KR102344667B1

KR102344667B1 - 보호 소자, 보호 회로 및 배터리 회로

Info

Publication number: KR102344667B1
Application number: KR1020167027432A
Authority: KR
Inventors: 코이치 무카이; 요시히로 요네다; 유지 후루우치; 토시아키 아라키; 타카시 후지하타
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2021-12-30
Also published as: WO2015156019A1; JP6427331B2; TW201539916A; TWI666840B; KR20160142303A; CN106463305A; CN106463305B; JP2015201313A

Abstract

충방전 경로의 차단 후에 있어서 배터리 스택의 잔류 전력을 안전하게 소비시킨다.
절연 기판(21)과, 발열체(15)와, 절연 기판(21)에 적층되고, 외부 회로와 접속되는 제1, 제2 전극(11, 12)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 및 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 설치되어, 발열체(15)와 접속된 발열체 인출 전극(18)에 적층되고, 가열에 의하여 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이의 전류 경로를 차단하는 가용 도체(22)와, 제1 전극(11)과 발열체 인출 전극(18) 사이에 있어서 부하 저항(16)이 가용 도체(22)와 병렬로 접속됨과 함께, 부하 저항(16)이 외부 회로 및 발열체(15)에 직렬로 접속되어 있다.

Description

보호 소자, 보호 회로 및 배터리 회로 {PROTECTION ELEMENT, PROTECTION CIRCUIT AND BATTERY CIRCUIT}

본 발명은 전류 경로를 차단하는 보호 소자 및 보호 회로에 관한 것이며, 특히 리튬 이온 2차 전지 등의 긴급 시에 빠르게 전류 경로를 차단할 필요가 있는 배터리 회로나, 배터리 회로에 사용하기에 적절한 보호 소자 및 보호 회로에 관한 것이다. 본 출원은 일본에서 2014년 4월 7일에 출원된 일본 특허 출원 번호 일본 특허 출원 제2014-078956호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조됨으로써 본 출원에 원용된다.

충전하여 반복 이용할 수 있는 2차 전지의 대부분은 배터리 팩으로 가공되어 유저에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 유저 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위하여, 일반적으로 과충전 보호, 과방전 보호 등을 위한 보장 회로를 배터리 팩에 삽입하여, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.

이러한 종류의 회로에서는, 배터리 팩에 삽입된 FET 스위치를 사용하여 출력의 ON/OFF를 행함으로써 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 행한다. 그러나 어떠한 원인에서 FET 스위치가 단락 파괴되었을 경우, 낙뢰 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흘렀을 경우, 또는 배터리 셀의 수명에 의하여 출력 전압이 매우 저하되거나 반대로 과대 이상 전압을 출력했을 경우에도, 배터리 팩이나 전자 기기는 발화 등의 사고로부터 보호되어야 한다. 따라서 이러한 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위하여, 외부로부터의 신호에 의하여 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자를 포함하는 보호 소자가 사용된다.

이러한 리튬 이온 2차 전지 등을 위한 배터리 회로의 보호 소자로서, 보호 소자 내부에 발열체를 갖고, 이 발열체에 의하여 전류 경로 상의 퓨즈를 용단하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다.

본 발명의 관련 기술로서 도 12에 배터리 회로(60)를 도시한다. 배터리 회로(60)는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지의 배터리 팩에 사용되는 배터리 회로이며, 리튬 이온 2차 전지의 배터리 셀(62)을 구비한 배터리 스택(64)과, 배터리 스택(64)의 이상 시에 충전을 차단하는 보호 소자(50)와, 배터리 스택(64)의 전압을 검출하는 검출 소자(63)와, 검출 소자(63)의 검출 결과에 따라 보호 소자(50)의 동작을 제어하는 스위치 소자(61)를 구비한다.

보호 소자(50)는, 배터리 스택(64)의 충방전 경로 상에 직렬로 접속되어, 해당 충방전 경로의 일부를 구성하는 퓨즈(56)와, 스위치 소자(61)와 접속되고 배터리 스택(64)으로부터 전력이 공급됨으로써 발열하여, 퓨즈(56)를 용단시키는 발열체(53)를 갖는다. 보호 소자(50)는 스위치 소자(61)에 의하여 발열체(53)로의 급전이 제어되어 있다.

검출 소자(63)는, 배터리 스택(64)의 전압을 모니터하여 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때, 스위치 소자(61)를 제어하는 제어 신호를 출력한다.

스위치 소자(61)는, 예를 들어 FET에 의하여 구성되며, 검출 소자(63)로부터 출력되는 검출 신호에 의하여 배터리 스택(64)의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 보호 소자(50)를 동작시켜 배터리 스택(64)의 충방전 경로를 차단하도록 제어한다.

이러한 회로 구성을 포함하는 배터리 회로(60)는, 검출 소자(63)가 배터리 스택(64)의 이상 전압을 검출하면, 스위치 소자(61)에 검출 신호를 출력한다. 검출 신호를 받은 스위치 소자(61)는, 보호 소자(50)의 발열체(53)에 배터리 스택(64)으로부터 급전되도록 전류를 제어한다. 이것에 의하여, 배터리 회로(60)는 발열체(53)가 발열하여 퓨즈(56)가 용단됨으로써 충방전 경로를 차단할 수 있다.

일본 특허 공개 제2005-243652호 공보 일본 특허 공개 제2006-221919호 공보 일본 특허 공개 제2009-267293호 공보

그런데 배터리 회로(60)는, 배터리 스택(64)의 과충전 전압을 검지함으로써 퓨즈(56)를 용단시켜 배터리 스택(64)을 충방전 경로로부터 차단하면, 배터리 스택(64)에 에너지가 고밀도로 충전된 상태로 방치되는 점에서, 어떠한 방법으로 방전시키는 것이 안전 대책상 바람직하다.

여기서, 배터리 회로로서, 도 13에 도시한 바와 같이, 퓨즈(56)를 외부 접속 단자측에만 설치하고, 보호 소자(50)가 작동하여 퓨즈(56)가 용단된 후에도 배터리 스택(64)과 발열체(53)가 접속된 상태를 유지함으로써, 배터리 스택(64) 중의 전력을 발열체(53)에 의하여 소비시키는 회로도 상정된다.

그러나 도 13에 도시하는 배터리 회로에서는, 퓨즈(56)를 용단시킬 만큼의 발열이 계속되는 점에서 안전성이 떨어진다.

또한 도 14에 도시한 바와 같이, 배터리 스택(64)의 전력을 소비시키는 소비 저항(70), 및 소비 저항(70)으로의 통전을 제어하는 FET(71)를, 배터리 스택(64)과 병렬로 접속하는 회로도 상정된다.

그러나 도 14에 도시하는 배터리 회로에서는, 소비 저항(70)으로의 통전을 제어하는 FET(71)를 설치하고, 보호 소자(50)에 의하여 배터리 스택(64)을 차단한 후, FET(71)를 작동시킬 필요가 있다. 따라서 FET(71)가 고장 났을 경우에는 소비 저항(70)에 의한 전력 소비가 불가능해질 위험성도 있다.

또한 도 14에 도시하는 배터리 회로에서는 FET(71)의 누설 전류를 회피할 수 없으며, 배터리 스택(64)의 전력이 소비 저항(70)에 의하여 서서히 소비되어 대기 전력이 증가해 버린다. 또한 FET(71)나 그의 보호 부품 등 부품 개수가 증가하여 실장 공간도 넓어진다는 등의 문제도 있다.

따라서 본 발명은 충방전 경로의 차단 후에 있어서, 배터리 스택의 잔류 전력을 안전하게 소비시키는 보호 소자, 보호 회로 및 배터리 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 보호 소자는, 절연 기판과, 발열체와, 상기 절연 기판에 적층되고, 외부 회로와 접속되는 제1, 제2 전극과, 상기 제1, 제2 전극 및 상기 제1, 제2 전극 간에 설치되어, 상기 발열체와 접속된 발열체 인출 전극에 적층되고, 가열에 의하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 차단하는 가용 도체와, 상기 제1 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 있어서 부하 저항이 상기 가용 도체와 병렬로 접속됨과 함께, 상기 부하 저항이 상기 외부 회로 및 상기 발열체에 직렬로 접속되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 보호 회로는, 외부 회로에 접속되는 제1, 제2 전극과, 상기 제1, 제2 전극 간에 걸친 전류 경로 상에 직렬로 설치된 제1, 제2 퓨즈와, 상기 제1, 제2 퓨즈 간에 설치된 발열체 인출 전극과, 상기 외부 회로의 개방 단부와 접속된 발열체 전극과의 사이에 설치되어, 상기 제1, 제2 퓨즈를 용단하는 발열체와, 상기 제1 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 있어서 부하 저항이 상기 제1 퓨즈와 병렬로 접속됨과 함께, 상기 부하 저항이 상기 제1 전극과 상기 발열체 전극 사이에 있어서 상기 발열체에 직렬로 접속되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 배터리 회로는, 배터리 스택과, 상기 배터리 스택의 충방전 경로에 직렬로 접속된 제1, 제2 퓨즈와, 발열함으로써 상기 제1, 제2 퓨즈를 용단시켜 상기 충방전 경로를 차단하는 발열체와, 상기 배터리 스택 및 상기 발열체와 직렬로 접속됨과 함께, 상기 제1 퓨즈와 병렬로 접속된 부하 저항과, 상기 발열체와 직렬로 접속됨과 함께, 상기 배터리 스택과 병렬로 접속되고, 상기 발열체에 통전시켜 상기 배터리 스택을 차단하는 전류 제어 소자를 갖는 것이다.

본 발명에 따르면, 배터리 회로에 접속됨으로써, 배터리의 충방전 경로를 차단함과 함께, 배터리 스택에 잔류하는 전력을 소비시키는 배터리 소비 경로를 형성하여, 배터리 스택에 에너지가 저류된 상태로 방치되는 위험을 회피할 수 있다. 이때, 배터리 소비 경로는, 배터리 스택의 전류가 직렬로 접속된 발열체 및 부하 저항을 흐르는 점에서, 배터리 스택의 전력은, 발열체만을 경유하여 소비되는 경우에 비하여 발열체 및 부하 저항의 각각에서 소비되는 전력이 낮아져, 각 발열량을 억제할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 저온에서 안전하게 배터리 스택의 전력을 소비시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 2는 통상의 충방전 동작 시에 있어서의 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 3은 퓨즈 용단 시에 있어서 배터리 소비 경로가 형성된 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 4는 소비 저항을 보호 회로의 외부에 설치한 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 5는 보호 소자를 도시하는 평면도이다.
도 6은 보호 소자를 도시하는 단면도이다.
도 7은 가용 도체가 용융된 보호 소자를 도시하는 평면도이다.
도 8은 부하 저항을 발열체보다도 가늘게 형성한 보호 소자를 도시하는 평면도이다.
도 9는 부하 저항을 제1 전극과 발열체 인출 전극 사이에 직접 접속시킨 보호 소자를 도시하는 평면도이다.
도 10은 부하 저항을 절연 기판의 이면에 형성한 보호 소자를 도시하는 도면이며, (A)은 평면도, (B)은 단면도이다.
도 11은 부하 저항을 외부 접속한 보호 소자를 도시하는 평면도이다.
도 12는 통상의 충방전 동작 시에 있어서의 종래의 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 13은 퓨즈 용단 시에 있어서 배터리 소비 경로가 형성된 종래의 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.
도 14는 배터리 소비 경로를 배터리 셀과 병렬시킨 배터리 회로를 도시하는 회로도이다.

이하, 본 발명이 적용된 보호 소자, 보호 회로 및 배터리 회로에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 실시 형태만에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능함은 물론이다. 또한 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 하는 것이다. 또한 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있음은 물론이다.

[배터리 회로의 구성]

본 발명이 적용된 배터리 회로(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지의 배터리 팩(10) 내의 회로에 삽입되어 사용된다. 배터리 회로(1)는, 배터리 스택(2)과, 배터리 스택(2)의 이상 전압 시에 충방전 경로를 차단하는 보호 회로(3)와, 보호 회로(3)에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 소자(4)를 갖는다.

배터리 스택(2)은 하나 또는 복수의 리튬 이온 2차 전지의 배터리 셀(2a)을 갖는다. 각 배터리 셀(2a)은 전압을 검지하는 검출 소자(5)와 접속되어 있다.

보호 회로(3)는, 배터리 스택(2)의 충방전 경로에 접속되는 제1, 제2 전극(11, 12)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸친 전류 경로 상에 직렬로 설치된 제1, 제2 퓨즈(13, 14)와, 제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 용단하는 발열체(15)와, 배터리 스택(2)의 충방전 경로가 차단된 후에 배터리 스택(2)의 전력을 소비시키는 부하 저항(16)을 구비한다.

제1 전극(11)은 배터리 스택(2)의 한쪽 개방 단부와 접속되고, 제2 전극(12)은 충전기나 전자 기기 등이 접속되는 배터리 회로(1)의 외부 접속 단자와 접속되어 있다. 제1 전극(11)은, 발열체(15)와 접속된 발열체 인출 전극(18)과의 사이에 가용 도체가 접속됨으로써, 발열체 인출 전극(18)과의 사이에 걸쳐 제1 퓨즈(13)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 전극(12)은, 발열체 인출 전극(18)과의 사이에 가용 도체가 접속됨으로써, 발열체 인출 전극(18)과의 사이에 걸쳐 제2 퓨즈(14)가 설치되어 있다.

제1, 제2 퓨즈(13, 14)는 배터리 스택(2)의 충방전 경로 상에 직렬로 접속되며, 이것에 의하여 충방전 경로의 일부를 구성하고, 발열체(15)의 발열에 의하여 용단됨으로써 충방전 경로를 차단할 수 있다.

제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 용융시키는 발열체(15)는, 통전됨으로써 발열하는 고융점 금속 재료에 의하여 형성되며, 일단부가 발열체 인출 전극(18)과 접속되고, 타단부가 발열체 전극(19)과 접속되어 있다. 발열체 인출 전극(18)은 제1, 제2 퓨즈(13, 14)와 접속됨과 함께, 후술하는 부하 저항(16)과도 접속되어 있다. 또한 발열체 전극(19)은, 보호 회로(3)가 배터리 회로(1)에 삽입됨으로써, FET 등의 전류 제어 소자(4) 및 배터리 스택(2)의 다른 쪽 개방 단부와 접속된다.

이것에 의하여, 배터리 회로(1)는, 발열체(15) 및 전류 제어 소자(4)가 배터리 스택(2)과 병렬로 접속되어, 배터리 스택(2)으로부터 발열체(15)에 전력을 공급하는 급전 경로가 형성된다.

부하 저항(16)은, 배터리 스택(2)의 충방전 경로가 차단된 후에 발열체(15)와 함께 배터리 스택(2)의 전력을 소비시켜, 배터리 스택(2)에 에너지가 저류된 상태로 방치되는 위험한 상태를 해소하는 것이다. 부하 저항(16)은, 제1 전극(11)과 발열체 전극(19) 사이에 있어서 발열체(15)와 직렬로 접속됨과 함께, 제1 전극(11)과 발열체 인출 전극(18) 사이에 있어서 제1 퓨즈(13)와 병렬로 접속되어 있다.

검출 소자(5)는, 배터리 스택(2) 또는 배터리 스택(2)을 구성하는 각 배터리 셀(2a)과 접속되며, 고전압 상태가 되어 있는지 여부를 항상 모니터함과 함께, 고전압 상태가 되었을 경우에는 전류 제어 소자(4)에 제어 신호를 출력한다.

전류 제어 소자(4)는 검출 소자(5)의 검출 결과에 따라 보호 회로(3)의 동작을 제어하는 것이며, 예를 들어 FET에 의하여 구성되어, 발열체(15)로의 급전 경로로의 통전을 규제하고, 검출 소자(5)로부터의 제어 신호를 받아 발열체(15)로의 급전 경로를 통전시킨다.

이러한 배터리 회로(1)는, 통상의 충방전 동작 시에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 전류 제어 소자(4)에 의하여 발열체(15)로의 통전이 규제되고, 또한 고저항의 부하 저항(16)측에도 전류가 흐르지 않는다. 따라서 배터리 회로(1)는, 통상의 충방전 동작 시에 있어서는 발열체(15) 및 부하 저항(16)을 경유하지 않고 제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 경유하는 충방전 경로가 형성된다.

배터리 셀(2a)에 과잉 전압이 인가되고, 검출 소자(5)에 의하여 과전압이 검출되면, 도 3에 도시한 바와 같이, 전류 제어 소자(4)에 검출 신호가 출력된다. 전류 제어 소자(4)는 검출 신호를 받아 발열체(15)에 배터리 스택(2)의 전류를 통전시켜 발열시킨다.

배터리 회로(1)는, 발열체(15)의 발열에 의하여 제1, 제2 퓨즈(13, 14)가 용융되고, 용융 도체가 서로 분리된 제1, 제2 전극(11, 12) 및 발열체 인출 전극(18) 상에 응집함으로써 분단된다. 이것에 의하여, 배터리 회로(1)는 배터리 스택(2)의 충방전 경로를 차단할 수 있다. 여기서, 배터리 회로(1)는 보호 회로(3)의 제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 용단함으로써 충방전 경로를 차단하는 점에서, 불가역적으로 충방전 경로를 차단한다.

배터리 회로(1)는, 제1, 제2 퓨즈(13, 14)가 용단됨으로써, 배터리 스택(2), 부하 저항(16) 및 발열체(15)가 직렬로 접속되는 배터리 소비 경로가 형성된다. 이 배터리 소비 경로는 배터리 스택(2)에 잔류하는 전력을 소비시켜, 배터리 회로(1)의 차단 후에 있어서 배터리 스택(2)에 에너지가 저류된 상태로 방치되는 위험을 회피할 수 있다.

배터리 소비 경로는, 배터리 스택(2)의 전류가 직렬로 접속된 발열체(15) 및 부하 저항(16)을 흐른다. 이것에 의하여, 배터리 스택(2)의 전력은, 발열체(15)만을 경유하여 소비되는 경우로 비하여 발열체(15) 및 부하 저항(16)의 각각에서 소비되는 전력이 낮아져, 각 발열량을 억제할 수 있다. 따라서 배터리 회로(1)는 저온에서 안전하게 배터리 스택(2)의 전력을 소비시킬 수 있다. 한편, 발열체(15)는 배터리 스택(2)의 전력을 받아 제1, 제2 퓨즈를 용융시킬 만큼의 고열을 발생하는 점에서, 발열체(15)만으로 배터리 스택(2)의 전력을 소비시키는 경우에는 도리어 위험을 수반한다.

배터리 스택(2)의 전력이 소비되어 전압이 소정의 역치 이하로 강하하면, 전류 제어 소자(4)가 배터리 소비 경로를 차단하여 배터리 스택(2)의 방전이 정지된다.

[배터리 회로의 효과]

여기서, 배터리 회로(1)는, 부하 저항(16)이 제1 전극(11)과 발열체 인출 전극(18) 사이에 있어서 제1 퓨즈(13)와 병렬로 접속되고, 발열체(15)와는 제1 전극(11)과 발열체 전극(19) 사이에 있어서 직렬로 접속되어 있다. 따라서 발열체(15)로의 급전 경로가 개방되었을 때, 발열체(15)에 흐르는 배터리 스택(2)의 전류가 부하 저항(16)에 의하여 영향을 받는 일이 없어 제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 빠르게 용단할 수 있다. 즉, 배터리 스택(2)의 전류는, 거의 전부가 부하 저항(16)에 흐르지 않고 제1 퓨즈(13)를 경유하여 발열체(15)로 급전되는 점에서, 부하 저항(16)의 영향을 받지 않아 용단 시간의 변동도 발생하지 않는다.

또한 배터리 회로(1)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 부하 저항(16)을 보호 회로(3)에 설치하지 않으며, 보호 회로(3)가 배터리 회로(1)에 삽입됨으로써 배터리 스택(2) 및 발열체(15)와 직렬로 접속됨과 함께, 제1 퓨즈(13)와 병렬로 접속시켜도 된다.

보호 회로(3)와 부하 저항(16)을 분리함으로써, 배터리 스택(2)의 용량이나 배터리 스택(2)이 사용되는 전자 기기의 정격 등에 따라 부하 저항(16)의 저항값을 결정함으로써, 보호 회로(3)는 부하 저항(16)의 저항값에 관계없이 모든 배터리 회로(1)에 삽입할 수 있다.

또한 보호 회로(3)는 제2 퓨즈(14)부터 용단되는 것이 바람직하다. 제1 퓨즈(13)가 먼저 끊어졌을 경우에도, 배터리 스택(2)으로부터의 전류는 부하 저항(16)을 통하여 발열체(15)에 통전하여, 계속해서 발열하기 때문에 제2 퓨즈(14)를 용단할 수 있다. 그러나 제1 퓨즈(13)만이 용단된 상태는, 제2 퓨즈(14)가 용단되기 전에, 가령 배터리 팩(10)이 충전기에 접속되었을 경우에 제2 퓨즈(14), 부하 저항(16)을 통하여 배터리 스택(2)에 충전이 가능하여, 바람직하지 않다.

따라서 발열체(15)가 통전, 발열을 개시하면, 충전기나 전자 기기의 외부 접속 전극과 접속된 제2 전극(12)과 접속되어 있는 제2 퓨즈(14)가 제1 퓨즈(13)보다도 먼저 용단되는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 배터리 스택(2)을 배터리 팩(10)의 충방전 경로로부터 확실히 차단할 수 있다. 제2 퓨즈(14)의 용단 후에 있어서도, 제1 퓨즈(13)를 통하여 발열체(15)로의 통전은 속행되기 때문에, 제1 퓨즈(13)도 확실히 용단된다.

이와 같이, 발열체(15)의 발열 시에 있어서 제2 퓨즈(14)부터 용단되기 위해서는, 후술하는 바와 같이, 보호 소자(20)의 발열체(15)를 제2 퓨즈(14)측으로 편중되게 설치하는 것 등에 의하여 실현할 수 있다.

[보호 소자]

이어서, 보호 회로(3)를 구성하는 본 발명이 적용된 보호 소자(20)에 대하여 설명한다. 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 보호 소자(20)는, 절연 기판(21)과, 발열체(15)와, 절연 기판(21)에 적층되고, 배터리 회로(1) 등의 외부 회로와 접속되는 제1, 제2 전극(11, 12)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 및 발열체 인출 전극(18)에 적층되고, 가열에 의하여 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이의 전류 경로를 차단하는 가용 도체(22)와, 외부 회로 및 발열체(15)에 직렬로 접속됨과 함께, 제1 전극(11)과 발열체 인출 전극(18) 사이에 있어서 가용 도체(22)와 병렬로 접속된 부하 저항(16)을 구비한다.

[절연 기판]

절연 기판(21)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의하여 형성된다. 그 외에, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 가용 도체(22)의 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다.

[제1 및 제2 전극]

제1 및 제2 전극(11, 12)은 절연 기판(21)의 표면(21a) 상에 형성되어 있다. 또한 제1 및 제2 전극(11, 12)은, 스루홀을 개재하여 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성된 외부 접속 단자(11a, 12a)와 연속되어 있다.

제1 및 제2 전극(11, 12)은, 가용 도체(22)가 탑재됨으로써 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 제1 전극(11) ~ 가용 도체(22) ~ 제2 전극(12)에 이르는 충방전 경로를 구성하며, 이 충방전 경로는, 보호 소자(20)가 실장되는 회로 기판 상에 형성된 외부 회로의 일부에 삽입된다.

보호 소자(20)가 삽입되는 회로는, 보호 소자(20)가 실장되는 전자 기기의 전류 라인이며, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지의 배터리 팩(10)에 있어서의 배터리 회로(1) 외에도 각종 전자 기기의 전원 회로 등, 물리적인 전류 경로의 차단이 요구되는 모든 회로에 적용할 수 있다.

[발열체]

발열체(15)는 절연 기판(21)의 표면(21a)에 적층되어, 절연 부재(25)에 덮여 있다. 발열체(15)는, 비교적 저항값이 높아 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 등을 포함한다. 이들의 합금 또는 조성물, 화합물의 분상체를 수지 결합제 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판(21) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고 소성하는 것 등에 의하여 형성된다. 발열체(15)는, 일단부가 발열체 인출 전극(18)과 접속되고, 타단부가 발열체 전극(19)과 접속되어 있다.

절연 부재(25)로서는, 예를 들어 유리를 사용할 수 있다. 또한 보호 소자(20)는 발열체(15)의 열을 효율적으로 가용 도체(22)에 전달하기 위하여, 발열체(15), 발열체 인출 전극(18) 및 발열체 전극(19)과 절연 기판(21) 사이에도 절연 부재를 적층하고, 발열체(15)를 절연 기판(21)의 표면에 형성된 절연 부재(25)의 내부에 설치해도 된다.

발열체 인출 전극(18)은, 절연 기판(21)의 표면(21a)에 적층되어 발열체(15)의 일 측연부와 접하는 인출부(18a)와, 인출부(18a)와 연속됨과 함께 절연 부재(25) 상에 적층되는 적층부(18b)를 갖는다. 발열체 인출 전극(18)은, 적층부(18b)가 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 형성되고, 가용 도체(22)를 개재하여 제1, 제2 전극(11, 12)과 접속된다.

또한 발열체 인출 전극(18)은, 적층부(18b)가 절연 부재(25)를 개재하여 발열체(15)와 중첩되는 위치에 형성되어 있다. 따라서 발열체 인출 전극(18)은, 절연 부재(25)를 통하여 발열체(15)의 열이 효율적으로 전해져, 빠르게 가용 도체(22)를 가열, 용융시킬 수 있다.

또한 발열체 인출 전극(18)은, 인출부(18a)가 후술하는 부하 저항(16)과 접속되고, 이것에 의하여 발열체(15)와 부하 저항(16)이 직렬로 접속되어 있다. 발열체 인출 전극(18)은, 예를 들어 Ag나 Cu, 또는 이들을 주성분으로 한 합금 등의 고융점 금속을 수지 결합제 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판(21) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고 소성하는 것 등에 의하여 형성할 수 있다.

발열체 전극(19)은, 절연 기판(21)의 표면(21a)에 적층되어 발열체(15)의 타 측연부와 접한다. 또한 발열체 전극(19)은, 도시하지 않은 스루홀을 개재하여 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성된 외부 접속 단자와 연속되며, 보호 소자(20)가 배터리 회로(1)에 삽입됨으로써 전류 제어 소자(4)와 접속된다. 발열체 전극(19)은, 예를 들어 Ag나 Cu, 또는 이들을 주성분으로 한 합금 등의 고융점 금속을 수지 결합제 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판(21) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고 소성하는 것 등에 의하여 형성할 수 있다.

[가용 도체]

제1, 제2 퓨즈(13, 14)를 구성하는 가용 도체(22)는, 발열체(15)의 발열에 의하여 빠르게 용단되는 어느 한 금속을 사용할 수 있으며, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 저융점 금속을 적절히 사용할 수 있다.

또한 가용 도체(22)는 저융점 금속과 고융점 금속을 적층하여 형성해도 된다. 저융점 금속과 고융점 금속의 적층 구조로서는, 예를 들어 저융점 금속박을 고융점 금속 도금에 의하여 피복하는 구조를 들 수 있다. 저융점 금속으로서는, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 보호 소자(20)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속의 용융 온도를 초과하여 저융점 금속이 용융되더라도, 저융점 금속의 외부로의 유출을 억제하여 가용 도체(22)의 형상을 유지할 수 있다. 또한 용단 시에도, 저융점 금속이 용융됨으로써 고융점 금속을 용식(땜납 먹힘)함으로써, 고융점 금속의 융점 이하의 온도에서 빠르게 용단할 수 있다.

가용 도체(22)는 서로 분리되어 형성되고, 배터리 스택(2)의 충방전 경로와 접속된 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 납땜 되는 것 등에 의하여 배터리 스택(2)의 충방전 경로 상에 직렬로 접속되며, 이것에 의하여 충방전 경로의 일부를 구성하고, 발열체(15)의 발열에 의하여 용단됨으로써, 충방전 경로를 차단할 수 있다.

또한 가용 도체(22)는 상술한 바와 같이, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 설치된 발열체 인출 전극(18)의 적층부(18b) 상에 접속된다. 이것에 의하여, 가용 도체(22)는, 발열체 인출 전극(18)과 제1 전극(11) 사이가 제1 퓨즈(13)가 되고, 발열체 인출 전극(18)과 제2 전극(12) 사이가 제2 퓨즈(14)가 된다.

[부하 저항]

부하 저항(16)은 발열체(15)와 마찬가지로 절연 기판(21)의 표면(21a)에 적층되어, 절연 부재(25)에 덮여 있다. 부하 저항(16)은 비교적 저항값이 높아 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 등, 발열체(15)와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 부하 저항(16)은, 이들의 합금 또는 조성물, 화합물의 분상체를 수지 결합제 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판(21) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고 소성하는 것 등에 의하여 형성할 수 있으며, 발열체(15)와 동일한 인쇄 공정에서 형성하는 것이 제조 효율상 바람직하다.

부하 저항(16)은, 일단부가 제1 전극(11)과 접속되고, 타단부가 발열체 인출 전극(18)의 인출부(18a)와 접속되어 있다. 이것에 의하여, 부하 저항(16)은 제1 전극(11)을 개재하여 배터리 스택(2)과 접속됨과 함께, 발열체 인출 전극(18)을 개재하여 발열체(15)에 직렬로 접속된다. 또한 부하 저항(16)은 제1 전극(11)과 발열체 인출 전극(18) 사이에 있어서, 제1 퓨즈(13)(가용 도체(22))와 병렬로 접속된다.

[그 외]

또한 보호 소자(20)는, 가용 도체(22)의 산화 방지, 및 가용 도체(22)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위하여, 가용 도체(22) 상에 플럭스(도시하지 않음)가 도포되어 있다. 또한 보호 소자(20)는, 절연 기판(21)의 표면(21a)이 커버 부재(도시하지 않음)에 덮임으로써 그의 내부가 보호되어 있다. 커버 부재는 상기 절연 기판(21)과 마찬가지로, 예를 들어 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 형성되어 있다.

[보호 소자의 동작]

이러한 보호 소자(20)는, 배터리 회로(1)를 구성하는 회로 기판에 리플로우 표면 실장 등에 의하여 접속된다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성된 외부 접속 단자를 개재하여, 제1 전극(11)은 배터리 스택(2)과 접속되고, 제2 전극(12)은 배터리 회로(1)의 외부 단자와 접속되며, 발열체 전극(19)은 전류 제어 소자(4)와 접속된다.

그리고 보호 소자(20)는, 통상의 충방전 동작 시에 있어서는 전류 제어 소자(4)에 의하여 발열체(15)로의 통전이 규제되고, 또한 고저항의 부하 저항(16)측에도 전류가 흐르지 않는다. 따라서 보호 소자(20)는 통상의 충방전 동작 시에 있어서는, 발열체(15) 및 부하 저항(16)을 경유하지 않고 가용 도체(22)를 통하여 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 통전된다(도 5 참조).

배터리 셀(2a)에 과잉 전압이 인가되고, 검출 소자(5)에 의하여 과전압이 검출되면, 전류 제어 소자(4)에 검출 신호가 출력된다. 전류 제어 소자(4)는 검출 신호를 받아 발열체(15)에 배터리 스택(2)의 전류를 통전시켜 발열시킨다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 제1 전극(11) ~ 가용 도체(22) ~ 발열체 인출 전극(18) ~ 발열체(15) ~ 발열체 전극(19)에 걸친 급전 경로에 배터리 스택(2)의 전기가 통전된다.

보호 소자(20)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 발열체(15)의 발열에 의하여 가용 도체(22)가 용융되고, 용융 도체(22a)가 서로 분리된 제1, 제2 전극(11, 12) 및 발열체 인출 전극(18) 상에 응집함으로써 분단된다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는 배터리 스택(2)의 충방전 경로를 불가역적으로 차단할 수 있다.

보호 소자(20)는, 가용 도체(22)가 용단됨으로써, 배터리 스택(2) ~ 제1 전극(11) ~ 부하 저항(16) ~ 발열체 인출 전극(18) ~ 발열체(15) ~ 발열체 전극(19)에 걸친 배터리 소비 경로에 배터리 스택(2)의 전기가 통전되게 된다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 배터리 스택(2)에 잔류하는 전력을 발열체(15)만을 경유하여 소비시키는 경우에 비하여 발열체(15) 및 부하 저항(16)의 각각에서 소비되는 전력을 낮추어, 각 발열량을 억제할 수 있다. 따라서 보호 소자(20)는 배터리 스택(2)의 전력을 받아 고열을 발생하는 발열체(15)를 사용하여, 가용 도체(22)를 빠르게 용융시켜 배터리 스택(2)의 충방전 경로의 차단을 행함과 함께, 저온에서 안전하게 배터리 스택(2)의 전력을 소비시킬 수 있다.

여기서, 보호 소자(20)는, 발열체(15)의 저항값 R1보다도 부하 저항(16)의 저항값 R2를 높게 해도 된다. 상대적으로 발열체(15)의 저항값 R1보다도 부하 저항(16)의 저항값 R2를 높게 함으로써, 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

보호 소자(20)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 절연 기판(21)의 표면(21a) 상에 적층하는 발열체(15) 및 부하 저항(16)의 폭 W에 의하여 저항값 R1, R2를 조정할 수 있으며, 부하 저항(16)의 폭 W2를 발열체(15)의 폭 W1보다 좁게 함으로써 저항값 R2를 저항값 R1보다도 높게 할 수 있다. 또한 보호 소자(20)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 부하 저항(16)의 폭을 발열체(15)의 폭보다 좁게 함으로써, 저항값 R2를 저항값 R1보다도 높게 할 수 있다. 또한 보호 소자(20)는, 부하 저항(16)을 발열체(15)보다도 고저항의 재료로 형성하는 것에 의해서도 저항값 R2를 저항값 R1보다도 높게 할 수 있다.

또한 상술한 바와 같이, 보호 소자(20)는, 가용 도체(22)에 의하여 구성되는 제1, 제2 퓨즈(13, 14) 중 제2 퓨즈(14)가 먼저 용단되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 보호 소자(20)는, 예를 들어 발열체(15)를 제2 퓨즈(14)와 중첩시켜, 더 효율적으로 제2 퓨즈(14)가 가열되도록 해도 된다. 또한 보호 소자(20)는, 가용 도체가 지지되는 길이가 길수록 용단되기 쉬운 점에서, 예를 들어 발열체 인출 전극(18)에서 제1 전극(11)까지의 거리보다도 발열체 인출 전극(18)에서 제2 전극(12)까지의 거리를 길게 설정해도 된다. 또한 보호 소자(20)는 플럭스를 제2 퓨즈(14)측으로 편중되게 설치하도록 해도 된다.

[부하 저항의 배치예 1]

또한 보호 소자(20)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 발열체 인출 전극(18)의 인출부(18a)를 절연 기판(21)의 한쪽 측연부에 형성함과 함께, 발열체 전극(19)을 절연 기판(21)의 한쪽 측연부에 대향하는 다른 쪽 측연부에 형성하고, 발열체(15)를 발열체 인출 전극(18)의 인출부(18a)와 발열체 전극(19) 사이에 걸쳐 형성하며, 또한 부하 저항(16)을 발열체 인출 전극(18)의 인출부(18a)와 제1 전극(11) 사이에 걸쳐 형성해도 된다.

이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 발열체(15) 및 부하 저항(16)이 인접하지 않고 열적으로 독립되어, 발열체(15)의 열이 부하 저항(16)에 전달하는 것에 의한 손실도 억제할 수 있다. 따라서 발열체(15)의 열을 효율적으로 가용 도체(22)에 전달하여, 빠르게 용단할 수 있다.

또한 부하 저항(16)은 발열체(15)보다도 작은 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 발열체(15)의 저항값 R1보다도 부하 저항(16)의 저항값 R2를 높게 하여, 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

[부하 저항의 배치예 2]

또한 보호 소자(20)는, 도 10의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 부하 저항(16)을 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성해도 된다. 이 경우, 부하 저항(16)은, 제1 전극(11)과 스루홀(도시하지 않음)을 개재하여 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성된 외부 접속 단자(11a)와 접속됨과 함께, 절연 기판(21)의 이면(21b)에 형성되고, 발열체 인출 전극(18)과 스루홀(도시하지 않음)을 개재하여 접속된 외부 접속 단자(18a)와도 접속된다. 또한 부하 저항(16)은, 도시하지 않은 절연 부재에 의하여 피복되어 있는 것이 바람직하다.

도 10에 도시하는 구성에 있어서도, 보호 소자(20)는, 발열체(15) 및 부하 저항(16)이 인접하지 않고 열적으로 독립되어, 발열체(15)의 열이 부하 저항(16)에 전달하는 것에 의한 손실도 억제할 수 있다. 따라서 발열체(15)의 열을 효율적으로 가용 도체(22)에 전달하여, 빠르게 용단할 수 있다.

또한 도 10에 도시하는 구성에 있어서는, 스루홀을 개재하여 접속된 외부 접속 단자(11a, 18a)를 경유하여 급전되는 부하 저항(16)으로의 급전 경로는, 발열체(15)로의 급전 경로에 비하여 고저항의 경로가 된다. 따라서 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

또한 도 10에 도시하는 구성에 있어서도, 부하 저항(16)은 발열체(15)보다도 작은 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 보호 소자(20)는, 발열체(15)의 저항값 R1보다도 부하 저항(16)의 저항값 R2를 높게 하여, 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

[부하 저항의 배치예 3]

또한 보호 소자(20)는 부하 저항(16)을 구비하지 않으며, 배터리 회로(1)을 구성하는 회로 기판에 실장됨으로써, 부하 저항(16)을 발열체 인출 전극(18)과 제1 전극(11) 사이에 걸쳐 부하 저항(16)이 접속되도록 해도 된다. 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 부하 저항(16)으로서 칩 저항(16a)을 사용한다. 보호 소자(20)는 회로 기판 상에 실장됨으로써, 제1 전극(11)과 접속되어 있는 외부 접속 단자(11a)가 회로 기판의 접속 전극(30)에 접속되고, 발열체 인출 전극(18)과 접속되어 있는 외부 접속 단자(18a)가 회로 기판의 접속 전극(31)에 접속된다. 그리고 칩 저항(16a)은 접속 전극(30, 31) 사이에 걸쳐 실장됨으로써, 발열체 인출 전극(18)과 제1 전극(11) 사이에 접속된다.

이와 같이, 보호 소자(20)는 부하 저항(16)을 설치하지 않으며, 회로 기판에 실장됨으로써 부하 저항(16)과 접속되는 구성으로 함으로써, 배터리 스택(2)의 용량이나 배터리 스택(2)이 사용되는 전자 기기의 정격 등에 따라 부하 저항(16)의 저항값을 정함으로써, 보호 소자(20)는 부하 저항(16)의 저항값에 관계없이 모든 배터리 회로(1)에 삽입할 수 있다.

또한 도 11에 도시하는 구성에 있어서도, 스루홀을 개재하여 접속된 외부 접속 단자(11a, 18a)를 경유하여 급전되는 칩 저항(16a)으로의 급전 경로는, 발열체(15)로의 급전 경로에 비하여 고저항의 경로가 된다. 따라서 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

또한 도 11에 도시하는 구성에 있어서도, 보호 소자(20)는 발열체(15)의 저항값 R1보다도 칩 저항(16a)의 저항값 R2를 높게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 전류 제어 소자(4)에 의하여 급전 경로가 개방되면, 배터리 스택(2)으로부터의 전류가 발열체(15)에 우선적으로 흘러, 빠르게 가용 도체(22)를 용융시킬 수 있다.

본 발명이 적용된 보호 회로(3) 및 보호 소자(20)는 배터리 회로(1)에 사용하는 것 외에도, 고전압 상태를 검출함으로써 전류 경로를 차단할 필요가 있는 각종 외부 회로에 사용할 수 있다.

1: 배터리 회로
2: 배터리 스택
2a: 배터리 셀
3: 보호 회로
4: 전류 제어 소자
5: 검출 소자
10: 배터리 팩
11: 제1 전극
11a: 외부 접속 단자
12: 제2 전극
12a: 외부 접속 단자
13: 제1 퓨즈
14: 제2 퓨즈
15: 발열체
16: 부하 저항
16a: 칩 저항
18: 발열체 인출 전극
18a: 외부 접속 단자
19: 발열체 전극
20: 보호 소자
21: 절연 기판
21a: 표면
21b: 이면
22: 가용 도체
25: 절연 부재

Claims

절연 기판과,
발열체와,
상기 절연 기판에 적층되고, 외부 회로와 접속되는 제1, 제2 전극과,
상기 제1, 제2 전극 및 상기 제1, 제2 전극 간에 설치되어, 상기 발열체와 접속된 발열체 인출 전극에 적층되고, 상기 발열체의 발열에 의하여 용단됨으로써 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 차단하는 가용 도체를 갖고,
상기 제1 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 있어서 부하 저항이 상기 가용 도체와 병렬로 접속됨과 함께, 상기 부하 저항이 상기 외부 회로 및 상기 발열체에 직렬로 접속되는 보호 소자.
제1항에 있어서, 상기 부하 저항은, 상기 절연 기판의 상기 발열체와 동일한 표면 또는 반대면에 설치되어 있는 보호 소자.
제1항에 있어서, 상기 부하 저항은 외부 접속 부품인 보호 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 회로는 배터리 회로이고,
상기 제1 전극은 배터리 스택과 접속되고,
상기 제2 전극은 상기 배터리 회로의 외부 접속 단자와 접속되어 있는 보호 소자.
제4항에 있어서, 상기 가용 도체는, 상기 제1 전극과 상기 발열체 인출 전극을 접속하는 제1 퓨즈와, 상기 제2 전극과 상기 발열체 인출 전극을 접속하는 제2 퓨즈가 형성되고,
상기 제2 퓨즈가 상기 제1 퓨즈보다도 먼저 용단되는 보호 소자.
제5항에 있어서, 상기 발열체는 상기 제2 퓨즈측으로 편중되어 형성되어 있는 보호 소자.
외부 회로에 접속되는 제1, 제2 전극과,
상기 제1, 제2 전극 간에 걸친 전류 경로 상에 직렬로 설치된 제1, 제2 퓨즈와,
상기 제1, 제2 퓨즈 간에 설치된 발열체 인출 전극과, 상기 외부 회로의 개방 단부와 접속된 발열체 전극과의 사이에 설치되어, 상기 제1, 제2 퓨즈를 용단하는 발열체를 갖고,
상기 제1 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 있어서 부하 저항이 상기 제1 퓨즈와 병렬로 접속됨과 함께, 상기 부하 저항이 상기 제1 전극과 상기 발열체 전극 사이에 있어서 상기 발열체에 직렬로 접속되는 보호 회로.
제7항에 있어서, 상기 부하 저항을 구비하는 보호 회로.
제7항에 있어서, 상기 부하 저항은 외부 접속 부품인 보호 회로.
배터리 스택과,
상기 배터리 스택의 충방전 경로에 직렬로 접속된 제1, 제2 퓨즈와,
발열함으로써 상기 제1, 제2 퓨즈를 용단시켜 상기 충방전 경로를 차단하는 발열체와,
상기 배터리 스택 및 상기 발열체와 직렬로 접속됨과 함께, 상기 제1 퓨즈와 병렬로 접속된 부하 저항과,
상기 발열체와 직렬로 접속됨과 함께, 상기 배터리 스택과 병렬로 접속되고, 상기 발열체에 통전시켜 상기 배터리 스택을 차단하는 전류 제어 소자를 갖는 배터리 회로.
제10항에 있어서, 상기 제1 퓨즈와, 상기 제2 퓨즈와, 상기 발열체로, 보호 회로를 구성하는 배터리 회로.
제11항에 있어서, 또한 상기 부하 저항으로 상기 보호 회로를 구성하는 배터리 회로.