JP7377070B2 - 保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法 - Google Patents

保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法 Download PDF

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Description

本発明は、保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法に関し、例えば、二次電池の充放電回路において二次電池と充電器との間に設けられる保護回路に関する。
従来、保護回路は、携帯電話や携帯型コンピュータなど、二次電池が搭載された様々なモバイル機器に実装されている。従来の保護回路として、例えば、蓄電装置と、複数の保護回路と、第１、第２の出力端子とを有し、前記保護回路は、直列接続された二個のヒューズエレメントをそれぞれ有し、前記第１、第２の出力端子に外部回路を接続したときに、前記蓄電装置から前記外部回路に供給される放電電流と、前記外部回路から前記蓄電装置に供給される充電電流とが、前記複数の保護回路内の直列接続された二個のヒューズエレメントを通って流れるように構成された二次電池装置がある（特許文献１）。
この二次電池装置は、一端がヒューズエレメント同士の接続点に接続されたヒーターを有し、各ヒーターの他端には、それぞれ整流素子の一端が接続され、前記各整流素子の他端には、スイッチ素子が接続されており、スイッチ素子が導通すると、そのスイッチ素子と各整流素子とを通って、各保護回路のヒーターに電流が流れるように構成されている。また、この二次電池装置では、保護回路のヒーターの端子同士を接続する電流経路の途中に整流素子が少なくとも二個挿入されており、短絡電流が流れ、片方のヒューズエレメントが溶断した状態で、二個の保護回路のヒーターの端子間に電圧差が生じても、少なくとも一個の整流素子が逆バイアスされるようになっている。従って、一の保護回路のヒーターの端子から、他の保護回路のヒーターの端子には電流は流れ込まず、それによる残存電流が生じないようになっている。
特許第４０９５４２６号公報
しかしながら、上記特許文献１の保護回路では、ヒーター付きヒューズ（以下、ＳＣＰともいう）が左右対称の構造を有しているため、電流遮断を行った場合、２つのヒューズエレメントのうちの一方が遮断される確率は５０％である。このため、保護回路において複数のＳＣＰを並列接続した場合、電流遮断される部位が各ＳＣＰにおける２つのヒューズエレメントのうちのいずれであるかを特定することができない。よって、各ＳＣＰで生じる遮断の部位によっては、保護回路に回り込み電流が生じ、蓄電装置から外部回路に過電流が流れてしまう場合がある。そこで、系全体として過電流を防止するために、複数のＳＣＰに一対一対応させた複数の整流素子（ダイオード）を実装しなければならず、回路の複雑化、コストアップ、更には部品点数の増大に伴う装置の故障率の増大という問題がある。
また、ＳＣＰの２つのヒューズエレメントの左右バランスを変えることで、電流遮断される部位を２つのヒューズエレメントのうちのいずれであるかを特定しうる構成が考えられる。しかしながら、本構成ではＳＣＰ周辺の回路部品やＳＣＰの筐体等を含めた熱容量バランスの状態によっては、意図しない側のヒューズエレメントが溶断する可能性を完全には否定できず、ヒーターへの通電状態が続くことで意図しない回路発熱が生じ、更には発煙、発火などを招く虞がある。
更に、近年、モバイル機器の更なる高性能化、高機能化が進んでいることから、二次電池の充電容量の更なる増大に伴い、過電流を確実に防止できる安全性の高い保護回路が求められている。
本発明の目的は、過電流或いは遮断後の回り込み電流を確実に防止して安全性を向上することができ、且つ従来よりも簡単な装置構成でコスト低減を実現することができ、更には装置の故障率を低減することができる保護回路、バッテリパック及び保護回路の動作方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
［１］バッテリと外部回路との通電経路上に、並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
前記保護素子が、前記通電経路上に直列接続された２つのヒューズエレメントと、通電により前記ヒューズエレメントを溶断する発熱体とを有し、
前記通電経路に過電流が流れることにより、前記複数の保護素子のそれぞれに設けられた前記２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の前記複数の保護素子を介して流れる回り込み電流によって前記複数の保護素子のうちの少なくとも１つに設けられた発熱体が発熱し、前記発熱体の破壊によって前記残りの通電経路が遮断される、保護回路。
［２］前記発熱体の抵抗温度係数が、５００ｐｐｍ／℃未満である、上記［１］に記載の保護回路。
［３］前記保護素子の動作電力の下限値が、前記バッテリの電圧と前記残りの通電経路上の前記複数の発熱体の合成抵抗を含む抵抗とに基づいて算出される電力よりも大きくなるように設定される、上記［１］又は［２］に記載の保護回路。
［４］前記バッテリの電圧は、当該バッテリの電圧範囲の下限値であり、
前記複数の発熱体の合成抵抗は、前記発熱体の抵抗公差の下限値及び上限値から算出され、
前記保護素子の動作電力の下限値は、前記バッテリの充放電における電圧範囲の下限値、並びに前記発熱体の抵抗公差の下限値及び上限値から算出される、上記［３］に記載の保護回路。
［５］並列接続された２つの抵抗と、１つの抵抗と、が直列接続された等価回路を用い、
前記バッテリの充放電における電圧範囲の前記下限値を、前記等価回路の両端に印加される電圧とし、
前記発熱体の抵抗公差の下限値を、前記１つの抵抗の抵抗値、及び前記２つの抵抗の一方の抵抗値とし、
前記発熱体の抵抗公差の上限値を、前記２つの抵抗の他方の抵抗値とし、
前記等価回路の両端に印加される電圧と、前記３つの抵抗の合成抵抗とに基づいて算出される電力を、前記保護素子の動作電力の下限値よりも小さくなるように設定する、上記［４］に記載の保護回路。
［６］前記保護素子は、
直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記発熱体と直列接続された第３電極部と、
前記発熱体の前記第３電極部とは反対側に接続された第４電極部と、
を有する、上記［１］に記載の保護回路。
［７］前記第１ヒューズエレメントが、前記バッテリ側に接続され、
前記第２ヒューズエレメントが、前記外部回路側に接続され、
前記発熱体は、その一端が前記第３電極部を介して前記第１ヒューズエレメント及び前記第２ヒューズエレメントに接続され、多端が前記第４電極部を介して前記バッテリに接続されている、上記［６］に記載の保護回路。
［８］前記発熱体と前記バッテリとの間に接続されたスイッチング素子を更に有する、上記［７］に記載の保護回路。
［９］上記［１］～［８］のいずれかに記載の保護回路が搭載されたバッテリパック。
［１０］バッテリと外部回路との通電経路上に、並列接続された複数の保護素子を備える保護回路の動作方法であって、
前記通電経路に過電流が流れることにより、前記複数の保護素子のそれぞれに設けられた２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の前記複数の保護素子を介して流れる回り込み電流によって前記複数の保護素子のうちの少なくとも１つに設けられた発熱体が発熱し、前記発熱体の破壊によって前記残りの通電経路が遮断される、保護回路の動作方法。
本発明によれば、過電流或いは遮断後の回り込み電流を確実に防止して安全性を向上することができ、且つ従来よりも簡単な回路構成でコスト低減を実現することができ、更には装置の故障率を低減することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る保護回路の構成の一例を概略的に示す図である。 図２は、図１の保護回路に設けられた保護素子の構成の一例を示す模式図である。 図３は、図１の保護回路で電流遮断が行われる第１のケースを説明する図である。 図４は、図３の第１のケースに対応する等価回路を示す図である。 図５は、図１の保護回路で電流遮断が行われる第２のケースを説明する図である。 図６は、図５の第２のケースに対応する等価回路を示す図である。 図７は、図１の保護回路の変形例で電流遮断が行われる第３のケースを説明する図である。 図８は、図７の第３のケースに対応する等価回路を示す図である。 図９は、図１の保護回路の変形例で電流遮断が行われる第４のケースを説明する図である。 図１０は、図９の第４のケースに対応する等価回路を示す図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０の続きを示す図である。 図１２は、図１の保護回路の変形例で電流遮断が行われる第５のケースを説明する図である。 図１３は、図１２の第５のケースに対応する等価回路を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
［保護回路の構成］
図１は、本発明の実施形態に係る保護回路の構成の一例を概略的に示す図である。本実施形態の保護回路では、後述する保護素子の複数が表面実装されている。この保護回路は、例えばリチウムイオン二次電池などのバッテリパックに搭載される。
図１に示すように、保護回路１は、二次電池２（バッテリ）と外部回路との通電経路上に、並列接続された複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備える。具体的には、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ,１０Ｃの複数の第１電極部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、通電経路を介して並列接続点Ａに接続され、且つ二次電池２，２，・・・の正極に接続されている。また、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ,１０Ｃの複数の第２電極部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、通電経路を介して並列接続点Ｂに接続され、且つ充電器３の正極に接続されている。複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ,１０Ｃの複数の第３電極部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、それぞれ、ヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ（発熱体）を介して第４電極部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに接続されている。第４電極部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、例えば二次電池２，２，・・・の負極および充電器３の負極の双方に接続されている。第４電極部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの下流側には、ＦＥＴなどのスイッチング素子４が設けられている。
二次電池２は、１又は複数の電池セル２０，２０，・・・で構成されており、本実施形態では複数の電池セル２０，２０，・・・が直列接続されている。二次電池２の充電時には、充電器３から通電経路を介して二次電池２に電力が供給される。また、二次電池の放電時には、二次電池２から通電経路に電力が供給される。このように、二次電池２の充電時および放電時のいずれの場合でも、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ，１２Ｃ）と第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）の双方に同一の電力が供給される。
保護回路１は、複数の電池セル２０，２０・・・の各々と接続され、且つスイッチング素子４に接続された不図示の検出素子を有していてもよい。この検出素子は、高電圧状態、特に過電圧となっているか否かを常時モニタし、高電圧状態となった場合にスイッチング素子４に制御信号を出力する。この場合、スイッチング素子４は、検出信号に応じて、ヒーター１４Ａ（１４Ｂ，１４Ｃ）に二次電池２から電流を流すことで、当該ヒーター１４Ａ（１４Ｂ，１４Ｃ）を発熱させる。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ，１２Ｃ）及び／又は第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）を溶断することができる。
［保護素子の構成］
図２は、図１の保護回路１に設けられた保護素子１０Ａの構成の一例を示す模式図である。保護素子１０Ｂ，１０Ｃの構成は、保護素子１０Ａの構成と同じであるので、その説明を省略する。
図２に示すように、保護素子１０Ａは、基板１１Ａと、基板１１Ａ上で直列接続された第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａ（２つのヒューズエレメント）と、第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａとの間に接続され、通電により第１ヒューズエレメント１２Ａ及び／又は第２ヒューズエレメント１３Ａを溶断するヒーター１４Ａ（発熱体）とを有する。また、保護素子１０Ａは、第１ヒューズエレメント１２Ａの第２ヒューズエレメント１３Ａとは反対側に接続された第１電極部１５Ａと、第２ヒューズエレメント１３Ａの第１ヒューズエレメント１２Ａとは反対側に接続された第２電極部１６Ａと、第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａとの間に接続され、且つヒーター１４Ａと直列接続された第３電極部１７Ａと、ヒーター１４Ａの第３電極部１７Ａとは反対側に接続された第４電極部１８Ａとを有する。
本実施形態では、第１ヒューズエレメント１２Ａが、二次電池２側に接続され、第２ヒューズエレメント１３Ａが、充電器３側（外部回路側）に接続されている。ヒーター１４Ａは、その一端が第３電極部１７Ａを介して第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａに接続され、多端が第４電極部１８Ａを介して二次電池２に接続されている。
基板１１Ａは、絶縁性を有する材質のものであれば特に制限されず、例えば、セラミックス基板やガラスエポキシ基板のようなプリント配線基板に用いられる基板の他、ガラス基板、樹脂基板、絶縁処理金属基板等を用いることができる。なお、これらの中で、耐熱性に優れ、熱良伝導性の絶縁基板であるセラミックス基板が好適である。
第１ヒューズエレメント１２Ａは、例えば基板１１Ａの一方の主面側に設けられ、第２ヒューズエレメント１３Ａも同様に、基板１１Ａの一方の主面側に設けられている。第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａは、一体で形成されていてもよいし、別部材で構成されてもよい。また、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａの形状は、例えば薄片状であるが、これに限られず、棒状であってもよい。
第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａは、例えば一様な幅及び厚さの薄片形状を有しており、第１ヒューズエレメント１２Ａの長さが、第２ヒューズエレメント１３Ａの長さと同じである。この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａの熱抵抗は、第２ヒューズエレメント１３Ａの熱抵抗と同じである。
第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａを構成する材料としては、従来からヒューズ材料として使用されている種々の低融点金属を用いることができる。低融点金属としては、ＳｎＳｂ合金、ＢｉＳｎＰｂ合金、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＳｎＡｇ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金、ＰｂＡｇＳｎ合金等を挙げることができる。第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａを構成する材料は、同一であるのが好ましいが、異なっていてもよい。
ヒーター１４Ａは、例えば基板１１Ａの他方の主面側に設けられている。このヒーター１４Ａは、基板１１Ａの他方の主面に当接して配置され、且つ第３電極部１７Ａの直下に配置される。ヒーター１４Ａは、基板１１Ａの第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａとは反対側に設けられるが、これに限られず、基板１１Ａの第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａと同じ側に設けられてもよい。
ヒーター１４Ａは、例えば、酸化ルテニウムやカーボンブラック等の導電材料と、水ガラス等の無機系バインダや熱硬化性樹脂等の有機系バインダとからなる抵抗ペーストを塗布し、必要に応じて焼成することによって形成される。また、ヒーター１４Ａとしては、酸化ルテニウムやカーボンブラック等の薄膜を、印刷、メッキ、蒸着、スパッタの工程を経て形成してもよく、これらフィルムの貼付や積層等によって形成してもよい。
ヒーター１４Ａには、その外表面を覆うように不図示の絶縁部材が設けられてもよい。絶縁部材を構成する材料としては、ヒーター１４Ａと外部とを絶縁可能な材料であれば特に制限は無いが、例えばガラス（ＳｉＯ２）が挙げられる。
ヒーター１４Ａが抵抗公差を有する場合、後述する保護素子の電力の算出において、その抵抗公差が考慮されるのが好ましい。ヒーター１４Ａの抵抗公差の範囲は、特に制限はないが、例えば４．８Ω～８．０Ωである。
本実施形態では、ヒーター１４Ａは、後述する回り込み電流による通電過熱によって破壊される構成を有する。この場合、ヒーター１４Ａが温度依存性の低い抵抗を有することが好ましい。ヒーター１４Ａの抵抗温度係数（以下、ＴＣＲともいう）は、５００ｐｐｍ／℃未満であるのが好ましく、４００ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、３００ｐｐｍ／℃以下であるのが更に好ましい。ヒーター１４ＡのＴＣＲが５００ｐｐｍ／℃以上であると、ヒーター１４Ａの発熱に時間が掛かり、ヒーター１４Ａを速やかに破壊することができない。また、ヒーター１４Ａで生じた熱が保護素子１０Ａの上部に設けられた樹脂製等の不図示の外装部材に伝播して、当該外装部材が溶融によって変形し、機器や人体への悪影響を招く虞がある。よってヒーター１４ＡのＴＣＲを上記範囲内の値とする。
ヒーター１４Ａの一例として酸化ルテニウム８７質量％、酸化鉛９質量％及び酸化ホウ素４質量％で構成されるヒーターを準備し、このヒーターを有する３つの保護素子が並列接続された保護回路に所定電力を印加して、各保護素子の外観を検査した結果を表１に示す。３つの保護素子に設けられたヒーターのＴＣＲは、いずれも３００ｐｐｍ／℃であり、ヒーターの通電時に当該ヒーターに印加される電力は９．７Ｗである。また、他の例として、酸化ルテニウム９１質量％、酸化鉛５質量％及び酸化ホウ素４質量％で構成されるヒーターを有する保護素子を３つ準備し、３つの保護素子に設けられたヒーターのＴＣＲがいずれも１００ｐｐｍ／℃であること以外は、上記と同様にして各保護素子の外観を検査した結果を、表１に示す。
更に、他の例として、酸化ルテニウム８５質量％、酸化鉛１２質量％及び酸化ホウ素３質量％で構成されるヒーターを有する保護素子を３つ準備し、３つの保護素子に設けられたヒーターのＴＣＲがいずれも５００ｐｐｍ／℃であること以外は、上記と同様にして各保護素子の外観を検査した結果を、表１に示す。
Figure 0007377070000001
表１に示すように、ヒーターのＴＣＲが３００ｐｐｍ／℃である場合、通電開始から３０秒間経過後にヒーターの抵抗が２．０ＭΩとなり、ヒーターの破壊によって通電経路が遮断された。通電開始から経路遮断までの間に、保護素子の外観に変化は無かった。また、ヒーターのＴＣＲが１００ｐｐｍ／℃である場合、通電開始から１０秒間経過後にヒーターの抵抗が１．０ＭΩとなり、ヒーターのＴＣＲが３００ｐｐｍ／℃である場合と比較して、より短時間でヒーターが破壊された。また、通電開始から経路遮断までの間に、保護素子の外観に変化は無かった。
一方、ヒーターのＴＣＲが５００ｐｐｍ／℃である場合、通電開始から８０秒間経過後にヒーターの抵抗が１．０ＭΩとなり、長時間を要した結果、保護素子の上部に設けられた外装部材の中央部が溶融し、変形した。
よって、ヒーターのＴＣＲを５００ｐｐｍ／℃未満、好ましくは４００ｐｐｍ／℃未満とすることで、ヒーターを速やかに破壊することができ、また、保護素子に設けられた外装部材の熱変形を防止することができる。
第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａ及び第３電極部１７Ａは、それぞれ、溶融した第１ヒューズエレメント１２Ａあるいは第２ヒューズエレメント１３Ａが流れ込むこととなる電極である。これら第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａ及び第３電極部１７Ａを構成する材料は、特に制限されず、溶融状態の第１ヒューズエレメント１２Ａあるいは第２ヒューズエレメント１３Ａと濡れ性が良好である金属が挙げられる。第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａ及び第３電極部１７Ａを構成する材料としては、銅（Ｃｕ）等の金属単体や、少なくとも表面がＡｇ（銀）、Ａｇ（銀）－Ｐｔ(白金)、Ａｇ（銀）－Ｐｄ（パラジウム）、Ａｕ（金）等から形成されているものを用いることができる。
第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａ及び第４電極部１８Ａに対応する位置には、それぞれ不図示のはんだ部が設けられる。第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａ及び第４電極部１８Ａは、それぞれ不図示のはんだ部を介して保護回路１に接続される。
保護素子１０Ａでは、保護素子１０Ａに定格を超える大電流（過電流）が流れたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び／又は第２ヒューズエレメント１３Ａが自己発熱（ジュール熱）によって溶断し、或いは、不図示の検出素子が、バッテリが高電圧状態、特に過電圧となっているか否かを常時モニタし、高電圧状態となった場合にスイッチング素子４に制御信号を出力することで、ヒーター１４Ａの発熱によって第１ヒューズエレメント１２Ａ及び／又は第２ヒューズエレメント１３Ａが溶断し、これにより通電経路が遮断される。
上記のように構成される保護回路１では、通電経路に過電流が流れることにより、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちのそれぞれに設けられた２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを介して流れる回り込み電流によって複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの少なくとも１つに設けられたヒーターが発熱し、該ヒーターの破壊によって残りの通電経路が遮断される。
ここで、上記残りの通電経路上の複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを介して流れる回り込み電流によって当該保護素子（例えば、保護素子１０Ａ）のヒーター（例えば、ヒーター１４Ａ）が発熱し、上記２つのヒューズエレメントのうちの他方が溶断されれば、残りの通電経路が遮断されることになる。しかし、二次電池２の電圧と上記残りの通電経路上の複数のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗とに基づいて算出される電力が、当該保護素子(例えば、保護素子１０Ａ)の動作電力に満たない場合には、その保護素子が正常に動作せず、回り込み電流によって上記２つのヒューズエレメントのうちの他方を溶断することができない場合がある。そこで本実施形態では、回り込み電流によってヒーター１４Ａを過熱し、熱によってヒーター１４Ａそれ自体を破壊することで、通電経路を遮断する構成としている。
保護回路１で上記動作を行わせるべく、例えば、各保護素子の動作電力の下限値は、二次電池２の電圧と上記残りの通電経路上の複数のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗を含む抵抗とに基づいて算出される電力よりも大きくなるように設定されるのが好ましい。「合成抵抗を含む抵抗」とは、上記通電経路に不図示の別部品が搭載されている場合には、上記残りの通電経路上の複数のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗と、当該別部品の抵抗との和を指し、上記通電経路に上記別部品が搭載されていない場合には、上記残りの通電経路上の複数のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗それ自体を指す。
また、バッテリパックあるいは周囲の別部品を含む保護回路１が実装された基板の熱容量や放熱性が大きい場合、各保護素子（例えば、保護素子１０Ａ）の動作電力の範囲内、すなわち第１，第２ヒューズエレメント（例えば、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ａ）の動作電力の範囲内の電圧であっても、ヒーター(例えば、ヒーター１４Ａ)の発熱がバッテリパックや基板に奪われてしまうため、第１，第２ヒューズエレメントを正常に溶断できない場合がある。本構成によれば、このような場合にも、回り込み電流によってヒーター１４Ａを過熱し、熱によってヒーター１４Ａそれ自体を破壊する構成とすることで、通電経路を遮断することができる。この場合、各保護素子の動作電力の下限値が上述の算出電力よりも大きくなるように設定される必要は無く、上述の算出電力以下であってもよい。
保護素子の動作電力とは、各保護素子において第１ヒューズエレメント及び／又は第２ヒューズエレメントを正常に溶断するのに必要な電力値或いは電力範囲を言い、各保護素子の特性（仕様）として与えられる値を言う。保護素子の動作電力の範囲は、特に制限されないが、例えば１３Ｗ～１３０Ｗである。
二次電池２の電圧とは、二次電池２が１つの電池セルで構成される場合にはセル電圧の特性（仕様）として与えられる値を言う。二次電池２が複数の電池セルで構成される場合には、二次電池２の電圧とは、それらの合成電圧（バッテリパック電圧）の特性（仕様）として与えられる値を言う。セル電圧の範囲は、特に制限されないが、例えば２．５Ｖ～４．５Ｖである。パック電圧の範囲も、特に制限されないが、例えば５個の上記セル電圧を直列接続した構成である場合、１２．５Ｖ～２２．５Ｖである。
また、残りの通電経路とは、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に設けられた２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断された状態で、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを介して回り込み電流が流れる経路を言う。
［保護回路の動作方法及び動作原理］
次に、本実施形態の保護回路の動作原理を、以下の第１～第６のケースを例に挙げて具体的に説明する。第１～第６のケースでは、説明の便宜上、通電経路に別部品が搭載されていない場合を説明する。
図３は、図１の保護回路１で電流遮断が行われる第１のケースを説明する図である。第１のケースとして、外部短絡などの発生に起因して過電流が流れて、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ｂ，１３Ｃが溶断された場合を想定する。
この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａが二次電池側のヒューズエレメントであり、第２ヒューズエレメント１３Ｂ，１３Ｃが充電器側のヒューズエレメントであるため、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されていない状態であり、第１ヒューズエレメント１２Ｂ，１２Ｃ及び第２ヒューズエレメント１３Ａを介して回り込み電流が流れる。この回り込み電流に因って第２ヒューズエレメント１３Ａが溶断されれば、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されることになる。
そこで本実施形態では、保護素子１０Ａの動作電力の下限値が、二次電池２の電圧と残りの通電経路上のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗とに基づいて算出される電力よりも大きくなるように設定されるのが好ましい。これにより、残りの通電経路を流れる回り込み電流によって、当該残りの通電経路上の保護素子１０Ａにおけるヒーター１４Ａが過熱され、熱によるヒーター１４Ａの破壊によって残りの通電経路が遮断される。
二次電池２は、通常、過放電領域及び過充電領域を除いた正常領域としての電圧範囲を有している。このため、電力Ｗを算出する際に用いられる二次電池２の電圧は、当該二次電池の電圧範囲の下限値であるのが好ましい。また、各保護素子のヒーターが抵抗公差を有する場合には、残りの通電経路上のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの合成抵抗は、当該ヒーターの抵抗公差の下限値及び上限値から算出されるのが好ましい。この場合、保護素子１０Ａの動作電力の下限値は、二次電池２の充放電における電圧範囲の下限値、並びにヒーターの抵抗公差の下限値及び上限値から算出される。これにより、残りの通電経路を流れる回り込み電流によって保護素子１０Ａに印加される電力にばらつきが生じる場合であっても、ヒーター１４Ａの破壊によって残りの通電経路を確実に遮断することができる。
図３の状態の保護回路１は、図４に示すように、並列接続された２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３と、１つの抵抗Ｒ１と、が直列接続された等価回路ＥＣ１で表すことができる。この等価回路ＥＣ１に電流ＩＥＣ１（回り込み電流）が流れて抵抗Ｒ１が破壊されたときに、並列接続点Ａと並列接続点Ｂとが電流遮断される。
よって、図４の等価回路ＥＣ１において、この等価回路ＥＣ１内における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗Ｒ０を求めると共に、オームの法則を用いて該合成抵抗から等価回路ＥＣ１に流れる電流ＩＥＣ１を求め、更に、並列接続点Ａと並列接続点Ｂの間の電圧Ｖから、抵抗Ｒ１での電力Ｗ１を算出する（Ｗ１＝（ＩＥＣ１）２×Ｒ１）。そして、上記で算出された電力Ｗ１よりも大きい電力を、保護素子１０Ａの動作電力として設定することができる。
算出の一例として、例えば、二次電池２の充放電における電圧範囲が１２．５Ｖ～２２．５Ｖであり、ヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの抵抗公差が４．８Ω～８．０Ωである場合を想定する。この場合、二次電池２の電圧範囲の下限値は１２．５Ｖであり、ヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの抵抗公差の下限値は４．８Ω、上限値は８．０Ωである。
ヒーターの抵抗公差の下限値及び上限値を用いた場合、等価回路ＥＣ１における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値の組み合わせパターンは４通りである。各組み合わせパターンにて電力Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を算出した結果を表２に示す。
Figure 0007377070000002
表２において、組み合わせパターン４では、二次電池２の充放電における電圧範囲の下限値（１２．５Ｖ）を、等価回路ＥＣ１の両端に印加される電圧Ｖとし、また、ヒーター１４Ａ，１４Ｃの抵抗公差の下限値（４．８Ｖ）を、抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値とし、ヒーター１４Ｂの抵抗公差の上限値（８．０Ｖ）を、抵抗Ｒ２の抵抗値としている。そしてこの組み合わせパターン４のときに、抵抗Ｒ１に印加される電力Ｗ１（１２．３Ｗ）が最大値となっている。よって、本第１のケースでは、等価回路ＥＣ１の両端に印加される電圧Ｖと、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗Ｒ０とに基づいて算出される電力Ｗ１を、保護素子１０Ａの動作電力の下限値よりも小さくなるように設定するのが好ましい。
図５は、図１の保護回路１で電流遮断が行われる第２のケースを説明する図である。第２のケースでは、外部短絡などの発生に起因して過電流が流れて、第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ｂ及び第２ヒューズエレメント１３Ｃが溶断された場合を想定する。
この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ｂが二次電池側のヒューズエレメントであり、第２ヒューズエレメント１３Ｃが充電器側のヒューズエレメントであるため、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されていない状態であり、第１ヒューズエレメント１２Ｃ及び第２ヒューズエレメント１３Ａ，１３Ｂを介して回り込み電流が流れる。この回り込み電流に因ってヒーター１４Ｃが破壊されれば、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されることになる。
図５の状態の保護回路１は、図６に示すように、１つの抵抗Ｒ３と、並列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と、が直列接続された等価回路ＥＣ２で表すことができる。この等価回路ＥＣ２に電流ＩＥＣ２（回り込み電流）が流れて抵抗Ｒ３が破壊されたときに、並列接続点Ａと並列接続点Ｂとが電流遮断される。
図６の等価回路ＥＣ２においても、図４の等価回路ＥＣ１と同様、等価回路ＥＣ２内における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗Ｒ０を求めると共に、オームの法則を用いて該合成抵抗から等価回路ＥＣ２に流れる電流ＩＥＣ２を求め、更に、並列接続点Ａと並列接続点Ｂの間の電圧Ｖから、抵抗Ｒ３での電力Ｗ３を算出する（Ｗ３＝（ＩＥＣ２）２×Ｒ３）。そして、上記で算出された電力Ｗ３よりも大きい電力を、保護素子１０Ｃの動作電力として設定することができる。
また、本第２のケースでは、等価回路ＥＣ２の両端に印加される電圧Ｖを、二次電池２の充放電における電圧範囲の下限値とし、また、抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値を、ヒーター１４Ａ，１４Ｃの抵抗公差の下限値とし、抵抗Ｒ２の抵抗値を、ヒーター１４Ｂの抵抗公差の上限値とするのが好ましい。この場合も、上記第１のケースと同様、等価回路ＥＣ２の両端に印加される電圧Ｖと、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗Ｒ０とから算出される電力Ｗ３を、保護素子１０Ｃの動作電力の下限値よりも小さくなるように設定するのが好ましい。
更に、保護素子１０Ｂの動作電力の下限値も、上記と同様の算出に基づいて設定することができる。また、等価回路ＥＣ２は、等価回路ＥＣ１と実質的に同じであることから、電力Ｗ３は電力Ｗ１と同じである。
したがって、図１に示すような３つの保護素子が並列接続された保護回路１では、保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの動作電力の下限値が、電力Ｗ１（＝Ｗ３）よりも大きくなるように設定されればよい。
図７は、図１の保護回路１の変形例で電流遮断が行われる第３のケースを説明する図である。本第３のケースでは、保護回路１に２つの保護素子１０Ａ，１０Ｂが設けられており、外部短絡などの発生に起因して過電流が流れて、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ｂが溶断された場合を想定する。
この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａが二次電池側のヒューズエレメントであり、第２ヒューズエレメント１３Ｂが充電器側のヒューズエレメントであるため、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されていない状態であり、第１ヒューズエレメント１２Ｂ及び第２ヒューズエレメント１３Ａを介して回り込み電流が流れる。この回り込み電流に因ってヒーター１４Ａ又はヒーター１４Ｂが破壊されれば、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されることになる。
図７の状態の保護回路は、図８に示すように、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列接続された等価回路ＥＣ３で表すことができる。この等価回路ＥＣ３に電流ＩＥＣ３（回り込み電流）が流れて抵抗Ｒ１又は抵抗Ｒ２が破壊されることで、並列接続点Ａと並列接続点Ｂとが電流遮断される。
よって、図８の等価回路ＥＣ３においても、等価回路ＥＣ３内における抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗Ｒ０を求めると共に、オームの法則を用いて該合成抵抗から等価回路ＥＣ３に流れる電流ＩＥＣ３を求め、更に、並列接続点Ａと並列接続点Ｂの間の電圧Ｖから、抵抗Ｒ１での電力Ｗ１を算出する（Ｗ１＝（ＩＥＣ３）２×Ｒ１）。そして、上記で算出された電力Ｗ１よりも大きい電力を、保護素子１０Ａの動作電力として設定することができる。
また、本第３のケースでは、等価回路ＥＣ３の両端に印加される電圧Ｖを、二次電池２の充放電における電圧範囲の下限値とし、また、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値を、ヒーター１４Ａ，１４Ｂの抵抗公差の下限値とするのが好ましい。この場合、等価回路ＥＣ３の両端に印加される電圧Ｖと、抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗Ｒ０とに基づいて算出される電力Ｗ１（または電力Ｗ２）を、保護素子１０Ａ，１０Ｂの動作電力の下限値よりも小さくなるように設定することができる。
図９は、図１の保護回路１の変形例で電流遮断が行われる第４のケースを説明する図である。第４のケースとして、保護回路に４つの保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが設けられており、外部短絡などの発生に起因して過電流が流れて、第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ｂ及び第２ヒューズエレメント１３Ｃ，１３Ｄが溶断された場合を想定する。また、保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、基本的に同一構成を有するものとする。
この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ｂが二次電池側のヒューズエレメントであり、第２ヒューズエレメント１３Ｃ，１３Ｄが充電器側のヒューズエレメントであるため、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されていない状態であり、第１ヒューズエレメント１２Ｃ，１２Ｄ及び第２ヒューズエレメント１３Ａ，１３Ｂを介して回り込み電流が流れる。図９の状態の保護回路は、図１０に示すように、並列接続された２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４と、並列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と、が直列接続された等価回路ＥＣ４で表すことができる。
その後、保護回路の残りの通電経路に回り込み電流が流れ続けることにより、第１ヒューズエレメント１２Ｃ，１２Ｄ及び第２ヒューズエレメント１３Ａ，１３Ｂのいずれかが溶断される。例えば、回り込み電流により第２ヒューズエレメント１３Ｂが溶断された場合、図１１（ａ）に示すように、第２ヒューズエレメント１３Ｂに対応するヒューズＨ２の経路が失われ、等価回路ＥＣ４は、図４の等価回路ＥＣ１と同様の等価回路ＥＣ５になる。よって、図９に示す第４のケースでは、保護素子１０Ａとして、動作電力の下限値が電力Ｗ１よりも大きい保護素子を選定すればよいことになる。
また、図１０の状態から回り込み電流により第２ヒューズエレメント１３Ａが溶断された場合にも、等価回路ＥＣ４は、図１１（ａ）の等価回路ＥＣ５と同様の等価回路になる。よって、図９に示す第４のケースでは、保護素子１０Ｂとして、動作電力の下限値が電力Ｗ１よりも大きい保護素子を選定すればよい。
また、図１０の状態から回り込み電流により第１ヒューズエレメント１２Ｄが溶断された場合、図１１（ｂ）に示すように、等価回路ＥＣ４は、図６の等価回路ＥＣ２と同様の等価回路ＥＣ６になる。また、図１０の状態から回り込み電流により第１ヒューズエレメント１２Ｃが溶断された場合にも、等価回路ＥＣ４は、図１１（ｂ）の等価回路ＥＣ６と同様の等価回路になる。よって、図９に示す第４のケースでは、保護素子１０Ｃ，１０Ｄとして、動作電力の下限値が電力Ｗ１（＝Ｗ３）よりも大きい保護素子を選定すればよいことになる。
図１２は、図１の保護回路１の変形例で電流遮断が行われる第５のケースを説明する図である。第６のケースとして、保護回路１に４つの保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが設けられており、外部短絡などの発生に起因して過電流が流れて、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄが溶断された場合を想定する。
この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａが二次電池側のヒューズエレメントであり、第２ヒューズエレメント１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄが充電器側のヒューズエレメントであるため、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されていない状態であり、第１ヒューズエレメント１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ及び第２ヒューズエレメント１３Ａを介して回り込み電流が流れる。この回り込み電流に因ってヒーター１４Ａが破壊されれば、二次電池２側と充電器３側とが電流遮断されることになる。
図１２の状態の保護回路は、図１３に示すように、並列接続された３つの抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、１つの抵抗Ｒ１と、が直列接続された等価回路ＥＣ７で表すことができる。
その後、保護回路の残りの通電経路に回り込み電流が流れ続けることにより、第１ヒューズエレメント１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのいずれかが溶断される。この場合、等価回路ＥＣ７は、図４の等価回路ＥＣ１と同様の等価回路になる。よって、図１２に示す第５のケースでも、保護素子１０Ａとして、動作電力の下限値が電力Ｗ１よりも大きい保護素子を選定すればよいことになる。
また、図１３では、第１ヒューズエレメント１２Ａ及び第２ヒューズエレメント１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄが溶断された場合を説明したが、複数の第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのうちのいずれかが溶断し、且つ、溶断された第１ヒューズエレメントを有する保護素子以外の全ての保護素子における第２ヒューズエレメントが溶断した場合も、上記と同様の考察を適用することができる。
したがって、図９に示すような４つの保護素子が並列接続された保護回路でも、保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの動作電力の下限値が、電力Ｗ１よりも大きくなるように設定されればよいと推察される。
上述したように、本実施形態によれば、二次電池２と外部回路との通電経路に過電流が流れることにより、複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，・・・のそれぞれに設けられた２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の複数の保護素子１０Ａ，１０Ｂ，・・・を介して流れる回り込み電流によって複数の保護素子のうちの少なくとも１つに設けられたヒーターが発熱し、上記ヒーターの破壊によって残りの通電経路が遮断されるので、第１ヒューズエレメント（又は第２ヒューズエレメント）の一方側の回路と他方側の回路とを遮断することができる。よって、保護回路１にダイオードなどの整流素子を設けること無く、簡単な回路構成で過電流或いは遮断後の回り込み電流を確実に防止することができる。また、保護回路１の回路設計において、ＳＣＰ周辺の回路部品やＳＣＰの筐体等を含めた熱容量バランスを考慮しなくても、確実に回路を遮断することができ、容易な回路設計を実現しつつ、安全性を向上することができる。更に、ダイオードなどの整流素子を設ける必要が無いため、コスト低減を実現しつつ、部品点数を少なくして回路の故障率を低減することができる。
また、ヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの抵抗温度係数が、５００ｐｐｍ／℃未満であるので、過電流によってヒーター１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを速やかに破壊することができ、また、保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを構成する部材の熱変形等を防止することができると共に、機器や人体への悪影響を防止することができる。
また、各保護素子の動作電力の下限値が、二次電池２の電圧と上記残りの通電経路上の複数のヒーター１４Ａ，１４Ｂ，・・・の合成抵抗を含む抵抗とに基づいて算出される電力よりも大きくなるように設定されるので、残りの通電経路を流れる過電流によって、当該残りの通電経路上の保護素子を構成するヒーターを容易に破壊することができる。
更に、各保護素子の動作電力の下限値は、二次電池２の充放電における電圧範囲の下限値、並びにヒーターの抵抗公差の下限値及び上限値から算出されるので、より動作精度の高い保護回路１を構築することができ、保護回路１の信頼性を向上することができる。
また、各保護素子のヒーターの抵抗を選別する等により抵抗公差を小さくすることによって、各保護素子の電圧動作範囲を広くできるため、適宜そのような調整を行うことで、動作精度や信頼性を高めることもできる。
また、保護回路１の設計において、並列接続された２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３と、１つの抵抗Ｒ１と、が直列接続された等価回路ＥＣ１を用い、二次電池２の電圧範囲の下限値を、等価回路ＥＣ１の両端に印加される電圧Ｖとし、ヒーターの抵抗公差の下限値を、抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値とし、該ヒーターの抵抗公差の上限値を、抵抗Ｒ２の抵抗値とする。そして、電圧Ｖと抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗Ｒ０とに基づいて算出される電力Ｗを、保護素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの動作電力の下限値よりも小さくなるように設定するので、３つ以上の保護素子が搭載される保護回路を、更に容易に設計することができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１ 保護回路
２ 二次電池
３ 充電器
４ スイッチング素子
１０Ａ 保護素子
１０Ｂ 保護素子
１０Ｃ 保護素子
１０Ｄ 保護素子
１１Ａ 基板
１２Ａ 第１ヒューズエレメント
１２Ｂ 第１ヒューズエレメント
１２Ｃ 第１ヒューズエレメント
１２Ｄ 第１ヒューズエレメント
１３Ａ 第２ヒューズエレメント
１３Ｂ 第２ヒューズエレメント
１３Ｃ 第２ヒューズエレメント
１３Ｄ 第２ヒューズエレメント
１４Ａ ヒーター
１４Ｂ ヒーター
１４Ｃ ヒーター
１５Ａ 第１電極部
１５Ｂ 第１電極部
１５Ｃ 第１電極部
１６Ａ 第２電極部
１６Ｂ 第２電極部
１６Ｃ 第２電極部
１７Ａ 第３電極部
１７Ｂ 第３電極部
１７Ｃ 第３電極部
１８Ａ 第４電極部
１８Ｂ 第４電極部
１８Ｃ 第４電極部
２０ 電池セル

Claims (10)

  1. バッテリと外部回路との通電経路上に、並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
    前記保護素子が、前記通電経路上に直列接続された２つのヒューズエレメントと、通電により前記ヒューズエレメントを溶断する発熱体とを有し、
    前記通電経路に過電流が流れることにより、前記複数の保護素子のそれぞれに設けられた前記２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の前記複数の保護素子を介して流れる回り込み電流によって前記複数の保護素子のうちの少なくとも１つに設けられた発熱体が発熱し、前記発熱体の破壊によって前記残りの通電経路が遮断される、保護回路。
  2. 前記発熱体の抵抗温度係数が、５００ｐｐｍ／℃未満である、請求項１に記載の保護回路。
  3. 前記保護素子の動作電力の下限値が、前記バッテリの電圧と前記残りの通電経路上の前記複数の発熱体の合成抵抗を含む抵抗とに基づいて算出される電力よりも大きくなるように設定される、請求項１又は２に記載の保護回路。
  4. 前記バッテリの電圧は、当該バッテリの電圧範囲の下限値であり、
    前記複数の発熱体の合成抵抗は、前記発熱体の抵抗公差の下限値及び上限値から算出され、
    前記保護素子の動作電力の下限値は、前記バッテリの充放電における電圧範囲の下限値、並びに前記発熱体の抵抗公差の下限値及び上限値から算出される、請求項３に記載の保護回路。
  5. 並列接続された２つの抵抗と、１つの抵抗と、が直列接続された等価回路を用い、
    前記バッテリの充放電における電圧範囲の前記下限値を、前記等価回路の両端に印加される電圧とし、
    前記発熱体の抵抗公差の下限値を、前記１つの抵抗の抵抗値、及び前記２つの抵抗の一方の抵抗値とし、
    前記発熱体の抵抗公差の上限値を、前記２つの抵抗の他方の抵抗値とし、
    前記等価回路の両端に印加される電圧と、前記１つの抵抗と前記２つの抵抗の合成抵抗とに基づいて算出される電力を、前記保護素子の動作電力の下限値よりも小さくなるように設定する、請求項４に記載の保護回路。
  6. 前記保護素子は、
    直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
    前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
    前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
    前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記発熱体と直列接続された第３電極部と、
    前記発熱体の前記第３電極部とは反対側に接続された第４電極部と、
    を有する、請求項１に記載の保護回路。
  7. 前記第１ヒューズエレメントが、前記バッテリ側に接続され、
    前記第２ヒューズエレメントが、前記外部回路側に接続され、
    前記発熱体は、その一端が前記第３電極部を介して前記第１ヒューズエレメント及び前記第２ヒューズエレメントに接続され、他端が前記第４電極部を介して前記バッテリに接続されている、請求項６に記載の保護回路。
  8. 前記発熱体と前記バッテリとの間に接続されたスイッチング素子を更に有する、請求項７に記載の保護回路。
  9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の保護回路が搭載されたバッテリパック。
  10. バッテリと外部回路との通電経路上に、並列接続された複数の保護素子を備える保護回路の動作方法であって、
    前記通電経路に過電流が流れることにより、前記複数の保護素子のそれぞれに設けられた２つのヒューズエレメントのうちの一方が溶断した後、残りの通電経路上の前記複数の保護素子を介して流れる回り込み電流によって前記複数の保護素子のうちの少なくとも１つに設けられた発熱体が発熱し、前記発熱体の破壊によって前記残りの通電経路が遮断される、保護回路の動作方法。
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