JP4819368B2 - バッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、複数の二次電池からなるセルを並列に接続したバッテリーパックに関する。
複数の二次電池を直列接続して電池サブユニットとし、複数の電池サブユニットを並列接続したバッテリーパックにおいて、電池の稼働状態、故障状態を監視する構成として、電流ヒューズやＰＴＣなどからなる過電流保護素子を各電池サブユニットに直列に挿入したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このバッテリーパックでは、各過電流保護素子にかかる電圧を監視し、その電圧の変化を検出することにより、異常電圧を検出したことを条件として回路遮断手段であるスイッチをオフにして、バッテリーパックを永久的にあるいは暫定的に使用不能になるように制御している。
特開２００４−１０３４８３号公報
上記従来のバッテリパックでは、二次電池に直列接続された過電流保護素子で過電流の保護を行う二次保護回路と、その過電流保護素子にかかる電圧や異常充電電圧などを検出する一時保護回路で構成され、一時保護回路において動作不良となった場合には、温度ヒューズやＰＴＣからなる過電流保護素子などの二次保護回路により直列に接続されたセルのみを回路から遮断するだけで、並列接続された全ての回路を外部から遮断することができない。これには、１つのセルが異常を起こして発熱した場合でも、異常のセルを並列回路内で二次保護素子により回路から遮断することにより、並列接続された他方のセルから保護、もしくは他方のセルからの電流の流入を阻止する目的があった。また、セルの温度検出には、セル毎に温度検出する最適部分に検出素子を取り付けることも必要である。その結果、外部から異常充電器などの接続により１つのセルを遮断するのみでは、他方のセルを外部異常から保護することができないという欠点がある。
本発明は、上記課題を解決するものであって、並列接続のセルの１の温度異常を検出により各セルを保護できるようにするものである。
そのために本発明は、複数の二次電池からなるセルを並列に接続したバッテリーパックにおいて、前記セルのそれぞれにバイメタルとその常閉接点とを直列に接続した前記セルと前記バイメタルとその常閉接点との直列回路を並列にしてスイッチ接点を通して負荷への給電路に接続し、前記セルのそれぞれに前記バイメタルとその常開接点とを直列に接続した前記セルと前記バイメタルとその常開接点との直列回路を並列にして前記スイッチ接点の駆動回路に接続して、前記バイメタルにより前記セルの温度異常を検出し、前記常開接点を閉じることにより前記セルが前記駆動回路を駆動し、前記スイッチ接点により前記給電路を遮断するように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、セルのそれぞれに接続したバイメタルのいずれかで温度異常を検出すると、常開接点が閉じて駆動回路を駆動しスイッチ接点により前記給電路を遮断するので、温度異常が検出されたセル及び他の正常なセルへの回路が遮断され、異常から各セルを保護することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るバッテリーパックの実施の形態を示す図であり、１は一次保護回路、２は二次保護回路、３はバイメタル、４はセル、５はスイッチ駆動回路、６はスイッチ接点を示す。
図１において、一次保護回路１は、Ａ、Ｂ、Ｃの３個のセル４からなる３並列のバッテリーパックを過充電、過放電、過電流から保護するためのバッテリー保護ＩＣおよびその周辺回路からなる保護回路であり、通常時のバッテリーパックの異常については、本回路が保護動作を行うことにより入力、出力を遮断する。二次保護回路２は、一次保護回路１が何らかの異常により機能しない状態となった場合に保護動作を行うようにしたものであり、バイメタル３、スイッチ駆動回路５、スイッチ接点６を使用している。
バイメタル３は、セル４のそれぞれに接続され、通常閉じて（オンして）いて所定温度検出時に開放（オフ）する接点Ａと、逆に通常開いていて所定温度検出時に閉じる接点Ｂを具備し、接点Ａをスイッチ接点６に接続し、接点Ｂをスイッチ駆動回路５に接続している。
スイッチ駆動回路５は、各バイメタル３の接点Ｂに接続されて、接点Ｂが閉じたときバイメタル３を介してセル４に接続され、セル４を電源としてスイッチ接点６を駆動するアナログ回路である。スイッチ接点６は、各バイメタル３の接点Ａと出力端子＋との間に接続され、通常は閉じてセル４から負荷への給電路を形成している。そして、スイッチ駆動回路５がセル４のいずれかに接続され駆動されるとスイッチ接点６は開放し、セル４から負荷への給電路（入出力回路）を遮断する。
次に、動作を説明する。セル４のうちの１個、例えばＣのセル４に何らかの異常が発生し、バイメタル３が駆動する所定温度に到達すると、接点Ａが開放して他のＤ、Ｅのセル４から切り離される。同時に接点Ｂが閉じてＣのセル４を電源としてスイッチ駆動回路５が駆動される。スイッチ駆動回路５が駆動されると、スイッチ接点６が開放され、バッテリーパックの入出力回路が遮断され、これにより、正常なＤ、Ｅのセル４は外部入出力回路から遮断される。
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、バイメタルにより所定温度を検出し、スイッチ駆動回路５を駆動してスイッチ接点６をオフにすることにより外部入出力回路から遮断を行うようにしているが、ＦＥＴ素子やリレー等により回路の開放／接続を行うようにしてもよいし、また、アナログ回路部に外部電圧監視回路を設けるようにしてもよい。
本発明に係るバッテリーパックの実施の形態を示す図である。
符号の説明
１…一次保護回路、２…二次保護回路、３…バイメタル、４…セル、５…スイッチ駆動回路、６…スイッチ接点

Claims (1)

  1. 複数の二次電池からなるセルを並列に接続したバッテリーパックにおいて、前記セルのそれぞれにバイメタルとその常閉接点とを直列に接続した前記セルと前記バイメタルとその常閉接点との直列回路を並列にしてスイッチ接点を通して負荷への給電路に接続し、前記セルのそれぞれに前記バイメタルとその常開接点とを直列に接続した前記セルと前記バイメタルとその常開接点との直列回路を並列にして前記スイッチ接点の駆動回路に接続して、前記バイメタルにより前記セルの温度異常を検出し、前記常開接点を閉じることにより前記セルが前記駆動回路を駆動し、前記スイッチ接点により前記給電路を遮断するように構成したことを特徴とするパッテリパック。
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