JP2020150748A - バッテリパック、保護回路 - Google Patents
バッテリパック、保護回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020150748A JP2020150748A JP2019048092A JP2019048092A JP2020150748A JP 2020150748 A JP2020150748 A JP 2020150748A JP 2019048092 A JP2019048092 A JP 2019048092A JP 2019048092 A JP2019048092 A JP 2019048092A JP 2020150748 A JP2020150748 A JP 2020150748A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- sensitive element
- battery pack
- battery
- fuse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 26
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
- H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
本技術が適用されたバッテリパックは、図1に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック10として構成することができる。図1に示すバッテリパック10は、例えば、複数のリチウムイオン二次電池のバッテリセル15aからなるバッテリスタック15と、バッテリスタック15と直列に接続された保護素子11と、保護素子11の動作を制御する熱感応素子12を有する。
保護素子11は、たとえば、バッテリスタック15と充放電制御回路16との間の充放電電流経路上に接続され、その動作が熱感応素子12によって制御される。具体的に、保護素子11は、図2(A)(B)に示すように、絶縁基板26と、絶縁基板26上に形成された第1、第2の電極22、23と、絶縁基板26の表面に形成された発熱抵抗体24と、発熱抵抗体24を被覆する絶縁層27と、絶縁層27上に積層されるとともに発熱抵抗体24と接続された発熱体引出電極21と、第1の電極22、発熱体引出電極21、及び第2の電極23にわたって接続用ハンダ28を介して搭載されるヒューズエレメント20とを備える。
絶縁基板26は、例えば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて、例えば略方形状に形成されている。絶縁基板26は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。
発熱抵抗体24は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、例えばニクロム、W、Mo、Ru等又はこれらを含む材料からなる。発熱抵抗体24は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板26上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成することができる。
保護素子11は、第1の電極22から第2の電極23に跨ってヒューズエレメント20が接続用ハンダ28により接続されている。ヒューズエレメント20は、通常使用時には第1、第2の電極22,23間を導通させ、保護素子11が組み込まれた外部回路の電流経路の一部を構成する。そして、ヒューズエレメント20は、定格を超える電流が通電することによって自己発熱(ジュール熱)により溶断し、あるいは発熱抵抗体24の発熱により溶断し、第1、第2の電極22,23間を遮断する。
また、保護素子11は、ヒューズエレメント20が設けられた絶縁基板26の表面26a上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント20の飛散を防止するカバー部材34が取り付けられている。カバー部材34は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。カバー部材34は、絶縁基板26の表面26a上に絶縁性接着剤等によって接続され、これにより、ヒューズエレメント20を覆う。
熱感応素子12は、電気特性が温度依存性を有する電子部品を用いることができ、例えば図4に示すように、周囲の温度変化に伴い回路を開閉させるサーモスタットを用いることができる。熱感応素子3はバッテリスタック15に近接又は接触して配置されることにより熱的に接続され、バッテリスタック15が異常発熱することにより熱せられる。これにより熱感応素子12は、抵抗値や出力電圧等の電気特性が変化する。
このような保護素子11は、図1、図4(A)に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子11は、第1、第2の電極22,23間にわたって直列接続されたヒューズエレメント20と、ヒューズエレメント20の接続点を介して通電して発熱させることによってヒューズエレメント20を溶断する発熱抵抗体24とからなる回路構成である。また、保護素子11は、熱感応素子12(サーモスタット12a)、発熱体給電電極25、発熱抵抗体24、及びヒューズエレメント20に至る発熱抵抗体24への通電経路が形成され、熱感応素子12によって発熱抵抗体への通電が制御されている。
なお、図7に示すように、バッテリパック10は、熱感応素子12に加え、バッテリスタック15全体の電圧及び/又は各バッテリセル15aの異常電圧を検出し、スイッチ操作によって保護素子11を作動させるスイッチ回路50を設けてもよい。スイッチ回路50は、バッテリスタック15全体の電圧及び/又は各バッテリセル15aの電圧をモニタするProtectionIC51と、ProtectionIC51によって操作されるスイッチS52を有する。
なお、上述した保護回路では、熱感応素子12がバッテリスタック15の充放電経路と並列に設けられているが、熱感応素子12はバッテリスタック15の充放電経路と電気的に独立した経路上に設け、別途設けられる電源から電力が供給されてもよい。また、本発明のバッテリパックは、リチウムイオン二次電池のバッテリパック10に用いる場合に限らず、異常過熱の際に電流経路の遮断を必要とする様々な用途にももちろん応用可能である。
Claims (8)
- バッテリセルと、
上記バッテリセルと直列に接続された保護素子と、
上記保護素子の動作を制御する熱感応素子を有し、
上記保護素子は、
絶縁基板と、
上記絶縁基板に離間して設けられ、上記バッテリセルの充放電経路上に接続される第1の端子部及び第2の端子部と、
上記第1の端子部と上記第2の端子部との間にわたって設けられたヒューズエレメントと、
上記熱感応素子と直列に接続され、通電を制御される発熱抵抗体とを備え、
上記熱感応素子が所定の温度以上の温度に加熱されると、上記発熱抵抗体が上記ヒューズエレメントを溶断させる温度に発熱するように通電される
バッテリパック。 - 上記熱感応素子は、サーモスタット、サーミスタ、又はダイオードのいずれかである請求項1に記載のバッテリパック。
- 上記熱感応素子は、上記バッテリセルの近傍又は接触して配置され、上記バッテリセルと熱的に接続されている請求項1又は2に記載のバッテリパック。
- 上記発熱抵抗体及び上記熱感応素子は、上記バッテリセルの充放電経路と並列に接続されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリパック。
- 外部回路に接続される第1、第2の電極と、
上記第1、第2の電極間にわたる電流経路上に直列に設けられたヒューズと、
通電することにより上記ヒューズを溶断する発熱抵抗体と、
上記発熱抵抗体の通電を制御する熱感応素子とを有し、
上記熱感応素子が所定の温度以上の温度に加熱されると、上記発熱抵抗体が上記ヒューズを溶断させる温度に発熱するように通電される保護回路。 - 上記熱感応素子は、上記外部回路の開放端と接続されている請求項5記載の保護回路。
- 上記熱感応素子は、サーモスタット、サーミスタ、又はダイオードのいずれかである請求項5又は6に記載の保護回路。
- 上記発熱抵抗体及び上記熱感応素子は、上記バッテリセルの充放電経路と並列に接続されている請求項5〜7のいずれか1項に記載の保護回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048092A JP7321731B2 (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | バッテリパック、保護回路 |
PCT/JP2020/008292 WO2020189225A1 (ja) | 2019-03-15 | 2020-02-28 | バッテリパック、保護回路 |
TW109107239A TW202042426A (zh) | 2019-03-15 | 2020-03-05 | 電池組、保護電路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048092A JP7321731B2 (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | バッテリパック、保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020150748A true JP2020150748A (ja) | 2020-09-17 |
JP7321731B2 JP7321731B2 (ja) | 2023-08-07 |
Family
ID=72430049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019048092A Active JP7321731B2 (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | バッテリパック、保護回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7321731B2 (ja) |
TW (1) | TW202042426A (ja) |
WO (1) | WO2020189225A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116699425B (zh) * | 2023-07-28 | 2024-04-12 | 荣耀终端有限公司 | 一种电池检测方法、电子设备、存储介质及程序产品 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152055A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Sharp Corp | 電気カーペツト等の安全装置 |
JP2001126903A (ja) * | 1995-02-28 | 2001-05-11 | Sony Chem Corp | 保護素子 |
JP2002204525A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Sanyo Electric Co Ltd | ブレーカとブレーカを内蔵するパック電池 |
JP2004135400A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sony Chem Corp | 保護回路付き二次電池 |
JP2008288046A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048092A patent/JP7321731B2/ja active Active
-
2020
- 2020-02-28 WO PCT/JP2020/008292 patent/WO2020189225A1/ja active Application Filing
- 2020-03-05 TW TW109107239A patent/TW202042426A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152055A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Sharp Corp | 電気カーペツト等の安全装置 |
JP2001126903A (ja) * | 1995-02-28 | 2001-05-11 | Sony Chem Corp | 保護素子 |
JP2002204525A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Sanyo Electric Co Ltd | ブレーカとブレーカを内蔵するパック電池 |
JP2004135400A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sony Chem Corp | 保護回路付き二次電池 |
JP2008288046A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7321731B2 (ja) | 2023-08-07 |
TW202042426A (zh) | 2020-11-16 |
WO2020189225A1 (ja) | 2020-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102344667B1 (ko) | 보호 소자, 보호 회로 및 배터리 회로 | |
WO2015182355A1 (ja) | 保護素子及びバッテリパック | |
CN110050323B (zh) | 保护元件 | |
KR20150040954A (ko) | 보호 소자 및 배터리 팩 | |
JP2018092892A (ja) | 保護素子 | |
WO2016017567A1 (ja) | 保護素子及び保護回路 | |
KR20160003168A (ko) | 보호 소자 | |
KR102043051B1 (ko) | 보호 소자 | |
CN114600328B (zh) | 保护电路、电池组以及保护电路的工作方法 | |
KR102233539B1 (ko) | 단락 소자 및 단락 회로 | |
WO2020189225A1 (ja) | バッテリパック、保護回路 | |
JP6292802B2 (ja) | バッテリ回路、保護回路 | |
JP6659239B2 (ja) | 保護素子、ヒューズ素子 | |
JP2014120278A (ja) | 保護素子 | |
JP7390825B2 (ja) | 保護素子、バッテリパック | |
TWI648933B (zh) | 保護電路、電池電路、保護元件以及保護元件的驅動方法 | |
JP7443144B2 (ja) | 保護素子及びバッテリパック | |
TW201528306A (zh) | 保護元件 | |
TWI680482B (zh) | 保護元件 | |
JP2012129124A (ja) | 回路保護素子およびそれを用いた電池パック装置 | |
WO2022181652A1 (ja) | 保護素子及びバッテリパック | |
WO2022196594A1 (ja) | 保護素子及びバッテリパック | |
JP2020106330A (ja) | 電流検知素子、電流検知素子複合体および保護回路 | |
JP2001312950A (ja) | 自己発熱素子を有する温度ヒューズとこの温度ヒューズを内蔵するパック電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230726 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7321731 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |