KR102042569B1 - Protection circuit and protection circuit control method - Google Patents

Protection circuit and protection circuit control method Download PDF

Info

Publication number
KR102042569B1
KR102042569B1 KR1020167010239A KR20167010239A KR102042569B1 KR 102042569 B1 KR102042569 B1 KR 102042569B1 KR 1020167010239 A KR1020167010239 A KR 1020167010239A KR 20167010239 A KR20167010239 A KR 20167010239A KR 102042569 B1 KR102042569 B1 KR 102042569B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
protection element
heat generating
current path
generating resistor
Prior art date
Application number
KR1020167010239A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160106546A (en
Inventor
다케오 기무라
가즈오 고토
Original Assignee
데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 filed Critical 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Publication of KR20160106546A publication Critical patent/KR20160106546A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102042569B1 publication Critical patent/KR102042569B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
    • B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • 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
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80—Time limits
    • H02J2007/0037—
    • H02J2007/0039—
    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은, 복수의 배터리의 일부가 전류 경로 상으로부터 제외된 경우에도, 잔존하는 배터리의 출력에 따라 보호 소자를 적절하게 작동시킨다. 복수의 배터리(3)가 병렬로 접속되어 이루어지는 배터리 모듈(4)과, 각 배터리(3)마다 설치되며, 당해 배터리(3)의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제1 보호 소자(5)와, 배터리 모듈(4)의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제2 보호 소자(7)를 구비하고, 제2 보호 소자(7)는, 발열 저항체와, 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 갖는 복수의 퓨즈부(20, 21)를 구비하고, 복수의 퓨즈부(20, 21)는, 각 발열 저항체에 의해 각 가용 도체를 개별로 용단 가능하게 되어 있다.The present invention properly operates the protection element in accordance with the output of the remaining battery, even when some of the plurality of batteries are excluded from the current path. A battery module 4 in which a plurality of batteries 3 are connected in parallel and a first protection element provided for each battery 3 and constituting a part of a current path for charging or discharging the battery 3 ( 5) and a second protection element 7 constituting a part of the current path for charging or discharging the battery module 4, wherein the second protection element 7 includes a heat generating resistor and a current for charge or discharge. Comprising a part of the path and provided with a plurality of fuses (20, 21) having a soluble conductor melted by heat or self-heating of the heat generating resistor, the plurality of fuses (20, 21), each of the heat generating resistor By this, each soluble conductor can be melted separately.

Description

보호 회로 및 보호 회로의 제어 방법{PROTECTION CIRCUIT AND PROTECTION CIRCUIT CONTROL METHOD}PROTECTION CIRCUIT AND PROTECTION CIRCUIT CONTROL METHOD}

본 발명은, 기판 상에 발열 저항체와 퓨즈 엘리먼트를 설치한 보호 소자를 사용하여, 배터리 팩의 과전류나 과전압을 방지하는 보호 회로, 및 보호 회로의 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection circuit which prevents overcurrent or overvoltage of a battery pack and a control method of the protection circuit by using a protection element provided with a heat generating resistor and a fuse element on a substrate.

최근, 배터리와 모터를 사용한 HEV(Hybrid Electric Vehicle; 하이브리드 전기 자동차)나 EV(Electric Vehicle; 전기 자동차)가 급속히 보급되고 있다. HEV나 EV의 동력원으로서는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬 이온 이차 전지가 사용되어 오고 있다. 자동차 용도에서는, 고전압, 대전류가 필요해진다. 이로 인해, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀이 개발되고 있지만, 제조 비용상의 문제로부터 대부분의 경우, 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용하여 필요한 전압 전류를 확보하고 있다.In recent years, HEVs (hybrid electric vehicles) and electric vehicles (EVs) using batteries and motors are rapidly spreading. As power sources for HEV and EV, lithium ion secondary batteries have been used in terms of energy density and output characteristics. In automotive applications, high voltage and high current are required. As a result, dedicated cells capable of withstanding high voltages and large currents have been developed. However, due to manufacturing costs, in most cases, a plurality of battery cells are connected in series and in parallel to secure a necessary voltage current using a general purpose cell. .

리튬 이온 이차 전지는 우수한 특성을 가지고 있지만, 충방전 특성의 관리가 불가결하며, 이상한 배터리 셀에 대하여 통상 그대로의 처리를 하면, 발화나 폭발과 같은 위험이 발생할지도 모른다. 따라서, 배터리 셀이 복수가 되면, 셀간의 전압 밸런스가 중요해지고, 이상한 셀이 포함되면, 그 이외의 정상적인 셀에도 영향을 주어, 올바른 충방전이 행해지지 않게 되어 버린다는 문제가 있다.Although lithium ion secondary batteries have excellent characteristics, management of charge / discharge characteristics is indispensable, and if a normal battery cell is treated as usual, a risk such as ignition or explosion may occur. Therefore, when there are a plurality of battery cells, the voltage balance between the cells becomes important, and when an abnormal cell is included, other normal cells are also affected, and there is a problem that correct charging and discharging are not performed.

이러한 사태를 피하기 위해, 많은 리튬 이온 이차 전지를 사용한 배터리 시스템에서는, 충방전 경로 상에 접속된 퓨즈 소자와, 배터리 전체를 관리하는 전원 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 내장되어 있다. BMS에서는 배터리 셀마다의 충방전 상태(전압, 용량 등)를 관리하고 있으며, 이상이 검지되면, FET 스위치 등을 사용하여 퓨즈 소자에 외부로부터 신호를 부여하여 회로의 출력 부분을 차단하고, 이상 발열에 의한 출화 등의 트러블을 회피한다.In order to avoid such a situation, in the battery system using many lithium ion secondary batteries, the fuse element connected on the charge / discharge path | route and the power management system (BMS: Battery Management System) which manages the whole battery are built-in. The BMS manages the charge / discharge status (voltage, capacity, etc.) for each battery cell, and when an abnormality is detected, a signal is supplied to the fuse element from the outside by using a FET switch or the like to cut off the output portion of the circuit, and abnormal heat generation. Avoid troubles such as fire.

최근에는, 지금까지 행해져 온 충방전의 상태 관리(SOC: State of Charge) 뿐만 아니라, 배터리 시스템의 용량 열화(SOH: State of Health), 배터리 수명(SOL: State of Life)의 생각에 기초한 배터리 시스템 관리가 중요시되고 있다.Recently, a battery system based on not only the state of charge (SOC) state management (SOC), but also the state of health (SOH) and the state of life (SOL) of the battery system. Management is becoming important.

일본 특허 제4207877호 공보Japanese Patent No. 4207877

그런데, 고속 이동 중인 자동차 등에서는, 급격한 구동력의 저하나 급정지는 도리어 위험한 경우가 있어, 비상시를 상정한 배터리 관리가 요구되고 있다. 예를 들어, 주행 중에 배터리 시스템의 이상이 일어났을 때에도, 수리 공장 또는 안전한 장소까지 이동하기 위한 구동력, 또는 비상등이나 에어컨용의 구동력을 공급할 수 있는 것이 위험 회피상 바람직하다.By the way, in the automobile etc. which are moving at a high speed, sudden fall of driving force and sudden stop may be dangerous, and battery management assumed emergency is calculated | required. For example, even when an abnormality of the battery system occurs while driving, it is preferable to avoid the danger to be able to supply the driving force for moving to a repair shop or a safe place, or the driving force for an emergency light or an air conditioner.

그러나, 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 배터리 스택(51)이 병렬로 접속된 배터리 팩(50)에 있어서, 충방전 경로 상에만 보호 소자(52)를 설치한 경우, 배터리 스택(51)을 구성하는 배터리 셀(53)의 일부에 이상이 발생하여 보호 소자(52)를 작동시키면, 배터리 팩(50) 전체의 충방전 경로가 차단되어 버려, 더 이상 전력을 공급할 수 없다.However, as shown in FIG. 6, in the battery pack 50 in which a plurality of battery stacks 51 are connected in parallel, when the protection element 52 is provided only on the charge / discharge path, the battery stack 51 When an abnormality occurs in a part of the battery cell 53 configuring the protection element 52 to operate, the charge / discharge path of the entire battery pack 50 is blocked, and thus no more power can be supplied.

따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 배터리 팩(50) 전체의 충방전 경로 상에 회로 전체의 전류 경로를 차단하는 회로 보호 소자(54)를 설치함과 함께, 한쪽 배터리 스택(51a)에 당해 배터리 스택(51a)의 전류 경로를 차단하는 스택 보호 소자(55)를 설치하는 보호 회로가 제안되어 있다. 이에 따르면, 한쪽 배터리 스택(51a)의 배터리 셀(53)에 이상이 발생한 경우, 스택 보호 소자(55)를 작동시킴으로써, 당해 배터리 스택(51)만이 배터리 팩(50)의 충방전 경로 상으로부터 제거되어, 출력은 떨어지지만, 남은 배터리 스택(51b)에 의해 전력을 계속 공급할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 7, the circuit protection element 54 which cuts off the current path of the whole circuit is provided on the charge / discharge path | route of the whole battery pack 50, and corresponds to one battery stack 51a. A protection circuit has been proposed for providing a stack protection element 55 that cuts off the current path of the battery stack 51a. According to this, when an abnormality occurs in the battery cell 53 of one battery stack 51a, by operating the stack protection element 55, only the battery stack 51 is removed from the charge / discharge path of the battery pack 50. The output is lowered, but the electric power can be continuously supplied by the remaining battery stack 51b.

회로 보호 소자(54)는, 배터리 팩(50)의 충방전 경로의 일부를 구성함과 함께, 과전류가 흘렀을 때에, 자기 발열에 의해 용융하여 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트가 사용되고 있다. 이 퓨즈 엘리먼트는, 전체 배터리 스택(51a, 51b)에 의한 통상의 충방전에 충분히 견딜 수 있는 용량을 구비하고, 전체 배터리 스택(51a, 51b)의 통상의 출력에 대하여 예를 들어 1.5배의 과전류가 흐르면 용단되는 용량을 갖는다.The circuit protection element 54 constitutes a part of the charge / discharge path of the battery pack 50, and a fuse element that melts by self-heating and cuts off the current path when overcurrent flows is used. The fuse element has a capacity that can sufficiently withstand normal charging and discharging by the entire battery stacks 51a and 51b, and is, for example, 1.5 times overcurrent with respect to the normal output of the entire battery stacks 51a and 51b. Has a capacity to melt.

여기서, 한쪽 배터리 스택(51a)의 배터리 셀(53)에 이상이 발생하여, 스택 보호 소자(55)를 작동시켜 당해 한쪽 배터리 셀(51)을 배터리 팩(50)의 충방전 경로로부터 제거한 경우, 회로 보호 소자(54)의 퓨즈 엘리먼트는, 잔존하는 다른 쪽 배터리 스택(51b)에 의한 출력에 대하여 과잉 용량이 되어 버린다. 이로 인해, 다른 쪽 배터리 스택(51b)의 배터리 셀(53)에 이상이 발생하여, 회로 보호 소자(54)의 퓨즈 엘리먼트에 과전류가 흐른 경우에도, 적절하게 용단되지 않아, 열 폭주를 방지할 수 없게 된다.Here, when an abnormality occurs in the battery cell 53 of one battery stack 51a and the stack protection element 55 is operated to remove the one battery cell 51 from the charge / discharge path of the battery pack 50, The fuse element of the circuit protection element 54 becomes an excess capacity with respect to the output by the other battery stack 51b which remains. Thus, even when an abnormality occurs in the battery cell 53 of the other battery stack 51b, and an overcurrent flows through the fuse element of the circuit protection element 54, it is not melted properly, and thermal runaway can be prevented. There will be no.

따라서, 본 발명은, 복수의 배터리의 일부가 전류 경로 상으로부터 제거된 경우에도, 잔존하는 배터리의 출력에 따라 보호 소자를 적절하게 작동시킬 수 있는 보호 회로, 및 보호 회로의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a protection circuit capable of appropriately operating the protection element in accordance with the output of the remaining battery even when a part of the plurality of batteries is removed from the current path, and a control method of the protection circuit. The purpose.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 보호 회로는, 복수의 배터리가 병렬로 접속되어 이루어지는 배터리 모듈과, 각 상기 배터리에 설치되며, 당해 배터리의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제1 보호 소자와, 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제2 보호 소자를 구비하고, 상기 제2 보호 소자는, 발열 저항체와, 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 상기 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 갖는 복수의 퓨즈부를 구비하고, 복수의 상기 퓨즈부는, 각 상기 발열 저항체에 의해 각 상기 가용 도체를 개별로 용단 가능하게 되어 있는 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the above-mentioned subject, the protection circuit which concerns on this invention is provided in the battery module with which several battery is connected in parallel, and each said battery, and comprises a part of the electric current path | route of charge or discharge of the said battery. A first protection element and a second protection element constituting a part of a current path of charging or discharging of the battery module, wherein the second protection element constitutes a heat generating resistor and a part of a current path of charge or discharge. In addition, a plurality of fuse portions having a soluble conductor melted by heat or self-heating of the heat generating resistor are provided, and the plurality of fuse portions are capable of separately melting each of the soluble conductors by the heat generating resistor. will be.

또한, 본 발명에 관한 보호 회로의 제어 방법은, 복수의 배터리가 병렬로 접속되어 이루어지는 배터리 모듈과, 각 상기 배터리에 설치되며, 당해 배터리의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제1 보호 소자와, 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제2 보호 소자를 구비하고, 상기 제2 보호 소자는, 상기 배터리의 수에 따라, 발열 저항체와, 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 상기 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 갖는 복수의 퓨즈부를 구비하고, 이상이 일어난 상기 배터리에 설치된 상기 제1 보호 소자를 작동시켜, 이상이 일어난 상기 배터리를 전류 경로로부터 차단하고, 이상이 일어난 상기 배터리의 차단에 따라, 각 상기 발열 저항체에 의해 각 상기 가용 도체를 개별로 용단한다.Moreover, the control method of the protection circuit which concerns on this invention is the battery module in which a some battery is connected in parallel, and is provided in each said battery, and the 1st protection which comprises a part of the current path of the charge or discharge of the said battery. An element, and a second protection element constituting a part of a current path for charging or discharging the battery module, wherein the second protection element includes a heat generating resistor and a current path for charging or discharging according to the number of batteries. And a plurality of fuses having soluble conductors melted by heat or self-heating of the heat generating resistor, and activating the first protection element installed in the battery in which an abnormality occurs. The battery is disconnected from the current path, and in accordance with the disconnection of the battery in which an abnormality occurs, the respective availability is determined by each of the heating resistors. The melting the separately.

본 발명에 따르면, 배터리에 과전압 등의 이상이 검지된 경우, 배터리의 스택 보호 소자를 작동시켜, 배터리를 회로 상으로부터 격리함과 함께, 잔존하는 배터리에만 의해 충방전이 가능해진다. 여기서, 본 발명에서는, 배터리의 스택 보호 소자를 작동시킴과 함께, 회로 보호 소자를 작동시키고, 일부의 퓨즈부를 용단시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 배터리의 감소에 의해 최대 출력이 감소한 경우에도, 배터리 모듈의 충방전 경로의 일부를 구성하는 회로 보호 소자의 정격을 낮출 수 있고, 배터리의 최대 출력에 따른 회로 보호 소자로 할 수 있다.According to the present invention, when an abnormality such as an overvoltage is detected in a battery, the stack protection element of the battery is operated to isolate the battery from the circuit, and the battery can be charged and discharged only by the remaining battery. Here, in the present invention, the stack protection element of the battery is operated, the circuit protection element is operated, and some fuse parts are blown off. Accordingly, according to the present invention, even when the maximum output decreases due to the reduction of the battery, the rating of the circuit protection element constituting a part of the charge / discharge path of the battery module can be lowered, and the circuit protection element according to the maximum output of the battery. You can do

도 1은, 본 발명이 적용된 보호 회로의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2(a)는, 스택 보호 소자의 구성을 도시하는 단면도이고, 도 2(b)는, 스택 보호 소자의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은, 스택 보호 소자의 회로도이다.
도 4는, 회로 보호 소자의 평면도이다.
도 5는, 회로 보호 소자의 회로도이다.
도 6은, 종래의 배터리 팩의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은, 다른 종래의 배터리 팩의 회로 구성을 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a protection circuit to which the present invention is applied.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the stack protection element, and FIG. 2B is a plan view showing the structure of the stack protection element.
3 is a circuit diagram of a stack protection element.
4 is a plan view of the circuit protection element.
5 is a circuit diagram of a circuit protection element.
6 is a diagram illustrating a circuit configuration of a conventional battery pack.
7 is a diagram illustrating a circuit configuration of another conventional battery pack.

이하, 본 발명이 적용된 보호 회로 및 보호 회로의 제어 방법에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the protection circuit to which this invention was applied, and the control method of a protection circuit are demonstrated in detail, referring drawings. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment, Of course, various changes are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, drawing is typical, and ratio of each dimension etc. may differ from an actual thing. Specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. In addition, of course, the part from which the relationship and the ratio of a mutual dimension differ also in between drawings is contained.

[보호 회로] [Protection circuit]

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용된 보호 회로(1)는, 복수의 배터리 셀(2)이 직렬로 접속된 복수의 배터리 스택(3)을 갖고, 각 배터리 스택(3)끼리가 병렬로 접속된 배터리 모듈(4)을 갖는다. 여기에서는, 설명의 편의상, 2개의 배터리 스택(3a, 3b)이 병렬 접속된 배터리 모듈(4)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은, 배터리 스택(3)이 3개 이상 병렬 접속되어 있을 수도 있다. 각 배터리 스택(3a, 3b)에는, 각각 스택 보호 소자(5)가 내장되어 있다. 또한, 보호 회로(1)는, 회로 전체의 전류 경로를 차단하는 회로 보호 소자(7)와, 배터리 스택(3a, 3b) 내의 충방전을 제어함과 함께, 각 배터리 셀(2)의 이상 전압을 검출하고, 검출 결과에 따라 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)를 구동하는 BMS 제어 소자(8)를 갖고, 이들 배터리 스택(3a, 3b), 회로 보호 소자(7) 및 BMS 제어 소자(8)가 내장된 배터리 팩(9)을 구성한다.As shown in FIG. 1, the protection circuit 1 to which the present invention is applied has a plurality of battery stacks 3 in which a plurality of battery cells 2 are connected in series, and each battery stack 3 is in parallel with each other. Has a battery module 4 connected to it. Here, for convenience of explanation, the battery module 4 in which two battery stacks 3a and 3b are connected in parallel will be described as an example. However, in the present invention, three or more battery stacks 3 may be connected in parallel. . Each battery stack 3a, 3b has a stack protection element 5 built therein. In addition, the protection circuit 1 controls the charging / discharging in the circuit protection element 7 and the battery stacks 3a and 3b that cut off the current path of the entire circuit, and the abnormal voltage of each battery cell 2. And a BMS control element 8 for driving the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 according to the detection result, and the battery stacks 3a and 3b, the circuit protection element 7 and the BMS. The battery pack 9 in which the control element 8 is incorporated constitutes.

[스택 보호 소자] [Stack protection element]

스택 보호 소자(5)는, 배터리 스택(3a 또는 3b)의 출력을 안전하게 차단하기 위해, BMS 제어 소자(8)로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자를 포함하고, 전류 경로의 일부를 구성하는 퓨즈 엘리먼트가 용단됨으로써, 불가역적으로 당해 배터리 스택(3a 또는 3b)의 전류 경로를 차단한다.The stack protection element 5 comprises a fuse element having a function of interrupting the current path by a signal from the BMS control element 8, in order to safely shut off the output of the battery stack 3a or 3b. The fuse element constituting part of the melt is melted, thereby irreversibly blocking the current path of the battery stack 3a or 3b.

구체적으로 스택 보호 소자(5)는, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시한 바와 같이 절연 기판(11)과, 절연 기판(11)에 적층되며, 절연 부재(15)에 덮인 발열 저항체(14)와, 절연 기판(11)의 양단부에 형성된 전극(12(A1), 12(A2))과, 절연 부재(15) 상에 발열 저항체(14)와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극(16)과, 양단부가 전극(12(A1), 12(A2))에 각각 접속되고, 중앙부가 발열체 인출 전극(16)에 접속된 가용 도체(13)를 구비한다.Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the stack protection element 5 is laminated on the insulating substrate 11 and the insulating substrate 11, and generates heat generated by the insulating member 15. The resistor 14, the electrodes 12 (A1 and 12 (A2)) formed at both ends of the insulating substrate 11, and the heating element extracting electrode stacked on the insulating member 15 so as to overlap the heating resistor 14. 16 and soluble conductors 13 whose both ends are connected to the electrodes 12 (A1) and 12 (A2), respectively, and the central part thereof are connected to the heating element lead-out electrode 16.

사각형 형상의 절연 기판(11)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 그 이외에, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용할 수도 있지만, 퓨즈 용단시의 온도에 유의할 필요가 있다.The rectangular insulating substrate 11 is formed of a member having insulation such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, although the material used for printed wiring boards, such as a glass epoxy board | substrate and a phenol board, can also be used, it is necessary to care about the temperature at the time of fuse blow.

발열 저항체(14)는, 비교적 저항값이 높고 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 등을 포함한다. 이들의 합금 또는 조성물, 화합물의 분말 형상체를 수지 결합제 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(11) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하여, 소성하는 등에 의해 형성한다.The heat generating resistor 14 is a member having a relatively high resistance value and having electrical conductivity that generates heat when energized. Examples of the heat generating resistor 14 include W, Mo, and Ru. The powdery bodies of these alloys, compositions, and compounds are mixed with a resin binder and the like to form a paste on the insulating substrate 11 by pattern forming using a screen printing technique, followed by baking.

발열 저항체(14)를 덮도록 절연 부재(15)가 배치되고, 이 절연 부재(15)를 개재하여 발열 저항체(14)에 대향하도록 발열체 인출 전극(16)이 배치된다. 발열 저항체(14)의 열을 효율적으로 가용 도체에 전달하기 위해, 발열 저항체(14)와 절연 기판(11) 사이에 절연 부재(15)를 적층할 수도 있다.The insulating member 15 is disposed to cover the heat generating resistor 14, and the heat generating body lead-out electrode 16 is disposed to face the heat generating resistor 14 via the insulating member 15. In order to transfer the heat of the heat generating resistor 14 to the soluble conductor efficiently, the insulating member 15 may be laminated between the heat generating resistor 14 and the insulating substrate 11.

발열체 인출 전극(16)의 일단부는, 발열체 전극(18(P1))에 접속된다. 또한, 발열 저항체(14)의 타단부는, 다른 쪽 발열체 전극(18(P2))에 접속된다.One end of the heating element lead-out electrode 16 is connected to the heating element electrode 18 (P1). The other end of the heat generating resistor 14 is connected to the other heat generating electrode 18 (P2).

가용 도체(13)는 발열 저항체(14)의 발열, 또는 가용 도체(13)의 자기 발열에 의해 빠르게 용단되는 저융점 금속으로 이루어지며, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 가용 도체(13)는, 저융점 금속과, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등의 고융점 금속과의 적층체일 수도 있다.The soluble conductor 13 is made of a low melting point metal which is rapidly melted by the heat generation of the heat generating resistor 14 or the self-heating of the soluble conductor 13, and for example, Pb-free solder containing Sn as a main component can be suitably used. Can be. The soluble conductor 13 may be a laminate of a low melting point metal and a high melting point metal such as Ag, Cu, or an alloy containing these as a main component.

고융점 금속과 저융점 금속을 적층함으로써, 스택 보호 소자(5)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층의 용융 온도를 초과하여, 저융점금속이 용융되어도, 가용 도체(13)로서 용단되는 것에 이르지 않는다. 이러한 가용 도체(13)는, 고융점 금속에 저융점 금속을 도금 기술을 사용하여 성막함으로써 형성할 수도 있고, 다른 주지된 적층 기술, 막 형성 기술을 사용함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 가용 도체(13)는, 저융점 금속을 사용하여 외층을 구성하는 경우에는, 당해 저융점 금속을 이용하여 발열체 인출 전극(16) 및 전극(12(A1), 12(A2))으로 땜납 접속할 수 있다.When laminating the stack protection element 5 by laminating a high melting point metal and a low melting point metal, the soluble conductor 13 even if the reflow temperature exceeds the melting temperature of the low melting point metal layer and the low melting point metal is melted. It does not lead to melting as). Such a soluble conductor 13 may be formed by forming a low melting point metal into a high melting point metal using a plating technique, or may be formed by using other well-known lamination techniques and film formation techniques. When the soluble conductor 13 forms an outer layer using a low melting point metal, the soluble conductor 13 is soldered to the heating element lead-out electrode 16 and the electrodes 12 (A1) and 12 (A2) using the low melting point metal. I can connect it.

또한, 스택 보호 소자(5)는, 외층의 저융점 금속층(13b)의 산화 방지를 위해, 가용 도체(13) 상의 거의 전체면에 플럭스를 도포할 수도 있다. 또한, 스택 보호 소자(5)는, 내부를 보호하기 위해 커버 부재를 절연 기판(11) 상에 적재할 수도 있다.The stack protection element 5 may also apply flux to almost the entire surface of the soluble conductor 13 in order to prevent oxidation of the low melting point metal layer 13b of the outer layer. In addition, the stack protection element 5 may mount the cover member on the insulating substrate 11 in order to protect the inside.

이상과 같은 본 발명이 적용된 스택 보호 소자(5)는, 도 3에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 스택 보호 소자(5)는, 발열체 인출 전극(16)을 개재하여 직렬 접속된 가용 도체(13)와, 가용 도체(13)의 접속점을 개재하여 통전하여 발열시킴으로써 가용 도체(13)를 용융하는 발열 저항체(14)를 포함하는 회로 구성이다. 또한, 스택 보호 소자(5)에서는, 가용 도체(13)가 충방전 전류 경로 상에 직렬 접속되고, 발열 저항체(14)가 BMS 제어 소자(7)와 접속된다. 스택 보호 소자(5)의 2개의 전극(12) 중, 한쪽은 A1에 접속되고, 다른 쪽은 A2에 접속된다. 또한, 발열체 인출 전극(16)과 이것에 접속된 발열체 전극(18)은 P1에 접속되고, 다른 쪽 발열체 전극(18)은 P2에 접속된다.The stack protection element 5 to which the present invention as described above is applied has a circuit configuration as shown in FIG. 3. That is, the stack protection element 5 melts the soluble conductor 13 by energizing and heating the soluble conductor 13 connected in series via the heating element extraction electrode 16 and the connection point of the soluble conductor 13. It is a circuit structure including the heat generating resistor 14. In the stack protection element 5, the soluble conductor 13 is connected in series on the charge / discharge current path, and the heat generating resistor 14 is connected to the BMS control element 7. One of the two electrodes 12 of the stack protection element 5 is connected to A1, and the other is connected to A2. In addition, the heating element lead-out electrode 16 and the heating element electrode 18 connected to it are connected to P1, and the other heating element electrode 18 is connected to P2.

[회로 보호 소자] [Circuit protection element]

이어서, 회로 전체의 전류 경로를 차단하는 회로 보호 소자(7)에 대하여 설명한다. 회로 보호 소자(7)는, 배터리 팩(9)의 출력을 안전하게 차단하기 위해, BMS 제어 소자(8)로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자를 포함하고, 전류 경로의 일부를 구성하는 퓨즈 엘리먼트가 용단됨으로써, 불가역적으로 당해 배터리 팩(9)의 전류 경로를 차단한다.Next, the circuit protection element 7 which cuts off the current path of the whole circuit is demonstrated. The circuit protection element 7 comprises a fuse element having a function of interrupting the current path by a signal from the BMS control element 8 in order to safely shut off the output of the battery pack 9, and part of the current path. By fusing the fuse element constituting the above, the current path of the battery pack 9 is irreversibly cut off.

이하에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 2개의 배터리 스택(3a, 3b)이 병렬로 접속되어 있는 배터리 팩(9)에 사용되는 회로 보호 소자(7)에 대하여 설명하지만, 본 발명은 복수의 배터리 스택이 접속된 모든 배터리 팩에 사용할 수 있다.Hereinafter, the circuit protection element 7 used for the battery pack 9 in which two battery stacks 3a and 3b are connected in parallel as shown in FIG. 1 will be described. The stack can be used for all connected battery packs.

구체적으로 회로 보호 소자(7)는, 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 배터리 스택(3a, 3b)에 대응하여, 개별로 용단 가능한 제1, 제2 퓨즈부(20, 21)를 갖는다. 제1, 제2 퓨즈부(20, 21)는, 절연 기판(22) 상에 형성되어 있다.Specifically, the circuit protection element 7 has the 1st, 2nd fuse part 20, 21 which can be melted separately, corresponding to the two battery stacks 3a and 3b, as shown in FIG. The first and second fuse parts 20 and 21 are formed on the insulating substrate 22.

제1 퓨즈부(20)는 절연 기판(22)에 적층되며, 제1 절연 부재(23)에 덮인 제1 발열 저항체(24)와, 절연 기판(22)의 양단부에 형성된 제1 전극(25(A1), 25(A2))과, 제1 절연 부재(23) 상에 제1 발열 저항체(24)와 중첩되도록 적층된 제1 발열체 인출 전극(28)과, 양단부가 제1 전극(25(A1), 25(A2))에 각각 접속되며, 중앙부가 제1 발열체 인출 전극(28)에 접속된 제1 가용 도체(29)를 구비한다.The first fuse part 20 is stacked on the insulating substrate 22, the first heat generating resistor 24 covered by the first insulating member 23, and the first electrode 25 formed at both ends of the insulating substrate 22. A1), 25 (A2)), the first heating element lead-out electrode 28 stacked on the first insulating member 23 so as to overlap the first heating resistor 24, and both ends thereof are the first electrodes 25 (A1). ) And 25 (A2), respectively, and a first soluble conductor 29 having a central portion connected to the first heating element lead-out electrode 28.

제2 퓨즈부(21)는 절연 기판(22)에 적층되며, 제2 절연 부재(30)에 덮인 제2 발열 저항체(31)와, 절연 기판(22)의 양단부에 형성된 제2 전극(32(A1), 32(A2))과, 제2 절연 부재(30) 상에 제2 발열 저항체(31)와 중첩되도록 적층된 제2 발열체 인출 전극(34)과, 양단부가 제2 전극(32(A1), 32(A2))에 각각 접속되며, 중앙부가 제2 발열체 인출 전극(34)에 접속된 제2 가용 도체(35)를 구비한다.The second fuse part 21 is stacked on the insulating substrate 22, the second heat generating resistor 31 covered by the second insulating member 30, and the second electrode 32 formed at both ends of the insulating substrate 22. A1), 32 (A2)), the second heating element lead-out electrode 34 stacked on the second insulating member 30 so as to overlap the second heating resistor 31, and both ends of the second electrode 32 (A1). ) And 32 (A2), respectively, and a second soluble conductor 35 having a central portion connected to the second heating element lead-out electrode 34.

절연 기판(22), 제1, 제2 절연 부재(23, 30), 제1, 제2 발열 저항체(24, 31), 제1, 제2 발열체 인출 전극(28, 34) 및 제1, 제2 가용 도체(29, 35)는, 각각 상술한 스택 보호 소자(5)의 절연 기판(11), 절연 부재(15), 발열 저항체(14), 발열체 인출 전극(16) 및 가용 도체(13)와 마찬가지의 구성을 갖는다.Insulating substrate 22, first and second insulating members 23 and 30, first and second heating resistors 24 and 31, first and second heating element lead-out electrodes 28 and 34, and first and second The two soluble conductors 29 and 35 are each of the insulating substrate 11, the insulating member 15, the heat generating resistor 14, the heating element extracting electrode 16, and the soluble conductor 13 of the stack protection element 5 described above. Has the same configuration as

또한, 제1 전극(25(A1), 25(A2)) 및 제2 전극(32(A1), 32(A2))도, 상술한 전극(12(A1), 12(A2))과 마찬가지의 구성을 갖는다. 또한, 제1 전극(25(A1)) 및 제2 전극(32(A1))은 전기적으로 접속되어 배터리 팩(9)의 전류 경로에 연속되며, 제1 전극(25(A2)) 및 제2 전극(32(A2))도 전기적으로 접속되어 배터리 팩(9)의 전류 경로에 연속된다.The first electrodes 25 (A1), 25 (A2) and the second electrodes 32 (A1, 32 (A2)) are also similar to the above-described electrodes 12 (A1) and 12 (A2). Has a configuration. In addition, the first electrode 25 (A1) and the second electrode 32 (A1) are electrically connected to each other and are continuous in the current path of the battery pack 9, and the first electrode 25 (A2) and the second electrode. Electrode 32 (A2) is also electrically connected and continues in the current path of battery pack 9.

제1 발열체 인출 전극(28)의 일단부는, 제1 발열체 전극(27(P1))에 접속된다. 또한, 제1 발열 저항체(24)의 타단부는, 제1 발열체 전극(27(P2))에 접속된다. 마찬가지로, 제2 발열체 인출 전극(34)의 일단부는, 제2 발열체 전극(33(P1))에 접속된다. 또한, 제2 발열 저항체(31)의 타단부는, 제2 발열체 전극(33(P2))에 접속된다.One end of the first heating element lead-out electrode 28 is connected to the first heating element electrode 27 (P1). In addition, the other end of the first heat generating resistor 24 is connected to the first heat generating electrode 27 (P2). Similarly, one end of the second heating element lead-out electrode 34 is connected to the second heating element electrode 33 (P1). The other end of the second heat generating resistor 31 is connected to the second heat generating electrode 33 (P2).

또한, 회로 보호 소자(7)에 있어서도, 제1, 제2 가용 도체(29, 35) 상의 거의 전체면에 플럭스를 도포할 수도 있다. 또한, 회로 보호 소자(7)는, 내부를 보호하기 위해 커버 부재를 절연 기판(22) 상에 적재할 수도 있다.Also in the circuit protection element 7, flux may be applied to almost the entire surface on the first and second soluble conductors 29 and 35. In addition, the circuit protection element 7 may mount the cover member on the insulating substrate 22 in order to protect the inside.

이상과 같은 본 발명이 적용된 회로 보호 소자(7)는, 도 5에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 회로 보호 소자(7)의 제1 퓨즈부(20)는, 제1 발열체 인출 전극(28)을 개재하여 직렬 접속된 제1 가용 도체(29)와, 제1 가용 도체(29)의 접속점을 개재하여 통전하여 발열시킴으로써 제1 가용 도체(29)를 용융하는 제1 발열 저항체(24)를 포함하는 회로 구성이다. 또한, 회로 보호 소자(7)의 제2 퓨즈부(21)는, 제2 발열체 인출 전극(34)을 개재하여 직렬 접속된 제2 가용 도체(35)와, 제2 가용 도체(35)의 접속점을 개재하여 통전하여 발열시킴으로써 제2 가용 도체(35)를 용융하는 제2 발열 저항체(31)를 포함하는 회로 구성이다.The circuit protection element 7 to which the present invention as described above is applied has a circuit configuration as shown in FIG. 5. That is, the 1st fuse part 20 of the circuit protection element 7 is the connection point of the 1st soluble conductor 29 and the 1st soluble conductor 29 connected in series via the 1st heat generating body extraction electrode 28. As shown in FIG. It is a circuit structure containing the 1st heat generating resistor 24 which melt | dissolves the 1st soluble conductor 29 by energizing and heating through it. Moreover, the 2nd fuse part 21 of the circuit protection element 7 is the connection point of the 2nd soluble conductor 35 and the 2nd soluble conductor 35 connected in series through the 2nd heat generating body extraction electrode 34. As shown in FIG. It is a circuit structure containing the 2nd heat generating resistor 31 which melts the 2nd soluble conductor 35 by energizing and heating through it.

또한, 회로 보호 소자(7)에서는, 제1, 제2 가용 도체(29, 35)가 배터리 팩(9)의 충방전 전류 경로 상에 직렬 접속되며, 제1, 제2 발열 저항체(24, 31)가 BMS 제어 소자(7)와 접속된다. 제1 퓨즈부(20)는, 2개의 제1 전극(25) 중, 한쪽은 A1에 접속되고, 다른 쪽은 A2에 접속되고, 또한, 제1 발열체 인출 전극(28)과 이것에 접속된 제1 발열체 전극(27)은 P1에 접속되고, 다른 쪽의 제1 발열체 전극(27)은 P2에 접속된다. 마찬가지로 제2 퓨즈부(21)의 2개의 제2 전극(32) 중, 한쪽은 A1에 접속되고, 다른 쪽은 A2에 접속되고, 또한, 제2 발열체 인출 전극(34)과 이것에 접속된 제2 발열체 전극(33)은 P1에 접속되고, 다른 쪽의 제2 발열체 전극(33)은 P2에 접속된다.In the circuit protection element 7, the first and second soluble conductors 29 and 35 are connected in series on the charge / discharge current path of the battery pack 9 and the first and second heat generating resistors 24 and 31. Is connected to the BMS control element 7. The first fuse unit 20 is one of two first electrodes 25 connected to A1, the other connected to A2, and further connected to the first heating element lead-out electrode 28 and this. The first heating element electrode 27 is connected to P1, and the other first heating element electrode 27 is connected to P2. Similarly, one of the two second electrodes 32 of the second fuse part 21 is connected to A1, the other is connected to A2, and the second heating element lead-out electrode 34 and the agent connected thereto. The two heating element electrodes 33 are connected to P1, and the other second heating element electrode 33 is connected to P2.

[BMS 제어 소자] [BMS control element]

BMS 제어 소자(8)는, 각 배터리 셀(2)의 전압을 검출함과 함께, 검출 결과에 따라 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 각 가용 도체(13, 29, 35)를 용단하는 것이다. BMS 제어 소자(8)는, 스택 보호 소자(5)의 발열 저항체(14) 및 회로 보호 소자(7)의 제1, 제2 발열 저항체(24, 31)와 접속되며, 각 발열 저항체(14, 24, 31)에 개별로 전류를 공급함으로써, 개별로 발열시킬 수 있다. 이에 따라, BMS 제어 소자(8)는 보호 소자(5, 7)의 각 가용 도체(13, 29, 35)를 개별로 용단할 수 있다.While the BMS control element 8 detects the voltage of each battery cell 2, the soluble conductors 13, 29, 35 of the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 according to the detection result. To forgive. The BMS control element 8 is connected to the heat generating resistor 14 of the stack protection element 5 and the first and second heat generating resistors 24 and 31 of the circuit protection element 7. By separately supplying current to 24 and 31, it is possible to generate heat individually. Thereby, the BMS control element 8 can separately melt each of the soluble conductors 13, 29, 35 of the protection elements 5, 7.

스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)는, 배터리 셀(2)의 이상에 의한 과전류에 의해서도 가용 도체(13, 29, 35)가 자기 발열에 의해 용단되어, 전류 경로를 차단할 수 있다. 또한, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)는, BMS 제어 소자(8)에 의해 과전류를 검지하고, 발열 저항체(14, 24, 31)를 발열시켜, 가용 도체(13, 29, 35)를 용단시킬 수도 있다.In the stack protection element 5 and the circuit protection element 7, the soluble conductors 13, 29, and 35 are blown off by self-heating even by an overcurrent caused by the abnormality of the battery cell 2, thereby blocking the current path. . In addition, the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 detect the overcurrent by the BMS control element 8, generate heat to the heat generating resistors 14, 24, 31, and the soluble conductors 13, 29,. 35) may be melted.

이와 같이, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)는, 가용 도체(13, 29, 35)가 발열 저항체(14, 24, 31)의 열에 의해, 또는 자기 발열에 의해 용단되기 때문에, 전류 경로를 불가역적으로 차단할 수 있으며, 회로의 이상 동작에 의한 영향이 없다. 따라서, 보호 소자로서의 기능을 확실하게 실현할 수 있다. 또한, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)는, 소위 퓨즈 방식의 보호 소자와 같이, 과전류에서만 동작하는 것은 아니고, 이상 전압이나, 후술하는 그 이외의 요인에 의해서도 작동시킬 수 있어, 모든 사태에 대응할 수 있다. 또한, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)는, 전기 스위치 방식의 보호 소자와 같이 전류 경로의 차단 상태의 유지에 전력을 필요로 하지 않고, 차단 상태를 확실하게 유지할 수 있다.Thus, in the stack protection element 5 and the circuit protection element 7, the soluble conductors 13, 29 and 35 are melted by the heat of the heat generating resistors 14, 24 and 31 or by self-heating. The current path can be irreversibly cut off, and there is no influence from abnormal operation of the circuit. Therefore, the function as a protection element can be reliably realized. In addition, like the so-called fuse type protection element, the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 can operate not only by overcurrent but also by an abnormal voltage and other factors mentioned later, Can respond to all situations. In addition, the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 can reliably maintain the cutoff state without requiring power to maintain the cutoff state of the current path like the protection element of the electric switch system.

[보호 회로의 구동 공정] [Drive process of protection circuit]

이어서, 보호 회로(1)의 구동 공정에 대하여 설명한다. 보호 회로(1)는, 배터리 팩(9)에 정격보다도 큰 과전류가 발생하고, 스택 보호 소자(5)의 가용 도체(13)나, 회로 보호 소자(7)의 제1, 제2 가용 도체(29, 35)에 통전하면, 가용 도체(13, 29, 35)가 자기 발열(줄열)에 의해 용단되어, 배터리 팩(9)의 충방전 경로가 차단된다.Next, the drive process of the protection circuit 1 is demonstrated. In the protection circuit 1, an overcurrent larger than the rated value occurs in the battery pack 9, and the soluble conductor 13 of the stack protection element 5 and the first and second soluble conductors of the circuit protection element 7 ( When the 29, 35 is energized, the soluble conductors 13, 29, 35 are melted by self-heating (joule heat), and the charge / discharge path of the battery pack 9 is blocked.

또한, 보호 회로(1)는, BMS 제어 소자(8)에 의해 배터리 스택(3a, 3b)을 구성하는 배터리 셀(2)의 전압을 모니터하고, 일부의 배터리 셀(2)에 과전압이 발생하면, BMS 제어 소자(8)에 의해 당해 배터리 셀(2)을 갖는 배터리 스택(3)을 전류 경로로부터 차단하기 위해, 당해 배터리 스택(3)에 설치되어 있는 스택 보호 소자(5)의 발열 저항체(14)에 대하여 개별로 전류를 공급하고, 개별로 발열시킨다. 이에 따라, BMS 제어 소자(8)는, 당해 스택 보호 소자(5)의 가용 도체(13)를 개별로 용단할 수 있으며, 이상이 발생한 배터리 셀(2)을 갖는 배터리 스택(3)만을 회로로부터 차단하고, 잔존하는 배터리 스택(3)에 의해 전력을 공급할 수 있다.In addition, the protection circuit 1 monitors the voltage of the battery cells 2 constituting the battery stacks 3a and 3b by the BMS control element 8, and when overvoltage occurs in some of the battery cells 2, And a heat generating resistor of the stack protection element 5 provided in the battery stack 3 so as to block the battery stack 3 having the battery cell 2 from the current path by the BMS control element 8. For 14), supply current separately and heat separately. Thereby, the BMS control element 8 can separately melt | dissolve the soluble conductor 13 of the said stack protection element 5, and only the battery stack 3 which has the battery cell 2 which the abnormality generate | occur | produced from a circuit is carried out. It can shut off and supply power by the remaining battery stack 3.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, BMS 제어 소자(8)는 배터리 스택(3a)의 배터리 셀(2)에 과전압 등의 이상이 검지된 경우, 배터리 스택(3a)의 스택 보호 소자(5)의 발열 저항체(14)에 통전함으로써 가용 도체(13)를 용단하고, 배터리 스택(3a)을 회로 상으로부터 격리한다. 이에 따라, 보호 회로(1)는, 잔존하는 배터리 스택(3b)에만 의해 충방전이 가능해진다.For example, as shown in FIG. 1, when an abnormality such as an overvoltage is detected in the battery cell 2 of the battery stack 3a, the BMS control element 8 includes the stack protection element of the battery stack 3a ( By energizing the heat generating resistor 14 of 5), the soluble conductor 13 is melted and the battery stack 3a is isolated from the circuit. As a result, the protection circuit 1 can be charged and discharged only by the remaining battery stack 3b.

여기서, 보호 회로(1)는, BMS 제어 소자(8)에 의해 배터리 스택(3a)의 스택 보호 소자(5)를 작동시킴과 함께, 회로 보호 소자(7)를 작동시키고, 제1 퓨즈부(20)를 용단시킨다. 이에 따라, 보호 회로(1)는, 배터리 스택(3)의 감소에 따라, 배터리 팩(9)의 충방전 경로의 일부를 구성하는 회로 보호 소자(7)의 정격을 낮출 수 있다.Here, the protection circuit 1 operates the stack protection element 5 of the battery stack 3a by the BMS control element 8, operates the circuit protection element 7, and operates the first fuse unit ( Melt 20). As a result, the protection circuit 1 can lower the rating of the circuit protection element 7 constituting a part of the charge / discharge path of the battery pack 9 as the battery stack 3 decreases.

즉, 회로 보호 소자(7)는, 배터리 스택(3)의 수에 따라 복수의 퓨즈부를 구비하고, 이에 따라 배터리 스택(3)의 용량에 따른 대용량의 정격을 갖는다. 그리고, 보호 회로(1)는, 일부의 배터리 스택(3)을 배터리 팩(9)의 충방전 경로로부터 차단함과 함께, 회로 보호 소자(7)의 일부 퓨즈부를 작동시켜 충방전 경로로부터 차단한다.That is, the circuit protection element 7 is provided with the some fuse part according to the number of the battery stack 3, and has a large capacity rating according to the capacity of the battery stack 3 by this. The protection circuit 1 cuts off part of the battery stack 3 from the charge / discharge path of the battery pack 9, and activates some fuses of the circuit protection element 7 to cut off from the charge / discharge path. .

이에 따라, 보호 회로(1)는, 배터리 스택(3)의 감소에 따라 회로 보호 소자(7)의 정격을 낮출 수 있으며, 잔존하는 배터리 스택(3)의 용량에 적합한 정격으로 할 수 있다. 따라서, 보호 회로(1)는, 잔존하는 배터리 스택(3b)의 배터리 셀(2)에 이상이 발생하고, 회로 보호 소자(7)에 과전류가 흐른 경우에도, 배터리 스택(3a)의 감소 전과 동일한 출력으로 잔존하는 제2 퓨즈부(21)의 제2 가용 도체(35)를 적절하게 용단시킬 수 있다. 즉, 보호 회로(1)는, 회로 보호 소자(7)의 작동 조건을 전원 출력에 따라 가변으로 할 수 있으며, 안전성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the protection circuit 1 can lower the rating of the circuit protection element 7 as the battery stack 3 decreases, and can make the rating suitable for the capacity of the remaining battery stack 3. Therefore, even when abnormality occurs in the battery cell 2 of the remaining battery stack 3b, and overcurrent flows in the circuit protection element 7, the protection circuit 1 is the same as before the reduction of the battery stack 3a. The second soluble conductor 35 of the second fuse portion 21 remaining in the output can be melted appropriately. That is, the protection circuit 1 can make the operation conditions of the circuit protection element 7 variable according to a power supply output, and can improve safety.

또한, 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부는, 1개의 배터리 스택(3)에 대하여 1개 설치할 수도 있고, 복수의 배터리 스택(3)에 대하여 1개 설치하여, 복수의 배터리 스택(3)의 감소에 따라 퓨즈부를 용단하여, 정격을 낮추도록 할 수도 있다. 또한, 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부는, 1개의 배터리 스택(3)에 대하여 복수 설치하여, 1개의 배터리 스택(3)의 감소에 따라 복수의 퓨즈부를 용단하도록 할 수도 있다.Moreover, one fuse part of the circuit protection element 7 may be provided with respect to one battery stack 3, and one may be provided with respect to the some battery stack 3, and the number of battery stacks 3 may be reduced. The fuse part may be melted to lower the rating. In addition, a plurality of fuse portions of the circuit protection element 7 may be provided for one battery stack 3 so that a plurality of fuse portions may be blown off as one battery stack 3 decreases.

또한, 더욱 안전을 위해, 보호 회로(1)는 전류 경로에 전류 센서를 설치하여, 과전류를 정확하게 검출하여 BMS 제어 소자(8)에 의해 회로 보호 소자(7)를 작동시키고, 회로를 차단하도록 할 수도 있다. 또한, 제1, 제2 퓨즈부(20, 21)는, 도 4에 도시한 바와 같이 절연 기판(22)의 1면 상에 병렬하여 형성될 수도 있고, 절연 기판(22)의 표리에 각각 형성될 수도 있다.In addition, for the sake of safety, the protection circuit 1 installs a current sensor in the current path to accurately detect the overcurrent to operate the circuit protection element 7 by the BMS control element 8 and to cut off the circuit. It may be. In addition, the 1st, 2nd fuse part 20, 21 may be formed in parallel on one surface of the insulated substrate 22, as shown in FIG. 4, and is formed in the front and back of the insulated substrate 22, respectively. May be

[BMS 제어 소자의 구동 트리거] [Drive trigger of BMS control element]

또한, 상기에서는, 배터리 스택(3) 내에 있어서의 배터리 셀(2)의 이상 전압을 검지함으로써 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부를 용단시켜, 당해 배터리 스택(3)을 전류 경로 상으로부터 분리함과 함께 회로 보호 소자(7)의 정격을 낮추도록 했지만, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부를 용단시키는 트리거로서는, 배터리 모듈(4)이 탑재되는 기기측에 따라 다양하게 설정할 수 있다.In addition, in the above description, the abnormality voltage of the battery cells 2 in the battery stack 3 is detected to melt the fuse portions of the stack protection element 5 and the circuit protection element 7, thereby removing the battery stack 3. While separating from the current path and lowering the rating of the circuit protection element 7, the battery module 4 is mounted as a trigger for melting the fuses of the stack protection element 5 and the circuit protection element 7. Various settings can be made depending on the device side.

예를 들어 배터리 모듈(4)을 EV나 HEV에 탑재하는 경우나 전동 공구에 탑재하는 경우, 배터리 셀(2)의 이상 이외에도, 사고에 의한 충격이나, 수몰, 화재 등에 의한 온도 상승과 같은 사태가 일어난 경우에 BMS 제어 소자(8)에 지령이 발신되어, 각 배터리 스택(3)의 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부를 용단하여, 전류 경로를 차단하도록 할 수도 있다. 또한, 다른 배터리 셀(2)에 비해 특히 열화가 진행된 배터리 셀(2)이 발생한 경우에도, 당해 배터리 셀(2)의 영향을 억제하기 위해, 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부를 용단하여, 전류 경로로부터 분리하도록 할 수도 있다. 또한, 배터리 모듈(4)을 가정용 전원으로서 사용하는 경우, 화재나, 대규모 지진에 의한 도괴, 해일에 의한 수몰 등의 사태가 일어난 경우에도, 각 배터리 스택(3)의 스택 보호 소자(5) 및 회로 보호 소자(7)의 퓨즈부를 용단하고, 전류 경로를 차단하도록 할 수도 있다.For example, when the battery module 4 is mounted on an EV or HEV or mounted on a power tool, in addition to the abnormality of the battery cell 2, a situation such as an impact caused by an accident, a temperature increase due to water sinking, a fire, etc. In the event of an occurrence, a command is sent to the BMS control element 8 to blow off the fuse portion of the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 of each battery stack 3 so as to cut off the current path. In addition, even in the case where a battery cell 2 in which deterioration has progressed in comparison with other battery cells 2 occurs, the stack protection element 5 and the circuit protection element 7 are suppressed in order to suppress the influence of the battery cell 2. The fuse part may be melted to be separated from the current path. In addition, when the battery module 4 is used as a home power source, even when a fire, collapse by a large earthquake, flooding due to a tsunami, or the like occurs, the stack protection device 5 of each battery stack 3 and The fuse of the circuit protection element 7 may be blown to cut off the current path.

1: 보호 회로
2: 배터리 셀
3: 배터리 스택
5: 스택 보호 소자
7: 회로 보호 소자
8: BMS 제어 소자
9: 배터리 팩
11: 절연 기판
12: 전극
13: 가용 도체
14: 발열 저항체
15: 절연 부재
16: 발열체 인출 전극
17: 플럭스
18: 발열체 전극
19: 커버 부재
20: 제1 퓨즈부
21: 제2 퓨즈부
22: 절연 기판
23: 제1 절연 부재
24: 제1 발열 저항체
25: 제1 전극
27: 제1 발열체 전극
28: 제1 발열체 인출 전극
29: 제1 가용 도체
30: 제2 절연 부재
31: 제2 발열 저항체
32: 제2 전극
33: 제2 발열체 전극
34: 제2 발열체 인출 전극
35: 제2 가용 도체1: protection circuit
2: battery cell
3: battery stack
5: stack protection device
7: circuit protection device
8: BMS control element
9: battery pack
11: insulation board
12: electrode
13: soluble conductor
14: heating resistor
15: insulation member
16: heating element lead-out electrode
17: flux
18: heating element electrode
19: cover member
20: first fuse unit
21: second fuse unit
22: insulated substrate
23: first insulating member
24: first heat generating resistor
25: first electrode
27: first heating element electrode
28: first heating element lead-out electrode
29: first soluble conductor
30: second insulating member
31: second heat generating resistor
32: second electrode
33: second heating element electrode
34: second heating element lead-out electrode
35: second soluble conductor

Claims (6)

복수의 배터리가 병렬로 접속되어 이루어지는 배터리 모듈과,
각 상기 배터리에 설치되며, 당해 배터리의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제1 보호 소자와,
상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제2 보호 소자를 구비하고,
상기 제2 보호 소자는, 상기 배터리의 수에 따라, 발열 저항체와, 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 상기 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 갖는 복수의 퓨즈부를 구비하고,
이상이 일어난 상기 배터리에 설치된 상기 제1 보호 소자를 작동시켜, 이상이 일어난 상기 배터리를 전류 경로로부터 차단하고,
복수의 상기 퓨즈부는, 이상이 일어난 상기 배터리의 차단에 따라, 각 상기 발열 저항체에 의해 각 상기 가용 도체를 개별로 용단 가능하게 되어 있는 보호 회로.A battery module in which a plurality of batteries are connected in parallel,
A first protection element installed in each of the batteries and constituting a part of a current path of charging or discharging the battery;
A second protection element constituting a part of a current path of charging or discharging of the battery module,
The second protection element comprises a plurality of fuses having a heat generating resistor and a soluble conductor fused by heat or self-heating of the heat generating resistor according to the number of batteries, and forming a part of a current path of charging or discharging. With wealth,
Operating the first protection element installed in the battery in which the abnormality occurs, disconnecting the battery from the abnormality from the current path,
The said fuse part is a protection circuit which enables each said soluble conductor to be separately melted by each said heat generating resistor according to the interruption | blocking of the said battery in which an abnormality occurred. 제1항에 있어서, 상기 제1 보호 소자 및 상기 제2 보호 소자를 작동시키는 제어 소자를 구비하는 보호 회로.The protection circuit according to claim 1, further comprising a control element for operating the first protection element and the second protection element. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 보호 소자는 발열 저항체와, 상기 배터리의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 상기 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 구비하는 보호 회로.The soluble conductor according to claim 1 or 2, wherein the first protective element constitutes a heat generating resistor and a part of a current path for charging or discharging the battery, and is soluble conductor melted by heat or self-heating of the heat generating resistor. A protective circuit comprising a. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 배터리의 이상 전압을 검지하는 검지 소자가 내장되어 있는 보호 회로.The protection circuit according to claim 1 or 2, wherein a detection element for detecting an abnormal voltage of each of said batteries is incorporated. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 배터리는, 복수의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 접속된 배터리 스택을 구성하는 보호 회로.The protection circuit according to claim 1 or 2, wherein each battery constitutes a battery stack in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel. 복수의 배터리가 병렬로 접속되어 이루어지는 배터리 모듈과,
각 상기 배터리에 설치되며, 당해 배터리의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제1 보호 소자와,
상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성하는 제2 보호 소자를 구비하고,
상기 제2 보호 소자는, 상기 배터리의 수에 따라, 발열 저항체와, 충전 또는 방전의 전류 경로의 일부를 구성함과 함께 상기 발열 저항체의 열 또는 자기 발열에 의해 용단되는 가용 도체를 갖는 복수의 퓨즈부를 구비하고,
이상이 일어난 상기 배터리에 설치된 상기 제1 보호 소자를 작동시켜, 이상이 일어난 상기 배터리를 전류 경로로부터 차단하고,
이상이 일어난 상기 배터리의 차단에 따라, 각 상기 발열 저항체에 의해 각 상기 가용 도체를 개별로 용단하는 보호 회로의 제어 방법.A battery module in which a plurality of batteries are connected in parallel,
A first protection element installed in each of the batteries and constituting a part of a current path of charging or discharging the battery;
A second protection element constituting a part of a current path of charging or discharging of the battery module,
The second protection element comprises a plurality of fuses having a heat generating resistor and a soluble conductor fused by heat or self-heating of the heat generating resistor according to the number of batteries, and forming a part of a current path of charging or discharging. With wealth,
Operating the first protection element installed in the battery in which the abnormality occurs, disconnecting the battery from the abnormality from the current path,
The control method of the protection circuit which melt | dissolves each said soluble conductor individually by each said heat generating resistor according to the interruption | blocking of the said battery which a fault generate | occur | produced.
KR1020167010239A 2014-01-15 2014-01-15 Protection circuit and protection circuit control method KR102042569B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/050521 WO2015107629A1 (en) 2014-01-15 2014-01-15 Protection circuit and protection circuit control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160106546A KR20160106546A (en) 2016-09-12
KR102042569B1 true KR102042569B1 (en) 2019-11-11

Family

ID=53542552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167010239A KR102042569B1 (en) 2014-01-15 2014-01-15 Protection circuit and protection circuit control method

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102042569B1 (en)
CN (1) CN105706324B (en)
WO (1) WO2015107629A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017148124A1 (en) * 2016-02-29 2017-09-08 比亚迪股份有限公司 Battery protecting device and power assembly
CN109103521B (en) * 2018-08-23 2024-05-03 钧崴电子科技股份有限公司 Battery protection device, heating structure thereof and electronic equipment
TWI699026B (en) * 2019-06-10 2020-07-11 聚鼎科技股份有限公司 Secondary battery and protection device thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004180397A (en) * 2001-09-27 2004-06-24 Tai-Her Yang Charging circuit of charging/discharging device for power source with voltage diffences
JP2008263776A (en) * 2008-06-02 2008-10-30 Sony Chemical & Information Device Corp Protective circuit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3692042B2 (en) * 2001-02-06 2005-09-07 ソニーケミカル株式会社 Secondary battery with protection circuit
JP4095426B2 (en) * 2002-12-12 2008-06-04 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 Secondary battery device
JP4207877B2 (en) 2004-10-04 2009-01-14 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 Protection circuit
JP4509040B2 (en) * 2006-02-08 2010-07-21 三洋電機株式会社 Pack battery control method
KR100807063B1 (en) * 2006-05-24 2008-02-25 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
JP5415318B2 (en) * 2010-02-19 2014-02-12 デクセリアルズ株式会社 Protection circuit, battery control device, and battery pack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004180397A (en) * 2001-09-27 2004-06-24 Tai-Her Yang Charging circuit of charging/discharging device for power source with voltage diffences
JP2008263776A (en) * 2008-06-02 2008-10-30 Sony Chemical & Information Device Corp Protective circuit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015107629A1 (en) 2015-07-23
CN105706324A (en) 2016-06-22
KR20160106546A (en) 2016-09-12
CN105706324B (en) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6277057B2 (en) Battery pack, battery system, and discharging method
TWI594285B (en) Short circuit components and circuits using this
WO2014123139A1 (en) Short-circuit element and circuit using same
TW201419350A (en) Protective element and battery pack
KR102239935B1 (en) Short-circuiting element
KR102043051B1 (en) Protective element
KR102042569B1 (en) Protection circuit and protection circuit control method
KR20160003168A (en) Protective element
JP6161967B2 (en) Short circuit element and circuit using the same
JP6292802B2 (en) Battery circuit, protection circuit
TWI653796B (en) Short-circuit element and short circuit
JP6246503B2 (en) Short circuit element and circuit using the same
KR102378639B1 (en) Switching element and switching circuit
JP6110651B2 (en) Protection circuit and control method of protection circuit
TW201528635A (en) Protection circuit and battery set
WO2014199911A1 (en) Protection element and package in which protection element is mounted
JP6116223B2 (en) Protection circuit, battery unit
JP6254777B2 (en) Short circuit element and circuit using the same
WO2015107630A1 (en) Protective circuit and battery unit
KR20160016719A (en) Short circuit element
TWI621146B (en) Protection circuit and control method of protection circuit
WO2015075928A1 (en) Short-circuiting element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant