure, the outer peripheral portion of 2a is shown).

当図に示すように感熱体5は、素電池2(2a〜2f)の異常温度検知線として作動するものであって、全体として並行に配された金属線(A線)50、金属線(B線)51の間に可溶体52を介在させ、前記金属線50、51を離間させて構成される。   As shown in the figure, the heat sensitive element 5 operates as an abnormal temperature detection line of the unit cell 2 (2a to 2f), and as a whole, the metal wire (A line) 50, the metal line ( (B line) 51 is formed by interposing a soluble body 52 between them and separating the metal wires 50 and 51 from each other.

金属線50、51としては、例えば直径0.5mm程度の単線を用いる。ここでは金属線50を直線、金属線51を螺旋状にしている。これらの金属線50、51は、両者とも直線状のまま用いてもよいが、両方を螺旋状にしてそれぞれ縒り線の形態としてもよく、その形態に限定されない。材料としては、ともに導電性に優れる銅線などを用いるのが望ましい。   As the metal wires 50 and 51, for example, single wires having a diameter of about 0.5 mm are used. Here, the metal wire 50 is a straight line, and the metal wire 51 is a spiral. Both of these metal wires 50 and 51 may be used in the form of a straight line, but both of them may be formed in a spiral shape and are not limited to this form. As a material, it is desirable to use a copper wire having excellent conductivity.

可溶体52は、通常は固体を維持しているが、所定の高温時に可溶性を呈する材料で構成されている。ここでは、電池の一般的な異常温度を90±10℃とし、この温度域で可溶性を有する材料として、ポリエチレン或いはPET等の樹脂を使用している。また、可溶体52としては昇華性の温度ペレットを用いることもできる。この構成によって、感熱体5の感熱域は、その長さ方向のほぼ全域にわたる。   The fusible body 52 normally maintains a solid, but is made of a material that exhibits solubility at a predetermined high temperature. Here, a general abnormal temperature of the battery is set to 90 ± 10 ° C., and a resin such as polyethylene or PET is used as a material having solubility in this temperature range. Moreover, as the soluble body 52, a sublimable temperature pellet can also be used. With this configuration, the heat sensitive area of the heat sensitive body 5 covers almost the entire area in the length direction.

なお、素電池2(2a〜2f)として二次電池を使用する場合には、通常の駆動でも大電流放電時には60℃付近にまで温度上昇することがあるので、駆動時の正常な温度上昇を考慮して、これより高い温度範囲を異常温度として感熱体5が検知できるように設定しておく必要がある。   In addition, when a secondary battery is used as the unit cell 2 (2a to 2f), the temperature may rise to around 60 ° C. even during normal driving during large current discharge. Considering this, it is necessary to set a temperature range higher than this so that the thermal element 5 can detect the abnormal temperature.

感熱体5における可溶体52は、金属線50を芯体とし、例えばインサート成形により形成することができる。或いは先に線状の可溶体52を形成しておき、長手方向に沿って径方向に切れ込みを入れ、後から当該切れ込み部分に金属線50を挿入して構成することもできる。可溶体52のサイズ例としては、直径1.2mm(金属線50の直径を含む)である。また、可溶体52はこれ以外のサイズに設定してもよいが、素電池2(2a〜2f)との密着性を得るために細く、且つ、金属線50、51との絶縁距離が小さいサイズであることが、当該感熱体5の良好な作動を得るために望ましい。   The soluble body 52 in the heat sensitive body 5 can be formed by insert molding, for example, with the metal wire 50 as a core body. Alternatively, the linear fusible body 52 may be formed in advance, a cut may be made in the radial direction along the longitudinal direction, and the metal wire 50 may be inserted into the cut portion later. An example of the size of the fusible body 52 is 1.2 mm in diameter (including the diameter of the metal wire 50). The fusible body 52 may be set to a size other than this, but is thin in order to obtain adhesion to the unit cell 2 (2a to 2f) and has a small insulation distance from the metal wires 50 and 51. It is desirable to obtain a good operation of the heat sensitive body 5.

図2に示す具体例においては、金属線51は可溶体52の表面に対して適度な巻き付け強度で螺旋状に巻回されている。このとき金属線51の端部を延伸方向に付勢しておくことが望ましい。金属線50、51は、可溶体52が介設されていることで、通常は絶縁状態に保たれる。   In the specific example shown in FIG. 2, the metal wire 51 is spirally wound around the surface of the fusible body 52 with an appropriate winding strength. At this time, it is desirable to bias the end of the metal wire 51 in the extending direction. The metal wires 50 and 51 are normally kept in an insulated state by the interposition of the fusible body 52.

なお、当図では構造の説明上、感熱体5の内部構造が見えるように模式的に描いているが、実際は感熱体5の全体にわたり可溶体52および金属線51が配設されている。   In the drawing, the structure is schematically illustrated so that the internal structure of the heat sensitive body 5 can be seen. However, in reality, a soluble body 52 and a metal wire 51 are provided over the entire heat sensitive body 5.

この金属線50、51の端部は、回路基板3に設けられた抵抗加熱型ヒューズ10の加熱抵抗R と、素電池2のマイナス側に接続されている。   The ends of the metal wires 50 and 51 are connected to the heating resistance R of the resistance heating type fuse 10 provided on the circuit board 3 and the negative side of the unit cell 2.

以上の構成を持つ感熱体5は、全体としてワイヤー状に形成され、図1に示すように、各素電池2(2a〜2f)の外周面にわたり、共通して巻回するように配される。感熱体5の巻回数は1回巻き以上であればよい。このとき、感熱体5の全体が各素電池2(2a〜2f)に対して接触し、且つ適度なテンションを保つように巻回する必要がある。このように、感熱体5は、素電池の少なくとも1個以上、望ましくは、素電池の2個以上に跨ってその周面に這設される。
しかしながら、このような感熱体5は、ひとつの素電池に接触されて配置しても良いし、また、接触することなく、素電池と熱結合される状態で配置されても良い。また、図1のパック電池において、樹脂製外側ケースを設けて、この中に図1のパック電池を収納して、外側ケース付きのパック電池としても良い。このとき、感熱体5は、ケース内に配置されて、素電池または電子素子を含めた回路基板3の温度を検出できる場所に、配置しても良い。
The heat sensitive body 5 having the above configuration is formed in a wire shape as a whole, and is arranged so as to be wound in common over the outer peripheral surface of each unit cell 2 (2a to 2f) as shown in FIG. . The heat sensitive body 5 may be wound once or more times. At this time, it is necessary to wind so that the whole heat sensitive body 5 contacts each unit cell 2 (2a to 2f) and maintains an appropriate tension. In this way, the heat sensitive body 5 is provided on the peripheral surface across at least one unit cell, preferably two or more unit cells.
However, such a heat sensitive body 5 may be disposed in contact with one unit cell, or may be disposed in a state of being thermally coupled to the unit cell without contacting. In addition, the battery pack of FIG. 1 may be provided with a resin outer case, and the battery pack of FIG. At this time, the heat sensitive body 5 may be arranged in a place where the temperature of the circuit board 3 including the unit cell or the electronic element can be detected.

このように各素電池2(2a〜2f)に対して配設された感熱体5は、これを被覆し、且つ素電池2(2a〜2f)に対して押圧するように、テープ6(ここでは強度及び耐性に優れるグラステープを用いている)で素電池2(2a〜2f)表面に貼着され、熱結合される。   Thus, the heat sensitive body 5 arranged with respect to each of the unit cells 2 (2a to 2f) covers the tape and the tape 6 (here) so as to cover and press the unit 2 (2a to 2f). In this case, a glass tape excellent in strength and resistance is used) and is bonded to the surface of the unit cell 2 (2a to 2f) and thermally bonded.

*図4のブロック回路図について
本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図4に示すように、本実施例においては、パック電池1と、これを充電する電源を備える電子機器である携帯機器PCとを備えている。携帯機器PCは、ノート型のような携帯型パーソナルコンピュータである。パック電池1は、通常、携帯機器PCに着脱自在に装着される構造である。携帯機器PCには、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換するアダプター(図示せず)から出力される直流電力が供給され、この電力を制御し、供給するマイコンを内蔵する制御・電源手段Sを備えている。制御・電源手段Sからの電力出力は、パック電池1を充電するのに利用されたり、携帯機器PCの負荷Lに電力供給される。また、商用電力より電力供給がない場合は、パック電池1より電力が供給され、電源回路S及び負荷Lを駆動させる。
* Block circuit diagram of FIG. 4 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the present embodiment includes a battery pack 1 and a portable device PC that is an electronic device including a power source for charging the battery pack 1. The portable device PC is a portable personal computer such as a notebook computer. The battery pack 1 is normally structured to be detachably attached to the mobile device PC. The portable device PC is supplied with DC power output from an adapter (not shown) that converts AC commercial power from the outlet into DC power. S is provided. The power output from the control / power supply means S is used to charge the battery pack 1 or is supplied to the load L of the portable device PC. When there is no power supply from commercial power, power is supplied from the battery pack 1 to drive the power supply circuit S and the load L.

パック電池1においては、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の素電池2で構成される二次電池Aと、電池Aの充放電時の電流を検出する抵抗等からなる電流検出部12と、電池Aの充放電を監視、制御するマイクロプロセッサーユニット(以下、MPUと記す)とを備えている。また、パック電池1内には、電池Aに密接して配置されたサーミスタを含む温度検出部13が設けられている。   In the battery pack 1, a secondary battery A composed of a unit cell 2 such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, a current detection unit 12 comprising a resistor or the like for detecting a current during charging / discharging of the battery A, a battery And a microprocessor unit (hereinafter referred to as MPU) that monitors and controls charging / discharging of A. In the battery pack 1, a temperature detection unit 13 including a thermistor arranged in close contact with the battery A is provided.

図4に示す本実施例においては、電池Aは図示されるように、素電池である電池セル11,12,13、電池セル21,22,23、電池セル31,32,33を、3並列に電気接続して、ブロックP1、P2、P3とし、これらブロックP1、P2、P3を直列接続している。このような電気接続においては、電池セルの正極、負極に平板状金属片であるタブをスポット溶接等により接続して、電気接続している。電池セルには、リチウムイオン2次電池の場合は、約2000mAh/セル程度の容量のものを使用する。   In the present embodiment shown in FIG. 4, the battery A has three parallel battery cells 11, 12, 13, battery cells 21, 22, 23, and battery cells 31, 32, 33 as illustrated. Are electrically connected to each other to form blocks P1, P2, and P3, and these blocks P1, P2, and P3 are connected in series. In such electrical connection, tabs, which are flat metal pieces, are connected to the positive electrode and negative electrode of the battery cell by spot welding or the like, and are electrically connected. In the case of a lithium ion secondary battery, a battery cell having a capacity of about 2000 mAh / cell is used.

MPUにおいては、トータル電池電圧(測定箇所d)、各ブロックP1〜P3の電圧、電流検出部12からの出力、温度検出部13からの出力のアナログ電圧が入力され、デジタル変換し、実電圧[mV]や実電流値[mA]等に換算するA/D変換部14が設けられている。そして、A/D変換部14からの出力が、制御手段としての充放電制御・演算部15に入力されて、演算、比較、判定等が行われて、この制御・演算部15からの信号で、スイッチングトランジスタ等からなる制御素子17をオンオフ制御する。そして、このようなMPU、制御素子17等の電子部品が、図1の回路基板3上に配置される。   In the MPU, the total battery voltage (measurement point d), the voltages of the blocks P1 to P3, the output from the current detection unit 12, and the analog voltage of the output from the temperature detection unit 13 are input, converted into digital signals, and the actual voltage [ An A / D conversion unit 14 is provided for conversion into mV], actual current value [mA], or the like. Then, the output from the A / D conversion unit 14 is input to a charge / discharge control / calculation unit 15 as a control means, and calculation, comparison, determination, etc. are performed, and a signal from the control / calculation unit 15 is used. The control element 17 composed of a switching transistor or the like is on / off controlled. Then, such electronic parts as MPU and control element 17 are arranged on the circuit board 3 of FIG.

つまり、制御・演算部15においては、充放電電流を積算して残容量を演算処理したり、電池Aの満充電を検出したり、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時等に、充放電を制御する。そして、スイッチングトランジスタ等からなる制御素子7は、オンオフ制御され、異常電流、異常温度、異常電圧の検出時に、制御・演算部15からの制御信号で電流を遮断する。周知技術を利用して、制御・演算部15においては、A/D変換部14によって変換された充放電電流に測定単位時間(例えば、250msec)を掛け算した値を積算し、放電時においては満充電から積算量を引き算し、或いは、充電時においては充電開始時の残容量より積算量を加算する。このような演算により、電池Aの残容量(Ah)を算出している。このような電流積算の残容量に代わって、測定時点での電圧と、電流と、測定単位時間とを掛け算した値を積算した電力の積算量(Wh) を、残容量としても良い。   In other words, the control / calculation unit 15 calculates the remaining capacity by accumulating the charge / discharge current, detects the full charge of the battery A, or detects the abnormal current, abnormal temperature, abnormal voltage, etc. Control the discharge. The control element 7 composed of a switching transistor or the like is ON / OFF controlled, and cuts off the current with a control signal from the control / calculation unit 15 when detecting an abnormal current, abnormal temperature, or abnormal voltage. Using a well-known technique, the control / calculation unit 15 integrates the value obtained by multiplying the charging / discharging current converted by the A / D conversion unit 14 by the measurement unit time (for example, 250 msec), and is satisfied during discharge. The integrated amount is subtracted from the charge, or, at the time of charging, the integrated amount is added from the remaining capacity at the start of charging. The remaining capacity (Ah) of the battery A is calculated by such calculation. Instead of the remaining current accumulated capacity, the accumulated power (Wh) obtained by integrating the value obtained by multiplying the voltage at the time of measurement, the current, and the measurement unit time may be used as the remaining capacity.

また、制御・演算部15においては、各種データをメモリーに記録している。CPU(Central Processing Unit)を含む制御・演算部15は、種々のメモリーを備えている。パック電池1の動作を制御するプログラムを保存するプログラムメモリを備え、プログラムメモリは、不揮発性の記憶媒体である。ROM(Read Only Memory)には、プログラムの実行時に必要なデータなどがあらかじめ記憶される。RAM(Random Access Memory)は、プログラムの一部や、各種データを一時的に記憶する。この他に、不揮発性メモリとしてEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)又はFlashMemoryを備えており、EEPROM又はFlashMemoryには、CPUに実行させるソフトウェアや設定データや、MPUのシャットダウンが発生しても保存が必要なデータ(例えば、学習容量、サイクル数、異常時のデータ等)などをシャットダウンより前に記憶するとともに、これらを随時書き換えることが可能となっている。   Further, the control / calculation unit 15 records various data in a memory. The control / arithmetic unit 15 including a CPU (Central Processing Unit) includes various memories. A program memory for storing a program for controlling the operation of the battery pack 1 is provided, and the program memory is a nonvolatile storage medium. A ROM (Read Only Memory) stores data necessary for executing the program in advance. A RAM (Random Access Memory) temporarily stores a part of a program and various data. In addition, EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) or FlashMemory is provided as non-volatile memory, and EEPROM or FlashMemory needs to be saved even if software or setting data executed by the CPU or MPU shuts down. Data (for example, learning capacity, number of cycles, data at the time of abnormality, etc.) and the like are stored before shutdown, and these can be rewritten as needed.

更には、制御・演算部15においては、各種のタイマー、カウンターを備えており、時間計測、回数の計測等に利用される。   Further, the control / arithmetic unit 15 includes various timers and counters, and is used for time measurement, frequency measurement, and the like.

また、制御・演算部15において、満充電の検出については、電池Aがニッケル水素電池等の場合は、ピーク電圧を検出したり、電池電圧の−ΔV(=電圧低下)を検出したり、演算された残容量を利用したり等の周知の方法にて検出している。電池Aがリチウムイオン電池の場合は、電流、電圧を規制した定電流(MAX電流0.5〜1C程度)・定電圧(MAX4.2V/セル程度)充電を利用し、電圧が所定値以上、電流が所定値以下の条件のとき、満充電とする。満充電を検出したとき、制御・演算部15は残容量を100%とする情報を出力する。満充電の情報は、通信ラインを介して、電子機器に送信されることもできる。   Further, in the control / calculation unit 15, when the battery A is a nickel metal hydride battery or the like, the peak voltage is detected, the battery voltage −ΔV (= voltage drop) is detected, or the calculation is performed. It is detected by a known method such as using the remaining capacity. When battery A is a lithium-ion battery, it uses constant current (MAX current 0.5-1C) / constant voltage (MAX4.2V / cell) charging with regulated current and voltage. When the condition is below the predetermined value, the battery is fully charged. When full charge is detected, the control / calculation unit 15 outputs information indicating the remaining capacity as 100%. The full charge information can also be transmitted to the electronic device via the communication line.

ここで、制御・演算部5は、充電電流、放電電流を遮断するために、制御素子17であって、充電用制御素子としてpチャネル型FETである充電用FET素子71、放電用制御素子としてpチャネル型FETである放電用FET素子72に対して、オンオフ制御する信号を発する。なお、pチャネル型FETに代わって、チャージポンプを利用してnチャネル型FETの充電用FET素子、放電用FET素子を利用することも可能であり、このときは、後述する予備充電用FET素子74はpチャネル型FETを利用する。   Here, the control / calculation unit 5 is a control element 17 for cutting off the charging current and the discharging current, the charging FET element 71 being a p-channel FET as the charging control element, and the discharging control element. A signal for on / off control is issued to the discharging FET element 72 which is a p-channel FET. Instead of the p-channel FET, it is also possible to use an n-channel FET charging FET element and a discharging FET element using a charge pump. 74 uses a p-channel FET.

制御・演算部15においては、リチウムイオンであるとき電池Aの電圧が、過充電電圧以上(例えば、4.2V以上)になると、充電用FET素子71をオフ制御するために、オフ信号(素子71がpチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当する)を、ポートCHより発する。また、電池Aの電圧が、過放電電圧以下(例えば、2.7V/Cell以下)になると、放電用FET素子72をオフ制御するために、オフ信号(素子72がpチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当する)を、ポートDSCより発する。なお、上述のように、素子71、72のpチャネル型FETのゲートに印加するため、オフ信号の電圧は、High電圧の信号に相当し、オン信号の電圧は、Low電圧の信号に相当する。また、過充電状態においては、制御・演算部15よりポートCHにオフ信号が発せられることより、充電は停止される。このときは、携帯機器PCが放電すると、DSCはオン信号であるので、放電用FET素子72がオン状態で、オフ状態の充電用FET素子71の寄生ダイオード71Bを介して、放電できる。また、過放電状態においては、制御部15よりポートDSCにオフ信号が発せられることより、放電は停止される。このときは、携帯機器PCが充電すると、CHはオン信号であるので、充電用FET素子71がオン状態で、オフ状態の放電用FET素子72の寄生ダイオード72Bを介して、充電できる。   In the control / arithmetic unit 15, when the voltage of the battery A becomes lithium ion or higher than the overcharge voltage (for example, 4.2 V or higher), an off signal (element Since 71 is applied to the gate of the p-channel FET, the voltage of the off signal is equivalent to a high voltage signal) from the port CH. Further, when the voltage of the battery A becomes equal to or lower than the overdischarge voltage (for example, 2.7 V / Cell or lower), an off signal (the element 72 is applied to the gate of the p-channel FET) in order to turn off the discharging FET element 72. In order to apply, the voltage of the off signal is equivalent to the signal of the high voltage) from the port DSC. As described above, since the voltage is applied to the gates of the p-channel FETs of the elements 71 and 72, the voltage of the off signal corresponds to a high voltage signal, and the voltage of the on signal corresponds to a low voltage signal. . In the overcharge state, charging is stopped by the control / calculation unit 15 issuing an off signal to the port CH. At this time, when the portable device PC is discharged, the DSC is an ON signal, so that the discharging FET element 72 can be discharged through the parasitic diode 71B of the charging FET element 71 in the OFF state. Further, in the overdischarge state, the discharge is stopped by the control unit 15 issuing an off signal to the port DSC. At this time, when the portable device PC is charged, CH is an ON signal, so that the charging FET element 71 is in the ON state and can be charged via the parasitic diode 72B of the discharging FET element 72 in the OFF state.

また、本実施例のパック電池1においては、リチウムイオン電池Aが過放電電圧以下の状態に保持された場合に、上述の通常の充電に代わって、低下させた電流値で予備的に充電を行う予備充電回路73を備えている。この予備充電回路73は、充電電流を低下させるための抵抗75と、制御・演算部15の指示で、ポートPCHからのオンオフ信号で制御される予備充電用FET素子74を備えている。このような予備充電回路73により、充電開示時の電池電圧が過放電電圧以下等の場合は、制御・演算部15は、ポートCHよりオフ信号を発して充電用FET素子71をオフ状態として、ポートPCHよりオン信号を発して予備充電用FET素子74をオン状態とする。このような動作により、携帯機器PCより充電電流が供給されると、充電電流は、抵抗75にて低減され、オン状態の予備充電用FET素子74を介して、電池Aは充電される。そして、充電開始から所定時間(例えば、90分)以内に、電池電圧が所定値(例えば、3.0V/セル)以上になれば、制御・演算部15は、予備充電用FET素子74をオフ状態とし、充電用FET素子71をオン状態として、上述のような通常の充電を行う。また、充電開始から所定時間(例えば、90分)以内に、電池電圧が所定値(例えば、3.0V/セル)未満であれば、電池が劣化して、正常に充電できないとして、異常と判定し、充電を停止する。このような異常の判定結果は、適宜、通信処理により、携帯機器PC側に伝達される。   Further, in the battery pack 1 of the present embodiment, when the lithium ion battery A is held in the state of the overdischarge voltage or lower, the battery is preliminarily charged with the reduced current value instead of the above-described normal charging. A preliminary charging circuit 73 is provided. The preliminary charging circuit 73 includes a resistor 75 for reducing the charging current and a preliminary charging FET element 74 controlled by an on / off signal from the port PCH according to an instruction from the control / calculation unit 15. When the battery voltage at the time of disclosure of charge is equal to or lower than the overdischarge voltage, the control / calculation unit 15 issues an off signal from the port CH to turn off the charging FET element 71 by such a preliminary charging circuit 73. An on signal is issued from the port PCH to turn on the precharging FET element 74. With this operation, when a charging current is supplied from the portable device PC, the charging current is reduced by the resistor 75, and the battery A is charged through the precharging FET element 74 in the on state. If the battery voltage becomes equal to or higher than a predetermined value (for example, 3.0 V / cell) within a predetermined time (for example, 90 minutes) from the start of charging, the control / calculation unit 15 turns off the preliminary charging FET element 74. Then, the charging FET element 71 is turned on to perform normal charging as described above. In addition, if the battery voltage is less than a predetermined value (for example, 3.0 V / cell) within a predetermined time (for example, 90 minutes) from the start of charging, it is determined that the battery has deteriorated and cannot be charged normally and is abnormal. , Stop charging. Such abnormality determination result is appropriately transmitted to the mobile device PC side by communication processing.

また、MPUにおいては、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報、各種指令の情報を、携帯機器PCの制御・電源手段Sに伝送する通信部9を備えている。パック電池1と携帯機器PCとの通信処理は、以下のように、通信部9にて行われる。通信部9は、電池電圧、残容量、充放電電流値等の各種の電池情報を携帯機器PCが受信できる信号データに作成する通信データ作成部と、実際に通信を行うためのドライバ部と備え、残容量を算出するための各種パラメータの記憶や諸々のデータを記憶する為の制御・演算部15内メモリを利用する。また、電子機器からバッテリパックの各種情報の送信要求をドライバ部にて受け、通信データ作成部にて作成されたデータをドライバ部から電子機器に送信する。通信方式としては、周知技術であるSMBus方式等が利用でき、2つの通信ラインであるデータラインSDA、クロックラインSCLを介して、データ信号等を送信、受信する機能を備えている。   The MPU also includes a communication unit 9 that transmits various battery information such as battery voltage, remaining capacity, charge / discharge current value, and various command information to the control / power supply means S of the portable device PC. Communication processing between the battery pack 1 and the portable device PC is performed by the communication unit 9 as follows. The communication unit 9 includes a communication data generation unit that generates various battery information such as a battery voltage, a remaining capacity, and a charge / discharge current value as signal data that can be received by the portable device PC, and a driver unit that performs actual communication. The memory in the control / arithmetic unit 15 for storing various parameters for calculating the remaining capacity and various data is used. In addition, the driver unit receives a request for transmission of various information of the battery pack from the electronic device, and transmits the data created by the communication data creation unit to the electronic device from the driver unit. As a communication system, a well-known technique such as the SMBus system can be used, and it has a function of transmitting and receiving data signals and the like via two communication lines, a data line SDA and a clock line SCL.

パック電池1は、携帯時等の商用電力を利用できないときに利用されるので、通常、携帯機器PCに商用電力が供給できる場合等は、電池Aは満充電に近い状態で保管される。また、停電の発生は、通常、非常に少ないので、電池Aの残容量の低下は、電池の自己放電及びパック電池1内の電力消費より発生する。充放電制御・演算部15で、電池Aの残容量が、自己放電、回路の電力消費等により、再充電容量に到達したら再充電を開始する。そして、再充電容量は、満充電容量から所定時間あたりの電流値の積算を減算して求めても良く、また、再充電容量に対応した電池電圧より求めても良い。また、再充電容量は、再充電容量を90%としている。   Since the battery pack 1 is used when the commercial power cannot be used such as when it is carried, the battery A is normally stored in a state close to full charge when the commercial power can be supplied to the portable device PC. Moreover, since the occurrence of a power failure is usually very small, the decrease in the remaining capacity of the battery A occurs due to the self-discharge of the battery and the power consumption in the battery pack 1. The charge / discharge control / calculation unit 15 starts recharging when the remaining capacity of the battery A reaches the recharge capacity due to self-discharge, circuit power consumption, and the like. The recharge capacity may be obtained by subtracting the integration of the current value per predetermined time from the full charge capacity, or may be obtained from the battery voltage corresponding to the recharge capacity. Further, the recharge capacity is 90%.

本実施例においては、制御・演算部15では、以下のように処理して、残容量を得る。制御・演算部15は、電池Aを放電して、後述する電池Aの総容量である総放電量(=学習容量)から放電容量を減算して、電池Aの残量を電流の積算量又は積算量(Ah)として演算する。また、制御・演算部15においては、放電中、(総容量−積算量)/(総容量)=残存容量率の関係式より、電池Aの残存容量率(%)を演算する。充電容量は、電池Aの充電電流の積算量で、あるいはこれに充電効率をかけて演算される。放電容量は、放電電流の積算量、あるいは放電効率を考慮して演算される。制御・演算部15は、電流の積算に代わって、電力の積算量(Wh)で残量を演算することもできる。電力の積算値は、充電電力から放電電力を減算して演算される。   In the present embodiment, the control / arithmetic unit 15 performs the following processing to obtain the remaining capacity. The control / arithmetic unit 15 discharges the battery A, subtracts the discharge capacity from the total discharge amount (= learning capacity), which is the total capacity of the battery A, which will be described later, and determines the remaining amount of the battery A as an integrated current amount or Calculated as the integrated amount (Ah). Further, the control / calculation unit 15 calculates the remaining capacity rate (%) of the battery A from the relational expression of (total capacity−integrated amount) / (total capacity) = remaining capacity rate during discharging. The charging capacity is calculated by the integrated amount of the charging current of the battery A or by multiplying this by the charging efficiency. The discharge capacity is calculated in consideration of the integrated amount of discharge current or discharge efficiency. The control / calculation unit 15 can also calculate the remaining amount by the integrated amount of electric power (Wh) instead of integrating the current. The integrated value of power is calculated by subtracting discharge power from charge power.

ここでは、その時点での電池の総容量(=学習容量)としては、満充電した状態から完全に放電されるまでの放電の積算容量(Ah又はWh)でも、電池Aを完全に放電した状態から満充電されるまでの充電の積算容量(Ah又はWh)でもよい。 また、これ以外の方法でも、総容量が得られるのであれば、その時点での電池の総容量としても良い。   Here, the total capacity (= learning capacity) of the battery at that time is the state in which the battery A is completely discharged even with the accumulated capacity (Ah or Wh) of the discharge from the fully charged state to the fully discharged state. The accumulated capacity (Ah or Wh) of charging from full charge to full charge may be used. If the total capacity can be obtained by other methods, the total capacity of the battery at that time may be used.

放電が進んで、制御・演算部15は、A/D変換部14から入力される電圧信号で、残量を補正する。A/D変換部14から、電池Aの電圧が第1電圧に到達、低下したことを示す信号が入力されると、制御・演算部5は第1電圧(例えば、リチウムイオン電池3.6V/セル)に対応して予め設定されている第1残存容量(率)Ya1(例えば、8%)により、算出した残存容量率を補正する。   As the discharge progresses, the control / calculation unit 15 corrects the remaining amount with the voltage signal input from the A / D conversion unit 14. When a signal indicating that the voltage of the battery A has reached and decreased to the first voltage is input from the A / D conversion unit 14, the control / calculation unit 5 causes the first voltage (for example, the lithium ion battery 3.6V / The calculated remaining capacity rate is corrected by a first remaining capacity (rate) Ya1 (for example, 8%) set in advance corresponding to the cell.

即ち、第1残存容量Ya1を残存容量8%とすると、制御・演算部5は、算出した残存容量が9%になると、二次電池A の電池電圧が第1電圧V1に低下するまで、残存容量として9%を保持する。一方、算出した残存容量が9%以上の場合に、二次電池Aの電池電圧が第1電圧V1に低下すると、その時点で、制御・演算部5は、算出した残存容量の値を8%に補正する。   That is, assuming that the first remaining capacity Ya1 is 8%, the control / calculation unit 5 causes the remaining capacity until the battery voltage of the secondary battery A decreases to the first voltage V1 when the calculated remaining capacity reaches 9%. Hold 9% as capacity. On the other hand, when the calculated remaining capacity is 9% or more and the battery voltage of the secondary battery A decreases to the first voltage V1, at that time, the control / calculation unit 5 sets the calculated remaining capacity value to 8%. To correct.

さらに、放電が進んで、電池Aの電圧が所定の放電終止電圧に低下したことを示す信号が入力されると、制御・演算部5は演算した残量を0に補正する。電池電圧が放電終止電圧まで低下すると、電池1の実際の容量は、下限容量として、0になるからである。そして、制御・演算部5は、放電開始から放電終止電圧までの放電電流積算量を、総放電量(=総容量)として演算、保存する。   Further, when the discharge progresses and a signal indicating that the voltage of the battery A has decreased to a predetermined discharge end voltage is input, the control / calculation unit 5 corrects the calculated remaining amount to zero. This is because when the battery voltage decreases to the discharge end voltage, the actual capacity of the battery 1 becomes 0 as the lower limit capacity. Then, the control / calculation unit 5 calculates and stores the discharge current integrated amount from the start of discharge to the discharge end voltage as a total discharge amount (= total capacity).

そして、制御・演算部5は、総放電量(=学習容量)の得た後、次の総放電量が得られるまで、この総放電量を利用する。また、第1残存容量(率)に対応した第1電圧に加えて、これより少ない容量(例えば、3%)での第2残存容量(率)に対応した第2電圧でも、算出した残存容量率を補正しても良い。また、上述の残存容量(率)に対応した第1電圧、放電終止電圧等については、電流、温度に依存するので、使用時において電流、温度を基に補正した電圧を利用することも可能である。   After obtaining the total discharge amount (= learning capacity), the control / calculation unit 5 uses this total discharge amount until the next total discharge amount is obtained. Further, in addition to the first voltage corresponding to the first remaining capacity (rate), the calculated remaining capacity is also calculated with the second voltage corresponding to the second remaining capacity (rate) with a smaller capacity (for example, 3%). The rate may be corrected. In addition, the first voltage, discharge end voltage, etc. corresponding to the above-mentioned remaining capacity (rate) depend on the current and temperature, so it is possible to use a voltage corrected based on the current and temperature in use. is there.


*本実施例の特徴について
本実施例においては、図4に示すように、抵抗加熱型ヒューズ10が、電池Aの充放電経路において、電池Aのプラス側にて、直列に配置されている。

* Characteristics of the present embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the resistance heating type fuse 10 is arranged in series on the plus side of the battery A in the charge / discharge path of the battery A.

抵抗加熱型ヒューズ10は、一般に販売されているもので、図4に示すように、ヒューズH、Hの中間点に、並列接続された加熱抵抗R、Rを接続した構造である。そして、斯るヒューズH、Hを遮断するために、加熱抵抗R、R、ヒューズH、Hに熱的に結合されている。   The resistance heating type fuse 10 is generally sold, and has a structure in which heating resistors R and R connected in parallel are connected to an intermediate point between the fuses H and H, as shown in FIG. In order to cut off the fuses H and H, they are thermally coupled to the heating resistors R and R and the fuses H and H.

感熱体5の金属線50、51の端部は、抵抗加熱型ヒューズ10の加熱抵抗R と、電池Aのマイナス側に接続されている。   The ends of the metal wires 50 and 51 of the heat sensitive body 5 are connected to the heating resistance R of the resistance heating type fuse 10 and the negative side of the battery A.

以上の構成を持つパック電池1によれば、通常は感熱体5の金属線50、51が絶縁状態にあるため、感熱体5の両出力端部(金属線50、51の端部)間は非導通状態であり、抵抗加熱型ヒューズ10の加熱抵抗Rに電流は流れず、 ヒューズHが熱溶断されない。このとき、パック電池1は、通常に充放電される。     According to the battery pack 1 having the above configuration, since the metal wires 50 and 51 of the heat sensitive body 5 are normally in an insulated state, the gap between both output end portions (end portions of the metal wires 50 and 51) of the heat sensitive body 5 is In the non-conductive state, no current flows through the heating resistor R of the resistance heating type fuse 10, and the fuse H is not thermally blown. At this time, the battery pack 1 is normally charged and discharged.

そして、図1に示すようなパック電池1において、素電池2(2a〜2f)の少なくともいずれかに故障が発生し、その温度に異常上昇が生じたとき、
或いは上述のようにパック電池の外側ケース内に配置された感熱体5において、素電池または電子素子を含めた回路基板3の温度の異常上昇が生じたとき、
図3に示すように、感熱体5は当該異常温度の発生した素電池2(2a〜2f)に対し、熱結合するように巻回された任意の部分、或いはパック電池1内で溶融する。このように可溶体5が溶解して状態変化を起こせば、金属線50、51はテープ6からの押圧力により近接接触し、短絡して導通状態が反転する。即ち、感熱体5の両出力端部(金属線50、51の端部)間は導通状態となる。金属線50、51はここで、金属線50、51自体が互いに短絡する方向に十分に付勢されているときは、テープ6が必須でなくても短絡させることが可能である。
In the battery pack 1 as shown in FIG. 1, when at least one of the unit cells 2 (2a to 2f) fails and an abnormal increase in temperature occurs,
Alternatively, in the heat sensitive body 5 arranged in the outer case of the battery pack as described above, when an abnormal increase in the temperature of the circuit board 3 including the unit cell or the electronic element occurs,
As shown in FIG. 3, the heat sensitive body 5 is melted in an arbitrary part wound so as to be thermally coupled to the unit cell 2 (2 a to 2 f) where the abnormal temperature is generated or in the battery pack 1. Thus, if the soluble body 5 melt | dissolves and raise | generates a state change, the metal wires 50 and 51 will adjoin by the pressing force from the tape 6, will short-circuit, and a conduction | electrical_connection state will be reversed. That is, the two output end portions (end portions of the metal wires 50 and 51) of the heat sensitive body 5 are in a conductive state. Here, the metal wires 50 and 51 can be short-circuited even if the tape 6 is not essential when the metal wires 50 and 51 themselves are sufficiently biased in the direction of short-circuiting each other.

感熱体5の両出力端部(金属線50、51の端部)間は導通状態となると、電池A又は携帯機器PCから加熱抵抗R、Rに加熱のため電流が流れる。よって、加熱抵抗R、Rが発熱し、ヒューズH、Hが熱溶断する。これにより、これ以後、パック電池1の使用をできなくすることができる。よって、本実施例においては、上述の従来のパック電池内の制御手段として保護回路、マイコン、各種スイッチング素子等において、故障等の不具合が発生したときにも、電池温度の上昇または電子素子の発熱等により、パック電池が異常に高温となった場合、確実に、充放電を停止することができる。   When both the output end portions (end portions of the metal wires 50 and 51) of the heat sensitive body 5 are in a conductive state, a current flows from the battery A or the portable device PC to the heating resistors R and R for heating. Therefore, the heating resistors R and R generate heat, and the fuses H and H are thermally blown. Thereby, the use of the battery pack 1 can be disabled thereafter. Therefore, in this embodiment, even when a failure such as a failure occurs in the protection circuit, the microcomputer, various switching elements, etc. as the control means in the above-described conventional battery pack, the battery temperature rises or the electronic elements generate heat. For example, when the battery pack becomes abnormally hot, charging / discharging can be reliably stopped.

*1-4.感熱体のバリエーションについて
本発明で用いられる感熱体は、上記図2に示したワイヤー状の構成に限定するものではなく、以下に示すように、これ以外の形態で2個以上の素電池に共通して這設できる程度に長尺状に形成されていればよい。
* 1-4. Variations of the thermal body The thermal body used in the present invention is not limited to the wire configuration shown in FIG. 2, but two or more in other forms as shown below. It only has to be formed in a long shape to the extent that it can be installed commonly in the unit cell.

図5は、感熱体のその他の構成例について、具体的なバリエーションを示す部分拡大図である。   FIG. 5 is a partially enlarged view showing specific variations of other configuration examples of the heat sensitive body.

図5(a)は、縒り線状に形成されたA線とB線が互いに近接且つ可溶体で絶縁した状態で、当該可溶体中に両線を保持されてなる感熱体の構成を示す。   FIG. 5A shows a configuration of a heat sensitive body in which the A line and the B line formed in a twisted line shape are close to each other and insulated by a fusible body, and both lines are held in the fusible body.

このような感熱体をグラステープで素電池に押圧接触させておいても、電池の異常温度発生時に可溶体が溶け、A線とB線を短絡させることが可能である。特に、A線とB線を縒る際に締まり勝手にテンションを掛けた状態で可溶体を成形しておくと、可溶体の溶解時にはより確実に短絡させることができると思われる。また、A線とB線に掛けるテンションの強度が十分であれば、押圧手段としての上記テープを設けなくても短絡を検知することが可能であると思われる。この場合、A線とB線の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R と、電池Aのマイナス側に接続されている。   Even when such a heat sensitive body is pressed against the unit cell with the glass tape, the fusible body melts when the abnormal temperature of the battery is generated, and the A line and the B line can be short-circuited. In particular, if the fusible body is molded in a state in which it is tightly tightened when the A line and the B line are rolled, it is considered that the short circuit can be more reliably short-circuited when the fusible body is melted. Further, if the tension applied to the A line and the B line is sufficiently strong, it is possible to detect a short circuit without providing the tape as the pressing means. In this case, the end portions of the A line and the B line are connected to the heating resistance R and the negative side of the battery A as in the above-described embodiment.

図5(b)は、直線上のA線と、これに対して配した螺旋状のB線を可溶体で絶縁された状態で、ともに当該可溶体で被覆してなる感熱体の構成を示す。このような構成によっても、作動時には実施の形態1とほぼ同様の効果が奏される。また、この例ではB線が外部に露出しないので、通常は可溶体により保護されるという効果もある。この場合、A線とB線の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R と、電池Aのマイナス側に接続されている。   FIG.5 (b) shows the structure of the heat sensitive body which coat | covers the A line on a straight line, and the helical B line | wire arranged with respect to this in the state insulated with the soluble body together. . Even with such a configuration, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained during operation. Further, in this example, since the B line is not exposed to the outside, there is an effect that it is usually protected by a soluble material. In this case, the end portions of the A line and the B line are connected to the heating resistance R and the negative side of the battery A as in the above-described embodiment.

図5(c)は、帯状のA部材およびB部材を、同様に帯状の可溶体を挟むように配した構成を示す。このような構成を持つ感熱体は、A部材またはB部材のいずれかの表面を素電池に接触させた状態で、実施の形態1と同様に、テープにより押圧して保持させることができる。当該構成によれば、接触面積が確保されるので、より素電池に対する熱結合性を高めることが可能である。さらに、テープの厚みを薄くすることによって、ワイヤー状の可溶体に比べ、パック電池に対してよりスリムに配設することが可能である。このため、この形態の感熱体を利用すれば、パック電池の薄型化に貢献できる。この場合、A部材とB部材の端部が、上述の実施例と同様に、加熱抵抗R と、電池Aのマイナス側に接続されている。     FIG.5 (c) shows the structure which has arrange | positioned the strip | belt-shaped A member and B member so that a strip | belt-shaped soluble body may be pinched | interposed similarly. The heat-sensitive body having such a configuration can be held by being pressed with a tape as in the first embodiment, with the surface of either the A member or the B member being in contact with the unit cell. According to this configuration, since the contact area is ensured, it is possible to further improve the thermal coupling to the unit cell. Furthermore, by reducing the thickness of the tape, it is possible to arrange it more slimly with respect to the battery pack as compared to a wire-like soluble body. For this reason, if the heat sensitive body of this form is utilized, it can contribute to thickness reduction of a battery pack. In this case, the end portions of the A member and the B member are connected to the heating resistance R and the negative side of the battery A as in the above-described embodiment.

また、可溶体の帯の幅を広げることで検知可能な面積を増大できるため、より高い検知精度を期待することができる。   Moreover, since the area which can be detected can be increased by widening the width | variety of a soluble body belt | band | zone, higher detection accuracy can be anticipated.

パック電池の構成図である。It is a block diagram of a battery pack. 感熱体の構成(通常時)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the structure (normal time) of a heat sensitive body. 感熱体の構成(作動時)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the structure (at the time of operation | movement) of a heat sensitive body. 本発明の一実施例のパック電池の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the battery pack of one Example of this invention. 感熱体のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of a heat sensitive body.

符号の説明Explanation of symbols

1 パック電池
2 素電池(=電池A)
3 保護回路基板
4 接続部材
5 感熱体
6 グラステープ
7a、7b 外部出入力線
7c、7d リード線 8 コネクタ
50 金属線(A線)
51 金属線(B線)
52 可溶体
PC 携帯機器(=電子機器)
S 制御・電源手段
L 負荷
MPU マイクロプロセッサユニット
A 電池
12 抵抗(電流検出部)
13 温度検出部
14 A/D変換部
15 制御・演算部
17 制御素子 71 充電用FET素子 72 放電用FET素子
19 通信部
10 抵抗加熱型ヒューズ
H ヒューズ
R 加熱抵抗
1 pack battery 2 unit cell (= battery A)
3 Protection circuit board 4 Connection member 5 Heat sensitive body 6 Glass tape 7a, 7b External input / output line 7c, 7d Lead wire 8 Connector 50 Metal wire (A line)
51 Metal wire (B wire)
52 Soluble PC Mobile device (= Electronic device)
S control / power supply means L load MPU microprocessor unit A battery 12 resistance (current detection unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Temperature detection part 14 A / D conversion part 15 Control and calculating part 17 Control element 71 FET element for charge 72 FET element for discharge 19 Communication part 10 Resistance heating type fuse H Fuse R Heating resistance

Claims (5)

二次電池を含むパック電池が異常温度状態になったときに非導通から導通状態に変化する感熱体と、
この感熱体と電池に直列に接続されて、前記感熱体が導通状態になったとき電流が流れる加熱抵抗と、
電流が流れる前記加熱抵抗に加熱される位置に配設されると共に、前記電池と直列に接続されて、電流が流れて高温になる前記加熱抵抗に熱溶断されて前記電池に流れる電流を遮断するヒューズとを備えることを特徴とするパック電池。
A heat sensitive body that changes from a non-conductive state to a conductive state when the battery pack including the secondary battery is in an abnormal temperature state; and
A heating resistor that is connected in series to the heat sensitive body and the battery, and a current flows when the heat sensitive body becomes conductive, and
It is disposed at a position heated by the heating resistor through which current flows, and is connected in series with the battery, so that the current flowing through the battery is cut off by being thermally blown by the heating resistor that is heated by flowing current. A battery pack comprising a fuse.
前記感熱体は、
相互に接近する方向に付勢された複数本の並行導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、
前記異常温度状態に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士が短絡する構成であることを特徴とする請求項1に記載のパック電池。
The heat sensitive body is:
It has a structure in which each conductive wire is separated by interposing a heat-soluble member between a plurality of parallel conductive wires biased in directions approaching each other,
2. When the abnormal temperature state is reached, the conductive wires come into close contact with each other as the heat-soluble member melts, and the heat sensitive body is configured to short-circuit the close contact between the conductive wires. The battery pack described in 1.
前記導電線は、第一の金属線と第二の金属線とからなり、
前記感熱体は、前記第一の金属線を被覆するように熱可溶性部材が配設され、且つ、前記第二の金属線が当該熱可溶性部材の表面に螺旋状に巻回されてなることを特徴とする請求項2に記載のパック電池。
The conductive wire consists of a first metal wire and a second metal wire,
The heat-sensitive body has a heat-soluble member disposed so as to cover the first metal wire, and the second metal wire is spirally wound around the surface of the heat-soluble member. The battery pack according to claim 2, wherein the battery pack is a battery pack.
前記熱可溶性部材は、90±10℃の範囲で溶解するポリエチレン或いはPETであることを特徴とする請求項2または3に記載のパック電池。   The battery pack according to claim 2 or 3, wherein the heat-soluble member is polyethylene or PET that melts in a range of 90 ± 10 ° C. 電気的に接続された複数の素電池を内蔵するパック電池であって、
長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での感熱結果を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池の2個以上に跨ってその周面に這設されていることを特徴とする請求項1のパック電池。
A battery pack incorporating a plurality of electrically connected unit cells,
A substantially entire region in the longitudinal direction is a heat sensitive region, and a long heat sensitive body capable of acquiring a heat sensitive result at an arbitrary portion of the heat sensitive region as an electric signal is formed across two or more of the unit cells. The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is provided on a peripheral surface.
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